2020版高考生物大一轮人教讲义：第五单元 实验技能二

这是一份2020版高考生物大一轮人教讲义：第五单元 实验技能二，共6页。
(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)
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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
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：
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：
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，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。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
基因组合
A_Bb
A_bb
A_BB或aa_ _
植物颜色
粉色
红色
白色
亲本
F1
F2
紫花×白花
全为紫花
紫花∶白花＝63∶1