[高中生物一轮复习教学讲义 必修2]

第16讲  判断基因位置的方法

1．一对基因位置的确认——设计实验确认基因在常染色体上还是在X染色体上。

(1)若性状显隐性已知，选择隐性雌性个体(♀)与显性雄性个体(♂)杂交，据子代性状表现是否与性别相联系予以确认。

隐性性状(♀)×显性性状(♂)

           ↓　　 　　

若雄性子代中有显性性状(或雌性子代中有隐性性状)

           ↓　　 　　

可确认基因不在X染色体上(或确认基因应在常染色体上)

(2)若性状显隐性是未知的，则可设计正反交实验确认基因在常染色体上，还是在X染色体上——正反交结果相同时，基因位于常染色体上，正反交结果不同时，基因位于X染色体上。

2．两对基因位置的确认

(1)判断两对基因是否位于两对同源染色体上——即判断是否遵循自由组合定律

①根据自交法判断：具有两对相对性状的纯合子杂交，F1自交，若后代出现4种表现型，且比例为9∶3∶3∶1(或其变式)，则这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律。

②根据测交法判断：具有两对相对性状的纯合子杂交，对F1进行测交，若后代出现4种表现型，且比例为1∶1∶1∶1(或其变式)，则这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律。

以AaBb为例，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会出现两种或三种表现型，测交会出现两种表现型；若考虑交叉互换，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。

3．已经确定两对基因位于两对同源染色体上，进一步确认基因是否位于X染色体上

(1)分析题目中子代表现型，且比例为3∶1，则符合基因分离定律，再看性状有无性别差异，无性别差异（即同一性状雌雄比例为1∶1）则位于常染色体；雌雄有别则位于性染色体。

(2)判断基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上

方法：隐性雌性×纯合显性雄性。

结果预测及结论

①若子代全表现为显性性状，则相应的控制基因位于X、Y染色体的同源区段。

②若子代中雌性个体全表现为显性性状，雄性个体全表现为隐性性状，则相应的控制基因仅位于X染色体上。

1．某实验室培养了多种隐性突变纯合果蝇品系(每种突变品系包括雌、雄个体且只有一个隐性突变性状，其余性状均为野生型性状)，如表为相关突变性状及其相关基因在染色体上的位置。下列叙述错误的是(　　)

A．以果蝇翅型验证分离定律，可选择乙突变品系与甲突变品系杂交，所得F1再与乙突变品系交配，进而统计F2中翅型的性状分离比

B．以果蝇体色验证分离定律，可选择丁突变品系与乙突变品系杂交，而后让F1雌、雄个体相互交配，进而统计F2中体色的性状分离比

C．若验证自由组合定律，可选择丙突变品系与丁突变品系杂交，而后让F1雌、雄个体相互交配，进而统计F2中眼型与体色的性状分离比

D．若要验证果蝇白眼基因位于X染色体上，可选择甲突变品系(雌性)与乙突变品系(雄性)进行杂交，而后观察子代雌、雄果蝇中眼色表现情况

[答案]C．[解析]本题考查基因分离定律和自由组合定律的应用，意在考查考生的理解能力、获取信息能力和实验设计与评价能力。仅考虑翅型，假设控制翅型的基因为A、a，选择乙突变品系(aa)与甲突变品系(AA)杂交，所得F1(Aa)再与乙突变品系(aa)交配，进而统计F2中翅型的性状分离比，可验证分离定律，A正确。仅考虑体色，假设控制体色的基因为B、b，选择丁突变品系(bb)与乙突变品系(BB)杂交，而后让F1(Bb)雌、雄个体相互交配，进而统计F2中体色的性状分离比，可验证分离定律，B正确。控制果蝇眼型和体色的相关基因均位于3号常染色体上，选择这两对性状不能验证基因自由组合定律，C错误。仅考虑眼色，假设控制果蝇眼色的基因为R、r，选择雌性甲突变品系(XrXr)与雄性乙突变品系(XRY)进行杂交，而后观察子代雌、雄果蝇中眼色表现情况可验证果蝇白眼基因位于X染色体上，D正确。

