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专项培优练三 基因定位实验探究
及遗传系谱图的判定与计算
题型一 探究基因位于常染色体上还是位于X染色体上
1.杂交实验法
性状的显隐性是“未知的”，且亲本均为纯合子时
小提醒：此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。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．隐性雌×显性雄杂交方法
性状的显隐性是“已知的”
3．杂合雌×显性雄杂交方法
在确定性状的显隐性是“已知的”，且雌性个体为杂合子的条件下
4．调查实验法
例1 果蝇的红眼和白眼由一对等位基因(W/w)控制。让一只纯合的红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇交配得到F1，F1全为红眼，F1雌雄个体随机交配得到F2。为了确定W/w是位于常染色体上，还是位于X染色体上，下列数据中不需要统计的是( )
A.F2中雌性个体的性状分离比
B．F2中雄性个体的性状分离比
C．F2中白眼果蝇的性别比例
D．F2中红眼果蝇与白眼果蝇的比例
答案：D
解析：统计F2中雌性和雄性个体的性状分离比，若一致，可确定是常染色体遗传，若不同，则W/w位于X染色体上，A、B不符合题意；统计F2中白眼果蝇的性别比例，若雌雄都有，可确认W/w位于常染色体上，若白眼性状只出现在雄性个体中，可确认W/w位于X染色体上，C不符合题意；无论W/w位于常染色体上还是X染色体上，F2中红眼果蝇与白眼果蝇的比例均为3∶1，无法判断与性别的关系，D符合题意。
例2 果蝇体色灰色(B)对黄色(b)为显性，现有灰色雌果蝇与黄色雄果蝇进行杂交实验，结果如表：
P 灰色雌果蝇(♀)×黄色雄果蝇(♂)
F1 灰色雌果蝇(♀) 黄色雌果蝇(♀) 灰色雄果蝇(♂) 黄色雄果蝇(♂)
比例 1 1 1 1
请回答下列问题：
(1)控制果蝇体色的基因(B/b)位于________(填“常”“X性”或“常或X性”)染色体上。
常或X性
解析：果蝇体色灰色(B)对黄色(b)为显性，灰色雌果蝇(♀)与黄色雄果蝇(♂)杂交，子代F1灰色雌果蝇(♀)∶黄色雌果蝇(♀)∶灰色雄果蝇(♂)∶黄色雄果蝇(♂)＝1∶1∶1∶1，控制果蝇体色的基因(B/b)位于常染色体或X染色体均符合该结果，果蝇的体色受一对等位基因的控制，这对基因遗传时遵循分离定律。
(2)上述亲本中，灰色果蝇为________(填“纯合子”或“杂合子”)，判断的理由是____________________________________。
杂合子
若为纯合子，则后代不会有黄色个体出现
解析：由于子代雌雄个体表型相同，且灰色∶黄色＝1∶1，说明亲本中灰色雌果蝇为杂合子，若为纯合子，则后代不会有黄色个体出现。
(3)为了确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体，可选择F1中表型为________(填“灰色”或“黄色”)的雄性个体与________(填“灰色”或“黄色”)的雌性个体作亲本，通过一次杂交实验即可确定基因B(b)位于哪种染色体上。
灰色
黄色
解析：为了通过一次杂交实验即可确定基因B(b)位于常染色体还是X染色体上，可选择F1中灰色雄果蝇和黄色雌果蝇作亲本。若基因位于常染色体上，亲本的基因型为bb(雌)和Bb(雄)，则子代中雌性和雄性中既有灰色又有黄色；若基因位于X染色体上，则亲本的基因型为XbXb和XBY，则子代中雌性全表现为灰色，雄性全表现为黄色。
题型二 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
1.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。
2．基本思路
(1)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)用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：
例3 已知控制某相对性状的等位基因A/a位于性染色体上且雌雄均有显性和隐性个体。为探究A/a的具体位置，科研小组选用一只隐性性状的雌性个体与一只显性性状的雄性个体杂交，欲根据子代的表型与性别的关系判断基因A/a在性染色体上的位置。
下列说法错误的是( )
A．根据雌雄均有显性和隐性个体可判断出基因A/a不位于Y染色体非同源区段
B．若子代雌性均为显性、雄性均为隐性，则基因A/a只位于X染色体
C．若子代雌性均为隐性、雄性均为显性，则基因A/a位于X和Y染色体的同源区段
D．若子代雌性和雄性均为显性，则基因A/a位于X和Y染色体的同源区段
答案：B
解析：雌性个体有显性和隐性个体，由于雌性个体没有Y染色体，则基因A/a不位于Y染色体非同源区段，A正确；用假说—演绎法分析，若基因A/a只位于X染色体，题中XaXa×XAY杂交，子代基因型是XAXa、XaY，表型是雌性均为显性、雄性均为隐性，若基因A/a位于X和Y染色体的同源区段，题中可能是XaXa×XAYA、XaXa×XAYa、XaXa×XaYA，子代表型依次是(雌性和雄性均为显性)、(雌性均为显性、雄性均为隐性)、(雌性均为隐性、雄性均为显性)，B错误，C、D正确。
例4 图甲是果蝇染色体组成的示意图，其中基因A、a分别控制果蝇的灰身和黑身，基因B、b分别控制果蝇的长翅和残翅。图乙是果蝇的X、Y染色体各区段示意图。回答下列问题：
(1)若仅考虑图甲所示基因，则该果蝇的基因型为________，减数分裂过程中，若不考虑染色体互换，则基因A、a的分离一般发生在________________期。
AaDdXBY
减数分裂Ⅰ后
解析：图中涉及三对等位基因，且B位于X染色体上，故若仅考虑图甲所示基因，则该果蝇的基因型为AaDdXBY；减数分裂过程中，若不考虑染色体互换，则基因A、a的分离一般发生在减数分裂Ⅰ后期，随同源染色体的分开而分离。
(2)该果蝇与基因型为AaDdXBXb的果蝇杂交，子代出现黑身残翅雄蝇的概率为________。
1/16
解析：该果蝇基因型是AaDdXBY，与基因型为AaDdXBXb的果蝇杂交，子代出现黑身残翅雄蝇(aaXbY)的概率为1/4×1/4＝1/16。
(3)果蝇的腿部有斑纹对无斑纹是显性，这对相对性状由性染色体上的一对等位基因控制，现有腿部有斑纹和腿部无斑纹的纯合雌雄果蝇若干只，某研究团队欲通过一次杂交实验确定这对基因位于图乙中1区段还是2区段，请写出最简便的杂交方案并预期实验结果。
杂交方案：让___________________________________________杂交，观察子代雌雄果蝇腿部有无斑纹。
预期结果：若__________________________，则该对基因位于图乙中1区段；若____________________________________，则该对基因位于图乙中2区段。
腿部无斑纹的(纯合)雌果蝇与腿部有斑纹的(纯合)雄果蝇
子代无论雌雄均为有斑纹
子代雌果蝇为有斑纹，雄果蝇为无斑纹
解析：据图可知，1区段是X、Y染色体的同源区段，2区段是X染色体的非同源区段。欲通过一次杂交实验确定腿部有斑纹和腿部无斑纹的基因位于图乙中1区段还是2区段，可选择隐性纯合子与显性个体杂交，观察子代表型。具体思路为让腿部无斑纹的(纯合)雌果蝇与腿部有斑纹的(纯合)雄果蝇杂交，观察子代表型及比例。预期实验结果及结论为设相关基因是E/e，若该对基因位于图乙中1区段，则双亲基因型是XeXe×XEYE，子代是XEXe、XeYE，子代无论雌雄均为有斑纹；若该对基因位于图乙中2区段，则双亲基因型是XeXe×XEY，子代是XEXe、XeY，即子代雌果蝇为有斑纹，雄果蝇为无斑纹。
题型三 探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
1.在已知性状的显隐性的条件下，若限定一次杂交实验来证明，则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[即aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]杂交组合，观察分析F1的表型。分析如下：
