高三二轮复习生物：基因定位及相关遗传实验设计课件

漳浦一中2026届高三培优指导生物提高效率

·创造未来·铸就辉煌基因定位及相关遗传实验设计基因定位细胞质细胞核细胞内的基因常染色体性染色体X染色体非同源区段Y染色体非同源区段X、Y染色体同源区段1.判断基因位于细胞核还是位于细胞质(1)实验方法:正交和反交实验。对于XY型生物来说，根据控制一对相对性状的一对等位基因（A、a）所在位置的相关基因型：AA、AaaaXAXAXAXaXaXaXAXA、XAXaXaXaXAYXaYXAYA、XAYa

XaYA、XaYaXYAXYa基因型雌性雄性

位置

性别常染色体X染色体上的非同源区段Y染色体上的非同源区段X、Y染色体上的同源区段AA、Aaaa细胞核基因2、判断基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上（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判断，即：(3)调查实验法：3、判断基因是位于X、Y染色体同源区段上还是仅位于X染色体上XBXbXbYB

XBXb

XbY

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:XBX-

X-YB

XBX-

XBY、XbY

4、判断基因是位于常染色体上还是位于X、Y染色体同源区段上XAXa

XaYa

XaXa

XaYA

♀、♂：Aaaa

(2)在已知性状显隐性的条件下,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:P♀aa×♂AA

F1AaF23A_：1aaP♀XaXa×♂XAYA

F1XAXaXaYAF2XAXaXaXaXAYA

XaYA例1、(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。)PAa×aaF1AaaaP♀XAXa×♂XaY

F1XAXaXaXaXAYXaY

P♀XAXa×♂XAY

F1XAXAXAXaXAYXaYP♀XaXa×♂XAY

F1XAXaXaY例2.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一半。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只雌蝇全部表现为刚毛,45只雄蝇全部表现为截毛。(1)根据上述结果不能确定A和a是仅位于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)。(2)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,应该怎样设计实验。(简要写出杂交组合,预期结果并得出结论)。

答案:(1)若A、a在X染色体上,亲代刚毛雄蝇为XAY,截毛雌蝇为XaXa,则子代中刚毛雌蝇∶截毛雄蝇为1∶1;若A、a在X、Y染色体的同源区段上,亲代刚毛雄蝇为XAYa,截毛雌蝇为XaXa,则子代中刚毛雌蝇∶截毛雄蝇为1∶1。(2)用多对刚毛雄蝇和截毛雌蝇交配,若子代中雌蝇全部表现为刚毛,雄蝇全部表现为截毛,则A和a位于X染色体上;若子代中无论雌雄蝇均出现刚毛和截毛,则A和a位于X、Y染色体的同源区段上。仅位于X：XAY位于X、Y同源区段：XAYA或XAYa或XaYAP♀XaXa×♂XAY

F1XAXaXaYP♀XaXa×♂XAYA♀XaXa×♂XAYa♀XaXa×♂XaYA

F1XAXaXaYA

XAXaXaYaXaXaXaYA例3.已知果蝇灰身(A)和黑身(a),直毛(B)和分叉毛(b)各为一对相对性状,A与a基因位于常染色体上,B与b基因位置未知。某兴趣小组的同学让一只灰身分叉毛雌蝇与一只灰身直毛雄蝇杂交,发现子一代中表型及比例为灰身直毛∶灰身分叉毛∶黑身直毛∶黑身分叉毛=3∶3∶1∶1。(1)根据上述实验结果

(填“能”或“不能”)确定两对等位基因遵循自由组合定律。(2)根据上述实验结果还不足以确定B与b基因的位置。请你利用现有的亲本及F1果蝇为材料,继续研究以确定B与b基因是仅位于X染色体上,还是位于常染色体上。(雌果蝇一旦交配过,再次交配变得困难)根据以上信息,写出两种可行方案,并预期实验结果(若为杂交实验,只能进行一次杂交)。方案一:

，统计子代中雌、雄蝇的表型。

预期:若

,则B与b基因仅位于X染色体上。

方案二:

，统计子代中雌、雄蝇的表型。预期:若

,则B与b基因仅位于X染色体上。(3)果蝇的细眼(E)和粗眼(e)也是一对相对性状,现有纯种的细眼果蝇和粗眼果蝇(雌雄若干),选择

进行一次杂交实验,若F1

,则可判断E、e基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上,而不在X、Y染色体的非同源区段上。继续通过一次杂交实验,探究E、e基因是位于X、Y染色体的同源区段还是常染色体上,预测子代的结果并得出结论。

杂交方案:

。

预测结果及结论:

。

=（3:1）（1:1），子代出现两对相对性状的重组类型统计亲本杂产生的子代中雌、雄蝇的表型

子代中雌蝇均为直毛,雄蝇均为分叉毛亲本的直毛雄蝇与F1中直毛雌蝇交配后代雌蝇均为直毛,雄蝇一半直毛一半分叉毛答案:(1)能(2)直毛雄蝇与分叉毛雌蝇交配F1中雌蝇均为直毛,雄蝇均为分叉毛亲本的直毛雄蝇与F1中直毛雌蝇交配后代雌蝇均为直毛,雄蝇一半直毛一半分叉毛(3)粗眼雌蝇和细眼雄蝇无论雌雄均为细眼F1中雌、雄果蝇自由交配若后代雌雄均有细眼、粗眼,则E、e基因位于常染色体上;

若后代雌果蝇出现细眼和粗眼,雄果蝇均为细眼,则E、e基因位于X、Y染色体的同源区段上5、判断控制性状的两对等位基因位于同一对同源染色体还是非同源染色体上(1)如图所示,①图中A/a、B/b、D/d这三对等位基因的遗传都遵循分离定律;②图中A/a与D/d(或B/b与D/d)分别位于两对同源染色体上,其遗传遵循自由组合定律;③图中A/a和B/b位于一对同源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律。(2)根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置（3A-B-﹕1aabb)(3D-﹕1dd）=9A-B-D-：3aabbD-：3A-B-dd：1aabbdd6、确定控制性状的基因位于几号染色体上(1)：利用已知基因定位举例:已知基因A与a位于2号染色体上遵循自由组合定律，两对基因位于非同源染色体上两对基因连锁，位于一对同源染色体上，不遵循自由组合定律

控制果蝇以下性状的基因存在的染色体如下表所示，现实验室中均有上述表现型的纯合雌雄果蝇，且每种表现型中也均有长翅和残翅的纯合果蝇，请利用已有材料设计杂交实验，确定控制长翅和残翅的基因所在的染色体。写出实验方案并预期结果（已知长翅对残翅为显性，其基因位于常染色体）。实验方案：分别设置三组实验，每组实验杂交组合如下：Ⅰ：黑身长翅果蝇×灰身残翅果蝇→F1Ⅱ：正常眼长翅果蝇×粗糙眼残翅果蝇→F1Ⅲ：有眼长翅果蝇×无眼残翅果蝇→F1让每一组实验的F1自由交配得到F2，观察F2相应表型及比例。实验结果：若某组F2未出现9:3:3:1的性状分离比，则控制长翅/残翅的基因位于该组实验对应性状所处染色体上。例4.（2）利用“单体”或“三体”进行基因定位

