【生物】2019届一轮复习人教版基因在染色体位置的判断学案

【生物】2019届一轮复习人教版基因在染色体位置的判断学案

一、杂交实验法判断基因在染色体上的位置 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，设计了如图甲所示实验。雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如图乙所示。据图分析回答下列问题：‎ ‎(1)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于________染色体上。‎ ‎(2)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因可能位于__________________，也可能位于____________________。‎ ‎(3)请从野生型、F1、F2中选择合适的个体，设计方案，对上述(2)中的问题作出进一步判断。‎ 实验步骤：‎ ‎①用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，得到______________；‎ ‎②用____________与____________交配，观察子代中有没有________个体出现。‎ 预期结果与结论：‎ ‎①若只有雄果蝇中出现棒眼个体，则圆、棒眼基因位于____________________；‎ ‎②若子代中没有棒眼果蝇出现，则圆、棒眼基因位于____________________。‎ 审题关键 假设控制圆眼、棒眼的基因用D、d表示。‎ ‎(1)果蝇的圆眼与棒眼杂交，子一代全部是圆眼，说明果蝇的圆眼是显性性状，若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，说明眼形的遗传与性别无关，则控制圆眼、棒眼的基因位于常染色体上。‎ ‎(2)若基因位于X染色体的Ⅱ区段，则P：XDXD×XdY→F1，F1：‎ XDXd×XDY→XDXd∶XDY∶XDXD∶XdY＝圆眼∶棒眼＝3∶1；若基因位于X和Y染色体的Ⅰ区段，则P：XDXD×XdYd→F1，F1：XDXd×XDYd→XDXd∶XDYd∶XDXD∶XdYd＝圆眼∶棒眼＝3∶1。‎ ‎(3)若基因位于X染色体的Ⅱ区段，则F2中棒眼雄果蝇(XdY)×F1中雌果蝇(XDXd)→XDXd(圆眼)、XdXd (棒眼)、 XdY(棒眼)、 XDY (圆眼)，选取子代中的棒眼雌果蝇(XdXd)与野生型圆眼雄果蝇(XDY)交配→XDXd(圆眼)∶XdY(棒眼)＝1∶1，则只有雄果蝇中出现棒眼；若基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅰ，则F2中棒眼雄果蝇(XdYd)×F1中雌果蝇(XDXd)→XDXd(圆眼)、XdXd (棒眼)、 XdYd(棒眼)、 XDYd (圆眼)，选取子代中的棒眼雌果蝇(XdXd)与野生型圆眼雄果蝇(XDYD)交配→XDXd(圆眼) ∶XdYD(圆眼)＝1∶1，则子代中没有棒眼果蝇出现。‎ 答案　(1)常　(2)X染色体的Ⅱ区段　X和Y染色体的Ⅰ区段(顺序可颠倒)　(3)实验步骤：①棒眼雌果蝇 ‎②棒眼雌果蝇　野生型雄果蝇　棒眼　预期结果与结论：①X染色体的特有区段Ⅱ　②X、Y染色体的同源区段Ⅰ ‎1．基因位于X染色体上还是位于常染色体上 ‎(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：‎ 正反交实验⇒ ‎(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方法。即：‎ 隐性雌×纯合显性雄 ‎2．基因是伴X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传 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。‎ ‎(1)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：‎ 隐性雌×纯合显性雄 ‎(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：‎ 杂合显性雌×纯合显性雄 ‎3．基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段 ‎(1)设计思路：隐性的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：‎ ‎(2)结果推断 ‎1．纯种果蝇中，朱红眼♂×暗红眼♀，F1中只有暗红眼；而暗红眼♂×朱红眼♀，F1中雌性为暗红眼，雄性为朱红眼。