高考生物遗传实验设计题总结材料内部资料.docx

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高考生物遗传实验设计题总结材料内部资料

高考生物遗传实验设计题总结（内部资料）

朔州市平鲁区李林中学赵生金

根据近几年的高考试题分析和考纲要求，本文就此对涉及遗传学实验设计的各种题型进行归纳总结，井作具体的分析，希望对同学们有所帮助。

一、显隐性（完全显性）的判断（确定某一性状的显隐性）

甲×乙→甲     甲为显性乙为隐性

甲×乙→乙     乙为显性甲为隐性

基本思路是依据相对性状和性状分离的概念进行判断。

以下野生型（或自然种群）指显性中既有纯合体也有杂合体。

1．若已知亲本皆为纯合体：

杂交法（定义法）

2．若已知亲本是野生型（或自然种群）：

性状分离法：

选取具有相同性状的多对亲本杂交，看后代有无性状分离。

若有则亲本的性状为显性性状，若无则亲本为隐性性状。

3．若已知亲本是野生型：

可选取多对具有相对性状的亲本杂交，后代中比例大的性状是显性性状。

4．若亲本未知类型

植物：

方案一：

杂交分别自交

若后代只表现甲（或乙）性状，则甲（或乙）为显性

若后代甲、乙性状均出现，再分别自交，若甲（或乙）出现性状分离则甲（或乙）为显性

方案二：

分别自交杂交

若甲（或乙）出现性状分离则甲（或乙）为显性

若甲、乙均未出现性状分离，再杂交，若后代为甲（乙）性状则甲（乙）为显性

动物：

将上述分别自交换为同性状的多对个体杂交。

注意：

上述方法主要针对常染色体遗传，若是X染色体则用下面方法。

5.X染色体

亲本皆为纯合体：

选具有相对性状的雌雄个体交配。

如

亲本是野生型（或自然种群）：

选多对多对（或一雄多雌）具有相对性状的雌雄个体交配。

如

【例1】：

科学家选用萌发的普通甜椒的种子搭载“神舟”飞船，应用在微重力和宇宙射线等各种因素作用下生物易发生基因突变的原理，从太空返回后种植得到的植株中选择果实较大的个体，培育出大果实“太空甜椒”。

假设果实大小是一对相对性状，且由单基因（D、d）控制的完全显性遗传，请你用原有的纯种小果实普通甜椒和大果实太空甜椒为实验材料，设计一个方案，以鉴别太空甜椒大果实这一性状的基因型。

　　①你的实验设计原理是遵循遗传的___________________规律。

　　②请你在下表中根据需要设计1～2个步骤，在下表中完成你的实验设计方案，并预测实验结果和得出相应的结论。

（8分） 

选择的亲本及交配方式

预测的实验结果（子代果实性状）

结论（太空甜椒基因型）

　　③在不同地块栽培这些纯种的大果实太空甜椒时，发现有的地里长出的甜椒都是小果实的，这说明生物的性状是                                   的结果。

　　④假设普通甜椒的果皮颜色绿色（A）对红色（a）是显性，子叶厚（B）对子叶薄（b）是显性，现把基因型为AaBb的个体的花粉传给aaBb的个体，则该植株所结果皮的颜色和子叶的厚薄的分离比分别是                       、                        。

答案：

①基因分离（2分）②

方法一：

选择的亲本及交配方式

子代果实性状

太空甜椒基因型

纯种小果实普通甜椒×大果实太空甜椒（2分）

全部为小果实

dd（2分）

全部为大果实

DD（2分）

出现性状分离（有大果实和小果实）

Dd（2分）

方法二：

步骤

选择的亲本

及交配方式

子代果实性状

太空甜椒的基因型

第

1

步

大果实太空甜椒×（1分）

出现性状分离（有大果实和小果实）

Dd（1分）

全部为大果实

DD或dd（1分）

第

2

步

纯种小果实普通甜椒×大果实太空甜椒（1分）

全部为大果实

DD（2分）

全部为小果实

dd（2分）

③基因型和环境共同作用（2分）

④红:

绿=1∶0（2分）厚:

薄=3∶1（2分）

【例2】果蝇的灰身、黑身由常染色体上一对基因控制，但不清楚其显隐性关系。

现提供一自然果蝇种群，假设其中灰身、黑身性状个体各占一半，且雌雄各半。

要求用一代交配试验（即P→F1）来确定其显隐性关系。

（写出亲本的交配组合，并预测实验结果）

答案：

方案一P：

多对灰身×灰身

实验结果预测：

①若F1中出现灰身与黑身，则灰身为显性

　　　　　　　②若F1中只有灰身，则黑身为显性

方案二P：

多对黑身×黑身

实验结果预测：

①若F1中出现灰身与黑身，则黑身为显性

　　　　　　　②若F1中只有黑身，则灰身为显性

方案三P：

多对灰身×黑身

实验结果预测：

①若F1中灰身数量大于黑身，则灰身为显性

　　　　　　　②若F1中黑身数量大于灰身，则黑身为显性

【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。

【例4】石刁柏是一种名贵蔬菜，属于XY型性别决定。

野生型石刁柏叶窄，产量低。

在某野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刁柏，雌株、雄株均有，雄株的产量高于雌株。

现已证明阔叶为基因空谈所致，有两种可能：

一是显性突变，二是隐性突变，请设计一个简单实验方案加以判定（要求写出杂交组合，杂交结果，结论）。

命题分析：

本题以基因突变为背景，实际考查学生对显、隐性状的判断。

对于植物来说，自交是首选的方法，等同于用相同性状的个体杂交这一方法。

答案：

选用多株阔叶突变型石刁柏雌株和雄株进行杂交，若杂交后代出现了野生（窄叶）型，则为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变（阔叶）型，则为隐性突变所致。

二、显性性状个体是纯合子还是杂合子的判断（某一个体的基因型）

假设待测个体为甲（显性），乙为隐性

1．测交：

（动物或植物）将待测显性个体与隐性类型杂交，若后代显性性状：

隐性性状=1：

1，则为杂合子，若后代全为显性性状，则为纯合子。

甲×乙→全甲（纯合）   甲×乙→甲：

乙=1：

1（杂合）　　

2．自交：

（植物、尤其是两性花）　将待测显性个体自交，若后代不发生性状分离，则为纯合子，若后代显性性状：

隐性性状=3：

1，则为杂合子。

3．杂交：

（动物）待测个体甲×多个同性状个体（结果同上）

4．单倍体育种：

针对植物

【例1】某农场养了一群马,有栗色马和白色马。

已知栗色基因（B〉对白色基因（b）呈完全显性。

育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，请你根据毛色这一性状鉴定它是杂种还是纯种。

（1）为了在一个配种季节里完成这一鉴定所需要的杂交工作,你应怎样配种?

（2）杂交后代可能出现哪些结果?

并对每一结果作出相应的鉴定。

答案：

（1）让该栗色公与多匹白色母马配种，然后统计子代马的毛色。

（2）①如果测交后代既有栗色马又有白色马，则说明该栗色马是杂合子。

②如果测交后代都是白色马，则也说明该栗色马是杂合子。

③如果测交后代都是栗色马，则说明该栗色马一般是纯合子。

【例2】一个自然繁殖、表现型正常的果蝇种群，性别比例偏离较大，经研究发现该种群的基因库中存在致死基因，它能引起某种基因型的个体死亡。

从该种群中选取一对雌雄果蝇相互交配，F1中有202个雌性个体和98个雄性个体。

请回答：

（1）导致上述结果的致死基因具有性致死效应，位于染色体上。

让F1中雌雄果蝇相互交配，F2中出现致死的几率为。

（2）从该种群中任选一只雌果蝇，用一次杂交实验来鉴别它是纯合子还是杂合子，请写出遗传图解（有关基因用A、a表示），并用文字简要说明你的推断过程。

答案：

（1）隐X1/8

（2）将该只雌果蝇与种群中任一雄果蝇交配，统计子代雌、雄果蝇的数目。

若子代雌、雄果蝇比例为1:

1，说明该雌果蝇为纯合子；若子代雌、雄果蝇比例为2:

1，说明该雌果蝇为杂合子。

遗传图解如下：

三、确定某变异性状是否为可遗传变异（变异仅由环境引起还是环境引起基因变化导致）的实验探究

总的思路：

探究变异是否遗传，实质是探究变异个体的遗传物质或基因型是否改变，也就是要检测变异个体的基因型。

一般要看其后代的情况，如果是遗传物质引起的，则该性状能遗传给后代，如果是环境引起的，则该性状不能遗传给后代。

基本方法：

1．利用该性状的多对个体交配（自交或杂交）

结果结论：

若后代仍有该变异性状，则为遗传物质改变引起的可遗传变异

若后代无该变异性状，则为环境引起的不可遗传变异

2．该性状个体×正常隐性性状个体（类似测交）

结果结论：

分两种情况

变异性状为显性，

若后代仍有该变异性状，则为遗传物质改变引起的可遗传变异

若后代无该变异性状，则为环境引起的不可遗传变异

变异性状为隐性

若后代只有该变异性状，则为遗传物质改变引起的可遗传变异

若后代有正常性状，则为环境引起的不可遗传变异

即：

【例1】正常温度条件下（25℃左右）发育的果蝇，果蝇的长翅（V）对残翅（v）为显性，这一对等位基因位于常染色体上。

但即便是纯合长翅品种（VV）的果蝇幼虫，在35℃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“表型模拟”。

是由环境造成的类似于某种基因型所产生的表现型。

现有一只残翅果蝇，如何判断它是否属于纯合残翅（vv）还是“表型模拟”？

请设计实验方案并进行结果分析。

方法步骤：

结果分析：

答案：

方法步骤：

①让这只残翅果蝇与正常温度条件下发育的异性残翅（vv）果蝇交配；

②使其后代在正常温度条件下发育；

③观察后代翅的形态。

结果分析：

①若后代表现均为残翅果蝇，则这只果蝇为纯合残翅（vv）；

②若后代表现有长翅果蝇，则这只果蝇为“表型模拟”。

【例2】在正常的培养温度25OC时，果蝇经过12d就可以完成一个世代，每只雌果蝇能产生几百个后代。

某一生物兴趣小组，在暑期饲养了一批纯合长翅红眼果准备做遗传学实验，因当时天气炎热气温高达35OC-37OC，他们将果蝇幼虫放在有空调的实验室中，调节室温至25OC培养。

不料培养的第7d停电，空调停用一天，也未采取别的降温措施。

结果培养出的成虫中出现了一定数量的残翅果蝇（有雌有雄）。

（1）残翅性状的出现在遗传学上称为    。

你认为残翅最可能是由于什么造成的。

（2）请设计一个实验探究你关于残翅形成原因的推测，简要写出你的实验设计思路，并对可能出现的结果进行分析。

答案：

（1）变异 温度变化影响发育

（2）用这些残翅果蝇繁殖的幼虫在25OC下培养，如果后代全部是长翅，说明残翅的出现是不可遗传的变异，不可遗传的变异是由温度变化引起的，遗传物质没有发生改变，推测正确；如果后代全部是残翅或者出现部分残翅，说明残翅的出现是可遗传的变异，可遗传是由于温度变化导致遗传物质改变引起的，推测错误。

【例3】在一外貌正常的牛群中，偶然产出一头矮生的雄犊。

这种矮生究竟是由于基因突变的直接结果，还是由于隐性矮生基因的“携带者”偶尔交配后发生的分离呢？

请加以探究。

（1）如果矮生是由于基因突变的直接结果，则该突变一般是（显性突变还是隐性突变），该矮生雄牛为。

据此，设计杂交实验，确定“是由于基因突变的直接结果”。

请写出遗传图解（有关基因用A、a表示），并用文字简要说明你的推断过程。

（2）设计杂交实验，确定“是由于隐性矮生基因的“携带者”偶尔交配后发生的分离”。

请写出遗传图解（有关基因用A、a表示），并用文字简要说明你的推断过程。

解析：

（1）显性突变杂合子

用这头矮牛与多头正常母牛交配，如后代矮牛与正常牛呈1:

1，则矮生是由于基因突变的直接结果。

遗传图解见下图1

（2）用这头矮牛与多头正常母牛交配，如后代全部正常或正常牛多于矮牛，则矮生是由于隐性矮生基因的“携带者”偶尔交配后的结果。

遗传图解见下图2、图3。

四、细胞质遗传与细胞核遗传的判断

基本方法：

正反交法

结果预期和结论：

（1）对于无性别区分的生物，它的结果预期和结论有两种情况：

①如果正交和反交的子代表现相同，则为细胞核遗传；

②如果正交和反交的子代表现不同（总与母本性状相同），则为细胞质遗传。

（2）对于有性别区分的生物，它的结果预期和结论有三种情况：

①如果正交和反交的子代表现相同，则为核遗传中的常染色体遗传；

②如果正交和反交的子代表现不同，但都为母本性状，则为细胞质遗传；

③如果正交和反交的子代表现不同，但一个杂交组合的后代雌雄个体表现相同性状，另一个杂交组合的后代雌雄个体性状表现不同，雌性表现一个性状（为显性性状），雄性表现为另一个性状（为隐性性状），则为细胞核遗传中的伴X染色体

注意：

若题中要求显隐性和遗传方式（核遗传或质遗传）综合判断，则考虑用正交和反交的方法据F1表现型作出判断。

总之,要灵活运用实验设计方法,针对具体问题选出最佳实验组合方案。

【例1】玉米为单性花且雌雄同株，绿茎和紫茎为一对相对性状，现以纯种绿茎和纯种紫茎为材料，设计实验探究控制绿茎和紫茎这对相对性状的基因位于细胞质还是位于细胞核的染色体上，请写出实验思路，并推测预期结果及相应的结论。

解析：

实验思路：

将纯种绿茎和纯种紫茎玉米作为亲本，雌雄花序分别套袋，然后相互授粉进行杂交（或做一个正交、反交实验，正交：

绿茎♀×紫茎♂，反交：

紫茎♀×绿茎♂），获得F1种子，第二年分别种植两个杂交组合的F1种子，然后观察并记录F1植株茎的颜色。

预期结果和结论：

①如果两组杂交后代的性状相同，均为绿茎或紫茎，则说明控制这对相对性状的基因位于细胞核的染色体上（同时也可得出这对基因的显隐性）

②如果两组杂交后代的性状不同，正交后代为绿茎，反交后代为紫茎（或均和母本相同），则说明控制这对相对性状的基因位于细胞质。

【例2】实验室有三个不同的纯种果蝇突变品系a、b、c，均由某纯种野生型果蝇突变而来。

现以这些未交配过的果蝇为材料，设计实验探究突变基因a、b、c位于细胞质还是位于细胞核的染色体上，请写出实验思路，并推测预期结果及相应的结论。

解析：

实验思路：

分别用突变型a、b、c和野生型果蝇做一个正交、反交实验，然后观察和记录子代果蝇的性状表现。

见下表：

组别

正交

反交

1

野生型♀×突变型a♂→子代

突变型a♀×野生型♂→子代

2

野生型♀×突变型b♂→子代

突变型b♀×野生型♂→子代

3

野生型♀×突变型c♂→子代

突变型c♀×野生型♂→子代

预期结果和结论：

①如果正交和反交的子代性状相同，均为野生型或突变型，则说明控制这对相对性状的基因位于细胞核的常染色体上（同时也可得出这对基因的显隐性）

②如果正交和反交的子代性状不同，正交后代为野生型，反交后代为突变型（或均和母本相同），则说明控制这对相对性状的基因位于细胞质。

③如果正交和反交的子代性状不同，一个杂交组合后代雌雄个体性状表现相同，均为野生型或突变型，另一个杂交组合后代雌雄个体性状表现不同，雌性表现一个性状，雄性表现为另一个性状，则说明控制这对相对性状的基因位于细胞核的X染色体上（同时也可得出这对基因的显隐性，第一个杂交组合的子代或第二个杂交组合的雌性子代的性状即为显性性状）。

