高中生物2022年高考生物一轮复习 第5单元 强化练11　伴性遗传相关实验设计

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强化练11　伴性遗传相关实验设计
1．某昆虫有白色、黄色、绿色三种体色，由两对等位基因A－a、B－b控制，相关色素的合成原理如下图所示，请据图回答：

(1)两只绿色昆虫杂交，子代出现了3/16的黄色昆虫，此两只绿色昆虫的基因型为________________________________________________________________________，
子代中白色昆虫的性别情况是____________。
(2)现有一只未知基因型的白色雌虫Q，请从未知基因型的绿色、白色和黄色雄虫中选材，设计一个一次性杂交实验，以准确测定Q的基因型(写出相关的实验过程、预测实验结果并得出相应的结论)。
实验思路：_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
预期实验结果和结论：
①若子代的雌虫体色均为绿色，则Q的基因型是______。
②若________________________________________________________________________，
则Q的基因型是AaXbXb。
③若________________________________________________________________________，
则Q的基因型是________。
答案　(1)AaXBXb和AaXBY 　全部为雄虫　(2)让白色雌虫Q与黄色雄虫杂交得到子代，观察并统计子代的体色和性别情况　①AAXbXb　②子代雌虫体色为绿色∶黄色＝1∶1(或者绿雌∶黄雌∶白雄＝1∶1∶2)　③子代的雌虫体色均为黄色(黄雌∶白雄＝1∶1)　aaXbXb
解析　(1)两只绿色昆虫杂交，子代出现了3/16的黄色昆虫，根据题图分析可知，雌性昆虫基因型为A_XBX－，雄性昆虫基因型为A_XBY，后代出现的黄色昆虫的基因型为aaXB_，比例为3/16(即1/4×3/4)，说明亲本两只绿色昆虫的基因型分别为AaXBXb、AaXBY，因此后代白色(_ _XbY)只能是雄虫。
(2)根据题意分析，未知基因型的白色雌虫Q的基因型可能为AAXbXb、AaXbXb、aaXbXb，为了鉴定其基因型，可以让其与黄色雄虫aaXBY杂交，观察并统计子代的体色和性别情况。①若子代的雌虫体色均为绿色(AaXBXb)，说明Q的基因型是AAXbXb；②若子代雌虫体色为绿色∶黄色＝1∶1(或绿雌∶黄雌∶白雄＝1∶1∶2)，则Q的基因型是AaXbXb；③若子代的雌虫体色均为黄色(或黄雌∶白雄＝1∶1)，则Q的基因型是aaXbXb。
2．果蝇的长翅、残翅为一对相对性状(相关基因用A、a表示)，圆眼和棒眼为另一对相对性状(相关基因用B、b表示)，控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。现有长翅圆眼雌果蝇和残翅棒眼雄果蝇杂交得F1，F1随机交配，F2的表现型及比例如图甲所示，图乙表示果蝇性染色体的形态。请回答下列问题：

(1)果蝇的翅型和眼型这两对相对性状中，显性性状分别为______________。
(2)控制果蝇翅型的基因位于________染色体上，判断的理由是_______________________
________________________________________________________________________。
(3)亲代雌果蝇的基因型为________。图甲的杂交实验结果________(填“能”或“不能”)确定控制眼型的基因位于图乙的Ⅰ区段还是Ⅱ区段。请从自然种群中选择适当个体，设计一次杂交实验加以探究。
①写出杂交组合(表现型)：______________________________________________________
_____________________________________________________________________________
②预测实验结果及结论：_______________________________________________________
