2020版高考生物一轮复习高考加强课十一基因位置的确认及相关的实验探究练习含解析新人教版.pdf

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1、基因位置的确认及相关的实验探究基因位置的确认及相关的实验探究 【考题范例】 1某种羊的性别决定为 XY 型，已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n) 控制；黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制，且黑毛对白毛为显性，回答下列问题： (1)公羊中基因型为 NN 或 Nn 的表现为有角， nn 无角 ； 母羊中基因型为 NN 的表现为有角， nn 或 Nn 无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交，则理论上，子一代群体中母羊的表现 型及其比例为_；公羊的表现型及其比例为_。 (2)某同学为了确定 M/m 是位于 X 染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母 羊与纯合白毛公羊交配，子二代

2、中黑毛白毛31，我们认为根据这一实验数据，不能确 定 M/m 是位于 X 染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个 体 的 性 别 比 例 ， 若 _， 则 说 明 M/m 是 位 于 X 染 色 体 上 ； 若 _，则说明 M/m 是位于常染色体上。 (3)一般来说，对于性别决定为 XY 型的动物群体而言，当一对等位基因(如 A/a)位于常 染色体上时，基因型有_种；当其位于 X 染色体上时，基因型有_种；当其位 于 X 和 Y 染色体的同源区段时，(如图所示)，基因型有_种。 审答提示 (1)第(1)问属于从性遗传问题，依据分离定律解决此问 ； (2)第(2)问属

3、于 基因位置的探究，用假设分类法解决此问 ； (3)第(3)问性染色体上同源区段与非同源区段的 判断，注意基因型与性染色体相关联。 解析：(1)若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交，则理论上，子一代群体中基因型之比 为 NNNnnn121。 而由题干信息 “母羊中基因型为 NN 的表现为有角， nn 或 Nn 无角” 可知，子代中母羊的表现型及其比例为有角无角13； 由“公羊中基因型为 NN 或 Nn 的 表现为有角，nn 无角”可知，子代中公羊的表现型及其比例为有角无角31。 (2)让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛白毛31，根据这一 实验数据，无论 M/m 是位于 X 染色体上

4、，还是位于常染色体上，都能进行解释，因而不能确 定其位置。若 M/m 位于 X 染色体上，则白毛个体全为雄性，而若 M/m 位于常染色体上，则白 毛个体中雌雄比例相当。 (3)当一对等位基因(如 A/a)位于常染色体上时，基因型有 AA、Aa、aa 3 种；当其仅位 于 X 染色体上时，基因型有 XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY 5 种；当其位于 X 和 Y 染色体的同源 区段时，基因型有 XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa 7 种。 答案 ： (1)有角无角13 有角无角31 (2)白毛个体全为雄性 白毛个体中 雄性雌性11 (3)3 5 7 2

5、(2018高考全国卷)果蝇体细胞有 4 对染色体，其中 2、3、4 号为常染色体。已 知控制长翅/残翅性状的基因位于 2 号染色体上， 控制灰体/黑檀体性状的基因位于 3 号染色 体上。 某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交， 杂交子代的表现型及 其比例如下： 眼性别灰体长翅灰体残翅黑檀体长翅黑檀体残翅 1/2 雌9331 1/2 有眼 1/2 雄9331 1/2 雌9331 1/2 无眼 1/2 雄9331 回答下列问题； (1)根据杂交结果，_(填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因 是位于 X 染色体还是常染色体上，若控制有眼/无眼性状的基因位于 X 染色

6、体上，根据上述 亲 本 杂 交 组 合 和 杂 交 结 果 判 断 ， 显 性 性 状 是 _， 判 断 依 据 是 _。 (2)若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上， 请用上表中杂交子代果蝇为材料设计 一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性(要求：写出杂交组合和预期结果)。 (3)若控制有眼/无眼性状的基因位于 4 号染色体上， 用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残 翅无眼纯合体果蝇杂交，F1相互交配后，F2中雌雄均有_种表现型，其中黑檀体长翅 无眼所占比例为 3/64 时，则说明无眼性状为_(填“显性”或“隐性”)。 解析：(1)分析题干可知，两亲本分别为无眼和有眼，且子代中有眼无眼11，且 与

7、性别无关联，所以不能判断控制有眼和无眼性状的基因是位于 X 染色体还是常染色体上。 若控制有眼/无眼性状的基因位于 X 染色体上，且有眼为显性(用基因 E 表示)，则亲本基因 型分别为 XeXe 和 XEY，子代的基因型为 XEXe 和 XeY，表现为有眼为雌性，无眼为雄性，子代 雌雄个体中没有同时出现有眼与无眼的性状，不符合题意，因此显性性状是无眼。 (2)要通过一个杂交实验来确定无眼性状在常染色体上的显隐性，最简单的方法是可以 选择表中杂交子代中雌雄果蝇均为无眼的性状进行杂交实验， 若无眼为显性性状， 则表中无 眼雌雄果蝇均为杂合子，则该杂交子代中无眼有眼31； 若无眼为隐性性状，则表中无

