2024届苏教版高中生物一轮复习微专题6基因定位的遗传实验设计课件

这是一份2024届苏教版高中生物一轮复习微专题6基因定位的遗传实验设计课件，共41页。PPT课件主要包含了黄色∶白色＝3∶1，非糯性∶糯性＝3∶1，调查实验法，无法确定是否遵循，XbYB，子代雌雄果蝇均为刚毛，ZBZB和ZBZb，eeZZ，XbYb，XBXB等内容，欢迎下载使用。
类型一　基因之间是否遵循自由组合定律
[典例1] 有关玉米的两个研究实验：(1)已知玉米籽粒的黄色(A)对白色(a)为显性，非糯性(B)对糯性(b)为显性，这两对性状自由组合。请选用适宜的纯合亲本进行一个杂交实验来验证：①籽粒的黄色与白色的遗传符合分离定律；②籽粒的非糯性和糯性的遗传符合分离定律；③以上两对性状的遗传符合自由组合定律。思路：选择亲本基因型为_____________________________的个体杂交得到F1；F1自交得到F2，统计F2籽粒的性状及比例。
AAbb、aaBB(或AABB、aabb)　
结果与结论：①若________________，则验证该性状的遗传符合分离定律；②若___________________，则验证该性状的遗传符合分离定律；③若________________________________________________________，则验证这两对性状的遗传符合自由组合定律。(2)玉米杂交种高茎(Dd)表现为高产，且在玉米幼苗期便能识别高茎和矮茎。某农场在培育玉米杂交种时，将纯种的高茎玉米(DD)和矮茎玉米(dd)进行了间行均匀种植，但是由于错过了人工授粉的时机，结果大面积地块自然受粉(假设同株异花受粉与品种间异株异花受粉概率相同)。如果希望不减产，则应在进行了自然受粉的地块中从________(填“高茎”或“矮茎”)上采集种子，次年播种后，选择________(填“高茎”或“矮茎”)幼苗进行栽种。
黄色非糯性∶黄色糯性∶白色非糯性∶白色糯性＝9∶3∶3∶1　
解析　(1)由于基因分离定律是基因自由组合定律的基础，故只要验证了自由组合定律就意味着其中的两对等位基因的遗传符合基因的分离定律。分析可知，选择亲本基因型为AAbb、aaBB(或AABB、aabb)的个体杂交得F1；F1的基因型为AaBb，F1自交得到F2，统计F2籽粒的性状及比例。①若黄色∶白色＝3∶1，说明该性状受一对等位基因控制，其遗传符合分离定律；②若非糯性∶糯性＝3∶1，说明该性状受一对等位基因控制，其遗传符合分离定律；③若黄色非糯性∶黄色糯性∶白色非糯性∶白色糯性＝9∶3∶3∶1，子代的分离比之和为16，说明这两对性状由两对独立遗传的基因控制，其遗传符合自由组合定律。
(2)玉米杂交种高茎(Dd)表现为高产，将纯种高茎玉米(DD)和矮茎玉米(dd)进行了间行均匀种植，进行了自然受粉，则会出现高茎玉米上籽粒的基因型为DD和Dd，收获种植后全部表现为高茎，当代无法选择，而矮茎玉米上籽粒的基因型为dd或Dd，收获种植后表现为矮茎和高茎，而高茎都为杂种，正是所需要的杂交种，矮茎植株直接淘汰即可，故若希望不减产，应在进行了自然受粉的地块中从矮茎上采集种子，次年播种后，选择高茎幼苗(杂交种)进行栽种。
类型二　基因位于常染色体还是X染色体上的判断1.杂交实验法常用的解题方法(1)若已知性状的显隐性
(2)若未知性状的显隐性
提醒　此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。若正反交结果不同，且子代只表现母本的性状，则控制该性状的基因位于细胞质中。
3.假设分析逆向推断法假设基因位于X染色体上，分析结果；假设基因位于常染色体上，分析结果。将得到的结果与某已知条件比较，即可确定基因位于X染色体上还是常染色体上。
[典例2] (2023·河南天一大联考)某昆虫体色有灰体和黄体，分别由等位基因B、b控制；腿型有粗腿和细腿，分别由等位基因D、d控制。其中B、b基因位于常染色体上，D、d基因不位于Y染色体上。研究小组从该昆虫群体中选取一灰体昆虫甲(♀)与一黄体昆虫乙(♂)进行如下杂交实验：
回答下列问题：(1)基因(B)与基因(b)的根本区别是____________________________________，B、b基因不可能位于细胞质，根据杂交结果分析原因是__________________________________________________________________。(2)根据杂交结果不能判断D、d基因是位于X染色体还是常染色体上。①若D、d基因位于常染色体上，则亲本的基因型是______________________________________________________________________________________(要求写出亲本体色和腿型两对基因，并注明甲、乙)。根据杂交结果判断以上两对基因__________________(填“遵循”“不遵循”或“无法确定是否遵循”)自由组合定律。
