《三維設(shè)計 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 生物》課件 第6講 有關(guān)遺傳類實驗的設(shè)計與分析

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，遺傳類題目更常以實驗為依托，從而綜合考查學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究等學(xué)科素養(yǎng)。探究控制性狀的兩對等位基因位于一對還是兩對同源染色體上和判斷基因位置是高考?？嫉膬深愵}型。深化提素養(yǎng)1．(2024年1月·貴州高考適應(yīng)性演練)果蠅的卷翅和直翅是一對相對性狀(等位基因B/b控制)，灰體和黑檀體是另一對相對性狀(等位基因E/e控制)，這兩對等位基因均位于常染色體上。用相同基因型的雌雄果蠅交配，子代表型及比例為卷翅灰體∶卷翅黑檀體∶直翅灰體∶直翅黑檀體＝6∶2∶3∶1。回答下列問題。(1)灰體和黑檀體中顯性性狀是________，判斷依據(jù)是______________。(2)親代果蠅的表型是____________，子代卷翅∶直翅不符合3∶1的原因是_____________________________________________________________。(3)果蠅的長觸角對短觸角是顯性性狀，由位于常染色體上的等位基因F/f控制?，F(xiàn)有四種基因型的雌雄果蠅(FFEE，F(xiàn)fEe，F(xiàn)Fee，ffee)，請設(shè)計一次雜交實驗探究等位基因F/f與等位基因E/e的位置關(guān)系。寫出實驗思路、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論____________________________________________________________。解析：(1)用相同基因型的雌雄果蠅交配，子代表型及比例為卷翅灰體∶卷翅黑檀體∶直翅灰體∶直翅黑檀體＝6∶2∶3∶1，是9∶3∶3∶1的變式，說明兩對基因獨立遺傳，且灰體和黑檀體的比例是3∶1，則灰體和黑檀體中顯性性狀是灰體。(2)因為子代表型及比例為卷翅灰體(B－E－)∶卷翅黑檀體(B－ee)∶直翅灰體(bbE－)∶直翅黑檀體(bbee)＝6∶2∶3∶1，則親本基因型都是BbEe，表型是卷翅灰體。子代卷翅∶直翅不符合3∶1的原因是基因型中BB純合子致死，導(dǎo)致BB__死亡。(3)實驗思路、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論見答案。答案：(1)灰體子代表型及比例為卷翅灰體∶卷翅黑檀體∶直翅灰體∶直翅黑檀體＝6∶2∶3∶1，為9∶3∶3∶1的變式，說明兩對基因獨立遺傳，且其中灰體和黑檀體的比例是3∶1

(2)卷翅灰體BB純合子致死，導(dǎo)致BB__死亡(3)實驗思路：選擇基因型為FfEe和的果蠅與基因型為ffee的異性果蠅進(jìn)行測交，統(tǒng)計子代的表型種類；預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：若子代出現(xiàn)4種表型，則等位基因F/f與等位基因E/e的位置是位于非同源染色體上；若子代出現(xiàn)2種表型，則等位基因F/f與等位基因E/e的位置是位于一對同源染色體上2．(2023·浙江1月選考)某昆蟲的性別決定方式為XY型，野生型個體的翅形和眼色分別為直翅和紅眼，由位于兩對同源染色體上兩對等位基因控制。研究人員通過誘變育種獲得了紫紅眼突變體和卷翅突變體昆蟲。為研究該昆蟲翅形和眼色的遺傳方式，研究人員利用紫紅眼突變體、卷翅突變體和野生型昆蟲進(jìn)行了雜交實驗，結(jié)果見下表。雜交組合PF1F2甲紫紅眼突變體、紫紅眼突變體直翅紫紅眼直翅紫紅眼乙紫紅眼突變體、野生型直翅紅眼直翅紅眼∶直翅紫紅眼＝3∶1丙卷翅突變體、卷翅突變體卷翅紅眼∶直翅紅眼＝2∶1卷翅紅眼∶直翅紅眼＝1∶1丁卷翅突變體、野生型卷翅紅眼∶直翅紅眼＝1∶1卷翅紅眼∶直翅紅眼＝2∶3

