高考总复习资料生物二轮复习专题5遗传的基本规律和伴性遗传 考点16 聚焦遗传实验的设计与分析.docx

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高考总复习资料生物二轮复习专题5遗传的基本规律和伴性遗传考点16聚焦遗传实验的设计与分析

考点16　聚焦遗传实验的设计与分析

依纲联想

1．性状显隐性的判断

方法一：

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。

方法二：

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。

方法三：

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。

方法四：

依调查结果判断：

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、杂合子判断

（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）花粉鉴别法

（4）用花粉离体培养形成单倍体植株并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）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：

1．（规律验证）（2013·大纲全国，34）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，若杂合子测交后代两种表现型比例为1∶1，则该性状遗传符合分离定律，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．（纯合子与杂合子鉴定）（2013·浙江，32节选）在玉米中，控制某种除草剂抗性（简称抗性，T）与除草剂敏感（简称非抗，t）、非糯性（G）与糯性（g）的基因分别位于两对同源染色体上。

有人以纯合的非抗非糯性玉米（甲）为材料，经过EMS诱变处理获得抗性非糯性个体（乙）；甲的花粉经EMS诱变处理并培养等，获得可育的非抗糯性个体（丙）。

（1）若要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F1只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F1中选择表现型为________的个体自交，F2中有抗性糯性个体，其比例是________。

（2）采用自交法鉴定F2中抗性糯性个体是否为纯合子。

若自交后代中没有表现型为________的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。

请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。

答案　

（1）抗性非糯性　3/16　

（2）非抗糯性　遗传图解如下

解析　

（1）甲（ttGG）通过诱变产生乙（TtGG），乙和丙（ttgg）杂交，可以获得TtGg和ttGg，从中选出表现型为抗性非糯性（TtGg）的个体自交，F2中有抗性糯性（T_gg）的个体，其比例为3/16。

（2）采用自交法，纯合子不会发生性状分离，杂合子出现性状分离。

F2中抗性糯性T_gg的个体有可能为TTgg，其自交结果不会出现性状分离。

如果出现性状分离且抗性糯性∶非抗糯性＝3∶1则为杂合子Ttgg。

3．（X、Y和常染色体基因位置分析）100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。

请根据以下信息回答问题：

（1）（2010·山东，27节选）卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，在F1中所有雌果蝇都是直刚毛直翅，所有雄果蝇都是卷刚毛直翅。

控制刚毛和翅型的基因分别位于______和________染色体上（如果在性染色体上，请确定出X或Y），判断前者的理由是________________________________________________________________________。

控制刚毛和翅型的基因分别用D、d和E、e表示，F1雌雄果蝇的基因型分别为________和________。

F1雌雄果蝇互交，F2中直刚毛弯翅果蝇占的比例是________。

（2）（2010·四川，31Ⅱ节选）果蝇的某一对相对性状由等位基因（N、n）控制，其中一个基因在纯合时能使合子致死（注：

NN、XnXn、XNY等均视为纯合子）。

有人用一对果蝇杂交，得到F1果蝇共185只，其中雄蝇63只。

①控制这一性状的基因位于________染色体上，成活果蝇的基因型共有________种。

②若F1雌蝇仅有一种表现型，则致死基因是________，F1雌蝇的基因型为________________。

③若F1雌蝇共有两种表现型，则致死基因是________。

让F1果蝇随机交配，理论上F2成活个体构成的种群中基因N的频率为________。

（3）（2012·四川，31Ⅱ节选）果蝇的眼色由两对独立遗传的基因（A、a和B、b）控制，其中B、b仅位于X染色体上。

A和B同时存在时果蝇表现为红眼，B存在而A不存在时为粉红眼，其余情况为白眼。

果蝇体内另有一对基因T、t，与基因A、a不在同一对同源染色体上。

当t基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇。

让一只纯合红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，所得F1的雌雄果蝇随机交配，F2雌雄比例为3∶5，无粉红眼出现。

①T、t基因位于________染色体上，亲代雄果蝇的基因型为________________。

②F2代雄果蝇中共有________种基因型，其中不含Y染色体的个体所占比例为________。

（4）（经典高考题）已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上一对等位基因控制，刚毛基因（B）对截毛基因（b）为显性。

现有基因型分别为XBXB、XBYB、XbXb和XbYb的四种果蝇。

根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中，雄性全部表现为截毛，雌性全部表现为刚毛，则第一代杂交亲本中，雄性的基因型是________，雌性的基因型是______；第二代杂交亲本中，雄性的基因型是________，雌性的基因型是________，最终获得的后代中，截毛雄蝇的基因型是________，刚毛雌蝇的基因型是________。

