2025屆高三生物復(fù)習(xí)：確定基因的位置

遺傳專題復(fù)習(xí)三定之二——定位：確定基因的位置遺傳內(nèi)容是中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是歷年高考的熱點(diǎn)。確定顯性與隱性、確定基因的位置和確定等位基因的對(duì)數(shù)更是近幾年高考遺傳試題中的重中之重。本文的核心內(nèi)容是遺傳專題復(fù)習(xí)三定系列中的定位：確定基因的位置。高考遺傳大題的考察大多涉及確定基因位置雜的交實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。本文結(jié)合經(jīng)典的高考試題將高中生物學(xué)確定基因位置的雜交實(shí)驗(yàn)的常見(jiàn)題型的解題方法與思路歸納如下。1確定控制某性狀的基因是位于細(xì)胞質(zhì)還是細(xì)胞核的雜交實(shí)驗(yàn)解題思路：正交、反交法如果正交與反交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不相同并且都表現(xiàn)為母本的性狀，則該性狀的遺傳屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳；如果正交反交的結(jié)果相同，則基因位于細(xì)胞核中的常染色體上；如果正交反交的結(jié)果不相同并且與性別相關(guān)聯(lián)，則基因位于細(xì)胞核中的X染色體上。例1(2006年江蘇卷第42題節(jié)選)，有人發(fā)現(xiàn)某種花卉有紅花和白花兩種表現(xiàn)型。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究花色的遺傳是細(xì)胞質(zhì)遺傳還是細(xì)胞核遺傳。用圖解和簡(jiǎn)潔語(yǔ)言回答。答案：正交：P紅花(雌)×白花(雄)F1反交：P白花(雌)×紅花(雄)F1若正交與反交產(chǎn)生的F1的性狀表現(xiàn)都與母本相同，則該顏色的遺傳為細(xì)胞質(zhì)遺傳；若正交與反交產(chǎn)生的F1的性狀表現(xiàn)與母本無(wú)關(guān)，都表現(xiàn)為紅花或白花的一種，則該花色的遺傳為細(xì)胞核遺傳。例2（2010年四川卷第31題節(jié)選），果蠅對(duì)CO2的耐受性有兩個(gè)品系：敏感型（甲）和耐受型（乙），有人做了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一讓甲品系雌蠅與乙品系雄蠅雜交，后代全為敏感型實(shí)驗(yàn)二將甲品系的卵細(xì)胞去核后，移入來(lái)自乙品系雌蠅的體細(xì)胞核，由此培育成的雌蠅再與乙品系雄蠅雜交，后代仍全為敏感型。1）此人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)二是為了驗(yàn)證。2）若另設(shè)計(jì)一個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)替代實(shí)驗(yàn)二，該雜交實(shí)驗(yàn)的親本組合為。答案：1）控制CO2的耐受性的基因位于細(xì)胞質(zhì)中；2）耐受型（雌）×敏感型（雄）2確定控制某性狀的基因是位于常染色體上還是X染色體上的雜交實(shí)驗(yàn)2.1解題思路一：已知顯隱性時(shí)，用隱雌×顯雄交配法若子代中雌性全為顯性性狀，雄性全為隱性性狀，則基因在X染色體上；若子代中雌、雄個(gè)體全為顯性性狀或雌、雄個(gè)體中都是顯性性狀:隱性性狀=1:1，則基因在常染色體上。例3，知果蠅的紅眼和白眼是一對(duì)相對(duì)性狀(紅眼R，白眼r)，且雌雄果蠅均有紅眼和白眼類型。若用一次交配實(shí)驗(yàn)即可證明這對(duì)基因位于常染色體上還是X染色體上，選擇的親本表現(xiàn)型應(yīng)為。實(shí)驗(yàn)預(yù)期及相應(yīng)結(jié)論為：① 。② 。③ 。答案：白眼雌果蠅×紅眼雄果蠅；①子代中雌果蠅全部紅眼，雄果蠅全部白眼，則這對(duì)基因位于X染色體上。②子代中雌、雄果蠅全部為紅眼，則這對(duì)基因位于常染色體上。③子代中雌、雄果蠅均為紅眼:白眼=1:1，則這對(duì)基因位于常染色體上。2.2解題思路二：正交、反交法已知顯隱性或未知顯隱性時(shí)，都可以用正交、反交法。如果正交和反交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，則該等位基因位于常染色體上；如果正交和反交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相同且與性別相關(guān)聯(lián)，則該等位基因位于X染色體上。例4(2017年全國(guó)理綜卷=3\*ROMANIII第32題節(jié)選)，已知某種昆蟲(chóng)的有眼（A）與無(wú)眼（a）、正常剛毛（B）與小剛毛（b）、正常翅（E）與斑翅（e）這三對(duì)相對(duì)性狀各受一對(duì)等位基因控制?