2023届高考生物二轮复习题型三利用单体、三体或缺体定位特定基因的位置学案

这是一份2023届高考生物二轮复习题型三利用单体、三体或缺体定位特定基因的位置学案，共9页。
题型三　利用单体、三体或缺体定位特定基因的位置从“高度”上研究高考[典例]　某二倍体植物(2n＝24)的红花与白花受3对等位基因的控制(相关基因用A、a，B、b和D、d表示)，同时含有A、B与D基因的植株开红花，其余的植株开白花。在对每株红花植株的自交后代进行统计时，研究人员发现某些红花植株能稳定遗传，某些红花植株自交会出现性状分离。体细胞中缺失了一条染色体的个体称作单体，缺失了一条1号染色体的个体称作1单体，缺失了一条2号染色体的个体称作2单体，以此类推。现有用AABBDD植株培育成的12种红花单体，某学者将其与基因型为aabbdd的植株进行杂交，并对12组杂交组合的子代性状分别进行统计。回答下列问题：(1)若只有2单体与基因型为aabbdd的植株杂交子代出现白花个体，则对该现象最合理的解释是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若有2组的杂交子代出现白花个体，该现象说明_____________________________________________________________________________________________________。此时这两组杂交子代的花色性状比例为____________________。(3)若有3组的杂交子代出现白花个体，则基因型为AABbDd的植株自交，其子代的花色性状及比例为________________。[答案]　(1)控制花色的3对等位基因均位于2号染色体上，亲本中的2单体产生了数量相等的ABD配子和不含花色基因的配子，与基因型为aabbdd的植株杂交后，基因型为AaBbDd的子代开红花，基因型为abd的子代开白花　(2)控制花色的3对等位基因位于2对同源染色体上　红花∶白花＝1∶1　(3)红花∶白花＝9∶7 从“深度”上提升知能1．利用三体进行基因定位2．利用单体进行基因定位3．利用染色体片段缺失进行基因定位 从“宽度”上拓展训练1．(2022·西昌模拟)果蝇由于繁殖周期短、子代数量多等特点成为遗传学中常用的实验材料，可用于染色体变异、检测是显性纯合致死还是隐性致死突变、基因定位等方面的研究。回答下列问题：(1)显微镜下观察到一只果蝇的Ⅱ号染色体上出现了拱环结构，如图所示，该果蝇为杂合子(Aa)，基因A对a为显性，却表现出了隐性性状，原因可能是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在野生型群体中，某只缺失一条Ⅱ号染色体的雄蝇X经射线处理后，出现一单基因显性突变性状，请设计实验确定该突变基因是位于Ⅱ号染色体上还是位于其他常染色体上。已知果蝇缺失一条Ⅱ号染色体可以存活，缺失两条则致死，要求写出实验思路、预期结果和结论。实验思路：___________________________________________________________________________________________________________________________________。预期结果和结论：________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)基因A所在的染色体片段缺失导致基因型为Aa的果蝇表现为隐性性状。(2)实验材料是动物，不能自交，只能杂交。题干中明确指出只有一只缺失一条Ⅱ号染色体的雄蝇X经过射线处理，故只能让雄蝇与染色体数目正常的野生型个体杂交。假设显性突变基因用B表示，缺失用O表示，若基因B位于Ⅱ号染色体上，第一步杂交实验为BO×bb，所得F1基因型及比例为Bb∶bO＝1∶1；若基因B位于其他常染色体上，第一步杂交实验则为Bb×bb，所得F1基因型及比例为Bb∶bb＝1∶l。因第一步杂交实验后结果相同，故必须进行第二步杂交实验，目的是让子代中出现Ⅱ号染色体缺失纯合个体，由F1中的隐性个体与雄蝇X回交产生F2。若基因B位于Ⅱ号染色体上，则第二步杂交实验为BO×bO，所得F2基因型及比例为Bb∶BO∶bO∶OO(致死)＝1∶1∶1∶0，即突变型∶野生型＝2∶1；若基因B位于其他常染色体上，则第二步杂交为Bb×bb，所得F2基因型及比例为Bb∶bb＝1∶1，即突变型∶野生型＝1∶1。