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生物學高考總復習教案
第21講　基因定位的遺傳實驗設計
類型一　基因之間是否遵循自由組合定律
[典例1] (2023·河南百校聯盟)有關玉米的兩個研究實驗：
(1)已知玉米籽粒的黃色(A)對白色(a)為顯性，非糯性(B)對糯性(b)為顯性，這兩對性狀自由組合。請選用適宜的純合親本進行一個雜交實驗來驗證：①籽粒的黃色與白色的遺傳符合分離定律；②籽粒的非糯性和糯性的遺傳符合分離定律；③以上兩對性狀的遺傳符合自由組合定律。
思路：選擇親本基因型為________的個體雜交得到F1；F1自交得到F2，統計F2籽粒的性狀及比例。
結果與結論：①若________________，則驗證該性狀的遺傳符合分離定律；
②若________________，則驗證該性狀的遺傳符合分離定律；
③若________________，則驗證這兩對性狀的遺傳符合自由組合定律。
(2)玉米雜交種高莖(Dd)表現為高產，且在玉米幼苗期便能識別高莖和矮莖。某農場在培育玉米雜交種時，將純種的高莖玉米(DD)和矮莖玉米(dd)進行了間行均勻種植，但是由于錯過了人工授粉的時機，結果大面積地塊自然受粉(假設同株異花受粉與品種間異株異花受粉概率相同)。如果希望不減產，則應在進行了自然受粉的地塊中從________(填“高莖”或“矮莖”)上采集種子，次年播種后，選擇________(填“高莖”或“矮莖”)幼苗進行栽種。
答案　(1)AAbb、aaBB(或AABB、aabb)　黃色∶白色＝3∶1　非糯性∶糯性＝3∶1　黃色非糯性∶黃色糯性∶白色非糯性∶白色糯性＝9∶3∶3∶1　(2)矮莖　高莖
解析　(1)由于基因分離定律是基因自由組合定律的基礎，故只要驗證了自由組合定律就意味著其中的兩對等位基因的遺傳符合基因的分離定律。分析可知，選擇親本基因型為AAbb、aaBB(或AABB、aabb)的個體雜交得F1；F1的基因型為AaBb，F1自交得到F2，統計F2籽粒的性狀及比例。①若黃色∶白色＝3∶1，說明該性狀受一對等位基因控制，其遺傳符合分離定律；②若非糯性∶糯性＝3∶1，說明該性狀受一對等位基因控制，其遺傳符合分離定律；③若黃色非糯性∶黃色糯性∶白色非糯性∶白色糯性＝9∶3∶3∶1，子代的分離比之和為16，說明這兩對性狀由兩對獨立遺傳的基因控制，其遺傳符合自由組合定律。(2)玉米雜交種高莖(Dd)表現為高產，將純種高莖玉米(DD)和矮莖玉米(dd)進行了間行均勻種植，進行了自然受粉，則會出現高莖玉米上籽粒的基因型為DD和Dd，收獲種植后全部表現為高莖，當代無法選擇，而矮莖玉米上籽粒的基因型為dd或Dd，收獲種植后表現為矮莖和高莖，而高莖都為雜種，正是所需要的雜交種，矮莖植株直接淘汰即可，故若希望不減產，應在進行了自然受粉的地塊中從矮莖上采集種子，次年播種后，選擇高莖幼苗(雜交種)進行栽種。
類型二　基因位于常染色體還是X染色體上的判斷
1.雜交實驗法 常用的解題方法
(1)若已知性狀的顯隱性
(2)若未知性狀的顯隱性
提醒　此方法還可以用于判斷基因是位于細胞核中還是細胞質中。若正反交結果不同，且子代只表現母本的性狀，則控制該性狀的基因位于細胞質中。
2.調查實驗法
3.假設分析逆向推斷法
假設基因位于X染色體上，分析結果；假設基因位于常染色體上，分析結果。將得到的結果與某已知條件比較，即可確定基因位于X染色體上還是常染色體上。
[典例2] (2023·河南天一大聯考)某昆蟲體色有灰體和黃體，分別由等位基因B、b控制；腿型有粗腿和細腿，分別由等位基因D、d控制。其中B、b基因位于常染色體上，D、d基因不位于Y染色體上。研究小組從該昆蟲群體中選取一灰體昆蟲甲(♀)與一黃體昆蟲乙(♂)進行如下雜交實驗：
P　　甲(♀)×乙(♂)
↓
表型及比例 灰體粗腿 灰體細腿 黃體粗腿 黃體細腿
F1 ♀♂ 1 1 1 1
1 1 1 1
回答下列問題：
(1)基因(B)與基因(b)的根本區別是_____________________________________
__________________________________________________________________，
B、b基因不可能位于細胞質，根據雜交結果分析原因是___________________________________________________________________。
