(新高考)2023年高考生物一轮复习讲义第5单元微专题五基因在染色体上的位置判断(含解析)

微专题五　基因在染色体上的位置判断

题型一　基因位于X染色体上还是常染色体上

1．正交和反交法(未知相对性状的显隐性，且亲本均为纯合子)

正反交实验⇒

2．“隐雌×显雄”(相对性状的显隐性已知)

隐性雌×纯合显性雄

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1．(2022·吉林长岭县第二中学高三模拟)果蝇的灰身基因A与黄身基因a是一对等位基因，黄身基因能破坏其黑色素的形成使身体更黄；灰体基因E与黑檀体基因e是一对等位基因，位于Ⅲ号染色体上，黑檀体基因可使黑色素积累而全身发黑。黑檀体时黄身纯合个体表现为灰身。请回答有关问题：

(1)现有四种纯合的果蝇：灰身雄果蝇、黄身雄果蝇、黄身雌果蝇和灰身雌果蝇，请以上述果蝇为亲本设计实验，不用正反交实验来探索黄身基因的遗传方式(不考虑X、Y染色体的同源区段)。

(2)现有纯种灰体雌果蝇与纯种黑檀体雄果蝇杂交，F1个体相互交配，F2个体的表型及分离比为__________________，正反交实验结果________(填“相同”或“不同”)。

(3)现已确认灰身与黄身仅由位于X染色体上的一对等位基因控制，用纯种灰身黑檀体雌果蝇与纯种黄身灰体雄果蝇杂交，F1中的雄蝇与EeXaXa(黄身灰体雌蝇)个体相互交配，F2中雄蝇的表型及其比例为________________________________________________________。

答案　(1)用纯合的灰身雄果蝇、黄身雌果蝇杂交，若后代黄身都是雄蝇，灰身都是雌蝇，说明黄身基因为X染色体上的隐性基因；若后代无论雌雄全部为灰身，说明黄身基因为常染色体上的隐性基因　(2)灰体∶黑檀体＝3∶1　相同　(3)黄身灰体∶灰身黑檀体＝3∶1

解析　(1)设计实验探索黄身基因的遗传方式，即判断控制黄身的基因位于常染色体还是X染色体上，不用正反交的话，可以选择隐雌显雄法进行杂交实验。则根据题意提供的材料，可以用纯合的灰身雄果蝇、黄身雌果蝇杂交，若后代黄身都是雄蝇，灰身都是雌蝇，说明黄身基因为X染色体上的隐性基因；若后代无论雌雄全部为灰身，说明黄身基因为常染色体上的隐性基因。(2)灰体基因E与黑檀体基因e是一对等位基因，位于Ⅲ号染色体(常染色体上)，现有纯种灰体雌果蝇(EE)与纯种黑檀体雄果蝇(ee)杂交，F1个体(Ee)相互交配，无论正交还是反交，F2个体的表型及分离比为灰体∶黑檀体＝3∶1。(3)根据题意可知，灰身与黄身仅由位于X染色体上的一对等位基因控制，故亲代纯种灰身黑檀体雌果蝇基因型为eeXAXA，纯种黄身灰体雄果蝇基因型为EEXaY，杂交后代雄果蝇基因型为EeXAY。EeXAY与EeXaXa黄身灰体雌果蝇个体相互交配，F2雄果蝇的表型为黄身灰体∶灰身黑檀体＝3∶1。

2．某昆虫体色有灰体和黄体分别由等位基因B、b控制，腿型有粗腿和细腿分别由等位基因D、d控制，其中B、b基因位于常染色体上(D、d基因不位于Y染色体上)。研究小组从该昆虫群体中选取一灰体昆虫甲(♀)与一黄体昆虫乙(♂)进行如下杂交实验：

回答下列问题：

(1)基因(B)与基因(b)的根本区别是__________________________________________

________________________________________________________________________，

B、b基因不可能位于细胞质，根据杂交结果分析原因是：______________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)根据杂交结果不能判断D、d基因是位于X染色体上还是常染色体上。

①若D、d基因位于常染色体上，则亲本的基因型是__________________________

________________________________________________________________________

(要求写出亲本体色和腿型两对基因，并注明甲、乙)，根据杂交结果判断以上两对基因____________________(填“遵循”“不遵循”或“无法确定是否遵循”)自由组合定律。

