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热点命题(三) 基因位置的判定
1.探究基因位于常染色体还是性染色体上
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方法1
方法2
方法3
方法4
方法5
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1.雄羽宽大且弯曲,母羽短钝且顺直,由一对等位基因控制。雄羽为公鸡独有,母羽在公鸡和母鸡中均会出现。为了探究基因的位置在常染色体上还是Z染色体上,实验小组将一只母羽公鸡和一只母羽母鸡杂交,发现子代母鸡全为母羽,公鸡中母羽和雄羽比例接近1∶1。下列判断正确的是( )
A.控制雄羽、母羽的基因位于常染色体上
B.控制雄羽、母羽的基因位于Z染色体上
C.如果雄羽为隐性性状,则控制雄羽的基因位于Z染色体上
D.如果雄羽为显性性状,则控制雄羽的基因位于常染色体上
解析 根据题意可知,雄羽和母羽性状为从性遗传,即公鸡中会随基因型不同表现不同羽毛性状,而在母鸡中,任何基因型均表现为母羽,亲代是一只母羽公鸡和一只母羽母鸡,子代公鸡中母羽和雄羽比例接近1∶1,说明这是测交实验,亲代为隐性纯合子和杂合子,设相关基因为A、a,亲代基因型为ZAZa(母羽公鸡)和ZaW(母羽母鸡)或Aa(母羽公鸡)和aa(母羽母鸡)或aa(母羽公鸡)和Aa(母羽母鸡),如果雄羽为隐性性状,则控制雄羽的基因位于Z染色体上或常染色体上,如果雄羽为显性性状,则控制雄羽的基因位于常染色体上,D项正确。
答案 D
2.(2022·山东卷,T22节选)果蝇的正常眼与无眼是1对相对性状,受1对等位基因控制,要确定该性状的遗传方式,需从基因与染色体的位置关系及显隐性的角度进行分析。以正常眼雌果蝇与无眼雄果蝇为亲本进行杂交,根据杂交结果绘制部分后代果蝇的系谱图,如图所示。不考虑致死、突变和X、Y染色体同源区段的情况。
(1)用Ⅱ1与其亲本雄果蝇杂交获得大量子代,根据杂交结果_______(填“能”或“不能”)确定果蝇正常眼性状的显隐性,理由是_______________________________。
(2)以系谱图中呈现的果蝇为实验材料设计杂交实验,确定无眼性状的遗传方式。(要求:①只杂交一次;②仅根据子代表型预期结果;③不根据子代性状的比例预期结果)
实验思路:__________________________________________________;
预期结果并得出结论:______________________ _____________________。
解析 (1)题图所示无眼性状的遗传方式可能是伴X染色体隐性遗传、常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传。设相关基因为A、a。如果无眼性状为隐性性状,相关基因位于X染色体上,Ⅰ2的基因型为XaY,Ⅱ1的基因型为XAXa,两者杂交,后代数量足够多,后代基因型及比例为XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,表型为正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性=1∶1∶1∶1;如果无眼性状为隐性性状,相关基因位于常染色体上,Ⅰ2的基因型为aa,Ⅱ1的基因型为Aa,两者杂交,后代数量足够多,后代基因型及比例为Aa∶aa=1∶1,表型为正常眼∶无眼=1∶1,雌雄比例为1∶1,则正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性=1∶1∶1∶1;如果无眼性状为显性性状,相关基因位于常染色体上,Ⅰ2的基因型为Aa,Ⅱ1的基因型为aa,两者杂交,后代数量足够多,后代基因型及比例为aa∶Aa=1∶1,表型为正常眼∶无眼=1∶1,雌雄比例为1∶1,则正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性=1∶1∶1∶1,综上所述,用Ⅱ1与其亲本雄果蝇杂交获得大量子代,根据杂交结果不能确定正常眼性状的显隐性关系。(2)若要确定无眼性状的遗传方式,可选择Ⅱ1(或Ⅱ2或Ⅱ4)与Ⅱ3杂交,观察子代表型。若无眼性状为常染色体显性遗传,亲本的基因型为aa×aa,后代雌蝇、雄蝇都只有正常眼;若无眼性状为常染色体隐性遗传,亲本的基因型为Aa×Aa,后代雌蝇、雄蝇均既有正常眼也有无眼;若无眼性状为伴X染色体隐性遗传,亲本的基因型为XAXa×XAY,后代雌果蝇均为正常眼、雄果蝇有正常眼和无眼。
