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专题02 遗传推理与实验设计（大题30 道）
一、非选择题
1．如图所示为某遗传病家系的系谱图。回答下列问题：
(1)分析上图可知，该遗传病最可能是显性性状，原因是 。
(2)后续研究发现，G 基因突变是引起该家系遗传病的原因。请选择家系中的个体，进行 G 基因序列检测，
确定该病的显隐性和 G 基因所处染色体（常染色体还是性染色体）。写出所选个体，测序所得序列种数
与对应结论 。（可用流程图的形式表示）
(3)根据上述方法确定该病为伴 X 染色体显性遗传病。Ⅱ-3 和Ⅱ-4 计划再生一个孩子，患病概率为
。为避免再次生下患病孩子，可采取的措施有： 。
(4)Ⅰ-1 退休前从事放射性相关工作，但并未采取严格的防护措施。有人认为：Ⅰ-1 工作中未采取严格的防
护措施引起 G 基因突变，使该家系出现该遗传病，所以从事放射性相关工作务必采取有效防护措施。请
评价该观点，说明理由 。
2．苜蓿的花冠有紫色和白色两种，由Aa 基因控制；花托有锥形和筒形两种，由B/b 基因控制。现将紫色
锥形花托和白色筒形花托植株杂交，F1全部表现为紫色筒形花托。让F1自花传粉，得到的F2为紫色筒形花
托510 株、紫色锥形花托240 株、白色筒形花托240 株、白色锥形花托10 株。请回答问题：
(1)苜蓿的花冠颜色和花托形状这两对相对性状中，显性性状分别是 。
(2)若不存在突变或致死现象．分析实验结果可知，A/a 和B/b 这两对等位基因位于 染色体上，
（填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，原因是 。
(3)若要验证（2）的观点，请选择合适的杂交组合，写出实验思路，并预期实验结果。
实验思路： 。
实验结果： 。
3．某种性别决定方式为XY 型的植物有多对相对性状，宽叶（A）对窄叶（a）为显性，基因A/a 位于常染
色体上，紫花和红花是一对相对性状，由基因B/b 控制，显隐性及基因B/b 所在染色体未知。现有纯合品
系：①宽叶紫花雌株；②宽叶紫花雄株；③窄叶红花雌株；④窄叶红花雄株。回答下列问题：
1
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(1)若只考虑该植物的紫花和红花这一对相对性状，利用现有四个品系进行实验，判断这对性状的显隐性及
基因B/b 是位于常染色体上还是位于X 染色体上，可采用的交配组合是 ；当实验结果为 时，可
判断紫花为显性性状且基因B/b 位于X 染色体上。当实验结果为 时，可判断紫花为显性性状且基因
B/b 位于常染色体上。
(2)若已知紫花为显性性状且基因B/b 位于常染色体上。利用以上品系判断基因A/a 与B/b 是否位于同一对
常染色体上，则实验思路为 ，当实验结果为 时，可判断基因A/a 与B/b 位于不同对常染色体上。
(3)若已知紫花为显性性状且基因B/b 位于X 染色体上。将题述品系①与④杂交，F1中出现了一株红花植株，
假设变异不会致死，则可能的原因是 （答2 点）。
(4)现有一株缺失一条3 号染色体的窄叶雄株（记为M），欲以M 及纯合宽叶品系为实验材料，通过杂交实
验鉴定基因A/a 是否位于3 号染色体上，请完善实验思路，预测实验结果并分析讨论（说明：该植物缺失
两条3 号染色体的个体死亡，其余个体生殖力和存活率相同）。
①实验思路：
第一步：选择M 与纯合宽叶雌株进行杂交获得F1，F1随机传粉得F2。
第二步：观察记录F2的表现型及比例，并做统计分析。
②预测实验结果并分析讨论：
Ⅰ若统计F2的表现型及其比例为 ，则基因A/a 位于3 号染色体上；
Ⅱ若统计F2的表现型及其比例为 ，则基因A/a 不位于3 号染色体上。
4．学校实验小组在某种株高正常的野生型水稻（2n=24）中获得了一株矮生型突变体（为单基因发生突变
引起）。将该植株与野生型（正常株高）纯合子杂交后，F1全为野生型，F1自交，F2中野生型：矮生型
=3：1。请回答下列问题：
(1)由上遗传实验可知：该矮生突变体植株的形成是野生型基因发生了 （填“显性”或“隐性”）突变
的结果。矮生型突变体可分为激素缺陷型（赤霉素合成缺陷但赤霉素受体正常）和激素不敏感型（赤霉素
合成正常但赤霉素受体缺失）两类，如何验证某矮生型突变体植株内缺陷型突变体？写出简单的思路和预
测结果及结论： 。
(2)当体细胞缺失一对同源染色体中的一条染色体时，称为单体（染色体数为2n-1），这种变异属于 变
异。单体能存活并可育，减I 时不能联会的那条染色体随机分配到子细胞中，减II 正常进行，所以水稻单
体（染色体数为2n-1）形成的配子有 条染色体。
(3)单体可用于判断基因在染色体上的定位：比如将F2中矮生型植株（正常二倍体）与纯合正常株高但1 号
染色体缺失1 条的单体进行杂交，根据子代的表型及比例可探究矮生基因是否位于1 号染色体上。预期结
果及结论：
2
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①若子代的表现型及比例为 ，则矮生基因不位于1 号染色体上；
