高中生物遗传实验设计归类.docx

1、高中生物遗传实验设计归类-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除高中生物遗传实验设计归类(总24页)常见遗传变异实验设计题及解题策略一、一对相对性状（完全显性）显、隐性性状判断二、显性纯合体、杂合体的判断三、探究一对或两对相对性状的遗传符合什么遗传规律类型（验证分离定律和自由组合定律）四、基因位置的确定五、根据性状判断生物性别的实验设计六、是亲代还是子代的实验设计七、可遗传变异和不可遗传变异的判断八、显性突变和隐性突变的判断九、基因突变和染色体变异的判断十、育种过程的实验设计一、一对相对性状（完全显性）的显、隐性的判断1、

2、相同性状个体杂交：（使用条件：一个自然繁殖的种群中，显隐性基因的基因频率相等）（1）实验设计：选多对相同性状的雌雄个体杂交（植物则自交）。（2）结果预测及结论：若子代中出现性状分离，则所选亲本性状为显性；若子代只有一种表现型且与亲本表现型相同，则所选亲本性状为隐性。【例1】已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。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

3、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）答案：（1)不能确定。（2分）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）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

4、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（

5、2）根据子代性状分离比判断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2】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

6、性。请简要说明推断过程（设控制果色的基因为A,a）。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

7、不符合题意。(1分） 综上所述，红色对黄色为显性（1分）。二、显性纯合体、杂合体的判断：方法1自交的方式：让某些显性性状的个体进行自交，若后代能发生性状分离则亲本一定为杂合体，若后代无性状分离，则可能为纯合体。此法适合于植物，而且是最简便的方法，但不适合对于动物。（如果是动物，用相同性状的雌雄个体交配）方法2测交的方式，让待测个体与隐性类型测交，若后代出现隐性类型，则一定为杂合体，若后代只有显性性状，则可能为纯合体。待测对象若为雄性动物，要求与多个隐性雌性个体交配，以使后代产生更多的个体，使结果更有说服力。方法3用花药离体培养形成单倍体植株并用秋水仙素处理加倍后获得的植株为纯合体。【例3】3支

8、试管内分别装有红眼雄性和两种不同基因型的红眼雌性果蝇，还有支试管内装有白眼果蝇。请利用实验室条件设计最佳方案，鉴别上述3支试管内果蝇的基因型(显性基因用B表示)。解析：果蝇的红眼和白眼为一对相对性状，红眼为显性性状，白眼为隐性性状，控制这对性状的基因位于性染色体上。雄果蝇的基因型有两种：XBY(红眼)和XbY(白眼)，雌果蝇的基因型有三种：XBXB(红眼)、XBXb(红眼)、XbXb(白眼)，雌果蝇和雄果蝇可直接通过观察成体第二性征的差别鉴定。通过以上分析可知，唯有红眼雌果蝇的基因型需要鉴别(有XBXB和XBXb两种基因型)。可以直接用红眼果蝇与白眼果蝇交配，若后代有白眼果蝇，说明该红眼雌果蝇

9、是杂合体，基因型为XBXb，若后代全为红眼果蝇，说明该红眼果蝇是纯合体，基因型为XBXB。至此，设计的实验方案也就出来了。答案：先根据第二性征鉴别四支试管内果蝇的性别，若为红眼雄性果蝇，则该试管内果蝇基因型为XBY，再用白眼雄性果蝇分别与另两管的红眼雌性果蝇交配，若后代中出现性状分离，则该管中果蝇的基因型为XBXb；若后代中不出现性状分离，则该管中果蝇的基因型为XBXB。【例4】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

10、,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）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。 如果测交后代都是白色马，则也说明该栗色马是杂合子。 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、探究一对或两对相对性状的遗传符合什么遗传规律类型（验证分离定律和自由组合定律）应对策略：一般采用先杂交后自交或测交的方法，这正符合孟德尔发现两大遗传规律时所采用的做法。只要实验结果与预期结果相符，即可得出结论。（1）验证基因分离定律时研究对象仅为某一性状；验证基因自由组合定律研究对象则

