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课时 突破生物变异类型的实验大题（教师独具） 突破1 设计实验探究变异的类型 【知识盘查】 1.一对基因突变和两对基因突变的判断 (1)两种突变来自一对基因突变(隐性突变) (2)两种突变来自两对基因突变(隐性突变) [例1] (2024·黑吉 卷， 辽 24)作物在成熟期叶片枯黄，若延长绿色状态将有助于提 高产量。某小麦野生型在成熟期叶片正常枯黄(熟黄)，其单基因突变纯合子m1 在 成熟期叶片保持绿色的时间延长(持绿)。回答下列问题。 (1)将m1 与野生型杂交得到F1，表型为________(填“熟黄”或“持绿”)，则此 突变为隐性突变(A1 基因突变为al 基因)。推测A1 基因控制小麦熟黄，将A1 基 因转入________个体中表达，观察获得的植株表型可验证此推测。 (2)突变体m2 与m1 表型相同，是A2 基因突变为a2 基因的隐性纯合子，A2 基因 与A1 基因是非等位的同源基因，序列相同。A1、A2、a1 和a2 基因转录的模板链 简要信息如图1。据图1 可知，与野生型基因相比，a1 基因发生了____________， a2 基因发生了____________，使合成的mRNA 都提前出现了________，翻译出的 多肽链长度变______________，导致蛋白质的空间结构改变，活性丧失。A1(A2) 基因编码A 酶，图2 为检测野生型和两个突变体叶片中A 酶的酶活性结果，其中 ____________号株系为野生型的数据。 图1 图2 (3)A1 和A2 基因位于非同源染色体上，m1 的基因型为________，m2 的基因型为 ________。若将m1 与m2 杂交得到F1，F1自交得到F2，F2中自交后代不发生性状 分离个体的比例为________。 答案 (1)熟黄 持绿 (2)碱基的替换 碱基的增添 终止密码子 短 ① (3)a1a1A2A2 A1A1a2a2 1/2 或50% 解析 (1)若此突 性突 ， 变为隐 变 则m1 的基因型为a1a1，野生型的基因型为 A1A1，m1×野生型→A1a1，表型 野生型，即熟黄。若要 明此推 ，可将 为 证 测 A1 基 因 入持 转 绿(或m1 或突 型 变 )个体中表达，若植株表 熟黄，可 此推 。 现为 则 验证 测 (2)依据 干和 题 图1 可知，A2 基因与A1 基因是非等位的同源基因，序列相同；突 体 变 m2 与m1 表型相同，且均 基因的 性 合子；由于 止密 子 为对应 隐 纯 终 码 为 UAA、UAG、UGA，可知 模板 上碱基 对应 链 为ATT、ATC、ACT。与野生型基因相 比 ， 较 a1 生了碱基的替 即 发 换 C→T，a2 基因 生了碱基的增添， 致 发 导 a1 序列上 提前出 了 现 ACT，a2 序列上都提前出现ACT，即合成的mRNA 都提前出 了 现 终 止密 子， 致翻 出的多 度 短， 致蛋白 的空 构改 ，活性 码 导 译 肽链长 变 导 质 间结 变 丧 失。A1(A2)基因编码A ，且突 体 酶 变 m2 与m1 表型相同，可知m2 与m1 中A 酶 的 活性大体相同，所以据 酶 图2 分析可知，①号株系 野生型的数据。 为 (3)依据题 干信息，A1 和A2 基因位于非同源染色体上，则m1 的基因型为a1a1A2A2，m2 的 基因型为A1A1a2a2。m1×m2→F1：A1a1A2a2，F1――→F2：A1_A2_∶a1a1A2_∶ A1_a2a2∶a1a1a2a2＝9∶3∶3∶1， 的表型 野生型 对应 为 ∶突 型 变 ＝9∶7，后代中 不会 生性状分离的基因型 ： 发 为A1A1A2A2、a1a1A2_、A1_a2a2、a1a1a2a2，所占 的比例为1/16＋3/16＋3/16＋1/16＝1/2。 2.不同变异类型实验常用的探究方法 [例2] (不定项)(2024·山 卷， 东 17)果蝇的直翅、弯翅受Ⅳ号常染色体上的等位基因 A、a 控制。现有甲、乙2 只都只含7 条染色体的直翅雄果蝇，产生原因都是Ⅳ号常 染色体中的1 条移接到某条非同源染色体末端，且移接的Ⅳ号常染色体着丝粒丢 失。