2024届人教版高中生物一轮复习高考加强课系列5基因定位的实验探究学案（多项版）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习高考加强课系列5基因定位的实验探究学案（多项版），共8页。


[真题体验]
1．(经典高考题，节选)果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交，杂交子代的表型及其比例如下：
眼
性别
灰体长翅∶灰体残翅∶黑檀体长翅∶黑檀体残翅
1/2有眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
1/2雄
9∶3∶3∶1
1/2无眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
1/2雄
9∶3∶3∶1
回答下列问题：
(1)根据杂交结果，____________(填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上，根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断，显性性状是__________，判断依据是_______________________。
(2)若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性(要求：写出杂交组合和预期结果)。_________________________________。
解析：(1)控制果蝇有眼/无眼性状的基因无论是位于X染色体上还是常染色体上，两亲本杂交，子代中雌雄个体都可能会出现数量相同的有眼和无眼个体，因此不能根据表中给出的杂交结果判断控制有眼/无眼性状基因的位置。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上，只有当无眼为显性性状时，子代雌雄个体中才都会出现有眼和无眼性状的分离。(2)若控制无眼/有眼性状的基因位于常染色体上，杂交子代无眼∶有眼＝1∶1，则说明亲本为显性杂合体和隐性纯合体测交，根据测交结果，子代两种性状中，一种为显性杂合体，一种为隐性纯合体，所以可选择均为无眼的雌雄个体进行杂交，观察子代的性状表现，若子代中无眼∶有眼＝3∶1，则无眼为显性性状；若子代全部为无眼，则无眼为隐性性状。
答案：(1)不能　无眼　只有当无眼为显性时，子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离　(2)杂交组合：无眼×无眼。预期结果：若子代中无眼∶有眼＝3∶1，则无眼为显性性状；若子代全部为无眼，则无眼为隐性性状
2．(2021·江苏卷，节选)以下两对基因与果蝇眼色有关。眼色色素产生必需有显性基因A，aa时眼色为白色；B存在时眼色为紫色，bb时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如图，请据图回答下列问题：

(1)果蝇是遗传学研究的经典实验材料，摩尔根等利用一个特殊眼色基因突变体开展研究，把基因传递模式与染色体在减数分裂中的分配行为联系起来，证明了______________________。
(2)A基因位于____________染色体上，B基因位于____________染色体上。若要进一步验证这个推论，可在2个纯系中选用表型为____________的果蝇个体进行杂交。
解析：(1)摩尔根等利用一个特殊眼色基因突变体开展研究，把基因传递模式与染色体在减数分裂中的分配行为联系起来，利用假说－演绎法，证明了基因位于染色体上。(2)据分析可知，A基因位于常染色体上，B基因位于X染色体上。若要进一步验证这个推论，可在2个纯系中选用红眼雌果蝇(AAXbXb)和白眼雄果蝇(aaXBY)杂交，子代为AaXBXb(紫眼雌性)、AaXbY(红眼雄性)，即可证明。
答案：(1)基因位于染色体上　(2)常　X　红眼雌性和白眼雄性
[方法提炼]
1．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

注：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”

③在确定雌性个体为杂合子的条件下

(2)调查实验法

2．探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是只位于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“纯合隐性雌×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：

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)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)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：

