資源簡介

新人教生物學一輪復習素養加強課
5　基因在染色體上位置的判斷與探究
提升點1　根據信息判斷基因的位置
1．根據題目信息判斷基因位置
(1)依據子代性別、性狀的數量分析確認基因位置：若后代中兩種表型在雌雄個體中比例一致，說明遺傳與性別無關，則可確定基因在常染色體上；若后代中兩種表型在雌雄個體中比例不一致，說明遺傳與性別有關，則可確定基因在性染色體上。
(2)示例分析
灰身、直毛 灰身、分叉毛 黑身、直毛 黑身、分叉毛
雌蠅 3/4 0 1/4 0
雄蠅 3/8 3/8 1/8 1/8
據表格信息：灰身與黑身的比例，雌蠅中為3∶1，雄蠅中也為3∶1，二者相同，故為常染色體遺傳。直毛與分叉毛的比例，雌蠅中為4∶0，雄蠅中為1∶1，二者不同，故為伴X染色體遺傳。
2．依據調查統計數據判斷基因位置
1．(2022·廣東惠州模擬)一只灰體直毛正常眼雄果蠅與一只黃體分叉毛正常眼雌果蠅雜交，子代中各性狀的數量比見下表(子代數量足夠，不考慮突變與互換)。根據表中數據，下列分析正確的是(　　)
子代性狀 灰體直毛 正常眼雌性 灰體直毛 無眼雌性 黃體分叉毛正常眼雄性 黃體分叉毛無眼雄性
比例 3/8 1/8 3/8 1/8
A．果蠅的體色基因與眼型基因不遵循自由組合定律
B．果蠅的毛型基因與眼型基因不遵循自由組合定律
C．果蠅的體色基因與毛型基因不遵循自由組合定律
D．根據上述數據，三對性狀中只能確定無眼性狀是隱性性狀
C　[子代灰體∶黃體＝1∶1，正常眼∶無眼＝3∶1，灰體正常眼雌性∶灰體無眼雌性∶黃體正常眼雄性∶黃體無眼雄性＝3∶1∶3∶1，說明果蠅的體色基因與眼型基因遵循自由組合定律，A錯誤；子代直毛∶分叉毛＝1∶1，正常眼∶無眼＝3∶1，直毛正常眼雌性∶直毛無眼雌性∶分叉毛正常眼雄性∶分叉毛無眼雄性＝3∶1∶3∶1，說明果蠅的毛型基因與眼型基因遵循自由組合定律，B錯誤；根據子代表型可知，灰體和直毛連鎖遺傳，黃體和分叉毛連鎖遺傳，故體色基因與毛型基因不遵循自由組合定律，C正確；一只灰體直毛正常眼的雄果蠅與一只黃體分叉毛正常眼雌果蠅雜交，子代中出現無眼個體，說明無眼為隱性性狀，而雌性個體全為灰體直毛，雄性個體全為黃體分叉毛，可推斷灰體直毛為顯性性狀，三對性狀中均能確定顯、隱性狀，D錯誤。]
2．某XY型性別決定動物皮毛的黑色對白色為顯性，相關等位基因用A、a表示；但是當另一對同源染色體上的基因(B、b)中的B存在時，含A基因的個體表現為白色。現取兩只白色純合的該種動物雜交，得F1，F1中的雌雄個體相互交配得F2，結果如表(不考慮XY染色體上同源區段的基因)。
親本 F1 F2
甲(雌)×乙(雄) 雌性白色雄性白色 雌性白色； 雄性黑色∶白色＝3∶5
下列敘述錯誤的是(　　)
A．基因A與a位于常染色體上，B與b位于X染色體上
B．F1中的雌性個體全部是雜合子，F2雌性個體中雜合子所占比例為3/4
C．F2中白色雄性個體的基因型有4種，白色雌性個體的基因型有6種
D．F2中的雌性個體與乙隨機交配，生出黑色雌性個體的概率為1/12
D　[據題意分析可知，基因A與a位于常染色體上，B與b位于X染色體上，A正確。F1中雌性個體的基因型為AaXBXb，全部是雜合子，F2雌性個體有1/8AAXBXB、1/8AAXBXb、2/8AaXBXB、2/8AaXBXb、1/8aaXBXB、1/8aaXBXb，其中雜合子所占比例為3/4，B正確。F1為AaXBXb、AaXBY，F2中白色雄性個體有AAXBY、AaXBY、aaXBY、aaXbY，基因型共有4種，白色雌性個體的基因型有AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb、aaXBXB、aaXBXb，共有6種，C正確。乙的基因型為aaXbY，F2中的雌性個體中A基因和a基因的頻率各為1/2，隨機交配后代Aa和aa各占1/2；雌性產生的雌配子為XB∶Xb＝3∶1，雄性產生的雄配子為Xb∶Y＝1∶1，隨機交配后代XbXb占1/8，因此后代黑色雌性個體(AaXbXb)占1/16，D錯誤。]
