2010年高三生物高考解题指导：遗传类试题的基本类型与方法总结新人教版

高考生物遗传类试题的基本类型的归类与总结 新陈代谢、遗传学和生态学是中学生物学中理论知识的三大部分内容。尤其是遗传学内容是高中生物学的核心和支柱，是高考生物学命题的重要根据地，高考试题该部分占的比例，历年都较大，出活题、考能力的主角非它莫属。可见，它是高考重(点)中之重，难(点)中之难，热(点)中之热。高考中连续几年不回避，不能不说是重点了。在近几年高考理综生物试题中，实验题是必不可少的一道20分以上大题。也是历年考生最头疼、失分最多的一道题。 面对遗传题目，很大一部分学生还是无从下手。没有掌握正确的解题方法，乱写一气，严重影响得分率。如何提高学生遗传题的解题的能力，提高得分率，必须对遗传学进行专题复习，对大量的题目进行归类讲解，使学生知道一般的解题方法，需要我们注重平时的积累。 归类复习能在比较短的时间里使学生熟悉遗传学实验设计题目的基本类型，了解解题的基本方法。在教学中我们可以尝试采用了以下的归类。 一、相对性状显隐关系确定的实验设计 【例1】  科学家选用萌发的普通甜椒的种子搭载“神舟”飞船,应用在微重力和宇宙射线等各种因素作用下生物易发生基因突变的原理,在从太空返回后种植得到的植株中选择果实较大的个体,培育出大果实“太空甜椒”。假设果实大小是一对相对性状,且由单基因控制的完全显性遗传,请你用原有的纯种小果实普通甜椒和大果实甜椒为实验,设计一个实验方案,以鉴别太空甜椒果实大小这一对相对性状的显隐性。 参考答案：直接用纯种小果实与大果实杂交，观察后代的性状： 1、如果后代全表现为小果实，则小果实为显性，大果实为隐性； 2、如果后代全表现为大果实或大果实与小果实的比例为1∶1，则大果实为显性，小果实为隐性。 【例2】  马的毛色有栗色和白色两种。正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马，假定毛色由基因B和b控制，此基因位于常染色体上。现提供一个自由放养多年的农场马群为实验动物，在一个配种季节从该马群中随机抽取1头栗色公马和多头白色母马交配，⑴如果后代毛色均为栗色；⑵如果后代小马毛色有栗色的，也有白色的。能否分别对⑴⑵结果判断控制马毛色基因的显隐性关系。若能，说明理由；若不能，设计出合理的杂交实验。 参考答案：（1）能。理由：如果栗色为隐性，则这匹公马的基因型为bb，白色母马的基因型为BB、Bb，那么后代小马的基因型为Bb和bb，即既有白色的也有栗色的。如果栗色为显性，则这匹栗色公马的基因型为BB或Bb，多匹白色母马的基因型均为bb，那么后代小马的基因型为Bb，全为栗色或Bb和bb，栗色和白色均有。综上所述，只有在栗色公马为显性纯合体的情况下才会出现后代小马毛色全为栗色的杂交结果。（2）不能。杂交方案：从马群中随机选择多对栗色母马与这匹栗色公马杂交（栗色×栗色）。如果后代出现白马。则栗色为显性，白色为隐性；如果后代全部为栗色马，则白色为显性，栗色为隐性。 【例3】若已知果蝇的直毛和非直毛是位于X染色体上的一对等位基因。但实验室只有从自然界捕获的、有繁殖能力的直毛雌、雄果蝇各一只和非直毛雌、雄果蝇各一只，你能否通过一次杂交试验确定直毛和非直毛这对相对性状的显隐性关系，请用图解表示并加以说明和推导。 参考答案：任取两只不同性状的雌、雄果蝇杂交 假设直毛是显性，非直毛是隐性（或非直毛是显性，直毛是隐性）： 雌果蝇: XAXA  XAXa    XaXa   雄果蝇: XAY    XaY P  XAXA  X  XaY        XAXa  X  XaY          XaXa  X  XAY XAXa  XAY    XAXa  XaXa  XAY  XaY        XAXa XaY 图一                图二                      图三 若子代只出现一种性状，则该杂交组合中的雌果蝇代表的性状为显性（如图一）； 若子代中雌、雄果蝇均含有两种不同的性状且各占1/2，则该杂交组合中雌果蝇代表的性状为显性（如图二）； 若子代果蝇雌、雄各为一种性状，则该杂交组合中的雄果蝇代表的性状为显性（如图三）。 【例4】（2005年全国卷）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） 参考答案：（1）不能确定。 ①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。 ②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） 二、判断某显性个体是纯合子还是杂合子（即基因型） 【例5】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。 参考答案： （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）①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。 ②如果测交后代都是白色马，则也说明该栗色马是杂合子。 ③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6】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。 参考答案：（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： 【例7】科学家利辐射诱变技术处理红色种皮的花生，获得一突变植株，其自交所结的种子均具紫色种皮。这些紫色种皮的种子长成的植株中，有些却结出了红色种皮的种子。 （1）上述紫色种皮的花生种子长成的植株中，有些结出了红色种皮种子的原因是____。 （2）上述紫色种皮的种子，可用于培育紫色种皮性状稳遗传的花生新品种。假设花生种皮的紫色和红色性状由一对等位基因控制，用文字简要叙述获得该新品种的过程：__    。 参考答案：（1）获得的突变植株是杂合子其自交所产生的后代发生性状分离（2）分别种植这批紫色种皮种子 ，连续自交两代。若其中一些植株所结的种子均具有紫色种皮，这些种子就是所需要的新品种（纯合子）  【例8】 3支度管内分别装有红眼雄性和两种不同基因型的红眼雌性果蝇，还有1支试管内装有白眼果蝇。请利用实验室条件设计最佳方案，鉴别上述3支试管内果蝇的基因型（显性基因用B表示）。 参考答案：先根据第二性征鉴别四支试管内果蝇的性别，若为红眼雄性果蝇，则该试管内果蝇基因型为XBY，再用白眼雄性果蝇分别与另两管的红眼雌性果蝇交配，若后代中出现性状分离，则该管中果蝇的基因型为XBXb；若后代中不出现性状分离，则该管中果蝇的基因型为XBXB。 三、探究控制某性状的基因的位置 1、判断基因在细胞质还是在细胞核？位于常染色体上还是X染色体上? 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。 ●方法一： ①实验设计： 隐性的雌性×显性的纯合雄性， 显性的纯合雌性×隐性的雄性。 ②结果预测及结论： A.若两组杂交结果相同，则该基因位于细胞核内的常染色体上。 正交：♀aa×♂AA→Aa 反交：♀AA×♂aa→Aa B.若两组杂交结果不同，且子代性状表现都与相应母本性状相同，则该基因位于细胞质中。 正交：♀H×♂L→H 反交：♀L×♂H→L C.若两组杂交结果不同，且子代性状的表现与性别相关，则该基因位于细胞核内的性染色体上。 正交：♀XaXa×♂XAY→XAXa、 XaY 反交：♀XAXA×♂XaY→XAXa 、XAY 【例9】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。 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F1植株茎的颜色。 预期结果和结论： ①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） ②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。 ●方法二：判断基因位于常染色体上还是X染色体上? ①实验设计：选多组显性的雌性×显性的雄性。 （使用条件:知道显隐性关系且显隐性基因的基因频率相等） ②结果预测及给论： A.若子代中的隐性性状只出现在雄性中，则基因位于X染色体上。 ♀XAXA×♂XAY→XAXA 、XAY ♀XAXa×♂XAY→ XAXA、XAXa 、XAY、XaY B.若子代中的隐性性状同时出现在雌性与雄性中，则基因位于常染色体上 ♀AA×♂AA→AA ♀AA×♂Aa→AA、Aa ♀Aa×♂Aa→AA、Aa、aa ♀Aa×♂AA→AA、Aa 问题2：是X染色体上还是Y染色体上? 解题技巧：①根据题意确定杂交亲本组合； ②作出假设，草稿上书写简要图解，找到区别； ③如果只在雄性中出现，则在Y染色体上； 如果性状的遗传与性别无关，则在常染色体上； 如果性状的遗传与性别有关，则在X染色体上 2.判断基因位于XY的同源区段还是仅位于X染色体上的实验设计 (1)实验设计：隐性的纯合雌性×显性的纯合雄性。 (2)结果预测及结论： A.若子代中的个体全表现为显性性状，则基因位于XY的同源区段。 ♀XaXa×♂XAYA→XAXa、 XaYA B.若子代中雌性全表现为显性性状，雄性全表现为隐性性状，则基因位于X染色体上。 ♀XaXa×♂XAY→XAXa、 XaY 3.判断基因位于常染色体上还是位于XY的同源区段的实验设计 （1)实验设计：隐性的纯合雌性与显性的纯合雄性杂交获得的F1全表现为显性性状， ♀XaXa×♂XAYA→XAXa、 XaYA ♀aa×♂AA→F1:Aa 再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表现型情况。 (2)结果预测及结论： A.若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，则该基因位于常染色体。 