生物遗传实验设计(内部资料)

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生物遗传实验设计(内部资料)
一、显隐性的确定
为了确定某一性状的显隐性，可以采用以下方法：
1.若已知亲本皆为纯合体，则可以使用杂交法（定义法）。

2.若已知亲本为野生型（或自然种群），则可以使用性状
分离法：选取具有相同性状的多对亲本杂交，看后代有无性状分离。

若有，则亲本的性状为显性性状，若无，则亲本为隐性性状。

3.若已知亲本为野生型，则可选取多对具有相对性状的亲
本杂交，后代中比例大的性状是显性性状。

4.若亲本未知类型：
对于植物，可以采用方案一：杂交分别自交，或者方案二：分别自交杂交。

具体步骤见上文。

对于动物，可以将上述分别自交换为同性状的多对个体杂交。

注意：上述方法主要适用于常染色体遗传，如果是X染色体，则需要采用下面的方法。

5.X染色体：
若亲本皆为纯合体，则可以选具有相对性状的雌雄个体交配。

若亲本为野生型（或自然种群），则可以选多对（或一雄多雌）具有相对性状的雌雄个体交配。

例1】：科学家选用萌发的普通甜椒的种子搭载“神舟”飞船，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（D、d）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太空甜椒为实验材料，设计一个方案，以鉴别太空甜椒大果实这一性状的基因型。

①你的实验设计原理是遵循遗传的显隐性规律。

②请你在下表中根据需要设计1～2个步骤，在下表中完
成你的实验设计方案，并预测实验结果和得出相应的结论。

④假设普通甜椒的果皮颜色绿色（A）对红色（a）是显性，子叶厚（B）对子叶薄（b）是显性，现把基因型为AaBb 的个体的花粉传给aaBb的个体，则该植株所结果皮的颜色和子叶的厚薄的分离比分别为3:1.
例2】果蝇的灰身和黑身是由一对常染色体上的基因控制的，但它们的显隐性关系尚不清楚。

现在提供了一个自然果蝇种群，假设该种群中灰身和黑身各占一半，雌性和雄性各占一半。

要求通过一代交配试验（即P→F1）来确定它们的显隐性关系。

需要写出亲本的交配组合，并预测实验结果。

例3】牛的有角和无角是由常染色体上等位基因A和a控制的一对相对性状。

在一个自由放养多年的牛群中，无角的基因频率与有角的基因频率相等。

为了确定有角和无角这对相对性状的显隐性关系，可以利用这个牛群进行新的杂交实验（假设没有突变发生）。

需要说明如何进行这个实验。

例4】___是一种名贵蔬菜，属于XY型性别决定。

在某
野生种群中，发现了少数几株阔叶石柏，雌性和雄性都有，而野生型___较窄，产量较低。

现已证明阔叶为基因突变所致，
但不确定是显性突变还是隐性突变。

为了判定这个基因突变的显隐性，需要设计一个简单实验方案。

需要写出杂交组合、杂交结果和结论。

二、显性性状个体的基因型判断（某一个体的基因型）
假设待测个体为甲（显性），乙为隐性。

1.测交：将待测显性个体与隐性类型杂交，若后代显性性
状与隐性性状的比例为1:1，则为杂合子；若后代全部为显性
性状，则为纯合子。

例如：甲（BB）×乙（bb）→全甲（Bb）（纯合）；甲（Bb）×乙（bb）→甲：乙=1:1（杂合）。

2.自交：将待测显性个体自交，若后代不发生性状分离，
则为纯合子；若后代显性性状与隐性性状的比例为3:1，则为
杂合子。

3.杂交：将待测个体甲与多个同性状个体杂交，结果同上。

4.单倍体育种：针对植物。

例1】某农场养了一群马，其中有栗色马和白色马。

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，请根据毛色这一性状判断它是杂种还是纯种。

1) 为了在一个配种季节里完成这一鉴定，需要将该栗色公马与一只白色母马杂交。

2) 杂交后代可能出现两种情况：全栗色和杂色。

如果全部为栗色，则该栗色公马为纯合子；如果有杂色出现，则为杂合子。

例2】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多少？
无法回答，因为没有提供致死基因的具体信息。

