内容正文:
09 基因的位置关系抢分
光华老师
高考抢分,是高考得高分必备技能。抢分,不是靠扎根题海,狂刷滥做;抢分,也不是靠一头扎在参考书里,死记硬背。抢分,一靠基础扎实,二靠解题技巧,三靠心态平和。
一、考情分析
在历年高考生物试题中,基因的位置关系相关内容占据重要地位,是考查学生遗传学知识掌握程度和综合运用能力的关键考点。从考查频率来看,几乎每年各地高考卷中都会涉及基因位置判断的题目,分值占比通常在 6 - 12 分左右,在遗传学板块中权重较大。
从题型分布上,既会在选择题中以基础概念辨析、简单情境分析的形式出现,考查学生对基因在染色体上的分布特点、不同遗传方式的基本认知,如判断基因位于常染色体还是性染色体上等;也常以非选择题的形式呈现,通过设置复杂的遗传实验情境、遗传系谱图等,要求学生综合运用所学知识,分析基因的位置关系,进行遗传推理和概率计算,这类题目往往难度较大,对学生的科学思维和科学探究能力要求较高。例如,2024 年广东卷第 14 题设置 3 对等位基因,要求确定这些基因的位置关系;2024 年山东卷第 17 题设置易位情境,分析易位基因的去向,都充分体现了高考对该知识点的深度和广度考查。
二、基础知识点分析
(一)摩尔根果蝇杂交实验
实验方法:假说 - 演绎法。实验过程:
1.杂交实验,提出问题:摩尔根用红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,F₁全为红眼,F₁雌雄交配,F₂中红眼∶白眼 = 3∶1 ,且白眼性状只出现在雄性个体中,这与孟德尔遗传定律中性状分离比相符,但白眼性状的表现与性别相关联,提出问题 —— 为什么白眼性状总是与雄性相关?
2.假设与解释,提出假设:假设控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 X 染色体上,Y 染色体上无相应的等位基因。用遗传图解对杂交实验进行解释,很好地解释了实验现象。
3.测交实验,演绎推理:F₁中红眼雌果蝇(XᴬXᵃ)和亲本白眼雄果蝇(XᵃY)杂交,如果后代中出现红眼雌果蝇、白眼雌果蝇、红眼雄果蝇、白眼雄果蝇这 4 种类型,且数量各占 1/4;再选用其中的白眼雌果蝇(XᵃXᵃ)与红眼雄果蝇(XᴬY)交配,如果子代中雌果蝇都是红眼(XᴬXᵃ),雄果蝇都是白眼(XᵃY),则可证明他们的解释是正确的。
实验验证:通过实际测交实验,结果与预期一致,说明解释是正确的,从而得出实验结论:控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 X 染色体上,即基因位于染色体上。
基因的位置关系判断,常用的方法是杂交实验法。
(二)一对基因位置分析(假设某生物的一对相对性状甲和乙受一对等位基因A/a控制,性别决定方式XY型)
1.基因位于细胞质还是细胞核
方法:正反交杂交实验
采用正交和反交实验,如果正交和反交结果相同,则基因位于细胞核中;如果正交、反交结果不同且与母本性状相同,则基因位于细胞质中,表现出“母系遗传” 特点。
正交:甲♀×乙♂ 子代全部表现为甲 控制性状的基因位于细胞质中,细胞质遗传
反交:乙♀×甲♂ 子代全部表现为乙
2.基因位于常染色体还是X染色体的非同源区段
①若已知性状的显隐关系:可选择隐性雌性个体与显性雄性个体杂交,如果子代中雌性个体全为显性性状,雄性个体全为隐性性状,则基因仅位于X 染色体上;如果子代中雌雄个体都有显性和隐性性状,且比例相当,则基因位于常染色体上。
②若未知性状的显隐关系:采用正反交实验。若正反交结果一致,基因在常染色体上;若正反交结果不一致,基因在X 染色体上。也可通过统计法,根据子代性别、性状的数量比分析判断,如灰身与黑身的比例,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 遗传。
正交:甲♀×乙♂ 子代雌性全部表现为甲或乙 控制性状的基因位于常染色体上,子代全部表现为甲则甲为显性性状;全部表现为乙则乙为显性性状。
反交:乙♀×甲♂ 子代雌性全部表现为甲或乙