②若D、d基因位于X染色体上，则亲本的基因型是__________________________

________________________。

(3)请以F1为实验材料，通过一次杂交实验证明D、d基因是位于X染色体上还是常染色体上。

杂交组合：_______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

预期结果及结论：

若________________________________________________________________________，

则D、d基因位于常染色体上；

若________________________________________________________________________，

则D、d基因位于X染色体上。

答案　(1)4种脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序不同　子代的体色表型与母本甲不完全一致　(2)①(甲)BbDd×bbdd(乙)或(甲)Bbdd×bbDd(乙)　无法确定是否遵循　②BbXDXd×bbXdY　(3)F1雄性粗腿与F1雌性细腿昆虫杂交(或F1雄性粗腿与F1雌性粗腿昆虫杂交)　子代雌、雄昆虫均有粗腿与细腿　子代雄性全为细腿，雌性全为粗腿(或子代雄性有粗腿与细腿，雌性全为粗腿)

解析　(2)①若D、d基因位于常染色体上，子代雌虫和雄虫中均为灰体∶黄体＝1∶1，粗腿∶细腿＝1∶1，每对基因均为测交，可知亲本的基因型是(甲)BbDd×bbdd(乙)或(甲)Bbdd×bbDd(乙)，根据杂交结果判断以上两对基因无法确定是否遵循自由组合定律。②若D、d基因位于X染色体上，子代雌雄均表现为灰体∶黄体＝1∶1，粗腿∶细腿＝1∶1，则亲本的基因型是(甲)BbXDXd×bbXdY(乙)。

题型二　基因只位于X染色体上还是位于X、Y染色体同源区段上

 “隐雌×纯合的显雄”(已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上)

隐性雌×纯合显性雄

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3．果蝇具有易饲养、繁殖快、子代多、相对性状明显等特点，生物学家常用它作为遗传学研究的实验材料。直毛与分叉毛是由一对等位基因(B/b)控制的相对性状，现将一只直毛雌果蝇与一只分叉毛雄果蝇作为亲本杂交，F1雌雄个体数相等，且直毛个体数量与分叉毛个体数量比为1∶1。欲选取F1直毛果蝇单独饲养，统计F2果蝇的表型(不考虑突变)。下列叙述错误的是(　　)

A．若F2雌雄果蝇均为直毛，则B、b基因位于常染色体上且直毛为隐性性状

B．若分叉毛只在F2雄果蝇中出现，则B、b基因可能仅位于X染色体上且直毛为显性性状

C．若F1无子代，则B、b基因位于X、Y染色体的同源区段且直毛为隐性性状

D．若后代雌雄果蝇中都有直毛和分叉毛出现，则B、b基因位于常染色体上且直毛为显性性状

答案　C

解析　若F2雌雄果蝇均为直毛，说明该性状与性别无关，若直毛为显性，则后代会出现分叉毛，因此直毛为隐性，并且位于常染色体上，A正确；若F1无子代，则可能F1中直毛全为雄性，B、b基因仅位于X染色体上且直毛为隐性性状，C错误；若后代雌雄果蝇中都有直毛和分叉毛出现，说明发生了性状分离，因此直毛为显性，且与性别无关，B、b基因位于常染色体上，D正确。

4．大麻是二倍体植物(2n＝20)，雌雄异株，性别决定方式为XY型(如图所示)，Ⅱ是X、Y染色体的同源区段，Ⅰ、Ⅲ是X、Y染色体的非同源区段。已知大麻的抗病与不抗病是一对相对性状，由基因T、t控制，抗病对不抗病为显性。现有纯合抗病、不抗病雌雄大麻若干株，请回答下列问题：

(1)________区段可能通过同源染色体片段的互换发生基因重组，控制大麻抗病性状的基因不可能位于图中的________区段上。

(2)为了判定基因T、t是位于常染色体上还是位于性染色体的Ⅰ区段或Ⅱ区段上，最好选择______________和纯合抗病雄株作为亲本进行杂交实验，观察并统计F1的表型。

