例析遗传设计题的基本类型及解题方法

1、例析遗传设计题的基本类型及解题方法一、判断基因的位置1、判断基因在细胞质还是在细胞核对真核生物来说，既有细胞质基因，又有细胞核基因，而细胞核基因又有两个位置，分别在性（X和Y）染色体上和常染色体上，确定基因的位置是判断遗传方式的一个环节，是解答遗传题的基础。解题方法：常采用正交和反交的方法。【例1】玉米为单性花且雌雄同株，绿茎和紫茎为一对相对性状，现以纯种绿茎和纯种紫茎为材料，设计实验探究控制绿茎和紫茎这对相对性状的基因位于细胞质还是位于细胞核的染色体上，请写出实验思路，并推测预期结果及相应的结论。解析：实验思路：将纯种绿茎和纯种紫茎玉米作为亲本，雌雄花序分别套袋，然后相互授粉进行杂交（或做一

2、个正交、反交实验，正交：绿茎×紫茎，反交：紫茎×绿茎），获得F1种子，第二年分别种植两个杂交组合的F1种子，然后观察并记录F1植株茎的颜色。预期结果和结论：如果两组杂交后代的性状相同，均为绿茎或紫茎，则说明控制这对相对性状的基因位于细胞核的染色体上（同时也可得出这对基因的显隐性）如果两组杂交后代的性状不同，正交后代为绿茎，反交后代为紫茎（或均和母本相同），则说明控制这对相对性状的基因位于细胞质。【例2】实验室有三个不同的纯种果蝇突变品系a、b、c，均由某纯种野生型果蝇突变而来。现以这些未交配过的果蝇为材料，设计实验探究突变基因a、b、c位于细胞质还是位于细胞核的染色体上，请

3、写出实验思路，并推测预期结果及相应的结论。解析：实验思路：分别用突变型a、b、c和野生型果蝇做一个正交、反交实验，然后观察和记录子代果蝇的性状表现。见下表：组别正交反交1野生型×突变型a子代突变型a×野生型子代2野生型×突变型b子代突变型b×野生型子代3野生型×突变型c子代突变型c×野生型子代预期结果和结论：如果正交和反交的子代性状相同，均为野生型或突变型，则说明控制这对相对性状的基因位于细胞核的常染色体上（同时也可得出这对基因的显隐性）如果正交和反交的子代性状不同，正交后代为野生型，反交后代为突变型（或均和母本相同），则说明控制这对

4、相对性状的基因位于细胞质。如果正交和反交的子代性状不同，一个杂交组合后代雌雄个体性状表现相同，均为野生型或突变型，另一个杂交组合后代雌雄个体性状表现不同，雌性表现一个性状，雄性表现为另一个性状，则说明控制这对相对性状的基因位于细胞核的X染色体上（同时也可得出这对基因的显隐性，第一个杂交组合的子代或第二个杂交组合的雌性子代的性状即为显性性状）。小结：（1）对于无性别区分的生物，它的结果预期和结论有两种情况：如果正交和反交的子代表现为一种性状，则为细胞核遗传；如果正交和反交的子代表现的是母本性状，则为细胞质遗传。（2）对于有性别区分的生物，它的结果预期和结论有三种情况：如果正交和反交的子代表现为一

5、种性状，则为细胞核遗传中的常染色体遗传；如果正交和反交的子代表现不同，但都为母本性状，则为细胞质遗传；如果正交和反交的子代表现不同，但一个杂交组合的后代雌雄个体表现相同性状，另一个杂交组合的后代雌雄个体性状表现不同，雌性表现一个性状（为显性性状），雄性表现为另一个性状（为隐性性状），则为细胞核遗传中的伴X染色体遗传。2、判断基因在常染色体还是在X染色体【例3】果蝇的红眼和白眼是一对相对性状（红眼W，白眼w），且雌雄果蝇均有红眼和白眼。实验室现有一批未交配过的红眼和白眼的雌雄果蝇，若要用一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，则交配亲本的表现型为 。实验预期和相应结论为： ； ； 。解析：

6、交配亲本的表现型为：白眼雌果蝇×红眼雄果蝇实验预期和相应结论为：如果子代雌雄果蝇均为红眼，则说明这对基因位于常染色体上；如果子代雌雄果蝇均既有红眼和又有白眼，则说明这对基因位于常染色体上；如果子代雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼，则说明这对基因位于X染色体上。【例4】果蝇的紫眼和红眼是一对相对性状，且雌雄果蝇均有紫眼和红眼。实验室现有一批未交配过的纯种紫眼和纯种红眼的雌雄果蝇，若要用一代交配实验即可证明这对基因的显隐性和位于何种染色体上，则选择的杂交组合方式为： ，请你推测杂交一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种眼色为显性性状，以及控制眼色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个