单体(2n-1)是体细胞中某对染色体缺少一条的个体，单体产生的配子有n和n-1两种，理论上两者的比例为1﹕1。三体(2n+1)是体细胞中的染色体较正常2n个体增加一条的变异类型。即某一对染色体有三条染色体。如21号染色体三体病人的症状称为唐氏综合症。三体在减数分裂产生配子时产生n和n+1两种配子。现实验室中有Ⅳ号染色体单体和多种染色体（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）的三体果蝇，并且每种果蝇里面均有纯合的长翅和残翅果蝇（长翅对残翅为显性），请设计分别利用单体和三体果蝇，探究控制长翅/残翅的基因是否位于IV号染色体上。单体/三体定位法单体定位法方法：让多只残翅正常果蝇与多只长翅Ⅳ染色体单体果蝇杂交，观察F1的表现型及比例。假设一：位于IV染色体上假设二：不在IV染色体上PF1×BBbbBb均为长翅×bbB0Bb长翅:残翅=1:1b0方法总结：将隐性个体与缺少不同染色体的显性单体逐一杂交，如果后代具有隐性性状的个体，而且显性个体与隐性个体的比例为1∶1，就说明控制这对相对性状的基因正好在缺少了的这号染色体上。单体/三体定位法三体定位法方法：让多只纯合残翅正常果蝇与多只纯合长翅Ⅳ号染色体三体果蝇杂交，取F1中三体果蝇测交，观察F2的表现型及比例。假设一：位于IV染色体上假设二：不在IV染色体上PF1×bbBBBBBbF1测交Bb方法总结：将隐性个体与不同染色体的三体显性个体逐一杂交，并将子一代进行测交，如果后代出现显性个体：隐性个体=5:1，就说明控制这对相对性状的基因正好在三体对应的多的这条染色体上，如果后代出现显性个体：隐性个体=1:1，则说明控制这对相对性状的基因不位于这条染色体上。BBbbbBbbBb1：1：2：2F2×bbBBBbF1测交bbBb1：1长翅:残翅=5:1长翅:残翅=1:1例5．某二倍体植物（2n=24）的红花与白花受三对等位基因（A/a，B/b和D/d）控制，同时含有A、B与D基因的植株开红花，其余的植株开白花。现有甲、乙、丙三个白花植株品系，分别与同一红花品系杂交，F1均为红花，F1自交，F2的性状表现分别是红花：白花=3：1、红花：白花=9：7、红花：白花=27：37。（1）上述三个杂交结果中，能证明控制红花与白花的三对等位基因遵循自由组合定律的是____，判断依据是

。（2）若需探究控制花色的三对等位基因在染色体上的位置，可以利用单体确定。体细胞中缺失了一条1号染色体的个体称作1－单体，缺失了一条2号染色体的个体称作2－单体，以此类推，单体产生的配子可育。现用AABBDD植株培育成的12种红花单体，分别与基因型为aabbdd的植株进行杂交，并对12组杂交的子代性状分别进行统计。①若只有2－单体与aabbdd杂交的子代出现白花个体，则对该现象最合理的解释是

。②若有两组杂交子代出现白花个体，则说明_______________________。③若有三组杂交子代出现白花个体，则基因型为AaBbDd的植株测交，其子代的花色性状及比例为________。（1）红花：白花=27：37F2中红花植株占27/64=（3/4）3，据此推测控制花色的三对等位基因遵循自由组合定律

（2）①控制花色的三对等位基因均位于2号染色体上，亲本中的2–单体产生了数量相等的ABD配子和不含花色基因的配子，与aabbdd杂交后，基因型为AaBbDd的子代开红花、基因型为abd的子代开白花

②控制花色的三对等位基因位于两对同源染色体上③红花：白花=1：71、三对基因位于同一对同源染色体

A­B­D­×aabbddabd（白花）2、两对基因位于同一对同源染色体，一对基因位于另一对染色体A­B­DD×aabbddabDd（白花）AABBD­×aabbddAaBbd（白花）3、三对基因位于三对同源染色体A­BBDD×aabbddaBbDd（白花）AAB­DD×aabbddAabDd（白花）AABBD­×aabbddAaBbd（白花）例6．已知某植物花色由两对基因（A、a和B、b）控制，A基因控制色素合成，该色素随液泡中细胞液pH降低而变浅，B基因与细胞液的酸碱性有关。其基因型与表型的对应关系如下，回答下列问题：基因型A_bbA_BbA_BB、aa__表型深紫色淡紫色白色(1)为探究A、a和B、b基因位于一对同源染色体上，还是位于两对同源染色体上。现有淡紫色花色植株（AaBb）可以用来设计实验。实验步骤：让淡紫色花色植株（AaBb）植株自交，观察并统计子代植株的花色和比例（不考虑染色体互换）。实验结果预测及结论：①若子代植株花色及比例为

