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微专题5基因位置的判断及相关实验设计
题型一　探究基因位于常染色体上还是仅位于X染色体上
【典题引领1】　(2023·新课标卷)果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状，眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状，翅型由等位基因T/t控制，眼色由等位基因R/r控制。某小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验，杂交子代的表型及其比例分别为长翅红眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇＝1∶1(杂交①的实验结果)；长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雄蝇＝1∶1(杂交②的实验结果)。回答下列问题：
(1)根据杂交结果可以判断，翅型的显性性状是长翅，判断的依据是杂交①亲代是长翅和截翅果蝇，子代全是长翅。
(2)根据杂交结果可以判断，属于伴性遗传的性状是翅型，判断的依据是翅型的正反交实验结果不同。杂交①亲本的基因型是RRXTXT、rrXtY，杂交②亲本的基因型是rrXtXt、RRXTY。
(3)若杂交①子代中的长翅红眼雌蝇与杂交②子代中的截翅红眼雄蝇杂交，则子代翅型和眼色的表型及其比例为长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雌蝇∶长翅紫眼雌蝇∶截翅紫眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇∶截翅红眼雄蝇∶长翅紫眼雄蝇∶截翅紫眼雄蝇＝3∶3∶1∶1∶3∶3∶1∶1。
解析：(1)具有相对性状的亲本杂交，子一代所表现出的性状是显性性状。分析题意可知，仅考虑翅型，杂交①亲代是长翅和截翅果蝇，子代全是长翅，说明长翅是显性性状。(2)分析题意，实验①和实验②是正反交实验，两组实验中翅型在子代雌雄果蝇中表现不同(正反交实验结果不同)，说明控制该性状的基因位于X染色体上，该性状属于伴性遗传；根据实验结果可知，翅型的相关基因位于X染色体上，且长翅是显性性状，而眼色的正反交结果无差异，说明基因位于常染色体上，且红眼为显性性状，杂交①长翅红眼、截翅紫眼果蝇的子代为长翅红眼雌蝇(R_XTX－)∶长翅红眼雄蝇(R_XTY)＝1∶1，其中XT来自母本，说明亲本中雌性是长翅红眼(RRXTXT)，而杂交②长翅红眼、截翅紫眼果蝇的子代为长翅红眼雌蝇(R_XTX－)∶截翅红眼雄蝇(R_XtY)＝1∶1，其中的Xt只能来自亲代母本，说明亲本中雌性是截翅紫眼，基因型是rrXtXt，故可推知杂交①亲本的基因型是RRXTXT、rrXtY，杂交②亲本的基因型是rrXtXt、RRXTY。(3)若杂交①子代中的长翅红眼雌蝇(RrXTXt)与杂交②子代中的截翅红眼雄蝇(RrXtY)杂交，两对基因逐对考虑，则Rr×Rr→R_∶rr＝3∶1，即红眼∶紫眼＝3∶1，XTXt×XtY→XTXt∶XtXt∶XTY∶XtY＝1∶1∶1∶1，即表现为长翅∶截翅＝1∶1，则子代中长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雌蝇∶长翅紫眼雌蝇∶截翅紫眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇∶截翅红眼雄蝇∶长翅紫眼雄蝇∶截翅紫眼雄蝇＝3∶3∶1∶1∶3∶3∶1∶1。