为探究Ⅳ号常染色体移接情况，进行了如表所示的杂交实验。已知甲、乙在减 数分裂时，未移接的Ⅳ号常染色体随机移向一极；配子和个体的存活力都正常。 不考虑其他突变和染色体互换，下列推断正确的是( ) 实验①：甲×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅＝7∶1，且雄果蝇群体中的直翅∶ 弯翅＝3∶1 实验②：乙×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅＝3∶1，且直翅和弯翅群体中的雌 雄比都是1∶1 A.①中亲本雌果蝇的基因型一定为Aa B.②中亲本雌果蝇的基因型一定为aa C.甲中含基因A 的1 条染色体一定移接到X 染色体末端 D.乙中含基因A 的1 条染色体一定移接到X 染色体末端 答案 AC 解析 依 意，甲 题 ×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅＝7∶1，且雄果 群体中的直 蝇 翅∶弯翅＝3∶1，可知直翅 性性状，且翅形的 与性 相关 ， 为显 遗传 别 联A 基因移接 至X 染色体上。甲果 表型 直翅，且 蝇 为 A 基因移接至X 染色体上，其基因型可表 示为O_XAY(O 表示缺少 染色体， 该 _表示染色体上未知的基因)，正常雌果 的基 蝇 因型可表示为_ _XX。 甲与正常雌果 交可表示 则 蝇杂 为O_XAY×_ _XX。两 染 对 色体独立 ，若 独考 性染色体的 ，甲与正常雌果 交可表示 遗传 单 虑 遗传 蝇杂 XAY×XX，所得子代为1XAX∶1XY；若 独考 常染色体，甲与正常雌果 交 单 虑 蝇杂 可表示为O_×_ _，所得子代为1O_∶1O_∶1_ _∶1_ _，又知雄果 群体中的直 蝇 翅∶弯翅＝3∶1，合性染色体 的雄性子代基因型 结 遗传 XY 可推断，甲 交的 本 杂 亲 雌果 的基因型一定 蝇 为Aa，甲的基因型为OA。 合以上分析， 综 ①中 本雌果 亲 蝇 的基因型一定为Aa，甲中含基因A 的1 条染色体一定移接到X 染色体末端，A、 C 正确；假 乙的基因型 设 为Aa，其中一个含有A 基因的染色体片段移接到另一条 非同源染色体上，且 染色体也是常染色体，其基因型可表示 该 则 为AOaO，再 与 设 乙 交的雌性果 的基因型 杂 蝇 为AaOO。乙×正常雌果 交 ，乙所 生的配子 蝇杂 时 产 种 及比例 类 为1Aa∶1AO∶1aO∶1OO，正常雌果 生的配子种 及比例 蝇产 类 为 1AO∶1aO 。 所 得 子 代 基 因 型 及 比 例 可 表 示 则 为 1AAaO∶1AAOO∶1AaOO∶1AOOO∶1AaaO∶1AaOO∶1aaOO∶1aOOO，由上 可推断子代的表型及比例 直翅 为 ∶弯翅＝3∶1。与翅形相关两 染色体都 常染 对 为 色体，直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1∶1。假 与 果相符，假 成立，故 设 实验结 设 ②中 本雌果 的基因型可以是 亲 蝇 Aa，乙中含基因A 的1 条染色体可以移接到常 染色体末端，B、D 。 错误 突破2 遗传变异推理类大题突破 类型一 逆推类题型 [名师支招] 此类推理题答题时涉及的关键点包括读题抓住结果、然后依据图文转化(或图表 分析)等进行逆向追问，分析实验数据图表或遗传系谱图，推导研究结论，然后寻 找相应的生物学关键词进行科学表述。注意突破此类题目要从根本上灵活运用相 关的基本规律和技巧：显隐性的判断方法、基因型和表型的推导、基因位置的推 断、基因传递规律的判断等。模板如下： [例1] (2022·广 卷， 东 19 节选)研究小组了解到：①雄蚕产丝量高于雌蚕；②家蚕的 性别决定为ZW 型；③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制； ④黑壳卵经射线照射后携带B 基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正 常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄，满足大规模生产对雄蚕需求的 目的，该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结 果。 