【高考生物考前冲刺】题型专题二　遗传类实验分析与设计的非选择题突破(共28张PPT)

(共28张PPT)
题型专题二
遗传类实验分析与设计的非选择题突破
高考生物考前冲刺
类型一 验证遗传定律的实验设计方法
验证方法 结论
自交法 　F1自交后代的性状分离比为3∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
　F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1,则符合基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法 　F1测交后代的性状分离比为1∶1,则符合分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
　F1测交后代的性状分离比为1∶1∶1∶1,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
验证方法 结论
花粉 鉴定法 　F1若有两种花粉,且比例为1∶1,则符合分离定律
　F1若有四种花粉,且比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律
单倍体 育种法 　取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型,且比例为1∶1,则符合分离定律
　取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有四种表现型,且比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律
例1 [2019·全国卷Ⅲ] 玉米是一种二倍体异花传粉作物,可作为研究遗传规律的实验材料。玉米籽粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制。回答下列问题。
(1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子通常表现的性状是　 　　　。
[解析] (1)在一对等位基因控制的一对相对性状中,杂合子通常表现的性状是显性性状。
显性性状
(2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒,若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律,写出两种验证思路及预期结果。
[答案] ①两种玉米分别自交,若某些玉米自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
②两种玉米分别自交,在子代中选择两种纯合子进行杂交,F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果F1都表现一种性状,则用F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
[解析] (2)该实验的验证思路及预期结果如下:①两种玉米分别自交,若某些玉米自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
②两种玉米分别自交,在子代中选择两种纯合子进行杂交,F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果F1都表现一种性状,则用F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
例2 果蝇的野生型和突变型受常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制,研究发现果蝇在A和B同时存在时表现为野生型,其他表现为突变型。现用自然种群中的两只基因型相同的野生型雌雄果蝇杂交,子代野生型∶突变型=3∶1,回答下列问题:
(1)若这两对等位基因遵循自由组合定律,则亲本的基因型组合为　　　　 　　　　　。若这两对等位基因不遵循自由组合定律,则亲本的基因型组合可能有　　　种。
AaBB×AaBB或AABb×AABb
3
(2)为验证该对相对性状的遗传是否遵循基因的自由组合定律,请用纯合的基因型为AABB、aaBB、AAbb、aabb的雌雄果蝇为实验材料进行设计实验。(要求:请写出实验思路、预期结果和结论)。
[答案] 方法一:实验思路:选用基因型为AABB和基因型为aabb的雌雄果蝇相互交配,得到F1,将F1与异性aabb的果蝇交配,观察并记录子二代的表现型及比例。
预期结果:若产生子代的表现型和比例为野生型∶突变型=1∶3,则可验证该对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律;若产生子代的表现型和比例为野生型∶突变型=1∶1,则可验证该对相对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律。
方法二:实验思路:选用基因型为AABB和基因型为aabb的雌雄果蝇相互交配,得到F1,将F1果蝇相互交配,观察并记录子二代的表现型及比例。
预期结果:若产生子代的表现型和比例为野生型∶突变型=9∶7,则可验证该对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律;若产生子代的表现型和比例为野生型∶突变型=3∶1,则可验证该对相对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律。同理,选用基因型为AAbb与aaBB的果蝇杂交,子代自交或测交也可。
类型二 确定基因位置的实验设计
题型一　判断基因位于常染色体还是X染色体的常用方法
(1)已知性状显隐性:选择隐性雌性个体与显性雄性个体杂交(ZW型生物相反)
a.若子代　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则基因位于X染色体上。
b.若子代　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则基因位于常染色体上。
c.若子代　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则基因位于常染色体上。