从该种群中选出一只纯合长翅红眼果蝇和一只残翅果蝇进行杂交实验。

假设残翅性状为隐性，基因型为vv，纯合长翅红眼果蝇基因型为VV。

杂交后，F1代全部为长翅红眼果蝇，表现为Vv杂合子。

然后将F1代进行自交，得到F2代。

如果
残翅性状为“表型模拟”，则F2代中应该有残翅果蝇的出现，
但如果残翅性状是由基因引起的，则F2代中应该有1/4的果
蝇表现为残翅。

通过实验结果可以推断出残翅果蝇是纯合残翅（vv）还是“表型模拟”。

对于例1，可以进行测交实验来鉴别残翅果蝇的基因型。

选取一只纯合长翅果蝇（VV）和一只残翅果蝇进行交配，假
设残翅性状为隐性，基因型为vv。

杂交后，F1代全部为长翅
果蝇，表现为Vv杂合子。

然后将F1代与纯合残翅果蝇（vv）进行杂交，得到F2代。

如果残翅果蝇是纯合残翅（vv），则
F2代中应该有全部的果蝇表现为残翅；如果残翅果蝇是“表型
模拟”，则F2代中应该有一定比例的果蝇表现为长翅。

通过实验结果可以推断出残翅果蝇的基因型。

对于例2，可以通过比较实验组和对照组的结果来判断残
翅性状是由环境还是基因引起的。

将一部分纯合长翅红眼果蝇放在常温下培养，作为对照组；将另一部分纯合长翅红眼果蝇放在高温环境下培养，作为实验组。

观察两组果蝇的后代中是否出现残翅果蝇，如果只有实验组中出现残翅果蝇，则说明残
翅性状是由环境引起的不可遗传变异。

如果两组中都出现残翅果蝇，则说明残翅性状是由基因引起的可遗传变异。

如何验证一对或两对相对性状的基因控制关系？
基本方法：首先选取具有相对性状的两个纯合亲本进行杂交，得到F1代。

然后进行以下方法：
1.测交或自交（动物则杂交）看是否符合相应的特殊比例。

2.单倍体育种（植物）。

3.花粉鉴定（某些特殊植物）。

举例说明：
例1：某品种有玉米显性高蛋白植株(纯合子)和低蛋白植株。

为验证该性状是否由一对基因控制（即符合基因的分离定律），请参与实验设计并完善实验方案：
步骤1：选择高蛋白和低蛋白杂交。

预期结果：F1代全
部为高蛋白植株。

步骤2：将F1代中的植株杂交或自交，得到F2代。

预期结果：F2代中高蛋白植株和低蛋白植株的比例为3:1.
观察实验结果，进行统计分析：如果实验结果符合预期，即F2代中高蛋白植株和低蛋白植株的比例为3:1，那么可以证明该性状由一对基因控制。

例2：已知豌豆红花对白花、高茎对矮茎、籽粒饱满对籽粒皱缩这三对相对性状各受一对等位基因的控制，红花、白花用A、a表示，高茎对矮茎用B、b表示、籽粒饱满、籽粒皱缩用D、d表示。

1）为了确定每对性状的显、隐性，以及它们的遗传是否符合自由组合定律，现选用表现型为白花高茎籽粒皱缩和红花矮茎籽粒饱满两个纯合亲本进行杂交，如果F1代表现红花高茎籽粒饱满，则可确定每对性状的显、隐性，并可确定以上两个亲本的基因型为AAbbDd和aaBBdd。

