高考生物一轮复习第五单元实验探究系列(三)遗传类实验的设计课件

实验探究系列（三）遗传类实验的设计第五单元遗传的基本规律与伴性遗传探究1探究基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上1．杂交实验法(1)性状的显隐性是“未知的”，且亲本均为纯合子时。

注：此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。若正反交结果不同，且子代只表现母本的性状，则控制该性状的基因位于细胞质中。(2)性状的显隐性是“已知的”。

(3)在确定雌性个体为杂合子的条件下。2．调查实验法(2022·广东卷)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面；《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种”，表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培育蚕种的智慧，现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种，更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题：(1)自然条件下蚕采食桑叶时，桑叶会合成蛋白酶抑制剂以抵御蚕的采食，蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为__________。(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性，三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交，F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是_______；若上述杂交亲本有8对，每只雌蚕平均产卵400枚，理论上可获得____只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕，用于留种。协同进化3/6450(3)研究小组了解到：①雄蚕产丝量高于雌蚕；②家蚕的性别决定为ZW型；③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制；④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄，满足大规模生产对雄蚕需求的目的，该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。统计多组实验结果后，发现大多数组别家蚕的性别比例与Ⅰ组相近，有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析：①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于____染色体上。②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交，子代中雌蚕的基因型是_________(如存在基因缺失，亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中，其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕，但其后代仍无法实现持续分离雌雄，不能满足生产需求，请简要说明理由。答案：Ⅲ组所得黑壳卵都为雄蚕(基因型为ZBZb)，再制种时，若该雄蚕与雌蚕杂交，后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性，无法通过卵壳颜色区分性别，不适合于家蚕的连续制种。ZbWB常解析：(1)协同进化是指不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。在长期的自然选择过程中，桑与蚕之间通过相互作用，实现协同进化。(2)虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性(分别用基因A/a，B/b，E/e表示)，三对基因独立遗传，亲本三对基因均杂合，即基因型为AaBbEe，杂交产生的F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕(A_bbee)比例是3/4×1/4×1/4＝3/64。若上述杂交亲本有8对，每只雌蚕平均产卵400枚，理论上可获得纯合虎斑、白茧、抗软化病家蚕(AAbbee)的数量是8×400×1/4×1/4×1/4＝50(只)。(3)分析题意和图示方案可知，黑壳卵经射线照射后，携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上，转移情况可分为三种，即携带B基因的染色体片段可转移到常染色体上、转移到Z染色体上或转移到W染色体上。①Ⅰ组所得黑壳卵雌、雄比例接近1∶1，子代性状的表现与性别无关，推测Ⅰ组携带B基因染色体片段转移到常染色体上。②Ⅱ组所得黑壳卵都为雌蚕，推测携带B基因的染色体片段易位到W染色体上，亲本雌蚕的基因型为ZbWB，与白壳卵雄蚕(ZbZb)杂交，子代雌蚕的基因型为ZbWB(黑壳卵)，雄蚕的基因型为ZbZb(白壳卵)，可以通过卵壳颜色区分子代性别。将子代黑卵壳雌蚕继续杂交，后代类型保持不变，故这种杂交模式可持续应用于生产实践中。③由以上分析可知，Ⅲ组携带B基因的染色体片段易位到了Z染色体上，亲本雌蚕的基因型为ZBWb，与白壳卵雄蚕ZbZb杂交，子代雌蚕的基因型为ZbWb(白壳卵)，雄蚕的基因型为ZBZb(黑壳卵)。若再将黑壳卵雄蚕(ZBZb)与白壳卵雌蚕(ZbWb)杂交，子代基因型为ZBZb、ZbZb、ZBWb、ZbWb，其后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性，无法通过卵壳颜色区分性别，故不能满足生产需求。探究2探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上1．适用条件已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。2．基本思路(1)用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：(2)用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：下面是探究基因位于X、Y染色体的同源区段，还是只位于X染色体上的实验设计思路，请判断下列说法中正确的是(

)方法1：纯合显性雌性个体×纯合隐性雄性个体→F1方法2：纯合隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→F1结论：①若子代雌、雄个体全表现显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段②若子代雌性个体表现显性性状，雄性个体表现隐性性状，则基因只位于X染色体上③若子代雄性个体表现显性性状，则基因只位于X染色体上④若子代雌性个体表现显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段A．“方法1＋结论①②”能够完成上述探究任务B．“方法1＋结论③④”能够完成上述探究任务C．“方法2＋结论①②”能够完成上述探究任务D．“方法2＋结论③④”能够完成上述探究任务√C

