2023届高考生物二轮复习遗传规律学案 （不定项）

这是一份2023届高考生物二轮复习遗传规律学案 （不定项），共52页。
 考点1　遗传规律 孟德尔选用豌豆进行一对相对性状和两对相对性状的杂交实验，利用假说—演绎法总结出了分离定律和自由组合定律；分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性，其在细胞、分子水平方面的研究被广泛地应用于生物优良性状的培育、某些遗传病患病概率的预测和基因定位等方面。性染色体上的基因传递与性别相关联。(对照课本回顾主干知识)  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　重要概念　有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能[例1]　(2021·湖北选择性考试)某植物花的色素由非同源染色体上的A和B基因编码的酶催化合成(其对应的等位基因a和b编码无功能蛋白)，如下图所示。亲本基因型为AaBb的植株自花受粉产生子一代，下列相关叙述正确的是(　　)白色物质黄色物质红色物质A．子一代的表型及比例为红色∶黄色＝9∶7B．子一代的白色个体基因型为Aabb和aaBbC．子一代的表型及比例为红色∶白色∶黄色＝9∶4∶3D．子一代红色个体中能稳定遗传的基因型占比为1/3答案　C解析　由图可知红色性状的基因型为A_B_，白色性状基因型为aa__，黄色性状基因型为A_bb，所以子一代的表型及比例为红色∶白色∶黄色＝9∶4∶3，A错误，C正确；子一代的白色个体基因型为aaBB、aaBb和aabb，B错误；子一代红色个体(A_B_)中能稳定遗传的基因型(AABB)占比为1/9，D错误。[例2]　(2022·福建师大附中期中考试)下列实验使用了假说—演绎法，且相关描述为“演绎推理”步骤的是(　　)A．孟德尔认为两对相对性状杂交实验中不同对遗传因子形成配子时发生了自由组合B．孟德尔在测交实验中观察到F1高茎与矮茎豌豆杂交产生的子代高茎矮茎之比为1∶1C．摩尔根的果蝇实验中F1红眼雌雄果蝇自由交配后，F2中的白眼果蝇全为雄性D．探究DNA复制方式的实验中，若DNA是半保留复制，则第一代将只出现一种条带答案　D解析　孟德尔认为在两对相对性状杂交实验中不同对的遗传因子在形成配子时发生了自由组合，这是提出假说，A错误；孟德尔在测交实验中观察到F1高茎与矮茎豌豆杂交产生的子代高茎矮茎之比为1∶1，这是实验验证，不是演绎推理，B错误；摩尔根的果蝇实验中F1红眼雌雄果蝇自由交配后，F2中的白眼果蝇全为雄性，这是实验现象，C错误；探究DNA复制方式的活动中，若DNA是半保留复制，则第一代只出现一种条带，这属于“演绎推理”，D正确。 [例3]　(2022·辽宁葫芦岛高三二模)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色，已知叶色受两对等位基因A、a和B、b控制，只含隐性基因的个性表现隐性性状，其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。实验①：让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交，子代都是绿叶实验②：让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株进行杂交，子代都是紫叶实验③：让甲植株与紫叶甘蓝(丙)植株进行杂交，子代个体中绿叶∶紫叶＝1∶3下列叙述错误的是(　　)A．甘蓝叶色紫色对绿色为显性B．实验③中丙植株的基因型为AaBbC．实验②中乙植株的基因型为AABBD．A、a和B、b位于两对同源染色体上答案　C解析　由实验②绿叶甘蓝(甲)与紫叶甘蓝(乙)植株杂交，结果都是紫叶可知，甘蓝叶色紫色对绿色为显性，绿叶基因型为aabb，紫叶为A_B_、A_bb和aaB_，A正确；实验③子代个体中绿叶∶紫叶＝1∶3，甲植株基因型为aabb，说明丙植株产生四种比值相等的配子，丙植株的基因型为AaBb，A、a和B、b位于两对同源染色体上，B、D正确；结合分析可知，实验②中乙植株的基因型可能是AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb，C错误。[例4]　(2022·全国甲卷，6)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性，含A的花粉可育；含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色，红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交，则下列叙述错误的是(　　)A．子一代中红花植株数是白花植株数的3倍B．子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12C．亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍D．亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等答案　B解析　分析题意可知，两对等位基因独立遗传，故含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传，所以Bb自交，子一代中红花植株B_∶白花植株bb＝3∶1，A正确；基因型为AaBb的亲本产生的雌配子种类和比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，由于含a的花粉50%可育，故雄配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶2∶1∶1，所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/4×1/6＝1/24，B错误；由于亲本Aa个体产生的A∶a＝1∶1，且含a的花粉50%可育，50%不可育，故亲本产生的可育雄配子是1/2A＋1/2×1/2a，不育雄配子为1/2×1/2a，故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子的3倍，C正确；两对等位基因独立遗传，所以Bb自交，亲本产生的含B的雄配子数和含b的雄配子数相等，D正确。[例5]　(2022·广东高三开学摸底联考)人类遗传病已成为威胁人类健康的一个重要因素。有关人类遗传病的叙述，正确的是(　　)A．调查某单基因遗传病的遗传方式，可选青少年型糖尿病患者家庭进行调查B．基因检测能精确地诊断遗传病的病因，带致病基因的个体一定患遗传病C．白化病属于单基因遗传病，即由一个致病基因控制的遗传病D．禁止近亲结婚、进行遗传咨询等方法可以降低患遗传病的几率答案　D解析　青少年型糖尿病属于多基因遗传病，调查某单基因遗传病的遗传方式，不能选青少年型糖尿病患者家庭进行调查，A错误；基因检测无法诊断染色体异常引起的遗传病，带有致病基因的个体可能是隐性致病基因的携带者，并不患病，B错误；白化病属于单基因遗传病，由一对等位基因控制，C错误。[例6]　(2021·全国乙卷改编)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上，下列说法错误的是(　　)A．植株A的测交子代会出现2n种不同表型的个体B．n越大，植株A测交子代中不同表型个体数目彼此之间的差异越大C．植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等D．n≥2时，植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数答案　B解析　1对基因杂合，测交结果会出现21种不同表型个体，2对基因杂合，测交结果会出现22种不同表型个体，植株A为n对基因均杂合的个体，所以，测交子代会出现2n种不同表型的个体，A正确；植株A为n对基因均杂合的个体，不论n为多少，其测交子代中不同表型个体数目应相等，B错误；植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数均占1/2n，C正确；n对基因均杂合的个体测交，子代中纯合子占1/2n，D正确。[例7]　(2021·全国甲卷)果蝇的翅型、眼色和体色3个性状由3对独立遗传的基因控制，且控制眼色的基因位于X染色体上。让一群基因型相同的果蝇(果蝇M)与另一群基因型相同的果蝇(果蝇N)作为亲本进行杂交，分别统计子代果蝇不同性状的个体数量，结果如图所示。已知果蝇N表现为显性性状灰体红眼。下列推断错误的是(　　)A．果蝇M为红眼杂合体雌蝇B．果蝇M体色表现为黑檀体C．果蝇N为灰体红眼杂合体D．亲本果蝇均为长翅杂合体答案　A解析　假设控制体色的基因由A、a控制，控制翅型的基因由B、b控制，控制眼色的基因由C、c控制。子代黑檀体∶灰体≈1∶1可知，亲代基因型为Aa和aa，子代残翅∶长翅≈1∶3可知，亲代基因型为Bb和Bb，子代白眼∶红眼≈1∶1可知，亲代基因型为XCXc和XcY或者XcXc和XCY，由于题干“果蝇N表现为显性性状灰体红眼”，故果蝇N基因型为AaBbXCXc，果蝇M为aaBbXcY，或N的基因型为AaBbXCY，M的基因型为aaBbXcXc，A错误。[例8]　(不定项)(2021·湖南适应性考试)某种高度近视是由X染色体上显性基因(A)引起的遗传病，但男性不发病。现有一女性患者与一不携带该致病基因的男性结婚，其后代患病率为50%。下列叙述正确的是(　　)A．该女性患者的女儿基因型是XAXaB．该女性患者的母亲也是患者C．人群中男性不携带该致病基因D．人群中该病的发病率低于50%答案　ABD解析　由题意可知，后代的患病率为50%，而男性不发病，所以亲代的基因型为XAXA、XaY，后代的基因型为XAXa、XAY，所以该女性患者的女儿基因型为XAXa，因为该女性患者基因型为XAXA，所以其母亲为患者，A、B正确；人群中男性可能携带致病基因，但是不发病，C错误；人群中的男性都不发病，女性中的隐性个体不发病，所以发病率低于50%，D正确。[例9]　(不定项)(2022·山东高三开学摸底考试)某家庭关于一种单基因遗传病遗传系谱图如图所示，对Ⅰ­1、Ⅰ­2、Ⅱ­4、Ⅱ­5的相关基因进行电泳，结果如图所示(已知该致病基因与正常基因电泳条带不同)。下列说法错误的是(　　)A．编号C为Ⅱ­5B．电泳条带1代表致病基因C．人群中该病女患者多于男患者D．Ⅲ­6患该病的概率为1/2答案　BC解析　根据患病双亲Ⅰ­1和Ⅰ­2生育正常女儿Ⅱ­3，可知该病为常染色体显性遗传病，如用A表示致病基因，a为正常基因，则Ⅰ­1和Ⅰ­2的基因型为Aa，Ⅱ­3和Ⅱ­5的基因型均为aa，Ⅱ­4的基因型可能是AA或Aa；结合4人基因型分析电泳条带组成，编号A、B、D均含有两条不同的电泳条带，说明基因型均为杂合子Aa(即患者)，仅编号C只有一条电泳带，说明编号C为纯合子，且Ⅱ­5不患此病(基因型为aa)，故编号C为Ⅱ­5，A正确；从编号C为Ⅱ­5，基因型为aa，说明电泳条带1代表正常基因，则电泳条带2代表致病基因，B错误；该病为常染色体显性遗传病，不属于伴性遗传，故人群中男女患病概率相当，C错误；根据分析可知，Ⅱ­5基因型为aa，结合电泳条带可知Ⅱ­4基因型为Aa，故Ⅲ­6患该病的概率为1/2，D正确。