②若子代的表现型及比例为 ，则矮生基因位于1 号染色体上。
5．江苏省农业科学院利用超级粳稻品种南粳44 与自主选育的优良食味抗病粳稻中间品系宁6301 杂交，
经数代筛选、培育获得了“南粳晶谷超级稻”，南粳晶谷不仅食味品质优、综合抗性强，而且丰产性好、
产量大。为进一步研究南粳晶谷高产的生理特征，科研人员对光合主要器官、开花后茎叶干重和穗干重随
时间变化等相关指标进行了测定，其结果如图所示。请回答下列问题：
(1)相对于南粳44 和宁 6301，“南粳晶谷超级稻”丰产性好、产量大的可能原因是 此外，叶片中叶绿
素含量高低也会影响产量，叶绿素的主要功能是 若要分离叶绿体中的色素，所利用的原理是 。
(2)“南粳晶谷超级稻”仍然具有食味品质优、综合抗性强的优点，从遗传学角度分析其原因是 。
(3)如图乙可知，各品种茎叶干质量在开花后7-14 天达到最高，此后逐渐下降，原因是 。
3
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(4)有研究工作者想让南粳晶谷积累更多有机物，将蓝细菌的 CO2浓缩机制导入南粳晶谷水稻，水稻叶绿
体中 CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下，水稻的光合作用强度无明显变化，
可能原因是 （答到两点即可）。
6．在XY 型性别决定的生物中，X、Y 是同源染色体，但是形态差别较大，存在同源区域和非同源区域。
图甲中Ⅰ表示X 和Y 染色体的同源区域，在该区域上基因成对存在，Ⅱ和Ⅲ是非同源区域，在Ⅱ和Ⅲ上分
别含有X 和Y 所特有的基因。在果蝇的X 和Y 染色体上含有图乙所示的基因，其中A 和a 分别控制果蝇的
刚毛和截毛性状，E 和e 分别控制果蝇的红眼和白眼性状。请据图分析回答下列问题：
(1)果蝇的E 和e 基因位于图甲中的 （填序号）区域，A 和a 基因位于图甲中的 （填序号）
区域。
(2)图甲中的X 和Y 之间有互换现象的是 （填序号）区域，发生在 期。
(3)红眼雌果蝇和红眼雄果蝇的基因型分别为 和 。
(4)已知某一刚毛雄果蝇的体细胞中有A 和a 两种基因，请写出该果蝇可能的基因型，并设计实验探究基因
A 和a 在性染色体上的位置状况。
①可能的基因型： 。
②设计实验： 。
③预测结果：如果后代中雌性个体全为刚毛，雄性个体全为截毛，说明 ；如果后代中雌性个体全
为截毛，雄性个体全为刚毛，说明 。
7．果蝇是遗传学研究的常用材料，果蝇有两对相对性状，分别是灰体和黄体、长翅和残翅。灰体和黄体
受一对等位基因（A/a）控制，长翅和残翅受另一对等位基因（B/b）控制。小明同学用一只灰体长翅雌果
蝇和一只灰体长翅雄果蝇杂交，子代表现为灰体长翅雌∶灰体残翅雌∶灰体长翅雄∶灰体残翅雄∶黄体长
翅雄∶黄体残翅雄=6∶2∶3∶1∶3∶1。回答下列问题：
(1)这两对相对性状的遗传 （填“遵循”或“不遵循”）基因的自由组合定律，理由是 。
(2)小明同学认为，灰体和黄体这对等位基因可能位于X 染色体的非同源区段上，也可能位于X 染色体与Y
染色体的同源区段上，如果是后者，上述亲代中灰体长翅雄果蝇的基因型是 。
4
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(3)现有纯合的灰体雌雄果蝇和黄体雌雄果蝇，小明同学要利用这些果蝇通过一次杂交了解该对等位基因在
染色体上的位置，请帮他写出杂交的实验思路，并对结果进行预期和分析。
实验思路：选择 杂交，观察其子代中雄果蝇的表现型：
①如果子代中雄果蝇 ，则该对基因位于X 染色体的非同源区段上；
②如果子代中雄果蝇 ，则该对基因位于X 染色体与Y 染色体的同源区段上。
8．果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3~4mm，体细胞含8 条染色体，是生物学家常用的遗传学
研究材料。研究发现果蝇的眼型受一对等位基因A 和a 控制；体色受另一对等位基因B 和b 控制。某研究
小组用灰体正常眼雌果蝇群体与黄体正常眼雄果蝇群体随机交配，F1全为灰体，再让 F1雌雄果蝇随机交配
得到 F2，实验结果如下表所示：
F2
表现
型
灰体正常眼雌
性
黄体正常眼雌
性
灰体正
常
眼雄性
黄体正常眼雄
性
灰体棒眼雄
性
黄体棒眼雄
性
数量
438
146
657
219
219
73:
请回答下列问题：
(1)遗传学上常用果蝇为研究材料，其优点是 （至少答出3 点）。
(2)根据实验结果能判定控制体色性状的基因位于 上，且 为显性，判断依据是 。
(3)有人认为：F2中雌性果蝇全为正常眼没有棒眼的原因是控制眼型的基因 A 和a 位于X 染色体上，并且
含 a 基因的雄配子致死。请选用以上实验中的果蝇为实验材料进行一次杂交实验验证该观点是否正确，
写出简要的实验思路，并预测实验结果及结论 （不考虑 X 与Y 染色体的同源区段）。
(4)若已经证明了 A 和a 基因位于X 染色体上，则控制眼型和体色的基因遵循遗传学的 规律。
