高考生物二轮复习专题专练(12)　通过“模式生物”分析“基因定位”类试题(含解析）

高考生物二轮复习专题专练
(12)　通过“模式生物”分析“基因定位”类试题
题型一　一对等位基因位置关系的判定
从“高度”上研究高考
[典例]　果蝇的X、Y染色体上存在同源区和非同源区，如图所示。
果蝇的刚毛和截毛是一对相对性状，由基因B和b控制，显隐性及其在染色体上的位置均未知。雌雄个体中均有刚毛个体和截毛个体，某同学选择一只截毛雌性个体与一只刚毛雄性个体进行交配，产生了若干子代。据此分析下列问题。
(1)若子代雌性和雄性均为截毛∶刚毛＝1∶1，则截毛一定不是____(填“常”或“X”)染色体上____(填“显性”或“隐性”)基因所控制。
(2)若子代雌性全为刚毛，雄性全为截毛，则该对基因可能位于______________上。
(3)若子代雌性全为截毛，雄性全为刚毛，则该对基因位于______________(填“Ⅰ非同源区”或“Ⅱ同源区”)上。
(4)若亲本均为纯合个体，且子代雌雄个体均为刚毛，则该对基因可能位于常染色体上，也可能位于Ⅱ同源区，请选用F1个体，通过实验，进一步确认基因的位置，写出实验思路、预期结果和相应结论。
实验思路：______________________________。
预期结果和相应结论：_____________________________________________________。
[答案]　(1)X　隐性　(2)Ⅰ非同源区或Ⅱ同源区　(3)Ⅱ同源区　(4)让F1个体相互交配统计F2的表型及其比例　如果F2中雄性个体全部为刚毛，则该对基因位于Ⅱ同源区；如果F2中雌雄个体均为截毛∶刚毛＝3∶1，则该对基因位于常染色体上
从“深度”上提升知能
一对等位基因位置关系的判定
实验法判断基因是位于常染色体、X(Z)染色体还是X、Y(Z、W)染色体同源区段上
从“宽度”上拓展训练
1．(2022·合肥一模)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，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。
解析：(1)亲代白色雌昆虫与红色雄昆虫杂交，子代中体色与性别相关联，说明控制体色的基因位于X染色体。(2)亲代星眼杂交，子代中出现圆眼，说明星眼为显性性状，且亲代基因型均为Aa，正常情况下子代应为A－∶aa＝3∶1，即星眼∶圆眼＝3∶1，出现星眼∶圆眼＝2∶1的原因是AA纯合致死；F1中星眼基因型为Aa，占2/3，圆眼基因型为aa，占1/3，则A的基因频率为1/3，a的基因频率为2/3，因AA纯合致死，所以两者自由交配，子代中圆眼个体aa所占的比例是1/2。(3)设该隐性致死基因为d，欲探究该突变基因位于常染色体上，还是X染色体上，可将该只突变雄性昆虫与正常雌性昆虫杂交获得F1，F1雌雄果蝇相互交配，统计F2成虫中雄性昆虫比例：若隐性致死突变基因在X染色体上，则该雄性个体基因型为XdY，与正常雌性个体XDXD杂交，F1为XDXd、XDY，F1相互交配，由于胚胎纯合致死，则子代XdY个体死亡，存活个体基因型及比例为XDXD∶XDXd∶XDY＝1∶1∶1，F2中雄性昆虫占1/3。若隐性致死突变基因在常染色体上，则致死现象与性别无关，即F2中雌∶雄＝1∶1。
答案：(1)X　昆虫体色的遗传与性别相关联　(2)AA纯合致死(星眼基因纯合致死)　1/2　(3)将该只突变雄性昆虫与正常雌性昆虫杂交获得F1，F1雌雄果蝇相互交配，统计F2成虫中雄性昆虫比例　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)
2．(2022·杭州二模)果蝇的有眼与无眼由一对等位基因A、a控制，正常毛与短毛由另一对等位基因B、b控制，两对基因独立遗传且有一对位于X染色体上。一群有眼正常毛雌蝇与一群有眼正常毛雄蝇交配，F1的表型及比例如下表。
分类 有眼正常毛 有眼短毛 无眼正常毛 无眼短毛
F1雄蝇 2 2 1 1
F1雌蝇 4 0 2 0
回答下列问题：
(1)无眼对有眼为______性，控制有眼与无眼的A(a)基因位于______染色体上。
(2)亲本雌蝇的基因型为________________。让F1自由交配，F2的基因型共有________种。F2出现的各种表型中比例最少的是(有眼与无眼、正常毛与短毛、性别均考虑在内)__________________________。
(3)摩尔根的果蝇眼色杂交实验首次将白眼基因定位到了X染色体上。有人认为控制果蝇眼色的基因可能不是仅位于X染色体上，而是位于X、Y染色体的同源区段。已知果蝇的红眼对白眼为显性，请利用纯合的红眼雄蝇、白眼雄蝇、白眼雌蝇、红眼雌蝇，设计一个一代杂交实验，判断眼色基因的基因座位。
杂交实验方案：________________________________________________________
________________________________________________________________________。
预期结果及结论：
①__________________，则眼色基因位于X、Y染色体的同源区段。
②________________________，则眼色基因仅位于X染色体上。