[例10]　(2022·全国甲卷，32)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序，叶腋长雌花序)，但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制，雌花花序由显性基因B控制，雄花花序由显性基因T控制，基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是____________________________________________________。(2)乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株；F1自交，F2中雌株所占比例为________，F2中雄株的基因型是____________；在F2的雌株中，与丙基因型相同的植株所占比例是________。(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性，某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验，果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状，可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性，则实验结果是________________________________________________________；若非糯是显性，则实验结果是________________________________________________。答案　(1)花粉成熟之前对甲雌花花序套袋，待雌蕊成熟后再授丁的花粉并套袋隔离(2)1/4　bbTT、bbTt　1/4(3)糯性植株上全为糯性籽粒，非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒　非糯植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒解析　(1)若以甲为母本、丁为父本杂交，因为甲为雌雄同株异花植物，所以在花粉未成熟时需对甲植株雌花花序进行套袋隔离，等雌蕊成熟后再通过人工授粉把丁的花粉传到甲的雌花花序上，再套袋隔离。(2)根据题干信息“乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株”，且乙(雌株)、丁(雄株)为纯合体，可知乙基因型为BBtt，丁的基因型为bbTT，F1基因型为BbTt，F1自交，F2基因型及比例为9B_T_(雌雄同株)∶3B_tt(雌株)∶3bbT_(雄株)∶1bbtt(雌株)，故F2中雌株所占比例为1/4，雄株的基因型为bbTT、bbTt，雌株(BBtt、Bbtt、bbtt)中与丙(bbtt)基因型相同的比例为1/4。(3)假设糯和非糯这对相对性状受A/a基因控制，因为两种玉米纯合体均为雌雄同株异花植物，间行种植时，既有自交又有杂交。若糯性为显性，基因型为AA，非糯基因型为aa，则糯性植株无论自交还是杂交，糯性植株上全为糯性籽粒，非糯植株杂交子代为糯性籽粒，自交子代为非糯籽粒，所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理，非糯为显性时，非糯植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。[例11]　(2021·全国甲卷)植物的性状有的由1对基因控制，有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶，果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点，某小组用基因型不同的甲乙丙丁4种甜瓜种子进行实验，其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下表(实验②中F1自交得F2)。实验亲本F1F2①甲×乙1/4缺刻叶齿皮，1/4缺刻叶网皮，1/4全缘叶齿皮，1/4全缘叶网皮/②丙×丁缺刻叶齿皮9/16缺刻叶齿皮，3/16缺刻叶网皮3/16全缘叶齿皮，1/16全缘叶网皮 回答下列问题：(1)根据实验①可判断这2对相对性状的遗传均符合分离定律，判断的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________。根据实验②，可判断这2对相对性状中的显性性状是______________。(2)甲乙丙丁中属于杂合体的是________。(3)实验②的F2中纯合体所占的比例为________。(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1，而是45∶15∶3∶1，则叶形和果皮这两个性状中由1对等位基因控制的是________，判断的依据是_____________________________。答案　(1)基因型不同的两个亲本杂交，F1分别统计，缺刻叶∶全缘叶＝1∶1，齿皮∶网皮＝1∶1，每对相对性状结果都符合测交的结果，说明这2对相对性状的遗传均符合分离定律　缺刻叶和齿皮(2)甲和乙(3)1/4(4)果皮　F2中齿皮∶网皮＝3∶1，说明受一对等位基因控制解析　(1)实验①中F1表现为1/4缺刻叶齿皮，1/4缺刻叶网皮，1/4全缘叶齿皮，1/4全缘叶网皮，分别统计2对相对性状，缺刻叶∶全缘叶＝1∶1，齿皮∶网皮＝1∶1，每对相对性状结果都符合测交的结果，说明这2对相对性状的遗传均符合分离定律；根据实验②，F1全为缺刻叶齿皮，F2出现全缘叶和网皮，可以推测缺刻叶对全缘叶为显性性状，齿皮对网皮为显性性状。(2)假设叶形相关基因为A/a，果皮相关基因为B/b。根据已知条件，甲乙丙丁的基因型不同，其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮，实验①杂交的F1结果类似于测交，实验②的F2出现9∶3∶3∶1，则F1为双杂合子，其基因型为AaBb，综合推知，甲的基因型为Aabb，乙的基因型为aaBb，丙的基因型为AAbb，丁的基因型为aaBB，甲乙丙丁中属于杂合体的是甲和乙。(3)实验②的F2中纯合体基因型为1/16AABB，1/16AAbb，1/16aaBB，1/16aabb，所以F2中纯合体占的比例为1/4。(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮＝45∶15∶3∶1，分别统计2对相对性状，缺刻叶∶全缘叶＝15∶1，可推知叶形受两对等位基因控制，齿皮∶网皮＝3∶1，可推知果皮受一对等位基因控制。[例12]　(2021·福建适应性测试改编)下列是关于果蝇眼色和翅型的相关研究。(一)探究控制紫眼基因的位置实验P　纯合正常翅红眼♂×卷翅紫眼♀　　 　 　　　　      ↓F1　卷翅红眼　229(♂117，♀112)        正常翅红眼236(♂120，♀116)已知卷翅和正常翅由Ⅱ号染色体上的等位基因(A/a)控制，卷翅对正常翅为显性且存在纯合致死现象，红眼和紫眼由等位基因(B/b)控制。回答下列问题：(1)红眼对紫眼为________(填“显性”或“隐性”)。(2)控制眼色的基因不在X染色体上(不考虑XY同源区段)，判断依据是__________________________________________________________________。(3)亲本卷翅紫眼雌蝇的基因型为________。(4)从F1中选取合适的材料，设计一个实验证明控制眼色的基因不在Ⅱ号染色体上。杂交组合为：__________________________________________________。预期结果为：__________________________________________________。(二)研究性状与温度的关系某生物兴趣小组的同学，为了研究果蝇翅型的遗传机制，进行了如下实验：一只长翅果蝇和一只残翅果蝇杂交，取得受精卵。如果受精卵在25 ℃环境下培养，子一代全是长翅，子二代(A)出现长翅和残翅两种性状，且比例为3∶1；如果受精卵在35 ℃环境下培养，子一代和子二代(B)全是残翅。(5)果蝇翅型的显性性状是________，是由____________________决定的。(6)子二代(A)中的长翅果蝇自由交配，受精卵在25 ℃环境下培养，子三代中长翅和残翅果蝇的比例大约是__________________，其中长翅果蝇中纯合子的比例为________。(7)为了确定子二代(B)中某只果蝇的基因型，甲、乙两位同学的设计如下：甲：取子二代(B)中一只残翅异性果蝇和其交配，受精卵在25 ℃环境下培养，观察后代的性状比例。乙：取子二代(A)中一只残翅异性果蝇和其交配，受精卵在25 ℃环境下培养，观察后代的性状比例。比较甲乙同学实验设计的优劣，并陈述理由。答案　(1)显性(2)如果在X染色体上，F1雄蝇都为紫眼(或F1雌雄蝇都为红眼，且雌性红眼与雄性红眼比例为1∶1，与性别无关)(3)Aabb(4)卷翅红眼雄果蝇×卷翅红眼雌果蝇(或卷翅红眼果蝇×正常翅红眼果蝇)　卷翅红眼∶卷翅紫眼∶正常翅红眼∶正常翅紫眼＝6∶2∶3∶1(或卷翅红眼∶卷翅紫眼∶正常翅红眼∶正常翅紫眼＝3∶1∶3∶1)(5)长翅　基因和环境共同(6)8∶1　1/2(50%)(7)乙优于甲。甲同学从子二代(B)中取的异性果蝇基因型不确定，如果基因型是显性纯合时，不管待测果蝇的基因型如何，后代的性状都是长翅；而乙同学从子二代(A)中取的残翅异性果蝇的基因型确定是隐性纯合子，和待测果蝇交配后，通过后代的性状及比例就可以确定其基因型。解析　(1)亲本红眼与紫眼杂交，子代全为红眼，说明红眼是显性性状，紫眼是隐性性状。(2)如果控制眼色的基因在X染色体上(不考虑XY同源区段)，由于红眼对紫眼是显性，亲本控制眼色的基因组成为XBY×XbXb，则F1雄蝇基因型为XbY，全部为紫眼，雌蝇基因型XBXb，全部为红眼，与实验实际结果不吻合，所以果蝇控制眼色的基因位于常染色体上。或由题表可知，F1雌雄蝇都为红眼，且雌性红眼与雄性红眼比例为1∶1，与性别无关，所以控制红眼的基因位于常染色体上。(3)根据(2)分析，果蝇控制眼色的基因位于常染色体上，亲本基因型为BB×bb；由于卷翅对正常翅为显性，且存在纯合致死现象，且F1中卷翅∶正常翅≈1∶1，因此果蝇亲本关于翅型的基因型为aa×Aa，故亲本卷翅紫眼雌蝇的基因型为Aabb，纯合正常翅红眼雄果蝇的基因型为aaBB。(4)已知控制卷翅和正常翅的一对等位基因位于Ⅱ号染色体，如果控制眼色的基因不在Ⅱ号染色体上，则两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律，因此可从F1中选择卷翅红眼雄果蝇(AaBb)×卷翅红眼雌果蝇(AaBb)，由于AA纯合致死，故后代卷翅红眼(AaB_)∶卷翅紫眼(Aabb)∶正常翅红眼(aaB_)∶正常翅紫眼(aabb)＝6∶2∶3∶1。如果该对基因在Ⅱ号染色体上，则两对基因连锁，则后代表型有2种，比例为2∶1。还可以从F1中选择卷翅红眼果蝇(AaBb)×正常翅红眼果蝇(aaBb)，后代卷翅红眼(AaB_)∶卷翅紫眼(Aabb)∶正常翅红眼(aaB_)∶正常翅紫眼(aabb)＝3∶1∶3∶1，如果该对基因在Ⅱ号染色体上，则两对基因连锁，后代表型及比例为卷翅红眼∶卷翅紫眼∶正常翅红眼＝1∶1∶2。(5)由题干可知，长翅果蝇与残翅果蝇杂交，子一代全是长翅，子二代出现长翅和残翅两种性状，且比例为3∶1，说明长翅为显性性状，35 ℃环境下，性状发生变化，说明果蝇翅型变化由基因和环境共同决定。