基因定位的遗传实验设计与分析

[典例 1] 果蝇灰色基因(B)对黄色基因(b)为显性。若用一次
交配实验，即可证明这对基因是位于常染色体上还是位于性染色
体上，应选择什么类型的亲本交配？并根据子代性状表现作出相
应的判断。 [解析] 本题涉及一次交配实验且基因的显隐性已知，可
考虑采用雌(隐性性状)与雄(显性性状)杂交。即选择灰色雄果蝇 与黄色雌果蝇交配，根据后代的表现型不同进行分析判断。
色体的同源区段。
②若子代雌性个体表现显性性状，雄性个体表现隐性性状，
则基因只位于 X 染色体上。
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③若子代雄性个体表现显性性状，则基因只位于 X 染色 体上。
④若子代雌性个体表现显性性状，则基因位于 X、Y 染 色体的同源区段。
A．“方法 1＋结论①②”能够完成上述探究任务 B．“方法 1＋结论③④”能够完成上述探究任务 C．“方法 2＋结论①②”能够完成上述探究任务 D．“方法 2＋结论③④”能够完成上述探究任务
a.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.结果推断b.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
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[典例 3] 已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼 W、白
答案：(1)正交和反交 正交和反交结果不同 5 (2)雌性黄身纯合子×雄性 灰身纯合子 子代雌性都是灰身，雄性都是黄身 遗传图解：
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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：
的实验，请将实验补充完整。
(1)果蝇的灰身和黄身是一对相对性状，若要确定控制这对性状
的基因是在X染色体上还是在常染色体上，可将灰身纯合子和黄身
纯合子进行________，若___________，则可确定控制这对性状的
基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因型有________种。
(2)若已知灰身是显性(基因用A表示)，若通过一代杂交就可判
断这对相对性状的遗传方式，应选用的杂交组合是___________，
若________________，则可确定控制灰身和黄身这对性状的基因
位传实验设计与分析 结 束
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解析：(1)根据题意可知，若正交和反交实验结果不同，可确定 控制灰身和黄身的基因位于X染色体上，若正交和反交实验结果相 同，且与性别无关联，可判断控制该相对性状的基因位于常染色体 上。若已确定控制这对相对性状的基因(设由A、a控制)位于X染色 体上，则种群中控制体色的基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY。 (2)若通过一代杂交就可判断这对相对性状的遗传方式，常用的杂 交组合是雌性黄身纯合子×雄性灰身纯合子，若子代雌性都是灰身 ，雄性都是黄身，则可确定控制灰身和黄身的基因位于X染色体上
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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，再选子代中的雌雄个体 杂交获得 F2，观察 F2 表现型情况。即：
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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①若子代中雌性全为显性，雄性全为隐性 显性 ×雄⇒⇒ ②在在 若常子X染染代色色中体体雌上上性有隐性，雄性中有显性
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(1)果蝇的B和b基因位于图甲中的________区域，R和r基因位于图 甲中的________区域。(均填序号) (2)在减数分裂时，图甲中的X和Y染色体之间有交叉互换现象的是 ________(填序号)区域。 (3)红眼雄果蝇和红眼雌果蝇的基因型分别为________和________。
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解析
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[解析] 从方法设计上讲，方法 1 达不到设计目的，因为不 管基因是位于 X、Y 染色体的同源区段，还是只位于 X 染色体上， 结果相同，即子代雌雄全表现显性性状。方法 2 的设计是正确的。 假设控制某一相对性状的基因 A(a)位于 X、Y 染色体的同源区段， 那么纯合隐性雌性个体的基因型为 XaXa，纯合显性雄性个体的 基因型为 XAYA，XaXa×XAYA→XAXa、XaYA，则得出结论①； 假设基因只位于 X 染色体上，XaXa×XAY→XAXa、XaY，则得出 结论②。因此“方法 2＋结论①②”能够完成题述探究任务。