统计多组实验结果后，发现大多数组别家蚕的性别比例与Ⅰ组相近，有两组(Ⅱ、 Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析：尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育 成雄蚕，但其后代仍无法实现持续分离雌雄，不能满足生产需求，请简要说明理 由：_______________________________________________________________ __________________________________________________________________。 答案 Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕与白壳卵雌蚕杂交，后代的黑壳卵和白壳卵中均既有 雌蚕，又有雄蚕，无法通过卵壳颜色区分性别 第一步，抓住 果 结 (或已知条件)：射 致突 ； ，有三种 型，果 辐 诱变导 变针对实验 类 结 不同，其中Ⅲ 所得黑壳卵全部 育成雄蚕，但其后代仍无法 持 分离雌雄 组 发 实现 续 ， 不能 足生 需求。 满 产 第二步，逆向追 ：分析 理方案及 果。 问 实验处 实验结 问题1：黑壳卵 射 照射后，携 经 线 带B 基因的染色体片段可 移到其他染色体上 转 且能正常表达， 移情况可分 几种？ 转 为 提示：携带B 基因的染色体片段未 移或 移到常染色体上、移到 转 转 转 Z 染色体上 或 移到 转 W 染色体上。 问题2：三 果是什么？ 组实验结 提示：Ⅰ 黑壳卵家蚕中雌雄比例接近 组 1∶1， 明 性状与性 无关，即携 说 该 别 带B 基因的染色体片段未 移或 移到了常染色体上； 转 转 Ⅱ 黑壳卵家蚕全 雌性， 组 为 说 明携带B 基因的染色体片段 移到了 转 W 染色体上；Ⅲ 黑壳卵家蚕全 雄性， 组 为 说 明携带B 基因的染色体片段 移到了 转 Z 染色体上。 第三步，找关 ：依据 果逆推分析提 。 键词 结 炼 Ⅲ 携 组 带B 基因的染色体片段 移到了 转 Z 染色体上，存在基因缺失(用O 表示)， 本雌蚕的基因型 亲 为ObZBW，与白壳卵雄蚕(bbZZ) 交，子代雌蚕的基因型 杂 为 ObZW、bbZW(白壳卵)，雄蚕的基因型为ObZBZ、bbZBZ(黑壳卵)。再将黑壳卵雄蚕 与白壳卵雌蚕(bbZW) 交，后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性，无法 杂 通 卵壳 色区分性 ，故不能 足生 需求。 过 颜 别 满 产 类型二 “假说—演绎法”分析类题型 [名师支招] “假说—演绎法”作为遗传问题研究常用的方法，在遗传规律的判断、相关实验 问题的分析等类型的题目中都可以借助此法解题。此类推理题目可依据“假说— 演绎法”策略的解题思路，需先结合题干找出待解决的问题，再列举出各种合理 假说，接着通过演绎推理得出预期结果，最后将检验结果是否符合题目要求作为 作答依据。突破此类题目要从根本上掌握相关的基本规律和技巧：显隐性的判断 方法、基因型和表型的推导、基因位置的推断、基因传递规律的判断等。 [例2] (2024·广 深圳 研， 东 调 节选)遗传学上将染色体上某一区段及其携带基因一 起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中的两条染色体在相同区域同时缺失叫 缺失纯合子，仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的 生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。