雌性均为显性,雄性均为隐性
雌、雄性均为显性
雌、雄性均有显性和隐性
(2)未知性状显隐性:正交、反交实验判断
a.若子代　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则基因位于X染色体上。
b.若子代　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则基因位于常染色体上。
正、反交结果不同,与性别有关
正、反交结果相同,与性别无关
例3 已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。甲同学用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为 1∶1∶1∶1。乙同学用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请根据上述结果,回答下列问题:
(1)仅根据甲同学的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性 　　　　　　　　。
[解析] (1)若控制黄体的基因在常染色体上,并表现为隐性,基因型用aa表示,灰体雌蝇为显性杂合子,基因型用Aa表示,二者杂交后也会出现题中所示结果。
不能
(2)请用甲同学得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明乙同学的结论(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持乙同学结论的预期实验结果)。
[答案] 实验1:
杂交组合:♀黄体×♂灰体
预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体。
实验2:
杂交组合:♀灰体×♂灰体
预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体。
[解析] (2)若控制黄体的基因在X染色体上,并表现为隐性,则同学甲得到的子代表现型及基因型分别为灰体雌果蝇(XAXa)、黄体雌果蝇(XaXa)、灰体雄果蝇(XAY)、黄体雄果蝇(XaY)。要证明控制黄体的基因在X染色体上,并表现为隐性,所选杂交亲本产生的子代需在雌性和雄性中具有不同的表现型及比例,所以可以选择黄体雌果蝇(XaXa)和灰体雄果蝇(XAY)杂交,则后代雌果蝇均为灰体,雄果蝇均为黄体。也可选择灰体雌果蝇(XAXa)和灰体雄果蝇(XAY)杂交,后代雌果蝇全部为灰体,雄果蝇中一半为灰体,一半为黄体。
例4 Ⅰ.某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状,豁眼雌禽产蛋能力强。已知这种家禽的性别决定方式与鸡相同,豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制,且在W染色体上没有其等位基因。回答下列问题:
(1)用纯合体正常眼雄禽与豁眼雌禽杂交,杂交亲本的基因型为　　　　 　　　　。理论上F1的基因型和表现型为　　　　　　　　　　,F1中雌雄个体相互交配,所得F2雌禽中豁眼禽所占的比例为　　　　。
ZAZA、ZaW　ZAW、ZAZa,雌、
雄个体均为正常眼
1/2
[解析] (1)依题意可知,在题述家禽中,雄性的性染色体组成为ZZ,雌性的性染色体组成为ZW,豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制,且在W染色体上没有其等位基因。由此推知,亲本纯合正常眼雄禽的基因型为ZAZA,亲本豁眼雌禽的基因型为ZaW,二者杂交所得F1的基因型为ZAZa、ZAW,F1的雌、雄个体均为正常眼。F1中的雌、雄个体相互交配,所得F2的基因型及比例为ZAZA∶ZAZa∶ZAW∶ZaW=1∶1∶1∶1,可见,F2雌禽中豁眼禽(ZaW)所占的比例为1/2。
(2)为了给饲养场提供产蛋能力强的该种家禽,请确定一个合适的杂交组合,使其子代中雌禽均为豁眼,雄禽均为正常眼。写出杂交组合和预期结果,要求标明亲本和子代的表现型和基因型:
　。
[解析] (2)雌性亲本将Z染色体遗传给子代的雄性,将W染色体遗传给子代的雌性,而雌性子代的Z染色体则来自雄性亲本。可见,若使子代中的雌禽均为豁眼(ZaW),雄禽均为正常眼(ZAZ-),则亲本的杂交组合为豁眼雄禽(ZaZa)×正常眼雌禽(ZAW),该杂交组合产生的子代的基因型为ZAZa、ZaW,子代雌禽均为豁眼,雄禽均为正常眼。
杂交组合:豁眼雄禽(ZaZa)×正常眼雌禽(ZAW);预期结果:子代雌禽均为豁眼(ZaW),雄禽均为正常眼(ZAZa)
Ⅱ.正常蚕幼虫的皮肤不透明,是由显性基因A控制的,“油蚕”幼虫的皮肤透明如油纸(可看到内部器官),是由隐性基因a控制的,A对a为完全显性,基因位于Z染色体上。
(3)请设计一个杂交方案,根据子代幼蚕的皮肤特征,从中选择雄蚕用于生产(用遗传图解和必要的文字表述)。
[解析] (3)已知A对a为完全显性,基因位于Z染色体上,若要根据子代幼蚕的皮肤特征,从中选择雄蚕用于生产,可选择隐性雄性个体与显性雌性个体杂交,遗传图解见答案。然后在F1为幼虫时,淘汰皮肤透明的雌性个体,保留皮肤不透明的雄性个体用于生产。
X
题型二　判断基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上的常用方法
适用条件:已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
(1)基本思路一:用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。
a.若子代雄性均为隐性性状、雌性均为显性性状,则基因位于　　　　染色体上。b.若子代雌、雄均为显性性状,则基因位于　　　　　　　　　　　　　上。
(2)基本思路二:用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。
a.若子代雄性既有显性性状又有隐性性状、雌性均为显性性状,则基因位于
　　染色体上。b.若子代雌、雄均为显性性状,
则基因位于　　　　　 　　　上。
X、Y染色体的同源区段
X
X、Y染色体的同源区段
例5 已知果蝇长翅和短翅为一对相对性状,受一对等位基因(A、a)控制,现有长翅和短翅雌、雄果蝇若干,某同学让一只雌性长翅果蝇与一只雄性长翅果蝇杂交,子一代中表现型及比例为长翅∶短翅=3∶1。回答下列问题:
(1)依据上述实验结果,无法确定等位基因是位于常染色体上还是X染色体上。若要判断基因的位置,还需要统计子一代翅型与性别的关系。
①若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则基因位于常染色体上。
②若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则基因位于X染色体上。
[解析] (1)①若基因位于常染色体上,则双亲的基因型均为Aa,子一代性状分离比在雌、雄果蝇中相同,均为长翅∶短翅=3∶1。
②若基因位于X染色体上,则双亲的基因型分别为XAXa和XAY,子一代的基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,雌性都为长翅,雄性既有长翅又有短翅。
子一代性状分离比在雌、雄果蝇中相同
雌性都为长翅,雄性既有长翅又有短翅
(2)根据子一代翅型与性别的关系,可以确定该等位基因位于X染色体上,但是无法确定该等位基因是位于X、Y染色体的同源区段(如图所示)还是位于非同源区段(只位于X染色体上)。请用适合的果蝇为材料设计一个杂交实验,判断基因是位于X、Y染色体的同源区段还是只位于X染色体上(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)。
[答案] 选择多对短翅雌蝇(♀)和长翅雄蝇(♂)杂交得到F1, 若F1出现雄性长翅果蝇,则基因位于X、Y染色体的同源区段;若F1中雄性果蝇都为短翅,则基因只位于X染色体上。
[解析] (2)判断基因是位于X、Y染色体的同源区段还是只位于X染色体上,可选择多对短翅雌蝇(♀)与长翅雄蝇(♂)杂交得到F1,观察并分析F1的表现型及其比例。若基因位于X、Y染色体的同源区段上,则短翅雌蝇(♀)的基因型为XaXa,长翅雄蝇(♂)的基因型为XAYA或XaYA或XAYa,F1会出现雄性长翅果蝇(XaYA);若基因只位于X染色体上,则短翅雌蝇(♀)的基因型为XaXa,长翅雄蝇(♂)的基因型为XAY,F1中雄性果蝇都为短翅(XaY)。
题型三　判断基因在常染色体上还是在X、Y染色体的同源区段上
常用方法:用“纯合显性雄性个体×纯合隐性雌性个体”进行杂交,得到F1,F1中雌雄个体相互交配,观察分析F2的性状。a.若F2中雌雄个体均有显性性状和隐性性状,则基因位于　　 　　上。b.若F2雄性均为显性性状、雌性中显性性状与隐性性状均有,则基因位于　　　　　　　　　　　　上。
常染色体
X、Y染色体的同源区段
例6 某生物兴趣小组用黑腹果蝇做实验研究性状遗传,请回答下列问题:
(1)果蝇的细眼(B)和粗眼(b)是一对相对性状,现有纯种的细眼果蝇和粗眼果蝇(雌雄都有)若干,选择　　　　　　　　　　　进行一次杂交实验,若F1　　　　　　　　　　,则可判断B、b位于常染色体或X、Y染色体的同源区段,而不是只在X染色体上。
[解析] (1)用一次交配实验证明这对基因位于何种染色体上,应选择表现为隐性性状的雌性,表现为显性性状的雄性纯合子杂交,即选择粗眼雌蝇和细眼雄蝇杂交,如果基因只在X染色体上,亲本基因型为XbXb×XBY,则子代中雌果蝇全为细眼,雄果蝇全为粗眼;如果基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上,亲本基因型为bb×BB或XbXb×XBYB,则子代中无论雌雄全为细眼。
粗眼雌蝇和细眼雄蝇
均为细眼果蝇
(2)继续通过一次杂交实验,探究B、b是位于X、Y染色体的同源区段还是常染色体上,预测子代的结果并得出结论。
杂交方案:　 。
预测结果及结论:
　。
[解析] (2)如果进一步探究B、b是位于X、Y染色体的同源区段还是常染色体上,可让F1中雌、雄果蝇自由交配,观察F2的雌、雄果蝇的表现型。
F1中雌、雄果蝇自由交配
若后代雌、雄果蝇均有细眼、粗眼,则B、b位于常染色体上;若后代雌果蝇中出现细眼和粗眼,雄果蝇均为细眼,则B、b位于X、Y染色体的同源区段
题型四　判断外源基因整合到受体细胞染色体上的位置
外源基因整合到宿主染色体上有多种类型,有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体中的一条染色体上,其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比;若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体上,各个外源基因的遗传互不影响,则其遗传会遵循自由组合定律。
例7 某科研小组将两个抗病基因X(完全显性)导入黄花三叶草,并且筛选出两个X基因成功整合到染色体上的三种抗病植株甲、乙、丙。回答下列问题:
(1)植株甲自交,子代(F1)均为抗病植株,则两个基因X成功整合到　 　　　　　　　。F1自交得到F2,F2中部分植株表现为易感病,原因可能为
　 　。
[解析] (1)植株甲自交,子代(F1)均为抗病植株,说明植株甲产生的配子均含有抗病基因X,进而推知,两个基因X已成功整合到一对同源染色体上。F1自交所得的F2中部分植株表现为易感病,原因可能为F1在减数分裂形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换,产生了不含X基因的配子。
一对同源染色体上
F1在减数分裂形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换,产生了不含X基因的配子
(2)植株乙自交,子代(F1)为抗病植株∶易感病植株=15∶1,则两个基因X成功整合到　　　　　　　　　　　。F1自交得到F2,F2中抗病植株占　　　　。
[解析] (2)植株乙自交,子代(F1)抗病植株∶易感病植株=15∶1,为9∶3∶3∶1的变式,说明植株乙相当于双杂合子,进而推知,两个基因X成功整合到两条非同源染色体上。若只研究每一对同源染色体上抗病基因X,则F1中,含两个抗病基因X的植株∶含一个抗病基因X的植株(杂合子)∶易感病植株=1∶2∶1,所以F1自交所得F2中,易感病植株占1/2×1/4+1/4=3/8;若将两条非同源染色体上的抗病基因X一起研究,则F1自交所得F2中,易感病植株所占比例为3/8×3/8=9/64,抗病植株所占比例为1-9/64=55/64。
两条非同源染色体上
55/64