1、高考提分微课(四),-2-,“四法”分析与基因定位相关的实验设计 1.探究基因位于常染色体上还是X染色体上,-3-,典例1(2016全国理综)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中灰体黄体灰体黄体为1111。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请根据上述结果,回答下列问题: (1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性? 。 (2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结
2、论。(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果。),-4-,答案:(1)不能 (2)实验1: 杂交组合:黄体灰体 预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体 实验2: 杂交组合:灰体灰体 预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体,-5-,解析:(1)同学甲得到的子代中灰体和黄体的雌雄之比为11,在常染色体隐性遗传中也会出现这种比例,故无法证明。(2)由控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性来判断甲同学得到的子代中雌性灰体是杂合子,雌性黄体是纯合子,而雄性个体只携带一条X染色体,相关基因只有一个,故可选择雌性灰
3、体与雄性灰体杂交,若子代中雌性全是灰体,雄性灰体和黄体各占一半,即说明该基因位于X染色体上;或选择雌性黄体与雄性灰体杂交,若子代中雌性全是灰体,雄性全是黄体也说明该基因位于X染色体上。,-6-,2.探究基因位于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“隐性雌”与“纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。即:,-7-,基本思路二:用“杂合显性雌”与“纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。即:,-8-,典例2果蝇的长翅(A)对残翅(a)为显性、刚毛(B)对截毛(b)为显性。为探究两对相对性状的遗传规律,进行如下实验。
4、,-9-,(1)若只根据实验一,可以推断出等位基因A、a位于 染色体上;等位基因B、b可能位于 染色体上,也可能位于染色体上。(填“常”“X”“Y”或“X和Y”) (2)实验二中亲本的基因型为 ;若只考虑果蝇的翅型性状,在F2的长翅果蝇中,纯合子所占比例为 。 (3)用某基因型的雄果蝇与任何雌果蝇杂交,后代中雄果蝇的表现型都为刚毛。在实验一和实验二的F2中,符合上述条件的雄果蝇在各自F2中所占比例分别为 和 。,-10-,(4)另用野生型灰体果蝇培育成两个果蝇突变品系。两个品系都是由于常染色体上基因隐性突变所致,产生相似的体色表现型黑体。它们控制体色性状的基因组成可能是:两品系分别是由于D基因
5、突变为d和d1基因所致,它们的基因组成如图甲所示;一个品系是由于D基因突变为d基因所致,另一品系是由于E基因突变成e基因所致,只要有一对隐性基因纯合即为黑体,它们的基因组成如图乙或图丙所示。为探究这两个品系的基因组成,请完成实验设计及结果预测。(注:不考虑交叉互换),-11-,-12-,.用 为亲本进行杂交,如果F1表现型为 ,则两品系的基因组成如图甲所示;否则,再用F1个体相互交配,获得F2; .如果F2表现型及比例为 ,则两品系的基因组成如图乙所示; .如果F2表现型及比例为 ,则两品系的基因组成如图丙所示。,答案:(1)常 X X和Y(注:两空可颠倒) (2)AAXBYB、aaXbXb(
6、注:顺序可颠倒) 1/3 (3)0 1/2 (4).品系1和品系2(或:两个品系) 黑体 .灰体黑体=97 .灰体黑体=11,-13-,解析:(1)由表格可知,雌性和雄性果蝇中都有长翅和残翅且比例均为31,所以该对基因位于常染色体上,长翅是显性性状。而两组实验中,刚毛和截毛在雌雄中的表现型不一样,与性别有关,刚毛为显性性状,可知该基因不位于常染色体上,可能在X染色体或X和Y染色体的同源区段上。 (2)实验二F1的表现型只有一种,所以两亲本均为纯合子,若雄性基因型为AAXBY,雌性基因型为aaXbXb,则F1雌雄表现型不同,所以实验二中两亲本基因型为AAXBYB和aaXbXb。长翅果蝇占整个F2
