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高考生物二輪復習題型專題2
遺傳類實驗分析與設計的非選擇題突破
驗證遺傳定律的實驗設計方法
驗證方法 結(jié)論
自交法 　F1自交后代的性狀分離比為3∶1,則符合基因的分離定律,由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制
　F1自交后代的性狀分離比為9∶3∶3∶1,則符合基因的自由組合定律,由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制
測交法 　F1測交后代的性狀分離比為1∶1,則符合分離定律,由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制
　F1測交后代的性狀分離比為1∶1∶1∶1,由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制
花粉 鑒定法 　F1若有兩種花粉,且比例為1∶1,則符合分離定律
　F1若有四種花粉,且比例為1∶1∶1∶1,則符合自由組合定律
單倍體 育種法 　取花藥離體培養(yǎng),用秋水仙素處理單倍體幼苗,若植株有兩種表現(xiàn)型,且比例為1∶1,則符合分離定律
　取花藥離體培養(yǎng),用秋水仙素處理單倍體幼苗,若植株有四種表現(xiàn)型,且比例為1∶1∶1∶1,則符合自由組合定律
1 [2019·全國卷Ⅲ] 玉米是一種二倍體異花傳粉作物,可作為研究遺傳規(guī)律的實驗材料。玉米籽粒的飽滿與凹陷是一對相對性狀,受一對等位基因控制。回答下列問題。
(1)在一對等位基因控制的相對性狀中,雜合子通常表現(xiàn)的性狀是　顯性性狀　。
(2)現(xiàn)有在自然條件下獲得的一些飽滿的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒,若要用這兩種玉米籽粒為材料驗證分離定律,寫出兩種驗證思路及預期結(jié)果。
[答案] ①兩種玉米分別自交,若某些玉米自交后,子代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗證分離定律。
②兩種玉米分別自交,在子代中選擇兩種純合子進行雜交,F1自交,得到F2,若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗證分離定律。
③讓籽粒飽滿的玉米和籽粒凹陷的玉米雜交,如果F1都表現(xiàn)一種性狀,則用F1自交,得到F2,若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗證分離定律。
④讓籽粒飽滿的玉米和籽粒凹陷的玉米雜交,如果F1表現(xiàn)兩種性狀,且表現(xiàn)為1∶1的性狀分離比,則可驗證分離定律。
[解析] (1)在一對等位基因控制的一對相對性狀中,雜合子通常表現(xiàn)的性狀是顯性性狀。(2)該實驗的驗證思路及預期結(jié)果如下:①兩種玉米分別自交,若某些玉米自交后,子代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗證分離定律。②兩種玉米分別自交,在子代中選擇兩種純合子進行雜交,F1自交,得到F2,若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗證分離定律。③讓籽粒飽滿的玉米和籽粒凹陷的玉米雜交,如果F1都表現(xiàn)一種性狀,則用F1自交,得到F2,若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗證分離定律。④讓籽粒飽滿的玉米和籽粒凹陷的玉米雜交,如果F1表現(xiàn)兩種性狀,且表現(xiàn)為1∶1的性狀分離比,則可驗證分離定律。
