遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).doc

遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、相對(duì)性狀顯隱關(guān)系確定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例1科學(xué)家選用萌發(fā)的普通甜椒的種子搭載“神舟”飛船,應(yīng)用在微重力和宇宙射線等各種因素作用下生物易發(fā)生基因突變的原理,在從太空返回后種植得到的植株中選擇果實(shí)較大的個(gè)體,培育出大果實(shí)“太空甜椒”。假設(shè)果實(shí)大小是一對(duì)相對(duì)性狀,且由單基因控制的完全顯性遺傳,請(qǐng)你用原有的純種小果實(shí)普通甜椒和大果實(shí)甜椒為實(shí)驗(yàn)材料,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,以鑒別太空甜椒大果實(shí)這一性狀的基因型。解析 直接用純種小果實(shí)與大果實(shí)雜交，觀察后代的性狀：1、如果后代全表現(xiàn)為小果實(shí)，則小果實(shí)為顯性，大果實(shí)為隱性；2、如果后代全表現(xiàn)為大果實(shí)或大果實(shí)與小果實(shí)的比例為11，則大果實(shí)為顯性，小果實(shí)為隱性。例2馬的毛色有栗色和白色兩種。正常情況下，一匹母馬一次只能生一匹小馬，假定毛色由基因B和b控制，此基因位于常染色體上。現(xiàn)提供一個(gè)自由放養(yǎng)多年的農(nóng)場(chǎng)馬群為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，在一個(gè)配種季節(jié)從該馬群中隨機(jī)抽取1頭栗色公馬和多頭白色母馬交配，如果后代毛色均為栗色；如果后代小馬毛色有栗色的，也有白色的。能否分別對(duì)結(jié)果判斷控制馬毛色基因的顯隱性關(guān)系。若能，說(shuō)明理由；若不能，設(shè)計(jì)出合理的雜交實(shí)驗(yàn)。解析這道題比較開(kāi)放。（1）能。理由：如果栗色為隱性，則這匹公馬的基因型為bb，白色母馬的基因型為BB、Bb，那么后代小馬的基因型為Bb和bb，即既有白色的也有栗色的。如果栗色為顯性，則這匹栗色公馬的基因型為BB或Bb，多匹白色母馬的基因型均為bb，那么后代小馬的基因型為Bb，全為栗色；或后代小馬的基因型為Bb和bb，栗色和白色均有。綜上所述，只有在栗色公馬為顯性純合體的情況下才會(huì)出現(xiàn)后代小馬毛色全為栗色的雜交結(jié)果。（2）不能。雜交方案：從馬群中隨機(jī)選擇多對(duì)栗色母馬與這匹栗色公馬雜交（栗色栗色）。如果后代出現(xiàn)白馬。則栗色為顯性，白色為隱性；如果后代全部為栗色馬，則白色為顯性，栗色為隱性。二、驗(yàn)證遺傳定律的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例3用純種有色飽滿籽粒的玉米與無(wú)色皺縮籽粒的玉米雜交（實(shí)驗(yàn)條件滿足實(shí)驗(yàn)要求），F(xiàn)1全部表現(xiàn)為有色飽滿，F(xiàn)1自交后，F(xiàn)2的性狀表現(xiàn)及比例為：有色飽滿73%，有色皺縮2%，無(wú)色飽滿2%，無(wú)色皺縮23%?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）上述一對(duì)性狀的遺傳符合_定律。（2）上述兩對(duì)性狀的遺傳是否符合自由組合定律？為什么？（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證這兩對(duì)性狀的遺傳是否符合自由組合定律。（實(shí)驗(yàn)條件滿足實(shí)驗(yàn)要求）實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施步驟：_；_；_。答案（1）基因的分離（2）不符合；因?yàn)橛衩琢Ｉ土Ｐ蔚拿繉?duì)相對(duì)性狀的分離比均為3：1，兩對(duì)性狀綜合考慮，如果符合自由組合規(guī)律，F(xiàn)1自交后代分離比應(yīng)符合9：3：3：1。