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专题19 遗传综合实验分析
探究基因是位于常染色体上还是仅位于X 染色体上
1．杂交实验法
(1)性状的显隐性是“未知的”，且亲本均为纯合子时
注：此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。若正反交结果不同，且子代只表现母
本的性状，则控制该性状的基因位于细胞质中。
(2)性状的显隐性是“已知的”
(3)在确定雌性个体为杂合子的条件下
2．调查实验法
探究基因位于X、Y 染色体的同源区段还是只位于X 染色体上
1．适用条件：已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
2．基本思路
(1)用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：
1
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(2)用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：
探究基因位于常染色体上还是X、Y 染色体同源区段上
1．在已知性状的显隐性的条件下，若限定一次杂交实验来证明，则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”
[即aa(♀)×Aa(
)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]杂交组合，观察分析F1的表型。分析如下：
2．在已知性状的显隐性的条件下，未限定杂交实验次数时，则可采用以下方法，通过观察F2的性状
表现来判断：
1．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⻆度进行分析。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。已知该遗传只有可能是伴X 遗传或X、Y 同源区段遗传。
2
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(1)据图分析，关于果蝇无眼性状遗传方式，可以排除的是 。
(2)若Ⅰ-2 与Ⅰ-3 基因型相同，且控制该性状的基因位于XY 同源区段上，则Ⅰ-2 与Ⅰ-3 的基因型是
。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)从一堆纯合果蝇（纯合无眼雄、纯合无眼雌、纯合有眼雄、纯合有眼雌）中选择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 。
2．水稻（二倍体，2n=24）是我国重要的粮食作物。现全球气温升高使水稻减产，研究人员预通过诱变育
种获得耐高温水稻。
(1)将基因型为aa 的耐高温隐性突变体水稻甲与染色体缺失一个A 基因的不耐高温的野生型（WT）水稻杂
交得F1，已知不含控制该性状的基因的受精卵不能发育，若将上述F1进行随机杂交，F2中耐高温水稻的出
现概率是 。
(2)为确定突变体乙突变基因的突变位点，研究者进行了系列实验，如下图所示。
3
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图1 中F1产生配子时，3 号染色体会由于染色体互换而发生基因重组，进而产生多种花粉，经单倍体育种
技术可获得F2纯合重组植株R1～R5，对WT、突变体乙和R1～R5进行分子标记及耐高温性检测，结果如图
2、图3 所示。经过分析可知，耐高温突变基因位于 （填分子标记）之间。从减数分裂的角度
分析，推测形成图2 中R1～R5结果的原因是 。
(3)当该植物体细胞同源染色体中缺失一条染色体时，称为单体（染色体数为2n-1），可用于基因定位。现
有一耐高温单基因隐性突变体丙，为定位其耐高温基因的位置，以纯合野生型水稻为材料，需人工构建的
种单体水稻，用一代杂交实验定位突变体丙的耐高温基因位置，具体杂交方案：（请写出实验思路和预期
实验结果）
①实验思路： ；
②预期实验结果： 。