P  :♀aa×♂AA→F1:Aa            F1 :♀Aa×♂Aa→F2:AA、Aa、aa P ♀XaXa×♂XAYA→XAXa、 XaYA              F1  XAXa×XaYA→XAXa 、XaXa  XAYA XaYA 【例10】（2006年全国）现用两个杂交组合：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。（要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论） 参考答案：如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体，并且体色的遗传与性别无关，则黄色为显性，基因位于常染色体上。 如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体多于黄色个体，并且体色的遗传与性别无关，则灰色为显性，基因位于常染色体上。 如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现灰色，雌性全部表现黄色；在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的黄色个体多于灰色个体，则黄色为显性，基因位于X染色体上。 如果在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现黄色，雌性全部表现灰色；在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的灰色个体多于黄色个体，则灰色为显性，基因位于X染色体上。 4、当体细胞内某基因突变后，表达的性状不能遗传给子代时，如何判断突变基因在细胞质还是在细胞核？ ①实验设计：可通过细胞工程的方法来判断 取两种细胞（正常细胞和突变后的细胞）分别进行细胞培养，再分别将正常细胞和突变后的细胞的细胞核与细胞质分离，然后将突变细胞的细胞核与正常细胞的细胞质融合形成细胞A并置入甲瓶中培养，将正常细胞的细胞核与突变细胞的细胞质融合形成细胞B并置入乙瓶中培养，观察甲乙两瓶中细胞的形态是否发生变化。 ②结果预测及结论： A.若只有甲瓶中细胞（重组细胞A）形态发生明显变化，则突变基因位于细胞核中 B.若只有乙瓶中细胞（重组细胞B)形态发生明显变化， 则突变基因位于细胞质中。 C.若甲、乙两瓶中细胞形态均发生明显变化，则突变基因可能同时存在于细胞核和细胞质中。 D.若甲、乙两瓶中细胞形态均未发生明显变化，则突变基因的表达需突变细胞自身的核质互作。 四、判断两对基因是否位于同一对同源染色体上的实验设计 试验设计：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11】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Ⅱ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Ⅱ号同源染色体上，并预期结果，作出相应的结论。 参考答案：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： ①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Ⅱ号同源染色体上。 ②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Ⅱ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。 【例12】 用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交（实验条件满足实验要求），F1全部表现为有色饱满，F1自交后，F2的性状表现及比例为：有色饱满73%，有色皱缩2%，无色饱满2%，无色皱缩23%。回答下列问题： （1）上述一对性状的遗传符合_________________定律。 （2）上述两对性状的遗传是否符合自由组合定律？为什么？ （3）请设计一个实验方案，验证这两对性状的遗传是否符合自由组合定律。（实验条件满足实验要求） 实验方案实施步骤：①____________；②____________；③_______________。 参考答案 ：（1）基因的分离 （2）不符合；因为玉米粒色和粒形的每对相对性状的分离比均为3：1，两对性状综合考虑，如果符合自由组合规律，F1自交后代分离比应符合9：3：3：1。（3）实验步骤：①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米杂交，获得F1 ②取F1植株10株，与无色皱缩的玉米进行杂交 ③收获杂交后代种子，并统计不同表现型的数量比例  结果预测：①若后代种子四种表现型比例符合1：1：1：1，则说明符合自由组合定律；②若后代种子四种表现型比例不符合1：1：1：1，则说明不符合自由组合定律。 对学生应强调一对性状分离为比3：1，二对性状分离比为9：3：3：1。 五、根据某一性状辨别生物性别的实验设计 【例13】（2001年上海高考）果蝇的红眼（B）对白眼（b）是一对相对性状，基因B、b位于X染色体上。