生物必修二实验设计专题
题型一：判断显隐性
类型一：假设法——2005年全国卷Ⅰ31题
例题1 已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中（无角的基因频率与有角的基因频率相等），随机选出1头无角公牛和6头有角母牛，分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。
（1）根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推断过程。
（2）为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群（假设无突变发生）为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行？（简要写出杂交组合，预期结果并得出结论）
解析：根据杂合子和纯合子的概念可知，表现型为显性性状的个体，基因型可能是纯合子，也可能是杂合子；表现型为隐性性状的个体，基因型一定是纯合子；杂合子的表现型为显性性状。
首先假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2。6个交配组合的后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。
再假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角，Aa的后代或为有角或为无角，概率各占1/2。由于雌雄配子的随机结合以及后代较少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3，那么6个交配组合的后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。 综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。若要进一步确定这对相对性状中的显性性状，则要找出杂合子，根据杂合子的后代会出现性状分离的特点，在无角公牛和有角母牛的后代中，选有角母牛与有角公牛交配，若有无角出现，则有角牛为杂合子，即有角为显性；反之，若后代全为有角，即无角为显性。
答案：（1）不能确定。① 假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2。6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。② 假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角。Aa的后代或为无角或为有角，概率各占1/2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。 综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。
（2）从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交（有角牛×有角牛）。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。
例题2：已知果蝇的红眼对白眼为显性，等位基因位于X染色体上。果蝇的长翅对残翅为显性，等位基因位于常染色体上。实验室中有1、2、3、4四支试管，四支试管中雌雄果蝇数量相当，1号试管中为红眼，2号试管为白眼，3号试管为长翅，4号试管既有长翅又有残翅。请设计下列两个实验：
(1)设计一个实验，从后代的表现型就能判断其性别，并说明推理过程。
(2)已知3号、4号试管具有亲代与子代关系，请设计一次杂交实验，就能确定两者的亲子代关系，并说明推理过程。 解析：
(1)取1号试管中的红眼雄果蝇与2号试管中的雌果蝇交配，后代红眼为雌果蝇，白眼为雄果蝇。因为决定眼色 的基因位于X染色体上，红眼为显性，白眼为隐性。选择亲代果蝇的基因型为XHY、XhXh，后代的基因为XhY、XHXh，表现为白眼雄果蝇、红眼雌果蝇。
（2）取4号试管中的长翅果蝇数只分别与残翅果蝇数只进行交配，如果后代出现残翅果蝇，说明3试管中的果蝇为亲代，否则4号试管中的为亲代。如果3号试管中果蝇为亲代，其基因型为Aa，子代基因型为AA、Aa、aa，取4号试管中的长翅果蝇与残翅交配，后代将出现残翅果蝇。如果4号试管中的果蝇为亲代，其基因型为AA、aa，它们交配的后代全部为长翅，不出现残翅。
例题3：（湖南模拟卷） 某生物科技小组调查人群中双眼皮和单眼皮（E、e表示控制眼皮的基因的遗传规律，统计结果如下表： 组别 一 二 三 四 婚配方式 父 双眼皮 单眼皮 单眼皮 双眼皮 母 单眼皮 单眼皮 双眼皮 双眼皮 家庭 305 65 103 202 子 双眼皮 104 0 30 84 单眼皮 55 40 22 34 双眼皮 108 0 34 72 女 单眼皮 49 25 18 24 据表分析回答下列问题：
（1）根据上表中第___组的调醒结果可判断出该性状的显隐性。 （2）第一组抽样家庭中父亲的基因型可能是_____。
（3）若第三组某家庭一单眼皮的儿子同时患有白化病，那么这肤色正常的夫妇再生一个肤色正常、双眼皮的儿子的机率为______。
（4）若第二组某家庭中母亲去美容院将单眼皮变成双眼皮后，其再生一个双眼双女儿机率为______。 解析：
答案： (1) 四 (2) EE或Ee (3) 3/16 （4） 0
