解决遗传实验问题的策略_相对性状论文

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一、探究核基因的载体,要抓准某性状在子代雌雄个体中的比值

常染色体上基因控制的遗传,与性别无关,雌雄个体表现型是一致的。性染色体上基因控制的性状,后代雌雄个体中同一表现型的比例不同,与性别有关。

例1 在一个纯合黑身豚鼠种群中,一只雌鼠由于核基因突变,出现了灰身性状,该雌鼠与黑身雄鼠杂交,中雌雄个体均既有灰身,也有黑身。若每对豚鼠产生的后代数量足够多,请以为实验材料,写出设计的杂交方案,以通过一次杂交,能确定突变基因在X染色体上还是常染色体上。

解题思路 第一步:先假设基因的位置(在常染体上或是在X染色体上两种情况)和性状的显隐性(灰身或黑身为显性)。

第二步:确定性状显隐性——据前面的假设和题干中的信息可确定灰身对黑身为显性。

第三步:设好基因,确定好个体的基因型,注意纯杂合子和基因的位置。

第四步:选亲本进行杂交,画出遗传图解,根据结果的不同确定基因的最终位置。

答案 选择中灰身的雌雄个体之间进行交配,若杂交子一代中黑身性状只在雄鼠中出现,则说明基因在X染色体上;若子一代中黑身性状在雌雄豚鼠中都出现,则说明基因在常染色体上。(不能选择中灰身和黑身的豚鼠进行杂交,因为这种杂交方式基因在常染色体上和X染色体上的杂交结果一样,无法确定基因的位置。)

解题策略 判断某对基因位于X染色体还是常染色体。(1)在能知显隐性性状的条件下,可设置雌性隐性性状个体与雄性显性性状个体杂交。若①杂交后代中雄性个体表现型全为隐性,雌性个体表现性全为显性,则基因位于X染色体上;②杂交后代中雌雄性个体表现型既有隐性也有显性,比例约为1∶1,则该性状为常染色体遗传。(2)在未知显性性状(或已知)条件下,可设置正反交杂交实验。①若正反交结果相同,则基因位于常染色体上;②若正反交结果不同,则基因位于X染色体上。

二、鉴定相对性状的显隐性关系,有无性状分离是关键

两个纯合亲本杂交,子代表现出的性状为显性性状,未表现出的性状为隐性性状。杂合子自交,后代发生性状分离且分离比为3∶1,其中3为显性性状,1是隐性性状。

例2 玉米是遗传实验常用到的材料,在自然状态下,花粉既可以落到同一植株的柱头上也可以落到其他植株的柱头上(如图所示)。请回答下列有关问题:

(1)请列举玉米作为遗传实验材料的优点(两条):________。

(2)玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状。某研究性学习小组计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料,通过实验判断该相对性状的显隐性。

①甲同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒,分别单独隔离种植,观察子一代性状:若子一代发生性状分离,则亲本为________性状;若子一代未发生性状分离,则需要________。

②乙同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒,种植,杂交,观察子代性状,请帮助预测实验结果及得出相应结论。

解题思路 (1)作为遗传材料应具备相对性状明显,生殖周期短,子代数量多等特点。(2)欲判性状显隐性可通过自交方式:某性状自交子代中若出现性状分离,则亲代性状为显性,子代新分离出的性状为隐性,若自交子代未发生性状分离,则亲本为纯合子。具相对性状的纯合子杂交,子代所表现出的性状为显性性状,未表现出的性状为隐性性状。

答案 (1)相对性状明显,易于区分;后代数目多,统计结果更准确;雄蕊花序顶生,雌蕊果穗着生在中部,便于操作;既能自花传粉也能异花传粉;(2)①显性:分别从子代中各取出等量若干玉米种子,种植,杂交,观察其后代叶片性状,表现出的叶形为显性性状,未表现出的叶形为隐性性状;②若后代只表现一种叶形,该叶形为显性性状,另一种为隐性性状;若后代既有常态叶又有皱叶,则不能作出显隐性判断。

解题策略 鉴定相对性状中的显隐性关系,先确定个体是纯合子还是杂合子,然后通过杂交或自交来判断、常见生物的判断方法如表1所示。

三、鉴别个体是否为纯合体,稳定遗传是标准

纯合子与杂合子的区分,就是判断其是否稳定遗传。纯合子自交后代不发生性状分离,能稳定遗传。杂合子自交会发生性状分离,不能稳定遗传。

例3 玉米的高茎对矮茎为显性。为探究高茎玉米果穗上所有子粒全为纯合、全为杂合还是既有纯合又有杂合,某同学选取了该玉米果穗上两粒种子作为亲本,单独隔离种植,观察记录并分别统计子代植株的性状,子代全为高茎,该同学即判断玉米果穗所有子粒为纯种。可老师认为他的结论不科学,为什么?________。请写出科学的实验思路,并预期结果。________。

解题思路 对于遗传学实验,由于选材为玉米,该同学只选取两粒种子作实验材料,由于选取的样本太少,实验有一定的偶然性,因此结论不科学。可通过设计自交实验,据子代表现型推判。

答案 选择样本太少,实验有一定的偶然性,不能代表全部子粒的基因型。

实验思路 用该种玉米果穗上的全部子粒作为亲本,单独隔离种植(自交),观察记录并分别统计子代植株的高矮。

预期结果 若子代全为高茎,说明该玉米穗上的子粒全是纯合子;若子代既有高茎又有矮茎,说明该玉米穗上的子粒全是杂合子;若部分种子子代全为高茎,另一部分种子子代既有高茎又有矮茎,说明该玉米穗上的子粒既有纯合子也有杂合子。

解题策略 设计实验探究某个体是纯合子还是杂合子,一般有下页表2所示几种方法。

四、判断是否符合孟德尔遗传规律,后代的性状比不可忽视

孟德尔遗传规律是指基因的分离定律和自由组合定律。基因的分离定律和基因的自由组合定律都发生在形成配子的过程中,所以要想确定其遵循的遗传规律就得从的表现型比例中去发现。

例4 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),全部表现为有色饱满,自交后,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________。

解题思路 一对相对性状的杂合子自交,发生形状分离且分离比为3∶1,能证明杂种产生两种配子即等位基因分离.具有两对相对性状的自交得,若表现四种表现型且表现型之比为9∶3∶3∶1,可证明在形成配子时,非等位基因发生自由组合,产生四种配子,即遵循基因的自由组合定律。玉米自交中有色(73%+2%=75%):无色(2%+23%=25%)=3∶1,饱满与皱缩比也为3∶1,符合基因的分离定律。

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,如果符合基因的自由组合规律,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;②取植株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,则说明符合基因的自由组合定律;②若后代种子四种表现型比例不符合1∶1∶1∶1,则说明不符合基因的自由组合定律。

解题策略 设计实验验证孟德尔遗传规律,可采用:(1)自交验证法:①自交后代的分离比为3∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制;②若自交后代的分离比为9∶3∶3∶1,则符合基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制。(2)测交验证法:①若测交后代的性状比例为1∶1,则符合基因的分离定律;②若测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1,则符合基因的自由组合定律。

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