(4)已知某一刚毛雄果蝇的体细胞中有B和b两种基因，请写出该果 蝇可能的基因型，并设计实验探究基因B和b在性染色体上的位置情 况。 ①可能的基因型：__________________________ ②设计实验：____________________________________。 ③预测结果：如果后代中雌性个体全为刚毛，雄性个体全为截毛， 说明___________________________________________；如果后代 中雌性个体全为截毛，雄性个体全为刚毛，说明______________。
[答案] 选择灰色雄果蝇与黄色雌果蝇交配。①若子代雄 果蝇全为黄色，雌果蝇全为灰色，可证明这对基因位于 X 染色 体上；②若子代雄、雌果蝇中，均有灰色和黄色，可证明这对 基因位于常染色体上；③若子代雄、雌果蝇全为灰色，可证明 这对基因位于常染色体上。
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1．果蝇常被用作遗传学研究的实验材料，下面是以果蝇为材料
答案：(1)Ⅰ Ⅱ (2)Ⅰ (3)XRY XRXR或XRXr (4)①XBYb或XbYB ②让该果蝇与截毛雌果蝇杂交，分析后代的表现 型情况 ③基因B和b分别位于X和Y染色体上 基因B和b分别位于Y 和X染色体上
[答案] C
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7．自然界的女娄菜(2N＝46)为雌雄异株植物，其性别决
定方式为XY型，如图为其性染色体简图。X和Y染色体有一 部分是同源的(图中Ⅰ区段)，该部分存在等位基因；另一 部分是非同源的(图中Ⅱ1和Ⅱ2区段)，该部分不存在等位 基因。以下是针对女娄菜进行的一系列研究，请回答相关 问题：
C．若子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因位于
常染色体上
D．这对基因也有可能只位于 Y 染色体上
解析
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8．如图甲中Ⅰ表示X和Y染色体的同源区域，在该区域上基因成对 存在，Ⅱ和Ⅲ是非同源区域，在Ⅱ和Ⅲ上分别含有X和Y染色体所特 有的基因，在果蝇的X和Y染色体上分别含有图乙所示的基因，其中 B和b分别控制果蝇的刚毛和截毛性状，R和r分别控制果蝇的红眼和 白眼性状。请据图分析回答下列问题。
眼 w)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。现有若干红眼和白眼的雌
雄果蝇，某实验小组欲用一次交配实验证明这对基因位于何种染色
体上。下列相关叙述，错误的是
()
A．若子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对
基因位于 X 染色体上
B．若子代中雌雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体
或 X、Y 染色体的同源区段上
状⇒此等位基因仅位于X染色体上
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[典例 2] 下面是探究基因位于 X、Y 染色体的同源区段，
还是只位于 X 染色体上的实验设计思路，请判断下列说法中正确
的是
()
方法 1 纯合显性雌性个体×纯合隐性雄性个体→F1 方法 2 纯合隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→F1 结论：①若子代雌雄全表现显性性状，则基因位于 X、Y 染
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精品微课(五) 五类基因定位的遗传实验设计与分析
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。即： 正实反验交⇒① ②若 若正 正反 反交 交子 子代 代雌 雌雄 雄表 表现 现型 型相 不同 同⇒ ⇒常X染染色色体体上上
(1)若要测定女娄菜的基因组应该对________条染色体进行研究。 (2)女娄菜抗病性状受显性基因B控制。若这对等位基因存在于X、 Y染色体上的同源区段，则不抗病个体的基因型有XbYb和XbXb，而 抗病雄性个体的基因型有______________。
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(3)现有各种表现型的纯种雌雄个体若干，期望利用一次杂交实验 来推断抗病基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体 上，则所选用的母本和父本的表现型分别应 _______________________。 预测该实验结果并推测相应结论： ①_________________________________________。 ②答_案_：__(_1_)_2_4___(_2_)_X_B_Y_B_、__X_BY_b_、__X_b_Y_B__(_3_)_不__抗__病__(_雌_。性)、抗病(雄性) ①子代雌株与雄株均表现为抗病，则这种基因位于X、Y染色体的同 源区段 ②子代雌株均表现为抗病，雄株均表现为不抗病，则这种 基因只位于X染色体上
隐性雌 ①若子代所有雄性均为显性性状⇒位于 纯合×显性雄⇒同② 于源若X染区子色段代体上所上有雄性均为隐性性状⇒仅位
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(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：