
兩對等位基因在染色體上位置的判定
N(N≥3)對等位基因在染色體上位置判斷
AB、Ab、aB、ab
3.方法方法一:雙雜合子自交 (1)過程:將雙雜合子個體進行自交(雌雄同體)或者基因型相同的雙雜合子雌雄個體相互雜交(雌雄異體),觀察子代的表現(xiàn)型及其比例。 (2)判斷:若子代表現(xiàn)型比例為9∶3∶3∶1(或變式比),則兩對等位基因位于兩對同源染色體上;若子代表現(xiàn)型比例為3:1或1:2:1,則兩對等位基因位于一對同源染色體上。
(3)圖解: ①雜交過程
方法二:雙雜合子測交 (1)過程:將雙雜合子個體與雙隱性個體進行測交,觀察子代的表現(xiàn)型及其比例。 (2)判斷:若子代表現(xiàn)型比例為1:1:1:1(或變式比),則兩對等位基因位于兩對同源染色體上;若子代表現(xiàn)型比例為1:1,則兩對等位基因位于一對同源染色體上。
(3)圖解: ①測交過程
【典例】 某XY型性別決定的植物,有抗凍(A)和不抗凍(a),葉片無茸毛(B)和有茸毛(b)兩對相對性狀,某實驗小組利用若干純合品種作為親本進行如下實驗:
A、在控制相關性狀的基因均為核基因的情況下,根據(jù)正反交結果不同,可判斷A/a、B/b均位于X染色體,A錯誤; B、在控制相關性狀的基因均為核基因的情況下,根據(jù)正反交結果不同,可判斷A/a、B/b均位于X染色體,B錯誤; C、根據(jù)兩組實驗可判斷A/a、B/b均位于X染色體上,不可能位于X、Y染色體的同源區(qū)段,C錯誤; D、讓實驗一的F1中雌性(XaBXAb)和實驗二的F1中雄性(XAbY)雜交,只考慮A/a這對等位基因,則實驗一的F1中雌性的基因型可表示為XAXa,實驗二的F1中雄性的基因型可表示為XAY,二者雜交子代中抗凍︰不抗凍=3︰1,D正確。
下列相關敘述正確的是( ?。?A.根據(jù)實驗一可判斷A/a位于常染色體,B/b位于X染色體上 B.根據(jù)實驗二可判斷A/a位于X染色體,B/b位于常染色體上 C.根據(jù)兩組實驗可判斷A/a、B/b可能位于X、Y染色體的同源區(qū)段上 D.讓實驗一的F1中雌性和實驗二的F1中雄性雜交,子代中抗凍︰不抗凍=3︰1
1.判斷基因是否位于一對同源染色體上 以AaBb為例,若兩對等位基因位于一對同源染色體上,不考慮交叉互換,則產(chǎn)生兩種類型的配子,在此基礎上進行自交會產(chǎn)生兩種或三種表現(xiàn)型,測交會出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型;若兩對等位基因位于一對同源染色體上,考慮交叉互換,則產(chǎn)生四種類型的配子,在此基礎上進行自交或測交會出現(xiàn)四種表現(xiàn)型。
2.兩對等位基因是否位于不同對同源染色體上 以AaBb為例,若兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上,則產(chǎn)生四種類型的配子。在此基礎上進行測交或自交時會出現(xiàn)特定的性狀分離比,如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等變式),也會出現(xiàn)致死背景下特殊的性狀分離比,如4∶2∶2∶1或6∶3∶2∶1等。在涉及兩對等位基因遺傳時,若出現(xiàn)上述性狀分離比,可考慮基因位于兩對同源染色體上。
(1)由分析可知,控制藍色色素合成的基因型是A基因;藍花雌株體內,只有花瓣細胞才呈現(xiàn)藍色,根本原因是基因的選擇性表達。
[跟蹤突破] 1.某多年生高等植物為XY型性別決定,其花的顏色受兩對等位基因控制,且兩對基因均不位于Y染色體上。A或a基因控制合成藍色色素,B或b基因控制合成紅色色素,不含色素表現(xiàn)為白花,含有兩種色素表現(xiàn)為紫花。為研究其遺傳機制,某同學選取一藍花雌株和一紅花雄株作為親本進行雜交,F(xiàn)1表現(xiàn)為紫花雌株:藍花雄株=1:1.回答下列問題: (1)控制藍色色素合成的基因是_____,藍花雌株體內,只有花瓣細胞才呈現(xiàn)藍色,根本原因是__________________________。
基因的選擇性表達
(2)由題意可以判斷B(b)位于X染色體上,但是不能判斷A( a )是位于X染色體還是位于常染色體上,因此假說有2種: 假設一:B基因控制紅色色素的合成且該對基因位于X染色體上,A、a基因位于常染色體上; 假設二:B基因控制合成紅色色素且該對基因位于X染色體上,A、a基因也位于X染色體上;
[跟蹤突破] 1.某多年生高等植物為XY型性別決定,其花的顏色受兩對等位基因控制,且兩對基因均不位于Y染色體上。A或a基因控制合成藍色色素,B或b基因控制合成紅色色素,不含色素表現(xiàn)為白花,含有兩種色素表現(xiàn)為紫花。為研究其遺傳機制,某同學選取一藍花雌株和一紅花雄株作為親本進行雜交,F(xiàn)1表現(xiàn)為紫花雌株:藍花雄株=1:1.回答下列問題: (2)為解釋上述雜交結果,該同學提出了兩種假設。 假設一:B基因控制紅色色素的合成且該對基因位于X染色體上, A、a基因位于常染色體上。 假設二:
B基因控制合成紅色色素且該對基因位于X染色體上,A、a基因也位于X染色體上
方案一:F1中紫花雌株與藍花雄株雜交,觀察統(tǒng)計雜交子代的表現(xiàn)型比例進行判斷; 如果假設一成立,親本基因型是AAXbXb、aaXBY,子一代基因型是AaXBXb、AaXbY,F(xiàn)1中紫花雌株與藍花雄株雜交,后代基因型比例是A_XBXb:A_XbXb:aaXBXb:aaXbXb:A_XBY:A_XbY:aaXBY:aaXbY=3:3:1:1:3:3:1:1,分別表現(xiàn)為紫花雌株、藍花雌株、紅花雌株、白花雌株、紫花雄株、藍花雄株、紅花雄株、白花雄株;
[跟蹤突破] 1.某多年生高等植物為XY型性別決定,其花的顏色受兩對等位基因控制,且兩對基因均不位于Y染色體上。A或a基因控制合成藍色色素,B或b基因控制合成紅色色素,不含色素表現(xiàn)為白花,含有兩種色素表現(xiàn)為紫花。為研究其遺傳機制,某同學選取一藍花雌株和一紅花雄株作為親本進行雜交,F(xiàn)1表現(xiàn)為紫花雌株:藍花雄株=1:1.回答下列問題: (2)為解釋上述雜交結果,該同學提出了兩種假設。 為驗證哪一種假設正確,以上述親本或F1為實驗材料,設計雜交試驗方案 實驗方案1:
取F1中紫花雌株與藍花雄株雜交,觀察子代表現(xiàn)型及比例
如果假設二成立,親本基因型是XAbXAb、XaBY,子一代基因型是XAbXaB、XAbY,F(xiàn)1中紫花雌株與藍花雄株雜交,子代基因型比例是XAbXAb:XAbXaB:XAbY:XaBY=1:1:1:1,表現(xiàn)為藍花雌株:紫花雌株:藍花雄株:紅花雄株=1:1:1:1;
[跟蹤突破] 1.某多年生高等植物為XY型性別決定,其花的顏色受兩對等位基因控制,且兩對基因均不位于Y染色體上。A或a基因控制合成藍色色素,B或b基因控制合成紅色色素,不含色素表現(xiàn)為白花,含有兩種色素表現(xiàn)為紫花。為研究其遺傳機制,某同學選取一藍花雌株和一紅花雄株作為親本進行雜交,F(xiàn)1表現(xiàn)為紫花雌株:藍花雄株=1:1.回答下列問題: (2)為解釋上述雜交結果,該同學提出了兩種假設。 為驗證哪一種假設正確,以上述親本或F1為實驗材料,設計雜交試驗方案 若假設二正確,則預測實驗結果為____________________________________________________________(不考慮交叉互換)。
子代表現(xiàn)為藍花雌株:紫花雌株:藍花雄株:紅花雄株=1:1:1:1
方案二:取F1紫花雌株與親本紅花雄株雜交,觀察子代表現(xiàn)型及比例進行判斷; 如果假設一成立,親本基因型是AAXbXb、aaXBY,子一代紫花植株的基因型是AaXBXb、親本紅花雄株的基因型是aaXBY,F(xiàn)1中紫花雌株與藍花雄株雜交,后代基因型比例是AaXBXB:AaXBXb:aaXBXB:aaXBXb:AaXBY:AaXbY:aaXBY:aaXbY=1:1:1:1:1:1:1:1,表現(xiàn)型比例為為紫花雌株:紅花雌株:紫花雄株:藍花雄株:紅花雄株:白花雄株=2:2:1:1:1:1;
[跟蹤突破] 1.某多年生高等植物為XY型性別決定,其花的顏色受兩對等位基因控制,且兩對基因均不位于Y染色體上。A或a基因控制合成藍色色素,B或b基因控制合成紅色色素,不含色素表現(xiàn)為白花,含有兩種色素表現(xiàn)為紫花。為研究其遺傳機制,某同學選取一藍花雌株和一紅花雄株作為親本進行雜交,F(xiàn)1表現(xiàn)為紫花雌株:藍花雄株=1:1.回答下列問題: (2)為解釋上述雜交結果,該同學提出了兩種假設。 為驗證哪一種假設正確,以上述親本或F1為實驗材料,設計雜交試驗方案 實驗方案2:
取F1紫花雌株與親本紅花雄株雜交,觀察子代表現(xiàn)型及比例
如果假設二成立,親本基因型是XAbXAb、XaBY,子一代紫花雌株的基因型是XAbXaB、親本紅花雄株的基因型是XaBY,F(xiàn)1中紫花雌株與親本紅花雄株雜交,子代基因型比例是XAbXaB:XaBXaB: XAbY: XaBY=1:1:1:1,表現(xiàn)為紫花雌株:紅花雌株:藍花雄株:紅花雄株=1:1:1:1。
子代表現(xiàn)為紫花雌株:紅花雌株:藍花雄株:紅花雄株=1:1:1:1