(2)根據雜交結果不能判斷D、d基因是位于X染色體還是常染色體上。
①若D、d基因位于常染色體上，則親本的基因型是____________________
(要求寫出親本體色和腿型兩對基因，并注明甲、乙)。根據雜交結果判斷以上兩對基因________(填“遵循”“不遵循”或“無法確定是否遵循”)自由組合定律。
②若D、d基因位于X染色體上，則親本的基因型是_________________________。
(3)請以F1為實驗材料，通過一次雜交實驗證明D、d基因是位于X染色體還是常染色體上。
雜交組合為________________________________________________________。
預期結果及結論：
若__________________________________________________________________，
則D、d基因位于常染色體上；
若__________________________________________________________________，
則D、d基因位于X染色體上。
答案　(1)4種脫氧核苷酸(堿基)的排列順序不同
子代體色的表型與母本甲不完全一致　(2)①BbDd(甲)×bbdd(乙)或Bbdd(甲)×bbDd(乙)　無法確定是否遵循　②BbXDXd×bbXdY　(3)F1雄性粗腿與F1雌性細腿昆蟲雜交(或F1雄性粗腿與F1雌性粗腿昆蟲雜交)　子代雌雄昆蟲均有粗腿與細腿　子代雄性全為細腿，雌性全為粗腿(或子代雄性有粗腿與細腿，雌性全為粗腿)
解析　分析雜交結果：灰體昆蟲甲(♀)與黃體昆蟲乙(♂)雜交，子代雌性和雄性中表型均為灰體∶黃體＝1∶1，粗腿∶細腿＝1∶1。已知控制灰體和黃體的B、b基因位于常染色體上，根據雜交結果不能判斷D、d基因是位于X染色體還是常染色體上。(1)基因(B)與基因(b)的根本區別是4種脫氧核苷酸(堿基)的排列順序不同；由于子代體色的表型與母本甲不完全一致，因此B、b基因不可能位于細胞質。(2)①若D、d基因位于常染色體上，子代雌性和雄性中表型均為灰體∶黃體＝1∶1，粗腿∶細腿＝1∶1，每對基因均為測交，可知親本的基因型是BbDd(甲)×bbdd(乙)或Bbdd(甲)×bbDd(乙)，根據雜交結果無法判斷以上兩對基因的遺傳是否遵循自由組合定律。②若D、d基因位于X染色體上，子代雌雄均表現為灰體∶黃體＝1∶1，粗腿∶細腿＝1∶1，則親本的基因型是BbXDXd(甲)×bbXdY(乙)。(3)實驗目的是通過一次雜交實驗證明D、d基因是位于X染色體還是常染色體上。以F1為實驗材料，若D、d基因位于常染色體上，則F1的基因型分別為Dd(粗腿)、dd(細腿)；若D、d基因位于X染色體上，則F1的基因型分別為XDXd(粗腿雌蟲)、XdXd(細腿雌蟲)、XDY(粗腿雄蟲)、XdY(細腿雄蟲)。故可選擇的雜交組合為F1雄性粗腿與F1雌性細腿昆蟲雜交(或F1雄性粗腿與F1雌性粗腿昆蟲雜交)。預期結果及結論：若子代雌雄昆蟲均有粗腿與細腿，則D、d基因位于常染色體上；若子代雄性全為細腿，雌性全為粗腿(或子代雄性有粗腿與細腿，雌性全為粗腿)，則D、d基因位于X染色體上。
類型三　基因只位于X染色體還是X、Y的同源區段的判斷
已知性狀的顯隱性和控制性狀的基因在性染色體上。
基本思路一：用“隱性雌×純合顯性雄”進行雜交，觀察分析F1的性狀。即：
基本思路二：用“雜合顯性雌×純合顯性雄”進行雜交，觀察分析F1的性狀。即：
[典例3] (2023·山東青島調研)果蠅(2n＝8)是常用的遺傳學實驗材料。如圖為果蠅性染色體結構簡圖，果蠅的剛毛對截毛為顯性，相關基因用B、b表示，已知該對等位基因位于性染色體上。請分析回答：
(1)科學家選擇果蠅作為遺傳學實驗材料的原因是果蠅具有______________________等優點(答兩點即可)。
(2)若控制果蠅剛毛和截毛的等位基因是位于性染色體的片段Ⅰ上，則與這對相對性狀相關的基因型有________種；欲使獲得的子代雌果蠅均為截毛，雄果蠅均為剛毛，則選擇的親本的基因型為________。
(3)現有純合雌、雄果蠅若干，欲判斷果蠅的這對等位基因是位于片段Ⅰ還是片段Ⅱ－1上，請寫出實驗方案___________________________________________。
若__________________________________________________________________，