答案 (1)不能 无论正常眼是显性还是隐性,子代雌雄果蝇中,正常眼与无眼比例均为1∶1 (2)Ⅱ1(或Ⅱ2或Ⅱ4)与Ⅱ3杂交,观察子代表型 若子代全为正常眼果蝇,则为常染色体显性遗传;若子代出现无眼雌果蝇,则为常染色体隐性遗传;若子代无眼果蝇均为雄性,则为伴X染色体隐性遗传
2.探究基因是位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
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方法1
方法2
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3.某生物兴趣小组用黑腹果蝇做实验研究性状遗传,请回答下列问题:
(1)果蝇的细眼(B)和粗眼(b)是一对相对性状,现有纯种的细眼果蝇和粗眼果蝇(雌、雄都有)若干,选择_________________________进行一次杂交实验,若F1_______________,则可判断B、b位于常染色体或X、Y染色体的同源区段,而不只在X染色体上。
(2)继续通过一次杂交实验,探究B、b是位于X、Y染色体的同源区段还是常染色体上,预测子代的结果并得出结论。
实验方案:_______________________________________________。
预测结果及结论:______________________________________________________。
答案 (1)粗眼雌蝇和细眼雄蝇 均为细眼果蝇
(2)F1中雌、雄果蝇自由交配,观察子代表型 若后代雌、雄果蝇均有细眼、粗眼,则B、b位于常染色体上;若后代雌果蝇中出现细眼和粗眼,雄果蝇均为细眼,则B、b位于X、Y染色体的同源区段
3.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
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4.(2024·兰州模拟)果蝇的有眼与无眼由一对等位基因A、a控制,正常毛与短毛由另一对等位基因B、b控制,两对基因独立遗传且有一对位于X染色体上。一群有眼正常毛雌蝇与一群有眼正常毛雄蝇交配,F1的表型及比例如表。
分类
有眼正常毛
有眼短毛
无眼正常毛
无眼短毛
F1雄蝇
2
2
1
1
F1雌蝇
4
0
2
0
据此回答下列问题:
(1)无眼对有眼为_______性,控制有眼与无眼的A(a)基因位于_______染色体上。
(2)亲本雌蝇的基因型为_______________。
让F1自由交配,F2的基因型共有_______种。F2出现的各种表型中比例最少的是(有眼与无眼、正常毛与短毛、性别均考虑在内)___________________________________。
(3)摩尔根的果蝇眼色杂交实验首次将白眼基因定位到了X染色体上。有人认为控制果蝇眼色的基因可能不是仅位于X染色体上,而是位于X、Y染色体的同源区段上。已知果蝇的红眼对白眼为显性,请利用纯合的红眼雄蝇、白眼雄蝇、白眼雌蝇、红眼雌蝇,设计一个一代杂交实验,判断眼色基因的基因位置。
实验方案:__________________________________。
预期结果及结论:
1 若______________________,
则眼色基因位于X、Y染色体的同源区段上。
2 若______________________,
则眼色基因仅位于X染色体上。
解析 (1)亲代雌雄有眼果蝇杂交,子代中雌雄果蝇均有有眼和无眼,且比例为2∶1,该比例为3∶1的变形,说明子代发生了性状分离,则有眼对无眼为显性,且存在显性纯合致死现象,控制该性状的基因位于常染色体上。(2)根据以上分析可知,有眼对无眼为显性,且控制该性状的基因位于常染色体上,且亲代在该性状上均为杂合子;根据题意,两对基因独立遗传且有一对位于X染色体上,则控制果蝇正常毛和短毛的基因位于X染色体上,由于亲代均为正常毛,而子代雄果蝇中有正常毛和短毛,雌果蝇中只有正常毛,故亲代雌果蝇基因型为AaXBXb,雄果蝇基因型为AaXBY。将两对性状分开考虑,则F1的子代果蝇:有眼与无眼性状子代基因型为2/3Aa和1/3aa,那么产生的配子为1/3A、2/3a,正常毛与短毛性状子代的基因型为1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBY、1/4XbY,那么产生的雌配子为3/4XB、1/4Xb,产生的雄配子为1/4XB、1/4Xb、1/2Y,F1自由交配,有眼与无眼性状F2的基因型有1/9AA、4/9Aa、4/9aa,由于AA致死,因此F2的基因型为1/2Aa、1/2aa;正常毛与短毛性状F2的基因型有3/16XBXB、4/16XBXb、1/16XbXb、6/16XBY、2/16XbY,因此F2的基因型共有2×5=10(种)。F2出现的各种表型中比例最少的是无眼短毛雌果蝇(aaXbXb)和有眼短毛雌果蝇(AaXbXb)。