7、问题，做出相应的推断。（要求：只需写出子一代的性状表现和相应推断的结论）解析：该题性状的显隐性未知（是需要判断的），只做一次交配的话，该交配组合就可能不是隐性雌性和显性雄性的杂交，并且还要判断基因的位置，而判断基因位置的基本方法是做一个正交和反交实验，所以，该题需用正交和反交实验的方法。参考答案：杂交组合方式为：正交：紫眼雌果蝇×红眼雄果蝇；反交：红眼雌果蝇×紫眼雄果蝇。预期结果和结论：如果两个杂交组合的后代都是紫眼，则说明紫眼为显性，基因位于常染色体上。如果两个杂交组合的后代都是红眼，则说明红眼为显性，基因位于常染色体上。如果正交后代雌性都为红眼，雄性都为紫眼，而反交后代

8、雌雄果蝇都为红眼，则红眼为显性，基因位于X染色体上。如果正交后代雌雄果蝇都为紫眼，而反交后代雌性都为紫眼，雄性的都为红眼，则紫眼为显性，基因位于X染色体上。进一步思考：如果没有告诉你紫眼和红眼是纯合子，那又该如何设计杂交交方案呢？解析：题中未说明是纯合子，则显性个体的基因型可能是纯合子（AA或XAXA），也可能是杂体子（Aa或XAXa），所以正交和反交实验都需做多个，即正交和反交组合都要选用多对果蝇。（1）如果基因位于常染色体上，正交和反交的遗传图解如下：（2）如果基因位于X染色体上，正交和反交的遗传图解如下：然后，用假设法作出假设和相应的实验预期（见下表）。实验假设实验预期（子代的性状表现）

9、正交：红眼×紫眼的F1反交：紫眼×红眼的F1假设1：紫眼为显性，基因位于常染色体上紫眼个体多于红眼个体，且眼色表现与性别无关假设2：红眼为显性，基因位于常染色体上红眼个体多于紫眼个体，且眼色表现与性别无关假设3：紫眼为显性，基因位于X染色体上雌性全为紫眼，雄性全为红眼紫眼个体多于红眼个体假设4：红眼为显性，基因位于X染色体上红眼个体多于紫眼个体雌性全为红眼，雄性全为紫眼最后，按照：“如果+实验预期，则说明+实验结论”的格式来组织答案。参考答案：杂交组合方式为：正交：紫眼雌果蝇×红眼雄果蝇；反交：红眼雌果蝇×紫眼雄果蝇，且正交和反交组合都选用多对果蝇。预期

10、结果和结论：如果两个杂交组合的子一代中都是紫眼个体多于红眼个体，并且眼色的遗传与性别无关，则紫眼为显性，基因位于常染色体上。如果两个杂交组合的子一代中都是红眼个体多于紫眼个体，并且眼色的遗传与性别无关，则红眼为显性，基因位于常染色体上。如果在杂交组合红眼雌蝇×紫眼雄蝇中，子一代中的雄性全部表现红眼，雌性全部表现紫眼；在杂交组紫眼雌蝇×红眼雄蝇中，子一代中的紫眼个体多于红眼个体，则紫眼为显性，基因位于X染色体上。如果在杂交组合紫眼雌蝇×红眼雄蝇中，子一代中的雄性全部表现紫眼，雌性全部表现红眼；在杂交组合红眼雌蝇×紫眼雄蝇中，子一代中的红眼个体多于紫眼个体，

11、则红眼为显性，基因位于X染色体上。【例5】科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因（B）对截毛基因（b）为完全显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为XBYB、XBYb、XbYB，若仅位于X染色体上，则只表示为XBY。现有各种纯种果蝇若干只，请利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上，请写出遗传图解，并用文字简要说明你的推断过程。解析：遗传图解：文字说明：用纯种截毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交，并观察和记录子代的性状表现。若子一代雌雄果蝇为刚毛，则这对等位基因位于X、Y染色体的同源区段上；若子一代雄果蝇为截毛，雌果蝇为刚毛，则这对