解析：(1)亲代雌雄有眼果蝇杂交，子代中无论雌雄果蝇均有有眼和无眼，且比例为2∶1，该比例为3∶1的变形，说明子代发生了性状分离的现象，则有眼对无眼为显性，且存在显性纯合致死现象，控制该性状的基因位于常染色体上。(2)根据以上分析可知，有眼对无眼为显性，且控制该性状的基因位于常染色体上，且亲代在该性状上均为杂合子；根据题意，两对基因独立遗传且有一对位于X染色体上，则控制果蝇正常毛和短毛的基因位于X染色体上，由于亲代均为正常毛，而子代雄果蝇中有正常毛和短毛，而雌果蝇中只有正常毛，故亲代雌果蝇基因型为AaXBXb，雄果蝇基因型为AaXBY。将两对性状分开考虑，则F1的子代果蝇：有眼与无眼方面子代基因型为2/3Aa和1/3aa，那么产生的配子为1/3A、2/3a，正常毛与短毛性状方面子代的基因型为1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBY、1/4XbY，那么产生的雌配子为3/4XB、1/4Xb，产生雄配子为1/4XB、1/4Xb、1/2Y，F1自由交配，有眼与无眼方面F2的基因型有1/9AA、4/9Aa、4/9aa，由于AA致死，因此F2的基因型为1/2Aa、1/2aa；正常毛与短毛性状方面F2的基因型有3/16XBXB、4/16XBXb、1/16XbXb、6/16XBY、2/16XbY，因此F2的基因型共有2×5＝10种。F2出现的各种表型中比例最少的是无眼短毛雌果蝇(aaXbXb)和有眼短毛雌果蝇(AaXbXb)。(3)判断基因位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段，通常选择隐雌显雄杂交法，选择纯合的红眼雄蝇和白眼雌蝇交配，假设用基因R、r表示控制该性状的基因，若该性状的基因仅位于X染色体上，则亲代果蝇的基因型分别为红眼雄蝇XRY、白眼雌蝇XrXr，F1的雌果蝇均为红眼XRXr，雄果蝇均为白眼XrY；若该性状的基因位于X、Y染色体的同源区段，则亲代果蝇的基因型分别为红眼雄蝇XRYR、白眼雌蝇XrXr，子代F1雌果蝇均为红眼XRXr，雄果蝇也均为红眼XrYR。因此统计F1的表型及比例即可确定基因的位置。
答案：(1)隐　常　(2)AaXBXb　10　无眼短毛雌蝇和有眼短毛雌蝇　(3)选择纯合的红眼雄蝇和白眼雌蝇交配得F1，统计后代的表型及比例　①若F1全为红眼　②若F1雌性全为红眼，雄性全为白眼
题型二　两对等位基因位于一对还是两对同源染色体上的判断
从“高度”上研究高考
[典例]　某种雌雄同花的植物，花的颜色由两对基因(A和a，B和b)控制，A基因控制红色色素合成(AA和Aa的效应相同)，B基因为修饰基因，淡化颜色的深度(BB使红色完全消失而表现为白色，Bb使红色变淡而表现为粉色)。为了探究两对基因(A和a，B和b)是在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某课题小组选用基因型为AaBb的植株进行自交实验。
(1)实验假设：这两对基因在染色体上的位置有三种类型，已给出两种类型，请将未给出的类型画在方框内。如图所示，竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点。
(2)实验步骤：
第一步：基因型为AaBb的植株自交。
第二步：观察并统计子代植株花的颜色和比例。
(3)实验可能的结果(不考虑基因突变、互换等变异)及相应的结论：
①若子代植株花的颜色及比例为__________，则两对基因在两对同源染色体上(符合第一种类型)。
②若子代植株花的颜色及比例为__________，则两对基因在一对同源染色体上(符合第二种类型)。
③若子代植株花的颜色及比例为__________，则两对基因在一对同源染色体上(符合第三种类型)。
[答案]　(1)
(3)①红色∶粉色∶白色＝3∶6∶7
②粉色∶白色＝1∶1
③红色∶粉色∶白色＝1∶2∶1
从“深度”上提升知能
两(多)对等位基因位置关系的判定
判断两(多)对等位基因位于一对还是两对同源染色体上，实质是确定两对等位基因的遗传是遵循自由组合定律，还是遵循连锁与互换规律。
(1)如图所示，①图中A/a、B/b、D/d这三对等位基因的遗传都遵循分离定律；
②图中基因A/a与D/d(或基因B/b与D/d)分别位于两对同源染色体上，其遗传遵循自由组合定律；③图中基因A/a和B/b位于一对同源染色体上，其遗传不遵循自由组合定律。
(2)根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置
从“宽度”上拓展训练
1．(2022·菏泽一模)某雌雄异株植物显性基因A、B、C同时存在时开紫花，其余情况都开白花。一株纯合紫花雌株与隐性纯合白花雄株杂交得到F1 。回答下列问题：
(1)若三对等位基因均位于常染色体上且独立遗传，则F1雌雄株随机传粉得到的F2中紫花植株与白花植株的比例为__________。
(2)若三对基因均位于常染色体上，已知F1产生的配子如下表所示，则三对基因的分布情况是____________________________，且______(填“发生”或“未发生”)过片段互换，据此分析F1测交子代的表型及比例为________________。
配子 ABC Abc aBC abc ABc AbC aBc abC
占比 21% 4% 4% 21% 21% 4% 4% 21%
(3)若三对基因中有一对位于X染色体上，另外两对基因在常染色体上且独立遗传，F1雌雄株随机传粉得到的F2中紫花雌株占______，白花植株中纯合子占________。
(4)若不考虑片段互换，也不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段，已知至少有一对基因位于X染色体上，则三对基因位置关系为________时，F2中紫花∶白花＝3∶1。