正交:甲♀×乙♂ 子代雌雄全部表现为甲 控制性状的基因位于X染色体的非同源区段上,甲为显性性状,乙为隐性性状。
反交:乙♀×甲♂ 子代雄性全部表现为乙,子代雌性全部表现为甲
3.基因位于X染色体的非同源区段还是同源区段
①用纯合隐性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交,如果子代雄性个体全为显性性状,则基因位于 X、Y 染色体的同源区段上;如果子代雄性个体全为隐性性状,则基因仅位于 X 染色体上。
②用杂合显性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交,如果子代雌性个体全为显性性状,雄性个体既有显性性状又有隐性性状,则基因位于 X、Y 染色体的同源区段上;如果子代雌性个体和雄性个体都全为显性性状,则基因仅位于 X 染色体上。
亲本 子一代 子一代雌雄随机交配产生的子二代 结论
甲♀×乙♂ 后代雌雄全部表现为乙 雌性1/2表现为甲、1/2表现为乙,雄性全部表现为乙 乙对甲显性,基因位于X染色体的同源区段
(三)两对基因位置分析(假设两对基因都位于染色体上)
方法:杂交实验法(具有相对性状的两纯合亲本杂交)
1.两对基因位于两对同源染色体上还是位于一对同源染色体上
①若自交后代性状分离比为 9∶3∶3∶1(或其变式),则两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,位于非同源染色体上;若自交后代性状分离比为 3∶1 或 1∶2∶1,则两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律,但遵循分离定律,位于一对同源染色体上。
②若测交后代性状分离比为 1∶1∶1∶1(或其变式),则两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,位于非同源染色体上;若测交后代 AaBb∶aabb = 1∶1 或 Aabb∶aaBb = 1∶1,则两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律,但遵循分离定律,位于一对同源染色体上。
③若产生四种类型的花粉,且比例为 1∶1∶1∶1,则两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,位于非同源染色体上;若产生两种类型的花粉,且比例为 1∶1,则两对等位基因遵循分离定律,位于一对同源染色体上。
F1自交或随机交配F2分离比 F1测交分离比 两对基因位置关系
A B :A bb:aaB :aabb=9:3:3:1(或其变式) A B :A bb:aaB :aabb=1:1:1:1(或其变式)
A B :A bb:aaB :aabb=多:少:少:多 A B :A bb:aaB :aabb=多:少:少:多
A B :aabb=3:1 A B :aabb=1:1
A B :A bb:aaB :aabb=少:多:多:少 A B :A bb:aaB :aabb=少:多:多:少
A bb:A B :aaB =1:2:1 A bb:aaB =1:1
三、确定基因位置关系的方法
1.采用杂合子自交(或测交),与自由组合结果相比,可以确定两对基因的位置关系
例1.已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系:①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和同源染色体非姐妹染色单体的互换,假设A/a、B/b这两对基因都位于X染色体上,请以上述品系为材料,设计实验对这一假设进行验证(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出实验结论)
【解析】
题目信息 假设A/a、B/b这两对基因都位于X染色体上
