提升点1 基因位置的判断
1.根据题目信息判断基因位置
(1)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。(不考虑同源区段)
(2)示例分析
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
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染色体遗传。
2.依据调查统计数据判断基因位置
1.某昆虫的长翅与残翅是一对相对性状,由基因A/a控制,刚毛与截毛是一对相对性状,由基因B/b控制,两对基因均不位于X、Y染色体的同源区段,且独立遗传。现有长翅刚毛雌性个体与残翅截毛雄性个体作亲代杂交,子一代均为长翅刚毛,子一代随机交配,子二代表型及比例见下表,下列分析不正确的是( )
雌性个体 表型 长翅刚毛 长翅截毛 残翅刚毛 残翅截毛
数量比例 3/4 0 1/4 0
雄性个体 表型 长翅刚毛 长翅截毛 残翅刚毛 残翅截毛
数量比例 3/8 3/8 1/8 1/8
A.根据亲本及子一代表型可确定两对相对性状的显隐关系及其基因在染色体上的位置
B.子二代中与亲代基因型相同的个体比例为1/8
C.子二代雌性个体杂合子的比例为3/4
D.若亲本进行反交,则子一代根据性状表现即可判断昆虫的性别
A [根据亲本及子一代表型可确定长翅和刚毛为显性,根据子二代的表型及比例,可确定A/a位于常染色体上,B/b位于X染色体上,A错误;根据题干可知亲代的基因型为AAXBXB和aaXbY,子一代基因型为AaXBXb和AaXBY,所以子二代中与亲代基因型相同的个体比例为1/4×1/4+1/4×1/4=1/8,B正确;子二代雌性个体为纯合子(AAXBXB、aaXBXB)的概率为1/2×1/2=1/4,即杂合子概率为1-1/4=3/4,C正确;若亲本进行反交,即用长翅刚毛雄性(AAXBY)与残翅截毛雌性(aaXbXb)杂交,子一代所有雄性都表现为截毛,所有雌性都表现为刚毛,D正确。]
2.(2022·河北卷)研究者在培养野生型红眼果蝇时,发现一只眼色突变为奶油色的雄蝇。为研究该眼色遗传规律,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制
B.F2红眼雌蝇的基因型共有6种
C.F1红眼雌蝇和F2伊红眼雄蝇杂交,得到伊红眼雌蝇的概率为5/24
D.F2雌蝇分别与F2三种眼色的雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇
D [分析题意,F1红眼果蝇互交,所得F2的比例为8∶4∶3∶1,是9∶3∶3∶1的变形,说明奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制,A正确;根据F1互交所得F2中红眼(♀)∶红眼(♂)∶伊红眼(♂)∶奶油眼(♂)=8∶4∶3∶1可知,眼色的遗传与性别相关联,若果蝇眼色受两对基因控制,则一对基因位于常染色体上,另一对基因位于X染色体上,设相关基因为A/a、B/b,根据F2的性状分离比可知, F1红眼雌、雄蝇的基因型分别为AaXBXb、AaXBY,而F2中红眼雌蝇占8/16、红眼雄蝇占4/16、伊红眼雄蝇占3/16、奶油眼雄蝇占1/16,可知F2中红眼雌蝇的基因型为A_XBX-、aaXBX-,红眼雄蝇的基因型为A_XBY、aaXBY,伊红眼雄蝇的基因型为A_XbY,奶油眼雄蝇的基因型为aaXbY,则F2红眼雌蝇的基因型共有2×2+2=6种,B正确;F1红眼雌蝇(AaXBXb)与F2伊红眼雄蝇(1/3AAXbY、2/3AaXbY)杂交,得到伊红眼雌蝇(A_XbXb)的概率为1/3×1/4+2/3×3/4×1/4=5/24,C正确;若F2雌蝇的基因型为AAXBXB,则其与F2的三种眼色雄蝇杂交都不能得到奶油眼雌蝇(aaXbXb),D错误。]
提升点2 基因在染色体上位置的验证与探究
1.探究基因位于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。
①基本思路一:隐性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交。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。即:
杂合显性雌×纯合显性雄
