生物遗传实验设计(内部资料)

高考生物遗传实验设计题总结一、显隐性（完全显性）的判断（确定某一性状的显隐性）基本思路是依据相对性状和性状分离的概念进行判断。以下野生型（或自然种群）指显性中既有纯合体也有杂合体。1若已知亲本皆为纯合体：杂交法（定义法）2若已知亲本是野生型（或自然种群）：性状分离法：选取具有相同性状的多对亲本杂交，看后代有无性状分离。若有则亲本的性状为显性性状，若无则亲本为隐性性状。3若已知亲本是野生型：可选取多对具有相对性状的亲本杂交，后代中比例大的性状是显性性状。4若亲本未知类型植物：方案一：杂交分别自交 若后代只表现甲（或乙）性状，则甲（或乙）为显性 若后代甲、乙性状均出现，再分别自交，若甲（或乙）出现性状分离则甲（或乙）为显性 方案二：分别自交 杂交 若甲（或乙）出现性状分离则甲（或乙）为显性 若甲、乙均未出现性状分离，再杂交，若后代为甲（乙）性状则甲（乙）为显性动物：将上述分别自交换为同性状的多对个体杂交。注意：上述方法主要针对常染色体遗传，若是X染色体则用下面方法。5. X染色体亲本皆为纯合体：选具有相对性状的雌雄个体交配。 亲本是野生型（或自然种群）：选多对多对（或一雄多雌）具有相对性状的雌雄个体交配。【例1】：科学家选用萌发的普通甜椒的种子搭载“神舟”飞船，应用在微重力和宇宙射线等各种因素作用下生物易发生基因突变的原理，从太空返回后种植得到的植株中选择果实较大的个体，培育出大果实“太空甜椒”。假设果实大小是一对相对性状，且由单基因（D、d）控制的完全显性遗传，请你用原有的纯种小果实普通甜椒和大果实太空甜椒为实验材料，设计一个方案，以鉴别太空甜椒大果实这一性状的基因型。你的实验设计原理是遵循遗传的_规律。请你在下表中根据需要设计12个步骤，在下表中完成你的实验设计方案，并预测实验结果和得出相应的结论。（8分）选择的亲本及交配方式预测的实验结果（子代果实性状）结论（太空甜椒基因型） 在不同地块栽培这些纯种的大果实太空甜椒时，发现有的地里长出的甜椒都是小果实的，这说明生物的性状是 的结果。假设普通甜椒的果皮颜色绿色（A）对红色（a）是显性，子叶厚（B）对子叶薄（b）是显性，现把基因型为AaBb 的个体的花粉传给aaBb 的个体，则该植株所结果皮的颜色和子叶的厚薄的分离比分别是 、。【例2】果蝇的灰身、黑身由常染色体上一对基因控制，但不清楚其显隐性关系。现提供一自然果蝇种群，假设其中灰身、黑身性状个体各占一半，且雌雄各半。要求用一代交配试验（即PF1）来确定其显隐性关系。（写出亲本的交配组合，并预测实验结果）【例3】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），为了确定有角与无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？【例4】石刁柏是一种名贵蔬菜，属于XY型性别决定 。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，雄株的产量高于雌株。现已证明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，结论）。 二、显性性状个体是纯合子还是杂合子的判断（某一个体的基因型）假设待测个体为甲（显性） ，乙为隐性1测交：（动物或植物）将待测显性个体与隐性类型杂交，若后代显性性状：隐性性状=1：1，则为杂合子，若后代全为显性性状，则为纯合子。甲乙全甲（纯合） 甲乙甲：乙=1：1（杂合）2自交：（植物、尤其是两性花）将待测显性个体自交，若后代不发生性状分离，则为纯合子，若后代显性性状：隐性性状=3：1，则为杂合子。