3．萨顿提出“染色体可能是基因的载体”的假说，摩尔根起初对此假说持怀疑态度，他和同事设计果蝇
杂交实验对此进行研究，杂交实验如图1 所示，图2 是果蝇的染色体模式图。请回答下列问题。
(1)果蝇的性别决定方式属于 型，家养的鸡的性别决定方式属于 型。
(2)根据实验判断，果蝇的眼色遗传是否遵循基因的分离定律？ （填“遵循”或“不遵循”）。
请写出判断的理由：
(3)根据上述果蝇杂交实验现象，摩尔根等人提出控制眼色的基因只位于X 染色体上，Y 染色体上没有它的
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等位基因。摩尔根等人通过测交等方法力图验证他们提出的假设，下面的实验图解是他们完成的测交实验
之一（不考虑X、Y 同源区段）：
①该测交实验并不能充分验证其假设，其原因是 。
②为充分验证其假设，请你设计一个测交方案，并用遗传图解写出该过程（要求：需写出配子，控制眼色
的等位基因用B、b 表示） 。
4．果蝇是遗传学实验的良好实验材料。下图是某雄果蝇的体细胞模式图以及细胞中染色体及部分基因位
置的示意图，用A、a 分别代表灰身、黑身基因，用W、w 分别代表红眼、白眼基因。请据图回答问题：
(1)摩尔根利用果蝇为实验材料，采用 法（填研究方法）证明了基因在染色体上。如果对果蝇进行基
因组测序，需要测定 条染色体上DNA 的碱基序列。
(2)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，则该变
异类型是 。
(3)若该果蝇与另一只黑身白眼果蝇交配，在后代雄果蝇中红眼灰身果蝇占 。根据红眼、白眼基因所
在的位置可知，红眼基因的遗传有两个特点：其一为红眼性状的雄性数量
雌性（填“多于”“少于”或“等于”）；其二可作为设计实验的依据，只需一次杂交即可根据子
代眼色区别雌雄，为实验带来便利。实验步骤为：选择 （表型）的亲本杂交，子代性状为
。
(4)果蝇的正常翅对短翅为显性，为确定控制翅形基因与控制体色基因在染色体上的位置关系，某同学选用
纯合正常翅灰身雌果蝇与纯合短翅黑身雄果蝇进行杂交，得到的F1全为正常翅灰身，F1 ，获
得F2，预测以下结果：
①若F2雌雄中均为正常翅灰身： 正常翅黑身： 短翅灰身： 短翅黑身=9：3：3：1，则
；
②若F2 ，则翅形基因位于常染色体上，且与体
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色基因位于一对同源染色体上；
③若F2 ，则翅形基因只位于X 染色体上或X、
Y 的同源区段。
5．小鼠是常用的遗传研究的模式动物，具有性状易于区分、繁殖力强等优点。小鼠的灰毛对黑毛为显性
性状，卷曲尾对直尾为显性性状，分别由两对等位基因控制，已知控制毛色的基因位于常染色体上。回答
下列相关问题：
(1)现有各性状的纯合雌雄鼠，如何设计实验判断控制尾型的基因在常染色体上还是X 染色体上？请写出杂
交组合，并预期基因位于X 染色体上的实验结果。
杂交组合： 。
预期实验结果： 。
(2)假设控制小鼠毛色和尾型的基因位于一对常染色体上，研究人员将纯合灰毛卷曲尾鼠与黑毛直尾鼠杂交
得到F1，F1雌雄鼠自由交配得到的F2表型及比例为 。
(3)研究人员用纯合灰毛雌鼠与黑毛雄鼠杂交，子代中出现了一只黑毛雄鼠（记为M），研究人员发现同源
染色体都缺失毛色基因的小鼠不能发育， 推测M 鼠的出现有两种原因：①亲代灰鼠的一个卵原细胞发生
了基因突变；②亲代灰鼠的一个卵原细胞中控制毛色的基因所在的一条染色体片段缺失，导致控制灰毛的
基因缺失。研究人员将M 鼠与亲代灰鼠进行回交得到F1，根据F1的性状表现 （填“能”或“不
能”）确定出现M 鼠的原因。如果将回交得到F1雌雄鼠随机交配，F2中有1/5 的黑鼠出现，则原因
（填序号）导致M 鼠出现。有同学提出，出现M 鼠的原因除了上述两种情况外 ，还有其他可能性，该同
学的推测可能为 。
6．2021 年8 月2 日，CellResearch（细胞研究》）发表了武汉大学罗孟成教授团队的最新研成果，该团队
提出了哺乳动物性别决定的新模型:在哺乳动物中，性别由仅位于Y 染色体上的SRY 基因和仅位于X 染色
体上的SDX 基因共同决定，SRY 基因是雄性的性别决定基因，它在SDX 蛋白的促进下表达以确保个体朝