2.探究基因是伴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.探究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表型情况。即:
(2)结果
推断
1.(2025·广东多校联考)果蝇的长翅和残翅是一对相对性状,由一对等位基因A/a控制。某研究小组利用纯合的长翅和残翅果蝇进行了如下的杂交实验,结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
组合 亲本 F1
甲 长翅雌×残翅雄 全为长翅
乙 残翅雌×长翅雄 全为长翅
A.果蝇的长翅和残翅这对相对性状中,显性性状是残翅
B.控制果蝇长翅和残翅这对相对性状的等位基因A/a位于X、Y染色体的同源区段上
C.若等位基因A/a位于X、Y染色体的同源区段上,则甲组合F1雌雄果蝇杂交后代中雄性长翅占1/4
D.若等位基因A/a位于X、Y染色体的同源区段上,则乙组合F1雌雄果蝇杂交后代中雄性长翅占1/3
C [甲、乙组合为正反交实验,F1全为长翅,因此显性性状是长翅,A错误;甲、乙组合为正反交实验,F1全为长翅,则控制果蝇长翅和残翅这对相对性状的等位基因A/a位于常染色体上或X、Y染色体的同源区段上,B错误;若等位基因A/a位于X、Y染色体的同源区段上,则甲组合亲本的基因型分别为XAXA、XaYa,F1雌雄果蝇基因型为XAXa、XAYa,杂交后代性状分离比为雌性长翅∶雄性长翅∶雄性残翅=2∶1∶1,则F1雌雄果蝇杂交后代中雄性长翅占1/4;乙组合亲本的基因型分别为XaXa、XAYA,F1雌雄果蝇基因型为XAXa、XaYA,杂交后代性状分离比为雌性长翅∶雌性残翅∶雄性长翅=1∶1∶2,则F1雌雄果蝇杂交后代中雄性长翅占1/2,C正确,D错误。]
2.已知果蝇灰身(A)和黑身(a),直毛(B)和分叉毛(b)各为一对相对性状,A与a基因位于常染色体上,B与b基因位置未知。某兴趣小组的同学让一只灰身分叉毛雌蝇与一只灰身直毛雄蝇杂交,发现F1中表型及比例为灰身直毛∶灰身分叉毛∶黑身直毛∶黑身分叉毛=3∶3∶1∶1。
(1)根据上述实验结果 (填“能”或“不能”)确定两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。
(2)根据上述实验结果还不足以确定B与b基因的位置。请你以现有的亲本及F1果蝇为材料,继续研究以确定B与b基因是只位于X染色体上,还是位于常染色体上,雌果蝇一旦交配过,再次交配变得困难。根据以上信息,写出两种可行方案,并预期实验结果(若为杂交实验,只能进行一次杂交)。
方案一:____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
预期:若_____________________________________________________________
_____________________________________________________________________,
则B与b基因只位于X染色体上。
方案二:____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
预期:若_____________________________________________________________
_____________________________________________________________________,
则B与b基因只位于X染色体上。
(3)果蝇的细眼(E)和粗眼(e)也是一对相对性状,现有纯种的细眼果蝇和粗眼果蝇(雌雄若干),选择 进行一次杂交实验,若F1 ,则可判断E、e基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上,而不在X、Y染色体的非同源区段上。继续通过一次杂交实验,探究E、e基因是位于X、Y染色体的同源区段还是常染色体上,预测子代的结果并得出结论。
杂交方案:___________________________________________________________
______________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
预测结果及结论:______________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
