遗传实验设计与推理题教学内容.doc
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1、遗传实验设计与推理题精品文档遗传实验设计与推理题通过典型试题的变式训练,提高实验设计的灵活变通能力 在训练的过程中,要注意到一些变式的训练,要重视通过实验探究的条件与要求的改变,提高灵活变通的能力。例如下例: 例:现有自然界中获得的灰身与黑身果蝇,已知灰身与黑身基因位于常染色体上,要求通过一代杂交实验判断灰身与黑身基因的显隐性。基因显隐性可通过杂交与自交的方法来判断。根据本题给出的条件无法让果蝇进行自交,只能采用杂交的方法。是相同体色的雌雄果蝇杂交还是不同体色果蝇间进行杂交呢?我们可以先看一下两种方法下杂交的结果: 方法一:相同体色雌雄果蝇杂交,即:灰灰(或黑黑)。我们可以根据杂交后代是否出现
2、性状分离来判断基因的显隐性。如果选择到的亲本类型是隐性的,杂交后代不会出现性状的分离;如果后代出现性状分离,那么肯定亲代是显性的。但如果我们只选择一对亲本杂交,当亲代是显性的情况下,双亲均为杂合子的概率并不大,只要有一方为纯合体,后代就将不会出现性状分离,这样就无法根据性状分离来判断显隐性了。要确保选择的亲本是显性的情况下一定会出现性状分离,那么双亲必定都要有杂合子,这就必须是双亲的数量达到一定程度才能实现。所以杂交时应该选择多对亲本。 AA(Aa)AA(Aa) aaaa A_(多) aa(少) aa 结论:选择多对灰身果蝇与灰色果蝇杂交(或黑身与黑身杂交),如果后代性状表现与亲代相同,那么亲
3、本的性状为隐性性状;如果后代出现性状的分离,那么亲本的性状是显性性状。 方法二:不同体色的雌雄果蝇杂交,即:灰黑。 如果选择一对果蝇杂交,那么当后代只表现一种性状时,表现出的那种性状是显性的,未表现出的那个亲本性状是隐性的。但同样的问题是选择一对的情况下,如果显性亲本类型是杂合的,那么后代将会出现1:1的分离比,那就无法确定显隐性。只有当数量多对的情况下,才能够作出判断。 AA(Aa)aa A_(多) aa(少) 结论:选择多对灰身与黑色果蝇杂交,后代性状表现多的为显性,较少的为隐性。 在上例的基础上,如果我们作如下的变换: 变换一:现有自然界中获得的雌雄红眼果蝇各一只与雌雄白眼果蝇各一只(基
4、因位于X染色体上),要求通过一次杂交实验判断红眼与白眼基因的显隐性。 仍然是判断显隐性,但基因是位于X染色体上,给予的杂交材料中各种果蝇的数量只有各1只,且只能进行一次杂交实验。 由于基因的显隐性是未知的,题目要求进行的一次性杂交实验实际上对杂交亲本没有选择的余地,只能是任选一只红眼与白眼的雌雄果蝇进行交配。这样,就可能出现以下情形: (一) (二) (三) XAXA XaY XAXa XaY XaXa XAY XAXa XAYXAXa XaXa XaYXAY XaY XAXa 显然,我们需要通过对可能结果的讨论来分析判断基因的显隐性。据图解,如果杂交后代雌雄果蝇均表现与母方相同的性状,那么双
5、亲中母方的性状是显性的,父方的性状是隐性的;如果杂交后代的雌雄蝇中均有双亲的两种性状,那么双亲的性状中母方是显性的,父方是隐性的;如果杂交后代中雄果蝇均与母方性状相同,雌果蝇均与父方性状相同,那么双亲的性状中,父方为显性的,母方为隐性的。也可以根据假设作如下的分析:如果杂交后代的性状表现一致,均与母方相同,或后代性状中雌雄果蝇双亲的性状均有表现,那么杂交亲本中母方的性状是显性的,父方的性状是隐性的;如果杂交后代中雄果蝇表现与母方相同的性状,雌果蝇表现与父方相同的性状,那么双亲中母方的性状是隐性的,父方的性状是显性的。变换二:假设果蝇的刚毛直毛与非直毛是一对相对性状。实验室中有纯种直毛与非直毛果
6、蝇若干。要求通过一代杂交实验判断,直毛与非直毛基因是位于常染色体上还是X染色体上。 判断基因位置最常用的方法是正交与反交。假设基因位于常染色体上,正交与反交的结果应为: 正交: 反交假设1: AAaa aa AA Aa Aa 假设基因位于X染色体上,那么正交与反交的结果应为: 假设2: XAXAXaY XaXa XAY XAXa XAY XaY XAXa 由此不难看出,如果正交与反交的结果是相同的,没有差异,那么基因位于常染色体上;如果正交与反交的结果是不相同的,那么基因位于X染色体上。如果我们同时还要对基因的显隐性作出判断,应该也是不困难了。 变换三:已知果蝇的刚毛直与非直毛是一对相对性状,