7、的3/4,其中长翅果蝇中的纯合子占1/3。,-14-,(3)若要使该雄果蝇的子代都为刚毛,则该雄果蝇的Y染色体上必须有B基因,根据实验一可知只有亲本基因型为AAXBXB 和aaXbY,才能满足F2的表现型及比例,该F2中的刚毛雄果蝇全为XBY;实验二中两亲本基因型为AAXBYB和aaXbXb,只考虑刚毛和截毛这对性状,F1的基因型为XBXb和XbYB,则F2果蝇中含YB的占1/2。 (4).若两品系的基因组成如图甲所示,则品系1黑体的基因型为dd,品系2黑体的基因型为d1d1。用品系1和品系2为亲本进行杂交,F1基因型为dd1,表现型为黑体。,-15-,.若两品系的基因组成如图乙所示,则品系1
8、黑体的基因型为ddEE,品系2黑体的基因型为DDee。用品系1和品系2为亲本进行杂交,F1基因型为DdEe,F1个体相互交配,F2的表现型为灰体(9D_E_)黑体(3ddE_+3D_ee+1ddee)=97。 .若两品系的基因组成如图丙所示,则品系1黑体的基因型为ddEE,品系2黑体的基因型为DDee。用品系1和品系2为亲本进行杂交,F1基因型为DdEe,因d和E连锁,D和e连锁,所以F1产生的雌配子和雄配子各有2种:dE、De,它们之间的数量比为11,F1个体相互交配,F2的表现型为灰体(2EeDd)黑体(1ddEE+1DDee)=11。,-16-,3.探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是
9、位于常染色体上 (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:,-17-,-18-,典例3图甲中表示X和Y染色体的同源区域,在该区域上基因成对存在,和是非同源区域,在和上分别含有X和Y染色体所特有的基因。在果蝇的X和Y染色体上分别含有图乙所示的基因,其中B和b分别控制果蝇的刚毛和截毛性状,R和r分别控制果蝇的红眼和白眼性状。请据图分析回答下列问题。,-19-,(1)果蝇的B和b基因位于图甲中的 (填序号)区域,R和r基因位于图甲中的 (填序号)区域。 (2)在减数分裂时,图甲中的X和Y染色体之
10、间有交叉互换现象的是 (填序号)区域。 (3)红眼雄果蝇和红眼雌果蝇的基因型分别为 和 。 (4)已知某一刚毛雄果蝇的体细胞中有B和b两种基因,请写出该果蝇可能的基因型,并设计实验探究基因B和b在性染色体上的位置情况: 可能的基因型: 。 设计实验: 。 预测结果: 如果后代中雌性个体全为刚毛,雄性个体全为截毛,说明 ; 如果后代中雌性个体全为截毛,雄性个体全为刚毛,说明 。,-20-,答案:(1) (2) (3)XRY XRXR或XRXr (4)XBYb或XbYB 让该果蝇与截毛雌果蝇杂交,分析后代的表现型情况 基因B和b分别位于X和Y染色体上 基因B和b分别位于Y和X染色体上,-21-,解
11、析:(1)基因B、b在X、Y染色体上成对存在,所以位于同源区域,即图甲中的区域;R和r基因是X染色体上特有的基因,所以位于X染色体上的非同源区域,即图甲中的区域。(2)减数分裂四分体时期,X、Y染色体同源区段能发生交叉互换现象。(3)红眼雄果蝇和红眼雌果蝇的基因型分别为XRY及XRXR或XRXr。(4)含有B和b两种基因的刚毛雄果蝇基因型为XBYb或XbYB。若要判断基因B和b在性染色体上的位置情况,可进行测交实验,即让该刚毛雄果蝇与截毛雌果蝇(XbXb)杂交,有以下两种情况: XBYbXbXbXBXb(刚毛雌)、XbYb(截毛雄); XbYBXbXbXbXb(截毛雌)、XbYB(刚毛雄),由
12、此可判断基因B和b在X、Y染色体上的位置。,-22-,4.探究两对基因是位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上 (1)若两对基因位于两对同源染色体上,则遵循自由组合定律,F1自交后代性状分离比为9331,测交后代性状分离比为1111。 (2)若两对等位基因位于一对同源染色体上,不考虑交叉互换,则产生两种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现两种表现型;考虑交叉互换,则产生四种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现四种表现型,但自交后代性状分离比不表现为9331,而是表现为两多、两少的比例。,-23-,典例4(2018全国理综)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
