【生物】2020届一轮复习人教版基因位置的判定及相关实验设计突破作业

【生物】2020届一轮复习人教版基因位置的判定及相关实验设计突破作业

‎2020届 一轮复习 人教版 基因位置的判定及相关实验设计突破 作业 ‎1．(2019·福建三明高三质检)某昆虫(XY型性别决定)的体色由两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制，如图甲所示，某研究小组为探究控制该昆虫的体色基因在染色体上的位置，利用纯合亲本进行正反交实验，如图乙所示，回答下列问题：‎ ‎(1)从图甲可知，基因控制性状的方式是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)根据正反交实验及结果，作出合理的假说是__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)根据你的假说，F1灰色个体的基因型是________。‎ ‎(4)请从上述实验材料中选择适合的个体与双隐性个体杂交，设计实验来验证你的假说。‎ ‎①实验思路：________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②预期实验结果：若_______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 假说成立。‎ 解析：(1)从图甲可知，基因通过控制酶1、酶2的合成，‎ 来控制昆虫的体色。说明基因控制性状的方式是基因控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状。(2)由于正反交结果不一致，说明其控制体色的基因可能位于X染色体上，但A、a和B、b为独立遗传，说明其中一对位于常染色体上，一对位于X染色体上。假设A、a位于X染色体上，B和b位于常染色体上，则正交为灰色(bbXAXA)与白色(BBXaY或bbXaY)杂交，子代有黑色雌性(B_XAXa)，说明亲本中白色的基因型为BBXaY，由于灰色的基因型为bbXAXA、bbXAXa、bbXAY，因此子代中不可能出现灰色，则说明合理的假说是A、a位于常染色体上，B和b位于X染色体上。(3)若A、a位于常染色体上，B和b位于X染色体上，则正交为灰色(AAXbXb)与白色(aaX—Y)杂交，子代有黑色雌性(A_XBX—)，说明亲本中白色的基因型为aaXBY，则可推出子代中灰色的基因型为AaXbY。(4)为了验证假说，选择适合的个体与双隐性个体杂交，则该个体可以选择F1中的黑色雄性个体(AaXBY)，让其与双隐性雌性个体(aaXbXb)杂交，观察子代个体的表现型及比例，若子代为黑色(♀AaXBXb)∶白色(♀aaXBXb)∶灰色(♂AaXbY)∶白色(♂aaXbY)＝1∶1∶1∶1，则假说成立。也可以选择纯合双隐性个体为母本(aaXbXb)与F1中的灰色雄性个体为父本(AaXbY)进行杂交，观察子代个体的表现型及比例，若子代为灰色(♀AaXbXb)∶白色(♀aaXbXb)∶灰色(♂AaXbY)∶白色(♂aaXbY)＝1∶1∶1∶1，则假说成立。也可以选择以纯合双隐性个体为父本(aaXbY)与F1中的黑色雌性个体为母本(AaXBXb)进行杂交，观察子代个体的表现型及比例，若子代雌雄个体中均表现为黑色(AaXBXb、AaXBY)∶灰色(AaXbXb、AaXbY)∶白色(aaX－X－、aaX－Y)＝1∶1∶2，则假说成立。‎ 答案：(1)基因控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状　(2)A和a基因位于常染色体上，B和b基因位于X染色体上　(3)AaXbY　(4)①以纯合双隐性个体为母本与F1中的黑色雄性个体为父本进行杂交，观察子代个体的表现型及比例(以纯合双隐性个体为母本与F1中的灰色雄性个体为父本进行杂交，观察子代个体的表现型及比例。