12、等位基因仅位于X染色体上。3、判断多对基因是否位于同一对染色体上解题方法：先杂交再自交或测交，看自交或测交后代是否符合基因的自由组合定律，如果符合，则说明多对基因位于不同对染色体上；如果不符合，则说明位于同一对染色体上。【例6】实验室中有一批未交配的纯种灰体紫眼和纯种黑体红眼果蝇，每种果蝇雌雄个体都有。已知：上述两对相对性状均属完全显性遗传，性状的遗传遵循遗传的基本定律，灰体和黑体这对相对性状由一对位于第号同源染色体上的等位基因控制，所有果蝇都能正常生活。如果控制果蝇紫眼和红眼的基因也位于常染色体上，请设计一套杂交方案，以确定控制紫眼和红眼的基因是否也位于第号同源染色体上，并预期结果，作出相应

13、的结论。解析：杂交方案：让纯种灰体紫眼果蝇和纯种黑体红眼果蝇交配得子代F1，再让F1雌雄果蝇杂交得F2，观察并记录F2的性状分离比。预期结果和结论：如果F2出现四种性状，其分离比为9:3:3:1（符合基因的自由组合定律），则说明控制紫眼和红眼这对基因不是位于第号同源染色体上。如果F2不出现为9:3:3:1的分离比（不符合基因的自由组合定律），则说明控制紫眼和红眼这对基因位于第号同源染色体上。说明：如果知道性状的显隐性，还可根据测交后代是否符合基因的自由组合定律，来判断多对基因是否位于同一对染色体上。而该题中灰体和黑体，紫眼和红眼的显隐性没有告诉你，所以只能用自交后代来判断。二、判断显隐性关系【

14、例7】已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中（无角的基因频率与有角的基因频率相等），随机选出1头无角公牛和6头有角母牛分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。（1）根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推断过程。（2）为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群（假设无突变发生）为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行？（简要写出杂交组合，预期结果并得出结论）解析：根据题意，该“自由由放养多年的牛群”中显性纯合子、显性杂合子和隐性纯合子个体都有，这为解答第（1）小题提供依

15、据，为第（2）小题的实验设计提供实验材料。第（1）小题解题思路：1头无角公牛和6头有角母牛，分别交配，子代中 3头有角，3头无角，属于杂交后代发生性状分离，无法直接判断，要运用假设法予以判断。假设无角为显性，则该无角公牛肯定是显性杂合子，母牛都为隐性纯合子，6个杂交组合的情况是相同的，其遗传图谱都为下图1。根据遗传图谱，6个杂交组合的后代会出现3头有角，3头无角的结果，与事实相符，所以无角可能为显性，但没有排除掉有角为显性，所以也就无法确定显隐性。假设有角为显性，则该无角公牛是隐性纯合子，而这6头母牛可能是显性纯合子，也可能是显性杂合子，6个杂交组合有两种情况，其遗传图谱都为上图2和图3。根据

16、遗传图谱，只要显性杂合子母牛数等于或多于3头，6个杂交组合的后代也会出现3头有角，3头无角的结果，也与事实相符，所以有角也可能为显性，但也没有排除掉无角为显性，所以也就无法确定显隐性。综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性，需要用自交的方法再设计实验预以判断，这就是第（2）小题所要完成的。参考答案：（1）不能确定。假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2。6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角，Aa的后代

17、或为无角或为有角，概率各占1/2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。（2）从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交（有角牛×有角牛）。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。（其他正确答案也给分）三、判断某显性个体是纯合子还是杂合子（即基因型）【例8】某农场养了一群马,有栗色马和白色马。已知栗色基因(B对白色基因(b)呈完全显性。育种工作者从中选出一匹

18、健壮的栗色公马，请你根据毛色这一性状鉴定它是杂种还是纯种。（1）为了在一个配种季节里完成这一鉴定所需要的杂交工作,你应怎样配种?(2杂交后代可能出现哪些结果?并对每一结果作出相应的鉴定。解析：（1）让该栗色公与多匹白色母马配种，然后统计子代马的毛色。（2）如果测交后代既有栗色马又有白色马，则说明该栗色马是杂合子。如果测交后代都是白色马，则也说明该栗色马是杂合子。如果测交后代都是栗色马，则说明该栗色马一般是纯合子。【例9】一个自然繁殖、表现型正常的果蝇种群，性别比例偏离较大，经研究发现该种群的基因库中存在致死基因，它能引起某种基因型的个体死亡。从该种群中选取一对雌雄果蝇相互交配，F1中有202个