(6)设果蝇的翅型由一对基因B、b决定，长翅为显性性状，25 ℃环境下长翅果蝇与残翅果蝇杂交，子一代全是长翅，则亲本的基因型为BB和bb，子一代的基因型为Bb，子二代的基因型为BB、Bb和bb，比例为1∶2∶1，子二代(A)中的长翅果蝇中BB占1/3，Bb占2/3，则B的基因频率为2/3，b的基因频率为1/3，自由交配后子三代中残翅果蝇(bb)占1/3×1/3＝1/9，长翅果蝇(BB、Bb)占1－1/9＝8/9，因此子三代中长翅和残翅果蝇的比例大约是8∶1，其中长翅果蝇中纯合子占1/2。[例13]　科研人员在圆叶油菜(野生型)中新发现一株纯合花叶雄性不育株(植株丙)，利用其雄性不育的特性进行育种实验。(1)将圆叶和花叶植株进行杂交，正反交实验所得F1均表现为介于圆叶与花叶之间的半花叶，判断控制圆叶的基因与控制花叶的基因间显隐性关系为________。(2)纯合油菜优良品系甲和乙，均为圆叶雄性可育植株。油菜育性相关基因M/m在9号染色体上，R/r在7号染色体上。在R基因存在时，m基因纯合，可导致植株雄性不育。控制圆叶与花叶的基因位于10号染色体上。科研人员利用甲、丙进行下图所示杂交实验。①经过程Ⅰ产生的F1均为半花叶，若F1自交，则子代中雄性不育株所占比例约为________，经过程Ⅱ产生的子代中，基因型为MmRr的半花叶植株所占比例约为________。②过程Ⅱ所产生的半花叶子代中，可用________技术将基因型为MmRr的植株筛选出来，该技术所需原料及试剂包括____________________________________________________________。③过程Ⅱ连续多代与植株甲杂交、筛选的目的是________________________________________________。(3)纯合圆叶品系乙(MMrr)具有其他一些优良性状，请在上述杂交、筛选结果的基础上，设计育种方案，完成下列育种目标：获得兼具品系甲和乙优良性状的杂种一代植株，并能以叶形性状作为标记性状区分杂交种。请写出育种方案：____________________________________________________________________________________________。答案　(1)不完全显性(2)①3/16　1/8　②PCR　引物、耐高温的DNA聚合酶、4种脱氧核苷酸、DNA模板　③将花叶基因以外的遗传背景替换为植株甲的基因，使花叶基因与甲的优良性状基因整合在同一植株上，同时保留雄性不育的基因(3)①将筛选得到的基因型为MmRr的半花叶植株自交，获得花叶植株；②在花叶植株中，筛选得到基因型为mmRR(或mmRr)的花叶植株；③将基因型为mmRR(或mmRr)的花叶植株与品系乙杂交，所有半花叶为杂交种解析　(1)由于圆叶和花叶杂交，所得F1均表现为介于圆叶与花叶之间的半花叶，则控制圆叶的基因与控制花叶的基因间显隐性关系为不完全显性。(2)①据题分析，雄性不育植株的基因型为mmR_，甲与丙杂交，F1半花叶的基因型为MmRr，F1自交，则子代中雄性不育株(mmR_)所占比例约为1/4×3/4＝3/16；Ⅱ过程为MMrr与MmRr杂交，其子代中基因型为MmRr的半花叶植株的比例为1/2×1/2(MmRr)×1/2(半花叶)＝1/8。②从分子水平上筛选出基因型为MmRr的植株需要用PCR技术，其原理是DNA的复制，所需原料及试剂包括引物、耐高温的DNA聚合酶、4种脱氧核苷酸、DNA模板。③过程Ⅱ连续多代与植株甲杂交、筛选最终获得MmRr的植株，其目的是将花叶基因以外的遗传背景替换为植株甲的基因，使花叶基因与甲的优良性状基因整合在同一植株上，同时保留雄性不育的基因(MmRr自交可以获得mmR_的雄性不育个体)。(3)育种目标是获得兼具品系甲和乙优良性状的杂种一代植株，并能以叶形性状作为标记性状区分杂交种，MmRr的植株具有甲品系的优良性状，所以设计杂交方案如下：①将筛选得到的基因型为MmRr的半花叶植株自交，获得花叶植株；②在花叶植株中，筛选得到基因型为mmRR(或mmRr)的花叶植株；③将基因型为mmRR(或mmRr)的花叶植株与品系乙MMrr杂交，所有半花叶为杂交种。[例14]　(2022·哈尔滨三中高三期末)大豆花叶病毒会严重降低大豆的产量和品质。为预防抗病大豆品种乙的抗病能力减弱，科研人员用EMS诱变感病大豆，获得新的抗病品种甲。科研人员利用甲、乙两个品种对抗性遗传进行研究。(1)利用甲、乙两品种大豆进行杂交实验，结果如下表组别亲本组合F1F2抗病易感抗病易感实验一甲×易感018111348实验二乙×易感15027681据表分析，甲、乙两品种抗病性状依次为________性性状。(2)已知品种乙的抗性基因位于14号染色体上，为探究品种甲抗性基因的位置，科研人员设计如下杂交实验：甲乙杂交，F1自交，统计F2性状分离比。①预期一：若F1均抗病，F2抗病∶易感为13∶3，说明两品种抗病性状的遗传是由________对等位基因控制的，且位于________染色体上。②预期二：若F1、F2均抗病，说明甲、乙两品种抗性基因可能是____________________________________或同一对染色体上不发生染色体互换的两个突变基因。(3)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。科研人员扩增出实验一若干个体中的SSR序列，用于确定甲品系抗性基因的位置，电泳结果如图所示：图中结果说明甲品系抗性基因在________号染色体上，依据是______________________________。答案　(1)隐性、显(2)①2　非同源　②同一位点上的两个突变基因(3)2　F2抗病个体的SSR与亲本甲2号染色体相同，与14号染色体上的SSR无关联解析　(1)由实验一中甲与易感亲本杂交，F1均为易感，可判断易感性状相对于甲品种抗病性状来说为显性，故甲品种抗病性状为隐性性状；由实验二中乙与易感亲本杂交，F1均为抗病性状，可判断乙品种的抗病性状相对于易感性状为显性，故乙品种抗病性状为显性性状。(2)①F2中抗病∶易感为13∶3，是9∶3∶3∶1的变式，符合基因自由组合定律，故可推测两品种抗病性状的遗传是由位于非同源染色体上的两对等位基因控制的。②若甲乙杂交，F1自交，F1、F2均抗病，由于乙的抗性基因位于14号染色体上，则说明甲的抗病基因也位于14号染色体上，即甲、乙两品种抗性基因可能是同一位点上的两个突变基因或同一对染色体上不发生染色体互换的两个突变基因。[练1]　生物子代性状多样性的原因很多，请说出三个有关的词语或概念。答案　基因重组、染色体互换、基因突变、变异、减数分裂、受精作用、自由组合等。[练2]　拟南芥是一种生长周期短的自花传粉植物，正常叶对卷叶是完全显性。请用最简捷的方法判断一株正常叶拟南芥是否是纯种。用文字或示意图表示均可。答案　自交后观察子代叶型，若子代出现卷叶个体，说明亲代就是杂种。  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基因定位例1　(2020·山东等级考)玉米是雌雄同株异花植物，利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系，该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts，Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表现正常，乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响，进行了以下实验：实验一：品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1实验二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1(1)实验一中作为母本的是________，实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为________(填“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株和雌株”)。(2)选取实验一的F1抗螟植株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知，甲中转入的A基因与ts基因________(填“是”或“不是”)位于同一条染色体上，F2中抗螟雌株的基因型是________。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交，子代的表型及比例为______________________________。(3)选取实验二的F1抗螟矮株自交，F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1，由此可知，乙中转入的A基因________(填“位于”或“不位于”)2号染色体上，理由是__________________________________________________。F2中抗螟矮株所占比例低于预期值，说明A基因除导致植株矮小外，还对F1的繁殖造成影响，结合实验二的结果推断这一影响最可能是________________________。F2抗螟矮株中ts基因的频率为________，为了保存抗螟矮株雌株用于研究，种植F2抗螟矮株使其随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为________。 此题为解决实际应用的遗传题，将是以后高考考查的方向。对于两个基因是否在同一条染色体上(连锁)这类题，如果仅在脑中通过重现基因在染色体上的位置，极易出错，若把基因标注在染色体上，然后再分析，则会起到事半功倍的效果。1．根据题干信息推导出相应结论，并标注于一侧(1)雌株突变体产生原因是2号染色体上的Ts突变为ts，Ts对ts为完全显性⇓雌株基因型为tsts，纯合雌雄同株M基因型为TsTs，杂合子基因型为Tsts，性别表现为雌雄同株。(2)将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株⇓ 2．结合由题干推导出的结论及每小题问题作答(1)实验一中雌株只能作母本，其基因型为tsts，所以甲作母本，实验二的F1植株关于性别的基因型均为Tsts，所以性别表现为雌雄同株。(2)①选取实验一中F1抗螟植株自交，F2出现2∶1∶1的比例→符合基因的分离定律比→A基因与ts基因是位于同一条染色体上，如上图②。②求F2抗螟雌株的基因型：方法一：画出染色体图(此题中基因是连锁的)因此F2中抗螟雌株基因型为AAtsts。方法二：由于是求F2中抗螟雌株的基因型，则其关于性别的基因型为tsts，又因为A基因与ts连锁，所以其基因型为AAtsts。③　(3)由实验二的F1抗螟矮株自交，F2中出现3∶1∶3∶1的分离比―→符合基因的自由组合定律―→乙中转入的A基因不位于2号染色体上，如图①。实验二出现3∶1∶3∶1原因分析的方法：假说—演绎法。①提出假说②演绎假说内容Ⅰ.若胚胎致死，F1不会出现抗螟植株，不符合题干信息。Ⅱ.若雌配子致死，实验二中亲本乙产生的配子为Ots，F1中不会出现抗螟矮株，不符合题干信息。Ⅲ.若含A的雄配子致死，实验二F1中抗螟矮株基因型为AOTsts，F1产生的雌配子为ATs、Ats、OTs、Ots，雄配子为OTs、Ots。