注：表中F1為1對親本的雜交后代，F(xiàn)2為F1全部個體隨機(jī)交配的后代；假定每只昆蟲的生殖力相同?；卮鹣铝袉栴}：(1)紅眼基因突變?yōu)樽霞t眼基因?qū)儆赺___________(填“顯性”或“隱性”)突變。若要研究紫紅眼基因位于常染色體還是X染色體上，還需要對雜交組合____________的各代昆蟲進(jìn)行____________鑒定。鑒定后，若該雜交組合的F2表型及其比例為________________________________________，則可判定紫紅眼基因位于常染色體上。(2)根據(jù)雜交組合丙的F1表型比例分析，卷翅基因除了控制翅形性狀外，還具有純合__________效應(yīng)。(3)若讓雜交組合丙的F1和雜交組合丁的F1全部個體混合，讓其自由交配，理論上其子代(F2)表型及其比例為__________________________。(4)又從野生型(灰體紅眼)中誘變育種獲得隱性純合的黑體突變體，已知灰體對黑體完全顯性，灰體(黑體)和紅眼(紫紅眼)分別由常染色體的一對等位基因控制。欲探究灰體(黑體)基因和紅眼(紫紅眼)基因的遺傳是否遵循自由組合定律。現(xiàn)有3種純合品系昆蟲：黑體突變體、紫紅眼突變體和野生型。請完善實驗思路，預(yù)測實驗結(jié)果并分析討論。(說明：該昆蟲雄性個體的同源染色體不會發(fā)生交換；每只昆蟲的生殖力相同，且子代的存活率相同；實驗的具體操作不作要求)①實驗思路：第一步：選擇______________________進(jìn)行雜交獲得F1，________________________。第二步：觀察記錄表型及個數(shù)，并做統(tǒng)計分析。②預(yù)測實驗結(jié)果并分析討論：Ⅰ：若統(tǒng)計后的表型及其比例為______________________________，則灰體(黑體)基因和紅眼(紫紅眼)基因的遺傳遵循自由組合定律。Ⅱ：若統(tǒng)計后的表型及其比例為__________________________________，則灰體(黑體)基因和紅眼(紫紅眼)基因的遺傳不遵循自由組合定律。

解析：(1)分析雜交組合乙可知，紫紅眼突變體與野生型交配，F(xiàn)1全為紅眼，F(xiàn)2紅眼∶紫紅眼＝3∶1，可得紅眼為顯性、紫紅眼為隱性，因此紅眼基因突變?yōu)樽霞t眼基因?qū)儆陔[性突變；若要研究紫紅眼基因位于常染色體還是X染色體上，還需要對雜交組合乙的各代昆蟲進(jìn)行性別鑒定；若該雜交組合的F2表型及其比例為直翅紅眼雌性：直翅紫紅眼雌性∶直翅紅眼雄性∶直翅紫紅眼雄性＝3∶1∶3∶1，子代表型符合自由組合定律，且眼色與性別無關(guān)，則可判定紫紅眼基因位于常染色體上。(2)根據(jù)雜交組合丙的F1表型比例分析，卷翅∶直翅＝2∶1，不為基因分離定律的分離比3∶1，因此卷翅基因具有純合顯性致死效應(yīng)。(3)由于雜交組合丙的F1和雜交組合丁的F1都是紅眼純合子，因此計算雜交組合丙的F1和雜交組合丁的F1雜交子代的表型比例時，可以不考慮子代的眼色性狀，設(shè)卷翅基因為B，則直翅基因為b，則雜交組合丙組F1的基因型為1/4BB(致死)、2/4Bb、1/4bb，雜交組合丁F1的基因型為1/2(Bb)、1/2bb，若將雜交組合丙的F1和雜交組合丁的F1全部個體混合，則基因型為Bb的個體占4/7，基因型為bb的個體占3/7，則雜交組合丙的F1和雜交組合丁的F1全部個體混合后再自由交配，F(xiàn)1產(chǎn)生配子的比例為B占2/7，b占5/7，則理論上其子代F2中BB(致死)占4/49，Bb占20/49，bb占25/49，則子代(F2)表型及其比例為卷翅紅眼∶直翅紅眼＝4∶5。(4)實驗思路：選擇黑體突變體和紫紅眼突變體進(jìn)行雜交獲得F1，F(xiàn)1隨機(jī)交配得F2，觀察F2表型及個數(shù)。預(yù)測實驗結(jié)果并分析討論：若統(tǒng)計后的F2表型及其比例為灰體紅眼：灰體紫紅眼∶黑體紅眼∶黑體紫紅眼＝9∶3∶3∶1，則灰體(黑體)基因和紅眼(紫紅眼)基因的遺傳遵循自由組合定律；若統(tǒng)計后的表型及其比例為灰體紅眼∶灰體紫紅眼∶黑體紅眼＝2∶1∶1，則灰體(黑體)基因和紅眼(紫紅眼)基因的遺傳不遵循自由組合定律，即兩基因位于同一對同源染色體上。答案：(1)隱性乙性別直翅紅眼雌∶直翅紫紅眼雌∶直翅紅眼雄∶直翅紫紅眼雄＝3∶1∶3∶1(2)致死(3)卷翅紅眼∶直翅紅眼＝4∶5(4)①黑體突變體和紫紅眼突變體F1隨機(jī)交配得F2

