第5单元 高频聚焦5 基因位置的判断及相关实验设计(PPT课件)-【精讲精练】2027年高考生物一轮复习(A版)
2026-09-03
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教辅
摘要:
该高中生物学高考复习课件聚焦“基因位置的判断及相关实验设计”核心考点,依据高考评价体系梳理了常染色体/X染色体、X/Y同源区段判断等考查要求,通过近五年模拟题及真题分析,明确“杂交实验设计”占50%、“结果分析推理”占35%的高频考点分布,构建了系统的解题思路框架。
课件亮点在于“真题实例+实验建模+素养融合”的备考策略,如以2025辽宁沈阳模拟羊毛色遗传题为例,深入解析“正反交结果对比法”和“子代性别比例分析法”,培养学生科学思维和探究实践素养。特设“实验设计模板”和“易错点警示”,助力学生掌握答题技巧,教师可据此精准指导复习,提升备考效率。
内容正文:
高频聚焦5
基因位置的判断及相关实验设计
第五单元 遗传的基本规律和伴性遗传
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第一章 地球与地图
1
第五单元 遗传的基本规律和伴性遗传
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第五单元 遗传的基本规律和伴性遗传
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一、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
[特别提醒]
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”一次杂交即可
(3)在确定雌性个体为杂合子的条件下
2.调查实验法
家蚕是二倍体生物(2n=56),雌、雄个体性染色体组成分别是ZW、ZZ。家蚕的成虫称为家蚕蛾,已知家蚕蛾有鳞毛和无鳞毛这对相对性状受一对等位基因控制。现有纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体若干只,设计实验探究控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上还是Z染色体上(不考虑Z、W同源区段),并判断有鳞毛和无鳞毛的显隐性。要求简要写出实验思路、预期结果及结论。
[解析] 需要通过实验来探究控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上还是Z染色体上(不考虑Z、W同源区段),但由于不知道显隐关系,可以利用正反交实验来探究。实验思路:让纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体进行正反交实验,得到F1,观察并统计F1个体的表型及比例(假设相关基因为A和a)。预期结果及结论:若控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上,正反交分别为AA×aa、aa×AA,其子一代基因型都为Aa,只出现一种性状,且子一代表现出来的性状为显性性状;若有鳞毛和无鳞毛的基因是位于Z染色体上,正反交分别为ZAZA×ZaW(后代雌雄全为显性性状)、ZaZa×ZAW(后代雄性全为显性性状,雌性全为隐性性状),则正反交结果不同,且F1中雄性个体表现出的性状为显性性状。
[答案] 实验思路:让纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体进行正反交实验,得到F1,观察并统计F1个体的表型及比例。预期结果及结论:若正反交结果只出现一种性状,则表现出来的性状为显性性状,且控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上;若正反交结果不同,则控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于Z染色体上,且F1中雄性个体表现出的性状为显性性状。
