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命题区2 遗传定律及实验设计
(2022·山东卷)果蝇的正常眼与无眼是一对相对性状，受一对等位基因控制，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。
题型一 遗传方式的判断
(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，Ⅲ-1与Ⅲ-2杂交的子代中正常眼雄果蝇的概率是________。
(2)用Ⅱ-1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Ⅱ-3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_________________________________________ ________________________________________________________。
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，Ⅰ-1正常眼雌果蝇与Ⅰ-2无眼雄果蝇杂交，后代中雌果蝇出现正常眼，说明该性状的遗传不可能为伴X染色体显性遗传，如果是伴X染色体显性遗传，后代雌果蝇均为无眼；Ⅰ-4正常眼雌果蝇与Ⅰ-3无眼雄果蝇杂交，Ⅱ-3雄果蝇为正常眼，说明该性状的遗传不可能为伴Y染色体遗传，如果是伴Y染色体遗传，Ⅱ-3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)，Ⅰ-2的基因型为XaY，Ⅱ-2的基因型为XAXa，Ⅱ-3的基因型为XAY，则Ⅲ-2的基因型为1/2XAXA、1/2XAXa，Ⅲ-1
的基因型为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)由题图判断，无眼性状的遗传方式可能是伴X染色体隐性遗传、常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传。如果为伴X染色体隐性遗传，Ⅰ-2的基因型为XaY，Ⅱ-1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；如果为常染色体隐性遗传，Ⅰ-2的基因型为aa，Ⅱ-1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，即正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性＝1∶1∶1∶1；如果为常染色体显性遗传，Ⅰ-2的基因型为Aa，Ⅱ-1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，即正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性＝1∶1∶1∶1，故不能判断果蝇正常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。根据题干信息只杂交一次，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，故可选择Ⅱ-2(或Ⅱ-1，或Ⅱ-4)和Ⅱ-3杂交的方式来判断。若无眼性状的遗传为伴X染色体隐性遗传，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型为XAXa和XAY，后代雌果蝇均为正常眼、雄果蝇有正常眼和无眼，只有雄果蝇中有无眼性状；若无眼性状的遗传为常染色体隐性遗传，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型为Aa和Aa，后代雌果蝇、雄果蝇中均既有正常眼也有无眼；若无眼性状的遗传为常染色体显性遗传，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型为aa和aa，后代雌果蝇、雄果蝇均为正常眼。(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，
则无眼基因的长度比正常眼基因短。若无眼性状的遗传方式为伴X染色体隐性遗传，Ⅱ-3的基因型为XAY，PCR扩增后，产物只有一个条带(A为正常基因)；若无眼性状的遗传方式为常染色体显性遗传，Ⅱ-3的基因型为aa，PCR扩增后电泳的产物也只有一个条带(a为正常基因)；若无眼性状的遗传方式为常染色体隐性遗传，Ⅱ-3的基因型为Aa，PCR扩增后电泳的产物有两个条带，故根据电泳结果不能确定无眼性状的遗传方式。
答案：(1)伴X染色体显性遗传、伴Y染色体遗传 3/8 (2)不能 无论正常眼是显性还是隐性，子代雌雄果蝇中正常眼与无眼的比例均为1∶1 (3)Ⅱ-2(或Ⅱ-1，或Ⅱ-4)与Ⅱ-3果蝇杂交，观察子代表型 若子代全为正常眼果蝇，则为常染色体显性遗传；若子代出现无眼雌果蝇，则为常染色体隐性遗传；若子代无眼果蝇全为雄性，则为伴X染色体隐性遗传 (4)不能 无论是常染色体显性遗传还是伴X染色体隐性遗传，其PCR产物电泳后都仅出现一个条带，且对应的均为正常眼基因的长度
·任务一 系谱图分析
(1)分析系谱图，控制无眼性状的基因能否只位于Y染色体上？说明理由。
提示：不能。若只位于Y染色体上，则Ⅱ-3和Ⅲ-1也应该是无眼性状。
(2)若控制无眼性状的基因位于X染色体上，则无眼基因是显性基因还是隐性基因？说明理由。
提示：隐性。若为显性基因，则Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-4应均为无眼性状。
·任务二 遗传方式的判断
(1)若基因位于X染色体上，则Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别是什么？推测杂交后代的表型及比例。(相关基因用A、a表示)
提示：若基因位于X染色体上，则无眼性状为伴X染色体隐性遗传，则Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别为XAXa和XAY，杂交后代雌性均为正常眼，雄性中正常眼∶无眼＝1∶1。
(2)若基因位于常染色体上，且正常眼为显性，则Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别是什么？推测杂交后代的表型及比例。(相关基因用A、a表示)
提示：Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别为Aa和Aa。杂交后代中正常眼∶无眼＝3∶1。
(3)若基因位于常染色体上，且正常眼为隐性，则Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别是什么？推测杂交后代的表型及比例。(相关基因用A、a表示)
提示：Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别为aa和aa。杂交后代均为正常眼。
模型一 显隐性判断
1. 已知条件选亲本：根据题干条件，选择具有一对相对性状的亲本。
2. 根据亲本选择交配类型：亲本均为纯合子，选择杂交法；亲本显性为杂合子，选择自交法(植物)；不知道基因型的条件下，先让具有一对相对性状的亲本杂交，若后代出现不同表型，则继续让不同表型的子代自交。
3. 设计杂交实验：根据选择的亲本和交配类型，转化为杂交实验步骤。
4. 描述结果及结论：注意结果和结论的对应。
模型二 基因位于何种染色体上的判断
1．确定判断类型
(1)位于常染色体，(2)位于X(Z，以下括号内为ZW型性别决定情况)染色体的非同源区段，(3)位于X、Y(Z、W)染色体的同源区段，(4)位于特定某条染色体。
2．根据显隐性情况选择亲本
(1)证明位于常染色体还是X(Z)染色体的非同源区段时，在显隐性未知的情况下，选择具有一对相对性状的雌性和雄性正反交；在显隐性已知的情况下，选择显性雄性(雌性)和隐性雌性(雄性)。
(2)证明位于常染色体还是X、Y(Z、W)染色体的同源区段时，可选择显性雄性(雌性)与隐性雌性(雄性)，子一代再与雌性(雄性)亲本杂交。
(3)证明位于X、Y(Z、W)的同源区段还是非同源区段时，可选择显性雄性(雌性)和隐性雌性(雄性)。
(4)证明位于哪条染色体时，可利用单体或三体与正常植株杂交。
3．根据亲本设计杂交实验：根据选择的亲本和交配类型，转化为杂交实验步骤。
4．描述结果及结论：注意结果和结论的对应。
(2024·泰安二模)果蝇(2n＝8)的Ⅰ号染色体为性染色体，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体为常染色体。野生型翅脉对网状翅脉为显性，控制该对性状的基因用N、n表示；短粗翅与正常翅受等位基因D、d控制。体细胞中缺失一条染色体的果蝇可以存活，并能正常繁殖后代，缺失纯合子则无法存活。假设下列杂交子代数量均足够多，回答下列问题：
(1)选网状翅脉果蝇与纯合野生型翅脉果蝇进行正反交，根据F1表型________(填“能”或“不能”)判断该对基因位于常染色体上，理由是____________________________________________________。
(2)现有各组染色体分别缺失一条的野生型翅脉与网状翅脉果蝇及染色体数目正常的野生型翅脉与网状翅脉果蝇若干，请设计杂交实验，根据F1的表型确定N、n基因位于几号常染色体上。写出杂交实验思路，并预期实验结果及结论。
实验思路：________________________________________。
