高中生物2022年高考生物一轮复习 第5单元 第16讲　热点题型五　基因在染色体的位置判断

一、基因位于X染色体上还是常染色体上果蝇具有繁殖速度快，培养周期短，相对性状明显等优点，在遗传学研究中是一种理想的实验材料。现有以下两只果蝇的遗传学实验：实验一：两只红眼果蝇杂交，子代果蝇中红眼∶白眼＝3∶1。实验二：一只红眼果蝇与一只白眼果蝇杂交，子代红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇∶红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇＝1∶1∶1∶1。请回答下列问题：(1)从实验一中可知________为显性性状。(2)为了判断控制果蝇眼色的基因是位于X染色体上还是常染色体上，有两种思路：①在实验一的基础上，观察子代__________________________________________________，如果子代________________，则控制果蝇眼色的基因位于X染色体上。②从实验二的子代中选取________________________________________________________进行杂交，如果后代___________________________________________________________，则控制果蝇眼色的基因位于X染色体上。审题关键(1)实验一中：两只红眼果蝇杂交，子代果蝇中红眼∶白眼＝3∶1，则红眼对白眼为显性。如果基因在X染色体上，则子代中的白眼果蝇全为雄性，如果基因在常染色体上，则子代雌雄果蝇中均有红眼∶白眼＝3∶1，所以可根据白眼果蝇的性别来判断基因的位置。(2)实验二中：若控制果蝇眼色的基因位于X染色体上(假设受基因A、a控制)，则子代基因型和表现型分别是红眼雄果蝇(XAY)、白眼雄果蝇(XaY)、红眼雌果蝇(XAXa)、白眼雌果蝇(XaXa)。从中选取红眼雄果蝇和白眼雌果蝇杂交，后代性状表现会出现明显性别差异：子代雌性全为红眼，雄性全为白眼。答案(1)红眼(2)①白眼果蝇的性别白眼果蝇全为雄性②红眼雄果蝇和白眼雌果蝇雌性全为红眼，雄性全为白眼(1)正交和反交法(未知相对性状的显隐性，且亲本均为纯合子)正反交实验⇒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①若正反交子代雌雄表现型相同,⇒位于常染色体上,②若正反交子代雌雄表现型不同,⇒位于X染色体上))(2)“隐雌×显雄”(相对性状的显隐性已知)隐性雌×纯合显性雄eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①若子代中雌性全为显性，雄性全为隐,性⇒位于X染色体上,②若子代中雌、雄均为显性⇒位于常染,色体上))(3)调查法1．(2020·山东高三期中)用纯合子果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传实验，结果如表：PF1①♀灰身红眼×♂黑身白眼♀灰身红眼、♂灰身红眼②♀黑身白眼×♂灰身红眼♀灰身红眼、♂灰身白眼下列说法不正确的是()A．实验中属于显性性状的是灰身、红眼B．体色和眼色的遗传符合自由组合定律C．若组合①的F1随机交配，则F2雄蝇中灰身白眼的概率为3/16D．若组合②的F1随机交配，则F2中黑身白眼的概率为1/8答案C解析根据①的杂交结果可知，属于显性性状的是灰身、红眼，A正确；组合①②互为正反交实验，关于体色的遗传，正反交结果一致，则控制体色的基因在常染色体上，关于眼色的遗传，正反交结果不一致，则控制眼色的基因在X染色体上，故体色和眼色的遗传符合自由组合定律，B正确；若组合①的亲本基因型为AAXBXB和aaXbY，F1的基因型为AaXBXb和AaXBY，随机交配，则F2雄蝇中灰身白眼即A－XbY的概率为3/4×1/2＝3/8，C错误；若组合②亲本的基因型为aaXbXb和AAXBY，F1的基因型为AaXBXb和AaXbY，F1随机交配，则F2中黑身白眼aaXbXb和aaXbY的概率为1/4×1/2＝1/8，D正确。2．(2020·山东肥城高三二模)大麻是雌雄异株(2n＝20，XY型性别决定)的二倍体高等植物，科研人员对该植物做了如下研究：(1)叶型有宽叶和窄叶之分，若由两对基因决定，科研人员用两株窄叶植株进行杂交，F1全是宽叶，F1杂交，所得F2中宽叶植株与窄叶植株的比例为9∶7。在叶型这对性状中，显性性状为________。