2024届苏教版高考生物一轮复习素养加强课5基因在染色体上位置的判断与探究课件

这是一份2024届苏教版高考生物一轮复习素养加强课5基因在染色体上位置的判断与探究课件，共51页。PPT课件主要包含了2示例分析等内容，欢迎下载使用。
提升点1　根据信息判断基因的位置
1．根据题目信息判断基因位置(1)依据子代性别、性状的数量分析确认基因位置：若后代中两种表型在雌雄个体中比例一致，说明遗传与性别无关，则可确定基因在常染色体上；若后代中两种表型在雌雄个体中比例不一致，说明遗传与性别有关，则可确定基因在性染色体上。
据表格信息：灰身与黑身的比例，雌蝇中为3∶1，雄蝇中也为3∶1，二者相同，故为常染色体遗传。直毛与分叉毛的比例，雌蝇中为4∶0，雄蝇中为1∶1，二者不同，故为伴X染色体遗传。
2．依据调查统计数据判断基因位置
1．(2022·江苏常州高三期末)果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性，现有纯合棒眼杏红眼雌果蝇和纯合圆眼红眼雄果蝇杂交，F1雌果蝇均表现为棒眼红眼，雄果蝇均表现为棒眼杏红眼。让F1雌雄果蝇杂交，不考虑交换及特殊基因组合致死的可能。下列叙述错误的是(　　)A．若F2圆眼红眼只有雄蝇，则F2有4种表型且棒眼杏红眼雌蝇出现的概率是1/4B．控制这两对相对性状的基因可能均位于X染色体上，其遗传总是和性别相关联C．若F2圆眼红眼既有雌性也有雄性，则控制这两对相对性状的基因遵循自由组合定律D．控制红眼和杏红眼的基因可能存在常染色体上
D　[若F2圆眼红眼只有雄蝇，则两对基因都位于X染色体上，亲本的基因型为XBrXBr和XbRY，F1为XBrXbR和XBrY，F2有4种表型且棒眼杏红眼雌蝇出现的概率是1/4，A正确；控制两对性状的基因中，控制眼色的基因一定位于X染色体上，其余一对基因可位于X染色体上，也可位于常染色体上，B正确；若F2圆眼红眼既有雌性也有雄性，则两对基因分别位于两对同源染色体上，其中眼色基因位于X染色体上，控制这两对相对性状的基因遵循自由组合定律，C正确；由题可知，亲本为纯合棒眼杏红眼雌果蝇和纯合圆眼红眼雄果蝇杂交，F1雌果蝇均表现为棒眼红眼，雄果蝇均表现为棒眼杏红眼，眼色基因与性别相关联，因此该对基因只能位于X染色体上，D错误。故选D。]
2．(2022·江苏苏州高三期末)菜粉蝶的性别决定方式为ZW型。其眼睛的颜色赤色与青色由基因B和b控制，而翅缘的黑色和灰色由基因D 和d控制。现用一只纯合黑翅缘赤眼雌菜粉蝶与一只纯合灰翅缘青眼雄菜粉蝶杂交，F1雌菜粉蝶表现为黑翅缘青眼，F1雄菜粉蝶表现为黑翅缘赤眼。让F1雌雄菜粉蝶自由交配， F2的表型及比例为：黑翅缘赤眼(♀)∶黑翅缘青眼(♀)∶黑翅缘赤眼(♂)∶黑翅缘青眼(♂)∶灰翅缘赤眼(♂)∶灰翅缘青眼(♂)＝4∶4∶3∶3∶1∶1。下列有关叙述正确的是(　　)A．控制菜粉蝶眼色的基因与翅缘颜色的基因均表现为伴性遗传B．F1雌雄菜粉蝶产生配子时因发生交换而导致F2表现出多种表型C．F2的黑翅缘赤眼菜粉蝶共有5种基因型，其中纯合子有2种D．若F2中黑翅缘赤眼(♀)与黑翅缘青眼(♂)杂交，后代雌性中性状分离比为5∶1
C　[根据菜粉蝶F1、F2的性状比例可知，在亲本和F1中，雌性和雄性眼色正好相反，且统计F2中青眼和赤眼的比例为1∶1，所以判断控制眼色的基因位于Z染色体上，且显性基因B控制的眼色为赤眼；分析 P、F1、F2的翅缘颜色，发现灰色只出现在雄性中，但不遵循伴性遗传规律，所以翅色的遗传体现了从性遗传现象的特征，A错误。F1雌雄菜粉蝶产生配子时自由组合导致F2表现出多种表型，B错误。DD、Dd、dd的雌性个体均为黑翅缘，DD、Dd的雄性个体均为黑翅缘，dd的雄性个体为灰翅缘；F2的黑翅缘赤眼菜粉蝶共有DDZBW、DdZBW、ddZBW、DdZBZb、DDZBZb 5种基因型，其中纯合子有2种，C正确。若F2中黑翅缘赤眼(♀)与黑翅缘青眼(♂)杂交，后代雌性中均为黑翅缘青眼，D错误。故选C。]
