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热点题型九基因在染色体的位置判断学科素养提升
一、杂交实验法判断基因在染色体上的位置例1野生型果蝇(纯合体)的眼形是圆眼,某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇,他想探究果蝇眼形的遗传方式,设计了如图甲所示实验雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如图乙所示据图分析回答下列问题⑵若F2中圆眼棒眼p31但仅在雄果蝇中有棒眼,则控制圆眼、棒眼的基因可能位于,也可能位于O⑶请从野生型、Fl、F2中选择合适的个体,设计方案,对上述⑵中的问题作出进一步判断实验步骤
①用F2中棒眼雄果蝇与Fi中雌果蝇交配,得至U;
②用与交配,观察子代中有没有个体出现预期结果与结论
①若只有雄果蝇中出现棒眼个体,则圆、棒眼基因位于;
②若子代中没有棒眼果蝇出现,则圆、棒眼基因位于【审题关键】假设控制圆眼、棒眼的基因用D、d表示⑴果蝇的圆眼与棒眼杂交,子一代全部是圆眼,说明果蝇的圆眼是显性性状,若F2中圆眼棒眼儿31且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼,说明眼形的遗传与性别无关,则控制圆眼、棒眼的基因位于常染色体上⑵若基因位于X染色体的H区段,则P XDXDXXdY-FiFi XDXdXXDY-XDXd XdYXDXD XdY=圆眼棒眼=31;若基因位于X和Y染色体的I区段,则P XDXDXXdYd-Fi,Fi XDXdXXDYd-XDXd XDYdXDXD:Xdyd=圆眼:棒眼=31⑶若基因位于X染色体的n区段,则F2中棒眼雄果蝇(XdY)义Fl中雌果蝇(XDXd)-XDXd(圆眼)、XdXd(棒眼)、XdY(棒眼)、XDY(圆眼),选取子代中的棒眼雌果蝇(XdXd)与野生型圆眼雄果蝇(XDY)交配一xDxd(圆眼)XdY(棒眼)=11则只有雄果蝇中出现棒眼;若基因位于X、Y染色体的同源区段I则F2中棒眼雄果蝇(Xdyd)XFl中雌果蝇(XDXd)-XDXd(圆眼)、XdXd(棒眼)、XdYd(棒眼)、XDYd(圆眼),选取子代中的棒眼雌果蝇(XdXd)与野生型圆眼雄果蝇(XDyD)交配一xDxd(圆眼)xdyD(圆眼)=11则子代中没有棒眼果蝇出现答案
(1)常
(2)X染色体的n区段X和Y染色体的I区段(顺序可颠倒)
(3)实验步骤
①棒眼雌果蝇
②棒眼雌果蝇野生型雄果蝇棒眼预期结果与结论
①x染色体的特有区段n
②x、y染色体的同源区段I归纳总结-.基因位于X染色体上还是位于常染色体上⑴若相对性状的显隐性是未知的,且亲本均为纯合体,则用正交和反交的方法即〃
①若正反交子代雌雄表现型相同今位于常染色体上正反交实验
②若正反交子代雌雄表现型不同<=位于X染色体上⑵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方法即「
①若子代中雌性全为显性,雄性全为隐性=位于X染色体上隐性雌X纯合显性御
②若子代中雌、雄均为显性.位于常染<色体上.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“隐性雌X纯合显性雄”进行杂交,观察分析Fi的性状即「
①若子代所有雄性均为显性性状0I位于同源区段上隐性雌X纯合显性雄<
②若子代所有雄性均为隐性性状今<仅位于X染色体上⑵基本思路二用“杂合显性雌X纯合显性雄”进行杂交,观察分析Fl的性状即〃
①若子代中雌雄个体全表现显性性状今位于X、Y染色体的同源区段上杂合显性雌X纯合显性雄<
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<性状今仅位于X染色体上.基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段⑴设计思路隐性的雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交,获得的Fi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若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现今位于常染色体上士…J
