微专题四 遗传系谱图的解题规律与基因定位的实验设计
题型一 遗传系谱图的分析和遗传方式的判断
1.先确定是否为伴Y染色体遗传和细胞质遗传
(1)若系谱图中,男性患者的父亲和儿子都患病,其母亲和女儿全正常,则可能为伴Y染色体遗传,若患者有男有女,则不是伴Y染色体遗传。
(2)若系谱图中,女性患者的母亲和所有后代都患病,则最可能为细胞质遗传。
2.其次判断显隐性
(1)双亲正常,子代有患病个体,一定是隐性遗传病(简记为“无中生有是隐性”)。(图1)
(2)双亲患病,子代有正常个体,一定是显性遗传病(简记为“有中生无是显性”)。(图2)
(3)亲子代都有患者,无法准确判断,可先假设,再推断。(图3)
3.最后确定是常染色体遗传还是伴X染色体遗传
(1)在隐性遗传病的系谱图中
①女性患者的父亲或儿子有正常的,一定是常染色体遗传。(图4、图5)
②女性患者的父亲和儿子都患病,可能是伴X染色体遗传。(图6、图7)
(2)在显性遗传病的系谱图中
①男性患者的母亲或女儿有正常的,一定是常染色体遗传。(图8、图9)
②男性患者的母亲和女儿都患病,可能是伴X染色体遗传。(图10、图11)
4.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。
【典例1】 下图的4个家族遗传系谱图,黑色是遗传病患者,白色为正常或携带者,不考虑X、Y染色体的同源区段,有关叙述错误的是( )
A.可能是白化病遗传的家系是甲、乙、丙
B.肯定不是红绿色盲遗传的家系是甲、丙、丁
C.甲中患病孩子的父亲是杂合子
D.甲中这对夫妇若再生一个患病女儿的概率是25%
【典例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
题型二 基因在染色体上位置的实验探究
1.探究基因位于常染色体上还是位于X染色体上
(1)正反交实验法
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
在确定雌性个体为杂合子的条件下:
(4)调查实验法
2.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:
3.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:
【典例3】 (2024·徐州高一月考)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,结果如下表:
亲代P 灰色雌果蝇(♀)×黄色雄果蝇(♂)
子代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 染色体上(填“常”“X”或“常或X”)。
(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来确定。
【典例4】 (2024·福建福清一中高一期末)图1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2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1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2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2中1区段;若 ,则该对基因位于图2中2区段。
【典例5】 某实验小组用纯合的刚毛和截毛果蝇进行正反交,F1均表现为刚毛。分别选取F1中的雄性个体进行测交,得到的F2中刚毛和截毛果蝇的数量基本一致。相关基因用A、a表示,实验中不发生变异和致死现象,请回答下列相关问题:
(1)刚毛和截毛的遗传遵循基因的 定律,显性性状是 。
(2)果蝇刚毛和截毛的遗传特点与教材中果蝇红眼和白眼的遗传特点是否相同? ,
理由是 。
(3)若要证明A、a基因位于X、Y染色体的同源区段上而不是位于常染色体上,则需要在上述实验结果中统计相关的指标,统计的指标和结果是 。
1.一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。该鼠与野生型鼠杂交,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,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)
2.(2024·射阳一中高一月考)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若子代雌雄全表现为显性性状,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。
③若子代雄性个体表现为显性性状,则基因只位于X染色体上。
④若子代雌性个体表现为显性性状,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·新沂一中高一期中)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1所示,当控制果蝇眼色的基因(设为A、a)位于图2中的Ⅱ2或Ⅰ区段时,都有符合图1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是位于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.如图是某家系甲、乙两种遗传病的遗传系谱图,甲病相关基因用A、a表示,乙病相关基因用B、b表示,其中Ⅰ1不携带乙病的致病基因。下列有关分析错误的是( )
A.Ⅲ2一定不携带乙病的致病基因
B.Ⅰ1和Ⅰ2的基因型分别是AaXBY和AaXBXb
C.Ⅰ1和Ⅰ2生出带有甲病基因又患乙病孩子的概率是3/16
D.Ⅰ1和Ⅰ2生出患病孩子的基因型有5种可能
5.(2024·泗阳一中高一月考)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 。黑檀体的遗传方式是 ,该果蝇的体色和眼色遵循基因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,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。
