2021高考生物一轮复习第5单元遗传的基本规律拓展微课6基因位置的判断及遗传实验设计教案

2021高考生物一轮复习第5单元遗传的基本规律拓展微课6基因位置的判断及遗传实验设计教案

基因位置的判断及遗传实验设计 ‎　　1.判定两对基因是否位于同一对同源染色体上 适用条件:相对性状的显隐性已知,且可得到双杂合子的F1。‎ ‎①方法一:‎ F1自交⇒‎‎①若子代性状分离比为9∶3∶3∶1⇒位于两对同源染色体上‎②若子代性状分离比不为9∶3∶3∶1⇒位于一对同源染色体上 ‎②方法二:‎ F1测交⇒‎‎①若子代性状分离比为1∶1∶1∶1⇒位于两对同源染色体上‎②若子代性状分离比不为1∶1∶1∶1⇒位于一对同源染色体上 ‎2.判定基因在常染色体上还是在X染色体上 ‎(1)适用条件:相对性状的显隐性未知,且亲本均为纯合子。‎ 正反交实验⇒‎‎①若正反交子代雌雄表现型相同⇒在常染色体上‎②若正反交子代雌雄表现型不同⇒在X染色体上 ‎(2)适用条件:相对性状的显隐性已知,且只需一个杂交组合。‎ 纯合隐性雌×纯合显性雄‎①若子代中雌性全为显性,雄性全为隐性⇒在X染色体上‎②若子代中雌性、雄性均为显性‎⇒在常染色体上 ‎3.判定基因在X、Y染色体的同源区段上还是只在X染色体上 ‎(1)适用条件:相对性状的显隐性已知,且控制性状的基因在性染色体上。‎ ‎①方法一:‎ 纯合隐性雌×纯合显性雄⇒‎‎①若子代所有雄性均为显性性状⇒位于X、Y染色体的同源区段上‎②若子代所有雄性均为隐性性状⇒仅位于X染色体上 ‎②方法二:‎ 7‎ 杂合显性雌×纯合显性雄⇒‎‎①若子代中雌雄个体全表现显性性状⇒位于X、Y染色体的同源区段上‎②若子代中雌性个体全表现显性性状,雄性个体中既有显性性状又有隐性性状⇒仅位于X染色体上 ‎(2)适用条件:相对性状的显隐性未知,且控制性状的基因在性染色体上,亲本均为纯合子。‎ 正反交实验⇒‎‎①若正反交子代雌雄表现型相同⇒位于X、‎Y染色体的同源区段上‎②若正反交子代雌雄表现型不同⇒位于X染色体上 ‎4.判定基因在常染色体上还是X、Y染色体同源区段上 适用条件:相对性状的显隐性已知,且亲本均为纯合子 ‎ ‎ ‎ ‎‎①若F‎2‎雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现,则该基因位于常染色体上。‎‎②若F‎2‎中雄性个体全表现为显性性状,雌性个体中既有显性性状又有隐性性状,则该基因位于X、Y染色体的同源区段上。‎ ‎1.(2019山东淄博高三三模)某自花传粉的二倍体植物,其种子颜色的遗传受3对等位基因控制。每对基因中都至少有一个显性基因存在时,种子才表现为有色,其余表现为无色。甲、乙、丙三种无色种子品系相互杂交,获得的后代均为有色种子。请回答下列问题:‎ ‎(1)甲品系的基因型是　　　　　　。(用字母A、a、B、b、D、d表示) ‎ ‎(2)该植物体细胞染色体数目为20条,花粉母细胞经减数分裂产生的雄性生殖细胞中含有　　　　条染色体,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)研究人员对三对基因进行定位,已经确定其中两对基因位于两对不同的染色体上,尚未确定第三对基因的位置,请利用甲、乙、丙三种无色种子品系设计杂交方案,探究第三对基因与前两对基因的位置关系。(不考虑交叉互换)‎ 实验方案:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 预期结果和结论:‎ 7‎ ‎①　 ; ‎ ‎②　 　, ‎ 则说明第三对基因位于前两对基因中其中一对基因所在的染色体上。‎ ‎1.答案　(1)AABBdd或AAbbDD或aaBBDD ‎(2)10　同源染色体分离后分别进入两个子细胞(或答出染色体复制一次,细胞分裂两次)‎ ‎(3)将甲、乙、丙三种无色种子品系相互杂交获得F1,将三种F1分别自交,分别统计F2种子的表现型和比例　①若三组F2种子表现型及比例均为有色∶无色=9∶7,则说明第三对基因位于前两对基因所在染色体以外的其他染色体上　②若其中两组F2种子有色∶无色=9∶7,另一组种子有色∶无色=1∶1‎ 解析　(1)每对基因中都至少有一个显性基因存在时,种子才表现为有色,其余表现为无色。甲、乙、丙三种无色种子品系相互杂交,获得的后代均为有色种子,说明甲、乙、丙各含有一对不同的隐性纯合基因,且两两之间共有一对显性纯合基因,甲品系的基因型是AABBdd或AAbbDD或aaBBDD。(2)该植物体细胞染色体数目为20条,花粉母细胞经减数分裂产生雄性生殖细胞的过程中,减数第一次分裂过程中同源染色体分离,导致生殖细胞中染色体数目减半,生殖细胞中含有10条染色体。