2020版生物新导学大一轮苏教讲义：第五单元基因的传递规律实验技能二

(2017·全国Ⅲ，32)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系①：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换，回答下列问题：(1)若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上②，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上③。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)(2)假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上④，请以上述品系为材料，设计实验对这一假设进行验证⑤。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)审题关键信息①：三个纯合品系中，两两之间各有两对相对性状不同，一对相对性状相同。信息②：三对等位基因位于常染色体上，与性别无关。信息③：要求确定三对等位基因是否分别位于三对染色体上，属于探究性的实验，实验结果要进行讨论。结合信息①判断，要确定三对等位基因是否分别位于三对染色体上，应分别两两杂交进行，以分别确定每两对等位基因是否位于一对染色体上。信息④：伴性遗传与性别有关联，要验证基因位于X染色体上，通常选择隐性的雌性个体和显性的雄性个体进行杂交。两对基因需要分别进行，也就是选择①×②杂交组合进行正反交。信息⑤：对假设进行验证，这属于验证性实验，描述的预期结果和结论只有一种。参考答案　(1)选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合，分别得到F1和F2，若各杂交组合的F2中均出现四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1，则可确定这三对等位基因位于三对染色体上；若出现其他结果，则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上。(2)选择①×②杂交组合进行正反交，观察F1中雄性个体的表现型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同，则证明这两对等位基因都位于X染色体上。错解例析错例：(1)选择①×②进行杂交， F1自由交配得到F2，F2中出现四种表现型，比例为9∶3∶3∶1，说明A/a和B/b这两对等位基因位于两对同源染色体上。再分别进行②×③、①×③杂交，各杂交组合的F2中均出现四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1，说明这三对等位基因分别位于三对染色体上①。(2)选择①×②进行杂交②，观察F1雄性个体的表现型。若F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现不同，则证明这两对等位基因都位于X染色体上。若F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现相同，则证明这两对等位基因不位于X染色体上③。错因分析：①处：探究性实验的预期结果不确定，应进行讨论。②处：应分别进行正反交，才符合隐性的雌性个体和显性的雄性个体杂交的设计思路。③处：验证性实验的预期结果是确定的，不用进行讨论。1．假设与结论假设是根据现有的科学理论、事实，对所研究的对象设想出的一种或几种可能性的答案和解释。若实验结果与预期结果一致，则得出与先前的假设一致的结论，即假设成立；反之，假设不成立。2．探究性实验和验证性实验的区别比较项目探究性实验验证性实验概念指实验者在不知实验结果的前提下，通过自己进行实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系验证已知对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系实验假设假设一般采用“如果A，则B”的形式表达，是根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种可能的答案和解释因结论是已知的，故不存在假设问题  1．