高考生物二轮复习微专题学案：3 遗传实验分析与设计（含解析）

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高考生物二轮复习微专题学案
3 遗传实验分析与设计
类型一　验证基因的分离定律和自由组合定律的实验分析
例1 [2023·浙江1月选考] 某昆虫的性别决定方式为XY型,野生型个体的翅形和眼色分别为直翅和红眼,由位于两对同源染色体上两对等位基因控制。研究人员通过诱变育种获得了紫红眼突变体和卷翅突变体昆虫。为研究该昆虫翅形和眼色的遗传方式,研究人员利用紫红眼突变体、卷翅突变体和野生型昆虫进行了杂交实验,结果见下表。
杂交 组合 P F1 F2
甲 紫红眼突变体、紫红眼突变体 直翅紫 红眼 直翅紫红眼
乙 紫红眼突变体、野生型 直翅 红眼 直翅红眼∶ 直翅紫红眼= 3∶1
丙 卷翅突变体、卷翅突变体 卷翅红眼∶ 直翅红眼= 2∶1 卷翅红眼∶ 直翅红眼= 1∶1
丁 卷翅突变体、野生型 卷翅红眼∶ 直翅红眼= 1∶1 卷翅红眼∶ 直翅红眼= 2∶3
注:表中F1为1对亲本的杂交后代,F2为F1全部个体随机交配的后代;假定每只昆虫的生殖力相同。
回答下列问题:
(1)红眼基因突变为紫红眼基因属于　　　　(填“显性”或“隐性”)突变。 若要研究紫红眼基因位于常染色体还是X染色体上,还需要对杂交组合　　　　的各代昆虫进行　　　　鉴定。鉴定后,若该杂交组合的F2表型及其比例为　　　　　　　　　　　　　　,则可判定紫红眼基因位于常染色体上。
(2)根据杂交组合丙的F1表型比例分析,卷翅基因除了控制翅形性状外,还具有纯合　　　　效应。
(3)若让杂交组合丙的F1和杂交组合丁的F1全部个体混合,让其自由交配,理论上其子代(F2)表型及其比例为 。
(4)又从野生型(灰体红眼)中诱变育种获得隐性纯合的黑体突变体,已知灰体对黑体完全显性,灰体(黑体)和红眼(紫红眼)分别由常染色体的一对等位基因控制。欲探究灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传是否遵循自由组合定律。现有3种纯合品系昆虫:黑体突变体、紫红眼突变体和野生型。请完善实验思路,预测实验结果并分析讨论。(说明:该昆虫雄性个体的同源染色体不会发生交换;每只昆虫的生殖力相同,且子代的存活率相同;实验的具体操作不作要求)
①实验思路:
第一步:选择　　　　　　　　　　　　　　进行杂交获得F1,　　　　　　　　　。
第二步:观察记录表型及个数,并做统计分析。
②预测实验结果并分析讨论:
Ⅰ.若统计后的表型及其比例为　　　　　　　　　　　　　　,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传遵循自由组合定律。
Ⅱ.若统计后的表型及其比例为　　　　　　　　　　　　　　,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传不遵循自由组合定律。
类型二　基因位置的判断
1.探究基因位于细胞质、常染色体还是性染色体(以XY型性别决定为例)
注意:(1)若题干中存在配子不育或胚胎致死等信息,则还需结合题目信息进行综合考虑。
(2)若为ZW型性别决定,则探究已知显隐性的基因的位置时,亲本组合性状应为♂隐性×♀显性。
2.探究基因是仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段
例2 [2023·广东深圳二模] 某XY型性别决定的植物,其叶形受两对独立遗传的等位基因控制,其中H/h基因位于常染色体上;B/b基因可能位于常染色体或X染色体(非同源区段)上,两对基因都是完全显性。两对等位基因的作用关系如图所示,不考虑基因突变和染色体变异。回答下列问题。