五、遗传定律的实验探究

1．如何验证一对相对性状（或两对相对性状）是由一对等位基因（或两对非同源染色体上的非等位基因）控制（即遵守基因分离定律或基因自由组合定律）

基本方法：

先选具相对性状的两个纯合亲本杂交，获得F1

（1）测交或自交（动物则杂交）看是否符合相应的特殊比例

（2）单倍体育种（植物）

（3）花粉鉴定（某些特殊植物）

【例1】某品种有玉米显性高蛋白植株（纯合子）和低蛋白植株。

为验证该性状是否由一对基因控制（即符合基因的分离定律），请参与实验设计并完善实验方案：

　　①步骤1：

选择____________和____________杂交。

　　　预期结果：

____________。

　　②步骤2：

____________。

　　　预期结果：

____________。

　　③观察实验结果，进行统计分析：

如果__________与__________相符，可证明该性状由一对基因控制。

　　答案要点：

①杂交：

选择高蛋白植株（纯合子）和低蛋白杂交。

预期结果：

F1表现均为高蛋白性状。

②自交：

让F1植株自交。

预期结果：

后代高蛋白植株与低蛋白植株的比例为3:

1（或测交：

让F1与隐性低蛋白植株测交。

预期结果：

后代高蛋白与低蛋白植株的比例为1:

1）。

　③实验结果预期结果

【例2】已知豌豆红花对白花、高茎对矮茎、籽粒饱满对籽粒皱缩这三对相对性状各受一对等位基因的控制，红花、白花用A、a表示，高茎对矮茎用B、b表示、籽粒饱满、籽粒皱缩用D、d表示。

　　1）为了确定每对性状的显、隐性，以及它们的遗传是否符合自由组合定律，现选用表现型为白花高茎籽粒皱缩和____________两个纯合亲本进行杂交，如果F1表现红花高茎籽粒饱满，则可确定每对性状的显、隐性，并可确定以上两个亲本的基因型为___________和___________。

　　2）为验证这三对相对性状是否满足自由组合现象，请参与实验设计并完善实验方案：

　　　①步骤1：

选择红花高茎籽粒皱缩纯合子和____________杂交。

　　　　预期结果：

_______________________________________________。

　　　②步骤2：

_______________________________________________。

　　　　预期结果：

_______________________________________________。

　　　　或步骤2：

___________________________________________________.

　　　　预期结果：

_______________________________________________。

　　　③观察实验结果，进行统计分析：

如果实验结果与预期结果相符，可证明这三对相对性状满足自由组合现象。

答案要点：

1）红花矮茎籽粒饱满aaBBddAAbbDD2）①白花矮茎籽粒饱满纯合子F1表现型红花高茎籽粒饱满②F1自交后代性状分离比（3：

1）3或F1测交后代性状分离比（1：

1）3

注意：

判断多对基因是否位于一对同源染色体上也可采用先杂交再自交或测交，看自交或测交后代是否符合基因的自由组合定律，如果符合，则说明多对基因位于不同对染色体上；如果不符合，则说明位于一对同源染色体上。

【例3】实验室中有一批未交配的纯种灰体紫眼和纯种黑体红眼果蝇，每种果蝇雌雄个体都有。

已知：

上述两对相对性状均属完全显性遗传，性状的遗传遵循遗传的基本定律，灰体和黑体这对相对性状由一对位于第Ⅱ号同源染色体上的等位基因控制，所有果蝇都能正常生活。

如果控制果蝇紫眼和红眼的基因也位于常染色体上，请设计一套杂交方案，以确定控制紫眼和红眼的基因是否也位于第Ⅱ号同源染色体上，并预期结果，作出相应的结论。

答案

杂交方案：

让纯种灰体紫眼果蝇和纯种黑体红眼果蝇交配得子代F1，再让F1雌雄果蝇杂交得F2，观察并记录F2的性状分离比。

预期结果和结论：

①如果F2出现四种性状，其分离比为9:

3:

3:

1（符合基因的自由组合定律），则说明控制紫眼和红眼这对基因不是位于第Ⅱ号同源染色体上。

②如果F2不出现为9:

3:

3:

1的分离比（不符合基因的自由组合定律），则说明控制紫眼和红眼这对基因位于第Ⅱ号同源染色体上。

说明：

如果知道性状的显隐性，还可根据测交后代是否符合基因的自由组合定律，来判断多对基因是否位于同一对染色体上。

而该题中灰体和黑体，紫眼和红眼的显隐性没有告诉你，所以只能用自交后代来判断。

2．探究某性状是由一对等位基因还是由两对等位基因控制、遵循什么遗传定律 

基本方法：

先选具相对性状的两个纯合亲本杂交获得F1，让F1测交或自交（动物则杂交）看F2的性状分离比。

结果预期和结论：

（1）若F2的性状分离比为3:

1（或1:

2:

1），或测交后代的性状分离比为1:

1，则符合分离定律。

（2）若F2的性状分离比为9:

3:

3:

1（或该比例的变形，如9:

[3＋3]:

1），或测交后代的性状分离比为1:

1:

1:

1（或该比例的变形，如1:

[1＋1]:

1），则符合自由组合定律。

 （3）若分离比跟典型的比例相关而又不完全相符，则可能存在基因间的相互作用或致死现象等情况。

六、探究控制某性状的等位基因是位于常染色体上还是X染色体上，还是在X、Y染色体的同源区段 

1、确定一对相对性状（完全显性）是常染色体遗传还是伴X遗传 

方法一：

用“雌隐×雄显”【（aa）XaXa×XAY（AA、Aa）】进行杂交，观察分析F1性状。

适用条件：

已知性状的显隐性。

结果结论：

（1）若后代雌雄个体全部都是显性性状，说明一定是常染色体遗传（aa×AA）。

（2）若后代雌雄个体既有显性性状，又有隐性性状，说明一定是常染色体遗传（aa×Aa）。

（3）若后代雌性个体全部是显性性状，雄性个体全部是隐性性状，说明一定是

X染色体遗传，（XaXa×XAY）。

方法二：

用“正反交”法，观察分析F1性状。

适用条件：

未知性状的显隐性。

结果结论：

（1）若正交、反交结果相同，且与性别无关，是常染色体遗传；

（2）若正交反交的结果不同，其中的一种杂交后代的某一性状和性别明显相关，则是伴X遗传。

注意：

在写具体的结果与结论时要分清亲本是纯合的还是野生型的？

【例1】自然界的大麻为雌雄异株植物，其性别决定方式为XY型。

在研究中发现，大麻种群中的雌雄个体均有抗病和不抗病个体存在，已知该抗病性状受隐性基因b控制。

（1）若想利用一次杂交实验探究该抗病性状的遗传属于伴X遗传还是常染色体遗传，那么应选的杂交亲本性状为：

父本___________，母本___________。

（2）预测可能的实验结果和结论：

    ①____________________________________________________________。

    ②____________________________________________________________。

    解析：

从题意可知抗病性状是隐性性状，则不抗病性状为显性性状，可用“（抗病）隐雌×显雄（不抗病）”进行杂交，观察分析F1性状。

    答案：

（1）不抗病、抗病

（2）若后代雌株全为不抗病，雄株全为抗病，则抗病性状为伴X遗传；若后代雌雄中均有抗病与不抗病植株，则抗病为常染色体遗传 

【例2】果蝇的眼色有红眼和白眼。

且眼色的遗传是细胞核遗传，现有实验过程中所需要的纯种果蝇，请设计实验一次性探究出红眼和白眼的显隐性关系及这对等位基因位于常染色体还是X染色体上吗？

 【解析】由题意可知未知红眼和白眼的显隐性，因此可以用“正反交法”。

方法步骤：

 1．杂交方案：

①纯种白眼♀×♂纯种红眼； ②纯种白眼♂×♀纯种红眼。

 2．观察并统计①与②的F1的性状表现。

 预期结果及结论：

（1）若杂交组合①中后代雌性全为红眼，雄性全为白眼，在杂交组合②中后代全为红眼，则红眼对白眼是显性，控制红眼和白眼的