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1、疑难聚焦，专讲专练疑难聚焦，专讲专练( (三三) )遗传实验相遗传实验相关模式生物及重点题型专训关模式生物及重点题型专训 一、高考中“名题”频现的模式生物模式生物简介1豌豆自花传粉且闭花受粉，自然条件下都是纯种，相对性状明显且多种。2果蝇易饲养、繁殖快，10多天就繁殖一代，一只雌蝇一生能产生几百个后代。3玉米雌雄同株异花，易种植，杂交操作简便，子粒多、相对性状多而明显。4糯稻、粳稻花粉粒(雄配子)不仅有长形、圆形之分，用碘液着色后有蓝色、棕色之分，减数分裂产生的花粉就可直接验证基因的分离现象、自由组合现象。另外，拟南芥、小鼠、家兔、家鸽等都是常用的模式生物。模式生物(豌豆、果蝇、玉米、粳稻、糯
2、稻等)不仅在遗传学发展历程中作出不可替代的卓越贡献，而且在历年的高考试题中频频出现，这种趋势越来越明显，赋分值越来越高，应特别关注！【典例1】(2010山东理综，27)100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题。(1)黑体残翅果蝇与灰体长翅果蝇杂交，F1全为灰体长翅。用F1雄果蝇进行测交，测交后代只出现灰体长翅200只、黑体残翅198只。如果用横线()表示相关染色体，用A、a和B、b分别表示体色和翅型的基因，用点()表示基因位置，亲本雌雄果蝇的基因型可分别图示为_和_。F1雄果蝇产生的配子的基因组成图示为_。(2)卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，在F
3、1中所有雌果蝇都是直刚毛直翅，所有雄果蝇都是卷刚毛直翅。控制刚毛和翅型的基因分别位于_和_染色体上(如果在性染色体上，请确定出X或Y)，判断前者的理由是_。控制刚毛和翅型的基因分别用D、d和E、e表示，F1雌雄果蝇的基因型分别为_和_。F1雌雄果蝇互交，F2中直刚毛弯翅果蝇占的比例是_。(3)假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死)，无其他性状效应。根据隐性纯合子的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。实验步骤：_；_；_。结果预测：.如果_，则X染
4、色体上发生了完全致死突变；.如果_，则X染色体上发生了不完全致死突变；.如果_，则X染色体上没有发生隐性致死突变。解题提示 本题的命题思路堪称历届高考命题的典范，深入进去，体会自知，姊妹题见下面2012四川理综，31。解析(1)根据亲本杂交的结果，可以判断控制体色和翅长度的基因位于一对常染色体上。根据F1的表现可以判断灰体、长翅为显性。所以两个亲本的相关基因型是 。F1雄果蝇的基因型是 ，其产生的配子基因型是 。(3)为了探究该果蝇的致死突变情况，可以选择该果蝇与正常雌果蝇杂交，得F1，再用F1互交(或F1雌蝇与正常雄蝇杂交)，最后统计F2中雄蝇所占比例(或统计F2中雌、雄果蝇所占比例)。根据
5、具体情况做出结果预测。因为题中已经交代了该突变基因位于X染色体上，设该隐性基因用f表示。若没有发生隐性致死突变，则F2中雌雄比例为11；若发生完全致死突变，则F2中雌雄21；若发生不完全致死突变，则F2中雌雄比例在1121之间。专项突破一1(2012四川理综，31)果蝇的眼色由两对独立遗传的基因(A、a和B、b)控制，其中B、b仅位于X染色体上。A和B同时存在时果蝇表现为红眼，B存在而A不存在时为粉红眼，其余情况为白眼。(1)一只纯合粉红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，F1代全为红眼。亲代雌果蝇的基因型为_，F1代雌果蝇能产生_种基因型的配子。将F1代雌雄果蝇随机交配，所得F2代粉红眼果蝇中雌雄