②若F2中雄性个体全表现为显性性
(2)结果推断]状,雌性个体中既有显性性状又有隐性性状今位于X、Y染色体的同<源区段上G跟踪训练.纯种果蝇中,朱红眼了义暗红眼早,Fi中只有暗红眼;而暗红眼『X朱红眼早,Fi中雌性为暗红眼,雄性为朱红眼设相关的基因为A和a则下列说法不正确的是()A.正、反交实验常被用于判断有关基因所在的染色体类型B.反交的结果说明这对控制眼色的基因不在常染色体上C.正、反交的子代中,雌性果蝇的基因型都是XAX,D.若正、反交的F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表现型的比例都是1111答案D解析正交和反交结果不同,且暗红眼雄性果蝇与朱红眼雌性果蝇杂交,Fi出现性状分离,性状表现与性别相联系,故可以认定该性状为细胞核遗传,对应基因位于X染色体上;第一次杂交(X,XXAXA)和第二次杂交(XAYXXaX〉中,F1雌性果蝇的基因型均为XAX,;第一次杂交的子代雌、雄果蝇随机交配,子代表现型的比例为211而第二次杂交的子代雌、雄果蝇随机交配,子代表现型的比例为111lo.已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼W、白眼w)且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇,某实验小组欲用一次交配实验证明这对基因位于何种染色体上下列相关叙述错误的是()A.若子代中雌果蝇全部为红眼,雄果蝇全部为白眼,则这对基因位于X染色体上B.若子代中雌雄果蝇全部为红眼,则这对基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上C.若子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼,则这对基因位于常染色体上D.这对基因也有可能只位于Y染色体上答案D解析欲判断基因的位置,在已知显隐性的情况下,应选用隐性雌性个体与显性雄性个体交配,所以本实验应选择白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交预测实验结果时,可以采用假设法如果该对基因位于X染色体上,则白眼雌果蝇与红眼雄果蝇的基因型分别为XWXW^XWY杂交后代基因型为XWxw和乂亚丫,雌果蝇全部为红眼,雄果蝇全部为白眼,A项正确;如果该对基因位于X、Y染色体的同源区段上,则白眼雌果蝇与红眼雄果蝇的基因型分别为XWXW和xwyw杂交后代的基因型为xwxw和xwyw雌雄果蝇均为红眼;如果该对基因位于常染色体上,且基因型为ww和WW则子代果蝇全部为红眼,B项正确;如果该对基因位于常染色体上,且基因型为ww和Ww则子代中雌雄果蝇均既有红眼,又有白眼,C项正确;由于红眼和白眼在雌果蝇中出现,所以该对基因不可能只位于Y染色体上,D项错误.下面是探究基因是位于X、Y染色体的同源区段上,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X隐性雄性个体一Ro方法2隐性雌性个体X纯合显性雄性个体一B结论
①若子代雌雄全表现显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段上
②若子代雌性个体表现显性性状,雄性个体表现隐性性状,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显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段“方法1+结论
①②”能够完成上述探究任务“方法1+结论
③④”能够完成上述探究任务“方法2+结论
①②”能够完成上述探究任务“方法2+结论
