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1、设计实验 确定某基因的位置确定某基因的位置沾化县第一中学沾化县第一中学韩振勇韩振勇背景背景“遗传定律遗传定律”是高中生物学的主干知识，也是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，遗传实验设计题能够题成为了高考重要题型，遗传实验设计题能够较好地检测学生的实验分析、思维方式、创新较好地检测学生的实验分析、思维方式、创新能力和语言表达能力，实验设计本来是学
2、生的能力和语言表达能力，实验设计本来是学生的弱项，更何况是遗传实验设计题弱项，更何况是遗传实验设计题,它让学生感它让学生感觉无从下手。觉无从下手。遗传定律与实验设计相结合的遗传实验设计题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成为了高考重要题型遗传实验设计的总思路遗传实验设计的总思路性状性状核基因核基因质基因质基因基因型基因型环境因素环境因素+=寻找遗传实验设计的基本规律寻找遗传实验设计的基本规律例题例题：正常温度条件下（：正常温度条件下（25左右）发育的果蝇，左右）发育的果蝇，果蝇的长翅（果蝇的长翅（A）对残翅（）对残翅（a）为显性，这一对等）为显性，这一对等位基因位于常染
3、色体上。但即便是纯合长翅品种位基因位于常染色体上。但即便是纯合长翅品种（AA）的果蝇幼虫，在）的果蝇幼虫，在35温度条件下培养，长温度条件下培养，长成的成体果蝇却表现为残翅，这种现象叫成的成体果蝇却表现为残翅，这种现象叫“表型表型模拟模拟”。（1）这种模拟的表现性状能否遗传？为什么？）这种模拟的表现性状能否遗传？为什么？（2）现有一只残翅果蝇，如何判断它是否属于纯）现有一只残翅果蝇，如何判断它是否属于纯合残翅（合残翅（aa）还是）还是“表型模拟表型模拟”？请设计实验方？请设计实验方案并进行结果分析。案并进行结果分析。方法步骤：方法步骤：结果分析：结果分析：答案：答案：（1）不能遗传，因为）不能
4、遗传，因为“表型模拟表型模拟”是由于环境条件改是由于环境条件改变而引起的变异，遗传物质（基因型）并没有改变变而引起的变异，遗传物质（基因型）并没有改变（2）方法步骤：方法步骤：让这只残翅果蝇与让这只残翅果蝇与正常温度条件下发育正常温度条件下发育的异性残翅的异性残翅（aa）果蝇交配；）果蝇交配；使其后代在使其后代在正常温度条件下正常温度条件下发育；发育；观察后代翅的形态。观察后代翅的形态。结果分析结果分析：若后代表现均为残翅果蝇，则这只果蝇为纯合残翅若后代表现均为残翅果蝇，则这只果蝇为纯合残翅（aa）；）；若后代表现有长翅果蝇，则这只果蝇为若后代表现有长翅果蝇，则这只果蝇为“表型模拟表型模拟”。
5、例题：例题：已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状（红眼已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状（红眼A、白眼白眼a），且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。若用一次交），且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。若用一次交配实验即可确定这对基因位于何种染色体上，选择的亲体配实验即可确定这对基因位于何种染色体上，选择的亲体表现型应为表现型应为。实验预期及相应结论为：实验预期及相应结论为：。常规解题思路常规解题思路:雌隐性雌隐性雄显性雄显性白眼雌果蝇白眼雌果蝇红眼雄果蝇红眼雄果蝇子代中子代中雌雌果蝇果蝇全部红眼全部红眼，雄雄果蝇果蝇全部白眼全部白眼，则这对基因位于则这对基因位于X染色体上染色体上子代子代雌、雄雌、雄果蝇果蝇全
6、部为红眼全部为红眼，则这对基因位于，则这对基因位于常常染色体上染色体上子代中子代中雌、雄雌、雄果蝇均果蝇均既有红眼又有白眼既有红眼又有白眼，则这对基，则这对基因位于因位于常常染色体上染色体上针对训练1已知果蝇的直毛与非直毛是一对相对性状。已知果蝇的直毛与非直毛是一对相对性状。若实验室有纯合的直毛和非直毛雌、雄果若实验室有纯合的直毛和非直毛雌、雄果蝇亲本，你能否通过一代杂交实验确定控蝇亲本，你能否通过一代杂交实验确定控制这对相对性状的等位基因是位于常染色制这对相对性状的等位基因是位于常染色体上还是体上还是X染色体上？请说明推导过程。染色体上？请说明推导过程。能。取直毛雌雄果蝇与非直毛雌雄果蝇，进
