生物新教材（2019）生物必修2微专题(3)第2章　基因和染色体的关系—遗传系谱图的解题规律及判断基因在染色体上位置的实验设计学案（Word版含答案）

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生物新教材（2019）生物必修2微专题(3)
遗传系谱图的解题规律及判断基因在染色体上位置的实验设计
一、遗传系谱图的解题规律
1．判定遗传病的类型
(1)确定是否为细胞质遗传
若系谱图中母亲患病，子女全患病；母亲正常，则子女全正常，与父亲是否患病无关，则很可能是细胞质遗传。如图所示：
(2)确定是否为伴Y染色体遗传
①若系谱图中女性全正常，患者全为男性，而且患者的父亲、儿子全为患者，则为伴Y染色体遗传。如图所示：
②若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y染色体遗传。
(3)确定是显性遗传还是隐性遗传
①“无中生有”是隐性遗传病，如图1。
②“有中生无”是显性遗传病，如图2。
(4)确定是常染色体遗传还是伴X染色体遗传
①在已确定是隐性遗传的系谱图中，主要参照“女患者”
a．若女患者的父亲和儿子都患病，则最可能为伴X染色体隐性遗传，如图3。
b．若女患者的父亲和儿子中有正常的，则一定为常染色体隐性遗传，如图4。
②在已确定是显性遗传的系谱图中，主要参照“男患者”。
a．若男患者的母亲和女儿都患病，则最可能为伴X染色体显性遗传，如图5。
b．若男患者的母亲和女儿中有正常的，则一定为常染色体显性遗传，如图6。
(5)若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小推测
①若该病在代与代之间呈连续遗传，则最可能为显性遗传病；再根据患者性别比例进一步确定，如图所示：
②如图最可能为伴X染色体显性遗传。
2．关于“患病男孩”与“男孩患病”的概率计算
(1)常染色体遗传
如果控制某遗传病的基因位于常染色体上，由于常染色体与性染色体是自由组合的，则：
①患病男孩的概率＝患病孩子的概率×。
②男孩患病的概率＝患病孩子的概率。
(2)伴性遗传
如果控制某遗传病的基因位于性染色体上，由于该性状与性别联系在一起，则：
①患病男孩的概率＝患病男孩在后代全部孩子中的概率。
②男孩患病的概率＝后代男孩中患病的概率。
例1　以下为判断遗传病类型的常用“突破口”(不考虑X、Y同源区段，阴影个体为患者)。请将判断结果填写在横线上。
答案　①常染色体隐性　②常染色体显性　③常染色体显性或伴X染色体显性　④常染色体隐性或伴X染色体隐性　⑤伴X染色体隐性　⑥伴X染色体显性
例2　如图为某家庭的遗传系谱图，已知该家庭中有甲、乙两种遗传病，其中一种为红绿色盲。下列说法正确的是(　　)
A．甲病为常染色体显性遗传病，存在代代遗传的特点
B．乙病为红绿色盲，在人群中女性发病率高于男性
C．Ⅱ－4为甲病携带者的概率是，为乙病携带者的概率是
D．若Ⅱ－4和Ⅱ－5再生一个孩子，其为正常女孩的概率是
答案　D
解析　由系谱图中Ⅱ－4和Ⅱ－5正常，生下患甲病女孩Ⅲ－6可知，甲病是常染色体隐性遗传病，则乙病是红绿色盲，即伴X染色体隐性遗传病，在人群中男性发病率高于女性，A、B错误；对于甲病(设相关基因用A、a表示)，Ⅱ－4是杂合子(Aa)，Ⅱ－4为甲病携带者的概率为1，C错误；对于乙病(设相关基因用B、b表示)，Ⅱ－4是携带者(XBXb)的概率是，Ⅱ－4的基因型为AaXBXb、AaXBXB，Ⅱ－5的基因型为AaXBY，二者生下正常女孩的概率是×＝，D正确。
二、判断基因所在位置的实验设计
1．两对等位基因位于一对或两对同源染色体上的判断方法
(1)位置关系
①两对等位基因位于一对同源染色体上(基因用A、a，B、b表示)，位置如图甲和乙：
　
②两对等位基因位于两对同源染色体上(基因用A、a，B、b表示)，位置如图丙：
