专题四 作业（五）通过“模式生物”分析“基因定位”类试题

专题五作业（五）通过“模式生物”分析“基因定位”类试题一、选择题1．(2023·安庆联考)研究发现，某种植株(性别决定方式为XY型)存在性反转现象，基因a纯合时可使雌株发生性反转成为雄株，而雄株不会发生性反转；基因A无此现象。让纯合雄株与杂合雌株杂交，F1中雌株∶雄株＝1∶3。不考虑突变和X、Y染色体的同源区段，下列分析错误的是()A．F1中雌株的基因型与亲本雌株的基因型均相同B．F1中由性反转产生的雄株占F1雄株的比例为1/3C．若基因A、a位于X染色体上，则F1雄株的基因型有3种D．若基因A、a位于常染色体上，则F1雄株中的纯合子占1/2解析：选D根据题中信息可知，若基因A、a位于X染色体上，则雌株的基因型为XAXA、XAXa，雄株的基因型为XAY、XaY、XaXa(性反转)。根据F1中雌株∶雄株＝1∶3可知，亲本的纯合雄株(XaY)与杂合雌株(XAXa)杂交，F1雌株的基因型为XAXa(1/4)，F1雄株的基因型为XAY(1/4)、XaY(1/4)、XaXa(性反转，1/4)。若基因A、a位于常染色体上，则雌株的基因型为AAXX、AaXX，雄株的基因型为AAXY、AaXY、aaXY、aaXX(性反转)。亲本纯合雄株(aaXY)与杂合雌株(AaXX)杂交，F1雌株的基因型为AaXX(1/4)，F1雄株的基因型为AaXY(1/4)、aaXY(1/4)、aaXX(性反转，1/4)。故基因A、a无论是位于X染色体上，还是位于常染色体上，F1中雌株的基因型与亲本雌株的基因型均相同，且F1中由性反转产生的雄株占F1雄株的比例为1/3，A、B正确；若基因A、a位于X染色体上，F1雄株的基因型为XAY(1/4)、XaY(1/4)、XaXa(性反转，1/4)，共有3种，C正确；当基因A、a位于常染色体上时，F1雄株中纯合子占2/3，D错误。2．(2023·郑州模拟)甜瓜(2n)属于雌雄同株异花作物，自然状态下需要蜜蜂等小动物帮助其传粉才能够坐瓜(果)。其果皮颜色有青色、深绿色，由等位基因A/a控制；果肉颜色有白色、橙色，由等位基因B/b控制。现有纯合深绿果皮橙果肉和纯合青果皮白果肉亲本杂交，F1为深绿果皮橙果肉，F1自交，F2中深绿果皮∶青果皮＝3∶1，橙果肉∶白果肉＝3∶1。不考虑突变和互换。下列关于甜瓜果皮、果肉颜色遗传的分析，正确的是()A．若F2中只有两种表型，则果皮、果肉颜色遗传不遵循孟德尔定律B．F1的基因型为AaBb，F2中结深绿果皮甜瓜植株的基因型应有四种C．若F2结深绿果皮甜瓜植株中纯合子占1/6，则F1共产生四种比例相等的配子D．若两对等位基因位于一对同源染色体上，则基因A和b在同一条染色体上解析：选C由F1表型可知，果皮的深绿色对青色为显性，果肉的橙色对白色为显性，故亲本基因型为AABB、aabb，若两对等位基因位于一对同源染色体上，F1基因型为AaBb，F1产生的配子为AB、ab两种，F2的表型及比例为深绿果皮橙果肉∶青果皮白果肉＝3∶1，甜瓜果皮、果肉的颜色遗传遵循孟德尔的分离定律，A错误。若两对等位基因位于一对同源染色体上，F2中结深绿果皮甜瓜植株的基因型有AABB、AaBb两种；若两对等位基因位于两对同源染色体上，F1基因型为AaBb，F2结深绿果皮甜瓜植株的基因型有AABB、AABb、AAbb、AaBB、AaBb、Aabb，共6种，B错误。若F2结深绿果皮甜瓜植株中纯合子占1/6，则两对等位基因分别位于两对同源染色体上，F1可产生四种比例相等的配子，C正确；亲本基因型为AABB、aabb，若两对等位基因位于一对同源染色体上，A基因和b基因不可能位于同一条染色体上，D错误。3．鸡的羽毛分为雄羽和母羽，雄羽宽大且弯曲，母羽短钝且顺直，由一对等位基因控制。雄羽为公鸡独有，母羽在公鸡和母鸡中均会出现。为了探究基因的位置在常染色体上还是Z染色体上，实验小组将一只母羽公鸡和一只母羽母鸡杂交，发现子代母鸡全为母羽，公鸡中母羽和雄羽比例接近1∶1。下列判断正确的是()A．控制雄羽、母羽的基因位于常染色体上B．控制雄羽、母羽的基因位于Z染色体上C．如果雄羽为隐性性状，则控制雄羽的基因位于Z染色体上D．