探究基因位于常染色体上还是仅位于X染色体上的方法
1.正交、反交法
(1)适用范围：性状的显隐性是“未知的”，且亲本均为纯合子。
(2)结果分析
　此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。若正反交结果不同，且子代只表现母本的性状，则控制该性状的基因位于细胞质中。
2.特殊杂交组合法
(1)隐雌×显雄
①适用范围：相对性状的显隐性已知。
②结果分析
　若性别决定方式为ZW型，则用“隐雄×显雌”，可探究基因是位于常染色体上还是仅位于Z染色体上。
(2)杂合雌×显性雄
①适用条件：确定雌性个体为杂合子。
②结果分析
题型二　探究基因只位于X染色体上还是位于X、Y染色体同源区段上
【典题引领2】(2025·山东潍坊模拟)现从野生型果蝇(均为直翅)群体中得到一只弯翅果蝇，种群中弯翅基因频率约为1%。用该弯翅果蝇做图示杂交实验，下列叙述不正确的是(　A　)
A．根据实验结果可知，控制直翅与弯翅的基因只能位于X染色体上
B．野生型直翅雄性果蝇与F1直翅雌性果蝇杂交，后代雄果蝇可能全为直翅
C．在F1中出现一只染色体数目正常的弯翅雌果蝇，该果蝇是基因突变或染色体结构变异的结果
D．若控制直翅与弯翅的基因只位于X染色体上且雌雄果蝇数目均等，则弯翅果蝇在雄性中约占1/100，在雌性中约占1/10 000
解析：F1雌雄个体相互交配，子代雌性和雄性的表型及比例不相同，说明该性状与性别相关联，因此控制该性状的基因存在于性染色体上。假定控制该性状的基因为B、b，若基因仅位于X染色体上，则亲本基因型为XBXB和XbY，F1基因型为XBXb和XBY，表型均为直翅，F2基因型为XBXB、XBXb、XbY、XBY，雌性均为直翅，雄性中直翅∶弯翅＝1∶1，满足题意；若基因位于X、Y染色体同源区段上，则亲本基因型为XBXB和XbYb，F1基因型为XBXb和XBYb，表型均为直翅，F2基因型为XBXB、XBXb、XbYb、XBYb，雌性均为直翅，雄性中直翅∶弯翅＝1∶1，也满足题意，A错误。若基因仅位于X染色体上，野生型直翅雄性果蝇的基因型为XBY，F1直翅雌性果蝇的基因型为XBXb，二者杂交，则子代雄果蝇既有直翅也有弯翅；若基因位于X、Y染色体同源区段上，野生型直翅雄性果蝇的基因型为XBYB，F1直翅雌性果蝇的基因型为XBXb，二者杂交，则子代雄果蝇全为直翅，B正确。理论上，F1雌果蝇均为直翅，若亲本雌果蝇发生基因突变产生Xb的卵细胞，与父本产生的Xb的精子结合，则可产生基因型为XbXb的弯翅雌果蝇；若亲本雌果蝇B基因所在的染色体片段缺失，产生X的卵细胞，与父本产生的Xb的精子结合，则可产生XbX弯翅雌果蝇，C正确。若控制直翅与弯翅的基因只位于X染色体上且雌雄果蝇数目均等，种群中弯翅基因频率约为1%，即Xb＝1%，XB＝99%，因此雄性果蝇中XBY＝99%，XbY＝1%，在雌性果蝇中XbXb＝1%×1%＝1/10 000，D正确。
用特殊杂交组合法探究基因仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体同源区段上
1.隐性雌×纯合显性雄
2.杂合显性雌×纯合显性雄
题型三　探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
