专题12 两对、多对及外源基因在染色体上位置的判定方法-备战2022年高考生物复习重难点突破攻略.docx
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- 专题12 两对、多对及外源基因在染色体上位置的判定方法-备战2022年高考生物复习重难点突破攻略 专题 12 基因 染色体 位置 判定 方法 备战 2022 年高 生物 复习 难点 突破 攻略
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1、知识技能专项突破12 两对、多对及外源基因在染色体上位置的判定方法一、 两对等位基因在染色体上位置的判定1.原理:两对等位基因位于两对同源染色体上时,遵循基因自由组合定律,位于一对同源染色体上,遵循基因连锁互换定律,自交或测交时,会表现出自由组合定律特征或者基因连锁特征(不考虑交叉互换)。2.两对等位基因在染色体上的分布情况:3.方法一:双杂合子自交4.过程:将双杂合子个体进行自交(雌雄同体)或者基因型相同的双杂合子雌雄个体相互杂交(雌雄异体),观察子代的表现型及其比例。5.判断:若子代表现型比例为9331(或变式比),则两对等位基因位于两对同源染色体上;若子代表现型比例为3:1或1:2:1,
2、则两对等位基因位于一对同源染色体上。6.图解:(1)杂交过程(2)杂交结果7.方法二:双杂合子测交8.过程:将双杂合子个体与双隐性个体进行测交,观察子代的表现型及其比例。9.判断:若子代表现型比例为1:1:1:1(或变式比),则两对等位基因位于两对同源染色体上;若子代表现型比例为1:1,则两对等位基因位于一对同源染色体上。10.图解:(1)测交过程(2)测交结果【典例1】 (2021南京调研)某XY型性别决定的植物,有抗冻(A)和不抗冻(a),叶片无茸毛(B)和有茸毛(b)两对相对性状,某实验小组利用若干纯合品种作为亲本进行如下实验:组别PF1实验一抗冻有茸毛雄性不抗冻无茸毛雌性雌性全为抗冻无
3、茸毛雄性全为不抗冻无茸毛实验二抗冻有茸毛雌性不抗冻无茸毛雄性雌性全为抗冻无茸毛雄性全为抗冻有茸毛下列相关叙述正确的是()A根据实验一可判断A/a位于常染色体,B/b位于X染色体上B根据实验二可判断A/a位于X染色体,B/b位于常染色体上C根据两组实验可判断A/a、B/b可能位于X、Y染色体的同源区段上D让实验一的F1中雌性和实验二的F1中雄性杂交,子代中抗冻不抗冻31【答案】D【分析】表格分析,实验一、二为正反交实验,两组实验结果中后代的性状表现均不相同,在不考虑X和Y同源区的情况下,可知相关基因(A/a、B/b)位于X染色体上,则该植物这两对相对性状的遗传不符合基因自由组合定律,且实验一两亲
4、本基因型为XaBXaB和XAbY,实验二亲本的基因型为XAbXAb,XaBY。【详解】A、在控制相关性状的基因均为核基因的情况下,根据正反交结果不同,可判断A/a、B/b均位于X染色体,A错误;B、在控制相关性状的基因均为核基因的情况下,根据正反交结果不同,可判断A/a、B/b均位于X染色体,B错误;C、根据两组实验可判断A/a、B/b均位于X染色体上,不可能位于X、Y染色体的同源区段,C错误;D、让实验一的F1中雌性(XaBXAb)和实验二的F1中雄性(XAbY)杂交,只考虑A/a这对等位基因,则实验一的F1中雌性的基因型可表示为XAXa,实验二的F1中雄性的基因型可表示为XAY,二者杂交子
5、代中抗冻不抗冻31,D正确。故选D。 1.判断基因是否位于一对同源染色体上以AaBb为例,若两对等位基因位于一对同源染色体上,不考虑交叉互换,则产生两种类型的配子,在此基础上进行自交会产生两种或三种表现型,测交会出现两种表现型;若两对等位基因位于一对同源染色体上,考虑交叉互换,则产生四种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现四种表现型。2.两对等位基因是否位于不同对同源染色体上以AaBb为例,若两对等位基因分别位于两对同源染色体上,则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比,如1111或9331(或97等变式),也会出现致死背景下特殊的性状分离比,如4221或6