例4：豌豆的高茎和矮茎为一对相对性状，由等位基因T、t控制，顶生花和腋生花为一对相对性状，由等位基因A、a控制。高茎腋生花豌豆与高茎顶生花豌豆杂交，子一代表现型为高茎顶生花、高茎腋生花、矮茎腋生花、矮茎顶生花，比例为3∶3∶1∶1。请分析回答下列问题：
（1）基因T和A的根本区别是 。子一代矮茎豌豆的基因型为 。
（2）为确定豌豆花的顶生、腋生这对相对性状的显隐性关系，请利用上述子一代的豌豆作材料，设计一个最简单的杂交方案。请用遗传图解表示，并作简要文字说明。
说明：
（3）若通过基因工程将一个抗虫基因（Bt基因）整合到高茎豌豆（二倍体）的一条染色体上，获得了抗虫高茎豌豆。 ①豌豆体细胞中有7对14条染色体，抗虫基因和控制高茎的基因在染色体上的位置关系有两种可能，请你在下图的横线上写出可能的情况并在图示方框中标出。
（注：方框内只要画出与上述基因相关的染色体，用竖线表示染色体，黑点表示基因的位点，并标上相应的基因符号）。
① ② 位于非同源染色体上
图示图示 ②要通过杂交实验验证控制高茎的基因和抗虫基因位于非同源染色体上，必须要获得基因型为 的豌豆作为实验材料；要获得该豌豆，可选用上述豌豆中表现型为 和 的作亲本。
答案：
题型二：纯合子与杂合子的鉴别
在以动物和植物为材料所进行的遗传育种实验研究中，一般采用测交方法鉴别某表现型为显性性状的个体是杂合子还是纯合子。豌豆、水稻、普通小麦等自花传粉的植物，则最好采用自交方法。
类型一：例题1 （测交法——1992年全国卷34题） 某农场养了一群马,有栗色马和白色马。已知栗色基因（B）对白色基因（b）呈完全显性。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，请你根据毛色这一性状鉴定它是杂种还是纯种。 （1）为了在一个配种季节里完成这一鉴定所需要的杂交工作，你应怎样配种? （2）杂交后代可能出现哪些结果?并对每一结果作出相应的鉴定。 解析：该题开创了在高考中对遗传推理题的考查。 答案：（1）用该栗色马与多匹白色母马配种。
（2）如果杂交后代全是白马，该栗色公马是杂种；如果杂交后代有栗色马又有白色马，该栗色公马是杂种；如果杂交后代全是栗色马，该栗色公马可认为是纯种。
类型二：例题2 （自交法——2005年全国卷Ⅲ31题） 已知水稻抗病（R）对感病（r）为显性，有芒（B）对无芒（b）为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。 （1）诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为 的植株。
（2）为获得上述植株，应采用基因型为 和 的两亲本进行杂交。
（3）在培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株花粉表现 （可育或不育），结实性为 （结实或不结实），体细胞染色体数为 。
（4）在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成为植株，该植株的花粉表现 （可育或不育），结实性为 （结实或不结实）。体细胞染色体数为 。
（5）自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得稳定遗传的抗病有芒新品种，本实验应选以上两种植株中的 植株，因为自然加倍植株 ；花药壁植株 。 （6）鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是 。
解析：从题的分析可以得知：要用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种的基因型应为RRBB，它的单倍体植株的基因型为RB。诱导单倍体所用的花药应取自F1（RrBb）的植株，能获得基因型为RrBb植株的杂交组合有RRBB×rrbb或RRbb×rrBB两种，但前一组合中的亲本RRBB是要选育出的新品种，因此选用的亲本基因型应为RRbb和rrBB。 水稻单倍体植株由于无法完成减数分裂，不能产生正常的生殖细胞而表现为不育，但经过染色体数目自然加倍后可成为二倍体植株的纯合子，能通过减数分裂形成正常精子，所以花粉表现为可育，能结实；水稻体细胞染色体数为24条，则其单倍体植株的染色体数为12条，自然加倍成为二倍体植株的体细胞染色体数为24条。
由花药壁细胞能发育成植株，其体细胞的基因型与母本RrBb应完全一样，植株能产生花粉表现可育，并结实，体细胞染色体数也为24条。要获得稳定遗传的抗病、有芒新品种，应选择自然加倍的植株，因为自然加倍植株的基因型是纯合子，自交后代会不发生性状分离。而花药壁植株的基因型是杂合子，其自交后代会发生性状分离，故不能选用。 由单倍体自然加倍成为的二倍体植株为纯合子，而花药壁植株为杂合子，鉴别它们的最简便的方法是自交，自然加倍植株的自交后代不发生性状分离，而花药壁植株的自交后代会发生性状分离。 答案：（1）RrBb （2）RRbb和rrBB （3）可育，结实，24条 （4）可育，结实，24条 （5）自然加倍，基因型纯合，基因型杂合
（6）将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代性状分离的是花药壁植株。
例3：玉米的高甜对非甜是一对相对性状，现有两袋高甜玉米种子（编号为甲、乙），已知其中有一袋是纯种。下列能够鉴别并保留高甜玉米种子的最简便方法是 A．甲×乙 B．甲×乙，F1反复自交 C．甲、乙分别与隐性个体测交 D．甲×甲，乙×乙 解析：
答案：D