2．在已知性状的显隐性的条件下，未限定杂交实验次数时，则可采用以下方法，通过观察F2的性状表现来判断：
例5 果蝇繁殖速度快，子代数量多，相对性状明显，是重要的遗传材料。直毛(基因A控制)和分叉毛(基因a控制)是一对相对性状，为探究基因位置，科学家做了如下多个杂交实验来确定基因位置，依据杂交实验不能得出结论的是( )
A．直毛雄和分叉毛雌杂交，子代全为分叉毛，反交的结果子代全为直毛，基因在细胞质中
B．直毛雄和分叉毛雌杂交，子代全为直毛，基因在常染色体上
C．直毛雄和直毛雌杂交，子代直毛雄∶直毛雌∶分叉毛雌＝2∶1∶1，基因在X和Y染色体的同源区段
D．直毛雄纯合子和分叉毛雌杂交，子代雄性全为分叉毛，雌性全为直毛，基因只在X染色体上
答案：B
解析：已知直毛(基因A控制)和分叉毛(基因a控制)是一对相对性状，细胞质遗传是由细胞质基因控制的性状，受精作用时细胞质几乎都是由卵细胞提供的，因此子代性状与母本相同，正反交子代的性状都和亲代母本的性状完全相同，因此判断基因在细胞质中，A正确。直毛雄和分叉毛雌杂交，子代全为直毛，可分为两种情况，若基因在常染色体上，则亲本的基因型分别为AA×aa；若基因在X和Y染色体的同源区段，则亲本的基因型分别为XAYA×XaXa，因此该杂交实验不能确定基因位置，B错误。
子代性状和性别相关联，判断基因在性染色体上，若假设基因只在X染色体上，子代雄蝇(XAY)全是直毛，则亲代直毛雄和直毛雌的基因型只能是XAY×XAXA，则子代没有分叉毛；若假设基因在X和Y染色体的同源区段上，子代中直毛雌(XAX－)∶分叉毛雌(XaXa)＝1∶1，子代雄全是直毛，则亲本直毛雄和直毛雌的基因型是XaYA×XAXa，C正确。子代性状和性别相关联，则基因在性染色体上。若假设基因只在X染色体上，子代雄性全为分叉毛(XaY)，雌性全为直毛(XAX－)，则亲代直毛雄纯合子和分叉毛雌的基因型分别是XAY×XaXa；若假设基因在X和Y染色体的同源区段上，亲本直毛雄纯合子(XAYA)和分叉毛雌(XaXa)杂交，子代雌雄全是直毛，D正确。
例6 某XY型性别决定植物，基因B(叶片有茸毛)对b(叶片无茸毛)完全显性，选取有茸毛雄株与无茸毛雌株杂交。下列分析错误的是( )
A．叶片有茸毛和叶片无茸毛为一对相对性状
B．若亲本中雄株纯合且后代全为有茸毛，则B、b一定位于常染色体上
C．若B、b仅位于X染色体上，后代雌性全为有茸毛，雄性全为无茸毛
D．若B、b位于X、Y染色体同源区段，后代雄株可能全为无茸毛
答案：B
解析：相对性状是同种生物同一性状的不同表现类型，叶片有茸毛和叶片无茸毛为一对相对性状，A正确；让有茸毛雄株(XBYB或BB)与无茸毛雌株(XbXb、bb)杂交，若后代均为有茸毛，则B、b可能位于常染色体上，也可能位于X、Y染色体同源区段上，B错误；若B、b仅位于X染色体上，则亲本基因型为XBY×XbXb，后代雌性全为有茸毛，雄性全为无茸毛，C正确；若B、b位于X、Y染色体同源区段，亲本基因型为有茸毛雄株(XBYB、XBYb、XbYB)，无茸毛雌株(XbXb)，杂交结果后代雄株可能全为无茸毛，D正确。
题型四 遗传系谱图的判定和计算
一、“程序法”进行遗传系谱图的判定
1．首先确定是否为伴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，则最大可能为伴Y染色体遗传。如图。
(2)若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y染色体遗传。
2．其次确定是显性遗传还是隐性遗传
(1)“无中生有”是隐性遗传病，如图甲。
(2)“有中生无”是显性遗传病，如图乙。
3．再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
①若女患者的父亲和儿子都患病，则最大可能为伴X染色体隐性遗传，如图甲。
②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，如图乙。
(2)在已确定是显性遗传的系谱图中
①若男患者的母亲和女儿都患病，则最大可能为伴X染色体显性遗传，如图甲。
②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，如图乙。
4．若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小推测
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：
例如，如图所示的遗传病最可能为伴X染色体显性遗传病。
5．总结
6．“三步法”快速突破遗传系谱题
二、遗传病患病概率的计算
1．用集合方法解决两种遗传病的患病概率问题
当两种遗传病(甲病和乙病)之间具有“自由组合”关系时，可用图解法来计算患病概率。
首先根据题意求出患一种病的概率(患甲病或患乙病的概率)，再根据乘法原理计算：
(1)两病兼患概率＝患甲病概率×患乙病概率；
(2)只患甲病概率＝患甲病概率－两病兼患概率＝患甲病概率×不患乙病概率；
(3)只患乙病概率＝患乙病概率－两病兼患概率＝患乙病概率×不患甲病概率；
(4)只患一种病概率＝只患甲病概率＋只患乙病概率；
(5)患病概率＝患甲病概率＋患乙病概率－两病兼患概率；
(6)正常概率＝(1－患甲病概率)×(1－患乙病概率)或1－患病概率。
2．“患病男孩”与“男孩患病”概率的计算方法
(1)由常染色体上的基因控制的遗传病
①男孩患病概率＝女孩患病概率＝患病孩子概率。
②患病男孩概率＝患病女孩概率＝患病孩子概率×1/2。
(2)由性染色体上的基因控制的遗传病
①若病名在前、性别在后，则从全部后代中找出患病男(女)，即可求得患病男(女)的概率。
②若性别在前、病名在后，求概率时只考虑相应性别中的发病情况，如男孩患病概率则是指所有男孩中患病的男孩占的比例。
例7 甲、乙、丙、丁四个系谱图依次反映了四种遗传病的发病情况，若不考虑变异，那么，根据系谱图可判断，不可能是伴X染色体隐性遗传病的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
答案：D
解析：甲、乙、丙图均可能是伴X染色体隐性遗传病；丁图由于第一代父亲正常，其女儿患病，所以一定不是伴X染色体隐性遗传病，选D。
例8 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．Ⅱ2一定携带该病的致病基因
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。设该病的致病基因为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。
反 馈 专 练
1.[2024·河北石家庄高一期中]果蝇的直毛与非直毛是一对相对性状，由基因A、a控制，为了判断这对性状的显隐性及基因A、a是在常染色体上还是仅位于X染色体上(不考虑XY同源区段及致死现象)，某同学设计了相关实验。
下列叙述正确的是( )
A．具有相对性状的雌雄果蝇进行一次杂交实验，若后代只有一种表型，则不能判断该性状的显隐性
B．一对表型不同的果蝇杂交，若后代雌、雄个体的表型及比例都相同，则基因A、a一定位于常染色体上
C．选用表型不同的雌雄果蝇正反交可确定基因A、a是在常染色体还是仅位于X染色体
D．纯合的直毛雌果蝇和非直毛雄果蝇杂交，若后代都为直毛，则可判断基因A、a位于常染色体上
答案：C
解析：若让两只表型不同的纯合雌雄个体交配，后代仅有一种表型，则此时后代的表型即为显性性状，A错误；一对表型不同的果蝇杂交，若后代雌、雄个体的表型及比例都相同，则基因A、a也可能仅位于X染色体上，如基因型为XAXa的果蝇与基因型为XaY的果蝇杂交，后代雌、雄个体表型及比例都为直毛∶非直毛＝1∶1，B错误；选用表型不同的纯种雌雄果蝇正反交，如果后代表型均与性别无关，则可判断基因A、a位于常染色体上，反之可判断基因A、a仅位于X染色体上，C正确；纯合的直毛雌果蝇和非直毛雄果蝇杂交，若后代都为直毛，说明直毛是显性性状，不论基因A、a是位于常染色体上还是仅位于X染色体上都会出现该现象，所以无法判断基因A、a的位置，D错误。
