专题4 遗传规律和伴性遗传
微专题2 伴性遗传与人类遗传病
1.性染色体不同区段分析
(1)仅在X染色体上基因的遗传特点
(2)XY同源区段遗传特点
①涉及同源区段的基因型女性为XAXA、XAXa、XaXa,男性为XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。
②遗传仍与性别有关
2.“程序法”分析遗传系谱图
3.明确遗传病中的5个“不一定”
(1)携带遗传病致病基因的个体不一定患遗传病。如女性色盲基因携带者XBXb,不患色盲。
(2)不携带遗传病基因的个体不一定不患遗传病。如21三体综合征、猫叫综合征等。
(3)先天性疾病不一定是遗传病。如母亲妊娠前三个月内感染风疹病毒而使胎儿患先天性白内障。
(4)家族性疾病不一定是遗传病。如由于食物中缺少维生素A,家庭中多个成员患夜盲症。
(5)后天性疾病不一定不是遗传病。有些遗传病可在个体生长发育到一定阶段才表现出来。
①并非所有基因都在染色体上,线粒体、叶绿体和原核细胞等不具有染色体,但是存在遗传物质。
②调查遗传病发病率和遗传方式的范围不同,前者在人群中随机调查(社会调查),而后者在某种遗传病患病家系中调查(家系调查)。
经典考题重现
考向1 伴性遗传与人类遗传病,考查生命观念
1.(2021·湖南卷,10)有些人的性染色体组成为XY,其外貌与正常女性一样,但无生育能力,原因是其X染色体上有一个隐性致病基因a,而Y染色体上没有相应的等位基因。某女性化患者的家系图谱如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Ⅱ 1的基因型为XaY
B.Ⅱ 2与正常男性婚后所生后代的患病概率为1/4
C.Ⅰ 1的致病基因来自其父亲或母亲
D.人群中基因a的频率将会越来越低
答案 C
解析 根据题意可知,女性化患者的基因型应为XaY,题图中Ⅱ 1为女性化患者,故其基因型为XaY,A正确;Ⅱ 2的基因型为XAXa,她与正常男性(XAY)婚后所生后代患病(XaY)的概率为1/4,B正确;Ⅰ 1的基因型为XAXa,若致病基因来自父亲,则其父亲的基因型为XaY,为女性化患者,不可育,不符合题意,故Ⅰ 1的致病基因只能来自其母亲,C错误;由于女性化患者不育,故人群中基因a的频率将会越来越低,D正确。
2.(2022·江苏扬州月考)某致病基因h位于X染色体上,该基因和正常基因H中的某一特定序列BclⅠ酶切后,可产生大小不同的片段(如图1,bp表示碱基对),据此可进行基因诊断。图2为某家族病的遗传系谱。下列叙述错误的是( )
A.h基因特定序列中BclⅠ酶切位点的消失是碱基对替换的结果
B.Ⅱ 1的基因诊断中只出现142 bp片段,其致病基因来自母亲
C.Ⅱ 2的基因诊断中出现142 bp、99 bp和43 bp 3个片段,其基因型为XHXh
D.Ⅱ 3的丈夫表型正常,其儿子的基因诊断中出现142 bp片段的概率为1/2
答案 D
解析 分析图1可知,H基因与h基因的碱基对数目相同,h基因特定序列中BclⅠ酶切位点的消失是碱基对替换的结果,A正确;分析图2可知,Ⅱ 1个体的基因型为XhY,没有H基因,基因诊断中只出现142 bp片段,其含有致病基因的X染色体来自于其母亲,B正确;Ⅱ 2的基因诊断中出现142 bp、99 bp和43 bp 3个片段,说明其为携带者,基因型为XHXh,C正确;Ⅱ 3父母的基因型为XHY和XHXh,Ⅱ 3的基因型为XHXh的概率为1/2,若其丈夫表型正常,即基因型为XHY,则其儿子含有Xh基因的概率为1/2×1/2=1/4,D错误。
考向2 围绕伴性遗传相关实验,考查科学探究能力
3.(2022·江苏新高考基地期中)家蚕的性别决定为ZW 型,正常自然种群中雌雄个体数量基本相等。研究发现,雄蚕苗的茧层率和鲜茧出丝率要比雌蚕茧高出约 20%。在蚕种生产上,由于雄蛾体质强健、耐冷藏、交配时可以重复使用,因此选择性的调控家蚕性别比例有助于提高蚕丝产业效益。已知家蚕体色正常对透明为显性,相关基因(A/a)只位于 Z 染色体上。控制斑点、血色的基因(分别记为 B/b、D/d)位置未知。某研究小组进行了如下杂交实验得F1,F1雌雄交配得F2,结果如表所示(亲本和子代个体全为体色正常)。
杂交组合 F1 F2
正交 ♀黑缟斑黄血×♂无斑白血 黑缟斑黄血 黑缟斑黄血∶无斑白血=3∶1
反交 ♀无斑白血×♂黑缟斑黄血 黑缟斑黄血 黑缟斑黄血∶无斑白血=3∶1