解析：(1)已知雌雄异株植物显性基因A、B、C同时存在时开紫花，其余情况都开白花，若三对基因均位于常染色体上且独立遗传，则F1雌雄株基因型均为AaBbCc，随机传粉得到的F2中紫花植株占3/4×3/4×3/4＝27/64，因此F2中紫花植株与白花植株的比例为27∶37。(2)若三对基因均位于常染色体上，由题表可知，AB组合在一起和ab组合在一起所占的比例较大，则三对基因的分布情况是A/a、B/b基因位于一对同源染色体上，且A和B连锁，a和b连锁，C/c基因位于另一对同源染色体上。由于F1能产生8种配子，因此推测F1在产生配子时发生过片段互换，由于F1产生ABC配子的概率为21%，因此测交子代表型及比例为紫花∶白花＝21∶79。(3)若三对基因中有一对位于X染色体上，另外两对基因在常染色体上且独立遗传，假设亲本为AABBXCXC及aabbXcY，F1为AaBbXCXc和AaBbXCY，则F1雌雄株随机传粉得到的F2中紫花雌株占3/4×3/4×1/2＝9/32，白花植株占37/64，其中纯合子有AABBXcY、AAbbXCXC、AAbbXcY、AAbbXCY、aabbXCXC、aabbXCY、aaBBXcY、aaBBXCXC、aaBBXCY、aabbXcY，占F2全部植株的10/64，因此白花植株中纯合子占10/37。(4)若不考虑片段互换，也不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段，已知至少有一对基因位于X染色体上，F2中紫花∶白花＝3∶1，符合分离定律，因此只有三对基因在同一对同源染色体上时，即均位于X染色体上时，才能符合此比例。
答案：(1)27∶37　(2)A/a、B/b基因位于一对同源染色体上，且A和B连锁，a和b连锁，C/c基因位于另一对同源染色体上　发生　紫花∶白花＝21∶79　(3)9/32　10/37　(4)均位于X染色体上
2．果蝇的灰身基因(A)对黑身基因(a)为显性，刚毛基因(B)对截刚毛基因(b)为显性。回答下列问题：
(1)现用一只灰身雄果蝇与一只灰身雌果蝇杂交，统计子一代果蝇的表型及比例，结果为灰身∶黑身＝3∶1。根据这一实验数据还不能确定A和a是位于常染色体还是X染色体上，还需要统计__________________才能确定A和a位于X染色体上。
(2)若果蝇刚毛和截刚毛这对等位基因位于X和Y染色体的同源区段上，则果蝇群体中，基因型有______种；若果蝇刚毛和截刚毛这对等位基因位于X染色体上，Y染色体上没有其等位基因，则果蝇群体中，基因型有____种。
(3)若果蝇刚毛和截刚毛这对等位基因位于X和Y染色体的同源区段上，现有四种纯合子果蝇，表型为刚毛雌果蝇、刚毛雄果蝇、截刚毛雌果蝇、截刚毛雄果蝇，请从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，最终获得的子代果蝇中，雌性全部表现为截刚毛，雄性全部表现为刚毛，请简要写出实验思路：______________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)一只灰身雄果蝇与一只灰身雌果蝇杂交，统计子一代果蝇的表型及比例为灰身∶黑身＝3∶1，说明体色遗传遵循基因的分离定律，由于亲本基因型为Aa×Aa或XAXa×XAY时，其子一代结果都是灰身∶黑身＝3∶1，因此不能确定A和a是位于常染色体还是X染色体上。若A和a位于常染色体上，则子一代雄性和雌性都存在黑身果蝇；若A和a位于X染色体上，则子一代黑身果蝇全为雄性，所以还需要统计子一代黑身果蝇是否全为雄性才能确定A和a是否位于X染色体上。(2)若果蝇刚毛和截刚毛这对等位基因位于X和Y染色体的同源区段上，雌果蝇有XBXB、XBXb、XbXb 3种基因型，雄果蝇有XBYB、XBYb、XbYB、XbYb 4种基因型，则果蝇群体中基因型有7种；若果蝇刚毛和截刚毛这对等位基因位于X染色体上，Y染色体上没有其等位基因，则果蝇群体中，基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY，共5种。(3)由于亲本果蝇为四种纯合子，即基因型分别为XBXB、XBYB、XbXb、XbYb，通过两代杂交，最终获得的子代果蝇中，雌性全部表现为截刚毛(XbXb)，雄性全部表现为刚毛(含B基因)，推测子一代雌雄果蝇基因型为XbXb、XbYB，进而确定亲本基因型为XbXb、XBYB，亲本杂交后得到F1，让F1中的刚毛雄果蝇(XbYB)与截刚毛雌果蝇(XbXb)再杂交，得到的F2即为所需的果蝇。
答案：(1)子一代中黑身果蝇是否全为雄性　(2)7
5　(3)取纯种截刚毛雌果蝇(XbXb)和刚毛雄果蝇(XBYB)杂交得到F1，让F1中的刚毛雄果蝇(XbYB)与截刚毛雌果蝇(XbXb)再杂交，得到F2，F2中雌果蝇全为截刚毛，雄果蝇全为刚毛
3．(2022·济南三模)玉米是雌雄同株异花的农作物。科学家发现，玉米籽粒正常与干瘪受一对等位基因A/a控制，干瘪的籽粒无发芽能力；玉米的育性受另外一对等位基因M/m控制，其中基因型MM、Mm个体可产生可育的雌雄配子，mm表现为雄性不育。
(1)将基因型为MM的正常玉米籽粒种植，开花时随机传粉，成熟后收获F1种子再种植。F1植株自花传粉后，有1/2的F1植株果穗上结出干瘪种子，则亲代正常籽粒中纯合子所占比例为__________。
(2)将基因型为AaMm的植株连续自交两代，发现F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为3∶1，则可判断A/a、M/m两对等位基因分别位于________(填“一对”或“两对”)同源染色体上，理由是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
