基因突變和基因重組 省賽獲獎

遺傳與變異例題1．相對性狀中顯、隱性關(guān)系確定的實驗設(shè)計例1已知牛的有角和無角為一對相對性狀，由常染色體上的等位基因A和a控制。在自由放養(yǎng)多年的牛群中，無角的基因頻率與有角的基因頻率相等，隨機選1頭無角公牛和6頭有角母牛，分別交配，每頭母牛只產(chǎn)了1頭小牛，在6頭小牛中，3頭有角，3頭無角。(1)根據(jù)上述結(jié)果能否確定這對相對性狀中的顯性性狀？請簡要說明推理過程。(1)不能確定。①假設(shè)無角為顯性，則公牛的基因型為Aa，6頭母牛的基因型都為aa，每個交配組合的后代或為有角或無角，概率各為1/2。6個組合后代合計出現(xiàn)3頭無角小牛、3頭有角小牛。②假設(shè)有角為顯性，則公牛的基因型為aa，6頭母?？赡苡袃煞N基因型，即AA和Aa。AA的后代均為有角。Aa的后代或無角或為有角，概率各為1/2。由于配子的隨機結(jié)合及后代數(shù)量少，實際分離比例可能偏離1/2。所以，只要母牛中含有Aa基因型的頭數(shù)大于或等于3頭，那么6個組合后代合計也會出現(xiàn)3頭無角小牛和3頭有角小牛。(2)為了確定有角無角這對相對性狀的顯隱性關(guān)系，用上述自由放養(yǎng)的牛群(假設(shè)無突變發(fā)生)為實驗材料，再進行新的雜交實驗，應(yīng)該怎樣進行？(簡要寫出雜交組合，預(yù)期結(jié)果并得出結(jié)論)從牛群中選擇多對有角牛與有角牛雜交(有角?！劣薪桥?。如果后代出現(xiàn)無角小牛，則有角為顯性，無角為隱性；如果后代全部為有角小牛，則無角為顯性，有角為隱性。規(guī)律：⑴確定顯隱性性狀時首選自交，看其后代有無性狀分離，若有則親本的性狀為顯性性狀。⑵其次，讓具有相對改善的兩親本雜交，看后代的表現(xiàn)型，若后代表現(xiàn)一種親本性狀，則此性狀為顯性性狀。⑶考慮各種情況，設(shè)定基因來探究后代的表現(xiàn)型是否符合題意來確定性狀的顯隱性。⑷隱性性狀的親本自交后代都是隱性性狀。

2．純合子、雜合子鑒定的實驗設(shè)計例2、3支試管分別裝有紅眼雄果蠅和兩種不同基因型的紅眼雌果蠅，還有1支試管內(nèi)裝有白眼果蠅。請利用實驗室條件設(shè)計最佳方案，鑒別并寫出上述3支試管內(nèi)果蠅的基因型(已知紅眼對白眼為顯性，顯性基因用B表示)。先根據(jù)第二性征鑒別3支試管內(nèi)果蠅的性別，若某試管內(nèi)為紅眼雄性果蠅，則該試管內(nèi)果蠅基因型為XBY；再用白眼雄性果蠅分別與另兩支試管內(nèi)的紅眼雌性果蠅交配。若后代中出現(xiàn)性狀分離，則該試管中果蠅的基因型為XBXb；若后代中不出現(xiàn)性狀分離，則該試管中果蠅的基因型為XBXB。判斷：純合子、雜合子鑒定的方法通常有兩種，即自交法與測交法。采用自交法，如果后代出現(xiàn)性狀分離，則此個體為雜合子；若后代中沒有性狀分離，則此個體為純合子。采用測交法，如果后代中只有顯性性狀，則被鑒定的個體為純合子；如果后代中既有顯性性狀又有隱性性狀出現(xiàn)，則被鑒定的個體為雜合子。一般來說，動物常用測交法，而植物最簡便的方法是采用自交法。3．根據(jù)性狀判斷生物性別的實驗設(shè)計例3、有一種雌雄異株的草本經(jīng)濟植物，屬XY型性別決定，但雌株是性雜合子(即XY)，雄株是性純合子(即XX)。已知其葉片上的斑點是X染色體上的隱性基因(b)控制的。某園藝場要通過雜交培育出一批在苗期就能識別雌雄的植株，則應(yīng)選擇：(1)表現(xiàn)型為

的植株作母本，其基因型為

。表現(xiàn)型為

的植株作父本，其基因型為

。(2)子代中表現(xiàn)型為

的是雌株。子代中表現(xiàn)型為

的是雄株。

判斷：要通過性狀來判斷性別，應(yīng)用伴性遺傳規(guī)律，即選擇控制性狀的基因在性染色體上。在選擇親本時，只要讓具有同型性染色體(XX或ZZ)的個體表現(xiàn)型是隱性性狀，具有異型性染色體(XY或ZW)的個體表現(xiàn)型是顯性性狀即可。這樣在子代中具有同型性染色體(XX或ZZ)的個體表現(xiàn)型是顯性，具有異型性染色體(XY或ZW)的個體表現(xiàn)型是隱性性狀。無斑點

