高考生物二轮复习考前三个月专题5遗传的基本规律和伴性遗传考点16聚焦遗传实验的设计与分析 18页

考点 16 聚焦遗传实验的设计与分析 依纲联想 1．性状显隐性的判断 方法一：根据子代性状判断：①不同性状亲本杂交→后代只出现一种性状→该性状为显性性 状→具有这一性状的亲本为显性纯合子；②相同性状亲本杂交→后代出现不同于亲本的性状 →该性状为隐性性状→亲本都为杂合子。 方法二：根据子代性状分离比判断：①具有一对相对性状的亲本杂交→子代性状分离比为 3∶1→分离比为 3 的性状为显性性状；②具有两对相对性状的亲本杂交→子代性状分离比为 9∶3∶3∶1→分离比为 9 的两性状都为显性性状。 方法三：遗传系谱图中显隐性的判断：①双亲正常→子代患病→隐性遗传病；②双亲患病→ 子代正常→显性遗传病。 方法四：依调查结果判断：若人群中发病率高，且具有代代相传现象，通常是显性遗传；若 人群中发病率较低，且具有隔代遗传现象，通常为隐性遗传。 2．纯合子、杂合子判断 (1)自交法(对植物最简便) 待测个体 ↓⊗ 结果分析 若后代无性状分离，则待测个体为纯合子 若后代有性状分离，则待测个体为杂合子 (2)测交法(更适于动物) 待测个体×隐性纯合子 ↓ 结果分析 若后代无性状分离，则待测个体为纯合子 若后代有性状分离，则待测个体为杂合子 (3)花粉鉴别法 (4)用花粉离体培养形成单倍体植株并用秋水仙素处理后获得的植株为纯合子，根据植株性 状进行确定。 3．基因位置的判断 (1)基因位于常染色体或 X 染色体(与 Y 染色体非同源区段)的判断 ①杂交实验法 Ⅰ.未知显隐性：选用纯合亲本，采用正交和反交方法，看正反交结果是否相同。a.若结果 相同，基因位于常染色体上；b.若结果不同，基因位于 X 染色体上。 Ⅱ.已知显隐性：显性雄性个体与隐性雌性个体杂交，若后代雌性全为显性个体，雄性全为 隐性个体，则基因位于 X 染色体上；若后代雌雄个体中显隐性出现的概率相同(或显隐性的 概率与性别无关)，则基因位于常染色体上。 ②调查实验法 调查统计具有某性状的雌雄个体数量，若雌雄个体数量基本相同，基因最可能位于常染色体 上，若雌性个体数量明显多于雄性个体数量，则基因最可能位于 X 染色体上，且该基因为显 性基因；若雄性个体数量明显多于雌性个体数量，则基因最可能位于 X 染色体上，且该基因 为隐性基因。若只有雄性，则基因位于 Y 上。 (2)基因位于 X 染色体与 Y 染色体同源区段还是非同源区段的判断 ①若有显性纯合雄性个体：显性纯合雄性个体×隐性雌性个体→a.后代雄性均为隐性个体， 雌性均为显性个体，则基因位于 X 染色体与 Y 染色体非同源区段；b.后代雌雄均为显性个体， 则基因位于 X 染色体与 Y 染色体同源区段。 ②若是群体中无法直接获得显性纯合雄性个体：多对显性雄性个体×隐性雌性个体→a.若后 代出现显性雄性个体，则基因位于 X 染色体与 Y 染色体同源区段；b.若所有杂交组合后代雌 性个体均为显性个体，雄性个体均为隐性个体，则基因位于 X 染色体与 Y 染色体非同源区段。 (3)判断两对基因是否位于同一对同源染色体上 ①确定方法：选具有两对相对性状且纯合的雌雄个体杂交得 F1，再将 F1 中的雌雄个体相互 交配产生 F2，统计 F2 中性状的分离比。 ②结果与结论：若子代中出现 9∶3∶3∶1(或 9∶3∶3∶1 的变式)的性状分离比，则控制这 两对相对性状的两对基因不在同一对同源染色体上。若子代中没有出现 9∶3∶3∶1(或 9∶3∶3∶1 的变式)的性状分离比，则控制这两对相对性状的两对基因位于同一对同源染色 体上。 4．根据性状判断性别 选择同型性染色体(XX 或 ZZ)隐性个体与异型性染色体(XY 或 ZW)显性个体杂交，具体分析如 下： 1．(规律验证)(2013·大纲全国，34)已知玉米子粒黄色(A)对白色(a)为显性，非糯(B)对糯 (b)为显性，这两对性状自由组合。请选用适宜的纯合亲本进行一个杂交实验来验证：①子 粒的黄色与白色的遗传符合分离定律；②子粒的非糯与糯的遗传符合分离定律；③以上两对 性状的遗传符合自由组合定律。要求：写出遗传图解，并加以说明。 答案 亲本 (纯合白非糯)aaBB×AAbb(纯合黄糯) 亲本或为：(纯合黄非糯)AABB×aabb(纯合白糯) ↓ F1 AaBb(杂合黄非糯) ↓⊗ F2 F2 子粒中：①若黄粒(A__)∶白粒(aa)＝3∶1，则验证该性状的遗传符合分离定律； ②若非糯粒(B__)∶糯粒(bb)＝3∶1，则验证该性状的遗传符合分离定律； ③ 若 黄 非 糯 粒 ∶ 黄 糯 粒 ∶ 白 非 糯 粒 ∶ 白 糯 粒 ＝ 9∶3∶3∶1 ， 即 A__B__∶A__bb∶aaB__∶aabb＝9∶3∶3∶1，则验证这两对性状的遗传符合自由组合定律。 解析 常用的验证孟德尔遗传规律的杂交方案为自交法和测交法。植物常用自交法进行验 证，根据一对相对性状遗传实验的结果，若杂合子自交后代表现型比例为 3∶1，则该性状 的遗传符合分离定律，根据两对相对性状遗传实验结果，若杂合子自交后代表现型比例为 9∶3∶3∶1，则两对性状遗传符合自由组合定律；测交法是教材中给出的验证方法，若杂合 子测交后代两种表现型比例为 1∶1，则该性状遗传符合分离定律，若双杂合子测交后代出 现四种表现型比例为 1∶1∶1∶1，则两对性状的遗传符合自由组合定律。