③④”能够完成上述探究任务答案C解析从方法设计上讲,方法1是达不到设计目的的,因为不管基因是位于X、Y染色体的同源区段上,还是只位于X染色体上,结果都为子代雌雄全表现显性性状;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染色体的同源区段上,那么隐性雌性个体的基因型为x,xa纯合显性雄性个体的基因型为XAyAXaXaXXAYA-XAX\XaYA则得出结论
①,假设基因只位于X染色体上,XaXaXXAY-XAX\XaY则得出结论
②因此“方法2+结论
①②”能够完成上述探究任务
4.菠菜的性别决定方式为XY型,其圆叶A和尖叶a、抗病B和不抗病b为两对相对性状为研究相关基因在染色体上的分布情况,某小组进行了实验探究请回答下列相关问题⑴利用纯合的圆叶和尖叶植株进行正反交实验,后代均为圆叶据此甲同学认为A、a基因位于常染色体上;乙同学认为A、a基因可能位于常染色体上,也有可能位于性染色体上你认为哪位同学的结论更严谨?请简述理由o⑵若A、a与B、b基因分位于常染色体上,丙同学利用基因型为AaBb的雌雄植株杂交,若子代有3种表现型且比例为121则可判断这两对基因与染色体的具体对应关系是答案
(1)乙当基因位于常染色体上或者X、Y染色体的同源区段时,正反交后代均为圆叶所以乙的结论更严谨
(2)A、b基因位于一条染色体上,a、B基因位于另一条同源染色体上解析
(1)乙同学的结论更严谨,因为当基因位于常染色体上或者X、Y染色体的同源区段上时,正反交后代均为圆叶
(2)若A、a与B、b基因分别位于两对不同的同源染色体上,根据自由组合规律,基因型为AaBb的雌雄植株杂交,后代表现型应该有4种,比例为9331;若A、b基因位于一条染色体上,a、B基因位于另一条同源染色体上,基因型为AaBb的雌雄植株杂交,后代表现型有3种,基因型及其比例为AAbb:AaBb aaBB=l21;若A、B基因位于一条染色体上,a、b基因位于另一条同源染色体上,基因型为AaBb的雌雄植株杂交,后代表现型有2种,基因型及其比例为AABB AaBbaabb=l21表现型之比为31所以,这两对基因与染色体的具体对应关系是A、b基因位于一条染色体上,a、B基因位于另一条同源染色体上
二、数据信息分析法判断基因在染色体上的位置例2某雌雄异株植物,其叶形有阔叶和窄叶两种类型,由一对等位基因控制现有三组杂交实验,结果如下表所示下列有关表格数据的分析,错误的是()A.用第2组的子代阔叶雌株与阔叶雄株杂交,后代基因型的比为31B.用第1组子代的阔叶雌株与窄叶雄株杂交,则后代窄叶植株占1/4C.仅根据第2组实验,无法判断两种叶形的显隐性关系D.根据第1或3组实验可以确定叶形基因位于X染色体上【审题关键】⑴第1组实验,根据“无中生有为隐性”,可知阔叶为显性,窄叶为隐性子代雌雄株的叶形阔叶和窄叶数目不均等;而第3组实验所得子代中雌株均为阔叶,雄株均为窄叶,出现了性别差异,由第1组和第3组实验可推知阔叶和窄叶这对相对性状与性别有关,且位于X染色体上⑵假设叶形基因为A、ao第1组实验中,由子代雄株有阔叶又有窄叶,可推知母本基因型为XAxa又因父本阔叶基因型为XAY则子代雌株的基因型为1/2XAXA、1/2XaX%若子代阔叶雌株与窄叶雄株杂交,后代窄叶植株所占比例为l/2xl/2=l/4⑶由于第2组杂交组合的亲本有阔叶和窄叶,子代也有阔叶和窄叶,所以仅根据第2组实验无法判断两种叶型的显隐性关系在第2组中因子代雄株有阔叶又有窄叶,则亲本雌株基因型为XAXa其与X,杂交所得子代中的阔叶雌株与阔叶雄株的基因型分别为XAxa和XAY二者再杂交所得子代中基因型及比例为XAXA XAXaXAY:XaY=l11lo答案A「「归纳总结■数据信息分析法确认基因位置除了杂交实验法外,还可依据子代性别、性状的数量分析确认基因位置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⑴根据表格信息中子代性别、性状的数量比分析推断据表格信息灰身与黑身的比例,雌蝇中为31雄蝇中也为31二者相同,故为常染色体遗传直毛与分叉毛的比例,雌蝇中为40雄蝇中为11二者不同,故为伴X染色体遗传⑵依据遗传调查所得数据进行推断与性别无关雌雄性别中显性遗传表现不一致雄性多于雌性_多为伴X染色体f隐性遗传
