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第 19 讲 实验与探究
目 录
01 细胞代谢的实验探究 1
02 生命调节的实验探究 6
03 遗传变异的实验探究 13
01 细胞代谢的实验探究
1．（山东卷）我省某经济植物光合作用的研究结果如图。
（1）图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的 上。
需先用 （填溶剂名称）提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素
时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是 。据图分析，该植物可通过
以增强对弱光的适应能力。（2）图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开
的程度）的日变化趋势。8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是 。
18：00点时叶肉细胞内产生ATP的细胞器是 。
（3）实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量 。
2．科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。 图甲为光合放氧测定装置示意图，
图乙为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。 请回答下列问题：
(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量 ，以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄
片会变成白色，原因是 。
(2)若图1中装置在适宜温度下进行试验，则影响光合放氧速率的主要环境因素有 （回答出两种主
要因素）等。 氧电极可以检测反应液中氧气的浓度，测定前应排除反应液中 的干扰。
(3)图1在反应室中加入NaHCO 的主要作用是 。 若提高反应液中NaHCO 浓度，果肉放氧速率的变
3 3
化是 (填“增大”、“减小”、“增大后稳定”或“稳定后减小”)。
(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对15～20 min曲线的斜率几乎不变的合理解释是
；若在20 min后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有 (填序号：①C ②ATP ③[H]
5
④C )，可推测20～25 min曲线的斜率为 (填“正值”、“负值”或“零”)。
3
3．（2022·浙江高考真题）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员
从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
指标
处 单株叶光 单株果实
光补偿 低于5klx光合曲线 单株光合
理 光饱和点 叶绿素含量 合产量 光合产量
点 的斜率（mgCO ． 产量（g
（klx） 2 （mg·dm-2） （g干 （g干
（lx） dm-2．hr-1．klx-1） 干重）
重） 重）
不
遮 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
阴
35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
遮阴2
小
时
遮
阴4
30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
小
时
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加 ，提高吸收
光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ；结合光补
偿点的变化趋势，说明植株通过降低 ，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据
表中 的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以 形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，
植株优先将光合产物分配至 中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均 。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物
进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 （A．<2小时 B．2小时 C．4小
时 D．>4小时），才能获得较高的花生产量。
4．（2021·湖北高考真题）使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：
一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的