2．[2024·福建宁德一中高一期末]探究基因位于X、Y染色体的同源区段，还是只位于X染色体上的实验设计思路如下，
方法1：纯合显性雌性个体×纯合隐性雄性个体→F1
方法2：纯合隐性雌性个体×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。
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。
下列方法和结论的组合中可以完成探究任务的是( )
A.方法1＋结论①② B．方法1＋结论③④
C．方法2＋结论③④ D．方法2＋结论①②
答案：D
解析：方法1为纯合显性雌性与纯合隐性雄性杂交，①若子代雌雄全表现为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段或仅位于X染色体，①错误；②雄性个体表现不可能为隐性性状，②错误。不能完成探究任务，A错误。方法1为纯合显性雌性与纯合隐性雄性杂交，③若子代雄性个体表现为显性性状，则基因可能位于X染色体上，也可能位于X、Y染色体的同源区段，③错误；④若子代雌性个体表现为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段或仅位于X染色体，④错误。显然不能完成上述探究任务，B错误。
方法2为纯合显性雄性与纯合隐性雌性杂交，③若子代雄性个体表现为显性性状，则基因可能位于X染色体上，也可能位于X、Y染色体的同源区段，③错误；④若子代雌性个体表现为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段或仅位于X染色体，④错误。不能够完成上述探究任务，C错误。方法2为纯合显性雄性与纯合隐性雌性杂交，①若子代雌雄全为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段，①正确；②若子代雌性个体表现为显性性状，雄性个体表现为隐性性状，则基因只位于X染色体上，Y染色体上没有相关基因，②正确。能完成上述探究任务，D正确。
3．[2024·山西运城高一期中]摩尔根用红眼雌果蝇和白眼雄果蝇为亲本所做的杂交实验结果如图甲所示，当控制果蝇眼色的基因(设为A、a)位于图乙中的Ⅱ2或Ⅰ区段时，都有符合图甲的结果。
下列叙述正确的是( )
A．可通过白眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇的杂交结果来判断控制果蝇眼色的基因位于Ⅰ区段，还是Ⅱ2区段
B．果蝇X、Y染色体同源区段(Ⅰ)中的基因都相同
C.若控制眼色的等位基因位于Ⅰ区段，则果蝇眼色与性别无关
D．若A、a基因位于Ⅰ区段，则种群中果蝇有6种关于眼色的基因型
答案：A
解析：白眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交，当眼色基因位于Ⅰ区段，F1均为红眼；当眼色基因位于Ⅱ2区段，F1中雌果蝇为红眼，雄果蝇为白眼，故可通过二者杂交结果来判断控制果蝇眼色的基因在染色体上的位置，A正确；XY染色体的Ⅰ区段的相同位置可能存在相同基因或等位基因，B错误；若控制眼色的等位基因位于Ⅰ区段，则眼色与性别也有关联，如基因型为XaYA个体的所有雄性后代均为红眼，而雌性后代则不确定，C错误；若A、a基因位于Ⅰ区段，则种群中果蝇与眼色相关的基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa，共7种，D错误。
4．[2024·吉林长春高一期末]某昆虫的性别决定方式为XY型，其翅形长翅和残翅、眼色红眼和紫眼为两对相对性状，各由一对等位基因控制，且基因不位于Y染色体。现有长翅紫眼和残翅红眼昆虫各1只，杂交获得F1，F1有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型，且比例相等。不考虑突变、染色体互换和致死。
下列关于该杂交实验的叙述，错误的是( )
A．若F1每种表型都有雌雄个体，则控制翅形和眼色的基因可位于两对染色体
B．若F1每种表型都有雌雄个体、则控制翅形和眼色的基因不可都位于X染色体
C．若F1有两种表型为雌性、两种为雄性，则控制翅形和眼色的基因不可都位于常染色体
D．若F1有两种表型为雌性、两种为雄性，则控制翅形和眼色的基因不可位于一对染色体
答案：D
解析：假设用A/a、B/b表示控制这两对性状的基因，若F1每种表型都有雌雄个体，则亲本的基因型为AaBb和aabb或AaXBXb和aaXbY，这两种情况的杂交组合产生的F1均有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型，且比例相等，A正确；若控制翅形和眼色的基因都位于X染色体上，则杂交的结果是F1有两种表型为雌性、两种为雄性，或者只有两种表型，两种表型中每种表型都有雌雄个体，所以若F1每种表型都有雌雄个体，则控制翅形和眼色的基因不可都位于X染色体，B正确；
若控制翅形和眼色的基因都位于常染色体上，则性状的表现与性别没有关联，F1每种表型都应该有雌雄个体，不可能出现F1有两种表型为雌性、两种为雄性的情况，所以控制翅形和眼色的基因不可都位于常染色体上，C正确；若F1有两种表型为雌性、两种为雄性，则亲本的基因型为XaBXab和XAbY，符合F1有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型，且比例相等的条件，D错误。
5．如图是具有两种遗传病的某家族系谱图，设甲病显性基因为A，隐性基因为a，乙病显性基因为B，隐性基因为b。
若Ⅰ2无乙病致病基因，下列说法错误的是( )
A．甲病为常染色体显性遗传病
B．乙病为伴X染色体隐性遗传病
C．Ⅱ3是纯合子的概率为1/8
D．若Ⅱ4与一位正常男性结婚，生下正常男孩的概率为3/8
答案：C
6．山羊的性别决定方式为XY型，其体色受一对等位基因控制(不考虑突变)。下列对系谱图分析不正确的是 ( )
A．深色性状为隐性性状
B．该基因不可能在Y染色体上
C．若基因在常染色体上，则Ⅱ2与深色羊生育深色羊的可能为1/4
D．若基因在X染色体上，则Ⅱ2与深色羊生育浅色羊的可能为3/4
答案：C
解析：假设体色基因用A/a表示。无中生有为隐性，由系谱图分析可知，深色为隐性性状，A正确。该基因如果在Y染色体上，则亲本雄性必为深色，但图中显示亲本雄性为浅色，B正确。若基因在常染色体上，则Ⅱ2(1/3AA、2/3Aa)与深色羊(aa)生育深色羊的可能为2/3×1/2＝1/3，C 错误。若基因在X染色体上，则Ⅱ2(1/2XAXA、1/2XAXa)与深色羊(XaY)生育浅色羊的可能为1－1/4＝3/4，D正确。
7．[2024·福建连江第一中学高一期中]果蝇的灰体和黑檀体、红眼和白眼分别由基因E(e)、R(r)控制，两对基因均不位于Y染色体上。一只灰体白眼雌果蝇与一只灰体红眼雄果蝇杂交，得到F1如表所示，请回答下列问题：
F1 灰体
红眼 灰体
白眼 黑檀体
红眼 黑檀体
白眼
雌/只 73 0 26 0
雄/只 0 75 0 24
(1)果蝇具有什么的特点(至少写出两点)，因此生物学家常用它作为遗传学研究的材料。
答案：易饲养、繁殖快、子代数量多、染色体数目少、有多对易于区分的相对性状(任意两个)
解析：由于果蝇易饲养、繁殖快、子代数量多、染色体数目少、有多对易于区分的相对性状，因此常用它作为遗传学研究的材料。
(2)基因R和r在结构上的区别是____________________________________________。黑檀体基因的遗传方式是____________________，该果蝇的体色和眼色遵循基因的自由组合定律的原因是________________________________。
碱基(对)的排列顺序不同(或脱氧核苷酸的排列顺序不同)
常染色体隐性遗传
两对基因位于两对同源染色体上
解析：基因R与r是一对等位基因，二者的区别是碱基对的排列顺序不同。分析后代每一对性状的比例，雌性和雄性中灰体∶黑檀体＝3∶1，说明控制该性状的基因E和e在常染色体上，且亲本基因型为Ee。由分析可知，眼色遗传与性别有关，说明基因R与r在X染色体上，由于两对基因位于两对同源染色体上，因此果蝇的体色和眼色遵循基因的自由组合定律。
