2024年高考生物大一轮必修2复习讲义：：第21讲　基因定位的遗传实验设计

这是一份2024年高考生物大一轮必修2复习讲义：：第21讲　基因定位的遗传实验设计，共19页。
第21讲　基因定位的遗传实验设计
类型一　基因之间是否遵循自由组合定律

[典例1] (2023·河南百校联盟)有关玉米的两个研究实验：
(1)已知玉米籽粒的黄色(A)对白色(a)为显性，非糯性(B)对糯性(b)为显性，这两对性状自由组合。请选用适宜的纯合亲本进行一个杂交实验来验证：①籽粒的黄色与白色的遗传符合分离定律；②籽粒的非糯性和糯性的遗传符合分离定律；③以上两对性状的遗传符合自由组合定律。
思路：选择亲本基因型为________的个体杂交得到F1；F1自交得到F2，统计F2籽粒的性状及比例。
结果与结论：①若________________，则验证该性状的遗传符合分离定律；
②若________________，则验证该性状的遗传符合分离定律；
③若________________，则验证这两对性状的遗传符合自由组合定律。
(2)玉米杂交种高茎(Dd)表现为高产，且在玉米幼苗期便能识别高茎和矮茎。某农场在培育玉米杂交种时，将纯种的高茎玉米(DD)和矮茎玉米(dd)进行了间行均匀种植，但是由于错过了人工授粉的时机，结果大面积地块自然受粉(假设同株异花受粉与品种间异株异花受粉概率相同)。如果希望不减产，则应在进行了自然受粉的地块中从________(填“高茎”或“矮茎”)上采集种子，次年播种后，选择________(填“高茎”或“矮茎”)幼苗进行栽种。
答案　(1)AAbb、aaBB(或AABB、aabb)　黄色∶白色＝3∶1　非糯性∶糯性＝3∶1　黄色非糯性∶黄色糯性∶白色非糯性∶白色糯性＝9∶3∶3∶1　(2)矮茎　高茎
解析　(1)由于基因分离定律是基因自由组合定律的基础，故只要验证了自由组合定律就意味着其中的两对等位基因的遗传符合基因的分离定律。分析可知，选择亲本基因型为AAbb、aaBB(或AABB、aabb)的个体杂交得F1；F1的基因型为AaBb，F1自交得到F2，统计F2籽粒的性状及比例。①若黄色∶白色＝3∶1，说明该性状受一对等位基因控制，其遗传符合分离定律；②若非糯性∶糯性＝3∶1，说明该性状受一对等位基因控制，其遗传符合分离定律；③若黄色非糯性∶黄色糯性∶白色非糯性∶白色糯性＝9∶3∶3∶1，子代的分离比之和为16，说明这两对性状由两对独立遗传的基因控制，其遗传符合自由组合定律。(2)玉米杂交种高茎(Dd)表现为高产，将纯种高茎玉米(DD)和矮茎玉米(dd)进行了间行均匀种植，进行了自然受粉，则会出现高茎玉米上籽粒的基因型为DD和Dd，收获种植后全部表现为高茎，当代无法选择，而矮茎玉米上籽粒的基因型为dd或Dd，收获种植后表现为矮茎和高茎，而高茎都为杂种，正是所需要的杂交种，矮茎植株直接淘汰即可，故若希望不减产，应在进行了自然受粉的地块中从矮茎上采集种子，次年播种后，选择高茎幼苗(杂交种)进行栽种。
类型二　基因位于常染色体还是X染色体上的判断
1.杂交实验法 常用的解题方法
(1)若已知性状的显隐性

(2)若未知性状的显隐性

提醒　此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。若正反交结果不同，且子代只表现母本的性状，则控制该性状的基因位于细胞质中。

2.调查实验法

3.假设分析逆向推断法
假设基因位于X染色体上，分析结果；假设基因位于常染色体上，分析结果。将得到的结果与某已知条件比较，即可确定基因位于X染色体上还是常染色体上。
[典例2] (2023·河南天一大联考)某昆虫体色有灰体和黄体，分别由等位基因B、b控制；腿型有粗腿和细腿，分别由等位基因D、d控制。其中B、b基因位于常染色体上，D、d基因不位于Y染色体上。研究小组从该昆虫群体中选取一灰体昆虫甲(♀)与一黄体昆虫乙(♂)进行如下杂交实验：
P　　甲(♀)×乙(♂)
↓
表型
及比例

灰体
粗腿
灰体
细腿
黄体
粗腿
黄体
细腿
F1
♀
♂
1
1
1
1
1
1
1
1
回答下列问题：
(1)基因(B)与基因(b)的根本区别是_____________________________________
__________________________________________________________________，
B、b基因不可能位于细胞质，根据杂交结果分析原因是___________________________________________________________________。
