【备考2024】人教生物一轮复习微专题
5　判断基因在染色体上的位置
题组一　判断基因在几对染色体上
1．(2022·韶关一模)2017年，被誉为“杂交水稻之父”的袁隆平院士宣布了两项重大研究成果：一是成功地培育出了耐盐碱的“海水稻”，二是利用现代生物技术将普通水稻中的吸镉基因敲除，获得了含镉量低的低镉水稻。有关遗传分析见下表。请回答问题：
水稻品种 表型 导入或敲除的相关基因
普通水稻 不耐盐高镉 未导入和敲除
海水稻 耐盐高镉 B＋
低镉稻 不耐盐低镉 C－
注：B＋表示导入的耐盐基因，C－表示吸镉基因被敲除，B＋对B－为完全显性，基因型C＋C＋、C＋C－和C－C－分别表现为高镉、中镉和低镉。
(1) 根据已知条件，C＋对C－为________________(选填“完全显性”或“不完全显性”)，纯合普通水稻的基因型为________。
(2) 在进行水稻(2n＝24)基因组测序时，应对________条染色体上的基因进行测序。
(3) 现有普通水稻、海水稻和低镉稻(均为纯合子)，请设计杂交实验探究B＋/B－和C＋/C－两对基因是否位于一对同源染色体上。
实验思路：_____________________________________________。
预期实验结果：
①若F2中不耐盐低镉的比例为________，则B＋/B－和C＋/C－两对基因位于一对同源染色体上。
②若F2中不耐盐低镉的比例为________，则B＋/B－和C＋/C－两对基因位于两对同源染色体上。
2．(2022·佛山一检)研究人员发现了一种紫眼卷翅果蝇，用它与纯合野生型(红眼直翅果蝇)进行杂交实验，结果如下表所示。控制眼色的基因用A1/A2表示，控制翅型的基因用B1/B2表示。请回答下列问题：
组别 亲本 F1 F2
实验一 ♀紫眼卷翅×纯合野生型 雌雄果蝇均为红眼直翅∶红眼卷翅＝1∶1 F1红眼直翅相互交配产生的后代为红眼直翅∶紫眼直翅＝3∶1，F1红眼卷翅相互交配产生的后代为红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝6∶3∶2∶1
实验二 紫眼卷翅×♀纯合野生型 与实验一相同 与实验一相同
(1)根据________________，可以推断A1/A2和B1/B2都是核基因，并且这两对基因都位于常染色体上。
(2)上述实验中任选一只卷翅果蝇与野生型果蝇杂交，F1中都是卷翅∶直翅＝1∶1，以及____________________________，都表明卷翅基因存在纯合致死的情况。也就是说，基因B1/B2既能控制翅型，又能决定果蝇的生活力，这说明基因与性状之间存在________的关系。在控制果蝇生活力方面，控制卷翅的基因是________(选填“显性”或“隐性”)的。
(3)已知B1/B2基因位于2号染色体上，那么A1/A2是否也在2号染色体上？____________。说出你判断的理由：________________________________。为了进一步确证这一判断，请你从上述实验中再选取适当的材料进行检验，写出实验方案和预期结果：
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
3．(2022·茂名一模)某二倍体植物(2N＝14)是雌雄同花、闭花受粉的植物，培育杂种非常困难。为简化育种流程，人们采用染色体诱变的方法培育获得三体新品系，其相关染色体及相关基因分布情况如图所示。该植株雄蕊的发育受一对等位基因M/m控制，M基因控制雄蕊的发育与成熟，使植株表现为雄性可育，m基因无此功能，使植株表现为雄性不育。请分析回答问题(不考虑互换)。
(1)若要在该植物的柱头上涂抹一定浓度的生长素以获得无子果实，需选用基因型为____的个体作为材料，原因是________________。