答案：(1)基因A所在的染色体片段缺失(2)方案一实验思路：让雄蝇X与染色体数目正常的野生型雌蝇杂交产生F1，让F1中的野生型雌蝇与雄蝇X回交产生F2，统计F2中的表现型及比例预期结果和结论：若F2中突变型∶野生型＝2∶1，则突变基因位于Ⅱ号染色体上；若F2中突变型∶野生型＝1∶1，则突变基因位于其他常染色体上方案二实验思路：让雄蝇与染色体数目正常的野生型雌蝇杂交产生F1，让F1中的雌雄果蝇自由交配，统计F2中的表现型及比例预期结果和结论：若F2中突变型∶野生型＝7∶8，则突变基因位于Ⅱ号染色体上；若F2中突变型∶野生型＝7∶9，则突变基因位于其他常染色体上2．染色体数目变异类型多样，其中缺失一条染色体的情况称为单体(2n－1)，增加一条染色体称为三体(2n＋1)。黑腹果蝇是遗传学研究的常用材料，染色体组成如图所示。Ⅳ号染色体(点状染色体)单体和三体的果蝇均能够繁殖，分析回答下列问题：(1)果蝇的性别决定方式为________。Ⅳ号染色体单体的雌性黑腹果蝇减数分裂产生的配子种类有________种，染色体数量分别为________条。(2)在黑腹果蝇群体中偶然出现一只染色体正常的无眼果蝇，已知无眼为隐性性状，野生型为显性性状，受一对等位基因控制，但是不确定这对等位基因是位于Ⅲ号还是Ⅳ号染色体上，科研人员分成两个小组分别进行了以下实验，请补充完成以下探究实验：①甲组：取Ⅳ号染色体单体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交，若子一代表现型及比例约为__________，说明这对等位基因位于Ⅲ号染色体上；若子一代表现型及比例约为______________，说明这对等位基因位于Ⅳ号染色体上。②乙组：取Ⅳ号染色体三体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交，子一代全为野生型，子一代雌雄果蝇杂交，若子二代表现型及分离比为__________________，则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上。解析：(1)由题图可知，果蝇的性别决定方式为XY型。Ⅳ号染色体单体的雌性黑腹果蝇体细胞中有7条染色体，减数分裂产生配子时，同源染色体分离，单个的Ⅳ号染色体随机移向一极，则形成的配子中含有的染色体数为3条和4条，配子种类共两种。(2)已知无眼为隐性性状，野生型为显性性状，受一对等位基因控制，假设用A、a来表示。为研究这对等位基因是位于Ⅲ号还是Ⅳ号染色体上做了两组实验：①甲组：取Ⅳ号染色体单体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交，若这对等位基因位于Ⅲ号染色体上，后代的遗传与Ⅳ号染色体无关，则亲本的基因型分别为AA、aa，子一代全为野生型(基因型为Aa)，即野生型∶无眼＝1∶0；若这对等位基因位于Ⅳ号染色体上，则Ⅳ号染色体单体野生型果蝇只含有一个显性基因(假设用O表示缺失一条染色体，即基因型为AO)，与该无眼果蝇(基因型为aa)杂交，后代会出现野生型(基因型为Aa)和无眼(基因型为Oa)两种，比例为1∶1。②乙组：取Ⅳ号染色体三体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交，子一代全为野生型，子一代雌雄果蝇杂交。若无眼基因位于Ⅳ号染色体上，Ⅳ号染色体三体野生型果蝇(基因型为AAA)会产生两种配子：一种为A，另一种为AA，比例为1∶1，与该无眼果蝇(基因型为aa)杂交，子一代全为野生型，基因型及比例为AAa∶Aa＝1∶1，子一代雌雄果蝇杂交，基因型为AAa的个体产生的配子及比例为AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，基因型为Aa的个体产生的配子及比例为A∶a＝1∶1，则产生的基因型为a的雌雄配子均占1/3，后代无眼果蝇所占的比例为1/3×1/3＝1/9，野生型所占的比例为1－1/9＝8/9，即子二代表现型及分离比为野生型∶无眼＝8∶1。答案：(1)XY型　2　3和4　(2)①野生型∶无眼＝1∶0　野生型∶无眼＝1∶1　②野生型∶无眼＝8∶1 [微课微练·一点一评] 一、选择题1．(2022·全国乙卷)依据鸡的某些遗传性状可以在早期区分雌雄，提高养鸡场的经济效益。