专题4 微专题四 基因定位-【金版教程】2025年高考生物大二轮专题复习冲刺方案课件PPT（创新版 单选版）

　　　　　　　　　　　　　 第一部分　专题复习 专题四　遗传与进化 微专题四　基因定位 基因定位的方法主要包括杂交定位和分子定位。杂交定位：通过杂交/自交/测交/正反交等实验，观察子代表型及比例，推测基因位置以及不同基因之间的位置关系；分子定位：借助于分子标记(如SSR等)，通过电泳技术，分析子代和亲代的电泳条带，确定目标基因与已知位置的分子标记是连锁还是自由组合，以及连锁状态下是否发生了染色体互换。 基因可能位于细胞质或细胞核中，具体包括下图的各种情况。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 常见的考查内容包括： (1)判断基因位于细胞核还是细胞质； (2)判断基因位于常染色体还是性染色体； (3)判断非等位基因位于同源还是非同源染色体上； (4)两对基因连锁并发生染色体互换的情况分析； (5)判断两隐性突变个体是否为同一位点的突变(等位基因)； (6)通过分子标记判断目标基因的位置(方法：遗传标记，连锁定位)。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 一、判断基因位于细胞核还是细胞质 方法：正反交 细胞质基因的遗传特点：细胞质基因主要由母本提供，表现为母本性状。 1．(2024·全国甲卷，34，节选)袁隆平研究杂交水稻，对粮食生产具有突出贡献。回答下列问题。 用性状优良的水稻纯合体(甲)给某雄性不育水稻植株授粉，杂交子一代均表现雄性不育；杂交子一代与甲回交(回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配)，子代均表现雄性不育；连续回交获得性状优良的雄性不育品系(乙)。由此推测控制雄性不育的基因(A)位于________(填“细胞质”或“细胞核”)。 细胞质 解析：分析可知，雄性不育株只能作母本，并且在多次杂交过程中，雄性不育株的子代始终表现为雄性不育，即与母本表型相同，说明雄性不育为母系遗传，即控制雄性不育的基因(A)位于细胞质中。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 4 二、判断基因位于常染色体还是性染色体 (1)若相对性状的显隐性是未知的，且亲本均为纯合子，则用正交和反交的方法。即： (2)若相对性状的显隐性已知，只需一个杂交组合判断基因的位置，则用隐性雌性个体与显性雄性纯合个体杂交的方法。 注：如果是ZW型生物，则用显雌与隐雄杂交。 (3)除了上述所列的实验法外，还可依据子代性别、性状的数量分析确认基因位置。 (4)①无中生有为隐性，生女患病为常隐；有中生无为显性，生女正常为常显。②判断出显隐性后，可通过假说—演绎确定基因位置。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5 2．菠菜是雌雄异株植物，性别决定方式为XY型。已知菠菜的抗霜与不抗霜、抗病与不抗病为两对相对性状。用抗霜抗病植株作为父本，不抗霜抗病植株作为母本进行杂交，子代表型及比例如下表。下列对杂交结果分析正确的是(　　) A．抗霜基因和抗病基因都位于X染色体上 B．抗霜性状和抗病性状都属于显性性状 C．抗霜基因位于常染色体上，抗病基因位于X染色体上 D．上述杂交结果无法判断抗霜性状和抗病性状的显隐性 不抗霜抗病 不抗霜不抗病 抗霜抗病 抗霜不抗病 雄株 3/4 1/4 0 0 雌株 0 0 3/4 1/4 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 6 解析：由表格可知，子代雄株只有不抗霜，雌株只有抗霜，故抗霜性状位于X染色体上。子代雌株和雄株中抗病与不抗病的比例均为3∶1，所以抗病基因位于常染色体上。子代雄性全是不抗霜，说明亲代雌性是纯合子，又因为子代有两种表型，所以雌性是隐性纯合子，即不抗霜是隐性性状，抗霜是显性性状；由于亲本都是抗病，子代出现不抗病，所以抗病是显性性状。 不抗霜抗病 不抗霜不抗病 抗霜抗病 抗霜不抗病 雄株 3/4 1/4 0 0 雌株 0 0 3/4 1/4 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 7 3．果蝇染色体数目少，繁殖快，有多对易于区分的相对性状，是常用的遗传学实验材料。果蝇体表硬而长的毛称为刚毛，直刚毛与焦刚毛是受一对核基因控制的一对相对性状。现有直刚毛与焦刚毛的纯合雌、雄果蝇若干。 请利用上述果蝇为实验材料，通过一代杂交实验，探究控制这对相对性状的基因是位于常染色体上还是位于X染色体上(不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段上)。(要求：写出实验思路，预期实验结果及结论) 实验思路：________________________________________________________ 预期实验结果及结论：_____________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________ 让直刚毛和焦刚毛的雌、雄果蝇进行正交、反交观察后代的表型。 