高三生物一轮复习课件 专题精研课5　探究基因在染色体上的位置(共28张PPT)

(共28张PPT)
专题精研课5　探究基因在染色体上的位置
题型一　探究基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上
专项突破
1.已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请根据上述结果,回答下列问题。
(1)仅根据同学甲的实验,　　　　(填“能”或“不能”)证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。
不能
(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果)
实验1:♀灰体×♂灰体。
预期结果:子代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体。
实验2:♀黄体×♂灰体。
预期结果:子代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体。
解析 (1)常染色体杂合子测交情况下也符合题干中的比例,故仅根据同学甲的实验,既不能判断控制黄体的基因是否位于X染色体上,也不能证明控制黄体的基因表现为隐性。(2)设控制灰体的基因为A,控制黄体的基因为a,假定相关基因位于X染色体上,则同学甲的实验中,亲本黄体雄果蝇基因型为XaY,而杂交子代出现4种表型且分离比为1∶1∶1∶1,则亲本灰体雌蝇为杂合子,即XAXa。F1的基因型为XAXa、XaXa、XAY、XaY。F1果蝇中杂交方式共有4种。其中,灰体雌蝇和黄体雄蝇杂交组合与亲本相同,由(1)可知无法证明同学乙的结论。而黄体雌蝇与黄体雄蝇杂交组合中,子代均为黄体,无性状分离,亦无法证明同学乙的结论。故应考虑采用灰体雌蝇与灰体雄蝇、黄体雌蝇与灰体雄蝇的杂交组合。作遗传图解如下。
F1灰体雌蝇与灰体雄蝇杂交:
由图解可知,F1中灰体雌蝇与灰体雄蝇杂交,后代表现为雌性个体全为灰体,雄性个体中灰体与黄体比例接近1∶1。
F1黄体雌蝇与灰体雄蝇杂交:
由图解可知,F1中黄体雌蝇与灰体雄蝇杂交,后代表现为雌性个体全为灰体,雄性个体全为黄体。
2.(2024·陕西师大附中模拟)果蝇的红眼和白眼分别由X染色体上的等位基因B、b控制,某研究小组做了以下实验。请回答相关问题。
(1)选择白眼(♀)和红眼(♂)作为亲本杂交,　　　　(填“能”或“不能”)通过眼色辨别子代个体性别。
(2)果蝇的长翅(D)对残翅(d)为显性,且D、d基因位于常染色体上。甲(♀)和乙(♂)均为长翅红眼个体,二者杂交子一代中两对相对性状都出现了性状分离,性状分离是指　　　　 　　　　　　　　　　　　　。若只考虑果蝇翅型这一对相对性状,甲和乙产生的子一代长翅个体中,杂合子占　　　　。
能
在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象
2/3　
(3)果蝇的后胸正常(E)对后胸变形(e)为显性,现有纯合后胸正常的雌果蝇和纯合后胸变形的雄果蝇,请设计实验探究E、e基因位于常染色体上,还是位于X染色体上。
实验思路:
　　　　　　　　　　　 　。
预期结果和结论:
①若 　　　　　　　　 　　　　　　,
则E、e基因位于常染色体上。
②若 　　　　　　　　 　　　　　　,
则E、e基因位于X染色体上。
选择纯合后胸正常的雌果蝇和纯合后胸变形的雄果蝇进行杂交,F1雌雄果蝇相互交配,观察并统计F2表型及比例
F2雌雄果蝇均有后胸正常和后胸变形,且比例为3∶1　
F2后胸正常雌果蝇∶后胸正常雄果蝇∶后胸变形雄果蝇=2∶1∶1
解析 (1)白眼雌蝇(XbXb)和红眼雄蝇(XBY)交配,子代雄蝇均为白眼(XbY),雌蝇均为红眼(XBXb),表现和性别相关联,能通过眼色辨别子代个体性别。(2)性状分离是指在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。若只考虑果蝇的翅型,甲(♀)和乙(♂)均为长翅个体,二者杂交子一代中出现了性状分离,说明甲、乙均为杂合子,基因型为Dd,F1基因型及比例为1DD∶2Dd∶1dd,长翅果蝇(D_)中杂合子Dd占2/3。
(3)若通过实验确定E、e基因是位于常染色体上还是X染色体上,可选择纯合后胸正常的雌果蝇和纯合后胸变形的雄果蝇进行杂交获得子一代,F1雌雄果蝇相互交配,观察并统计F2表型及比例。若基因位于常染色体上,后胸正常雌果蝇的基因型是EE,后胸变形的雄果蝇的基因型是ee,子一代果蝇基因型为Ee,F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇基因型为1EE∶2Ee∶1ee,表型为雌雄果蝇均有后胸正常和后胸变形,且比例为3∶1。若基因位于X染色体上,后胸正常雌果蝇的基因型是XEXE,后胸变形的雄果蝇的基因型是XeY,子一代果蝇基因型为XEXe、XEY,F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇基因型为1XEXE∶1XEXe∶1XEY∶1XeY,表型为后胸正常雌果蝇∶后胸正常雄果蝇∶后胸变形雄果蝇=2∶1∶1。