19、雌性个体和98个雄性个体。请回答：（1）导致上述结果的致死基因具有 性致死效应，位于 染色体上。让F1中雌雄果蝇相互交配，F2中出现致死的几率为 。（2）从该种群中任选一只雌果蝇，用一次杂交实验来鉴别它是纯合子还是杂合子，请写出遗传图解（有关基因用A、a表示），并用文字简要说明你的推断过程。解析：（1）隐 X 1/8（2）将该只雌果蝇与种群中任一雄果蝇交配，统计子代雌、雄果蝇的数目。若子代雌、雄果蝇比例为1 : 1，说明该雌果蝇为纯合子；若子代雌、雄果蝇比例为2 : 1，说明该雌果蝇为杂合子。遗传图解如下：四、与性别决定有关的遗传设计1、子代性别的的选择解题方法：用一种性状来指示性别的雌雄，而

20、能用来指示性别的性状，其基因位于X染色体上。选用的亲本是：隐性性状的雌性（XaXa）×显性性状的雄性（XAY），表现显性性状的子代为雌性，表现隐性性状的子代为雄性。【例10】有一种雌雄异株的草本经济植物，属XY型性别决定。已知其叶片上的斑点是由X染色体上的隐性基因（b）控制的。某园艺场要通过杂交培育出一批在苗期就能识别雌雄的植株，则应选择：（1）表现型为_的植株作母本，其基因型为_。表现型为_ _的植株作父本，其基因型为_。（2）子代中表现型为_的是雌株；子代中表现型为_的是雄株。解析：（1）叶片上有斑点 XbXb 叶片上无斑点 XBY（2）叶片上无斑点 叶片上有斑点【例11】在三倍

21、体无籽西瓜的培育过程中，第一年制三倍体种子时，需对四倍体去雄作母本，和二倍体父本进行杂交，然后从四倍体西瓜果实中获得三倍体西瓜种子。但如果去雄不彻底，则从四倍体西瓜果实中获得西瓜种子可能不是三倍体种子，而是四倍体种子。为了获得三倍体西瓜种子，保证第二年所结的果实一定是无籽西瓜，可用某一性状来“标记”无籽性状。例如，有两个西瓜品种：解放瓜的果皮上具有深绿色的平行条斑（显性），马铃瓜的果皮嫩绿色，无条斑（隐性），如用这两个西瓜品种作亲本，则：（1）第一年进行杂交制种时，用_作父本，用秋水仙素处理_后得到的_倍体作母本，这样第二年得到的西瓜果实，如果果皮为_，则一定为三倍体无籽西瓜果实。（2）从（1

22、）可以看出：第一年进行杂交制种时，可用_ _基因来标记二倍体作父本，和_的四倍体作母本进行杂交，就能保证第二年所得的果实为三倍体无籽西瓜果实。解析：（1）解放瓜 马铃瓜 四 具有深绿色的平行条斑（2）显性 隐性【例12】已知玉米是雌雄同株异花的作物，有两对独立遗传的基因(T与t，B与b)可以改变玉米的性别，即把雌雄同株转变为雌株或雄株。当基因b纯合且不为tt时，使植株无雌花序转变为雄株；当基因t纯合时，使植株无雄花序转变为雌株。请回答下列问题：（1）在杂交育种过程中，基因型为BbTt的植株自花传粉，F1代有哪几种表现型？ 。其比例为 。（2）育种工作者欲从F1代中选择亲本杂交以获得只含雌株和雄

23、株且比例相等的后代，请用遗传图解表示其过程。解析：（1）雌雄同株、雌株、雄株 943 （2）遗传图解如右：2、子代雌雄个体性状的选择解题方法：选择适宜的亲本杂交，使杂交后代的雌雄个体表现需要的性状，该类型和前一种情况本质是相同的，只不过前一类型是通过性状选择性别，该类型是通过性别选择性状，所以，选用的亲本仍然是：隐性性状的雌性（XaXa）×显性性状的雄性（XAY）。【例13】已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上一对等位基因控制，刚毛基因（B）对截毛基因（B）为显性。现有基因型为分别为XBXB、XBYB、XbXb和XbYb的四种果蝇。（1）根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中，雄性全部表现为截毛，雌性全部表现为刚毛，则第一代杂交亲本中，雄性的基因型是 ，雌性的基因型是 ；第二代杂交亲本中，雄性的基因型是 ，雌性的基因型是