(新高考)高考生物二輪復習第1部分 專題突破 專題4 實驗探究（二） 判斷基因位置的探究實驗(含解析)

(2016·全國Ⅰ，32)已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制，但這對相對性狀的顯隱性關(guān)系和該等位基因所在的染色體是未知的。同學甲用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，子代中♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體為1∶1∶1∶1。同學乙用兩種不同的雜交實驗都證實了控制黃體的基因位于X染色體上，并表現(xiàn)為隱性。請根據(jù)上述結(jié)果，回答下列問題：(1)僅根據(jù)同學甲的實驗，能不能證明控制黃體的基因位于X染色體上，并表現(xiàn)為隱性？________________________________________________________________________。(2)請用同學甲得到的子代果蠅為材料設計兩個不同的實驗，這兩個實驗都能獨立證明同學乙的結(jié)論(要求：每個實驗只用一個雜交組合，并指出支持同學乙結(jié)論的預期實驗結(jié)果)。答案(1)不能(2)實驗1：雜交組合：♀灰體×♂灰體預期結(jié)果：子代中所有的雌蠅都表現(xiàn)為灰體，雄蠅中一半表現(xiàn)為灰體，另一半表現(xiàn)為黃體實驗2：雜交組合：♀黃體×♂灰體預期結(jié)果：子代中所有的雌蠅都表現(xiàn)為灰體，雄蠅都表現(xiàn)為黃體解析(1)常染色體雜合子測交情況下也符合題干中的比例，故僅根據(jù)同學甲的實驗既不能判斷控制黃體的基因是否位于X染色體上，也不能證明控制黃體的基因表現(xiàn)為隱性。(2)設控制灰體的基因為A，控制黃體的基因為a，假定相關(guān)基因位于X染色體上，則同學甲的實驗中，親本黃體雄果蠅基因型為XaY，而雜交子代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型且分離比為1∶1∶1∶1，則親本灰體雌果蠅為雜合子，即XAXa。作遺傳圖解，得到F1的基因型如下：P：XAXa×XaY灰雌黃雄↓F1：XAXaXaXaXAYXaY灰雌黃雌灰雄黃雄1∶1∶1∶1F1果蠅中雜交方式共有4種。其中，灰體雌蠅和黃體雄蠅雜交組合與親本相同，由(1)可知灰體雌蠅與黃體雄蠅雜交組合無法證明同學乙的結(jié)論。而黃體雌蠅與黃體雄蠅雜交組合中，子代均為黃體，無性狀分離，亦無法證明同學乙的結(jié)論。故應考慮采用灰體雌蠅與灰體雄蠅、黃體雌蠅與灰體雄蠅的雜交組合。作遺傳圖解如下：F1灰體雌蠅與灰體雄蠅雜交：F1：XAXa×XAY灰雌灰雄↓F2：XAXAXAXaXAYXaY灰雌灰雌灰雄黃雄1∶1∶1∶1由圖解可知，F(xiàn)1中灰體雌蠅與灰體雄蠅雜交，F(xiàn)2表現(xiàn)為：雌性個體全為灰體，雄性個體中灰體與黃體比例接近1∶1。F1黃體雌蠅與灰體雄蠅雜交：F1：XaXa×XAY黃雌灰雄↓F2:XAXaXaY灰雌黃雄1∶1由圖解可知，F(xiàn)1中黃體雌蠅與灰體雄蠅雜交，F(xiàn)2表現(xiàn)為：雌性個體全為灰體，雄性個體全為黃體。判斷基因位置的方法(1)調(diào)查實驗法(2)實驗法1．已知某雌雄異株植物(2n＝16，XY型)的花色受兩對等位基因(A和a、B和b)控制，這兩對基因與花色的關(guān)系如圖所示，請回答下列問題：(1)題圖所示過程說明基因可通過控制酶的合成來控制________，進而控制生物性狀。從基因結(jié)構(gòu)上分析，基因B與b的根本區(qū)別是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)欲測定該種植物的基因組序列，需對________條染色體的DNA進行測序。