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备战2025届新高考生物一轮总复习第5单元孟德尔遗传定律与伴性遗传专题精研课7探究基因在染色体上的位置课件
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这是一份备战2025届新高考生物一轮总复习第5单元孟德尔遗传定律与伴性遗传专题精研课7探究基因在染色体上的位置课件，共46页。PPT课件主要包含了对常色体+XX，多对易于区分，统计分析，没有棒眼果蝇出现，雄果蝇中出现棒眼个体，黑身果蝇全为雄性，显性致死，F1随机交配得F2，粉色∶白色1∶1等内容，欢迎下载使用。
题型一 探究基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上
1.(2023·全国新课标卷)果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状,眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状。翅型由等位基因T/t控制,眼色由等位基因R/r控制。某小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验,杂交子代的表型及其比例分别为,长翅红眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇=1∶1(杂交①的实验结果);长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雄蝇=1∶1(杂交②的实验结果)。回答下列问题。(1)根据杂交结果可以判断,翅型的显性性状是 ,判断的依据是_______________________________________________________________ 。
只有当长翅为显性性状、截翅为隐性性状时,杂交①的子代才会全部为长翅
(2)根据杂交结果可以判断,属于伴性遗传的性状是 ,判断的依据是 。杂交①的子代全部为长翅,杂交②的子代中既有长翅又有截翅,正反交结果不一致,因此翅型是伴性遗传 杂交①亲本的基因型是 ,杂交②亲本的基因型是 。 (3)若杂交①子代中的长翅红眼雌蝇与杂交②子代中的截翅红眼雄蝇杂交,则子代翅型和眼色的表型及其比例为 。
XTXTRR、XtYrr
XtXtrr、XTYRR
长翅红眼∶长翅紫眼∶截翅红眼∶截翅紫眼=3∶1∶3∶1
解析 (1)具有相对性状的纯合亲本杂交,子一代所表现出的性状是显性性状,分析题意可知,仅考虑翅型,亲本为长翅和截翅果蝇,杂交①子代全为长翅,说明长翅对截翅为显性性状。(2)由于关于翅型的正反交实验结果不同,可判断果蝇翅型的遗传属于伴性遗传。根据实验结果可知,杂交①的亲本基因型是RRXTXT、rrXtY,杂交②和杂交①属于正反交实验,所以杂交②的亲本基因型是rrXtXt、RRXTY。(3)杂交①的子代中长翅红眼雌蝇的基因型是RrXTXt,杂交②子代中截翅红眼雄蝇的基因型是RrXtY,所以它们杂交产生的子代的基因型及其比例为R_XTXt∶R_XtXt∶R_XTY∶R_XtY∶rrXTXt∶rrXtXt∶rrXTY∶rrXtY=3∶3∶3∶3∶1∶1∶1∶1。所以子代翅型和眼色的表型及其比例为长翅红眼∶长翅紫眼∶截翅红眼∶截翅紫眼=3∶1∶3∶1。
2.果蝇的红眼和白眼分别由X染色体上的等位基因B、b控制,某研究小组做了以下实验。请回答相关问题。(1)选择白眼(♀)和红眼(♂)作为亲本杂交, (填“能”或“不能”)通过眼色辨别子代个体性别。 (2)果蝇的长翅(D)对残翅(d)为显性,且D、d基因位于常染色体上。甲(♀)和乙(♂)均为长翅红眼个体,二者杂交子一代中两对相对性状都出现了性状分离,性状分离是指 。若只考虑果蝇翅的形状这一对相对性状,甲和乙产生的子一代长翅个体中,杂合子占 。
在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象
(3)果蝇的后胸正常(E)对后胸变形(e)为显性,现有纯合后胸正常的雌果蝇和纯合后胸变形的雄果蝇,请设计实验探究E、e基因位于常染色体上,还是位于X染色体上。实验思路: 。 选择纯合后胸正常的雌果蝇和纯合后胸变形的雄果蝇进行杂交,F1雌雄果蝇相互交配,观察并统计F2表型及比例预期结果和结论:①若 ,则E、e基因位于常染色体上。②若 ,则E、e基因位于X染色体上。
若F2雌雄果蝇均有后胸正常和后胸变形,且比例为3∶1
若F2后胸正常雌果蝇∶后胸正常雄果蝇∶后胸变形雄果蝇=2∶1∶1
解析 (1)白眼雌蝇(XbXb)和红眼雄蝇(XBY)交配,子代雄蝇均为白眼(XbY),雌蝇均为红眼(XBXb),表型和性别相关联,能通过眼色辨别子代个体性别。(2)性状分离是指杂种后代同时出现显性性状和隐性性状的现象。若只考虑果蝇的翅型,甲(♀)和乙(♂)均为长翅个体,二者杂交子一代中出现了性状分离,说明甲、乙均为杂合子,基因型为Dd,F1基因型及比例为1DD∶2Dd∶1dd,长翅果蝇(D_)中杂合子Dd占2/3。