6、比例为_，在F2代红眼雌果蝇中杂合子占的比例为_。(2)果蝇体内另有一对基因T、t，与基因A、a不在同一对同源染色体上。若t基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇。让一只纯合红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，所得F1代的雌雄果蝇随机交配，F2代雌雄比例为35，无粉红眼出现。T、t基因位于_染色体上，亲代雄果蝇的基因型为_。F2代雄果蝇中共有_种基因型，其中不含Y染色体的个体所占比例为_。用带荧光标记的B、b基因共有的特异序列作探针，与F2代雄果蝇的细胞装片中各细胞内染色体上B、b基因杂交，通过观察荧光点的个数可确定细胞中B、b基因的数目，从而判断该果蝇是否可育。在一个处于有丝
7、分裂后期的细胞中，若观察到_个荧光点，则该雄果蝇可育；若观察到_个荧光点，则该雄果蝇不育。解析本题主要考查基因自由组合定律的基本知识。由题干信息可推知各表现型对应的基因型：红眼为A_XBX、A_XBY，粉红眼为aaXBX、aaXBY，白眼为A_XbXb、A_XbY、aaXbXb、aaXbY。(1)纯合粉红眼雌果蝇的基因型为aaXBXB，与白眼雄果蝇杂交，F1全为红眼，推知此白眼雄果蝇的基因型为AAXbY，F1的基因型为：AaXBXb、AaXBY，根据基因自由组合定律，雌果蝇AaXBXb产生4种配子：AXB、AXb、aXB、aXb。F1雌、雄果蝇基因型分别为AaXBXb、AaXBY，随机交配得F
8、2中粉红眼的基因型为：2(2011重庆理综，31)拟南芥是遗传学研究的模式植物，某突变体可用于验证相关的基因的功能。野生型拟南芥的种皮为深褐色(TT)，某突变体的种皮为黄色(tt)，下图是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因(Tn)功能的流程示意图。(1)与拟南芥t基因的mRNA相比，若油菜Tn基因的mRNA中UGA变为AGA，其末端序列成为“AGCGCGACCAGACUCUAA”， 则Tn比t多编码_个氨基酸(起始密码子位置相同，UGA、UAA为终止密码子)。(2)图中应为_。若不能在含抗生素Kan的培养基上生长，则原因是_。若的种皮颜色为_，则说明油菜基因Tn与拟南芥T基因的功能相同。(3)假
9、设该油菜Tn基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，则中进行减数分裂的细胞在联会时的基因型为_；同时，的叶片卷曲(叶片正常对叶片卷曲为显性，且与种皮性状独立遗传)，用它与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥杂交，其后代中所占比例最小的个体表现为_；取的茎尖培养成16棵植株，其性状通常_(填“不变”或“改变”)。(4)所得的转基因拟南芥与野生型拟南芥_(填“是”或者“不是”)同一个物种。解析通过基因工程和遗传知识相结合来考查学生对该部分知识的掌握，属中档题，较难。油菜Tn基因的mRNA中UGA变为AGA，而末端序列为“AGCGCGACCAGACUCUAA”，在拟南芥中的UGA本是终止密码子不
