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专题03 变异与育种
1．（2024·重庆九龙坡·二模）桃树的矮化与乔化是由Tt 基因控制，常绿与落叶是由Gr/gr 基因控制，果核
的离核（核与果肉易分离）与粘核（核与果肉不易分离）由F/f 基因控制。桃树开花形成一道美丽的风景，
结的果实又让人们饱口福和增加果农的经济收入，但是却在冬天落叶。科研工作者尝试培育既能接优质桃
果，又兼具绿化功能的乔化常绿离核和矮化常绿离核桃树，以满足不同的需求。开展了如下杂交实验（见
表1）。
表1 杂交组合及后代表型与比例
组
合
后代表型及比例
1
乔化落叶×矮化常绿
F1乔化常绿
2
组合1F1乔化常绿
乔化常绿：乔化落叶：矮化常绿：矮化落叶=9：3：3：1
3
常绿粘核×落叶离核
F1常绿离核
4
组合3F1常绿离核
常绿离核：落叶离核：常绿粘核：落叶粘核=9：3：3：1
5
乔化常绿粘核×矮化落叶离核
F1乔化常绿离核
据表1 回答下列问题
(1)表1 中杂交育种的原理是 ，发生的时期是 。
(2)如果控制离核与粘核的基因与控制桃树高矮的基因不在同一对同源染色体上，那么组合5 中F1自交后代
表现型为矮化常绿离核个体占比为 。
(3)与小麦、水稻杂交育种相比，科研工作者在果树育种中一般采取杂交与现代生物技术相结合的育种方式，
最可能采取的“现代生物技术”是 ，原因是 。
(4)红果肉的桃因富含花色素苷等抗氧化成分（具有清除体内自由基、抗肿瘤、防止心血管硬化等功效）而
广受消费者的喜爱。果肉花色素苷重要基因PpMYB10，1 的启动子有两个变异位点。一个是位于ATG 上
游-554bp（碱基对）的位置483bp 的缺失，另一个是位于ATG 上游-1609bp 的位置插入5243bp 的转座子。
单倍型的缺失为D1，正常为D2；单倍型的插入为T1；正常为T2。对应组合与果肉颜色对应关系见表2。
表2 PpMYB10.1 的启动子与果肉颜色关系
D1D1、T1T1
深红色果肉
D1D2、T1T1
红色果肉
D1D2、T1T2
浅红色果肉
D2D2、T1T1
浅白色果肉
D2D2、T2T2
浅白色果肉
从以上信息得出可以通过缺失碱基对和插入转座子来实现育种，此方法中的缺失碱基对和插入碱基对属于
生物变异中的 ，深红色果肉品种可以遗传的原因是 。
【答案】(1) 基因重组 减数第一次分裂后期
(2)9/64
1
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(3) 花药离体培养技术 果树发育成熟需要3-5 年(或较长时间)，如果采取连续自交，子代成熟又
需要3-S 年(或较长时间)，所以采取花药离体培养后用秋水仙素加倍(或者能明显缩短育种年限)
(4) 基因突变 控制果肉颜色的遗传物质发生了改变
【分析】表格分析：由组合1 可知，乔化、常绿是显性性状；组合2F1 乔化常绿自交，后代表型及比例为
乔化常绿：乔化落叶：矮化常绿：矮化落叶=9：3：3：1，说明控制矮化与乔化、常绿与落叶的两对等位
基因T/t 与Gr/gr 位于两对非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律；由组合3 可知，粘核与离核这对相
对性状中离核是显性性状；由组合4 可知，常绿与落叶、离核与粘核这两对性状的遗传遵循基因的自由组
合定律。
【详解】（1）表1 中杂交育种的原理是基因重组，发生在减数第一次分裂后期；
（2）组合2F1 乔化常绿自交，后代表型及比例为乔化常绿：乔化落叶：矮化常绿：矮化落叶=9：3：3：
1，说明控制矮化与乔化、常绿与落叶的两对等位基因T/t 与Gr/gr 位于两对非同源染色体上，遵循基因的
自由组合定律；由组合4 可知，组合3F1 常绿离核自交，后代表型及比例为常绿离核：落叶离核：常绿粘
核：落叶粘核=9：3：3：1，说明常绿与落叶、离核与粘核这两对性状的遗传遵循基因的自由组合定律；
如果控制离核与粘核的基因与控制桃树高矮的基因不在同一对同源染色体上，则这对等基因位于三对非同
源染色体上，遵循基因的自由组合定律，假设离核与粘核这对性状由A/a 控制，则组合5 的F1 为
TtGrgrAa，自交后代表现型为矮化常绿离核（ttGr-A-）个体占比为1/4×3/4×3/4=9/64；
（3）果树发育成熟需要3-5 年(或较长时间)，如果采取连续自交，子代成熟又需要3-S 年(或较长时间)，所
以采取花药离体培养后用秋水仙素加倍(或者能明显缩短育种年限)；
（4）由题意可知，通过缺失碱基对和插入转座子来实现育种，此方法中的缺失碱基对和插入碱基对属于
生物变异中的基因突变；ATG 上游-1609bp 的位置插入5243bp 的转座子导致控制果肉颜色的遗传物质发生
了改变，所以深红色果肉品种可以遗传。
2．（2024·江苏南通·二模）籼稻（染色体组成表示为MM）和粳稻（染色体组成表示为NN）的杂交种具
有抗逆性强、产量高的优势，但杂交种的部分花粉败育。经检测，F1所有花粉中均存在某种杀死花粉的毒
素蛋白，但只有育性正常的花粉中存在一种对应的解毒蛋白。进一步研究发现，编码这两种蛋白的基因均
为位于籼稻12 号染色体上的R 区，该区的基因不发生交换，如下图（注：粳稻12 号染色体上无B、C、D
的等位基因。）。科研人员将纯合籼稻和纯合粳稻杂交，获得F1，F1自交获得F2，F2中仅有籼一粳杂交种
和籼稻，且二者比例接近1：1。请回答下列问题：
(1)用显微观察F1产生的花粉中有一半出现异常（败育），则F1植株产生的染色体组成为 的花粉败育。
若用F1作父本，籼稻作母本进行杂交，子代的染色体组成为 。
2
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(2)F1杂种植株单独敲除D 基因，其花粉均不育，C、D 基因双敲除植株花粉均可育。推测编码毒素蛋白的
基因是 （填“C”、“D”）。
(3)为验证以上推测，科研人员将D 基因转入F1植株，获得转入了单拷贝D 基因（一个D 基因）的转基因
植株（T0），检测发现T0中转入的D 基因并未在12 号染色体上。若T0自交，仅检测12 号染色体的R 区，
统计子代中分别与粳稻、粳—籼杂交种和籼稻R 区相同的个体比例依次为 、 、 ，则支持上述
推测。
(4)研究者发现在部分籼稻的一条12 号染色体上有一段“DUYAO-JIEYAO 系统”，其中DUYAO 基因在二
倍体阶段编码毒素，而JIEYAO 基因仅在配子阶段编码解毒剂。DUYAO-JIEYAO 两个基因位置足够近，在
遗传时会留在同一条染色体上。这种籼稻产生的花粉不育的比例是 。
【答案】(1) N MM
(2)C
(3) 1/6 1/2 1/3
(4)1/2
【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）分析题意，籼稻（染色体组成表示为MM），粳稻（染色体组成表示为NN），科研人员将
纯合籼稻和纯合粳稻杂交，获得F1，染色体组成是MN，F1 自交获得F2，F2 中仅有籼一粳杂交种（MN）
和籼稻（MM），没有NN 个体，说明F1 植株产生的染色体组成为N 的花粉败育；若用F1 作父本，籼稻
（MM）做母本，由于N 花粉不育，只能产生M 一种类型雄配子，与籼稻产生的M 雌配子结合，后代染
色体组成是MM。
（2）F1 所有花粉中均存在某种杀死花粉的毒素蛋白，但只有育性正常的花粉中存在一种对应的解毒蛋白，
F1 杂种植株单独敲除D 基因，其花粉均不育，说明D 基因不编码毒蛋白，而C、D 基因双敲除植株花粉均
可育，说明敲除C 后正常，即编码毒素蛋白的基因是C。
（3）为将D 基因转入F1 植株（MN），获得转入了单拷贝D 基因（一个D 基因）的转基因植株（T0），
检测发现T0 中转入的D 基因并未在12 号染色体上F1 植株的染色体组成是为MN，导入D 基因后进行自交，
即使D 未在12 号染色体上，仍可发挥作用。不含D 的N 配子败育，则花粉中N∶M=1∶2，雌配子
M∶N=1∶1，与粳稻R 区相同的个体NN 比例为1/3×1/2=1/6，与籼稻R 区相同的个体MM 比例为
2/3×1/2=1/3，与粳籼杂交种R 区相同的个体比例为1-1/6-1/3=1/2。
（4）分析题意，研究者发现在部分籼稻的一条12 号染色体上有一段“DUYAO-JIEYAO 系统”，其中
DUYAO 基因在二倍体阶段编码毒素，JIEYAO 基因仅在配子阶段编码解毒剂，且DUYAO-JIEYAO 两个基
因位置足够近，在遗传时会留在同一条染色体上，即两种基因连锁，则这种籼稻相当于杂合子，产生的花
粉不育的比例是1/2。
3．（2024·湖南岳阳·一模）某个品种的牵牛花野生型植株花色为红色，在种植的过程中出现4 个各不相同
3
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的白花隐性突变品系，分别用M1，M2，M3，M4 表示，突变基因都位于Ⅱ号染色体上。为了研究这些突
变基因的相对位置关系，对4 个白花品系进行了两两杂交实验，结果如下：
P M1×M2 M1×M3 M1×M4 M2×M3 M2×M4 M3×M4
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
F1 突变型 野生型 野生型 野生型 野生型 突
变型
(1)根据杂交的结果推断，牵牛花的花色不是由同源染色体上一对等位基因所控制的，理由是 。
(2)若四个白花突变品系的形成都是Ⅱ号染色体上一对等位基因改变的结果，可推断花色性状至少由
对等位基因所控制。野生型基因用“＋”表示，M1、M2、M3、M4 隐性突变基因分别用X1、X2、X3、X4
表示，若已知M1 突变品系的突变型基因和野生型基因之间的相对位置如左图所示，则X4的位置在
（选填下图中的数字）。
(3)科研人员进一步研究后发现M1 和M3 突变体是与花色决定有关的2 个基因（JSC 和JXY）中的一个发
生单个碱基对替换的隐性突变，对M1 和M3 进行相关基因的测序后得到以下结果：
个体表现型
JSC 基因测序结果
JXY 基因测序结果
M1 突变体
【123A/A 710G/G】
【302G/G 560A/A】
M3 突变体
【123A/A 710C/C】
？
野生型
【123A/A 710G/G】
【302C/C 560A/A】
M5（野生型）
【123A/G 710G/G】
【302C/C 560A/A】
M6（野生型）
【123A/A 710G/G】
【302G/C 560A/A】
注：测序结果只给出基因一条链（转录模板链）的碱基序列，如【123A/A 710G/G】表示两条同源染色体
上JSC 基因转录模板链的第123 位碱基分别为A 和A，第710 位碱基分别位G 和G。
由图可知M1 突变体发生突变的基因是 （填“JSC 基因”或“JXY 基因”），推测表格中“？”处
测序结果为【 】。若野生型植株两条同源染色体（Ⅱ号）上各有一个基因发生突变后形成了M5 和
M6 两个植株，相关基因测序结果如表中所示，两个植株杂交，后代的中双突变基因的个体的比例为
（不考虑其它变异）。
【答案】(1)若为一对等位基因控制则杂交后代全为突变型个体
(2) 2 3 和4
(3) JXY 基因 302C/C 560A/A 1/4
4
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【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，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）如果牵牛花的花色是由同源染色体上一对等位基因控制的，M1，M2，M3，M4 是4 个各不
相同的白花隐性突变品系，那么，4 个白花品系进行了两两杂交实验后代全为突变型个体，然而，不是所
有杂交实验的子一代都是突变体，比如M1 和M3 杂交等，这说明牵牛花的花色不是由同源染色体上一对
等位基因控制的。
（2）由题干信息可知，若四个白花突变品系的形成都是Ⅱ号染色体上一对等位基因改变的结果，因此可
推出红花和白花这对性状至少受两对等位基因所控制的；M1、M2、M3、M4 为4 种不同白色隐性突变体
品系且突变基因均位于Ⅱ号染色体上，已知M1 的基因型为X1X1，野生型的基因型为++，M1 和M4 杂交，
后代都是野生型，说明X1 和X4 两个基因位于Ⅱ号染色体的不同位置，因此X4 应位于3、4 号位上；
（3）由于M1、M3 杂交子代是野生型，说明M1、M3 位于Ⅱ号染色体上不同的位置，各有一个碱基对发
生替换，而且M1 突变体与野生型JSC 基因测序结果相同，由此可判断出是M1 突变体发生突变的基因是
JXY 基因，同理可得出M3 突变体发生的是JSC 基因，所以M3 突变体JXY 基因测序结果应与野生型相同，
为302C/C 560A/A；根据以上信息可以得出，M5 和M6 可以看成是两个单杂合子，所以两个植物杂交，
后代中双突变基因的个体比例为1/4。
4．（2023·江苏徐州·模拟预测）马铃薯野生种是二倍体，既可以用种子繁殖，也可以用块茎繁殖，普通栽
培种为突变种中的四倍体。请回答下列问题：
(1)四倍体马铃薯减数分裂时同源染色体会出现多种联会方式，如“3+1”、“2+2”、“2+1+1”等，易出现结
实率低的现象，原因是 。
(2)为获得杂种优势进行杂交育种，应纯化父本和母本后使其杂交，获得表现一致的杂交种。
①和野生种相比，四倍体栽培种由于 ，杂交育种难度几何性提升。
②自交不亲和是植物在长期进化中形成的维持 多样性的一种策略。研究表明，野生种自花传粉时
花粉管会在雌蕊花柱中部停止生长。花柱中的S-RNase 蛋白和花粉中的SLF 蛋白调控了该过程。S-RNase
是一种毒性蛋白，过多会引起花粉管生长停滞，特定的S-RNase 能被SLF 识别并降解。推测SLF
（选填“能”或“不能”）识别并降解同一植株的S-RNase。由于自交不亲和的特性，野生种无法获得
，限制了野生种杂交育种进程。
(3)中国农业科学院黄三文团队发现一株自交亲和的二倍体马铃薯杂合植株，并确定该性状受显性基因A 控
制，A 蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-RNase。该杂合植株的自交后代只出现两种基因型：AA 和
Aa，且比例接近1：1。结合上述野生种自交不亲和机理，推测出现该现象的原因是 。
(4)为短期内获得高比例的野生种自交亲和纯合子，可采用单倍体育种。
①研究者获得突变体S，用S 给普通二倍体马铃薯授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒（胚是单倍体；胚
乳与二倍体籽粒的胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体）。根据亲本中某基因的差异，对亲子代
该基因PCR 扩增，结果如图所示，确定F1单倍体胚和F1二倍体胚分别对应电泳图中的数字 ，且
5