(2025·辽宁沈阳模拟)某种羊的性别决定为XY型。黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性。某同学为了确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,该同学认为根据这一实验数据,不能确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若_______________,则说明M/m是位于X染色体上;若________________________,则说明M/m是位于常染色体上。
[解析] 若M/m位于常染色体上,则白毛个体中雌雄比例为1∶1;若M/m位于X染色体上,则子二代的基因型为XMXM、XMXm、XMY、XmY,其中白色个体均为雄性。
[答案] 白毛个体全为雄性 白毛个体中雄性∶雌性=1∶1
二、基因位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上
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“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:
果蝇的红眼(E)对粉眼(e)为显性,基因位于性染色体上;翻翅(M)对正常翅(m)为显性,基因位于Ⅲ号染色体上。回答下列问题:
请通过一次杂交实验,以纯种果蝇为材料,判断果蝇红眼(E)、粉眼(e)的眼色基因是位于X、Y染色体的同源区段,还是X染色体的非同源区段。
实验思路:___________________________________________。
预测实验结果:①若____________________________________,则E/e基因位于X、Y染色体的同源区段;
②若________,则E/e基因位于X染色体的非同源区段。
[解析] 判断果蝇红眼(E)、粉眼(e)的眼色基因位于X、Y染色体的同源区段还是X染色体的非同源区段的方法是进行杂交实验,根据后代的表型及比例来推断其位置,即将纯合粉眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交,得到F1,观察并统计F1雌、雄果蝇的表型及比例。若位于非同源区段,即XEY×XeXe,子代基因型为XEXe和XeY两种,表现为红眼雌果蝇∶粉眼雄果蝇=1∶1;若位于同源区段,即XEYE×XeXe,子代基因型为XEXe和XeYE两种,表现为F1中不论雌雄均为红眼。
[答案] 将纯合粉眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交,得到F1,观察并统计F1雌、雄果蝇的表型及比例 ①F1中红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇=1∶1(或F1中不论雌雄均为红眼) ②F1中红眼雌果蝇∶粉眼雄果蝇=1∶1(或F1中雌性个体均为红眼,雄性个体均为粉眼)
三、基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段
1.限定一次杂交实验
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的性状表现来判断。
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基因位于Ⅰ区段还是Ⅱ1区段,可选择______________________________杂交,观察后代的表型及比例。
(3)若另一小组欲通过杂交实验(包括测交),确定B、b基因位于Ⅰ区段还是常染色体上。
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若后代的表型及比例为_________________________________,则B、b基因位于Ⅰ区段上;
②若后代的表型及比例为_________________________________,则B、b基因位于常染色体上。
[解析] (1)因种群中雌雄鼠均有灰色和黑色,不随雄性遗传,故可认为控制该性状的基因不位于Ⅱ2区段上。
