高考生物大题冲关—核心知识点专练3　掌握伴性遗传常规题的推导方法(含解析）

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高考生物大题冲关—核心知识点专练
3　掌握伴性遗传常规题的推导方法
1.(2021·湖北襄阳五中联考)果蝇的翅型有长翅、小翅和残翅三种表型，由两对等位基因控制，某研究小组欲确定果蝇翅型的遗传规律，选纯种小翅雄果蝇和纯种残翅雌果蝇杂交，得到F1，F1无论雌雄均表现为长翅，又让F1雌雄果蝇相互交配得到F2，F2的表型及比例如图：
请回答下列问题：
(1)果蝇是遗传学研究的经典材料，用果蝇作实验材料的优点有：_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________(答两点)，
摩尔根用果蝇作实验材料，通过实验证明了________________________________
____________________________________________________________________。
(2)由题中结果分析，研究人员推测有一对等位基因位于X染色体上，推测的理由是_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________，
若上述推断正确，F1雌雄果蝇的基因型分别是____________________(常染色体上的基因用A/a表示，X染色体上的基因用B/b表示)，F2中长翅雌果蝇的基因型有________种。
(3)为进一步验证推断的正确性，研究小组又用亲本做了反交实验，如果反交实验的F2中存在长翅个体，且长翅∶小翅∶残翅＝________________，则说明研究人员的推断是正确的。若让上述反交实验F2中长翅果蝇随机交配，则子代雌果蝇中的表型及比例为________________。
答案　(1)易饲养、繁殖能力强、生长周期短、具有多对易于区分的相对性状、染色体数目少等　基因在染色体上
(2)F2的表型及比例与性别有关　AaXBXb、AaXBY　4
(3)3∶3∶2　长翅∶残翅＝8∶1
解析　(1)由于果蝇具有易饲养、繁殖能力强、生长周期短、具有多对易于区分的相对性状、染色体数目少等特点，在遗传学研究中，常用果蝇作实验材料。摩尔根用果蝇作实验材料，通过实验证明了基因在染色体上。(2)由于F2的表型及比例与性别有关，可推测有一对等位基因位于X染色体上。由题干信息知，纯种小翅雄果蝇和纯种残翅雌果蝇杂交，得到F1，F1无论雌雄均表现为长翅，又让F1雌雄果蝇相互交配得到F2，F2中长翅∶小翅∶残翅＝9∶3∶4(是9∶3∶3∶1的变形)，且小翅只在雄性个体中出现，结合题中信息可推测两亲本的基因型为AAXbY、aaXBXB，F1雌雄个体的基因型为AaXBXb、AaXBY，F2长翅雌果蝇的基因型为AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb，共4种。(3)若研究人员的推测是正确的，则结合题中信息可知反交实验中，纯种小翅雌果蝇(AAXbXb)与纯种残翅雄果蝇(aaXBY)杂交，所得F1的基因型是AaXBXb、AaXbY，F1雌雄个体交配所得F2中长翅(A_XBXb、A_XBY)∶小翅(A_XbXb、A_XbY)∶残翅(aa_ _)＝3∶3∶2。F2中长翅雌果蝇的基因型是A_XBXb，长翅雄果蝇的基因型是A_XBY，F2中长翅果蝇随机交配，F2中长翅雌、雄果蝇中A的基因频率均为2/3，a的基因频率均为1/3，子代中aa的基因型频率为1/9，子代雌果蝇中的表型及比例为长翅(A_XB_)∶残翅(aaXB_)＝(1－1/9)∶(1/9)＝8∶1。
2.(2021·河北九校联盟)果蝇常被应用于遗传学研究的各个方面，请回答下列问题。
(1)果蝇的裂翅对非裂翅为显性，由常染色体上的等位基因A、a控制，A基因纯合致死(即AA个体无法存活)。现有一裂翅果蝇种群，雌雄个体自由交配产生子代，理论上该种群中A的基因频率将________(填“上升”“下降”或“不变”)，原因是_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)果蝇的刚毛有两种类型：刚毛分叉和刚毛正常(假设该品系果蝇均为纯合子且该对相对性状由一对等位基因控制)，你如何通过实验判断控制刚毛分叉和刚毛正常这对相对性状的基因是位于常染色体上还是位于X染色体的非同源区段上(在Y染色体上没有相应的等位基因)？请写出实验方案及判断依据(结果及相应的结论)。
实验方案：____________________________________________________________。