則可推斷該對等位基因位于片段Ⅰ上；若________________________________，則可推斷該對等位基因位于片段Ⅱ－1上。
答案　(1)易獲得、易培養；繁殖周期短，子代數目多；具有多對易區分的相對性狀　(2)7　XbXb、XbYB　(3)讓截毛雌果蠅與純合的剛毛雄果蠅雜交，統計子代的表型及比例　子代雌雄果蠅均為剛毛　子代雌果蠅均為剛毛，雄果蠅均為截毛
解析　(1)科學家選擇果蠅作為遺傳學實驗材料的原因是果蠅具有易獲得、易培養；繁殖周期短，子代數目多；具有多對易區分的相對性狀等優點。(2)如果控制果蠅剛毛和截毛的等位基因位于性染色體的片段Ⅰ上，則與這對相對性狀相關的基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBYB、XBYb、XbYB、XbYb，共7種。如果使子代中雌果蠅全是截毛(XbXb)，雄果蠅全是剛毛，可以判斷B基因在Y染色體上，則親本的基因型為XbXb、XbYB。(3)欲判斷果蠅的這對等位基因是位于片段Ⅰ上還是片段Ⅱ－1上，可以讓截毛雌果蠅和純合的剛毛雄果蠅雜交，觀察并統計后代的表型及比例。若該對等位基因位于片段Ⅰ上，則親本的基因型為XbXb、XBYB，子一代的基因型為XBXb、XbYB，子代雌雄果蠅均表現為剛毛；若該對等位基因位于片段Ⅱ－1上，則親本的基因型為XbXb、XBY，子一代的基因型為XBXb、XbY，子代雄果蠅均為截毛，雌果蠅均為剛毛。
類型四　基因位于常染色體上還是X、Y染色體同源區段上
1.在已知性狀的顯隱性的條件下，若限定一次雜交實驗來證明，則可采用“隱性雌×顯性雄(雜合)”[即aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]雜交組合，觀察分析F1的表型。分析如下：
2.在已知性狀的顯隱性的條件下，未限定雜交實驗次數時，則可采用以下方法，通過觀察F2的性狀表現來判斷：
[典例4] (2023·湖北襄陽質檢)小鼠的毛色灰色(B)對黑色(b)為顯性，控制小鼠毛色的基因可能位于性染色體上(Ⅰ區段為X、Y染色體的同源區段，Ⅱ1、Ⅱ2分別為X、Y染色體的特有區段)。現有兩個純合品系，一個種群中雌雄鼠均為灰色，另一個種群中雌雄鼠均為黑色，某興趣小組為探究B、b基因的位置進行了實驗。請回答下列問題：
(1)根據種群中小鼠的表型，該小組認為B、b基因不位于Ⅱ2區段上，原因是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)該小組欲通過一次雜交確定B、b基因位于Ⅰ區段還是Ⅱ1區段，可選擇_____________________________________________________________________
雜交，觀察后代的表型及比例。
(3)若另一小組欲通過雜交實驗(包括測交)，確定B、b基因位于Ⅰ區段還是常染色體上。
實驗步驟：
①黑色雌鼠與純合灰色雄鼠雜交；
②_________________________________________________________________；
③統計后代的表型及比例。
結果分析：
①若后代的表型及比例為______________________________________________，
則B、b基因位于Ⅰ區段上；
②若后代的表型及比例為____________________________________________，
則B、b基因位于常染色體上。
答案　(1)兩種群中雌雄鼠均有灰色和黑色，不隨雄性遺傳　(2)黑色雌鼠與純合灰色雄鼠 　(3)實驗步驟：②選F1中的灰色雄鼠與黑色雌鼠測交
結果分析：①雌性均為黑色，雄性均為灰色
②灰色∶黑色＝1∶1且與性別無關
解析　(1)因種群中雌雄鼠均有灰色和黑色，不隨雄性遺傳，故可認為控制該性狀的基因不位于Y染色體的Ⅱ2區段上。(2)黑色雌鼠與純合灰色雄鼠雜交，如果子代雄性中出現了黑色個體，則說明B、b基因位于Ⅱ1區段上，如果子代雌雄個體均為灰色，則說明B、b基因位于Ⅰ區段上。(3)若選擇黑色雌鼠與純合灰色雄鼠雜交獲得F1，不管B、b基因位于Ⅰ區段還是常染色體上，F1均表現為灰色，則還需測定F1個體的基因型，才能確定B、b基因的位置。故選F1中的灰色雄鼠與黑色雌鼠測交，如果后代中雌性個體均為黑色，雄性個體均為灰色，則B、b基因位于Ⅰ區段上，即XbYB×XbXb→XbXb和XbYB；如果后代中雌雄個體均出現灰色∶黑色＝1∶1，且與性別無關，則B、b基因位于常染色體上，即Bb×bb→Bb和bb，表型與性別無關。