若正交、反交所得子代的表型一致，则控制直刚毛与焦刚毛这对相对性状的基因位于常染色体上；若正交、反交所得子代的表型不一致，则控制直刚毛与焦刚毛这对相对性状的基因位于X染色体上。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 8 4．下面两个系谱图中，致病基因位于常染色体还是性染色体？ 答案：图1致病基因在常染色体上，图2致病基因在常染色体上。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 9 5．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？________。 不能 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 10 (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。) 答案：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。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 11 解析： (1)假设与体色相关的基因用A、a表示。灰体雌蝇与黄体雄蝇杂交，子代中出现了灰体和黄体，由此不能判断该相对性状的显隐性；而子代雌雄个体中灰体和黄体的比例均为1∶1，基因在常染色体(如亲本基因型为Aa×aa)或X染色体上(如亲本基因型为XAXa×XaY)均可出现此比例，所以不能确定基因的位置。 (2)若基因位于X染色体上，且黄体(用基因a表示)为隐性性状，则亲本基因型为XAXa×XaY，子代基因型为XAXa(灰体♀)、XaXa(黄体♀)、XAY(灰体♂)、XaY(黄体♂)。伴性遗传后代的表型往往与性别相关联，所以若要证明该基因位于X染色体上，则所选个体杂交子代表型能表现出性别差异。分析同学甲得到的子代果蝇可得出两组杂交组合能独立证明同学乙的结论：①♀黄体(XaXa)×♂灰体(XAY)→XAXa(灰体♀)、XaY(黄体♂)，子代中所有雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体；②♀灰体(XAXa)×♂灰体(XAY)→XAXA(灰体♀)、XAXa(灰体♀)、XAY(灰体♂)、XaY(黄体♂)，子代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中灰体与黄体各半。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 12 三、判断非等位基因位置位于同源还是非同源染色体上 (1)两对非等位基因的三种位置关系总结： 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 13 (2)两对基因位于同源/非同源染色体的方法总结： 自交法：后代出现9∶3∶3∶1及其变式，两对基因位于非同源染色体上； 测交法：后代出现1∶1∶1∶1及其变式，两对基因位于非同源染色体上。 (3)自由组合定律中的特殊比例(仍遵循自由组合定律) 比例 F1自交后代F2 F1与隐性类型测交后代 正常 9∶3∶3∶1 1∶1∶1∶1 特殊 9∶7 1∶3 9∶3∶4 1∶1∶2 9∶6∶1 1∶2∶1 12∶3∶1 2∶1∶1 15∶1 3∶1 13∶3 3∶1 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 14 6.兔毛色的遗传受常染色体上两对等位基因控制，分别用C、c和G、g表示。现将纯种灰兔与纯种白兔杂交，F1全为灰兔，F1自交产生的F2中，灰兔∶黑兔∶白兔＝9∶3∶4。已知当基因C和G同时存在时个体表现为灰兔，基因c纯合时个体表现为白兔。下列相关说法中错误的是(　　) A．白兔的基因型有3种 B．亲本的基因型是CCGG和ccgg C．F2白兔中纯合子的个体占1/4 D．若F1灰兔测交，则后代有3种表型 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 16 7．(2024·北京市东城区一模)新型抗虫棉T与传统抗虫棉R19、sGK均将抗虫基因整合在染色体上，但具有不同的抗虫机制。对三者进行遗传分析，杂交组合及结果如下表所示。以下说法错误的是(　　) A．T与R19的抗虫基因可能位于一对同源染色体上 B．T与sGK的抗虫基因插入位点在非同源染色体上 C．杂交组合②的F2抗虫株中抗虫基因数量不一定相同 D．