(1)若B基因位于常染色体上,则卵形叶有　　　　种基因型,心形叶有　　　　种基因型。
(2)研究发现,H基因常因其上游一段特殊的碱基序列甲基化而失去作用,进而引起植物性状的改变,这种变化不属于基因突变,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)在不考虑甲基化的情况下,现有纯合卵形叶和纯合心形叶植株若干,其中纯合心形叶植株的基因型可能是　　　　　　　　　。为了确定B/b基因的具体位置,进行了如下杂交实验:选取一株心形叶雌株与一株卵形叶雄株杂交,收获种子后种植,观察记录子代的表型。
①若子代叶形全是　　　　　,则说明B/b基因位于常染色体上;
②若子代叶形全是　　　　　,则无法确定B/b基因的位置,需要进一步实验;
③若子代　　　　　　　　　,则说明B/b基因位于X染色体上。
根据以上杂交实验可能无法确定B/b基因的位置,所以在做实验时通常选取多株心形叶雌株与　　　　　　　　　杂交,分别收获种子后分区域种植,根据各区域子代表型数目确定B/b基因的位置。
例3 [2023·湖北武汉模拟] 如图是自然界中几种常见的性别决定方式,请根据所学知识回答下列有关问题:
(1)果蝇的长翅和残翅受一对等位基因(A、a)控制,灰体和黄体受另外一对等位基因(B、b)控制。某兴趣小组用一只长翅灰体雌果蝇和一只长翅灰体雄果蝇为亲本杂交,子代表型及比例为长翅灰体雌∶残翅灰体雌∶长翅灰体雄∶残翅灰体雄∶长翅黄体雄∶残翅黄体雄=6∶2∶3∶1∶3∶1。如果不考虑 X、Y 染色体的同源区段,则两亲本的基因型分别是　　　　　　　　　,用子代的残翅灰体雌果蝇与长翅黄体雄果蝇杂交,子二代中残翅黄体雄果蝇占的比例是　　　　　。
(2)蝗虫体内正在分裂的神经干细胞中,显微镜下能看到　　　个四分体;蜜蜂的性别由　　　　　　　决定。
(3)已知控制蝴蝶所产卵壳颜色的基因E(黑色)和e(白色)在性染色体上,但不知该对等位基因是位于同源区段,还是非同源区段。现有纯合控制产黑卵和产白卵的雌、雄个体多只,如何仅采用一代杂交实验通过观察后代雌蝶产生的卵壳颜色,判断基因(E和e)在性染色体上的具体位置
请写出实验方案及相应结论。
实验方案:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
结果及结论:
①如果　　　　　　　　　　　　　　　,则E、e位于性染色体的同源区段上。
②如果　　　　　　　　　　　　　,则E、e位于性染色体的非同源区段上。
类型三　确定基因位于几号染色体上
例4 已知豌豆的高茎(显性)和矮茎由4号染色体上的一对等位基因H/h控制。豌豆的墨绿叶(显性)和黄绿叶也受一对等位基因Y/y控制。为确定控制叶色的基因是否也位于4号染色体上,现利用纯合高茎墨绿叶植株与矮茎黄绿叶植株进行杂交,再将F1自交得F2。不考虑染色体互换及其他变异,若F2性状分离比为　　　　　　,则Y/y不位于4号染色体;若F2性状分离比为　　　　,则Y/y也位于4号染色体。
变式1　设置2组参照基因
例 已知基因A与a位于2号染色体上,基因B与b位于4号染色体上,另外一对基因C和c控制红花和白花,为了定位C和c的基因位置,利用纯合红花和白花的植株进行杂交实验,并对相关个体的相关基因进行PCR扩增和电泳分离,检测结果如下,依据结果可知c基因在　　　　号染色体上。
变式2　以三体为参照
例 已知豌豆的红花(显性)与白花由一对等位基因A/a控制,现欲判断A/a是否位于1号染色体上,育种工作者做了如下实验:正常白花植株与1-三体(1号染色体有三条)红花纯合子杂交得F1,再取F1的三体植株与正常白花植株杂交得F2,若F2中红花∶白花=　　,则A/a不位于1号染色体上,若F2中红花∶白花=　　　　,则A/a位于1号染色体上。