11、为两个性状。（2）植物体常采用测交法或自交法，自交法一般较方便；动物一般采用测交法。自交后的比例：分离定律为3：1自由组合定律为9：3：3：1；测交后的比例：分离定律为1：1自由组合定律为1：1：1：1（3）基本思路：若出现相应性状分离比则符合相应遗传规律；若不出现相应性状分离比则不符合相应遗传规律。【例5】用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交，（实验条件满足实验要求）全部表现为有色饱满，自交后，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回答下列问题：（1）上述一对性状的遗传符合_定律（2）上述两对性状的遗传是否符合自由组合定律为什么_（3）请设计一个

12、实验方案，验证这两对性状的遗传是否符合自由组合定律（实验条件满足实验要求）实验方案实施步骤：_答案：（1）基因的分离（2）不符合；因为玉米粒色和粒形的每一对相对性状的分离比为31，两对性状综合考虑，如果符合自由组合规律，自交后代分离比应符合1或9331（3）方案1纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得代取植株10株，与无色皱缩的玉米进行杂交收获杂交后代种子并统计不同表现型的数量比例如四种表现型比例符合1111，则符合自由组合规律若四种表现型比例不符合1111，则不符合自由组合规律方案2纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得代取植株的花粉进行植物组织培养，获得单倍体植

13、株幼苗；再用秋水仙素处理幼苗收获种子并统计不同表现型的数量比例如四种表现型比例符合1111，则符合自由组合规律若四种表现型比例不符合1111，则不符合自由组合规律【例6】（1）果蝇的灰身和黑身受一对等位基因控制，位于常染色体上；果蝇的红眼和白眼也受一对等位基因控制，位于X染色体上。下表是实验结果：P灰身黑身（）红眼（）白眼（）F1灰身红眼F2灰身:黑身= 3 : 1红眼:白眼= 3 : 1试判断F2中红眼、白眼果蝇的性别分别是_和_。现用纯合的灰身红眼果蝇（）与黑身白眼果蝇（）杂交，让F1个体间杂交得F2。预期F2可能出现的基因型有_种，雄性中黑身白眼果蝇出现的概率是_。（2）科学家摩尔根用纯

14、种灰身残翅果蝇与黑身长翅果蝇交配，所获得的子代（F1）全部为灰身长翅果蝇，请你运用一种最简便的方法来判断果蝇来身和黑身、长翅和残翅的遗传行为是否遵循基因的自由组合定律。实验方法：_。结果预测及结论：_。答案：（1）雌、雄雄 121/18（2）实验方法：让F1灰身长翅果蝇自由交配获得F2，统计各表现型的比例。结果预测及结论：若F2出现灰身长翅：灰身残翅：黑身长翅：黑身残翅= 9 : 3 : 3 : 1，则遵循基因的自由组合定律，否则，不遵循基因的自由组合定律。【例7】果蝇是研究遗传学的好材料。现有三管果蝇，每管中均有红眼和白眼（相关的基因为B、b），且雌雄各一半。管内雌雄果蝇交配后的子代情况如下

15、：A管：雌雄果蝇均为红眼：B管：雌果蝇为红眼，雄果蝇均为白眼：C管：雌雄果蝇均为一半红眼，一半白眼。（1）请你根据上述结果判断：控制红眼和白眼的基因位于染色体上，三个试管中的A管的亲代白眼果蝇的性别是，C管中果蝇的基因型为。（2）摩尔根等人用纯种灰身残翅果蝇与纯种黑身长翅果蝇交配，所获子代（F1）全部为灰身长翅，由此可推出，果蝇的为显性性状。（3）你如何确定灰身一黑身、长翅一残翅的遗传行为是否符合基因的自由组合定律？答案：（1） 雄XbXb、XBXb、XBY、XbY（2）灰身长翅（3）用F1的果蝇与黑身残翅果蝇进行测交；统计测交后代的表现型比例；若为灰身长翅:黑身残翅:灰身残翅:黑色长翅=1:

16、1:1:1，则说明灰身黑身，长翅残翅的遗传行为符合基因的自由组合定律，否则不符合。四、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：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；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8】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

17、第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

18、。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号同源染色体上。反之则可能是位于第号同源染色体上。 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：用正交和反交的方法，若正交和反交后代表现不一致，都只与母本性状相同，则为细胞质遗传；若正交和反交的后代的表现型相同，且比例一致，都与母本无关则是细胞核遗传。【例9】有人发现某种花卉有红花和白花两种表现型。(1)请你设计一个实验，探究花色遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传。用图解和简洁语

