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文档简介

1、第五单元 生物的遗传、变异与进化(包括遗传的物质基础、遗传规律、伴性遗传、细胞质遗传、基因突变、染色体变异、现代进化理论)1DNA是遗传物质(1)知识图解(2)误区警示格里菲思的体内转化实验只提出“S型细菌体内有转化因子”,并没有具体证明哪种物质是遗传物质。最终证明DNA是遗传物质的是艾弗里。格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里DNA+R型活菌培养基上生存的细菌都是R型和S型都有,但是R型多。,两次用到大肠杆菌,第一次是对噬菌体进行同位素标记(因病毒繁殖时合成核酸和蛋白质的原料都只能来自于宿主细胞,所以要得到含32P的噬菌体,必须先用含32P的培养基培养细菌),第二次是将带标记元素的

2、噬菌体与没有标记的大肠杆菌进行混合培养,观察同位素的去向。S型菌DNA重组到R型菌DNA分子上,使R型菌转化为S型菌,这是一种可遗传的变异,这种变异属于基因重组。(3)噬菌体侵染细菌的实验中少量放射性出现的原因分析用32P标记实验时,上清液中也有一定的放射性的原因有二:一是保温时间过短,有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性;二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离,这一段保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液,也会使上清液放射性含量升高。用35S标记实验时,沉淀物中出现少量放射性的原因:可能由于搅拌不充分,有少量3

3、5S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。(4)生物体内的遗传物质生物类型核酸种类遗传物质核苷酸种类含氮碱基种类有细胞结构生物原核生物DNA和RNADNA8种:4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸5种:A、T、C、G、U真核生物DNA和RNADNA5种:A、T、C、G、U无细胞结构生物DNA病毒DNADNA4种脱氧核苷酸4种:A、T、C、GRNA病毒RNARNA4种核糖核苷酸4种:A、C、G、U即:病毒的遗传物质是DNA或RNA ;具有细胞结构的生物体内既有DNA也有RNA,都以DNA作为遗传物质。所以说DNA是主要遗传物质2DNA的粗提取与鉴定(1)步

4、骤:提取血细胞核物质(蒸馏水涨破)溶解(2 mol/L的NaCl)过滤取滤液(除杂质)析出(滴蒸馏水,降NaCl浓度至0.14 mol/L)过滤、取含DNA的粘稠物再溶解(2 mol/L的NaCl)过滤取滤液进一步提纯(体积分数为95%的冷却酒精)鉴定(二苯胺沸水浴加热)。(2)原理、方法和目的基本原理方法目的DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同,在0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低溶于NaCl溶液中并稀释NaCl溶液为2mol/L时,DNA溶解,而部分蛋白质发生盐析而生成沉淀,通过过滤可除去部分蛋白质及不溶于NaCl溶液的杂质当NaCl溶液稀释至0.14 mol/L时,D

5、NA析出,过滤可除去溶于NaCl中的部分蛋白质和其他杂质DNA不溶于酒精溶液加入冷却酒精(95%)DNA析出,除去溶于酒精的蛋白质DNA可被二苯胺染成蓝色加入二苯胺,并沸水浴鉴定DNA3DNA的组成单位、分子结构和结构特点DNA分子的结构特点单脱氧核苷酸经磷酸二酯键连接成脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链反向平行由氢键连接成双链DNA分子碱基遵循碱基互补配对原则进行配对,碱基对由氢键连接起来。即:G C;A T。两条链形成规则的双螺旋结构双链结构的外侧由磷酸和脱氧核糖交替排列形成骨架,碱基排在双链的内侧一条链的碱基排列顺序一旦确定,另一条链的碱基排列顺序也随之确定理论上链上碱基的排列顺序是任意的

6、,这构成了DNA分子的多样性DNA的碱基对排列顺序贮藏着生物遗传信息,DNA分子的多样性是生物多样的根源123456784n种(磷酸二酯键-用限制性核酸内切酶处理可切断,用DNA连接酶处理可连接;碱基对之间的化学键为氢键,可用解旋酶断裂,也可加热断裂。)4DNA分子的复制解旋:利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用 下,两条螺旋的双链解开。合成子链:以DNA分子的两条母链为模板,在DNA聚合酶等酶的作用下,利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按碱基互补配对原则合成互补的子链。形成子代DNA:每条新链(子链)与其对应的模板链(母链)盘绕成双螺旋结构(半保留复制)。1个DNA分子复制n次,产生子代D