8、 眼雌雄果蝇均为隐性纯合子，则该杂交子代全部为无眼。 (3)表格中灰体长翅灰体残翅黑檀体长翅黑檀体残翅9331，可分析出显 性性状为灰体(用基因 A 表示)和长翅(用基因 B 表示)，有眼和无眼不能确定显隐性关系(用 基因 C 或 c 表示)， 灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体的基因型可写为 AABB_和 aabb_， 可推出 F1的基因型为 AaBbCc。 F1个体间相互交配， F2的表现型为 2228 种。 F2 中黑檀体(Aa Aa1/4)长翅(Bb Bb3/4)无眼所占比例为 3/64 时，可知无眼所占比例 为 1/4，则无眼为隐性性状。 答案：(1)不能 无眼 只有当无眼为显

9、性时，子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼 性状的分离 (2)杂交组合：无眼无眼 预期结果：若子代中无眼有眼31，则无眼 为显性性状；若子代全部为无眼，则无眼为隐性性状 (3)8 隐性 3 已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、 正常刚毛(B)与小刚毛(b)、 正常翅(E)与斑翅(e) 这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：aaBBEE、AAbbEE 和 AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换，回答下列问题： (1)若 A/a、B/b、E/e 这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计 实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求：写出实验思路、

10、预期实验 结果、得出结论) (2)假设 A/a、B/b 这两对等位基因都位于 X 染色体上，请以上述品系为材料，设计实验 对这一假设进行验证。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论) 解析：(1)实验思路：将确定三对基因是否分别位于三对染色体上，拆分为判定每两对 基因是否位于一对染色体上， 如利用和进行杂交去判定 A/a 和 B/b 是否位于一对染色体 上。 实验过程：(以判定 A/a 和 B/b 是否位于一对染色体上为例) aaBBEEAAbbEEF1F2 预期结果及结论： 若 F2的表现型及比例为有眼正常刚毛有眼小刚毛无眼正常刚毛无眼小刚毛 9331，则 A/a 和 B/b 位于两对

11、染色体上。 若 F2的表现型及比例为有眼正常刚毛无眼小刚毛31 或者有眼小刚毛有眼正常 刚毛无眼正常刚毛121，则 A/a 和 B/b 位于同一对染色体上。 同理， 用与杂交， 判断 A/a 和 E/e 是否位于一对染色体上 ； 用与杂交， 判断 B/b 和 E/e 是否位于一对染色体上。 (2)验证一对等位基因是否位于 X 染色体上，可用隐性雌性个体和显性雄性个体杂交： 若子代中雌性全为显性，雄性全为隐性 在X染色体上 若子代中雌性有隐性，雄性中有显性 在常染色体上 ) 分析本题，可用杂交组合进行正反交，验证 A/a、B/b 这两对等位基因都位于 X 染色体上。如果下图杂交一为正交，根据后代

12、雄性个体的表现型，可判断 B/b 位于 X 染色体 上；那么杂交二就为反交，根据后代雄性个体的表现型，可判断 A/a 也位于 X 染色体上。 杂交一： 杂交二： 正交 反交 PXaBYXAbXAb PXaBXaBXAbY F1XAbY XAbXaB F1XaBY XAbXaB 有眼小刚毛 有眼正常 无眼正常刚 有眼正常刚 雄性 刚毛雌性 毛雄性 毛雌性 答案：(1)选择、三个杂交组合，分别得到 F1 和 F2 ，若各杂交 组合的 F2 中均出现四种表现型，且比例为 9 3 31，则可确定这三对等位基因分别位 于三对染色体上；若出现其他结果，则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上。 (2

13、)选择杂交组合进行正反交，观察 F1中雄性个体的表现型。若正交得到的 F1 中雄性个体与反交得到的 F1 中雄性个体有眼/无眼、 正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表 现均不同，则证明这两对等位基因都位于 X 染色体上。 【备考锦囊】 1实验法确定基因的位置 (1)探究基因位于常染色体上还是 X 染色体上 若已知性状的显隐性： 若未知性状的显隐性： (2)基因位于 X、Y 染色体的同源区段还是仅位于 X 染色体上 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。 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： 隐性雌 纯合显性雄 a.若子代所有雄性均为显性性状

14、 位于同源区段上 b.若子代所有雄性均为隐性性状 仅位于X染色体上 ) 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： 杂合显性雌 纯合显性雄 a.若子代中雌雄个体全表现显性 性状此等位基因位于X、Y染 色体的同源区段上 b.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 性状此等位基因仅位于X染色体上 ) (3)基因位于 X、Y 染色体的同源区段还是位于常染色体上 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： 结果推断 a.若F2雌雄个体中都

