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新人教高考生物（不定項版）二輪專題復習
專題三　遺傳
考點1　遺傳規律
孟德爾選用豌豆進行一對相對性狀和兩對相對性狀的雜交實驗，利用假說—演繹法總結出了分離定律和自由組合定律；分離定律和自由組合定律在生物的遺傳中具有普遍性，其在細胞、分子水平方面的研究被廣泛地應用于生物優良性狀的培育、某些遺傳病患病概率的預測和基因定位等方面。性染色體上的基因傳遞與性別相關聯。
(對照課本回顧主干知識)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
重要概念　有性生殖中基因的分離和重組導致雙親后代的基因組合有多種可能
[例1]　(2021·湖北選擇性考試)某植物花的色素由非同源染色體上的A和B基因編碼的酶催化合成(其對應的等位基因a和b編碼無功能蛋白)，如下圖所示。親本基因型為AaBb的植株自花受粉產生子一代，下列相關敘述正確的是(　　)
白色物質黃色物質紅色物質
A．子一代的表型及比例為紅色∶黃色＝9∶7
B．子一代的白色個體基因型為Aabb和aaBb
C．子一代的表型及比例為紅色∶白色∶黃色＝9∶4∶3
D．子一代紅色個體中能穩定遺傳的基因型占比為1/3
答案　C
解析　由圖可知紅色性狀的基因型為A_B_，白色性狀基因型為aa__，黃色性狀基因型為A_bb，所以子一代的表型及比例為紅色∶白色∶黃色＝9∶4∶3，A錯誤，C正確；子一代的白色個體基因型為aaBB、aaBb和aabb，B錯誤；子一代紅色個體(A_B_)中能穩定遺傳的基因型(AABB)占比為1/9，D錯誤。
[例2]　(2022·福建師大附中期中考試)下列實驗使用了假說—演繹法，且相關描述為“演繹推理”步驟的是(　　)
A．孟德爾認為兩對相對性狀雜交實驗中不同對遺傳因子形成配子時發生了自由組合
B．孟德爾在測交實驗中觀察到F1高莖與矮莖豌豆雜交產生的子代高莖矮莖之比為1∶1
C．摩爾根的果蠅實驗中F1紅眼雌雄果蠅自由交配后，F2中的白眼果蠅全為雄性
D．探究DNA復制方式的實驗中，若DNA是半保留復制，則第一代將只出現一種條帶
答案　D
解析　孟德爾認為在兩對相對性狀雜交實驗中不同對的遺傳因子在形成配子時發生了自由組合，這是提出假說，A錯誤；孟德爾在測交實驗中觀察到F1高莖與矮莖豌豆雜交產生的子代高莖矮莖之比為1∶1，這是實驗驗證，不是演繹推理，B錯誤；摩爾根的果蠅實驗中F1紅眼雌雄果蠅自由交配后，F2中的白眼果蠅全為雄性，這是實驗現象，C錯誤；探究DNA復制方式的活動中，若DNA是半保留復制，則第一代只出現一種條帶，這屬于“演繹推理”，D正確。
[例3]　(2022·遼寧葫蘆島高三二模)某種甘藍的葉色有綠色和紫色，已知葉色受兩對等位基因A、a和B、b控制，只含隱性基因的個性表現隱性性狀，其他基因型的個體均表現顯性性狀。某小組用綠葉甘藍和紫葉甘藍進行了一系列實驗。
實驗①：讓綠葉甘藍(甲)的植株進行自交，子代都是綠葉
實驗②：讓甲植株與紫葉甘藍(乙)植株進行雜交，子代都是紫葉
實驗③：讓甲植株與紫葉甘藍(丙)植株進行雜交，子代個體中綠葉∶紫葉＝1∶3
下列敘述錯誤的是(　　)
A．甘藍葉色紫色對綠色為顯性
B．實驗③中丙植株的基因型為AaBb
C．實驗②中乙植株的基因型為AABB
D．A、a和B、b位于兩對同源染色體上
答案　C
解析　由實驗②綠葉甘藍(甲)與紫葉甘藍(乙)植株雜交，結果都是紫葉可知，甘藍葉色紫色對綠色為顯性，綠葉基因型為aabb，紫葉為A_B_、A_bb和aaB_，A正確；實驗③子代個體中綠葉∶紫葉＝1∶3，甲植株基因型為aabb，說明丙植株產生四種比值相等的配子，丙植株的基因型為AaBb，A、a和B、b位于兩對同源染色體上，B、D正確；結合分析可知，實驗②中乙植株的基因型可能是AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb，C錯誤。
[例4]　(2022·全國甲卷，6)某種自花傳粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色體上。A/a控制花粉育性，含A的花粉可育；含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色，紅花對白花為顯性。若基因型為AaBb的親本進行自交，則下列敘述錯誤的是(　　)
A．子一代中紅花植株數是白花植株數的3倍
B．子一代中基因型為aabb的個體所占比例是1/12
C．親本產生的可育雄配子數是不育雄配子數的3倍
D．親本產生的含B的可育雄配子數與含b的可育雄配子數相等
答案　B
解析　分析題意可知，兩對等位基因獨立遺傳，故含a的花粉育性不影響B和b基因的遺傳，所以Bb自交，子一代中紅花植株B_∶白花植株bb＝3∶1，A正確；基因型為AaBb的親本產生的雌配子種類和比例為AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，由于含a的花粉50%可育，故雄配子種類及比例為AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶2∶1∶1，所以子一代中基因型為aabb的個體所占比例為1/4×1/6＝1/24，B錯誤；由于親本Aa個體產生的A∶a＝1∶1，且含a的花粉50%可育，50%不可育，故親本產生的可育雄配子是1/2A＋1/2×1/2a，不育雄配子為1/2×1/2a，故親本產生的可育雄配子數是不育雄配子的3倍，C正確；兩對等位基因獨立遺傳，所以Bb自交，親本產生的含B的雄配子數和含b的雄配子數相等，D正確。
[例5]　(2022·廣東高三開學摸底聯考)人類遺傳病已成為威脅人類健康的一個重要因素。有關人類遺傳病的敘述，正確的是(　　)
A．調查某單基因遺傳病的遺傳方式，可選青少年型糖尿病患者家庭進行調查
B．基因檢測能精確地診斷遺傳病的病因，帶致病基因的個體一定患遺傳病
C．白化病屬于單基因遺傳病，即由一個致病基因控制的遺傳病
D．禁止近親結婚、進行遺傳咨詢等方法可以降低患遺傳病的幾率
答案　D
解析　青少年型糖尿病屬于多基因遺傳病，調查某單基因遺傳病的遺傳方式，不能選青少年型糖尿病患者家庭進行調查，A錯誤；基因檢測無法診斷染色體異常引起的遺傳病，帶有致病基因的個體可能是隱性致病基因的攜帶者，并不患病，B錯誤；白化病屬于單基因遺傳病，由一對等位基因控制，C錯誤。
[例6]　(2021·全國乙卷改編)某種二倍體植物的n個不同性狀由n對獨立遺傳的基因控制(雜合子表現顯性性狀)。已知植株A的n對基因均雜合。理論上，下列說法錯誤的是(　　)
A．植株A的測交子代會出現2n種不同表型的個體
B．n越大，植株A測交子代中不同表型個體數目彼此之間的差異越大
C．植株A測交子代中n對基因均雜合的個體數和純合子的個體數相等
D．n≥2時，植株A的測交子代中雜合子的個體數多于純合子的個體數
答案　B
解析　1對基因雜合，測交結果會出現21種不同表型個體，2對基因雜合，測交結果會出現22種不同表型個體，植株A為n對基因均雜合的個體，所以，測交子代會出現2n種不同表型的個體，A正確；植株A為n對基因均雜合的個體，不論n為多少，其測交子代中不同表型個體數目應相等，B錯誤；植株A測交子代中n對基因均雜合的個體數和純合子的個體數均占1/2n，C正確；n對基因均雜合的個體測交，子代中純合子占1/2n，D正確。
[例7]　(2021·全國甲卷)果蠅的翅型、眼色和體色3個性狀由3對獨立遺傳的基因控制，且控制眼色的基因位于X染色體上。讓一群基因型相同的果蠅(果蠅M)與另一群基因型相同的果蠅(果蠅N)作為親本進行雜交，分別統計子代果蠅不同性狀的個體數量，結果如圖所示。已知果蠅N表現為顯性性狀灰體紅眼。下列推斷錯誤的是(　　)
A．果蠅M為紅眼雜合體雌蠅
B．果蠅M體色表現為黑檀體
C．果蠅N為灰體紅眼雜合體
D．親本果蠅均為長翅雜合體
答案　A
解析　假設控制體色的基因由A、a控制，控制翅型的基因由B、b控制，控制眼色的基因由C、c控制。子代黑檀體∶灰體≈1∶1可知，親代基因型為Aa和aa，子代殘翅∶長翅≈1∶3可知，親代基因型為Bb和Bb，子代白眼∶紅眼≈1∶1可知，親代基因型為XCXc和XcY或者XcXc和XCY，由于題干“果蠅N表現為顯性性狀灰體紅眼”，故果蠅N基因型為AaBbXCXc，果蠅M為aaBbXcY，或N的基因型為AaBbXCY，M的基因型為aaBbXcXc，A錯誤。
[例8]　(不定項)(2021·湖南適應性考試)某種高度近視是由X染色體上顯性基因(A)引起的遺傳病，但男性不發病。現有一女性患者與一不攜帶該致病基因的男性結婚，其后代患病率為50%。下列敘述正確的是(　　)
A．該女性患者的女兒基因型是XAXa
B．該女性患者的母親也是患者
C．人群中男性不攜帶該致病基因
D．人群中該病的發病率低于50%
答案　ABD
解析　由題意可知，后代的患病率為50%，而男性不發病，所以親代的基因型為XAXA、XaY，后代的基因型為XAXa、XAY，所以該女性患者的女兒基因型為XAXa，因為該女性患者基因型為XAXA，所以其母親為患者，A、B正確；人群中男性可能攜帶致病基因，但是不發病，C錯誤；人群中的男性都不發病，女性中的隱性個體不發病，所以發病率低于50%，D正確。
[例9]　(不定項)(2022·山東高三開學摸底考試)某家庭關于一種單基因遺傳病遺傳系譜圖如圖所示，對Ⅰ 1、Ⅰ 2、Ⅱ 4、Ⅱ 5的相關基因進行電泳，結果如圖所示(已知該致病基因與正常基因電泳條帶不同)。下列說法錯誤的是(　　)
A．編號C為Ⅱ 5
B．電泳條帶1代表致病基因
C．人群中該病女患者多于男患者
D．Ⅲ 6患該病的概率為1/2
答案　BC
解析　根據患病雙親Ⅰ 1和Ⅰ 2生育正常女兒Ⅱ 3，可知該病為常染色體顯性遺傳病，如用A表示致病基因，a為正常基因，則Ⅰ 1和Ⅰ 2的基因型為Aa，Ⅱ 3和Ⅱ 5的基因型均為aa，Ⅱ 4的基因型可能是AA或Aa；結合4人基因型分析電泳條帶組成，編號A、B、D均含有兩條不同的電泳條帶，說明基因型均為雜合子Aa(即患者)，僅編號C只有一條電泳帶，說明編號C為純合子，且Ⅱ 5不患此病(基因型為aa)，故編號C為Ⅱ 5，A正確；從編號C為Ⅱ 5，基因型為aa，說明電泳條帶1代表正常基因，則電泳條帶2代表致病基因，B錯誤；該病為常染色體顯性遺傳病，不屬于伴性遺傳，故人群中男女患病概率相當，C錯誤；根據分析可知，Ⅱ 5基因型為aa，結合電泳條帶可知Ⅱ 4基因型為Aa，故Ⅲ 6患該病的概率為1/2，D正確。
[例10]　(2022·全國甲卷，32)玉米是我國重要的糧食作物。玉米通常是雌雄同株異花植物(頂端長雄花序，葉腋長雌花序)，但也有的是雌雄異株植物。玉米的性別受兩對獨立遺傳的等位基因控制，雌花花序由顯性基因B控制，雄花花序由顯性基因T控制，基因型bbtt個體為雌株。現有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4種純合體玉米植株。回答下列問題。
(1)若以甲為母本、丁為父本進行雜交育種，需進行人工傳粉，具體做法是____________________________________________________。
