遗传实验设计及解题方法归纳.doc

在自由放养多年的一群牛中（无角的基因频率与有角的基因频率相等），随机选出1头无角公牛和6头有角母牛分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。
（1)根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推断过程。

                                                                                               
(2）为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群（假设无突变发生）为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行？（简要写出杂交组合、预期结果并得出结论）
                                                                                                                                                                                                           
                                                                                                   
                                                                                      nbsp;          
                                                                                                   

例1；答案：（1)不能确定。（2分）①假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa,6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2，6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。（5分）②假设有角为显性，则公牛的基因型为aa,6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角。Aa的后代或为无角或为有角，概率各占1/2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。（7分）综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。（1分）
(2)从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交（有角牛×有角牛）。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。（6分）

2、根据亲代与子代出现的表现型及比例直接推测  
（1）根据子代性状判断
①已知亲本为纯合子：不同性状亲代杂交→后代出现的性状即为显性性状
②未知亲本是否纯合：不同性状亲代杂交→后代只出现一种性状（量大）→该性状为显性性状→具有这一性状的亲本为显性纯合子
相同性状亲本杂交→后代出现不同于亲本的性状→该性状为隐性性状→亲本都为杂合子
（2）根据子代性状分离比判断
①具有一对相对性状的亲本杂交→子代性状分离比为3:1→分离比为3的性状为显性性状
②具有两对相对性状亲本杂交→子代性状分离比为9:3:3:1→分离比为9的两性状都为显性

例2、经大量研究，探明了野生型拟南芥中乙烯的作用途径，简图如下。

（1）由图可知，R蛋白具有结合乙烯和调节酶T活性两种功能，乙烯与_______________结合后，酶T的活性_______________，不能催化E蛋白磷酸化，导致E蛋白被剪切，剪切产物进入细胞核，调节乙烯响应基因的表达，植株表现有乙烯生理反应。
（2）酶T活性丧失的纯合突变体（1#）在无乙烯的条件下出现_____________（填“有”或“无”）乙烯生理反应的表现型，1#与野生型杂交，在无乙烯的条件下，F1的表现型与野生型相同。请结合上图从分子水平解释F1出现这种表现型的原因：                                                                                 。
（3）R蛋白上乙烯结合位点突变的纯合个体（2#）仅丧失了与乙烯结合的功能。请判断在有乙烯的条件下，该突变基因相对于野生型基因的显隐性，并结合乙烯作用途径陈述理由：                                        
                                                                      nbsp;                           。
（4）番茄中也存在与拟南芥相似的乙烯作用途径，若番茄R蛋白发生了与2#相同的突变，则这种植株的果实成熟期会_____________。

答案：（1）R蛋白        被抑制
（2）有    杂合子有野生型基因，可产生有活性的酶T，最终阻断乙烯作用途径
（3）2#与野生型杂交，F1中突变基因表达的R蛋白不能与乙烯结合，导致酶T持续有活性，阻断乙烯作用途径，表现为无乙烯生理反应，其表现型与2#一致，因此突变基因为显性         （4）推迟
3、假设法
在运用假设法判断显隐性性状时，若出现假设与事实相符的情况时，要注意两种性状同时做假设或对同一性状做两种假设。切不可只根据一种假设得出片面的结论。但若假设与事实不符时，则不必再做另一假设，可予以直接判断

例：一批经多代种植果实均为红色的柿子椒种子被带上太空，将遨游过太空的柿子椒种子种植后，第一年收获的柿子椒均为红色，用收获的种子再种，第二年发现有数株所结柿子椒均为黄色。
  根据这些条件能否确定柿子椒果色的显隐性。请简要说明推断过程（设控制果色的基因为A,a）。
                                                                            nbsp;                      
                                                                                                 
                                                nbsp;                                                  
                                                                                                   