[跟蹤突破] 2.某雌雄異體的二倍體動物的毛色有棕色和黃色二種,現(xiàn)用一只棕色雄與一只棕色雌兩個親本交配,F(xiàn)1表現(xiàn)為棕色與黃色均有,且比例為3:1(假設子代足夠多,且均能正常存活)。現(xiàn)欲研究該動物毛色的遺傳規(guī)律,不同實驗小組提出了不同觀點: 觀點一:該動物毛色由常染色體上的一對等位基因(相關基因用A/a表示)控制,其中AA 和Aa表現(xiàn)為棕色,aa表現(xiàn)為黃色; 觀點二:該動物毛色由常染色體上的兩對等位基因(Aa、B/b)控制,這兩對基因獨立遺傳,且只要有其中任意一個顯性基因時表現(xiàn)為棕色,無顯性基因時表現(xiàn)為黃色。 觀點三:該動物毛色由常染色體上的兩對等位基因(Aa、B/b)控制,這兩對基因不能獨立遺傳,且只要有其中任意一個顯性基因時表現(xiàn)為棕色,無顯性基因時表現(xiàn)為黃色。 觀點四:該動物毛色由一對等位基因(A/a)控制,且這對等位基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,XAXA、XAXa、XAYA、XAYa、XaYA表現(xiàn)為棕色。XaXa、XaYa表現(xiàn)為黃色。
(1)結合分析可知,觀點二雙親的基因型組合Aabb和Aabb、aaBb和aaBb、Aabb和aaBb; (2)結合分析可知,觀點三雙親的基因型組合為aaBb(基因a和B位于一條染色體上,基因a和b為另一條染色體上)、Aabb(基因A和b位于一條染色體上,基因a和b為另一條染色體上)如圖所示
觀點二:該動物毛色由常染色體上的兩對等位基因(Aa、B/b)控制,這兩對基因獨立遺傳,且只要有其中任意一個顯性基因時表現(xiàn)為棕色,無顯性基因時表現(xiàn)為黃色。 (1)請寫出觀點二雙親的基因型組合________________________________________________(至少寫出二種組合) 觀點三:該動物毛色由常染色體上的兩對等位基因(Aa、B/b)控制,這兩對基因不能獨立遺傳,且只要有其中任意一個顯性基因時表現(xiàn)為棕色,無顯性基因時表現(xiàn)為黃色。 (2)請畫出觀點三雙親的基因型組合示意圖(畫出1種即可)
Aabb和Aabb、aaBb和aaBb、Aabb和aaBb
(3)根據(jù)棕色的親本生出黃色的后代,其棕色∶黃色的比例為3∶1,說明棕色對黃色為顯性,為了判斷控制該動物毛色的基因位于常染色體上還是位于X、Y的同源區(qū),設計實驗如下:讓黃色的雌性個體與親本中的棕色雄性個體進行多次交配產(chǎn)生足夠多的后代,觀察后代的性狀表現(xiàn)及其性別,如果后代中棕色與黃色的比例為1∶1,且與性別無關,則符合假說一,若后代中棕色與黃色的比例為1∶1,且與性別有關(雌性是一種性狀,雄性表現(xiàn)為另外一種性狀),則相關基因位于X、Y的同源區(qū),即符合假說四。
(3)若已經(jīng)排出了觀點二和觀點三,現(xiàn)有純合體棕色、黃色雌雄若干,請你設計一個實驗判斷該動物毛色的遺傳符合觀點一還是觀點四,要求寫出實驗思路、預期結果及結論。______________
讓黃色的雌性個體與親本中的棕色雄性個體進行多次交配產(chǎn)生足夠多的后代,觀察后代的性狀表現(xiàn)及其性別,如果后代中棕色與黃色的比例為1∶1,且與性別無關,則符合假說一,若后代中棕色與黃色的比例為1∶1,且與性別有關(雌性是一種性狀,雄性表現(xiàn)為另外一種性狀),則相關基因位于X、Y的同源區(qū),即符合假說四。
(4)除了上述觀點以外,該動物毛色還可以是由一對等位基因(A/a)控制,且這對等位基因位于X染色體的上,則親本的基因型為XAXa、XAY,雜交產(chǎn)生的后代中的基因型為XAXA(棕色)、XAXa(棕色)、XAY(棕色)、XaY(黃色)。 【點睛】 熟知基因分離和自由組合定律的實質與應用是解答本題的關鍵,能正確題中的信息是解答本題的前提,本題重點考查學生的邏輯推理能力以及解答遺傳實驗題目的能力。
(4)除了上述觀點以外,請你嘗試提出新的觀點解釋題干中的3:1現(xiàn)象______________________。
除了上述觀點以外,該動物毛色還可以是由一對等位基因(A/a)控制,且這對等位基因位于X染色體的上,則親本的基因型為XAXa、XAY,雜交產(chǎn)生的后代中的基因型為XAXA(棕色)、XAXa(棕色)、XAY(棕色)、XaY(黃色)。
N對等位基因在染色體上的位置情況相對復雜,總體可分為完全獨立遺傳、部分獨立遺傳和完全連鎖遺傳三種情況,以三對等位基因為例,存在以下分布情況:
方法一:N對等位基因綜合分析 1.過程:將N對等位基因的雜合子自交或測交,觀察子代表現(xiàn)型及其比例。 2.判斷: (1)若自交后代的分離比(或其變式)為(3:1)n,或測交后代的分離比(或其變式)為(1:1)n,則說明這N對等位基因位于N對同源染色體上,表現(xiàn)出完全獨立遺傳,全部遵循基因的自由組合定律。 (2)若自交后代的分離比(或其變式)<(3:1)n,或測交后代的分離比(或其變式)<(1:1)n,則說明這N對等位基因位于<N對同源染色體上,表現(xiàn)出部分獨立遺傳,部分基因位于同一對染色體上。獨立遺傳的遵循自由組合定律,位于一對同源染色體上的滿足基因連鎖互換定律。 (3)若自交后代的分離比(或其變式)為3:1或1:2:1,或測交后代的分離比(或其變式)為1:1,則說明這N對等位基因位于一對同源染色體上,表現(xiàn)出完全連鎖遺傳,全部基因位于同一對染色體上,滿足基因連鎖互換定律。