(3)若通过实验确定E、e基因是位于常染色体上还是X染色体上,可选择纯合后胸正常的雌果蝇和纯合后胸变形的雄果蝇进行杂交获得子一代,F1雌雄果蝇相互交配,观察并统计F2表型及比例。若基因位于常染色体上,后胸正常(E)雌果蝇的基因型是EE,后胸变形的雄果蝇的基因型是ee,子一代果蝇基因型为Ee,F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇基因型及比例为1EE∶2Ee∶1ee,表型为雌雄果蝇均有后胸正常和后胸变形,且比例为3∶1。若基因位于X染色体上,后胸正常(E)雌果蝇的基因型是XEXE,后胸变形的雄果蝇的基因型是XeY,子一代果蝇基因型为XEXe、XEY,F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇基因型及比例为1XEXE∶1XEXe∶1XEY∶1XeY,表型为后胸正常雌果蝇∶后胸正常雄果蝇∶后胸变形雄果蝇=2∶1∶1。
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。
题型二 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
2.基本思路(1)用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。
(2)用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。
3.(2023·广东湛江统考)果蝇染色体组成为2N=8,野生型果蝇(纯合子)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1实验。雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如图2。Ⅰ为X染色体与Y染色体的同源区段,在此区段中有等位基因,Ⅱ1为X染色体上特有区段,Ⅱ2为Y染色体上特有区段。请分析回答下列问题。
(1)雌果蝇染色体组成为 。 (2)果蝇常用于研究遗传学,主要是果蝇具有 的相对性状,且易饲养、繁殖快、产生子代多,便于 。 (3)若F2中雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼,且圆眼与棒眼的比值为3∶1,则控制眼形的基因位于 染色体上。若F2中圆眼∶棒眼=3∶1,但仅在 (填“雌”或“雄”)果蝇中有棒眼,则不能判断控制圆眼、棒眼的基因是位于Ⅱ1区段上还是Ⅰ区段上。
(4)为了对上述(3)中的问题作出判断,现提供纯合圆眼雌雄果蝇和棒眼雌雄果蝇,请选择亲本通过一次杂交实验完成判断。你的实验方案是: 。预期结果与结论:若子代 ,则控制圆、棒眼的基因位于Ⅰ区段; 若子代 ,则控制圆、棒眼的基因位于Ⅱ1区段。
上一步所获得子代中的棒眼雌果蝇与野生型圆眼雄果蝇杂交
解析 (1)雌果蝇体内有3对常染色体和一对X染色体,雌果蝇染色体组成为3对常色体+XX。(2)果蝇常用于研究遗传学,主要是果蝇具有多对易于区分的相对性状;且易饲养、繁殖快、产生子代多,便于统计分析。
(3)若F2中雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼,且圆眼与棒眼的比值为3∶1,说明性状与性别无关,则控制眼形的基因位于常染色体上;设控制圆眼的基因为A,控制棒眼的基因为a,假定基因位于同源区段Ⅰ上,则F1雌性个体的基因型是XAXa,雄性个体的基因型是XAYa,F2是XAXA、XAXa、XAYa、XaYa,比例是1∶1∶1∶1,F2中圆眼∶棒眼≈3∶1,但仅在雄果蝇中有棒眼;假定基因位于Ⅱ1区段上,则F1雌性个体的基因型是XAXa,雄性个体的基因型是XAY,F2中基因型是XAXA、XAXa、XAY、XaY,F2中圆眼∶棒眼≈3∶1,但仅在雄果蝇中有棒眼,所以若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1,但仅在雄果蝇中有棒眼不能判断控制圆眼、棒眼的基因是位于Ⅱ1区段上还是Ⅰ区段。
(4)要通过一次杂交实验完成判断,可上一步所获得子代中的棒眼雌果蝇(隐性的纯合子雌性)与圆眼(野生型)雄果蝇(显性的纯合子雄性)杂交,观察子代眼形性状。预期结果与结论:若子代雌雄果蝇均为圆眼(子代中没有棒眼果蝇出现),则控制圆、棒眼的基因位于Ⅰ区段(XaXa×XAYA→XAXa、XaYA);若子代雌果蝇为圆眼(野生型),雄果蝇为棒眼,则控制圆、棒眼的基因位于Ⅱ1区段(XaXa×XAY→XAXa、XaY)。
4.(2023·湖南师大附中模拟)果蝇的红眼(E)对粉眼(e)为显性,基因位于性染色体上;翻翅(M)对正常翅(m)为显性,基因位于Ⅲ号染色体上。回答下列问题。(1)请通过一次杂交实验,以纯种果蝇为材料,判断果蝇红眼(E)、粉眼(e)的眼色基因是位于X、Y染色体的同源区段,还是X染色体的非同源区段。实验思路: 。 将纯合粉眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交,得到F1,观察并统计F1雌、雄果蝇的表型及比例
预测实验结果:①若 , 则E/e基因位于X、Y染色体的同源区段;②若 , 则E/e基因位于X染色体的非同源区段。
F1中红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇=1∶1(或F1中不论雌雄均为红眼)
F1中红眼雌果蝇∶粉眼雄果蝇=1∶1
(2)若E/e基因位于X、Y染色体的同源区段,则自然界果蝇种群中雄果蝇关于眼色的基因型有 。若E/e基因位于X染色体的非同源区段,Xe配子有活性,但基因纯合(基因型为XEY、XeY的雄蝇可以看作纯合子)时致死,则 (填“能”或“不能”)选择出某种基因组合,使后代只有雌性,原因是 。雄果蝇只有XEY一种基因型,雌果蝇有XEXE、XEXe两种基因型,含Y染色体的配子均有活性,基因型为XEY的雄蝇与两种基因型的雌蝇交配,后代均有雄果蝇存活
XEYE、XEYe、XeYE、XeYe