(3)果蝇另有一对关于翅形的相对性状，已知卷曲翅(A)对正常翅(a)为显性，若要通过一次杂交实验确定基因A、a是在常染色体上还是在X染色体上。现提供两种性状都是纯合的雌雄个体，可选用表型为________的雄性和________的雌性进行杂交。预期实验结果及结论：
①若____________________，则该等位基因位于常染色体上。
②若__________________________________，则该等位基因位于X染色体上。
卷曲翅
正常翅
子代雌雄全为卷曲翅
子代雌性全为卷曲翅，雄性全为正常翅
解析：已知卷曲翅(A)对正常翅(a)为显性，要通过一次杂交实验确定基因A、a是在常染色体上还是在X染色体上，可选择纯合隐性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交，即可选用表型为卷曲翅雄性、正常翅雌性的亲本进行杂交，观察并统计子代的表型及其比例。①假设基因A、a是在常染色体上，则亲本卷曲翅雄性、正常翅雌性的基因型分别为AA、aa，子代的基因型为Aa，子代雌、雄果蝇性状都是卷曲翅。②假设基因A、a是在X染色体上，则亲本卷曲翅雄性、正常翅雌性的基因型分别为XAY、XaXa，子代的基因型为XAXa、XaY，子代雌、雄果蝇性状分别为卷曲翅、正常翅。
8．自然界的女娄菜(2N＝46)为雌雄异株植物，其性别决定为XY型，其茎色有灰绿色和黄色，叶型有宽叶与窄叶，分别由一对等位基因(A/a)与(B/b)控制。现将多株纯合灰绿色宽叶雌株与多株纯合黄色窄叶雄株进行杂交得到F1，F1随机交配得到F2，统计F2的表型及数量如表所示。请回答下列问题：
灰绿色宽叶/株 灰绿色窄叶/株 黄色宽叶/株 黄色窄叶/株
雌株 1 200 0 400 0
雄株 600 600 200 200
(1)据表中数据可知，叶型这对性状中显性性状是________；控制茎色、叶型的两对等位基因遗传时遵循自由组合定律，依据是什么？
宽叶
答案：F2中雌雄植株茎色均为灰绿色∶黄色＝3∶1，说明A/a位于常染色体上；叶型性状雄株宽叶∶窄叶＝1∶1，雌株全为宽叶，说明(B/b)位于性染色体，所以遵循自由组合定律
解析：据表分析，子代雌株中全是宽叶，而雄株中宽叶∶窄叶＝1∶1，故叶型这对性状中显性性状是宽叶；F2中雌雄植株茎色均为灰绿色∶黄色＝3∶1，说明A/a位于常染色体上；叶型性状雄株宽叶∶窄叶＝1∶1，雌株全为宽叶，说明(B/b)位于性染色体，两对基因位于两对同源染色体上，独立遗传，所以遵循自由组合定律。
(2)由表中数据可以判断控制宽叶与窄叶的等位基因(B/b)位于性染色体上，但不知道是仅位于X染色体还是位于X与Y染色体的同源区段上(如上图所示)，请写出F2中窄叶雄株可能的基因型____________________。
XbY、XbYb
解析：由表中数据可以判断控制宽叶与窄叶的等位基因(B/b)位于性染色体上，若基因位于X、Y染色体的同源区段，则雄株基因型为XbYb，若基因仅位于X染色体，则雄株基因型为XbY。
(3)现有各种纯合植株若干，请设计一次杂交实验来判断等位基因(B/b)仅位于X染色体还是位于X与Y染色体的同源区段上。
实验思路：_________________________________________________。
预期结果及结论是什么？
让多株纯合窄叶雌株与多株纯合宽叶雄株杂交，统计子代的表型及比例
答案：若子代雌株、雄株均为宽叶，说明(B/b)位于X与Y染色体的同源区段上；若子代雌株为宽叶、雄株为窄叶，说明(B/b)仅位于X染色体上
解析：判断基因仅位于X染色体还是X、Y染色体的同源区段的思路是选取隐性雌性与显性纯合雄性进行杂交，观察子代的性状表现及比例，即让多株纯合窄叶雌株与多株纯合宽叶雄株杂交，观察并统计子代的表型及比例。预期结果及结论为若基因仅位于X染色体，则亲本XbXb(窄叶雌株)×XBY(宽叶纯合雄株)→XBXb、XbY，子代雌株为宽叶、雄株为窄叶；若基因位于X、Y染色体的同源区段，则亲本XbXb(窄叶雌株)×XBYB(宽叶纯合雄株)→XBXb、XbYB，子代雌株、雄株均为宽叶，说明B/b位于X与Y染色体的同源区段上。
9．[2024·四川绵阳南山中学高一期中]果蝇体细胞有4对染色体，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号为常染色体。果蝇红眼(A)对白眼(a)为显性，刚毛(B)对截毛(b)为显性，黑体和灰体由等位基因D、d控制。在自然情况下，现有若干灰体雌雄果蝇随机交配，子代的表型及比例如图所示。
(1)通过数据可以判断控制灰体和黑体的基因位于________(填“常”或“X”)染色体上，理由是____________________________________。上述子代灰体果蝇中纯合子的比例为______。
常
灰体与黑体的遗传不与性别相关联
3/5
解析：由题图分析可知，灰体与黑体的遗传不与性别相关联，则控制灰体和黑体的基因位于常染色体上。亲本中DD∶Dd＝1∶1，亲本产生d配子的概率为1/4，D配子的概率为3/4，子代灰体果蝇中纯合子的比例为(3/4×3/4)/(1－1/4×1/4)＝3/5。
(2)若让某白眼截毛雌果蝇与纯合的红眼刚毛雄果蝇进行杂交，子一代中雄果蝇表现为白眼刚毛，雌果蝇表现为红眼刚毛。这一结果说明控制刚毛、截毛的基因位于____________________________________，控制红、白眼的基因位于________________________。
常染色体或XY染色体的同源区段上
X染色体的非同源区段
解析：让某白眼截毛雌果蝇与红眼刚毛雄果蝇进行杂交，子一代中雄果蝇表现为白眼刚毛，雌果蝇表现为红眼刚毛，由于子代雌雄果蝇都为刚毛，说明刚毛为显性性状，控制刚毛、截毛的基因位于X、Y染色体的同源区段或常染色体上；由于子代雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，说明控制眼色的基因只位于X染色体上。
(3)另有一对相对性状展翅(E)对正常翅(e)为显性，位于Ⅲ号染色体上，且E基因纯合致死。研究人员欲探究控制灰体和黑体的等位基因是否位于Ⅲ号染色体上(不考虑互换)，现选取双杂合的灰体展翅雌雄果蝇随机交配，观察子代的表型及比例。若__________________________________________________________，则控制灰体和黑体的基因位于Ⅲ号染色体上；若____________________________________________________，则控制灰体和黑体的基因不位于Ⅲ号染色体上。
灰体展翅∶黑体正常翅＝2∶1或灰体展翅∶灰体正常翅＝2∶1
灰体展翅∶灰体正常翅∶黑体展翅∶黑体正常翅＝6∶3∶2∶1
解析：展翅(E)对正常翅(e)为显性，位于Ⅲ号染色体上，且E基因纯合致死。两对等位基因的关系有几种可能性，如果都在Ⅲ号染色体上，则有两种可能，B与E在同一条染色体上，b与e在同一条染色体上，这种情况下后代的基因型有BbEe、bbee两种，表型也有两种(BB纯合致死)，表型比例为灰体展翅∶黑体正常翅＝2∶1；或者B与e在同一条，b与E在同一条，后代的基因型有BBee、BBEe两种，表型比例为灰体展翅∶灰体正常翅＝2∶1。如果不在Ⅲ号染色体上，则亲本基因型为BBEe，由于EE纯合致死，后代表型比例为(3∶1)(2∶1)，比例为灰体展翅∶灰体正常翅∶黑体展翅∶黑体正常翅＝6∶3∶2∶1。专项培优练三 基因定位实验探究及遗传系谱图的判定与计算
题型一 探究基因位于常染色体上还是位于X染色体上
1.杂交实验法
性状的显隐性是“未知的”，且亲本均为纯合子时
小提醒：此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。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．隐性雌×显性雄杂交方法
性状的显隐性是“已知的”
3．杂合雌×显性雄杂交方法
在确定性状的显隐性是“已知的”，且雌性个体为杂合子的条件下
4．调查实验法