(2)根据杂交结果不能判断D、d基因是位于X染色体还是常染色体上。
①若D、d基因位于常染色体上，则亲本的基因型是____________________
(要求写出亲本体色和腿型两对基因，并注明甲、乙)。根据杂交结果判断以上两对基因________(填“遵循”“不遵循”或“无法确定是否遵循”)自由组合定律。
②若D、d基因位于X染色体上，则亲本的基因型是_________________________。
(3)请以F1为实验材料，通过一次杂交实验证明D、d基因是位于X染色体还是常染色体上。
杂交组合为________________________________________________________。
预期结果及结论：
若__________________________________________________________________，
则D、d基因位于常染色体上；
若__________________________________________________________________，
则D、d基因位于X染色体上。
答案　(1)4种脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序不同
子代体色的表型与母本甲不完全一致　(2)①BbDd(甲)×bbdd(乙)或Bbdd(甲)×bbDd(乙)　无法确定是否遵循　②BbXDXd×bbXdY　(3)F1雄性粗腿与F1雌性细腿昆虫杂交(或F1雄性粗腿与F1雌性粗腿昆虫杂交)　子代雌雄昆虫均有粗腿与细腿　子代雄性全为细腿，雌性全为粗腿(或子代雄性有粗腿与细腿，雌性全为粗腿)
解析　分析杂交结果：灰体昆虫甲(♀)与黄体昆虫乙(♂)杂交，子代雌性和雄性中表型均为灰体∶黄体＝1∶1，粗腿∶细腿＝1∶1。已知控制灰体和黄体的B、b基因位于常染色体上，根据杂交结果不能判断D、d基因是位于X染色体还是常染色体上。(1)基因(B)与基因(b)的根本区别是4种脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序不同；由于子代体色的表型与母本甲不完全一致，因此B、b基因不可能位于细胞质。(2)①若D、d基因位于常染色体上，子代雌性和雄性中表型均为灰体∶黄体＝1∶1，粗腿∶细腿＝1∶1，每对基因均为测交，可知亲本的基因型是BbDd(甲)×bbdd(乙)或Bbdd(甲)×bbDd(乙)，根据杂交结果无法判断以上两对基因的遗传是否遵循自由组合定律。②若D、d基因位于X染色体上，子代雌雄均表现为灰体∶黄体＝1∶1，粗腿∶细腿＝1∶1，则亲本的基因型是BbXDXd(甲)×bbXdY(乙)。(3)实验目的是通过一次杂交实验证明D、d基因是位于X染色体还是常染色体上。以F1为实验材料，若D、d基因位于常染色体上，则F1的基因型分别为Dd(粗腿)、dd(细腿)；若D、d基因位于X染色体上，则F1的基因型分别为XDXd(粗腿雌虫)、XdXd(细腿雌虫)、XDY(粗腿雄虫)、XdY(细腿雄虫)。故可选择的杂交组合为F1雄性粗腿与F1雌性细腿昆虫杂交(或F1雄性粗腿与F1雌性粗腿昆虫杂交)。预期结果及结论：若子代雌雄昆虫均有粗腿与细腿，则D、d基因位于常染色体上；若子代雄性全为细腿，雌性全为粗腿(或子代雄性有粗腿与细腿，雌性全为粗腿)，则D、d基因位于X染色体上。
类型三　基因只位于X染色体还是X、Y的同源区段的判断
已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
基本思路一：用“隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：

基本思路二：用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：

[典例3] (2023·山东青岛调研)果蝇(2n＝8)是常用的遗传学实验材料。如图为果蝇性染色体结构简图，果蝇的刚毛对截毛为显性，相关基因用B、b表示，已知该对等位基因位于性染色体上。请分析回答：

(1)科学家选择果蝇作为遗传学实验材料的原因是果蝇具有______________________等优点(答两点即可)。
(2)若控制果蝇刚毛和截毛的等位基因是位于性染色体的片段Ⅰ上，则与这对相对性状相关的基因型有________种；欲使获得的子代雌果蝇均为截毛，雄果蝇均为刚毛，则选择的亲本的基因型为________。