2）为验证这三对相对性状是否满足自由组合现象，请参与实验设计并完善实验方案：
步骤1：选择红花高茎籽粒皱缩纯合子和白花矮茎籽粒饱满杂交。

预期结果：F1代表现红花高茎籽粒饱满。

步骤2：将F1代中的植株杂交或自交，得到F2代。

预期结果：F2代中各种表现型的植株比例符合自由组合定律。

或步骤2：将F1代中的植株进行自交，得到F2代。

预期结果：F2代中各种表现型的植株比例符合自由组合定律。

观察实验结果，进行统计分析。

如果实验结果与预期结果相符，就可以证明这三对相对性状满足自由组合现象。

例如，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。

探究某性状是由一对等位基因还是由两对等位基因控制，遵循什么遗传定律。

基本方法是先选具相对性状的两个纯合亲
本杂交获得F1，然后让F1测交或自交（动物则杂交），观察
F2的性状分离比。

结果预期和结论如下：
1）若F2的性状分离比为3:1（或1:2:1），或测交后代的
性状分离比为1:1，则符合分离定律。

2）若F2的性状分离比为9:3:3:1（或该比例的变形，如
9:[3＋3]:1），或测交后代的性状分离比为1:1:1:1（或该比例
的变形，如1:[1＋1]:1），则符合自由组合定律。

3）若分离比跟典型的比例相关而又不完全相符，则可能
存在基因间的相互作用或致死现象等情况。

探究控制某性状的等位基因是位于常染色体上还是X染
色体上，还是在X、Y染色体的同源区段。

方法一是用“雌隐×雄显”【(aa) XX×XY (AA、Aa)】进行杂交，观察分析F1性状。

适用条件是已知性状的显隐性。

结果结论如下：
1）若后代雌雄个体全部都是显性性状，说明一定是常染
色体遗传（aa×AA）。

2）若后代雌雄个体既有显性性状，又有隐性性状，说明一定是常染色体遗传（aa×Aa）。

3）若后代雌性个体全部是显性性状，雄性个体全部是隐性性状，说明一定是aaAX染色体遗传（XX×XY）。

方法二是用“正反交”法，观察分析F1性状。

适用条件是未知性状的显隐性。

结果结论如下：
1）若正交、反交结果相同，且与性别无关，是常染色体遗传。

2）若正交反交的结果不同，其中的一种杂交后代的某一性状和性别明显相关，则是伴X遗传。

需要注意的是，在写具体的结果与结论时要分清亲本是纯合的还是野生型的。

本文介绍了几个遗传实验的方法和推断过程。

首先是关于果蝇眼型的实验，通过杂交实验推断基因位于X和Y的同源
区还是常染色体上。

其实验方法是利用纯合雌、雄棒眼果蝇和圆眼果蝇进行杂交，通过观察子一代的表现型来推断基因位于何处。

其次是关于果蝇翅型的实验，通过分析长翅和残翅的基因型和表现型来确定甲、乙两管果蝇的亲子关系。

最后是关于玉米籽粒的实验，通过杂交试验得到不同表现型的籽粒，并用遗传图解来说明结果。

在进行遗传实验时，需要明确实验目的，选择正确的实验方法，并正确书写遗传图解。

2.如果白色糯玉米不能抗某种除草剂，而纯合黄色非糯玉
米能够抗该除草剂，那么说明抗性基因位于叶绿体DNA上。

那么如何通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米呢？
3.对多株白色糯玉米进行射线处理后，再进行自交。

另外
一些白色糯玉米植株，花粉不经射线处理，进行自交。

结果是，经过射线处理的玉米出现了黄色糯籽粒，而未经射线处理的全部结白色糯籽粒。

由此可推测，黄色籽粒的出现是基因发生的结果，其实质是射线诱发的分子结构发生了改变。

4.在适宜时期，取基因型杂合黄色非糯植株（体细胞染色
体为20条）的花粉进行离体培养，对获得的幼苗进行处理，
得到一批可育的植株，其染色体数为（未知）。

这些植株均自
交，所得籽粒性状在同一植株上表现一致或不一致，而在植株群体中表现一致或不一致。

5.采用基因工程技术改良上述玉米的品质时，选用大豆种
子贮藏蛋白基因为目的基因。

该目的基因与质粒组装成为重组DNA分子时，需要用连接酶。

为便于筛选获得了目的基因的
受体细胞，所用的质粒通常具有特定的标记。

将目的基因导入离体的玉米体细胞后，需要采用技术才能获得具有目的基因的玉米植株。

2.如果白色糯玉米不能抗某种除草剂，而纯合黄色非糯玉
米能够抗该除草剂，那么说明抗性基因位于叶绿体DNA上。

那么如何通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米呢？
3.对多株白色糯玉米进行射线处理后，再进行自交。

