高考生物一轮复习素养整合高考提分课七课件

素养整合高考提分课(七)基因位置的判定及相关实验设计命题点一探究基因位于常染色体上还是X染色体上【考题研析】典例(2016·全国卷Ⅰ)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。)【解题探究】1.获得关键信息：一对等位基因、控制黄体的基因位于__染色体上、表现为_____。2.分析实验结果：根据同学甲的实验既不能判断基因的显隐性关系，也不能判断基因所在的染色体。但是可以推断其子代果蝇中显性性状雌蝇一定是_______。X隐性杂合子3.明确相对性状的显隐性已知时证明基因位于X染色体上的两种思路：(1)测交实验：若亲代♀隐性×♂显性，子代雌性全部表现为___性、雄性全部表现为___性，则基因位于X染色体上。显隐(2)杂交实验：若亲代♀显性×♂显性，子代雌性全部表现为___性、雄性个体中既有___性又有___性，则基因位于X染色体上。显隐显【解析】本题主要考查基因自由组合与伴性遗传的原理及实验设计能力。(1)同学甲的实验，杂交后代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为1∶1∶1∶1，在常染色体遗传中也会出现这种比例，故无法证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。(2)由题干“控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性”可知，同学甲所做实验的后代中雌性灰体是杂合子，雌性黄体是纯合子，而雄性个体只有一条X染色体，相关基因只有一个，故可选择雌性灰体与雄性灰体杂交，若后代雌性全是灰体，雄性灰体和黄体各占一半，即说明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性；或选择雌性黄体与雄性灰体杂交，若后代雌性全是灰体，雄性全是黄体，也说明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。答案：(1)不能。(2)实验1：杂交组合：♀黄体×♂灰体预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体。实验2：杂交组合：♀灰体×♂灰体预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体。【迎考必备】

1.记住一个事实：若基因位于性染色体上，遗传上总是和性别相关联。2.掌握一个基本方法——“正反交法”：若相对性状的显隐性是未知的，且亲本皆为纯合子，则用正交和反交的方法。(1)若正交和反交的后代表现型相同，都表现同一亲本的性状，则这对基因位于常染色体上。如表：正交反交PBB(♀)×bb(♂)bb(♀)×BB(♂)F1BbBb(2)若正交后代全表现为甲性状，而反交后代中雌性全表现为甲性状，雄性全表现为乙性状，则甲性状为显性性状，且基因位于X染色体上。如表：正交反交PXBXB×XbYXbXb×XBYF1XBXb、XBYXBXb、XbY3.善用一个重要杂交组合：根据显雄×隐雌的结果判断。(1)若基因位于X染色体上，则后代中雌雄个体的表现型完全不同，雌性个体表现显性性状，雄性个体表现隐性性状。如图：(2)若基因位于常染色体上，则雌雄后代的表现型与性别无关。如图：(1)如果这对等位基因位于常染色体上，能否确定该女孩的2个显性基因A来自祖辈4人中的具体哪两个人？为什么？(2)如果这对等位基因位于X染色体上，那么可判断该女孩两个XA中的一个必然来自_________(填“祖父”或“祖母”)，判断依据是________________；此外，________(填“能”或“不能”)确定另一个XA来自外祖父还是外祖母。

【解析】本题综合考查受精作用、分离定律和伴性遗传的相关知识。(1)如果这对等位基因位于常染色体上，女孩的基因型为AA，一个A来自父亲，另一个A来自母亲。其父亲的A基因来自祖父或祖母，其祖父、祖母的基因型均为Aa，故无法确定。同理，也无法确定另一个A来自外祖父还是外祖母。(2)如果这对等位基因位于X染色体上，则该女孩的一个XA来自父亲，父亲的XA来自祖母。该女孩的另一个XA来自母亲，而其外祖父、外祖母均有XA，故无法确定来自谁。答案：(1)不能。女孩AA中的一个A必然来自父亲，但因为祖父和祖母都含有A，故无法确定父亲传给女儿的A是来自祖父还是祖母；另一个A必然来自母亲，也无法确定母亲传给女儿的A是来自外祖父还是外祖母。(2)祖母该女孩的一个XA来自父亲，而父亲的XA一定来自祖母不能2.(2019·滁州模拟)已知果蝇中，灰身与黑身是一对相对性状(显性基因用B表示，隐性基因用b表示)；直毛与分叉毛是一对相对性状(显性基因用F表示，隐性基因用f表示)。两只亲代果蝇杂交，子代中雌蝇表现型比例与雄蝇表现型比例如图所示。请回答：(1)雄性亲本的一个精原细胞产生精细胞的基因型是_______。

