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微专题突破7 基因位置的探究
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1.探究基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上
(1)杂交实验法
①性状的显隐性是“未知的”,且亲本均为纯合子时
注:此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。若正反交结果不同,且子代只表现母本的性状,则控制该性状的基因位于细胞质中。
②性状的显隐性是“已知的”
③在确定雌性个体为杂合子的条件下:
(2)调查实验法
(全国卷Ⅰ)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。)
解析: (1)同学甲的实验是用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代无论雌雄均有灰体和黄体,且比例均为1∶1。根据以上实验,不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,也不能判断黄体与灰体的显隐性,因为若控制黄体的基因位于常染色体上,也符合上述实验结果。(2)同学乙的结论是控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。若要证明同学乙的这一结论,可以用同学甲得到的子代果蝇为材料设计杂交实验。先假设同学乙的结论成立,则同学甲的杂交实验用图解表示如下:
可从子代中选取果蝇作亲本进行以下两组杂交实验,根据子代的表现来证明同学乙的结论。
实验1
实验1的预期结果是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
实验2的预期结果是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。
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
2.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
(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:
①用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。即:
②用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。即:
(2021·长沙市调研)科学家在研究黑腹果蝇时发现,刚毛基因(B)对截毛基因(b)为显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段,则刚毛雄果蝇可表示为XBYB或XBYb或XbYB;若仅位于X染色体上,则只能表示为XBY。现有各种纯种果蝇若干,可利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上。请完成推断过程:
(1)实验方法:首先选用纯种果蝇作亲本进行杂交,雌雄两亲本的表现型分别为母本表现型:________(填“刚毛”或“截毛”);父本表现型:________(填“刚毛”或“截毛”)。
(2)预测结果:若子代雄果蝇表现为________,则此对基因位于X、Y染色体上的同源区段,子代雄果蝇基因型为________;若子代雄果蝇表现为________,则此对基因只位于X染色体上,子代雄果蝇基因型为________。
(3)果蝇的刚毛基因和截毛基因的遗传遵循______________定律。
解析: (1)要验证这对等位基因是位于X、Y染色体的同源区段上还是仅位于X染色体上,可选择纯种截毛雌果蝇(XbXb)和纯种刚毛雄果蝇(XBYB或XBY)杂交。(2)若这对基因位于X、Y染色体的同源区段上,则亲本为XbXb×XBYB,子代雌雄果蝇均表现为刚毛,且雄果蝇的基因型为XbYB;若这对基因只位于X染色体上,则亲本为XbXb×XBY,子代雌果蝇表现为刚毛,雄果蝇表现为截毛,且雄果蝇的基因型为XbY。(3)果蝇的刚毛基因和截毛基因是一对等位基因,其遗传遵循基因的分离定律。
答案: (1)截毛 刚毛 (2)刚毛 XbYB 截毛 XbY (3)基因的分离
3.探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
(1)在已知性状的显隐性的条件下,若限定一次杂交实验来证明,则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[即aa(♀)×Aa( ♂)或XaXa×XAYa或X