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遗传方式的判定是高中生物经常考的一个重要知识点,通常是通过正交和反交实验判断。如果正交和反交实验结果性状一致,则该生物性状的遗传属于细胞核遗传;如果正交和反交实验的结果不一致且有母系遗传的特点,则该生物性状的遗传属于细胞质遗传。
例1:有人发现某种花卉有红花和白花两种表现型。请你设计一个实验,探究花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。
解析:本题设计实验时应从细胞核遗传和细胞质遗传的特点作为思维入点,再根据它
们之间的区别进行实验设计。细胞核遗传正交、反交后代性状情况一致,而细胞质遗
传正交、反交后代性状总是与母本的性状相同,所以正交、反交后代性状情况不一致。
答案:
若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本相同,则该颜色的遗传为细胞质遗传;若正交与反交产生的F1的性状表现与母本无关,都表现为红花或白花的一种,则该花色的遗传为细胞核遗传。
但是我们在解题时经常会碰到一些陷阱,从而进入解题误区。
误区1:具有相对性状的两个亲本正、反交结果不一致,就一定为细胞质遗传
辨析:对于细胞核遗传和细胞质遗传的判断,我们通常采用正交和反交对比的方法,如果正、反交结果一致就为细胞核遗传;如果正、反交结果不一致就为细胞质遗传。但分析时有下列一种情况:
例2:下面为果蝇三个不同的突变品系与野生型正交与反交的结果,试分析回答问题。
组数 正交 反 交
① ♀野生型×♂突变型a→野生型 ♀突变型a×♂野生型→野生型
② ♀野生型×♂突变型b→野生型 ♀突变型b×♂野生型→♀野生型、♂突变型b
③ ♀野生型×♂突变型c→野生型 ♀突变型c×♂野生型 →突变型c
(1)组数①的正交与反交结果相同,控制果蝇突变型a的基因位于染色体上,为性突变。
(2)组数②的正交与反交结果不相同,用遗传图解说明这一结果(基因用B、b表示)。
(3)解释组数③正交与反交不同的原因。
解析:①突变品系与野生型正交与反交的结果相同,属于细胞核遗传中的常染色体遗传。②突变品系与野生型正交与反交的结果不同,子代的表现型与性别有关且反交子代并不都是和母本性状一致,应该是细胞核遗传中的伴性遗传,③突变品系与野生型正交与反交的结果不同,单只和母本的遗传物质有关,符合母系遗传的特点,是细胞质遗传。
答案:(1)常、隐;(2)由题意可知,该突变基因位于X染色体上,为隐性突变。
(3)由题可推知,突变的基因最可能位于细胞质中,属于细胞质遗传,表现出母系遗传的特点,即杂交所得的子代总表现出母本的性状。
由②可以看出,正、反交结果并不一致,但却属于细胞核中的伴X遗传方式,所以在判断是否为细胞质遗传时,原描述有误。由于细胞质遗传过程中,受精卵中的遗传物质几乎全部来自于卵细胞,所以后代的性状总是与母本保持一致,所以我们将原判定方法改为“正交、反交结果不一致,且子代性状总与母本保持一致,则说明为细胞质遗传”更为妥当。
误区2:杂交后代性状与母本性状一致就一定为细胞质遗传
辨析:细胞质遗传的特点之一就是母系遗传,即子代的性状总是与母本性状保持一致,但这并不能判断就一定为细胞质遗传。
例3:某种狗有直毛和卷毛两种表现型,现用某直毛雌狗与某卷毛雄狗杂交,发现其子代小狗都是卷毛,这种现象说明()
1.卷毛和直毛的遗传是细胞质遗传
2.卷毛和直毛的遗传是伴性遗传
C.卷毛和直毛的遗传可能是细胞质遗传,也可能是伴性遗传
D.卷毛和直毛的遗传可能是细胞质遗传,也可能是伴性遗传,或是常染色体遗传
