人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因在染色体上学案

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因在染色体上学案，共7页。
[科学方法]
1．位置关系
(1)两对等位基因位于一对同源染色体上(基因用A、a，B、b表示)，位置如图甲和乙：
甲 乙
eq \a\vs4\al(配子种类：AB、ab,配子比例：1∶1) eq \a\vs4\al(配子种类：Ab、aB,配子比例：1∶1)
(2)两对等位基因位于两对同源染色体上(基因用A、a，B、b表示)，位置如图丙：
丙
eq \a\vs4\al(配子种类：AB、Ab、aB、ab,配子比例：1∶1∶1∶1)
2．判断方法
(1)自交法：如果双杂合子自交，后代表型分离比符合3∶1或1∶2∶1，则控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果后代表型分离比符合9∶3∶3∶1，则控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。
(2)测交法：双杂合子与双隐性纯合子测交，如果测交后代表型比符合1∶1，则控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果测交后代表型比符合1∶1∶1∶1，则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。
[对应练习]
1．果蝇的灰体(A)对黑檀体(a)为显性，短刚毛(B)和长刚毛(b)为另一对相对性状，现有杂交组合一：Aabb×aaBb，杂交组合二：AaBb×aabb，请依据后代表型的对比判断上述两对基因与染色体的关系，以下分析不正确的是( )
A．两个杂交组合均能验证是否遵循基因的分离定律
B．两个杂交组合均能验证是否遵循基因的自由组合定律
C．若两对基因位于一对同源染色体上，则杂交组合一后代表型之比仍为1∶1∶1∶1
D．若两对基因位于一对同源染色体上，则杂交组合二后代表型之比不是1∶1∶1∶1
B [两个杂交组合，每对基因都是测交，故均能验证是否遵循基因的分离定律，A正确；若两对基因位于一对同源染色体上，则杂交组合一后代表型之比也为1∶1∶1∶1，故杂交组合一不能验证是否遵循基因的自由组合定律，B错误；若两对基因位于一对同源染色体上，则杂交组合一中，Aabb产生的配子类型是Ab∶ab＝1∶1，aaBb产生的配子类型是aB∶ab＝1∶1，后代基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb，表型之比仍为1∶1∶1∶1，C正确；若两对基因位于一对同源染色体上，则杂交组合二中，AaBb产生的配子类型是AB∶ab＝1∶1或aB∶Ab＝1∶1，aabb产生ab一种配子，故后代表型之比是1∶1，D正确。]
2．现提供纯种高茎腋生花豌豆和纯种矮茎顶生花豌豆若干，腋生花(E)对顶生花(e)为显性，高茎(D)对矮茎(d)为显性，现欲利用以上两种豌豆设计出最佳实验方案，探究控制腋生花、顶生花的等位基因是否与控制高茎、矮茎的等位基因在同一对同源染色体上，并作出判断。
[解析] 探究控制两对或多对相对性状的基因是否位于一对同源染色体上一般采用F1自交法(F1测交法)，对于控制两对相对性状的基因来说，观察F1后代分离比是否为3∶1或9∶3∶3∶1(1∶1或1∶1∶1∶1)。如果是9∶3∶3∶1(1∶1∶1∶1)，则这两对基因位于两对同源染色体上，即符合自由组合定律，如果是3∶1(1∶1)，则这两对等位基因位于同一对同源染色体上，即不符合自由组合定律。
[答案] 方案一：取纯种高茎腋生花豌豆和纯种矮茎顶生花豌豆杂交得F1，让其自交，如果F2出现四种性状，其分离比为9∶3∶3∶1，说明这两对基因的遗传符合自由组合定律，因此控制腋生花、顶生花的等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上；若分离比为3∶1，则这两对等位基因位于同一对同源染色体上。
方案二：取纯种高茎腋生花豌豆和纯种矮茎顶生花豌豆杂交得F1，将F1与纯种矮茎顶生花豌豆杂交，如果测交后代出现四种性状，其比例为1∶1∶1∶1，说明这两对基因的遗传符合自由组合定律，因此控制腋生花、顶生花的等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上；若分离比为1∶1，则这两对等位基因位于同一对同源染色体上。
判断基因位于常染色体上还是X染色体上
[科学方法]
1．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：
eq \a\vs4\al(正反,交实,验)⇒eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(（1）若正反交子代雌雄表型相同⇒常染色体上,（2）若正反交子代雌雄表型不同⇒X染色体上))
2．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。即：
eq \a\vs4\al(隐性雌,×,显性雄)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(（1）若子代中雌性全为显性，雄性全为, 隐性⇒在X染色体上,（2）若子代中雌性与雄性均为, 显性⇒在常染色体上))
[对应练习]
3．一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该鼠与野生型鼠杂交，F1的雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型。假如仅通过一次杂交实验鉴别突变基因是在常染色体上还是在X染色体上，F1的杂交组合最好选择( )
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)