例1 果蝇的红眼和白眼由一对等位基因(W/w)控制。让一只纯合的红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇交配得到F1，F1全为红眼，F1雌雄个体随机交配得到F2。为了确定W/w是位于常染色体上，还是位于X染色体上，下列数据中不需要统计的是( )
A.F2中雌性个体的性状分离比
B．F2中雄性个体的性状分离比
C．F2中白眼果蝇的性别比例
D．F2中红眼果蝇与白眼果蝇的比例
例2 果蝇体色灰色(B)对黄色(b)为显性，现有灰色雌果蝇与黄色雄果蝇进行杂交实验，结果如表：
P 灰色雌果蝇(♀)×黄色雄果蝇(♂)
F1 灰色雌果蝇(♀) 黄色雌果蝇(♀) 灰色雄果蝇(♂) 黄色雄果蝇(♂)
比例 1 1 1 1
请回答下列问题：
(1)控制果蝇体色的基因(B/b)位于________(填“常”“X性”或“常或X性”)染色体上。
(2)上述亲本中，灰色果蝇为________(填“纯合子”或“杂合子”)，判断的理由是____________________________________。
(3)为了确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体，可选择F1中表型为________(填“灰色”或“黄色”)的雄性个体与________(填“灰色”或“黄色”)的雌性个体作亲本，通过一次杂交实验即可确定基因B(b)位于哪种染色体上。
题型二 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
1.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。
2．基本思路
(1)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)用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：
例3 已知控制某相对性状的等位基因A/a位于性染色体上且雌雄均有显性和隐性个体。为探究A/a的具体位置，科研小组选用一只隐性性状的雌性个体与一只显性性状的雄性个体杂交，欲根据子代的表型与性别的关系判断基因A/a在性染色体上的位置。下列说法错误的是( )
A．根据雌雄均有显性和隐性个体可判断出基因A/a不位于Y染色体非同源区段
B．若子代雌性均为显性、雄性均为隐性，则基因A/a只位于X染色体
C．若子代雌性均为隐性、雄性均为显性，则基因A/a位于X和Y染色体的同源区段
D．若子代雌性和雄性均为显性，则基因A/a位于X和Y染色体的同源区段
例4 图甲是果蝇染色体组成的示意图，其中基因A、a分别控制果蝇的灰身和黑身，基因B、b分别控制果蝇的长翅和残翅。图乙是果蝇的X、Y染色体各区段示意图。回答下列问题：
(1)若仅考虑图甲所示基因，则该果蝇的基因型为________，减数分裂过程中，若不考虑染色体互换，则基因A、a的分离一般发生在________________期。
(2)该果蝇与基因型为AaDdXBXb的果蝇杂交，子代出现黑身残翅雄蝇的概率为________。
(3)果蝇的腿部有斑纹对无斑纹是显性，这对相对性状由性染色体上的一对等位基因控制，现有腿部有斑纹和腿部无斑纹的纯合雌雄果蝇若干只，某研究团队欲通过一次杂交实验确定这对基因位于图乙中1区段还是2区段，请写出最简便的杂交方案并预期实验结果。
杂交方案：让____________________________________________________________杂交，观察子代雌雄果蝇腿部有无斑纹。
预期结果：若__________________________，则该对基因位于图乙中1区段；若____________________________________，则该对基因位于图乙中2区段。
题型三 探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
1.在已知性状的显隐性的条件下，若限定一次杂交实验来证明，则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[即aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]杂交组合，观察分析F1的表型。分析如下：
2．在已知性状的显隐性的条件下，未限定杂交实验次数时，则可采用以下方法，通过观察F2的性状表现来判断：
例5 果蝇繁殖速度快，子代数量多，相对性状明显，是重要的遗传材料。直毛(基因A控制)和分叉毛(基因a控制)是一对相对性状，为探究基因位置，科学家做了如下多个杂交实验来确定基因位置，依据杂交实验不能得出结论的是( )
A．直毛雄和分叉毛雌杂交，子代全为分叉毛，反交的结果子代全为直毛，基因在细胞质中
B．直毛雄和分叉毛雌杂交，子代全为直毛，基因在常染色体上
C．直毛雄和直毛雌杂交，子代直毛雄∶直毛雌∶分叉毛雌＝2∶1∶1，基因在X和Y染色体的同源区段
D．直毛雄纯合子和分叉毛雌杂交，子代雄性全为分叉毛，雌性全为直毛，基因只在X染色体上
例6 某XY型性别决定植物，基因B(叶片有茸毛)对b(叶片无茸毛)完全显性，选取有茸毛雄株与无茸毛雌株杂交。下列分析错误的是( )
A．叶片有茸毛和叶片无茸毛为一对相对性状
B．若亲本中雄株纯合且后代全为有茸毛，则B、b一定位于常染色体上
C．若B、b仅位于X染色体上，后代雌性全为有茸毛，雄性全为无茸毛
D．若B、b位于X、Y染色体同源区段，后代雄株可能全为无茸毛
题型四 遗传系谱图的判定和计算
一、“程序法”进行遗传系谱图的判定
1．首先确定是否为伴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，则最大可能为伴Y染色体遗传。如图。
(2)若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y染色体遗传。
2．其次确定是显性遗传还是隐性遗传
(1)“无中生有”是隐性遗传病，如图甲。
(2)“有中生无”是显性遗传病，如图乙。
3．再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
①若女患者的父亲和儿子都患病，则最大可能为伴X染色体隐性遗传，如图甲。
②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，如图乙。
(2)在已确定是显性遗传的系谱图中
①若男患者的母亲和女儿都患病，则最大可能为伴X染色体显性遗传，如图甲。
②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，如图乙。
4．若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小推测
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：
例如，如图所示的遗传病最可能为伴X染色体显性遗传病。
5．总结
6．“三步法”快速突破遗传系谱题
二、遗传病患病概率的计算
1．用集合方法解决两种遗传病的患病概率问题
当两种遗传病(甲病和乙病)之间具有“自由组合”关系时，可用图解法来计算患病概率。
首先根据题意求出患一种病的概率(患甲病或患乙病的概率)，再根据乘法原理计算：
(1)两病兼患概率＝患甲病概率×患乙病概率；
(2)只患甲病概率＝患甲病概率－两病兼患概率＝患甲病概率×不患乙病概率；
(3)只患乙病概率＝患乙病概率－两病兼患概率＝患乙病概率×不患甲病概率；
(4)只患一种病概率＝只患甲病概率＋只患乙病概率；
(5)患病概率＝患甲病概率＋患乙病概率－两病兼患概率；
(6)正常概率＝(1－患甲病概率)×(1－患乙病概率)或1－患病概率。
2．“患病男孩”与“男孩患病”概率的计算方法
(1)由常染色体上的基因控制的遗传病
①男孩患病概率＝女孩患病概率＝患病孩子概率。
②患病男孩概率＝患病女孩概率＝患病孩子概率×1/2。
(2)由性染色体上的基因控制的遗传病
①若病名在前、性别在后，则从全部后代中找出患病男(女)，即可求得患病男(女)的概率。
