第2章 素能提升课3 确定基因在染色体上位置的实验设计-【名师导航】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化教师用书word（人教版）

该高中生物学课件聚焦基因定位判断的核心方法，涵盖两对等位基因位置关系、常染色体与性染色体基因区分等内容。通过问题驱动导入，以自交法、测交法为基础，逐步构建从基因连锁分析到性染色体同源区段探究的知识支架，衔接遗传规律与染色体行为的内在逻辑。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过植物杂交表型分析、果蝇遗传图解等实例，引导学生运用假说-演绎法设计实验、分析结果，深化结构与功能观的生命观念。既帮助学生提升逻辑推理与实验设计能力，也为教师提供系统的理论框架与典型例题，助力高效教学实施。

提升点1　判断两对等位基因位于一对或两对同源染色体上 1．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)，位置如图甲或图乙： 配子种类：AB、ab　　　　配子种类：Ab、aB 配子比例：1∶1 配子比例：1∶1 (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： 配子种类：AB、Ab、aB、ab 配子比例：1∶1∶1∶1 2．判断方法 (1)自交法：如果双杂合子自交，后代性状分离比符合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；如果后代性状分离比符合9∶3∶3∶1或其变式，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：双杂合子与隐性纯合子测交，如果测交后代不同表型之比符合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；如果测交后代不同表型之比符合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。 1．某雌雄同体植物基因型为AaBb(A、a控制叶形，B、b控制花色)，研究人员通过测交或自交的方式来确定两对基因在染色体上的位置，不考虑致死情况，下列叙述正确的是(　　) A．若自交后代有2种表型，不能确定基因在染色体上的位置 B．若测交后代有2种表型，可确定基因在染色体上的位置 C．若自交后代有3种表型且比例为1∶2∶1，可确定基因在染色体上的位置 D．若测交后代有4种表型，说明两对基因的遗传遵循自由组合定律 C　[若自交后代有2种表型，则AB连锁，ab连锁，两对等位基因位于同一对染色体上，若Ab连锁，aB连锁，两对等位基因位于一对同源染色体上，自交后代的表型有3种，两对等位基因若位于2对同源染色体上时，自交后代的表型有4种，则自交后代有2种表型，可确定基因在染色体上的位置，A错误；若测交后代有2种表型，则AaBb只能产生两种配子，可以确定两对基因完全连锁，但AaBb在染色体上的位置不能确定，可能是AB连锁，也可能是Ab连锁，B错误；若自交后代有3种表型且比例为1∶2∶1，说明Ab连锁，aB连锁，AaBb能产生Ab和aB两种配子，说明两对基因位于同一对同源染色体上，C正确；若测交后代有4种表型，因不清楚表型比例，可能是AaBb两对等位基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，也有可能是AaBb两对等位基因位于一对同源染色体上，只是部分细胞在进行减数分裂时发生了互换，后代也产生了四种表型，D错误。] 2．某植物的两对相对性状分别为黄色(A)对白色(a)为显性，饱满(B)对皱缩(b)为显性，现有黄色饱满植株(基因型为AaBb)与一隐性纯合子测交，得到的后代如表所示。根据这一结果，可以得出的结论是(　　) 表型 黄色饱满 黄色皱缩 白色饱满 白色皱缩 数目 145 341 350 151 A．A、B基因连锁，两者遵循基因的完全连锁 B．A、b基因连锁，两者遵循基因的完全连锁 C．a、b基因连锁，两者遵循基因的不完全连锁 D．a、B基因连锁，两者遵循基因的不完全连锁 D　[由表格信息可知，黄色皱缩和白色饱满多于黄色饱满和白色皱缩，说明含有Ab和aB的配子比例较多，同时存在含AB和ab的配子，即A、b在一条染色体上，a、B在同源染色体的另一条染色体上，同时同源染色体中非姐妹染色单体的互换导致含AB和ab的配子出现。因此两者遵循基因的不完全连锁，D正确。] 提升点2　判断基因位于常染色体上还是X染色体上 1．若未知性状的显隐性 2．若已知性状的显隐性 1．下列关于遗传方式的分析，错误的是(　　) A．相对性状的显隐性已知，可以用测交测定待测个体的基因组成 B．相对性状的显隐性已知，判断是常染色体遗传还是伴X染色体遗传，可以用隐性♀×显性♂ C．相对性状的显隐性未知，判断是常染色体遗传还是伴X染色体遗传，可以用正反交 D．