已知鸡的羽毛性状芦花和非芦花受1对等位基因控制。芦花鸡和非芦花鸡进行杂交，正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同，反交子代均为芦花鸡。下列分析及推断错误的是(　 )A．正交亲本中雌鸡为芦花鸡，雄鸡为非芦花鸡B．正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合体C．反交子代芦花鸡相互交配，所产雌鸡均为芦花鸡D．仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别解析：选C　根据题意可知，正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同，反交子代均为芦花鸡，说明控制鸡羽毛性状芦花和非芦花的基因位于Z染色体上，且芦花为显性。设控制该对相对性状的等位基因为A和a。正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花雌鸡)，子代为ZAZa、ZaW，且芦花鸡和非芦花鸡数目相同，反交为ZAZA×ZaW，子代为ZAZa、ZAW，且全为芦花鸡，A正确；正交子代和反交子代中芦花雄鸡均为ZAZa(杂合子)，B正确；反交子代芦花鸡相互交配，即ZAZa×ZAW，所产雌鸡为ZAW、ZaW(非芦花)，C错误；正交子代为ZAZa(芦花雄鸡)、ZaW(非芦花雌鸡)，D正确。2．(2022·南宁模拟)某动物的毛黑色(N)对白色(n)为显性，有尾(R)对无尾(r)为显性。下图为甲、乙两品系动物体细胞中部分染色体及基因情况。已知含片段缺失染色体的雄配子致死。取自甲品系的某雌性个体与取自乙品系的某雄性个体杂交，后代出现一个基因型为RRr的子代(丙)。下列相关叙述正确的是(　 )A．甲品系的动物相互交配，后代有2种表现型和8种基因型B．甲品系雄性个体与乙品系雌性个体杂交，F1有4种基因型且F1的雄配子均不致死C．丙与其父本杂交，产生Rr后代的概率是1/3D．丙产生的原因可能是甲个体在减数第一次分裂时异常所致解析：选C　甲品系动物相互交配，雌性可以产生NR、Nr、nR、nr4种配子，雄性由于n基因所在的染色体片段缺失导致雄配子致死，只能产生NR、Nr这2种配子，雌雄配子间随机结合，所以子代一共有6种基因型，2种表现型，A错误；由于含片段缺失染色体的雄配子致死，甲品系动物雄性只能产生NR、Nr这2种配子，乙品系只能产生nr的配子，所以子代一共只有2种基因型(NnRr、Nnrr)，且F1个体染色体都没有缺失，所以雄配子都不致死，B错误；由丙RRr的基因型可以看出，其中的RR来自其母本甲，r来自其父本乙，丙可以产生的配子R∶Rr∶RR∶r＝2∶2∶1∶1，父本(乙)只产生1种配子r，所以后代产生Rr的比例为1/3，C正确；丙个体基因型为RRr，父本的基因型为rr，母本的基因型为Rr，产生了RRr的子代只能是母本在减数第二次分裂时含R的姐妹染色单体分开后移向了同一极，D错误。3．(2022·贵阳二模)果蝇(2n＝8)羽化从蛹变蝇的时间有19 h、24 h和29 h三种，分别由基因A1、A2和A3控制，这三个基因的显隐性关系未知，且都不位于X、Y染色体的同源区段，现用一只羽化时间为19 h的雌蝇和一只羽化时间为24 h的雄蝇杂交，F1的羽化时间及比例为19 h∶24 h∶29 h＝1∶2∶1，且羽化时间为24 h的果蝇都是雌性，其余都是雄性。下列说法正确的是(　 )A．基因A1、A2和A3的遗传遵循基因自由组合定律B．基因A1、A2和A3的显隐性关系是A2＞A3＞A1C．控制果蝇羽化时间相关的基因型有6种D．F1自由交配产生的子代中羽化时间为19 h的果蝇占5/16解析：选D　基因A1、A2和A3是控制同一性状的不同基因，属于等位基因，其遗传遵循基因的分离定律，A错误；基因A1、A2和A3的显隐性关系是A2＞A1＞A3，B错误；由题意分析可知，控制羽化时间的基因A1、A2和A3位于X染色体上，则雌性的基因型有6种，雄性的基因型有3种，共9种基因型，C错误；亲本的基因型为XA1XA3×XA2Y，则F1的基因型为XA1XA2、XA2XA3、XA1Y、XA3Y，比例为1∶1∶1∶1，则F1雌性个体产生的配子及比例为1/4XA1、2/4XA2、1/4XA3，雄性个体产生的配子中XA3的比例为1/4，XA1的比例为1/4，Y的比例为1/2，故F1自由交配产生的子代中羽化时间为19 h的果蝇占5/16，D正确。