2027届高三生物一轮复习导学案第16讲　基因在染色体上、伴性遗传

该高中生物学高考复习学案系统梳理了基因在染色体上的假说与证据、伴性遗传类型及应用、基因位置判定等核心考点，按“假说-证据-应用-探究”逻辑构建知识网络，通过问题链和任务驱动引导学生自主梳理，形成从基础到综合的层次化认知框架。 亮点在于诊断性问题与进阶式探究设计，如“夯实基础”中的概念辨析（如“基因是否都位于染色体上”）、“高考链接”中的真题演练（如2024海南卷性别决定题），培养科学思维和探究实践素养。每个模块配有思维导图绘制和实验设计任务（如摩尔根实验假说演绎），帮助学生自主诊断提升，教师可通过学情精准指导，支持因材施教。

第16讲　基因在染色体上、伴性遗传 【思维导图】 考点一　基因在染色体上的假说与证据 【夯实基础】 一、萨顿的假说 【思维延伸】 萨顿提出了“基因位于染色体上”的假说,摩尔根用实验证明了“基因在染色体上”。请思考生物体细胞中的基因都位于染色体上吗?为什么?　不一定。①真核生物的细胞核基因都位于染色体上,而细胞质基因位于线粒体和叶绿体的DNA上。②原核细胞中无染色体,原核细胞的基因在拟核DNA和质粒DNA上　。  二、基因位于染色体上的实验证据 1.证明者:摩尔根。 实验材料:果蝇。 果蝇体细胞中的染色体 项目 雌性 雄性 图示 同源染色体 4对 4对 染色体组成 6+XX 6+XY 常染色体 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 性染色体 XX XY 【思考】 选择果蝇作为遗传学实验材料的优点:①　易饲养　;②　繁殖速度快,后代数量多　;③　染色体数量少　;④　具有易于区分的相对性状　。  2.果蝇的杂交实验——提出问题(摩尔根先做了杂交实验,紧接着做了回交实验) 3.提出假说,解释现象 (1)按照萨顿的理论——基因在染色体上,提出控制白眼的基因在染色体上的位置情况的假说。 假说一:　控制白眼的基因在X染色体上,而Y染色体上不含有它的等位基因(即Ⅰ区段)　;  假说二:　控制白眼的基因在X和Y染色体上(即Ⅱ区段)　;  假说三:控制白眼的基因在Y染色体上,而X染色体上没有它的等位基因(即Ⅲ区段)。 (2)绘出根据假说一和假说二解释上述实验的遗传图解(相关基因用W、w表示)。 假说一 假说二 续表 假说一 假说二 发现 假说一和假说二均能解释题述实验现象 4.演绎推理,验证假说 为了验证假说,摩尔根设计了多个新的实验,其中最为关键的一组为　白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇交配　,绘出此杂交实验的遗传图解。  假说一 假说二 5.结论:控制果蝇红眼、白眼的基因只位于　X　染色体上→基因位于染色体上。  三、基因与染色体的关系 数量关系:一条染色体上有　多个　基因。  位置关系:基因在染色体上　呈线性排列　。  【思考】 下图为果蝇X染色体的部分基因图,请思考: (1)图中显示基因和染色体间存在着怎样的“数量”和“位置”关系?　图示表明一条染色体上有许多基因;基因在染色体上呈线性排列　。  (2)l、w、f和m互为　非等位　(填“等位”或“非等位”)基因,其本质区别是　脱氧核苷酸序列不同(碱基对排列顺序不同)　。其遗传　不遵循　(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传规律。  【高考链接】 一、基因和染色体的关系 (经典高考真题)摩尔根和他的学生用果蝇实验证明了基因在染色体上。下列相关叙述与事实不符的是()。 A.白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼,推测白眼对红眼为隐性 B.F1互交后代中雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,推测红、白眼基因在X染色体上 C.F1雌蝇与白眼雄蝇回交,后代雌雄个体中红白眼都各半,结果符合预期 D.白眼雌蝇与红眼雄蝇的杂交后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,显微观察证明为基因突变所致 　　【答案】 D 　　【解析】 白眼雄蝇(XaY)与红眼雌蝇(XAXA)杂交,F1全部为红眼果蝇(XAXa、XAY),雌、雄比例为1∶1,推测白眼对红眼为隐性,A不符合题意;F1中红眼果蝇相互交配,F2出现性状分离,雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,雌雄表型不同,推测红、白眼基因在X染色体上,B不符合题意;F1雌蝇(XAXa)与白眼雄蝇(XaY)回交,后代出现四种基因型(XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1),后代雌雄个体中红白眼都各半,结果符合预期,C不符合题意;白眼雌蝇(XaXa)与红眼雄蝇(XAY)杂交,后代雄蝇全部为白眼(XaY),雌蝇全为红眼(XAXa),若后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,可能是基因突变所致,但用显微镜观察不到基因突变,D符合题意。 