请设计一个实验，单就颜色便能鉴别雏蝇的雌雄。 参考答案：让白眼雌果蝇（XbXb ）与红眼雄果蝇（XBY）杂交，后代中凡是红眼的都是雌果蝇，白眼的都是雄果蝇。 六、育种过程的实验设计 生物育种是利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法原理培育生物新品种的过程。生物育种的技术和方法目前有：杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种、细胞工程育种、激素育种等。生物育种是提高农作物产量和品质的主要途径，随着生物科学研究的进展，育种的方法发展迅速，效果也越来越好，如何选择最佳的育种方法 【例14】（2003江苏）现在三个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AabbDD，C品种的基因型为aaBBDD。三对等位基因分别位于三对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形三对相对性状。请回答： （1）如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可） （2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要几年？ （3）如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？（写出方法的名称即可） 参考答案：（1）A与B杂交得到杂交一代，杂交一代与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成基因型为aabbdd植株 ；（2）4年；（3）单倍体育种技术。 【例15】（2003年全国高考）小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖。现要选育矮秆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy）、抗病（Rr）的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可） 参考答案          小麦    第一代    AABB×aabb    亲本杂交 ↓    第二代  F1    AaBb    种植F1代，自交 ↓     第三代  F2    A_B_，A_bb，aaB_，aabb  种植F2代，选矮杆、抗病（aaB_），继续自交，期望下代获得纯合体 （注：A_B_，A_bb，aaB_，aabb表示F2出现的九种基因型和四种表现型。） 马铃薯    第一代    yyRr×Yyrr    亲本杂交 ↓    第二代    YyRr，yyRr，YyRR，yyrr    第三代    YyRr    种值，选黄肉，抗病（YyRr）用块茎繁殖 【例16】（2004）30.（20分）已知柿子椒果实圆锥形（A）对灯笼形（a）为显性，红色（B）对黄色（b）为显性，辣味对（C）对甜味（c）为显性，假定这三对基因自由组合。现有以下4个纯合亲本： 亲本 果形 果色 果味 甲 乙 丙 丁 灯笼形 红色 辣味 灯笼形 黄色 辣味 圆锥形 红色 甜味 圆锥形 黄色 甜味     （1）利用以上亲本进行杂交，F2能出现灯笼形、黄色、甜味果实的植株亲本组合有________。 （2）上述亲本组合中，F2出现灯笼形、黄色、甜味果实的植株比例最高的是________，其基因型为_____________，这种亲本组合杂交F1的基因型和表现型是___________，其F2的全部表现型有_________，灯笼形、黄色、甜味果实的植株在该F2中出现的比例是______。 参考答案:（20分）（1）甲与乙，乙与丙，乙与丁 （2）乙与丁，aabbCC与AAbbcc, AabbCc,圆锥形黄色辣味，圆锥形黄色辣味、圆锥形黄色甜味、灯笼形黄色辣味、灯笼形黄色甜味，1/16 【例17】(2008全国Ⅰ)某自花传粉植物的紫苗（A）对绿苗（a）为显性，紧穗（B）对松穗（b）为显性，黄种皮（D）对白种皮（d）为显性，各由一对等位基因控制。假设这三对基因是自由组合的。现以绿苗紧穗白种皮的纯合品种作母本，以紫苗松穗黄种皮的纯合品种作父本进行杂交实验，结果F1表现为紫苗紧穗黄种皮。 请回答： （1）如果生产上要求长出的植株一致表现为紫苗紧穗黄种皮，那么播种F1植株所结的全部种子后，长出的全部植株是否都表现为紫苗紧穗黄种皮？为什么？ （2）如果需要选育绿苗松穗白种皮的品种，那么能否从播种F1植株所结种子长出的植株中选到？为什么？ （3）如果只考虑穗型和种皮色这两对性状，请写出F2代的表现型及其比例。 （4）如果杂交失败，导致自花受粉，则子代植株的表现型为  ，基因型为    　；如果杂交正常，但亲本发生基因突变，导致F1植株群体中出现个别紫苗松穗黄种皮的植株，该植株最可能的基因型为    。发生基因突变的亲本是    本。 