专题验收评价（十三） 遗传实验的设计及分析

专题验收评价（十三）遗传实验的设计及分析一、选择题1.(2023·衢州月考)某二倍体植物中，抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制。要确定这对性状的显隐性关系，应该选用的杂交组合是()A.抗病株×感病株B.抗病株×抗病株或感病株×感病株C.抗病纯合子×感病纯合子D.抗病纯合子×抗病纯合子或感病纯合子×感病纯合子解析：选C抗病株与感病株杂交，若子代有两种性状，则不能判断显隐性关系，A不符合题意；抗病纯合子与抗病纯合子(或感病纯合子与感病纯合子)杂交，后代肯定为抗病(或感病)，不能判断显隐性关系，B、D不符合题意；抗病纯合子与感病纯合子杂交，后代表现出来的性状即为显性性状，据此可以判断显隐性关系，C符合题意。2.如果用纯种红牡丹与纯种白牡丹杂交，F1是粉红色的。有人认为基因是可以相互融合的，也有人认为基因是颗粒的，粉红色是由于F1红色基因只有一个，合成的红色物质少造成的。为探究上述问题，下列做法不正确的是()A.用纯种红牡丹与纯种白牡丹再杂交一次，观察后代的花色B.让F1进行自交，观察后代的花色C.对F1进行测交，观察测交后代的花色D.让F1与纯种红牡丹杂交，观察后代的花色解析：选A用纯种红牡丹与纯种白牡丹再杂交一次，其后代仍然是粉红色，无法确定是否发生了基因融合，A错误。让F1进行自交，若后代发生性状分离，比值为1∶2∶1；让F1与纯种白牡丹或者红牡丹杂交，后代发生性状分离，比值为1∶1，都可以说明粉红色是由于F1红色基因只有一个，合成的红色物质少造成的；若不发生性状分离，则说明基因发生了融合，B、C、D正确。3.(2023·杭州重点中学期中)百合为两性花植物(一朵花内同时具有雄蕊和雌蕊)，玉米为单性花植物(一朵花内只具有雄蕊或雌蕊)。下列有关植物杂交实验的操作，错误的是()A.对百合进行杂交时，父本无需进行去除雌蕊的操作B.对玉米进行杂交时，母本需在花粉未成熟时去除雄蕊C.无论百合还是玉米，人工授粉后都需对母本花朵套袋处理D.无论百合还是玉米，人工授粉后都应挂上标签以方便识别解析：选B两性花植物杂交时需要对母本进行去雄，父本无需进行去除雌蕊的操作，A正确；玉米为单性花植物，单性花植物杂交时不需要进行去雄处理，B错误；无论是百合还是玉米，在杂交过程中都需要对母本花朵套袋，防止外来花粉的干扰，人工授粉后都应挂上标签以方便识别，C、D正确。4.马的毛色有栗色和白色两种，分别由一对等位基因B和b控制，育种工作者选出了一匹健壮的栗色公马，但需要设计方案鉴定它是纯合子还是杂合子。下列叙述错误的是()A.在一个配种季节中选择该栗色公马与多匹白色母马交配B.杂交后代全部为栗色马说明栗色公马一定为纯合子C.杂交后代出现白色马说明栗色公马一定为杂合子D.只需观察杂交后代的表型不需要统计杂交后代的数量解析：选B在一个配种季节中选择该栗色公马与多匹白色母马交配，进行测交实验，如果后代都是栗色马，则栗色公马很可能是纯合子；如果后代出现白色马，则栗色公马一定为杂合子，A、C正确。杂交后代全部为栗色马，可能子代数量较少，所以只能说明栗色公马很可能为纯合子，B错误。只需观察杂交后代的表型是否出现白色马，不需要统计杂交后代的数量，D正确。5.(2023·浦江月考)果蝇的直毛与非直毛是一对相对性状，由基因A、a控制，为了判断这对性状的显隐性及基因A、a是在常染色体上还是仅位于X染色体上，某同学设计了相关实验，下列叙述正确的是()A.仅让雌、雄果蝇进行一次杂交实验不能判断该性状的显隐性B.一对表型不同的果蝇杂交，若后代雌、雄个体的表型及比例都相同，则基因A、a一定位于常染色体上C.纯合的直毛雌果蝇和非直毛雄果蝇杂交，若后代都为直毛，则可判断基因A、a位于常染色体上D.