(2)若让子一代中灰身雄蝇与黑身雌蝇杂交，后代中黑身果蝇所占比例为_______。子一代表现型为灰身直毛的雌蝇中，纯合子与杂合子的比例为_______。

(3)若实验室有纯合的直毛和分叉毛雌、雄果蝇亲本，你能否通过杂交实验确定这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上？如果不能确定请说明理由，如果能确定简要写出实验设计及结论。【解析】(1)雄性亲本的一个精原细胞产生的精细胞只有两种，分别是BXF、bY或bXF、BY。(2)只考虑灰身、黑身的遗传时，亲本Bb×Bb→1BB、2Bb、1bb，其中灰身有1/3BB、2/3Bb，与黑身bb杂交得到的后代中黑身所占比例是2/3×1/2=1/3。由于子一代中直毛雌蝇的基因型及比例为1XFXF∶1XFXf，因此灰身直毛的雌果蝇中纯合子所占比例为1/3×1/2=1/6，杂合子占5/6，二者比例为1∶5。(3)只要取直毛雌、雄果蝇与分叉毛雌、雄果蝇进行正交和反交，分析后代性状是否一致即可确定该基因的位置。若正交、反交后代性状一致，则该对等位基因位于常染色体上；若正交、反交后代性状不一致，则该对等位基因位于X染色体上。答案：(1)BXF、bY或bXF、BY

(2)1/3

1∶5(3)能，取直毛雌、雄蝇与分叉毛雌、雄果蝇进行正交和反交(即直毛雌果蝇×分叉毛雄果蝇，分叉毛雌果蝇×直毛雄果蝇)，若正、反交后代性状表现一致，则该等位基因位于常染色体上；若正、反交后代性状表现不一致，则该等位基因位于X染色体上。命题点二探究基因位于X染色体还是X、Y染色体的同源区段【考题研析】典例(2015·山东高考)果蝇的长翅(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”)

反交两对等位基因位于常染色体上或位于X、Y染色体的同源区段3.对表格中F2的表现型及比例的分析：从翅型看，______________________________________________，可判断A、a位于常染色体；从毛型看，实验一、二的区别是前者______________________________，后者_______________________________。长翅∶残翅=3∶1，长翅、残翅中均是雌∶雄=1∶1刚毛雌∶雄=2∶1，截毛只有雄性刚毛雌∶雄=1∶2，截毛只有雌性毛，雄果蝇的刚毛与截毛的数量比是1∶1，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。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【迎考必备】