活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋（人工合成半透膜），试管，烧
杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，
并写出实验预期结果。
(1)实验设计思路
取 支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等量
，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析
处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
(2)实验预期结果与结论
若出现结果①： 。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②： 。结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③： 。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④： 。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
5．（2021·浙江高考真题）1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有
研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材
料和试剂进行了实验。
材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各
类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。
组
实验处理 实验结果
别
① 葡萄糖溶液＋无菌水 －
② 葡萄糖溶液＋酵母菌 ＋
③ 葡萄糖溶液＋A溶液 －
④ 葡萄糖溶液＋B溶液 －
注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成
回答下列问题：
（1）除表中4组外，其它2组的实验处理分别是： ； 。本实验中，这些起辅助作
用的小分子和离子存在于酵母菌、 。
（2）若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用 试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙
醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是 。
（3）制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是 ，以确保
酶的活性。
（4）如何检测酵母汁中是否含有活细胞？（写出2项原理不同的方法及相应原理）
6．为探究NaCl和CuSO 对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答：
4
试管编号
1 2 3 4
实验步骤
1%NaCl溶液（mL） 11% CuSO 溶液（mL） 1
4
1% Na SO 溶液（mL） 1
2 4
蒸馏水（mL） 1
pH6.8缓冲液（mL） 1 1 1 1
1%淀粉溶液（mL） 1 1 1 1
唾液淀粉酶溶液（mL） 1 1 1 1
各试管放入37℃恒温水浴保温适宜时间
取出试管，加入1%碘溶液0.1mL
观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色
(1)实验中加入缓冲液的作用是 。
(2)分析实验结果可知：对酶活性有影响的离子是 ，其中对酶活性有抑制作用的离子是 ，对
酶活性有促进作用的离子是 。
(3)该实验中设置4号试管的目的是 ；设置3号试管的目的是 。
(4)上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，1～4号试管中的颜色依次是 、 、 、 。根据
上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是 。
02生命调节的实验探究
1．（2023·湖南高考真题）长时程增强（LTP）是突触前纤维受到高频刺激后，突触传递强度增强且能持
续数小时至几天的电现象，与人的长时记忆有关。下图是海马区某侧支LTP产生机制示意图，回答下列问
题：(1)依据以上机制示意图，LTP的发生属于 （填“正”或“负”）反馈调节。
(2)若阻断NMDA受体作用，再高频刺激突触前膜，未诱发LTP，但出现了突触后膜电现象。据图推断，
该电现象与 内流有关。
(3)为了探讨L蛋白的自身磷酸化位点（图中α位和β位）对L蛋白自我激活的影响，研究人员构建了四种
突变小鼠甲、乙、丙和丁，并开展了相关实验，结果如表所示：
甲 乙 丙 丁
正常 α位突变为缬氨 α位突变为天冬氨酸，阻 β位突变为丙氨 L蛋白编
酸，该位点不发生 断Ca2+/钙调蛋白复合体 酸，该位点不发生 码基因确
小鼠
自身磷酸化 与L蛋白结合 自身磷酸化 缺失
L蛋白活性 + ++++ ++++ + -
有
高频刺激 有LTP ? 无LTP 无LTP
LTP
注：“+”多少表示活性强弱，“-”表示无活性。
据此分析：