变式3　以单体为参照
例 已知豌豆的红花(显性)与白花由一对等位基因A/a控制,现欲判断A/a是否位于1号染色体上,育种工作者做了如下实验:正常白花植株与1-单体(1号染色体只有一条)红花纯合子杂交得F1,若F1中红花∶白花=　　　　,则A/a不位于1号染色体上,若F1中红花∶白花=　　　　,则A/a位于1号染色体上。
变式4　以片段缺失的染色体为参照
例 已知豌豆的红花(显性)与白花由一对等位基因A/a控制,现欲判断A/a是否位于1号染色体上,育种工作者做了如下实验:正常白花植株与1号染色体缺失一小段的红花纯合子杂交得F1,F1自交得F2,已知一对1号染色体均有片段缺失的个体致死,若F2中红花∶白花=　　　　,则A/a不位于1号染色体上;若F2中红花∶白花=　　　　,则A/a位于1号染色体上,且A/a不在缺失片段上;若F2中红花∶白花=　　　,则A/a位于1号染色体上,且A/a在缺失片段上。
变式5　以遗传标记为参照
　　遗传标记是指在遗传分析上用作标记的基因,也称为标记基因。它具有两个基本特征,即可遗传性和可识别性,因此生物的任何有差异表型的基因突变型均可作为遗传标记。遗传标记指可追踪染色体、染色体某一节段、某个基因座在家系中传递的任何一种遗传特性。
例 SSR是DNA中的简单重复序列,非同源染色体和不同品种的同源染色体上的SSR都不相同,常用于染色体的特异性标记。已知豌豆的红花(显性)与白花由一对等位基因A/a控制,现欲判断A/a是位于1号染色体上还是位于2号染色体上,用位于这两对染色体上的SSR进行基因定位。科研人员扩增纯合红花、纯合白花及它们杂交得到的F2个体的1号和2号染色体SSR序列,电泳结果如图所示。电泳结果说明A/a位于　　　　号染色体上,依据是　 　 。
1.某大豆突变株表现为黄叶(ee),用该突变株分别与绿叶纯合的7号单体(7号染色体缺失一条)、绿叶纯合的7号三体杂交得F1,F1自交得F2。若单体和三体产生的配子均可育,且一对同源染色体均缺失的个体致死。则关于F1和F2,下列说法错误的是 (　)
A.分析突变株与7号单体杂交的F1可确定E、e是否位于7号染色体上
B.若E、e基因不位于7号染色体,则突变株与7号三体杂交得到的F2中黄叶∶绿叶=1∶3
C.若突变株与7号三体杂交得到的F2中黄叶占5/36,则 E、e基因位于7号染色体上
D.若突变株与7号单体杂交得到的F2中黄叶∶绿叶=5∶3,则E、e基因位于7号染色体上
2.现有四个转Bt基因的抗虫棉纯合品系(基因型为BtBt),为研究Bt基因之间的位置关系,进行了杂交实验,结果如下表。下列推测错误的是 (　)
杂交组合 F1 F2(F1自交后代)
甲×乙 全部为抗虫植株 抗虫301株,不抗虫20株
乙×丙 全部为抗虫植株 抗虫551株,不抗虫15株
乙×丁 全部为抗虫植株 抗虫407株,不抗虫0株
A.甲与乙的Bt基因位于非同源染色体上
B.乙与丁的Bt基因可能位于同源染色体的相同位置
C.乙、丙和丁的Bt基因可能位于同源染色体上
D.甲与乙杂交组合的F2中约1/4植株自交后代不发生性状分离
3.[2023·湖南师大附中模拟] 水稻是我国重要的粮食作物,某研究所选取水稻的两个品系杂交,后代出现了不育现象,这种不育现象与4号染色体上的某基因有关,科研工作者利用Ⅰ品系(一对4号染色体标注为CC)和Ⅱ品系(一对4号染色体标注为DD)进行杂交实验,其中Ⅰ品系作为母本,结果如图:
(1)对4号染色体上的不育相关基因测序发现,Ⅰ、Ⅱ品系的P基因分别为Pa和Pb。尝试解释如图所示杂交的F2中CC植株很少的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)已知水稻H、h基因分别控制水稻植株的高秆和矮秆,但是不清楚H、h基因的位置,请设计实验来判断H、h基因是否位于4号染色体上,现有高秆Ⅰ纯合品系、矮秆Ⅰ纯合品系、高秆Ⅱ纯合品系、矮秆Ⅱ纯合品系可供选择,请简述实验方案并预期结果。