3．(多选)某多年生雌雄异株植物的性别决定方式为XY型，板叶与花叶、腋花与顶花分别由基因B/b、R/r控制，其中只有一对基因位于X染色体上，且存在某一种配子致死的现象(不考虑突变和交换)。表型为板叶腋花的两雌雄植株杂交，得到的F1个体雌性植株中板叶腋花∶花叶腋花＝3∶1，无顶花性状出现；雄性植株中板叶腋花∶板叶顶花∶花叶腋花∶花叶顶花＝1∶1∶1∶1。下列说法错误的是(　　)A．上述两对等位基因中，位于X染色体上的是R/rB．亲本产生的致死配子的基因型是bYC．F1中雄性板叶腋花个体的基因型都与父本相同D．F1中板叶腋花雄株与花叶腋花雌株杂交，子代中纯合花叶腋花雌株占1/8
BD　[由题干信息可知，F1雌性个体无顶花，而雄性个体腋花∶顶花＝1∶1，这对相对性状的遗传与性别相关联，所以上述两对等位基因中，位于X染色体上的是R/r，A正确；根据题意可知，控制板叶与花叶的基因位于常染色体上，板叶为显性，亲本的基因型为Bb、Bb，子代雄性植株中理论上应该是板叶∶花叶＝3∶1，实际上是板叶∶花叶＝1∶1，相当于杂合子测交的结果，因而致死配子的基因型是BY，B错误；因为亲本雄性个体不可能提供BY的配子，F1中雄性板叶腋花个体的基因型为BbXRY，基因型都与父本相同，C正确；F1中板叶腋花雄株(BbXRY)与花叶腋花雌株(1/2bbXRXR，1/2bbXRXr)杂交，由于BY配子致死，所以雄株产生的配子和比例为bXR∶bY∶BXR＝1∶1∶1，雌株产生的配子和比例为bXR∶bXr＝3∶1，因而子代中纯合花叶腋花雌株(bbXRXR)占1/3×3/4＝1/4，D错误。故选BD。]
(教师用书独具)　(2022·浙江1月选考)果蝇的正常眼和星眼受等位基因A、a控制，正常翅和小翅受等位基因B、b控制，其中1对基因位于常染色体上，为进一步研究遗传机制，以纯合个体为材料进行了杂交实验，各组合重复多次，结果如下表。
回答下列问题：(1)综合考虑A、a和B、b两对基因，它们的遗传符合孟德尔遗传定律中的________________________________。组合甲中母本的基因型为________________________________。果蝇的发育过程包括受精卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。杂交实验中，为避免影响实验结果的统计，在子代处于蛹期时将亲本_______________________。
(2)若组合乙F1的雌雄个体随机交配获得F2，则F2中星眼小翅雌果蝇占______________。果蝇的性染色体数目异常可影响性别，如XYY或XO为雄性，XXY为雌性。若发现组合甲F1中有1只非整倍体星眼小翅雄果蝇，原因是母本产生了不含________________的配子。(3)若有一个由星眼正常翅雌雄果蝇和正常眼小翅雌雄果蝇组成的群体，群体中个体均为纯合子。该群体中的雌雄果蝇为亲本，随机交配产生F1，F1中正常眼小翅雌果蝇占21/200、星眼小翅雄果蝇占49/200，则可推知亲本雄果蝇中星眼正常翅占_______________。
(4)写出以组合丙F1的雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图解。[解析]　分析题意可知，甲、乙组中星眼与正常眼杂交，子代全为星眼，说明星眼为显性，且性别与形状无关，A、a基因位于常染色体上；甲组中雌性正常翅与雄性小翅杂交，子代全为正常翅，乙组中雌性小翅与雄性正常翅杂交，子代中雌性为正常翅，雄性为小翅，说明该性状与性别相关联，位于X染色体上，且正常翅为显性。
(1)结合分析可知，A、a位于常染色体上，而B、b位于X染色体上，两对基因分别位于两对同源染色体上，它们的遗传遵循自由组合定律；组合甲中母本为星眼正常翅，均为显性性状，且为纯合子，故基因型为AAXBXB；杂交实验中，为避免影响实验结果的统计，在子代处于蛹期时将亲本移除。(2)组合乙为♀正常眼小翅(aaXbXb)×♂星眼正常翅(AAXBY)，F1基因型为AaXBXb、AaXbY，F1的雌雄个体随机交配获得F2，则F2中星眼(A__)小翅雌果蝇(XbXb)占3/4×1/4＝3/16；组合甲基因型为AAXBXB、 aaXbY，F1基因型应为AaXBXb、AaXBY，若发现组合甲F1中有1只非整倍体星眼小翅雄果蝇，则该个体基因型可能为AaXbO，原因是母本产生了不含X染色体的配子。