____________________________________________________________________________。
答案　(1)长翅、圆眼　(2)常　F2雌、雄果蝇长翅与残翅的比例均为3∶1，性状表现与性别无关　(3)AAXBXB　不能　①纯合的圆眼雄果蝇和棒眼雌果蝇(或纯合的圆眼雄果蝇和杂合的圆眼雌果蝇)　②若杂交子代雌、雄个体都为圆眼，则控制圆眼和棒眼的基因在Ⅰ区段上；若杂交子代中雌性个体都为圆眼，雄性个体都为棒眼(或雄性个体圆眼与棒眼的比例为1∶1)，则控制圆眼和棒眼的基因在Ⅱ区段上
解析　(1)由题图可知，F2雌、雄个体中长翅∶残翅＝3∶1；雄果蝇中圆眼∶棒眼＝1∶1，雌果蝇中无棒眼，故翅型中长翅为显性性状，眼型中圆眼为显性性状。(2)控制果蝇翅型的基因位于常染色体上，因为F2雌、雄果蝇长翅与残翅的比例均为3∶1，性状表现与性别无关；控制果蝇眼型的基因位于X染色体上，因为F2中棒眼个体都是雄果蝇，在雌果蝇中没有棒眼个体。(3)由F2雌、雄个体表现型及比例可知，F1雌、雄果蝇基因型为AaXBXb、AaXBY或AaXBYb，故亲代雌、雄果蝇基因型为AAXBXB、aaXbY或aaXbYb，图甲的杂交实验结果不能确定控制眼型的基因位于图乙的Ⅰ区段还是Ⅱ区段，需要选择纯合的圆眼雄果蝇和棒眼雌果蝇(或纯合的圆眼雄果蝇和杂合的圆眼雌果蝇)做杂交实验来进行验证判断。若控制圆眼和棒眼的基因在Ⅰ区段上，选择的实验果蝇的基因型为XBYB和XbXb(或XBYB和XBXb)，则杂交后代雌、雄个体都为圆眼；若控制圆眼和棒眼的基因在Ⅱ区段上，选择的实验果蝇的基因型为XBY和XbXb(或XBY和XBXb)，则杂交子代中雌性个体都为圆眼，雄性个体都为棒眼(或雄性个体中圆眼与棒眼的比例为1∶1)。
3．(2020·江西南昌二中高三开学考试)果蝇的X、Y染色体存在同源区段和非同源区段(如图所示)，同源区段存在等位基因或相同基因，非同源区段不存在等位基因。果蝇的刚毛和截毛、灰体和黑檀体是两对独立遗传的相对性状。某研究小组用一只灰体截毛雌果蝇与黑檀体刚毛雄果蝇交配得F1，F1果蝇的表现型及比例为灰体刚毛∶黑檀体刚毛＝1∶1，F1中雌雄果蝇交配得F2，F2果蝇的表现型及比例为刚毛∶截毛＝3∶1。请回答下列问题：

(1)依据上述实验结果________(填“能”或“不能”)确定控制果蝇刚毛和截毛性状的基因是位于X、Y染色体的同源区段上，还是位于常染色体上，理由是______________________
________________________________________________________________________。
(2)进一步统计F2中刚毛果蝇的性别比例，若________________，则说明控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于常染色体上；若________________，则说明控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于X、Y染色体的同源区段上。
(3)已知控制果蝇灰体和黑檀体的基因位于常染色体上，请从F1果蝇中选材，设计一次杂交实验来确定灰体和黑檀体的显隐性关系(要求：写出实验思路和预期结果)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)不能　基因位于X、Y染色体的同源区段上或位于常染色体上，F2果蝇的表现型及比例均为刚毛∶截毛＝3∶1　(2)雄性∶雌性＝1∶1　雄性∶雌性＝2∶1(3)实验思路一：让F1的灰体雌雄果蝇杂交。预期结果：若子代全为灰体，则灰体为隐性；若子代中灰体∶黑檀体＝3∶1，则灰体为显性。实验思路二：让F1的黑檀体雌雄果蝇杂交。预期结果：若子代全为黑檀体，则黑檀体为隐性；若子代中黑檀体∶灰体＝3∶1，则黑檀体为显性
解析　(1)截毛雌果蝇与刚毛雄果蝇交配得F1，F1果蝇的表现型都为刚毛，F1中雌雄果蝇交配得F2，F2果蝇的表现型及比例为刚毛∶截毛＝3∶1，判断刚毛为显性性状，截毛为隐性性状，则控制果蝇刚毛和截毛性状的基因，可能位于常染色体上，也可能位于X、Y染色体的同源区段上。