(1)控制家蚕斑点、血色的基因________(填“遵循“或“不遵循“)基因的自由组合定律,F2黑缟斑黄血家蚕中的纯合子占________。上述杂交实验的F1中,这两对基因所在染色体的类型及位置关系为________________________________。
(2)雄蚕的性染色体组成为________。
(3)蚕种生产上,为了提高繁殖效率应该设法提高________(填“雌蚕蛾“或“雄蚕蛾”)的比例。在蚕丝生产上,应通过特定性状标记性别以便在幼蚕即可选择出________(填“雌蚕”或“雄蚕”)进行培养,请写出你的筛选方案:____________________________________________________________________。
(4)钴60γ射线可将染色体切断产生染色体破片,这些染色体破片可能在细胞分裂时丢失。研究人员在进行家蚕育种时发现,经钴60γ 射线照射的纯种黑缟斑雄蛹成蛾后与纯种无斑雌蛾交配,所得子代出现了少量左、右半身分别呈现黑缟斑与无斑的嵌合体。导致该嵌合体出现的原因可能是____________________________________________________________________。
若用实验检验上述推测,请简要写出实验思路:____________________________________________________________________。
答案 (1)不遵循 1/3 B/b、D/d两对基因位于一对同源的常染色体上,B、D基因位于其中一条染色体上,b、d基因位于另一条染色体上 (2)ZZ (3)雌蚕蛾 雄蚕 选取正常体色雌蚕与体色透明的雄蚕(或ZAW×ZaZa)进行杂交,在子代中选择正常体色的幼蚕继续培养 (4)经钴60γ射线照射产生的含B基因染色体碎片的精子参与受精,受精卵进行第一次卵裂后该碎片在其中一个子细胞中丢失 取幼龄嵌合体不同斑点区具有分裂能力的细胞,观察比较两类细胞中有丝分裂中期时的染色体形态
解析 (1)控制斑点、血色的基因由两对等位基因控制,根据正反交的F1黑缟斑黄血自交后代,黑缟斑黄血∶无斑白血=3∶1,不符合9∶3∶3∶1及其变式,说明控制家蚕斑点、血色的基因不遵循基因的自由组合定律。F1黑缟斑黄血的基因型是BbDd,由于后代黑缟斑黄血占3/4,则说明B/b、D/d两对基因位于一对同源的常染色体上,B、D位于一条染色体上,b、d位于另一条染色体上,F2黑缟斑黄血的基因型及比例是BBDD∶BbDd=1∶2,则纯合子占1/3。(2)家蚕的性别决定为ZW型,因而雄蚕的性染色体组成为ZZ。(3)为了提高繁殖效率,多生育后代,应该设法提高雌蚕蛾的比例。根据题干信息,雄蚕苗的茧层率和鲜茧出丝率高,因而在蚕丝生产上应筛选出雄蚕进行培养。为了在幼蚕阶段依据体色进行性别的筛选,筛选出雄蚕进行培养,已知家蚕体色正常对透明为显性,相关基因(A/a)只位于Z染色体上,则可选取正常体色雌蚕(ZAW)与体色透明的雄蚕(ZaZa)进行杂交,在子代中选择正常体色(ZAZa)的幼蚕继续培养即可。(4)正常情况下的纯种黑缟斑雄蛹成蛾后的基因型是BB,纯种无斑雌蛾的基因型是bb,杂交后代应该都是Bb的黑缟斑。根据题干信息钴60γ射线可将染色体切断产生染色体碎片,这些染色体碎片可能在细胞分裂时丢失,经钴60γ射线照射的纯种黑缟斑雄蛹成蛾后与纯种无斑雌蛾交配,所得子代出现了少量左、右半身分别呈现黑缟斑与无斑的嵌合体,则可能原因是经钴60γ射线照射产生的含B基因染色体碎片的精子参与受精,受精卵进行第一次卵裂后该碎片在其中一个子细胞中丢失。为了验证该实验设想,可取幼龄嵌合体不同斑点区具有分裂能力的细胞,观察比较两类细胞中有丝分裂中期时的染色体形态。
遗传实验设计题是高中生物的重点和难点,也是历年高考生物试卷中的必考题、压轴题和拉分题。此类试题对考生科学探究能力与科学思维能力的要求较高,最能体现生物学科核心素养,这也是其成为近几年高考高频考点的原因之一。
共鸣点1 基因分离定律和自由组合定律的验证
1.(2019·全国卷Ⅲ,32节选改编)玉米是一种二倍体异花传粉作物,可作为研究遗传规律的实验材料。玉米籽粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制。回答下列问题:
现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒,若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律,写出两种验证思路及预期结果。
答案 思路及预期结果:
①两种玉米分别自交,若某些玉米自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
②两种玉米分别自交,在子代中选择两种纯合子进行杂交,F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果F1都表现一种性状,则用F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,则可验证分离定律。(任答两种即可)
解析 欲验证基因的分离定律,可采用自交法和测交法。根据题意,现有在自然条件下获得的具有一对相对性状的玉米籽粒若干,其显隐性未知,若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律,可让两种性状的玉米分别自交,若某些亲本自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律;若子代没有出现3∶1的性状分离比,说明亲本均为纯合子,在子代中选择两种性状的纯合子玉米杂交得F1,F1自交得F2,若F2出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律;也可让两种性状的玉米杂交,若F1只表现一种性状,说明亲本均为纯合子,让F1自交得F2,若F2出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律;若F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,说明该亲本分别为杂合子和隐性纯合子,则可验证分离定律。
2.(2021·选择性考试湖南卷,17)油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关实验,如图所示。
回答下列问题:
(1)根据F2表型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是________________________,杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有________种结合方式,且每种结合方式概率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3 Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3 Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3 Ⅲ。产生F3 Ⅰ、F3 Ⅱ、F3 Ⅲ的高秆植株数量比为________。产生F3 Ⅲ的高秆植株基因型为________________(用A、a;B、b;C、c……表示基因)。用产生F3 Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验,能否验证自由组合定律?________________________。
答案 (1)由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制 16 F1减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合 (2)7∶4∶4 Aabb、aaBb 不能
解析 (1)根据杂交组合①②正反交的F2结果高秆∶半矮秆都约为15∶1,所以半矮秆为隐性遗传,且该性状是由非同源染色体上的两对隐性基因控制的,即只有基因型为aabb时表现为半矮秆,其他基因型均表现为高秆。杂交组合①中F1的基因型为AaBb,F1自交时雌雄配子有4×4=16种组合方式。其细胞遗传学基础是减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)杂交组合①中F1的基因型为AaBb,产生的F2的基因型为AA_ _和_ _BB占F2中所有高秆植株的,它们自交后代都表现为高秆,所以属于F3 Ⅰ;F2中基因型为AaBb的植株自交,产生的后代高秆∶半矮秆=15∶1,与杂交组合①②的F2基本一致,记为F3 Ⅱ,基因型为AaBb的植株占F2中所有高秆植株的;F2中基因型为Aabb和aaBb的高秆植株自交,产生的后代高秆∶半矮秆=3∶1,与杂交组合③的F2基本一致,记为F3 Ⅲ,基因型为Aabb和aaBb的植株占F2中所有高秆植株的,故产生F3 Ⅰ、F3 Ⅱ、F3 Ⅲ的高秆植株的数量比为7∶4∶4。基因型为Aabb和aaBb的高秆植株相互杂交的子一代再自交才能验证自由组合定律,否则只能验证一对基因的分离定律。