解析 (1)判断果蝇红眼(E)、粉眼(e)的眼色基因位于X、Y染色体的同源区段还是X染色体的非同源区段的方法是进行杂交实验,根据后代的表型及比例来推断其位置,即将纯合粉眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交,得到F1,观察并统计F1雌、雄果蝇的表型及比例。若位于非同源区段,即XEY×XeXe,子代基因型为XEXe和XeY两种,表现为红眼雌果蝇∶粉眼雄果蝇=1∶1;若位于同源区段,即XEYE×XeXe,子代基因型为XEXe和XeYE两种,表现为F1中不论雌雄均为红眼。(2)若E/e基因位于X、Y染色体的同源区段,则自然界果蝇种群中雄果蝇关于眼色的基因型有XEYE、XEYe、XeYE、XeYe4种;若位于非同源区段且Xe纯合致死,则雄果蝇只有XEY一种基因型,雌果蝇有XEXE、XEXe两种基因型,含Y染色体的配子均有活性,基因型为XEY的雄蝇与两种基因型的雌蝇交配,后代均有雄果蝇存活,故不可以选择出某种基因组合,使后代只有雌性。
题型三 探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
1.在已知性状的显隐性的条件下,若限定用一次杂交实验来证明,则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[即aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]杂交组合,观察分析F1的表型。
2.在已知性状的显隐性的条件下,未限定杂交实验次数时,则可采用以下方法,通过观察F2的性状表现来判断。
5.果蝇的体色(灰身、黑身)和翅型(正常翅、截翅)这两对性状分别由两对等位基因A、a和B、b控制。利用两对纯种果蝇进行了杂交实验,结果如下表所示:
(1)控制翅型的基因位于 染色体上,判断的依据为 。 杂交组合二中截翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交,F1雌果蝇全为正常翅,雄果蝇全为截翅(杂交组合一、二是用纯种正常翅、截翅果蝇进行的正反交实验,正反交实验结果不一致)(2)某同学为了确定控制体色的A/a这对等位基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段上,让组合二F1灰身雌、雄果蝇相互交配,然后统计F2中黑身果蝇的性别比例:若 ,则说明A/a位于常染色体上; 若 ,则说明A/a位于X、Y的同源区段上。
黑身果蝇中雌性∶雄性=1∶1
解析 (1)分析表格可知,组合一和组合二为正反交实验,组合一中子代全为灰身正常翅,说明灰身、正常翅为显性性状,组合二中,雌果蝇全为灰身,雌果蝇全为正常翅,雄果蝇全为截翅,且与组合一实验结果不同,说明控制翅型的基因位于X染色体上,即杂交组合一、二是用纯种正常翅、截翅果蝇进行的正反交实验,正反交实验结果不一致。(2)灰身为显性性状,某同学为了确定控制体色的A/a这对等位基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段上,组合二亲本为AA×aa或XAXA×XaYa,让组合二F1灰身雌、雄果蝇相互交配(Aa×Aa或XAXa×XAYa),然后统计F2中黑身果蝇的性别比例:若黑身果蝇中雌性∶雄性=1∶1,则说明性状与性别无关,A/a位于常染色体上;若黑身果蝇全为雄性,则说明A/a位于X、Y染色体的同源区段上(XAXa×XAYa→XAXA、XAXa、XAYa、XaYa)。
6.果蝇的性染色体X和Y有非同源区和同源区。非同源区上的X和Y片段上无等位基因或相同基因;同源区上的X和Y片段上有等位基因或相同基因。控制果蝇眼形的基因不在非同源区,棒眼(E)对圆眼(e)为显性,现有足够的纯合雌、雄棒眼果蝇和纯合雌、雄圆眼果蝇个体,请用杂交实验的方法推断这对基因是位于X、Y染色体的同源区还是位于常染色体上,写出实验方法、推断过程和相应遗传图解。
答案 将纯合的圆眼雌蝇与纯合的棒眼雄蝇杂交,得到足够多的F1个体,再选择F1中的雄性棒眼个体与雌性棒眼个体相互交配得F2。①若F2中雄性全为棒眼,雌性既有棒眼又有圆眼,则E、e位于X、Y染色体的同源区。其遗传图解如下:
②若F2中雌、雄个体均有棒眼和圆眼,则E、e位于常染色体上。其遗传图解如下:
判断两对等位基因位于一对还是两对同源染色体上,实质是确定两对等位基因的遗传是遵循自由组合定律,还是遵循连锁(位于一对同源染色体上)与互换规律。(1)如图所示,图中A/a、B/b、D/d这三对等位基因的遗传都遵循分离定律;图中基因A/a与D/d(或基因B/b与D/d)分别位于两对同源染色体上,其遗传遵循自由组合定律;图中基因A/a和B/b位于一对同源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律。
题型四 探究两对等位基因位于一对还是两对同源染色体上
(2)根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置
7.(2023·浙江卷)某昆虫的性别决定方式为XY型,野生型个体的翅形和眼色分别为直翅和红眼,由位于两对同源染色体上两对等位基因控制。研究人员通过诱变育种获得了紫红眼突变体和卷翅突变体昆虫。为研究该昆虫翅形和眼色的遗传方式,研究人员利用紫红眼突变体卷翅突变体和野生型昆虫进行了杂交实验,结果见下表。
注:表中F1为1对亲本的杂交后代,F2为F1全部个体随机交配的后代;假定每只昆虫的生殖力相同。