7、NA分子数为2n个,其中:含母链的DNA数为2个;含子链的DNA数为2n个;不含母链的DNA数为2n-2个。若DNA分子含某碱基m个,如该DNA分子进行n次复制,则共需消耗该碱基数为m×(2n-1);如进行第n次复制,需消耗该碱基数为m×(2n-1)-m×(2n-1-1)= m×2n-1。5.DNA半保留复制的实验证明15N(重链)15N(重链)15N(重链)14N(轻链)从每一代DNA分子中取等量的DNA进行氯化铯密度梯度离心重带轻带中间带全轻半重半轻半重半轻全重亲代代代低高氯化铯密度DNA带6DNA中碱基数量的计算(了解)规律1:在双链DNA分子中,

8、互补碱基两两相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。A1=T2、T1=A2、C1=G2、G1=C2.规律2:在双链DNA分子中,互补的两碱基之和(如A+T或C+G)占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。A+T=A1+T1=A2+T2=n%。(单双链转化公式)【例】下列对双链DNA分子的叙述,哪项是不正确的 ( D )A.若一条链G的数目为C的2倍,则另一条链G的数目为C的0.5倍B.若一条链A和T的数目相等,则另一条链A和T的数目也相等 C.若一条链的ATGC=1234,则另一条链相应碱基比为2143D.若一条链的GT=12,另

9、一条链的CA=21(解释:CA=12才是正确)【例】一个DNA分子的一条链上,腺嘌呤比鸟嘌呤多40%,两者之和占DNA分子碱基总数的24%,则这个DNA分子的另一条链上,胸腺嘧啶占该链碱基数目的 ( )A.44% B.24% C.14% D.28%解析: A1、G1分别表示一条链上腺嘌呤和鸟嘌呤的数目,T2表示另一条链中胸腺嘧啶数目,A1+G1占DNA分子碱基总数的24%,即(A1+G1)/(A+T+G+C)= 24%.由于A1+G1+C1+T1=1/2(A+T+G+C),A1+G1占本链碱基总数的48%。又A1=(1+40%)G1,由以上分析可解得A1=28%,G1=20%。根据碱基互补配对

10、原则T2=A1=28%。 【例】在一个DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%,其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%,则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的:A.24%B.22% C.26% D.23%解析: 双链DNA中,A+T占全部碱基总数的54%,则一条单链中A1+T1= 54%,按下面的图示分析: 7遗传的中心法则图示中的是遗传物质为DNA的生物信息流动方向。图示中的是RNA病毒的信息流动方向,如车前草病毒。图示中的是逆转录病毒的信息流动方向,如HIV。8DNA复制、转录、翻译的比较比较内容DNA复制转录翻译时期间期(DNA复制时)整个个

11、体发育过程中场所细胞核(线粒体、叶绿体)细胞核(线粒体、叶绿体)核糖体模板解开螺旋的DNA的两条母链DNA分子的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸条件解旋酶+DNA聚合酶、能量RNA聚合酶+解旋酶、能量酶、能量、tRNA产物子代DNARNA多肽(或蛋白质)过程DNADNADNARNARNA蛋白质9相关结论性语句基因是有遗传效应的DNA片段,基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体(叶绿体和线粒体中的DNA上也有基因存在)。 遗传信息是指基因(或DNA)上脱氧核苷酸的排列顺序。 遗传密码是指信使RNA上的核糖核苷酸的排列顺序。 密码子是指信使RNA上的决定一个氨基酸的三

12、个相邻的碱基。信使RNA上四种碱基的组合方式有64种,其中,决定氨基酸的有61种,3种是终止密码子。 反密码子是指转运RNA上能够和它所携带的氨基酸的密码子配对的三个碱基,由于决定氨基酸的密码子有61种,所以,反密码子也有61种。 基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的,包括转录和翻译两个过程。 10基因的结构及控制蛋白质的合成RNA聚合酶结合位点非编码区编码区非编码区原核生物基因的结构放大基因控制蛋白质的合成TGCATGCATGCAACGTACGTACGTUGCACGUACGUACGUAUGCAUGCA苏酪精缬转录翻译基因(编码区)mRNAtRNA蛋白质(多肽)转录RNA聚合酶结合位

