版高考生物二轮复习 专题五 基因的传递规律 考点15 遗传实验的设计与推理学案.docx

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版高考生物二轮复习专题五基因的传递规律考点15遗传实验的设计与推理学案

考点15　遗传实验的设计与推理

1．性状显隐性的判断

（1）根据子代性状判断：

①不同性状亲本杂交→后代只出现一种性状→该性状为显性性状→具有这一性状的亲本为显性纯合子；②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具有两对相对性状的亲本杂交→子代性状分离比为9∶3∶3∶1→分离比为9的两性状都为显性性状。

（3）遗传系谱图中显隐性的判断：

①双亲正常→子代患病→隐性遗传病；②双亲患病→子代正常→显性遗传病。

（4）依据调查结果判断：

若人群中发病率高，且具有代代相传现象，通常是显性遗传；若人群中发病率较低，且具有隔代遗传现象，通常为隐性遗传。

2．纯合子和杂合子的判断

（1）自交法（对植物最简便）

待测个体

　↓⊗

结果分析

（2）测交法（更适于动物）

待测个体×隐性纯合子

↓

结果分析

（3）花粉鉴定法

非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色

↓待测个体长大开花后，取出花粉粒放在载玻片上，加一滴碘酒

结果分析

（4）用花粉离体培养形成单倍体植株，用秋水仙素处理后获得的植株为纯合子，根据植株性状进行确定。

3．基因位置的判断

（1）基因位于常染色体或X染色体（与Y染色体非同源区段）的判断

①杂交实验法

Ⅰ.未知显隐性：

选用纯合亲本，采用正交和反交方法，看正反交结果是否相同。

a.若结果相同，基因位于常染色体上；b.若结果不同，基因位于X染色体上。

Ⅱ.已知显隐性：

显性雄性个体与隐性雌性个体杂交，若后代雌性全为显性个体，雄性全为隐性个体，则基因位于X染色体上；若后代雌雄个体中显隐性出现的概率相同（或显隐性的概率与性别无关），则基因位于常染色体上。

②调查实验法

调查统计具有某性状的雌雄个体数量，若雌雄个体数量基本相同，基因最可能位于常染色体上，若雌性个体数量明显多于雄性个体数量，则基因最可能位于X染色体上，且该基因为显性基因；若雄性个体数量明显多于雌性个体数量，则基因最可能位于X染色体上，且该基因为隐性基因。

若只有雄性，则基因位于Y染色体上。

（2）基因位于X染色体与Y染色体同源区段还是非同源区段的判断

①若有显性纯合雄性个体：

显性纯合雄性个体×隐性雌性个体→a.后代雄性均为隐性个体，雌性均为显性个体，则基因位于X染色体与Y染色体非同源区段；b.后代雌雄均为显性个体，则基因位于X染色体与Y染色体同源区段。

②若是群体中无法直接获得显性纯合雄性个体：

多对显性雄性个体×隐性雌性个体→a.若后代出现显性雄性个体，则基因位于X染色体与Y染色体同源区段；b.若所有杂交组合后代雌性个体均为显性个体，雄性个体均为隐性个体，则基因位于X染色体与Y染色体非同源区段。

（3）探究基因位于常染色体还是X、Y染色体的同源区段上

①若显隐性已知，则选用隐性雌性个体×显性雄性个体，得F1全表现为显性，再让F1中的雌雄个体随机交配获得F2，观察F2的性状表现。

②若显隐性未知，先采用正交和反交法得到各自的F1，然后再让各自的F1的雌雄个体随机交配获得各自的F2，观察对比F2的性状表现。

（4）判断两对基因是否位于同一对同源染色体上

①确定方法：

选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。

②结果与结论：

若子代中出现9∶3∶3∶1（或9∶3∶3∶1的变式）的性状分离比，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。

若子代中没有出现9∶3∶3∶1（或9∶3∶3∶1的变式）的性状分离比，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。