(3)假如基因A(a)、B(b)位于常染色體上，現(xiàn)有純合的白花、粉花和紅花植株若干，欲通過一次雜交實驗判斷控制酶B合成的基因是B還是b，則需選擇_________________________進行雜交，然后觀察后代的表現(xiàn)型，若后代____________________________________________，則酶B是由基因b控制合成的。(4)假如基因A、a位于常染色體上，酶B是由基因B控制合成的，現(xiàn)有甲(含基因B的純合白花雌株)、乙(純合粉花雄株)、丙(純合紅花雄株)，請設計實驗判斷基因B/b的位置(不考慮X、Y的同源區(qū)段)：①實驗設計方案：________________________________________________________________。②若___________________________________________________________________________，則基因B/b位于X染色體的非同源區(qū)段上。答案(1)代謝過程基因中脫氧核苷酸(或堿基對)的排列順序不同(2)9(3)純合的粉花植株和純合的紅花植株全為粉花植株(4)①選擇植株甲和植株乙雜交產(chǎn)生F1，再讓F1隨機交配產(chǎn)生F2，統(tǒng)計F2的表現(xiàn)型及比例②F2的表現(xiàn)型及比例為紅花∶粉花∶白花＝9∶3∶4，且粉花植株全為雄株解析(2)據(jù)題干信息可知，該植物含有性染色體X、Y，因此測定該種植物的基因組序列時，需測定7條常染色體和X、Y染色體，共9條染色體的DNA序列。(3)分析題圖可知，純合白花植株的基因型為aaBB或aabb。純合粉花和紅花中都含有AA，因此要判斷控制酶B合成的基因是B還是b，需用純合的粉花植株和純合的紅花植株進行雜交。假設基因B控制酶B的合成，則純合粉花植株的基因型為AAbb，純合紅花植株的基因型為AABB，二者雜交后代的基因型為AABb，后代全部表現(xiàn)為紅花；假設基因b控制酶B的合成，則純合粉花植株的基因型為AABB，純合紅花植株的基因型為AAbb，二者雜交后代的基因型為AABb，后代全部表現(xiàn)為粉花。(4)假設基因B/b位于X染色體的非同源區(qū)段上，則甲(含有基因B的純合白花雌株)的基因型為aaXBXB，乙(純合粉花雄株)的基因型為AAXbY，丙(純合紅花雄株)的基因型為AAXBY。分析甲、乙、丙植株的基因型可知，應選擇植株甲和植株乙進行雜交，F(xiàn)1的基因型為AaXBXb、AaXBY，雌、雄個體都表現(xiàn)為紅色，無法得出結(jié)果，應再讓F1雌、雄植株隨機交配，后代的表現(xiàn)型及基因型為紅色(1/16AAXBXB、1/16AAXBXb、2/16AaXBXb、1/16AAXBY、2/16AaXBXB、2/16AaXBY)、粉色(1/16AAXbY、2/16AaXbY)、白色(1/16aaXBXB、1/16aaXBXb、1/16aaXBY、1/16aaXbY)，只有雄株有粉色。2．雞的羽毛有斑紋和無斑紋是一對相對性狀，無斑紋由僅位于Z染色體上的隱性基因a控制?；卮鹣铝袉栴}：(1)用雜合的有斑紋雞與無斑紋雞雜交，雜交親本的基因型為________________；理論上F1個體有________種表現(xiàn)型。(2)為了給飼養(yǎng)場選擇產(chǎn)蛋的雌雞，請確定一個合適的雜交組合，使其子代中雌雞表現(xiàn)型均為_______________________________________________________________________________。(3)假設雞的羽毛顏色黃色(B)對白色(b)為顯性，這對基因所在的染色體是未知的?