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拓展微课基因位置的确认及遗传实验设计专题讲解难点一基因位于X染色体上还是位于常染色体上(1)若相对性状的显隐性已知,只需一个杂交组合判断基因的位置,则用隐性雌性个体与显性雄性纯合个体杂交的方法,即:【典题示导】1.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌、雄鼠中均既有野生型,又有突变型。若要通过一次杂交实验鉴别突变基因是在X染色体上还是在常染色体上,选择杂交的F1个体最好是()A.野生型(雌)突变型(雄) B.野生型(雄)突变型(雌)C.野生型(雌)野生型(雄) D.突变型(雌)突变型(雄)解析 由题中“一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型性状变为突变型性状”可知:该突变为显性突变,即突变型性状为显性性状、野生型性状为隐性性状。答案 A【典题示导】1.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌、雄鼠中均既有野生型,又有突变型。若要通过一次杂交实验鉴别突变基因是在X染色体上还是在常染色体上,选择杂交的F1个体最好是()A.野生型(雌)突变型(雄) B.野生型(雄)突变型(雌)C.野生型(雌)野生型(雄) D.突变型(雌)突变型(雄)对于显性基因位置的判断,应选择雄性的显性个体与雌性的隐性个体交配,若基因在X染色体上,则所有的后代中,雌性均表现为突变型性状、雄性均表现为野生型性状,否则,基因在常染色体上。2.果蝇是遗传学的好材料,请分析下列实验:(1)果蝇的灰身和黄身是一对相对性状,若要确定灰身基因是在X染色体上还是在常染色体上,可将灰身纯合子和黄身纯合子进行,若,则可确定灰身基因位于X染色体上,则种群中控制体色的基因型有种。 (2)若已知灰身是显性(基因用A表示),可通过一代杂交就可判断这对相对性状的遗传方式,杂交组合是,若 ,则可确定灰身基因位于X染色体上。 解析 根据题意,正交和反交结果不同,可确定灰身基因位于X染色体上,种群中控制体色的基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY。若通过一代杂交就可判断这对相对性状的遗传方式,杂交组合可以是雌性黄身纯合子雄性灰身纯合子,如果其子代中雌性都是灰身,雄性都是黄身,则可确定灰身基因位于X染色体上。答案 (1)正交和反交正交和反交结果不同5(2)雌性黄身纯合子雄性灰身纯合子子代雌性都是灰身,雄性都是黄身易错提醒解答此类问题要注意的两点(1)是否已知性状的显隐性。在未知显隐性的条件下,只能用正反交。(2)区分“一次”杂交还是“一代”杂交。若是题干要求“一次”杂交,则不能用正反交。难点二基因是伴X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传(1)适用条件:已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。(2)基本思路一:用“纯合隐性雌纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状,即:【典题示导】3.下面是探究基因位于X、Y染色体的同源区段,还是只位于X染色体上的实验设计思路,请判断下列说法中正确的是()方法1:纯合显性雌性个体纯合隐性雄性个体F1方法2:纯合隐性雌性个体纯合显性雄性个体F1结论:若子代雌、雄个体全表现为显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段。若子代雌性个体表现为显性性状,雄性个体表现为隐性性状,则基因只位于X染色体上。若子代雄性个体表现为显性性状,则基因只位于X染色体上。若子代雌性个体表现为显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段。A.“方法1+结论”能够完成上述探究任务B.