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唯有抽丝剥茧 方能拨云见日 ——运用测交法巧解两道遗传学习题
来源:互联网 sk009 | 程伦超 安徽省灵璧中学
【分  类】 教育科学
【关 键 词】
【来  源】 互联网
【收  录】 中文学术期刊网
正文:
题1:玉米基因型A C R 的子粒有色,其余均为无色。每对基因独立遗传。有一有色子粒X分别与aaccRR、AAccrr、aaCCrr杂交,各获得50%、50%、25%的有色子粒。则X的基因型是:A、AaCcRR B、AACcRr C、AaCCRr D、AaCcRr[1]

 

分析:

1、由X与aaccRR杂交获得50%的有色子粒,可知:X一定含有A基因和C基因,即X的部分基因组成为:A C ……①

由X与AAccrr杂交获得50%的有色子粒,知X一定含有C基因和R基因,即X的部分基因组成为:C R ……②        

结合①②可知:X的部分基因组成为A C R 。

2、由植株X(A C R )与aaccRR杂交获得50%的有色子粒,可知:

(1)后代中有色子粒与无色子粒之比为1:1,相当于测交。

(2) 这两个亲本杂交产生的后代肯定都含有R基因,且在后代中有的个体或不含A基因或不含C基因或A、C基因都不存在,从而表现为无色。

(3)暂不考虑R基因的作用,把这个杂交组合转化为A C ×aacc。则其杂交后代中的A C 一定表现为有色,A cc和aaC 中有且仅有一个表现为有色子粒,另一个表现为无色子粒, a c为无色子粒。

(4)设X的部分基因组成为A C (为了便于分析,把未知的两个基因分别用加粗和不加粗的下划线表示),则有如下测交图解:

配子

AC

A   

    C

         

 

ac

AaCc

Aa c   

    aCc

   a c

 

 

由杂交后代中有色与无色之比为1:1及测交图解可以知道: AaCc表现为有色子粒,Aa c和 aCc中有且仅有一个表现为有色子粒,另一个表现为无色子粒, a c一定表现为为无色子粒。

当Aa c为有色时,则 上应该填C,所以有: aCc和 a c为无色,即Aa c为Aa C c, aCc为 a aCc,而 a c为 a a C c。这说明了X产生的配子只有AC和aC两种,且比例为1:1。所以X的部分基因组成为AaCC。同理,当 aCc为有色时,X的部分基因组成为AACc。

即:此时X的部分基因组成可能为AACc或AaCC……③  

由X与AAccrr杂交获得50%的有色子粒可知,X的部分基因组成还可以是CCRr或CcRR ……④  

由③④可知X的部分基因组成必为A CCR 。

(4)由X(A CCR )与aaCCrr杂交获得25%的有色子粒可知:杂交后代中有色与无色的比例为3:1,所以后代中应该有4种基因型。同上,可以把A CCR ×aaCCrr简化为A R ×aarr,显然可以得到X的基因型为AaCCRr。

此题的解题思路:

从玉米子粒的性状遗传方式可以看出:基因与性状之间并不是简单的线性关系,它体现了多因一效。只有A、C、R同时存在才表现无色,而当子粒中只含有A、C、R中的任何一个或两个时都表现无色(2个A或2个C或2个R都只起到1个显性基因的作用)

在解题过程中应该舍弃一些对当前解题结果没有影响的因素,如分别舍弃了RR、AA、CC,对其存在采取“视而不见”的办法。但需要明确的是:在不考虑RR时,就把A C R 表现为有色转化为A C 表现为有色。

在解题过程中运用了综合分析的方法。如对于基因CC的确定,因为X的基因型是确定的,当其基因型可能为AACc或AaCC时,又可能为CCRc或CcRR时,可以推理出其一定含CC。

解答本题时不可能一下子得到正确的答案,须一步步逼近事实的真相。

题2:已知番茄的红果(R)对黄果(r)为显性,高茎(D)对矮茎(d)为显性,这两对基因是独立遗传的。某校某科技活动小组将该校的某一红果高茎番茄植株测交,对其后代再测交。并用柱形图来表示第二次测交后代中各种表现型的比例,其结果如下图所示:则此亲本红果高茎番茄植株的基因型为:[2]

 A.RRDd B.RRDD C.RrDD D.RrDd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

解法1:

设亲本红果高茎番茄的基因型为R D 。

1求红果的基因型:

① 对R 进行第一次测交,后代的基因型是Rr和 r,且比例为1:1;

② 对Rr和 r进行第二次测交,其中:对Rr进行测交,后代的基因型应该是:Rr和rr,二者的比例是1:1;对 r进行测交,后代的基因型应该是: r和rr,二者的比例是1:1.