二、摩尔根实验拓展 (经典高考真题)控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体。白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,子代中雌蝇为红眼,雄蝇为白眼,但偶尔出现极少数例外子代。子代的性染色体组成如下图。下列判断错误的是()。 注:O代表少一条性染色体。 A.果蝇红眼对白眼为显性 B.亲代白眼雌蝇产生2种类型的配子 C.具有Y染色体的果蝇不一定发育成雄性 D.例外子代的出现源于母本减数分裂异常 　　【答案】 B 　　【解析】 白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,子代中雌蝇为红眼,雄蝇为白眼,可判断果蝇红眼对白眼为显性,A正确;由图可知,母本进行了异常的减数分裂,产生了XX、X、O 3种类型的配子,B错误;由图可知,XXY的个体为雌性,故具有Y染色体的果蝇不一定发育成雄性,C正确;例外子代的出现源于母本减数分裂异常,产生了不含X染色体的卵细胞和含有两条X染色体的卵细胞,D正确。 考点二　伴性遗传的类型及应用 【夯实基础】 一、性别决定的类型 1.性染色体决定性别 染色体 2.染色体组数决定性别 3.环境因素决定性别:有些生物的性别由环境决定。 【概念辨析】 (1)所有生物都有性染色体吗?　所有无性别之分的生物均无性染色体,如雌雄同株的植物豌豆　。  (2)性染色体上的基因都与性别决定有关系吗?　性染色体上的基因未必都与性别决定有关,如人的色觉基因　。  (3)性染色体只存在于生殖细胞中吗?　性染色体也存在于体细胞中　。  二、伴性遗传 1.概念:　性染色体　上的基因控制的性状的遗传总是与　性别　相关联的遗传方式。  【概念辨析】 位于X、Y染色体同源区段上的基因控制的性状的遗传属于伴性遗传吗?　属于　。  2.伴性遗传的类型及特点 (1)伴X染色体隐性遗传——以红绿色盲为例 (2)伴X染色体显性遗传——以抗维生素D佝偻病为例 (3)伴Y染色体遗传——以外耳道多毛症为例 三、伴性遗传中特殊情况的分析(缺失问题、致死问题) 1.性染色体相关“缺失”下的传递分析 染色体变异后,仍然遵循基因的分离定律和自由组合定律,可用遗传图解解决。 (1)部分基因缺失:可用O代替缺失的基因,然后分析遗传图解,如XAXa×XAY,若a基因缺失,则变成XAXO×XAY→XAXA、XAY、XAXO、XOY。 (2)染色体缺失:可用O代替缺失的染色体,然后分析遗传图解,如XAXa×XAY,若a所在的X染色体缺失,则变成XAO×XAY→XAXA、XAY、XAO、OY。 2.伴性遗传中的致死问题 (1)X染色体上隐性基因使雄配子(花粉)死亡 (2)X染色体上隐性基因使雄性个体死亡 　P　　　　 　　　XAXa　×　XAY 正常♀ 正常♂ ↓ 　F1　　XAXA XAXa XAY　　　 XaY 　　 　 正常♀ 正常♀ 正常♂　　死亡♂ 四、伴性遗传理论在实践中的应用 1.推算后代的患病概率,指导优生优育 婚配 生育建议 男正常×女患病(伴X染色体隐性遗传病) 生　女　孩  男患病(伴X染色体显性遗传病)×女正常 生　男　孩  2.根据性状推断后代性别,指导生产实践 已知控制鸡的羽毛有横斑条纹的基因只位于Z染色体上,且芦花(B)对非芦花(b)为显性,请设计通过花纹选育“雌鸡”的遗传杂交实验,并补全遗传图解。 选择亲本:芦花雌鸡和非芦花雄鸡。 遗传图解: 【探究深化】 家蚕(2n=56)性别决定方式为ZW型,在家蚕养殖中,雄蚕食量小,吐丝早,经济效益高。家蚕依据体表的不同可分为正常蚕和油蚕,研究人员进行下图实验,目的是探究控制体表油性与正常的这对基因的位置,以指导家蚕养殖。回答下列问题: (1)科学研究方法 根据控制果蝇眼色、体色、翅形等的基因在染色体上,提出基因在染色体上,运用了　　　　　　　(填“完全归纳法”或“不完全归纳法”)。摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因在染色体上,运用了　　　　　　　法。  (2)实验分析拓展 根据上述实验,F1全为正常蚕,说明正常(A)对油性(a)为显性;F2中正常蚕∶油蚕=3∶1,符合分离定律。但油蚕性状的表现总是和性别相关联,如何解释这一现象呢?现提出以下三种假说。 假说一:控制体表油性的基因仅位于W染色体上。 假说二:控制体表油性的基因仅位于Z染色体上,W染色体上不含有它的等位基因。 假说三:控制体表油性的基因位于Z与W染色体的同源区段上。 ①根据上述实验可知,假说　　　　不合理。  ②另外两种假说均能解释上述实验,研究人员又进行了如下实验:选择F1中正常蚕(雄)与油蚕(雌)杂交,根据子代雌雄蚕的表型及比例　　　　(填“能”或“不能”)排除其中一种假说。  ③现有纯合正常蚕和油蚕雌、雄个体若干,从中选择多对　　　　　　　　　　　杂交,通过该杂交实验即可判断哪种假说成立。  　　