【2020生物高考复习】基因位置的确认及遗传实验设计

对于显性基因位置的判 断,应选择雄性的显性个 体与雌性的隐性个体交 配,若基因在X染色体上, 则所有的后代中,雌性均 表现为突变型性状、雄 性均表现为野生型性状, 否则,基因在常染色体上。
2.果蝇是遗传学的好材料,请分析下列实验:
(1)果蝇的灰身和黄身是一对相对性状,若要确定灰身基因是在X染色体上还是在常
易错提醒 解答此类问题要注意的两点 (1)是否已知性状的显隐性。在未知显隐性的条件下,只能用正反交。 (2)区分“一次”杂交还是“一代”杂交。若是题干要求“一次”杂交,则不能用正反交。
难点二 基因是伴X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传 (1)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。 (2)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:
[解析] (1)花青素不是蛋白质,表明基因是通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的 性状。(2)因为当B基因存在时会抑制色素积累而表现为白花,因此A_B_、aa_ _表现型为 白花,A_bb表现型为红花,基因型为AaBb的植株,若这两对基因位于非同源染色体上,则遵 循自由组合定律,F1表现型及比例为红花︰白花约为3∶13;若A和B、a和b分别位于同一条 染色体上,则不遵循自由组合定律,AaBb只能产生AB、ab两种配子,F1全为白花;若A和b、a 和B分别位于同一条染色体上,则不遵循自由组合定律,AaBb只能产生Ab、aB两种配子,F1 表现型及比例为红花∶白花约为1∶3。
染色体上,可将灰身纯合子和黄身纯合子进行
,若
,则可确定灰身基因位于X染色体上,则种群中控制体色的基因型有
种。
(2)若已知灰身是显性(基因用A表示),可通过一代杂交就可判断这对相对性状的遗
传方式,杂交组合是
,若 ,则可确定灰身基
因位于X染色体上。
[答案] (1)正交和反交 正交和反交结果不同 5 (2)雌性黄身纯合子×雄性灰身纯合子 子代雌性都是灰身,雄性都是黄身
5.某雌雄同花的一年生二倍体植物,花的颜色受等位基因(A、a)控制,野生型均为红
花纯合子(AA)。回答下列问题:(1)当A基因存在时,植株在液泡内积累花青素(类黄
酮化合物)进而呈现红色,这表明基因可以通过
的途径控制生物的性状。
(2)研究发现,该植株花色还受到另一对等位基因B、b的控制,当B基因存在时会抑
a.若子代所有雄性均为显性性状⇒此等 位基因位于 X、Y 染色体的同源区段上 隐性雌 ×纯合显性雄⇒
b.若子代所有雄性均为隐性性状⇒ 此等位基因仅位于 X 染色体上
(3)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:
杂合
a.若子代中雌、雄个体全表现为显性性状⇒ 此等位基因位于 X、Y 染色体的同源区段上 显性雌 ×纯合显性雄 b.若子代中雌性个体全表现显性性状,雄
隐性雌×显性雄
基因在 X 染色体上 b.若子代中雌性有隐性,雄性中有显性⇒
基因在常染色体上
(2)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
a.若正反交子代雌雄表现型相同⇒ 基因在常染色体上
正反交实验⇒ b.若正反交子代雌雄表现型不同⇒ 基因在 X 染色体上
【典题示导】 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、雄鼠中均既有野生型,又有突变型。若要 通过一次杂交实验鉴别突变基因是在X染色体上还 是在常染色体上,选择杂交的F1个体最好是 ( ) A.野生型(雌)×突变型(雄) B.野生型(雄)×突变型(雌) C.野生型(雌)×野生型(雄) D.突变型(雌)×突变型(雄)
[答案] A
[解析] 由题中“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”可知 :该突变为显性突变,即 突变型性状为显性性状、 野生型性状为隐性性状。