13、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。,-24-,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)。,-25-,答案 (1)不能 无眼 只有
14、当无眼为显性时,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,-26-,解析本题主要考查遗传方式的判定及伴性遗传的应用。假设控制灰体/黑檀体、长翅/残翅和有眼/无眼的基因分别用A/a、B/b和C/c表示。 (1)关于有眼和无眼的性状,有眼和无眼在雌雄个体中均占一半,所以无法判断C和c的位置。如果该对基因位于X染色体上,则雌性个体的基因型为XCXc,雄性个体的基因型为XcY,才会出现表格中的数据,据此可判断无眼为显性性状。(2)如果C/c位于常染色体上,则可以利用表
15、格中子代有眼或无眼的雌雄个体杂交,如果后代中只有一种表现型,则选择的杂交亲本的性状为隐性,如果出现性状分离,则选择的杂交亲本的性状为显性。(3)如果C/c位于4号染色体上,则与A/a和B/b均位于非同源染色体上,三对等位基因遵循自由组合定律。根据表格中的数据可知,长翅和灰体为显性,则灰体长翅有眼个体与黑檀体残翅无眼纯合子杂交得到的F1基因型是AaBbCc,F1相互交配,F2的表现型种类=23=8(种)。因为黑檀体为隐性,长翅为显性,所以只有无眼为隐性时才会出现题中的比例,即1/43/41/4=3/64。,-27-,典例5某种植物花的颜色由两对基因(A和a,B和b)控制,A基因控制色素合成(AA
16、和Aa的效应相同),B基因为修饰基因,能淡化颜色的深度(BB和Bb的效应不同)。其基因型与表现型的对应关系见下表,请回答下列问题。,(1)让纯合白花植株和纯合红花植株杂交,产生的子一代植株的花色全为粉色。请写出可能的杂交组合: 。,-28-,(2)为了探究两对基因(A和a,B和b)是在同一对同源染色体上,还是在两对同源染色体上,某课题小组选用基因型为AaBb的植株进行自交实验。 实验假设:这两对基因在染色体上的位置有三种类型,已给出两种类型,请将未给出的类型画在方框内。如下图所示,竖线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位置。,-29-,实验步骤: 第一步,粉花植株自交。 第二步,观察并统计子
17、代植株花的颜色和比例。 实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论: a.若 ,则两对基因在两对同源染色体上(符合第一种类型)。 b.若子代植株花色及比例为粉色白色=11,则两对基因在一对同源染色体上(符合第二种类型)。 c.若 ,则两对基因在一对同源染色体上(符合第三种类型)。,-30-,答案:(1)AABBAAbb或aaBBAAbb (2)如下图a.子代植株花色及比例为粉色红色白色=637 c.子代植株花色及比例为粉色红色白色=211,-31-,解析:(1)由题意知,纯合白花植株有AABB、aabb和aaBB 3种基因型,纯合红花植株的基因型为AAbb,若两者杂交产生的子一代全为粉色花(
18、A_Bb),则杂交组合为AABBAAbb或aaBBAAbb。(2)基因型为AaBb的植株自交,若符合第一种类型,则子代的基因型为1/16AABB(白色花)、2/16AABb(粉色花)、4/16AaBb(粉色花)、2/16AaBB(白色花)、1/16AAbb(红色花)、2/16Aabb(红色花)、1/16aaBB(白色花)、2/16aaBb(白色花)、1/16aabb(白色花),即子代植株花色及比例为粉色红色白色=637;若符合第二种类型,则子代的基因型为1/4AABB(白色花)、2/4AaBb(粉色花)、1/4aabb(白色花),即子代植株花色及比例为粉色白色=11;若符合第三种类型,则子代的基因型为2/4AaBb(粉色花)、1/4AAbb(红色花)、1/4aaBB(白色花),即子代植株花色及比例为粉色红色白色=211。,
