人教生物重难强化训练：专题4 遗传的基本规律和人类遗传病（3） 基因定位类问题综合分析（含解析）

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专题4 遗传的基本规律和人类遗传病
（三） 基因定位类问题综合分析
一、选择题
1．(2023·泰安一模)某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物宽叶和窄叶受一对等位基因A/a控制，红花和白花受另一对等位基因B/b控制。现有某纯合的宽叶红花雌株和窄叶白花雄株杂交产生F1，F1雌雄株相互交配产生F2，F2表型如下表所示。下列有关叙述错误的是(不考虑X、Y染色体的同源区段)(　 )
宽叶红花 宽叶白花 窄叶红花 窄叶白花
雌性 72 24 0 0
雄性 36 12 35 11
A．两对等位基因遵循基因的自由组合定律
B．F1中雌雄个体的基因型分别为BbXAXa和BbXAY
C．F2中的宽叶红花雌株存在4种基因型
D．让F2的全部宽叶植株随机交配，产生的后代中窄叶雄株占1/16
解析：选D　由题中信息可知，花色的表型在子代雌雄中没有区别，基因在常染色体上，叶型的表型表现了雌雄不同，说明基因在X染色体上，因此遵循基因的自由组合定律，A正确；F2中雌性和雄性的红花∶白花＝3∶1，宽叶雌性∶宽叶雄性∶窄叶雄性＝2∶1∶1，说明亲本基因型为BBXAXA、bbXaY，F1雌雄个体基因型为BbXAXa、BbXAY，F2中宽叶红花雌株存在BBXAXA、BbXAXA、BBXAXa、BbXAXa共4种基因型，B、C正确；F2中全部宽叶植株(XAXA、XAXa、XAY)随机交配，产生的后代中窄叶植株占1/2×1/4＝1/8，D错误。
2．女娄菜是一种性别决定方式为XY型的植物，叶型表现有宽叶和狭叶，受一对等位基因控制，现用纯种植株进行以下杂交实验
实验1：宽叶♀×狭叶♂→子代雌株全为宽叶，雄株全为宽叶
实验2：狭叶♀×宽叶♂→子代雌株全为宽叶，雄株全为狭叶
下列有关分析正确的是(　 )
A．实验1、2子代中的雌性植株基因型不同
B．实验2结果说明控制叶型的基因在X染色体上
C．仅根据实验2无法判断宽叶和狭叶的显隐性关系
D．无突变发生时，实验1的子代雌雄杂交，后代中雌雄植株表型一致
解析：选B　通过实验2分析，子代雌雄表现完全不同，子代雌性和父本表型一致，说明控制性状的基因位于X染色体上，设基因型为B、b，则实验2亲本基因型为XbXb和XBY，实验1亲本基因型为XBXB和XbY，两组实验子代雌性的基因型都为杂合子，A错误，B正确；实验2子代雌雄表现完全不同，子代雌性和父本表型一致，雄性和母本一致，亲本基因型只可能为XbXb和XBY，C错误；实验1亲本为XBXB和XbY，子代为XBXb和XBY，其后代中雌性只有宽叶，雄性有宽叶也有狭叶，D错误。
3．某雌雄异株的二倍体植株，其花色有红色和白色两种。一白花雌株和一白花雄株作为亲本进行杂交，F1中白花∶红花＝3∶1。不考虑互换和X、Y染色体的同源区段。下列说法错误的是(　 )
A．若花色由一对位于常染色体上的等位基因控制，则双亲均为杂合子
B．若花色由一对位于性染色体上的等位基因控制，则F1红花全为雄性
C．若花色由位于同一对常染色体上的两对等位基因控制，双亲基因型均为AaBb，若F1白花存在基因型为AaBb，则双亲的a和b位于同一条染色体上
D．若花色由位于同一对常染色体上的两对等位基因控制，双亲基因型均为AaBb，F1红花基因型为aabb，则双亲的A和B位于同一条染色体上
