专题突破8基因在染色体上的位置判断
课标要求
概述性染色体上的基因传递和性别相关联。
考情分析
基因在染色体上位置的判定方法
2022·广东·T192022·海南·T182022·湖南·T152021·福建·T13
类型一探究基因位于常染色体上还是X染色体上
基本模型
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
注: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”
(3)在确定雌性个体为杂合子的条件下
典例1(经典高考题)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,____________(填“能”或“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。
实验2:杂交组合:♀黄体×♂灰体。
预期结果:子代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体。
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型且分离比为1∶1∶1∶1,则亲本灰体雌蝇为杂合子,即XAXa。F1的基因型为XAXa、XaXa、XAY、XaY。F1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:
F1XAXa×XAY
灰雌灰雄
↓
F2XAXAXAXaXAYXaY
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,后代表现为:雌性个体全为灰体,雄性个体灰体与黄体比例接近1∶1。
F1黄体雌蝇与灰体雄蝇杂交:
F1XaXa×XAY
黄雌灰雄
↓
F2XAXaXaY
灰雌黄雄
1∶1
由图解可知,F1中黄体雌蝇与灰体雄蝇杂交,后代表现为:雌性个体全为灰体,雄性个体全为黄体。
典例2(2022·海南,18节选)家蚕是二倍体生物(2n=56),雌、雄个体性染色体组成分别是ZW、ZZ。家蚕的成虫称为家蚕蛾,已知家蚕蛾有鳞毛和无鳞毛这对相对性状受一对等位基因控制。现有纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体若干只,设计实验探究控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上还是Z染色体上(不考虑Z、W染色体的同源区段),并判断有鳞毛和无鳞毛的显隐性。要求简要写出实验思路、预期结果及结论。
答案实验思路:让纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体进行正反交实验,得到F1,观察并统计F1个体的表型及比例。预期结果及结论:若正反交结果只出现一种性状,则表现出来的性状为显性性状,且控制有鳞毛和无鳞毛的基因位于常染色体上;若正反交结果不同,则控制有鳞毛和无鳞毛的基因位于Z染色体上,且F1中雄性个体表现出的性状为显性性状。
解析需要通过实验来探究控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上还是Z染色体上(不考虑Z、W染色体的同源区段),但由于显隐关系未知,可以利用正反交实验来探究。实验思路:让纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体进行正反交实验,得到F1,观察并统计F1个体的表型及比例(假设相关基因为A和a)。预期结果及结论:若控制有鳞毛和无鳞毛的基因位于常染色体上,正反交分别为AA×aa、aa×AA,其F1的基因型都为Aa,只出现一种性状,且F1表现出来的性状为显性性状;若控制有鳞毛和无鳞毛的基因位于Z染色体上,正反交分别为