3．(2021·江蘇選擇性考試改編)以下兩對基因與果蠅眼色有關。眼色色素產生必需有顯性基因A，aa時眼色白色；B存在時眼色為紫色，bb時眼色為紅色。2個純系果蠅雜交結果如圖，請據圖回答下列問題。
(1)果蠅是遺傳學研究的經典實驗材料，摩爾根等利用一個特殊眼色基因突變體開展研究，把基因傳遞模式與染色體在減數分裂中的分配行為聯系起來，證明了______________________。
(2)A基因位于________染色體上，B基因位于________染色體上。若要進一步驗證這個推論，可在2個純系中選用表型為__________________________________的果蠅個體進行雜交。
(3)上圖F1中紫眼雌果蠅的基因型為________，F2中紫眼雌果蠅的基因型有________種。
(4)若親代雌果蠅在減數分裂時偶爾發生X染色體不分離而產生異常卵，這種不分離可能發生的時期有______________________，該異常卵與正常精子受精后，可能產生的合子主要類型有____________________。
(5)若F2中果蠅單對雜交實驗中出現了一對果蠅的雜交后代雌雄比例為2∶1，由此推測該對果蠅的________性個體可能攜帶隱性致死基因；若繼續對其后代進行雜交，后代雌雄比為________時，可進一步驗證這個假設。
[解析]　(1)摩爾根等利用一個特殊眼色基因突變體開展研究，把基因傳遞模式與染色體在減數分裂中的分配行為聯系起來，利用假說—演繹法，證明了基因位于染色體上。(2)據題圖分析可知，A基因位于常染色體上，B基因位于X染色體上。若要進一步驗證這個推論，可在2個純系中選用紅眼雌果蠅(AAXbXb)和白眼雄果蠅(aaXBY)雜交，子代為AaXBXb(紫眼雌性)、AaXbY(紅眼雄性)，即可證明。(3)據分析可知，F1中紫眼雌果蠅的基因型為AaXBXb，F1中紫眼雄果蠅的基因型為AaXBY，雜交后，F2中紫眼雌果蠅的基因型為A_XBX－，有2×2＝4種。(4)親代純系白眼雌為aaXBXB，若親代雌果蠅在減數分裂時偶爾發生X染色體不分離而產生異常卵，這種不分離可能發生在減數分裂Ⅰ后期(同源染色體未分離)或減數分裂Ⅱ后期(姐妹染色單體未分離)，產生的異常卵細胞基因型為aXBXB或aO。P紅眼雄(AAXbY)產生的精子為AXb和AY，該異常卵與正常精子受精后，可能產生的合子主要類型有AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO。(5)若F2中果蠅單對雜交實驗中出現了一對果蠅的雜交后代雌雄比例為2∶1，說明雄性個體有一半致死，雌性正常，致死效應與性別有關聯，設致死基因為r則可推測r基因純合致死，該對果蠅的雌性個體可能攜帶隱性致死基因，則該F2親本為XRXr和XRY雜交，F3為雌性1/2XRXR、1/2XRXr，雄性為XRY、XrY(致死)。若假設成立，繼續對其后代進行雜交，后代為3XRXR、1XRXr、3XRY、1XrY(致死)，雌雄比為4∶3。