(2)黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交,如果子代雄性中出现了黑色个体,则说明B、b基因位于Ⅱ1区段上,如果子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,不管B、b基因位于Ⅰ区段还是常染色体上,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F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交,如果后代中雌性个体均为黑色,雄性个体均为灰色,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,表型与性别无关。
[答案] (1)两种群中雌雄鼠均有灰色和黑色,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F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交 结果分析:①雌性均为黑色,雄性均为灰色 ②灰色∶黑色=1∶1且与性别无关
●专项训练(教师备用)
1.(2025·内蒙古赤峰四中月考)果蝇的朱红眼和暗红眼是一对相对性状且由等位基因A和a控制,朱红眼×暗红眼♀,F1中只有暗红眼;而反交,暗红眼×朱红眼♀,F1中雌性为暗红眼,雄性为朱红眼。则下列说法错误的是( )
A.正、反交实验常被用于判断有关基因所在的染色体类型
B.正、反交实验结果说明这对基因不在细胞质中,也不在常染色体上
C.正、反交的子代中,雌性果蝇的基因型都是XAXa
D.若正、反交的F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表型的比例都是1∶1∶1∶1
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;由于正、反交结果不同,且子代表型没有始终与母本一致,说明该对性状不是由细胞质中的基因控制的;正、反交结果不同,且子代的表型与性别有关,说明控制该对性状的基因位于细胞核中的性染色体上,不在常染色体上,B正确;正交实验中暗红眼♀×朱红眼得到的F1,F1中只有暗红眼,说明暗红眼为显性,则亲本基因型为XAXA、XaY,得到的F1基因型为XAXa、XAY,其中雌果蝇的基因型为XAXa;反交实验中朱红眼♀(XaXa)×
暗红眼(XAY)得到的F1雌性为暗红眼(XAXa)、雄性为朱红眼(XaY),C正确;暗红眼♀(XAXA)×朱红眼(XaY)得到F1,F1中只有暗红眼(XAXa、XAY),F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表型的比例是1(暗红眼)∶2(暗红眼♀)∶1(朱红眼);朱红眼♀(XaXa)×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(暗红眼♀)∶1(朱红眼♀)∶1(暗红眼)∶1(朱红眼),D错误。
答案 D
2.(2025·河南濮阳期中)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控 制。某同学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∶黄体为1∶1∶1∶1。下列哪一组交配既能判断基因的显隐性关系又能判断基因是位于X染色体还是常染色体上( )
A.子代♀灰体×灰体 B.子代♀黄体×黄体
C.子代♀黄体×灰体 D.子代♀灰体×黄体
解析 若选择子代♀灰体×灰体,后代若发生性状分离,如果只在雄性中出现黄体,则灰体对黄体为显性且基因位于X染色体上,否则该基因位于常染色体上且黄体对黑体为显性;后代若不发生性状分离,则黄体对黑体为显性且基因位于常染色体上,A符合题意;若选择子代♀黄体×黄体,无论基因位于X染色体上还是常染色体上,在黑体为显性性状时,后代雌雄均为黄体,B不符合题意;若选择子代♀黄体×
灰体,子代如果出现雌性全为灰体、雄性全为黄体,则说明该基因位于X染色体上且灰体为显性性状,但是若位于常染色体上,则子代无论雌雄都有灰体和黄体,C不符合题意;若选择子代♀灰体×黄体,无论基因位于常染色体还是X染色体上,后代雌雄都是既有灰体又有黄体,D不符合题意。