4．根据性状判断性别

选择同型性染色体（XX或ZZ）隐性个体与异型性染色体（XY或ZW）显性个体杂交，具体分析如下：

题组一　遗传基本规律的实验探究

1．已知玉米子粒黄色（A）对白色（a）为显性，非糯（B）对糯（b）为显性，这两对性状自由组合。

请选用适宜的纯合亲本进行一个杂交实验来验证：

①子粒的黄色与白色的遗传符合分离定律；②子粒的非糯与糯的遗传符合分离定律；③以上两对性状的遗传符合自由组合定律（要求：

写出遗传图解，并加以说明）。

答案　亲本　（纯合白非糯）aaBB×AAbb（纯合黄糯）

　亲本或为：

（纯合黄非糯）AABB×aabb（纯合白糯）

　　　　　　　　　　　　　　↓

　F1　　　　　　　　　AaBb（杂合黄非糯）

　　　　　　　　　　　　　　↓⊗

　　　　　　　　　　　　　　F2

F2子粒中：

①若黄粒（A_）∶白粒（aa）＝3∶1，则验证该性状的遗传符合分离定律；

②若非糯粒（B_）∶糯粒（bb）＝3∶1，则验证该性状的遗传符合分离定律；

③若黄非糯粒∶黄糯粒∶白非糯粒∶白糯粒＝9∶3∶3∶1，即A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，则验证这两对性状的遗传符合自由组合定律。

解析　常用的验证孟德尔遗传规律的杂交方案为自交法和测交法。

植物常用自交法进行验证，根据一对相对性状遗传实验的结果，若杂合子自交后代表现型比例为3∶1，则该性状的遗传符合分离定律，根据两对相对性状遗传实验结果，若杂合子自交后代表现型比例为9∶3∶3∶1，则两对性状的遗传符合自由组合定律；测交法是教材中给出的验证方法，若杂合子测交后代有两种表现型，且比例为1∶1，则该性状的遗传符合分离定律，若双杂合子测交后代出现四种表现型，比例为1∶1∶1∶1，则两对性状的遗传符合自由组合定律。

本题中两种方法均可选择。

2．已知某种植物的花色受两对等位基因控制，A对a为显性、B对b为显性，且A存在时，B不表达。

花瓣中含红色物质的花为红花，含橙色物质的花为橙花，只含白色物质的花为白花。

请根据图回答问题：

（1）红花植株的基因型有______种；橙花植株的基因型是________________。

（2）现有白花植株和纯合的红花植株若干，为探究上述两对基因遗传时是否遵循基因的自由组合定律，设计如下实验方案，请完善有关方法步骤：

①第一步：

选取基因型为________的白花植株与基因型为________的红花植株杂交，得到F1。

②第二步：

________________，若后代表现型及比例为__________________________，则A和a与B和b遗传时遵循基因的自由组合定律。

（3）为了验证A和a这对基因的遗传遵循基因的分离定律，某实验小组选择纯合的红花和白花亲本杂交，再让获得的F1和白花植株进行测交，如果测交后代的表现型及其比例为__________________________________，则说明A和a这对基因遗传时遵循基因的分离定律。

答案　

（1）6　aaBB、aaBb　

（2）①aabb　AABB　②让F1自交得到F2　红花∶橙花∶白花＝12∶3∶1　（3）红花∶白花＝1∶1（或红花∶橙花∶白花＝2∶1∶1）

思维延伸

（1）有下列三种类型的豌豆各若干，请写出符合要求的所有亲本组合。

验证分离定律的所有亲本组合：

______________________________________________。

验证自由组合定律的所有亲本组合：

__________________________________。

答案　甲×甲、乙×乙、甲×乙、甲×丙、乙×丙

甲×乙、乙×乙、乙×丙

（2）若豌豆的高茎和矮茎为一对相对性状，由一对等位基因（E、e）控制，红花和白花为一对相对性状，由一对等位某因（F、f）控制。

现有两株豌豆杂交后代为高茎红花∶高茎白花∶矮茎红花∶矮茎白花＝1∶1∶1∶1。

若此结果能够验证自由组合定律，请写出亲本的基因型，并说明理由。

基因型：

________________，理由：

________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　EeFf×eeff　杂交后代为高茎红花∶高茎白花∶矮茎红花∶矮茎白花＝1∶1∶1∶1的亲本基因型有两种，一种为EeFf×eeff，两对基因分别位于两对同源染色体上；另一种为eeFf×Eeff，两对基因可以位于同一对同源染色体上