(2)乙和丁雜交，F1全部表現為雌雄同株；F1自交，F2中雌株所占比例為________，F2中雄株的基因型是____________；在F2的雌株中，與丙基因型相同的植株所占比例是________。
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1對等位基因控制的相對性狀。為了確定這對相對性狀的顯隱性，某研究人員將糯玉米純合體與非糯玉米純合體(兩種玉米均為雌雄同株)間行種植進行實驗，果穗成熟后依據果穗上籽粒的性狀，可判斷糯與非糯的顯隱性。若糯是顯性，則實驗結果是________________________________________________________；若非糯是顯性，則實驗結果是________________________________________________。
答案　(1)花粉成熟之前對甲雌花花序套袋，待雌蕊成熟后再授丁的花粉并套袋隔離
(2)1/4　bbTT、bbTt　1/4
(3)糯性植株上全為糯性籽粒，非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒　非糯植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
解析　(1)若以甲為母本、丁為父本雜交，因為甲為雌雄同株異花植物，所以在花粉未成熟時需對甲植株雌花花序進行套袋隔離，等雌蕊成熟后再通過人工授粉把丁的花粉傳到甲的雌花花序上，再套袋隔離。
(2)根據題干信息“乙和丁雜交，F1全部表現為雌雄同株”，且乙(雌株)、丁(雄株)為純合體，可知乙基因型為BBtt，丁的基因型為bbTT，F1基因型為BbTt，F1自交，F2基因型及比例為9B_T_(雌雄同株)∶3B_tt(雌株)∶3bbT_(雄株)∶1bbtt(雌株)，故F2中雌株所占比例為1/4，雄株的基因型為bbTT、bbTt，雌株(BBtt、Bbtt、bbtt)中與丙(bbtt)基因型相同的比例為1/4。
(3)假設糯和非糯這對相對性狀受A/a基因控制，因為兩種玉米純合體均為雌雄同株異花植物，間行種植時，既有自交又有雜交。若糯性為顯性，基因型為AA，非糯基因型為aa，則糯性植株無論自交還是雜交，糯性植株上全為糯性籽粒，非糯植株雜交子代為糯性籽粒，自交子代為非糯籽粒，所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理，非糯為顯性時，非糯植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。
[例11]　(2021·全國甲卷)植物的性狀有的由1對基因控制，有的由多對基因控制。一種二倍體甜瓜的葉形有缺刻葉和全緣葉，果皮有齒皮和網皮。為了研究葉形和果皮這兩個性狀的遺傳特點，某小組用基因型不同的甲乙丙丁4種甜瓜種子進行實驗，其中甲和丙種植后均表現為缺刻葉網皮。雜交實驗及結果見下表(實驗②中F1自交得F2)。
實驗 親本 F1 F2
① 甲×乙 1/4缺刻葉齒皮，1/4缺刻葉網皮，1/4全緣葉齒皮，1/4全緣葉網皮 /
② 丙×丁 缺刻葉齒皮 9/16缺刻葉齒皮，3/16缺刻葉網皮3/16全緣葉齒皮，1/16全緣葉網皮
回答下列問題：
(1)根據實驗①可判斷這2對相對性狀的遺傳均符合分離定律，判斷的依據是________________________________________________________________________________________________________________________________________。根據實驗②，可判斷這2對相對性狀中的顯性性狀是______________。
(2)甲乙丙丁中屬于雜合體的是________。
(3)實驗②的F2中純合體所占的比例為________。
(4)假如實驗②的F2中缺刻葉齒皮∶缺刻葉網皮∶全緣葉齒皮∶全緣葉網皮不是9∶3∶3∶1，而是45∶15∶3∶1，則葉形和果皮這兩個性狀中由1對等位基因控制的是________，判斷的依據是_____________________________。
答案　(1)基因型不同的兩個親本雜交，F1分別統計，缺刻葉∶全緣葉＝1∶1，齒皮∶網皮＝1∶1，每對相對性狀結果都符合測交的結果，說明這2對相對性狀的遺傳均符合分離定律　缺刻葉和齒皮
(2)甲和乙
(3)1/4
(4)果皮　F2中齒皮∶網皮＝3∶1，說明受一對等位基因控制
解析　(1)實驗①中F1表現為1/4缺刻葉齒皮，1/4缺刻葉網皮，1/4全緣葉齒皮，1/4全緣葉網皮，分別統計2對相對性狀，缺刻葉∶全緣葉＝1∶1，齒皮∶網皮＝1∶1，每對相對性狀結果都符合測交的結果，說明這2對相對性狀的遺傳均符合分離定律；根據實驗②，F1全為缺刻葉齒皮，F2出現全緣葉和網皮，可以推測缺刻葉對全緣葉為顯性性狀，齒皮對網皮為顯性性狀。
(2)假設葉形相關基因為A/a，果皮相關基因為B/b。根據已知條件，甲乙丙丁的基因型不同，其中甲和丙種植后均表現為缺刻葉網皮，實驗①雜交的F1結果類似于測交，實驗②的F2出現9∶3∶3∶1，則F1為雙雜合子，其基因型為AaBb，綜合推知，甲的基因型為Aabb，乙的基因型為aaBb，丙的基因型為AAbb，丁的基因型為aaBB，甲乙丙丁中屬于雜合體的是甲和乙。
(3)實驗②的F2中純合體基因型為1/16AABB，1/16AAbb，1/16aaBB，1/16aabb，所以F2中純合體占的比例為1/4。
(4)假如實驗②的F2中缺刻葉齒皮∶缺刻葉網皮∶全緣葉齒皮∶全緣葉網皮＝45∶15∶3∶1，分別統計2對相對性狀，缺刻葉∶全緣葉＝15∶1，可推知葉形受兩對等位基因控制，齒皮∶網皮＝3∶1，可推知果皮受一對等位基因控制。
[例12]　(2021·福建適應性測試改編)下列是關于果蠅眼色和翅型的相關研究。
(一)探究控制紫眼基因的位置
實驗 P　純合正常翅紅眼♂×卷翅紫眼♀　　 　 　　　　 ↓F1　卷翅紅眼　229(♂117，♀112) 正常翅紅眼236(♂120，♀116)
已知卷翅和正常翅由Ⅱ號染色體上的等位基因(A/a)控制，卷翅對正常翅為顯性且存在純合致死現象，紅眼和紫眼由等位基因(B/b)控制。
回答下列問題：
(1)紅眼對紫眼為________(填“顯性”或“隱性”)。
(2)控制眼色的基因不在X染色體上(不考慮XY同源區段)，判斷依據是__________________________________________________________________。
(3)親本卷翅紫眼雌蠅的基因型為________。
(4)從F1中選取合適的材料，設計一個實驗證明控制眼色的基因不在Ⅱ號染色體上。
雜交組合為：__________________________________________________。
預期結果為：__________________________________________________。
(二)研究性狀與溫度的關系
某生物興趣小組的同學，為了研究果蠅翅型的遺傳機制，進行了如下實驗：一只長翅果蠅和一只殘翅果蠅雜交，取得受精卵。如果受精卵在25 ℃環境下培養，子一代全是長翅，子二代(A)出現長翅和殘翅兩種性狀，且比例為3∶1；如果受精卵在35 ℃環境下培養，子一代和子二代(B)全是殘翅。
(5)果蠅翅型的顯性性狀是________，是由____________________決定的。
(6)子二代(A)中的長翅果蠅自由交配，受精卵在25 ℃環境下培養，子三代中長翅和殘翅果蠅的比例大約是__________________，其中長翅果蠅中純合子的比例為________。
(7)為了確定子二代(B)中某只果蠅的基因型，甲、乙兩位同學的設計如下：
甲：取子二代(B)中一只殘翅異性果蠅和其交配，受精卵在25 ℃環境下培養，觀察后代的性狀比例。
乙：取子二代(A)中一只殘翅異性果蠅和其交配，受精卵在25 ℃環境下培養，觀察后代的性狀比例。
比較甲乙同學實驗設計的優劣，并陳述理由。
答案　(1)顯性
(2)如果在X染色體上，F1雄蠅都為紫眼(或F1雌雄蠅都為紅眼，且雌性紅眼與雄性紅眼比例為1∶1，與性別無關)
(3)Aabb
(4)卷翅紅眼雄果蠅×卷翅紅眼雌果蠅(或卷翅紅眼果蠅×正常翅紅眼果蠅)　卷翅紅眼∶卷翅紫眼∶正常翅紅眼∶正常翅紫眼＝6∶2∶3∶1(或卷翅紅眼∶卷翅紫眼∶正常翅紅眼∶正常翅紫眼＝3∶1∶3∶1)
(5)長翅　基因和環境共同
(6)8∶1　1/2(50%)
(7)乙優于甲。甲同學從子二代(B)中取的異性果蠅基因型不確定，如果基因型是顯性純合時，不管待測果蠅的基因型如何，后代的性狀都是長翅；而乙同學從子二代(A)中取的殘翅異性果蠅的基因型確定是隱性純合子，和待測果蠅交配后，通過后代的性狀及比例就可以確定其基因型。
解析　(1)親本紅眼與紫眼雜交，子代全為紅眼，說明紅眼是顯性性狀，紫眼是隱性性狀。
(2)如果控制眼色的基因在X染色體上(不考慮XY同源區段)，由于紅眼對紫眼是顯性，親本控制眼色的基因組成為XBY×XbXb，則F1雄蠅基因型為XbY，全部為紫眼，雌蠅基因型XBXb，全部為紅眼，與實驗實際結果不吻合，所以果蠅控制眼色的基因位于常染色體上。或由題表可知，F1雌雄蠅都為紅眼，且雌性紅眼與雄性紅眼比例為1∶1，與性別無關，所以控制紅眼的基因位于常染色體上。
(3)根據(2)分析，果蠅控制眼色的基因位于常染色體上，親本基因型為BB×bb；由于卷翅對正常翅為顯性，且存在純合致死現象，且F1中卷翅∶正常翅≈1∶1，因此果蠅親本關于翅型的基因型為aa×Aa，故親本卷翅紫眼雌蠅的基因型為Aabb，純合正常翅紅眼雄果蠅的基因型為aaBB。
(4)已知控制卷翅和正常翅的一對等位基因位于Ⅱ號染色體，如果控制眼色的基因不在Ⅱ號染色體上，則兩對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律，因此可從F1中選擇卷翅紅眼雄果蠅(AaBb)×卷翅紅眼雌果蠅(AaBb)，由于AA純合致死，故后代卷翅紅眼(AaB_)∶卷翅紫眼(Aabb)∶正常翅紅眼(aaB_)∶正常翅紫眼(aabb)＝6∶2∶3∶1。如果該對基因在Ⅱ號染色體上，則兩對基因連鎖，則后代表型有2種，比例為2∶1。還可以從F1中選擇卷翅紅眼果蠅(AaBb)×正常翅紅眼果蠅(aaBb)，后代卷翅紅眼(AaB_)∶卷翅紫眼(Aabb)∶正常翅紅眼(aaB_)∶正常翅紫眼(aabb)＝3∶1∶3∶1，如果該對基因在Ⅱ號染色體上，則兩對基因連鎖，后代表型及比例為卷翅紅眼∶卷翅紫眼∶正常翅紅眼＝1∶1∶2。
(5)由題干可知，長翅果蠅與殘翅果蠅雜交，子一代全是長翅，子二代出現長翅和殘翅兩種性狀，且比例為3∶1，說明長翅為顯性性狀，35 ℃環境下，性狀發生變化，說明果蠅翅型變化由基因和環境共同決定。
(6)設果蠅的翅型由一對基因B、b決定，長翅為顯性性狀，25 ℃環境下長翅果蠅與殘翅果蠅雜交，子一代全是長翅，則親本的基因型為BB和bb，子一代的基因型為Bb，子二代的基因型為BB、Bb和bb，比例為1∶2∶1，子二代(A)中的長翅果蠅中BB占1/3，Bb占2/3，則B的基因頻率為2/3，b的基因頻率為1/3，自由交配后子三代中殘翅果蠅(bb)占1/3×1/3＝1/9，長翅果蠅(BB、Bb)占1－1/9＝8/9，因此子三代中長翅和殘翅果蠅的比例大約是8∶1，其中長翅果蠅中純合子占1/2。