回答下列问题。(1)红眼基因突变为紫红眼基因属于 (填“显性”或“隐性”)突变。若要研究紫红眼基因位于常染色体还是X染色体上,还需要对杂交组合_______的各代昆虫进行 鉴定。鉴定后,若该杂交组合的F2表型及其比例为 ,则可判定紫红眼基因位于常染色体上。 (2)根据杂交组合丙的F1表型比例分析,卷翅基因除了控制翅形性状外,还具有纯合 效应。
直翅红眼雌∶直翅紫红眼雌∶直翅红眼雄∶直翅紫红眼雄=3∶1∶3∶1
(3)若让杂交组合丙的F1和杂交组合丁的F1全部个体混合,让其自由交配,理论上其子代(F2)表型及其比例为 。 (4)又从野生型(灰体红眼)中诱变育种获得隐性纯合的黑体突变体,已知灰体对黑体完全显性,灰体(黑体)和红眼(紫红眼)分别由常染色体的一对等位基因控制。欲探究灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传是否遵循自由组合定律。现有3种纯合品系昆虫:黑体突变体、紫红眼突变体和野生型。请完善实验思路,预测实验结果并分析讨论。(说明:该昆虫雄性个体的同源染色体不会发生交换;每只昆虫的生殖力相同,且子代的存活率相同;实验的具体操作不作要求)
卷翅红眼∶直翅红眼=14∶17
①实验思路:第一步,选择 进行杂交获得F1, 。 第二步,观察记录表型及个数,并做统计分析。②预测实验结果并分析讨论:Ⅰ:若统计后的表型及其比例为 , 则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传遵循自由组合定律。Ⅱ:若统计后的表型及其比例为 ,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传不遵循自由组合定律。
黑体突变体和紫红眼突变体
灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1
灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1
解析 (1)由杂交组合乙可知,紫红眼突变体与野生型交配,F1全为红眼,F2红眼∶紫红眼=3∶1,可得红眼为显性,紫红眼为隐性,因此红眼基因突变为紫红眼基因属于隐性突变。若要研究紫红眼基因位于常染色体还是X染色体上,还需要对杂交组合乙的各代昆虫进行性别鉴定。若该杂交组合的F2表型及其比例为直翅红眼雌∶直翅紫红眼雌∶直翅红眼雄∶直翅紫红眼雄=3∶1∶3∶1,子代表型符合自由组合定律,与性别无关,则可判定紫红眼基因位于常染色体上。(2)根据杂交组合丙的F1表型比例分析,卷翅∶直翅=2∶1,与基因分离定律的分离比3∶1不同,因此卷翅基因具有纯合显性致死效应。
(3)由于卷翅基因具有纯合显性致死效应,设其基因用A表示,丙、丁两组的F1均为红眼,只分析卷翅和直翅这对性状,则杂交组合丙的F1的卷翅Aa∶直翅aa=2∶1,即2/3Aa、1/3aa,杂交组合丁的F1卷翅Aa∶直翅aa=1∶1,即1/2Aa、1/2aa,丙、丁两组的F1全部个体混合,则Aa为2/3+1/2=7/6、aa=1/3+1/2=5/6,即Aa占7/12、aa占5/12,配子中A=7/12×1/2=7/24,a=1-A =17/24,则自由交配,Aa∶aa=(2×7/12×17/12)∶(17/12×17/12)=14∶17,即理论上其子代F2中表型及其比例为卷翅红眼∶直翅红眼=14∶17。
(4)实验思路:选择黑体突变体和紫红眼突变体进行杂交获得F1,F1随机交配得F2,观察F2的表型及个数。预测实验结果并分析讨论:若统计后的F2表型及其比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传遵循自由组合定律;若统计后的表型及其比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传不遵循自由组合定律。
8.某种雌雄同花的植物,花的颜色由两对基因(A和a、B和b)控制,A基因控制红色色素合成(AA和Aa的效应相同),B基因为修饰基因,淡化颜色的深度(BB使红色完全消失而表现为白色,Bb使红色变淡而表现为粉色)。(1)现让纯合白花植株和纯合红花植株杂交,产生的F1植株花色全为粉色,请推测亲本的基因型为 。
AABB×AAbb或aaBB×AAbb
(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。①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。如图所示,竖线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位点。
②实验步骤:第一步,基因型为AaBb的植株自交。第二步,观察并统计子代植株花的颜色和比例。
③实验可能的结果(不考虑基因突变、互换等变异)及相应的结论:a.若子代植株花的颜色及比例为 ,则两对基因在两对同源染色体上(符合第一种类型)。 b.若子代植株花的颜色及比例为 ,则两对基因在一对同源染色体上(符合第二种类型)。 c.若子代植株花的颜色及比例为 ,则两对基因在一对同源染色体上(符合第三种类型)。
红色∶粉色∶白色=3∶6∶7
红色∶粉色∶白色=1∶2∶1
解析 (1)纯合白色植株的基因型为AABB或aaBB或aabb,纯合红色植株的基因型为AAbb。若让纯合白花植株和纯合红花植株杂交,产生的F1植株花色全为粉色,则粉色的基因型可以为AABb或AaBb,则亲本的基因型为AABB×AAbb或aaBB×AAbb。
