生物第5單元 遺傳的基本規(guī)律和遺傳的細胞基礎 拓展微課 基因位置的確認及遺傳實驗設計

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1、拓展微課基因位置的確認及遺傳實驗設計專題講解難點一基因位于X染色體上還是位于常染色體上(1)若相對性狀的顯隱性已知,只需一個雜交組合判斷基因的位置,則用隱性雌性個體與顯性雄性純合個體雜交的方法,即:【典題示導】1.一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生了突變,使野生型性狀變?yōu)橥蛔冃托誀?。該雌鼠與野生型雄鼠雜交,F1的雌、雄鼠中均既有野生型,又有突變型。若要通過一次雜交實驗鑒別突變基因是在X染色體上還是在常染色體上,選擇雜交的F1個體最好是()A.野生型(雌)突變型(雄) B.野生型(雄)突變型(雌)C.野生型(雌)野生型(雄) D.突變型(雌)突變型(雄)解析 由題中“一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)

2、生了突變,使野生型性狀變?yōu)橥蛔冃托誀睢笨芍?該突變?yōu)轱@性突變,即突變型性狀為顯性性狀、野生型性狀為隱性性狀。答案 A【典題示導】1.一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生了突變,使野生型性狀變?yōu)橥蛔冃托誀?。該雌鼠與野生型雄鼠雜交,F1的雌、雄鼠中均既有野生型,又有突變型。若要通過一次雜交實驗鑒別突變基因是在X染色體上還是在常染色體上,選擇雜交的F1個體最好是()A.野生型(雌)突變型(雄) B.野生型(雄)突變型(雌)C.野生型(雌)野生型(雄) D.突變型(雌)突變型(雄)對于顯性基因位置的判斷,應選擇雄性的顯性個體與雌性的隱性個體交配,若基因在X染色體上,則所有的后代中,雌性均表現(xiàn)為突變型性狀、

3、雄性均表現(xiàn)為野生型性狀,否則,基因在常染色體上。2.果蠅是遺傳學的好材料,請分析下列實驗:(1)果蠅的灰身和黃身是一對相對性狀,若要確定灰身基因是在X染色體上還是在常染色體上,可將灰身純合子和黃身純合子進行,若,則可確定灰身基因位于X染色體上,則種群中控制體色的基因型有種。 (2)若已知灰身是顯性(基因用A表示),可通過一代雜交就可判斷這對相對性狀的遺傳方式,雜交組合是,若 ,則可確定灰身基因位于X染色體上。 解析 根據(jù)題意,正交和反交結果不同,可確定灰身基因位于X染色體上,種群中控制體色的基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY。若通過一代雜交就可判斷這對相對性狀的遺傳方式,雜交

4、組合可以是雌性黃身純合子雄性灰身純合子,如果其子代中雌性都是灰身,雄性都是黃身,則可確定灰身基因位于X染色體上。答案 (1)正交和反交正交和反交結果不同5(2)雌性黃身純合子雄性灰身純合子子代雌性都是灰身,雄性都是黃身易錯提醒解答此類問題要注意的兩點(1)是否已知性狀的顯隱性。在未知顯隱性的條件下,只能用正反交。(2)區(qū)分“一次”雜交還是“一代”雜交。若是題干要求“一次”雜交,則不能用正反交。難點二基因是伴X染色體遺傳還是X、Y染色體同源區(qū)段的遺傳(1)適用條件:已知性狀的顯隱性和控制性狀的基因在性染色體上。(2)基本思路一:用“純合隱性雌純合顯性雄”進行雜交,觀察分析F1的性狀,即:【典題示

5、導】3.下面是探究基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段,還是只位于X染色體上的實驗設計思路,請判斷下列說法中正確的是()方法1:純合顯性雌性個體純合隱性雄性個體F1方法2:純合隱性雌性個體純合顯性雄性個體F1結論:若子代雌、雄個體全表現(xiàn)為顯性性狀,則基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段。若子代雌性個體表現(xiàn)為顯性性狀,雄性個體表現(xiàn)為隱性性狀,則基因只位于X染色體上。若子代雄性個體表現(xiàn)為顯性性狀,則基因只位于X染色體上。若子代雌性個體表現(xiàn)為顯性性狀,則基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段。A.“方法1+結論”能夠完成上述探究任務B.“方法1+結論”能夠完成上述探究任務C.“方法2+結論”能夠完成上述探究任務D.“方

