3.10《分离定律》遗传实验设计-基因分离定律从0基础到精通

《基 因 分 离 定 律》 —遗传实验设计 主讲老师：刘大鹏 验证亲本基因型/变异类型的杂交实验设计： 一、一步搞定 首选：自交 其次：测交 二、一步搞不定 第一步：选择合适的对象进行自交或测交，得F1 第二步：让F1再进行自交、测交或自由交配，得F2 【例】甘蔗是提取蔗糖的好原料。农民通常采用带有节间的甘蔗茎段进 行扦插，生出的芽体繁殖为一个新个体，科研工作者则采用杂交的方 式来选育新品种。育种专家在用纯合的中茎甘蔗（AA）和粗茎甘蔗（aa）杂交得到的后代中，发现了一株粗茎的个体，并提出以下的假设： ①水肥充足造成茎秆粗壮，遗传物质没有改变； ②环境条件引起染色体数目加倍； ③发生了基因突变； ④发生了染色体片段缺失。 回答下列问题： （1）欲探究水肥条件是否影响甘蔗茎的粗细，写出实验设计思路： （2）引起甘蔗染色体数目加倍的环境因素可能是______，检测该变 异类型最简便的方法是___________。 显微镜观察处于有丝分裂中期的细胞，确定其染色体数目是否加倍。 取该甘蔗的若干茎段，催芽成功后均分为甲、乙两组，甲组栽种在水肥充足的土壤中，乙组栽种在相对贫瘠的土壤中，观察茎的粗细。 低温 （3）有人欲用杂交的方式确定假设③④的变异类型，已知甘蔗若出现两条同源染色体相同片段的缺失，则形成的种子无发芽能力。用该粗茎植株与纯合的中茎植株杂交获得F1，F1自花受粉产生F2，观察、统计F2植株的表现型及比例。 ①若F2表现型及比例为_________________，则该粗茎植株的成因是 基因突变。 中茎：粗茎=3:1 P AA × aa ↓ F1 Aa ↓ F2 1AA 2Aa 1aa ②若F2表现型及比例为_________________，则该粗茎植株的成因是 染色体片段缺失。 中茎：粗茎=6:1 P AA × Oa ↓ F1 Aa AO ↓ ↓ F2 （ AA Aa aa ） （ AA AO OO ） F2 A_ aa 【例】果蝇的灰体（E）对黑檀体（e）为显性，这对基因位于常染色体 上，回答下列问题。 （1）在没有迁入迁出、突变和选择等条件下，一个由纯合果蝇组成的 大种群个体间自由交配得到F1，F1中灰体果蝇8400只，黑檀体果蝇 1600只。F1中e的基因频率为_______，Ee的基因型频率为_______，亲 代群体中灰体果蝇的百分比为_______。 40% 48% 60% （2）灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑檀 体果蝇。出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中 发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE、Ee和ee的果蝇 可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因。 （注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同） 实验步骤： ① 用该黑檀体果蝇与基因型为______的果蝇杂交，获得F1； ② F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例。 结果预测： Ⅰ．如果F2表现型及比例为___________________，则为基因突变； EE 灰体：黑檀体=3:1 实验步骤： ① 用该黑檀体果蝇与基因型为______的果蝇杂交，获得F1； ② F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例。 结果预测： Ⅱ．如果F2表现型及比例为___________________，则为染色体片段缺失。 EE 灰体：黑檀体=4:1 【例】太空育种是将作物种子或诱变材料搭乘返回式卫星送到太空，利用太 空特殊的环境诱变作用，使种子产生变异，再返回地面培育新品种作物的育 种技术，请回答下列问题： (1)经太空育种，培育出了黄色番茄M。研究发现，细胞核中的PSY1基因是 番茄红素合成酶基因，若番茄红素无法合成，则番茄呈现黄色，关于太空黄 色番茄M产生的原因科研人员提出三种假设： 假设一： PSY1基因发生突变。 假设二： PSY1基因所在染色体断裂，含有PSY1基因的片段缺失。 假设三： PSY1基因所在染色体丢失导致。 ①黄色番茄的形成体现了基因通过___________，进而控制生物体的性状。 酶的合成 【例】太空育种是将作物种子或诱变材料搭乘返回式卫星送到太空，利用太 空特殊的环境诱变作用，使种子产生变异，再返回地面培育新品种作物的育 种技术，请回答下列问题： (1)经太空育种，培育出了黄色番茄M。研究发现，细胞核中的PSY1基因是 番茄红素合成酶基因，若番茄红素无法合成，则番茄呈现黄色，关于太空黄 色番茄M产生的原因科研人员提出三种假设： 假设一： PSY1基因发生突变。 假设二： PSY1基因所在染色体断裂，含有PSY1基因的片段缺失。 假设三： PSY1基因所在染色体丢失导致。 ②假设二涉及的变异是_____________，该种变异_____(填“能”或“不能”) 通过显微镜镜检的方式来确定。 染色体变异 能 (1)经太空育种，培育出了黄色番茄M。研究发现，细胞核中的PSY1基因是 番茄红素合成酶基因，若番茄红素无法合成，则番茄呈现黄色，关于太空黄 色番茄M产生的原因科研人员提出三种假设： 假设一： PSY1基因发生突变。 假设二： PSY1基因所在染色体断裂，含有PSY1基因的片段缺失。 假设三： PSY1基因所在染色体丢失导致。 ③若假设一正确，让黄色番茄M自交以探究其PSY1基因发生的是隐性突变还 是一个基因显性突变。 若________________，则______________________________， 若________________，则_______________________________________。 PSY1基因发生的是隐性突变 子代全为黄色 子代出现红色 PSY1基因发生的是一个基因显性突变 假设一： PSY1基因发生突变。 假设二： PSY1基因所在染色体断裂，含有PSY1基因的片段缺失。 假设三： PSY1基因所在染色体丢失导致。 ④若黄色番茄均为单对基因隐性突变所致。现有另外一株黄色番茄N ， 设计一个杂交实验确定这两个隐性突变个体是否为同一对基因突变所致， 写出实验思路并预期结果。(假设黄色番茄M、 N均为纯种品系） 实验思路：将M和N杂交，并观察子代表型。 预期结果： 若子代全为黄色，则两个隐性突变个体为同一对基因突变所致； 若子代全为红色，则则两个隐性突变个体不是由同一对基因突变所致。 $$