F2植株中雄性不育个体所占的比例为________。
(3)在玉米杂交育种过程中，为了持续获得雄性不育植株，将雄配子致死基因B、红色胚带荧光基因R(正常玉米黄色胚)和花粉育性恢复基因M(使雄性不育植株恢复育性)构成紧密连锁的“元件”，可通过转基因技术将单个“元件”导入雄性不育植株细胞的染色体上。请简述利用该转基因植株持续获得非转基因雄性不育植株的育种过程。(以上植株均不含a基因)
(4)将上述转基因植株作母本与基因型为MM的玉米杂交，F1自交，假设所有卵细胞均可受精，F2植株中有1/8的雄性不育植株，可知单个基因B、R和M构成的紧密连锁的“元件”导入雄性不育植株细胞的______(选填图中“①”“②”“①或②”)处。
解析：(1)基因型为MM的正常玉米籽粒，开花时随机传粉，成熟后收获F1种子再种植。F1植株自花传粉后，有1/2的F1植株果穗上结出干瘪种子，则可知干瘪为隐性性状，正常为显性性状；F1中基因型为AaMM的植株占1/2，故亲本正常籽粒基因型为AAMM、AaMM，设亲代产生的aM配子比例为X，则AM配子比例为1－X，由于基因型为aa的种子无发芽能力，可计算2X×(1－X)÷(1－X2)＝1/2，解得X为1/3，故基因型为AaMM的个体所占比例为2/3，AAMM所占比例为1/3，即亲代正常籽粒中纯合子所占比例为1/3。(2)将基因型为AaMm的植株连续自交两代，发现F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为3∶1，而由于基因型为aa的种子无发芽能力，若两对等位基因位于1对同源染色体上，则F1植株中雄性可育植株∶雄性不育植株的比例为2∶1或3∶0，据此可判断A/a、M/m两对等位基因分别位于两对同源染色体上。F1植株中雄性可育植株MM∶雄性可育植株Mm∶雄性不育植株mm＝1∶2∶1，雄性不育只能作母本，不能自交，故F2植株中雄性不育个体所占的比例为2/3×1/4＝1/6。(3)在玉米杂交育种过程中，为了持续获得雄性不育植株，将雄配子致死基因B、红色胚带荧光基因R(正常玉米黄色胚)和花粉育性恢复基因M(使雄性不育植株恢复育性)构成紧密连锁的“元件”，可通过转基因技术将单个“元件”导入雄性不育植株细胞的染色体上。若要利用该转基因植株持续获得非转基因雄性不育植株，可将该转基因植株BRMmm进行自花传粉，子代基因型为BBRRMMmm(雄配子均致死)、BRMmm(BRMm的雄配子致死，m的雄配子正常)、mm，种子成熟后，收获种子，选黄色种子mm种植，即可得到非转基因雄性不育植株；将带荧光红色胚种子BRMmm种植继续自花传粉，可持续获得非转基因雄性不育植株mm。(4)将上述转基因植株作母本BRMmm与基因型为MM的玉米杂交，F1自交，假设所有卵细胞均可受精，F2植株中有1/8的雄性不育植株mm，将1/8拆分为1/2×1/4，可知F1中基因型为Mm的个体所占比例为1/2，可知单个基因B、R和M构成的紧密连锁的“元件”与m基因连锁，即导入雄性不育植株细胞的①处。
答案：(1)1/3　(2)两对　若两对等位基因位于1对同源染色体上，则F1植株中雄性可育植株∶雄性不育植株的比例为2∶1或3∶0　1/6　(3)将该转基因植株进行自花传粉，种子成熟后，收获种子，选黄色种子种植，即可得到非转基因雄性不育植株；将带荧光红色胚种子种植继续自花传粉，可持续获得非转基因雄性不育植株。(4)①
题型三　利用单体、三体或缺体定位特定基因的位置
从“高度”上研究高考
[典例]　某二倍体植物(2n＝24)的红花与白花受3对等位基因的控制(相关基因用A、a，B、b和D、d表示)，同时含有A、B与D基因的植株开红花，其余的植株开白花。在对每株红花植株的自交后代进行统计时，研究人员发现某些红花植株能稳定遗传，某些红花植株自交会出现性状分离。体细胞中缺失了一条染色体的个体称作单体，缺失了一条1号染色体的个体称作1单体，缺失了一条2号染色体的个体称作2单体，以此类推。现有用AABBDD植株培育成的12种红花单体，某学者将其与基因型为aabbdd的植株进行杂交，并对12组杂交组合的子代性状分别进行统计。回答下列问题：
(1)若只有2单体与基因型为aabbdd的植株杂交子代出现白花个体，则对该现象最合理的解释是_____________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若有2组的杂交子代出现白花个体，该现象说明________________________________________________________________________。
此时这两组杂交子代的花色性状比例为____________________。
(3)若有3组的杂交子代出现白花个体，则基因型为AABbDd的植株自交，其子代的花色性状及比例为________________。
[答案]　(1)控制花色的3对等位基因均位于2号染色体上，亲本中的2单体产生了数量相等的ABD配子和不含花色基因的配子，与基因型为aabbdd的植株杂交后，基因型为AaBbDd的子代开红花，基因型为abd的子代开白花　(2)控制花色的3对等位基因位于2对同源染色体上　红花∶白花＝1∶1　(3)红花∶白花＝9∶7
从“深度”上提升知能
1．利用三体进行基因定位
2．利用单体进行基因定位
3．利用染色体片段缺失进行基因定位
从“宽度”上拓展训练
1．(2022·保定模拟)果蝇由于繁殖周期短、子代数量多等特点成为遗传学中常用的实验材料，可用于染色体变异、检测是显性纯合致死还是隐性致死突变、基因定位等方面的研究。回答下列问题：