实验方案:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
预期结果:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
4.SNP是基因组水平上由单个核苷酸的变异引起的DNA序列多态性。SNP在水稻基因组中广泛存在,在不同DNA分子及同一DNA分子的不同部位存在大量SNP位点,某些SNP在个体间差异稳定且可稳定遗传,可作为DNA上特定位置的遗传标记。科研人员可利用SNP(S1、S2)对水稻抗盐突变体的抗盐基因进行定位。
(1)研究者用化学诱变剂处理不抗盐的野生稻,处理后的野生稻自交得到的子代中抗盐∶不抗盐=1∶3,据此判断抗盐为　　　　性状。
(2)为确定抗盐基因在Ⅱ号染色体还是Ⅲ号染色体上,研究者用抗盐水稻m与另一纯合野生型水稻B杂交,用分别位于两对同源染色体上的SNP(S1、S2)(见图)进行基因定位。实验方案:将突变体m和野生型B进行杂交,得到的F1植株自交。将F1植株所结种子播种于一定盐浓度的选择培养基上培养,得到F2抗盐植株。分别检测F2抗盐植株个体的S1的比例和S2的比例,若检测结果为　　　　　　　　　　　　,则抗盐基因在Ⅱ号染色体上。请写出推断的过程(只要求完成抗盐相关基因A/a与S1的遗传图解,个体书写方式如AS1B/AS1B)。
(3)上述基因定位所运用的细胞遗传学原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)结合本研究,请例举SNP在医学领域可能的应用前景:　　　　　　　　　　　(答出一点即可)。
5.[2023·河北唐山二模] 水稻(二倍体)为雌、雄同花植物,花小,进行杂交育种困难。某品种水稻6号染色体上存在控制种子颜色的基因B(控制褐色)、b(控制黄色)。科研团队欲将某雄性不育基因M转入该水稻品种,培育出通过种子颜色即可判断是否为雄性不育种子的新品种以供杂交育种使用。
(1)雄性不育植株在育种上的优点为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)已知两对非等位基因在同一条染色体上距离较近时,会紧密连锁在一起而不发生基因重组;距离相对较远时,会发生基因重组。该科研团队将一个雄性不育基因M通过基因工程手段导入基因型为Bb的水稻的一条染色体上,该转基因水稻的基因型为　　　　　　　。用该水稻与雄性可育黄色水稻杂交,观察记录所得种子颜色及种下种子后获得植株的育性情况,判断M基因插入的位置并选择新品种。
①若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该M基因插入了非6号染色体上;
②若　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该M基因插入了6号染色体上并与颜色基因B相距较远;
③若　　　　　　　　　　　　　　　　　,该M基因插入了6号染色体上并与颜色基因B紧密连锁。
高考生物二轮复习微专题学案
3　遗传实验分析与设计（参考答案）
例1　(1)隐性　乙　性别　直翅红眼雌性∶直翅紫红眼雌性∶直翅红眼雄性∶直翅紫红眼雄性=3∶1∶3∶1
(2)致死
(3)卷翅红眼∶直翅红眼=4∶5
(4)黑体突变体和紫红眼突变体　F1随机交配得F2　灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1　灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1
