1、5.基因位置的探究一、探究基因位于常染色体上还是 X 染色体上1性状的显隐性是“未知的”，且亲本均为纯合子时注意 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”【例 1】(2017 年全国卷)某种羊的性别决定为 XY 型。已知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)公羊中基因型为 NN 或 Nn 的表现为有角，nn 无角；母羊中基因型为 NN 的表现为有角，nn 或 Nn 无角。若多对杂合体公羊与杂合
2、体母羊杂交，则理论上，子一代群体中 母 羊 的 表 现 型 及 其 比 例 为 _；公 羊 的 表 现 型 及 其 比 例 为_。(2)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。(3 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
3、仅位于 X 染色体上时，基因型有_种；当其位于 X 和 Y 染色体的同源区段时(如图所示)，基因型有_种。解析(1)根据题中已知条件，交配的公羊和母羊均为杂合子，则子代的基因型及其比例为 NNNnnn121，已知母羊中基因型为 NN 的表现为有角，nn 或 Nn无角，则子一代群体中母羊的表现型及其比例为有角无角13；公羊中基因型为NN 或 Nn 的表现为有角，nn 无角，则子一代群体中公羊的表现型及其比例为有角无角31。(2)若 M/m 位于常染色体上，则子二代白毛个体中雌雄比例为 11；若 M/m位于 X 染色体上，则子二代的基因型为 XMXM、XMXm、XMY、XmY，其中白色个体均为雄性
4、。(3)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，其基因型有 AA、Aa、aa，共 3 种；当其仅位于 X 染色体上时，其基因型有 XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY，共 5 种；当其位于 X 和 Y 染色体的同源区段时，其基因型有 XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XaYa、XAYa、XaYA，共 7 种。答案(1)有角无角13 有角无角31(2)白毛个体全为雄性 白毛个体中雄性雌性11(3)3 5 7二、探究基因位于 X、Y 染色体的同源区段还是只位于 X 染色体上若已知性状的显隐性，且已知基因位于性染色体上1让“隐性雌
5、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 F1 的性状表现。分析如下：【例 2】科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截刚毛基因(b)为完全显性。若这对等位基因存在于 X、Y 染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为 XBYB、XBYb、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，请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，写出遗传图解，并简要说明推断过程。解析 本题涉及一次杂交实验且性状的显隐性已知，直接套用雌蝇(
6、隐性性状)与雄蝇(显性性状)杂交模式进行即可。答案 用纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交，若子一代雌雄果蝇均为刚毛，则这对等位基因存在于 X、Y 染色体上的同源区段，若子一代雄果蝇为截刚毛，雌果蝇为刚毛，则这对等位基因仅位于 X 染色体上。三、探究基因位于 X、Y 染色体的同源区段还是位于常染色体上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，则可采用以下方法，通过观察 F2 的性状表现来判断