预期结果及结论：________________________________________。
(3)若已确定N、n基因位于Ⅱ号常染色体上。纯合正常翅网状翅脉与纯合短粗翅野生型翅脉果蝇杂交，F1表型为正常翅野生型翅脉，可推断________________为显性性状。
①F1相互交配得到F2，若F2表型及比例为______________________，可推断D、d基因也位于Ⅱ号常染色体上。
②选杂合的短粗翅野生型翅脉果蝇与杂合的正常翅网状翅脉果蝇杂交，根据子代表型_______(填“能”或“不能”)确定D、d基因也位于Ⅱ号常染色体上，理由是_____________________________。
解析：(1)若基因位于常染色体上，选网状翅脉果蝇与纯合野生型翅脉果蝇进行正反交，亲本的基因型是NN和nn，子代都是显性；若基因位于X、Y染色体同源区段，亲本的基因型是XNXN和XnYn或XnXn和XNYN，子代也都是显性，基因位于常染色体与位于X、Y染色体同源区段时正反交结果都相同，故不能判断该对基因位于常染色体上。(2)若想设计杂交实验，并根据F1的表型确定N、n基因位于几号常染色体上，应选测交，即能出现NO和nn杂交的情况，故选染色体数目正常的网状翅脉果蝇，分别与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体缺失一条的野生型翅脉果蝇杂交，观察并统计F1表型。若基因位于该对
染色体上，则为NO和nn杂交，若不位于该对染色体上，则为NN和nn的杂交，因此若某组F1中出现网状翅脉，其他两组均未出现，则N基因就位于该组个体缺失染色体的同源染色体上。(3)已知野生型翅脉为显性性状，纯合正常翅网状翅脉与纯合短粗翅野生型翅脉果蝇杂交，F1表型为正常翅野生型翅脉，说明正常翅为显性性状。①若两对基因都位于Ⅱ号染色体上，纯合正常翅网状翅脉的基因型是DDnn，纯合短粗翅野生型翅脉的基因型是ddNN，F1的基因型是DdNn，但D和n、d和N在一对同源染色体的两条染色体上，故只能产生Dn、dN的两种配子，F2的表型是正常翅网状翅脉DDnn∶正常
翅野生型翅脉DdNn∶短粗翅野生型翅脉ddNN＝1∶2∶1。②选杂合的短粗翅野生型翅脉果蝇ddNn与杂合的正常翅网状翅脉果蝇Ddnn杂交，无论D、d基因是否位于Ⅱ号染色体上，子代都有四种表型，比例为1∶1∶1∶1，因此不能判断基因的位置。
答案：(1)不能 基因位于常染色体与位于X、Y染色体同源区段时正反交结果都相同 (2)选染色体数目正常的网状翅脉果蝇，分别与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体缺失一条的野生型翅脉果蝇杂交，观察并统计F1表型 若某组F1中出现网状翅脉，其他两组均未出现，则N基因就位于该组个体缺失染色体的同源染色体上 (3)正常翅 ①正常翅网状翅脉∶正常翅野生型翅脉∶短粗翅野生型翅脉＝1∶2∶1 ②不能 无论D、d基因是否位于Ⅱ号染色体上，子代都有四种表型，且比例为1∶1∶1∶1
(2023·山东卷)单个精子的DNA提取技术可解决人类遗传学研究中因家系规模小而难以收集足够数据的问题。为研究4对等位基因在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以上4对等位基因的引物，以单个精子的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因，检测结果如表所示。已知表中该志愿者12个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同；本研究中不存在致死现象，所有个体的染色体均正常，各种配子活力相同。
题型二 结合变异考查遗传规律的计算和应用
等位基因 A a B b D d E e
单
个
精
子
编
号 1 ＋ ＋ ＋
2 ＋ ＋ ＋ ＋
3 ＋ ＋ ＋
4 ＋ ＋ ＋ ＋
5 ＋ ＋ ＋
6 ＋ ＋ ＋ ＋
7 ＋ ＋ ＋
8 ＋ ＋ ＋ ＋
9 ＋ ＋ ＋
10 ＋ ＋ ＋ ＋
11 ＋ ＋ ＋
12 ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示有，空白表示无。
(1)表中等位基因A、a和B、b的遗传______(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律，依据是_______________________________。据表分析，______(填“能”或“不能”)排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。
(2)已知人类个体中，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，据此画出该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图：____________ ______________________________。(注：用“ ”形式表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置)。
(3)本研究中，另有一个精子的检测结果：基因A、a，B、b和D、d都能检测到。已知在该精子形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是_______________________________。
(4)据表推断，该志愿者的基因e位于________染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，请用本研究的实验方法及基因E和e的引物，设计实验探究你的推断。
①应选用的配子为__________；
②实验过程：略；
③预期结果及结论：___________________________________。
解析：(1)根据题表信息可知，配子只有aB和Ab两种类型且比例为1∶1，因而可推测，等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上，因而其遗传不遵循自由组合定律。表中显示含有e的配子和不含e的配子的比例为1∶1，且没有E基因存在，因而可推测e基因位于X或Y染色体上，根据表中精子类型和比例可以看出，A、a与E、e这两对等位基因表现为自由组合，因而能排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。(2)某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，即生出患病孩子bbdd的概率为1/18，
统计结果显示，该志愿者关于B、b和D、d的配子比例为Bd∶bD∶ BD∶bd＝2∶2∶1∶1，即产生bd配子的概率为1/6，说明该女性产生bd的卵细胞的比例为1/3，则BD配子比例也为1/3，二者共占2/3，大于1/2，因而属于非重组型配子，说明该女性体内的相关基因处于连锁关系，即B和D连锁，b和d连锁，则该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图如答案所示。(3)根据表中的精子种类和比例可知，等位基因A/a，B/b和D/d为连锁关系，而异常精子的形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。则从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是形
成该精子的减数分裂中，减数分裂Ⅰ后期这三对等位基因所在的一对染色体没有正常分离而是进入同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数分裂Ⅱ。(4)根据题(1)分析，该志愿者的基因e位于X或Y染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，由于要用本研究的实验方法，且选用男性的精子无法确定等位基因是位于X染色体还是位于Y染色体，因此应该选择女志愿者的卵细胞进行实验。用E和e的引物，以卵细胞的DNA为模板进行PCR扩增后，检测产物中的相关基因。若检测的卵细胞中有E或e基因，则可得出基因E/e位于X染色体上；若检测的卵细胞中无E或e基因，则可得出基因E/e位于Y染色体上。
答案：(1)不遵循 结合表中信息可以看出，基因型为aB∶Ab＝1∶1，因而可推测，等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上 能 (2)如下图所示
(3)形成该精子的减数分裂Ⅰ后期这三对等位基因所在的一对染色体没有正常分离而是进入同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数分裂Ⅱ (4)X或Y ①卵细胞 ③若检测的卵细胞中有E或e基因，则可得出基因E/e位于X染色体上；若检测的卵细胞中无E或e基因，则可得出基因E/e位于Y染色体上
·任务一 A、a和B、b基因在染色体上位置的分析
(1)据表分析，含A和a的精子的比例是多少？
提示：1∶1。
(2)据表分析，含B和b的精子的比例是多少？
提示：1∶1。
(3)据表分析，含AB、Ab、aB和ab的精子的比例是多少？
提示：0∶1∶1∶0。
(4)综合(1)(2)(3)，A、a、B、b的位置关系是怎样的？
提示：a和B在同一条染色体上，A和b在其同源染色体上。
·任务二 E和e基因分析
(1)据表分析，E和e基因位于何种染色体上？说明理由。