（3）小鼠的体色有黄色和黑色（相关基因用A、a表示）两种，尾有正常尾和弯曲尾（相关基因用B、b表示）两种，其中一种为伴X染色体遗传。

用黄色正常尾雌鼠与黄色弯曲尾雄鼠杂交，F1的表现型及比例为黄色弯曲尾♀∶黑色弯曲尾♀∶黄色正常尾♂∶黑色正常尾♂＝2∶1∶2∶1。

要判断上述两对等位基因的遗传是否遵循基因的自由组合定律，可从F1中选择亲本进行杂交实验，请写出实验设计思路：

____________________________________

________________________________________________________________________。

答案　用F1中黄色弯曲尾雌鼠与黑色正常尾雄鼠杂交，观察后代表现型及其比例是否符合自由组合定律

题组二　基因位置的探究

3．（常染色体遗传问题）（2018·漳州三模）某植物茎秆有短节与长节，叶形有皱缩叶与正常叶，叶脉色有绿色和褐色，茎秆有甜与不甜。

下面是科研人员用该植物进行的两个实验（其中控制茎秆节的长度的基因用A和a表示，控制叶形的基因用B和b表示）。

请回答下列问题：

（1）实验一：

纯合的短节正常叶植株与纯合的长节皱缩叶植株杂交，F1全为长节正常叶植株，F2中长节正常叶∶长节皱缩叶∶短节正常叶∶短节皱缩叶＝9∶3∶3∶1。

①从生态学方面解释上述实验中F1的性状表现有利于___________________________

________________________________________________________________________。

②请在方框内画出实验一中F1基因在染色体的位置（用“|”表示染色体，用“·”表示基因在染色体上的位置）。

（2）实验二：

纯合的绿色叶脉茎秆不甜植株与纯合的褐色叶脉茎秆甜植株杂交，F1全为绿色叶脉茎秆不甜植株，F2中只有两种表现型，且绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株＝3∶1（无突变、致死等现象发生）。

①与实验一的F2结果相比，请尝试提出一个解释实验二的F2结果的假设：

___________。

②根据你的假设，实验二中F1产生配子的种类有______种。

③为验证你的假设是否成立，可采用________法，若实验结果为_______________________，则假设成立。

答案　

（1）①增强光合作用能力，增强生存斗争能力

②如图所示

（2）①两对等位基因位于同一对同源染色体上　②2

③测交　绿色叶脉茎秆不甜∶褐色叶脉茎秆甜＝1∶1（其他合理答案亦可）

解析　

（1）①F1全为长节正常叶植株，这样的性状表现有利于其增强光合作用能力，增强生存斗争能力。

②据分析可知，亲本的基因型为aaBB×AAbb，F1的基因型为AaBb。

F1自交，F2中长节正常叶∶长节皱缩叶∶短节正常叶∶短节皱缩叶＝9∶3∶3∶1，说明控制这两对相对性状的基因位于不同对的同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，F1基因在染色体上的位置图解见答案。

（2）①F1自交，F2中只有两种表现型，且绿色叶脉茎秆不甜∶褐色叶脉茎秆甜＝3∶1（无突变、致死现象），说明控制这两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律。

②若控制这两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上，则F1能产生2种配子。

③验证基因在染色体上的位置，通常采用测交的方法，若实验结果为绿色叶脉茎秆不甜∶褐色叶脉茎秆甜＝1∶1，则说明控制这两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上，否则位于两对同源染色体上。

