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专题02 遗传与进化模块
遗传的基本定律是历年高考的难点内容，主要包括基因的分离定律、自由组合定律和伴性遗传。遗传分子
主要集中在对DNA、RNA 及DNA 是遗传物质证据的考查，遗传信息的传递主要是对中心法则的考查。随
着分子生物学的不断发展，相关内容的考查呈现出情境新、信息量大、难度增大的趋势。致死问题也是遗
传中常考情境, 判定基因在染色体上的位置是高考的热点和难点。遗传题基于逻辑提出问题，设置合理的
任务，主要目的是考查学生的科学思维能力及生物学核心素养的发展水平，在高考中起“分水岭 作用。
遗传题早已从早期的侧重遗传概率计算向多元化考查转变，突出对逻辑思维能力和遗传学素养的考查。
1、（2023·山东·高考真题）单个精子的DNA 提取技术可解决人类遗传学研究中因家系规模小而难以收集
足够数据的问题。为研究4 对等位基因在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以
上4 对等位基因的引物，以单个精子的DNA 为模板进行PCR 后，检测产物中的相关基因，检测结果如表
所示。已知表中该志愿者12 个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和
比例相同；本研究中不存在致死现象，所有个体的染色体均正常，各种配子活力相同。
等位基因
A
a
B
b
D
d
E
e
单
个
精
子
编
号
1
+
+
+
2
+
+
+
+
3
+
+
+
4
+
+
+
+
5
+
+
+
6
+
+
+
+
7
+
+
+
1
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8
+
+
+
+
9
+
+
+
10
+
+
+
+
11
+
+
+
12
+
+
+
+
注“+”表示有；空白表示无
(1)表中等位基因A、a 和B、b 的遗传 （填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，依据是 。
据表分析， （填“能”或“不能”）排除等位基因A、a 位于X、Y 染色体同源区段上。
(2)已知人类个体中，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子
的比例。某遗传病受等位基因B、b 和D、d 控制，且只要有1 个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性
婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，据此画出该女性的这2 对等位基因在染色体上的相对位置关系
图： 。（注：用“
”形式表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置）。
(3)本研究中，另有一个精子的检测结果是：基因A、a，B、b 和D、d 都能检测到。已知在该精子形成过
程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述
6 个基因的原因是 。
(4)据表推断，该志愿者的基因e 位于 染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供
选用，请用本研究的实验方法及基因E 和e 的引物，设计实验探究你的推断。
①应选用的配子为： ；②实验过程：略；③预期结果及结论： 。
【答案】(1) 不遵循 结合表中信息可以看出，基因型为aB∶Ab=1∶1，因而可推测，等位基因
A、a 和B、b 位于一对同源染色体上。 能
(2)
(3)形成该精子的减数第一次分裂后期这三对等位基因所在的染色体没有正常分离而是进入到同一个次级精
母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数第二次分裂导致的
(4) X 或Y 卵细胞 若检测的卵细胞中有E 或e 基因，则可得出基因Ee 位于X 染色体上；若
检测的卵细胞中无E 或e 基因，则可得出基因Ee 位于Y 染色体上
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；
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在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】（1）题中显示，表中该志愿者12 个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的
基因组成种类和比例相同，结合表中信息可以看出，基因型为aB∶Ab=1∶1，因而可推测，等位基因A、
a 和B、b 位于一对同源染色体上，因而其遗传“不遵循”自由组合定律。表中显示含有e 的配子和不含e
的配子的比例表现为1∶1，因而可推测e 基因位于X 或Y 染色体上，根据表中精子类型和比例可以看出，
A、a 与E、e 这两对等位基因表现为自由组合，因而能排除等位基因A、a 位于X、Y 染色体同源区段上。
（2）统计结果显示，该志愿者关于B、b 和D、d 的配子比例为Bd∶bD∶BD∶bd=2∶2∶1∶1，某遗传病
受等位基因B、b 和D、d 控制，且只要有1 个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个
正常孩子的概率为17/18，即生出患病孩子bbdd 的概率为1/18=1/6×1/3，说明该女性产生bd 的卵细胞的比
例为1/3，则BD 配子比例也为1/3，二者共占2/3，均属于非重组型配子，说明该女性体内的相关基因处于
连锁关系，即应该为B 和D 连锁，b 和d 连锁，据此画出该女性的这2 对等位基因在染色体上的相对位置
关系图如下：
（3）根据表中的精子种类和比例可知，等位基因型A/a，B/b 和D/d 为连锁关系，而异常精子的形成过程
中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。则从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述
6 个基因的原因是形成该精子的减数分裂中，减数第一次分裂后期这三对等位基因所在的染色体没有正常
分离而是进入到同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数第二次分裂导致的。
（4）根据题（1）分析，该志愿者的基因e 位于X 或Y 染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一
个可供选用，由于要用本研究的实验方法，且选用男性的精子无法确定等位基因位于X 染色体还是Y 染色
体，因此应该选择女志愿者的卵细胞进行实验。用E 和e 的引物，以卵细胞的DNA 为模板进行PCR 后，
检测产物中的相关基因。③若检测的卵细胞中有E 或e 基因，则可得出基因E/e 位于X 染色体上；若检测
的卵细胞中无E 或e 基因，则可得出基因E/e 位于Y 染色体上。
2、（2022·山东·高考真题）果蝇的正常眼与无眼是1 对相对性状，受1 对等位基因控制，要确定该性状的
遗传方式，需从基因与染色体的位置关系及显隐性的角度进行分析。以正常眼雌果蝇与无眼雄果蝇为亲本
进行杂交，根据杂交结果绘制部分后代果蝇的系谱图，如图所示。不考虑致死、突变和X、Y 染色体同源
区段的情况。
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(1)据图分析，关于果蝇无眼性状的遗传方式，可以排除的是 。若控制该性状的基因位于X 染色体上，
Ⅲ-1 与Ⅲ-2 杂交的子代中正常眼雄果蝇的概率是 。
(2)用Ⅱ-1 与其亲本雄果蝇杂交获得大量子代，根据杂交结果 （填“能”或“不能”）确定果蝇正常
眼性状的显隐性，理由是 。
(3)以系谱图中呈现的果蝇为实验材料设计杂交实验，确定无眼性状的遗传方式。（要求：①只杂交一次；
②仅根据子代表型预期结果；③不根据子代性状的比例预期结果）实验思路： ；预期结果并得出
结论： 。
(4)若果蝇无眼性状产生的分子机制是由于控制正常眼的基因中间缺失一段较大的DNA 片段所致，且该对
等位基因的长度已知。利用PCR 及电泳技术确定无眼性状的遗传方式时，只以Ⅱ-3 为材料，用1 对合适的
引物仅扩增控制该对性状的完整基因序列，电泳检测PCR 产物，通过电泳结果 （填“能”或“不
能”）确定无眼性状的遗传方式，理由是 。
【答案】(1) 伴X 染色体显性遗传、伴Y 染色体遗传 3/8
(2) 不能 无论正常眼是显性还是隐性，子代雌雄果蝇中正常眼与无眼的比例均为1:1
(3) Ⅱ-2（或：Ⅱ-1；或：Ⅱ-4）与Ⅱ-3 果蝇杂交，观察子代表型 若子代全为正常眼果蝇，则为常