方法二:先兩兩分析后綜合分析 1.過程:先將任意兩對等位基因的雙雜合子進行自交或測交,觀察子代表現(xiàn)型及其比例,從而判斷任意兩對等位基因在染色體上的位置關系,最后再進行綜合,即可判斷N對等位基因的位置關系。
方法二:先兩兩分析后綜合分析 2.判斷: (1)若任意兩對等位基因自交后代的表現(xiàn)型均為9:3:3:1分離比(或其變式),或測交后代均為1:1:1:1分離比(或其變式),則說明這N對等位基因位于N對同源染色體上,表現(xiàn)出完全獨立遺傳,全部遵循基因的自由組合定律。 (2)若任意兩對等位基因自交部分后代的表現(xiàn)型均為9:3:3:1分離比(或其變式),部分為3:1或1:2:1;或測交后代部分為1:1:1:1分離比(或其變式),部分為1:1;則說明這N對等位基因位于<N對同源染色體上,表現(xiàn)出部分基因獨立遺傳,部分基因位于同一對染色體上。獨立遺傳的遵循自由組合定律,位于一對同源染色體上的滿足基因連鎖互換定律。 (3)若任意兩對等位基因自交后代的分離比(或其變式)均為3:1或1:2:1,或測交后代的分離比(或其變式)均為1:1,則說明這N對等位基因位于一對同源染色體上,表現(xiàn)出完全連鎖遺傳,全部基因位于同一對染色體上,滿足基因連鎖互換定律。
方法二:先兩兩分析后綜合分析 位于非同源染色體上,后綜合分析,即分別證明A/a和B/b、A/a和C/c、B/b和C/c均位于不同對的同源染色體上,則說明這三對等位基因位于非同源染色體(三對同源染色體)上,遵循基因的自由組合定律,反之也成立。
(1)實驗思路:將確定三對基因是否分別位于三對染色體上,拆分為判定每兩對基因是否位于一對染色體上,如利用①和②進行雜交去判定A/a和B/b是否位于一對染色體上。 實驗過程:(以判定A/a和B/b是否位于一對染色體上為例) 預期結果及結論: 若F2的表現(xiàn)型及比例為有眼正常剛毛∶有眼小剛毛∶無眼正常剛毛∶無眼小剛毛=9∶3∶3∶1,則A/a和B/b位于位于兩對染色體上;否則A/a和B/b位于同一對染色體上。
【典例】 (經(jīng)典高考題)已知某種昆蟲的有眼(A)與無眼(a)、正常剛毛(B)與小剛毛(b)、正常翅(E)與斑翅(e)這三對相對性狀各受一對等位基因控制?,F(xiàn)有三個純合品系:①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不發(fā)生染色體變異和染色體交換,回答下列問題: (1)若A/a、B/b、E/e這三對等位基因都位于常染色體上,請以上述品系為材料,設計實驗來確定這三對等位基因是否分別位于三對染色體上。(要求:寫出實驗思路、預期實驗結果、得出結論)
選擇①×②、②×③、①×③三個雜交組合,分別得到F1和F2,若各雜交組合的F2中均出現(xiàn)四種表現(xiàn)型,且比例為9∶3∶3∶1,則可確定這三對等位基因分別位于三對染色體上;若出現(xiàn)其他結果,則可確定這三對等位基因不是分別位于三對染色體上。
(2)實驗思路:將驗證A/a和B/b這兩對基因都位于X染色體上,拆分為驗證A/a位于X染色體上和B/b位于X染色體上分別進行驗證。如利用①和③進行雜交實驗去驗證A/a位于X染色體上,利用②和③進行雜交實驗去驗證B/b位于X染色體上。 實驗過程:(以驗證A/a位于X染色體上為例)取雌性的①和雄性的③進行雜交實驗: 預期結果及結論: 若子 一代中雌性全為有眼,雄性全為無眼,則A/a位于X染色體上;若子一代中全為有眼,且雌雄個數(shù)相等,則A/a位于常染色體上。
【典例】 (經(jīng)典高考題)已知某種昆蟲的有眼(A)與無眼(a)、正常剛毛(B)與小剛毛(b)、正常翅(E)與斑翅(e)這三對相對性狀各受一對等位基因控制?,F(xiàn)有三個純合品系:①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不發(fā)生染色體變異和染色體交換,回答下列問題: (2)假設A/a、B/b這兩對等位基因都位于X染色體上,請以上述品系為材料,設計實驗對這一假設進行驗證。(要求:寫出實驗思路、預期實驗結果、得出結論)
選擇①×②雜交組合進行正反交,觀察F1雄性個體的表現(xiàn)型。若正交得到的F1中雄性個體與反交得到的F1中雄性個體有眼/無眼、正常剛毛/小剛毛這兩對相對性狀的表現(xiàn)均不同,則證明這兩對等位基因都位于X染色體上。
上述兩種方法優(yōu)缺點比較
(1) 水稻為雌雄同株兩性花,利用水稻進行雜交時,應先除去母本未成熟花的全部雄蕊(防止自花受粉),并套袋,防止外來花粉干擾。若將淺綠葉W(隱性純合)與野生型純合綠葉水稻雜交,F(xiàn)1為雜合子,自交后代F2的表現(xiàn)型及比例為綠葉:淺綠葉=3:1。
