2023届高考生物二轮复习高考命题热点五判断基因的位置学案

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[高考命题热点五] 判断基因的位置 真核生物基因的三种“位置”：(1)主要位置：细胞核内(即染色体上)，包括(2)未知显隐性时(3)已知显隐性时　(2022·浙江卷)某种昆虫野生型为黑体圆翅，现有3个纯合突变品系，分别为黑体锯翅、灰体圆翅和黄体圆翅。其中体色由复等位基因A1/A2/A3控制，翅形由等位基因B/b控制。为研究突变及其遗传机理，用纯合突变品系和野生型进行了基因测序与杂交实验。回答下列问题：(1)基因测序结果表明，3个突变品系与野生型相比，均只有1个基因位点发生了突变，并且与野生型对应的基因相比，基因长度相等。因此，其基因突变最可能是由基因中碱基对发生__________导致。(2)研究体色遗传机制的杂交实验，结果如表1所示：表1 杂交组合PF1F2♀♂♀♂♀♂Ⅰ黑体黄体黄体黄体3黄体∶1黑体3黄体∶1黑体Ⅱ灰体黑体灰体灰体3灰体∶1黑体3灰体∶1黑体Ⅲ灰体黄体灰体灰体3灰体∶1黄体3灰体∶1黄体注：表中亲代所有个体均为圆翅纯合子。根据实验结果推测，控制体色的基因A1(黑体)、A2(灰体)和A3(黄体)的显隐性关系为__________(显性对隐性用“>”表示)，体色基因的遗传遵循__________定律。(3)研究体色与翅形遗传关系的杂交实验，结果如表2所示：表2 杂交组合PF1F2♀♂♀♂♀♂Ⅳ灰体圆翅黑体锯翅灰体圆翅灰体圆翅6灰体圆翅∶2黑体圆翅3灰体圆翅∶1黑体圆翅∶3灰体锯翅∶1黑体锯翅Ⅴ黑体锯翅灰体圆翅灰体圆翅灰体锯翅3灰体圆翅∶1黑体圆翅∶3灰体锯翅∶1黑体锯翅3灰体圆翅∶1黑体圆翅∶3灰体锯翅∶1黑体锯翅根据实验结果推测，锯翅性状的遗传方式是________________，判断的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若选择杂交Ⅲ的F2中所有灰体圆翅雄虫和杂交Ⅴ的F2中所有灰体圆翅雌虫随机交配，理论上子代表现型有__________种，其中所占比例为的表现型有：________________________________________________________________________。(5)用遗传图解表示黑体锯翅雌虫与杂交Ⅲ的F1中灰体圆翅雄虫的杂交过程。解析：根据题干信息可知，控制体色的A1/A2/A3是复等位基因，符合基因的分离定律，并且由表1的F1和F2雌雄个体表现型一致，可知控制体色的基因位于常染色体上。只看翅型，从表2的组合Ⅴ，F1的雌虫全为圆翅，雄虫全为锯翅，性状与性别相关联，可知控制翅型的基因位于X染色体上，所以控制体色和控制翅型的基因符合基因的自由组合定律。(1)由题干信息可知，突变的基因 “与野生型对应的基因相比长度相等”，基因突变有碱基的增添、缺失和替换三种类型，突变后基因长度相等，可判定是碱基的替换导致。(2)由杂交组合Ⅰ的F1可知，黄体(A3)对黑体(A1)为显性；由杂交组合Ⅱ可知，灰体(A2)对黑体(A1)为显性，由杂交组合Ⅲ可知，灰体(A2)对黄体(A3)为显性，所以三者的显隐性关系为黄体对黑体为显性，灰体对黄体对黑体为显性，即A2＞A3＞A1，由题意可知三个体色基因为复等位基因，根据等位基因概念“位于同源染色体上控制相对性状的基因”可知，体色基因遵循基因分离定律。