4．(2022·兰州三模)“卵子死亡”是我国科学家发现的一种新型常染色体显性遗传病。它是由PANX1基因发生突变后，引起PANX1通道蛋白异常激活，卵子萎缩、退化，最终导致不育。PANX1突变基因在男性个体中不表达。下列说法错误的是(　 )A．PANX1基因通过控制蛋白质结构直接控制生物性状B．通过基因检测在一定程度上能够有效地预防和减少该病的产生和发展C．患者的致病基因来自母方的概率是1/2D．带有致病基因的男性与正常女性结婚，生下患病小孩的概率是1/4解析：选C　根据题干“PANX1基因发生突变后，引起PANX1通道蛋白异常激活”可知，PANX1基因通过控制蛋白质结构直接控制生物性状，A正确。由题意可知，该病是由于基因突变引起的，因此通过基因检测在一定程度上能够有效地预防和减少该病的产生和发展，B正确。因为含致病基因的卵子会出现萎缩、退化的现象，最终导致不育，因此患者的致病基因只能来自父方，C错误；假设控制该病的基因为A/a，带有致病基因的男性与正常女性结婚，即Aa×aa→Aa(男孩不患病，女孩患病)、aa(男孩和女孩都正常)，所以生下患病小孩的概率是1/2×1/2＝1/4，D正确。5．(2022·齐齐哈尔三模)丝毛鸡的羽小枝、羽纤枝都缺乏羽小钩，故羽毛开散，呈丝毛状。用常羽雄鸡和丝毛羽雌鸡进行杂交，F1中常羽雄鸡∶常羽雌鸡∶丝毛羽雄鸡∶丝毛羽雌鸡＝1∶1∶1∶1，已知该性状受一对等位基因B/b控制，W染色体上无该基因。下列相关分析正确的是(　 )A．丝毛羽属于隐性性状，B/b位于常染色体上B．F1中常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型相同C．F1中常羽鸡相互交配、丝毛羽鸡相互交配，可确定B/b基因所在的位置D．若B/b位于常染色体上，F1常羽鸡相互交配，则子代的常羽鸡∶丝毛羽鸡＝3∶1解析：选C　根据杂交结果，无法确定羽毛性状的显隐性及基因位置，A错误；若B/b位于常染色体上，则亲本的杂交组合为：Bb×bb→Bb、bb，常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型相同；若B/b位于Z染色体上，亲本的杂交组合为：ZBZb×ZbW→ZBW∶ZbW∶ZBZb∶ZbZb＝1∶1∶1∶1，F1常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型不完全相同，B错误；Bb×Bb、bb×bb与ZBW×ZBZb、ZbW×ZbZb杂交结果不同，故F1的常羽鸡相互交配、丝毛羽鸡相互交配，可以确定B/b基因所在的位置，C正确；若B/b位于常染色体，因无法确定羽毛性状的显隐性，故无法确定F1丝毛羽鸡相互交配产生子代的性状和比例，D错误。6．XY型性别决定的某种雌雄异株的植物，其紫花与红花的遗传受一对等位基因的控制。为研究这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上，选取四株植物进行了如下实验：为达成实验目的，还需补充(　 )组别亲本组合F1实验一甲(紫花♀)×乙(红花♂)紫花∶红花＝1∶1实验二丙(红花♀)×丁(紫花♂)紫花∶红花＝1∶1实验三甲(紫花♀)×丁(紫花♂)紫花∶红花＝3∶1 A．植株甲和植株乙是否为纯合子的信息B．实验一F1中两种花色植株性别比例的数据C．实验二或三F1中红花植株性别比例的数据D．乙×丙杂交实验获取F1中花色及性别的数据解析：选C　根据实验三可知，紫花对红花为显性，因此可推出实验一和实验二均为测交实验，且实验二为隐性雌与显性雄进行的杂交实验，因此只要知道实验二或三F1中两种花色或其中一种花色的性别即可判断出基因的位置。二、非选择题7．某种羊的性别决定为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制；黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制，且黑毛对白毛为显性。