[跟蹤突破] 1.(2021·遼寧高考真題)水稻為二倍體雌雄同株植物,花為兩性花。現(xiàn)有四個水稻淺綠葉突變體W、X、Y、Z,這些突變體的淺綠葉性狀均為單基因隱性突變(顯性基因突變?yōu)殡[性基因)導致。回答下列問題: (1)進行水稻雜交實驗時,應首先除去__________未成熟花的全部__________,并套上紙袋。若將W與野生型純合綠葉水稻雜交,F(xiàn)1自交,F(xiàn)2的表現(xiàn)型及比例為______________________。
綠葉:淺綠葉=3:1
(2) 分析表格:W、X、Y、Z均為單基因隱性突變形成的淺綠葉突變體,第1組W、X雜交,F(xiàn)1仍為淺綠葉,說明W和X為相同隱性基因控制;第2組W、Y雜交,第3組W、Z雜交,F(xiàn)1均表現(xiàn)綠葉,說明W的淺綠葉基因與Y、Z不是同一基因,即屬于非等位基因。設W(X)的淺綠葉基因為a,Y的淺綠葉基因為b,Z的淺綠葉基因為c,當任何一對隱性基因純合時就表現(xiàn)為淺綠葉。
(2)為判斷這四個突變體所含的淺綠葉基因之間的位置關系,育種人員進行了雜交實驗,雜交組合及F1葉色見下表。
實驗結果表明,W的淺綠葉基因與突變體__________的淺綠葉基因屬于非等位基因。為進一步判斷X、Y、Z的淺綠葉基因是否在同一對染色體上,育種人員將第4、5、6三組實驗的F1自交,觀察并統(tǒng)計F2的表現(xiàn)型及比例。
(2) ①若突變體X、Y、Z的淺綠葉基因均在同一對染色體上,則第4組為X(aaBBCC)×Y(AAbbCC),F(xiàn)1基因型為AaBbCC,F(xiàn)1產(chǎn)生的配子為aBC、AbC,自交后代F2為1aaBBCC(淺綠葉)、1AAbbCC(淺綠葉)、2AaBbCC(綠葉),即綠葉:淺綠葉=1:1;同理第5組和第6組的結果也是綠葉:淺綠葉=1:1。
不考慮基因突變、染色體變異和互換,預測如下兩種情況將出現(xiàn)的結果: ①若突變體X、Y、Z的淺綠葉基因均在同一對染色體上,結果為_____________________________________。
三組均為綠葉:淺綠葉=1:1
(2) ②若突變體X、Y的淺綠葉基因在同一對染色體上,Z的淺綠葉基因在另外一對染色體上,則第4組為X(aaBBCC)×Y(AAbbCC),結果與上一小問X、Y、Z的淺綠葉基因均在同一對染色體上時相同,即綠葉:淺綠葉=1:1;第5組為X(aaBBCC)×Z(AABBcc),F(xiàn)1基因型為AaBBCc,F(xiàn)1產(chǎn)生配子時,A、a和C、c可以進行自由組合,產(chǎn)生4種配子,自交后代F2符合9:3:3:1,由于何一對隱性基因純合時就表現(xiàn)為淺綠葉,則F2的表現(xiàn)型為綠葉:淺綠葉=9:7;第6組為Y(AAbbCC)×Z(AABBcc),F(xiàn)1基因型為AABbCc,F(xiàn)1產(chǎn)生配子時,B、b和C、c可以進行自由組合,F(xiàn)2結果與第5組相同,即綠葉:淺綠葉=9:7。
不考慮基因突變、染色體變異和互換,預測如下兩種情況將出現(xiàn)的結果: ②若突變體X、Y的淺綠葉基因在同一對染色體上,Z的淺綠葉基因在另外一對染色體上,結果為__________。
第4組綠葉:淺綠葉=1:1;第5組和第6組綠葉:淺綠葉=9:7
(3) 分析題意可知,OsCAO1基因某位點發(fā)生堿基對的替換,造成mRNA上對應位點堿基發(fā)生改變,有可能使終止密碼提前出現(xiàn),導致翻譯出的肽鏈變短。
(3)葉綠素a加氧酶的功能是催化葉綠素a轉化為葉綠素b。研究發(fā)現(xiàn),突變體W的葉綠素a加氧酶基因OsCAO1某位點發(fā)生堿基對的替換,造成mRNA上對應位點堿基發(fā)生改變,導致翻譯出的肽鏈變短。據(jù)此推測,與正?;蜣D錄出的mRNA相比,突變基因轉錄出的mRNA中可能發(fā)生的變化是______________。
(1)依據(jù)基因與花色關系圖解,某藍花植株基因型為A_B_D_ee,其自交子代中藍花個體與白花個體的比例約為27∶37,其中藍花個體所占比例為27/(27+37)=27/64=(3/4)3,表明該藍花植株細胞中控制藍色色素合成的三對基因的遺傳符合自由組合定律,位于非同源染色體上,基因型為AaBbDdee。藍花植株基因型中可能含兩對雜合基因,或者含一對雜合基因,或者基因型為AABBDDee,故不同基因型的藍花植株自交,子代中出現(xiàn)藍花個體的概率可能是9/16或3/4或1。
[跟蹤突破] 2. 自花傳粉的某二倍體植物,其花色受多對等位基因控制,花色遺傳的生物學機制如圖所示。請回答下列問題。
(1)某藍花植株自交,子代中藍花個體與白花個體的比例約為27∶37,該比例的出現(xiàn)表明該藍花植株細胞中控制藍色色素合成的多對基因位于 上。不同基因型的藍花植株自交,子代中出現(xiàn)藍花個體的概率除27/64外,還可能是 。