[答案]　(1)基因位于染色體上　(2)?！　紅眼雌性和白眼雄性　(3)AaXBXb　4　(4)減數分裂Ⅰ后期或減數分裂Ⅱ后期　AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO　(5)雌　4∶3
(教師用書獨具)
1．公鴨的性染色體組成是ZZ，母鴨的性染色體組成是ZW。某種鴨的羽毛有白、灰、黃、褐四種顏色，由兩對獨立遺傳的基因A、a和B、b控制。基因A和基因B分別控制酶A和酶B的合成，酶A能使羽色呈灰色，酶B能使羽色呈黃色，兩種酶同時存在時羽色呈褐色。為研究羽毛顏色的遺傳規律，用甲、乙、丙三個純合品系進行了下表所示的雜交實驗。下列敘述不正確的是(　　)
親本 F1
實驗一 黃色母鴨(甲) ×灰色公鴨(乙) 母鴨全為灰色，公鴨全為褐色
實驗二 灰色公鴨(乙) ×白色母鴨(丙) 全為灰色
實驗三 實驗一F1公鴨×實驗二F1母鴨 ？
A．a位于Z染色體上
B．實驗一和實驗二的F1均為雜合子
C．乙品系個體的基因型為AAZbZb
D．實驗三F1的公鴨羽色為白色的概率為1/8
A　[若a位于Z染色體上，則甲基因型為BBZaW，乙基因型為bbZAZA，則子代基因型應為BbZAW、BbZAZa，子代公鴨和母鴨表型應相同，均為褐色，與實驗一雜交結果不符，A錯誤；由實驗一和A選項分析可知，子代表型與性別相關聯，故B/b基因應位于Z染色體上，故甲、乙、丙的基因型分別為aaZBW、AAZbZb、aaZbW，故實驗一和實驗二的F1均為雜合子，B正確；乙品系個體的基因型為AAZbZb，C正確；實驗一F1公鴨基因型為AaZBZb，實驗二F1母鴨基因型為AaZbW，二者交配，子代公鴨羽色為白色(aaZbZb)的概率為1/4×1/2＝1/8，D正確。]
2．牛的有角和無角這對相對性狀的遺傳方式有多種可能，可能是單基因遺傳、多基因遺傳、伴X染色體遺傳和常染色體遺傳等。請回答：
(1)若某種牛角的性狀是單基因遺傳：
①某學習小組為了驗證無角是隱性性狀，以自然繁殖多年的牛群為實驗材料，設計了三組實驗并預期了實驗結果，請你補全：
實驗一：讓多對有角牛雜交，子代中會出現無角性狀。
實驗二：讓多對有角牛與無角牛雜交，子代中_____________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
實驗三：_____________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②為了進一步確定有角和無角是伴X染色體遺傳還是常染色體遺傳，可以調查“實驗一”中子代________(填“雄”或“雌”)性牛是否出現無角性狀，若不出現，則說明該無角性狀的基因位于________染色體上；還可調查“實驗二”中親代________(填“雄”或“雌”)性有角牛所生雄性子代是否出現有角性狀來判斷。
(2)若另一種牛角的性狀是多基因遺傳，受四對位于常染色體上的等位基因控制(具有獨立性)，顯性基因對角長度的增長效應相同且累加，則基因型為AaBbCcDd的一對牛所生的子代出現基因型為AABBCCDD的概率是________，出現與AAbbccdd表型相同的其他個體概率是________。