共鸣点2 一对等位基因位置的判断
3.(2022·江苏常州期末)果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性,现有纯合棒眼杏红眼雌果蝇和纯合圆眼红眼雄果蝇杂交,F1雌果蝇均表现为棒眼红眼,雄果蝇均表现为棒眼杏红眼。让F1雌雄果蝇杂交,不考虑互换及特殊基因组合致死的可能。下列叙述错误的是( )
A.若F2圆眼红眼只有雄蝇,则F2有4种表型且棒眼杏红眼雌蝇出现的概率是1/4
B.控制这两对相对性状的基因可能均位于X染色体上,其遗传总是和性别相关联
C.若F2圆眼红眼既有雌性也有雄性,则控制这两对相对性状的基因遵循自由组合定律
D.控制红眼和杏红眼的基因可能位于常染色体上
答案 D
解析 分析题干信息“果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性,纯合棒眼杏红眼雌果蝇和纯合圆眼红眼雄果蝇杂交,F1雌果蝇均表现为棒眼红眼,雄果蝇均表现为棒眼杏红眼”,F1雌、雄个体中眼色表现不同,说明与性别相关联,可判断控制控制红眼和杏红眼的基因位于X染色体。若F2圆眼红眼只有雄蝇,则控制棒眼和圆眼的基因也位于X染色体上,由此推断亲本的基因型为XBrXBr和XbRY,F1为XBrXbR和XBrY,结合题干信息“不考虑互换及特殊基因组合致死的可能”,可得出F2有4种表型且棒眼杏红眼雌蝇出现的概率是1/4,A正确;控制这两对性状的基因中,控制眼色的基因一定位于X染色体上,其余一对基因可位于X染色体上,也可位于常染色体上,B正确;若F2圆眼红眼既有雌性也有雄性,则两对基因分别位于两对同源染色体上,其中眼色基因位于X染色体上,控制这两对相对性状的基因遵循自由组合定律,C正确;由题可知,亲本为纯合棒眼杏红眼雌果蝇和纯合圆眼红眼雄果蝇杂交,F1雌果蝇均表现为棒眼红眼,雄果蝇均表现为棒眼杏红眼,眼色基因与性别相关联,因此该对基因只能位于X染色体上,D错误。
4.(2022·江苏南通期中)现用一只隐性雌性个体与一只显性雄性个体杂交,不考虑突变。根据子代的性状表现判断基因的位置正确的是( )
A.若后代雌性为隐性,雄性为显性,则该基因位于片段Ⅰ上
B.若后代雌性为隐性,雄性为显性,则该基因位于片段Ⅱ-2上
C.若后代雌性为显性,雄性为隐性,则该基因位于片段Ⅰ上
D.若后代雌性为显性,雄性为隐性,则该基因位于片段Ⅱ-2上
答案 A
解析 设B、b表示相关的基因。若该基因位于片段Ⅰ上,则隐性雌性个体的基因型为XbXb,显性雄性个体的基因型为XbYB或XBYb或XBYB,后代的表型为:雌性为隐性(XbXb)、雄性为显性(XbYB)或雌性为显性(XBXb)、雄性为隐性(XbYb)或雌性为显性(XBXb)、雄性也为显性(XbYB)。若该基因位于片段Ⅱ-2上,则隐性雌性个体的基因型为XbXb,显性雄性个体的基因型为XBY,后代的表型为:雌性为显性(XBXb)、雄性为隐性(XbY)。综上分析,A正确,B、C、D均错误。
5.(2022·江苏南通大联考)果蝇是进行遗传学研究的模式生物,其有3对常染色体(分别编号为 Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ)和1对性染色体。请回答下列问题:
(1)雄性果蝇的1个染色体组含有________条形态、功能不同的染色体。果蝇适合用作遗传实验材料的优点有__________________________________________
______________________________________________________(至少写出两点)。
(2)科研人员培育出果蝇甲品系,其4种突变性状(多翅脉、卷曲翅、短刚毛、 钝圆平衡棒)分别由一种显性突变基因控制,(位置如下图),突变基因纯合时胚胎致死(不考虑互换)。