R19与sGK杂交得到的F2中性状分离比为3∶1 杂交组合 F1 F2(F1自交后代) ①T×R19 全部为抗虫株 全部为抗虫株 ②T×sGK 全部为抗虫株 抗虫株∶感虫株＝15∶1 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解析：T×R19杂交，F1全部为抗虫株，F2全部为抗虫株，可以推测T与R19的抗虫基因可能位于一对同源染色体上，所含的配子均含有抗虫基因所致，A正确；T×sGK杂交，F1全部为抗虫株，F2抗虫株∶感虫株＝15∶1，该比值是9∶3∶3∶1的变形，可知T与sGK的抗虫基因插入位点在非同源染色体上，B正确；杂交组合②的F2抗虫株有双显和单显，故杂交组合②的F2抗虫株中抗虫基因数量不一定相同，C正确；由A项知，R19与T抗虫基因位于一对同源染色体上，B项知T与sGK抗虫基因位于非同源染色体上，故R19与sGK抗虫基因位于非同源染色体上，所以R19与sGK杂交得到的F2性状分离比为15∶1，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 8．(2024·九省联考贵州)果蝇的卷翅和直翅是一对相对性状(等位基因B/b控制)，灰体和黑檀体是另一对相对性状(等位基因E/e控制)，这两对等位基因均位于常染色体上。用相同基因型的雌雄果蝇交配，子代表型及比例为卷翅灰体∶卷翅黑檀体∶直翅灰体∶直翅黑檀体＝6∶2∶3∶1。回答下列问题。 (1)灰体和黑檀体中显性性状是______，判断依据是______________________ ____________________________________________________________________________________________。 (2)亲代果蝇的表型是________________，子代卷翅∶直翅不符合3∶1的原因是__________________________________________________________。 灰体 子代表型及比例为卷翅灰体∶卷翅黑檀体∶直翅灰体∶直翅黑檀体＝6∶2∶3∶1，其中灰体和黑檀体的比例是9∶3＝3∶1 卷翅灰体 基因型中BB纯合子致死，导致BBEE、BBEe和BBee死亡 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 19 (3)果蝇的长触角对短触角是显性性状，由位于常染色体上的等位基因F/f控制。现有四种基因型的雌雄果蝇(FFEE，FfEe，FFee，ffee)，请设计一次杂交实验探究等位基因F/f与等位基因E/e的位置关系。写出实验思路、预期结果及结论。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 实验思路：选择雌性FfEe和雄性ffee杂交，统计子代的表型种类； 预期结果和结论：若子代出现4种表型，则等位基因F/f与等位基因E/e的位置是位于非同源染色体上；若子代出现2种表型，则等位基因F/f与等位基因E/e的位置是位于一对同源染色体上 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 20 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 21 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 22 9．(2024·广东，14)雄性不育对遗传育种有重 要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄 性不育番茄材料，研究者用基因型为AaCcFf的番茄 植株自交，所得子代的部分结果见图。其中，控制紫茎(A)与绿茎(a)、缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)的两对基因独立遗传，雄性可育(F)与雄性不育(f)为另一对相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是(　　) A．育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记 B．子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1∶1 C．子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1 D．