♀♂ATsAtsOTsOtsOTsAOTsTs(抗雌雄同株)AOTsts(抗雌雄同株)OOTsTs(非抗雌雄同株)OOTsts(非抗雌雄同株)OtsAOTsts(抗雌雄同株)AOtsts(抗雌株)OOTsts(非抗雌雄同株)OOtsts(非抗雌株)符合实际，假设成立。求ts基因频率：F1抗螟矮株为，ts的基因频率为，因无自然选择，F2中的ts基因频率仍为。抗螟矮株雌株所占比例：由上面的表格可知，F2中抗螟矮株的基因型雌雄同株为AOTsTs、AOTsts，雌株基因型为AOtsts，由于F1含基因A的雄配子不育，则AOTsTs、AOTsts产生的雄配子为OTs、Ots，AOtsts产生的雌配子为Ats、Ots，故雌株上收获的籽粒发育成的后代中抗螟矮株雌株AOtsts所占比例为×＝。答案　(1)甲　雌雄同株(2)是　AAtsts　抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1(3)不位于　抗螟性状与性别性状间是自由组合的，因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上　含A基因的雄配子不育　1/2　1/6[练1－1]　(2022·海南，18)家蚕是二倍体生物(2n＝56)，雌、雄个体性染色体组成分别是ZW、ZZ。某研究所在野生家蚕资源调查中发现了一些隐性纯合突变体。这些突变体的表型、基因及基因所在染色体见表。回答下列问题。突变体表型基因基因所在染色体第二隐性灰卵a12号第二多星纹b12号抗浓核病d15号幼蚕巧克力色eZ(1)幼蚕巧克力色的控制基因位于性染色体上，该性状的遗传总是和性别相关联，这种现象称为________。(2)表中所列的基因，不能与b基因进行自由组合的是________。(3)正常情况下，雌家蚕的1个染色体组含有________条染色体，雌家蚕处于减数分裂Ⅱ后期的细胞含有________条W染色体。(4)幼蚕不抗浓核病(D)对抗浓核病(d)为显性，黑色(E)对巧克力色(e)为显性。为鉴定一只不抗浓核病黑色雄性幼蚕的基因型，某同学将其饲养至成虫后，与若干只基因型为ddZeW的雌蚕成虫交配，产生的F1幼蚕全部为黑色，且不抗浓核病与抗浓核病个体的比例为1∶1，则该雄性幼蚕的基因型是________。(5)家蚕的成虫称为家蚕蛾，已知家蚕蛾有鳞毛和无鳞毛这对相对性状受一对等位基因控制。现有纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体若干只，设计实验探究控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上还是Z染色体上(不考虑Z、W同源区段)，并判断有鳞毛和无鳞毛的显隐性。要求简要写出实验思路、预期结果及结论。答案　(1)伴性遗传　(2)a基因　(3)28　0或2(4)DdZEZE　(5)实验思路：选用不同性状的雌雄个体进行正反交实验，正交：有鳞毛雌性×无鳞毛雄性，反交：有鳞毛雄性×无鳞毛雌性。预期结果及结论：若正反交子代表型一致，且与性别无关，则该对等位基因位于常染色体上，子代表现出的性状为显性；若正反交子代表型不一致，一组子代雌雄个体各为一种性状，另一组子代雌雄个体性状相同，则该对等位基因位于Z染色体上，且子代雄性个体表现出的性状为显性。解析　(2)只有位于非同源染色体上的非等位基因的遗传才遵循基因的自由组合定律，a基因与b基因均位于12号染色体上，二者不能进行自由组合。(3)正常情况下，家蚕(2n＝56)的每个染色体组均含有28条染色体。由于减数第一次分裂发生同源染色体的分离，因此雌家蚕(ZW)处于减数第二次分裂后期的细胞含有0或2条W染色体。(4)不抗浓核病黑色雄蚕(D_ZEZ－)与基因型为ddZeW的雌蚕杂交，后代全部为黑色，则该雄蚕体色基因型为ZEZE，后代不抗浓核病与抗浓核病个体的比例为1∶1，则该雄蚕不抗浓核病的基因型为Dd，故该雄蚕基因型为DdZEZE。(5)判断性状的显隐性及基因位于常染色体上还是性染色体上，常选用雌雄个体为不同性状的纯合亲本进行正反交实验，实验思路、预期结果及结论详见答案。[练1－2]　(基因插入位置)(2022·山东烟台高三上学期期末)果蝇的体色黄身(A)对灰身(a)为显性，翅形长翅(B)对残翅(b)为显性，在常染色体上。野生果蝇翅色是无色透明的。GAL4/UAS是存在于酵母菌中的基因表达调控系统，GAL4蛋白是一类转录因子，它能够与特定的DNA序列UAS结合，并驱动UAS下游基因的表达。(1)现用两种纯合果蝇杂交，因某种精子没有受精能力，导致F2的4种表型比例为5∶3∶3∶1，则亲本的基因型为____________________，F2黄身长翅果蝇中双杂合子个体占________。若用F1代的雄果蝇进行测交，则其子代有________种表型。(2)科研人员将一个GAL4基因插入到雄果蝇的一条2号染色体上，一个UAS—绿色荧光蛋白基因随机插入到雌果蝇染色体组中一条染色体上，但无法表达，只有与插入含有GAL4基因的雄果蝇杂交后子一代中，绿色荧光蛋白基因才会表达。甲科研小组分别利用上述的一对转基因雌雄果蝇进行杂交得到F1，F1中绿色翅雌雄个体随机交配得到F2，杂交子代的表型及其比例如下表：组别F1F2甲绿色翅∶无色翅＝1∶3绿色翅∶无色翅＝9∶7①仅根据甲组________结果分析，可判断UAS—绿色荧光蛋白基因是否插入到2号染色体上，依据是_____________________________________________。②乙科研小组另选一对亲代果蝇进行杂交实验，判断出UAS—绿色荧光蛋白基因也有可能插入到2号染色体上，请写出杂交实验过程并且预期结果。③丙科研小组在重复甲组的杂交实验时，发现F2中雌雄果蝇的翅色上比例不同。请你推测最可能的原因是____________________________________。若统计F2中雌雄果蝇翅色比例是___________________________________________，说明推测原因是正确的。答案　(1)AAbb和aaBB　3/5　3(2)①F2　F2结果显示表型及比例为9∶7，符合基因的自由组合定律，可确定这2种基因不是插入到了同一条染色体上②将2号染色体上插入GAL4基因的雄果蝇与插入UAS—绿色荧光蛋白基因的雌果蝇杂交，得到F1，F1中绿色翅∶无色翅＝1∶3；F1绿色翅雌雄果蝇相互交配，得到F2，F2中绿色翅∶无色翅＝1∶1。③UAS—绿色荧光蛋白基因可能插入到X染色体上　绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5解析　(1)两种纯合果蝇杂交，F2出现的4种表型比例为5∶3∶3∶1，为9∶3∶3∶1的变式，说明两对等位基因遵循基因的自由组合定律，F1基因型为AaBb；因某种精子没有受精能力，F2表型比例为5∶3∶3∶1，说明没有受精能力的精子基因组成为AB，则亲本的基因型为AAbb和aaBB。F2黄身长翅果蝇的基因型是AaBB、AABb、AaBb，比例为1∶1∶3，所以双杂合子个体占。基因型为AaBb的雄果蝇进行测交，测交父本产生的精子中能受精的只有Ab、aB、ab三种，所以其子代基因型有Aabb、AaBb、aabb，表型有3种。(2)GAL4基因可以控制GAL4蛋白的表达，它能够与特定的DNA序列UAS结合，并驱动UAS下游基因的表达。将GAL4基因插入到雄果蝇的2号染色体上(一条常染色体上)，UAS—绿色荧光蛋白基因随机插入到雌果蝇染色体组中，但无法表达(亲代雌果蝇缺乏GAL4蛋白)。可以做出假设有3种，UAS—绿色荧光蛋白基因插入到雌果蝇的2号染色体上、其他常染色体上、X染色体上。插入GAL4基因用A表示，插入UAS—绿色荧光蛋白基因用B表示。插入GAL4基因的雄果蝇基因型是Aabb或AaXbY。插入UAS—绿色荧光蛋白基因雌果蝇的基因型是aaBb或aaXBXb。①假设1：Aabb×aaBb遵循基因的自由组合定律。假设2：Aabb×aaBb两对基因在同一对染色体上，遵循连锁遗传。假设3：AaXbY×aaXBXb。只有A、B同时存在时才能表现出绿色翅，可以用棋盘法解题，3种假设里的F1分离比都是绿色翅∶无色翅＝1∶3，不能判断UAS—绿色荧光蛋白基因是否插入到2号染色体上；根据甲组的F2杂交结果显示表型比例为9∶7(9∶3∶3∶1的变式)，可确定这2种基因不是插入到了同一条染色体上，由此判断UAS—绿色荧光蛋白基因不是插入到2号染色体上。②乙组同学利用其他亲代转基因果蝇为材料判断UAS—绿色荧光蛋白基因也有可能插入到2号染色体上。该题利用演绎推理法，假设UAS—绿色荧光蛋白基因插入到2号染色体上。亲代是插入GAL4基因的雄果蝇与插入UAS—绿色荧光蛋白基因的雌果蝇，二者杂交得到F1。F1中绿色翅∶无色翅＝1∶3；F1绿色翅雌雄果蝇基因型为AaBb，其中Ab连锁遗传，aB连锁遗传，F1绿色翅雌雄果蝇相互交配，得到F2。F2中绿色翅∶无色翅＝1∶1。③丙组同学另选一对亲代果蝇进行以上的杂交实验，发现F2中雌雄果蝇中翅色比例不同，最可能的原因是UAS—绿色荧光蛋白基因可能插入到X染色体上即假设3：AaXbY×aaXBXb，F1中绿色翅的基因型为AaXBY、AaXBXb，F1自由交配，AaXBY×AaXBXb→绿色翅雌性(A_XBX－)＝3/4×1/2＝3/8，无色翅雌性＝1/2－3/8＝1/8，绿色翅雄性(A_XBY)＝3/4×1/4＝3/16，无色翅雄性＝1/2－3/16＝5/16，假设推测原因是正确的，F2中雌雄果蝇翅色比例是绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5。[练1－3]　(基因是否连锁)(2022·荆州中学期末)中国农业大学某实验室在某果蝇品系中发现了一只卷翅突变体，经不断选育获得了紫眼卷翅果蝇品系(甲品系)。为了研究该品系相关基因的传递规律，研究人员做了一系列实验。(1)甲品系果蝇与纯种野生型(红眼正常翅)果蝇进行杂交，结果如下图所示。①分析果蝇的眼色遗传，紫眼和红眼为一对相对性状，其中红眼是________性性状。②实验正反交结果相同，由此可知果蝇的翅型属于________染色体遗传。③根据F2的表型及比例推测，决定________性状的基因纯合致死。进一步研究发现，果蝇的正常翅基因(＋)和甲品系的卷翅基因(A)位于2号染色体上，该染色体上还分布有某隐性致死基因(b)及等位基因(B)。甲品系内果蝇相互交配，后代表现均为卷翅，如图所示。请根据该实验结果，在图相应位置上标出F1中相关基因在2号染色体上的位置(不考虑基因突变和染色体互换)。(2)像甲品系这样能够稳定保存两个致死基因的品系称为平衡致死系。研究人员从北京大学某实验室获得另一果蝇平衡致死系(乙品系)，其表型为红眼卷翅，已知该品系果蝇的卷翅基因(A′)和隐性致死基因(b′)同样位于2号染色体上。甲、乙品系果蝇杂交，子代中卷翅与正常翅的数量比约为2∶1。①根据子代中出现了表型为________的果蝇，可判断b和b′不是相同基因。②由实验结果推测，两个品系的卷翅基因A和A′是等位基因。若它们是非等位基因，杂交后代的翅型性状及其数量比应该是____________________。两个纯合致死的等位基因存在互补和不互补两种关系：若互补，则同时含有这两个基因的杂合子能存活；反之，则不能存活。根据(2)实验结果推测：A和A′________(填“互补”或“不互补”)。答案　(1)①显　②常　③卷翅(2)①正常翅　②卷翅∶正常翅＝3∶1　不互补解析　(1)①分析题干可知，甲品系果蝇(紫眼卷翅)与纯种野生型(红眼正常翅)果蝇进行杂交，后代全为红眼，说明红眼是显性性状。②实验正反交结果相同，由此可知果蝇的翅型属于常染色体遗传。