第5单元 素养提升 2.基因位置的实验探究-【优化探究】2025年高考生物一轮复习高考总复习配套课件（苏教版2019）

基因的传递规律 第五单元 素养提升 2.基因位置的实验探究 [高考真题例证] （2023·江苏卷，23）科学家在果蝇遗传学研究中得到一些突变体。为了研究其遗传特点，进行了一系列杂交实验。请回答下列问题。 (1)下列实验中控制果蝇体色和刚毛长度的基因位于常染色体上，杂交实验及结果如下。 据此分析，F1雄果蝇产生　　　　种配子，这两对等位基因在染色体上的位置关系为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 P　 　灰体长刚毛♀　　×　　黑檀体短刚毛♂ ↓ F1　　　　　　　　灰体长刚毛 测交　F1灰体长刚毛♂　×　黑檀体短刚毛♀ ↓ 测交后代　灰体长刚毛　黑檀体短刚毛 　　　　　1　　∶　　1 2　 两对等位基因在同一对同源染色体上 (1)控制果蝇体色和刚毛长度的基因位于常染色体上，亲本灰体长刚毛与黑檀体短刚毛杂交，F1全为灰体长刚毛，说明灰体与长刚毛均为显性性状，且F1为双杂合子，由F1测交结果灰体长刚毛∶黑檀体短刚毛＝1∶1可知，F1灰体长刚毛仅产生2种配子，说明控制灰体与长刚毛、黑檀体与短刚毛的基因连锁，不遵循自由组合定律，故这两对等位基因在染色体上的位置关系为两对等位基因在同一对同源染色体上。 (2)果蝇A1、A2、A3为3种不同眼色隐性突变体品系（突变基因位于Ⅱ号染色体上）。为了研究突变基因相对位置关系，进行两两杂交实验，结果如下。 据此画图分析A1、A2、A3和突变型F1四种突变体的基因型，在图中标注它们的突变型基因与野生型基因之间的相对位置（A1、A2、A3隐性突变基因分别用a1、a2、a3表示，野生型基因用“＋”表示）。 P　A1×A2 ↓ F1　野生型 P　A2×A3 ↓ F1　突变型 P　A1×A3 ↓ F1　野生型 (3)果蝇的正常刚毛(B)对截刚毛(b)为显性，这一对等位基因位于性染色体上；常染色体上的隐性基因t纯合时，会使性染色体组成为XX的个体成为不育的雄性个体。杂交实验及结果如下。 据此分析，亲本的基因型分别为　　　　　　　　，F1中雄性个体的基因型有　　　　种；若F1自由交配产生F2，其中截刚毛雄性个体所占比例为　　　　，F2雌性个体中纯合子的比例为　　　　。 P　　　 　截刚毛♀　　×　　正常刚毛♂ ↓ F1　　　　截刚毛♀　截刚毛♂　正常刚毛♂ 　　　　 3　∶　1　　∶　　4 TtXbXb、TtXbYB　 4　 1/12　 2/5 (3)由题干信息可知，果蝇的正常刚毛(B)对截刚毛(b)为显性，这一对等位基因位于性染色体上；常染色体上的隐性基因t纯合时，会使性染色体组成为XX的个体成为不育的雄性个体，截刚毛♀和正常刚毛♂杂交，截刚毛♀∶截刚毛♂（tt引起的XX个体成为不育雄性个体）∶正常刚毛♂＝3∶1∶4，即不考虑tt影响的情况下，雌性全截刚毛、雄性全正常刚毛，则B和b基因位于X和Y染色体的同源区段，且亲本基因型为XbXb、XbYB，截刚毛♀∶截刚毛♂＝3∶1，说明子代中，T_∶tt＝3∶1，则亲代相关基因型组合为Tt、Tt。综上所述，亲本基因型为 TtXbXb、TtXbYB；F1中雄性个体的基因型有4种，分别为ttXbXb（不育）、TTXbYB、TtXbYB、ttXbYB，可育雄性个体的比例为1∶2∶1；F1中雌性个体的基因型有2种，TTXbXb∶TtXbXb＝1∶2，故F1中雄性个体的精子类型及比例为TXb∶tXb∶TYB∶tYB＝1∶1∶1∶1，F1中雌性个体的卵细胞的基因型及比例为TXb∶tXb＝2∶1，若自由交配产生F2，其中截刚毛雄性个体(ttXbXb)所占比例为1/4×1/3＝1/12；F2雌性个体的基因型及比例为TTXbXb∶TtXbXb＝2∶3，纯合子的比例为2/5。 [知识归纳提炼] 1．探究基因是位于常染色体上还是位于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 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： 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XaXa×XaYA]杂交组合，观察分析F1的表型。分析如下。 (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。 [巩固演练提升] 1．纯种果蝇中，进行如下杂交实验（设相关基因为A、a），① P 暗红眼(♀)×朱红眼(♂)→F1 暗红眼(♀、♂)；② 朱红眼(♀)×暗红眼(♂)→F1 暗红眼♀、朱红眼♂。根据实验结果判断下列叙述错误的是(　　) A．正反交实验可用于判断有关基因所在的位置 B．正反交的结果说明眼色基因不在细胞质中，也不在常染色体上 C．正反交的子代中，雌性基因型都是XAXa D．预期正反交的F1各自自由交配，后代表型比例都是1∶1∶1∶1 D 正、反交实验既可以用来区分细胞核基因遗传与细胞质基因遗传，也可以用来区分常染色体遗传与伴性遗传，A正确；正反交结果不同，且子代表型始终与母本相一致，说明性状由细胞质中的基因控制；正反交结果不同，且子代的表型与性别有关，说明控制性状的基因位于细胞核中的性染色体上；若正反交结果一致，说明控制性状的基因位于细胞核中的常染色体上；题干中的正反交实验属于第二种情况，控制眼色的基因位于X染色体上，B正确；正交实验中，纯种暗红眼♀(XAXA)×纯种朱红眼♂(XaY)得到的F1中，雌性的基因型为XAXa；反交实验中，纯种朱红眼♀(XaXa)×纯种暗红眼♂(XAY)得到的F1中，雌性的基因型为 XAXa，C正确；纯种暗红眼♀(XAXA)×纯种朱红眼♂(XaY)得到F1只有暗红眼(XAXa、XAY)，F1中雌、雄果蝇自由交配，其后代表型及比例是1(XAY)∶2(XAXA、XAXa)∶1(XaY)；纯种朱红眼♀(XaXa)×纯种暗红眼♂(XAY)的反交实验中，F1雌性为暗红眼(XAXa)，雄性为朱红眼(XaY)，F1中雌、雄果蝇自由交配，其后代表型及比例是1(XAXa)∶1(XaXa)∶1(XAY)∶1(XaY)，D错误。 2．已知控制某相对性状的等位基因A/a位于性染色体上且雌、雄均有显性和隐性个体。为探究A/a的具体位置，科研小组选用一只隐性性状的雌性个体与一只显性性状的雄性个体杂交，欲根据子代的表型与性别的关系判断基因A/a在性染色体上的位置。下列说法错误的是(　　) A．根据雌、雄均有显性和隐性个体可判断出基因A/a不位于Y染色体上 B．若子代雌性均为显性、雄性均为隐性，则基因A/a只位于X染色体上 C．若子代雌性均为隐性、雄性均为显性，则基因A/a位于X和Y染色体的同源区段上 D．若子代雌性和雄性均为显性，则基因A/a位于X和Y染色体的同源区段上 B 根据雌、雄均有显性和隐性个体可判断出基因A/a不位于Y染色体上，A正确；若基因A/a位于X、Y染色体的同源区段上，则XaXa×XAYa杂交，子代基因型是XAXa、XaYa，表型是雌性均为显性、雄性均为隐性，B错误；若基因A/a位于X和Y染色体的同源区段上，若杂交组合是XaXa×XAYA、XaXa×XAYa、XaXa×XaYA，子代表型依次是雌性和雄性均为显性，雌性均为显性、雄性均为隐性，雌性均为隐性、雄性均为显性，C、D正确。 3．丝毛鸡的羽小枝、羽纤枝都缺乏羽小钩，故羽毛开散，呈丝毛状。用常羽雄鸡和丝毛羽雌鸡进行杂交，F1中常羽雄鸡∶常羽雌鸡∶丝毛羽雄鸡∶丝毛羽雌鸡＝1∶1∶1∶1，已知该性状受一对等位基因B/b控制，W染色体上无该基因。下列相关分析正确的是(　　) A．