(3)分析杂交组合Ⅴ，母本为锯翅，父本为圆翅，F1的雌虫全为圆翅，雄虫全为锯翅，性状与性别相关联，可知控制锯翅的基因是隐性基因，并且在X染色体上，所以锯翅性状的遗传方式是伴X染色体隐性遗传。(4)表1中亲代所有个体均为圆翅纯合子，杂交组合Ⅲ的亲本为灰体(基因型A2A2)和黄体(基因型A3A3)，F1的灰体基因型为A2A3，雌雄个体相互交配，子代基因型是A2A2(灰体)∶A2A3(灰体)∶A3A3(黄体)＝1∶2∶1，所以杂交组合Ⅲ中F2的灰体圆翅雄虫基因型为 A2A2XBY和 A2A3XBY；杂交组合Ⅴ中，只看体色这对相对性状，因为F1只有一种表现型，故亲本为A1A1、A2A2，F1基因型为A1A2，雌雄个体相互交配，F2基因型为A1A1(黑体)∶A1A2(灰体)∶A2A2(灰体)＝1∶2∶1；只看杂交组合Ⅴ中关于翅型的性状，亲本为XbXb、XBY，F1基因型为XBXb，XbY，F1雌雄个体相互交配，F2的圆翅雌虫的基因型为XBXb，所以杂交组合Ⅴ的F2的灰体圆翅雌虫基因型为A2A2XBXb，A1A2 XBXb。控制体色和翅型的基因分别位于常染色体和X染色体，符合自由组合定律，可先按分离定律分别计算，再相乘，所以杂交组合Ⅲ中F2的灰体圆翅雄虫和杂交组合Ⅴ的F2的灰体圆翅雌虫随机交配，只看体色，A2A2、A2A3和A2A2、 A1A2随机交配，雄配子是A3、A2，雌配子是A1、A2，子代基因型为A2A2(灰体)、A2A3(灰体)、A1A2(灰体)、A1A3(黄体)，可以出现灰体(占)和黄体(占)2种体色；只看翅型，XBY与XBXb杂交，子代基因型为XBXB、XBXb、XBY、XbY，雌性只有圆翅1种表现型，雄性有圆翅和锯翅2种表现型，所以子代的表现型共有2×3＝6(种)。根据前面所计算的子代表现型，＝(灰体)×(圆翅雄虫或锯翅雄虫)，故所占比例为的表现型有灰体圆翅雄虫和灰体锯翅雄虫。(5)黑体锯翅雌虫的基因型为A1A1XbXb，由(4)解析可知，杂交组合Ⅲ的F1灰体雄虫基因型为A2A3，所以灰体圆翅雄虫的基因型为A2A3XBY，二者杂交的遗传图解如下：答案：(1)替换(2)A2＞A3＞A1　分离(3)伴X染色体隐性遗传　杂交Ⅴ的母本为锯翅，父本为圆翅，F1的雌虫全为圆翅，雄虫全为锯翅(4)6　灰体圆翅雄虫和灰体锯翅雄虫(5)图见解析1．(2022·全国乙卷)依据鸡的某些遗传性状可以在早期区分雌雄，提高养鸡场的经济效益。已知鸡的羽毛性状芦花和非芦花受1对等位基因控制。芦花鸡和非芦花鸡进行杂交，正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同，反交子代均为芦花鸡。下列分析及推断错误的是(　　)A．正交亲本中雌鸡为芦花鸡，雄鸡为非芦花鸡B．正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合体C．反交子代芦花鸡相互交配，所产雌鸡均为芦花鸡D．仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别解析：根据题意可知，正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同，反交子代均为芦花鸡，说明控制鸡羽毛性状芦花和非芦花的基因位于Z染色体上，且芦花为显性。