出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 23 解析：根据绿茎株中绝大多数雄性不育，紫茎株中绝大多数雄性可育，可推测绿茎(a)和雄性不育(f)位于同一条染色体，紫茎(A)和雄性可育(F)位于同一条染色体，由子代雄性不育株中，缺刻叶∶马铃薯叶≈3∶1可知，缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)位于另一对同源染色体上，因此绿茎可以作为雄性不育材料筛选的标记，A错误；控制缺刻叶(C)、马铃薯叶(c)与控制雄性可育(F)、雄性不育(f)的两对基因位于两对同源染色体上，因此，子代雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例也约为3∶1，B错误；由于基因A和基因F位于同一条染色体，基因a和基因f位于同一条染色体，子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1，C正确；出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体发生互换的结果，属于基因重组，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 24 10．果蝇的体色和翅形由两对基因(A、a和B、b)控制。用纯种灰身长翅雄果蝇与黑身残翅雌果蝇进行杂交试验，过程及结果如下： P 灰身长翅(♂)×黑身残翅(♀) F1 灰身长翅(♂、♀) 杂交 实验1 F1灰身长翅♂×黑身残翅♀ 实验2 F1灰身长翅♀×黑身残翅♂ 杂交后代 灰身长翅∶黑身残翅＝1∶1 灰身长翅∶黑身残翅∶灰身残翅∶黑身长翅＝40%∶40%∶10%∶10% 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 25 (1)判断两对相对性状的显隐性及基因位置？ (2)尝试解释实验1和实验2结果不同的原因。 解析：(1)因为亲本杂交后，F1全为灰身长翅，说明灰身、长翅为显性，且基因位于常染色体上。 (2)根据实验1可以推断两对基因位于一对同源染色体上，根据实验2的杂交结果可以推测F1灰身长翅产生的配子有AB、ab、Ab、aB，可能是在减数分裂时发生了染色体的互换，所以导致两实验结果不同。 答案：灰身、长翅为显性。位于常染色体上。 答案：实验2的F1在减数分裂时发生了染色体互换。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 26 11．水稻(二倍体)为雌、雄同花植物，花小，进行杂交育种困难。某品种水稻6号染色体上存在控制种子颜色基因B(控制褐色)、b(控制黄色)。科研团队欲将某雄性不育基因M转入该水稻品种，培育出通过种子颜色即可判断是否为雄性不育种子的新品种以供杂交育种使用。 (1)雄性不育植株在育种上的优点为____________________________________ ___________________。 无需进行去雄操作，大大减少了杂交育种的工作量 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 27 (2)已知两对非等位基因在同一条染色体上距离较近时，会紧密连锁在一起而不发生基因重组；距离相对较远时，会发生基因重组。该科研团队将一个雄性不育基因M通过基因工程手段导入基因型为Bb的水稻的一条染色体上，该转基因水稻的基因型为________________。用该水稻与雄性可育黄色水稻杂交，观察记录所得种子颜色及种下种子后获得植株的育性情况，判断M基因插入的位置并选择新品种。 BbM(或BbMO) 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 28 ①若______________________________________________________________ _____________，该M基因插入到非6号染色体上； ②若______________________________________________________________ _____________________________，该M基因插入到6号染色体上并与颜色基因B相距较远； ③若____________________________________，该M基因插入到6号染色体上并与颜色基因B紧密连锁。 (3)利用(2)中结果________(填“①”“②”或“③”)中所得植株交配，选择________________植株上________(颜色)的种子即属于雄性不育型新品种。 褐色雄性不育∶褐色雄性可育∶黄色雄性不育∶黄色雄性可育＝1∶1∶1∶1 褐色雄性不育、褐色雄性可育、黄色雄性不育、黄色雄性可育四种类型都有但比例不为1∶1∶1∶1 褐色雄性不育∶黄色雄性可育＝1∶1 ③ 褐色雄性不育 褐色 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 29 解析：(1)雄性不育植株不能产生可育花粉，但能产生正常雌配子，因此在杂交育种时，雄性不育植株的优点是无需进行去雄，大大减轻了杂交育种的工作量。 (2)将一个雄性不育基因M通过基因工程手段导入基因型为Bb的水稻的一条染色体上，另一条染色体上不存在该基因，因此该转基因水稻的基因型为BbM(或BbMO)。用该水稻BbM(或BbMO)与雄性可育黄色水稻(bbOO)杂交。①B和b基因位于6号染色体上，若该M基因插入到非6号染色体上，遵循自由组合定律，亲代产生的雌配子为BM∶BO∶bM∶bO＝1∶1∶1∶1，雄配子为bO，后代基因型为BbMO(褐色雄性不育)∶BbOO(褐色雄性可育)∶bbMO(黄色雄性不育)∶bbOO(黄色雄性可育)＝1∶1∶1∶1。