解析：选C　若花色由一对位于常染色体上的等位基因控制，假设相关基因为A和a，根据一白花雌株和一白花雄株作为亲本进行杂交，F1中白花∶红花＝3∶1，可知双亲均为杂合子，即Aa×Aa，A正确。若花色由一对位于性染色体上的等位基因控制，根据一白花雌株和一白花雄株作为亲本进行杂交，F1中白花∶红花＝3∶1，可知亲本为XAXa×XAY，则F1红花XaY全为雄性，B正确。若花色由位于同一对常染色体上的两对等位基因控制，且双亲基因型均为AaBb，可能存在A和B连锁，a和b连锁，亲本产生配子为AB∶ab＝1∶1，子一代基因型为AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1，含显性基因为白花，则F1中白花∶红花＝3∶1；也可能存在A和b连锁，a和B连锁，亲本产生配子为Ab∶aB＝1∶1，子一代基因型为AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1，含A基因为白花或含B基因为白花，则F1中白花∶红花＝3∶1，C错误。根据C项分析，若花色由位于同一对常染色体上的两对等位基因控制，且双亲基因型均为AaBb，F1红花基因型为aabb，则双亲的A和B位于同一条染色体上，D正确。
4.右图为果蝇的性染色体结构简图。要判断果蝇的某伴性遗传基因位于片段Ⅰ、片段Ⅱ 1或片段Ⅱ 2上，现用一只表型为隐性的雌果蝇与一只表型为显性的雄果蝇交配，不考虑突变。下列根据子代的性状表现对该基因位置的判断，正确的是(　 )
A．若后代雌性表现为显性，雄性表现为隐性，则该基因一定位于片段Ⅱ 1上
B．若后代雌性表现为显性，雄性表现为隐性，则该基因可能位于片段Ⅱ 2上
C．若后代雌雄个体均表现为显性，则该基因不可能位于片段Ⅱ 1上
D．若后代雌性表现为隐性，雄性表现为显性，则该基因不可能位于片段Ⅰ上
解析：选C　若后代雌性为显性，雄性为隐性，则亲本为XbXb与XBY或XbXb与XBYb，则该基因位于片段Ⅰ或Ⅱ 1上，A、B错误；若后代雌雄个体均表现为显性，若该基因位于片段Ⅱ 1上，亲本的基因型应为XBXB与X－Y，与题意不符，故该基因不可能位于片段Ⅱ 1上，C正确；若后代雌性为隐性，雄性为显性，亲本为XbXb与XbYB，则该基因位于片段Ⅰ上，D错误。
5．继摩尔根发现果蝇红、白眼(相关基因为R/r)的遗传规律后，其他科学家在果蝇杂交实验中又获得了一些无眼突变体(相关基因为E/e)。如表是4对果蝇的杂交实验及其结果。下列叙述正确的是(　 )
组合 P F1
① 红眼♀×红眼♂ 红眼♀∶红眼♂∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝6∶3∶3∶2∶2
② 白眼♀×无眼♂ 红眼♀∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝1∶1∶1∶1
③ 无眼♀×红眼♂ 红眼♀∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝1∶1∶1∶1
④ 红眼♀×无眼♂ 红眼♀∶红眼♂∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝2∶1∶1∶2∶2
A．基因E、e位于X染色体上，基因R、r位于常染色体上
B．组合①中父本和母本在减数分裂Ⅰ后期含有相同数目的r基因
C．组合②中母本的基因型为EeXrXr，组合③中母本的基因型为eeXrXr
D．组合④中母本能产生两种配子，父本能产生四种配子
解析：选C　由实验组合①可知，F1中雌雄果蝇有眼∶无眼都是3∶1，且与性别无关，而在有眼个体中，雌性全为红眼，雄性红眼∶白眼＝1∶1，因此有眼和无眼由常染色体上的基因控制，且有眼对无眼是显性，红眼对白眼是显性，2对等位基因遵循自由组合定律，基因E、e位于常染色体上，基因R、r位于X染色体上，A错误。杂交组合①亲本果蝇的基因型是EeXRXr、EeXRY，父本不存在r基因，B错误。由组合②中母本为白眼可知，母本的基因型为E_XrXr，再根据F1中有无眼个体可确定组合②母本的基因型为EeXrXr；由组合③中母本为无眼可知，母本的基因型为eeX－X－，再根据组合③中父本为红眼(E_XRY)和F1中有白眼雄性而无红眼雄性可确定组合③中母本的基因型为eeXrXr，C正确；由组合④红眼♀×无眼♂可知，组合④亲本的基因型为E_XRX－、eeX－Y，再根据F1中有白眼雄性且雌性只有红眼和无眼可确定亲本的基因型为EeXRXr、eeXRY，因此组合④中母本能产生四种配子，父本能产生两种配子，D错误。
