2021届高考生物新人教版一轮复习学案：第5单元遗传定律的伴性遗传素养加强课5基因在染色体上位置的判断与探究

素养加强课5 基因在染色体上位置的判断与探究

  根据信息判断基因的位置

(2016·全国卷Ⅱ)果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制，且对于这对性状的表现型而言，G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死，用一对表现型不同的果蝇进行交配，得到的子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1，且雌蝇有两种表现型。据此可推测：雌蝇中(　　)

A．这对等位基因位于常染色体上，G基因纯合时致死

B．这对等位基因位于常染色体上，g基因纯合时致死

C．这对等位基因位于X染色体上，g基因纯合时致死

D．这对等位基因位于X染色体上，G基因纯合时致死

[审题指导]　(1)子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1，说明雄性个体有死亡，判断致死基因位于X染色体上。

(2)亲本是表现型不同的果蝇，即一方为显性性状，一方为隐性性状。子代雄果蝇一半死亡，亲本基因型应为XGXg和XgY，因此判断G基因纯合造成XGY死亡。

D　[子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1，且雌蝇有两种表现型，可知这对等位基因位于X染色体上。若亲代雄蝇为显性个体，则子代雌蝇不可能有两种表现型，故亲代雄蝇应为隐性个体，基因型为XgY，说明受精卵中不存在g基因(即G基因纯合)时会致死。由于亲代表现型不同，故亲代雌蝇为显性个体，且基因型为XGXg，子一代基因型为XGXg、XgXg、XGY(死亡)、XgY。综上分析，这对等位基因位于X染色体上，G基因纯合时致死，D项正确。]

根据子代性别、性状的数量分析，可确定基因是位于常染色体上，还是位于性染色体上。若后代中两种表现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；若后代中两种表现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。分析如下：

1．根据表格信息中子代性别、性状的数量比分析推断

据表格信息：灰身与黑身的比例，雌蝇中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遗传。

2．依据遗传调查所得数据进行推断

1．(2019·深圳期末)果蝇的有眼与无眼由一对等位基因控制，眼色的红色与白色由另一对等位基因控制。一只无眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇交配，F1全为红眼，让F1雌雄果蝇相互交配得F2，F2的表现型及比例如下表。以下分析不正确的是(　　)

A.有眼与无眼中有眼是显性性状

B．红眼与白眼基因位于X染色体上

C．F1红眼雌蝇测交子代中无眼占1/2

D．F2红眼雌蝇的基因型有两种

D　[由上述分析可知，果蝇有眼相对于无眼为显性，红眼与白眼基因位于X染色体上，A、B正确；根据分析可知亲本无眼雌果蝇与白眼雄果蝇的基因型分别为bbXRXR和BBXrY，F1红眼雌蝇的基因型为BbXRXr，与bbXrY测交子代中只要出现bb即为无眼，故无眼占1/2，C正确；亲本基因型为bbXRXR和BBXrY，F1的基因型为BbXRXr、BbXRY，让F1雌雄果蝇相互交配得F2，F2红眼雌蝇的基因型有BBXRXr、BbXRXr、BBXRXR、BbXRXR共四种，D错误。]

2．(2019·德州月考)两只果蝇杂交，子代表现型及比例如下表所示。下列分析正确的是  (　　)

A.亲本雌雄果蝇的表现型和基因型都相同

B．体色和眼色的遗传不遵循自由组合定律

C．子代灰身红眼雌果蝇中杂合子占2/3

D．子代灰身果蝇随机交配，后代中灰身果蝇占8/9

D　[子代雌雄个体灰身∶黑身均为3∶1，说明基因位于常染色体上，且灰身(A)对黑身(a)为显性；子代雌性均为红眼，雄性中红眼∶白眼＝1∶1，说明基因位于X染色体上，且红眼(XB)对白眼(Xb)为显性。亲本基因型分别为AaXBXb、AaXBY，A错误；控制体色和眼色的基因位于非同源染色体上，遗传遵循自由组合定律，B错误；子代灰身红眼雌果蝇(A_XBX－)中纯合子(AAXBXB)占1/3×1/2＝1/6，所以其中杂合子占5/6，C错误；子代灰身(1/3AA、2/3Aa)果蝇随机交配，后代中灰身比例＝1－黑身比例＝1－2/3×2/3×1/4＝8/9，D正确。]