染色体显性遗传；若子代出现无眼雌果蝇，则为常染色体隐性遗传；若子代无眼果蝇全为雄性，则为伴X
染色体隐性遗传
(4) 不能 无论是常染色体显性遗传还是伴X 染色体隐性遗传，其PCR 产物电泳后都仅出现一个
条带，且对应的均为正常眼基因的长度
【分析】不考虑致死、突变和X、Y 同源区段遗传，果蝇的有眼与无眼可能是常染色体显性或常染色体隐
性或伴X 染色体显性、伴X 染色体隐性遗传。假设控制正常眼和无眼性状的基因由A/a 控制。
【详解】（1）题干中已经排除了致死、突变和X、Y 同源区段遗传，Ⅰ-1 正常眼雌果蝇与Ⅰ-2 无眼雄果蝇
杂交，Ⅱ雌果蝇出现正常眼，说明该性状的遗传不可能为伴X 显性遗传，如果是伴X 显性遗传，雌果蝇均
为无眼;Ⅰ-4 正常眼雌果蝇与Ⅰ-3 无眼雄果蝇杂交，Ⅱ-3 雄果蝇出现正常眼，说明该性状的遗传不可能为伴
Y 遗传，如果是伴Y 遗传，Ⅱ-3 雄果蝇应为无眼。若控制该性状的基因位于X 染色体上，则无眼为隐性性
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状，Ⅰ-2 的基因型为XaY，Ⅱ-2 的基因型为XAXa，Ⅱ-3 基因型为XAY，则Ⅲ-2 的基因型为1/2XAXA、
1/2XAXa，Ⅲ-1 基因型为XAY，两者杂交，卵细胞的基因型及比例为XA∶Xa=3∶1，精子的基因型及比
例为XA∶Y=1∶1，后代正常眼雄果蝇的概率为3/4×1/2=3/8。
（2）图示无眼性状的遗传方式可能是伴X 隐性遗传、常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传。如果无眼
性状为隐性性状，基因位于X 染色体上，Ⅰ-2 的基因型为XaY，Ⅱ-1 的基因型为XAXa，两者杂交，后代
数量足够多，后代基因型及比例为XAXa： XaXa：XAY：XaY=1：1：1：1，表型为正常眼雌性：无眼雌
性：正常眼雄性：无眼雄性=1：1：1：1；如果位于常染色体上，Ⅰ-2 的基因型为aa，Ⅱ-1 的基因型为
Aa，两者杂交，后代数量足够多，后代基因型及比例为Aa：aa =1：1，表型为正常眼：无眼=1：1，雌雄
比例为1:1，正常眼雌性：无眼雌性：正常眼雄性：无眼雄性=1：1：1：1；如果无眼性状为显性性状，基
因只能位于常染色体上，Ⅰ-2 的基因型为Aa，Ⅱ-1 的基因型为aa，两者杂交，后代数量足够多，后代基
因型及比例也为Aa：aa =1：1，表型为正常眼：无眼=1：1，雌雄比例为1:1，正常眼雌性：无眼雌性：正
常眼雄性：无眼雄性=1：1：1：1，故不能判断无眼性状的显隐性关系。
（3）若要确定无眼性状的遗传方式，可通过测交或者杂交的方式判断，根据题干信息只杂交一次杂交、
仅根据子代表型预期结果，不涉及子代性状分离比的条件，测交是在已知相对性状显隐性的条件下进行的，
不适用于本题。故选择Ⅱ-2 和Ⅱ-3 杂交的方式来判断。如无眼性状的遗传为伴X 隐性遗传，Ⅱ-2 和Ⅱ-3 的
基因型为XAXa×XAY，后代雌果蝇均为正常眼、雄果蝇有正常眼和无眼，只有雄果蝇有无眼性状；如无
眼性状为常染色体隐性遗传，Ⅱ-2 和Ⅱ-3 的基因型为Aa×Aa，后代雌蝇、雄蝇既有正常眼也有无眼；如无
眼性状为常染色体显性遗传，Ⅱ-2 和Ⅱ-3 的基因型为aa×aa，后代雌蝇、雄蝇都只有正常眼。
（4）若无眼性状产生的分子机制是由正常眼基因缺失一段较大的DNA 片段所致，则无眼基因的长度比正
常眼基因短。若无眼性状的遗传为伴X 隐性遗传，Ⅱ-3 的基因型为XAY，PCR 扩增后，产物只有一条显
示带（A 为正常基因）；若无眼性状的遗传常染色体显性遗传，Ⅱ-3 的基因型为aa，PCR 扩增后电泳的产
物也有一条显示带（a 为正常基因），两者位置相同；若无眼性状的遗传常染色体隐性遗传，Ⅱ-3 的基因
型为Aa，PCR 扩增后电泳的产物有两条显示带，故根据电泳结果不能确定无眼性状的遗传方式。
3、（2021·山东·高考真题）番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可异花受粉。M、m 基因位于 2 号染色
体上，基因型为 mm 的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为 MM、Mm 的植株表
现为大花、可育。R、r 基因位于 5 号染色体上，基因型为 RR、Rr、rr 的植株表现型分别为：正常成熟
红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的 H 基因控制某种酶的合成，导入 H 基因的转基因番茄植株中，H
基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺（NAM）后含 H 基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。
（1）基因型为 Mm 的植株连续自交两代，F2 中雄性不育植株所占的比例为 。雄性不育植
株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为 ，以该杂交种为亲本连续种植，若每代
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均随机受粉，则 F2 中可育晚熟红果植株所占比例为 。
（2）已知 H 基因在每条染色体上最多插入 1 个且不影响其他基因。将 H 基因导入基因型为 Mm 的细
胞并获得转基因植株甲和乙，植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施 NAM，F1 均表现
为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因，则以上所得 F1 的体细胞中含有
个 H 基因。若植株甲的体细胞中仅含 1 个 H 基因，则 H 基因插入了 所在的染色体上。若植株
乙的体细胞中含 n 个 H 基因，则 H 基因在染色体上的分布必须满足的条件是 ，植株乙与雄性
不育植株杂交，若不喷施 NAM，则子一代中不含 H 基因的雄性不育植株所占比例为 。
（3）若植株甲的细胞中仅含一个 H 基因，在不喷施 NAM 的情况下，利用植株甲及非转基因植株通过
一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案 。
【答案】 1/6 MmRr 5/12 0 M 基因 必须有1 个H 基因位于M 所在染色体上，
且2 条同源染色体上不能同时存在H 基因 1/2n 以雄性不育植株为母本、植体甲为父本进行杂交，
子代中大花植株即为所需植株（或：利用雄性不育株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株)
【分析】分析题干信息：番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可异花受粉，即可自交亦可杂交。M、m 基
因位于 2 号染色体上，基因型为 mm 的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为
MM、Mm 的植株表现为大花、可育。R、r 基因位于 5 号染色体上，基因型为 RR、Rr、rr 的植株表现
型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果，可知基因M、m 和R、r 位于非同源染色体上，遵循自
由组合定律。细菌中的 H 基因控制某种酶的合成，导入 H 基因的转基因番茄植株中，H 基因只在雄配
子中表达，喷施萘乙酰胺（NAM）后含H 基因的雄配子死亡。
【详解】（1）基因型为 Mm 的植株自交，F1 中 MM∶Mm∶mm=1∶2∶1 ，其中 MM、Mm 的植株表
现为大花、可育， mm 的植株只产生可育雌配子，故只有1/3 MM 和2/3Mm 能够自交，则F2 中雄性不育
植株mm 所占的比例为2/3×1/4=1/6。雄性不育植株mm 与野生型植株杂交所得可育（Mm）晚熟红果
（Rr）杂交种的基因型为MmRr，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，即自由交配，两对等
位基因自由组合，产生的配子有MR、Mr、mR、mr，比例为1∶1∶1∶1，则F1 中有9 种基因型，分别为：
1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr，雌配子种类及比例
为：MR∶Mr∶mR∶mr=1∶1∶1∶1，，雄配子种类及比例为：MR∶Mr∶mR∶mr=2∶2∶1∶1，则 F2
中可育晚熟红果植株（基因型为M--Rr ）所占比例为 1/4×3/6+1/4×3/6+1/4×2/6+1/4×2/6=
10/24，即5/12。
（2）已知细菌中的 H 基因控制某种酶的合成，导入 H 基因的转基因番茄植株中，H 基因只在雄配子中