两株亲本的基因型________(填“相同”或“不同”)。初步研究发现，决定该植物叶型的两对基因在染色体上的分布情况有三种：①两对基因都位于常染色体上；②一对基因位于常染色体上，另一对基因位于X染色体上；③两对基因都位于X染色体上。根据以上杂交实验的数据，可排除第________(填数字)种情况；若要得到明确的结论，还需对F2的性状做进一步数据分析，请简要写出数据分析方案及相应结论。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)该植物的叶型有宽叶和窄叶两种，若由X染色体非同源区段上的一对等位基因控制。现有宽叶雄株和窄叶雌株杂交，后代雌、雄植株中均有宽叶和窄叶两种表现型。由此结果________(填“能”或“不能”)判断该对性状的显隐性关系，判断依据为_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)宽叶不同③答案一：分别统计F2中雌、雄植株叶型的比例，若雌、雄植株宽叶和窄叶之比都是9∶7，则是第①种情况；若雌性植株宽叶和窄叶之比是3∶1，而雄性植株宽叶和窄叶之比是3∶5，则是第②种情况(只统计雌性植株或只统计雄性植株亦可)答案二：分别统计F2中宽叶植株和窄叶植株的性别比例，若宽叶植株和窄叶植株雌、雄个体之比都1∶1，则是第①种情况；若宽叶植株雌、雄之比是2∶1，而窄叶植株雌、雄之比是2∶5，则是第②种情况(只统计宽叶植株或只统计窄叶植株亦可)(2)能伴X染色体遗传中，雄性个体的X染色体仅遗传自母方，杂交后代雄性个体出现性状分离，说明亲代中的窄叶雌株为杂合子，则窄叶为显性性状，因此可以判断显隐性关系解析(1)F1宽叶之间杂交，所得F2中宽叶植株与窄叶植株的比例为9∶7，发生了性状分离，说明在叶型这对性状中，显性性状为宽叶。用两株窄叶植株进行杂交，F1全是宽叶，说明两株亲本的基因型不同。F2中宽叶植株与窄叶植株的比例为9∶7，是9∶3∶3∶1的变式，说明控制叶型的两对基因位于两对同源染色体上，因此，可排除两对基因都位于X染色体上的可能。要进一步确认是第①种情况即两对基因都位于常染色体上，还是第②种情况即一对基因位于常染色体上，另一对基因位于X染色体上，可采取以下方法。方法一：分别统计F2中雌、雄植株叶型的比例，若是第①种情况即两对基因都位于常染色体上，则雌、雄植株宽叶和窄叶之比都是9∶7；若是第②种情况即一对基因(假设用A/a表示)位于常染色体上，另一对基因(假设用B/b表示)位于X染色体上，则F1基因型为AaXBXb，AaXBY，则雌性植株宽叶(A_XBX－)所占比例＝3/4×1＝3/4，即雌性植株中宽叶和窄叶之比是3∶1，而雄性植株宽叶(A_XBY)所占比例＝3/4×1/2＝3/8，即雄性植株中宽叶和窄叶之比是3∶5。方法二：分别统计F2中宽叶植株和窄叶植株的性别比例，若是第①种情况即两对基因都位于常染色体上，则宽叶和窄叶植株雌、雄个体之比都1∶1；若是第②种情况即一对基因(假设用A/a表示)位于常染色体上，另一对基因(假设用B/b表示)位于X染色体上，据以上分析可知，宽叶植株雌、雄之比＝3/4∶3/8＝2∶1，而窄叶植株雌、雄之比＝1/4∶5/8＝2∶5。(2)伴X染色体遗传中，雄性个体的X染色体仅遗传自母方，杂交后代雄性个体出现性状分离，说明亲代中的窄叶雌株为杂合子，窄叶为显性性状，因此可以判断显隐性关系。二、基因只位于X染色体上还是位于X、Y染色体同源区段上果蝇刚毛(B)对截毛(b)为显性。现有纯合刚毛和纯合截毛果蝇若干，两种纯合果蝇均有雄有雌。若一只刚毛雌蝇与截毛雄蝇交配，得到的F1雌雄个体全部为刚毛。F1雌雄交配，F2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，还是在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。审题关键(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，F1雌雄个体全部为刚毛(XBXb、XBY)，F1雌雄交配，F2中雌性刚毛(XBXB、XBXb)∶雄性刚毛(XBY)∶雄性截毛(XbY)＝2∶1∶1。若B/b基因在X、Y染色体同源区段上，则亲本刚毛雌蝇(XBXB)与截毛雄蝇(XbYb)杂交，F1雌雄个体全部为刚毛(XBXb、XBYb)，F1雌雄交配，F2中雌性刚毛(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、Y染色体同源区段上。