某雌雄同株植物花的颜色由两对等位基因(A、a和B、b)控制，A基因控制色素合成(A：出现色素，AA和Aa的效应相同)，B为修饰基因，淡化颜色的深度(B：修饰效应出现，BB和Bb的效应不同)，其基因型与表现型的对应关系见下表，请回答下列问题：基因组合A_BbA_bbA_BB或aa_ _植物颜色粉色红色白色 若不知两对等位基因是在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某课题小组选用了AaBb粉色植株自交进行研究。(1)实验假设：这两对等位基因在染色体上的位置存在三种类型，请你在下面的图示方框中补充其他两种类型(用竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点)。(2)实验步骤：第一步：粉色植株自交；第二步：观察并统计子代植株花的颜色和比例。(3)实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论：①若______________________，则两对等位基因在两对同源染色体上(符合上图第一种类型)；②若______________________，则两对等位基因在一对同源染色体上(符合上图第二种类型)；③若子代植株花色表现型及比例为粉色∶红色∶白色＝2∶1∶1，则两对等位基因在一对同源染色体上(符合上图第三种类型)。答案　(1)其他两种类型如下图所示：(3)①子代植株花色表现型及比例为粉色∶红色∶白色＝6∶3∶7　②子代植株花色表现型及比例为粉色∶白色＝1∶1解析　本实验的目的是探究两对等位基因(A、a和B、b)是在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上。这两对等位基因可以分别位于两对同源染色体上，也可以位于一对同源染色体上，表现为连锁关系。探究过程如下：(1)作出假设：假设这两对基因在染色体上的位置存在三种类型。具体类型图见答案。(2)实验步骤：第一步：粉色植株自交。第二步：观察并统计子代植株花的颜色和比例。(3)实验可能的结果及相应的结论(不考虑交叉互换)：①若两对等位基因在两对同源染色体上，根据基因自由组合定律，AABB∶AaBB∶aaBB∶AABb∶AaBb∶aaBb∶AAbb∶Aabb∶aabb＝1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1，即粉色∶红色∶白色＝(2＋4)∶(1＋2)∶(1＋2＋1＋2＋1)＝6∶3∶7；②当AB在同一条染色体、ab在同一条染色体上时，令AB为G、ab为g，AaBb自交即为Gg自交，结果为 GG∶Gg∶gg＝AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1，则白色∶粉色＝1∶1；③当Ab在同一条染色体、aB在同一条染色体上时，令Ab为H，aB为h，AaBb自交即为Hh自交，结果为HH∶Hh∶hh＝AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1，则粉色∶红色∶白色＝2∶1∶1。2．某种植物的花色有紫色和白色两种。为探究该植物花色的遗传规律，某生物兴趣小组用该植物的纯种进行杂交实验，实验结果如下：亲本F1F2紫花×白花全为紫花紫花∶白花＝63∶1 对此实验结果，兴趣小组内进行了讨论和交流，对该植物的花色遗传最后得出了如下解释：①由一对基因(A、a)控制的，但含a的雄配子(花粉)部分不育；②由多对基因共同控制的(A、a，B、b，C、c……)。(1)如果假设①正确，上述实验F1紫花植株产生的可育雄配子中a配子的概率是________________。(2)为验证上述假设，该小组一致同意对F1进行测交实验，请预测两种假设的实验结果：假设①：(F1♀)_______________________ _______________________________________，(F1♂)________________________________________________________________________。假设②：(F1♀)_________________________________________________________________，(F1♂)________________________________________________________________________。如果实验证明假设②是正确的，则上述实验F2中的紫花植株中纯种占________________。