②若该M基因插入到6号染色体上并与颜色基因B相距较远， 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 30 会发生基因重组，亲代产生的雌配子为BM、BO、bM、bO，但比例不为1∶1∶1∶1，雄配子为bO，因此后代为褐色雄性不育、褐色雄性可育、黄色雄性不育、黄色雄性可育四种类型都有但比例不为1∶1∶1∶1。③若该M基因插入到6号染色体上并与颜色基因B紧密连锁，不会发生基因重组，因此亲代产生的雌配子为BM∶bO＝1∶1，雄配子为bO，因此后代为BbMO(褐色雄性不育)∶bbOO(黄色雄性可育)＝1∶1。 (3)据(2)的分析可知，结果①②中黄色和褐色都存在雄性不育，而结果③中褐色是雄性不育，而黄色是雄性可育，因此要想通过种子颜色即可判断是否为雄性不育种子的新品种，只能选择结果③中所得植株交配，且选择褐色雄性不育植株上褐色的种子即属于雄性不育型新品种。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 31 12．(2021·北京等级考节选)玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。 (1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的________定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株所占比例约为________。 分离 2/3 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 32 (2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础，研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中，获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。 答案：Ⅲ④/Ⅱ③ 实验方案 预期结果 Ⅰ.转基因玉米×野生型玉米 Ⅱ.转基因玉米×甲品系 Ⅲ.转基因玉米自交 Ⅳ.野生型玉米×甲品系 ①正常籽粒∶干瘪籽粒≈1∶1 ②正常籽粒∶干瘪籽粒≈3∶1 ③正常籽粒∶干瘪籽粒≈7∶1 ④正常籽粒∶干瘪籽粒≈15∶1 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 33 解析：(1)分析题干信息：“甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4”，即甲品系籽粒正常，其自交后代出现性状分离，且籽粒正常∶干瘪＝3∶1，可知籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。假设籽粒正常和干瘪这一对相对性状由基因A/a控制，则甲品系基因型为Aa。上述果穗上的正常籽粒基因型为1/3AA或2/3Aa，均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株基因型为Aa，所占比例约为2/3。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 34 (2)分析题意可知，假定A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，由于转入的单个A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，则甲品系玉米基因型为OOAa，野生型玉米的基因型为OOAA(O表示没有相关基因)，转基因甲品系玉米的基因型为AOAa，且导入的A基因与细胞内原有的A/a基因之间遗传遵循自由组合定律，要证实该假设正确，应可选择方案Ⅲ转基因玉米自交，依据自由组合定律可知，子代为④正常籽粒(9A_A_、3A_aa、3OOA_)∶干瘪籽粒(1OOaa)≈15∶1；或选择方案Ⅱ转基因玉米AOAa×甲品系OOAa杂交，子代为③正常籽粒(3AOA_、1AOaa、3OOA_)∶干瘪籽粒(OOaa)≈7∶1。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 35 1．当一种基因插入Aa个体 (1)以一个B基因插入Aa个体为例，其插入形式可以有以下三种情况。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 36 (2)已知基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因，当两个B基因插入Aa个体时，其插入形式可以有以下几种情况。 (3)当多个B基因插入Aa个体时，其插入形式与以上情况基本相似，此处不再赘述。