7、：【例 3】(2019 届桃城区校级模拟)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(区段为 X、Y 的同源区段，1、2 分别为 X、Y 的特有区段)。现有两个纯合品系，一个种群雌雄鼠均为灰色，另一个种群雌雄鼠均为黑色，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现型，该小组认为 B、b 基因不位于2 区段上，原因是_。(2)该小组欲通过一次杂交确定 B、b 基因位于区段还是1 区段，可选择_杂交，观察后代的表现型及比例。(3)若另一小组欲通过杂交实验(包括测交)，确定 B、b 基因位于区段还是常染色体上。实验步骤：
8、黑色雌鼠与灰色雄鼠杂交；_；统计后代的表现型及比例。结果分析：若后代的表现型及比例为_，则 B、b基因位于区段上；若后代的表现型及比例为_，则 B、b 基因位于常染色体上。解析(1)因种群中雌雄鼠均有灰色和黑色，与性别没有关联，故可认为控制该性状的基因不位于 Y 染色体的2 区段上。(2)黑色雌鼠与灰色雄鼠杂交，如果子代雄性中出现了黑色个体，则说明 B、b 基因位于1 区段上，如果子代雌雄个体均为灰色，则说明 B、b 基因位于区段上。(3)若选择黑色雌鼠与灰色雄鼠杂交获得 F1，不管 B、b 基因位于区段还是常染色体上，F1 均表现灰色，则还需测定 F1 个体的基因型，才能确定 B、b 基因的
9、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 基因位于区段上，即 XbYBXbXbXbXb 和 XbYB；如果后代中雌雄个体均出现灰色黑色11，且与性别无关，则 B、b 基因位于常染色体上，即 BbbbBb 和 bb，表现型与性别无关。答案(1)两种群中雌雄鼠均有灰色和黑色，不随雄性遗传(2)黑色雌鼠与灰色雄鼠(3)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11，且与性别无关四、利用数据信息判断基因在染色体上的位置除以上列举的方法外，还可依据子代性别、性状的数量比分析确认基因位置：若后代中两种表现型在雌雄
10、个体中比例一致，说明遗传与性别无关，则可确定基因在常染色体上；若后代中两种表现型在雌雄个体中比例不一致，说明遗传与性别有关，则可确定基因在性染色体上。分析如下：(1)根据表格信息中子代性别、性状的数量比分析推断灰身、直毛灰身、分叉毛黑身、直毛黑身、分叉毛 雌蝇340140雄蝇38381818据表格信息：灰身与黑身的比例，雌蝇中 31，雄蝇中也为 31，二者相同，故为常染色体遗传。直毛与分叉毛的比例，雌蝇中 40，雄蝇中 11，二者不同，故为伴 X遗传。(2)依据遗传调查所得数据进行推断【例 4】(2019 届山东德州联考)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
11、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。(1)方案：寻找暗红眼的果蝇进行调查，统计_。(2)结果：_，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
12、；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，说明r 基因位于 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技能展示1(2019 届东河区校级四模)果蝇具有繁殖速度快，培养周期短，相对性状明显等优点，在遗传学研究中是一种理想的实验材料。现有以下两只果蝇的遗传学实验：实验一：两只红眼果蝇杂交，子代果蝇中红眼白眼31。实验二：一只红眼果蝇与一只白眼果蝇杂交，子代红眼雄果蝇白眼雄果蝇红眼雌果蝇白眼雌果蝇1111。请回答下列问题：(1)从实
13、验一中可知_为显性性状。(2)为了判断控制果蝇眼色的基因是位于 X 染色体上还是常染色体上，有两种思路：在 实 验 一 的 基 础 上，观 察 子 代 _，如 果 子 代_，则控制果蝇眼色的基因位于 X 染色体上。从 实 验 二 的 子 代 中 选 取 _ 进 行 杂 交，如 果 后 代_，则控制果蝇眼色的基因位于 X 染色体上。解析：(1)实验一中：两只红眼果蝇杂交，子代果蝇中红眼白眼31，则红眼对白眼为显性。(2)如果基因在 X 染色体上，则子代中的白眼全为雄性，如果基因在常染色体上，则子代雌雄中均有红眼白眼31，所以可根据白眼果蝇的性别来判断基因的位置。实验二中：若控制果蝇眼色的基因位于
