2024届人教版高中生物一轮复习素养课基因定位的遗传实验设计与分析学案（不定项）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习素养课基因定位的遗传实验设计与分析学案（不定项），共5页。学案主要包含了探究基因位于X，基因位于常染色体上还是X等内容，欢迎下载使用。




(十一)　基因定位的遗传实验设计与分析
一、探究基因是位于常染色体上还是仅位于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。


1.某种羊的性别决定为XY型,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:
(1)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。
(2)一般来说,对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有　　　　种;当其仅位于X染色体上时,基因型有　　　　种;当其位于X和Y染色体的同源区段时(如图所示),基因型有　　　　种。

解析　(1)如果M/m是位于X染色体上,则纯合黑毛母羊为XMXM,纯合白毛公羊为XmY,杂交子一代的基因型为XMXm和XMY,子二代中黑毛(XMXM、XMXm、XMY)∶白毛(XmY)=3∶1,且白毛个体的性别全为雄性。如果M/m是位于常染色体上,则纯合黑毛母羊为MM,纯合白毛公羊为mm,杂交子一代的基因型为Mm,子二代中黑毛(1MM、2Mm)∶白毛(1 mm)=3∶1,但白毛个体的性别比例是雌∶雄=1∶1,没有性别差异。(2)对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因位于常染色体上时,基因型有AA、Aa、aa共3种;当其仅位于X染色体上时,基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY共5种;当其位于X和Y染色体的同源区段时,基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa共7种。
答案　(1)白毛个体全为雄性　白毛个体中雌雄比例为1∶1　(2)3　5　7
二、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:


2.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
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项正确。若B、b基因位于X染色体上且直毛为隐性性状,则双亲基因型为XbXb×XBY,F1基因型为XBXb、XbY,其中直毛果蝇均表现为雄性,单独饲养无子代;若B、b基因位于X、Y染色体的同源区段且直毛为隐性性状,则双亲基因型为XbXb×XBYb,子代直毛均为XbYb,都是雄性,也无子代,C项错误。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项正确。
答案　C
3.(2023·山东青岛调研)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。
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。
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)
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:


4.(2023·广东期中)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。
组别
亲本
F1
F2
母本
父本
甲
黄花1
白花1
橙红花
黄花∶白花∶橙红花=3∶4∶9
乙
黄花2
白花2
橙红花
黄花∶白花∶橙红花=1∶4∶3
(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。
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。
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)