6.(2024·金湖一中高一月考)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,依次由一对等位基因(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的表型及数量如下表所示。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。(要求写出实验思路并预期实验结果及结论)
实验思路: 。
预期结果及结论:
。
7.(2024·东海一中高一月考)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下图所示。
(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。
8.(2024·建湖一中高一月考)如图为甲、乙两种遗传病的遗传系谱图,其中一种病为伴性遗传病。回答下列问题:
(1)甲、乙两种病的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,原因是 。
(2)Ⅱ7的致病基因来自 ,Ⅲ12为纯合子的概率是 。
(3)若Ⅲ13和Ⅲ10结婚,生育的孩子不患病的概率是 ,生育的孩子只患一种病的概率是 。
微专题四 遗传系谱图的解题规律与基因定位的实验设计
【典例1】 D 据图分析得出甲为常染色体隐性遗传,乙为常染色体或伴X染色体隐性遗传,丙肯定不是伴X染色体的隐性遗传,白化病属于常染色体隐性遗传,因此甲、乙、丙可能是白化病遗传的家系,A正确;红绿色盲属于伴X染色体隐性遗传,甲为常染色体隐性遗传,丙肯定不是伴X染色体隐性遗传,丁为常染色体显性遗传,甲、丙、丁肯定不是红绿色盲遗传的家系,B正确;甲为常染色体隐性遗传(用A、a表示),女儿患病,基因型为aa,则双亲都是杂合子,C正确;甲中双亲的基因型均为Aa,若他们再生一个患病女儿的概率为1/4×1/2=1/8,D错误。
【典例2】 D 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-3为红绿色盲患者,则Ⅰ-1基因型为XBXb,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,二者再生一个孩子,其为正常女孩的概率是×=,D正确。
【典例3】 (1)常或X (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
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确定基因B、b位于常染色体还是X染色体上,可选择F1中表型为灰色的雄果蝇和黄色的雌果蝇作亲本。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。
【典例4】 (1)AaDdXBY 减数第一次分裂后 (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
解析:(1)图中涉及三对等位基因,且B位于X染色体,故若仅考虑图1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D、d的分离一般发生在减数第一次分裂后期,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2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: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(或子代雄果蝇)表型及比例。预期实验结果及结论:设相关基因是E/e,若该对基因位于图2中1区段,则双亲基因型是XeXe×XEYE,子代是XEXe、XeYE,子代无论雌雄(或子代雄果蝇)均为有斑纹;若该对基因位于图2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。
【典例5】 (1)分离 刚毛 (2)不相同 教材中摩尔根实验中控制果蝇眼色的基因仅位于X染色体上,题干中正反交的结果相同,说明控制果蝇刚毛和截毛的基因不是仅位于X染色体上,与果蝇眼色的遗传特点不同(答案合理即可) (3)分别观察统计两组实验F2中雌雄果蝇的性状。结果:雌性为一种性状,雄性为另一种性状(或子代中的某一种性状只有雄性或雌性,答案合理即可)
解析:(1)纯合的刚毛和截毛果蝇进行正反交,F1均表现为刚毛。分别选取F1中的雄性个体进行测交,得到的F2中刚毛和截毛果蝇的数量基本一致,说明刚毛和截毛的遗传遵循基因的分离定律,显性性状是刚毛。(2)果蝇的红眼和白眼基因仅位于X染色体上,纯合的红眼与白眼果蝇正反交的结果不同,而纯合的刚毛和截毛果蝇进行正反交结果相同,说明控制果蝇刚毛和截毛的基因不是仅位于X染色体上。(3)若A、a基因位于X、Y染色体的同源区段上,则两组实验的F1中的雄性个体测交,即XAYa×XaXa→XAXa、XaYa,XaYA×XaXa→XaXa、XaYA,两组实验的F2均表现为雌性为一种性状,雄性为另一种性状。若A、a基因位于常染色体上,则测交后代中,雌性和雄性均含有两种性状。需要分别观察和统计两组实验F2中雌雄果蝇的性状。
针对练习
1.A 由题意可知,突变型是显性性状,野生型是隐性性状;选择隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时,若后代雌鼠全为显性性状,雄鼠全为隐性性状,则该突变基因位于X染色体上;若后代雌雄鼠中都有显性性状,则该突变基因位于常染色体上。
2.D 方法1: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雄性个体不可能表现为隐性性状,②错误,不能完成探究任务,A错误;方法1: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、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,不能完成上述探究任务,B错误;方法2: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、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,不能完成上述探究任务,C错误;方法2: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上没有相关基因,②正确,能完成上述探究任务,D正确。