10、编码氨基酸，而在油菜中变为AGA可编码一个氨基酸，而CUC还可编码一个氨基酸，直到UAA终止密码子不编码氨基酸。假设油菜Tn基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，注意拟南芥是指实验用的突变体tt，所以转基因拟南芥基因型为Tnt，减数分裂联会时形成四分体是由于染色体进行了复制，基因也进行了复制，因而基因型为TnTntt。设转基因拟南芥的叶片卷曲与正常叶是由B、b基因控制，正常叶为显性，而该对性状与种皮性状为独立遗传，则这两对性状遵循基因的自由组合定律。则：取转基因拟南芥的茎尖培养为植物组织培养，属于无性生殖，所以后代性状一般不变。所得转基因拟南芥Tnt和野生型拟南芥TT两个品种能杂交产生可
11、育后代，不存在生殖隔离，因此是同一个物种。答案(1)2(2)重组质粒(重组DNA分子)重组质粒未导入深褐色(3)TnTntt黄色正常、黄色卷曲不变(4)是方案一正反交法若正反交结果一致，与性别无关，为细胞核内常染色体遗传；若正反交结果不一致，则分两种情况：后代不管正交还是反交都表现为母本性状，即母系遗传，则可确定基因在细胞质中的叶绿体或线粒体中；若正交与反交结果不一样且表现出与性别有关，则可确定基因在性染色体上一般在X染色体上。二、基因位置的判断、遗传方式的判定及实验设计思路二、基因位置的判断、遗传方式的判定及实验设计思路 方案二根据后代的表现型在雌雄性别中的比例是否一致进行判定若后代中两种表
12、现型在雌雄个体中比例一致，说明遗传与性别无关，则可确定基因在常染色体上；若后代中两种表现型在雌雄个体中比例不一致，说明遗传与性别有关，则可确定基因在性染色体上。方案三选择亲本杂交实验进行分析推断选择亲本进行杂交，根据后代的表现型及在雌雄个体中比例来确定基因位置：亲本的性状及性别的选择规律：选两条同型性染色体的亲本(XX或ZZ)为隐性性状，另一亲本则为显性性状。XY型性别决定型性别决定ZW型性别决定型性别决定雌性雌性隐性性状隐性性状显性性状显性性状雄性雄性显性性状显性性状隐性性状隐性性状后代性后代性状分布状分布雌性全为显性，雄性全为隐性雌性全为显性，雄性全为隐性雄性全为显性，雌性全为隐性雄性全为
13、显性，雌性全为隐性基因位置确认及相关遗传实验设计一向是高考热点之一，题型多为非选择题，题目思维含量较高，分值较重，属拉分题，备考时应格外重视。【典例2】果蝇的X染色体和Y染色体是一对同源染色体，但其形态、大小却不完全相同。如图为果蝇X、Y染色体同源和非同源区段的比较图解，其中A与C为同源区段。请回答下列有关问题。(1)已知在果蝇的X染色体上有一对基因H、h，分别控制的性状是腿部有斑纹和腿部无斑纹。现有纯种果蝇若干，请通过一次杂交实验，确定H、h基因在X染色体上的位置是A区段还是B区段。实验步骤：选用纯种果蝇作为亲本，雌性亲本表现型为_，雄性亲本表现型为_。用亲本果蝇进行杂交。观察子代果蝇的性状
14、并统计记录结果。结果分析：若子代雄果蝇表现为_，则此对基因位于A区段；若子代雄果蝇表现为_，则此对基因位于B区段。(2)一野生型雄果蝇与一个白眼(隐性)基因纯合的雌果蝇杂交，子代中发现有一只雌果蝇具有白眼表现型，你如何利用上述果蝇判定这一结果是由一个点突变造成的，还是由缺失突变造成的。(提示：白眼基因位于B区段，缺失纯合或异配性别的伴性基因缺失致死)杂交方法：_。结果和结论：_；_。解析(1)选择雌性亲本表现型为腿部无斑纹、雄性亲本表现型为腿部有斑纹进行杂交，若子代雄果蝇表现为腿部有斑纹，则此对基因位于A区段；若子代雄果蝇表现为腿部无斑纹，则此对基因位于B区段。(2)如果子代的白眼雌果蝇是由一