答案为D。
可以看出,对于上述两种情况,后代全呈显性性状,与母本性状的确保持一致,但确为细胞核遗传,所以原判断描述有误,应改为:“经正、反交后,子代性状与母本性状总保持一致则为细胞质遗传”。
误区3:具有相对性状的两个亲本正、反交结果不一致,且总表现出母本性状就一定为细胞质遗传。
辨析:果皮、种皮遗传也表现出与母本相同的形状,这与细胞质遗传是有区别的。种皮的遗传是由细胞核基因控制的,当代母本所结果实的果皮或种子的种皮表现出的性状不是子代的性状而是母本本身的性状。,后代仍具有一定的分离比;而细胞质遗传是受细胞质基因控制的,与母本相同的性状表现的是子代,且子代性状无一定的分离比。
例4:豌豆的黄色(由基因Y控制)相对于绿色(由基因y控制)为显性性状现将黄色纯亲本植株与绿色纯亲本植株分别进行正交和反交,结果发现正交所得的种子为黄色,反交所得的种子为绿色。由此可以判定控制种子黄色和绿色的基因位于细胞质中。以上说法是否正确,请说明理由。
解析:解此题首先要明确黄色和绿色是种皮的性状,而种皮是由母本的体细胞发育而来,与母本基因型一致,所以亲代所结种子的种皮表现的是亲代的性状,而并不是F1的性状。
答案:上述说法是错误的。
由此可以看出,正反交种,亲代所结的种子颜色不同,但F1所结种子颜色相同,且在F2上所结种子颜色分离比为3:1,种子颜色仍属于细胞核遗传,遵循孟德尔分离定律,只是子代性状的分离比延迟表现。
综上所述,可以得到通过正、反交判断细胞质遗传和细胞核遗传的一般思路,即:
(1)正、反交结果一致,为细胞核内的常染色体遗传。
(2)正、反交结果不一致,则可能性有三种:
正、反交结果不一致,但子代表现型比例与性别有关,则为伴性遗传;
正、反交结果不一致,但子代性状分离比延迟表现,则一般为果皮或种皮的细胞核遗传;
正反交结果不一致,且子代总是表现出母系遗传,则为细胞质遗传。
(3)在通过正、反交判断遗传方式的同时,也可以结合确定遗传物质的来源以及子代性状有无一定的分离比来进行判断。
例1:有人发现某种花卉有红花和白花两种表现型。请你设计一个实验,探究花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。
解析:本题设计实验时应从细胞核遗传和细胞质遗传的特点作为思维入点,再根据它
们之间的区别进行实验设计。细胞核遗传正交、反交后代性状情况一致,而细胞质遗
传正交、反交后代性状总是与母本的性状相同,所以正交、反交后代性状情况不一致。
答案:
若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本相同,则该颜色的遗传为细胞质遗传;若正交与反交产生的F1的性状表现与母本无关,都表现为红花或白花的一种,则该花色的遗传为细胞核遗传。
但是我们在解题时经常会碰到一些陷阱,从而进入解题误区。
误区1:具有相对性状的两个亲本正、反交结果不一致,就一定为细胞质遗传
辨析:对于细胞核遗传和细胞质遗传的判断,我们通常采用正交和反交对比的方法,如果正、反交结果一致就为细胞核遗传;如果正、反交结果不一致就为细胞质遗传。但分析时有下列一种情况:
例2:下面为果蝇三个不同的突变品系与野生型正交与反交的结果,试分析回答问题。
组数 正交 反 交
① ♀野生型×♂突变型a→野生型 ♀突变型a×♂野生型→野生型
② ♀野生型×♂突变型b→野生型 ♀突变型b×♂野生型→♀野生型、♂突变型b
③ ♀野生型×♂突变型c→野生型 ♀突变型c×♂野生型 →突变型c
(1)组数①的正交与反交结果相同,控制果蝇突变型a的基因位于染色体上,为性突变。