6、法2+結論”能夠完成上述探究任務答案 C解析 從方法設計上分析,方法1是達不到目的的,因為不管基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段,還是只位于X染色體上,結果都相同,就是子代雌、雄個體全表現(xiàn)為顯性性狀。方法2的設計是正確的。假設控制某一相對性狀的基因A(a)位于X、Y染色體的同源區(qū)段,那么純合隱性雌性個體的基因型為XaXa,純合顯性雄性個體的基因型為XAYA,XaXaXAYAXAXa、XaYA,則得出結論,假設基因只位于X染色體上,XaXaXAYXAXa、XaY,則得出結論。因此“方法2+結論”能夠完成題述探究任務。難點三基因位于常染色體還是X、Y染色體同源區(qū)段(1)設計思路:隱性的純合雌性個體與

7、顯性的純合雄性個體雜交,獲得的F1全表現(xiàn)為顯性性狀,再選子代中的雌、雄個體雜交獲得F2,觀察F2表現(xiàn)型情況。即:【典題示導】4.某果蠅種群中偶然出現(xiàn)了一只突變型的雌性個體,為確定該突變型與野生型的顯隱性及基因位置的情況。研究人員將該果蠅與純合野生型雄蠅雜交,F1只有一種表現(xiàn)型,F2雄蠅全為野生型,雌蠅有野生型和突變型。研究人員做了如下兩種假設:假設一:相對性狀由常染色體上的一對等位基因控制,突變型雄性果蠅純合致死;假設二:相對性狀由X、Y染色體同源區(qū)段的一對等位基因控制,雌、雄果蠅均無致死情況。(1)若假設一成立,則為顯性性狀,且F2中野生型與突變型果蠅數(shù)量之比為;若假設二成立,則F2中野生型

8、與突變型果蠅數(shù)量之比為。 (2)現(xiàn)已確定假設二成立,請用上述實驗中出現(xiàn)的果蠅為實驗材料,設計一個雜交實驗加以驗證。(要求寫出實驗過程及實驗結果。)答案 (1)野生型6 13 1 (2)實驗過程:取突變型雌果蠅與F1中的野生型雄果蠅雜交,觀察并比較子代雌、雄果蠅的表現(xiàn)型及比例。 實驗結果:子代中雌果蠅全為突變型,雄果蠅全為野生型,且雌、雄果蠅的比例為1 1。解析 (1) 突變型的雌性個體與純合野生型雄蠅雜交,F1只有一種表現(xiàn)型,說明突變型的雌性個體為純合子,但不能確定突變型和野生型的顯隱性。若假設一成立,即相對性狀由常染色體上的一對等位基因控制,突變型雄性純合致死,假設該對等位基因用A和a表示,

9、則F1的基因型為Aa,F2的基因型及其比例為AA Aa aa=1 2 1。如果突變型為顯性性狀,且突變型雄性純合(AA)致死,則F2雄蠅既有野生型(aa)也有突變型(Aa),與題意中的“F2雄蠅全為野生型”不符;如果野生型為顯性性狀,且突變型雄性純合(aa)致死,則F2雄蠅只有野生型(AA和Aa),與題意中的“F2雄蠅全為野生型”相符。綜上分析:野生型為顯性性狀,在F2中,雄蠅的基因型及其比例為AA Aa aa(致死)=1 2 1,雌蠅的基因型及其比例也為AA Aa aa=1 2 1,且理論上F2中的雄蠅與雌蠅的比例相等,因此F2中野生型與突變型果蠅數(shù)量之比為6 1。若假設二成立,即相對性狀由

