专题2 第5讲 基因定位 （课件）-【步步高】2024年新高考生物考前三个月（鲁湘辽吉）

专题二　遗传和变异 第5讲 基因定位 内容索引 确定基因位于常染色体还是性染色体上 确定基因位于几号常染色体上 预测演练 考点1 考点2 1.(2021·江苏，24节选)以下两对基因与果蝇眼色有关。眼色色素产生必须有显性基因A，aa时眼色为白色；B存在时眼色为紫色，bb时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如图，请据图回答下列问题： 典例示范 考点1　确定基因位于常染色体还是性染色体上 PART ONE A基因位于____染色体上，B基因位于____染色体上。若要进一步验证这个推论，可在2个纯系中选用表型为___________________的果蝇个体进行杂交。 常 X 红眼雌性和白眼雄性 2.(2023·无锡高三检测)昆虫的体色与其产生的色素化合物有关，某性别决定方式为XY型的昆虫，其体色由位于2号染色体上的一组等位基因CR、CY、CB决定，还与另一对等位基因A、a有关。该昆虫的体色与基因的关系如图所示。回答下列问题： (1)理论上根据该昆虫种群中某一体色的基因型种类，即可判断A、a基因所在的位置。如果该昆虫种群中，黄色个体的基因型有10种，则A、a基因位于_______________________(填“常染色体”“X染色体”或“X、Y染色体的同源区段”)上。 X、Y染色体的同源区段 (2)研究发现，A、a与CR、CY、CB独立遗传，且A、a不在Y染色体上，CR基因具有纯合致死效应。科研工作者为了进一步确定A、a基因的位置，做了以下两组实验： 实验一：一只红色昆虫与一只黑色昆虫杂交→F1：红色∶棕色＝2∶1。 实验二：F1中红色雄性昆虫与F1中棕色雌性昆虫杂交→F2：红色∶棕色∶黑色＝3∶3∶2。 根据上述实验结果，甲同学认为A、a基因位于X染色体上，乙同学认为A、a基因位于其他常染色体上，丙同学则认为F2中缺乏对不同体色昆虫性别比例的统计，因此无法判断具体的位置。请你对上述三位同学的观点作出评价并说明理由(如果你认同某位同学的观点，请一并补充相应数据并分析)。 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 丙同学的观点正确。无论A、a基因位于X染色体上，还是位于其他常染色体上，均会出现上述实验结果。可统计F2中黑色个体的性别比例，如果F2中黑色个体均为雄性，则A、a基因位于X染色体上；如果F2黑色个体中雄性∶雌性＝1∶1，则A、a基因位于其他常染色体上[说明：也可统计F2中红色(或棕色)个体的性别比例，如果F2红色(或棕色)个体中雄性∶雌性＝1∶2，则A、a基因位于X染色体上；如果F2红色(或棕色)个体中雄性∶雌性＝1∶1，则A、a基因位于其他常染色体上] 1.确定基因位于常染色体还是X染色体上 方法1 应用提炼 方法2 方法3 方法4 方法5 方法6：根据子代性别、性状的数量比分析判断 项目 灰身、直毛 灰身、分叉毛 黑身、直毛 黑身、分叉毛 雌蝇 3/4 0 1/4 0 雄蝇 3/8 3/8 1/8 1/8 根据表格信息：灰身与黑身的比例，雌蝇中为3∶1，雄蝇中也为3∶1，二者相同，故灰身与黑身的遗传为常染色体遗传；直毛与分叉毛的比例，雄蝇中为1∶1，雌蝇中为1∶0，二者不同，故直毛与分叉毛的遗传为伴X染色体遗传。 2.确定基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上 方法1 方法2 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 方法1(最常用的方法) 方法2 对点精练 1.(基因的常、XY同源区段)某二倍体高等植物为雌雄异株，性别决定为XY型。该植物有紫花(A)白花(a)、宽叶(B)窄叶(b)，其中B/b位于X染色体上。现有纯合的紫花宽叶雌、雄株，白花窄叶雌、雄株若干。 (1)选择上述____________________________________植株为材料，可以通过一次杂交实验来确定这两对等位基因是否均位于X染色体上。 纯合紫花宽叶雄株和纯合白花窄叶雌株 (2)经研究发现控制紫花/白花的基因不位于X、Y的非同源区段，可能位于常染色体上，也可能位于X、Y的同源区段上，请用以上材料设计实验来确定。简要写出实验思路、预期实验结果及结论。 实验思路：_____________________________________________________ _____________________________________________。 