[例13]　科研人員在圓葉油菜(野生型)中新發現一株純合花葉雄性不育株(植株丙)，利用其雄性不育的特性進行育種實驗。
(1)將圓葉和花葉植株進行雜交，正反交實驗所得F1均表現為介于圓葉與花葉之間的半花葉，判斷控制圓葉的基因與控制花葉的基因間顯隱性關系為________。
(2)純合油菜優良品系甲和乙，均為圓葉雄性可育植株。油菜育性相關基因M/m在9號染色體上，R/r在7號染色體上。在R基因存在時，m基因純合，可導致植株雄性不育。控制圓葉與花葉的基因位于10號染色體上。科研人員利用甲、丙進行下圖所示雜交實驗。
①經過程Ⅰ產生的F1均為半花葉，若F1自交，則子代中雄性不育株所占比例約為________，經過程Ⅱ產生的子代中，基因型為MmRr的半花葉植株所占比例約為________。
②過程Ⅱ所產生的半花葉子代中，可用________技術將基因型為MmRr的植株篩選出來，該技術所需原料及試劑包括____________________________________________________________。
③過程Ⅱ連續多代與植株甲雜交、篩選的目的是________________________________________________。
(3)純合圓葉品系乙(MMrr)具有其他一些優良性狀，請在上述雜交、篩選結果的基礎上，設計育種方案，完成下列育種目標：獲得兼具品系甲和乙優良性狀的雜種一代植株，并能以葉形性狀作為標記性狀區分雜交種。請寫出育種方案：____________________________________________________________________________________________。
答案　(1)不完全顯性
(2)①3/16　1/8　②PCR　引物、耐高溫的DNA聚合酶、4種脫氧核苷酸、DNA模板　③將花葉基因以外的遺傳背景替換為植株甲的基因，使花葉基因與甲的優良性狀基因整合在同一植株上，同時保留雄性不育的基因
(3)①將篩選得到的基因型為MmRr的半花葉植株自交，獲得花葉植株；②在花葉植株中，篩選得到基因型為mmRR(或mmRr)的花葉植株；③將基因型為mmRR(或mmRr)的花葉植株與品系乙雜交，所有半花葉為雜交種
解析　(1)由于圓葉和花葉雜交，所得F1均表現為介于圓葉與花葉之間的半花葉，則控制圓葉的基因與控制花葉的基因間顯隱性關系為不完全顯性。
(2)①據題分析，雄性不育植株的基因型為mmR_，甲與丙雜交，F1半花葉的基因型為MmRr，F1自交，則子代中雄性不育株(mmR_)所占比例約為1/4×3/4＝3/16；Ⅱ過程為MMrr與MmRr雜交，其子代中基因型為MmRr的半花葉植株的比例為1/2×1/2(MmRr)×1/2(半花葉)＝1/8。②從分子水平上篩選出基因型為MmRr的植株需要用PCR技術，其原理是DNA的復制，所需原料及試劑包括引物、耐高溫的DNA聚合酶、4種脫氧核苷酸、DNA模板。③過程Ⅱ連續多代與植株甲雜交、篩選最終獲得MmRr的植株，其目的是將花葉基因以外的遺傳背景替換為植株甲的基因，使花葉基因與甲的優良性狀基因整合在同一植株上，同時保留雄性不育的基因(MmRr自交可以獲得mmR_的雄性不育個體)。
(3)育種目標是獲得兼具品系甲和乙優良性狀的雜種一代植株，并能以葉形性狀作為標記性狀區分雜交種，MmRr的植株具有甲品系的優良性狀，所以設計雜交方案如下：
①將篩選得到的基因型為MmRr的半花葉植株自交，獲得花葉植株；②在花葉植株中，篩選得到基因型為mmRR(或mmRr)的花葉植株；③將基因型為mmRR(或mmRr)的花葉植株與品系乙MMrr雜交，所有半花葉為雜交種。
[例14]　(2022·哈爾濱三中高三期末)大豆花葉病毒會嚴重降低大豆的產量和品質。為預防抗病大豆品種乙的抗病能力減弱，科研人員用EMS誘變感病大豆，獲得新的抗病品種甲。科研人員利用甲、乙兩個品種對抗性遺傳進行研究。
(1)利用甲、乙兩品種大豆進行雜交實驗，結果如下表
組別 親本組合 F1 F2
抗病 易感 抗病 易感
實驗一 甲×易感 0 18 111 348
實驗二 乙×易感 15 0 276 81
據表分析，甲、乙兩品種抗病性狀依次為________性性狀。
(2)已知品種乙的抗性基因位于14號染色體上，為探究品種甲抗性基因的位置，科研人員設計如下雜交實驗：甲乙雜交，F1自交，統計F2性狀分離比。
①預期一：若F1均抗病，F2抗病∶易感為13∶3，說明兩品種抗病性狀的遺傳是由________對等位基因控制的，且位于________染色體上。
②預期二：若F1、F2均抗病，說明甲、乙兩品種抗性基因可能是____________________________________或同一對染色體上不發生染色體互換的兩個突變基因。
(3)SSR是DNA中的簡單重復序列，非同源染色體上的SSR不同，不同品種的同源染色體上的SSR也不同，常用于染色體特異性標記。科研人員擴增出實驗一若干個體中的SSR序列，用于確定甲品系抗性基因的位置，電泳結果如圖所示：
圖中結果說明甲品系抗性基因在________號染色體上，依據是______________________________。
答案　(1)隱性、顯
(2)①2　非同源　②同一位點上的兩個突變基因
(3)2　F2抗病個體的SSR與親本甲2號染色體相同，與14號染色體上的SSR無關聯
解析　(1)由實驗一中甲與易感親本雜交，F1均為易感，可判斷易感性狀相對于甲品種抗病性狀來說為顯性，故甲品種抗病性狀為隱性性狀；由實驗二中乙與易感親本雜交，F1均為抗病性狀，可判斷乙品種的抗病性狀相對于易感性狀為顯性，故乙品種抗病性狀為顯性性狀。
(2)①F2中抗病∶易感為13∶3，是9∶3∶3∶1的變式，符合基因自由組合定律，故可推測兩品種抗病性狀的遺傳是由位于非同源染色體上的兩對等位基因控制的。②若甲乙雜交，F1自交，F1、F2均抗病，由于乙的抗性基因位于14號染色體上，則說明甲的抗病基因也位于14號染色體上，即甲、乙兩品種抗性基因可能是同一位點上的兩個突變基因或同一對染色體上不發生染色體互換的兩個突變基因。
[練1]　生物子代性狀多樣性的原因很多，請說出三個有關的詞語或概念。
答案　基因重組、染色體互換、基因突變、變異、減數分裂、受精作用、自由組合等。
[練2]　擬南芥是一種生長周期短的自花傳粉植物，正常葉對卷葉是完全顯性。請用最簡捷的方法判斷一株正常葉擬南芥是否是純種。用文字或示意圖表示均可。
答案　自交后觀察子代葉型，若子代出現卷葉個體，說明親代就是雜種。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
基因定位
例1　(2020·山東等級考)玉米是雌雄同株異花植物，利用玉米純合雌雄同株品系M培育出雌株突變品系，該突變品系的產生原因是2號染色體上的基因Ts突變為ts，Ts對ts為完全顯性。將抗玉米螟的基因A轉入該雌株品系中獲得甲、乙兩株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表現正常，乙植株矮小。為研究A基因的插入位置及其產生的影響，進行了以下實驗：
實驗一：品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟約為1∶1
實驗二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高約為1∶1
(1)實驗一中作為母本的是________，實驗二的F1中非抗螟植株的性別表現為________(填“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株和雌株”)。
(2)選取實驗一的F1抗螟植株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株約為2∶1∶1。由此可知，甲中轉入的A基因與ts基因________(填“是”或“不是”)位于同一條染色體上，F2中抗螟雌株的基因型是________。若將F2中抗螟雌雄同株與抗螟雌株雜交，子代的表型及比例為______________________________。
(3)選取實驗二的F1抗螟矮株自交，F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株約為3∶1∶3∶1，由此可知，乙中轉入的A基因________(填“位于”或“不位于”)2號染色體上，理由是__________________________________________________。F2中抗螟矮株所占比例低于預期值，說明A基因除導致植株矮小外，還對F1的繁殖造成影響，結合實驗二的結果推斷這一影響最可能是________________________。F2抗螟矮株中ts基因的頻率為________，為了保存抗螟矮株雌株用于研究，種植F2抗螟矮株使其隨機受粉，并僅在雌株上收獲籽粒，籽粒種植后發育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例為________。
此題為解決實際應用的遺傳題，將是以后高考考查的方向。對于兩個基因是否在同一條染色體上(連鎖)這類題，如果僅在腦中通過重現基因在染色體上的位置，極易出錯，若把基因標注在染色體上，然后再分析，則會起到事半功倍的效果。
1．根據題干信息推導出相應結論，并標注于一側
(1)雌株突變體產生原因是2號染色體上的Ts突變為ts，Ts對ts為完全顯性

雌株基因型為tsts，純合雌雄同株M基因型為TsTs，雜合子基因型為Tsts，性別表現為雌雄同株。
(2)將抗玉米螟的基因A轉入該雌株品系中獲得甲、乙兩株具有玉米螟抗性的植株

2．結合由題干推導出的結論及每小題問題作答
(1)實驗一中雌株只能作母本，其基因型為tsts，所以甲作母本，實驗二的F1植株關于性別的基因型均為Tsts，所以性別表現為雌雄同株。
(2)①選取實驗一中F1抗螟植株自交，F2出現2∶1∶1的比例→符合基因的分離定律比→A基因與ts基因是位于同一條染色體上，如上圖②。
②求F2抗螟雌株的基因型：
方法一：畫出染色體圖(此題中基因是連鎖的)
因此F2中抗螟雌株基因型為AAtsts。
方法二：由于是求F2中抗螟雌株的基因型，則其關于性別的基因型為tsts，又因為A基因與ts連鎖，所以其基因型為AAtsts。
③
　
(3)由實驗二的F1抗螟矮株自交，F2中出現3∶1∶3∶1的分離比―→符合基因的自由組合定律―→乙中轉入的A基因不位于2號染色體上，如圖①。
實驗二出現3∶1∶3∶1原因分析的方法：假說—演繹法。
①提出假說
②演繹假說內容
Ⅰ.若胚胎致死，F1不會出現抗螟植株，不符合題干信息。
Ⅱ.若雌配子致死，實驗二中親本乙產生的配子為Ots，F1中不會出現抗螟矮株，不符合題干信息。
Ⅲ.若含A的雄配子致死，實驗二F1中抗螟矮株基因型為AOTsts，F1產生的雌配子為ATs、Ats、OTs、Ots，雄配子為OTs、Ots。
♀♂ ATs Ats OTs Ots
OTs AOTsTs(抗雌雄同株) AOTsts(抗雌雄同株) OOTsTs(非抗雌雄同株) OOTsts(非抗雌雄同株)
Ots AOTsts(抗雌雄同株) AOtsts(抗雌株) OOTsts(非抗雌雄同株) OOtsts(非抗雌株)