6、321等。在涉及两对等位基因遗传时,若出现上述性状分离比,可考虑基因位于两对同源染色体上。 1(2021全国高三测试)某多年生高等植物为XY型性别决定,其花的颜色受两对等位基因控制,且两对基因均不位于Y染色体上。A或a基因控制合成蓝色色素,B或b基因控制合成红色色素,不含色素表现为白花,含有两种色素表现为紫花。为研究其遗传机制,某同学选取一蓝花雌株和一红花雄株作为亲本进行杂交,F1表现为紫花雌株:蓝花雄株=1:1.回答下列问题:(1)控制蓝色色素合成的基因是_,蓝花雌株体内,只有花瓣细胞才呈现蓝色,根本原因是_。(2)为解释上述杂交结果,该同学提出了两种假设。假设一:B基因控制红色色素的合成且
7、该对基因位于X染色体上, A、a基因位于常染色体上。假设二:_。为验证哪一种假设正确,以上述亲本或F1为实验材料,设计杂交试验方案实验方案:_。若假设二正确,则预测实验结果为_(不考虑交叉互换)。【答案】(1) A 基因的选择性表达 (2) B基因控制合成红色色素且该对基因位于X染色体上,A、a基因也位于X染色体上 取F1中紫花雌株与蓝花雄株杂交,观察子代表现型及比例(取F1紫花雌株与亲本红花雄株杂交,观察子代表现型及比例) 子代表现为蓝花雌株:紫花雌株:蓝花雄株:红花雄株=1:1:1:1(子代表现为紫花雌株:红花雌株:蓝花雄株:红花雄株=1:1:1:1) 【分析】1、基因分离定律和自由组合定
8、律的实质,进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子时,位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。2、由题意知,一蓝花雌株和一红花雄株作为亲本进行杂交,F1表现为紫花雌株:蓝花雄株=1:1,说明控制花色的遗传是伴性遗传,子代雄株表现型与亲本蓝花雌株表现型相同,因此亲本蓝花雌株-对基因型是XbXb,红花雄株相关基因型是XBY,子一代雌株含有B基因,表现为紫花(有红色色素),因此B基因控制红色色素形成,子一代雌性含有A、a基因,能合成蓝色色素,因此A控制蓝色色素的合成;A、B基因都存在,开紫花,A存在、
9、B不存在开蓝花,A不存在,B存在开红花,A、B都不存在开白花。【详解】(1)由分析可知,控制蓝色色素合成的基因型是A基因;蓝花雌株体内,只有花瓣细胞才呈现蓝色,根本原因是基因的选择性表达。(2)由题意可以判断B(b)位于X染色体上,但是不能判断A( a )是位于X染色体还是位于常染色体上,因此假说有2种:假设一:B基因控制红色色素的合成且该对基因位于X染色体上,A、a基因位于常染色体上;假设二:B基因控制合成红色色素且该对基因位于X染色体上,A、a基因也位于X染色体上;方案一:F1中紫花雌株与蓝花雄株杂交,观察统计杂交子代的表现型比例进行判断;如果假设一成立,亲本基因型是AAXbXb、aaXB
10、Y,子一代基因型是AaXBXb、AaXbY,F1中紫花雌株与蓝花雄株杂交,后代基因型比例是A_XBXb:A_XbXb:aaXBXb:aaXbXb:A_XBY:A_XbY:aaXBY:aaXbY=3:3:1:1:3:3:1:1,分别表现为紫花雌株、蓝花雌株、红花雌株、白花雌株、紫花雄株、蓝花雄株、红花雄株、白花雄株;如果假设二成立,亲本基因型是XAbXAb、XaBY,子一代基因型是XAbXaB、XAbY,F1中紫花雌株与蓝花雄株杂交,子代基因型比例是XAbXAb:XAbXaB:XAbY:XaBY=1:1:1:1,表现为蓝花雌株:紫花雌株:蓝花雄株:红花雄株=1:1:1:1;方案二:取F1紫花雌株
11、与亲本红花雄株杂交,观察子代表现型及比例进行判断;如果假设一成立,亲本基因型是AAXbXb、aaXBY,子一代紫花植株的基因型是AaXBXb、亲本红花雄株的基因型是aaXBY,F1中紫花雌株与蓝花雄株杂交,后代基因型比例是AaXBXB:AaXBXb:aaXBXB:aaXBXb:AaXBY:AaXbY:aaXBY:aaXbY=1:1:1:1:1:1:1:1,表现型比例为为紫花雌株:红花雌株:紫花雄株:蓝花雄株:红花雄株:白花雄株=2:2:1:1:1:1;如果假设二成立,亲本基因型是XAbXAb、XaBY,子一代紫花雌株的基因型是XAbXaB、亲本红花雄株的基因型是XaBY,F1中紫花雌株与亲本红
12、花雄株杂交,子代基因型比例是XAbXaB:XaBXaB: XAbY: XaBY=1:1:1:1,表现为紫花雌株:红花雌株:蓝花雄株:红花雄株=1:1:1:1。【点睛】本题考查学生理解基因分离定律和自由组合定律的实质和使用条件、XY型的性别决定和伴性遗传等知识要点,把握知识的内在联系,形成知识网络,并结合题干信息综合分析判断显隐性关系及相关基因、基因位于常染色体还是X染色体上,应用演绎推理的方法设计遗传实验、判断基因位置,预期结果、获取结论是解答本题的关键。2(2021山东淄博高三二模)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