(1)显微镜下观察到一只果蝇的Ⅱ号染色体上出现了拱环结构，如图所示，该果蝇为杂合子(Aa)，基因A对a为显性，却表现出了隐性性状，原因可能是_____________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在野生型群体中，某只缺失一条Ⅱ号染色体的雄蝇X经射线处理后，出现一单基因显性突变性状，请设计实验确定该突变基因是位于Ⅱ号染色体上还是位于其他常染色体上。已知果蝇缺失一条Ⅱ号染色体可以存活，缺失两条则致死，要求写出实验思路、预期结果和结论。
实验思路：_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
预期结果和结论：________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)基因A所在的染色体片段缺失导致基因型为Aa的果蝇表现为隐性性状。(2)实验材料是动物，不能自交，只能杂交。题干中明确指出只有一只缺失一条Ⅱ号染色体的雄蝇X经过射线处理，故只能让雄蝇与染色体数目正常的野生型个体杂交。假设显性突变基因用B表示，缺失用O表示，若基因B位于Ⅱ号染色体上，第一步杂交实验为BO×bb，所得F1基因型及比例为Bb∶bO＝1∶1；若基因B位于其他常染色体上，第一步杂交实验则为Bb×bb，所得F1基因型及比例为Bb∶bb＝1∶l。因第一步杂交实验后结果相同，故必须进行第二步杂交实验，目的是让子代中出现Ⅱ号染色体缺失纯合个体，由F1中的隐性个体与雄蝇X回交产生F2。若基因B位于Ⅱ号染色体上，则第二步杂交实验为BO×bO，所得F2基因型及比例为Bb∶BO∶bO∶OO(致死)＝1∶1∶1∶0，即突变型∶野生型＝2∶1；若基因B位于其他常染色体上，则第二步杂交为Bb×bb，所得F2基因型及比例为Bb∶bb＝1∶1，即突变型∶野生型＝1∶1。
答案：(1)基因A所在的染色体片段缺失
(2)方案一
实验思路：让雄蝇X与染色体数目正常的野生型雌蝇杂交产生F1，让F1中的野生型雌蝇与雄蝇X回交产生F2，统计F2中的表型及比例
预期结果和结论：若F2中突变型∶野生型＝2∶1，则突变基因位于Ⅱ号染色体上；若F2中突变型∶野生型＝1∶1，则突变基因位于其他常染色体上
方案二
实验思路：让雄蝇与染色体数目正常的野生型雌蝇杂交产生F1，让F1中的雌雄果蝇自由交配，统计F2中的表型及比例
预期结果和结论：若F2中突变型∶野生型＝7∶8，则突变基因位于Ⅱ号染色体上；若F2中突变型∶野生型＝7∶9，则突变基因位于其他常染色体上
2．染色体数目变异类型多样，其中缺失一条染色体的情况称为单体(2n－1)，增加一条染色体称为三体(2n＋1)。黑腹果蝇是遗传学研究的常用材料，染色体组成如图所示。Ⅳ号染色体(点状染色体)单体和三体的果蝇均能够繁殖，分析回答下列问题：
(1)果蝇的性别决定方式为________。Ⅳ号染色体单体的雌性黑腹果蝇减数分裂产生的配子种类有________种，染色体数量分别为________条。
(2)在黑腹果蝇群体中偶然出现一只染色体正常的无眼果蝇，已知无眼为隐性性状，野生型为显性性状，受一对等位基因控制，但是不确定这对等位基因是位于Ⅲ号还是Ⅳ号染色体上，科研人员分成两个小组分别进行了以下实验，请补充完成以下探究实验：
①甲组：取Ⅳ号染色体单体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交，若子一代表型及比例约为____________，说明这对等位基因位于Ⅲ号染色体上；若子一代表型及比例约为______________，说明这对等位基因位于Ⅳ号染色体上。
②乙组：取Ⅳ号染色体三体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交，子一代全为野生型，子一代雌雄果蝇杂交，若子二代表型及分离比为__________________，则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上。
解析：(1)由题图可知，果蝇的性别决定方式为XY型。Ⅳ号染色体单体的雌性黑腹果蝇体细胞中有7条染色体，减数分裂产生配子时，同源染色体分离，单个的Ⅳ号染色体随机移向一极，则形成的配子中含有的染色体数为3条和4条，配子种类共两种。(2)已知无眼为隐性性状，野生型为显性性状，受一对等位基因控制，假设用A、a来表示。为研究这对等位基因是位于Ⅲ号还是Ⅳ号染色体上做了两组实验：①甲组：取Ⅳ号染色体单体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交，若这对等位基因位于Ⅲ号染色体上，后代的遗传与Ⅳ号染色体无关，则亲本的基因型分别为AA、aa，子一代全为野生型(基因型为Aa)，即野生型∶无眼＝1∶0；若这对等位基因位于Ⅳ号染色体上，则Ⅳ号染色体单体野生型果蝇只含有一个显性基因(假设用O表示缺失一条染色体，即基因型为AO)，与该无眼果蝇(基因型为aa)杂交，后代会出现野生型(基因型为Aa)和无眼(基因型为Oa)两种，比例为1∶1。②乙组：取Ⅳ号染色体三体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交，子一代全为野生型，子一代雌雄果蝇杂交。若无眼基因位于Ⅳ号染色体上，Ⅳ号染色体三体野生型果蝇(基因型为AAA)会产生两种配子：一种为A，另一种为AA，比例为1∶1，与该无眼果蝇(基因型为aa)杂交，子一代全为野生型，基因型及比例为AAa∶Aa＝1∶1，子一代雌雄果蝇杂交，基因型为AAa的个体产生的配子及比例为AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，基因型为Aa的个体产生的配子及比例为A∶a＝1∶1，则产生的基因型为a的雌雄配子均占1/3，后代无眼果蝇所占的比例为1/3×1/3＝1/9，野生型所占的比例为1－1/9＝8/9，即子二代表型及分离比为野生型∶无眼＝8∶1。
