高中生物 实验过关专题04 遗传类实验设计大题过关.docx
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高中生物实验过关专题04遗传类实验设计大题过关
高中生物实验过关专题04遗传类实验设计大题过关
本专题考情分析：
遗传推理试题是近年来高考考查的重点
，此类题目综合性强，要求学生有较强的推理能力和判断能力，还可以结合实验知识，考查学生设计实验的能力，在近几年的高考中的成为考查的重点。
若将遗传因素（基因型）作为实验变量则应将具有不同遗传组成的生物放在相同且适宜的环境下培养，观察反应变量，得到实验结论。
7．判定基因是否符合相关的遗传学定律
分离定律：
（1）对杂合子的花粉进行鉴定，两种花粉是否为1：
1；
（2）对杂合子进行测交，观察测交后代是否为1：
1；（3）对杂合子进行自交，观察自交后代是否为3：
1。
自由组合定律：
（1）对两对基因都杂合的个体进行测交，观察测交后代是否符合1：
1：
1：
1的分离比；
（2）对两对基因都杂合的个体进行自交，观察测交后代是否符合9：
3：
3：
1（或9：
1、12：
3：
1等变式）的分离比。
二、考查中经常出现的关键解题知识点
概括这类题目，主要涉及以下几种类型的题型：
1．根据表现型推导基因型。
此类题目的判断要注意从子代开始，并首先关注隐性个体，因为隐性个体一定是纯合体，对显性个体要根据亲代和子代的表现型去推断是纯合体还是杂合体。
当涉及多对相对性状时，要分开来一对一对地分析，最后再整合。
2．判断基因存在的位置（哪一类染色体上？
细胞核内还是细胞质内？
）和基因的显隐性关系。
这类题目要根据亲子代的表现型及比例，首先确认性状是否和性别相关，如果有实验还要看是否表现母系遗传，以及正反交的结果是否一致。
3．设计实验或根据某实验结果判断某种现象及事实。
三、分析典型例题，明确考题类型
1．已知家鸡的突变类型无尾（M）对普通类型有尾（m）是显性。
现用普通有尾鸡自交产的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射一点点胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状。
（1）普通有尾鸡自交产的受精卵的基因型是，如果不在孵化早期向卵内注射胰岛素，正常情况下表现型应是。
（2）孵化早期一般是指胚胎发育的期。
（3）你认为上述实验中胰岛素的作用是。
（4）请设计实验探究你在（3）中的假设，写出实验步骤、实验结果和结论。
。
【解析】本题以著名实验为背景，考查了学生对基因型、表现型、突变与环境的认识与胞）培养成的幼苗，置于相同环境下生长一段时间观察其性状变化。
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上还是X染色体上。
请写出有关实验步骤、可能的实验结果及相关结论。
。
【解析】基本的思维方式是假设演绎法，例：
假设弯曲尾基因位于X染色体上，XBXb×
①基因T的表达包括转录和两个阶段，在后一阶段中，能特异性地识别并转运氨基酸。
②选择多株基因型相同的雄株作父本，多株基因型相同的雌株作母本，杂交后代植株的性别仅有雄株和雌株两种，且比例各占50％，则亲本植株的基因型为 。
③将基因型为BbTt的玉米植株去雄后，授以bbTt玉米植株的花粉，杂交得到的后代植株的性别及比例为 。
④让基因型为BbTt的玉米植株作亲本，自交得到F1代，让F1代植株中的雄株和雌株玉米杂交，则产生的F2代中雌性玉米植株占的比例为。
（2）某同学用纯合有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交，F1全部表现为有色饱满。
F1自交后，F2代的性状表现及比例为：
有色饱满73％，有色皱缩2％，无色饱满2％，无色皱缩23％。
（实验条件与操作均符合要求，后代数量足够多）
①该同学据此判断，上述两对性状的遗传不符合基因的自由组合定律，其依据是
。
若欲进一步验证这一判断，最好选择表现型为 的玉米与F1植株杂交。
预测结果是
。
②F1自交后，F2代产生了少量的有色皱缩和无色饱满玉米，从减数分裂的角度分析出现这一现象的细胞学原因
。
【解析】
（1）①基因的表达包括转录和翻译两个阶段，转运氨基酸的是tRNA。
4．果蝇的长翅（B）对残翅（b）为显性，现有两管果蝇：
甲管全部为长翅型，乙管果蝇中既有长翅型又有残翅型；甲管果蝇可能是乙管的亲代，也可能是乙管果蝇的子代。
请用一次交配实验来鉴别两管果蝇的世代关系。