3杂交：（动物）待测个体甲多个同性状个体（结果同上）4单倍体育种：针对植物【例1】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,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。【例2】一个自然繁殖、表现型正常的果蝇种群，性别比例偏离较大，经研究发现该种群的基因库中存在致死基因，它能引起某种基因型的个体死亡。从该种群中选取一对雌雄果蝇相互交配，F1中有202个雌性个体和98个雄性个体。请回答：（1）导致上述结果的致死基因具有 性致死效应，位于 染色体上。让F1中雌雄果蝇相互交配，F2中出现致死的几率为 。（2）从该种群中任选一只雌果蝇，用一次杂交实验来鉴别它是纯合子还是杂合子，请写出遗传图解（有关基因用A、a表示），并用文字简要说明你的推断过程。三、确定某变异性状是否为可遗传变异 (变异仅由环境引起还是环境引起基因变化导致)的实验探究总的思路：探究变异是否遗传，实质是探究变异个体的遗传物质或基因型是否改变，也就是要检测变异个体的基因型。一般要看其后代的情况，如果是遗传物质引起的，则该性状能遗传给后代，如果是环境引起的，则该性状不能遗传给后代。基本方法：1利用该性状的多对个体交配（自交或杂交）结果结论：若后代仍有该变异性状，则为遗传物质改变引起的可遗传变异若后代无该变异性状，则为环境引起的不可遗传变异2该性状个体正常隐性性状个体（类似测交）结果结论：分两种情况 变异性状为显性，若后代仍有该变异性状，则为遗传物质改变引起的可遗传变异若后代无该变异性状，则为环境引起的不可遗传变异 变异性状为隐性若后代只有该变异性状，则为遗传物质改变引起的可遗传变异若后代有正常性状，则为环境引起的不可遗传变异即： 【例1】正常温度条件下（25左右）发育的果蝇，果蝇的长翅（V）对残翅（v）为显性，这一对等位基因位于常染色体上。但即便是纯合长翅品种（VV）的果蝇幼虫，在35温度条件下培养，长成的成体果蝇却表现为残翅，这种现象叫“表型模拟”。 是由环境造成的类似于某种基因型所产生的表现型。现有一只残翅果蝇，如何判断它是否属于纯合残翅（vv）还是“表型模拟”？请设计实验方案并进行结果分析。方法步骤：结果分析：【例2】在正常的培养温度25OC时，果蝇经过12d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准备做遗传学实验，因当时天气炎热气温高达35OC-37OC，他们将果蝇幼虫放在有空调的实验室中，调节室温至25OC培养。不料培养的第7d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）。（1）残翅性状的出现在遗传学上称为 。你认为残翅最可能是由于什么造成的。（2）请设计一个实验探究你关于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。【例3】在一外貌正常的牛群中，偶然产出一头矮生的雄犊。这种矮生究竟是由于基因突变的直接结果，还是由于隐性矮生基因的“携带者”偶尔交配后发生的分离呢？请加以探究。（1）如果矮生是由于基因突变的直接结果，则该突变一般是 （显性突变还是隐性突变），该矮生雄牛为 。据此，设计杂交实验，确定“是由于基因突变的直接结果”。请写出遗传图解（有关基因用A、a表示），并用文字简要说明你的推断过程。（2）设计杂交实验，确定“是由于隐性矮生基因的“携带者”偶尔交配后发生的分离”。请写出遗传图解（有关基因用A、a表示），并用文字简要说明你的推断过程。