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 37 2．当B、D两种基因同时插入Aa个体时，其插入形式更加复杂 (1)二者同时插入一条染色体上，会产生3种插入方式，情况类似于一个B基因插入Aa个体。 (2)二者分别插入不同的染色体上时，情况类似于两个B基因插入Aa个体。但因B、D属于不同基因，位置互换后种类不同。 值得注意的是，这些不同的插入情况因其产生的配子类型不同，而导致子代表型比例出现差异。所以解答该类试题时，要在完成对上述图像的思维构建的前提下，着重分析题干中的相关信息，理清题干信息所带来的诸如配子存活情况、新的性状变化等条件，抽丝剥茧，寻找解题路径。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 38 五、判断两隐性突变个体是否为同一位点的突变(等位基因) 13．小鼠眼睛大小正常为野生型，现有两个独立发现的隐性突变纯合的小鼠品系，两个突变导致小鼠的眼睛变小，其中一个品系称为little eye(品系1)，另一个称为tiny eye(品系2)。这两个突变品系的出现可能来自同一基因的突变(如A突变为a1、a2)，也可能来自不同基因的突变(如A突变为a，B突变为b)。 若要证明这两个突变是由同一个基因还是不同的基因突变所致，可以将________________进行杂交，观察F1的表型。若__________________，则这两种突变型均为同一对等位基因突变所致，两种突变基因互为__________；若由两个不同基因独立突变所致，则后代的表型为________________。 品系1和品系2 F1表型全为小眼睛 等位基因 眼睛大小正常 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 39 六、通过分子标记判断目标基因的位置 14．(2024·河北沧州高三教学质量检测)不同染色体DNA中的简单重复序列(SSR)长度差异很大，可利用电泳技术将其分开，用于基因定位。某植物的雄性育性性状由等位基因R/r控制，为确定基因R/r是否位于4号染色体上，研究人员用雄性不育纯合植株和育性正常纯合植株杂交，得到的F1自由交配获得F2。对亲本和F2植株的4号染色体上的SSR进行检测，结果如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．SSR的遗传遵循孟德尔遗传规律 B．基因R/r位于4号染色体上 C．雄性育性正常性状受R基因控制 D．F2可育植株中电泳结果为图中最右侧类型的个体占1/2 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 40 解析：SSR是染色体上的DNA片段，其遗传 遵循孟德尔遗传规律，A正确；雄性不育纯合植株 和育性正常纯合植株杂交，对比亲本和F2中可育与 不可育植株4号染色体SSR的电泳结果，所有不育植 株的电泳带均相同，因此基因R/r位于4号染色体上，B正确；雄性不育纯合植株和育性正常纯合植株杂交，得到的F1(Rr)可自由交配，故雄性可育为显性性状，雄性不育为隐性性状，C正确；亲本的基因型为rr、RR，F1的基因型均为Rr，F2可育植株中Rr占2/3，RR占1/3，即F2可育植株中电泳结果为图中最右侧类型的个体占2/3，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 41 15．植物叶片颜色变黄会影响光合速率。叶片颜色变黄的机制是作物育种研究的重要课题。 (1)中国农科院在培育的黄瓜(雌雄同株，单性花)中发现一叶色突变体甲，表现为“苗期黄”。甲与野生型黄瓜正反交的F1均为野生型，F1自交，F2植株表现苗期黄的比例为1/4，仅从实验结果分析，能得出的结论有_____________________ ________________________________________________________。该研究设计正反交实验的目的是__________________________________________________。 突变体甲表现的性状为隐性性状，即苗期黄是隐性基因控制的，该突变为隐性突变 说明控制该性状的基因位于细胞核中，且与性别无关 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 42 (2)发现另一叶色黄化的单基因隐性突变体乙，表现为“心叶黄”。杂交实验证明这两种黄叶突变性状是由位于非同源染色体上的非等位基因控制的，请用遗传图解阐释该杂交过程及结果(相关基因用A/a、B/b……表示)。 答案： 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 43 (3)SSR是染色体上的一段特异性短核苷酸序列，可作为基因定位的遗传标记。取(2)中F2代绿、黄植株各100株，提取DNA并将表型一致的植株DNA混合。PCR扩增不同样本的SSR遗传标记，电泳结果如图。 