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F1单倍体胚是由 发育而来。
②为便于筛选单倍体，研究者向S 中转入能在胚和胚乳中表达的红色荧光蛋白基因RFP，得到转基因纯合
子S+。用S+给普通二倍体马铃薯授粉，筛选出胚 （选填“有”或“无”）红色荧光、胚乳
（选填“有”或“无”）红色荧光性状的种子即为单倍体种子。
③将获得的单倍体种子在 阶段用秋水仙素处理，筛选出野生种自交亲和纯合子。
【答案】(1)（多种联会方式中）染色体联会紊乱
(2) 染色体组数多/含四个染色体组 基因/遗传 不能 纯化父母本/纯合子
(3)含有A 的花粉具有降解S-RNase 的功能，含a 的花粉没有此功能
(4) 3、4 卵细胞/母本 无 有 萌发/幼苗
【分析】1、减数分裂过程一旦发生联会紊乱，无法产生正常的配子，无法进行受精作用，也就无法产生
种子。
2、自交不亲和特指雌雄蕊均可育的两性花植物在自花授粉后不能产生合子的现象，是一种重要的防止近
亲繁殖、促进变异的遗传机制，也称种内不亲和，自交不亲和是植物在长期进化中形成的维持基因（遗
传）多样性的一种策略。
3、单倍体生物是由未经受精作用的配子发育成的个体，其染色体数为本物种配子染色体数。
【详解】（1）四倍体马铃薯减数分裂时同源染色体会出现“3+1”、“2+2”、“2+1+1”等多种联会方式，
说明减数分裂过程会发生联会紊乱，无法产生正常的配子，无法进行受精作用，导致结实率低，难以获得
纯合亲本进行杂交，种子繁殖非常困难。
（2）①马铃薯野生种是二倍体，栽培种是四倍体，染色体组数多，减数分裂过程会发生联会紊乱，无法
产生正常的配子，难以进行杂交育种。
②自交不亲和特指雌雄蕊均可育的两性花植物在自花授粉后不能产生合子的现象，是一种重要的防止近亲
繁殖、促进变异的遗传机制，也称种内不亲和，自交不亲和是植物在长期进化中形成的维持基因（遗传）
多样性的一种策略。
二倍体马铃薯繁殖种子自交不亲和，S-RNase 是一种毒性蛋白，过多会引起花粉管生长停滞，特定的S-
RNase 能被SLF 识别并降解，则说明同一植株的S-RNase 不能被SLF 降解。
结合上述野生种自交不亲和的机理，降低了基因的纯合率，利于保持高度杂合性，野生种无法获得纯化父
母本（纯合子），限制了野生种杂交育种进程。
（3）杂合子Aa 自交，后代只有AA 和 Aa，比例接近1:1，同时A 蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-
RNase，说明a 基因不能降解S-RNase，a 花粉没有受精能力。
（4）①据图可知2 号和3 号的条带位置相同，说明F1 单倍体胚是由卵细胞发育而来，确定F1 单倍体胚对
应电泳图中的数字3；F1 二倍体胚具备父本和母本的基因，因此F1 二倍体胚对应电泳图中的数字4。
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②RFP 是红色荧光蛋白基因，转基因纯合子S+给普通二倍体马铃薯授粉，，转基因纯合子S+提供带有红
色荧光蛋白基因RFP 的精子，普通二倍体马铃薯提供普通的卵子，胚是来源于卵细胞的单倍体胚，不发出
红色荧光，胚乳是由1 个精子和2 个极核结合成的三倍体，会发出红色荧光，则选取胚乳能够发出红色荧
光，但胚不发出红色荧光的种子即为单倍体种子。
③萌发种子或幼苗有丝分裂旺盛，用秋水仙素处理，可以获得染色体数目加倍的植株，可以筛选出野生种
自交亲和纯合子。
5．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）水稻（2n=24）是我国重要的粮食作物，对于粮食安全，农业经济的发
展和国际贸易都具有重要作用。已知水稻抗病（A）对感病（a）为显性，某种化学药剂可以使水稻无香味
的基因中部分碱基对缺失，诱导获得有香味的突变体。与普通水稻（无香味）相比，突变体水稻具有更高
的经济价值，有香味基因位于8 号染色体上，由隐性基因（h）控制。现已培育出纯合的抗病无香味水稻和
纯合的感病有香味水稻植株若干。回答下列问题：
(1)体细胞缺失1 条1 号染色体称作1 号单体，缺失1 条2 号染色体称作2 号单体，以此类推。单体产生的
配子可育，缺失一对同源染色体的个体无法存活。为了确定抗病基因A 所在染色体的编号，若用“单体定
位法”，需要制备抗病水稻单体（纯合子）品系 个。试设计实验确定基因A 所在染色体编号：选择
二倍体感病植株分别与 ，统计子代的性状及比例；若某一组中F1 ，则说明基因A 位于该
组单体所在的染色体上。
(2)假设是否抗病和有无香味两对基因独立遗传。若想获得抗病有香味的水稻，需要利用纯合的抗病无香味
水稻和纯合的感病有香味水稻杂交，F1表型为 ，F1自交产生F2，在此过程中引入相应病原体，淘
汰感病个体，则F2中纯合抗病有香味水稻占 。如果想要在最短时间内获得纯合子抗病有香味水稻，
应选用 （填育种方法名称）。
(3)水稻有另一对相对性状高茎（B）和矮茎（b）。若纯合的矮茎无香味水稻和纯合的高茎有香味水稻杂交，
F1自交产生F2，F2出现表型及其比例为 ，则说明基因B 和h 位于同一条染色体上，基因b 和H 位
于同一条染色体上。
【答案】(1) 12 各种抗病水稻单体品系植株杂交 抗病：感病=1:1
(2) 抗病无香味 1/12 单倍体育种
(3)高茎有香味：高茎无香味：矮茎无香味=1:2:1
【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，
位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，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）由题意可知，水稻（2n=24）有12 对同源染色体，若用“单体定位法”来确定抗病基因A
所在染色体的编号，需要制备抗病水稻单体（纯合子）品系12 个；设计实验确定基因A 所在染色体编号：
选择二倍体感病植株分别与各种抗病水稻单体品系植株杂交，统计子代的性状及比例；若基因A 位于该组
单体所在的染色体上，则亲本的基因型分别为AO、aa，则杂交后代抗病（AO）：感病（aa）=1:1；若基
因A 不位于该组单体所在的染色体上，则亲本的基因型分别为AA、aa，则杂交后代全为抗病（Aa）。
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（2）若想获得抗病有香味的水稻，需要利用纯合的抗病无香味水稻（AAHH）和纯合的感病有香味水稻
（aahh）杂交，F1 的基因型为AaHh，表型为抗病无香味；F1 自交产生F2，引入相应病原体，淘汰感病个
体后抗病个体为（1/3AA、2/3Aa）、有香味（hh）为1/4，则F2 中纯合抗病有香味水稻（AAHH）占
1/12；如果想要在最短时间内获得纯合子抗病有香味水稻，应选用单倍体育种，因此单倍体育种可明显缩
短育种年限；
（3）基因B 和h 位于同一条染色体上，基因b 和H 位于同一条染色体上，纯合的矮茎无香味水稻
（bbhh）和纯合的高茎有香味水稻（BBHH）杂交，F1（BbHh）自交产生F2，F2 出现表型及其比例为高
茎有香味：高茎无香味：矮茎无香味=1:2:1。
6．（2024·北京顺义·一模）油胞是柑橘叶片、果实等器官的分泌结构，可产生和储存精油。我国科学家以
柑橘油胞为模式系统揭示植物分泌结构起始和发育的机制。
(1)有性生殖的柑橘具有单胚性。大多数柑橘品种无性生殖，由胚珠的体细胞发育为多个胚，即多胚性。柑
橘的多胚性使后代不发生 。
(2)HP 是金柑变异品种，因无油胞口感更甜，具有多胚性、3~6 年才能结实。为破解无油胞突变的秘密，
研究者利用单胚性且结实所需时间短的HK 作为 ，与HP 杂交，得到F1群体，繁育F2群体。F2中有油胞
与无油胞植株的比例接近3：1。同时发现，F2中有油胞植株叶缘均有锯齿.无油胞植株叶缘均光滑，推测相
关基因与性状的关系。
推测一：两对相对性状由一对等位基因控制。
推测二：两对相对性状分别由位于 上的两对等位基因控制，其中油胞基因和锯齿基因在 染色体上且
距离近。
(3)柑橘的枝刺（见图1）由枝条变态而来，枝刺基部有油胞结构而刺尘没有。科研人员已将油胞基因定位
在一个包含54 个基因的区域。通过进一步对比 ，找到了与油胞发育有关的关键基因M，已知M 蛋白作
为转录因子能调控叶缘锯齿化。科学家在M 基因中插入1 个碱基对，导致插入位点后的密码子的 改变，
获得M 基因功能缺失突变体。该突变体叶片表型为 ，从而证明M 蛋白除可调控叶缘锯齿化，还可调控
油胞发育。
(4)利用柑橘枝刺筛选到M 基因的上游基因D，推测D 蛋白与M 基因的启动子结合，促进油胞发育。为验
证推测，人工合成与M 基因启动子碱基序列相同的探针P，进行荧光标记。使用 作为竞争物，按图2 的
步骤进行实验，结果如图3。
8
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(5)为进一步寻找M 蛋白激活的下游基因，最符合要求的基因应满足以下哪些条件 。
①M 基因功能缺失突变体中此基因表达水平显著上调
②柑橘枝刺基部此基因表达水平显著高于刺尖
③获得此基因功能缺失突变体，突变体叶片油胞数目减少
【答案】(1)性状分离
(2) 母本 一对同源染色体 同一条
(3) 枝刺基部和刺尖54 种候选基因的表达水平差异 排列顺序和类型 叶缘光滑，无油胞
(4)未标记的探针P
(5)②③
【分析】1、基因突变是指DNA 分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。
2、基因的分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，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）大多数柑橘品种无性生殖，由胚珠的体细胞发育为多个胚，即多胚性。无性生殖使得产生
的后代不发生性状分离，优良品种可以永久固定下来，所以柑橘的多胚性使后代不发生性状分离。
（2）能结实的植株为母本，所以研究者利用单胚性且结实所需时间短的HK 作为母本，由题干信息“HK
与HP 杂交，得到F1 群体，繁育F2 群体。F2 中有油胞与无油胞植株的比例接近3：1。同时发现，F2 中有
油胞植株叶缘均有锯齿，无油胞植株叶缘均光滑”可推测：①是否有油胞和叶缘类型这两对相对性状由一
对等位基因控制；②两对相对性状分别由位于一对同源染色体上的两对等位基因控制，且油胞基因和锯齿
基因在同一条染色体上且距离近，无油胞基因和光滑基因在另一条染色体上且距离近。
（3）已将油胞基因定位在一个包含54 个基因的区域，已知枝刺基部有油胞结构而刺尘没有，通过进一步
对比枝刺基部和刺尖54 种候选基因的表达水平差异，找到了与油胞发育有关的关键基因M。在M 基因中
插入1 个碱基对，会导致M 基因的结构发生改变，进而导致密码子的排列顺序和类型改变，无法获得M
蛋白。由（2）可知，是否有油胞是一对相对性状，叶缘类型是一对相对性状。已知M 蛋白可调控叶缘锯
齿化，还可调控油胞发育，因此M 基因功能缺失突变体表型为叶缘光滑，无油胞。
（4）人工合成与M 基因启动子碱基序列相同的探针P，进行荧光标记，竞争物应为同样与M 基因启动子
碱基序列相同，但未进行荧光标记的探针P。
（5）①M 基因功能缺失突变体中M 基因表达水平显著下调，①错误；
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②M 蛋白可调控叶缘锯齿化，还可调控油胞发育，枝刺基部有油胞结构而刺尘没有，柑橘枝刺基部M 基
因表达水平显著高于刺尖，②正确；
③M 基因功能缺失突变体表型为叶缘光滑，无油胞，即获得M 基因功能缺失突变体，突变体叶片油胞数
目减少，③正确。
故选②③。
7．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）某闭花传粉植物中，等位基因M/m 控制色素的合成，含M 基因的个体
均可合成色素，与等位基因N/n 共同控制花色；花在枝条上的位置有顶生和腋生两种，由等位基因T/t 控
制。研究人员利用纯合P1（红花顶生）、P2（白花腋生）、P3（白花顶生）、P4（白花顶生）进行杂交实
验，实验结果见下表。回答下列问题：
实验
亲本
F1
F2
1
P1×P3
粉花
红花：粉花：白花=3:6:7
2
P1×P2
红花顶生
红花顶生：白花腋生=3:1
3
P2×P4
粉花顶生
子代有4 种表型，但在红花个体中发现有一株腋生，其他均为顶生
(1)由实验1 可知，控制花色的两对等位基因的位置关系是 ，出现F2中比例的原因可能是
。F2的粉花个体中，自然状态下能稳定遗传的比例为 。
(2)为研究控制红色素形成的机理，科研人员对M、m 基因的碱基数量进行分析，结果显示：两基因的碱基
数量相等，推断m 基因不能合成色素的原因可能是 。
(3)根据实验2、3 结果，可确定T 基因与Ｍ、N 的位置关系是 ，实验3 红花个体中出现一株腋
生的具体原因可能是 。
(4)实验3 中，F1的基因型为 ；若F2中红花顶生个体自交，后代的性状分离比为 。
【答案】(1) 两对基因位于两对同源染色体上 可能是M 基因控制色素的合成，n 基因控制红花，
N 基因可淡化色素，因此M-nn 表现红花，M-Nn 表现为粉红花，M-NN、mmN-、mmnn 表现为白花 0
(2)M 基因发生了碱基对的替换形成了m，使控制合成色素的相关酶的空间结构改变，从而不能控制色素的
合成
(3) M 和T 连锁，m 和t 连锁，N/n 位于另一对同源染色体上 可能是MmNnTt 减数分裂时同源染
色体的非姐妹染色体之间发生了互换，也可能是MmNnTt 减数分裂产生配子时发生了基因突变，形成了
Mtn 的配子
(4) MmNnTt 红花顶生∶白花腋生=5∶1
【分析】基因自由组合定律特殊分离比的解题思路：首先看后代可能的配子组合种类，若组合方式是16 种，
不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律，其亲代基因型为双杂合。写出正常的分离比
9∶3∶3∶1，对照题中所给信息进行归类，若分离比为9∶7，则为9∶（3∶3∶1），即7 是后三种合并的
结果；若分离比为9∶6∶1，则为9∶（3∶3）∶1；若分离比为15∶1，则为（9∶3∶3）∶1。
【详解】（1）根据实验1 的子二代红花∶粉花∶白花=3∶6∶7，是9∶3∶3∶1 的变式，说明子一代基因
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型为MmNn，且两对基因遵循自由组合定律。子一代MmNn，表现为粉花，子二代红花∶粉花∶白花
=3∶6∶7，可能是n 基因控制红花，N 基因可淡化色素，因此M-nn 表现红花，M-Nn 表现为粉红花，M-
NN、mmN-、mmnn 表现为白花，因此MmNn 自交后代出现红花∶粉花∶白花=3∶6∶7。F2 的粉花个体