表达，喷施萘乙酰胺（NAM）后含 H 基因的雄配子死亡。H 基因在每条染色体上最多插入 1 个且不影
响其他基因。将 H 基因导入基因型为 Mm 的细胞，并获得转基因植株甲和乙，则 H 基因的可能位置有：
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插入了M 基因所在的染色体上、插入了m 基因所在的染色体上、插入了2 号染色体以外的染色体上，植株
甲和乙分别与雄性不育植株mm 杂交，在形成配子时喷施 NAM，则含 H 基因的雄配子死亡，F1 均表现
为雄性不育mm，说明含有M 基因的雄配子死亡，即有H 基因插入了M 基因所在的染色体上。若植株甲
和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因，以上所得F1 均表现为雄性不育，说明F1 的体细胞中含有0 个
H 基因。若植株甲的体细胞中仅含 1 个 H 基因，则 H 基因插入了M 基因所在的染色体上，即H 与M
基因连锁。若植株乙的体细胞中含 n 个 H 基因，则 H 基因在染色体上的分布必须满足的条件是必须有
1 个H 基因位于M 所在染色体上，且2 条同源染色体上不能同时存在H 基因，植株乙与雄性不育植株杂交，
若不喷施NAM，则子一代中不含 H 基因的雄性不育植株所占比例为1/2n。
（3）若植株甲的细胞中仅含一个 H 基因，且H 基因插入了M 基因所在的染色体上，在不喷施 NAM 的
情况下，以雄性不育植株mm 为母本、植体甲HMm 为父本进行杂交，雌配子种类为m，雄配子为HM、
m，则子代中大花植株（基因型为HMm）即为与植株甲基因型相同的植株（或：利用雄性不育株与植株甲
杂交，子代中大花植株即为所需植株) 。
【点睛】本题考查基因自由组合定律的相关知识，意在考查考生运用所学知识解决实际问题的能力，难度
较大。
山东高考遗传题注重思维的考查而不是对于复杂计算问题的考查，遗传定律的应用，比如基因定位、育性
基因频频出现，基因频率计算、子代分离比的分析也多次考查，应该说基础性、应用性、综合性、灵活性
均很强，难度相对较高。抓住问题的本质，利用好多样化的题目信息，具有扎实的遗传分析思维，问题解
决起来不会很难。在教学中，遗传学应该重视基础的变式训练和专题的综合提升相结合，比如引导学生进
行基因定位的专题梳理，训练学生在复杂问题情境中准确找到问题本源和实质的能力。训练题目应该偏重
于思维训练而非复杂的规律计算，不要把遗传题做成数学题，遗传还是需要回归本源，通过对数字的分析，
找到背后的隐含规律并做出合理的假设，如果可能还需要设计实验进行验证。 从思维上分析解答的过程
包括：概括、联想、回忆、判断和作答五个环节。概括就是对题目所提供的材料进行归纳、提练，从而找
出问题的焦点的过程。联想就是从问题的焦点出发，找出与所学知识的联系，进而确定与知识的结合点。
回忆就是要找出结合点知识的具体内容。
1．矮秆水稻具有抗倒伏、高产等优点。为培育矮秆水稻，科研人员用EMS 诱变剂处理高秆水稻Wt 得到
了mp 和ac 两个矮秆突变品系，利用两个突变品系水稻进行杂交实验，实验结果如下，
杂交实验①：亲本Wt×ac，F1均为高秆，F2中高秆：矮秆=3：1。
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杂交实验②：亲本Wt×mp，F1均为高秆，F2中高秆：矮秆=3：1。
回答下列问题：
(1)由于水稻具有 （回答2 点）等优点，因此是研究遗传学的理想材料。对水稻进行人工杂交的
基本操作程序为 。
(2)根据杂交实验①分析，ac 的矮秆性状至少受 对等位基因控制，其F2中的高秆水稻自交得F3，
则矮秆纯合植株所占比例为 。
(3)进一步研究发现，控制ac 和mp 矮秆性状的基因分别是由不同的基因突变引起的。为探究ac 和mp 的矮
秆基因是位于一对同源染色体上，还是位于两对同源染色体上，请你设计实验予以证明。
实验设计思路： 。
实验结果及结论： 。
(4)为提高水稻的抗旱性，有人将抗早基因（HVA）导入水稻，筛选出HVA 基因成功整合到染色体上的抗
旱性T。植株（假定HVA 基因都能正常表达）。某些T0植株体细胞含两个HVA 基因，这两个基因在染色
体上的整合情况有下图所示的三种类型（黑点表示HVA 基因的整合位点）。
①将T0植株与非转基因水稻杂交：若子代抗旱性植株所占比例为50%，则两个HVA 基因的整合位点属于
图 类型；若子代抗旱性植株所占的比例为100%，则两个HVA 基因的整合位点属于图
类型。
②让图C 所示类型的T0植株自交，子代中抗旱性植株所占比例为 。
【答案】(1) 多对易于区分的相对性状、繁殖周期短、子代数量多便于统计 去雄→套袋→人工
授粉→套袋
(2) 1 1/6
(3) 让ac 和mp 杂交得F1，F1 自交得F2，观察并统计F2 的表现型及比例； 若F2 中高秆：矮秆
＝1：1，则ac 和mp 的矮秆基因位于一对同源染色体上；若F2 中高秆：矮秆＝9：7，则ac 和mp 的矮秆基
因位于两对同源染色体上
(4) B A 15/16
【分析】①分离定律杂合子自交子代模型为AA：Aa：aa=1：2：1，表现型比例为显性：隐性=3：1；
②自由组合定律双杂合子自交子代模型为A_B_：A_bb：aaB_：aabb=9：3：3：1。
【详解】（1）水稻具有多对易于区分的相对性状、繁殖周期短、子代数量多便于统计，因此是研究遗传
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学的理想材料。水稻属于两性花，对水稻进行人工杂交的基本操作程序为去雄→套袋→人工授粉→套袋。
（2）分析杂交实验①亲代杂交组合与子一代、子二代性状分离比。发现与分离定律模型数据一致，由此
可判断ac 的矮秆性状至少受一对等位基因控制；设ac 的高矮秆性状由A/a 基因控制，根据高秆Wt 与矮秆
ac 杂交子一代均为高秆，可判断高秆为显性性状且Wt 为纯合子，则亲本Wt 的基因型为AA，ac 的基因型
为aa，子一代基因型为Aa，子二代基因型及比例为AA：Aa：aa=1：2：1，取子二代高秆水稻自交，其基
因型即比例为AA：Aa=1：2，则子代中矮秆纯合植株所占比例为2/3×1/4=1/6。
（3）根据题目信息可设ac 控制矮秆的基因为aaBB，mp 控制矮秆的基因型为AAbb，让ac 和mp 杂交得
F1，则F1 基因型为AaBb，让F1 自交得F2，观察并统计F2 的表现型及比例；若ac 和mp 的矮秆基因位于
一对同源染色体上，A 与b 连锁，a 与B 连锁，子代基因型及比例为AAbb：AaBb：aaBB=1：2：1，F2 中
表现型比例为高秆：矮秆＝1：1；若ac 和mp 的矮秆基因位于两对同源染色体上，则A/a 与B/b 遵循自由
组合定律，子代基因型及比例为A_B_：A_bb：aaB_：aabb=9：3：3：1，F2 中表现型比例为高秆：矮秆
＝9：7。
（4）①非转基因水稻中无抗旱基因，相当于隐性纯合子，若两基因在染色体上整合情况为图A，则为分离
定律中显性纯合子一致，其与非转基因水稻杂交，子代全表现为抗旱；若两基因在染色体上整合情况为图
B，则与分离定律中显性杂合子一致，其与非转基因水稻杂交，子代表现型为抗旱：不抗旱=1：1；若两基
因在染色体上整合情况为图C，则与自由组合定律中两对等位基因双杂和一致，其与非转基因水稻杂交，
子代表现型为抗旱：不抗旱=3：1。
②根据图C 可知，两抗旱基因位于两对非同源染色体上，遗传时遵循自由组合定律，其自交后代情况与自
由组合定律中两对等位基因双杂和一致，由此可得子代表现型及比例为抗旱：不抗旱=15：1，子代中抗旱
植株所占比例为15/16。
2．某昆虫（XY 型）的长翅（A）对残翅（a）为显性、卷翅（B）对正常翅（b）为显性、刚毛（D）对截
毛（d）为显性。以一只雄性昆虫的若干精子为材料研究A/a、B/b、D/d 三对等位基因在染色体上的相对位
置关系，以单个精子的DNA 为模板用以上三对等位基因的引物进行PCR 扩增，得到了8 种不同基因型的
精子电泳图谱及比例关系如图所示。回答下列问题：
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(1)图中等位基因的遗传遵循自由组合定律的有 ，依据是 。
(2)若仅考虑A/a 和B/b 这两对等位基因，PCR 检测结果显示该雄性昆虫产生了4 种比例不等的精子，其原
因是 。发生这种变异的初级精母细胞的比例是 。
(3)让该雄性昆虫与残翅截毛雌性昆虫杂交，F1中雌、雄均表现为长翅：残翅=1：1，但雌性全表现为截毛，
雄性全表现为刚毛，则该雄性昆虫关于该三对等位基因的分布是（在圆圈内用黑点代表基因、线条代表染
色体，标注相关基因的同时要注明染色体具体名称） 。
(4)科研人员构建了一个棒眼雌性昆虫品系XeMXm，其细胞中的一条X 染色体上携带隐性致死基因e，且该
基因与棒眼基因M 始终连在一起（基因型为XeMXeM、XeMY 时胚胎致死）。若该棒眼雌昆虫与野生正常眼