设基因A/a控制芦花非芦花。设基因A/a控制芦花和非芦花性状，根据题意可知，正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花雌鸡)，子代为ZAZa、ZaW，且芦花鸡和非芦花鸡数目相同，反交为ZAZA×ZaW，子代为ZAZa、ZAW，且全为芦花鸡，A正确；正交子代中芦花雄鸡为ZAZa(杂合子)，反交子代中芦花雄鸡为ZAZa(杂合子)，B正确；反交子代芦花鸡相互交配，即ZAZa×ZAW，所产雌鸡ZAW、ZaW(非芦花)，C错误；正交子代为ZAZa(芦花雄鸡)、ZaW(非芦花雌鸡)，D正确。答案：C2．(2022·广东深圳模拟)某种蝇翅的表现型由一对等位基因控制。现有异常翅雌蝇和正常翅雄蝇杂交，后代中为雄蝇异常翅，为雌蝇异常翅，为雄蝇正常翅，为雌蝇正常翅。下列相关判断正确的是(　　)A．可以确定异常翅为显性性状B．可以确定异常翅为纯合子C．前后代异常翅雌蝇基因型相同D．异常翅不可能是伴性遗传解析：根据分析可知，异常翅可能为显性性状也可能为隐性性状，A错误；当异常翅是由常染色体的显性基因控制时，异常翅为杂合子，B错误；根据分析可知，无论异常翅由常染色体的显性基因控制、由常染色体的隐性基因控制，还是由X染色体的显性基因控制，前后代异常翅雌蝇基因型都相同，C正确；根据分析可知，异常翅可能是伴X显性遗传，D错误。答案：C3．(2022·广东惠州二模)如下图中5号和6号分别患甲、乙种遗传病，甲病控制基因用A/a表示，乙病控制基因用B/b表示；已知Ⅰ1号不携带任何致病基因，Ⅰ2和Ⅰ3是亲兄妹，Ⅲ7两病都不患的概率是。据图分析，下列说法正确的是(　　)A．甲病为常染色体上隐性遗传病，乙病为伴X染色体隐性遗传病B．甲病具有隔代交叉遗传特点，Ⅱ5的患病基因只能来自其外祖父C．Ⅱ5和Ⅱ6未出生的二胎女儿患病的概率，应禁止近亲结婚D．为响应国家三胎号召，从优生优育角度出发建议Ⅱ5和Ⅱ6生男孩解析：分析遗传系谱图：根据Ⅰ1和Ⅰ2正常，且Ⅰ1号不携带任何致病基因，因而甲病是伴X染色体隐性遗传病。Ⅰ3和Ⅰ4都不患乙病，却有一个患乙病的女儿Ⅱ6，因而乙病是常染色体上的隐性遗传病。由于Ⅲ7两病都不患的概率为，因而可以确定Ⅱ5的基因型为BbXaY，Ⅱ6的基因型为bbXAXa。根据题干分析，甲病为伴X染色体隐性遗传病，乙病为常染色体上隐性遗传病，A错误；甲病为伴X染色体隐性遗传病，具有隔代交叉遗传特点；Ⅱ5的基因型为BbXaY，其患病基因Xa来自Ⅰ4，Ⅰ4中的患病基因能来自其双亲，因此Ⅱ5的患病基因可来自其外祖父，也可能来自其外祖母，B错误；Ⅱ5(BbXaY)和Ⅱ6(bbXAXa)的女儿正常(B_XAX )的概率为＝×＝，因而Ⅱ5和Ⅱ6未出生的二胎女儿患病的概率为＝1－＝，C正确；Ⅱ5(BbXaY)和Ⅱ6(bbXAXa)的孩子男女患病的概率相同，D错误。答案：C4．(2022·广东高三专题检测)某种小鼠毛色、尾形的性状分别由等位基因A/a、D/d控制，研究人员用一只正常尾雌鼠与一只卷尾雄鼠进行多次杂交，统计得到子代的性状表现及比例为正常尾雌性∶卷尾雌性∶正常尾雄性∶卷尾雄性＝1∶1∶1∶1。请回答下列问题：(1)依据该实验结果，__________(填“能”或“不能”)判断控制小鼠尾形的基因D/d是位于常染色体还是X染色体上；若控制尾形的基因D/d位于X染色体上，显性性状是________________。