2 果蠅的野生型和突變型受常染色體上的兩對等位基因(A、a和B、b)控制,研究發(fā)現(xiàn)果蠅在A和B同時存在時表現(xiàn)為野生型,其他表現(xiàn)為突變型。現(xiàn)用自然種群中的兩只基因型相同的野生型雌雄果蠅雜交,子代野生型∶突變型=3∶1,回答下列問題:
(1)若這兩對等位基因遵循自由組合定律,則親本的基因型組合為　AaBB×AaBB或AABb×AABb　。若這兩對等位基因不遵循自由組合定律,則親本的基因型組合可能有　3　種。
(2)為驗證該對相對性狀的遺傳是否遵循基因的自由組合定律,請用純合的基因型為AABB、aaBB、AAbb、aabb的雌雄果蠅為實驗材料進行設計實驗。(要求:請寫出實驗思路、預期結(jié)果和結(jié)論)。
[答案] 方法一:實驗思路:選用基因型為AABB和基因型為aabb的雌雄果蠅相互交配,得到F1,將F1與異性aabb的果蠅交配,觀察并記錄子二代的表現(xiàn)型及比例。
預期結(jié)果:若產(chǎn)生子代的表現(xiàn)型和比例為野生型∶突變型=1∶3,則可驗證該對相對性狀的遺傳遵循基因的自由組合定律;若產(chǎn)生子代的表現(xiàn)型和比例為野生型∶突變型=1∶1,則可驗證該對相對性狀的遺傳不遵循基因的自由組合定律。
方法二:實驗思路:選用基因型為AABB和基因型為aabb的雌雄果蠅相互交配,得到F1,將F1果蠅相互交配,觀察并記錄子二代的表現(xiàn)型及比例。
預期結(jié)果:若產(chǎn)生子代的表現(xiàn)型和比例為野生型∶突變型=9∶7,則可驗證該對相對性狀的遺傳遵循基因的自由組合定律;若產(chǎn)生子代的表現(xiàn)型和比例為野生型∶突變型=3∶1,則可驗證該對相對性狀的遺傳不遵循基因的自由組合定律。同理,選用基因型為AAbb與aaBB的果蠅雜交,子代自交或測交也可。
確定基因位置的實驗設計
題型一　判斷基因位于常染色體還是X染色體的常用方法
(1)已知性狀顯隱性:選擇隱性雌性個體與顯性雄性個體雜交(ZW型生物相反)
a.若子代　雌性均為顯性,雄性均為隱性　,則基因位于X染色體上。
b.若子代　雌、雄性均為顯性　,則基因位于常染色體上。
c.若子代　雌、雄性均有顯性和隱性　,則基因位于常染色體上。
(2)未知性狀顯隱性:正交、反交實驗判斷
a.若子代　正、反交結(jié)果不同,與性別有關(guān)　,則基因位于X染色體上。
b.若子代　正、反交結(jié)果相同,與性別無關(guān)　,則基因位于常染色體上。
3 已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制,但這對相對性狀的顯隱性關(guān)系和該等位基因所在的染色體是未知的。甲同學用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交,子代中♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體為 1∶1∶1∶1。乙同學用兩種不同的雜交實驗都證實了控制黃體的基因位于X染色體上,并表現(xiàn)為隱性。請根據(jù)上述結(jié)果,回答下列問題:
(1)僅根據(jù)甲同學的實驗,能不能證明控制黃體的基因位于X染色體上,并表現(xiàn)為隱性 　不能　。
(2)請用甲同學得到的子代果蠅為材料設計兩個不同的實驗,這兩個實驗都能獨立證明乙同學的結(jié)論(要求:每個實驗只用一個雜交組合,并指出支持乙同學結(jié)論的預期實驗結(jié)果)。
[答案] 實驗1:
雜交組合:♀黃體×♂灰體
預期結(jié)果:子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體,雄性都表現(xiàn)為黃體。