13、点非编码区编码区非编码区外显子外显子内含子内含子外显子ABCDE真核生物基因的结构转录ABCDEACE加工翻译初级RNAmRNA蛋白质(多肽)基因控制蛋白质的合成11基因和基因结构(1)原核细胞与真核细胞基因结构的区别 原核细胞:编码区是连续的、不间隔的(或编码区无外显子与内含子之分)。 真核细胞:编码区是间隔的、不连续的(或编码区有外显子与内含子之分)。(2)原核细胞与真核细胞细胞结构的区别-原核细胞无核膜包围的成型的细胞核。(3)基因中某一个碱基对的改变(基因突变)不一定导致生物性状改变的原因? 一种氨基酸可能对应多种密码子;发生突变的位点可能为非编码区或内含子;显性纯合体中一个显性基因突

14、变为隐形基因;(4)基因控制生物的性状直接控制:基因控制蛋白质分子结构从而直接影响性状。间接控制:基因控制酶的合成来控制代谢过程从而控制生物性状。12基因工程的基本内容基因工程三大工具-限制性内切酶(简称:限制酶)+DNA连接酶+运载体;基因工程四大步骤:提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达。真核生物的目的基因一般用人工合成法(逆转录法+逆推合成法),鸟枪法只能提取原核生物的基因(因为真核细胞的基因中含有不表达的DNA片段)。将运载体与目的基因结合时,必须用同一种限制酶将两者切割,以产生相同的黏性末端。运载体(A)与目的基因(B)具有相同的黏性末端,结合的

15、方式有多种:A与A结合,A与B结合,B与B结合,而我们需要的是A与B结合的类型。目的基因在受体细胞中的存在与表达是有区别的:目的基因被受体细胞摄取是表达的前提,但被摄取并不意味着表达。目的基因能否得到表达,决定于导入受体细胞后,该受体细胞中的RNA聚合酶能否识别该目的基因编码区上游非编码区内的RNA聚合酶结合位点。即基因能否表达取决于非编码区,蛋白质结构是否改变取决于编码区或外显子。基因工程是在DNA分子水平上对生物进行定向改造,赋予其新的遗传特性,打破了不同物种间的生殖隔离。基因工程引发的生物变异类型为基因重组。限制性内切酶和DNA连接酶都作用于磷酸二酯键,不同的是限制性内切酶打开此键,而D

16、NA连接酶使其重新形成。13目的基因的检测与表达:  检测目的检测依据检测方法目的基因的导入目的基因是否已被导入受体细胞依据受体细胞是否具有运载体所特有的“标记基因”所控制的性状常用选择培养基:如运输目的基因的运载体含有抗四环素基因,目的基因导入成功与否,主要看受体细胞能否在含有四环素的培养基上生长。目的基因的表达目的基因是否已完成表达依据受体细胞是否表现出“目的基因”所控制的性状受体细胞是否变现出特定性状;受体细胞是否表达出“目的基因”相对应的蛋白质。14.基因分离规律的理解及应用(1)理解遗传学基本概念及相互关系杂交:基因型不同的生物体间互相交配。自交:基因型相同的生物体间互相交

17、配。(提醒:植物体自花受粉和雌、雄异花的同株受 粉,属于自交。) 测交:杂种F1与隐性纯合子杂交。 正交和反交:相对而言的,正交中父方和母方分别是反交中的母方和父方。相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型。显性性状:具有相对性状的纯种亲本杂交,F1表现出来的那个亲本性状。隐性性状:具有相对性状的纯种亲本杂交,F1未表现出来的那个亲本性状。(提醒:隐性性状不是不表现的性状,而是指F1未表现的性状。)性状分离:在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象,在遗传学上叫做性状分离。等位基因:在遗传学上,把位于一对同源染色体的相同位置上,控制着相对性状的基因,叫做等位基因。具有等位基因的个体一定是

18、杂合子。显性基因:控制显性性状的基因,用大写英文字母表示,写在前面。隐性基因:控制隐性性状的基因,用小写英文字母表示,写在后面。 a.基因型是性状表现的内因,表现型是基因型与环境共同作用的结果,即表现型=基因型+环境条件;b.表现型是基因型的表现形式,表现型相同,基因型不一定相同,如DD和Dd均表现为高茎;c.在相同的环境条件下,基因型相同,表现型一定相同;在不同环境中,即使基因型相同,表现型也未必相同。(2)基因分离定律中亲本的可能组合及其比例亲本组合AA×AAAA×AaAA×aaAa×AaAa×aaaa×aa基因型比1AA1AA1