X、Y染色体同源区段上基因的遗传与常染色体上的基因一样 D　[将显性性状的个体进行测交，若后代有两种表型，说明是杂合子，若后代只有一种表型，说明是纯合子，A正确；相对性状的显隐性已知，判断是常染色体遗传还是伴X染色体遗传，可以用隐性♀×显性♂，若子代中雌雄的表型及比例相同，说明是常染色体遗传，若子代中雌性都是显性，雄性都是隐性，说明是伴X染色体遗传，B正确；相对性状的显隐性未知，判断是常染色体遗传还是伴X染色体遗传，可以用正反交，若子代中正反交结果相同，说明是常染色体遗传，若子代中正反交结果不同，说明是伴X染色体遗传，C正确；X、Y染色体同源区段上基因的遗传与性别相关联，常染色体上基因的遗传与性别无关，D错误。] 2．果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性，但不确定相关基因是在X染色体上还是在常染色体上。为进一步确定控制体色的基因是在X染色体上还是在常染色体上，请选取两只果蝇进行一次杂交实验来验证。画出两种情况下的遗传图解，并写出预期结果。 (1)杂交组合：__________________________________________________(填表型)。 (2)遗传图解： (3)预期结果： 若子代____________________________，则控制体色的基因在常染色体上； 若子代____________________________，则控制体色的基因在X染色体上。 [解析]　(1)确定控制体色的基因是在X染色体上还是在常染色体上，选择雌隐雄显的杂交组合，即雌果蝇表现型为黑身，雄果蝇表现为灰身。(2)遗传图解如图所示： (3)若控制体色的基因在常染色体上，则子代无论雌雄均表现为灰身；若控制体色的基因在X染色体上，则子代雄果蝇为黑身，雌果蝇为灰身。 [答案]　(1)黑身雌果蝇、灰身雄果蝇 (2) (3)均为灰身　雌性表现为灰身，雄性表现为黑身 提升点3　判断基因位于X染色体上还是X、Y染色体的同源区段上 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．设计思路 (1)基本思路一：用隐性雌性个体与纯合显性雄性个体进行杂交，观察分析F1的性状。即： (2)基本思路二：用杂合显性雌性个体与纯合显性雄性个体进行杂交，观察分析F1的性状。即： 1．果蝇的刚毛和截毛是一对相对性状，由一对等位基因B和b控制。现有两个纯合果蝇品系，甲品系全表现为刚毛，乙品系全表现为截毛。利用甲、乙品系果蝇进行了如下的杂交实验，结果如下表所示。下列表述错误的是(　　) 组合 亲本 F1 F2 (一) 刚毛♀×截毛♂ 全为刚毛 雌蝇全为刚毛，雄蝇刚毛、截毛各半 (二) 刚毛♂×截毛♀ 全为刚毛 雄蝇全为刚毛，雌蝇刚毛、截毛各半 A．等位基因B和b位于X和Y的同源区段且刚毛为显性 B．两个杂交组合的F1中，雌性个体的基因型相同 C．两个杂交组合的F1中，雄性个体的基因型相同 D．两个杂交组合的F2中，雄性刚毛个体的基因型不同 C　[分析题文和表格：若组合(一)为正交，则组合(二)为反交。正交和反交的F1都表现为刚毛，说明刚毛对截毛为显性性状。F2果蝇表型与性别相关联，所以基因在性染色体上；若基因只在X染色体上，组合(二)的F1雄蝇应全为截毛，与结果矛盾，雌蝇两种表型都有，基因不能只在Y染色体上，故等位基因B、b位于X和Y 染色体的同源区段上，A正确。根据上述分析可知，控制刚毛和截毛这对等位基因位于X和Y的同源区段且刚毛为显性，则组合(一)亲本基因型为XBXB和XbYb，F1的基因型为XBXb和XBYb；组合(二)亲本基因型为XbXb和XBYB，F1的基因型为XBXb和XbYB，故两个杂交组合的F1中，雌性个体的基因型相同，雄性个体的基因型不同，B正确，C错误。根据前面的分析，组合(一)杂交组合的F2中雄性刚毛的基因型为XBYb，组合(二)杂交组合的F2中雄性刚毛的基因型为XbYB或XBYB，两个杂交组合的F2中，雄性刚毛个体的基因型不同，D正确。] 2．果蝇的红眼与白眼是一对相对性状，红眼是野生型，图1为雄性果蝇染色体的模式图。某科研人员做了如图2所示的杂交实验，现在让我们以“科学家”的身份去分析研究： (1)在白眼性状能稳定遗传的情况下，若F2中红眼∶白眼≈3∶1，但白眼仅出现在雄蝇中，则控制红眼、白眼的基因有可能在X染色体的________区段中。 (2)请从纯合野生型个体、F1个体和F2个体中选择合适的材料，设计一次杂交实验，对上述(1)中的问题作出判断。杂交实验设计：让________________和________________杂交。预测实验结果与结论：①___________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________； ②___________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 [解析]　(1)在白眼性状能稳定遗传的情况下，若F2中红眼∶白眼≈3∶1，但白眼仅出现在雄蝇中，说明果蝇眼色的遗传与性别相关联。