(2)若B/b基因只位于X染色体上，则截毛雌蝇(XbXb)与纯合刚毛雄蝇(XBY)交配，F1中有刚毛雌蝇(XBXb)和截毛雄蝇(XbY)；若B/b基因在X和Y染色体同源区段上，则截毛雌蝇(XbXb)与纯合刚毛雄蝇(XBYB)交配，F1中只有刚毛果蝇(XBXb、XbYB)。答案不能亲本组合：截毛雌蝇与纯合刚毛雄蝇交配。预期实验结果和结论：若F1中有刚毛雌蝇和截毛雄蝇，则B/b基因只位于X染色体上；若F1只有刚毛果蝇，则B/b基因位于X、Y染色体同源区段上。常用方法：“隐雌×纯合的显雄”(已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上)隐性雌×纯合显性雄eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①若子代所有雄性均为显性性状⇒,位于X、Y染色体同源区段上,②若子代所有雄性均为隐性性状⇒,仅位于X染色体上))思路点拨若Y染色体上含有隐性基因，则其遗传结果与伴X染色体遗传相似，所以设计实验时应选择Y染色体上带有显性基因的个体进行杂交，如XaXa×XAYA、XaXa×XaYA、XAXa×XaYA等。3．已知老鼠的腿部有斑纹由显性基因H控制，腿部无斑纹由隐性基因h控制，控制该性状的基因可能位于常染色体上，也可能位于X染色体的特有区段或X、Y染色体的同源区段。现有纯种老鼠若干(注：XHY、XhY也视为纯合)。取腿部无斑纹雌性老鼠与腿部有斑纹雄性老鼠杂交。请根据杂交实验作出判断：(1)若后代中___________________________________________________________________，则H基因位于X染色体的特有区段上；(2)若后代出现雌雄老鼠腿部均有斑纹，则让后代继续杂交，其结果：若后代________________________________________________________________________，则基因H位于常染色体上；若后代________________________________________________________________________，则基因H位于X、Y染色体的同源区段上。答案(1)雄性老鼠腿部全无斑纹，雌性老鼠腿部全有斑纹(2)雌雄老鼠均有两种性状雄性老鼠腿部全有斑纹，雌性老鼠表现为两种性状解析(1)若基因H位于X染色体的特有区段上，腿部无斑纹雌性老鼠(XhXh)与腿部有斑纹雄性老鼠(XHY)杂交，则后代中雄性老鼠(XhY)腿部全无斑纹，雌性老鼠(XHXh)腿部全有斑纹。(2)若基因H位于常染色体上，常染色体上性状的遗传与性别无关，因此雌雄老鼠均有两种性状；若基因H位于X、Y染色体的同源区段上，则亲代中腿部无斑纹雌性老鼠基因型为XhXh，腿部有斑纹雄性老鼠基因型为XHYH，则后代雌性基因型为XHXh，雄性基因型为XhYH，让它们继续杂交，后代雄性老鼠腿部全有斑纹，雌性老鼠表现为两种性状。4．野生型果蝇(纯合子)的眼形是圆眼，某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇，他想探究果蝇眼形的遗传方式，设计了如图甲所示实验。雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如图乙所示。据图分析回答下列问题：(1)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于________染色体上。(2)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因可能位于__________________上，也可能位于____________________上。(3)请从野生型、F1、F2中选择合适的个体，设计方案，对上述(2)中的问题作出进一步判断。实验步骤：①用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，得到______________；②用____________与____________交配，观察子代中有没有________个体出现。预期结果与结论：①若只有雄果蝇中出现棒眼个体，则圆、棒眼基因位于____________________上；②若子代中没有棒眼果蝇出现，则圆、棒眼基因位于____________________上。