本题中两种方法 均可选择。 2．(纯合子与杂合子鉴定)(2013·浙江，32 节选)在玉米中，控制某种除草剂抗性(简称抗 性，T)与除草剂敏感(简称非抗，t)、非糯性(G)与糯性(g)的基因分别位于两对同源染色体 上。有人以纯合的非抗非糯性玉米(甲)为材料，经过 EMS 诱变处理获得抗性非糯性个体 (乙)；甲的花粉经 EMS 诱变处理并培养等，获得可育的非抗糯性个体(丙)。 (1)若要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F1 只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个 体；从 F1 中选择表现型为________的个体自交，F2 中有抗性糯性个体，其比例是________。 (2)采用自交法鉴定 F2 中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后代中没有表现型为________ 的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。 答案 (1)抗性非糯性 3/16 (2)非抗糯性 遗传图解如下 解析 (1)甲(ttGG)通过诱变产生乙(TtGG)，乙和丙(ttgg)杂交，可以获得 TtGg 和 ttGg， 从中选出表现型为抗性非糯性(TtGg)的个体自交，F2 中有抗性糯性(T_gg)的个体，其比例为 3/16。(2)采用自交法，纯合子不会发生性状分离，杂合子出现性状分离。F2 中抗性糯性 T_gg 的个体有可能为 TTgg，其自交结果不会出现性状分离。如果出现性状分离且抗性糯性∶非 抗糯性＝3∶1 则为杂合子 Ttgg。 3．(X、Y 和常染色体基因位置分析)100 年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受 重视。请根据以下信息回答问题： (1)(2010·山东，27 节选)卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，在 F1 中所有雌果蝇 都是直刚毛直翅，所有雄果蝇都是卷刚毛直翅。控制刚毛和翅型的基因分别位于______和 ________ 染 色 体 上 ( 如 果 在 性 染 色 体 上 ， 请 确 定 出 X 或 Y) ， 判 断 前 者 的 理 由 是 ________________________________________________________________________。 控制刚毛和翅型的基因分别用 D、d 和 E、e 表示，F1 雌雄果蝇的基因型分别为________和 ________。F1 雌雄果蝇互交，F2 中直刚毛弯翅果蝇占的比例是________。 (2)(2010·四川，31Ⅱ节选)果蝇的某一对相对性状由等位基因(N、n)控制，其中一个基因 在纯合时能使合子致死(注：NN、XnXn、XNY 等均视为纯合子)。有人用一对果蝇杂交，得到 F1 果蝇共 185 只，其中雄蝇 63 只。 ①控制这一性状的基因位于________染色体上，成活果蝇的基因型共有________种。 ②若 F1 雌蝇仅有一种表现型，则致死基因是________，F1 雌蝇的基因型为________________。 ③若 F1 雌蝇共有两种表现型，则致死基因是________。让 F1 果蝇随机交配，理论上 F2 成活 个体构成的种群中基因 N 的频率为________。 (3)(2012·四川，31Ⅱ节选)果蝇的眼色由两对独立遗传的基因(A、a 和 B、b)控制，其中 B、 b 仅位于 X 染色体上。A 和 B 同时存在时果蝇表现为红眼，B 存在而 A 不存在时为粉红眼， 其余情况为白眼。果蝇体内另有一对基因 T、t，与基因 A、a 不在同一对同源染色体上。当 t 基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇。让一只纯合红眼雌果 蝇与一只白眼雄果蝇杂交，所得 F1 的雌雄果蝇随机交配，F2 雌雄比例为 3∶5，无粉红眼出 现。 ①T、t 基因位于________染色体上，亲代雄果蝇的基因型为________________。 ②F2 代雄果蝇中共有________种基因型，其中不含 Y 染色体的个体所占比例为________。 (4)(经典高考题)已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由 X 和 Y 染色体上一对等位基因控制， 刚毛基因(B)对截毛基因(b)为显性。现有基因型分别为 XBXB、XBYB、XbXb 和 XbYb 的四种果蝇。 根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中，雄性全部 表现为截毛，雌性全部表现为刚毛，则第一代杂交亲本中，雄性的基因型是________，雌性 的基因型是______；第二代杂交亲本中，雄性的基因型是________，雌性的基因型是 ________，最终获得的后代中，截毛雄蝇的基因型是________，刚毛雌蝇的基因型是 ________。 (5)(2014·天津，9 节选)果蝇的四对相对性状中红眼(E)对白眼(e)、灰身(B)对黑身(b)、 长翅(V)对残翅(v)、细眼(R)对粗眼(r)为显性。如图是雄果蝇 M 的四对等位基因在染色体上 的分布。在用基因型为 BBvvRRXeY 和 bbVVrrXEXE 的有眼亲本进行杂交获取果蝇 M 的同时，发 现了一只无眼雌果蝇。为分析无眼基因的遗传特点，将该无眼雌果蝇与果蝇 M 杂交，F1 性状 分离比如表所示： F1 雌性∶ 雄性 灰 身∶ 黑身 长 翅∶ 残翅 细 眼∶ 粗眼 红 眼∶ 白眼 1/2 有眼 1∶1 3∶1 3∶1 3∶1 3∶1 1/2 无眼 1∶1 3∶1 3∶1 ①从实验结果推断，果蝇无眼基因位于________号(填写图中数字)染色体上，理由是 ________________________________________________________________________。 ②以 F1 果蝇为材料，设计一步杂交实验判断无眼性状的显隐性。 杂交亲本：______________________________________________________。 实验分析：_____________________________________________________。 (6)(2015·山东，28 节选)果蝇的长翅(A)对残翅(a)为显性、刚毛(B)对截毛(b)为显性。为 探究两对相对性状的遗传规律，进行如下实验。 ①若只根据实验一，可以推断出等位基因 A、a 位于________染色体上；等位基因 B、b 可能 位于________染色体上，也可能位于________________染色体上。(填“常”“X”“Y”或 “X 和 Y”) ②实验二中亲本的基因型为________________；若只考虑果蝇的翅型性状，在 F2 的长翅果 蝇中，纯合体所占比例为________。 ③用某基因型的雄果蝇与任何雌果蝇杂交，后代中雄果蝇的表现型都为刚毛。在实验一和实 验二的 F2 中，符合上述条件的雄果蝇在各自 F2 中所占比例分别为________和________。 答案 (1)X 常 刚毛性状与性别有关且每种刚毛性状雌雄均有(或：交叉遗传) XDXdEe XdYEe 1/8 (2)①X 3 ②n XNXN、XNXn ③N 9.09%(或 1/11) (3)①常 ttAAXbY ②8 1/5 (4)XbYb XBXB XBYb XbXb XbYb XBXb (5)①7、8(或 7、或 8) 无眼、有眼基因与其他各对基因间的遗传均遵循自由组合定律 ②杂交亲本：F1 中的有眼雌雄果蝇 实验分析：若后代出现性状分离，则无眼为隐性性状；若后代不出现性状分离，则无眼为显 性性状 (6)①常 X X 和 Y ②AAXBYB 和 aaXbXb 1/3 ③0 1/2 解析 (1)卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，F1 雌果蝇全是直刚毛，雄果蝇全是 卷刚毛，说明直刚毛与卷刚毛这一对相对性状的遗传与性别有关，控制这对相对性状的基因 在 X 染色体上，且直刚毛是显性；F1 全是直翅，说明直翅为显性，若控制直翅与弯翅的基因 在 X 染色体上，则后代不会出现直翅雄果蝇，所以控制这对相对性状的基因在常染色体上。 F1 雌雄果蝇的基因型为：XDXdEe 和 XdYEe。F1 雌雄果蝇互交，F2 出现直刚毛的概率是 1/2，出 现弯翅的概率是 1/4，同时出现直刚毛弯翅的概率是 1/8。 (2)①由基因在纯合时能使合子致死，F1 果蝇中，雄果蝇约占 1/3 可知，控制这一性状的基 因位于 X 染色体上。成活的果蝇有三种，若致死基因为显性，则成活果蝇的基因型为 XNXn、 XnXn、XnY；若致死基因为隐性，则成活果蝇的基因型为 XNXN、XNXn、XNY。②若 F1 雌蝇仅有一 种表现型，则基因型为 XNXN、XNXn，故致死基因为隐性。③若 F1 雌蝇有两种表现型，则基因 型为 XNXn、XnXn，则致死基因为显性。F1 雌蝇基因型有两种，XNXn 和 XnXn，产生的雌配子中， 1/4 为 XN,3/4 为 Xn；F1 雄蝇只有一种基因型 XnY，产生的雄配子为 1/2Xn、1/2Y；因此 F2 果蝇 基因型及比例为 1/8XNXn、1/8XNY、3/8XnXn、3/8XnY；又因基因型为 XNY 的个体不能成活，所 以 F2 果蝇基因型及比例为 1/7XNXn、3/7XnXn、3/7XnY，故 XN 的基因频率为 1/11。 (3)①由纯合红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，F1 随机交配得到的 F2 雌雄比例为 3∶5，且无粉 红眼果蝇推知，T、t 基因位于常染色体上，亲本基因型为 TTAAXBXB×ttAAXbY。