(2)将基因型为Mm的个体连续隔离自交两代，则F2中，雄性可育植株与雄性不育植株的比例为________________。
(3)该三体新品系的培育利用了________________的原理。若用显微镜观察该植株根尖细胞中的染色体形态和数目，最多可观察到________________条染色体。
(4)该三体品系植株减数分裂时，较短的染色体不能正常配对，随机移向细胞一极，并且含有较短染色体的雄配子无授粉能力。减数分裂后可产生的配子基因型是________________。若该品系个体自交后代分离出两种雄性植株，其表型及比例为________________。
(5)为在开花前区分雄性可育与雄性不育植株，人们利用转基因技术将花色素合成基因R导入该三体品系，但不确定R基因整合到哪条染色体上。为确定R基因与M、m基因的位置关系，将该转基因植株自交，若子代中出现________________的现象，则说明M与R在同一条染色体上。(注：R基因控制红色，无R基因表现为白色)。
题组二　判断基因在常染色体上还是仅在X染色体上
4．(2022·湖南卷改编)果蝇的红眼对白眼为显性，为伴X染色体遗传，灰身与黑身、长翅与截翅各由一对基因控制，显隐性关系及其位于常染色体或X染色体上未知。纯合红眼黑身长翅雌果蝇与白眼灰身截翅雄果蝇杂交，F1相互杂交，F2中体色与翅型的表型及比例为灰身长翅∶灰身截翅∶黑身长翅∶黑身截翅＝9∶3∶3∶1。F2表型中不可能出现(　　)
A．黑身不全为雄性 B．截翅全为雄性
C．雌性全为长翅 D．截翅全为白眼
5．GAL4基因的表达产物能识别启动子中的UAS序列，从而驱动UAS序列下游基因的表达。野生型雌雄果蝇均为透明翅，且基因组中无GAL4基因和含UAS序列的启动子。科研人员利用基因工程得到雌雄两种转基因透明翅果蝇，雄果蝇的一条Ⅲ号染色体上插入GAL4基因，雌果蝇的某条染色体上插入含有UAS序列的启动子的绿色荧光蛋白基因。科研小组利用假说—演绎法对雌果蝇中外源基因插入的位置进行判断，将上述雌雄果蝇杂交得到F1，让F1中绿色翅雌雄果蝇随机交配，荧光蛋白基因插入位置不同将导致F2个体的表型和比例出现差异。下列说法不正确的是(　　)
A．无论荧光蛋白基因插入的位置如何，F1中绿色翅∶无色翅均为1∶3
B．“让F1中绿色翅雌雄果蝇随机交配，荧光蛋白基因插入位置不同将导致F2个体的表型和比例出现差异”属于假说的过程
C．若F2中绿色翅∶无色翅＝9∶7，则只能得出荧光蛋白基因未插入Ⅲ号染色体的结论
D．若F2中绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5，则可以得出荧光蛋白基因插入X染色体的结论
6．(2022·全国模拟)某雌雄异株植物(性别决定为XY型)的花色受两对等位基因控制，且两对基因均不位于Y染色体上。A基因控制合成蓝色色素，B基因控制合成红色色素，不含色素表现为白花，含有两种色素表现为紫花。为研究其遗传机制，选取纯合蓝花雌株和纯合红花雄株作为亲本进行杂交，F1表型及比例是紫花雌株∶蓝花雄株＝1∶1(不考虑互换)。回答下列问题：
(1)A基因和B基因控制合成的色素不同，其根本原因是______________　__________________________________________________________________。
(2)为解释上述杂交结果，该同学提出了两种假设。
假设一： A、a基因位于常染色体上，B、b基因位于X染色体上。则亲本的基因型是____________。
假设二：_______________________________________________________。
则亲本的基因型是____________。