4种脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序不同
　子代体色的表型与母本甲不完全一致
BbDd(甲)×bbdd(乙)或Bbdd(甲)×bbDd(乙)　
②若D、d基因位于X染色体上，则亲本的基因型是_______________________。(3)请以F1为实验材料，通过一次杂交实验证明D、d基因是位于X染色体还是常染色体上。杂交组合为__________________________________________________________________________。预期结果及结论：若_______________________________________________________________，则D、d基因位于常染色体上；若________________________________________________________________________，则D、d基因位于X染色体上。
BbXDXd×bbXdY
F1雄性粗腿与F1雌性细腿昆虫杂交(或F1雄性粗腿与F1雌性粗腿昆虫杂交)
子代雌雄昆虫均有粗腿与细腿
子代雄性全为细腿，雌性全为粗腿(或子代雄性有粗腿与细腿，雌性全为粗腿)
解析　分析杂交结果：灰体昆虫甲(♀)与黄体昆虫乙(♂)杂交，子代雌性和雄性中表型均为灰体∶黄体＝1∶1，粗腿∶细腿＝1∶1。已知控制灰体和黄体的B、b基因位于常染色体上，根据杂交结果不能判断D、d基因是位于X染色体还是常染色体上。(1)基因(B)与基因(b)的根本区别是4种脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序不同；由于子代体色的表型与母本甲不完全一致，因此B、b基因不可能位于细胞质。(2)①若D、d基因位于常染色体上，子代雌性和雄性中表型均为灰体∶黄体＝1∶1，粗腿∶细腿＝1∶1，每对基因均为测交，可知亲本的基因型是BbDd(甲)×bbdd(乙)或Bbdd(甲)×bbDd(乙)，根据杂交结果无法判断以上两对基因的遗传是否遵循自由组合定律。②若D、d基因位于X染色
体上，子代雌雄均表现为灰体∶黄体＝1∶1，粗腿∶细腿＝1∶1，则亲本的基因型是BbXDXd(甲)×bbXdY(乙)。(3)实验目的是通过一次杂交实验证明D、d基因是位于X染色体还是常染色体上。以F1为实验材料，若D、d基因位于常染色体上，则F1的基因型分别为Dd(粗腿)、dd(细腿)；若D、d基因位于X染色体上，则F1的基因型分别为XDXd(粗腿雌虫)、XdXd(细腿雌虫)、XDY(粗腿雄虫)、XdY(细腿雄虫)。故可选择的杂交组合为F1雄性粗腿与F1雌性细腿昆虫杂交(或F1雄性粗腿与F1雌性粗腿昆虫杂交)。预期结果及结论：若子代雌雄昆虫均有粗腿与细腿，则D、d基因位于常染色体上；若子代雄性全为细腿，雌性全为粗腿(或子代雄性有粗腿与细腿，雌性全为粗腿)，则D、d基因位于X染色体上。
类型三　基因只位于X染色体还是X、Y的同源区段的判断
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×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：
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：
[典例3] (2023·山东青岛调研)果蝇(2n＝8)是常用的遗传学实验材料。如图为果蝇性染色体结构简图，果蝇的刚毛对截毛为显性，相关基因用B、b表示，已知该对等位基因位于性染色体上。请分析回答：
(1)科学家选择果蝇作为遗传学实验材料的原因是果蝇具有_______________________________________________________________________等优点(答两点即可)。(2)若控制果蝇刚毛和截毛的等位基因是位于性染色体的片段Ⅰ上，则与这对相对性状相关的基因型有________种；欲使获得的子代雌果蝇均为截毛，雄果蝇均为刚毛，则选择的亲本的基因型为_____________。
易获得、易培养；繁殖周期短，子代数目多；具有多对易区分的相对性状