3．(2019·唐山期末)果蝇的体色和眼色各由一对等位基因控制，利用“♀灰身红眼×♂灰身红眼”研究两对相对性状的遗传，F1雌、雄蝇中黑身各占1/4，雄蝇中白眼占1/2。下列说法错误的是(　　)

A．体色和眼色的遗传遵循自由组合定律

B．F1雌蝇中不会出现白眼果蝇

C．F1雄蝇中黑身果蝇占1/4

D．F1随机交配，则F2雌蝇中灰身果蝇占3/8、雄蝇中白眼果蝇占1/4

D　[亲代的雌雄果蝇都是灰身，F1雌、雄蝇中黑身各占1/4，说明体色基因位于常染色体上，且黑身为隐性。亲代雌雄果蝇都是红眼，F1雄蝇中白眼占1/2，说明眼色基因位于X染色体上。因此体色和眼色的遗传遵循自由组合定律，A项正确；亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY ，F1雌蝇眼色基因型为XBXb或XBXB，不会出现白眼果蝇，B项正确；因为黑色属于常染色体隐性，F1雌雄蝇中黑身果蝇均占1/4，C项正确；F1随机交配，则F2雌蝇中灰身果蝇占1－1/2×1/2＝3/4、雄蝇中白眼果蝇占：XbY＝Xb·Y＝1/4×1＝1/4，D项错误。]

4．(2019·郑州市质检)将一只无眼灰体雌果蝇与ｰ只有眼灰体雄果蝇杂交，子代表现型及比例如下表：

请回答下列问题：

(1)根据上述杂交结果，________(填“能”或“不能”)判断控制果蝇灰体/黑檀体性状的基因是位于X染色体上还是常染色体上，判断的理由是______________________________。

(2)根据上述杂交结果，可以判断果蝇无眼性状一定不是位于X染色体上的________(填“显性”或“隐性”)性状。

(3)某同学以上述果蝇为实验材料，设计只用一个杂交组合实验来判断果蝇控制有眼/无眼性状的基因的显隐关系和基因的位置。

实验思路：让上述实验中的子代无眼雌果蝇与无眼雄果蝇杂交，统计后代的表现型。

预期实验结果得出结论：

①若后代中有眼只在雄果蝇中出现，则无眼基因______________________；

②若后代雌雄果蝇中都有无眼和有眼出现，则无眼基因__________________；

③若后代中雌雄果蝇全为无眼，则无眼基因________________。

[解析]　(1)上述杂交子代雌雄果蝇灰体∶黑檀体都为3∶1，与性别无关联，判断基因位于常染色体上。

(2)无眼雌果蝇与有眼雄果蝇杂交，后代有眼果蝇和无眼果蝇各占1/2，且有眼果蝇和无眼果蝇中雌雄各占1/2，可排除无眼基因为X染色体上的隐性基因。

(3)上述杂交可能是Aa×aa→Aa∶aa，还可能是XAXa×XaY→XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY。子代无眼雌果蝇与无眼雄果蝇杂交，可能是Aa×Aa，也可能是XAXa×XAY，也可能是aa×aa。

[答案]　(1)能　如果控制果蝇灰体/黑檀体性状的基因位于X染色体上，后代雌果蝇不会出现黑檀体(黑檀体果蝇都是雄果蝇)，因此基因位于常染色上

(2)隐性

(3)①位于X染色体上且为显性　②位于常染色体上且为显性　③位于常染色体上且为隐性

5．控制生物性状的基因是位于常染色体上、X染色体上还是Y染色体上是遗传学研究的重要内容。请根据下列信息回答相关问题：

已知果蝇的暗红眼由隐性基因(r)控制，但不知控制该性状的基因(r)是位于常染色体上、X染色体上还是Y染色体上，请你设计一个简单的调查方案进行调查，并预测调查结果。

(1)方案：寻找暗红眼的果蝇进行调查，统计

______________________________________________________。

(2)结果：①__________________________________________，

则r基因位于常染色体上；

②_________________________________________________，

则r基因位于X染色体上；

③___________________________________________________，

则r基因位于Y染色体上。

[解析]　因为是通过调查来判断r基因位于哪条染色体上，在性染色体上暗红眼性状会和性别有关，所以应统计具有暗红眼果蝇的性别比例。如果暗红眼的个体雄性和雌性数目相当，几乎是1∶1，则说明r基因最可能位于常染色体上。r基因是隐性基因，如果暗红眼的个体雄性多于雌性，则说明r基因最可能位于X染色体上。如果暗红眼的个体全是雄性，则r基因应位于Y染色体上。