选用表型不同的雌、雄果蝇正反交可确定基因A、a是在常染色体上还是仅位于X染色体上解析：选D若让两只表型不同的纯合雌、雄果蝇杂交，后代仅有一种表型，则此时后代的表型即为显性性状，故仅让雌、雄果蝇进行一次杂交实验能判断该性状的显隐性，A错误；一对表型不同的果蝇杂交，若后代雌、雄个体的表型及比例都相同，则基因A、a也可能仅位于X染色体上，如基因型为XAXa的果蝇与基因型为XaY的果蝇杂交，后代雌、雄个体表型及比例都为直毛∶非直毛＝1∶1，B错误；纯合的直毛雌果蝇和非直毛雄果蝇杂交，若后代都为直毛，说明直毛是显性性状，无法判断基因A、a的位置，C错误；选用表型不同的雌、雄果蝇正反交，如果后代表型均与性别无关，则可判断基因A、a位于常染色体上，反之可判断基因A、a仅位于X染色体上，D正确。6.摩尔根在培养果蝇时发现了突变体白眼果蝇，经过两代杂交实验，为了解释如图结果，做了“基因位于X染色体上且Y染色体没有其等位基因”的假设，为了验证假设的正确与否，设计测交实验证明。下列相关叙述不正确的是()A.测交实验指F1红眼雌蝇与突变体白眼雄蝇杂交B.测交实验指F1红眼雄蝇与突变体白眼雌蝇杂交C.B选项中白眼雌蝇可以通过A选项实验结果中得到D.A、B选项实验均可为支持假设提供充分的证据解析：选D测交是和隐性纯合子杂交，由题图可知，白眼为隐性性状，所以可以选择F1红眼雌蝇和白眼雄蝇杂交，或者选择F1红眼雄蝇和白眼雌蝇杂交，A、B正确；假设相关基因用W/w表示，B选项中白眼雌蝇(XwXw)可以通过A选项XWXw×XwY实验结果中得到，C正确；A选项中，F1红眼雌蝇与突变体白眼雄蝇杂交，不管该基因位于常染色体还是在X染色体上，子代中都是红眼雌∶红眼雄∶白眼雌∶白眼雄＝1∶1∶1∶1，所以不可以为支持假设提供充分的证据，D错误。7.(2023·杭州二模)山羊黑毛和白毛是一对相对性状，受一对等位基因控制，几组杂交实验(一头公羊与一头母羊杂交)的结果如表所示。杂交实验亲本后代母本父本黑色/只白色/只Ⅰ①黑色②白色53Ⅱ③白色④黑色64Ⅲ⑤黑色⑥黑色80Ⅳ⑦白色⑧白色07为判断显隐性，在生育足够多的个体的条件下，一定能得出结论的杂交方案是()A.①×④、②×③ B.③×⑧、②×⑦C.⑤×⑧、⑥×⑦ D.①×⑥、④×⑤解析：选A实验Ⅲ和Ⅳ均是相同性状的个体杂交，且后代不出现性状分离，若黑色是显性性状，则⑤⑥均为纯合或其中之一是杂合，故无法判断⑤⑥⑦⑧是纯合还是杂合。实验Ⅰ和Ⅱ均是具有相对性状的亲本杂交，后代出现两种性状，则亲本中的显性个体必是杂合子。选择①×④，②×③，若①与④杂交后代出现性状分离，②与③后代均为白色，不发生性状分离，则说明黑色是显性性状，白色是隐性性状；若①与④杂交后代均为黑色，不发生性状分离，②与③杂交后代出现性状分离，则说明白色为显性性状，黑色为隐性性状。8.某植物的花色有红色、粉红色和白色三种，由位于非同源染色体上的2对等位基因控制，每对基因的显隐性基因之间均不存在共显性和不完全显性，且某些基因型会导致胚胎致死。为研究该植物花色的遗传机制，研究人员进行了相关实验(以下实验均进行了多次，每次结果都一致)。第一组：任何红花植株与白花植株杂交，子代均表现为红花∶粉红花∶白花＝1∶2∶1；第二组：任何粉红花植株与白花植株杂交，子代均表现为粉红花∶白花＝1∶1；第三组：任何白花植株与白花植株杂交，子代均表现为白花。下列叙述错误的是()A.该植物的红花植株中，纯合子的基因型只有1种B.若让粉红花植株自交，则子代的表型为粉红花∶白花＝2∶1C.若让红花植株自交，则子代的表型为红花∶粉红花∶白花＝4∶4∶1D.若让红花植株与粉红花植株杂交，则子代的表型为红花∶粉红花∶白花＝2∶3∶1解析：选A两对等位基因分别用A/a、B/b表示，分析题意可得，红花植株基因型为AaBb，粉红花植株基因型为Aabb或aaBb，白花植株基因型为aabb，且基因型AA__、__BB致死。由以上分析可知，该植物的红花植株中，没有纯合子，A错误；若让粉红花植株自交，即Aabb×Aabb或aaBb×aaBb，后代均为粉红花∶白花＝2∶1，B正确；若让红花植株自交，即AaBb×AaBb，子代的表型为红花∶粉红花∶白花＝4∶4∶1，C正确；若让红花植株与粉红花植株杂交，即AaBb×Aabb或AaBb×aaBb，子代的表型均为红花∶粉红花∶白花＝2∶3∶1，D正确。9.某昆虫的体色和眼色分别由等位基因A/a和B/b控制，其中携带基因A的个体体色外显率为75%(即杂合子中只有75%表现为显性)，用纯种昆虫作为亲本进行杂交，杂交组合和实验结果如下表所示。