【精準訓練】
1.(2023·武漢市調研)已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因(A/a)控制，但這對相對性狀的顯隱性關系和該等位基因所在的染色體是未知的。一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，F1中♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體＝1∶1∶1∶1。回答下列問題：
(1)若這對等位基因位于X染色體上，則可以判斷黃體為________(填“顯性”“隱性”或“無法判斷”)性狀，親代中灰體雌蠅的基因型為________，子代雌蠅的基因型有________種。
(2)若用F1中♀黃體和♂灰體雜交，F2為♀灰體∶♂黃體＝1∶1，則說明黃體基因位于________(填“常染色體”“X染色體”或“無法判斷”)上。
(3)請你以F1的果蠅為實驗材料，再設計一個與前述不同的雜交實驗，證明(1)、(2)的結論，并寫出預期結果。________________________________________。
(4)若這對等位基因位于常染色體上，則灰體性狀為________(填“顯性”“隱性”或“無法判斷”)，理由是___________________________________________
_________________________________________________________________。
答案　(1)隱性　XAXa　2　(2)X染色體　(3)雜交實驗：♀灰體×♂灰體　預期結果：子代中♀灰體∶♂灰體∶♂黃體＝2∶1∶1　(4)無法判斷　常染色體的測交實驗無法確定性狀的顯隱性
解析　(1)若控制黃體性狀的基因為顯性基因且位于X染色體上，那么黃體雄蠅的子代中雌蠅應全部為黃體，與題中信息相矛盾，故黃體只能是隱性性狀。又因為子代果蠅既有黃體也有灰體，所以親代雌蠅只能為雜合子，其基因型為XAXa，親代雄蠅的基因型為XaY，其子代雌蠅的基因型有XAXa和XaXa 2種。(2)用F1中♀黃體和♂灰體雜交，F2中灰體全為雌蠅，黃體全為雄蠅，且雌蠅的性狀由親代雄蠅決定，故該等位基因位于X染色體上。(3)由題(1)、(2)可知，黃體為隱性性狀，且黃體基因位于X染色體上。由此推知P：XAXa×XaY→F1：XAXa、XaXa、XAY、XaY。F1果蠅可以得到4種雜交組合：①XAXa(灰雌)×XAY(灰雄)；②XAXa(灰雌)×XaY(黃雄)；③XaXa(黃雌)×XAY(灰雄)；④XaXa(黃雌)×XaY(黃雄)。其中，雜交組合②與③為題中已完成的實驗；雜交組合④的親代和子代中都只有一種性狀，無法確定顯隱性；因此都排除。只有雜交組合①符合題意的要求，其雜交結果F2為：♀灰體∶♂灰體∶♂黃體＝2∶1∶1。(4)若這對等位基因位于常染色體上，其雜交結果表明該雜交方式為測交，但測交不能判斷性狀的顯隱性。
2.(2023·湖南師大附中質檢)果蠅的紅眼(E)對粉眼(e)為顯性，基因位于性染色體上；翻翅(M)對正常翅(m)為顯性，基因位于Ⅲ號染色體上。回答下列問題：
(1)請通過一次雜交實驗，以純種果蠅為材料，判斷果蠅紅眼(E)、粉眼(e)的眼色基因是位于X、Y染色體的同源區段，還是X染色體的非同源區段。
實驗思路：____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
預測實驗結果：①若___________________________________________________，
則E/e基因位于X、Y染色體的同源區段；
②若________，則E/e基因位于X染色體的非同源區段。