答案 A
3.(2025·甘肃金昌三模)果蝇的两对相对性状分别由基因A/a、B/b控制,且A/a、B/b不位于Y染色体上。一只具有两显性性状的果蝇与一只具有两隐性性状的果蝇杂交,遗传过程中无突变、互换及致死。下列说法错误的是( )
A.若F1果蝇具有4种表型且比例相等,则A/a、B/b可能位于两对常染色体上
B.若F1果蝇具有4种表型且比例相等,则A/a(或B/b)不可能位于X染色体上
C.若F1果蝇具有2种表型且比例相等,则A/a、B/b可能位于一对同源染色体上
D.若F1果蝇具有2种表型且分属于雌、雄蝇,则A/a、B/b可能均位于X染色体上
解析 若A/a、B/b位于两对常染色体上,说明遵循基因的自由组合定律,当亲本为AaBb×aabb时,F1果蝇具有4种表型且比例相等,A正确;若A/a(或B/b)位于X染色体上,当亲本为BbXAXa×bbXaY时,F1果蝇具有4种表型且比例相等,B错误;若A/a、B/b位于一对同源染色体上,即出现连锁,假设基因A、B连锁,亲本为AaBb×aabb时,F1果蝇具有2种表型且比例相等,C正确;若A/a、B/b均位于X染色体上,当亲本为XabXab×XABY,F1果蝇具有2种表型且分属于雌、雄蝇,D正确。
答案 B
4.(2025·福建龙岩期末)某种昆虫的性别决定方式是XY型,其灰体和黄体受一对等位基因控制。为探究这对基因的遗传方式,某同学用一只灰体雌虫与一只黄体雄虫杂交,子代中♀灰体∶♀黄体∶灰体∶黄体为1∶1∶1∶1。下列说法正确的是( )
A.若基因位于常染色体上,则可以确定显隐性
B.若基因位于X染色体上,则灰体为隐性性状
C.若黄体为显性性状,则基因一定只位于常染色体上
D.若灰体为显性性状,则基因一定只位于X染色体上
解析 根据题干信息可知,亲本是灰体雌虫和黄体雄虫,子代雌虫中灰体∶黄体=1∶1,雄虫中灰体∶黄体=1∶1,若基因位于常染色体上,无论显性性状是灰体还是黄体,均可以出现此结果,因此无法判断显隐性关系,A错误;若基因位于X染色体上,设相关基因为B、b,若灰体为隐性性状,则亲本基因型为XbXb、XBY,后代雌虫均为黄体、雄虫均为灰体,不符合题意,B错误;若黄体为显性性状,①若基因位于X染色体上,由B选项分析可知此种情况不符合题意;②若基因位于常染
色体上,且亲本基因型为bb、Bb,则后代中可以出现♀灰体∶♀黄体∶灰体∶黄体=1∶1∶1∶1;③若基因位于X、Y染色体的同源区段,则亲本灰体雌虫的基因型为XbXb,黄体雄虫的基因型为XBYB、XBYb或XbYB,后代不会出现题干中的比例。所以若黄体为显性性状,则基因一定只位于常染色体上,C正确;若灰体为显性性状,①若基因位于X染色体上,且亲本灰体雌虫的基因型为XBXb,黄体雄虫的基因型为XbY,则两者杂交,后代中可以出现♀灰体∶♀黄体∶灰体∶黄体=
1∶1∶1∶1,符合题意;②若基因位于常染色体上,且亲本基因型分别为Bb、bb,则杂交后代中可以出现♀灰体∶♀黄体∶灰体∶黄体=1∶1∶1∶1,符合题意;③若基因位于X、Y染色体的同源区段,且亲本基因型分别为XBXb、XbYb,则杂交后代中可以出现♀灰体∶♀黄体∶灰体∶黄体=1∶1∶1∶1,符合题意。所以若灰体为显性性状,基因无论位于X染色体上、X、Y染色体的同源区段上还是常染色体上,均符合题意,D错误。
答案 C
5.(2025·山东菏泽联考)真核生物的基因可以位于细胞质、常染色体、X染色体、Y染色体以及X和Y染色体的同源区段。科研团队为确定基因在真核细胞中的位置,利用某种XY型性别决定动物的纯合白毛和纯合黑毛个体为亲本进行互交实验:①白毛♀×黑毛与②白毛×黑毛 ♀,下列说法错误的是( )
A.若①子代均为白毛,②子代均为黑毛,则相关基因位于细胞质
B.根据互交结果可区分相关基因是位于常染色体还是X染色体
C.根据互交结果无法区分相关基因是位于X染色体还是X和Y染色体的同源区段
D.若基因位于X染色体上,且白毛对黑毛为显性,实验②可根据性状判断子代性别
解析 ①白毛♀×黑毛与②白毛×黑毛♀为正反交,若①子代均为白毛,②子代均为黑毛,说明正反交子代性状均与母本相同,所以为细胞质基因遗传,则相关基因位于细胞质,A正确;若相关基因位于常染色体,则正反交结果相同,若相关基因位于X染色体,则正反交结果不同,故根据互交结果可区分相关基因是位于常染色体还是X染色体,B正确;若相关基因位于X和Y染色体的同源区段,假设白毛对黑毛为显性,相关基因为A/a,则①XAXA×XaYa→XAXa、XAYa,②XAYA×XaXa→XAXa、XaYA,正反交结果相同;若相关基因位于X染