[解析] (1)分析杂交组合乙:紫红眼突变体与野生型交配,F1全为红眼,F2红眼∶紫红眼=3∶1,可得红眼为显性性状,紫红眼为隐性性状,因此红眼基因突变为紫红眼基因属于隐性突变。若要研究紫红眼基因位于常染色体还是X染色体上,还需要对杂交组合乙的各代昆虫进行性别鉴定。若该杂交组合的F2表型及其比例为直翅红眼雌性∶直翅紫红眼雌性∶直翅红眼雄性∶直翅紫红眼雄性=3∶1∶3∶1,即性状表现与性别无关,则可判定紫红眼基因位于常染色体上。(2)根据杂交组合丙的F1表型比例分析,卷翅∶直翅=2∶1,不为基因分离定律的性状分离比3∶1,因此卷翅基因具有纯合致死效应。(3)设相关基因用A/a表示,杂交组合丙F1中AA(致死)∶Aa∶aa=1∶2∶1;组合丁的F1中 Aa∶aa=1∶1,丙和丁F1所有存活个体中Aa∶aa=4∶3,产生的配子为A=2/7,a=5/7,因此自由交配产生的F2中Aa=2×2/7×5/7=20/49,aa=5/7×5/7=25/49,F2中Aa∶aa=4∶5,即卷翅红眼∶直翅红眼=4∶5。(4)实验思路:选择黑体突变体和紫红眼突变体进行杂交获得F1,再让F1随机交配得F2。预测实验结果并分析讨论:题中说明雄性个体的同源染色体不会发生交叉互换,也就是说雌性个体可能会发生交叉互换。若遵循自由组合定律,则F1随机交配所得后代表型及比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1;若不遵循自由组合定律,即两对基因位于一对同源染色体上,雄性个体产生两种比例相等的配子,雌性个体若未发生交叉互换,也产生两种比例相等的配子,雌性个体若发生交叉互换,产生四种比例相等的配子,无论雌性个体是否发生交叉互换,结果都为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1。
例2　(1)7　2
(2)基因内部的碱基序列未发生变化(遗传物质未发生改变)
(3)HHbb或HHXbXb、HHXbY　卵形叶　心形叶　卵形叶和心形叶都有　多株卵形叶雄株
[解析] (1)若B基因位于常染色体上,则卵形叶有7种基因型(HHBB、HHBb、HhBB、HhBb、hhBB、hhBb、hhbb),心形叶有2种基因型(HHbb、Hhbb)。(2)H基因常因其上游一段特殊的碱基序列甲基化而失去作用,并没有改变碱基序列,所以这种性状变化不属于基因突变,原因是基因内部的碱基序列未发生变化(遗传物质未发生改变)。 (3)不考虑甲基化,有纯合卵形叶和纯合心形叶植株若干,B/b基因可能位于常染色体或X染色体(非同源区段上),当位于常染色体上时心形叶植株基因型为HHbb,当位于X染色体上时心形叶植株基因型为HHXbXb和HHXbY,所以其中心形叶植株的基因型可能是HHbb或HHXbXb、HHXbY。若要确定B/b基因的具体位置,需进行杂交实验:心形叶雌株(基因型为HHbb或HHXbXb)与卵形叶雄株(基因型为HHBB、hhBB、hhbb或HHXBY、hhXbY、hhXBY)杂交。①若子代叶形全是卵形叶,则亲代基因型组合为hhBB×HHbb或HHBB×HHbb,所以说明B/b基因位于常染色体上;②若子代叶形全是心形叶,则基因型组合为hhXbY×HHXbXb或hhbb×HHbb,所以无法确定B/b基因的位置,需要进一步实验;③若子代卵形叶和心形叶都有,则亲代基因型组合为hhXBY×HHXbXb或HHXBY×HHXbXb,则说明B/b基因位于X染色体上。在做实验时通常选取多株心形叶雌株与多株纯合卵形叶雄株杂交,分别收获种子后分区域种植,根据各区域子代表型出现的种类数确定B/b基因的位置。
例3　(1)AaXBXb、AaXBY　1/24
