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高中生物实验题 一组关于果蝇的遗传学实验

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2014-05-28

解析:鉴别雏蝇的雌雄,不能考虑果蝇的第二性征。果蝇的眼色遗传是伴性遗传,且控制眼色的基因位于X染色体上。这样,雄果蝇的基因型有两种:XBY(红眼)、XbY(白眼);雌果蝇的基因型有三种:XBXB(红眼)、XBXb(红眼)、XbXb(白眼)。雌雄果蝇相交配有六种类型,通过分析可知:只有杂交亲本组合“XbXb×XBY”的后代雌、雄的眼色不同,从眼色可直接判断出性别。

答案:让白眼雌果蝇(XbXb)与红眼雄果蝇(XBY)杂交。后代中凡是红眼(XBXb)的都是雌果蝇,白眼(XbY)的都是雄果蝇。

2.2鉴定某个体的基因型

例2.三支试管内分别装有红眼雄性和两种不同基因型的红眼雌性果蝇,还有一支试管内装有白眼果蝇。请利用实验室条件设计最佳方案,鉴别并写出上述三支试管内果蝇的基因型(显性基因用B表示)。

解析:果蝇的眼色遗传是伴性遗传,其中红眼对白眼为显性,且控制眼色的基因位于X染色体上。雄果蝇的基因型有两种:XBY(红眼)、XbY(白眼);雌果蝇的基因型有三种:XBXB(红眼)、XBXb(红眼)、XbXb(白眼)。雌雄果蝇可直接通过第二性征来鉴别(见表1-1 雌雄果蝇主要差异比较)。要鉴别雌性红眼果蝇有两种不同基因型,可用测交方法,根据子代果蝇是否出现性状分离加以区分。

答案:先根据第二性征鉴别四支试管内果蝇的性别,若为红眼雄性果蝇,则该试管内果蝇基因型为XBY;再用白眼雄性果蝇分别与另两管的红眼雌性果蝇交配;若后代中出现性状分离,则该试管中果蝇的基因型为XBXb;若后代中不出现性状分离,则该试管中果蝇的基因型为XBXB。

2.3确定等位基因显、隐性和位置

例3:从一个自然果蝇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:

⑴种群中的个体通过繁殖将各自的__________传递给后代。

⑵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____________。

⑶如果控制体色的基因位于常染色体上,即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。

⑷现用两个杂交组合:灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇,只做一代杂交试验,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)

解析:(1)种群中亲代个体通过繁殖将遗传物质传递给子代。基因是有遗传效应的DNA(遗传物质)片段,是控制生物性状的遗传物质的结构与功能单位。(2)性状由基因控制,核基因控制的性状的遗传,其正反交的子代性状表现无差异;质基因遗传正反交的子代性状表现不同,表现为母系遗传。(3)灰色和蓝色这一对相对性状受一对等位基因控制,若在常染色体上,纯合体基因型有2种,杂合体1种,共有3种基因型。若在X染色体上,雌性基因型有3种,雄性基因型有2种,共有5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,只做一代杂交试验,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。首先,应考虑灰色和黄色这对相对性状中,可能是灰色是显性性状,黄色为隐性性状;也可能黄色是显性性状,灰色为隐性性状。其次,控制相应性状的基因可能位于X染色体上,也可能常染色体上,应用数学的排列组合思想,其结果共有4种。由于所选群体中显性基因频率大于隐性基因频率,子代中显性个体数多于隐性个体数。性状的表现若与性别有关,则该基因在X染色体上;性状的表现若与性别无关,则该基因在常染色体上。

答案:⑴基因 ⑵正交和反交 (3)3;5

⑷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。

2.4验证遗传的基本规律

例4.科学家摩尔根用纯种灰身残翅果蝇与黑身长翅果蝇交配,所获子代(F1)全部为灰身长翅果蝇,请你运用一种最简便的方法来判断果蝇灰身和黑身、长翅和残翅的遗传行为是否遵循基因的自由组合定律。