1.记住X和Y染色体的特点：XY型性别决定的生物雄性体内的一对异型性染色体——X、Y构成了一对特殊的同源染色体，X和Y染色体既有同源区段，也有非同源区段。两者关系如图所示：(1)控制人类红绿色盲和抗维生素D佝偻病的基因只位于B区段，在Y染色体上无相应的等位基因。(2)控制人类外耳道多毛症的基因只位于D区段，在X染色体上无相应的等位基因。(3)控制相对性状的等位基因位于A、C区段，即雄性可能出现下列基因型：XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。2.掌握具体杂交方法：(1)用“隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：(2)用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：(1)一只刚毛雌蝇与截毛雄蝇交配，得到的子一代雌雄个体全部为刚毛。子一代雌雄交配，子二代表现型及其比例为雌性刚毛∶雄性刚毛∶雄性截毛为2∶1∶1。则_______(填“能”或“不能”)判断B/b基因只位于X染色体上，还是位于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】本题主要考查基因在染色体上的位置。要求学生熟知基因在常染色体上、仅在X染色体上、在X和Y染色体同源区段上的分析与计算。(1)若B/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，子一代雌雄个体全部为刚毛(XBXb、XBY)，子一代雌雄交配，子二代为雌性刚毛(XBXB、XBXb)∶雄性刚毛(XBY)∶雄性截毛(XbY)=2∶1∶1。若B/b基因在X和Y染色体同源区段，则亲本刚毛雌蝇(XBXB)与截毛雄蝇(XbYb)杂交，子一代雌雄个体全部为刚毛(XBXb、XBYb)，子一代雌雄交配，子二代为雌性刚毛(XBXB、XBXb)∶雄性刚毛(XBYb)∶雄性截毛(XbYb)=2∶1∶1。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和Y染色体同源区段上。若采用截毛雌蝇与刚毛雄蝇交配，可判断出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。若B/b基因只位于X染色体上，则截毛雌蝇(XbXb)与刚毛雄蝇(XBY)交配，F1中有刚毛(XBXb)和截毛(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(XBXb、XbYB)。(2)若A/a基因位于常染色体上，B/b基因位于X和Y染色体同源区段上，则纯合灰身刚毛雌蝇(AAXBXB)和纯合黑身截毛雄蝇(aaXbYb)杂交，子一代的基因型为AaXBXb和AaXBYb。子一代杂交，仅考虑A/a基因，子二代为1/4AA、1/2Aa、1/4aa，仅考虑B/b基因，子二代为1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBYb，1/4XbYb，则子二代的基因型有3×4=12种。雌蝇中纯合灰身刚毛(AAXBXB)所占的比例为1/4×1/2=1/8。答案：(1)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中有刚毛和截毛，则B/b基因位于X染色体上；若F1中只有刚毛，则B/b基因位于X和Y染色体同源区段(2)AaXBXb和AaXBYb

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1/82.(2019·大同模拟)某多年生植物的性别是由性染色体XY决定的，现有一对相对性状高茎(A)与矮茎(a)，但不知道其基因在常染色体上还是在性染色体上，于是进行探究实验。可供选择的杂交实验材料有：纯合雌株高茎、雌株矮茎、纯合雄株高茎、雄株矮茎。(1)若通过一次杂交实验分析控制该性状的基因是位于常染色体上还是位于Ⅰ片段上，应选择的杂交组合是雌株_______，雄株_______。若子代雌株表现_______，雄株表现_______，表明控制该性状的基因位于Ⅰ片段上。

(2)若选择雌株矮茎与纯合雄株高茎杂交，子代雌株、雄株都表现为高茎，_______(填“能”或“不能”)确定其基因的位置，理由是___________________。

为了进一步探究，最简便的办法是选择F1的雄株高茎个体与_______雌株(基因型)，再进行杂交，若F2中雌株表现全为_______，雄株表现全为_______，表明控制该性状的基因位于Ⅱ片段上。

(3)从题干所给的材料分析，控制该性状的基因_______(填“能”或“不能”)位于Ⅲ片段上，原因是____________________________________________。