结果及相应的结论：____________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)下降　A基因纯合致死，随着世代延续，A基因的频率逐代降低
(2)实验方案：用刚毛分叉与刚毛正常的果蝇进行正交和反交　结果及相应的结论：如果正交和反交的结果相同，则控制刚毛分叉和刚毛正常这对相对性状的基因位于常染色体上；如果正交和反交的结果不同，则控制刚毛分叉和刚毛正常这对相对性状的基因位于X染色体的非同源区段上
解析　(1)根据题意可知，裂翅对非裂翅为显性，AA个体无法存活，因此裂翅果蝇种群的基因型均为Aa。该裂翅果蝇种群中的雌雄个体自由交配产生子代，由于AA个体无法存活，故随着交配代数的增加，该种群中A的基因频率逐渐下降。(2)欲判断控制某性状的基因是位于常染色体上还是位于X染色体上，遗传学上常用正反交实验，具体实验方案为：用刚毛分叉与刚毛正常的果蝇进行正交和反交。如果正交和反交的结果相同，则控制刚毛分叉和刚毛正常这对性状的基因位于常染色体上；如果正交和反交的结果不同，则控制刚毛分叉和刚毛正常这对性状的基因位于X染色体的非同源区段上。
3.(2021·山东青岛调研)某种果蝇的眼色由两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制，其中B、b基因位于X染色体上。基因A、B同时存在时果蝇表现为紫眼，A存在而B不存在时表现为红眼，其余情况表现为白眼。回答下列问题：
(1)该果蝇种群中，白眼果蝇的基因型有________种。现有两只紫眼果蝇杂交，子代出现紫眼和红眼两种类型，且红眼只出现在雄果蝇中，则亲本的基因型为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)现有红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交得F1，F1雌雄果蝇随机交配得F2，F2的表型及其比例为红眼果蝇∶紫眼果蝇∶白眼果蝇＝3∶3∶2，且各眼色果蝇中雌雄个体数量基本相等。若让F1中全部紫眼雌果蝇测交，则后代出现红眼果蝇的概率为________________。若让F2中全部紫眼雄果蝇与白眼雌果蝇随机交配，则后代中白眼雄果蝇所占的比例为________________。
(3)研究者发现，控制果蝇的棒眼基因(R)和正常眼基因(r)位于X染色体上。现有一只正常眼雌果蝇和一只棒眼雄果蝇杂交，F1中出现了一只正常眼雌果蝇(染色体数目正常)。若变异只发生在双亲一方的减数分裂Ⅱ过程中，请推测F1中出现正常眼雌果蝇最可能的原因是___________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)5　AAXBY和AaXBXb、AaXBY和AAXBXb、AAXBY和AAXBXb　(2)1/4　1/6　(3)在父方形成精子时，X染色体缺失了含R基因的片段，形成了X染色体上不含R基因的精子
解析　根据题意可知：果蝇的眼色由两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制，其中B、b基因位于X染色体上，则另一对等位基因(A、a)位于常染色体上，两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。又由于“基因A、B同时存在时果蝇表现为紫眼，A存在而B不存在时表现为红眼，其余情况表现为白眼”，则基因型为A_XB_的个体表现为紫眼，基因型为A_XbXb、A_XbY的个体表现为红眼，基因型为aaXbXb、aaXbY、aaXBXB、aaXBXb、aaXBY的个体表现为白眼。
(1)据上述可知，白眼果蝇的基因型有aaXbXb、aaXbY、aaXBXB、aaXBXb、aaXBY，共5种。据题干信息两只紫眼果蝇杂交，子代出现紫眼和红眼两种类型，且红眼只出现在雄果蝇中可知，亲本的基因型为AAXBY和AaXBXb、AaXBY和AAXBXb、AAXBY和AAXBXb。(2)让红眼雌果蝇(A_XbXb)与白眼雄果蝇(aaX_Y)杂交得F1，F1雌雄果蝇随机交配得F2，F2的表型及其比例为红眼果蝇∶紫眼果蝇∶白眼果蝇＝3∶3∶2，可推知，F1的基因型分别为AaXBXb(紫眼)、AaXbY(红眼)，则亲本的基因型分别为AAXbXb、aaXBY。若让F1中全部紫眼雌果蝇(AaXBXb)测交，即AaXBXb×aaXbY，则后代中红眼雌果蝇(AaXbXb)所占的比例为1/2×1/4＝1/8，后代中红眼雄果蝇(AaXbY)所占的比例为1/2×1/4＝1/8，因此后代出现红眼果蝇的概率为1/8＋1/8＝1/4。