“方法1+结论”能够完成上述探究任务C.“方法2+结论”能够完成上述探究任务D.“方法2+结论”能够完成上述探究任务答案 C解析 从方法设计上分析,方法1是达不到目的的,因为不管基因是位于X、Y染色体的同源区段,还是只位于X染色体上,结果都相同,就是子代雌、雄个体全表现为显性性状。方法2的设计是正确的。假设控制某一相对性状的基因A(a)位于X、Y染色体的同源区段,那么纯合隐性雌性个体的基因型为XaXa,纯合显性雄性个体的基因型为XAYA,XaXaXAYAXAXa、XaYA,则得出结论,假设基因只位于X染色体上,XaXaXAYXAXa、XaY,则得出结论。因此“方法2+结论”能够完成题述探究任务。难点三基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段(1)设计思路:隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交,获得的F1全表现为显性性状,再选子代中的雌、雄个体杂交获得F2,观察F2表现型情况。即:【典题示导】4.某果蝇种群中偶然出现了一只突变型的雌性个体,为确定该突变型与野生型的显隐性及基因位置的情况。研究人员将该果蝇与纯合野生型雄蝇杂交,F1只有一种表现型,F2雄蝇全为野生型,雌蝇有野生型和突变型。研究人员做了如下两种假设:假设一:相对性状由常染色体上的一对等位基因控制,突变型雄性果蝇纯合致死;假设二:相对性状由X、Y染色体同源区段的一对等位基因控制,雌、雄果蝇均无致死情况。(1)若假设一成立,则为显性性状,且F2中野生型与突变型果蝇数量之比为;若假设二成立,则F2中野生型与突变型果蝇数量之比为。 (2)现已确定假设二成立,请用上述实验中出现的果蝇为实验材料,设计一个杂交实验加以验证。(要求写出实验过程及实验结果。)答案 (1)野生型6 13 1 (2)实验过程:取突变型雌果蝇与F1中的野生型雄果蝇杂交,观察并比较子代雌、雄果蝇的表现型及比例。 实验结果:子代中雌果蝇全为突变型,雄果蝇全为野生型,且雌、雄果蝇的比例为1 1。解析 (1) 突变型的雌性个体与纯合野生型雄蝇杂交,F1只有一种表现型,说明突变型的雌性个体为纯合子,但不能确定突变型和野生型的显隐性。若假设一成立,即相对性状由常染色体上的一对等位基因控制,突变型雄性纯合致死,假设该对等位基因用A和a表示,则F1的基因型为Aa,F2的基因型及其比例为AA Aa aa=1 2 1。如果突变型为显性性状,且突变型雄性纯合(AA)致死,则F2雄蝇既有野生型(aa)也有突变型(Aa),与题意中的“F2雄蝇全为野生型”不符;如果野生型为显性性状,且突变型雄性纯合(aa)致死,则F2雄蝇只有野生型(AA和Aa),与题意中的“F2雄蝇全为野生型”相符。综上分析:野生型为显性性状,在F2中,雄蝇的基因型及其比例为AA Aa aa(致死)=1 2 1,雌蝇的基因型及其比例也为AA Aa aa=1 2 1,且理论上F2中的雄蝇与雌蝇的比例相等,因此F2中野生型与突变型果蝇数量之比为6 1。若假设二成立,即相对性状由X、Y染色体同源区段的一对等位基因控制,雌、雄均无致死情况,则结合题意分析可确定,突变型的雌蝇与纯合野生型雄蝇的基因型分别为XaXa、XAYA,二者交配所得F1的基因型为XAXa、XaYA, F2的基因型及其比例为XAXa XaXa XAYA XaYA=1 1 1 1,所以F2中野生型(XAXa+XAYA+XaYA)与突变型(XaXa)果蝇数量之比为3 1。 (2)依题意可知:用题述实验中出现的果蝇为实验材料,设计一个杂交实验加以验证假设二成立,应选择突变型雌果蝇(XaXa)与F1中的野生型(XaYA)雄果蝇杂交,观察并比较子代雌、雄果蝇的表现型及比例。其实验结果为:子代中雌果蝇全为突变型(XaXa),雄果蝇全为野生型(XaYA),且雌、雄果蝇的比例为1 1。难点四探究两对基因在一对同源染色体上还是两对同源染色体上(1)对两对基因都杂合的个体进行测交,观察测交后代是否符合1 1 1 1(1 3、2 1 1等变式)分离比。