，F(xiàn)有純合的黃色有斑紋、黃色無斑紋、白色有斑紋、白色無斑紋的雌、雄雞若干只，請用上述的雞為材料設計一個雜交實驗，驗證這對基因是位于常染色體還是Z染色體上(要求：只用一次雜交實驗，寫出實驗思路、預期實驗結(jié)果、得出結(jié)論)。答案(1)ZAZa×ZaW4(2)雜交組合：無斑紋雄雞(ZaZa)×有斑紋雌雞(ZAW)預期結(jié)果：子代雌雞均無斑紋(ZaW)，雄雞均有斑紋(ZAZa)(3)實驗思路：用多只純合黃色有斑紋的雌雞和白色無斑紋的雄雞交配，觀察并統(tǒng)計后代雌雞的表現(xiàn)型(或親本用黃色無斑紋的雌雞和白色有斑紋的雄雞交配，結(jié)果和結(jié)論書寫正確即可)。預期結(jié)果及結(jié)論：若后代的雌雞均為白色無斑紋，雄雞均為黃色有斑紋，則這對基因位于Z解析(1)由于基因位于Z染色體上，故雜合的有斑紋雞必然是雄性。即雜交親本的基因型為ZAZa×ZaW；后代出現(xiàn)有斑紋雄雞、有斑紋雌雞、無斑紋雄雞、無斑紋雌雞4種表現(xiàn)型。(2)由題意可知，雄雞的性染色體組成為ZZ，雌雞的性染色體組成為ZW。雌性親本將Z染色體遺傳給子代的雄性，將W染色體遺傳給子代的雌性，而子代雌雞的Z染色體則來自雄性親本。可見，若使子代中的雌性均為無斑紋(ZaW)，雄性均為有斑紋(ZAZ－)，則親本的雜交組合為無斑紋雄雞(ZaZa)×有斑紋雌雞(ZAW)，該雜交組合產(chǎn)生的子代的基因型和表現(xiàn)型為無斑紋雌雞(ZaW)，有斑紋雄雞(ZAZa)。(3)用純合的隱性白色無斑紋雄雞和純合的顯性黃色有斑紋雌雞交配，若控制羽毛黃色和白色這對性狀的基因位于常染色體上，則后代的雌雞均為黃色無斑紋，雄雞均為黃色有斑紋；若控制羽毛黃色和白色這對性狀的基因位于Z染色體上，則后代的雌雞均為白色無斑紋，雄雞均為黃色有斑紋。3．從一個自然界果蠅種群中選出一部分未交配過的果蠅，該種果蠅具有剛毛(A)和截毛(a)一對相對性狀，且剛毛果蠅和截毛果蠅的數(shù)量相等，每種性狀的果蠅雌雄各半。所有果蠅均能正常生活。從種群中隨機選出1只剛毛雄果蠅和1只截毛雌果蠅進行交配，產(chǎn)生的87只子代中，42只雌果蠅全部表現(xiàn)為剛毛，45只雄果蠅全部表現(xiàn)為截毛。回答下列問題：(1)上述結(jié)果顯示，果蠅剛毛和截毛在遺傳上和性別相關(guān)聯(lián)，這種現(xiàn)象稱為____________，其遺傳遵循__________________定律。(2)我們認為，根據(jù)上述結(jié)果不能確定A和a是位于X染色體上，還是位于X、Y染色體的同源區(qū)段上。請簡要說明理由(提示：如果位于X、Y染色體的同源區(qū)段上，則顯性純合雄果蠅的基因型可寫成XAYA)。(3)為了確定A和a是位于X染色體上，還是位于X、Y染色體的同源區(qū)段上，請用上述果蠅種群為實驗材料，進行一代雜交實驗，請簡要寫出雜交組合，預期實驗結(jié)果并得出結(jié)論。答案(1)伴性遺傳基因的分離(2)若A、a位于X染色體上，親代剛毛雄果蠅的基因型為XAY，截毛雌果蠅的基因型為XaXa，則子代中剛毛雌果蠅∶截毛雄果蠅＝1∶1；若A、a位于X、Y染色體的同源區(qū)段上，親代剛毛雄果蠅的基因型為XAYa，截毛雌果蠅的基因型為XaXa，則子代中剛毛雌果蠅∶截毛雄果蠅＝1∶1。(3)雜交組合：多對剛毛雄果蠅和截毛雌果蠅交配。預期結(jié)果：若子代中雌果蠅全部表現(xiàn)為剛毛，雄果蠅全部表現(xiàn)為截毛，則A和a位于X染色體上；若子代中雌雄果蠅均出現(xiàn)剛毛和截毛，則A和a位于X、Y染色體的同源區(qū)段上。解析(1)伴性遺傳是指基因位于性染色體上，相應性狀遺傳時總是和性別相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。剛毛和截毛是一對相對性狀，其遺傳遵循基因的分離定律。(2)若A、a位于X染色體上，該雜交組合可以表示為：X