
微專題7 基因位置的判斷及其遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計方法題型1 探究基因是位于常染色體上還是僅位于X染色體上
1.未知性狀的顯隱性,且親本均為純合子時——正交和反交
注:此方法還可以用于判斷基因是位于細(xì)胞核中還是細(xì)胞質(zhì)中。若正反交結(jié)果不同,且子代只表現(xiàn)母本的性狀,則控制該性狀的基因位于細(xì)胞質(zhì)中。
1.(2022·廣東六校聯(lián)盟聯(lián)考)已知某植物的紅葉(A)與綠葉(a)、高莖(B)與矮莖(b)兩對相對性狀各由一對等位基因控制,但不確定兩對等位基因在染色體上的位置。研究人員甲和乙分別進(jìn)行以下雜交實(shí)驗(yàn)∶紅葉高莖與綠葉矮莖雜交,紅葉矮莖與綠葉高莖雜交。結(jié)果F1不論雌性還是雄性均為紅葉高莖∶紅葉矮莖∶綠葉高莖∶綠葉矮莖=1∶1∶1∶1。請回答以下問題(不考慮交叉互換):(1)若兩對等位基因均位于常染色體上,根據(jù)研究人員__________的實(shí)驗(yàn)可以判斷兩對等位基因分別位于兩對常染色體上,原因是___________________________________________________________________________________________________。(2)若等位基因B/b在常染色體,等位基因A/a在X染色體上,則親本紅葉高莖的基因型為__________,F(xiàn)1中綠葉矮莖的基因型為__________________。
(3)為了進(jìn)一步確定兩對等位基因的位置,現(xiàn)將F1中紅葉高莖隨機(jī)交配,然后觀察并分析F2中________________________________。(注意:不統(tǒng)計數(shù)目)預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果:①若__________________________________________________________________________________________________________________________________________,則等位基因A/a和B/b均位于常染色體上;②若__________________________________________________________________________________________________________________________________________,則等位基因A/a位于常染色體,B/b位于X染色體上;③若__________________________________________________________________________________________________________________________________________,則等位基因A/a位于X染色體,B/b位于常染色體上。
解析:(1)根據(jù)甲的實(shí)驗(yàn)方法,若兩對等位基因位于一對常染色體上,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果是F1中紅葉高莖:綠葉矮莖=1∶1(或紅葉矮莖:綠葉高莖=1∶1),研究人員乙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與題干信息中F1表現(xiàn)型及比例相同,無法判斷。(2)若等位基因B/b在常染色體,等位基因A/a在X染色體上,紅葉高莖與綠葉矮莖雜交,F(xiàn)1中雄性紅葉∶綠葉=1∶1,說明雌性親本一定是雜合子XAXa,同理F1中高莖∶矮莖=1∶1,說明親本高莖為雜合子,因此親本紅葉高莖的基因型為BbXAXa。F1中綠葉矮莖的基因型為bbXaXa或bbXaY。(3)為了進(jìn)一步確定兩對等位基因的位置,現(xiàn)將F1中紅葉高莖隨機(jī)交配,然后觀察并分析F2中表現(xiàn)型與性別的關(guān)系,也就是觀察分析紅葉和綠葉、高莖和矮莖的性別。若等位基因A/a和B/b均位于常染色體上,即AaBb×AaBb,則后代紅葉和綠葉,高莖和矮莖均既有雄性也有雌性,與性別無關(guān)。若等位基因A/a位于常染色體,B/b位于X染色體上,即AaXBXb×AaXBY,則后代紅葉和綠葉既有
