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文档介绍
【生物】2021届一轮复习苏教版必修2第5单元素养加强课5 基因在染色体上位置的判断与探究学案
根据信息判断基因的位置 (2016·全国卷Ⅱ)果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制,且对于这对性状的表现型而言,G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死,用一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型。据此可推测:雌蝇中( ) A.这对等位基因位于常染色体上,G基因纯合时致死 B.这对等位基因位于常染色体上,g基因纯合时致死 C.这对等位基因位于X染色体上,g基因纯合时致死 D.这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死 [审题指导] (1)子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,说明雄性个体有死亡,判断致死基因位于X染色体上。 (2)亲本是表现型不同的果蝇,即一方为显性性状,一方为隐性性状。子代雄果蝇一半死亡,亲本基因型应为XGXg和XgY,因此判断G基因纯合造成XGY死亡。 D [子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型,可知这对等位基因位于X染色体上。若亲代雄蝇为显性个体,则子代雌蝇不可能有两种表现型,故亲代雄蝇应为隐性个体,基因型为XgY,说明受精卵中不存在g基因(即G基因纯合)时会致死。由于亲代表现型不同,故亲代雌蝇为显性个体,且基因型为XGXg,子一代基因型为XGXg、XgXg、XGY(死亡)、XgY。综上分析,这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死,D项正确。] 根据子代性别、性状的数量分析,可确定基因是位于常染色体上,还是位于性染色体上。若后代中两种表现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;若后代中两种表现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。分析如下: 1.根据表格信息中子代性别、性状的数量比分析推断 灰身、直毛 灰身、分叉毛 黑身、直毛 黑身、分叉毛 雌蝇 0 0 雄蝇 据表格信息:灰身与黑身的比例,雌蝇中3∶1,雄蝇中也为3∶1,二者相同,故为常染色体遗传。直毛与分叉毛的比例,雌蝇中为4∶0,雄蝇中为1∶1,二者不同,故为伴X遗传。 2.依据遗传调查所得数据进行推断 1.(2019·深圳期末)果蝇的有眼与无眼由一对等位基因控制,眼色的红色与白色由另一对等位基因控制。一只无眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇交配,F1全为红眼,让F1雌雄果蝇相互交配得F2,F2的表现型及比例如下表。以下分析不正确的是( ) 红眼 白眼 无眼 雌蝇 3/8 0 1/8 雄蝇 3/16 3/16 1/8 A.有眼与无眼中有眼是显性性状 B.红眼与白眼基因位于X染色体上 C.F1红眼雌蝇测交子代中无眼占1/2 D.F2红眼雌蝇的基因型有两种 D [由上述分析可知,果蝇有眼相对于无眼为显性,红眼与白眼基因位于X染色体上,A、B正确;根据分析可知亲本无眼雌果蝇与白眼雄果蝇的基因型分别为bbXRXR和BBXrY,F1红眼雌蝇的基因型为BbXRXr,与bbXrY 测交子代中只要出现bb即为无眼,故无眼占1/2,C正确;亲本基因型为bbXRXR和BBXrY,F1的基因型为BbXRXr、BbXRY,让F1雌雄果蝇相互交配得F2,F2红眼雌蝇的基因型有BBXRXr、BbXRXr、BBXRXR、BbXRXR共四种,D错误。] 2.(2019·德州月考)两只果蝇杂交,子代表现型及比例如下表所示。下列分析正确的是( ) A.亲本雌雄果蝇的表现型和基因型都相同 B.体色和眼色的遗传不遵循自由组合定律 C.子代灰身红眼雌果蝇中杂合子占2/3 D.子代灰身果蝇随机交配,后代中灰身果蝇占8/9 D [子代雌雄个体灰身∶黑身均为3∶1,说明基因位于常染色体上,且灰身(A)对黑身(a)为显性;子代雌性均为红眼,雄性中红眼∶白眼=1∶1,说明基因位于X染色体上,且红眼(XB)对白眼(Xb)为显性。