，F(xiàn)有三個(gè)純合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和=3\*GB3③AABBee。假定不發(fā)生染色體變異和染色體交換。假設(shè)A/a、B/b這兩對(duì)等位基因都位于X染色體上，請(qǐng)以上述品系為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)這一假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。（要求：寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論）答案：選擇①×②雜交組合進(jìn)行正反交，觀察F1雄性個(gè)體的表現(xiàn)型。若正交得到的F1中雄性個(gè)體與反交得到的F1中雄性個(gè)體有眼/無(wú)眼、正常剛毛/小剛毛這兩對(duì)相對(duì)性狀的表現(xiàn)均不同，則證明這兩對(duì)等位基因都位于X染色體上。3同時(shí)確定顯性和隱性并且為伴X遺傳的一個(gè)雜交組合3.1解題思路一：具有一對(duì)相對(duì)性狀的兩個(gè)親本雜交，若子代中雄性個(gè)體的表現(xiàn)型都與雌性親本相同，子代中雌性個(gè)體的表現(xiàn)型都與雄性親本相同，那么這一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳為伴X遺傳，并且雌性親本的表現(xiàn)型為隱性性狀，雄性親本的表現(xiàn)型為顯性性狀。這個(gè)雜交組合與結(jié)果為XaXa×XAY→XAXa、XaY。3.2解題思路二：具有相同表現(xiàn)型的一對(duì)親本雜交，若子代雌性個(gè)體的表現(xiàn)型都與親本相同，子代雄性個(gè)體中發(fā)生了性狀分離并且分離比為1:1，那么親本的表現(xiàn)型為顯性，并且這一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳為伴X遺傳。這個(gè)雜交組合與結(jié)果為XAXa×XAY→XAXA、XAXa、XAY、XaY。例5(2016年全國(guó)理綜卷I第32題)，已知果蠅的灰體和黃體受一對(duì)等位基因控制，但這對(duì)相對(duì)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(xué)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(xué)乙用兩種不同的雜交實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了控制黃體的基因位于X染色體上，并表現(xiàn)為隱性。請(qǐng)根據(jù)上述結(jié)果，回答下列問(wèn)題：

1）僅根據(jù)同學(xué)甲的實(shí)驗(yàn)，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(qǐng)用同學(xué)甲得到的子代果蠅為材料設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都能獨(dú)立證明同學(xué)乙的結(jié)論。（要求：每個(gè)實(shí)驗(yàn)只用一個(gè)雜交組合，并指出支持同學(xué)乙結(jié)論的預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。）答案：1）不能；2）實(shí)驗(yàn)1：雜交組合：♀黃體×♂灰體。預(yù)期結(jié)果：子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體，雄性都表現(xiàn)為黃體。實(shí)驗(yàn)2：雜交組合：♀灰體×♂灰體。預(yù)期結(jié)果：子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體，雄性中一半表現(xiàn)為灰體，另一半表現(xiàn)為黃體。

4同時(shí)確定顯性和隱性并且為常染色體遺傳的一個(gè)雜交組合解題思路：具有相同表現(xiàn)型的一對(duì)親本雜交，，若子代雌雄個(gè)體中都發(fā)生了性狀分離且分離比都為3:1，那么親本的表現(xiàn)型為顯性，并且這一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳為常染色體遺傳。這個(gè)雜交組合與結(jié)果為Aa×Aa→1／4AA、1／2Aa、1／4aa。例6(2017年全國(guó)理綜卷I第32題改編)，某種羊的性別決定為XY型，已知黑毛和白毛由等位基因（M/m）控制，且黑毛對(duì)白毛為顯性。