|
遗传变异是高中生物的核心内容之一，遗传变异理论的提出经历了由现象到假设，到理论的过程。从高考角度上讲，关于遗传变异的考题司空见惯。所涉及的题型和方法很多，如直接法、棋盘法、筛选法、分解组合法等。其中假设法就是值得推行的，在遗传试题中应用很广泛。归纳起来看涉及以下几方面： 1 显、隐关系的确定 【例1】已知牛的有角和无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A和a控制。在自由放养多年的牛群中，无角的基因频率与有角的基因频率相等，随机选1头无角公牛和6头有角母牛，分别交配每头母牛只产一头小牛，在6头小牛中，3头有角，3头无角。根据上述结果是不能够确定这对相对性状中的显性性状。为了确定有角和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，在一代内进行新的杂交实验，应该怎样进行？（简要写出杂交组合，预期结果并得出结论）。 分析：实验目的：确定有角和无角这对相对性状的显隐性关系。显性隐性确定的方法有：①杂合子自交，后代出现新的性状为隐性性状，则亲本性状为显性性状；②纯合子自交，后代都是纯合子。 首先假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2。6个交配组合的后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。 再假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角，Aa的后代或为有角或为无角，概率各占1/2。由于雌雄配子的随机结合以及后代较少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3，那么6个交配组合的后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。 综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。若要进一步确定这对相对性状中的显性性状，则要找出杂合子，根据杂合子的后代会出现性状分离的特点，在无角公牛和有角母牛的后代中，选有角母牛与有角公牛交配，若有无角出现，则有角牛为杂合子，即有角为显性；反之，若后代全为有角，即无角为显性。 实验方案：选择多对有角牛与有角牛杂交，其中多对很关键。预期结果与结论：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——因为亲本是多对有角牛杂交，可能含有杂合子。（注：选择多对无角牛与无角牛杂交也可以，但是结果不同） 答案：（1）不能确定。① 假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2。6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。② 假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角。Aa的后代或为无角或为有角，概率各占1/2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。 综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。 （2）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。 2 常染色体遗传与伴X染色体遗传的判断 【例2】一只雌鼠的一条染色体某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌雄中均既有野生型，又有突变型。若要通过一次杂交试验鉴别突变基因在X染色体上还是在常染色体上。选择F1个体杂交最好是（ ） 分析：野生型变为突变型，有2种情况：一是突变型为显性，野生型为隐性（分别用A和a表示）；二是突变型为隐性，野生型为显性。根据该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌雄中均既有野生型，又有突变型，可以排除第二种情况。第一种情况，不论基因位于常染色体上 ，还是X染色体上都符合。 下面推断4个答案组合的表现型： A ：假设基因在常染色体上 假设基因在X染色体上 F1 aa（♀）×A a （♂） XaXa×XAY ↓ ↓ F2 A a aa XAXa XaY 突变型 野生型 （♀） 突变型 野生型 （♂） B: 假设基因在常染色体上 假设基因在X染色体上 F1 aa（♂）×A a （♀） XaY×XAXa ↓ ↓ F2 A a aa XAXa XaXa XAY XaY 突变型 野生型 突变型 野生型 突变型 野生型 C: 假设基因在常染色体上 假设基因在X染色体上 F1 Aa（♀）×A a （♂） XAXa×XAY ↓ ↓ F2 AA A a aa XA XA XAXa XAY XaY 突变型 野生型 ( 突变型) 突变型 野生型 D: 假设基因在常染色体上 假设基因在X染色体上 F1 aa（♂）×a a（♀） XaXa × XaY ↓ ↓ F2 aa XaXa XaY 野生型 野生型 野生型 如通过一次杂交实验，鉴定某等位基因是在常染色体上还是在X染色体上，应选择的杂交组合是：隐性性状的雌性与显性性状的雄性。用隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时，若后代雌鼠全为显性性状，雄鼠全为隐性性状，则该基因位于X染色体上；若后代雌雄鼠中都有显性性状，则该基因位于常染色体上。答案：A。 3 显隐性关系和存在位置（常染色体或X染色体）的综合判断 【例3】从一个自然果绳种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。 请回答下列问题： （1）种群的个体通过繁殖将各自的 传递给后代。 （2）确定某性状由细胞核基因决定，还是由细胞质基因决定，可采用的杂交方法是：_______________。 （3） 如果控制体色的基因位于常染色体上，则该自然果蝇种群中控制体色的基因型有 _ 种；如果控制体色的基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因型有____种。 （4）现用两个杂交组合：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇，只做一代试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。（要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论） 分析：种群中的个体在繁殖过程中，通过减数分裂和受精作用，将基因传递给后代。 如果某性状由细胞核基因决定，无论正交还是反交，杂种后代都表现出同一种显性性状。而如果某性状由细胞质基因决定，则无论正交还是反交，杂种后代都表现于母本相同的性状。 设控制体色的基因为A和a，如果控制体色的基因位于常染色体上，则该自然果蝇种群中控制体色的基因型可有AA、Aa、aa三种; 如果控制体色的基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY五种。推断采取假设法，根据假设的情况分析，看结果如何。书写的时候逆写即可。 答案：（1）基因 （2）正交和反交 （3）3,5 （4）如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体，并且体色的遗传与性别无关，则黄色为显性，基因位于常染色体上。 如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体多于黄色个体，并且体色的遗传与性别无关，则灰色为显性，基因位于常染色体上。 如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现灰色，雌性全部表现黄色；在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的黄色个体多于灰色个体，则黄色为显性，基因位于 X 染色体上。 如果在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现黄色，雌性全部表现灰色；在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的灰色个体多于黄色个体，则灰色为显性，基因位于 X 染色体上。 4 遗传病类型的判断 遗传系谱的分析方法很多，其中常规分析法中一般采用反证法，对于某一遗传系谱，可假设是某种遗传方式，根据题目条件，进行验证，如果不符合则假设不成立；符合则假设成立。 【例4】下图表示某单基因遗传系谱图，试分析其遗传病类型（A表示显性，a表示隐性基因），图略 分析： （1）假设为常染色体显性遗传，则正常个体为隐性性状，则8和9为aa，而他们的女儿仍为患者，其基因型为AA或Aa，其A基因来自父母，显然是不可能的。 （2） 假设为伴 X显性遗传，则8的基因型为XaY,9的基因型为XaXa，而13的基因型为XAXA或XAXa，显然是不可能的。 （3）假设为伴 X隐性遗传，则13的基因型为XaXa，而8的XA染色体及基因型一定要传给13，显然不可能。 （4）伴Y遗传，由于系谱中有女性是患者，显然不可能。 （5）常染色体隐性遗传，则13为aa，8和9为Aa，那么11和12的基因性都是AA或Aa，系谱中其它个体的基因型为：1，4，7为aa，2和3和5是Aa，6和10的基因型为AA或Aa。如果验证假设成立。 结论是：该系谱的遗传病为常染色体隐性遗传。 5 某一性状的出现是基因突变还是双亲为某基因的携带者通过遗传实现的判断。 【例5】某生物学兴趣小组在研究性学习中发现：饲养的实验小白鼠群体中，一对正常尾的双亲鼠生了一只短尾的雄鼠.怎样判断这只短尾的雄鼠的产生是基因突变的直接结果，还是由于它的双亲都是隐性短尾基因的携带者造成的?若只考虑常染色体遗传，探究如下： 分析：本题以基因突变为材料背景，但仍是考查基因的分离定律。涉及隐性突变和显性突变，隐性突变是指在杂合状态下不能够表现出来的性状，而显性突变则为在杂合状态下就可以表现出来的性状。评价实验方案是否有缺陷：一是看是否遵循实验设计的原则；二是看实验原理、实验方法、实验材料及知识等是否有问题。本题通过假设分析四种情况，可以很明显的看出来，该实验方案不能够区分是隐性短尾基因的携带者，还是显性突变引起的。补充实验操作可以考虑用该短尾的雄鼠与短尾的雌鼠交配，考察后代性状特点并做出判断。 答案：该实验方案有缺陷，假设应有4种： 若为假设①，即双亲都是隐性短尾基因的携带者，则Aa（正常尾）× aa(短尾) →1/2Aa（正常尾）+1/2aa（短尾）； 若为假设②，即短尾的雄鼠为隐性突变，则AA（正常尾）×aa（短尾）→Aa（正常尾）； 若为假设③，即短尾的雄鼠为显性突变，且短尾的雄鼠为显性纯合子AA，则aa（正常尾）×AA（短尾）→Aa（短尾）； 若为假设④，即短尾的雄鼠为显性突变，且短尾的雄鼠为杂合子Aa，则aa（正常尾）×Aa（短尾）→1/2Aa（短尾）+1/2aa（正常尾）。 可见，原实验方案不能区分假设①和假设④，补充实验操作如下：将该短尾的雄鼠与短尾的雌鼠交配，若子代全为短尾鼠，证明双亲都是隐性短尾基因的携带者；若子代出现正常尾的鼠及短尾的鼠，证明为短尾的雄鼠为显性突变，且短尾的雄鼠为杂合子Aa. 6 亲子代关系的判断 【例6】果蝇的长翅（V）对残翅（v）是显性。现有甲、乙两瓶世代连续的果蝇，甲瓶全部为长翅，乙瓶中有长翅还有残翅。 （1）若用一组交配实验来鉴别甲、乙两瓶中果蝇的亲子代关系，应该随机选择甲或乙中若干什么样的果蝇交配？ （2）怎样根据（1）中的交配结果，确定甲、乙两瓶中果蝇的亲子代关系？ 分析：本题关键词：世代连续和亲子关系。假设甲为亲代，乙就是子代，则甲的基因型为Vv，乙为VV、Vv和vv；如果乙为亲本，甲为子代，则乙为VV和vv，甲为Vv。可见，无论谁为亲本，甲的基因型都是Vv，而乙的基因型则是变化的。该题矛盾转化为：确定乙中长翅果蝇的基因型是VV还是Vv、VV。如果乙的基因型为VV，则甲为子代；如果乙的基因型为Vv、VV，则甲为亲代。如果随机选择乙的个体进行交配，后代出现残翅，则乙的长翅基因型为Vv，乙是甲的子代；如果后代无残翅出现，乙中的长翅基因型为VV，乙是甲的亲代。 答案：（1）随机选择乙瓶中长翅和残翅果蝇交配（2）如果后代出现残翅，则乙中长翅果蝇为Vv，说明乙是甲的子代；如果后代无残翅出现，乙中长翅果蝇为VV，说明乙是甲的亲代。
|
|
|