亲本基因型分别为AaXBXb、AaXBY,A错误;控制体色和眼色的基因位于非同源染色体上,遗传遵循自由组合定律,B错误;子代灰身红眼雌果蝇(A_XBX-)中纯合子(AAXBXB)占1/3×1/2=1/6,所以其中杂合子占5/6,C错误;子代灰身(1/3AA、2/3Aa)果蝇随机交配,后代中灰身比例=1-黑身比例=1-2/3×2/3×1/4=8/9,D正确。] 3.(2019·唐山期末)果蝇的体色和眼色各由一对等位基因控制,利用“♀灰身红眼×灰身红眼”研究两对相对性状的遗传,F1雌、雄蝇中黑身各占1/4,雄蝇中白眼占1/2。下列说法错误的是( ) A.体色和眼色的遗传遵循自由组合定律 B.F1雌蝇中不会出现白眼果蝇 C.F1雄蝇中黑身果蝇占1/4 D.F1随机交配,则F2雌蝇中灰身果蝇占3/8、雄蝇中白眼果蝇占1/4 D [亲代的雌雄果蝇都是灰身,F1雌、雄蝇中黑身各占1/4,说明体色基因位于常染色体上,且黑身为隐性。亲代雌雄果蝇都是红眼,F1雄蝇中白眼占 1/2,说明眼色基因位于X染色体上。因此体色和眼色的遗传遵循自由组合定律,A项正确;亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY ,F1雌蝇眼色基因型为XBXb或XBXB,不会出现白眼果蝇,B项正确;因为黑色属于常染色体隐性,F1雌雄蝇中黑身果蝇均占1/4,C项正确;F1随机交配,则F2雌蝇中灰身果蝇占1-1/2×1/2=3/4、雄蝇中白眼果蝇占:XbY=Xb·Y=1/4×1=1/4,D项错误。] 4.(2019·郑州市质检)将一只无眼灰体雌果蝇与ー只有眼灰体雄果蝇杂交,子代表现型及比例如下表: 眼 性别 灰体∶黑檀体 1/2有眼 雌∶雄=1∶1 雌:3∶1 雄:3∶1 1/2无眼 雌∶雄=1∶1 雌:3∶1 雄:3∶1 请回答下列问题: (1)根据上述杂交结果,________(填“能”或“不能”)判断控制果蝇灰体/黑檀体性状的基因是位于X染色体上还是常染色体上,判断的理由是______________________________。 (2)根据上述杂交结果,可以判断果蝇无眼性状一定不是位于X染色体上的________(填“显性”或“隐性”)性状。 (3)某同学以上述果蝇为实验材料,设计只用一个杂交组合实验来判断果蝇控制有眼/无眼性状的基因的显隐关系和基因的位置。 实验思路:让上述实验中的子代无眼雌果蝇与无眼雄果蝇杂交,统计后代的表现型。 预期实验结果得出结论: ①若后代中有眼只在雄果蝇中出现,则无眼基因__________________________; ②若后代雌雄果蝇中都有无眼和有眼出现,则无眼基因__________________; ③若后代中雌雄果蝇全为无眼,则无眼基因__________。 [解析] (1)上述杂交子代雌雄果蝇灰体∶黑檀体都为3∶1,与性别无关联,判断基因位于常染色体上。 (2)无眼雌果蝇与有眼雄果蝇杂交,后代有眼果蝇和无眼果蝇各占1/2,且有眼果蝇和无眼果蝇中雌雄各占1/2,可排除无眼基因为X染色体上的隐性基因。 (3)上述杂交可能是Aa×aa→Aa∶aa,还可能是XAXa×XaY→XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY。子代无眼雌果蝇与无眼雄果蝇杂交,可能是Aa×Aa,也可能是XAXa×XAY,也可能是aa×aa。 [答案] (1)能 如果控制果蝇灰体/黑檀体性状的基因位于X染色体上,后代雌果蝇不会出现黑檀体(黑檀体果蝇都是雄果蝇),因此基因位于常染色上 (2)隐性 (3)①位于X染色体上且为显性 ②位于常染色体上且为显性 ③位于常染色体上且为隐性 5.控制生物性状的基因是位于常染色体上、X染色体上还是Y染色体上是遗传学研究的重要内容。请根据下列信息回答相关问题: 已知果蝇的暗红眼由隐性基因(r)控制,但不知控制该性状的基因(r)是位于常染色体上、X染色体上还是Y染色体上,请你设计一个简单的调查方案进行调查,并预测调查结果。 (1)方案:寻找暗红眼的果蝇进行调查,统计_____________________。 (2)结果:①____________________, 则r基因位于常染色体上; ②_________________________________________, 则r基因位于X染色体上; ③___________________________________________, 则r基因位于Y染色体上。 [解析] 因为是通过调查来判断r基因位于哪条染色体上,在性染色体上暗红眼性状会和性别有关,所以应统计具有暗红眼果蝇的性别比例。如果暗红眼的个体雄性和雌性数目相当,几乎是1∶1,则说明r基因最可能位于常染色体上。