②灰體紅眼∶灰體紫紅眼∶黑體紅眼∶黑體紫紅眼＝9∶3∶3∶1灰體紅眼∶灰體紫紅眼∶黑體紅眼＝2∶1∶13．(2022·山東高考，節(jié)選)果蠅的正常眼與無眼是1對相對性狀，受1對等位基因控制，要確定該性狀的遺傳方式，需從基因與染色體的位置關(guān)系及顯隱性的角度進(jìn)行分析。以正常眼雌果蠅與無眼雄果蠅為親本進(jìn)行雜交，根據(jù)雜交結(jié)果繪制部分后代果蠅的系譜圖，如圖所示。不考慮致死、突變和X、Y染色體同源區(qū)段的情況。(1)以系譜圖中呈現(xiàn)的果蠅為實驗材料設(shè)計雜交實驗，確定無眼性狀的遺傳方式。(要求：①只雜交一次；②僅根據(jù)子代表型預(yù)期結(jié)果；③不根據(jù)子代性狀的比例預(yù)期結(jié)果)實驗思路：__________________________________；預(yù)期結(jié)果并得出結(jié)論：____________________________________________________________________。(2)若果蠅無眼性狀產(chǎn)生的分子機(jī)制是由于控制正常眼的基因中間缺失一段較大的DNA片段所致，且該對等位基因的長度已知。利用PCR及電泳技術(shù)確定無眼性狀的遺傳方式時，只以Ⅱ-3為材料，用1對合適的引物僅擴(kuò)增控制該對性狀的完整基因序列，電泳檢測PCR產(chǎn)物，通過電泳結(jié)果________(填“能”或“不能”)確定無眼性狀的遺傳方式，理由是______________________。解析：(1)若要確定無眼性狀的遺傳方式，可通過測交或者雜交的方式判斷，測交是在已知相對性狀顯隱性的條件下進(jìn)行的，不適用于本題，故選擇Ⅱ-1(或Ⅱ-2或Ⅱ-4)與Ⅱ-3雜交，觀察子代表型。如無眼性狀為常染色體顯性遺傳，親本的基因型為aa×aa，后代雌蠅、雄蠅都只有正常眼；如無眼性狀為常染色體隱性遺傳，親本的基因型為Aa×Aa，后代雌蠅、雄蠅既有正常眼也有無眼；如無眼性狀為伴X染色體隱性遺傳，親本的基因型為XAXa×XAY，后代雌果蠅均為正常眼、雄果蠅有正常眼和無眼。(2)若無眼性狀的遺傳為伴X染色體隱性遺傳，Ⅱ-3的基因型為XAY，PCR擴(kuò)增后，產(chǎn)物只有一條顯示帶，為對應(yīng)的正常眼基因的長度；若無眼性狀的遺傳為常染色體顯性遺傳，Ⅱ-3的基因型為aa，PCR擴(kuò)增后電泳的產(chǎn)物只有一條顯示帶，且為對應(yīng)的正常眼基因的長度，故根據(jù)電泳結(jié)果不能確定無眼性狀的遺傳方式。答案：(1)Ⅱ-1(或Ⅱ-2或Ⅱ-4)與Ⅱ-3雜交，觀察子代表型若子代全為正常眼果蠅，則為常染色體顯性遺傳；若子代出現(xiàn)無眼雌果蠅，則為常染色體隱性遺傳；若子代無眼果蠅均為雄性，則為伴X染色體隱性遺傳(2)不能無論是常染色體顯性遺傳還是伴X染色體隱性遺傳，其PCR產(chǎn)物電泳后都僅出現(xiàn)一個條帶，且對應(yīng)的均為正常眼基因的長度知能集成(一)探究控制性狀的兩對等位基因位于一對還是兩對同源染色體上判斷兩對等位基因位于一對還是兩對同源染色體上的實質(zhì)是確定兩對等位基因的遺傳是遵循自由組合定律，還是遵循連鎖與互換規(guī)律。