预期结果和结论：_______________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 选用纯合白花雌株和纯合紫花雄株杂交，得到F1，将F1雌、雄植株杂交，得到F2，观察并统计F2的表型及比例 若F2雌、雄株的紫花∶白花之比均为3∶1，则基因A、a位于常染色体上；若F2雄性植株全为紫花，雌株紫花∶白花＝1∶1(或紫花雄株∶紫花雌株∶白花雌株＝2∶1∶1)，则基因A、a位于X和Y染色体的同源区段上 2.(两对基因的常、XY定位)某昆虫为XY 型性别决定，其灰身(A)与黑身(a)、直毛(B)与分叉毛(b)、正常肢(D)与短肢(d)这三对相对性状各受一对等位基因控制。假定不发生染色体变异和互换。 (1)让纯合的正常肢雄性个体和短肢个体进行杂交，F1相互交配，所得F2为正常肢雌性∶正常肢雄性∶短肢雌性∶短肢雄性＝1∶1∶1∶1，则据此_____(填“能”或“不能”)判断控制正常肢与短肢的基因位于常染色体还是X染色体上。并说明判断的理由：___________________________ ________________________________________________________________________________。 能 控制正常肢与短肢的基因位于 X染色体上。因为若基因位于常染色体上，F2的性状分比应为3∶1，这与实际结果不相符 (2)现有这种昆虫三个纯合品系：品系①同时含有 A、B基因，品系②只含 A 基因，品系③只含 B基因。关于这两对基因在染色体上的分布有以下三种假设，假设一：两对基因都位于常染色体上；假设二：有一对基因位于常染色体上，另一对位于X染色体上；假设三：两对基因都位于X染色体上。已知Y 染色体上不存在相关基因。请以上述品系为材料，选择两个品系设计杂交实验，探究上述哪一假设成立。实验思路是___________ _____________________，根据子一代的情况作出判断。若____________ ___________________，则假设一成立；若__________________________ _________________，则假设二成立；若____________________________，则假设三成立。 选择②×③ 杂交组合进行正、反交 两对性状的 正、反交结果都相同 有一对性状的正、反交结果 相同，另一对不同 两对性状的正、反交结果都不同 3.(调查法定位基因)已知人类中有一种单基因隐性遗传病，但不确定致病基因是在常染色体、X染色体还是X、Y染色体的同源区段上。请设计一个针对相关家庭的最佳调查方案，分析相关基因的位置。 (1)调查方案：①对父方为______，母方为______的家庭进行调查(样本足够大)；②统计每个家庭____________________。 (2)结果分析：①若________________________，则致病基因位于常染色体上；②若_____________________________________，则致病基因位于X染色体上；③若________________________________________________ ____________________________，则致病基因位于X、Y染色体的同源区段上。 正常 患者 后代中男女患病情况 出现男女均有患者的家庭 只出现男孩均为患者、女孩均正常的家庭 既出现男孩均为患者家庭，也出现女孩均为患者的家庭， 且不出现男女皆有患者的家庭 4.(常、ZW中的定位)蝴蝶的性别决定方式为ZW型，下表为某种蝴蝶纯合亲本杂交产生的1 200只F2后代的性状。翅色由基因A/a控制、眼色由基因B/b控制，两对等位基因均属于细胞核基因。研究小组发现控制眼色和翅色的基因位于一对同源染色体上，但有以下3种可能：可能Ⅰ：位于一对常染色体上；可能Ⅱ：只位于Z染色体上；可能Ⅲ：位于Z、W同源区段上。现有若干种纯合蝴蝶供选择，请设计实验判断这两对等基因的位置(不考虑突变和互换)。 F2 紫翅 黄翅 白眼 绿眼 1 200 899 301 299 901 选择表型为____________________________的蝴蝶杂交，若F1的表型为___________________________________，则说明控制眼色和翅色的基因只位于Z染色体上；若F1表型均相同，则需要将F1的雌雄个体相互交配，观察并统计F2的表型，若F2的表型为________________________________ _______，则说明控制眼色和翅色的基因位于一对常染色体上；若F2的表型为_________________________________________________，则说明控制眼色和翅色的基因位于Z、W同源区段上。 