摘 要:本文旨在引導(dǎo)學(xué)生探究基因在細(xì)胞中的粗略位置,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生系統(tǒng)靈活的掌握解決遺傳問(wèn)題的常用方法
關(guān)鍵詞:正交反交法 定義法 假設(shè)法 隱雌顯雄法 單體定位法
學(xué)習(xí)了薩頓-波維利假說(shuō)和摩爾根的演繹實(shí)驗(yàn)后,筆者根據(jù)歷年高考和?試題的設(shè)問(wèn)類(lèi)型給學(xué)生提出了一些問(wèn)題,促使他們初步探究某基因在細(xì)胞中的大體位置,即位于質(zhì)還是核?如在核,那么在核中的X,Y還是常染色體?如在性染色體,那么它有可能位于X,Y染色體的同源區(qū)域還是非同源區(qū)域等進(jìn)行探究判斷?讓他們按演繹法的一般步驟:?jiǎn)栴}→方法→預(yù)期結(jié)果→相應(yīng)結(jié)論進(jìn)行探究,F(xiàn)將探究結(jié)果與以歸納整理:
1、探究某性狀的遺傳是細(xì)胞質(zhì)遺傳還是細(xì)胞核遺傳
(1)正反交法
方法:判斷某對(duì)相對(duì)性狀是細(xì)胞核遺傳還是細(xì)胞質(zhì)遺傳,應(yīng)該做正交實(shí)驗(yàn)和反交實(shí)驗(yàn),若正交與反交的結(jié)果,子代的性狀都與母本一致,說(shuō)明屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳。若正交與反交的結(jié)果,子代性狀表現(xiàn)相同,與母本無(wú)關(guān)(表現(xiàn)的都是顯性性狀),說(shuō)明屬于細(xì)胞核遺傳。
案例1:有人發(fā)現(xiàn)某種花卉有紅花和白花兩種表現(xiàn)型。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),探究花色的遺傳是細(xì)胞質(zhì)遺傳還是細(xì)胞核遺傳。用圖解和簡(jiǎn)潔語(yǔ)言問(wèn)答。
答案:正交:P 紅花♀×白花♂ 反交:P 白花♀×紅花♂
↓ ↓
F1 F1
若正交與反交產(chǎn)生的F1的性狀表現(xiàn)都與母本相同,則該花色的遺傳為細(xì)胞質(zhì)遺傳。
若正交與反交產(chǎn)生的F1的性狀表現(xiàn)與母本無(wú)關(guān),表現(xiàn)為紅花或白花的一種,則該花色的遺傳為細(xì)胞核遺傳。
(2)核移植構(gòu)建重組細(xì)胞法
方法:A細(xì)胞核+B細(xì)胞質(zhì)→重組細(xì)胞甲 B細(xì)胞核+A細(xì)胞質(zhì)→重組細(xì)胞乙
若重組細(xì)胞甲形態(tài)和細(xì)胞A相似而重組細(xì)胞乙形態(tài)和細(xì)胞B相似,則調(diào)控基因存在細(xì)胞核中。
若重組細(xì)胞甲形態(tài)和細(xì)胞B相似而重組細(xì)胞乙形態(tài)和細(xì)胞A相似,則調(diào)控基因存在細(xì)胞質(zhì)中。
若重組細(xì)胞甲和乙形態(tài)既相似細(xì)胞A又相似細(xì)胞B,則調(diào)控基因可能同時(shí)存在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。
若重組細(xì)胞甲和乙形態(tài)既不相似細(xì)胞A又不相似細(xì)胞B,則調(diào)控基因發(fā)揮作用需要細(xì)胞自身的核質(zhì)互相作用。
案例2:生物學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),癌細(xì)胞的無(wú)限增殖受某調(diào)控基因的控制,該調(diào)控基因能激發(fā)所有動(dòng)物細(xì)胞大量增殖,為探究該調(diào)控基因是存在于細(xì)胞質(zhì)還是細(xì)胞核上,科研人員做了如下圖所示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
根據(jù)以上思路,請(qǐng)繼續(xù)完成下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。
(1)實(shí)驗(yàn)方案:(實(shí)驗(yàn)提示:癌細(xì)胞能傳代培養(yǎng),細(xì)胞形態(tài)發(fā)生明顯改變。如何觀察細(xì)胞形態(tài)不作實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求。)
①用胰蛋白酶分別處理宮頸癌細(xì)胞和小鼠肝臟使之分散成單個(gè)細(xì)胞。
②分別使單個(gè)癌細(xì)胞和單個(gè)肝臟細(xì)胞核質(zhì)分離。
③ 。
④取2只培養(yǎng)瓶編號(hào)甲、乙,各加入等量的培養(yǎng)液。
⑤ 。
⑥ 。
(2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論:
答案:(1)③取癌細(xì)胞核和肝細(xì)胞質(zhì)形成重組細(xì)胞A,取癌細(xì)胞質(zhì)和肝細(xì)胞核形成重組細(xì)胞B。⑤分別取等量重組細(xì)胞A和重組細(xì)胞B,依次加入甲、乙兩只培養(yǎng)瓶中,進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)。⑥分別觀察甲、乙培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞形態(tài)。