参考答案：（1）不是  因为F1植株是杂合体，F2代性状发生分离 （2）能  因为F1植株三对基因都是杂合的，F2代能分离出表现绿苗松穗白种皮的类型 （3）紧穗黄种皮：紧穗白种皮：松穗黄种皮：松穗白种皮=9：3：3：1 （4）绿苗紧穗白种皮  aaBBdd  AabbDd    母 【例18】2009理综高考测（2009.11.25-26） 31.(18分)农业生产上种植的玉米一般为雌雄同株。其性别由位于两对同源染色体上的B、b、T、t等位基因控制，基因型与表现型之间的关系如下表： 基因型 表现型 BBTT，BBTt，BbTT，BbTt 雌雄同株，雄花序在顶端，雌花序在叶腋 BBtt，Bbtt 雌株，顶端和叶腋都长有雌花序= BbTT，bbTt 雄株，顶端有雄花序，叶腋不长花序 Bbtt 雌株，顶端有雌花序，叶腋不长花序     （1）现有基因型为BbTt（甲）好bbtt（乙）的玉米种子，欲通过测交实验来证明玉米性别的遗传符合基因自由组合定律，请你简要写出实验过程。（4分） （2）某玉米植株自交后，产生的后代中雌雄同株：雄株=3：1，请你对这个遗传图解作出解释。(6分) （3）现有一批基因型为BbTt的玉米植株，欲用单倍体育种方法选育出基因型为bbTT的雄株和BBtt的雌株，请写出简要的育种过程。（8分） 参考答案：（1）取甲、乙玉米种子间行种植，结实后，收获乙植株上玉米种子；讲收获的种子再播种，子代植株中雌雄同株：雌株：雄株=1：2：1，则玉米性别的遗传符合基因的自由组合定律。 （2）P    BbTT 雌雄同株 × F  1BBTT : 2BbTT : 1bbTT 雌雄同株      雄株 3        ： 1 （3）①取BbTt的花药离体培养，得到基因型为BT、Bt、bT、bt的单倍体幼苗。（3分） ②用适宜年度的秋水仙素日夜处理上述单倍体幼苗，经培育得到基因型为BBTT、BBtt、bbTT、bbtt的植株。（3分） ③根据表现型选出基因型为bbTT和BBtt的雌株。（2分） 【例19】已知西瓜的果皮深色B对b是显性。四倍体和二倍体西瓜间行种植时，四倍体植株上所结的西瓜中的种子将来发育成的既有四倍体植株（自花传粉），又有三倍体植株（杂交）。请选育合适的品种间行种植，以便从子代果皮（其细胞的基因组成与母本体细胞一致）的颜色就可辨别出是四倍体西瓜还是三倍体西瓜，写出你所选择的品种的表现型，并用文字简要说明。 参考答案：父本：果皮深色      母本：果皮浅色 分析说明：用适宜浓度的秋水仙素处理基因型为bb的二倍体植株幼苗，获得基因型为bbbb的四倍体植株。bbbb的四倍体植株和BB的二倍体间行种植。如bbbb自交，则子代为bbbb，所结西瓜果皮为浅色；若bbbb做母本，BB作父本，则子代为Bbb，所结西瓜果皮为深色。所以四倍体植株上所获得的种子发育的植株所结的西瓜，深色果皮的为无籽西瓜，浅色果皮的为四倍体西瓜。 七、探究遗传方式的实验设计 1、孟德尔遗传定律的拓展 （1）完全显性： F 1 所表现的性状都和亲本之一完全一样，既不是中间型，也不是双亲的性状同时出现，这样的显性表现称为完全显性 （2）不完全显性： F 1 表现为双亲性状的中间型，称为不完全显性。在这种情况下，显性纯合体与杂合体的表现不同，杂合体的表现型介于显性纯合体和隐性纯合体之间，所以又称为半显性。 （3）共显性: 在 F 1 代个体上，两个亲本的性状都同时表现出来的现象成为共显性。 红毛牛  ×  白毛牛 ↓ 红毛白毛混杂 ↓自交 1/4红毛  2/4红白毛  1/4白毛 （  4）超显性 : 杂合体的性状表现超过纯合显性的现象称为超显性。如：果蝇杂合体白眼（Ww）的萤光色素含量超过野生型纯合体WW和白眼纯合体ww。 （5）互补作用 （ 9：7） 两对独立遗传的基因决定同一个单位性状，当它们同时处于显性纯合或杂合状态时，决定一种性状（相对性状之一）的发育，当只有一对基因处于显性纯合或杂合状态时，或两对基因均为隐性纯合时，则表现为另一种性状。这种基因互作的类型称为互补，发生互补作用的基因称为互补基因。 例如：香豌豆花色的遗传。    香豌豆有许多不同花色的品种。白花品种A与红花品种O杂交，子一代红花，子二代3红花：1白花。另一个白花品种B与红花品种O杂交，子一代也是红花，子二代也是3：1。但白花品种A与白花品种B杂交，子一代全是紫花，子二代9/16紫花，7/16白花。 从子一代的表现型看，白花品种A和B的基因型是不同的，若相同，子一代应该全是白花。品种A和B均有不同的隐性基因控制花色，假定A有隐性基因pp，B有隐性基因cc，品种A的基因型为CCpp，B为ccPP。两品种杂交，子一代的基因型为CcPp，显性基因C与R互补，使花为紫色。F2中，9/16是C-P-基因型，表现为紫花，3/16是C-pp，3/16是ccP-，1/16是ppcc，均表现为白花。 P    白花品种A × 白花品种B CCpp  ↓  ccPP F1            紫花 CcPp ↓ 自交 F2    9C-P- : （3C-pp : 3ccP- : 1ccpp ） 紫花          白花 在这个试验中，F1和F2的紫花植株与它们的野生祖先的花色相同。这种现象称为返祖遗传。紫花性状决定了两种显性基因的互补。