r基因是隐性基因,如果暗红眼的个体雄性多于雌性,则说明r基因最可能位于X染色体上。如果暗红眼的个体全是雄性,则r基因应位于Y染色体上。 [答案] (1)具有暗红眼果蝇的性别比例 (2)①若具有暗红眼的个体,雄性与雌性数目差不多 ②若具有暗红眼的个体,雄性多于雌性 ③若具有暗红眼的个体全是雄性 基因在染色体上位置的实验验证与探究 (2017·全国卷Ⅲ节选)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系:①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换。假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上,请以上述品系为材料,设计实验对这一假设进行验证。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论) [审题指导] (1)题目信息:假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上,则纯合品系①aaBBEE的基因型为XaBXaBEE和XaBYEE;纯合品系②AAbbEE的基因型为XAbXAbEE和XAbYEE;纯合品系③AABBee的基因型为XABXABee和XABYee。 (2)在已知性状的显隐性的情况下,证明一对基因位于X染色体上,应让具有隐性性状的雌性个体与显性性状的雄性个体杂交,后代雌性个体都表现显性性状,雄性个体都表现隐性性状。证明A/a基因位于X染色体上可让品系①的雌蝇与品系②的雄蝇或品系③的雄蝇杂交;证明B/b基因位于X染色体上可让品系②的雌蝇与品系①的雄蝇或品系③的雄蝇杂交。 (3)同时证明A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上可让品系①和品系②中的果蝇正交和反交。也可让品系①的雌蝇与品系③的雄蝇杂交,品系②的雌蝇与品系③的雄蝇杂交。 [解析] 将验证A/a和B/b这两对基因都位于X染色体上,拆分为验证A/a位于X染色体上和B/b位于X染色体上分别进行验证。如利用①的雌蝇与②或③的雄蝇进行杂交实验验证A/a位于X染色体上;利用②的雌蝇与①或③的雄蝇进行杂交实验验证B/b位于X染色体上。实验过程:(以验证A/a位于X染色体上为例)取①的雌蝇与②的雄蝇或③的雄蝇进行杂交实验: 若A/a位于X染色体上,则: 若A/a不位于X染色体上,则 预期结果及结论: 若子一代中雌性全为有眼,雄性全为无眼,则A/a位于X染色体上; 若子一代中全为有眼,且有雌有雄,则A/a位于常染色体上。 [答案] 选择①×②杂交组合进行正反交(或①的雌蝇与③的雄蝇杂交,②的雌蝇与③的雄蝇杂交),观察F1中雄性个体的表现型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同(或两组杂交,F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同),则证明这两对等位基因都位于X染色体上。 1.基因位于X染色体上还是位于常染色体上 (1)若相对性状的显隐性是未知的,且亲本均为纯合子,则用正交和反交的方法。即: 正反交实验⇒ (2)若相对性状的显隐性已知,只需一个杂交组合判断基因的位置。 ①基本思路一:隐性雌性个体与显性雄性纯合个体杂交。即: ②基本思路二:用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交。即: ⇒ 2.基因是伴X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传 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。 (1)基本思路一: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)基本思路二:用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。即: ⇒ 3.基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段 (1)设计思路 隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交,获得的F1全表现为显性性状,再选子代中的雌雄个体杂交获得F2,观察F2表现型情况。即: 1.