①若F1中雌株都抗病，雄株都不抗病，则说明基因T、t位于________上。

②若F1中雌株和雄株都抗病，让F1雌雄植株自由交配，如果F2表现为__________________，则可以判定基因T、t位于________上。

答案　(1)Ⅱ　Ⅲ　(2)纯合不抗病雌株　①Ⅰ区段　②雌株中既有抗病个体也有不抗病个体，雄株都是抗病个体　Ⅱ区段(或雌株和雄株中都有抗病和不抗病个体　常染色体)

解析　(1)由于Ⅱ区段是X、Y染色体的同源区段，因此有可能在减数分裂过程中发生同源染色体片段的互换。如果控制抗病性状的等位基因位于Y染色体特有的Ⅲ区段上，则会发生伴Y染色体遗传，抗病性状只能遗传给子代雄株，与雌株无关，与题干所说的雌雄株均有抗病与不抗病性状相矛盾，因此大麻抗病性状不可能位于Ⅲ区段上。(2)根据伴性遗传的交叉遗传特点，最好选择纯合不抗病雌株和纯合抗病雄株作为亲本杂交。①运用遗传图解推导，如果基因T、t位于Ⅰ区段上，则F1的雌株都抗病，雄株都不抗病；如果基因T、t位于常染色体或Ⅱ区段上，则F1的雌雄植株都抗病。②再次运用遗传图解推导，如果基因T、t位于Ⅱ区段上，则F2的雌株一半抗病一半不抗病，雄株都抗病；如果基因T、t位于常染色体上，则F2的雌雄株中都有抗病和不抗病个体，且比例约为3∶1。

题型三　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：

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5．(2022·广东高三期中)某雌雄异株植物(性别决定方式为XY型)的花色有黄色、白色和橙红色三种，由A、a(在常染色体上)和B、b两对等位基因共同控制，已知无A基因时植株开白花。下表为两组杂交实验的结果。请分析回答。

(1)该种植物花色有不同的表现类型，这些表现类型在遗传学上互称为________，根据表中____________组实验结果，可推知花色的遗传遵循____________定律。

(2)研究得知，乙组F1中A、a基因所在的染色体存在片段缺失，含有缺失染色体的某性别的配子致死，据此推测，乙组F1发生染色体缺失的是____________(填“A”或“a”)基因所在的染色体。

(3)根据甲组数据，有同学提出B、b这对基因不在常染色体上，而是在X、Y染色体的同源区段，这位同学还需要统计甲组的________________________，若__________________，则表明B、b这对基因在X、Y染色体的同源区段。

答案　(1)相对性状　甲　分离、自由组合(或只答自由组合)　(2)A　(3)F2中黄花(或橙红花)个体的雌雄比例(F2中各花色个体的雌雄比例)　黄花都为雌性(或橙红花中雌雄比例为1∶2)

解析　(1)一种生物的同一种性状的不同表现类型，在遗传学上互称为相对性状，根据甲组的实验结果，子二代出现了黄花∶白花∶橙红花＝3∶4∶9(9∶3∶3∶1的变式)，可推测花色遗传遵循自由组合定律。(2)根据分析，子一代基因型为AaBb，若含A的雄配子致死，父本产生配子的基因型是aB∶ab＝1∶1，母本产生的配子的类型及比例是AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，运用棋盘法可得：后代的表型及比例是橙红花∶黄花∶白花＝3∶1∶4，雌配子A致死与雄配子A致死结果相同；若含a的雄配子致死，父本产生配子AB∶Ab＝1∶1，母本产生配子AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，后代没有aa_ _个体，即后代没有白色个体，与结果不符合，因此是A基因所在染色体发生缺失。(3)若B、b位于X、Y的同源区段，亲本的基因型为AAXbXb×aaXBYB，F1基因型为AaXBXb、AaXbYB，后代基因型A_∶aa＝3∶1，XBXb∶XBYB∶XbXb∶XbYB＝1∶1∶1∶1，橙红花有A_XBXb∶A_XBYB∶A_XbYB，即橙红花中雌雄比例为1∶2，因此可以通过子二代中橙红花的雌雄比例来判断是否位于X、Y染色体的同源区段上。

6．(2022·云南昆明一中高三模拟)某植物(2n＝18)的性别决定方式为XY型，其高秆(A)和矮秆(a)为一对相对性状，抗病(B)和易感病(b)为另一对相对性状。为研究两对相对性状遗传的规律，进行了如下实验。