(3)设亲本星眼正常翅雄果蝇在亲本雄果蝇中占比为m，则正常眼小翅雄果蝇在雄果蝇中占比为(1－m)。同理设亲本雌果蝇中正常眼小翅在雌果蝇中占比为n，则星眼正常翅雌果蝇占比为(1－n)。由题意可知，子代正常眼小翅雌果蝇占21/200，即为aaXbXb＝1/2×aaXbXb×aaXbY＝1/2(1－m)n＝21/200，星眼小翅雄果蝇占49/200，即为AaXbY＝1/2×AAXBY×aaXbXb＝1/2 mn＝49/200。可算出n＝7/10，1－m＝3/10，则m＝7/10，即亲本星眼正常翅雄果蝇在亲本雄果蝇中占比为7/10。(4)组合丙的双亲基因型为aaXbXb×aaXBY，F1基因型为aaXBXb、aaXbY，F1的雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图解为：
[答案]　(1)自由组合定律　AAXBXB　移除(2)3/16　X染色体(3)7/10(4)如图所示
提升点2　基因在染色体上位置的实验验证和探究
1．探究基因位于X染色体上还是位于常染色体上(1)若相对性状的显隐性是未知的，且亲本均为纯合子，则用正交和反交的方法。即：正反交实验⇒
①若正反交子代雌雄表型相同⇒常染色体上②若正反交子代雌雄表型不同⇒X染色体上
(2)若相对性状的显隐性已知，只需一个杂交组合判断基因的位置。①基本思路一：隐性雌性个体与显性雄性纯合个体杂交。即：
②基本思路二：用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交。即：
2．探究基因是伴X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传适用条件：已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。(1)基本思路一：用“纯合隐性雌×纯合显性雄”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×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：
3．探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上(1)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：
1．(2022·江苏徐州模拟预测)已知小鼠皮毛的颜色受一对位于常染色体上的A/a基因及一对未知位置的B/b基因控制，其色素物质的代谢途径如图所示。此外，基因A和B还与胚胎发育有关，小鼠胚胎必须有酶1或者酶2才能成活。请分析回答下列有关问题：
(1)由图可知基因可通过_________________________，进而控制生物体的性状，基因与性状的对应关系是_____________________。(2)推测B/b基因在染色体上的位置情况有如图Ⅰ～Ⅲ的情况。
为了确定B/b基因在染色体上的位置，选用纯种的灰色雌鼠和白色雄鼠杂交，产生了足够多的子代(不考虑基因突变和交换)。请预测结果及结论：①若B/b基因在染色体上的位置如图Ⅰ所示，则亲本基因型分别为__________________________、__________________________，F1表型是____________________________，F1中雌雄个体相互交配，F2的表型及比例为_________________________________。