符合實際，假設成立。
求ts基因頻率：F1抗螟矮株為，ts的基因頻率為，因無自然選擇，F2中的ts基因頻率仍為。
抗螟矮株雌株所占比例：
由上面的表格可知，F2中抗螟矮株的基因型雌雄同株為AOTsTs、AOTsts，雌株基因型為AOtsts，由于F1含基因A的雄配子不育，則AOTsTs、AOTsts產生的雄配子為OTs、Ots，AOtsts產生的雌配子為Ats、Ots，故雌株上收獲的籽粒發育成的后代中抗螟矮株雌株AOtsts所占比例為×＝。
答案　(1)甲　雌雄同株
(2)是　AAtsts　抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1
(3)不位于　抗螟性狀與性別性狀間是自由組合的，因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2號染色體上　含A基因的雄配子不育　1/2　1/6
[練1－1]　(2022·海南，18)家蠶是二倍體生物(2n＝56)，雌、雄個體性染色體組成分別是ZW、ZZ。某研究所在野生家蠶資源調查中發現了一些隱性純合突變體。這些突變體的表型、基因及基因所在染色體見表。回答下列問題。
突變體表型 基因 基因所在染色體
第二隱性灰卵 a 12號
第二多星紋 b 12號
抗濃核病 d 15號
幼蠶巧克力色 e Z
(1)幼蠶巧克力色的控制基因位于性染色體上，該性狀的遺傳總是和性別相關聯，這種現象稱為________。
(2)表中所列的基因，不能與b基因進行自由組合的是________。
(3)正常情況下，雌家蠶的1個染色體組含有________條染色體，雌家蠶處于減數分裂Ⅱ后期的細胞含有________條W染色體。
(4)幼蠶不抗濃核病(D)對抗濃核病(d)為顯性，黑色(E)對巧克力色(e)為顯性。為鑒定一只不抗濃核病黑色雄性幼蠶的基因型，某同學將其飼養至成蟲后，與若干只基因型為ddZeW的雌蠶成蟲交配，產生的F1幼蠶全部為黑色，且不抗濃核病與抗濃核病個體的比例為1∶1，則該雄性幼蠶的基因型是________。
(5)家蠶的成蟲稱為家蠶蛾，已知家蠶蛾有鱗毛和無鱗毛這對相對性狀受一對等位基因控制。現有純合的有鱗毛和無鱗毛的家蠶蛾雌、雄個體若干只，設計實驗探究控制有鱗毛和無鱗毛的基因是位于常染色體上還是Z染色體上(不考慮Z、W同源區段)，并判斷有鱗毛和無鱗毛的顯隱性。要求簡要寫出實驗思路、預期結果及結論。
答案　(1)伴性遺傳　(2)a基因　(3)28　0或2
(4)DdZEZE　(5)實驗思路：選用不同性狀的雌雄個體進行正反交實驗，正交：有鱗毛雌性×無鱗毛雄性，反交：有鱗毛雄性×無鱗毛雌性。預期結果及結論：若正反交子代表型一致，且與性別無關，則該對等位基因位于常染色體上，子代表現出的性狀為顯性；若正反交子代表型不一致，一組子代雌雄個體各為一種性狀，另一組子代雌雄個體性狀相同，則該對等位基因位于Z染色體上，且子代雄性個體表現出的性狀為顯性。
解析　(2)只有位于非同源染色體上的非等位基因的遺傳才遵循基因的自由組合定律，a基因與b基因均位于12號染色體上，二者不能進行自由組合。
(3)正常情況下，家蠶(2n＝56)的每個染色體組均含有28條染色體。由于減數第一次分裂發生同源染色體的分離，因此雌家蠶(ZW)處于減數第二次分裂后期的細胞含有0或2條W染色體。
(4)不抗濃核病黑色雄蠶(D_ZEZ－)與基因型為ddZeW的雌蠶雜交，后代全部為黑色，則該雄蠶體色基因型為ZEZE，后代不抗濃核病與抗濃核病個體的比例為1∶1，則該雄蠶不抗濃核病的基因型為Dd，故該雄蠶基因型為DdZEZE。
(5)判斷性狀的顯隱性及基因位于常染色體上還是性染色體上，常選用雌雄個體為不同性狀的純合親本進行正反交實驗，實驗思路、預期結果及結論詳見答案。
[練1－2]　(基因插入位置)(2022·山東煙臺高三上學期期末)果蠅的體色黃身(A)對灰身(a)為顯性，翅形長翅(B)對殘翅(b)為顯性，在常染色體上。野生果蠅翅色是無色透明的。GAL4/UAS是存在于酵母菌中的基因表達調控系統，GAL4蛋白是一類轉錄因子，它能夠與特定的DNA序列UAS結合，并驅動UAS下游基因的表達。
(1)現用兩種純合果蠅雜交，因某種精子沒有受精能力，導致F2的4種表型比例為5∶3∶3∶1，則親本的基因型為____________________，F2黃身長翅果蠅中雙雜合子個體占________。若用F1代的雄果蠅進行測交，則其子代有________種表型。
(2)科研人員將一個GAL4基因插入到雄果蠅的一條2號染色體上，一個UAS—綠色熒光蛋白基因隨機插入到雌果蠅染色體組中一條染色體上，但無法表達，只有與插入含有GAL4基因的雄果蠅雜交后子一代中，綠色熒光蛋白基因才會表達。甲科研小組分別利用上述的一對轉基因雌雄果蠅進行雜交得到F1，F1中綠色翅雌雄個體隨機交配得到F2，雜交子代的表型及其比例如下表：
組別 F1 F2
甲 綠色翅∶無色翅＝1∶3 綠色翅∶無色翅＝9∶7
①僅根據甲組________結果分析，可判斷UAS—綠色熒光蛋白基因是否插入到2號染色體上，依據是_____________________________________________。
②乙科研小組另選一對親代果蠅進行雜交實驗，判斷出UAS—綠色熒光蛋白基因也有可能插入到2號染色體上，請寫出雜交實驗過程并且預期結果。
③丙科研小組在重復甲組的雜交實驗時，發現F2中雌雄果蠅的翅色上比例不同。請你推測最可能的原因是____________________________________。若統計F2中雌雄果蠅翅色比例是___________________________________________，說明推測原因是正確的。
答案　(1)AAbb和aaBB　3/5　3
(2)①F2　F2結果顯示表型及比例為9∶7，符合基因的自由組合定律，可確定這2種基因不是插入到了同一條染色體上
②將2號染色體上插入GAL4基因的雄果蠅與插入UAS—綠色熒光蛋白基因的雌果蠅雜交，得到F1，F1中綠色翅∶無色翅＝1∶3；F1綠色翅雌雄果蠅相互交配，得到F2，F2中綠色翅∶無色翅＝1∶1。
③UAS—綠色熒光蛋白基因可能插入到X染色體上　綠色翅雌性∶無色翅雌性∶綠色翅雄性∶無色翅雄性＝6∶2∶3∶5
解析　(1)兩種純合果蠅雜交，F2出現的4種表型比例為5∶3∶3∶1，為9∶3∶3∶1的變式，說明兩對等位基因遵循基因的自由組合定律，F1基因型為AaBb；因某種精子沒有受精能力，F2表型比例為5∶3∶3∶1，說明沒有受精能力的精子基因組成為AB，則親本的基因型為AAbb和aaBB。F2黃身長翅果蠅的基因型是AaBB、AABb、AaBb，比例為1∶1∶3，所以雙雜合子個體占。基因型為AaBb的雄果蠅進行測交，測交父本產生的精子中能受精的只有Ab、aB、ab三種，所以其子代基因型有Aabb、AaBb、aabb，表型有3種。
(2)GAL4基因可以控制GAL4蛋白的表達，它能夠與特定的DNA序列UAS結合，并驅動UAS下游基因的表達。將GAL4基因插入到雄果蠅的2號染色體上(一條常染色體上)，UAS—綠色熒光蛋白基因隨機插入到雌果蠅染色體組中，但無法表達(親代雌果蠅缺乏GAL4蛋白)。可以做出假設有3種，UAS—綠色熒光蛋白基因插入到雌果蠅的2號染色體上、其他常染色體上、X染色體上。插入GAL4基因用A表示，插入UAS—綠色熒光蛋白基因用B表示。插入GAL4基因的雄果蠅基因型是Aabb或AaXbY。插入UAS—綠色熒光蛋白基因雌果蠅的基因型是aaBb或aaXBXb。
①假設1：Aabb×aaBb遵循基因的自由組合定律。假設2：Aabb×aaBb兩對基因在同一對染色體上，遵循連鎖遺傳。假設3：AaXbY×aaXBXb。只有A、B同時存在時才能表現出綠色翅，可以用棋盤法解題，3種假設里的F1分離比都是綠色翅∶無色翅＝1∶3，不能判斷UAS—綠色熒光蛋白基因是否插入到2號染色體上；根據甲組的F2雜交結果顯示表型比例為9∶7(9∶3∶3∶1的變式)，可確定這2種基因不是插入到了同一條染色體上，由此判斷UAS—綠色熒光蛋白基因不是插入到2號染色體上。
②乙組同學利用其他親代轉基因果蠅為材料判斷UAS—綠色熒光蛋白基因也有可能插入到2號染色體上。該題利用演繹推理法，假設UAS—綠色熒光蛋白基因插入到2號染色體上。親代是插入GAL4基因的雄果蠅與插入UAS—綠色熒光蛋白基因的雌果蠅，二者雜交得到F1。F1中綠色翅∶無色翅＝1∶3；F1綠色翅雌雄果蠅基因型為AaBb，其中Ab連鎖遺傳，aB連鎖遺傳，F1綠色翅雌雄果蠅相互交配，得到F2。F2中綠色翅∶無色翅＝1∶1。
③丙組同學另選一對親代果蠅進行以上的雜交實驗，發現F2中雌雄果蠅中翅色比例不同，最可能的原因是UAS—綠色熒光蛋白基因可能插入到X染色體上即假設3：AaXbY×aaXBXb，F1中綠色翅的基因型為AaXBY、AaXBXb，F1自由交配，AaXBY×AaXBXb→綠色翅雌性(A_XBX－)＝3/4×1/2＝3/8，無色翅雌性＝1/2－3/8＝1/8，綠色翅雄性(A_XBY)＝3/4×1/4＝3/16，無色翅雄性＝1/2－3/16＝5/16，假設推測原因是正確的，F2中雌雄果蠅翅色比例是綠色翅雌性∶無色翅雌性∶綠色翅雄性∶無色翅雄性＝6∶2∶3∶5。
[練1－3]　(基因是否連鎖)(2022·荊州中學期末)中國農業大學某實驗室在某果蠅品系中發現了一只卷翅突變體，經不斷選育獲得了紫眼卷翅果蠅品系(甲品系)。為了研究該品系相關基因的傳遞規律，研究人員做了一系列實驗。
(1)甲品系果蠅與純種野生型(紅眼正常翅)果蠅進行雜交，結果如下圖所示。
①分析果蠅的眼色遺傳，紫眼和紅眼為一對相對性狀，其中紅眼是________性性狀。
②實驗正反交結果相同，由此可知果蠅的翅型屬于________染色體遺傳。
③根據F2的表型及比例推測，決定________性狀的基因純合致死。進一步研究發現，果蠅的正常翅基因(＋)和甲品系的卷翅基因(A)位于2號染色體上，該染色體上還分布有某隱性致死基因(b)及等位基因(B)。甲品系內果蠅相互交配，后代表現均為卷翅，如圖所示。請根據該實驗結果，在圖相應位置上標出F1中相關基因在2號染色體上的位置(不考慮基因突變和染色體互換)。
(2)像甲品系這樣能夠穩定保存兩個致死基因的品系稱為平衡致死系。研究人員從北京大學某實驗室獲得另一果蠅平衡致死系(乙品系)，其表型為紅眼卷翅，已知該品系果蠅的卷翅基因(A′)和隱性致死基因(b′)同樣位于2號染色體上。甲、乙品系果蠅雜交，子代中卷翅與正常翅的數量比約為2∶1。
①根據子代中出現了表型為________的果蠅，可判斷b和b′不是相同基因。
②由實驗結果推測，兩個品系的卷翅基因A和A′是等位基因。若它們是非等位基因，雜交后代的翅型性狀及其數量比應該是____________________。兩個純合致死的等位基因存在互補和不互補兩種關系：若互補，則同時含有這兩個基因的雜合子能存活；反之，則不能存活。根據(2)實驗結果推測：A和A′________(填“互補”或“不互補”)。
答案　(1)①顯　②常　③卷翅
(2)①正常翅　②卷翅∶正常翅＝3∶1　不互補