回答下列问题：

(1)测定该植物的基因组需测定________条染色体。

(2)根据实验________(填“一”“二”或“一或二”)可判断出A、a基因位于常染色体上，根据实验________(填“一”“二”或“一或二”)可判断出B、b基因位于X和Y染色体的同源区段上，判断依据是____________________________________________________。

位于X和Y染色体同源区段上的基因在遗传时和性别________(填“有”或“无”)关联。

答案　(1)10　(2)一或二　二　实验二中F2的易感病性状只出现在雌性中，没有出现在雄性中　有

解析　(1)该植物有性别，测定该植物的基因组需测定10条染色体(8条常染色体＋XY)。(2)根据实验一和实验二，F2雌雄个体均为高秆∶矮秆＝3∶1，性状与性别无关，可知A、a基因位于常染色体上；根据实验二，F2中雌性抗病∶易感病＝1∶1，雄性全为抗病，性状与性别相关联，而且只有雌性出现易感病，没有出现在雄性中，可知B、b基因位于X和Y染色体的同源区段(亲本基因型为XBYB、XbXb，F1基因型为XBXb、XbYB，F2基因型为XBXb、XbXb、XBYB、XbYB，雌性抗病∶易感病＝1∶1，雄性全为抗病)。位于X和Y染色体同源区段上的基因在遗传时和性别有关联，如XbXb与XbYB杂交，子代雌性全为隐性，雄性全为显性。

题型四　利用数据信息分析基因的位置

除了杂交实验方法外，还可依据子代性别、性状的数量比分析确认基因位置：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。

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7．某昆虫的长翅与残翅是一对相对性状，由基因A/a控制，刚毛与截毛是一对相对性状，由基因B/b控制，两对基因均不位于X、Y染色体的同源区段，且独立遗传。现有长翅刚毛雌性个体与残翅截毛雄性个体作亲代杂交，子一代均为长翅刚毛，子一代随机交配，子二代表型及比例见下表：

回答下列问题：

(1)两对相对性状中，属于显性性状的是____________和____________，基因A/a位于______________染色体上，基因B/b位于______________染色体上。

(2)亲代的基因型为______________和_______________________________________。

(3)子二代中与亲代基因型相同的个体所占的比例是____________，雌性个体中杂合子的比例是________________________________________________________________________。

(4)某同学认为，若等位基因B/b位于X、Y染色体的同源区段，则该基因控制的性状与性别无关，现有该昆虫纯合雌雄个体若干，请设计实验证明此观点是否正确。

答案　(1)长翅　刚毛　常　X　(2)AAXBXB　aaXbY　(3)1/8　3/4　(4)选用纯合的刚毛雄性个体和截毛雌性个体进行杂交，则无论杂交多少代后代雄性个体全部为刚毛，说明该基因控制性状与性别相关联，该观点不正确。

解析　(3)亲本的基因型为AAXBXB×aaXbY，子一代基因型为AaXBXb×AaXBY，子二代产生AAXBXB的概率为1/4×1/4＝1/16，产生aaXbY的概率为1/4×1/4＝1/16，则子二代中和亲本基因型相同的个体所占比例为1/8。

8．(2021·福建莆田二中)鹌鹑的性别决定方式是ZW型，鹌鹑的栗色羽、黄色羽和白色羽是由B、b和Y、y两对基因共同控制。B和b基因与色素的合成有关，B为有色基因，b为白化基因。Y和y基因分别控制栗色羽和黄色羽。三个纯合品系的杂交结果如下。

P：白色羽(♂)×栗色羽(♀)→F1：栗色羽(♂)∶白色羽(♀)＝1∶1

P：栗色羽(♂)×白色羽(♀)→F1：栗色羽(♂)∶栗色羽(♀)＝1∶1

P：白色羽(♂)×黄色羽(♀)→F1：栗色羽(♂)∶白色羽(♀)＝1∶1

P：黄色羽(♂)×白色羽(♀)→F1：栗色羽(♂)∶黄色羽(♀)＝1∶1

据此推断两对基因在染色体上的位置是(　　)

A．B和b基因位于常染色体上，Y和y基因位于常染色体上

B．B和b基因位于Z染色体上，Y和y基因位于Z染色体上

C．B和b基因位于常染色体上，Y和y基因位于Z染色体上

D．B和b基因位于Z染色体上，Y和y基因位于常染色体上

答案　B