(2)①若甲瓶的細(xì)胞形態(tài)發(fā)生明顯變化,則調(diào)控基因存在細(xì)胞核中。②若乙瓶中的細(xì)胞形態(tài)發(fā)生明顯變化,則調(diào)控基因存在細(xì)胞質(zhì)中。③若甲、乙兩瓶中的細(xì)胞形態(tài)均發(fā)生明顯變化,則調(diào)控基因可能同時(shí)存在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。④若甲、乙兩瓶中的細(xì)胞形態(tài)均沒(méi)有發(fā)生明顯變化,則調(diào)控基因發(fā)揮作用需要癌細(xì)胞自身的核質(zhì)互相作用。
2、探究某基因是位于X染色體上還是位于常染色體上
(1)若該相對(duì)性狀的顯隱性是未知的,但親本皆為純合子,則用正交和反交的方法。
① 若正交和反交的后代表現(xiàn)型相同,都表現(xiàn)同一親本的性狀,這基因位于常染色體上。
遺傳圖解:
P BB(♀) × bb(♂) P bb(♀ ) × BB(♂)
↓ ↓
F1 Bb F1 Bb
②若正交組合后代全表現(xiàn)為甲性狀,而反交組合后代中雌性全表現(xiàn)為甲性狀,而雄性全表現(xiàn)為乙性狀則甲為顯性性狀,且基因位于X染色體上。其遺傳圖譜如下:
正交 P XBXB × XbY 反交 P XbXb × XBY
↓ ↓
F1 XBXb XBY F1 XBXb XbY
案例3: 果蠅的眼色有紅眼和白眼。且眼色的遺傳是細(xì)胞核遺傳,現(xiàn)若有實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需要的純種果蠅,你如何確定紅眼對(duì)白眼是顯性,控制紅眼和白眼的基因位于X染色體上?
解答:方法:①純種白眼♀× 純種紅眼♂ ②純種白眼♂× 純種紅眼♀
結(jié)果及結(jié)論:雜交組合①中后代雌性全為紅眼,雄性全為白眼,在雜交組合②中后代全為紅眼,則紅眼對(duì)白眼是顯性,控制紅眼和白眼的基因位于X染色體上。
(2)若該相對(duì)性狀的顯隱性是未知的,但親本皆為野生型(既有雜合子又有純合子)也用正交和反交的方法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)方式不同。
①若后代的性狀表現(xiàn)與性別無(wú)關(guān),則基因位于常染色體上,表現(xiàn)型多的為顯性性狀,少的為隱性性狀,遺傳圖解:
正交P BB 或 Bb (♀) × bb(♂) 反交P BB 或 Bb (♂) × bb(♀)
↓ ↓
F1 B bb F1 B bb
②若某組合中甲性狀多于乙性狀,其反交組合中雌性全為甲性狀,雄性全為乙性狀,則甲性狀為顯性,且為伴X遺傳。遺傳圖解:
正交P XBXb 或 XBXB × XbY 反交P XbXb × XBY
↓ ↓
F1 XB Xb Xb XbY XBXb XbY
案例4: 從一個(gè)自然果蠅種群中選出一部分未交配過(guò)的灰色和黃色兩種體色的果蠅,這兩種體色的果蠅數(shù)量相等,每種體色的果蠅雌雄各半。已知灰色和黃色這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制,所有果蠅均能正常生活,性狀的分離符合遺傳的基本定律,現(xiàn)用兩個(gè)雜交組合:灰色雌蠅×黃色雄蠅、黃色雌蠅×灰色雄蠅,只做一代雜交試驗(yàn),每個(gè)雜交組合選用多對(duì)果蠅。推測(cè)兩個(gè)雜交組合的子一代可能出現(xiàn)的性狀,并以此為依據(jù),對(duì)哪一種體色為顯性性狀,以及控制體色的基因位于X染色體上還是常染色體上這兩個(gè)問(wèn)題,做出相應(yīng)的推斷。(要求:只寫(xiě)出子一代的性狀表現(xiàn)和相應(yīng)推斷的結(jié)論)解答:
如果兩個(gè)雜交組合的子一代中都是黃色個(gè)體多于灰色個(gè)體,并且體色的遺傳與性別無(wú)關(guān),則黃色為顯性,基因位于常染色體上。
如果兩個(gè)雜交組合的子一代中都是灰色個(gè)體多于黃色個(gè)體,并且體色的遺傳與性別無(wú)關(guān),則灰色為顯性,基因位于常染色體上。
如果在雜交組合灰色雌蠅×黃色雄蠅中,子一代中的雄性全部表現(xiàn)灰色,雌性全部表現(xiàn)黃色;在雜交組合黃色雌蠅×灰色雄蠅中,子一代中的黃色個(gè)體多于灰色個(gè)體,則黃色為顯性,基因位于X染色體上。
如果在雜交組合黃色雌蠅×灰色雄蠅中,子一代中的雄性全部表現(xiàn)黃色,雌性全部表現(xiàn)灰色;在雜交組合灰色雌蠅×黃色雄蠅中,子一代中的灰色個(gè)體多于黃色個(gè)體,則灰色為顯性,基因位于X染色體上。
(3)、 若已知性狀的顯隱性,則只需一個(gè)雜交組合即雌性隱性與雄性顯性雜交
應(yīng)對(duì)策略:一般采用隱性雌性與顯性雄性雜交的方法進(jìn)行推測(cè),若基因位于X染色體上,則后代中雌雄的表現(xiàn)型完全不同(雌性顯性,雄性隱性);若位于常染色體上則雌雄后代的表現(xiàn)型與性別無(wú)關(guān)(雌雄個(gè)體二種表現(xiàn)型都可能存在)。
答案模式:選什么親本交配 → 結(jié)果:子代表現(xiàn)如何→結(jié)論:基因位于什么染色體上
1)親本為純合子則有:
①若后代雌性全為顯性,雄性全為隱性,則為伴X遺傳,遺傳圖解:
P XbXb × XBY
↓
F1 XBXb Xb Y
②若后代全為顯性與性別無(wú)關(guān),則為常染色體遺傳,遺傳圖解:
P bb (♀)× BB(♂)
↓
F1 Bb
案例5: 果蠅的翅有殘翅和長(zhǎng)翅且長(zhǎng)翅對(duì)殘翅是顯性,現(xiàn)若有能夠滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需要的純種果蠅,請(qǐng)選擇適合的材料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判定控制殘翅和長(zhǎng)翅的基因位于常染色體上還是位于X染色體上?