解析　(1)①分析題干可知，甲品系果蠅(紫眼卷翅)與純種野生型(紅眼正常翅)果蠅進行雜交，后代全為紅眼，說明紅眼是顯性性狀。②實驗正反交結果相同，由此可知果蠅的翅型屬于常染色體遺傳。③根據F2的表型及比例可知，紅眼∶紫眼＝3∶1，卷翅∶正常翅＝2∶1，由此可推測，決定卷翅性狀的基因純合致死；已知果蠅的正常翅基因(＋)和甲品系的卷翅基因(A)位于2號染色體上，該染色體上還分布有某隱性致死基因(b)及其等位基因(B)。甲品系內果蠅相互交配，后代表現均為卷翅，沒有正常翅(＋＋)果蠅出現，說明正常翅果蠅的基因型均為bb＋＋，表現為致死，由此可推知正常翅基因(＋)與某隱性致死基因(b)連鎖在同一條染色體上，則卷翅基因(A)與(B)基因連鎖在同一條染色體上。親本卷翅果蠅的基因型均為BbA＋，均能產生兩種配子BA和b＋，所以F1的基因型有BBAA、BbA＋和bb＋＋，而且均為卷翅基因(A)與(B)基因連鎖在同一條染色體上、正常翅基因(＋)與隱性致死基因(b)連鎖在同一條染色體上。如圖：
(2)①甲品系(BbA＋)能產生BA和b＋兩種配子，乙品系(B′b′A′＋′)果蠅能產生B′A′和b′＋′兩種配子，根據子代中出現了表型為正常翅(bb′＋＋′)的果蠅，可判斷b和b′不是相同基因。
②兩個品系的卷翅基因A和A′若是非等位基因，雙親基因型可記作A＋＋′＋′、＋＋A′＋′，雜交后代的翅型性狀及其數量比應該是卷翅∶正常翅＝3∶1。兩個純合致死的等位基因若互補，則同時含有這兩個基因的雜合子能存活，雜交后代的翅型性狀及其數量比應該是卷翅∶正常翅＝3∶1，反之，則不能存活，甲、乙品系果蠅雜交，子代中卷翅與正常翅的數量比約為2∶1，說明基因型為A＋A′＋′的個體致死，由此可推測A和A′不互補。
[練1－4]　(分子標記基因定位)植物葉片顏色變異會影響光合速率。葉片顏色變黃的機制是作物育種研究的重要課題。
(1)中國農科院在培育的黃瓜(雌雄同株，二倍體，其花為單性花)中發現一葉色突變體甲，表現為苗期黃。甲與野生型黃瓜正反交得到的F1均為野生型，F1自交，F2植株表現苗期黃的比例為________，可說明突變體甲表現的性狀為隱性性狀，即苗期黃是隱性基因控制的，該突變為單基因隱性突變。同學甲認為該研究設計正反交實驗的目的是確定基因位于X染色體上還是常染色體上，你認為他的看法是否合理？請說明理由：______________________________________。
(2)發現另一葉色黃化的單基因隱性突變體乙，表現為“心葉黃”。雜交實驗證明這兩種黃葉突變性狀是由位于非同源染色體上的非等位基因控制的，請用遺傳圖解闡釋該雜交過程及結果(相關基因用A/a、B/b……表示)。
(3)SSR是染色體上的一段特異性短核苷酸序列，可作為基因定位的遺傳標記。取(1)中突變體甲、野生型、F1、F2野生型、F2苗期黃植株，提取DNA并將F2表型一致的植株DNA混合。PCR擴增不同樣本的SSR遺傳標記，電泳結果如圖1。據圖1可判斷出控制苗期黃的基因位于6號染色體上(不考慮染色體互換)，其理由是____________________________________。
(4)為進一步驗證(2)的結論，選擇6號染色體上的另一位點設計引物進行SSR標記。對(1)中100株F2苗期黃植株的DNA進行PCR擴增，結果如圖2；用突變體乙重復(1)的操作，對獲得的100株F2心葉黃植株的DNA進行PCR擴增，結果如圖3。圖2和圖3結果是否支持(2)的結論？請闡述理由。______________________________________________________________。
答案　(1)1/4　不合理。黃瓜為雌雄同株植物，沒有性染色體，該研究設計正反交實驗的目的是說明控制該性狀的基因位于細胞核中(合理即可)
(2)如圖所示。
(3)檢測結果中凡是檢測出SSR B的個體均表現為野生型，沒有檢測出SSR B的個體均表現為苗期黃，說明控制苗期黃的隱性基因位于6號染色體上(合理即可)
(4)支持。圖2和圖3結果不同，說明控制苗期黃的基因位于6號染色體上，控制心葉黃的基因位于另外一條染色體上，二者為非同源染色體上的非等位基因
解析　(2)發現另一葉色黃化的單基因隱性突變體乙，表現為心葉黃。雜交實驗證明這兩種黃葉突變性狀是由位于非同源染色體上的非等位基因控制的，根據題意可知，突變體甲的基因型可用aaBB表示，突變體乙的基因型可表示為AAbb，甲與乙雜交得到的F1的基因型為AaBb，表現為野生型，讓F1自交，F2植株的基因型(表型)為9/16A_B_(野生型)、3/16A_bb(心葉黃)、3/16aaB_(苗期黃)、1/16aabb(苗期黃、心葉黃)，據此可畫出相關遺傳圖解。
(4)假設“1”表示野生型6號染色體上的SSR標記，“2”表示突變體甲和乙6號染色體上的SSR標記，且(2)的結論成立，則相關基因和SSR標記在染色體上的位置及雜交情況如圖所示。
由上述雜交情況可知，如果(2)結論成立，則F2苗期黃和心葉黃植株的SSR標記情況不同，相應電泳結果也應不同；而(2)的結論不成立時，即控制兩種黃葉突變性狀的基因位于一對染色體上，電泳結果應相同。根據圖2、3電泳結果不同，可說明控制苗期黃的基因位于6號染色體上，控制心葉黃的基因位于另外一條染色體上，二者為非同源染色體上的非等位基因，因此，圖2、圖3的結果對(2)的結論是支持的。
雄性不育類題
例2　(2022·福建廈門高三第四次質量檢測)水稻是雌雄同花植物，花小且密集，導致雜交育種工作繁瑣復雜。“雜交水稻之父”袁隆平率先提出“三系配套法”，即通過培育雄性不育系、保持系和恢復系來培養雜交水稻，過程如下圖所示。已知水稻的花粉是否可育受細胞質基因(S、N)和細胞核基因(R、r)共同控制，其中N和R表示可育基因，S和r表示不育基因。只有當細胞質基因為S且細胞核基因型為rr[記為S(rr)]時，水稻才表現為雄性不育，其余基因型均表現為雄性可育。
回答下列問題：
(1)細胞質中的可育基因N和不育基因S________(填“是”或“不是”)等位基因，理由是__________________________________________。
(2)恢復系是指與不育系雜交后可使子代恢復雄性可育特征的品系。雄性可育的基因型有________種，恢復系水稻的基因型為________。選育恢復系水稻需滿足的條件有________(填序號)。
①恢復能力強，結實率高　②優良性狀多　③花期與不育系接近　④花藥發達，花粉量多，易于傳播　⑤花期與保持系接近
(3)為了持續獲得雄性不育系水稻，應使用雄性不育系與保持系進行雜交，其雜交組合為________(填序號)。
①S(rr)×S(rr) ②S(rr)×N(RR)
③S(rr)×N(Rr) ④S(rr)×N(rr)
(4)通過“三系配套法”培育出的雜交水稻基因型為________。雜種子代在多種性狀上均優于兩個純合親本的現象稱為________。利用雄性不育系進行育種的優點是____________________________________。
答案　(1)不是　N和S是細胞質基因，它們不位于一對同源染色體上
(2)5　S(RR)或N(RR)　①②③④
(3)④
(4)S(Rr)　雜種優勢　免去育種過程中人工去雄的繁瑣操作
解析　(1)N和S是細胞質基因，它們不位于一對同源染色體上，故不是等位基因。
(2)分析題干信息可知：雄性的育性由細胞核基因和細胞質基因共同控制，基因型包括：N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr)只有S(rr)表現雄性不育，其他均為可育。雄性可育的基因型有5種，分別是N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)。S(RR)、N(RR)與雄性不育S(rr)雜交后可使子代恢復雄性可育特征的品系，恢復系水稻的基因型為S(RR)、N(RR)。選育恢復系水稻需滿足恢復能力強，結實率高、優良性狀多、花期與不育系接近、花藥發達，花粉量多，易于傳播等條件，①②③④正確。
(3)根據上述分析可知，雄性不育系基因型為S(rr)，為了持續獲得雄性不育系水稻，應使用雄性不育系S(rr)與N(rr)保持系進行雜交。
(4)恢復系水稻的基因型為S(RR)或N(RR)，雄性不育系基因型為S(rr)，故通過“三系配套法”培育出的雜交水稻基因型為S(Rr)。
[練2]　(2022·北京豐臺期末)玉米是我國栽培面積最大的作物，利用雜種優勢可提高產量。雄性不育技術在玉米的雜交種生產中發揮著重要作用。
(1)現有玉米雄性不育系A，與普通玉米雜交后，F1表現為可育，且F1自交后代中，可育與不育植株的比例約為3∶1。據此判斷，A品系的雄性不育性狀由________對等位基因控制，不育性狀為________性狀。
(2)上述F1自交后代中很難通過種子性狀篩選出雄性不育系，需要在種植后根據雄蕊發育情況進行判斷。在田間拔除可育株，工作量很大。為解決這個問題，研究者進行了如下研究：
①將育性恢復基因(M)、花粉致死基因(r)和熒光蛋白基因(G)緊密連鎖作為目的基因，與質粒構建成________________，為了能夠連接上該目的基因，質粒上應含有______________________________________________________。利用________________法將目的基因導入到A品系中，經篩選獲得僅有1條染色體上含有目的基因的雜合子為B品系。下圖中能表示B品系細胞中相關基因位置的是________。
②將B品系自交，獲得的種子中約50%為熒光種子，50%為非熒光種子。嘗試解釋原因。
(3)請利用B品系和優良純種C品系，設計可用于生產的玉米雜交種的育種流程圖，并從生物安全的角度說明該育種方式的優勢。
答案　(1)一　隱性
(2)①基因表達載體　限制酶的識別序列　農桿菌轉化(或花粉管通道)　C
②B品系產生2種花粉，50%含有花粉致死基因，花粉致死；50%中不含有花粉致死基因，花粉具有活性。B品系產生兩種卵細胞，50%含有熒光蛋白基因，50%中不含有熒光蛋白基因，均具有活性。受精后，產生2種種子，50%發出熒光，50%不發熒光。
(或如下圖解)
♀配子♂配子 MrG·m m
MrG·m死亡 — —
m MrG/mm熒光(50%) mm非熒光(50%)
(3) eq \a\vs4\al()
優勢：導入MrG恢復了植物育性，但由于r基因存在，不能產生含MrG的花粉，避免基因污染。
遺傳定律的應用
例3　研究人員發現某野生稻品種甲7號染色體上具有抗病基因H，12號染色體上具有耐缺氮基因T，而華南秈稻優良品種乙染色體相應位置均為隱性基因。將甲、乙雜交，F1自交，用PCR方法檢測F2群體中不同植株的基因型，發現不同基因型個體數如下表。
HH Hh hh TT Tt tt
12 71 60 54 97 49
(1)控制耐缺氮性狀的基因的遺傳遵循________定律，判斷的依據是__________________________。
(2)F2群體中HH、Hh、hh基因型個體的數量比總是1∶6∶5，________(填“符合”或“不符合”)典型的孟德爾遺傳比例。研究人員推測“F1產生的雌配子育性正常，而帶有H基因的花粉成活率很低。”請設計雜交實驗檢驗上述推測，并寫出支持上述推測的子代性狀及數量比。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)進一步研究發現品種乙7號染色體上有兩個緊密連鎖在一起的基因P1和P2(如圖)，P1編碼抑制花粉發育的毒性蛋白，P2編碼能解除該毒性蛋白作用的保護性蛋白。品種甲7號染色體上無基因P1和P2。