雄性也有雌性,高莖既有雄性也有雌性,矮莖只有雄性。等位基因A/a位于X染色體,B/b位于常染色體上,即BbXAXa×BbXAY,則后代紅葉既有雄性也有雌性,綠葉只有雄性,高莖和矮莖既有雄性也有雌性。
答案:(1)甲 (方法①:反證)若兩對等位基因位于一對常染色體上,研究人員甲的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是F1中紅葉高莖∶綠葉矮莖=1∶1(或紅葉矮莖∶綠葉高莖=1∶1);而研究人員乙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與題干信息中F1表現(xiàn)型及比例相同,無法判斷(說明甲為什么可以,乙為什么不可以);(方法②:正面證明)由F1結(jié)果可知,甲中紅葉高莖基因型為AaBb,能產(chǎn)生4種配子,且AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,因此兩對等位基因分別位于兩對常染色體上;而乙無論兩對基因位于一對還是兩對常染色體上,F(xiàn)1結(jié)果均相同,無法判斷 (2)BbXAXa bbXaXa或bbXaY (3)紅葉和綠葉、高莖和矮莖的性別(綠葉和矮莖的性別)(雌株的表現(xiàn)型)?、偌t葉和綠葉,高莖和矮莖均既有雄性也有雌性(綠葉和矮莖均既有雄性也有雌性),雌株有4種(紅葉高莖、紅葉矮莖、綠葉高莖、綠葉矮莖)表現(xiàn)型
②紅葉和綠葉既有雄性也有雌性,高莖既有雄性也有雌性,矮莖只有雄性(綠葉既有雄性也有雌性,矮莖只有雄性;綠葉只有雄性,矮莖既有雄性也有雌性) ③紅葉既有雄性也有雌性,綠葉只有雄性,高莖和矮莖既有雄性也有雌性(雌株只有紅葉高莖和綠葉高莖2種表現(xiàn)型;雌株只有紅葉高莖和紅葉矮莖2種表現(xiàn)型)
2.(2022·廣東惠州)資料一:果蠅星眼、圓眼由Ⅱ號染色體上的一對等位基因(A/a)控制。星眼果蠅與圓眼果蠅雜交,子一代中星眼果蠅∶圓眼果蠅=1∶1;星眼果蠅與星眼果蠅雜交,子一代中星眼果蠅∶圓眼果蠅=2∶1。資料二:果蠅紅眼的直接成因是紅色色素的形成,其形成需要經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng),每一步反應(yīng)涉及的酶都與相應(yīng)的基因有關(guān)(如下圖,對應(yīng)的隱性基因無此功能),一對果蠅雜交,F(xiàn)1個體性狀分離比表現(xiàn)為紅眼∶黃眼∶白眼=9∶3∶4。
請根據(jù)題意回答下列問題。(1)資料一中星眼為顯性性狀,判斷依據(jù)是_________________________________________________________________________________________________________;星眼果蠅雜交后,子一代出現(xiàn)2∶1的原因可能是___________________。(2)資料二中控制眼色的兩對基因(分別用B/b、R/r表示)位于兩對非同源染色體上,為了確定B/b或R/r基因是否位于X染色體上(以下均不考慮X與Y的同源區(qū)),還需要對F1的雌性和雄性個體性狀分離比進(jìn)行統(tǒng)計。①若F1的雌性個體中紅眼∶黃眼∶白眼=________,雄性個體中紅眼∶黃眼∶白眼=________,則兩對基因位于兩對非同源的常染色體上;②若F1的雌性個體中紅眼∶黃眼∶白眼=________,雄性個體中紅眼∶黃眼∶白眼=________,則B/b基因在X染色體上,R/r基因在常染色體上;③若F1的雌性個體中紅眼∶黃眼∶白眼=__________,雄性個體中紅眼∶黃眼∶白眼=________,則R/r基因在X染色體上,B/b基因在常染色體上。
(3)綜合分析資料一和資料二,歸納基因與性狀的對應(yīng)關(guān)系為_________________________________________________________________________________________。
