2020年高考生物二轮复习专题三热点题型6设计杂交实验判定基因的位置

(2016·全国Ⅰ，32)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，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？_______________________________________________________________________________。(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)。答案(1)不能(2)实验1：杂交组合：♀灰体×♂灰体。预期结果：子代中所有的雌蝇都表现为灰体，雄蝇中一半表现为灰体，另一半表现为黄体。实验2：杂交组合：♀黄体×♂灰体。预期结果：子代中所有的雌蝇都表现为灰体，雄蝇都表现为黄体。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，而杂交子代出现四种表现型且分离比为1∶1∶1∶1，则亲本灰体雌果蝇为杂合子，即XAXa。作遗传图解，得到F1的基因型如下：P：XAXa×XaY灰雌黄雄↓F1：XAXaXaXaXAYXaY灰雌黄雌灰雄黄雄1∶1∶1∶1F1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)可知灰体雌蝇与黄体雄蝇杂交组合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：F1：XAXa×XAY灰雌灰雄↓F2：XAXAXAXaXAYXaY灰雌灰雌灰雄黄雄1∶1∶1∶1由图解可知，F1中灰体雌蝇与灰体雄蝇杂交，F2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：F1：XaXa×XAY黄雌灰雄↓F2：XAXa×XaY灰雌黄雄1∶1由图解可知，F1中黄体雌蝇与灰体雄蝇杂交，F2表现为：雌性个体全为灰体，雄性个体全为黄体。1．基因是否在Y染色体上无需杂交，统计种群中具有相应性状个体的性别，若全为雄性，则为伴Y染色体遗传，若出现雌性，则排除伴Y染色体遗传。2．基因是否在细胞质中设计正反交实验，若子代的表现型总是和母本一致，则为细胞质遗传，否则排除细胞质遗传。3．基因在常染色体上还是X染色体上(1)若已知性状的显隐性只需一个杂交组合判断基因的位置，杂交组合：隐性雌×显性纯合雄⇒①若子代雌性个体全为显性性状，雄性个体全为隐性性状⇒相应基因在X染色体上②若子代雌性个体出现隐性性状，雄性个体出现显性性状⇒相应基因在常染色体上(2)若性状的显隐性未知，且亲本均为纯合子，用正、反交实验。杂交组合：正反交实验⇒①若正反交子代雌雄表现型相同⇒相应基因在常染色体上②若正反交子代雌雄表现型不同⇒相应基因在X染色体上4．基因在X、Y的同源区段上还是仅位于X染色体上杂交组合：隐性雌×显性雄(已知纯合选择一对杂交即可，未知纯合应选择多对杂交)⇓若子代雄性个体全为隐性性状，则基因仅位于X染色体上；若子代雄性个体出现显性性状，则基因位于X、Y同源区段上。5．基因在X、Y的同源区段上还是常染色体上杂交组合：隐性雌×纯合显性雄→F1(1)F1中雌雄个体相互交配若子代雄性个体全为显性，雌性个体中显性∶隐性＝1∶1，则基因在X、Y的同源区段上；若子代雌、雄个体中均有两种性状，且显性∶隐性＝3∶1，则基因在常染色体上。(2)F1雄性个体与亲代隐性雌性个体回交(测交)若子代雄性个体均为显性性状，雌性个体均为隐性性状，则基因在X、Y的同源区段上；若子代雌、雄个体中均有两种性状，且显性∶隐性＝1∶1，则基因在常染色体上。1．菠菜的性别决定方式为XY型，其圆叶(A)和尖叶(a)、抗病(B)和不抗病(b)为两对相对性状。为研究相关基因在染色体上的分布情况，某小组进行了实验探究。回答下列问题：(1)利用纯合的圆叶和尖叶植株进行正反交实验，后代均为圆叶。据此甲同学认为A、a基因位于常染色体上；乙同学认为A、a基因可能位于常染色体上，也有可能位于性染色体上。你认为哪位同学的结论更严谨？________，请简述理由：_______________________________________________________________________________________________________________。(2)若A、a与B、b基因均位于常染色体上，丙同学利用基因型为AaBb的雌雄植株杂交，若子代有3种表现型且比例为1∶2∶1，则可判断这两对基因与染色体的具体对应关系是_______________________________________________________________________________。答案(1)乙当基因位于常染色体上或者X、Y染色体的同源区段时，正反交后代均为圆叶，所以乙的结论更严谨(2)A、b基因位于一条染色体上，a、B基因位于另一条同源染色体上解析自由组合定律的实质是位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，如果两对等位基因位于一对同源染色体上，则不遵循自由组合定律。(1)乙同学的结论更严谨，因为当基因位于常染色体上或者X、Y染色体的同源区段时，正反交后代均为圆叶。