答案：(1)XY型　2　3和4　(2)①野生型∶无眼＝1∶0　野生型∶无眼＝1∶1　②野生型∶无眼＝8∶1
[微课微练·一点一评]
一、选择题
1．(2022·全国乙卷)依据鸡的某些遗传性状可以在早期区分雌雄，提高养鸡场的经济效益。已知鸡的羽毛性状芦花和非芦花受1对等位基因控制。芦花鸡和非芦花鸡进行杂交，正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同，反交子代均为芦花鸡。下列分析及推断错误的是(　 )
A．正交亲本中雌鸡为芦花鸡，雄鸡为非芦花鸡
B．正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合体
C．反交子代芦花鸡相互交配，所产雌鸡均为芦花鸡
D．仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别
解析：选C　根据题意可知，正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同，反交子代均为芦花鸡，说明控制鸡羽毛性状芦花和非芦花的基因位于Z染色体上，且芦花为显性。设控制该对相对性状的等位基因为A和a。正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花雌鸡)，子代为ZAZa、ZaW，且芦花鸡和非芦花鸡数目相同，反交为ZAZA×ZaW，子代为ZAZa、ZAW，且全为芦花鸡，A正确；正交子代和反交子代中芦花雄鸡均为ZAZa(杂合子)，B正确；反交子代芦花鸡相互交配，即ZAZa×ZAW，所产雌鸡为ZAW、ZaW(非芦花)，C错误；正交子代为ZAZa(芦花雄鸡)、ZaW(非芦花雌鸡)，D正确。
2．(2022·济南模拟)某动物的毛黑色(N)对白色(n)为显性，有尾(R)对无尾(r)为显性。下图为甲、乙两品系动物体细胞中部分染色体及基因情况。已知含片段缺失染色体的雄配子致死。取自甲品系的某雌性个体与取自乙品系的某雄性个体杂交，后代出现一个基因型为RRr的子代(丙)。下列相关叙述正确的是(　 )
A．甲品系的动物相互交配，后代有2种表型和8种基因型
B．甲品系雄性个体与乙品系雌性个体杂交，F1有4种基因型且F1的雄配子均不致死
C．丙与其父本杂交，产生Rr后代的概率是1/3
D．丙产生的原因可能是甲个体在减数分裂Ⅰ时异常所致
解析：选C　甲品系动物相互交配，雌性可以产生NR、Nr、nR、nr4种配子，雄性由于n基因所在的染色体片段缺失导致雄配子致死，只能产生NR、Nr这2种配子，雌雄配子间随机结合，所以子代一共有6种基因型，2种表型，A错误；由于含片段缺失染色体的雄配子致死，甲品系动物雄性只能产生NR、Nr这2种配子，乙品系只能产生nr的配子，所以子代一共只有2种基因型(NnRr、Nnrr)，且F1个体染色体都没有缺失，所以雄配子都不致死，B错误；由丙RRr的基因型可以看出，其中的RR来自其母本甲，r来自其父本乙，丙可以产生的配子R∶Rr∶RR∶r＝2∶2∶1∶1，父本(乙)只产生1种配子r，所以后代产生Rr的比例为1/3，C正确；丙个体基因型为RRr，父本的基因型为rr，母本的基因型为Rr，产生了RRr的子代只能是母本在减数分裂Ⅱ时含R的姐妹染色单体分开后移向了同一极，D错误。
3．(2022·菏泽二模)果蝇(2n＝8)羽化从蛹变蝇的时间有19 h、24 h和29 h三种，分别由基因A1、A2和A3控制，这三个基因的显隐性关系未知，且都不位于X、Y染色体的同源区段，现用一只羽化时间为19 h的雌蝇和一只羽化时间为24 h的雄蝇杂交，F1的羽化时间及比例为19 h∶24 h∶29 h＝1∶2∶1，且羽化时间为24 h的果蝇都是雌性，其余都是雄性。下列说法正确的是(　 )
A．基因A1、A2和A3的遗传遵循基因自由组合定律
B．基因A1、A2和A3的显隐性关系是A2＞A3＞A1
C．控制果蝇羽化时间相关的基因型有6种
D．F1自由交配产生的子代中羽化时间为19 h的果蝇占5/16
解析：选D　基因A1、A2和A3是控制同一性状的不同基因，属于等位基因，其遗传遵循基因的分离定律，A错误；基因A1、A2和A3的显隐性关系是A2＞A1＞A3，B错误；由题意分析可知，控制羽化时间的基因A1、A2和A3位于X染色体上，则雌性的基因型有6种，雄性的基因型有3种，共9种基因型，C错误；亲本的基因型为XA1XA3×XA2Y，则F1的基因型为XA1XA2、XA2XA3、XA1Y、XA3Y，比例为1∶1∶1∶1，则F1雌性个体产生的配子及比例为1/4XA1、2/4XA2、1/4XA3，雄性个体产生的配子中XA3的比例为1/4，XA1的比例为1/4，Y的比例为1/2，故F1自由交配产生的子代中羽化时间为19 h的果蝇占5/16，D正确。
4．(2022·扬州三模)“卵子死亡”是我国科学家发现的一种新型常染色体显性遗传病。它是由PANX1基因发生突变后，引起PANX1通道蛋白异常激活，卵子萎缩、退化，最终导致不育。PANX1突变基因在男性个体中不表达。下列说法错误的是(　 )
A．PANX1基因通过控制蛋白质结构直接控制生物性状
B．通过基因检测在一定程度上能够有效地预防和减少该病的产生和发展