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌、雄中均既有野生型,又有突变型。若要通过一次杂交实验鉴别突变基因在X染色体还是在常染色体上,选择杂交的F1个体最好是( ) A.突变型(♀)×突变型() B.突变型(♀)×野生型() C.野生型(♀)×野生型() D.野生型(♀)×突变型() D [根据“一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型性状变为突变型性状”,可以得知应该是显性突变。如果是常染色体遗传则为aa突变为Aa,如果是伴X遗传则为XaXa突变为XAXa。不管是伴性遗传还是常染色体遗传,会有“该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌雄中均既有野生型,又有突变型。”因此,若要通过一次杂交实验鉴别突变基因在X染色体还是在常染色体上,选择杂交的F1个体最好是野生型(雌)×突变型(雄)。后代表现为雄鼠都是野生型,雌鼠都是突变型,则突变基因在X染色体上;若后代性状与性别无关联,则在常染色体上。] 2.(2019·湖北联考)野生型果蝇(全为纯合子)的眼型是圆眼。在野生型果蝇群体中偶然发现了一只棒眼雄果蝇。该棒眼雄果蝇与野生型果蝇杂交,F1全为圆眼,F1中的雌雄个体杂交,F2中圆眼个体和棒眼个体的比例为3∶1。若果蝇的圆眼和棒眼受一对等位基因的控制,则下列说法错误的是( ) A.F2的雌果蝇中,纯合体与杂合体的比例为1∶1 B.若F2中棒眼雌果蝇与棒眼雄果蝇的比例为1∶1,则相关基因位于常染色体上 C.若F2中圆眼雄果蝇与棒眼雄果蝇的比例为1∶1,则不能确定相关基因的位置 D.若控制眼型的基因位于性染色体上,让F1中雌果蝇与野生型果蝇杂交,可确定是否同时位于X与Y上 C [该棒眼雄果蝇与野生型果蝇杂交,F1全为圆眼,F1中的雌雄个体杂交,F2中圆眼个体和棒眼个体的比例为3∶1。判断圆眼为显性,棒眼为隐性,基因可能位于常染色体上,也可能位于X染色体上,还可能位于X、Y染色体上。不管哪种情况F2的雌果蝇中,纯合体与杂合体的比例都为1∶1,A项正确;若F2棒眼果蝇中雌、雄的比例为1∶1,则相关基因位于常染色体上,B项正确;若F2雄果蝇中圆眼与棒眼的比例为1∶1,则可确定相关基因位于性染色体上,C项错误;若控制眼型的基因位于性染色体上,让F1中雌果蝇与野生型果蝇杂交,可确定是否同时位于X与Y上,D项正确。] 3.果蝇的细眼(B)和粗眼(b)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。 (1)选择____________________进行一次杂交实验,若F1__________________________________,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。 (2)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)现有纯种的细眼果蝇和粗眼果蝇雌雄若干,因此选择隐性性状的雌蝇与显性性状的雄蝇杂交,可区分基因是只位于X染色体上还是位于常染色体或X、Y同源区段,若F1雌蝇都为细眼,雄蝇都为粗眼,则可判断B、b只位于X染色体上,若F1均为细眼果蝇,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。 (2)B、b位于常染色体或X、Y同源区段,则F1的基因型为Bb或XBXb和XbYB,要进一步判断B、b是位于X、Y同源区段还是常染色体上,有两种方案:一是让F1雌、雄果蝇自由交配,观察F2的表现型及比例;二是F1雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交,观察F2的表现型及比例。 [答案] (1)粗眼雌蝇和细眼雄蝇 均为细眼果蝇 (2)方案一:F1雌、雄果蝇自由交配 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 方案二: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;若后代雌果蝇均为粗眼,雄果蝇均为细眼,则B、b位于X、Y同源区段(写出一个方案即可) (或预测结果及结论表述为:雄果蝇均为细眼,则B、b位于X、Y同源区段,若雄果蝇粗眼、细眼都有,则B、b位于常染色体上也可以) 4.(2018·湖北八校一模)已知果蝇灰身(A)和黑身(a),直毛(B)和分叉毛(b)各为一对相对性状,A与a基因位于常染色体上,B与b基因位置未知。