（2MMNn、4MmNn）中，自然状态下即进行自交实验，MMNn 自交后代会出现MMNN 白花、MMNn 粉
花、MMnn 红花，MmNn 自交后代也会出现三种花色，因此F2 的粉花个体中，自然状态下能稳定遗传的
比例为0。
（2）两基因的碱基数量相等，说明是M 基因发生了碱基对的替换形成了m，使控制合成色素的相关酶的
空间结构改变，从而不能控制色素的合成。
（3）实验2 中P1（红花顶生）×P2（白花腋生），子一代均为红花顶生，则顶生为显性性状，且P1 为
MMnnTT，P2 为mmnntt，子一代为MmnnTt，自交后代红花顶生∶白花腋生=3∶1，没有出现红花腋生，
说明M 和T 连锁，m 和t 连锁，n 基因位于另一对同源染色体上。实验3 中P2（白花腋生）×P4（白花顶
生），子一代均为粉花顶生（M-NnT-），P2 为mmnntt，则P4 基因型为MMNNTT，子一代基因型为
MmNnTt，子二代出现四种表型，但在红花个体中发现有一株腋生，其他均为顶生，说明MmNnTt 产生了
Mtn 的配子，可能是MmNnTt 减数分裂时同源染色体的非姐妹染色体之间发生了互换，也可能是MmNnTt
减数分裂产生配子时发生了基因突变，形成了Mtn 的配子。
（4）根据（3）分析可知，实验3 中，F1 的基因型为MmNnTt，其中M 和T 连锁，m 和t 连锁，则F2 中
红花顶生个体基因型为1/3MMTTnn，2/3MmTtnn，1/3MMTTnn 自交后代均为MMTTnn，2/3MmTtnn 自交
后代为2/3（3/4M-T-nn、1/4mmttnn），即M-T-nn 占1/3+2/3×3/4=5/6，mmttnn 占2/3×1/4=1/6，即红花顶生
∶白花腋生=5∶1。
8．（2024·广东·二模）抗性淀粉因难以被小肠消化，能有效降低糖尿病患者餐后的血糖波动。科研人员利
用纯种高抗性淀粉品种“优糖稻2 号”和纯种低谷蛋白品种“健养2 号”，培育出兼具高抗性淀粉和低谷
蛋白性状的水稻新种质，育种过程如图甲所示。高抗性淀粉性状由sbe3-rs 基因（隐性）控制，低谷蛋白性
状由Lgc1 基因（显性）控制，两对基因独立遗传。
回答下列问题：
(1)杂交技术将高抗性淀粉和低谷蛋白性状集中在同一个子代中，依据的原理主要是 。sbe3-rs 基因由淀
粉分支酶基因SBEIIb 突变而来，使淀粉分支酶活性下降，增加水稻高抗性淀粉含量，这说明基因表达产物
与性状的关系是基因通过 ，进而控制生物体的性状。
(2)获得BC1F1后，科研人员选择同时携带sbe3-rs 基因和Lgc1 基因的植株进行自交，该部分植株占BC1F1
的比例为 ，自交后产生的BC1F2中兼具高抗性淀粉和低谷蛋白性状的双基因纯合株系占比为 。
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(3)研究发现，sbe3-rs 基因由于突变而无法被限制酶SpeI 切割，大小约为571bp。Lgc1 基因由野生型基因发
生片段缺失产生，野生型基因片段大小约为1573bp。对BC，F2部分水稻进行基因型检测（图乙），应选
择 （填序号）进一步培育。与传统水稻育种通过表型对基因型进行间接选择相比，分子检测技术辅助
选育的突出优势是 。
【答案】(1) 基因重组 控制酶的合成来控制代谢过程
(2) 1/2 5/32
(3) 5 号 提高选育的效率和准确性
【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；
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）杂交技术可将高抗性淀粉和低谷蛋白性状集中在同一个子代中，体现了杂交育种的优势，
该育种方法依据的原理是基因重组。sbe3-rs 基因由淀粉分支酶基因SBEIIb 突变而来，使淀粉分支酶活性
下降，增加水稻高抗性淀粉含量，这说明基因与性状的关系表现在基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，
进而控制生物体的性状。
（2）纯种高抗性淀粉品种“优糖稻2 号”的基因型可表示为aabb 和纯种低谷蛋白品种“健养2 号”的基
因型可表示为AABB，二者杂交得到的F1 的基因型可表示为AaBb，F1 与优糖稻2 号（aabb）杂交获得
BC1F1（AaBb、aaBb、Aabb、aabb）后，科研人员选择同时携带sbe3-rs 基因（b）和Lgc1 基因（A）的植
株（AaBb 和Aabb）进行自交，该部分植株占BC1F1 的比例为1/2，自交后产生的BC1F2 中兼具高抗性淀
粉和低谷蛋白性状的双基因纯合株系占比为1/2×1/16+1/2×1/4=5/32。
（3）研究发现，sbe3-rs 基因（b）由于突变而无法被限制酶SpeI 切割，大小约为571bp。Lgc1 基因（A）
由野生型基因发生片段缺失产生，野生型基因片段大小约为1573bp。对BCF2 部分水稻进行基因型检测
（图乙），根据图示结果可以看出序号为4、5 个体的基因型为bb，同时1、2、5、6 的基因型表现为
AA，综合考虑应选择5 号进一步培育。与传统水稻育种通过表型对基因型进行间接选择相比，分子检测技
术辅助选育的突出优势是提高选育的效率和准确性，能节省人力和土地资源。
9．（2024·全国·模拟预测）某雌雄异株植物性别决定方式是XY 型，阔叶、窄叶分别由X 染色体上的等位
基因B、h 控制，花色（红花、白花）由位于常染色体上的三个复等位基因A+、A、a 控制。某对杂交组合
（甲）中，亲本表现型为阔叶、红花，其F1出现表现型为窄叶、白花的雄性植株；另一对杂交组合（乙）
中，亲本花色均为白花，雄性、雌性亲本植株叶型分别为窄叶、阔叶，F1中出现表现型为阔叶、红花的雌
性植株。若A 基因能控制合成红色色素，A+、a 基因则不能。请回答下列问题：
(1)控制花色的基因A+和a 由基因A 突变而来，这说明基因突变的特点是具有 。
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(2)若只考虑花色，则该植物自然种群中，表现型为白花的植株的基因型有 种；基因A+和a 对基因A 的
显隐性关系 （填“相同”“不相同”或“无法判断”）；两对杂交组合中至少有 个亲本为杂合子。
(3)若杂交组合甲中F1窄叶、白花雄性植株和杂交组合乙中F1阔叶、红花雌性植株杂交，F2中 （填
“会”或“不会”）出现阔叶、白花植株，判断的依据是 。
【答案】(1)不定向性
(2) 4 不相同 3
(3) 会 以A+对A 为显性、a 对A 为隐性为例，杂交组合甲中F1 窄叶、白花雄性植株的基因型为
aaXbY；当杂交组合乙亲本的基因型分别为A+AXBX-、aaXbY 时，F1 中阔叶、红花的雌性植株的基因型
可能为AaXBXb，两植株杂交，F2 中会出现阔叶、白花（aaXBY 或aaXBXb）植株
【分析】1、基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。具有普遍性、随机性、低频
率性、不定向性、多害少利性等特点；
2、基因自由组合定律的实质是在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，位于非同
源染色体上的非等位基因可以自由组合。这一定律说明，在形成配子时，来自不同非同源染色体的非等位
基因可以独立地分配到配子中，互不干扰。
【详解】（1）控制花色的基因A+和a 均由基因A 突变而来，说明基因突变具有不定向性；
（2）由题可知，A 基因能控制合成红色色素，A+、a 基因则不能。杂交组合甲亲本表现型为红花，F1 中
出现表现型为白花的雄性植株，说明A+和a 基因中至少有一个对A 为隐性；杂交组合乙亲本均为白花，
F1 中出现表现型为红花的雌性植株，说明A+和a 基因中有一个对A 为显性，因此基因A+和a 与基因A 的
显隐性关系不相同。以A+对A 为显性、a 对A 为隐性为例，则该植物自然种群中，表现型为白花的植株的
基因型有A+A+、A+A、A+a、aa4 种；结合上述分析，杂交组合甲中亲本基因型均为Aa，杂交组合乙中
亲本至少有一个基因型为A+A，另外一个基因型可能为A+A、A+a 或aa，故两对杂交组合中至少有3 个亲
本为杂合子；
（3）以A+对A 为显性、a 对A 为隐性为例，杂交组合甲中F1 窄叶、白花雄性植株的基因型为aaXbY；当
杂交组合乙亲本的基因型为A+AXBX-、aaXbY 时，F1 中阔叶、红花的雌性植株的基因型可能为
AaXBXb，两植株杂交（aaXbY×AaXBXb），F2 中会出现阔叶、白花（aaXBY 或aaXBXb）植株。
10．（2024·浙江·二模）野生型果蝇的眼色为暗红眼（++），现有两个纯合突变品系朱砂眼（cc）和猩红
眼（ss）。为进一步研究其眼色的遗传机制，进行了三组杂交实验，结果如下表。
实验
P
F1
①
朱砂眼×野生型
野生型
②
猩红眼×野生型
野生型
③
朱砂眼×猩红眼
野生型
回答下列问题：
(1)雌果蝇的生殖器官中有贮精囊，一次交配可保留大量精子，供多次受精使用。进行杂交实验前，应选择
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的雌果蝇作为实验材料。
(2)由实验结果可知，该果蝇的突变眼色为 性状，控制突变品系的c 基因与s 基因 （“可能”或
“不可能”）是等位基因。
(3)若c 基因与s 基因位于一对同源染色体上，则实验③F1相互交配产生的F2，其眼色表型及比例为 。
(4)若c 基因与s 基因位于两对同源染色体上，请尝试写出实验③亲本杂交得到F1过程的遗传图解：
（要求写配子）。
(5)为探究s 基因的分子作用机制，研究者分别提取 品系果蝇的基因组，设计特异性引物，对+和s 基
因片段进行PCR 扩增后电泳，并对其表达量进行测定，结果见图1 和图2 所示。推测+基因发生了碱基对
的 而突变为s 基因，导致其基因表达量 ，从而引起了果蝇体内色素的含量变化。
【答案】(1)未交配过（未受精）
(2) 隐性 不可能
(3)朱砂眼：暗红眼〈野生型〉：猩红眼=1：2：1
(4)2 种遗传图解任选其一
(5) 野生型和猩红眼 缺失 下降（减少）
【分析】根据题图分析，野生型基因型为C-S-，朱砂眼基因型ccS-，猩红眼C-ss。
【详解】（1）雌果蝇的生殖器官中有贮精囊，一次交配可保留大量精子，供多次受精使用。进行杂交实
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验前，应选择未受精的雌果蝇作为实验材料。
（2）由实验①和②可知，亲本杂交后，F1 都是暗红色，该果蝇的突变眼色为隐性性状。根据组合丙的F1
可知，朱砂眼和猩红眼杂交，后代表现为暗红眼，朱砂眼和猩红眼为隐性突变体，若一对等位基因控制，
不可能出现暗红眼，因此c、s 为非等位基因。
（3）实验③亲本朱砂眼×猩红眼即ccSS×CCss，F1 为CcSs，若c 基因与s 基因位于一对同源染色体上，则
F1 为CcSs 产生的配子为cS、Cs。则实验③F1 相互交配产生的F2，其眼色表型及比例为朱砂眼：暗红眼
〈野生型〉：猩红眼=1：2：1。
（4）实验③亲本朱砂眼×猩红眼即ccSS×CCss，F1 为CcSs，若c 基因与s 基因位于两对同源染色体上，遗
传图解如下图所示：
（5）野生型和猩红眼可能含有s 基因，探究s 基因的分子作用机制，研究者分别提取野生型和猩红眼品系
果蝇的基因组，设计特异性引物，对+和s 基因片段进行PCR 扩增后电泳，并对其表达量进行测定。根据
图1 和2 分析，+基因的电泳片段大于s 基因的，故推测+基因发生了碱基对的缺失而突变为s 基因，导致
其基因表达量下降，从而引起了果蝇体内色素的含量变化。
11．（2024·天津河东·二模）野生型甜瓜是雌雄同株异花植物，其植株上存在单性雄花（只有雄蕊）和单
性雌花（只有雌蕊）。研究人员发现一株全为两性花（一朵花中同时具有雌蕊和雄蕊）的突变体m。为探
究甜瓜花性别分化的机制，进行了如下研究。
(1)已知基因A 和B 控制甜瓜花的性别，用野生型甜瓜与突变体m 进行杂交实验，结果如下图。据此判断
两对基因位于 上。
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(2)研究表明，A 基因调控雄蕊发育，B 基因调控雌蕊发育，雌蕊发育后A 基因方可表达。花蕊发育过程中
乙烯抑制B 基因的表达，不同部位花发育过程中乙烯含量有差异，因而野生型植株上同时开雌花和雄花。
某些花中乙烯含量高导致B 基因不表达，最终只发育出雌蕊，F₂ 中全雌花植株的基因型为 。某些
花中乙烯含量低，B 基因表达， ，故只发育出雄蕊。
(3)科研人员对野生型甜瓜（AABB）进行诱变，得到一株只开雄花的隐性突变体n。经检测，该突变体中
E 蛋白某位点氨基酸由谷氨酸突变为色氨酸。
①突变体n 中编码E 蛋白的E 基因碱基对发生了 ，导致E 蛋白中氨基酸的改变，E 蛋白功能丧失，
引起花发育异常。说明E 基因在甜瓜花性别分化过程中也具有关键作用。
②研究人员利用突变体n 与上述杂交实验所得的纯合全雌花甜瓜杂交得到F1，F1自交得F2，统计F2的表型
及比例，结果为雌雄同株异花：全雌花：全雄花=9∶3∶4。由F2中基因型为AAbbee 的植株表型与突变体
n 一致，可推知B（b）基因与E（e）基因在调控甜瓜花性别分化中的上下游关系。
(4)综合上述信息完善下方A、B、E 基因在甜瓜花性别分化中的调控机制图。在（ ）中选填“+”“—”
（+表示促进，—表示抑制）
乙烯
______基因
______基因
雌蕊发育
A 基因
雄蕊发育
【答案】(1)非同源染色体
(2) Aabb 或AAbb 抑制雌蕊发育，A 基因不表达，解除了A 基因对雄蕊发育的抑制
(3)替换
【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；
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）分析题意，野生型甜瓜与突变体m 进行杂交，F1 全为野生型，F1 自交，F2 出现了9：3：
3：1 的分离比，说明两对基因独立遗传，即甜瓜性别是由非同源（两对同源）染色体上的2 对等位基因决
定的。
（2）根据题意，可知A 基因调控雄蕊发育，B 基因调控雌蕊发育，雌蕊发育后A 基因方可表达，花蕊发
育过程中乙烯抑制B 基因的表达，最终只发育出雌蕊，F₂ 中全雌花植株的基因型为A_bb，即Aabb 或
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AAbb；如B 基因表达，由于B 抑制雌蕊发育，A 基因不表达，解除了A 基因对雄蕊发育的抑制，故发育
出雄蕊。
（3）分析题意，突变体nE 蛋白某位点氨基酸由谷氨酸突变为色氨酸，即只发生了一个氨基酸的替换，据
此推测是由于突变体n 中E 蛋白中氨基酸的改变，故编码E 蛋白的E 基因碱基对替换，E 蛋白功能丧失，
引起花发育异常。