9．已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对性状的显隐性和基因所在的染色体位置是未知的。
同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体：♀黄体：♂灰体：♂黄体=1：1：1：1。
(1)上述实验结果 （填“能”或“不能”）判断果蝇灰体、黄体性状的显隐性。
(2)若控制果蝇灰体、黄体性状的基因位于X 染色体上，且灰体为显性，以F1果蝇为实验材料进行杂交可验
证上述结论，请写出两种杂交组合： 。
(3)若控制果蝇灰体、黄体性状的基因位置和显隐性都不确定（不考虑XY 的同源区段），则解释题干F1实
验结果的假说共有三种。请以F1果蝇为实验材料，设计一次杂交实验进行探究（简要写出实验思路，预期
结果和结论）。
实验思路： 。
预期结果和结论：①若后代全为灰体，则黄体为显性、灰体为隐性，且位于常染色体；
② ；
5
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③ 。
10．萤火虫是二倍体生物，萤火虫的体色由位于2 号染色体上的一组复等位基因A+（红色）、A（黄色）、
a（棕色）控制，复等位基因的显隐性关系是A+>A>a，含有A+雌配子致死；只有基因B 存在时，上述体色
才能表现，否则表现为黑色。请回答下列问题：
(1)基因是指 。
(2)现有一只雄性红色萤火虫与一只雌性黑色萤火虫杂交，F1中只有红色、黄色、棕色的个体，则亲本的基
因型为 ；萤火虫种群中，体色为红色个体的基因型有 种。
(3)请利用（2）题中F1的个体设计较简单的实验方案判断B、b 基因是否位于2 号染色体上。
写出实验思路，预测实验结果，得出实验结论： 。
11．某自花传粉植物的花色由A/a 和B/b 两对等位基因控制，其途径如图1 所示。某小组用白花植株和紫
花植株做了两组实验，结果如图2 所示。回答下列相关问题：
(1)若实验一中亲本不含相同的显性基因，则亲本的基因型是 ，通过该实验 （填“能”或“不
能”）确定两对等位基因是否独立遗传，理由是 。
(2)已知实验二的亲本均为纯合子，且F1自交所得F2中白花：紫花≈3：1．提取F2所有白花植株中与花色
相关的基因进行电泳分析，不同白花植株显示出的条带（一条条带代表一种基因）类型结果如图3 所示，
由此结果推测两对等位基因在染色体上的位置关系是 。
(3)经显微观察进一步发现，实验二F1中有一株白花植株的基因A 所在染色体片段缺失（同时含有两条异常
染色体的受精卵致死）。请设计实验确定基因A 位于缺失片段上，简单写出实验思路及预期结果。
实验思路： 。
预期结果： 。
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12．某种野生菊花有紫花和白花两种表现型，已知紫花形成的生物化学途径是：
A 和a、B 和b 是分别位于两对染色体上的等位基因，A 对a、B 对b 为显性。基因型不同的两白花植株杂
交，F1紫花∶白花=1∶1。若将F1紫花植株自交，所得F2植株中紫花∶白花=9∶7；请回答：
(1)由基因A 和基因B 对植株花色的控制可知，基因是通过控制 ，进而控制生物的遗传性状。
(2)根据F1紫花植株自交的结果，可以推测F1紫花植株的基因型是 。
(3)推测两亲本白花植株的杂交组合（基因型）是 或 。
(4)紫花形成的生物化学途径中，若中间产物是红色（形成红花），那么基因型为AaBb 的植株自交，子一
代植株的表现型及比例为 。
(5)若紫花植株与（4）中红花植株杂交，子代全为紫花。若要测定红花植株的基因型，请设计一个最简便
的方法。
实验方案： 。
结果预测： 。
13．牡蛎（2n＝20）是一种重要的贝类养殖资源，绝大多数为雌雄异体，但也存在雌雄同体个体。在繁殖
过程中，牡蛎通常进行异体受精，雌雄同体个体具有自体受精能力。在某牡蛎育种实验中，研究者发现牡
蛎的壳色（A/a）和肉质口感（B/b）分别由两对独立遗传的等位基因控制。现有三种纯合牡蛎品系，其表
现型分别为：品系①壳色深、肉质普通；品系②壳色浅、肉质普通；品系③壳色浅、肉质鲜美。研究者进
行了如下杂交实验：
实验1：品系①×品系②→F1均为壳色深、肉质普通
实验2：品系②×品系③→F1均为壳色浅、肉质普通
请根据所学内容回答下列问题：
(1)控制肉质鲜美的基因为 （显性或隐性）。
(2)为培育壳色深、肉质鲜美的牡蛎品种，科研人员可先利用品系①与品系③杂交，可获得基因型为
的牡蛎个体。用该基因型牡蛎个体 （写出交配方式），其后代中可能出现壳色深、肉质鲜美的
个体X。
(3)已知用一定浓度的细胞松弛素B（CB）处理二倍体牡蛎的早期受精卵20min 后，孵化的后代中会有一定
比例的四倍体牡蛎。请利用第（2）中所获得的若干壳色深、肉质鲜美个体X 及细胞松弛素B（CB）设计
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杂交实验，培育出纯合的壳色深、肉质鲜美三倍体牡蛎。实验方案如下：（写出实验思路即可，实验细节
不作要求）
①用壳色深、肉质鲜美的牡蛎X（雌雄异体）进行杂交；
