遗传实验设计

1、遗传实验设计一、显、隐性性状判断二、纯合子和杂合子的判断三、基因位置的确定四、可遗传变异和不可遗传变异的判断五、显性突变和隐性突变的判断六、基因突变和染色体变异的判断一、确定一对相对性状的显隐性关系（确定某一性状的显隐性）基本思路：6种杂交组合（如甲、乙为一对相对性状）甲x甲一乙甲为显性乙为隐性甲x乙一甲甲为显性乙为隐性例1、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

2、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）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个组合后代合计会出现 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

3、少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有 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，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X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）例题2:果蝇的灰身、黑身由常染色体上一对基因控制，但不清楚其显隐性关系。 现提供一自然果蝇种群，假设其中灰身、黑身性状个体各占一半，且雌雄各半。要求用一代交配试验（即P- F1 ）来确定其显隐性关系。（写出亲本的交配组合，并

4、预测实验结果） 答案：方案一 P:多对灰身X灰身实验结果预测：若 F1中出现灰身与黑身，则灰身为显性若F1中只有灰身，则黑身为显性方案二 P:多对黑身X黑身实验结果预测：若 F1中出现灰身与黑身，则黑身为显性若F1中只有黑身，则灰身为显性方案三 P:多对灰身X黑身实验结果预测：若 F1中灰身数量大于黑身，则灰身为显性若F1中黑身数量大于灰身，则黑身为显性1、（2014天津卷）果蝇是遗传学研究的经典材料，其四对相对性状中红眼（E）对白眼（e）、灰身（B）对黑身（b）、长翅（V）对残翅（v）、细眼（R）对粗眼（r）为显性。在用基因型为 BBvvRRXeY bbVVrrX次E的有眼亲本进行杂交获取果

5、蝇M的同时，发现了一只无眼雌果蝇。为分析无眼基因的遗传特点，将该无眼雌果蝇与果蝇M杂交，Fi性状分离比如下：好雌性:雄性黑身长翅二麴细眼：粗眼红眼：白眼%有眼1: 13： 13： 13： 13： 1%无限1: 13： 13 : 11/从实验结果推断，果蝇无眼基因位于号（填写图中数字）染色体上，理由是以 F1 果蝇为材料，设计一步杂交实验判断无眼性状的显隐性。杂交亲本：。 实验结果分析： 7 、 8 （或7 、或8 ）无眼、有眼基因与其他各对基因间的遗传均遵循自由组合定律示例：杂交亲本：F1 中的有眼雌雄果蝇实验分析：若后代出现性状分离，则无眼为隐性性状；若后代不出现形状分离，则无眼为显性性状。

6、二、纯合子和杂合子的判断假设待测个体为甲（显性），乙为隐性1 测交 ： （动物或植物）将待测显性个体与隐性类型杂交，若后代显性性状：隐性性状 =1 ： 1 ，则为杂合子，若后代全为显性性状，则为纯合子。甲X乙-全甲（纯合）甲X乙-甲：乙二1 ： 1 （杂合）2 自交 ： （植物、尤其是两性花）将待测显性个体自交，若后代不发生性状分离，则为纯合子，若后代显性性状：隐性性状=3 ： 1 ，则为杂合子。3 .杂交：（动物）待测个体甲x多个同性状个体（结果同上）4 单倍体育种：针对植物例：某农场养了一群马，有栗色马和白色马。已知栗色基因（B）对白色基因（b）呈完全显性。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色

7、公马，请你根据毛色这一性状鉴定它是杂种还是纯种。（ 1 ）为了在一个配种季节里完成这一鉴定所需要的杂交工作,你应怎样配种? （ 2） 杂交后代可能出现哪些结果?并对每一结果作出相应的鉴定。答案： （1）让该栗色公与多匹白色母马配种，然后统计子代马的毛色。（2）如果测交后代既有栗色马又有白色马，则说明该栗色马是杂合子。如果测交后代都是白色马，则也说明该栗色马是杂合子。如果测交后代都是栗色马，则说明该栗色马一般是纯合子。例3支试管分别装有红眼雄果蝇和两种不同基因型的红眼雌果蝇，还有1支试管内装有白眼果蝇。请利用实验室条件设计最佳方案，鉴别并写出上述3支试管内果蝇的基因型（已知红眼对白眼为显性，显性