（1）交配实验选用的亲本为：
。
（2）预期实验结果和结论：
。
【解析】若甲管果蝇是乙管的亲代，即（甲管）长翅（Bb）×长翅（Bb）→（乙管）长翅（BB或Bb）、
太空育种主要是利用太空中各种已知和未知射线对生物基因的不同作用，使之产生基因突变，从而产生前所未有的新基因、新性状。
一般情况下，进行有性生殖的生物，只有生殖细胞产生变异，才能通过精卵结合，把这种变异遗传给后代，但我们知道，植物种子的主要结构是胚（由子叶、胚芽、胚轴、胚根构成）而没有生殖细胞。
如果搭载的种子返回地面后种植，出现变异，最大可能是由于将要发育成植物体基叶的胚芽细胞变异的结果。
前面提到，新性状的出现，是由基因突变引起的，而我们知道，基因又有显性基因和隐性基因之分。
那么，这个突变的新基因是显性还是隐性基因呢？
显然，如果当年就有变异产生，说明产生的新基因是一种显性基因。
（或者是原有的一对染色体上的基因发生相同突变的结果，但这样的可能性极小。
）而如果当年未见变异，而在来年才有变异的出现，则说明这是一种隐性基因，相对于原基因来说，这种遗传方式，遵循遗传学的基因的自由组合规律和分离规律。
因此，我们可以推知，广昌白莲的变异是一种隐性基因的变异。
如果要选育这种品种，可用下图表示其基本原理和过程：
搭载种子AA
↓突变
亲本Aa
↓
子一代：
AA：
Aa：
aa（aa为新表现型品种）
1：
2：
1
而对于黑色水稻的选育则要复杂一些：
搭载种子bb
↓突变
亲本Bb
子一代：
BB：
Bb：
bb（BB、Bb为新品种；bb为正常。
新品种：
正常﹦3：
1）
1：
2：
1
由于子一代中出现的黑色新品种有两种基因型：
BB和Bb，所以仍然需要继续选育，直到没有性状分离为止。
这个过程大约需要四五年或者更长时间。
如果想要缩短育种年限，可以采用一些新的生物技术。
如：
花药离体培养、组织培养等方法。
四、赏析高考试题，把握复习方向
1.（2012·福建）现有翅型为裂翅的果蝇新品系，裂翅（A）对非裂翅（a）为显性。
杂交实验如图1：
（1）上述亲本中，裂翅果蝇为______________（纯合子/杂合子）。
（2）某同学依据上述实验结果，认为该等位基因位于常染色体上。
请你就上述实验，以遗传图解的方式说明该等位基因可能位于X染色体上。
（3）现欲利用上述果蝇进行一次杂交试验，以确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体。
请写出一组杂交组合的表现型：
_________（♀）×_________（♂）。
（4）实验得知，等位基因（A、a）与（D、d）位于同一对常染色体上，基因型为AA或dd的个体胚胎致死。
两对等位基因功能互不影响，且在减数分裂过程不发生交叉互换。
这两对等位基因______________（遵循/不遵循）自由组合定律。
以基因型如图2的裂翅果蝇为亲本，逐代自由交配，则后代中基因A的频率将____________（上升/下降/不变）。
【解析】
（1）F1出现了非裂翅，说明亲本的裂翅是杂合子。
（2）见遗传图解。
（3）用
（1）正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为_______，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是________条。
（2）白眼雌果蝇（XrXrY）最多能产生Xr、XrXr、______和_____四种类型的配子。
该果蝇与红眼雄果蝇（XRY）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为_____________。
（3）用黑身白眼雌果蝇（aaXrXr）与灰身红眼雄果蝇（AAXRY）杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。
F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为__________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为_________。
（4）用红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记作“M”）。
M果蝇出现的原因有三种可能：
第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。