（4）合上述信息，A、B、E 基因在甜瓜花性别分化中关系如下：乙烯会抑制B 基因的表达，而B 基因会
抑制E 基因表达，E 基因促进雌蕊发育，A 基因抑制雄蕊发育，故三者的调控机制图如下：
12．（2024·广东江门·二模）玉米螟严重影响我国玉米的生长发育，导致玉米产量和品质下降。苏云金芽
孢杆菌（BT 菌） 的crylAb、crylF 基因分别编码的杀虫蛋白均可有效杀灭玉米螟，但单一使用时有可能导
致害虫形成抗性。为控制玉米螟数量、延缓其抗性的产生，科研人员利用转基因技术将crylAb、crylF 基因
导入玉米中， 获得了转复合 Bt 基因玉米。请回答下列问题：
(1)不同生物对于密码子的使用有一定偏好。为提高外源基因的表达量，需根据玉米的密码子使用频率对抗
虫基因 crylAb、crylF 进行剪辑、优化后再拼接到基因表达载体上。抗虫基因 cry1Ab、crylF 经剪辑、优化、
表达后，基因的碱基排列顺序 （填“改变”或“不改变”），杀虫蛋白的氨基酸序列 _
（填“改变”或“不改变”）。
(2)利用农杆菌转化方法将基因表达载体导入受体玉米材料中，经筛选获得多个阳性植株（B）。将B 与高
产玉米品种A 采用回交转育的方法（过程如图1）得到品系 BFL4-1.采用 和凝胶电泳等方法对
BFL4-1 回交不同世代（（BC4F1、BC5F1）中阳性植株的DNA 进行扩增检测，结果如图2 该结果说明目的
基因均已整合到玉米基因组中，并且 。因为回交不同世代中阳性植株与阴性植株比例均接近 ，
因此可推测外源基因片段在染色体上为单一位点插入。
(3)BFL4-1 若能在实际种植中延缓玉米螟抗性的产生，需要满足的假设是： crylAb、crylF 基因分别编码的
杀虫蛋白具有 。
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(4)有另外的科学家提议，将 BFL4-1 的阳性个体自交得到的后代在大田中种植，也可以起到延缓玉米螟抗
性的产生。请解释这种方法的合理性或指出这种方法的一个缺点。
【答案】(1) 改变 不改变
(2) PCR 能稳定遗传 1∶1
(3)不同的作用方式或活性
(4)合理性；由于BFL4-1 的阳性个体自交约有25%的为非转基因植株，通过选择使得玉米抗性等位基因频
率延缓上升，缺点：需要更多的耕地面积才能满足对玉米产量的要求。
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标
记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的
方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；
将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA 是否插入目的基因--
DNA 分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋
白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）抗虫基因 cry1Ab、crylF 经剪辑、优化、表达后，基因的碱基排列顺序发生改变，进而转录
出的ｍRNA 序列有所改变，但密码子具有简并性，因而杀虫蛋白的氨基酸序列“不改变”，否则会影响
转基因的效果。
（2）利用农杆菌转化方法将基因表达载体导入受体玉米材料中，经筛选获得多个阳性植株（B）。将B 与
高产玉米品种A 采用回交转育的方法（过程如图1）得到品系 BFL4-1 采用PCR 技术和凝胶电泳等方法对
BFL4-1 回交不同世代（BC4F1、BC5F1）中阳性植株的DNA 进行扩增检测，结果如图2，图2 中显示待
测植株中均含有目的基因，根据该结果说明目的基因均已整合到玉米基因组中，并且表现出抗虫特性。因
为回交不同世代中阳性植株与阴性植株比例均接近1∶1，因此可推测外源基因片段在染色体上为单一位点
插入。
（3）BFL4-1 若能在实际种植中可延缓玉米螟抗性的产生，需要满足的假设是： crylAb、crylF 基因编码
的杀虫蛋白具有不同的作用方式或活性，因而可以达到上述目的。
（4）BFL4-1 的阳性个体相当于是杂合子，其自交得到的后代会表现性状分离，即BFL4-1 的阳性个体自交
约有25%的为非转基因植株，这些个体在大田中种植，作为一种自然选择的因素可以起到延缓玉米螟抗性
的产生，但同时这种方法会因为玉米的随机传粉导致抗性基因频率下降，进而导致玉米对玉米螟的抗性下
降，该种植方法的设计可能需要更多的耕地面积才能满足对玉米产量的要求，这是其设计的缺点所在。
13．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）某种观赏植物是两性花，可自花传粉也可异花传粉，其花色有红色、
粉色、白色三种，为探明该植物花色的遗传特点，通过杂交实验得知花色是由两对等位基因（E 和e、F 和
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f）共同控制的，两对等位基因分别位于两对同源染色体上，其作用机理如图所示。请回答下列问题：
(1)为探究某白花植株能否合成酶F，可选用基因型为 的植株与该植株杂交，若白花植株不能表达合
成酶F，则其基因型为 。
(2)科研人员在位于山谷中的一片足够大的天然观赏植物地里做杂交实验。多代培养后，种群中粉色植株占
全部植株的14.56%，红花植株占全部植株的76.44%，则E 基因频率为 。从该种群中随机选取一株
红花植株与一株粉花植株杂交，产生的子代为白花植株的概率是 （用分数表示）。
(3)科研人员在育种过程中偶然发现了一株同源六倍体AAAaaa，其产生配子的种类及比例为 。
(4)下图是该植物体内一个mRNA 上密码子示意图，能翻译出 个氨基酸（起始密码子AUG、终止密
码子UAA）。
【答案】(1) Eeff eeff
(2) 70% 9/169
(3)AAA：AAa：Aaa：aaa=1∶9∶9∶1
(4)3/三
【分析】分析题图可知，E-ff 为粉色，E-F-为红色，ee-表现为白色。两对等位基因分别位于两对同源染色
体上，因此两对基因遵循自由组合定律。
【详解】（1）为探究某白花植株是否能表达合成酶F，即判断白花的基因型是eeF-还是eeff，根据题意可
知：若该白花植株不能表达合成酶F，即基因型为eeff，可选择Eeff 的植株与该植株杂交，则两者杂交，
子代中Eeff：eeff=1∶1，表现为粉色：白色=1∶1。
（2）分析题意，白色植株占全部植株的比例为1-（14.56%+76.44%）=9%，则e 基因频率为0.3，E 基因的
频率为0.7=70%；基因型为EE 的植株占全部植株的比例为0.7×0.7=0.49，基因型为Aa 的植株占全部植株
的比例为0.3×0.7×2=0.42，所选红花植株与一株粉花植株杂交，基因型为Ee 的概率均为0．42/（0．
49+0．42）=6/13，产生白花植株（ee）的概率为6/13×6/13×1/4=9/169。
（3）科研人员在育种过程中偶然发现了一株同源六倍体AAAaaa，其产生配子的种类有AAA、AAa、
Aaa、aaa，比例为
:
×
：
×
:
=1∶9∶9∶1。
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（4）mRNA 上三个相邻碱基编码一个氨基酸，且应从5'端开始转录，起始密码子AUG，终止密码子
UAA，且起始密码子编码氨基酸，但终止密码子不编码氨基酸，据图可知，起始密码子与终止密码子之间
可编码3 个氨基酸。
14．（2024·山东泰安·二模）果蝇（2n=8）的Ⅰ号染色体为性染色体，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体为常染色体。
野生型翅脉对网状翅脉为显性，控制该对性状的基因用N、n 表示；短粗翅与正常翅受等位基因D、d 控制。
体细胞中缺失一条染色体的果蝇可以存活，并能正常繁殖后代，缺失纯合体则无法存活。假设下列杂交子
代数量均足够多，回答下列问题。
(1)选网状翅脉果蝇与纯合野生型翅脉果蝇进行正反交，根据F1表型 （能或不能）判断该对基
因位于常染色体上，理由是 。
(2)现有染色体分别缺失一条
野生型翅脉与网状翅脉果蝇及染色体数目正常的野生型翅脉与网状翅脉果蝇
若干，请设计杂交实验，根据F1的表型确定N、n 基因位于几号常染色体上。写出杂交实验思路，并预期
实验结果及结论。 。
(3)若已确定N、n 基因位于Ⅱ号常染色体上。纯合正常翅网状翅脉与纯合短粗翅野生型翅脉果蝇杂交，F1
表型为正常翅野生型翅脉，可推断 为显性性状。
①F1相互交配得到F2，若F2表型及比例为 ，可推断D、d 基因也位于Ⅱ号常染色体上。
②选杂合的短粗翅野生型翅脉果蝇与杂合的正常翅网状翅脉果蝇杂交，根据子代表型 （填
“能”或“不能”）确定D、d 基因也位于Ⅱ号常染色体上，理由是 。
【答案】(1) 不能 基因位于常染色体与位于XY 同源区段时正反交结果都相同
(2)实验思路：选染色体数目正常的网状翅脉该昆虫，分布与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体缺失一条的野生型翅脉该
昆虫杂交，观察并统计F1 表型。预期结果及结论：若某组F1 中出现网状翅脉，其他两组均未出现，则N
基因就位于该组个体缺失染色体的同源染色体上。
(3) 正常翅 正常翅网状翅脉:正常翅野生型翅脉:短粗翅野生型翅脉=1:2:1 不能 无论D、
d 基因是否位于Ⅱ号染色体上，子代都有四种表现型，且比例为1:1:1:1
【分析】正反交实验可判断基因的位置，通过一次正反交能判断细胞质遗传和X 染色体上的基因，但不能
判断位于常染色体和XY 同源区段的基因，因为二者后代都只有显性。
【详解】（1）若基因位于常染色体上，选网状翅脉果蝇与纯合野生型翅脉果蝇进行正反交，亲本的基因
型是NN 和nn，子代都是显性；若基因位于XY 同源区段，亲本的基因型是XNXN 和XnYn 或XnXn 和
XNYN，子代都是显性，故不能判断该对基因位于常染色体上，因为基因位于常染色体与位于XY 同源区
段时正反交结果都相同。
（2）若想设计杂交实验，根据F1 的表型确定N、n 基因位于几号常染色体上，必需选测交，即能出现N0
和nn 杂交的情况，故选染色体数目正常的网状翅脉该昆虫，分别与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体缺失一条的野生型
翅脉该昆虫杂交，观察并统计F1 表型，若基因位于该对染色体，则为N0 和nn 杂交，若不位于该染色体，
则为NN 和nn 的杂交，因此若某组F1 中出现网状翅脉，其他两组均未出现，则N 基因就位于该组个体缺
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失染色体的同源染色体上。
（3）已知野生型翅脉为显性性状，纯合正常翅网状翅脉与纯合短粗翅野生型翅脉果蝇杂交，F1 表型为正
常翅野生型翅脉，说明正常翅为显性性状。
①若两对基因都位于Ⅱ号染色体上，纯合正常翅网状翅脉的基因型是DDnn，纯合短粗翅野生型翅脉的基
因型是ddNN，F1 的基因型是DdNn，但D 和n、d 和N 在一对同源染色体的两条染色体上，故产生Dn、
dN 的两种配子，F2 的表现型是正常翅网状翅脉DDnn：正常翅野生型翅脉DdNn：短粗翅野生型翅脉
ddNN=1:2:1。
②选杂合的短粗翅野生型翅脉果蝇ddNn 与杂合的正常翅网状翅脉果蝇Ddnn 杂交，无论D、d 基因是否位
于Ⅱ号染色体上，子代都有四种表现型，比例为1:1:1:1，因此不能判断基因的位置。
15．（2024·广东佛山·二模）我国种植的水稻有籼稻和粳稻，籼稻广泛种植于南方，粳稻广泛种植于北方。
选育籼粳杂交稻是南方水稻产业调整的重要措施。水稻单株产量主要由单株穗数、穗粒数和千粒重决定。
Gnla 基因（位于细胞核）通过编码细胞分裂素氧化酶，降低细胞分裂素含量，减少水稻枝梗，进而导致穗
粒数减少。研究发现H 品种籼稻的Gnla 基因突变后能显著增加穗粒数，提高产量。目前，突变的Gnla 基
因广泛应用在籼稻上，但对粳稻的影响还未知，研究人员对此开展研究。研究过程如图所示，突变的Gnlα
基因对粳稻8 号的产量影响如下表所示。
组别
单株穗数
一次枝梗
数
一次枝梗花数
二次枝梗
数
二次枝梗花数
千粒重/g
突变型
8.16
13.06
71.59
47.49
151.31
27.06
野生型
11.50
12.16
71.51
31.73
98.16
26.58
回答下列问题
(1)H 品种籼稻的Gnla 基因突变后， ，促进水稻枝梗数增加，从而提高穗粒数。
(2)F1-F3均和粳稻8 号杂交并进行选择的目的是 。检测F4时，阳性植株比例为 。
F7中Gnla 基因的检测结果与 的检测结果完全相同，即为目标植株。
(3)研究发现，突变的Gnla 基因可显著提高粳稻8 号的产量。据表分析，原因是 。
(4)J 品种籼稻为感光型品种，粳稻8 号为感温型品种，J 品种籼稻和粳稻8 号杂交后代的“籼（感光性）-
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粳（感温性）”性状会出现差异。已知感光型品种在南方生长期较短，在北方较长：感温型品种则相反。
据此分析，如何根据生长期差异选育出适合在华南地区生长的“粳型”杂交稻品种？
【答案】(1)无法表达细胞分裂素氧化酶，体内细胞分裂素积累
(2) 使后代获得粳稻8 号的优良性状和突变的Gnla 基因 50% H 品种纯合籼稻
(3)实验组的二次枝梗数和二次枝梗花数明显增高且其对产量的影响大于因单株穗数减少而导致的产量减少。
(4)选择杂交后代中生育期长的单株并经连续自交稳定后得到新品种。
【分析】由题意可知H 品种籼稻的Gnla 基因突变后，无法表达细胞分裂素氧化酶，导致细胞分裂素含量
增加，从而促进水稻枝梗数增加，进而提高穗粒数。粳稻8 号与H 品种纯合籼稻杂交并选取检测阳性子代
再连续多代回交使后代获得粳稻8 号的优良性状和突变的Gnla 基因。
【详解】（1）H 品种籼稻的Gnla 基因突变后，无法表达细胞分裂素氧化酶，体内细胞分裂素积累，导致
细胞分裂素含量增加，从而促进水稻枝梗数增加，进而提高穗粒数。
（2）F1-F3 均和粳稻8 号杂交并进行选择的目的是使后代获得粳稻8 号的优良性状和突变的Gnla 基因。由
于F1 为杂合子，且每代均选择阳性植株继续实验因此，检测F4 时，阳性植株比例为50%，F7 中Gnla 基
因的检测结果与H 品种纯合籼稻检测结果完全相同时，可得到纯合植株，即为目标植株。
（3）研究发现，突变的Gnla 基因可显著提高粳稻8 号的产量。据表分析，突变体单株穗数减少，但是二
次枝梗数和二次枝梗花数明显增高，因此实验组的二次枝梗数和二次枝梗花数明显增高且其对产量的影响
大于因单株穗数减少而导致的产量减少。