1．AaBb兩對等位基因在染色體上的位置關(guān)系類型一：類型二：類型三：2．根據(jù)后代性狀分離比確定基因在染色體上的位置[針對訓(xùn)練]1．(2022·皖江名校聯(lián)盟聯(lián)考)某植物的花色由A/a和B/b控制，兩對等位基因在染色體的分布有2種情況，如圖1和2所示。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)A和B基因同時存在時，植株開紅花，否則開白花。不考慮突變和互換，基因型為AaBb植株自交或測交，所得子代的表型及其比例不可能為

(

)A．自交，子代的表型及其比例為紅花∶白花＝9∶7B．測交，子代的表型及其比例為紅花∶白花＝1∶3C．自交，子代的表型及其比例為紅花∶白花＝1∶1D．測交，子代的表型及其比例為紅花∶白花＝1∶1解析：圖1中A/a和B/b兩對等位基因為非同源染色體上的非等位基因，其遺傳符合基因的自由組合定律；圖2中A/a和B/b兩對等位基因為同源染色體上的非等位基因，其遺傳過程不符合基因的自由組合定律。當(dāng)A和B基因同時存在時，植株開紅花，否則開白花，即基因型為A_B_表現(xiàn)為紅花，aaB_、A_bb、aabb表現(xiàn)為白花。圖1中的個體自交，子代的表型及其比例為紅花∶白花＝9∶7，A正確；圖1中的個體測交，子代的表型及其比例為紅花∶白花＝1∶3，B正確；圖2基因型的個體自交，若不考慮基因突變和互換，則其自交產(chǎn)生的后代表型及其比例為紅花∶白花＝1∶1，C正確；圖1中的個體測交，子代的表型及其比例為紅花∶白花＝1∶3，圖2基因型的個體測交，其測交產(chǎn)生的后代表型全為白花，無論基因位置是圖中的哪種情況，其子代的表型及其比例不會出現(xiàn)紅花∶白花＝1∶1，D錯誤。答案：D

2．已知紅玉杏花朵顏色由兩對基因(A、a和B、b)控制，A基因控制色素合成，該色素隨液泡中細(xì)胞液pH降低而顏色變淺。B基因與細(xì)胞液的酸堿性有關(guān)。其基因型與表型的對應(yīng)關(guān)系見表。(1)推測B基因控制合成的蛋白質(zhì)可能位于________上，并且該蛋白質(zhì)的作用可能與______________有關(guān)。(2)以純合白色植株和純合深紫色植株作親本雜交，子一代全部是淡紫色植株。該雜交親本的基因型組合是________________________。(3)有人認(rèn)為A、a和B、b基因位于一對同源染色體上，也有人認(rèn)為A、a和B、b基因分別位于兩對同源染色體上?，F(xiàn)利用淡紫色紅玉杏(AaBb)設(shè)計實驗進(jìn)行探究。基因型A_bbA_BbA_BB