②挑选后代中壳色深、肉质鲜美个体进行 ，直至后代不再出现性状分离为止，即可获得纯合的壳
色深、肉质鲜美二倍体牡蛎Y；
③ ；
④ ，即可获得纯合的壳色深、肉质鲜美的三倍体牡蛎。
14．镰刀菌、立枯丝核菌引起的水稻立枯病和褐飞虱引起的水稻虫害，常常造成水稻减产。某科研团队以
对褐飞虱不具有抗性的连粳11 号、龙粳39 号、荃优822 号三个纯合水稻品种为实验材料，培育抗褐飞虱、
抗立枯病的水稻新品种，进行了以下实验。请回答下列问题：
(1)连粳11 号对镰刀菌表现为易感病，对立枯丝核菌表现为抗病，而龙粳39 号则相反。已知水稻对镰刀菌
和立枯丝核菌的抗性分别受非同源染色体上的A/a、B/b 基因控制。连粳11 号和龙粳39 号杂交得到F1，F1
自交得到F2，统计F2结果如下图所示。据图可知，连粳11 号和龙粳39 号的基因型分别为 ，
选择F2中对两种菌均具有抗性的个体自交，单株收获其所结的种子种在一起形成一个株系，不发生性状分
离的株系占 ，将这些株系培育成甲品种。
(2)该团队利用X 射线对荃优822 号水稻进行处理后，发现少数水稻对褐飞虱产生较高抗性，标记为突变型
乙。乙5 号染色体上某DNA 区段与高抗虫性相关，对荃优822 号的该区段设计重叠引物，提取乙和荃优
822 号的5 号染色体DNA 进行扩增，扩增产物的电泳结果如下图所示：
8
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据图推测5 号染色体上第 对引物对应区间(记为N 基因)发生了碱基的 (填“增添”、“缺
失”或“替换”)。
(3)研究者对N 基因进行分离和克隆，以其作为目的基因与Ti 质粒的T-DNA 进行拼接，并运用 的
方法导入到水稻甲的叶肉细胞中，经 获得转基因植株，记为丙。
(4)对丙进行扩大培养，发现有部分丙植株体细胞中含有2 个N 基因，请写出获得可以稳定遗传的抗褐飞虱
新品种丁的最简便方法： 。在作答区域内标出丁植株细胞内N 基因在染色体上的相对位置
(请参照图例，用圆圈表示细胞，竖线表示染色体，圆点表示基因位点，字母表示基因)。
15．已知果蝇翅形性状的截翅与正常翅由等位基因D、d 控制，翅脉性状的野生型翅脉与网状翅脉由等位
基因N、n 控制。研究人员利用纯合果蝇进行如图杂交实验（只考虑常染色体或伴X 染色体遗传），请回
答下列问题：
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(1)果蝇的翅形中 为显性性状。
(2)据图可判断控制果蝇翅脉性状的等位基因N、n 位于 染色体上，依据是 ；若中出现 ，
则可推断控制翅形的D、d 基因位于X 染色体上。
(3)研究表明，D、d 基因位于X 染色体上，则控制翅形和翅脉的基因遵循自由组合定律，理由是 。
(4)已知果蝇的Ⅳ号常染色体缺失一条（即Ⅳ号单体）仍能存活并能正常繁殖后代，单条染色体在减数分裂
时随机移向一极，两条都缺失则无法存活。为探究控制翅脉的N、n 基因是否位于Ⅳ号染色体上，某研究
小组选取Ⅳ号单体的网状翅脉果蝇与Ⅳ号单体的野生型翅脉果蝇，进行杂交实验，观察并统计F1的表现型
及比例，请你预测结果并得出结论 。
16．我国是全球第三大盐碱地分布国家，可用于种植耐盐碱水稻的盐碱地约1000 万hm2，培育耐盐碱水稻
对确保我国的粮食安全具有重要的战略意义。我国科学家利用东农427 水稻品种，应用CRISPR/Cas9 基因
编辑技术，将水稻的两对耐盐负调控基因OsEILl 和OsEIL2 敲除而培育耐盐改良水稻新品种。图示意两对
基因在染色体上的位置关系（不考虑其他基因突变与染色体互换），图示意培育耐盐水稻的过程。
回答下列问题：
(1)愈伤组织培育成完整植株T1的过程称为 ，在该过程中所用到的关键植物激素有 。
(2)经初步筛选、培育，得到双等位基因突变体T1（3 号和7 号染色体各有1 个耐盐负调控基因被敲除）。
用T1自交，T2代中两对等位基因均有被敲除的突变体（简称“候选品种N”）的比例约为 ；在候选
品种N 中，两对等位基因全部被敲除的双基因纯合突变体的比例约为 。
(3)检测双基因纯合突变体的OsEIL1 基因和OsEIL2 基因，发现均在转录起始位点之后的某个位置增加了1
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个碱基，进一步检测发现，两个基因所表达蛋白质的相对分子质量较正常相对分子质量小。据此可推测该
CRISPR/Cas9 基因编辑技术敲除这两个基因的原理是 。
(4)要在个体生物学水平上鉴定是否成功培育出耐盐水稻新品种，其思路是 。
17．野生型虎毛色为黄色底黑条纹（黄虎），此外还有白虎、金虎和雪虎等毛色变异，科研人员对虎毛色
形成机理进行研究。
(1)若白虎是由黄虎的基因突变引起的，基因突变是指 。科研人员在图1 所示家系中选择子代 实验，
若 ，则确定白色由常染色体上隐性基因控制。
若某一个种群的白虎隐性突变基因都位于3 号染色体上，另有一个种群的白虎未知但隐性突变基因相同
（不在性染色体上），为探究两个种群中白虎是否为同一基因突变导致，让两个种群的白虎杂交，再让F1
雌雄虎随机交配。
