第19讲-遗传综合实验分析(讲义)(新教材新高考)(教师版)

第19讲遗传综合实验分析1.基因位置的判断。熟练掌握遗传模块中的方法及应用。2.遗传解题过程。建立规范的解题过程。3.遗传实验中相关推理分析。长句表达能力的提升，把握住得分点。考点要求考题统计考情分析基因位置的判断2023，北京、山东、湖南、广东、湖北、浙江、（选择）2022，山西，填空2022，江苏，福建，辽宁，河北，广东，浙江，（选择）2021，海南，选择本专题知识难度较低、基础性强。考查学生对细胞整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。一基因位置的判断1.判断基因位于细胞核还是位于细胞质（1）实验方法：进行正交和反交实验。（2）结果与结论：①若正、反交结果相同，则该基因位于细胞核中。

正交：♀aa×♂AA→Aa

反交：♀AA×♂aa→Aa

②若正、反交结果不同，且子代性状始终与母方相同，则基因位于细胞质中。

正交：♀H×♂L→H

反交：♀L×♂H→L（2022年深圳一模）果蝇在对CO2的耐受性方面有两个品系:敏感型(甲)和耐受型(乙),现有以下两个实验。实验一:让甲品系雌蝇与乙品系雄蝇杂交,后代全为敏感型。实验二:将甲品系雌蝇的卵细胞去核后,移入来自乙品系雌蝇的体细胞核,由此培育成的雌蝇再与乙品系雄蝇杂交,后代仍全为敏感型。(1)设计实验二是为了验证