(3)现有纯合雌、雄果蝇若干，欲判断果蝇的这对等位基因是位于片段Ⅰ还是片段Ⅱ－1上，请写出实验方案___________________________________________。
若__________________________________________________________________，
则可推断该对等位基因位于片段Ⅰ上；若________________________________，则可推断该对等位基因位于片段Ⅱ－1上。
答案　(1)易获得、易培养；繁殖周期短，子代数目多；具有多对易区分的相对性状　(2)7　XbXb、XbYB　(3)让截毛雌果蝇与纯合的刚毛雄果蝇杂交，统计子代的表型及比例　子代雌雄果蝇均为刚毛　子代雌果蝇均为刚毛，雄果蝇均为截毛
解析　(1)科学家选择果蝇作为遗传学实验材料的原因是果蝇具有易获得、易培养；繁殖周期短，子代数目多；具有多对易区分的相对性状等优点。(2)如果控制果蝇刚毛和截毛的等位基因位于性染色体的片段Ⅰ上，则与这对相对性状相关的基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBYB、XBYb、XbYB、XbYb，共7种。如果使子代中雌果蝇全是截毛(XbXb)，雄果蝇全是刚毛，可以判断B基因在Y染色体上，则亲本的基因型为XbXb、XbYB。(3)欲判断果蝇的这对等位基因是位于片段Ⅰ上还是片段Ⅱ－1上，可以让截毛雌果蝇和纯合的刚毛雄果蝇杂交，观察并统计后代的表型及比例。若该对等位基因位于片段Ⅰ上，则亲本的基因型为XbXb、XBYB，子一代的基因型为XBXb、XbYB，子代雌雄果蝇均表现为刚毛；若该对等位基因位于片段Ⅱ－1上，则亲本的基因型为XbXb、XBY，子一代的基因型为XBXb、XbY，子代雄果蝇均为截毛，雌果蝇均为刚毛。
类型四　基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
1.在已知性状的显隐性的条件下，若限定一次杂交实验来证明，则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[即aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]杂交组合，观察分析F1的表型。分析如下：

2.在已知性状的显隐性的条件下，未限定杂交实验次数时，则可采用以下方法，通过观察F2的性状表现来判断：

[典例4] (2023·湖北襄阳质检)小鼠的毛色灰色(B)对黑色(b)为显性，控制小鼠毛色的基因可能位于性染色体上(Ⅰ区段为X、Y染色体的同源区段，Ⅱ1、Ⅱ2分别为X、Y染色体的特有区段)。现有两个纯合品系，一个种群中雌雄鼠均为灰色，另一个种群中雌雄鼠均为黑色，某兴趣小组为探究B、b基因的位置进行了实验。请回答下列问题：
(1)根据种群中小鼠的表型，该小组认为B、b基因不位于Ⅱ2区段上，原因是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)该小组欲通过一次杂交确定B、b基因位于Ⅰ区段还是Ⅱ1区段，可选择_____________________________________________________________________
杂交，观察后代的表型及比例。
(3)若另一小组欲通过杂交实验(包括测交)，确定B、b基因位于Ⅰ区段还是常染色体上。
实验步骤：
①黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交；
②_________________________________________________________________；
③统计后代的表型及比例。
结果分析：
①若后代的表型及比例为______________________________________________，
则B、b基因位于Ⅰ区段上；
②若后代的表型及比例为____________________________________________，
则B、b基因位于常染色体上。
答案　(1)两种群中雌雄鼠均有灰色和黑色，不随雄性遗传　(2)黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠 　(3)实验步骤：②选F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交