若相关基因位于Ⅰ区段，设红眼、白眼是由等位基因A/a控制，则P：XAXA(红眼)×XaYa(白眼)→F1：XAXa(红眼)×XAYa(红眼)→F2：XAXA(红眼)、XAXa(红眼)、XAYa(红眼)、XaYa(白眼)，F2红眼∶白眼＝3∶1；若相关基因位于Ⅱ区段，则P：XAXA(红眼)×XaY(白眼)→F1：XAXa(红眼)×XAY(红眼)→F2：XAXA(红眼)、XAXa(红眼)、XAY(红眼)、XaY(白眼)，F2红眼∶白眼＝3∶1，所以，控制红眼、白眼的基因有可能位于X、Y染色体的同源区段Ⅰ区段，也可能位于X染色体的非同源区段Ⅱ区段。(2)为了通过一次杂交实验探究控制红眼、白眼的基因位于X染色体的非同源区段Ⅱ，还是位于X、Y染色体的同源区段Ⅰ，可以让F1的红眼雌果蝇与纯合野生型雄果蝇杂交，观察子代的表型，若控制红眼、白眼的基因位于X染色体的Ⅰ区段中，则F1的红眼雌果蝇(XAXa)与纯合野生型雄果蝇(XAYA)杂交，子代雌雄个体都为红眼；若控制红眼、白眼的基因位于X染色体的Ⅱ区段中，则F1的红眼雌果蝇(XAXa)与野生型雄果蝇(XAY)杂交，子代中雌性个体都为红眼，雄性个体红眼与白眼的比例为1∶1。 [答案]　(1)Ⅰ、Ⅱ　(2)F1的红眼雌果蝇　野生型雄果蝇　若子代雌雄个体都为红眼，则控制红眼、白眼的基因位于X染色体的Ⅰ区段中　若子代中雌性个体都为红眼，雄性个体红眼和白眼的比例为1∶1，则控制红眼、白眼的基因位于X染色体的Ⅱ区段中 提升点4　判断基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段上 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： 果蝇的刚毛可以感知极其细微的空气振动，以判断是否有天敌接近，是外在的感知器官。果蝇的直刚毛和卷刚毛这对相对性状分别由基因A、a控制。现有纯合直刚毛和卷刚毛雌、雄果蝇若干，设计了探究基因A、a是位于常染色体、X染色体，还是X、Y染色体的同源区段的杂交实验，完善实验步骤及结果结论。 (1)实验步骤： 步骤一，选取____________________________________________________杂交得F1，观察F1的表型及比例； 结果和结论： ①若_________________________________________________________________， 则说明基因A、a位于X染色体上； ②若F1果蝇__________________________________________________________， 则说明基因A、a位于常染色体上或者位于X、Y染色体的同源区段上，则需进行实验步骤二来确认基因所在的位置； (2)步骤二，选取F1雌雄果蝇相互交配得F2，观察F2的表型及比例； 结果和结论： ①若_________________________________________________________________， 则说明基因A、a位于常染色体上； ②若_________________________________________________________________， 则说明基因A、a位于X、Y染色体的同源区段上。 [解析]　(1)已知直刚毛由基因A控制，卷刚毛由基因a控制，选择纯合卷刚毛雌果蝇和纯合直刚毛雄果蝇进行杂交，若基因A、a位于X染色体上，则亲本基因型为XaXa、XAY，F1雌果蝇均为直刚毛(XAXa)，雄果蝇均为卷刚毛(XaY)；若基因A、a位于常染色体上，则亲本基因型为AA和aa，F1无论是雌果蝇还是雄果蝇，全为直刚毛(Aa)；若基因A、a位于X、Y染色体的同源区段上，则亲本基因型为XaXa、XAYA，F1无论雌果蝇(XAXa)还是雄果蝇(XaYA)，全为直刚毛。由于基因A、a位于常染色体上和位于X、Y染色体的同源区段上时，F1表型相同，需要再进行实验来区别这两种情况。(2)选取步骤一得到的F1雌雄果蝇相互交配，若基因A、a位于常染色体上，则F1雌雄果蝇基因型均为Aa，F2无论是雌果蝇还是雄果蝇，其表型及比例均为直刚毛(AA＋Aa)∶卷刚毛(aa)＝3∶1；若基因A、a位于X、Y染色体的同源区段上，则F1雌雄果蝇相互交配(XAXa×XaYA)，F2中雌果蝇基因型及比例为XAXa∶XaXa＝1∶1，表型及比例为直刚毛∶卷刚毛＝1∶1，雄果蝇基因型为XaYA和XAYA，全部为直刚毛。 [答案]　(1)纯合卷刚毛雌果蝇和纯合直刚毛雄果蝇　F1雌果蝇均为直刚毛，雄果蝇均为卷刚毛　全为直刚毛　(2)F2雌雄果蝇中直刚毛∶卷刚毛均为3∶1　F2雌果蝇直刚毛∶卷刚毛＝1∶1，雄果蝇均为直刚毛 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $