遺傳實驗設計題型突破

四川 劉曉燕

遺傳實驗設計題型突破

四川 劉曉燕

遺傳的基本規律和伴性遺傳試題在生物高考題中所占的比例一直較大，通常也是壓軸部分和難點。而這部分知識在非選擇題中常常會以實驗設計題的形式出現，在復習中需有效結合相關考點進行歸納整理，提升學生解題能力。本文就其中遺傳規律實質的考查、基因位置的判斷兩部分的實驗設計題進行歸類整合，希望對高三備考有幫助。

一、基因位置及其遵循的遺傳規律

搞清楚基因的位置及其遵循的遺傳規律，是解這類題的前提。

1.真核細胞基因的三種“位置”

（1）主要位置：細胞核內（即染色體上）

（2）次要位置：細胞質內（位于線粒體、葉綠體中）

2.兩對非等位基因的“位置”

兩對非等位基因（Aa、Bb）位置可包括：

第一、二種情況是學生熟悉的，而三、四兩種情況學生不太熟悉，所以首先要教給學生方法，讓他們克服畏懼心理，三、四兩種情況實際上就是基因分離定律的問題，這樣就將復雜的問題簡單化了。

二、有關遺傳規律驗證及基因位置確認的實驗設計

（一）有關遺傳規律驗證

（1）自交法：F1自交，如果后代性狀分離比符合3∶1，則符合分離定律；如果后代性狀分離比符合（3∶1）n（n≥2），則符合自由組合定律。

（2）測交法：F1測交，如果測交后代性狀分離比符合1∶1，則符合分離定律；如果測交后代性狀分離比符合（1∶1）n（n≥2），則符合自由組合定律。

（3）花粉鑒定法：依據花粉是否出現1∶1（一對相對性狀）或1∶1∶1∶1（兩對相對性狀）確認相關基因符合的孟德爾定律。

【例題1】某生物興趣小組進行了一項實驗來驗證孟德爾遺傳定律。該小組用豌豆的兩對相對性狀做實驗，選取了一批基因型相同的黃色圓粒（黃色與圓粒都是顯性性狀）豌豆，用其中一部分與某豌豆作為親本進行雜交，F1中黃色∶綠色＝3∶1，圓粒∶皺粒＝3∶1。請你利用親本中剩余的黃色圓粒豌豆為材料設計實驗，驗證這兩對性狀的遺傳符合基因的自由組合定律。

實驗方案：選用________做親本進行________，統計后代結果。

結果與結論：_______________

【答案】黃色圓粒豌豆 自交

結果與結論：后代出現四種表現型及比例如下：黃色圓?！镁G色圓?！命S色皺粒∶綠色皺粒＝9∶3∶3∶1，則證明兩對相對性狀符合自由組合定律。

【說明】此題一定不能用測交方法，因為題目中要求只用一個親本。

【提醒】（1）看清是探究性實驗還是驗證性實驗，驗證性實驗不需要分情況討論直接寫結果或結論，探究性實驗則需要分情況討論。（2）看清題目中給定的親本情況，確定用自交還是測交。自交只需要一個親本即可，而測交則需要兩個親本。（3）不能用分離定律的結果證明基因是否符合自由組合定律，因為兩對等位基因不管是分別位于兩對同源染色體上還是位于一對同源染色體上，在單獨研究時都符合分離定律，都會出現3∶1或1∶1這些比例，不能確定基因的位置也就不能證明是否符合自由組合定律。

鞏固練習1：實驗室中有一批未交配的純種灰體紫眼和純種黑體紅眼果蠅，每種果蠅雌雄個體都有。已知上述兩對相對性狀均屬完全顯性遺傳，性狀的遺傳遵循遺傳的基本規律，灰體和黑體這對相對性狀由一對位于Ⅱ號同源染色體上的等位基因控制，所有果蠅都能正常生活。如果控制果蠅紫眼和紅眼的基因也位于常染色體上，請設計一套雜交方案，以確定控制紫眼和紅眼的基因是否也位于Ⅱ號同源染色體上，并預期結果，做出相應的結論。

方案：①________②________③________

預期結果和結論：①_______②_______

【答案】方案①：讓純種灰體紫眼果蠅和純種黑體紅眼果蠅交配得F1②再讓F1雌雄果蠅雜交得F2③觀察并記錄F2的性狀分離比

預期結果和結論：①如果F2出現四種相對性狀，且分離比為9∶3∶3∶1（符合基因的自由組合定律），則說明控制紫眼和紅眼的基因沒有位于Ⅱ號同源染色體上 ②如果F2沒有出現四種相對性狀，且分離比不為9∶3∶3∶1，則說明控制紫眼和紅眼的基因位于Ⅱ號同源染色體上