6．(2023·日照一模)GAL4基因的表达产物能识别启动子中的UAS序列，从而驱动UAS序列下游基因的表达。野生型雌雄果蝇均为无色翅，且基因组中无GAL4基因和含UAS序列的启动子。科研人员利用基因工程在雄果蝇的一条Ⅲ号染色体上插入GAL4基因，雌果蝇的某条染色体上插入基因M(含有UAS序列启动子的绿色荧光蛋白基因)，利用杂交实验对雌果蝇中基因M插入的位置进行判断。将上述雌雄果蝇杂交得到F1，让F1中绿色翅雌雄果蝇随机交配，观察并统计F2个体表型和比例。下列说法正确的是(　 )
A．同时含有GAL4基因和基因M的果蝇才能表现出绿色性状
B．若F1中绿色翅∶无色翅为1∶3，则基因M插入Ⅲ号染色体上
C．若F2中绿色翅∶无色翅＝9∶7，则基因M插入Ⅲ号以外的其他常染色体上
D．若F2中绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5，则基因M插入常染色体上
解析：选A　同时具备GAL4基因和UAS 绿色荧光蛋白基因(M基因)的果蝇，才能合成GAL4蛋白驱动UAS下游的绿色荧光蛋白基因表达，从而表现出绿色性状，A正确。若绿色荧光蛋白基因(M基因)插入Ⅲ号染色体上，发生基因连锁，假设插入GAL4基因用A表示(没有该基因用a表示) ，插入UAS绿色荧光蛋白基因用B表示(没有该基因用b表示)，则亲本为Aabb×aaBb，则F1中绿色翅(AaBb)∶无色翅(Aabb、aaBb、aabb)为1∶3；若插入Ⅲ号染色体以外的染色体上，两对基因遵循基因自由组合定律，则亲本仍为Aabb×aaBb，F1中绿色翅(AaBb)与无色翅(Aabb、aaBb、aabb)比例仍为1∶3，B错误。若F2中绿色翅∶无色翅＝9∶7，则说明两种基因自由组合，故绿色荧光蛋白基因(M基因)没有插入Ⅲ号染色体上，但不能确定在常染色体上还是在X染色体上，C错误。若F2中绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5，雌雄中绿色翅和无色翅比例不同，说明与性别相关，且当基因M插入到X染色体上时，F2中性状及比例符合题意，则可以得出荧光蛋白基因(M基因)插入X染色体上，D错误。
二、非选择题
7．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。回答下列问题：
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
(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位置。
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，亲代在有眼与无眼性状上均为杂合子；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，产生的雄配子为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)判断基因仅位于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，则亲代果蝇的表型及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，则亲代果蝇的表型及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