（3）實(shí)驗(yàn)步驟：純種有色飽滿的玉米和純種無(wú)色皺縮的玉米雜交，獲得F1取F1植株10株，與無(wú)色皺縮的玉米進(jìn)行雜交 收獲雜交后代種子，并統(tǒng)計(jì)不同表現(xiàn)型的數(shù)量比例 結(jié)果預(yù)測(cè)：若后代種子四種表現(xiàn)型比例符合1：1：1：1，則說(shuō)明符合自由組合定律；若后代種子四種表現(xiàn)型比例不符合1：1：1：1，則說(shuō)明不符合自由組合定律。對(duì)學(xué)生應(yīng)強(qiáng)調(diào)一對(duì)性狀分離為比3：1，二對(duì)性狀分離比為9：3：3：1。規(guī)律 自交法：通過(guò)觀察是否出現(xiàn)性狀分離，用于驗(yàn)證遺傳定律、鑒定純合子和雜合子、提純顯性純合子。測(cè)交法：通過(guò)觀察后代表現(xiàn)型及比例，用于驗(yàn)證遺傳定律、鑒定純合子和雜合子等?；ǚ蹐?jiān)定法：鑒定純合子和雜合子植物：既可自交又可測(cè)交，且最簡(jiǎn)單的方法是自交。動(dòng)物：只能測(cè)交，且要與多個(gè)異性個(gè)體測(cè)交。三、確定基因位置的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例4果蠅的翅有殘翅和長(zhǎng)翅且長(zhǎng)翅對(duì)殘翅是顯性，現(xiàn)若有能夠滿足實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需要的純種果蠅，請(qǐng)選擇適合的材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判定控制殘翅和長(zhǎng)翅的基因位于常染色體上還是位于X染色體上？解析：若后代雌性全為顯性，雄性全為隱性，則為伴X遺傳，遺傳圖解：P XbXb XBY F1XBXb XbY若后代全為顯性與性別無(wú)關(guān)，則為常染色體遺傳，遺傳圖解：P bb （） BB（） F1Bb答案：長(zhǎng)翅（） 殘翅（）若后代全為長(zhǎng)翅，與性別無(wú)關(guān)，則基因位于常染色體上；若后代雌性全為長(zhǎng)翅，雄性全為殘翅，則基因位于X染色體上。例5果蠅的翅有殘翅和長(zhǎng)翅且長(zhǎng)翅對(duì)殘翅是顯性，現(xiàn)只有從自然界捕獲的有繁殖能力的雌雄果蠅，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判定控制殘翅和長(zhǎng)翅的基因位于常染色體上還是位于X染色體上？解析： 若后代雌性全為顯性，雄性全為隱性，則為伴X遺傳，遺傳圖解：P XbXb XBY F1XBXb XbY若后代顯性多于隱性且與性別無(wú)關(guān)，則為常染色體遺傳，遺傳圖解：P bb （） BB 或Bb （） F1B bb答案：長(zhǎng)翅（） 殘翅（）若后代長(zhǎng)翅多于殘翅，且與性別無(wú)關(guān)，則基因位于常染色體上；若后代雌性全為長(zhǎng)翅，雄性全為殘翅，則基因位于X染色體上。規(guī)律：若已知性狀的顯隱性，則只需一個(gè)雜交組合：兩條同型性染色體的親本選隱性性狀，兩條異型性染色體的親本選顯性性狀進(jìn)行雜交。若后代全為顯性或顯性多于隱性個(gè)體，且與性別無(wú)關(guān)，則基因位于常染色體上；若后代雌性全為顯性，雄性全為隱性，則基因位于X染色體。例6（2001年上海高考）果蠅的紅眼（B）對(duì)白眼（b）是一對(duì)相對(duì)性狀，基因B、b位于X染色體上。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，單就顏色便能鑒別雛蠅的雌雄。解析根據(jù)題意分析可知，雌果蠅含有兩條同型的性染色體XX，雄果蠅含有兩條異型的性染色體X、Y，控制眼色的基因位于X染色體上。很顯然，雄果蠅的基因型有兩種：XBY（紅眼）、XbY（白眼）；雌果蠅的基因型有三種：XBXB（紅眼）、XBXb（紅眼）、XbXb（白眼）。要辨別雌雄唯有讓某一性別表現(xiàn)為單一的眼色。可以通過(guò)上述六組親本雜交結(jié)果分析得知，只有雜交親本組合“XBYXbXb”的后代從眼色性狀可以直接判斷出性別：紅眼為雌性，白眼為雄性。答案讓白眼雌果蠅（XbXb）與紅眼雄果蠅（XBY）雜交，后代中凡是紅眼的都是雌果蠅，白眼的都是雄果蠅。例7果蠅的眼色有紅眼和白眼。且眼色的遺傳是細(xì)胞核遺傳，現(xiàn)若有實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需要的純種果蠅，你如何確定紅眼對(duì)白眼是顯性，控制紅眼和白眼的基因位于X染色體上？解析：若正交和反交的后代表現(xiàn)型相同,都表現(xiàn)同一親本的性狀,這基因位于常染色體上 。