(2)若控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于常染色体上，则F2中刚毛果蝇的性别比例为1∶1；若控制果蝇刚毛和截毛性状的基因位于X、Y染色体的同源区段上，则F2刚毛果蝇的雄性∶雌性为2∶1。
(3)若控制果蝇灰体和黑檀体的基因位于常染色体上，假设相关基因用A、a表示，则F1果蝇基因型为Aa和aa，要确定灰体和黑檀体的显隐性关系，只需让F1的灰体(或黑檀体)果蝇雌雄交配，观察子代的表现型。预期结果：若子代全为灰体，则灰体为隐性；若子代中灰体∶黑檀体＝3∶1，则灰体为显性(若子代全为黑檀体，则黑檀体为隐性；若子代中黑檀体∶灰体＝3∶1，则黑檀体为显性)。
4．(2020·福建福州高三二模)实验室中培育有如下品系的纯种果蝇，各品系与野生型果蝇仅具有一对相对性状的差异(这些性状各由一对等位基因控制)。
品系
野生型
白眼
残翅
黑檀体
无眼
基因所在染色体

X
Ⅱ
Ⅲ
？

(1)为验证白眼基因具有隔代交叉遗传的特点，可用上述________为父本，野生型雌果蝇为母本杂交，则F1表现型为________________________，F2表现型为_____________________
________________________________________________________________________。
(2)果蝇的眼为复眼，现发现因一种隐性突变形成的复眼极小，称为无眼性状，现有Ⅳ号染色体单体野生型品系(Ⅳ号染色体缺失一条)，育性正常。为了验证控制有眼/无眼这一对相对性状的等位基因位于Ⅳ号染色体上，甲同学用无眼品系分别与黑檀体品系、白眼品系杂交，统计子二代性状比；乙同学用无眼品系与单体野生型品系杂交，统计子一代性状比。
甲同学实验中，无眼品系与黑檀体品系杂交的子二代分离比是____________________。
乙同学实验中，子一代性状及分离比是________________________________________。
你认为哪位同学的实验，所获得的证据更具有说服力，理由是______________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)白眼(雄果蝇)　雌雄果蝇均为野生型性状　雌果蝇均为野生型性状，雄果蝇既有野生型性状，又有白眼性状　(2)9∶3∶3∶1　有眼∶无眼＝1∶1　乙同学实验更有说服力，因为甲同学不能排除控制无眼性状的基因位于Ⅱ号染色体上的可能(或乙同学实验中，如果有眼/无眼基因不是位于Ⅳ号染色体上，则子代均为野生型性状)
解析　(1)隔代交叉遗传是伴X染色体隐性遗传的特点，故要验证白眼基因(假设用A/a表示)具有隔代交叉遗传的特点，可用上述白眼雄果蝇(XaY)为父本，野生型雌果蝇(XAXA)为母本杂交，则F1基因型为XAXa、XAY，雌雄果蝇均为野生型性状；F2雌果蝇基因型为XAXA、XAXa，均表现为野生型性状，雄果蝇基因型为XAY、XaY，表现型既有野生型性状，又有白眼性状。(2)果蝇的复眼对无眼为显性性状(假设相关基因用B/b表示)，要验证控制有眼/无眼这一对相对性状的等位基因位于Ⅳ号染色体上，因黑檀体基因位于Ⅲ染色体上，白眼基因位于X染色体上，非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律，故甲同学用无眼品系与黑檀体品系杂交得到的F1为双杂合子，子二代的性状分离比是9∶3∶3∶1，同理与白眼品系杂交，也能得到相同实验结果，但甲同学不能排除控制无眼性状的基因位于Ⅱ号染色体上的可能。乙同学用无眼品系与Ⅳ号单体野生型品系杂交，如果控制有眼/无眼这一对相对性状的等位基因位于Ⅳ号染色体上，则该无眼品系基因型为bb，Ⅳ号单体野生型品系基因型为BO(O表示染色体缺失)，子一代性状及分离比是有眼∶无眼＝1∶1，如果控制有眼/无眼这一对相对性状的等位基因不位于Ⅳ号染色体上，则该无眼品系基因型为bb，Ⅳ号单体野生型品系基因型为BB，子代均为野生型性状。综上可知，乙同学获得的证据更具有说服力。
5．某种鱼的性别决定方式为XY型，这种鱼有多对相对性状，如眼型有正常眼、非正常眼，尾鳍有单尾鳍、双尾鳍等。
(1)科学家发现一条纯种雌性鱼的一条染色体上某基因发生了突变，由正常眼突变成为非正常眼，则显性性状是____________，用上述鱼与正常眼雄鱼杂交，F1雌、雄鱼中均有正常眼，也有非正常眼，据此__________(填“能”或“不能”)确定控制眼型的基因在X染色体上还是在常染色体上。