下列说法错误的是()杂交组合PF1①♀灰身红眼×♂黑身白眼♀灰身红眼、黑身红眼♂灰身红眼、黑身红眼②♀黑身白眼×♂灰身红眼♀灰身红眼∶黑身红眼∶♂灰身白眼∶黑身白眼＝3∶1∶3∶1A.若组合①的F1随机交配，则F2雌蝇中灰身果蝇占5/8B.若组合②的F1随机交配，则F2中黑身白眼雄果蝇占子代总数的3/32C.由组合②结果可判断控制眼色的基因位于X染色体，但无法判断显隐性D.综合①②结果可判断果蝇的体色属于常染色体遗传，灰色为显性性状解析：选C组合①②均为正反交实验，由F1结果可知，体色与性别无关，且相关基因位于常染色体上，组合②中F1的灰身∶黑身＝3∶1且杂合子只有75%表现为显性，故灰身为显性性状，只考虑体色这一对等位基因，组合①的F1随机交配的后代基因型及比例是AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1。由于Aa75%表现为灰身，因此F2雌蝇中灰身个体的比例是1/4AA＋1/2×3/4Aa＝5/8，A正确。分析题表可知，眼色遗传与性别相关联，且红眼为显性性状，组合②亲本基因型是aaXbXb、AAXBY，F1基因型是AaXBXb、AaXbY，F1随机交配得到F2，黑身果蝇的比例是1/4aa＋1/4×1/2Aa＝3/8，白眼雄果蝇的比例是1/4，因此F2中黑身白眼雄果蝇占子代总数的3/32，B正确。组合②结果可判断控制眼色的基因位于X染色体，F1雌果蝇含有白眼基因和红眼基因，表现为红眼，因此红眼对白眼是显性，C错误。由分析可知，控制体色的基因位于常染色体上，且灰身对黑身是显性，D正确。二、非选择题10.果蝇是遗传学研究的良好材料，其特点有①生活史短，从初生卵发育至新羽化的成虫大约为10～12天，成虫存活大约15天；②性别决定方式为XY型，具体的决定方式如表所示，其中在性染色体组成为XXY的雌果蝇中，XY联会的概率远低于XX联会的概率，另外雌果蝇的结构很特别，有一个储精囊，交配后便会将雄果蝇的精子储存在储精囊中，之后这只雌果蝇便能不断地产生此次交配的子代；③突变型多。摩尔根及其学生利用果蝇作为实验材料，通过实验证明了基因位于染色体上，并给出了果蝇多种基因在染色体上的相对位置图。性染色体组成XX、XXYXY、XYYXXX、YO、YY性别雌性雄性致死(1)摩尔根利用在一群红眼果蝇中发现的一只白眼雄果蝇，做了著名的“摩尔根果蝇杂交实验”，即用红眼雌果蝇与该白眼雄果蝇杂交得F1，再让F1自由交配得F2。基于F2的实验结果摩尔根提出了______________________________________________的“假说”，并预测了测交的实验结果。请利用“摩尔根果蝇杂交实验”中含有的果蝇，结合果蝇的特点完成后续测交实验的设计思路。____________________________________________________________。(2)摩尔根的学生多次做了红眼雄果蝇与白眼雌果蝇的杂交实验，发现子代的2000～3000只红眼雌果蝇中会出现一只“白眼雌果蝇”(果蝇A)，同时又在2000～3000只白眼雄果蝇中会出现一只“红眼雄果蝇”(果蝇B)。①某生物兴趣小组一致认为该现象不是基因突变导致的，推测持该观点的理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________。②进一步分析发现果蝇A有三条性染色体，若将果蝇A和野生型红眼雄果蝇进行交配，推测其子代情况应为___________________________________________________________。(3)随着现代生物技术的发展，基因工程也常被用于果蝇的研究，如图是用同一种限制酶切割后插入了目的基因的表达载体。为鉴定筛选出是否含有正确插入目的基因的重组表达载体，拟设计引物进行PCR鉴定。甲、乙、丙3条引物(图中→表示正确插入方向)在正确重组表达载体中的相应位置如图所示，PCR鉴定时应选择的一对引物是__________，某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400bp片段，原因是__________________。