②F1 雌雄果 蝇的基因型为 TtAAXBXb、TtAAXBY，F2 雄果蝇的基因型包括 TTAAXBY、TtAAXBY、ttAAXBY、TTAAXbY、 TtAAXbY、ttAAXbY 六种以及由雌果蝇性反转而成的 ttAAXBXB 和 ttAAXBXb 两种。在正常情况下 雄果蝇占果蝇总数的 1/2，而性反转后果蝇的雌雄比例变为 3∶5，即雄果蝇占 5/8，也就是 说有性反转现象的雄果蝇比正常情况下雄果蝇多了 5/8－1/2＝1/8，则性反转成的雄果蝇 (ttAAXBX－)占雄果蝇总数的 1/8÷5/8＝1/5。 (4)由题干可知，这对基因位于 X、Y 染色体的同源区段，可通过逆推法获得正确的答案，即 由于二代雄性全部表现为截毛，雌性全部表现为刚毛，可推知第二代亲本为 XBYb 和 XbXb，进 而结合题目已知基因型，可得出正确答案。 (5)只分析有眼、无眼与红眼、白眼，F1 中有眼基因表达时，红眼∶白眼＝3∶1，无眼基因 表达时，红眼、白眼均不表达，结合 F1 有眼、无眼性状，雌性、雄性均有，且比例相等， 说明这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律，所以该基因位于常染色体上，且子代有眼∶ 无眼＝1∶1，同时其他性状均为 3∶1，说明有眼、无眼性状的遗传和其他性状不连锁，为 自由组合，因此和其他基因不在同一对同源染色体上，据图可知应该位于 7 号或 8 号染色体 上。由于子代有眼∶无眼＝1∶1，说明亲代为杂合子与隐性纯合子测交，若判断其显隐性， 可选择自交法(即有眼雌性×有眼雄性)，若有眼为显性，则亲代均为杂合子，后代有性状分 离，若无眼为显性，则亲代均为隐性纯合子，后代无性状分离。 (6)①根据实验一的结果，F2 雌果蝇中长翅和残翅的比为 3∶1，雄果蝇中长翅和残翅的比也 是 3∶1，雌雄果蝇的表现型比例相同，说明控制该对性状的等位基因 A、a 位于常染色体上； 而 F2 中雌果蝇全是刚毛，雄果蝇刚毛和截毛的比例是 1∶1，雌雄果蝇的表现型比例不同， 说明控制刚毛截毛这对性状的等位基因 B、b 位于 X 染色体上，或者位于 X 和 Y 染色体同源 区段上。具体过程见图解： ②由于实验二的 F2 中有截毛雌果蝇，可确定 B、b 基因位于 X、Y 的同源区段上(如果 B、b 只位于 X 染色体上，则 F1 均为刚毛的雌雄果蝇杂交，F2 中的雌果蝇应全为刚毛)。根据 F2 的 性状表现可推出 F1 的基因型为 AaXBXb 和 AaXbYB，结合亲本的性状，推出亲本的基因型为 AAXBYB (♂)和 aaXbXb (♀)；只考虑果蝇的翅型性状，F1 的基因型为 Aa，F2 长翅果蝇有 AA 和 Aa ， AA 占 1/3。 ③根据题干描述，用来与雌果蝇杂交的雄果蝇 Y 染色体上有基因 B，即基因型为 X－YB，由上 述(1)的图解可知，实验一的 F2 中没有符合该条件的雄果蝇；实验二中 F1 的基因型为 XBXb 和 XbYB，故 F2 中符合条件的雄果蝇占 1/2。 本考点常以非选择题形式出现，命题角度侧重于实验方案的设计、结果的预测与分析及对经 典实验方案的理解与分析。备考建议掌握各种实验设计类型的实验原理、方法和步骤，学会 采用假说—演绎法和规范书写图解对各个实验的结果做出预测和归类。 1．(基因型判断)水稻的株高性状与两对基因(A、a，B、b)有关，相关基因的作用机理如下 图所示。请回答： (1)科研人员通过诱变育种选育出一株纯合矮秆水稻。据上图分析，该植株的基因型可能有 ________种。 (2)请补充下列实验方案，以初步确定该矮秆植株的基因型。 实验步骤： ①将该植株与纯合正常水稻杂交，得 F1； ②________________________________________________________________________； 结果预测：若后代植株中，正常∶矮秆＝________，则该植株的基因型可确定为________； 若后代植株中正常∶矮秆＝________________，则该植株的基因型仍需进一步确定。 答案 (1)3 (2)②F1 自交，观察并统计后代的表现型及比例 结果预测：9∶7 aabb 3∶1 解析 (1)据图分析可知，矮秆植株不可能同时含有A和B，所以其纯合子基因型可能是AAbb、 aaBB、aabb 三种。(2)①可以将该植株与纯合正常水稻(AABB)杂交，得 F1；②再让 F1 自交， 观察并统计后代的表现型及比例；若后代植株中，正常∶矮秆＝9∶7，说明子一代是双杂合 子，则该植株的基因型可确定为 aabb；若后代植株中正常∶矮秆＝3∶1，说明子一代有一 对基因杂合，则该植株的基因型仍需进一步确定，可能是 AAbb 或 aaBB。 思维延伸 判断下列叙述的正误： (1)植物激素 BR 与 BR 受体结合后，可促进水稻细胞伸长，形成正常植株，这体现了细胞膜 具有进行细胞间信息交流的功能( √ ) (2)若 A 基因发生突变，从而促进 CYP724B1 酶的合成，最终导致产生矮秆性状( × ) (3)图中 B 基因的作用可说明基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物性状( √ ) (4)若某动物的毛色受位于常染色体上两对等位基因控制，B 基因控制黑色素的合成，D 基因 具有削弱黑色素合成的作用，但 Dd 和 DD 削弱的程度不同，DD 个体完全表现为白色。