设相关的基因为A和a，则下列说法不正确的是(　　)‎ A．正、反交实验常被用于判断有关基因所在的染色体类型 B．反交的结果说明这对控制眼色的基因不在常染色体上 C．正、反交的子代中，雌性果蝇的基因型都是XAXa D．若正、反交的F1中雌、雄果蝇自由交配，其后代表现型的比例都是1∶1∶1∶1‎ 答案　D 解析　正交和反交结果不同，且暗红眼雄性果蝇与朱红眼雌性果蝇杂交，F1出现性状分离，性状表现与性别相联系，故可以认定该性状为细胞核遗传，对应基因位于X染色体上；第一次杂交(XaY×XAXA)和第二次杂交(XAY×XaXa)中，F1雌性果蝇的基因型均为XAXa；第一次杂交的子代雌、雄果蝇随机交配，子代表现型的比例为2∶1∶1，而第二次杂交的子代雌、雄果蝇随机交配，子代表现型的比例为1∶1∶1∶1。‎ ‎2．已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼W、白眼w)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，某实验小组欲用一次交配实验证明这对基因位于何种染色体上。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．若子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对基因位于X染色体上 B．若子代中雌雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上 C．若子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因位于常染色体上 D．这对基因也有可能只位于Y染色体上 答案　D 解析　欲判断基因的位置，在已知显隐性的情况下，应选用隐性雌性个体与显性雄性个体交配，所以本实验应选择白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交。预测实验结果时，可以采用假设法：如果该对基因位于X染色体上，则白眼雌果蝇与红眼雄果蝇的基因型分别为XwXw和XWY，杂交后代基因型为XWXw和XwY，雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，A项正确；如果该对基因位于X、Y染色体的同源区段上，则白眼雌果蝇与红眼雄果蝇的基因型分别为XwXw和XWYW，杂交后代的基因型为XWXw和XwYW，雌雄果蝇均为红眼；如果该对基因位于常染色体上，且基因型为ww和WW，则子代果蝇全部为红眼，B项正确；如果该对基因位于常染色体上，且基因型为ww和Ww，则子代中雌雄果蝇均既有红眼，又有白眼，C项正确；由于红眼和白眼在雌果蝇中出现，所以该对基因不可能只位于Y染色体上，D项错误。‎ ‎3．下面是探究基因是位于X、Y染色体的同源区段上，还是只位于X染色体上的实验设计思路，请判断下列说法中正确的是(　　)‎ 方法1：纯合显性雌性个体×隐性雄性个体→F1。‎ 方法2：隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→F1。‎ 结论：①若子代雌雄全表现显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段上　②若子代雌性个体表现显性性状，雄性个体表现隐性性状，则基因只位于X染色体上　③若子代雄性个体表现显性性状，则基因只位于X染色体上　④若子代雌性个体表现显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段 A．“方法1＋结论①②”能够完成上述探究任务 B．“方法1＋结论③④”能够完成上述探究任务 C．“方法2＋结论①②”能够完成上述探究任务 D．“方法2＋结论③④”能够完成上述探究任务 答案　C 解析　从方法设计上讲，方法1达不到设计目的，因为不管基因是位于X、Y染色体的同源区段上，还是只位于X染色体上，结果都为子代雌雄全表现显性性状；方法2的设计是正确的，假设控制某一相对性状的基因A、a位于X、Y染色体的同源区段上，那么隐性雌性个体的基因型为XaXa，纯合显性雄性个体的基因型为XAYA，XaXa×XAYA→XAXa、XaYA，则得出结论①，假设基因只位于X染色体上，XaXa×XAY→XAXa、XaY，则得出结论②。因此“方法2＋结论①②”能够完成上述探究任务。‎ ‎4．菠菜的性别决定方式为XY型，其圆叶(A)和尖叶(a)、抗病(B)和不抗病(b)为两对相对性状。为研究相关基因在染色体上的分布情况，某小组进行了实验探究。请回答下列相关问题：‎ ‎(1)利用纯合的圆叶和尖叶植株进行正反交实验，后代均为圆叶。