教材信息 位于X染色体上的基因只能从母本传递给子代的雄性,位于非同源染色体上两对基因的杂合体自交,后代分离比为9:3:3:1
【答案】选择①×②杂交组合进行正反交,观察F1雄性个体的表现型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同,则证明这两对等位基因都位于X染色体上。选择选择①×③或②×③杂交,得到的F1自交或相互交配,若各杂交组合的F2中均出现四种表现型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定A/a、B/b这两对基因都位于X染色体上,E/e这对基因位于常染色体上
例2.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=1:1:1:1。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控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持实验结论的预期结果)
【解析】
题目信息 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=1:1
教材信息 对于X染色体上基因控制的性状,具有隐性性状的雌性与具有显性性状的雄性杂交,子代雄性全部表现为隐性性状;具有显性性状的雌雄个体杂交,子代雌性全部表现为显性性状,子代雄性一半表现为显性性状、一半表现为隐性性状。
【答案】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 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
2.利用已知位置的基因定位未知位置的基因
例3.某种性别决定方式为XY型的植物有多对相对性状,宽叶(A)对窄叶(a)为显性,基因A/a位于常染色体上,紫花和红花是一对相对性状,由基因B/b控制,显隐性及基因B/b所在染色体未知。现有纯合品系:①宽叶紫花雌株;②宽叶紫花雄株;③窄叶红花雌株;④窄叶红花雄株。回答下列问题:
(1)若只考虑该植物的紫花和红花这一对相对性状,利用现有四个品系进行实验,判断这对性状的显隐性及基因B/b是位于常染色体上还是位于X染色体上,可采用的杂交组合是________________;当实验结果为__________________时,可判断紫花为显性性状且基因B/b位于X染色体上。当实验结果为________________时,可判断紫花为显性性状且基因B/b位于常染色体上。
(2)若已知紫花为显性性状且基因B/b位于常染色体上。利用以上品系判断基因A/a与B/b是否位于同一对常染色体上,则实验思路为___________,当实验结果为_______时,可判断基因A/a与B/b位于不同对常染色体上。
【解析】
题干信息 宽叶(A)对窄叶(a)为显性,基因A/a位于常染色体上
紫花和红花是一对相对性状,由基因B/b控制,显隐性及基因B/b所在染色体未知
教材信息 X染色体上的基因由母亲传递给儿子,由父亲传递给女儿。
题干信息 已知紫花为显性性状且基因B/b位于常染色体上。利用以上品系判断基因A/a与B/b是否位于同一对常染色体上
教材信息 具有两对相对性状的亲本杂交,F1自交或随机交配,若控制两对性状的基因位于非同源染色体上,后代分离比为9:3:3:1
【答案】(1)①×④和②×③ ①×④的子代中雌、雄株均为紫花,②×③的子代中雌株均为紫花,雄株均为红花 ①×④和②×③的子代中雌、雄株均为紫花
(2)选择①×④(或②×③)获得F1,让F1雌、雄植株自由交配(或对F1进行测交)获得F2,观察并统计F2的表型及其比例 F2中出现四种表型且比例为9∶3∶3∶1(或F2出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1)
3.利用三体进行基因定位
例4.基因定位是指基因所属的染色体以及基因在染色体上的位置关系测定,可以借助果蝇(2n=8)杂交实验进行基因定位。回答下列问题:
(1)现有Ⅲ号染色体的三体野生型和某隐性突变体果蝇进行杂交实验,杂交过程如图1。
①图中三体(Ⅲ)野生型2处于减数分裂Ⅱ后期的性母细胞有______条染色体。
②若F2的果蝇表型及比例为_________时,能够确定该隐性突变基因位于Ⅲ号染色体上。
(2)对同一染色体上的三个基因来说,染色体的互换主要包括单交换型和双交换型,如图2。双交换型的概率低于单交换型。
已知分别控制果蝇朱红眼、黄体、残翅的3种隐性突变性状的基因w、y、m均位于X染色体上。为确定基因w、y、m在X染色体上的相对位置,科学家将朱红眼黄体残翅雌果蝇和野生型(野生型基因均用“+”表示)雄果蝇杂交,得到F1。F1雌果蝇产生的配子类型及数目如表所示。
雌配子基因型 配子数目
+ + + 1 025
w y m 1 045
w + m 17
+ y + 16
+ + m 45
w y + 47
w + + 2
+ y m 3
分析可知F1雌果蝇产生的重组配子有________种,请在图3中实线(代表X染色体)上标出w、y、m三种基因的位置。如果只考虑基因y和w之间发生互换的情况,推测发生互换的性母细胞占比大约为________%(保留一位小数)。
【解析】(1)①图1中三体(Ⅲ)野生型2含有9条染色体,减数分裂Ⅰ形成的细胞中,一个细胞含有4条染色体(含姐妹染色单体),另一个细胞含有5条染色体(含姐妹染色单体),减数分裂Ⅱ后期由于着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,因此一个细胞内含有8条染色体,另一个细胞内含有10条染色体。故图1中三体(Ⅲ)野生型2处于减数分裂Ⅱ后期的性母细胞有8或10条染色体。②若该隐性基因(设为a)在Ⅲ号染色体上,则亲本隐性突变体1的基因型为aa,三体野生型1的基因型为AAA,F1三体野生型2基因型为AAa,与隐性突变体1(aa)杂交,由于AAa产生的配子类型及比例为AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,因此F2基因型及比例为AAa∶aa∶Aaa∶Aa=1∶1∶2∶2,表型及比例为野生型∶隐性突变体=5∶1。
(2)已知分别控制果蝇朱红眼、黄体、残翅的3种隐性突变性状的基因w、y、m均位于X染色体上。将朱红眼黄体残翅雌果蝇(XwymXwym)和野生型(野生型基因均用“+”表示,即X+++Y)雄果蝇杂交,得到F1。则F1雌性个体基因型为XwymX+++,若减数分裂时不发生互换,则产生两种雌配子,即Xwym、X+++,根据表格中配子类型可知,F1雌果蝇产生的重组配子有8-2=6(种),根据双交换型的概率低于单交换型,且双交换型只是将中间的一个基因进行交换,因此结合表格中最下面两种配子数量最少可知,其属于双交换得到的配子,且交换的基因为w和+,因此可知w位于y和m之间,故w、y、m三种基因在X染色体上的顺序为y-w-m(或m-w-y)。互换率=重组型配子÷总配子数×2×100%,若只考虑基因y和w之间的互换情况,则互换型的配子数为17+16+2+3=38,总配子数为1 025+1 045+17+16+45+47+2+3=2 200,则互换率=38÷2 200×2×100%≈3.5%,即只考虑基因y和w之间的互换情况,推测发生互换的性母细胞占比大约为3.5%。
4.利用单体进行基因定位
例5.某昆虫(2n=56)的性别决定方式为XY型,其眼色由两对等位基因A/a、B/b控制。现让一只纯合白眼雄昆虫与纯合红眼雌昆虫多次杂交,F1中雌雄昆虫均表现为红眼,F1雌雄昆虫相互交配,F2中红眼:朱砂眼:白眼=12:3:1。回答下列问题:
(1)A/a、B/b两对基因的遗传遵循 定律,判断依据是 。
(2)若要判断A/a、B/b两对基因中是否有一对基因位于X染色体上,最简单的方法是 。
(3)进一步研究发现,B/b基因位于X染色体上,且F2中朱砂眼昆虫均为雄性,则F2中红眼雌昆虫的基因型有 种;让F2中朱砂眼昆虫与F1红眼昆虫杂交,子代的表型及比例为 。