（4）为了选育出适合在华南地区生长的“粳型”杂交稻品种，可以利用J 品种籼稻的感光型特性和粳稻8
号的感温型特性进行杂交。由于感光型品种在南方生长期较短，在北方较长，而感温型品种则相反，也就
是感温型品种在南方生长期较长，在北方较短。因此要选择华南地区生长的“粳型”杂交稻品种，可以选
择杂交后代中生育期长的单株并经连续自交稳定后得到新品种。
16．（2024·河北·二模）已知雄性家蚕的性染色体是ZZ，雌性家蚕的性染色体是ZW。由于雄性具有生长
期短、出丝率高等优点，因此养殖雄蚕可以增产。某科学家培育出了只产雄蚕的家蚕品系，如图1，其中a
和b 是Z 染色体上的两个致死基因（不考虑互换），“+”是对应的野生型基因。图2 是经过诱变得到的雌
蚕。回答下列问题：
(1)据题目信息可知，a 和b 是 （填“显性”或“隐性”）致死基因，若以图1 中的家蚕为亲本，其杂
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交所得子代的基因型为 。
(2)图2 中雌蚕发生的变异类型为 。
(3)让图2 中含有a 基因的雌蚕与图1 中的雄蚕交配，子代中雌蚕：雄蚕= 。若让图2 中含有b 基因的
雌蚕与图1 中的雄蚕交配，子代的表型及比例与上述结果 （填“相同”或“不同”）。通过诱变和筛
选获得图2 中雌蚕的目的是 。
(4)在某次生产中，将多只图1 中的雄蚕与多只图2 中的雌蚕交配，得到M 只F1，将F1与N 只正常雌蚕进
行自由交配，若M：N=3：7，则所得的F2中，雌蚕：雄蚕= ，雄蚕中同时含有a 和b 基因的个体占
比为 。
【答案】(1) 隐性 Z++Za+、Z++Z+b
(2)染色体结构变异
(3) 2：1 相同 培育只产雄蚕的父本家蚕（Za+Z+b）
(4) 1：4 1/8
【分析】可遗传的变异有三种来源：基因突变、染色体变异和基因重组：（1）基因突变是基因结构的改
变，包括碱基对的增添、缺失或替换。（2）基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换
和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合。（3）染色体变异是指染色体结构和数目的改变。
【详解】（1）根据子代只产雄蚕（ZZ），雌蚕(ZW)均致死可知，a 和b 为隐性致死；若以图1 中的家蚕为
亲本，产生的子代只有雄蚕，基因型为Z++Za+、Z++Z+b；
（2）图2 雌蚕是经过诱变得到的，W 染色体移接到Z 染色体上，该变异类型为染色体结构变异；
（3）图2 中含有a 的雌蚕（Za+W++）与图1 中的雄蚕（Za+Z+b）杂交，子代基因型为：Za+Za+（致死）：
Za+Z+b：Za+W++：Z+bW++=1：1：1：1，所以雌蚕：雄蚕=2：1；若让图2 中含有I2 的雌蚕与图1 中的
雄蚕交配，产生的后代依然是雄蚕有一半致死，雌蚕均存货，与上述结果相同；根据杂交结果可知，图2
中雌蚕可以用于培育Za+Z+b，正是图1 中培育的只产雄蚕的父本家蚕；
（4）将多只图1 中的雄蚕与多只图2 中的雌蚕交配，由上一小题分析可知，F1 中的Za+Z+b：Zb+W++：
Z+bW++=1：1：1；又M：N=3：7，所以雌蚕中Za+W++：Z+bW++：Z++W=1：1：7；雄配子为Za+：
Z+b=1：1，雌配子为Za+：Z+b：Z++：W++：W=1：1：7：2：7；F2 中雄蝇有1/9 致死，雌蝇有7/9 致死，
所以雌蚕：雄蚕=2/9：8/9=1：4；雄蚕中同时含有I1 和I2 的占1/9÷8/9=1/8。
17．（2024·辽宁·二模）褐飞虱群集于稻丛基部，刺吸茎叶组织汁液，并在水稻上产卵，导致水稻严重减
产。科研人员发现了具有褐飞虱抗性的P 品系，将其与野生型（无褐飞虱抗性）水稻杂交，所得F1全部具
有抗性。为进一步对抗性基因定位，首先按照图1 所示流程进行了杂交。回答下列问题：
(1)调查褐飞虱卵的密度可用 法，褐飞虱与水稻的种间关系为 。
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(2)图1 中的“▲”表示进行某种操作，该操作是 ，过程Ⅱ不断自交的目的是 。
(3)已知单体（某对染色体缺失一条的个体称为单体）产生的配子均可育，而一对同源染色体均缺失的个体
致死。为确定褐飞虱抗性基因是否位于6 号染色体，可用野生型6 号染色体单体植株与BC4F4杂交，所得
F1再自交。若F2表型及比例为 ，则抗性基因不位于6 号染色体上；若F2表型及比例为
，则抗性基因位于6 号染色体上。
(4)确定抗性基因位于6 号染色体上后，为进一步定位抗性基因在6 号染色体上的位置，科研人员选取部分
个体对6 号染色体的DNA 片段进行分析，得到图2 所示结果。请据此结果判断，褐飞虱抗性基因应位于
（用图中字母表示）片段。图中BC4F4的多个个体中出现灰色片段，其原因是 。
注：灰色表示一对同源染色体的该DNA 片段部分来自野生型，部分来自P 品系。S 代表无褐飞虱抗性，R
代表有褐飞虱抗性。
【答案】(1) 样方法 寄生
(2) 筛选表型为抗性的个体 提高BC4F4 中纯合比例
(3) 野生型∶抗性=1∶3 野生型∶抗性=1∶6
(4) cg 减数分裂形成配子过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换使得片段的交换
【分析】由下图可知，由8 个个体基因检测结果不完全一样。已知图示中灰色区段表示一对同源染色体的
该DNA 片段部分来自野生型，部分来自P 品系，可知有灰色区段的代表这些个体的染色体发生了非姐妹
染色单体片段的交换。
【详解】（1）调查褐飞虱卵不能活动，采用样方法进行调查其密度。褐飞虱群集于稻丛基部，刺吸茎叶
组织汁液，并在水稻上产卵，二者为寄生关系。
（2）P 品系与野生型水稻杂交，F1 全部为抗性，说明抗性为显性性状，其再与野生型杂交，其中既有抗
性也有不抗，因为目的是定位基因，所以保留的是抗性个体，所以此时的过程中“▲”所进行的操作是筛
选表型为抗性的个体。过程Ⅱ通过多次自交，可使BC4F4 中纯合比例提高，以进行基因定位分析。
（3）已知单体（某对染色体缺失一条的个体称为单体）产生的配子均可育，而一对同源染色体均缺失的
个体致死。为确定褐飞虱抗性基因是否位于6 号染色体，若相关基因用A/a 表示，且相关基因位于6 号染
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色体上，可用野生型6 号染色体单体植株（aO，O 表示缺少6 号染色体）与BC4F4（AA）杂交，所得F1
（1/2Aa、1/2AO）再自交，得6/8A_：1/8aa：1/8OO（致死）。若F2 表型及比例为野生型aa∶抗性
A_=1∶6，则抗性基因位于6 号染色体上，若抗性基因不位于6 号染色体上，则亲本杂交产生的F1 的基因
型全为Aa，其自交产生的F2 表现型及比例为野生型aa∶抗性A_=1∶3。
（4）由图中的位点可以看出具有抗性和不具有抗性的区别，具有抗性的都有P 品系的cg 段，所以褐飞虱
抗性基因最可能位于c~g 间，因为BC4F4 所有抗性个体都具有来源于P 品系的cg 区段，而非抗性个体都
不具有来源于P 品系的cg 区段。灰色表示一对同源染色体的该DNA 片段部分来自野生型，部分来自P 品
系，减数分裂形成配子过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换使得片段的交换，从而导致
了BC4F4 的多个个体中出现灰色片段。
18．（2024·安徽·二模）大豆是中国重要粮食作物之一，已有五千年栽培历史，是一种种子含有丰富植物
蛋白质的作物；大豆常用来制作各种豆制品、榨取豆油、酿造酱油等。回答下列问题：
(1)大豆花的位置顶生和腋生为一对相对性状，花的颜色紫花和白花为另一对相对性状。现以腋生紫花自交，
产生的F₁ 中腋生紫花：腋生白花：顶生紫花：顶生白花=30：15：2：1.若各基因型配子活性正常，由实
验结果可知控制大豆花颜色的基因和控制花位置的基因 （填“遵循”或“不遵循”）自由组合定
律，F₁ 腋生紫花植株中基因型有 种，其中纯合子比例占 。
(2)①大豆植株高秆对矮秆为显性，分别由等位基因E、e 控制， 现用纯合高秆植株甲和矮秆植株乙杂交，
子代中出现了基因型为Eee 的可育高秆植株，该变异个体产生的原因可能是染色体结构变异或个别染色体
数目变异，若该基因型为Eee 的可育高秆植株是由染色体结构变异造成的，则原因可能是 （答出
2 种）。若是由个别染色体数目变异造成的，则原因可能是 （答出2 种）。
②用该基因型为Eee 的可育高秆植株测交，子代的表型和比例为 。该基因型为Eee 的可育高秆植
株 （填“可能”或“不可能”）为三倍体，判断依据是 。
(3)经过微生物的发酵，大豆中的蛋白质被分解成 ，从而使酱油味道鲜美。酱油发酵过程中需先将
大豆等原料进行蒸煮，蒸煮后的蛋白质更容易被分解的原因是 。酱油生产过程中，优良黑曲
霉菌种的选育至关重要，常用的选育菌种的方法有 （答出1 种方法）。
【答案】(1) 遵循 8 0
(2) 矮秆亲本（ee）在产生配子的过程中，一个e 所在的染色体中增加了带e 片段；或者一个e 所在染
色体中带e 片段移接到另一条非同源染色体上，两条带e 的非同源染色体共同进入一个配子 植株乙减
数第一次分裂时带e 的同源染色体没有分离移向同一极；植株乙减数第二次分裂时带e 的染色体着丝粒分
裂后移向同一极 高秆：矮秆=1：1 不可能 三倍体染色体组为奇数， 联会紊乱， 不能产生
有活力的配子，没有种子，而该植物是可育的
(3) 小分子肽和氨基酸 高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解
从自然界中筛选，通过诱变育种获得， 通过基因工程育种获得
【分析】1、基因的分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，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
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中，独立地随配子遗传给后代。
2、染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。染色体结构变异包括：染色体中某一片段缺失引
起的变异（缺失）；染色体中增加某一片段引起的变异（重复）；染色体的某一片段移接到另一条非同源
染色体上引起的变异（易位）；染色体中某一片段位置颠倒也可引起变异（倒位）。
【详解】（1）由题可知，对于腋生和顶生这一对相对性状来说，F1 的分离比为腋生:顶生=(30+15):
(2+1)=15:1，为9:3:3:1 的变式，说明这一对相对性状受两对独立遗传的基因控制。对于紫花和白花这一对
相对性状来说，亲本紫花自交，F1 紫花和白花的分离比为(30+2):(15+1)=2:1，说明紫花和白花受一对等位
基因控制，且存在显性基因纯合致死现象。因此可知，控制大豆花颜色的基因和控制花位置的基因遵循自
由组合定律。假如控制花位置的基因为A/a 和 B/b，控制花颜色的基因为C/c，则F1 腋生紫花植株的基因
型有AABBCc、AABbCc、AaBBCc、AaBbCc、 AAbbCc、AabbBCc、aaBBCc、aaBbCc8 种，由于紫花植
株都是Cc，所以F1 腋生紫花植株都是杂合子，即纯合子比例占0。
（2）①纯合高秆植株甲的基因型为EE，矮秆植株乙的基因型为ee，二者杂交，子代出现的基因型为Eee
的可育高秆植株若是染色体结构变异造成的，则可能是含有e 基因的染色体上片段重复导致一条染色体上
含有两个e 基因;也可能是存在含有e 基因的片段易位到非同源染色体上，导致植株乙产生的配子中两条非
同源染色体上都含有e 基因。若是个别染色体数目变异造成的，则可能是植株乙在减数第一次分裂后期，
含有基因e 的同源染色体未分离，而减数第二次分裂正常进行，产生的配子中多了一条含e 基因的染色体;
也可能是植株乙减数第一次分裂正常，而减数第二次分裂后期，含有基因e 的姐妹染色单体未分离，导致
产生的配子中多了一条含e 基因的染色体。
②用该基因型为Eee 的可育高秆植株测交，即与ee 杂交，Eee 产生的配子种类及比例E：Ee：ee：
e=1:2:1:2，雌雄配子结合后，含有E 的个体和只含e 的个体比例相同，子代的表型和比例为高秆：矮秆
=1：1。该基因型为Eee 的可育高秆植株不可能为三倍体，判断依据是三倍体染色体组为奇数， 联会紊乱，
不能产生有活力的配子，没有种子，而该植物是可育的。
（3）经过微生物的发酵，大豆中的蛋白质被分解成小分子肽和氨基酸。酱油发酵过程中需先将大豆等原
料进行蒸煮，蒸煮后的蛋白质更容易被分解的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易
被蛋白酶水解。酱油生产过程中，优良黑曲霉菌种的选育至关重要，常用的选育菌种的方法有从自然界中
筛选，通过诱变育种获得， 通过基因工程育种获得。
19．（2024·陕西商洛·模拟预测）某昆虫的性别决定类型为ZW 型，其腹部颜色有黑色、灰色和白色，由
A/a∧B/b 两对等位基因控制，其中A/a 位于常染色体上，另一对等位基因的位置未知。研究人员利用若干
该昆虫进行如下实验。回答下列问题：
实验组
别
P
F1表现型及比
例
F1雌雄相互交配所得F2的表现型及比例
实验1
黑色（♂）×灰色
（♀）
黑色
黑色（♂）∶黑色（♀）∶灰色（♀）∶白色（♀）
=8∶4∶3∶1
实验2
黑色（♀）×灰色
黑色∶灰色
雌雄均为黑色∶灰色∶白色=4∶3∶1
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（♂）
=1∶1
(1)根据实验1 （填“能”或“不能”）判断B/b 基因位于Z 染色体上，理由是 。
(2)实验1 亲本的基因型为 ，F2中B 基因频率是 。
(3)若让实验1 的F2中黑色个体相互杂交，子代的表现型及比例为 。
(4)实验2 中F1灰色昆虫的一个性原细胞进行减数分裂，最终产生的配子基因型是 。
(5)研究人员用射线处理实验1 中F1黑色雌昆虫后，获得含A（或a）基因的染色体片段转移到一条性染色
体上的突变体。已知染色体变异不影响精子的发育，但是不含A（a）基因的卵细胞不能发育，而不含B
（b）基因的卵细胞不影响发育。现让该突变体与白色雄性昆虫杂交，若子代表现型及比例为黑色（♂）
∶白色（♀）=2∶1，请在方框中画出突变体的染色体转移情况 。
【答案】(1) 能 若B/b 基因位于常染色体上，F2 中雌、雄个体的表现型及比例均为黑色∶灰色∶
白色=12∶3∶1（腹部颜色在雌雄个体中的表现型及比例不同）
(2) aaZBZB、AAZbW 2/3
(3)黑色（♂）∶黑色（♀）∶灰色（♀）∶白色（♀）=16∶12∶3∶1
(4)AZb 或AW 或aZb 或aW
(5)
