内容正文:
基因传递的基本规律
第五单元
专题加强6
基因在染色体上的位置判断与实验设计
加强点1 探究基因位于常染色体上还是X染色体上
1.杂交实验法
(1)性状的显隐性是“未知的”,且亲本均为纯合子时
此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。若正反交结果不同,且子代只表现母本的性状,则控制该性状的基因位于细胞质中。
(2)性状的显隐性是“已知的”
(3)在确定雌性个体为杂合子的条件下
2.数据信息分析法
(1)依据子代性别、性状的数量分析确认
若后代中两种表型在雌雄个体中比例一致,说明遗传与性别无关,则基因可能在常染色体上;若后代中两种表型在雌雄个体中比例不一致,说明遗传与性别有关,则可确定基因在性染色体上。
(2)依据遗传调查所得数据进行推断确认
1.纯种果蝇中,进行如下杂交实验(设相关基因为A/a),①P暗红眼(♀)×朱红眼(♂)→F1暗红眼(♀、♂);②朱红眼(♀)×暗红眼(♂)→F1暗红眼♀、朱红眼♂ 。根据实验结果判断下列叙述错误的是( )
A.正反交实验可用于判断有关基因所在的位置
B.正反交的结果说明眼色基因不在细胞质中,也不在常染色体上
C.正反交的子代中,雌性基因型都是XAXa
D.预期正反交的F1各自自由交配,后代表型比例都是1∶1∶1∶1
D
对点训练
解析:正反交实验既可以用来区分细胞核基因遗传与细胞质基因遗传,也可以用来区分常染色体遗传与伴性遗传,A正确;正反交结果不同,且子代表型始终与母本相一致,说明性状由细胞质中的基因控制;正反交结果不同,且子代的表型与性别有关,说明控制性状的基因位于细胞核中的性染色体上;若正反交结果一致,说明控制性状的基因位于细胞核中的常染色体上;题干中的正反交实验属于第二种情况,控制眼色的基因位于X染色体上,B正确;正交实验中,纯种暗红眼♀(XAXA)×纯种朱红眼♂(XaY)得到的F1中雌性的基因型为XAXa;反交实验中:纯种朱红眼♀(XaXa)×纯种暗红
眼♂(XAY)得到的F1中雌性的基因型为XAXa,C正确;纯种暗红眼♀(XAXA)
×纯种朱红眼♂(XaY)得到F1只有暗红眼(XAXa、XAY),F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表型的比例是1(XAY)∶2(XAXA、XAXa)∶1(XaY);纯种朱红眼♀(XaXa)×纯种暗红眼♂(XAY)的反交实验中,F1雌性为暗红眼(XAXa),
雄性为朱红眼(XaY),F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表型的比例是1(XAXa)∶1(XaXa)∶1(XAY)∶1(XaY),D错误。
2.(2025·河南安阳模拟)某动物的性别决定方式为XY型,其眼睛颜色的赤色与青色由B/b基因控制。现用一只纯合赤眼雌性动物与一只纯合青眼雄性动物杂交,F1均为赤眼。不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段上,下列叙述正确的是( )
A.B/b基因一定位于常染色体上,且赤色为显性性状
B.B/b基因一定位于X染色体上,且赤色为显性性状
C.通过正反交实验可以确定B/b基因在染色体上的位置
D.不能通过F1的雌雄个体相互交配来确定B/b基因在染色体上的位置
C
解析:由一只纯合赤眼雌性动物与一只纯合青眼雄性动物杂交,F1均为赤眼,可知赤眼为显性性状,但无法确定该基因是位于常染色体上还是位于X染色体上,A、B错误;若B/b基因位于常染色体上,赤眼雌性动物与纯合青眼雄性动物进行正反交实验得子代均为赤眼;若B/b基因位于X染色体上,纯合赤眼雌性动物与纯合青眼雄性动物进行正交实验所得子代表型均为赤眼,反交实验所得子代表型雄性全为青眼,雌性全为赤眼。故可以进行正反交实验确定B/b基因在染色体上的位置,C正确;若B/b基因位于常染色体上,F1的雌雄个体相互交配所得子代雌性中赤眼∶青眼=3∶1;若B/b基因位于X染色体上,F1的雌雄个体相互交配所得子代雌性中全为赤眼,雄性中赤眼∶青眼=1∶1,故可以通过F1的雌雄个体相互交配来确定B/b基因在染色体上的位置,D错误。