③根据F2的表型及比例可知，红眼∶紫眼＝3∶1，卷翅∶正常翅＝2∶1，由此可推测，决定卷翅性状的基因纯合致死；已知果蝇的正常翅基因(＋)和甲品系的卷翅基因(A)位于2号染色体上，该染色体上还分布有某隐性致死基因(b)及其等位基因(B)。甲品系内果蝇相互交配，后代表现均为卷翅，没有正常翅(＋＋)果蝇出现，说明正常翅果蝇的基因型均为bb＋＋，表现为致死，由此可推知正常翅基因(＋)与某隐性致死基因(b)连锁在同一条染色体上，则卷翅基因(A)与(B)基因连锁在同一条染色体上。亲本卷翅果蝇的基因型均为BbA＋，均能产生两种配子BA和b＋，所以F1的基因型有BBAA、BbA＋和bb＋＋，而且均为卷翅基因(A)与(B)基因连锁在同一条染色体上、正常翅基因(＋)与隐性致死基因(b)连锁在同一条染色体上。如图：(2)①甲品系(BbA＋)能产生BA和b＋两种配子，乙品系(B′b′A′＋′)果蝇能产生B′A′和b′＋′两种配子，根据子代中出现了表型为正常翅(bb′＋＋′)的果蝇，可判断b和b′不是相同基因。②两个品系的卷翅基因A和A′若是非等位基因，双亲基因型可记作A＋＋′＋′、＋＋A′＋′，杂交后代的翅型性状及其数量比应该是卷翅∶正常翅＝3∶1。两个纯合致死的等位基因若互补，则同时含有这两个基因的杂合子能存活，杂交后代的翅型性状及其数量比应该是卷翅∶正常翅＝3∶1，反之，则不能存活，甲、乙品系果蝇杂交，子代中卷翅与正常翅的数量比约为2∶1，说明基因型为A＋A′＋′的个体致死，由此可推测A和A′不互补。[练1－4]　(分子标记基因定位)植物叶片颜色变异会影响光合速率。叶片颜色变黄的机制是作物育种研究的重要课题。(1)中国农科院在培育的黄瓜(雌雄同株，二倍体，其花为单性花)中发现一叶色突变体甲，表现为苗期黄。甲与野生型黄瓜正反交得到的F1均为野生型，F1自交，F2植株表现苗期黄的比例为________，可说明突变体甲表现的性状为隐性性状，即苗期黄是隐性基因控制的，该突变为单基因隐性突变。同学甲认为该研究设计正反交实验的目的是确定基因位于X染色体上还是常染色体上，你认为他的看法是否合理？请说明理由：______________________________________。(2)发现另一叶色黄化的单基因隐性突变体乙，表现为“心叶黄”。杂交实验证明这两种黄叶突变性状是由位于非同源染色体上的非等位基因控制的，请用遗传图解阐释该杂交过程及结果(相关基因用A/a、B/b……表示)。(3)SSR是染色体上的一段特异性短核苷酸序列，可作为基因定位的遗传标记。取(1)中突变体甲、野生型、F1、F2野生型、F2苗期黄植株，提取DNA并将F2表型一致的植株DNA混合。PCR扩增不同样本的SSR遗传标记，电泳结果如图1。据图1可判断出控制苗期黄的基因位于6号染色体上(不考虑染色体互换)，其理由是____________________________________。 (4)为进一步验证(2)的结论，选择6号染色体上的另一位点设计引物进行SSR标记。对(1)中100株F2苗期黄植株的DNA进行PCR扩增，结果如图2；用突变体乙重复(1)的操作，对获得的100株F2心叶黄植株的DNA进行PCR扩增，结果如图3。图2和图3结果是否支持(2)的结论？请阐述理由。______________________________________________________________。答案　(1)1/4　不合理。黄瓜为雌雄同株植物，没有性染色体，该研究设计正反交实验的目的是说明控制该性状的基因位于细胞核中(合理即可)(2)如图所示。(3)检测结果中凡是检测出SSR­B的个体均表现为野生型，没有检测出SSR­B的个体均表现为苗期黄，说明控制苗期黄的隐性基因位于6号染色体上(合理即可)(4)支持。图2和图3结果不同，说明控制苗期黄的基因位于6号染色体上，控制心叶黄的基因位于另外一条染色体上，二者为非同源染色体上的非等位基因解析　(2)发现另一叶色黄化的单基因隐性突变体乙，表现为心叶黄。杂交实验证明这两种黄叶突变性状是由位于非同源染色体上的非等位基因控制的，根据题意可知，突变体甲的基因型可用aaBB表示，突变体乙的基因型可表示为AAbb，甲与乙杂交得到的F1的基因型为AaBb，表现为野生型，让F1自交，F2植株的基因型(表型)为9/16A_B_(野生型)、3/16A_bb(心叶黄)、3/16aaB_(苗期黄)、1/16aabb(苗期黄、心叶黄)，据此可画出相关遗传图解。(4)假设“1”表示野生型6号染色体上的SSR标记，“2”表示突变体甲和乙6号染色体上的SSR标记，且(2)的结论成立，则相关基因和SSR标记在染色体上的位置及杂交情况如图所示。由上述杂交情况可知，如果(2)结论成立，则F2苗期黄和心叶黄植株的SSR标记情况不同，相应电泳结果也应不同；而(2)的结论不成立时，即控制两种黄叶突变性状的基因位于一对染色体上，电泳结果应相同。根据图2、3电泳结果不同，可说明控制苗期黄的基因位于6号染色体上，控制心叶黄的基因位于另外一条染色体上，二者为非同源染色体上的非等位基因，因此，图2、图3的结果对(2)的结论是支持的。雄性不育类题例2　(2022·福建厦门高三第四次质量检测)水稻是雌雄同花植物，花小且密集，导致杂交育种工作繁琐复杂。“杂交水稻之父”袁隆平率先提出“三系配套法”，即通过培育雄性不育系、保持系和恢复系来培养杂交水稻，过程如下图所示。已知水稻的花粉是否可育受细胞质基因(S、N)和细胞核基因(R、r)共同控制，其中N和R表示可育基因，S和r表示不育基因。只有当细胞质基因为S且细胞核基因型为rr[记为S(rr)]时，水稻才表现为雄性不育，其余基因型均表现为雄性可育。回答下列问题：(1)细胞质中的可育基因N和不育基因S________(填“是”或“不是”)等位基因，理由是__________________________________________。(2)恢复系是指与不育系杂交后可使子代恢复雄性可育特征的品系。雄性可育的基因型有________种，恢复系水稻的基因型为________。选育恢复系水稻需满足的条件有________(填序号)。①恢复能力强，结实率高　②优良性状多　③花期与不育系接近　④花药发达，花粉量多，易于传播　⑤花期与保持系接近(3)为了持续获得雄性不育系水稻，应使用雄性不育系与保持系进行杂交，其杂交组合为________(填序号)。①S(rr)×S(rr)    ②S(rr)×N(RR)③S(rr)×N(Rr)    ④S(rr)×N(rr)(4)通过“三系配套法”培育出的杂交水稻基因型为________。杂种子代在多种性状上均优于两个纯合亲本的现象称为________。利用雄性不育系进行育种的优点是____________________________________。答案　(1)不是　N和S是细胞质基因，它们不位于一对同源染色体上(2)5　S(RR)或N(RR)　①②③④(3)④(4)S(Rr)　杂种优势　免去育种过程中人工去雄的繁琐操作解析　(1)N和S是细胞质基因，它们不位于一对同源染色体上，故不是等位基因。(2)分析题干信息可知：雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制，基因型包括：N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr)只有S(rr)表现雄性不育，其他均为可育。雄性可育的基因型有5种，分别是N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)。S(RR)、N(RR)与雄性不育S(rr)杂交后可使子代恢复雄性可育特征的品系，恢复系水稻的基因型为S(RR)、N(RR)。选育恢复系水稻需满足恢复能力强，结实率高、优良性状多、花期与不育系接近、花药发达，花粉量多，易于传播等条件，①②③④正确。(3)根据上述分析可知，雄性不育系基因型为S(rr)，为了持续获得雄性不育系水稻，应使用雄性不育系S(rr)与N(rr)保持系进行杂交。(4)恢复系水稻的基因型为S(RR)或N(RR)，雄性不育系基因型为S(rr)，故通过“三系配套法”培育出的杂交水稻基因型为S(Rr)。[练2]　(2022·北京丰台期末)玉米是我国栽培面积最大的作物，利用杂种优势可提高产量。雄性不育技术在玉米的杂交种生产中发挥着重要作用。(1)现有玉米雄性不育系A，与普通玉米杂交后，F1表现为可育，且F1自交后代中，可育与不育植株的比例约为3∶1。据此判断，A品系的雄性不育性状由________对等位基因控制，不育性状为________性状。(2)上述F1自交后代中很难通过种子性状筛选出雄性不育系，需要在种植后根据雄蕊发育情况进行判断。在田间拔除可育株，工作量很大。为解决这个问题，研究者进行了如下研究：①将育性恢复基因(M)、花粉致死基因(r)和荧光蛋白基因(G)紧密连锁作为目的基因，与质粒构建成________________，为了能够连接上该目的基因，质粒上应含有______________________________________________________。利用________________法将目的基因导入到A品系中，经筛选获得仅有1条染色体上含有目的基因的杂合子为B品系。下图中能表示B品系细胞中相关基因位置的是________。②将B品系自交，获得的种子中约50%为荧光种子，50%为非荧光种子。尝试解释原因。(3)请利用B品系和优良纯种C品系，设计可用于生产的玉米杂交种的育种流程图，并从生物安全的角度说明该育种方式的优势。答案　(1)一　隐性(2)①基因表达载体　限制酶的识别序列　农杆菌转化(或花粉管通道)　C②B品系产生2种花粉，50%含有花粉致死基因，花粉致死；50%中不含有花粉致死基因，花粉具有活性。B品系产生两种卵细胞，50%含有荧光蛋白基因，50%中不含有荧光蛋白基因，均具有活性。受精后，产生2种种子，50%发出荧光，50%不发荧光。(或如下图解)♀配子♂配子MrG·mmMrG·m死亡——mMrG/mm荧光(50%)mm非荧光(50%)(3)优势：导入MrG恢复了植物育性，但由于r基因存在，不能产生含MrG的花粉，避免基因污染。遗传定律的应用例3　研究人员发现某野生稻品种甲7号染色体上具有抗病基因H，12号染色体上具有耐缺氮基因T，而华南籼稻优良品种乙染色体相应位置均为隐性基因。将甲、乙杂交，F1自交，用PCR方法检测F2群体中不同植株的基因型，发现不同基因型个体数如下表。HHHhhhTTTttt127160549749(1)控制耐缺氮性状的基因的遗传遵循________定律，判断的依据是__________________________。(2)F2群体中HH、Hh、hh基因型个体的数量比总是1∶6∶5，________(填“符合”或“不符合”)典型的孟德尔遗传比例。研究人员推测“F1产生的雌配子育性正常，而带有H基因的花粉成活率很低。”请设计杂交实验检验上述推测，并写出支持上述推测的子代性状及数量比。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)进一步研究发现品种乙7号染色体上有两个紧密连锁在一起的基因P1和P2(如图)，P1编码抑制花粉发育的毒性蛋白，P2编码能解除该毒性蛋白作用的保护性蛋白。品种甲7号染色体上无基因P1和P2。①据此可知，F1带有H基因花粉成活率低的原因是P1在____________________时期表达，而P2在____________________中表达。②P1和P2被称为自私基因，其“自私性”的意义是使________________更多地传递给子代，“自私”地维持了物种自身的稳定性。(4)科研人员利用杂交育种技术改良乙水稻，获得了HHTT型乙水稻新品种。