题型二　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
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。
(2)用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。
专项突破
3.果蝇的红眼(E)对粉眼(e)为显性,基因位于性染色体上;翻翅(M)对正常翅(m)为显性,基因位于Ⅲ号染色体上。回答下列问题。
(1)请通过一次杂交实验,以纯种果蝇为材料,判断果蝇红眼(E)、粉眼(e)的眼色基因是位于X、Y染色体的同源区段,还是X染色体的非同源区段。
实验思路:　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　
　　　 　　　　　　　　　。
预测实验结果:①若　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　,
则E/e基因位于X、Y染色体的同源区段;
②若　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,
则E/e基因位于X染色体的非同源区段。
将纯合粉眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交,得到F1,观察并统计F1雌、雄果蝇的表型及比例
F1中红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇=1∶1(或F1中不论雌雄均为红眼)
F1中红眼雌果蝇∶粉眼雄果蝇=1∶1(或F1中雌性个体均为红眼,雄性个体均为粉眼)　
(2)若E/e基因位于X、Y染色体的同源区段,则自然界果蝇种群中雄果蝇关于眼色的基因型有　　　　　　　　　　　　　。若E/e基因位于X染色体的非同源区段,Xe配子有活性,但基因纯合(基因型为XEY、XeY的雄蝇可以看作纯合子)时致死,则　　　　　(填“能”或“不能”)选择出某种基因组合,使后代只有雌性,原因是
　　　　　　　 　　　　　　。
XEYE、XEYe、XeYE、XeYe
不能　
雄果蝇只有XEY一种基因型,雌果蝇有XEXE、XEXe两种基因型,含Y染色体的配子均有活性,基因型为XEY的雄蝇与两种基因型的雌蝇交配,后代均有雄果蝇存活
解析 (1)判断果蝇红眼(E)、粉眼(e)的眼色基因位于X、Y染色体的同源区段还是X染色体的非同源区段的方法是进行杂交实验,根据后代的表型及比例来推断其位置,即将纯合粉眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交,得到F1,观察并统计F1雌、雄果蝇的表型及比例。若位于非同源区段,即XEY×XeXe,子代基因型为XEXe和XeY两种,表现为红眼雌果蝇∶粉眼雄果蝇=1∶1;若位于同源区段,即XEYE×XeXe,子代基因型为XEXe和XeYE两种,表现为F1中不论雌雄均为红眼。(2)若E/e基因位于X、Y染色体的同源区段,则自然界果蝇种群中雄果蝇关于眼色的基因型有XEYE、XEYe、XeYE、XeYe 4种;若位于非同源区段且Xe纯合致死,则雄果蝇只有XEY一种基因型,雌果蝇有XEXE、XEXe两种基因型,含Y染色体的配子均有活性,基因型为XEY的雄蝇与两种基因型的雌蝇交配,后代均有雄果蝇存活,故不可以选择出某种基因组合,使后代只有雌性。
4.果蝇(2n=8)是常用的遗传学实验材料。如图为果蝇性染色体结构简图,果蝇的刚毛对截毛为显性,相关基因用B、b表示,已知该对等位基因位于性染色体上。请分析回答下列问题。
(1)若控制果蝇刚毛和截毛的等位基因位于性染色体的
片段Ⅰ上,则与这对相对性状相关的基因型有　　种;欲使获得的子代雌果蝇均为截毛,雄果蝇均为刚毛,则选择的亲本的基因型为　 。
(2)现有纯合雌、雄果蝇若干,欲判断果蝇的这对等位基因是位于片段Ⅰ还是片段Ⅱ-1上,请写出实验方案:
　。
若　　　　 　　　　　　,则可推断该对等位基因位于片段Ⅰ上;若　 　　　　　　　　　　　,则可推断该对等位基因位于片段Ⅱ-1上。
7　
XbXb、XbYB　
让截毛雌果蝇与纯合的刚毛雄果蝇杂交,统计子代的表型及比例　
子代雌雄果蝇均为刚毛
子代雌果蝇均为刚毛,雄果蝇均为截毛
解析 (1)如果控制果蝇刚毛和截毛的等位基因位于性染色体的片段Ⅰ上,则与这对相对性状相关的基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBYB、XBYb、XbYB、XbYb,共7种。如果使子代中雌果蝇全是截毛(XbXb),雄果蝇全是刚毛,可以判断B基因在Y染色体上,则亲本的基因型为XbXb、XbYB。(2)欲判断果蝇的这对等位基因是位于片段Ⅰ上还是片段Ⅱ-1上,可以让截毛雌果蝇和纯合的刚毛雄果蝇杂交,观察并统计后代的表型及比例。若该对等位基因位于片段Ⅰ上,则亲本的基因型为XbXb、XBYB,子一代的基因型为XBXb、XbYB,子代雌雄果蝇均表现为刚毛;若该对等位基因位于片段Ⅱ-1上,则亲本的基因型为XbXb、XBY,子一代的基因型为XBXb、XbY,子代雄果蝇均为截毛,雌果蝇均为刚毛。