实验方法: 。

结果预测及结论: 。

解析:基因自由组合定律的实质是具有两对(或更多对)相对性状的亲本杂交,F1产生配子时,等位基因随同源染色体的分离而分离,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。按照基因自由组合定律,具有两对相对性状的亲本杂交,F1能产生4中数目相等的配子。因此,要验证基因自由组合定律,关键是鉴定F1形成的配子的种类和比例,常用的方法是测交法。也可用自交法,然后根据子代是否出现相应的典型比例来判断。

答案:实验方法:让F1灰身长翅果蝇自由交配得F2统计后代各种表现型的比例;或者让F1灰身长翅果蝇与黑身残翅果蝇测交,统计后代各种表现型的比例。

结果预测及结论:若F2为灰身长翅:灰身残翅:黑身长翅:黑身残翅=9:3:3:1,则这两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律,否则不遵循。或者若子代为灰身长翅:灰身残翅:黑身长翅:黑身残翅=1:1:1:1,则这两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律,否则不遵循。

2.5明确生物之间世代关系

例5.已知果蝇的长翅(V)对残翅(v)是显性。现有甲乙两管果蝇,甲管全部为长翅果蝇,乙管既有长翅又有残翅果蝇,甲与乙可能是F1与亲本的关系,也可能是F1与F2的关系。若用一次交配实验来鉴定两者的世代关系,请确定最佳交配方案。

解析:此题考查的是一对相对性状的杂交实验。亲本杂交得到F1,F1自交得到F2。甲和乙管果蝇之间的世代关系无论是哪一种,甲管果蝇都是杂合体,乙管果蝇若是亲本则长翅为纯合体;若为子代则长翅可能有纯合体和杂合体。因此,要鉴定两者的世代关系关键是检验乙管果蝇中长翅的基因型。即让乙管中长翅果蝇与残翅果蝇交配,根据子代的表现来确定。

答案:让乙管中长翅果蝇与残翅果蝇交配,若后代全为长翅,说明乙是甲的亲本;若后代中既有长翅,又有残翅说明甲是乙的亲本或甲是F1乙是F2。

2.6判断某性状遗传方式

例6.果蝇品系有三组性状:Ⅰ和Ⅰ?、Ⅱ和Ⅱ?、Ⅲ和Ⅲ?(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示显性性状,Ⅰ?、Ⅱ?、Ⅲ?表示隐性性状)。请根据以下几组实验结果,分析上述三组性状的控制基因的位置和遗传方式,并简要说明理由。

(1)雌Ⅰ×雄Ⅰ?→F1表现Ⅰ性状;雌Ⅰ?×雄Ⅰ→F1表现Ⅰ性状,说明 。

(2)雌Ⅱ×雄Ⅱ?→F1表现Ⅱ性状;雌Ⅱ?×雄Ⅱ→F1表现Ⅱ性状(雌)和Ⅱ?性状(雄),说明 。

(3)雌Ⅲ×雄Ⅲ?→F1表现Ⅲ性状;雌Ⅲ?×雄Ⅲ→F1表现Ⅲ?性状,说明 。

解析:此题涉及利用正反交区分某性状的遗传方式。(1)正反交F1表现相同,总表现显性性状,属于细胞核遗传,且与性别无关,属于常染色体遗传。(2)正反交F1表现不同,且雌雄表现也不同,没有完全表现母本相同的性状,属于核伴性遗传。(3)正反交F1都表现为母本性状,即母系遗传,属于细胞质遗传。

答案:(1)控制Ⅰ和Ⅰ?的基因在常染色体上,属于细胞核遗传中常染色体遗传,且Ⅰ性状为显性性状。理由是F1总表现显性性状且正反交结果相同。

(2)控制Ⅱ和Ⅱ?的基因在性染色体上,属于细胞核遗传中伴性遗传,且Ⅱ性状为显性性状。理由是F1在不同性别中出现不同的性状分离。

(3)控制Ⅲ和Ⅲ?的基因在细胞质中,属于细胞质遗传。理由是F1总表现为母本性状。

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