F2 紫翅 黄翅 白眼 绿眼 1 200 899 301 299 901 黄翅白眼雄性与紫翅绿眼雌性 雄性均为紫翅绿眼，雌性均为黄翅白眼 雌雄个体均为紫翅绿眼∶黄翅白眼 ＝3∶1 雄蝶中紫翅绿眼∶黄翅白眼＝1∶1，雌蝶全为紫翅绿眼 由表格中F2性状比例可知紫翅、绿眼是显性性状。①判断基因位置时，一般选择同型性染色体的隐性纯合子和异型性染色体的显性纯合子杂交，若基因位于性染色体上，子代的雌、雄性别中性状会出现差异。所以选择黄翅白眼雄性与紫翅绿眼雌性杂交，若眼色和翅色基因只位于Z染色体，则亲代基因型是ZabZab、ZABW，子代表现为紫翅绿眼雄性(ZABZab)、黄翅白眼雌性(ZabW)。 F2 紫翅 黄翅 白眼 绿眼 1 200 899 301 299 901 若眼色和翅色基因位于一对常染色体上，则亲代基因型是aabb、AABB，子代表现为紫翅绿眼(AaBb)。若眼色和翅色基因位于Z、W同源区段上，则亲代基因型是ZabZab、ZABWAB，子代全表现为紫翅绿眼(ZABZab、ZabWAB)。可将F1的雌雄个体相互交配，观察并统计F2的表型。若眼色和翅色基因位于一对常染色体上，则F2表现为雌雄个体都是紫翅绿眼(1AABB、2AaBb)∶黄翅白眼(1aabb)＝3∶1；若眼色和翅色基因位于Z、W同源区段，则F2中雌性全部是紫翅绿眼(1ZABWAB、1ZabWAB)，雄性是紫翅绿眼(1ZABZab)∶黄翅白眼(1ZabZab)＝1∶1。 F2 紫翅 黄翅 白眼 绿眼 1 200 899 301 299 901 考点2　确定基因位于几号常染色体上 3.烟草含有24条染色体，其中B、b基因控制烟草的株高，且位于5号染色体上。另有一对等位基因D、d基因控制焦油的含量，且显性基因对隐性基因为完全显性。现有基因型为BbDd的个体，若想确定D、d基因是否位于5号染色体上，可让基因型为BbDd的植株自交，若后代_________________________________，则说明D、d基因不位于5号染色体上；若后代____________________________ ___________________________，则说明D、d基因位于5号染色体上。 典例示范 出现4种表型，且比例为9∶3∶3∶1 出现2种表型，比例为3∶1或 出现3种表型，比例为1∶2∶1 PART TWO 4.二倍体中缺失1条染色体的个体称为单体(2n－1)，多1条染色体的个体称为三体(2n＋1)。在果蝇(2n＝8)中，Ⅳ号染色体缺失1条或多1条都可以存活，且能繁殖后代。已知果蝇的无眼性状由常染色体上的基因控制。为判断该无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上，某科研小组从无眼二倍体、野生型二倍体、野生型Ⅳ－单体和野生型Ⅳ－三体4种纯种果蝇中选取实验材料，并进行相关实验。 (1)选择无眼二倍体与野生型二倍体果蝇进行杂交，若F1全为野生型二倍体，可判断无眼为______性状。 隐性 (2)选择无眼二倍体与野生型Ⅳ－单体果蝇进行杂交，若F1表现为_________________ ______，则该无眼基因位于Ⅳ号染色体上；若F1表现为____________，则该无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。 野生型∶无眼＝ 1∶1 全部野生型 果蝇的无眼和野生型是一对相对性状，用A/a表示相关基因。无眼二倍体果蝇产生配子的染色体有4条，而野生型Ⅳ－单体果蝇产生的配子的染色体数目为4条或3条，所以二者交配时，若无眼基因位于Ⅳ号染色体上，F1的表型及比例为野生型(Aa)∶无眼(aO)＝1∶1；若不在Ⅳ号染色体，野生型为AA，无眼为aa，进行交配，后代全是野生型(Aa)。 (3)选择无眼二倍体与野生型Ⅳ－三体果蝇进行杂交，F1全为野生型，将F1中________________与无眼二倍体果蝇杂交，若子代表型及比例为___________________，同样可证明该无眼基因位于Ⅳ号染色体上。 野生型三体果蝇 野生型∶无眼＝5∶1 选择无眼二倍体(aa)与野生型Ⅳ－三体果蝇(AAA)进行杂交，若无眼基因位于Ⅳ号染色体上，F1全为野生型，正常(Aa)∶三体(AAa)＝1∶1。将F1中野生型 三体果蝇与无眼二倍体果蝇杂交，F1野生型三体果蝇产生的配子种类及比例为Aa∶A∶AA∶a＝2∶2∶1∶1，无眼二倍体果蝇产生的配子为a，子代基因型及比例为Aaa∶Aa∶AAa∶aa＝2∶2∶1∶1，对应的表型及比例为野生型∶无眼＝5∶1。 