例2；答案：假设红色对黄色为显性，(1分）则遨游太空的柿子椒（胚）基因型为AA(红色）。（1分）若发生基因突变，可能结果是Aa或aa，（1分）其中aa种子种植在第一年不可能收获红色椒，所以突变结果只能是Aa。（1分）播种上述Aa种子，第一年收获的柿子椒，果色表现为红，胚基因型有的为aa，次年种植，aa种子长成的植株均结黄色果实。（1分）符合题意。（1分）
假设红色对黄色为隐性，(1分）则遨游太空的柿子椒（胚）基因型为aa (红色）。(1分）若发生基因突变，可能结果是Aa或AA，（1分）不论是AA还是Aa的突变株，在第一年都不可能收获红色椒，（1分）这不符合题意。(1分）    
综上所述，红色对黄色为显性（1分）。
二、纯合子和杂合子的判断
假设待测个体为甲（显性） ，乙为隐性  
1．测交：（动物或植物）将待测显性个体与隐性类型杂交，若后代显性性状： 隐性性  状=1：1，则为杂合子，若后代全为显性性状，则为纯合子。  甲×乙→全甲（纯合）    甲×乙→甲：乙=1：1（杂合）    
2．自交：（植物、尤其是两性花） 将待测显性个体自交，若后代不发生性状 分离，则为纯合子，若后代显性性状：隐性性状=3：1，则为杂合子。  
3．杂交：（动物）待测个体甲×多个同性状个体（结果同上）  
4．单倍体育种：针对植物  

例3：某农场养了一群马,有栗色马和白色马。已知栗色基因（B）对白色基因（b）呈完全显性。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，请你根据毛色这一性状鉴定它是杂种还是纯种。  （1）为了在一个配种季节里完成这一鉴定所需要的杂交工作,你应怎样配种?  （2）杂交后代可能出现哪些结果?并对每一结果作出相应的鉴定。
                                                                                                 

                                                                                                   

答案：  （1）让该栗色公与多匹白色母马配种，然后统计子代马的毛色。  （2）①如果测交后代既有栗色马又有白色马，则说明该栗色马是杂合子。  ②如果测交后代都是白色马，则也说明该栗色马是杂合子。 ③如果测交后代都是栗色马，则说明该栗色马一般是纯合子。

三、基因位置的确定
1、判断两对基因是否位于同一对同源染色体上的实验
实验设计：具有两对相对性状且纯合的雌雄个体杂交得F1，再将F1中的雌雄个体相互交配产生F2，统计F2中性状的分离比。
结果预测及结论：
①若子代中出现9:3:3:1的性状分离比（或其变式），则控制这两对相对性状的两对基因不在同一对同源染色体上；
②若子代中没有出现9:3:3:1的性状分离比（或其变式），则控制这两对相对性状的两对基因位于同一对同源染色体上；

例4、实验室中，现有一批未交配过的纯种长翅灰体和残翅黑檀体的果蝇。
已知长翅和残翅这对相对性状受一对位于第Ⅱ号同源染色体上的等位基因控制。现欲利用以上两种果蝇研究有关果蝇灰体与黑檀体性状的遗传特点。（说明：控制果蝇灰体和黑檀体的基因在常染色体上，所有果蝇均能正常繁殖存活）
请设计一套杂交方案，同时研究以下两个问题：
问题一：研究果蝇灰体、黑檀体是否由一对等位基因控制，并作出判断。
问题二：研究控制灰体黑檀体的等位基因是否也位于第Ⅱ号同源染色体上，并作出判断。
（1）杂交方案：
                                                                                             
（2）对问题一的推断及结论：
                                                                                             

                                                                                             
（3）对问题二的推断及结论：
                                                                                             

                                                                                               
答案：（1）长翅灰体×残翅黑檀体→F1 ，F1自由交配得 F2
（2）如果F2出现性状分离，且性状分离比为3:1，符合孟德尔分离定律，因此控制灰体和黑檀体的基因是由一对等位基因控制。反之则不是由一对等位基因控制。
（3）如果F2出现四种性状，其性状分离比为9:3:3:1，说明符合基因的自由组合定律，因此控制灰体、黑檀体的这对等位基因不是位于第Ⅱ号同源染色体上。反之则可能是位于第Ⅱ号同源染色体上。