色体,则①XAXA×XaY→XAXa、XAY,②XAY×XaXa→XAXa、XaY,正反交结果不同,据此可以区分相关基因是位于X染色体还是X和Y染色体的同源区段;同理,若黑毛对白毛为显性,根据互交结果也可以区分相关基因是位于X染色体还是X和Y染色体的同源区段,C错误;若基因位于X染色体上,且白毛对黑毛为显性,则实验②XAY×XaXa→XAXa、XaY,子代雌性均为白毛,雄性均为黑毛,可以根据性状判断子代性别,D正确。
答案 C
6.(2025·河北保定期中)某种昆虫的性别决定方式为ZW型,在表型为大斑点翅的野生种群中偶然发现了一只表型为小斑点翅的单基因突变雄虫,该雄虫与野生型的雌虫杂交,F1中大斑点翅雌虫∶大斑点翅雄虫∶小斑点翅雌虫∶小斑点翅雄虫=1∶1∶1∶1,F1中表型为小斑点翅的雌、雄虫杂交,F2中大斑点翅∶小斑点翅=5∶7,不考虑同源区段及互换。
(1)由上述杂交实验结果可知,大斑点翅与小斑点翅这对相对性状中显性性状为______,依据是___________________________________。
(2)由实验结果可推断出控制斑点翅的基因位于____________染色体上,理由是________________________________________________。
(3)F2中大斑点翅∶小斑点翅=5∶7的原因是_______________
_______________________________________________________。
(4)已知该种昆虫的体色由常染色体上的两对基因(A/a、B/b)控制。在野生型的纯合黄体品系中,偶然发现了一只黑体雄虫和一只黑檀体雌虫,这两只突变个体与纯合黄体品系间都仅存在一个基因的差异,这两只突变个体杂交,子代表型及比例为灰体∶黑体∶黄体∶黑檀体=1∶1∶1∶1。这两只突变个体的基因型可表示为____________,分析实验结果可知,控制体色的这两对基因与染色体的位置关系为________________。若欲利用该杂交实验中的个体为实验材料,设计杂交实验来探究这两对基因是否符合自由组合定律,请写出实验设计思路:_______________________________________________________。
解析 (1)分析题意,小斑点翅的雌、雄虫杂交的后代出现了大斑点翅,由此可知,小斑点翅为显性性状,大斑点翅是隐性性状。
(2)设相关基因是A/a,分析题意,控制斑点翅的基因位于常染色体上或Z染色体上的杂交结果是一样的:若位于常染色体上,则为Aa×aa→F1:Aa∶aa=1∶1,可以表现为大斑点翅雌虫∶大斑点翅雄 虫∶小斑点翅雌虫∶小斑点翅雄虫=1∶1∶1∶1;若位于Z染色体上,则ZAZa×ZaW→F1:ZAZa∶ZaZa∶ZAW∶ZaW=1∶1∶1∶1,也符合题意;若位于W染色体上,仅雌性表现为该性状,与实验结果不符。
(3)小斑点翅雄虫和小斑点翅雌虫相互交配的后代出现了大斑点翅,由此可知,小斑点翅为显性性状,大斑点翅是隐性性状,F2的性状分离比为大斑点翅∶小斑点翅=5∶7,大斑点翅占5/12,根据F1可知,小斑点翅雄性个体产生的配子正常,推测含a基因的卵细胞占卵细胞的比例为5/12÷1/2=5/6,则含A基因的卵细胞占卵细胞的比例为1/6,说明含小斑点翅基因的卵细胞有4/5不育或致死。
(4)分析题意,两只突变个体与纯合黄体品系间都只有一个基因存在差异,由于一个基因突变而产生了新的性状,则该突变可能为显性突变,说明原个体为隐性个体,且相关基因均位于常染色体,则两只突变个体的基因型为aaBb、Aabb;两只突变个体(基因型为aaBb、Aabb)杂交,无论两对基因是否位于一对染色体上,每个个体产生的配子类型均为两种(aaBb产生ab和aB两种配子,Aabb产生Ab和ab两种配子),子代的表型和比例是相同的;两只突变个体(基因型为aaBb、Aabb)杂交,子
