高考生物：有关遗传方式判断的实验设计与分析

【基础知识】

1. 区分控制某性状的基因在常染色体上还是在X染色体上

（1）若已知性状的显隐性：

隐性雌×显性雄

a. 若子代中雌性全为显性，雄性全为隐性，在X染色体上；

b. 若子代中雌性有隐性，雄性中有显性，在常染色体上。

（2）若未知性状的显隐性，且亲本均为纯合子

设计正反交实验

a. 若正反交子代雌雄表现型相同，在常染色体上；

b. 若正反交子代雌性表现型不同，在X染色体上。

2. 区分控制某性状的基因在X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上

隐性雌×纯合显性雄

a. 若子代所有雄性均为显性性状，位于同源区段上；

b. 若子代所有雄性均为隐性性状，仅位于X染色体上。

3. 在常染色体还是X、Y染色体同源区段

隐性雌×显性纯合雄 →F1均表现显性

F1雌雄个体杂交

a. 若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，在常染色体上；

b. 若F2雄性个体全表现为显性性状，雌性个体既有显性性状又有隐性性状，在X、Y染色体同源区段上。

4. 区分受核基因控制还是受质基因控制

设计正反杂交实验

a. 若正反交结果相同，受核基因控制；

b. 若正反交结果不同，且子代性状始终与母本相同，受质基因控制。

5. 注意遗传致死效应的几种情况：

（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，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。

（2）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。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；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。

（3）常染色体基因致死和性染色体基因致死

（4）基因突变致死和染色体缺失致死

【典例1】用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为212株；若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株。根据上述杂交实验结果推断，下列叙述正确的是

A. F2中白花植株都是纯合体

B. F2中红花植株的基因型有2种

C. 控制红花与白花的基因在一对同源染色体上

D. F2中白花植株的基因类型比红花植株的多

【解析】

用纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为212株，即红花：白花≈9：7，是9：3：3：1的变式，而且纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株，即红花：白花≈1：3，由此可推知该对相对性状由两对等位基因控制（设为A、a和B、b），并且这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律，说明控制红花与白花的基因分别位于两队同源染色体上，故C项错误；F1的基因型为AaBb，F1自交得到的F2中白花植株的基因型有A_bb、aaB_和aabb，所以F2中白花植株不都是纯合体，A项错误；F2中红花植株（A_B_）的基因型有4种，而白花植株的基因型有9-4=5种，故B项错误，D项正确。

【答案】D

【名师点睛】是否遵循自由组合定律的判断方法

(1)两对等位基因控制的性状不一定都遵循自由组合定律

如图中A－a、B－b两对等位基因之间的遗传不遵循自由组合定律，分为以下两种情况：

①在不发生交叉互换的情况下，AaBb自交后代性状分离比为3∶1。

②在发生交叉互换的情况下，其自交后代有四种表现型，但比例不是9∶3∶3∶1。

(2)验证自由组合定律的实验方案

①测交法：双杂合子F1×隐性纯合子，后代F2中双显性∶前显后隐∶前隐后显∶双隐性＝1∶1∶1∶1。

②自交法：双杂合子F1自交，后代F2中双显性∶前显后隐∶前隐后显∶双隐性＝9∶3∶3∶1。

【典例2】已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体:♀黄体:♂灰体:♂黄体为1:1:1:1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。请根据上述结果，回答下列问题：

（1）仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？

（2）请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。（要求：每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果。）

【答案】

（1）不能

（2）实验1：

杂交组合：♀黄体×♂灰体

预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体

实验2：

杂交组合：♀灰体×♂灰体

预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体

【解析】

（1）同学甲的实验结果显示：在子代雌性中，灰体:黄体＝1∶1，在子代雄性中，灰体:黄体＝1∶1，即该性状分离比在雌雄个体中相同，所以仅根据同学甲的实验，不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。

（2）以同学甲得到的子代果蝇为材料,设计的两个不同的实验，证明该对相对性状的显隐性关系和该对等位基因所在的染色体,而且每个实验只用一个杂交组合，其实验思路是:让同学甲得到的子代果蝇中的早黃体与8灰体杂交或早灰体与8灰体杂交,观察并统计子一代的表现型及其分离比。

若该实验支持同学乙的结论,即控制黄体的基因位于X 染色体上,并表现为隐性(设黄体基因为g),则依题意可推知:同学甲所用的一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇的基因型分别为XGXg 和XgY,二者杂交,子代中♀灰体、♀黄体、♂灰体、♂黄体的基因型。其实验杂交组合情况如下：

实验1的杂交组合为：♀黄体（XgXg）×♂灰体（XGY），其子一代的基因型为XGXg 和XgY，即子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体。

实验2的杂交组合为：♀灰体（XGXg）×♂灰体（XGY），其子一代的基因型为XGXG、XGXg、XGY、XgY，即子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体。