8．(2023·潍坊一模)家蚕(2n＝28)的性别决定方式为ZW型。蚕卵有圆形和椭圆，受一对等位基因控制。黑卵(A)对白卵(a)为显性，位于10号染色体上。正常蚕(Os)的幼体体表不透明，油蚕(os)的体表透明。
(1)图1杂交实验中，蚕卵形状的遗传________(填“符合”或“不符合”)孟德尔遗传定律，请说明判断依据_____________________________________________________________。
(2)研究表明，os基因位于家蚕的Z染色体上，W染色体上无相应基因。若要通过杂交实验证明os基因位于Z染色体上，杂交方案及杂交结果分别为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)雄蚕食桑少，蚕丝质量高，蚕农希望只养雄蚕，避免雌、雄蚕混养，可通过改造W染色体实现只养雄蚕的目的。
Ⅰ：图2中用γ射线处理、改造W染色体时所引发的变异称为________。研究人员利用W3通过杂交培育了基因型为aaZW的种蚕，该种蚕与白卵雄蚕杂交，子代中________卵孵化为雄蚕。
Ⅱ：利用W2构建的家蚕平衡致死体系中(图3)，m基因和n基因为隐性纯合致死基因，os基因能遮蔽m基因的致死作用。
①家蚕平衡致死体系可以自稳，请用遗传图解解释其原理(图中基因型写法参照下例：平衡体系中的雌蚕写作aaZmNWosA)。
②普通蚕中无m、n隐性致死基因(基因型为aaZMNZMN、aaZMNW)，请说明利用家蚕平衡致死体系繁育雄蚕的过程_____________________________________________________。
解析：(1)根据题干“蚕卵有圆形和椭圆，受一对等位基因控制”，结合图1 的杂交实验中F2的分离比均为3∶1，符合一对等位基因的性状分离比，故蚕卵形状的遗传符合孟德尔遗传定律(孟德尔的基因分离定律)。(2)要证明某基因位于性染色体上，常用的组合为两条性染色体同型的隐性个体×两条性染色体不同型的显性个体(纯合子)，这样就可以得到具有相对性状的雌雄性个体，将其区分开，而若是位于常染色体上，雌雄后代的表型均一致，故若要通过杂交实验证明os基因位于Z染色体上，杂交方案为让雄性油蚕(ZosZos)与雌性正常蚕(ZOsW)杂交；杂交结果为子代雌性为油蚕(ZosW)，雄性为正常蚕(ZOsZos)。(3)Ⅰ.图2中经γ射线处理后，10号常染色体带有A基因的片段转移到W性染色体上，这种发生在非同源染色体之间的染色体片段的转移变异类型为染色体结构变异中的易位；研究人员利用W3通过杂交培育了基因型为aaZW的种蚕，该种蚕与白卵雄蚕(aaZZ)杂交，后代基因型及表型为aaZZ(白卵雄蚕)、aaZW(黑卵雌蚕)，即子代中白卵孵化为雄蚕。Ⅱ.①家蚕平衡致死体系可以自稳，其杂交遗传图解见答案。②普通蚕中无m、n隐性纯合致死基因(基因型为aaZMNZMN、aaZMNW)，利用家蚕平衡致死体系获得雄蚕，可以将家蚕平衡致死体系中的雄蚕(aaZmNZMn)与普通蚕的雌蚕(aaZMNW)进行杂交，子代中会出现雌蚕(aaZmNW、aaZMnW)致死，存活的全为雄蚕(aaZMNZmN、aaZMNZMn)，从而繁育雄蚕。
答案：(1)符合　F2出现固定分离比
(2)让雄性油蚕与雌性正常蚕杂交，子代雌性为油蚕，雄性为正常蚕
(3)Ⅰ：易位　白色　Ⅱ：①
P　　aaZmNWosA　　　×　　aaZmNZMn
　　　　　　　 　 ↓
F1　aaZmNZmN　aaZmNZMn　aaZmNWosA　aaZMnWosA
　 　(致死)　　　　　　　　　　　　(致死)
②让家蚕平衡致死体系中的雄蚕(aaZmNZMn)与普通蚕的雌蚕(aaZMNW)杂交，子代中雌蚕(aaZmNW、aaZMnW)致死，存活的全为雄蚕(aaZMNZmN、aaZMNZMn)
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