(2)判断方法
①自交法：如果双杂合子自交，后代表型分离比符合3∶1或1∶2∶1，则控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果后代表型分离比符合9∶3∶3∶1，则控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。
②测交法：双杂合子与双隐性纯合子测交，如果测交后代表型比符合1∶1，则控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果测交后代表型比符合1∶1∶1∶1，则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。
2．判断基因位于常染色体上还是X染色体上
(1)在已知显隐性性状的条件下，可设置雌性隐性性状个体与雄性显性性状个体杂交
(2)在未知显性性状(或已知)条件下，可设置正反交杂交实验
①若正、反交结果相同，则基因位于常染色体上。
②若正、反交结果不同，则基因位于X染色体上。
3．判断基因是位于X、Y染色体同源区段上还是仅位于X染色体上
隐♀×(纯合)显♂
4．判断基因位于X、Y染色体的同源区段上还是位于常染色体上
用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，获得的F1全表现为显性性状，再让F1的雌雄个体随机交配获得F2，观察F2的表型情况。即
例3　科学家在研究果蝇的突变体时，发现其常染色体上有显性基因A控制卷翅(a控制正常翅)和显性基因F控制星状眼(f控制正常眼)，均属于纯合致死基因。现让基因型为AaFf的两只雌、雄果蝇进行交配，欲定位A/a，F/f在染色体上的相对位置(有如图所示三种情况)。下列有关说法正确的是(　　)
A．图甲、乙、丙中基因A/a，F/f均遵循基因的自由组合定律
B．若杂交后代有3种表型，比例为1∶2∶1，则基因相对位置如图甲所示
C．若杂交后代有4种表型，比例为4∶2∶2∶1，则基因相对位置如图乙所示
D．若杂交后代有2种表型，比例为1∶1，则基因相对位置如图丙所示
答案　C
例4　(2020·黑龙江鹤岗一中月考)下面是探究基因位于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染色体的同源区段上。
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。
1．如图是人类某遗传病的遗传系谱图，下列说法不正确的是(　　)
A．该病的致病基因不可能是X染色体上的显性基因
B．该病的致病基因可能位于Y染色体上
C．由于后代中只有男性患者，因此该病一定为伴性遗传
D．该病的致病基因可能是常染色体上的显性基因或隐性基因
答案　C
解析　由系谱图可知，父亲和儿子均患病，女儿和母亲均不患病，则该病的致病基因不可能是X染色体上的显性基因，可能位于Y染色体上；该病可能为伴性遗传病，也可能为常染色体显性或隐性遗传病，C不正确。
2．(2019·江苏泰州高二下月考)如图为某遗传病的家系图，现已查明Ⅱ3不携带该病的致病基因，下列分析不正确的是(　　)
A．Ⅰ1和Ⅱ2的基因型相同
B．Ⅱ2一定携带该致病基因
C．Ⅲ1的致病基因的获得途径是Ⅰ1→Ⅱ2→Ⅲ1
D．Ⅱ2和Ⅱ3再生一个女孩患病的概率为1/2
答案　D
解析　由题意可知，Ⅱ2和Ⅱ3生出的Ⅲ1患病，且Ⅱ3不携带该病的致病基因，可以判断该遗传病为伴X染色体隐性遗传病。设该致病基因为a，则Ⅰ1和Ⅱ2的基因型均为XAXa，Ⅱ2一定携带该病的致病基因，A、B正确；Ⅲ1的基因型为XaY，其致病基因的获得途径是Ⅰ1→Ⅱ2→Ⅲ1，C正确；Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别为XAXa和XAY，他们所生女儿的基因型为XAXA或XAXa，均表现正常，即Ⅱ2和Ⅱ3再生一个女孩患病的概率为0，D错误。