(2)甲、乙、丙3個純合紅花株系,它們兩兩雜交產(chǎn)生的子代均表現(xiàn)為紫花,說明甲、乙、丙株系的花色基因型為aaBBDDEE、AAbbDDEE、AABBddEE(三者無先后順序),即各含1對隱性純合基因。用甲、乙、丙3個紅花純合株系,通過雜交實驗來確定某純合白花株系的花色基因型中存在aa、bb、dd、ee中的2對、3對或4對隱性純合基因,可讓該純合白花株系分別與甲、乙、丙雜交,分別統(tǒng)計子代的花色類型。
(2)現(xiàn)有甲、乙、丙3個純合紅花株系,它們兩兩雜交產(chǎn)生的子代均表現(xiàn)為紫花,則甲、乙、丙株系的花色基因型各含有 對隱性純合基因。若用甲、乙、丙3個紅花純合株系,通過雜交實驗來確定某純合白花株系的花色基因型中存在2對、3對或4對隱性純合基因,請寫出實驗的設計思路,預測結果并得出實驗結論(不考慮基因突變、染色體變異、交叉互換等情況)。 實驗思路:____________________________________________________________________。
讓該白花株系分別與甲、乙、丙雜交,分別統(tǒng)計子代的花色類型
(2)①該純合白花株系的基因型中一定含有ee,若該純合白花株系的基因型中存在2對隱性純合基因,則其中一定有1對隱性純合基因與甲、乙、丙中的一個所含的隱性純合基因相同,且二者雜交子代全開紅花;與甲、乙、丙中的另外兩個所含的隱性純合基因不同,雜交子代全開紫花。 ②若該純合白花株系的基因型中存在3對隱性純合基因,除ee外,其中一定有2對隱性純合基因與甲、乙、丙中的兩個所含的隱性純合基因相同,則雜交子代全開紅花;與甲、乙、丙中的另外一個所含的隱性純合基因不同,則雜交子代全開紫花。
(2)實驗結果和結論: ①若 . ,則該白花株系的基因型中存在2對隱性純合基因; ②若 . ,則該白花株系的基因型中存在3對隱性純合基因。
其中兩組的雜交子代全開紫花,另一組的雜交子代全開紅花
其中一組的雜交子代全開紫花,另兩組的雜交子代全開紅花
1.類型: 外源基因整合到宿主染色體上的類型(N≥3)
2.方法自交法 :將轉基因個體進行自交,觀察子代的表現(xiàn)型及其比例。 3.判斷以插入A基因為例(A基因完全顯性,無累加效應,無A基因的染色體上等同于有a基因) (1)插入一個外源基因A 插入一條染色體上,個體基因型相當于Aa,自交子代的性狀分離比為3:1。
(2)插入兩個外源基因A ①插入一條染色體上,個體基因型相當于Aa,自交子代的性狀分離比為3:1。 ②插入一對染色體上,個體基因型相當于AA,自交子代100%為A基因性狀。 ③插入兩對染色體上,個體基因型相當于A1a1A2a2,自交子代的性狀分離比為15:1。
(3)插入N個外源基因A ①插入一條染色體上,個體基因型相當于Aa,自交子代的性狀分離比為3:1。 ②插入一對染色體上,個體基因型相當于AA,自交子代100%為A基因性狀。 ③插入兩對染色體上 Ⅰ:插入其中兩條非同源染色體上,個體基因型相當于A1a1A2a2,自交子代的性狀分離比為15:1。 Ⅱ:插入其中三條染色體上,個體基因型相當于A1A1A2a2,自交子代100%為A基因性狀。 Ⅲ:插入其中四條染色體上,個體基因型相當于A1A1A2A2,自交子代100%為A基因性狀。
(3)插入N個外源基因A ④插入M( M <N)對染色體上 Ⅰ:如果每一對染色體只有其中一條有A基因,個體基因型相當于A1a1A2a2……Amam,自交子代的性狀分離比為(4m-1):1。 Ⅱ:只要其中一對染色體上均含有A基因,個體基因型相當于AA,自交子代100%為A基因性狀。 ⑤插入N對染色體上 每一對染色體只有其中一條有A基因,個體基因型相當于A1a1A2a2……Anan,自交子代的性狀分離比為(4n-1):1。
【典例】 (2021·浙江高考真題)利用轉基因技術,將抗除草劑基因轉入純合不抗除草劑水稻(2n)(甲),獲得轉基因植株若干。從轉基因后代中選育出純合矮稈抗除草劑水稻(乙)和純合高稈抗除草劑水稻(丙)。用甲、乙、丙進行雜交,F(xiàn)2結果如下表。轉基因過程中,可發(fā)生基因突變,外源基因可插入到不同的染色體上。高稈(矮稈)基因和抗除草劑基因獨立遺傳,高稈和矮稈由等位基因 A(a)控制。有抗除草劑基因用B+表示、無抗除草劑基因用 B-表示:
(1)根據(jù)雜交組合“乙×丙”,只分析高矮這一對相對性狀,乙(純合矮桿)與丙(純合高桿)雜交,F(xiàn)2中矮桿∶高桿=(178+12)∶(537+36)=1∶3,可知矮桿是隱性性狀,乙丙的基因型分別為aa和AA。 根據(jù)雜交組合“甲×乙”,只分析是否抗除草劑這一對相對性狀,甲(純合不抗除草劑)與乙(純合抗除草劑)雜交,F(xiàn)2中抗除草劑∶不抗除草劑=(513+0)∶(167+0)=3∶1,可知抗除草劑是顯性性狀,又知矮桿是隱性性狀,所以甲乙的基因型分別為aaB-B-和aaB+B+。故甲×乙得到的F1基因型為aaB+B-,所以其能產(chǎn)生aB+ 和aB-兩種配子。
回答下列問題: (1)矮稈對高稈為__________性狀,甲×乙得到的F1產(chǎn)生__________種配子。