【名师点睛】

①在不知性状的显隐关系时,判断基因位于常染色体上还是X染色体上的方法:利用正交和反交实验进行比较。正交和反交结果相同,基因在常染色体上;正交和反交结果不同,基因在X染色体上。

②验证性实验的设计思路是:可先将欲验证的问题当做结论,即如本题可先认为控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性,在此基础上进行实验设计。要注意区分“一次"杂交还是“一代”杂交。若是题干要求“一次”杂交，则不能用正反交，而是选择隐性雌性个体与显性雄性个体杂交或选择雌性和雄性均为显性的个体杂交,观察并统计子一代的表现型及其分离比。

【解题技巧与方法总结】

1．在不知性状的显隐关系时，判断基因位于常染色体上还是X染色体上的方法：利用正交和反交实验进行比较。后代正交和反交结果相同，基因在常染色体上；正交和反交结果不同，基因在X染色体上。若知道显隐性关系，还可根据测交是否符合基因的自由组合规律来判断多对等位基因是否位于一对同源染色体上。

2．验证性实验的设计思路是：可先将欲验证的问题当做结论，即如本题可先认为控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性，在此基础上进行实验设计。要注意区分“一次”杂交还是“一代”杂交。若是题干要求“一次”杂交，则不能用正反交，而是选择隐性雌性个体与显性雄性个体杂交或选择雌性和雄性均为显性的个体杂交，观察并统计子一代的表现型及其分离比。若为探究性实验，则需分情况讨论。

【变式训练】

1．鸽子从出生到成年，雌雄个体在外观上几乎完全一样，仅凭肉眼难以区别性别。已知雌性鸽子的性染色体组成为ZW，雄性鸽子的性染色体组成为ZZ。在鸽子中Z染色体的复等位基因，BA（灰红色）对B（蓝色）为显性，B对b（巧克力色）为显性。现有一只蓝色鸽子和一只灰红色鸽子交配，后代中出现了一只巧克力色的个体。则亲代蓝色鸽子、亲代灰红色鸽子与子代巧克力色鸽子的性别分别是

A. 不能确定、不能确定、雌性

B. 雄性、雌性、雄性

C. 雄性、雌性、不能确定

D. 雄性、雌性、雌性

【解析】

假设一:灰红色鸽子为雄性，蓝色鸽子为雌性则有：

由子代的表现型可知，亲本中灰红色鸽子的基因型必然为ZB1Zb，所以子代鸽子的基因型必然为ZbW，为雌性。

假设二:灰红色鸽子为雌性，蓝色鸽子为雄性，则有：

由子代的表现型可知，亲本中蓝色鸽子的基因型必然为ZBZb，所以子代鸽子的基因型必然为ZbW,为雌性。结论：两种假设中子代巧克力色鸽子的基因型均为ZbW，所以其性别可以确定为雌性；但两种假设都成立，故亲本的性别无法确定。选择A

【答案】A

2．某科学兴趣小组偶然发现一突变植株，突变性状是由一条染色体上的某个基因突变产生的（假设突变性状和野生性状由一对等位基因A、a控制）。为了进一步了解突变基因的显隐性和在染色体中的位置，设计了杂交实验方案：利用该株突变雄株与多株野生纯合雌株杂交，观察并记录子代雌雄植株中野生性状和突变性状的数量，下列说法不正确的是（ ）

A. 如果突变基因位于Y染色体上，则子代雄株全为突变性状，雌株全为野生性状

B. 如果突变基因位于X染色体上且为显性，则子代雄株全为野生性状，雌株全为突变性状

C. 如果突变基因位于X和Y的同源区段，且为显性，则子代雌、雄株全为野生性状

D. 如果突变基因位于常染色体上且为显性，则子代雌、雄株各有一半野生性状

【解析】

如果突变基因位于Y 染色体上,则亲本XYA和XX，子代中雄株全为突变性状，雌株全为野生性状，故A正确。如果突变基因位于X 染色体上且为显性，则亲本的基因型为XAY 和XaXa，子代中雄株全为野生性状，雌株全为突变性状，故B 正确。

如果突变基因位于X 和Y 的同源区段,且为显性，则亲本中雌株的基因型为XaXa，根据题中信息“突变性状是由其一条染色体上的某个基因突变产生的"，则该株突变雄株的基因型为XAYa 或YaXA，若该株突变雄株的基因型为XAYa，则后代雄株全为野生性状，雌株全为突变性状;若该株突变雄株的基因型为XY^,则后代雄株全为突变性状，雌株全为野生性状;故C 错误。如果突变基因位于常染色体上且为显性，则亲本的基因型为Aa 和aa,子代中雌雄植株都有一半是野生性状，一半是突变性状，故D 正确。

【答案】C