加強(qiáng)提升課（四）基因位置的判定及相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)突破 (2016高考全國卷)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(guān)系和該等位基因所在的染色體是未知的。同學(xué)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1111。同學(xué)乙用兩種不同的雜交實(shí)驗(yàn)都證實(shí)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(jié)果，回答下列問題：(1)僅根據(jù)同學(xué)甲的實(shí)驗(yàn)，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(xué)甲得到的子代果蠅為材料設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都能獨(dú)立證明同學(xué)乙的結(jié)論。(要求：每個(gè)實(shí)驗(yàn)只用一個(gè)雜交組合，并指出支持同學(xué)乙結(jié)論的預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。)解析：(1)判斷某性狀是常染色體遺傳還是伴X染色體遺傳的依據(jù)通常是子代雌雄中的表現(xiàn)型及比例，若雌雄中的表現(xiàn)型及比例不同，則相關(guān)基因最可能位于X染色體上。而題干中，子代雌雄中表現(xiàn)型都是灰體黃體11，因此無法判斷控制體色的基因位于X染色體上還是位于常染色體上。(2)要證明控制體色的基因位于X染色體上，則選擇的親本雜交后代的表現(xiàn)型應(yīng)與性別相關(guān)聯(lián)，即雌雄的表現(xiàn)型不同，據(jù)此原則可選擇雜交組合。假設(shè)控制體色的基因?yàn)锳、a，控制體色的基因位于X染色體上且黃體為隱性性狀，則題干中灰體雌蠅的基因型為XAXa，黃體雄蠅的基因型為XaY，二者雜交子代的基因型分別為XAXa、XaXa、XAY、XaY。XaXa(黃體雌蠅)XAY(灰體雄蠅)XAXa(灰體雌蠅)、XaY(黃體雄蠅)，XAXa(灰體雌蠅)XAY(灰體雄蠅)XAXa(灰體雌蠅)、XAXA(灰體雌蠅)、XAY(灰體雄蠅)、XaY(黃體雄蠅)。答案：(1)不能。(2)實(shí)驗(yàn)1：雜交組合：黃體灰體。預(yù)期結(jié)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(shí)驗(yàn)2：雜交組合：灰體灰體。預(yù)期結(jié)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。 (2015高考山東卷)果蠅的長翅(A)對殘翅(a)為顯性、剛毛(B)對截毛(b)為顯性。為探究兩對相對性狀的遺傳規(guī)律，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。親本組合F1表現(xiàn)型F2表現(xiàn)型及比例實(shí)驗(yàn)一長翅剛毛()殘翅剛毛()長翅剛毛長翅 長翅 長翅 殘翅 殘翅 殘翅剛毛 剛毛 截毛 剛毛 剛毛 截毛 6 3 3 2 1 1實(shí)驗(yàn)二長翅剛毛()殘翅剛毛()長翅剛毛長翅 長翅 長翅 殘翅 殘翅 殘翅剛毛 剛毛 截毛 剛毛 剛毛 截毛6 3 3 2 1 1(1)若只根據(jù)實(shí)驗(yàn)一，可以推斷出等位基因A、a位于_染色體上；等位基因B、b可能位于_染色體上，也可能位于_染色體上。(填“?！薄癤”“Y”或“X和Y”)(2)實(shí)驗(yàn)二中親本的基因型為_；若只考慮果蠅的翅型性狀，在F2的長翅果蠅中，純合體(子)所占比例為_。(3)用某基因型的雄果蠅與任何雌果蠅雜交，后代中雄果蠅的表現(xiàn)型都為剛毛。在實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的F2中，符合上述條件的雄果蠅在各自F2中所占比例分別為_和_。答案：(1)常XX和Y(注：兩空可顛倒)(2)AAXBYB、aaXbXb(注：順序可顛倒)1/3(3)01/2 (2017高考全國卷節(jié)選)已知某種昆蟲的有眼(A)與無眼(a)、正常剛毛(B)與小剛毛(b)、正常翅(E)與斑翅(e)這三對相對性狀各受一對等位基因控制。現(xiàn)有三個(gè)純合品系：aaBBEE、AAbbEE和AABBee。假定不發(fā)生染色體變異和染色體交換，回答下列問題：假設(shè)A/a、B/b這兩對等位基因都位于X染色體上，請以上述品系為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對這一假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。(要求：寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論)解析：實(shí)驗(yàn)思路：要驗(yàn)證A/a和B/b這兩對等位基因都位于X染色體上，可通過aaBBEE、AAbbEE兩種實(shí)驗(yàn)材料，利用正反交實(shí)驗(yàn)，觀察F1雄性個(gè)體中剛毛和眼兩對性狀，如果正反交結(jié)果均不相同，則A/a、B/b這兩對等位基因都位于X染色體上。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：正交EEXaBXaB EEXAbYF1：全部為有眼正常剛毛正常翅， 全部為無眼正常剛毛正常翅。反交 EEXaBYEEXAbXAbF1：全部為有眼正常剛毛正常翅， 全部為有眼小剛毛正常翅。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：A/a、B/b這兩對等位基因都位于X染色體上。答案：選擇雜交組合進(jìn)行正反交，觀察F1中雄性個(gè)體的表現(xiàn)型。若正交得到的F1中雄性個(gè)體與反交得到的F1中雄性個(gè)體有眼/無眼、正常剛毛/小剛毛這兩對相對性狀的表現(xiàn)均不同，則證明這兩對等位基因都位于X染色體上。課時(shí)作業(yè)1.(2018鄂、豫、晉、冀、魯聯(lián)考)某種植物是雌雄異株的XY型性別決定的生物，它的X和Y性染色體結(jié)構(gòu)如圖(表示同源區(qū)段，、表示非同源區(qū)段)。該植物的花色有紅色和紫色兩種，控制這一對相對性狀的基因(A和a)位于性染色體上，有人利用該植物這一對相對性狀做了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表。請分析回答下列問題：雜交組合一P：紫花()紅花()F1：全紫花雜交組合二P：紫花()紅花()F1：紫花()紅花()11雜交組合三P：紫花()紅花()F1：紅花()紫花()11(1)根據(jù)雜交組合_，可以判斷花色的顯性性狀為_。(2)僅根據(jù)雜交組合二，可以判斷控制花色性狀的基因位于_區(qū)段；僅根據(jù)雜交組合三，可以判斷控制花色性狀的基因位于_區(qū)段。(3)雜交組合二、三中父本的基因型分別為_。(4)雜交組合二的F1中雌株與雜交組合三的F1中雄株交配，后代中紫花植株的比例為_，紫花植株中純合子的比例為_。答案：(1)一紫色(2)或(3)XAYa、XaYA(4)3/41/32正常剛毛與截剛毛是一對相對性狀。若控制剛毛性狀的等位基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段，則正常剛毛雄果蠅表示為XBYB、XBYb、XbYB，若僅位于X染色體上，則只表示為XBY。現(xiàn)有各表現(xiàn)型的純種果蠅，欲利用一次雜交實(shí)驗(yàn)來推斷這對等位基因是位于X、Y染色體上的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上。(1)方法：用表現(xiàn)型為_的雌果蠅和_的雄果蠅雜交，記錄子代的性狀表現(xiàn)。(2)結(jié)果分析：若子一代_，則這對等位基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上；若子一代_，則這對等位基因僅位于X染色體上。答案：(1)截剛毛正常剛毛(2)雌、雄果蠅全為正常剛毛雄果蠅全為截剛毛，雌果蠅全為正常剛毛3自然界的大麻(2N20)為雌雄異株植物，性別決定方式為XY型。回答下列問題(以下研究的等位基因均為完全顯性)：(1)大麻雄株的染色體組成可表示為_。(2)大麻有藍(lán)花和紫花兩種表現(xiàn)型，由兩對等位基因A和a(位于常染色體)、B和b(位于X染色體)共同控制，已知紫花形成的生物化學(xué)途徑如圖1。用藍(lán)花雄株(aaXBY)與某紫花雌株雜交，F(xiàn)1中雄株全為紫花，則親本紫花雌株的基因型為_，F(xiàn)1中雌株的表現(xiàn)型為_。讓F1中雌雄植株雜交，F(xiàn)2雌株中紫花與藍(lán)花植株之比為_。(3)研究發(fā)現(xiàn)，大麻種群中的雌雄個(gè)體均有抗病和不抗病個(gè)體存在，已知該抗病性狀受顯性基因F控制，位于性染色體上，圖2為其性染色體簡圖。(X和Y染色體的片段是同源的，該部分基因互為等位基因；1、2片段是非同源的，該部分基因不互為等位基因)F、f基因不可能位于圖中的_片段。現(xiàn)有抗病的雌、雄大麻若干株，其中雌株均為雜合子，請通過一代雜交實(shí)驗(yàn)，推測雜交子一代可能出現(xiàn)的性狀及控制該性狀的基因位于圖2中的哪個(gè)片段。(只要求寫出子一代的性狀表現(xiàn)和相應(yīng)的結(jié)論)a若_。b若_。解析：(1)大麻(2N20)為雌雄異株，性別決定方式為XY型，其雄株含有18條常染色體和性染色體XY，染色體組成為18XY。(2)根據(jù)題意，紫花為A_XbY，A_XbXb，用藍(lán)花雄株(aaXBY)與某紫花雌株雜交，F(xiàn)1中雄株全為紫花，說明F1雄株基因型為AaXbY，則親本紫花雌株的基因型為AAXbXb。aaXBY與AAXbXb雜交，F(xiàn)1雌株基因型為AaXBXb，表現(xiàn)型為藍(lán)花。讓F1中的雌雄植株雜交，即AaXbY與AaXBXb雜交，則F2雌株中紫花(3A_XbXb)，藍(lán)花(3A_XBXb1aaXBXb1aaXbXb)35。(3)已知該抗病性狀受顯性基因F控制，位于性染色體上，大麻種群中的雌雄個(gè)體均有抗病和不抗病個(gè)體存在，據(jù)此可判斷F、f基因不可能位于Y染色體的非同源區(qū)段即圖中1上。抗病的雌株均為雜合子，若控制該性狀的基因位于片段上，則抗病的雌大麻的基因型為XFXf，抗病的雄大麻一定含有F基因，其基因型可能為XFYF、XFYf、XfYF；XFXf與XFYF雜交，后代雌雄性均表現(xiàn)為抗?。籜FXf與XFYf雜交，后代雌性均表現(xiàn)為抗病，雄性中抗病與不抗病的均有；XFXf與XfYF雜交，后代雄性均表現(xiàn)為抗病，雌性中抗病與不抗病的均有；上述特征可概括為：子一代中雌株、雄株均有抗病和不抗病性狀(或與常染色體遺傳類似，子一代中雌株、雄株均表現(xiàn)為多數(shù)抗病，少數(shù)不抗病，或子一代中雌株有抗病和不抗病性狀)。若控制該性狀的基因位于2片段上，則抗病雄大麻的基因型為XFY；XFXf與XFY雜交，后代雌性均表現(xiàn)為抗病，雄性中抗病與不抗病的均有。答案：(1)18XY(2)AAXbXb藍(lán)花35(3)1a.子一代中雌株、雄株均有抗病和不抗病性狀，則控制該性狀的基因位于片段b子一代中雌株全表現(xiàn)為抗病，雄株有抗病和不抗病性狀，則控制該性狀的基因位于2片段4.(2018山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)某種昆蟲其性別決定方式為XY型，若灰身(A)對黑身(a)為顯性，長翅(B)對殘翅(b)為顯性，剛毛(D)對截毛(d)為顯性，其中A和a、B和b這兩對基因位于常染色體上，位置關(guān)系如圖所示，D和d這對基因位于性染色體上。請回答下列問題(不考慮基因突變和基因重組)：(1)該昆蟲的性別是_。在細(xì)胞分裂過程中，正常情況A和B分離發(fā)生在_(時(shí)期)。(2)基因型如圖所示的個(gè)體與一表現(xiàn)型為黑身殘翅截毛的個(gè)體交配，其后代個(gè)體中灰身殘翅截毛個(gè)體的概率為_。(3)現(xiàn)有一基因型為AaBb的雄性個(gè)體，請?jiān)O(shè)計(jì)一雜交實(shí)驗(yàn)，探究A和B這兩個(gè)基因是否位于同一條染色體上。最好選擇基因型為aabb的雌性個(gè)體與之交配，若后代表現(xiàn)型及比例為_，則說明A和B這兩個(gè)基因位于同一條染色體上；若后代表現(xiàn)型及比例為灰身殘翅黑身長翅11，則說明A和b位于同一條染色體上。(4)如圖所示的一個(gè)性原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生的生殖細(xì)胞的基因組成為_。(5)已知D、d位于性染色體上，但不知是位于X、Y染色體的同源區(qū)段，還是僅位于X染色體上，請?jiān)O(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)確定。(現(xiàn)雄、雄性個(gè)體中均有顯、隱性純合子供選擇)假設(shè)選擇的親本的表現(xiàn)型是：截毛剛毛，若后代_，則這對基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段；若后代雌性個(gè)體全為剛毛，雄性個(gè)體全為截毛，則這對基因僅位于X染色體上。解析：(1)D和d這對基因位于性染色體上，而該細(xì)胞中D和d基因所在的染色體大小相同，說明其為2條X染色體，由此推知該昆蟲的性別是雌性；A和B基因分別位于兩條同源染色體上，所以在細(xì)胞分裂過程中，正常情況A和B分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期(或減后期)，因?yàn)樵摃r(shí)期會(huì)發(fā)生同源染色體分離。(2)基因型如圖所示的個(gè)體(AaBbXDXd)與一表現(xiàn)型為黑身殘翅截毛的個(gè)體(aabbXdY)交配，可以將常染色體上的基因與X染色體上的基因分開考慮。先考慮常染色體上的基因，由題意可知，基因型為AaBb個(gè)體產(chǎn)生的雌配子有Ab和aB兩種，基因型為aabb個(gè)體只能產(chǎn)生一種雄配子，所以雜交后代中灰身殘翅個(gè)體(Aabb)所占比例為1/2；再考慮X染色體上的基因，XDXdXdY雜交后代中截毛個(gè)體(XdXd和XdY)所占比例是1/2。綜合考慮可知，后代個(gè)體中灰身殘翅截毛個(gè)體的概率為1/21/21/4。(3)本題可用逆推法。如果A和B這兩個(gè)基因位于同一條染色體上，則基因型為AaBb的雄性個(gè)體能產(chǎn)生AB和ab兩種雄配子，基因型為aabb的雌性個(gè)體只能產(chǎn)生含ab的一種雌配子，那么雜交后代的基因型及比例為AaBbaabb11，表現(xiàn)型及比例為灰身長翅黑身殘翅11。(4)如圖所示的一個(gè)性原細(xì)胞的基因組成為AaBbXDXd，A和a、B和b這兩對基因位于常染色體上，而且位于一對同源染色體上，如果不考慮基因突變和基因重組，則可按基因的分離定律進(jìn)行分析；D、d位于X染色體上，性染色體上的基因與常染色體上的基因遵循基因的自由組合定律；圖示細(xì)胞為卵原細(xì)胞，經(jīng)減數(shù)分裂能只能形成一個(gè)卵細(xì)胞。綜合考慮分析可知，如圖所示的一個(gè)性原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生的生殖細(xì)胞的基因組成為AbXD或AbXd或aBXD或aBXd。(5)可用假設(shè)逆推法解題。假設(shè)這對基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段，則截毛(XdXd)剛毛(XDYD)雜交后代中雌雄個(gè)體均為剛毛(XDXd和XdYD)。答案：(1)雌性減數(shù)第一次分裂后期(或減后期)(2)1/4(3)灰身長翅黑身殘翅11(4)AbXD或AbXd或aBXD或aBXd(5)雌雄個(gè)體均為剛毛