19、Aa1Aa1AA2Aa1aa1Aa1 aa1aa表现型比全显性全显性全显性3显性 1隐性 1显性1隐性 全隐性(3)基因分离定律的特殊情况特殊形式亲本组合子代的基因型比子代的表现型比(一般形式)Aa×AaAAAaaa121显性隐性31显性相对性Aa×AaAA Aaaa121显性相对显性隐性121显性纯合致死Aa×AaAaaa21显性隐性21隐性纯合致死Aa×AaAAAa12显性单性(雄或雌)隐性配子致死Aa×AaAAAa11显性单性(雄或雌)显性配子致死Aa×AaAaa a 11显性隐性11复等位基因如ABO血型的遗传:IA、IB对i

20、为显性,IA对IB并显性。(4)性状的显隐性及纯合子、杂合子的判断相对性状中显隐性判断 方法1:<杂交法>。A×B后代只表现一个亲本性状,则出现的即为显性性状(要求子代数量足够多,不适合人类遗传),未出现的即为隐性性状(A、B为一对相对性状)。 方法2:<自交法>。自交,若能发生性状分离的亲本性状一定为显性;不能发生性状分离的无法确定,可为隐性纯合子也可为显性纯合子,此情况下可用方法三或方法四判断。显性纯合子、杂合子的判断 方法1:<自交法>。让某显性性状的个体进行自交,若后代能发生性状分离,则亲本一定为杂合子;若后代无性状分离,则可能为纯合子。提

21、醒:此法是最简便的方法,但只适合于植物,不适合于动物。方法2:<测交法>。让待测个体与隐性类型测交,若后代出现隐性类型,则一定为杂合子;若后代只有显性性状个体,则可能为纯合子。提醒:待测对象若为生育后代少的雄性动物,注意应与多个隐性雌性个体交配,以使后代产生更多的个体,使结果更有说服力。基因分离定律的验证方法方法一:<自交法>.杂种F1自交,后代F2中显性隐性=31。即:若F2中表现为3:1的性状分离比,则该性状遗传符合基因分离定律,否则不符合。方法二:<测交法>.杂种F1×隐性纯合子显性隐性=11。即:若测交后代显、隐性之比为1:1,则该性状遗传

22、符合基因分离定律,否则不符合。【例】(2008·北京理综,4)无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状,按基因的分离定律遗传。为了选育纯种的无尾猫,让无尾猫自由交配多代,但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫,其余均为无尾猫。由此推断正确的是 ( ) A.猫的有尾性状是由显性基因控制的 B.自由交配后代出现有尾猫是基因突变所致C.自由交配后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子 D.无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2解析:无尾猫自由交配后代有两种表现型:即有尾和无尾两种,因此可以判断出猫的无尾性状是由显性基因控制的。后代出现有尾猫是性状分离的结果。假设有尾、无尾是由一对等位基因

23、(A或a)控制,无尾猫自由交配,发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫,说明显性纯合致死,因此自由交配后代中无尾猫只有杂合子。无尾猫(Aa)与有尾猫(aa)杂交后代中,1/2为Aa(无尾),1/2为aa(有尾)。答案 D15.基因自由组合定律的理解及应用(1)熟记子代表现型及比例与亲代杂交组合的关系子代表现型比例亲代基因型31Aa×Aa11Aa×aa9331AaBb×AaBb1111AaBb×aabb或Aabb×aaBb3311AaBb×aaBb或AaBb×Aabb(2)乘法法则的熟练运用原理:基因分离定律是基因自由组合定律的

24、基础。思路:首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下,有几对基因就可分解为几个分离定律问题,如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律:Aa×Aa;Bb×bb。(3)理解n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律亲本相对性状的对数F1基因型F2表现型F2基因型种类基因型配子种类种类比例全显性比例全隐性比例1对,(AA×aa)Aa22(3:1)1(3/4)1(1/4)1312对,(AABB×aabb)AaBb44(3:1)2(3/4)2(1/4)2323对,(AABBCC×aabbcc)AaB