解析:(1)只有位于非同源染色体上的非等位基因的遗传才遵循自由组合定律,而位于同源染色体上的非等位基因的遗传不遵循自由组合定律。灰身分叉毛雌蝇与灰身直毛雄蝇杂交,若A/a和B/b这两对等位基因位于一对同源染色体上,则子代只能有三种表型,这与实验结果不符,因此根据题中实验结果可以确定两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。(2)方案一:若B与b基因只位于X染色体上,则亲本相关基因型分别是XbXb(分叉毛雌蝇)、XBY(直毛雄蝇),子代的表型分别是直毛雌蝇(XBXb)和分叉毛雄蝇(XbY);若B与b基因位于常染色体上,则亲本的基因型分别为Bb()和bb(♀),子代雌雄果蝇均表现为直毛∶分叉毛=1∶1,因此可通过统计F1中雌蝇、雄蝇的表型来确定B与b基因是只位于X染色体上,还是位于常染色体上。方案二:若B与b基因只位于X染色体上,则亲本的相关基因型分别是XbXb(分叉毛雌蝇)、XBY (直毛雄蝇),子代的表型分别是直毛雌蝇(XBXb)和分叉毛雄蝇(XbY),让亲本的直毛雄蝇(XBY)与F1中直毛雌蝇(XBXb)交配,后代雌蝇均为直毛,雄蝇一半为直毛一半为分叉毛;若B与b基因位于常染色体上,则亲本的基因型分别是Bb()和bb(♀),子代雌雄果蝇均表现为直毛∶分叉毛=1∶1,让亲本的直毛雄蝇(Bb)与F1中直毛雌蝇(Bb)交配,后代雌雄果蝇均表现为直毛∶分叉毛=3∶1,因此可通过让亲本的直毛雄蝇与F1中直毛雌蝇交配,统计子代雌雄果蝇表型及比例来确定B与b基因是只位于X染色体上,还是位于常染色体上。(3)根据题中信息仅用一次杂交实验证明基因位于哪种染色体上,应选择表现隐性性状的雌性与表现显性性状的雄性纯合子杂交,即选择粗眼雌蝇和细眼雄蝇杂交。如果E、e基因在X染色体的非同源区段上,亲本基因型为XeXe×XEY,则子代中雌果蝇全为细眼,雄果蝇全为粗眼;如果E、e基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上,亲本基因型为ee×EE或XeXe×XEYE,则子代中无论雌雄全为细眼。如果进一步探究E、e基因是位于X、Y染色体的同源区段上还是位于常染色体上,可选择F1中雌、雄果蝇自由交配(或选择F1中雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交),结果与结论详见答案。
答案:(1)能 (2)统计F1中雌蝇、雄蝇的表型 雌蝇表现为直毛,雄蝇表现为分叉毛 让亲本的直毛雄蝇与F1中直毛雌蝇交配 后代雌蝇均为直毛,雄蝇一半为直毛一半为分叉毛 (3)粗眼雌蝇和细眼雄蝇 无论雌雄均为细眼 F1中雌、雄果蝇自由交配(F1中雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交) 若后代雌雄均有细眼、粗眼,则E、e基因位于常染色体上;若后代雌果蝇出现细眼和粗眼,雄果蝇均为细眼,则E、e基因位于X、Y染色体的同源区段上(若后代雌雄均有细眼、粗眼,则E、e基因位于常染色体上;若后代雌果蝇均为粗眼,雄果蝇均为细眼,则E、e基因位于X、Y染色体的同源区段上)
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必修2 遗传与进化
素养加强课4 基因在染色体上位置的判断与探究
提升点1 基因位置的判断
1.根据题目信息判断基因位置
(1)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。(不考虑同源区段)
(2)示例分析
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
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染色体遗传。
2.依据调查统计数据判断基因位置
1.某昆虫的长翅与残翅是一对相对性状,由基因A/a控制,刚毛与截毛是一对相对性状,由基因B/b控制,两对基因均不位于X、Y染色体的同源区段,且独立遗传。现有长翅刚毛雌性个体与残翅截毛雄性个体作亲代杂交,子一代均为长翅刚毛,子一代随机交配,子二代表型及比例见下表,下列分析不正确的是( )
雌性
个体 表型 长翅刚毛 长翅截毛 残翅刚毛 残翅截毛
数量比例 3/4 0 0
雄性