雄昆虫（XmY）杂交，F1中M 基因的基因频率为 ，若F1雌雄昆虫随机交配，测产生的F2中雌雄比例为
。
【答案】(1) 基因A/a 与基因D/d；基因B/b 与基因D/d 图中AD：aD：Ad：ad=1：1：1：1，
BD：Bd：bD：bd=1：1：1：1，说明基因A/a 与基因D/d 和基因B/b 与基因D/d 都位于非同源染色体上，
其遗传都遵循自由组合定律
(2) 在减数分裂Ⅰ时，雄性昆虫的基因A/a 和基因B/b 所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互
换 40%
(3)
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(4) 1/5 4：3
【分析】分析电泳图谱可得，AB：Ab：aB：ab=1：4：4：1，AD：Ad：aD：ad=1：1：1：1，BD：Bd：
bD：bd=1：1：1：1，可知该雄性昆虫的基因型为AaBbDd，形成配子时，A/a 与B/b、A/a 与D/d 遵循自由
组合定律，A/a 与B/b 不遵循自由组合定律，结合Ab 与aB 配子占比较高，推测A 与b 在同一条染色体上，
a 与B 在同一条染色体上。
【详解】（1）分析电泳图谱可得，AB：Ab：aB：ab=1：4：4：1，AD：Ad：aD：ad=1：1：1：1，BD：
Bd：bD：bd=1：1：1：1，可知该雄性昆虫的基因型为AaBbDd，形成配子时，A/a 与B/b、A/a 与D/d 遵
循自由组合定律。
（2）①若仅考虑A/a 和B/b 这两对等位基因，分析PCR 检测结果发现AB：Ab：aB：ab=1：4：4：1，A/a
与B/b 不遵循自由组合定律，结合Ab 与aB 配子占比较高，推测A 与b 在同一条染色体上，a 与B 在同一
条染色体上，出现AB 和ab 配子是因为该雄性个体在减数分裂Ⅰ时，雄性昆虫的基因A/a 和基因B/b 所在
同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换；
②设发生交叉互换的初级精母细胞为x 个，则其产生的配子种类及个数为AB=Ab=aB=ab=x 个，设未发生
交叉互换的初级精母细胞为y 个，则其产生的配子种类及个数为Ab=aB=2y 个，此时满足AB：Ab：aB：
ab=x：（x+2y）：（x+2y）：x=1：4：4：1，经计算可得y=3/2x，发生交叉互换的初级精母细胞所占比例
为x/（x+y），带入计算可求发生这种变异的初级精母细胞的比例为40%。
（3）分析该雄性昆虫产生的精子电泳图谱可知，该雄性昆虫的基因型为AaBbDd，让其与残翅截毛（基因
型为aadd）雌性个体杂交，F1 中雌雄均表现为长翅：残翅=1：1，由此可判断控制长翅（A）和残翅（a）
的等位基因位于常染色体上；F1 中雌性全表现为截毛，雄性全表现为刚毛，雌雄性状分离不同，由此可判
断控制刚毛（D）和截毛（d）的等位基因位于性染色体上，且D 基因位于Y 染色体上，d 基因位于X 染色
体上；结合（1）（2）分析即可获得雄性昆虫关于该三对等位基因的分布为
（4）①该棒眼雌昆虫（XeMXm）与野生正常眼雄昆虫（XmY）杂交，F1 中基因型及比例为XeMXm：
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XmXm：XmY=1：1：1，XeMY 个体死亡，F1 中XeM：Xm=1：4，由此可得F1 中M 基因的基因频率为
1/5；
②F1 中雌性个体基因型及比例为为XeMXm：XmXm=1：1，产生雌配子种类及比例为XeM：Xm=1：3，
雄性个体基因型为XmY，产生配子种类及比例为Xm：Y=1：1，F1 雌雄昆虫随机交配，产生的F2 中基因
型及比例为XeMXm：XmXm：XeMY：XmY=1：3：1：3，其中XeMY 个体死亡，因此雌雄性状分离比
为4：3。
3．G 蛋白是在酵母菌细胞内由G 基因表达的一类转录因子，能够与DNA 中的UAS 序列结合并驱动其下
游基因的表达。将一个G 基因插入到雄果蝇的一条3 号染色体上，将另一个UAS-GFP（绿色荧光蛋白基
因）随机插入到雌果蝇的某条染色体上。已知野生型果蝇翅色是无色透明的。现利用上述的一对转基因果
蝇进行杂交实验，得到F1。
(1)若F1绿色翅：无色翅=1：3，将F1中绿色翅雌雄个体随机交配，F2绿色翅：无色翅=9：7。则UAS-GFP
没有插入到3 号染色体上，判断依据是 ；若F2表型及比例为 ，则UAS-GFP 插入到了3 号染色体
上。
(2)若F2中雌雄果蝇的翅色比例不同，原因最可能是 ；若F2性状比例为 说明推测是正确的。
(3)转座子是可以移动的DNA 序列，转座后可能影响生物的育性等性状。黑腹果蝇仅有P、M 两个品系，
其中P 品系的核DNA 中有许多转座子，称为P 因子。不同品系之间的杂交后代育性表现如表所示。
母本父
本
M 品系
P 品系
M 品系
可育
可育
P 品系
不育
可育
①P 品系和M 品系属于同一物种，判断的依据是 。
②P 品系和M 品系互交结果不同与P 因子的转座有关，具体原因可能是 。若要测定某地黑腹果蝇的品
系种类，请利用现有P 品系和M 品系的果蝇设计一种杂交实验进行检测。写出实验方案和预期结果 。
【答案】(1) F2 的表型比例符合基因的自由组合定律 绿色翅：无色翅的比例为1：1
(2) UAS-GFP 插入到了X 染色体上 6：2：3：5
(3) 因为P 品系和M 品系杂交能产生可育后代 M 品系卵细胞的细胞质中有一种能激活P 因子转座
的物质，而P 品系的卵细胞中不存在这种物质 进行多对P 品系雄果蝇与该地雌果蝇杂交，检测子代果
蝇的育性。若子代全可育，则该地果蝇为P 品系；若子代全不育，则该地果蝇为M 品系；若子代部分可育、
部分不可育，则该地果蝇既有P 品系又有M 品系
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，
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位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，
同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】（1）将F1 中绿色翅雌雄个体随机交配，F2 绿色翅：无色翅=9：7，符合9：3：3：1 的变式，符
合基因的自由组合定律，因此UAS-GFP 插入非同源染色体上。且同时G 基因和UAS-GFP 时，表现为绿色
翅，只含有一个G 基因或UAS-GFP、或二者都不含时，表现为无色翅。已知一个G 基因（设为G）插入
到雄果蝇的一条3 号染色体上，则另一个UAS-GFP（设为U）插入雌果蝇的其它染色体，没有插入到3 号
染色体上。若UAS-GFP 插入到了3 号染色体上，则亲本的基因型为Gu//gu（//表示同源染色体）、Ug//
ug，则F1 中绿色翅雌雄个体的基因型为Gu//Ug，将F1 中绿色翅雌雄个体随机交配，则F2 的基因型及比
例为Gu//Gu：Gu//Ug：Ug//Ug=1：2：1，F2 表型及比例为绿色翅：无色翅的比例为1：1。
（2）若F2 中雌雄果蝇的翅色比例不同，推测最可能的原因UAS-GFP 插入到了X 染色体上。则亲本的基
因型可以设为GgXuY 和ggXUXu，（u 和g 表示没有相关的基因），则F1 的绿翅雌雄果蝇的基因型为
GgXUXu 和GgXUY，杂交后代的表现型和基因型之比为：G_XUX-︰G_XUY︰ggXUX-︰（G_XuY＋
ggXUY＋ggXuY）＝6︰3︰2︰（3＋1＋1），即绿翅雌性︰绿翅雄性︰无色翅雌性︰无色翅雄性＝6︰2︰
3︰5。
（3）①由于P 品系和M 品系杂交能产生可育后代，因此P 品系和M 品系属于同一物种。
②P 品系的核DNA 中有许多转座子，称为P 因子，M 品系中不存在P 因子，M 品系卵细胞的细胞质中有
一种能激活P 因子转座的物质，而P 品系的卵细胞中不存在这种物质，因此P 品系和M 品系互交结果不同。
若要测定某地黑腹果蝇的品系种类（P 品系和M 品系），可进行多对P 品系雄果蝇与该地雌果蝇杂交，检
测子代果蝇的育性。若子代全可育，则该地果蝇为P 品系；若子代全不育，则该地果蝇为M 品系；若子代
部分可育、部分不可育，则该地果蝇既有P 品系又有M 品系。
4．某植物花的形状有喇叭形、圆筒形、扁筒形 3 种类型，由两对等位基因 B/b、D/d 控制。当基因B、D
同时存在时，表现为喇叭形；只存在基因B 或基因D 时，表现为圆筒形；二者均不存在时，表现为扁筒
形。含基因d 的部分卵细胞不育。科研人员用两种圆筒形纯合植株进行了相关实验（如表）。不考虑染色
体互换。
组别
亲本
F1 表型
F1 自交所得 F2 的表型及比例
实验
一
喇叭形×圆筒形
喇叭形
喇叭形∶圆筒形=9∶1
实验
二
圆筒形×圆筒形
喇叭形
?