【分析】由表格内容可知，F1 雌雄相互交配，所得F2 腹部颜色在雌雄个体中的表现型及比例不同，已知
A/a 位于常染色体上，另一对等位基因B/b 位于Z 染色体上。F1 雌雄相互交配所得F2 的表现型及比例为
黑色（♂）∶黑色（♀）∶灰色（♀）∶白色（♀）=8∶4∶3∶1，符合9∶3∶3∶1 的变式，F1 的基因型
为AaZBZb、AaZBW，黑色的基因型为__ZBZ_、__ZBW，灰色的基因型为AaZbW，白色的基因型为
aaZbW。故亲本的基因型为aaZBZB、AAZbW。
【详解】（1）由表格内容可知，F1 雌雄相互交配，所得F2 腹部颜色在雌雄个体中的表现型及比例不同，
已知A/a 位于常染色体上，另一对等位基因B/b 位于Z 染色体上。
（2）F1 雌雄相互交配所得F2 的表现型及比例为 黑色（♂）∶黑色（♀）∶灰色（♀）∶白色（♀）
=8∶4∶3∶1，符合9∶3∶3∶1 的变式，F1 的基因型为AaZBZb、AaZBW，黑色的基因型为__ZBZ_、
__ZBW，灰色的基因型为A_ZbW，白色的基因型为aaZbW，故亲本的基因型为aaZBZB、AAZbW。F2 中
关于B 的基因型为ZBZB、ZBZb、ZBW、ZbW，B 基因频率是4÷6=2/3。
（3）F1 的基因型为AaZBZb、AaZBW，F2 中黑色雌性个体为（1/4AA、1/2Aa、1/4aa）ZBW，雄性个体
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为（1/4AA、1/2Aa、1/4aa）1/2ZBZB、（1/4AA、1/2Aa、1/4aa）1/2ZBZb，F2 中黑色雌性个体产生配子的
类型及比例为：AZB：aZB：AW：aW=1：1：1：1，黑色雄性个体产生配子的类型及比例为：AZB：
aZB：AZb：aZb=3：3：1：1，子代黑色（♂）（__ZBZ_）的比例为1/2×1=1/2，子代黑色（♀）
（__ZBW）的比例为1/2×6/8=3/8，灰色（♀）（A_ZbW）的比例为1/2×1/8+1/4×1/8=3/32，白色（♀）
（aaZbW）的比例为1/4×1/8=1/32，子代的表现型及比例为黑色（♂）∶黑色（♀）∶灰色（♀）∶白色
（♀）=16∶12∶3∶1。
（4）实验2 中亲本的灰色（♂）基因型为AAZbZb，黑色（♀）的基因型为aaZBW，F1 基因型及比例
AaZBZb∶AaZbW=1：1，表现为黑色∶灰色=1∶1，基因型为AaZbW 性原细胞进行减数分裂，最终产生
的配子基因型是AZb 或AW 或aZb 或aW。
（5）F1 黑色雌虫的基因型为AaZBW，获得含A（或a）基因的染色体片段转移到一条性染色体上的突变
体，即A（或a）可能转移到ZB 或W 染色体上，假设A 转移到ZB 染色体上，则该突变体（aZABW）与
白色雄性（aaZbZb）昆虫杂交，该突变体（aZABW）产生配子的种类及比例为ZAB∶aW∶aZAB∶W
（致死）=1：1：1：1，子代的基因型及比例为aZABZb∶aaZbW∶aaZABZb=1：1：1，子代表现型及比例
为黑色（♂）∶白色（♀）=2∶1，符合题意，因此A 转移到ZB 染色体上，突变体的染色体转移情况为
。
20．（2024·辽宁抚顺·三模）家蚕的性别决定类型为ZW 型，虎斑纹（E）对非虎斑纹（e）为显性性状，
基因E/c 位于3 号染色体上。油蚕基因os 位于Z 染色体上且为隐性基因，是重要的伴性遗传标记，野生型
家蚕全身白色，被称为姬蚕。为培育限性虎斑纹的家蚕新品种，研究人员用射线处理虎斑纹雌蚕蛹，使带
有基因E 的染色体片段转移到W 染色体上，通过杂交得到F₁，用雌性的F₁ 分别与非虎斑纹油蚕杂交，得
到两组F₂，流程如图所示。回答下列问题：
(1)非虎斑纹雌蚕与纯合的虎斑纹雄蚕的成蚕杂交，得到F₁。F₁ 的雌、雄蚕相互杂交得到F₂。F₂ 个体的表型
和比例为 。
(2)X 射线处理使虎斑纹雌蚕发生 变异，可用显微镜在有丝分裂中期观察到该变异，观察到的变异特
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征是 。根据杂交结果可知，第一组F₂ 的家蚕共有 种基因型，其中雌蚕的表型为 。
(3)雄蚕的食量少且产丝量大，在生产上更具有经济价值。在第二组的F₂ 中根据表型挑选出雌蚕，这些雌蚕
与非虎斑纹油蚕或非虎斑纹姬蚕杂交，后代均能持续分离出雄性，原因是 。
【答案】(1)虎斑纹：非虎斑纹=3：1
(2) 染色体结构 雌蚕的W 染色体较长，3 号染色体较短 4/四 虎斑纹油蚕、非虎斑纹油
蚕
(3)F₂ 雌蚕的W 染色体上均有基因E，杂交后代中雄蚕均表现为非虎斑纹，雌蚕均表现为虎斑纹
【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变，染色体结构的变异：指细胞内染色体发生片段的缺失、
增添、倒位或易位等改变；染色体数目的变异：指细胞内染色体数目增添或缺失的改变，染色体数目变异
可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成
倍地增加或减少。
【详解】（1）已知虎斑纹（E）对非虎斑纹（e）为显性性状，基因E/e 位于3 号染色体上，非虎斑纹雌蚕
（ee）与纯合的虎斑纹雄蚕（EE）杂交，F1 均表现为虎斑纹（Ee），子一代自由交配，即Ee×Ee→E-
∶ee=3∶1，故F2 的表型和比例为虎斑纹∶非虎斑纹=3∶1。
（2）X 射线处理会使带有基因E 的染色体（3 号染色体）片段转移到W 染色体上，即在非同源染色体之
间发生了片段转移，属于染色体变异中的易位。由于带有虎斑纹基因的染色体片段在3 号染色体上，易位
到W 染色体上后，在显微镜下可看到雌蚕的W 染色体较长，3 号染色体较短。第一组F1 雌蚕的基因型为
ZWEe，可产生4 种基因型的卵细胞（ZE、Ze、WE、We），与ZosZosee 杂交后代有ZosZEe、ZosZee、
ZosWEe、ZosWee 共4 种基因型，基因型是ZosWEe 的为虎斑纹油蚕，基因型是ZosWee 的为非虎斑纹油蚕。
（3）第二组亲本基因型为ZWEe×ZosZosee，子一代雌蚕（ZosWEee、ZosWEe）与非虎斑纹油蚕
（ZosZosee）杂交， F2 雌蚕（ZosWEee、ZosWEe）的W 染色体上均有基因E，其与非虎斑纹油蚕或非
虎斑纹姬蚕杂交，后代的雄蚕均表现为非虎斑纹，雌蚕均表现为虎斑纹，因此均能持续分离出雄性。
21．（2024·浙江嘉兴·二模）在组织培养过程中，对某水稻品种诱变，获得2 个突变型品系甲和乙。现已
从品系乙中克隆出位于2 号染色体上的关键基因a，确定品系乙是野生型水稻（WT）的A 基因发生隐性突
变的结果。回答下列问题：
(1)将品系甲与WT 杂交，获得的F1均表现为野生型，F1自交所得F2表现为野生型：突变型=3：1，可知品
系甲的形成是 （填“显性”或“隐性”） 突变的结果，受一对等位基因控制。为探究品系甲和乙是
否为同一基因A 突变导致，利用品系甲和乙进行杂交，若F1 ，则品系甲和乙不是同一基因A 突变导
致，否则为同一基因A 突变导致。
(2)在对水稻的愈伤组织或 培养时进行人工诱变，诱变频率会大于个体或器官水平，且可以在较小的
空间内一次性处理大量材料。诱变需处理大量材料是因为基因突变具有有害性、多方向性和 。
(3)水稻种皮的颜色受一对等位基因B/b 控制，仅有B 种皮黑色，仅有b 种皮白色，Bb 为灰色。为确定基因
B/b 是否位于2 号染色体上，请选用下列材料，完善实验方案、写出预期结果和结论。
实验材料：纯合种皮黑色植株Q（2n）和纯合种皮白色植株R（2n），缺少一条2 号染色体的种皮白色植
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株S。
实验思路：选取植株 为亲本杂交，观察子一代表型及比例。
预期结果与结论：①若子一代 ，则基因B/b 位于2 号染色体上；
②若子一代 ，则基因B/b 不位于2 号染色体上。
【答案】(1) 隐性 全为野生型
(2) 原生质体 稀有性
(3) Q 和S 种皮灰色：种皮黑色=1：1 全为种皮灰色
【分析】基因的分离定律的实质是：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。基因的分离定律的实质是：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）将品系甲与WT 杂交，获得的F1 均表现为野生型，F1 自交所得F2 表现为野生型：突变型
=3：1，可知品系甲的形成是隐性突变的结果，受一对等位基因控制。为探究品系甲和乙是否为同一基因
A 突变导致，利用品系甲和乙进行杂交，若F1 全为野生型，则品系甲和乙不是同一基因A 突变导致，否
则为同一基因A 突变导致。
（2）在组织培养过程中，细胞处于不断分裂状态，易受到培养条件和外界压力的影响下而发生变异。在
对水稻的愈伤组织或原生质体培养时进行人工诱变，诱变频率会大于个体或器官水平，且可以在较小的空
间内一次性处理大量材料。基因突变的特点具有有害性、多方向性和稀有性，所以诱变需处理大量材料。
（3）水稻种皮的颜色受一对等位基因B/b 控制，仅有B 种皮黑色，仅有b 种皮白色，Bb 为灰色，则黑色
的基因型为BB，白色的基因型为bb，为确定基因B/b 是否位于2 号染色体上，进行下列实验。实验思路：
选取植株Q 和S 为亲本杂交，观察子一代表型及比例。若基因B/b 位于2 号染色体上，则亲本为BB 和bO
杂交，子一代种皮灰色：种皮黑色=1：1；若基因B/b 不位于2 号染色体上，则亲本为BB 和bb 杂交，子一
代全为种皮灰色。
22．（2024·山西晋中·模拟预测）果蝇的体色由多对基因控制，野生型果蝇为灰体。现有黄体、黑体和黑
檀体三种体色的果蝇单基因突变体（只有一对基因与野生型果蝇不同，不考虑互换和其他突变）。为探究
果蝇体色基因的位置及显隐性关系，进行了下列实验。
亲本
F1表型
实验一
黄体（雌）×野生型（雄）
雌性均为灰体，雄性均为黄体
实验二
黑体（雌）×黑檀体（雄）
均为灰体
实验三
黄体（雌）×黑檀体（雄）
雌性均为灰体，雄性均为黄体
(1)黄体的遗传方式为 。通过分析三组杂交实验结果可知，相对于灰体，三种突变性状均为
（填“隐性”或“显性”）突变性状。野生型果蝇产生三种体色的单基因突变体体现了基因突变具有
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的特点。
(2)根据实验三 （填“能”或“不能”）确定黑檀体基因的位置，理由是 。将实验三中
的F1果蝇相互交配，F2的雌雄果蝇中灰体：黄体：黑檀体为3：4：1，说明黑檀体基因位于 上，
F2中黄体果蝇的基因型有 种，F2的果蝇中纯合灰体雄果蝇所占的比例为 。
(3)果蝇的长翅（E）对残翅（e）为显性，控制该性状的基因位于常染色体上且与控制果蝇黑体和灰体的基
因（B/b）独立遗传。现用纯合黑体长翅果蝇和纯合灰体残翅果蝇进行杂交得F1，F1相互交配得F2，F2出现
4 种表型，其中灰体残翅果蝇和黑体长翅果蝇各占25%。初步推断该结果出现的原因是果蝇的一种雄配子
不育，则该雄配子的基因组成是 。
【答案】(1) 伴X 隐性遗传 隐性 随机性
(2) 不能 无论黑檀体基因是否位于常染色体上，得到F1 的表型均相同 常染色体 6
1/16
(3)BE
【分析】实验一、三的结果中雌雄表现不一致，性状表现与性别有关，因而可推测该性状遗传表现为伴性
遗传的特征，实验一符合雌隐×雄显→雌显、雄隐，据此可知，可知黄体对野生型灰体为隐性；实验二中
黑体（雌）×黑檀体（雄），F1 果蝇均为灰体果蝇，说明控制两种性状的基因为非等位基因，且均为隐性，
实验三中亲代没有灰体，后代出现灰体，说明控制两种性状的基因为非等位基因，且黄体和黑檀体对灰体
都是隐性，因此相对于灰体，三种突变性状表现为隐性性状的为黄体、黑檀体、黑体。
【详解】（1）实验一、三的结果中雌雄表现不一致，性状表现与性别有关，因而可推测该性状遗传表现
为伴性遗传的特征，实验一符合雌隐×雄显→雌显、雄隐，据此可知，可知黄体对野生型灰体为隐性；实
验二中黑体（雌）×黑檀体（雄），F1 果蝇均为灰体果蝇，说明控制两种性状的基因为非等位基因，且均
为隐性，实验三中亲代没有灰体，后代出现灰体，说明控制两种性状的基因为非等位基因，且黄体和黑檀
体对灰体都是隐性，因此相对于灰体，三种突变性状表现为隐性性状的为黄体、黑檀体、黑体。题中显示
黄体、黑体和黑檀体三种体色的果蝇均为单基因突变体，且为不同的基因发生突变的结果，因而显示这些
性状的出现是基因突变的结果，说明了基因突变具有随机性。
（2）实验三中黄体（雌）×黑檀体（雄）的后代出现了雌性均为灰体，说明控制黄体和黑檀体的为非等位
基因，设黄体基因为b，黑檀体基因为a，根据实验一子代只有雄性均为黄体，可知黄体基因位于X 染色
体上，无论黑檀体基因是否位于常染色体上，即亲本的基因型为AAXbXb 或XAbXAb（黄体）、aaXBY
或XaBY（黑檀体），得到F1 的表型均相同，因此不能仅根据实验三确定黑檀体基因的位置。若控制黑檀
体的基因位于常染色体上，则亲本的基因型为AAXbXb（黄体）、aaXBY（黑檀体），F1 的基因型为
AaXBXb、AaXbY，二者相互交配产生F2 的基因型为3A_XBXb（灰体）、3A_XbXb（黄体）、1aa XbXb
（黄体）、1aa XBXb（黑檀体）、3A_XBY（灰体）、3A_XbY（黄体）、1aa XbY（黄体）、1aa XBY
（黑檀体），即F2 的雌雄果蝇中灰体∶黄体∶黑檀体约为3∶4∶1，即F2 雌雄果蝇表型为灰体∶黄体∶
黑檀体=3∶4∶1，该结果说明黑檀体基因位于常染色体上。F2 中黄体果蝇的基因型有2+1+2+1=6 种，F2
的果蝇中纯合灰体雄果蝇（AAXBY）所占的比例为1/4×1/4=1/16。
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（3）果蝇的长翅（E）对残翅（e）为显性，控制该性状的基因位于常染色体上，灰体(B)对黑体(b)为显性，
控制两对性状的基因独立遗传。现纯合黑体长翅果蝇和纯合灰体残翅果蝇进行杂交得F1，F1 相互交配得
F2，F2 出现4 种表型，其中灰体残翅果蝇和黑体长翅果蝇各占25%，两种单显类型的比例相同，则发生致
死的配子为BE 配子或be 配子。若是前者时，根据雌雄配子比例计算可知，F2 中四种表现型的比例是
5:3:3:1，若为后者则不会出现四种表现型，因此可初步推断该结果出现的原因是果蝇的含BE 基因的雄配
子不育，由此确定亲本的基因型是 BBee 和bbEE，因为群体中没有BBEE 基因型的个体。
23．（2024·浙江杭州·二模）某昆虫（2n=8）的红眼和朱红眼受一对等位基因A/a 控制。对一群纯合朱红
眼雄虫的精巢进行诱变处理，再分别与纯合红眼雌虫杂交，得到F1．多数杂交组合所得F1均全为红眼，但
有一只雄虫与纯合红眼雌虫杂交后得到的F1为一半红眼一半朱红眼。
为了解释这一现象，提出了如下假设：朱红眼为隐性性状，该雄虫发生如图所示突变。两个a 基因同时存