(2)0　染色体组数(或染色体数目)
(3)选用纯合控制产白卵雄性个体和纯合控制产黑卵雌性个体杂交,观察后代雌蝶所产卵壳的颜色　所有卵壳的颜色均为黑色　所产卵壳约一半为黑色,一半为白色
[解析] (1)根据子代的表型和比例分析可知,子代无论雌雄个体都是长翅∶残翅=3∶1,说明该基因位于常染色体上,长翅为显性性状;子代雌性个体均为灰体,雄性个体中灰体∶黄体=1∶1,说明该基因与性别有关,位于X染色体上,灰体为显性性状,则亲本基因型为AaXBXb、AaXBY。子代的残翅灰体雌果蝇(1/2aaXBXB、1/2aaXBXb)与长翅黄体雄果蝇(1/3AAXbY、2/3AaXbY)杂交,子二代出现残翅的概率为2/3×1/2=1/3;出现黄体雄蝇的概率为1/2×1/4=1/8,因此子二代中残翅黄体雄果蝇占的比例是1/3×1/8=1/24。(2)神经干细胞进行有丝分裂,不能形成四分体,因此显微镜下看到的四分体为0个;蜜蜂的雌性为二倍体,含两个染色体组,雄性为单倍体,含一个染色体组,因此蜜蜂的性别由染色体组数(或染色体数目)决定。(3)蝴蝶性别决定为ZW型,性染色体组成为ZW的为雌性,ZZ的为雄性。欲确定基因(E和e)在性染色体上的具体位置,可选用纯合控制产白卵雄性个体(ZeZe)和纯合控制产黑卵雌性(ZEW或ZEWE)个体杂交,观察后代雌蝶所产卵壳的颜色。若E、e位于性染色体的同源区段上,则子一代为ZEZe、ZeWE,所有卵壳的颜色均为黑色;若E、e位于性染色体的非同源区段上,则子一代为ZEZe、ZeW,所产卵壳约一半为黑色,一半为白色。
例4　9∶3∶3∶1　3∶1
[解析] 若Y/y不位于4号染色体,则两对基因的遗传遵循自由组合定律(F1基因位置关系如图甲所示),故F2性状分离比应为9∶3∶3∶1;若Y/y也位于4号染色体,则Y与H位于一条染色体,y与h位于其同源染色体(F1位置关系如图乙所示),满足分离定律,故F2性状分离比应为3∶1。
变式1　2　[解析] 由电泳图可知,F2白花植株中与B、b有关的基因型有BB、Bb、bb,表明白花(c)与B/b相对独立,而白花植株中与A、a有关的基因型只有aa,表明白花(c)与a“连锁”,即控制白花的c基因与a基因所在的染色体相同,均位于2号染色体上。
变式2　1∶1　5∶1　[解析] 若A/a不位于1号染色体上,则F1植株基因型为Aa,其与白花植株(aa)杂交,F2为Aa(红花)∶aa(白花)=1∶1;若A/a位于1号染色体上,则需将A/a与1号染色体“绑定(连锁)”,即P:aa×AAA,F1中的AAa与aa杂交,可以推出F2:AAa(红花)∶Aaa(红花)∶Aa(红花)∶aa(白花)=1∶2∶2∶1,即红花∶白花=5∶1。
变式3　1∶0　1∶1　[解析] 若A/a不位于1号染色体上,则F1植株基因型为Aa,全为红花。若A/a位于1号染色体上,则需将A/a与1号染色体“绑定(连锁)”,即P:aa×AO,F1:Aa(红花)∶aO(白花)=1∶1。
变式4　3∶1　5∶2　3∶4　[解析] 若A/a不位于1号染色体上,则F1植株基因型为Aa,自交得F2:A_(红花)∶aa(白花)=3∶1。若A/a位于1号染色体上,则需将A/a与1号染色体“绑定(连锁)”,此时又可分两种情况:第一种情况,A/a不在缺失片段上,将有片段缺失的染色体上的A记作A',则P:AA'×aa,F1:Aa∶A'a=1∶1,F1自交得F2:AA∶A'A'∶Aa∶A'a∶aa=1∶1∶2∶2∶2,A'A'死亡,得红花∶白花=5∶2;第二种情况A/a在缺失片段上,则P:AO×aa,F1:Aa∶Oa=1∶1;F1自交得F2:AA∶Aa∶aa∶aO∶OO=1∶2∶2∶2∶1,OO死亡,得红花∶白花=3∶4。