以纯合双隐性个体为父本与F1中的黑色雌性个体为母本进行杂交，观察子代个体的表现型及比例)　②子代个体中黑色(♀)∶白色(♀)∶灰色(♂)∶白色(♂)＝1∶1∶1∶1[子代个体中灰色(♀)∶白色(♀)∶灰色(♂)∶白色(♂)＝1∶1∶1∶1。子代雌雄个体中均表现为黑色∶灰色∶白色＝1∶1∶2]‎ ‎2．(2019·普通高等学校招生桐鸣押题卷三)某自然种群中的雌雄异株植物为 XY型性别决定生物，该植物的花色(白色、蓝色和紫色)由常染色体上的两对独立遗传的等位基因(D、d和R、r)控制，叶形(宽叶和窄叶)由另一对等位基因(H和h)控制。请据图分析回答下列问题：‎ 注：图1为该植物的花色控制机理示意图；图2为该植物的性染色体简图，同源部分(图中的Ⅰ片段)上的基因互为等位基因，非同源部分(图中的Ⅱ、Ⅲ片段)上的基因不互为等位基因。‎ ‎(1)由图1可知：蓝花植株的基因型有________种；如果用两个纯合紫花植株杂交，F1全为蓝花植株，则两个紫花植株的基因型是________和________。让该F1植株进行自交，则后代花色的表现型及比例为___________________________________________。‎ ‎(2)已知控制叶形的基因(H和h)在性染色体上，但不知位于Ⅰ片段还是Ⅱ片段上，也不知宽叶和窄叶的显隐性关系。现有从两个地区获得的纯种宽叶、窄叶雌性植株若干和纯种宽叶、窄叶雄性植株若干，你如何通过一代杂交实验判断基因(H和h)位于Ⅰ片段还是Ⅱ片段上？请写出你的实验方案、判断依据及相应结论。(不要求判断显、隐性，不要求写出子代具体表现型)‎ ‎①实验方案：_________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②判断依据及相应结论：_______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由图1可知，D和R同时存在时，表现为蓝色；D或R单独存在时，表现为紫色；没有D和R时，表现为白色。故蓝花植株的基因型(D_R_)有DDRR、DdRR、DDRr和DdRr共4种。如果用两个纯合紫花植株杂交，F1全为蓝花(D_R_)植株，可推知两个紫花植株的基因型是DDrr和ddRR。则F1的基因型是DdRr，让该F1植株进行自交，则根据F2中9∶3∶3∶1的含义和题意可推知，自交后代花色的表现型及比例为蓝色(D_R_)∶紫色(D_rr＋ddR_)∶白色(aabb)＝9∶6∶1。(2)①实验方案：要判断基因(H和h)位于Ⅰ片段还是Ⅱ片段上，可用纯种宽叶雌株与纯种窄叶雄株进行杂交，再用纯种宽叶雄株与纯种窄叶雌株进行反交，观察后代雌雄个体的表现型是否一致。②判断依据及相应结论：可以用逆推法进行分析，即先假设结论，然后再推出实验结果。若基因(H和h)位于性染色体的Ⅰ片段，则正交实验亲本纯种宽叶雌株的基因型是XHXH(或XhXh)，纯种窄叶雄株的基因型是XhYh(或XHYH)，杂交后代的基因型为XHXh和XHYh(或XHXh和XhYH)，均表现为显性性状；反交实验亲本纯种宽叶雄株的基因型是XHYH(或XhYh)，纯种窄叶雌株的基因型是XhXh(或XHXH)，杂交后代的基因型为XHXh和XHYh(或XHXh和XhYH)，均表现为显性性状，即正、反交的后代中雌雄个体的表现型一致。若基因(H和h)位于性染色体的Ⅱ片段，则正交实验亲本纯合宽叶雌株的基因型是XHYH(或XhYh)，纯种窄叶雄株的基因型是XhY(或XHY)，杂交后代的基因型为XHXh和XHY(或XHXh和XhY)，表现型为雌雄株均表现为显性性状(或雌性表现为显性性状，雄性表现为隐性性状)；反交实验亲本纯种宽叶雄株的基因型是XHY(或XhY)，纯种窄叶雌株的基因型是XhXh(或XHXH)，杂交后代的表现型为XHXh和XhY(或XHXh和XHY)，表现型为雌性表现显性性状，雄性表现为隐性性状(或雌雄株均表现为显性性状)，即正交、反交的后代中雌雄个体的表现型不一致。‎ 答案：(1)4　DDrr　ddRR　蓝色∶紫色∶白色＝9∶6∶1‎ ‎(2)①用纯种宽叶雌株与纯种窄叶雄株进行正交，再用纯种宽叶雄株与纯种窄叶雌株进行反交，观察后代雌雄个体的表现型是否一致　②若正交、反交的后代中雌雄个体的表现型一致，则基因(H和h)位于性染色体的Ⅰ片段；若正交、反交的后代中雌雄个体的表现型不一致，则基因(H 和h)位于性染色体的Ⅱ片段 ‎3．