13、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,子二代表现型及比例见下表:雌性个体表现型长翅刚毛长翅截毛残翅刚毛残翅截毛数量比例3/401/40雄性个体表现型长翅刚毛长翅截毛残翅刚毛残翅截毛数量比例3/83/81/81/8回答下列问题:(1)两对相对性状中,属于显性性状的是_和_,基因A/a位于_染色体,基因B/b位于_染色体。(2)亲代的基因型为_和_(3)子二代中与亲代基因型相同的个体所占的比例是_,雌性个体中杂合子的比例是_(4)某同学认为,若等位基因B/b位于X、Y染色体的同源区段,则该基因控制的性状与性别无关
14、,现有该昆虫纯合雌雄个体若干,请设计实验证明此观点是否正确_。【答案】长翅 刚毛 常 X AAXBXB aaXbY 1/8 3/4 选用纯合的刚毛雄性个体和截毛雌性个体进行杂交,则无论杂交多少代后代雄性个体全部为刚毛,说明该基因控制性状与性别相关联,该观点不正确。 【分析】长翅刚毛雌性个体与残翅截毛雄性个体作亲代杂交,子代中雌性个体没有截毛表现型,且雌雄个体中长翅:残翅均为3:1,长翅相对残翅为显性,且位于常染色体上,子代中刚毛:截毛=2:1,且该基因位于X染色体上,子一代因型为AaXBXbAaXBY,亲本基因型为AAXBXBaaXbY。【详解】(1)根据分析,子一代长翅刚毛随机交配后发生性状
15、分离,子二代出现残翅和截毛,则长翅和刚毛为显性性状,翅型表现型子代性别无关,位于常染色体上,刚毛/截毛雌雄个体无截毛个体,位于X染色体上;(2)根据分析,亲本的基因型为AAXBXBaaXbY;(3)亲本的基因型为AAXBXBaaXbY,子一代基因型为AaXBXbAaXBY,产生AAXBXB的概率为1/41/4=1/16,产生aaXbY的概率为1/41/4=1/16,则子二代和亲本基因型相同的个体所占比例为1/16+1/16=1/8,雌性个体中长翅与残翅纯合概率为1/2,刚毛与截毛纯合概率为1/2,则纯合的概率为1/21/2=1/4,杂合概率为3/4;(4)若B/b基因位于X染色体的同源区段,则
16、Y染色体上也含有B/b基因,选用纯合的刚毛雄性个体和截毛雌性个体进行杂交,因为Y染色体上有B基因,则无论杂交多少代后代雄性个体全部为刚毛,说明该基因控制性状与性别相关联,该观点不正确。【点睛】本题考察基因在染色体上位置的判断和基因的自由组合定律,需要能够从表格中判断基因所在位置进行答题,题目难度较难。3(2021江苏苏州中学高三月考)在连续培养多代的红眼果蝇中,摩尔根偶然发现了一只白眼雄果蝇,让该白眼雄果蝇与野生型红眼雌果蝇杂交,F1全是红眼果蝇,F1雌雄果蝇相互交配,F2中红眼:白眼3:1且白眼的都是雄性。回答下列问题(不考虑其他突变和交叉互换):(1)摩尔根运用_(科学方法)证明了基因在染
17、色体上。(2)已知果蝇红眼和白眼分别由基因E和e控制,果蝇体内另有一对等位基因D和d位于常染色体上,D和d基因不影响E和e基因的表达,其中d基因纯合会导致雌性个体反转为不育雄性,d基因纯合对雄性个体无影响。现有一只基因型为Dd的白眼雌果蝇与一只基因型为dd的红眼正常雄果蝇进行杂交,则子一代的表现型及比例为_。子一代随机交配,则子二代中雌雄比例为_,其中红眼雌果蝇概率为_。(3)果蝇长翅和残翅、灰身和黑身为两对相对性状,分别受基因A、a和B、b控制,这两对基因不独立遗传。现用纯合灰身长翅雌果蝇与纯合黑身残翅雄果蝇杂交,F1雌雄果蝇表现型全为灰身长翅。请以题中的果蝇为实验材料设计一次杂交实验,探究
18、A基因和B基因在染色体上的位置(不考虑XY同源区段及其他基因)。请写出实验设计思路:_。预测实验结果及结论:_。【答案】假说演绎法 红眼雌性:红眼雄性:白眼雄性1:1:2 5:11 5/32 让F1的灰身长翅雌雄果蝇相互交配获得F2,统计F2果蝇的表现型及比例 若F2雌雄果蝇中灰身长翅:黑身残翅均为3:1,则A基因和B基因位于同一条常染色体上,若F2果蝇中灰身长翅雌果蝇:灰身长翅雄果蝇:黑身残翅雄果蝇2:1:1,则A基因和B基因位于同一条X染色体上 【分析】(1)根据F1雌雄果蝇相互交配,F2中白眼的都是雄性,且红眼:白眼=3:1,可知果蝇的眼色和性别有关,推测果蝇眼色基因位于X染色体上。(2