现有一红眼雄果蝇(XAY)与 一白眼雌果蝇(XaXa)杂交，子代中有一只白眼雌果蝇。请用杂交的方法探究这只 白眼雌果蝇的出现是由缺失造成的，还是由基因突变引起的。 答案 让该白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，若子代中红眼∶白眼＝2∶1(或雌果 蝇∶雄果蝇＝2∶1)，则为缺失引起，若子代中红眼∶白眼＝1∶1(或雌果蝇∶雄 果蝇＝1∶1)，则由基因突变引起。 第一步，提出 ：根据情境信息——一 眼雄果 问题 红 蝇(XAY)与一白眼雌果蝇(XaXa)杂 交，子代中出 一只白眼雌果 。由此可提出 ： 只白眼雌果 的出 是由 现 蝇 问题 这 蝇 现 缺失造成的， 是由基因突 引起的？ 还 变 第二步，作出假 ： 设 ①假 白眼雌果 的出 是由缺失造成的， 白眼雌果 设 蝇 现 则该 蝇 的基因型可写成X－Xa；②假 白眼雌果 的出 是由基因突 引起的， 白 设 蝇 现 变 则该 眼雌果 的基因型可写成 蝇 XaXa； 第三步，演 推理：根据 要求及学 的相关知 取合适的 交 合，按照 绎 问题 过 识选 杂 组 假 的 型，写出 交 解 行演 推理： 设 类 杂 遗传图 进 绎 第四步，得出 ：根据演 结论 绎推理的 果，得出 。 结 结论 突破3 创设情境 突破高考长句 【原因分析类】 1.野生型果蝇眼色是暗红色，暗红色源自棕色素(受A、a 基因控制)与朱红色素(受 B、b 基因控制)的叠加。研究人员发现了一种不能合成棕色素和朱红色素的白眼 突变体品系(基因型为aabb)，并发现基因A 和B 连锁，a 和b 连锁。现用基因型都 为AaBb 的暗红眼(甲)、暗红眼(乙)与基因型为aabb 的白眼个体进行杂交实验，却 发现两种不同的结果，如下表： 亲本组合 子代表型及比例 暗红眼(甲)♂×白眼♀ 结果①：全为暗红眼 暗红眼(乙) ♂×白眼♀ 结果②：暗红眼∶棕色眼∶朱红眼∶白眼＝ 45∶5∶5∶45 出现结果①的原因可能是___________________________________________ _________________________________________________________________。 出现结果②的原因最可能是_________________________________________ ________________________________________________________________。 提示 雄性 本甲 生携 亲 产 带a b 基因的精子不育 致 雄性 本乙在 生配子 导 亲 产 同源染色体上的非姐妹染色 体之 生了互 时 单 间发 换 2.若豌豆的高茎和矮茎为一对相对性状，由一对等位基因(E、e)控制，红花和白花 为一对相对性状，由一对等位基因(F、f)控制。现有两株豌豆杂交后代表型及比例 为高茎红花∶高茎白花∶矮茎红花∶矮茎白花＝1∶1∶1∶1。若此结果能够验证 自由组合定律，请写出亲本的基因型，并说明理由。基因型：________，理由是 ________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 提示 EeFf、eeff 交后代表型及比例 高茎 花 杂 为 红 ∶高茎白花∶矮茎 花 红 ∶矮茎白 花＝1∶1∶1∶1 的 本基因型有两种，一种 亲 为EeFf、eeff，两 基因分 位于两 对 别 同源染色体上，可 自由 合定律；另一种 对 验证 组 为eeFf、Eeff，两 基因可以位于 对 同一 同源染色体上，不能 自由 合定律 对 够验证 组 3.“牝鸡司晨”是我国古代人民早就发现的性反转现象。原来下过蛋的母鸡，以 后却变成公鸡，长出公鸡的羽毛，发出公鸡样的啼声。从遗传的物质基础和性别 控制的角度分析，这种现象出现的可能原因是 _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 提示 性 和其他性状 似，也是受 物 和 境共同影响的，性反 象可 别 类 遗传 质 环 转现 能是某种 境因素，使性腺出 反 象，但 物 成不 环 现 转现 遗传 质组 变 4.