3.A 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;X、Y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,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.D 分析题图可知,甲病为常染色体隐性遗传病,乙病为隐性遗传病,因为Ⅰ1不携带乙病的致病基因,因此乙病为伴X染色体隐性遗传病,Ⅰ1和Ⅰ2的基因型分别为AaXBY和AaXBXb,Ⅱ2的基因型为aaXbY,Ⅲ2的基因型为AaXBY,即Ⅲ2一定不携带乙病的致病基因,A、B正确;Ⅰ1和Ⅰ2生出的孩子带有甲病基因(Aa、aa)的概率为3/4,患乙病(XbY)的概率是1/4,故Ⅰ1和Ⅰ2生出带有甲病基因又患乙病孩子的概率是3/4×1/4=3/16,C正确;Ⅰ1和Ⅰ2的患病孩子的基因型有6种可能,分别为aaXbY、aaXBY、aaXBXB、aaXBXb、AAXbY、AaXbY,D错误。
5.(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
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(或脱氧核苷酸的排列顺序不同)。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、雄果蝇性状都为卷曲翅。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,子代性状表现为卷曲翅雌性、正常翅雄性。
6.(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位于性染色体上 (2)XbY、XbYb (3)让多株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
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:若基因仅位于X染色体,则亲本XbXb(窄叶雌株)×XBY(纯合宽叶雄株)→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(纯合宽叶雄株)→XBXb、XbYB,子代雌株、雄株均为宽叶。
7.(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X、Y染色体的同源区段 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
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,故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,产生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纯合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,D与E在同一条染色体上,d与e在同一条染色体上,这种情况下后代的基因型有DdEe、ddee两种,表型也有两种(EE纯合致死),表型比例为灰体展翅∶黑体正常翅=2∶1;或者D与e在同一条染色体上,d与E在同一条染色体上,后代的基因型有DDee、DdEe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DdEe,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。
8.(1)遵循 控制甲、乙两种遗传病的基因分别位于两对同源染色体上,所以两病的遗传遵循基因的自由组合定律
(2)Ⅰ1 0 (3)7/24 5/8
解析:(1)Ⅱ3和Ⅱ4患甲病,出生正常的女儿Ⅲ9,故甲病为常染色体显性遗传病;Ⅰ1和Ⅰ2都不患乙病,生了患乙病的儿子Ⅱ7,已知乙病为伴性遗传病,故乙病为伴X染色体隐性遗传病,控制甲、乙两种遗传病的基因分别位于两对同源染色体上,所以两病的遗传遵循基因的自由组合定律。(2)乙病为伴X染色体隐性遗传病,Ⅱ7乙病基因来自Ⅰ1。假设控制甲病的基因用A表示,控制乙病的基因用b表示,则Ⅱ7的基因型是aaXbY,Ⅱ8的基因型是aaXBXb,Ⅲ12的基因型是aaXBXb,一定为杂合子,即Ⅲ12为纯合子的概率是0。(3)关于甲病,Ⅲ10为AA(1/3)或Aa(2/3),Ⅲ13为aa,二者结婚生育的孩子正常的概率为2/3×1/2=1/3,患甲病的概率为2/3;关于乙病,Ⅱ3和Ⅱ4的基因型分别是XBY、1/2XBXB或1/2XBXb,则Ⅲ10为XBXb的概率为1/2×1/2=1/4,为XBXB的概率为3/4,Ⅲ13为XbY,二者结婚生育的孩子患乙病的概率为1/2×1/4=1/8,正常的概率为7/8,综上所述,生育的孩子患甲病的概率是2/3,患乙病的概率是1/8,患一种病的概率是2/3×7/8+1/3×1/8=5/8,不患病的概率为1/3×7/8=7/24。
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微专题四 遗传系谱图的解题规律与基因定位的实验设计
题型一 遗传系谱图的分析和遗传方式的判断
1. 先确定是否为伴Y染色体遗传和细胞质遗传
(1)若系谱图中,男性患者的父亲和儿子都患病,其母亲和女儿
全正常,则可能为伴Y染色体遗传,若患者有男有女,则不
是伴Y染色体遗传。
(2)若系谱图中,女性患者的母亲和所有后代都患病,则最可能
为细胞质遗传。
2. 其次判断显隐性
(1)双亲正常,子代有患病个体,一定是隐性遗传病(简记为
“无中生有是隐性”)。(图1)
(2)双亲患病,子代有正常个体,一定是显性遗传病(简记为