(3)已知其中两对基因位于两对不同的染色体上,尚未确定第三对基因的位置,利用甲、乙、丙三种无色种子品系进行杂交,根据F2种子的表现型和比例可判断第三对基因的位置。‎ 实验方案:甲、乙、丙两两之间共有一对显性纯合基因,将甲、乙、丙三种无色种子品系相互杂交获得F1,则F1中分别含有一对显性纯合基因和两对杂合基因,将三种F1分别自交,分别统计F2种子的表现型和比例。‎ 预期结果和结论:①若第三对基因位于前两对基因所在染色体以外的其他染色体上,则三对基因的遗传遵循自由组合定律,三组F2种子表现型及比例均为有色∶无色=9∶7。②若第三对基因位于前两对基因中其中一对基因所在的染色体上,则这两对基因的遗传遵循连锁定律,且和另一对基因的遗传遵循自由组合定律,则其中两组杂交F2种子有色∶无色=9∶7,另一组种子有色∶无色=1∶1。‎ ‎2.(2019广东揭阳高三期末测试)已知果蝇的圆眼和棒眼受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐关系和等位基因所在的染色体是未知的。现有纯种的圆眼和棒眼雌雄果蝇若干,某研究小组从中选取亲本进行了杂交实验,结果如图。据实验结果回答下列问题:‎ 7‎ ‎(1)仅根据实验结果,能否推断出控制眼型的基因仅位于X染色体还是常染色体?并说明理由。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)根据实验结果推断棒眼对圆眼为　　　　(填“显性”或“隐性”)性状。 ‎ ‎(3)为验证以上推断,研究小组的成员从F2果蝇中选择材料,设计了两个不同的杂交实验,都能独立证明以上推断。请你写出支持以上推断的杂交组合及对应的预期实验结果。(要求:每个实验只用1个杂交组合)   　。 ‎ ‎2.答案　(1)可推断出控制眼形的基因位于X染色体上。若位于常染色体上,F2的性状分离比为3∶1,与题干中实验结果不符　(2)隐性 ‎(3)①杂交组合:F2中圆眼的雌雄果蝇杂交　预期结果:子代中圆眼雌果蝇∶圆眼雄果蝇∶棒眼雄果蝇=2∶1∶1(或子代中雌果蝇全部为圆眼,雄果蝇有一半为圆眼,一半为棒眼)‎ ‎②杂交组合:F2中棒眼雌果蝇与圆眼雄果蝇杂交　预期结果:子代中圆眼雌果蝇∶棒眼雄果蝇=1∶1(或子代中雌果蝇全部为圆眼,雄果蝇全部为棒眼)‎ 解析　(1)亲代为具有相对性状的纯合亲本,子一代为杂合子。若为常染色体遗传,子一代雌雄个体交配的后代性状分离比为3∶1,与题干中实验结果不符。(2)由子二代雄性个体的性状可推导出子一代雌性为XAXa,而子二代的雌性个体存在两种性状,可知棒眼为隐性性状。(3)要验证以上推断,构建的杂交组合得到的子代个体雌雄性状不一致方可证明。所以可以用两种杂交组合:①F2中圆眼的雌雄果蝇杂交。预期结果:子代中圆眼雌果蝇∶圆眼雄果蝇∶棒眼雄果蝇=2∶1∶1;②F2中棒眼雌果蝇与圆眼雄果蝇杂交。预期结果:子代中圆眼雌果蝇∶棒眼雄果蝇=1∶1。‎ 7‎ ‎3.(2019福建龙岩高三期末质检)果蝇的长翅、残翅为一对相对性状(相关基因用A、a表示),圆眼和棒眼为另一对相对性状(相关基因用B、b表示),控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。现有长翅圆眼雌果蝇和残翅棒眼雄果蝇杂交,F1随机交配,F2的表现型及比例如图甲所示,图乙表示果蝇性染色体的形态。请回答下列问题:‎ ‎(1)果蝇的翅形和眼形的两对相对性状中,显性性状分别为　　　　　　。 ‎ ‎(2)控制果蝇的翅形基因位于　　　　染色体上,判断的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)亲代雌果蝇的基因型为　　　　。图甲的杂交实验结果　　　　(填“能”或“不能”)确定控制眼形的基因位于图乙的Ⅰ还是Ⅱ区段。请从自然种群中选择适当个体,设计一次杂交实验加以探究。 ‎ ‎①写出杂交组合(表现型)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ‎ ‎②预测实验结果及结论   　。 ‎ ‎3.答案　(1)长翅、圆眼　(2)常　F2雌、雄果蝇长翅与残翅的比例均为3∶1,性状表现与性别无关　(3)AAXBXB　不能　①纯合的圆眼雄果绳和棒眼雌果蝇(或纯合的圆眼雄果蝇和杂合的圆眼雌果蝇)　②若杂交子代雌雄个体都为圆眼,则控制圆眼和棒眼的基因在Ⅰ区段上;若杂交子代中雌性个体都为圆眼,雄性个体都为棒眼(或雄性个体圆眼与棒眼的比例为1∶1),则控制圆眼和棒眼的基因在Ⅱ区段上 解析　(1)由分析可知F2雌雄个体中长翅∶残翅=3∶1;雄果蝇中圆眼∶棒眼=3∶1,雌果蝇中无棒眼,故翅形中长翅为显性性状,眼形中圆眼为显性性状。