7、行正交和反能。取直毛雌雄果蝇与非直毛雌雄果蝇，进行正交和反交（即直毛交（即直毛非直毛非直毛，非直毛，非直毛直毛直毛）。若正、反）。若正、反交后代性状表现一致，则该等位基因位于常染色体上；交后代性状表现一致，则该等位基因位于常染色体上；若正、反交后代性状表现不一致，则该等位基因位于若正、反交后代性状表现不一致，则该等位基因位于X染染色体上。色体上。思考：判断基因位于细胞质中还是细胞核判断基因位于细胞质中还是细胞核中的方法。中的方法。判断基因位于常染色体上还是位于判断基因位于常染色体上还是位于X染色体上的方法。染色体上的方法。做做正反交实验正反交实验,根据结果进行比较判断某基因根据结果进行比较判断
8、某基因是位于细胞核中还是位于细胞质中。是位于细胞核中还是位于细胞质中。已知基因的显隐性应选择已知基因的显隐性应选择显雄显雄隐雌隐雌个体进个体进行交配行交配或已知雌雄个体均为纯合子，或已知雌雄个体均为纯合子，用正反交法用正反交法（上海高考题）果蝇的红眼为伴（上海高考题）果蝇的红眼为伴X显性遗传，显性遗传，隐性性状为白眼，在下列杂交组合中，通隐性性状为白眼，在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是（是（）A杂合红眼雌果蝇杂合红眼雌果蝇红眼雄果蝇红眼雄果蝇B白眼雌果蝇白眼雌果蝇红眼雄果蝇红眼雄果蝇C杂合红眼雌果蝇杂合红眼雌果蝇白眼雄果蝇白眼雄果蝇
9、D白眼雌果蝇白眼雌果蝇白眼雄果蝇白眼雄果蝇应用应用1B例题：例题：科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截刚毛基因对截刚毛基因(b)为完全显性。若这对等位基因为完全显性。若这对等位基因存在于存在于X、Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为表示为XBYB、XBYb、XbYB，若仅位于，若仅位于X染色体上，染色体上，则只能表示为则只能表示为XBY。现有各种。现有各种纯种纯种果蝇若干，请果蝇若干，请利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于染色体上的同源区段
10、还是仅位于X染色体上，请染色体上，请写出遗传图解，并简要说明推断过程。写出遗传图解，并简要说明推断过程。基本思路：基本思路：雌隐雌隐显性的纯合雄性显性的纯合雄性 P截刚毛雌截刚毛雌刚毛雄刚毛雄P截刚毛雌截刚毛雌刚毛雄刚毛雄XbXbXBYBXbXbXBY配子配子XbXBYB配子配子XbXBYF1XBXbXbYBF1XBXbXbY刚毛雌刚毛雌刚毛雄刚毛雄刚毛雄刚毛雄截刚毛雄截刚毛雄用纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交用纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交，若子一代雄果蝇为刚毛，则这对等位基因存若子一代雄果蝇为刚毛，则这对等位基因存在于在于X、Y染色体上的同源区段，染色体上的同源区段，若子一代雄果
11、蝇为截刚毛，则这对等位基因若子一代雄果蝇为截刚毛，则这对等位基因仅位于仅位于X染色体上。染色体上。已知控制叶形的基因（已知控制叶形的基因（H和和h）在性染色）在性染色体上，但不知位于体上，但不知位于I片段还是片段还是II片段。片段。也不也不知宽叶和窄叶的显隐性关系知宽叶和窄叶的显隐性关系。现有纯种宽。现有纯种宽叶、窄叶雌性植株若干和纯种宽叶、窄叶叶、窄叶雌性植株若干和纯种宽叶、窄叶雄性植株若干，你如何通过只做一代杂交雄性植株若干，你如何通过只做一代杂交实验判断基因（实验判断基因（H和和h）位于）位于I片段还是片段还是II片片段？请写出你的实验方案、判断依据及相段？请写出你的实验方案、判断依据及
12、相应结论。应结论。(不要求判断显、隐性，不要求写不要求判断显、隐性，不要求写出子代具体表现型出子代具体表现型)实验方案：实验方案：_判断依据及结论：判断依据及结论：如果如果_，则，则控制叶形的基因（控制叶形的基因（H、h）位于）位于片段。片段。如果如果_，则控制叶形的基，则控制叶形的基因（因（H、h）位于）位于片段。片段。判断基因位于判断基因位于XY的同源区段还是仅位于的同源区段还是仅位于X染色体上染色体上方法一：方法一：正反交法正反交法使用条件：不知道显隐性关系使用条件：不知道显隐性关系 A.若正反交子代表现型相同，则基因位于若正反交子代表现型相同，则基因位于XY的同源区段。的同源区段。B.