[答案]　(1)具有暗红眼果蝇的性别比例

(2)①若具有暗红眼的个体，雄性与雌性数目差不多

②若具有暗红眼的个体，雄性多于雌性

③若具有暗红眼的个体全是雄性

基因在染色体上位置的实验验证与探究

(2017·全国卷Ⅲ节选)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换。假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上，请以上述品系为材料，设计实验对这一假设进行验证。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)

[审题指导]　(1)题目信息：假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上，则纯合品系①aaBBEE的基因型为XaBXaBEE和XaBYEE；纯合品系②AAbbEE的基因型为XAbXAbEE和XAbYEE；纯合品系③AABBee的基因型为XABXABee和XABYee。

(2)在已知性状的显隐性的情况下，证明一对基因位于X染色体上，应让具有隐性性状的雌性个体与显性性状的雄性个体杂交，后代雌性个体都表现显性性状，雄性个体都表现隐性性状。证明A/a基因位于X染色体上可让品系①的雌蝇与品系②的雄蝇或品系③的雄蝇杂交；证明B/b基因位于X染色体上可让品系②的雌蝇与品系①的雄蝇或品系③的雄蝇杂交。

(3)同时证明A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上可让品系①和品系②中的果蝇正交和反交。也可让品系①的雌蝇与品系③的雄蝇杂交，品系②的雌蝇与品系③的雄蝇杂交。

[解析]　将验证A/a和B/b这两对基因都位于X染色体上，拆分为验证A/a位于X染色体上和B/b位于X染色体上分别进行验证。如利用①的雌蝇与②或③的雄蝇进行杂交实验验证A/a位于X染色体上；利用②的雌蝇与①或③的雄蝇进行杂交实验验证B/b位于X染色体上。实验过程：(以验证A/a位于X染色体上为例)取①的雌蝇与②的雄蝇或③的雄蝇进行杂交实验：

若A/a位于X染色体上，则：　若A/a不位于X染色体上，则

预期结果及结论：

若子一代中雌性全为有眼，雄性全为无眼，则A/a位于X染色体上；

若子一代中全为有眼，且有雌有雄，则A/a位于常染色体上。

[答案]　选择①×②杂交组合进行正反交(或①的雌蝇与③的雄蝇杂交，②的雌蝇与③的雄蝇杂交)，观察F1中雄性个体的表现型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同(或两组杂交，F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同)，则证明这两对等位基因都位于X染色体上。

1．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⇒

(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．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．基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段

(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表现型情况。即：

1．(2018·福州期末)已知果蝇灰身与黄身是一对相对性状，由一对等位基因控制。现有一群多代混合饲养的果蝇(雌雄果蝇均有灰身与黄身)，欲通过一代杂交实验观察并统计子代表现型，以确定灰身与黄身基因的显隐性关系、以及该等位基因属于伴X遗传或常染色体遗传，正确的实验设计思路是    (　　)

A．具有相对性状的一对雌雄果蝇杂交

B．多对灰色雌蝇×黄色雄蝇(或黄色雌蝇×灰色雄蝇)杂交

C．灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇(正反交各一对)

D．灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇(正反交各多对)

D　[果蝇中既有纯合子，也有杂合子，通过一代杂交实验观察并统计子代表现型，以确定灰身与黄身基因的显隐性关系应让多对性状的雌雄果蝇杂交；不知道果蝇灰身与黄身的显隐性关系，要确定基因属于伴X遗传或常染色体遗传，应进行正交和反交实验。]

2．一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄中均既有野生型，又有突变型。若要通过一次杂交实验鉴别突变基因在X染色体还是在常染色体上，选择杂交的F1个体最好是    (　　)

A．突变型(♀)×突变型(♂)

B．突变型(♀)×野生型(♂)

C．野生型(♀)×野生型(♂)

D．野生型(♀)×突变型(♂)

D　[根据“一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状”，可以得知应该是显性突变。如果是常染色体遗传则为aa突变为Aa，如果是伴X遗传则为XaXa突变为XAXa。不管是伴性遗传还是常染色体遗传，会有“该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌雄中均既有野生型，又有突变型。”因此，若要通过一次杂交实验鉴别突变基因在X染色体还是在常染色体上，选择杂交的F1个体最好是野生型(雌)×突变型(雄)。后代表现为雄鼠都是野生型，雌鼠都是突变型，则突变基因在X染色体上；若后代性状与性别无关联，则在常染色体上。]