③ 由图可知:红果:黄果=(3+1):(3+1)=1:1,所以在关于果色的第二次测交后代(Rr、rr、 r、rr)中,因为Rr表现为红果,rr、rr表现为黄果,所以,只有当 r表现为红果,才会出现图示的测交结果。即:R 应该为RR。

2)求高茎的基因型:

① 对D 进行第一次测交,后代的基因型是Dd和 d, 且比例为1:1;

② 对Dd和 d进行第二次测交,其中:对Dd进行测交,后代的基因型应该是:Dd和dd,二者的比例是1:1;对 d进行测交,后代的基因型应该是: d和dd,二者的比例是1:1.

③由图可知:高茎:矮茎=(3+1):(3+1)=1:3,所以,在关于果色的第二次测交后代(Dd、dd、 d、dd)中,Dd表现为高茎,只有当dd、 d、dd都表现为矮茎才会出现图示的测交结果。即: d应该为dd。 

3)可见,在第二次测交过程中产生的配子中,D和d之比为1:1,即,参与第二次测交的个体有两种基因型,分别是Dd和dd,比例也是1:1。那么,易知在第一次测交过程中,亲本产生了两种配子D和d,比例为1:1。所以亲本关于高茎的基因型为Dd。

综合以上分析可知,红果高茎的基因型为RRDd。

解法2:

设亲本红果高茎番茄的基因型为R D 。

由题中所给的示意图可以知道:第二次测交后代有四种表现型,其中红果矮茎、黄果矮茎、红果高茎、黄果高茎的基因型分别为Rrdd、rrdd、RrDd、rrDd(因为它们的基因组成中都具有rd基因):

这说明在第二次测交过程中,待测亲本产生了4种配子(Rd、rd、RD、rD),且Rd:rd:RD:rD=3:3:1:1;

由R:r=(3+1):(3+1)=1:1和d:D=(3+3):(1+1)=3:1,可以推知:第二次被测亲本关于果色的基因型为Rr,关于茎高的基因型为Dd和dd。所以,第二次被测交的亲本有两种基因型:RrDd和Rrdd

由第二次测交亲本的基因型可以知道:在第一次测交过程中产生了两种配子RD和Rd。

综合以上分析可知:红果高茎的基因型为RRDd。

此题的解题思路:

解法1是顺着测交的实际进行过程进行推理的,思路显得很清晰;解法2则是逆着测交过程进行推理的,显得有些麻烦,要求解题者必须具有一定的逻辑思维能力。两种解法都是根据测交后代的表现型和参与测交的隐性纯合子只产生一种配子的思路,一步步地推理出最先用来做实验的亲本红果高茎番茄植株的基因型的。学生解答此题的难点在于:怎样分析测交后代中隐性性状和显性性状之比为3:1?在学生的思维中,这与具有一对相对性状的亲本杂交(测交也是杂交的一种)后代的表现型之比是相矛盾的;与孟德尔测交后代表现型之比(1:1)n也是相矛盾的。如果能够突破这个思维定势,那么此题也就变得比较容易了。

顺便说一下,对于以上两题,如果作为测试题的话就不是太好的了。因为:在考场上考生对于第一题可能会“另辟蹊径”,通过直接尝试就能够很容易得出正确的答案。这样做,对于考生来说本是无可厚非的,因为不管通过什么途径只要得到正确的结果就行;但对于教师来说,就失去了出本题的意义了;对第二题,则难度显得有些大。不过,如果作为习题来讲解,对于提高学生分析问题、处理问题的能力,深刻领会并灵活运用孟德尔的测交实验原理是大有裨益的。

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