【答案】 (1)不完全归纳法　　假说—演绎　(2)①一 ②不能　③纯种雄油蚕与纯种雌正常蚕 　　【解析】 (1)略。(2)①若控制体表油性的基因仅位于W染色体上,F1的雌性应均为油蚕,故假说一不合理。②选择F1中正常蚕(雄)与油蚕(雌)杂交进行演绎推理,会发现两种假说均能解释实验现象,所以不能排除其中任何一种假说。③选择多对纯种雄油蚕与纯种雌正常蚕杂交,观察并统计子代雌雄蚕的表型及比例。若子代雄蚕均为正常蚕,雌蚕均为油蚕,则假说二成立;若子代雌雄蚕均为正常蚕,则假说三成立。 【高考链接】 一、性染色体与性别决定 1.(2024·海南卷,T15)黑腹果蝇(2n=8)的性别决定是XY型,但性别受胚胎性指数i的影响(i=X染色体数目/常染色体组数,i=0.5为雄性,i=1为雌性,i=1.5胚胎致死),有Y染色体的雄性个体可育,无Y染色体的雄性个体不育。常染色体隐性基因t纯合可导致雌蝇变为雄蝇,对雄蝇无影响。下列有关叙述正确的是()。 A.黑腹果蝇体细胞有2个染色体组,每组有4条常染色体 B.基因型分别为TtXO、ttXXY和ttXYY的黑腹果蝇均为不育雄蝇 C.基因型为TtXX和ttXY的个体杂交得到F1,F1相互交配得到F2,F2中雌雄比例为5∶11 D.某雄蝇(TtXY)减数分裂Ⅱ后期X染色体不分离,与正常雌蝇(TtXX)杂交,后代中不育雄蝇占比为1/4 　　【答案】 C 　　【解析】 黑腹果蝇(2n=8)的性别决定方式是XY型,黑腹果蝇体细胞中有2个染色体组,每组有3条常染色体和1条性染色体,A错误。黑腹果蝇性别受胚胎性指数i的影响,i=X染色体数目/常染色体组数,i=0.5为雄性,无Y染色体的雄性个体不育,因此基因型为TtXO的黑腹果蝇为不育雄蝇;i=1为雌性,常染色体隐性基因t纯合可导致雌蝇变为雄蝇,有Y染色体的雄性个体可育,无Y染色体的雄性个体不育,因此基因型为ttXXY的黑腹果蝇为可育雄蝇;i=0.5为雄性,有Y染色体的雄性个体可育,因此基因型为ttXYY的黑腹果蝇为可育雄蝇,B错误。基因型为TtXX的个体产生的配子的基因型为TX、tX,基因型为ttXY的个体产生的配子的基因型为tY、tX,二者杂交,F1的基因型为TtXY(可育雄蝇)、ttXY(可育雄蝇)、TtXX(可育雌蝇)、ttXX(不育雄蝇),TtXY、ttXY产生的配子的种类及比例为TY∶tX∶TX∶tY=1∶3∶1∶3,TtXX产生的配子的种类及比例为TX∶tX=1∶1,F2的基因型及比例为TTXY(雄)∶TtXX(雌)∶TTXX(雌)∶TtXY(雄)∶TtXY(雄)∶ttXX(雄)∶TtXX(雌)∶ttXY(雄)=1∶3∶1∶3∶1∶3∶1∶3,由此可知,F2中雌雄比例为5∶11,C正确。某雄蝇(TtXY)减数分裂Ⅱ后期X染色体不分离,其产生的配子的类型及比例为TY∶tXX∶t=2∶1∶1或tY∶TXX∶T=2∶1∶1,正常雌蝇(TtXX)产生的配子的种类及比例为TX∶tX=1∶1,二者杂交,若为第一种情况,其后代基因型及比例为TTXY∶TtXXX(胚胎致死)∶TtX(不育雄蝇)∶TtXY∶ttXXX(胚胎致死)∶ttX(不育雄蝇)=2∶1∶1∶2∶1∶1,后代中不育雄蝇占比为1/3;若为第二种情况,其后代基因型及比例为TtXY∶TTXXX(胚胎致死)∶TTX(不育雄蝇)∶ttXY∶TtXXX(胚胎致死)∶TtX(不育雄蝇)=2∶1∶1∶2∶1∶1,后代中不育雄蝇占比为1/3,D错误。 二、伴性遗传的特点和应用(高频) (2025·黑吉辽内蒙古卷,T20改编)中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因(R/r)控制。将外源绿色蛋白基因(G)导入纯合的黄卵(rr)、结白茧雌蚕的Z染色体上,获得结绿茧的亲本1,与纯合的红卵、结白茧雄蚕(亲本2)杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变,下列叙述错误的是()。 A.F1雌蚕均表现出红卵、结绿茧表型 B.F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRGG、rr等类型 C.F1随机交配得到的F2中,红卵、结绿茧的个体比例是3/8 D.F2中红卵、结绿茧的个体随机交配,子代中目的个体的比例是2/9 　　【答案】 A 　　【解析】 由题意可知,亲本1的基因型为rrZGW,亲本2的基因型为RRZgZg,F1雌蚕基因型为RrZgW,表现为红卵、结白茧,A错误。F1雄蚕基因型为RrZGZg,减数分裂Ⅰ前的间期,染色体进行复制,基因也随之复制,初级精母细胞的基因组成为RRrrZGZGZgZg;减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,形成的次级精母细胞的基因组成可能有RRGG(RRZGZG)、rr(不考虑Z染色体上基因时)等类型,B正确。F1随机交配得到F2,先分析常染色体上的基因,Rr×Rr,子代基因型及比例为R_∶rr=3∶1;再分析Z染色体上的基因,ZGZg×ZgW,子代基因型及比例为ZGZg∶ZGW∶ZgZg∶ZgW=1∶1∶1∶1。