3.控制生物性状的基因是位于常染色体、X染色体,还是Y染色体上是遗传学研究的重要内容。请根据下列信息回答相关问题。
已知果蝇的暗红眼由隐性基因(r)控制,但不知控制该性状的基因(r)是位于常染色体上、X染色体上,还是Y染色体上,请你设计一个简单的调查方案进行调查,并预测调查结果。
(1)方案:寻找暗红眼的果蝇进行调查,统计________________________。
具有暗红眼果蝇的性别比例
解析:因为是通过调查来判断该基因是位于哪条染色体上,在性染色体上该性状会和性别有关,所以应统计具有暗红眼果蝇的性别比例。
(2)结果:①________________________________________,则r基因位于常染色体上;
②___________________________________,则r基因位于X染色体上。
若具有暗红眼的个体中,雄性与雌性数目相当
若具有暗红眼的个体中,雄性多于雌性
解析: ①如果暗红眼的个体中雄性和雌性数目相当,几乎是1∶1,说明r最可能位于常染色体上。
②由于r是隐性基因,雌性需要2条X都含有r基因,如果暗红眼的个体中雄性多于雌性,说明r基因最可能位于X染色体上。
4.(2025·广东佛山模拟)果蝇是遗传学上的常用研究材料(假设控制果蝇眼色的基因用A和a表示),不考虑X、Y染色体的同源区段,回答下列有关问题。
(1)摩尔根当年利用偶然发现的一只白眼雄果蝇与野生型红眼雌果蝇作亲本进行杂交实验,发现F2中白眼雄果蝇占1/4,红眼果蝇占3/4且有雌雄分别,为此他及同事提出了__________________________________________________
_________的假说,并在后续实验中得以验证。请设计测交实验验证上述假说,最能证明其假说的测交方式是_______________________________。若从摩尔根实验中的材料进行挑选,在进行此测交实验前必须做的杂交实验是______________________________________________________,从而获得
_______果蝇。
控制果蝇白眼的基因位于X染色体上,Y染色体上不含它的
等位基因
红眼雄果蝇与白眼雌果蝇进行测交
让F1雌果蝇与亲本中白眼雄果蝇(或F2中白眼雄果蝇)进行杂交
白眼雌
解析:摩尔根及其同事根据杂交实验结果提出了控制果蝇白眼的基因位于X染色体上,Y染色体上不含它的等位基因的假说。由题可知,亲本雌、雄个体的基因型分别是XAXA(红眼雌)和XaY(白眼雄),F1的基因型是XAXa(红眼雌)和XAY(红眼雄),F2的基因型分别为XAXA(红眼雌)、XAXa (红眼雌)、
XAY(红眼雄)、XaY(白眼雄),白眼果蝇都是雄性。用红眼雄果蝇(XAY)与白眼雌果蝇(XaXa)进行测交,后代雌性均为红眼,雄性均为白眼,与常染色体遗传结果不同,可以用于验证摩尔根及其同事的假说。但当前摩尔根的实验中没有出现白眼雌果蝇,因此让F1红眼雌果蝇(XAXa)与亲本中白眼雄果蝇(XaY)或F2中白眼雄果蝇进行杂交,就可以得到白眼雌果蝇(XaXa)。
(2)果蝇眼形的圆眼与棒眼是另一对相对性状,受等位基因B和b控制,其中圆眼为显性。现有各种基因型的纯合果蝇,请通过一次杂交实验,判断出A/a和B/b这两对基因的相对位置关系。请写出实验思路,并预测实验结果及结论。
答案: 实验思路:让纯合的棒眼雌果蝇与圆眼雄果蝇杂交,观察后代雌雄个体的表型。预测实验结果及结论:若后代雌雄个体都为圆眼,则说明A/a和B/b这两对基因分别位于两对同源染色体上;若后代雌果蝇都为圆眼,雄果蝇都为棒眼,则说明A/a和B/b这两对基因均位于X染色体上。