一只 纯合的白色个体，让其与一黑色个体杂交，产生的 F1 表现为灰色∶白色＝1∶1，让 F1 的灰 色个体杂交，产生的 F2 个体中黑色∶灰色∶白色＝3∶6∶7，子代数量足够多，现从 F2 中选 出一表现型为黑色的个体与一杂合白色个体杂交，判断如下推断： ①若子代中全部为灰色，则该白色个体与所选黑色个体的基因型分别为 BbDD、BBdd( √ ) ②若子代中灰色∶黑色＝1∶1，则该白色个体与所选黑色个体的基因型分别为 bbDd、 Bbdd( × ) ③若子代中灰色∶白色＝3∶1，则该白色个体与所选黑色个体的基因型分别为 BbDD、 Bbdd( √ ) ④若子代中灰色∶黑色∶白色＝1∶1∶2，则该白色个体与所选黑色个体的基因型分别为 bbDd、BBdd( × ) 2．(基因与同源染色体的位置判断)某雌雄同株植物花的颜色由两对基因(A 和 a，B 和 b)控 制，A 基因控制色素的合成(AA 和 Aa 的效应相同)，B 为修饰基因，淡化颜色的深度(BB 和 Bb 的效应不同)。其基因型与表现型的对应关系见下表，为探究两对基因(A 和 a，B 和 b)是 在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某研究小组选用基因型为 AaBb 的粉色 花植株进行自交实验。 基因组合 A__Bb A__bb A__BB 或 aa____ 植物花颜色 粉色 红色 白色 (1)实验假设：这两对基因在染色体上的位置存在三种类型，请你补充画出下表中其他两种 类型(用竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点)。 类型编号 甲 乙 丙 基因分布位置 (2)实验方法：粉色植株自交。 (3)实验步骤： 第一步：该粉色植株自交。 第 二 步 ： ________________________________________________________________________。 (4)实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论： ①若子代植株的花色及比例为____________________________，则两对基因位于两对同源染 色体上(符合甲类型)； ②若子代植株的花色及比例为粉色∶白色＝1∶1，则________(符合乙类型)； ③若子代植株的花色及比例为________，则两对基因在一对同源染色体上(符合丙类型)。 答案 (1) (3)观察并统计子代植株花的颜色和比例 (4)①粉色∶红色∶白色＝6∶3∶7 ②两对基因在一对同源染色体上 ③粉色∶红色∶白 色＝2∶1∶1 解析 (1)图示已经说明两对基因在一对同源染色体上的一种情况，两对基因在一对同源染 色体上的另一种情况是 ，另外还有一种情况是两对基因在两对同源染色体上，即 。 (3)根据实验步骤的安排，第一步让该粉色植株自交，则第二步应观察并统计子代植株花的 颜色和比例。 (4)实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论：若在两对同源染色体上，符合自由组 合定律，则 AaBb 粉色自交→6/16A__Bb 粉色、3/16A__bb 红色、3/16A__BB 白色、4/16aa____ 白色；若在一对同源染色体上，且显性基因在同一条染色体上，则 AaBb 粉色自交→1/4AABB 白色、2/4AaBb 粉色、1/4aabb 白色；若在一对同源染色体上，且显性基因不在同一条染色 体上，则 AaBb 粉色自交→1/4AAbb 红色、2/4AaBb 粉色、1/4aaBB 白色。 思维延伸 甜荞麦是异花传粉作物，具有花药大小(正常、小)、瘦果形状(棱尖、棱圆)和花果落粒性(落 粒、不落粒)等相对性状。某兴趣小组利用纯种甜荞麦进行杂交实验，获得了足量后代，F2 性状统计结果如下。请回答： 花药正常∶花药小＝452∶348 瘦果棱尖∶瘦果棱圆＝591∶209 (1)花药大小的遗传至少受________对等位基因控制，F2 花药小的植株中纯合子所占比例为 ________。 (2)为探究控制花药大小和瘦果形状两对性状的基因在染色体上的位置关系，请完成下列实 验方案： ①选择纯合花药正常、瘦果棱尖和相关基因均为隐性纯合的花药小、瘦果棱圆植株作亲本杂 交，获得 F1； ②________________________________________________________________________； ③统计后代中花药大小和瘦果形状的性状比例。 结果分析：若后代中________________________，则控制花药大小和瘦果形状两对性状的基 因位于两对染色体上； 若后代中________________________，则控制花药大小和瘦果形状两对性状的基因位于三对 染色体上。 