“有中生无是显性”)。(图2)
(3)亲子代都有患者,无法准确判断,可先假设,再推断。
(图3)
3. 最后确定是常染色体遗传还是伴X染色体遗传
(1)在隐性遗传病的系谱图中
①女性患者的父亲或儿子有正常的,一定是常染色体遗传。
(图4、图5)
②女性患者的父亲和儿子都患病,可能是伴X染色体遗传。
(图6、图7)
(2)在显性遗传病的系谱图中
①男性患者的母亲或女儿有正常的,一定是常染色体遗传。
(图8、图9)
②男性患者的母亲和女儿都患病,可能是伴X染色体遗传。
(图10、图11)
4. 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。
【典例1】 如图的4个家族遗传系谱图,黑色是遗传病患者,白色为
正常或携带者,不考虑X、Y染色体的同源区段,有关叙述错误的是
( )
A. 可能是白化病遗传的家系是甲、乙、丙
B. 肯定不是红绿色盲遗传的家系是甲、丙、丁
C. 甲中患病孩子的父亲是杂合子
D. 甲中这对夫妇若再生一个患病女儿的概率是25%
解析: 据图分析得出甲为常染色体隐性遗传,乙为常染色体或伴
X染色体隐性遗传,丙肯定不是伴X染色体的隐性遗传,白化病属于
常染色体隐性遗传,因此甲、乙、丙可能是白化病遗传的家系,A正
确;红绿色盲属于伴X染色体隐性遗传,甲为常染色体隐性遗传,丙
肯定不是伴X染色体隐性遗传,丁为常染色体显性遗传,甲、丙、丁
肯定不是红绿色盲遗传的家系,B正确;甲为常染色体隐性遗传(用
A、a表示),女儿患病,基因型为aa,则双亲都是杂合子,C正确;
甲中双亲的基因型均为Aa,若他们再生一个患病女儿的概率为
1/4×1/2=1/8,D错误。
【典例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
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-3为红绿色盲
患者,则Ⅰ-1基因型为XBXb,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,二者再生一
个孩子,其为正常女孩的概率是 × = ,D正确。
题型二 基因在染色体上位置的实验探究
1. 探究基因位于常染色体上还是位于X染色体上
(1)正反交实验法
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
在确定雌性个体为杂合子的条件下:
(4)调查实验法
2. 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:
3. 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:
【典例3】 (2024·徐州高一月考)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,结果如下表:
亲代P 灰色雌果蝇(♀)×黄色雄果蝇(♂)
子代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 染色体上(填
“常”“X”或“常或X”)。
常或X
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
。
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。
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
交实验来确定。
灰色
黄
色
解析:为了通过一次杂交实验确定基因B、b位于常染色体还是X染色体上,可选择F1中表型为灰色的雄果蝇和黄色的雌果蝇作亲本。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。
【典例4】 (2024·福建福清一中高一期末)图1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2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1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。
解析:图中涉及三对等位基因,且B位于X染色体,故若仅考虑图1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D、d的分离一般发生在减数第一次分裂后期,随同源染色体的分开而分离。
AaDdXBY
减数第一次分裂后
(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 。
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。
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2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。
预期结果:若 ,则该对基因位于
图2中1区段;若 ,
则该对基因位于图2中2区段。
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
腿部无斑纹的(纯合)雌果蝇与腿部有斑纹的
(纯合)雄果蝇
杂交方案:让
杂交,观察子代雌雄果蝇腿部有无斑纹。
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2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: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(或子代雄果蝇)表型及比例。
预期实验结果及结论:设相关基因是E/e,若该对基因位于图2中1区
段,则双亲基因型是XeXe×XEYE,子代是XEXe、XeYE,子代无论雌
雄(或子代雄果蝇)均为有斑纹;若该对基因位于图2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。