①小鼠乙在高频刺激后 （填“有”或“无”）LTP现象，原因是 ;
②α位的自身磷酸化可能对L蛋白活性具有 作用。
③在甲、乙和丁实验组中，无L蛋白β位自身磷酸化的组是 。
2．（2023·广东高考真题）神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构，其形成机制见图。神经末梢
释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物，该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导，使神
经递质乙酰胆碱（ACh）的受体（AChR）在突触后膜成簇组装，最终形成成熟的神经肌肉接头。回答下列问题：
(1)兴奋传至神经末梢，神经肌肉接头突触前膜 内流，随后Ca2+内流使神经递质ACh以
的方式释放，ACh结合AChR使骨骼肌细胞兴奋，产生收缩效应。
(2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病，研究者采用抗原抗体结合方法检测患者
AChR抗体，大部分呈阳性，少部分呈阴性。为何AChR抗体阴性者仍表现出肌无力症状？为探究该问题，
研究者作出假设并进行探究。
①假设一：此类型患者AChR基因突变，不能产生 ，使神经肌肉接头功能丧失，导致肌无力。
为验证该假设，以健康人为对照，检测患者AChR基因，结果显示基因未突变，在此基础上作出假设二。
②假设二：此类型患者存在 的抗体，造成 ，从而不能形成成熟的神经肌肉接头，导致
肌无力。
为验证该假设，以健康人为对照，对此类型患者进行抗体检测，抗体检测结果符合预期。
③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制，你的研究思路是 。
3．（2022·河北高考真题）皮肤上的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节
（DRG）的感觉神经元传入脊髓，整合、上传，产生相应感觉。组胺刺激使小鼠产生痒觉，引起抓挠行为。
研究发现，小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白参与痒觉信号传递。为探究PTEN蛋白的作用，研究者进行了
相关实验。回答下列问题：
(1)机体在 产生痒觉的过程 （填“属于”或“不属于”）反射。兴奋在神经纤维上以
的形式双向传导。兴奋在神经元间单向传递的原因是 。
(2)抓挠引起皮肤上的触觉、痛觉感受器 ，有效 痒觉信号的上传，因此痒觉减弱。
(3)用组胺刺激正常小鼠和PTEN基因敲除小鼠的皮肤，结果如下图。据图推测PTEN蛋白的作用是
机体对外源致痒剂的敏感性。已知PTEN基因敲除后，小鼠DRG中的TRPV1蛋白表达显著增加。用组胺刺激PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠，据图中结果推测TRPV1蛋白对痒觉的影响是 。
4．（2022·山东高考真题）迷走神经是与脑干相连的脑神经，对胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动起促进作
用，还可通过一系列过程产生抗炎效应，如图所示。
分 TNF-α浓
处理
组 度
甲 腹腔注射生理盐水 +
乙 腹腔注射LPS ++++
丙 腹腔注射LPS+A处理 ++
注：“+”越多表示浓度越高
(1)迷走神经中促进胃肠蠕动的神经属于 （填“交感神经”或“副交感神经”）。交感神经和副交感
神经对同一器官的作用通常是相反的，其意义是 。
(2)消化液中的盐酸在促进消化方面的作用有 、 、 。（答出3种作用即可）
(3)研究人员对图中抗炎过程进行了相关实验，实验分组及结果见表。通过腹腔注射脂多糖（LPS）可使大
鼠出现炎症，检测TNF-α浓度可评估炎症程度。据图分析，若丙组的A处理仅在肠巨噬细胞内起作用，推
测A处理的3种可能的作用机制： ； ； 。
5．（2021·山东高考真题）过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色
素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。(1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌 G 的体液调节方式为 。
(2)研究发现，NE 主要通过过程②影响 MeSc，过程①作用很小。两过程中，NE作用于 MeSc 效果不同
的原因可能是 、 、 。（答出 3 种原因即可）
(3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小
鼠体毛的影响。
实验思路： 。
实验现象： 。
6．（2022·浙江高考真题）为研究物质X对高血糖症状的缓解作用，根据提供的实验材料，完善实验思路，
预测实验结果，并进行分析与讨论。
实验材料：适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只，药物S（用生理盐水配制），物质X（用生理盐水配
制），生理盐水等。（要求与说明：实验中涉及的剂量不作具体要求。小鼠血糖值>11.1mmol/L，定为高
血糖模型小鼠。饲养条件适宜）
回答下列问题：
(1)完善实验思路：