【典题引领3】(2025·陕西西安模拟)某野生动物(性别决定方式为XY型，X和Y染色体既有同源部分，又有非同源部分)的有角和无角、弯角和直角分别由基因B/b和A/a控制，且两对等位基因独立遗传。让一只弯角雌性个体与一只直角雄性个体交配(子代数量足够多)，所得F1雌性个体中弯角∶无角＝1∶1，雄性个体全为弯角(不考虑从性遗传)。回答下列问题：
(1)基因B/b位于性(填“常”或“性”)染色体上，有角对无角为显性(填“显性”或“隐性”)。
(2)亲本交配之后所得F1中，无角雌性和弯角雄性的基因型分别是AaXbXb、AaXbYB或AaXBYB。
(3)该动物种群中弯角雌性个体的基因型有4种，研究人员欲探究某弯角雌性个体是杂合子还是纯合子，设计了一个杂交实验，请补充实验：
实验思路：让该弯角雌性个体与基因型为aaXbYb的纯合雄性个体交配，观察子代的表型情况(不发生突变和互换，只观察表型情况，不统计数量及比例)。
预期实验结果与结论：若子代全表现为弯角，则该弯角雌性个体为纯合子；若子代有无角或直角个体出现，则该弯角雌性个体为杂合子。
解析：(1)由题干信息“让一只弯角雌性个体与一只直角雄性个体交配(子代数量足够多)，所得F1雌性个体中弯角∶无角＝1∶1，雄性个体全为弯角”可知，有角个体杂交后代中有角与无角这一表型在雌雄个体中比例不同，即有角与无角性状与性别相关联，可判断B/b这对基因在性染色体上。有角个体后代出现了无角，说明有角为显性性状，无角为隐性性状。(2)有角和无角、弯角和直角分别由基因B/b和A/a控制，由两对等位基因独立遗传可知，弯角和直角基因位于常染色体上，由题干信息分析可知，双亲的基因型为AAXBXb和aaXbYB，由此可推知F1中无角雌性和弯角雄性的基因型分别是AaXbXb和AaXbYB、AaXBYB。(3)弯角雌性个体基因型有AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb，共4种。欲探究某弯角雌性个体是杂合子还是纯合子，可以利用测交实验，使其与基因型为aaXbYb的个体杂交，若后代全为弯角，则该弯角雌性个体的基因型为AAXBXB，即该个体为纯合子；若后代出现aa(直角)或者XbXb、XbYb(无角)，则该弯角雌性个体为杂合子(Aa或者XBXb)。
　用特殊杂交组合法探究基因位于常染色体上还是位于X、Y染色体同源区段上
1.隐性雌×显性雄(杂合)
(1)亲本基因型：aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA
(2)结果分析
2.隐性雌×显性雄(纯合)
微专题练5
(总分：30分)
一、选择题(每小题5分，共20分)
1.(2024·河南安阳一模)果蝇的体色和眼型分别受等位基因A/a、B/b控制，研究人员选择一对灰身圆眼雌、雄果蝇杂交，结果如下表。下列分析不合理的是(　C　)
F1 灰身圆眼 灰身棒眼 黑身圆眼 黑身棒眼
雄果蝇/只 301 102 102 98
雌果蝇/只 599 0 198 0
A．基因A/a位于常染色体上，基因B/b位于X染色体上
B．灰身和圆眼均为显性性状，亲本基因型为AaXBXb、AaXBY
C．F1中雌、雄果蝇数量不等，可能是特定实验条件下AaXBY个体不能存活
D．同样实验条件下，F1灰身棒眼雄果蝇与黑身圆眼雌果蝇自由交配，F2雄果蝇只有1种表型
解析：亲本均为灰身圆眼的雌、雄果蝇杂交，子代出现黑身，说明黑身为隐性性状，且黑身在雌、雄果蝇中都有，说明A/a基因位于常染色体上，亲本基因型均为Aa，子代出现棒眼，说明棒眼为隐性性状，且棒眼仅出现在雄果蝇中，说明B/b基因位于X染色体上，且亲本基因型为XBXb、XBY，综上所述，亲本基因型为AaXBXb、AaXBY，A、B正确；理论上子代中雄果蝇中灰身圆眼∶灰身棒眼＝1∶1，实际为3∶1，说明AaXbY基因型致死，C错误；F1灰身棒眼雄果蝇(AAXbY)与黑身圆眼雌果蝇(aaXBX－)自由交配，F2雄果蝇的基因型为AaXBY、AaXbY，但 AaXbY基因型致死，因此F2雄果蝇的表型只有1种，D正确。