应用提炼 确定基因位于几号常染色体上 方法1　利用已知基因定位 举例：①已知基因A与a位于2号染色体上 ②已知基因A与a位于2号染色体上，基因B与b位于4号染色体上，另外一对基因C和c控制红花和白花，为了定位C和c的基因位置，利用纯合红花和白花的植株进行杂交实验，并对相关个体相关的基因进行PCR扩增和电泳分离，检测结果如下，依据结果可知c基因在a基因所在的2号染色体上。 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 方法5　利用细胞融合定位 细胞融合可以在基因型相同或不同的细胞间进行，其中基因型不同的细胞间的融合就是细胞杂交。由于细胞杂交中染色体容易丢失，利用杂交细胞检测特定染色体丢失与特定基因产物(蛋白质)减少的对应关系可以进行基因定位。例如，人—鼠杂交细胞通常丢失人的染色体，可以进行人类基因的定位(如由1号染色体丢失导致尿苷单磷酸激酶活性丧失可知，该基因在1号染色体上)。 对点精练 5.(单体、三体定位)某二倍体植物的花的颜色与显性基因D的个数有关，含有3、2、1、0个D基因的植株的花色分别为深红色、红色、浅红色、白色。该植物种群中有4号染色体缺失1条的单体植株和增添1条的三体植株，单体植株不含4号染色体的花粉败育。为探究D基因是否位于4号染色体上可用如下方法： (1)方法一：用浅红色的单体作父本、红色三体作母本进行杂交，观察F1的表型。 ①若F1的表型及比例为_______________________________，则D基因位于4号染色体上。 ②若F1不出现上述比例或与上述比例相差较大，则D基因不位于4号染色体上。 深红色∶红色∶浅红色＝1∶4∶1 若D基因位于4号染色体上，用浅红色的单体作父本，设基因型为DO，红色三体作母本，基因型是DDd，父本产生的配子只有D，母本产生的配子及比例为DD∶Dd∶D∶d＝1∶2∶2∶1，则F1的基因型及比例为DDD∶DDd∶DD∶Dd＝1∶2∶2∶1，表型及比例为深红色∶红色∶ 浅红色＝1∶4∶1；若F1不出现上述比例或与上述比例相差较大，则D基因不位于4号染色体上。 (2)方法二：选择浅红色单体，用D基因作为探针，与提取的4号染色体上的DNA分子进行______，观察是否出现杂交带。 ①若出现杂交带，则说明D基因_______(填“位于”或“不位于”)4号染色体上。 ②若不出现杂交带，则说明D基因_________(填“位于”或“不位于”) 4号染色体上。 杂交 位于 不位于 根据DNA分子杂交技术，利用D基因作为探针，与提取的4号染色体上的DNA分子进行杂交，若出现杂交带，说明浅红色的4号染色单体上存在D基因，即D基因位于4号染色体上；若未出现杂交带，则说明D基因不位于4号染色体上。 6.(基因插入定位)GAL4/UAS 是一种基因表达调控系统，GAL4蛋白是一类转录因子，它能够与特定的DNA序列 UAS 结合，并驱动 UAS下游基因的表达。科研人员将一个GAL4基因插入到雄果蝇的一条3号 染色体上；一个 UAS－GFP(绿色荧光蛋白基因)随机插入到雌果蝇染色体组中一条染色体上，但无法表达，只有与插入GAL4基因的雄果蝇杂交得到的子一代中，绿色荧光蛋白基因才会表达(如图所示)。 甲科研小组利用上述的一对转基因雌雄果蝇进行杂交得到 F1，F1中绿色翅雌雄个体随机交配得到 F2，杂交子代的表型及其比例如表。 组别 F1 F2 甲 绿色翅∶无色翅＝1∶3 绿色翅∶无色翅＝9∶7 (1)仅根据甲组____杂交结果分析，可判断UAS－GFP是否插入到3号染色体上，依据是___________________________________ ________________________________________________________________。 F2 F2杂交结果显示表型比例为9∶7，符合基因的自由组合定律，可确定这2种基因不是插入到了同一条染色体上 (2)乙科研小组另选一对3号染色体上插入GAL4基因的雄果蝇与插入UAS－GFP的雌果蝇，进行上述杂交实验，判断出UAS－GFP也有可能插入到3号染色体上，则其F1的表型及比例为_______________________，F2的表型及比例为______________________。 组别 F1 F2 甲 绿色翅∶无色翅＝1∶3 绿色翅∶无色翅＝9∶7 绿色翅∶无色翅＝1∶3 绿色翅∶无色翅＝1∶1 (3)丙科研小组在重复甲组的杂交实验时，发现F2中雌雄果蝇的翅色比例不同，请你推测最可能的原因是________________________________。