。(2)目前,由实验一的实验结果无法得到与实验二相同的实验结论,原因是

。

答案：（1）果蝇控制对CO2的耐受性的基因位于细胞质中（2）有性生殖中,细胞质中遗传物质只能由母本传递给子代,但细胞核中遗传物质可通过母本和父本遗传给后代,欲证明某性状属于细胞质遗传,需要进行正交和反交实验,观察子一代的表现型,实验一只进行了正交实验,缺少反交实验解析：解析：实验一的结果有两种解释：1、耐受性由核基因控制，且敏感型为显性；2、耐受性由细胞质基因控制，表现母系遗传，实验二杂交双方细胞核均来自耐受型(乙)品系，而杂交形成的合子，其细胞质主要来自敏感型(甲)品系.杂交后代仍全为敏感型，说明第二种解释正确，即果蝇对CO2的耐受性是由细胞质基因控制。验证某一性状遗传是否是细胞质遗传，常用正反交实验，本题可用“甲品系雄蝇与乙品系雌蝇杂交”实验来替代实验二进行验证.2.判断基因位于常染色体（XY同源区段）还是仅位于X染色体（1）对于XY型生物来说，根据控制一对相对性状的一对等位基因（A、a）所在位置完成下表:2023DCS开学摸底）某昆虫种群中有绿眼和白眼两种类型，性别比例为1∶1。现保留种群中的绿眼个体并让其自由交配，统计发现，子代出现了绿眼和白眼两种类型，比例为63∶1。已知不同基因组成的配子具有相同的生活力和受精机会，且各种受精卵都能发育成新个体，以下说法中不正确的是（）A．若眼色受一对常染色体上的等位基因控制，则亲代纯、杂合个体的比例为3∶1B．若眼色受一对等位基因控制，当子代中白眼个体全为雄性时，则相应基因可能只位于X染色体上C．若眼色受一对位于X染色体上的等位基因控制，则绿眼雌性亲本中杂合体所占比例为1／16D．若亲本中雌、雄绿眼个体的基因型都相同，相关基因独立遗传且完全显性，则眼色由4对等位基因控制答案：D解析：依题意可知：若眼色受一对等位基因控制(用A和a表示),则白眼为隐性性状。若该对基因位于常染色体上，且亲代杂合体(Aa)所占比例为m,则亲代产生的基因型为a的配子的概率为1/2m,子代出现的白眼个体所占比例为1/64=1/2m×1/2m,解得m=1/4,进而推知，亲代纯、杂合个体的比例为3:1,A正确；若控制眼色的一对等位基因只位于X染色体上，则亲本的基因型为XAXA、XAXa、XAY,子代中白眼个体全为雄性，B正确；综上分析，若控制眼色的一对等位基因位于X染色体上，且绿眼雌性亲本中杂合体(XAXa)所占比例为m,则绿眼雌性亲本产生的基因型为Xa的配子的概率为1/2m,绿眼雄性亲本产生的基因型为Y的配子的概率为1/2,子代出现的白眼个体(XaY)所占比例为1/64=1/2m×1/2,解得m=1/16,C正确；若亲本中雌、雄绿眼个体的基因型都相同，相关基因独立遗传且完全显性，则说明相关基因均位于常染色体上，且它们的遗传遵循基因的自由组合定律，由“子代出现的白眼个体所占比例为1/64=(1/4)3”可推知：眼色由3对等位基因控制，D错误。（2）方法：正交和反交【归纳总结】思考：已知显隐性：ZW型生物呢？同型纯合隐性×异型纯合显性3.判断两对基因是位于同一对同源染色体上还是非同源染色体上（1）实验依据：根据基因是否遵循基因的自由组合定律进行判断。（2）实验方法：让两对基因均杂合的个体（如基因型为AaBb的个体）进行自交或测交（3）结果与结论：若自交后代表现型比例为9:3:3:1（或变式）或测交后代表现型比例为1:1:1:1（或变式），则说明这两对等位基因位于非同源染色体上；否则位于一对同源染色体上野生型果蝇（纯合子）的眼形是圆眼，某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇，他想探究果蝇眼形的遗传特点，便设计了如图甲所示的实验．雄果蝇的染色体组成图及性染色体放大图如图乙所示．据图分析回答下列问题：（1）由图甲中F1的表现型可知，果蝇眼形中____是显性性状（2）若F2中圆眼：棒眼≈3：1，且雌雄果蝇中均有圆眼、棒眼，则控制圆眼、棒眼的等位基因位于___染色体上．（3）若F2中圆眼：棒眼≈3：1，但仅雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的等位基因可能位于____________________________________．（4）请从野生型、F1、F2中选择合适的个体，设计实验方案，对上述（3）中的问题作出进一步判断．实验步骤：①让F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，得到子代；②让____________与________________交配，观察子代中有没有__________个体出现．预期结果与结论：①若____________________，则控制圆眼、棒眼的基因位于X染色体的Ⅱ区段．②若____________________，则控制圆眼、棒眼的基因位于X、Y染色体的Ⅰ区段．