四、细胞质遗传与细胞核遗传的判断基本方法：正反交法结果预期和结论：（1）对于无性别区分的生物，它的结果预期和结论有两种情况：如果正交和反交的子代表现相同，则为细胞核遗传；如果正交和反交的子代表现不同（总与母本性状相同），则为细胞质遗传。（2）对于有性别区分的生物，它的结果预期和结论有三种情况：如果正交和反交的子代表现相同，则为核遗传中的常染色体遗传；如果正交和反交的子代表现不同，但都为母本性状，则为细胞质遗传；如果正交和反交的子代表现不同，但一个杂交组合的后代雌雄个体表现相同性状，另一个杂交组合的后代雌雄个体性状表现不同，雌性表现一个性状（为显性性状），雄性表现为另一个性状（为隐性性状），则为细胞核遗传中的伴X染色体注意：若题中要求显隐性和遗传方式（核遗传或质遗传）综合判断，则考虑用正交和反交的方法据F1表现型作出判断。总之,要灵活运用实验设计方法,针对具体问题选出最佳实验组合方案。【例1】玉米为单性花且雌雄同株，绿茎和紫茎为一对相对性状，现以纯种绿茎和纯种紫茎为材料，设计实验探究控制绿茎和紫茎这对相对性状的基因位于细胞质还是位于细胞核的染色体上，请写出实验思路，并推测预期结果及相应的结论。【例2】实验室有三个不同的纯种果蝇突变品系a、b、c，均由某纯种野生型果蝇突变而来。现以这些未交配过的果蝇为材料，设计实验探究突变基因a、b、c位于细胞质还是位于细胞核的染色体上，请写出实验思路，并推测预期结果及相应的结论。五、遗传定律的实验探究1如何验证一对相对性状（或两对相对性状）是由一对等位基因（或两对非同源染色体上的非等位基因）控制（即遵守基因分离定律或基因自由组合定律）基本方法：先选具相对性状的两个纯合亲本杂交，获得F1（1）测交或自交（动物则杂交）看是否符合相应的特殊比例（2）单倍体育种（植物）（3）花粉鉴定（某些特殊植物）【例1】某品种有玉米显性高蛋白植株(纯合子)和低蛋白植株。为验证该性状是否由一对基因控制（即符合基因的分离定律），请参与实验设计并完善实验方案：步骤1：选择_和_杂交。预期结果：_。步骤2：_。预期结果：_。观察实验结果，进行统计分析：如果_与_相符，可证明该性状由一对基因控制。 【例2】已知豌豆红花对白花、高茎对矮茎、籽粒饱满对籽粒皱缩这三对相对性状各受一对等位基因的控制，红花、白花用A、a表示，高茎对矮茎用B、b表示、籽粒饱满、籽粒皱缩用D、d表示。1）为了确定每对性状的显、隐性，以及它们的遗传是否符合自由组合定律，现选用表现型为白花高茎籽粒皱缩和_两个纯合亲本进行杂交，如果F1表现红花高茎籽粒饱满，则可确定每对性状的显、隐性，并可确定以上两个亲本的基因型为_和_。2）为验证这三对相对性状是否满足自由组合现象，请参与实验设计并完善实验方案： 步骤1：选择红花高茎籽粒皱缩纯合子和_杂交。 预期结果：_。 步骤2：_。 预期结果：_。 或步骤2：_. 预期结果：_。 观察实验结果，进行统计分析：如果实验结果与预期结果相符，可证明这三对相对性状满足自由组合现象。【例3】实验室中有一批未交配的纯种灰体紫眼和纯种黑体红眼果蝇，每种果蝇雌雄个体都有。已知：上述两对相对性状均属完全显性遗传，性状的遗传遵循遗传的基本定律，灰体和黑体这对相对性状由一对位于第号同源染色体上的等位基因控制，所有果蝇都能正常生活。如果控制果蝇紫眼和红眼的基因也位于常染色体上，请设计一套杂交方案，以确定控制紫眼和红眼的基因是否也位于第号同源染色体上，并预期结果，作出相应的结论。2探究某性状是由一对等位基因还是由两对等位基因控制、遵循什么遗传定律基本方法：先选具相对性状的两个纯合亲本杂交获得F1，让F1测交或自交（动物则杂交）看F2 的性状分离比。结果预期和结论：（1）若F2 的性状分离比为3:1（或1:2:1），或测交后代的性状分离比为1:1，则符合分离定律。