19、)果蝇长翅和残翅,灰身和黑身为两对相对性状,分别受基因A、a和B、b控制,这两对基因不独立遗传,说明这两对基因位于一对同源染色体上。【详解】(1)摩尔根以果蝇为材料,运用假说演绎法证明了基因在染色体上。(2)根据题文,F1雌雄果蝇相互交配,F2中白眼的都是雄性,且红眼:白眼=3:1,可知果蝇的眼色和性别有关,推测果蝇眼色基因位于X染色体上。果蝇体内另有一对等位基因F/f位于常染色体上,说明F/f 基因和R/r基因遵循基因的自由组合定律。基因型为Ff的白眼雌果蝇的基因型为DdXeXe,基因型为ff的正常红眼雄果蝇基因型为ddXEY,二者杂交,则子一代的基因型及比例为DdXEXe:ddXEXe:D
20、dXeY:ddXeY=1:1:1:1,对应的表现型分别为红眼雌性、红眼雄性(不育)、白眼雄性、白眼雄性,故子一代的表现型及比例为红眼雌性:红眼雄性:白眼雄性=1:1:2。子一代随机交配,由于ffXEXe为不育雄性,故应将其排除,则子一代产生的雌配子为:1/4DXE、1/4DXe、1/4dXE、1/4dXe,雄配子为:1/8DXe、3/8dXe、1/8DY、3/8dY,采用棋盘法,根据f基因纯合会导致雌性个体反转为不育雄性,d基因纯合对雄性个体无影响,得出子二代中雌雄比例为5:11,其中红眼雌果蝇的概率为5/32。(3)根据题文,基因A、a和B、b这两对基因不独立遗传,说明这两对基因位于一对同源
21、染色体上。不考虑XY同源区段及其他基因,则这两对基因可能位于常染色体上,也可能位于X染色体上。为探究A基因和B基因在染色体上的位置,可让F1的灰身长翅雌雄果蝇相互交配获得F2,统计F2果蝇的表现型及比例。然后用逆推法,若A基因和B基因位于同一条常染色体上,则F2雌雄果蝇中灰身长翅(1AABB、2AaBb):黑身残翅(aabb)均为3:1;若A基因和B基因位于同一条X染色体上,则F2果蝇中灰身长翅雌果蝇(1XABXAB、1XABXab):灰身长翅雄果蝇(1XABY):黑身残翅雄果蝇(1XabY)=2:1:1。【点睛】本题考查伴性遗传和孟德尔遗传规律,学会用逆推法判断基因在染色体上的位置是解答本题
22、的关键。4(2022河南高三开学考试)安哥拉兔的短毛和长毛分别由A基因和a基因控制,而毛色白色、灰色和黑色分别受复等位基因d、d+和dh控制,选取不同表现型的亲本进行杂交实验,杂交亲本及子代表现型如下表:杂交亲本FI表现型比例父本母本短毛灰色兔长毛白色兔短毛灰色雌、长毛灰色雄长毛白色兔短毛灰色兔短毛灰色雌、长毛灰色雄短毛黑色兔长毛白色兔短毛黑色雌、长毛黑色雄长毛白色兔短毛黑色兔短毛黑色雌、长毛黑色雄利用第组F1中的雄兔与第组F1中的雌兔杂交,得到的F2中,雌兔表现型及比例为短毛灰色:短毛黑色:短毛白色:长毛灰色:长毛黑色:长毛白色=6:3:3:2:1:1;雄兔表现型及比例为短毛灰色:短毛黑色:
23、短毛白色:长毛灰色:长毛黑色:长毛白色=2:1:1:6:3:3。回答下列 问题:(1)安哥拉兔控制毛长短的基因_(填“是”或“不是”)位于X染色体,推断理由是_。(2)控制毛色的三种基因中,显隐关系为_o(3)得到F2的结果还可选择的杂交组合为_(写出一组即可)。从F2的结果可以得出,控制毛长短和毛色的基因_(填“是”或“不是”)位于两对同源染色体上,推断理由是_。(4)由兔毛长短的遗传可以看出,基因与性状的关系并不是简单的线性关系,性状的表现是_的结果。【答案】(1) 不是 从毛长短这对性状来看,无论是正交还是 反交尸1结果相同 (2)d+dhd(3) 第组子代的雌兔和第组子代的雄兔 是 F
24、2两对相对性状表现型的比例无论 雌、雄均符合(3:1)(2:1:1),遵循自由组合定律 (4)由基因和环境因素(或性激素)共同作用【分析】1、基因分离定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代。2、安哥拉兔的短毛和长毛分别由A基因和a基因控制,该性状遵循分离定律;而毛色白色、灰色和黑色分别受复等位基因d、d+和dh控制,是受复等位基因控制的,遵循基因的的分离定律。【详解】(1)如果控制毛长短的基因位于X染色体 上,第和第组子代无论雌雄均应为短毛,第和 第组子代雌为短毛,雄为长毛,即正
25、反交结果应不同。题中正反交结果均呈现雌为短毛,雄为长毛,基因在常染色体上,出现这样的结果是因为杂合子在 不同性别中表现不同。(2)第组中灰色和白色个体交配,子代全为为灰色,说明灰色对白色是显性,即dd;第三组黑色和白色杂交子代全为黑色,说明黑色对白色为显性,即dhd;且利用第组F1中的雄兔(灰色)与第组F1中的雌兔(黑色)杂交,得到的F2中,灰色:黑色:白色=2:1:1,说明灰色对黑色为显性,即d+dh,故控制毛色的三种基因中,显隐关系为d+dhd。(3)F2中雌兔表现型及比例为短毛灰色:短毛黑色:短毛白色:长毛灰色:长毛黑色:长毛白色=6: 3: 3: 2: 1:1;雄兔表现型及比例为短毛灰