解答:方法:長(zhǎng)翅(♂)× 殘翅(♀)若后代全為長(zhǎng)翅,與性別無(wú)關(guān),則基因位于常染色體上;若后代雌性全為長(zhǎng)翅,雄性全為殘翅,則基因位于X染色體上。
2)若親本為野生型的,則有:
① 若后代雌性全為顯性,雄性全為隱性,則為伴X遺傳,遺傳圖解:
P XbXb × XBY
↓
F1 XBXb Xb Y
②若后代顯性多于隱性且與性別無(wú)關(guān),則為常染色體遺傳,遺傳圖解:
P bb (♀) × BB 或Bb (♂)
↓
F1 B bb
案例6:已知果蠅的紅眼和白眼是一對(duì)相對(duì)性狀(紅眼W、白眼w),且雌雄果蠅均有紅眼和白眼類(lèi)型,F(xiàn)有若干紅眼和白眼的雌雄果蠅,若用一次交配實(shí)驗(yàn)證明這對(duì)基因位于何種染色體上,請(qǐng)選擇交配親本表現(xiàn)型 。實(shí)驗(yàn)預(yù)期及相應(yīng)結(jié)論為: 。
答案:白眼雌果蠅×紅眼雄果蠅
①子代中雌果蠅全部紅眼,雄果蠅全部白眼,則這對(duì)基因位于X染色體上。
②子代中雌、雄果蠅全部為紅眼,則這對(duì)基因位于常染色體上。
③子代中雌、雄果蠅均既有紅眼又有白眼,則這對(duì)基因位于常染色體上。
3、一對(duì)相對(duì)性狀(完全顯性)僅是X染色體遺傳還是X、Y染色體同源區(qū)段的遺傳
適用條件:已知性狀的顯隱性和基因型。
基本思路一:用組合“純合隱雌×純合顯雄” 【XaXa×XAYA?XAY)】進(jìn)行雜交,觀察分析F1性狀。
結(jié)果結(jié)論一:若子代中的雌雄果蠅全部表現(xiàn)為顯性性狀,說(shuō)明此等位基因位于X、Y染色體上的同源區(qū)段;若子代中的雌果蠅全部 表現(xiàn)為顯性性狀,雄果蠅全部表現(xiàn)為隱性性狀,說(shuō)明此等位基因位僅位于X染色體上。
基本思路二:用組合“雜合顯雌×純合顯雄” 【XAXa×XAY(XAYA )】進(jìn)行雜交,觀察分析F1性狀。
結(jié)果結(jié)論二:若子代中的雌雄果蠅全部表現(xiàn)為顯性性狀,說(shuō)明此等位基因位于X、Y染色體上的同源區(qū)段上;若子代中的雌果蠅全部表現(xiàn)為顯性性狀,雄果蠅出現(xiàn)性狀分離,說(shuō)明此等位基因位僅位于X染色體上。
案例7:(2008年廣東高考)科學(xué)家研究黑腹果蠅時(shí)發(fā)現(xiàn),剛毛基因(B)對(duì)截毛基因(b)為顯性。若這對(duì)等位基因存在于X和Y染色體上的同源區(qū)段,則剛毛雄果蠅可表示為XBYB或XBYb或XbYB;若為僅X染色體上,則只能表示為XBY,F(xiàn)有各種雌雄純種果蠅若干,可利用一次雜交實(shí)驗(yàn)來(lái)推測(cè)這對(duì)等位基因是位于X、Y染色體上的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上。
請(qǐng)你完成推斷過(guò)程:
(1)選用 作為親本進(jìn)行雜交,雌雄親本果蠅的表現(xiàn)型分別是 。
(2)預(yù)期結(jié)果及結(jié)論:
解析:由題意可知實(shí)驗(yàn)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)材料都是各種純種雌雄果蠅,且剛毛為顯性性狀,截毛為隱性性狀,因此可以用 “(截毛雌)純合隱雌×純合顯雄(剛毛雄)”進(jìn)行雜交,觀察分析F1性狀。
答案:(1)純種; “截毛雌×剛毛雄”(2)若后代雌性個(gè)體全部是剛毛,雄性全部是截毛,說(shuō)明是這對(duì)等位基因是僅位于X染色體上;若后代雌雄性個(gè)體全部是剛毛,說(shuō)明這對(duì)等位基因是位于X染色體上的同源區(qū)段。
4、應(yīng)用單體可把新發(fā)現(xiàn)的隱性基因定位在特定的染色體上。
方法1:把新發(fā)現(xiàn)的隱性突變型的純合體,與缺少不同染色體的野生型逐一雜交,如果后代具有新發(fā)現(xiàn)隱性性狀的突變型,而且這種突變型與野生型的比例為1∶1,就說(shuō)明這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的隱性基因正好在缺少了的這條染色體上。
方法2:人工方法造成x 染色體的不同位置發(fā)生斷裂,形成各種缺失類(lèi)型,分別與待定定位的x染色體某隱性基因個(gè)體雜交,后代呈現(xiàn)雜合體,如果隱性基因表達(dá),證明該隱性基因位于缺失的區(qū)域上。
案例8:遺傳學(xué)上將染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起丟失的現(xiàn)象叫缺失,若一對(duì)同源染色體中兩條染色體在相同區(qū)域同時(shí)缺失叫缺失純合子,若僅一條染色體發(fā)生缺失而另一條正常叫缺失雜合子。缺失雜合子的生活力降低但能存活,缺失純合子常導(dǎo)致個(gè)體死亡。