14、 X 染色体上(假设受基因 A、a 控制)，则子代基因型和表现型分别是红眼雄果蝇(XAY)、白眼雄果蝇(XaY)、红眼雌果蝇(XAXa)、白眼雌果蝇(XaXa)。从其中选取红眼雄果蝇和白眼雌果蝇杂交，后代性状表现会出现明显的性别差异：子代雌性全为红眼，雄性全为白眼。答案：(1)红眼(2)白眼果蝇的性别 白眼果蝇全为雄性红眼雄果蝇和白眼雌果蝇 雌性全为红眼，雄性全为白眼2已知果蝇的圆眼和棒眼受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和等位基因所在的染色体是未知的。现有纯种圆眼和棒眼雌雄果蝇若干，某研究小组从中选取亲本进行了杂交实验，结果如图。据实验结果回答下列问题：(1)仅根据实验结果，能否
15、推断出控制眼形的基因是位于 X 染色体上还是常染色体上？_。说明理由：_。(2)根据实验结果推断棒眼对圆眼为_(填“显性”或“隐性”)性状。(3)为验证以上推断，研究小组的成员从 F2 果蝇中选择材料，设计了两个不同的杂交实验，都能独立证明以上推断，请你写出支持以上推断的杂交组合及对应的预期实验结果。(要求：每个实验只用 1 个杂交组合)解析：(1)亲代为具有相对性状的纯合亲本，F1 为杂合子，若为常染色体遗传，F1雌雄个体交配的后代性状分离比为 31，与题干中实验结果不符。(2)因为控制眼形的基因位于 X 染色体上，所以由 F2雄性个体的性状可推导出 F1 雌性果蝇基因型为 XAXa(假设该
16、性状由基因 A、a 控制)，而 F2 的雌性个体存在两种性状，推导出 F1 雄性为 XaY，又由 F1 雄性推知母本为 XaXa，由 F1 雌性推知父本为 XAY，因此可知棒眼为隐性性状。(3)要验证题中推断，构建的杂交组合得到的子代个体雌雄性状不一致方可证明。所以两种杂交组合：F2 中圆眼的雌雄果蝇杂交，预期结果：子代中圆眼雌果蝇圆眼雄果蝇棒眼雄果蝇211；F2 中棒眼雌果蝇与圆眼雄果蝇杂交，预期结果：子代中圆眼雌果蝇棒眼雄果蝇11。答案：(1)能推断出控制眼形的基因位于 X 染色体上 若位于常染色体上，F2 的性状分离比为 31，与实验结果不符(2)隐性(3)杂交组合：F2 中圆眼的雌雄果
17、蝇杂交，预期结果：子代中圆眼雌果蝇圆眼雄果蝇棒眼雄果蝇211；杂交组合：F2 中棒眼雌果蝇与圆眼雄果蝇杂交，预期结果：子代中圆眼雌果蝇棒眼雄果蝇11。3果蝇刚毛(B)对截毛(b)为显性。现有纯合刚毛和纯合截毛果蝇若干，两种纯合果蝇均有雄有雌。若一只刚毛雌蝇与截毛雄蝇交配，得到的 F1 雌雄个体全部为刚毛。F1雌雄交配，F2 表现型及其比例为雌性刚毛雄性刚毛雄性截毛为 211，则_(填“能”或“不能”)判断 B/b 基因只位于 X 染色体上，还是在 X 和 Y 染色体同源区段上？如果能，请说明理由；如果不能，请从题干所给果蝇中选取材料设计实验，写出亲本组合方式，并预期实验结果和结论。解析：若 B
18、/b 基因只位于 X 染色体上，则亲本刚毛雌蝇(XBXB)与截毛雄蝇(XbY)杂交，F1 雌雄个体全部为刚毛(XBXb、XBY)，F1 雌雄交配，F2 中雌性刚毛(XBXB、XBXb)雄性刚毛(XBY)雄性截毛(XbY)211。若 B/b 基因在 X、Y 染色体同源区段上，则亲本刚毛雌蝇(XBXB)与截毛雄蝇(XbYb)杂交，F1 雌雄个体全部为刚毛(XBXb、XBYb)，F1 雌雄交配，F2 中雌性刚毛(XBXB、XBXb)雄性刚毛(XBYb)雄性截毛(XbYb)211。两者结果一致，因此不能判断 B/b 基因只位于 X 染色体上，还是在 X、Y 染色体同源区段上。若 B/b 基因只位于 X
19、 染色体上，则截毛雌蝇(XbXb)与刚毛雄蝇(XBY)交配，F1 中有刚毛雌蝇(XBXb)和截毛雄蝇(XbY)；若 B/b 基因在 X 和 Y 染色体同源区段，则截毛雌蝇(XbXb)与刚毛雄蝇(XBYB)交配，F1 中只有刚毛果蝇(XBXb、XbYB)。答案：不能 亲本组合：截毛雌蝇与刚毛雄蝇交配。预期实验结果和结论：若 F1中有刚毛雌蝇和截毛雄蝇，则 B/b 基因位于 X 染色体上；若 F1 只有刚毛果蝇，则 B/b基因位于 X、Y 染色体同源区段上。4(2019 届衡水金卷模拟)在果蝇中，翻翅(M)对正常翅(m)为显性，基因位于 X、Y染色体的同源区段上；红眼(E)对粉眼(e)为显性，基因