解析:(1)根據(jù)星眼果蠅雜交后代出現(xiàn)了性狀分離比,產(chǎn)生了圓眼性狀,可知星眼為顯性性狀,星眼果蠅與星眼果蠅雜交,子一代中星眼果蠅∶圓眼果蠅=2∶1,說明親本均為雜合子,子代正常分離比應(yīng)為3∶1,而實(shí)際分離比為2∶1,說明星眼果蠅純合子致死。(2)①已知控制眼色的兩對基因(分別用B/b、R/r表示)位于兩對非同源染色體上,因此兩對基因遵循自由組合定律,一對果蠅雜交,F(xiàn)1個體性狀分離比表現(xiàn)為紅眼∶黃眼∶白眼=9∶3∶4,若兩對基因位于兩對非同源常染色體上,則親本均為雜合子,即BbRr×BbRr,子一代中無論雌雄均為紅眼(B_R_)∶黃眼B_rr∶白眼(bb__)=9∶3∶4。②若B/b基因在X染色體上,R/r基因在常染色體上,則根據(jù)一對果蠅雜交,F(xiàn)1個體性狀分離比表現(xiàn)為紅眼∶黃眼∶白眼=9∶3∶4,可
知親本基因型為RrXBXb×RrXBY,雌果蠅中R_XBX-(紅眼雌)∶rrXBX-(黃眼雌)=3∶1,即雌性個體中紅眼∶黃眼∶白眼=3∶1∶0;雄果蠅中R_XBY(紅眼雄)∶ R_XbY(白眼雄)∶rrXBY(黃眼雄)∶rrXbY(白眼雄)=3∶3∶1∶1,即紅眼雄∶黃眼雄∶白眼雄=3∶1∶4。③若R/r基因在X染色體上,B/b基因在常染色體上,則根據(jù)一對果蠅雜交,F(xiàn)1個體性狀分離比表現(xiàn)為紅眼∶黃眼∶白眼=9∶3∶4,可知親本基因型為BbXRXr×BbXRY,雌果蠅中B_XRX-(紅眼雌)∶bbXRX-(白眼雌)=3∶1,即雌性個體中紅眼∶黃眼∶白眼=3∶0∶1;雄果蠅中B_XRY(紅眼雄)∶B_XrY(黃眼雄)∶bbXRY(白眼雄)∶bbXrY(白眼雄)=3∶3∶1∶1,即紅眼雄∶黃眼雄∶白眼雄=3∶3∶2。(3)基因與性狀的關(guān)系并不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系;一個基因控制一個性狀;兩個基因同時控制一個性狀;一個性狀可以受到多個基因影響。
題型2 探究基因位于常染色體上還是X、Y染色體同源區(qū)段上
1.利用雜交組合,觀察分析F1表型在已知性狀的顯隱性的條件下,若限定一次雜交實(shí)驗(yàn)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:
①若子代中雌(或雄)性個體全表現(xiàn)顯性性狀,雄(或雌)性個體全表現(xiàn)隱性性狀 ? 位于X、Y染色體的同源區(qū)段上
②若子代雌雄個體中既有顯性性狀又有隱性性狀?位于常染色體上
2.觀察F2的性狀表現(xiàn)來判斷在已知性狀的顯隱性的條件下,未限定雜交實(shí)驗(yàn)次數(shù)時,則可采用以下方法,通過觀察F2的性狀表現(xiàn)來判斷:
隱性雌×顯性雄(純合)↓F1(均表現(xiàn)顯性性狀)F1♀×F1♂ ↓ F2
①若F2雌雄個體中都有顯性性狀和隱性性狀出現(xiàn),且分離比均為3∶1?位于常染色體上
②若F2雄性個體全表現(xiàn)顯性性狀,雌性個體中既有顯性性狀又有隱性性狀?位于X、Y染色體的同源區(qū)段上
1.已知果蠅紅眼(A)和白眼(a)由位于X染色體上Ⅰ區(qū)段(與Y染色體非同源區(qū)段)上的一對等位基因控制,而果蠅剛毛(B)和截毛(b)由X和Y染色體上Ⅱ區(qū)段(同源區(qū)段)上一對等位基因控制,且突變型都是隱性性狀。下列分析正確的是( )
A.若純種野生型雌果蠅與突變型雄果蠅雜交,則F1中會出現(xiàn)截毛B.若純種野生型雌果蠅與突變型雄果蠅雜交,則F1中會出現(xiàn)白眼C.若純種野生型雄果蠅與突變型雌果蠅雜交,則F1中不會出現(xiàn)截毛D.若純種野生型雄果蠅與突變型雌果蠅雜交,則F1中不會出現(xiàn)白眼
解析:若純種野生型雌果蠅XBXB與突變型雄果蠅XbYb雜交,則F1的基因型為XBYb、XBXb,因而不會出現(xiàn)截毛,A項(xiàng)錯誤;若純種野生型雌果蠅XAXA與突變型雄果蠅XaY雜交,則F1的基因型為XAY、XAXa,因而不會出現(xiàn)白眼,B項(xiàng)錯誤;若純種野生型雄果蠅XBYB與突變型雌果蠅XbXb雜交,則F1的基因型為XbYB、XBXb,因而不會出現(xiàn)截毛,C項(xiàng)正確;若純種野生型雄果蠅XAY與突變型雌果蠅XaXa雜交,則F1的基因型為XaY、XAXa,因而會出現(xiàn)白眼,D項(xiàng)錯誤。