，则A、a和B、b基因分别位于两对同源染色体上。②若子代植株花色及比例为

，则A、a和B、b基因位于一对同源染色体上，且基因A和b在同一条染色体上。③若子代植株花色及比例为

，则A、a和B、b基因位于一对同源染色体上，且基因A和B在同一条染色体上。(2)某实验小组在研究中获得了黄叶植株突变体（野生型为绿叶），已知黄叶性状由一对隐性基因控制。研究人员利用相关实验和技术，对该植物的叶色基因进行定位。①绿叶、黄叶基因分别用基因C/c表示，现用两个纯合植株杂交得F1，F1测交后代的基因型比例为aabbcc：AaBbCc：aaBbcc：AabbCc=1：1：1：1。画出F1体细胞中三对基因在染色体上的位置（用竖线代表染色体，黑点代表基因在染色体中的位置）

。②当该植物体细胞缺失同源染色体中的一条染色体时，称为单体（核型为2n-1），若该单体系均能正常产生配子，以野生型绿叶植株为材料，人工构建的单体系（绿叶）中应有

种单体。若利用单体以一代杂交实验定位黄叶基因存在的染色体，请写出具体杂交方案及预期实验结果及结论

。深紫色：淡紫色：白色=3：6：7深紫色：淡紫色：白色=1：2：1淡紫色：白色=1：11AAbb:2AaBb:1aaBB1AABB:2AaBb:1aabbF1产生四种配子：abc、ABC、aBc、AbC，说明3对基因位于2对同源染色体上，且配子基因型体现AC、ac和B、b的自由组合n实验方案：将黄叶突变体与绿叶单体系中的全部单体分别杂交，留种并单独隔离种植，统计子代表型及比例。预期实验结果及结论：当子代出现表型及比例为绿叶：黄叶约为1：1时，则黄叶基因定位于该单体所缺少的染色体上。（3）利用染色体片段缺失的个体进行基因定位Paa×AA

F1AaF23A_：1aaAAPaa×AA-

F11/2Aa1/2A-aF21/16A-A-:11/16A_:4/16aa致死APaa×Ao

F11/2Aa1/2aoF21/16oo:7/16A_:4/16aa:4/16ao致死例7．已知果蝇翅型基因（B和b）位于2号染色体上，眼型基因（E和e）位于3号染色体上，体色基因（A和a）位置未知。用纯合的正常翅、粗糙眼雌果蝇与正常眼、翅外展雄果蝇杂交，F1均为正常翅、正常眼，F1雌雄个体相互交配，后代出现5：3：3：1的性状分离比。回答下列问题：(1)果蝇翅型与眼型的遗传遵循基因的

定律。(2)F2出现5：3：3：1的性状分离比，可能是基因型为

的雌配子或雄配子致死。请利用以上杂交获得的后代为材料，通过一代杂交实验进行验证，写出实验思路并预期实验结果。实验思路：

。预期实验结果：

。(3)为确定体色基因（A和a）是否位于3号染色体上，用正常眼黑檀体（aa）果蝇与3号染色体缺失一小段的纯合灰体果蝇杂交得F1，F1随机交配得F2，统计F2的表型及比例。（已知缺失纯合子致死）。①若F2的表型及比例为

