1、微专题12基因定位的遗传实验设计一、探究基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上1.杂交实验法常用的解题方法(1)性状的显隐性是“未知的”，且亲本均为纯合子时亲本(纯合)：正交和反交注意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)性状的显隐性是“已知的”2.调查实验法3.假设分析逆向推断法假设基因位于X染色体上，分析结果；假设基因位于常染色体上，分析结果。将得到的结果作为条件，若出现某一相应情况，即可确定基因位于X染色体上还是常染色体上。【典例1】(2017全国卷，32节选) 某种羊的性别决定为XY型，已知
2、其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制；黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制，且黑毛对白毛为显性，回答下列问题：(1)某同学为了确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛白毛31，我们认为根据这一实验数据，不能确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个体的性别比例，若_，则说明M/m是位于X染色体上；若_，则说明M/m是位于常染色体上。(2)一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时，基因型有_种；当其仅位于X染色体上时，基因型有_种；当其
3、位于X和Y染色体的同源区段时，(如图所示)，基因型有_种。答案(1)白毛个体全为雄性白毛个体中雌雄比例为11(2)357解析(1)如果M/m是位于X染色体上，则纯合黑毛母羊为XMXM，纯合白毛公羊为XmY，杂交子一代的基因型为XMXm和XMY，子二代中黑毛(XMXM、XMXm、XMY)白毛(XmY)31，但白毛个体的性别全为雄性。如果M/m是位于常染色体上，则纯合黑毛母羊为MM，纯合白毛公羊为mm，杂交子一代的基因型为Mm，子二代中黑毛(1MM、2Mm)白毛(1mm)31，但白毛个体的性别比例是雌雄11，没有性别差异。(2)对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因位于常染色体上时，基
4、因型有AA、Aa、aa共3种；当其仅位于X染色体上时，基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY共5种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa共7种。对点练1(2021新乡市模拟)为研究果蝇的翅型，某生物小组对多个果蝇种群进行观察，发现了长翅果蝇、卷翅果蝇、残翅果蝇三种类型，如图所示，已知果蝇翅的长短由一对等位基因控制，且三种类型均有雌雄性。利用现有的纯合果蝇进行杂交实验。请回答下列问题：(1)研究发现，染色体某片段位置颠倒会使果蝇出现卷翅个体，该变异属于_变异。(2)为确定长翅和残翅的显隐性关系和控制相应性状基
5、因的位置(不考虑X、Y染色体的同源区段)，该小组欲采用一代杂交实验得到实验结果，选择的杂交亲本：第一组为长翅雌蝇残翅雄蝇、第二组为_，预测实验现象以及结果：若两组的子代均表现为长(残)翅且雌雄数量相当，则长(残)翅为_性状，且基因位于常染色体上；若第一组的子代_，第二组的子代_，则长翅为显性性状，且基因位于X染色体上；若第一组的子代_，第二组的子代_，则残翅为显性性状，且基因位于X染色体上。答案(1)染色体(结构)(2)长翅雄蝇残翅雌蝇显性均表现为长翅且雌雄相当雌性均表现为长翅，雄性均表现为残翅雌性均表现为残翅，雄性均表现为长翅均表现为残翅且雌雄相当二、探究基因是仅位于X染色体上还是位于X、Y
6、染色体上的同源区段上已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。1.让“隐性雌性个体”与“纯合显性雄性个体”杂交，观察F1的性状表现。 最常用的方法2.让“杂合显性雌性个体”与“纯合显性雄性个体”杂交，观察子代的性状表现。分析如下【典例2】(2021长沙市调研)科学家在研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截毛基因(b)为显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇可表示为XBYB或XBYb或XbYB；若仅位于X染色体上，则只能表示为XBY。现有各种纯种果蝇若干，可利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上。请完成推断过程：(1)实
