遗传实验设计与致死现象

一、探究性状遗传方式和基因在染色体上的位置关系实验设计的一般操作模板二、遗传致死与不育现象此类试题，除了考查遗传的基本规律、伴性遗传和生物的变异等重点知识外，还考查获取信息、分析解决问题和知识的迁移等能力。(一)、遗传致死现象分类例析1．隐性致死和显性致死隐性致死是指隐性基因在纯合情况下具有致死效应(如下面的例1和例2)，显性致死是指显性基因具有致死效应，它包括显性纯合致死(如例2)和显性杂合致死。若为显性纯合致死，则显性性状一定为杂合子，显性个体相互交配后代中显∶隐＝2∶1。(2015·沧州月考)已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1∶2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中Aa的比例是()A．1/2B．1/3C．2/3D．3/4[解析]根据题意可知，aa个体不能存活，并且群体内随机交配繁殖后代。因群体中AA占1/3、Aa占2/3，所以群体中产生A配子的比例应该是1/3×1＋2/3×1/2＝2/3，产生a配子的比例应该是1/3×0＋2/3×1/2＝1/3，当随机交配时，按下表计算：2/3A1/3a2/3A4/9AA2/9Aa1/3a2/9Aa1/9aa因子代中aa死亡，所以子代中Aa个体的比例为49/49＋49＝12。[答案]A(2015·大同月考)桃树的蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因H、h控制)，蟠桃对圆桃为显性。桃树的蟠桃果形具有较高的观赏性。已知现有蟠桃树种均为杂合子，欲探究蟠桃是否存在显性纯合致死现象(即HH个体无法存活)，研究小组设计了以下遗传实验，请补充有关内容。实验方案：________，分析比较子代的表现型及比例。预期实验结果及结论：①如果子代________，则蟠桃存在显性纯合致死现象；②如果子代________，则蟠桃不存在显性纯合致死现象。[解析]Hh×Hh→1HH∶2Hh∶1hh，如果不存在显性纯合致死现象，则后代蟠桃∶圆桃＝3∶1，如果存在显性纯合致死现象，则后代蟠桃∶圆桃＝2∶1。[答案]蟠桃(Hh)自交(蟠桃与蟠桃杂交)①表现型为蟠桃和圆桃，比例为2∶1②表现型为蟠桃和圆桃，比例为3∶12．配子致死和合子致死根据在生物个体发育阶段的不同时期所发生的致死效应，致死现象可以分为配子致死和合子致死。配子致死是指致死基因在配子期发挥作用而具有致死效应(如例3)；合子致死是指致死基因在胚胎期或成体阶段发挥作用而具有致死效应(如例4)。(2015·保定月考)一杂合子(Dd)植株自交时，含有隐性配子的花粉有25%的死亡率，则自交后代的基因型比例是()A．1∶1∶1B．4∶7∶3C．2∶3∶1D．1∶2∶1[解析]隐性配子的花粉有25%的死亡率，说明雄配子中D、d的比例是4∶3，而雌配子中D、d的比例为1∶1，所以用棋盘法即可求得：DD∶Dd∶dd＝4∶(3＋4)∶3。结果见表：♂配子♀配子D(1/2)d(1/2)D(4/7)DD(4/14)Dd(4/14)d(3/7)Dd(3/14)dd(1/14)[答案]B无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状，按基因的分离定律遗传。为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫。由此推断正确的是()A．猫的有尾性状是由显性基因控制的B．自交后代出现有尾猫是基因突变所致C．自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子D．无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2[解析]无尾猫自交后代出现有尾猫和无尾猫，说明有尾性状是由隐性基因控制的，无尾性状是由显性基因控制的。无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫，说明控制无尾性状的显性基因具有显性纯合致死效应，所有的无尾猫都为杂合子，故无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2。[答案]D3．常染色体基因致死和性染色体基因致死根据致死基因在染色体上的位置不同，可以把致死现象分为常染色体基因致死(如例1、例2和例4等)和性染色体基因致死(如例5)。(2015·衡水月考)果蝇的某一对相对性状由等位基因(N、n)控制，其中一个基因在纯合时能使合子致死(注：NN、XnXn、XnY等均视为纯合子)。有人用一对果蝇杂交，得到F1果蝇共185只，其中雄蝇63只。(1)控制这一性状的基因位于________染色体上，成活果蝇的基因型共有________种。(2)若F1雌蝇仅有一种表现型，则致死基因是________，F1雌蝇基因型为________。(3)若F1雌蝇共有两种表现型，则致死基因是________。[解析](1)根据杂交后代雌雄比例不等(大约为2∶1)，可知该致死基因位于X染色体上。(2)假设为隐性纯合致死(致死基因为n)，雌蝇基因型为XNXN、XNXn，雄蝇基因型为XNY。XNXn×XNY→1XNXN∶1XNXn∶1XnY(致死)∶1XNY，雌∶雄＝2∶1，与已知相符，且成活果蝇的基因型共有3种，F1雌蝇仅有一种表现型。(3)假设为显性纯合致死(致死基因为N)，雌蝇基因型为XNXn、XnXn，雄蝇基因型为XnY。XNXn×XnY→1XNXn∶1XnXn∶1XNY(致死)∶1XnY，雌∶雄＝2∶1，且成活果蝇的基因型共有3种，F1雌蝇共有两种表现型。