8、基因用B表不' ）。解题思路：纯合子、杂合子鉴定的方法通常有两种，即自交法与测交法。1 .采用自交法，如果后代出现性状分离，则此个体为杂合子；若后代中没有性状分离，则此个体为纯合子。2 .采用测交法，如果后代中只有显性性状，则被鉴定的个体为纯合子；如果后代中既有显性性状又有隐性性状出现，则被鉴定的个体为杂合子.一般来说，动物常用测交法，而植物最简便的方法是采用自交法。先根据第二性征鉴别 3支试管内果蝇的性别，若某试管内为红眼雄性果蝇， 则该试管内果蝇基因型为 XBY;再用白眼雄性果蝇分别与另两支试管内的红眼雌性果蝇交配。若后代中出现性状分离，则该试管中果蝇的基因型为XBXb ;若后代中

9、不出现性状分离，则该试管中果蝇的基因型为XBXB。三、基因位置的确定1、判断两对基因是否位于同一对同源染色体上的实验基本思路：是否符合测交与自交的特殊比例、单倍体育种、花粉鉴定实验设计：具有两对相对性状且纯合的雌雄个体杂交得F1 ,再将F1中的雌雄个体相互交配产生F2,统计F2中性状的分离比。结果预测及结论：若子代中出现 9:3:3:1的性状分离比（或其变式），则控制这两对相对性状的两对基因不在同一对同源染色体上；若子代中没有出现 9:3:3:1的性状分离比（或其变式），则控制这两对相对性状的两对基因位于同一对同源染色体上；例4、实验室中，现有一批未交配过的纯种长翅灰体和残翅黑檀体的果蝇。已知

10、长翅和残翅这对相对性状受一对位于第n号同源染色体上的等位基因控制。现欲利用以上两种果蝇研究有关果蝇灰体与黑檀体性状的遗传特点。(说明：控制果蝇灰体和黑檀体的基因在常染色体上，所有果蝇 均能正常繁殖存活)请设计一套杂交方案，同时研究以下两个问题：问题一：研究果蝇灰体、黑檀体是否由一对等位基因控制，并作出判断。问题二：研究控制灰体黑檀体的等位基因是否也位于第n号同源染色体上，并作出判断。(1)杂交方案：(2)对问题一的推断及结论：(3)对问题二的推断及结论:(1)长翅灰体x残翅黑檀体一 Fl , F1自由交配得 F2(2)如果F2出现性状分离，且性状分离比为3:1 ,符合孟德尔分离定律，因此控制灰

11、体和黑檀体的基因是由一对等位基因控制。反之则不是由一对等位基因控制。(3)如果F2出现四种性状，其性状分离比为9:3:3:1 ,说明符合基因的自由组合定律，因此控制灰体、黑檀体的这对等位基因不是位于第n号同源染色体上。反之则可能是位于第n号同源染色体上。例题：果蝇的长翅对残翅、正常肢对短肢、后胸正常对后胸变形、红眼对白眼分别为显性，控制这些性状的基因可能位于 X、n、出这3对同源染色体上，请回答下列问题：(1)基因与染色体的关系为：基因在染色体上呈 排列。(2)果蝇性状中的残翅、短肢、后胸变形、白眼是由于 导致的。(3)已知控制果蝇眼色的基因位于 X染色体上。请写出能根据后代眼色就识别出性别的

12、亲本组合(基因型和表现型) 。(4)实验室内有各种已知基因性和表现性的雌雄果蝇若干，请任意选取两对性状的表现型和符合要求的基因型，用一次杂交确定控制这两对性状的基因是否位于两对同源染色体上(用遗传图解表示推理过程)2、判断基因位于细胞质中还是细胞核中的实验当该基因控制的性状可通过配子传递给子代时可通过杂交实验来判断：实验设计：正反交结果预测及结论：A、若正交与反交结果相同，则该基因位于细胞核内的常染色体上；B、若正交与反交结果不同，且子代性状表现都与母本相同，则该基因位于细胞质中；C、若正交与反交结果不同，且子代性状的表现与性别有关，则该基因位于细胞核内的性染色体上3、判断基因位于常染色体上还