提示：E和e基因位于X或Y染色体上。因为没有等位基因E存在，且只有一半的精子含有e，另一半不含e。
(2)只考虑A(a)和e基因，是否遵循自由组合定律？说明理由。
提示：遵循。产生的配子中A∶Ae∶a∶ae＝1∶1∶1∶1，说明这两对基因遵循自由组合定律。
·任务三 B、b和D、d基因的分析
(1)该志愿者产生BD、Bd、bD和bd精子的比例是多少？B、b、D、d基因在染色体上的位置关系是怎样的？
提示：BD∶Bd∶bD∶bd＝1∶2∶2∶1。说明BD、bd为重组型配子，Bd、bD为非重组型配子，Bd位于同一条染色体上，bD位于其同源染色体上。
(2)该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，则该女性产生bd配子的概率是多少？
提示：患病孩子的基因型为bbdd，概率为1/18，该志愿者产生bd配子的概率为1/6，所以该女性产生bd配子的概率为1/3。
(3)该女性的基因型是什么？
提示：BbDd。
(4)该女性产生配子的基因型及比例是多少？
提示：BD∶Bd∶bD∶bd＝2∶1∶1∶2。
遗传规律的判断模型
1．已知条件选亲本：根据题干条件，通过杂交获得每对性状均为杂合子的个体。
2．根据亲本选择交配类型：若题目中只有每对性状均为杂合子的亲本，则采用自交的方法；若题目提供隐性纯合子，则既可以采用自交的方法，也可以采用测交的方法。
3．设计杂交实验：根据选择的亲本和交配类型，转化为杂交实验步骤。
4．描述结果及结论：自交法验证分离定律时，结果应为3∶1；测交法验证分离定律时，结果应为1∶1。自交法验证自由组合定律时，结果应为9∶3∶3∶1或其变式(如9∶6∶1,9∶7,12∶3∶1等)；测交法验证自由组合定律时，结果应为1∶1∶1∶1或其变式(如1∶2∶1,1∶3,2∶1∶1等)。
我国科学家发现的耐盐野生水稻不需要施肥、耐盐碱、能抗病虫害，且其稻米的氨基酸含量明显高于普通精白米的。经过27年的选育，试种终获成功，因发现于1986年，故该品种被称为“海稻86”。随后以袁隆平院士为首的科研团队加入了海水稻高产、抗倒伏的科研攻关。回答下列问题：
(1)现有高产不抗倒伏和低产抗倒伏两个海水稻品种，这两对相对性状受两对独立遗传的等位基因控制。为获得高产抗倒伏的优良品种，让这两个品种杂交，F1全部表现为高产抗倒伏，再让F1自交，F2中高产抗倒伏的植株占_______________，高产抗倒伏的植株中纯合子占_______________。
(2)有研究者认为，水稻植株的耐盐性是由独立遗传的两对基因控制的，其抗盐性和基因型的对应关系如下表所示。
类型 耐盐植株 不耐盐植株
基因型 Y_R_ yyR_、Y_rr、yyrr
①让耐盐和不耐盐的两株水稻杂交，子代植株中耐盐植株∶不耐盐植株＝3∶5，依据以上研究判断，亲本不耐盐植株的基因型为____________；若让子代耐盐植株自由传粉，则所得子代植株中的耐盐植株约占__________。
②现有各种基因型的不耐盐水稻植株，以它们为材料设计实验验证“水稻植株的耐盐性是由独立遗传的两对基因控制的”这一结论。写出验证实验的实验思路：________________________________。
解析：(1)由题意可知，高产不抗倒伏植株×低产抗倒伏植株→F1全部表现为高产抗倒伏，说明高产和抗倒伏均为显性性状，F1自交，F2中高产抗倒伏植株，即双显性植株，占9/16，其中纯合子只有1种，占1/9。(2)①耐盐植株×不耐盐植株→子代中耐盐植株∶不耐盐植株＝3∶5，即耐盐植株(Y_R_)占3/8,3/8＝3/4×1/2，因此双亲的基因型为YyRr、yyRr(或Yyrr)，亲本不耐盐植株的基因型为yyRr或Yyrr。以亲本不耐盐植株基因型为yyRr为例，子代耐盐植株中YYRr∶YyRr＝1∶2，若要求其自由传粉所得子代中耐盐植株所占的比例，可逐对分析每对基因的基因频率，再求表型频率，Y＝2/3，
y＝1/3，R＝r＝1/2，故耐盐植株(Y_R_)约占3/4×8/9＝2/3。②让不耐盐的水稻植株自由传粉，若不耐盐受两对等位基因控制，则其F1中耐盐的水稻植株的基因型一定为YyRr；让这些耐盐植株自交，鉴定并统计子代的表型及比例；根据子代的表型及比例即可验证结论。
答案：(1)9/16 1/9 (2)①yyRr或Yyrr 2/3 ②让不耐盐的水稻植株自由传粉，选择F1中耐盐的水稻植株自交并分株留种，鉴定并统计每株的后代。若有表型及比例为耐盐∶不耐盐＝9∶7，则说明水稻植株的耐盐性是由独立遗传的两对基因控制的
(2020·山东卷)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：
题型三 遗传实验设计与分析
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__________。
解析：(1)根据题意可知，基因Ts存在时表现为雌雄同株，当基因突变为ts后表现为雌株，品系M的基因型为TsTs，为雌雄同株，品系甲和乙的基因型为tsts，为雌株，则只能为母本。由于只有一个基因A插入玉米植株中，因此该玉米相当于杂合子，可以看为AO，没有插入基因A的植株基因型为OO。实验二中F1的非抗螟植株基因型为OOTsts，因此为雌雄同株。(2)根据以上分析可知，实验一的F1抗螟雌雄同株(AOTsts)自交，F2中抗螟雌雄同株(AOTsts)∶抗螟雌株(AAtsts)∶非抗螟雌雄同株(OOTsTs)＝2∶1∶1，符合基因分离定律的结果，说明实验一中基因A插入基因ts所在染色体上。将F2中抗螟
雌株(AAtsts)与抗螟雌雄同株(AOTsts)进行杂交，抗螟雌株(AAtsts)只产生一种配子Ats，抗螟雌雄同株(AOTsts)作为父本产生两种配子，即Ats、OTs，则后代为抗螟雌株(AAtsts)∶抗螟雌雄同株(AOTsts)＝1∶1。(3)根据以上分析可知，实验二中选取F1抗螟矮株(AOTsts)自交，后代中出现抗螟矮株雌雄同株∶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＝3∶1∶3∶1，其中雌雄同株∶雌株＝3∶1，抗螟∶非抗螟＝1∶1，说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象，故乙中A基因不位于2号染色体上。F2中抗螟矮株所占比例小于理论值，说明A基因除导致植株矮小外，还影响
了F1的繁殖，根据实验结果可知，在实验二的F1中，抗螟矮株雌雄同株(AOTsts)∶非抗螟正常株高雌雄同株(OOTsts)＝1∶1，则说明含A基因的卵细胞发育正常；而F2中抗螟矮株所占比例小于理论值，故推测最可能是F1产生的含基因A的雄配子不育，导致后代中只产生了OTs和Ots两种雄配子，才导致F2中抗螟矮株所占比例小于理论值的现象。根据以上分析可知，实验二的F2中雌雄同株∶雌株＝3∶1，故F2中抗螟矮株中ts的基因频率不变，仍然为1/2。F2中抗螟矮株雌雄同株的基因型为1/3AOTsTs、2/3AOTsts，雌株基因型为AOtsts，由于F1含基因A的雄配子不育，则1/3AOTsTs、2/3AOTsts
产生的雄配子为2/3OTs、1/3Ots，AOtsts产生的雌配子为1/2Ats、1/2Ots，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1/2×1/3＝1/6。
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
·任务一 对雌雄同株和雌株的分析
(1)雌雄同株、雌株的基因型分别是什么？
提示：雌雄同株：TsTs和Tsts；雌株：tsts。
(2)雌雄同株和雌株分别能进行的交配类型有哪些？
提示：雌雄同株：自交、测交和杂交；雌株：测交和杂交。
·任务二 对实验一的相关分析(不含A基因时用O表示)
(1)F1中抗螟和非抗螟的基因型分别是什么？
提示：抗螟：AOTsts；非抗螟：OOTsts。
(2)F1抗螟植株自交，F2中抗螟与非抗螟的比例是多少？能说明A基因的遗传遵循什么定律？
提示：抗螟∶非抗螟＝3∶1，说明A基因的遗传遵循分离定律。
(3)F1抗螟植株自交，F2中雌雄同株与雌株的比例是多少？能说明Ts、ts基因的遗传遵循什么定律？
提示：雌雄同株∶雌株＝3∶1，说明Ts(ts)基因的遗传遵循分离定律。
(4)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，说明A和Ts(ts)基因的遗传是否遵循自由组合定律？为什么？
提示：不遵循。若A和Ts(ts)基因的遗传遵循自由组合定律，则F1抗螟植株自交，F2中应出现四种表型，且比例为9∶3∶3∶1。
(5)通过实验一相关实验，可知A和ts基因在染色体上的位置关系是什么？
提示：A和ts不位于同一条染色体上。
·任务三 对实验二的相关分析(不含A基因时用O表示)
(1)F1中抗螟矮株和非抗螟正常株的基因型分别是什么？
提示：抗螟矮株：AOTsts；非抗螟正常株：OOTsts。
(2)F1抗螟矮株自交，F2中抗螟∶非抗螟的比例是多少？理论值应为多少？说明什么？
提示：1∶1，理论值应为3∶1，说明A基因影响了配子的活性。
(3)F1抗螟矮株自交，F2中雌雄同株∶雌株的比例是多少？说明什么？
提示：3∶1，说明遵循分离定律。
(4)F1抗螟矮株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株∶非抗螟雌株＝3∶1∶3∶1，说明A基因和Ts(ts)基因的位置关系是什么？
提示：A基因和Ts(ts)基因位于非同源染色体上，遵循自由组合定律。
(5)乙(AOtsts)与品系M(OOTsTs)杂交，得到F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高≈1∶1，说明含A的雌配子能否正常存活？