如果雄羽为显性性状，则控制雄羽的基因位于常染色体上解析：选D根据题意可知，该对等位基因组合成的任意基因型在母鸡中均表现为母羽。亲代是一只母羽公鸡和一只母羽母鸡，子代公鸡中母羽和雄羽比例接近1∶1，说明这是测交实验，亲代为隐性纯合子和杂合子，因此亲代基因型为ZAZa(母羽公鸡)和ZaW(母羽母鸡)或Aa(母羽公鸡)和aa(母羽母鸡)或aa(母羽公鸡)和Aa(母羽母鸡)，如果雄羽为隐性性状，则控制雄羽的基因位于Z染色体上或常染色体上都可以，如果雄羽为显性性状，则控制雄羽的基因位于常染色体上，D正确。4．(2022·郴州二模)水稻是一种雌雄同株、自花传粉的植物。“野败”是野生型水稻的隐性突变品系，是由1号染色体上的正常基因Ms突变为ms而来，且Ms对ms为完全显性，该品系不能产生可育花粉，但能产生正常雌配子。现将一个抗虫基因R转入“野败”品系中获得了一株转基因“野败”品系植株(Rrmsms)。为研究R基因的插入位置及其产生的影响，用此转基因“野败”品系与野生型水稻杂交，F1中抗虫∶非抗虫约为1∶1，选取F1抗虫植株自交，F2中抗虫雌雄同株∶抗虫“野败”∶非抗虫雌雄同株∶非抗虫“野败”约为6∶2∶3∶1。下列说法错误的是()A．转基因“野败”植株的R基因不位于1号染色体上B．同源染色体相同位置均含R基因的水稻植株不能存活C．让F2中抗虫雌雄同株的水稻自交，后代中抗虫“野败”占1/8D．为研究R基因的插入位置，还可以选取F1抗虫植株与母本回交解析：选C根据题意可知，F1抗虫植株RrMsms自交，F2中抗虫雌雄同株∶抗虫“野败”∶非抗虫雌雄同株∶非抗虫“野败”约为6∶2∶3∶1，其中抗虫∶非抗虫约为2∶1，雌雄同株∶“野败”约为3∶1，两对基因的分离和组合互不干扰，说明R基因不位于1号染色体上，A正确；根据基因型为Rr的F1自交产生的F2中抗虫∶非抗虫约为2∶1的性状分离比可知，基因型为RR个体不能存活，即同源染色体相同位置均含R基因的水稻植株不能存活，B正确；让F2中抗虫雌雄同株的水稻(基因型为1/3RrMsMs、2/3RrMsms)自交，后代中抗虫“野败”Rrmsms占2/3×2/3×1/4＝1/9，C错误；为研究R基因的插入位置，还可以选取F1抗虫植株RrMsms与母本Rrmsms回交，若后代出现抗虫雌雄同株∶抗虫“野败”∶非抗虫雌雄同株∶非抗虫“野败”约为2∶2∶1∶1的性状分离比，即可证明R基因不位于1号染色体上，D正确。二、非选择题5．油菜为可自花受粉也可异花受粉的二倍体植物(正常株)。我国科研人员获得了油菜的雄性不育突变株N(该性状受一对等位基因B、b控制)，并利用突变株N进行了下列杂交实验。实验一：将突变株N与正常株油菜杂交，F1全为正常株，F1自交，F2的表型及比例为正常株∶雄性不育突变株＝3∶1。实验二：将一个Bt抗虫基因转入雄性不育突变株N的染色体中，获得具有抗虫性状的转基因雄性不育植株。有抗虫基因用A＋表示，无抗虫基因用A－表示，将不抗虫的正常株油菜与转基因雄性不育突变株N油菜杂交，F1的表型及比例为抗虫正常株∶非抗虫正常株＝1∶1，选取F1中抗虫正常株自交，统计F2的表型及比例。(1)实验一中的显性性状是________，将实验一的F2进行随机受粉，F3中正常株所占的比例为______。(2)在实验二中，若F2的表型及比例为抗虫突变株∶抗虫正常株∶非抗虫正常株＝1∶2∶1，则其F1的抗虫正常株产生的配子基因型及比例是____________________。(3)在实验二中，若F2的表型及比例为抗虫正常株∶抗虫突变株∶非抗虫正常株∶非抗虫突变株＝3∶1∶3∶1。科研人员猜测其原因是含抗虫基因的雄配子不育。请从上述实验中选择合适的实验材料验证该假设，简要写出实验方案和实验预期结果。实验方案：_________________________________________________________________________________________________________________________________________，预期结果：_________________________________________________________________。