13、是位于X染色体上的实验(1)未知显隐性：亲本组合：正反交结果预测及结论：A、若正交与反交结果相同，则该基因位于细胞核内的常染色体上；B、若正交与反交结果不同，且子代性状的表现与性别有关，则该基因位于细胞核内的X染色体上。(2)已知显隐性：方法一：隐性的雌性X显性的雄性结果预测及结论：A、若子代中的雄性个体全为隐性性状，雌性个体全为显性性状，则基因位于X染色体上；B、若子代中的雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状且各占1/2 ,则基因位于常染色体上。方法二：选多组显性的雌性X显性的雄性(使用条件：已知显隐性且显隐性基因的基因频率相等)结果预测及结论：A、若子代中的隐性性状只出现在雄性中，则基因位于

14、X染色体上；B、若子代中的隐性性状同时出现在雌性与雄性中，则基因位于常染色体上。例从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量 相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正 常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。请回答下列问题：（1 ）种群中的个体通过繁殖将各自的 传递给后代。（2）确定某性状由细胞核基因决定，还是由细胞质基因决定，可采用的杂交方法是。（3）如果控制体色的基因位于常染色体上，则该自然果蝇种群中控制体色的基因型有种；如果控制体色的基因位于 X染色体上，则种群中控制体色的基因型有 种。（4）现用

15、两个杂交组合：灰色雌蝇X黄色雄蝇、黄色雌蝇X灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状,以及控制体色的基因位于 X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。（要求：只写出子一代的T生状再现和相应推断的结论.）答案；（1）基因 （2）正交和反交（3）35 （4）如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多余灰色个体，并且体色的遗传与性别无关，则黄色为显性，基因位于常染色体上如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体多余黄色个体，并且体色的遗传与性别无关，则灰色为显性，基因位于常染色体上如果在杂交组合灰雌和黄雄

16、杂交，子一代中的雄性全部表现为灰色 ，雌性全部表现为黄色；如果在杂交组合黄雌和灰雄杂交，子一代中的黄色多于灰色个体，则黄色为显性，基因位于X染色体上如果在杂交组合黄雌和灰雄杂交中，子一代中的雄性全部表现为黄色，雌性全部表现为灰色；在杂交组合灰雌和黄雄杂交，子一代中的灰色多于黄色个体，则灰色为显性，基因位于X染色体上3、（2012福建卷）现有翅型为裂翅的果蝇新品系，裂翅（A）对非裂翅（a）为显性。杂交实验如图1.P 裂翅f X 非牺t裂麴CtlOZ, 192)非聊S2(1)上述亲本中，裂翅果蝇为 (2)某同学依据上述实验结果，认为该等位基因位于常染色体上。请你就上述实验，以遗传图解的方式说明该等

17、位基因可能位于 X染色体上。(3)现欲利用上述果蝇进行一次杂交试验，以确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体。请写出一组杂交组合的表现型： (孕)X 。 (8)(4)实验得知，等位基因(A、a)与(D、d)位于同一对常染色体上，基因型为 AA或dd的个体胚胎 致死。两对等位基因功能互不影响， 且在减数分裂过程不发生交叉互换。 这两对等位基因 循/不遵循)自由组合定律。以基因型如图 2的裂翅果蝇为亲本，逐代自由交配，则后代中基因 A的频率将(上升/下降/不变)(2016全国卷1)32. (12分)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的

18、。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中？灰体：?黄体：3灰体：$黄体为1 ：1 ：1 ：1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。请根据上述结果，回答下列问题：(1)仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求：每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果。)(1 )不能(2)实验1 :杂交组合：?黄体X 3灰体预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体实验2:杂交组合：?灰体X 3灰体

19、 预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一 半表现为黄体4、（2014重庆卷）肥胖与遗传密切相关，是影响人类健康的重要因素之一。某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠，人们对该基因进行了相关研究。为确定其遗传方式，进行了杂交实验，根据实验结果与结论完成以下内容。实验材料： 小鼠；杂交方法： 。实验结果：子一代表现型均正常；结论：遗传方式为常染色体隐性遗传。例：石刀板是一种名贵蔬菜，为 XY型性别决定、雌雄异株植物。野生型石刀板叶窄，产量低。在某野生种 群中，发现生长着少数几株阔叶石刀板（突变型），雌株、雄株均有。（1）石刀板雄株的产量高于雌株，有人从提高经济效益的角度考虑