①若 ，说明两突变基因为同一基因；
②若 ，说明两突变基因是非同源染色体上的非等位基因；
③若 ，说明两突变基因是同源染色体上的非等位基因。
(2)虎的毛发分为底色毛发和条纹毛发两种，毛发颜色由毛囊中的黑色素细胞分泌的真黑色素和褐黑色素决
定。褐黑色素使毛发呈现黄色，真黑色素使毛发呈现黑色。几种虎的毛发颜色如图2。常染色体上S 基因
编码的S 蛋白是某条褐黑色素和真黑色素合成途径的必要蛋白，E 基因表达产物激活真黑色素的合成，是
真黑色素合成的另一条途径。白虎和几乎纯黄的金虎的毛色性状均为单基因隐性突变。
测序发现，白虎的S 基因突变导致其功能丧失。从基因表达的角度分析，白虎性状出现的原因是：底色毛
发中E 基因不能表达， ，条纹毛发中 。
18．水稻的高秆和矮秆是一对相对性状，受位于6 号染色体上的一对等位基因E/e 控制，其中高秆对矮秆
为显性。研究人员先用纯合高秆水稻与矮秆水稻进行杂交得到F₁，然后通过基因工程将一个能表达抗虫特
性的基因A 转入某F₁ 植株中一条染色体上，得到抗虫的水稻植株。回答下列问题：
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(1)在生产上，杂交水稻（杂种子一代）因具有杂种优势常作为种子被直接利用，但是种子只能用一年，需
年年制种，原因是 。
(2)现利用题干涉及的材料设计实验探究转入了基因A 的染色体是否为6 号染色体，实验思路为
，若后代的表型及比例为 ，则基因A 没有转入6 号染色体；若后代的表型及比例为
，则基因A 转入了6 号染色体。
(3)若已证明基因A 没有转入6 号染色体。现让转入了基因A 的F1植株与未转入基因A 的F1植株杂交，后
代出现抗虫矮秆植株的概率为 。为了获得纯合的抗虫矮秆植株，可将转入了基因A 的
F1植株的花药进行离体培养，直接获得的植株本身在生产上没有任何经济价值的原因是 ，所以
通常用 处理以获得染色体数目正常的水稻植株。
19．Ⅰ、豌豆种子中子叶的黄色与绿色由一对遗传因子Y、y 控制，现用豌豆进行下列遗传实验图甲，请
分析（1）（2）小问：
Ⅱ、暹罗猫的毛色受基因B 和b 控制，分别控制黑色、巧克力色、白色，显隐性关系为B＋>B>b，它们之
间的关系如下图乙，它们的遗传遵循分离定律。选择黑色和巧克力色暹罗猫作为亲本进行杂交，所得F1中
黑色：巧克力色：白色=2：1：1。请分析并回答下列（3）问题。
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(1)豌豆适合作遗传学实验材料的优点有 （答出两点）
(2)实验二黄色子叶戊的遗传因子组成为 。实验一中黄色子叶丙与实验二中黄色子叶戊杂交，所获得的
子代黄色子叶个体中能稳定遗传的占 。
(3)F1中黑色猫基因型是 。让F1中的黑色猫和让F1中的巧克力色猫杂交，理论上，F2中白色猫出现的概
率是 ，F2巧克力色猫中纯合子占 。
20．传统栽培马铃薯是同源四倍体，基因组复杂，导致育种进程十分缓慢。我国“优薯计划”，用二倍体
马铃薯替代四倍体，用种子繁殖替代薯块无性繁殖，彻底变革马铃薯的育种方式。
(1)栽培马铃薯为同源四倍体，同源染色体相同位置上最多存在 个不同的等位基因，如果不考虑互换，
该植株减数分裂后将产生 种配子类型，因此四倍体植株杂交后代中杂合种类多，使得高产、抗
病等优良性状无法通过自交或者杂交来保存。
(2)科研人员尝试用二倍体马铃薯替代四倍体进行育种，但二倍体马铃薯普遍存在自交不亲和现象（即自花
授粉后不产生种子），育种十分困难。我国科研人员培育出二倍体自交亲和植株RH，并用它作母本与自
交不亲和植株进行杂交，实验结果如图所示。
①自交亲和与自交不亲和由一对等位基因控制。研究人员推测，自交亲和是 （填“显性”或“隐
性”）性状，判断依据是 。
②F1中自交亲和的植株自交，子代未出现3：1 的性状分离比，请尝试作出合理解释： 。
(3)除自交不亲和外，二倍体马铃薯还存在自交衰退现象。马铃薯在长期的无性繁殖过程中，累积了大量的
隐性有害突变且以杂合子形式存在。马铃薯易出现自交衰退的现象，其原因可能是 。
21．桑蚕（2n=56）起源于中国，由古代栖息于桑树的原始蚕驯化而来，桑蚕丝是重要的纺织原料。桑蚕
的性别决定方式为ZW 型，其性染色体组成如图所示。结圆形茧（A）对结椭圆形茧（a）为显性性状，相
关基因位于常染色体上。体色正常（B）对体色油质透明（b）为显性，相关基因位于I2区域。
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回答下列问题：
(1)对桑蚕进行基因测序，应检测 条染色体的核苷酸序列，图示中“？”应为 （填
“雌”或“雄”）。
(2)结圆形茧体色正常雌桑蚕基因型是 。选取纯合结椭圆形茧体色正常雄桑蚕与纯合结圆形茧体色油
质透明雌桑蚕杂交获得F1，F1表型及比例为 ，F1自由交配获得F2，F2中结圆形茧体色油质透明的雄
性个体所占比例为 。
(3)纯合体色正常雌桑蚕和体色油质透明雄桑蚕杂交，子代中偶然出现了一只体色油质透明的雄桑蚕，检测
发现，该突变体染色体数目正常。学习小组对该突变体出现作出假设：此体色油质透明雄桑蚕是染色体上