(2)已知鱼的单、双尾鳍由一对等位基因控制，请设计实验探究这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
实验思路：__________________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
预期实验结果及结论：
①若____________________________，则该等位基因位于常染色体上；
②若____________________________，则该等位基因位于X染色体上。
(3)若已证实控制尾鳍的基因位于X染色体上，单尾鳍对双尾鳍为显性。某养殖场出于生产的需求，需要通过杂交育种培养出一批通过尾鳍就能识别出雌、雄的鱼苗。请你设计一个简单实用的杂交方案：______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)非正常眼　不能　(2)取单尾鳍的雌、雄鱼与双尾鳍的雌、雄鱼进行正交和反交(即单尾鳍♀×双尾鳍♂，双尾鳍♀×单尾鳍♂)，观察后代的表型　①正、反交后代表型一致　②正、反交后代表型不一致　(3)单尾鳍♂×双尾鳍♀
6．(2020·安徽定远高三模拟)已知某雌雄异株植物(2n＝16，XY型)的花色受两对等位基因(A和a、B和b)控制，这两对基因与花色的关系如图所示，请回答下列问题：

(1)上图所示过程说明基因可通过控制酶的合成来控制________，进而控制生物体的性状。从基因结构上分析，基因B与b的根本区别是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)欲测定该种植物的基因组序列，需对______________条染色体的DNA进行测序。
(3)假如基因A(a)、B(b)位于常染色体上，现有纯合的白花、粉花和红花植株若干，欲通过一次杂交实验判断控制酶B合成的基因是B还是b，则需选择________________进行杂交，然后观察后代的表现型，若后代____________________，则酶B是由基因b控制合成的。
(4)假如基因A、a位于常染色体上，酶B是由基因B控制合成的，现有甲(含基因B的纯合白花雌株)、乙(纯合粉花雄株)、丙(纯合红花雄株)，请设计实验判断基因B/b的位置(不考虑XY的同源区段)：
①实验设计方案：_____________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
②若________________________________________________________________________
____________________，则支持基因B/b位于X染色体的非同源区段上。
答案　(1)代谢过程　基因中脱氧核苷酸(对)的排列顺序不同　(2)9　(3)纯合的粉花植株和纯合的红花植株　全为粉花植株　(4)①选择植株甲和植株乙杂交产生F1，再让F1随机交配产生F2，统计F2的表现型及比例
②F2的表现型及比例为红花∶粉花∶白花＝9∶3∶4，且粉花植株全为雄株
解析　(1)由图可知，基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。基因突变产生其等位基因，等位基因B与b的根本区别是基因中脱氧核苷酸(对)的排列顺序不同。(2)该生物的性别决定为XY型，体细胞中含有16条染色体，即常染色体14条，性染色体2条，故测定该种植物的基因组序列，需对7条非同源染色体的常染色体和两条异型的X和Y染色体测序，即对9条染色体的DNA进行测序。(3)现有纯合的白花、粉花和红花植株若干，要通过一次杂交实验判断控制酶B合成的基因是B还是b，可让纯合的粉花植株和纯合的红花植株杂交，观察后代的表现型。若酶B是由基因B控制合成的，则纯合的粉花植株(AAbb)和纯合的红花植株(AABB)杂交后代全为红花植株(AABb)；若酶B是由基因b控制合成的，则纯合的粉花植株(AABB)和纯合的红花植株(AAbb)杂交后代全为粉花植株(AABb)。(4)若已知基因A、a位于常染色体上，酶B是由基因B控制合成的，要检测基因B是否位于X染色体的非同源区段上，可用植株甲(含基因B的纯合白花雌株)和乙(纯合粉花雄株)杂交产生F1，再让F1随机传粉产生F2，统计F2的表现型及比例。