13、若正反交子代表现型不相同，则基因位于若正反交子代表现型不相同，则基因位于X染色体上。染色体上。实验设计：实验设计：结果预测及结论：结果预测及结论：纯合隐性个体和纯合显性个体正交和反交纯合隐性个体和纯合显性个体正交和反交A.若子代中的个体全表现为显性性状，则基因位于若子代中的个体全表现为显性性状，则基因位于XY的的同源区段。同源区段。B.若子代中雌性全表现为显性性状，雄性全表现为隐性若子代中雌性全表现为显性性状，雄性全表现为隐性性状，则基因位于性状，则基因位于X染色体上。染色体上。实验设计：实验设计：结果预测及结论：结果预测及结论：雌隐雌隐显性的纯合雄性显性的纯合雄性方法二：方法二：使用条件：知
14、道显隐性关系使用条件：知道显隐性关系 雌隐雌隐显性的纯合雄性显性的纯合雄性例题例题：果蝇的性染色体：果蝇的性染色体X和和Y有非同源区和同源区有非同源区和同源区。非同源区上的。非同源区上的X和和Y片段上无等位基因或相同基片段上无等位基因或相同基因；同源区上的因；同源区上的X和和Y片段上有等位基因或相同基片段上有等位基因或相同基因。控制果蝇眼形的基因不在非同源区，棒眼因。控制果蝇眼形的基因不在非同源区，棒眼（E）对圆眼（）对圆眼（e）为显性，现有足够的）为显性，现有足够的纯合纯合雌、雌、雄棒眼果蝇和雄棒眼果蝇和纯合纯合雌、雄圆眼果蝇个体，请用杂雌、雄圆眼果蝇个体，请用杂交实验的方法推断这对基因是位
15、于交实验的方法推断这对基因是位于X和和Y的同源区，的同源区，还是位于常染色体上，写出你的实验方法、推断还是位于常染色体上，写出你的实验方法、推断过程和相应遗传图解。过程和相应遗传图解。将纯合的圆眼雌蝇与纯合的棒眼雄蝇杂交，得到足够的将纯合的圆眼雌蝇与纯合的棒眼雄蝇杂交，得到足够的F1个体个体再选择再选择F1中的雄性棒眼个体与雌性棒眼个体相互交配得中的雄性棒眼个体与雌性棒眼个体相互交配得F2。F1XEXe(棒眼棒眼)XeYE(棒眼棒眼)F2XEXe(棒眼棒眼)XeXe(圆眼圆眼)XEYE（棒眼）（棒眼）XeYE（棒眼）（棒眼）其遗传图解如下：其遗传图解如下：PXeXe(圆眼圆眼)XEYE(棒棒眼
16、眼)F1XEXe(棒眼棒眼)XeYE（棒眼）（棒眼）若若F2代雄性全为棒眼，雌性均有棒眼和圆眼代雄性全为棒眼，雌性均有棒眼和圆眼,则则E、e位于位于X和和Y的同源区。的同源区。其遗传图解如下：其遗传图解如下：Pee（圆眼）（圆眼）EE（棒眼）（棒眼）F1Ee(棒眼棒眼)F1Ee(棒眼棒眼)Ee(棒眼棒眼)F2EE(棒眼棒眼)Ee(棒眼棒眼)ee（圆眼）（圆眼）若若F2代中雌雄个体均有棒眼和圆眼，则代中雌雄个体均有棒眼和圆眼，则E、e位于常染色体上位于常染色体上。判断基因位于常染色体上还是位于判断基因位于常染色体上还是位于XY的同源区段的同源区段实验设计：实验设计：结果预测及结论：结果预测及结论
17、：隐性的纯合雌性与显性的纯合雄性杂交获得隐性的纯合雌性与显性的纯合雄性杂交获得的的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得个体杂交获得F2，观察，观察F2表现型情况。表现型情况。A、若、若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，则该基因位于现，则该基因位于常常染色体。染色体。B、若、若F2中雄性个体全表现为显性性状，雌性个中雄性个体全表现为显性性状，雌性个体中既有显性性状又有隐性性状，且各占体中既有显性性状又有隐性性状，且各占1/2，则，则该基因位于该基因位于XY的同源区段上。的同源区段上。判断基因的位置思路总结判