(2)对两对基因都杂合的个体进行自交,观察自交后代是否符合9 3 3 1(9 7、12 3 1等变式)分离比。【典题示导】5.某雌雄同花的一年生二倍体植物,花的颜色受等位基因(A、a)控制,野生型均为红花纯合子(AA)。回答下列问题:(1)当A基因存在时,植株在液泡内积累花青素(类黄酮化合物)进而呈现红色,这表明基因可以通过的途径控制生物的性状。 (2)研究发现,该植株花色还受到另一对等位基因B、b的控制,当B基因存在时会抑制色素积累而表现为白花。现使用基因型为AaBb的植株研究这两对基因在染色体上的位置关系,让其自交,观察子一代的表现型及比例。结果和结论:若F1表现型及比例为,则这两对基因位于非同源染色体上; 若F1全为白花,则分别位于同一条染色体上; 若F1表现型及比例为,则A和b、a和B分别位于同一条染色体上。 答案 (1)控制酶的合成来控制代谢(2)红花 白花约为3 13A和B、a和b红花 白花约为1 3解析 (1)花青素不是蛋白质,表明基因是通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状。(2)因为当B基因存在时会抑制色素积累而表现为白花,因此A_B_、aa_ _表现型为白花,A_bb表现型为红花,基因型为AaBb的植株,若这两对基因位于非同源染色体上,则遵循自由组合定律,F1表现型及比例为红花白花约为3 13;若A和B、a和b分别位于同一条染色体上,则不遵循自由组合定律,AaBb只能产生AB、ab两种配子,F1全为白花;若A和b、a和B分别位于同一条染色体上,则不遵循自由组合定律,AaBb只能产生Ab、aB两种配子,F1表现型及比例为红花 白花约为1 3。难点五设计杂交实验,巧辨性别(1)对于XY型性别决定的生物,伴X染色体遗传中,隐性性状的雌性个体与显性性状的雄性个体杂交,在子代中雌性个体都表现为显性性状,雄性个体都表现为隐性性状,图解如下:亲本:XaXa()XAY() 子代:XAXa(显性)、XaY(隐性)(2)对于ZW型性别决定的生物,伴Z染色体遗传中,隐性性状的雄性个体与显性性状的雌性个体杂交,在子代中雄性个体都表现为显性性状,雌性个体都表现为隐性性状,图解如下:亲本:ZaZa()ZAW () 子代:ZAZa(显性)、ZaW(隐性)【典题示导】6.果蝇的红眼为伴X显性遗传,其隐性性状为白眼,在下列杂交组合中,通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是()A.杂合红眼雌果蝇红眼雄果蝇 B.白眼雌果蝇红眼雄果蝇C.杂合红眼雌果蝇白眼雄果蝇 D.白眼雌果蝇白眼雄果蝇解析 分析题目“果蝇的红眼为伴X显性遗传,其隐性性状为白眼(相关基因用A、a表示)”可推知,白眼雌果蝇(XaXa)与红眼雄果蝇(XAY)杂交,其子代为红眼雌果蝇(XAXa)和白眼雄果蝇(XaY),故可直接通过眼色来判断果蝇的性别。答案 B跟踪训练1.果蝇的眼色由一对等位基因(A、a)控制,在纯种暗红眼纯种朱红眼的正交实验中,F1只有暗红眼;在纯种暗红眼纯种朱红眼反交实验中,F1雌性为暗红眼,雄性为朱红眼。则下列说法错误的是()A.这对基因位于X染色体上,显性基因为暗红色基因B.正交、反交实验可以确定控制眼色的基因是在X染色体上还是常染色体上C.正反交的子代中,雌性果蝇的基因型都是XAXaD.反交实验中,F1雌、雄个体交配,子代雄性果蝇中暗红眼和朱红眼的比例为3 1【典题示导】6.现有三个水稻品种,基因型分别为AABBdd、AabbDD和aaBBDD。如果从插秧(移栽幼苗)到获得种子(花粉)为一次栽培,运用单倍体育种技术,利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株最少需要几次栽培()A.1 B.2 C.3 D.4答案 D解析 根据正交实验的结果可知,暗红眼为显性,根据反交实验的结果(雌性全为暗红眼,雄性全为朱红眼)可知,这对基因位于X染色体上,A正确;如果正、反交的结果相同,说明基因最可能位于常染色体上,若正、反交的结果不同,基因可能位于性染色体上或细胞质中,对于细胞核遗传而言,通过正、反交的结果可确定控制眼色的基因在X染色体还是常染色体上,B正确;根据前面的分析可知,正交:P纯种暗红眼(XAXA)纯种朱红眼(XaY)F1暗红眼(XAXa)、暗红眼(XAY);反交:P纯种暗红眼(XAY)纯种朱红眼(XaXa)F1暗红眼(XAXa)、朱红眼(XaY),C正确;让反交实验的F1雌、雄个体交配,即F1暗红眼(XAXa)朱红眼(XaY),子代雄性果蝇的表现型及比例是暗红眼 朱红眼=1 1,D错误。