遺傳圖解：P BB() bb() P bb( ) BB() F1 Bb F1 Bb若正交組合后代全表現(xiàn)為甲性狀,而反交組合后代中雌性全表現(xiàn)為甲性狀，而雄性全表現(xiàn)為乙性狀則甲為顯性性狀，且基因位于X染色體上。其遺傳圖譜如下：正交 P XBXB XbY 反交 P XbXb XBY F1XBXb XBY F1XBXb XbY答案：純種白眼 純種紅眼 純種白眼 純種紅眼 結(jié)果及結(jié)論：雜交組合中后代雌性全為紅眼，雄性全為白眼，在雜交組合中后代全為紅眼，則紅眼對(duì)白眼是顯性，控制紅眼和白眼的基因位于X染色體上。例8從一個(gè)自然果蠅種群中選出一部分未交配過(guò)的灰色和黃色兩種體色的果蠅，這兩種體色的果蠅數(shù)量相等，每種體色的果蠅雌雄各半。已知灰色和黃色這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，所有果蠅均能正常生活，性狀的分離符合遺傳的基本定律， 現(xiàn)用兩個(gè)雜交組合：灰色雌蠅黃色雄蠅、黃色雌蠅灰色雄蠅，只做一代雜交試驗(yàn)，每個(gè)雜交組合選用多對(duì)果蠅。推測(cè)兩個(gè)雜交組合的子一代可能出現(xiàn)的性狀，并以此為依據(jù)，對(duì)哪一種體色為顯性性狀，以及控制體色的基因位于X染色體上還是常染色體上這兩個(gè)問(wèn)題，做出相應(yīng)的推斷。(要求：只寫(xiě)出子一代的性狀表現(xiàn)和相應(yīng)推斷的結(jié)論)解析： 若后代的性狀表現(xiàn)與性別無(wú)關(guān)，則基因位于常染色體上，表現(xiàn)型多的為顯性性狀，少的為隱性性狀，遺傳圖解：正交P BB 或 Bb () bb（） 反交P BB 或 Bb () bb（） F1B bb F1 B bb 若某組合中雌性全為甲性狀，雄性全為乙性狀，其反交組合中甲性狀多于乙性狀，則甲性狀為 顯性，且為伴X遺傳。遺傳圖解：正交P XBXb或 XBXB XbY 反交P XbXb XBY F1XB XbXbXbY XBXb XbY答案：如果兩個(gè)雜交組合的子一代中都是黃色個(gè)體多于灰色個(gè)體，并且體色的遺傳與性別無(wú)關(guān)，則黃色為顯性，基因位于常染色體上。如果兩個(gè)雜交組合的子一代中都是灰色個(gè)體多于黃色個(gè)體，并且體色的遺傳與性別無(wú)關(guān)，則灰色為顯性，基因位于常染色體上。如果在雜交組合灰色雌蠅黃色雄蠅中，子一代中的雄性全部表現(xiàn)灰色，雌性全部表現(xiàn)黃色；在雜交組合黃色雌蠅灰色雄蠅中，子一代中的黃色個(gè)體多于灰色個(gè)體，則黃色為顯性，基因位于X染色體上。如果在雜交組合黃色雌蠅灰色雄蠅中，子一代中的雄性全部表現(xiàn)黃色，雌性全部表現(xiàn)灰色；在雜交組合灰色雌蠅黃色雄蠅中，子一代中的灰色個(gè)體多于黃色個(gè)體，則灰色為顯性，基因位于X染色體上。規(guī)律：若性狀的顯隱性未知，則用正交和反交的方法。具體表述見(jiàn)例7和例8。四、可遺傳變異與不可遺傳變異鑒定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例9 已知家雞的突變類型無(wú)尾(M)對(duì)普通類型有尾(m)是顯性?，F(xiàn)用普通有尾雞自交產(chǎn)的受精卵來(lái)孵小雞，在孵化早期向卵內(nèi)注射一點(diǎn)點(diǎn)胰島素，孵化出的小雞就表現(xiàn)出無(wú)尾性狀。(1)普通有尾雞自交產(chǎn)的受精卵的基因型是_，如果不在孵化早期向卵內(nèi)注射胰島素，正常情況下表現(xiàn)型應(yīng)是_。(2)孵化早期一般是指胚胎發(fā)育的_期。(3)你認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)中胰島素的作用是_。(4)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究你在(3)中的假設(shè)，簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。解析本題中題干正是一個(gè)表型模寫(xiě)的例子。普通有尾雞自交產(chǎn)的受精卵的基因型是 mm，正常情況下表現(xiàn)型應(yīng)是有尾。在孵化早期向卵內(nèi)注射胰島素，引起了無(wú)尾性狀，是否發(fā)生了遺傳物質(zhì)的改變，這是本題的切入點(diǎn)。