第五单元 素养提升课4 基因定位的遗传实验设计（word教参）-【勤径学升】2025年高考生物一轮总复习（不定项版）

素养提升课4　基因定位的遗传实验设计 ➢对应学生用书P158 突破一　探究基因位于常染色体上还是X染色体上 [知识·方法] 1.若性状的显隐性是“未知的”，且亲本均为纯合子时，采用“正交反交法” [提醒]　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。 学科网（北京）股份有限公司 2．若性状的显隐性是“已知的”，采用“隐雌×显雄法” [类题·精练] 1.（2017·全国Ⅰ卷，节选）某种羊的性别决定为XY型，黑毛和白毛由等位基因（M/m）控制，且黑毛对白毛为显性，回答下列问题： （1）某同学为了确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛＝3∶1，我们认为根据这一实验数据，不能确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个体的性别比例，若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，则说明M/m是位于X染色体上；若　　　　　　　　　　　　　　　　，则说明M/m是位于常染色体上。  （2）一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因（如A/a）位于常染色体上时，基因型有　　　　种；当其仅位于X染色体上时，基因型有　　　　种；当其位于X和Y染色体的同源区段时（如图所示），基因型有　　　　种。  学科网（北京）股份有限公司 解析　（1）如果M/m是位于X染色体上，则纯合黑毛母羊为XMXM，纯合白毛公羊为XmY，杂交子一代的基因型为XMXm和XMY，子二代中黑毛（XMXM、XMXm、XMY）∶白毛（XmY）＝3∶1，且白毛个体的性别全为雄性。如果M/m是位于常染色体上，则纯合黑毛母羊为MM，纯合白毛公羊为mm，杂交子一代的基因型为Mm，子二代中黑毛（1MM、2Mm）∶白毛（1mm）＝3∶1，但白毛个体的性别比例是雌∶雄＝1∶1，没有性别差异。（2）对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因位于常染色体上时，基因型有AA、Aa、aa共3种；当其仅位于X染色体上时，基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY共5种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa共7种。 答案　（1）白毛个体全为雄性　白毛个体中雌雄比例为1∶1　 （2）3　5　7 2.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） 学科网（北京）股份有限公司 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图解如下（用A、a表示）： 可从F1中选取果蝇做亲本进行以下两组杂交实验，根据子代的表型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 突破二　探究基因是仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上 [知识·方法] 已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。 学科网（北京）股份有限公司 　思路一：让“隐性雌性个体”与“纯合显性雄性个体”杂交，观察F1的性状表现。 　思路二：让“杂合显性雌性个体”与“纯合显性雄性个体”杂交，观察子代的性状表现。 [类题·精练] 3.从一个自然界果蝇种群中选出一部分未交配过的果蝇，该种果蝇具有刚毛（A）和截毛（a）一对相对性状，且刚毛果蝇和截毛果蝇的数量相等，每种性状的果蝇雌雄各一半。所有果蝇均能正常生活。从种群中随机选出1只刚毛雄果蝇和1只截毛雌果蝇交配，产生的87只子代中，42只雌蝇全部表现为刚毛，45只雄蝇全部表现为截毛。 （1）上述结果显示，果蝇刚毛和截毛在遗传上和性别相关联，这种现象称为　　　　，其遗传遵循　　　　　　定律。   学科网（北京）股份有限公司 （2）我们认为，根据上述结果不能确定A和a是位于X染色体上，还是位于X、Y染色体的同源区段上。请简要说明理由。（提示：如果位于X、Y染色体的同源区段上，则显性纯合雄果蝇的基因型可写成XAYA） （3）为了确定A和a是位于X染色体上，还是位于X、Y染色体的同源区段上，请用上述果蝇种群为实验材料，进行一代杂交实验，应该怎样设计实验。（简要写出杂交组合，预期结果并得出结论） 解析　为了确定A和a是位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上，用多对刚毛雄蝇和截毛雌蝇交配，若子代雌蝇全部表现为刚毛，雄蝇全部表现为截毛，则A、a位于X染色体上；当位于X、Y染色体的同源区段上时，刚毛雄蝇可能存在的基因型有XAYA、XAYa、XaYA，故用多对刚毛雄蝇和截毛雌蝇交配，若子代无论雌雄蝇均出现刚毛和截毛，则A、a位于X、Y染色体的同源区段上。 答案　（1）伴性遗传　基因的分离　（2）若A、a在X染色体上，亲代刚毛雄蝇为XAY，截毛雌蝇为XaXa，则子代中刚毛雌蝇∶截毛雄蝇为1∶1；若A、a在X、Y染色体的同源区段上，亲代刚毛雄蝇为XAYa，截毛雌蝇为XaXa，则子代中刚毛雌蝇∶截毛雄蝇为1∶1。（3）用多对刚毛雄蝇和截毛雌蝇交配，若子代中雌蝇全部表现为刚毛，雄蝇全部表现为截毛，则A和a位于X染色体上；若子代中无论雌雄蝇均出现刚毛和截毛，则A和a位于X、Y染色体的同源区段上。 突破三　探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上 [知识·方法] 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XaXa×XaYA]杂交组合，观察分析F1的表型。 学科网（北京）股份有限公司 2.在已知性状的显隐性的条件下，未限定杂交实验次数时，则可采用以下方法，通过观察F2的性状表现来判断。 [类题·精练] 4.大麻是二倍体植物（2n＝20），雌雄异株，性别决定方式为XY型（如图所示），Ⅱ是X、Y染色体的同源区段，Ⅰ、Ⅲ是X、Y染色体的非同源区段。已知大麻的抗病与不抗病是一对相对性状，由基因T、t控制，抗病对不抗病为显性。现有纯合抗病、不抗病雌雄大麻若干株，请回答下列问题： 学科网（北京）股份有限公司 （1）　　　　区段可能通过同源染色体片段的互换发生基因重组，控制大麻抗病性状的基因不可能位于图中的　　　　区段上。  （2）为了判定基因T、t是位于常染色体上还是位于性染色体的Ⅰ区段或Ⅱ区段上，最好选择　　　　　　　和纯合抗病雄株作为亲本进行杂交实验，观察并统计F1的表型。  ①若F1中雌株都抗病，雄株都不抗病，则说明基因T、t位于　　　　上。  ②若F1中雌株和雄株都抗病，让F1雌雄植株自由交配，如果F2表现为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，则可以判定基因T、t位于　　　　上。  解析　（1）由于Ⅱ区段是X、Y染色体的同源区段，因此有可能在减数分裂过程中发生同源染色体片段的互换。如果控制抗病性状的等位基因位于Y染色体特有的Ⅲ区段上，则会发生伴Y染色体遗传，抗病性状只能遗传给子代雄株，与雌株无关，与题干所说的雌雄株均有抗病与不抗病性状相矛盾，因此大麻抗病性状不可能位于Ⅲ区段上。（2）根据伴性遗传的交叉遗传特点，最好选择纯合不抗病雌株和纯合抗病雄株作为亲本杂交。①运用遗传图解推导，如果基因T、t位于Ⅰ区段上，则F1的雌株都抗病，雄株都不抗病；如果基因T、t位于常染色体或Ⅱ区段上，则F1的雌雄植株都抗病。②再次运用遗传图解推导，如果基因T、t位于Ⅱ区段上，则F2的雌株一半抗病一半不抗病，雄株都抗病；如果基因T、t位于常染色体上，则F2的雌雄株中都有抗病和不抗病个体，且比例约为3∶1。 答案　（1）Ⅱ　Ⅲ　（2）纯合不抗病雌株　①Ⅰ区段　②雌株中既有抗病个体也有不抗病个体，雄株都是抗病个体　Ⅱ区段（或雌株和雄株中都有抗病和不抗病个体　常染色体） 学科网（北京）股份有限公司 $$