F2中红卵、结绿茧个体的基因型为R_ZGZg、R_ZGW,比例是(3/4)×(1/4)+(3/4)×(1/4)=3/8,C正确。F2中红卵、结绿茧的个体(R_ZGZg和R_ZGW)随机交配,用配子法分析。R_中RR∶Rr=1∶2,产生的配子类型及比例为R∶r=2∶1,随机交配所得子代中RR∶Rr∶rr=4∶4∶1,故RR占4/9;ZGZg和ZGW个体随机交配,子代的基因型及比例为ZGZG∶ZGW∶ZGZg∶ZgW=1∶1∶1∶1,其中纯合子(ZGZG和ZGW)占1/2,因此F2中红卵、结绿茧的个体(R_ZGZg和R_ZGW)随机交配,子代中红卵、结绿茧的纯合个体的比例是(4/9)×(1/2)=2/9,D正确。 三、伴性遗传中特殊情况的分析(致死问题、缺失问题等)(高频) (2025·山东卷,T7)某动物家系的系谱图如图所示。a1、a2、a3、a4是位于X染色体上的等位基因,Ⅰ-1基因型为XalXa2,Ⅰ-2基因型为Xa3Y,Ⅱ-1和Ⅱ-4基因型均为Xa4Y,Ⅳ-1为纯合子的概率为()。 A.3/64 B.3/32 C.1/8 D.3/16 　　【答案】 D 　　【解析】 Ⅰ-1基因型为Xa1Xa2,Ⅰ-2基因型为Xa3Y,Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型为1/2Xa1Xa3、1/2Xa2Xa3,产生的配子类型及比例为1/4Xa1、1/4Xa2、1/2Xa3,由于Ⅱ-1和Ⅱ-4基因型均为Xa4Y,因此Ⅲ-1的基因型为1/4Xa1Xa4、1/4Xa2Xa4、1/2Xa3Xa4,产生的配子类型及比例为1/8Xa1、1/8Xa2、1/4Xa3、1/2Xa4;Ⅲ-2基因型为1/4Xa1Y、1/4Xa2Y、1/2Xa3Y,产生的配子类型及比例为1/8Xa1、1/8Xa2、1/4Xa3、1/2Y。 已知Ⅳ-1为女性,故Ⅳ-1为纯合子(Xa1Xa1、Xa2Xa2、Xa3Xa3)的概率为(1/8)×(1/4)+(1/8)×(1/4)+(1/4)×(1/2)=3/16,D正确。 【热考主题】基因位置的判定 一、探究基因是否位于一对同源染色体上 1.判断基因位于一对同源染色体上的方法 (1)配子法:以AaBb为例,若产生两种配子且aB∶Ab=1∶1或产生四种配子且aB=Ab,AB=ab,aB、Ab的数量远大于AB、ab的数量,则等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上,且a与B基因在一条染色体上,A与b基因在另一条染色体上,即;若产生两种配子且AB∶ab=1∶1或产生四种配子且AB=ab,aB=Ab,AB、ab的数量远大于aB、Ab的数量,则等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上,且A与B基因在一条染色体上,a与b基因在另一条染色体上,即。 (2)自交法:以AaBb为例,若后代为AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1,则等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上,且A与B基因在一条染色体上,a与b基因在另一条染色体上;若后代为aaBB∶AaBb∶AAbb=1∶2∶1,则等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上,且a与B基因在一条染色体上,A与b基因在另一条染色体上。 (3)测交法:以AaBb为例,若后代为AaBb∶aabb=1∶1,则等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上,且A与B基因在一条染色体上,a与b基因在另一条染色体上;若后代为aaBb∶Aabb=1∶1,则等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上,且a与B基因在一条染色体上,A与b基因在另一条染色体上。 2.判断基因位于不同对同源染色体上的方法 (1)配子法:以AaBb为例,若产生四种配子且AB∶ab∶aB∶Ab=1∶1∶1∶1,则等位基因A、a和B、b位于两对同源染色体上。 (2)自交法:以AaBb为例,若后代表型比为9∶3∶3∶1或9∶7、13∶3等和为16的变式,或后代出现致死背景下特殊的性状分离比,如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1等和小于16的变式,则等位基因A、a和B、b位于两对同源染色体上。 (3)测交法:以AaBb为例,若后代表型为1∶1∶1∶1或1∶3、3∶1等和为4的变式,或后代出现致死背景下特殊的性状分离比,如1∶1∶1等和小于4的变式,则等位基因A、a和B、b位于两对同源染色体上。 【典例1】某植物茎秆有短节与长节,叶形有皱缩叶与正常叶,叶脉色有绿色和褐色,茎秆有甜与不甜。下面是科研人员用该植物进行的两个实验(其中控制茎秆节长度的基因用A和a表示,控制叶形的基因用B和b表示)。