aa__表型深紫色淡紫色白色實驗步驟：讓淡紫色紅玉杏(AaBb)植株自交，觀察并統(tǒng)計子代紅玉杏花的顏色和比例(不考慮同源染色體非姐妹染色單體的交換)。實驗預(yù)測及結(jié)論：①若子代紅玉杏花色為______________________，則A、a和B、b基因分別位于兩對同源染色體上。②若子代紅玉杏花色為____________________，則A、a和B、b基因位于一對同源染色體上，且A和B在同一條染色體上。③若子代紅玉杏花色為______________________，則A、a和B、b基因位于一對同源染色體上，且A和b在同一條染色體上。(4)若A、a和B、b基因分別位于兩對同源染色體上，則取淡紫色紅玉杏(AaBb)自交，F(xiàn)1中白色紅玉杏的基因型有________種，其中純種個體大約占________。解析：(1)B基因與細(xì)胞液的酸堿性有關(guān)，推測其控制合成的蛋白質(zhì)可能位于液泡膜上，控制著H＋的跨膜運輸。(2)純合白色植株和純合深紫色植株(AAbb)雜交，子一代全部是淡紫色植株(A_Bb)，由此可推知，親本中純合白色植株的基因型為AABB或aaBB。(3)淡紫色紅玉杏(AaBb)植株自交，可根據(jù)題目所給結(jié)論逆推實驗結(jié)果。若A、a和B、b基因分別位于兩對同源染色體上，則自交后代出現(xiàn)9種基因型，3種表型，其比例為深紫色∶淡紫色∶白色＝3∶6∶7；若A、a和B、b基因位于一對同源染色體上，且A和B在同一條染色體上，則自交后代出現(xiàn)1/4AABB、1/2AaBb、1/4aabb，表型及其比例為淡紫色∶白色＝1∶1；若A、a和B、b基因位于一對同源染色體上，且A和b在同一條染色體上，則自交后代出現(xiàn)1/4AAbb、1/2AaBb、1/4aaBB，表型及其比例為深紫色∶淡紫色∶白色＝1∶2∶1。(4)若A、a和B、b基因分別位于兩對同源染色體上，淡紫色紅玉杏(AaBb)植株自交，F(xiàn)1中白色紅玉杏的基因型有AABB、AaBB、aaBB、aaBb、aabb5種，其中純種個體大約占3/7。答案：(1)液泡膜H＋跨膜運輸(2)AABB×AAbb或aaBB×AAbb

(3)①深紫色∶淡紫色∶白色＝3∶6∶7

②淡紫色∶白色＝1∶1

③深紫色∶淡紫色∶白色＝1∶2∶1

(4)5

3/7知能集成(二)基因定位的遺傳實驗設(shè)計與分析(一)探究基因是位于常染色體上還是僅位于X染色體上1．雜交實驗法(1)性狀的顯隱性是“未知的”，且親本均為純合子時注：此方法還可以用于判斷基因是位于細(xì)胞核中還是細(xì)胞質(zhì)中。若正反交結(jié)果不同，且子代只表現(xiàn)母本的性狀，則控制該性狀的基因位于細(xì)胞質(zhì)中。(2)性狀的顯隱性是“已知的”(3)在確定雌性個體為雜合子的條件下2．調(diào)查實驗法答案：A

2．(2022·海南高考，節(jié)選)家蠶的成蟲稱為家蠶蛾，已知家蠶蛾有鱗毛和無鱗毛這對相對性狀受一對等位基因控制?，F(xiàn)有純合的有鱗毛和無鱗毛的家蠶蛾雌、雄個體若干只，設(shè)計實驗探究控制有鱗毛和無鱗毛的基因是位于常染色體上還是Z染色體上(不考慮Z、W同源區(qū)段)，并判斷有鱗毛和無鱗毛的顯隱性。要求簡要寫出實驗思路、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論。解析：判斷性狀的顯隱性及基因位于常染色體上還是性染色體上，常選用雌雄個體為不同性狀的純合親本進(jìn)行正反交實驗，實驗思路、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論詳見答案。