据此甲同学认为A、a 基因位于常染色体上；乙同学认为A、a基因可能位于常染色体上，也有可能位于性染色体上。你认为哪位同学的结论更严谨？________，请简述理由：______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)若A、a与B、b基因均位于常染色体上，丙同学利用基因型为AaBb的雌雄植株杂交，若子代有3种表现型且比例为1∶2∶1，则可判断这两对基因与染色体的具体对应关系是 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)乙　当基因位于常染色体上或者X、Y染色体的同源区段时，正反交后代均为圆叶，所以乙的结论更严谨 　(2)A、b基因位于一条染色体上，a、B基因位于另一条同源染色体上 解析　(1)乙同学的结论更严谨，因为当基因位于常染色体上或者X、Y染色体的同源区段上时，正反交后代均为圆叶。‎ ‎(2)若A、a与B、b基因分别位于两对不同的同源染色体上，根据自由组合定律，基因型为AaBb的雌雄植株杂交，后代表现型应该有4种，比例为9∶3∶3∶1；若A、b基因位于一条染色体上，a、B基因位于另一条同源染色体上，基因型为AaBb的雌雄植株杂交，后代表现型有3种，基因型及其比例为AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1；若A、B基因位于一条染色体上，a、b基因位于另一条同源染色体上，基因型为AaBb的雌雄植株杂交，后代表现型有2种，基因型及其比例为AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1，表现型之比为3∶1‎ ‎。所以，这两对基因与染色体的具体对应关系是：A、b基因位于一条染色体上，a、B基因位于另一条同源染色体上。‎ 二、数据信息分析法判断基因在染色体上的位置 某雌雄异株植物，其叶形有阔叶和窄叶两种类型，由一对等位基因控制。现有三组杂交实验，结果如下表所示。下列有关表格数据的分析，错误的是(　　)‎ 杂交组合 亲代表现型 子代表现型及株数 父本 母本 雌株 雄株 ‎1‎ 阔叶 阔叶 阔叶234‎ 阔叶119、窄叶122‎ ‎2‎ 窄叶 阔叶 阔叶83、窄叶78‎ 阔叶79、窄叶80‎ ‎3‎ 阔叶 窄叶 阔叶131‎ 窄叶127‎ A.用第2组的子代阔叶雌株与阔叶雄株杂交，后代基因型的比为3∶1‎ B．用第1组子代的阔叶雌株与窄叶雄株杂交，则后代窄叶植株占1/4‎ C．仅根据第2组实验，无法判断两种叶形的显隐性关系 D．根据第1或3组实验可以确定叶形基因位于X染色体上 审题关键 ‎(1)第1组实验，根据“无中生有为隐性”，可知阔叶为显性，窄叶为隐性。子代雌雄株的叶形阔叶和窄叶数目不均等；而第3组实验所得子代中雌株均为阔叶，雄株均为窄叶，出现了性别差异，由第1组和第3组实验可推知阔叶和窄叶这对相对性状与性别有关，且位于X染色体上。‎ ‎(2)假设叶形基因为A、a。第1组实验中，由子代雄株有阔叶又有窄叶，可推知母本基因型为XAXa，又因父本阔叶基因型为XAY，则子代雌株的基因型为1/2XAXA、1/2XAXa。若子代阔叶雌株与窄叶雄株杂交，后代窄叶植株所占比例为1/2×1/2＝1/4。‎ ‎(3)由于第2组杂交组合的亲本有阔叶和窄叶，子代也有阔叶和窄叶，所以仅根据第2组实验，无法判断两种叶型的显隐性关系。在第2组中因子代雄株有阔叶又有窄叶，则亲本雌株基因型为XAXa，其与XaY杂交所得子代中的阔叶雌株与阔叶雄株的基因型分别为XAXa和XAY，二者再杂交所得子代中基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY＝1∶1∶1∶1。‎ 答案　A 数据信息分析法确认基因位置 除了杂交实验法外，还可依据子代性别、性状的数量分析确认基因位置：若后代中两种表现型在雌雄个体中比例一致，说明遗传与性别无关，则可确定基因在常染色体上；若后代中两种表现型在雌雄个体中比例不一致，说明遗传与性别有关，则可确定基因在性染色体上。分析如下：‎ ‎(1)根据表格信息中子代性别、性状的数量比分析推断 灰身、直毛 灰身、分叉毛 黑身、直毛 黑身、分叉毛 雌蝇 ‎0‎ ‎0‎ 雄蝇 据表格信息：灰身与黑身的比例，雌蝇中为3∶1，雄蝇中也为3∶1，二者相同，故为常染色体遗传。直毛与分叉毛的比例，雌蝇中为4∶0，雄蝇中为1∶1，二者不同，故为伴X染色体遗传。‎ ‎(2)依据遗传调查所得数据进行推断 ‎5．果蝇的灰身与黑身是一对相对性状(基因用B、b表示)，直毛与分叉毛为另一对相对性状(基因用F、f表示)。现有两只亲代果蝇杂交，子代表现型及比例如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．正常情况下，雄性亲本的一个精原细胞可产生的精子类型是4种 B．