26、色:短毛黑色:短毛白色:长毛灰色:长毛黑色:长毛白色=2: 1:1: 6: 3: 3,还可选择的杂交组合为第组子代的雌兔和第组子代的雄兔;单从毛色这对性状看,无论F1还是F2,雌雄对 该性状的表现机会相同,说明基因位于常染色体上。 利用F1中的黑兔和灰兔杂交均可出现灰:黑:白= 2:1:1的结果,而对于另一对基因,F1的基因型均为 Aa,只要选用的杂交组合为雌性或雄性一方的灰兔,而对于另一方为黑兔即可。F2两对相对性状表 现型及比例雌为(短:长= 3:1)(灰:黑:白=2:1:1), 雄为(短:长= 13)(灰:黑:白=2:1:1),只有基因位于两对同源染色体上,即表现为自由组合,才会出现题中
27、所给结果。(4)兔毛的长短除了受基因控制外,还与性别有关, 很可能是与不同性别体内性激素的含量不同有关, 即性状既受基因控制,也受环境条件影响。【点睛】本题旨在考查学生理解基因分离定律的实质,基因与性状之间的关系,学会根据子代的表现型及比例推出亲基因型及遵循的遗传规律,进而结合题意分析作答。5(2021广西崇左高三一模)某昆虫的性别决定方式是XY型,其翅形由两对分别位于两对同源染色体上的等位基因A/a和B/b控制,同时含有A、B基因时个体表现为长翅,只有A基因而无B基因时个体表现为短翅,不含有A基因时个体表现为残翅;现有一长翅雌性个体与一残翅雄性个体杂交,F1全表现为长翅,F1雌雄个体相互交配
28、得到F2,F2表现型及比例为长翅:短翅:残翅=9:3:4。请回答问题:(1)假设B/b只位于X染色体上、A/a位于常染色体上。种群中残翅个体的基因型有_种。亲本基因型为_;F2中不存在表现型为_的个体。(2)利用纯合长翅雌性个体、纯合短翅雌性个体、纯合长翅雄性个体(基因型为XAY、XaY、XBY、XbY的个体为纯合子)设计杂交实验,探究染色体A/a、B/b基因的位置(不考虑X、Y染色体的同源区段)。思路:_。实验结果及结论:若_,则A/n位于常染色体上、B/b仅位于X染色体上;若_,则A/a和B/b分别位于两对常染色体上,或A/a仅位于X染色体上、B/b位于常染色体上。【答案】5 AAXBXB
29、、aaXbY 短翅雌性 选择纯合短翅雌性个体与纯合长翅雄性个体杂交,观察子代的表现型及比例 若子代雌性个体全为长翅,雄性个体全为短翅 若子代雌雄个体全为长翅 【分析】根据图示杂交实验的结果,F2的性状分离比为9:3:4(为9:3:3:1的变式),可知A/a和B/b的遗传符合基因的自由组合定律,两对等位基因位于两对同源染色体上。长翅的基因中同时含有A和B,短翅的基因中含有A不含有B,残翅的基因型中不含有A。【详解】(1)假设B/b只位于X染色体上、A/a位于常染色体上,残翅的基因型中不含有A,因此残翅个体的基因型为aaXBXB、aaXBXb、aaXbXb、aaXBY、aaXbY,共5种;根据假设
30、以及题干信息,F2分离比9:3:4,F1全为长翅,可推知F1基因型为AaXBXb、AaXBY,再根据亲本的表现型为长翅雌性与残翅雄性个体杂交,从而可知亲本基因型为AAXBXB(长翅雌性)、aaXbY(残翅雄性);结合已推知F1基因型为AaXBXb、AaXBY,可知F2不存在A_XbXb即表现型为短翅雌性的个体。(2)要探究染色体A/a、B/b基因的位置,根据提供的材料,可选择纯合短翅雌性个体与纯合长翅雄性个体杂交,观察子代的表现型及比例。若A/a位于常染色体上、B/b仅位于X染色体上,则亲本纯合短翅雌性个体的基因型为AAXbXb,纯合长翅雄性个体的基因型为AAXBY,后代的基因型为AAXBXb
31、,AAXbY,则子代雌性个体全为长翅,雄性个体全为短翅。若A/a和B/b分别位于两对常染色体上,则亲本纯合短翅雌性个体的基因型为AAbb,纯合长翅雄性个体的基因型为AABB,后代的基因型为AABb,则子代雌雄个体全为长翅。若A/a仅位于X染色体上、B/b位于常染色体上,则亲本纯合短翅雌性个体的基因型为bbXAXA,纯合长翅雄性个体的基因型为BBXAY,后代的基因型为BbXAXA,BbXAY,则子代雌雄个体全为长翅。【点睛】本题考查了基因自由组合定律的变式应用以及伴性遗传的相关知识,意在考查考生的分析能力、推理能力,具有一定的难度。基因的分离定律是基因的自由组合定律的基础,因此在解答本题时,首先
32、利用分离定律对两对基因逐对考虑,然后再利用乘法法则进行组合。6(2021四川绵阳中学高三三模)某雌雄异体的二倍体动物的毛色有棕色和黄色二种,现用一只棕色雄与一只棕色雌两个亲本交配,F1表现为棕色与黄色均有,且比例为3:1(假设子代足够多,且均能正常存活)。现欲研究该动物毛色的遗传规律,不同实验小组提出了不同观点:观点一:该动物毛色由常染色体上的一对等位基因(相关基因用A/a表示)控制,其中AA 和Aa表现为棕色,aa表现为黄色;观点二:该动物毛色由常染色体上的两对等位基因(Aa、B/b)控制,这两对基因独立遗传,且只要有其中任意一个显性基因时表现为棕色,无显性基因时表现为黄色。观点三:该动物毛