若统计F2中雌雄果蝇翅色比例是___________________________________ _________________________，说明推测原因是正确的。 组别 F1 F2 甲 绿色翅∶无色翅＝1∶3 绿色翅∶无色翅＝9∶7 UAS－GFP可能插入到X染色体上 绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性 ∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5 1.(2023·大连高三质检)性别决定为XY型的某高等植物体内含有A和a、B和b两对等位基因。若这两对等位基因控制两对相对性状且都为完全显性。 (1)若这两对等位基因，一对位于常染色体上，一对位于X染色体上，则同时含有A和a、B和b的个体的性别一定为___性，通过测交_____(填“能”或“不能”)确定哪对等位基因在常染色体上，哪对在X染色体上，理由是_____________________________________________________________________。 雌 不能 不管等位基因是在常染色体上，还是在X染色体上，后代的表型都与性别无关 1 2 3 4 5 预测演练 PART THREE 1 2 3 4 5 雄性个体的性染色体组成为XY，在X染色体非同源区段上的基因没有其等位基因，故同时含有A和a、B和b的个体的性别一定为雌性。不管等位基因是在常染色体上，还是在X染色体上，测交后代雌雄个体中的显性和隐性个体所占比例都是1∶1，与性别无关，无法判断基因在染色体上的位置。 1 2 3 4 5 (2)若这两对等位基因位于X和Y染色体的同源区段上，请写出雄性个体的所有基因组成：_______________________________；通过测交_____(填“能”或“不能”)确定待测雄性个体的基因组成。 XABYab、XAbYaB、XaBYAb和XabYAB 能 若这两对等位基因位于X和Y染色体的同源区段上，雄性个体的所有基因组成为XABYab、XAbYaB、XaBYAb和XabYAB，分别与XabXab杂交，后代的表型存在差异，故通过测交能确定待测雄性个体的基因组成。 1 2 3 4 5 2.已知某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型，植物的宽叶(A)与窄叶(a)、红花(B)与白花(b)两对相对性状各由一对等位基因控制，但不确定两对等位基因在染色体上的位置。某研究人员用宽叶白花与窄叶红花进行杂交实验，结果F1不论雌性还是雄性均为宽叶红花∶宽叶白花∶窄叶红花∶窄叶白花＝1∶1∶1∶1，请回答以下问题(不考虑互换)： (1)若两对等位基因均位于常染色体上，根据该研究人员的实验______(填“能”或“不能”)判断两对等位基因分别位于两对常染色体上，原因是_______________________________________________________________。 不能 无论两对基因位于一对还是两对常染色体上，F1结果均相同，无法判断 1 2 3 4 5 根据题中的实验方法，无论两对基因位于一对还是两对常染色体上，如果亲本的基因型为Aabb和aaBb，F1均为宽叶红花∶宽叶白花∶窄叶红花∶窄叶白花＝1∶1∶1∶1，结果均相同，无法判断。 1 2 3 4 5 (2)若等位基因A/a在常染色体，等位基因B/b在X染色体上，则亲本宽叶白花的基因型为_______，F1中窄叶红花的基因型为________________。 AaXbY aaXBXb、aaXBY 若等位基因A/a在常染色体，等位基因B/b在X染色体上，则亲本宽叶白花的基因型为AaXbY，窄叶红花的基因型为aaXBXb，F1中窄叶红花的基因型为aaXBXb、aaXBY。 1 2 3 4 5 (3)为了进一步确定两对等位基因的位置，现将F1中宽叶红花随机交配，然后观察并分析F2中窄叶和白花的性别。预测实验结果： ①若______________________________，则等位基因A/a和B/b均位于常染色体上； ②若____________________________________，则等位基因A/a位于常染色体，B/b位于X染色体上； ③若____________________________________，则等位基因A/a位于X染色体，B/b位于常染色体上。 窄叶和白花均既有雄性也有雌性 窄叶既有雄性也有雌性，白花只有雄性 窄叶只有雄性，白花既有雄性也有雌性 1 2 3 4 5 为了进一步确定两对等位基因的位置，现将F1中宽叶红花随机交配，然后观察并分析F2中表型与性别的关系，也就是观察分析宽叶和窄叶、红花和白花的性别。