2021高考生物一轮复习第五单元孟德尔定律和伴性遗传素养提升课6基因位置的判定与探究教案新人教版

2021高考生物一轮复习第五单元孟德尔定律和伴性遗传素养提升课6基因位置的判定与探究教案新人教版

- 1 - 素养提升课 6 基因位置的判定与探究 突破点一 根据信息判断基因的位置 (2016·全国Ⅱ卷)果蝇的某对相对性状由等位基因 G、g 控制,且对于这对性状的表现型而言,G 对 g 完全显性。受精卵中不存在 G、g 中的某个特定基因时会致死,用一对表现型不同的果蝇 进行交配,得到的子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型。据此可推测:雌蝇中( ) A.这对等位基因位于常染色体上,G 基因纯合时致死 B.这对等位基因位于常染色体上,g 基因纯合时致死 C.这对等位基因位于 X 染色体上,g 基因纯合时致死 D.这对等位基因位于 X 染色体上,G 基因纯合时致死 [审题指导] (1)明确性别比出现异常的原因:子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,说明雄性个体有死亡,判断致死基 因位于 X 染色体上。 (2)抓住关键概念:亲本是“表现型不同的果蝇”,即一方为显性性状,一方为隐性性状。子代 雄果蝇一半死亡,亲本基因型应为 XGXg 和 XgY,因此判断 G 基因纯合造成 XGY 死亡。 解析:当这对等位基因位于常染色体上时,后代雌∶雄=1∶1,不符合题意;这对等位基因位于 X 染色体上,子代雌蝇有两种表现型时,则亲代的基因型为 XGXg、XgY,雌果蝇的基因型为 XGXg、XgXg, 又因为子代雌∶雄=2∶1,子代雄果蝇只有一种基因型,可推测是缺少 g 基因即 G 基因纯合时受 精卵致死。 答案:D 根据子代性别、性状的数量分析,可确定基因是位于常染色体上,还是位于性染色体上。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,一般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 3 4 0 1 4 0 - 2 - 雄蝇 3 8 3 8 1 8 1 8 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 遗传。 (2)依据遗传调查所得数据进行推断 1.某雌雄异株植物的性别决定方式为 XY 型,该植物的果皮有毛和无毛受等位基因 A、a 控制, 果肉黄色和白色受等位基因 E、e 控制。某实验小组让有毛黄果肉雌株和无毛白果肉雄株杂交, 所得 F1 杂交得到 F2。F1 和 F2 的表现型如下表所示,下列叙述错误的是( D ) P F1 F2 雌 株 有毛黄果 肉 有毛黄果 肉 有毛黄果肉(156)∶无毛黄果肉(51) 雄 株 无毛白果 肉 有毛黄果 肉 有毛黄果肉(77)∶无毛黄果肉(27)∶有毛白果肉(76)∶无毛白 果肉(26) A.这两对等位基因位于两对同源染色体上 B.F1 植株的基因型分别为 AaXEXe、AaXEY C.F2 的有毛黄果肉雌株中杂合子占 5/6 D.若让 F2 的有毛黄果肉雌株与有毛黄果肉雄株杂交,子代会出现无毛白果肉雌株 解析:分析题意可知,有毛和无毛在 F2 雌雄株中比值均约为 3∶1,说明 A、a 基因位于常染色体 上,F2 中雌株均为黄果肉,雄株中黄果肉∶白果肉≈1∶1,说明 E、e 位于 X 染色体上,即这两对 等位基因分别位于两对同源染色体上;据分析可知,F1 植株的基因型分别为 AaXEXe、AaXEY;F2 的 有毛黄果肉雌株为 A XEX-,其中纯合子占 1/3×1/2=1/6,杂合子占 5/6;无毛白果肉雌株为 aaXeXe,若让 F2 的有毛黄果肉雌株 A XEX-与有毛黄果肉雄株 A XEY 杂交,子代雌株必为 XEX-,不 会出现无毛白果肉雌株。 - 3 - 2.(2019·福建福州月考)果蝇翅的表现型由一对等位基因控制。如果翅异常的雌蝇与翅正常 的雄蝇杂交,后代中 25%为雄蝇翅异常、25%为雌蝇翅异常、25%雄蝇翅正常、25%雌蝇翅正常, 那么,翅异常不可能由( D ) A.常染色体上的显性基因控制 B.