答案：圆眼常X染色体的Ⅱ区段或X和Y染色体的Ⅰ区段棒眼雌果蝇野生型雄果蝇棒眼出现棒眼雄果蝇无棒眼果蝇出现解析：【变式考法】位于X、Y染色体上同源区段的等位基因的遗传完全等同于常染色体上的吗？不完全相同。如aa×Aa后代中，性状与性别无关；而XaXa×XaYA的后代中，雌性为隐性性状，雄性全为显性性状。已知某种昆虫的有眼（A）与无眼（a）、正常刚毛（B）与小刚毛（b）、正常翅（E）与斑翅（e）这三对相对性状各受一对等位基因控制．现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee．假定不发生染色体变异和染色体交换，回答下列问题：（1）假设A/a、B/b这两对等位基因位于一对同源染色体上，请以上述品系为材料，设计实验对这一假设进行验证．（要求：写出实验思路、预期实验结果、结论）选择①×②杂交组合，分别得到F1和F2，观察和统计F2中的表现型及比例。预期结果：F2中只出现三种表现型，比例为1:2:1结论：A/a、B/b这两对等位基因位于一对同源染色体上（2）若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上．（要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论）选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合，分别得到F1和F2，若各杂交组合的F2中均出现四种表现型，且比例为9：3：3：1，则可确定这三对等位基因分别位于三对染色体上；若出现其他结果，则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上（3）假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上，请以上述品系为材料，设计实验对这一假设进行验证．（要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论）选择①×②杂交组合进行正、反交，观察F1雄性个体的表现型．若正交与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同，则证明这两对等位基因都位于X染色体上二遗传解题过程1.题型范围：我们目前研究的遗传题型都符合分离定律和自由组合定律。伴性遗传也遵循这两个定律。2.解题方法：首先对每对性状单独分析，然后再转化成几个分离定律相乘的形式。3.解题过程：（1）第一步：判断显隐性①相同性状的个体杂交，子代中新出现的性状为隐性。例如：高茎×高茎→高茎、矮茎②相对性状的个体杂交，子代只表现一个性状，这个性状为显性。例如：高茎×矮茎→高茎③“无中生有为隐性，生女患病为常隐”（患病个体是隐性）④“有中生无为显性，生女正常为常显”。（患病个体是显性）（2）第二步，判断致病基因的位置。①“无中生有为隐性，生女患病为常隐”（患病个体是隐性）②“有中生无为显性，生女正常为常显”。（患病个体是显性）③Y染色体上的：所有的男性患病。（这个一般不经常考）④如果题中不能看出是以上的三种的话，那么就应该分别对雌、雄群体中的每对性状单独分析。【分析】因为，常染色体的遗传和性别无关，在雌性中和在雄性中的患病概率是相等的；性染色体的遗传和性别有关，在雌性中和在雄性中的患病概率是不等的。A.在雌性中的出现概率和在雄性中的出现概率相等，那么致病基因在常染色体上。B.在雌性中的出现概率和在雄性中的出现概率不等，那么致病基因在性染色体上。（我们直接认为是在X染色体上的，在Y染色体上不常考）基因型的书写原则:例如：白化色盲，aaXbXb,aaXbY(3)第三步，进行相关计算（全国Ⅱ卷，31,15分）已知果蝇中，灰身与黑身为一对相对性状（显性基因用B表示，隐性基因用b表示）；直毛与分叉毛为一对相对性状（显性基因用F表示，隐性基因用f表示）。两只亲代果蝇杂交得到以下子代类型和比例：请回答：（1）控制灰身与黑身的基因位于；控制直毛与分叉毛的基因位于。（2）亲代果蝇的表现型为、。（3）亲代果蝇的基因型为、。（4）子代表现型为灰身直毛的雌蝇中，纯合体与杂合体的比例为。（5）子代雄蝇中、灰身分叉毛的基因型为、；黑身直毛的基因型为。（6）若实验室有纯合的直毛和分叉毛雌、雄果蝇亲本，你能否通过一代杂交实验确定这对等位基因是位于常染色体上还是位于X染色体上？请说明推导过程。答案：常染色体X染色体灰身直毛雌蝇灰身直毛雄蝇BbXFXfBbXFY1:5BBXfY、BbXfY；bbXFY能。取直毛雌、雄果蝇与分叉毛雌、雄果蝇进行正交和反交(即直毛雌果蝇×分叉毛雄果蝇、分叉毛雌果蝇×直毛雄果蝇)，若正交、反交后代性状一致，则该等位基因位于常染色体上；若正交、反交后代性状不一致，则该等位基因位于X染色体上。能。