请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤：
_____________________。
结果预测：
Ⅰ.若_____________，则是环境改变；
Ⅱ.若______________，则是基因突变；
Ⅲ.若______________，则是减数分裂时X染色体不分离。
【解析】本题以果蝇性染色体数目异常为背景，综合考查了果蝇性状的遗传、变异的基础知
3.（2012·全国）一对毛色正常鼠交配，产下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常。
分析认为，鼠毛色出现异常的原因有两种：
一是基因突变的直接结果（控制毛色的基因显隐性未知，突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因）；二是隐性基因携带者之间交配的结果（只涉及亲本常染色体上一对等位基因）。
假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活。
为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代。
请预测结果并作
出分析。
（1）如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常的鼠比例均为，则可推测毛色异常是性基因突变为性基因的直接结果，因为。
（2）如果不同窝子代出现两种情况，一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠比例是，另一种是同一窝子代全部表现为鼠，则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果。
【解析】该题以常染色体上一对等位基因控制生物的性状位为出发点，结合基因突变，
果蝇所占的比例为3/4×1/2=3/8。
其中表现为纯合的只有这样的一种基因型：
AAXBXB，在整个F2B、b基因中所占有的比例为1/16。
这样，在F2代中红眼雌果蝇中纯合子所占的比例为1/16÷3/8=1/6，所以，在F2代中红眼雌果蝇中杂合子所占的比例为
1-1/6=5/6。
T、t基因如果位于X染色体上，这样，亲本中的基因型为XBTXBT和XBY。
这样，杂交后产生的F1再随机交配，F2中雌雄的比例为1：
1，与题意不符，所以T、t基因应该位于常染色体上。
同时，子代中均没出现粉色的个体，所以，亲本中均为AA。
最后，F2中雌雄的比为3：
5，那么F2中有出现性反转现象，这样，雌雄亲本分别含有TT和tt。
综合以上的说法，亲本雌雄个体的基因型分别为：
TTAAXBXB和ttAAXbY。
按照以上的思路，F1中雌雄个体的基因型分别为TtAAXBXb和TtAAXBY。
它们相互交配后产生的F2中，雄性的个体的基因型两种情况，一种是含有XY染色体的，考虑与T、t基因的自由组合，共有3×2=6种。
另外一种是雌性性反转形成的，其基因型为ttAAXBXB和ttAAXBXb，2种。
所以总共有8种。
恰好也就是这两种不含有Y染色体，在全部的个体中所占的比例为2×1/16=1/8。
所以在雄果蝇中不含有Y染色体的占1/5。
出现性反转现象的雄性个体不育，实际上是含有两条X染色体，而正常可育的只含有一条X染色体。
如果是在有丝分裂后期观察细胞的话，上述的数量又会相应加倍。
B、b基因位于X染色体上，题目中有带有荧光标志的B、b基因共有的特异性序列作探针，与F2代中雄果蝇的细胞装片中各细胞内染色体上的B、b基因杂交，目的就是通过荧光点的数目推出X染色体的数目，从而判断出该果蝇是否可育。
所以，可育的雄果蝇应该是有2个荧光点，不育的有4个荧光点。
【答案】
（1）
aaXBXB4
2：
15/6
（2）
常ttAAXbY
81/5
24
5．（2011·江苏）玉米非糯性基因（W）对糯性基因（w）是显性，黄胚乳基因（Y）对白胚乳基因（y）是显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。
W一和w一表示该基因所在染色体发生部分缺失（缺失区段不包括W和w基因），缺失不影响减数分裂过程。
染色体缺失的花粉不育，而染色体缺失的雌配子可育。
请回答下列问题：
（1）现有基因型分别为WW、Ww、ww、WW一、W一w、ww一6种玉米植株，通过测交可验证“染色体缺失的花粉不育，而染色体缺失的雌配子可育”的结论，写出测交亲本组合的基因型：
。
（2）以基因型为Ww一个体作母本，基因型为W一w个体作父本，子代的表现型及其比例为
