2023年高考生物全国通用易错题11关于实验设计的遗传题(原卷版)

易错点11夫小买验设计的遗传题

关于实验设计的遗传题常常出现在高考题中，多数以杂交实验为背景的非选择题考查遗传规律、变异

等遗传学知识。而没有全面且深刻理解遗传规律、变异等遗传学知识，无法读懂复杂的试题实验情境获取

试题中有效信息、无法将所学知识应用于解题等是失分原因。在复习备考中，需要深刻领悟遗传变异知识

之间的内在联系，通过专题练习达到融会贯通的效果。注意以下细微易错陷阱，对提高这类题的解题能力

有所帮助。

易错陷阱1:杂交亲本和杂交方式的选择。混淆杂交、自交、测交、正交与反交等概念和应用条件造成误

判，审题没有注意题干限制条件（自花传粉植物或雌雄同株或两性花、只能用已有实验中材料、杂交一次

等）而造成错选。

易错陷阱2：验证遗传定律实质的实验设计。忽略一对同源染色体上的非等位基因遵循分离定律造成误判，

没有理解自由组合定律实质用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律造成错答。

易错陷阱3：遗传实验设计思路。设计思路漏写观察子代表现型及比例而失分；预测伴性遗传中子代表现

型时忽略性别也是性状而丢分；忽略探究性实验与验证性实验结果预测的不同漏答而丢分。

例题1、（2022全国乙卷T32）某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中色素决定，色素

的合成途径是：白色＞红色"紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控

制，基因A和基因B位于非同源染色体上。回答下列问题：

（1）现有紫花植株（基因型为AaBb）与红花杂合体植株杂交，子代植株表型及其比例为

;子代中红花植株的基因型是；子代白花

植株中纯合体占的比例是。

（2）已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲，若要通过杂交实验（要求选用1种

纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交）来确定其基因型，请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结

论。

选用的亲本基因型为：___________________________

若子代花色全为,则待测白花纯合体基因型为；

若子代花色全为,则待测白花纯合体基因型为。

例题2、（2022山东卷•T22）果蝇的正常眼与无眼是1对相对性状，受1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，I0正常眼雌果蝇可

O1T1B2B3T|OT□正常目四朝

以排除的是。若控制该性状的基因位1r6无眼雄果蝇于

12

x染色体上，ni-i与ni-2杂交的子代中正常眼雄果蝇的概率是。

(2)用HT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：

①若后代，则无眼性状的遗传为伴X隐性遗传；

②若后代,则无眼性状的遗传为常染色体隐性遗传；

③若后代,则无眼性状的遗传为常染色体显性遗传

(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H-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。