②若F1的表型全为黑鼠，F1中雌雄个体相互交配，F2中的表型及比例为________________________________________________，则可判断B/b基因在染色体上的位置如图Ⅱ所示。③若F1的表型及比例为_____________________________________，则可判断B/b基因在染色体上的位置如图Ⅲ所示。(3)若实验结果符合图Ⅲ所示，将F1中雌雄个体相互交配后，理论上F2中出现灰色雄鼠的概率为________________________________，F2种群中A基因频率为________________________________。
[解析]　(1)图中两个基因通过控制两种酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；一种性状可能由一对基因控制，也可能由多对基因控制，基因与性状并非是一一对应的(基因与性状并非总是呈线性关系)。(2)由图Ⅰ可知A/a基因和B/b基因位于两对不同的常染色体上，两对基因独立遗传，遵循自由组合定律。亲本为纯种的灰色雌鼠和白色雄鼠，所以亲本基因型分别为AAbb、aaBB，F1的表型是皆为黑色；
F1基因型为AaBb，雌雄个体相互交配，小鼠胚胎必须有酶1或者酶2才能成活，由此可得F2的表型及比例为黑鼠∶灰鼠∶白鼠＝9∶3∶3(或3∶1∶1)。图Ⅱ所示基因位于同一对染色体上，遵循分离定律，若F1的表型全为黑鼠，F1中雌雄个体相互交配，F2中的表型及比例为黑鼠∶灰鼠∶白鼠＝2∶1∶1，则可判断B/b基因在染色体上的位置如图Ⅱ所示；如图Ⅲ所示基因位于两对不同的染色体上，两对基因独立遗传，遵循自由组合定律，若F1的表型及比例为黑色雌鼠∶灰鼠雄鼠＝1∶1，则可判断B/b基因在染色体上的位置如图Ⅲ所示。
(3)若实验结果符合图Ⅲ，将F1中雌雄个体相互交配后，理论上F2中基因型aaXbXb(1/16)和aaXbY(1/16)的胚胎不能发育，则出现灰色雄鼠的概率为3/14，F2种群中A基因频率为(4×2＋8)/[(16－2)×2]＝4/7。
[答案]　(1)控制酶的合成控制代谢过程　基因与性状并非是一一对应的(基因与性状并非总是呈线性关系)(2)①AAbb　aaBB　皆为黑色(雌雄皆为黑色)　黑鼠∶灰鼠∶白鼠＝9∶3∶3(或3∶1∶1)　②黑鼠∶灰鼠∶白鼠＝2∶1∶1　③黑色雌鼠∶灰鼠雄鼠＝1∶1 (3)3/14　4/7
2．(2022·广东广州阶段练习)如图是自然界中几种常见的性别决定方式，请根据所学知识回答下列有关问题：
(1)果蝇的长翅和残翅受一对等位基因(A、a)控制，灰体和黄体受另外一对等位基因(B、b)控制。某兴趣小组用一只长翅灰体雌果蝇和一只长翅灰体雄果蝇为亲本杂交，子代表型及比例为长翅灰体雌∶残翅灰体雌∶长翅灰体雄∶残翅灰体雄∶长翅黄体雄∶残翅黄体雄＝6∶2∶3∶1∶3∶1。如果不考虑 X、Y 的同源区段，则两亲本的基因型分别是_______，用子代的残翅灰体雌果蝇与长翅黄体雄果蝇杂交，F2中残翅黄体雄果蝇占的比例是________________。
(2)蝗虫体内正在分裂的神经干细胞中，显微镜下能看到__________个四分体；蜜蜂的性别由________________决定。(3)已知控制蝴蝶所产卵壳颜色的基因E(黑色)和e(白色)在性染色体上，但不知是位于同源区段，还是非同源区段。现有纯合控制产黑卵和产白卵雌雄个体多只，如何通过一代杂交实验观察后代雌蝶产生的卵壳颜色，判断基因(E和e)在性染色体上的具体位置？请写出实验方案及相应结论。实验方案：_________________________________________________ _________________________________________________________。
结果及结论：①如果________________________________________________，则(E、e)位于性染色体的同源区段上。②如果_____________________________________________，则(E、e)位于性染色体的非同源区段上。
