遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型突破

四川 劉曉燕

遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型突破

四川 劉曉燕

遺傳的基本規(guī)律和伴性遺傳試題在生物高考題中所占的比例一直較大，通常也是壓軸部分和難點(diǎn)。而這部分知識(shí)在非選擇題中常常會(huì)以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的形式出現(xiàn)，在復(fù)習(xí)中需有效結(jié)合相關(guān)考點(diǎn)進(jìn)行歸納整理，提升學(xué)生解題能力。本文就其中遺傳規(guī)律實(shí)質(zhì)的考查、基因位置的判斷兩部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題進(jìn)行歸類整合，希望對(duì)高三備考有幫助。

一、基因位置及其遵循的遺傳規(guī)律

搞清楚基因的位置及其遵循的遺傳規(guī)律，是解這類題的前提。

1.真核細(xì)胞基因的三種“位置”

（1）主要位置：細(xì)胞核內(nèi)（即染色體上）

（2）次要位置：細(xì)胞質(zhì)內(nèi)（位于線粒體、葉綠體中）

2.兩對(duì)非等位基因的“位置”

兩對(duì)非等位基因（Aa、Bb）位置可包括：

第一、二種情況是學(xué)生熟悉的，而三、四兩種情況學(xué)生不太熟悉，所以首先要教給學(xué)生方法，讓他們克服畏懼心理，三、四兩種情況實(shí)際上就是基因分離定律的問(wèn)題，這樣就將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化了。

二、有關(guān)遺傳規(guī)律驗(yàn)證及基因位置確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

（一）有關(guān)遺傳規(guī)律驗(yàn)證

（1）自交法：F1自交，如果后代性狀分離比符合3∶1，則符合分離定律；如果后代性狀分離比符合（3∶1）n（n≥2），則符合自由組合定律。

（2）測(cè)交法：F1測(cè)交，如果測(cè)交后代性狀分離比符合1∶1，則符合分離定律；如果測(cè)交后代性狀分離比符合（1∶1）n（n≥2），則符合自由組合定律。

（3）花粉鑒定法：依據(jù)花粉是否出現(xiàn)1∶1（一對(duì)相對(duì)性狀）或1∶1∶1∶1（兩對(duì)相對(duì)性狀）確認(rèn)相關(guān)基因符合的孟德?tīng)柖伞?/p>

【例題1】某生物興趣小組進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證孟德?tīng)栠z傳定律。該小組用豌豆的兩對(duì)相對(duì)性狀做實(shí)驗(yàn)，選取了一批基因型相同的黃色圓粒（黃色與圓粒都是顯性性狀）豌豆，用其中一部分與某豌豆作為親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)1中黃色∶綠色＝3∶1，圓粒∶皺粒＝3∶1。請(qǐng)你利用親本中剩余的黃色圓粒豌豆為材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證這兩對(duì)性狀的遺傳符合基因的自由組合定律。

實(shí)驗(yàn)方案：選用________做親本進(jìn)行________，統(tǒng)計(jì)后代結(jié)果。

結(jié)果與結(jié)論：_______________

【答案】黃色圓粒豌豆 自交

結(jié)果與結(jié)論：后代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型及比例如下：黃色圓?！镁G色圓?！命S色皺粒∶綠色皺粒＝9∶3∶3∶1，則證明兩對(duì)相對(duì)性狀符合自由組合定律。

【說(shuō)明】此題一定不能用測(cè)交方法，因?yàn)轭}目中要求只用一個(gè)親本。

【提醒】（1）看清是探究性實(shí)驗(yàn)還是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不需要分情況討論直接寫(xiě)結(jié)果或結(jié)論，探究性實(shí)驗(yàn)則需要分情況討論。（2）看清題目中給定的親本情況，確定用自交還是測(cè)交。自交只需要一個(gè)親本即可，而測(cè)交則需要兩個(gè)親本。（3）不能用分離定律的結(jié)果證明基因是否符合自由組合定律，因?yàn)閮蓪?duì)等位基因不管是分別位于兩對(duì)同源染色體上還是位于一對(duì)同源染色體上，在單獨(dú)研究時(shí)都符合分離定律，都會(huì)出現(xiàn)3∶1或1∶1這些比例，不能確定基因的位置也就不能證明是否符合自由組合定律。

鞏固練習(xí)1：實(shí)驗(yàn)室中有一批未交配的純種灰體紫眼和純種黑體紅眼果蠅，每種果蠅雌雄個(gè)體都有。已知上述兩對(duì)相對(duì)性狀均屬完全顯性遺傳，性狀的遺傳遵循遺傳的基本規(guī)律，灰體和黑體這對(duì)相對(duì)性狀由一對(duì)位于Ⅱ號(hào)同源染色體上的等位基因控制，所有果蠅都能正常生活。如果控制果蠅紫眼和紅眼的基因也位于常染色體上，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套雜交方案，以確定控制紫眼和紅眼的基因是否也位于Ⅱ號(hào)同源染色體上，并預(yù)期結(jié)果，做出相應(yīng)的結(jié)論。

方案：①________②________③________

預(yù)期結(jié)果和結(jié)論：①_______②_______

【答案】方案①：讓純種灰體紫眼果蠅和純種黑體紅眼果蠅交配得F1②再讓F1雌雄果蠅雜交得F2③觀察并記錄F2的性狀分離比

預(yù)期結(jié)果和結(jié)論：①如果F2出現(xiàn)四種相對(duì)性狀，且分離比為9∶3∶3∶1（符合基因的自由組合定律），則說(shuō)明控制紫眼和紅眼的基因沒(méi)有位于Ⅱ號(hào)同源染色體上 ②如果F2沒(méi)有出現(xiàn)四種相對(duì)性狀，且分離比不為9∶3∶3∶1，則說(shuō)明控制紫眼和紅眼的基因位于Ⅱ號(hào)同源染色體上