2.(2025·河北衡水模拟)某一年生植物的性别决定方式为XY型，X、Y染色体上具有同源区段，该区段可存在等位基因。现有同源区段上某对基因(D、d)均杂合的雌雄个体构成的种群(假设雄性个体的基因型均相同，且不考虑基因突变和染色体变异，产生的后代均存活)。下列说法正确的是(　D　)
A．该种群个体的基因型有XDXd、XDYd、XdYD共三种类型
B．当F1的雌性有两种表型时，D基因位于雄性的X染色体上
C．当F1的雄性有两种表型时，D基因位于雄性的Y染色体上
D．X、Y染色体同源区段上基因的遗传仍然遵循基因的分离定律
解析：种群中雌雄个体均为杂合子，雌性的基因型均为XDXd，由题意可知，雄性的基因型有一种，即XDYd或XdYD，因此种群中的基因型有两种类型，A错误；当F1的雌性有两种表型时，亲本雄性的基因型为XdYD，D基因位于雄性的Y染色体上，B错误；当F1的雄性有两种表型时，亲本雄性的基因型为XDYd，D基因位于雄性的X染色体上，C错误；X、Y染色体同源区段上基因的遗传仍然遵循基因的分离定律，D正确。
3.(2024·江西九江模拟)果蝇的灰身与黑身为一对相对性状，由A/a基因控制；无眼与有眼为另一对相对性状，由B/b基因控制(不考虑X和Y染色体同源区段)。现有两只雌雄果蝇杂交，子一代均为灰身有眼果蝇，将子一代雌雄果蝇自由交配，子二代表型及比例为灰身有眼∶黑身有眼∶灰身无眼∶黑身无眼＝9∶3∶3∶1，且无眼性状仅出现在雄性个体中。下列叙述不正确的是(　D　)
A．控制果蝇灰身与黑身、有眼与无眼的基因遗传时符合自由组合定律
B．A/a基因位于常染色体上，B/b基因位于X染色体上
C．亲本雌雄果蝇的基因型组合有2种情况
D．若子二代中灰身有眼雌雄果蝇相互杂交，后代灰身果蝇所占比例为1/9
解析：根据题意，有两只雌雄果蝇杂交，子一代均为灰身有眼果蝇，子一代雌雄果蝇自由交配，子二代表型及比例为灰身有眼∶黑身有眼∶灰身无眼∶黑身无眼＝9∶3∶3∶1，说明控制果蝇灰身与黑身、有眼与无眼的基因遗传时符合自由组合定律，A正确；由于子二代中，灰身有眼∶黑身有眼∶灰身无眼∶黑身无眼＝9∶3∶3∶1，且无眼性状仅出现在雄性个体中，说明有眼与无眼(B/b)的遗传与性别有关，相关基因位于X染色体上，灰身与黑身(A/a)的遗传与性别无关，相关基因位于常染色体上，B正确；由以上分析可知，子一代的基因型为AaXBXb和AaXBY，则亲本的基因型为AAXBXB、aaXbY或aaXBXB、AAXbY，C正确；若子二代中灰身有眼雌雄果蝇相互杂交，只考虑体色，基因型为1/3AA、2/3Aa，产生的配子为2/3A、1/3a，后代灰身果蝇所占比例为2/3×2/3＋1/3×2/3×2＝8/9，D错误。
4.(2025·浙江温州模拟)某植物的性别决定类型为XY型，该植物的高茎、矮茎由等位基因H/h决定，红花、白花由等位基因R/r决定，两对基因独立遗传且均不在Y染色体上。一高茎红花雌株与一矮茎白花雄株杂交，F1出现高茎红花、高茎白花两种表型，F1雌、雄植株随机授粉，F2中高茎红花∶矮茎红花∶高茎白花∶矮茎白花＝3∶1∶3∶1。不考虑致死，下列叙述错误的是(　B　)
A．高茎对矮茎呈显性
B．红花对白花呈显性
C．等位基因H/h位于常染色体上
D．等位基因R/r位于X染色体上
