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归类分析遗传学探索性实验
八大常见题型
根据近几年的高考试题分析和考纲要求，本文就此对涉及遗传学实验设计的各种题型进行归纳总结，井作具体的分析，希望对同学们有所帮助。
一、某性状的遗传是核遗传还是质遗传的实验探究
例1:有人发现某种花卉有红花和白花两种表现型。
(1)请你设计一个实验，探究花色的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传。用图解和简洁语言回答。21世纪教育网
(2)如果花色的遗传是细胞核遗传，请写出F2代的表现型及其比例。
解析:具有相对性状的亲本杂交，不论正交，还是反交，F1总是呈现母本性状，才能认为是细胞质遗传。在这里，为什么要强调“正交和反交”(当然强调 ( http: / / www. / Subject / shengwu.html )“总是"也意味着包含正交和反交情况)呢 比如纯合高茎豌豆(作为母本)与矮茎豌豆杂交(作为父本)杂交，F1全部呈现高茎即母本性状，但不能说明豌豆茎高度的遗传就是细胞质遗传。“所以要判断是否细胞质遗传，实验组合应该选择下列杂交组合的①和④；若为细胞核遗传，实验组合应该选择下列杂交组合的①和③或②和④。
①♀甲X♂乙→F1呈现甲性状
②♀甲X♂乙→F1呈现乙性状 ;
③♀乙X♂甲→F1呈现甲性状
④♀乙X♂甲→F1呈现乙性状
答案:(1)正交:P红花♀X白花♂
↓
F1
反交：P白花♀X红花♂
↓
F1
若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本相同，则该花色的遗传为细胞质遗传；若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本无关，表现为红花或白花中的一种，则该花色的遗传为细胞核遗传 (2)3红:1白或3白:1红
点评:要注意细胞质遗传与伴性遗传的区别。伴性遗传符合孟德尔的遗传规律，后代有一定的分离比，且后代性状的出现往往与性别有关。
二、探究性状的显隐性关系
此类实验设计通常有2种方法。即定义法和性状分离法。(1)相对性状(完全显性遗传)的亲本杂交，不论正交还是反交，F1后代数量足够大且总是为某1种表现类型(即表现型相同)，则F1表现出来的那个亲本性状为显性性状，F1未表现出来的那个亲本性状为隐性性状。这种方法叫定义法，形象概括乃“二者得一”法 (2)选择1对或多对表现类型相同的个体杂交(植物个体自交属于这种情况)，若后代出现性状分离即“无中生有”，那么可以判断“亲本性状”为显性性状，“新性状”(即与亲本不同的性状)为隐性性状。这种方法叫性状分离法，形象概括为“无中生有”法。
例2:经鉴定，玉米的红粒和黄粒是1对相对性状，且为常染色体完全显性遗传，为了测定这对相对性状的显隐性关系，某科研小组先从玉米果穗上取红粒和黄粒的种子，分别种植后自交，若黄粒玉米的子代出现性状分离，则 为显性性状;若黄粒玉米及红粒玉米自交的后代均未出现性状分离，接下来你采取何种方法鉴定二者的显隐性关系
方法: 。
预测现象，得出结论： 。
解析:采取“无中生有”法设计实验，让表现型相同的亲本杂交或自交，若黄粒玉米的子代出现性状分离，则黄粒为显性性状，“新性状”（红粒）为隐性性状。采取“二者得一”法设计实验，让红粒和黄粒玉米杂交，若后代全部为黄粒，则黄粒为显性性状；若后代全部为红粒，则红粒为显性性状。
答案：黄粒 让红粒和黄粒玉米杂交 若后代全部的黄粒，则黄粒为显性性状；若后代全部为红粒，则红粒为显性性状
点评:如果选择相对性状的多对亲本(含有杂合子)杂交，后代性状不符合“二者得一”的结果，而是符合“一多一少”的结果，那么这时采取的判断方法应该是：“占数量较多的性状”为显性性状，“占数量较少的性状”为隐性性状。
三、确定常染色体还是性染色体(这里指X染色体)遗传的实验探究
例3:果蝇是一种非常小的蝇类，遗传学家摩尔根曾因对果蝇的研究而获得诺贝尔奖。近百年来，果蝇被应用于遗传学研究的各个方面，而且它是早于人类基因组计划之前被测序的一种动物，请回答下列有关问题:
(1)果蝇的体细胞中有 条常染色体，对果蝇基因组进行研究时，应对 条染色体进行测序。