(3)有同学认为还有其他的假设可以解释上述现象，请提出第三种假设并作简单的合理解释：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)1/32　(2)紫花∶白花＝1∶1　紫花∶白花＝31∶1　紫花∶白花＝7∶1　紫花∶白花＝7∶1　1/9　(3)由一对基因(A、a)控制，但含a的雌、雄配子均部分不育；当雌雄可育配子中a配子的概率均为1/8时，也会得出题中的结果解析　根据题意，紫花和白花杂交，F1全为紫花植株，F1自交，F2中有紫花和白花，说明紫色对白色为显性。(1)若植株的花色由一对等位基因(A、a)控制，且含a的雄配子(花粉)部分不育，则F1基因型为Aa，F1♀产生的配子有1/2A、1/2a，F2中白花植株aa占1/64，aa＝1/2a(雌)×雄配子，则F1紫花植株产生的可育雄配子中a＝1/32。(2)根据假设①，F1基因型为Aa，F1♀测交即Aa×aa，子代表现型及比例为紫花(Aa)∶白花(aa)＝1∶1；F1♂产生配子为1/32a、31/32A，测交结果为紫花(Aa)∶白花(aa)＝31∶1。根据假设②：若植物的花色由多对基因共同控制的(A、a、B、b、C、c……)，根据F2中白花植株占1/64，推测花色有3对等位基因控制，F1紫花植株基因型为AaBbCc，F2白花植株基因型为aabbcc，其他为紫花，据此分析，F1♀与F1♂产生配子相同，F1测交子代白花aabbcc所占比例为1/2×1/2×1/2＝1/8，则子代紫花为7/8，故F1♀与F1♂测交产生子代均为紫花∶白花＝7∶1。据题意可知，假设②F2中共有8种纯合子，且各占1/64，其中表现为紫色的有7种，所以紫花植株中纯种占7/63，即1/9。(3)由一对基因(A、a)控制，但含a的雌、雄配子均部分不育，雌雄可育配子中a配子的概率均为1/8时，也会得出题中结果。3．某雌雄异株植物(性别决定为XY型)的叶型有宽叶和窄叶之分，由两对基因决定。科研人员用两株窄叶植株进行杂交，F1全是宽叶；F1杂交，所得F2中宽叶植株与窄叶植株的比例为9∶7。请回答下列问题：(1)在叶型这对性状中，显性性状为________。两株亲本的基因型________(填“相同”或“不同”)。(2)初步研究发现，决定该植物叶型的两对基因在染色体上的分布情况有三种：①两对基因都位于常染色体上；②一对基因位于常染色体上，另一对基因位于X染色体上；③两对基因都位于X染色体上。根据以上杂交实验的数据，可排除第____________(填数字)种情况；若要得到明确的结论，还需对F2的性状做进一步数据分析。请简要写出数据分析方案及相应结论。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)宽叶　不同　(2)③　答案一：分别统计F2中雌、雄植株叶型的比例，若雌、雄植株宽叶和窄叶之比都是9∶7，则是第①种情况；若雌性植株宽叶和窄叶之比是3∶1，而雄性植株宽叶和窄叶之比是3∶5，则是第②种情况答案二：分别统计F2中宽叶植株和窄叶植株的性别比例，若宽叶和窄叶植株雌、雄个体之比都是1∶1，则是第①种情况；若宽叶植株雌、雄之比是2∶1，而窄叶植株雌、雄之比是2∶5，则是第②种情况解析　(1)题干F2中宽叶植株与窄叶植株的比例为9∶7是9∶3∶3∶1的变式，说明宽叶与窄叶这对相对性状是由两对等位基因(设为A、a与B、b)控制的，则F1的基因型为AaBb，其表现型为宽叶，说明宽叶是显性性状，窄叶是隐性性状，其中F2中宽叶的基因型为A_B_，窄叶的基因型为A_bb、aaB_、aabb。两株窄叶植株进行杂交，F1全是宽叶，说明两亲本的基因型分别为aaBB与AAbb，基因型不同。(2)两对基因都位于X染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律，后代的表现型比例不会出现9∶7，根据以上杂交实验的数据，可排除第③组情况。若要得到明确的结论，还需对F2的性状做进一步数据分析，如果两对基因分别位于两对常染色体上，则其后代的表现型与性别无关，即分别统计F2中雌、雄植株叶型的比例，若雌、雄植株宽叶和窄叶之比都是9∶7，则是第①种情况；如果两对等位基因一对基因位于常染色体上，另一对基因位于X染色体上，则其遗传遵循基因的自由组合定律，但其后代的表现型及比例在雌性与雄性中表现不同。假设窄叶亲本的基因型为AAXbY与aaXBXB，则F1的基因型为AaXBXb、AaXBY，二者杂交，F2中雌性植株宽叶和窄叶之比是3∶1，而雄性植株宽叶和窄叶之比是3∶5，因此若雌性植株宽叶和窄叶之比是3∶1，而雄性植株宽叶和窄叶之比是3∶5，则是第②种情况。也可以分别统计F2中宽叶植株和窄叶植株的性别比例，若宽叶和窄叶植株雌、雄个体之比都是1∶1，则是第①种情况；若宽叶植株雌、雄之比是2∶1，而窄叶植株雌、雄之比是2∶5，则是第②种情况。