遗传学实验题解法举例.docx

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1、遗传学实验题解法举例 张志文 （ 福建省永定第一中学 364100) 遗传学实验题是应用遗传学知识探究遗传现象的 实验题，笔者把该部分知识作一个简要的归类，以求学 生对这方面的知识有深刻的认识，寻求解题规律，提高 学生的探究能力。 1遗传的物质基础探究 遗传物质基础是核酸还是蛋白质呢？艾弗里实 验、格里菲思的肺炎双球菌转化实验、赫尔希和蔡斯的 噬菌体侵染实验，很好证实了 DNA是遗传物质。烟草 花叶病毒与车前草病毒重建实验证明了 RNA是遗传 物质。这些实验成功的关键在于把核酸与蛋白质分 开，直接地、单独地去观察核酸和蛋白质的作用。涉及 该部分知识的试题主要是与当前的时代背景相关，如 SARS

2、、 禽流感等。 例：为了做好禽流感的防治工作，某科研小组对禽 流感病毒遗传物质进行了如下实验： 实验目的 :探究禽流感病毒的遗传物质是 DNA还 是 RNA。 材料用具：显微注射器、禽流感病毒核酸提取物、 活鸡胚、 DNA水解酶、 RNA水解酶。 实验步骤： 取等量活鸡胚两组，用显微注射技 术，分别向两组活鸡胚中注射有关物质。 在适宜条 件下培养。 分别从培养 后的鸡胚中抽取样品，检测 是否产生禽流感病毒。 请你根据以上材料，完成表格 : 注射的 物质 实验现象预测 (有无禽流感 病毒产生） 相关判断 (禽流感病毒 的遗传物质） 第一组 如果 则 是遗传物质； 如果 则 是遗传物质。 第二组

3、如果 则 是遗传物质： 如果 则 是遗传物质。 这是一道探究性试题，但探究范围比较狭隘，非此 即彼（是 DNA还是 RNA)因而只要设计对照实验：一 组注射核酸提取物 + DNA水解酶，另一组注射核酸提 取物 +RNA水解酶，观察结果即可。 参考答案 : 该核酸提取物 + DNA水解酶 有 无 RNA DNA 该核酸提取物 + RNA水解酶 有 无 DNA RNA 2基因的显、隐性判断 基因是遗传物质结构和功能的基本单位，遗传规 律是通过万方整糧的性状的传递规律来体现的，要研 究基因的传递规律首先要判断基因的显、隐性，基因的 显、隐性通过性状来体现。具有一对相对性状的纯合 个体相交，若后代只有

4、一种表现型，则子一代表现出来 的亲本性状是显性性状。 例：已知果蝇的直毛和非直毛是位于 X染色体上 的一对等位基因。但实验室只有从自然界捕获的、有 繁殖能力的直毛雌、雄果蝇各一只和非直毛雌、雄果蝇 各一只，你能否通过一次杂交试验确定这对相对性状 中的显性性状，请用遗传图解表示并加以说明和推导。 题目给出了相对性状的果蝇，若用同种性状的果 蝇雌雄相交后代发生性状分离可以判断显、隐性；旦如 果后代不发生性状分离则不能判断显隐性。因此只能 用一对相对性状雌雄个体相交的方法来作出判断。 参考答案：能 XAX x XY XAXA x XaY X-X1 * xAY | J | QXAX X*Y XAXa

5、XAY XAX* X*Y 5 XAY X*Y 图 1 图 2 图 3 解决一：任取两只不同性状的雌、雄果蝇杂交。若 后代只出现一种性状，则该杂交组合中的雄果蝇代表 的性状为隐性（如图 1)。 若后代果蝇雌、雄各为一种性状，则该杂交组合中 雄果蝇代表的性状为显性（如图 2)。若后代中雌、雄 果蝇均含有两种不同的性状且各占 1/2，则该杂交组 合中雄果蝇性状为隐性。（如图 3)。 解法二：任取两只不同性状的雌、雄果蝇杂交。若 子代雌蝇不表现母本性状（如图 2)，则亲本雄蝇性状 为显性。若子代雌蝇要表现母本性状（如图 1、 3)，则 亲本雄蝇性状为隐性。 3基因位置的判断 基因可能位于常染色体上也可