正常雄性发育。不同基因组合对小鼠的性别和育性的影响见表，请回答下列问题:
①
②
③
④
染色体组
成
XX
XY
XX
XY
SDX 基因
SDX+/SDX+
SDX+
SDX+/SDX-
SDX-
SRY 基因
-
SRY+
-
SRY+
性别和育
性
可育雌性
可育雄性
可育雌性
1/4 性逆转为可育难性; 3/4 不育雄性
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（注:“ + ”表示相应基因正常；“.”表示相应基因敲除）
(1)图是小鼠X、Y 染色体结构示意图，雄性个体SDX 基因的来源和传递各有何特点: 。
(2)正常杂交的子代小鼠中不存在两个SDX 基因均敲除的雌性个体（SDX - /SDX - ），判断的理由是:
。
(3)已知缺乏X 染色体的小鼠个体均无法存活，现有同一批可育雌性小鼠，为确定它性染色体组成及是否为
SDX 基因敲除小鼠，请结合表格信息设计简单的杂交实验进行了探究并写出可能的实验结果。
实验思路: 。
预测结果及结论:
①若 ，则该小鼠为XX（SDX + /SDX + ）雌鼠;
②若 ，则小鼠为XX（SDX + /SDX - ）雌鼠;
③若 ，则小鼠为XY（SDX - N）性别逆转雌鼠。
7．果蝇有4 对染色体，XY 型性别决定方式。纯合野生型果蝇表现为灰体、长翅、红眼，从野生型群体中
分别得到三种隐性突变纯合体。这些突变体的表现型、基因及基因所在染色体见表。杂交过程中不考虑交
叉互换和XY 同源区段。
表现
型
基因
基因所在染色体
黑体
aa
2 号
残翅
bb
2 号
白眼
ee
X 染色体
(1)选择纯合的野生型雌果蝇与黑体残翅雄果蝇杂交，F1的表现型为 ，F1雌雄果蝇相互交配，F2
的表现型及比例为 。
(2)为鉴定某只刚完成发育的长翅红眼雌果蝇的基因型，研究人员应选择基因型为 的纯合雄果蝇
与其交配，若产生的子代果蝇全部为长翅，雌、雄个体中红眼与白眼的比例均为1：1，由此可推断该雌果
蝇的基因型是 。
(3)果蝇的生物钟有节律和无节律这对相对性状受一对等位基因控制。现有纯合的有节律和无节律的果蝇若
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干只，设计杂交实验探究有节律和无节律的基因位于常染色体上还是X 染色体上，并判断其显隐性关系。
实验思路：选择纯合有节律和无节律的雌雄果蝇进行正反交，观察F1的表现型及比例。要求简要写出预期
结果及结论 。
8．某二倍体自花传粉植物有红花和白花两种性状，科研人员选择纯种红花与白花杂交，F1全部开红花，F1
自交，F2的性状比例为9：7．回答下列问题：
(1)若红花、白花由两对等位基因控制，则F2中出现红花和白花比例为9：7 的原因是 ，F2的白花有
种基因型，若F2的红花自花传粉，则子代中白花的比例为 。
(2)自然界中存在“自私基因”，即某一基因可以使同株的控制相对性状的另一基因的雄配子部分死亡，从
而改变子代的性状表型的比例。若红花、白花由一对等位基因（A、a）控制，F2中出现红花和白花的比例
为9：7 是“自私基因”作用的结果，则此比例出现的原因是：F1中携带 （填“A”或“a”）基因的雄
配子，有 的比例死亡。
(3)现有部分F1红花植株和它们的纯合亲本植株供选择，请设计杂交实验探究F2中出现红花和白花的比例
为9：7 是杂合子“自私基因”作用的结果，还是两对等位基因之间相互作用的结果。
实验方案： 。
预期结果：若 ，则是杂合子“自私基因”作用的结果；若 ，则是两对等位基因相互作用的结
果。
9．几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。
(1)图示果蝇发生的变异类型是 。
(2)白眼雌果蝇（XrXrY）最多能产生Xr、XrXr、 和 。
(3)用黑身白眼雌果蝇（aaXrXr）与灰身红眼雄果蝇（AAXRY）杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表
现为灰身白眼。F1自由交配，F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为 ，从F2灰身红眼雌果蝇和灰