(3)现有纯合雌、雄果蝇若干，欲判断果蝇的这对等位基因是位于片段Ⅰ还是片段Ⅱ－1上，请写出实验方案__________________________________________________________________________________________________________。若_______________________，则可推断该对等位基因位于片段Ⅰ上；若_____________________________________，则可推断该对等位基因位于片段Ⅱ－1上。
让截毛雌果蝇与纯合的刚毛雄果蝇杂交，统计子代的表型及比例
　子代雌果蝇均为刚毛，雄果蝇均为截毛
解析　(1)科学家选择果蝇作为遗传学实验材料的原因是果蝇具有易获得、易培养；繁殖周期短，子代数目多；具有多对易区分的相对性状等优点。(2)如果控制果蝇刚毛和截毛的等位基因位于性染色体的片段Ⅰ上，则与这对相对性状相关的基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBYB、XBYb、XbYB、XbYb，共7种。如果使子代中雌果蝇全是截毛(XbXb)，雄果蝇全是刚毛，可以判断B基因在Y染色体上，则亲本的基因型为XbXb、XbYB。(3)欲判断果蝇的这对等位基因是位于片段Ⅰ上还是片段Ⅱ－1上，可以让截毛雌果蝇和纯合的刚毛雄果蝇杂交，观察并统计后代的表型及比例。若该对等位基因位于片段Ⅰ上，则亲本的基因型为XbXb、XBYB，子一代的基因型为XBXb、XbYB，子代雌雄果蝇均表现为刚毛；若该对等位基因位于片段Ⅱ－1上，则亲本的基因型为XbXb、XBY，子一代的基因型为XBXb、XbY，子代雄果蝇均为截毛，雌果蝇均为刚毛。
类型四　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。分析如下：
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：
[典例4] (2023·湖北襄阳质检)小鼠的毛色灰色(B)对黑色(b)为显性，控制小鼠毛色的基因可能位于性染色体上(Ⅰ区段为X、Y染色体的同源区段，Ⅱ1、Ⅱ2分别为X、Y染色体的特有区段)。现有两个纯合品系，一个种群中雌雄鼠均为灰色，另一个种群中雌雄鼠均为黑色，某兴趣小组为探究B、b基因的位置进行了实验。请回答下列问题：
(1)根据种群中小鼠的表型，该小组认为B、b基因不位于Ⅱ2区段上，原因是______________________________________________。(2)该小组欲通过一次杂交确定B、b基因位于Ⅰ区段还是Ⅱ1区段，可选择_______________________________杂交，观察后代的表型及比例。
两种群中雌雄鼠均有灰色和黑色，不随雄性遗传
黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠
(3)若另一小组欲通过杂交实验(包括测交)，确定B、b基因位于Ⅰ区段还是常染色体上。实验步骤：①黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交；②_________________________________________________________________；③统计后代的表型及比例。结果分析：①若后代的表型及比例为______________________________，则B、b基因位于Ⅰ区段上；②若后代的表型及比例为_________________________________，则B、b基因位于常染色体上。
选F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交
雌性均为黑色，雄性均为灰色
灰色∶黑色＝1∶1且与性别无关
解析　(1)因种群中雌雄鼠均有灰色和黑色，不随雄性遗传，故可认为控制该性状的基因不位于Y染色体的Ⅱ2区段上。(2)黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交，如果子代雄性中出现了黑色个体，则说明B、b基因位于Ⅱ1区段上，如果子代雌雄个体均为灰色，则说明B、b基因位于Ⅰ区段上。(3)若选择黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交获得F1，不管B、b基因位于Ⅰ区段还是常染色体上，F1均表现为灰色，则还需测定F1个体的基因型，才能确定B、b基因的位置。故选F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交，如果后代中雌性个体均为黑色，雄性个体均为灰色，则B、b基因位于Ⅰ区段上，即XbYB×XbXb→XbXb和XbYB；如果后代中雌雄个体均出现灰色∶黑色＝1∶1，且与性别无关，则B、b基因位于常染色体上，即Bb×bb→Bb和bb，表型与性别无关。