片段丢失导致的。经查找文献发现，桑蚕染色体片段缺失的纯合子不能存活，染色体片段缺失的杂合子可
存活，且非专业人员对桑蚕的性别辨别出错率较高。
请设计杂交实验对学习小组的上述假设加以探究，写出实验设计思路、预期实验结果及结论。
①实验设计思路： 。
②预期结果及结论：若 ，则假设成立；否则该假设不成立。
22．某种昆虫的性别决定方式为XY 型，该昆虫的直翅和弯翅、纯色体和彩色体分别由等位基因A/a、B/b
控制，其中有一对等位基因位于性染色体的非同源区段上。科研人员将直翅彩色体雄性昆虫与弯翅纯色体
雌性昆虫进行杂交，得到F1全为直翅纯色体，F1雌雄个体交配，得到F2的表型及比例如下表所示。根据所
学知识回答下列问题：
表
型
直翅纯色体
弯翅纯色
体
直翅彩色体
弯翅彩色体
雄
性
3/16
1/16
3/16
1/16
雌
性
6/16
2/16
/
/
(1)昆虫的体色性状遗传中，纯色体是由 （填“常染色体上的B 基因”“常染色体上的b 基因”“X
染色体特有区段上的B 基因”或“X 染色体特有区段上的b 基因”）控制的，判断的依据是 。
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(2)F1中雌性和雄性个体的基因型分别是 。F2的直翅纯色体雌性个体中杂合子占 。
(3)F2中某杂合体直翅彩色体雄性个体的一个精原细胞经过一次减数分裂产生的一个精细胞基因组成为
AAaXb，那么产生该异常精细胞的原因最可能是 。
(4)该昆虫的星眼（D）对圆眼（d）为显性。现有两个品系昆虫，其中品系1 为纯合品系，雌雄昆虫均为星
眼；品系2 中雌性昆虫全为圆眼，雄性昆虫全为星眼。请通过杂交实验确定D、d 基因是位于X 和Y 染色
体同源区段上，还是位于常染色体上。
实验设计思路： 。
实验结果及结论： 。
23．家蚕（2n=56）的性别决定方式为ZW 型，雄蚕对桑叶利用率高，吐出的丝纤度细且拉伸力强，雌蚕
丝的纤度及拉伸力不如雄蚕丝。家蚕的天然彩色蚕丝色彩艳丽柔和，比白色蚕丝更受市场欢迎。已知位于
2 号染色体上的基因Y 是控制蚕黄色的关键基因，不含基因Y 的蚕茧为白色。科研人员用γ 射线照射某家
蚕的雄蛹（如图甲），使2 号染色体上包含基因Y 的片段移到一条Z 染色体上（如图乙），基因Y 移动后
仍能正常表达。回答下列问题：
(1)在对家蚕进行基因组测序时，需要测定 条染色体上的碱基序列，原因是 。
(2)γ 射线处理使家蚕2 号染色体上包含基因Y 的片段移到Z 染色体上，这种变异类型属于 。
从基因片段的位置改变方面比较，该变异和同源染色体中互换的差异是 。若该家蚕乙和基因
型为YyZW 的家蚕杂交，理论上，子代中产黄色茧个体占 。
(3)现有一只产黄色茧的雄蚕（yyZYZ）、若干只产白色茧的雄蚕（yyZZ）和若干只产白色茧的雌蚕
（yyZW），请选择适当个体通过下列步骤使后代中的雄蚕只产黄色茧。步骤1：让产黄色茧的雄蚕与若干
只产白色茧的雌蚕杂交得到F1。F1的表型及比例 。步骤2：从F1中选择 （填表
型）杂交得F2，F2中的雄蚕全为产黄色茧、雌蚕全为产白色茧。
24．黄瓜瓜把口感差，瓜把的长度是影响黄瓜品质和商业性的重要性状之一。
(1)科研人员将长瓜把品系（6.5cm）与短瓜把品系（2.0cm）杂交，F1瓜把长度约4.6cm，F1自交，得到158
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株F2瓜把长度分布如图1。
由结果推测黄瓜瓜把长度受 （一对/多对） 基因控制。
(2)SSR 是DNA 中普遍存在的简单重复序列。不同品系、不同染色体DNA 的SSR 互不相同，因此可作为
分子标记进行基因定位。研究者构建了仅在一对基因上存在差异的瓜把长度为5cm（含SSR1 标记）和
4cm（含SSR2 标记）的两个亲本，杂交后再自交，F2中瓜把长度5cm 个体占3/4，4cm 个体占1/4。测定F2
植株的SSR 组成，请从下表中选择一种实验结果与对应推论的正确组合有 。
实验结果
推论
I 5cm 瓜把和4cm 瓜把植株的SSR 组成均
为SSR1/SSR1:SSR1/SSR2:SSR2/SSR2=1:2:1
Ⅱ 4cm 瓜把植株仅具有SSR2 标记
Ⅲ 5cm 瓜把植株仅有2/3 具有SSR2 标记
IV 4cm 瓜把植株中的SSR1:SSR2=1:1
①该瓜把长度基因与该SSR 标记
位于同源染色体
②该瓜把长度基因与该SSR 标记
位于非同源染色体
(3)通过上述定位方法，科研人员找到了与瓜把长度相关的A 基因、B 基因，并进一步研究。利用
CRISPR/Cas9 基因编辑技术敲除A 基因后，果实瓜把长度缩短，但瓜把细胞长度与野生型无显著差异，推
测A 基因的表达产物能 瓜把细胞增殖。检测发现，敲除A 基因的突变体植株中基因B 的转录水平显著
降低，敲除B 基因的突变体植株瓜把长度显著降低，推测A 通过增强B 基因的表达进而影响瓜把长度。请
从①~⑤选择合适的基因与黄瓜植株，进行转基因实验，为上述推测提供一个新的证据。简述实验设计方
案、检测指标并预期实验结果 。