个体 表型 长翅刚毛 长翅截毛 残翅刚毛 残翅截毛
数量比例 3/8 3/8 1/8 1/8
A.根据亲本及子一代表型可确定两对相对性状的显隐关系及其基
因在染色体上的位置
B.子二代中与亲代基因型相同的个体比例为1/8
C.子二代雌性个体杂合子的比例为3/4
D.若亲本进行反交,则子一代根据性状表现即可判断昆虫的性别
√
A [根据亲本及子一代表型可确定长翅和刚毛为显性,根据子二代的表型及比例,可确定A/a位于常染色体上,B/b位于X染色体上,A错误;根据题干可知亲代的基因型为AAXBXB和aaXbY,子一代基因型为AaXBXb和AaXBY,所以子二代中与亲代基因型相同的个体比例为1/4×1/4+1/4×1/4=1/8,B正确;子二代雌性个体为纯合子(AAXBXB、aaXBXB)的概率为1/2×1/2=1/4,即杂合子概率为1-1/4=3/4,C正确;若亲本进行反交,即用长翅刚毛雄性(AAXBY)与残翅截毛雌性(aaXbXb)杂交,子一代所有雄性都表现为截毛,所有雌性都表现为刚毛,D正确。]
2.(2022·河北卷)研究者在培养野生型红眼果蝇时,发现一只眼色突变为奶油色的雄蝇。为研究该眼色遗传规律,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.奶油眼色至少受两对独立遗传的基
因控制
B.F2红眼雌蝇的基因型共有6种
C.F1红眼雌蝇和F2伊红眼雄蝇杂
交,得到伊红眼雌蝇的概率为5/24
D.F2雌蝇分别与F2三种眼色的雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇
√
D [分析题意,F1红眼果蝇互交,所得F2的比例为8∶4∶3∶1,是9∶3∶3∶1的变形,说明奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制,A正确;根据F1互交所得F2中红眼(♀)∶红眼(♂)∶伊红眼(♂)∶奶油眼(♂)=8∶4∶3∶1可知,眼色的遗传与性别相关联,若果蝇眼色受两对基因控制,则一对基因位于常染色体上,另一对基因位于X染色体上,设相关基因为A/a、B/b,根据F2的性状分离比可知, F1红眼雌、雄蝇的基因型分别为AaXBXb、AaXBY,而F2中红眼雌蝇占8/16、红眼雄蝇占4/16、伊红眼雄蝇占3/16、奶油眼雄蝇占1/16,可知F2中红眼雌蝇的基因型为A_XBX-、aaXBX-,红眼雄蝇的基因
型为A_XBY、aaXBY,伊红眼雄蝇的基因型为A_XbY,奶油眼雄蝇的基因型为aaXbY,则F2红眼雌蝇的基因型共有2×2+2=6种,B正确;F1红眼雌蝇(AaXBXb)与F2伊红眼雄蝇(1/3AAXbY、2/3AaXbY)杂交,得到伊红眼雌蝇(A_XbXb)的概率为1/3×1/4+2/3×3/4×1/4=5/24,C正确;若F2雌蝇的基因型为AAXBXB,则其与F2的三种眼色雄蝇杂交都不能得到奶油眼雌蝇(aaXbXb),D错误。]
提升点2 基因在染色体上位置的验证与探究
1.探究基因位于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:
(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。
①基本思路一:隐性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交。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。即:
杂合显性雌
×
纯合显性雄
2.探究基因是伴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.探究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表型情况。即:
1.(2025·广东多校联考)果蝇的长翅和残翅是一对相对性状,由一对等位基因A/a控制。某研究小组利用纯合的长翅和残翅果蝇进行了如下的杂交实验,结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
组合 亲本 F1
甲 长翅雌×残翅雄 全为长翅
乙 残翅雌×长翅雄 全为长翅
A.果蝇的长翅和残翅这对相对性状中,显性性状是残翅
B.控制果蝇长翅和残翅这对相对性状的等位基因A/a位于X、Y染
色体的同源区段上
C.若等位基因A/a位于X、Y染色体的同源区段上,则甲组合F1雌