1.(2022·南通通州期末)家蚕为ZW型性别决定，蚕茧颜色黄色和白色为一对相对性状，用A、a表示，幼蚕体色正常和体色透明为一对相对性状，用B、b表示，两对性状独立遗传，相关基因不位于性染色体的同源区段。研究人员进行两组杂交实验，结果如下：实验一：一对黄茧雌雄蚕杂交，F1表型及比例为黄茧雌性∶黄茧雄性∶白茧雌性∶白茧雄性＝3∶3∶1∶1实验二：多对正常体色雌雄蚕杂交，F1表型及比例为正常色雄性∶正常色雌性∶透明色雌性＝4∶3∶1
(1)实验一中，蚕茧颜色中________是显性性状，控制其性状的基因位于________(填“常”“Z”或“W”)染色体上。实验二中，雄性亲本基因型为_____________，子代雄蚕中纯合子的比例为________。(2)在生产实践中发现，雄蚕具有食桑量低、蚕茧率高的特点，科研人员利用辐射诱变技术，处理常染色体上控制卵色的基因(E控制黑卵，e控制白卵)，得到变异家蚕(如下图所示)，进而利用变异家蚕培育限性黑卵雌蚕。
图示产生变异黑卵家蚕过程中发生的变异类型属于______________________，利用限性黑卵雌蚕与基因型为________的家蚕杂交，可在子代中通过卵的颜色筛选出雄蚕，进而实现多养雄蚕的目的。若位于W染色体上的E基因会导致常染色体上含有E的卵细胞50%死亡，用限性黑卵家蚕与纯合的正常黑卵家蚕杂交，F1随机交配，则F1雌性家蚕产生的可育配子的类型及比例为__________________________________________，F2中白卵个体的比例为________。
染色体(结构)变异(或易位)
EZ∶EWE∶eZ∶eWE＝2∶1∶2∶2
解析　(1)分析实验一，可发现雌雄均为黄茧∶白茧＝3∶1，说明蚕茧的颜色遗传与性别无关，基因应位于常染色体上，且黄茧为显性性状。分析实验二，实验二中亲本均为正常色，子代出现了透明色，说明正常色为显性性状，根据子代中雌雄表型不同，可知控制该性状的基因位于Z染色体上，根据子代中透明色雌性ZbW占1/8，1/8可拆解成1/2×1/4，可推知雄性亲本基因型为ZBZB和ZBZb，且各占1/2；雌性亲本基因型为ZBW，子代雄性中纯合子ZBZB的比例为1/2＋1/2×1/2＝3/4。(2)图中显示变异类型为常染色体上的E基因所在片段易位到了W染色体上，属于染色体结构变异中的易位；利用限性黑卵雌蚕eeZWE与基因型为eeZZ的家蚕杂交，子代基因型为eeZZ、eeZWE，即白卵
的为雄性，黑卵的为雌性，故可在子代中通过卵的颜色筛选出雄蚕，进而实现多养雄蚕的目的；用限性黑卵家蚕eeZWE与纯合的正常黑卵家蚕EEZZ杂交，F1的基因型为EeZZ、EeZWE，由于位于W染色体上的E基因会导致常染色体上含有E的卵细胞50%死亡，所以EeZWE产生雌配子的类型和比例为EZ∶eZ∶EWE∶eWE＝2∶2∶1∶2；EeZZ产生雄配子种类和比例为EZ∶eZ＝1∶1，所以F1随机交配，F2中白卵个体eeZZ的比例为2/7×1/2＝1/7。
2.(2023·湖南师大附中质检)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：___________________________________________________________________________________________________________________________。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。
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　
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(或F1中雌性个体均为红眼，雄性个体均为粉眼)　
(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__________________________。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__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
XEYE、XEYe、XeYE、XeYe
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
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、XeYe四种；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，故不能选择出某种基因组合，使后代只有雌性。