常染色体上的隐性基因控制 C.性染色体上的显性基因控制 D.性染色体上的隐性基因控制 解析:若翅异常由性染色体上的隐性基因控制,则翅异常的雌蝇与翅正常的雄蝇杂交后代为雌 性都为翅正常,雄性都为翅异常。 3.果蝇的长翅和残翅是由一对等位基因控制,灰身和黑身是由另一对等位基因控制,一对长翅 灰身果蝇杂交的子代中出现了残翅雌果蝇,雄果蝇中的黑身个体占 1/4。不考虑变异的情况下, 下列推理合理的是( B ) A.两对基因位于同一对染色体上 B.两对基因都位于常染色体上 C.子代不会出现残翅黑身雌果蝇 D.亲本雌蝇只含一种隐性基因 解析:两对等位基因位于常染色体上,但是不一定位于一对同源染色体上,A 错误;由分析可知, 两对等位基因都位于常染色体上,B 正确;两对相对性状与性别无关,子代可能会出现残翅黑身 雌果蝇,C 错误;亲本雌果蝇含有两种隐性基因,D 错误。 4.(2019·广东深圳期末)果蝇的有眼与无眼由一对等位基因控制,眼色的红色与白色由另一 对等位基因控制。一只无眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇交配,F1 全为红眼,让 F1 雌雄果蝇相互交 配得 F2,F2 的表现型及比例如下表。以下分析不正确的是( D ) 红眼 白眼 无眼 雌蝇 3/8 0 1/8 雄蝇 3/16 3/16 1/8 A.有眼与无眼中有眼是显性性状 B.红眼与白眼基因位于 X 染色体上 C.F1 红眼雌蝇测交子代中无眼占 1/2 D.F2 红眼雌蝇的基因型有两种 - 4 - 解析:由表格数据分析可知,果蝇有眼相对于无眼为显性,红眼与白眼基因位于 X 染色体上;设 有眼与无眼由 B、b 控制,红眼与白眼由 R、r 控制,则亲本无眼雌果蝇与白眼雄果蝇的基因型 分别为 bbXRXR 和 BBXrY,F1 红眼雌蝇的基因型为 BbXRXr,与 bbXrY 测交子代中只要出现 bb 即为无 眼,故无眼占 1/2;亲本基因型为 bbXRXR 和 BBXrY,F1 的基因型为 BbXRXr、BbXRY,让 F1 雌雄果蝇相 互交配得 F2,F2 红眼雌蝇的基因型有 BBXRXr、BbXRXr、BBXRXR、BbXRXR 共四种。 5.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。 解析: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。如果暗红眼的个体雄性和雌性数目相当,几乎是 1∶1,则说明 r 基因最可能位于常染色体上。r 基因是隐性基因,如果暗红眼的个体雄性多于雌 性,则说明 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,则 r 基因应位于 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 突破点二 基因位置的实验、判断与探究 (2017·全国Ⅲ卷,节选)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)这两对 相对性状各受一对等位基因控制。现有两个纯合品系:①aB 纯合品系、②Ab 纯合品系。假定 不发生染色体变异和染色体交换,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) [审题指导] - 5 - (1)明确纯合品系的基因型:A/a、B/b 两对基因都位于 X 染色体上,aB 纯合品系的基因型为 XaBXaB、XaBY,Ab 纯合品系的基因型为 XAbXAb、XAbY。 (2)确定基因位于 X 染色体上的一般方法:①在已知显隐性的情况下,证明基因位于 X 染色体上, 可让隐性雌性个体与显性雄性个体杂交,子代雌性都为显性性状,雄性都为隐性性状。②同时 验证 A/a、B/b 两对基因都位于 X 染色体上,可让两个品系的果蝇进行正交和反交实验。 解析:分析本题,可用①×②杂交组合进行正反交,验证 A/a、B/b 这两对等位基因都位于 X 染 色体上。如果下图杂交一为正交,根据后代雄性个体的表现型,可判断 B/b 位于 X 染色体上;那 么杂交二就为反应,根据后代雄性个体的表现型,可判断 A/a 也位于 X 染色体上。 