33、色由常染色体上的两对等位基因(Aa、B/b)控制,这两对基因不能独立遗传,且只要有其中任意一个显性基因时表现为棕色,无显性基因时表现为黄色。观点四:该动物毛色由一对等位基因(A/a)控制,且这对等位基因位于X、Y染色体的同源区段上,XAXA、XAXa、XAYA、XAYa、XaYA表现为棕色。XaXa、XaYa表现为黄色。(1)请写出观点二双亲的基因型组合_(至少写出二种组合)(2)请画出观点三双亲的基因型组合示意图(画出1种即可)_(3)若已经排出了观点二和观点三,现有纯合体棕色、黄色雌雄若干,请你设计一个实验判断该动物毛色的遗传符合观点一还是观点四,要求写出实验思路、预期结果及结论。_(4)
34、除了上述观点以外,请你尝试提出新的观点解释题干中的3:1现象_。【答案】Aabb和Aabb、aaBb和aaBb、Aabb和aaBb 让黄色的雌性个体与亲本中的棕色雄性个体进行多次交配产生足够多的后代,观察后代的性状表现及其性别,如果后代中棕色与黄色的比例为11,且与性别无关,则符合假说一,若后代中棕色与黄色的比例为11,且与性别有关(雌性是一种性状,雄性表现为另外一种性状),则相关基因位于X、Y的同源区,即符合假说四。 除了上述观点以外,该动物毛色还可以是由一对等位基因(A/a)控制,且这对等位基因位于X染色体的上,则亲本的基因型为XAXa、XAY,杂交产生的后代中的基因型为XAXA(棕色)、
35、XAXa(棕色)、XAY(棕色)、XaY(黄色)。 【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子时,位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体的非等位基因进行自由组合。题意分析,观点一中,双亲的基因型为Aa,二者交配后获得的后代的基因型和表现型为AA 和Aa表现为棕色,aa表现为黄色;观点二中,该动物毛色由常染色体上的两对等位基因(Aa、B/b)控制,这两对基因独立遗传,且只要有其中任意一个显性基因时表现为棕色,无显性基因时表现为黄色,则亲本的基因型为Aabb和Aabb、aaBb和aaB
36、b、Aabb和aaBb;观点三中亲本的基因型为aaBb(基因a和B位于一条染色体上,基因a和b为另一条染色体上)、Aabb(基因A和b位于一条染色体上,基因a和b为另一条染色体上),二者杂交产生的后代的基因型为AaBb(棕色)、Aabb(棕色)、aaBb(棕色)、aabb(黄色)。【详解】(1)结合分析可知,观点二双亲的基因型组合Aabb和Aabb、aaBb和aaBb、Aabb和aaBb;(2)结合分析可知,观点三双亲的基因型组合为aaBb(基因a和B位于一条染色体上,基因a和b为另一条染色体上)、Aabb(基因A和b位于一条染色体上,基因a和b为另一条染色体上)如下图所示:(3)根据棕色的亲
37、本生出黄色的后代,其棕色黄色的比例为31,说明棕色对黄色为显性,为了判断控制该动物毛色的基因位于常染色体上还是位于X、Y的同源区,设计实验如下:让黄色的雌性个体与亲本中的棕色雄性个体进行多次交配产生足够多的后代,观察后代的性状表现及其性别,如果后代中棕色与黄色的比例为11,且与性别无关,则符合假说一,若后代中棕色与黄色的比例为11,且与性别有关(雌性是一种性状,雄性表现为另外一种性状),则相关基因位于X、Y的同源区,即符合假说四。(4)除了上述观点以外,该动物毛色还可以是由一对等位基因(A/a)控制,且这对等位基因位于X染色体的上,则亲本的基因型为XAXa、XAY,杂交产生的后代中的基因型为X
38、AXA(棕色)、XAXa(棕色)、XAY(棕色)、XaY(黄色)。【点睛】熟知基因分离和自由组合定律的实质与应用是解答本题的关键,能正确题中的信息是解答本题的前提,本题重点考查学生的逻辑推理能力以及解答遗传实验题目的能力。二、 N(N3)对等位基因在染色体上位置判断N对等位基因在染色体上的位置情况相对复杂,总体可分为完全独立遗传、部分独立遗传和完全连锁三种情况,方法一:N对等位基因综合分析1.过程:将N对等位基因的杂合子自交或测交,观察子代表现型及其比例。2.判断:(1)若自交后代的分离比(或其变式)为(3:1)n,或测交后代的分离比(或其变式)为(1:1)n,则说明这N对等位基因位于N对同源