雄果蝇杂交后代中雄性长翅占1/4
D.若等位基因A/a位于X、Y染色体的同源区段上,则乙组合F1雌
雄果蝇杂交后代中雄性长翅占1/3
√
C [甲、乙组合为正反交实验,F1全为长翅,因此显性性状是长翅,A错误;甲、乙组合为正反交实验,F1全为长翅,则控制果蝇长翅和残翅这对相对性状的等位基因A/a位于常染色体上或X、Y染色体的同源区段上,B错误;若等位基因A/a位于X、Y染色体的同源区段上,则甲组合亲本的基因型分别为XAXA、XaYa,F1雌雄果蝇基因型为XAXa、XAYa,杂交后代性状分离比为雌性长翅∶雄性长翅∶雄性残翅=2∶1∶1,则F1雌雄果蝇杂交后代中雄性长翅占1/4;乙组合亲本的基因型分别为XaXa、XAYA,F1雌雄果蝇基因型为XAXa、XaYA,杂交后代性状分离比为雌性长翅∶雌性残翅∶雄性长翅=1∶1∶2,则F1雌雄果蝇杂交后代中雄性长翅占1/2,C正确,D错误。]
2.已知果蝇灰身(A)和黑身(a),直毛(B)和分叉毛(b)各为一对相对性状,A与a基因位于常染色体上,B与b基因位置未知。某兴趣小组的同学让一只灰身分叉毛雌蝇与一只灰身直毛雄蝇杂交,发现F1中表型及比例为灰身直毛∶灰身分叉毛∶黑身直毛∶黑身分叉毛=3∶3∶1∶1。
(1)根据上述实验结果____________(填“能”或“不能”)确定两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。
(2)根据上述实验结果还不足以确定B与b基因的位置。请你以现有的亲本及F1果蝇为材料,继续研究以确定B与b基因是只位于X染色体上,还是位于常染色体上,雌果蝇一旦交配过,再次交配变得困难。根据以上信息,写出两种可行方案,并预期实验结果(若为杂交实验,只能进行一次杂交)。
方案一:___________________________________________________
______________________________________________________。
预期:若___________________________________________________,则B与b基因只位于X染色体上。
方案二:___________________________________________________
___________________________________________________________。
预期:若___________________________________________________
___________________________________________________________,则B与b基因只位于X染色体上。
(3)果蝇的细眼(E)和粗眼(e)也是一对相对性状,现有纯种的细眼果蝇和粗眼果蝇(雌雄若干),选择______________________________进行一次杂交实验,若F1______________________________,则可判断E、e基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上,而不在X、Y染色体的非同源区段上。继续通过一次杂交实验,探究E、e基因是位于X、Y染色体的同源区段还是常染色体上,预测子代的结果并得出结论。
杂交方案:_________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
预测结果及结论:_________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
答案:(1)能 (2)统计F1中雌蝇、雄蝇的表型 雌蝇表现为直毛,雄蝇表现为分叉毛 让亲本的直毛雄蝇与F1中直毛雌蝇交配 后代雌蝇均为直毛,雄蝇一半为直毛一半为分叉毛 (3)粗眼雌蝇和细眼雄蝇 无论雌雄均为细眼 F1中雌、雄果蝇自由交配(F1中雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交) 若后代雌雄均有细眼、粗眼,则E、e基因位于常染色体上;若后代雌果蝇出现细眼和粗眼,雄果蝇均为细眼,则E、e基因位于X、Y染色体的同源区段上(若后代雌雄均有细眼、粗眼,则E、e基因位于常染色体上;若后代雌果蝇均为粗眼,雄果蝇均为细眼,则E、e基因位于X、Y染色体的同源区段上)