18、断基因的位置思路总结正反交正反交已知基因的显隐性：应选择已知基因的显隐性：应选择显雄显雄与隐雌与隐雌个体进行交配个体进行交配未知基因的显隐性：且雌雄个体未知基因的显隐性：且雌雄个体均为纯合子，用均为纯合子，用正反交法正反交法判断基因的位置思路总结判断基因的位置思路总结选择选择隐性的隐性的纯合纯合雌性与显性的雌性与显性的纯合纯合雄性雄性杂交获杂交获得得F1F1，再选子代中的雌雄个体杂交获得，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2F2，根，根据据F2F2表现型情况判断。表现型情况判断。正反交正反交已知基因的显隐性：应选择已知基因的显隐性：应选择显雄显雄与隐雌与隐雌个体进行交配个体进行交配未知基因的显隐性
19、：且雌雄个体未知基因的显隐性：且雌雄个体均为纯合子，用均为纯合子，用正反交法正反交法（1）XDY ，XDYd，1/4，1/3，3：1 （2）若：若：子代中雌雄都有灰身和黑身，且比例接近子代中雌雄都有灰身和黑身，且比例接近1：1，雌，雌雄都有正常蝇毛与短蝇毛，且比例接近于雄都有正常蝇毛与短蝇毛，且比例接近于1：1，则控制灰身，则控制灰身（A）、黑身（）、黑身（a）基因在）基因在X和和Y染色体的同源区段，控制正常染色体的同源区段，控制正常硬毛（硬毛（B）、短硬毛（）、短硬毛（b）基因在常染色体上。）基因在常染色体上。（或写成：子代中黑身正常蝇毛：黑身短蝇毛：灰身正常蝇毛：（或写成：子代中黑身正常蝇
20、毛：黑身短蝇毛：灰身正常蝇毛：灰身短蝇毛大致等于灰身短蝇毛大致等于1：1：1：1，且雌雄都有；或写成：子，且雌雄都有；或写成：子代中黑身正常蝇毛雄蝇：黑身正常蝇毛雌蝇：黑身短蝇毛雄代中黑身正常蝇毛雄蝇：黑身正常蝇毛雌蝇：黑身短蝇毛雄蝇：灰身正常蝇毛雄蝇：灰身正常蝇毛雌蝇：灰身短蝇毛雄蝇：灰身正常蝇毛雄蝇：灰身正常蝇毛雌蝇：灰身短蝇毛雄蝇：灰身短蝇毛雌蝇大致等于蝇：灰身短蝇毛雌蝇大致等于1：1：1：1：1：1：1：1）若：若：子代中雌雄都有灰身和黑身，且比例接近子代中雌雄都有灰身和黑身，且比例接近1：1，而雌，而雌性都是正常硬毛，雄性都是短硬毛；或者雄性都是正常硬毛，性都是正常硬毛，雄性都是短硬
21、毛；或者雄性都是正常硬毛，雌性都是短硬毛；则控制灰身（雌性都是短硬毛；则控制灰身（A）、黑身（）、黑身（a）基因在常染）基因在常染色体上，而控制正常硬毛（色体上，而控制正常硬毛（B）、短硬毛（）、短硬毛（b）基因在）基因在X和和Y染染色体的同源区段。色体的同源区段。（或写成：灰身正常硬毛雌蝇：黑身正常硬毛雌蝇：灰身短（或写成：灰身正常硬毛雌蝇：黑身正常硬毛雌蝇：灰身短硬毛雄蝇：黑身短硬毛雄蝇大致等于硬毛雄蝇：黑身短硬毛雄蝇大致等于1：1：1：1或灰身正常或灰身正常蝇毛雄蝇：黑身正常蝇毛雄蝇：灰身短硬毛雌蝇：黑身短硬蝇毛雄蝇：黑身正常蝇毛雄蝇：灰身短硬毛雌蝇：黑身短硬毛雌蝇大致等于毛雌蝇大致等于1：1：1：1） 相信自己 永不言弃（1）判断基因位于细胞质中还是细胞核中的实验设计判断基因位于细胞质中还是细胞核中的实验设计（3）判断基因位于）判断基因位于XY的同源区段还是仅位于的同源区段还是仅位于X染色体上的实验设计染色体上的实验设计（4）判断基因位于常染色体上还是位于）判断基因位于常染色体上还是位于XY的同源区段的实验设计的同源区段的实验设计1、确定某变异性状是否为可遗传变异、确定某变异性状是否为可遗传变异遗传实验设计基本类型遗传实验设计基本类型（2）判断基因位于常染色体上还是位于）判断基因位于常染色体上还是位于X染色体上的实验设计染色体上的实验设计2、基因定位、基因定位