解析：(1)假设相关基因用B/b表示，摩尔根发现白眼性状只出现在雄性个体中，总是与性别相关联，从而提出了控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，Y染色体没有白眼基因的等位基因。根据假说—演绎法思维，可利用测交实验来验证摩尔根的假设，实验设计思路见答案。(2)由于基因突变的频率极低，且红眼雌果蝇突变成白眼雌果蝇与白眼雄果蝇突变成红眼雄果蝇同时发生的概率更低，因此该现象几乎不可能是基因突变导致的。果蝇A的基因型为XbXbY，由于XY联会的概率远低于XX联会，产生的配子中多数染色体组成为XbY和Xb，少数为XbXb、Y，与红眼雄果蝇(XBY)进行交配，绝大多数为红眼雌果蝇(XBXbY、XBXb)和白眼雄果蝇(XbY、XbYY)，少数为红眼雄果蝇(XBY)和白眼雌果蝇(XbXbY)。(3)据图分析，根据目的基因插入的位置和PCR技术的原理分析，PCR鉴定时应该选择的一对引物是乙和丙，扩增范围包括了原有片段和目的基因；选择丙与甲时无论目的基因正向插入还是反向插入扩增的片段长度均相同。根据题意和图示分析，某同学用图中的另外一对引物(甲、乙)从某一菌落的质粒中扩增出了400bp的片段，说明其目的基因发生了反向连接。答案：(1)控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上不含它的等位基因让F2的雌、雄果蝇自由交配获得F3(或F2的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交获得F3)，从F3中选取白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇杂交，统计子代的性状及分离比(2)①因为基因突变的频率极低，且红眼雌果蝇突变成白眼雌果蝇与白眼雄果蝇突变成红眼雄果蝇同时发生的概率更低②绝大多数为红眼雌果蝇和白眼雄果蝇，少数为红眼雄果蝇和白眼雌果蝇(3)乙和丙目的基因反向连接11.(2023·浙江十校联盟第三次联考)某猫的染色体组成如图1所示，其毛色受常染色体上两对等位基因(A和a、B和b)控制，A基因控制色素合成(AA和Aa的效应相同)，该色素的显色情况与B或b基因有关。其基因型与表型的对应关系如表。回答下列问题：基因组合毛色A_Bb黄色A_bb黑色A_BB或aa__白色(1)该猫体细胞中染色体数和性染色体数最多依次为________条，次级精母细胞中含有的X染色体数目为________条。(2)让纯合白色猫和纯合黑色猫杂交，F1毛色全是黄色的，请写出可能的杂交组合亲本基因型为______________________________。(3)为了探究两对基因(A和a、B和b)是在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某小组选用基因型为AaBb的雄猫进行杂交实验。①实验假设：这两对基因在染色体上的位置有三种类型(见图2，竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点)，尝试绘制第二、三种类型。②实验步骤：第一步：让该雄猫与多只基因型为aabb的雌猫进行杂交。第二步：观察并统计子代的颜色和比例。③实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论：若子代颜色及比例为__________________________________________，则两对基因在两对同源染色体上，符合甲图所示。若子代颜色及比例为______________________，则两对基因在一对同源染色体上，符合乙图所示。若子代颜色及比例为黑色∶白色＝1∶1，则两对基因在一对同源染色体上，符合丙图所示。(4)若上述两对基因的遗传符合第一种类型且存在基因型为aaBB雄性个体致死现象，则基因型为AaBb的雌、雄猫相互杂交后代中基因型有________种。若后代中黑色猫相互杂交，后代雌性中白色猫占________。