1、(四) “四法”分析与基因定位相关的实验设计,-2-,1.探究基因位于常染色体上还是X染色体上 实验设计思路 (1)已知性状的显隐性(2)未知性状的显隐性,-3-,典例1(2018全国高考)果蝇体细胞有4对染色体,其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上,控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交,杂交子代的表现型及其比例如下。,-4-,回答下列问题。 (1)根据杂交结果, (填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上,根据上述
2、亲本杂交组合和杂交结果判断,显性性状是 ,判断依据是 。 (2)若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上,请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性(要求:写出杂交组合和预期结果)。 (3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上,用灰体长翅有眼纯合子和黑檀体残翅无眼纯合子果蝇杂交,F1相互交配后,F2中雌雄均有 种表现型,其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时,则说明无眼性状为 (填“显性”或“隐性”)。,-5-,答案 (1)不能 无眼 只有当无眼为显性时,子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离 (2)杂交组合:无眼无眼 预期结果:若子代中无眼有眼=31,则无
3、眼为显性性状;若子代全部为无眼,则无眼为隐性性状。 (3)8 隐性,-6-,解析 假设控制灰体/黑檀体、长翅/残翅和有眼/无眼的基因分别用A/a、B/b和C/c表示。(1)关于有眼和无眼的性状,有眼和无眼在雌雄个体中均占一半,所以无法判断C和c的位置。如果该对基因位于X染色体上,则雌性个体的基因型为XCXc,雄性个体的基因型为XcY,才会出现表格中的数据,据此可判断无眼为显性性状。(2)如果C/c位于常染色体上,则可以利用表格中子代有眼或无眼的雌雄个体杂交,如果后代中只有一种表现型,则选择的杂交亲本的性状为隐性,如果出现性状分离,则选择的杂交亲本的性状为显性。(3)如果C/c位于4号染色体上,
4、则与A/a和B/b均位于非同源染色体上,三对等位基因遵循自由组合定律。根据表格中的数据可知,长翅和灰体为显性,则灰体长翅有眼个体与黑檀体残翅无眼纯合子杂交得到的F1基因型是AaBbCc,F1相互交配,F2的表现型种类=23=8(种)。因为黑檀体为隐性,长翅为显性,所以只有无眼为隐性时才会出现题中的比例,即1/43/41/4=3/64。,-7-,2.探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上 实验设计思路 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。 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:,-8-,基本思路二:用“杂合显性雌纯合显性雄”进
5、行杂交,观察分析F1的性状。即:,-9-,典例2(2018甘肃西北师大附中诊断)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,设计了如图甲所示的实验。雄果蝇的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。,-10-,(1)由F1可知,果蝇眼形的 是显性性状。 (2)若F2中圆眼棒眼31,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。 (3)若F2中圆眼棒眼31,但仅在雄果蝇中有棒眼,则控制圆眼、棒眼的基因有可能位于 ,也有可能位于 。,-11-,(4)请从野生型、F1、F2中选择合适的个体,设
6、计方案,对上述(3)中的问题作出判断。 实验步骤: 用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配; 选取子代中的 与 交配,观察子代中有没有 个体出现。 预期结果与结论: 若只有雄果蝇中出现棒眼个体,则控制圆眼、棒眼的基因位于 ; 若子代中没有棒眼果蝇出现,则控制圆眼、棒眼的基因位于 。,-12-,答案 (1)圆眼 (2)常 (3)X染色体的区段 X和Y染色体的区段(顺序可颠倒) (4)实验步骤:棒眼雌果蝇 野生型雄果蝇 棒眼 预期结果与结论:X染色体的特有区段 X、Y染色体的同源区段 解析 (1)图甲中,圆眼母本和棒眼父本杂交,F1全部是圆眼,说明果蝇眼形的圆眼是显性性状。(2)若F2中圆眼棒眼31
7、,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,即控制圆眼、棒眼的基因位于常染色体上。(3)若F2中圆眼棒眼31,但仅在雄果蝇中有棒眼,说明颜色的遗传与性别有关,即控制圆眼、棒眼的基因有可能位于X染色体的区段,也有可能位于X和Y染色体的区段,但是不可能位于区段,因为区段是Y染色体所特有的,在X上没有相应的等位基因。,-13-,(4)判断基因位于X染色体的区段还是位于X、Y染色体的同源区段,采用隐性雌性显性雄性,即棒眼雌蝇圆眼雄蝇.因为野生型雄蝇为圆眼,所以还需要棒眼雌蝇,通过F2中棒眼雄果蝇(XbY或XbYb)与F1中雌果蝇(XBXb)交配可以得到棒眼雌果蝇(XbXb),再用棒眼
8、雌蝇(XbXb)圆眼雄蝇(XBY或XBYB),观察子代棒眼个体出现情况.若控制圆眼、棒眼的基因位于X染色体的特有区段,即棒眼雌蝇(XbXb)圆眼雄蝇(XBY),则子代中只有雄果蝇中出现棒眼个体;若控制圆眼、棒眼的基因位于X、Y染色体的同源区段,即棒眼雌蝇(XbXb)圆眼雄蝇XBYB,则子代中没有棒眼果蝇出现。,-14-,3.探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是位于常染色体上 (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:,-15-,典例3(2017全国高考)某种羊的性别决定为XY型。已知其有角
9、和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性。回答下列问题。 (1)公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角。若多对杂合子公羊与杂合子母羊杂交,则理论上,子一代群体中母羊的表现型及其比例为 ;公羊的表现型及其比例为 。 (2)某同学为了确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛白毛=31,我们认为根据这一实验数据,不能确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若 ,则说明M
10、/m是位于X染色体上;若 ,则说明M/m是位于常染色体上。,-16-,(3)一般来说,对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有 种;当其仅位于X染色体上时,基因型有 种;当其位于X和Y染色体的同源区段时(如图所示),基因型有 种。,-17-,答案 (1)有角无角=13 有角无角=31 (2)白色个体全为雄性 白色个体中雄性雌性=11 (3)3 5 7,-18-,解析 (1)杂合子公羊与杂合子母羊杂交,F1的基因型为1/4NN、1/2Nn、1/4nn。母羊中基因型为NN的表现为有角,基因型为nn或Nn的表现为无角,所以F1中母羊的表现型及其比例为有
11、角无角=13;公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角,基因型为nn的表现为无角,所以F1中公羊的表现型及其比例为有角无角=31。(2)基因位于常染色体上时,遗传图解如下。基因位于X染色体上时,遗传图解如下。,-19-,(3)对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有AA、Aa、aa 3种;当其仅位于X染色体上时,基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY 5种;当其位于X和Y染色体的同源区段时,基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa 7种。,-20-,4.探究两对基因是位于一对同源染色体上还是两对同源染
12、色体上 实验设计思路 (1)若两对基因位于两对同源染色体上,则遵循自由组合定律,F1(双杂合子)自交后代性状分离比为9331,测交后代性状分离比为1111。 (2)若两对等位基因位于一对同源染色体上,不考虑交叉互换,则产生两种类型的配子,在此基础上F1进行自交或测交,后代会出现两种表现型;考虑交叉互换,则产生四种类型的配子,在此基础上F1进行自交或测交,后代会出现四种表现型,但自交后代性状分离比不表现为9331,而是表现为两多、两少的比例。,-21-,典例4某种植物花的颜色由两对基因(A和a,B和b)控制,A基因控制色素合成(AA和Aa的效应相同),B基因为修饰基因,能淡化颜色的深度(BB和B
13、b的效应不同)。其基因型与表现型的对应关系见下表,请回答下列问题。(1)让纯合白花植株和纯合红花植株杂交,产生的子一代植株的花色全为粉色。请写出可能的杂交组合: 。,-22-,(2)为了探究两对基因(A和a,B和b)位于一对同源染色体上,还是位于两对同源染色体上,某课题小组选用基因型为AaBb的植株进行自交实验。 实验假设:这两对基因在染色体上的位置有三种类型,已给出两种类型,请将未给出的类型画在方框内。如下图所示,竖线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位置。,-23-,实验步骤: 第一步,粉花植株自交; 第二步,观察并统计子代植株花的颜色和比例。 实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结
14、论: a.若 ,则两对基因在两对同源染色体上(符合第一种类型); b.若子代植株花色及比例为粉色白色=11,则两对基因在一对同源染色体上(符合第二种类型); c.若 ,则两对基因在一对同源染色体上(符合第三种类型)。,-24-,答案 (1)AABBAAbb或aaBBAAbb (2)如图子代植株花色及比例为粉色红色白色=637 子代植株花色及比例为粉色红色白色=211,-25-,解析 (1)由题意知,纯合白花植株有AABB、aabb和aaBB 3种基因型,纯合红花植株的基因型为AAbb,若两者杂交产生的子一代全为粉色花(A_Bb),则杂交组合为AABBAAbb或aaBBAAbb。(2)基因型为A
15、aBb的植株自交,若符合第一种类型,则子代的基因型为1/16AABB(白色花)、2/16AABb(粉色花)、4/16AaBb(粉色花)、2/16AaBB(白色花)、1/16AAbb(红色花)、2/16Aabb(红色花)、1/16aaBB(白色花)、2/16aaBb(白色花)、1/16aabb(白色花),即子代植株花色及比例为粉色红色白色=637;若符合第二种类型,则子代的基因型为1/4AABB(白色花)、2/4AaBb(粉色花)、1/4aabb(白色花),即子代植株花色及比例为粉色白色=11;若符合第三种类型,则子代的基因型为2/4AaBb(粉色花)、1/4AAbb(红色花)、1/4aaBB(白色花),即子代植株花色及比例为粉色红色白色=211。,