25、bCc88(3:1)3(3/4)3(1/4)333n对,(AABBCC×aabbcc)AaBbCc2n2n(3:1)n(3/4)n(1/4)n3n【例】(2008·宁夏理综,29)某植物的花色由两对自由组合的基因决定。显性基因A和B同时存在时,植株开紫花,其他情况开白花。请回答:开紫花植株的基因型有 种,其中基因型是 的紫 花植株自交,子代表现为紫花植株白花植株=97。基因型为 和 的紫花植株各自自交,子代表现为紫花植株白花植株=31。基因型为 的紫花植株自交,子代全部表现为紫花植株。解析:AaBb植株自交,可产生9种基因型,其中AaBb、AaBB、AABb和AABB植株都

26、含有基因A和B,开紫花,开紫花的表现型比例为3/4A_×3/4B_=9/16,其余的开白花;同理可推知其他亲代的基因型。答案:4 AaBb AaBB AABb AABB(4)基因自由组合定律的异常情况(F1为双杂合体)特 点举 例1A、B同时存在时表现为一种性状,否则表现为另一种性状。F1自交F2表现为97;F1测交F2表现为1:3(白花)CCddccDD(白花)×CcDd(紫花)C-D-(紫花)C-dd(白花)ccD-(白花)ccdd(白花)9/163/163/161/16香豌豆 PF1F2(球形)AAbbaaBB(球形)×AaBb(扁盘形)A-B-(扁盘)A-

27、bb(球形)aaB-(球形)aabb(长形)9/163/163/161/16南瓜 PF1F22两种显性基因同时存在时产生一种新性状,单独存在时表现相同性状,没有显性基因时表现为隐性性状。F1自交F2表现为961;F1测交F2表现为1:2:1.(三角形果)EEFFeeff(卵形果)×EeFf(三角形果)E-F-(三角)E-ff(三角)eeF-(三角)eeff(卵形)9/163/163/161/16荠菜 PF1F23有两种显性基因时与只有一种显性基因时表现型相同。没有显性基因时表现为隐性性状。F1自交F2表现为151;F1测交F2表现为3:1。4一种显性基因抑制了另一种显性基因的表现。F

28、1自交F2表现为1231。右例中I基因抑制B基因的表现。I决定白色,B决定黑色,但有I时黑色被抑制(白色)BBIIbbii(褐色)×BbIi(白色)B-I-(白色)bbI-(白色)B-ii(黑色)bbii(褐色)9/163/163/161/16狗 PF1F25一对基因中的隐性基因对另一对基因起抑制作用。F1自交F2表现为934。右例中c纯合时,抑制了R和r的表现。(黑色)RRCCrrcc(白色)×RrCc(黑色)R-C-(黑色)rrC-(浅黄)R-cc(白色)rrcc(白色)9/163/163/161/16家鼠 PF1F26根据显性基因在基因型中的个数影响性状表现F1自交F

29、2表现为AABB(AaBB、AABb)(AaBbaaBB、AAbb)(Aabb、aaBb)aabb=14641;F1测交F2表现为AaBb(Aabb、aaBb)aabb=1217显性纯合致死F1自交F2表现为AaBbAabbaaBbaabb=4221,其余基因型个体致死;F1测交F2表现为AaBbAabbaaBbaabb=111116生物性状遗传方式的判断(1)细胞质遗传、细胞核遗传的判断-正、反交具有相对性状的亲本进行正、反交:如果F1表现型不一致且具有母系遗传的特点,则该性状的遗传属于细胞质遗传;如果F1表现型相同,则该性状遗传属于常染色体遗传;如果F1表现型不同且具有明显性别关联现象,则

30、该性状遗传属于伴X染色体遗传。【例】下表为果蝇三个不同的突变品系与野生型正交和反交的实验结果。组数正    交反       交野生型×突变型a野生型突变型a×野生型野生型野生型×突变型b野生型突变型b×野生型野生型突变型b野生型×突变型c野生型突变型c×野生型突变型c(1)组的正交与反交结果相同,控制果蝇突变型a的基因位于 染色体上,为 性突变。(2)组的正交与反交结果不相同,用遗传图解说明这一结果(基因用B、b表示)。(3)解释组正交与反交不