C．患者的致病基因来自母方的概率是1/2
D．带有致病基因的男性与正常女性结婚，生下患病小孩的概率是1/4
解析：选C　根据题干“PANX1基因发生突变后，引起PANX1通道蛋白异常激活”可知，PANX1基因通过控制蛋白质结构直接控制生物性状，A正确。由题意可知，该病是由于基因突变引起的，因此通过基因检测在一定程度上能够有效地预防和减少该病的产生和发展，B正确。因为含致病基因的卵子会出现萎缩、退化的现象，最终导致不育，因此患者的致病基因只能来自父方，C错误；假设控制该病的基因为A/a，带有致病基因的男性与正常女性结婚，即Aa×aa→Aa(男孩不患病，女孩患病)、aa(男孩和女孩都正常)，所以生下患病小孩的概率是1/2×1/2＝1/4，D正确。
5．(2022·齐齐哈尔三模)丝毛鸡的羽小枝、羽纤枝都缺乏羽小钩，故羽毛开散，呈丝毛状。用常羽雄鸡和丝毛羽雌鸡进行杂交，F1中常羽雄鸡∶常羽雌鸡∶丝毛羽雄鸡∶丝毛羽雌鸡＝1∶1∶1∶1，已知该性状受一对等位基因B/b控制，W染色体上无该基因。下列相关分析正确的是(　 )
A．丝毛羽属于隐性性状，B/b位于常染色体上
B．F1中常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型相同
C．F1中常羽鸡相互交配、丝毛羽鸡相互交配，可确定B/b基因所在的位置
D．若B/b位于常染色体上，F1常羽鸡相互交配，则子代的常羽鸡∶丝毛羽鸡＝3∶1
解析：选C　根据杂交结果，无法确定羽毛性状的显隐性及基因位置，A错误；若B/b位于常染色体上，则亲本的杂交组合为：Bb×bb→Bb、bb，常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型相同；若B/b位于Z染色体上，亲本的杂交组合为：ZBZb×ZbW→ZBW∶ZbW∶ZBZb∶ZbZb＝1∶1∶1∶1，F1常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型不完全相同，B错误；Bb×Bb、bb×bb与ZBW×ZBZb、ZbW×ZbZb杂交结果不同，故F1的常羽鸡相互交配、丝毛羽鸡相互交配，可以确定B/b基因所在的位置，C正确；若B/b位于常染色体，因无法确定羽毛性状的显隐性，故无法确定F1丝毛羽鸡相互交配产生子代的性状和比例，D错误。
6．(2022·长沙二模)大麦中雄性不育基因(ms)使植株不能产生花粉，ms的显性等位基因Ms存在时植株能形成正常花粉。花的颜色由R(黄色)和r(褐色)控制。某品系中，带有Ms、R两个显性基因的染色体片段易位连接到另一染色体片段上，形成带有一个额外染色体的三体。该三体细胞减数分裂时，其他染色体都能正常配对，额外染色体在后期随机移向一极，其中花粉中有额外染色体的配子无受粉能力，该品系的自交后代分离出两种植株(如图所示)。下列叙述不正确的是(　 )
A．雄性不育系杂交时母本不用去雄
B．三体的形成属于光镜下可见的染色体变异
C．若基因型为MsmsRr的雌配子与基因型为msr的雄配子结合后存活率很低，则该三体自交后代黄花个体少于褐花个体
D．该三体大麦自花受粉后，黄花个体均为雄性不育，褐花个体均为雄性可育
解析：选D　雄性不育系杂交时由于产生的花粉不可育，因此作为母本不用去雄，A正确；三体是由于单个染色体增加一条导致的，属于染色体变异中的染色体数目变异，而此种染色体变异在光镜下是可见的，B正确；若基因型为MsmsRr的雌配子与基因型为msr的雄配子结合后存活率很低，而基因型为msr的雌配子与基因型为msr的雄配子结合后存活率不受影响，则基因型为MsmsmsRrr个体占比减少，则该三体自交后代黄花个体少于褐花个体，C正确；该三体大麦自花受粉后，黄花个体的基因型为MsmsmsRrr，表现为雄性可育，褐花个体的基因型为msmsrr，表现为雄性不育，D错误。
二、非选择题
7．(2022·临沂三模)拟南芥(2N＝10)属于十字花科植物，自花传粉，被誉为“植物界的果蝇”，广泛应用于植物遗传学研究。其植株较小，用一个普通培养皿即可种植4～10株，从发芽到开花约4～6周，每个果荚可着生50～60粒种子。
(1)拟南芥作为遗传学研究材料的优点是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)拟南芥的M基因决定雄配子育性，M失活会使雄配子育性减少1/3；N基因存在时种子萌发，但在种子中来自亲代母本的N不表达。研究者将某种抗性基因插入野生型植株(MMNN)的M或N中，获得了“敲除”M基因的抗性植株甲(表示为MmNN)和“敲除”N基因的抗性植株乙(表示为MMNn)。
①进行杂交实验：甲(♂)×乙(♀)，则所结种子中，基因型为MmNn的种子所占比例为______，可萌发种子所占比例为______；萌发后抗性植株所占比例为________。
②为了探究基因M/m、N/n所在的位置，让上述杂交实验所得子代中基因型为MmNn的植株自交，若后代种子中可萌发种子占2/5，且萌发后抗性植株占100%，则表明M、N基因在染色体上的位置关系是____________，作出该判断的依据是__________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)遗传学实验中实验数据的得出应在充分统计和观察的基础之上进行，且应有足够的数据，而拟南芥具有染色体数目比较少、易培养、生长周期短、后代数目多等特点，所以可以作为遗传学的研究材料。(2)①进行杂交实验：乙♀(MMNn)×甲♂(MmNN)，母本产生的配子种类和比例为MN∶Mn＝1∶1，由于“M基因失活会使雄配子育性减少1/3”，父本产生的雄配子的种类和比例为MN∶mN＝3∶2，因此甲与乙杂交所结种子中，基因型为MmNn的所占比例＝1/2×2/5＝1/5，可育种子所占比例为100%；F1植株中只要带有基因m或带有基因n便具有抗性，即只有MMNN不具有抗性，因此抗性植株所占比例＝1－1/2×3/5＝7/10。②若M、N基因位于同一对同源染色体上，且M和n位于一条染色体上，N和m位于另一条染色体上，则F1中基因型为MmNn的植株产生的配子只有Mn、mN两种，考虑雄性育性会减少，雄配子的种类和比例为Mn∶mN＝3∶2，而雌配子中N基因不表达，因此后代种子中可育种子所占比例＝2/5，且后代植株中抗性植株所占比例为100%。