(2)组数②的正交与反交结果不相同,用遗传图解说明这一结果(基因用B、b表示)。
(3)解释组数③正交与反交不同的原因。
解析:①突变品系与野生型正交与反交的结果相同,属于细胞核遗传中的常染色体遗传。②突变品系与野生型正交与反交的结果不同,子代的表现型与性别有关且反交子代并不都是和母本性状一致,应该是细胞核遗传中的伴性遗传,③突变品系与野生型正交与反交的结果不同,单只和母本的遗传物质有关,符合母系遗传的特点,是细胞质遗传。
答案:(1)常、隐;(2)由题意可知,该突变基因位于X染色体上,为隐性突变。
(3)由题可推知,突变的基因最可能位于细胞质中,属于细胞质遗传,表现出母系遗传的特点,即杂交所得的子代总表现出母本的性状。
由②可以看出,正、反交结果并不一致,但却属于细胞核中的伴X遗传方式,所以在判断是否为细胞质遗传时,原描述有误。由于细胞质遗传过程中,受精卵中的遗传物质几乎全部来自于卵细胞,所以后代的性状总是与母本保持一致,所以我们将原判定方法改为“正交、反交结果不一致,且子代性状总与母本保持一致,则说明为细胞质遗传”更为妥当。
误区2:杂交后代性状与母本性状一致就一定为细胞质遗传
辨析:细胞质遗传的特点之一就是母系遗传,即子代的性状总是与母本性状保持一致,但这并不能判断就一定为细胞质遗传。
例3:某种狗有直毛和卷毛两种表现型,现用某直毛雌狗与某卷毛雄狗杂交,发现其子代小狗都是卷毛,这种现象说明()
1.卷毛和直毛的遗传是细胞质遗传
2.卷毛和直毛的遗传是伴性遗传
C.卷毛和直毛的遗传可能是细胞质遗传,也可能是伴性遗传
D.卷毛和直毛的遗传可能是细胞质遗传,也可能是伴性遗传,或是常染色体遗传
答案为D。
可以看出,对于上述两种情况,后代全呈显性性状,与母本性状的确保持一致,但确为细胞核遗传,所以原判断描述有误,应改为:“经正、反交后,子代性状与母本性状总保持一致则为细胞质遗传”。
误区3:具有相对性状的两个亲本正、反交结果不一致,且总表现出母本性状就一定为细胞质遗传。
辨析:果皮、种皮遗传也表现出与母本相同的形状,这与细胞质遗传是有区别的。种皮的遗传是由细胞核基因控制的,当代母本所结果实的果皮或种子的种皮表现出的性状不是子代的性状而是母本本身的性状。,后代仍具有一定的分离比;而细胞质遗传是受细胞质基因控制的,与母本相同的性状表现的是子代,且子代性状无一定的分离比。
例4:豌豆的黄色(由基因Y控制)相对于绿色(由基因y控制)为显性性状现将黄色纯亲本植株与绿色纯亲本植株分别进行正交和反交,结果发现正交所得的种子为黄色,反交所得的种子为绿色。由此可以判定控制种子黄色和绿色的基因位于细胞质中。以上说法是否正确,请说明理由。
解析:解此题首先要明确黄色和绿色是种皮的性状,而种皮是由母本的体细胞发育而来,与母本基因型一致,所以亲代所结种子的种皮表现的是亲代的性状,而并不是F1的性状。
答案:上述说法是错误的。
由此可以看出,正反交种,亲代所结的种子颜色不同,但F1所结种子颜色相同,且在F2上所结种子颜色分离比为3:1,种子颜色仍属于细胞核遗传,遵循孟德尔分离定律,只是子代性状的分离比延迟表现。
综上所述,可以得到通过正、反交判断细胞质遗传和细胞核遗传的一般思路,即:
(1)正、反交结果一致,为细胞核内的常染色体遗传。
(2)正、反交结果不一致,则可能性有三种:
正、反交结果不一致,但子代表现型比例与性别有关,则为伴性遗传;
正、反交结果不一致,但子代性状分离比延迟表现,则一般为果皮或种皮的细胞核遗传;
正反交结果不一致,且子代总是表现出母系遗传,则为细胞质遗传。
(3)在通过正、反交判断遗传方式的同时,也可以结合确定遗传物质的来源以及子代性状有无一定的分离比来进行判断。