（5）（2014·天津，9节选）果蝇的四对相对性状中红眼（E）对白眼（e）、灰身（B）对黑身（b）、长翅（V）对残翅（v）、细眼（R）对粗眼（r）为显性。

如图是雄果蝇M的四对等位基因在染色体上的分布。

在用基因型为BBvvRRXeY和bbVVrrXEXE的有眼亲本进行杂交获取果蝇M的同时，发现了一只无眼雌果蝇。

为分析无眼基因的遗传特点，将该无眼雌果蝇与果蝇M杂交，F1性状分离比如表所示：

F1

雌性∶雄性

灰身∶黑身

长翅∶残翅

细眼∶粗眼

红眼∶白眼

1/2有眼

1∶1

3∶1

3∶1

3∶1

3∶1

1/2无眼

1∶1

3∶1

3∶1

①从实验结果推断，果蝇无眼基因位于________号（填写图中数字）染色体上，理由是

________________________________________________________________________。

②以F1果蝇为材料，设计一步杂交实验判断无眼性状的显隐性。

杂交亲本：

______________________________________________________。

实验分析：

_____________________________________________________。

（6）（2015·山东，28节选）果蝇的长翅（A）对残翅（a）为显性、刚毛（B）对截毛（b）为显性。

为探究两对相对性状的遗传规律，进行如下实验。

①若只根据实验一，可以推断出等位基因A、a位于________染色体上；等位基因B、b可能位于________染色体上，也可能位于________________染色体上。

（填“常”“X”“Y”或“X和Y”）

②实验二中亲本的基因型为________________；若只考虑果蝇的翅型性状，在F2的长翅果蝇中，纯合体所占比例为________。

③用某基因型的雄果蝇与任何雌果蝇杂交，后代中雄果蝇的表现型都为刚毛。

在实验一和实验二的F2中，符合上述条件的雄果蝇在各自F2中所占比例分别为________和________。

答案　

（1）X　常　刚毛性状与性别有关且每种刚毛性状雌雄均有（或：

交叉遗传）　XDXdEe　XdYEe　1/8

（2）①X　3　②n　XNXN、XNXn　③N　9.09%（或1/11）

（3）①常　ttAAXbY　②8　1/5

（4）XbYb　XBXB　XBYb　XbXb　XbYb　XBXb

（5）①7、8（或7、或8）　无眼、有眼基因与其他各对基因间的遗传均遵循自由组合定律

②杂交亲本：

F1中的有眼雌雄果蝇

实验分析：

若后代出现性状分离，则无眼为隐性性状；若后代不出现性状分离，则无眼为显性性状

（6）①常　X　X和Y　②AAXBYB和aaXbXb　1/3　③0　1/2

解析　

（1）卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，F1雌果蝇全是直刚毛，雄果蝇全是卷刚毛，说明直刚毛与卷刚毛这一对相对性状的遗传与性别有关，控制这对相对性状的基因在X染色体上，且直刚毛是显性；F1全是直翅，说明直翅为显性，若控制直翅与弯翅的基因在X染色体上，则后代不会出现直翅雄果蝇，所以控制这对相对性状的基因在常染色体上。

F1雌雄果蝇的基因型为：

XDXdEe和XdYEe。

F1雌雄果蝇互交，F2出现直刚毛的概率是1/2，出现弯翅的概率是1/4，同时出现直刚毛弯翅的概率是1/8。

（2）①由基因在纯合时能使合子致死，F1果蝇中，雄果蝇约占1/3可知，控制这一性状的基因位于X染色体上。

成活的果蝇有三种，若致死基因为显性，则成活果蝇的基因型为XNXn、XnXn、XnY；若致死基因为隐性，则成活果蝇的基因型为XNXN、XNXn、XNY。

②若F1雌蝇仅有一种表现型，则基因型为XNXN、XNXn，故致死基因为隐性。

③若F1雌蝇有两种表现型，则基因型为XNXn、XnXn，则致死基因为显性。

F1雌蝇基因型有两种，XNXn和XnXn，产生的雌配子中，1/4为XN,3/4为Xn；F1雄蝇只有一种基因型XnY，产生的雄配子为1/2Xn、1/2Y；因此F2果蝇基因型及比例为1/8XNXn、1/8XNY、3/8XnXn、3/8XnY；又因基因型为XNY的个体不能成活，所以F2果蝇基因型及比例为1/7XNXn、3/7XnXn、3/7XnY，故XN的基因频率为1/11。

（3）①由纯合红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，F1随机交配得到的F2雌雄比例为3∶5，且无粉红眼果蝇推知，T、t基因位于常染色体上，亲本基因型为TTAAXBXB×ttAAXbY。

②F1雌雄果蝇的基因型为TtAAXBXb、TtAAXBY，F2雄果蝇的基因型包括TTAAXBY、TtAAXBY、ttAAXBY、TTAAXbY、TtAAXbY、ttAAXbY六种以及由雌果蝇性反转而成的ttAAXBXB和ttAAXBXb两种。