身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为 。
(4)用红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记为
“M”）。M 果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表型变化，但基因型未变；第二种是亲本
果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X 染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M
果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
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实验步骤： 。
结果预测：
Ⅰ、若 ，
则是环境改变；
Ⅱ、若 ，
则是基因突变；
Ⅲ、若 ，
则是减数分裂时X 染色体不分离。
10．某昆虫的性别决定类型为XY 型，该种昆虫的星眼、圆眼由位于常染色体上的一对等位基因A/a 控制，
体色红色、白色由等位基因B/b 控制。现让白色星眼雌昆虫与红色星眼雄昆虫杂交，获得的F1性状分离比
为白色星眼雄虫∶白色圆眼雄虫∶红色星眼雌虫∶红色圆眼雌虫=2∶1∶2∶1。不考虑X、Y 染色体的同源
区段的遗传，请回答下列问题。
(1)控制体色的基因位于 （填“常”或“X”）染色体，理由是 。
(2)F1中星眼：圆眼=2∶1 的原因是 ；F1中星眼与圆眼昆虫自由交配，子代中圆
眼个体所占的比例是 。
(3)假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应（胚胎纯合致死），无其他性状效应。有一只雄性昆虫接受射
线辐射处理，发生隐性致死突变，为探究该突变基因位于常染色体上，还是X 染色体上，请设计杂交实验
进行探究并预测实验结果。
实验思路： 。
预期结果：若 ，则隐性致死突变基因在X 染色体上；若 ，
则隐性致死突变基因在常染色体上。
11．玉米籽粒的颜色有白色、红色和紫色3 种类型，相关基因用A、a 和B、b 表示，相关物质的合成途径
如图所示。玉米既可自株受粉，也可异株受粉。回答下列问题：
(1)杂交玉米自交后代会出现其他类型的个体，这种现象称为 。在培育杂交玉米的过程中，利用雄性
不育株进行杂交操作的优势是 。
(2)玉米群体中白色植株的基因型是 。现有一批基因型为Aabb 的玉米植株，随机交配n 代后，A 基
因的频率为 。
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(3)用4 种不同颜色的荧光，分别标记双杂合卵原细胞的A、a、B、b 基因，观察其减数分裂过程，发现某
个次级卵母细胞中有3 种不同颜色的4 个荧光点，其原因最可能是 。
(4)某科研人员欲判断两对基因的遗传是否遵循自由组合定律，现有纯合紫色籽粒玉米植株，基因型为aabb
的白色籽粒玉米植株、纯合红色籽粒玉米植株，请写出实验思路并预期实验结果及结论（注：不考虑突变
和互换）。
①实验思路： 。
②预期实验结果及结论： 。
12．已知果蝇的灰身和黑身由一对等位基因A、a 控制，长刚毛和短刚毛由另一对等位基B、b 控制，两对
基因位于两对同源染色体上。某研究小组进行了两组实验。请回答下列问题：（不考虑X、Y 染色体的同
源区段）
实验一：灰身长刚毛雌果蝇与黑身短刚毛雄果蝇杂交，F1雌雄果蝇均为灰身长刚毛；
实验二：黑身短刚毛雌果蝇与灰身长刚毛雄果蝇杂交，F1雌果蝇均为灰身长刚毛，雄果蝇均为灰身短刚毛。
(1)实验一中亲本果蝇的基因型是 ；若F1雌雄果蝇随机交配，所得后代表现型为灰身
长刚毛的果蝇基因型有 种，其中纯合子所占的比例是 。
(2)科学研究发现，含一条X 染色体的果蝇（XY、XO）为雄性，且XO 不育，含两条X 染色体的果蝇
（XX、XXY）为雌性，含三条X 染色体或无X 染色体的果蝇胚胎致死。某兴趣小组将染色体组成正常的
短刚毛雌果蝇与长刚毛雄果蝇杂交，在后代中出现了一只长刚毛雄果蝇。小组成员推测可能是亲本在形成
配子时发生了基因突变，或染色体分离异常造成的。为探究此长刚毛雄果蝇产生的原因，兴趣小组设计了