(2)已知果蝇的红眼和白眼是中对相对性状(红眼A、白眼a)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。若用一次交配实验即可确定这对基因位于常染色体还是性染色体上，选择的亲本表现型应为 。实验预期及相应结论为： 。
解析:果蝇有1对异型的同源染色体，所以，与人体单倍体基因组研究相似，进行果蝇单倍体基因组研究时，应对5条染色体(3条常染色体+X+Y)进行测序。要一次交配实验即可确定这对基因位于常染色休还是性染色体上。关键是选择怎样的亲本表现型或基因型组合，因为如果选择某对杂交亲本组合不当，不论基因在常染色休还是性染色体上，遗传时后代出现的某性状在雌雄果蝇中的概率相等(即没有体现出常染色体和性染色体遗传特点的不同)，就无法达到实验目的。通过各种亲本杂交组合产生的后代结果分析并筛选，不难发现，选择隐性（白眼雌果蝇）个体和显性(红眼雄果蝇)个体这种杂交亲本组合，若基因在X染色体上，后代出现的某性状在雌雄果蝇中的概率不相等，并且后代出现的某性状只在雌果蝇或雄果蝇中表现。确定了亲本表现型，下一步得出实验预期及相应结论就不难了。
答案：(1)6 5 (2)白眼雌果蝇X红眼雄果蝇 ①子代中雌果蝇全部红眼，雄果蝇全部白眼，即符合性染色体遗传特点，则这对基因位于x染色体上；②子代中雌、雄果蝇全部为红眼，即符合常染色体遗传特点，则这对基因位于常染色体上；③子代中雌、雄果蝇均既有红眼又有白眼，即符合常染色体遗传特点，则这对基因位于常染色体上
点评:如果题目没有告诉白眼与红眼的显隐性关系，我们就要选择“白眼果蝇X红眼果蝇”进行正反交，若后代体色的遗传与性别有关(或说后代性状表现不一致)，则这对基因位于X染色体上；若后代眼色的遗传与性别无关(或说后代性状表现一致)，则这对基因位于常染色休上。
四、确定纯合体还是杂合体（或基因型）的实验探究
例4：3支试管内分别装有红眼雄性和两种不同基因型的红眼雄性果蝇，还有一支试管内装有白眼果蝇。请利用实验室条件设计最佳方案，鉴别以上述3支试管内果蝇的基因型（显性基因用B表示）。
解析：果蝇的红眼和白眼为一对相对性状，红眼为显性性状，白眼为隐性性状，控制这对性状的基因位于X染色体上。雄果蝇的基因型有两种：XBY（红眼）、XbY（白眼）；雌果蝇的基因型有三种：XBXB（红眼）、XBXb（红眼）、Xb Xb（白眼），雌果蝇和雄果蝇可直接通过观察成体第二性征的差别来鉴定。通过以上分析可知，唯有红眼雌果蝇的基因型（XBXB和XBXb两种基因型）需要鉴别。可以直接用红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，若后代有白眼果蝇，说明该红眼雌果蝇是杂合体，基因型为XBXb；若后代全为红眼果蝇，说明该红眼果蝇是纯合体，基因型为XBXB。至此，设计的实验方案也就出来了。
答案：先根据第二性征鉴别4支试管内果蝇的性别，若为红眼雄果蝇，则该试管内果蝇基因型为XBY，再跟白眼雄果蝇分别与2支试管的红眼雌果蝇交配，若后代中出现性状分离，则该试管中果蝇的基因型为XBXb；若后代中不出现性状分离，则该试管中果蝇的基因型为XBXB。
点评：当遇到2对以上的相对性状遗传时，若要测定基因型，要一对一对地分析，然后对结果进行综合。
五、是否符合遗传定律的遗传学实验探究
例5：经研究发现，果蝇灰身（A）与黑身（a）是一对相对性状，长翅（B）与残翅（b）是另一对相对性状。请设计一个简单的实验方案，判断这两对性状的遗传是否符合自由组合定律（实验条件满足实验要求）。
（1）实验步骤：
① ；
② ；
③ ；
（2）分析结果及结论： 。
解析：判断两对性状的遗传是否符合自由组合定律，可以采用测交的方法，观察后代不同表现型的数量比例是否符合1：1：1：1。
答案：（1）实验步骤：①先让纯种灰身长翅果蝇与黑身残翅果蝇测交，获得F1灰身长翅果蝇；②让F1与黑身残翅果蝇测交；③统计测交后代F2不同表现型的数量比例。
（2）分析及结论：如果四种表现型数量比例为1：1：1：1，则这两对性状的遗传符合自由组合定律，如果四种表现型数量不符合1：1：1：1，则不符合自由组合定律。
点评：因为基因的分离定律和自由组合定律都发生在F1形成配子的过程中，所以要确定其符合遗传规律就得从F2的表现型比例中求证。