在正常情况下雄果蝇占果蝇总数的1/2，而性反转后果蝇的雌雄比例变为3∶5，即雄果蝇占5/8，也就是说有性反转现象的雄果蝇比正常情况下雄果蝇多了5/8－1/2＝1/8，则性反转成的雄果蝇（ttAAXBX－）占雄果蝇总数的1/8÷5/8＝1/5。

（4）由题干可知，这对基因位于X、Y染色体的同源区段，可通过逆推法获得正确的答案，即由于二代雄性全部表现为截毛，雌性全部表现为刚毛，可推知第二代亲本为XBYb和XbXb，进而结合题目已知基因型，可得出正确答案。

（5）只分析有眼、无眼与红眼、白眼，F1中有眼基因表达时，红眼∶白眼＝3∶1，无眼基因表达时，红眼、白眼均不表达，结合F1有眼、无眼性状，雌性、雄性均有，且比例相等，说明这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律，所以该基因位于常染色体上，且子代有眼∶无眼＝1∶1，同时其他性状均为3∶1，说明有眼、无眼性状的遗传和其他性状不连锁，为自由组合，因此和其他基因不在同一对同源染色体上，据图可知应该位于7号或8号染色体上。

由于子代有眼∶无眼＝1∶1，说明亲代为杂合子与隐性纯合子测交，若判断其显隐性，可选择自交法（即有眼雌性×有眼雄性），若有眼为显性，则亲代均为杂合子，后代有性状分离，若无眼为显性，则亲代均为隐性纯合子，后代无性状分离。

（6）①根据实验一的结果，F2雌果蝇中长翅和残翅的比为3∶1，雄果蝇中长翅和残翅的比也是3∶1，雌雄果蝇的表现型比例相同，说明控制该对性状的等位基因A、a位于常染色体上；而F2中雌果蝇全是刚毛，雄果蝇刚毛和截毛的比例是1∶1，雌雄果蝇的表现型比例不同，说明控制刚毛截毛这对性状的等位基因B、b位于X染色体上，或者位于X和Y染色体同源区段上。

具体过程见图解：

②由于实验二的F2中有截毛雌果蝇，可确定B、b基因位于X、Y的同源区段上（如果B、b只位于X染色体上，则F1均为刚毛的雌雄果蝇杂交，F2中的雌果蝇应全为刚毛）。

根据F2的性状表现可推出F1的基因型为AaXBXb和AaXbYB，结合亲本的性状，推出亲本的基因型为AAXBYB（♂）和aaXbXb（♀）；只考虑果蝇的翅型性状，F1的基因型为Aa，F2长翅果蝇有AA和Aa，AA占1/3。

③根据题干描述，用来与雌果蝇杂交的雄果蝇Y染色体上有基因B，即基因型为X－YB，由上述

（1）的图解可知，实验一的F2中没有符合该条件的雄果蝇；实验二中F1的基因型为XBXb和XbYB，故F2中符合条件的雄果蝇占1/2。

本考点常以非选择题形式出现，命题角度侧重于实验方案的设计、结果的预测与分析及对经典实验方案的理解与分析。

备考建议掌握各种实验设计类型的实验原理、方法和步骤，学会采用假说—演绎法和规范书写图解对各个实验的结果做出预测和归类。

1．（基因型判断）水稻的株高性状与两对基因（A、a，B、b）有关，相关基因的作用机理如下图所示。

请回答：

（1）科研人员通过诱变育种选育出一株纯合矮秆水稻。

据上图分析，该植株的基因型可能有________种。

（2）请补充下列实验方案，以初步确定该矮秆植株的基因型。

实验步骤：

①将该植株与纯合正常水稻杂交，得F1；

②________________________________________________________________________；

结果预测：

若后代植株中，正常∶矮秆＝________，则该植株的基因型可确定为________；若后代植株中正常∶矮秆＝________________，则该植株的基因型仍需进一步确定。

答案　

（1）3　

（2）②F1自交，观察并统计后代的表现型及比例　结果预测：

9∶7　aabb　3∶1

解析　

（1）据图分析可知，矮秆植株不可能同时含有A和B，所以其纯合子基因型可能是AAbb、aaBB、aabb三种。

（2）①可以将该植株与纯合正常水稻（AABB）杂交，得F1；②再让F1自交，观察并统计后代的表现型及比例；若后代植株中，正常∶矮秆＝9∶7，说明子一代是双杂合子，则该植株的基因型可确定为aabb；若后代植株中正常∶矮秆＝3∶1，说明子一代有一对基因杂合，则该植株的基因型仍需进一步确定，可能是AAbb或aaBB。