①A 基因②B 基因③野生型植株④A 基因突变体植株⑤B 基因突变体植株
(4)进一步研究发现，D 蛋白可与A 蛋白结合，抑制后者与B 基因的启动子结合，相关调控途径如图2 所示。
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D 基因突变体与A 基因突变体杂交，F2中野生型、D 突变体、A 突变体、D 和A 突变体4 种表型的瓜把长
度大小关系为 。
(5)目前市场占有率最大的国产“油亮密刺黄瓜”，是科研人员通过单倍体育种培育出来的，单倍体育种依
据的生物学原理和优势分别是 。
25．番茄的成熟、腐烂都与乙烯的合成有关。研究人员将合成乙烯的关键酶X 基因反向连接在DNA 启动
部位之后，构成反义酶X 基因。将反义酶X 基因和抗冻基因插入并整合到番茄细胞的染色体上，获得了转
基因番茄，取其中一株转基因番茄M 进行杂交实验。
(1)将反义酶X 基因导入番茄植株后可以减少乙烯的合成，其原因是 。用放射性标记的酶X 基因作探
针， （填“能”或“不能”）检测反义酶X 基因是否整合到番茄植株的染色体DNA 上。
(2)在室温条件下，M 自交，F1中耐贮存抗冻∶耐贮存不抗冻∶不耐贮存抗冻=99∶7∶7。植株M 产生的配
子中，同时含有反义酶X 基因和抗冻基因的配子所占比例是 ；F1中耐贮存植株随机交配，理论上F2
中耐贮存植株所占比例为 。
(3)番茄花的雄蕊花药合生，包裹住雌蕊。根据花药长度与雌蕊长度比值（AL/PL）的不同，将雌蕊的柱头
分为3 种类型：柱头外露（AL/PL<1）、柱头齐平（AL/PL=1）、柱头内陷（AL/PL>1）。野生番茄一般为
柱头外露型，在种植驯化为栽培番茄时，逐步往柱头内陷型演化。研究发现基因E、F 参与番茄柱头发育。
为了探究E、F 基因在番茄柱头发育过程中作用特点，研究人员以柱头外露的番茄品系T-19（具有功能正
常的基因E 与F）为材料，利用基因敲除技术分别创建三种突变株，分别检测T-19 植株及各突变株的AL/
PL 值，结果如图。
①上实验结果，完善野生番茄柱头外露演化为栽培番茄柱头内陷的过程模型。（写出括号中基因的变化情
况）
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野生番茄（柱头外露型）Ⅰ（ ）栽培番茄柱头齐平Ⅱ（ ）栽培番茄柱头内陷
、
②基于上述模型推测，野生番茄被驯化为栽培番茄，其授粉方式的变化是 ，该变化提高了 ，
进而有助于结出更多、更大的番茄。
26．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。
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。
27．野生型红眼果蝇群体中出现了猩红眼（基因a）、朱砂眼（基因b）和朱红眼（基因d）三种单基因隐
性突变果蝇。研究人员利用猩红眼、朱砂眼、朱红眼三个纯合品系（各品系果蝇不含其他品系的突变基
因）进行了杂交实验：让猩红眼果蝇和朱砂眼果蝇进行正反交，F1均为野生型。让F1的雌果蝇和朱红眼雄
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果蝇杂交，F2也均为野生型。从F2中随机选择雌、雄果蝇进行多组单对杂交，每组果蝇繁殖一代得到F3，
发现各组F3中突变型果蝇所占比例不同，突变型果蝇所占比例最大的组中，雌果蝇中野生型∶突变型
=9∶7，雄果蝇中野生型∶突变型=9∶23。
(1)根据题意推测，a、b 基因位于 （填“常染色体”或“X 染色体”）上，判断依据是 。
(2)F3突变型果蝇所占比例最大的组中，其从F2中选择的亲本雌、雄果蝇的基因型分别为 ；突变型果
蝇所占比例最小的组中，突变型果蝇所占比例为 。
(3)射线处理可诱发染色体结构变异中的重复，d 基因重复表现为剂量效应，即随着细胞内d 基因数增加，d
基因表现程度随之增加，2 个d 基因会掩盖D 基因的表现。经射线处理后，d 基因在其所在的染色体上重复
了一次，表型为朱红眼雌性。研究人员让该朱红眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，通过观察后代的表型来确定
其基因型。请写出实验预期的结果和结论 。
28．拟南芥（2N＝10）属于自花传粉植物，被誉为“植物界的果蝇”。拟南芥中常存在雄性不育或雌性不
育现象，由雄性不育或雌性不育个体培育得到的株系（纯合子）在遗传学研究中具有非常重要的作用。
(1)研究发现基因M 位于2 号染色体上，与拟南芥的育性有关，能编码一种参与转运花粉粒外壁（能保护精
细胞）合成所必需的某些糖类的跨膜转运蛋白。将一个T—DNA 插入基因组成为MM 的受精卵中，插入
点位于M 基因上游的启动子处（影响基因转录）。由该受精卵发育成的植株可育，理由是 ；该植株
连续自交两代，后代的表型及比例为 。
(2)已知控制拟南芥早花、正常花和晚花的基因型分别是NN、Nn 和nn，N/n 基因位于3 号染色体上。实验
室中种植基因型相同的可育正常花拟南芥，其F1中部分植株出现了雄性不育现象，由此可知亲代可育正常