胰島素引起的無(wú)尾性狀能否真實(shí)遺傳，這是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。答案(1)mm，有尾；(2)卵裂和囊胚；(3)誘導(dǎo)基因m突變?yōu)镸（或影響胚胎的正常發(fā)育）；(4)讓上述注射胰島素后產(chǎn)生的無(wú)尾雞，成熟后雌雄交配（1分）。所產(chǎn)受精卵正常孵化(不注射胰島素)。觀察后代相關(guān)性狀表現(xiàn)（1分）。如果后代出現(xiàn)無(wú)尾雞，則證明胰島素的作用是誘導(dǎo)基因發(fā)生突變（1分）；如果后代全部表現(xiàn)出有尾性狀，則證明胰島素的作用并非誘導(dǎo)基因突變，只是影響了雞的胚胎發(fā)育的正常進(jìn)行（1分）。規(guī)律：觀察自交后代是否發(fā)生性狀分離或在相同的環(huán)境下進(jìn)行比較鑒定。五、細(xì)胞質(zhì)遺傳與細(xì)胞核遺傳判斷的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例10有人發(fā)現(xiàn)某種花卉有紅花和白花兩種表現(xiàn)型。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究花色的遺傳是細(xì)胞質(zhì)遺傳還是細(xì)胞核遺傳。用圖解和簡(jiǎn)潔語(yǔ)言回答。解答：正交P 紅花 白花 反交P 白花 紅花 F1 F1若正交與反交產(chǎn)生的F1的性狀表現(xiàn)都與母本相同。則該花色的遺傳為細(xì)胞質(zhì)遺傳。若正交與反交產(chǎn)生的F1的性狀表現(xiàn)都與母本無(wú)關(guān)。表現(xiàn)為紅花或白花的一種。則該花色的遺傳為細(xì)胞核遺傳。規(guī)律：用正交和反交的方法，若正交和反交后代表現(xiàn)不一致，都只與母本性狀相同，則為細(xì)胞質(zhì)遺傳；若正交和反交的后代的表現(xiàn)型相同，且比例一致，都與母本無(wú)關(guān)則是細(xì)胞核遺傳。六、育種過(guò)程的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例11（2003江蘇）現(xiàn)在三個(gè)番茄品種，A品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為AabbDD，C品種的基因型為aaBBDD。三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形三對(duì)相對(duì)性狀。請(qǐng)回答：（1）如何運(yùn)用雜交育種方法利用以上三個(gè)品種獲得基因型為aabbdd的植株？（用文字簡(jiǎn)要描述獲得過(guò)程即可）（2）如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株最少需要幾年？（3）如果要縮短獲得aabbdd植株的時(shí)間，可采用什么方法？（寫(xiě)出方法的名稱即可）解析根據(jù)題意可知，三對(duì)等位基因（A、a，B、b和D、d）遵循基因的自由組合定律，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求培育出純合體（aabbdd），即培育出能夠穩(wěn)定遺傳個(gè)體。由于a、b、d基因不在同一個(gè)個(gè)體上，因此先由兩個(gè)親本通過(guò)雜交，得到F1（含a、b或a、d或b、d）；再通過(guò)F1與第三個(gè)親本雜交，得到含有a、b、d雜合體F2；最后通過(guò)F2自交可以得到aabbdd 的基因型個(gè)體。從時(shí)間上來(lái)看，若A與B雜交得到雜交一代，雜交一代與C雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，可以得到基因型為aabbdd的種子，aabbdd的種子發(fā)育成為aabbdd基因型植株需要一年。共需4年。若想縮短育種年限，可選用單倍體育種的方法：雜交二代AaBbDd可產(chǎn)生abd型的配子，將花藥離體培養(yǎng)成單倍體幼苗，再用秋水仙素處理，用二年時(shí)間可得到aabbdd基因型植株。答案（1）A與B雜交得到雜交一代，雜交一代與C雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，可以得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長(zhǎng)成基因型為aabbdd植株 ；（2）