分叉毛雌果蝇×直毛雄果蝇若后代都为直毛，则该等位基因位于常染色体上；若雌果蝇为直毛，雄果蝇为分叉毛，则该等位基因位于X染色体上。三遗传实验中相关推理分析此类题目常用的思维方法是“假说—演绎法”；突破此类题目要从根本上掌握相关的基本规律和技巧：显隐性的判断方法、基因型和表现型的推导、基因位置的推断、基因传递规律的判断等。1.孟德尔豌豆杂交实验中，F2出现3∶1的分离比的条件是答案：所研究的该对相对性状只受一对等位基因控制，且相对性状为完全显性；每一代不同类型的配子都能发育良好，且不同配子结合机会相等；所有后代都处于比较一致的环境中，且存活率相同；供实验的群体要大，个体数量要足够多2.测交法可用于检测F1基因型的关键原因是____________________答案：用隐性纯合子对F1进行测交实验，隐性纯合子只产生一种含隐性基因的配子，分析测交后代的性状表现及比例即可推知F1产生的配子类型及比例，从而检测出F1的基因型3.选有角牛和无角牛杂交，后代既有有角牛又有无角牛，能否确定有角和无角这对相对性状的显隐性？若能，请阐明理由；若不能，请提出解决方案。答案：不能。可选用多对有角牛和有角牛杂交或多对无角牛和无角牛杂交，若后代发生性状分离，则亲本性状为显性性状4.本来开白花的花卉，偶然出现了开紫花的植株，请写出获得开紫花的纯种植株的两种方法：______________________答案：用紫花植株的花粉进行花药离体培养，然后用秋水仙素处理，保留紫花品种；让该紫花植株连续自交，直到后代不再出现性状分离为止5.某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色两种。已知栗色和白色分别由B和b基因控制。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，拟设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子(就毛色而言)(已知在正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马。要求：在一个配种季节里完成这项鉴定)：____________________________________答案：将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种，若杂交后代全部为栗色马，说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子；若杂交后代中既有白色马，又有栗色马，说明被鉴定的栗色公马为杂合子6.胚稻的巨胚与正常胚是一对相对性状，由一对等位基因D、d控制，研究发现，另一对等位基因E、e对D、d基因的影响表现在当E基因存在时，胚稻种子发育形成正常胚，而e基因不影响D、d基因的表达。现让一株正常胚稻自交，获得的F1中正常胚稻∶巨胚稻＝3∶1，由题中的信息，______(填“能”或“不能”)判断出两对等位基因分别位于两对同源染色体上，原因是____________________________答案：不能两对等位基因无论是位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上，亲本都能产生比例相等的两种配子，即De、de或dE、de，因此自交后均会产生3∶1的性状分离比，所以不能判断出两对等位基因是否分别位于两对同源染色体上7.科研人员用某植物进行遗传学研究，选用高茎、白花、感病的植株作母本，矮茎、白花、抗病的植株作父本进行杂交，F1均表现为高茎、红花、抗病，F1自交得到F2，F2的表现型及比例为高∶矮＝3∶1，红∶白＝9∶7，抗病∶感病＝3∶1。植物花色的遗传遵循基因的__________定律，原因是_____________________答案：自由组合仅就花色而言，由F2花色的分离比为9∶7可推知，F1的配子有16种结合方式，而这16种结合方式是F1的4种雌、雄比例相等的配子随机结合的结果8.“牝鸡司晨”是我国古代人民早就发现的性反转现象。原来下过蛋的母鸡，却变成公鸡，长出公鸡的羽毛，发出公鸡样的啼声。从遗传的物质基础和性别控制的角度，这种现象出现的可能原因是__________答案：性别和其他性状类似，也是受遗传物质和环境共同影响的，性反转现象出现的原因可能是某种环境因素使性腺出现反转现象，但遗传物质组成不变1．(2022·山东，22)果蝇的正常眼与无眼是1对相对性状，受1对等位基因控制，要确定该性状的遗传方式，需从基因与染色体的位置关系及显隐性的角度进行分析。以正常眼雌果蝇与无眼雄果蝇为亲本进行杂交，根据杂交结果绘制部分后代果蝇的系谱图，如图所示。不考虑致死、突变和X、Y染色体同源区段的情况。(1)据图分析，关于果蝇无眼性状的遗传方式，可以排除的是____________________________。