2．某种单基因遗传病系谱图如下，下列说法不正确的是(　　)

A．患者都是男性，因此该致病基因位于Y染色体上的Ⅲ区段

B．该致病基因为隐性基因，可位于性染色体上的Ⅱ区段

C．该致病基因为隐性基因，可位于常染色体上

D．该致病基因为隐性基因，可位于X染色体上的Ⅰ区段

[答案]A．[解析]本题考查遗传病遗传方式的判断，意在考查考生的获取有效信息能力和分析推理能力。由于5号、6号不患病，其儿子11号患病，可得出该病为隐性遗传病，并且致病基因不在Y染色体的Ⅲ区段上(若在该区段上，则6号也应患病)，A错误；该致病基因为隐性基因，设致病基因为b，根据系谱图可知，该隐性致病基因可能位于常染色体上(所有患者基因型为bb，除10号外所有非患者基因型为Bb)，该致病基因可能位于X染色体的Ⅰ区段(2、4、5、8号的基因型为XBXb，1、3、7、9、11号的基因型为XbY)，也可能位于X、Y染色体的Ⅱ区段(2、4、5、8号的基因型为XBXb，1、3、7、9、11号的基因型为XbYb，6号的基因型为XBYb)，B、C、D正确。

3．某XY型性别决定的植物，当m基因纯合时可使雌株性反转， 而雄株没有该现象。不考虑其他变异。现有未发生过性反转的一对亲本杂交并得到足够多的后代，下列分析错误的是(　　)

A．若子代雌、雄个体数量之比不是1：1，则亲本都能产生含m基因的配子

B．若m基因位于常染色体上，则子代雌、雄个体数量之比可能是5：3

C．若子代雌、雄个体数量之比为1：3，则m基因可能位于常染色体上

D．若子代雌、雄个体数量之比为1：3，则m基因可能位于X染色体上

[答案]B．[解析]本题考查遗传规律的应用，意在考查考生的理解能力和综合运用能力，考查的生物学科核心素养为科学思维。本题的解题关键是题干中“当m基因纯合时可使雌株性反转，而雄株没有该现象”，根据遗传图解分析后代表现型的时候，需要对雌性中的mm个体按雄性对待。XY型性别决定的一对亲本杂交，后代雌、雄个体数量之比应为1：1，如果子代雌、雄个体数量之比不是1：1，说明一部分子代发生了性反转，亲本应该都含有m基因，A项正确；若m基因位于常染色体上，当亲本基因型均为Mm时，则子代的雄株有1/2+(1/2)×(1/4)=5/8，雌株有1/2-(1/2)×(1/4)=3/8，雌、雄个体数量之比为3：5，B项错误；若亲本杂交组合为♀Mm×♂mm(m基因位于常染色体上)，后代雌株中有1/2(基因型为mm)发生性反转，雌、雄个体数量之比为1：3，C项正确；若亲本杂交组合为♂XmY×♀XMXm，则子代的基因型及比例为XMXm ：XmXm ：XMY：XmY=1：1：1：1，其中XmXm会性反转为雄株，导致雌、雄个体数量之比为1：3，D项正确。

4．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1∶1∶1∶1。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。)

[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。

[解析](1)判断某性状是常染色体遗传还是伴X染色体遗传的依据通常是子代雌雄中的表现型及比例，若雌雄中的表现型及比例不同，则相关基因最可能 位于X染色体上。而题干中，子代雌雄中表现型都是灰体∶黄体=1∶1，因此无法判断控制体色的基因是位于X染色体上还是位于常染色体上。(2)要证明控制体色的基因位于X染色体上，则选择的亲本杂交后代的表现型应与性别相关联，即雌雄的表现型不同，据此原则可选择杂交组合。假设控制体色的基因为A、a，控制体色的基因位于X染色体上且黄体为隐性性状，则题干中灰体雌蝇的基因型为XAXa，黄体雄蝇的基因型为XaY，二者杂交子代的基因型分别为XAXa、XaXa、XAY、XaY。XaXa(黄体雌蝇)×XAY(灰体雄蝇)→XAXa(灰体雌蝇)、XaY(黄体雄蝇)；XAXa(灰体雌蝇)×XAY(灰体雄蝇)→XAXa(灰体雌蝇)、XAXA (灰体雌蝇)、XAY(灰体雄蝇)、XaY(黄体雄蝇)。