實驗2:
雜交組合:♀灰體×♂灰體
預期結(jié)果:子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體,雄性中一半表現(xiàn)為灰體,另一半表現(xiàn)為黃體。
[解析] (1)若控制黃體的基因在常染色體上,并表現(xiàn)為隱性,基因型用aa表示,灰體雌蠅為顯性雜合子,基因型用Aa表示,二者雜交后也會出現(xiàn)題中所示結(jié)果。(2)若控制黃體的基因在X染色體上,并表現(xiàn)為隱性,則同學甲得到的子代表現(xiàn)型及基因型分別為灰體雌果蠅(XAXa)、黃體雌果蠅(XaXa)、灰體雄果蠅(XAY)、黃體雄果蠅(XaY)。要證明控制黃體的基因在X染色體上,并表現(xiàn)為隱性,所選雜交親本產(chǎn)生的子代需在雌性和雄性中具有不同的表現(xiàn)型及比例,所以可以選擇黃體雌果蠅(XaXa)和灰體雄果蠅(XAY)雜交,則后代雌果蠅均為灰體,雄果蠅均為黃體。也可選擇灰體雌果蠅(XAXa)和灰體雄果蠅(XAY)雜交,后代雌果蠅全部為灰體,雄果蠅中一半為灰體,一半為黃體。
4　Ⅰ.某種家禽的豁眼和正常眼是一對相對性狀,豁眼雌禽產(chǎn)蛋能力強。已知這種家禽的性別決定方式與雞相同,豁眼性狀由Z染色體上的隱性基因a控制,且在W染色體上沒有其等位基因。回答下列問題:
(1)用純合體正常眼雄禽與豁眼雌禽雜交,雜交親本的基因型為　ZAZA、ZaW　。理論上F1的基因型和表現(xiàn)型為　ZAW、ZAZa,雌、雄個體均為正常眼　,F1中雌雄個體相互交配,所得F2雌禽中豁眼禽所占的比例為　1/2　。
(2)為了給飼養(yǎng)場提供產(chǎn)蛋能力強的該種家禽,請確定一個合適的雜交組合,使其子代中雌禽均為豁眼,雄禽均為正常眼。寫出雜交組合和預期結(jié)果,要求標明親本和子代的表現(xiàn)型和基因型:　雜交組合:豁眼雄禽(ZaZa)×正常眼雌禽(ZAW);預期結(jié)果:子代雌禽均為豁眼(ZaW),雄禽均為正常眼(ZAZa)　。
Ⅱ.正常蠶幼蟲的皮膚不透明,是由顯性基因A控制的,“油蠶”幼蟲的皮膚透明如油紙(可看到內(nèi)部器官),是由隱性基因a控制的,A對a為完全顯性,基因位于Z染色體上。
(3)請設計一個雜交方案,根據(jù)子代幼蠶的皮膚特征,從中選擇雄蠶用于生產(chǎn)(用遺傳圖解和必要的文字表述)。
[答案]
在F1為幼蟲時,淘汰皮膚透明的雌性個體,保留皮膚不透明的雄性個體用于生產(chǎn)。
[解析] (1)依題意可知,在題述家禽中,雄性的性染色體組成為ZZ,雌性的性染色體組成為ZW,豁眼性狀由Z染色體上的隱性基因a控制,且在W染色體上沒有其等位基因。由此推知,親本純合正常眼雄禽的基因型為ZAZA,親本豁眼雌禽的基因型為ZaW,二者雜交所得F1的基因型為ZAZa、ZAW,F1的雌、雄個體均為正常眼。F1中的雌、雄個體相互交配,所得F2的基因型及比例為ZAZA∶ZAZa∶ZAW∶ZaW=1∶1∶1∶1,可見,F2雌禽中豁眼禽(ZaW)所占的比例為1/2。(2)雌性親本將Z染色體遺傳給子代的雄性,將W染色體遺傳給子代的雌性,而雌性子代的Z染色體則來自雄性親本。可見,若使子代中的雌禽均為豁眼(ZaW),雄禽均為正常眼(ZAZ-),則親本的雜交組合為豁眼雄禽(ZaZa)×正常眼雌禽(ZAW),該雜交組合產(chǎn)生的子代的基因型為ZAZa、ZaW,子代雌禽均為豁眼,雄禽均為正常眼。(3)已知A對a為完全顯性,基因位于Z染色體上,若要根據(jù)子代幼蠶的皮膚特征,從中選擇雄蠶用于生產(chǎn),可選擇隱性雄性個體與顯性雌性個體雜交,遺傳圖解見答案。然后在F1為幼蟲時,淘汰皮膚透明的雌性個體,保留皮膚不透明的雄性個體用于生產(chǎn)。
題型二　判斷基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上的常用方法