【典例5】 某实验小组用纯合的刚毛和截毛果蝇进行正反交,F1均
表现为刚毛。分别选取F1中的雄性个体进行测交,得到的F2中刚毛和
截毛果蝇的数量基本一致。相关基因用A、a表示,实验中不发生变异
和致死现象,请回答下列相关问题:
(1)刚毛和截毛的遗传遵循基因的 定律,显性性状是
。
分离
刚
毛
解析:纯合的刚毛和截毛果蝇进行正反交,F1均表现为刚毛。分别选取F1中的雄性个体进行测交,得到的F2中刚毛和截毛果蝇的数量基本一致,说明刚毛和截毛的遗传遵循基因的分离定律,显性性状是刚毛。
(2)果蝇刚毛和截毛的遗传特点与教材中果蝇红眼和白眼的遗传特
点是否相同? ,理由是
。
解析:果蝇的红眼和白眼基因仅位于X染色体上,纯合的红眼与白眼果蝇正反交的结果不同,而纯合的刚毛和截毛果蝇进行正反交结果相同,说明控制果蝇刚毛和截毛的基因不是仅位于X染色体上。
不相同
教材中摩尔根实验中控制
果蝇眼色的基因仅位于X染色体上,题干中正反交的结果相同,
说明控制果蝇刚毛和截毛的基因不是仅位于X染色体上,与果蝇
眼色的遗传特点不同(答案合理即可)
(3)若要证明A、a基因位于X、Y染色体的同源区段上而不是位于常
染色体上,则需要在上述实验结果中统计相关的指标,统计的
指标和结果是
。
分别观察统计两组实验F2中雌雄果蝇的性状。
结果:雌性为一种性状,雄性为另一种性状(或子代中的某一
种性状只有雄性或雌性,答案合理即可)
解析:若A、a基因位于X、Y染色体的同源区段上,则两组实验的F1中的雄性个体测交,即XAYa×XaXa→XAXa、XaYa,
XaYA×XaXa→XaXa、XaYA,两组实验的F2均表现为雌性为一种
性状,雄性为另一种性状。若A、a基因位于常染色体上,则测
交后代中,雌性和雄性均含有两种性状。需要分别观察和统计
两组实验F2中雌雄果蝇的性状。
1. 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。
该鼠与野生型鼠杂交,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,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)
解析: 由题意可知,突变型是显性性状,野生型是隐性性状;
选择隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时,若后代雌鼠全为显
性性状,雄鼠全为隐性性状,则该突变基因位于X染色体上;若后
代雌雄鼠中都有显性性状,则该突变基因位于常染色体上。
2. (2024·射阳一中高一月考)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
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。
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。
③若子代雄性个体表现为显性性状,则基因只位于X染色体上。
④若子代雌性个体表现为显性性状,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
结论:
解析: 方法1: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雄性个体不可能表现为隐性性状,②错
误,不能完成探究任务,A错误;方法1: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、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,不能完成上述探究任务,B错误;
方法2: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、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,不能完成上述探究任务,C错误;方
法2: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上没有相关基因,②正确,能完成上述探究任务,D正确。
3. (2024·新沂一中高一期中)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1所示,当控制果蝇眼色的基因(设
为A、a)位于图2中的Ⅱ2或Ⅰ区段时,都有符合图1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
眼色的基因是位于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
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;X、Y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,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. 如图是某家系甲、乙两种遗传病的遗传系谱图,甲病相关基因用
A、a表示,乙病相关基因用B、b表示,其中Ⅰ1不携带乙病的致病基
因。下列有关分析错误的是( )
A. Ⅲ2一定不携带乙病的致病基因
B. Ⅰ1和Ⅰ2的基因型分别是AaXBY和AaXBXb
C. Ⅰ1和Ⅰ2生出带有甲病基因又患乙病孩子的概率是3/16
D. Ⅰ1和Ⅰ2生出患病孩子的基因型有5种可能
解析: 分析题图可知,甲病为常染色体隐性遗传病,乙病为隐
性遗传病,因为Ⅰ1不携带乙病的致病基因,因此乙病为伴X染色体
隐性遗传病,Ⅰ1和Ⅰ2的基因型分别为AaXBY和AaXBXb,Ⅱ2的基因型
为aaXbY,Ⅲ2的基因型为AaXBY,即Ⅲ2一定不携带乙病的致病基
因,A、B正确;Ⅰ1和Ⅰ2生出的孩子带有甲病基因(Aa、aa)的概率
为3/4,患乙病(XbY)的概率是1/4,故Ⅰ1和Ⅰ2生出带有甲病基因又
患乙病孩子的概率是3/4×1/4=3/16,C正确;Ⅰ1和Ⅰ2的患病孩子的
基因型有6种可能,分别为aaXbY、aaXBY、aaXBXB、aaXBXb、
AAXbY、AaXbY,D错误。