5.果蝇的灰身与黑身是一对相对性状(基因用B、b表示),直毛与分叉毛为另一对相对性状(基因用F、f表示)现有两只亲代果蝇杂交,子代表现型及比例如图所示下列相关叙述正确的是()口雄性果蝇口雌性果蝇3/81/41/8°灰身直毛灰身分叉毛黑身直毛黑身分叉毛A.正常情况下,雄性亲本的一个精原细胞可产生的精子类型是4种B.子代中表现型为灰身直毛的雌性个体中,纯合体与杂合体的比例为16C.控制灰身和黑身的基因位于常染色体上,控制直毛和分叉毛的基因位于X染色体上,这两对基因的遗传遵循基因的自由组合规律D.子代中灰身雄蝇与黑身雌蝇交配,可产生黑身果蝇的比例为:答案c解析雄性亲本的一个精原细胞只能产生2种类型的4个精子,A项错误;子代中表现型为灰身直毛的雌性个体有BBXfXfBbXFXFBBXFXf.BbXFXf纯合体与杂合体的比例为(x1)(|x|+^x|+!x|)=l5B项错误;分析题图可知,控制灰身与黑身的基因位于常染色体上,控制直毛与分叉毛的基因位于X染色体上,它们的遗传遵循基因的自由组合规律,12C项正确;本题可只考虑灰身与黑身这一对相对性状,子代中灰身雄蝇基因型有彳BB、]Bb211黑身雌蝇基因型为bb二者交配,可产生黑身果蝇的比例为D项错误.豚鼠的野生型体色有黑色、灰色和白色,其遗传受两对等位基因D、d和R、r控制(两对等位基因独立遗传)当个体同时含有显性基因D和R时,表现为黑色;当个体不含有D基因时,表现为白色;其他类型表现为灰色现有两个纯合品系的亲本杂交,其结果如下表回答下列问题⑴上述实验结果表明,等位基因R、r位于(填“常”或X”)染色体上,亲本白色雄性豚鼠的基因型为F2中r等位基因频率为o⑵若豚鼠种群足够大,从F2开始,每代淘汰掉种群中灰色雄豚鼠,照这样随机交配若干代豚鼠种群是否发生了进化?依据是o⑶某小组利用上述实验中豚鼠为实验材料,尝试选择不同体色的豚鼠进行杂交,使杂交后代中白色豚鼠只在雄性个体中出现你认为该小组能否成功?,理由是答案
(1)XddXRY2/3
(2)是淘汰掉种群中灰色雄性豚鼠,种群d、r的等位基因频率发生了改变,种群发生进化
(3)不能白色豚鼠的基因型为dd_而D、d位于常染色体上其遗传与性别无关解析
(1)根据分析可知,Fi类型存在性别差异,由于个体同时含有显性基因D和R时,表现为黑色;当个体不含有D基因时,表现为白色;其他类型表现为灰色实验中纯合灰色雌性和白色雄性杂交,子一代雌性都是黑色,雄性都是灰色,子二代中黑色灰色白色=332因此等位基因D、d位于常染色体上,等位基因R、r位于X染色体上,所以亲本灰色雌性豚鼠的基因型为DDX「X「,白色雄性豚鼠的基因型为ddXRY子一代的基因型是DdXRX「(黑色雌性)、DdX「Y(灰色雄性)所以F2中r等位基因频率为灰3⑵生物进化的实质是种群等位基因频率的改变从F2开始,每代淘汰掉种群中灰色雄性豚鼠,使种群d、r的等位基因频率发生了改变,导致豚鼠种群发生进化
(3)由分析可知,白色豚鼠的基因型为dd_而D、d位于常染色体上,其遗传与性别无关,因此不能使杂交后代中白色豚鼠只在雌性或雄性个体中出现.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⑴方案寻找暗红眼的果蝇进行调查,统计o⑵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染色体上答案
(1)具有暗红眼果蝇的性别比⑵
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解析
(1)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
(2)如果暗红眼的个体雄性和雌性数目相当,几乎是11说明r基因最可能位于常染色体上;如果暗红眼的个体雄性多于雌性,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,说明r基因位于Y染色体上杂交组合亲代表现型子代表现型及株数父本母本雌株雄株1阔叶阔叶阔叶234阔叶
119、窄叶1222窄叶阔叶阔叶
83、窄叶78阔叶
79、窄叶803阔叶窄叶阔叶131窄叶127灰身、直毛灰身、分叉毛黑身、直毛黑身、分叉毛雌蝇34040雄蝇38381818亲本组合B类型及比例F2类型及比例灰色雌性义白色雄性黑色雌性灰色雄性=11黑色灰色白色=332。