答案 (1)两 3/7 (2)方法一：②让 F1 植株间进行异花传粉获得 F2 结果分析：花药正常瘦果棱尖∶花药小瘦 果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝9∶3∶4 花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶花药小瘦果 棱尖∶花药小瘦果棱圆＝27∶9∶21∶7 方法二：②让 F1 植株测交获得 F2 结果分析：花药正常瘦果棱尖∶花药小瘦果棱尖∶花药 小瘦果棱圆＝1∶1∶2 花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶花药小瘦果棱尖∶花药小 瘦果棱圆＝1∶1∶3∶3 解析 (1)根据纯种甜荞麦进行杂交实验，F2 中花药正常∶花药小≈9∶7，说明 F1 产生的雌 雄配子各有 4 种，共 16 种结合方式，才可能在 F2 出现性状分离比为 9∶7，由此推断花药大 小至少受两对等位基因控制。设控制基因为 A 与 a、B 与 b，则 F2 花药小的植株中纯合子基 因型有 aaBB、AAbb、aabb，它们一共占 7 份中的 3 份，即 3/7。(2)为探究控制花药大小和 瘦果形状两对性状的基因在染色体上的位置关系，可选择纯合花药正常、瘦果棱尖和相关基 因均为隐性纯合的花药小、瘦果棱圆植株作亲本杂交，获得 F1；然后可以选 F1 植株间进行 异花传粉获得 F2(称为杂交法)，也可以选 F1 植株测交获得 F2(称为测交法)；最后观察并统 计 F2 中花药大小和瘦果形状的性状比例。在不考虑交叉互换的情况下，若选杂交法，在 F2 中花药正常瘦果棱尖∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝9∶3∶4，则控制花药大小和瘦 果形状两对性状的基因位于两对染色体上；在 F2 中花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶ 花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝27∶9∶21∶7，则控制花药大小和瘦果形状两对性状的 基因位于三对染色体上。若选测交法，在 F2 中花药正常瘦果棱尖∶花药小瘦果棱尖∶花药 小瘦果棱圆＝1∶1∶2，则控制花药大小和瘦果形状两对性状的基因位于两对染色体上；在 F2 中花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝ 1∶1∶3∶3，则控制花药大小和瘦果形状两对性状的基因位于三对染色体上。 3．(X 与常染色体位置判断)果蝇的眼色由两对独立遗传的基因(A、a 和 B、b)控制(A、a 基 因位于 2 号染色体上)，其中 A 和 B 同时存在时果蝇表现为红眼，B 存在而 A 不存在时为粉 红眼，其余情况为白眼。现选择两只红眼雌、雄果蝇交配，产生的后代如下图所示，请回答： (1)亲代果蝇的基因型：雌性：________、雄性：________。 (2)F1 雌果蝇中杂合子所占的比例为________。 (3)果蝇体内另有一对基因 T、t，已知这对基因不位于 2 号染色体上。当 t 基因纯合时对雄 果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育雄果蝇。为了探究 T、t 基因是否位于 X 染色体上， 让纯合红眼雌蝇(每对基因都是纯合)与不含 T 基因的纯合白眼雄果蝇杂交，F1 随机交配得 F2，观察 F2 的性别比例。 ①若________________，则 T、t 基因位于 X 染色体上。 ②若________________，则 T、t 基因位于常染色体上。 ③讨论：若 T、t 基因位于 X 染色体上，F2 无粉红眼果蝇出现，则亲代雄果蝇基因型为________。 答案 (1)AaXBXb AaXBY (2)3/4 (3)①雌∶雄＝1∶1 ②雌∶雄＝3∶5 ③AAXtbY 解析 根据题干信息可知，果蝇的 2 号染色体为常染色体，则 A 和 a 在常染色体上，B 和 b 在 X 染色体上，两对等位基因的遗传遵循自由组合定律；且果蝇眼色有三种表现型，即红眼 基因型为 A__XB__，粉红眼基因型为 aaXB__，白眼基因型为____XbXb 或____XbY。 (1)根据题意，红眼雌(A__XBX__)、红眼雄(A__XBY)交配，产生的后代中，雌性：红眼(A__XBX__)∶ 粉红眼(aaXBX__)＝3∶1，雄性：红眼(A__XBY)∶粉红眼(aaXBY)∶白眼(____XbY)＝3∶1∶4， 则亲代果蝇的基因型为：雌性 AaXBXb、雄性 AaXBY。 (2)由亲本基因型可知，F1 雌果蝇的基因型及比例是 AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，XBXB∶XBXb＝1∶1， 所以 F1 雌果蝇中杂合子所占的比例为 1－1/2×1/2＝3/4。 (3)①若 T、t 基因位于 X 染色体上，让纯合红眼雌蝇(XTBXTB)与不含 T 基因的纯合白眼雄蝇(XtbY) 杂交，F1 随机交配(XTBXtb×XTBY)→F2 中雌∶雄＝1∶1。 ②若 T、t 基因位于常染色体上，让纯合红眼雌蝇(TTXBXB)与不含 T 基因的纯合白眼雄蝇(ttXbY) 杂交，F1 随机交配(TtXBXb×TtXBY)，由于当 t 基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性 反转成不育雄果蝇，则 F2 中雌∶雄＝3∶5。 ③若 T、t 基因位于 X 染色体上，则纯合红眼雌蝇(AAXTBXTB)与纯合白眼雄蝇(AAXtbY)杂交，F1 随机交配(AAXTBXtb×AAXTBY)，F2 无粉红眼果蝇出现。 4．(判断显隐性)研究人员将纯合甜味和纯合非甜味玉米间行种植，如下图所示，且雌蕊接 受同种和异种花粉的机会相等。请通过分析各行玉米的种子性状，判断甜味和非甜味的显隐 性关系。 (1)若甲、丙行的植株种子是________，乙、丁行的植株种子是________，则甜味是显性。 (2)若甲、丙行的植株种子是________，乙、丁行的植株种子是________，则非甜味是显性。 (3)若非甜味是显性，现将乙行植株的种子发育成的新个体(F1)进行随机交配，则所得种子 的甜味与非甜味比例约是________。 答案 (1)甜味 甜味和非甜味 (2)甜味和非甜味 非甜味 (3)1∶15 解析 由于纯合甜味和纯合非甜味玉米间行种植，它们之间既有同株异花传粉，也有异株杂 交。因此：(1)若甲、丙行的植株种子是甜味，而乙、丁行的植株种子是甜味和非甜味，则 甜味是显性。(2)若甲、丙行的植株种子是甜味和非甜味，乙、丁行的植株种子是非甜味， 则非甜味是显性。(3)若非甜味是显性(设控制甜味和非甜味的基因用 A、a 表示)，则乙行植 株的种子基因型为 AA 和 Aa，比例为 1∶1。A 的基因频率为 3/4，a 的基因频率为 1/4。现将 乙行植株的种子发育成的新个体(F1)进行随机交配，则所得种子中甜味所占比例为 1/4×1/4 ＝1/16，因此，所得种子的甜味与非甜味比例是 1∶15。 5．(综合应用)控制生物性状的基因是位于常染色体上、X 染色体上，还是位于 X、Y 染色体 的同源区段是遗传学研究的重要内容。请回答相关问题： (1)已知果蝇的暗红眼由隐性基因(r)控制，但不知控制该性状的基因(r)是位于常染色体上、 X 染色体上，还是 Y 染色体上，请你设计一个简单的调查方案进行调查，并预测调查结果。 方案：寻找暗红眼的果蝇进行调查，统计_________________________________。 结果：①________________________，则 r 基因位于常染色体上； ②______________________，则 r 基因位于 X 染色体上； ③______________________，则 r 基因位于 Y 染色体上。 (2)在一个稳定遗传的灰身果蝇种群中，出现了一只黑身雄果蝇。假如已知黑身是隐性性状， 请设计实验，判断黑身基因是位于常染色体上还是位于 X 染色体上，请完善有关的实验步骤、 可能的实验结果及相应的实验结论。 实验步骤： 第一步：用纯种的________与变异的黑身雄果蝇交配，得到子一代，子一代表现型是 ________。 第二步：将子一代中________与原种群的灰身雄果蝇交配，得子二代，分析并统计子二代不 同表现型的个体数。 结果和结论： ①如果子二代个体都是灰身果蝇，则黑身基因位于________染色体上； ②如果子二代出现黑身雄果蝇，则黑身基因位于________染色体上。 (3)若已知决定果蝇的翅型(有长翅、小翅和残翅 3 种类型，由 A 与 a、H 与 h 两对基因共同 决定，基因 A 和 H 同时存在时个体表现为长翅，基因 A 不存在时个体表现为残翅)、毛型(刚 毛基因 B 对截毛基因 b 为显性)、眼色(红眼 R 对白眼 r 为显性)的基因在染色体上的位置如 图所示。分析回答： ①取翅型纯合品系的果蝇进行杂交实验，结果如表。 杂交组合 亲本 F1 F2 正交 残翅♀×小翅♂ 长翅♀×长翅♂ 长翅∶小翅∶残翅 ＝9∶3∶4 反交 小翅♀×残翅♂ 长翅♀×小翅♂ ？ a.据表分析可推出 H、h 这对基因位于________染色体上，理由是 ________________________________________________________________________。 b．正交实验中，亲本的基因型是____________________，F2 中小翅个体的基因型是 ________________________________________________________________________。 c．反交实验中，F2 的长翅∶小翅∶残翅＝____________。 ②果蝇种群中有一只红眼刚毛雄果蝇(XR_Y－)，种群中有各种性状的雌果蝇，现要通过一次杂 交实验判定它的基因型，应选择表现型为________的雌果蝇与该雄果蝇交配，然后观察子代 的性状表现。并根据后代表现，判断该雄果蝇的基因型。 a．如果子代果蝇均为刚毛，则该雄果蝇基因型为 XRBYB； b．如果子代______________________________________________； c．如果子代__________________________________________。 ③多一条Ⅳ号染色体的三体果蝇可以正常生活且能正常减数分裂，但性状和正常个体不同， 可用于遗传学研究。果蝇的正常眼(E)对无眼(e)是显性，等位基因位于常染色体上。现利用 无眼果蝇与纯合的正常眼Ⅳ号染色体三体果蝇交配，探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。 实验步骤： a．用无眼果蝇与纯合正常眼三体果蝇杂交，得 F1； b．将 F1 中三体果蝇与________交配，得 F2； c．观察并统计 F2 的表现型及比例。 结果预测： 若 F2 中________，则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上； 若 F2 中_________，则说明无眼基因不在Ⅳ号染色体上。 (4)遗传学研究表明，果蝇的眼色受 A、a 和 B、b 两对基因的控制，色素的产生必须有显性 基因 A；第二个显性基因 B 使色素呈紫色，隐性基因 b 使色素呈红色，不产生色素的个体眼 睛呈白色。现有一对红眼雌性与白眼雄性果蝇杂交，F1 为紫眼雌性与红眼雄性。F1 雌雄果蝇 交配后，F2 中紫眼∶红眼∶白眼＝3∶3∶2。请依据题意，回答下列问题： ①眼色的遗传符合______________定律，F1 代雌雄果蝇的基因型分别为________、________。 ②F2 中紫眼果蝇的基因型共有______种，F2 雌果蝇中杂合子的比例________。 答案 (1)具有暗红眼果蝇的性别比例 结果：①若具有暗红眼的个体，且雄性与雌性数目 相差不大 ②若具有暗红眼的个体，且雄性多于雌性 ③若具有暗红眼的个体全是雄性 (2)实验步骤：灰身雌果蝇 灰身 灰身雌果蝇 结果和结论：①常 ②X (3)①a.X 反交实验的 F1 中，所有雌蝇均为长翅，所有雄蝇均为小翅 b．aaXHXH 和 AAXhY AAXhY 、AaXhY c．3∶3∶2 ②方案一：白眼截毛 b．红眼果蝇均为刚毛，白眼果蝇均为截毛，则该果蝇基因型为 XRBYb c．红眼果蝇均为截毛，白眼果蝇均为刚毛，则该果蝇基因型为 XRbYB 方案二：截毛 b．雌果蝇均为刚毛，雄果蝇均为截毛，则该果蝇基因型为 XRBYb c．雌果蝇均为截毛，雄果蝇均为刚毛，则该果蝇基因型为 XRbYB ③实验步骤：b.无眼果蝇 结果预测：正常眼∶无眼＝5∶1 正常眼∶无眼＝1∶1 (4)①自由组合(基因的自由组合) AaXBXb AaXbY ②4 3/4 解析 (1)果蝇的暗红眼如是常染色体遗传，则与性别无关，即雌性个体数与雄性个体数基 本相同，如是伴 X 染色体隐性遗传，则雄性个体暗红眼数目多于雌性，如是 Y 染色体遗传， 则暗红眼只存在于雄性中，所以可通过调查果蝇的暗红眼与性别比例判断。 (2)判断黑身基因的遗传方式，可用纯种的灰身雌果蝇与变异的黑身雄果蝇杂交，看其 F1 灰 身雌果蝇与原种群的灰身雄果蝇交配产生的后代表现型即可。 (3)①翅型纯合品系的果蝇进行杂交实验，正交与反交结果不同，反交实验的 F1 中，所有雌 蝇均为长翅、所有雄蝇均为小翅，说明基因位于性(X)染色体上。根据题干信息，正交实验 中，亲本的基因型是 aaXHXH 和 AAXhY，F2 中小翅个体的基因型是 AAXhY 、AaXhY。反交实验中， 亲本的基因型是：AAXhXh、aaXHY，F1 基因型是 AaXHXh、AaXhY，F2 的长翅∶小翅∶残翅＝3∶3∶2。 ②判定红眼刚毛雄果蝇(XR_Y－)的基因型，应选择表现型为白眼截毛(XrbXrb)的雌果蝇与该雄果 蝇交配，后代基因型：XR_Xrb、XR_Xrb、XrbY－、XrbY－。由于红眼刚毛雄果蝇(XR_Y－)的基因型有三 种可能：XRBYB、XRBYb、XRbYB，分别按每种可能推出后代基因型与表现型，然后再组织答案。 即如果子代果蝇均为刚毛，则该雄果蝇基因型为 XRBYB；如果子代红眼果蝇均为刚毛，白眼果 蝇均为截毛，则该果蝇基因型为 XRBYb，如果子代红眼果蝇均为截毛，白眼果蝇均为刚毛，则 该果蝇基因型为 XRbYB。 ③若无眼基因位于Ⅳ号染色体上，亲本的无眼果蝇和正常眼果蝇基因型为 ee、EEE，得到的 F1 中三体果蝇基因型为 EEe，由于 F1 产生的配子有四种：E、Ee、EE、e，比例为 2∶2∶1∶1， 因此让 F1 测交得到的 F2 基因型为 Ee、Eee、EEe、ee，只有 ee 表现型为无眼，因此表现型为 正常眼∶无眼＝5∶1；若无眼基因不位于Ⅳ号染色体上，亲本的无眼果蝇和正常眼果蝇基因 型为 ee、EE，得到的 F1 基因型为 Ee，产生的配子有两种 E∶e＝1∶1，与无眼果蝇测交后代 表现型为正常眼∶无眼＝1∶1。 (4)①根据纯合亲本杂交，F1 中紫眼全为雌蝇，而红眼全为雄蝇，可知与这两种颜色相关的 基因(等位基因 B、b)位于 X 染色体上；又已知果蝇眼色的遗传由两对相对独立的基因控制， 因此等位基因 A、a 位于常染色体上。符合基因的自由组合定律。F1 雌雄果蝇的基因型分别 为 AaXBXb、AaXbY。 ②F2 中紫眼果蝇的基因型共有 4 种，即 AaXBXb、AAXBXb、AaXBY、AAXBY。F2 雌果蝇中杂合子的 比例为 1－1/4＝3/4。