答案(1)常(2)X染色体的Ⅱ区段X、Y染色体的同源区段Ⅰ(顺序可颠倒)(3)实验步骤：①棒眼雌果蝇②棒眼雌果蝇野生型雄果蝇棒眼预期结果与结论：①X染色体的Ⅱ区段②X、Y染色体的同源区段Ⅰ解析假设控制圆眼、棒眼的基因用D、d表示。(1)果蝇的圆眼与棒眼杂交，F1全部是圆眼，说明果蝇的圆眼是显性性状，若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，说明眼形的遗传与性别无关，则控制圆眼、棒眼的基因位于常染色体上。(2)若控制该性状的相关基因位于X染色体的Ⅱ区段上，则P：XDXD×XdY→F1，F1：XDXd×XDY→F2：XDXd∶XDY∶XDXD∶XdY⇒圆眼∶棒眼＝3∶1；若该基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅰ上，则P：XDXD×XdYd→F1，F1：XDXd×XDYd→F2，F2：XDXd∶XDYd∶XDXD∶XdYd⇒圆眼∶棒眼＝3∶1。(3)若基因位于X染色体的Ⅱ区段上，则F2中棒眼雄果蝇(XdY)×F1中雌果蝇(XDXd)→XDXd(圆眼)、XdXd(棒眼)、XdY(棒眼)、XDY(圆眼)，选取子代中的棒眼雌果蝇(XdXd)与野生型雄果蝇(XDY)交配→XDXd(圆眼)∶XdY(棒眼)＝1∶1，则只有雄果蝇中出现棒眼；若基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅰ上，则F2中棒眼雄果蝇(XdYd)×F1中雌果蝇(XDXd)→XDXd(圆眼)、XdXd(棒眼)、XdYd(棒眼)、XDYd(圆眼)，选取子代中的棒眼雌果蝇(XdXd)与野生型雄果蝇(XDYD)交配→XDXd(圆眼)∶XdYD(圆眼)＝1∶1，则子代中没有棒眼果蝇出现。三、基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上小鼠的毛色灰色(B)对黑色(b)为显性，控制小鼠毛色的基因可能位于性染色体上(Ⅰ区段为X、Y染色体的同源区段，Ⅱ1、Ⅱ2分别为X、Y染色体的特有区段)。现有两个纯合品系，一个种群雌雄鼠均为灰色，另一个种群雌雄鼠均为黑色，某兴趣小组为探究B、b基因的位置进行了实验。请回答下列问题：(1)根据种群中小鼠的表现型，该小组认为B、b基因不位于Ⅱ2区段上，原因是_____________。(2)该小组欲通过一次杂交确定B、b基因位于Ⅰ区段还是Ⅱ1区段，可选择___________杂交，观察后代的表现型及比例。(3)若另一小组欲通过杂交实验(包括测交)，确定B、b基因位于Ⅰ区段还是常染色体上。实验步骤：①黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交；②__________________________；③统计后代的表现型及比例。结果分析：①若后代的表现型及比例为__________________________________________，则B、b基因位于Ⅰ区段上；②若后代的表现型及比例为________________________________，则B、b基因位于常染色体上。审题关键(1)因种群中雌雄鼠均有灰色和黑色，与性别没有关联，故可认为控制该性状的基因不位于Y染色体的Ⅱ2区段上。(2)黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交，如果子代雄性中出现了黑色个体，则说明B、b基因位于Ⅱ1区段上，如果子代雌雄个体均为灰色，则说明B、b基因位于Ⅰ区段上。(3)若选择黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交获得F1，不管B、b基因位于Ⅰ区段还是常染色体上，F1均表现灰色，则还需测定F1个体的基因型，才能确定B、b基因的位置。故选F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交，如果后代中雌性个体均为黑色，雄性个体均为灰色，则B、b基因位于Ⅰ区段上，即XbYB×XbXb→XbXb和XbYB；如果后代中雌雄个体均出现灰色∶黑色＝1∶1，且与性别无关，则B、b基因位于常染色体上，即Bb×bb→Bb和bb，表现型与性别无关。