。
（3）基因型为Ww一Yy的个体产生可育雄配子的类型及其比例为
。
（4）现进行正、反交实验，正交：
WwYy（♀）×W一wYy（♂），反交：
W一wYy（♀）×WwYy（♂），则正交、反交后代的表现型及其比例分别为
、
。
（5）以wwYY和WWyy为亲本杂交得到F1，F1自交产生F2。
选取F2中的非糯性白胚乳植株，植株间相互传粉，则后代的表现型及其比例为 。
w一两种雌配子，雌雄配子随机结合，后代的基因型及比例为Ww：
ww一=1：
1，所以，子代表现型非糯性：
糯性=1：
1。
（3）Ww一Yy的个体为雄性，其中存在着染色体缺失问题，相应花粉不育，因此能产生的可育配子为WY：
Wy=1：
1
（4）要注意“染色体缺失的花粉不育”这一信息整合到分析过程中，正交组合中的父本存在花粉不育问题，它只能产生两种可育花粉，即第（3）题中的两种，分析得出，其后表现型为非糯性黄胚乳：
非糯性白胚乳：
糯性黄胚乳：
糯性白胚乳=3：
1：
3：
1；而反交组合中，存在染色体缺失的是母本，其雌配子均可育，因此后代表现型为非糯性黄胚乳：
非糯性白胚乳：
糯性黄胚乳：
糯性白胚乳=9：
3：
3：
1。
（5）题中所得F1基因型为WwYy，自交所得F2中非糯性白胚乳植株的基因型及比例为：
1/3WWyy、2/3Wwyy，它们相互授粉，即为随机自由交配，这其中存在自交，也存在杂交，交配组合为：
1/3WWyy×1/3WWyy、2/3Wwyy×2/3Wwyy、1/3WWyy×2/3Wwyy×2，分析各组子代表现及比例，并作汇总，得出：
非糯性白胚乳：
糯性白胚乳=8：
1。
【答案】
（1）ww（♀）×W一w（♂）；W一w（♀）×ww（♂）
（2）非糯性：
糯性=1：
1（3）WY：
Wy=1：
1（4）非糯性黄胚乳：
非糯性白胚乳：
糯性黄胚乳：
糯性白胚乳=3：
1：
3：
1
非糯性黄胚乳：
非糯性白胚乳：
糯性黄胚乳：
糯性白胚乳=9：
3：
3：
1（5）非糯性白胚乳：
糯性白胚乳=8：
1
6．（2011·山东）荠菜的果实形状有三角形和卵圆形
两种，该形状的遗传涉及两对等位基因，分别是A、a和B、b表示。
为探究荠菜果实形状的遗传规律，进行了杂交实验（如图）。
（1）图中亲本基因型为
。
根据F2表现型比例判断，荠菜果实形状的遗传遵循 。
F1测交后代的表现型及比例为
。
另选两种基因型的亲本杂交，F1和F2的性状表现及比例与图中结果相同，推断亲本基因型为 。
（2）图中F2三角形果实荠菜中，部分个体无论自交多少代，其后代表现型仍然为三角形果实，这样的个体在F2三角形果实荠菜中的比例为 ；还有部分个体自交后发生性状分离，它们的基因型是 。
（3）荠菜果实形状的相关基因a，b分别由基因A、B突变形成，基因A、B也可以突变成其他多种形式的等位基因，这体现了基因突变具有 的特点。
自然选择可积累适应环境的突变，使种群的基因频率发生 ，导致生物进化。
（4）现有3包基因型分别为AABB、AaBB、和aaBB的荠菜种子，由于标签丢失而无法区分。
根据以上遗传规律，请设计实验方案确定每包种子的
基因型。
有已知性状（三角形果实和卵形果实）的荠菜种子可供选用。
实验步骤：
① ；
② ；
③ 。
结果预测：
Ⅰ如果 ，则包内种子基因型为AABB；
Ⅱ如果 ，则包内种子基因型为AaBB；
Ⅲ如果 ，则包内种子基因型为aaBB。
【解析】本题考查有关遗传基本定律、变异和育种等相关知识。
从图中可以看出三角形
（4）方案一分别将三包荸荠种子和卵圆形果实种子种下，待植株成熟后分别将待测种子发育成的植株和卵圆形果实种子发育成的植株进行杂交，得到F1种子；将得到的F1种子分别种下，植株成熟后进行自交，得到F2种子；将F2种子种下，植株成熟后分别观察统计F2所有果实性状及比例。
若F2植株上果实性状为三角形：
卵圆形=15：
1，则包内种子基因型为AABB；
若F2植株上果实性状为三角形：
卵圆形=27：
5，则包内种子基因型为AaBB；
若F2植株上果实
性状为三角形：
卵圆形=3：
1，则包内种子基因型为aaBB。
方案二分别将三包荸荠种子和卵圆形果实种子种下，待植株成熟后分别将待测种子发育成的植株和卵圆形果实种子发育成的植株进行杂交，得到F1种子；将得到的F1种子分别种下，植株成熟后再与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得到F2种子；将F2种子种下，植株成熟后分别观察统计F2所有果实性状及比例。
若F2植株上果实性状为三角形：
卵圆形=3：
1，则包内种子基因型为AABB；