提示：能正常存活。
(6)综合(2)(5)可以判断，含有A的哪种配子不能存活？
提示：含有A的雄配子不能存活。
模型：致死类判断
1．根据给定条件提出合理假说：①何种基因型的配子致死或存活率低；②何种基因型的个体致死或存活率低。
2．运用已知材料设计杂交实验：选择的原则是理论上能产生相应配子或后代能产生相应基因型的个体。
3．根据假说，演绎不同结果：按照假说的内容，分别推测不同假说下应出现的结果。
4．描述结果及结论：注意结果和结论的对应。
(2024·山东卷)某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因，且每种性状只由1对等位基因控制，其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d；叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状，且只要有1对隐性纯合基因，叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性，进行了如表所示的杂交实验。另外，拟用乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株的叶片为材料，通过PCR检测每株个体中控制这2种性状的所有等位基因，以辅助确定这些基因在染色体上的相对
位置关系。预期对被检测群体中所有个体按PCR产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则归类后，该群体电泳图谱只有类型Ⅰ或类型Ⅱ，如图所示，其中条带③和④分别代表基因a和d。已知各基因的PCR产物通过电泳均可区分，各相对性状呈完全显隐性关系，不考虑突变和染色体互换。
组别 亲本杂交组合 F1的表型及比例
甲 紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒 紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒＝1∶1∶1∶1
乙 锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒 全部为光滑叶黄粒
(1)据表分析，由同一对等位基因控制的2种性状是_______________ ______________，判断依据是______________________________。
(2)据表分析，甲组F1随机交配，若子代中高茎植株占比为_______，则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
(3)图中条带②代表的基因是_______________________________；乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为__________________________。
若电泳图谱为类型Ⅰ，则被检测群体在F2中占比为____________。
(4)若电泳图谱为类型Ⅱ，只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系，需辅以对F2进行调查。已知调查时正值F2的花期，调查思路：_______________ ___________________________________；预期调查结果并得出结论：________________________________________。(要求：仅根据表型预期调查结果，并简要描述结论)
解析：(1)由甲组F1可知，紫花全为黄粒，红花全为绿粒，而花色和籽粒颜色与茎高间均有四种性状组合，可判断出由同一对等位基因控制的2种性状是花色和籽粒颜色。(2)根据乙组杂交结果可知，黄粒是显性性状，用D表示，设茎高的相关基因为E/e。若高茎为显性性状，则甲组亲本的基因型组合为Eedd×eeDd，E/e和D/d可能位于1对或2对同源染色体上，F1中茎高相关的基因型及比例为Ee∶ee＝1∶1，F1随机交配，F2中EE∶Ee∶ee＝1∶6∶9，高茎植株(E_)占比为7/16。若高茎为隐性性状，则甲组亲本的基因型组合为EeDd× eedd，F1中茎高相关的基因型及比例为Ee∶ee＝1∶1，F1随机交配，
F2中高茎植株(E_)占比为9/16。验证基因自由组合定律的方法可以是双杂合子自交(EeDd自交)或测交(EeDd×eedd)，若高茎为隐性性状，则甲组亲本杂交组合为测交，F1中高茎黄粒∶高茎绿粒∶矮茎黄粒∶矮茎绿粒＝1∶1∶1∶1，该测交子代比值能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传，故若子代中高茎植株占9/16，则说明2对等位基因独立遗传。(3)电泳图中有三种基因型，且有的个体没有a(类型Ⅱ)，根据乙组亲本和子代的表型可知，亲本中关于叶边缘的基因型组合为aaBB和AAbb，关于籽粒颜色的基因型组合为DD和dd，亲本的基因型组合可能为AAbbDD×aaBBdd(P1)或aaBBDD× AAbbdd(P2)，F1的基因型为AaBbDd。乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株(dd)基因型为A_bbdd、aaB_dd、aabbdd。3对等位基因的位置关系及推理如下表所示：
提出假说 演绎推理 备注
乙组
杂交组合 位置关系 F1基因位置关系 F2中锯齿叶绿粒基因型(aa或bb)＋dd 含基因的种类 对应的电泳图谱
若P1：
AAbbDD×
aaBBdd 无论三对基因间是否有连锁，都不可能存在某种情况下的F2中锯齿叶绿粒中只有 d而没有a的情况 一定存在a和d共存的基因型 — 不存在只出现类型Ⅱ的可能 不成立，排除
提出假说 演绎推理 备注
乙组
杂交组合 位置关系 F1基因位置关系 F2中锯齿叶绿粒基因型(aa或bb)＋dd 含基因的种类 对应的电泳图谱
若P2：
aaBBDD
×
AAbbdd ①若A/a、B/b、D/d分别位于3对同源染色体上 A_bbdd、
aaB_dd、
aabbdd
5种基因型 A、a、B、b、d5种基因，5个条带 图示只有①～④ 4个条带，最多3种基因型 不成立，排除
提出假说 演绎推理 备注
乙组
杂交组合 位置关系 F1基因位置关系 F2中锯齿叶绿粒基因型(aa或bb)＋dd 含基因的种类 对应的电泳图谱
若P2：
aaBBDD
×
AAbbdd ②若A/a、B/b位于1对同源染色体上，D/d位于另1对同源染色体上 AAbbdd、
aaBBdd
2种基因型 A、a、B、b、d 5种基因，5个条带 图示只有①～④ 4个条带 不成立，排除
提出假说 演绎推理 备注
乙组杂
交组合 位置
关系 F1基因位置关系 F2中锯齿叶绿粒基因型(aa或bb)＋dd 含基因的种类 对应
的电泳图谱
若P2：
aaBBDD
×
AAbbdd ③若A/a、D/d位于1对同源染色体上，B/b位于另1对同源染色体上 AAbbdd1种基因型 A、b、d 1种可能，且3种基因，3个条带 类型Ⅱ ③④⑤假说均成立，但③⑤推理结果相同，不能区分，所以出现(4)小题
提出假说 演绎推理 备注
乙组
杂交组合 位置关系 F1基
因位置关系 F2中锯齿叶绿粒基因型(aa或bb)＋dd 含基因的种类 对应
的电泳图谱
若P2：
aaBBDD
×
AAbbdd ④若B/b、D/d位于1对同源染色体上，A/a位于另1对同源染色体上 AAbbdd、
Aabbdd、
aabbdd
3种基因型 A、b、d
A、a、b、d
a、b、d
3种可能 类型Ⅰ ③④⑤假说均成立，但③⑤推理结果相同，不能区分，所以出现(4)小题
提出假说 演绎推理 备注
乙组
杂交组合 位置
关系 F1基因位置关系 F2中锯齿叶绿粒基因型(aa或bb)＋dd 含基因的种类 对应
的电泳图谱
若P2：
aaBBDD
×
AAbbdd ⑤若3对基因位于1对同源染色体上 AAbbdd1种基因型 A、b、d 1种可能，且3种基因，3个条带 类型Ⅱ ③④⑤假说均成立，但③⑤推理结果相同，不能区分，所以出现(4)小题
由上表可知，乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为aaBBDD。由上表④可知，F2中有3种基因型(AAbbdd、Aabbdd、aabbdd)，对应类型Ⅰ中3个条带组合，已知“条带③和④分别代表基因a和d”，除了a和d,3种基因型中都有基因b，不都有基因A，所以条带①代表基因b，条带②代表基因A。若“电泳图谱为类型Ⅰ”，则对应上表④，被检测群体(_ _bbdd)在F2中占比为1/4。(4)若电泳图谱为类型Ⅱ，则对应上表③和⑤两种情况，显然“只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系，需辅以对F2进行调查”，又因为“调查时正值F2的花期”，所以应调
查花色(而不能看籽粒颜色)与叶形的关系。调查思路：调查(或统计)F2中花色和叶边缘的性状组合类型(及比例)。由(1)可知，D/d同时控制花色和粒色，且D为紫花黄粒，d为红花绿粒。若为上表⑤，则子代有aaBBDD∶AaBbDd∶AAbbdd＝锯齿叶紫花∶光滑叶紫花∶锯齿叶红花＝1∶2∶1；若为上表③，情况多样且较为复杂，但一定存在⑤所没有的性状组合——光滑叶红花(A_B_dd)。预期调查结果并得出结论：若出现光滑叶红花，则A/a、D/d位于同一对同源染色体上，B/b位于另一对同源染色体上；若未出现光滑叶红花，则A/a、B/b、D/d三对等位基因位于同一对同源染色体上；或若锯齿叶紫花∶光滑叶紫花∶锯齿叶红花＝1∶2∶1，则A/a、B/b、D/d三对等位基因位于同一对同源染色体上；若未出现以上结果，则A/a、D/d位于同一对同源染色体上，B/b位于另一对同源染色体上。