最终选出的植株中，部分个体含P1P2基因，部分不含，应保存其中哪一类？请分析说明理由。答案　(1)基因分离　F2中TT、Tt、tt的比例为1∶2∶1(F2中耐缺氮植株比例为)(2)不符合　以F1为母本，品种乙为父本，子代中抗病个体与不抗病个体比例是1∶1；以F1为父本，品种乙为母本，子代中抗病个体与不抗病个体比例为1∶5(3)①减数分裂Ⅰ　精细胞(或花粉或次级精母细胞)②亲本的遗传信息(亲本的遗传物质、亲本的DNA)(4)有P1P2基因。有P1P2基因能够保持品系的优良性状(或无P1P2基因。无P1P2基因有利于进一步杂交进行性状改良)。解析　(2)HH∶Hh∶hh＝1∶6∶5不符合典型的孟德尔遗传比例。由题意知“F1产生的雌配子育性正常，而带有H基因的花粉成活率很低”，假设F1产生的雄配子H的概率为x，则雄配子h的概率为1－x，而产生的雌配子都能正常成活，H＝，h＝。由F2群体中HH∶Hh∶hh＝1∶6∶5，可知HH＝＝x，x＝，即雄配子H的概率为，h的概率为1－＝，即F1产生的雄配子H∶h＝1∶5。可通过正交反交实验判断，具体为F1为母本，品种乙为父本，预测结果子代中抗病个体与不抗病个体比例是1∶1；以F1为父本，品种乙为母本，预测结果子代中抗病个体与不抗病个体比例为1∶5，二者正反交结果不同，则可验证。(3)①P1能够编码抑制花粉发育的毒性蛋白，P2编码能解除该毒性蛋白作用的保护性蛋白。F1基因型为Hh，在形成花粉时，在减数分裂Ⅰ过程中，细胞中H、h、P1、P2皆存在，在减数分裂Ⅱ及后面的过程中，H单独存在，h、P1、P2共存于相同细胞，推测P1在减数分裂Ⅰ时期表达抑制花粉发育，P2在精细胞(或花粉或次级精母细胞)中表达，解除了含h基因细胞中P1蛋白的抑制作用。②通过维持物种自身的稳定性可知“自私性”的意义是使亲本的遗传信息更多地传递给子代。[练3－1]　(2021·重庆选择性考试适应性测试)养鸡场常利用羽毛性状进行家鸡良种选育。在家鸡中，基因E控制羽毛色素合成，显性基因I抑制E的表达，E和I位于非同源的常染色体上；Z染色体上的基因B、b使有色家鸡分别产生芦花羽毛和非芦花羽毛。(1)有色羽毛家鸡的基因型为______________。(2)若用EEiiZbZb与eeiiZBW交配，F1代个体的表型为______________________________，其中雄鸡的基因型为________。(3)用纯合芦花公鸡与纯合母鸡作为亲本杂交，若在F2代才能获得纯合芦花母鸡，则亲本的基因型组合有________种，其中一个杂交组合F2代群体中芦花母鸡所占比例为1/16，请用遗传图解阐明利用该杂交组合繁育芦花母鸡的过程。(4)如果某家鸡群体中，II基因型频率为60%，ii基因型频率为10%，那么该群体中i基因的频率为________。答案　(1)EEii或者Eeii(2)有色芦花羽毛和有色非芦花羽毛　EeiiZBZb(3)6(4)25%解析　(1)根据题意基因E控制羽毛色素合成，显性基因I抑制E的表达，可推出，有色羽毛家鸡的基因型为EEii或者Eeii。(2)若用EEiiZbZb与eeiiZBW交配，F1代个体的基因型为：EeiiZBZb和EeiiZbW，表型为有色芦花羽毛和有色非芦花羽毛，其中雄鸡的基因型为EeiiZBZb。(3)用纯合芦花公鸡EEiiZBZB与纯合母鸡作为亲本杂交，在F2代才能获得纯合芦花母鸡EEiiZBW，F1中不能出现EEiiZBW，则亲本母鸡的基因型有6种分别为eeiiZbW、eeIIZbW、eeiiZBW、eeIIZBW、EEIIZBW、EEIIZbW，其中一个杂交组合F2代群体中芦花母鸡所占比例为1/16，1/16可以写成1×1/4×1/4，所以杂交组合为EEiiZBZB×EEIIZbW，遗传图解见答案。(4)如果某家鸡群体中，II基因型频率为60%，ii基因型频率为10%，那么该群体中i基因的频率为10%＋(1－60%－10%)/2＝25%。[练3－2]　黄颡鱼肉质鲜美，是淡水养殖的重要的经济鱼类。在相同养殖条件下，雄性黄颡鱼比同胞的雌性黄颡鱼生长速度约快30%。2011年，我国科学家采取人工诱导雌核发育技术和激素性逆转技术培育出了“黄颡鱼全雄1号”，让养殖户获得了较高的经济效益。(1)人工诱导雌核发育技术是采用物理、化学、生物的方法，使精子的遗传物质失活，再以这种精子激活卵子，但精子不参与受精卵的形成，卵子仅依靠雌核而发育成胚胎的技术。用黄颡鱼的次级卵母细胞与长吻鮠灭活的精子人工授精，然后将受精卵置于4 ℃的冷水中，可以抑制________的形成，使受精卵成为二倍体。该二倍体是否与母本黄颡鱼的遗传组成相同，请做出判断并说明理由：____________________________________________________________。(2)黄颡鱼的两条性染色体形态大小差别不大，无法通过显微镜观察以确定其性别决定方式。下表是黄颡鱼正常受精二倍体和雌核发育二倍体的性别比例。实验组编号正常受精二倍体雌核发育二倍体雌性个体数雄性个体数雌性率%雌性个体数雄性个体数雌性率%181142.101201002504353.76510100由表中的数据可以判断出黄颡鱼的性别决定方式是XY型，理由是__________________________________________________。(3)用雌激素处理孵化后的鱼苗，可以获得性染色体组成为XY的雌性黄颡鱼。下面是结合雌激素性逆转和雌核发育技术培育全雄黄颡鱼的流程图：图中的①是________，②是________。经过①处理后的子代都是雌性，如何用杂交的方法从中挑选出XY的雌性个体？____________________________________________________________________。(4)如何利用超雄鱼②和雌激素逆转技术，获得超雄鱼繁育体系？____________________________________________________________________________________。答案　(1)纺锤体(或第二极体)　不相同，该二倍体是由次级卵母细胞形成的，同源染色体已经分离(2)XY型性别决定的雌性个体具有同型性染色体，只产生含有X染色体的配子，由雌核发育成的二倍体只有雌性个体(3)雌激素性逆转　♂YY　将子代雌性个体分别与雄性个体杂交，若子代雌雄比例接近1∶3，证明该雌性个体性染色体是XY(4)将部分超雄鱼用雌激素性逆转技术处理，获得YY雌鱼；用YY雌鱼与YY雄鱼杂交，获得YY雄鱼[练3－3]　(2022·北京市海淀区第一学期期中练习)二倍体马铃薯普遍存在自交不亲和现象(即自花受粉后不产生种子)，主要通过薯块进行无性繁殖，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，利用它进行育种。(1)科研人员用RH与自交不亲和植株进行杂交，实验结果如图1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：自交时，________________________，无法产生种子。(2)除自交不亲和外，马铃薯还存在自交衰退现象。研究者测定了4个候选的自交不亲和马铃薯植株(E、G、H和C)和153个二倍体马铃薯植株的基因杂合度和有害基因数量，结果如图2所示。①据图分析，马铃薯的有害基因可能以________状态存在。因此，马铃薯长期无性繁殖，易出现自交衰退的现象，其原因可能是____________________________，表现出不利性状。②据图2结果分析，研究者选择E、G作为候选植株开展后续研究，依据是________________________。③请以图解形式绘制出利用RH将E改造为自交亲和植株的育种方案。答案　(1)①显性　F1自交亲和植株的自交后代既有纯合子也有杂合子　②含有隐性基因的雌配子或雄配子不能完成受精(2)①杂合　隐性有害基因自交后会形成纯合子　②基因杂合度低和有害基因数量少③解析　(1)①据题意可知，F1自交亲和植株的自交后代既有纯合子也有杂合子，说明自交亲和植株为杂合子，是显性性状。②假定用A/a表示控制这对性状的基因，据题意可知，F1中自交亲和的植株为杂合子(Aa)，能产生含有隐性基因的配子和含有显性基因的配子，且比例为1∶1，即A∶a＝1∶1，理论上后代应该出现3∶1的性状分离比，但后代都是自交亲和(AA和Aa)个体，且纯合子(AA)和杂合子(Aa)的比例是1∶1，因此应该是含有隐性基因(a)的雌配子或雄配子不能完成受精造成的。(2)①据图分析可知，马铃薯植株的基因杂合度和有害基因数量呈正相关，即杂合度越高，有害基因数量越多，推测有害基因可能以杂合状态存在。据题意可知，马铃薯还存在自交衰退现象，可能有害突变形成的有害基因是导致马铃薯自交衰退的主要原因，有害基因可能以杂合状态存在，隐性有害基因自交后会形成纯合子，表现出不利性状，有害突变的不良效应显现出来，从而出现衰退现象。②据图可知，候选植株E、G的基因杂合度低和有害基因数量少，自交衰退现象缓慢，因此可作为候选植株开展后续研究。③根据(1)可知，自交亲和植株RH和自交不亲和植株杂交后会产生自交不亲和和自交亲和，如果利用RH将E(自交不亲和)改造为自交亲和植株，就需要自交亲和植株与E多代杂交，逐代淘汰自交不亲和植株，就可得到改造为自交亲和的植株。遗传图解见答案。例4　(不定项)(2020·山东等级考)下图表示甲、乙两种单基因遗传病的家系图和各家庭成员基因检测的结果。检测过程中用限制酶处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳，电泳结果中的条带表示检出的特定长度的酶切片段，数字表示碱基对的数目。下列说法正确的是(　　)A．甲病的致病基因位于常染色体上，乙病的致病基因位于X染色体上B．甲病可能由正常基因发生碱基对的替换导致，替换后的序列可被MstⅡ识别C．乙病可能由正常基因上的两个BamHⅠ识别序列之间发生碱基对的缺失导致D．Ⅱ4不携带致病基因、Ⅱ8带致病基因，两者均不患待测遗传病答案　CD解析　由Ⅱ3患病，而Ⅰ1和Ⅰ2均正常可知甲病致病基因位于常染色体上，根据电泳结果，Ⅰ6有一个条带，Ⅰ5有两个条带，且含有与Ⅰ6相同的条带，但Ⅰ5正常，Ⅰ6患病，表明Ⅰ5关于此致病基因为杂合子，排除致病基因只位于X染色体上，乙病基因可能位于XY同源区段上，也可能位于常染色体上，A错误；根据电泳结果，Ⅱ3只有1350个碱基对一个条带，而Ⅰ1和Ⅰ2除1350个碱基对的条带外还有1150和200个碱基对两个条带，可推知甲病可能由正常基因发生碱基对的替换导致，替换前的序列能被限制酶MstⅡ识别，替换后的序列则不能被MstⅡ识别，B错误；Ⅰ5为杂合子且不患乙病，说明Ⅰ6为隐性纯合子，故1.0×104个碱基对为隐性基因的条带，1.4×104个碱基对为显性基因的条带，所以乙病可能由正常基因上的两个BamHⅠ识别序列之间发生碱基对的缺失导致，C正确；Ⅱ4电泳结果只有1150和200个碱基对两个条带，为显性纯合子，不携带致病基因，Ⅱ8电泳结果有两个条带，为携带者，二者都不患待测遗传病，D正确。[练4]　(不定项)(2022·湖南长沙高三模拟)如图所示为某家族的单基因遗传系谱图和家族各成员相关基因片段的电泳结果。检测中用特定限制酶处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳，电泳结果中的条带表示检出的特定长度的酶切片段，数字表示该片段的碱基对的数目。下列相关说法正确的是(　　)A．该病的致病基因是隐性基因，且位于X染色体上B．该致病基因可能由正常基因发生碱基对替换而来C．