回答下列问题：某同学为了确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛＝3∶1，我们认为根据这一实验数据，不能确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个体的性别比例，若__________________，则说明M/m是位于X染色体上；若__________________，则说明M/m是位于常染色体上。解析：若M/m位于常染色体上，则白毛个体中雌雄比例为1∶1；若M/m位于X染色体上，则子二代的基因型为XMXM、XMXm、XMY、XmY，其中白色个体均为雄性。答案：白毛个体全为雄性　白毛个体中雄性∶雌性＝1∶18．科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截刚毛基因(b)为完全显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为XBYB、XBYb、XbYB，若仅位于X染色体上，则只能表示为XBY。现有各种纯种果蝇若干，请利用一次杂交实验来推断这对等位基因位于X、Y染色体的同源区段上还是仅位于X染色体上，写出遗传图解，并简要说明推断过程。答案：用纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交，若子一代雌雄果蝇均为刚毛，则这对等位基因位于X、Y染色体的同源区段上；若子一代雄果蝇为截刚毛，雌果蝇为刚毛，则这对等位基因仅位于X染色体上。9．(2022·临汾三模)拟南芥(2N＝10)属于十字花科植物，自花传粉，被誉为“植物界的果蝇”，广泛应用于植物遗传学研究。其植株较小，用一个普通培养皿即可种植4～10株，从发芽到开花约4～6周，每个果荚可着生50～60粒种子。(1)拟南芥作为遗传学研究材料的优点是___________________________________________________________________________________________________________。(2)拟南芥的M基因决定雄配子育性，M失活会使雄配子育性减少1/3；N基因存在时种子萌发，但在种子中来自亲代母本的N不表达。研究者将某种抗性基因插入野生型植株(MMNN)的M或N中，获得了“敲除”M基因的抗性植株甲(表示为MmNN)和“敲除”N基因的抗性植株乙(表示为MMNn)。①进行杂交实验：甲(♂)×乙(♀)，则所结种子中，基因型为MmNn的种子所占比例为______，可萌发种子所占比例为______；萌发后抗性植株所占比例为________。②为了探究基因M/m、N/n所在的位置，让上述杂交实验所得子代中基因型为MmNn的植株自交，若后代种子中可萌发种子占2/5，且萌发后抗性植株占100%，则表明M、N基因在染色体上的位置关系是____________，作出该判断的依据是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)遗传学实验中实验数据的得出应在充分统计和观察的基础之上进行，且应有足够的数据，而拟南芥具有染色体数目比较少、易培养、生长周期短、后代数目多等特点，所以可以作为遗传学的研究材料。(2)①进行杂交实验：乙♀(MMNn)×甲♂(MmNN)，母本产生的配子种类和比例为MN∶Mn＝1∶1，由于“M基因失活会使雄配子育性减少1/3”，父本产生的雄配子的种类和比例为MN∶mN＝3∶2，因此甲与乙杂交所结种子中，基因型为MmNn的所占比例＝1/2×2/5＝1/5，可育种子所占比例为100%；F1植株中只要带有基因m或带有基因n便具有抗性，即只有MMNN不具有抗性，因此抗性植株所占比例＝1－1/2×3/5＝7/10。②若M、N基因位于同一对同源染色体上，且M和n位于一条染色体上，N和m位于另一条染色体上，则F1中基因型为MmNn的植株产生的配子只有Mn、mN两种，考虑雄性育性会减少，雄配子的种类和比例为Mn∶mN＝3∶2，而雌配子中N基因不表达，因此后代种子中可育种子所占比例＝2/5，且后代植株中抗性植株所占比例为100%。答案：(1)细胞中染色体数目少，植株小易培养，生长周期短，产生种子多等　(2)①1/5　100%　7/10　②两对基因位于一对同源染色体上，且基因M和n位于一条染色体上，基因m和N位于另一条染色体上　在此情况下，MmNn植株产生的雄配子为Mn∶mN＝3∶2，而雌配子中N不表达，因此后代种子中可萌发种子(MmNn、mmNN)占2/5，符合题中比例，且获得植株均含m或n，即均表现出抗性