現(xiàn)有一紅眼雄果蠅XAY與一白眼雌果蠅XaXa雜交,子代中出現(xiàn)一只白眼雌果蠅。請(qǐng)采用兩種方法判斷這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由于缺失造成的,還是由于基因突變引起的?
方法一:_____________________________________________________________。
方法二:_____________________________________________________________。
解析:方法一:用顯微鏡檢測(cè)的方法觀察該果蠅分裂的細(xì)胞中染色體結(jié)構(gòu)是否發(fā)生改變,確定該變異是來(lái)自基因突變還是染色體缺失造成的。方法二:利用題干信息:缺失純合子導(dǎo)致個(gè)體死亡這一現(xiàn)象,可將該果蠅與紅眼雄果蠅雜交,觀察并統(tǒng)計(jì)子代雌雄性個(gè)體數(shù)目的比例來(lái)確定該變異的來(lái)源。若為基因突變,則XaXa×XAY?→XAXa、XaY,子代雌雄比例為1∶1;若該變異為染色體缺失造成,則XaX×XAY→XAXa、XAX、XaY、XY(致死),子代雌雄比例為2∶1。
答案:方法一:取該果蠅有分裂能力的細(xì)胞制成裝片,顯微鏡下觀察染色體結(jié)構(gòu),若染色體正常,可能是基因突變引起的;反之可能是染色體缺失造成的 方法二:選該白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交,若雜交子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)比為1∶1,則這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由于基因突變引起的;若雜交子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)比為2∶1,則這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由于缺失造成的
5、探究控制某兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因是否位于一對(duì)同源染色體上
方法,具有相對(duì)性狀的親本雜交得F1,F(xiàn)1自交(動(dòng)物讓雌、雄個(gè)體自由交配)得F2。若F2出現(xiàn)四種性狀,其性狀分離比為9∶3∶3∶1,符合基因的自由組合定律,說(shuō)明控制某兩個(gè)性狀的兩對(duì)等位基因不是位于一對(duì)同源染色體上(即位于兩對(duì)同源染色體上)。反之,則可能是位于一對(duì)同源染色體上。
案例9:實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有一批未交配過(guò)的純種長(zhǎng)翅灰體和殘翅黑檀體的果蠅。已知長(zhǎng)翅和殘翅這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)位于第Ⅱ號(hào)同源染色體上的等位基因控制,F(xiàn)欲利用以上兩種果蠅研究有關(guān)果蠅灰體與黑檀體性狀的遺傳特點(diǎn)(說(shuō)明:控制果蠅灰體和黑檀體的基因在常染色體上,所有果蠅均能正常繁殖存活)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套雜交方案,研究控制果蠅灰體、黑檀體的等位基因是否也位于第Ⅱ號(hào)同源染色體上,并作出判斷。
答案:(1)雜交方案:長(zhǎng)翅灰體×殘翅黑檀體→F1 F2
(2)推斷及結(jié)論:如果F2出現(xiàn)四種性狀,且性狀分離比為9∶3∶3∶1,說(shuō)明符合基因的自由組合定律,因此控制灰體、黑檀體的這對(duì)等位基因不是位于第二號(hào)同源染色體上。反之,則可能是位于第二號(hào)同源染色體上。
6、探究某性狀是顯性性狀還是隱性性狀
(1).定義法:具有相對(duì)性狀的純合體親本雜交,子一代表現(xiàn)出來(lái)的那個(gè)親本的性狀為顯性性狀,未表現(xiàn)出來(lái)的那個(gè)親本的性狀為隱性性狀。如高莖×矮莖→高莖,則高對(duì)矮是顯性性狀,矮是隱性性狀。可用公式表示為A×B→A,A為顯性性狀、B為隱性性狀
若已知親本皆為純合體,可利用顯、隱性性狀的概念,用雜交的方法即選取具有不同性狀的兩親本雜交,后代表現(xiàn)出的那一種親本的性狀即為顯性性狀,另一親本的性狀為隱性性狀。