解析：方法1：纯合显性雌性个体与纯合隐性雄性个体杂交，若子代雌雄全表现为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段或仅位于X染色体上，①错误；雄性个体不可能表现为隐性性状，②错误；若子代雄性个体表现为显性性状，则基因可能位于X染色体上，也可能位于X、Y染色体的同源区段，③④错误。方法2：纯合显性雄性个体与纯合隐性雌性个体杂交，若子代雌雄全为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段，①正确；若子代雌性个体表现为显性性状，雄性个体表现为隐性性状，则基因只位于X染色体上，Y染色体上没有相关基因，②正确；若子代雄性个体表现为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段上，③错误；若子代雌性个体表现为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段或仅位于X染色体上，④错误。综合分析，A、B、D错误，C正确。探究3基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上1．在已知性状显隐性的条件下，若限定一次杂交实验来证明，则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[即aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]杂交组合，观察分析F1的表型。分析如下：2．在已知性状显隐性的条件下，未限定杂交实验次数时，则可采用以下方法，通过观察F2的性状表现来判断：(2024·山东青岛调研)大麻是二倍体植物(2n＝20)，雌雄异株，性别决定方式为XY型(如图所示)，Ⅱ是X、Y染色体的同源区段，Ⅰ、Ⅲ是X、Y染色体的非同源区段。已知大麻的抗病与不抗病是一对相对性状，由基因T、t控制，抗病对不抗病为显性。现有纯合抗病、不抗病雌雄大麻若干株，请回答下列问题：