5. (2024·泗阳一中高一月考)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。
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。
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)基因R和r在结构上的区别是
。黑檀体的遗传方式
是 ,该果蝇的体色和眼色遵循基因自
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(或脱氧核苷酸的排列顺序不同)。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,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。
卷曲翅
正常翅
子代雌雄全为卷曲翅
②若 ,则该等位
基因位于X染色体上。
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、雄果蝇性状都为卷曲翅。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,子代性状表现为卷曲翅雌性、正常翅雄性。
6. (2024·金湖一中高一月考)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,依次由一对等位基因(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的表型及数量如下
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
。
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位于性染色体上
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
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(如图所示),请写出F2中窄叶雄株可能的
基因型 。
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。
XbY、XbYb
(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。(要求写出实验思路并预期实验结果及结论)
实验思路:
。
预期结果及结论:
。
让多株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
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:若基因仅位于X染色体,则亲本XbXb(窄叶雌株)×XBY(纯合宽叶雄株)→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(纯合宽叶雄株)→XBXb、XbYB,子代雌株、雄株均为宽叶。
7. (2024·东海一中高一月考)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,故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,产生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X、Y染
色体的同源区段
X染色体
的非同源区段
解析:让某白眼截毛雌果蝇与纯合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,D与E在同一条染色体上,d与e在同一条染色体上,这种情况下后代的基因型有DdEe、ddee两种,表型也有两种(EE纯合致死),表型比例为灰体展翅∶黑体正常翅=2∶1;或者D与e在同一条染色体上,d与E在同一条染色体上,后代的基因型有DDee、DdEe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DdEe,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。
8. (2024·建湖一中高一月考)如图为甲、乙两种遗传病的遗传系谱
图,其中一种病为伴性遗传病。回答下列问题:
(1)甲、乙两种病的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)
基因的自由组合定律,原因是
。
解析:Ⅱ3和Ⅱ4患甲病,出生正常的女儿Ⅲ9,故甲病为常染色体显性遗传病;Ⅰ1和Ⅰ2都不患乙病,生了患乙病的儿子Ⅱ7,已知乙病为伴性遗传病,故乙病为伴X染色体隐性遗传病,控制甲、乙两种遗传病的基因分别位于两对同源染色体上,所以两病的遗传遵循基因的自由组合定律。
遵循
控制甲、乙两种遗传病的基
因分别位于两对同源染色体上,所以两病的遗传遵循基因的
自由组合定律
(2)Ⅱ7的致病基因来自 ,Ⅲ12为纯合子的概率是 。
解析:乙病为伴X染色体隐性遗传病,Ⅱ7乙病基因来自
Ⅰ1。假设控制甲病的基因用A表示,控制乙病的基因用b表
示,则Ⅱ7的基因型是aaXbY,Ⅱ8的基因型是aaXBXb,Ⅲ12的基
因型是aaXBXb,一定为杂合子,即Ⅲ12为纯合子的概率是0。
Ⅰ1
0
(3)若Ⅲ13和Ⅲ10结婚,生育的孩子不患病的概率是 ,生
育的孩子只患一种病的概率是 。
7/24
5/8
解析:关于甲病,Ⅲ10为AA(1/3)或Aa(2/3),Ⅲ13为aa,二者结婚生育的孩子正常的概率为2/3×1/2=1/3,患甲病的概率为2/3;关于乙病,Ⅱ3和Ⅱ4的基因型分别是XBY、1/2XBXB或1/2XBXb,则Ⅲ10为XBXb的概率为1/2×1/2=1/4,为XBXB的概率为3/4,Ⅲ13为XbY,二者结婚生育的孩子患乙病的概率为1/2×1/4=1/8,正常的概率为7/8,综上所述,生育的孩子患甲病的概率是2/3,患乙病的概率是1/8,患一种病的概率是2/3×7/8+1/3×1/8=5/8,不患病的概率为1/3×7/8=7/24。
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