2、判断基因位于细胞质中还是细胞核中的实验
当该基因控制的性状可通过配子传递给子代时可通过杂交实验来判断：
①实验设计：正反交
②结果预测及结论：
A、若正交与反交结果相同，则该基因位于细胞核内的常染色体上；
B、若正交与反交结果不同，且子代性状表现都与母本相同，则该基因位于细胞质中；
C、若正交与反交结果不同，且子代性状的表现与性别有关，则该基因位于细胞核内的性染色体上
3、判断基因位于常染色体上还是位于X染色体上的实验
（1）未知显隐性：
①亲本组合：正反交
②结果预测及结论：
A、若正交与反交结果相同，则该基因位于细胞核内的常染色体上；
B、若正交与反交结果不同，且子代性状的表现与性别有关，则该基因位于细胞核内的X染色体上。
（2）已知显隐性：
①方法一：隐性的雌性×显性的雄性  
②结果预测及结论：
A、若子代中的雄性个体全为隐性性状，雌性个体全为显性性状，则基因位于X染色体上；
B、若子代中的雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状且各占1/2，则基因位于常染色体上。
①方法二：选多组显性的雌性×显性的雄性  （使用条件：已知显隐性且显隐性基因的基因频率相等）
②结果预测及结论：
A、若子代中的隐性性状只出现在雄性中，则基因位于X染色体上；
B、若子代中的隐性性状同时出现在雌性与雄性中，则基因位于常染色体上。
例5、从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。
请回答下列问题：
  （1）种群中的个体通过繁殖将各自的         传递给后代。
  （2）确定某性状由细胞核基因决定，还是由细胞质基因决定，可采用的杂交方法是          。
  （3）如果控制体色的基因位于常染色体上，则该自然果蝇种群中控制体色的基因型有      种；如果控制体色的基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因型有      种。
  （4）现用两个杂交组合：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。(要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论)
                                                                                                   

                                                                                                   

                                                                                                   

答案；（1）基因  （2） 正交和反交（3）   3    5（4）如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多余灰色个体,并且体色的遗传与性别无关,则黄色为显性,基因位于常染色体上
如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体多余黄色个体,并且体色的遗传与性别无关,则灰色为显性,基因位于常染色体上
如果在杂交组合灰雌和黄雄杂交,子一代中的雄性全部表现为灰色,雌性全部表现为黄色；如果在杂交组合黄雌和灰雄杂交,子一代中的黄色多于灰色个体,则黄色为显性,基因位于X染色体上
如果在杂交组合黄雌和灰雄杂交中, 子一代中的雄性全部表现为黄色,雌性全部表现为灰色；在杂交组合灰雌和黄雄杂交, 子一代中的灰色多于黄色个体,则灰色为显性,基因位于X染色体上

4、基因位于XY的同源区段还是位于X染色体上
①亲本组合：隐性的纯合雌性×显性的纯合雄性  
②结果预测及结论：
A、若子代中的个体全表现为显性性状，则基因位于XY的同源区段；
B、若子代中雌性全表现为显性性状，雄性全表现为隐性性状，则基因位于X染色体上。

四、可遗传变异和不可遗传变异的判断
方法：变异性状的雌性×变异性状的雄性（注意实验在题目所给的正常条件下进行）
结果预测及结论：
①若子代中出现变异性状，则该变异性状是可遗传的变异；
②若子代中全表现为正常性状，则该变异性状是不可遗传的变异。
例6、果蝇是做遗传实验极好的材料。在正常的培养温度25℃时，经过12天就可以完成一个世代，每只雌果蝇能产生几百个后代。某一生物兴趣小组，在暑期饲养了一批纯合长翅红眼果蝇幼虫，准备做遗传学实验。因当时天气炎热气温高达35℃~37℃，他们将果蝇幼虫放在有空调的实验室中，调节室温至25℃培养，不料培养的第7天停电，空调停用一天，也未采取别的降温措施。结果培养出的成虫中出现了一定数量的残翅果蝇（有雌有雄）。
   残翅性状的出现在遗传学上称为                     ，你认为本实验过程中残翅最可能是由于                                                                   。请设计一个实验验证你关于本实验过程中残翅形成原因的推测，简要写出你的实验设计思路，并对可能出现的结果进行分析。

                                                                                                   

                                                                                                 

                                                                                                   

答案：变异；  温度变化影响了发育，但遗传物质没有发生改变；   用这些残翅的果蝇繁殖的幼虫在25℃下培养，如果子代全部是长翅，说明残翅是不可遗传的变异。是由温度变化引起的，遗传物质没有发生改变，推测正确。如果子代全部是残翅或者出现部分残翅，说明残翅是可遗传的变异，这是由于温度变化导致遗传物质改变引起的，推测错误。

五、显性突变和隐性突变的判断
 隐性突变: AA → aa    Aa→aa
 显性突变:aa → AA或Aa

 方法一：用多只突变型和突变型杂交（若突变型雌雄均有）
  结果预测及结论：
若杂交后代出现了野生型，则为显性突变所致；
若杂交后代仅出现突变型，则为隐性突变所致；
 方法二：用野生型和突变型杂交（若突变型仅有一个个体）
  结果预测及结论：
若杂交后代出现了突变型，则为显性突变所致；
若杂交后代仅出现野生型，则为隐性突变所致；

例7：石刁柏（嫩茎俗称芦笋）是一种名贵蔬菜，为XY 型性别决定的雌雄异株植物。野生型石刁柏叶窄，产量低。在某野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刁柏，雌株、雄株均有， 若已证实阔叶为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突变。请设计一个简单实验方案加以判定。（要求写出杂交组合，杂交结果，得出结论）

                                                                                                   

                                                                                                   
答案：选用多株阔叶突变型石刁柏雌、雄相交。若杂交后代出现了野生型，则为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变型，则为隐性突变所致；
例8：假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应（胚胎致死），无其他性状效应。根据隐性纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。
实验步骤：
①                                                                                                 ；
②                                                                                                 ；
③                                                                                                 。
结果预测：
I如果                                                         ，则X染色体上发生了完全致死突变；
II如果                                                       ，则X染色体上发生了不完全致死突变；
III如果                                                      ，则X染色体上没有发生隐性致死突变。

答案：①这只雄蝇与正常雌蝇杂交     ②F1互交（或： F1雌蝇与正常雄蝇杂交）    ③统计F2中雌蝇所占比例（或：统计F2中雌雄蝇比例）
Ⅰ：F2中雄蝇占1/3（或： F2中雌：雄=2:1）
Ⅱ：F2中雄蝇占的比例介于1/3至1/2之间（或：  F2中雌：雄在1:1至2:1之间）
Ⅲ：F2中雄蝇占1/2（或： F2中雌：雄=1:1）
六、基因突变和染色体变异的判断
方法1：镜检（首要考虑）
方法2：视题目所给条件而定（一般会有染色体缺失导致死亡的情况）
例9：现有一红眼果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用二种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？
方法一：                                                                                        
                                                                                      nbsp;        
方法二：                                                     
                                                                                               

答案：方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构。若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失引起的。
 方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为1：1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2：1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。
例10：果蝇种群中常出现性染色体异常的个体，从而产生不同的表现型。已知：性染色体组成为XXX和YO（细胞中只有一条Y染色体，没有X染色体）时表现为胚胎期致死，XXY时表现为雌性可育，XYY时表现为雄性可育，而XO（细胞中只有一条X染色体，没有Y染色体）表现为雄性不育。
为探究果蝇控制眼色的基因是否位于性染色体上，摩尔根做了下列杂交实验：
①白眼雄果蝇×红眼雌果蝇→全部红眼；
②白眼雌果蝇×红眼雄果蝇→1/2白眼雄，1/2红眼雌。
但蒂更斯通过大量实验发现白眼雌果蝇与红眼雄果蝇的杂交子代有少数例外：每2000～3000只雌果蝇中出现一只白眼可育果蝇，每2000～3000只雄果蝇中出现一只红眼不育果蝇。请据上述信息回答：请用遗传图解解释蒂更斯实验中为什么会出现例外(设有关基因为B、b)。