4．（区分常染色体、XY的同源与非同源问题）科技人员发现了某种兔的两个野生种群，一个种群不论雌雄后肢都较长，另一种群不论雌雄后肢都较短，为确定控制后肢长、短这一相对性状的基因显隐性关系及基因是位于常染色体上还是位于性染色体的Ⅰ、Ⅱ1、Ⅱ2片段（如图），兴趣小组同学进行了分析和实验（Ⅰ区段为X染色体与Y染色体的同源区段，在此区段中有等位基因；Ⅱ1为Y染色体上特有区段，Ⅱ2为X染色体上特有区段）。

请回答下列问题：

（1）在兔的种群中Ⅱ2片段是否有等位基因：

____________（填“是”或“否”），兔在繁殖过程中性染色体上能发生基因重组的片段是____________________________。

（2）首先同学们认为可以确定控制后肢长、短的基因不位于Ⅱ1，理由是_____________。

（3）同学们分别从两种群中选多对亲本进行了以下两组实验：

甲组：

♂后肢长×♀后肢短→F1后肢短；

乙组：

♀后肢长×♂后肢短→F1后肢短。

从两组实验中可得到以下结论：

后肢长度的显隐性关系为___________________________，在此基础上可以确定基因不位于__________，理由___________________________。

（4）为进一步确定基因位置，同学们准备分别用乙组的F1与亲代个体进行两组回交实验：

丙：

F1雌×亲代雄；丁：

F1雄×亲代雌，以确定基因位于Ⅰ区段还是位于________________。

分析：

假设基因位于Ⅰ片段（用B、b表示），则乙组亲本：

♀基因型为________，♂基因型为________。

在两组回交实验中，能确定基因位置的是________（填“丙”或“丁”），请用遗传图解分析说明回交实验能确定基因位置的原因。

答案　

（1）是　Ⅰ片段和Ⅱ2片段　

（2）不论雌、雄后肢长度表现都一致，不随雄性遗传　（3）后肢短对后肢长为显性　Ⅱ2　乙组实验F1没有出现交叉遗传现象

（4）常染色体　XbXb　　XBYB　丁　遗传图解如下

假设控制后肢长、短的基因位于Ⅰ片段

F1雄　　　　　亲代雌

XbYB　　×　　XbXb

↓

XbYB　　×　　XbXb

♂后肢短　　　♀后肢长

假设控制后肢长、短的基因位于常染色体

F1雄　　　　　　　　　　　亲代雌

BbXY　　　　　×　　　　　bbXX

↓

BbXY　　bbXY　　BbXX　　bbXX

♂后肢短　♂后肢长　♀后肢短　♀后肢长

即：

如果回交后代雄性都表现后肢短，雌性都表现后肢长，则基因位于Ⅰ片段；如果回交后代雌、雄中后肢都有长有短，则基因位于常染色体上。

解析　

（1）根据题意和图示分析可知：

在兔的种群中，雌兔Ⅱ2片段可能有等位基因存在，兔在繁殖过程中性染色体上能发生基因重组的片段是Ⅰ片段和Ⅱ2片段（雌兔）。

（2）由于不论雌、雄后肢长度表现都一致，不随雄性遗传，而Ⅱ1为Y染色体上特有区段，所以可以确定控制后肢长、短的基因不位于Ⅱ1。

（3）根据两组实验的结果可知，后代都只有后肢短，说明后肢短对后肢长为显性。

由于乙组实验F1没有出现交叉遗传现象，所以可以确定基因不位于Ⅱ2上。

（4）用乙组的F1与亲代个体进行两组回交实验以确定基因位于Ⅰ区段还是位于常染色体。

遗传图解见答案。

5．（判断致死基因的位置）（2018·湘西州一模）已知果蝇的眼色受两对等位基因的控制，其中A、a基因位于常染色体上，B、b基因位于X染色体上，其眼色形成的生化途径如图1所示。