答案(1)两种群中雌雄鼠均有灰色和黑色，不随雄性遗传(2)黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠(3)实验步骤：②选F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交结果分析：①雌性均为黑色，雄性均为灰色②灰色∶黑色＝1∶1，且与性别无关(1)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的表现型。分析如下：(2)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：5．某兴趣小组偶然发现一突变植株，突变性状是由一条染色体上的某个基因突变产生的(假设突变性状和野生性状由一对等位基因A、a控制)，为了了解突变基因的显隐性和在染色体中的位置，该小组设计了杂交实验方案：利用该突变雄株与多株野生纯合雌株杂交，观察记录子代中雌雄植株中野生性状和突变性状的数量。下列说法错误的是()A．如果突变基因位于Y染色体上，则子代雄株全为突变性状，雌株全为野生性状B．如果突变基因位于X染色体上且为显性，则子代雄株全为野生性状，雌株全为突变性状C．如果突变基因位于X、Y染色体同源区段上且为显性，则子代雄株雌株全为野生性状D．如果突变基因位于常染色体上且为显性，则子代雌雄株各有一半野生性状答案C解析若突变基因位于Y染色上，则为伴Y染色体遗传，则子代雄株全为突变性状，雌株全为野生性状，A项正确；若突变基因位于X染色体上且为显性时，则该突变雄株XAY与多株野生纯合雌株XaXa杂交，子代雌株(XAXa)均为突变性状，雄株(XaY)均为野生性状，B项正确；若突变基因位于X、Y染色体同源区段且为显性，则该突变雄株的基因型为XaYA或XAYa，该突变雄株(XaYA)与多株野生纯合雌株(XaXa)杂交，后代雌株(XaXa)全为野生性状，雄株(XaYA)均为突变性状；该突变雄株(XAYa)与多株野生纯合雌株(XaXa)杂交，子代雌株(XAXa)全为突变性状，雄株(XaYa)全为野生性状，C项错误；若突变基因位于常染色体上且为显性，则该突变雄株(Aa)与多株野生纯合雌株(aa)杂交，后代雌雄株既有野生型又有突变型且比例为1∶1，D项正确。四、利用数据信息判断基因在染色体上的位置某雌雄异株植物(XY型性别决定)，其叶形有阔叶和窄叶两种类型，由一对等位基因控制。现有三组杂交实验，结果如下表所示。下列有关表格数据的分析，错误的是()杂交组合亲代表现型子代表现型及株数父本母本雌株雄株1阔叶阔叶阔叶234阔叶119、窄叶1222窄叶阔叶阔叶83、窄叶78阔叶79、窄叶803阔叶窄叶阔叶131窄叶127A.用第2组的子代阔叶雌株与阔叶雄株杂交，后代基因型的比为3∶1B．用第1组子代的阔叶雌株与窄叶雄株杂交，则后代窄叶植株占eq\f(1,4)C．仅根据第2组实验，无法判断两种叶形的显隐性关系D．根据第1或3组实验可以确定叶形基因位于X染色体上审题关键(1)第1组实验，根据“无中生有为隐性”，可知阔叶为显性性状，窄叶为隐性性状。子代雌雄株的叶形阔叶和窄叶数目不均等；而第3组实验所得子代中雌株均为阔叶，雄株均为窄叶，出现了性别差异，由第1组或第3组实验可推知阔叶和窄叶这对相对性状与性别有关，且相关基因位于X染色体上。(2)假设叶形基因为A、a。第1组实验中，由子代雄株有阔叶又有窄叶，可推知母本基因型为XAXa，又因父本阔叶基因型为XAY，则子代雌株的基因型为eq\f(1,2)XAXA、eq\f(1,2)XAXa。若子代阔叶雌株与窄叶雄株杂交，后代窄叶植株所占比例为eq\f(1,2)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,4)。(3)由于第2组杂交组合的亲本有阔叶和窄叶，子代也有阔叶和窄叶，所以仅根据第2组实验，无法判断两种叶型的显隐性关系。在第2组中因子代雄株有阔叶又有窄叶，则亲本雌株基因型为XAXa，其与XaY杂交所得子代中的阔叶雌株与阔叶雄株的基因型分别为XAXa和XAY，二者杂交所得子代中基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY＝1∶1∶1∶1。答案A除了杂交实验方法外，还可依据子代性别、性状的数量比分析确认基因位置：若后代中两种表现型在雌雄个体中比例一致，说明遗传与性别无关，则可确定基因在常染色体上；若后代中两种表现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。6．果蝇的灰身与黑身是一对相对性状(相