案例10:果蠅的翅有殘翅和長(zhǎng)翅,且此性狀是細(xì)胞核遺傳,現(xiàn)若有實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需要的純種果蠅,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定長(zhǎng)翅和殘翅的顯隱性。
解答:選取純種長(zhǎng)翅果蠅與異性的純種殘翅果蠅交配,若后代全為長(zhǎng)翅,則長(zhǎng)翅為顯性,殘翅為隱性;若后代全為殘翅,則殘翅為顯性,長(zhǎng)翅為隱性。
(2).性狀分離法:據(jù)“雜合體自交后代出現(xiàn)性狀分離”。新出現(xiàn)的性狀為隱性性狀。如高莖×高莖→高莖、矮莖,則矮莖是隱性性狀?捎霉奖硎緸锳×A→A、B,B為隱性性狀。
即通過(guò)相同性狀的親本雜交,觀察后代性狀。
若已知親本是野生型(顯性中既有純合體也有雜合體),可利用顯性雜合體自交會(huì)出現(xiàn)性狀分離的原理,選取具有相同性狀的兩親本雜交,看后代有無(wú)性狀分離,若有則親本的性狀為顯性性狀。
方法1雜交的方式:.A與B雜交后代只表現(xiàn)一個(gè)性狀,則出現(xiàn)的性狀即為顯性性狀,未出現(xiàn)性狀的即為隱性性狀(A、B為一對(duì)相對(duì)性狀),
方法2自交的方式:A和B自交,若能發(fā)生性狀分離的親本一定為顯性;不能發(fā)生性狀分離的無(wú)法確定,有可能為隱性性狀,也有可能為顯性性狀。
案例11:將純種黃色玉米種子用X射線處理后種植,長(zhǎng)成高大植株,經(jīng)自花傳粉后結(jié)穗,穗上出現(xiàn)從未見(jiàn)過(guò)的“紅!毙誀。經(jīng)鑒定,紅粒與黃粒是一對(duì)相對(duì)性狀,且為常染色體完全顯性遺傳。請(qǐng)你用該果穗上的紅粒與黃粒為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),以鑒定這一相對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系。
解析:根據(jù)題意分析可知:紅粒是由純種黃粒經(jīng)基因突變而產(chǎn)生的性狀,紅粒與黃粒是由一對(duì)等位基因控制的,遵循基因分離定律。要鑒定紅粒與黃粒之間的顯隱性關(guān)系可通過(guò)自交或雜交的后代是否發(fā)生性狀分離來(lái)加以分析確定。
答案:方案一.自交:若子代全部表現(xiàn)為黃;蚣t粒,可認(rèn)定黃;蚣t粒為純種;再讓子代純種黃粒和純種紅粒雜交,其后代表現(xiàn)出的性狀為顯性,未表現(xiàn)出的性狀為隱性。若自交后代出現(xiàn)性狀分離,則親本性狀為顯性,新出現(xiàn)性狀為隱性。
方案二.雜交:若后代出現(xiàn)某一親本性狀,則該性狀為顯性性狀,另一性狀為隱性性狀。若后代表現(xiàn)出兩種親本性狀,可再進(jìn)行自交,出現(xiàn)性狀分離的為顯性性狀,未出現(xiàn)性狀分離的為隱性性狀。
7、探究突變類(lèi)型(即后代某現(xiàn)狀的出現(xiàn)是基因重組所致還是基因突變所致):
(1)假設(shè)①雙親都是隱性基因的攜帶者,則
Aa(雌)×Aa(雄)→aa
↓ ↓
Aa(正常雌)× aa(突變隱性雄)→1/2Aa(正常)+1/2aa(隱性)
(2)假設(shè)②某性狀為隱性突變所致,則
AA(雌) × AA(雄) ──→AA
↓ ↓
AA(正常雌) × aa(突變隱性雄)→Aa(正常)
注:隱性性狀由常染色體隱性基因(aa)控制
(3)假設(shè)③某性狀為顯性突變所致,且該性狀為顯性純合子AA,則
aa(雌) × aa(雄) →Aa(顯性)
↓ ↓
aa(正常雌)× AA(突變顯性雄)→Aa(顯性)
(4)假設(shè)④某性狀為顯性突變所致,且該性狀為為雜合子Aa,則
aa × aa → aa
↓ ↓
aa(正常雌)× Aa(突變顯性雄)→1/2Aa(顯性)+1/2aa(正常)
注:顯性性狀由常染色體顯性基因(A_)控制
綜上所述,最終要很好地區(qū)別這一新性狀的出現(xiàn),還是要回歸到正反交上去.
案例12:某生物學(xué)興趣小組在研究性學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn):飼養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)小白鼠群體中,一對(duì)正常尾的雙親鼠生了一只短尾的雄鼠。怎樣判斷這只短尾的雄鼠的產(chǎn)生,是基因突變的直接結(jié)果,還是由于它的雙親都是隱性短尾基因的攜帶者造成的?若只考慮常染色體遺傳,探究如下:
(一)提出假設(shè)
假設(shè)①:雙親都是隱性短尾基因的攜帶者
假設(shè)②:短尾的雄鼠為隱性突變
假設(shè)③:短尾的雄鼠為顯性突變
(二)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):將這對(duì)正常尾雙親中雌鼠與短尾的雄鼠交配,觀察其子代尾的表現(xiàn)型.