3．(2019·湖北联考)野生型果蝇(全为纯合子)的眼型是圆眼。在野生型果蝇群体中偶然发现了一只棒眼雄果蝇。该棒眼雄果蝇与野生型果蝇杂交，F1全为圆眼，F1中的雌雄个体杂交，F2中圆眼个体和棒眼个体的比例为3∶1。若果蝇的圆眼和棒眼受一对等位基因的控制，则下列说法错误的是(　　)

A．F2的雌果蝇中，纯合体与杂合体的比例为1∶1

B．若F2中棒眼雌果蝇与棒眼雄果蝇的比例为1∶1，则相关基因位于常染色体上

C．若F2中圆眼雄果蝇与棒眼雄果蝇的比例为1∶1，则不能确定相关基因的位置

D．若控制眼型的基因位于性染色体上，让F1中雌果蝇与野生型果蝇杂交，可确定是否同时位于X与Y上

C　[该棒眼雄果蝇与野生型果蝇杂交，F1全为圆眼，F1中的雌雄个体杂交，F2中圆眼个体和棒眼个体的比例为3∶1。判断圆眼为显性，棒眼为隐性，基因可能位于常染色体上，也可能位于X染色体上，还可能位于X、Y染色体上。不管哪种情况F2的雌果蝇中，纯合体与杂合体的比例都为1∶1，A项正确；若F2棒眼果蝇中雌、雄的比例为1∶1，则相关基因位于常染色体上，B项正确；若F2雄果蝇中圆眼与棒眼的比例为1∶1，则可确定相关基因位于性染色体上，C项错误；若控制眼型的基因位于性染色体上，让F1中雌果蝇与野生型果蝇杂交，可确定是否同时位于X与Y上，D项正确。]

4．果蝇的细眼(B)和粗眼(b)是一对相对性状，现有纯种的细眼果蝇和粗眼果蝇雌雄若干。

(1)选择_____________进行一次杂交实验，若F1____________，则可判断B、b位于常染色体或X、Y同源区段，而不在X、Y非同源区段。

(2)继续通过一次杂交实验，探究B、b是位于X、Y同源区段还是常染色体上，预测子代的结果并得出结论。

杂交方案：_________________________________________。

预测结果及结论：__________________________________。

[解析]　(1)现有纯种的细眼果蝇和粗眼果蝇雌雄若干，因此选择隐性性状的雌蝇与显性性状的雄蝇杂交，可区分基因是只位于X染色体上还是位于常染色体或X、Y同源区段，若F1雌蝇都为细眼，雄蝇都为粗眼，则可判断B、b只位于X染色体上，若F1均为细眼果蝇，则可判断B、b位于常染色体或X、Y同源区段，而不在X、Y非同源区段。

(2)B、b位于常染色体或X、Y同源区段，则F1的基因型为Bb或XBXb和XbYB，要进一步判断B、b是位于X、Y同源区段还是常染色体上，有两种方案：一是让F1雌、雄果蝇自由交配，观察F2的表现型及比例；二是F1雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交，观察F2的表现型及比例。

[答案]　(1)粗眼雌蝇和细眼雄蝇　均为细眼果蝇

(2)方案一：F1雌、雄果蝇自由交配

若后代雌雄均有细眼、粗眼，则B、b位于常染色体上；若后代雌果蝇出现细眼和粗眼，雄果蝇均为细眼，则B、b位于X、Y同源区段

方案二：F1雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交

若后代雌雄均有细眼、粗眼，则B、b位于常染色体上；若后代雌果蝇均为粗眼，雄果蝇均为细眼，则B、b位于X、Y同源区段(写出一个方案即得分)

(或预测结果及结论表述为：雄果蝇均为细眼，则B、b位于X、Y同源区段，若雄果蝇粗眼、细眼都有，则B、b位于常染色体上也得分)

5．(2018·湖北八校一模)已知果蝇灰身(A)和黑身(a)，直毛(B)和分叉毛(b)各为一对相对性状，A与a基因位于常染色体上，B与b基因位置未知。某兴趣小组同学将一只灰身分叉毛雌蝇与一只灰身直毛雄蝇杂交，发现子一代中表现型及分离比为灰身直毛∶灰身分叉毛∶黑身直毛∶黑身分叉毛＝3∶3∶1∶1。