钴60γ 射线可将染色体切断产生染色体碎片，这些染色体碎片可能在细胞分裂 时丢失。研究人员在进行家蚕育种时发现，经钴60γ 射线照射的纯种黑缟斑雄蛹 (BB)成蛾后与纯种无斑雌蛾(bb)交配，所得子代出现了少量左、右半身分别呈现 黑缟斑与无斑的嵌合体。导致该嵌合体出现的原因可能是 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 提示 经钴60γ 射 照射 生的含 线 产 B 基因染色体碎片的精子参与受精，受精卵进 行第一次卵裂后 碎片在其中一个子 胞中 失 该 细 丢 5.某二倍体植物的茎色紫色对绿色为显性，受等位基因A/a 控制。用X 射线处理 某纯合紫株的花药后，与绿茎植株杂交，F1中出现了1 株绿株(M)。若M 的出现是 由染色体变异引起的，则对 M 出现的合理解释是 _________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 提示 减数分裂 程中 生了 过 发 A 基因的缺失或A 基因位于的染色体整条缺失 【科学探究类】 6.某种肉鸡(ZW 型)羽毛的银色和金色是一对相对性状，由位于Z 染色体上的等 位基因(S、s)控制，其中银色对金色为显性，请设计一组能够根据羽毛颜色直接判 断子代鸡性别的实验方案，并写出选择的亲本及子代的性别。 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 提示 金色公 和 色母 交，子代金色 均 母 ， 色 均 公 选择 鸡 银 鸡杂 鸡 为 鸡 银 鸡 为 鸡 7.研究者在两个纯种的小鼠品系均发现了眼睛变小的隐性突变个体，欲通过一组 杂交实验确定这两个隐性突变基因是否为同一基因的等位基因，请完善杂交实验 并预测实验结果。 (1)实验设计：让两个纯种品系的小鼠杂交，观察子代的性状。 (2)实验结果： ①若子代都是眼睛变小，则突变的两个基因为________。 ②若子代眼睛正常，则突变的两个基因为________。 提示 同一基因的等位基因 非等位基因 8.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。 提示 将 只突 雄性昆虫与正常雌性昆虫 交 得 该 变 杂 获 F1，F1雌雄果 相互交配， 蝇 统计F2 成虫中雄性昆虫比例(或统计F2 成虫的性 比例 别 ) F2 中雄性昆虫占 1/3(或F2中雌∶雄＝2∶1) F2中雄性昆虫占1/2(或F2中雌∶雄＝1∶1) 限时练15 遗传变异大题突破 ( ： 时间 40 分 分 ： 钟 值 50 分) 【综合提升】 1.(2024·山 日照二模 东 )科学家在玉米中发现了一种单基因突变品系甲，表现为成 熟籽粒干瘪(不能正常发芽)。为探究玉米籽粒发育的遗传调控机制，科研人员进 行了相关研究。 (1)将突变体甲与野生型植株杂交，得到的F1代均为籽粒正常，F1自交得到F2，F2 中籽粒正常与干瘪的比例约为3∶1，F2随机授粉，F3的表型及比例为________。 (2)有人认为：玉米的籽粒正常是由A 基因控制的。研究者将克隆得到的A 基因转 化到F1中，获得了转入单个A 基因的转基因玉米(A 基因在染色体上的位置不详) 让该转基因玉米自交，若子代中籽粒干瘪占1/4，这一结果是否支持上述观点。做 出判断并说明理由。 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)经实验确认A 基因控制籽粒正常，为进一步确定A 基因在玉米染色体上的位 置，研究人员借助位置已知的M/m 基因进行分析。用基因型为mm 且籽粒正常的 纯合子P 与基因型为MM 的甲品系杂交得F1，F1自交得F2。用M、m 基因的特异 性引物，对F1植株果穗上籽粒干瘪(F2)胚组织的DNA 进行PCR 扩增，扩增结果 如图所示的①、②、③三种类型。统计籽粒干瘪(F2)的数量，发现类型①最多、类型 ②很少、类型③极少。