[类题演练]
1．(2022·河南安阳模拟)某动物的性别决定方式为XY型，其眼睛颜色的赤色与青色由B、b基因控制。现用一只纯合赤眼雌性动物与一只纯合青眼雄性动物杂交，F1均为赤色。不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段上，下列叙述正确的是(　　)
A．B、b基因一定位于常染色体上，且赤色为显性性状
B．B、b基因一定位于X染色体上，且赤色为显性性状
C．通过正反交实验可以确定B、b基因在染色体上的位置
D．不能通过F1的雌雄个体相互交配来确定B、b基因在染色体上的位置
解析：选C。由一只纯合赤眼雌性动物与一只纯合青眼雄性动物杂交，F1均为赤色，可知赤色为显性性状，但无法确定该基因是位于常染色体上还是位于X染色体上，A、B错误。若B、b基因是位于常染色体上，纯合赤眼雌性动物与纯合青眼雄性动物进行正反交实验得子代均为赤色；若B、b基因是位于X染色体上，纯合赤眼雌性动物与纯合青眼雄性动物进行正交实验得子代表型为赤眼，纯合赤眼动物与纯合青眼动物进行反交实验得子代表型雄性全为青眼，雌性全为赤眼，故可以进行正反交实验确定B、b基因在染色体上的位置，C正确。若B、b基因是位于常染色体上，F1的雌雄个体相互交配得子代雌性中赤眼∶青眼＝3∶1；若B、b基因是位于X染色体上，F1的雌雄个体相互交配得子代雌性中全为赤眼，故可以通过F1的雌雄个体相互交配来确定B、b基因在染色体上的位置，D错误。
2．(2022·山东临沂模拟)已知果蝇为XY型性别决定，翅形有长翅、小翅和残翅三种类型。假设翅形的遗传受两对等位基因(A和a、B和b)控制。当A和B同时存在时表现为长翅，有A无B时表现为小翅，无A基因时表现为残翅。现有甲、乙两个纯种品系果蝇，甲为长翅，乙为残翅，两品系果蝇中均有雌、雄果蝇。如图是杂交实验及其结果，据此回答下列问题：