(2)若E/e基因位于X、Y染色體的同源區段，則自然界果蠅種群中雄果蠅關于眼色的基因型有________________。若E/e基因位于X染色體的非同源區段，Xe配子有活性，但基因純合(基因型為XEY、XeY的雄蠅可以看作純合子)時致死，則________(填“能”或“不能”)選擇出某種基因組合，使后代只有雌性，原因是___________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)將純合粉眼雌果蠅與純合紅眼雄果蠅雜交，得到F1，觀察并統計F1雌、雄果蠅的表型及比例　①F1中紅眼雌果蠅∶紅眼雄果蠅＝1∶1(或F1中不論雌雄均為紅眼)　②F1中紅眼雌果蠅∶粉眼雄果蠅＝1∶1(或F1中雌性個體均為紅眼，雄性個體均為粉眼)　(2)XEYE、XEYe、XeYE、XeYe　不能　雄果蠅只有XEY一種基因型，雌果蠅有XEXE、XEXe兩種基因型，含Y染色體的配子均有活性，基因型為XEY的雄蠅與兩種基因型的雌蠅交配，后代均有雄果蠅存活
解析　(1)判斷果蠅紅眼(E)、粉眼(e)的眼色基因位于X、Y染色體的同源區段還是X染色體的非同源區段的方法是進行雜交實驗，根據后代的表型及比例來推斷其位置，即將純合粉眼雌果蠅與純合紅眼雄果蠅雜交，得到F1，觀察并統計F1雌、雄果蠅的表型及比例。若位于非同源區段，即XEY×XeXe，子代基因型為XEXe和XeY兩種，表現為紅眼雌果蠅∶粉眼雄果蠅＝1∶1；若位于同源區段，即XEYE×XeXe，子代基因型為XEXe和XeYE兩種，表現為F1中不論雌雄均為紅眼。(2)若E/e基因位于X、Y染色體的同源區段，則自然界果蠅種群中雄果蠅關于眼色的基因型有XEYE、XEYe、XeYE、XeYe四種；若位于非同源區段且Xe純合致死，則雄果蠅只有XEY一種基因型，雌果蠅有XEXE、XEXe兩種基因型，含Y染色體的配子均有活性，基因型為XEY的雄蠅與兩種基因型的雌蠅交配，后代均有雄果蠅存活，故不可以選擇出某種基因組合，使后代只有雌性。
限時強化練
(時間：30分鐘)
1.(2023·西安五校聯考)果蠅的灰體和黃體是一對相對性狀，受一對等位基因(A/a)控制。王同學用一只灰體雌果蠅和一只灰體雄果蠅雜交，子代表現為灰體雌∶灰體雄∶黃體雄＝2∶1∶1。
(1)由子代表型可知，________為顯性性狀，該性狀的遺傳________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由組合定律。基因自由組合定律的實質是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)小王同學認為，該對等位基因可能位于X染色體的非同源區段上，也可能位于X染色體與Y染色體的同源區段上。如果是前者，上述子代中灰體雄果蠅的基因型是________；如果是后者，上述子代中灰體雄果蠅的基因型是________。
(3)現有純合的灰體雌雄果蠅和黃體雌雄果蠅，計劃通過一次雜交了解該對等位基因在染色體上的位置。請你寫出雜交實驗的思路，以及預期結果和分析。
實驗思路：_________________________________________________________。
預期結果和分析：
①如果子代中________________________________________________________，
則該對基因位于X染色體的非同源區段。
②如果子代中________________________________________________________，
則該對基因位于X染色體與Y染色體的同源區段。
答案　(1)灰體　不遵循　減數分裂過程中，同源染色體上等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合　(2)XAY　XAYa　(3)選擇純合的灰體雄果蠅與黃體雌果蠅雜交，觀察其子代中雄果蠅的表型(或觀察其子代的表型)　雄果蠅全為黃體，雌果蠅全為灰體　雌雄果蠅全為灰體
解析　(1)一只灰體雌果蠅和一只灰體雄果蠅雜交，子代表現為灰體雌∶灰體雄∶黃體雄＝2∶1∶1，說明灰體為顯性性狀，黃體為隱性性狀，且在不同的性別中表現不同，控制這對性狀的基因位于X染色體上，其遺傳不遵循基因的自由組合定律。基因自由組合定律的實質是減數分裂過程中，同源染色體上等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。(2)若該對等位基因位于X染色體的非同源區段上，根據上下代關系可推出，親本中灰體雄果蠅為XAY，灰體雌果蠅為XAXa，子代灰體雌果蠅基因型為XAXA、XAXa，灰體雄果蠅基因型為XAY，黃體雄果蠅基因型為XaY；若該對等位基因位于X染色體與Y染色體的同源區段上，則親本中灰體雄果蠅為XAYa，灰體雌果蠅為XAXa，子代灰體雌果蠅基因型為XAXA、XAXa，灰體雄果蠅基因型為XAYa，黃體雄果蠅基因型為XaYa。(3)通過一次雜交了解該對等位基因在染色體上的位置，實驗思路為選擇純合的灰體雄果蠅與黃體雌果蠅雜交，觀察其子代中雄果蠅的表型(或觀察其子代的表型)。預期結果和分析：①若該對基因位于X染色體的非同源區段，則親本為XaXa與XAY，子代為XAXa(灰體雌果蠅)與XaY(黃體雄果蠅)。②若該對基因位于X染色體與Y染色體的同源區段，則親本為XaXa與XAYA，子代為XAXa(灰體雌果蠅)與XaYA(灰體雄果蠅)。
