高考生物微專題復(fù)習(xí)之基因定位

微專題復(fù)習(xí)

基因定位一只正常果蠅的復(fù)眼由800個小眼組成，每個小眼又由8個細胞湊成一圈?？茖W(xué)家找到一個能做主的統(tǒng)領(lǐng)基因--無眼基因，這個基因如果出現(xiàn)異常，不論雌雄果蠅都成無眼果蠅。無眼基因同樣存在于其他生物中且相當重要，無眼基因若在小鼠中缺失會引發(fā)小眼睛的性狀，若在人類中缺失會造成沒有虹膜的性狀。

無眼基因有可能在哪里?如何對果蠅的無眼基因進行定位?科學(xué)家通過正反交實驗發(fā)現(xiàn)無眼性狀不遵循母系遺傳的特點，排除了無眼基因是質(zhì)基因的可能控制無眼性狀的基因位于常染色體？X染色體？還是位于X、Y染色體的同源區(qū)段?排除伴Y染色體遺傳無眼基因如果出現(xiàn)異常，不論雌雄果蠅都成無眼果蠅。例1：已知有眼(E)對無眼(e)為顯性，現(xiàn)有純合有眼、無眼雌雄果蠅若干，請選擇合適的親本設(shè)計雜交實驗，探究該基因位于常染色體、X染色體、還是位于X、Y染色體的同源區(qū)段，并寫出預(yù)期結(jié)果及結(jié)論。P:eeXEEF1:EeP：XeXe

X

XEYF1:XEXe

XeYP：XeXe

X

XEYEF1:XEXe

XeYE有眼∶無眼=3∶1，且性狀與性別無關(guān)雌果蠅有眼，雄果蠅無眼只有雌果蠅出現(xiàn)無眼雌雄相互交配F2:XEXe∶XeXe∶XEYE∶XeYE雌雄相互交配F2:(3E_∶1ee)無眼雌果蠅X純合的有眼雄果蠅實驗思路：用無眼雌果蠅與純合的有眼雄果蠅雜交，觀察并統(tǒng)計F1的表現(xiàn)型及比例；若F1性狀與性別無關(guān)，再讓F1雌雄個體相互交配，觀察并統(tǒng)計F2的表現(xiàn)型及比例。 預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：1.若F1雌果蠅有眼，雄果蠅無眼，則該基因位于X染色體上；2.若F1雌雄果蠅均為有眼，F(xiàn)2有眼∶無眼=3∶1，且性狀與性別無關(guān),則該基因位于常染色體上；3.若F1雌雄果蠅均為有眼，F(xiàn)2有眼∶無眼=3∶1，且只有雌果蠅出現(xiàn)無眼，則該基因位于X、Y染色體同源區(qū)段上。例1：已知有眼(E)對無眼(e)為顯性，現(xiàn)有純合有眼、無眼雌雄果蠅若干，請選擇合適的親本設(shè)計雜交實驗，探究該基因位于常染色體、X染色體、還是位于X、Y染色體的同源區(qū)段，并寫出預(yù)期結(jié)果及結(jié)論。無眼雌果蠅X純合的有眼雄果蠅

科學(xué)家通過實驗確定了無眼基因在常染色體上，但果蠅有3對常染色體，無眼基因究竟在哪一對常染色體上呢?例2：果蠅的灰身(B)對黑身(b)、有眼(E)對無眼(e)為顯性，相關(guān)基因的位置分布如下圖所示。將純合的灰身有眼果蠅與黑身無眼果蠅為親本雜交獲得F1，F(xiàn)1雌雄相互交配獲得F2，F(xiàn)2中灰身有眼:灰身無眼:黑身有眼:黑身無眼為9∶3∶3∶1，則F1中兩對基因在染色體上的位置關(guān)系是___，理由是__________________________________________________________。b×BbEe×BbEeBbEeBbEe