(2019·河北石家庄模拟)果蝇因为体型小、易饲养、繁殖快等优点常作为遗传学研究的实验材料。某生物兴趣小组用黑腹果蝇做实验材料研究性状遗传，‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)已知果蝇的长翅和残翅是由常染色体上的一对等位基因控制，用长翅果蝇与残翅果蝇作亲本进行杂交，F1均为长翅，由此可判断________是显性性状。该小组模拟自然选择做了如下实验：保留子代中的长翅果蝇，淘汰残翅果蝇，让长翅果蝇自由交配，理论上F3中残翅果蝇的基因型频率是________。‎ ‎(2)在一次实验中，某同学将长翅果蝇与残翅果蝇进行杂交，子代果蝇中没有出现残翅，但出现了一种新性状——匙型翅，且长翅331只、匙型翅336只。筛选出匙型翅雌雄果蝇随机交配，其后代中没有长翅果蝇，匙型翅和残翅的数量比约为3∶1。分析出现此结果的原因________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)果蝇的细眼(B)和粗眼(b)也是一对相对性状，现有纯种的细眼果蝇和粗眼果蝇雌雄若干，选择____________进行一次杂交实验，若F1是______________________，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。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)已知果蝇的长翅和残翅是由常染色体上一对等位基因控制，用长翅果蝇与残翅果蝇作亲本进行杂交，F1均为长翅，由此可判断长翅是显性性状。假设用D表示果蝇的长翅基因，d表示残翅基因，则亲本中长翅为DD，残翅为dd，F1长翅为Dd，F1自交，F2的基因型为1/4DD、2/4Dd、1/4dd，淘汰残翅果蝇，则F2的基因型为1/3DD、2/3Dd，让其自由交配，D的基因频率为2/3，d的基因频率为1/3，因此F3的基因型为4/9DD、4/9Dd、1/9dd，F3‎ 中残翅果蝇的基因型频率是1/9。(2)果蝇的长翅和残翅是由常染色体上一对等位基因控制，某同学将长翅果蝇与残翅果蝇进行杂交，子代为长翅331只、匙型翅336只。说明其翅型由复等位基因控制，假设匙型翅基因用d1表示，则亲本长翅果蝇的基因型为Dd1，残翅果蝇的基因型为dd，后代为长翅Dd，匙型翅d1d，筛选出匙型翅d1d雌雄果蝇随机交配，其后代为匙型翅d1_和残翅dd的数量比约为3∶1，因此出现此结果的原因是控制翅型的基因中，长翅基因>匙型翅基因>残翅基因。(3)若要证明B、b是位于常染色体或X、Y同源区段，还是在X、Y非同源区段，一般选择同型的隐性个体(粗眼雌蝇)与异型的显性纯合个体(细眼雄蝇)杂交，若B、b位于常染色体，则为BB与bb杂交，后代均为细眼果蝇(Bb)；若B、b位于X、Y同源区段，则为XbXb与XBYB杂交，后代均为细眼果蝇(XBXb、XbYB)；若B、b位于X、Y非同源区段，则为XbXb与XBY杂交，后代雄性个体为粗眼果蝇(XbY)、雌性个体为细眼果蝇(XBXb)；若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，可让F1雌、雄果蝇自由交配(F1雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交)，若B、b位于常染色体上，则为Bb与Bb杂交，后代雌雄均有细眼、粗眼；若B、b位于X、Y同源区段，则为XbYB与XBXb杂交，后代雌果蝇出现细眼(XBXb)和粗眼(XbXb)，雄果蝇均为细眼(XbYB、XBYB)。‎ 答案：(1)长翅　1/9‎ ‎(2)控制翅型的基因是复等位基因，且长翅基因>匙型翅基因>残翅基因 ‎(3)粗眼雌蝇和细眼雄蝇　后代均为细眼果蝇 F1雌、雄果蝇自由交配(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(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)‎ ‎4．