2019-2020学年新教材高中生物 第2章 基因和染色体的关系 素能提升课 判断基因位置的相关实验

第2章基因和染色体的关系素能提升课判断基因位置的相关实验[核心精要]一、基因位于常染色体上还是X染色体上[实验设计]1．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。(1)若正交和反交子代雌雄表型相同⇒常染色体上(2)若正交和反交子代雌雄表型不同⇒X染色体上2．若相对性状的显隐性已知，只需一个杂交组合判断基因的位置，则用隐性雌性个体与显性雄性纯合个体杂交。即：隐性雌×显性雄（1）若子代中雌性全为显性，雄性全为隐性⇒在X染色体上（2）若子代中雌性与雄性均为显性⇒在常染色体上二、基因是伴X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传[实验设计]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．设计思路(1)基本思路一：用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：隐性雌×纯合显性雄①若子代所有雄性均为显性性状⇒位于同源区段上②若子代所有雄性均为隐性性状⇒仅位于X染色体上(2)基本思路二：用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：杂合显性雌×纯合显性雄①若子代中雌雄个体均表现显性性状⇒此等位基因位于X、Y染色体的同源区段上②若子代中雌性个体全表现显性性状，雄性个体中既有显性性状又有隐性性状⇒此等位基因仅位于X染色体上三、基因位于X、Y染色体的同源区段还是位于常染色体上[实验设计]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F1中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表型情况。即：2．结果推断（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四、探究两对基因是位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上[实验设计]1．若两对基因位于两对同源染色体上，则遵循自由组合定律，F1自交后代性状分离比为9∶3∶3∶1，测交后代性状分离比为1∶1∶1∶1。2．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或测交会出现自交还可能产生三种表现型；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型，但自交后代性状分离比不表现为9∶3∶3∶1，而是表现为两多、两少的比例。[对点训练]1．一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该鼠与野生型鼠杂交，F1的雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型。假如仅通过一次杂交实验鉴别突变基因是在常染色体上还是在X染色体上，F1的杂交组合最好选择()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．突变型(雌)×突变型(雄)A[由条件可知，突变型是显性性状，野生型是隐性性状；选择隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时，若后代雌鼠全为显性性状，雄鼠全为隐性性状，则该突变基因位于X染色体上；若后代雌雄鼠中都有显性性状，则该突变基因位于常染色体上。]2．果蝇的大翅和小翅是一对相对性状，由一对等位基因A、a控制。现用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，再让F1雌雄个体相互交配，实验结果如下：雌果蝇雄果蝇F1大翅620大翅617F2大翅2159大翅1011小翅982下列分析不正确的是()A．果蝇翅形大翅对小翅为显性B．根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律C．根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上D．F2中雌果蝇基因型相同，雄果蝇有两种基因型D[大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，F1全是大翅果蝇，所以大翅对小翅为显性。根据题中信息“F2：大翅雌果蝇2159只，大翅雄果蝇1011只，小翅雄果蝇982只”可知，大翅∶小翅≈3∶1，符合基因分离定律，又因为小翅果蝇只出现在雄性中，可推知控制翅形的基因位于X染色体上。遗传图解如下：可见，F2中雌果蝇有两种基因型，分别为XAXA和XAXa。]3．生物学家常把果蝇作为遗传学研究的实验材料。果蝇的黄身与黑身是一对相对性状，由位于常染色体上的等位基因A、a控制，红眼(W)与白眼(w)是一对相对性状，W、w位于性染色体上，如图所示。根据所学知识回答有关问题。(1)图中果蝇的性别是________________。摩尔根以果蝇为实验材料，用______________法证明了基因在染色体上。他和同事的假设是如果控制白眼的基因(w)在X染色体上，而Y染色体不含有它的______________，就可以合理地解释白眼的遗传与性别相联系。(2)如果图示为果蝇原始生殖细胞的染色体示意图，则该细胞在减数分裂Ⅱ后期时有_____条染色体，此时细胞名称为________。(3)通过实验确定了果蝇的黄身(A)对黑身(a)为显性，另一对由位于常染色体上的基因控制的相对性状正常翅(B)对残翅(b)为显性，为进一步确定这两对性状的遗传是否遵循基因的自由组合定律，请设计一个简单的杂交实验加以说明，可供选择的亲本有：黑身残翅、黄身残翅、黄身正常翅，均为纯合个体，雌雄均有若干。(用遗传图解加文字说明)[解析](1)图中果蝇的两个Ⅰ号染色体为异型的，据此可知其性别是雄性。摩尔根以果蝇为实验材料，用假说—演绎法证明了基因在染色体上。他和同事的假设是如果控制白眼的基因(w)在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因，就可以合理地解释白眼的遗传与性别相联系。(2)分析题图可知，该果蝇的原始生殖细胞即精原细胞中有8条染色体、4对同源染色体，该精原细胞经过染色体复制形成初级精母细胞，初级精母细胞在减数第一次分裂过程中，同源染色体分离分别进入不同的子细胞中，导致所形成的每个次级精母细胞中的染色体数目减半，即每个次级精母细胞中含有4条染色体；在减数第二次分裂后期，连接两条姐妹染色单体的着丝粒分裂，导致染色体数目加倍，即该细胞在减数第二次分裂后期有8条染色体，此时该细胞名称为次级精母细胞。(3)若要通过杂交实验确定果蝇的黄身(A)和黑身(a)、正常翅(B)和残翅(b)这两对性状的遗传是否遵循基因的自由组合定律，可让表型为黄身正常翅(AABB)的双显性纯合子与表型为黑身残翅(aabb)的双隐性纯合子杂交，F1表型为黄身正常翅(AaBb)，对其进行测交，观察并统计后代的表型及其比例。如果测交后代的四种表型的比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律，否则不符合。[答案](1)雄性假说—演绎等位基因(2)8次级精母细胞(3)遗传图解如下：P黄身正常翅(AABB)×黑身残翅(aabb)↓F1黄身正常翅(AaBb)×黑身残翅(aabb)↓F2若测交后代F2中四种表型的比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律，否则不符合4．如图是果蝇性染色体的结构模式简图，请回答相关问题。(1)雌果蝇在减数分裂中能发生联会的区段是____________。(2)如果果蝇的某基因位于Ⅱ－2区段上，则该基因的遗传特点是______________。(3)已知决定果蝇某一性状的基因可能位于Ⅰ或Ⅱ－1区段上，现有纯合的显性和隐性的雌雄个体若干只，请设计实验以确定该基因的具体位置。①设计实验：________________________________________。②预测实验结果和结论：______________________________。[解析](1)联会指的是同源染色体两两配对的现象，故雌果蝇在减数分裂中能发生联会的区段是Ⅰ和Ⅱ－1区段。(2)Ⅱ－2区段是Y染色体特有的片段，X染色体上不含其等位基因，故该基因遗传时只能遗传给后代的雄果蝇。(3)要判断该基因的具体位置，可用一只表型为隐性的纯合雌果蝇与一只表型为显性的纯合雄果蝇杂交，如果后代中雌性均为显性性状，雄性均为隐性性状，说明基因位于Ⅱ－1区段；如果后代中雌雄个体均为显性性状，说明基因位于Ⅰ区段。[答案](1)Ⅰ和Ⅱ－1区段(2)该基因只能遗传给后代的雄果蝇(3)①用一只表型为隐性的纯合雌果蝇与一只表型为显性的纯合雄果蝇杂交②如果后代中雌性均为显性性状，雄性均为隐性性状，说明基因位于Ⅱ－1区段；如果后代中雌雄个体均为显性性状，说明基因位于Ⅰ区段Thankyouforwatching!