变式5　1　F2白花植株中1号染色体上的SSR均相同,而2号染色体上的SSR不同
【跟踪训练】
1.D　[解析] 若E/e位于7号染色体上,则突变体基因型为ee,而单体绿叶纯合植株的基因型为EO,二者杂交后代为Ee∶eO=1∶1,表现为绿叶和黄叶,若E/e不位于7号染色体上,则突变体基因型为ee,而单体绿叶纯合植株的基因型为EE,二者杂交后代均为Ee,表现为绿叶,A正确;若E/e不位于7号染色体上,则突变体基因型为ee,而三体绿叶纯合植株的基因型为EE,二者杂交后代均为Ee,表现为绿叶,F1自交,F2基因型及比例为EE∶Ee∶ee=1∶2∶1,表型为黄叶∶绿叶=1∶3,B正确;若E/e位于7号染色体上,则突变体基因型为ee,而三体绿叶纯合植株的基因型为EEE,EEE产生的配子为1/2EE、1/2E,因此F1的基因型为1/2EEe、1/2Ee,均为绿叶,EEe产生的配子类型和比例为EE∶Ee∶E∶e=l∶2∶2∶1,自交后代黄叶占全部F2的1/2×1/6×1/6=1/72,Ee自交产生的后代中ee占全部F2的1/2×1/4=1/8,因此F1自交后代黄叶占1/72+1/8=5/36,C正确;若E/e位于7号染色体上,则突变体基因型为ee,而单体绿叶纯合植株的基因型为EO,二者杂交后代为Ee∶eO=1∶1,表现绿叶和黄叶,F1中Ee自交后代E_=1/2×3/4=3/8,ee=l/2×1/4=1/8,eO自交后代为1/2×1/4=1/8ee、1/2×1/2=1/4eO、1/2×1/4=1/8OO(致死),所以F2中黄叶∶绿叶=4∶3,D错误。
2.D　[解析] 根据甲和乙杂交结果分析,F2中抗虫∶不抗虫≈15∶1,该比值是9∶3∶3∶1的变形,可知甲与乙的Bt基因位于非同源染色体上,A正确;乙和丁杂交,F1全部为抗虫植株,F2全部为抗虫植株,可推测乙与丁的Bt基因可能位于同源染色体的相同位置,B正确;乙和丙杂交,F1全部为抗虫植株,F2既有抗虫植株又有不抗虫植株,但是抗虫植株远多于不抗虫植株,可推测乙、丙的Bt基因位于同源染色体上的不同位置,F2出现不抗虫植株是染色体互换的结果,结合B选项的分析,乙、丙和丁的Bt基因可能位于同源染色体上,C正确;不含Bt基因表现为不抗虫,含Bt基因表现为抗虫,因此甲与乙杂交组合的F2中约1/2植株自交后代发生性状分离,D错误。
3.(1)F1含Pa基因的花粉几乎不育,但Pa不影响雌配子的活性,雌雄配子随机结合,导致F2中CC(PaPa基因型)比例极低
(2)实验方案:选高秆Ⅰ纯合品系作母本,矮秆Ⅱ纯合品系作父本(高秆Ⅱ纯合品系作父本,矮秆Ⅰ纯合品系作母本)进行杂交,得到子一代,子一代自交得到子二代,统计子二代的表型及比例　预期结果:若子二代中高秆∶矮秆=1∶1(若子二代全为高秆),则说明H、h基因位于4号染色体上;若子二代中高秆∶矮秆=3∶1,则说明H、h基因不位于4号染色体上
[解析] (1)从题述遗传图解可知,子一代的染色体组成为CD;Ⅰ、Ⅱ品系的不育相关基因分别为Pa和Pb,所以子一代的基因组成为PaPb;子一代的Pa来自Ⅰ品系,在标注为C的染色体上,子一代的Pb来自Ⅱ品系,在标注为D的染色体上;子一代自交,雄配子有Pa、Pb,雌配子也有Pa、Pb,雌雄配子随机结合,若配子存活率以及合子存活率相等,则子二代中PaPa∶PaPb∶PbPb=1∶2∶1,但是从结果上分析,PaPa个体数极少,PaPb∶PbPb约为1∶1,由此推知应该是含有Pa的雌配子或雄配子存活率很低,才会导致该结果出现,又结合亲本Ⅰ品系CC(PaPa)作母本能产生正常的子一代,确定是含有Pa的花粉存活率低导致的该结果。综上所述,图示杂交的F2中CC植株很少的原因是F1含Pa基因的花粉几乎不育,但Pa不影响雌配子的活性,雌雄配子随机结合,导致F2中CC(PaPa基因型)比例极低。(2)H、h基因若位于4号染色体上,则与Pa、Pb在同源染色体上,不遵循自由组合定律,H、h基因若不位于4号染色体上,则与Pa、Pb属于非同源染色体上的非等位基因,遵循自由组合定律,故可选高秆Ⅰ纯合品系作母本,矮秆Ⅱ纯合品系作父本(高秆Ⅱ纯合品系作父本,矮秆Ⅰ纯合品系作母本)进行杂交,得到子一代,子一代自交得到子二代,若H、h基因位于4号染色体上,则子二代中高秆∶矮秆=1∶1(子二代全为高秆),若H、h基因不位于4号染色体上,则子二代中高秆∶矮秆=3∶1。