ABCDBDF2性狀分離比9∶3∶3∶1，說明這兩對等位基因符合自由組合定律果蠅的灰身(B)對黑身(b)為顯性、有眼(E)對無眼(e)為顯性，假設(shè)這兩對等位基因都位于同一對染色體上，且不發(fā)生交叉互換，基因型為BbEe的個體雌雄相互交配，后代的性狀分離比是多少？bBBbEe灰身有眼∶黑身無眼=3∶1BbEeBbEe灰身無眼∶灰身有眼∶黑身有眼=1∶2∶1BbEe灰身無眼∶灰身有眼∶黑身有眼=1∶2∶1科學(xué)家通過實驗確定了無眼基因在常染色體上，但果蠅有3對常染色體，無眼基因究竟在哪一對常染色體上呢?a、利用已知基因進行定位例3：果蠅的有眼(E)對無眼(e)為顯性，科學(xué)家獲得一些無眼果蠅和純合有眼單體果蠅（該類型果蠅Ⅳ號染色體只有一條），并利用這些果蠅進行實驗，判斷無眼基因是否位于Ⅳ號染色體上。實驗思路:讓正常無眼果蠅與純合有眼單體果蠅交配，獲得F1，統(tǒng)計F1的表現(xiàn)型及比例。預(yù)測實驗結(jié)果及結(jié)論:①若____________________，則無眼基因在Ⅳ號染色體上;②若____________________，則無眼基因不在Ⅳ號染色體上。無眼有眼F1:eEeP:×Ee×EeEⅣee×EE×ee有眼有眼有眼無眼無眼有眼ⅣⅣⅣⅣⅣF1:P:例3：果蠅的有眼(E)對無眼(e)為顯性，科學(xué)家獲得一些無眼果蠅和純合有眼單體果蠅（該類型果蠅Ⅳ號染色體只有一條），并利用這些果蠅進行實驗，判斷無眼基因是否位于Ⅳ號染色體上。實驗思路:讓正常無眼果蠅與純合有眼單體果蠅交配，獲得F1，統(tǒng)計F1的表現(xiàn)型及比例。預(yù)測實驗結(jié)果及結(jié)論:①若____________________，則無眼基因在Ⅳ號染色體上;②若____________________，則無眼基因不在Ⅳ號染色體上。F1代果蠅有眼、無眼都有F1代果蠅都為有眼科學(xué)家通過實驗確定了無眼基因在常染色體上，但果蠅有3對常染色體，無眼基因究竟在哪一對常染色體上呢?a、利用已知基因進行定位b、利用單體（或三體）進行定位

隨著體細胞雜交、DNA分子雜交和PCR等技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，基因定位的研究速度明顯加快，如細胞融合法、原位雜交技術(shù)等將基因定位的方式進一步精細化。例4：已知人的體細胞和小鼠的體細胞(2N=40)雜交(融合)后，雜種細胞在有絲分裂過程中，人的染色體逐漸地丟失，最后僅保留少數(shù)幾條。由于人染色體的丟失是隨機的，因此不同的雜種細胞會保留不同的人染色體。測定不同的雜種細胞中人胸苷激酶的活性，結(jié)果見下表。由表分析：人胸苷激酶基因位于______號染色體上。17雜交細胞保留染色體人胸苷激酶的活性15、9、12、21-23、4、17、21+33、9、18、22-41、2、4、7、20-51、9、17、18、21+

原位雜交技術(shù)，指將待定位基因的特定DNA序列或該基因轉(zhuǎn)錄的RNA作為探針，在標記了放射性同位素或非放射性化學(xué)物質(zhì)后，與變性后的染色體DNA雜交，該探針就會與其互補的DNA序列結(jié)合成為雙鏈，通過放射自顯影或顯色技術(shù)，就可顯示探針（即待定基因）在染色體上的位置，達到基因定位的目的?？茖W(xué)家通過實驗確定了無眼基因在常染色體上，但果蠅有3對常染色體，無眼基因究竟在哪一對常染色體上呢?a、利用已知基因進行定位b、利用單體（或三體）進行定位c、利用細胞融合法進行定位d、利用原位雜交技術(shù)進行定位e、。。。。。。歸納總結(jié)：果蠅無眼基因粗略定位（細胞核或細胞質(zhì)）(常染色體上或性染色體上）精確定位（某一條染色體上）個體水平細胞水平分子水平個體間相互交配細胞融合法原位雜交技術(shù)（某一條染色體上）

