单基因遗传学实验探究分类汇总.ppt

单基因遗传学实验探究分类汇总,李龙江 河南省新安县第一高级中学 职称： 中教一级 邮编： 471800 电话：摘要,生物学实验是教学的重点和难点。验证性实验，体认前人工作，感悟科学过程，初定经验之路；探究性实验，课题源于自然，假设论证严谨，培植科学素养。若有突破，精研历史凭添新知，展望未来后学精进。,定位,遗传学是生物学的重要板块，遗传学实验更是重中之重。其中孟德尔遗传定律（第一定律：基因分离定律；第二定律：基因自由组合定律）在2005年、2006年、2007年、2008年连续四年高考命题中从难度和分值都达到了空前的程度，这是高考的命题方向，也是教学的行为指南。怎样创设新情境培植学生遗传学实验探究思想是教学设计的重点和难点。,情境创设,果蝇是双翅目昆虫，因取材方便、生活周期短、易饲养、成本低、染色体数目少等特点倍受遗传学家青睐。因果蝇研究而获得的诺贝尔奖就有三个。早期得主摩尔根和他的同事研究果蝇发现遗传第三定律-基因连锁和互换定律。他在果蝇的连续世代培养中偶然发现一只白眼雄果蝇，且生活力正常。已知野生型果蝇复眼为红色。假若你是科研者，请设计实验探究该眼色变异遗传特点。,素材评估,该资料历史背景真实，科学品味较高。若做出合理的假设，将涉及对单基因遗传规律的全面总结。由于资料对变异性状没有过多描述，所以从现象入手，可引导学生充分体会科学思维的一般过程，同时也能体会生物学分类检索思想的应用。,教法切入,1. 变异宏观分类 1.1 不可遗传变异（环境影响）。 1.2 可遗传变异 1.2.1 基因重组。 1.2.2 染色体变异。 1.2.3 基因突变。,2. 变异类型检索 2.1 连续的世代培养隐含培养条件的一致性，可排除环境影响。 2.2 新性状是偶发事件，排除原稳定遗传基因的基因重组。 2.3 生活力正常，变异性状单一，可排除染色体变异。 2.4 确定变异为基因突变。,2.4.1质基因突变（表现为细胞质遗传）。 2.4.2核基因突变。 2.4.2.1突变基因位于常染色体。 2.4.2.1.1显性突变。 2.4.2.1.2隐性突变。 2.4.2.2突变基因位于性染色体。 2.4.2.2.1显性突变。 2.4.2.2.2隐性突变。,3. 实验设计 3.1 让该白眼雄果蝇与多只与之没有世代关系（如果和亲本回交，亲本可能是隐性突变的杂合子）未交配的野生型红眼雌果蝇杂交。观察F1表现型并统计比例；若仍不能区分，再让F1互交，观察F2表现型并统计比例。 3.2 实验结果预期,3.2.1 若为常染色体显性突变，则野生型为aa，突变型为Aa或AA。因为AA 出现的概率比Aa低的多，所以杂交组合AA aa 出现的概率也低的多。,3.2.2 若为常染色体隐性突变，则野生型为AA或Aa，突变型为aa 。因为 Aa存在的概率比AA低的多，所以杂交组合Aaaa 出现的概率也低的多。,3.2.3 若为X染色体非同源区段显性突变，则野生型为XaXa ，突变型为XAY。,该杂交组合预期结果与XY染色体同源区段X染色体显性突变相同（3.2.7.1）,3.2.4 若为X染色体非同源区段隐性突变，则野生型为XAXA ，突变型为XaY。,该杂交组合预期结果与XY染色体同源区段隐性突变相同（3.2.7.4）,3.2.5 若为Y染色体非同源区段基因突变，则表现为伴Y遗传，其突变基因无显隐区别，突变个体可表示为XYA，其中A为突变的基因。,该杂交组合预期结果与XY 同源区段Y染色体显性突变相同（3.2.7.2）,3.2.6 若为质基因突变，则突变基因位于线粒体DNA上，突变个体可用 A【XY】表示，其中A为突变的质基因，那么该个体产生的精子在参与受精时质基因A将丢失。,3.2.7 若为XY染色体同源区段显性突变，则该显性突变发生部位分三种情况：X染色体区段、Y染色体区段、 X染色体和Y染色体双区段。,3.2.7.1 若为XY染色体同源区段X染色体显性突变则野生型为XaXa、 XaYa，突变个体为XAYa 。,该杂交组合预期结果与X染色体非同源区段X染色体显性突变相同（3.2.3）,3.2.7.2 若为XY染色体同源区段Y染色体显性突变，则突变个体基因型为XaYA。,该杂交组合预期结果与Y染色体非同源区段基因突变相同（3.2.5）,3.2.7.3 若XY染色体同源区段X和Y染色体同时显性突变，则突变个体基因型为 XAYA。由于XAYA出现的概率低的多，所以杂交组合XaXa XAYA出现的概率也低的多。,3.2.7.4 若为 XY 染色体同源区段隐性突变，则野生型为XAXA、 XAYA，突变个体为XaYa。,该杂交组合预期结果与X染色体非同源区段隐性突变相同（3.2.4）,4 .遗传分析：,4.1 若F1雌雄个体均为白眼或雌雄个体均有红眼白眼且比例为1：1，则为常染色体显性遗传； 4.2 若F1雌性为白眼，雄性为红眼，则为X染色体非同源区段显性突变或XY同源区段X染色体显性突变； 4.3 若F1雄性为白眼，雌性为红眼，互交，F2仍表现为雌性为红眼，雄性为白眼，则为Y染色体遗传或XY同源区段Y染色体显性突变；,4.4 若F1为红眼，互交，F2雌雄个体均有红眼白眼且比例为3：1，则为常染色体隐性遗传； 4.5 若F1为红眼，互交，F2雌性个体均为红眼，雄性个体红眼白眼比例为1：1，则为X非同源区段染色体隐性遗传或XY染色体同源区段隐性突变； 4.6 若F1为红眼，互交，后代个体均为红眼，则为细胞质遗传。,5推论：该设计可适用于其它雌雄异体性别决定为XY型的生物。,5.1 若突变性状为雌性，则排除Y染色体遗传且细胞质遗传可充分体现； 5.2 若突变性状雌性雄性均有，则可用正交反交的方法判断突变基因位于常染色体还是性染色体； 5.2.1 正交反交F1雌雄表现型分离比一致，突变基因位于常染色体； 5.2.2 正交反交F1雌雄表现型分离比不一致，突变基因位于X染色体。,参考资料,（2005全国卷31）（21分）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），随机选出1头无角公牛和6头有角母牛分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。 （1）根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推断过程。 (2）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？（简要写出杂交组合、预期结果并得出结论）,参考答案： （1）不能确定（2分）假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2。6个组合后代合计出现3头无角小牛，3头有角小牛。 （5分） 假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种的基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角。Aa的后代或为无角或为有角，概率各占1/2。由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中含有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛和3头有角小牛。 （7分）综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性 。（1分） （2）从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交（有角牛有角牛）。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。 （6分）,（2006年全国卷31题）玉米子粒的胚乳黄色（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子粒，其表现型为：黄色非糯、白色糯。 请用以上两种玉米子粒作为亲本，通过杂交试验获得4种子粒，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种子粒，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） 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 亲本通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米？ 现有多株白色糯玉米，对其花粉进行射线处理后，在进行自交。另一些白色糯玉米植株，花粉不经射线处理，进行自交。结果，前者出现黄色糯子粒，后者全部结白色糯子粒。,由此可推测，黄色子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。 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，所得子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）。 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。,参考答案： 31.（22分） P： AABBaabb F1 AaBb (1分) P： AaBbaabb F1 AaBb:Aabb:aaBb:aabb 1 : 1 : 1 : 1 (2分) 前一个试验是F1进行测交；后一个试验让F1进行自交（2分）。,选择黄色非糯玉米为母本，白色糯玉米为父本进行杂交，获得F1(2分)。再以F1为母本，白色糯玉米为父本进行杂交（2分），获得的杂交后代中就会有抗除草剂的白色糯玉米（2分）。 或答： AABBaabb F1 AaBb （2分） F1 AaBbaabb AaBb Aabb aaBb aabb （2分） 第二次杂交后代中就会有抗除草剂的白色糯玉米 （2分）。,突变（1分）；DNA（1分） 秋水仙素（1分）；20（1分）；一致（1分）；不一致（1分） 运载体（1分）；限制性内切酶（1分）；标记基因（1分）；植物组织培养（2分）,（ 2007年全国卷I.31）(16分) 回答、小题： .雌果蝇的X染色体来自亲本中的 蝇， 将氏传代中的 蝇。雄果蜗的白眼基因位于 染色体上， 染色体上没有该基因的等位基因，所以白眼这个性状表现伴性遗传。 .已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上一对等位基因控制，刚毛基因（B）对截毛基因(b)为显性。现有基因型分别为XBXB、XBYB、XbXb和XbYb的两种果蝇。 (1)要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中，线性全部表现为截毛，雌性全部表现为刚毛，则第 代杂交亲本中。雌性的基因量是 ，雌性的基因是 ;第 代杂交亲本中，雄性的基因型是 ，雌性的基因型是 ,最终获得的后代中，截毛雌蝇的基因型是 ，从此雌蝇的基因是 。,(2)根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中，雌性全部表现为雌毛，雌性全部表现为刚毛，应如何进行实验？(用杂交实验的遗传图解表示即可) 答案：31（16分） 雌 雌 X Y （1）XbYb XBXB XBYb XbXb XbYb XBXb （2）P ：XbYb XBYB 截毛雌蝇 刚毛雄蝇 XbYB XbXb F1 刚毛雄蝇 截毛雌蝇 XbXb XbYB 雌蝇均为截毛 雄蝇均为刚毛,（2008理综全国卷）31某自花传粉植物的紫苗（A）对绿苗（a）为显性，紧穗（B）对松穗（b）为显性，黄种皮（D）对白种皮（d）为显性，各由一对等位基因控制。假设这三对基因是自由组合的。现以绿苗紧穗白种皮的纯合品种作母本，以紫苗松穗黄种皮的纯合品种作父本进行杂交实验，结果F1表现为紫苗紧穗黄种皮。 请回答： （1）如果生产上要求长出的植株一致表现为紫苗紧穗黄种皮，那么播种F1植株所结的全部种子后，长出的全部植株是否都表现为紫茵紧穗黄种皮？为什么？ （2）如果需要选育绿苗松穗白种皮的品种，那么能否从播种F1植株所结种子长出的植株中选到？为什么？,（3）如果只考虑穗型和