(1)分析该杂交实验，可得出A/a和B/b两对等位基因的遗传符合自由组合定律，判断依据是________________________。
(2)根据上述杂交结果，对于上述两对等位基因所在染色体的合理假设有两种情况：
①假设Ⅰ：A和a位于常染色体上，B和b位于X、Y染色体的同源区段上。
当假设Ⅰ成立时，则F2中残翅雄果蝇的基因型是______________。
②假设Ⅱ：________________________。
当假设Ⅱ成立时，则F2中长翅果蝇的基因型有________种。
(3)已知乙品系雌、雄果蝇各有2种基因型，现利用甲、乙两个品系果蝇继续实验，进一步确定假设Ⅰ和假设Ⅱ哪个成立，设计了如下杂交实验，完善实验方案并写出预期实验结果。
实验方案：
将甲品系________(填“雌”或“雄”)果蝇与乙品系果蝇交配得F1，将F1雌雄果蝇交配得F2，单独统计每个杂交组合中F1、F2的翅形及比例(只统计翅形，不统计性别)。
预期实验结果：
若________________________________，则假设Ⅰ成立。
若__________________________________，则假设Ⅱ成立。
解析：(1)分析该杂交实验，F2的性状分离比为9∶3∶4，即F2的性状分离比为9∶3∶3∶1的变式，由此可得出A/a和B/b的遗传符合基因自由组合定律。(2)因为F2中，小翅果蝇全为雄性，因此两对等位基因不可能全位于常染色体上。对2对等位基因所在染色体的合理假设除了题中的假设ⅠA/a位于常染色体上，B/b位于X、Y染色体的同源区段上，还有假设ⅡA/a位于常染色体上，B/b只位于X染色体上。若支持假设Ⅰ，亲本中甲的基因型应为AAXBXB，乙的基因型为aaXbYb，则F2残翅雄果蝇的基因型是aaXbYb和aaXBYb。若支持假设Ⅱ，亲本中甲的基因型应为AAXBXB，乙的基因型为aaXbY；当假设Ⅱ成立时，则F2长翅果蝇的基因型为A－XBX－(4种)和A－XBY(2种)，有6种。(3)利用甲品系果蝇(♀AAXBXB，♂AAXBY或AAXBYB)和乙品系果蝇(♀aaXBXB或aaXbXb，♂aaXBY或aaXBYB；♂aaXbY或aaXbYb)进行实验时，一是不可重复题干中的实验，因为得不出结论；二不可甲品系内雌雄蝇交配，原因同上；三不可乙品系内雌雄蝇交配，因为后代全为残翅。最佳方案是将甲品系中雄蝇(AAXBY或AAXBYB)与乙品系雌蝇(aaXBXB或aaXbXb)交配，得F1，将F1雌雄果蝇交配得F2，单独统计每个杂交组合中F1、F2的翅形及比例(只统计翅形，不统计性别)。杂交情况如下：情况1：AAXBY×aaXBXB→F1：长翅(AaXBXB、AaXBY)→F2：(3A_＋1aa)(XBXB＋XBY)→长翅∶残翅＝3∶1。情况2：AAXBY×aaXbXb→F1：长翅∶小翅＝1∶1(AaXBXb、AaXbY)→F2：(3A_＋1aa)(XBXb＋XbXb＋XBY＋XbY)→长翅∶小翅∶残翅＝3∶3∶2。情况3：AAXBYB×aaXBXB→F1：长翅(AaXBXB、AaXBYB)→F2：(3A_＋1aa)(XBXB＋XBYB)→长翅∶残翅＝3∶1。情况4：AAXBYB×aaXbXb→F1：长翅(AaXBXb、AaXbYB)→F2：(3A_＋1aa)(XBXb＋XbXb＋XBYB＋XbYB)→长翅∶小翅∶残翅＝9∶3∶4。情况1和情况3结果相同，不可区分。情况2时假设Ⅱ成立，情况4时则假设Ⅰ成立。因此预期实验结果及结论：若有的杂交组合F1中长翅∶小翅＝1∶1，F2翅形及比例为长翅∶小翅∶残翅＝3∶3∶2，则假设Ⅱ成立；若有的杂交组合F1全为长翅，F2翅形及比例为长翅∶小翅∶残翅＝9∶3∶4，则假设Ⅰ成立。
答案：(1)F2的性状分离比为9∶3∶3∶1的变式　(2)①aaXbYb、aaXBYb　②A和a位于常染色体上，B和b只位于X染色体上　6　(3)雄　有的杂交组合F1全为长翅，F2为长翅∶小翅∶残翅＝9∶3∶4　有的杂交组合F1中长翅∶小翅＝1∶1，F2为长翅∶小翅∶残翅＝3∶3∶2
3．(2022·重庆市涪陵模拟)家鸡(2n＝78，性别决定方式为ZW型)的羽毛有芦花和非芦花两种，由一对等位基因控制，芦花(B)对非芦花(b)是显性。芦花鸡羽毛在雏鸡阶段的绒羽为黑色且头顶有黄色斑点。
(1)杂合芦花雄性家鸡的一个初级精母细胞内能形成____________个四分体，能产生__________种精子(不发生基因突变和互换的情况下)。
(2)若欲确定B、b基因的位置，现选择纯合的芦花雌鸡和非芦花雄鸡杂交，结果如下：
①若F1表型为____________________，则B、b基因位于常染色体上或Z、W染色体的同源区段上。
②若F1表型为____________________，
则可以肯定B、b基因位于Z染色体的非同源区段(即W染色体上没有与之等位的基因)上。
(3)某家鸡饲养场出现一种遗传性的白化症，假设受一对基因R、r控制。把正常公鸡和白化母鸡交配，F1全正常，F1自由交配得到F2中正常公鸡123只，正常母鸡59只，白化公鸡0只，白化母鸡62只。
①在这对相对性状中，显性性状为________________。
②若F2的公鸡和母鸡随机交配，则在F3中，白化鸡出现的概率是________________。
解析：(1)家鸡体细胞染色体数2n＝78，含同源染色体39对，雄性家鸡的一个初级精母细胞内能形成39个四分体，一个初级精母细胞经一次减数分裂产生4个精子，在不发生基因突变和互换的情况下能产生2种精子。(2)若欲确定B、b基因的位置，现选择纯合的芦花雌鸡和非芦花雄鸡杂交，结果如下：①若F1表型为雌雄全为芦花鸡，则B、b基因位于常染色体上或Z、W染色体的同源区段上。②若F1雄鸡全为芦花，雌鸡全为非芦花则可以肯定B、b基因位于Z染色体的非同源区段(即W染色体上没有与之等位的基因)上。(3)①正常公鸡与白化母鸡交配，F1全正常，说明正常为显性。②F1再自由交配所得的F2中雌雄家鸡表型比例不同，说明该基因在Z染色体上。综上写出亲本基因型为雄ZRZR、雌ZrW，F1基因型为ZRZr、ZRW。再写出F2的基因型为：雄1/2ZRZR、1/2ZRZr，雌：1/2ZRW、1/2ZrW，则在F3中，白化鸡出现的概率是3/16。
答案：(1)39　2　(2)①雌雄全为芦花鸡　②雄鸡全为芦花，雌鸡全为非芦花　(3)①正常(或非白化)　②3/16