分析高中遺傳學(xué)中若干的問題和解決策略

1、.分析高中遺傳學(xué)中假設(shè)干的問題和解決策略遺傳學(xué)中的判斷性問題是高中生物學(xué)教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn),其命題特點(diǎn)是將遺傳學(xué)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合,注重考察學(xué)生思維的邏輯性、嚴(yán)密性及判斷、推理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)才能。本文結(jié)合典型例題,對高中遺傳學(xué)中?？嫉膸讉€(gè)判斷性問題從根據(jù)原理、斷定方法方面進(jìn)展理解題總結(jié)。一、性狀為可遺傳變異或不可遺傳變異的判斷1.根據(jù)原理由遺傳物質(zhì)改變引起的變異或由環(huán)境改變引起遺傳物質(zhì)改變的變異是可遺傳的,單純由環(huán)境改變而遺傳物質(zhì)未改變引起的性狀變異是不可遺傳的。2.斷定方法在正常的環(huán)境中用正常個(gè)體、變異個(gè)體間分別雜交,獲得的子代在一樣條件下培養(yǎng)并比較性狀。對于植物還可用營養(yǎng)生殖的方法。例1.果蠅

2、是做遺傳實(shí)驗(yàn)極好的材料,在正常的培養(yǎng)溫度25時(shí),經(jīng)過12天就可以完成一個(gè)世代,每只雌果蠅能產(chǎn)生幾百個(gè)后代。某一生物興趣小組,在暑假飼養(yǎng)了一批純合長翅紅眼果蠅幼蟲,準(zhǔn)備做遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn),因當(dāng)時(shí)天氣炎熱,氣溫高達(dá)3537,他們將果蠅幼蟲放在有空調(diào)的實(shí)驗(yàn)室中,調(diào)節(jié)室溫到25培養(yǎng),不料培養(yǎng)到第7天開場停電,空調(diào)停用1天,他們也未采取其他的降溫措施。結(jié)果培養(yǎng)出的成蟲中出現(xiàn)了一定數(shù)目的殘翅果蠅有雌有雄。興趣小組成員推測殘翅形成的可能原因是溫度改變使遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致性狀變異,也可能是溫度使性狀改變而遺傳物質(zhì)未改變。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你關(guān)于殘翅形成原因的推測:_。解析:正常的長翅果蠅幼蟲在培養(yǎng)過程中由于溫度的改變

3、出現(xiàn)了殘翅,這種變異產(chǎn)生的原因可能是溫度改變使遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致性狀變異,也可能是溫度使性狀改變而遺傳物質(zhì)未改變。為證明這種變異產(chǎn)生的原因,根據(jù)上述原理,可在25的環(huán)境中用殘翅雌、雄果蠅雜交并培養(yǎng)幼蟲,看子代是否出現(xiàn)殘翅,假設(shè)出現(xiàn),那么說明遺傳物質(zhì)改變引起的;假設(shè)不出現(xiàn)那么是由溫度改變引起,遺傳物質(zhì)未改變。答案:用這些殘翅果蠅雜交繁殖的幼蟲在25下培養(yǎng)。假如子代全為長翅,說明變異由溫度改變引起,遺傳物質(zhì)未改變;假如子代全為殘翅或部分為殘翅,那么說明變異由遺傳物質(zhì)改變引起。二、遺傳方式的判斷基因位于細(xì)胞核還是位于細(xì)胞質(zhì)1.根據(jù)原理受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎都來自卵細(xì)胞,故細(xì)胞質(zhì)遺傳具有母系遺傳的特點(diǎn),子