杂交一: 正交 ① ② P ♂XaBY × ♀XAbXAb F1 ♂XAbY ♀XAbXaB 有眼小刚毛 雄性 有眼正常 刚毛雌性 杂交二: 反交 ① ② P ♀XaBXaB × ♂XAbY F1 ♂XaBY ♀XAbXaB 无眼正常 刚毛雄性 有眼正常 刚毛雌性 答案:选择①×②杂交组合进行正反交,观察 F1 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。 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⇒ X   ①若正反交子代雌雄表现型相同 常染色体上 ②若正反交子代雌雄表现型不同 染色体上 - 6 - (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: X   ①若子代中雌性全为显性，雄性全为隐性 在 染色体上隐性雌 纯合显性雄 ②若子代中雌雄都为显性 在常染色体上 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“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析 F1 的性状。即: (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: 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 表现型情况。即: (2)结果推断 - 7 - 1.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生 型雄鼠杂交,F1 的雌、雄中均既有野生型,又有突变型。若要通过一次杂交实验鉴别突变基因在 X 染色体还是在常染色体上,选择杂交的 F1 个体最好是( D ) A.突变型(♀)×突变型(♂) B.突变型(♀)×野生型(♂) C.野生型(♀)×野生型(♂) D.野生型(♀)×突变型(♂) 解析:根据“一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型性状变为突变型性状”,可 知应是显性突变。如果是常染色体则为 aa 突变为 Aa,如果是伴 X 遗传则为 XaXa 突变为 XAXa。不 管是伴性遗传还是常染色体遗传,会有“该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1 的雌、雄中均既有野生型, 又有突变型。”因此,若要通过一次杂交实验鉴别突变基因在 X 染色体还是在常染色体上,选 择的 F1 个体最好是野生型(雌)×突变型(雄)。若后代雄鼠都是野生型,雌鼠都是突变型,则突 变基因在 X 染色体上;若后代性状与性别无关联,则在常染色体上。 2.野生型果蝇(全为纯合子)的眼型是圆眼。在野生型果蝇群体中偶然发现了一只棒眼雄果蝇。 该棒眼雄果蝇与野生型果蝇杂交,F1 全为圆眼,F1 中的雌雄个体杂交,F2 中圆眼个体和棒眼个体 的比例为 3∶1。若果蝇的圆眼和棒眼受一对等位基因的控制,则下列说法错误的是( C ) A.F2 的雌果蝇中,纯合体与杂合体的比例为 1∶1 B.若 F2 中棒眼雌果蝇与棒眼雄果蝇的比例为 1∶1,则相关基因位于常染色体上 C.若 F2 中圆眼雄果蝇与棒眼雄果蝇的比例为 1∶1,则相关基因仅位于 X 染色体上 D.若控制眼形的基因位于性染色体上,让 F1 中雌果蝇与野生型果蝇杂交,可确定是否同时位于 X 与 Y 上 解析:该棒眼雄果蝇与野生型果蝇杂交,F1 全为圆眼,F1 中的雌雄个体杂交,F2 中圆眼个体和棒眼 个体的比例为 3∶1。判断圆眼为显性,棒眼为隐性,基因可能位于常染色体上,也可能位于 X 染色体上,还可能同时位于 X、Y 染色体上。不管哪种情况 F2 的雌果蝇中,纯合体与杂合体的比 例都为 1∶1;若 F2 中棒眼果蝇中雌、雄的比例为 1∶1,则相关基因位于常染色体上;若 F2 雄果 蝇中圆眼与棒眼的比例为 1∶1,则相关基因可能仅位于 X 染色体上,也可能同时位于 X、Y 染色 体上;若控制眼色的基因位于性染色体上,让 F1 中雌果蝇(以 XAXa 表示)与野生型果蝇(XAY 或 XAYA) 杂交,可确定是否同时位于 X 与 Y 上。 - 8 - 3.(2019·山东日照期末)果蝇的长翅和短翅为一对相对性状(用基因 B、b 表示,长翅为显性性 状),实验人员对雄果蝇体细胞中的基因 B 和 b 进行了绿色荧光标记,在荧光显微镜下发现处于 有丝分裂中期的体细胞中均有 4 个绿色荧光点。回答下列问题: (1)由实验结果推测,控制翅长短的基因可能位于常染色体上,还可能位 于 。 (2)现有纯合的长翅和短翅雌、雄果蝇若干,请选择合适的实验材料,设计实验方案,探究基因 B 和 b 的位置。 实验方案: 。 实验结果与结论: 。 解析:对雄果蝇体细胞中的基因 B 和 b 进行了绿色荧光标记,在荧光显微镜下发现处于有丝分 裂中期细胞中有 4 个绿色荧光点,说明翅长基因在同源染色体上存在成对基因,可确定 B 或 b 位于常染色体上或 X 和 Y 染色体的同源区段上。既有基因型为:BB 雌雄果蝇、bb 雌雄果蝇或 基因型为 XBXB、XbXb、XBYB、XbYb 的果蝇,要判断 B 和 b 基因是位于常染色体上还是 X、Y 染色体 的同源区段上,可选择具有相对性状的雌雄果蝇进行杂交,得到 F1,再让 F1 的雌雄果蝇交配,通 过观察 F2 果蝇的性状进行判断。 答案:(1)X、Y 染色体的同源区段 (2)方案一 实验方案:选择纯合长翅雄蝇和纯合短翅雌蝇杂交得到 F1,让 F1 的雌雄个体相互交配,统计 F2 的表现型及比例(或观察 F2 中短翅果蝇的性别) 实验结果及结论:①若 F2 果蝇中长翅∶短翅=3∶1 且翅的长短与性别无关(或短翅果蝇雌、雄均 有),则 B 和 b 位于常染色体上;②若 F2 中雄果蝇全部为长翅,雌果蝇长翅∶短翅=1∶1(或短翅 果蝇全为雌性),则 B 和 b 位于 X、Y 染色体的同源区段 方案二 实验方案:选择纯合长翅雌果蝇和纯合短翅雄果蝇杂交得到 F1,让 F1 的雌雄个体相互交配,统计 F2 的表现型及比例(或观察 F2 中短翅果蝇的性别) 实验结果及结论:①若 F2 果蝇中长翅∶短翅=3∶1 且翅的长短与性别无关(或短翅果蝇雌、雄均 有),则 B 和 b 位于常染色体上;②若 F2 中雌果蝇全部为长翅,雄果蝇长翅∶短翅=1∶1(或短翅 果蝇全为雄性),则 B 和 b 位于 X、Y 染色体的同源区段 - 9 - 4.果蝇的刚毛和截毛是一对相对性状,受等位基因 B、b 控制。刚毛雌果蝇甲与刚毛雄果蝇乙 交配,F1 中刚毛∶截毛=3∶1,F1 雌雄果蝇随机交配,所得 F2 中刚毛(♂)∶刚毛(♀)∶截毛(♂)∶ 截毛(♀)=6∶7∶2∶1。回答下列问题: (1)果蝇的刚毛和截毛这对相对性状中显性性状是 ,理由是 。 (2)刚毛雌果蝇甲与刚毛雄果蝇乙交配,所得 F1 中刚毛个体为 (填“雌性”“雄性”或 “雌性或雄性”)。 (3)控制果蝇的刚毛和截毛的等位基因位于性染色体上,理由是 。 (4)等位基因 B、b 所在性染色体的情况有 2 种可能性,即 。 请设计一个杂交实验并判断等位基因 B、b 所在染色体的具体情况: 。 (注:不同时含 B 和 b 基因的个体均视为纯合子) 解析:F1 雌雄果蝇随机交配,所得 F2 中雌雄的表现型比例存在差异,说明等位基因 B、b 位于性 染色体上。性染色体上存在等位基因的 2 种情况为该对基因仅位于 X 染色体上或位于 X 和 Y 染色体的同源区段上。纯合刚毛雄果蝇的基因型为 XBYB 或 XBY,纯合截毛雌果蝇的基因型为 XbXb, 两者杂交,若子代均为刚毛,则等位基因 B、b 位于 X 和 Y 染色体的同源区段上;若子代中刚毛 均为雌性、截毛均为雄性,则等位基因 B、b 位于 X 染色体上。 答案:(1)刚毛 亲本均为刚毛果蝇,子代中出现截毛果蝇 (2)雌性或雄性 (3)F1 雌雄果蝇随机交配,所得 F2 中雌雄表现型比例存在差异(意思合理即可) (4)仅位于 X 染色体上或位于 X 和 Y 染色体的同源区段上 纯合刚毛雄果蝇与纯合截毛雌果蝇 交配,若子代均为刚毛,则等位基因 B、b 位于 X 和 Y 染色体的同源区段上;若子代中刚毛均为 雌性、截毛均为雄性,则等位基因 B、b 位于 X 染色体上