20、设计了两种获得大量雄株的方案：方案一：万案一：两种方案中进行组织培养的材料A和B分别是>试分析方案二中如何由 C、D获得大量 XY植株？ （2）有人认为阔叶突变型可能是基因突变或具有多倍体特点的缘故。你如何用实验方法来鉴定突变型的出现是基因突变所致，还是染色体组加倍所致？（3）若已证实阔叶为基因突变所致，并且为显性突变，请你设计一个简单实验方案证明突变基因位于X染色体上还是常染色体上。（要求写出杂合组合，杂交结果，得出结论）（4）野生石刀板种群历经百年，窄叶基因频率由9 8%变为1 0%,则石刀板是否已发生了生物的进化？并说明原因。 （1）雄株组织（2分）；雄株花药（花粉）（2分）；用C

21、 （XX植株）与D （YY植株）杂交可获得大量 的XY雄株（2分）（2）取根尖分生区制成装片（1分），显微观察有丝分裂中期细胞内同源染色体数目.若观察到同源染色体增倍，则属染色体组加倍所致（1分）；否则为基因突变所致（3）选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交；若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型和突变型雌、雄均有.则这对基因位于常染色体（4）已进化，生物的进化的实质在于种群基因频率的改变）4、基因位于XY的同源区段还是位于 X染色体上亲本组合：隐性的纯合雌性X显性的纯合雄性结果预测及结论：A、若子代中的个体全表现为显性性状，则基因

22、位于 XY的同源区段；B、若子代中雌性全表现为显性性状，雄性全表现为隐性性状，则基因位于X染色体上。四、可遗传变异和不可遗传变异的判断方法：变异性状的雌性X变异性状的雄性（注意实验在题目所给的正常条件下进行）结果预测及结论：若子代中出现变异性状，则该变异性状是可遗传的变异；若子代中全表现为正常性状，则该变异性状是不可遗传的变异。例6、果蝇是做遗传实验极好的材料。在正常的培养温度25 c时，经过12天就可以完成一个世代，每只雌果蝇能产生几百个后代。某一生物兴趣小组，在暑期饲养了一批纯合长翅红眼果蝇幼虫，准备做遗传学实验。因当时天气炎热气温高达 35 c37 C,他们将果蝇幼虫放在有空调的实验室中

23、，调节室温至25 c培养，不料培养的第 7天停电，空调停用一天，也未采取别的降温措施。结果培养出的成虫中出现了一定数量的残翅果蝇（有雌有雄）。残翅性状的出现在遗传学上称为 ,你认为本实验过程中残翅最可能是由于。请设计一个实验验证你关 于本实验过程中残翅形成原因的推测，简要写出你的实验设计思路，并对可能出现的结果进行分析。变异； 温度变化影响了发育，但遗传物质没有发生改变;用这些残翅的果蝇繁殖的幼虫在25 C下培养,如果子代全部是长翅，说明残翅是不可遗传的变异。是由温度变化引起的，遗传物质没有发生改变，推测正确。如果子代全部是残翅或者出现部分残翅，说明残翅是可遗传的变异，这是由于温度变化导致遗传

24、物质改变引起的，推测错误。五、显性突变和隐性突变的判断隐性突变：AA 一 aaAa 一 aa显性突变：aa 一 AA 或Aa方法一：用多只突变型和突变型杂交（若突变型雌雄均有）结果预测及结论：若杂交后代出现了野生型，则为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变型，则为隐性突变所致；方法二：用野生型和突变型杂交（若突变型仅有一个个体）结果预测及结论：若杂交后代出现了突变型，则为显性突变所致；若杂交后代仅出现野生型，则为隐性突变所致；例：石刁柏（嫩茎俗称芦笋）是一种名贵蔬菜，为 XY型性别决定的雌雄异株植物。野生型石刁柏叶窄，产量低。在某野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刁柏，雌株、雄株均有，若已证实

25、阔叶为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突变。请设计一个简单实验方案加以判定。（要求写出杂交组 合，杂交结果，得出结论） 答案：选用多株阔叶突变型石刁柏雌、雄相交。若杂交后代出现了野生型，则为显性突变所致；若杂交后 代仅出现突变型，则为隐性突变所致；例：假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应（胚胎致死），无其他性状效应。根据隐性纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。实验步骤：结果预测：I如果,则X染色体上发生了完全致死突变；II如果,则X染色体上发生了不完全致死突变；III如果，则X染色体上没有发生隐性致死突变。这只雄蝇与正常雌蝇杂交F1互交（或：F1雌蝇与正常雄蝇杂交）统计F2中雌蝇所占比例（或：统计 F2中雌雄蝇比例）I : F2中雄蝇占1/3