(5)若上述两对基因符合第二种类型，写出基因型为AaBb的雌、雄猫相互杂交产生后代的遗传图解。解析：(1)由图1可知，猫的体细胞中有19对同源染色体，共38条染色体，包括2条性染色体(X、Y)，且在有丝分裂后期染色体数和性染色体数最多，染色体数最多为38×2＝76(条)，性染色体数最多为2×2＝4(条)。雄性的性染色体组成为XY，减数第一次分裂后期发生了同源染色体的分离，次级精母细胞中只有一条X或Y染色体，当次级精母细胞处于减数第二次分裂后期时，姐妹染色单体分开，此时细胞中有两条X染色体或两条Y染色体，次级精母细胞中含有的X染色体数目为0或1或2。(2)根据题意和图示分析可知，让纯合白色猫(AABB、aaBB、aabb)和纯合黑色猫(AAbb)杂交，F1的毛色全是黄色(A_Bb)，杂交组合亲本基因型为AABB×AAbb或aaBB×AAbb。(3)①两对基因(A和a、B和b)的关系除了第一种类型，还有另外两种，图示见答案。为了判断两对基因(A和a、B和b)的关系是哪一种情况，可设计让该雄猫(AaBb)与多只基因型为aabb的雌猫进行杂交，观察并统计子代的颜色和比例。③如果两对基因在两对同源染色体上，如甲所示，那么AaBb与aabb杂交，后代的基因型及表型为AaBb(黄色)、aaBb(白色)、Aabb(黑色)、aabb(白色)，表型及比例为黄色∶黑色∶白色＝1∶1∶2。如果两对基因在一对同源染色体上，如乙所示，AB位于同一条染色体上，ab位于另一条染色体上，遵循基因的分离定律，后代的基因型及表型为AaBb(黄色)、aabb(白色)，表型及比例为黄色∶白色＝1∶1。如果两对基因在一对同源染色体上，如丙所示，Ab位于同一条染色体上，aB位于另一条染色体上，遵循基因的分离定律，后代的基因型及表型为Aabb(黑色)、aaBb(白色)，表型及比例为黑色∶白色＝1∶1。(4)基因型为AaBb的雌、雄猫相互杂交，后代的基因型为3×3＝9(种)，后代的黑色猫基因型为2/3Aabb、1/3AAbb，产生配子种类及比例为2/3Ab、1/3ab，后代雌性的概率为1/2，雌性白色猫(aabb)占1/3×1/3×1/2＝1/18，后代雌性中白色猫占1/18÷1/2＝1/9。(5)遗传图解见答案。答案：(1)76、40或1或2(2)AABB×AAbb或aaBB×AAbb(3)①如图所示③黄色∶黑色∶白色＝1∶1∶2黄色∶白色＝1∶1(4)91/9(5)如图所示12.(2023·杭州二模)果蝇繁殖能力强、易饲养，是一种很好的遗传学研究材料。某实验室对从野外采集的果蝇进行了多年的纯化培养，已连续多代全为灰体长翅，因此确认此果蝇为纯种。两个小组用此果蝇继续扩大培养时，一个小组发现了1只灰体残翅(未交配过的雌果蝇)，另一小组发现了1只黑体长翅雄果蝇。两个小组欲利用这2只特殊果蝇研究相关性状变化的性质及其遗传方式。已知体色和翅型都确定分别受一对等位基因控制，且都不在Y染色体上。回答下列问题：(1)把灰体残翅雌果蝇和黑体长翅雄果蝇放入同一容器中培养，使其交配并产生后代。F1全是灰体长翅。这说明：一、残翅或黑体的出现可能是________(填“显性”或“隐性”)突变，且残翅基因位于________染色体上，否则F1的表型和比例为____________________________；二、残翅或黑体的出现也可能是____________变异。(2)F1雌雄果蝇相互交配得到F2。若F2没有黑体和残翅个体，则该现象说明黑体和残翅的出现都符合(1)中第________种推论；若F2出现灰体∶黑体＝3∶1，长翅∶残翅＝3∶1，则支持了(1)中第________种推论。(3)最终的实验结论是残翅和黑体的基因都位于常染色体上。若将两个变异亲本分别与野生型杂交，再分别将其F1雌雄个体相互交配产生F2，通过观察这两组实验的F1和F2的性别和性状，________(填“能”或“不能”)得到该结论。(4)若(2)中F2的表型及比例为灰体长翅∶灰体残翅∶黑体长翅∶黑体残翅为9∶3∶3∶1，则说明__________________________________________________________________；若F2的表型及比例为灰体长翅∶灰体残翅∶黑体长翅为2∶1∶