某实验小组以粉眼雌果蝇和白眼雄果蝇为亲本进行杂交，杂交结果如图2所示。

若用射线连续处理一基因型为AaXBXb的果蝇，导致该果蝇产生了一个致死基因e（含有致死基因的精子无活性，而卵细胞不受影响）。

回答下列问题：

A基因　　　　　B基因

↓　　　　↓

酶A　　　　酶B

↓　　　　↓

前体物质―→有色物质Ⅰ―→有色物质Ⅱ

（白色）

　　　　　图1

P　　粉眼雌性　×　白眼雄性

　　　　　　↓

F1　　紫眼雌性　　粉眼雄性

　　　1　　∶　　1

　　　　　图2

（1）将该果蝇和图2中F1中的粉眼雄性果蝇杂交，杂交后代紫眼果蝇所占的比例为______。

（2）已知该致死基因位于X染色体上，为了判断该基因是位于B所在的X染色体上还是b所在的X染色体上，可将该果蝇和F1中的粉眼果蝇杂交，产生的后代继续进行自由交配，并统计子代雌性果蝇中三种眼色表现型比例。

若表现型及其比例为______________________，

则致死基因位于B所在的X染色体上；若表现型及其比例为____________________________，则致死基因位于b所在的X染色体上。

答案　

（1）3/8　

（2）紫眼∶粉眼∶白眼＝3∶9∶4紫眼∶白眼＝3∶1

解析　由题意知，两对等位基因分别位于两对同源染色体上,因此在遗传过程中遵循自由组合定律;由图1可知，同时含有A、B能合成有色物质Ⅱ,具有有色物质Ⅱ的基因型是

A_XBX－、A_XBY，只含有有色物质Ⅰ的基因型是A_XbXb、A_XbY，两种有色物质都不含有的果蝇的基因型是aa__；由图2可知，粉眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，子一代雌果蝇表现为紫眼，雄果蝇表现为粉眼，因此有色物质Ⅱ的颜色是紫色，有色物质Ⅰ的颜色是粉色，亲本果蝇的基因型是AAXbXb×aaXBY，子一代的基因型是AaXBXb（紫眼雌性）、AaXbY（粉眼雄性）。

（1）由题意知，突变果蝇所含的致死基因e能使精子致死，但是不影响卵细胞的活性，因此该突变果蝇（AaXBXb）和图2中F1的粉眼雄性果蝇（AaXbY）杂交，后代中紫眼果蝇的比例是A_XB_＝

×

＝

。

（2）若致死基因e位于B所在的X染色体上，则该果蝇的基因型是AaXBeXb，与AaXbY杂交子代的基因型是A_XBeXb、A_XBeY、aaXbXb、aaXbY、A_XbXb、A_XbY、aaXBeXb、aaXBeY，子一代果蝇自由交配，对于等位基因A、a来说，aa＝

、A_＝

，对于X染色体上的基因来说，雌果蝇产生的配子的类型及比例是XBe∶Xb＝1∶3，雄果蝇产生的配子的类型及比例是Xb∶Y＝1∶2，自由交配后代的基因型是XBeXb∶XbXb∶XBeY∶XbY＝1∶3∶2∶6，因此子代雌性果蝇中三种眼色表现型及比例为紫眼∶粉眼∶白眼＝3∶9∶4；若致死基因e位于b所在的X染色体上，则该果蝇的基因型是AaXBXbe，与AaXbY杂交子代的基因型是A_XBXb、A_XBY、aaXbeXb、aaXbeY、aaXBXb、aaXBY、A_XbeXb、A_XbeY，对于X染色体上的基因来说，子代雌果蝇产生的配子的类型及比例是XB∶Xbe∶Xb＝1∶1∶2，雄果蝇产生的配子的类型及比例是XB∶Y＝1∶2，自由交配后代雌果蝇都含有B基因，因此雌性果蝇中的表现型及比例是紫眼∶白眼＝3∶1。

6．（调查法判断基因位置）已知果蝇的暗红眼由隐性基因（r）控制，但不知控制该性状的基因（r）是位于常染色体上、X染色体上还是Y染色体上，请你设计一个简单的调查方案进行调查，并预测调查结果。