若等位基因A/a和B/b均位于常染色体上，即AaBb×AaBb，则后代窄叶和白花均既有雄性也有雌性，与性别无关。若等位基因A/a位于常染色体，B/b位于X染色体上，即AaXBXb×AaXBY，则后代窄叶既有雄性也有雌性，白花只有雄性。若等位基因A/a位于X染色体，B/b位于常染色体上，即BbXAXa×BbXAY，则后代窄叶只有雄性，白花既有雄性也有雌性。 3.(2023·湘潭高三期末)果蝇的3种突变品系和1种野生型品系的特征及突变基因所在染色体位置如表所示，裂翅果蝇(L)因其翅缘后部开裂而得名。已知裂翅为显性性状，黑檀体和紫眼为隐性性状。为确定显性突变裂翅基因L的遗传规律以及染色体位置，科学家做了三组实验，请回答下列问题： 品系名称 品系特征 突变基因染色体位置 裂翅(L) 红眼(＋＋)、灰体(＋＋)、翅缘后部开裂(？) 待定 黑檀体(e) 红眼(＋＋)、黑檀体(ee)、直翅(＋＋) 3号 982紫眼(p) 紫眼(pp)、灰体(＋＋)、直翅(＋＋) 2号 野生型(OR) 红眼(＋＋)、灰体(＋＋)、直翅(＋＋)   1 2 3 4 5 (1)根据实验一推测裂翅品系(L)应全为纯合子，但根据实验二如果裂翅为纯合子，则实验二的F1应该___________。因此推测裂翅果蝇中存在______________现象，所有裂翅果蝇的基因型均为L＋。 全为裂翅 显性纯合致死 已知裂翅为显性性状，若裂翅品系(L)为纯合子，则实验二的F1应全为裂翅；若裂翅品系(L)存在显性纯合致死，则L＋与＋＋交配，子代为L＋和＋＋，满足裂翅∶野生型＝1∶1。 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 (2)根据实验一的结果科学家分析还应存在一个隐性致死基因，使得裂翅性状能够以杂合子的形式稳定遗传，请推测裂翅基因L、隐性致死基因m在染色体上的分布情况应该如图_____所示。 甲 1 2 3 4 5 若存在一个隐性致死基因，则致死基因m应与L位于一对同源染色体上，保证＋＋基因型与mm基因型同在一个个体而出现＋＋致死。 1 2 3 4 5 (3)为了确定裂翅突变基因是否在2号染色体上，科研人员让实验三F1中的裂翅与982紫眼(p)杂交，若后代中的裂翅∶紫眼∶紫眼裂翅∶野生型比例为____________，说明裂翅基因不在2号染色体上。 1∶1∶1∶1 1 2 3 4 5 若裂翅基因不在2号染色体上，则裂翅基因与2号染色体上的基因遵循自由组合定律，则实验三裂翅(L＋PP)与紫眼(＋＋pp)杂交，F1中的裂翅基因型为L＋Pp，其与紫眼(＋＋pp)杂交，后代裂翅(L＋Pp)∶紫眼(＋＋pp)∶紫眼裂翅(L＋pp)∶野生型(＋＋Pp)＝1∶1∶1∶1。 1 2 3 4 5 (4)为了确定裂翅突变基因是否在3号染色体上，请补全实验设计思路：_________________________________________，再让F1中裂翅相互自由交配，统计后代中的表型及比例。预期实验结果：若_________________ __________________________________________________(不考虑互换和突变)，说明裂翅基因L在3号染色体上。 选择裂翅突变体灰体与野生型黑檀体(ee)杂交 不出现裂翅灰体∶ 裂翅黑檀体∶野生型灰体∶野生型黑檀体＝9∶3∶3∶1 1 2 3 4 5 表中黑檀体基因在3号染色体上，为了确定裂翅突变基因是否在3号染色体上，则选择裂翅突变体灰体(L＋EE)与野生型黑檀体(＋＋ee)杂交，再让F1中裂翅相互自由交配，观察后代表型及比例，若两对等位基因不在一对同源染色体上，则会出现裂翅灰体∶裂翅黑檀体∶野生型灰体∶野生型黑檀体＝9∶3∶3∶1。 4.(2023·山东，23)单个精子的DNA提取技术可解决人类遗传学研究中因家系规模小而难以收集足够数据的问题。为研究4对等位基因在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以上4对等位基因的引物，以单个精子的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因，检测结果如表所示。已知表中该志愿者12个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同；本研究中不存在致死现象，所有个体的染色体均正常，各种配子活力相同。 