4、代性狀始終與母方保持一致,與父方性狀無關(guān)。因此當(dāng)基因位于細(xì)胞質(zhì)中時(shí),具有相對性狀的純合親本正、反交結(jié)果不一樣,子代性狀始終與母方一樣。而細(xì)胞核遺傳中,具有相對性狀的純合親本正、反交結(jié)果一樣,都表現(xiàn)為顯性性狀。2.斷定方法設(shè)計(jì)正反交雜交實(shí)驗(yàn)。假設(shè)正反交結(jié)果不同,且子代始終與母方一樣,那么為細(xì)胞質(zhì)遺傳;假設(shè)正反交結(jié)果一樣,那么為細(xì)胞核遺傳。提示:伴性遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳的正反交結(jié)果都會(huì)出現(xiàn)不同,但細(xì)胞質(zhì)遺傳產(chǎn)生的子代總是與母方性狀一樣,而伴性遺傳那么不一定都與母方一樣。例2.果蠅的繁殖才能強(qiáng),相對性狀明顯,是常用的遺傳實(shí)驗(yàn)材料。果蠅對的耐受性有兩個(gè)品系:敏感型甲和耐受型乙。有人做了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一

5、:讓甲品系雌蠅與乙品系雄蠅雜交,后代全為敏感型。實(shí)驗(yàn)二:將甲品系的卵細(xì)胞去核后,移入來自乙品系雌蠅的體細(xì)胞核,由此培育成的雌蠅再與乙品系雄蠅雜交,后代仍全為敏感型。1此人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)二是為了驗(yàn)證_。2假設(shè)另設(shè)計(jì)一個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)替代實(shí)驗(yàn)二,該雜交實(shí)驗(yàn)的親本組合為_。解析:此題主要考察核移植、細(xì)胞質(zhì)遺傳、基因位置的判斷,細(xì)胞質(zhì)遺傳不符合孟德爾遺傳定律。實(shí)驗(yàn)二是通過核移植直接證明耐受型個(gè)體受細(xì)胞質(zhì)基因的控制;驗(yàn)證細(xì)胞質(zhì)遺傳常采用正反交法,即可通過耐受型×敏感型替代實(shí)驗(yàn)二。答案:1控制的耐受性的基因位于細(xì)胞質(zhì)中;2耐受型雌×敏感型雄三、相對性狀中顯、隱性性狀的判斷1.根據(jù)原理2.斷定方法按

6、圖1所示的方法:例3.玉米的常態(tài)葉與皺葉是一對相對性狀。某研究性學(xué)習(xí)小組方案以自然種植多年后收獲的一批常態(tài)葉與皺葉玉米的種子為材料,通過實(shí)驗(yàn)判斷該相對性狀的顯隱性。甲同學(xué)的思路是隨機(jī)選取等量常態(tài)葉與皺葉玉米種子各假設(shè)干粒,分別單獨(dú)隔離種植,觀察子一代性狀:假設(shè)子一代發(fā)生性狀別離,那么親本為_性狀;假設(shè)子一代未發(fā)生性狀別離,那么需要_。乙同學(xué)的思路是隨機(jī)選取等量常態(tài)葉與皺葉玉米種子各假設(shè)干粒,種植,雜交,觀察子代性狀,請幫助預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果及得出相應(yīng)結(jié)論。解析:甲同學(xué)是利用自交方法判斷顯隱性,即設(shè)置一樣性狀的親本雜交,假設(shè)子代發(fā)生性狀別離,那么親本性狀為顯性;假設(shè)子代不出現(xiàn)性狀別離,那么親本為顯性純

7、合子或隱性純合子,可再設(shè)置雜交實(shí)驗(yàn)判斷,雜交后代表現(xiàn)出的性狀為顯性性狀;乙同學(xué)利用雜交實(shí)驗(yàn)判斷顯隱性,假設(shè)雜交后代只表現(xiàn)出一種性狀,那么該性狀為顯性;假設(shè)雜交后代同時(shí)表現(xiàn)兩種性狀,那么不能判斷顯隱性性狀此時(shí)可通過讓兩種表現(xiàn)型的植株所接種子分別單獨(dú)種植在一樣環(huán)境中,然后以株為單位搜集并統(tǒng)計(jì)觀察,確定顯隱性。答案:顯性分別從子代中各取出等量假設(shè)干玉米種子,種植,雜交,觀察其后代葉片性狀,表現(xiàn)出的葉形為顯性性狀,未表現(xiàn)出的葉形為隱性性狀;假設(shè)后代只表現(xiàn)一種葉形,該葉形為顯性性狀,另一種為隱性性狀;假設(shè)后代既有常態(tài)葉又有皺葉,那么不能作出顯隱性判斷。四、控制一對相對性狀基因位置的斷定1.根據(jù)原理常染色