②若性别在前、病名在后，求概率时只考虑相应性别中的发病情况，如男孩患病概率则是指所有男孩中患病的男孩占的比例。
例7 甲、乙、丙、丁四个系谱图依次反映了四种遗传病的发病情况，若不考虑变异，那么，根据系谱图可判断，不可能是伴X染色体隐性遗传病的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
例8 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．Ⅱ2一定携带该病的致病基因
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
反 馈 专 练
1.[2024·河北石家庄高一期中]果蝇的直毛与非直毛是一对相对性状，由基因A、a控制，为了判断这对性状的显隐性及基因A、a是在常染色体上还是仅位于X染色体上(不考虑XY同源区段及致死现象)，某同学设计了相关实验，下列叙述正确的是( )
A．具有相对性状的雌雄果蝇进行一次杂交实验，若后代只有一种表型，则不能判断该性状的显隐性
B．一对表型不同的果蝇杂交，若后代雌、雄个体的表型及比例都相同，则基因A、a一定位于常染色体上
C．选用表型不同的雌雄果蝇正反交可确定基因A、a是在常染色体还是仅位于X染色体
D．纯合的直毛雌果蝇和非直毛雄果蝇杂交，若后代都为直毛，则可判断基因A、a位于常染色体上
2．[2024·福建宁德一中高一期末]探究基因位于X、Y染色体的同源区段，还是只位于X染色体上的实验设计思路如下，下列方法和结论的组合中可以完成探究任务的是( )
方法1：纯合显性雌性个体×纯合隐性雄性个体→F1
方法2：纯合隐性雌性个体×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。
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 B．方法1＋结论③④
C．方法2＋结论③④ D．方法2＋结论①②
3．[2024·山西运城高一期中]摩尔根用红眼雌果蝇和白眼雄果蝇为亲本所做的杂交实验结果如图甲所示，当控制果蝇眼色的基因(设为A、a)位于图乙中的Ⅱ2或Ⅰ区段时，都有符合图甲的结果。下列叙述正确的是( )
A．可通过白眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇的杂交结果来判断控制果蝇眼色的基因位于Ⅰ区段，还是Ⅱ2区段
B．果蝇X、Y染色体同源区段(Ⅰ)中的基因都相同
C.若控制眼色的等位基因位于Ⅰ区段，则果蝇眼色与性别无关
D．若A、a基因位于Ⅰ区段，则种群中果蝇有6种关于眼色的基因型
4．[2024·吉林长春高一期末]某昆虫的性别决定方式为XY型，其翅形长翅和残翅、眼色红眼和紫眼为两对相对性状，各由一对等位基因控制，且基因不位于Y染色体。现有长翅紫眼和残翅红眼昆虫各1只，杂交获得F1，F1有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型，且比例相等。不考虑突变、染色体互换和致死。下列关于该杂交实验的叙述，错误的是( )
A．若F1每种表型都有雌雄个体，则控制翅形和眼色的基因可位于两对染色体
B．若F1每种表型都有雌雄个体、则控制翅形和眼色的基因不可都位于X染色体
C．若F1有两种表型为雌性、两种为雄性，则控制翅形和眼色的基因不可都位于常染色体
D．若F1有两种表型为雌性、两种为雄性，则控制翅形和眼色的基因不可位于一对染色体
5．如图是具有两种遗传病的某家族系谱图，设甲病显性基因为A，隐性基因为a，乙病显性基因为B，隐性基因为b。若Ⅰ2无乙病致病基因，下列说法错误的是( )
A．甲病为常染色体显性遗传病
B．乙病为伴X染色体隐性遗传病
C．Ⅱ3是纯合子的概率为1/8
D．若Ⅱ4与一位正常男性结婚，生下正常男孩的概率为3/8
6．山羊的性别决定方式为XY型，其体色受一对等位基因控制(不考虑突变)。下列对系谱图分析不正确的是 ( )
A．深色性状为隐性性状
B．该基因不可能在Y染色体上
C．若基因在常染色体上，则Ⅱ2与深色羊生育深色羊的可能为1/4
D．若基因在X染色体上，则Ⅱ2与深色羊生育浅色羊的可能为3/4
7．[2024·福建连江第一中学高一期中]果蝇的灰体和黑檀体、红眼和白眼分别由基因E(e)、R(r)控制，两对基因均不位于Y染色体上。一只灰体白眼雌果蝇与一只灰体红眼雄果蝇杂交，得到F1如表所示，请回答下列问题：
F1 灰体 红眼 灰体 白眼 黑檀体 红眼 黑檀体 白眼
雌/只 73 0 26 0
雄/只 0 75 0 24
(1)果蝇具有____________________________________________________(至少写出两点)的特点，因此生物学家常用它作为遗传学研究的材料。
(2)基因R和r在结构上的区别是____________________________________________。黑檀体基因的遗传方式是____________________，该果蝇的体色和眼色遵循基因的自由组合定律的原因是________________________________。
(3)果蝇另有一对关于翅形的相对性状，已知卷曲翅(A)对正常翅(a)为显性，若要通过一次杂交实验确定基因A、a是在常染色体上还是在X染色体上。现提供两种性状都是纯合的雌雄个体，可选用表型为________的雄性和________的雌性进行杂交。预期实验结果及结论：
①若____________________，则该等位基因位于常染色体上。
②若__________________________________，则该等位基因位于X染色体上。
8．自然界的女娄菜(2N＝46)为雌雄异株植物，其性别决定为XY型，其茎色有灰绿色和黄色，叶型有宽叶与窄叶，分别由一对等位基因(A/a)与(B/b)控制。现将多株纯合灰绿色宽叶雌株与多株纯合黄色窄叶雄株进行杂交得到F1，F1随机交配得到F2，统计F2的表型及数量如表所示。请回答下列问题：
灰绿色宽叶/株 灰绿色窄叶/株 黄色宽叶/株 黄色窄叶/株
雌株 1 200 0 400 0
雄株 600 600 200 200
(1)据表中数据可知，叶型这对性状中显性性状是________；控制茎色、叶型的两对等位基因遗传时遵循自由组合定律，依据是_____________________________。
(2)由表中数据可以判断控制宽叶与窄叶的等位基因(B/b)位于性染色体上，但不知道是仅位于X染色体还是位于X与Y染色体的同源区段上(如上图所示)，请写出F2中窄叶雄株可能的基因型____________________。
(3)现有各种纯合植株若干，请设计一次杂交实验来判断等位基因(B/b)仅位于X染色体还是位于X与Y染色体的同源区段上。
实验思路：____________________________________________________。
预期结果及结论：_____________________________。
9．[2024·四川绵阳南山中学高一期中]果蝇体细胞有4对染色体，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号为常染色体。果蝇红眼(A)对白眼(a)为显性，刚毛(B)对截毛(b)为显性，黑体和灰体由等位基因D、d控制。在自然情况下，现有若干灰体雌雄果蝇随机交配，子代的表型及比例如图所示。
(1)通过数据可以判断控制灰体和黑体的基因位于________(填“常”或“X”)染色体上，理由是____________________________________。上述子代灰体果蝇中纯合子的比例为______。
(2)若让某白眼截毛雌果蝇与纯合的红眼刚毛雄果蝇进行杂交，子一代中雄果蝇表现为白眼刚毛，雌果蝇表现为红眼刚毛。这一结果说明控制刚毛、截毛的基因位于____________________________________，控制红、白眼的基因位于________________________。