(2)控制果蝇的翅形基因位于常染色体上,因为F2雌、雄果蝇长翅与残翅的比例均为3∶1,性状表现与性别无关;控制果蝇的眼形基因位于X染色体上,因F2中棒眼个体都是雄果蝇,在雌果蝇中没有棒眼个体。(3)由F2雌雄个体表现型及比例可知F1雌雄果蝇基因型为AaXBXb、AaXBY或AaXBYb,故亲代雌雄果蝇基因型为AAXBXB、aaXbY或aaXbYb,图甲的杂交实验结果不能确定控制眼形的基因位于图乙的Ⅰ还是Ⅱ区段,需要选择纯合的圆眼雄果绳和棒眼雌果蝇(或纯合的圆眼雄果蝇和杂合的圆眼雌果蝇)做杂交实验来进行验证。若控制圆眼和棒眼的基因在Ⅰ区段上,选择的实验果蝇的基因型为XBYB 7‎ 和XbXb(或XBYB和XBXb),则杂交后代雌雄个体都为圆眼;若控制圆眼和棒眼的基因在Ⅱ区段上,选择的实验果蝇的基因型为XBY和XbXb(或XBY和XBXb),则杂交子代中雌性个体都为圆眼,雄性个体都为棒眼(或雄性个体圆眼与棒眼的比例为1∶1)。‎ ‎4.(2019陕西高三第二次联考)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一对等位基因控制的,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:用F1中的个体自由交配得到F2,保留F2中的长翅果蝇,淘汰残翅果蝇,让F2中长翅果蝇自由交配,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,选择粗眼雌蝇和细眼雄蝇进行一次杂交实验,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:    　。 ‎ ‎4.答案　(1)长翅　1/9　(2)控制果蝇翅型的等位基因有三个,且显隐性关系为长翅基因>匙型翅基因>残翅基因　(3)后代均为细眼果蝇　F1雌、雄果蝇自由交配(或F1雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交)　若后代雌雄果蝇中均有细眼、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(或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)‎ 解析　(1)据题意,具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现为显性性状,所以长翅为显性性状。假设等位基因为A、a,F1自由交配产生的F2中淘汰残翅(隐性性状aa),则F2‎ 7‎ 中表现为长翅的果蝇基因型为1/3AA、2/3Aa,F2产生的配子为2/3A、1/3a,F2长翅果蝇自由交配,理论上F3中残翅果蝇的基因型频率aa=1/3×1/3=1/9。 (2)长翅与残翅交配,子代长翅∶匙翅≈1∶1,匙翅雌雄果蝇交配,子代匙翅∶残翅≈3∶1,则显隐性关系为长翅基因>匙型翅基因>残翅基因。设长翅为a1,匙翅为a2、残翅为a3,长翅果蝇(a1a2)与残翅果蝇(a3a3)进行杂交,子代表现为长翅(a1a3) ∶匙翅(a2a3)=1∶1,匙翅果蝇自由交配,F2表现型为匙翅(a2a2+a2a3) ∶残翅(a3a3)=3∶1。(3)用一次交配实验进行基因定位,应选择隐性雌性个体与纯合的显性雄性个体杂交,即选择粗眼雌蝇和细眼雄蝇杂交,如果基因位于X染色体非同源区段上,亲本基因组成为:XbXb×XBY,则子代中雌果蝇全为细眼,雄果蝇全为粗眼;如果基因位于常染色体或X、Y的同源区段上,亲本基因组成:bb×BB(XbXb×XBYB),则子代中无论雌雄全为细眼Bb(XBXb、XbYB)。如果进一步探究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,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XBXb与XbYB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)。还可选F1雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交,如果B、b位于常染色体上,则后代无论雌雄均有细眼和粗眼;如果B、b位于X、Y同源区段,则F1雄果蝇基因型为XbYB,与粗眼雌果蝇XbXb杂交,子代中雌果蝇全为粗眼XbXb,雄果蝇全为细眼XbYB。‎ 7‎