某兴趣小组同学将一只灰身分叉毛雌蝇与一只灰身直毛雄蝇杂交,发现子一代中表现型及分离比为灰身直毛∶灰身分叉毛∶黑身直毛∶黑身分叉毛=3∶3∶1∶1。 (1 )根据上述实验结果是否可以确定两对基因遵循自由组合定律?________(填“是”或“否”)。 (2)根据上述实验结果还不足以确定B与b基因的位置。请你利用现有的亲本及F1果蝇为材料,继续研究以确定B与b基因是只位于X染色体上,还是位于常染色体上。雌果蝇一旦交配过后,再次交配变得困难。根据以上信息,写出两种可行性方案,并预期实验结果。(若为杂交实验,只能一次杂交) 方案一:_____________________________。 预期:若________________________________,则B与b基因只位于X染色体上。 方案二:____________________________________。 预期:若________________________________,则B与b基因只位于X染色体上。 [解析] (1)单独分析子代灰身∶黑身=3∶1,直毛∶分叉毛=1∶1,两对性状是自由组合的。 (2)亲本是分叉毛雌蝇和直毛雄蝇,若统计F1中雌蝇、雄蝇的直毛和分叉毛的表现型,雌蝇表现为直毛,雄蝇表现为分叉毛,则可确定B与b基因只位于X染色体上。让亲本的直毛雄蝇与F1中直毛雌蝇交配,若后代雌蝇均为直毛,雄蝇一半直毛一半分叉毛,则可确定B与b基因只位于X染色体上。 [答案] (1)是 (2)统计F1中雌蝇雄蝇的表现型 雌蝇表现为直毛,雄蝇表现为分叉毛 亲本的直毛雄蝇与F1中直毛雌蝇交配 后代雌蝇均为直毛,雄蝇一半直毛一半分叉毛 5.(2019·衡水中学五调)果蝇的XY染色体存在同源区段和非同源区段(如图所示),同源区段存在等位基因或相同基因,非同源区段不存在等位基因。果蝇的刚毛和截毛、灰体和黑檀体是两对独立遗传的相对性状。某研究小组用一只灰体截毛雌果蝇与黑檀体刚毛雄果蝇交配得F1,F1果蝇的表现型及比例为灰体刚毛∶黑檀体刚毛=1∶1,F1中雌雄果蝇交配得F2,F2果蝇的表现型及比例为刚毛∶截毛=3∶1。请回答下列问题: (1)依据上述实验结果________(填“能”或“不能”)确定控制果蝇刚毛和截毛性状的基因是位于X、Y染色体的同源区段上,还是位于常染色体上,理由是_______________。 (2)若进一步统计子二代中刚毛果蝇的性别比例,若________________,则说明控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于常染色体上;若_______________________________,则说明控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于X、Y染色体的同源区段上。 (3)已知控制果蝇灰体和黑檀体的基因位于常染色体上,请从F1果蝇中选材,设计一次杂交实验来确定灰体和黑檀体的显隐性关系(要求:写出实验思路和预期结果)。 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 [解析] (1)截毛雌果蝇与刚毛雄果蝇交配得F1,F1果蝇的表现型都为刚毛,F1中雌雄果蝇交配得F2,F2果蝇的表现型及比例为刚毛∶截毛=3∶1,判断刚毛为显性性状,截毛为隐性性状,可排除控制果蝇刚毛和截毛性状的基因不是只位于X染色体上,可能位于常染色体上,也可能位于X、Y染色体的同源区段上。 (2)若控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于常染色体上,则子二代中刚毛果蝇的性别比例为1∶1;若控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于X、Y染色体的同源区段上,则子二代刚毛果蝇的雄∶雌性比例为2∶1。 (3)若控制果蝇灰体和黑檀体的基因位于常染色体上,则F1果蝇为Aa和aa,要确定灰体和黑檀体的显隐性关系,只需让F1的灰体果蝇雌雄交配或黑檀体果蝇雌雄交配,观察子代的表现型。 [答案] (1)不能 基因位于X、Y染色体的同源区段上或位于常染色体上, F2果蝇的表现型及比例均为刚毛∶截毛=3∶1 (2)雄性∶雌性=1∶1 雄性∶雌性=2∶1 (3)实验思路一:让F1的灰体雌雄果蝇杂交 预期结果:若子代全为灰体,则灰体为隐性;若子代中灰体∶黑檀体=3∶1,则灰体为显性 实验思路二:让F1的黑檀体雌雄果蝇杂交 预期结果:若子代全为黑檀体,则黑檀体为隐性;若子代中黑檀体∶灰体=3∶1,则黑檀体为显性查看更多