(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:子代出現(xiàn)正常尾的鼠和短尾的鼠
(四)結(jié)論:雙親都是隱性短尾基因的攜帶者
你對(duì)此實(shí)驗(yàn)方案有何評(píng)價(jià)?若有缺陷,請(qǐng)指出并改正或補(bǔ)充。
答案:該實(shí)驗(yàn)方案有缺陷,假設(shè)應(yīng)有4種,即:若為假設(shè)①,即雙親都是隱性短尾基因的攜帶者,則Aa(正常尾)×aa(短尾)→1/2Aa(正常尾)+1/2aa(短尾);
若為假設(shè) ②,即短尾的雄鼠為隱性突變,則AA(正常尾)×aa(短尾) →Aa(正常尾);
若為假設(shè)③,即短尾的雄鼠為顯性突變,且短尾的雄鼠為顯性純合子AA,則aa(正常尾)×AA(短尾) →Aa((短尾);若為假設(shè)④,即短尾的雄鼠為顯性突變,且短尾的雄鼠為雜合子Aa,則aa(正常尾)×Aa(短尾)→1/2Aa(短尾)+1/2aa(正常尾)
可見(jiàn),原方案不能區(qū)分假設(shè)①和假設(shè)④,補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)操作如下:將該短尾的雄鼠與短尾的雌鼠交配,若子代全為短尾鼠,證明雙親都是隱性短尾基因的攜帶者;若子代出現(xiàn)正常尾鼠及短尾鼠,證明為短尾的雄鼠為顯性突變,且短尾的雄鼠為雜合子Aa
訓(xùn)練一:石刀板是一種名貴蔬菜,為XY型性別決定雌、雄異株植物。野生型石刀板葉窄,產(chǎn)量低。在某野生種群中,發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)著少數(shù)幾株闊葉石刀板(突變型),雌株、雄株均有,雄株的產(chǎn)量高于雌株。
(1)要大面積擴(kuò)大種植突變型石刀板,可用 來(lái)大量繁殖。有人認(rèn)為闊葉突變型株是具有雜種優(yōu)勢(shì)或具有多倍體特點(diǎn)的緣故。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)來(lái)鑒定突變型的出現(xiàn)是基因突變還是染色體組加倍所致?
(2)若已證實(shí)闊葉為基因突變所致,有兩種可能:一是顯性突變、二是隱性突變,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案加以判定。(要求寫(xiě)出雜交組合,雜交結(jié)果,得出結(jié)論)
(3)若已證實(shí)為闊葉顯性突變所致,突變基因可能位于常染色體上,還可能位于X染色體上。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案加以判定(要求寫(xiě)出雜合組合,雜交結(jié)果,得出結(jié)論)
(4)若已證實(shí)闊葉基因在X染色體上,現(xiàn)有闊葉石刀板和野生型石刀板,雌株、雄株均有。只做一代雜交實(shí)驗(yàn),就可以在幼苗期篩選出高產(chǎn)(雄性)的個(gè)體。
(5)野生石刀板種群歷經(jīng)百年,窄葉基因頻率由98%變?yōu)?0%,則石刀板是否已發(fā)生了生物的進(jìn)化,為什么?
(6)同為突變型的闊葉石刁柏,其雄株的產(chǎn)量與質(zhì)量都超過(guò)雌株,石刀板雄株的產(chǎn)量高于雌株,有人從提高經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮,設(shè)計(jì)了兩種獲得大量雄株的方案:
① 兩種方案中進(jìn)行組織培養(yǎng)的材料A和B分別是__________、__________ 。
② 試簡(jiǎn)述方案二如何由C、D獲得大量XY植株?________________________
答案:(1)植物組織培養(yǎng) 取根尖分區(qū)制成裝片,顯微觀察有絲分裂中期細(xì)胞內(nèi)同源染色體數(shù)目.