思维延伸

判断下列叙述的正误：

（1）植物激素BR与BR受体结合后，可促进水稻细胞伸长，形成正常植株，这体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能（　√　）

（2）若A基因发生突变，从而促进CYP724B1酶的合成，最终导致产生矮秆性状（　×　）

（3）图中B基因的作用可说明基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物性状（　√　）

（4）若某动物的毛色受位于常染色体上两对等位基因控制，B基因控制黑色素的合成，D基因具有削弱黑色素合成的作用，但Dd和DD削弱的程度不同，DD个体完全表现为白色。

一只纯合的白色个体，让其与一黑色个体杂交，产生的F1表现为灰色∶白色＝1∶1，让F1的灰色个体杂交，产生的F2个体中黑色∶灰色∶白色＝3∶6∶7，子代数量足够多，现从F2中选出一表现型为黑色的个体与一杂合白色个体杂交，判断如下推断：

①若子代中全部为灰色，则该白色个体与所选黑色个体的基因型分别为BbDD、BBdd（　√　）

②若子代中灰色∶黑色＝1∶1，则该白色个体与所选黑色个体的基因型分别为bbDd、Bbdd（　×　）

③若子代中灰色∶白色＝3∶1，则该白色个体与所选黑色个体的基因型分别为BbDD、Bbdd（　√　）

④若子代中灰色∶黑色∶白色＝1∶1∶2，则该白色个体与所选黑色个体的基因型分别为bbDd、BBdd（　×　）

2．（基因与同源染色体的位置判断）某雌雄同株植物花的颜色由两对基因（A和a，B和b）控制，A基因控制色素的合成（AA和Aa的效应相同），B为修饰基因，淡化颜色的深度（BB和Bb的效应不同）。

其基因型与表现型的对应关系见下表，为探究两对基因（A和a，B和b）是在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某研究小组选用基因型为AaBb的粉色花植株进行自交实验。

基因组合

A__Bb

A__bb

A__BB或aa____

植物花颜色

粉色

红色

白色

（1）实验假设：

这两对基因在染色体上的位置存在三种类型，请你补充画出下表中其他两种类型（用竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点）。

类型编号

甲

乙

丙

基因分布位置

（2）实验方法：

粉色植株自交。

（3）实验步骤：

第一步：

该粉色植株自交。

第二步：

________________________________________________________________________。

（4）实验可能的结果（不考虑交叉互换）及相应的结论：

①若子代植株的花色及比例为____________________________，则两对基因位于两对同源染色体上（符合甲类型）；

②若子代植株的花色及比例为粉色∶白色＝1∶1，则________（符合乙类型）；

③若子代植株的花色及比例为________，则两对基因在一对同源染色体上（符合丙类型）。

答案　

（1）

（3）观察并统计子代植株花的颜色和比例

（4）①粉色∶红色∶白色＝6∶3∶7　②两对基因在一对同源染色体上　③粉色∶红色∶白色＝2∶1∶1

解析　

（1）图示已经说明两对基因在一对同源染色体上的一种情况，两对基因在一对同源染色体上的另一种情况是

，另外还有一种情况是两对基因在两对同源染色体上，即

。

（3）根据实验步骤的安排，第一步让该粉色植株自交，则第二步应观察并统计子代植株花的颜色和比例。

（4）实验可能的结果（不考虑交叉互换）及相应的结论：

若在两对同源染色体上，符合自由组合定律，则AaBb粉色自交→6/16A__Bb粉色、3/16A__bb红色、3/16A__BB白色、4/16aa____白色；若在一对同源染色体上，且显性基因在同一条染色体上，则AaBb粉色自交→1/4AABB白色、2/4AaBb粉色、1/4aabb白色；若在一对同源染色体上，且显性基因不在同一条染色体上，则AaBb粉色自交→1/4AAbb红色、2/4AaBb粉色、1/4aaBB白色。

思维延伸

甜荞麦是异花传粉作物，具有花药大小（正常、小）、瘦果形状（棱尖、棱圆）和花果落粒性（落粒、不落粒）等相对性状。

某兴趣小组利用纯种甜荞麦进行杂交实验，获得了足量后代，F2性状统计结果如下。

请回答：

（1）花药大小的遗传至少受________对等位基因控制，F2花药小的植株中纯合子所占比例为________。

（2）为探究控制花药大小和瘦果形状两对性状的基因在染色体上的位置关系，请完成下列实验方案：

①选择纯合花药正常、瘦果棱尖和相关基因均为隐性纯合的花药小、瘦果棱圆植株作亲本杂交，获得F1；

②________________________________________________________________________；

③统计后代中花药大小和瘦果形状的性状比例。

结果分析：

若后代中________________________，则控制花药大小和瘦果形状两对性状的基因位于两对染色体上；

若后代中________________________，则控制花药大小