2.(2022·廣東高三期中)某雌雄異株植物(性別決定方式為XY型)的花色有黃色、白色和橙紅色三種,由A、a(在常染色體上)和B、b兩對等位基因共同控制,已知無A基因時植株開白花。下表為兩組雜交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。請分析回答。
(1)該種植物花色有不同的表現(xiàn)類型,這些表現(xiàn)類型在遺傳學(xué)上互稱為__________,根據(jù)表中______組實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可推知花色的遺傳遵循____________________定律。
(2)研究得知,乙組F1中A、a基因所在的染色體存在片段缺失,含有缺失染色體的某性別的配子致死,據(jù)此推測,乙組F1發(fā)生染色體缺失的是______(填“A”或“a”)基因所在的染色體。(3)根據(jù)甲組數(shù)據(jù),有同學(xué)提出B、b這對基因不在常染色體上,而是在X、Y染色體的同源區(qū)段,這位同學(xué)還需要統(tǒng)計甲組的______________________,若________________________,則表明B、b這對基因在X、Y染色體的同源區(qū)段。
解析:(1)根據(jù)甲組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,子二代出現(xiàn)了黃花∶白花∶橙紅花=3∶4∶9(9∶3∶3∶1的變式),可推測花色遺傳遵循自由組合定律。(2)根據(jù)分析,子一代基因型為AaBb,若含A的雄配子致死,父本產(chǎn)生配子的基因型是aB∶ab=1∶1,母本產(chǎn)生的配子的類型及比例是AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,運(yùn)用棋盤法可得,后代的表型及比例是橙紅花∶黃花∶白花=3∶1∶4,雌配子A致死與雄
配子A致死結(jié)果相同;若含a的雄配子致死,父本產(chǎn)生配子AB∶Ab=1∶1,母本產(chǎn)生配子AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,后代沒有aa__個體,即后代沒有白色個體,與結(jié)果不符合,因此是A基因所在染色體發(fā)生缺失。(3)若B、b位于X、Y的同源區(qū)段,親本的基因型為AAXbXb×aaXBYB,F(xiàn)1基因型為AaXBXb、AaXbYB,后代基因型A_∶aa=3∶1,XBXb∶XBYB∶XbXb∶XbYB=1∶1∶1∶1,橙紅花有A_XBXb∶A_XBYB∶A_XbYB,即橙紅花中雌雄比例為1∶2,因此可以通過子二代中橙紅花的雌雄比例來判斷是否位于X、Y染色體的同源區(qū)段上。
答案:(1)相對性狀 甲 分離、自由組合(或只答自由組合) (2)A (3)F2中黃花(或橙紅花)個體的雌雄比例(F2中各花色個體的雌雄比例) 黃花都為雌性(或橙紅花中雌雄比例為1∶2)
題型3 探究基因是僅位于X染色體上還是位于X、Y染色體的同源區(qū)段上
1.果蠅的X、Y染色體有同源區(qū)段和非同源區(qū)段,雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A.X、Y染色體同源區(qū)段基因控制的性狀在子代中也可能出現(xiàn)性別差異B.通過雜交組合1可判斷剛毛對截毛為顯性C.通過雜交組合2可判斷控制該性狀的基因一定位于X、Y染色體的非同源區(qū)段上D.通過雜交組合3可判斷控制該性狀的基因一定位于X、Y染色體的同源區(qū)段上
解析:雜交組合2中,若基因位于X、Y染色體的非同源區(qū)段上(設(shè)相關(guān)基因用B、b表示),P:截毛(XbXb)×剛毛(XBY)→F1:剛毛(XBXb)∶截毛(XbY)=1∶1;若基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,則P:截毛(XbXb)×剛毛(XBYb)→F1:剛毛(XBXb)∶截毛(XbYb)=1∶1,兩種情況下F1結(jié)果相同,因此不能判斷控制該性狀的基因一定位于X、Y染色體的非同源區(qū)段上,C項(xiàng)錯誤;雜交組合3中,若基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,P:截毛(XbXb)×剛毛(XbYB)→F1:截毛(XbXb)∶剛毛(XbYB)=1∶1,故通過雜交組合3,可以判斷控制該性狀的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,D項(xiàng)正確。