答案：(1)花色和籽粒颜色 甲组F1中紫花全为黄粒，红花全为绿粒，而花色和籽粒颜色与茎高间均有四种性状组合 (2)9/16 (3)A aaBBDD 1/4 (4)统计F2中花色和叶边缘的性状组合类型(及比例) 若出现光滑叶红花，则A/a、D/d位于同一对同源染色体上，B/b位于另一对同源染色体上；若未出现光滑叶红花，则A/a、B/b、D/d三对等位基因位于同一对同源染色体上(或若锯齿叶紫花∶光滑叶紫花∶锯齿叶红花＝1∶2∶1，则A/a、B/b、D/d三对等位基因位于同一对同源染色体上；若未出现以上结果，则A/a、D/d位于同一对同源染色体上，B/b位于另一对同源染色体上。其他答案合理即可) 遗传方式的判断
(2022·山东卷)果蝇的正常眼与无眼是一对相对性状，受一对等位基因控制，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，Ⅲ-1与Ⅲ-2杂交的子代中正常眼雄果蝇的概率是________。
(2)用Ⅱ-1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Ⅱ-3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___________________________________ __________________________________________________________________。
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，Ⅰ-1正常眼雌果蝇与Ⅰ-2无眼雄果蝇杂交，后代中雌果蝇出现正常眼，说明该性状的遗传不可能为伴X染色体显性遗传，如果是伴X染色体显性遗传，后代雌果蝇均为无眼；Ⅰ-4正常眼雌果蝇与Ⅰ-3无眼雄果蝇杂交，Ⅱ-3雄果蝇为正常眼，说明该性状的遗传不可能为伴Y染色体遗传，如果是伴Y染色体遗传，Ⅱ-3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)，Ⅰ-2的基因型为XaY，Ⅱ-2的基因型为XAXa，Ⅱ-3的基因型为XAY，则Ⅲ-2的基因型为1/2XAXA、1/2XAXa，Ⅲ-1的基因型为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)由题图判断，无眼性状的遗传方式可能是伴X染色体隐性遗传、常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传。如果为伴X染色体隐性遗传，Ⅰ-2的基因型为XaY，Ⅱ-1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；如果为常染色体隐性遗传，Ⅰ-2的基因型为aa，Ⅱ-1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，即正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性＝1∶1∶1∶1；如果为常染色体显性遗传，Ⅰ-2的基因型为Aa，Ⅱ-1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，即正常眼雌性∶无眼雌性∶正常眼雄性∶无眼雄性＝1∶1∶1∶1，故不能判断果蝇正常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。根据题干信息只杂交一次，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，故可选择Ⅱ-2(或Ⅱ-1，或Ⅱ-4)和Ⅱ-3杂交的方式来判断。若无眼性状的遗传为伴X染色体隐性遗传，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型为XAXa和XAY，后代雌果蝇均为正常眼、雄果蝇有正常眼和无眼，只有雄果蝇中有无眼性状；若无眼性状的遗传为常染色体隐性遗传，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型为Aa和Aa，后代雌果蝇、雄果蝇中均既有正常眼也有无眼；若无眼性状的遗传为常染色体显性遗传，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型为aa和aa，后代雌果蝇、雄果蝇均为正常眼。(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，则无眼基因的长度比正常眼基因短。若无眼性状的遗传方式为伴X染色体隐性遗传，Ⅱ-3的基因型为XAY，PCR扩增后，产物只有一个条带(A为正常基因)；若无眼性状的遗传方式为常染色体显性遗传，Ⅱ-3的基因型为aa，PCR扩增后电泳的产物也只有一个条带(a为正常基因)；若无眼性状的遗传方式为常染色体隐性遗传，Ⅱ-3的基因型为Aa，PCR扩增后电泳的产物有两个条带，故根据电泳结果不能确定无眼性状的遗传方式。
答案：(1)伴X染色体显性遗传、伴Y染色体遗传 3/8 (2)不能 无论正常眼是显性还是隐性，子代雌雄果蝇中正常眼与无眼的比例均为1∶1 (3)Ⅱ-2(或Ⅱ-1，或Ⅱ-4)与Ⅱ-3果蝇杂交，观察子代表型 若子代全为正常眼果蝇，则为常染色体显性遗传；若子代出现无眼雌果蝇，则为常染色体隐性遗传；若子代无眼果蝇全为雄性，则为伴X染色体隐性遗传 (4)不能 无论是常染色体显性遗传还是伴X染色体隐性遗传，其PCR产物电泳后都仅出现一个条带，且对应的均为正常眼基因的长度
·任务一 系谱图分析
(1)分析系谱图，控制无眼性状的基因能否只位于Y染色体上？说明理由。
提示：不能。若只位于Y染色体上，则Ⅱ-3和Ⅲ-1也应该是无眼性状。
(2)若控制无眼性状的基因位于X染色体上，则无眼基因是显性基因还是隐性基因？说明理由。
提示：隐性。若为显性基因，则Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-4应均为无眼性状。
·任务二 遗传方式的判断
(1)若基因位于X染色体上，则Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别是什么？推测杂交后代的表型及比例。(相关基因用A、a表示)
提示：若基因位于X染色体上，则无眼性状为伴X染色体隐性遗传，则Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别为XAXa和XAY，杂交后代雌性均为正常眼，雄性中正常眼∶无眼＝1∶1。
(2)若基因位于常染色体上，且正常眼为显性，则Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别是什么？推测杂交后代的表型及比例。(相关基因用A、a表示)
提示：Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别为Aa和Aa。杂交后代中正常眼∶无眼＝3∶1。
(3)若基因位于常染色体上，且正常眼为隐性，则Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别是什么？推测杂交后代的表型及比例。(相关基因用A、a表示)
提示：Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别为aa和aa。杂交后代均为正常眼。
模型一 显隐性判断
1．已知条件选亲本：根据题干条件，选择具有一对相对性状的亲本。
2．根据亲本选择交配类型：亲本均为纯合子，选择杂交法；亲本显性为杂合子，选择自交法(植物)；不知道基因型的条件下，先让具有一对相对性状的亲本杂交，若后代出现不同表型，则继续让不同表型的子代自交。
3．设计杂交实验：根据选择的亲本和交配类型，转化为杂交实验步骤。
4．描述结果及结论：注意结果和结论的对应。
模型二 基因位于何种染色体上的判断
1．确定判断类型
(1)位于常染色体，(2)位于X(Z，以下括号内为ZW型性别决定情况)染色体的非同源区段，(3)位于X、Y(Z、W)染色体的同源区段，(4)位于特定某条染色体。
2．根据显隐性情况选择亲本
(1)证明位于常染色体还是X(Z)染色体的非同源区段时，在显隐性未知的情况下，选择具有一对相对性状的雌性和雄性正反交；在显隐性已知的情况下，选择显性雄性(雌性)和隐性雌性(雄性)。
(2)证明位于常染色体还是X、Y(Z、W)染色体的同源区段时，可选择显性雄性(雌性)与隐性雌性(雄性)，子一代再与雌性(雄性)亲本杂交。
(3)证明位于X、Y(Z、W)的同源区段还是非同源区段时，可选择显性雄性(雌性)和隐性雌性(雄性)。
(4)证明位于哪条染色体时，可利用单体或三体与正常植株杂交。
3．根据亲本设计杂交实验：根据选择的亲本和交配类型，转化为杂交实验步骤。
4．描述结果及结论：注意结果和结论的对应。
(2024·泰安二模)果蝇(2n＝8)的Ⅰ号染色体为性染色体，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体为常染色体。野生型翅脉对网状翅脉为显性，控制该对性状的基因用N、n表示；短粗翅与正常翅受等位基因D、d控制。体细胞中缺失一条染色体的果蝇可以存活，并能正常繁殖后代，缺失纯合子则无法存活。假设下列杂交子代数量均足够多，回答下列问题：