答案：(1)细胞中染色体数目少，植株小易培养，生长周期短，产生种子多等　(2)①1/5　100%　7/10　②两对基因位于一对同源染色体上，且基因M和n位于一条染色体上，基因m和N位于另一条染色体上　在此情况下，MmNn植株产生的雄配子为Mn∶mN＝3∶2，而雌配子中N不表达，因此后代种子中可萌发种子(MmNn、mmNN)占2/5，符合题中比例，且获得植株均含m或n，即均表现出抗性
8．(2022·德州三模)野生型果蝇为灰体，常见的隐性突变体有黄体(aa)、黑体(bb)和黑檀体(ee)，其中基因e位于Ⅱ号染色体上。科研人员利用野生型、黄体A、黑体B及黑檀体C四种纯合果蝇品系进行杂交实验(杂交过程中没有发生突变)：
实验一：野生型(♂)与黄体(♀)杂交，F1中黄体(♂)∶野生型(♀)＝1∶1
实验二：野生型与黑体杂交得F1，F1自由交配，F2中野生型∶黑体＝3∶1
实验三：黑檀体与黑体杂交，F1全为野生型，F1相互交配，F2中野生型∶黑体∶黑檀体＝3∶1∶1
(1)根据实验一可知，基因a位于________染色体上；实验一和实验二的结果______(填“能”或“不能”)说明基因a和基因b位于两对同源染色体上。
(2)根据实验三可知，基因b和基因e位于______对同源染色体上，实验三中F2的表型只有三种，其原因可能是_________________________________________________。
(3)研究人员发现一种新的黑檀体隐性突变体M，突变性状由基因br控制。为确定基因br与基因e是否为同一基因突变，以及如果基因br与基因e不是同一基因突变，两突变基因是位于同源染色体上还是位于非同源染色体上，请利用野生型、突变体M和黑檀体C设计实验，写出实验思路并预期实验结果及结论(不考虑染色体互换)。
(4)经研究发现基因br与基因e是由同一基因突变而来，为进一步探究基因br与基因e的区别，科研人员根据基因e设计了引物1、引物2、引物3和引物4(如图1所示)，并选用了不同的引物组合分别对基因e和基因br进行PCR后电泳，结果如图2所示。
因引物具有序列特异性，根据实验结果得出的结论是____________________________。
解析：(1)根据实验一的结果可知，控制该性状的基因在向后代传递的过程中与性别相关联，再结合亲子代的表型可知，该性状的基因a位于X染色体上。根据实验二的结果分析可知，该性状的基因b可能位于常染色体上，如亲代的基因型分别为野生型BB、黑体bb，也可能位于X染色体上，如亲代基因型分别为野生型XBXB、黑体XbY，也符合实验中子代的结果，因此不能说明基因a和基因b位于两对同源染色体上。(2)根据实验三：黑檀体与黑体杂交，F1全为野生型，F1相互交配，F2中野生型∶黑体∶黑檀体＝3∶1∶1，则亲代的基因型分别为黑檀体BBee、黑体bbEE，则F1基因型为BbEe，表型全为野生型，若基因位于两对同源染色体上，则F1相互交配，F2中有9B_E_、3B_ee、3bbE_、1bbee，由于F2中只有三种表型，因此基因型为bbee的个体纯合致死，因此F2中有9B_E_野生型、3B_ee黑檀体、3bbE_黑体，即性状分离比为野生型∶黑体∶黑檀体＝3∶1∶1。(3)根据题意可知，该实验的目的是确定新的黑檀体隐性突变体M的基因br与基因e是否为同一基因突变，以及如果基因br与基因e不是同一基因突变，两突变基因是位于同源染色体上还是位于非同源染色体上。根据题目中所给的实验材料则实验思路为：利用突变体M和黑檀体C果蝇杂交得F1，F1的雌雄果蝇相互交配，统计F2的表型及比例。若基因br与基因e为同一基因突变，则突变体M和黑檀体C果蝇杂交得F1全为黑檀体；若基因br与基因e不是同一基因突变，且两突变基因位于非同源染色体上，则遵循自由组合定律，那么F1全为野生型，F2中野生型与黑檀体比例为9∶7；若基因br与基因e不是同一基因突变，且两突变基因位于同源染色体上，则属于基因连锁，则按照分离定律进行分析，则F1全为野生型，F2中野生型与黑檀体比例为1∶1。(4)根据题意，基因br与基因e是由同一基因突变而来，为进一步探究基因br与基因e的区别，选用了不同的引物组合分别对基因e和基因br进行PCR后电泳，根据图1和图2所示的结果可以看出，基因br只有利用引物1 4有扩增产物，而利用引物1 3和引物2 4扩增的结果没有产物出现，说明基因br与基因e相比少了区段2。
答案：(1)X　不能　(2)两　基因型bbee果蝇致死　(3)实验思路：利用突变体M和黑檀体C果蝇杂交得F1，F1的雌雄果蝇相互交配，统计F2的表型及比例。预期结果及结论：若F1全为黑檀体，则基因br与基因e为同一基因突变；若F1全为野生型，F2中野生型与黑檀体比例为9∶7，则基因br与基因e不是同一基因突变，且两突变基因位于非同源染色体上；若F1全为野生型，F2中野生型与黑檀体比例为1∶1，则基因br与基因e不是同一基因突变，且两突变基因位于同源染色体上　(4)基因br与基因e相比少了区段2