如下实验方案，请将其补充完整。
实验思路：让该长刚毛雄果蝇与正常短刚毛雌果蝇交配，观察后代果蝇的表现型及比例。
预期结果和结论： 。
13．野生型红眼果蝇群体中出现了朱红眼（基因a，位于常染色体上）亮红眼（基因b）和朱砂眼（基因
d）3 种单基因隐性突变果蝇。现有朱红眼、亮红眼、朱砂眼3 个纯合品系，各品系果蝇不含其他品系的突
变基因。让纯合朱红眼品系果蝇和纯合亮红眼品系果蝇正交和反交，F1均为野生型。取正交的F1雌雄相互
交配，F2中野生型红眼与突变型眼色比例为9：7（已知a，b 双隐型纯合体眼色表现为橘色，纯合朱红眼
品系果蝇作父本为正交）。
(1)用朱砂眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇杂交，子代中雄果蝇都是朱砂眼，雌果蝇都是红眼。推断控制朱砂
眼的基因位于 染色体上。
(2)分析题意可知，a，b 基因不在同一条染色体上，理由是 。
(3)b 基因在染色体上的位置有两种可能。
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假设1：b 基因位于不同于a 基因的另一对常染色体上
假设2：
要确定哪种假设正确，可以统计F2中橘色果蝇的性别：
若橘色果蝇的性别为 ，则假设1 正确若橘色果蝇的性别为 ，则假设2 正确
14．果蝇是研究遗传的好材料，请回答下列问题：
(1)一对正常翅雌雄果蝇交配，
中正常翅雌果蝇197 只、正常翅雄果蝇198 只，卷翅雌果蝇和卷翅雄果蝇
各1 只。让两只卷翅果蝇单对交配，
正常翅果蝇100 只，卷翅果蝇199 只。
①果蝇卷翅的控制基因位于常染色体上，为 （填“显性”或“隐性”）突变。
②
的性状分离比为2∶1，对此的合理解释是 。
(2)已知控制体色的基因（B、b）和控制翅长的基因（V、v）位于一对同源染色体上。
灰身长翅（BBVV）果蝇和黑身残翅（bbvv）果蝇杂交，
为灰身长翅，让
雌果蝇测交，子代雌果蝇和
雄果蝇的表现型及比例均为灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=42∶8∶8∶42。据此推测，在减
数分裂过程中，至少有 %的初级卵母细胞发生了交叉互换。
(3)人工构建的第Ⅱ平衡染色体果蝇中，两条第Ⅱ染色体上的基因如下图所示，两染色体间不发生交叉互换。
基因A、B 为显性纯合致死基因（含有AA 或BB 时果蝇致死）。
①具有第Ⅱ平衡染色体的果蝇交配，后代中的第Ⅱ染色体仍为平衡染色体，原因是
。
②将具有某隐性突变性状的突变型果蝇（由常染色体上的一对隐性基因控制且无上图中的显性致死基因）
与第Ⅱ平衡染色体野生型果蝇杂交，
均为野生型。让
雌雄果蝇交配得
，若该隐性突变基因位于第Ⅱ
染色体上，则
中突变型所占比例为 ，否则，
突变型所占比例为 。
15．某雌雄异株植物（性别决定为XY 型）的花色有紫色、红色和白色三种，该性状由两对基因共同控制，
白色素在酶1 催化下，会转化为红色素，红色素在酶2 催化下会形成紫色素。已知酶1 的合成受基因A/a
控制，酶2 的合成受基因B/b 控制。科研人员用两株花色相同的植株杂交，F1表现型及比例为紫花∶红花
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∶白花=9∶3∶4。
(1)亲本植株的花色为 。A 基因和B 基因的根本区别是 。
(2)关于两对基因的位置，有以下两种观点。
①观点一：两对基因分别位于两对常染色体上。若此观点正确，F1中红花的基因型为 。
②观点二：一对基因位于常染色体上，另一对基因位于X 染色体上（不考虑XY 染色体同源区段）。若此
观点正确，Fl紫花中雌雄数量比例为 。
(3)荧光原位杂交的方法可以快速准确判定基因的位置，已知等位基因A 和a 被标记为黄色，B 和b 被标记
为绿色，对亲本雄株四分体时期的细胞进行荧光标记后在荧光显微镜下观察，记录四分体中黄光点的颜色
和数量，若一个四分体中出现 个黄色荧光点，另一个四分体出现 个绿色荧光点，则说明A/a 基
因位于常染色体，B/b 基因位于X 染色体（不考虑XY 染色体同源区段）。
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