15、有显性性状和隐性 性状出现，则该基因位于常染色体上 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 ) 2数据信息法确认基因位置 示例分析 灰身、直毛灰身、分叉毛黑身、直毛黑身、分叉毛 雌蝇 3 4 0 1 4 0 雄蝇 3 8 3 8 1 8 1 8 据表格信息：灰身与黑身的比例，雌蝇中 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 40，雄蝇中 11，二者不同，故为伴 X 遗传。 3调查法确认基因位置 【应考提升】 1羊的性别决定为 XY 型，已知某种羊的黑毛和白毛由一对等位基因(M/m

16、)控制，且黑 毛对白毛为显性。在正常情况下，下列叙述错误的是( ) A若该对等位基因位于常染色体上，该羊群体中基因型可以有 3 种 B若该对等位基因仅位于 X 染色体上，该羊群体中基因型可以有 5 种 C若该对等位基因位于 X 和 Y 染色体的同源区段时，该羊群体中基因型有 6 种 D若该对等位基因仅位于 X 染色体上，白毛母羊与黑毛公羊交配的后代中雌性均为黑 毛 解析：选 C。根据题意，若控制羊的黑毛和白毛基因(M/m)位于常染色体上，则该羊群 体中基因型可以有 MM、Mm 和 mm 三种，A 正确；若该对等位基因(M/m)仅位于 X 染色体上， 该羊群体中基因型可以有 XMXM、XMXm、

17、XmXm、XMY 和 XmY 5 种，B 正确；若该对等位基因 (M/m)位于 X 和 Y 染色体的同源区段时， 该羊群体中基因型有 XMXM、 XMXm、 XmXm、 XMYM、 XmYM、 XMYm 和 XmYm 7 种，C 错误；若该对等位基因(M/m)仅位于 X 染色体上，白毛母羊(XmXm)与黑毛公 羊(XMY)交配的后代中雌性个体的基因型都为 XMXm，表现型均为黑毛，D 正确。 2果蝇的直毛与截毛受一对等位基因控制，直毛雌蝇与直毛雄蝇单只交配，子代中直 毛果蝇与截毛果蝇比为 6823，已知这对等位基因不位于 Y 染色体上，则下列分析不正确 的是( ) A无法确定亲代中直毛雌蝇和直

18、毛雄蝇均为杂合体 B可以确定控制直毛和截毛的基因位于 X 染色体上 C当子代直毛果蝇中雌雄21 时，可以确定这对基因位于 X 染色体上 D当子代截毛果蝇中雌雄11 时，可以确定这对基因位于常染色体上 解析：选 B。直毛雌蝇与直毛雄蝇单只交配，子代中直毛果蝇与截毛果蝇比为 6823， 这个比例接近 31，即直毛为显性，说明控制果蝇的直毛与截毛这一对等位基因可能位于 常染色体上，也可能位于 X 染色体上。若位于常染色体上，则亲本中直毛雌蝇与直毛雄蝇均 为杂合体 ； 若位于 X 染色体上，则亲本中直毛雌蝇为杂合体，直毛雄蝇为纯合体，因此无法 确定亲代中直毛雌蝇和直毛雄蝇均为杂合体， A 正确。 不能

19、确定控制直毛和截毛的基因位于 X 染色体上，B 错误。若这对基因位于 X 染色体上，则子代直毛果蝇中雌雄21，C 正确。 若这对基因位于常染色体上，则子代截毛果蝇中雌雄11，D 正确。 3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。 (1)方案：寻找暗红眼的果蝇进行调查，统计_。 (2)结果：_，则 r 基因位于常染色体上； _，则 r 基因位

20、于 X 染色体上； _，则 r 基因位于 Y 染色体上。 解析 ： 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例。 如果暗红眼的个体雄性和雌性数目相当， 几乎是 11，则说明 r 基因最可能位于常染色体上。r 基因是隐性基因，如果暗红眼的个体 雄性多于雌性，则说明 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，则 r 基 因应位于 Y 染色体上。 答案：(1)具有暗红眼果蝇的性别比例 (2)若具有暗红眼的个体，雄性与雌性数目差不多 若具有暗红眼的个体，雄性多于雌性 若具有暗红眼的个体全是雄性 4(201

21、8河南天一大联考测试)某昆虫(ZW 型性别决定类型)翅的颜色有灰色(A)和白 色(a)两种，现有纯合的灰翅和白翅雌、雄昆虫若干只。请回答下列问题： (1)伴 Z 染色体上隐性性状的遗传具有雌性个体_(填 “多于” “少于” 或 “等于” ) 雄性个体的特点，其原因是_。 (2)为研究 A、a 基因是位于常染色体上还是位于 Z 染色体上，某同学进行了如下实验： 方案 1：正反交。若正交的亲本组合是灰翅白翅，则反交的亲本杂交组合是 _。若正反交产生的 F1相同，则 A、a 基因位于常染色体上 ； 若 A、a 基因位于 Z 染色体上，则反交后代(F1)的表现型及比例为_。 方案2： 若要通过一次杂交