(4)单体是指有一对同源染色体丢失1条的生物个体,其可用于基因定位。已知控制该昆虫正常翅(D)和残翅(d)的基因位于常染色体上,现有各种染色体单体(27种)正常翅的雌雄昆虫以及染色体均正常的正常翅和残翅昆虫,请设计实验判断D/d基因在染色体上的位置,写出实验思路并预期结果及结论。
实验思路: ;
预期结果及结论: 。
【解析】(1)根据F2中红眼:朱砂眼:白眼=12:3:1可知,控制该昆虫眼色的两对等位基因遵循自由组合定律。
(2)若有一对等位基因位于X染色体上,则F2雌雄昆虫的眼色会存在差异。
(3)根据B/b基因位于X染色体上,且F2中朱砂眼昆虫均为雄性,可推知红眼昆虫的基因型为A_XB_、aaXB_,朱砂眼昆虫的基因型为A_Xb_,白眼昆虫的基因型为aaXbY、aaXbXB,故F1的基因型为AaXBXb、AaXBY,F2红眼雌昆虫的基因型为_ _XBXB、_ _XBXb,共有6种。F2中朱砂眼昆虫的基因型为1/3AAXbY、2/3AaXbY,与F1红眼昆虫(AaXBXb)杂交,后代中红眼昆虫的比例为1/2、朱砂眼为5/6×1/2=5/12、白眼为1/6×1/2=1/12,故子代的表型及比例为红眼:朱砂眼:白眼=6:5:1,每种眼色中雌雄比例均为1:1。
(4)为判断D/d基因在染色体上的位置,可设计让残翅雄(雌)昆虫分别与27种正常翅单体雌(雄)昆虫杂交,观察并统计子代的表型及比例。若D/d基因位于缺失的染色体上,则亲本的基因型为DO、dd,子代的基因型及比例为Dd:dO=1:1,表现为正常翅:残翅=1:1;若D/d基因不位于缺失的染色体上,则亲本的基因型为DD、dd,子代的基因型全为Dd,表现为正常翅。
【答案】(1)基因的自由组合 F2的性状分离比为12:3:1,为9:3:3:1的变式
(2)观察并统计眼色性状在F2雌雄昆虫中是否存在差异
(3)6 红眼:朱砂眼:白眼=6:5:1(或红眼雌昆虫:朱砂眼雌昆虫:白眼雌昆虫:红眼雄昆虫:朱砂眼雄昆虫:白眼雄昆虫=6:5:1:6:5:1)
(4)让残翅雄(雌)昆虫分别与27种正常翅单体雌(雄)昆虫杂交,观察并统计子代的表型及比例 若子代表型及比例为正常翅:残翅=1:1,则D/d基因位于缺失的染色体上;若子代全为正常翅,则D/d基因不位于缺失的染色体上
例6.(2024·山东卷)(不定项)果蝇的直翅、弯翅受Ⅳ号常染色体上的等位基因A、a控制。现有甲、乙2只都只含7条染色体的直翅雄果蝇,产生原因都是Ⅳ号常染色体中的1条移接到某条非同源染色体末端,且移接的Ⅳ号常染色体着丝粒丢失。为探究Ⅳ号常染色体移接情况,进行了如表所示的杂交实验。已知甲、乙在减数分裂时,未移接的Ⅳ号常染色体随机移向一极;配子和个体的存活力都正常。不考虑其他突变和染色体互换,下列推断正确的是( )
实验①:甲×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=7∶1,且雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1
实验②:乙×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=3∶1,且直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1∶1
A. ①中亲本雌果蝇的基因型一定为Aa
B. ②中亲本雌果蝇的基因型一定为aa
C. 甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
D. 乙中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