丝毛羽属于隐性性状，B/b位于常染色体 B．F1中常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型相同 C．F1中常羽鸡相互交配、丝毛羽鸡相互交配，可确定B/b基因所在的位置 D．若B/b位于常染色体，F1中常羽鸡相互交配，则子代的常羽鸡∶丝毛羽鸡＝3∶1 C 根据杂交结果，无法确定羽毛性状的显隐性及基因位置，A错误。若B/b位于常染色体，则亲本的杂交组合为Bb×bb→Bb、bb，F1中常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型相同；若B/b位于Z染色体，亲本的杂交组合为ZBZb×ZbW→ZBW∶ZbW∶ZBZb∶ZbZb＝1∶1∶1∶1，F1中常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型不完全相同，B错误。Bb×Bb、bb×bb与ZBW×ZBZb、ZbW×ZbZb杂交结果不同，故F1中常羽鸡相互交配、丝毛羽鸡相互交配，可以确定B/b基因所在的位置，C正确。根据杂交结果，无法确定羽毛性状的显隐性，故无法确定F1中常羽鸡相互交配产生子代的性状和比例，D错误。 4．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。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染色体的同源区段上还是仅位于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，雌雄两亲本的表型分别为母本表型：　　　　（填“刚毛”或“截毛”，下同）；父本表型：　　　　。 截毛 刚毛　 (2)预测结果：若子代雄果蝇表现为　　　　，则此对基因位于X、Y染色体的同源区段上，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　　　　。 刚毛 　XbYB　 截毛　 XbY 若这对基因位于X、Y染色体的同源区段上，则亲本的基因型组合为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，则亲本的基因型组合为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。 5．二倍体菠菜性别决定方式为XY型且为雌雄异株植物。某研究小组以菠菜为材料做了有关抗病和不抗病的一对性状杂交实验，实验结果如下。 (1)如果抗病、不抗病性状分别由B、b基因控制，且基因位于性染色体上，则根据上述实验结果能否判断该对等位基因是位于X染色体上，还是X、Y染色体同源区段上？（请用遗传图解简要说明原因，不用写出配子和表型） 答案：(1)如果等位基因在X染色体上 如果致病基因在XY染色体的同源区段上 由上可知，不论等位基因在X染色体上，还是在X、Y染色体的同源区段上均可出现同样的子代表型及比例，故不能确定。 (2)若已知该对等位基因是位于X、Y染色体同源区段上，则F1代雌雄菠菜自由交配后，子代的表型及比例_______________________________ _______________________________。 抗病(♀)∶不抗病(♀)∶抗病(♂)∶ 不抗病(♂)＝5∶3∶2∶6 (3)该小组又用两个亲本杂交，得到子一代雄性个体全部表现为抗病，雌性全部表现为不抗病，那么　　　　（填“能”或“不能”）确定雄性个体中的抗病基因是来自父本，还是来自母本，判断依据是______________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________。 