2.对野生纯合小鼠进行X射线处理,得到一只雄性突变型小鼠,该小鼠只有位于一条染色体上的某基因发生突变。让该突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配。下列推理不正确的是()A.若发生显性突变且基因位于X染色体上,子代雌鼠全为突变型,雄鼠全为野生型B.若发生隐性突变且基因位于X染色体上,子代雌鼠全为野生型,雄鼠全为突变型C.若发生显性突变且基因位于常染色体上,子代雌、雄鼠中各有一半为野生型,一半为突变型D.若发生显性突变且基因位于X、Y染色体的同源区段上,子代雌鼠或雄鼠可能为突变型【典题示导】6.现有三个水稻品种,基因型分别为AABBdd、AabbDD和aaBBDD。如果从插秧(移栽幼苗)到获得种子(花粉)为一次栽培,运用单倍体育种技术,利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株最少需要几次栽培()A.1 B.2 C.3 D.4答案 B解析 假设基因用A和a表示,若发生显性突变且基因位于X染色体上,该突变型雄鼠为XAY,野生型雌鼠基因型为XaXa,因此后代基因型为XAXa和XaY,子代雌鼠全为突变型,雄鼠全为野生型,A正确;若发生隐性突变且基因位于X染色体上,该突变型雄鼠基因型为XaY,野生型雌鼠基因型为XAXA,因此后代基因型为XAXa和XAY,子代雌、雄鼠全为野生型,B错误;若发生显性突变且基因位于常染色体上,该突变型雄鼠基因型为Aa,野生型雌鼠基因型为aa,因此后代基因型为Aa和aa,子代雌、雄鼠中各有一半为野生型,一半为突变型,C正确;若发生显性突变且基因位于X、Y染色体的同源区段上,该突变型雄鼠基因型为XAYa或XaYA,野生型雌鼠基因型为XaXa,因此后代中基因型为XAXa、XaYa或XaXa、XaYA,子代雌鼠或雄鼠可能为突变型,D正确。3.2016全国卷 已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中灰体 黄体 灰体 黄体为 1 1 1 1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请根据上述结果,回答下列问题:(1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性? (2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果。)答案 (1)不能。(2)实验1:杂交组合:黄体灰体预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体实验2:杂交组合:灰体灰体预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体解析 本题考查伴性遗传与基因位置的判断方法,主要考查学生的应用能力。(1)若控制黄体的基因在常染色体上,并表现为隐性,基因型用aa表示,灰体雌蝇为显性杂合子,基因型用Aa表示,二者杂交后也会出现题中所示结果。(2)若控制黄体的基因在X染色体上,并表现为隐性,则同学甲得到的子代表现型及基因型分别为灰体雌果蝇(XAXa)、黄体雌果蝇(XaXa)、灰体雄果蝇(XAY)、黄体雄果蝇(XaY)。证明控制黄体的基因在X染色体上,并表现为隐性,所选杂交亲本产生的子代需在雌性和雄性中具有不同的表现型及比例,所以可以选择黄体雌果蝇(XaXa)和灰体雄果蝇(XAY)杂交,后代雌果蝇均为灰体,雄果蝇均为黄体。