【解析】依题意,甲×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=7∶1,且雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1,可知直翅为显性,且翅形的遗传与性别相关联,A基因移接至X染色体上。甲果蝇表型为直翅,且A基因移接至X染色体上,其基因型可表示为O—XAY(O表示该染色体缺少相应基因,—表示染色体上未知的基因),正常雌果蝇的基因型可表示为— —XX。则甲与正常雌果蝇杂交可表示为O—XAY×— —XX。两对染色体独立遗传,若单独考虑性染色体的遗传,甲与正常雌果蝇杂交可表示XAY×XX,所得子代为1XAX:1XY:若单独考虑常染色体,甲与正常雌果蝇杂交可表示为O—×— —,所得子代为1O—:1O —:1— —:1— —。又知雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1,结合性染色体遗传的雄性子代基因型XY可推断,单独考虑的常染色体杂交O—×— —所得的子代1O—:1O —中,一定至少有一个是OA,即雌果蝇中一定含A基因。而其余的1O —:1— —:1— —,一定有一个基因型为Oa或aa,两种情况中都一定有a来自雌性果蝇,所以与甲杂交的亲本雌果蝇的基因型一定为Aa。综合以上分析,①中亲本雌果蝇的基因型一定为Aa,甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端,A、C正确;假设乙的基因型为Aa,其中一个A基因位于的染色体片段移接到另一条非同源染色体上,且该染色体也是常染色体,则其基因型可表示为AOaO,再设与乙杂交的雌性果蝇的基因型为AaOO。乙×正常雌果蝇杂交时,乙所产生的配子种类及比例为:1Aa:1AO:1aO:1OO,正常雌果蝇产生的配子种类及比例为:1AO:1aO。则所得子代基因型及比例可表示为:1AAaO:1AAOO:AaOO:1AOOO:1AaaO:1AaOO:1aaOO:1aOOO,由上可推断子代的表型及比例为直翅∶弯翅=3∶1。与翅型相关两对染色体都为常染色体,直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1∶1。假设与实验结果相符,假设成立。故②中亲本雌果蝇的基因型可以是Aa,乙中含基因A的1条染色体可以移接到常染色体末端,B、D错误。
【答案】AC
四、高考真题分析
例7. (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 下图。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
【解析】
【答 案】C
【解析】
【答 案】C
例8. (2024山东,17)(多选)果蝇的直翅、弯翅受V 号常染色体上的等位基因A、a控制。现 有甲、乙2只都只含7条染色体的直翅雄果蝇,产生原因都是IV号常染色体中的1条移接到某 条非同源染色体末端,且移接的V 号常染色体着丝粒丢失。为探究IV 号常染色体移接情况,进 行了如表所示的杂交实验。已知甲、乙在减数分裂时,未移接的IV号常染色体随机移向一极; 配子和个体的存活力都正常。不考虑其他突变和染色体互换,下列推断正确的是( )
实验①:甲×正常雌果蝇→F₁ 中直翅:弯翅=7:1,且雄果蝇群体中的直翅:弯翅=3:1
实验②:乙×正常雌果蝇→F₁ 中直翅:弯翅=3:1,且直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1:1
A.① 中 亲 本 雌 果 蝇 的 基 因 型 一 定 为Aa
B.② 中 亲 本 雌 果 蝇 的 基 因 型 一 定 为aa
C.甲 中 含 基 因A 的 1 条 染 色 体 一 定 移 接 到X 染 色 体 末 端
D.乙 中 含 基 因A 的 1 条 染 色 体 一 定 移 接 到X 染 色 体 末 端
【解析】(1)信息获取与加工 A 的基因转移模型(甲、乙)。
【答案】AC
【解析】(1)信息获取与加工 A 的基因转移模型(甲、乙)。
【答案】AC
