遗传实验设计题型突破

四川 刘晓燕

遗传实验设计题型突破

四川 刘晓燕

遗传的基本规律和伴性遗传试题在生物高考题中所占的比例一直较大，通常也是压轴部分和难点。而这部分知识在非选择题中常常会以实验设计题的形式出现，在复习中需有效结合相关考点进行归纳整理，提升学生解题能力。本文就其中遗传规律实质的考查、基因位置的判断两部分的实验设计题进行归类整合，希望对高三备考有帮助。

一、基因位置及其遵循的遗传规律

搞清楚基因的位置及其遵循的遗传规律，是解这类题的前提。

1.真核细胞基因的三种“位置”

（1）主要位置：细胞核内（即染色体上）

（2）次要位置：细胞质内（位于线粒体、叶绿体中）

2.两对非等位基因的“位置”

两对非等位基因（Aa、Bb）位置可包括：

第一、二种情况是学生熟悉的，而三、四两种情况学生不太熟悉，所以首先要教给学生方法，让他们克服畏惧心理，三、四两种情况实际上就是基因分离定律的问题，这样就将复杂的问题简单化了。

二、有关遗传规律验证及基因位置确认的实验设计

（一）有关遗传规律验证

（1）自交法：F1自交，如果后代性状分离比符合3∶1，则符合分离定律；如果后代性状分离比符合（3∶1）n（n≥2），则符合自由组合定律。

（2）测交法：F1测交，如果测交后代性状分离比符合1∶1，则符合分离定律；如果测交后代性状分离比符合（1∶1）n（n≥2），则符合自由组合定律。

（3）花粉鉴定法：依据花粉是否出现1∶1（一对相对性状）或1∶1∶1∶1（两对相对性状）确认相关基因符合的孟德尔定律。

【例题1】某生物兴趣小组进行了一项实验来验证孟德尔遗传定律。该小组用豌豆的两对相对性状做实验，选取了一批基因型相同的黄色圆粒（黄色与圆粒都是显性性状）豌豆，用其中一部分与某豌豆作为亲本进行杂交，F1中黄色∶绿色＝3∶1，圆粒∶皱粒＝3∶1。请你利用亲本中剩余的黄色圆粒豌豆为材料设计实验，验证这两对性状的遗传符合基因的自由组合定律。

实验方案：选用________做亲本进行________，统计后代结果。

结果与结论：_______________

【答案】黄色圆粒豌豆 自交

结果与结论：后代出现四种表现型及比例如下：黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1，则证明两对相对性状符合自由组合定律。

【说明】此题一定不能用测交方法，因为题目中要求只用一个亲本。

【提醒】（1）看清是探究性实验还是验证性实验，验证性实验不需要分情况讨论直接写结果或结论，探究性实验则需要分情况讨论。（2）看清题目中给定的亲本情况，确定用自交还是测交。自交只需要一个亲本即可，而测交则需要两个亲本。（3）不能用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律，因为两对等位基因不管是分别位于两对同源染色体上还是位于一对同源染色体上，在单独研究时都符合分离定律，都会出现3∶1或1∶1这些比例，不能确定基因的位置也就不能证明是否符合自由组合定律。

巩固练习1：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规律，灰体和黑体这对相对性状由一对位于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Ⅱ号同源染色体上，并预期结果，做出相应的结论。

方案：①________②________③________

预期结果和结论：①_______②_______

【答案】方案①：让纯种灰体紫眼果蝇和纯种黑体红眼果蝇交配得F1②再让F1雌雄果蝇杂交得F2③观察并记录F2的性状分离比

预期结果和结论：①如果F2出现四种相对性状，且分离比为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的基因没有位于Ⅱ号同源染色体上 ②如果F2没有出现四种相对性状，且分离比不为9∶3∶3∶1，则说明控制紫眼和红眼的基因位于Ⅱ号同源染色体上

（二）基因位置确认的实验设计

1.判断基因位于细胞质还是细胞核：用正反交法

2.判断基因位于常染色体上还是X染色体上

（1）杂交实验法

Ⅰ.未知显隐性：选用纯合亲本，采用正交和反交方法，看正反交结果是否相同。a.若结果相同，基因位于常染色体上；b.若结果不同，基因位于X染色体上。

提醒：未知性状显隐性：只能用正交、反交实验判断

Ⅱ.已知显隐性：显性雄性个体与隐性雌性个体杂交，若后代雌性全为显性个体，雄性全为隐性个体，则基因位于X染色体上；若后代雌雄个体中显隐性出现的概率相同（或显隐性的概率与性别无关），则基因位于常染色体上。

（2）调查实验法

调查统计具有某性状的雌雄个体数量，若雌雄个体数量基本相同，基因最可能位于常染色体上，若雌性个体数量明显多于雄性个体数量，则基因最可能位于X染色体上，且该基因为显性基因；若雄性个体数量明显多于雌性个体数量，则基因最可能位于X染色体上，且该基因为隐性基因。若只有雄性个体，则基因位于Y染色体上。

【例题2】已知果蝇的暗红眼由隐性基因（r）控制，但不知控制该性状的基因（r）是位于常染色体上、X染色体上还是Y染色体上，请你设计一个简单的调查方案进行调查，并预测调查结果。

方案：寻找暗红眼的果蝇进行调查，统计_______。

结果①_______，则r基因位于常染色体上；

②_______，则r基因位于X染色体上；

③________，则r基因位于Y染色体上。

【答案】方案：具有暗红眼果蝇的性别比例

结果：①若具有暗红眼的个体雄性与雌性数目相差不大

②若具有暗红眼的个体雄性多于雌性

③若具有暗红眼的个体全是雄性

【提醒】（1）植物一般为雌雄同株，无性别决定，其基因位置只有两种情况——细胞质和细胞核，如豌豆、小麦、玉米、黄瓜等，但有些植物为XY型性别决定的雌雄异株植物；动物一般为雌雄异体，其基因位置有三种情况：细胞质、细胞核内的性染色体和常染色体。（2）动物的两种常见性别决定方式——XY型（如人、果蝇和其他未明确说明但不是ZW型性别决定的动物）和ZW型（常考查的包括鸡在内的鸟类和一些昆虫如家蚕等）。

3.基因位于X染色体与Y染色体同源区段还是非同源区段的判断

（1）显性纯合雄性个体×隐性雌性个体→a.后代雄性均为隐性个体，雌性均为显性个体，则基因位于X染色体与Y染色体非同源区段；b.后代雌雄均为显性个体，则基因位于X染色体与Y染色体同源区段。

（2）若是群体中无法直接获得显性纯合雄性个体：多对显性雄性个体×隐性雌性个体→a.若后代出现显性雄性个体，则基因位于X染色体与Y染色体同源区段；b.若所有杂交组合后代雌性个体均为显性个体，雄性个体均为隐性个体，则基因位于X染色体与Y染色体非同源区段。

巩固练习2：某科研小组在一鼠群中偶然发现一只雄鼠患有某种遗传病，该遗传病由显性基因B控制，研究发现其双亲都未携带该致病基因，分析并回答相关问题：

（1）该致病基因最可能来源于_______________。

（2）欲确定该致病基因B的位置，让这只雄鼠与正常雌鼠交配，得到足够多的F1个体。

①如果F1中雌雄鼠都既有患病的也有正常的，则基因B位于_______上。

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

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

④如果F1中雌鼠和雄鼠全部正常，则基因B可能位于________。

【答案】（1）基因突变

（2）①常染色体 ②全部患病 全部正常 ③全部正常 全部患病 ④细胞质或只存在于体细胞

四川省汉源县第二中学）