1、微讲座6 基因位置的判定及相关实验设计一、探究基因是位于X染色体上还是位于常染色体上专题精讲1若相对性状的显隐性已知，只需一个杂交组合即可判断基因的位置，则用隐性雌性个体与显性雄性个体杂交的方法，即：2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：典题示例【典例1】一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均既有野生型，又有突变型。若要通过一次杂交实验鉴别突变基因是在X染色体上还是在常染色体上，选择杂交的F1个体最好是()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
2、变型(雌)突变型(雄)【解析】本题考查伴性遗传与常染色体遗传的界定。由题中“一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状”可知：该突变为显性突变，即突变型性状为显性性状，野生型性状为隐性性状。对于显性基因位置的判断，应选择雄性的显性个体与雌性的隐性个体交配，若基因在X染色体上，则所有的后代中，雌性均表现为突变型性状，雄性均表现为野生型性状，否则，基因在常染色体上。【答案】A【典例2】果蝇是遗传学研究的常用材料，分析下列实验：(1)果蝇的灰身和黄身是一对相对性状，若要确定灰身基因是在X染色体上还是在常染色体上，可将灰身纯合子和黄身纯合子进行_，若_，则可确定灰身基因位于X染
3、色体上，则种群中控制体色的基因型有_种。(2)若已知灰身是显性(基因用A表示)，可通过一次杂交就 可 判 断 这 对 相 对 性 状 的 遗 传 方 式，杂 交 组 合 是_，若_，则可确定灰身基因位于X染色体上，写出该遗传图解。【解析】根据题意，若正交和反交结果不同，可确定灰身基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY 5种。若已知灰身是显性，通过一次杂交就可判断这对相对性状的遗传方式，杂交组合是雌性黄身纯合子雄性灰身纯合子，若子代雌性都是灰身，雄性都是黄身，则可确定灰身基因位于X染色体上。【答案】(1)正交和反交 正交和反交结果不同 5 (2
4、)雌性黄身纯合子雄性灰身纯合子 子代雌性都是灰身，雄性都是黄身 遗传图解：【易错提醒】解答此类问题要注意的两点(1)是否已知性状的显隐性。在未知显隐性的条件下，只能用正反交方法。(2)区分“一次”杂交还是“一代”杂交。若是题干要求“一次”杂交，则不能用正反交方法。二、探究基因是仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段 专题精讲 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基本思路一：用“纯合隐性雌”与“纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状，即：3基本思路二：用“杂合显性雌”与“纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状，即：典题示例【典例3】(2015山东卷，节选)果蝇
5、的长翅(A)对残翅(a)为显性、刚毛(B)对截毛(b)为显性。为探究两对相对性状的遗传规律，进行如下实验。(1)若 只 根 据 实 验 一，可 以 推 断 出 等 位 基 因 A、a 位 于_染色体上；等位基因B、b可能位于_染色体上，也可能位于_染色体上。(填“常”“X”“Y”或“X和Y”)(2)实验二中亲本的基因型为_；若只考虑果蝇的翅型性状，在F2的长翅果蝇中，纯合体(子)所占比例为_。(3)用某基因型的雄果蝇与任何雌果蝇杂交，后代中雄果蝇的表现型都为刚毛。在实验一和实验二的F2中，符合上述条件的雄果蝇在各自F2中所占比例分别为_和_。【解析】(1)若实验一为正交，则实验二为反交。统计分
6、析表中的数据可知，无论正交和反交，F1都表现为长翅和刚毛，说明双亲都是纯合子。若只研究长翅和残翅这对相对性状，实验一的F2中，雌果蝇和雄果蝇中的数量比都是31，据此可推断出等位基因A、a位于常染色体上。在实验一中，F2的雌果蝇都表现为刚毛，雄果蝇的刚毛与截毛的数量比是11，表现出与性别相关联，据此可推断等位基因B、b可能位于X染色体上，也可能位于X和Y染色体上。(2)在实验二中，F2的雌果蝇的刚毛与截毛的数量比是11，雄果蝇全为刚毛，如果等位基因B、b只位于X染色体上，理论上实验二的亲本基因型应分别为XBY、XbXb，F1的基因型为XBXb、XbY，进而推出在F2中，刚毛与截毛的数量比在雌果蝇