(3)另有一对相对性状展翅(E)对正常翅(e)为显性，位于Ⅲ号染色体上，且E基因纯合致死。研究人员欲探究控制灰体和黑体的等位基因是否位于Ⅲ号染色体上(不考虑互换)，现选取双杂合的灰体展翅雌雄果蝇随机交配，观察子代的表型及比例。若__________________________________________________________，则控制灰体和黑体的基因位于Ⅲ号染色体上；若____________________________________________________，则控制灰体和黑体的基因不位于Ⅲ号染色体上。
专项培优练三 基因定位实验探究及遗传系谱图的判定与计算
例1 解析：统计F2中雌性和雄性个体的性状分离比，若一致，可确定是常染色体遗传，若不同，则W/w位于X染色体上，A、B不符合题意；统计F2中白眼果蝇的性别比例，若雌雄都有，可确认W/w位于常染色体上，若白眼性状只出现在雄性个体中，可确认W/w位于X染色体上，C不符合题意；无论W/w位于常染色体上还是X染色体上，F2中红眼果蝇与白眼果蝇的比例均为3∶1，无法判断与性别的关系，D符合题意。
答案：D
例2 解析：(1)果蝇体色灰色(B)对黄色(b)为显性，灰色雌果蝇(♀)与黄色雄果蝇(♂)杂交，子代F1灰色雌果蝇(♀)∶黄色雌果蝇(♀)∶灰色雄果蝇(♂)∶黄色雄果蝇(♂)＝1∶1∶1∶1，控制果蝇体色的基因(B/b)位于常染色体或X染色体均符合该结果，果蝇的体色受一对等位基因的控制，这对基因遗传时遵循分离定律。(2)由于子代雌雄个体表型相同，且灰色∶黄色＝1∶1，说明亲本中灰色雌果蝇为杂合子，若为纯合子，则后代不会有黄色个体出现。(3)为了通过一次杂交实验即可确定基因B(b)位于常染色体还是X染色体上，可选择F1中灰色雄果蝇和黄色雌果蝇作亲本。若基因位于常染色体上，亲本的基因型为bb(雌)和Bb(雄)，则子代中雌性和雄性中既有灰色又有黄色；若基因位于X染色体上，则亲本的基因型为XbXb和XBY，则子代中雌性全表现为灰色，雄性全表现为黄色。
答案：(1)常或X性 (2)杂合子 若为纯合子，则后代不会有黄色个体出现 (3)灰色 黄色
例3 解析：雌性个体有显性和隐性个体，由于雌性个体没有Y染色体，则基因A/a不位于Y染色体非同源区段，A正确；用假说—演绎法分析，若基因A/a只位于X染色体，题中XaXa×XAY杂交，子代基因型是XAXa、XaY，表型是雌性均为显性、雄性均为隐性，若基因A/a位于X和Y染色体的同源区段，题中可能是XaXa×XAYA、XaXa×XAYa、XaXa×XaYA，子代表型依次是(雌性和雄性均为显性)、(雌性均为显性、雄性均为隐性)、(雌性均为隐性、雄性均为显性)，B错误，C、D正确。
答案：B
例4 解析：(1)图中涉及三对等位基因，且B位于X染色体上，故若仅考虑图甲所示基因，则该果蝇的基因型为AaDdXBY；减数分裂过程中，若不考虑染色体互换，则基因A、a的分离一般发生在减数分裂Ⅰ后期，随同源染色体的分开而分离。(2)该果蝇基因型是AaDdXBY，与基因型为AaDdXBXb的果蝇杂交，子代出现黑身残翅雄蝇(aaXbY)的概率为1/4×1/4＝1/16。(3)据图可知，1区段是X、Y染色体的同源区段，2区段是X染色体的非同源区段。欲通过一次杂交实验确定腿部有斑纹和腿部无斑纹的基因位于图乙中1区段还是2区段，可选择隐性纯合子与显性个体杂交，观察子代表型。具体思路为让腿部无斑纹的(纯合)雌果蝇与腿部有斑纹的(纯合)雄果蝇杂交，观察子代表型及比例。预期实验结果及结论为设相关基因是E/e，若该对基因位于图乙中1区段，则双亲基因型是XeXe×XEYE，子代是XEXe、XeYE，子代无论雌雄均为有斑纹；若该对基因位于图乙中2区段，则双亲基因型是XeXe×XEY，子代是XEXe、XeY，即子代雌果蝇为有斑纹，雄果蝇为无斑纹。
答案：(1)AaDdXBY 减数分裂Ⅰ后 (2)1/16 (3)腿部无斑纹的(纯合)雌果蝇与腿部有斑纹的(纯合)雄果蝇 子代无论雌雄均为有斑纹 子代雌果蝇为有斑纹，雄果蝇为无斑纹
例5 解析：已知直毛(基因A控制)和分叉毛(基因a控制)是一对相对性状，细胞质遗传是由细胞质基因控制的性状，受精作用时细胞质几乎都是由卵细胞提供的，因此子代性状与母本相同，正反交子代的性状都和亲代母本的性状完全相同，因此判断基因在细胞质中，A正确。直毛雄和分叉毛雌杂交，子代全为直毛，可分为两种情况，若基因在常染色体上，则亲本的基因型分别为AA×aa；若基因在X和Y染色体的同源区段，则亲本的基因型分别为XAYA×XaXa，因此该杂交实验不能确定基因位置，B错误。子代性状和性别相关联，判断基因在性染色体上，若假设基因只在X染色体上，子代雄蝇(XAY)全是直毛，则亲代直毛雄和直毛雌的基因型只能是XAY×XAXA，则子代没有分叉毛；若假设基因在X和Y染色体的同源区段上，子代中直毛雌(XAX－)∶分叉毛雌(XaXa)＝1∶1，子代雄全是直毛，则亲本直毛雄和直毛雌的基因型是XaYA×XAXa，C正确。子代性状和性别相关联，则基因在性染色体上。若假设基因只在X染色体上，子代雄性全为分叉毛(XaY)，雌性全为直毛(XAX－)，则亲代直毛雄纯合子和分叉毛雌的基因型分别是XAY×XaXa；若假设基因在X和Y染色体的同源区段上，亲本直毛雄纯合子(XAYA)和分叉毛雌(XaXa)杂交，子代雌雄全是直毛，D正确。
答案：B
例6 解析：相对性状是同种生物同一性状的不同表现类型，叶片有茸毛和叶片无茸毛为一对相对性状，A正确；让有茸毛雄株(XBYB或BB)与无茸毛雌株(XbXb、bb)杂交，若后代均为有茸毛，则B、b可能位于常染色体上，也可能位于X、Y染色体同源区段上，B错误；若B、b仅位于X染色体上，则亲本基因型为XBY×XbXb，后代雌性全为有茸毛，雄性全为无茸毛，C正确；若B、b位于X、Y染色体同源区段，亲本基因型为有茸毛雄株(XBYB、XBYb、XbYB)，无茸毛雌株(XbXb)，杂交结果后代雄株可能全为无茸毛，D正确。
答案：B
例7 解析：甲、乙、丙图均可能是伴X染色体隐性遗传病；丁图由于第一代父亲正常，其女儿患病，所以一定不是伴X染色体隐性遗传病，选D。
答案：D
例8 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。设该病的致病基因为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。
答案：D
【反馈专练】
1．解析：若让两只表型不同的纯合雌雄个体交配，后代仅有一种表型，则此时后代的表型即为显性性状，A错误；一对表型不同的果蝇杂交，若后代雌、雄个体的表型及比例都相同，则基因A、a也可能仅位于X染色体上，如基因型为XAXa的果蝇与基因型为XaY的果蝇杂交，后代雌、雄个体表型及比例都为直毛∶非直毛＝1∶1，B错误；选用表型不同的纯种雌雄果蝇正反交，如果后代表型均与性别无关，则可判断基因A、a位于常染色体上，反之可判断基因A、a仅位于X染色体上，C正确；纯合的直毛雌果蝇和非直毛雄果蝇杂交，若后代都为直毛，说明直毛是显性性状，不论基因A、a是位于常染色体上还是仅位于X染色体上都会出现该现象，所以无法判断基因A、a的位置，D错误。
答案：C
2．解析：方法1为纯合显性雌性与纯合隐性雄性杂交，①若子代雌雄全表现为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段或仅位于X染色体，①错误；②雄性个体表现不可能为隐性性状，②错误。不能完成探究任务，A错误。方法1为纯合显性雌性与纯合隐性雄性杂交，③若子代雄性个体表现为显性性状，则基因可能位于X染色体上，也可能位于X、Y染色体的同源区段，③错误；④若子代雌性个体表现为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段或仅位于X染色体，④错误。显然不能完成上述探究任务，B错误。方法2为纯合显性雄性与纯合隐性雌性杂交，③若子代雄性个体表现为显性性状，则基因可能位于X染色体上，也可能位于X、Y染色体的同源区段，③错误；④若子代雌性个体表现为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段或仅位于X染色体，④错误。不能够完成上述探究任务，C错误。方法2为纯合显性雄性与纯合隐性雌性杂交，①若子代雌雄全为显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段，①正确；②若子代雌性个体表现为显性性状，雄性个体表现为隐性性状，则基因只位于X染色体上，Y染色体上没有相关基因，②正确。能完成上述探究任务，D正确。