依据上述统计结果，基因A、a 与M、m 的位置关系是 ________________(用横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置)，出现 极少数的类型③的原因是__________________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)进一步研究发现，籽粒干瘪是由A 基因突变为a 基因导致的。经DNA 序列分 析得到了A 基因和a 基因编码链(非模板链)的结构如图。据图分析，A 基因突变 后使其编码的蛋白质功能丧失的原因是 ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 答案 (1)籽粒正常∶籽粒干瘪＝8∶1 (2)不支持。无论A 基因是否控制籽粒正常，当A 基因整合到了F1中控制籽粒正 常的基因所在的染色体上时，自交后代中干瘪籽粒均占1/4 (3) 少数细胞减数分裂时染色体片段互换产生am 的雌雄配子，且二者受 精 (4)A 基因中碱基对的插入导致转录出的mRNA 中终止密码子提前出现，翻译提 前终止，进而导致编码的蛋白质异常 解析 (1)突 体甲与野生型植株 交，得到的 变 杂 F1代均 籽粒正常，可知籽粒正常 为 性性状， 为显 F1自交得到F2，F2中籽粒正常与干 的比例 瘪 约为3∶1，可知籽粒正 常和干 一 相 性状的 遵循孟德 的分离定律。假 突 体甲基因型 瘪这 对 对 遗传 尔 设 变 为 aa，野生型基因型 则 为AA，F2随机授粉，此 因 籽粒干 不能正常 芽，因此 时 为 瘪 发 此时为1/3AA 和2/3Aa 自由交配，即籽粒正常 间 ∶籽粒干 ＝ 瘪 8∶1。(2)无论A 基 因是否控制籽粒正常，当A 基因整合到了F1中控制籽粒正常的基因所在的染色 体上 ，自交后代中干 籽粒均占 时 瘪 1/4，因此 果不支持上述 点。 结 观 (3)用基因型为 mm 且籽粒正常的 合子 纯 P 与基因型为MM 的甲品系 交得 杂 F1，F1自交得F2。扩 增 果有 结 ①、②、③三种 型，基因型分 类 别为aaMM、aaMm、aamm，其中 型 类 ①最 多，型 类 ③极少，可知a 和M 位于同一条染色体，A 和m 位于同一条染色体，出现 极少数的 型 类 ③的原因是少数 胞减数分裂 染色体片段互 生 细 时 换产 am 的雌雄 配子，且二者受精。(4)分析 可知， 题图 A 基因中碱基 的插入 对 ，致 导 TAA 提前出 ，致 出的 现导 转录 mRNA 中 止密 子提前出 ，翻 提前 止，而 致 终 码 现 译 终 进 导 编码 的蛋白 异常。 质 2.(2024·山 泰安二模 东 )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________(填 “ 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的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X、Y 染色体同源区段时正反交结果相 同 (2)实验思路：选染色体数目正常的网状翅脉果蝇，分别与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体缺失 一条的野生型翅脉果蝇杂交，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 ①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 ②不能 无论D、d 基因是否位于Ⅱ号染色体上，子代都有四种表型， 且比例为1∶1∶1∶1 解析 (1)若基因位于常染色体上，本的基因型是 亲 NN 和nn，子代都是 性；若 显 基因位于X、Y 染色体同源区段，本的基因型是 亲 XNXN和XnYn或XnXn和XNYN， 子代都是 性，故不能判断 基因位于常染色体上。 