答案：實驗思路：選用不同性狀的雌雄純合個體進(jìn)行正反交實驗，正交：有鱗毛雌性×無鱗毛雄性，反交：有鱗毛雄性×無鱗毛雌性。預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：若正反交子代表型一致，且與性別無關(guān)，則該對等位基因位于常染色體上，子代表現(xiàn)出的性狀為顯性；若正反交子代表型不一致，一組子代雌雄個體各為一種性狀，另一組子代雌雄個體性狀相同，則該對等位基因位于Z染色體上，且子代雄性個體表現(xiàn)出的性狀為顯性。(二)探究基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是只位于X染色體上1．適用條件：已知性狀的顯隱性和控制性狀的基因在性染色體上。2．基本思路(1)用“純合隱性雌×純合顯性雄”進(jìn)行雜交，觀察分析F1的性狀。即：(2)用“雜合顯性雌×純合顯性雄”進(jìn)行雜交，觀察分析F1的性狀。即：[針對訓(xùn)練]4．果蠅的長翅、殘翅為一對相對性狀(相關(guān)基因用A、a表示)，圓眼和棒眼為另一對相對性狀(相關(guān)基因用B、b表示)，控制這兩對相對性狀的基因位于兩對同源染色體上?，F(xiàn)有長翅圓眼雌果蠅和殘翅棒眼雄果蠅雜交得F1，F(xiàn)1隨機(jī)交配，F(xiàn)2的表型及比例如圖甲所示，圖乙表示果蠅性染色體的形態(tài)。請回答下列問題：(1)果蠅的翅型和眼型這兩對相對性狀中，顯性性狀分別為____________。(2)控制果蠅翅型的基因位于________染色體上，判斷的理由是_________________________________________________________________________。(3)親代雌果蠅的基因型為____________。圖甲的雜交實驗結(jié)果________(填“能”或“不能”)確定控制眼型的基因位于圖乙的Ⅰ區(qū)段還是Ⅱ區(qū)段。請從自然種群中選擇適當(dāng)個體，設(shè)計一次雜交實驗加以探究。①寫出雜交組合(表型)：_________________________________________。②預(yù)測實驗結(jié)果及結(jié)論：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由題圖可知，F(xiàn)2雌、雄個體中長翅∶殘翅＝3∶1；雄果蠅中圓眼∶棒眼＝1∶1，雌果蠅中無棒眼，故翅型中長翅為顯性性狀，眼型中圓眼為顯性性狀。(2)控制果蠅翅型的基因位于常染色體上，因為F2雌、雄果蠅長翅與殘翅的比例均為3∶1，性狀表現(xiàn)與性別無關(guān)；控制果蠅眼型的基因位于X染色體上，因為F2中棒眼個體都是雄果蠅，在雌果蠅中沒有棒眼個體。(3)由F2雌、雄個體表型及比例可知，F(xiàn)1雌、雄果蠅基因型為AaXBXb、AaXBY或AaXBYb，故親代雌、雄果蠅基因型為AAXBXB、aaXbY或aaXbYb，圖甲的雜交實驗結(jié)果不能確定控制眼型的基因位于圖乙的Ⅰ區(qū)段還是Ⅱ區(qū)段，需要選擇純合的圓眼雄果蠅和棒眼雌果蠅(或純合的圓眼雄果蠅和雜合的圓眼雌果蠅)做雜交實驗來進(jìn)行驗證判斷。若控制圓眼和棒眼的基因在Ⅰ區(qū)段上，選擇的實驗果蠅的基因型為XBYB和XbXb(或XBYB和XBXb)，則雜交后代雌、雄個體都為圓眼；若控制圓眼和棒眼的基因在

Ⅱ

區(qū)段上，選擇的實驗果蠅的基因型為XBY和XbXb(或XBY和XBXb)，則雜交子代中雌性個體都為圓眼，雄性個體都為棒眼(或雄性個體中圓眼與棒眼的比例為1∶1)。答案：(1)長翅、圓眼(2)常F2雌、雄果蠅長翅與殘翅的比例均為3∶1，性狀表現(xiàn)與性別無關(guān)(3)AAXBXB不能①純合的圓眼雄果蠅和棒眼雌果蠅(或純合的圓眼雄果蠅和雜合的圓眼雌果蠅)

②若雜交子代雌、雄個體都為圓眼，則控制圓眼和棒眼的基因在Ⅰ區(qū)段上；若雜交子代中雌性個體都為圓眼，雄性個體都為棒眼(或雄性個體圓眼與棒眼的