某同學(xué)為了確定M/m是位于X染色體上，還是位于常染色體上，讓多對(duì)純合黑毛母羊與純合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛=3∶1，我們認(rèn)為根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不能確定M/m是位于X染色體上，還是位于常染色體上，還需要補(bǔ)充數(shù)據(jù)，有以下兩種方法：1）統(tǒng)計(jì)F1中白毛個(gè)體的性別比例，若，則這對(duì)等位基因位于x染色體上，若，則這對(duì)等位基因位于常染色體上。2）分別統(tǒng)計(jì)F1中雌雄個(gè)體的表現(xiàn)型及其比例，若，則這對(duì)等位基因位于X染色體上，若，則這對(duì)等位基基因位于常染色體上。答案：1）白毛個(gè)體全為雄性；白毛個(gè)體中雄∶雌=1∶1。2）雌性個(gè)體全部表現(xiàn)為黑毛，雄性個(gè)體中黑毛∶白毛=1∶1；雌雄個(gè)體中都是黑毛∶白毛=3∶1。5確定兩對(duì)等位基因是位于一對(duì)同源染色體上還是位于非同源染色體上的遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，同源染色體上的等位基因彼此分離，同時(shí)非同源染色體上的非等位基因自由組合。有以下二種解題思路[1]：5.1解題思路一：自交法即雙雜合體×雙雜合體如果后代產(chǎn)生4種性狀且性狀比為9∶3∶3∶1，則說(shuō)明兩對(duì)等位基因位于非同源染色體上，符合基因的自由組合定律；否則位于一對(duì)同源染色體上，不符合基因的自由組合定律。例7(2017年全國(guó)理綜卷I第32題節(jié)選)，已知某種昆蟲(chóng)的有眼（A）與無(wú)眼（a）、正常剛毛（B）與小剛毛（b）、正常翅（E）與斑翅（e）這三對(duì)相對(duì)性狀各受一對(duì)等位基因控制?，F(xiàn)有三個(gè)純合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和=3\*GB3③AABBee。假定不發(fā)生染色體變異和染色體交換。若A/a、B/b、E/e這三對(duì)等位基因都位于常染色體上，請(qǐng)以上述品系為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定這三對(duì)等位基因是否分別位于三對(duì)染色體上。（要求：寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論）答案：選擇①×②、②×③、①×③三個(gè)雜交組合，分別得到F1和F2，若各雜交組合的F2中均出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，且比例為9∶3∶3∶1，則可確定這三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)染色體上；若出現(xiàn)其他結(jié)果，則可確定這三對(duì)等位基因不是分別位于三對(duì)染色體上。5.2解題思路二：測(cè)交法即雙雜合體×隱性純合體如果后代產(chǎn)生4種性狀且狀性比為1∶1∶1∶1，則說(shuō)明兩對(duì)等位基因位于非同源染色體上，符合基因的自由組合定律；否則位于一對(duì)同源染色體上，不符合基因的自由組合定律。例8，回答下列問(wèn)題：1）（2014年福建理綜卷第28題節(jié)選）摩爾根用灰身長(zhǎng)翅（BBVV）與黑身殘翅（bbvv）的果蠅雜交，將F1中雌果蠅與黑身殘翅雄果蠅進(jìn)行測(cè)交，子代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，比例不為1∶1∶1∶1，說(shuō)明F1中雌果蠅產(chǎn)生了種配子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合自由組合定律，原因是這兩對(duì)等位基因不滿足該定律“”這一基本條件。2）（2010年山東理綜第26題節(jié)選）黑體殘翅雌果蠅與灰體長(zhǎng)翅雄果蠅雜交，F(xiàn)1全為灰體長(zhǎng)翅。用F1雄果蠅進(jìn)行測(cè)交，測(cè)交后代只出現(xiàn)灰體長(zhǎng)翅200只、黑體殘翅198只。如果用橫線(——)表示相關(guān)染色體，用A、a和B、b分別表示體色和翅型的基因，用點(diǎn)(·)表示基因位置，親本雌雄果蠅的基因型可分別圖示為和。F1雄果蠅產(chǎn)生的配子的基因組成圖示為。答案：1）4；非同源染色體上非等位基因；2）6確定性染色體上的一對(duì)等位基因是位于XY同源區(qū)段還是X非同源區(qū)段的遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于性別決定為XY型的生物群體而言，當(dāng)一對(duì)等位基因（如A/a）位于常染色體上時(shí)，基因型有3種（AA、Aa和aa）；當(dāng)其位于X染色體上時(shí)，基因型有5種（XAXA、XAXa、XaXa、XAY和XaY）；當(dāng)其位于XY染色體的同源區(qū)段時(shí)，基因