(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。①这两对基因在染色体上的位置有三种类型,一种是两对等位基因分别位于两对同源染色体上,为第一种类型;另一种是A、B位于一条染色体上,a、b位于另一条与之同源的染色体上,即图中的第二种类型,还有第三种类型,即两对等位基因位于一对同源染色体上,其中A、b位于一条染色体上,a、B位于另一条与之同源的染色体上,可用下图表示:
题型一 探究基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上
1.(2023·全国新课标卷)果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状,眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状。翅型由等位基因T/t控制,眼色由等位基因R/r控制。某小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验,杂交子代的表型及其比例分别为,长翅红眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇=1∶1(杂交①的实验结果);长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雄蝇=1∶1(杂交②的实验结果)。回答下列问题。(1)根据杂交结果可以判断,翅型的显性性状是 ,判断的依据是_______________________________________________________________ 。
只有当长翅为显性性状、截翅为隐性性状时,杂交①的子代才会全部为长翅
(2)根据杂交结果可以判断,属于伴性遗传的性状是 ,判断的依据是 。杂交①的子代全部为长翅,杂交②的子代中既有长翅又有截翅,正反交结果不一致,因此翅型是伴性遗传 杂交①亲本的基因型是 ,杂交②亲本的基因型是 。 (3)若杂交①子代中的长翅红眼雌蝇与杂交②子代中的截翅红眼雄蝇杂交,则子代翅型和眼色的表型及其比例为 。
XTXTRR、XtYrr
XtXtrr、XTYRR
长翅红眼∶长翅紫眼∶截翅红眼∶截翅紫眼=3∶1∶3∶1
解析 (1)具有相对性状的纯合亲本杂交,子一代所表现出的性状是显性性状,分析题意可知,仅考虑翅型,亲本为长翅和截翅果蝇,杂交①子代全为长翅,说明长翅对截翅为显性性状。(2)由于关于翅型的正反交实验结果不同,可判断果蝇翅型的遗传属于伴性遗传。根据实验结果可知,杂交①的亲本基因型是RRXTXT、rrXtY,杂交②和杂交①属于正反交实验,所以杂交②的亲本基因型是rrXtXt、RRXTY。(3)杂交①的子代中长翅红眼雌蝇的基因型是RrXTXt,杂交②子代中截翅红眼雄蝇的基因型是RrXtY,所以它们杂交产生的子代的基因型及其比例为R_XTXt∶R_XtXt∶R_XTY∶R_XtY∶rrXTXt∶rrXtXt∶rrXTY∶rrXtY=3∶3∶3∶3∶1∶1∶1∶1。所以子代翅型和眼色的表型及其比例为长翅红眼∶长翅紫眼∶截翅红眼∶截翅紫眼=3∶1∶3∶1。
2.果蝇的红眼和白眼分别由X染色体上的等位基因B、b控制,某研究小组做了以下实验。请回答相关问题。(1)选择白眼(♀)和红眼(♂)作为亲本杂交, (填“能”或“不能”)通过眼色辨别子代个体性别。 (2)果蝇的长翅(D)对残翅(d)为显性,且D、d基因位于常染色体上。甲(♀)和乙(♂)均为长翅红眼个体,二者杂交子一代中两对相对性状都出现了性状分离,性状分离是指 。若只考虑果蝇翅的形状这一对相对性状,甲和乙产生的子一代长翅个体中,杂合子占 。
在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象
(3)果蝇的后胸正常(E)对后胸变形(e)为显性,现有纯合后胸正常的雌果蝇和纯合后胸变形的雄果蝇,请设计实验探究E、e基因位于常染色体上,还是位于X染色体上。实验思路: 。 选择纯合后胸正常的雌果蝇和纯合后胸变形的雄果蝇进行杂交,F1雌雄果蝇相互交配,观察并统计F2表型及比例预期结果和结论:①若 ,则E、e基因位于常染色体上。②若 ,则E、e基因位于X染色体上。
若F2雌雄果蝇均有后胸正常和后胸变形,且比例为3∶1
若F2后胸正常雌果蝇∶后胸正常雄果蝇∶后胸变形雄果蝇=2∶1∶1
解析 (1)白眼雌蝇(XbXb)和红眼雄蝇(XBY)交配,子代雄蝇均为白眼(XbY),雌蝇均为红眼(XBXb),表型和性别相关联,能通过眼色辨别子代个体性别。(2)性状分离是指杂种后代同时出现显性性状和隐性性状的现象。若只考虑果蝇的翅型,甲(♀)和乙(♂)均为长翅个体,二者杂交子一代中出现了性状分离,说明甲、乙均为杂合子,基因型为Dd,F1基因型及比例为1DD∶2Dd∶1dd,长翅果蝇(D_)中杂合子Dd占2/3。
(3)若通过实验确定E、e基因是位于常染色体上还是X染色体上,可选择纯合后胸正常的雌果蝇和纯合后胸变形的雄果蝇进行杂交获得子一代,F1雌雄果蝇相互交配,观察并统计F2表型及比例。若基因位于常染色体上,后胸正常(E)雌果蝇的基因型是EE,后胸变形的雄果蝇的基因型是ee,子一代果蝇基因型为Ee,F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇基因型及比例为1EE∶2Ee∶1ee,表型为雌雄果蝇均有后胸正常和后胸变形,且比例为3∶1。若基因位于X染色体上,后胸正常(E)雌果蝇的基因型是XEXE,后胸变形的雄果蝇的基因型是XeY,子一代果蝇基因型为XEXe、XEY,F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇基因型及比例为1XEXE∶1XEXe∶1XEY∶1XeY,表型为后胸正常雌果蝇∶后胸正常雄果蝇∶后胸变形雄果蝇=2∶1∶1。