(1)选网状翅脉果蝇与纯合野生型翅脉果蝇进行正反交，根据F1表型________ (填“能”或“不能”)判断该对基因位于常染色体上，理由是_________________________________________________________________________________。
(2)现有各组染色体分别缺失一条的野生型翅脉与网状翅脉果蝇及染色体数目正常的野生型翅脉与网状翅脉果蝇若干，请设计杂交实验，根据F1的表型确定N、n基因位于几号常染色体上。写出杂交实验思路，并预期实验结果及结论。
实验思路：______________________________________________。
预期结果及结论：______________________________________________。
(3)若已确定N、n基因位于Ⅱ号常染色体上。纯合正常翅网状翅脉与纯合短粗翅野生型翅脉果蝇杂交，F1表型为正常翅野生型翅脉，可推断 为显性性状。
①F1相互交配得到F2，若F2表型及比例为____________________________，可推断D、d基因也位于Ⅱ号常染色体上。
②选杂合的短粗翅野生型翅脉果蝇与杂合的正常翅网状翅脉果蝇杂交，根据子代表型 (填“能”或“不能”)确定D、d基因也位于Ⅱ号常染色体上，理由是_________________________________________________。
解析：(1)若基因位于常染色体上，选网状翅脉果蝇与纯合野生型翅脉果蝇进行正反交，亲本的基因型是NN和nn，子代都是显性；若基因位于X、Y染色体同源区段，亲本的基因型是XNXN和XnYn或XnXn和XNYN，子代也都是显性，基因位于常染色体与位于X、Y染色体同源区段时正反交结果都相同，故不能判断该对基因位于常染色体上。(2)若想设计杂交实验，并根据F1的表型确定N、n基因位于几号常染色体上，应选测交，即能出现NO和nn杂交的情况，故选染色体数目正常的网状翅脉果蝇，分别与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体缺失一条的野生型翅脉果蝇杂交，观察并统计F1表型。若基因位于该对染色体上，则为NO和nn杂交，若不位于该对染色体上，则为NN和nn的杂交，因此若某组F1中出现网状翅脉，其他两组均未出现，则N基因就位于该组个体缺失染色体的同源染色体上。(3)已知野生型翅脉为显性性状，纯合正常翅网状翅脉与纯合短粗翅野生型翅脉果蝇杂交，F1表型为正常翅野生型翅脉，说明正常翅为显性性状。①若两对基因都位于Ⅱ号染色体上，纯合正常翅网状翅脉的基因型是DDnn，纯合短粗翅野生型翅脉的基因型是ddNN，F1的基因型是DdNn，但D和n、d和N在一对同源染色体的两条染色体上，故只能产生Dn、dN的两种配子，F2的表型是正常翅网状翅脉DDnn∶正常翅野生型翅脉DdNn∶短粗翅野生型翅脉ddNN＝1∶2∶1。②选杂合的短粗翅野生型翅脉果蝇ddNn与杂合的正常翅网状翅脉果蝇Ddnn杂交，无论D、d基因是否位于Ⅱ号染色体上，子代都有四种表型，比例为1∶1∶1∶1，因此不能判断基因的位置。
答案：(1)不能 基因位于常染色体与位于X、Y染色体同源区段时正反交结果都相同 (2)选染色体数目正常的网状翅脉果蝇，分别与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体缺失一条的野生型翅脉果蝇杂交，观察并统计F1表型 若某组F1中出现网状翅脉，其他两组均未出现，则N基因就位于该组个体缺失染色体的同源染色体上 (3)正常翅 ①正常翅网状翅脉∶正常翅野生型翅脉∶短粗翅野生型翅脉＝1∶2∶1 ②不能 无论D、d基因是否位于Ⅱ号染色体上，子代都有四种表型，且比例为1∶1∶1∶1
结合变异考查遗传规律的计算和应用
(2023·山东卷)单个精子的DNA提取技术可解决人类遗传学研究中因家系规模小而难以收集足够数据的问题。为研究4对等位基因在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以上4对等位基因的引物，以单个精子的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因，检测结果如表所示。已知表中该志愿者12个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同；本研究中不存在致死现象，所有个体的染色体均正常，各种配子活力相同。
等位基因 A a B b D d E e
单 个 精 子 编 号 1 ＋ ＋ ＋
2 ＋ ＋ ＋ ＋
3 ＋ ＋ ＋
4 ＋ ＋ ＋ ＋
5 ＋ ＋ ＋
6 ＋ ＋ ＋ ＋
7 ＋ ＋ ＋
8 ＋ ＋ ＋ ＋
9 ＋ ＋ ＋
10 ＋ ＋ ＋ ＋
11 ＋ ＋ ＋
12 ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示有，空白表示无。
(1)表中等位基因A、a和B、b的遗传______(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律，依据是___________________________________。据表分析，______(填“能”或“不能”)排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。
(2)已知人类个体中，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，据此画出该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图： 。(注：用“”形式表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置)。
(3)本研究中，另有一个精子的检测结果：基因A、a，B、b和D、d都能检测到。已知在该精子形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是__________________________________________________________________。
(4)据表推断，该志愿者的基因e位于________染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，请用本研究的实验方法及基因E和e的引物，设计实验探究你的推断。
①应选用的配子为 ；
②实验过程：略；
③预期结果及结论：_________________________________________。
解析：(1)根据题表信息可知，配子只有aB和Ab两种类型且比例为1∶1，因而可推测，等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上，因而其遗传不遵循自由组合定律。表中显示含有e的配子和不含e的配子的比例为1∶1，且没有E基因存在，因而可推测e基因位于X或Y染色体上，根据表中精子类型和比例可以看出，A、a与E、e这两对等位基因表现为自由组合，因而能排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。(2)某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，即生出患病孩子bbdd的概率为1/18，统计结果显示，该志愿者关于B、b和D、d的配子比例为Bd∶bD∶BD∶bd＝2∶2∶1∶1，即产生bd配子的概率为1/6，说明该女性产生bd的卵细胞的比例为1/3，则BD配子比例也为1/3，二者共占2/3，大于1/2，因而属于非重组型配子，说明该女性体内的相关基因处于连锁关系，即B和D连锁，b和d连锁，则该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图如答案所示。(3)根据表中的精子种类和比例可知，等位基因A/a，B/b和D/d为连锁关系，而异常精子的形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。则从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是形成该精子的减数分裂中，减数分裂Ⅰ后期这三对等位基因所在的一对染色体没有正常分离而是进入同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数分裂Ⅱ。(4)根据题(1)分析，该志愿者的基因e位于X或Y染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，由于要用本研究的实验方法，且选用男性的精子无法确定等位基因是位于X染色体还是位于Y染色体，因此应该选择女志愿者的卵细胞进行实验。用E和e的引物，以卵细胞的DNA为模板进行PCR扩增后，检测产物中的相关基因。若检测的卵细胞中有E或e基因，则可得出基因E/e位于X染色体上；若检测的卵细胞中无E或e基因，则可得出基因E/e位于Y染色体上。
答案：(1)不遵循 结合表中信息可以看出，基因型为aB∶Ab＝1∶1，因而可推测，等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上 能 (2)如下图所示
(3)形成该精子的减数分裂Ⅰ后期这三对等位基因所在的一对染色体没有正常分离而是进入同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数分裂Ⅱ (4)X或Y ①卵细胞 ③若检测的卵细胞中有E或e基因，则可得出基因E/e位于X染色体上；若检测的卵细胞中无E或e基因，则可得出基因E/e位于Y染色体上
