常见遗传变异实验设计题及解题策略

常见遗传变异实验设计题及解题策略

常见遗传变异实验设计题及解题策略

江西省信丰中学罗义庆

“遗传定律”是高中生物学的主干知识，也是历年高考的重点。随着高考对实验能力要求的提升，对遗传知识的考核方向也发生了变化,把遗传定律与实验设计相结合的遗传实验设计

题成为了高考重要题型，实验设计本来是学生的弱项，更何况是遗传实验设计题,它让学生感觉无从下手。本文在此对有关运用遗传定律以区别性状的显隐性；推断基因位于常染色体还是X染色体上等实验设计题的设计方法和原理总结如下：

一、一对相对性状（完全显性）的显、隐性的判断

1. 定义法：具有相对性状的纯合体亲本杂交，子一代表现出来的那个亲本的性状为显性性状，未表现出来的那个亲本的性状为隐性性状。如高茎×矮茎→高茎，则高对矮是显性性状，矮是隐性性状。可用公式表示为A×B→A，A为显性

性状、B为隐性性状

若已知亲本皆为纯合体，可利用显、隐性性状的概念，用杂交的方法即选取具有不同性状的两亲本杂交，后代表现出的那一种亲本的性状即为显性性状，另一亲本的性状为隐性性状。

例1 果蝇的翅有残翅和长翅，且此性状是细胞核遗传，

现若有实验过程中所需要的纯种果蝇，请设计实验确定长翅和残翅的显隐性。

解答：选取纯种长翅果蝇与异性的纯种残翅果蝇交配，若后代全为长翅，则长翅为显性，残翅为隐性；若后代全为残翅，则残翅为显性，长翅为隐性。

2. 性状分离法：据“杂合体自交后代出现性状分离”。新出现的性状为隐性性状。如高茎×高茎→高茎、矮茎，则矮茎是隐性性状。可用公式表示为A×A→A、B，B为隐性性状。

即通过相同性状的亲本杂交，观察后代性状。

若已知亲本是野生型（显性中既有纯合体也有杂合体），可利用显性杂合体自交会出现性状分离的原理，选取具有相同性状的两亲本杂交，看后代有无性状分离，若有则亲本的性状为显性性状。

方法1杂交的方式：.A与B杂交后代只表现一个性状，则出现的性状即为显性性状，未出现性状的即为隐性性状（A、B 为一对相对性状），

方法2自交的方式：A和B自交，若能发生性状分离的亲本一定为显性；不能发生性状分离的无法确定，有可能为隐性性状，也有可能为显性性状。

例2．将纯种黄色玉米种子用X射线处理后种植，长成高大植株，经自花传粉后结穗，穗上出现从未见过的“红粒”性状。经鉴定，红粒与黄粒是一对相对性状，且为常染色体完全显

性遗传。请你用该果穗上的红粒与黄粒为实验材料设计实验，以鉴定这一相对性状的显隐性关系。

解析：根据题意分析可知：红粒是由纯种黄粒经基因突变而产生的性状，红粒与黄粒是由一对等位基因控制的，遵循基因分离定律。要鉴定红粒与黄粒之间的显隐性关系可通过自交或杂交的后代是否发生性状分离来加以分析确定。

答案：方案一．自交：若子代全部表现为黄粒或红粒，可认定黄粒或红粒为纯种；再让子代纯种黄粒和纯种红粒杂交，其后代表现出的性状为显性，未表现出的性状为隐性。若自交后代出现性状分离，则亲本性状为显性，新出现性状为隐性。

方案二．杂交：若后代出现某一亲本性状，则该性状为显性性状，另一性状为隐性性状。若后代表现出两种亲本性状，可再进行自交，出现性状分离的为显性性状，未出现性状分离的为隐性性状。

例3 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），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？

解答：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。

二、显性纯合体、杂合体的判断：

方法1 自交的方式：让某些显性性状的个体进行自交，若后代能发生性状分离则亲本一定为杂合体，若后代无性状分离，则可能为纯合体。此法适合于植物，而且是最简便的方法，但不适合对于动物。（如果是动物，用相同性状的雌雄个体交配）

方法2 测交的方式，让待测个体与隐性类型测交，若后代出现隐性类型，则一定为杂合体，若后代只有显性性状，则可能为纯合体。待测对象若为雄性动物，要求与多个隐性雌性个体交配，以使后代产生更多的个体，使结果更有说服力。方法3 用花药离体培养形成单倍体植株并用秋水仙素处理加倍后获得的植株为纯合体。

例1．3支试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—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)。

解析：果蝇的红眼和白眼为一对相对性状，红眼为显性性状，白眼为隐性性状，控制这对性状的基因位于性染色体上。雄果蝇的基因型有两种：XBY(红眼)和XbY(白眼)，雌果蝇的基因型有三种：XBXB(红眼)、XBXb(红眼)、XbXb(白眼)，

雌果蝇和雄果蝇可直接通过观察成体第二性征的差别鉴定。通过以上分析可知，唯有红眼雌果蝇的基因型需要鉴别(有XBXB和XBXb两种基因型)。可以直接用红眼果蝇与白眼果蝇交配，若后代有白眼果蝇，说明该红眼雌果蝇是杂合体，基因型为XBXb，若后代全为红眼果蝇，说明该红眼果蝇是纯合体，基因型为XBXB。至此，设计的实验方案也就出来了。

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、控制一对相对性状基因位置的判断

1、基因位于X染色体上还是位于常染色体上的判断（1）若该相对性状的显隐性是未知的，但亲本皆为纯合子,则用正交和反交的方法。

① 若正交和反交的后代表现型相同,都表现同一亲本的性状,这基因位于常染色体上。

遗传图解：

P BB(♀) × bb(♂) P bb(♀ ) × BB(♂)

↓ ↓F1 Bb F1