10、X、Y染色體同源區(qū)段的一對等位基因控制,雌、雄均無致死情況,則結合題意分析可確定,突變型的雌蠅與純合野生型雄蠅的基因型分別為XaXa、XAYA,二者交配所得F1的基因型為XAXa、XaYA, F2的基因型及其比例為XAXa XaXa XAYA XaYA=1 1 1 1,所以F2中野生型(XAXa+XAYA+XaYA)與突變型(XaXa)果蠅數(shù)量之比為3 1。 (2)依題意可知:用題述實驗中出現(xiàn)的果蠅為實驗材料,設計一個雜交實驗加以驗證假設二成立,應選擇突變型雌果蠅(XaXa)與F1中的野生型(XaYA)雄果蠅雜交,觀察并比較子代雌、雄果蠅的表現(xiàn)型及比例。其實驗結果為:子代中雌果蠅全為突變型(X

11、aXa),雄果蠅全為野生型(XaYA),且雌、雄果蠅的比例為1 1。難點四探究兩對基因在一對同源染色體上還是兩對同源染色體上(1)對兩對基因都雜合的個體進行測交,觀察測交后代是否符合1 1 1 1(1 3、2 1 1等變式)分離比。(2)對兩對基因都雜合的個體進行自交,觀察自交后代是否符合9 3 3 1(9 7、12 3 1等變式)分離比。【典題示導】5.某雌雄同花的一年生二倍體植物,花的顏色受等位基因(A、a)控制,野生型均為紅花純合子(AA)?；卮鹣铝袉栴}:(1)當A基因存在時,植株在液泡內(nèi)積累花青素(類黃酮化合物)進而呈現(xiàn)紅色,這表明基因可以通過的途徑控制生物的性狀。 (2)研究發(fā)現(xiàn),該

12、植株花色還受到另一對等位基因B、b的控制,當B基因存在時會抑制色素積累而表現(xiàn)為白花?，F(xiàn)使用基因型為AaBb的植株研究這兩對基因在染色體上的位置關系,讓其自交,觀察子一代的表現(xiàn)型及比例。結果和結論:若F1表現(xiàn)型及比例為,則這兩對基因位于非同源染色體上; 若F1全為白花,則分別位于同一條染色體上; 若F1表現(xiàn)型及比例為,則A和b、a和B分別位于同一條染色體上。 答案 (1)控制酶的合成來控制代謝(2)紅花 白花約為3 13A和B、a和b紅花 白花約為1 3解析 (1)花青素不是蛋白質(zhì),表明基因是通過控制酶的合成來控制代謝,進而控制生物的性狀。(2)因為當B基因存在時會抑制色素積累而表現(xiàn)為白花,因此

13、A_B_、aa_ _表現(xiàn)型為白花,A_bb表現(xiàn)型為紅花,基因型為AaBb的植株,若這兩對基因位于非同源染色體上,則遵循自由組合定律,F1表現(xiàn)型及比例為紅花白花約為3 13;若A和B、a和b分別位于同一條染色體上,則不遵循自由組合定律,AaBb只能產(chǎn)生AB、ab兩種配子,F1全為白花;若A和b、a和B分別位于同一條染色體上,則不遵循自由組合定律,AaBb只能產(chǎn)生Ab、aB兩種配子,F1表現(xiàn)型及比例為紅花 白花約為1 3。難點五設計雜交實驗,巧辨性別(1)對于XY型性別決定的生物,伴X染色體遺傳中,隱性性狀的雌性個體與顯性性狀的雄性個體雜交,在子代中雌性個體都表現(xiàn)為顯性性狀,雄性個體都表現(xiàn)為隱性性