39、染色体上,表现出完全独立遗传,全部遵循基因的自由组合定律。(2)若自交后代的分离比(或其变式)(3:1)n,或测交后代的分离比(或其变式)(1:1)n,则说明这N对等位基因位于N对同源染色体上,表现出部分独立遗传,部分基因位于同一对染色体上。独立遗传的遵循自由组合定律,位于一对同源染色体上的满足基因连锁互换定律。(3)若自交后代的分离比(或其变式)为3:1或1:2:1,或测交后代的分离比(或其变式)为1:1,则说明这N对等位基因位于一对同源染色体上,表现出完全连锁遗传,全部基因位于同一对染色体上,满足基因连锁互换定律。方法二:先两两分析后综合分析1.过程:先将任意两对等位基因的双杂合子进行自交
40、或测交,观察子代表现型及其比例,从而判断任意两对等位基因在染色体上的位置关系,最后再进行综合,即可判断N对等位基因的位置关系。2.判断:(1)若任意两对等位基因自交后代的表现型均为9:3:3:1分离比(或其变式),或测交后代均为1:1:1:1分离比(或其变式),则说明这N对等位基因位于N对同源染色体上,表现出完全独立遗传,全部遵循基因的自由组合定律。(2)若任意两对等位基因自交部分后代的表现型均为9:3:3:1分离比(或其变式),部分为3:1或1:2:1;或测交后代部分为1:1:1:1分离比(或其变式),部分为1:1;则说明这N对等位基因位于N对同源染色体上,表现出部分基因独立遗传,部分基因位
41、于同一对染色体上。独立遗传的遵循自由组合定律,位于一对同源染色体上的满足基因连锁互换定律。(3)若任意两对等位基因自交后代的分离比(或其变式)均为3:1或1:2:1,或测交后代的分离比(或其变式)均为1:1,则说明这N对等位基因位于一对同源染色体上,表现出完全连锁遗传,全部基因位于同一对染色体上,满足基因连锁互换定律。 位于非同源染色体上,后综合分析,即分别证明A/a和B/b、A/a和C/c、B/b和C/c均位于不同对的同源染色体上,则说明这三对等位基因位于非同源染色体(三对同源染色体)上,遵循基因的自由组合定律,反之也成立。【典例2】 (2017年新课标卷,32)已知某种昆虫的有眼(A)与无
42、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:aaBBEE、AAbbEE和AABBee。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、三个杂交组合,分别得到F1和F2,若各杂
43、交组合的F2中均出现四种表现型,且比例为9331,则可确定这三对等位基因分别位于三对染色体上;若出现其他结果,则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上。(2)选择杂交组合进行正反交,观察F1雄性个体的表现型。若正交得到的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)实验思路:将确定三对基因是否分别位于三对染色体上,拆分为判定每两对基因是否位于一对染色体上,如利用和进行杂交去判定A/a和B/b是否位于一对染色体上。实验过程:(以判定A/a和B/b是否位于一对染色体上为例) 预期结果及结论:
44、若F2的表现型及比例为有眼正常刚毛有眼小刚毛无眼正常刚毛无眼小刚毛9331,则A/a和B/b位于位于两对染色体上;否则A/a和B/b位于同一对染色体上。(2)实验思路:将验证A/a和B/b这两对基因都位于X染色体上,拆分为验证A/a位于X染色体上和B/b位于X染色体上分别进行验证。如利用和进行杂交实验去验证A/a位于X染色体上,利用和进行杂交实验去验证B/b位于X染色体上。实验过程:(以验证A/a位于X染色体上为例)取雌性的和雄性的进行杂交实验: 预期结果及结论:若子一代中雌性全为有眼,雄性全为无眼,则A/a位于X染色体上;若子一代中全为有眼,且雌雄个数相等,则A/a位于常染色体上。 上述两种
45、方法优缺点比较项目优点缺点方法一简便、快速精确度低无法确定任意两对基因的位置关系方法二精确度高能确定任意两对基因的位置关系操作繁琐、实验量大总结如果只想大致了解N对基因的位置关系,可以采用方法一,如果想确定任意两对基因的位置关系,则应该采用方法二。 1(2021辽宁高考真题)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突变为隐性基因)导致。回答下列问题:(1)进行水稻杂交实验时,应首先除去_未成熟花的全部_,并套上纸袋。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1自交,F2的表现型及比例为_。(2)为判断这四个突变体所