(3)判断基因是位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上,通常选择隐雌显雄杂交法,选择纯合的红眼雄蝇和白眼雌蝇交配,假设用基因R、r表示控制该性状的基因,若该性状的基因仅位于X染色体上,则亲代果蝇的基因型分别为红眼雄蝇XRY、白眼雌蝇XrXr,F1的雌果蝇均为红眼XRXr,雄果蝇均为白眼XrY;若该性状的基因位于X、Y染色体的同源区段,则亲代果蝇的基因型分别为红眼雄蝇XRYR、白眼雌蝇XrXr,子代F1雌果蝇均为红眼XRXr,雄果蝇也均为红眼XrYR。因此统计F1的表型及比例即可确定基因的位置。
答案 (1)隐 常 (2)AaXBXb 10 无眼短毛雌蝇和有眼短毛雌蝇 (3)选择纯合的红眼雄蝇和白眼雌蝇交配得F1,统计后代的表型及比例 ①F1全为红眼 ②F1雌性全为红眼,雄性全为白眼
4.两(多)对等位基因位置关系的判定
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判断两(多)对等位基因位于一对还是两对同源染色体上,实质是确定两对等位基因的遗传是遵循自由组合定律,还是遵循连锁与互换定律。
(1)如图所示,①如图中A/a、B/b、D/d这三对等位基因的遗传都遵循分离定律;②如图中基因A/a与D/d(或基因B/b与D/d)分别位于两对同源染色体上,其遗传遵循自由组合定律;③如图中基因A/a和B/b位于一对同源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律。
(2)根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置。
(3)若自交后代出现(3∶1)n的分离比(或其变式),或测交后代出现(1∶1)n的分离比(或其变式),则说明这n对等位基因位于非同源染色体上,且遵循自由组合定律。
(1)如果多对等位基因分别位于多对同源染色体上,可利用“拆分法”解决:即将多对等位基因分解为若干个分离定律分别分析,再运用乘法原理进行组合。
(2)若结果表型出现或子代性状分离比之和为4n,则n代表等位基因的对数,且n对等位基因位于n对同源染色体上。
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5.两个实验室通过X射线照射技术对控制小鼠眼性状的基因进行诱变,各自培育出小眼小鼠品系甲和乙。研究者将甲品系小鼠和乙品系小鼠分别与正常眼小鼠杂交,F1均为正常眼,F1自由交配,F2均出现正常眼和小眼,且分离比约为3∶1。请回答下列问题:
(1)甲、乙两个品系小鼠的小眼性状均是由__________(填“显性突变”或“隐性突变”)引起的。实验中X射线照射的作用是__________________________________。
(2)为研究甲、乙两个品系的突变基因在染色体上的位置关系,研究者提出三种假设:甲、乙两个品系的突变基因为等位基因;甲、乙两个品系的突变基因为同源染色体上的非等位基因;甲、乙两个品系的突变基因为非同源染色体上的非等位基因。欲对这一问题进行探究,请写出你的实验方案,预期实验结果并得出结论。
实验方案:______________________ _________________________________。
预期实验结果与结论:
若___________________________,则甲、乙两个品系的突变基因为等位基因;
若___________________________,则甲、乙两个品系的突变基因为同源染色体上的非等位基因;
若___________________________,则甲、乙两个品系的突变基因为非同源染色体上的非等位基因。
解析 (1)由甲品系小鼠和乙品系小鼠分别与正常眼小鼠杂交,F1均为正常眼,F1自由交配,F2均表现出3∶1的性状分离比,可以得出甲、乙两个品系小鼠的小眼性状均是由隐性突变引起的。实验中X射线照射的作用是诱导相关基因发生突变,使基因碱基序列发生改变,包括碱基的增添、缺失或替换。(2)欲对甲、乙两个品系的突变基因在染色体上的位置关系进行探究,可先用甲品系小鼠与乙品系小鼠杂交得F1。若两个品系的突变基因是等位基因关系,正常小鼠的基因设为AA,两个突变品系可表示为a1a1和a2a2,F1的基因型则为a1a2,均表现为小眼,a1a2互相交配得F2,也均为小眼。若两个品系的突变基因是非等位基因关系,正常小鼠的基因型设为AABB。两个突变品系可表示为AAbb和aaBB,F1的基因型则为AaBb,均表现为正常眼,然后,通过F1雌雄小鼠交配得F2,根据F2表型及比例对两对基因是连锁遗传还是自由组合进行判定。若两对基因连锁遗传,则F2的基因型及比例为Aabb∶aaBB∶AaBb=1∶1∶2,即正常眼∶小眼=1∶1;若两对基因位于两对同源染色体上,则F2的基因型及比例为A_B_∶aaB_∶A_bb∶aabb=9∶3∶3∶1,即正常眼∶小眼=9∶7。
