第18讲遗传综合实验分析

第18讲遗传综合实验分析（知识清单）学习导航站知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点考点1判断基因位于细胞核还是位于细胞质★★★☆☆考点2探究基因位于常染色体上还是X染色体上★★★☆☆考点3探究基因仅位于X染色体上还是X、Y染色体同源区段上★★★☆☆考点4探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上★★★☆☆陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（大陷阱规避）素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯考点1判断基因位于细胞核还是位于细胞质★★★☆☆1.实验方法：进行正交和反交实验2.结果与结论：（1）若正、反交结果相同，则该基因位于细胞核中。

正交：♀aa×♂AA→Aa

反交：♀AA×♂aa→Aa

（2）若正、反交结果不同，且子代性状始终与母方相同，则基因位于细胞质中。

正交：♀H×♂L→H

反交：♀L×♂H→L考点2探究基因位于常染色体上还是X染色体上★★★☆☆1.杂交实验法（1）性状的显隐性是“未知的”，且亲本均为纯合子时特别提醒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”特别提醒如果是ZW型生物，则用显雌与隐雄杂交。（3）在确定雌性个体为杂合子的条件下2.数据信息分析法（1）依据子代性别、性状的数量分析确认若后代中两种表型在雌雄个体中比例一致，说明遗传与性别无关，则基因可能在常染色体上；若后代中两种表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。（2）依据遗传调查所得数据进行推断确认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。将得到的结果与某已知条件比较，即可确定基因位于X染色体上还是常染色体上。考点3探究基因仅位于X染色体上还是X、Y染色体同源区段上★★★☆☆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.基本思路（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：考点4探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上★★★☆☆1.限定一次杂交实验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XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]杂交组合，观察分析F1的表型。分析如下：2.未限定杂交实验次数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。陷阱1细胞学说的"两只三未二统"易错表现正确理解认为正反交结果不同，且F₁均表现母本性状，则可确定基因位于细胞质中正反交结果不同且F₁表现母本性状，可能是细胞质遗传（如线粒体基因），但也可能是X染色体特有区段基因（如母本为XaXa时，F₁雄蝇表现母本隐性性状）。需进一步实验（如F₁自交或回交）排除X染色体可能性已知某相对性状显隐性，用隐性雌个体与显性雄个体（杂合）杂交，若子代雌性个体全为显性，雄性个体全为隐性，则基因位于X、Y染色体同源区段若基因位于常染色体上，aa（隐性雌）与Aa（显性雄杂合）杂交，子代雌雄个体中都有显性和隐性；若基因位于X、Y染色体同源区段，XᵃXᵃ（隐性雌）与XᴬYᵃ杂交，子代雌性为XᴬXᵃ（显性），雄性为XᵃYᵃ（隐性）；但当XᵃXᵃ与XᵃYᴬ杂交，子代雌性为XᵃXᵃ（隐性），雄性为XᵃYᴬ（显性），所以仅根据“子代雌性个体全为显性，雄性个体全为隐性”不能确定基因一定位于X、Y染色体同源区段认为未限定杂交次数时，通过多代杂交实验，若发现某性状在雌雄个体中表现无差异，则基因一定位于常染色体上即使某性状在雌雄个体中表现无差异，基因也有可能位于X、Y染色体的同源区段，比如当亲本为XᴬXᴬ和XᴬYᴬ时，多代杂交后，该性状在雌雄个体中表现也无差异分子标记在基因定位中的作用1.定义：分子标记＝一段可检出的DNA序列变异（长度、序列、拷贝数、甲基化状态等），与目标基因/位点存在连锁或共分离关系，用于“标记”目的基因在染色体上的位置。2.基因定位流程四步曲（1）初定位①群体：F2、BC1、DH等分离群体②标记：SSR、InDel覆盖全基因组（5–20cM间隔）③方法：连锁分析（LOD≥3）→确定染色体区段④输出：遗传距离（cM）或物理距离（Mb）（2）精细定位①扩大群体（>1000株）＋高重组个体筛选②标记加密：SNP/InDel（0.1–0.3cM间隔）③关键：寻找交换单株缩小候选区至<100kb（3）图位克隆①建立高密BAC/YAC物理图②染色体步移③候选基因验证：互补实验、CRISPR敲除、表达分析（4）功能标记转化①开发“完美标记”：标记即功能位点②MAS：育种中直接选择基因型考点预测：1.高通量标记：给出VCF文件，筛选与表型关联的显著SNP（GWASManhattanplot解读）。2.功能标记开发：从SNP→KASP探针→MAS育种一条龙设计题。3.单倍型定位：利用LDblock划分单倍型，定位顺式调控位点。1．（2024·浙江·高考真题）某昆虫的翅型有正常翅和裂翅，体色有灰体和黄体，控制翅型和体色的两对等位基因独立遗传，且均不位于Y染色体上。研究人员选取一只裂翅黄体雌虫与一只裂翅灰体雄虫杂交，F1表型及比例为裂翅灰体雌虫：裂翅黄体雄虫：正常翅灰体雌虫：正常翅黄体雄虫=2：2：1：1。让全部F1相同翅型的个体自由交配，F2中裂翅黄体雄虫占F2总数的（