一代的基因型和表型为AaBb(灰体)、aaBb(黑体或黑檀体)、Aabb(黑檀体或黑体)、aabb(黄体),想证明两对基因是位于一对常染色体上还是两对常染色体上,所选杂交亲本之一必须满足的条件是:两种不同的位置关系下能产生不同类型的配子,只有AaBb(灰体)符合要求,而无论是灰体间相互交配、灰体与黄体之间杂交,基因位置不同都会产生不同的结果。方案一:子一代中的灰体雌雄果蝇交配,统计杂交后代的表型及比例。方案一预期结果及结论:若子二代果蝇出现灰体∶黑体∶黑檀体∶
黄体=9∶3∶3∶1,符合自由组合定律,位于两对常染色体上;若子二代果蝇出现灰体∶黑体∶黑檀体=2∶1∶1,不符合自由组合定律(或未出现灰体∶黑体∶黑檀体∶黄体=9∶3∶3∶1,不符合自由组合定律),位于一对常染色体上。方案二:子一代中的灰体果蝇与异性黄体果蝇交配,统计杂交后代的表型及比例。方案二预期结果及结论:若子二代果蝇出现灰体∶黑体∶黑檀体∶黄体=1∶1∶1∶1,符合自由组合定律,位于两对常染色体上;若子二代果蝇出现黑体∶黑檀体=1∶1,不符合自由组合定律(或未出现灰体∶黑体∶黑檀体∶黄体=1∶1∶1∶1,不符合自由组合定律),位于一对常染色体上。
答案 (1)小斑点翅 小斑点翅的雌、雄虫杂交的后代出现了大斑点翅 (2)常染色体或Z 控制斑点翅的基因位于常染色体上或Z染色体上的杂交结果是一样的,若位于W染色体上,仅雌性表现为该性状,与实验结果不符 (3)含小斑点翅基因的卵细胞有4/5不育或致死 (4)aaBb、Aabb 两对基因位于一对常染色体上或位于两对常染色体上 方案一:子一代中的灰体雌雄果蝇交配,统计杂交后代的表型及比例;方案二:子一代中的灰体果蝇与异性黄体果蝇交配,统计杂交后代的表型及比例
7.(2025·重庆巴蜀中学校期末)某实验室在野生型纯合果蝇群体中发现多只裂翅突变体(裂翅基因用A或a表示)。为了研究其遗传特点,把它们作为亲本之一进行杂交实验,实验结果如表。
杂交实验
亲代
子一代
①
♀裂翅×野生型
裂翅(184,♀93,94)∶正常翅(187,♀92,95)
②
♀野生型×裂翅
裂翅(162,♀82,80)∶正常翅(178,♀88,90)
(1)野生型基因突变为裂翅突变体,则裂翅突变属于________性突变。根据表中实验结果可知,裂翅基因位于________染色体上,判断依据是
_______________________________________________________
_______________________________________________________。
(2)经研究发现裂翅基因纯合致死,该裂翅基因所在的一对同源染色体上,还存在一个隐性纯合致死基因(b),裂翅突变体在遗传学上被称为双平衡致死系。裂翅突变体果蝇间随机交配,子代全为裂翅。
①在图中黑点旁标注该双平衡致死系果蝇的相应基因(两条竖线代表一对同源染色体,四个黑点表示四个基因位点)。
②让裂翅红眼雌性突变体与纯合正常翅白眼雄性野生型个体杂交(眼色基因位于X染色体上,用D/d表示),F1雌、雄果蝇中均有红眼和白眼,亲本的基因型为____________,让F1果蝇自由交配,F2中正常翅白眼果蝇出现的概率为________________________________________。
③已知非紫眼和紫眼分别由2号染色体上基因E、e控制,欲探究裂翅基因是否位于2号染色体上,研究人员利用纯合正常翅紫眼果蝇与双平衡致死系的非紫眼果蝇杂交,F1有裂翅非紫眼和正常翅非紫眼两种果蝇,将F1裂翅非紫眼果蝇与亲本正常翅紫眼果蝇进行杂交,若子代的表型及比例为________________,则裂翅基因位于2号染色体上;若子代的表型及比例为_________________,则裂翅基因不位于2号染色体上。
解析 (1)据表格可知,裂翅和野生型杂交,后代雌、雄中都是裂翅∶正常翅=1∶1,相当于测交,亲代应该一个是杂合子,另一个是隐性纯合子;据题干信息可知,野生型是纯合子,那么裂翅就是杂合子,因此裂翅是显性性状,属于显性突变。表中实验①②为正反交实验,子一代雌、雄个体表型及比例是一致的,即表型比例与性别无关,说明裂翅基因位于常染色体上。
(2)①裂翅基因是显性基因,纯合(AA)致死,还存在一个隐性纯合致死基因(b),裂翅突变体果蝇间随机交配,子代全为裂翅,故裂翅突变体(双平衡致死系)中相应基因为。②裂翅为显性,纯合致死,裂翅和正常翅基因存在于常染色体上,裂翅突变体的基因型为AaBb;红眼和白眼基因位于X染色体上,让裂翅红眼雌性突变体与正常翅白眼雄性野生型个体杂交,F1雌、雄果蝇中均有红眼和白眼,说明亲代雌性为红眼