若控制该性状的基因位于X染色体上，Ⅲ－1与Ⅲ－2杂交的子代中正常眼雄果蝇的概率是_____。(2)用Ⅱ－1与其亲本雄果蝇杂交获得大量子代，根据杂交结果______(填“能”或“不能”)确定果蝇正常眼性状的显隐性，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)以系谱图中呈现的果蝇为实验材料设计杂交实验，确定无眼性状的遗传方式。(要求：①只杂交一次；②仅根据子代表现型预期结果；③不根据子代性状的比例预期结果)实验思路：______________________________________________________________________；预期结果并得出结论：____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若果蝇无眼性状产生的分子机制是由于控制正常眼的基因中间缺失一段较大的DNA片段所致，且该对等位基因的长度已知。利用PCR及电泳技术确定无眼性状的遗传方式时，只以Ⅱ－3为材料，用1对合适的引物仅扩增控制该对性状的完整基因序列，电泳检测PCR产物，通过电泳结果______(填“能”或“不能”)确定无眼性状的遗传方式，理由是____________________________________________________________________________________________。答案(1)伴X染色体显性遗传、伴Y染色体遗传3/8(2)不能无论正常眼是显性还是隐性，子代雌雄果蝇中正常眼与无眼的比例均为1∶1(3)实验思路：Ⅱ－2(或Ⅱ－1或Ⅱ－4)与Ⅱ－3果蝇杂交，观察子代表现型预期结果并得出结论：若子代全为正常眼果蝇，则无眼性状为常染色体显性遗传；若子代出现无眼果蝇且雌雄都有，则无眼性状为常染色体隐性遗传；若子代无眼果蝇全为雄性，则无眼性状为伴X染色体隐性遗传(4)不能无论是常染色体显性遗传还是伴X染色体隐性遗传，其PCR产物电泳后都仅出现一个条带，且对应的均为正常眼基因的长度解析(1)题干中已经排除了致死、突变和X、Y染色体同源区段遗传，Ⅰ－1正常眼雌果蝇与Ⅰ－2无眼雄果蝇杂交，Ⅱ中雌果蝇出现正常眼，说明该性状的遗传不可能为伴X染色体显性遗传，如果是伴X染色体显性遗传，雌果蝇均为无眼；Ⅰ－4正常眼雌果蝇与Ⅰ－3无眼雄果蝇杂交，Ⅱ－3雄果蝇出现正常眼，说明该性状的遗传不可能为伴Y染色体遗传，如果是伴Y染色体遗传，Ⅱ－3雄果蝇应为无眼。若控制该性状的基因位于X染色体上(相关基因用A、a表示)，则无眼为隐性性状，Ⅰ－2的基因型为XaY，Ⅱ－2的基因型为XAXa，Ⅱ－3基因型为XAY，则Ⅲ－2的基因型为1/2XAXA、1/2XAXa，Ⅲ－1基因型为XAY，两者杂交，卵细胞的基因型及比例为XA∶Xa＝3∶1，精子的基因型及比例为XA∶Y＝1∶1，后代正常眼雄果蝇的概率为3/4×1/2＝3/8。(2)图示无眼性状的遗传方式可能是伴X染色体隐性遗传、常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传。如果无眼性状为隐性性状，基因位于X染色体上，Ⅰ－2的基因型为XaY，Ⅱ－1的基因型为XAXa，两者杂交，后代数量足够多，后代基因型及比例为XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY＝1∶1∶1∶1，表现型为正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性＝1∶1∶1∶1；如果位于常染色体上，Ⅰ－2的基因型为aa，Ⅱ－1的基因型为Aa，两者杂交，后代数量足够多，后代基因型及比例为Aa∶aa＝1∶1，表现型为正常眼∶无眼＝1∶1，雌雄比例为1∶1，正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性＝1∶1∶1∶1；如果无眼性状为显性性状，基因只能位于常染色体上，Ⅰ－2的基因型为Aa，Ⅱ－1的基因型为aa，两者杂交，后代数量足够多，后代基因型及比例也为Aa∶aa＝1∶1，表现型为正常眼∶无眼＝1∶1，雌雄比例为1∶1，正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性＝1∶1∶1∶1，故不能判断无眼性状的显隐性关系。(3)若要确定无眼性状的遗传方式，可通过测交或者杂交的方式判断，根据题干信息只杂交一次、仅根据子代表现型预期结果，不涉及子代性状分离比的条件，测交是在已知相对性状显隐性的条件下进行的，不适用于本题。故选择Ⅱ－2(或Ⅱ－1或Ⅱ－4)和Ⅱ－3杂交的方式来判断。如无眼性状的遗传为伴X染色体隐性遗传，Ⅱ－2和Ⅱ－3的基因型为XAXa×XAY，后代雌果蝇均为正常眼、雄果蝇有正常眼和无眼，只有雄果蝇有无眼性状；如无