答案：D
3．解析：白眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交，当眼色基因位于Ⅰ区段，F1均为红眼；当眼色基因位于Ⅱ2区段，F1中雌果蝇为红眼，雄果蝇为白眼，故可通过二者杂交结果来判断控制果蝇眼色的基因在染色体上的位置，A正确；XY染色体的Ⅰ区段的相同位置可能存在相同基因或等位基因，B错误；若控制眼色的等位基因位于Ⅰ区段，则眼色与性别也有关联，如基因型为XaYA个体的所有雄性后代均为红眼，而雌性后代则不确定，C错误；若A、a基因位于Ⅰ区段，则种群中果蝇与眼色相关的基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa，共7种，D错误。
答案：A
4．解析：假设用A/a、B/b表示控制这两对性状的基因，若F1每种表型都有雌雄个体，则亲本的基因型为AaBb和aabb或AaXBXb和aaXbY，这两种情况的杂交组合产生的F1均有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型，且比例相等，A正确；若控制翅形和眼色的基因都位于X染色体上，则杂交的结果是F1有两种表型为雌性、两种为雄性，或者只有两种表型，两种表型中每种表型都有雌雄个体，所以若F1每种表型都有雌雄个体，则控制翅形和眼色的基因不可都位于X染色体，B正确；若控制翅形和眼色的基因都位于常染色体上，则性状的表现与性别没有关联，F1每种表型都应该有雌雄个体，不可能出现F1有两种表型为雌性、两种为雄性的情况，所以控制翅形和眼色的基因不可都位于常染色体上，C正确；若F1有两种表型为雌性、两种为雄性，则亲本的基因型为XaBXab和XAbY，符合F1有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型，且比例相等的条件，D错误。
答案：D
5．解析：图中Ⅰ1和Ⅰ2均患有甲病，但其子代中有一个表现正常的女儿(Ⅱ4)，说明该病为常染色体显性遗传病，A正确；Ⅰ1和Ⅰ2均无乙病，但他们有一个患乙病的儿子(Ⅱ6)，说明乙病是隐性遗传病，又已知Ⅰ2无乙病致病基因，则乙病为伴X染色体隐性遗传病，B正确；Ⅱ3的基因型为，其为纯合子(AAXBXB)的概率为1/3×1/2＝1/6，C错误；Ⅱ4的基因型及概率为1/2 aaXBXB、1/2 aaXBXb，正常男性的基因型为aaXBY，二者婚配生下正常男孩(aaXBY)的概率为1/2×1/2＋1/2×1/4＝3/8，D正确。
答案：C
6．解析：假设体色基因用A/a表示。无中生有为隐性，由系谱图分析可知，深色为隐性性状，A正确。该基因如果在Y染色体上，则亲本雄性必为深色，但图中显示亲本雄性为浅色，B正确。若基因在常染色体上，则Ⅱ2(1/3AA、2/3Aa)与深色羊(aa)生育深色羊的可能为2/3×1/2＝1/3，C 错误。若基因在X染色体上，则Ⅱ2(1/2XAXA、1/2XAXa)与深色羊(XaY)生育浅色羊的可能为1－1/4＝3/4，D正确。
答案：C
7．解析：(1)由于果蝇易饲养、繁殖快、子代数量多、染色体数目少、有多对易于区分的相对性状，因此常用它作为遗传学研究的材料。(2)基因R与r是一对等位基因，二者的区别是碱基对的排列顺序不同。分析后代每一对性状的比例，雌性和雄性中灰体∶黑檀体＝3∶1，说明控制该性状的基因E和e在常染色体上，且亲本基因型为Ee。由分析可知，眼色遗传与性别有关，说明基因R与r在X染色体上，由于两对基因位于两对同源染色体上，因此果蝇的体色和眼色遵循基因的自由组合定律。(3)已知卷曲翅(A)对正常翅(a)为显性，要通过一次杂交实验确定基因A、a是在常染色体上还是在X染色体上，可选择纯合隐性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交，即可选用表型为卷曲翅雄性、正常翅雌性的亲本进行杂交，观察并统计子代的表型及其比例。①假设基因A、a是在常染色体上，则亲本卷曲翅雄性、正常翅雌性的基因型分别为AA、aa，子代的基因型为Aa，子代雌、雄果蝇性状都是卷曲翅。②假设基因A、a是在X染色体上，则亲本卷曲翅雄性、正常翅雌性的基因型分别为XAY、XaXa，子代的基因型为XAXa、XaY，子代雌、雄果蝇性状分别为卷曲翅、正常翅。
答案：(1)易饲养、繁殖快、子代数量多、染色体数目少、有多对易于区分的相对性状(任意两个) (2)碱基(对)的排列顺序不同(或脱氧核苷酸的排列顺序不同) 常染色体隐性遗传 两对基因位于两对同源染色体上 (3)卷曲翅 正常翅 ①子代雌雄全为卷曲翅 ②子代雌性全为卷曲翅，雄性全为正常翅
8．解析：(1)据表分析，子代雌株中全是宽叶，而雄株中宽叶∶窄叶＝1∶1，故叶型这对性状中显性性状是宽叶；F2中雌雄植株茎色均为灰绿色∶黄色＝3∶1，说明A/a位于常染色体上；叶型性状雄株宽叶∶窄叶＝1∶1，雌株全为宽叶，说明(B/b)位于性染色体，两对基因位于两对同源染色体上，独立遗传，所以遵循自由组合定律。(2)由表中数据可以判断控制宽叶与窄叶的等位基因(B/b)位于性染色体上，若基因位于X、Y染色体的同源区段，则雄株基因型为XbYb，若基因仅位于X染色体，则雄株基因型为XbY。(3)判断基因仅位于X染色体还是X、Y染色体的同源区段的思路是选取隐性雌性与显性纯合雄性进行杂交，观察子代的性状表现及比例，即让多株纯合窄叶雌株与多株纯合宽叶雄株杂交，观察并统计子代的表型及比例。预期结果及结论为若基因仅位于X染色体，则亲本XbXb(窄叶雌株)×XBY(宽叶纯合雄株)→XBXb、XbY，子代雌株为宽叶、雄株为窄叶；若基因位于X、Y染色体的同源区段，则亲本XbXb(窄叶雌株)×XBYB(宽叶纯合雄株)→XBXb、XbYB，子代雌株、雄株均为宽叶，说明B/b位于X与Y染色体的同源区段上。
答案：(1)宽叶 F2中雌雄植株茎色均为灰绿色∶黄色＝3∶1，说明A/a位于常染色体上；叶型性状雄株宽叶∶窄叶＝1∶1，雌株全为宽叶，说明(B/b)位于性染色体，所以遵循自由组合定律
(2)XbY、XbYb
(3)让多株纯合窄叶雌株与多株纯合宽叶雄株杂交，统计子代的表型及比例 若子代雌株、雄株均为宽叶，说明(B/b)位于X与Y染色体的同源区段上；若子代雌株为宽叶、雄株为窄叶，说明(B/b)仅位于X染色体上
9．解析：(1)由题图分析可知，灰体与黑体的遗传不与性别相关联，则控制灰体和黑体的基因位于常染色体上。亲本中DD∶Dd＝1∶1，亲本产生d配子的概率为1/4，D配子的概率为3/4，子代灰体果蝇中纯合子的比例为(3/4×3/4)/(1－1/4×1/4)＝3/5。(2)让某白眼截毛雌果蝇与红眼刚毛雄果蝇进行杂交，子一代中雄果蝇表现为白眼刚毛，雌果蝇表现为红眼刚毛，由于子代雌雄果蝇都为刚毛，说明刚毛为显性性状，控制刚毛、截毛的基因位于X、Y染色体的同源区段或常染色体上；由于子代雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，说明控制眼色的基因只位于X染色体上。(3)展翅(E)对正常翅(e)为显性，位于Ⅲ号染色体上，且E基因纯合致死。两对等位基因的关系有几种可能性，如果都在Ⅲ号染色体上，则有两种可能，B与E在同一条染色体上，b与e在同一条染色体上，这种情况下后代的基因型有BbEe、bbee两种，表型也有两种(BB纯合致死)，表型比例为灰体展翅∶黑体正常翅＝2∶1；或者B与e在同一条，b与E在同一条，后代的基因型有BBee、BBEe两种，表型比例为灰体展翅∶灰体正常翅＝2∶1。如果不在Ⅲ号染色体上，则亲本基因型为BBEe，由于EE纯合致死，后代表型比例为(3∶1)(2∶1)，比例为灰体展翅∶灰体正常翅∶黑体展翅∶黑体正常翅＝6∶3∶2∶1。
答案：(1)常 灰体与黑体的遗传不与性别相关联 3/5
(2)常染色体或XY染色体的同源区段上 X染色体的非同源区段
(3)灰体展翅∶黑体正常翅＝2∶1或灰体展翅∶灰体正常翅＝2∶1 灰体展翅∶灰体正常翅∶黑体展翅∶黑体正常翅＝6∶3∶2∶1
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