(1)根据上述实验结果是否可以确定两对基因遵循自由组合定律？________(填“是”或“否”)。

(2)根据上述实验结果还不足以确定B与b基因的位置。请你利用现有的亲本及F1果蝇为材料，继续研究以确定B与b基因是只位于X染色体上，还是位于常染色体上。雌果蝇一旦交配过后，再次交配变得困难。根据以上信息，写出两种可行性方案，并预期实验结果。(若为杂交实验，只能一次杂交)

方案一：____________________________________________。

预期：若________________________________，则B与b基因只位于X染色体上。

方案二：____________________________________________。

预期：若________________________________，则B与b基因只位于X染色体上。

[解析]　(1)单独分析子代灰身∶黑身＝3∶1，直毛∶分叉毛＝1∶1，两对性状是自由组合的。

(2)亲本是分叉毛雌蝇和直毛雄蝇，若统计F1中雌蝇、雄蝇的直毛和分叉毛的表现型，雌蝇表现为直毛，雄蝇表现为分叉毛，则可确定B与b基因只位于X染色体上。让亲本的直毛雄蝇与F1中直毛雌蝇交配，若后代雌蝇均为直毛，雄蝇一半直毛一半分叉毛，则可确定B与b基因只位于X染色体上。

[答案]　(1)是

(2)统计F1中雌蝇雄蝇的表现型　雌蝇表现为直毛，雄蝇表现为分叉毛

亲本的直毛雄蝇与F1中直毛雌蝇交配　后代雌蝇均为直毛，雄蝇一半直毛一半分叉毛

6．(2019·衡水中学五调)果蝇的XY染色体存在同源区段和非同源区段(如图所示)，同源区段存在等位基因或相同基因，非同源区段不存在等位基因。果蝇的刚毛和截毛、灰体和黑檀体是两对独立遗传的相对性状。某研究小组用一只灰体截毛雌果蝇与黑檀体刚毛雄果蝇交配得F1，F1果蝇的表现型及比例为灰体刚毛∶黑檀体刚毛＝1∶1，F1中雌雄果蝇交配得F2，F2果蝇的表现型及比例为刚毛∶截毛＝3∶1。请回答下列问题：

(1)依据上述实验结果________(填“能”或“不能”)确定控制果蝇刚毛和截毛性状的基因是位于X、Y染色体的同源区段上，还是位于常染色体上，理由是________________________________。

(2)若进一步统计子二代中刚毛果蝇的性别比例，若____________________，则说明控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于常染色体上；若_____________________________，则说明控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于X、Y染色体的同源区段上。

(3)已知控制果蝇灰体和黑檀体的基因位于常染色体上，请从F1果蝇中选材，设计一次杂交实验来确定灰体和黑檀体的显隐性关系(要求：写出实验思路和预期结果)。____________________________。

[解析]　(1)截毛雌果蝇与刚毛雄果蝇交配得F1，F1果蝇的表现型都为刚毛，F1中雌雄果蝇交配得F2，F2果蝇的表现型及比例为刚毛∶截毛＝3∶1，判断刚毛为显性性状，截毛为隐性性状，可排除控制果蝇刚毛和截毛性状的基因不是只位于X染色体上，可能位于常染色体上，也可能位于X、Y染色体的同源区段上。

(2)若控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于常染色体上，则子二代中刚毛果蝇的性别比例为1∶1；若控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于X、Y染色体的同源区段上，则子二代刚毛果蝇的雄∶雌性比例为2∶1。

(3)若控制果蝇灰体和黑檀体的基因位于常染色体上，则F1果蝇为Aa和aa，要确定灰体和黑檀体的显隐性关系，只需让F1的灰体果蝇雌雄交配或黑檀体果蝇雌雄交配，观察子代的表现型。

[答案]　(1)不能　基因位于X、Y染色体的同源区段上或位于常染色体上，F2果蝇的表现型及比例均为刚毛∶截毛＝3∶1

(2)雄性∶雌性＝1∶1　雄性∶雌性＝2∶1

(3)实验思路一：让F1的灰体雌雄果蝇杂交

预期结果：若子代全为灰体，则灰体为隐性；若子代中灰体∶黑檀体＝3∶1，则灰体为显性

实验思路二：让F1的黑檀体雌雄果蝇杂交

预期结果：若子代全为黑檀体，则黑檀体为隐性；若子代中黑檀体∶灰体＝3∶1，则黑檀体为显性