答案 (1)隐性突变 诱导基因中碱基发生增添、缺失或替换(使基因碱基序列发生改变) (2)用甲品系小鼠与乙品系小鼠杂交得F1,F1雌雄小鼠交配得F2,观察并统计F2表型及比例 F2均表现为小眼 F2正常眼∶小眼=1∶1 F2正常眼∶小眼=9∶7
5.确定基因位于几号染色体上
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方法1 利用已知基因定位。
方法2 利用三体定位。
方法3 利用单体定位。
方法4 利用染色体片段缺失定位。
如果是“三体”相关试题,要注意其减数分裂产生的配子种类及比例。基因型为Aaa的三体产生的配子类型及比例为Aa∶a∶A∶aa=2∶2∶1∶1;基因型为AAa的三体产生的配子类型及比例为Aa∶A∶a∶AA=2∶2∶1∶1;基因型为AAA的三体产生的配子类型及比例为AA∶A=1∶1;基因型为aaa的三体产生的配子类型及比例为aa∶a=1∶1。
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6.(2024·济宁模拟)某大豆突变株表现为黄叶(ee),用该突变株分别与不含e基因的7号单体(7号染色体缺失一条)、绿叶纯合的7号三体杂交得F1,F1自交得F2。若单体和三体产生的配子均可育,且一对同源染色体均缺失的个体致死。则关于F1和F2,下列说法错误的是( )
A.分析突变株与7号单体杂交的F1可确定E、e是否位于7号染色体上
B.若E、e基因不位于7号染色体上,则突变株与7号三体杂交得到的F2中黄叶∶绿叶=1∶3
C.若突变株与绿叶纯合的7号三体杂交得到的F2中黄叶占5/36,则E、e基因位于7号染色体上
D.若突变株与7号单体杂交得到的F2中黄叶∶绿叶=5∶3,则E、e基因位于7号染色体上
解析 若E/e位于7号染色体上,则突变体基因型为ee,而单体绿叶纯合植株的基因型为EO(O代表缺失的一条染色体),二者杂交后代表型及比例为绿叶(Ee)∶黄叶(eO)=1∶1;若E/e不位于7号染色体上,则突变体基因型为ee,而单体绿叶纯合植株的基因型为EE,二者杂交后代均表现为绿叶(Ee),A项正确。若E/e不位于7号染色体上,则突变体基因型为ee,而三体绿叶纯合植株的基因型为EE,二者杂交后代均表现为绿叶(Ee)。F1自交,F2基因型及比例为EE∶Ee∶ee=1∶2∶1,黄叶∶绿叶=1∶3,B项正确。若E/e位于7号染色体上,则突变体基因型为ee,而三体绿叶纯合植株的基因型为EEE,EEE产生的配子为1/2EE、1/2E,因此二者杂交后代为1/2EEe、1/2Ee,均为绿叶,EEe产生的配子类型和比例为EE∶Ee∶E∶e=1∶2∶2∶1,自交后代中黄叶占1/2×1/6×1/6=1/72,Ee自交产生的后代中黄叶占1/2×1/4=1/8,因此F1自交后代黄叶占1/72+1/8=10/72=5/36,C项正确。若E/e位于7号染色体上,则突变体基因型为ee,而单体绿叶纯合植株的基因型为EO,二者杂交后代为Ee∶eO=1∶1,表现绿叶和黄叶,F1中Ee自交后代E_=1/2×3/4=3/8,ee=1/2×1/4=1/8,eO自交后代为1/2×1/4=1/8ee、1/2×1/2=1/4eO,由于一对同源染色体均缺失的个体致死,所以致死个体为1/2×1/4=1/8,所以F2中黄叶∶绿叶=4∶3,D项错误。
答案 D
7.玉米是雌雄同株、异花传粉植物,其籽粒黄色(T)对白色(t)为显性,基因T、t位于9号染色体上。某基因型为Tt的黄色籽粒玉米的一条9号染色体发生片段缺失,该玉米自交,所得F1中黄色籽粒∶白色籽粒=1∶1。已知含异常染色体的花粉不育,卵细胞不受影响。下列叙述正确的是( )
A.缺失片段位于基因T所在的染色体上,基因T在缺失片段上
B.缺失片段位于基因T所在的染色体上,基因T不在缺失片段上
C.缺失片段位于基因t所在的染色体上,基因t在缺失片段上
D.缺失片段位于基因t所在的染色体上,基因t不在缺失片段上
解析 染色体正常的情况下,基因型为Tt的玉米植株自交,所得F1中黄色籽粒∶白色籽粒=3∶1,根据题干信息“F1中黄色籽粒∶白色籽粒=1∶1”“含异常染色体的花粉不育,卵细胞不受影响”可知,染色体异常时含T的精子不能参与受精作用(含T的花粉不育),含T的卵细胞可育,即该玉米可以产生基因型分别为T和t的两种卵细胞,故缺失片段位于基因T所在的染色体上,但基因T不在缺失片段上,B项正确。
答案 B
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