六、变异方式(变异仅由环境引起还是环境引起基因变化导致的)的实验探究
例6:在正常的培养温度25OC时，果蝇经过12d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准备做遗传学实验，因当时天气炎热气温高达35OC-37OC，他们将果蝇幼虫放在有空调的实验室中，调节室温至25OC培养。不料培养的第7d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）。
（1）残翅性状的出现在遗传学上称为 。你认为残翅最可能是由于什么造成的。
（2）请设计一个实验探究你关于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。
解析：要判断“残翅性状的出现”这种变异是遗传物质改变引起的还是环境温度变化引起的，总的思路是要看其后代的情况，如果是遗传物质引起的，则该性状能遗传给后代，如果是环境引起的，则该性状不能遗传给后代。
答案：（1）变异 温度变化影响发育
(2)用这些残翅果蝇繁殖的幼虫在25OC下培养，如果后代全部是长翅，说明残翅的出现是不可遗传的变异，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；如果后代全部是残翅或者出现部分残翅，说明残翅的出现是可遗传的变异，可遗传是由于温度变化导致遗传物质改变引起的，推测错误。
点评:探究生物性状的差异是由基因引起的还是由环境引起的，需要改变其生存环境进行实验探究。
七、根据某一性状辨别生物的实验探究
例7:果蝇的红眼(B)对白眼(b)是一对相对性状，基因B、b位于X染色体上。请设计一个实验，单就颜色便能鉴别雏蝇的雌雄。
解析：根据题意分忻可知，雌果蝇含有两条同型的性染色体XX，雄果蝇含有两条异型的性染色体X、Y，控型眼色的基因位于X染色体上，很显然，雄果蝇的基因型有两种:XBY(红眼)、XbY(白眼)上。雌果蝇的基因型有三种:XBXB(红眼)、XB Xb (红眼)、XbXb (白眼)。要辨别雌雄唯有让某一性别表现为单一的眼色。只有杂交亲本组合“XBY x XbXb”后代从眼色性状可以直接判断出性别：红眼为雌性，白眼为雄性。
答案：让白眼雌果蝇（XbXb）与红眼雄果蝇（XBY）杂交，后代中凡是红眼的都是雌果蝇，白眼的都是雄果蝇。
八、育种实验探究
例8：现有三个番茄品种A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。三对等位基因分别位于三对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形三对相对性状。请回答：
(1)如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可)
(2)如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要几年？
(3)如果要缩短获得aabbdd的时间，可采用什么方法 （写出方法的名称即可)
解析：根据题意可知，三对等位基因(A、a，B、b和D、d) 遵循基因的自由组合定律，实验设计要求培育出纯合体（aabbdd），即培育出能够稳定遗传的个体。由于a、b、d基因不在同一个个体上，因此先由两个亲本通过杂交得到F1（含有a、b或a、d或b、d ）；再得通过F1与第三个亲本杂交得到含有a、b、d的杂合体F2；最后通过F2自交可以得到aabbdd的种子，aabbdd的种子发育成为aabbdd基因型植株需要一年。共需4年。
若想缩短育种年限，可选用单倍体育种的方法：杂交二代AaBbDd可产生此abd型的配子，将花药离体培养成单倍体幼苗，再用秋水仙素处理，用二年时间可得到aabbdd基因型植株。
答案:(l)A与B杂交得到杂交一代，杂交一代与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成aabbdd的植株（2）4年 (3)单倍体育种向
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