7、验方法：首先选用纯种果蝇作亲本进行杂交，雌雄两亲本的表现型分别为母本表现型：_(填“刚毛”或“截毛”)；父本表现型：_(填“刚毛”或“截毛”)。(2)预测结果：若子代雄果蝇表现为_，则此对基因位于X、Y染色体上的同源区段，子代雄果蝇基因型为_；若子代雄果蝇表现为_，则此对基因只位于X染色体上，子代雄果蝇基因型为_。(3)果蝇的刚毛基因和截毛基因的遗传遵循_定律。答案(1)截毛刚毛 (2)刚毛XbYB截毛XbY (3)基因的分离解析(1)要验证这对等位基因是位于X、Y染色体的同源区段上还是仅位于X染色体上，可选择纯种截毛雌果蝇(XbXb)和纯种刚毛雄果蝇(XBYB或XBY)杂交。(2)若这对基因
8、位于X、Y染色体的同源区段上，则亲本为XbXbXBYB，子代雌雄果蝇均表现为刚毛，且雄果蝇的基因型为XbYB；若这对基因只位于X染色体上，则亲本为XbXbXBY，子代雌果蝇表现为刚毛，雄果蝇表现为截毛，且雄果蝇的基因型为XbY。(3)果蝇的刚毛基因和截毛基因是一对等位基因，其遗传遵循基因的分离定律。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XaXaXAYa或XaXaXaYA杂交组合，观察分析F1的表现型。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
9、以下方法，通过观察F2的性状表现来判断：【典例3】果蝇体细胞中有四对同源染色体，其中三对为常染色体，一对为性染色体(XY型)。已知果蝇的长翅对残翅为完全显性，由一对等位基因(A、a)控制，刚毛对截毛为完全显性，由另一对等位基因(B、b)控制。现有足够数量的纯合长翅刚毛品系和纯合残翅截毛品系的雌、雄果蝇若干。请根据要求回答下列问题：(1)若已知刚毛和截毛这对相对性状由性染色体上的基因控制，那么_(填“能”或“不能”)仅位于Y染色体上，请说明理由：。(2)选择截毛雌果蝇与纯合刚毛雄果蝇杂交，观察子代的表现型，探究B、b基因是位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上。若子代雌雄果蝇均为刚毛，则
10、B、b基因位于_；若子代雌果蝇均为刚毛，雄果蝇均为截毛，则B、b基因位于_。(3)若两对基因均位于常染色体上，现要确定两对基因是否位于一对同源染色体上(不考虑交叉互换)。请写出实验方案并预测实验结果。答案(1)不能亲本雌蝇和雄蝇中均既有刚毛又有截毛(2)X、Y染色体的同源区段上X染色体(3)实验方案：选择纯合长翅刚毛雌果蝇和残翅截毛雄果蝇(或纯合长翅刚毛雄果蝇和残翅截毛雌果蝇)杂交得F1，F1雌雄果蝇相互交配，观察统计F2的表现型及比例。预测实验结果：若F2中长翅刚毛残翅截毛31，则基因A、a和B、b位于一对同源染色体上；若F2中长翅刚毛长翅截毛残翅刚毛残翅截毛9331，则基因A、a和B、b位
11、于两对同源染色体上。解析(1)若控制某性状的基因仅位于Y染色体上，则该性状仅在雄性个体中表现，本题中因亲本雌蝇和雄蝇中均既有刚毛又有截毛，说明相关基因不能仅位于Y染色体上。(2)选择截毛雌果蝇与纯合刚毛雄果蝇杂交，探究B、b基因是位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上。若B、b基因位于X染色体上，则亲本组合为XbXbXBY，子代的基因型为XBXb、XbY，即子代雌果蝇均为刚毛，雄果蝇均为截毛；若B、b基因位于X、Y染色体的同源区段上，则亲本组合为XbXbXBYB，子代的基因型为XBXb、XbYB，即子代雌雄果蝇全为刚毛。(3)若要确定均位于常染色体上的两对基因是否位于一对同源染色体上，则可选择纯合长翅刚毛雌果蝇(AABB)和残翅截毛雄果蝇(aabb)(或纯合长翅刚毛雄果蝇和残翅截毛雌果蝇)杂交得F1(AaBb)，F1雌雄果蝇相互交配，观察统计F2的表现型及比例：若基因A、a和B、b位于一对同源染色体上，则F2中长翅刚毛残翅截毛31；若A、a和B、b位于两对同源染色体上，则F2中长翅刚毛(A_B_)长翅截毛(A_bb)残翅刚毛(aaB_)残翅截毛(aabb)9331。