遗传学探究实验的设计和推理.doc

遗传学探究实验的设计和推理【课前阅读材料】三登诺贝尔殿堂的果蝇美国遗传学家摩尔根1933年以其杰出的研究成果《果蝇染色体在遗传中的作用》，提出了基因在染色体上直线排列以及连锁交换定律，被授予诺贝尔生理学或医学奖摩尔根的学生，美国遗传学家马勒，被誉为“果蝇的突变大师”他用X射线诱导果蝇突变成功，证明X射线能使果蝇的突变率提高150倍，开创了突变细胞遗传学的先河，于1946年成为诺贝尔奖获得者1995年的诺贝尔医学奖由3位研究果蝇发育的遗传学家共同获得他们是美国的刘易斯、德国的沃尔哈德和美国的威斯乔斯这三位科学家突破性的成就将有助于解释人类先天性畸形，这些重要基因的突变很可能是造成人类自然流产以及约40％不明原因的畸形主因果蝇广泛分布于世界各地区，早在1908年由天才的遗传学家摩尔根把它带上了遗传学研究的历史舞台，近百年来果蝇被广泛应用于遗传学研究的各个方面作为遗传学研究的经典实验材料，果蝇具有以下特点：①生活周期短：果蝇的卵在25℃，60%相对湿度条件下10 d左右发育至成虫②容易饲养：它们的首要食物来源是使水果腐烂的微生物，如酵母菌和细菌，其次是含糖的水果③繁殖力强：性成熟雌性果蝇生殖能力很强，产卵初期每天可达50～70枚，累计产卵可达上千枚。

④染色体数目少：只有4对，易于观察⑤突变性状少：如白眼、黑身、残翅等，多数是形态突变，容易区分⑥成虫雌雄性别区别明显，肉眼即可鉴别：雄性体形较小，腹部背面有3条环纹，腹部末端较尖而且颜色深雌性体形较大，腹部背面有5条环纹，腹部末端较圆而且颜色浅探究过程】探究点一：控制某性状的基因的位置例1：有人发现果蝇的体色有灰色和黑色两种表现型现有纯合的灰身和黑身雌雄果蝇，请你设计一个实验，探究体色的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传用图解和简洁语言回答 例2：①已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状（红眼A、白眼a），且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型请用一次交配实验证明这对基因是位于X染色体上，还是常染色体上写出亲本组合，讨论实验预期并得出相应结论②果蝇的灰身（A）对黑身（a）显性，正常硬毛（B）对短硬毛（b）显性，两对基因中有一对位于常染色体上，另一对位于X和Y染色体同源的区段，现用杂交组合：杂合灰身短硬毛雌蝇×杂合的黑身正常硬毛雄蝇，只做一代杂交试验，判断A和a，B和b中哪一对基因位于常染色体？哪一对基因位于性染色体同源的区段？探究点二：控制某性状的基因的显隐性例3： 若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直毛和非直毛这对相对性状的显隐性关系，请用图解表示并加以文字说明和推导探究点三：某变异性状的来源和类型例4：① 将长翅果蝇幼虫培养在正常温度为25℃的环境中，经过12 d时间发育为长翅成虫果蝇，如果将孵化后4～7 d的纯合长翅果蝇幼虫放在35～37℃环境下处理6～24 h，结果培养出的成虫中出现了一定数量的残翅果蝇（雌雄都有）请你设计一个实验探究本实验过程中残翅果蝇的形成是基因突变还是环境影响的结果，并对可能出现的结果进行分析②若已证实残翅为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，即正常隐性基因突变为显性基因；二是隐性突变，即正常显性基因突变为隐性基因现请你设计一个简单实验方案判断是显性突变还是隐性突变要求写出杂交组合，杂交结果，并得出结论）规律方法回顾：【课堂小结】① 基因位置的判断方法是： 细胞质中基因位置的判断基因显隐性的判断变异性状的来源和类型的判断细胞核中显性基因隐性基因基因突变环境影响显性突变隐性突变X染色体上常染色体上Y染色体上性染色体上②基因显隐性的判断方法是： ③变异性状的来源和类型的判断方法是： 【课后变式训练】1．（1）果蝇的灰身和黑身受一对等位基因控制，位于常染色体上；果蝇的红眼和白眼也受一对等位基因控制，位于X染色体上。

下表是实验结果：P灰身（♀）×黑身（♂）红眼（♀）×白眼（♂）F1灰身红眼F2灰身：黑身=3:1红眼：白眼=3:1①试判断F2中红眼、白眼果蝇的性别分别是 和 ②现用纯合的灰身红眼果蝇（♀）与黑身白眼果蝇（♂）杂交，让F1个体间杂交得F2，预期F2可能出现的基因型有 种，雄性中黑身白眼果蝇出现的概率是 2）科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因（B）对截刚毛基因（b）为完全显性若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为XBYB、XBYb、XbYB，若仅位于X染色体上，则只能表示为XBY现有刚毛、截刚毛纯种雌雄果蝇若干，请利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上，请写出遗传图解，并简要说明推断过程2．果蝇的性别决定方式是XY型，果蝇的雌雄性别可以通过一定的外观特征来区分有人在研究时发现一对正常的直毛果蝇交配，子代中出现了一只分叉毛雄蝇请回答下列问题： （1）该分叉毛雄蝇的产生是因为发生了基因突变的结果还是该雄蝇的双亲都是隐性基因（分叉毛）的携带者请你说明判断的过程。

2）假设控制分叉毛的基因是隐性基因并且在该分叉毛雄蝇形成之前还没有控制分叉毛的基因存在于该果蝇种群的基因库中请你利用该分叉毛雄蝇来判断控制分叉毛的基因是位于常染色体上，还是位于X染色体上请写出有关实验步骤、可能的实验结果及相应的结论课后变式训练参考答案1．（1）①雌、雄 雄 ② 12 1/8（2）用纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交，若子一代雄果蝇为刚毛，则这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段；若子一代雄果蝇为截刚毛，则这对等位基因仅位于X染色体上2．（1）将该雄蝇的双亲进行交配，如果得到的后代出现过分叉毛，并有一定的比例，那么这只分叉毛雄蝇的产生是因为它的双亲都是隐性基因（分叉毛）的携带者；如果得到的后代没有出现过分叉毛，那么这只分叉毛雄蝇的产生是因为发生了基因突变的结果2）第一步：将该分叉毛雄蝇与直毛雌果蝇交配，得子一代第二步：将子一代雌蝇与原种群中雄蝇的交配，观察其子代的表现型如果子代雌蝇全部为直毛，雄蝇既有直毛，又有分叉毛，则控制分叉毛的基因是位于X染色体上；如果子代全部为直毛，则控制分叉毛的基因是位于常染色体上方法二：第一步：将该分叉毛雄蝇与直毛雌果蝇交配，得子一代。

第二步：将子一代的雄蝇与雌蝇交配，观察其子代的表现型如果子代雌蝇全部为直毛，雄蝇既有直毛，又有分叉毛，则控制分叉毛的基因是位于X染色体上；如果子代雌、雄蝇均既有直毛，又有分叉毛，则控制分叉毛的基因是位于常染色体上。