3.已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上一对等位基因控制，刚毛基因(B)对截毛基因(b)为显性。现有基因型分别为XBXB、XBYB、XbXb和XbYb的四种果蝇。(1)根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中，雄性全部表现为截毛，雌性全部表现为刚毛，则第一代杂交亲本中，雄性的基因型是________，雌性的基因型是________；第二代杂交亲本中，雄性的基因型是________，雌性的基因型是________，最终获得的后代中，截毛雄蝇的基因型是________，刚毛雌蝇的基因型是________。
(2)根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中，雌性全部表现为截毛，雄性全部表现为刚毛，应如何进行实验？(用杂交实验的遗传图解表示即可)
解析　(1)要求F2雌雄互异且雌性全为显性、雄性全为隐性，可推出第二代杂交亲本的基因型应为XbXb×XBYb，其后代基因型为XBXb和XbYb；XbXb供选材料中已给出，只需利用供选材料杂交得到XBYb即可；很容易看出利用供选材料XBXB与XbYb作为第一代杂交亲本，即可选出XBYb。(2)要求F2雌雄互异且雌性全为隐性、雄性全为显性，可推出第二代杂交亲本的基因型应为XbXb×XbYB；XbXb供选材料中已给出，只需利用供选材料杂交得到XbYB即可；很容易看出利用供选材料XbXb与XBYB作为第一代杂交亲本，即可选出XbYB，遗传图解见答案。
4.果蝇的有眼与无眼由一对等位基因A、a控制，正常毛与短毛由另一对等位基因B、b控制，两对基因独立遗传且有一对位于X染色体上(不考虑X、Y同源区段)。一群有眼正常毛雌蝇与一群有眼正常毛雄蝇交配，F1的表型及比例如下表。
回答下列问题：(1)无眼对有眼为_____性，控制有眼与无眼的A(a)基因位于________染色体上。(2)亲本雌蝇的基因型为________。让F1自由交配，F2的基因型共有________种。(3)摩尔根的果蝇眼色杂交实验首次将白眼基因定位到了X染色体上。有人认为控制果蝇眼色的基因可能不是仅位于X染色体上，而是位于X、Y染色体的同源区段。已知果蝇的红眼对白眼为显性，请利用纯合的红眼雄蝇、白眼雄蝇、白眼雌蝇、红眼雌蝇，设计一个一代杂交实验，判断眼色基因的基因座位。
杂交实验方案：____________________________________________________________________________________________________。预期结果及结论：①_______________________________，则眼色基因位于X、Y染色体的同源区段。②__________________________________________________，则眼色基因仅位于X染色体上。
选择纯合的红眼雄蝇和白眼雌蝇进行杂交得到F1，统计F1的表型及比例(答案合理即可)
若F1全为红眼(或F1雌雄表型相同)
若F1雌蝇全为红眼，雄蝇全为白眼(或F1雌雄表型不同)
解析　(1)根据题意可知，有眼与无眼由一对等位基因A、a控制，正常毛与短毛由另一对等位基因B、b控制，两对基因独立遗传且有一对位于X染色体上。有眼正常毛雌蝇与有眼正常毛雄蝇交配，F1代果蝇中无论雌雄均有有眼和无眼，且比例均为2∶1，则该比例为3∶1的变形，说明有眼对无眼为显性，且存在显性纯合致死现象，控制该对性状的基因位于常染色体上，那么亲代果蝇在该性状上的基因型均为Aa；F1的子代果蝇中雄果蝇中既有正常毛又有短毛，而雌果蝇中只有正常毛，说明控制该对性状的基因位于X染色体上，且亲代雌蝇正常毛为杂合子，则基因型为XBXb，亲代雄果蝇的基因型为XBY。
(2)根据以上分析可知，亲本雌蝇的基因型为AaXBXb，亲本雄蝇的基因型为AaXBY；两对性状分开考虑，则F1有眼与无眼方面的基因型为2/3Aa和1/3aa，那么产生的配子为1/3A和2/3a；F1正常毛与短毛方面的基因型为1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBY和1/4XbY，那么产生的雌配子为3/4XB、1/4Xb，产生雄配子为1/4XB、1/4Xb、1/2Y，那么F1自由交配，有眼与无眼方面F2的基因型有1/9AA、4/9Aa、4/9aa，由于AA致死，因此F2的基因型为1/2Aa、1/2aa；正常毛与短毛方面F2的基因型有3/16XBXB、4/16XBXb、1/16XbXb、6/16XBY、2/16XbY。因此F2的基因型共有2×5＝10种。