31、同的原因。 。答案:(1)常 隐(2)由题意可知,该突变基因位于X染色体上,为隐性突变。遗传图解略。(3)由题可推知,突变的基因可能位于细胞质中,属于细胞质遗传,表现出母系遗传的特点,即杂交所得的子代总表现出母本的性状(2)遗传系谱图中遗传类型判断第一步:确定是显性遗传还是隐性遗传。具有相同性状的亲本杂交,子代中新出现的性状为隐性性状(无中生有为隐性)。第二步:判断是常染色体遗传还是伴性遗传。在确认了性状显隐性的前提下,一般可通过否定伴性遗传的方式来肯定常染色体遗传,若不能否定,则伴性遗传和常染色体遗传均有可能。伴Y遗传表现为“限雄遗传”现象,所以:若有女性患者出现,可否定伴Y遗传。伴X显性遗

32、传中,男性患者的母亲和女儿均应为患者,若出现反例即可否定伴X显性遗传,即只能为常染色体显性遗传。伴X隐性遗传中,女性患者的父亲和儿子均应为患者,若出现反例即可否定伴X隐性遗传,即只能为常染色体隐性遗传。总结:人类遗传病判断口诀无中生有为隐性,有中生无为显性;隐性遗传看女病,女病父或子正非伴性;显性遗传看男病,男病母或女正非伴性。【例】分析下列遗传图解,判断患病性状的遗传方式。分析与答案:乙中的患病性状一定是常染色体隐性;甲中的患病性状可能是常染色体隐性,也可能是X染色体隐性;丁中的患病性状一定是常染色体显性;丙中的患病性状可能是常染色体显性,也可能是X染色体显性。(3)判断多对基因是否位于同一

33、对染色体上判断多对基因是否位于同一对染色体上,可先杂交再自交或测交,看自交或测交后代是否符合基因的自由组合定律,如果符合,则说明多对基因位于不同对染色体上;如果不符合,则说明位于同一对染色体上。【例】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。解析与答案:杂交方案

34、:让纯种灰体紫眼果蝇和纯种黑体红眼果蝇交配得子代F1,再让F1雌雄果蝇杂交得F2,观察并记录F2的性状分离比。预期结果和结论:如果F2出现四种性状,其分离比为9:3:3:1(符合基因的自由组合定律),则说明控制紫眼和红眼这对基因不是位于第号同源染色体上。如果F2不出现为9:3:3:1的分离比(不符合基因的自由组合定律),则说明控制紫眼和红眼这对基因位于第号同源染色体上。说明:如果知道性状的显隐性,还可根据测交后代是否符合基因的自由组合定律,来判断多对基因是否位于同一对染色体上。而该题中灰体和黑体,紫眼和红眼的显隐性没有告诉你,所以只能用自交后代来判断。(4)涉及伴性遗传的相关实验设计解题规律:

35、通过生物的性状来判断;通过一次或一代杂交试验判断某种性状的遗传在哪种染色体上;这类题目所选用的杂交亲本通常是:隐性性状的雌性(XaXa)×显性性状的雄性(XAY),(ZW型性别决定生物相反)。【例】果蝇的红眼为伴X显性遗传,其隐性性状为白眼,在下列杂交组合中,通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是:BA.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇 B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇C.纯合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇 D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇【例】果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼W,白眼w),且雌雄果蝇均有红眼和白眼。实验室现有一批未交配过的红眼和白眼的雌雄果蝇,若

36、要用一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上,则交配亲本的表现型为 。实验预期和相应结论为: ; ; 。解析:交配亲本的表现型为:白眼雌果蝇×红眼雄果蝇实验预期和相应结论为:如果子代雌雄果蝇均为红眼,则说明这对基因位于常染色体上;如果子代雌雄果蝇均既有红眼和又有白眼,则说明这对基因位于常染色体上;如果子代雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼,则说明这对基因位于X染色体上。【例】已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上的一对等位基因控制,刚毛基因(B)对截毛基因(b)为显性,现有基因分别为XBXB、XBYB、XbXb和XbYb的四种果蝇。(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,雄性全部表现为截毛,雌性全部表现为刚毛,则第一代杂交亲本中,雄性的基因型是_,雌性的基因型是_;第二代杂交亲本中,雄性的基因型是_,雌性的基因型是_,最终获得的后代中,截毛雄果蝇的基因型是_,刚毛雌蝇的基因型是_。(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,雌性全部表现为截毛,雄性全部表现为刚毛,应如何进行实验?(用杂交实验的遗传图解表示即可)【解析】(1)刚毛为显性(B),截毛为隐性(b),要最

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