也可选择子代灰体雌果蝇(XAXa)和灰体雄果蝇(XAY)杂交,后代雌果蝇全部为灰体,雄果蝇一半为灰体,一半为黄体。4.家鼠的毛色由两对等位基因A、a和B、b共同控制,只有当A存在时才有色素合成,能产生色素的个体毛色呈黑色或黄色,无色素合成的个体呈白色。B使有色素个体毛色呈黑色,无B基因则呈黄色。现有黄色雌性与白色雄性的两只纯合家鼠交配,F1中雌性全为黑色,雄性全为黄色,且比例为1 1。交配过程中无任何变异或致死情况出现。请回答下列问题:(1)通过该杂交实验结果分析,可以确定基因一定位于(填“常”“X”或“Y”)染色体上。 (2)两对基因的位置关系存在两种可能性,若两对基因位于两对同源染色体上,则亲本基因型为。 (3)为了确定两对基因在染色体上的位置关系,现将F1中雌、雄个体自由交配,若发现F2中雄性表现型及比例约为,则可判断两对基因位于两对同源染色体上。 答案 (1)B、bX(2)aaXBY、AAXbXb (3)黑色 黄色 白色=3 3 2解析 (1)纯合黄色雌性与纯合白色雄性的两只纯合家鼠交配,F1中雌性全为黑色,雄性全为黄色。说明个体毛色的遗传与性别相关联,基因位于性染色体上。又因黄色在雌、雄个体中均有,故B、b不是位于Y染色体上,而是位于X染色体上。(2)若两对基因位于两对同源染色体上,B、b位于X染色体上,则A、a位于常染色体上,依据已知条件,纯合黄色雌性家鼠的基因型为 AAXbXb,纯合白色雄性基因型为aaXBY。(3)aaXBY与AAXbXb交配,F1中雌、雄个体基因型分别为AaXbY、AaXBXb,F1中雌、雄个体自由交配,两对基因分别分析:Aa与Aa交配,子代有色素(A_)和无色(aa)之比为3 1。 XBXb与XbY杂交子代分别为XBXb XBY XbXb XbY=1 1 1 1。两对基因符合自由组合定律,综合分析,F2中雄性基因型为A_XBY、A_XbY、aaXBY、aaXbY,比例为3 3 1 1,表现型及比例为黑色 黄色白色=3 3 2。5.2018湖南永州一模 已知果蝇灰身(A)对黑身(a)为显性,刚毛(B)对截毛(b)为显性,且这两对等位基因有一对位于X、Y染色体的同源区段(X、Y染色体上都具有该基因),另一对位于常染色体上。请回答下列问题。(1)这两对相对性状的遗传(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传定律。 (2)某学生为了确定这两对基因的位置(位于常色体上还是性染色体上)进行了下列两组实验。黑身雌蝇(纯合体)灰身雄蝇(纯合体)F1,F1中雄蝇黑身雌蝇F2截毛雌蝇(纯合体)刚毛雄蝇(纯合体)F1,F1中雄蝇截毛雌蝇F2根据F1的结果能否判断?,原因是。 根据F2的结果能否判断?,原因是 。 (3)假设A、a这对基因位于常染色体上,B、b这对基因位于X、Y染色体的同源区段,则灰身刚毛雄果蝇的基因型有。 答案 (1)遵循(2)不能两组实验的F1 都表现为该性状的显性性状能两组实验的F2 的结果是不一样的。如果基因位于常染色体上,则F2 的结果是雌、雄中各有1/2的个体表现为显性性状;如果基因位于X、Y染色体的同源区段,则F2 的结果是雌性个体全为隐性,雄性个体全为显性(3)AAXBYB、AAXBYb、AAXbYB、AaXBYB、AaXBYb、AaXbYB解析 (1)由题意分析可知,这两对相对性状的遗传遵循孟德尔遗传定律。(2)根据F2的结果能判断基因的位置,因为两组实验的F2 的结果是不一样的。如果基因位于常染色体上,则F2 的结果是雌、雄中各有1/2的个体表现为显性性状;如果基因位于X、Y染色体的同源区段,则F2 的结果是雌性个体全为隐性,雄性个体全为显性。(3)据题干信息可知,果蝇灰身(A)对黑身(a)为显性,刚毛(B)对截毛(b)为显性,如果A、a这对基因位于常染色体上,B、b这对基因位于X、Y染色体的同源区段,则灰身刚毛雄果蝇的基因型有AAXBYB、AAXBYb、AAXbYB、AaXBYB、AaXBYb、AaXbYB。
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