14、狀,圖解如下:親本:XaXa()XAY() 子代:XAXa(顯性)、XaY(隱性)(2)對于ZW型性別決定的生物,伴Z染色體遺傳中,隱性性狀的雄性個體與顯性性狀的雌性個體雜交,在子代中雄性個體都表現(xiàn)為顯性性狀,雌性個體都表現(xiàn)為隱性性狀,圖解如下:親本:ZaZa()ZAW () 子代:ZAZa(顯性)、ZaW(隱性)【典題示導】6.果蠅的紅眼為伴X顯性遺傳,其隱性性狀為白眼,在下列雜交組合中,通過眼色即可直接判斷子代果蠅性別的一組是()A.雜合紅眼雌果蠅紅眼雄果蠅 B.白眼雌果蠅紅眼雄果蠅C.雜合紅眼雌果蠅白眼雄果蠅 D.白眼雌果蠅白眼雄果蠅解析 分析題目“果蠅的紅眼為伴X顯性遺傳,其隱性性狀為

15、白眼(相關基因用A、a表示)”可推知,白眼雌果蠅(XaXa)與紅眼雄果蠅(XAY)雜交,其子代為紅眼雌果蠅(XAXa)和白眼雄果蠅(XaY),故可直接通過眼色來判斷果蠅的性別。答案 B跟蹤訓練1.果蠅的眼色由一對等位基因(A、a)控制,在純種暗紅眼純種朱紅眼的正交實驗中,F1只有暗紅眼;在純種暗紅眼純種朱紅眼反交實驗中,F1雌性為暗紅眼,雄性為朱紅眼。則下列說法錯誤的是()A.這對基因位于X染色體上,顯性基因為暗紅色基因B.正交、反交實驗可以確定控制眼色的基因是在X染色體上還是常染色體上C.正反交的子代中,雌性果蠅的基因型都是XAXaD.反交實驗中,F1雌、雄個體交配,子代雄性果蠅中暗紅眼和朱

16、紅眼的比例為3 1【典題示導】6.現(xiàn)有三個水稻品種,基因型分別為AABBdd、AabbDD和aaBBDD。如果從插秧(移栽幼苗)到獲得種子(花粉)為一次栽培,運用單倍體育種技術,利用以上三個品種獲得基因型為aabbdd的植株最少需要幾次栽培()A.1 B.2 C.3 D.4答案 D解析 根據(jù)正交實驗的結果可知,暗紅眼為顯性,根據(jù)反交實驗的結果(雌性全為暗紅眼,雄性全為朱紅眼)可知,這對基因位于X染色體上,A正確;如果正、反交的結果相同,說明基因最可能位于常染色體上,若正、反交的結果不同,基因可能位于性染色體上或細胞質(zhì)中,對于細胞核遺傳而言,通過正、反交的結果可確定控制眼色的基因在X染色體還是常

17、染色體上,B正確;根據(jù)前面的分析可知,正交:P純種暗紅眼(XAXA)純種朱紅眼(XaY)F1暗紅眼(XAXa)、暗紅眼(XAY);反交:P純種暗紅眼(XAY)純種朱紅眼(XaXa)F1暗紅眼(XAXa)、朱紅眼(XaY),C正確;讓反交實驗的F1雌、雄個體交配,即F1暗紅眼(XAXa)朱紅眼(XaY),子代雄性果蠅的表現(xiàn)型及比例是暗紅眼 朱紅眼=1 1,D錯誤。2.對野生純合小鼠進行X射線處理,得到一只雄性突變型小鼠,該小鼠只有位于一條染色體上的某基因發(fā)生突變。讓該突變型雄鼠與多只野生型雌鼠交配。下列推理不正確的是()A.若發(fā)生顯性突變且基因位于X染色體上,子代雌鼠全為突變型,雄鼠全為野生型B

18、.若發(fā)生隱性突變且基因位于X染色體上,子代雌鼠全為野生型,雄鼠全為突變型C.若發(fā)生顯性突變且基因位于常染色體上,子代雌、雄鼠中各有一半為野生型,一半為突變型D.若發(fā)生顯性突變且基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,子代雌鼠或雄鼠可能為突變型【典題示導】6.現(xiàn)有三個水稻品種,基因型分別為AABBdd、AabbDD和aaBBDD。如果從插秧(移栽幼苗)到獲得種子(花粉)為一次栽培,運用單倍體育種技術,利用以上三個品種獲得基因型為aabbdd的植株最少需要幾次栽培()A.1 B.2 C.3 D.4答案 B解析 假設基因用A和a表示,若發(fā)生顯性突變且基因位于X染色體上,該突變型雄鼠為XAY,野生型雌鼠基因