（2）若F2 的性状分离比为9:3:3:1（或该比例的变形，如9: 33 :1），或测交后代的性状分离比为1:1:1:1（或该比例的变形，如1: 11 :1），则符合自由组合定律。（3）若分离比跟典型的比例相关而又不完全相符，则可能存在基因间的相互作用或致死现象等情况。六、探究控制某性状的等位基因是位于常染色体上还是X染色体上，还是在X 、Y染色体的同源区段1、确定一对相对性状（完全显性）是常染色体遗传还是伴X遗传方法一：用“雌隐雄显”【 (aa) XaXaXAY (AA、Aa) 】进行杂交，观察分析F1性状。适用条件：已知性状的显隐性。结果结论：（1）若后代雌雄个体全部都是显性性状，说明一定是常染色体遗传（aaAA）。 （2）若后代雌雄个体既有显性性状，又有隐性性状，说明一定是常染色体遗传（aaAa）。（3）若后代雌性个体全部是显性性状，雄性个体全部是隐性性状，说明一定是 X染色体遗传，（XaXaXAY）。方法二：用“正反交”法，观察分析F1性状。适用条件：未知性状的显隐性。结果结论：（1）若正交、反交结果相同，且与性别无关，是常染色体遗传；（2）若正交反交的结果不同，其中的一种杂交后代的某一性状和性别明显相关，则是伴X遗传。注意：在写具体的结果与结论时要分清亲本是纯合的还是野生型的？【例1】自然界的大麻为雌雄异株植物，其性别决定方式为XY型。在研究中发现，大麻种群中的雌雄个体均有抗病和不抗病个体存在，已知该抗病性状受隐性基因b控制。（1）若想利用一次杂交实验探究该抗病性状的遗传属于伴X遗传还是常染色体遗传，那么应选的杂交亲本性状为：父本_，母本_。（2）预测可能的实验结果和结论： _。 _。【例2】 果蝇的眼色有红眼和白眼。且眼色的遗传是细胞核遗传，现有实验过程中所需要的纯种果蝇，请设计实验一次性探究出红眼和白眼的显隐性关系及这对等位基因位于常染色体还是X染色体上吗？ 2、一对相对性状（完全显性）仅是X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传适用条件：已知性状的显隐性方法一：用组合“雌隐雄显（纯合）” 【XaXaXAYA（XAY）】进行杂交，观察分析F1性状。（常用）结果结论：（1）若子代中的雌雄果蝇全部表现为显性性状，则此等位基因位于X、 Y染色体上的同源区段；（2）若子代中的雌果蝇全部表现为显性性状，雄果蝇全部表现为隐性性状，则此等位基因位仅位于X染色体上。方法二：用组合“雌显（杂合）雄显（纯合）” 【XAXaXAY（XAYA ）】进行杂交，观察分析F1性状。结果结论：（1）若子代中的雌雄果蝇全部表现为显性性状，则此等位基因位于X、 Y染色体上的同源区段上；（2）若子代中的雌果蝇全部表现为显性性状，雄果蝇出现性状分离，则此等位基因位仅位于X染色体上。【例1】 （2008年广东高考）科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因（B）对截毛基因（b）为显性。若这对等位基因存在于X和Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为XBYB、XBYb、XbYB，若仅位于X染色体上，则只表示为XBY。现有各种雌雄纯种果蝇若干，可利用一次杂交实验来推测这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上。 请你完成推断过程：（1）选用_果蝇作为亲本进行杂交，雌雄亲本果蝇的表现型分别是_。（2）预期结果及结论：3、一对相对性状（完全显性）仅是常染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传适用条件：已知性状的显隐性方法一：用组合“雌隐雄显（杂合）” 【XaXa（aa）XAYa/ XaYA（Aa）】进行杂交，观察分析F1性状。