在进化过程中，显性C突变成c，产生一种白花品种，P突变成p，成为另一种白花品种，两个白花品种杂交后，两对显性基因重新组合，又出现了祖先的紫花。 （6）累加作用（9：6：1） 两种显性基因同时处于显性纯合或杂合状态时，表现一种性状，只有一对处于显性纯合或杂合状态时表现另一种性状，两对基因均为隐性纯合时表现为第三种性状。 （7）上位性  两对独立遗传的基因共同对一个单位性状发生作用，其中一对基因对另一对基因的表现有遮盖作用，这种现象称为上位性。 ①显性上位作用：燕麦中，黑颖品系与黄颖品系杂交，F1全为黑颖，F2中12黑颖：3黄颖：1白颖。 P        黑颖  ×  黄颖 BByy  ↓  bbYY F1          BbYy黑颖 ↓自交 F2 （9B-Y-:3B-yy） :  3bbY-  :  1bbyy 黑颖        黄颖      白颖 黑颖与非黑颖之比为3：1，在非黑颖中，黄颖和白颖之比也是3：1。所以可以肯定，有两对基因之差，一对是B-b，分别控制黑颖和非黑颖，另一对是Y-y，分别控制黄颖和白颖。只要有一个显性基因B存在，植株就表现为黑颖，有没有Y都一样。在没有显性基因B存在时，即bb纯合时，有Y表现为黄色，无Y时即yy纯合时表现为白色。B的存在对Y-y有遮盖作用，叫做显性上位作用。B-b对Y-y是上位，Y-y对B-b为下位。 这个例子很容易直观地理解，黑色素颜色很深，既然有黑色素存在，有无黄色素就区别不出，一定要没有黑色素，才看得出有没有黄色素的存在。 ②隐性上位作用：在家兔中，灰兔和白兔杂交，F1全是灰兔，F2中9灰：3黑：4白。有色个体（包括灰与黑）与白色个体之比为3：1，而在有色个体内部，灰与黑也是3：1，可以认为也是两对基因的差异。 灰色    ×    白色 CCGG    ↓    ccgg 灰色CcGg ↓自交 9灰 ： 3黑 ：  4白 C-G-  C-gg  （ccG- +ccgg） 每一个体中至少有一个显性C存在，才能显示出颜色来。没有C时，即cc纯合，不论是GG，Gg,还是gg都表现为白色。一对隐性基因纯合时（cc），遮盖另一对非等位基因（G-g）的表现，这种现象称为隐性上位作用。其中C-C对g-G是上位，G-G对c-C是下位，两对非等位基因间的这种关系称之为上位效应。 基因C可能决定黑色素的形成，cc 基因型无黑色素形成。G-g控制黑色素在毛内的分布，没有黑色素的存在，就谈不上黑色素的分布，所以凡是cc个体，G和g的作用都表现不出来。 （8）重叠作用 （1：4：6：4：1） 两对独立遗传的基因决定同一单位性状，当两对基因同时处于显性纯合或杂合状态时，与它们分别处于显性纯合或杂合状态时，对表现型产生相同的作用。这种现象称为重叠作用，产生重叠作用的基因称为重叠基因。 （9）抑制作用 在两对独立基因中，其中一对并不控制性状的表现，但当它处于显性纯合或杂合状态时，对另一对基因的表达有抑制作用。这种基因称之为抑制基因。 （10）多因一效与一因多效 ①多因一效：许多基因影响同一单位性状的现象称为多因一效。在生物界，多因一效现象很普遍。如玉米糊粉层的颜色涉及7对等位基因，玉米叶绿素的形成至少涉及50对等位基因，果蝇眼睛的颜色受40几对基因的控制。 ②一因多效：一个基因也可以影响许多性状的发育，称为一因多效。豌豆中控制花色的基因也控制种皮的颜色和叶腋有无黑斑。红花豌豆，种皮有色，叶腋有大黑斑。又如家鸡中有一个卷羽（翻毛）基因，是不完全显性基因，杂合时，羽毛卷曲，易脱落，体温容易散失，因此卷毛鸡的体温比正常鸡低。体温散失快又促进代谢加速来补偿消耗，这样一来又使心跳加速，心脏扩大，血量增加，继而使与血液有重大关系的脾脏扩大。同时，代谢作用加强，食量又必然增加，又使消化器官、消化腺和排泄器官发生相应变化，代谢作用又影响肾上腺，甲状腺等内分泌腺体，使生殖能力降低。由一个卷毛基因引起了一系列的连锁反应。这是一因多效的典型实例。 从生物个体发育的整体观念出发，一因多效和多因一效都是很容易理解的。基因通过酶控制生理生化过程，进而影响性状的表现。一个基因影响一个生化环节，各个生化环节又是相互连系的，一个基因的改变可能影响一系列的生化过程，产生一因多效，另一个方面，一个生化环节又可能受许多基因的影响，产生多因一效现象。 【例20】  有人选取豌豆的高茎与矮茎杂交得子一代，子一代全为高茎。子一代自交得子二代，子二代出现了性状分离，但分离比并不是预期的3∶1，而是出现了高∶矮=35∶1。试分析产生这一现象的原因，并设计一个实验方案加以证明。 答案  实验假设：豌豆杂合体自交后代性状分离比为35∶1的原因可能是染色体加倍形成了四倍体DDdd 。同源四倍体减数分裂产生配子时，其配子的总组合数为    。其种类和比例为 DD∶Dd∶dd =1∶4∶1。 实验目的：探究F1的基因组成是否是四倍体。 实验原理：四倍体DDdd产生的配子有三种：DD、Dd 、dd。其比例为1∶4∶1。通过测交实验可测定F1的基因型。 实验材料 ：待测豌豆、矮茎豌豆、剪刀、毛笔、纸袋等 实验思路 : 肯定假说、预期结果、测交实验、记录测交结果、比较分析两者的结果即可得出结论。 实验过程：根据假说，测交后代性状分离比为高∶矮=5∶1。