8、體上的基因控制的性狀遺傳,雌雄個(gè)體表現(xiàn)型是一致的,與性別無關(guān);性染色體上的基因控制的性狀遺傳,雌雄個(gè)體表現(xiàn)型會(huì)出現(xiàn)不一致現(xiàn)象,性狀與性別相聯(lián)絡(luò)假如統(tǒng)計(jì)子代群體中,同種表現(xiàn)型小群體的性別比例,推斷遺傳類型。一般情況下,假設(shè)同種表現(xiàn)型群體的性別比例均為11,那么說明子代性狀和性別無關(guān),屬于常染色體遺傳;假如性別比例不是或不全是11,那么為伴性遺傳。Y染色體上的基因控制的性狀遺傳,那么僅限雄性遺傳。2.判斷方法按如下兩種方法:1控制一對相對性狀的基因位于常染色體上還是X染色體上。在顯隱性性狀的條件下,可設(shè)置雌性隱性性狀個(gè)體與雄性顯性性狀個(gè)體雜交。其推斷過程如圖2。在未知顯性性狀或條件下,可設(shè)置正反交

9、雜交實(shí)驗(yàn)。假設(shè)正反交結(jié)果一樣,那么基因位于常染色體上;假設(shè)正反交結(jié)果不同,那么基因位于X染色體上。見下頁圖2A.野生型雌×突變型雄B.野生型雄×突變型雌C.野生型雌×野生型雄D.突變型雌×突變型雄解析:由條件可知,突變型是顯性性狀;野生型是隱性性狀;選擇隱性性狀的雌鼠與顯性性狀的雄鼠雜交時(shí),假設(shè)后代雌鼠全為顯性性狀,雄鼠全為隱性性狀,那么該基因位于X染色體上;假設(shè)后代雌雄鼠中都有顯性性狀,那么該基因位于常染色體上。答案:A。2基因位于X、Y的同源區(qū)段,還是只位于X染色體上,選取純合隱性雌與顯性雄雜交,其推斷過程如圖3。例5.大麻是一種雌雄異株的植物,以下

10、圖為大麻的性染色體示意圖,X、Y染色體的同源部分圖中片斷上的基因互為等位,非同源部分圖中I、片斷上的基因不互為等位。假設(shè)大麻的抗病性狀受性染色體上的顯性基因D控制,大麻的雌、雄個(gè)體均有抗病和不抗病類型?，F(xiàn)有雌性不抗病和雄性抗病兩個(gè)品種的大麻雜交,請根據(jù)以下子代可能出現(xiàn)的情況,分別推斷出這對基因所在的片段:假如子代全為抗病,那么這對基因位于_片段;假如子代雌性全為不抗病,雄性全為抗病,那么這對基因位于_片段;假如子代雌性全為抗病,雄性全為不抗病,那么這對基因位于_片段。答案:;或I。五、基因的遺傳是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律1.根據(jù)原理2.斷定方法可應(yīng)用自交法、測交法和花粉鑒定法:1自交法。假設(shè)自交后

11、代出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型,且別離比為31,那么符合基因的別離定律,由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制。假設(shè)自交后代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型,且別離比為9331,那么符合基因的自由組合定律,由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制。2測交法。假設(shè)測交后代出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型,且性狀比例為11,那么符合基因的別離定律,由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制;假設(shè)測交后代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型,且性狀比例為1111,那么符合基因的自由組合定律,由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制。3花粉鑒定法或花藥離體培養(yǎng)法。根據(jù)花粉表現(xiàn)的性狀如花粉的形狀、染色后的顏色等判斷。假設(shè)花粉有兩種表現(xiàn)型,比例為11,那么符合別離定律,由位于