4.(1)隐性
(2)S1均为S1m,S2m∶S2B=1∶1
(3)在减数分裂形成配子时,位于同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合
(4)亲子鉴定、遗传病筛查等
[解析] (1)根据分离定律,自交后代出现3∶1的性状分离比,比例为1的性状为隐性性状,即抗盐为隐性性状。(2)分析题意可知,该实验的目的是利用位于两对同源染色体上的S1和S2进行基因定位,判断抗盐基因在Ⅱ号染色体还是Ⅲ号染色体上。实验方案如下:用抗盐突变体m与另一野生型植株B杂交,得到F1,F1植株自交。由于自交得到的后代中含有耐盐植株,将F1植株所结种子播种于含盐的选择培养基上培养,筛选得到F2抗盐植株。分别检测F2抗盐植株个体的S1和S2,按照基因的分离定律,若全部个体的S1检测结果均为S1m,S2检测结果为S2m和S2B的比例约为1∶1,则说明抗盐基因在Ⅱ号染色体上。遗传图解见答案。(3)基因定位所运用的基因分离定律和自由组合定律的细胞学基础是在减数分裂形成配子时,位于同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。(4)因为某些SNP在个体间差异稳定,可作为DNA上特定位置的遗传标记,因此SNP除可以用于基因定位外,在医学上还可以进行身份鉴定如亲子鉴定,根据遗传病致病基因与SNP的连锁关系进行基因诊断、遗传病筛查等。
5.(1)无须进行去雄操作,大大减少了杂交育种的工作量
(2)BbM(或BbMO)　褐色雄性不育∶褐色雄性可育∶黄色雄性不育∶黄色雄性可育=1∶1∶1∶1　褐色雄性不育、褐色雄性可育、黄色雄性不育、黄色雄性可育四种类型都有,但比例不为1∶1∶1∶1　褐色雄性不育∶黄色雄性可育=1∶1
[解析] (1)雄性不育植株不能产生可育花粉,但能产生正常雌配子,因此在杂交育种时,雄性不育植株的优点是无须进行去雄操作,大大减少了杂交育种的工作量。(2)将一个雄性不育基因M通过基因工程手段导入基因型为Bb的水稻的一条染色体上,另一条染色体上不存在该基因,因此该转基因水稻的基因型为BbM(或BbMO)。用该水稻BbM(或BbMO)与雄性可育黄色水稻(bbOO)杂交。①B和b基因位于6号染色体上,若该M基因插入非6号染色体上,遵循自由组合定律,亲代产生的雌配子为BM∶BO∶bM∶bO=1∶1∶1∶1,雄配子为bO,后代基因型为BbMO(褐色雄性不育)∶BbOO(褐色雄性可育)∶bbMO(黄色雄性不育)∶bbOO(黄色雄性可育)=1∶1∶1∶1。②若该M基因插入6号染色体上并与颜色基因B相距较远,会发生基因重组,亲代产生的雌配子为BM、BO、bM、bO,但比例不为1∶1∶1∶1,雄配子为bO,因此后代褐色雄性不育、褐色雄性可育、黄色雄性不育、黄色雄性可育四种类型都有,但比例不为1∶1∶1∶1。③若该M基因插入6号染色体上并与颜色基因B紧密连锁,不会发生基因重组,因此亲代产生的雌配子为BM∶bO=1∶1,雄配子为bO,因此后代为BbMO(褐色雄性不育)∶bbOO(黄色雄性可育)=1∶1。
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