例9.(2024山东,22)某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2 对等位基因,且每种性状只由1对等位基因控制,其中控制籽粒颜色的等位基因为D 、d;叶边 缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和 B、b控制的1对相对性状,且只要有1对隐性 纯合基因,叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性,进行了如表所示的杂交实验。
另外,拟用乙组F₁ 自交获得的F₂ 中所有锯齿叶绿粒植株的叶片为材料,通过PCR 检测每株 个体中控制这2种性状的所有等位基因,以辅助确定这些基因在染色体上的相对位置关系。 预期对被检测群体中所有个体按PCR 产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则归类后,该 群体电泳图谱只有类型I 或类型Ⅱ,如图所示,其中条带③和④分别代表基因a 和 d。已知各 基因的PCR 产物通过电泳均可区分,各相对性状呈完全显隐性关系,不考虑突变和染色体互换。
(1)据表分析,由同一对等位基因控制的2种性状是 ,判断依据是 。
(2)据表分析,甲组F₁ 随机交配,若子代中高茎植株占比为 ,则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
(3)图中条带②代表的基因是 ;乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为 若电泳图谱为类型I, 则被检测群体在F,中占比为 。
(4)若电泳图谱为类型Ⅱ,只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基 因在染色体上的相对位置关系,需辅以对F₂ 进行调查。已知调查时
正值F₂的花期,调查思路: ;
预期调查结果并得出结论: (要求:仅根据表型预期调查结果,并简要描述结论)
【解析】(1)甲组实验 因果推理与论证:
(2)乙组实验,统计推理与论证
论证1:乙组亲本机F1的基因型
【答案】(1)花色和籽粒颜色紫色植株籽粒全为黄色,红色植株籽粒全为绿色
(2)9/16 (3)A aaBBDD 1/4
(4)调查红花植株的叶边缘形状若红花植株中只有锯齿叶,则Abd(aBD) 位于一条染色 体上(1分);若红花植株中既有锯齿叶又有光滑叶,则Ad(aD) 位于一条染色体上,Ad 和 B(b) 位于非同源染色体上(1分)
例10. (2024河北,23)西瓜瓜形(长形、椭圆形和圆形)和瓜皮颜色(深绿、绿条纹和浅绿)均为 重要育种性状。为研究两类性状的遗传规律,选用纯合体P₁ (长形深绿)、P₂ (圆形浅绿)和P₃ (圆形绿条纹)进行杂交。为方便统计,长形和椭圆形统一记作非圆,结果见表。
实验 杂交组合 F₁表型 F₂表型和比例
① P₁ ×P₂ 非圆深绿 非圆深绿:非圆浅绿:圆形深绿:圆形浅绿=9:3:3:1
② P₁ ×P₃ 非圆深绿 非圆深绿:非圆绿条纹:圆形深绿:圆形绿条纹=9:3:3:1
回答下列问题。
(1)由实验①结果推测,瓜皮颜色遗传遵循 定律,其中隐性性状为 。
(2)由实验①和②结果不能判断控制绿条纹和浅绿性状的基因之间的关系。若要进行判 断,还需从实验①和②的亲本中选用 进行杂交。若F₁ 瓜 皮 颜 色 为 ,则推测两基因为非等位基因。
(3)对实验①和②的F₁ 非圆形瓜进行调查,发现均为椭圆形,则F₂中椭圆深绿瓜植株的占比应为 。若实验①的F, 植株自交,子代中圆形深绿瓜植株的占比为 。
(4)SSR 是分布于各染色体上的DNA 序列,不同染色体具有各自的特异SSR。SSR1分别位于西瓜的9号和1号染色体。在P₁ 和 P₂ 中 SSR1 长度不同,SSR2 长度也不同。 为了对控制瓜皮颜色的基因进行染色体定位,电泳检测实验① F₂ 中浅绿瓜植株、P₁ 和 P²的SSR1和 SSR2 的扩增产物,结果如下图所示。据图推测控制瓜皮颜色的基因位于 染色体。检测结果表明,15号植株同时含有两亲本的SSR1 和 SSR2 序列,同时具有SSR1 的根本原因是 ,同时具有SSR2 的根本原因是 。