）A．1/12 B．1/10 C．1/8 D．1/6【答案】B【分析】若知道某一性状在子代雌雄个体种出现的比例或数量，则依据该性状在雌雄个体中的比例是否一致可以确定是常染色体遗传还是伴性遗传：若子代性状的表现与性别相关联，则可确定为伴性遗传。【详解】翅型有正常翅和裂翅，假设控制翅型的基因为A、a，体色有灰体和黄体，假设控制体色的基因为B、b。控制翅型和体色的两对等位基因独立遗传，可知两对基因的遗传遵循自由组合定律。研究人员选取一只裂翅黄体雌虫与一只裂翅灰体雄虫杂交，F1表型及比例为裂翅灰体雌虫：裂翅黄体雄虫：正常翅灰体雌虫：正常翅黄体雄虫=2：2：1：1，分析F1表现型可以发现，雌虫全为灰体，雄虫全为黄体，又因为控制翅型和体色的两对等位基因均不位于Y染色体上，因此可推测控制体色的基因位于X染色体上，且黄体为隐性性状。裂翅黄体雌虫与裂翅灰体雄虫杂交，F1出现了正常翅的性状，可以推测裂翅为显性性状，正常翅为隐性性状。由以上分析可以推出亲本裂翅黄体雌虫的基因型为AaXbXb，裂翅灰体雄虫的基因型为为AaXBY。AaXbXb和AaXBY杂交，正常情况下，F1中裂翅：正常翅=3：1，实际得到F1中裂翅：正常翅=2：1，推测应该是AA存在致死情况。AaXbXb和AaXBY杂交，F1表型及比例为裂翅灰体雌虫（AaXBXb）：裂翅黄体雄虫（AaXbY）：正常翅灰体雌虫（aaXBXb）：正常翅黄体雄虫（aaXbY）=2：2：1：1。F1的裂翅个体基因型为AaXBXb和AaXbY交配才能得到裂翅黄体雄虫，占比为2/3×1/2×1/4=1/12，由于交配后AA个体致死（占比为2/3×1/4=1/6），故F2中裂翅黄体雄虫占比为1/12÷5/6=1/10。B正确，ACD错误。故选B。2．（2023·浙江·高考真题）某昆虫的性别决定方式为XY型，其翅形长翅和残翅、眼色红眼和紫眼为两对相对性状，各由一对等位基因控制，且基因不位于Y染色体。现用长翅紫眼和残翅红眼昆虫各1只杂交获得F1，F1有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型，且比例相等。不考虑突变、互换和致死。下列关于该杂交实验的叙述，错误的是（