①显性突变是一种由隐性基因突变成显性基因的变异,这种变异的实质是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②果蝇甲品系的雌、雄个体间相互交配,子代果蝇的成活率为________。
(3)为探究果蝇眼色基因(B、b)的位置,科研人员进行了如下杂交实验(除图中性状外,其他均为隐性性状):
①根据上述结果,是否判断B、b基因一定位于常染色体上?简要说明理由。_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②若B、b位于常染色体上,现要通过杂交实验进一步探究其是否位于Ⅱ号染色体上,应先取F1中若干表型为________雌、雄果蝇在适宜条件下培养,如果眼色基因不在Ⅱ号染色体上,那么理论上后代中红眼卷曲翅∶红眼正常翅∶紫眼卷曲翅∶紫眼正常翅=__________________________________________________
__________________________________________________________________。
答案 (1)4 染色体数目少、有容易区分的相对性状、繁殖周期短、易饲养、后代数量多 (2)①基因中的碱基的替换、增添或缺失(或基因碱基序列的改变) ②25% (3)①否,B和b也可能位于X、Y染色体的同源区段 ②红眼卷曲翅 6∶3∶2∶1
解析 (1)雄果蝇的染色体是由3对常染色体加1对性染色体(X、Y)组成的,其中1个染色体组包括3条常染色体和1条X或Y染色体,共4条形态、功能不同的染色体;果蝇作为遗传学研究的实验材料,其优点有易饲养,繁殖快,子代数量多,有多对容易区分的相对性状,染色体数量少且易观察,培养成本低等。(2)①显性突变是一种由隐性基因突变成显性基因的变异,该变异属于基因突变,基因突变的实质是基因中的碱基的替换、增添或缺失(或基因碱基序列的改变)。②因为果蝇甲品系含有4种显性突变基因,且控制刚毛和平衡棒的基因位于一对同源染色体上,控制翅形和翅脉的基因位于另一对同源染色体上,且突变基因纯合时胚胎致死,甲品系内的雌雄交配的后代中AaCc占1/2,AAcc占1/4,aaCC占1/4,另一对后代SsTt占1/2,SStt占1/4,ssTT占1/4,由于突变基因(显性基因)纯合时胚胎致死,故存活个体即 AaCcSsTt占1/2×1/2=1/4。
(3)①据图可知,用纯合红眼雄果蝇和紫眼雌果蝇杂交,子代中全为红眼,据图无法推知B、b基因一定位于常染色体上,因B和b也可能位于X、Y染色体的同源区段,如XBYB×XbXb→XBXb、XbYB,也符合题意。②若B、b位于常染色体上,现要通过杂交实验进一步探究其是否位于Ⅱ号染色体上,则应选择杂合子进行杂交,即选择F1中表现为红眼卷曲翅(BbCc)的雌、雄果蝇在适宜条件下培养,若眼色基因不在Ⅱ号染色体上,则符合自由组合定律,又因为突变基因(C)纯合时胚胎致死,故子代中B-∶bb=3∶1,Cc∶cc=2∶1,则理论上后代中红眼卷曲翅∶红眼正常翅∶紫眼卷曲翅∶紫眼正常翅=6∶3∶2∶1。
1.探究基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上
(1)杂交实验方法
①性状的显隐性是“未知的”,且亲本均为纯合子时
此方法还可以用于判断基因是位于细胞核还是细胞质中,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。
②性状的显隐性是“已知的”
(2)调查实验法
(3)假设分析逆向推断法
2.探究基因是仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上
3.探究基因是位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
(1)
(2)
共鸣点3 两对或多对等位基因位置的判断
6.(2017·全国卷Ⅲ,32)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中均出现四种表型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这三对等位基因位于三对染色体上;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中雄性个体的表型。若正交得到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)根据题目要求,不考虑染色体变异和染色体交换。题中所给三个品系均为双显性一隐性性状,因此可以每两品系进行一次杂交,通过对杂交后自交产生的F2的性状进行分析,得出结论。