46、含的浅绿叶基因之间的位置关系,育种人员进行了杂交实验,杂交组合及F1叶色见下表。实验分组母本父本F1叶色第1组WX浅绿第2组WY绿第3组WZ绿第4组XY绿第5组XZ绿第6组YZ绿实验结果表明,W的浅绿叶基因与突变体_的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上,育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交,观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换,预测如下两种情况将出现的结果:若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,结果为_。若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,结果为_。(3)叶绿素a加
47、氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。研究发现,突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换,造成mRNA上对应位点碱基发生改变,导致翻译出的肽链变短。据此推测,与正常基因转录出的mRNA相比,突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是_。【答案】(1) 母本 雄蕊 绿叶:浅绿叶=3:1 (2) Y、Z 三组均为绿叶:浅绿叶=1:1 第4组绿叶:浅绿叶=1:1;第5组和第6组绿叶:浅绿叶=9:7 (3)终止密码提前出现【分析】基因自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上
48、的非等位基因自由组合。(1)水稻为雌雄同株两性花,利用水稻进行杂交时,应先除去母本未成熟花的全部雄蕊(防止自花受粉),并套袋,防止外来花粉干扰。若将浅绿叶W(隐性纯合)与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1为杂合子,自交后代F2的表现型及比例为绿叶:浅绿叶=3:1。(2)分析表格:W、X、Y、Z均为单基因隐性突变形成的浅绿叶突变体,第1组W、X杂交,F1仍为浅绿叶,说明W和X为相同隐性基因控制;第2组W、Y杂交,第3组W、Z杂交,F1均表现绿叶,说明W的浅绿叶基因与Y、Z不是同一基因,即属于非等位基因。设W(X)的浅绿叶基因为a,Y的浅绿叶基因为b,Z的浅绿叶基因为c,当任何一对隐性基因纯合时就表现为
49、浅绿叶。若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,则第4组为X(aaBBCC)Y(AAbbCC),F1基因型为AaBbCC,F1产生的配子为aBC、AbC,自交后代F2为1aaBBCC(浅绿叶)、1AAbbCC(浅绿叶)、2AaBbCC(绿叶),即绿叶:浅绿叶=1:1;同理第5组和第6组的结果也是绿叶:浅绿叶=1:1。若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,则第4组为X(aaBBCC)Y(AAbbCC),结果与上一小问X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上时相同,即绿叶:浅绿叶=1:1;第5组为X(aaBBCC)Z(AABBcc),F1基因型为A
50、aBBCc,F1产生配子时,A、a和C、c可以进行自由组合,产生4种配子,自交后代F2符合9:3:3:1,由于何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶,则F2的表现型为绿叶:浅绿叶=9:7;第6组为Y(AAbbCC)Z(AABBcc),F1基因型为AABbCc,F1产生配子时,B、b和C、c可以进行自由组合,F2结果与第5组相同,即绿叶:浅绿叶=9:7。(3)分析题意可知,OsCAO1基因某位点发生碱基对的替换,造成mRNA上对应位点碱基发生改变,有可能使终止密码提前出现,导致翻译出的肽链变短。【点睛】本题结合可遗传变异,考查基因的分离定律和基因的自由组合定律的相关知识,解题本题关键是根据杂交实验的
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