(4)若将两个Bt抗虫基因转入雄性不育突变株N的染色体中，再将获得具有抗虫性状的转基因雄性不育植株N与不抗虫的纯合正常株油菜杂交，F1的表型及比例为抗虫正常株∶非抗虫正常株＝3∶1，则说明____________________________________________，选取F1中全部抗虫正常株自交，就油菜的抗虫性状分析F2的表型及比例是________________(不考虑染色体互换)。解析：(1)由题意可知，将突变株N与正常株油菜杂交，F1全为正常株，所以实验一中的显性性状是正常株，突变株N为雄性不育，杂交实验只能作母本，F1的基因型为Bb，F2的基因型及比例为BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，F2随机传粉时产生的雌配子B、b各占1/2，由于bb雄性不育，所以雄配子只能由BB、Bb产生，即雄配子为2/3B、1/3b，则F3中突变株bb＝1/2×1/3＝1/6，正常株B_＝1－1/6＝5/6。(2)由实验二中F2表型及比例推测抗虫基因A＋与b基因位于同一条染色体上，F1抗虫正常株产生的配子为A＋b∶A－B＝1∶1。(3)若实验二中F2的表型及比例为抗虫正常株∶抗虫突变株∶非抗虫正常株∶非抗虫突变株＝3∶1∶3∶1，则说明抗虫基因与B、b基因遵循自由组合定律，为验证题中假设，可选取F1抗虫正常株(A＋A－Bb)作父本，与F2中非抗虫突变株(A－A－bb)杂交，由于含抗虫基因的雄配子不育，父本产生的雄配子为A－B、A－b，与A－A－bb产生的雌配子A－b结合，子代表现为非抗虫正常株∶非抗虫突变株＝1∶1。(4)若导入两个抗虫基因，存在以下三种可能性：两个基因位于同一条染色体上、两个基因位于一对同源染色体上和两个基因分别位于两对同源染色体上，与不抗虫的纯合正常株油菜杂交得到的F1的表型及比例分别为抗虫正常株∶非抗虫正常株＝1∶1、全为抗虫正常株、抗虫正常株∶非抗虫正常株＝3∶1，因此两个Bt抗虫基因分别位于植株N的两个同源染色体上，F1中全部抗虫正常株自交，就油菜的抗虫性状分析，产生的后代为抗虫∶非抗虫＝13∶3。答案：(1)正常株5/6(2)A＋b∶A－B＝1∶1(3)实验方案：选取F1抗虫正常株作父本与F2非抗虫突变株杂交，统计后代的表型及比例预期结果：非抗虫正常株∶非抗虫突变株＝1∶1(4)两个Bt抗虫基因分别导入两对同源染色体上抗虫∶非抗虫＝13∶36．(2023·莆田三模)野生型果蝇为灰体，常见的隐性突变体有黄体(aa)、黑体(bb)和黑檀体(ee)，其中基因e位于Ⅱ号染色体上。科研人员利用野生型、黄体A、黑体B及黑檀体C四种纯合果蝇品系进行杂交实验(杂交过程中没有发生突变)。实验一：野生型(♂)与黄体(♀)杂交，F1中黄体(♂)∶野生型(♀)＝1∶1；实验二：野生型与黑体杂交得F1，F1自由交配，F2中野生型∶黑体＝3∶1；实验三：黑檀体与黑体杂交，F1全为野生型，F1相互交配，F2中野生型∶黑体∶黑檀体＝3∶1∶1。(1)根据实验一可知，基因a位于__________染色体上；实验一和实验二的结果______(填“能”或“不能”)说明基因a和基因b位于两对同源染色体上。(2)根据实验三可知，基因b和基因e位于____对同源染色体上，实验三中F2的表型只有三种，其原因可能是______________________________。(3)研究人员发现一种新的黑檀体隐性突变体M，突变性状由基因br控制。为确定基因br与基因e是否为同一基因突变，以及如果基因br与基因e不是同一基因突变，两突变基因是位于同源染色体上还是位于非同源染色体上，请利用野生型、突变体M和黑檀体C设计实验，写出实验思路并预期实验结果及结论(不考虑染色体互换、不考虑致死)。(4)经研究发现基因br与基因e是由同一基因突变而来，为进一步探究基因br与基因e的区别，科研人员根据基因e设计了引物1、引物2、引物3和引物4(如图1所示)，并选用了不同的引物组合分别对基因e和基因br进行PCR后电泳，结果如图2所示。因引物具有序列特异性，根据实验结果得出的结论是__________________________。