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。
题型二 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
2.基本思路(1)用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。
(2)用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。
3.(2023·广东湛江统考)果蝇染色体组成为2N=8,野生型果蝇(纯合子)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1实验。雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如图2。Ⅰ为X染色体与Y染色体的同源区段,在此区段中有等位基因,Ⅱ1为X染色体上特有区段,Ⅱ2为Y染色体上特有区段。请分析回答下列问题。
(1)雌果蝇染色体组成为 。 (2)果蝇常用于研究遗传学,主要是果蝇具有 的相对性状,且易饲养、繁殖快、产生子代多,便于 。 (3)若F2中雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼,且圆眼与棒眼的比值为3∶1,则控制眼形的基因位于 染色体上。若F2中圆眼∶棒眼=3∶1,但仅在 (填“雌”或“雄”)果蝇中有棒眼,则不能判断控制圆眼、棒眼的基因是位于Ⅱ1区段上还是Ⅰ区段上。
(4)为了对上述(3)中的问题作出判断,现提供纯合圆眼雌雄果蝇和棒眼雌雄果蝇,请选择亲本通过一次杂交实验完成判断。你的实验方案是: 。预期结果与结论:若子代 ,则控制圆、棒眼的基因位于Ⅰ区段; 若子代 ,则控制圆、棒眼的基因位于Ⅱ1区段。
上一步所获得子代中的棒眼雌果蝇与野生型圆眼雄果蝇杂交
解析 (1)雌果蝇体内有3对常染色体和一对X染色体,雌果蝇染色体组成为3对常色体+XX。(2)果蝇常用于研究遗传学,主要是果蝇具有多对易于区分的相对性状;且易饲养、繁殖快、产生子代多,便于统计分析。
(3)若F2中雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼,且圆眼与棒眼的比值为3∶1,说明性状与性别无关,则控制眼形的基因位于常染色体上;设控制圆眼的基因为A,控制棒眼的基因为a,假定基因位于同源区段Ⅰ上,则F1雌性个体的基因型是XAXa,雄性个体的基因型是XAYa,F2是XAXA、XAXa、XAYa、XaYa,比例是1∶1∶1∶1,F2中圆眼∶棒眼≈3∶1,但仅在雄果蝇中有棒眼;假定基因位于Ⅱ1区段上,则F1雌性个体的基因型是XAXa,雄性个体的基因型是XAY,F2中基因型是XAXA、XAXa、XAY、XaY,F2中圆眼∶棒眼≈3∶1,但仅在雄果蝇中有棒眼,所以若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1,但仅在雄果蝇中有棒眼不能判断控制圆眼、棒眼的基因是位于Ⅱ1区段上还是Ⅰ区段。
(4)要通过一次杂交实验完成判断,可上一步所获得子代中的棒眼雌果蝇(隐性的纯合子雌性)与圆眼(野生型)雄果蝇(显性的纯合子雄性)杂交,观察子代眼形性状。预期结果与结论:若子代雌雄果蝇均为圆眼(子代中没有棒眼果蝇出现),则控制圆、棒眼的基因位于Ⅰ区段(XaXa×XAYA→XAXa、XaYA);若子代雌果蝇为圆眼(野生型),雄果蝇为棒眼,则控制圆、棒眼的基因位于Ⅱ1区段(XaXa×XAY→XAXa、XaY)。
4.(2023·湖南师大附中模拟)果蝇的红眼(E)对粉眼(e)为显性,基因位于性染色体上;翻翅(M)对正常翅(m)为显性,基因位于Ⅲ号染色体上。回答下列问题。(1)请通过一次杂交实验,以纯种果蝇为材料,判断果蝇红眼(E)、粉眼(e)的眼色基因是位于X、Y染色体的同源区段,还是X染色体的非同源区段。实验思路: 。 将纯合粉眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交,得到F1,观察并统计F1雌、雄果蝇的表型及比例
预测实验结果:①若 , 则E/e基因位于X、Y染色体的同源区段;②若 , 则E/e基因位于X染色体的非同源区段。
F1中红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇=1∶1(或F1中不论雌雄均为红眼)
F1中红眼雌果蝇∶粉眼雄果蝇=1∶1
(2)若E/e基因位于X、Y染色体的同源区段,则自然界果蝇种群中雄果蝇关于眼色的基因型有 。若E/e基因位于X染色体的非同源区段,Xe配子有活性,但基因纯合(基因型为XEY、XeY的雄蝇可以看作纯合子)时致死,则 (填“能”或“不能”)选择出某种基因组合,使后代只有雌性,原因是 。雄果蝇只有XEY一种基因型,雌果蝇有XEXE、XEXe两种基因型,含Y染色体的配子均有活性,基因型为XEY的雄蝇与两种基因型的雌蝇交配,后代均有雄果蝇存活
XEYE、XEYe、XeYE、XeYe