2.(2023·河南九師聯盟)果蠅紅眼(R)與白眼(r)為一對相對性狀，灰體(B)與黑體(b)為另一對相對性狀。回答下列問題：
(1)若基因R/r位于常染色體上，則果蠅種群關于眼色的基因型有________種，若基因R/r僅位于X染色體上，則果蠅種群中關于眼色的基因型有________種。
(2)若基因R/r位于X、Y染色體的同源區段，則雌雄果蠅親本交配方式最多有________(僅考慮基因R/r)種，其中能夠根據子代眼色判斷性別的親本組合是________________(寫基因型組合)。
(3)請利用純合灰體雌果蠅、純合黑體雄果蠅、純合灰體雄果蠅，設計兩代雜交實驗，判斷基因B/b是否位于X染色體上。
雜交實驗方案：________________________________________________________
___________________________________________________________________。
預期結論：____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)3　5　(2)12　XrXr×XRYr、XrXr×XrYR　(3)雜交實驗方案：選擇純合灰體雌果蠅與純合黑體雄果蠅雜交得F1，再讓F1雌果蠅與純合灰體雄果蠅雜交，觀察統計F2性狀
預期結論：若F2雌果蠅均為灰體，雄果蠅灰體、黑體各占一半，則基因B/b位于X染色體上，若F2雌雄果蠅均為灰體，則基因B/b位于常染色體上或X與Y染色體的同源區段
3.(2023·西工大附中調研)果蠅的X、Y染色體存在同源區段和非同源區段(如圖所示)，同源區段存在等位基因或相同基因，非同源區段不存在等位基因。果蠅的剛毛和截毛、灰體和黑檀體是兩對獨立遺傳的相對性狀。某研究小組用一只灰體截毛雌果蠅與黑檀體剛毛雄果蠅交配得F1，F1果蠅的表型及比例為灰體剛毛∶黑檀體剛毛＝1∶1，F1中雌雄果蠅交配得F2，F2果蠅的表型及比例為剛毛∶截毛＝3∶1。請回答下列問題：
(1)依據上述實驗結果________(填“能”或“不能”)確定控制果蠅剛毛和截毛性狀的基因是位于X、Y染色體的同源區段上，還是位于常染色體上，理由是
___________________________________________________________________。
(2)若進一步統計F2中剛毛果蠅的性別比例，若___________________________，
則說明控制果蠅剛毛和截毛性狀的基因位于常染色體上，若_________________，
則說明控制果蠅剛毛和截毛性狀的基因位于X、Y染色體的同源區段上。
(3)已知控制果蠅灰體和黑檀體的基因位于常染色體上，請從F1果蠅中選材，設計一次雜交實驗來確定灰體和黑檀體的顯隱性關系(要求：寫出實驗思路和預期結果)。
答案　(1)不能　基因位于X、Y染色體的同源區段上或位于常染色體上，F2果蠅的表型及比例均為剛毛∶截毛＝3∶1　(2)雄性∶雌性＝1∶1　雄性∶雌性＝2∶1　(3)實驗思路一：讓F1的灰體雌雄果蠅雜交。預期結果：若子代全為灰體，則灰體為隱性；若子代中灰體∶黑檀體＝3∶1，則灰體為顯性　實驗思路二：讓F1的黑檀體雌雄果蠅雜交。預期結果：若子代全為黑檀體，則黑檀體為隱性；若子代中黑檀體∶灰體＝3∶1，則黑檀體為顯性
4.(2023·河南名校聯盟)摩爾根的合作者布里吉斯發現白眼雌果蠅(XaXa)和紅眼雄果蠅(XAY)雜交所產生的子一代中出現了一個白眼雌果蠅。大量的觀察發現，在上述雜交中，2 000～3 000只紅眼雌果蠅中會出現一只白眼雌果蠅，同樣在
2 000～3 000只白眼雄果蠅中會出現一只紅眼雄果蠅。果蠅的性別決定如下表所示。請回答下列問題：
染色體組成 XX XXY XY XYY XO XXX YO YY
性別 雌性 雌性 雄性 雄性 雄性(不育) 死亡