19、型為XaXa,因此后代基因型為XAXa和XaY,子代雌鼠全為突變型,雄鼠全為野生型,A正確;若發(fā)生隱性突變且基因位于X染色體上,該突變型雄鼠基因型為XaY,野生型雌鼠基因型為XAXA,因此后代基因型為XAXa和XAY,子代雌、雄鼠全為野生型,B錯誤;若發(fā)生顯性突變且基因位于常染色體上,該突變型雄鼠基因型為Aa,野生型雌鼠基因型為aa,因此后代基因型為Aa和aa,子代雌、雄鼠中各有一半為野生型,一半為突變型,C正確;若發(fā)生顯性突變且基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,該突變型雄鼠基因型為XAYa或XaYA,野生型雌鼠基因型為XaXa,因此后代中基因型為XAXa、XaYa或XaXa、XaYA,子代雌

20、鼠或雄鼠可能為突變型,D正確。3.2016全國卷 已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制,但這對相對性狀的顯隱性關系和該等位基因所在的染色體是未知的。同學甲用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交,子代中灰體 黃體 灰體 黃體為 1 1 1 1。同學乙用兩種不同的雜交實驗都證實了控制黃體的基因位于X染色體上,并表現(xiàn)為隱性。請根據(jù)上述結果,回答下列問題:(1)僅根據(jù)同學甲的實驗,能不能證明控制黃體的基因位于X染色體上,并表現(xiàn)為隱性? (2)請用同學甲得到的子代果蠅為材料設計兩個不同的實驗,這兩個實驗都能獨立證明同學乙的結論。(要求:每個實驗只用一個雜交組合,并指出支持同學乙結論的預期實驗結果。)答案 (

21、1)不能。(2)實驗1:雜交組合:黃體灰體預期結果:子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體,雄性都表現(xiàn)為黃體實驗2:雜交組合:灰體灰體預期結果:子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體,雄性中一半表現(xiàn)為灰體,另一半表現(xiàn)為黃體解析 本題考查伴性遺傳與基因位置的判斷方法,主要考查學生的應用能力。(1)若控制黃體的基因在常染色體上,并表現(xiàn)為隱性,基因型用aa表示,灰體雌蠅為顯性雜合子,基因型用Aa表示,二者雜交后也會出現(xiàn)題中所示結果。(2)若控制黃體的基因在X染色體上,并表現(xiàn)為隱性,則同學甲得到的子代表現(xiàn)型及基因型分別為灰體雌果蠅(XAXa)、黃體雌果蠅(XaXa)、灰體雄果蠅(XAY)、黃體雄果蠅(XaY)。證明控

22、制黃體的基因在X染色體上,并表現(xiàn)為隱性,所選雜交親本產(chǎn)生的子代需在雌性和雄性中具有不同的表現(xiàn)型及比例,所以可以選擇黃體雌果蠅(XaXa)和灰體雄果蠅(XAY)雜交,后代雌果蠅均為灰體,雄果蠅均為黃體。也可選擇子代灰體雌果蠅(XAXa)和灰體雄果蠅(XAY)雜交,后代雌果蠅全部為灰體,雄果蠅一半為灰體,一半為黃體。4.家鼠的毛色由兩對等位基因A、a和B、b共同控制,只有當A存在時才有色素合成,能產(chǎn)生色素的個體毛色呈黑色或黃色,無色素合成的個體呈白色。B使有色素個體毛色呈黑色,無B基因則呈黃色?，F(xiàn)有黃色雌性與白色雄性的兩只純合家鼠交配,F1中雌性全為黑色,雄性全為黃色,且比例為1 1。交配過程中無