(3)荧光原位杂交的方法可以快速准确判定基因的位置，已知等位基因A和a被标记为黄色，B和b被标记为绿色，对F1雄株四分体时期的细胞进行荧光标记后在荧光显微镜下观察，记录四分体中黄光点的颜色和数量，若一个四分体中出现________个黄色荧光点，另一个四分体出现________个绿色荧光点，则说明假设一成立；若______________________________________________________，则说明假设二成立。
题组三　判断基因是否在性染色体的同源区段
7．某二倍体植物雌雄异株，性别决定方式为XY型。该植物的茎色为绿色和紫色、叶型为宽叶与窄叶，分别由一对等位基因控制。将多株纯合紫色宽叶雌株与多株纯合绿色窄叶雄株进行杂交得到F1，F1随机交配，统计F2表型及其数量如图甲所示。请回答问题：
甲
　
乙
(1)据图甲可知，两对相对性状中显性性状分别是__________、__________；控制茎色和叶型的两对等位基因遵循基因的自由组合定律，依据是________　__________________________________________________________________。
(2) 由图甲可判断控制宽叶和窄叶的等位基因位于性染色体上，依据是_______________________________________________________________________________________________________________________________________，但不能确定该等位基因是位于X染色体还是位于X和Y染色体的同源区段(如图乙所示)。现有各种纯合植株供选择，请设计一个杂交实验来判断该等位基因在性染色体上的位置(要求写出实验思路、预期结果及结论)。
微专题5　判断基因在染色体上的位置
题组一　判断基因在几对染色体上
1．(1)不完全显性　B－B－C＋C＋　(2)12　(3)答案一：用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1，再用F1自交得F2，观察并统计F2的表型及比例(答案二：用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1，再用F1测交得F2，观察并统计F2的表型及比例)　答案一：1/4(答案二：1/2)　答案一：1/16(答案二：1/4)
解析：探究两对基因是否位于一对同源染色体上，常用的方法是利用双杂合个体自交或者测交，现有的材料是普通水稻(B－B－C＋C＋)、海水稻(B＋B＋C＋C＋)和低镉稻(B－B－C－C－)，因此首先要得到双杂合个体，可用海水稻(B＋B＋C＋C＋)和低镉稻(B－B－C－C－)杂交得到B＋B－C＋C－，然后再进行自交或者测交。据此实验思路为：用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1，再用F1自交或者测交得F2，观察并统计F2中的表型及比例。如果B＋/B－和C＋/C－两对基因位于一对同源染色体上，F1(B＋B－C＋C－)能产生B＋C＋和B－C－两种配子，自交后代为B＋B＋C＋C＋(耐盐高镉)∶B＋B－C＋C－(耐盐中镉)∶B－B－C－C－(不耐盐低镉)＝1∶2∶1，不耐盐低镉的比例为1/4；测交后代为B＋B－C＋C－(耐盐中镉)∶B－B－C－C－(不耐盐低镉)＝1∶1，不耐盐低镉的比例为1/2。如果B＋/B－和C＋/C－两对基因位于两对同源染色体上，F1(B＋B－C＋C－)能产生B＋C＋、B＋C－、B－C＋、B－C－四种配子，自交后代中不耐盐低镉(B－B－C－C－)的比例为1/4×1/4＝1/16；测交后代中不耐盐低镉(B－B－C－C－)的比例为1/4×1＝1/4。
2．(1)实验一和实验二的结果相同　(2)F1卷翅相互交配产生的后代为卷翅∶直翅＝2∶1　一因多效 / 一种基因控制多种性状　隐性　(3)否　F1 红眼卷翅相互交配产生的后代为红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝6∶3∶2∶1，说明眼色和翅型性状可以自由组合