F2紫眼雄果蝇的基因型为1/3AAXBY、2/3AaXBY，白眼雌果蝇的基因型为1/2aaXbXb、1/2aaXBXb，雄果蝇产生的配子种类为1/3AXB、1/3AY、1/6aXB、1/6aY，雌果蝇产生的配子种类为3/4aXb、1/4aXB，因此若让F2中全部紫眼雄果蝇与白眼雌果蝇随机交配，则后代中白眼雄果蝇(aaX_Y)所占的比例为1/6×3/4＋1/6×1/4＝1/6。(3)正常眼雌果蝇的基因型为XrXr，棒眼雄果蝇的基因型为XRY，正常情况下，二者杂交，后代雌果蝇全部表现为棒眼，雄果蝇全部表现为正常眼，而F1中出现了一只正常眼雌果蝇(染色体数目正常)。若变异只发生在双亲一方的减数分裂Ⅱ过程中，则F1中出现正常眼雌果蝇最可能的原因是在父方形成精子时，X染色体缺失了含R基因的片段，形成了X染色体上不含R基因的精子。
4.(2021·南京市学情调研)如图为一对雌雄果蝇体细胞的染色体图解，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y表示染色体。果蝇的红眼、白眼基因(A、a)位于X染色体上；灰体和黑檀体基因(B、b)位于Ⅲ号染色体上；翻翅和正常翅(D、d)基因位于Ⅱ号染色体上。回答下列问题：
(1)由图可知，雄果蝇的基因型为________________，该果蝇经减数分裂至少可以产生________种配子。
(2)多对上图雌雄果蝇交配产生的F1中翻翅个体与正常翅个体之比接近2∶1，其原因最可能是______________________________________________________。
某兴趣小组的同学用翻翅灰体果蝇与正常翅黑檀体果蝇作亲本进行杂交实验，F1有翻翅灰体果蝇和正常翅灰体果蝇两种表型。则：
①实验中两亲本的基因型为_____________________________________________。
②若让F1中翻翅灰体果蝇相互交配，则其后代中翻翅灰体∶翻翅黑檀体∶正常翅灰体∶正常翅黑檀体的比例为________________________。
(3)果蝇的红眼(A)和白眼(a)基因位于X染色体上，从某果蝇种群中随机抽取雌雄果蝇各100只，其中红眼雄果蝇为60只，红眼雌果蝇为80只。已知红眼雌果蝇中50%为杂合子，则a的基因频率为________________。
(4)用红眼雌果蝇与红眼雄果蝇作亲本杂交，在没有发生基因突变的情况下，在F1群体中发现一只基因型为XaXaY的白眼果蝇，最可能的原因是________(填“父本”或“母本”)形成配子时，在减数第________次分裂时染色体移动出现异常。
答案　(1)DdBbXaY　8
(2)显性纯合子(DD)致死　①DdBB和ddbb　②6∶2∶3∶1
(3)40%　(4)母本　二
解析　(1)由图可知，雄果蝇的基因型为DdBbXaY，该果蝇经减数分裂至少可以产生2×2×2＝8(种)配子。(2)多对基因型为Dd的雌雄果蝇交配，F1中翻翅个体与正常翅个体之比接近2∶1，其原因最可能是显性纯合子(DD)致死。用翻翅灰体果蝇与正常翅黑檀体果蝇作亲本进行杂交实验，F1有翻翅灰体果蝇和正常翅灰体果蝇两种表型，未出现黑檀体果蝇，说明灰体对黑檀体为显性，亲本的基因型为DdBB和ddbb。F1中翻翅灰体果蝇的基因型为DdBb，F1中翻翅灰体果蝇相互交配产生的后代中，翻翅灰体(DdB_)∶翻翅黑檀体(Ddbb)∶正常翅灰体(ddB_)∶正常翅黑檀体(ddbb)＝6∶2∶3∶1。
(3)解法一　由题意可知，随机抽取的100只雄果蝇中有60只红眼雄果蝇(XAY)，40只白眼雄果蝇(XaY)，则a的基因频率为40÷(40＋60)＝40%。
解法二　可以从雌果蝇入手进行计算。随机抽取的100只雌果蝇中，基因型为XAXA、XAXa、XaXa的个体数分别为40只、40只、20只，则a的基因频率为(40＋20×2)÷(40×2＋40×2＋20×2)＝40%。
解法三　可以从亲本入手进行计算。随机抽取的100只雌果蝇和100只雄果蝇中，基因型为XAXA、XAXa、XaXa的个体数分别为40只、40只、20只，基因型为XAY、XaY的个体数分别为60只、40只，则a的基因频率为(40＋20×2＋40)÷(40×2＋40×2＋20×2＋60＋40)＝40%。
(4)亲本都表现为红眼，其杂交产生的F1群体中出现了一只基因型为XaXaY的白眼果蝇，不考虑基因突变，则该白眼果蝇的Xa一定来自亲本雌果蝇，则亲本雌果蝇的基因型为XAXa，故在F1群体中发现一只基因型为XaXaY的白眼果蝇，最可能的原因是母本(XAXa)形成配子时，在减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体未正常分离，从而形成了XaXa卵细胞。