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中均出现四种表型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这三对等位基因位于三对染色体上;若出现其他结果,则可确定这三对等位基因不是位于三对染色体上。
(2)如果基因位于常染色体上,则子代雌雄个体的表型没有差异;如果基因位于X染色体上,则子代雌雄个体的表型有差异。设计实验如下:
选择①×②杂交组合进行正反交,观察F1中雄性个体的表型。若正交得到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)若杂合子自交后代出现9∶3∶3∶1的表型比例(或其变式),或测交后代出现1∶1∶1∶1 的表型比例(或其变式),则说明这两对等位基因位于非同源染色体(两对同源染色体)上,如图中A/a与D/d(或B/b与D/d),而图中A/a和B/b位于一对同源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律。
(2)根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置
(3)若自交后代出现(3∶1)n的分离比(或其变式),或测交后代出现(1∶1)n的分离比(或其变式),则说明这n对等位基因位于非同源染色体上,且遵循自由组合定律。
(1)如果多对等位基因分别位于多对同源染色体上,可利用“拆分法”解决:即将多对等位基因分解为若干个分离定律分别分析,再运用乘法原理进行组合。
(2)若结果表型出现()n或子代性状分离比之和为4n,则n代表等位基因的对数,且n对等位基因位于n对同源染色体上。
共鸣点4 判断某特定基因是否位于特定染色体上
7.(多选)(2022·江苏南通适应性考试)家蚕(2n=56)性别决定为ZW型。家蚕不耐热,夏季饲养易死亡,产茧量低,科研人员用诱变的方法获得一只耐热雄蚕,由显性基因D控制,且有一条染色体出现异常,相应染色体如图。家蚕至少有一条正常Z染色体才能存活,下列说法正确的是( )
A.家蚕为二倍体,一个染色体组有28条染色体
B.图中家蚕发生了基因突变和染色体变异
C.该雄蚕与不耐热的雌蚕杂交,若子代雌雄比例为1∶2,则D基因位于Z染色体上
D.家蚕基因组测序,应测定56条染色体上碱基对排列顺序
答案 ABC
解析 家蚕(2n=56)有两个染色体组,一个染色体组有28条染色体,A正确;科研人员用诱变的方法获得一只耐热雄蚕,则发生了基因突变,有一条染色体出现异常则发生了染色体变异,B正确;由于家蚕至少有一条正常Z染色体才能存活,所以该雄蚕与不耐热的雌蚕杂交,若D基因位于Z染色体上(该染色体为异常染色体),则亲本的基因型为ZDZd和ZdW,杂交后代为ZDZd(雄性)、ZdZd(雄性)、ZDW(死亡)、ZdW(雌性),子代雌雄比例为1∶2,若D基因位于常染色体上(该染色体为异常染色体),则遗传与性别无关,则子代雌雄比例为1∶1,C正确;家蚕基因组测序,应测定27条常染色体和2条性染色体上碱基对排列顺序,D错误。
要确定基因位于几号常染色体上,常用的方法有以下几种
方法1 利用已知基因定位
方法2 利用三体定位
方法3 利用单体定位
方法4 利用染色体片段缺失定位
如果是“三体”相关试题,要注意其减数分裂产生的配子种类及比例。基因型为Aaa的三体产生的配子类型及比例为Aa∶a∶A∶aa=2∶2∶1∶1;基因型为AAA的三体产生的配子类型及比例为AA∶A=1∶1;基因型为aaa的三体产生的配子类型及比例为aa∶a=1∶1。
1.(2022·江苏扬州月考)玉米粒的颜色由基因A/a控制,玉米粒的形状由基因B/b控制,现用纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交,F1全部表现为黄色饱满。F1自交得到F2,F2的表型及比例为黄色饱满66%∶黄色皱缩9%∶白色饱满9%∶白色皱缩16%。下列对上述两对性状遗传的分析错误的是( )
A.每对相对性状的遗传都遵循分离定律
B.两对等位基因位于一对同源染色体上
C.F1测交后代表型之比可能为4∶1∶1∶4