2.(2022·山東青島)果蠅(2n=8)是常用的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料。如圖為果蠅性染色體結(jié)構(gòu)簡圖,果蠅的剛毛對截毛為顯性,相關(guān)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(xué)家選擇果蠅作為遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的原因是果蠅具有________________________________________________________________________等優(yōu)點(diǎn)。(答兩點(diǎn)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(guān)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(xiàn)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(shí)驗(yàn)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。
解析:(1)果蠅具有易獲得、易培養(yǎng),繁殖周期短,子代數(shù)目多,具有多對易區(qū)分的相對性狀等優(yōu)點(diǎn)。(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(guān)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(tǒng)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(xiàn)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。
答案:(1)易獲得、易培養(yǎng);繁殖周期短,子代數(shù)目多;具有多對易區(qū)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(tǒng)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
題型4 根據(jù)表格數(shù)據(jù)確認(rèn)基因位置
根據(jù)表格信息中子代性別、性狀的數(shù)量比分析確認(rèn)
據(jù)表格信息:灰身與黑身在雌蠅中的比例為3∶1,在雄蠅中也為3∶1,二者相同,故該性狀為常染色體遺傳。直毛與分叉毛在雌蠅中的比例為4∶0,在雄蠅中為1∶1,二者不同,故該性狀為伴X染色體遺傳。
某昆蟲的長翅與殘翅是一對相對性狀,由基因A/a控制,剛毛與截毛是一對相對性狀,由基因B/b控制,兩對基因均不位于X、Y染色體的同源區(qū)段,且獨(dú)立遺傳?,F(xiàn)有長翅剛毛雌性個體與殘翅截毛雄性個體作親代雜交,子一代均為長翅剛毛,子一代隨機(jī)交配,子二代表型及比例見下表:
回答下列問題:(1)兩對相對性狀中,屬于顯性性狀的是______和______,基因A/a位于________染色體上,基因B/b位于________染色體上。(2)親代的基因型為__________和__________。(3)子二代中與親代基因型相同的個體所占的比例是________,雌性個體中雜合子的比例是________。(4)某同學(xué)認(rèn)為,若等位基因B/b位于X、Y染色體的同源區(qū)段,則該基因控制的性狀與性別無關(guān),現(xiàn)有該昆蟲純合雌雄個體若干,請設(shè)計實(shí)驗(yàn)證明此觀點(diǎn)是否正確。
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