(2)目的基因的提取可采用逆轉錄法,即以控制目的蛋白的mRNA為模板,通過逆轉錄的方法合成目的基因,所以應從乙、丙葉片中提取并分離出抗除草劑基因的mRNA。若要除去RNA中的DNA污染,可利用酶的專一性,使用DNA(水解)酶處理即可(酶解法)。
(2)為了分析抗除草劑基因在水稻乙、丙葉片中的表達情況,分別提取乙、丙葉片中的RNA并分離出__________,逆轉錄后進行PCR擴增。為了除去提取 RNA中出現(xiàn)的DNA污染,可采用的方法是__________________________。
用 DNA 酶處理提取的 RNA
(3)乙×丙的F2中,抗除草劑∶不抗除草劑 =(178+537)∶(12+36)≈15∶1,是9∶3∶3∶1的變式(9+3+3)∶1,同時又根據(jù)題干“外源基因可插入到不同的染色體上”,說明乙和丙的抗除草劑基因位于非同源染色體上,乙和丙上抗除草劑基因的遺傳遵循自由組合定律。
(3)乙×丙的 F2中,形成抗除草劑與不抗除草劑表現(xiàn)型比例的原因是__________。
乙和丙的抗除草劑基因位于非同源染色體上,乙和丙上抗除草劑基因的遺傳遵循自由組合定律
(4)根據(jù)雜交組合“甲×丙”,F(xiàn)2中矮桿抗除草劑∶矮桿不抗除草劑∶高桿抗除草劑∶高桿不抗除草劑=109∶37∶313∶104=3∶1∶9∶3,說明控制兩對性狀的基因位于非同源染色體上,遵循自由組合定律。所以甲(aaB-B-)與丙(AAB+B+)雜交得到的F1基因型為AaB+B-,F(xiàn)1 (AaB+B-)與甲(aaB-B-)的雜交遺傳圖解為:
(4)甲與丙雜交得到F1,F(xiàn)1再與甲雜交,利用獲得的材料進行后續(xù)育種。寫出F1與甲雜交的遺傳圖解__________。
外源基因整合到宿主染色體上有多種類型,插入的外源基因數(shù)目不同,情況不一樣,有的遵循孟德爾遺傳定律。若多個外源基因以連鎖的形式整合在同源染色體的一條上,其自交會出現(xiàn)分離定律中的3∶1的性狀分離比;若多個外源基因分別獨立整合到非同源染色體的一條染色體上,各個外源基因的遺傳互不影響,則會表現(xiàn)出自由組合定律的現(xiàn)象。
[跟蹤突破]1.(2020·山東高考真題)玉米是雌雄同株異花植物,利用玉米純合雌雄同株品系M培育出雌株突變品系,該突變品系的產(chǎn)生原因是2號染色體上的基因Ts突變?yōu)閠s,Ts對ts為完全顯性。將抗玉米螟的基因A轉入該雌株品系中獲得甲、乙兩株具有玉米螟抗性的植株,但由于A基因插入的位置不同,甲植株的株高表現(xiàn)正常,乙植株矮小。為研究A基因的插入位置及其產(chǎn)生的影響,進行了以下實驗:
(1)根據(jù)題意和實驗結果可知,實驗一中玉米雌雄同株M的基因型為TsTs,為雌雄同株,而甲品系的基因型為tsts,為雌株,只能做母本,根據(jù)以上分析可知,實驗二中F1的非抗螟植株基因型為OOTsts,因此為雌雄同株。
(1)實驗一中作為母本的是________,實驗二的F1中非抗螟植株的性別表現(xiàn)為_____________ (填:雌雄同株、雌株或雌雄同株和雌株)。
(2)根據(jù)以上分析可知,實驗一的F1AOTsts抗螟雌雄同株自交,后代F2為1AAtsts抗螟雌株:2AOTsts抗螟雌雄同株:1OOTsTs非抗螟雌雄同株,符合基因分離定律的結果,說明實驗一中基因A與基因ts插入到同一條染色體上,后代中抗螟雌株的基因型為AAtsts,將F2中AAtsts抗螟雌株與AOTsts抗螟雌雄同株進行雜交,AAtsts抗螟雌株只產(chǎn)生一種配子Ats,AOTsts抗螟雌雄同株作為父本產(chǎn)生兩種配子,即Ats、OTs,則后代為AAtsts抗螟雌株:AOTsts抗螟雌雄同株=1:1。
(2)選取實驗一的F1抗螟植株自交,F(xiàn)2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株約為2∶1∶1。由此可知,甲中轉入的A基因與ts基因______ (填:是或不是)位于同一條染色體上,F(xiàn)2中抗螟雌株的基因型是________。若將F2中抗螟雌雄同株與抗螟雌 株雜交,子代的表現(xiàn)型及比例為______________________________。
抗螟雌雄同株∶抗螟雌株=1∶1
(3)根據(jù)以上分析可知,實驗二中選取F1AOTsts抗螟矮株雌雄同株自交,后代中出現(xiàn)抗螟雌雄同株:抗螟雌株:非抗螟雌雄同株:非抗螟雌株=3:1:3:1,其中雌雄同株:雌株=3:1,抗螟:非抗螟=1:1,說明抗螟性狀與性別之間發(fā)生了自由組合現(xiàn)象,故乙中基因A不位于基因ts的2號染色體上,且F2中抗螟矮株所占比例小于理論值,說明A基因除導致植株矮小外,還影響了F1的繁殖。
(3)選取實驗二的F1抗螟矮株自交,F(xiàn)2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株約為3∶1∶3∶1,由此可知,乙中轉入的A基因_____________ (填:位于或不位于)2號染色體上,理由是_____________。