解析：(1)根据实验一的结果可知，控制黄体的基因在遗传过程中与性别相关联，再结合亲子代的表型可知，基因a位于X染色体上。根据实验二的结果分析可知，基因b可能位于常染色体上，如亲代分别为野生型(BB)、黑体(bb)，也可能位于X染色体上，如亲代分别为野生型(XBXB)、黑体(XbY)，均符合实验中子代的结果，因此不能说明基因a和基因b位于两对同源染色体上。(2)根据实验三中F2的表型及比例可推测，亲代分别为黑檀体(BBee)、黑体(bbEE)，则F1基因型为BbEe，表型全为野生型，基因b和基因e位于两对同源染色体上，F1相互交配，F2中有9B_E_、3B_ee、3bbE_、1bbee，由于F2中只有三种表型，其原因可能是基因型为bbee的个体致死，因此F2中有9B_E_(野生型)、3B_ee(黑檀体)、3bbE_(黑体)，即性状分离比为野生型∶黑体∶黑檀体＝3∶1∶1。(3)根据题意可知，该实验的目的是确定新的黑檀体隐性突变体M的基因br与基因e是否为同一基因突变，以及如果基因br与基因e不是同一基因突变，两突变基因是位于同源染色体上还是位于非同源染色体上。可根据该实验目的及题目中所给的实验材料设计实验，详见答案。(4)根据图1和图2所示的结果可以看出，基因br只有利用引物1-4才能扩增产物，而利用引物1-3和引物2-4扩增没有产物出现，结合电泳后显示的碱基对数，说明基因br与基因e相比少了区段2。答案：(1)X不能(2)两基因型为bbee的果蝇致死(3)实验思路：利用突变体M和黑檀体C果蝇杂交得F1，F1的雌雄果蝇相互交配，统计F2的表型及比例。预期结果及结论：若F1全为黑檀体，则基因br与基因e为同一基因突变；若F1全为野生型，F2中野生型与黑檀体比例为9∶7，则基因br与基因e不是同一基因突变，且两突变基因位于非同源染色体上；若F1全为野生型，F2中野生型与黑檀体比例为1∶1，则基因br与基因e不是同一基因突变，且两突变基因位于同源染色体上(4)基因br与基因e相比少了区段27．某严格自花传粉的二倍体植物(2n)，野生型为红花，突变型为白花。研究人员围绕花色性状的显隐性关系和花色控制基因及在染色体上的定位，进行了以下相关实验。请分析回答问题。(1)在甲地的种群中，该植物出现一株白花突变型植株。让白花植株自交，若后代______________，说明该突变型为纯合子。将该白花植株与野生型杂交，子一代为红花植株，子二代红花植株与白花植株的比为3∶1，出现该结果的条件是①红花和白花受一对等位基因控制，且基因完全显性；②配子__________并能随机结合；③受精卵的发育能力及各基因型植株存活率相同。(2)在乙地的种群中，该植物也出现了一株白花突变型植株，且和甲地的白花突变同为隐性突变。为确定甲、乙两地的白花突变是否由相同的等位基因控制，可将__________________杂交，当子一代表型为________________时，可确定两地的白花突变型由不同的等位基因控制；若子二代中表型及比例为______________________________时，可确定白花突变型由两对等位基因控制，且两对等位基因位于非同源染色体上。(3)单体(2n－1)可用于基因的染色体定位。人工构建该种植物的单体系(红花)有n种单体。若白花由一对隐性突变基因控制，将白花突变植株与该种植物单体系中的全部单体分别杂交，留种并单独种植，当子代出现表型及比例为________________时，可将白花突变基因定位于该单体所缺少的染色体上。(4)三体(2n＋1)也可用于基因的染色体定位。若白花由一对隐性突变基因控制，将白花突变型植株与三体系(红花纯合)中全部三体分别杂交，留种并单独种植，当子二代出现表型及比例为______________时，可将白花突变基因定位于该三体所增加的染色体上。解析：(1)纯合子自交后代不发生性状分离，如果白花突变型自交后代全是白花，说明该突变型是纯合子；白花植株与野生型杂交，子一代全为红花，子二代红花∶白花＝3∶1，符合分离定律，说明红花和白花受一对等位基因控制，且子一代产生的配子具有相同成活率并能随机结合，配子结合形成的受精卵发育能力及各基因型植株存活率相同。(2)要确定甲、乙两地的白花