7、且直毛为显性。实验室中有纯种直毛与非直毛的果蝇。要求通过一次杂交实验判断基因位于常染色体上还是X染色体上。 本题与变换二的区别在于,已知直毛是显性,同时要求是只能通过一次杂交实验来判断。 若选择雌性直毛与雄性非直杂交: 假设基因位于常染色体上 直(AA)非直(aa) Aa(直) 假设基因位于X染色体上:直(XAXA)非直(XaY) XAXa (直) XAY(直) 由此可见,在这种杂交选择下,无论基因位于常染色体上还是位于X染色体上,后代果蝇均为直毛的,无法对基因的位置作出判断。 若选择雌性非直与雄性直毛杂交: 假设基因位于常染色体上:非直( aa) 直毛(AA) Aa(直) 假设基因位于X染色
8、体上:非直(XaXa ) (XAY) XAXa (直) XaY(非) 在这种杂交选择下,基因位于常染色体上与X染色体上的结果会出现不同,因此可以作出判断。如果杂交后的性状均为直毛的,那么基因位于常染色体上;如果杂交后代的性状为雌果蝇为直毛,雄果蝇为非直毛,则基因位于X染色体。从上面的分析我们可以看出,当实验的条件作出变化或者要求作出变换的情况下,实验的方案也就不相同了,在复习过程中,只有通过这种变换的训练,才能提高灵活运用的能力,解决实验与探究性试题的能力才能得到有效的提高。30、(共22分,每空2分)在一个纯合黑身果蝇种群中,一只雌果蝇由于核基因突变,出现了灰身性状,科学家用它做了如下实验:
9、实验一:将该雌果蝇与该种群黑身雄果蝇杂交,F1中雌雄个体均即有灰身,也有黑身。实验二:将实验一得到的F1中的黑身雄果蝇与最初的那只灰身雌果蝇作亲本杂交得到子一代,结果如下图:P 灰身雌果蝇黑身雄果蝇F1灰身雌灰身雄黑身雌黑身雄1:1:1:1请分析实验回答以下问题: (1)基因突变能使种群的基因频率发生变化,原因是 。 (2)从实验一的结果得出突变的灰身对黑身呈 (填“显性”或“隐性”),理由是 。 (3)根据实验二的结果能否确定该果蝇体色遗传是位于染色体上还是常染色体上?请用简要的文字说明理由。(4)若每对果蝇产生的后代数量足够多,请以F1为实验材料,设计一个杂交方案,要求通过一次杂交试验,即
10、能确定突变基因在X染色体上还是常染色体上。(请用遗传图解并配以简要的文字加以说明,相关基因有A、a表示)实验三: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、Y染色体上的同源区段,则刚毛雄果蝇可表示为XBYB或XBYb或XbYB;若仅位于X染色体上,则刚毛雄果蝇只能表示为XBY。现有各种纯种果蝇若干,可利用一次杂交实验来推断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。请完成推断过程: (5)实验方法:首先选用纯种果蝇作亲本进行杂交,雌雄两亲本的表现型分别为 。预测结果:若子代雄果蝇表现为 ,则此对基因位于X、Y染色体上的同源区段。若
11、子代雄果蝇表现为 ,则此对基因仅位于X染色体上。30、(22分,每空2分)(1)基因突变可以产生新的等位基因(2分)(2)显性(2分) 该雌果蝇与纯种黑身雄果蝇杂交,子代中雌雄个体均既有灰身,又有黑身。(2分)(3)不能,因为无论控制体色的基因位于常染色体还是X染色体上其后代均有两种表现型,每种表现型的性别比例均为1:1,故不能确定。(4分)(4)方案1:选取F1中的黑身雌果蝇和灰身雄果蝇杂交,(2分)若子代中雄性个体全为黑身,雌性个体全为灰身,则突变基因位于X染色体上;若子代中雌雄个体都既有灰身又有黑身,则空变基因位于常染色体上。(4分)(方案2:选取F1中的灰身雌果蝇和灰身雄果蝇杂交,(2
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