杂合子,雄性为隐性纯合子,因此亲代的基因型为AaBbXDXd、aaBBXdY,F1中雌性个体基因型为1/2AaBB、1/2aaBb,1/2XDXd、1/2XdXd;雄性个体基因型为1/2AaBB、1/2aaBb,1/2XDY、1/2XdY,让F1果蝇自由交配,只考虑翅型,F1能产生的配子种类及比例为1/4AB、2/4aB、1/4ab,后代中出现AA或者bb都是致死个体,因此成活个体中裂翅和正常翅比例为(1/4×2/4+1/4×1/4+2/4×1/4+1/4×1/4)∶(2/4×2/4+2/4×1/4+1/4×2/4)=6∶8=3∶4;只考虑眼色,F1能产生的雌配子及比例为1/4XD、3/4Xd,雄配子种类及比例为1/4XD、1/4Xd、2/4Y,后代中出现白眼(XdXd、
XdY)的比例为3/4×1/4+3/4×2/4=9/16;因此F2中正常翅白眼果蝇出现的概率为4/7×9/16=9/28。③纯合正常翅紫眼果蝇(aaBBee)与非紫眼的双平衡致死系果蝇(AaBbEE)杂交,F1裂翅非紫眼的基因型为AaBBEe,与亲本正常翅紫眼果蝇(aaBBee)杂交(此时后代不可能出现bb纯合致死,则不需要考虑B或b基因),即只考虑AaEe与aaee杂交,若紫眼基因在2号染色体上,符合分离定律,则A和E在一条染色体上,a和e在另一条染色体上,子代裂翅非紫眼∶正常翅紫眼=1∶1;若紫眼基因不在2号染色体上,符合自由组合定律,则子代裂翅紫眼∶裂翅非紫眼∶正常翅紫眼∶正常翅非紫眼=1∶1∶1∶1。
答案 (1)显 常 表中实验①②为正反交实验,子一代表型比例与性别无关 (2)① ②AaBbXDXd、aaBBXdY 9/28 ③裂翅非紫眼∶正常翅紫眼=1∶1 裂翅非紫眼∶裂翅紫眼∶正常翅非紫眼∶正常翅紫眼=1∶1∶1∶1
8.(2025·山东枣庄八中月考)果蝇的Ⅰ号染色体为性染色体,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体为常染色体。研究发现,果蝇的翅脉有大翅脉和小翅脉之分,分别受Ⅱ号染色体上的等位基因A和a控制;肢长有短肢和长肢之分,受等位基因B/b控制。
(1)已知温度低于15 ℃时会导致果蝇某种基因型的精子存活率降低,而对卵细胞的存活率无影响。让纯合大翅脉果蝇与小翅脉果蝇杂交得到F1,F1在10 ℃低温环境中随机交配,F2中大翅脉∶小翅脉=5∶2,对此现象的合理解释是___________________________________________。
(2)等位基因B/b可能位于某对常染色体上或位于X染色体上或位于X、Y染色体的同源区段。选取纯合短肢果蝇与纯合长肢果蝇进行正反交,F1均为长肢类型。仅根据正反交结果不能准确判定B/b的位置,原因是______________________________________________________。
请以上述正反交实验中的亲本果蝇和F1果蝇为实验材料,设计一次杂交实验来进一步确定B/b的位置。
实验思路: ___________________________________________;
预期结果和结论:______________________________________。
(3)实验探究发现等位基因B/b位于常染色体上,选取纯合大翅脉短肢果蝇与纯合小翅脉长肢果蝇杂交得到F1,F1随机交配得到F2,若F2的表型及比例为________________,则可推断等位基因B/b也位于Ⅱ号染色体上。若选取杂合大翅脉短肢果蝇与杂合小翅脉长肢果蝇杂交,则根据子代表型__________(填“能”或“不能”)确定B/b也位于Ⅱ号染色体上,理由是___________________________________________。
(4)进一步实验探究发现等位基因B/b不位于Ⅱ号染色体上,选取纯合大翅脉短肢果蝇与纯合小翅脉长肢果蝇杂交得到F1,让F1在10 ℃低温环境中随机交配得到F2,F2中大翅脉长肢果蝇所占比例为________。