结果分析：①雌性均为黑色，雄性均为灰色
②灰色∶黑色＝1∶1且与性别无关
解析　(1)因种群中雌雄鼠均有灰色和黑色，不随雄性遗传，故可认为控制该性状的基因不位于Y染色体的Ⅱ2区段上。(2)黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交，如果子代雄性中出现了黑色个体，则说明B、b基因位于Ⅱ1区段上，如果子代雌雄个体均为灰色，则说明B、b基因位于Ⅰ区段上。(3)若选择黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交获得F1，不管B、b基因位于Ⅰ区段还是常染色体上，F1均表现为灰色，则还需测定F1个体的基因型，才能确定B、b基因的位置。故选F1中的灰色雄鼠与黑色雌鼠测交，如果后代中雌性个体均为黑色，雄性个体均为灰色，则B、b基因位于Ⅰ区段上，即XbYB×XbXb→XbXb和XbYB；如果后代中雌雄个体均出现灰色∶黑色＝1∶1，且与性别无关，则B、b基因位于常染色体上，即Bb×bb→Bb和bb，表型与性别无关。
【精准训练】
1.(2023·武汉市调研)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因(A/a)控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，F1中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体＝1∶1∶1∶1。回答下列问题：
(1)若这对等位基因位于X染色体上，则可以判断黄体为________(填“显性”“隐性”或“无法判断”)性状，亲代中灰体雌蝇的基因型为________，子代雌蝇的基因型有________种。
(2)若用F1中♀黄体和♂灰体杂交，F2为♀灰体∶♂黄体＝1∶1，则说明黄体基因位于________(填“常染色体”“X染色体”或“无法判断”)上。
(3)请你以F1的果蝇为实验材料，再设计一个与前述不同的杂交实验，证明(1)、(2)的结论，并写出预期结果。________________________________________。
(4)若这对等位基因位于常染色体上，则灰体性状为________(填“显性”“隐性”或“无法判断”)，理由是___________________________________________
_________________________________________________________________。
答案　(1)隐性　XAXa　2　(2)X染色体　(3)杂交实验：♀灰体×♂灰体　预期结果：子代中♀灰体∶♂灰体∶♂黄体＝2∶1∶1　(4)无法判断　常染色体的测交实验无法确定性状的显隐性
解析　(1)若控制黄体性状的基因为显性基因且位于X染色体上，那么黄体雄蝇的子代中雌蝇应全部为黄体，与题中信息相矛盾，故黄体只能是隐性性状。又因为子代果蝇既有黄体也有灰体，所以亲代雌蝇只能为杂合子，其基因型为XAXa，亲代雄蝇的基因型为XaY，其子代雌蝇的基因型有XAXa和XaXa 2种。(2)用F1中♀黄体和♂灰体杂交，F2中灰体全为雌蝇，黄体全为雄蝇，且雌蝇的性状由亲代雄蝇决定，故该等位基因位于X染色体上。(3)由题(1)、(2)可知，黄体为隐性性状，且黄体基因位于X染色体上。由此推知P：XAXa×XaY→F1：XAXa、XaXa、XAY、XaY。F1果蝇可以得到4种杂交组合：①XAXa(灰雌)×XAY(灰雄)；②XAXa(灰雌)×XaY(黄雄)；③XaXa(黄雌)×XAY(灰雄)；④XaXa(黄雌)×XaY(黄雄)。其中，杂交组合②与③为题中已完成的实验；杂交组合④的亲代和子代中都只有一种性状，无法确定显隐性；因此都排除。只有杂交组合①符合题意的要求，其杂交结果F2为：♀灰体∶♂灰体∶♂黄体＝2∶1∶1。(4)若这对等位基因位于常染色体上，其杂交结果表明该杂交方式为测交，但测交不能判断性状的显隐性。
2.(2023·湖南师大附中质检)果蝇的红眼(E)对粉眼(e)为显性，基因位于性染色体上；翻翅(M)对正常翅(m)为显性，基因位于Ⅲ号染色体上。回答下列问题：
(1)请通过一次杂交实验，以纯种果蝇为材料，判断果蝇红眼(E)、粉眼(e)的眼色基因是位于X、Y染色体的同源区段，还是X染色体的非同源区段。