答案一：实验方案：用 F1红眼卷翅与 F2紫眼直翅果蝇进行杂交，观察并统计后代的表型和比例　预期结果：后代中红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝1∶1∶1∶1
答案二：实验方案：用 F1红眼直翅和红眼卷翅相互杂交，观察并统计后代的表型和比例　预期结果：后代中红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝3∶3∶1∶1
解析：(1)据题意可知，实验一和实验二属于正反交，实验一和实验二的结果相同，即正反交结果相同，说明A1/A2和B1/B2都是核基因，并且这两对基因都位于常染色体上。(2)据题意可知，野生型表现为红眼直翅果蝇，只考虑翅形，任选一只卷翅果蝇与野生型(直翅)果蝇杂交，F1中都是卷翅∶直翅＝1∶1，F1 卷翅相互交配产生的后代为卷翅∶直翅＝2∶1，都表明卷翅基因存在纯合致死的情况。基因B1/B2既能控制翅型，又能决定果蝇的生活力，这说明基因与性状之间存在一因多效 / 一种基因控制多种性状的关系。在控制果蝇生活力方面，只有两个卷翅基因都存在时，果蝇才致死，说明控制卷翅的基因是隐性的。(3)实验一和实验二中F1红眼卷翅相互交配，后代红眼∶紫眼＝3∶1，卷翅∶直翅＝2∶1，且红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝6∶3∶2∶1，符合自由组合定律，说明眼色和翅型性状可以自由组合。已知B1/B2基因位于2号染色体上，那么A1/A2不在2号染色体上。证明两对等位基因是否遵循基因自由组合定律，可以用自交或者测交实验，该实验已经让F1红眼卷翅相互交配，为进一步证实，可以用测交实验。
3．(1)mm　该基因型植株雄性不育，在培育无子果实前无需去雄　(2)5∶1　(3)染色体(数目)变异　30　(4)m和Mm　雄性可育∶雄性不育＝1∶1　(5)红花∶白花＝1∶1
解析：(1)已知m基因使植株表现为雄性不育，故mm基因型的植株雄性不育，在培育无子果实前无需去雄，在该植物的柱头上涂抹一定浓度的生长素可以获得无子果实。(2)将基因型为Mm的个体连续隔离自交两代，F1中MM∶Mm∶mm＝1∶2∶1，由于mm雄性不育，只能作母本，故不能自交，F1能自交的为MM∶Mm＝1∶2，则F2中，雄性不育植株(mm)＝2/3×1/4＝1/6，故雄性可育植株与雄性不育植株的比例为5∶1。(3)该三体品系植株(14＋1)的培育用到了染色体(数目)变异的原理。根尖细胞进行有丝分裂，后期细胞中染色体数目暂时加倍，最多可观察到30条染色体。(4)该三体品系植株的基因型为Mmm，进行减数分裂时，由于较短的染色体不能正常配对，在分裂过程中随机移向细胞一极，则产生的配子为m和Mm。其中，m的配子是正常的雄配子，Mm的雄配子是异常的，不能和雌配子结合；两种雌配子的种类为m和Mm。若该品系个体自交，可产生Mmm和mm两种后代，其表型及比例为雄性可育(Mmm)∶雄性不育(mm)＝1∶1。(5)如果M与R在同一条染色体上，则该三体品系基因型为MmmR，产生正常的雄配子为m，产生雌配子为1/2MmR、1/2m，自交后代表型及比例为红花(MmmR)∶白花(mm)＝1∶1。
题组二　判断基因在常染色体上还是仅在X染色体上