1 2 3 4 5 等位基因 A a B b D d E e 单个精子编号 1   ＋ ＋     ＋     2   ＋ ＋     ＋   ＋ 3   ＋ ＋     ＋     4   ＋ ＋     ＋   ＋ 5   ＋ ＋   ＋       6   ＋ ＋   ＋     ＋ 7 ＋     ＋   ＋     1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 注：“＋”表示有；空白表示无。 等位基因 A a B b D d E e 单个精子编号 8 ＋     ＋   ＋   ＋ 9 ＋     ＋ ＋       10 ＋     ＋ ＋     ＋ 11 ＋     ＋ ＋       12 ＋     ＋ ＋     ＋ (1)表中等位基因A、a和B、b的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律，依据是__________________________________________ ________________________________________。据表分析，___(填“能” 或“不能”)排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。 1 2 3 4 5 不遵循 只出现Ab、aB两种配子且比例为1∶1，可推测 等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上 能 1 2 3 4 5 结合表中信息可以看出，aB∶Ab＝1∶1，可推测等位基因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。表中显示配子中都不含基因E，且含有e的配子和不含e的配子的比例为1∶1，可推测基因e位于X或Y染色体上，根据表中精子类型和比例可以看出，A、a与E、e这两对等位基因表现为自由组合，因而能排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。 (2)已知人类个体中，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，据此画出该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图(注：用“ ”形式表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置)。 1 2 3 4 5 答案 1 2 3 4 5 统计结果显示，该志愿者关于B、b和D、d的配子比例为Bd∶bD∶BD ∶bd＝2∶2∶1∶1。某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，即生出患病孩子bbdd的概率为1/6×1/3＝1/18，说明该女性产生bd的卵细胞的比例为1/3，该比例小于1/2，因而有重组型配子，说明该女性体内的相关基因处于连锁关系，应该为B和D连锁，b和d连锁，据此可画出该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图。 (3)本研究中，另有一个精子的检测结果是：基因A、a，B、b和D、d都能检测到。已知在该精子形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是__________________________________________________ _________________________________________________________________________________。 1 2 3 4 5 减数分裂Ⅰ后期，这三对等位基因所在的同源染色体没 有正常分离，而是进入到同一个次级精母细胞中，该次级精母细胞进行正常的减数分裂Ⅱ 1 2 3 4 5 根据表中的精子种类和比例可知，等位基因A、a，B、b和D、d为连锁关系，而异常精子的形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异，则从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是形成该精子的减数分裂过程中，减数分裂Ⅰ后期这三对等位基因所在的同源染色体没有正常分离，而是进入到同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数分裂Ⅱ。 (4)据表推断，该志愿者的基因e位于_______染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，请用本研究的实验方法及基因E和e的引物，设计实验探究你的推断。 ①应选用的配子为：_______； ②实验过程：略； ③预期结果及结论：_____________________________________________ _________________________________________________________。 1 2 3 4 5 X或Y 卵细胞 若检测到基因E或e，则可得出基因E、e位于X染色 体上；若未检测到基因E或e，则可得出基因E、e位于Y染色体上 1 2 3 4 5 根据题(1)分析，该志愿者的基因e位于X或Y染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，由于要用本研究的实验方法，且选用男性的精子无法确定等位基因位于X染色体还是Y染色体，因此应该选择女志愿者的卵细胞进行实验。用基因E和e的引物，以卵细胞的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因。预期结果及结论：若检测到基因E或e，则可得出基因E、e位于X染色体上；若未检测到基因E或e，则可得出基因E、e位于Y染色体上。 5.小麦属于异源多倍体生物，有四倍体(4n＝28)、六倍体(6n＝42)等多种，其中六倍体小麦为普通小麦。普通小麦的籽粒有黑粒、白粒之分，分别由基因E、e控制，黑粒小麦相对于白粒小麦营养价值更高，但易感病。小麦雄性育性性状由等位基因R、r控制。偃麦草(2n＝14)的7号染色体携带显性抗病基因G。科研人员利用偃麦草与四倍体小麦杂交可获得抗病六倍体普通小麦，利用该小麦、雄性不育白粒小麦及黑粒小麦为亲本培育抗病黑粒雄性不育小麦新品种。 (1)为确定基因E的位置，科研人员构建了4号染色体三体纯合黑粒小麦，该小麦与白粒小麦杂交得到F1，若F1中三体小麦自交，后代表型及比例为___________________，则说明基因E位于4号染色体上。 黑粒∶白粒＝35∶1 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 若基因E位于4号染色体上，那么4号染色体三体纯合黑粒小麦基因型为EEE，与白粒小麦(ee)杂交得到F1，F1中三体小麦基因型为EEe。EEe个体产生的配子基因型及比例为E∶Ee∶EE∶e＝2∶2∶1∶1，所以后代中白粒小麦(ee)的占比为1/6×1/6＝1/36，因此后代表型及比例为黑粒∶白粒＝35∶1。 1 2 3 4 5 (2)SSR是DNA中的简单重复序列，不同染色体的SSR差异很大，可利用电泳技术将其分开，用于基因的定位。为确定基因R、r是否位于4号染色体上，研究者提取亲本及F2中雄性不育植株和可育植株4号染色体的DNA，检测4号染色体上特异的SSR部分结果如图所示： 据此判断，雄性不育基因为________(填“显性”或“隐性”)基因，且______(填“位于”或“不位于”)4号染色体上，判断依据是__________ _____________________________________________________。F2可育植株中电泳结果与个体1相同的个体占_____。 1 2 3 4 5 隐性 位于 F2中不育 植株电泳带与亲本不育植株相同，而可育植株存在杂合现象 1/3 研究发现E基因位于4号染色体上，将亲本中的雄性不育个体与黑粒小麦杂交后自交，后代出现黑粒雄性不育纯合个体，分析其原因是_________ ____________________________________________________________________________________________。 1 2 3 4 5 减数分裂 形成配子过程中，一对4号染色体非姐妹染色单体间发生片段互换，使基因r与基因E位于一条染色体上 1 2 3 4 5 对比亲本和F2中可育与不育植株4号染色体SSR的电泳结果，所有不育植株的电泳带均相同，可知基因R、r位于4号染色体上，且部分可育植株为杂合子，因此雄性不育基因为隐性基因。由电泳结果可知，亲本的雄性育性基因均为纯合RR×rr，F1基因型为Rr，自交得到的F2中，RR∶Rr∶rr＝1∶2∶1，因此F2可育植株中电泳结果与个体1(RR)相同的个体占1/3。 1 2 3 4 5 E基因位于4号染色体上，亲本中的雄性不育个体(eerr)与黑粒小麦(EERR)杂交获得的F1基因型为EeRr，正常产生的雄配子只有ER、er，后代出现黑粒雄性不育纯合个体(EErr)，推测是由于减数分裂形成配子过程中，一对4号染色体非姐妹染色单体间发生片段互换，使基因r与基因E位于一条染色体上。 $$