显 该对 (2)若想 交 ，根 设计杂 实验 据F1的表型确定N、n 基因位于几号常染色体上，必需 交，即能出 选测 现NO 和nn 交的情况，故 染色体数目正常的网状翅脉果 ，分 与 杂 选 蝇 别 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体缺 失一条的野生型翅脉果 交， 察并 蝇杂 观 统计F1表型。若基因位于 染色体上， 该对 则为NO 和nn 交，若不位于 染色体上， 杂 该 则为NN 和nn 的 交，因此若某 杂 组F1 中出 网状翅脉，其他两 均未出 ， 现 组 现则N 基因就位于 个体缺失染色体的同 该组 源染色体上。(3)已知野生型翅脉 性性状，合正常翅网状翅脉与 合短粗翅 为显 纯 纯 野生型翅脉果 交， 蝇杂 F1表型 正常翅野生型翅脉， 明正常 为 说 翅 性性状。 为显 ① 若两 基因都位于 对 Ⅱ号染色体上， 合正常翅网状翅脉的基因型是 纯 DDnn， 合 纯 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 同源染色体的两条染色体上，故 生 对 产 Dn、dN 的两种配子，F2的表型是正常翅 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 合的短粗翅野生型翅脉果 选杂 蝇ddNn 与 合的正常翅网状翅脉果 杂 蝇Ddnn 交，无 杂 论D、d 基因是否位于Ⅱ号染色体上，子代都有四种表型，比例为 1∶1∶1∶1，因此不能判断基因的位置。 3.(2024·山 南 东济 检测)番茄叶霉病会引起叶片发黄卷曲，导致番茄减产。为预防 抗叶霉病番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交实验，对番 茄抗叶霉病抗性进行了研究，已知甲、乙品种番茄抗叶霉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(或提高基因突变频率或变异频率或提高变异 比例或提高变异的数量) (2)显性 F1均表现为抗叶霉病性状(或F1都为抗病或者F2抗病∶易感病＝3∶1) (3)①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 ②13/16 (4)抗叶霉病基因不位于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) 解析 (1)人工 育种的原理是基因突 ，通 人工 可提高突 率，大幅 诱变 变 过 诱变 变频 度改良生物的性状，从而加速育种 程。 进 (2) 二中，乙 实验 ×易感病番茄，F1全部是 抗病，F1自交，F2中抗病∶易感病＝247∶81≈3∶1，明抗病 性，易感病 说 为显 为隐 性。(3)①若F1、F2均表 抗叶霉病， 甲、乙两品种抗性基因可能是同一位点 现为 则 上的两个突 基因或同一 染色体上不 生互 变 对 发 换(连锁)的两个突 基因。 变 ②假如 甲、乙两品种抗病性状由位于非同源染色体上的两 等位基因控制， 明两品种 对 说 抗病性状的 符合基因自由 合定律，是由 遗传 组 2 等位基因控制的， 甲的基因 对 则 型可表示为aabb，乙的基因型可表示为AABB，则F1的基因型为AaBb，易感病 则 个体的基因型可表示为A_bb，占3/16，抗病个体 则 (A_B_、aaB_、aabb)占13/16。 (4)由 泳 果可知， 电 结 F2抗病个体的SSR 与 本乙 亲 9 号染色体上的SSR 无关，故乙 品系抗叶霉病基因不位于9 号染色体上。 4.(2024·福州市质检)豌豆、玉米等是遗传学上常用的模式生物。豌豆茎的长度、种 子形状和豆荚颜色这三种性状分别由D/d、R/r、G/g 三对等位基因控制。将高茎圆 粒绿豆荚和矮茎皱粒黄豆荚两种豌豆进行杂交，F1均为高茎圆粒绿豆荚，F1自交 所得F2中高茎圆粒绿豆荚∶矮茎圆粒绿豆荚∶高茎皱粒黄豆荚∶矮茎皱粒黄豆 荚＝9∶3∶3∶1。 (1)上述实验结果表明不遵循自由组合定律的性状是________________，原因是 控制这些性状的基因位于________上。 (2)R 基因是编码淀粉分支酶的基因，r 基因的产生是由于该淀粉分支酶基因中插 入一段外来序列。