Ⅱ2的致病基因只能遗传给儿子，不能遗传给女儿D．Ⅲ1为该病女性携带者，其携带的致病基因来自Ⅰ1答案　AB解析　根据患病双亲Ⅰ1和Ⅰ2生育患病儿子Ⅱ2，可知该病为隐性遗传病，又根据电泳结果可知，Ⅰ1与Ⅰ2基因条带组成不同，可知Ⅰ1与Ⅰ2的基因组成不同，若用A表示正常基因，a为致病基因，假设该病致病基因位于常染色体上，则Ⅰ1与Ⅰ2的基因型均为Aa，与电泳结果不符；假设该病致病基因位于X染色体上，则Ⅰ1与Ⅰ2的基因型分别为XAY、XAXa，与电泳结果相符，A正确；对比分析Ⅰ1与Ⅰ2的电泳结果，结合Ⅰ1与Ⅰ2的基因型(分别为XAY、XAXa)分析可知，正常基因的条带由1400个碱基对组成，而致病基因可被限制酶切割为1000个碱基对和400个碱基对的片段，说明致病基因与正常基因都是由1400个碱基对组成，推测致病基因是由正常基因发生了碱基对替换形成，同时替换后的序列能被限制酶识别将致病基因切割为两个片段，B正确；结合上述分析，Ⅱ2的基因型为XaY，其Xa只能遗传给他的女儿，而不能遗传给他的儿子，C错误；根据电泳结果可知，Ⅲ1的基因型与Ⅰ2相同，都为XAXa，其致病基因Xa来自Ⅱ2，而Ⅱ2的致病基因来自Ⅰ2，D错误。创新设问例5　(2021·广东选择考适应性测试)某昆虫的性别决定方式是XY型，其羽化昼夜节律受常染色体及性染色体上的2对等位基因(A/a、D/d)控制，不同基因型的个体表型为正常节律或长节律。A、D基因编码的产物形成蛋白二聚体，是个体表现为正常节律的必要条件。回答下列问题：(1)正常节律雄性亲本与长节律雌性亲本杂交，后代雌、雄个体分别表现为正常节律和长节律。甲同学据此推断A/a基因位于常染色体上、D/d基因位于X染色体上，你认为该同学的观点是否正确，画遗传图解支持你的观点，并据此作出结论。(2)现用雌、雄亲本均为长节律的个体进行杂交，F1全部表现为正常节律，则雌、雄亲本的基因型分别为________________、___________________。(3)上述F1雌、雄个体相互交配，则F2雌、雄性个体中正常节律与长节律个体的比值分别为________、________。答案　(1)不正确，因为当A/a基因位于X染色体上、D/d基因位于常染色体上，也符合后代雌、雄个体分别表现为正常节律和长节律。遗传图解如图结论：无法根据该杂交实验结果推断这两对基因在染色体上的分布。(2)aaXDXD或ddXAXA　AAXdY或DDXaY(3)3∶1　3∶5解析　(3)假设雌雄亲本基因型分别为aaXDXD、AAXdY，F1雌雄个体相互交配，杂交过程及结果如图：故F2雌性个体中正常节律∶长节律＝3∶1，雄性个体中正常节律A_XDY＝3/4×1/2＝3/8，长节律所占比例为1－3/8＝5/8，则正常节律∶长节律＝3∶5。[练5－1]　(绘制遗传图解)(2022·湖南新高考教学教研联盟第二次联考)某性别决定为XY型的动物，有节律和无节律为一对相对性状(若为一对等位基因控制，用A、a表示；若为两对等位基因控制，用A、a和B、b表示)，红眼和白眼为另一对相对性状(若为一对等位基因控制，用D、d表示；若为两对等位基因控制，用D、d和E、e表示)。研究人员用纯合亲本进行杂交实验探究了这两对相对性状的遗传方式，结果如图所示：(1)从遗传学的角度分析，控制该动物有、无节律的基因有________对。控制有、无节律和红眼、白眼这两对相对性状的基因________(填“是”或“否”)遵循自由组合定律。(2)雌、雄亲本的基因型分别为_______________________________。(3)F2所有红眼个体随机交配，F3中有节律∶无节律＝________。(4)上述亲本杂交产生F1，和F1自由交配产生F2的实验中，可以判断控制红眼、白眼基因位置的是______________________实验，请写出该杂交实验的遗传图解。答案　(1)2　是(2)AAbbXdXd、aaBBXDY或aaBBXdXd、AAbbXDY(3)9∶7(4)亲本杂交产生F1解析　两对相对性状分开来看，F2有节律∶无节律＝9∶7，说明有、无节律这对相对性状由两对等位基因控制，位于非同源染色体上，F1基因型为AaBb，反推亲本基因型为aaBB、AAbb或AAbb、aaBB。比较亲本和子代的红、白眼性状可知，控制红白眼的基因位于X染色体上，亲本基因型为XdXd和XDY。(1)F2的比例可以看作(9∶7)(1∶1)，说明两对相对性状遵循自由组合定律，控制有无节律的两对等位基因也遵循自由组合定律，所以控制有、无节律的基因有2对。(2)亲本控制有、无节律的基因型为aaBB、AAbb，控制红眼、白眼的基因型为XdXd、XDY，组合起来亲本的基因型为AAbbXdXd、aaBBXDY或aaBBXdXd、AAbbXDY。(3)F2的比例可以看作(9∶7)(1∶1)，红眼中有节律∶无节律＝9∶7，说明F2产生的配子中AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，因此自由交配产生的后代比例仍然为9∶7。(4)P白眼雌蝇和红眼雄蝇杂交，F1为红眼雌蝇和白眼雄蝇，可以判断基因位于X染色体上。[练5－2]　(方案评价)(2022·福建福州毕业班质量检测)柑橘溃疡病是一种细菌性病害，柑橘育种时多选用抗病较强的品种与具有其他优良性状的品种杂交，以获得具有优良性状的品种，以下为杂交过程的部分结果。序号杂交组合F1性状1清见(抗病)×香橙(抗病)抗病∶感病＝3∶12克莱门特(感病)×香橙(抗病)抗病∶感病＝1∶1(1)假设抗病与感病性状是由一对等位基因控制的，据上表推测柑橘溃疡病抗病与感病的遗传遵循__________定律，其中________是显性性状。(2)柑橘溃疡病菌侵染柑橘叶片时，其细胞的特异凝集因子AG(一种糖蛋白)起关键作用。利用基因工程技术培育抗病柑橘时，将AG基因________(填“正接”或“反接”)于启动子之后导入柑橘细胞，判断的理由是______________________________________________________________。(3)三倍体柑橘无籽，由于食用方便深受消费者青睐。现欲以二倍体抗病香橙(基因型为Rr)为材料培育抗病无籽柑橘，请对某同学提出的两种方案进行评价。方案一：将二倍体抗病香橙的体细胞与花粉细胞进行植物体细胞杂交，再对杂种细胞进行组织培养获得三倍体植株。方案二：将二倍体抗病香橙加倍获得四倍体植株，再与二倍体植株进行杂交，得到三倍体植株。答案　(1)基因的分离　抗病(2)反接　AG基因转录产出的RNA与原mRNA通过碱基互补配对原则形成杂交域，从而阻断AG基因的翻译(表达)(3)方案一与方案二都产生三倍体抗病柑橘。方案一优点：可获得无籽柑橘，且子代均为抗病类型，育种时间更短。缺点：子代缺乏多样性，育种选择范围小；技术操作难；成功率低。方案二优点：可获得无籽柑橘；杂交育种，子代可呈现多样性，选择材料多；技术简单易操作。缺点：子代并不都表现为抗病性状，还需进行筛选。例6　(2021·北京等级考)玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的________定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株所占比例约为________。(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础，研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中，获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”__________________。实验方案预期结果Ⅰ.转基因玉米×野生型玉米Ⅱ.转基因玉米×甲品系Ⅲ.转基因玉米自交Ⅳ.野生型玉米×甲品系①正常籽粒∶干瘪籽粒≈1∶1②正常籽粒∶干瘪籽粒≈3∶1③正常籽粒∶干瘪籽粒≈7∶1④正常籽粒∶干瘪籽粒≈15∶1(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1)，使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为________。(4)为确定A基因在玉米染色体上的位置，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植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，如图2所示。统计干瘪籽粒(F2)的数量，发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。答案　(1)分离　2/3　(2)Ⅲ④/Ⅱ③　(3)Aa(4)基因A/a与M/m在一对同源染色体上(且距离近)，其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子，数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。解析　(1)分析题干信息：“甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4”，即甲品系籽粒正常，其自交后代出现性状分离，且籽粒正常∶干瘪＝3∶1，可知籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。假设籽粒正常和干瘪这一对相对性状由基因A/a控制，则甲品系基因型为Aa。上述果穗上的正常籽粒基因型为1/3AA或2/3Aa，均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株基因型为Aa，所占比例约为2/3。(2)分析题意可知，假定A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，由于转入的单个A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，则甲品系玉米基因型为OOAa，野生型玉米的基因型为OOAA(O表示没有相关基因)，转基因甲品系玉米的基因型为AOAa，且导入的A基因与细胞内原有的A/a基因之间遗传遵循自由组合定律，要证实该假设正确，应可选择方案Ⅲ转基因玉米自交，依据自由组合定律可知，子代为④正常籽粒(9A_A_、3A_aa、3OOA_)∶干瘪籽粒(1OOaa)≈15∶1；或选择方案Ⅱ转基因玉米AOAa×甲品系OOAa杂交，子代为③正常籽粒(3AOA_、1AOaa、3OOA_)∶干瘪籽粒(OOaa)≈7∶1。(3)已知A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA，使A基因功能丧失，甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用题图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株中含有a基因，即其基因型为Aa。(4)用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P(基因型为AAmm)与基因型为MM的甲品系(基因型为AaMM)杂交得F1，基因型为1/2AAMm、1/2AaMm，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，基因型分别为aaMM、aaMm、aamm。