（二）基因位置確認的實驗設計

1.判斷基因位于細胞質還是細胞核：用正反交法

2.判斷基因位于常染色體上還是X染色體上

（1）雜交實驗法

Ⅰ.未知顯隱性：選用純合親本，采用正交和反交方法，看正反交結果是否相同。a.若結果相同，基因位于常染色體上；b.若結果不同，基因位于X染色體上。

提醒：未知性狀顯隱性：只能用正交、反交實驗判斷

Ⅱ.已知顯隱性：顯性雄性個體與隱性雌性個體雜交，若后代雌性全為顯性個體，雄性全為隱性個體，則基因位于X染色體上；若后代雌雄個體中顯隱性出現的概率相同（或顯隱性的概率與性別無關），則基因位于常染色體上。

（2）調查實驗法

調查統計具有某性狀的雌雄個體數量，若雌雄個體數量基本相同，基因最可能位于常染色體上，若雌性個體數量明顯多于雄性個體數量，則基因最可能位于X染色體上，且該基因為顯性基因；若雄性個體數量明顯多于雌性個體數量，則基因最可能位于X染色體上，且該基因為隱性基因。若只有雄性個體，則基因位于Y染色體上。

【例題2】已知果蠅的暗紅眼由隱性基因（r）控制，但不知控制該性狀的基因（r）是位于常染色體上、X染色體上還是Y染色體上，請你設計一個簡單的調查方案進行調查，并預測調查結果。

方案：尋找暗紅眼的果蠅進行調查，統計_______。

結果①_______，則r基因位于常染色體上；

②_______，則r基因位于X染色體上；

③________，則r基因位于Y染色體上。

【答案】方案：具有暗紅眼果蠅的性別比例

結果：①若具有暗紅眼的個體雄性與雌性數目相差不大

②若具有暗紅眼的個體雄性多于雌性

③若具有暗紅眼的個體全是雄性

【提醒】（1）植物一般為雌雄同株，無性別決定，其基因位置只有兩種情況——細胞質和細胞核，如豌豆、小麥、玉米、黃瓜等，但有些植物為XY型性別決定的雌雄異株植物；動物一般為雌雄異體，其基因位置有三種情況：細胞質、細胞核內的性染色體和常染色體。（2）動物的兩種常見性別決定方式——XY型（如人、果蠅和其他未明確說明但不是ZW型性別決定的動物）和ZW型（?？疾榈陌u在內的鳥類和一些昆蟲如家蠶等）。

3.基因位于X染色體與Y染色體同源區段還是非同源區段的判斷

（1）顯性純合雄性個體×隱性雌性個體→a.后代雄性均為隱性個體，雌性均為顯性個體，則基因位于X染色體與Y染色體非同源區段；b.后代雌雄均為顯性個體，則基因位于X染色體與Y染色體同源區段。

（2）若是群體中無法直接獲得顯性純合雄性個體：多對顯性雄性個體×隱性雌性個體→a.若后代出現顯性雄性個體，則基因位于X染色體與Y染色體同源區段；b.若所有雜交組合后代雌性個體均為顯性個體，雄性個體均為隱性個體，則基因位于X染色體與Y染色體非同源區段。

鞏固練習2：某科研小組在一鼠群中偶然發現一只雄鼠患有某種遺傳病，該遺傳病由顯性基因B控制，研究發現其雙親都未攜帶該致病基因，分析并回答相關問題：

（1）該致病基因最可能來源于_______________。

（2）欲確定該致病基因B的位置，讓這只雄鼠與正常雌鼠交配，得到足夠多的F1個體。

①如果F1中雌雄鼠都既有患病的也有正常的，則基因B位于_______上。

②如果F1中雌鼠________，而雄鼠________，則基因B位于X染色上。

③如果F1中雌鼠________，而雄鼠________，則基因B位于Y染色上。

④如果F1中雌鼠和雄鼠全部正常，則基因B可能位于________。

【答案】（1）基因突變

（2）①常染色體 ②全部患病 全部正常 ③全部正常 全部患病 ④細胞質或只存在于體細胞

四川省漢源縣第二中學）