据F2苗期黄植株混合DNA未检测出SSR－B判断：苗期黄基因位于6号染色体上(不考虑染色体互换)，其理由是_________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________。 因为检测结果中凡是检测出SSR－B的个体均表现为野生性状，没有检测出SSR－B的个体表现为苗期黄性状，说明控制苗期黄的隐性基因位于6号染色体上 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 44 解析： (2)发现另一叶色黄化的单基因隐性突变体乙，表现为“心叶黄”。杂交实验证明这两种黄叶突变性状是由位于非同源染色体上的非等位基因控制的，根据题意可知，突变体甲的基因型可用aaBB表示，突变体乙的基因型可表示为AAbb，让甲与乙杂交得到的F1的基因型为AaBb，表现为野生型，让F1自交，F2植株表型及其比例为9A_B_(野生型)∶3A_bb(心叶黄)∶3aaB_(苗期黄)∶1aabb(苗期黄、心叶黄)，相关遗传图解见答案。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 45 16．紫米籽粒果皮与种皮因含有抗氧化作用的花色素苷而呈现紫色，比白米有更高的营养价值。研究者利用紫粒水稻与白粒水稻杂交，得到下表结果。 紫粒水稻与白粒水稻正反交组合及所结籽粒果皮颜色统计结果 杂交组合 母本所结籽粒 F1自交所结籽粒 F2自交所结籽粒 紫色 白色 总数 紫粒水稻(♀)×白粒水稻(♂) 紫色 紫色 143 47 190 白粒水稻(♀)×紫粒水稻(♂) 白色 紫色 132 44 176 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 46 SSR是DNA中的简单重复序列，非同源染色体上的SSR重复单位不同(如CA重复或GT重复)，不同品种的同源染色体上的SSR重复次数不同(如CACACA或CACACACA)，因此常用于染色体特异性标记。研究者提取出F2中结白色籽粒的50株单株的叶肉细胞DNA，利用4号、8号等染色体上特异的SSR进行PCR扩增，结果如下图。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 47 据图判断，控制果皮颜色的基因位于4号染色体上，依据是_______________ _____________________________________________________________________________，2号和47号单株特殊的扩增结果最可能是___________________________ _____________________________________________________________________________________________________所致。 结白色籽粒的F2单株的4号染色体的SSR扩增结果与白粒水稻亲本4号染色体的SSR扩增结果基本一致 在F1形成配子过程中，果皮颜色基因与SSR标记之间发生染色体互换，形成了同时含白色果皮基因和紫粒水稻亲本SSR标记的配子 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 48 　　　　　　　　　　　　　 R 解析：根据F2中灰兔∶黑兔∶白兔＝9∶3∶4，可以确定这两对基因位于两对同源染色体上且遵循基因的自由组合定律。题干中指出“基因C和G同时存在时表现为灰兔，基因c纯合时个体表现为白兔”，可推知灰兔的基因型是C_G_、黑兔的基因型是C_gg、白兔的基因型是ccG_和ccgg，根据亲本为纯种灰兔和纯种白兔，且杂交F1全为灰兔(CcGg)，可推出亲本的基因型是CCGG和ccgg，A、B正确；F1(CcGg)自交，F2白兔的基因型是eq \f(1,4)ccGG、eq \f(1,2)ccGg、eq \f(1,4)ccgg，其中纯合子eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)ccGG、\f(1,4)ccgg))占eq \f(1,2)，C错误；若F1(CcGg)灰兔测交，则后代基因型为eq \f(1,4)CcGg、eq \f(1,4)Ccgg、eq \f(1,4)ccGg、eq \f(1,4)ccgg，有3种表型，且灰兔∶黑兔∶白兔＝1∶1∶2，D正确。 四、两对基因连锁并发生染色体互换的情况分析 (1)若该细胞不发生染色体互换，产生的配子种类和比例为Ab∶aB＝1∶1。 (2)若该细胞发生染色体互换，产生的配子种类和比例为Ab∶aB∶AB∶ab＝1∶1∶1∶1。 (3)若该个体部分细胞发生染色体互换，产生的配子种类和比例为Ab＝aB＞AB＝ab。 总结：“两等多，两等少”。 思考：若上图所示个体，减数分裂过程中80%初级卵母细胞不发生染色体互换，则该动物产生的AB类型配子的比例接近于10%。 总结：发生染色体互换的初级精母/卵母细胞比例×eq \f(1,2)＝重组配子的比例。 $$