若F2植株上果实性状为三角形：
卵圆形=5：
3，则包内种子基因型为AaBB；
若F2植株上果实性状为三角形：
卵圆形=1：
1，则包内种子基因型为aaBB。
7．（2011·安徽）雄家蚕的性染色体为ZZ，雌家蚕为ZW。
已知幼蚕体色正常基因（T）与油质透明基因（t）是位于Z染色体上的一对等位基因，结天然绿色蚕基因（G）与白色蚕基因（g）是位于常染色体上的一对等位基因，T对t，G对g为显性。
（1）现有一杂交组合：
ggZTZTXGGZtW，F1中结天然绿色蚕的雄性个体所占比例为_______
___________，F2中幼蚕体色油质透明且结天然绿色蚕的雄性个体所占比例为____________
________________。
（2）雄性蚕产丝多，天然绿色蚕丝销路好。
现有下来基因型的雄、雌亲本：
GGZtW、GgZtW、ggZtW、GGZTW、GGZTZt、ggZTZt、ggZtZtGgZtZt，请设计一个杂交组合，利用幼蚕体色油质透明区别的特点，从F1中选择结天然绿色蚕的雄蚕用用生产（用遗传图解和必要的文字表述）。
【解析】
（1）ggZTZTXGGZtW杂交组合中子代的基因型为GgZTW、GgZTZt且比值为1：
1，所以天然绿色蚕的雄性
个体占1/2。
GgZTWXGgZTZt的子代为1GGZTZt：
1GGZTW：
1GGZTZT：
2GgZTZt：
2GgZTW：
2GgZTZT：
1：
ggZTZt：
1ggZTW：
1ggZTZT。
所以符合题意的油质透明且结天然绿色蚕的雄性个体所占比例为3/16。
【答案】
（1）1/23/16
（2）考查的知识点是通过性状判断性别。
（解法一）P基因型ggZtZtXGGZTW
F1基因型GgZTZtGgZtW
从子代中淘汰油质透明的雌性个体，保留体色正常的雄性个体用于生产。
（解法二）
P基因型GgZTZtXGGZTW
F1基因型GgZTZTGgZtWGGZTZTGGZtW
从子代中淘汰油质透明的雌性个体，保留体色正常的雄性个体用于生产。
8．（2011·北京）果蝇的2号染色体上存在朱砂眼（a）和褐色眼（b）基因，减数分裂时不发生交叉互换。
aa个体的褐色素合成受到抑制，bb个体的朱砂色素合成受到抑制。
正常果蝇复眼的暗红色是这两种色素叠加的结果。
（1）a和b是性基因，就这两对基因而言，朱砂眼果蝇的基因型包括。
（2）用双杂合体雄蝇（K）与双隐性纯合体雌蝇进行测交实验，母体果蝇复眼为色。
子代表现型及比例为暗红眼：
白眼=1：
1，说明父本的A、B基因与染色体的对应关系是
。
（3）在近千次的重复实验中，有6次实验的子代全部为暗红眼，但反交却无此现象，从减数分裂的过程分析，出现上述例外的原因可能是：
的一部分 细胞未能正常完成分裂，无法产生 。
（4）为检验上述推测，可用 观察切片，统计 的比例，并比较 之间该比值的差异。
【解析】
（1）由题目所给信息“aa个体的褐色素合成受到抑制，bb个体的朱砂色素合
9．（2010·全国）现有4个纯合南瓜品种，其中2个品种的果形表现为圆形（圆甲和圆乙），1个表现为扁盘形（扁盘），1个表现为长形（长）。
用这4个南瓜品种做了3个实验，结果如下：
实验1：
圆甲×圆乙，F1为扁盘，F2中扁盘：
圆：
长=9：
6：
1
实验2：
扁盘×长，F1为扁盘，F2中扁盘：
圆：
长=9：
6：
1
实验3：
用长形品种植株的花粉分别对上述两个杂交组合的F1植株授粉，其后代中扁盘：
圆：
长均等于1：
2：
1。
综合上述实验结果，请回答：
（1）南瓜果形的遗传受 对等位基因控制，且遵循 定律。
（2）若果形由一对等位基因控制用A、a表示，若由两对等位基因控制用A、a和B、b表示，以此类推，则圆形的基因型应为 ，扁盘的基因型应为 ，长形的基因型应为 。
（3）为了验证
（1）中的结论，可用长形品种植株的花粉对实验1得到的F2植株授粉，单株收获F2中扁盘果实的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系。
观察多个这样的株系，则所有株系中，理论上有1/9的株系F3果形均表现为扁盘，有 的株系F3果形的表现型及其数量比为扁盘：
圆=1：
1，有 的株系F3果形的表现型及其数量比为 。
10．（2010年山东卷第26题节选）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．___________________________
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