7、和雄果蝇中都是11，理论值与实验结果不符，说明等位基因B、b位于X和Y染色体上。由此可推知实验二中亲本的基因型为AAXBYB、aaXbXb。若只考虑果蝇的翅型性状，则F1的基因型为Aa，F2的基因型及比例为AAAaaa121，其中基因型为AA和Aa的果蝇均表现为长翅，所以在F2的长翅果蝇中，纯合体(子)所占比例为1/3。(3)用某基因型的雄果蝇与任何雌果蝇杂交，后代中雄果蝇的表现型都为刚毛，则“某基因型的雄果蝇”的基因型应为XBYB或XbYB。在实验一中，亲本基因型分别为XBXB、XbYb，F1的基因型为XBXb、XBYb，F2的基因型为XBXB、XBXb、XBYb、XbYb，四种基因型的个体
8、数量相等，符合上述条件的雄果蝇在F2中所占比例为0；在实验二中，亲本基因型分别为XBYB、XbXb，F1的基因型为XBXb、XbYB，F2的基因型为XBXb、XbXb、XBYB、XbYB，四种基因型的个体数量相等，故符合上述条件的雄果蝇在F2中所占比例为1/2。【答案】(1)常 X X和Y(注：两空可颠倒)(2)AAXBYB、aaXbXb(注：顺序可颠倒)1/3 (3)0 1/2 三、探究基因位于常染色体还是X、Y染色体的同源区段 专题精讲 1设计思路：隐性的纯合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的表现型情况。即：2结果推断
9、 (1)若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，则该基因位于常染色体上。(2)若F2中雄性个体全表现为显性性状，雌性个体中既有显性性状又有隐性性状，则该基因位于X、Y染色体的同源区段上。典题示例【典例4】野生型果蝇(纯合体)的眼形是圆眼，某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇，他想探究果蝇眼形的遗传方式，设计了如图甲所示实验。雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如图乙所示。据图分析回答下列问题：(1)由图甲中F1可知，果蝇眼形的_是显性性状。(2)若F2中圆眼棒眼31，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于_染色体上。(3)若F2中圆眼棒眼31，但仅在雄果蝇中有棒眼
10、，则控制圆眼、棒眼的基因可能位于_，也可能位于_。(4)请从野生型、F1、F2中选择合适的个体，设计方案，对上述(3)中的问题作出进一步判断。实验步骤：用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，得到_；用 _ 与 _ 交 配，观 察 子 代 中 有 没 有_个体出现。预期结果与结论：若只有雄果蝇中出现棒眼个体，则圆、棒眼基因位于_；若子代中没有棒眼果蝇出现，则圆、棒眼基因位于_。【解析】(1)据图甲可知，双亲中一方是圆眼，一方是棒眼，而F1中全是圆眼，说明圆眼是显性性状，棒眼是隐性性状。(2)若F2中圆眼棒眼31，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则眼形的遗传不符合伴性遗传规律，因此控制圆眼、棒眼
11、的基因只能位于常染色体上。(3)若F2中圆眼棒眼31，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于X染色体的区段或X和Y染色体的区段。(4)用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，选取子代中的棒眼雌果蝇与野生型雄果蝇交配，若子代出现棒眼个体，则圆、棒眼基因位于X染色体的特有区段；若子代中没有棒眼果蝇出现，则圆、棒眼基因位于X、Y染色体的同源区段。【答案】(1)圆眼(2)常(3)X染色体的区段 X和Y染色体的区段(顺序可颠倒)(4)实验步骤：棒眼雌果蝇 棒眼雌果蝇 野生型雄果蝇 棒眼 预期结果与结论：X染色体的特有区段 X、Y染色体的同源区段 四、设计杂交实验，巧辨性别 专题精讲 1对于XY型