解析：由题意可知，亲本组合为高茎×矮茎，F1均为高茎，说明高茎对矮茎呈显性，A正确；F2中高茎红花∶矮茎红花∶高茎白花∶矮茎白花＝3∶1∶3∶1，分别分析两对相对性状，根据性状分离情况，F2出现新组合性状，说明两对基因的遗传符合自由组合定律，亲本、F1、F2中均含有红花和白花，类似测交类型，又因为不考虑致死，若控制花色的基因在常染色体上，则亲本为Rr×rr(或rr×Rr)，F1为Rr×rr(或rr×Rr)，F1产生配子为1/4R、3/4r，随机授粉，F2出现R_∶rr＝7∶9，不符合题意，所以等位基因R/r位于X染色体上，则亲本组合为XrXr×XRY，F1为XRXr、XrY，随机授粉，F2为XRXr、XRY、XrXr、XrY，符合题意，即白花对红花呈显性，B错误，D正确；由以上分析可知，两对基因的遗传符合自由组合定律，且等位基因R/r位于X染色体上，则等位基因H/h位于常染色体上，C正确。
二、非选择题(共10分)
5.(10分)(2025·江西南昌模拟)以蚕丝为原料的传统服饰深受民众喜爱，带动了蚕养殖的发展。已知蚕(2n＝56)的性别决定方式为ZW型，雄蚕成活率高，产丝量也比雌蚕高。请回答下列问题：
(1)家蚕短体(A)对正常体(a)为显性，等位基因A/a位于常染色体上，且基因A纯合的胚胎致死。取短体蚕个体若干连续自由交配，F2中正常体蚕占1/2；随着子代的自由繁殖，正常体蚕的比例会逐渐升高(填“升高”或“降低”)，种群会持续发生进化。
(2)蚕卵壳颜色受sch基因控制，单个sch基因突变使雌蚕卵壳变为巧克力色，且在高温条件下不能正常孵化而死亡，雄蚕卵壳仍为黑色且在高温条件下能正常孵化。
①推测sch基因位于Z(填“Z”或“常”)染色体上，且该突变为隐性(填“显性”或“隐性”)突变，作出上述2个判断的理由是单个sch基因突变后，雄蚕卵壳仍为黑色说明发生了隐性突变；雌蚕卵壳变为巧克力色，说明雌蚕只有一个sch基因，且位于Z染色体上。
②巧克力色卵壳蚕在常温下可正常孵化。现有各种卵壳颜色的蚕供选择，请设计杂交方案确保繁殖的子代均为雄蚕。简要写出思路：让巧克力色卵壳雄蚕与黑色卵壳雌蚕杂交，子代在高温条件下孵化；该方案虽然提高了雄蚕比例，但过多使用会降低养殖效率，原因是该方案会导致子代雌性个体死亡，使种群雌性比例下降，降低蚕的出生率。
解析：(1)由于基因型为AA的个体在胚胎时期致死，亲本基因型为Aa，自由交配产生的F1中基因型及比例为Aa∶aa＝2∶1，F1产生的配子中A占1/3、a占2/3，雌雄个体随机交配后，F2中基因型占比为AA(死亡)占1/9、Aa(短体)占4/9、aa(正常体)占4/9，故F2中正常体蚕占1/2；由于基因型为AA的个体死亡，随着自由交配的代数增加，基因A频率下降，基因a频率上升，正常体蚕的比例会逐渐升高，种群会持续发生进化。(2)①单个sch基因突变后，雄蚕卵壳仍为黑色，说明sch基因发生了隐性突变，而雌蚕卵壳变为巧克力色，说明雌蚕只有一个sch基因，即基因位于Z染色体上。②单个sch基因突变后的巧克力色卵壳雌蚕在高温条件下不能正常孵化而死亡，但雄蚕卵壳仍为黑色且在高温条件下能正常孵化，巧克力色卵壳蚕在常温下可正常孵化，要确保繁殖的子代均为雄蚕，可让巧克力色卵壳雄蚕(ZZ、隐性纯合子)与黑色卵壳雌蚕(ZW、显性个体)杂交，并让子代在高温条件下孵化，即可确保子代繁殖的均为雄蚕；该方案虽然提高了雄蚕比例，但过多使用会导致子代雌性个体死亡，使种群中雌性比例下降，降低蚕的出生率，影响养殖效率。

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