若觀察到同源染色體增倍,則屬染色體組加倍所致; 否則為基因突變所致
(2)選用多株闊葉突變型石刀板雌、雄相交。
若雜交后代出現(xiàn)了野生型,則為顯性突變所致; 若雜交后代僅出現(xiàn)突變型,則為隱性突變所致。
(3)選用多對(duì)野生型雌性植株與突變型雄性植株作為親本雜交。若雜交后代野生型全為雄株,突變型全為雌株,則這對(duì)基因位于X染色體上;若雜交后代,野生型和突變型雌、雄均有.則這對(duì)基因位于常染色體。
(4)選表現(xiàn)型為野生型的雌性與闊葉的雄性進(jìn)行雜交,幼苗為窄葉的即為雄性。
(5)已進(jìn)化,生物的進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變。
(6)①:雄株組織 花藥(或:花粉)
②:用C(XX植株)與D(YY植株)雜交可獲得大量的XY雄株
訓(xùn)練二: 有人選取豌豆的高莖與矮莖雜交得子一代,子一代全為高莖。子一代自交得子二代,子二代出現(xiàn)了性狀分離,但分離比并不是預(yù)期的3∶1,而是出現(xiàn)了高∶矮=35∶1。試分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因,并設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案加以證明。
解析 這種特殊遺傳現(xiàn)象(不常見(jiàn))的出現(xiàn)必然有規(guī)律的特殊性。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包含了遺傳規(guī)律建立的一般程序:提出假說(shuō)、肯定假說(shuō)、預(yù)期結(jié)果、雜交實(shí)驗(yàn)、比較分析。從所學(xué)的遺傳知識(shí)可以預(yù)測(cè)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是雜種一代變成了多倍體(四倍體)。
F1 DDdd
配子♂
♀
1 DD
4Dd
1dd
1DD
1DDDD
4DDDd
1DDdd
4Dd
4DDDd
16DDdd
4Dddd
1dd
1DDdd
4Dddd
1dddd
F2 表現(xiàn)型 高莖∶矮莖=35∶1
答案 實(shí)驗(yàn)假設(shè):豌豆雜合體自交后代性狀分離比為35∶1的原因可能是染色體加倍形成了四倍體DDdd 。同源四倍體減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí),其配子的總組合數(shù)為。其種類(lèi)和比例為 DD∶Dd∶dd =1∶4∶1。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄縁1的基因組成是否是四倍體。
實(shí)驗(yàn)原理:四倍體DDdd產(chǎn)生的配子有三種:DD、Dd 、dd。其比例為1∶4∶1。通過(guò)測(cè)交實(shí)驗(yàn)可測(cè)定F1的基因型。
實(shí)驗(yàn)材料 :待測(cè)豌豆、矮莖豌豆、剪刀、毛筆、紙袋等
實(shí)驗(yàn)思路 : 肯定假說(shuō)、預(yù)期結(jié)果、測(cè)交實(shí)驗(yàn)、記錄測(cè)交結(jié)果、比較分析兩者的結(jié)果即可得出結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:根據(jù)假說(shuō),測(cè)交后代性狀分離比為高∶矮=5∶1。用上述待測(cè)的F1與隱性親本測(cè)交,記錄測(cè)交結(jié)果。再比較分析測(cè)交結(jié)果與預(yù)期結(jié)果是否一致。如果一致則說(shuō)明F1染色體數(shù)目已加倍而成為四倍體。
訓(xùn)練三 :動(dòng)物多為二倍體,缺失一條染色體是單體(2n-1)。大多數(shù)動(dòng)物的單體不能存活,但在黑腹果蠅中,點(diǎn)狀染色體(4號(hào)染色體)缺失一條也可以存活,而且能夠繁殖后代,可以用來(lái)進(jìn)行遺傳學(xué)研究。
⑴某果蠅體細(xì)胞染色體組成如右圖:該果蠅的性別是 ,對(duì)其進(jìn)行基因組測(cè)序時(shí),需測(cè)定的染色體是 (填圖中字母)。
⑵從變異角度看,單體屬于 。請(qǐng)參照上面果蠅染色體組成示意圖,繪制出能繁殖后代的單體果蠅的染色體組成。
⑶果蠅群體中存在無(wú)眼個(gè)體,無(wú)眼基因位于常染色體上,將無(wú)眼果蠅個(gè)體與純合野生型個(gè)體交配,子代的表現(xiàn)型及比例如下表:
無(wú)眼
野生型
F1
0
85
F2
79
245
據(jù)表判斷,顯性性狀為 ,理由是 。
⑷根據(jù)⑶中判斷結(jié)果,可利用正常無(wú)眼果蠅與野生型(純合)4號(hào)染色體單體果蠅交配,探究無(wú)眼基因是否位于4號(hào)染色體上。請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
實(shí)驗(yàn)步驟:
① ;
② 。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論:
①若 ,則說(shuō)明無(wú)眼基因位于4號(hào)染色體上;
② 。
答案;⑴雄性 aa’bcd(其他合理答案也可) ⑵染色體變異(或染色體數(shù)目變異)見(jiàn)下圖⑶野生型 F1全為野生型(F2中野生型:無(wú)眼為3:1) ⑷實(shí)驗(yàn)步驟:①讓正常無(wú)眼果蠅個(gè)體與野生型(純合)4號(hào)染色體單體果蠅交配,獲得子代; ②統(tǒng)計(jì)子代的性狀表現(xiàn),并記錄。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論:①若子代中出現(xiàn)野生型果蠅和無(wú)眼果蠅且比例為1:1 ②若子代全為野生型,說(shuō)明無(wú)眼基因不位于4號(hào)染色體上。
訓(xùn)練四: 已知牛的有角與無(wú)角為一對(duì)相對(duì)性狀,由常染色體上的等位基因A與a控制。在自由放養(yǎng)多年的一群牛中(無(wú)角的基因頻率與有角的基因頻率相等),為了確定有角與無(wú)角這對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系,用上述自由放養(yǎng)的牛群(假設(shè)無(wú)突變發(fā)生)為實(shí)驗(yàn)材料,再進(jìn)行新的雜交實(shí)驗(yàn),應(yīng)該怎樣進(jìn)行?