①據此可知，F1帶有H基因花粉成活率低的原因是P1在____________________時期表達，而P2在____________________中表達。
②P1和P2被稱為自私基因，其“自私性”的意義是使________________更多地傳遞給子代，“自私”地維持了物種自身的穩定性。
(4)科研人員利用雜交育種技術改良乙水稻，獲得了HHTT型乙水稻新品種。最終選出的植株中，部分個體含P1P2基因，部分不含，應保存其中哪一類？請分析說明理由。
答案　(1)基因分離　F2中TT、Tt、tt的比例為1∶2∶1(F2中耐缺氮植株比例為)
(2)不符合　以F1為母本，品種乙為父本，子代中抗病個體與不抗病個體比例是1∶1；以F1為父本，品種乙為母本，子代中抗病個體與不抗病個體比例為1∶5
(3)①減數分裂Ⅰ　精細胞(或花粉或次級精母細胞)
②親本的遺傳信息(親本的遺傳物質、親本的DNA)
(4)有P1P2基因。有P1P2基因能夠保持品系的優良性狀(或無P1P2基因。無P1P2基因有利于進一步雜交進行性狀改良)。
解析　(2)HH∶Hh∶hh＝1∶6∶5不符合典型的孟德爾遺傳比例。由題意知“F1產生的雌配子育性正常，而帶有H基因的花粉成活率很低”，假設F1產生的雄配子H的概率為x，則雄配子h的概率為1－x，而產生的雌配子都能正常成活，H＝，h＝。由F2群體中HH∶Hh∶hh＝1∶6∶5，可知HH＝＝x，x＝，即雄配子H的概率為，h的概率為1－＝，即F1產生的雄配子H∶h＝1∶5。可通過正交反交實驗判斷，具體為F1為母本，品種乙為父本，預測結果子代中抗病個體與不抗病個體比例是1∶1；以F1為父本，品種乙為母本，預測結果子代中抗病個體與不抗病個體比例為1∶5，二者正反交結果不同，則可驗證。
(3)①P1能夠編碼抑制花粉發育的毒性蛋白，P2編碼能解除該毒性蛋白作用的保護性蛋白。F1基因型為Hh，在形成花粉時，在減數分裂Ⅰ過程中，細胞中H、h、P1、P2皆存在，在減數分裂Ⅱ及后面的過程中，H單獨存在，h、P1、P2共存于相同細胞，推測P1在減數分裂Ⅰ時期表達抑制花粉發育，P2在精細胞(或花粉或次級精母細胞)中表達，解除了含h基因細胞中P1蛋白的抑制作用。②通過維持物種自身的穩定性可知“自私性”的意義是使親本的遺傳信息更多地傳遞給子代。
[練3－1]　(2021·重慶選擇性考試適應性測試)養雞場常利用羽毛性狀進行家雞良種選育。在家雞中，基因E控制羽毛色素合成，顯性基因I抑制E的表達，E和I位于非同源的常染色體上；Z染色體上的基因B、b使有色家雞分別產生蘆花羽毛和非蘆花羽毛。
(1)有色羽毛家雞的基因型為______________。
(2)若用EEiiZbZb與eeiiZBW交配，F1代個體的表型為______________________________，其中雄雞的基因型為________。
(3)用純合蘆花公雞與純合母雞作為親本雜交，若在F2代才能獲得純合蘆花母雞，則親本的基因型組合有________種，其中一個雜交組合F2代群體中蘆花母雞所占比例為1/16，請用遺傳圖解闡明利用該雜交組合繁育蘆花母雞的過程。
(4)如果某家雞群體中，II基因型頻率為60%，ii基因型頻率為10%，那么該群體中i基因的頻率為________。
答案　(1)EEii或者Eeii
(2)有色蘆花羽毛和有色非蘆花羽毛　EeiiZBZb
(3)6
(4)25%
解析　(1)根據題意基因E控制羽毛色素合成，顯性基因I抑制E的表達，可推出，有色羽毛家雞的基因型為EEii或者Eeii。
(2)若用EEiiZbZb與eeiiZBW交配，F1代個體的基因型為：EeiiZBZb和EeiiZbW，表型為有色蘆花羽毛和有色非蘆花羽毛，其中雄雞的基因型為EeiiZBZb。
(3)用純合蘆花公雞EEiiZBZB與純合母雞作為親本雜交，在F2代才能獲得純合蘆花母雞EEiiZBW，F1中不能出現EEiiZBW，則親本母雞的基因型有6種分別為eeiiZbW、eeIIZbW、eeiiZBW、eeIIZBW、EEIIZBW、EEIIZbW，其中一個雜交組合F2代群體中蘆花母雞所占比例為1/16，1/16可以寫成1×1/4×1/4，所以雜交組合為EEiiZBZB×EEIIZbW，遺傳圖解見答案。
(4)如果某家雞群體中，II基因型頻率為60%，ii基因型頻率為10%，那么該群體中i基因的頻率為10%＋(1－60%－10%)/2＝25%。
[練3－2]　黃顙魚肉質鮮美，是淡水養殖的重要的經濟魚類。在相同養殖條件下，雄性黃顙魚比同胞的雌性黃顙魚生長速度約快30%。2011年，我國科學家采取人工誘導雌核發育技術和激素性逆轉技術培育出了“黃顙魚全雄1號”，讓養殖戶獲得了較高的經濟效益。
(1)人工誘導雌核發育技術是采用物理、化學、生物的方法，使精子的遺傳物質失活，再以這種精子激活卵子，但精子不參與受精卵的形成，卵子僅依靠雌核而發育成胚胎的技術。用黃顙魚的次級卵母細胞與長吻鮠滅活的精子人工授精，然后將受精卵置于4 ℃的冷水中，可以抑制________的形成，使受精卵成為二倍體。該二倍體是否與母本黃顙魚的遺傳組成相同，請做出判斷并說明理由：____________________________________________________________。
(2)黃顙魚的兩條性染色體形態大小差別不大，無法通過顯微鏡觀察以確定其性別決定方式。下表是黃顙魚正常受精二倍體和雌核發育二倍體的性別比例。
實驗組編號 正常受精二倍體 雌核發育二倍體
雌性個體數 雄性個體數 雌性率% 雌性個體數 雄性個體數 雌性率%
1 8 11 42.10 12 0 100
2 50 43 53.76 51 0 100
由表中的數據可以判斷出黃顙魚的性別決定方式是XY型，理由是__________________________________________________。
(3)用雌激素處理孵化后的魚苗，可以獲得性染色體組成為XY的雌性黃顙魚。下面是結合雌激素性逆轉和雌核發育技術培育全雄黃顙魚的流程圖：
圖中的①是________，②是________。經過①處理后的子代都是雌性，如何用雜交的方法從中挑選出XY的雌性個體？____________________________________________________________________。
(4)如何利用超雄魚②和雌激素逆轉技術，獲得超雄魚繁育體系？____________________________________________________________________________________。
答案　(1)紡錘體(或第二極體)　不相同，該二倍體是由次級卵母細胞形成的，同源染色體已經分離
(2)XY型性別決定的雌性個體具有同型性染色體，只產生含有X染色體的配子，由雌核發育成的二倍體只有雌性個體
(3)雌激素性逆轉　♂YY　將子代雌性個體分別與雄性個體雜交，若子代雌雄比例接近1∶3，證明該雌性個體性染色體是XY
(4)將部分超雄魚用雌激素性逆轉技術處理，獲得YY雌魚；用YY雌魚與YY雄魚雜交，獲得YY雄魚
[練3－3]　(2022·北京市海淀區第一學期期中練習)二倍體馬鈴薯普遍存在自交不親和現象(即自花受粉后不產生種子)，主要通過薯塊進行無性繁殖，育種十分困難。我國科研人員培育出二倍體自交親和植株RH，利用它進行育種。
(1)科研人員用RH與自交不親和植株進行雜交，實驗結果如圖1所示。
①自交親和與自交不親和由一對等位基因控制。研究人員推測，自交親和是________(填“顯性”或“隱性”)性狀，判斷依據是____________________________________________________________________________________。
②F1中自交親和的植株自交，子代未出現3∶1的性狀分離比，請嘗試作出合理解釋：自交時，________________________，無法產生種子。
(2)除自交不親和外，馬鈴薯還存在自交衰退現象。研究者測定了4個候選的自交不親和馬鈴薯植株(E、G、H和C)和153個二倍體馬鈴薯植株的基因雜合度和有害基因數量，結果如圖2所示。
①據圖分析，馬鈴薯的有害基因可能以________狀態存在。因此，馬鈴薯長期無性繁殖，易出現自交衰退的現象，其原因可能是____________________________，表現出不利性狀。
②據圖2結果分析，研究者選擇E、G作為候選植株開展后續研究，依據是________________________。
③請以圖解形式繪制出利用RH將E改造為自交親和植株的育種方案。
答案　(1)①顯性　F1自交親和植株的自交后代既有純合子也有雜合子　②含有隱性基因的雌配子或雄配子不能完成受精
(2)①雜合　隱性有害基因自交后會形成純合子　②基因雜合度低和有害基因數量少
③
解析　(1)①據題意可知，F1自交親和植株的自交后代既有純合子也有雜合子，說明自交親和植株為雜合子，是顯性性狀。②假定用A/a表示控制這對性狀的基因，據題意可知，F1中自交親和的植株為雜合子(Aa)，能產生含有隱性基因的配子和含有顯性基因的配子，且比例為1∶1，即A∶a＝1∶1，理論上后代應該出現3∶1的性狀分離比，但后代都是自交親和(AA和Aa)個體，且純合子(AA)和雜合子(Aa)的比例是1∶1，因此應該是含有隱性基因(a)的雌配子或雄配子不能完成受精造成的。
(2)①據圖分析可知，馬鈴薯植株的基因雜合度和有害基因數量呈正相關，即雜合度越高，有害基因數量越多，推測有害基因可能以雜合狀態存在。據題意可知，馬鈴薯還存在自交衰退現象，可能有害突變形成的有害基因是導致馬鈴薯自交衰退的主要原因，有害基因可能以雜合狀態存在，隱性有害基因自交后會形成純合子，表現出不利性狀，有害突變的不良效應顯現出來，從而出現衰退現象。②據圖可知，候選植株E、G的基因雜合度低和有害基因數量少，自交衰退現象緩慢，因此可作為候選植株開展后續研究。③根據(1)可知，自交親和植株RH和自交不親和植株雜交后會產生自交不親和和自交親和，如果利用RH將E(自交不親和)改造為自交親和植株，就需要自交親和植株與E多代雜交，逐代淘汰自交不親和植株，就可得到改造為自交親和的植株。遺傳圖解見答案。
例4　(不定項)(2020·山東等級考)下圖表示甲、乙兩種單基因遺傳病的家系圖和各家庭成員基因檢測的結果。檢測過程中用限制酶處理相關基因得到大小不同的片段后進行電泳，電泳結果中的條帶表示檢出的特定長度的酶切片段，數字表示堿基對的數目。下列說法正確的是(　　)
A．甲病的致病基因位于常染色體上，乙病的致病基因位于X染色體上
B．甲病可能由正常基因發生堿基對的替換導致，替換后的序列可被MstⅡ識別
C．乙病可能由正常基因上的兩個BamHⅠ識別序列之間發生堿基對的缺失導致
D．Ⅱ4不攜帶致病基因、Ⅱ8帶致病基因，兩者均不患待測遺傳病
答案　CD