若基因B位于与A非同源染色体的常染色体上，则亲本中植株甲的基因型为aaBB，纯合粉花雄株乙的基因型为AAbb，F1的基因型为AaBb，F1随机传粉产生F2的表现型及比例为红花(9A_B_)∶粉花(3A_bb)∶白花(3aaB_、1aabb)＝9∶3∶4，且白花植株既有雌株也有雄株。若基因B在X染色体的非同源区段上，则亲本植株甲的基因型为aaXBXB，纯合粉花雄株乙的基因型为AAXbY，F1的基因型为AaXBXb、AaXBY，F1随机传粉产生F2的表现型及比例为红花(9A_XB_)∶粉花(3A_XbY)∶白花(3aaXB_、1aaXb_)，且粉花只有雄株。
7．(2020·福建福州高三二模)研究发现，野生型果蝇会出现亮红眼的突变体，亮红眼的产生与某些基因位点的隐性突变有关。科研工作者已得到两个亮红眼纯系Ⅰ、Ⅱ，它们分别只有一对等位基因与野生型纯系有差异，其中纯系Ⅰ的突变基因在2号染色体上，纯系Ⅱ的突变基因在X染色体上。回答下列问题：
(1)若将纯系Ⅰ为父本、纯系Ⅱ为母本杂交，通过对F2两对性状的统计，能否判断亲本在减数分裂过程中是否发生交叉互换，为什么？__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)科研工作者目前又发现一只亮红眼雄果蝇。为确定该亮红眼雄果蝇是属于上述两个纯系中的一个，还是由常染色体上一个新等位基因突变造成的，甲同学拟将该亮红眼雄果蝇与纯系Ⅰ进行一次杂交实验，只做该实验并不能够达到目的，请以上述纯系亲本为材料增加一组杂交实验，以便通过两组实验的F1果蝇性状的统计分析达到目的。
增加的一组杂交实验：________________________________________________________。
预期的实验结果和结论：
①________________________________________________________________________，
则说明该亮红眼雄果蝇属于纯系Ⅰ中的一个。
②________________________________________________________________________，
则说明该亮红眼雄果蝇属于纯系Ⅱ中的一个。
③________________________________________________________________________，
则说明该亮红眼雄果蝇是新等位基因突变造成的。
答案　(1)不能，纯系Ⅰ的突变基因和纯系Ⅱ的突变基因分别位于两对同源染色体上，其遗传遵循自由组合定律(是否发生交叉互换，不影响子代性状表现)　(2)该亮红眼雄果蝇与纯系Ⅱ雌果蝇杂交　①与纯系Ⅰ杂交的子代表现全为亮红眼，与纯系Ⅱ杂交的子代表现为雌雄性状不同(或雌果蝇为野生型、雄果蝇为亮红眼)　②与纯系Ⅰ杂交的子代表现全为野生型，与纯系Ⅱ杂交的子代表现全为亮红眼　③与纯系Ⅰ杂交的子代表现全为野生型，与纯系Ⅱ杂交的子代表现为雌雄性状不同(或雌果蝇为野生型、雄果蝇为亮红眼)
解析　(1)据题干分析可知，假设两对基因分别用A、a，B、b表示，若将纯系Ⅰ为父本(aaXBY)、纯系Ⅱ为母本(AAXbXb)杂交，F1基因型为AaXBXb、AaXbY，因两对基因分别位于两对同源染色体上，其遗传遵循自由组合定律，不论亲本在减数分裂过程中是否发生交叉互换，F2都产生相同的性状表现，故不能判断亲本在减数分裂过程中是否发生交叉互换。(2)要确定该亮红眼雄果蝇是属于上述两个纯系中的一个，还是由常染色体上一个新等位基因突变造成的，可以将该亮红眼雄果蝇与纯系Ⅰ(aaXBXB)进行一次杂交实验，再增加一组让该亮红眼雄果蝇与纯系Ⅱ雌果蝇(AAXbXb)杂交的实验。①如果该亮红眼雄果蝇属于纯系Ⅰ中的一个，即基因型为aaXBY，则与纯系Ⅰ杂交的子代表现全为亮红眼，与纯系Ⅱ杂交的子代雌果蝇为野生型、雄果蝇为亮红眼；②如果该亮红眼雄果蝇属于纯系Ⅱ中的一个，即基因型为AAXbY，则与纯系Ⅰ杂交的子代表现全为野生型，与纯系Ⅱ杂交的子代表现全为亮红眼；③如果该亮红眼雄果蝇是新等位基因突变(假设用基因C、c表示)造成的，即基因型为AAccXBY，则与纯系Ⅰ杂交的子代表现全为野生型，与纯系Ⅱ杂交的子代雌果蝇为野生型、雄果蝇为亮红眼。