用上述待测的F1与隐性亲本测交，记录测交结果。再比较分析测交结果与预期结果是否一致。如果一致则说明F1染色体数目已加倍而成为四倍体。 2、表型模写的实验设计 主要考查了学生对基因型、表现型、突变与环境的认识与理解，考查学生对已知实验现象的假设能力、验证能力和实验结果分析能力。环境条件的改变，有时会导致表现型的改变。不过，因环境改变所引起的表型改变，与某基因型所引起的表型变化通常是不一样的。但是，有时环境条件的改变所引起的表型改变，很像某基因型引起的表型变化。这在生物学上称为表型模写。表型模写的性状是不能真实遗传的。因为其遗传物质并没有发生改变。 【例20】 已知家鸡的突变类型无尾(M)对普通类型有尾(m)是显性。现用普通有尾鸡自交产的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射一点点胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状。 (1)普通有尾鸡自交产的受精卵的基因型是______，如果不在孵化早期向卵内注射胰岛素，正常情况下表现型应是______。 (2)孵化早期一般是指胚胎发育的______期。 (3)你认为上述实验中胰岛素的作用是_______。 (4)请设计实验探究你在(3)中的假设，简要写出实验步骤、实验结果和结论。      答案  (1)mm，有尾；(2)卵裂和囊胚；(3)诱导基因m突变为M（或影响胚胎的正常发育）；(4)让上述注射胰岛素后产生的无尾鸡，成熟后雌雄交配（1分）。所产受精卵正常孵化(不注射胰岛素)。观察后代相关性状表现（1分）。如果后代出现无尾鸡，则证明胰岛素的作用是诱导基因发生突变（1分）；如果后代全部表现出有尾性状，则证明胰岛素的作用并非诱导基因突变，只是影响了鸡的胚胎发育的正常进行（1分）。 规律方法：①改变其生存的环境，看变异的性状能否遗传； ②突变性状的个体间杂交，如果后代出现性状分离，则为显性突变；如果后代只有突变性状出现，则为隐性突变。 3、从性遗传  由常染色体上基因控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象。如绵羊的有角和无角受常染色体上一对等位基因控制，有角基因H为显性，无角基因h为隐性，在杂合体（Hh）中，公羊表现为有角，母羊则无角，这说明在杂合体中，有角基因H的表现是受性别影响的。见下表。这种影响是通过性激素起作用的。 基因型 公羊的表现型 母羊的表现型 HH 有角 有角 Hh 有角 无角 Hh 无角 无角       从性遗传和伴性遗传的表现型都同性别有着密切的联系，但它们是两种截然不同的遗传方式，伴性遗传的基因位于性染色体上，而从性遗传的基因位于常染色体上。 九、人类家族系谱图中遗传病的概率的计算 十、种群中基因频率和基因型频率计算，哈代-温伯格定律的应用 ①通过不同基因型个体数计算基因频率 ②通过基因型频率计算基因频率 ③计算子代基因型频率 实际上遗传学实验设计的类型还有很多，不可能都罗列。但基本方法是不会有很大的变化。所以，除上课讲解外，还应加强实验设计和探究能力的培养。 1. 要抓好课本上的基础知识的落实。 2.要对课本中一些科学家的经典遗传实验进行剖析，吸取其精华，并能应用到自己的遗传设计当中去。 3.加强遗传方面的试题训练，注重遗传图解的规范写法，同时培养学生在遗传探究中的逆向推导的能力 31.Ⅰ P    B+B+(♀)  ×  B+B-(♂)      （1）在亲本中，B+B+(♀)与 B+B-(♂)均正确，得1分，否则不得分 ↓ F1  B+B+          B+B-            （2）在F1中，B+B+与B+B-均正确，得1分，否则不得分  1        :      1            （3）比例值对（或正确反映在F1中，B+B+与B+B-）得1分，否则不得分 (共4分)                              （4）所有杂交遗传符号（P,X, F1 , ↓ ）均正确，得1分，否则不得分  B+B- (♀)  ×  B+B-(♂)        （1）在亲本中，B+ B- (♀)与 B+B-(♂)均正确，得1分，否则不得分 ↓ F2  B+B+    B+B-    B-B-          （2）在F2中，B+B+与B+B-与B-B-均正确，得1分，否则不得分 1    :  2    :  1              （3）比例值对（或正确反映在F2中，B+B+与B+B-与B-B-）得1分，否则不得分 从中选出B-B-的雄性小鼠                （4）此句有得1分，否则不得分 (共4分) 如出现XX和XY分别代替♀和♂，整体扣1分，将♀和♂写在各个基因型前面，给分，在基因型下面出现各种配子的，不作各个评分要求。 二、[实验题高分力争]——实验方案的评价要领 常见题型的分析和解答技巧 随着生物高考越来越重视对实验能力的考查，实验题形式日趋多样化，其中实验评价题是较常见的形式，考查形式主要有以下几种。 1. 