解析　由Ⅱ3患病，而Ⅰ1和Ⅰ2均正常可知甲病致病基因位于常染色體上，根據電泳結果，Ⅰ6有一個條帶，Ⅰ5有兩個條帶，且含有與Ⅰ6相同的條帶，但Ⅰ5正常，Ⅰ6患病，表明Ⅰ5關于此致病基因為雜合子，排除致病基因只位于X染色體上，乙病基因可能位于XY同源區段上，也可能位于常染色體上，A錯誤；根據電泳結果，Ⅱ3只有1350個堿基對一個條帶，而Ⅰ1和Ⅰ2除1350個堿基對的條帶外還有1150和200個堿基對兩個條帶，可推知甲病可能由正常基因發生堿基對的替換導致，替換前的序列能被限制酶MstⅡ識別，替換后的序列則不能被MstⅡ識別，B錯誤；Ⅰ5為雜合子且不患乙病，說明Ⅰ6為隱性純合子，故1.0×104個堿基對為隱性基因的條帶，1.4×104個堿基對為顯性基因的條帶，所以乙病可能由正常基因上的兩個BamHⅠ識別序列之間發生堿基對的缺失導致，C正確；Ⅱ4電泳結果只有1150和200個堿基對兩個條帶，為顯性純合子，不攜帶致病基因，Ⅱ8電泳結果有兩個條帶，為攜帶者，二者都不患待測遺傳病，D正確。
[練4]　(不定項)(2022·湖南長沙高三模擬)如圖所示為某家族的單基因遺傳系譜圖和家族各成員相關基因片段的電泳結果。檢測中用特定限制酶處理相關基因得到大小不同的片段后進行電泳，電泳結果中的條帶表示檢出的特定長度的酶切片段，數字表示該片段的堿基對的數目。下列相關說法正確的是(　　)
A．該病的致病基因是隱性基因，且位于X染色體上
B．該致病基因可能由正常基因發生堿基對替換而來
C．Ⅱ2的致病基因只能遺傳給兒子，不能遺傳給女兒
D．Ⅲ1為該病女性攜帶者，其攜帶的致病基因來自Ⅰ1
答案　AB
解析　根據患病雙親Ⅰ1和Ⅰ2生育患病兒子Ⅱ2，可知該病為隱性遺傳病，又根據電泳結果可知，Ⅰ1與Ⅰ2基因條帶組成不同，可知Ⅰ1與Ⅰ2的基因組成不同，若用A表示正常基因，a為致病基因，假設該病致病基因位于常染色體上，則Ⅰ1與Ⅰ2的基因型均為Aa，與電泳結果不符；假設該病致病基因位于X染色體上，則Ⅰ1與Ⅰ2的基因型分別為XAY、XAXa，與電泳結果相符，A正確；對比分析Ⅰ1與Ⅰ2的電泳結果，結合Ⅰ1與Ⅰ2的基因型(分別為XAY、XAXa)分析可知，正常基因的條帶由1400個堿基對組成，而致病基因可被限制酶切割為1000個堿基對和400個堿基對的片段，說明致病基因與正常基因都是由1400個堿基對組成，推測致病基因是由正常基因發生了堿基對替換形成，同時替換后的序列能被限制酶識別將致病基因切割為兩個片段，B正確；結合上述分析，Ⅱ2的基因型為XaY，其Xa只能遺傳給他的女兒，而不能遺傳給他的兒子，C錯誤；根據電泳結果可知，Ⅲ1的基因型與Ⅰ2相同，都為XAXa，其致病基因Xa來自Ⅱ2，而Ⅱ2的致病基因來自Ⅰ2，D錯誤。
創新設問
例5　(2021·廣東選擇考適應性測試)某昆蟲的性別決定方式是XY型，其羽化晝夜節律受常染色體及性染色體上的2對等位基因(A/a、D/d)控制，不同基因型的個體表型為正常節律或長節律。A、D基因編碼的產物形成蛋白二聚體，是個體表現為正常節律的必要條件。回答下列問題：
(1)正常節律雄性親本與長節律雌性親本雜交，后代雌、雄個體分別表現為正常節律和長節律。甲同學據此推斷A/a基因位于常染色體上、D/d基因位于X染色體上，你認為該同學的觀點是否正確，畫遺傳圖解支持你的觀點，并據此作出結論。
(2)現用雌、雄親本均為長節律的個體進行雜交，F1全部表現為正常節律，則雌、雄親本的基因型分別為________________、___________________。
(3)上述F1雌、雄個體相互交配，則F2雌、雄性個體中正常節律與長節律個體的比值分別為________、________。
答案　(1)不正確，因為當A/a基因位于X染色體上、D/d基因位于常染色體上，也符合后代雌、雄個體分別表現為正常節律和長節律。遺傳圖解如圖
結論：無法根據該雜交實驗結果推斷這兩對基因在染色體上的分布。
(2)aaXDXD或ddXAXA　AAXdY或DDXaY
(3)3∶1　3∶5
解析　(3)假設雌雄親本基因型分別為aaXDXD、AAXdY，F1雌雄個體相互交配，雜交過程及結果如圖：
故F2雌性個體中正常節律∶長節律＝3∶1，雄性個體中正常節律A_XDY＝3/4×1/2＝3/8，長節律所占比例為1－3/8＝5/8，則正常節律∶長節律＝3∶5。
[練5－1]　(繪制遺傳圖解)(2022·湖南新高考教學教研聯盟第二次聯考)某性別決定為XY型的動物，有節律和無節律為一對相對性狀(若為一對等位基因控制，用A、a表示；若為兩對等位基因控制，用A、a和B、b表示)，紅眼和白眼為另一對相對性狀(若為一對等位基因控制，用D、d表示；若為兩對等位基因控制，用D、d和E、e表示)。
研究人員用純合親本進行雜交實驗探究了這兩對相對性狀的遺傳方式，結果如圖所示：
(1)從遺傳學的角度分析，控制該動物有、無節律的基因有________對。控制有、無節律和紅眼、白眼這兩對相對性狀的基因________(填“是”或“否”)遵循自由組合定律。
(2)雌、雄親本的基因型分別為_______________________________。
(3)F2所有紅眼個體隨機交配，F3中有節律∶無節律＝________。
(4)上述親本雜交產生F1，和F1自由交配產生F2的實驗中，可以判斷控制紅眼、白眼基因位置的是______________________實驗，請寫出該雜交實驗的遺傳圖解。
答案　(1)2　是
(2)AAbbXdXd、aaBBXDY或aaBBXdXd、AAbbXDY
(3)9∶7
(4)親本雜交產生F1
解析　兩對相對性狀分開來看，F2有節律∶無節律＝9∶7，說明有、無節律這對相對性狀由兩對等位基因控制，位于非同源染色體上，F1基因型為AaBb，反推親本基因型為aaBB、AAbb或AAbb、aaBB。比較親本和子代的紅、白眼性狀可知，控制紅白眼的基因位于X染色體上，親本基因型為XdXd和XDY。
(1)F2的比例可以看作(9∶7)(1∶1)，說明兩對相對性狀遵循自由組合定律，控制有無節律的兩對等位基因也遵循自由組合定律，所以控制有、無節律的基因有2對。
(2)親本控制有、無節律的基因型為aaBB、AAbb，控制紅眼、白眼的基因型為XdXd、XDY，組合起來親本的基因型為AAbbXdXd、aaBBXDY或aaBBXdXd、AAbbXDY。
(3)F2的比例可以看作(9∶7)(1∶1)，紅眼中有節律∶無節律＝9∶7，說明F2產生的配子中AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，因此自由交配產生的后代比例仍然為9∶7。
(4)P白眼雌蠅和紅眼雄蠅雜交，F1為紅眼雌蠅和白眼雄蠅，可以判斷基因位于X染色體上。
[練5－2]　(方案評價)(2022·福建福州畢業班質量檢測)柑橘潰瘍病是一種細菌性病害，柑橘育種時多選用抗病較強的品種與具有其他優良性狀的品種雜交，以獲得具有優良性狀的品種，以下為雜交過程的部分結果。
序號 雜交組合 F1性狀
1 清見(抗病)×香橙(抗病) 抗病∶感病＝3∶1
2 克萊門特(感病)×香橙(抗病) 抗病∶感病＝1∶1
(1)假設抗病與感病性狀是由一對等位基因控制的，據上表推測柑橘潰瘍病抗病與感病的遺傳遵循__________定律，其中________是顯性性狀。
(2)柑橘潰瘍病菌侵染柑橘葉片時，其細胞的特異凝集因子AG(一種糖蛋白)起關鍵作用。利用基因工程技術培育抗病柑橘時，將AG基因________(填“正接”或“反接”)于啟動子之后導入柑橘細胞，判斷的理由是______________________________________________________________。
(3)三倍體柑橘無籽，由于食用方便深受消費者青睞。現欲以二倍體抗病香橙(基因型為Rr)為材料培育抗病無籽柑橘，請對某同學提出的兩種方案進行評價。
方案一：將二倍體抗病香橙的體細胞與花粉細胞進行植物體細胞雜交，再對雜種細胞進行組織培養獲得三倍體植株。
方案二：將二倍體抗病香橙加倍獲得四倍體植株，再與二倍體植株進行雜交，得到三倍體植株。
答案　(1)基因的分離　抗病
(2)反接　AG基因轉錄產出的RNA與原mRNA通過堿基互補配對原則形成雜交域，從而阻斷AG基因的翻譯(表達)
(3)方案一與方案二都產生三倍體抗病柑橘。
方案一優點：可獲得無籽柑橘，且子代均為抗病類型，育種時間更短。缺點：子代缺乏多樣性，育種選擇范圍小；技術操作難；成功率低。
方案二優點：可獲得無籽柑橘；雜交育種，子代可呈現多樣性，選擇材料多；技術簡單易操作。缺點：子代并不都表現為抗病性狀，還需進行篩選。
例6　(2021·北京等級考)玉米是我國重要的農作物，研究種子發育的機理對培育高產優質的玉米新品種具有重要作用。
(1)玉米果穗上的每一個籽粒都是受精后發育而來。我國科學家發現了甲品系玉米，其自交后的果穗上出現嚴重干癟且無發芽能力的籽粒，這種異常籽粒約占1/4。籽粒正常和干癟這一對相對性狀的遺傳遵循孟德爾的________定律。上述果穗上的正常籽粒均發育為植株，自交后，有些植株果穗上有約1/4干癟籽粒，這些植株所占比例約為________。
(2)為闡明籽粒干癟性狀的遺傳基礎，研究者克隆出候選基因A/a。將A基因導入到甲品系中，獲得了轉入單個A基因的轉基因玉米。假定轉入的A基因已插入a基因所在染色體的非同源染色體上，請從下表中選擇一種實驗方案及對應的預期結果以證實“A基因突變是導致籽粒干癟的原因”__________________。
實驗方案 預期結果
Ⅰ.轉基因玉米×野生型玉米Ⅱ.轉基因玉米×甲品系Ⅲ.轉基因玉米自交Ⅳ.野生型玉米×甲品系 ①正常籽粒∶干癟籽粒≈1∶1②正常籽粒∶干癟籽粒≈3∶1③正常籽粒∶干癟籽粒≈7∶1④正常籽粒∶干癟籽粒≈15∶1
(3)現已確認A基因突變是導致籽粒干癟的原因，序列分析發現a基因是A基因中插入了一段DNA(見圖1)，使A基因功能喪失。甲品系果穗上的正常籽粒發芽后，取其植株葉片，用圖1中的引物1、2進行PCR擴增，若出現目標擴增條帶則可知相應植株的基因型為________。
(4)為確定A基因在玉米染色體上的位置，借助位置已知的M/m基因進行分析。用基因型為mm且籽粒正常的純合子P與基因型為MM的甲品系雜交得F1，F1自交得F2。用M、m基因的特異性引物，對F1植株果穗上干癟籽粒(F2)胚組織的DNA進行PCR擴增，擴增結果有1、2、3三種類型，如圖2所示。
統計干癟籽粒(F2)的數量，發現類型1最多、類型2較少、類型3極少。請解釋類型3數量極少的原因。
答案　(1)分離　2/3　(2)Ⅲ④/Ⅱ③　(3)Aa
(4)基因A/a與M/m在一對同源染色體上(且距離近)，其中a和M在同一條染色體上；在減數分裂過程中四分體/同源染色體的非姐妹染色單體發生了交換，導致產生同時含有a和m的重組型配子，數量很少；類型3干癟籽粒是由雌雄配子均為am的重組型配子受精而成。因此，類型3干癟籽粒數量極少。
解析　(1)分析題干信息：“甲品系玉米，其自交后的果穗上出現嚴重干癟且無發芽能力的籽粒，這種異常籽粒約占1/4”，即甲品系籽粒正常，其自交后代出現性狀分離，且籽粒正常∶干癟＝3∶1，可知籽粒正常和干癟這一對相對性狀的遺傳遵循孟德爾的分離定律。假設籽粒正常和干癟這一對相對性狀由基因A/a控制，則甲品系基因型為Aa。上述果穗上的正常籽粒基因型為1/3AA或2/3Aa，均發育為植株，自交后，有些植株果穗上有約1/4干癟籽粒，這些植株基因型為Aa，所占比例約為2/3。