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,若限定用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。
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。
专项突破
5.(2024·湖北襄阳模拟)小鼠的毛色灰色(B)对黑色(b)为显性,控制小鼠毛色的基因可能位于性染色体上(Ⅰ区段为X、Y染色体的同源区段,Ⅱ1、Ⅱ2分别为X、Y染色体的特有区段)。现有两个纯合品系,一个种群中雌雄鼠均为灰色,另一个种群中雌雄鼠均为黑色,某兴趣小组为探究B、b基因的位置进行了实验。请回答下列问题。
(1)根据种群中小鼠的表型,该小组认为B、b基因不位于Ⅱ2区段上,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)该小组欲通过一次杂交确定B、b基因位于Ⅰ区段还是Ⅱ1区段,可选择
　　　　　　　　　　　　　　　　杂交,观察后代的表型及比例。
两种群中雌雄鼠均有灰色和黑色,不随雄性遗传
黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠
(3)若另一小组欲通过杂交实验(包括测交),确定B、b基因位于Ⅰ区段还是常染色体上。
实验步骤:
①黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交;
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
③统计后代的表型及比例。
结果分析:
①若后代的表型及比例为　 　　　　　　　　　　,则B、b基因位于Ⅰ区段上;
②若后代的表型及比例为　　 　　　　　　　　　,则B、b基因位于常染色体上。
实验步骤:②选F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交
雌性均为黑色,雄性均为灰色
灰色∶黑色=1∶1且与性别无关
解析 (1)因种群中雌雄鼠均有灰色和黑色,不随雄性遗传,故可认为控制该性状的基因不位于Y染色体的Ⅱ2区段上。(2)黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交,如果子代雄性中出现了黑色个体,则说明B、b基因位于Ⅱ1区段上,如果子代雌雄个体均为灰色,则说明B、b基因位于Ⅰ区段上。(3)若选择黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交获得F1,不管B、b基因位于Ⅰ区段还是常染色体上,F1均表现为灰色,则还需测定F1个体的基因型,才能确定B、b基因的位置。故选F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交,如果后代中雌性个体均为黑色,雄性个体均为灰色,则B、b基因位于Ⅰ区段上,即XbYB×XbXb→XbXb和XbYB;如果后代中雌雄个体均出现灰色∶黑色=1∶1,且与性别无关,则B、b基因位于常染色体上,即Bb×bb→Bb和bb,表型与性别无关。
6.(2024·山西运城模拟)果蝇的体色(灰身、黑身)和翅型(正常翅、截翅)这两对性状分别由两对等位基因A、a和B、b控制。利用两对纯种果蝇进行了杂交实验,结果如下表所示:
子代表型 组合一:黑身正常翅♀×灰身截翅♂ 组合二:灰身截翅♀×黑身正常翅♂ 雌蝇 雄蝇 雌蝇 雄蝇
F1 灰身正常翅 296 290 301 0
灰身截翅 0 0 0 298
(1)控制翅型的基因位于　　　　染色体上,判断的依据为
　 　。
(2)某同学为了确定控制体色的A/a这对等位基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段上,让组合二F1灰身雌、雄果蝇相互交配,然后统计F2中黑身果蝇的性别比例:若　　　　　　　　　　　　　,则说明A/a是位于常染色体上;若　　　　　　　　　　　　,则说明A/a是位于X、Y的同源区段上。
X　
杂交组合二中截翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交,F1雌果蝇全为正常翅,雄果蝇全为截翅(杂交组合一、二是用纯种正常翅、截翅果蝇进行的正反交实验,正反交实验结果不一致)
黑身果蝇中雌性∶雄性=1∶1　
黑身果蝇全为雄性
解析 (2)某同学为了确定控制体色的A/a这对等位基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段上,让组合二F1灰身雌、雄果蝇相互交配(Aa×Aa或XAXa×XAYa),然后统计F2中黑身果蝇的性别比例。若黑身果蝇中雌性∶雄性=1∶1,则说明A/a是位于常染色体上;若黑身果蝇全为雄性,则说明A/a是位于X、Y染色体的同源区段上。