19、言回答。(2)如果花色的遗传是细胞核遗传，请写出F2代的表现型及其比例。答案：若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本相同，则该花色的遗传为细胞质遗传；若正交与反交产生的F1的性状表现与母本无关，表现为红花或白花的一种，则该花色的遗传为细胞核遗传(2)3红:1白或3白:1红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：正交和反交 （使用条件：不知一对相对性状中的显隐性关系且亲本均为纯合子）（2）已知显隐性：隐性雌性纯合的显性雄性(使用条件：知道一对相对性状的显隐性关系）【例10】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

20、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_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

21、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,

22、 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染色体上方法 隐性雌性纯合的显性雄性 （使用条件：已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上）方法 杂合的显性雌性纯合的显性雄性 （使用条件：已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上）5、基因位于XY的同源区段还是位于常染色体上方法：隐性雌性个体与纯合的显性雄性个体杂交，获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表现型情况。即：五、根据性状判断生物性别的实验设计要通过性状判断生物性别，在

23、选择亲本时，只要让具有同型性染色体(XX或ZZ)的个体表现型是隐性性状，具有异型性染色体(XY或ZW)的个体表现型是显性性状即可。这样在子代中具有同型性染色体(XX或ZZ)的个体表现型是显性，具有异型性染色体(XY或ZW)的个体表现型是隐性性状。【例11】有一种雌雄异株的草本经济植物，属XY型性别决定，但雌株是性杂合子(即XY)，雄株是性纯合子(即XX)。已知其叶片上的斑点是X染色体上的隐性基因(b)控制的。某园艺场要通过杂交培育出一批在苗期就能识别雌雄的植株，则应选择：(1)表现型为_的植株作母本，其基因型为_。表现型为_的植株作父本，其基因型为_。(2)子代中表现型为_的是雌株。子代中表现

24、型为_的是雄株。解析:要通过性状来判断性别，应用伴性遗传规律，即选择控制性状的基因在性染色体上。题中已知，某植物为XY型性别决定，并且也已知控制叶片有斑点与无斑点这一相对性状的基因位于X染色体上。不同于一般XY型性别决定的是：雌株是性杂合子，雄株是性纯合子。由题意可知：雌株基因型为XBY、XbY，表现型为无斑点、有斑点。雄株基因型为XBXB、XBXb、XbXb，表现型分别为无斑点、无斑点、有斑点。通过6个杂交组合的分析，可知要通过性状判断性别，则应选无斑点的雌株(XBY)与有斑点的雄株(XbXb)杂交，这样在苗期表现为有斑点(XbY)的则为雌株，表现为无斑点(XBXb)的则为雄株。要通过性状判

25、断生物性别，在选择亲本时，只要让具有同型性染色体(XX或ZZ)的个体表现型是隐性性状，具有异型性染色体(XY或ZW)的个体表现型是显性性状即可。这样在子代中具有同型性染色体(XX或ZZ)的个体表现型是显性，具有异型性染色体(XY或ZW)的个体表现型是隐性性状。答案(1)无斑点XBY有斑点XbXb(2)有斑点 无斑点六、是亲代还是子代的实验设计已知A、B两群个体是亲子代关系，判断思路：假设A是亲本，推测是否能出现B群体；假设B是亲代，推测是否能出现A群体。【例12】现有两试管果蝇，它们呈PF1F2Fn的亲子代关系，甲管中全部都是长翅果蝇，乙管中既有长翅（V）果蝇又有残翅（v）果蝇。（1）根据上述

26、信息写出甲管中长翅果蝇的基因型：。（2）请设计实验鉴定甲乙两试管中果蝇同亲子代关系，并预测结果及相应绪论。方法：预测结果及相应绪论：答案：（1）Vv（2）将乙管中雌长翅果蝇与雄性残翅果蝇测交，观察、统计子代性状或是将乙管中雄性长翅果蝇与雌性残翅果蝇测交，观察、统计子代性状预测结果及相应绪论：子代全为长翅果蝇，则乙甲子代出现残翅果蝇和长翅果蝇，则甲乙七、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：若子代中出现变异性状，则该变异性状是可遗传的变异；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13】果蝇是做遗传

27、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3537，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

28、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。八、显性突变和隐性突变的判断隐性突变: AA aa Aaaa 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，

29、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14】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15】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