）A．若F₁每种表型都有雌雄个体，则控制翅形和眼色的基因可位于两对染色体B．若F₁每种表型都有雌雄个体，则控制翅形和眼色的基因不可都位于X染色体C．若F₁有两种表型为雌性，两种为雄性，则控制翅形和眼色的基因不可都位于常染色体D．若有两种表型为雌性，两种为雄性，则控制翅形和眼色的基因不可位于一对染色体【答案】D【分析】位于性染色体上的基因在遗传上总是和性别相关联的现象，叫做伴性遗传。【详解】A、假设用A/a、B/b表示控制这两对性状的基因，若F1每种表型都有雌雄个体，则亲本的基因型为AaBb和aabb或AaXBXb和aaXbY，这两种情况的杂交组合产生的F1均有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型，且比例相等，A正确；B、若控制翅形和眼色的基因都位于X染色体上，则杂交的结果是：F1有两种表型为雌性、两种为雄性，或者只有两种表现型，两种表现型中每种表型都有雌雄个体。所以若F1每种表型都有雌雄个体，则控制翅形和眼色的基因不可都位于X染色体，B正确；C、若控制翅形和眼色的基因都位于常染色体上，则性状的表现与性别没有关联，F1每种表型都应该有雌雄个体，不可能出现F1有两种表型为雌性、两种为雄性的情况，所以控制翅形和眼色的基因不可都位于常染色体上，C正确；D、假设用A/a、B/b表示控制这两对性状的基因，若F1有两种表型为雌性、两种为雄性，则亲本的基因型为XaBXab和XAbY符合F1有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型，且比例相等的条件，D错误。故选D。【考点追溯】位于性染色体上的基因控制的性状在遗传中总是与性别相关联，这种现象称为伴性遗传。3．（2023·北京·高考真题）纯合亲本白眼长翅和红眼残翅果蝇进行杂交，结果如图。F2中每种表型都有雌、雄个体。根据杂交结果，下列推测错误的是（）A．控制两对相对性状的基因都位于X染色体上B．F1雌果蝇只有一种基因型C．F2白眼残翅果蝇间交配，子代表型不变D．上述杂交结果符合自由组合定律【答案】A【分析】基因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的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。【详解】A、白眼雌蝇与红眼雄果蝇杂交，产生的F1中白眼均为雄性，红眼均为雌性，说明性状表现与性别有关，则控制眼色的基因位于X染色体上，同时说明红眼对白眼为显性；另一对相对性状的果蝇杂交，无论雌雄均表现为长翅，说明长翅对产残翅为显性，F2中每种表型都有雌、雄个体，无论雌雄均表现为长翅：残翅=3：1，说明控制果蝇翅形的基因位于常染色体上，A错误；B、若控制长翅和残翅的基因用A/a表示，控制眼色的基因用B/b表示，则亲本的基因型可表示为AAXbXb，aaXBY，二者杂交产生的F1中雌性个体的基因型为AaXBXb，B正确；C、亲本的基因型可表示为AAXbXb，aaXBY，F1个体的基因型为AaXBXb、AaXbY，则F2白眼残翅果蝇的基因型为aaXbXb、aaXbY，这些雌雄果蝇交配的结果依然为残翅白眼，即子代表型不变，C正确；D、根据上述杂交结果可知，控制眼色的基因位于X染色体上，控制翅型的基因位于常染色体上，可见，上述杂交结果符合自由组合定律，D正确。故选A。【考点追溯】位于性染色体上的基因控制的性状在遗传中总是与性别相关联，这种现象称为伴性遗传。4．（2022·河北·高考真题）研究者在培养野生型红眼果蝇时，发现一只眼色突变为奶油色的雄蝇。为研究该眼色遗传规律，将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交，结果如下图。下列叙述错误的是（）A．奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制B．F2红眼雌蝇的基因型共有6种C．F1红眼雌蝇和F2伊红眼雄蝇杂交，得到伊红眼雌蝇的概率为5/24D．F2雌蝇分别与F2的三种眼色雄蝇杂交，均能得到奶油眼雌蝇【答案】D【分析】分析题意，果蝇的野生型表现为红眼，奶油色为突变雄蝇，将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交，子一代全为红眼，说明红眼为显性性状，子一代之间相互交配，子二代雌雄个体间存在性状差异，说明控制该性状的基因与性别相关联；且子二代比例为8:4:3:1，和为16，说明眼色至少受两对独立遗传的基因控制。【详解】A、分析题意，子一代红眼果蝇相互交配，子二代的比例为8:4:3:1，是9:3:3:1的变形，说明奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制，A正确；B、根据F1互交所得F2中红眼雌：红眼雄：伊红眼雄：奶油眼雄=8:4:3：1可知，眼色的遗传与性别相关联，若果蝇眼色受两对基因控制，则一对基因位于常染色体上，另一对基因位于X染色体上。设相关基因为A/a、B/b，根据F2的性状分离比可知，F1红眼雌、雄果蝇的基因型分别为AaXBXb、AaXBY，而F2中红眼雌蝇占8/16，红眼雄蝇占4/16，伊红眼雄蝇占3/16，奶油眼雄蝇占1/16，可知F2中红眼雌蝇的基因型为A_XBX﹣、aaXBX，红眼雄蝇的基因型为A_XBY、aaXBY，伊红眼雄蝇的基因型为A_XbY，奶油眼雄蝇的基因型为aaXbY，则F1红眼雌蝇的基因型共有2×2＋2=6种，B正确；C、F1红眼雌蝇(AaXBXb)与F2伊红眼雄蝇(1/3AAXbY、2/3AaXbY)杂交，得到伊红眼雌蝇(A_XbXb)的概率为1/3×1/4+2/3×3/4×1/4=5/24，C正确；D、若F2雌蝇的基因型为AAXBXB，则其与F2的三种眼色雄蝇杂交都不能得到奶油眼雌蝇，D错误。故选D。5．（2022·湖南·高考真题）果蝇的红眼对白眼为显性，为伴X遗传，灰身与黑身、长翅与截翅各由一对基因控制，显隐性关系及其位于常染色体或X染色体上未知。纯合红眼黑身长翅雌果蝇与白眼灰身截翅雄果蝇杂交，F1相互杂交，F2中体色与翅型的表现型及比例为灰身长翅:灰身截翅:黑身长翅