在可以遮盖住一个A 基因控制的性状，从而使Aaa 个体呈现出a 基因控制的性状。回答下列问题：
(1)依据假设，若该杂交组合的F1自由交配，所得F2的表型及比例为 。
(2)该假设的变异属于染色体结构变异中的 ，可以观察该杂交组合的F1中朱红眼个体有丝分裂中期
细胞并制作 来确认。Aaa 个体呈现朱红眼可能是因为两个a 基因的表达产物 ，效果超过
了一个A 基因的表达产物。
(3)上述假设还可通过测定每个细胞中a 基因表达的 的含量来验证。依据此理论，若存在AAaa 个
体，推测其表型为 。
(4)为进一步证明两个a 基因控制的性状可以遮盖住一个A 基因控制的性状，向基因型为 的受
精卵中导入一个含a 基因的重组质粒，得到的成虫确为朱红眼，表明该理论是正确的。将该只朱红眼成虫
与纯合红眼个体杂交，若子代表型及比例为 ，则表明a 基因的插入位点在含A/a 基因之外的染
色体上。
(5)上一步得到的转基因朱红眼成虫意外的呈现出了残翅的性状（同批次未转基因受精卵发育而来的均为长
翅个体），最有可能的原因是 。
【答案】(1)红眼：朱红眼=1：1
(2) 重复 染色体组型（染色体核型） 累加（写积累或叠加或更多均可）
(3) mRNA、蛋白质 红眼
(4) Aa 红眼：朱红眼=3：1
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(5)a 基因插入到长翅基因片段中，导致长翅基因发生基因突变失去作用
【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）依据假设，朱红眼为隐性性状，有一只雄虫与纯合红眼雌虫杂交后得到的F1 为一半红眼一
半朱红眼，基因型为Aa，Aaa，比例是1:1，自由交配按照配子法计算，雌雄配子都是A：a：aa 等于
2:1:1，后代基因型为AA，Aa，Aaa，aaa，表现型比例为8:8，也就是红眼：朱红眼=1：1；
（2）染色体结构变异包括缺失、重复、倒位、易位，如图所示突变两个a 基因同时存在一条染色体上，属
于重复；有丝分裂中期细胞是观察染色体形态和数目的最好时间，所以可以选择有丝分裂中期细胞制作染
色体组型来观察，基因是看不到的；两个a 基因同时存在可以遮盖住一个A 基因控制的性状，可能是因为
两个a 基因的表达产物一起叠加超过了单个A 的表达产物，从而使Aaa 个体呈现出a 基因控制的性状；
（3）基因表达包括转录和翻译两大阶段，转录结果是产生mRNA，翻译结果产生蛋白质，特定的基因表
达产生特定的mRNA、蛋白质；若存在AAaa 个体，AAaa 包括两个A 基因，两个a 基因，两个A 基因的表
达产物要超过两个a 基因的，所以性状呈现显性性状红眼；
（4）证明两个a 基因控制的性状可以遮盖住一个A 基因控制的性状，采用转基因技术，向基因型为Aa 的
受精卵中导入一个含a 基因的重组质粒，得到的成虫基因型就是Aaa，性状确为朱红眼，表明该理论是正
确的；若a 基因的插入位点在含A/a 基因之外的染色体上，则相当于A、a、a 分别在三条染色体上，该个
体减数分裂时产生配子为A、a、Aa、aa，比例为1:1:1:1，纯合红眼基因型AA 产生配子为A，故二者杂交
后代表型及比例为红眼：朱红眼=3:1，其中朱红眼基因型为Aaa；
（5）转基因朱红眼成虫意外的呈现出了残翅的性状（同批次未转基因受精卵发育而来的均为长翅个体），
最有可能的原因是a 基因插入到长翅基因片段中，导致长翅基因发生基因突变失去原来的作用，符合基因
突变中的增添情况。
24．（2024·河北·模拟预测）亨廷顿舞蹈症是一种神经退行性疾病，也是一种单基因遗传病，一般于30 岁
后发病，该疾病在男女中的发病率基本相同。图1 为甲、乙两个家族关于该病的遗传系谱图，图中的第Ⅲ
代个体均未年满30 岁，其余个体均已年满30 岁，通过基因检测得知Ⅱ3为杂合子。图2 所示为亨廷顿舞蹈
症的部分发病机理。
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(1)亨廷顿舞蹈症的遗传方式为 ，Ⅱ3患病最可能是因为发生了 。
(2)Ⅲ1携带亨廷顿舞蹈症致病基因的概率为 。若两个家族第Ⅱ代中仅Ⅱ3个体有红绿色盲基因，
则Ⅲ2与Ⅲ4婚配，所生的孩子患一种病的概率是 。
(3)图2 ①过程需要 识别并结合启动子，在体外对正常HD 基因和异常HD 基因分别进行扩增时，引
物的序列 （填“相同”或“不同”）。
(4)分析图2 可知，患者的神经细胞中异常Htt 蛋白无法被 （填细胞器）清除，积累在细胞中，抑制
了组蛋白的乙酰化，影响相关基因的 情况，进而造成神经细胞凋亡。根据以上分析，提出两条亨廷
顿舞蹈症的治疗思路： 。
【答案】(1) 常染色体显性遗传 基因突变
(2) 1/2/50% 15/32
(3) RNA 聚合酶 相同
(4) 溶酶体 表达/转录 诱导异常Htt 蛋白的清除；诱导异常HD 基因沉默；诱导神经干细胞
的分化，补偿缺少的神经元
【分析】由题干可知，亨廷顿舞蹈症在男女中的发病率基本相同，Ⅱ3 为杂合子，由图1 可知Ⅱ3 患病，
故亨廷顿舞蹈症为常染色体显性遗传病。
图2 ①过程为转录，②为翻译。由于HD 基因异常表达（n＞35）导致异常Htt 蛋白的形成，导致亨廷顿舞
蹈症的发生。
【详解】（1）由题干可知，亨廷顿舞蹈症在男女中的发病率基本相同，Ⅱ3 为杂合子，由图1 可知Ⅱ3 患
病，故亨廷顿舞蹈症为常染色体显性遗传病。Ⅱ3 的父亲和母亲均不患病，其患病最可能是基因突变引起
的。
（2）由题干信息可知，第Ⅲ代个体均未年满30 岁，所以Ⅲ1、Ⅲ2 和Ⅲ4 是否患亨廷顿舞蹈症未知，
Ⅱ4、Ⅱ11 正常，即不含致病基因，结合图示可知，Ⅱ3、Ⅱ10 均为杂合子，则Ⅲ1、Ⅲ2 和Ⅲ4 携带亨
廷顿舞蹈症（相关基因用A/a 表示）致病基因的概率均为1/2。若仅Ⅱ3 有红绿色盲（相关基因用B/b 表
示）致病基因，则Ⅱ3 的基因型为AaXbY，Ⅱ4 的基因型为aaXBXB，Ⅲ2 的基因型为1/2AaXBXb、
1/2aaXBXb，Ⅱ10 的基因型为AaXBXB，Ⅱ11 的基因型为aaXBY，故Ⅲ4 的基因型为1/2AaXBY，
1/2aaXBY，Ⅲ2 与Ⅲ4 所生孩子患亨廷顿舞蹈症的概率为1/2×1/2×3/4+1/2×1/2×1/2+1/2×1/2×1/2=7/16，患
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红绿色盲的概率为1/2×1/2=1/4，二者所生的孩子患一种病的概率是1/4×（1-7/16）+（1-1/4）
×7/16=15/32。
（3）图2 ①过程为转录，需要RNA 聚合酶识别并结合启动子。由于正常HD 基因和异常HD 基因两端的
序列相同，只是长短不同，所以在体外对正常HD 基因和异常HD 基因分别进行扩增时，所用引物的序列
相同。
（4）细胞中溶酶体具有清除异常蛋白的功能，组蛋白乙酰化属于表观遗传，影响基因的表达。由题意可
知，由于HD 基因异常表达，从而形成异常Htt 蛋白，异常Htt 蛋白无法被清除，导致患亨廷顿舞蹈症，所
以可通过诱导异常Htt 蛋白的清除；诱导异常HD 基因沉默；诱导神经干细胞的分化，补偿缺少的神经元
等措施治疗该病。
25．（2024 高三下·福建龙岩·专题练习）拟南芥是公认的模型植物，植物科研的“小白鼠”。拟南芥的果
实为长角果，成熟时果荚会开裂并释放种子。科研人员就拟南芥果荚开裂机理进行了系列研究。回答下列
问题：
(1)拟南芥果实成熟时，ABA 等激素含量增多，使果荚开裂区细胞内的 基因表达增强，最终引起细胞
的细胞壁被降解，导致果荚开裂。
(2)研究者利用T—DNA 插入的方法，获得3 个果荚不开裂的突变纯合体甲、乙、丙。其中突变体甲是T—
DNA 插入到M 基因中，导致其编码的M 酶活性丧失。M 基因由于T—DNA 的插入突变为m 基因，此过程
是基因突变的依据是 。
(3)经检测突变体乙是T—DNA 插入到E 基因中，导致其编码的E 酶活性丧失；突变体丙的M 酶和E 酶活
性均丧失。将上述突变体进行杂交，后代表现型及比例如下表所示。
杂交组合
一
甲×丙→F1
F1与F1'杂交，后代表型及比例为完全开裂：不开裂=1：3
乙×丙→F1'
杂交组合
二
甲×乙→F1
F1与丙杂交，后代表型及比例为完全开裂：不开裂=1：3
①由杂交组合一， （填“能”或“不能”）推出M、m 与E、e 两对基因自由组合，理由是 。
②让杂交组合二的F1自交，F2代表型及比例为 ，F2中自交后代不发生性状分离的个体占 。
(4)现有另一突变体丁，其果荚开裂程度为中等开裂（介于完开裂与不开裂之间）。经检测其M 和E 基因
均正常，由另一个基因F 突变成f 基因引起；检测其开裂区细胞内M 酶和E 酶的量均有不同程度下降。推
测果荚中等开裂的原因是f 基因 。
【答案】(1)纤维素酶基因和果胶酶
(2)插入后产生的是等位基因，且基因位置和数目未改变
(3) 不能 无论这两对基因位于一对染色体上还是位于两对同源染色体上，杂交后代均会出现完全
开裂：不开裂=1：3 完全开裂：不开裂=9：7 1/2
(4)一定程度抑制M 和E 基因的表达，使细胞内M 酶和E 酶的量下降
【分析】自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一
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性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。实质：位于非同源染色体上的非等
位基因的分离或组合时互不干扰的；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。适用条件：有性生殖的真核生物；细胞核内染色体上的基因；两对或
两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
【详解】（1）细胞壁的主要成分是纤维素酶和果胶酶，拟南芥果实成熟时，ABA 等激素含量增多，使果
荚开裂区细胞内的纤维素酶基因和果胶酶基因表达增强，最终引起细胞的细胞壁被降解，导致果荚开裂。
（2）M 基因由于T—DNA 的插入突变为m 基因，插入后产生的是等位基因，且基因位置和数目未改变，
故该过程是基因突变。
（3）根据题意，突变体为不开裂，突变体甲是T—DNA 插入到M 基因中，导致其编码的M 酶活性丧失，
则甲的基因型为EEmm，突变体乙是T—DNA 插入到E 基因中，导致其编码的E 酶活性丧失，则乙的基因
型为eeMM，突变体丙的M 酶和E 酶活性均丧失，则丙的基因型为eemm，若M、m 与E、e 两对基因位于
两对染色体上，则杂交组合一的F1 与F1'基因型分别为Eemm、eeMM，F1 与F1'杂交，后代基因型及比例
为1/4EeMm、1/4Eemm、1/4eeMm、1/4eemm，表型及比例为完全开裂：不开裂=1：3；若M、m 与E、e
两对基因位于一对染色体上，则杂交组合一的F1 与F1'基因型分别为Eemm、eeMM，且F1 产生的配子为
Em、em，F1'产生的配子为eM、em，F1 与F1'杂交，配子随机结合，后代基因型及比例为1/4EeMm、
1/4Eemm、1/4eeMm、1/4eemm，表型及比例仍然为完全开裂：不开裂=1：3，即无论这两对基因位于一对
染色体上还是位于两对同源染色体上，杂交后代均会出现完全开裂：不开裂=1：3，故由杂交组合一，不
能推出M、m 与E、e 两对基因自由组合。杂交组合二，甲×乙→F1，F1 基因型为EeMm，F1 自交，F2 代
基因型及比例为（E_ M_）：（E_ mm+eeM_+eemm）=9：7，即完全开裂：不开裂=9：7，F2 中自交后代
不发生性状分离的个体基因型及比例为1/16EEMM、3/16E_ mm、3/16eeM_、1/16eemm，所以F2 中自交后
代不发生性状分离的个体占8/16=1/2。
（4）经检测其M 和E 基因均正常，由另一个基因F 突变成f 基因引起；检测其开裂区细胞内M 酶和E 酶
的量均有不同程度下降。推测果荚中等开裂的原因是f 基因一定程度抑制M 和E 基因的表达，使细胞内M
酶和E 酶的量下降。
26．（2024·山东·二模）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。
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亲本
灰身长翅×黑身残翅
实验操
作
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
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。
（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
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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%。
27．（23-24 高三下·安徽·阶段练习）摩尔根从野生型红色眼果蝇种群中得到一只白色眼雄果蝇，然后进行
著名的果蝇杂交实验，奠定了染色体遗传理论。后来遗传学家用诱变的方法获得了一些眼色介于红色和白
色的中间突变体果蝇。现在实验室里有白色、淡红色、朱红色、浅黄色、宝石红色和杏黄色6 个纯合突变
品系果蝇，每个纯合突变品系雄果蝇分别与野生型红色眼雌果蝇杂交产生的F1果蝇都表现为红色眼，F1雌、
雄相互交配产生的F2果蝇的眼色均为红色眼∶相应的突变颜色眼=3∶1。这6 个纯合突变品系果蝇互相交
配产生子代果蝇的眼色如下表所示，“+”表示有红色，“-”表示没有红色。回答下列问题：
白色
淡红色
朱红色
浅黄色
宝石红
色
杏黄色
白色
-
淡红色
+
-
朱红色
+
+
-
浅黄色
-
+
+
-
宝石红
色
+
+
+
+
-
杏黄色
-
+
+
-
+
-
(1)可以用物理因素诱导果蝇发生基因突变，常用的物理因素有 （答出两点）。
(2)基因在染色体上所占的位置称为基因座，染色体上的一个基因不论发生多少种基因突变，产生的基因都
位于一个基因座上，非等位基因的基因座不同，可以在同一条染色体的不同位置，也可以在非同源染色体
上。同源染色体上等位基因所在的位置为一个基因座。
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①白色基因和浅黄色基因的基因座 （填“相同”或“不同”），白色基因和淡红色基因的基因座
（填“一定”或“不一定”或“一定不”）位于非同源染色体上。
②表中6 种不同颜色的突变基因位于 个基因座上。
③某研究员在培育野生型红色眼果蝇时，从种群中发现了一只樱桃红色眼雄果蝇，他通过杂交实验确定该
变异为隐性突变，也确定了樱桃红色眼果蝇与野生型红色眼果蝇只有一个基因座上的基因不同，且获得了
樱桃红色品系果蝇。他认为樱桃红色眼基因和白色眼基因位于同一基因座上，请利用本题所涉及的果蝇为