·任务一 A、a和B、b基因在染色体上位置的分析
(1)据表分析，含A和a的精子的比例是多少？
提示：1∶1。
(2)据表分析，含B和b的精子的比例是多少？
提示：1∶1。
(3)据表分析，含AB、Ab、aB和ab的精子的比例是多少？
提示：0∶1∶1∶0。
(4)综合(1)(2)(3)，A、a、B、b的位置关系是怎样的？
提示：a和B在同一条染色体上，A和b在其同源染色体上。
·任务二 E和e基因分析
(1)据表分析，E和e基因位于何种染色体上？说明理由。
提示：E和e基因位于X或Y染色体上。因为没有等位基因E存在，且只有一半的精子含有e，另一半不含e。
(2)只考虑A(a)和e基因，是否遵循自由组合定律？说明理由。
提示：遵循。产生的配子中A∶Ae∶a∶ae＝1∶1∶1∶1，说明这两对基因遵循自由组合定律。
·任务三 B、b和D、d基因的分析
(1)该志愿者产生BD、Bd、bD和bd精子的比例是多少？B、b、D、d基因在染色体上的位置关系是怎样的？
提示：BD∶Bd∶bD∶bd＝1∶2∶2∶1。说明BD、bd为重组型配子，Bd、bD为非重组型配子，Bd位于同一条染色体上，bD位于其同源染色体上。
(2)该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，则该女性产生bd配子的概率是多少？
提示：患病孩子的基因型为bbdd，概率为1/18，该志愿者产生bd配子的概率为1/6，所以该女性产生bd配子的概率为1/3。
(3)该女性的基因型是什么？
提示：BbDd。
(4)该女性产生配子的基因型及比例是多少？
提示：BD∶Bd∶bD∶bd＝2∶1∶1∶2。
遗传规律的判断模型
1．已知条件选亲本：根据题干条件，通过杂交获得每对性状均为杂合子的个体。
2．根据亲本选择交配类型：若题目中只有每对性状均为杂合子的亲本，则采用自交的方法；若题目提供隐性纯合子，则既可以采用自交的方法，也可以采用测交的方法。
3．设计杂交实验：根据选择的亲本和交配类型，转化为杂交实验步骤。
4．描述结果及结论：自交法验证分离定律时，结果应为3∶1；测交法验证分离定律时，结果应为1∶1。自交法验证自由组合定律时，结果应为9∶3∶3∶1或其变式(如9∶6∶1,9∶7,12∶3∶1等)；测交法验证自由组合定律时，结果应为1∶1∶1∶1或其变式(如1∶2∶1,1∶3,2∶1∶1等)。
我国科学家发现的耐盐野生水稻不需要施肥、耐盐碱、能抗病虫害，且其稻米的氨基酸含量明显高于普通精白米的。经过27年的选育，试种终获成功，因发现于1986年，故该品种被称为“海稻86”。随后以袁隆平院士为首的科研团队加入了海水稻高产、抗倒伏的科研攻关。回答下列问题：
(1)现有高产不抗倒伏和低产抗倒伏两个海水稻品种，这两对相对性状受两对独立遗传的等位基因控制。为获得高产抗倒伏的优良品种，让这两个品种杂交，F1全部表现为高产抗倒伏，再让F1自交，F2中高产抗倒伏的植株占 ，高产抗倒伏的植株中纯合子占 。
(2)有研究者认为，水稻植株的耐盐性是由独立遗传的两对基因控制的，其抗盐性和基因型的对应关系如下表所示。
类型 耐盐植株 不耐盐植株
基因型 Y_R_ yyR_、Y_rr、yyrr
①让耐盐和不耐盐的两株水稻杂交，子代植株中耐盐植株∶不耐盐植株＝3∶5，依据以上研究判断，亲本不耐盐植株的基因型为______________；若让子代耐盐植株自由传粉，则所得子代植株中的耐盐植株约占 。
②现有各种基因型的不耐盐水稻植株，以它们为材料设计实验验证“水稻植株的耐盐性是由独立遗传的两对基因控制的”这一结论。写出验证实验的实验思路：___________________________________________________________。
解析：(1)由题意可知，高产不抗倒伏植株×低产抗倒伏植株→F1全部表现为高产抗倒伏，说明高产和抗倒伏均为显性性状，F1自交，F2中高产抗倒伏植株，即双显性植株，占9/16，其中纯合子只有1种，占1/9。(2)①耐盐植株×不耐盐植株→子代中耐盐植株∶不耐盐植株＝3∶5，即耐盐植株(Y_R_)占3/8,3/8＝3/4×1/2，因此双亲的基因型为YyRr、yyRr(或Yyrr)，亲本不耐盐植株的基因型为yyRr或Yyrr。以亲本不耐盐植株基因型为yyRr为例，子代耐盐植株中YYRr∶YyRr＝1∶2，若要求其自由传粉所得子代中耐盐植株所占的比例，可逐对分析每对基因的基因频率，再求表型频率，Y＝2/3，y＝1/3，R＝r＝1/2，故耐盐植株(Y_R_)约占3/4×8/9＝2/3。②让不耐盐的水稻植株自由传粉，若不耐盐受两对等位基因控制，则其F1中耐盐的水稻植株的基因型一定为YyRr；让这些耐盐植株自交，鉴定并统计子代的表型及比例；根据子代的表型及比例即可验证结论。
答案：(1)9/16 1/9 (2)①yyRr或Yyrr 2/3 ②让不耐盐的水稻植株自由传粉，选择F1中耐盐的水稻植株自交并分株留种，鉴定并统计每株的后代。若有表型及比例为耐盐∶不耐盐＝9∶7，则说明水稻植株的耐盐性是由独立遗传的两对基因控制的
遗传实验设计与分析
(2020·山东卷)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 。
解析：(1)根据题意可知，基因Ts存在时表现为雌雄同株，当基因突变为ts后表现为雌株，品系M的基因型为TsTs，为雌雄同株，品系甲和乙的基因型为tsts，为雌株，则只能为母本。由于只有一个基因A插入玉米植株中，因此该玉米相当于杂合子，可以看为AO，没有插入基因A的植株基因型为OO。实验二中F1的非抗螟植株基因型为OOTsts，因此为雌雄同株。(2)根据以上分析可知，实验一的F1抗螟雌雄同株(AOTsts)自交，F2中抗螟雌雄同株(AOTsts)∶抗螟雌株(AAtsts)∶非抗螟雌雄同株(OOTsTs)＝2∶1∶1，符合基因分离定律的结果，说明实验一中基因A插入基因ts所在染色体上。将F2中抗螟雌株(AAtsts)与抗螟雌雄同株(AOTsts)进行杂交，抗螟雌株(AAtsts)只产生一种配子Ats，抗螟雌雄同株(AOTsts)作为父本产生两种配子，即Ats、OTs，则后代为抗螟雌株(AAtsts)∶抗螟雌雄同株(AOTsts)＝1∶1。(3)根据以上分析可知，实验二中选取F1抗螟矮株(AOTsts)自交，后代中出现抗螟矮株雌雄同株∶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＝3∶1∶3∶1，其中雌雄同株∶雌株＝3∶1，抗螟∶非抗螟＝1∶1，说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象，故乙中A基因不位于2号染色体上。F2中抗螟矮株所占比例小于理论值，说明A基因除导致植株矮小外，还影响了F1的繁殖，根据实验结果可知，在实验二的F1中，抗螟矮株雌雄同株(AOTsts)∶非抗螟正常株高雌雄同株(OOTsts)＝1∶1，则说明含A基因的卵细胞发育正常；而F2中抗螟矮株所占比例小于理论值，故推测最可能是F1产生的含基因A的雄配子不育，导致后代中只产生了OTs和Ots两种雄配子，才导致F2中抗螟矮株所占比例小于理论值的现象。根据以上分析可知，实验二的F2中雌雄同株∶雌株＝3∶1，故F2中抗螟矮株中ts的基因频率不变，仍然为1/2。F2中抗螟矮株雌雄同株的基因型为1/3AOTsTs、2/3AOTsts，雌株基因型为AOtsts，由于F1含基因A的雄配子不育，则1/3AOTsTs、2/3AOTsts产生的雄配子为2/3OTs、1/3Ots，AOtsts产生的雌配子为1/2Ats、1/2Ots，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1/2×1/3＝1/6。
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
·任务一 对雌雄同株和雌株的分析
(1)雌雄同株、雌株的基因型分别是什么？
提示：雌雄同株：TsTs和Tsts；雌株：tsts。
(2)雌雄同株和雌株分别能进行的交配类型有哪些？
提示：雌雄同株：自交、测交和杂交；雌株：测交和杂交。
·任务二 对实验一的相关分析(不含A基因时用O表示)
(1)F1中抗螟和非抗螟的基因型分别是什么？
提示：抗螟：AOTsts；非抗螟：OOTsts。
(2)F1抗螟植株自交，F2中抗螟与非抗螟的比例是多少？能说明A基因的遗传遵循什么定律？
提示：抗螟∶非抗螟＝3∶1，说明A基因的遗传遵循分离定律。
(3)F1抗螟植株自交，F2中雌雄同株与雌株的比例是多少？能说明Ts、ts基因的遗传遵循什么定律？
提示：雌雄同株∶雌株＝3∶1，说明Ts(ts)基因的遗传遵循分离定律。
(4)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，说明A和Ts(ts)基因的遗传是否遵循自由组合定律？为什么？
提示：不遵循。若A和Ts(ts)基因的遗传遵循自由组合定律，则F1抗螟植株自交，F2中应出现四种表型，且比例为9∶3∶3∶1。
(5)通过实验一相关实验，可知A和ts基因在染色体上的位置关系是什么？
提示：A和ts不位于同一条染色体上。
·任务三 对实验二的相关分析(不含A基因时用O表示)
(1)F1中抗螟矮株和非抗螟正常株的基因型分别是什么？
提示：抗螟矮株：AOTsts；非抗螟正常株：OOTsts。
(2)F1抗螟矮株自交，F2中抗螟∶非抗螟的比例是多少？理论值应为多少？说明什么？
提示：1∶1，理论值应为3∶1，说明A基因影响了配子的活性。
(3)F1抗螟矮株自交，F2中雌雄同株∶雌株的比例是多少？说明什么？
提示：3∶1，说明遵循分离定律。