请回答下列问题: 实验一:纯合的短节正常叶植株与纯合的长节皱缩叶植株杂交,F1全为长节正常叶植株,F1自交,F2中长节正常叶∶长节皱缩叶∶短节正常叶∶短节皱缩叶=9∶3∶3∶1。 ①从生态学方面解释上述实验中F1的性状表现有利于　　　      　　　    　。  ②请在方框内画出实验一中F1基因在染色体上的位置(用“|”表示染色体,用“·”表示基因)。 实验二:纯合的绿色叶脉茎秆不甜植株与纯合的褐色叶脉茎秆甜植株杂交,F1全为绿色叶脉茎秆不甜植株,F1自交,F2中只有两种表型,且绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株=3∶1(无突变、致死等现象发生)。 ①与实验一的F2结果相比,请尝试提出一个解释实验二的F2结果的假设:　　　      　　　      　　　    　。  ②根据你的假设,实验二中F1产生的配子的种类有　　　　种。  ③为验证你的假设是否成立,可采用　　　　法,若实验结果为　　　  　    　　　    　,  则假设成立。 　　【答案】 实验一:①增强捕获光能的能力,增强生存斗争能力　② 实验二:①控制两对性状的等位基因位于一对同源染色体上,且控制绿色叶脉与茎秆不甜的基因位于一条染色体上,控制褐色叶脉与茎秆甜的基因位于另一条染色体上　②2　③测交　绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株=1∶1 　　【解析】 实验一:①F1全为长节正常叶植株,这样的性状表现有利于其增强光合作用能力,增强生存斗争能力。②根据F1全为长节正常叶植株可知,长节为显性性状,短节为隐性性状,正常叶为显性性状,皱缩叶为隐性性状,因此亲本组合为aaBB×AAbb,F1的基因型为AaBb。F1自交,F2中长节正常叶∶长节皱缩叶∶短节正常叶∶短节皱缩叶=9∶3∶3∶1,说明控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上,其遗传遵循基因自由组合定律,F1基因在染色体上的位置如答案所示。实验二:①F1自交,F2中只有两种表型,且绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株=3∶1(无突变、致死现象),说明控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上,且控制绿色叶脉与茎秆不甜的基因位于一条染色体上,控制褐色叶脉与茎秆甜的基因位于另一条染色体上。②若控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上,则F1能产生2种配子。③为验证假设是否成立,可采用测交的方法,若实验结果为绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株=1∶1,则说明控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。 【典例2】(2025·四川卷,T20)水稻的叶色(紫色、绿色)是一对相对性状,由两对等位基因(A/a、D/d)控制;其籽粒颜色(紫色、棕色和白色)也由两对等位基因控制。为研究水稻叶色和粒色的遗传规律,有人用纯合的水稻植株进行了杂交实验,结果见下表。回答下列问题(不考虑基因突变、染色体变异和互换): 实验 亲本 F1表型 F2表型及比例 实验1 叶色:紫叶×绿叶 紫叶 紫叶∶绿叶=9∶7 实验2 粒色:紫粒×白粒 紫粒 紫粒∶棕粒∶白粒 =9∶3∶4 (1)实验1中,F2的绿叶水稻有　　　　种基因型;实验2中,控制水稻粒色的两对基因　　　　(填“能”或“不能”)独立遗传。  (2)研究发现,基因D/d控制水稻叶色的同时,也控制水稻的粒色。已知基因型为BBdd的水稻籽粒为白色,则紫叶水稻籽粒的颜色有　　　　　　种;基因型为Bbdd的水稻与基因型为　　　　　　的水稻杂交,子代籽粒的颜色最多。  (3)为探究A/a和B/b的位置关系,用基因型为AaBbDD的水稻植株M与纯合的绿叶棕粒水稻杂交,若A/a和B/b位于非同源染色体上,则理论上子代植株的表型及比例为　　　      　　　    　。  (4)研究证实A/a和B/b均位于水稻的4号染色体上,继续开展如下实验,请预测结果。 ①若用红色和黄色荧光分子分别标记植株M细胞中的A、B基因,则在一个处于减数分裂Ⅱ的细胞中,最多能观察到　　　　个荧光标记。  ②若植株M自交,理论上子代中紫叶紫粒植株所占比例为　　　　。  　　【答案】 (1)5　能　(2)2　bbDd或BbDd　(3)紫叶紫粒∶紫叶棕粒∶绿叶紫粒∶绿叶棕粒=1∶1∶1∶1　(4)①4　②3/4或1/2 　　【解析】 (1)实验1中亲本紫叶与绿叶杂交,F1表现为紫叶,F1自交,F2中紫叶∶绿叶=9∶7,是9∶3∶3∶1的变式,说明控制水稻叶色的两对等位基因自由组合,因此F1的基因型是AaDd,F2中A_D_表现为紫叶,A_dd、aaD_、aabb表现为绿叶,故F2的绿叶水稻有AAdd、Aadd、aaDD、aaDd、aadd 5种基因型。