方案：

寻找暗红眼的果蝇进行调查，统计____________________________________。

结果：

①______________________________，则r基因位于常染色体上；

②__________________________________，则r基因位于X染色体上；

③____________________________________，则r基因位于Y染色体上。

答案　具有暗红眼果蝇的性别比例　①若具有暗红眼的个体雄性数目与雌性数目相差不大　②若具有暗红眼的个体雄性数目多于雌性数目　③若具有暗红眼的个体全是雄性

题组三　纯合子、杂合子及基因型的探究

7．某两性植株子叶的颜色由多对独立遗传的基因控制，其中四对基因（用A1、a1，A2、a2，C、c，R、r表示）为控制基本色泽的基因。

只有这四对基因都含有显性基因时才表现有色，其他情况均表现为无色。

在有色的基础上，另一对基因（用Pr、pr表示）控制紫色和红色的表现，当显性基因Pr存在时表现为紫色，而隐性基因pr纯合时表现为红色。

请根据以上信息回答下列问题：

（1）该植物子叶呈紫色时，相关基因型有______种；子叶呈红色的纯合子的基因型为______________________。

紫色、红色和无色三种性状中，相关基因型种类最多的性状是________。

（2）现有一植株，其子叶呈红色，请设计一实验检测其是否为纯合子。

方法：

__________________________________________；

预测实验结果和结论：

如果子代子叶__________________，则该植株为纯合子；

如果子代子叶__________________，则该植株为杂合子。

答案　

（1）32　A1A1A2A2CCRRprpr　无色　

（2）让其自交，观察后代的表现型　全部是红色　既有红色也有无色

解析　

（1）由题意可知，当植物有色时需含有A1、A2、C、R4个显性基因，故紫色的基因型为A1_A2_C_R_Pr_，红色的基因型为A1_A2_C_R_prpr，其余基因型表现为无色，且该两性植株子叶的颜色由多对独立遗传的基因控制，说明遵循基因的自由组合定律。

由上述分析可知，该植物子叶呈紫色时，基因型为A1_A2_C_R_Pr_，运用分离定律可知，紫色基因型有2×2×2×2×2＝32种，子叶呈红色的纯合子的基因型为A1A1A2A2CCRRprpr，由于四对基因（A1、a1，A2、a2，C、c，R、r）有一对为隐性就表现为无色，故相关基因型种类最多的性状是无色。

（2）红色的基因型为A1_A2_C_R_prpr，要判断其是否是纯合子，最简单的方法就是自交，观察后代的表现型，由于四对基因（A1、a1，A2、a2，C、c，R、r）有一对为隐性就表现为无色，故若后代出现无色说明其为杂合子，若后代全部是红色，说明其为纯合子。

8．某种植物的花有紫色、红色和白色，且由三对独立遗传的等位基因（A、a，B、b和D、d）控制，图1表示相关代谢途径，图2表示纯合紫花植株与纯合白花植株杂交的过程和结果。

回答下列问题：

（1）杂交1和杂交2中白花亲本的基因型分别为______、__________。

（2）欲判断两个杂交组合F2紫花植株的基因型，可采用自交的方法，预测结果如下：

①若后代所开花为紫色∶红色∶白色＝9∶3∶4，则F2紫花植株的基因型和杂交1的F1相同；

②若后代所开花全为紫色，则F2紫花植株的基因型为__________；

③若后代所开花为________________，则F2紫花植株的基因型为ddAABb；

④若后代所开花为紫色∶白色＝3∶1，则F2紫花植株的基因型为__________。

答案　

（1）ddaabb　DDAAbb　

（2）②ddAABB

③紫色∶红色＝3∶1　④ddAaBB

解析　

（1）由题意可知，杂交1和杂交2中白花亲本的基因型分别为ddaabb、DDAAbb。

（2）F2紫花植株的基因型可能是ddAABB、ddAABb、ddAaBB、ddAaBb，欲判断两个杂交组合F2紫花植株的基因型，可采用自交的方法，预测结果如下：

①若后代所开花为紫色∶红色∶白色＝9∶3∶4，则F2紫花植株的基因型和杂交1的F1相同；②若后代所开花全为紫色，则F2紫花植株的基因型为ddAABB；③若后代所开花为紫色∶红色＝3∶1，则F2紫花植株的基因型为ddAABb；④若后代所开花为紫色∶白色＝3∶