解析: 题中给出了各种纯合的个体,可以利用隐性雌果蝇与显性雄果蝇杂交判断基因B/b是否位于X染色体上。选择纯合的棒眼雌果蝇与圆眼雄果蝇杂交,观察后代雌雄个体表型。如果基因B/b位于常染色体上,则亲本基因型分别是bb和BB,后代基因型是Bb,都表现为圆眼,这样A/a和B/b这两对基因分别位于两对同源染色体上;如果基因B/b位于X染色体上,则亲本基因型分别是XbXb、XBY,后代中雄性都是棒眼,雌性都是圆眼,这样A/a和B/b这两对基因均位于X染色体上。
加强点2 探究基因仅位于X染色体上还是X、Y染色体同源区段上
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.基本思路
(1)用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。即:
(2)用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。即:
5.下面是探究基因位于X、Y染色体的同源区段,还是只位于X染色体上的实验设计思路,下列说法正确的是( )
方法1:纯合显性雌性个体×纯合隐性雄性个体→F1
方法2:纯合隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→F1
结论:①若子代雌雄全表现显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段 ②若子代雌性个体表现显性性状,雄性个体表现隐性性状,则基因只位于X染色体上 ③若子代雄性个体表现显性性状,则基因只位于X染色体上 ④若子代雌性个体表现显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段
对点训练
A.“方法1+结论①②”能够完成上述探究任务
B.“方法1+结论③④”能够完成上述探究任务
C.“方法2+结论①②”能够完成上述探究任务
D.“方法2+结论③④”能够完成上述探究任务
答案:C
解析:方法1:纯合显性雌性个体与纯合隐性雄性个体杂交,无论基因位于X、Y染色体同源区段还是只位于X染色体上,子代全表现显性性状,无法区分,A、B错误;方法2:纯合隐性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交,若子代雌雄全为显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段,①正确;若子代雌性个体表现为显性性状,雄性个体表现为隐性性状,则基因只位于X染色体上,Y染色体上没有相关基因,②正确,C正确,D错误。
6.某雌雄异株的植物,其耐盐碱和不耐盐碱是一对相对性状,耐盐碱为显性性状,受一对等位基因控制。现有纯合耐盐碱和不耐盐碱的雌雄株若干,现需设计实验判断控制该性状的基因的位置:①位于常染色体上还是仅位于X染色体上;②仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上;③位于细胞核内还是位于细胞质内。下列关于实验方案及实验预测的叙述,不正确的是( )
A.用不耐盐碱雌株与耐盐碱雄株杂交可判断①②③
B.用不耐盐碱个体与耐盐碱个体进行正反交实验可判断①③
C.用不耐盐碱个体与耐盐碱个体进行正反交实验,若正反交结果相同,可判断基因位于常染色体上
D.用不耐盐碱的雌株与耐盐碱雄株杂交,若子一代中有两种表型,可判断该基因仅位于X染色体上
C
解析:用不耐盐碱雌株与耐盐碱雄株杂交,若子代全为耐盐碱,可判断该基因位于常染色体上或位于X、Y染色体的同源区段上;若子代雌性为耐盐碱,雄性为不耐盐碱,可判断基因仅位于X染色体上;若子代全为不耐盐碱,可判断基因位于细胞质内,故可判断①②③,A正确;用不耐盐碱个体与耐盐碱个体进行正反交实验,若正反交结果相同,可判断基因位于常染色体上或位于X、Y染色体的同源区段上;若正反交结果不同,可判断基因仅位于X染色体上或位于细胞质内,故可判断①③,B正确,C错误;用不耐盐碱的雌株与耐盐碱雄株杂交,如果子一代有两种表型,即雌性为耐盐碱个体,雄性为不耐盐碱个体,可判断基因仅位于X染色体上,D正确。
加强点3 基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