(2)分析題意可知，假定A基因突變是導致籽粒干癟的原因，由于轉入的單個A基因已插入a基因所在染色體的非同源染色體上，則甲品系玉米基因型為OOAa，野生型玉米的基因型為OOAA(O表示沒有相關基因)，轉基因甲品系玉米的基因型為AOAa，且導入的A基因與細胞內原有的A/a基因之間遺傳遵循自由組合定律，要證實該假設正確，應可選擇方案Ⅲ轉基因玉米自交，依據自由組合定律可知，子代為④正常籽粒(9A_A_、3A_aa、3OOA_)∶干癟籽粒(1OOaa)≈15∶1；或選擇方案Ⅱ轉基因玉米AOAa×甲品系OOAa雜交，子代為③正常籽粒(3AOA_、1AOaa、3OOA_)∶干癟籽粒(OOaa)≈7∶1。
(3)已知A基因突變是導致籽粒干癟的原因，序列分析發現a基因是A基因中插入了一段DNA，使A基因功能喪失，甲品系果穗上的正常籽粒發芽后，取其植株葉片，用題圖1中的引物1、2進行PCR擴增，若出現目標擴增條帶則可知相應植株中含有a基因，即其基因型為Aa。
(4)用基因型為mm且籽粒正常的純合子P(基因型為AAmm)與基因型為MM的甲品系(基因型為AaMM)雜交得F1，基因型為1/2AAMm、1/2AaMm，F1自交得F2。用M、m基因的特異性引物，對F1植株果穗上干癟籽粒(F2)胚組織的DNA進行PCR擴增，擴增結果有1、2、3三種類型，基因型分別為aaMM、aaMm、aamm。若兩對等位基因位于兩對同源染色體上，則類型3的數量應該與類型1的數量同樣多，而實際上類型3數量極少，原因可能是：由于基因A/a與M/m在一對同源染色體上(且距離近)，其中a和M在同一條染色體上；在減數分裂過程中四分體/同源染色體的非姐妹染色單體發生了交換，導致產生同時含有a和m的重組型配子，數量很少；類型3干癟籽粒是由雌雄配子均為am的重組型配子受精而成。因此，類型3干癟籽粒數量極少。
[練6－1]　(2022·八省八市高三第一次聯考)水稻的花為兩性花，且很小。袁隆平院士利用雄性不育系水稻，培育出的雜交水稻為解決糧食問題作出了巨大貢獻。現在，越來越多的新技術用于作物改良，如獲2020年諾貝爾化學獎的CRISPR/Cas9基因編輯系統。該系統主要包含向導RNA(sgRNA)和Cas9蛋白兩部分：sgRNA能特異性識別特定的DNA序列，能引導Cas9蛋白到相應位置切割DNA，最終實現對靶基因序列定點編輯。
(1)科研人員發現一株溫敏雄性不育突變株甲(基因型為tms5 tms5)，在溫度高于25 ℃時表現為雄性不育。水稻雄性育性與TMS5、Ub基因有關。TMS5基因編碼的核酸酶X能降解Ub mRNA。高溫會誘導花粉母細胞中的Ub基因過量表達，若Ub蛋白大量積累將導致花粉敗育(如圖)。
①當溫度高于25 ℃時，基因型為TMS5 tms5的水稻表型為________(填“雄性可育”或“雄性不育”)，結合以上信息說明原因：______________________________________________________________________________________________________________。
②現有另一株溫敏雄性不育植株乙，其雄性不育的起點溫度為21 ℃。考慮到大田中環境溫度會有波動，制備水稻雜交種子時，選用植株乙作母本進行雜交更合適，理由是___________________________________________________。
(2)為了培育不受溫度影響的雄性不育株，研究人員將CRISPR/Cas9體系對水稻相關基因進行編輯，Cas9蛋白對TMS5基因剪切后，斷裂的DNA分子會自動修復，在中斷點處插入堿基A后，兩個片段在______________酶的作用下重新連接，得到編輯成功的基因。CRISPR/Cas9基因編輯技術有時存在編輯對象出錯而造成“脫靶”，sgRNA的識別序列越短，基因編輯的脫靶率越高。請分析原因：_____________________________________________________________。
(3)科學家利用CRISPR/Cas9基因編輯系統，將純合野生稻(2n)甲中的冷敏型基因g改造為耐冷型基因G，篩選得到純合耐冷突變體丁。同時利用轉基因技術將抗蟲基因轉入不抗蟲野生稻中，培育得到純合抗蟲水稻乙和丙，外源的抗蟲基因可以插入到不同的染色體上。科研人員進行實驗如下表：
實驗 親本 F1表型 F2表型及數量
A 甲×丁 耐冷型 耐冷型280，冷敏型200
B 乙×丙 全抗蟲 抗蟲1502，不抗蟲99
①實驗A的F2中耐冷型植株與冷敏型植株的數量比是7∶5，有人提出假設：F1產生的雌配子育性正常，但帶有G基因的花粉成活率很低(假設其花粉成活率保持不變)。請設計雜交實驗，檢驗上述假設，并寫出支持該假設的子代表型及比例。
實驗方案及結果：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②實驗B的F2出現該性狀分離比的原因是____________________________________________________________________。
答案　(1)①雄性可育　基因型為TMS5 tms5的水稻同時含有正常的核酸酶X和異常的核酸酶X；高于25 ℃時，Ub基因轉錄出的過多mRNA被正常的核酸酶X分解，細胞內Ub蛋白處于低水平狀態，表現為雄性可育
②與甲相比，乙雄性不育的起點溫度更低，受粉時出現雄性可育的情況更少，不易出現自交和雜交種混雜的現象
(2)DNA連接　sgRNA的識別序列短，特異性差，容易與其他片段結合造成編輯出錯
(3)①將實驗A中F1植株與甲進行正反交實驗，觀察并統計子代表型及比例。F1植株作母本時，子代耐冷型∶冷敏型＝1∶1；在反交實驗中，子代耐冷型∶冷敏型＝1∶5(或F1植株作父本時，子代耐冷型∶冷敏型＝1∶5；在反交實驗中，子代耐冷型∶冷敏型＝1∶1)
②乙和丙植株抗蟲基因位于非同源染色體上，乙和丙上抗蟲基因的遺傳遵循自由組合定律
解析　(3)①設F1產生的雄配子G的概率為x，則雄配子g的概率為1－x，實驗A的F2中耐冷型植株與冷敏型植株的數量比是7∶5，則(1－x)×1/2＝5/12，可計算出x＝1/6，若F1產生的雌配子育性正常，但帶有G基因的花粉成活率很低(假設其花粉成活率保持不變)，則雌配子G∶g＝1∶1，雄配子G∶g＝1∶5。可采用正反交實驗檢驗假設內容。如果F1植株Gg做母本，野生型gg做父本，F2耐冷型∶冷敏型＝1∶1；反交實驗中，F1植株Gg做父本，野生型g做母本，F2耐冷型∶冷敏型＝1∶5。②實驗B的F2中抗蟲∶不抗蟲＝15∶1，是“9∶3∶3∶1”的變式，因此出現該性狀分離比的原因是乙和丙植株抗蟲基因位于非同源染色體上，乙和丙上抗蟲基因的遺傳遵循自由組合定律。
[練6－2]　(2022·山東，22)果蠅的正常眼與無眼是1對相對性狀，受1對等位基因控制，要確定該性狀的遺傳方式，需從基因與染色體的位置關系及顯隱性的角度進行分析。以正常眼雌果蠅與無眼雄果蠅為親本進行雜交，根據雜交結果繪制部分后代果蠅的系譜圖，如圖所示。不考慮致死、突變和X、Y染色體同源區段的情況。
(1)據圖分析，關于果蠅無眼性狀的遺傳方式，可以排除的是________________________。若控制該性狀的基因位于X染色體上，Ⅲ 1與Ⅲ 2雜交的子代中正常眼雄果蠅的概率是________。
(2)用Ⅱ 1與其親本雄果蠅雜交獲得大量子代，根據雜交結果________(填“能”或“不能”)確定果蠅正常眼性狀的顯隱性，理由是________________________________________________________________________________________________________。
(3)以系譜圖中呈現的果蠅為實驗材料設計雜交實驗，確定無眼性狀的遺傳方式。(要求：①只雜交一次；②僅根據子代表型預期結果；③不根據子代性狀的比例預期結果)實驗思路：________________；預期結果并得出結論：________________________________________________________________________________________________________________。
(4)若果蠅無眼性狀產生的分子機制是由于控制正常眼的基因中間缺失一段較大的DNA片段所致，且該對等位基因的長度已知。利用PCR及電泳技術確定無眼性狀的遺傳方式時，只以Ⅱ 3為材料，用1對合適的引物僅擴增控制該對性狀的完整基因序列，電泳檢測PCR產物，通過電泳結果________(填“能”或“不能”)確定無眼性狀的遺傳方式，理由是____________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)伴Y遺傳和伴X顯性遺傳　3/8
(2)不能　不論是常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳還是伴X隱性遺傳，Ⅱ 1和親本雜交，后代雌雄性表型和比例相同
(3)Ⅱ 2(或Ⅱ 1或Ⅱ 4)和Ⅱ 3雜交　若后代雌果蠅均為正常眼、雄果蠅有正常眼和無眼，只有雄果蠅有無眼性狀，則無眼性狀的遺傳為伴X隱性遺傳；若后代雌蠅、雄蠅既有正常眼也有無眼，則無眼性狀的遺傳為常染色體隱性遺傳；若后代雌蠅、雄蠅都只有正常眼，則無眼性狀的遺傳為常染色體顯性遺傳
(4)不能　若無眼性狀的遺傳為伴X隱性遺傳，PCR擴增后電泳的產物只有一條顯示帶；若無眼性狀的遺傳為常染色體隱性遺傳，PCR擴增后電泳的產物有兩條顯示帶；若無眼性狀的遺傳為常染色體顯性遺傳，PCR擴增后電泳的產物有一條顯示帶
解析　(1)題干中已經排除了致死、突變和X、Y染色體同源區段遺傳，Ⅰ 1正常眼雌果蠅與Ⅰ 2無眼雄果蠅雜交，Ⅱ雌果蠅出現正常眼，說明該性狀的遺傳不可能為伴X顯性遺傳，如果是伴X顯性遺傳，雌果蠅均為無眼；Ⅰ 4正常眼雌果蠅與Ⅰ 3無眼雄果蠅雜交，Ⅱ 3雄果蠅出現正常眼，說明該性狀的遺傳不可能為伴Y遺傳，如果是伴Y遺傳，Ⅱ 3雄果蠅應為無眼。若控制該性狀的基因位于X染色體上，則無眼為隱性性狀，相關基因用A、a表示，則Ⅰ 2的基因型為XaY，Ⅱ 2的基因型為XAXa，Ⅱ 3基因型為XAY，則Ⅲ 2的基因型為1/2XAXA、1/2XAXa，Ⅲ 1基因型為XAY，兩者雜交，卵細胞的基因型及比例為XA∶Xa＝3∶1，精子的基因型及比例為XA∶Y＝1∶1，后代正常眼雄果蠅的概率為3/4×1/2＝3/8。
(2)圖示無眼性狀的遺傳方式可能是伴X隱性遺傳、常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳。如果無眼性狀為隱性性狀，基因位于X染色體上，Ⅰ 2的基因型為XaY，Ⅱ 1的基因型為XAXa，兩者雜交，后代數量足夠多，后代基因型及比例為XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY＝1∶1∶1∶1，表型為正常眼雌性∶無眼雌性∶正常眼雄性∶無眼雄性＝1∶1∶1∶1；如果位于常染色體上，Ⅰ 2的基因型為aa，Ⅱ 1的基因型為Aa，兩者雜交，后代數量足夠多，后代基因型及比例為Aa∶aa＝1∶1，表型為正常眼∶無眼＝1∶1，雌雄比例為1∶1，正常眼雌性∶無眼雌性∶正常眼雄性∶無眼雄性＝1∶1∶1∶1；如果無眼性狀為顯性性狀，基因只能位于常染色體上，Ⅰ 2的基因型為Aa，Ⅱ 1的基因型為aa，兩者雜交，后代數量足夠多，后代基因型及比例也

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