A [由题意可知，突变型是显性性状，野生型是隐性性状；选择隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时，若后代雌鼠全为显性性状，雄鼠全为隐性性状，则该突变基因位于X染色体上；若后代雌雄鼠中都有显性性状，则该突变基因位于常染色体上。]
4．果蝇体表硬而长的毛称为刚毛，直刚毛与焦刚毛是受核基因控制的一对相对性状。现有直刚毛与焦刚毛的纯合雌雄果蝇若干。
请利用上述果蝇为实验材料，通过一代杂交，探究这对相对性状的基因是位于常染色体上还是X染色体上(不考虑基因在X、Y同源染色体上)。(要求：写出实验思路，预期实验结果并得出结论)
实验思路：______________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
预期实验结果及结论：___________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] 由于直刚毛与焦刚毛这一对相对性状的显隐性未知，所以需要同时设计正反交试验，才有可能出现伴性遗传的典型特点，性状与性别相关联。所以实验思路：让直刚毛和焦刚毛的雌雄果蝇正交反交，观察后代的表型。预期结果和结论：若正交反交结果一致，则直刚毛与焦刚毛这对相对性状位于常染色体上，若正交反交结果不一致，则直刚毛与焦刚毛这对相对性状位于X染色体上。
[答案] 让直刚毛和焦刚毛的雌雄果蝇正交反交。(雌性直刚毛和雄性焦刚毛杂交，雄性直刚毛和雌性焦刚毛杂交)观察后代的表型 若正交反交子代表型一致，则直刚毛与焦刚毛这对相对性状位于常染色体上；若正交反交子代表型不一致，则直刚毛与焦刚毛这对相对性状位于X染色体上
判断基因位于X染色体上还是X、Y染色体的同源区段
[科学方法]
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．设计思路
(1)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：
eq \a\vs4\al(隐性雌, ×,纯合显性雄)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(①若子代所有雄性均为显性性状⇒, 位于同源区段上,②若子代所有雄性均为隐性性状⇒, 仅位于X染色体上))
(2)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：
eq \a\vs4\al(杂合显性雌, ×,纯合显性雄)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(①若子代中雌雄个体均表现显性性状⇒, 此等位基因位于X、Y染色体的同源, 区段上,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⇒此等位基因仅位于X染色体上))
[对应练习]
5．如图是果蝇性染色体的结构模式简图，请回答相关问题。
(1)雌果蝇在减数分裂中能发生联会的区段是______________________。
(2)如果果蝇的某基因位于Ⅱ­2区段上，则该基因的遗传特点是______________。
(3)已知决定果蝇某一性状的基因可能位于Ⅰ或Ⅱ­1区段上，现有纯合的显性和隐性的雌雄个体若干只，请设计实验以确定该基因的具体位置。
①设计实验：____________________________________________________
_______________________________________________________________。
②预测实验结果和结论：_________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] (1)联会指的是同源染色体两两配对的现象，故雌果蝇在减数分裂中能发生联会的区段是Ⅰ和Ⅱ­1区段。(2)Ⅱ­2区段是Y染色体特有的片段，X染色体上不含其等位基因，故该基因遗传时只能遗传给后代的雄果蝇。(3)要判断该基因的具体位置，可用一只表型为隐性的纯合雌果蝇与一只表型为显性的纯合雄果蝇杂交，如果后代中雌性均为显性性状，雄性均为隐性性状，说明基因位于Ⅱ­1区段；如果后代中雌雄个体均为显性性状，说明基因位于Ⅰ区段。
[答案] (1)Ⅰ和Ⅱ­1区段 (2)该基因只能遗传给后代的雄果蝇 (3)①用一只表型为隐性的纯合雌果蝇与一只表型为显性的纯合雄果蝇杂交 ②如果后代中雌性均为显性性状，雄性均为隐性性状，说明基因位于Ⅱ­1区段；如果后代中雌雄个体均为显性性状，说明基因位于Ⅰ区段
判断基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段
[科学方法]
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表型情况。即：
2．结果推断eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al(（1）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),（2）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))
[对应练习]
6．果蝇是常用的遗传学实验材料。已知果蝇的长翅(A)对短翅(a)为显性，请回答：
(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型为________________________。
[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，两亲本表型为雌果蝇为短翅，雄果蝇为长翅。
[答案] (1)个体小，易饲养，繁殖速度快且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