实验思路：____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
预测实验结果：①若___________________________________________________，
则E/e基因位于X、Y染色体的同源区段；
②若________，则E/e基因位于X染色体的非同源区段。
(2)若E/e基因位于X、Y染色体的同源区段，则自然界果蝇种群中雄果蝇关于眼色的基因型有________________。若E/e基因位于X染色体的非同源区段，Xe配子有活性，但基因纯合(基因型为XEY、XeY的雄蝇可以看作纯合子)时致死，则________(填“能”或“不能”)选择出某种基因组合，使后代只有雌性，原因是___________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)将纯合粉眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交，得到F1，观察并统计F1雌、雄果蝇的表型及比例　①F1中红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇＝1∶1(或F1中不论雌雄均为红眼)　②F1中红眼雌果蝇∶粉眼雄果蝇＝1∶1(或F1中雌性个体均为红眼，雄性个体均为粉眼)　(2)XEYE、XEYe、XeYE、XeYe　不能　雄果蝇只有XEY一种基因型，雌果蝇有XEXE、XEXe两种基因型，含Y染色体的配子均有活性，基因型为XEY的雄蝇与两种基因型的雌蝇交配，后代均有雄果蝇存活
解析　(1)判断果蝇红眼(E)、粉眼(e)的眼色基因位于X、Y染色体的同源区段还是X染色体的非同源区段的方法是进行杂交实验，根据后代的表型及比例来推断其位置，即将纯合粉眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇杂交，得到F1，观察并统计F1雌、雄果蝇的表型及比例。若位于非同源区段，即XEY×XeXe，子代基因型为XEXe和XeY两种，表现为红眼雌果蝇∶粉眼雄果蝇＝1∶1；若位于同源区段，即XEYE×XeXe，子代基因型为XEXe和XeYE两种，表现为F1中不论雌雄均为红眼。(2)若E/e基因位于X、Y染色体的同源区段，则自然界果蝇种群中雄果蝇关于眼色的基因型有XEYE、XEYe、XeYE、XeYe四种；若位于非同源区段且Xe纯合致死，则雄果蝇只有XEY一种基因型，雌果蝇有XEXE、XEXe两种基因型，含Y染色体的配子均有活性，基因型为XEY的雄蝇与两种基因型的雌蝇交配，后代均有雄果蝇存活，故不可以选择出某种基因组合，使后代只有雌性。
限时强化练
(时间：30分钟)
1.(2023·西安五校联考)果蝇的灰体和黄体是一对相对性状，受一对等位基因(A/a)控制。王同学用一只灰体雌果蝇和一只灰体雄果蝇杂交，子代表现为灰体雌∶灰体雄∶黄体雄＝2∶1∶1。
(1)由子代表型可知，________为显性性状，该性状的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。基因自由组合定律的实质是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)小王同学认为，该对等位基因可能位于X染色体的非同源区段上，也可能位于X染色体与Y染色体的同源区段上。如果是前者，上述子代中灰体雄果蝇的基因型是________；如果是后者，上述子代中灰体雄果蝇的基因型是________。
(3)现有纯合的灰体雌雄果蝇和黄体雌雄果蝇，计划通过一次杂交了解该对等位基因在染色体上的位置。请你写出杂交实验的思路，以及预期结果和分析。
实验思路：_________________________________________________________。
预期结果和分析：
①如果子代中________________________________________________________，
则该对基因位于X染色体的非同源区段。
②如果子代中________________________________________________________，
则该对基因位于X染色体与Y染色体的同源区段。
答案　(1)灰体　不遵循　减数分裂过程中，同源染色体上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　(2)XAY　XAYa　(3)选择纯合的灰体雄果蝇与黄体雌果蝇杂交，观察其子代中雄果蝇的表型(或观察其子代的表型)　雄果蝇全为黄体，雌果蝇全为灰体　雌雄果蝇全为灰体