D.基因A和b位于一条染色体上
答案 D
解析 分析题干信息可知,纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交,F1全部表现为黄色饱满,说明黄色饱满为显性性状;F2的表型及比例为66∶9∶9∶16,其中黄色∶白色=75%∶25%=3∶1,饱满∶皱缩=75%∶25%=3∶1,但4种表型比例不是9∶3∶3∶1,说明两对相对性状分别遵循基因的分离定律,但不遵循基因的自由组合定律,即两对等位基因位于一对同源染色体上,A、B正确;由题意黄色饱满66%、黄色皱缩9%、白色饱满9%:白色皱缩16%,说明F1产生配子AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4,而测交时隐性纯合子只产生ab一种配子,故F1测交后代表型比为4∶1∶1∶4,C正确;纯种黄色饱满玉米(AABB)与和白色皱缩玉米(aabb)杂交,后代中黄色饱满和白色皱缩的比例较大,说明AB和ab的配子较多,说明AB连锁,ab连锁,即基因A、B位于同一条染色体上,且有Ab、aB配子,说明同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换,若基因A和b位于同一条染色体上,黄色和皱缩这两对性状的比例应该较多,D错误。
2.(2022·江苏南通第一次质检)烟草含有24条染色体,染色体缺失某一片段不影响其减数分裂过程,但会引起含缺失染色体的一种配子(不确定是雄配子还是雌配子)致死。现有含如图所示染色体的某株烟草,其中A、a基因分别控制烟草的心形叶和戟形叶。请回答下列问题:
(1)图中A、B、C基因在5号染色体上呈________排列。只考虑烟草的叶形,该株烟草自交后代的性状表现为________。
(2)若现有各种基因型及表型的个体可供选择,为了确定染色体缺失致死的配子是雄配子还是雌配子,请设计杂交实验加以证明,用“O”代表缺失的基因,并预测实验结果。
设计实验:选择染色体缺失个体与________,观察后代的性状表现。
结果预测:若染色体缺失个体为父本,后代全为心形叶;染色体缺失个体为母本,后代心形叶∶戟形叶=1∶1,则染色体缺失会使________配子致死;若反之,则为另一种配子致死。
(3)已知B、b基因控制烟草的株高,D、d基因控制焦油的含量。现有基因型为BbDd的个体,若想确定D、d基因是否位于5号染色体上,可让基因型为BbDd的植株自交,若后代出现四种表型,且比例为9∶3∶3∶1,则说明D、d基因不位于5号染色体上;若后代________,则说明D、d基因位于5号染色体上。
答案 (1)线性 全为心形叶(或心形叶∶戟形叶=1∶0) (2)戟形叶个体进行正反交 雄 (3)出现两种表型,比例为3∶1或出现3种表型,比例为1∶2∶1
解析 (1)由图可以看出,A、B、C基因在5号染色体上呈线性排列;且5号染色体的一条染色体发生了片段缺失。根据题干信息知,含缺失染色体的一种配子(不确定是雄配子还是雌配子)致死,若是含缺失染色体的雌配子致死,则该个体产生的具有活性的雌配子只有含A一种类型的雌配子,或是含缺失染色体的雄配子致死,则该个体产生的具有活性的雄配子只有含A一种类型的雄配子。设用“O”表示缺失的基因,则基因型为AO的烟草自交,母本和父本中的一方只能产生一种配子A,另一方产生的配子为A∶O=1∶1,因此后代均为心形叶。
(2)为了确定染色体缺失致死的配子是雄配子还是雌配子,应选择染色体缺失个体与戟形叶个体进行正反交(正交∶AO♀×aa♂;反交:AO♂×aa♀),并观察后代的性状表现:若染色体缺失会使雌配子致死,则AO♀×aa♂的后代全为心形叶,AO♂×aa♀的后代心形叶∶戟形叶=1∶1;若染色体缺失会使雄配子致死,则AO♀×aa♂的后代心形叶∶戟形叶=1∶1,AO♂×aa♀的后代全为心形叶。(3)若D、d基因不位于5号染色体上,则B、b基因与D、d基因的遗传遵循自由组合定律,基因型为BbDd的植株自交,后代会出现4种表型,比例为9∶3∶3∶1。若D、d基因位于5号染色体上,则存在两种情况:一种情况是B基因与D基因位于一条染色体上,b基因与d基因位于一条染色体上,则基因型为BbDd的植株自交后代会出现两种表型,比例为3∶1;另一种情况是B基因与d基因位于一条染色体上,b基因与D基因位于一条染色体上,则基因型为BbDd的植株自交后代会出现3种表型,比例为1∶2∶1。