1.在已知性状的显隐性的条件下,若限定一次杂交实验来证明,则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[即aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]杂交组合,观察并分析F1的表型。分析如下:
2.在已知性状的显隐性的条件下,未限定杂交实验次数时,则可采用以下方法,通过观察F2的表型来判断:
7.(2025·山东临沂模拟)某XY型性别决定的植物,有抗冻(A)和不抗冻(a)、叶片无茸毛(B)和有茸毛(b)两对相对性状,某实验小组利用若干纯合品种作为亲本进行如表实验。下列相关叙述正确的是( )
组别 P F1
实验一 抗冻有茸毛雄性×不抗冻无茸毛雌性 雌性全为抗冻无茸毛;雄性全为不抗冻无茸毛
实验二 抗冻有茸毛雌性×不抗冻无茸毛雄性 雌性全为抗冻无茸毛;雄性全为抗冻有茸毛
对点训练
A.根据实验一可判断基因A/a位于常染色体上,B/b位于X染色体上
B.根据实验二可判断基因A/a位于X染色体上,B/b位于常染色体上
C.根据两组实验可判断基因A/a、B/b可能位于X、Y染色体的同源区段上
D.实验一F1中雌性与实验二F1中雄性杂交,子代中不抗冻的个体所占比例为1/4
答案:D
解析:实验一中,亲本为抗冻和不抗冻,子代中雌性均抗冻,而雄性均不抗
冻,说明与性别有关,基因A/a位于X染色体上;实验二中,亲本为有茸毛和无茸毛,子代雌性均为无茸毛,雄性均为有茸毛,说明与性别有关,基因B/b位于X染色体上,A、B错误;两亲本均为纯合子,根据两组实验可判断基因A/a、B/b均位于X染色体上,不可能位于X、Y染色体的同源区段上,否则实验一后代全为抗冻,实验二的后代全为无茸毛,C错误;A/a和B/b基因都位于X染色体上,实验一亲本的杂交组合为XAbY×XaBXaB,则F1中雌性的基因型是XaBXAb,实验二亲本的杂交组合为XAbXAb×XaBY,则F1中雄性的基因型是XAbY。让XaBXAb和XAbY杂交,只考虑A/a这对等位基因,即XAXa与XAY杂交,二者杂交子代中不抗冻的个体所占比例为1/4,D正确。
8.果蝇的体色(灰身、黑身)和翅型(正常翅、截翅)这两对性状分别由两对等位基因A/a和B/b控制。利用两对纯种果蝇进行了杂交实验,结果如表所示。
子代表型 组合一:黑身正常翅♀
×灰身截翅♂ 组合二:灰身截翅♀×黑身正常翅♂
雌蝇 雄蝇 雌蝇 雄蝇
F1 灰身正常翅 296 290 301 0
灰身截翅 0 0 0 298
(1)控制翅型的基因位于____染色体上,判断的依据为_________________
___________________________________________________________。
用纯种正常翅、截翅果蝇进行的正反交实验,正反交实验结果不一致
X
杂交组合一、二是
(2)某同学为了确定控制体色的A/a这对等位基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段上,让组合二F1灰身雌、雄果蝇相互交配,然后统计F2中黑身果蝇的性别比例:若__________________________,则说明A/a是位于常染色体上;若_________________,则说明A/a是位于X、Y染色体的同源区段上。
黑身果蝇中雌性∶雄性=1∶1
黑身果蝇全为雄性
解析:某同学为了确定控制体色的A/a这对等位基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段上,让组合二F1灰身雌、雄果蝇相互交配(Aa×Aa或XAXa×XAYa),然后统计F2中黑身果蝇的性别比例:若黑身果蝇中雌性∶雄性=1∶1,则说明A/a位于常染色体上;若黑身果蝇全为雄性,则说明A/a位于X、Y染色体的同源区段上。
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