12、性别决定的生物，伴X染色体遗传中，隐性性状的雌性个体与显性性状的雄性个体杂交，在子代中雌性个体都表现为显性性状，雄性个体都表现为隐性性状，图解如下：亲本：XaXa()XAY()子代：XAXa(显性)、XaY(隐性)2对于ZW型性别决定的生物，伴Z染色体遗传中，隐性性状的雄性个体与显性性状的雌性个体杂交，在子代中雄性个体都表现为显性性状，雌性个体都表现为隐性性状，图解如下：亲本：ZaZa()ZAW()子代：ZAZa(显性)、ZaW(隐性)典题示例【典例5】(2018山东省寿光现代中学高三上学期开学考试)果蝇的红眼为伴X显性遗传，其隐性性状为白眼。在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别
13、的一组是()A杂合红眼雌果蝇红眼雄果蝇 B白眼雌果蝇红眼雄果蝇 C杂合红眼雌果蝇白眼雄果蝇 D白眼雌果蝇白眼雄果蝇【解析】A组合后代雌果蝇都是红眼，雄的有红眼也有白眼，不能通过眼睛颜色分辨雌雄；B组合的后代雌的都是红眼，雄的都是白眼，可通过眼色判断性别；C的后代雌有红、白眼，雄的也有红、白眼，不能通过眼睛颜色分辨雌雄；D组合的后代雌雄都是白色，不能分辨雌雄。【答案】B 1纯种果蝇中，朱红眼 暗红眼，F1中只有暗红眼；而暗红眼 朱红眼，F1中雌性为暗红眼，雄性为朱红眼。设相关的基因为A和a，则下列说法不正确的是()A正、反交实验常被用于判断有关基因所在的染色体类型 B反交的实验结果说明这对控制眼
14、色的基因不在常染色体上 C正、反交的子代中，雌性果蝇的基因型都是XAXa D若正、反交的F1代中雌、雄果蝇自由交配，其后代表现型的比例都是1111【解析】正交和反交结果不同，且暗红眼雄性果蝇与朱红眼雌性果蝇杂交，F1出现性状分离，性状表现与性别相联系，故可以认定该性状为细胞核遗传，对应基因位于X 染 色 体 上。第 一 次 杂 交(XaYXAXA)和 第 二 次 杂 交(XAYXaXa)中，F1的雌性果蝇的基因型均为XAXa。第一次杂交的子代雌、雄果蝇随机交配，子代表现型的比例为211，而第二次杂交的子代雌、雄果蝇随机交配，子代表现型的比例为1111。【答案】D 2已知果蝇的红眼和白眼是一对相
15、对性状(红眼W、白眼w)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，某实验小组欲用一次交配实验证明这对基因位于何种染色体上。下列相关叙述中，错误的是()A若子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对基因位于X染色体上 B若子代中雌雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上 C若子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因位于常染色体上 D这对基因也有可能只位于Y染色体上【解析】欲判断基因的位置，在已知显隐性的情况下，应选用隐性雌性个体与显性雄性个体交配，所以本实验应选择白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交。预测实验结果时，可以采用假设法：如果该对基因位于X
16、染色体上，则白眼雌果蝇与红眼雄果蝇的基因型分别为XwXw和XWY，杂交后代基因型为XWXw和XwY，雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，A项正确。如果该对基因位于X、Y染色体的同源区段上，则白眼雌果蝇与红眼雄果蝇的基因型分别为XwXw和XWYW，杂交后代的基因型为XWXw和XwYW，雌雄果蝇均为红眼；如果该对基因位于常染色体上，且基因型为ww和WW，则子代果蝇全部为红眼，B项正确。如果该对基因位于常染色体上，且基因型为ww和Ww，则子代中雌雄果蝇均既有红眼，又有白眼，C项正确。由于红眼和白眼在雌果蝇中出现，所以该对基因不可能只位于Y染色体上，D项错误。【答案】D 3女娄菜是一种雌雄异株的高等植