12、一對同源染色體上的一對等位基因控制;假設(shè)花粉有四種表現(xiàn)型,比例為1111,那么符合自由組合定律,由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制。例6.桃樹中,樹體喬化與矮化為一對相對性狀由等位基因D、d控制,蟠桃果形與圓桃果形為一對相對性狀由等位基因H、h控制。蟠桃對圓桃為顯性。下表是桃樹兩個(gè)雜交組合的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):1根據(jù)組別_判斷桃樹樹體的顯性性狀為_。2甲組的兩個(gè)親本基因型分別為_。3根據(jù)甲組的雜交結(jié)果可判斷,上述兩對相對性狀的遺傳不遵循自由組合定律。理由是:假如這兩對性狀的遺傳遵循自由組合定律,那么甲組的雜交后代應(yīng)出現(xiàn)種表現(xiàn)_型。比例應(yīng)為_。解析:此題主要以蟠桃生物育種為題材考察遺傳規(guī)律。通過

13、乙組喬化蟠桃與喬化圓桃雜交,后代出現(xiàn)了矮化圓桃,說明矮化為隱性。兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn),可以對每一對相對性狀進(jìn)展分析,喬化與矮化交配后,后代出現(xiàn)喬化與矮化且比例為11,所以親本一定測交類型即喬化基因型Dd與矮化基因型dd,同理可推出另外一對為蟠桃基因型Hh與圓桃基因型hh,所以喬化蟠桃基因型是DdHh、矮化圓桃基因型是ddhh。根據(jù)自由組合定律,可得知甲組喬化蟠桃DdHh與矮化圓桃ddhh測交,結(jié)果后代應(yīng)該有喬化蟠桃、喬化圓桃、矮化蟠桃、矮化圓桃四種表現(xiàn)型,而且比例為1111。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知這兩等位基因位于同一對同源染色體上。答案:1乙;喬化2DdHh ddhh34;1111六、顯性突變還是

14、隱性突變的判斷1.根據(jù)原理顯性突變dD是由隱性基因突變成顯性基因,突變完成個(gè)體即表現(xiàn)為顯性性狀基因型為DD或Dd,具有突變性狀的親本雜交,子代會(huì)表現(xiàn)出原有性狀發(fā)生性狀別離。隱性突變Dd是由顯性基因突變成隱性基因,突變個(gè)體的性狀往往不能立即表現(xiàn),只有出現(xiàn)隱性純合體時(shí)才能表現(xiàn)。具有突變性狀的親本雜交,子代不會(huì)表現(xiàn)出原有性狀不發(fā)生性狀別離。2.常用斷定方法選取多組突變的雌雄個(gè)體進(jìn)展雜交,統(tǒng)計(jì)后代表現(xiàn)情況,假設(shè)后代出現(xiàn)了原有性狀野生型性狀,那么為顯性突變;假設(shè)后代只表現(xiàn)突變性狀,那么最可能是隱性突變。例7.石刀板是一種名貴蔬菜,為XY型性別決定雌、雄異株植物。野生型石刀板葉窄,產(chǎn)量低。在某野生種群中,發(fā)現(xiàn)生長著少數(shù)幾株闊葉石刀板突變型,雌株、雄株均有,雄株的產(chǎn)量高于雌株。1要大面積擴(kuò)大種植突變型石刀板,可以用_來大量繁殖。有人認(rèn)為闊葉突變型株是具有雜種優(yōu)勢或具有多倍體特點(diǎn)的緣故。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)來鑒定突變型的出現(xiàn)是基因突變還是染色體組加倍所致?2假設(shè)已證實(shí)闊葉為基因突變所致,有兩種可能:一是顯性突變;二是隱性突變。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)方案加以斷定要求寫出雜交組合,雜交結(jié)果,得出結(jié)論。解析:此題考察基因突變與染色體變異的區(qū)別及基因突變的類型判斷。在已證實(shí)闊葉為基因突變引起的前提下,可以推知闊葉突變可能是顯性突變,設(shè)其基因型為DD或Dd,也可能是隱性突變,設(shè)其基因型為