5．实验室中现有一批未交配过的纯种长翅灰体和残翅黑檀体的果蝇。已知长翅和残翅这对相对性状受一对位于第Ⅱ号同源染色体上的等位基因控制。现欲利用以上两种果蝇研究有关果蝇灰体与黑檀体性状的遗传特点(说明：控制果蝇灰体和黑檀体的基因在常染色体上，所有果蝇均能正常繁殖存活)。

请设计一套杂交方案，同时研究以下两个问题：

问题一：研究果蝇灰体、黑檀体是否由一对等位基因控制，并作出判断。问题二：研究控制灰体、黑檀体的等位基因是否也位于第Ⅱ号同源染色体上，并作出判断。

(1)杂交方案：________________________________________________。

(2)对问题一的推断及结论：________________________________________________。

(3)对问题二的推断及结论：__________________________________________________________。

[答案](1)长翅灰体×残翅黑檀体→F1F2

(2)如果F2出现性状分离，且性状分离比为3∶1，符合孟德尔分离定律，则控制灰体和黑檀体的基因是一对等位基因。反之，则不是由一对等位基因控制

(3)如果F2出现四种性状，其性状分离比为9∶3∶3∶1，说明符合基因的自由组合定律，因此控制灰体、黑檀体的这对等位基因不是位于第Ⅱ号同源染色体上。反之，则可能是位于第Ⅱ号同源染色体上。

[解析](1)对于问题一，应采用先杂交，再自交的方法进行，然后根据F2的性状分离比是否为3∶1来确定是否受一对等位基因控制。

(2)对于问题二，应采用两对相对性状的纯合体杂交，再让F1自交，观察统计F2的表现型是否符合9∶3∶3∶1，从而作出相应的推断。

6．科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截刚毛基因(b)为完全显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为XBYB、XBYb、XbYB，若仅位于X染色体上，则只能表示为XB

Y。现有各种纯种果蝇若干，请利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上，写出遗传图解，并简要说明推断过程。

[答案]

[解析]本题涉及一次杂交实验且性状的显隐性已知，直接套用雌(隐性性状)与雄(显性性状)杂交模式进行即可。用纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交，若子一代雌雄果蝇均为刚毛，则这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，若子一代雄果蝇为截刚毛，雌果蝇为刚毛，则这对等位基因仅位于X染色体上。

7．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：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。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、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)

[答案](1)选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合，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∶3∶1，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)选择①×②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。

[解析](1)实验思路：要确定三对等位基因是否分别位于三对染色体上，根据实验材料，可将其拆分为判定每两对等位基因是否分别位于两对染色体上，如利用①和②杂交，得到F1，再让F1雌雄个体自由交配，观察F2的表现型及比例来判定基因A/a和B/b是否分别位于两对染色体上。同理用②和③杂交判定基因E/e和B/b是否分别位于两对染色体上，用①和③杂交判定基因E/e和A/a是否分别位于两对染色体上。预期实验结果(以判定基因A/a和B/b是否分别位于两对染色体上为例，假定不发生染色体变异和染色体交换)：①aaBBEE×②AAbbEE→F1，F1雌雄个体自由交配得到F2，F2个体中关于刚毛和眼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=9∶3∶3∶1。同理②和③杂交、①和③杂交后再分别进行F1雌雄个体自由交配，F2中均出现四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1。实验结论： ①×②→F1→F2，等位基因A/a和B/b分别位于两对染色体上。②×③→F1→F2，等位基因E/e和B/b分别位于两对染色体上。①×③→F1→F2，等位基因E/e和A/a分别位于两对染色体上。综合上述情况，得出A/a、B/b、E/e这三对等位基因分别位于三对染色体上。(2)实验思路：要验证A/a和B/b这两对等位基因都位于X染色体上，可通过①aaBBEE、②AAbbEE两种实验材料，利用正反交实验，观察F1中雄性个体的刚毛和眼两对相对性状，如果正反交结果均不相同，则A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。预期实验结果：正交♀①EEXaBXaB×♂②EEXAbY→F1，F1中雌性个体全部为有眼正常刚毛正常翅，雄性个体全部为无眼正常刚毛正常翅。反交♂① EEXaBY×♀②EEXAbXAb→F1，F1中雌性个体全部为有眼正常刚毛正常翅，雄性个体全部为有眼小刚毛正常翅。实验结论：A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。