17、物，属于XY型性别决定。其正常植株呈绿色，部分植株呈金黄色，且金黄色仅存在于雄株中，若让绿色雌株和金黄色雄株亲本杂交，后代中雄株全为绿色或者绿色金黄色11。若让绿色雌株和绿色雄株亲本杂交，后代表现型及其比例为()A后代全部为绿色雌株 B后代全部为绿色雄株 C绿色雌株金黄色雌株绿色雄株金黄色雄株1111 D绿色雌株绿色雄株金黄色雄株211或绿色雌株绿色雄株11【解析】根据题中的杂交方式得知，绿色和金黄色是一对相对性状，且绿色为显性性状；又根据后代的性状与性别的关系，可知控制该性状的基因位于X染色体上。绿色雌株的基因型有两种，若是纯合绿色雌株与绿色雄株杂交，后代为绿色雌株绿色雄株11，若是杂合绿色
18、雌株与绿色雄株杂交，后代为绿色雌株绿色雄株金黄色雄株211。【答案】D 4(2018怀化二模)在果蝇中，长翅(B)对残翅(b)是显性，位于常染色体上；红眼(A)对白眼(a)是显性，位于X染色体上。现有两只雄果蝇甲、乙和两只雌果蝇丙、丁，这四只果蝇的表现型全是长翅红眼，用它们分别交配，后代的表现型如下：对这四只果蝇基因型的推断正确的是()A甲为BbXAY B乙为BbXaY C丙为BBXAXA D丁为bbXAXa【解析】乙、丁后代中出现残翅白眼果蝇(bbXaY)，由此确定乙的基因型为BbXAY，丁的基因型为BbXAXa；甲、丁杂交后代中出现白眼果蝇，没有残翅果蝇(bb)，说明甲的基因型必为BBXA
19、Y；乙、丙后代中只有长翅红眼果蝇，说明丙为纯合子，基因型为BBXAXA，C正确。【答案】C 5控制生物性状的基因是位于常染色体上、X染色体上，还是Y染色体上是遗传学研究的重要内容。请根据下列信息回答相关问题：已知果蝇的暗红眼由隐性基因(r)控制，但不知控制该性状的基因(r)是位于常染色体上、X染色体上，还是Y染色体上，请你设计一个简单的调查方案进行调查，并预测调查结果。方案：(1)寻找暗红眼的果蝇进行调查，统计_。结果：(2)_，则r基因位于常染色体上；_，则r基因位于X染色体上；_，则r基因位于Y染色体上。【解析】(1)因为是通过调查来判断r基因位于哪条染色体上，在性染色体上暗红眼性状会和性
20、别有关，所以应统计具有暗红眼果蝇的性别比例。(2)如果暗红眼的个体雄性和雌性数目相当，几乎是11，说明r基因最可能位于常染色体上。r基因是隐性基因，如果暗红眼的个体雄性多于雌性，说明r基因最可能位于X染色体上。如果暗红眼的个体全是雄性，r基因应位于Y染色体上。【答案】(1)具有暗红眼果蝇的性别比例(2)若具有暗红眼的个体，雄性与雌性数目差不多 若具有暗红眼的个体，雄性多于雌性 若具有暗红眼的个体全是雄性 6如图1为某动物毛色(由基因A/a控制)和眼色(由基因B/b控制)的杂交实验。图2为该动物细胞中X和Y染色体的结构模式图。其中表示X和Y的同源区域，在该区域上基因成对存在，2和1是非同源区域，
21、其上分别含有X和Y特有的基因。请据图回答问题：(1)由图1实验结果推断_性状可能由2上的基因控制。(2)F1的雌雄个体基因型为_。F2中共有_种基因型，F2雌性个体中纯合子占_。(3)若让F2中灰毛红眼雌性个体和灰毛白眼雄性个体杂交，后代中白毛白眼个体应占_。(4)为验证(1)中的结论是否正确，现提供若干只该动物的纯合个体，欲通过一次杂交实验判断该基因是位于2区域上还是区域上。请写出杂交组合的表现型：_()_()。结果与结论：若_，则该基因位于2上。若_，则该基因位于上。【解析】(1)由图 1 分析可知，F2 雌雄个体中黑毛灰毛白毛均为 121，可知毛色为常染色体遗传，且 F1 的相关基因型为
22、AaAa；F2 中雌性全为红眼，雄性中红眼白眼11，可判断红眼为显性，且基因位于 X 染色体特有区域2 上，所以 F1的相关基因型为 XBXbXBY。(2)由(1)可知，F1 的雌雄个体基因型为 AaXBXb 和 AaXBY，F2 中共有 3412 种基因型，F2 雌性个体中毛色是纯合子的概率为12，眼色 XBX中是纯合子的概率为12，所以 F2 雌性个体中纯合子的概率为121214。(3)若让 F2 中灰毛红眼雌性个体(AaXBX)和灰毛白眼雄性个体(AaXbY)杂交，后代中白毛概率为14，白眼概率为121214，所以后代中白毛白眼个体的概率为1414 116。(4)欲通过一次杂交实验判断基因的位置，一般选用隐性纯合雌性显性纯合雄性杂交。若基因位于2区域上，XbXbXBYXBXb(红)、XbY(白)；若基因位于区域上，XbXbXBYBXBXb(红)、XbYB(红)。【答案】(1)眼色(2)AaXBXb 和 AaXBY 12 14(3)116(4)白眼 红眼 后代雌性全为红眼，雄性全为白眼 后代雌雄个体全是红眼