材料设计一个杂交实验，验证该结论。
实验思路及预期结果： 。
【答案】(1)紫外线、X 射线
(2) 相同 不一定 4 让樱桃红色品系果蝇与白色(或浅黄色，或杏黄色)品系果蝇杂交，所
得子代中没有红色眼果蝇
【分析】基因分离定律实质：在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；
当细胞进行减数分裂，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子当中，独立地随配子
遗传给后代。
【详解】（1）容易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三类：物理因素、化学因素和生
物因素，(1)物理因素：如紫外线、X 射线等；(2)化学因素：如亚硝酸盐、碱基类似物等；(3)生物因素：如
某些病毒等。
（2）①若要探究两个突变基因是在一个基因座上还是两个基因座上，可让这两个突变基因的纯合子杂交，
若表现为野生型，则在两个基因座上；若没有表现出野生型，则在一个基因座上， 等位基因在一个基因
座上，非等位基因在不同的基因座上，非等位基因可位于非同源染色体上，也可位于同源染色体的不同位
置上。据题可知，每个纯合突变品系雄果蝇分别与野生型红色眼雌果蝇杂交产生的F1 都表现为红色眼，
说明红色眼个体每对基因均为显性纯合，即每对基因均含显性基因才表现为红色眼。眼色为白色和淡黄色
的杂交后代眼色不出现红色，说明白色基因和淡黄色基因的基因座相同。眼色为白色和淡红色的杂交后代
眼色为红色，说明白色基因和淡红色基因的基因座不同，可位于非同源染色体上，也可位于同源染色体的
不同位置上。
②6 个品系中，每个纯合突变品系雄果蝇分别与野生型红色眼雌果蝇杂交产生的F1 果蝇都表现为红色眼，
F1 雌、雄相互交配产生的F2 果蝇都为红色眼：相应的突变颜色眼=3：1，说明与野生型相比，每个品系都
有一个基因座不含显性基因。据表可知，白色眼品系、浅黄色眼品系和杏黄色眼品系中任何两个品系杂交
子代均未出现红色眼，说明白色基因、浅黄色基因和杏黄色基因位于同一基因座上，而白色眼品系(或浅黄
色眼品系或杏黄色眼品系)、淡红色眼品系、朱红色眼品系和宝石红色眼品系中任何两个品系杂交子代均出
现红色眼，说明白色基因(与浅黄色基因和杏黄色基因位于同一基因座)、淡红色基因、朱红色基因和宝石
红色基因各位于一个基因座上。所以6 种不同颜色的突变基因位于4 个基因座上。
③樱桃红色眼果蝇与野生型红色眼果蝇只有一个基因座上的基因不同，若要证明樱桃红色基因和白色基因
位于同一基因座上，可让樱桃红色品系果蝇与白色(或浅黄色，或杏黄色)品系果蝇杂交，若子代不出现红
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色眼果蝇，则可验证该结论。
28．（2024·辽宁鞍山·二模）粳稻和籼稻的杂交种具有产量高的优势，但杂交种的部分花粉不育。科研人
员对花粉不育的遗传机理展开研究。
(1)将纯合粳稻和纯合籼稻杂交，获得F1，F1自交获得F2统计发现，F2仅有籼稻和粳—籼杂交种，且二者比
例接近1：1。显微镜下观察发现两个亲本花粉均正常，但F1产生的花粉中近一半的花粉粒形态异常（败
育），可判断含有 （选填“粳稻”或“籼稻”）染色体的花粉粒败育，使其基因无法传递给后代。
(2)经过精细定位，科研人员将导致花粉败育的基因定位于12 号染色体上的R 区（区域内的基因不发生交
换）。粳稻和籼稻R 区DNA 片段上的基因如图。
注：粳稻12 号染色体上无B、C、D 的等位基因。
①科研人员将F1杂种植株中A~E 基因分别单独敲除，得到A、B、C、E 的单基因敲除植株，这四种单基
因敲除植株的12 号染色体R 区差异性属于 （选填“染色体数目”或“染色体结构”）变异。在显微
镜下观察这些敲除植株的花粉粒形态。科研人员推测其中的C 基因导致一半花粉败育，其他基因不影响花
粉育性，支持这一推测的显微镜观察证据是 。
②F1杂种植株单独敲除D 基因，其花粉均不育，C、D 基因双敲除植株花粉均可育。推测C 基因编码的蛋
白具有毒害作用，D 基因编码的蛋白可 。
③为验证以上推测，科研人员将D 基因转入F1植株，获得转入了单拷贝D 基因（一个D 基因）的转基因
植株（T0）。检测发现T0中转入的D 基因并未在12 号染色体上。若T0自交，仅检测12 号染色体的R 区，
统计子代中分别与粳稻、粳—籼杂交种和籼稻R 区相同的个体比例依次为 、 、 ，则支持上述
推测。
【答案】(1)粳稻
(2) 染色体结构 敲除 C 基因时花粉形态正常，敲除其他基因时花粉粒形态异常 中和或抑制
C 基因编码的蛋白的毒害作用 1/6 1/2 1/3
【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）据题意推断，设纯合粳稻基因型为 AA，纯合籼稻基因型为aa，则F1 为Aa，正常情况下 ，
F1 自交子代AA:Aa:aa=1:2:1，而F2 中粳-籼杂交种:籼稻=1:1，推测杂合子花粉不育，即含粳稻 A 染色体的
花粉败育。
（2）①敲除A、B、C、E 基因，造成的是染色体片段的缺失，属于染色体结构的变异。将F1 杂种植株中
A~E 基因分别单独敲除，得到A、B、C、E 的单基因敲除植株，在显微镜下观察这些敲除植株的花粉粒形
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态，若敲除 C 基因时花粉形态正常，敲除其他基因时花粉粒形态异常，则其中的C 基因导致一半花粉败
育，其他基因不影响花粉育性。
②敲除D 基因，保留C 基因时，花粉不育，而C 也敲除花粉就可育，故真正令花粉不育的 是C 基因，而
D 基因可中和或抑制 C 基因编码的蛋白的毒害作用。
③将D 基因转入F1 植株(MN)，获得转入了单拷贝D 基因（一个D 基因）的转基因植株 (To) ，检测发现
T 中转入的D 基因并未在12 号染色体上，F1 植株的染色体组成是为MN,导入D 基因后进行自 交，即使D
未在12 号染色体上，仍可发挥作用。不含D 的N 配子败育，则花粉中N:M=1:2,雌配子 M:N=1:1,与粳稻R
区相同的个体NN 比例为1/3×1/2=1/6，与籼稻R 区相同的个体MM 比例为 2/3×1/2=1/3,与粳籼杂交种R 区
相同的个体比例为1-1/6-1/3=1/2。
29．（2024·云南·一模）大麦（2n=14）的雄性可育（Ms）对雄性不育（ms）为显性，茶褐色种皮（R）对
黄色种皮（r）为显性，两对基因之间无染色体互换。下图为甲、乙、丙三种品系，控制这两对相对性状的
基因在染色体上的位置关系，其中，甲品系是育种工作者利用染色体变异原理，培育出的体细胞中含一条
额外染色体的新品种（2n+1=15）。
回答下列问题。
(1)乙品系大麦的雄性育性和种皮颜色这两对相对性状的遗传 （填“遵循”或“不遵循”）自由组合
定律，理由是 。
(2)甲品系在减数分裂Ⅰ前期联会形成 个四分体和一条额外染色体，额外染色体在减数分裂Ⅰ后期随
机分配到细胞的一极，因此产生配子的基因型是 。
(3)甲品系通过自花传粉得到的子代中，约70%是黄色种皮雄性不育个体，30%是茶褐色种皮雄性可育个体。
研究发现，出现上述结果的原因是，含有额外染色体的花粉不能完成受精，且参与受精的卵细胞基因型及
比例为 。请从图示的三种品系中选择合适的亲本设计一次杂交实验，验证上述卵细胞的种类及比例，
要求写出实验思路并预期实验结果 。
【答案】(1) 不遵循 两对基因位于一对同源染色上
(2) 7/七 msr 和MsmsRr
(3) msr:MsmsRr=7:3 实验思路：用甲品系作母本、丙品系作父本进行杂交，观察并统计子代表
型及比例
预期结果：子代表型及比例为黄色种皮雄性可育:茶褐色种皮雄性可育=7:3
【分析】根据图甲可知，该三体植株的基因型为MsmsmsRrr，这条额外的染色体不能正常配对，在分裂过
程中随机移向细胞一极，则产生的配子为msr 和MsmsRr，据此分析作答。
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【详解】（1）自由组合定律适用于两对以上等位基因的独立遗传，图示乙品系大麦的雄性育性和种皮颜
色相关基因位于同一对同源染色体上，故不遵循自由组合定律。
（2）配对后的同源染色体称为一个四分体，分析题意，大麦（2n=14），甲品系多了一条染色体，则甲品
系在减数分裂Ⅰ前期联会形成7 个四分体和一条额外染色体；该三体植株的基因型为MsmsmsRrr，额外染
色体在减数分裂Ⅰ后期随机分配到细胞的一极，因此产生配子的基因型是msr 和MsmsRr。
（3）分析题意，甲品系通过自花传粉得到的子代中，该三体大麦自花授粉后，msmsrr 为黄色雄性不育，
MsmsmsRrr 为茶褐色雄性可育，约70%是黄色种皮雄性不育个体，30%是茶褐色种皮雄性可育个体，说明
含有额外染色体的花粉不能完成受精，且参与受精的卵细胞基因型及比例msr:MsmsRr=7:3；图示有甲乙丙
三种个体，要设计一次杂交实验，验证上述卵细胞的种类及比例，则应选择能产生异常配子的个体作为母
本，产生正常精子的作为父本，则可选择甲品系作母本、丙品系作父本进行杂交，观察并统计子代表型及
比例。
由于本实验是验证实验，实验结果应与假设一致，故预期结果为：子代表型及比例为黄色种皮雄性可育:茶
褐色种皮雄性可育=7:3。
30．（2024·湖南衡阳·模拟预测）I 某昆虫的性别决定方式为XY 型，用纯合猩红眼、驼胸雌性个体与纯合
紫眼、野生胸雄性个体杂交，F1雌性个体和雄性个体全表现为野生眼、野生胸。F1雌雄个体杂交，F2的表
型及个体数量（单位：只）如表所示。
性状
野生眼
野生胸
野
生
眼
驼胸
猩红眼
野生胸
猩红眼
驼胸
紫眼
野
生
胸
紫眼
驼胸
白眼
野
生
胸
白眼
驼胸
F2雌性个体
283
19
20
78
0
0
0
0
F2雄性个体
145
8
9
39
139
11
10
40
(1)昆虫眼色的遗传受2 对独立遗传的等位基因的控制，其依据是 。已知基因A 控制猩红眼，基因B
控制紫眼，基因a 与b 编码的产物不能控制色素的合成，则针对眼色的遗传而言，F2中的猩红眼雄性个体
的基因型为 。
(2)控制野生胸与驼胸的基因为D/d，控制眼色的基因中与D/d 位于同一对同源染色体上的基因是 。
II 果蝇的体色由多对基因控制，野生型果蝇为灰体。现有黄体、黑体和黑檀体三种体色的果蝇单基因突变
体（只有一对基因与野生型果蝇不同，不考虑互换和其他突变）。为探究果蝇体色基因的位置及显隐性关
系，进行了下列实验。
亲本
F1的表型
实验一
黄体（雌）×野生型（雄）
雌性均为灰体，雄性均为黄体
实验二
黑体（雌）×黑檀体（雄）
均为灰体
实验三
黄体（雌）×黑檀体（雄）
雌性均为灰体，雄性均为黄体
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(3)野生型果蝇产生三种体色的单基因突变体体现了基因突变的 （填“不定向性”或“随机性”）。
(4)根据实验三不能确定黑檀体基因的位置，理由是 。若黑檀体基因位于X 染色体上，将实验三中的
F1果蝇相互交配，则F2的表现型及比例是： 。
【答案】(1) F2 中野生眼：猩红眼：紫眼：白眼≈9：3：3：1 bbXAY 或bbXAYa
(2)B/b
(3)随机性
(4) 无论黑檀体基因是否位于常染色体上，得到F1 的表型均相同 灰体雌蝇∶黄体雌蝇∶黄体雄
蝇∶黑檀体雄蝇=1∶1∶1∶1
【分析】1、基因的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组合是互不干扰
的；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。
2、决定生物某性状的基因若位于性染色体上，则该性状在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性
遗传。
【详解】（1）F2 中野生眼：猩红眼：紫眼：白眼=455：146：150：50≈9：3：3：1，说明昆虫眼色受2 对
独立遗传的等位基因控制，且基因之间存在基因互作。
（2）据“基因A 控制猩红眼，基因B 控制紫眼，基因a 与b 编码的产物不能控制色素的合成”可知，含A
与B 的个体表现为野生眼，含A 不含B 的个体表现为猩红眼，含B 不含A 的个体表现为紫眼，不含显性基
因的个体表现为白眼。F2 中雌雄个体的眼色有差异，说明存在伴性遗传，但2 对等位基因又是独立遗传的，
因此，1 对等位基因位于性染色体上，另1 对等位基因位于常染色体上。若A/a 位于性染色体上，亲本的
基因型为XAXAbb、XaYBB（或XaYaBB），F1 个体基因型为XAXaBb、XAYBb（或XAYaBb），F2 中
会出现XaYBB（或XaYaBB）、XaYBb（或XaYaBb）（紫眼雄性）与XaYbb（或XaYabb）（白眼雄性），
这与实验结果相符；若B/b 位于性染色体上，亲本的基因型为AAXbXb、aaXBY（或aaXbYB），F1 个体
基因型为AaXBXb、AaXbY（或AaXbYB），F2 中会出现aaXbXb（紫眼雌性）与aaXBXb（白眼雌性），
这与实验结果不相符。所以位于性染色体上的基因是A/a，F2 中的猩红眼雄性个体的基因型为bbXAY 或
bbXAYa。
（3）果蝇的体色由多对基因控制，题中显示黄体、黑体和黑檀体三种体色的果蝇均为单基因突变体，且
为不同的基因发生突变的结果，说明了基因突变具有随机性。
（4）实验一、三的结果中雌雄表现不一致，性状表现与性别有关，因而可推测该性状遗传表现为伴性遗
传的特征，实验一符合雌隐×雄显→雌显、雄隐，据此可知，可知黄体对野生型灰体为隐性；实验三中亲
代没有灰体，后代出现灰体，说明控制两种性状的基因为非等位基因，且黄体和黑檀体对灰体都是隐性；
实验二中黑体（雌）×黑檀体（雄），F1 果蝇均为灰体果蝇，说明控制两种性状的基因为非等位基因，且
均为隐性，因此三种突变性状表现为隐性性状的为黄体、黑檀体、黑体。
实验一的结果表现为性状表现与性别有关，因而可推测该性状遗传表现为伴性遗传的特征，且灰体对黄
体为显性，相关基因位于X 染色体上。根据实验三不能确定黑檀体基因的位置，因为无论黑檀体基因是否
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位于常染色体上，得到F1 的表型均相同，即亲本的基因型为AAXbXb 或XAbXAb（黄体）、aaXBY 或
XaBY（黑檀体）。若控制黑檀体的基因位于X 染色体上，则亲本的基因型为XAbXAb（黄体）、XaBY
（黑檀体），F1 的基因型为XAbXaB、XAbY，二者相互交配产生F2 的灰体雌蝇XAbXaB∶黄体雌蝇
XAbXAb∶黄体雄蝇XAbY∶黑檀体雄蝇XaBY=1∶1∶1∶1。
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