20、位于性染色体上。请分析回答下列问题：(1)这两对性状的遗传_(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律，理由是_。(2)若只考虑翻翅和正常翅这对相对性状的遗传，果蝇种群中雄果蝇的基因型除了有XMYM 外，还有_三种。(3)为了判断果蝇红眼(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，将一只粉眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，预测和分析实验结果：若子代雌性为红眼，雄性为粉眼，则_；若子代_或_，则该基因位于 X、Y 染色体同源区段。(4)若果蝇红眼(E)、粉眼(e)的眼色基因位于 X 染色体的非同源区段，Xe 配子有活性，但个体基因纯合致死，_(填“能”或“
21、不能”)选择出某种基因组合，使后代只有雌性，原因是_。解析：(1)据题意可知，控制果蝇的翻翅(M)与正常翅(m)、红眼(E)与粉眼(e)的基因都位于同一对同源染色体上，因此这两对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律。(2)由于控制翻翅和正常翅这对相对性状的基因位于 X、Y 染色体的同源区段上，因此果蝇种群中雄果蝇的基因型除了 XMYM 外，还有 XMYm、XmYM、XmYm 三种。(3)为了判断果蝇红眼(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，将一只粉眼雌果蝇(XeXe)与一只红眼雄果蝇(XEY或 XYE)杂交，若子代雌性为红眼，雄性为粉眼，则亲本红
22、眼雄果蝇的基因型为 XEY 或 XEYe，即无法得出结论。若子代全为红眼或雌性为粉眼、雄性为红眼，则亲本雄果蝇的基因型为 XEYE 或 XeYE，则该基因位于 X、Y 染色体的同源区段上。(4)由于雄果蝇只有 XEY 一种基因型，雌果蝇有 XEXE、XEXe 两种基因型，雌雄个体杂交，后代一定会出现 XEY，因此不能选择出某种基因组合，使后代只有雌性个体。答案：(1)不遵循 这两对等位基因位于一对同源染色体上(2)XMYm、XmYM、XmYm(3)无法得出结论 全为红眼 雌性为粉眼、雄性为红眼(4)不能 雄果蝇只有 XEY一种基因型，雌果蝇有 XEXE、XEXe 两种基因型，后代一定出现 XE
23、Y，不可能只有雌性5(2019 届河南八市测评)某 XY 型性别决定的昆虫种群中，有正常翅灰体和正常翅黄体两种类型。偶尔发现了 1 只卷翅、灰体雌性个体，利用该卷翅、灰体雌性个体进行实验，结果如表。已知该卷翅与正常翅受 A、a 基因的控制，灰体与黄体受 B、b 基因的控制，请回答：(1)从变异角度分析，最初那只卷翅雌性个体的出现是_的结果，子一代中卷翅、黄体个体的出现是_的结果。控制翅型与体色的两对等位基因位于_对同源染色体上，卷翅、灰体雌体个体的基因型有_种。(2)灰体雌性个体与灰体雄性个体杂交，子代出现 21 的分离比。为确定相应基因是位于常染色体上，还是只位于 X 染色体上，同学甲认为可
24、通过统计上述杂交子代中的_来确定，同学甲做出上述判断的理由是什么？请利用遗传图解和适当的文字说明进行阐述。解析：(1)基因突变产生新基因，新基因产生后可产生相应的性状。子一代出现了新的性状组合，这是基因重组的结果，由题中信息可看出后代各表现型的比例符合自由组合定律，故两对等位基因位于2对同源染色体上。子二代各表现型的比例为 4221，由此可知卷翅、灰体为显性，控制这两对性状的基因均存在显性纯合致死现象。(2)伴性遗传与常染色体遗传的区别：伴性遗传时子代的性状跟性别相关联，而常染色体遗传则与性别无关，故可以通过统计后代的性状与性别的关系及比例来确定基因位于何种染色体上。答案：(1)基因突变 基因重组 2 1(2)性别比例(或雌性与雄性的比例或黄体个体的性别)如图所示谢 谢 观 看 THANKS