(2)若A、a与B、b基因均位于两对不同的同源染色体上，根据自由组合定律，基因型为AaBb的雌雄植株杂交，后代表现型应该有4种，比例为9∶3∶3∶1；若A、b基因位于一条染色体上，a、B基因位于另一条同源染色体上，基因型为AaBb的雌雄植株杂交，后代表现型有3种，基因型及其比例为AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1；若A、B基因位于一条染色体上，a、b基因位于另一条同源染色体上，基因型为AaBb的雌雄植株杂交，后代表现型有2种，基因型及其比例为AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1，表现型之比为3∶1。2．已知果蝇长翅和小翅、红眼和棕眼各为一对相对性状，分别受一对等位基因控制(控制翅型的基因为A/a，控制眼色的基因为B/b)，且两对等位基因位于不同的染色体上。为了确定这两对相对性状的显隐性关系，以及控制它们的等位基因是位于常染色体上，还是位于X染色体上(表现为伴性遗传)，某同学让一只雄性长翅红眼果蝇与一只雌性长翅棕眼果蝇杂交，发现F1中表现型及其分离比为长翅红眼∶长翅棕眼∶小翅红眼∶小翅棕眼＝3∶3∶1∶1。回答下列问题：(1)依题意可知果蝇长翅和小翅、红眼和棕眼这两对性状的遗传符合__________定律，判断的依据是________________________________________。(2)根据实验结果分析，果蝇长翅和小翅这对性状中，显性性状是____________，判断的依据是________________________________________。(3)现通过实验来确定眼色遗传的显隐性关系，可选用F1中的________________果蝇进行自由交配，若F2中既有棕眼又有红眼，则棕眼为显性；进一步对F2中不同性别果蝇的眼色进行统计，若_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________，则控制眼色的基因位于X染色体上；若______________________________________________，则控制眼色的基因位于常染色体上。(4)若翅型基因位于常染色体上，眼色基因位于X染色体上，棕眼对红眼为显性，则亲本的基因型为__________________________，F1长翅红眼果蝇中雌性个体所占比例为____________，F1小翅红眼果蝇中雄性个体所占比例为______________。答案(1)基因的自由组合控制这两对性状的基因位于两对同源染色体上(2)长翅子一代出现了性状分离(3)棕眼F2中雌果蝇均为棕眼，雄果蝇既有棕眼又有红眼F2中雌、雄果蝇均既有棕眼又有红眼(4)AaXBXb、AaXbY1/21/2解析(1)根据题干信息可知，控制果蝇长翅和小翅、红眼和棕眼这两对性状的基因位于两对同源染色体上，所以其遗传遵循基因的自由组合定律。(2)分析长翅和小翅这对相对性状：长翅雌果蝇×长翅雄果蝇→长翅∶小翅＝3∶1，即F1出现了性状分离，说明长翅是显性性状，小翅是隐性性状。(3)若要通过实验来确定眼色遗传的显隐性关系，可选用F1中的棕眼果蝇进行自由交配，若F2中既有棕眼又有红眼，则棕眼为显性性状；假设控制眼色的基因位于X染色体上，根据题意和前面分析可知，亲本红眼雄果蝇的基因型是XbY、亲本棕眼雌果蝇的基因型是XBXb，则F1中的棕眼果蝇基因型是XBXb、XBY。若F1中的棕眼果蝇进行自由交配，则F2果蝇的基因型分别是XBXB、XBXb、XBY、XbY，所以F2中雌果蝇均为棕眼，雄果蝇既有棕眼又有红眼；假设控制眼色的基因位于常染色体上，根据题意和前面分析可知，亲本红眼雄果蝇的基因型是bb、亲本棕眼雌果蝇的基因型是Bb，则F1中的棕眼果蝇基因型是Bb。若F1中的棕眼果蝇进行自由交配，则F2果蝇的基因型分别是BB、Bb和bb，所以F2中雌、雄果蝇均既有棕眼又有红眼。(4)若翅型基因位于常染色体上，眼色基因位于X染色体上，棕眼对红眼为显性，根据杂交后代中长翅∶小翅＝3∶1，棕眼∶红眼＝1∶1，可推知亲本的基因型是AaXbY和AaXBXb；F1中长翅红眼果蝇(A_Xb_)所占比例为3/4×1/2＝3/8，子一代中长翅红眼雌果蝇(A_XbXb)所占比例为3/4×1/4＝3/16，所以F1长翅红眼果蝇中雌性个体所占比例为3/16÷3/8＝1/2；F1小翅红眼果蝇(aaXb_)所占比例为1/4×1/2＝1/8，F1中小翅红眼雄果蝇(aaXbY)所占比例为1/4×1/4＝1/16，所以F1小翅红眼果蝇中雄性个体所占比例为1/16÷1/8＝1/2。3．从一个自然界果蝇种群中选出一部分未交配过的果蝇，该种果蝇具有刚毛(A)和截毛(a)一对相对性状，且刚毛果蝇和截毛果蝇的数量相等，每种性状的果蝇雌雄各半。所有果蝇均能正常生活。从种群中随机选出1只刚毛雄果蝇和1只截毛雌果蝇交配，产生的87只子代中，42只雌果蝇全部表现为刚毛，45只雄果蝇全部表现为截毛。(1)上述结果显示，果蝇刚毛和截毛在遗传上和性别相关联，这种现象称为__________，其遗传遵循_____________________________________________________________________定律。(2)我们认为，根据上述结果不能确定A和a是位于X染色体上，还是位于X、Y染色体的同源区段上。请简要说明理由(提示：如果位于X、Y染色体的同源区段上，则显性纯合雄果蝇的基因型可写成XAYA)。(3)为了确定A和a是位于X染色体上，还是位于X、Y染色体的同源区段上，请用上述果蝇种群为实验材料，进行一代杂交实验，请简要写出杂交组合，预期结果并得出结论。答案(1)伴性遗传基因的分离(2)若A、a在X染色体上，亲代刚毛雄果蝇为XAY，截毛雌果蝇为XaXa，则子代中刚毛雌果蝇∶截毛雄果蝇＝1∶1；若A、a在X、Y染色体的同源区段上，亲代刚毛雄果蝇为XAYa，截毛