15、个点突变造成的，其与野生型父本回交后，后代的雌雄比例为11。如果子代的白眼雌果蝇是由缺失突变造成的，其与野生型父本回交后，后代雌果蝇都会得到父本正常的X染色体，不会出现缺失致死现象，后代雄果蝇中有一半含发生缺失突变的X染色体，表现缺失致死现象，最终导致雌雄比例为21。答案(1)实验步骤：腿部无斑纹腿部有斑纹结果分析：腿部有斑纹腿部无斑纹(2)杂交方法：让子代的白眼雌果蝇与野生型父本回交结果和结论：若回交后代雌雄比例为11，则由一个点突变造成若回交后代雌雄比例为21，则由缺失突变造成专项突破二3(经典题)鸡的芦花羽毛与非芦花羽毛是一对相对性状，其显隐性关系未知，基因在染色体上的位置也未知，控制这
16、对相对性状的基因可用字母B、b表示。请回答下列问题。(1)现有一群自然放养的鸡群，雌雄均有性成熟的芦花羽毛与非芦花羽毛个体若干，请你设计杂交实验，判断这对相对性状的显隐性关系。_。(2)若芦花羽毛为显性，非芦花羽毛为隐性，现有性成熟的纯种芦花羽毛和非芦花羽毛雌、雄个体数只，请你设计实验判断控制这对相对性状的基因是位于常染色体上还是性染色体的同源区段上，还是性染色体的非同源区段上。(最多只设计两代杂交组合实验)实验步骤：_；_；_。预测实验结果：若_，则控制这对相对性状的基因位于性染色体的非同源区段上；若_，则控制这对相对性状的基因位于常染色体上；若_，则控制这对相对性状的基因位于性染色体的同源
17、区段上。(3)用遗传图解分析预测实验结果。解析判断芦花羽毛与非芦花羽毛的显隐性时，由于显性性状中既有纯合子又有杂合子，故通常不用芦花羽毛与非芦花羽毛鸡杂交，而是将性状相同的多对鸡杂交，由于是随机取样，如果该性状是显性性状，其中就会存在杂合子自交的情况，后代将出现性状分离，如果该性状是隐性性状，则不会发生性状分离现象。鸡的性别决定方式为ZW型，选择芦花雌鸡(ZW)和非芦花雄鸡(ZZ)杂交，若这对基因位于性染色体的同源区段上，杂交结果为：ZBWBZbZbZBZb、ZbWB，即F1中雌、雄鸡都为芦花羽毛，将F1中芦花雌鸡与非芦花雄鸡杂交，则F2中雄鸡均为非芦花羽毛，雌鸡均为芦花羽毛；若这对基因位于常
18、染色体上，杂交结果为：BBbbBb，即F1中雌、雄鸡都表现为芦花羽毛，将F1中芦花雌鸡与非芦花雄鸡杂交，则F2中雌、雄鸡均有非芦花与芦花羽毛；若这对基因位于性染色体的非同源区段，杂交结果为：ZBWZbZbZBZb、ZbW，即F1中雄鸡都为芦花羽毛，雌鸡都为非芦花羽毛。答案(1)选取多对芦花羽毛雌、雄鸡杂交，若后代出现非芦花小鸡，则芦花羽毛为显性，非芦花羽毛为隐性；若后代均为芦花羽毛小鸡，则芦花羽毛为隐性，非芦花羽毛为显性(或者：选取多对非芦花羽毛雌、雄鸡杂交，若后代出现芦花小鸡，则非芦花羽毛为显性，芦花羽毛为隐性；若后代均为非芦花小鸡，则非芦花羽毛为隐性，芦花羽毛为显性)(2)实验步骤：选取芦花雌鸡与非芦花雄鸡杂交得F1，观察F1中小鸡羽毛与性别的关系从F1中选取芦花雌鸡与非芦花雄鸡杂交得到F2观察F2中小鸡羽毛与性别的关系预测实验结果：若F1中雄鸡均为芦花羽毛，雌鸡均为非芦花羽毛若F1中雌、雄鸡均为芦花羽毛，F2中雌、雄鸡均有芦花与非芦花羽毛若F1中雌、雄鸡均为芦花羽毛，F2中雄鸡均为非芦花羽毛，雌鸡均为芦花羽毛(3)遗传图解如下：