实验2中,亲本紫粒与白粒杂交,F1表现为紫粒,F1自交,F2中紫粒∶棕粒∶白粒=9∶3∶4,是9∶3∶3∶1的变式,说明控制水稻粒色的两对等位基因自由组合,能独立遗传。(2)研究发现,基因D/d控制水稻叶色的同时,也控制水稻的粒色。已知基因型为BBdd的水稻籽粒为白色,而实验2中,亲本紫粒与白粒杂交,F1表现为紫粒,F1自交,F2中紫粒∶棕粒∶白粒=9∶3∶4,则紫粒水稻的基因型为BBDD、BbDD、BBDd、BbDd,白粒水稻的基因型为BBdd、Bbdd、bbdd,棕粒水稻的基因型为bbDD、bbDd。紫叶水稻的基因型是AADD、AaDD、AADd、AaDd,则紫叶水稻籽粒的颜色有紫色和棕色,共2种。基因型为Bbdd的水稻与基因型为bbDd或BbDd的水稻杂交,子代籽粒的颜色最多(都有3种)。(3)为探究A/a和B/b的位置关系,用基因型为AaBbDD的水稻植株M与纯合的绿叶棕粒(aabbDD)水稻杂交,若A/a和B/b位于非同源染色体上,则A/a和B/b这两对基因自由组合,理论上子代的基因型为AaBbDD、AabbDD、aaBbDD、aabbDD,表型及比例为紫叶紫粒∶紫叶棕粒∶绿叶紫粒∶绿叶棕粒=1∶1∶1∶1。(4)研究证实A/a和B/b均位于水稻的4号染色体上,则这两对基因连锁。①若用红色和黄色荧光分子分别标记基因型为AaBbDD的植株M细胞中的A、B基因,若A和B在一条染色体上,则在一个处于减数分裂Ⅱ的基因型为AABB的细胞中,最多能观察到2个红色和2个黄色,共4个荧光标记。②若A和B在一条染色体上,a和b在另一条染色体上,植株M自交,理论上子代的基因型为1AABBDD(紫叶紫粒)、2AaBbDD(紫叶紫粒)、1aabbDD(绿叶棕粒),则子代中紫叶紫粒植株所占比例为3/4。若A和b在一条染色体上,a和B在另一条染色体上,植株M自交,理论上子代的基因型为1AAbbDD(紫叶棕粒)、2AaBbDD(紫叶紫粒)、1aaBBDD(绿叶紫粒),则子代中紫叶紫粒植株所占比例为1/2。 二、探究基因位于几号染色体上 方法1:利用已知基因定位 举例:已知基因A与a位于2号染色体上 方法2:利用单体定位 方法3:利用三体定位 方法4:利用染色体片段缺失定位 【典例3】果蝇是常用的遗传学材料,请回答下列问题: 果蝇的体色有灰色(A)和黑色(a)两种,这对等位基因位于Ⅱ号染色体上。研究人员用野生纯合灰体果蝇诱变获得了一种黑檀体隐性突变体果蝇X,突变性状由基因m控制。为了确定m基因和a基因是否为等位基因,以及若不为等位基因,m和a两个基因是否位于一对同源染色体上,请以突变体X和黑体果蝇为实验材料,设计实验加以探究,要求写出杂交实验思路并预测实验结果和相应的实验结论(不考虑染色体互换):　　　      　　　      　　　      　　　      　　　      　　　    　。  　　【答案】 让突变体X和黑体果蝇杂交,产生F1,若F1为非灰体(或黑体或黑檀体),则m基因和a基因是等位基因;若F1为灰体,则m基因和a基因不是等位基因。再让F1的雌雄果蝇随机交配,若F2中灰体∶非灰体=9∶7(或灰体∶黑檀体∶黑体=9∶4∶3或灰体∶黑檀体∶黑体=9∶3∶4),则m基因和a基因位于两对非同源染色体上;若F2中灰体∶非灰体=1∶1(或灰体∶黑檀体∶黑体=2∶1∶1),则m基因和a基因位于一对同源染色体上 　　【解析】 探究m和a两个基因是否为等位基因,以及若不为等位基因,m和a两个基因是否位于一对同源染色体上,可让突变体X和黑体果蝇杂交。若m基因和a基因是等位基因,则突变体X(mm)与黑体(aa)杂交,F1均为非灰体(或黑体或黑檀体);若m基因和a基因不是等位基因,则突变体X(AAmm)与黑体(aaMM)杂交,F1均为灰体(AaMm)。让F1的雌雄果蝇随机交配,若m基因和a基因位于两对非同源染色体上,则F2中灰体(A_M_)∶非灰体(aaM_、A_mm、aamm)=9∶7(或灰体∶黑檀体∶黑体=9∶4∶3或灰体∶黑檀体∶黑体=9∶3∶4);若m基因和a基因位于一对同源染色体上,则F2中灰体∶非灰体=1∶1[或灰体()∶黑檀体()∶黑体()=2∶1∶1]。 【典例4】拟南芥(2n=10,染色体记为Ⅰ~Ⅴ号)为一年生草本植物,高20~35厘米,总状花序,雌雄同花,自花传粉,闭花受粉,是遗传领域中应用最广泛的模式植物之一,被誉为“植物中的果蝇”。野生型拟南芥无抗潮霉素基因,对潮霉素敏感,基因型记为hh,科研人员将潮霉素抗性基因(H)转入野生型拟南芥中培育出转基因拟南芥,进行了相关科学研究。 单体是指某一对染色体缺失一条的个体,可用于判定基因与染色体的位置关系。经筛选获得一类纯合抗性拟南芥,其基因型记为HH。为探究H基因位于哪条染色体上,请以该抗性拟南芥和野生型拟南芥为材料,通过制备单体并开展杂交实验进行探究。要求简要写出实验思路并预期实验结果及结论。 实验思路:　　　      　　　    　。  预期实验结果及结论:　　　      　　　    　。  　　