6、能位于性染色体 上，如何来推断呢？位于常染色体上的基因控制的性 状，该性状在子一代雌雄个体中的表现情况相同（即性 状与性别无关），位于性染体上的基因，该基因控制的 性状表现与性别相关。假如基因位于 Y染色体上，则 限雄性遗传，如果基因位于 X染色体上显性遗传则具 有该性状个体雌性多于雄性，若是隐性遗传则具有该 性状个体雄性多于雌性。 例 1:已知果蝇的直毛与非直毛是一对等位基因。 若实验室有纯合的直毛和非直毛雌、雄果蝇亲本，你能 这道题是显、隐 性性状判断及基因位置的判断，从 学生考后反馈来看难度大。难度大的原因在于杂交后 代情况多，考场时间仓促不好归纳无从下手，如果从有 四种可能结果来反推却

7、容易得多，这就是作答技巧。 参考答案 :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 X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 X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 X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 X黄色雄蝇中，子一代

8、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遗传规律的研究 高中阶段的学习需要掌握的遗传规律有孟德尔的 基因分离定律和基因自由组合定律，对这两个定律的 考查试题主要体现在研究两对等位基因是否遵循自由 组合定律以及如何验证该定律方面。 例：某学校的一个生物学兴趣小组进行了一项实 验，想通过实验来验证孟德尔的遗传定律。该小组用 豌豆的两对相对性状做实验，选取了黄色圆粒 （ 黄色与 圆粒都是显性性状）与某种豌豆作为亲本杂交得到 F,，并且 F,的统计数据绘成了的柱形图（图 4)。请根 据实验结果讨论并回答下列有关问题： 图 4 (1) 有同学认为子代黄色与绿色比符合遗传因子

9、的分离定律，但圆粒与皱粒比不符合遗传因子的分离 定律，你觉得该同学的想法有道理吗？你能设计一个 实验来证明你的想法吗？ (2) 在统计数据中这 4种表现型的比不是 9: 3: 否通过一代杂交试验确定这 对等位基因是位于常染色 体上还是 X染色体上？请说明推导过程。 题干给出的是纯合相对性状的果蝇，直接可以通 过计数正交和反交的结果来判断。 参考答案 :取直毛雌雄果蝇与非直毛雌雄果蝇，进 行正交和反交 （ 即直毛 X非直毛，非直毛 X直毛）。若 正、反交后代性状表现一致，则该等位基因位于常染色 体上，若正、反交后代性状表现不一致，则该等位基因 位于 X染色体上。 例 2:对某地区人类的遗传病调查

10、中发现甲种遗 传病（简称甲病）在患有该病的家族中发病率较高，往 往是代代相传；乙种遗传病（简称乙病）的发病率较 低。以下是甲病和乙病在该地区万人中表现情况统计 表（甲、乙病均由核基因控制）。 / / 翊/ I有甲病、 无乙病 无甲病、 有乙病 有甲病、 有乙病 无甲病、 无乙病 男性 279 250 6 4464 女性 281 16 2 4701 (1)控制甲病的基因最可能位于 _ ，控制 乙病的基因最可能位于 _ ，主 要 理 由 是 (2)如果要进一步判断甲病和乙病的遗传方式还 要采取什么方法？ 这道题不同于例 1。人类遗传病不可能通过杂交 方法来判断，同时调查的是群体，未体现某个家族的情

11、 况，不能通过 “ 有中生无是显性，无中生有是隐性 ” 的 规律来判断。因此它只能通过题干的关键词“ 甲病的 家族中发病率高且代代相传，乙种遗传病的发病率低 ” 这种群体表现来作出大致判断。要进一步推断则要绘 制家族系谱图。 参考答案 ： （ 1)常染色体上 ;X染色体上；甲病男女 患者人数基本相同，乙病男患者多于女患者。 (2)扩大调查范围，多取样本；针对有患者的家庭 调查；会制家族系谱图来判定甲病和乙病的遗传方式。 例 3(2006年全国卷 I )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

12、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。现用两个杂交组合 :灰色雌蝇 X黄色雄蝇、黄 色雌蝇 X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 性状表现万方靈糧断的结论 ） 绿色皱粒黄色皱粒绿色圆粒黄色圆粒 毎芘毋顓屮葚 有丝分裂和减数分裂 温勇刚（河北省张家口市万全县万全中学 076250) 1相关概念 1.1细胞周期指连续分裂的细胞，从一次分裂完成 时开始，到下

13、一次分裂完成时为止。一个细胞周期包 含分裂间期和分裂期。细胞周期是针对有丝分裂而言 的。对于减数分裂，一定要注意 ： 减数第一次分裂和减 数第二次分裂共同叫做 “ 一次减数分裂 ” ，经过减数分 裂后所产生的子细胞，没有也不再进行连续的分裂。 而且细胞周期概念中还有一个 “ 周期性 ” 的意思内涵： 一个周期后产生的子细胞又恢复到了初始状态（染色 体解螺旋，条数不变，），然后马上进入下一个周期。从 这个意义上讲，减数第一次和第二次的连续，己经失去 了周期性。所以减数分裂不谈细胞周期。 1.2同源染色体形状和大小一般都相同，一条来自 父方，一条来自母方，在减数分裂过程中两两配对的染 色体叫同源染