基因定位對了解遺傳病發(fā)病機制、發(fā)現(xiàn)易感人群、早期預(yù)防、早期診斷及進行有效的治療等都具有重大意義。鞏固練習(xí)：1.（2022四月省質(zhì)檢）茄子（2n=24）是我國主要蔬菜品種之一，茄子果皮顏色主要有紫皮、綠皮和白皮，果肉顏色有綠白肉和白肉。為研究茄子果皮和果肉顏色的遺傳規(guī)律，科研人員用純合紫皮綠白肉與純合白皮白肉雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)為紫皮綠白肉，F(xiàn)2的表現(xiàn)型及比例為紫皮綠白肉∶紫皮白肉∶綠皮綠白肉∶白皮白肉=9∶3∶3∶1（不考慮致死與子代數(shù)量過少等因素），請依據(jù)實驗結(jié)果，將F1果皮和果肉的相關(guān)基因標注在下圖的染色體上，并做簡要說明。（相關(guān)基因用A/a、B/b、C/c......表示）×AaBbCc果皮顏色：A/a、C/c控制果肉顏色：B/b控制鞏固練習(xí)：2.(2022五月龍巖市質(zhì)檢)大豆是兩性花、一年生植物（2N=40）?，F(xiàn)有一株白花（dd）突變大豆，為研究D/d基因的位置，用該突變體做父本，與不同的單體（2N+1=41）紫花純合子雜交，再選擇F1的三體與突變體(dd）回交得到F2，下表為部分研究結(jié)果。表中數(shù)據(jù)說明基因d位于___號染色體上，對D/d基因定位最多用到___種三體純系大豆。母本F1表現(xiàn)型及數(shù)量白花紫花9號三體2111010號三體1151201991、(2017全國理綜Ⅲ卷32題節(jié)選)已知某種昆蟲的有眼(A)與無眼(a)、正常剛毛(B)與小剛毛(b)、正常翅(E)與斑翅(e)這三對相對性狀各受一對等位基因控制?，F(xiàn)有三個純合品系:①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不發(fā)生染色體變異和染色體交換，回答下列問題。若A/a、B/b、E/e這三對等位基因都位于常染色體上，請以上述品系為材料，設(shè)計實驗來確定這三對等位基因是否分別位于三對染色體上。(要求:寫出實驗思路、預(yù)期實驗結(jié)果、得出結(jié)論)解析：本題考查利用自由組合定律對基因進行定位。由題意可知，A/a、B/b、E/e這三對等位基因都位于常染色體上，且每對基因控制一對性狀。根據(jù)自由組合定律，若任意兩對等位基因位于兩對同源染色體上，則兩對基因均為雜合子的個體自交，后代會出現(xiàn)9∶3∶3∶1的性狀分離比。讓①和②雜交，①和③雜交，②和③雜交，得到的F1分別自交，觀察F2的表現(xiàn)型及其比例。如果各雜交組合的F2中均出現(xiàn)4種表現(xiàn)型，且比例為9∶3∶3∶1，則說明這三對等位基因分別位于三對染色體上;如果出現(xiàn)其他結(jié)果，則說明這三對等位基因不是分別位于三對染色體上。2、現(xiàn)有4種(2、6、7、10號)三體玉米，即第2、6、7、10號同源染色體分別多出一條。三體玉米減數(shù)分裂一般產(chǎn)生兩類配子:一類是n+1型，即配子含有兩條該同源染色體;一類是n型，即配子含有一條該同源染色體。已知玉米抗病(B)對感病(b)為顯性，現(xiàn)以上述4種三體且純合抗病的玉米分別與感病普通玉米雜交，從F1中選出三體植株后再分別與感病普