(2019·河北衡水中学模拟)某科研人员从北京野生型红眼果蝇中分离出紫眼突变体，并进行了以下实验：‎ 实验①：紫眼雌果蝇×野生型雄果蝇→F1均为红眼→F2中红眼∶紫眼＝3∶1‎ 实验②：紫眼雄果蝇×野生型雌果蝇→F1均为红眼→F2中红眼∶紫眼＝3∶1‎ ‎(1)根据上述实验结果可以确定基因不位于________和X、Y染色体非同源区段。因此，科研人员提出了控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体同源区段的假设(假设1)，你认为果蝇眼色的遗传还可以提出哪一种假设(假设2)________________________________________ ___________。‎ ‎(2)如果对F2的实验结果进一步分析，则支持假设1的实验结果应该是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)经研究确定北京紫眼果蝇突变体的突变基因位于Ⅲ号染色体上，之前发现的来自日本京都果蝇中心的紫眼隐性突变体——Hnr3的突变基因也位于Ⅲ号染色体上，而且Hnr3突变体的其他基因均与野生型的相同。这两种突变体的产生是不同基因突变还是同一基因突变的结果？请设计实验进行研究(简要写出实验设计思路并预期实验结果及结论)。‎ 实验设计思路：让________________________________进行交配，观察子代果蝇的眼色情况。‎ 如果子代表现________________________，则这两种突变体的产生是同一基因突变的结果，‎ 如果子代表现________________________，则这两种突变体的产生是不同基因突变的结果 解析：(1)据实验①②的双亲及其子代的表现型可知，实验①和实验②为正、反交，后代的表现型及比例均相同，说明控制果蝇眼色的基因不是位于X、Y染色体非同源区段和细胞质，可能位于X、Y染色体的同源区段，也可能位于常染色体上。(2)据实验①和②中亲本、F1和F2的表现型可知：红眼对紫眼为显性。假如相关的基因用D和d表示，且控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体同源区段上，即支持假设1，则在实验①中：亲本紫眼雌果蝇与野生型雄果蝇的基因型分别为XdXd、XDYD，F1的基因型为XDXd、XdYD，F2的基因型及其比例为XDXd∶XdXd∶XDYD∶XdYD＝1∶1∶1∶1，表现型及其比例为红眼雌果蝇∶紫眼雌果蝇∶红眼雄果蝇＝1∶1∶2；在实验②中，亲本紫眼雄果蝇与野生型雌果蝇的基因型分别为XdYd、XDXD，F1的基因型为XDXd、XDYd，F2‎ 的基因型及其比例为XDXD∶XDXd∶XDYd∶XdYd＝1∶1∶1∶1，表现型及其比例为红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶紫眼雄果蝇＝2∶1∶1。(3)因北京紫眼果蝇突变体的突变基因与日本的紫眼隐性突变体——Hnr3的突变基因均位于Ⅲ号染色体上，而且Hnr3突变体的其他基因均与野生型的相同。要通过实验研究这两种突变体的产生是不同基因突变还是同一基因突变造成的，其实验设计思路为让北京紫眼果蝇与Hnr3紫眼果蝇进行交配，观察子代果蝇的眼色情况。如果两个突变基因是同一基因突变，则子代均表现紫眼性状。如果两个突变基因为不同基因突变，则子代中会表现出正常的野生型。‎ 答案：(1)细胞质　控制果蝇眼色的基因位于常染色体上 ‎(2)实验①的F2中红眼雌果蝇∶紫眼雌果蝇∶红眼雄果蝇＝1∶1∶2，而实验②的F2中红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶紫眼雄果蝇＝2∶1∶1(或实验①的F2中紫眼均为雌性，实验②的F2中紫眼均为雄性)‎ ‎(3)北京紫眼果蝇与Hnr3紫眼果蝇　紫眼性状　正常的野生型