结果结论：（1）若子代中的雌（或雄）全部表现为显性性状，雄（或雌）全部表现为隐性性状则此等位基因位于X、 Y染色体上的同源区段；【XaXa XAYa （XaXa XaYA）】（2）若后代雌雄个体既有显性性状，又有隐性性状，则此等位基因位于常染色体上（aaAa）。方法二：用组合“雌显（杂合）雄显（杂合）” 【XAXa（Aa）XAYa/ XaYA（Aa）】进行杂交，观察分析F1性状。结果结论：（1）若子代中的雌性（或雄性）全部表现为显性性状，而雄性（或雌性）发生性状分离，则此等位基因位于X、Y染色体上的同源区段上；【XAXa XAYa （XAXa XaYA）】（2）若后代雌雄个体既有显性性状，又有隐性性状，且性状分离比为3:1，则此等位基因位于常染色体上（AaAa）。【例】将果蝇野生型和数种突变型的性状表现编号、控制性状的基因符号和基因所在位置如下表。类型性状野生型白眼型变胸型短肢型残翅型黑身型抗毒型基因位置眼色红眼W白眼wX染色体后胸后胸正常Hh染色体肢型正常肢Dd染色体翅型长翅Vv染色体体色灰身Bb染色体抗毒性不抗毒抗毒N线粒体注：1.每种突变型未列出的性状表现与野生型的性状表现相同 2.果蝇均为纯合体并可作为杂交实验的亲本请回答：（1）抗毒性性状的遗传特点是： （2）若进行验证基因的分离定律的实验，观察和记载后代中运动器官的性状表现，选作杂交亲本的编号及基因型应是 （3）若进行验证基因自由组合定律的实验，观察体色和体型的遗传表现，选作杂交亲本的编号及基因型应是 选择上述杂交亲本的理论依据是 表现为自由组合。（4）若要通过一次杂交实验得到基因型为VvXwY(长翅白眼)的果蝇，选作母本的类型编号及其基因型和表现型应是 ，选作父本的类型编号及其基因型和表现型应是 。（5）果蝇的性染色体X和Y有非同源区和同源区。非同源区上的X和Y片段上无等位基因或相同基因；同源区上的X和Y片段上有等位基因或相同基因。控制果蝇眼型的基因不在非同源区，棒眼（E）对圆眼（e）为显性。现有足够的纯合雌、雄棒眼果蝇和雌、雄圆眼果蝇个体，请用杂交实验的方法推断这对基因是位于X和Y的同源区，还是位于常染色体上。写出你的实验方法、推断过程和相应的遗传图解。【例】果蝇的紫眼和红眼是一对相对性状，且雌雄果蝇均有紫眼和红眼。实验室现有一批未交配过的纯种紫眼和纯种红眼的雌雄果蝇，若要用一代交配实验即可证明这对基因的显隐性和位于何种染色体上，则选择的杂交组合方式为： ，请你推测杂交一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种眼色为显性性状，以及控制眼色的基因位于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：只需写出子一代的性状表现和相应推断的结论）七、确定亲子代基本思路：先做亲子假设，再作基因型和表现型分析【例】果蝇的长翅对残翅是显性，有两管果蝇，甲管果蝇全部为长翅型，乙管果蝇既有长翅型又有残翅型。这两管果蝇的关系可能是乙为亲本(P），甲为Fl，或甲为F1，乙为F2。(相关基因用F、f表示)。 (1)如乙管为P，则乙管果蝇基因型为：长翅 残翅 。甲管(F1)长翔果蝇的基因型为 。 (2)如果乙管中果蝇为F2，其长翅类型的基因型为 ，残翅类型的基因型是 。甲管(F1)中长翅类型的基因型为 (3)如果乙管中两种果蝇均有雌雄个体，则甲、乙两管果蝇的亲子关系是 。如果乙管内两种果蝇各为雌雄一方，则甲、乙两管果蝇的亲子关系是 (4)若采用一次交配实验来鉴别甲、乙两管的世代关系，最佳交配方式是 ，若 ，则乙为甲的亲本；若 ，则甲为乙的亲本。