子代中表现型为灰身直毛的雌性个体中，纯合子与杂合子的比例为1∶6‎ C．控制灰身和黑身的基因位于常染色体上，控制直毛和分叉毛的基因位于X染色体上，这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律 D．子代中灰身雄蝇与黑身雌蝇交配，可产生黑身果蝇的比例为 答案　C 解析　雄性亲本的一个精原细胞只能产生2种类型的4个精子，A 项错误；子代中表现型为灰身直毛的雌性个体有BBXFXF、BbXFXF、BBXFXf、BbXFXf，纯合子与杂合子的比例为(×)∶(×＋×＋×)＝1∶5，B项错误；分析题图可知，控制灰身与黑身的基因位于常染色体上，控制直毛与分叉毛的基因位于X染色体上，它们的遗传遵循基因的自由组合定律，C项正确；本题可只考虑灰身与黑身这一对相对性状，子代中灰身雄蝇基因型有BB、Bb，黑身雌蝇基因型为bb，二者交配，可产生黑身果蝇的比例为×＝，D项错误。‎ ‎6．豚鼠的野生型体色有黑色、灰色和白色，其遗传受两对等位基因D、d和R、r控制(两对等位基因独立遗传)。当个体同时含有显性基因D和R时，表现为黑色；当个体不含有D基因时，表现为白色；其他类型表现为灰色。现有两个纯合品系的亲本杂交，其结果如下表：‎ 亲本组合 F1类型及比例 F2类型及比例 灰色雌性×‎ 白色雄性 黑色雌性∶灰色雄性＝1∶1‎ 黑色∶灰色∶白色＝3∶3∶2‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)上述实验结果表明，等位基因R、r位于__________(填“常”或“X”)染色体上，亲本白色雄性豚鼠的基因型为________，F2中r基因频率为________。‎ ‎(2)若豚鼠种群足够大，从F2代开始，每代淘汰掉种群中灰色雄豚鼠，照这样随机交配若干代，豚鼠种群是否发生了进化？________依据是_______________________________________。‎ ‎(3)某小组利用上述实验中豚鼠为实验材料，尝试选择不同体色的豚鼠进行杂交，使杂交后代中白色豚鼠只在雄性个体中出现。你认为该小组能否成功？________，理由是____________。‎ 答案　(1)X　ddXRY　2/3　(2)是　淘汰掉种群中灰色雄性豚鼠，种群d、r的基因频率发生了改变，种群发生进化　(3)不能　白豚鼠的基因型为dd_ _，而D、d位于常染色体上，其遗传与性别无关 解析　(1)根据分析可知，F1类型存在性别差异，由于个体同时含有显性基因D和R时，表现为黑色；当个体不含有D基因时，表现为白色；其他类型表现为灰色。实验中纯合灰色雌性和白色雄性杂交，子一代雌性都是黑色，雄性都是灰色，子二代中黑色∶灰色∶白色＝3∶3∶2，因此等位基因D、d位于常染色体上，等位基因R、r位于X染色体上，所以亲本灰色雌性豚鼠的基因型为DDXrXr，白色雄性豚鼠的基因型为ddXRY，子一代的基因型是DdXRXr(黑色雌性)、DdXrY(灰色雄性)，所以F2中r基因频率为2/3。‎ ‎(2)生物进化的实质是种群基因频率的改变。从F2代开始，每代淘汰掉种群中灰色雄性豚鼠，使种群d、r的基因频率发生了改变，导致豚鼠种群发生进化。‎ ‎(3)由分析可知，白色豚鼠的基因型为dd_ _，而D、d位于常染色体上，其遗传与性别无关，因此不能使杂交后代中白色豚鼠只在雌性或雄性个体中出现。‎ ‎7．控制生物性状的基因是位于常染色体上、X染色体上，还是Y染色体上是遗传学研究的重要内容。请根据下列信息回答相关问题：‎ 已知果蝇的暗红眼由隐性基因(r)控制，但不知控制该性状的基因(r)是位于常染色体上、X染色体上，还是Y染色体上，请你设计一个简单的调查方案进行调查，并预测调查结果。‎ ‎(1)方案：寻找暗红眼的果蝇进行调查，统计______________________________。‎ ‎(2)结果：①____________________________________，则r基因位于常染色体上；‎ ‎②____________________________，则r基因位于X染色体上；‎ ‎③__________________________，则r基因位于Y染色体上。‎ 答案　(1)具有暗红眼果蝇的性别比例 ‎(2)①若具有暗红眼的个体，雄性与雌性数目差不多 ‎②若具有暗红眼的个体，雄性多于雌性 ‎③若具有暗红眼的个体全是雄性 解析　(1)因为是通过调查来判断r基因位于哪条染色体上，在性染色体上暗红眼性状会和性别有关，所以应统计具有暗红眼果蝇的性别比例。(2)如果暗红眼的个体雄性和雌性数目相当，几乎是1∶1，说明r基因最可能位于常染色体上；如果暗红眼的个体雄性多于雌性，说明r基因最可能位于X染色体上；如果暗红眼的个体全是雄性，说明r基因位于Y染色体上。‎