另外
一些白色糯玉米植株，花粉不经射线处理，进行自交。

结果是，经过射线处理的玉米出现了黄色糯籽粒，而未经射线处理的全部结白色糯籽粒。

由此可推测，黄色籽粒的出现是基因发生的结果，其实质是射线诱发的分子结构发生了改变。

这些植株均自交，所得籽粒性状在同一植株上表现一致或不一致，而在植株群体中表现一致或不一致。

5.采用基因工程技术改良上述玉米的品质时，选用大豆种
子贮藏蛋白基因为目的基因。

该目的基因与质粒组装成为重组DNA分子时，需要用连接酶。

为便于筛选获得了目的基因的
受体细胞，所用的质粒通常具有特定的标记。

将目的基因导入离体的玉米体细胞后，需要采用技术才能获得具有目的基因的玉米植株。

2.如果白色糯玉米不能抗某种除草剂，而纯合黄色非糯玉
米能够抗该除草剂，那么说明抗性基因位于叶绿体DNA上。

那么如何通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米呢？
3.对多株白色糯玉米进行射线处理后，再进行自交。

另外
一些白色糯玉米植株，花粉不经射线处理，进行自交。

结果是，经过射线处理的玉米出现了黄色糯籽粒，而未经射线处理的全
部结白色糯籽粒。

由此可推测，黄色籽粒的出现是基因发生的结果，其实质是射线诱发的分子结构发生了改变。

4.在适宜时期，取基因型杂合黄色非糯植株（体细胞染色体为20条）的花粉进行离体培养，对获得的幼苗进行处理，得到一批可育的植株，其染色体数为（未知）。

这些植株均自交，所得籽粒性状在同一植株上表现一致或不一致，而在植株群体中表现一致或不一致。

5.采用基因工程技术改良上述玉米的品质时，选用大豆种子贮藏蛋白基因为目的基因。

该目的基因与质粒组装成为重组DNA分子时，需要用连接酶。

为便于筛选获得了目的基因的受体细胞，所用的质粒通常具有特定的标记。

将目的基因导入离体的玉米体细胞后，需要采用技术才能获得具有目的基因的玉米植株。

2.如果白色糯玉米不能抗某种除草剂，而纯合黄色非糯玉米能够抗该除草剂，那么说明抗性基因位于叶绿体DNA上。

那么如何通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米呢？
3.对多株白色糯玉米进行射线处理后，再进行自交。

另外
一些白色糯玉米植株，花粉不经射线处理，进行自交。

结果是，经过射线处理的玉米出现了黄色糯籽粒，而未经射线处理的全部结白色糯籽粒。

由此可推测，黄色籽粒的出现是基因发生的结果，其实质是射线诱发的分子结构发生了改变。

这些植株均自交，所得籽粒性状在同一植株上表现一致或不一致，而在植株群体中表现一致或不一致。

5.采用基因工程技术改良上述玉米的品质时，选用大豆种
子贮藏蛋白基因为目的基因。

该目的基因与质粒组装成为重组DNA分子时，需要用连接酶。

为便于筛选获得了目的基因的
受体细胞，所用的质粒通常具有特定的标记。

将目的基因导入离体的玉米体细胞后，需要采用技术才能获得具有目的基因的玉米植株。

2.如果白色糯玉米不能抗某种除草剂，而纯合黄色非糯玉
米能够抗该除草剂，那么说明抗性基因位于叶绿体DNA上。

那么如何通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米呢？
3.对多株白色糯玉米进行射线处理后，再进行自交。

另外
一些白色糯玉米植株，花粉不经射线处理，进行自交。

结果是，经过射线处理的玉米出现了黄色糯籽粒，而未经射线处理的全部结白色糯籽粒。

由此可推测，黄色籽粒的出现是基因发生的结果，其实质是射线诱发的分子结构发生了改变。

这些植株均自交，所得籽粒性状在同一植株上表现一致或不一致，而在植株群体中表现一致或不一致。

5.采用基因工程技术改良上述玉米的品质时，选用大豆种
子贮藏蛋白基因为目的基因。

该目的基因与质粒组装成为重组DNA分子时，需要用连接酶。

为便于筛选获得了目的基因的
受体细胞，所用的。