对照实验的评价 由于生物研究对象的复杂性、多样性和差异性等原因，生物实验大多采用对照实验法，即确定实验组后，根据等量原则和单一变量原则设置相应对照组，即要求不同实验只能有一个实验变量，其余条件控制在同一适宜条件下，观察比较两者的差异。通过对照（对比）实验才能得出科学结论。 1.1看实验有无设置对照组，如没有则要增加相应对照实验。 此属最常见题型。如01年全国理综高考卷25－2题是评价和完善实验方案的开放性实验设计题，题目给出实验目的、材料、用具、方法、步骤、结果和结论。要求学生运用对照实验原理设计和完善实验方案，即要补充设计对照组实验的方法步骤来证明生长素在植物体内只能从形态学上端向下端方向运输的结论。 例1. 某人为研究叶绿体中色素对太阳光的吸收情况，设计了如下实验：先用丙酮提取叶绿体中色素后将色素提取液置于玻璃容器内，将容器置于自然光源和三棱镜之间，从三棱镜后的屏幕上观察连续光谱中减弱的色带。即可了解叶绿体中色素对不同波长可见光的吸收情况。请分析此实验设计是否科学合理，并说明理由。 解析：此实验设计不科学，因为没有考虑实验中其它因素对实验结果的影响，需要增加一个空白对照实验，可将容器中色素提取液换成等量          做相同实验，通过空白对照实验来排除丙酮、容器和三棱镜等因素对不同波长的可见光吸收的影响。 1.2看对照实验是否合理 如2002年全国理综高考卷21题，有三位同学设计的验证“镁是植物生活的必须元素”的三个对照实验方案，由于都不符合对照实验的单一变量原理而存在缺陷。方案1中两植物都会因蒸馏水和镁盐溶液中缺乏必须元素而无法正常生长，方案2和3两组容器内砂性土壤中都有可能含有镁离子干扰实验无法得出正确结论。 例2. 酶是生物催化剂，其催化效率受温度、酸碱度和激活剂等因素的影响，并已知Na+对酶的催化效率无影响。为验证氯离子是唾液淀粉酶的一种激活剂，两位同学进行了如下实验设计，试分析其实验方案能否达到实验目的，说明理由并写出你的设计方案。 （1）取甲、乙两支试管，分别加入等量的淀粉糊，向甲试管加入适量的0.01mol/L的盐酸，向乙试管加入等量的蒸馏水，然后同时向两支试管加入等量的稀释唾液，置于适宜的温度条件下，向两支试管中各加入1滴碘液，观察比较哪支试管里蓝色较快褪掉。 （2）取甲、乙两支试管，分别加入等量的淀粉糊，向甲试管加入适量的0.01mol/L的NaCl溶液，向乙试管加入等量的自来水，然后同时向两支试管加入等量的稀释唾液，置于适宜的温度条件下，向两支试管中各加入1滴碘液，观察比较哪支试管里蓝色较快褪掉。 解析：两个实验方案都不能达到实验目的，都不符合对照实验的单一变量原则。前者除了氯离子变量外，还有氢离子变量也会影响反应速度，因为酸碱度会影响酶活性，甚至使酶失去活性。后者乙管的自来水中存在氯离子和其它矿质离子也会影响酶的催化效率。因此正确的方案是：甲、乙两支试管，分别加入等量的淀粉糊，向甲试管加入适量的0.01mol/L的NaCl溶液，乙试管加入等量的蒸馏水，其余实验步骤相同。 2. 对实验步骤顺序的评价 正确的实验步骤是实验取得成功的前提，它能确保出现正常的实验现象，进而推理得出正确的实验结论。一般思路：（1）是否漏做某个实验步骤；（2）操作步骤是否颠倒；（3）操作方法是否正确。 例3. 以下是某学生验证酶专一性的实验操作步骤 步骤 操作方法 试管 I II 1 注入可溶性淀粉溶液 2mL … 2 注入蔗糖溶液 … 2mL 3 注入斐林试剂 2mL 2mL 4 注入新鲜的某种酶溶液 2mL 2mL 5 酒精灯隔水加热 煮沸1min 6 观察现象 A B         请指出该实验步骤中存在的缺陷，并写出正确的操作步骤（可直接用表中数字表示，需增加内容用文字表述）： 解析：此题存在缺陷，由于斐林试剂可能对酶活性有影响，故应先加酶溶液再加斐林试剂。加酶溶液后直接加热煮沸会影响酶失去活性，需要在适宜温度下保温一定时间使反应顺利进行。故正确的实验步骤是：1、2、4、适宜温度下保温5min、3、5、6。思考？该实验中能否将斐林试剂改为碘液。 例4. 某学生为探究温度对唾液淀粉酶活性的影响，设计了下列实验程序：①取3支试管分别编号，各注入2mL淀粉液；②向各试管注入1mL淀粉酶溶液；③向各试管滴加1滴碘酒；④将3支试管分别放在37℃的热水、沸水和冰块中维持温度5min；⑤观察实验现象。请分析此实验程序是否正确。 解析：此实验步骤有明显错误，先在常温下做处理后再放到适温、高温和低温下进行观察，已经引入“常温”这个额外变量，由于酶的高效性，常温下已经开始催化淀粉水解，因此三个实验首先一定要将3支试管在适温、高温和低温下保温5min，再加淀粉酶溶液，并且要始终保持在这个温度。故正确的实验程度是①④②③⑤。 3. 评价实验试剂和仪器使用是否正确 实验者只有正确使用试剂和仪器才能如期看到实验效果。如使用双缩脲试剂时必须先加氢氧化钠（A）溶液形成碱性环境后再加硫酸铜（B）溶液；使用斐林试剂时先用AB液现配成氢氧化铜，再加入到待检样液中并水浴加热；使用碘液检测淀粉是否被淀粉酶完全水解时，正确顺序是：淀粉＋淀粉酶＋水浴加热一段时间＋碘液；绿叶用酒精脱色时只能用水浴来加热等。又如高倍显微镜使用时应先在低倍镜找到目标并把物象移到视野中央后再换上高倍镜观察，而且只能用细准焦螺旋来调焦。