①适应性饲养：选取小鼠若干只，随机均分成甲、乙、丙3组。正常饲养数天，每天测量小鼠的血糖，计
算平均值。
②药物S处理：
甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水
乙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S
丙组：
连续处理数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值，直至建成高血糖模型小鼠。
③物质X处理：
甲组：
乙组：每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水
丙组：
连续处理若干天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。(2)预测实验结果：
设计一张表格，并将实验各阶段的预期实验结果填入表中。
(3)分析与讨论：
已知药物S的给药途径有腹腔注射和灌胃等，药物S的浓度和给药途径都会影响高血糖模型小鼠的建模。
若要研究使用药物S快速建成高血糖模型小鼠，则可通过 ，以确定快速建模所需药物S的适宜
浓度和给药途径的组合。
7．（2021·天津高考真题）阿卡波糖是国外开发的口服降糖药，可有效降低餐后血糖高峰。为开发具有自
主知识产权的同类型新药，我国科研人员研究了植物来源的生物碱NB和黄酮CH对餐后血糖的影响。为
此，将溶于生理盐水的药物和淀粉同时灌胃小鼠后，在不同时间检测其血糖水平，实验设计及部分结果如
下表所示。
给药后不同时间血糖水平（mmol/L）
组别（每组10只） 给药量（mg/kg体重）
0分钟 30分钟 60分钟 120分钟
生理盐水 - 4．37 11．03 7．88 5．04
阿卡波糖 4．0 4．12 7．62 7．57 5．39
NB 4．0 4．19 x 6．82 5．20
1
CH 4．0 4．24 x 7．20 5．12
2
NB+CH 4．0+4．0 4．36 x 5．49 5．03
3
(1)将淀粉灌胃小鼠后，其在小鼠消化道内水解的终产物为 ，该物质由肠腔经过以下部位形成
餐后血糖，请将这些部位按正确路径排序： （填字母）。
a．组织液b．血浆c．小肠上皮细胞d．毛细血管壁细胞
血糖水平达到高峰后缓慢下降，是由于胰岛素促进了血糖合成糖原、 、转化为脂肪和某些氨
基酸等。
(2)本实验以 作对照组，确认实验材料和方法等能有效检测药物疗效。
(3)该研究的结论为：NB和CH均能有效降低餐后血糖高峰，且二者共同作用效果更强。下列对应表中
x、x、x 处的数据排列中符合上述结论的是___________。
1 2 3
A．7．15 7．62 6．37 B．7．60 7．28 6．11
C．7．43 6．26 7．75 D．6．08 7．02 7．54
8．（2023·湖南高考真题）某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列
问题：(1)若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和 。
(2)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽
对 的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在 μg·mL-1浓度
区间进一步实验。
抗菌肽浓度/（µg•mL-1）
测试菌
55.20 27.60 13.80 6.90 3.45 1.73 0.86
金黄色葡萄球
- - - - - + +
菌
枯草芽孢杆菌 - - - - - + +
禾谷镰孢菌 - + + + + + +
假丝酵母 - + + + + + +
注：“+”表示长菌，“-”表示未长菌。
(3)研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因M构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建
基因工程菌A。在利用A菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再
产生淀粉酶M。分析可能的原因是 （答出两点即可）。
(4)研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。
肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及 （答出两点）等基本条件。肺类装配
体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术 （填“是”或“否”）。
(5)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA感染肺
类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。以下实验
材料中必备的是 。①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体 ②MRSA感染的肺类装配体 ③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽 ④生理
盐水 ⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物） ⑥万古霉素（抗MRSA的药物）
9．（2023·湖北高考真题）乙烯（C H）是一种植物激素，对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯作
2 4
用机制，进行了如下三个实验。
【实验一】乙烯处理植物叶片2小时后，发现该植物基因组中有2689个基因的表达水平升高，2374个基
因的表达水平下降。
【实验二】某一稳定遗传的植物突变体甲，失去了对乙烯作用的响应（乙烯不敏感型）。将该突变体与野
生型植株杂交，F 植株表型为乙烯不敏感。F 自交产生的F 植株中，乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为
1 1 2
9：7。
【实验三】科学家发现基因A与植物对乙烯的响应有关，该基因编码一种膜蛋白，推测该蛋白能与乙烯结
合。为验证该推测，研究者先构建含基因A的表达载体，将其转入到酵母菌中，筛选出成功表达蛋白A的
酵母菌，用放射性同位素14C标记乙烯（14C H），再分为对照组和实验组进行实验，其中实验组是用不同
2 4
浓度的14C H 与表达有蛋白A的酵母菌混合6小时，通过离心分离酵母菌，再检测酵母菌结合14C H 的量。
2 4 2 4
结果如图所示。
回答下列问题：
(1)实验一中基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中的 （填“DNA”或“mRNA”）含量得出。
(2)实验二F 植株出现不敏感型与敏感型比例为9：7的原因是 。
2
(3)实验三的对照组为：用不同浓度的14C H 与 混合6小时，通过离心分离酵母菌，再检测酵母菌结
2 4
合14C H 的量。
2 4
(4)实验三中随着14C H 相对浓度升高，实验组曲线上升趋势变缓的原因是 。
2 4
(5)实验三的结论是 。03 遗传变异的实验探究
1．（2023·广东高考真题）种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛
选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突
变后的基因为隐性基因，据此推测突变体的表型与其有关，开展相关实验。
回答下列问题：
(1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株
的种子大小应与 植株的种子大小相近。
(2)用PCR反应扩增DAI基因，用限制性核酸内切酶对PCR产物和 进行切割，用DNA连接酶将
两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备 。
(3)转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个
位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获得目
的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。
①农杆菌转化T 代植株并自交，将T 代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长的阳性个体即表示其基
0 1
因组中插入了 。
②T 代阳性植株自交所得的T 代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约 %的培养基
1 2
中幼苗继续培养。
③将②中选出的T 代阳性植株 （填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的
2
T 代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到 %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。
3
为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段，再使用限制性核酸内切
酶X切割产物，通过核酸电泳即可进行突变检测，相关信息见下，在电泳图中将酶切结果对应位置的条带
涂黑 。2．（2023·浙江高考真题）某昆虫的性别决定方式为XY型，野生型个体的翅形和眼色分别为直翅和红眼，
由位于两对同源染色体上两对等位基因控制。研究人员通过诱变育种获得了紫红眼突变体和卷翅突变体昆
虫。为研究该昆虫翅形和眼色的遗传方式，研究人员利用紫红眼突变体卷翅突变体和野生型昆虫进行了杂
交实验，结果见下表。
表
杂交组
P F F
合 1 2
甲 紫红眼突变体、紫红眼突变体 直翅紫红眼 直翅紫红眼
乙 紫红眼突变体、野生型 直翅红眼 直翅红眼∶直翅紫红眼＝3∶1
丙 卷翅突变体、卷翅突变体 卷翅红眼∶直翅红眼＝2∶1 卷翅红眼∶直翅红眼＝1∶1
丁 卷翅突变体、野生型 卷翅红眼∶直翅红眼＝1∶1 卷翅红眼∶直翅红眼＝2∶3
注：表中F 为1对亲本的杂交后代，F 为F 全部个体随机交配的后代；假定每只昆虫的生殖力相同。
1 2 1
回答下列问题：
(1)红眼基因突变为紫红眼基因属于 （填“显性”或“隐性”）突变。若要研究紫红眼基因位于
常染色体还是X染色体上，还需要对杂交组合 的各代昆虫进行 鉴定。鉴定后，若该