抗螟性狀與性別性狀間是自由組合的,因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2號染色體上
(3)根據(jù)實驗結果可知,在實驗二的F1中,后代AOTsts抗螟矮株雌雄同株:OOTsts非抗螟正常株高雌雄同株=1:1,則說明含A基因的卵細胞發(fā)育正常,而F2中抗螟矮株所占比例小于理論值,故推測最可能是F1產(chǎn)生的含基因A的雄配子不育導致后代中雄配子只產(chǎn)生了OTs 和Ots兩種,才導致F2中抗螟矮株所占比例小于理論值的現(xiàn)象。
(3)F2中抗螟矮株所占比例低于預期值,說明A基因除導致植株矮小外,還對F1的繁殖造成影響,結合實驗二的結果推斷這一影響最可能是_________________________。
(3)根據(jù)以上分析可知,實驗二的F2中雌雄同株:雌株=3:1,故F2中抗螟矮植株中ts的基因頻率不變,仍然為1/2;根據(jù)以上分析可知,F(xiàn)2中抗螟矮株的基因型雌雄同株為1/3AOTsTs、2/3AOTsts,雌株基因型為AOtsts,由于F1含基因A的雄配子不育,則1/3AOTsTs、2/3AOTsts產(chǎn)生的雄配子為2/3OTs、1/3Ots,AOtsts產(chǎn)生的雌配子為1/2Ats、1/2Ots,故雌株上收獲的籽粒發(fā)育成的后代中抗螟矮植株雌株AOtsts所占比例為1/2×1/3=1/6。
(3)F2抗螟矮株中ts基因的頻率為_____________,為了保存抗螟矮株雌株用于研究,種植F2抗螟矮株使其隨機受粉,并僅在雌株上收獲籽粒,籽粒種植后發(fā)育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例為_____________。
[跟蹤突破] 2.小鼠是遺傳學研究的常用實驗材料,彎曲尾(B)對正常尾(b)為顯性。遺傳學家針對小鼠的尾形進行了相應的遺傳實驗。 實驗一:
實驗二: 遺傳學家將一個DNA片段導入到子一代彎曲尾雌鼠的體細胞中,通過克隆技術獲得一只轉基因正常尾小鼠。(說明:①插入的DNA片段本身不控制具體的性狀;小鼠體內存在該DNA片段,B基因不表達,b基因的表達不受影響。②若小鼠的受精卵無控制尾形的基因,將導致胚胎致死。)請回答:
根據(jù)表格分析:子代雌鼠全為彎曲尾,雄鼠全為正常尾,說明小鼠尾形表現(xiàn)與性別有關,基因位于X染色體上,且正常尾為隱性性狀,彎曲尾為顯性性狀,則親本的基因型分別是XBY、XbXb。 (1) 根據(jù)實驗一,子代雌鼠全為彎曲尾,雄鼠全為正常尾,說明小鼠尾形性狀表現(xiàn)與性別有關,且基因位于X染色體上,是同源染色體上的等位基因,故尾形的遺傳符合基因的分離定律。
(1)控制小鼠尾形的基因位于______染色體上,尾形的遺傳符合__________________定律。
(2) ②如果該DNA片段的插入位置屬于第2種可能性,即插入到另外一對同源染色體上,根據(jù)題干信息,讓該轉基因正常尾小鼠與非轉基因正常尾雄性小鼠(XbY)雜交,后代中有1/2的個體含有該DNA片段,1/2的個體不含有該DNA片段,含有DNA片段的個體,B不表達,雌雄性彎曲尾中有1/2的個體表現(xiàn)為正常尾,后代表現(xiàn)型為正常尾雌鼠:彎曲尾雌鼠:正常尾雄鼠:彎曲尾雄鼠=3:1:3:1(或彎曲尾:正常尾=1:3)。
(2)遺傳學家認為該DNA片段插入到小鼠染色體上的位置有4種可能(見圖)。為確定具體的插入位置,進行了相應的雜交實驗(不考慮交叉互換)。
實驗方案:讓該轉基因正常尾小鼠與非轉基因正常尾雄性小鼠雜交,統(tǒng)計子代的表現(xiàn)型種類及比例。
結果與結論: ①若子代正常尾雌鼠:彎曲尾雌鼠:正常尾雄鼠:彎曲尾雄鼠=1:1:1:1,則該DNA片段的插入位置屬于第1種可能性。 ②若子代正常尾雌鼠:彎曲尾雌鼠:正常尾雄鼠:彎曲尾雄鼠=__________________,則該DNA片段的插入位置屬于第2種可能性。(若認為無相應表現(xiàn)型,則相應比例位置寫0)
這是一份新高考生物一輪復習課件 核心素養(yǎng)微專題之科學思維(五)基因位置的判定(含解析),共57頁。
這是一份人教版2024屆高考生物一輪復習微專題4基因位置的判定及遺傳實驗設計教學課件,共22頁。PPT課件主要包含了調查實驗法等內容,歡迎下載使用。
這是一份蘇教版2024屆高考生物一輪復習微專題五基因在染色體上的位置判斷課件,共60頁。PPT課件主要包含了隱性雌×純合顯性雄,子代的體色表型,與母本甲不完全一致,無法確定是否遵循,粗腿昆蟲雜交,全為粗腿,純合不抗病雌株,Ⅰ區(qū)段,雄株都是抗病個體,Ⅱ區(qū)段等內容,歡迎下載使用。
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