【典题示导】 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、雄鼠中均既有野生型,又有突变型。若要 通过一次杂交实验鉴别突变基因是在X染色体上还 是在常染色体上,选择杂交的F1个体最好是 ( ) A.野生型(雌)×突变型(雄) B.野生型(雄)×突变型(雌) C.野生型(雌)×野生型(雄) D.突变型(雌)×突变型(雄)
[解析] 根据题意,正交和反交结果不同,可确定灰身基因位于X染色体上,种群中控制体色 的基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY。若通过一代杂交就可判断这对相对性状的 遗传方式,杂交组合可以是雌性黄身纯合子×雄性灰身纯合子,如果其子代中雌性都是灰身 ,雄性都是黄身,则可确定灰身基因位于X染色体上。
↓ 子代:ZAZa(显性♂)、ZaW(隐性♀)
【典题示导】
6.果蝇的红眼为伴X显性遗传,其隐性性状为白眼
,在下列杂交组合中,通过眼色即可直接判断子代
果蝇性别的一组是
()
A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇
Байду номын сангаас
B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇
D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
[答案] B
[解析] 分析题目“果蝇的红眼为 伴X显性遗传,其隐性性状为白眼 (相关基因用A、a表示)”可推知, 白眼雌果蝇(XaXa)与红眼雄果蝇 (XAY)杂交,其子代为红眼雌果蝇 (XAXa)和白眼雄果蝇(XaY),故可 直接通过眼色来判断果蝇的性别。
[答案] C
[解析] 从方法设计上分析,方法1是达不到目的的,因为不管基因是位于X、Y染色体的同源 区段,还是只位于X染色体上,结果都相同,就是子代雌、雄个体全表现为显性性状。方法2 的设计是正确的。假设控制某一相对性状的基因A(a)位于X、Y染色体的同源区段,那么纯 合隐性雌性个体的基因型为XaXa,纯合显性雄性个体的基因型为XAYA,XaXa×XAYA→XAXa、 XaYA,则得出结论①,假设基因只位于X染色体上,XaXa×XAY→XAXa、XaY,则得出结论②。 因此“方法2+结论①②”能够完成题述探究任务。
综上分析:野生型为显性性状,在F2中,雄蝇的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa(致死)=1∶2∶1, 雌蝇的基因型及其比例也为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,且理论上F2中的雄蝇与雌蝇的比例相等, 因此F2中野生型与突变型果蝇数量之比为6∶1。②若假设二成立,即相对性状由X、Y染色 体同源区段的一对等位基因控制,雌、雄均无致死情况,则结合题意分析可确定,突变型的 雌蝇与纯合野生型雄蝇的基因型分别为XaXa、XAYA,二者交配所得F1的基因型为XAXa、 XaYA, F2的基因型及其比例为XAXa∶XaXa∶XAYA∶XaYA=1∶1∶1∶1,所以F2中野生型 (XAXa+XAYA+XaYA)与突变型(XaXa)果蝇数量之比为3∶1。 (2)依题意可知:用题述实验中出 现的果蝇为实验材料,设计一个杂交实验加以验证假设二成立,应选择突变型雌果蝇(XaXa) 与F1中的野生型(XaYA)雄果蝇杂交,观察并比较子代雌、雄果蝇的表现型及比例。其实验 结果为:子代中雌果蝇全为突变型(XaXa),雄果蝇全为野生型(XaYA),且雌、雄果蝇的比例为 1∶1。
【典题示导】
4.某果蝇种群中偶然出现了一只突变型的雌性个体,为确定该突变型与野生型的显隐
性及基因位置的情况。研究人员将该果蝇与纯合野生型雄蝇杂交,F1只有一种表现型 ,F2雄蝇全为野生型,雌蝇有野生型和突变型。研究人员做了如下两种假设: 假设一:相对性状由常染色体上的一对等位基因控制,突变型雄性果蝇纯合致死;
难点四 探究两对基因在一对同源染色体上还是两对同源染色体上 (1)对两对基因都杂合的个体进行测交,观察测交后代是否符合1∶1∶1∶1(1∶3、 2∶1∶1等变式)分离比。 (2)对两对基因都杂合的个体进行自交,观察自交后代是否符合9∶3∶3∶1(9∶7、 12∶3∶1等变式)分离比。
【典题示导】
制色素积累而表现为白花。现使用基因型为AaBb的植株研究这两对基因在染色体