杂交组合的F 表型及其比例为 ，则可判定紫红眼基因位于常染色体上。
2
(2)根据杂交组合丙的F 表型比例分析，卷翅基因除了控制翅形性状外，还具有纯合 效应。
1
(3)若让杂交组合丙的F 和杂交组合丁的F 全部个体混合，让其自由交配，理论上其子代（F）表型及其比
1 1 2
例为 。
(4)又从野生型（灰体红眼）中诱变育种获得隐性纯合的黑体突变体，已知灰体对黑体完全显性，灰体（黑
体）和红眼（紫红眼）分别由常染色体的一对等位基因控制。欲探究灰体（黑体）基因和红眼（紫红眼）基因的遗传是否遵循自由组合定律。现有3种纯合品系昆虫：黑体突变体、紫红眼突变体和野生型。请完
善实验思路，预测实验结果并分析讨论。
（说明：该昆虫雄性个体的同源染色体不会发生交换；每只昆虫的生殖力相同，且子代的存活率相同；实
验的具体操作不作要求）
①实验思路：
第一步：选择 进行杂交获得F， 。
1
第二步：观察记录表型及个数，并做统计分析。
②预测实验结果并分析讨论：
Ⅰ：若统计后的表型及其比例为 ，则灰体（黑体）基因和红眼（紫红眼）基因的遗传遵循自由
组合定律。
Ⅱ：若统计后的表型及其比例为 ，则灰体（黑体）基因和红眼（紫红眼）基因的遗传不遵循自
由组合定律。
3．某自花传粉植物的矮茎/高茎、腋花/顶花这两对相对性状各由一对等位基因控制，这两对等位基因自由
组合。现有该种植物的甲、乙两植株，甲自交后，子代均为矮茎，但有腋花和顶花性状分离；乙自交后，
子代均为顶花，但有高茎和矮茎性状分离。回答下列问题。
（1）根据所学的遗传学知识，可推断这两对相对性状的显隐性。仅通过对甲、乙自交实验结果的分析进
行推断的思路是 。
（2）经分析，确定高茎和腋花为显性性状，若用A/a表示控制茎高度的基因、B/b表示控制花位置的基因，
则甲的表现型和基因型分别是 ,乙的表现型和基因型分别是
;若甲和乙杂交，子代的表现型及其分离比为 。
（3）若要验证甲和乙的基因型，可用测交的方法，即用另一植株丙分别与甲、乙进行杂交，丙的基因型
为 ，甲、乙测交子代发生分离的性状不同，但其分离比均为 ，乙测
交的正反交结果 （填“相同”或“不同”）。
4．油菜是我国重要的油料作物，培育高产优质新品种意义重大。油菜的杂种一代会出现杂种优势（产量
等性状优于双亲），但这种优势无法在自交后代中保持，杂种优势的利用可显著提高油菜籽的产量。
（1）油菜具有两性花，去雄是杂交的关键步骤，但人工去雄耗时费力，在生产上不具备可操作性。我国
学者发现了油菜雄性不育突变株（雄蕊异常，肉眼可辨），利用该突变株进行的杂交实验如下：①由杂交一结果推测，育性正常与雄性不育性状受 对等位基因控制。在杂交二中，雄性不育为
性性状。
②杂交一与杂交二的F 表现型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个基因（A、A、
1 1 2
A）决定。品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为AA、AA、AA。根据杂交一、二的结果，判
3 1 1 2 2 3 3
断A、A、A 之间的显隐性关系是 。
1 2 3
（2）利用上述基因间的关系，可大量制备兼具品系1、3优良性状的油菜杂交种子（YF ），供农业生产
1
使用，主要过程如下：
①经过图中虚线框内的杂交后，可将品系3的优良性状与 性状整合在同一植株上，该植株所结种
子的基因型及比例为 。
②将上述种子种成母本行，将基因型为 的品系种成父本行，用于制备YF 。
1
③为制备YF ，油菜刚开花时应拔除母本行中具有某一育性性状的植株。否则，得到的种子给农户种植后，
1
会导致油菜籽减产，其原因是 。
（3）上述辨别并拔除特定植株的操作只能在油菜刚开花时（散粉前）完成，供操作的时间短，还有因辨
别失误而漏拔的可能。有人设想：“利用某一直观的相对性状在油菜开花前推断植株的育性”，请用控制
该性状的等位基因（E、e）及其与A基因在染色体上的位置关系展示这一设想 。
5．（2023·河北高考真题）某家禽等位基因M/m控制黑色素的合成（MM与Mm的效应相同），并与等位
基因T/t共同控制喙色，与等位基因R/r共同控制羽色。研究者利用纯合品系P（黑喙黑羽）、P（黑喙白
1 2
羽）和P（黄喙白羽）进行相关杂交实验，并统计F 和F 的部分性状，结果见表。
3 1 2
实验 亲本 F F
1 2
9/16黑喙，3/16花喙（黑黄相间），4/16黄
1 P×P 黑喙
1 3 喙
2 P×P 灰羽 3/16黑羽，6/16灰羽，7/16白羽
2 3回答下列问题：
(1)由实验1可判断该家禽喙色的遗传遵循 定律，F 的花喙个体中纯合体占比为 。
2
(2)为探究M/m基因的分子作用机制，研究者对P 和P 的M/m基因位点进行PCR扩增后电泳检测，并对其
1 3
调控的下游基因表达量进行测定，结果见图1和图2。由此推测M基因发生了碱基的 而突变为m，导致
其调控的下游基因表达量 ，最终使黑色素无法合成。
(3)实验2中F 灰羽个体的基因型为 ，F 中白羽个体的基因型有 种。若F 的黑羽个体间随机交配，所
1 2 2
得后代中白羽个体占比为 ，黄喙黑羽个体占比为 。
(4)利用现有的实验材料设计调查方案，判断基因T/t和R/r在染色体上的位置关系（不考虑染色体交换）。
调查方案： 。
结果分析：若 （写出表型和比例），则T/t和R/r位于同一对染色体上；否则，T/t和R/r位于两对染色
体上。