【答案】 利用抗性拟南芥分别制备Ⅰ~Ⅴ号染色体的单体,并分别与野生型拟南芥杂交,观察并统计后代的表型　若某号染色体的单体与野生型拟南芥杂交产生的后代既有抗性植株也有敏感植株,其余染色体的单体与野生型拟南芥杂交产生的后代全为抗性植株,则H基因位于该号染色体上 　　【解析】 首先利用该抗性拟南芥分别制备出Ⅰ~Ⅴ号染色体的单体,然后让五种抗性单体分别与野生型拟南芥杂交,统计杂交后代中抗性拟南芥和敏感拟南芥的分离比。若H基因位于某号染色体上,该号染色体单体(HO)与野生型拟南芥(hh)杂交,后代中抗性植株(Hh)∶敏感植株(Oh)=1∶1;若H基因不位于某号染色体上,该号染色体单体(HH)与野生型拟南芥(hh)杂交,后代全是抗性拟南芥。 三、探究基因是位于常染色体上还是位于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,采用正反交的方法。 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” ①采用隐性雌性×显性雄性的方法。 ②采用杂合雌性×显性雄性的方法。 2.调查实验法 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 3.假设分析逆向推断法 假设基因位于X染色体上,分析结果;假设基因位于常染色体上,分析结果。将得到的结果与某已知条件比较,即可确定基因是位于X染色体上还是位于常染色体上。 【典例5】(2025·安徽卷,T12)一对体色均为灰色的昆虫亲本杂交,子代存活的个体中,灰色雄性∶灰色雌性∶黑色雄性∶黑色雌性=6∶3∶2∶1。假定此杂交结果涉及两对等位基因的遗传,在不考虑相关基因位于性染色体同源区段的情况下,同学们提出了4种解释,其中合理的是()。 ①体色受常染色体上一对等位基因控制,位于X染色体上的基因有隐性纯合致死效应　②体色受常染色体上一对等位基因控制,位于Z染色体上的基因有隐性纯合致死效应　③体色受两对等位基因共同控制,其中位于X染色体上的基因还有隐性纯合致死效应　④体色受两对等位基因共同控制,其中位于Z染色体上的基因还有隐性纯合致死效应 A.①③　　B.①④　　C.②③　　D.②④ 　　【答案】 D 　　【解析】 依据题意可知,后代中雄性∶雌性=8∶4=2∶1,说明雌性一半死亡。若位于X染色体上的基因(假设为B/b基因)有隐性纯合致死效应,则基因型为XbY的个体会死亡,亲本雄性的基因型一定为XBY,子代雌性不存在致死效应,与题干矛盾,故①③不符合题意;若体色受常染色体上一对等位基因控制,且位于Z染色体上的基因有隐性纯合致死效应,假设常染色体上的基因为A/a,Z染色体上的基因为B/b,结合题中信息,亲本的基因型为AaZBZb、AaZBW,则子代基因型及比例为6A_ZBZ-(灰色雄性)∶3A_ZBW(灰色雌性)∶3A_ZbW(致死)∶2aaZBZ-(黑色雄性)∶1aaZBW(黑色雌性)∶1aaZbW(致死),即灰色雄性∶灰色雌性∶黑色雄性∶黑色雌性=6∶3∶2∶1,②符合题意;若体色受两对等位基因共同控制,其中位于Z染色体上的基因还有隐性纯合致死效应,则亲本的基因型为AaZBZb、AaZBW,子代的基因型及比例为6A_ZBZ-∶3A_ZBW∶3A_ZbW(致死)∶2aaZBZ-∶1aaZBW∶1aaZbW(致死),只有A、B基因同时存在时,表现为灰色,则子代表型及比例为灰色雄性∶灰色雌性∶黑色雄性∶黑色雌性=6∶3∶2∶1,④符合题意。综上可知,D正确。 四、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 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)让“隐性雌性个体”与“纯合显性雄性个体”杂交,观察子代的性状表现。 (2)让“杂合显性雌性个体”与“纯合显性雄性个体”杂交,观察子代的性状表现。 【典例6】科学家在研究黑腹果蝇时发现,刚毛基因(B)对截毛基因(b)为显性。现有各种纯种果蝇若干,可利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体的同源区段上还是仅位于X染色体上。请完成推断过程: (1)实验方法:首先选用纯种果蝇作亲本进行杂交,雌雄两亲本的表型分别为　　　　　　　　。  (2)预测结果:若子代雄果蝇表现为　　　　,则此对基因位于X、Y染色体的同源区段上,子代雄果蝇的基因型为　　　　;若子代雄果蝇表现为　　　　,则此对基因仅位于X染色体上,子代雄果蝇的基因型为　　　　。  　　【答案】 (1)截毛、刚毛　(2)刚毛　XbYB　截毛　XbY 　　【解析】 (1)已知性状的显隐性且果蝇为纯种时,利用隐性作母本、显性作父本可判断基因的位置,即用截毛作母本,刚毛作父本。(2)若这对基因位于X、Y染色体的同源区段上,则亲本组合为XbXb×XBYB,子代雌、雄果蝇(XBXb、XbYB)均表现为刚毛,且子代雄果蝇的基因型为XbYB;若这对基因仅位于X染色体上,则亲本组合为XbXb×XBY,子代中雌果蝇(XBXb)表现为刚毛,雄果蝇(XbY)表现为截毛。 