遗传实验设计与推理题教学内容.doc

遗传实验设计与推理题精品文档遗传实验设计与推理题通过典型试题的变式训练，提高实验设计的灵活变通能力 在训练的过程中，要注意到一些变式的训练，要重视通过实验探究的条件与要求的改变，提高灵活变通的能力。例如下例： 例：现有自然界中获得的灰身与黑身果蝇，已知灰身与黑身基因位于常染色体上，要求通过一代杂交实验判断灰身与黑身基因的显隐性。基因显隐性可通过杂交与自交的方法来判断。根据本题给出的条件无法让果蝇进行自交，只能采用杂交的方法。是相同体色的雌雄果蝇杂交还是不同体色果蝇间进行杂交呢？我们可以先看一下两种方法下杂交的结果： 方法一：相同体色雌雄果蝇杂交，即：灰灰（或黑黑）。我们可以根据杂交后代是否出现性状分离来判断基因的显隐性。如果选择到的亲本类型是隐性的，杂交后代不会出现性状的分离；如果后代出现性状分离，那么肯定亲代是显性的。但如果我们只选择一对亲本杂交，当亲代是显性的情况下，双亲均为杂合子的概率并不大，只要有一方为纯合体，后代就将不会出现性状分离，这样就无法根据性状分离来判断显隐性了。要确保选择的亲本是显性的情况下一定会出现性状分离，那么双亲必定都要有杂合子，这就必须是双亲的数量达到一定程度才能实现。所以杂交时应该选择多对亲本。 AA（Aa）AA（Aa） aaaa A_（多） aa（少） aa 结论：选择多对灰身果蝇与灰色果蝇杂交（或黑身与黑身杂交），如果后代性状表现与亲代相同，那么亲本的性状为隐性性状；如果后代出现性状的分离，那么亲本的性状是显性性状。 方法二：不同体色的雌雄果蝇杂交，即：灰黑。 如果选择一对果蝇杂交，那么当后代只表现一种性状时，表现出的那种性状是显性的，未表现出的那个亲本性状是隐性的。但同样的问题是选择一对的情况下，如果显性亲本类型是杂合的，那么后代将会出现1：1的分离比，那就无法确定显隐性。只有当数量多对的情况下，才能够作出判断。 AA（Aa）aa A_（多） aa（少） 结论：选择多对灰身与黑色果蝇杂交，后代性状表现多的为显性，较少的为隐性。 在上例的基础上，如果我们作如下的变换： 变换一：现有自然界中获得的雌雄红眼果蝇各一只与雌雄白眼果蝇各一只（基因位于X染色体上），要求通过一次杂交实验判断红眼与白眼基因的显隐性。 仍然是判断显隐性，但基因是位于X染色体上，给予的杂交材料中各种果蝇的数量只有各1只，且只能进行一次杂交实验。 由于基因的显隐性是未知的，题目要求进行的一次性杂交实验实际上对杂交亲本没有选择的余地，只能是任选一只红眼与白眼的雌雄果蝇进行交配。这样，就可能出现以下情形： （一） （二） （三） XAXA XaY XAXa XaY XaXa XAY XAXa XAYXAXa XaXa XaYXAY XaY XAXa 显然，我们需要通过对可能结果的讨论来分析判断基因的显隐性。据图解，如果杂交后代雌雄果蝇均表现与母方相同的性状，那么双亲中母方的性状是显性的，父方的性状是隐性的；如果杂交后代的雌雄蝇中均有双亲的两种性状，那么双亲的性状中母方是显性的，父方是隐性的；如果杂交后代中雄果蝇均与母方性状相同，雌果蝇均与父方性状相同，那么双亲的性状中，父方为显性的，母方为隐性的。也可以根据假设作如下的分析：如果杂交后代的性状表现一致，均与母方相同，或后代性状中雌雄果蝇双亲的性状均有表现，那么杂交亲本中母方的性状是显性的，父方的性状是隐性的；如果杂交后代中雄果蝇表现与母方相同的性状，雌果蝇表现与父方相同的性状，那么双亲中母方的性状是隐性的，父方的性状是显性的。变换二：假设果蝇的刚毛直毛与非直毛是一对相对性状。实验室中有纯种直毛与非直毛果蝇若干。要求通过一代杂交实验判断，直毛与非直毛基因是位于常染色体上还是X染色体上。 判断基因位置最常用的方法是正交与反交。假设基因位于常染色体上，正交与反交的结果应为： 正交： 反交假设1： AAaa aa AA Aa Aa 假设基因位于X染色体上，那么正交与反交的结果应为： 假设2： XAXAXaY XaXa XAY XAXa XAY XaY XAXa 由此不难看出，如果正交与反交的结果是相同的，没有差异，那么基因位于常染色体上；如果正交与反交的结果是不相同的，那么基因位于X染色体上。如果我们同时还要对基因的显隐性作出判断，应该也是不困难了。 变换三：已知果蝇的刚毛直与非直毛是一对相对性状，且直毛为显性。实验室中有纯种直毛与非直毛的果蝇。要求通过一次杂交实验判断基因位于常染色体上还是X染色体上。 本题与变换二的区别在于，已知直毛是显性，同时要求是只能通过一次杂交实验来判断。 若选择雌性直毛与雄性非直杂交： 假设基因位于常染色体上 直（AA）非直（aa） Aa（直） 假设基因位于X染色体上：直（XAXA）非直（XaY） XAXa （直） XAY（直） 由此可见，在这种杂交选择下，无论基因位于常染色体上还是位于X染色体上，后代果蝇均为直毛的，无法对基因的位置作出判断。 若选择雌性非直与雄性直毛杂交： 假设基因位于常染色体上：非直（ aa） 直毛（AA） Aa（直） 假设基因位于X染色体上：非直（XaXa ） （XAY） XAXa （直） XaY（非） 在这种杂交选择下，基因位于常染色体上与X染色体上的结果会出现不同，因此可以作出判断。如果杂交后的性状均为直毛的，那么基因位于常染色体上；如果杂交后代的性状为雌果蝇为直毛，雄果蝇为非直毛，则基因位于X染色体。从上面的分析我们可以看出，当实验的条件作出变化或者要求作出变换的情况下，实验的方案也就不相同了，在复习过程中，只有通过这种变换的训练，才能提高灵活运用的能力，解决实验与探究性试题的能力才能得到有效的提高。30、（共22分，每空2分）在一个纯合黑身果蝇种群中，一只雌果蝇由于核基因突变，出现了灰身性状，科学家用它做了如下实验：实验一：将该雌果蝇与该种群黑身雄果蝇杂交，F1中雌雄个体均即有灰身，也有黑身。实验二：将实验一得到的F1中的黑身雄果蝇与最初的那只灰身雌果蝇作亲本杂交得到子一代，结果如下图：P 灰身雌果蝇黑身雄果蝇F1灰身雌灰身雄黑身雌黑身雄1：1：1：1请分析实验回答以下问题： （1）基因突变能使种群的基因频率发生变化，原因是 。 （2）从实验一的结果得出突变的灰身对黑身呈 （填“显性”或“隐性”），理由是 。 （3）根据实验二的结果能否确定该果蝇体色遗传是位于染色体上还是常染色体上？请用简要的文字说明理由。（4）若每对果蝇产生的后代数量足够多，请以F1为实验材料，设计一个杂交方案，要求通过一次杂交试验，即能确定突变基因在X染色体上还是常染色体上。（请用遗传图解并配以简要的文字加以说明，相关基因有A、a表示）实验三：科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因（B）对截毛基因（b）为显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇可表示为XBYB或XBYb或XbYB；若仅位于X染色体上，则刚毛雄果蝇只能表示为XBY。现有各种纯种果蝇若干，可利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上。请完成推断过程： （5）实验方法：首先选用纯种果蝇作亲本进行杂交，雌雄两亲本的表现型分别为 。预测结果：若子代雄果蝇表现为 ，则此对基因位于X、Y染色体上的同源区段。若子代雄果蝇表现为 ，则此对基因仅位于X染色体上。30、（22分，每空2分）（1）基因突变可以产生新的等位基因（2分）（2）显性（2分） 该雌果蝇与纯种黑身雄果蝇杂交，子代中雌雄个体均既有灰身，又有黑身。（2分）（3）不能，因为无论控制体色的基因位于常染色体还是X染色体上其后代均有两种表现型，每种表现型的性别比例均为1：1，故不能确定。（4分）（4）方案1：选取F1中的黑身雌果蝇和灰身雄果蝇杂交，（2分）若子代中雄性个体全为黑身，雌性个体全为灰身，则突变基因位于X染色体上；若子代中雌雄个体都既有灰身又有黑身，则空变基因位于常染色体上。（4分）（方案2：选取F1中的灰身雌果蝇和灰身雄果蝇杂交，（2分）若子代中雄性个体既有黑身又有灰身，雌性个体全为灰身，则突变基因位于X染色体上；若子代雌雄个体既有灰身又有黑身，则突变基因位于常染色体上。）（4分）（5）截毛 刚毛（2分）刚毛 截毛（4分）4 某基因是位于常染色体上还是X染色体上判断的杂交方案设计 研究某个基因位于常染色体还是X染色体上，要深刻理解常染色体和X染色体遗传方式上的区别，基本的研究方法有： 方法，隐性雌性个体与(纯合)显性雄性个体交配，若后代雌性个体全部是显性性状，雄性个体全部是隐性性状，则该基因位于X染色体上；若后代中雌雄个体都为显性性状，则该基因位于常染色体上。方法，隐性雌性个体与（杂合）显性雄性个体交配，若后代雌性个体全部是显性性状，雄性个体全部是隐性性状，则该基因位于X染色体上；若后代中雌雄个体都既有显性性状也有隐性性状，则该基因位于常染色体上。方法，杂合显性雌性个体与（纯合）显性雄性个体交配，若后代出现隐性雄性个体，则该基因位于X染色体上；若后代雌雄个体全部为显性，则该基因位于常染色体上。方法，杂合显性雌性个体与（杂合）显性雄性个体杂交，若后代出现隐性雌性个体，则该基因位于常染色体上；若后代不出现隐性雌性个体，则该基因位于X染色体上。例4在一个纯合直尾的小鼠种群中，出现一只弯曲尾的雄性小鼠，假如已弄清弯曲尾是隐性性状，请设计实验，判断弯曲尾基因是位于常染色体还是X染色体上，请写出有关实验步骤、可能的结果及结论。 解析运用假设演绎法，假设弯曲尾基因位于常染色体上，则亲代纯合直尾雌鼠（BB）弯曲尾雄鼠（bb）F1雌雄鼠都为直尾鼠（Bb）F1雌雄鼠交配F2雌雄鼠都既有直尾也有弯曲尾。假设弯曲尾基因位于X染色体上，则亲代纯合直尾雌鼠（XBXB）弯曲尾雄鼠（XbY）F1雌鼠(XBXb )、雄鼠（XBY）都为直尾鼠F1雌雄鼠交配F2雌鼠都为直尾（XBXB、 XBXb），雄鼠既有直尾也有弯曲尾（XBY、XbY）。 答案 第一步，用纯种直尾雌鼠与变异弯曲尾雄性小鼠交配，得F1，F1全是直尾的。第二步，将F1的直尾雌鼠与直尾雄鼠杂交，若后代出现雌性弯曲尾，则弯曲尾基因位于常染色体上，若后代不出现雌性弯曲尾，则弯曲尾基因位于X染色体上。（其他方案：第一步，用纯种直尾雌鼠与变异弯曲尾雄性小鼠交配，得F1，F1全是直尾的。第二步，将F1的直尾雌鼠与原种群纯合直尾雄鼠杂交，若后代全为直尾，则弯曲尾基因位于常染色体上，若后代出现雄性弯曲尾，则弯曲尾基因位于X染色体上。）遗传实验设计与推理题练习练习要求：1 熟悉不同类型的遗传推断题的解法，总结规律。举一反三。2 学会用规范的遗传学语言与文字表达你的设计与分析。3 学会用遗传图示来分析题。一、己知显隐性关系，要推遗传方式：例1科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截刚毛基因(b)为完全显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为XBYB、XBYb、XbYB，若仅位于X染色体上，则只能表赤为XBY。现有各种纯种果蝇若干，请利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上，请写出遗传图解，并简要说明推断过程。例1遗传图解： P 截刚毛雌 刚毛雄 P 截刚毛雌刚毛雄XbXb XBYB XbXb XBY 配子 Xb XB YB 配子 Xb XB Y F1 XBXb XbYB F1 XBXb XbY 刚毛雌刚毛雄 刚毛雄截刚毛雄 用纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交，若子一代雄果蝇为刚毛，则这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，若子一代雄果蝇为截刚毛，则这对等位基因仅位于X染色体上。例2在一个纯合直尾的小鼠种群中，出现一只弯曲尾的雄性小鼠，假如已弄清弯曲尾是隐性性状，请设计实验，判断弯曲尾基因是位于常染色体还是X染色体上，请写出有关实验步骤、可能的结果及结论。解析运用假设演绎法，假设弯曲尾基因位于常染色体上，则亲代纯合直尾雌鼠（BB）弯曲尾雄鼠（bb）F1雌雄鼠都为直尾鼠（Bb）F1雌雄鼠交配F2雌雄鼠都既有直尾也有弯曲尾。假设弯曲尾基因位于X染色体上，则亲代纯合直尾雌鼠（XBXB）弯曲尾雄鼠（XbY）F1雌鼠(XBXb )、雄鼠（XBY）都为直尾鼠F1雌雄鼠交配F2雌鼠都为直尾（XBXB、 XBXb），雄鼠既有直尾也有弯曲尾（XBY、XbY）。 答案 第一步，用纯种直尾雌鼠与变异弯曲尾雄性小鼠交配，得F1，F1全是直尾的。第二步，将F1的直尾雌鼠与直尾雄鼠杂交，若后代出现雌性弯曲尾，则弯曲尾基因位于常染色体上，若后代不出现雌性弯曲尾，则弯曲尾基因位于X染色体上。（其他方案：第一步，用纯种直尾雌鼠与变异弯曲尾雄性小鼠交配，得F1，F1全是直尾的。第二步，将F1的直尾雌鼠与原种群纯合直尾雄鼠杂交，若后代全为直尾，则弯曲尾基因位于常染色体上，若后代出现雄性弯曲尾，则弯曲尾基因位于X染色体上。）例3、如果已知果蝇的正常身（H）和毛身（h）是一对相对性状，且雌雄果蝇均有正常身和毛身类型（雌果蝇的腹部末端比较尖，是黑色的）。若用一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，（1）选择的亲本表现型应为 。（2）实验预期及相应结论为： 例3、（1）毛身雌果蝇与与正常身雄果蝇（2）若雌性果蝇全为正常身，雄性果蝇全为毛身，则控制正常身与毛身的基因位于X染色体上，若后代中雌雄均出现正常身，是控制正常身与毛身的基因位于常染色体上。例4.已知控制果蝇眼型的基因不在XY染色体的非同源区段，棒眼（B）对园眼（b）为显性，现有足够数量的纯合雌、雄棒眼果蝇和纯合雌、雄园眼果蝇，请利用杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是位于常染色体上，请写出实验方法，并做出相应的结论。方法：将纯种棒眼雌果蝇与纯合园眼雄果蝇杂交，得到足够数量的F1 个体，再选择F1 的雄性个体与纯合园眼雌果蝇杂交，观察F2的性状表现。结论：若F2为棒眼雄果蝇与园眼雄果蝇，则位于X、Y染色体上的同源区段 若F2雌、雄果蝇均有棒眼、园眼，则位于常染色体上二、不知显隐性关系，也不知遗传方式要推基因位于何染色体上：4、自然界中的果蝇雌雄个体中都有一些个体为黄翅一些个体为灰翅，不知道黄翅和灰翅的显隐关系，但已知该对性状受一对等位基因控制。请你设计个通过两对杂交实验（提示：一对为正交，一对为反交）来判断这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上的方案。正反交实验：正交_； 反交_。推断结论：三、已知遗传方式，要推显隐性关系： 3、若已知果蝇的直毛和非直毛是位于X染色体上的一对等位基因。但实验室只有从自然界捕获的、有繁殖能力的直毛雌、雄果蝇各一只和非直毛雌、雄果蝇各一只，你能否通过一次杂交试验确定这对相对性状中的显性性状，请用遗传图解表示并加以说明和推导四、综合练习 5、下图为人类中的一种单基因遗传病系谱图。请回答：（1）仅根据该系谱图，不能确定致病基因是位于常染色体上，还是位于X染色体上。请利用遗传图解简要说明原因。（显性基因用A表示、隐性基因用a表示。只写出与解答问题有关个体的基因型即可。）（2）如果致病基因位于X染色体上，5是携带者，其致病基因来自2的概率为_；如果致病基因位于常染色体上，5是携带者，其致病基因来自2的概率为_。（3）如果将该系谱图中一个表现正常的个体换成患者，便可以形成一个新的系谱图，而且根据新系谱图，就可以确定该致病基因位于哪种染色体上。请写出这个个体的标号和致病基因在何种染色体上（写出一个即可）。参考答案：3、任取两只不同性状的雌雄果蝇杂交，若子代雌果蝇不表现性状，则亲本雄性果蝇为显性；若子代雌性表现母本性状，则亲本雄蝇性状为隐性。（要配图示）4、正反交实验：雄性黄翅雌性灰翅 雄性灰翅雌性黄翅（两答案无次序之分，4分）推断和结论：如果正交和反交两组中子一代的任一性状的表现都与性别都无关（同一性状在雌雄个体中所占的比例相同），则说明这对等位基因位于常染色体上。（5分）如果正交和反交两组中的一组子一代的任一性状的表现与性别无关，而另一组与性别有关（一组中同一性状在雌雄个体中所占的比例相同，而另一组中同一性状在雌雄个体中的所占的比例不同），则说明这对等位基因位于X染色体上。(5分)或把正反交所得到的子一代果蝇放在一块统计，如果任一性状的表现与性别都无关（同一性状在雌雄个体中所占的比例相同），则说明这对等位基因位于常染色体上。（5分）如果任一性状的表现与性别都有关，（同一性状在雌雄个体中所占的比例不同），则说明这对等位基因位于X染色体上。（5分）5、（1）如果致病基因在常染色体上： 如果致病基因在X染色体上：由上可知，不论致病基因在常染色体上，还是在X染色体上均可出现同样的系谱图，故不能确定。（2）1 1/4（3）4（或答5） 常染色体收集于网络，如有侵权请联系管理员删除