花植株的基因型为 ；F1可育植株中晚花所占比例为 ；F1可育晚花植株自交后代中能稳定遗传
的个体所占比例为 。
(3)拟南芥的A 基因决定雄配子育性，A 失活会使雄配子育性减少1/3；B 基因存在时种子萌发，但在种子
中来自亲代母本的B 不表达。研究者将某种抗性基因插入野生型植株（AABB）的A 或B 中，获得了“敲
除”A 基因的抗性植株甲（表示为AaBB）和“敲除”B 基因的抗性植株乙（表示为AABb）。
①进行杂交实验：甲（♂）×乙（♀），则所结种子中，基因型为AaBb 的种子所占比例为 ，可萌
发的种子萌发后抗性植株所占比例为 。
②为了探究基因A、B 所在的位置，让①杂交实验所得子代中基因型为AaBb 的植株自交，发现后代种子
中可萌发种子占2/5，且萌发后抗性植株占100%，由此推断野生型植株中A、B 基因在染色体上的位置关
系是 。自交后代种子中可萌发种子占 ，且萌发的植株含有 基因，都表现出抗性。
29．种子是农业的“芯片”，科研人员常利用诱变育种、杂交育种培育优质种子。两个豌豆突变纯系（M
和N）具有高产、营养丰富等优良性状，但都是白粉病感病品种。已知防治野生型豌豆的白粉病，最有效、
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经济和环境友好的方法是利用抗病品种。为了改良突变品系，育种工作者做了如下实验：
【实验一】在种质资源库中选取抗病的纯系豌豆品系X9002，与M 和N 进行杂交，结果如下表。
杂交组合
亲本
F1表型
F2表型
甲
X9002×M
抗病
1/4 感病、3/4 抗病
乙
X9002×N
感病
3/4 感病、1/4 抗病
丙
M×N
感病
13/16 感病、3/16 抗病
【实验二】工作人员对M、N、X9002、野生型品系中与白粉病抗性有关的某个基因进行分析，通过对四
个品系该基因同源cDNA 克隆的测序表明，M 和X9002 的cDNA 序列完全相同；但N 与X9002 相比，存
在一个129bp 片段的缺失。
请根据上述两个实验的结果，回答下列问题：
(1)研究表明，X9002 品系含显性抗病基因A 和隐性抗病基因b，则品系M 的基因型为 ，丙杂交
组合的F2中感病纯合植株有 种基因型。若用甲中F2抗病的植株进行自交，F3中抗病：感病比例为
。
(2)已知野生型品系的基因型与M、N 不同，则野生型在实验二中所述基因的cDNA 序列与品系 相
同。若不考虑A 基因，由实验二可推测，X9002 品系产生抗性的原因是 。
(3)选乙杂交组合产生的F2感病个体自交，子代不同于亲本基因型的个体占
(4)若选用基因工程的方法进行改良，最好选用品系 作为受体作物。除了诱变育种、杂交育种外，能在短
时间内快速改良该受体作物的育种方法还有
30．玉米（2n=20）是我国栽培面积最大的作物，玉米的性别和籽粒胚乳的颜色受基因影响，科研人员对
玉米性别决定和胚乳颜色形成的遗传学机制进行了深入的研究。
(1)研究发现，玉米性别受两对等位基因（Ba、ba 和Ts、ts）影响。基因Ba、Ts 同时存在时，玉米表现为
雌雄同株异花，顶生垂花是雄花序，腋生穗是雌花序；基因ba 纯合时，腋生穗不能发育；基因ts 纯合时，
顶生垂花成为雌花序。两对等位基因分别位于两对同源染色体上。现选取纯合的雌雄同株和纯合的雌株进
行杂交得到F1，F1自交得到F2，若F2有雄株个体出现，则亲本的基因型为 ；若F2没
有雄株个体出现，取F2中的雌雄同株个体相互授粉，子代的表型及比例是 。
(2)玉米籽粒胚乳的颜色有黄色、紫色和杂色，胚乳是由精子与母本产生的两个极核融合后发育而成，每个
极核的染色体组成均与卵细胞一致，胚乳是含有一整套精子染色体的三倍体。科研人员进行了系列实验来
研究胚乳颜色形成的遗传学机制。
杂交组合
F1胚乳颜色
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一
紫色RR（♀）×黄色rr
（♂）
紫色
二
紫色RR（♂）×黄色rr
（♀）
杂色
①上述杂交组合一和二中F1胚乳的基因型分别是 。据此研究人员对胚乳颜色形成的机制作出如
下推测。
推测一：可能与胚乳中R 基因的来源有关；
推测二：可能与胚乳中R 基因的数量有关。
②为证实上述推测，研究人员利用突变体甲进行了相关实验。
杂交组合
部分F1胚乳
基因型
颜色
三
野生型rr（♀）×甲Rr
（♂）
Rrr
杂色
RRrr
杂色
四
野生型rr（♂）×甲Rr
（♀）
RRr
紫色
研究发现，甲在产生配子时，10 号染色体分离有时发生异常，导致产生RR 型精子，与两个r 型极核结合，
产生了RRr 型胚乳。所以表2 中杂交结果仅支持推测 ，理由是
。
③研究人员推测在雌配子形成过程中，M 基因表达产物可以降低R 基因甲基化水平，使其表达不被抑制。
现有M 基因纯合突变体乙（mmRR）、野生型紫色玉米（MMRR）和黄色玉米（MMrr）。欲通过杂交实
验验证上述推测，请写出实验方案并预期结果。
实验方案
预期结果
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