2020版生物新导学大一轮北师大版讲义：第六单元遗传信息的传递规律实验技能三

(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。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。解析　(1)根据题目要求，不考虑染色体变异和染色体交换。题中所给三个品系均为双显性一隐性性状，因此可以每两品系进行一次杂交，通过对杂交后自由交配产生的F2的性状进行分析，得出结论。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位于三对染色体上。(2)如果基因位于常染色体上，则子代雌雄个体的表现型没有差异；如果基因位于X染色体上，则子代雌雄个体的表现型有差异。设计实验如下：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。实验结果预测一般与假设相对应：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．黄瓜植株的性别类型多样，研究发现两对独立遗传的基因F、f与M、m控制着黄瓜植株的性别，M基因控制单性花的产生，当M、F基因同时存在时，黄瓜为雌株；有M无F基因时黄瓜为雄株；mm个体为两性植株。(1)雌株个体在做杂交亲本时无需________，可极大简化杂交育种的操作程序。(2)两个基因型为Mmff与mmff的亲本杂交，育种学家从它们的后代中选择出雄株，并让这些雄株与MmFf植株杂交，后代的表现型及比例______________________________________。(3)研究发现，基因型为mm的植株存在表型模拟现象，即低温条件下，mm植株也有可能表现为雌株。现有一雌株个体，请设计实验探究它是否为表型模拟。①将此植株与____________杂交，得到种子，在正常条件下种植。②观察后代的表现型：如果________________________________________________________________________，则说明被测植株为表型模拟；如果________________________________________________________________________，则说明被测植株为正常雌株，不是表型模拟。答案　(1)去雄　(2)雌株∶雄株∶两性植株＝3∶3∶2(3)①两性植株　②均为两性植株　出现单性植株解析　(1)利用植物进行人工杂交时，需要对母本进行人工去雄，而黄瓜的雌株不含雄蕊，用其进行杂交实验时，可以省去此环节。(2)两个基因型为Mmff与mmff的亲本杂交，它们的后代中雄株基因型为Mmff，让该雄株与MmFf植株杂交，后代中雌株(M_F_)的比例＝×＝，雄株(M_ff)的比例＝×＝，两性植株(mm_ _)的比例＝×1＝，即雌株∶雄株∶两性植株＝3∶3∶2。(3)基因型为mm_ _的个体也可能表现为雌株，而雌株与其不同点是含有M基因。可据此设计，让表现雌株的植株与基因型为mm_ _两性植株杂交，如果后代没有单性植株出现即不含基因M，则该个体为表型模拟；如果后代出现单性植株即含有基因M，则说明被测植株为正常雌株，不是表型模拟。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，假设②F2中共有8种纯合体，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。