，则A/a基因不位于3号染色体上；②若F2的表型及比例为

，则A/a基因位于3号染色体上，且该对基因不在缺失片段上；③若F2的表型及比例为

，则A/a基因位于3号染色体上，且该对基因在缺失片段上。(1)（分离和）自由组合(2)BE用F1与F2中翅外展、粗糙眼果蝇做亲本进行正反交，观察后代的表型及比例

正交或反交后代均表现为正常翅粗糙眼：翅外展正常眼：翅外展粗糙眼=1：1：1，(3)灰体：黑檀体=3：1灰体：黑檀体=11：4灰体：黑檀体=7：8验证BE的雌配子致死：♀BbEe×♂bbee验证BE的雄配子致死：♂BbEe×♀bbee双杂合：BbEe（4）利用体细胞杂交技术进行基因定位例8、已知人体细胞和小鼠体细胞(2N＝40)杂交(融合)后，人—鼠杂交细胞分裂过程中，细胞中人的染色体会随机丢失，最终稳定时，杂种细胞中只保留了人的几条染色体，且不同细胞所含有的人染色体类型也不完全相同。测定不同的杂种细胞中人胸苷激酶的活性，结果见下表。由表分析：人胸苷激酶基因位于______号染色体上。17（5）利用DNA中的简单重复序列（SSR）进行基因定位

SSR即DNA中的简单重复序列（Simple

SequenceRepeat），又称微卫星序列，指基因组中由几个核苷酸组成的短串联重复序列，如GAGAGA……，广泛分布在各种真核生物基因组中。SSR在不同物种、同一物种的不同位点或同一位点的不同等位基因间存在很大差异。不同的基因带有不同的SSR标记，PCR扩增后，电泳后的结果也不相同，如下图所示：可根据不同的基因和不同的SSR标记连锁情况，通过PCR扩增后，电泳后条带的不同位置来确定基因的位置。例9、水稻是两性植株，在长日照和短日照下都能开花，但开花的起始时间影响其最终产量。科研人员筛选得到在长日照下晚开花的隐性突变体M，科研人员将突变体M与野生型水稻进行杂交实验，F1都表现为正常开花，F2出现1/4晚开花。科研人员先提取不同水稻个体的DNA，再对9号染色体上特异的SSR进行PCR扩增并电泳分析，结果如下图。若控制晚开花的基因在9号染色体上，推测F2中晚开花个体SSR扩增结果，请下图中画出4、5、41号个体的电泳条带

。若控制晚开花的基因不在9号染色体上，则F2中晚开花个体SSR扩增结果有

种类型，比例约为

。注：1号：野生型；2号：突变体M；3号：F1；4-41号：F2中的晚开花个体

3

1︰2︰1例10．稻瘟病是水稻生长期间常见的病害之一，往往造成水稻严重减产。科研人员发现了一种抗稻瘟病水稻新品系（甲），为研究该品系抗病基因的遗传特点，科研人员以该品系和感病品系（乙）作亲本进行了杂交实验，实验结果见表：(1)分析实验结果，甲品系的抗性基因属于

（填“显性”或“隐性”）基因。(2)若F1中的抗病植株随机传粉，则后代抗病植株与感病植株的比例理论上是

。(3)由组别1、2的实验结果可知，控制甲品系的抗病基因位于细胞核，作出此判断的理由是

。为了进一步研究甲品系抗病基因的位置，科研人员检测了甲品系、乙品系及F2植株的2号和5号染色体上特异的SSR序列（SSR序列是DNA分子中特异的重复序列，不同染色体上的SSR长度不同，可用电泳技术进行区分），电泳结果如图所示：分析电泳结果，甲品系的抗病基因位于

号染色体上。若在F2感病植株中有一株在2号染色体上检测出两种SSR条带，最可能的原因是

。显性8:1正反交结果相同2F1（是杂合子）减数分裂时来自甲品系的2号染色体与来自乙品系的2号染色体发生染色体互换1/3AA、2/3AaAAA、Aa