[解析]　(1)①實驗二：因實驗目的是驗證無角為隱性，隱性性狀在群體中個體較少，故讓多對有角牛與無角牛雜交，子代中有角牛個體多于無角牛個體。實驗三：因前兩組實驗分別為多對有角牛雜交、多對有角牛與無角牛雜交，而實驗三也是為了驗證無角為隱性性狀，故應讓多對無角牛雜交，因預設假設為無角為隱性，則無角牛均為隱性純合子，其雜交子代全為無角牛。②為了進一步確定有角和無角是伴X染色體遺傳還是常染色體遺傳，則可調查“實驗一”中子代雌性牛是否出現無角性狀：若基因位于常染色體上，則子代表型與性別無關，即雌雄個體中均有無角性狀；若基因位于X染色體上，親本基因型及組合可能為XAY×XAXA、XAY×XAXa，無角性狀只在雄性中出現(雌性中不出現無角性狀)。實驗二，若基因位于X染色體上，雌性個體的X染色體均來自父本，故可調查“實驗二”中親代雄性有角牛所生雄性子代是否出現有角性狀來判斷。(2)因為四對基因獨立遺傳，則其遺傳符合自由組合定律。每一對雜合子基因與雜合子基因雜交，產生顯性純合子的概率為1/4，故四對基因均為顯性純合子的概率為(1/4)4＝1/256；因為角的長度為顯性基因個數的累加，所以與AAbbccdd相同性狀的個體的基因型中有兩個顯性基因，基因型為aaBBccdd(還有其他2種類型)＋AaBbccdd(其余還有5種)＝3×(1/4×1/4×1/4×1/4)＋6×(2/4×2/4×1/4×1/4)＝27/256。
[答案]　(1)①有角牛個體多于無角牛個體　讓多對無角牛雜交，子代均為無角牛　②雌　X　雄　(2)1/256　27/256
提升點2　基因在染色體上位置的實驗驗證和探究
1．探究基因位于X染色體上還是位于常染色體上
(1)若相對性狀的顯隱性是未知的，且親本均為純合子，則用正交和反交的方法。即：
正反交實驗
(2)若相對性狀的顯隱性已知，只需一個雜交組合判斷基因的位置。
①基本思路一：隱性雌性個體與顯性雄性純合個體雜交。即：
②基本思路二：用“雜合顯性雌×純合顯性雄”進行雜交。即：

2．探究基因是伴X染色體遺傳還是X、Y染色體同源區段的遺傳
適用條件：已知性狀的顯隱性和控制性狀的基因在性染色體上。
(1)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：

(2)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：

3．探究基因位于常染色體還是X、Y染色體同源區段
(1)設計思路
隱性的雌性個體與顯性的純合雄性個體雜交，獲得的F1全表現為顯性性狀，再選子代中的雌雄個體雜交獲得F2，觀察F2表型情況。即：
1．在一個自由交配多代的果蠅種群中，果蠅的黑腹與紅腹受一對等位基因控制，黑腹(A)對紅腹(a)為顯性?，F設計一個實驗驗證果蠅的黑腹和紅腹基因位于X染色體上，下列說法正確的是(　　)
A．親代雌果蠅不能選擇黑腹純合子
B．親代雄果蠅不能選擇XAY
C．親代雌果蠅只能選擇XAXa
D．親代雄果蠅只能選擇紅腹
A　[欲設計實驗證明黑腹基因和紅腹基因位于X染色體上，可以通過雌性的紅腹果蠅與雄性的黑腹果蠅雜交，觀察子代性狀。也可以通過雜合的黑腹雌蠅與紅腹雄蠅雜交，觀察子代性狀。故A選項正確。]
2．果蠅的細眼(B)和粗眼(b)是一對相對性狀，現有純種的細眼果蠅和粗眼果蠅雌雄若干。
(1)選擇____________進行一次雜交實驗，若F1_____________，則可判斷B、b位于常染色體或X、Y同源區段，而不在X、Y非同源區段。
(2)繼續通過一次雜交實驗，探究B、b是位于X、Y同源區段還是常染色體上，預測子代的結果并得出結論。
雜交方案：___________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