[答案](1)X3(2)nXNXNXNXn(3)N4．基因突变致死和染色体缺失致死从可遗传变异的根本来源上分析，致死现象可分为基因突变致死(如例6)和染色体缺失致死(如例7)。(2015·衡水月考)假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死)，无其他性状效应。根据隐性纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。实验步骤：①_______________________________________；②_______________________________________；③_______________________________________。结果预测：Ⅰ.如果____________________，则X染色体上发生了完全致死突变；Ⅱ.如果____________________，则X染色体上发生了不完全致死突变；Ⅲ.如果____________________，则X染色体上没有发生隐性致死突变。[解析]用这只雄果蝇与正常雌果蝇杂交，再让F1互交，根据F2雌雄比例做出判断。设正常基因为A，隐性致死突变基因为a，遗传图解如下：若发生完全致死突变，则XaY个体全部死亡，F2中雄蝇占1/3(或F2中雌∶雄＝2∶1)；若发生不完全致死突变，则XaY个体部分死亡，F2中雄蝇占的比例介于1/3至1/2之间(或F2中雌∶雄在1∶1～2∶1之间)；若未发生隐性致死突变，则F2个体全部成活，F2中雄蝇占1/2(或F2中雌∶雄＝1∶1)[答案](1)①这只雄蝇与正常雌蝇杂交②F1互交(或：F1雌蝇与正常雄蝇杂交)③统计F2中雄蝇所占比例(或：统计F2中雌雄蝇比例)结果预测：Ⅰ.F2中雄蝇占1/3(或：F2中雌∶雄＝2∶1)Ⅱ.F2中雄蝇占的比例介于1/3至1/2之间(或：F2中雌∶雄在1∶1～2∶1之间)Ⅲ.F2中雄蝇占1/2(或：F2中雌∶雄＝1∶1)(2015·东城月考)某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，高茎(H)对矮茎(h)为显性，红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。(注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡)实验步骤：①__________________________________________；②观察、统计后代表现型及比例。结果预测：Ⅰ.若_____________________________，则为图甲所示的基因组成；Ⅱ.若______________________________________，则为图乙所示的基因组成；Ⅲ.若______________________________________，则为图丙所示的基因组成。[解析]为了便于理解，我们将缺失的染色体或对应的基因标记为0。题干中已知只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，即有基因型分别为M0R0、M0r0、m0R0和m0r0的4种植株可供选择。方案1：选择缺失一条2号染色体的窄叶白花植株(m0r0)与该宽叶红花突变体进行杂交。若为甲图所示的基因组成，即MMRr与m0r0杂交，后代为MmRr、M0R0、Mmrr、M0r0，宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1；若为乙图所示的基因组成，即MMR0与m0r0杂交，后代为MmRr、M0R0、Mmr0、M000(幼胚死亡)，宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1；若为丙图所示的基因组成，即M0R0与m0r0杂交，后代为MmRr、M0R0、m0r0、0000(幼胚死亡)，宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1。方案2：选择缺失一条2号染色体的窄叶红花植株(m0R0)与该宽叶红花突变体进行杂交。若为甲图所示的基因组成，即MMRr与m0R0杂交，后代为MmRR、M0R0、MmRr、M0r0，宽叶红花∶宽叶白花＝3∶1；若为乙图所示的基因组成，即MMR0与m0r0杂交，后代为MmRr、M0R0、MmR0、M000(幼胚死亡)，后代全部为宽叶红花；若为丙图所示的基因组成，即M0R0与m0R0杂交，后代为MmRR、M0R0、m0R0、0000(幼胚死亡)，宽叶红花∶窄叶红花＝2∶1。[答案]答案一：①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交②Ⅰ.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为1∶1Ⅱ.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为2∶1Ⅲ.宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2∶1答案二：①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株杂交②Ⅰ.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为3∶1Ⅱ.后代全部为宽叶红花植株Ⅲ.宽叶红花与窄叶红花植株的比例为2∶1