23、任何變異或致死情況出現(xiàn)。請回答下列問題:(1)通過該雜交實驗結果分析,可以確定基因一定位于(填“?！薄癤”或“Y”)染色體上。 (2)兩對基因的位置關系存在兩種可能性,若兩對基因位于兩對同源染色體上,則親本基因型為。 (3)為了確定兩對基因在染色體上的位置關系,現(xiàn)將F1中雌、雄個體自由交配,若發(fā)現(xiàn)F2中雄性表現(xiàn)型及比例約為,則可判斷兩對基因位于兩對同源染色體上。 答案 (1)B、bX(2)aaXBY、AAXbXb (3)黑色 黃色 白色=3 3 2解析 (1)純合黃色雌性與純合白色雄性的兩只純合家鼠交配,F1中雌性全為黑色,雄性全為黃色。說明個體毛色的遺傳與性別相關聯(lián),基因位于性染色體上。又因

24、黃色在雌、雄個體中均有,故B、b不是位于Y染色體上,而是位于X染色體上。(2)若兩對基因位于兩對同源染色體上,B、b位于X染色體上,則A、a位于常染色體上,依據(jù)已知條件,純合黃色雌性家鼠的基因型為 AAXbXb,純合白色雄性基因型為aaXBY。(3)aaXBY與AAXbXb交配,F1中雌、雄個體基因型分別為AaXbY、AaXBXb,F1中雌、雄個體自由交配,兩對基因分別分析:Aa與Aa交配,子代有色素(A_)和無色(aa)之比為3 1。 XBXb與XbY雜交子代分別為XBXb XBY XbXb XbY=1 1 1 1。兩對基因符合自由組合定律,綜合分析,F2中雄性基因型為A_XBY、A_XbY

25、、aaXBY、aaXbY,比例為3 3 1 1,表現(xiàn)型及比例為黑色 黃色白色=3 3 2。5.2018湖南永州一模 已知果蠅灰身(A)對黑身(a)為顯性,剛毛(B)對截毛(b)為顯性,且這兩對等位基因有一對位于X、Y染色體的同源區(qū)段(X、Y染色體上都具有該基因),另一對位于常染色體上。請回答下列問題。(1)這兩對相對性狀的遺傳(填“遵循”或“不遵循”)孟德爾遺傳定律。 (2)某學生為了確定這兩對基因的位置(位于常色體上還是性染色體上)進行了下列兩組實驗。黑身雌蠅(純合體)灰身雄蠅(純合體)F1,F1中雄蠅黑身雌蠅F2截毛雌蠅(純合體)剛毛雄蠅(純合體)F1,F1中雄蠅截毛雌蠅F2根據(jù)F1的結果

26、能否判斷?,原因是。 根據(jù)F2的結果能否判斷?,原因是 。 (3)假設A、a這對基因位于常染色體上,B、b這對基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段,則灰身剛毛雄果蠅的基因型有。 答案 (1)遵循(2)不能兩組實驗的F1 都表現(xiàn)為該性狀的顯性性狀能兩組實驗的F2 的結果是不一樣的。如果基因位于常染色體上,則F2 的結果是雌、雄中各有1/2的個體表現(xiàn)為顯性性狀;如果基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段,則F2 的結果是雌性個體全為隱性,雄性個體全為顯性(3)AAXBYB、AAXBYb、AAXbYB、AaXBYB、AaXBYb、AaXbYB解析 (1)由題意分析可知,這兩對相對性狀的遺傳遵循孟德爾遺傳定律。(2)根據(jù)F2的結果能判斷基因的位置,因為兩組實驗的F2 的結果是不一樣的。如果基因位于常染色體上,則F2 的結果是雌、雄中各有1/2的個體表現(xiàn)為顯性性狀;如果基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段,則F2 的結果是雌性個體全為隱性,雄性個體全為顯性。(3)據(jù)題干信息可知,果蠅灰身(A)對黑身(a)為顯性,剛毛(B)對截毛(b)為顯性,如果A、a這對基因位于常染色體上,B、b這對基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段,則灰身剛毛雄果蠅的基因型有AAXBYB、AAXBYb、AAXbYB、AaXBYB、AaXBYb、AaXbYB。