五、探究基因是位于常染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上 1.限定一次杂交实验 在已知性状显隐性的条件下,若限定一次杂交实验来证明,则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[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.未限定杂交实验次数 在已知性状显隐性的条件下,若未限定杂交实验次数,则可采用以下方法,通过观察F2的性状表现来判断。 【典例7】小鼠的毛色灰色(B)对黑色(b)为显性。控制小鼠毛色的基因可能位于性染色体上(Ⅰ区段为X、Y染色体的同源区段,Ⅱ1、Ⅱ2分别为X、Y染色体的特有区段)。现有两个纯合品系,一个种群中雌雄鼠均为灰色,另一个种群中雌雄鼠均为黑色。某兴趣小组为探究B、b基因的位置进行了实验。请回答下列问题: (1)根据种群中小鼠的表型,该小组认为B、b基因不位于Ⅱ2区段上,原因是　　　      　　　    　。  (2)该小组欲通过一次杂交确定B、b是位于Ⅰ区段上还是Ⅱ1区段上,可选择　　　　　　　　　　　杂交,观察后代的表型及比例。  (3)另一兴趣小组欲通过杂交实验(包括测交),确定B、b基因是位于Ⅰ区段上还是常染色体上。 实验步骤: ①黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交; ②　　　    　;  ③统计后代的表型及比例。 结果分析: ①若后代中　　　　　　　　　　　　　　　,则B、b基因位于Ⅰ区段上;  ②若后代中　　　　　　　　　　　　　　　,则B、b基因位于常染色体上。  　　【答案】 (1)种群中雌雄鼠均有灰色和黑色,毛色不随雄性遗传　(2)黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠　(3)实验步骤:②选择F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交　结果分析:①雌鼠均为黑色,雄鼠均为灰色　②灰色∶黑色=1∶1,且与性别无关 　　【解析】 (1)由题可知,雌雄鼠均有灰色和黑色,毛色不随雄性遗传,故可认为控制该性状的基因不位于Ⅱ2区段。(2)选择黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交,若后代雄性全为黑色个体,雌性全为灰色个体,则说明B、b基因位于Ⅱ1区段上;若后代雌雄个体均为灰色,则说明B、b基因位于Ⅰ区段上。(3)若选择黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交获得F1,无论B、b基因是位于Ⅰ区段上还是常染色体上,F1均表现为灰色,则还需测定F1个体的基因型才能确定B、b基因的位置。故选择F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交,如果后代中雌鼠均为黑色,雄鼠均为灰色,则B、b基因位于Ⅰ区段上,即XbYB×XbXb→XbXb和XbYB;如果后代中雌雄个体均出现灰色∶黑色=1∶1,且与性别无关,则B、b基因位于常染色体上,即Bb×bb→Bb和bb。 【典例8】果蝇的体色(灰身、黑身)和翅形(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,结果如下表所示: F1表型 杂交组合一:黑身正常翅♀×灰身截翅♂ 杂交组合二:灰身截翅♀×黑身正常翅♂ 雌蝇 雄蝇 雌蝇 雄蝇 灰身正常翅 296 290 301 0 灰身截翅 0 0 0 298 (1)控制翅形的基因位于　　　　　染色体上,判断的依据为　　　  　    　　　    　。  (2)某同学为了确定控制体色的A、a这对等位基因是位于常染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上,让组合二F1中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位于常染色体上;若　　　　　　　　　　　　,则说明A/a位于X、Y染色体的同源区段上。  　　【答案】 (1)X　杂交组合二中截翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交,F1中雌果蝇全为正常翅,雄果蝇全为截翅(或杂交组合一、二是用纯种正常翅、截翅果蝇进行的正反交实验,正反交实验结果不一致)　(2)黑身果蝇中雌性∶雄性=1∶1　黑身果蝇全为雄性 　　【解析】 (1)见答案。(2)灰身为显性性状,组合二亲本为AA×aa或XAXA×XaYa,让组合二F1中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,则说明性状与性别无关,A、a位于常染色体上;若黑身果蝇全为雄性(XAXa×XAYa→XAXA、XAXa、XAYa、XaYa),则说明A、a位于X、Y染色体的同源区段上。 1 学科网（北京）股份有限公司 $