(1)摩爾根證明基因在染色體上呈________排列。
(2)對布里吉斯的實驗現象可以有兩種不同的解釋：①親本果蠅在減數分裂形成配子的過程中，控制眼色的基因發生突變；②_______________________________
___________________________________________________________________。
(3)請寫出②解釋產生異常果蠅的遺傳圖解(要求寫出配子)。
(4)請設計一次雜交實驗來探究產生這種實驗現象的原因是①還是②，要求寫出實驗思路和預期實驗結果。
實驗思路：___________________________________________________________。
實驗結果：____________________________________________________________
___________________________________________________________________，
則原因是①；__________________________________________________________
____________________________________________________________________，則原因是②。
答案　(1)線性　(2)母本減數第一次分裂后期同源染色體未分離同時移向一極，減數第二次分裂正常；或者減數第一次分裂正常，減數第二次分裂后期姐妹染色單體分開后同時移向一極
(3)
(4)方案一：讓子代中白眼雌果蠅與正常紅眼雄果蠅雜交，觀察子代表型及比例。
若子代雌性全為紅眼，雄性全為白眼
若子代紅眼雌果蠅∶白眼雌果蠅∶紅眼雄果蠅∶白眼雄果蠅＝4∶1∶1∶4
方案二：讓子代中紅眼雄果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，觀察子代表型
若子代雌性果蠅全為紅眼，雄性果蠅全為白眼
若無子代
解析　(1)摩爾根證明基因在染色體上呈線性排列。
(2)對布里吉斯的實驗現象可以有兩種不同的解釋：①親本果蠅在減數分裂形成配子的過程中，控制眼色的基因發生突變；②母本減數分裂過程中減數第一次分裂后期同源染色體未分離，同時移向一極，減數第二次分裂正常；或者減數第一次分裂正常，減數第二次分裂后期姐妹染色單體分開后同時移向一極。
(3)見答案。(4)方案一：讓子代中白眼雌果蠅與正常紅眼雄果蠅雜交，觀察后代表型及比例。 若子代雌性全為紅眼，雄性全為白眼，則親本為XaXa×XAY，產生該實驗現象的原因是①；
若子代紅眼雌果蠅∶白眼雌果蠅∶紅眼雄果蠅∶白眼雄果蠅＝4∶1∶1∶4，則親本為XaXaY×XAY，產生該實驗現象的原因是②。
方案二：讓子代中紅眼雄果蠅與正常的白眼雌果蠅雜交，觀察子代表型
若子代雌性果蠅全為紅眼，雄性果蠅全為白眼，則親本為XAY×XaXa，產生該現象的原因是①；
若無子代，則親本為XAO×XaXa，XAO不育，其產生原因是②。
5.(2022·江蘇揚州模擬)果蠅是遺傳學研究中的模式生物。請結合所學知識回答以下問題：
(1)果蠅正常減數分裂過程中，含有兩條Y染色體的細胞是________。
(2)果蠅的卷曲翅(A)對正常翅(a)為顯性。現有表中四種果蠅若干只，可選作親本進行雜交實驗。
序號 甲 乙 丙 丁
表型 卷曲翅♂ 卷曲翅♀ 正常翅♂ 正常翅♀
若表中四種果蠅均為純合子，要通過一次雜交實驗確定基因A、a是在常染色體上還是在X染色體上(不考慮X、Y染色體同源區段)，可選用________(填序號)為親本進行雜交。若子代性狀表現為__________________________________，則基因位于X染色體上。
(3)果蠅X染色體上有下列等位基因：直剛毛(E)和焦剛毛(e)，X、Y染色體上存在同源區段和非同源區段，如何通過一次雜交實驗，確定控制剛毛性狀的等位基因(E、e)是否位于X、Y染色體同源區段。(寫出雜交方案及相應結果分析)__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)性染色體比正常果蠅多一條的果蠅在減數分裂過程中，3條性染色體中的任意兩條配對聯會而正常分離，另一條性染色體不能配對而隨機移向細胞的一極。則性染色體組成為XXY的果蠅，所產生配子的性染色體組成種類及比例為
___________________________________________________________________。
答案　(1)次級精母細胞　(2)甲、丁　雌性全是卷曲翅，雄性全是正常翅　(3)選取純種的直剛毛雄蠅與焦剛毛雌蠅交配，觀察后代雌雄個體的表型，若后代雌雄均表現為直剛毛，則控制剛毛性狀的基因(E、e)位于X、Y染色體的同源區段；若后代雌雄個體表現不同(雌蠅全部為直剛毛，雄蠅全部為焦剛毛)，則控制剛毛性狀的基因(E、e)不位于X、Y染色體的同源區段　(4)X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1
解析　(1)減數分裂Ⅱ后期，次級精母細胞中著絲粒分裂，細胞中可能同時含有兩條Y染色體或兩條X染色體。(2)判斷基因是位于常染色體上還是X染色體上(不考慮X、Y染色體同源區段)，可用顯性雄性(卷曲翅雄性)與隱性雌性(正常翅雌性)雜交，即甲×丁，若子代性狀與性別無關，則相關基因位于常染色體上，若子代雌性全是卷曲翅，雄性全是正常翅，則相關基因位于X染色體上。(3)要判斷基因E、e位于X、Y染色體上的同源區段還是非同源區段，可選取純種的直剛毛雄蠅與焦剛毛雌蠅交配，觀察后代雌雄個體的表型，若位于同源區段，則親本基因型為XEYE和XeXe，后代雌雄個體的基因型為XEXe、XeYE，均表現為直剛毛；若位于非同源區段，則親本基因型為XEY和XeXe，后代雌雄個體的基因型為XEXe、XeY，雌雄個體表現不同(雌蠅全部為直剛毛，雄蠅全部為焦剛毛)。(4)性染色體組成為XXY的果蠅在減數分裂過程中，3條性染色體中的任意兩條配對聯會而正常分離，另一條性染色體不能配對而隨機移向細胞的一極。則所產生配子的性染色體組成種類及比例為X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。
6.(2022·武漢質檢)某種ZW型性別決定的鳥類，其羽色分為蘆花與非蘆花兩種，該性狀僅由Z染色體上的等位基因B/b控制。現有一個隨機交配多代的大群體，在某一繁殖季節中孵化了一批子代，其中有蘆花雄鳥640只，非蘆花雄鳥360只，蘆花雌鳥400只，非蘆花雌鳥600只，不考慮基因突變和致死效應，回答下列問題：
(1)某同學認為子代中蘆花鳥的總數多于非蘆花鳥的總數，因此可判斷蘆花對非蘆花為顯性。你認為該同學的判斷是否準確？________，理由是
___________________________________________________________________。
(2)若已知蘆花對非蘆花為顯性，則子代雌鳥中B的基因頻率是________，子代蘆花雄鳥的基因型及比例為________。
(3)若已知蘆花對非蘆花為顯性，請用孵化的這批子代為材料設計實驗，驗證控制羽色的基因位于Z染色體上(要求：寫出雜交方案并預期實驗結果)。
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)不正確　在隨機交配的大群體中，子代蘆花個體與非蘆花個體的比例受到群體中B基因頻率和b基因頻率的影響，與顯隱性無關，故根據表型的比例無法判斷顯隱性　 (2)40%　ZBZB∶ZBZb＝1∶3　(3)雜交方案：讓非蘆花雄鳥與蘆花雌鳥雜交，統計子代的羽色及性別。預期結果：子一代中所有的雌性都表現為非蘆花，雄性都表現為蘆花。
解析　(1)該同學的判斷不正確，因為在一個足夠大的隨機交配的群體中，子代蘆花鳥、非蘆花鳥的比例受群體中B基因頻率和b基因頻率的影響，與顯隱性無關，故根據表型的比例無法判斷顯隱性。(2)若蘆花對非蘆花為顯性，子代雌鳥中蘆花(ZBW)為400只，非蘆花(ZbW)為600只，則子代雌鳥中B的基因頻率為400÷(400＋600)×100%＝40%，b的基因頻率為1－40%＝60%，雌鳥和雄鳥中B(b)的基因頻率相同，因此子代雄鳥中B的基因頻率為40%，b的基因頻率為60%，子代蘆花雄鳥中ZBZB的基因型頻率＝40%×40%＝16%，ZBZb的基因型頻率＝2×40%×60%＝48%，則ZBZB∶ZBZb＝1∶3。(3)若要驗證控制羽色的基因位于Z染色體上，可讓顯性雌性個體與隱性雄性個體雜交，即選擇非蘆花雄鳥和蘆花雌鳥雜交，統計子代的羽色及性別，子代雌鳥都表現為非蘆花，雄鳥都表現為蘆花，即能證明控制羽色的基因位于Z染色體上。

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