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。
(1)基本思路一:用“純合隱性雌×純合顯性雄”進行雜交,觀察分析F1的性狀。
a.若子代雄性均為隱性性狀、雌性均為顯性性狀,則基因位于　X　染色體上。b.若子代雌、雄均為顯性性狀,則基因位于　X、Y染色體的同源區(qū)段　上。
(2)基本思路二:用“雜合顯性雌×純合顯性雄”進行雜交,觀察分析F1的性狀。
a.若子代雄性既有顯性性狀又有隱性性狀、雌性均為顯性性狀,則基因位于　X　染色體上。b.若子代雌、雄均為顯性性狀,則基因位于　X、Y染色體的同源區(qū)段　上。
5 已知果蠅長翅和短翅為一對相對性狀,受一對等位基因(A、a)控制,現(xiàn)有長翅和短翅雌、雄果蠅若干,某同學讓一只雌性長翅果蠅與一只雄性長翅果蠅雜交,子一代中表現(xiàn)型及比例為長翅∶短翅=3∶1。回答下列問題:
(1)依據(jù)上述實驗結(jié)果,無法確定等位基因是位于常染色體上還是X染色體上。若要判斷基因的位置,還需要統(tǒng)計子一代翅型與性別的關(guān)系。
①若　子一代性狀分離比在雌、雄果蠅中相同　,則基因位于常染色體上。
②若　雌性都為長翅,雄性既有長翅又有短翅　,則基因位于X染色體上。
(2)根據(jù)子一代翅型與性別的關(guān)系,可以確定該等位基因位于X染色體上,但是無法確定該等位基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段(如圖T2-1所示)還是位于非同源區(qū)段(只位于X染色體上)。請用適合的果蠅為材料設計一個雜交實驗,判斷基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是只位于X染色體上(要求:寫出實驗思路、預期實驗結(jié)果、得出結(jié)論)。
圖T2-1
[答案] 選擇多對短翅雌蠅(♀)和長翅雄蠅(♂)雜交得到F1, 若F1出現(xiàn)雄性長翅果蠅,則基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段;若F1中雄性果蠅都為短翅,則基因只位于X染色體上。
[解析] (1)①若基因位于常染色體上,則雙親的基因型均為Aa,子一代性狀分離比在雌、雄果蠅中相同,均為長翅∶短翅=3∶1。②若基因位于X染色體上,則雙親的基因型分別為XAXa和XAY,子一代的基因型及比例為XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,雌性都為長翅,雄性既有長翅又有短翅。(2)判斷基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是只位于X染色體上,可選擇多對短翅雌蠅(♀)與長翅雄蠅(♂)雜交得到F1,觀察并分析F1的表現(xiàn)型及其比例。若基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,則短翅雌蠅(♀)的基因型為XaXa,長翅雄蠅(♂)的基因型為XAYA或XaYA或XAYa,F1會出現(xiàn)雄性長翅果蠅(XaYA);若基因只位于X染色體上,則短翅雌蠅(♀)的基因型為XaXa,長翅雄蠅(♂)的基因型為XAY,F1中雄性果蠅都為短翅(XaY)。
題型三　判斷基因在常染色體上還是在X、Y染色體的同源區(qū)段上
常用方法:用“純合顯性雄性個體×純合隱性雌性個體”進行雜交,得到F1,F1中雌雄個體相互交配,觀察分析F2的性狀。a.若F2中雌雄個體均有顯性性狀和隱性性狀,則基因位于　常染色體　上。b.若F2雄性均為顯性性狀、雌性中顯性性狀與隱性性狀均有,則基因位于　X、Y染色體的同源區(qū)段　上。
6 某生物興趣小組用黑腹果蠅做實驗研究性狀遺傳,請回答下列問題:
(1)果蠅的細眼(B)和粗眼(b)是一對相對性狀,現(xiàn)有純種的細眼果蠅和粗眼果蠅(雌雄都有)若干,選擇　粗眼雌蠅和細眼雄蠅　進行一次雜交實驗,若F1　均為細眼果蠅　,則可判斷B、b位于常染色體或X、Y染色體的同源區(qū)段,而不是只在X染色體上。
(2)繼續(xù)通過一次雜交實驗,探究B、b是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是常染色體上,預測子代的結(jié)果并得出結(jié)論。
雜交方案:　F1中雌、雄果蠅自由交配　。
預測結(jié)果及結(jié)論:　若后代雌、雄果蠅均有細眼、粗眼,則B、b位于常染色體上;若后代雌果蠅中出現(xiàn)細眼和粗眼,雄果蠅均為細眼,則B、b位于X、Y染色體的同源區(qū)段　。
[解析] (1)用一次交配實驗證明這對基因位于何種染色體上,應選擇表現(xiàn)為隱性性狀的雌性,表現(xiàn)為顯性性狀的雄性純合子雜交,即選擇粗眼雌蠅和細眼雄蠅雜交,如果基因只在X染色體上,親本基因型為XbXb×XBY,則子代中雌果蠅全為細眼,雄果蠅全為粗眼;如果基因位于常染色體或X、Y染色體的同源區(qū)段上,親本基因型為bb×BB或XbXb×XBYB,則子代中無論雌雄全為細眼。(2)如果進一步探究B、b是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是常染色體上,可讓F1中雌、雄果蠅自由交配,觀察F2的雌、雄果蠅的表現(xiàn)型。
題型四　判斷外源基因整合到受體細胞染色體上的位置
外源基因整合到宿主染色體上有多種類型,有的遵循孟德爾遺傳定律。若多個外源基因以連鎖的形式整合在同源染色體中的一條染色體上,其自交會出現(xiàn)分離定律中的3∶1的性狀分離比;若多個外源基因分別獨立整合到非同源染色體上,各個外源基因的遺傳互不影響,則其遺傳會遵循自由組合定律。
7 某科研小組將兩個抗病基因X(完全顯性)導入黃花三葉草,并且篩選出兩個X基因成功整合到染色體上的三種抗病植株甲、乙、丙。回答下列問題:
(1)植株甲自交,子代(F1)均為抗病植株,則兩個基因X成功整合到　一對同源染色體上　。F1自交得到F2,F2中部分植株表現(xiàn)為易感病,原因可能為　F1在減數(shù)分裂形成配子時,同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換,產(chǎn)生了不含X基因的配子　。
(2)植株乙自交,子代(F1)為抗病植株∶易感病植株=15∶1,則兩個基因X成功整合到　兩條非同源染色體上　。F1自交得到F2,F2中抗病植株占　55/64　。
[解析] (1)植株甲自交,子代(F1)均為抗病植株,說明植株甲產(chǎn)生的配子均含有抗病基因X,進而推知,兩個基因X已成功整合到一對同源染色體上。F1自交所得的F2中部分植株表現(xiàn)為易感病,原因可能為F1在減數(shù)分裂形成配子時,同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換,產(chǎn)生了不含X基因的配子。(2)植株乙自交,子代(F1)抗病植株∶易感病植株=15∶1,為9∶3∶3∶1的變式,說明植株乙相當于雙雜合子,進而推知,兩個基因X成功整合到兩條非同源染色體上。若只研究每一對同源染色體上抗病基因X,則F1中,含兩個抗病基因X的植株∶含一個抗病基因X的植株(雜合子)∶易感病植株=1∶2∶1,所以F1自交所得F2中,易感病植株占1/2×1/4+1/4=3/8;若將兩條非同源染色體上的抗病基因X一起研究,則F1自交所得F2中,易感病植株所占比例為3/8×3/8=9/64,抗病植株所占比例為1-9/64=55/64。

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