若两对等位基因位于两对同源染色体上，则类型3的数量应该与类型1的数量同样多，而实际上类型3数量极少，原因可能是：由于基因A/a与M/m在一对同源染色体上(且距离近)，其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子，数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。[练6－1]　(2022·八省八市高三第一次联考)水稻的花为两性花，且很小。袁隆平院士利用雄性不育系水稻，培育出的杂交水稻为解决粮食问题作出了巨大贡献。现在，越来越多的新技术用于作物改良，如获2020年诺贝尔化学奖的CRISPR/Cas9基因编辑系统。该系统主要包含向导RNA(sgRNA)和Cas9蛋白两部分：sgRNA能特异性识别特定的DNA序列，能引导Cas9蛋白到相应位置切割DNA，最终实现对靶基因序列定点编辑。(1)科研人员发现一株温敏雄性不育突变株甲(基因型为tms5 tms5)，在温度高于25 ℃时表现为雄性不育。水稻雄性育性与TMS5、Ub基因有关。TMS5基因编码的核酸酶X能降解Ub mRNA。高温会诱导花粉母细胞中的Ub基因过量表达，若Ub蛋白大量积累将导致花粉败育(如图)。①当温度高于25 ℃时，基因型为TMS5 tms5的水稻表型为________(填“雄性可育”或“雄性不育”)，结合以上信息说明原因：______________________________________________________________________________________________________________。②现有另一株温敏雄性不育植株乙，其雄性不育的起点温度为21 ℃。考虑到大田中环境温度会有波动，制备水稻杂交种子时，选用植株乙作母本进行杂交更合适，理由是___________________________________________________。(2)为了培育不受温度影响的雄性不育株，研究人员将CRISPR/Cas9体系对水稻相关基因进行编辑，Cas9蛋白对TMS5基因剪切后，断裂的DNA分子会自动修复，在中断点处插入碱基A后，两个片段在______________酶的作用下重新连接，得到编辑成功的基因。CRISPR/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”，sgRNA的识别序列越短，基因编辑的脱靶率越高。请分析原因：_____________________________________________________________。(3)科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统，将纯合野生稻(2n)甲中的冷敏型基因g改造为耐冷型基因G，筛选得到纯合耐冷突变体丁。同时利用转基因技术将抗虫基因转入不抗虫野生稻中，培育得到纯合抗虫水稻乙和丙，外源的抗虫基因可以插入到不同的染色体上。科研人员进行实验如下表：实验亲本F1表型F2表型及数量A甲×丁耐冷型耐冷型280，冷敏型200B乙×丙全抗虫抗虫1502，不抗虫99①实验A的F2中耐冷型植株与冷敏型植株的数量比是7∶5，有人提出假设：F1产生的雌配子育性正常，但带有G基因的花粉成活率很低(假设其花粉成活率保持不变)。请设计杂交实验，检验上述假设，并写出支持该假设的子代表型及比例。实验方案及结果：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②实验B的F2出现该性状分离比的原因是____________________________________________________________________。答案　(1)①雄性可育　基因型为TMS5 tms5的水稻同时含有正常的核酸酶X和异常的核酸酶X；高于25 ℃时，Ub基因转录出的过多mRNA被正常的核酸酶X分解，细胞内Ub蛋白处于低水平状态，表现为雄性可育②与甲相比，乙雄性不育的起点温度更低，受粉时出现雄性可育的情况更少，不易出现自交和杂交种混杂的现象(2)DNA连接　sgRNA的识别序列短，特异性差，容易与其他片段结合造成编辑出错(3)①将实验A中F1植株与甲进行正反交实验，观察并统计子代表型及比例。F1植株作母本时，子代耐冷型∶冷敏型＝1∶1；在反交实验中，子代耐冷型∶冷敏型＝1∶5(或F1植株作父本时，子代耐冷型∶冷敏型＝1∶5；在反交实验中，子代耐冷型∶冷敏型＝1∶1)②乙和丙植株抗虫基因位于非同源染色体上，乙和丙上抗虫基因的遗传遵循自由组合定律解析　(3)①设F1产生的雄配子G的概率为x，则雄配子g的概率为1－x，实验A的F2中耐冷型植株与冷敏型植株的数量比是7∶5，则(1－x)×1/2＝5/12，可计算出x＝1/6，若F1产生的雌配子育性正常，但带有G基因的花粉成活率很低(假设其花粉成活率保持不变)，则雌配子G∶g＝1∶1，雄配子G∶g＝1∶5。可采用正反交实验检验假设内容。如果F1植株Gg做母本，野生型gg做父本，F2耐冷型∶冷敏型＝1∶1；反交实验中，F1植株Gg做父本，野生型g做母本，F2耐冷型∶冷敏型＝1∶5。②实验B的F2中抗虫∶不抗虫＝15∶1，是“9∶3∶3∶1”的变式，因此出现该性状分离比的原因是乙和丙植株抗虫基因位于非同源染色体上，乙和丙上抗虫基因的遗传遵循自由组合定律。[练6－2]　(2022·山东，22)果蝇的正常眼与无眼是1对相对性状，受1对等位基因控制，要确定该性状的遗传方式，需从基因与染色体的位置关系及显隐性的角度进行分析。以正常眼雌果蝇与无眼雄果蝇为亲本进行杂交，根据杂交结果绘制部分后代果蝇的系谱图，如图所示。不考虑致死、突变和X、Y染色体同源区段的情况。(1)据图分析，关于果蝇无眼性状的遗传方式，可以排除的是________________________。若控制该性状的基因位于X染色体上，Ⅲ­1与Ⅲ­2杂交的子代中正常眼雄果蝇的概率是________。(2)用Ⅱ­1与其亲本雄果蝇杂交获得大量子代，根据杂交结果________(填“能”或“不能”)确定果蝇正常眼性状的显隐性，理由是________________________________________________________________________________________________________。(3)以系谱图中呈现的果蝇为实验材料设计杂交实验，确定无眼性状的遗传方式。(要求：①只杂交一次；②仅根据子代表型预期结果；③不根据子代性状的比例预期结果)实验思路：________________；预期结果并得出结论：________________________________________________________________________________________________________________。(4)若果蝇无眼性状产生的分子机制是由于控制正常眼的基因中间缺失一段较大的DNA片段所致，且该对等位基因的长度已知。利用PCR及电泳技术确定无眼性状的遗传方式时，只以Ⅱ­3为材料，用1对合适的引物仅扩增控制该对性状的完整基因序列，电泳检测PCR产物，通过电泳结果________(填“能”或“不能”)确定无眼性状的遗传方式，理由是____________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)伴Y遗传和伴X显性遗传　3/8(2)不能　不论是常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传还是伴X隐性遗传，Ⅱ­1和亲本杂交，后代雌雄性表型和比例相同(3)Ⅱ­2(或Ⅱ­1或Ⅱ­4)和Ⅱ­3杂交　若后代雌果蝇均为正常眼、雄果蝇有正常眼和无眼，只有雄果蝇有无眼性状，则无眼性状的遗传为伴X隐性遗传；若后代雌蝇、雄蝇既有正常眼也有无眼，则无眼性状的遗传为常染色体隐性遗传；若后代雌蝇、雄蝇都只有正常眼，则无眼性状的遗传为常染色体显性遗传(4)不能　若无眼性状的遗传为伴X隐性遗传，PCR扩增后电泳的产物只有一条显示带；若无眼性状的遗传为常染色体隐性遗传，PCR扩增后电泳的产物有两条显示带；若无眼性状的遗传为常染色体显性遗传，PCR扩增后电泳的产物有一条显示带解析　(1)题干中已经排除了致死、突变和X、Y染色体同源区段遗传，Ⅰ­1正常眼雌果蝇与Ⅰ­2无眼雄果蝇杂交，Ⅱ雌果蝇出现正常眼，说明该性状的遗传不可能为伴X显性遗传，如果是伴X显性遗传，雌果蝇均为无眼；Ⅰ­4正常眼雌果蝇与Ⅰ­3无眼雄果蝇杂交，Ⅱ­3雄果蝇出现正常眼，说明该性状的遗传不可能为伴Y遗传，如果是伴Y遗传，Ⅱ­3雄果蝇应为无眼。若控制该性状的基因位于X染色体上，则无眼为隐性性状，相关基因用A、a表示，则Ⅰ­2的基因型为XaY，Ⅱ­2的基因型为XAXa，Ⅱ­3基因型为XAY，则Ⅲ­2的基因型为1/2XAXA、1/2XAXa，Ⅲ­1基因型为XAY，两者杂交，卵细胞的基因型及比例为XA∶Xa＝3∶1，精子的基因型及比例为XA∶Y＝1∶1，后代正常眼雄果蝇的概率为3/4×1/2＝3/8。(2)图示无眼性状的遗传方式可能是伴X隐性遗传、常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传。如果无眼性状为隐性性状，基因位于X染色体上，Ⅰ­2的基因型为XaY，Ⅱ­1的基因型为XAXa，两者杂交，后代数量足够多，后代基因型及比例为XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY＝1∶1∶1∶1，表型为正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性＝1∶1∶1∶1；如果位于常染色体上，Ⅰ­2的基因型为aa，Ⅱ­1的基因型为Aa，两者杂交，后代数量足够多，后代基因型及比例为Aa∶aa＝1∶1，表型为正常眼∶无眼＝1∶1，雌雄比例为1∶1，正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性＝1∶1∶1∶1；如果无眼性状为显性性状，基因只能位于常染色体上，Ⅰ­2的基因型为Aa，Ⅱ­1的基因型为aa，两者杂交，后代数量足够多，后代基因型及比例也为Aa∶aa＝1∶1，表型为正常眼∶无眼＝1∶1，雌雄比例为1∶1，正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性＝1∶1∶1∶1，故不能判断无眼性状的显隐性关系。(3)若要确定无眼性状的遗传方式，可通过测交或者杂交的方式判断，根据题干信息只进行一次杂交、仅根据子代表型预期结果，不涉及子代性状分离比的条件，测交是在已知相对性状显隐性的条件下进行的，不适用于本题，故选择Ⅱ­2和Ⅱ­3杂交的方式来判断。如无眼性状的遗传为伴X隐性遗传，Ⅱ­2和Ⅱ­3的基因型为XAXa×XAY，后代雌果蝇均为正常眼、雄果蝇有正常眼和无眼，只有雄果蝇有无眼性状；如无眼性状为常染色体隐性遗传，Ⅱ­2和Ⅱ­3的基因型为Aa×Aa，后代雌蝇、雄蝇既有正常眼也有无眼；如无眼性状为常染色体显性遗传，Ⅱ­2和Ⅱ­3的基因型为aa×aa，后代雌蝇、雄蝇都只有正常眼。(4)若无眼性状产生的分子机制是由正常眼基因缺失一段较大的DNA片段所致，则电泳时无眼基因的长度比正常眼基因短。若无眼性状的遗传为伴X隐性遗传，Ⅱ­3的基因型为XAY，PCR扩增后，产物只有一条显示带；若无眼性状的遗传为常染色体隐性遗传，Ⅱ­3的基因型为Aa，PCR扩增后电泳的产物有两条显示带；若无眼性状的遗传为常染色体显性遗传，Ⅱ­3的基因型为aa，PCR扩增后电泳的产物有一条显示带，故根据电泳结果不能确定无眼性状的遗传方式。