(2)若欲进一步证明控制尾形的基因D/d位于X染色体上，如果用上述实验中的子代小鼠为材料设计一代杂交实验来验证，则应该选择__________作亲本(填表型)。预期结果是________________________________________________________________________。(3)如图是研究小鼠毛色、尾形性状遗传的杂交实验，结果如下表，请分析回答：P　　　　黑毛正常尾♀×白毛卷曲尾(♂)　　　　　　　　　↓F1　　　　　　　灰毛正常尾(♀、♂)　　　　　　　　　↓ 项目黑毛正常尾黑毛卷曲尾灰毛正常尾灰毛卷曲尾白毛正常尾白毛卷曲尾雌000雄F1中雌性个体的基因型为____________，若让F2中灰毛正常尾雌性个体与灰毛卷曲尾雄性个体自由交配，后代中灰色卷曲尾雌性个体所占比例为__________。解析：分析题中的表格可知，黑毛正常尾与白毛卷曲尾杂交，子一代都表现为灰毛正常尾，说明正常尾对卷曲尾是显性性状；子一代相互交配得到子二代，黑毛∶灰毛∶白毛＝1∶2∶1，且该比值在雌性个体和雄性个体的比值相同，因此控制毛色的基因是不完全显性，且位于常染色体上，灰毛的基因型是Aa、黑毛的基因型是AA、白毛的基因型是aa；子二代中雌性个体全部都是正常尾，雄性个体正常尾∶卷曲＝1∶1，说明控制尾形的基因D/d位于X染色体上。(1)一只正常尾雌鼠与一只卷尾雄鼠进行多次杂交，子代的性状表现及比例为正常尾雌性∶卷尾雌性∶正常尾雄性∶卷尾雄性＝1∶1∶1∶1，如果该基因位于常染色体上，亲代基因型可以是Dd和dd，如果位于X染色体上，亲代的基因型是XDXd和XdY，则正常尾为显性，由于在常染色体上和在X染色体上都可能出现该比例，所以无法判断尾形的显性和隐性。(2)要证明控制尾形的基因D/d位于X染色体上，可以选择子代中卷尾雌性(XdXd)与正常尾雄性(XDY)杂交，则产生的后代中雌性全部为正常尾(XDXd)，雄性全部为卷尾(XdY)，则证明控制尾形的基因D/d位于X染色体上。(3)表格中由F2中雌性正常尾∶卷曲尾＝8∶0，雄性正常尾∶卷曲尾＝1∶1，可知控制尾形的基因(D/d)位于X染色体上；F2中雌雄动物的表现型及比例均为黑毛∶灰毛∶白毛＝1∶2∶1，说明控制毛色的基因位于常染色体上，且灰毛是Aa、黑毛是AA、白毛是aa；亲本为正常尾与卷曲尾，F1都表现为正常尾，说明正常尾对卷曲尾是显性性状。综合上述结论，亲本的基因型为AAXDXD和aaXdY，则F1中雌性个体的基因型是AaXDXd，雄性个体的基因型是AaXDY。由以上析可知，F1基因型为AaXDXd和AaXDY，则Aa×Aa，有AA、Aa、aa三种基因型；XDXd×XDY，子代有XDXD、XDXd、XDY、XdY四种基因型；所以F2中灰毛正常尾雌性个体的基因型是AaXDXD∶AaXDXd＝1∶1；灰毛卷曲尾雄性个体的基因型是AaXdY；两对相对性状分别位于常染色体和性染色体上，满足自由组合定律；二者自由交配，则拆分成两个分离定律，过程如下：Aa×Aa→AA∶Aa∶aa；XDXd×XdY→XDXd∶XdXd∶XDY∶XdY；XDXD×XdY→XDXd∶XDY，再利用乘法原理，可得后代中灰色卷曲尾雌性(AaXdXd)个体所占比例为×＝。答案：(1)不能　正常尾(2)卷尾雌性和正常尾雄性　后代中正常尾全为雌性，卷尾全为雄性(3)AaXDXd