XBY有斑點

XbXb

有斑點

無斑點

4．基因在常染色體還是X染色體上的實驗設(shè)計例4、一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生突變，使野生型變?yōu)橥蛔冃?。該鼠與野生型鼠雜交，F(xiàn)1的雌雄鼠中均既有野生型，又有突變型。假如僅通過一次雜交實驗必須鑒別突變基因是在常染色體上還是在X染色體上，F(xiàn)1的雜交組合最好選擇：解析(1)由條件可知，突變型是顯性性狀，野生型是隱性性狀；該突變型雌鼠是雜合子，其基因型為Aa或XAXa，野生型雄鼠的基因型為aa或XaY。(2)確定F1的基因型。可見，不論基因位于常染色體還是X染色體上，F(xiàn)1的雌雄鼠中既有野生型，又有突變型，證明前面兩點的推論是正確的驗證：若假設(shè)基因位于常染色體上：第一種可能：AA×aa其后代無論雌雄全為顯性；第二種可能：Aa×aa雌雄鼠中既有顯性性狀又有隱性性狀。若假設(shè)基因位于X染色體上：XaXa×XAY其后代雌鼠全為顯性性狀，雄鼠全為隱性性狀。所以，用隱性性狀的雌鼠與顯性性狀的雄鼠雜交時，若后代雌鼠全為顯性性狀，雄鼠全為隱性性狀，則該基因位于X染色體上；若后代雌雄鼠中都有顯性性狀，則該基因位于常染色體上。故正確答案為A。規(guī)律：⑴伴性遺傳與性別有關(guān)；正交與反交后代有時結(jié)果不一樣，性狀的出于現(xiàn)往往與性別有關(guān)。⑵找準同一生物的同一性別群體，看其顯性與隱性性狀出現(xiàn)的比例是否為1：1，若是則最可能是常染色體上的基因控制的遺傳，若不是則最可能是性染色體上的基因控制的遺傳。⑶若通過一次雜交實驗，鑒別某等位基因是在常染色體還是在X染色體上，應(yīng)選擇的雜交組合為：隱性性狀的雌性與顯性性狀的雄性。5．環(huán)境因素(外因)和遺傳因素(內(nèi))對生物性狀影響的實驗設(shè)計例5、一種以地下莖繁殖為主的多年生野菊花，分別生長在海拔10m、500m、1000m處的同一山坡上。在相應(yīng)生長發(fā)育階段，同一海拔的野菊株高無顯著差異，但不同海拔的野菊株高隨海拔的增高而顯著變矮。為檢驗環(huán)境和遺傳因素對野菊株高的影響，請完成以下實驗設(shè)計。(1)實驗處理：春天，將海拔500m、1000m處的野菊幼苗同時移栽于10m處。(2)實驗對照：生長于

m處的野菊。(3)收集數(shù)據(jù)：第2年秋天

。(4)預(yù)測支持下列假設(shè)的實驗結(jié)果。假設(shè)一野菊株高的變化只受環(huán)境因素的影響，實驗結(jié)果是：移栽至10m處野菊株高

。假設(shè)二野菊株高的變化只受遺傳因素的影響，實驗結(jié)果是：移栽至10m處野菊株高

。假設(shè)三野菊株高的變化受遺傳和環(huán)境因素的共同影響，實驗結(jié)果是：移栽至10m處野菊株高

。10m、500m、1000m

測量株高，記錄數(shù)據(jù)

與10m處野菊株高顯著差異與原海拔處(500m、1000m)野菊株高無顯著差異

比10m處矮，比原海拔處高規(guī)律：⑴生物性狀既受基因的控制，又受環(huán)境的影響。⑵當(dāng)發(fā)生性狀改變時，有可能是由基因決定的，也有可能是由環(huán)境影響的。⑶探究生物性狀的改變是由基因的還是由環(huán)境的引起的，需要改變其自下而上環(huán)境進行實驗探究。6．育種過程的實驗設(shè)計例6、小麥品種是純合體，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種；馬鈴薯品種是雜合體(有一對基因雜合即可稱為雜合體)，生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖，現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種。請分別設(shè)計小麥品種間雜交育種程序，以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明。（寫出包括親本在內(nèi)的前3代即可）答案：小麥第1代PAABB×aabb親本雜交↓第2代F1AaBb種植F1代，自交↓?第3代F2A_B_、A_bb、種植F2代，選矮稈抗病(aaB_)，

aaB_、aabb繼續(xù)自交，期望下一代獲得純合子馬鈴薯第1代PyyRr×Yyrr親本雜交↓第2代F1YyRr，yyRr，Yyrr，yyrr種植，選黃肉、↓抗病(YyRr)第3代F2YyRr用塊莖繁殖7．探究基因型的組成規(guī)律：⑴當(dāng)遇到的是兩對以上的相對改善遺傳時，若要測定基因型，要一對一對地分析，然后將每對相對改善遺傳的分析結(jié)果予以綜合；也就是說，在基因分離規(guī)