[解析]　据图可知，不同生物体决定性别的方式不同，果蝇为XY型，XY染色体组成的为雄性，XX染色体组成的为雌性。ZW型的生物体，性染色体组成为ZW的为雌性，ZZ的为雄性。(1)根据子代的表型和比例分析可知，子代无论雌雄个体都是长翅∶残翅＝3∶1，说明该基因位于常染色体上，长翅为显性性状；子代雌性个体均为灰体，雄性个体中灰体∶黄体＝1∶1，说明该基因与性别有关，位于X染色体上，灰体为显性性状，则亲本基因型为AaXBXb、AaXBY。子代的残翅灰体雌果蝇(1/2aaXBXB、1/2aaXBXb)与长翅黄体雄果蝇(1/3AAXbY、2/3AaXbY)杂交，F2出现残翅的概率为2/3×1/2＝1/3，出现黄体雄果蝇的概率为1/2×1/4＝1/8，因此F2中残翅黄体雄果蝇占的比例是1/3×1/8＝1/24。
(2)神经干细胞进行有丝分裂，不能形成四分体，因此显微镜下看到的四分体为0个；蜜蜂的雌性为二倍体，含两个染色体组，雄性为单倍体，含一个染色体组，因此蜜蜂的性别由染色体组数(或染色体数目)决定。(3)蝴蝶为ZW型，性染色体组成为ZW的为雌性，ZZ的为雄性。欲确定基因(E和e)在性染色体上的具体位置，可选用纯合控制产白卵雄性个体(ZeZe)和纯合控制产黑卵雌性(ZEW或ZEWE)个体杂交，观察后代雌蝶所产卵壳的颜色。若E、e位于性染色体的同源区段上，则子一代为ZEZe、ZeWE，所有卵壳的颜色均为黑色；若E、e位于性染色体的非同源区段上，则子一代为ZEZe、ZeW，所产卵壳大约一半为黑色，一半为白色(或所产卵壳既有白色又有黑色，且比例相当)。
[答案]　(1)AaXBXb、AaXBY　1/24(2)0　染色体组数(或染色体数目)(3)选用纯合控制产白卵雄性个体和纯合控制产黑卵雌性个体杂交，观察后代雌蝶所产卵壳的颜色　①所有卵壳的颜色均为黑色　②所产卵壳大约一半为黑色，一半为白色(或所产卵壳既有白色又有黑色，且比例相当)
(教师用书独具)(2022·海南等级考)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。某研究所在野生家蚕资源调查中发现了一些隐性纯合突变体。这些突变体的表型、基因及基因所在染色体见表。回答下列问题。
(1)幼蚕巧克力色的控制基因位于性染色体上，该性状的遗传总是和性别相关联，这种现象称为________________。(2)表中所列的基因，不能与b基因进行自由组合的是____________。(3)正常情况下，雌家蚕的1个染色体组含有____________条染色体，雌家蚕处于减数分裂后期Ⅱ的细胞含有________________条W染色体。
(4)幼蚕不抗浓核病(D)对抗浓核病(d)为显性，黑色(E)对巧克力色(e)为显性。为鉴定一只不抗浓核病黑色雄性幼蚕的基因型，某同学将其饲养至成虫后，与若干只基因型为ddZeW的雌蚕成虫交配，产生的F1幼蚕全部为黑色，且不抗浓核病与抗浓核病个体的比例为1∶1，则该雄性幼蚕的基因型是________________。
(5)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]　(1)位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。(2)a基因与b基因都位于12号染色体上，位于同一对染色体上的基因不能发生自由组合。(3)家蚕是二倍体生物(2n＝56)，正常情况下，雌家蚕的1个染色体组含有28条染色体，减数分裂后期Ⅱ的细胞中染色体着丝粒分裂，含有W染色体的条数为0或2。
(4)该只不抗浓核病黑色雄性幼蚕与若干只基因型为ddZeW的雌蚕成虫交配，产生的F1幼蚕全部为黑色，说明该雄性关于该性状的基因型为ZEZE。且F1中不抗浓核病与抗浓核病个体的比例为1∶1，说明该雄性关于该性状的基因型为Dd，综上分析，雄性幼蚕的基因型是DdZEZE。(5)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)，但由于不知道显隐性关系，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F1基因型都为Aa，只出现一种性状，且F1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。