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(1)实验一中，花形为圆筒形的亲本植株的基因型是 ，F2表型及比例为喇叭形∶圆筒形=9∶1 的原因是
。
(2)实验二中，F1的基因型为 。你认为 （填“能”或“不能”）根据实验二中 F2的表型及比例来
判断上述两对等位基因是否位于非同源染色体上，理由是 。
(3)研究人员将一段编码 miRNA（使基因 B 沉默）的外源 DNA 序列导入花形为喇叭形植株的叶肉细胞
中的染色体上，结果发现，将该细胞利用植物组织培养技术培育成的新植株所开花为圆筒形。由此推测，
miRNA 使基因B 沉默的机理可能是 。
【答案】(1) BBdd 和BBDD 含基因d 的部分卵细胞3/4 不育
(2) BbDd 能 若两对等位基因位于非同源染色体上，子代表型及比例为喇叭形(B-D-):圆筒形
(B-dd、bbD-):扁筒形(bbdd) =27:12:1；若两对等位基因位于同源染色体上，子代喇叭形:圆筒形=1:1
(3)miRNA 与基因B 的转录产物mRNA 结合，抑制基因B 表达的翻译过程
【分析】基因自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子时，位于同源染色体的
等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染
色体的非等位基因进行自由组合。
【详解】（1）根据题意可知，当基因B、D 同时存在时，表现为喇叭形；只存在基因B 或基因D 时，表
现为圆筒形；二者均不存在时，表现为扁筒形。实验一中，花形为喇叭形
和圆筒形的亲本植株杂交，F1 全为喇叭形，F2 出现喇叭形和圆筒形，说明喇叭为显性性状，且亲本植株
的基因型为BBDD 和BBdd，F1 的基因型为BBDd，F1 自交，F2 表型及比例为喇叭形(BBD-):圆筒形
(BBdd)=9:1，BBdd 占比1/10=1/2×1/5，说明雌配子中Bd 占比为1/5，推测含基因d 的部分卵细胞3/4 不育，
导致喇叭形:圆筒形=9:1。
（2）实验二中，花形为圆筒形的亲本植株杂交， F1 全为圆筒形，推测亲本植株基因 型为BBdd 和
bbDD，F1 基因型为BbDd，F1 自交，若两对等位基因位于非同源染色体上，根据自由组合定律，子代表
型及比例为喇叭形(B-D-):圆筒形(B-dd、bbD-):扁筒形(bbdd) =27:12:1；若两对等位基因位于同源染色体上，
由于含基因d 的部分卵细胞不育，雌配子种类及比例为1/5Bd∶4/5BD，雄配子种类及比例为
Bd∶BD=1∶1，子代喇叭形:圆筒形=1:1。因此可根据实验中F2 的表型及比例来判断上述两对等位基因是
否位于非同源染色体上。
（3）研究人员将一段编码miRNA(使基因B 沉 默)的外源DNA 序列导入花形为喇叭形植株的叶肉细胞中
的染色体上，结果发现，将该细胞利用植物组织培养技术培育成的新植株所开花为圆筒形。由此推测，
miRNA 使基因B 沉默的机理可能是miRNA 与基因B 的转录产物mRNA 结合，抑制基因B 表达的翻译过程，
导致基因B 不能表达。
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5．基因定位是指基因所属的染色体以及基因在染色体上的位置关系测定，可以借助果蝇（2n=8）杂交实
验进行基因定位。请回答下列问题：
(1)摩尔根利用果蝇杂交实验，首次证明了 。
(2)现有Ⅲ号染色体的三体野生型和某隐性突变型果蝇进行杂交实验，杂交过程如图。
①图中三体（Ⅲ）野生型2 处于减数第二次分裂后期的性母细胞有 条染色体。
②若F2的果蝇表型及比例为 时，能够确定该隐性突变的基因位于Ⅲ号染色体上。
(3)果蝇缺刻翅是由染色体上某个基因及其上下游DNA 片段缺失引起的，具有纯合致死效应，雄性个体中
不存在缺刻翅个体，则缺刻翅果蝇的变异类型属于 。缺刻翅果蝇与正常翅果蝇杂交得F1，F1雌雄交
配得F2，F2翅型、性别的表型及比例为 。
(4)果蝇的红眼和白眼由等位基因A、a 控制，果蝇的刚毛和截毛由等位基因D、d 控制。一只纯合白眼截毛
雌果蝇与一只纯合红眼刚毛雄果蝇杂交产生F1若干只，F1中雄果蝇均为白眼刚毛，雌果蝇均为红眼刚毛。
F1雌雄交配得到F2，F2中雄果蝇均为刚毛，雌果蝇中存在一定数量的刚毛个体和截毛个体。推测控制果蝇
刚毛和截毛的基因位置为 ，考虑这两对相对性状，F2中雄果蝇的基因型为 。
(5)对同一染色体上的三个基因来说，染色体的互换主要包括单交换型和双交换型，如图。双交换型的概率
低于单交换型。
已知分别控制果蝇朱红眼、黄体、残翅的3 种隐性突变性状基因w、y、m 均位于X 染色体上。为确定基因
w、y、m 在X 染色体上的相对位置，科学家将朱红眼黄体残翅雌果蝇和野生型（野生型基因均用“+”表
示）雄果蝇杂交，得到F1.F1雌果蝇产生的配子类型及数目如表所示。
雌配子基因型
配子数目
+
+
+
1025
w
y
m
1045
w
+
m
17
15
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+
y
+
16
+
+
m
45
w
y
+
47
w
+
+
2
+
y
m
3
分析可知F1雌果蝇产生的重组配子有 种，请在图中实线（代表X 染色体）标出w、y、m 三种基因
的位置。如果只考虑基因y 和w 之间发生互换的情况，推测发生互换的性母细胞占比大约为 %
（保留一位小数）。
【答案】(1)基因在染色体上
(2) 8 或10 野生型：隐性突变型=5：1
(3) 染色体（结构）变异 缺刻翅雌蝇：正常翅雌蝇：正常翅雄蝇=1：3：3
(4) X、Y 染色体的同源区段 XADYD 和XadYD
(5) 6/六
或
3.5
【分析】 摩尔根的果蝇眼色遗传实验首次将特定基因定位于特定染色体上，从而证明基因位于染色体上。
伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制。
【详解】（1）摩尔根的果蝇眼色遗传实验首次将特定基因定位于特定染色体上，从而证明基因位于染色
体上。
（2） ①图1 中三体（III）野生型个体2 含有9 条染色体，减数第一次分裂形成的细胞中，一个细胞含有4
条染色体（含姐妹染色单体），另一个细胞含有5 条染色体（含姐妹染色单体），减数第二次分裂后期由
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于着丝粒断裂，姐妹染色单体分离，因此一个细胞内含有8 条染色体，一个细胞内含有10 条染色体。故图
1 中三体（III）野生型个体2 处于减数第二次分裂后期的性母细胞有8 或10 条染色体。
②若该隐性基因（设为a）在Ⅲ号染色体上，则亲本隐性突变体1 的基因型为aa，三体野生型的基因型为
AAA，子一代三体野生型基因型为AAa，与隐性突变体1（aa）杂交，由于AAa 产生的配子类型和比例为
AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2，因此子二代基因型及比例为AAa∶aa∶Aaa∶Aa=1∶1∶2∶2，表型及比例
为野生型∶隐性突变型=5∶1。
（3）果蝇缺刻翅是由染色体上某个基因及其上下游DNA 片段缺失引起的，由于缺失的片段导致基因数量
减少，因此该变异属于染色体结构变异。根据雄性个体中不存在缺刻翅个体，说明缺失片段的遗传与性别
相关，故推测缺失片段应位于X 染色体上，由于DNA 片段缺失具有纯合致死效应，则缺刻翅果蝇的基因
型可表示为X0X 和正常翅果蝇XY，杂交得F1，F1 中雌、雄果蝇的基因型可表示为X0X、XX、XY，比
例为1∶1∶1，产生的雌配子为X0∶X=1∶3，产生的雄配子为X∶Y=1∶1，故F1 个体自由交配得F2，则
F2 的基因型及表型和比例为缺刻翅雌（X0X）∶正常翅雌（XX）∶正常翅雄（XY）∶X0Y（致死）
=1∶3∶3。
（4） 单独分析果蝇的刚毛和截毛：亲本为一只纯合截毛雌果蝇与一只纯合刚毛雄果蝇杂交产生F1 若干
只，F1 中雄、雌果蝇均为刚毛，说明刚毛为显性性状。F1 雌雄交配得到F2，F2 中雄果蝇均为刚毛，雌果
蝇中存在一定数量的刚毛个体和截毛个体，说明该性状的遗传与性别有关，又根据亲本雄果蝇为刚毛，子
一代和子二代的雄性均为刚毛，说明亲本雄果蝇的Y 染色体上含有刚毛基因，又因为子代雌性也存在刚毛
和截毛这一性状，因此可判断控制果蝇刚毛和截毛的基因位于X 和Y 的同源区段上。单独分析眼色：亲本
为白眼雌和红眼雄，子一代雄果蝇均为白眼，雌果蝇均为红眼，可判断控制眼色的基因位于X 染色体上，
且红眼为显性性状。则亲本基因型为XadXad、XADYD，子一代基因型为XADXad、XadYD，子一代自由
交配，子二代雄果蝇的基因型为XADYD 和XadYD。