(5)为快速获得稳定遗传的圆形深绿瓜株系,对实验① F₂ 中圆形深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR 进行扩增、电泳检测。选择检测结果为 的植株,不考虑交换,其自交后代即为目的株系。
【解析】关键能力:(1)统计推理与论证(判断显隐性)
实验 F2 结论
① 深绿:浅绿=(9+3):(3+1)=3:1 符合分离定律
深绿对浅绿为显性性状
② 深绿:绿条纹=(9+3):(3+1)=3:1 符合分离定律
深绿对绿条纹为显性性状
杂合子(F1)自交,子代可出现3:1的两种情况:
情况1:由复等位基因控制,假定控制基因为深绿(A)、浅绿(a1)、绿条纹(a2),显隐性关系为A>a1>a2。则
实验 亲本→F1→F2 结论
① P1(AA)×P2(a1a1)→F1(Aa1)→F2(3A :1a1a1)
深绿 浅绿 深绿 深绿 浅绿 可行
② P1(AA)×P2(a2a2)→F1(Aa2)→F2(3A :1a2a2)
深绿 绿条纹 深绿 深绿 绿条纹 可行
实验 亲本→F1→F2 结论
① P1(AABB)×P2(AAbb)→F1(AABb)→F2(3AAB :1AAbb)
深绿 浅绿 深绿 深绿 浅绿 可行
② P1(AABB)×P2(aaBB)→F1(AaBB)→F2(3A ABB:1aaBB)
深绿 绿条纹 深绿 深绿 绿条纹 可行
情况2:由两对等位基因控制且存在基因互作,假定深绿(AABB)、浅绿(AAbb)、绿条纹(aaBB)
实验 亲本→F1→F2 结论
① P1(AABB)×P2(AAbb)→F1(AABb)→F2(3AAB :1AAbb)
深绿 浅绿 深绿 深绿 浅绿 可行
② P1(AABB)×P2(aaBB)→F1(AaBB)→F2(3A ABB:1aaBB)
深绿 绿条纹 深绿 深绿 绿条纹 可行
情况1和情况2均可行,无法加以区分。题干要求“若要进行判断,还需从实验①和实验②两亲本中选用 进行杂交”,那杂交组合就只剩下P2×P3,如下是验证P2×P3能否将情况1和情况2加以区分。
归纳:将P2和P3杂交后,若子代为浅绿,则瓜皮的颜色由复等位基因控制;若子代瓜皮的颜色为深绿,则由两对等位基因控制,两基因自由组合。
③分析F₂ 个体(包括15个体)的SSR2 出现两个条带的原因。
用“■”代表实验①P₁ 的 SSR2, 用“□”代表实验①P₂ 的 SSR2, 二者的长度不同,电泳后是两 个条带。统计发现,在F₂ 浅绿瓜植株中,有一半个体只有1个条带(即只含有“■”或“口”,包括 1、2、4、7、8、10、14、17、19、20,共10个),另一半个体同时含有2个条带(其余的10个)。
上面已得出SSR1 位于9号染色体,则SSR2 位 于 1 号 染 色 体 。 亲 本P₁(A-■/A-■)与亲 本P ₂(A-□/A-口 ) 杂 交 ,F1为(A-■/A-口)。F1自交,在F₂个体中,具有1个条带的A-■/A-■和A-□/A-口占 一 半,具有2个条带的A-■/A-口占 一 半 。
④如何根据实验①F₂中深绿瓜植株的电泳检测结果,快速选出能稳定遗传的圆形深绿瓜株系?
亲本P₁(长形深绿,DDAABB)和亲本P₂(圆形浅绿,ddAAbb)杂交,F₂中圆形深绿瓜的基因型为ddAAB_,有ddAABB和ddAABb两种基因型。其中ddAABB的SSR1有1个条带,条带的位置与亲本P₁相同,ddAABb应有两个条带。
[答案及评分参考]本题共16分,除注明外,每空2分。
(1)(基因的)分离(1分)浅绿(1分)
(2)P₂ 、P₃(1 分 ) 深 绿 ( 1 分 )
(3)3/815/64
(4)9号 F₁ 在减数分裂I 前期发生染色体片段互换,产生了同时含P₁ 、P₂ 的 SSR1 的配 子 F₁ 产生的具有来自P₁1 号染色体的配子与具有来自P₂1 号染色体的配子受精
(5)SSR1 的扩增产物条带与亲本P₁ 相同
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