上的位置关系,让其自交,观察子一代的表现型及比例。
结果和结论:若F1表现型及比例为
,则这两对基因位于非同源染色体上;
若F1全为白花,则
分别位于同一条染色体上; 若F1表现型及比例为
,则A和b、a和B分别位于同一条染色体上。
[答案] (1)控制酶的合成来控制代谢 (2)红花∶白花约为3∶13 A和B、a和b 红花∶白花约为1∶3
假设二:相对性状由X、Y染色体同源区段的一对等位基因控制,雌、雄果蝇均无致死
情况。(1)若假设一成立,则
为显性性状,且F2中野生型与突变型果蝇数量之
比为
;若假设二成立,则F2中野生型与突变型果蝇数量之比为
。
(2)现已确定假设二成立,请用上述实验中出现的果蝇为实验材料,设计一个杂交实验
加以验证。(要求写出实验过程及实验结果。)
难点五 设计杂交实验,巧辨性别 (1)对于XY型性别决定的生物,伴X染色体遗传中,隐性性状的雌性个体与显性性状 的雄性个体杂交,在子代中雌性个体都表现为显性性状,雄性个体都表现为隐性性 状,图解如下: 亲本:XaXa(♀)×XAY(♂)
↓ 子代:XAXa(显性♀)、XaY(隐性♂)
(2)对于ZW型性别决定的生物,伴Z染色体遗传中,隐性性状的雄性个体与显性性状 的雌性个体杂交,在子代中雄性个体都表现为显性性状,雌性个体都表现为隐性性 状,图解如下: 亲本:ZaZa(♂)×ZAW (♀)
性个体中既有显性性状又有隐性性状⇒ 此等位基因仅位于 X 染色体上
【典题示导】 3.下面是探究基因位于X、Y染色体的同源区段,还是只位于X染色体上的实验设计思路,请 判断下列说法中正确的是 ( ) 方法1:纯合显性雌性个体×纯合隐性雄性个体→F1 方法2:纯合隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→F1 结论:①若子代雌、雄个体全表现为显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段。 ②若子代雌性个体表现为显性性状,雄性个体表现为隐性性状,则基因只位于X染色体上。 ③若子代雄性个体表现为显性性状,则基因只位于X染色体上。④若子代雌性个体表现为 显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段。 A.“方法1+结论①②”能够完成上述探究任务B.“方法1+结论③④”能够完成上述探究任务 C.“方法2+结论①②”能够完成上述探究任务D.“方法2+结论③④”能够完成上述探究任务
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基因位置的确认及遗传实验设计
专题讲解
难点一 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已知,只需一个杂交组合判断基因的位置,则用隐性雌性个 体与显性雄性纯合个体杂交的方法,即:
a.若子代中雌性全为显性,雄性全为隐性⇒
难点三 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:
(2)结果
a.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
推断 b.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
[答案] (1)野生型 6∶1 3∶1 (2)实验过程:取突变型雌果蝇与F1中的野生型雄果蝇杂交,观 察并比较子代雌、雄果蝇的表现型及比例。 实验结果:子代中雌果蝇全为突变型,雄果蝇 全为野生型,且雌、雄果蝇的比例为1∶1。
[解析] (1) 突变型的雌性个体与纯合野生型雄蝇杂交,F1只有一种表现型,说明突变型的雌性 个体为纯合子,但不能确定突变型和野生型的显隐性。①若假设一成立,即相对性状由常染 色体上的一对等位基因控制,突变型雄性纯合致死,假设该对等位基因用A和a表示,则F1的 基因型为Aa,F2的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。如果突变型为显性性状,且突 变型雄性纯合(AA)致死,则F2雄蝇既有野生型(aa)也有突变型(Aa),与题意中的“F2雄蝇全为 野生型”不符;如果野生型为显性性状,且突变型雄性纯合(aa)致死,则F2雄蝇只有野生型(AA 和Aa),与题意中的“F2雄蝇全为野生型”相符。