（5）已知分别控制果蝇朱红眼、黄体、残翅的3 种隐性突变性状基因w、y、m 均位于X 染色体上。则将
朱红眼黄体残翅雌果蝇（XwymXwym）和野生型（野生型基因均用“+”表示，即X+++Y）雄果蝇杂交，
得到F1。则子一代雌性个体基因型为XwymX+++，若减数分裂时不发生互换，则产生两种雌配子，即
Xwym、X+++，根据表格中配子类型可知，F1 雌果蝇产生的重组配子有8－2=6 种，根据双交换型的概率
低于单交换型，且双交换型只是将中间的一个基因进行交换，因此结合表格中最下面两种配子数量最少可
知，其属于双交换得到的配子，且交换的基因为w 和+，因此可知w 位于y 和m 之间，故中w、y、m 三种
基因在X 染色体上的顺序为y-w-m（或m-w-y）如图：
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或
互换率=重组型配子÷总配子数×2×100%，若只考虑基因y 和w 之间的互换情况，则互换型的配子数为
17+16+2+3=38，总配子数为1025+1045+17+16+45+47+2+3=2200，则互换率=38÷2200×2×100%≈3.5%，即
只考虑基因y 和w 之间的互换情况，推测发生互换的性母细胞占比大约为3.5%。
6． 果蝇的常规翅和小翅、灰体和黑檀体、正常翅和展翅、红眼和白眼分别为相对性状，其中显性基因分
别用A、B、D、E 表示。上述性状的基因均不在 Y 染色体上，其中B、b 与D、d 位于同一对染色体上，
且 D 存在纯合致死效应，表1 为正常情况下果蝇的杂交实验。镉可通过诱导 DNA 甲基化、组蛋白修饰
等影响果蝇的性状和表型，表2 为从卵期即置于镉暴露下的亲代果蝇产生的子代在无镉条件下培养时的相
关情况（ “ +”表示增强）。
表1
P
常规翅灰体红眼×小翅黑檀体白眼
F1
常规翅灰体红眼
F2
6 常规翅灰体红眼♀：3 常规翅灰体红眼δ：3 小翅灰体白眼♂：2 常规翅黑檀体红眼♀：1 常规翅黑
檀体红眼δ：1 小翅黑檀体白眼δ：
表2
体内镉含量
组蛋白甲基化程度
翅异常情况（断脉、缺刻、卷曲等）
P
++ + +
+ + + +
+ + + +
F1
无
++ ++
+ + + +
F2
无
+ +；+
+ + +
F3
无
++-
+ +
F4
无
+
+
Fs
无
无
无
(1)根据表1 杂交结果， （填“能”或“不能”） 判断果蝇灰体和黑檀体的显隐性关系； 基因
B、b 位于 染色体上，F2灰体果蝇中等位基因B 的频率为 。
(2)果蝇常规翅和小翅、红眼和白眼这两对相对性状的遗传 （填“遵循”或“不遵循”） 基因的
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自由组合定律，判断依据是 。
(3)减数分裂时，雌果蝇由于同源染色体非姐妹染色单体之间互换而形成重组配子，其概率较低，且与相邻
基因在同一对染色体上的距离呈正相关。若相距非常远，则重组配子与非重组配子概率很接近而难以区分；
若相距非常近，则难以产生重组配子。雄果蝇无此现象。现有若干对基因组成相同但基因位置可能不同的
灰体展翅个体杂交组合，其中一对果蝇产生的子代中黑檀体正常翅型占1/5．由此可推测B/b 与D/d 基因
在同源染色体上的位置 （填“非常远”或“较远”或“非常近”）。其他可能产生黑檀体正常翅
型的亲本组合体内B/b 与D/d 在染色体上的分布情况是 ，该组合产生黑檀体正常翅型的概率是
。
(4)据表2 推测，镉诱导的组蛋白甲基化 （填“是”或“不是”） 可逆的。要排除镉诱导基因发
生突变的可能，若利用现代生物技术进行探究，思路是 。
【答案】(1) 能 常 2/3
(2) 不遵循 F1 雌性个体相互杂交，F2 中雌性全为常规翅红眼，雄性中常规翅：小翅=1：1、红眼：
白眼=1：1，翅型、眼色这两对性状的表现均与性别相关联，均为伴性遗传（相关基因均位于X 染色体
上），所以控制这两对性状的基因不遵循基因的自由组合定律
(3) 较远 父本中B 和D 位于同一条染色体上，b 和d 位于其同源染色体上；母本中B 和d 位于一
条染色体上，b 和D 位于其同源染色体上 2/15
(4) 是 通过PCR 技术将镉处理的以及正常果蝇体内相关基因复制后进行基因测序对比（或用放
射性同位素标记的镉诱导基因的一条链作为探针，与正常细胞的基因进行杂交观察是否出现杂交带）
【分析】由表1 可知，亲本常规翅灰体红眼和小翅黑檀体白眼杂交，子一代表现为常规翅灰体红眼，说明
常规翅、灰体、红眼都是显性性状，F1 雌性个体杂交后代的表现型与性别无关，说明控制这三对性状的基
因都位于常染色体上。
【详解】（1）由表1 可知，亲本为灰体和黑檀体杂交，子一代都为灰体，说明灰体是显性性状，能判断果
蝇灰体和黑檀体的显隐性关系；如果基因B、b 位于X 染色体上，亲本灰体和黑檀体的基因型分别为
XBXB 和XbY，子一代灰体的基因型为XBXb 和XBY，F1 雌雄个体相互交配，F2 的基因型为XBXB、
XBXb、XBY、XbY，雌性表现都为灰体，雄性既有灰体又有黑檀体，与表中杂交结果不同，所以判断基
因B、b 位于常染色体上，则F1 的基因型为Bb，F2 中灰体果蝇的基因型为1/3BB 和2/3Bb，所以F2 灰体
果蝇中等位基因B 的频率为1/3+2/3×1/2=2/3。
（2）由表1 可知，亲本常规翅红眼和小翅白眼杂交，子一代都为常规翅红眼，说明常规翅和红眼都是显性
性状，F1 雌性个体相互杂交，F2 中雌性全为常规翅红眼，雄性中常规翅：小翅=1：1、红眼：白眼=1：
1，翅型、眼色这两对性状的表现均与性别相关联，均为伴性遗传（相关基因均位于X 染色体上），所以
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控制这两对性状的基因不遵循基因的自由组合定律。
（3）现有若干对基因组成相同但基因位置可能不同的灰体展翅个体杂交组合，其中一对果蝇产生的子代
中黑檀体正常翅型（bbdd），说明灰体和展翅都是显性性状，基因型为BbDd，B、b 与D、d 位于同一对
染色体上，且D 存在纯合致死效应，雄果蝇无同源染色体非姐妹染色单体之间互换现象，子代中要出现黑
檀体正常翅型（bbdd），雄性亲本一定是B 和D 在同一条染色体上，而雌性亲本能有两种可能：①如果B
和d 在同一条染色体上，并且B/b 与D/d 基因在同源染色体上的位置非常远时，雌性个体交换率最大为
1/2，产生BD、Bd、bD、bd 四种配子各占1/4，雄性个体能产生BD、bd 两种配子，雌雄配子随机结合，
且D 存在纯合致死效应，子代出现黑檀体正常翅型（bbdd）的概率为1/6 小于1/5，所以B 和d 不可能在同
一条染色体上，即B 和D 在同一条染色体上，根据以上分析，设产生交换配子的概率为m，则雌性个体产
生的配子为mBD、mbd、（1-2m）/2Bd、（1-2m）/2bD，雄性个体产生的配子为1/2BD、1/2bd，则子代
出现bbdd 的概率为（1/2m）/（1-（1-2m）/2×（1/2）-1/2m）=1/5，m=3/10，②如果B 和d 在同一条染色
体上，并且B/b 与D/d 基因在同源染色体上的位置较远时，雌性个体产生配子时的交换率与第一种情况相
同，即雌性个体产生配子为2/10BD、2/10bd、3/10Bd、3/10bD，同理计算出黑檀体正常翅型的概率是
(（2/10)×（1/2）)/（1-1/2（2/10+3/10））=2/15。
（4）由表2 数据可知，亲本体内镉含量高时，组蛋白甲基化程度高，当子代体内无镉含量时，随着杂交代
数的增加，组蛋白甲基化程度逐渐降低，推测镉诱导的组蛋白甲基化是可逆的。若要排除镉诱导基因发生
突变的可能，思路是通过PCR 技术将镉处理的以及正常果蝇体内相关基因复制后进行基因测序对比（或用
放射性同位素标记的镉诱导基因的一条链作为探针，与正常细胞的基因进行杂交，观察是否出现杂交带）。
7．某实验室在野生型纯合果蝇群体中发现多只裂翅突变体（裂翅基因用A 或a 表示）。为了研究其遗传
特点，把它们作为亲本之一进行杂交实验，实验结果如下表。
杂交实验
亲代
子一代
①
♀裂翅×野生型
♂
裂翅（184，♀93，♂91）：正常翅（187，♀92，
♂95）
②
♀野生型×裂翅
♂
裂翅（162，♀82，♂80）；正常翅（178，♀88，
♂90）
(1)野生型基因突变为裂翅突变体，则裂翅突变属于 性突变。根据表中实验结果可知，裂翅基因位于
染色体上，判断依据是 。
(2)经研究发现裂翅基因纯合致死，该裂翅基因所在的一对同源染色体上，还存在一个隐性纯合致死基因
（b），裂翅突变体在遗传学上被称为双平衡致死系。裂翅突变体果蝇间随机交配，F 全为裂翅。
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①在下图黑点旁标注该双平衡致死系果蝇的相应基因（两条竖线代表一对同源染色体，四个黑点表示四个