（二）基因位置確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.判斷基因位于細(xì)胞質(zhì)還是細(xì)胞核：用正反交法

2.判斷基因位于常染色體上還是X染色體上

（1）雜交實(shí)驗(yàn)法

Ⅰ.未知顯隱性：選用純合親本，采用正交和反交方法，看正反交結(jié)果是否相同。a.若結(jié)果相同，基因位于常染色體上；b.若結(jié)果不同，基因位于X染色體上。

提醒：未知性狀顯隱性：只能用正交、反交實(shí)驗(yàn)判斷

Ⅱ.已知顯隱性：顯性雄性個(gè)體與隱性雌性個(gè)體雜交，若后代雌性全為顯性個(gè)體，雄性全為隱性個(gè)體，則基因位于X染色體上；若后代雌雄個(gè)體中顯隱性出現(xiàn)的概率相同（或顯隱性的概率與性別無(wú)關(guān)），則基因位于常染色體上。

（2）調(diào)查實(shí)驗(yàn)法

調(diào)查統(tǒng)計(jì)具有某性狀的雌雄個(gè)體數(shù)量，若雌雄個(gè)體數(shù)量基本相同，基因最可能位于常染色體上，若雌性個(gè)體數(shù)量明顯多于雄性個(gè)體數(shù)量，則基因最可能位于X染色體上，且該基因?yàn)轱@性基因；若雄性個(gè)體數(shù)量明顯多于雌性個(gè)體數(shù)量，則基因最可能位于X染色體上，且該基因?yàn)殡[性基因。若只有雄性個(gè)體，則基因位于Y染色體上。

【例題2】已知果蠅的暗紅眼由隱性基因（r）控制，但不知控制該性狀的基因（r）是位于常染色體上、X染色體上還是Y染色體上，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的調(diào)查方案進(jìn)行調(diào)查，并預(yù)測(cè)調(diào)查結(jié)果。

方案：尋找暗紅眼的果蠅進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計(jì)_______。

結(jié)果①_______，則r基因位于常染色體上；

②_______，則r基因位于X染色體上；

③________，則r基因位于Y染色體上。

【答案】方案：具有暗紅眼果蠅的性別比例

結(jié)果：①若具有暗紅眼的個(gè)體雄性與雌性數(shù)目相差不大

②若具有暗紅眼的個(gè)體雄性多于雌性

③若具有暗紅眼的個(gè)體全是雄性

【提醒】（1）植物一般為雌雄同株，無(wú)性別決定，其基因位置只有兩種情況——細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核，如豌豆、小麥、玉米、黃瓜等，但有些植物為XY型性別決定的雌雄異株植物；動(dòng)物一般為雌雄異體，其基因位置有三種情況：細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核內(nèi)的性染色體和常染色體。（2）動(dòng)物的兩種常見(jiàn)性別決定方式——XY型（如人、果蠅和其他未明確說(shuō)明但不是ZW型性別決定的動(dòng)物）和ZW型（?？疾榈陌u在內(nèi)的鳥(niǎo)類和一些昆蟲(chóng)如家蠶等）。

3.基因位于X染色體與Y染色體同源區(qū)段還是非同源區(qū)段的判斷

（1）顯性純合雄性個(gè)體×隱性雌性個(gè)體→a.后代雄性均為隱性個(gè)體，雌性均為顯性個(gè)體，則基因位于X染色體與Y染色體非同源區(qū)段；b.后代雌雄均為顯性個(gè)體，則基因位于X染色體與Y染色體同源區(qū)段。

（2）若是群體中無(wú)法直接獲得顯性純合雄性個(gè)體：多對(duì)顯性雄性個(gè)體×隱性雌性個(gè)體→a.若后代出現(xiàn)顯性雄性個(gè)體，則基因位于X染色體與Y染色體同源區(qū)段；b.若所有雜交組合后代雌性個(gè)體均為顯性個(gè)體，雄性個(gè)體均為隱性個(gè)體，則基因位于X染色體與Y染色體非同源區(qū)段。

鞏固練習(xí)2：某科研小組在一鼠群中偶然發(fā)現(xiàn)一只雄鼠患有某種遺傳病，該遺傳病由顯性基因B控制，研究發(fā)現(xiàn)其雙親都未攜帶該致病基因，分析并回答相關(guān)問(wèn)題：

（1）該致病基因最可能來(lái)源于_______________。

（2）欲確定該致病基因B的位置，讓這只雄鼠與正常雌鼠交配，得到足夠多的F1個(gè)體。

①如果F1中雌雄鼠都既有患病的也有正常的，則基因B位于_______上。

②如果F1中雌鼠________，而雄鼠________，則基因B位于X染色上。

③如果F1中雌鼠________，而雄鼠________，則基因B位于Y染色上。

④如果F1中雌鼠和雄鼠全部正常，則基因B可能位于________。

【答案】（1）基因突變

（2）①常染色體 ②全部患病 全部正常 ③全部正常 全部患病 ④細(xì)胞質(zhì)或只存在于體細(xì)胞

四川省漢源縣第二中學(xué)）