解析 (1)判断果蝇红眼(E)、粉眼(e)的眼色基因位于X、Y染色体的同源区段还是X染色体的非同源区段的方法是进行杂交实验,根据后代的表型及比例来推断其位置,即将纯合粉眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交,得到F1,观察并统计F1雌、雄果蝇的表型及比例。若位于非同源区段,即XEY×XeXe,子代基因型为XEXe和XeY两种,表现为红眼雌果蝇∶粉眼雄果蝇=1∶1;若位于同源区段,即XEYE×XeXe,子代基因型为XEXe和XeYE两种,表现为F1中不论雌雄均为红眼。(2)若E/e基因位于X、Y染色体的同源区段,则自然界果蝇种群中雄果蝇关于眼色的基因型有XEYE、XEYe、XeYE、XeYe4种;若位于非同源区段且Xe纯合致死,则雄果蝇只有XEY一种基因型,雌果蝇有XEXE、XEXe两种基因型,含Y染色体的配子均有活性,基因型为XEY的雄蝇与两种基因型的雌蝇交配,后代均有雄果蝇存活,故不可以选择出某种基因组合,使后代只有雌性。
题型三 探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
1.在已知性状的显隐性的条件下,若限定用一次杂交实验来证明,则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[即aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]杂交组合,观察分析F1的表型。
2.在已知性状的显隐性的条件下,未限定杂交实验次数时,则可采用以下方法,通过观察F2的性状表现来判断。
5.果蝇的体色(灰身、黑身)和翅型(正常翅、截翅)这两对性状分别由两对等位基因A、a和B、b控制。利用两对纯种果蝇进行了杂交实验,结果如下表所示:
(1)控制翅型的基因位于 染色体上,判断的依据为 。 杂交组合二中截翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交,F1雌果蝇全为正常翅,雄果蝇全为截翅(杂交组合一、二是用纯种正常翅、截翅果蝇进行的正反交实验,正反交实验结果不一致)(2)某同学为了确定控制体色的A/a这对等位基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段上,让组合二F1灰身雌、雄果蝇相互交配,然后统计F2中黑身果蝇的性别比例:若 ,则说明A/a位于常染色体上; 若 ,则说明A/a位于X、Y的同源区段上。
黑身果蝇中雌性∶雄性=1∶1
解析 (1)分析表格可知,组合一和组合二为正反交实验,组合一中子代全为灰身正常翅,说明灰身、正常翅为显性性状,组合二中,雌果蝇全为灰身,雌果蝇全为正常翅,雄果蝇全为截翅,且与组合一实验结果不同,说明控制翅型的基因位于X染色体上,即杂交组合一、二是用纯种正常翅、截翅果蝇进行的正反交实验,正反交实验结果不一致。(2)灰身为显性性状,某同学为了确定控制体色的A/a这对等位基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段上,组合二亲本为AA×aa或XAXA×XaYa,让组合二F1灰身雌、雄果蝇相互交配(Aa×Aa或XAXa×XAYa),然后统计F2中黑身果蝇的性别比例:若黑身果蝇中雌性∶雄性=1∶1,则说明性状与性别无关,A/a位于常染色体上;若黑身果蝇全为雄性,则说明A/a位于X、Y染色体的同源区段上(XAXa×XAYa→XAXA、XAXa、XAYa、XaYa)。
6.果蝇的性染色体X和Y有非同源区和同源区。非同源区上的X和Y片段上无等位基因或相同基因;同源区上的X和Y片段上有等位基因或相同基因。控制果蝇眼形的基因不在非同源区,棒眼(E)对圆眼(e)为显性,现有足够的纯合雌、雄棒眼果蝇和纯合雌、雄圆眼果蝇个体,请用杂交实验的方法推断这对基因是位于X、Y染色体的同源区还是位于常染色体上,写出实验方法、推断过程和相应遗传图解。
答案 将纯合的圆眼雌蝇与纯合的棒眼雄蝇杂交,得到足够多的F1个体,再选择F1中的雄性棒眼个体与雌性棒眼个体相互交配得F2。①若F2中雄性全为棒眼,雌性既有棒眼又有圆眼,则E、e位于X、Y染色体的同源区。其遗传图解如下:
②若F2中雌、雄个体均有棒眼和圆眼,则E、e位于常染色体上。其遗传图解如下:
判断两对等位基因位于一对还是两对同源染色体上,实质是确定两对等位基因的遗传是遵循自由组合定律,还是遵循连锁(位于一对同源染色体上)与互换规律。(1)如图所示,图中A/a、B/b、D/d这三对等位基因的遗传都遵循分离定律;图中基因A/a与D/d(或基因B/b与D/d)分别位于两对同源染色体上,其遗传遵循自由组合定律;图中基因A/a和B/b位于一对同源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律。
题型四 探究两对等位基因位于一对还是两对同源染色体上
(2)根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置
7.(2023·浙江卷)某昆虫的性别决定方式为XY型,野生型个体的翅形和眼色分别为直翅和红眼,由位于两对同源染色体上两对等位基因控制。研究人员通过诱变育种获得了紫红眼突变体和卷翅突变体昆虫。为研究该昆虫翅形和眼色的遗传方式,研究人员利用紫红眼突变体卷翅突变体和野生型昆虫进行了杂交实验,结果见下表。
注:表中F1为1对亲本的杂交后代,F2为F1全部个体随机交配的后代;假定每只昆虫的生殖力相同。
回答下列问题。(1)红眼基因突变为紫红眼基因属于 (填“显性”或“隐性”)突变。若要研究紫红眼基因位于常染色体还是X染色体上,还需要对杂交组合_______的各代昆虫进行 鉴定。鉴定后,若该杂交组合的F2表型及其比例为 ,则可判定紫红眼基因位于常染色体上。 (2)根据杂交组合丙的F1表型比例分析,卷翅基因除了控制翅形性状外,还具有纯合 效应。
直翅红眼雌∶直翅紫红眼雌∶直翅红眼雄∶直翅紫红眼雄=3∶1∶3∶1