基因位点） 。
②让裂翅红眼雌性突变体与正常翅白眼雄性野生型个体杂交（眼色基因位于X 染色体上，用D/d 表示），
F1雌雄果蝇中均有红眼和白眼，亲本的基因型为 ，让F1果蝇自由交配，F2中正常翅白眼果蝇出现的
概率为 。
③已知非紫眼和紫眼分别由2 号染色体上基因E、e 控制，欲探究裂翅基因是否位于2 号染色体上，研究人
员利用纯合正常翅紫眼果蝇与双平衡致死系的非紫眼果蝇杂交，F1有裂翅非紫眼和正常翅非紫眼两种果蝇，
将F1裂翅非紫眼果蝇与亲本正常翅紫眼果蝇进行杂交，若子代的表型及比例为 ，则裂翅基因位于2
号染色体上；若子代的表型及比例为 ，则裂翅基因不位于2 号染色体上。
【答案】(1) 显 常 表中实验①②为正反交实验，子一代表型比例与性别无关
(2)
AaBbXDXd、aaBBXdY 9/28 裂翅非紫眼∶正常翅紫眼=1∶1
裂翅非紫眼∶裂翅紫眼∶正常翅非紫眼∶正常翅紫眼=1∶1∶1∶1
【分析】基因自由组合定律的实质是进行有性生殖的生物在产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分
离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，基因自由组合定律同时也遵循基因的分离定
律。
【详解】（1）据表格可知，裂翅和野生型杂交，后代雌雄中都是裂翅和正常翅是1：1，相当于测交，亲
代应该是一个是杂合子，一个是隐形纯合子，据题干中信息可知，野生型是纯合子，那么裂翅是杂合子，
因此裂翅是显性性状，属于显性突变。表中实验①②为正反交实验，子一代雌雄中表型是一致的，即表型
比例与性别无关，说明裂翅基因位于常染色体上。
（2）①裂翅基因是显性基因，纯合（AA）致死，还存在一个隐性纯合致死基因（b），裂翅突变体在遗
传学上被称为双平衡致死系，裂翅突变体果蝇间随机交配，子代全为裂翅，那么裂翅突变体中相应基因为：
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。
②裂翅为显性，纯合致死，裂翅和正常翅基因存在于常染色体上，裂翅突变体为AaBb，红眼和白眼基因
位于X 染色体上，让裂翅红眼雌性突变体与正常翅白眼雄性野生型个体杂交，F1 雌雄果蝇中均有红眼和白
眼，说明亲代雌性为红眼杂合子，雄性为隐性纯合子，因此亲代的基因型AaBbXDXd、aaBBXdY，F1 中
雌性个体基因型为1/2AaBB、1/2aaBb；1/2XDXd、1/2XdXd，雄性个体基因型为1/2AaBB、1/2aaBb；
1/2XDY、1/2XdY，让F1 果蝇自由交配，只考虑翅型，F1 能产生配子及比例为1/4AB、2/4aB、1/4ab，后
代中出现AA 或者bb 都是致死个体，因此成活个体中裂翅和正常翅比例为
（1/4×2/4+1/4×1/4+2/4×1/4+1/4×1/4）：（2/4×2/4+1/4×2/4+2/4×1/4）=6：8=3：4；只考虑眼色，F1 能产生
雌配子及比例为1/4XD、3/4Xd，雄配子及比例为1/4XD、1/4Xd、2/4Y，后代中出现白眼（XdXd、XdY）
比例为3/4×1/4+3/4×2/4=9/16；因此F2 中正常翅白眼果蝇出现的概率为4/7×9/16=9/28。
③纯合正常翅紫眼果蝇aaBBee 与非紫眼AaBbEE 的双平衡致死系果蝇杂交，F1 裂翅非紫眼的基因型为
AaBBEe ，与亲本正常翅紫眼果蝇aaBBee 杂交（此时后代不可能出现bb 纯合致死，则不需要考虑B 或b
基因），即是AaEe 与aaee 杂交，若紫眼基因在2 号染色体上，符合分离定律，A 和E 在一条染色体上，a
和e 在另一条染色体上，子代裂翅非紫眼∶正常翅紫眼=1∶1；若紫眼基因不在2 号染色体上，符合自由组
合定律，子代裂翅紫眼：裂翅非紫眼；正常翅紫眼：正常翅非紫眼=1：1：1：1。
8．孟德尔的分离定律和自由组合定律问世后，并没有得到摩尔根的认同。摩尔根利用果蝇做了大量实验
想推翻孟德尔的遗传定律，直到有一天他获得了一只极为罕见的白眼果蝇，该白眼果蝇产生的后代（F1）
全是红眼。
(1)果蝇的眼色通常是红色的，这只白眼果蝇极为罕见，其相关基因最可能来自于 这一变异方式，
体现了该变异方式具有 性的特点。按照现代生物学的观点来看，由于F1全是红眼，结合性状的显
隐性可判定控制眼色的基因大概率不会位于常染色体上，理由是 。
(2)摩尔根选用F1的果蝇互相交配，产生了F2，其中红眼：白眼=3：1。但很快摩尔根有了新的发现，是用
孟德尔的遗传理论解释不了的，那就是 。
(3)有了新现象并尝试对此作出解释是促使摩尔根进一步研究的动力。摩尔根的学生发现了果蝇的另一个性
状——残翅，对摩尔根新创立的解释带来了挑战，他的学生进行的实验及结果如下表所示。
亲本
灰身长翅×黑身残翅
实验操
子一代全为灰身长翅，选取了其中部分个体进行了如下杂交
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作
测交一：灰身长翅♂×黑身残翅♀
测交二：灰身长翅♀×黑身残翅♂
实验结
果
测交一：灰身长翅：黑身残翅=1：1
测交二：灰身长翅：黑身残翅：灰身残翅：黑身长翅=21：21：4：4
测交一的结果说明控制体色和翅型的基因在染色体上的位置关系是 ；重组率是指双杂合子测
交时产生的重组型配子的比例，据此可知测交二的重组率是 。摩尔根通过分析两次测交实验，
可以得出的结论是：雌果蝇在减数分裂时 ，而雄果蝇则无此现象。他发现的连锁和互换定律成
为与孟德尔遗传定律齐名的遗传学第三大定律。
(4)摩尔根的连锁和互换定律可应用在医学实践中。甲髌骨综合症是显性遗传病，相关基因N、n 与控制血
型的基因（IA、IB或i）位于一对染色体上。N 基因与IA基因连锁，等位基因n 与IB基因或i 基因连锁。在
患这种疾病的某家庭中，丈夫是A 型血而妻子是O 型血，二者已有一个O 型血的正常男孩。假如N 和i 之
间的重组率为10%，推测这对夫妇再生一正常的A 型血孩子的概率是 ，理由是 。
【答案】(1) 基因突变 低频 白眼是隐性性状，白眼果蝇必须是纯合子，若基因位于常染色
体上，需要两个显性基因同时突变为两个隐性基因，概率极低
(2)白眼果蝇全部是雄性
(3) 控制灰身、长翅的基因在同一条染色体上，控制黑身、残翅的基因位于它的同源染色体上
16% 同源染色体非姐妹染色单体之间互换而形成重组配子
(4) 5% 丈夫产生的配子类型NIA（45%）、Ni（5%）、ni（45%）、nIA（5%），妻子产生的配
子类型为ni，后代A 型血且正常（nnIAi）的占比为5%
【分析】自由组合的实质：当具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在子一代产生配子时，在
等位基因分离的同时，非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合，即一对染
色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的，各自独立地分配到配
子中去。因此也称为独立分配定律。
【详解】（1）白眼果蝇极为罕见，说明之前没有白眼相关的基因，因此白眼基因最可能来自基因突变；
基因突变具有低频性，因此白眼极为罕见；白眼是隐性性状，白眼果蝇必须是纯合子，若基因位于常染色
体上，需要两个显性基因同时突变为两个隐性基因，概率极低。
（2）摩尔根发现白眼果蝇全部是雄性，若用孟德尔的遗传理论，F1（Aa）相互交配，后代红眼∶白眼
=3∶1，白眼中既有红眼又有白眼，因此摩尔根发现的“白眼果蝇全部是雄性”是用孟德尔的遗传理论解
释不了的。
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（3）纯种灰身长翅与纯种黑身残翅果蝇杂交，得到的F1 中雌雄果蝇全部为灰身长翅，说明灰身对黑身是
显性性状、长翅对残翅是显性性状，实验二纯种红眼与白眼果蝇杂交，得到的F1 中雌雄果蝇全部为红眼，
说明红眼对白眼是显性性状，测交一：灰身长翅♂×黑身残翅♀，结果是灰身长翅：黑身残翅=1：1，说明
控制灰身、长翅的基因在同一条染色体上，控制黑身、残翅的基因位于它的同源染色体上，若在两对染色
体上，由于自由组合，则后代会出现四种表型；测交二后代灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，
所占比例分别为42%、8%、8%、42%，灰身：黑身=1：1，长翅：残翅=1：1，因此每一对相对性状的遗
传符合基因分离定律；由于亲本基因型是BBDD、bbdd，子一代的基因型是BbDd，BD 位于一条染色体上，
bd 位于一条染色体上，假设灰身长翅♀（BbDd）未交换的细胞占比x，产生的配子BD、bd 为2x、2x，交