已知这段外来序列中含有一个限制酶Ⅰ的识别位点，用限制酶 Ⅰ处理亲本和F1的淀粉分支酶基因，再进行电泳，电泳结果如图1 所示。代表F1 的条带是____________ ，判断①②③的基因型分别是 ___________________________________________________________________。 (3)玉米9 号染色体上存在控制籽粒颜色的基因(E/e，其中E 控制紫色，e 控制无 色)和糯粒的基因(B/b，其中B 控制非糯粒、b 控制糯粒)。科学家以两个玉米品系 为材料进行如下杂交实验(图2)，图中显示父本、母本的9 号染色体及其基因组成 ①对F1中无色糯粒植株的染色体组成进行镜检观察，发现有一条9 号染色体形 态正常，另一条无染色体结、有8 号染色体的易位片段。可见这种表型出现的原 因是母本产生了重组类型的配子，其中一种如图3 左侧所示，请在右侧画出另一 种的染色体结构，并标出相应的基因。 ②该发现为“基因在染色体上”的结论提供细胞学的直观证据，试阐述理由。 __________________________________________________________________。 答案 (1)种子形状和豆荚颜色(圆粒和皱粒、绿豆荚和黄豆荚) 一对同源染色体 (2)① Rr、rr、RR (3)①如图所示 ②将同源染色体片段互换与性状的重组联系在一起。从而确定了控制性状的基因 与染色体片段的关系[或F1出现无色糯粒个体，可推知其基因型为eebb，母本产 生的基因型为eb 的配子来源于同源染色体(9 号染色体)片段的交换，用显微镜可 观察到染色体发生片段交换] 解析 (1) 考 茎的 度和种子形状 两 性状， 仅 虑 长 这 对 F2中高茎 粒 圆 ∶矮茎 粒 圆 ∶高 茎 粒 皱 ∶矮茎 粒＝ 皱 9∶3∶3∶1， 明控制茎的高度和种子形状 两 性状的基 说 这 对 因的 遵循自由 合定律； 考 茎的 度和豆 色 两 性状， 遗传 组 仅 虑 长 荚颜 这 对 F2中高茎 豆 绿 荚∶矮茎 豆 绿 荚∶高茎黄豆荚∶矮茎黄豆 ＝ 荚 9∶3∶3∶1， 明控制茎 说 的高度 和豆 色 两 性状的基因的 遵循自由 合定律；考 种子形状和豆 荚颜 这 对 遗传 组 仅 虑 荚 色 两 性状， 颜 这 对 F2中 粒 豆 圆 绿 荚∶ 粒黄豆 ＝ 皱 荚 (9＋3)∶(3＋1)＝3∶1， 明控 说 制种子形状和豆 色 两 性状的基因的 不遵循自由 合定律，控制 两 荚颜 这 对 遗传 组 这 性状的基因位于一 同源染色体上。 分析可知， 本高茎 粒 豆 植株的 对 对 经 亲 圆 绿 荚 基因型为DDRRGG，矮茎 粒黄豆 植株的基因型 皱 荚 为ddrrgg，F1 的基因型为 DdRrGg，表型 高茎 粒 豆 。 为 圆 绿 荚 (2)由 意可知， 题 r 基因的 生是由于 淀粉分 产 该 支 基因中插入一段外来序列， 段外来序列 酶 这 中含有一个限制酶Ⅰ的 位点， 识别 用限制酶Ⅰ 理 处 R 基因后 得的 获 DNA 片段比用限制酶Ⅰ 理 处 r 基因后 得的 获 DNA 片段少一个。本 粒豌豆 性 合子，含有两个 亲 圆 为显 纯 R 基因，本 粒豌豆 亲 皱 性 合子，含有两个 为隐 纯 r 基因。F1 合子，既含有 为杂 R 基因也含有r 基因。用限 制酶Ⅰ 理 本和 处 亲 F1的淀粉分支 基因后，再 行 泳，分离 酶 进 电 DNA 片段，根据电 泳 果可知， 结 ③ 限制 经 酶Ⅰ切割后，形成两个不同 度的 长 DNA 片段；② 限制 经 酶 Ⅰ切割后，形成三个不同 度的 长 DNA 片段，其中一个DNA 片段和③ 限制 经 酶Ⅰ 切割后形成的其中一个DNA 片段 度相 长 同；① 限制 经 酶Ⅰ切割后， 生四个不 产 同 度的 长 DNA 片段(其中三个DNA 片段和② 限制 经 酶Ⅰ切割后 生的片段相同 产 ， 其中两个DNA 片段和③ 限制 经 酶Ⅰ切割后 生的片段相同 产 )，明 说 ①含有R 基因 和r 基因，基因型为Rr，即代表F1的条 是 带 ①，②的基因型为rr，③的基因型为 RR。