(4)F1抗螟矮株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株∶非抗螟雌株＝3∶1∶3∶1，说明A基因和Ts(ts)基因的位置关系是什么？
提示：A基因和Ts(ts)基因位于非同源染色体上，遵循自由组合定律。
(5)乙(AOtsts)与品系M(OOTsTs)杂交，得到F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高≈1∶1，说明含A的雌配子能否正常存活？
提示：能正常存活。
(6)综合(2)(5)可以判断，含有A的哪种配子不能存活？
提示：含有A的雄配子不能存活。
模型：致死类判断
1．根据给定条件提出合理假说：①何种基因型的配子致死或存活率低；②何种基因型的个体致死或存活率低。
2．运用已知材料设计杂交实验：选择的原则是理论上能产生相应配子或后代能产生相应基因型的个体。
3．根据假说，演绎不同结果：按照假说的内容，分别推测不同假说下应出现的结果。
4．描述结果及结论：注意结果和结论的对应。
(2024·山东卷)某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因，且每种性状只由1对等位基因控制，其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d；叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状，且只要有1对隐性纯合基因，叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性，进行了如表所示的杂交实验。另外，拟用乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株的叶片为材料，通过PCR检测每株个体中控制这2种性状的所有等位基因，以辅助确定这些基因在染色体上的相对位置关系。预期对被检测群体中所有个体按PCR产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则归类后，该群体电泳图谱只有类型Ⅰ或类型Ⅱ，如图所示，其中条带③和④分别代表基因a和d。已知各基因的PCR产物通过电泳均可区分，各相对性状呈完全显隐性关系，不考虑突变和染色体互换。
组别 亲本杂交组合 F1的表型及比例
甲 紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒 紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒＝1∶1∶1∶1
乙 锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒 全部为光滑叶黄粒
(1)据表分析，由同一对等位基因控制的2种性状是 ，判断依据是__________________________________。
(2)据表分析，甲组F1随机交配，若子代中高茎植株占比为 ，则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
(3)图中条带②代表的基因是___________________________________；乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为___________________________________。
若电泳图谱为类型Ⅰ，则被检测群体在F2中占比为 。
(4)若电泳图谱为类型Ⅱ，只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系，需辅以对F2进行调查。已知调查时正值F2的花期，调查思路：__________________________________；预期调查结果并得出结论：__________________________________。(要求：仅根据表型预期调查结果，并简要描述结论)
解析：(1)由甲组F1可知，紫花全为黄粒，红花全为绿粒，而花色和籽粒颜色与茎高间均有四种性状组合，可判断出由同一对等位基因控制的2种性状是花色和籽粒颜色。(2)根据乙组杂交结果可知，黄粒是显性性状，用D表示，设茎高的相关基因为E/e。若高茎为显性性状，则甲组亲本的基因型组合为Eedd×eeDd，E/e和D/d可能位于1对或2对同源染色体上，F1中茎高相关的基因型及比例为Ee∶ee＝1∶1，F1随机交配，F2中EE∶Ee∶ee＝1∶6∶9，高茎植株(E_)占比为7/16。若高茎为隐性性状，则甲组亲本的基因型组合为EeDd×eedd，F1中茎高相关的基因型及比例为Ee∶ee＝1∶1，F1随机交配，F2中高茎植株(E_)占比为9/16。验证基因自由组合定律的方法可以是双杂合子自交(EeDd自交)或测交(EeDd×eedd)，若高茎为隐性性状，则甲组亲本杂交组合为测交，F1中高茎黄粒∶高茎绿粒∶矮茎黄粒∶矮茎绿粒＝1∶1∶1∶1，该测交子代比值能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传，故若子代中高茎植株占9/16，则说明2对等位基因独立遗传。(3)电泳图中有三种基因型，且有的个体没有a(类型Ⅱ)，根据乙组亲本和子代的表型可知，亲本中关于叶边缘的基因型组合为aaBB和AAbb，关于籽粒颜色的基因型组合为DD和dd，亲本的基因型组合可能为AAbbDD×aaBBdd(P1)或aaBBDD×AAbbdd(P2)，F1的基因型为AaBbDd。乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株(dd)基因型为A_bbdd、aaB_dd、aabbdd。3对等位基因的位置关系及推理如下表所示：
提出假说 演绎推理 备注
乙组 杂交组合 位置关系 F1基因位置关系 F2中锯齿叶绿粒基因型(aa或bb)＋dd 含基因的种类 对应的电泳图谱
若P1： AAbbDD× aaBBdd 无论三对基因间是否有连锁，都不可能存在某种情况下的F2中锯齿叶绿粒中只有 d而没有a的情况 一定存在a和d共存的基因型 — 不存在只出现类型Ⅱ的可能 不成立，排除
若P2： aaBBDD × AAbbdd ①若A/a、B/b、D/d分别位于3对同源染色体上 A_bbdd、 aaB_dd、 aabbdd 5种基因型 A、a、B、b、d5种基因，5个条带 图示只有①～④ 4个条带，最多3种基因型 不成立，排除
②若A/a、B/b位于1对同源染色体上，D/d位于另1对同源染色体上 AAbbdd、 aaBBdd 2种基因型 A、a、B、b、d 5种基因，5个条带 图示只有①～④ 4个条带 不成立，排除
③若A/a、D/d位于1对同源染色体上，B/b位于另1对同源染色体上 AAbbdd1种基因型 A、b、d 1种可能，且3种基因，3个条带 类型Ⅱ ③④⑤假说均成立，但③⑤推理结果相同，不能区分，所以出现(4)小题
④若B/b、D/d位于1对同源染色体上，A/a位于另1对同源染色体上 AAbbdd、 Aabbdd、 aabbdd 3种基因型 A、b、d A、a、b、d a、b、d 3种可能 类型Ⅰ
⑤若3对基因位于1对同源染色体上 AAbbdd1种基因型 A、b、d 1种可能，且3种基因，3个条带 类型Ⅱ
由上表可知，乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为aaBBDD。由上表④可知，F2中有3种基因型(AAbbdd、Aabbdd、aabbdd)，对应类型Ⅰ中3个条带组合，已知“条带③和④分别代表基因a和d”，除了a和d,3种基因型中都有基因b，不都有基因A，所以条带①代表基因b，条带②代表基因A。若“电泳图谱为类型Ⅰ”，则对应上表④，被检测群体(_ _bbdd)在F2中占比为1/4。(4)若电泳图谱为类型Ⅱ，则对应上表③和⑤两种情况，显然“只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系，需辅以对F2进行调查”，又因为“调查时正值F2的花期”，所以应调查花色(而不能看籽粒颜色)与叶形的关系。调查思路：调查(或统计)F2中花色和叶边缘的性状组合类型(及比例)。由(1)可知，D/d同时控制花色和粒色，且D为紫花黄粒，d为红花绿粒。若为上表⑤，则子代有aaBBDD∶AaBbDd∶AAbbdd＝锯齿叶紫花∶光滑叶紫花∶锯齿叶红花＝1∶2∶1；若为上表③，情况多样且较为复杂，但一定存在⑤所没有的性状组合——光滑叶红花(A_B_dd)。预期调查结果并得出结论：若出现光滑叶红花，则A/a、D/d位于同一对同源染色体上，B/b位于另一对同源染色体上；若未出现光滑叶红花，则A/a、B/b、D/d三对等位基因位于同一对同源染色体上；或若锯齿叶紫花∶光滑叶紫花∶锯齿叶红花＝1∶2∶1，则A/a、B/b、D/d三对等位基因位于同一对同源染色体上；若未出现以上结果，则A/a、D/d位于同一对同源染色体上，B/b位于另一对同源染色体上。
答案：(1)花色和籽粒颜色 甲组F1中紫花全为黄粒，红花全为绿粒，而花色和籽粒颜色与茎高间均有四种性状组合 (2)9/16 (3)A aaBBDD 1/4 (4)统计F2中花色和叶边缘的性状组合类型(及比例) 若出现光滑叶红花，则A/a、D/d位于同一对同源染色体上，B/b位于另一对同源染色体上；若未出现光滑叶红花，则A/a、B/b、D/d三对等位基因位于同一对同源染色体上(或若锯齿叶紫花∶光滑叶紫花∶锯齿叶红花＝1∶2∶1，则A/a、B/b、D/d三对等位基因位于同一对同源染色体上；若未出现以上结果，则A/a、D/d位于同一对同源染色体上，B/b位于另一对同源染色体上。其他答案合理即可)