能 根据子代表型可以推理得出母本基因型为XbXb，父本基因型为XbYB，进而确定子代雄性抗病个体基因型为XbYB，因此可以确定Y染色体上的抗病基因(B)一定来自父本 (3)由题意可知，子一代雌性全部表现为不抗病，所以基因型为XbXb，推理得出双亲中都有一个Xb。又根据子代雄性个体全部表现为抗病，其基因型有三种可能即XBYB、XBYb和XbYB，假设子代雄性个体基因型为XBYb，则推理出亲代的基因型为XBXb和XbYb，但是这样的亲本组合杂交无法满足子代雄性个体全部表现为抗病，雌性全部表现为不抗病，因此子代雄性个体基因型不可能是XBYb，同理推理当子代雄性个体基因型为XbYB才能符合题意，所以可以确定子代雄性个体中控制抗病性状的基因一定来自父本。 6．（2022·海南卷，18）家蚕是二倍体生物(2n＝56)，雌、雄个体性染色体组成分别是ZW、ZZ。某研究所在野生家蚕资源调查中发现了一些隐性纯合突变体。这些突变体的表型、基因及基因所在染色体见表。回答下列问题。 突变体表型 基因 基因所在染色体 第二隐性灰卵 a 12号 第二多星纹 b 12号 抗浓核病 d 15号 幼蚕巧克力色 e Z (1)幼蚕巧克力色的控制基因位于性染色体上，该性状的遗传总是和性别相关联，这种现象称为　　　　　　　。 伴性遗传 (1)决定某种性状的基因位于性染色体上，在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。 (2)表中所列的基因，不能与b基因进行自由组合的是　　　　　。 a基因 (2)只有位于非同源染色体上的非等位基因的遗传才遵循基因的自由组合定律，a基因与b基因均位于12号染色体上，二者不能进行自由组合。 (3)正常情况下，雌家蚕的1个染色体组含有　　　条染色体，雌家蚕处于减数第二次分裂后期的细胞含有　　　　条W染色体。 28　 0或2 (3)正常情况下，家蚕(2n＝56)的每个染色体组均含有28条染色体。由于减数第一次分裂发生同源染色体的分离，因此雌家蚕(ZW)处于减数第二次分裂后期的细胞含有0或2条W染色体。 (4)幼蚕不抗浓核病(D)对抗浓核病(d)为显性，黑色(E)对巧克力色(e)为显性。为鉴定一只不抗浓核病黑色雄性幼蚕的基因型，某同学将其饲养至成虫后，与若干只基因型为ddZeW的雌蚕成虫交配，产生的F1幼蚕全部为黑色，且不抗浓核病与抗浓核病个体的比例为1∶1，则该雄性幼蚕的基因型是　　　　。 DdZEZE (4)不抗浓核病黑色雄蚕(D_ZEZ－)与基因型为ddZeW的雌蚕杂交，后代全部为黑色，则该雄蚕体色基因型为ZEZE，后代不抗浓核病与抗浓核病个体的比例为1∶1，则该雄蚕不抗浓核病的基因型为Dd，故该雄蚕基因型为DdZEZE。 (5)家蚕的成虫称为家蚕蛾，已知家蚕蛾有鳞毛和无鳞毛这对相对性状受一对等位基因控制。现有纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体若干只，设计实验探究控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上还是Z染色体上（不考虑Z、W同源区段），并判断有鳞毛和无鳞毛的显隐性。要求简要写出实验思路、预期结果及结论。 答案：(5)实验思路：选用不同性状的雌、雄个体进行正反交实验，正交：有鳞毛雌性×无鳞毛雄性，反交：有鳞毛雄性×无鳞毛雌性。预期结果及结论：若正反交子代表型一致，且与性别无关，则该对等位基因位于常染色体上，子代表现出的性状为显性；若正反交子代表型不一致，一组子代雌、雄个体各为一种性状，另一组子代雌、雄个体性状相同，则该对等位基因位于Z染色体上，且子代雄性个体表现出的性状为显性。 (5)判断性状的显隐性及基因位于常染色体上还是性染色体上，常选用雌、雄个体为不同性状的纯合亲本进行正反交实验，实验思路、预期结果及结论详见答案。 $$