(1)____区段可能通过同源染色体片段的互换发生基因重组，控制大麻抗病性状的基因不可能位于图中的____区段上。ⅡⅢ(2)为了判定基因T、t是位于常染色体上还是位于性染色体的Ⅰ区段或Ⅱ区段上，最好选择________________和纯合抗病雄株作为亲本进行杂交实验，观察并统计F1的表型。①若F1中雌株都抗病，雄株都不抗病，则说明基因T、t位于________上。②若F1中雌株和雄株都抗病，让F1雌雄植株自由交配，如果F2表现为__________________________________________________________________________________________，则可以判定基因T、t位于____________________上。纯合不抗病雌株Ⅰ区段Ⅱ区段(或常染色体)雌株中既有抗病个体也有不抗病个体，雄株都是抗病个体(或②雌株和雄株中都有抗病和不抗病个体)解析：(1)由于Ⅱ区段是X、Y染色体的同源区段，因此有可能在减数分裂过程中发生同源染色体片段的互换。如果控制抗病性状的等位基因位于Y染色体特有的Ⅲ区段上，则会发生伴Y染色体遗传，抗病性状只能遗传给子代雄株，与雌株无关，与题干所说的雌雄株均有抗病与不抗病性状相矛盾，因此大麻抗病性状不可能位于Ⅲ区段上。(2)根据伴性遗传的交叉遗传特点，最好选择纯合不抗病雌株和纯合抗病雄株作为亲本杂交。①运用遗传图解推导，如果基因T、t位于Ⅰ区段上，则F1的雌株都抗病，雄株都不抗病；如果基因T、t位于常染色体或Ⅱ区段上，则F1的雌雄植株都抗病。②再次运用遗传图解推导，如果基因T、t位于Ⅱ区段上，则F2的雌株一半抗病一半不抗病，雄株都抗病；如果基因T、t位于常染色体上，则F2的雌雄株中都有抗病和不抗病个体，且比例约为3∶1。探究4数据信息分析法确认基因位置除了杂交实验方法外，还可依据子代性别、性状的数量比分析确认基因位置：若后代中两种表型在雌雄个体中比例一致，说明遗传与性别无关，则可确定基因在常染色体上；若后代中两种表型在雌雄个体中比例不一致，说明遗传与性别有关，则可确定基因在性染色体上。1．已知某种鸟的性别决定为ZW型，羽毛颜色有黄色和灰色，腹部斑点有黑色和白色，分别由两对等位基因A/a和B/b控制，且独立遗传。为了探究这两对相对性状的遗传方式，科学家选取多对灰羽白斑雌鸟与黄羽黑斑雄鸟作为亲本(雌雄都各只有一种基因型)进行杂交实验，F1中灰羽黑斑雌鸟∶灰羽黑斑雄鸟∶黄羽黑斑雌鸟∶黄羽黑斑雄鸟＝1∶1∶1∶1，让F1中雌雄个体随机交配，F2中灰羽黑斑雌鸟∶灰羽白斑雌鸟∶黄羽黑斑雌鸟∶黄羽白斑雌鸟∶灰羽黑斑雄鸟∶黄羽黑斑雄鸟＝2∶2∶3∶3∶4∶6，请回答下列问题：(1)这种鸟腹部斑点______为显性性状，控制该性状的基因位于__________上。(2)推测随着该种群的繁衍，A基因的频率会__________(填“逐渐升高”或“逐渐降低”)，其原因是______________。黑斑性染色体逐渐降低AA纯合致死(3)在该鸟种群中偶然发现了一只白羽的雄鸟，进一步研究发现其体内另外一对基因EE突变为ee，而缺少E基因相关色素不能合成，导致羽色表现为白色，为了探究E、e基因与A、a基因是否位于同一对同源染色体上(不考虑同源染色体的非姐妹染色单体间的互换)，设计了如下实验，请完成相关步骤：①让该白羽雄鸟与亲本中多只灰羽雌鸟进行杂交，F1中灰羽∶黄羽＝2∶1。②取F1中1只灰羽雄鸟与多只黄羽雌鸟进行杂交，统计后代表型及比例。③若后代中灰羽∶黄羽∶白羽＝_________，则这两对基因不在同一对染色体上；若后代中灰羽∶黄羽∶白羽＝__________________，则这两对基因在同一对染色体上。3∶3∶21∶2∶1或2∶1∶1解析：(1)亲本是白斑雌鸟和黑斑雄鸟，F1中全为黑斑，说明黑斑相对白斑是显性，F2中雌鸟白斑∶黑斑＝1∶1，雄鸟全为黑斑，说明这对性状与性别相关联，所以基因位于性染色体上。(2)自由交配得到的F2中灰羽∶黄羽＝2∶3，则推断灰羽为显性性状，AA基因型致死，所以随着该鸟种群的繁衍，A基因的频率会逐渐降低。(3)根据该白羽鸟与亲本多只灰羽鸟杂交结果，分析白羽鸟基因型为Aaee，亲本灰羽鸟基因型为AaEE，得到的F1中灰羽鸟基因型AaEe，黄羽鸟基因型aaEe，如果这两对基因不在同一对染色体上，则符合自由组合定律，F1中灰羽雄鸟与多只黄羽雌鸟杂交，后代灰羽∶黄羽∶白羽＝3∶3∶2；若这两对基因在同一对染色体上，则F1灰羽鸟基因有两种不同的连锁情况，若是A和E在同一条染色体上，则杂交后代比例为灰羽∶黄羽∶白羽＝2∶1∶1，若A和e在同一条染色体上，则灰羽∶黄羽∶白羽＝1∶2∶1。2．(2024·河北衡水检测)某雌雄异株(性别决定方式为XY型)植物显性基因A、B、C同时存在时开紫花，其余情况都开白花。一株纯合紫花雌株与隐性纯合白花雄株杂交得到F1，据此回答下列问题：(1)若三对等位基因均位于常染色体上且独立遗传，则F1雌雄株随机传粉得到的F2中紫花植株与白花植株的比例为________。27∶37(2)若三对基因均位于常染色体上，已知F1产生的配子如下表所示，则三对基因的分布情况是_______________________________________________________________________________________，且______(填“发生”或“未发生”)过互换，据此分析F1测交子代的表型及比例为______________________。配子ABCAbCaBCabC占比21%4%4%21%

配子ABcAbcaBcabc占比21%4%4%21%发生紫花∶白花＝21∶79A/a、B/b基因位于一对同源染色体上，且A和B连锁，a和b连锁，C/c基因位于另一对同源染色体(3)若三对基因中有一对位于X染色体上，另外两对基因在常染色体上且独立遗传，F1雌雄株随机传粉得到的F2中紫花雌株占_______，白花植株中纯合子占________。(4)若不考虑互换，也不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段，已知至少有一对基因位于X染色体上，则三对基因位置关系为__________________时，F2中紫花∶白花＝3∶1。9/3210/37均位于X染色体上解析：(1)若三对基因均位于常染色体上且独立遗传，则F1雌雄株基因型均为AaBbCc，随机传粉得到的F