2023届高考生物二轮复习实验探究一判断基因位置的探究实验学案

实验探究一 　　判断基因位置的探究实验

一、确定基因位于常染色体还是性染色体上

方法1

方法2

方法3

方法4

方法5

二、确定基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上

　方法1

方法2

三、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

　方法1(最常用的方法)

方法2

四、确定基因位于几号常染色体上

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　利用三体定位

方法3　利用单体定位

方法4　利用染色体片段缺失定位

『强化训练』

1．(2022·重庆八中模拟)雄羽宽大且弯曲，母羽短钝且顺直，由一对等位基因控制。雄羽为公鸡独有，母羽在公鸡和母鸡中均会出现。为了探究基因的位置在常染色体上还是Z染色体上，实验小组将一只母羽公鸡和一只母羽母鸡杂交，发现子代母鸡全为母羽，公鸡中母羽和雄羽比例接近1∶1。下列判断正确的是(　　)

A．控制雄羽、母羽的基因位于常染色体上

B．控制雄羽、母羽的基因位于Z染色体上

C．如果雄羽为隐性性状，则控制雄羽的基因位于Z染色体上

D．如果雄羽为显性性状，则控制雄羽的基因位于常染色体上

【解析】　根据题意可知，亲代是一只母羽公鸡和一只母羽母鸡杂交，子代公鸡中母羽和雄羽比例接近1∶1，说明这是测交实验，亲代为隐性纯合子和杂合子，因此亲代基因型为ZAZa(母羽公鸡)和ZaW(母羽母鸡)或Aa(母羽公鸡)和aa(母羽母鸡)或aa(母羽公鸡)和Aa(母羽母鸡)，如果雄羽为隐性性状，则控制雄羽的基因位于Z染色体上或者常染色体上都可以，如果雄羽为显性性状，则控制雄羽的基因位于常染色体上，D正确，A、B、C错误。

【答案】　D

2．(2022·河北衡水中学模拟)科学兴趣小组偶然发现一突变植株，突变性状是由一条染色体上的某个基因突变产生的。(假设突变性状和野生性状分别由一对等位基因A、a控制)，为了进一步了解突变基因的显隐性和在染色体中的位置，设计了杂交实验方案：利用该株突变雄株与多株野生纯合雌株杂交；观察记录子代中雌雄植株中野生性状和突变性状的数量，下列说法不正确的是(　　)

A．如果突变基因位于Y染色体上，则子代雄株全为突变性状，雌株全为野生性状

B．如果突变基因位于X染色体上且为显性，则子代雄株全为野生性状，雌株全为突变性状

C．如果突变基因位于X和Y的同源区段，且为显性，则子代雄株雌株全为野生性状

D．如果突变基因位于常染色体上且为显性，则子代雄株雌株各有一半野生性状

【解析】　如果突变基因位于Y染色体上，则亲本的基因型为XYA和XX，子代中雄株全为突变性状，雌株全为野生性状，A正确；如果突变基因位于X染色体上且为显性，则亲本的基因型为XAY和XaXa，子代中雄株全为野生性状，雌株全为突变性状，B正确；如果突变基因位于X和Y的同源区段，且为显性，则亲本中雌株的基因型为XaXa，根据题中信息“突变性状是由一条染色体上的某个基因突变产生的”，则该株突变雄株的基因型为XAYa或XaYA，若该株突变雄株的基因型为XAYa，则后代雄株全为野生性状，雌株全为突变性状；若该株突变雄株的基因型为XaYA，则后代雄株全为突变性状，雌株全为野生性状，C错误；如果突变基因位于常染色体上且为显性，则亲本的基因型为Aa和aa，子代中雌雄植株都有一半是野生性状，一半是突变性状，D正确。

【答案】　C

3．(2022·广东高三专题练习)果蝇的有眼与无眼由一对等位基因A、a控制，正常毛与短毛由另一对等位基因B、b控制，两对基因独立遗传且有一对位于X染色体上。一群有眼正常毛雌蝇与一群有眼正常毛雄蝇交配，F1的表现型及比例如下表。

回答下列问题：

(1)亲本雌蝇的基因型为________。让F1自由交配，F2的基因型共有______种。F2出现的各种表现型中比例最少的是(有无眼、正常毛与短毛、性别均考虑在内)__________________________________________________________，

其比例为________。

(2)摩尔根的果蝇眼色杂交实验首次将白眼基因定位到了X染色体上。有人认为控制果蝇眼色的基因可能不是仅位于X染色体上，而是位于X、Y染色体的同源区段。已知果蝇的红眼对白眼为显性，请利用纯合的红眼雄蝇、白眼雄蝇、白眼雌蝇、红眼雌蝇，设计一个一代杂交实验，判断眼色基因的基因座位。

杂交实验方案：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

预期结果及结论：

①______________________________，则眼色基因位于X、Y染色体的同源区段。

②______________________________，则眼色基因仅位于X染色体上。

【解析】　根据题意可知，有眼与无眼由一对等位基因A、a控制，正常毛与短毛由另一对等位基因B、b控制，两对基因独立遗传且有一对位于X染色体上。有眼正常毛雌蝇与有眼正常毛雄蝇交配，F1的子代果蝇中无论雌雄均有有眼和无眼，且比例均为2∶1，则该比例为3∶1的变形，说明有眼对无眼为显性，且存在显性纯合致死现象，控制该对性状的基因位于常染色体上，那么亲代果蝇在该性状上的基因型均为Aa；F1的子代果蝇中雄果蝇中既有正常毛又有短毛，而雌果蝇中只有正常毛，说明控制该对性状的基因位于X染色体上，且亲代雌蝇正常毛为杂合子，则基因型为XBXb，亲代雄果蝇的基因型为XBY。