22、实验进行确定， 应选用的亲本杂交组合为_ ； 若后代表现型及比例为_，则 A、a 基因位于常染色体上。 解析：(1)根据以上分析可知，雌性的性染色体组成为 ZW，雄性的性染色体组成为 ZZ， 则在伴 Z 染色体上隐性性状的遗传中， 雌性个体只要含有隐性基因就表现出隐性性状， 而雄 性个体两条 Z 染色体上均含有隐性基因时才表现出该性状， 因此该性状的遗传具有雌性个体 多于雄性个体的特点。 (2)方案 1：可以通过正反交实验检测等位基因在常染色体上还是 Z 染色体上，若正交 的亲本组合是灰翅白翅， 则反交实验的亲本组合应该是白翅灰翅。 若正反交产 生的后代表现型相同，雌雄性都表现为灰翅，则 A、

23、a 基因位于常染色体上 ； 若 A、a 基因位 于 Z 染色体上， 则正交后代雌雄性全部为灰翅， 而反交后代的表现型及比例为灰翅雄性白 翅雌性11。 方案 2: 若要通过一次杂交实验确定等位基因 A、 a 位于什么染色体上， 可以让显性的雌 性与隐性的雄性杂交， 即让灰翅与白翅杂交， 若后代雄性全部为灰翅， 雌性全部为白翅， 则 A、a 基因位于 Z 染色体上；若后代雌雄性都表现为灰翅，则 A、a 基因在常染色体上。 答案：(1)多于 雌性个体含有隐性基因即表现出隐性性状，雄性个体两条 Z 染色体上 均含有隐性基因时才表现出该性状 (2)灰翅白翅 灰翅雄性白翅雌性11 灰 翅白翅 雌雄全为灰翅

24、(或灰翅雌性灰翅雄性11) 5 (2018河北衡水金卷一模)果蝇长翅(A)对短翅(a)为显性， 卷翅(B)对直翅(b)为显性。 已知 B 和 b 这对等位基因位于第 2 号常染色体上， 且显性纯合子具有胚胎致死效应。 请回答 下列问题： (1)果蝇作为遗传学实验材料的优点有_(答出两点)。 (2)为探究等位基因 A 和 a 位于常染色体、X 染色体还是 X 与 Y 染色体的同源区段上， 现选择一对果蝇进行杂交实验。若子代中雄果蝇均为长翅，雌果蝇均为短翅，则这对等位基 因位于_；若_，则这对等位基因位于常染色体上或 X 与 Y 染色体 的同源区段上。由此两亲本果蝇的表现型为_。 (3)现已知 A

25、 和 a 位于常染色体，可选择基因型为 AaBb 的雌果蝇与基因型为 _的雄果蝇交配， 若子代的表现型及比例为长卷翅长直翅短卷翅短直翅 _，则 A 和 a 这对等位基因不在第 2 号常染色体上。 解析 ： (1)果蝇常用来作为遗传学实验材料，因为果蝇体积小，繁殖速度快、饲养容易， 且具有易于区分的相对性状。 (2)判断等位基因 A 和 a 在什么染色体上，可以用显性性状的父本与隐性性状的母本杂 交，即让长翅雄果蝇与短翅雌果蝇杂交。若子代中雄果蝇均为长翅，雌果蝇均为短翅，说明 这对等位基因位于 X 与 Y 染色体的同源区段上，亲本基因型为 XaXa、XaYA；若雌雄果蝇均为 长翅， 说明这对等位

26、基因位于常染色体上或 X 与 Y 染色体的同源区段上， 亲本相关基因型为 AA、aa 或 XaXa、XAYA，两亲本表现型为雌果蝇是短翅，雄果蝇是长翅。 (3)现已知 A 和 a 位于常染色体，若其不在 2 号染色体上，说明两对等位基因遵循基因 的自由组合定律， 则让基因型为 AaBb 的雌果蝇与基因型为 AaBb 的雄果蝇交配， 后代的基因 型及其比例理论上为 A_B_A_bbaaB_aabb9331，由于 BB 胚胎致死，所以后 代的性状分离比应该是长卷翅长直翅短卷翅短直翅6321。 答案：(1)个体小，易饲养，具有易于区分的相对性状 (2) X 与 Y 染色体的同源区段上 雌雄果蝇均为长翅 雌果蝇为短翅，雄果蝇为长翅 (3) AaBb 6321(或“aabb 1111”)