14、色体，即同源染色体需同时满足这三个 条件这三个条件之一的 “ 一般都相同 ” ，就是说有特殊 的，比如 XY两条性染色体，它们的大小和形状不相 同，但仍然是同源染色体。 1.3染色体组细胞中的一组非同源染色体，形态和 功能上 各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗 传变异的全部信息。为深入理解，可以用双手比为一 个细胞内的 10条染色体，同名手指分别为一对同源染 色体，左右手分别为一个染色体组。也可拿扑克牌打 比方，去掉大小王，其余的 52张牌中红桃 （ 13张）、梅 花（ 13张）、方块 （ 13张）、黑桃 （ 13张）可分别视为一 个染色体组。 1.4 单 倍 体 体 细 胞 中 含

15、有 本 物 种 配 子 染 色 体 数目 的个体。它不论配子中几个染色体组。单倍体是由配 子直接发育来的，是单性生殖（包括孤雌生殖和孤雄生 殖）的结果。而二倍体和多倍体是由受精卵发育来的， 有 几个染色体组就是几倍体。 1.5等 位 基 因 是 指 位 于 同 源 染 色 体 的 同 一 位 置控 制某一相对性状的基因。 同源染色体、同一位置、控 制相对性状 ” 三个条件缺一不可。 2细胞分裂与生殖、遗传和变异的关系 2.1细胞分裂与 生 殖 生 物 的 生 殖 方 式 分 为 有 性 生 殖和无性生殖两大类。有性生殖中两性生殖细胞的形 成要经过减数分裂。有性生殖不一定经过两性生殖细 胞的结合

16、，如单性生殖，区分有性生殖还是无性生殖主 要看是否经过减数分裂。真核细胞的无性生殖一般以 有丝分裂为主（如草履虫）。 2.2 细 胞 分 裂 与 遗 传中 心法 则 的 主 要 内 容 包 括 DNA的复制、转录和翻译等过程，这些过程主要是在 分裂间期进行的，因为当染色质高度螺旋化成为染色 体时，就难以进行转录和翻译了。三大遗传定律与减 数分裂有关。减数第一次分裂后期同源染色体的分离 是基因分离定律的细胞学基础；咸数第一次分裂后期 非同源染色体自由组合是基因自由组合定律的细胞学 基础；咸数第一次分裂的四分体时期同源染色体之间 交叉互换是基因交换定律的细胞学基础。 2.3细胞分裂与变异可遗传变异

17、的来源有三种：基 因突变、基因重组和染色体变异。基因突变是生物变 异的根本来源，它发生在 DNA复制的过程中，由于 三 种细胞分裂方式的间期都要进行 DNA的复制，所以都 有可能产生基因突变。原核细胞不形成染色体，谈不 上染色体变异，但有基因突变。因此，染色体变异是发 生在真核细胞中。引起基因重组的原因是基因的自由 组合和基因的互换，所以基因重组发生在有性生殖过 程中，即减数第一次分裂过程中。当然，利用基因工程 也可使基因重组。 “ 3: 1，那么黄色与绿色、圆粒与皱粒这两对相对性状同 型，比例 1:1:1:1。 时考虑时是否符合遗传因子的自由组合定律？你能根 参考答案 ： （ 1)没有道理。

18、将 &的绿色圆粒自交， 据亲本和 h的豌豆来设计实验进行验证吗？（要求： 则后代的圆粒与皱粒比应该是 3: 1，符合孟德尔的分 实验设计方案科学、合理、简明 ） 这道题的巧妙之处在于用柱状图表示分离比，解 答这道题要从 & 的性状表现推导出杂交的两个亲本 的基因型及后代的可能基因型。第 （ 1)小题圆粒与皱 粒是一对相对性状，一定符合分离定律，可用杂合体自 交统计结果来证明。第 （ 2)小题是对自由组合规律的 验证，通常用测交方式，统计测交结果是否为 4种表现 离比。 (2)将亲本的黄色圆粒豌豆自交，统计子代表现 型及比例，如果是 4种表现型，比例接近 9: 3: 3: 1.， 这样表明这两对性状符合基因的自由组合定律；也可 以将亲本的黄色圆粒与绿色皱粒豌豆杂交，子代出现 4种表现型，比例为 1: 1: 1: 1，则表明符合基因的自 由组合定律。 “