(1)有眼对无眼为显性，且控制该性状的基因位于常染色体上，且亲代在该性状上均为杂合子；根据题意，两对基因独立遗传且有一对位于X染色体上，则控制果蝇正常毛和短毛的基因位于X染色体上，由于亲代均为正常毛，而子代雄果蝇中有正常毛和短毛，而雌果蝇中只有正常毛，故亲代雌果蝇基因型为AaXBXb，雄果蝇基因型为AaXBY。将两对性状分开考虑，则F1的子代果蝇：有眼与无眼性状方面子代基因型为2/3Aa和1/3aa，那么产生的配子为1/3A、2/3a，正常毛与短毛性状方面子代的基因型为1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBY、1/4XbY，那么产生的雌配子为3/4XB、1/4Xb，产生雄配子为1/4XB、1/4Xb、1/2Y，那么F1自由交配，有眼与无眼性状方面F2的基因型有1/9AA、4/9Aa、4/9aa，由于AA致死，因此F2的基因型为1/2Aa、1/2aa；正常毛与短毛性状方面F2的基因型有3/16BXB、4/16XBXb、1/16XbXb、6/16XBY、2/16XbY，因此F2的基因型共有2×5＝10种。F2出现的各种表现型中比例最少的是无眼短毛雌果蝇(aaXbXb)，比例为1/2×1/16＝1/32。(2)判断基因位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段，通常选择隐雌显雄杂交法，那么根据题意，则选择纯合的红眼雄蝇和白眼雌蝇交配，统计F1的表现型及比例。假设用基因R、r表示控制该性状的基因，若该性状的基因位于X、Y染色体的同源区段，则亲代果蝇的基因型分别为红眼雄蝇XRYR、白眼雌蝇XrXr，子代F1雌果蝇均为红眼XRXr，雄果蝇也均为红眼XrYR；若该性状的基因位于X染色体上，则亲代果蝇的基因型分别为红眼雄蝇XRY、白眼雌蝇XrXr，子代F1的雌果蝇均为红眼XRXr，雄果蝇均为白眼XrY。

【答案】　(1)AaXBXb　10　无眼短毛雌蝇　1/32

(2)选择纯合的红眼雄蝇和白眼雌蝇交配得F1，统计F1的表现型及比例　若F1全为红眼(或F1雌雄表现型相同)　若F1雌性全为红眼，雄性全为白眼(或F1雌雄表现型不同)

4．(2022·安徽合肥八中模拟)果蝇是遗传学研究的常用材料。果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体。现有五个纯种果蝇品系，品系1为野生型(长翅、红眼、灰体、有眼)，品系2～5都是由野生型品系隐性突变而来，且各突变品系只有一个性状为隐性。下表是各隐性性状及其基因所在的染色体。请回答：

(1)果蝇作为遗传学研究的常用材料，其优点有易饲养、____________________________________________等(至少回答2点)。

(2)同学甲用品系3雄果蝇与品系5雌果蝇进行杂交得到F1，F1雌雄相互交配得到F2，F2表现型及其分离比是____________________________________________________________。

(3)实验室还保存有弯翅纯种果蝇品系，若实验表明弯翅为隐性(显性为直翅)，且位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定控制该性状的基因位于几号染色体上(要求：写出实验思路及预期结果与结论)：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)研究表明位于一对同源染色体上的两对等位基因，相距越远发生交换重组的概率越大，请从基因定位的角度说明此项发现的意义：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】　(1)果蝇作为遗传学研究的常用材料，其优点有易饲养、繁殖快、子代多、有多对易于区分的相对性状、染色体数目少易于分析等。(2)由于各果蝇品系均是纯种且各只有一个性状为隐性，品系3雄果蝇与品系5雌果蝇基因型为BBXaY和bbXAXA，杂交所得F1的基因型为BbXAXa和BbXAY，F1雌雄相互交配得到F2为(3B_∶1bb)(2XAX－∶1XAY∶1XaY)，故F2表现型及其分离比是：红眼♀∶红眼♂∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝6∶3∶3∶2∶2。(3)可以通过分析弯翅基因与第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ染色体残翅基因、黑檀体基因、无眼基因是否遵循自由组合定律，来判断基因的位置。实验思路：选择弯翅品系果蝇分别与品系2、4、5进行杂交，得到F1，F1雌雄相互交配得到F2，观察F2表现型及其分离比。预期结果与结论：若某杂交组合F2表现型为4种，且其分离比为9∶3∶3∶1，则可确定弯翅基因与该品系突变基因不在同一号染色体上；若出现其他结果则可确定弯翅基因与该品系突变基因位于同一号染色体上。(4)位于一对同源染色体上的两对等位基因，相距越远发生交换重组的概率越大，而距离越近连锁的概率越大。根据这一结论，通过杂交实验可判断基因之间的相对距离，从而测定基因位于染色体上的相对位置、绘制染色体上的基因图谱、得出基因在染色体上呈线性排列等结论。

【答案】　(1)繁殖快、子代多、有多对易于区分的相对性状、染色体数目少易于分析

(2)红眼♀∶红眼♂∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝6∶3∶3∶2∶2

(3)实验思路：选择弯翅品系果蝇分别与品系2、4、5进行杂交，得到F1，F1雌雄相互交配得到F2，观察F2表现型及其分离比。

预期结果与结论：若某杂交组合F2表现型为4种，且其分离比为9∶3∶3∶1，则可确定弯翅基因与该品系突变基因不在同一号染色体上；若出现其他结果则可确定弯翅基因与该品系突变基因位于同一号染色体上

(4)测定基因位于染色体上的相对位置(或绘制染色体上的基因图谱或得出基因在染色体上呈线性排列)