(3)若让杂交组合丙的F1和杂交组合丁的F1全部个体混合,让其自由交配,理论上其子代(F2)表型及其比例为 。 (4)又从野生型(灰体红眼)中诱变育种获得隐性纯合的黑体突变体,已知灰体对黑体完全显性,灰体(黑体)和红眼(紫红眼)分别由常染色体的一对等位基因控制。欲探究灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传是否遵循自由组合定律。现有3种纯合品系昆虫:黑体突变体、紫红眼突变体和野生型。请完善实验思路,预测实验结果并分析讨论。(说明:该昆虫雄性个体的同源染色体不会发生交换;每只昆虫的生殖力相同,且子代的存活率相同;实验的具体操作不作要求)
卷翅红眼∶直翅红眼=14∶17
①实验思路:第一步,选择 进行杂交获得F1, 。 第二步,观察记录表型及个数,并做统计分析。②预测实验结果并分析讨论:Ⅰ:若统计后的表型及其比例为 , 则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传遵循自由组合定律。Ⅱ:若统计后的表型及其比例为 ,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传不遵循自由组合定律。
黑体突变体和紫红眼突变体
灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1
灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1
解析 (1)由杂交组合乙可知,紫红眼突变体与野生型交配,F1全为红眼,F2红眼∶紫红眼=3∶1,可得红眼为显性,紫红眼为隐性,因此红眼基因突变为紫红眼基因属于隐性突变。若要研究紫红眼基因位于常染色体还是X染色体上,还需要对杂交组合乙的各代昆虫进行性别鉴定。若该杂交组合的F2表型及其比例为直翅红眼雌∶直翅紫红眼雌∶直翅红眼雄∶直翅紫红眼雄=3∶1∶3∶1,子代表型符合自由组合定律,与性别无关,则可判定紫红眼基因位于常染色体上。(2)根据杂交组合丙的F1表型比例分析,卷翅∶直翅=2∶1,与基因分离定律的分离比3∶1不同,因此卷翅基因具有纯合显性致死效应。
(3)由于卷翅基因具有纯合显性致死效应,设其基因用A表示,丙、丁两组的F1均为红眼,只分析卷翅和直翅这对性状,则杂交组合丙的F1的卷翅Aa∶直翅aa=2∶1,即2/3Aa、1/3aa,杂交组合丁的F1卷翅Aa∶直翅aa=1∶1,即1/2Aa、1/2aa,丙、丁两组的F1全部个体混合,则Aa为2/3+1/2=7/6、aa=1/3+1/2=5/6,即Aa占7/12、aa占5/12,配子中A=7/12×1/2=7/24,a=1-A =17/24,则自由交配,Aa∶aa=(2×7/12×17/12)∶(17/12×17/12)=14∶17,即理论上其子代F2中表型及其比例为卷翅红眼∶直翅红眼=14∶17。
(4)实验思路:选择黑体突变体和紫红眼突变体进行杂交获得F1,F1随机交配得F2,观察F2的表型及个数。预测实验结果并分析讨论:若统计后的F2表型及其比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传遵循自由组合定律;若统计后的表型及其比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传不遵循自由组合定律。
8.某种雌雄同花的植物,花的颜色由两对基因(A和a、B和b)控制,A基因控制红色色素合成(AA和Aa的效应相同),B基因为修饰基因,淡化颜色的深度(BB使红色完全消失而表现为白色,Bb使红色变淡而表现为粉色)。(1)现让纯合白花植株和纯合红花植株杂交,产生的F1植株花色全为粉色,请推测亲本的基因型为 。
AABB×AAbb或aaBB×AAbb
(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。①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。如图所示,竖线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位点。
②实验步骤:第一步,基因型为AaBb的植株自交。第二步,观察并统计子代植株花的颜色和比例。
③实验可能的结果(不考虑基因突变、互换等变异)及相应的结论:a.若子代植株花的颜色及比例为 ,则两对基因在两对同源染色体上(符合第一种类型)。 b.若子代植株花的颜色及比例为 ,则两对基因在一对同源染色体上(符合第二种类型)。 c.若子代植株花的颜色及比例为 ,则两对基因在一对同源染色体上(符合第三种类型)。
红色∶粉色∶白色=3∶6∶7
红色∶粉色∶白色=1∶2∶1
解析 (1)纯合白色植株的基因型为AABB或aaBB或aabb,纯合红色植株的基因型为AAbb。若让纯合白花植株和纯合红花植株杂交,产生的F1植株花色全为粉色,则粉色的基因型可以为AABb或AaBb,则亲本的基因型为AABB×AAbb或aaBB×AAbb。
(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。①这两对基因在染色体上的位置有三种类型,一种是两对等位基因分别位于两对同源染色体上,为第一种类型;另一种是A、B位于一条染色体上,a、b位于另一条与之同源的染色体上,即图中的第二种类型,还有第三种类型,即两对等位基因位于一对同源染色体上,其中A、b位于一条染色体上,a、B位于另一条与之同源的染色体上,可用下图表示:
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