8．已知果蝇的伊红眼对紫眼为完全显性，由一对等位基因A、a控制，长翅对残翅为完全显性，由另一对等位基因B、b控制，两对等位基因均位于常染色体上。现让纯合伊红眼长翅果蝇和纯合紫眼残翅果蝇杂交，所得F1雌雄个体相互交配，进行多次重复实验，统计的F2的表现型及比例都近似如下结果：伊红眼长翅∶伊红眼残翅∶紫眼长翅∶紫眼残翅=66∶9∶9∶16；上述亲本的反交实验结果也是如此。

(1)控制伊红眼和紫眼的等位基因的遗传　　　            　(填“遵循”或“不遵循”)基因的分离定律。

(2)F2中出现了亲本所没有的新的性状组合，产生这种现象的根本原因是有性生殖过程中，控制不同性状的基因进行了　　　　                                 。

(3)有人针对上述实验结果提出了假说：

①控制上述性状的两对等位基因位于　　　对同源染色体上。

②F1通过减数分裂产生的雌配子和雄配子各有4种，且基因型和比例都是AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4。

③雌雄配子随机结合。

为验证上述假说，请设计一个简单的杂交实验并预期实验结果：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

[答案](1)遵循　(2)重新组合　(3)一　将两纯合亲本杂交得到的F1雌雄个体分别与纯合紫眼残翅的异性果蝇杂交，观察并统计子代的表现型及比例。　预期实验结果：正反交所得子代均出现四种表现型，其比例为伊红眼长翅∶伊红眼残翅∶紫眼长翅∶紫眼残翅=4∶1∶1∶4

[解析](1)果蝇的伊红眼和紫眼受一对等位基因控制，控制伊红眼和紫眼的等位基因的遗传遵循基因的分离定律。(2)分析题干可知控制果蝇眼色和翅形的基因均位于常染色体上，纯合伊红眼长翅果蝇(AABB)与纯合紫眼残翅果蝇(aabb)杂交，所得F1的基因型为AaBb，F1雌雄个体随机交配，后代出现四种表现型，出现亲本没有的新的性状组合的原因是有性生殖过程中，控制不同性状的基因发生了重新组合。(3)①F1的基因型为AaBb，若两对等位基因位于两对同源染色体上，则F2的表现型及比例应为伊红眼长翅∶伊红眼残翅∶紫眼长翅∶紫眼残翅=9∶3∶3∶1，但题干中F2的表现型及比例为伊红眼长翅∶伊红眼残翅∶紫眼长翅∶紫眼残翅=66∶9∶9∶16，不是9∶3∶3∶1的比例及其变形，说明控制两对性状的两对等位基因位于一对同源染色体上。③欲验证F1产生的雌雄配子的基因型及比例都是AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4，需采用测交实验，选择F1雌雄果蝇分别与紫眼残翅的异性果蝇杂交，观察并统计后代的表现型及比例，若正反交所得子代均有四种表现型，且伊红眼长翅∶伊红眼残翅∶紫眼长翅∶紫眼残翅=4∶1∶1∶4，则题中假说成立。