换的细胞占比y，产生的配子为yBD、yBd、ybD、ybd，因此Bd 与bd 结合得到的Bbdd（灰身残翅）占y÷
（4x+4y）=4/（21+21+4+4），2y÷（4x+4y）=8/50=16/100；雌性个体在进行减数分裂产生配子的过程中，
同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，产生基因型为Bd、bD 两种重组类型的配子。
（4）丈夫是A 型血而妻子是O 型血，二者已有一个O 型血的正常男孩（nnii），因此丈夫的基因型为
NnIAi，妻子的基因型为nnii，N 基因与I 基因之间的重组率为10%，即在减数分裂时这两对基因发生互换
的概率为10%。要计算这对夫妇再生一个正常（无甲髌骨综合症且为A 型血）孩子的概率，考虑丈夫精子
发生互换：在丈夫的生殖细胞形成过程中，如果IA 基因与N 基因之间发生了互换，原本连锁在一起的
NIA 就会变为Ni，而ni 则变为nIA。发生互换的概率为10%，互换后产生携带nIA 和 Ni 两种重组型精子
的概率各为5%。妻子只提供i 型卵细胞。综上所述，再生一个正常的A 型血孩子的概率为： （丈夫提供
未互换 nIA 精子的概率）＋（妻子只提供i 型卵细胞）=5%。
9．亲缘关系较远的水稻品系间杂交，子代具有杂种优势，有利于农业生产，但有时杂种一代会出现雄性
育性下降的情况。研究发现，水稻的雄性育性与12 号染色体的一段区域有关。对南方野生稻（j 品系）该
段染色体测序，发现该区段从上到下依次为A、B、C、D、E 五个基因。对亚洲栽培稻（x 品系）该段染
色体测序；发现该区段只有A、B、C 三个基因，基因顺序与j 品系相同。为寻找影响雄性育性的基因，对
j 品系进行基因敲除，获得敲除纯合子（无法获得E 基因敲除的纯合个体），进行系列杂交实验，结果如
下表。
杂交组合
母本
父本
F1花粉育性
1
纯合j 品系
纯合x 品系
50%的花粉可育
2
A 基因敲除的纯合j 品系
纯合x 品系
50%的花粉可育
3
B 基因敲除的纯合j 品系
纯合x 品系
50%的花粉可育
4
C 基因敲除的纯合j 品系
纯合x 品系
50%的花粉可育
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5
D 基因敲除的纯合j 品系
纯合x 品系
100%的花粉可育
进一步研究发现，表中所有杂交组合的F1均能正常完成减数分裂，且杂交组合1~4 的F1产生的可育花粉的
12 号染色体都来自j 品系，不育花粉的12 号染色体都来自x 品系。已知杂交组合1~4 的F1的花粉母细胞中
D 基因编码的蛋白质（减数分裂前合成，可通过减数分裂进入花粉细胞）可以导致不含E 基因的花粉败育。
不考虑基因突变、染色体变异和互换，回答下列问题：
(1)推测E 基因的作用是 。杂交组合1 的F1产生的不育花粉的基因型是 。杂交组合
1 的F1进行自交，F2产生的花粉的育性及比例是 。
(2)为验证E 基因的作用，若向杂交组合1 的F1的花粉母细胞中来自x 品系的12 号染色体上转入一个E 基
因，则其产生的花粉 （填“都不育”“50%可育”或“100%可育”）；若将杂交组合1 的F1
的花粉母细胞的E 基因敲除，则其产生的花粉 （填“都不育”“50%可育”或“100%可
育”）。
【答案】(1) 解除D 基因导致的花粉不育 ABC 可育花粉∶不育花粉＝3∶1
(2) 100%可育 都不育
【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立
性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立
地随配子遗传给后代。
【详解】（1）D 基因编码的蛋白质可以导致不含E 基因的花粉败育，含E 基因的可育，因此推测E 基因
的作用是解除D 基因导致的花粉不育；杂交组合1~4 的F1 产生的可育花粉的12 号染色体都来自j 品系，
不育花粉的12 号染色体都来自x 品系，因此杂交组合1 的F1 产生的不育花粉来自x 品系，其基因型是
ABC。杂交组合1 的F1（xj）进行自交，由于x 品系花粉不育，雌配子的基因型及比例为x：j=1∶1，雄配
子的基因型为j，F2 雄株的基因型及比例为xj：jj=1∶1，F2 产生的花粉的育性及比例是x：j=1∶3，即可
育花粉∶不育花粉＝3∶1。
（2）F1 的花粉母细胞中D 基因编码的蛋白质可以导致不含E 基因的花粉败育，E 基因的作用是解除D 基
因导致的花粉不育，若向杂交组合1 的F1 的花粉母细胞的基因型为（ABCDE//ABC）中来自x 品系的12
号染色体上转入一个E 基因，则其基因型为（ABCDE//ABCE），则其产生的花粉100%可育。若将杂交组
合1 的F1 的花粉母细胞（ABCDE//ABC）的E 基因敲除，则其基因型为（ABCD//ABC），其产生的花粉
都不育。
10．番茄叶霉病会引起叶片发黄卷曲，导致番茄减产。为预防抗叶霉病香茄品种甲的抗病能力减弱，科研
人员利用硫酸二乙酯诱变易感病番茄，获得新的抗病品种乙。科研人员利用甲、乙两个品种进行了如下杂
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交实验，对番茄抗叶摇病抗性进行了研究，已知甲、乙品种番茄抗叶摇病均为单基因突变引起，且甲品种
抗病基因位于9 号染色体上，不考虑染色体交换。请回答下列问题
(1)人工诱变育种的优点是 。
(2)乙品种抗叶霉病性状对易感病为 (填“显性”或“隐性”)，原因是 .
(3)根据实验三F₁、F₂ 的表型及比例判断甲、乙两品种抗性基因的位置关系。
①若 F₁、F₂ 均表现为抗叶霉病，则可判断甲、乙两品种抗叶霉病基因的位置关系为 。
②若F₁ 表现为抗叶霉病，F₂ 中抗叶霉病个体的比例为 ，则可判断甲、乙两品种抗叶霉病性状由
位于非同源染色体上的两对等位基因控制。
(4)SSR 是 DNA 中的简单重复序列，非同源染色体上的 SSR 不同，不同品种的同源染色体上的 SSR 也
不同，常用于染色体特异性标记。科研人员利用PCR 技术将实验二中部分抗病个体(该部分个体基因组成
及比例与 F₂ 理论上的基因组成及比例相同)9 号染色体的 SSR 进行扩增后，电泳结果如下图：
依据图中结果判断，乙品系抗叶霉病基因与9 号染色体的位置关系是 ，理由是 。
【答案】(1)可以显著提高变异的频率（写提高基因突变频率或者变异频率，提高变异比例，提高变异的数
量）
(2) 显性 F1 均表现为抗叶霉病性状（原因是 F1 都为抗病就给分或者写F2 抗病：易感病=3：1
也行。）
(3) 同一位点上的两个突变基因或同一对染色体上不发生互换（连锁）的两个突变基因 13/16
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(4) 抗叶霉病不位于 9 号染色体上 F2 抗病个体的 SSR 与亲本乙 9 号染色体上的 SSR 无关
（或者答：若抗病基因在9 号染色体上，则不该出现 4、8、11 或其他合理答案）
【分析】题意分析，实验一中，甲×易感杂交，F1 全部是易感，F1 自交F2 中抗病∶易感
=111∶344=1∶3，说明易感为显性，抗病为隐性，判断甲抗病性状是隐性基因控制的；实验二中，乙×易
感杂交，F1 全部是抗病，F1 自交F2 中抗病∶易感=247∶81=3∶1，说明抗病为显性，易感为隐性，由题
干信息“硫酸二乙酯诱变易感病番茄，获得新的抗病品种乙”，判断乙抗病性状是显性基因控制的。甲、
乙两品种的抗性基因可能位于不同染色体上。
【详解】（1）人工诱变育种的原理是基因突变，通过人工诱变可提高突变频率，大幅度改良生物的性状，
从而加速育种进程。
（2）实验二中，乙×易感杂交，F1 全部是抗病，F1 自交F2 中抗病∶易感=247∶81=3∶1，说明抗病为显
性，易感为隐性，即乙抗病性状是显性基因控制的。
（3）①若F1、F2 均表现为抗叶霉病，则甲、乙两品种抗性基因可能是同一位点上的两个突变基因或同一
对染色体上不发生互换（连锁）的两个突变基因。
②假如甲、乙两品种抗病性状由位于非同源染色体上的两对等位基因控制，说明两品种抗病性状的遗传符
合基因自由组合定律，是由2 对等位基因控制的，则甲的基因型可表示为aabb，乙的基因型可表示为
AABB，则F1 的基因型为AaBb，则易感个体的基因型可表示为A_bb，为单显占3/16，则抗病个体
（9A_B_、aaB_、aabb）占13/16。
（4）由电泳结果可知，F2 抗病个体的SSR 与亲本乙9 号染色体上的SSR 无关，故乙品系抗叶霉病不位于
9 号染色体上。
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