預測結果及結論：____________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)現有純種的細眼果蠅和粗眼果蠅雌雄若干，因此選擇隱性性狀的雌蠅與顯性性狀的雄蠅雜交，可區分基因是只位于X染色體上還是位于常染色體或X、Y同源區段上，若F1雌蠅都為細眼，雄蠅都為粗眼，則可判斷B、b只位于X染色體上；若F1均為細眼果蠅，則可判斷B、b位于常染色體或X、Y同源區段，而不在X、Y非同源區段。(2)B、b位于常染色體或X、Y同源區段，則F1的基因型為Bb或XBXb和XbYB，要進一步判斷B、b是位于X、Y同源區段還是常染色體上，有兩種方案：一是讓F1雌、雄果蠅相互交配，觀察F2的表型及比例；二是F1雄果蠅和粗眼雌果蠅雜交，觀察F2的表型及比例。
[答案]　(1)粗眼雌蠅和細眼雄蠅　均為細眼果蠅
(2)方案一：F1雌、雄果蠅自由交配　若后代雌雄均有細眼、粗眼，則B、b位于常染色體上；若后代雌果蠅出現細眼和粗眼，雄果蠅均為細眼，則B、b位于X、Y同源區段
方案二：F1雄果蠅和粗眼雌果蠅雜交　若后代雌雄均有細眼、粗眼，則B、b位于常染色體上；若后代雌果蠅均為粗眼，雄果蠅均為細眼，則B、b位于X、Y同源區段
3．(2022·山東菏澤期末)家蠶(2n＝56)的性別決定方式是ZW型，有斑、無斑受D、d基因控制，黃血、白血受2號染色體上的H、h基因控制。讓一只有斑白血雌蠶和一只無斑黃血雄蠶進行雜交，F1全為有斑黃血蠶。請回答下列問題(不考慮ZW染色體同源區段)：
(1)對家蠶基因組測序應檢測________條染色體的核苷酸序列。
(2)親本基因型為________________________。若讓F1有斑黃血雌、雄蠶相互交配，F2中雌、雄蠶表型及比例均為有斑黃血∶有斑白血∶無斑黃血＝2∶1∶1，據此結果，請在下圖染色體上標注F1雌蠶相關基因的位置。
繼續讓F2中雌、雄蠶自由交配，F3的表型及比例為________________________。若F3中出現了無斑白血蠶，最可能的原因是____________________________
_____________________________________________________________________。
(3)野生型家蠶翅為白色，飼養過程中偶然發現一只黃翅雄蠶，讓該黃翅雄蠶與多只野生型白翅雌蠶雜交，結果為子代雌蠶∶雄蠶＝1∶1，雌雄子代中白翅∶黃翅均為1∶1。推測黃翅的出現屬于________(填“顯性”或“隱性”)突變。請利用上述子代家蠶為實驗材料，設計兩個獨立實驗判斷黃、白翅基因在常染色體上還是在Z染色體上。
實驗一：雜交組合__________________，預測實驗結果及結論______________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
實驗二：雜交組合____________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(只寫出雜交組合即可)。
[答案]　(1)29　(2)DDhh和ddHH　如圖，在圖中標注基因
有斑黃血∶有斑白血∶無斑黃血＝2∶1∶1　F2雌雄個體在減數分裂Ⅰ前期發生了四分體中非姐妹染色單體(交叉)互換，產生dh的雌雄配子，該種雌雄配子結合產生無斑白血蠶　(3)顯性　♀黃翅雌蠶×黃翅雄蠶　若子代無論雌雄，黃翅∶白翅都為3∶1，則基因位于常染色體上；若子代雌性中黃翅∶白翅為1∶1，雄性全為黃翅，則基因位于Z染色體上　♀黃翅雌蠶×白翅雄蠶(或♀黃翅雌蠶×白翅雄蠶　若子代無論雌雄，黃翅∶白翅都為1∶1，則基因位于常染色體上；若子代雌性全為白翅，雄性全為黃翅，則基因位于Z染色體上　♀黃翅雌蠶×黃翅雄蠶)

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