6 微专题系列(四) 基因在染色体上位置的实验探究-【金版新学案】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019 多选）

一、一对等位基因位置关系的判断 1．探究基因位于常染色体上还是位于X染色体上 (1)若已知性状的显隐性 (2)若未知性状的显隐性 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)常用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行实验，观察分析F1的性状。即： 3．探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是位于常染色体上 设计思路：隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交，获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表型情况。即： 例1　果蝇的红眼和白眼由一对等位基因(W/w)控制。让一只纯合的红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇交配得到F1，F1全为红眼，F1雌雄个体随机交配得到F2。为了确定W/w是位于常染色体上，还是位于X染色体上，下列数据中不需要统计的是(　　) A．F2中雌性个体的性状分离比 B．F2中雄性个体的性状分离比 C．F2中白眼果蝇的性别比例 D．F2中红眼果蝇与白眼果蝇的比例 答案：D 解析：统计F2中雌性和雄性个体的性状分离比，若一致，可确定是常染色体遗传，若不同，则W/w位于X染色体上，A、B正确；统计F2中白眼果蝇的性别比例，若雌雄都有，可确认W/w位于常染色体上，若白眼性状只出现在雄性个体中，可确认W/w位于X染色体上，C正确；只统计F2中红眼果蝇与白眼果蝇的比例，无法判断与性别的关系，D错误。 例2　(2023·威海期末)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。下列说法正确的是(多选)(　　) 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 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 答案：ACD 解析：雌性个体有显性和隐性个体，由于雌性个体没有Y染色体，则基因A/a不位于Y染色体上，A正确；若基因A/a位于X染色体上，题中XaXa×XAY杂交，子代基因型是XAXa、XaY，表型是雌性均为显性、雄性均为隐性，若基因A/a位于X和Y染色体的同源区段，题中可能是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，B错误，C、D正确。 例3　（2023·潍坊期末）现有翅型为裂翅的果蝇新品系，裂翅(A)对非裂翅(a)为显性。杂交实验如图所示。请回答下列问题： 学生用书第60页 (1)上述亲本中，裂翅果蝇为　　　　（填“纯合子”或“杂合子”）。 (2)某同学依据上述实验结果，认为该等位基因位于常染色体上。请你就上述实验，以遗传图解的方式说明该等位基因也可能位于X染色体上。 (3)现欲利用上述果蝇进行一次杂交实验，以确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体。请写出一组杂交组合的表型：　　　　♀×　　　　♂。 答案：(1)杂合子 (2)如图所示 (3)非裂翅　裂翅（或裂翅　裂翅） 解析：(1)亲本杂交后，子代的裂翅与非裂翅之比约为1∶1，因此亲本中裂翅果蝇为杂合子。(2)如果该等位基因在X染色体上，亲本的基因型为XAXa、XaY，则子代雌性中有裂翅、非裂翅，雄性中也有裂翅、非裂翅，与题意相符合。遗传图解见答案。(3)当亲代雌性为非裂翅，雄性为裂翅，子代雌性表现为裂翅，雄性表现为非裂翅时，控制该性状的基因位于X染色体上；若子代的雌性与雄性都有裂翅和非裂翅，则控制该性状的基因位于常染色体上，因此该组合亲本的表型可以为雌性非裂翅、雄性裂翅。若让两个显性亲本杂交，后代隐性性状在雌、雄个体中均出现，说明该等位基因位于常染色体上，若只出现在雄性个体中，说明该等位基因位于X染色体上。 例4　果蝇的X、Y染色体上存在同源区和非同源区，如下图所示。果蝇的刚毛和截毛是一对相对性状，由基因B和b控制，显隐性及其在染色体上的位置均未知。雌雄个体中均有刚毛个体和截毛个体，某同学选择一只截毛雌性个体与一只刚毛雄性个体进行交配，产生了若干子代。据此分析下列问题。 (1)若子代雌性和雄性均为截毛∶刚毛＝1∶1，则截毛一定不是由　　　　（填“常”或“X”）染色体上　　　　（填“显性”或“隐性”）基因控制的。 (2)若子代雌性全为刚毛，雄性全为截毛，则该对基因可能位于______________________上。 (3)若子代雌性全为截毛，雄性全为刚毛，则该对基因位于　　　　　（填“Ⅰ非同源区”或“Ⅱ同源区”）上。 (4)若亲本均为纯合个体，且子代雌雄个体均为刚毛，则该对基因可能位于常染色体，也可能位于Ⅱ同源区，请选用F1个体，通过实验，进一步确认基因的位置，写出实验思路、预期结果和相应结论。 实验思路：__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 预期结果和相应结论：___________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)X　隐性　(2)Ⅰ非同源区或Ⅱ同源区（X染色体或X、Y染色体的同源区）　(3)Ⅱ同源区　(4)让F1个体相互交配统计F2的表型及比例　若F2中雄性个体全部为刚毛，雌性个体既有刚毛也有截毛，则该对基因位于Ⅱ同源区上；若F2中雌雄个体均为刚毛∶截毛＝3∶1，则该对基因位于常染色体上 解析：(1)由于雌雄个体中均有刚毛个体和截毛个体，可知刚毛和截毛一定不是伴Y染色体遗传。若为常染色体遗传，无论截毛是显性性状还是隐性性状，截毛雌性个体与刚毛雄性个体进行交配，当亲本的显性个体基因型为Bb时，与另一个隐性个体杂交，都会出现子代雌性和雄性均为截毛∶刚毛＝1∶1；若截毛为伴X染色体显性遗传时，截毛雌性个体与刚毛雄性个体进行交配，当截毛雌性个体的基因型为XBXb，刚毛雄性个体基因型为XbY时，子代雌性和雄性均为截毛∶刚毛＝1∶1；若截毛为伴X染色体隐性遗传时，截毛雌性个体(XbXb)与刚毛雄性个体(XBY)进行交配，子代雌性均为刚毛，雄性均为截毛，不符合题意。若子代雌性和雄性均为截毛∶刚毛＝1∶1，则截毛一定不是由X染色体上的隐性基因控制的。(2)若子代雌性全为刚毛，雄性全为截毛，说明性状和性别相关，基因应该位于性染色体上，且一定不是伴Y染色体遗传。所以该对基因可能位于Ⅰ非同源区或Ⅱ同源区（X染色体或X、Y染色体的同源区）上。(3)若子代雌性全为截毛，雄性全为刚毛，说明性状和性别相关，基因应该位于性染色体上，且一定不是伴Y染色体遗传，子代雄性均与父本性状相同，即刚毛的性状是随Y染色体遗传给子代雄性个体的，亲本基因型为XbXb×XbYB，所以该对基因位于Ⅱ同源区。(4)若亲本均为纯合个体，且子代雌雄个体均为刚毛，则刚毛为显性性状，该对基因可能位于常染色体，也可能位于Ⅱ同源区，亲本的基因型可能是BB×bb或XbXb×XBYB，则F1的基因型可能是Bb或XBXb、XbYB，让F1雌雄个体相互交配，若该对基因位于常染色体上，则F2中雌雄个体均为刚毛∶截毛＝3∶1；若该对基因位于Ⅱ同源区上，则F1雌雄个体相互交配，F2的雌性个体中截毛∶刚毛＝1∶1，雄性全为刚毛。 二、两对等位基因位于一对或两对同源染色体上的判断方法 1．两对等位基因的位置关系 (1)两对等位基因位于一对同源染色体上（基因用A、a，B、b表示），位置如图甲和乙： (2)两对等位基因位于两对同源染色体上（基因用A、a，B、b表示），位置如图丙： 2．判断方法 (1)自交法：如果双杂合子自交，后代表型分离比符合3∶1或1∶2∶1，则控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果后代表型分离比符合 学生用书第61页 9∶3∶3∶1，则控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。 (2)测交法：双杂合子与双隐性纯合子测交，如果测交后代表型比符合1∶1，则控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果测交后代表型比符合1∶1∶1∶1，则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。 例5　（2023·保定期末）某种雌雄同花的植物，花的颜色由两对基因（A和a，B和b）控制，A基因控制红色色素合成（AA和Aa的效应相同），B基因为修饰基因，淡化颜色的深度（BB使红色完全消失而表现为白色，Bb使红色变淡而表现为粉色）。请分析回答： (1)现让纯合白花植株和纯合红花植株杂交，产生的F1植株花色全为粉色，请推测亲本的基因型为　　　　　　　　。 (2)为了探究两对基因（A和a，B和b）是在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某课题小组选用基因型为AaBb的植株进行自交实验。 ①实验假设：这两对基因在染色体上的位置有三种类型，已给出两种类型，请将未给出的类型画在方框内。如图所示，竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点。 ②实验步骤 第一步：基因型为AaBb的植株自交。 第二步：观察并统计子代植株花的颜色和比例。 ③实验可能的结果（不考虑基因突变、互换等变异）及相应的结论 a．若子代植株花的颜色及比例为_______________________________________________， 则两对基因在两对同源染色体上（符合第一种类型）。 b．若子代植株花的颜色及比例为_______________________________________________， 则两对基因在一对同源染色体上（符合第二种类型）。 c．若子代植株花的颜色及比例为_______________________________________________， 则两对基因在一对同源染色体上（符合第三种类型）。 答案：(1)AABB×AAbb或aaBB×AAbb (2)①　 ③a.红色∶粉色∶白色＝3∶6∶7　b．粉色∶白色＝1∶1　c．红色∶粉色∶白色＝1∶2∶1 解析：(1)纯合白花植株的基因型为AABB或aaBB或aabb，纯合红花植株基因型为AAbb。若让纯合白花植株和纯合红花植株杂交，产生的F1植株花色全为粉色，则粉色的基因型可以为AABb或AaBb，显然亲本的基因型为AABB×AAbb或aaBB×AAbb。(2)①这两对基因在染色体上的位置有三种类型，一种是两对等位基因分别位于两对同源染色体上，为第一种类型；另一种是A、B位于一条染色体上，a、b位于另一条与之同源的染色体上，即图中的第二种类型，还有第三种类型，即两对等位基因位于一对同源染色体上，其中A、b连锁，a、B连锁。③a.若AaBb基因的位置如第一种类型，则两对基因的遗传符合基因自由组合定律，则子代植株花的颜色及比例为红色(3A_bb)∶粉色(2AABb、4AaBb)∶白色(1AABB、2AaBB、1aaBB、1aabb、2aaBb)＝3∶6∶7。b.若AaBb基因的位置如第二种类型，则子代植株花的颜色及比例为粉色(2AaBb)∶白色(1AABB、1aabb)＝1∶1。c.若AaBb基因的位置如第三种类型，子代植株花的颜色及比例为红色(1AAbb)∶粉色(2AaBb)∶白色(1aaBB)＝1∶2∶1。 例6　（2023·重庆高三期中）果蝇的体色受两对等位基因B/b、F/f控制，其中B/b位于2号染色体。已知B、F同时存在时果蝇的体色表现为黑色，其余情况均为灰色。为了确定F/f（已知不在Y染色体上）与B/b的位置关系，现选择一对灰色果蝇进行杂交，F1全为黑色；让F1中的雌雄果蝇相互交配，统计F2的表型及比例（不考虑基因突变和互换）。下列说法错误的是(　　) A．亲代灰色果蝇的基因型可能为BBff、bbFF或BBXfY、bbXFXF B．若F/f位于X染色体上，则F2的表型及比例为黑色雌性∶黑色雄性∶灰色雌性∶灰色雄性＝6∶3∶2∶5 C．若F/f位于3号染色体上，则F2的表型及比例为黑色∶灰色＝9∶7 D．若F/f位于2号染色体上，则F2的表型及比例为黑色∶灰色＝3∶1 答案：D 解析：一对灰色果蝇进行杂交，F1全为黑色，若F/f在常染色体，则亲代果蝇的基因型为BBff、bbFF；若F/f在X染色体，亲代果蝇的基因型为BBXfY、bbXFXF，A正确；若F/f位于X染色体，则亲代果蝇的基因型为BBXfY、bbXFXF，F1为BbXFY、BbXFXf，F1中的雌雄果蝇相互交配，F2中黑色雌性(3/16 B_XFXF、3/16 B_XFXf)为6/16，黑色雄性(B_XFY)为3/4×1/4＝3/16，灰色雌性(1/16 bbXFXF、1/16 bbXFXf)为2/16，灰色雄性(1/16 bbXFY、1/16 bbXfY、3/16 B_XfY)为5/16，B正确；若F/f位于3号染色体，则亲代果蝇的基因型为BBff、bbFF，F1为BbFf，F1中的雌雄果蝇相互交配，F2中黑色(9/16 B_F_)∶灰色(3/16 B_ff、3/16 bbF_、1/16 bbff)为9∶7，C正确；若F/f位于2号染色体，即与B/b在一对同源染色体，亲本为BBff、bbFF，且B、f在同一条染色体、b、F在同一条染色体，F1为BbFf，在不考虑基因突变和互换的情况下，F1产生的配子及比例为Bf∶bF＝1∶1，F1中的雌雄果蝇相互交配，F2中黑色∶灰色＝1∶1，D错误。 学生用书第62页 学科网（北京）股份有限公司 $$