八、“雌隐雄显”【 XaXaXAY 】杂交组合的其它用途1、通过性别选择性状2、通过性状选择性别九、育种过程的实验设计 1.明确实验目的2.选择正确的实验方法3.正确书写遗传图解【例】玉米籽粒的胚乳黄色（A）对白色（a）为显性，非糯（B）对糯（b）为显性。两对性状自由组合，今有两种基因型纯合的玉米籽粒，其表现型分别为：黄色非糯、白色糯。（1）请用以上两种玉米籽粒作为亲本，通过杂交试验获得4种籽粒表现型分别为黄色非糯、黄色糯、白色非糯、白色糯，比例接近1:1:1:1（用遗传图解回答）若亲本不变，要获得上述4种籽粒，但比例接近9:3:3:1，则这个杂交试验与前一个杂交试验的主要区别是什么？（用文字回答）（2）如果上述白色糯玉米不抗某种除草剂、纯合黄色非糯玉米抗该除草剂，其抗性基因位于叶绿体DNA上，那么，如何用这两种玉米作亲本通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米？（3）现有多株白色糯玉米，对其花粉进行射线处理后，再进行自交。另一些白色糯玉米植株，花粉不经射线处理，进行自交。结果，前者出现黄色糯籽粒、后者全部结白色糯籽粒。由此可推测，黄色籽粒的出现是基因发生 的结果，其实质是射线诱发 的分子结构发生了改变。（4）在适宜时期，取基因型杂合黄色非糯植株（体细胞染色体为20条）的花粉进行离体培养，对获得的幼苗用 进行处理，得到一批可育的植株，其染色体数为 ，这些植株均自交，所得籽粒性状在同一植株上表现 （一致、不一致），在植株群体中表现 （一致、不一致）。（5）采用基因工程技术改良上述玉米的品质时，选用大豆种子贮藏蛋白基因为目的基因。该目的基因与作为 的质粒组装成为重组DNA分子时，需要用 和连接酶。为便于筛选获得了目的基因的受体细胞，所用的质粒通常具有 。将目的基因导入离体的玉米体细胞后，需要采用 技术才能获得具有目的基因的玉米植株。十、从性遗传例2椎实螺是一种雌雄同体的软体动物，繁殖时一般进行异体受精。但是如果把它们一个一个地分开来饲养，它们就进行自体受精。椎实螺外壳的旋转方向可以是左旋的，也可以是右旋的。螺壳的右旋和左旋是由一对基因控制的，右旋（D）左旋（）显性。纯合子右旋个体作母本与纯合子左旋个体作父本交配时，子一代全为右旋，子二代也全为右旋，但子二代中，有3/4的个体作母本时，其子代全为右旋，另外1/4的个休作母本时，其子代全为左旋。据此，回答下列问题：（1）椎实螺的表现型受母本（细胞质基因、基因型）制约，而与本代个体的基因型无关，其基因的传递（遵循、不遵循）基因的分离规律。（3）让纯合子左螺旋（母体）与纯合子（父本）交配：子一代表现型及比例是-；用遗传图解表示子二代相互交配得到子二代的遗传过程和结果；子三代表现型及比例为-。 综合练习【例】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（突变型），雌株、雄株均有，雄株的产量高于雌株。（1）要大面积扩大种植突变型石刁柏，可用_来大量繁殖。有人认为阔叶突变型株是具有杂种优势或具有多倍体特点的缘故。请设计一个简单实验来鉴定突变型的出现是基因突变还是染色体组加倍所致？ （2）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）（3）若已证实为阔叶显性突变所致，突变基因可能位于常染色体上，还可能位于染色体上。请设计一个简单实验方案加以判定（要求写出杂合组合，杂交结果，得出结论） （4）同为突变型的阔叶石刁柏，其雄株的产量与质量都超过雌株，请你从提高经济效益的角度考虑提出两种合理的育种方案。（5）野生石刁柏种群历经百年，窄叶基因频率由98变为10，则石刁柏是否已发生了生物的进化，为什么？8