解答:(1)不能確定。
①假設(shè)無(wú)角為顯性,則公牛的基因型為Aa,6頭母牛的基因型都為aa,每個(gè)交配組合的后代或?yàn)橛薪腔驗(yàn)闊o(wú)角,概率各占1/2。6個(gè)組合后代合計(jì)會(huì)出現(xiàn)3頭無(wú)角小牛,3頭有角小牛。
②假設(shè)有角為顯性,則公牛的基因型為aa,6頭母?赡苡袃煞N基因型,即AA和Aa。AA的后代均為有角,Aa的后代或?yàn)闊o(wú)角或?yàn)橛薪,概率各?/2,由于配子的隨機(jī)結(jié)合及后代數(shù)量少,實(shí)際分離比例可能偏離1/2。所以,只要母牛中具有Aa基因型的頭數(shù)大于或等于3頭,那么6個(gè)組合后代合計(jì)也會(huì)出現(xiàn)3頭無(wú)角小牛,3頭有角小牛。
綜合上述分析,不能確定有角為顯性,還是無(wú)角為顯性。
(2)從牛群中選擇多對(duì)有角牛與有角牛雜交(有角!劣薪桥#H绻蟠霈F(xiàn)無(wú)角小牛,則有角為顯性,無(wú)角為隱性;如果后代全部為有角小牛,則無(wú)角為顯性,有角為隱性。(其他正確答案也給分)
訓(xùn)練五:若已知果蠅的直毛和非直毛是位于X染色體上的一對(duì)等位基因。但實(shí)驗(yàn)室只有從自然界捕獲的、有繁殖能力的直毛雌、雄果蠅各一只和非直毛雌、雄果蠅各一只,你能否通過(guò)一次雜交試驗(yàn)確定直毛和非直毛這對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系,請(qǐng)用圖解表示并加以說(shuō)明和推導(dǎo)。
答案:任取兩只不同性狀的雌、雄果蠅雜交
假設(shè)直毛是顯性,非直毛是隱性(或非直毛是顯性,直毛是隱性):
雌果蠅: XAXA XAXa XaXa 雄果蠅: XAY XaY
P XAXA × XaY XAXa × XaY XaXa × XAY
↓ ↓ ↓
XAXa XAY XAXa XaXa XAY XaY XAXa XaY
圖一 圖二 圖三
若子代只出現(xiàn)一種性狀,則該雜交組合中的雌果蠅代表的性狀為顯性(如圖一);
若子代中雌、雄果蠅均含有兩種不同的性狀且各占1/2,則該雜交組合中雌果蠅代表的性狀為顯性(如圖二);
若子代果蠅雌、雄各為一種性狀,則該雜交組合中的雄果蠅代表的性狀為顯性(如圖三)
訓(xùn)練六:番茄是二倍體植物(染色體2N=24)。有一種三體,其6號(hào)染色體的同源染色體有三條(比正常的番茄多了一條6號(hào)染色體)。三體在減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)時(shí),形成一個(gè)二價(jià)體和一個(gè)單價(jià)體;3條同源染色體中的任意2條隨意配對(duì)聯(lián)會(huì),另1條同源染色體不能配對(duì),減數(shù)第一次分裂的后期,組成二價(jià)體的同源染色體正常分離,組成單價(jià)體的1條染色體隨機(jī)地移向細(xì)胞的任何一極,而其他如5號(hào)染色體正常配對(duì)、分離(如圖所示)。
(1)在方框中繪出三體番茄減數(shù)第一次分裂后期圖解。(只要畫(huà)出5、6號(hào)染色體就可以,并用“5、6號(hào)”字樣標(biāo)明相應(yīng)的染色體)[來(lái)源:學(xué)科網(wǎng)]
(2)設(shè)三體番茄的基因型為AABBb,則花粉的基因型及其比例是________________。則根尖分生區(qū)連續(xù)分裂兩次所得到的子細(xì)胞的基因型為_(kāi)_______。
(3)從變異的角度分析,三體的形成屬于______,形成的原因是______________________。
(4)以馬鈴薯葉型(dd)的二倍體番茄為父本,以正常葉型(DDD)的三體番茄為母本(純合體)進(jìn)行雜交。試回答下列問(wèn)題:
①假設(shè)D(或d)基因不在第6號(hào)染色體上,使F1的三體植株正常葉型與二倍體馬鈴薯葉型雜交,雜交子代葉型的表現(xiàn)型及比例為_(kāi)_______。
②假設(shè)D(或d)基因在第6號(hào)染色體上,使F1的三體植株正常葉型與二倍體馬鈴薯葉型雜交,雜交子代葉型的表現(xiàn)型及比例為_(kāi)_______。
答案:(1)如圖 (2)ABB∶ABb∶AB∶Ab=1∶2∶2∶1 AABBb (3)染色體(數(shù)目)變異 減數(shù)第一次分裂有一對(duì)同源染色體未分開(kāi)或是減數(shù)第二次分裂有一對(duì)姐妹染色單體未分開(kāi),而是移向了同一極,這樣形成的異常配子和正常減數(shù)分裂形成的配子結(jié)合成的受精卵發(fā)育而成(4)①正常葉型∶馬鈴薯葉型=1∶1、谡H~型∶馬鈴薯葉型=5∶1
總之,針對(duì)此類(lèi)題可根據(jù)題目中所提供材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷基因位置,解題時(shí)理清思路,緊扣已知條件,始終明白用一般方法還是特殊方法,研究的對(duì)象是群體還是個(gè)體,性狀顯隱性已知還是未知,檢測(cè)對(duì)象是純合還是雜合等問(wèn)題按上述方法可分類(lèi)解之。
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/133589.html
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