加強提升課(四)基因位置的判定及相關實驗設計突破基因位于X染色體上還是位于常染色體上的判斷(1)若相對性狀的顯隱性是未知的，且親本均為純合子，則用正交和反交的方法判斷，即：正反交實驗(2)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方法判斷，即：隱性雌顯性雄某野生型果蠅種群中，一只雌果蠅的一條染色體上的某基因發(fā)生了突變，使野生型性狀變?yōu)橥蛔冃托誀?。讓該雌果蠅與野生型雄果蠅交配，F(xiàn)1的雌雄個體中均既有野生型，又有突變型。(設相關基因用R、r表示)(1)在野生型和突變型這對相對性狀中，顯性性狀是_，隱性性狀是_。(2)根據上述雜交實驗的結果能否確定突變基因是位于X染色體上，還是位于常染色體上？請簡要說明推斷過程：_。(3)若要通過一次交配實驗確定突變基因是位于X染色體上，還是位于常染色體上，最好選擇F1中雌性為_型，雄性為_型的個體作交配的親本。答案：(1)突變型野生型(2)不能。在Rrrr和XRXrXrY兩種情況下后代雌雄個體均有兩種表現(xiàn)型(3)野生突變基因是伴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。(1)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：(2)基本思路二：用“雜合顯性雌純合顯性雄”進行雜交，觀察分析F1的性狀。即：野生型果蠅(純合體)的眼形是圓眼，某遺傳學家在研究中偶然發(fā)現(xiàn)一只棒眼雄果蠅，他想探究果蠅眼形的遺傳方式，設計了如圖甲所示的實驗。雄果蠅的染色體的模式圖及性染色體放大圖如圖乙所示。據圖分析回答下列問題：(1)由F1可知，果蠅眼形的_是顯性性狀。(2)若F2中圓眼棒眼31，且雌、雄果蠅個體中均有圓眼、棒眼，則控制圓眼、棒眼的基因位于_染色體上。(3)若F2中圓眼棒眼31，但僅在雄果蠅中有棒眼，則控制圓眼、棒眼的基因有可能位于_，也有可能位于_。(4)請從野生型、F1、F2中選擇合適的個體，設計方案，對上述(3)中的問題作出判斷。實驗步驟：用F2中棒眼雄果蠅與F1中雌果蠅交配；選取子代中的_與_交配，觀察子代中有沒有_個體出現(xiàn)。預期結果與結論：若只有雄果蠅中出現(xiàn)棒眼個體，則控制圓眼、棒眼的基因位于_；若子代中沒有棒眼果蠅出現(xiàn)，則控制圓眼、棒眼的基因位于_。答案：(1)圓眼(2)常(3)X染色體的區(qū)段X和Y染色體的區(qū)段(順序可顛倒)(4)實驗步驟：棒眼雌果蠅野生型雄果蠅棒眼預期結果與結論：X染色體的特有區(qū)段X、Y染色體的同源區(qū)段基因位于常染色體上還是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：(2)結果推斷(2017高考全國卷)某種羊的性別決定為XY型。已知其有角和無角由位于常染色體上的等位基因(N/n)控制；黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制，且黑毛對白毛為顯性。回答下列問題：(1)公羊中基因型為NN或Nn的表現(xiàn)為有角，nn無角；母羊中基因型為NN的表現(xiàn)為有角，nn或Nn無角。若多對雜合體公羊與雜合體母羊雜交，則理論上，子一代群體中母羊的表現(xiàn)型及其比例為_；公羊的表現(xiàn)型及其比例為_。(2)某同學為了確定M/m是位于X染色體上，還是位于常染色體上，讓多對純合黑毛母羊與純合白毛公羊交配，子二代中黑毛白毛31，我們認為根據這一實驗數(shù)據，不能確定M/m是位于X染色體上，還是位于常染色體上，還需要補充數(shù)據，如統(tǒng)計子二代中白毛個體的性別比例，若_，則說明M/m是位于X染色體上；若_，則說明M/m是位于常染色體上。(3)一般來說，對于性別決定為XY型的動物群體而言，當一對等位基因(如A/a)位于常染色體上時，基因型有_種；當其僅位于X染色體上時，基因型有_種；當其位于X和Y染色體的同源區(qū)段時(如圖所示)，基因型有_種。解析：(1)多對雜合體公羊(基因型為Nn)與雜合體母羊(基因型為Nn)雜交，理論上，子一代母羊為1NN(有角)、2Nn(無角)、1nn(無角)，即有角無角13；子一代公羊為1NN(有角)、2Nn(有角)、1nn(無角)，即有角無角31。(2)若M/m位于X染色體上，純合黑毛母羊(XMXM)與純合白毛公羊(XmY)雜交，子一代為XMXm和XMY，子二代為XMXM、XMXm、XMY和XmY，所以子二代中白毛個體全為雄性。若M/m位于常染色體上時，遺傳與性別無關，所以子二代白毛個體中雌性雄性11。(3)當一對等位基因(A/a)位于常染色體上，基因型有AA、Aa、aa，3種；當其僅位于X染色體上時，基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY和XaY，5種；當其位于X和Y染色體的同源區(qū)段時，雌性個體的基因型有XAXA、XAXa、XaXa，3種，雄性個體的基因型有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa，4種，共有7種基因型。答案：(1)有角無角13有角無角31(2)白毛個體全為雄性白毛個體中雄性雌性11(3)357依據調查結果，推測基因的位置依據遺傳調查所得數(shù)據進行推斷(2018湖北宜昌模擬)控制生物性狀的基因是位于常染色體上、X染色體上、還是Y染色體上是遺傳學研究的重要內容。請根據下列信息回答相關問題：已知果蠅的暗紅眼由隱性基因(r)控制，但不知控制該性狀的基因(r)是位于常染色體上、X染色體上、還是Y染色體上，請你設計一個簡單的調查方案進行調查，并預測調查結果。方案：(1)尋找暗紅眼的果蠅進行調查，統(tǒng)計_。結果：(2)_，則r基因位于常染色體上；_，則r基因位于X染色體上；_，則r基因位于Y染色體上。解析：(1)因為是通過調查來判斷r基因位于哪條染色體上，在性染色體上暗紅眼性狀會和性別有關，所以應統(tǒng)計具有暗紅眼果蠅的性別比例。(2)如果暗紅眼的個體雄性和雌性數(shù)目相當，幾乎是11，說明r基因最可能位于常染色體上。r基因是隱性基因，如果暗紅眼的個體雄性多于雌性，則說明r基因最可能位于X染色體上。如果暗紅眼的個體全是雄性，r基因應位于Y染色體上。答案：(1)具有暗紅眼果蠅的性別比例(2)若具有暗紅眼的個體，雄性與雌性數(shù)目差不多若具有暗紅眼的個體，雄性多于雌性若具有暗紅眼的個體全是雄性 (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1111。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。請根據上述結果，回答下列問題：(1)僅根據同學甲的實驗，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。)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)型應與性別相關聯(lián)，即雌雄的表現(xiàn)型不同，據此原則可選擇雜交組合。假設控制體色的基因為A、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。 (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，進行如下實驗。親本組合F1表現(xiàn)型F2表現(xiàn)型及比例實驗一長翅剛毛()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實驗二長翅剛毛()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)若只根據實驗一，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)實驗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。在實驗一和實驗二的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?，F(xiàn)有三個純合品系：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，設計實驗對這一假設進行驗證。(要求：寫出實驗思路、預期實驗結果、得出結論)解析：實驗思路：要驗證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兩種實驗材料，利用正反交實驗，觀察F1雄性個體中剛毛和眼兩對性狀，如果正反交結果均不相同，則A/a、B/b這兩對等位基因都位于X染色體上。預期實驗結果：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。實驗結論：A/a、B/b這兩對等位基因都位于X染色體上。答案：選擇雜交組合進行正反交，觀察F1中雄性個體的表現(xiàn)型。若正交得到的F1中雄性個體與反交得到的F1中雄性個體有眼/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性染色體結構如圖(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驗，結果如表。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)根據雜交組合_，可以判斷花色的顯性性狀為_。(2)僅根據雜交組合二，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?，F(xiàn)有各表現(xiàn)型的純種果蠅，欲利用一次雜交實驗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?；卮鹣铝袉栴}(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途徑如圖1。用藍花雄株(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雌株中紫花與藍花植株之比為_。(3)研究發(fā)現(xiàn)，大麻種群中的雌雄個體均有抗病和不抗病個體存在，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?，F(xiàn)有抗病的雌、雄大麻若干株，其中雌株均為雜合子，請通過一代雜交實驗，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中的哪個片段。(只要求寫出子一代的性狀表現(xiàn)和相應的結論)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)根據題意，紫花為A_XbY，A_XbXb，用藍花雄株(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體均有抗病和不抗病個體存在，據此可判斷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?？共〉拇浦昃鶠殡s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)為抗病；XFXf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山西省實驗中學模擬)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_。在細胞分裂過程中，正常情況A和B分離發(fā)生在_(時期)。(2)基因型如圖所示的個體與一表現(xiàn)型為黑身殘翅截毛的個體交配，其后代個體中灰身殘翅截毛個體的概率為_。(3)現(xiàn)有一基因型為AaBb的雄性個體，請設計一雜交實驗，探究A和B這兩個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)如圖所示的一個性原細胞進行減數(shù)分裂產生的生殖細胞的基因組成為_。(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，請設計雜交實驗確定。(現(xiàn)雄、雄性個體中均有顯、隱性純合子供選擇)假設選擇的親本的表現(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；若后代雌性個體全為剛毛，雄性個體全為截毛，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)，因為該時期會發(fā)生同源染色體分離。(2)基因型如圖所示的個體(AaBbXDXd)與一表現(xiàn)型為黑身殘翅截毛的個體(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個體產生的雌配子有Ab和aB兩種，基因型為aabb個體只能產生一種雄配子，所以雜交后代中灰身殘翅個體(Aabb)所占比例為1/2；再考慮X染色體上的基因，XDXdXdY雜交后代中截毛個體(XdXd和XdY)所占比例是1/2。綜合考慮可知，后代個體中灰身殘翅截毛個體的概率為1/21/21/4。(3)本題可用逆推法。如果A和B這兩個基因位于同一條染色體上，則基因型為AaBb的雄性個體能產生AB和ab兩種雄配子，基因型為aabb的雌性個體只能產生含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)如圖所示的一個性原細胞的基因組成為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；圖示細胞為卵原細胞，經減數(shù)分裂能只能形成一個卵細胞。綜合考慮分析可知，如圖所示的一個性原細胞進行減數(shù)分裂產生的生殖細胞的基因組成為AbXD或AbXd或aBXD或aBXd。(5)可用假設逆推法解題。假設這對基因位于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)雌雄個體均為剛毛