人教版高考生物一轮总复习必修2第5单元实验探究系列5遗传类实验的设计方案学案

这是一份人教版高考生物一轮总复习必修2第5单元实验探究系列5遗传类实验的设计方案学案，共6页。学案主要包含了思路导引等内容，欢迎下载使用。

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：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，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。(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，请以上述品系为材料，设计实验对这一假设进行验证。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
【思路导引】
解析：(1)实验思路：要确定三对等位基因是否分别位于三对染色体上，根据实验材料，可将其拆分为判定每两对等位基因是否位于两对染色体上，如利用①和②杂交，得到F1，再让F1雌雄个体自由交配，观察F2的表型及比例来判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上。同理用②和③杂交判定基因B/b和E/e是否位于两对染色体上，用①和③杂交判定基因A/a和E/e是否位于两对染色体上。预期实验结果(以判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上为例)：①aaBBEE×②AAbbEE→F1→F2，F2个体中关于刚毛和眼的表型及比例为有眼正常刚毛∶有眼小刚毛∶无眼正常刚毛∶无眼小刚毛＝9∶3∶3∶1。同理②与③杂交、①与③杂交后再进行F1雌雄个体自由交配，F2中均出现四种表型，且比例为9∶3∶3∶1。从而得出实验结论：①×②→F1→F2，等位基因A/a和B/b位于两对染色体上；②×③→F1→F2，等位基因B/b和E/e位于两对染色体上；①×③→F1→F2，等位基因A/a和E/e位于两对染色体上，综合上述情况，得出A/a、B/b、E/e这三对等位基因分别位于三对染色体上。(2)实验思路：要验证A/a和B/b这两对等位基因都位于X染色体上，可通过①aaBBEE、②AAbbEE两种实验材料，利用正反交实验，观察F1雄性个体中刚毛和眼两对性状，如果正反交结果均不相同，则A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。预期实验结果：正交♀①EEXaBXaB×②EEXAbY→F1：♀全部为有眼正常刚毛正常翅，全部为无眼正常刚毛正常翅。反交①EEXaBY×♀②EEXAbXAb→F1：♀全部为有眼正常刚毛正常翅，全部为有眼小刚毛正常翅。从而得出实验结论：A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。
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。
探究基因位置的三类方法
1．实验法确定基因的位置
(1)探究基因位于常染色体上还是X染色体上
①若已知性状的显隐性
②若未知性状的显隐性
(2)探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上
适用条件：已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
基本思路一：用“纯合隐性♀×纯合显性”进行杂交，观察分析F1的性状。即：
基本思路二：用“杂合显性♀×纯合显性”进行杂交，观察分析F1的性状。即：
(3)基因位于X、Y染色体的同源区段还是位于常染色体上
①设计思路
隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交，获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表型情况。即：
②结果推断
a．若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，则该基因位于常染色体上。
b．若F2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，则该基因位于X、Y染色体的同源区段上。
2．数据信息法确认基因位置
示例分析
据表格信息：灰身与黑身的比例，雌蝇中3∶1，雄蝇中也为3∶1，二者相同，故为常染色体遗传。直毛与分叉毛的比例，雌蝇中1∶0，雄蝇中1∶1，二者不同，故为伴X染色体遗传。
3．调查法确认基因位置
1．控制生物性状的基因是位于常染色体上、X染色体上，还是位于X、Y染色体的同源区段是遗传学研究的重要内容。请回答相关问题：
已知果蝇的暗红眼由隐性基因(r)控制，但不知控制该性状的基因(r)是位于常染色体上、X染色体上，还是Y染色体上，请你设计一个简单的调查方案进行调查，并预测调查结果。
(1)方案：寻找暗红眼的果蝇进行调查，统计____________________。
(2)结果
①____________________________，则r基因位于常染色体上；
②___________________________，则r基因位于X染色体上；
③_________________________，则r基因位于Y染色体上。
解析：果蝇的暗红眼若是常染色体遗传，则与性别无关，即雌性个体数目与雄性个体数目基本相同；若是伴X染色体隐性遗传，则雄性个体暗红眼数目多于雌性；若是伴Y染色体遗传，则暗红眼只存在于雄性中。所以可通过调查暗红眼果蝇的性别比例进行判断。
答案：(1)具有暗红眼果蝇的性别比例 (2)①若具有暗红眼的个体，雄性与雌性数目差不多 ②若具有暗红眼的个体，雄性多于雌性 ③若具有暗红眼的个体全是雄性
2．萨顿提出“控制生物性状的基因位于染色体上”的假说。摩尔根起初对此假说持怀疑态度。他和其他同事设计果蝇杂交实验对此进行研究，杂交实验图解如下。请回答下列问题：
(1)根据同时期其他生物学家发现果蝇体细胞中有4对染色体(3对常染色体，1对性染色体)的事实，摩尔根等人提出以下假设：____________，从而使上述遗传现象得到合理的解释。(不考虑眼色基因位于Y染色体上的情况)
(2)摩尔根等人通过测交等方法力图验证他们提出的假设。以下实验图解是他们完成的测交实验之一：(说明：测交亲本中的红眼雌果蝇来自杂交实验的F1)
①上述测交实验现象并不能充分验证其假设，其原因是_____________。
②为充分验证其假设，需在上述测交实验的基础上再补充设计一个实验方案。写出该实验中亲本的基因型：__________________。预期子代的基因型：雌性________，雄性________。(提示：控制眼色的等位基因为B、b，亲本从上述测交子代中选取)
解析：(1)根据同时期其他生物学家发现果蝇体细胞中的染色体组型的事实，摩尔根等人提出了基因只位于X染色体上，Y染色体上无对应的等位基因的假说，从而使题图中F2出现的性状分离比在雌雄个体间的比例不同的现象得到了合理的解释。(2)①分析题图中测交实验可知，测交后代在雌雄个体间的性状分离比相同，都是1∶1。假如基因位于常染色体上，测交(Bb×bb)后代在雌雄个体间的性状分离比是1∶1；如果基因位于X染色体上，测交(XBXb×XbY)后代在雌雄个体间的性状分离比也是1∶1，因此该实验不能证明摩尔根提出的“控制眼色的基因只位于X染色体上”的假设。②为了充分验证摩尔根提出的假说，应该选择白眼雌果蝇与红眼雄果蝇进行杂交，亲本的基因型分别是XbXb、XBY，后代的基因型为XBXb(红眼雌果蝇)、XbY(白眼雄果蝇)，且比例为1∶1。
答案：(1)控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上 (2)①控制眼色的基因无论位于常染色体上还是位于X染色体上，测交实验结果皆相同 ②XbXb、XBY XBXb XbY
表型
灰身、直毛
灰身、分叉毛
黑身、直毛
黑身、分叉毛
雌蝇
3/4
0
1/4
0
雄蝇
3/8
3/8
1/8
1/8