3．(2020·海南中学高一模拟)一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型。假如仅通过一次杂交实验鉴别突变基因是在常染色体上还是在X染色体上，则F1的杂交组合最好选择(　　)
A．野生型(雌)×突变型(雄)
B．野生型(雄)×突变型(雌)
C．野生型(雌)×野生型(雄)
D．突变型(雌)×突变型(雄)
答案　A
解析　根据题意分析，雌鼠染色体上的基因成对存在，某一个基因的突变就发生性状改变，可以得知发生的是显性突变。野生型雌鼠与突变型雄鼠杂交，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，则突变基因在常染色体上。
4．(2019·山东师大附中期中)如图为果蝇性染色体结构简图。要判断果蝇某伴性遗传基因位于片段Ⅰ上还是片段Ⅱ—1上，现用一只表型是隐性的雌果蝇与一只表型为显性的雄果蝇杂交，不考虑突变，若后代：①雌性为显性，雄性为隐性；②雌性为隐性，雄性为显性，可推断①、②两种情况下该基因分别位于(　　)
A．片段Ⅰ；片段Ⅰ
B．片段Ⅱ—1；片段Ⅰ
C．片段Ⅱ—1或片段Ⅰ；片段Ⅱ—1
D．片段Ⅱ—1或片段Ⅰ；片段Ⅰ
答案　D
解析　根据题意分析，现用一只表型是隐性的雌果蝇与一只表型为显性的雄果蝇杂交，如果基因位于片段Ⅰ上，则雄性可以有3种基因型(XY上都是显性基因，X上是显性基因、Y上是隐性基因，X上是隐性基因、Y上是显性基因)，所以后代有以下几种情况：雌性和雄性都为显性，雌性为显性、雄性为隐性，雌性为隐性、雄性为显性，①、②两种情况都可能出现；如果基因位于片段Ⅱ—1上，则后代雌性为显性，雄性为隐性，符合①的结果。所以①、②两种情况下该基因分别位于片段Ⅱ—1或片段Ⅰ、片段Ⅰ上，故选D。
5．果蝇的性别决定方式为XY型，其体色、翅型、眼色分别受一对等位基因控制，已知灰身对黑身为显性、红眼对白眼为显性。用一只灰身长翅红眼雌果蝇与一只黑身长翅白眼雄果蝇杂交，对所得的大量子代表型进行统计，雌雄果蝇表型及比例均如下表所示，据此分析正确的是(　　)
F1 红眼∶白眼 长翅∶残翅
灰身 1∶1 3∶1
黑身 1∶1 3∶1
A．不能确定体色与眼色基因是否独立遗传
B．不能确定体色与翅型基因是否独立遗传
C．不能确定体色与眼色基因是否为伴X染色体遗传
D．不能确定控制翅型的基因是否为伴X染色体遗传
答案　C
解析　体色与眼色相关基因双显与双隐杂交，子代4种表型比例相等，故两者为自由组合；体色与翅型若连锁则不可能出现题表所示比例；体色与眼色相关亲本显雌隐雄杂交，子代出现1∶1的比例，既可能是常染色体遗传也可能是伴X染色体遗传；长翅雌雄杂交，子代出现了隐性雌果蝇，故不可能是伴X染色体遗传，只能是常染色体遗传。
6．马的毛色中，栗色与白色是一对相对性状，受一对等位基因控制，现有一匹家系不明的雄性栗色马与若干匹纯种白马杂交，生出的若干匹马中，大量统计发现只有两种表型，为雌性栗色马和雄性白马且比例接近于1∶1，据此可以判断(　　)
A．栗色为显性性状，且控制这对相对性状的基因最可能位于常染色体上
B．栗色为显性性状，且控制这对相对性状的基因可能只位于X染色体上
C．白色为显性性状，且控制这对相对性状的基因最可能位于常染色体上
D．白色为显性性状，且控制这对相对性状的基因可能只位于X染色体上
答案　B
解析　由题可知，雄性栗色马与纯种雌性白色马杂交，后代雌性全为栗色马，雄性全为白色马且比例接近于1∶1，说明这对性状的遗传与性别相关联，为伴X染色体遗传(设相关基因用B、b表示)。如果栗色为隐性性状，则亲本为XbY×XBXB，后代雌雄马都是XB_即为白色马，这与题干信息矛盾，说明栗色为显性性状。综上分析，故选B。