4．A　解析：若控制黑身a的基因位于 X染色体上，只考虑体色，亲本基因型可写为XaXa、XAY，子二代可以出现XAXa、XaXa、XAY 、XaY，灰身∶黑身＝1∶1，与题干不符；若控制黑身a的基因位于常染色体上，后代表型与性别无关，故不会出现黑身全为雄性，A符合题意；若控制截翅的基因b位于X染色体上，只考虑翅型，亲本基因型可写为XBXB、XbY，子二代可以出现XBXB、XBXb、XBY 、XbY，即截翅全为雄性，B不符合题意；若控制长翅的基因B位于X染色体上，只考虑翅型，亲本基因型可写为XBXB、XbY，子二代可以出现XBXB、XBXb、XBY 、XbY，即雌性全为长翅，C不符合题意；若控制截翅的基因b位于X染色体上，考虑翅型和眼色，亲本基因型可写为XBWXBW、XbwY，子二代可以出现XBWXBW、XBWXbw、XBWY 、XbwY，即截翅全为白眼，D不符合题意。
5．B　解析：若绿色荧光蛋白基因插入Ⅲ号染色体上，发生基因连锁，F1中绿色翅∶无色翅为1∶3，若插入Ⅲ号染色体以外的染色体上，两对基因遵循基因组合定律，F1中绿色翅与无色翅的比例仍为1∶3，A正确；“让F1中绿色翅雌雄果蝇随机交配，荧光蛋白基因插入位置不同将导致F2个体的表型和比例出现差异”属于演绎推理的过程，B错误；若F2中绿色翅∶无色翅＝9∶7，则说明绿色荧光蛋白基因没有插入Ⅲ号染色体上，两种基因自由组合，不能确定荧光蛋白基因的具体位置，C正确；若F2中绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5，雌雄中绿色翅和无色翅比例不同，说明与性别相关，则可以得出荧光蛋白基因插入X染色体的结论，D正确。
6．(1)基因中的碱基(对)排列顺序不同　(2)AAXbXb、aaXBY　A、a和B、b基因都位于X染色体上　XAbXAb、XaBY　(3)4　2　一个四分体中同时出现2个黄色荧光点和2个绿色荧光点
解析：由题意知，一蓝花雌株和一红花雄株作为亲本进行杂交，F1表现为紫花雌株∶蓝花雄株＝1∶1，说明控制花色的遗传是伴性遗传，且A、B基因都存在时开紫花，A存在、B不存在时开蓝花，A不存在，B存在开红花，A、B都不存在时开白花。(1)基因是有遗传效应的DNA片段，A基因和B基因属于非等位基因，根本区别是基因中的碱基(对)排列顺序不同。(2)纯合蓝花雌株和纯合红花雄株作为亲本进行杂交，F1表型及比例是紫花雌株∶蓝花雄株＝1∶1(一种性别对应一种表型)。若A、a基因位于常染色体上，B、b基因位于X染色体上，AAXbXb与aaXBY杂交，可出现上述现象。若A、a和B、b基因都位于X染色体上，XAbXAb与XaBY杂交，也可出现上述现象。(3)假设一的F1雄株相关基因出现在两个四分体上，假设二的F1雄株相关基因出现在一个四分体上。若A/a基因位于常染色体，则四分体中的四条染色单体都被标记为黄色，出现四个黄色荧光点。若B/b基因位于X染色体，由于B/b基因位于XY染色体的非同源区段，则另一个四分体只有X染色体的两条染色单体有绿色荧光点，即只出现两个绿色荧光点。若两对等位基因均位于X染色体上，则一个四分体只有X染色体的两条染色单体出现黄色和绿色荧光点各两个。
题组三　判断基因是否在性染色体的同源区段
7．(1)紫色　宽叶　F2中紫色宽叶∶紫色窄叶∶绿色宽叶∶绿色窄叶＝9∶3∶3∶1　(2)F2中雌株全为宽叶，雄株中宽叶∶窄叶＝1∶1　实验思路：将多株纯合的宽叶雄株与多株纯合的窄叶雌株杂交，观察并统计子代的表型及其比例。预期结果及结论：①若子代中雌雄植株全为宽叶，则控制宽叶和窄叶的等位基因位于X和Y染色体的同源区段；②若子代中雌株全为宽叶、雄株全为窄叶，则控制宽叶和窄叶的等位基因位于X染色体。
　解析：(1)由图甲分析可知，F2的雄株中紫色∶绿色＝3∶1，宽叶∶窄叶＝1∶1；F2的雌株中紫色∶绿色＝3∶1，宽叶∶窄叶＝1∶0。由此可推出绿色和紫色这对相对性状由常染色体上的基因控制，并且紫色是显性性状；宽叶和窄叶由性染色体上的基因控制，宽叶是显性性状。F2中紫色宽叶∶紫色窄叶∶绿色宽叶∶绿色窄叶＝9∶3∶3∶1，所以控制茎色和叶型的两对等位基因遵循基因的自由组合定律。(2)由图甲统计出F2的雌株中宽叶∶窄叶＝1∶0，雄株中宽叶∶窄叶＝1∶1，性状与性别相关联，所以控制宽叶和窄叶的等位基因位于性染色体上。