解析 (1)让纯合大翅脉果蝇(AA)与小翅脉果蝇(aa)杂交得到 F1(Aa),F1在10 ℃低温环境中随机交配,F2中大翅脉∶小翅脉≠3∶1(即6∶2),而是5∶2,结合“温度低于15 ℃时会导致果蝇某种基因型的精子存活率降低,而对卵细胞的存活率无影响”可知,10 ℃低温环境中含A的精子有1/4死亡。分析如下:设含A的精子的存活率为x,用棋盘法分析F1(Aa)在10 ℃低温环境中随机交配,F2的表现如下表:
雄配子
雌配子
1/2xA
1/2a
1/2A
1/4xAA(大翅脉)
1/4Aa(大翅脉)
1/2a
1/4xAa(大翅脉)
1/4aa(小翅脉)
据此可得出(1/4x+1/4x+1/4)∶1/4=5∶2,解得x=3/4,即含A的精子有1/4死亡。(2)纯合短肢果蝇与纯合长肢果蝇进行正反交,F1均为长肢类型,则长肢是显性性状。若等位基因B/b位于某对常染色体上,则亲本的基因型为bb和BB,正反交的F1的基因型均为Bb,雌雄个体的表型都是长肢。若等位基因B/b位于X、Y染色体的同源区段,则正交亲本的基因型为XBXB×XbYb,F1的基因型为XBXb、XBYb,雌雄个体的表型都是长肢;反交亲本的基因型为XbXb×XBYB,F1的基因型为 XBXb、XbYB,雌雄个体的表型都是长肢。即B/b基因位于常染色体上与
位于X、Y染色体的同源区段,正反交结果相同,故不能根据正反交结果准确判定B/b的位置。用短肢雌果蝇与F1长肢雄果蝇杂交,观察子代果蝇中短肢和长肢个体的性别比例;若B/b位于常染色体上,短肢雌果蝇(bb)与F1长肢雄果蝇(Bb)杂交,子代的基因型为Bb和bb,短肢和长肢中均有雌、雄个体。若B/b位于X、Y染色体的同源区段,短肢雌果蝇(XbXb)与F1长肢雄果蝇(XBYb或XbYB)杂交,子代的基因型为XBXb、XbYb或XbXb、XbYB,则子代短肢和长肢性别不同。
(3)已知B/b位于常染色体上,则选取纯合大翅脉短肢果蝇(AAbb)与纯合小翅脉长肢果蝇(aaBB)杂交得到F1,F1的基因型为AaBb,F1随机交配得到F2,若F2的基因型及比例为AAbb∶aaBB∶AaBb=1∶1∶2,表型及比例为大翅脉短肢∶大翅脉长肢∶小翅脉长肢=1∶2∶1,则可推断等位基因B/b也位于Ⅱ号染色体上。若选取杂合大翅脉短肢果蝇(Aabb)与杂合小翅脉长肢果蝇(aaBb)杂交,无论B/b是否位于Ⅱ号染色体上,子代都有四种表型且比例为1∶1∶1∶1,故不能根据子代表型确定B/b也位于Ⅱ号染色体上。(4)等位基因B/b不位于Ⅱ号染色体上,则A/a、B/b
的遗传遵循自由组合定律。选取纯合大翅脉短肢果蝇(AAbb)与纯合小翅脉长肢果蝇(aaBB)杂交得到F1,F1的基因型为AaBb,让F1在10 ℃低温环境中随机交配,因为含A的精子有1/4死亡,则F1产生的雌配子的基因型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,雄配子的基因型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=3∶3∶4∶4,F2中大翅脉长肢果蝇(A_B_)所占比例为1/4+1/4×3/14+1/4×4/14+1/4×3/14+1/4×3/14+1/4×3/14=15/28。棋盘法列举如下(只显示A_B_基因型):
雄配子
雌配子
3/14AB
3/14Ab
4/14aB
4/14ab
1/4AB
3/56AABB
3/56AABb
4/56AaBB
4/56AaBb
1/4Ab
3/56AABb
4/56AaBb
1/4aB
3/56AaBB
3/56AaBb
1/4ab
3/56AaBb
答案 (1)10 ℃低温环境中含A的精子有1/4死亡(或10 ℃低温环境中含A的精子的存活率为3/4)
(2)B/b基因位于常染色体上与位于X、Y染色体的同源区段时,正反交结果相同 用短肢雌果蝇与F1长肢雄果蝇杂交,观察子代果蝇中短肢和长肢个体的性别比例 若短肢和长肢中均有雌、雄个体,则B/b位于常染色体上;若短肢和长肢性别不同,则B/b位于X、Y染色体的同源区段 (3)大翅脉短肢∶大翅脉长肢∶小翅脉长肢=1∶2∶1 不能 无论B/b是否位于Ⅱ号染色体上,子代都有四种表型且比例为1∶1∶1∶1 (4)15/28
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