若控制生物一对性状的基因位于Ⅱ片段上，则一个比较大的种群中其基因型最多有_______种。

(4)若是人类遗传病，则Ⅰ片段上的单基因遗传病，男性患病率高于女性患者的是_______(填“显性”或“隐性”)遗传病。

【解析】(1)对于XY型性别决定的生物，若通过一次杂交实验分析控制该性状的基因是位于常染色体上还是位于X的特有区段Ⅰ片段上，应选择的杂交组合是隐性雌株个体与纯合的显性雄株杂交，即亲本为雌株矮茎和纯合雄株高茎，若子代雌株为高茎、雄株表现为矮茎，表明控制该性状的基因位于Ⅰ片段上。(2)若选择雌株矮茎与纯合雄株高茎杂交，子代雌株、雄株都表现为高茎，则基因可能位于常染色体上，也可能位于X、Y染色体的同源区段Ⅱ上；如果位于常染色体上，则亲本基因型是AA、aa，子一代的基因型是Aa，子一代Aa与亲代aa测交，后代的基因型可表示为Aa、aa，无论雌株还是雄株，测交后代的高茎与矮茎之比是1∶1；如果基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅱ上，则亲本基因型可表示为XaXa、XAYA，杂交后的基因型是XAXa、XaYA，F1的雄株高茎个体的基因型是XaYA，与XaXa测交，测交后代的基因型是XaYA、XaXa，前者是雄株高茎，后者是雌株矮茎。(3)Ⅲ片段是Y染色体的特有区段，性状只表现在雄株个体上，因为雌株个体存在高茎和矮茎，所以控制株高的基因不可能存在于Y染色体的非同源区段上，若控制生物一对性状的基因位于Ⅱ片段上，则一个比较大的种群中其基因型最多有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYa、XaYA7种基因型。(4)Ⅰ片段为X的特有区段，在人类遗传病中，X染色体上的单基因显性遗传病女患者多于男患者(如抗维生素D佝偻病)，X染色体上的单基因隐性遗传病(如色盲)男患者多于女患者。答案：(1)矮茎纯合高茎高茎矮茎(2)不能位于常染色体和XY同源区段Ⅱ上子代雌雄个体都表现为显性XaXa或aa矮茎高茎(3)不能若在Ⅲ片段上，雌株个体不可能有该性状的表现7

(4)隐性命题点三探究不同对基因在染色体上的位置关系【考题研析】典例(2017·全国卷Ⅲ)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换，回答下列问题：(1)若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)(2)假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上，请以上述品系为材料，设计实验对这一假设进行验证。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)【解题探究】1.分析题意，抓住关键信息：已知三对性状的显隐性关系、有三个纯合品系可提供实验材料。2.验证三对等位基因位于三对同源染色体上的思路：取具有2对相对性状的纯合子连续自交，观察F2是否具有___________的比例。9∶3∶3∶13.验证两对等位基因都位于X染色体上的思路：选取符合实验条件的①②个体(不限雌雄)，观察子代____________性状的不同即可，不需要看性状分离比。雌性和雄性【解析】(1)确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上，可以让这三个纯合品系两两杂交，进行三组杂交实验，得到F1，让三组F1的雌雄个体分别进行随机交配，观察F2的表现型及比例。若三组实验的F2均出现4种表现型，且比例为9∶3∶3∶1，则这三对等位基因分别位于三对染色体上；否则这三对等位基因不位于三对染色体上。(2)选择无眼正常刚毛个体与有眼小刚毛个体杂交，若后代雄性个体与母本性状相同，雌性个体表现为有眼正常刚毛，则说明A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上，否则说明A/a、B/b这两对等位基因不都位于X染色体上。答案：(1)选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合，分别得到F1和F2，若各杂交组合的F2中均出现四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1，则可确定这三对等位基因分别位于三对染色体上；若出现其他结果，则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上。(2)选择①×②杂交组合进行正反交，观察F1中雄性个体的表现型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同，则证明这两对等位基因都位于X染色体上。【迎考必备】1.明确判断基因位于一对同源染色体上的依据：(1)若基因完全连锁(不考虑交叉互换)时，不符合基因的自由组合定律，其子代也呈现特定的性状分离比。(2)举例说明：以AaBb为例。①若两对等位基因位于一对同源染色体上，且A和B在同一条染色体上，则产生2种类型的配子，在此基础上进行自交或测交会出现两种表现型；②若两对等位基因位于一对同源染色体上，且A和b在同一条染色体上，则产生2种类型的配子，在此基础上进行自交会出现3种表现型，测交会出现2种表现型。

2.明确判断基因位于不同对同源染色体上的依据：(1)以AaBb为例，若两对等位基因分别位于两对同源染色体上，则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比，如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等变式)，也会出现致死背景下特殊的性状分离比，如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。(2)在涉及两对等位基因遗传时，若出现上述性状分离比，可考虑基因位于两对同源染色体上。3.了解外源基因整合到宿主染色体上的类型：(1)若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的一条上，其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比；(2)若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体上的一条上，各个外源基因的遗传