解析　(1)一只灰体雌果蝇和一只灰体雄果蝇杂交，子代表现为灰体雌∶灰体雄∶黄体雄＝2∶1∶1，说明灰体为显性性状，黄体为隐性性状，且在不同的性别中表现不同，控制这对性状的基因位于X染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律。基因自由组合定律的实质是减数分裂过程中，同源染色体上等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)若该对等位基因位于X染色体的非同源区段上，根据上下代关系可推出，亲本中灰体雄果蝇为XAY，灰体雌果蝇为XAXa，子代灰体雌果蝇基因型为XAXA、XAXa，灰体雄果蝇基因型为XAY，黄体雄果蝇基因型为XaY；若该对等位基因位于X染色体与Y染色体的同源区段上，则亲本中灰体雄果蝇为XAYa，灰体雌果蝇为XAXa，子代灰体雌果蝇基因型为XAXA、XAXa，灰体雄果蝇基因型为XAYa，黄体雄果蝇基因型为XaYa。(3)通过一次杂交了解该对等位基因在染色体上的位置，实验思路为选择纯合的灰体雄果蝇与黄体雌果蝇杂交，观察其子代中雄果蝇的表型(或观察其子代的表型)。预期结果和分析：①若该对基因位于X染色体的非同源区段，则亲本为XaXa与XAY，子代为XAXa(灰体雌果蝇)与XaY(黄体雄果蝇)。②若该对基因位于X染色体与Y染色体的同源区段，则亲本为XaXa与XAYA，子代为XAXa(灰体雌果蝇)与XaYA(灰体雄果蝇)。
2.(2023·河南九师联盟)果蝇红眼(R)与白眼(r)为一对相对性状，灰体(B)与黑体(b)为另一对相对性状。回答下列问题：
(1)若基因R/r位于常染色体上，则果蝇种群关于眼色的基因型有________种，若基因R/r仅位于X染色体上，则果蝇种群中关于眼色的基因型有________种。
(2)若基因R/r位于X、Y染色体的同源区段，则雌雄果蝇亲本交配方式最多有________(仅考虑基因R/r)种，其中能够根据子代眼色判断性别的亲本组合是________________(写基因型组合)。
(3)请利用纯合灰体雌果蝇、纯合黑体雄果蝇、纯合灰体雄果蝇，设计两代杂交实验，判断基因B/b是否位于X染色体上。
杂交实验方案：________________________________________________________
___________________________________________________________________。
预期结论：____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)3　5　(2)12　XrXr×XRYr、XrXr×XrYR　(3)杂交实验方案：选择纯合灰体雌果蝇与纯合黑体雄果蝇杂交得F1，再让F1雌果蝇与纯合灰体雄果蝇杂交，观察统计F2性状
预期结论：若F2雌果蝇均为灰体，雄果蝇灰体、黑体各占一半，则基因B/b位于X染色体上，若F2雌雄果蝇均为灰体，则基因B/b位于常染色体上或X与Y染色体的同源区段
3.(2023·西工大附中调研)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)若进一步统计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
4.(2023·河南名校联盟)摩尔根的合作者布里吉斯发现白眼雌果蝇(XaXa)和红眼雄果蝇(XAY)杂交所产生的子一代中出现了一个白眼雌果蝇。大量的观察发现，在上述杂交中，2 000～3 000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在
2 000～3 000只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇。果蝇的性别决定如下表所示。请回答下列问题：
染色体组成
XX
XXY
XY
XYY
XO
XXX
YO
YY
性别
雌性
雌性
雄性
雄性
雄性(不育)
死亡
(1)摩尔根证明基因在染色体上呈________排列。
(2)对布里吉斯的实验现象可以有两种不同的解释：①亲本果蝇在减数分裂形成配子的过程中，控制眼色的基因发生突变；②_______________________________
___________________________________________________________________。
(3)请写出②解释产生异常果蝇的遗传图解(要求写出配子)。
(4)请设计一次杂交实验来探究产生这种实验现象的原因是①还是②，要求写出实验思路和预期实验结果。
实验思路：___________________________________________________________。
实验结果：____________________________________________________________
___________________________________________________________________，
则原因是①；__________________________________________________________
____________________________________________________________________，则原因是②。
答案　(1)线性　(2)母本减数第一次分裂后期同源染色体未分离同时移向一极，减数第二次分裂正常；或者减数第一次分裂正常，减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开后同时移向一极
(3)

(4)方案一：让子代中白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇杂交，观察子代表型及比例。
若子代雌性全为红眼，雄性全为白眼
若子代红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝4∶1∶1∶4
方案二：让子代中红眼雄果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，观察子代表型
若子代雌性果蝇全为红眼，雄性果蝇全为白眼
若无子代
解析　(1)摩尔根证明基因在染色体上呈线性排列。
(2)对布里吉斯的实验现象可以有两种不同的解释：①亲本果蝇在减数分裂形成配子的过程中，控制眼色的基因发生突变；②母本减数分裂过程中减数第一次分裂后期同源染色体未分离，同时移向一极，减数第二次分裂正常；或者减数第一次分裂正常，减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开后同时移向一极。
(3)见答案。(4)方案一：让子代中白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇杂交，观察后代表型及比例。 若子代雌性全为红眼，雄性全为白眼，则亲本为XaXa×XAY，产生该实验现象的原因是①；
若子代红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝4∶1∶1∶4，则亲本为XaXaY×XAY，产生该实验现象的原因是②。
方案二：让子代中红眼雄果蝇与正常的白眼雌果蝇杂交，观察子代表型
若子代雌性果蝇全为红眼，雄性果蝇全为白眼，则亲本为XAY×XaXa，产生该现象的原因是①；
若无子代，则亲本为XAO×XaXa，XAO不育，其产生原因是②。
5.(2022·江苏扬州模拟)果蝇是遗传学研究中的模式生物。请结合所学知识回答以下问题：
(1)果蝇正常减数分裂过程中，含有两条Y染色体的细胞是________。
(2)果蝇的卷曲翅(A)对正常翅(a)为显性。现有表中四种果蝇若干只，可选作亲本进行杂交实验。
序号
甲
乙
丙
丁
表型
卷曲翅♂
卷曲翅♀
正常翅♂
正常翅♀
若表中四种果蝇均为纯合子，要通过一次杂交实验确定基因A、a是在常染色体上还是在X染色体上(不考虑X、Y染色体同源区段)，可选用________(填序号)为亲本进行杂交。若子代性状表现为__________________________________，则基因位于X染色体上。
(3)果蝇X染色体上有下列等位基因：直刚毛(E)和焦刚毛(e)，X、Y染色体上存在同源区段和非同源区段，如何通过一次杂交实验，确定控制刚毛性状的等位基因(E、e)是否位于X、Y染色体同源区段。(写出杂交方案及相应结果分析)__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)性染色体比正常果蝇多一条的果蝇在减数分裂过程中，3条性染色体中的任意两条配对联会而正常分离，另一条性染色体不能配对而随机移向细胞的一极。则性染色体组成为XXY的果蝇，所产生配子的性染色体组成种类及比例为
___________________________________________________________________。
答案　(1)次级精母细胞　(2)甲、丁　雌性全是卷曲翅，雄性全是正常翅　(3)选取纯种的直刚毛雄蝇与焦刚毛雌蝇交配，观察后代雌雄个体的表型，若后代雌雄均表现为直刚毛，则控制刚毛性状的基因(E、e)位于X、Y染色体的同源区段；若后代雌雄个体表现不同(雌蝇全部为直刚毛，雄蝇全部为焦刚毛)，则控制刚毛性状的基因(E、e)不位于X、Y染色体的同源区段　(4)X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1
解析　(1)减数分裂Ⅱ后期，次级精母细胞中着丝粒分裂，细胞中可能同时含有两条Y染色体或两条X染色体。(2)判断基因是位于常染色体上还是X染色体上(不考虑X、Y染色体同源区段)，可用显性雄性(卷曲翅雄性)与隐性雌性(正常翅雌性)杂交，即甲×丁，若子代性状与性别无关，则相关基因位于常染色体上，若子代雌性全是卷曲翅，雄性全是正常翅，则相关基因位于X染色体上。(3)要判断基因E、e位于X、Y染色体上的同源区段还是非同源区段，可选取纯种的直刚毛雄蝇与焦刚毛雌蝇交配，观察后代雌雄个体的表型，若位于同源区段，则亲本基因型为XEYE和XeXe，后代雌雄个体的基因型为XEXe、XeYE，均表现为直刚毛；若位于非同源区段，则亲本基因型为XEY和XeXe，后代雌雄个体的基因型为XEXe、XeY，雌雄个体表现不同(雌蝇全部为直刚毛，雄蝇全部为焦刚毛)。(4)性染色体组成为XXY的果蝇在减数分裂过程中，3条性染色体中的任意两条配对联会而正常分离，另一条性染色体不能配对而随机移向细胞的一极。则所产生配子的性染色体组成种类及比例为X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。
6.(2022·武汉质检)某种ZW型性别决定的鸟类，其羽色分为芦花与非芦花两种，该性状仅由Z染色体上的等位基因B/b控制。现有一个随机交配多代的大群体，在某一繁殖季节中孵化了一批子代，其中有芦花雄鸟640只，非芦花雄鸟360只，芦花雌鸟400只，非芦花雌鸟600只，不考虑基因突变和致死效应，回答下列问题：
(1)某同学认为子代中芦花鸟的总数多于非芦花鸟的总数，因此可判断芦花对非芦花为显性。你认为该同学的判断是否准确？________，理由是
___________________________________________________________________。
(2)若已知芦花对非芦花为显性，则子代雌鸟中B的基因频率是________，子代芦花雄鸟的基因型及比例为________。
(3)若已知芦花对非芦花为显性，请用孵化的这批子代为材料设计实验，验证控制羽色的基因位于Z染色体上(要求：写出杂交方案并预期实验结果)。
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)不正确　在随机交配的大群体中，子代芦花个体与非芦花个体的比例受到群体中B基因频率和b基因频率的影响，与显隐性无关，故根据表型的比例无法判断显隐性　 (2)40%　ZBZB∶ZBZb＝1∶3　(3)杂交方案：让非芦花雄鸟与芦花雌鸟杂交，统计子代的羽色及性别。预期结果：子一代中所有的雌性都表现为非芦花，雄性都表现为芦花。
解析　(1)该同学的判断不正确，因为在一个足够大的随机交配的群体中，子代芦花鸟、非芦花鸟的比例受群体中B基因频率和b基因频率的影响，与显隐性无关，故根据表型的比例无法判断显隐性。(2)若芦花对非芦花为显性，子代雌鸟中芦花(ZBW)为400只，非芦花(ZbW)为600只，则子代雌鸟中B的基因频率为400÷(400＋600)×100%＝40%，b的基因频率为1－40%＝60%，雌鸟和雄鸟中B(b)的基因频率相同，因此子代雄鸟中B的基因频率为40%，b的基因频率为60%，子代芦花雄鸟中ZBZB的基因型频率＝40%×40%＝16%，ZBZb的基因型频率＝2×40%×60%＝48%，则ZBZB∶ZBZb＝1∶3。(3)若要验证控制羽色的基因位于Z染色体上，可让显性雌性个体与隐性雄性个体杂交，即选择非芦花雄鸟和芦花雌鸟杂交，统计子代的羽色及性别，子代雌鸟都表现为非芦花，雄鸟都表现为芦花，即能证明控制羽色的基因位于Z染色体上。