知识总结

1.单性花与两性花、自花传粉与异花传粉

两性花：指一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。如：豌豆、水稻、小麦的花。

单性花：指一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。如：黄瓜、西瓜的花。

自花传粉：指一朵花雄蕊的花粉落到同一朵花的雌蕊柱头上或同一株植物的花的雌蕊柱头上。雌雄同株或

两性花植物可以进行自花传粉。

异花传粉：指一朵花雄蕊的花粉落到同一株植物另一朵花的雌蕊柱头上或另一株植物花的雌蕊柱头上。

2.五种交配类型的比较

五种交配类型的比较

交配类型含义应用

①探究控制生物性状的基因的传递规律

杂交基因型不同的个体相互交配的过程②将不同的优良性状集中到一起,得到新品种

③显隐性的判断

①连续自交并筛选可以不断提高种群中显性

一般指植物的自花传粉，但有时也指纯合子的比例

自交

两个基因型相同的个体相交②可用于植物纯合子、杂合子的鉴定

③验证是否遵循遗传定律

①可用于测定待测个体(F1)的基因型

测交待测个体(FD与隐性纯合子相交

②产生的配子的类型及其比例

③验证是否遵循遗传定律

正交和反交是一对相对概念

若正交为辛A（性状）X&B（性状），则①常用于判断某待测性状是细胞核遗传还是

正交和

反交为早B（性状）X&A（性状）细胞质遗传

反交

若正交为拿B（性状）X占A（性状），则②基因在常染色体上还是在X染色体上

反交为辛A（性状）X&B（性状）

3.几种常见的遗传实验材料特点

豌豆：①自花传粉、闭花受粉：自然状态下一般都是纯种②产生的后代数量多，统计更准确；③有易于区

分的相对性状；④性状能够稳定遗传给后代。

玉米：①雌雄同株且为单性花，便于人工授粉（可以自花传粉或异花传粉）；②生长周期短，繁殖速率快；

③相对性状差别显著，易于区分观察；④产生的后代数量多，统计更准确。

果蝇：①易于培养，繁殖快；②染色体数目少且大；③产生的后代多；④相对性状易于区分。

4.分离定律和自由组合定律的实质

（1）分离定律实质的解读

①细胞学基础:下图表示一个基因型为Aa个体的性原细胞产生配子的过程。

基因回色体上，

，等位基因位于同

,、源染色体上

（AXAS^L）四分体

一X®次分裂

（同源染色体分开，

小阳”等位基因分离）

第二次分裂

“**二配子中只含同源染

（A!）（A1；（aS）[8）色体中的•条,W

W而匐子中只合应对

基因中的一个

由图可知，基因型为Aa个体的精（卵）原细胞可能产生A和a两种类型的配子，比例为1：1。

②分离定律的时期：减数第一次分裂后期；

③分离定律的实质：等位基因随同源染色体的分开而分离；

④分离定律的结果：产生两种类型的配子，比例为1：1;

⑤分离定律适用范围：真核生物有性生殖的细胞核遗传；一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。一

对同源染色体上的基因（包括等位基因和非等位基因）遵循分离定律。

⑵自由组合定律实质的解读

①细胞学基础:下图表示一个基因型为AaBb个体的性原细胞产生配子的过程。

精(卵)原细胞

第一次分裂

②非同源染色体自

由组合，非同源

染包体上的非等

位基因自由组合

第二次分裂_

4个，漏1:1

由图可知，基因型为AaBb个体的精原细胞可能产生AB、ab、Ab、aB四种类型的配子，比例为1：1：1：

1。基因型为AaBb个体的卵原细胞可能产生AB、ab、Ab、aB四种类型的配子，比例为1：1：1：1。基因型

为AaBb的一个精原细胞可能产生AB和ab或Ab和aB两种类型的配子，比例为1：1。基因型为AaBb的一

个卵原细胞可能产生AB或ab或Ab或aB一种类型的配子。

②自由组合定律的时期：减数第一次分裂后期。

③自由组合定律的实质：在进行减数分裂的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体

上的非等位基因自由组合。配子的随机结合不是基因的自由组合，自由组合发生在减数第一次分裂中，而

不是受精作用时。

④自由组合定律的结果：产生四种类型的配子，比例为1：1：1：U

⑤自由组合定律适用范围：真核生物有性生殖的细胞核遗传；两对或两对以上等位基因控制的两对或两

对以上相对性状的遗传；发生自由组合的是非同源染色体上的非等位基

因，如下图中A、a与D、d,B、b与D、d随其所在染色体/^|la、自由组合，

遵循自由组合定律；A、B与a、b随其所在染色体分离，遵(DJJd)循分离定律。

b

5.遗传实验设计'।।J

(1)验证遗传定律的方法-------

验证方法|现象和结论

.自交后代的性状分离比为3：1,则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色

体上的一对等位基因控制

自交法

耳自交后代的性状分离比为9：3：3：1,则符合基因的自由组合定律，由位于两

对同源染色体上的两对等位基因控制

%测交后代的性状比例为1：1,则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体

上的一对等位基因控制

测交法

耳测交后代的性状比例为1：1：1：1,则符合基因的自由组合定律，由位于两对

同源染色体上的两对等位基因控制

花粉鉴若有两种花粉，比例为1：1,则符合分离定律

定法

若有四种花粉，比例为1：1：1：1，则符合自由组合定律

单倍体取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有两种表现型，比例为1:

育种法1,则符合分离定律

取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有四种表现型，比例为1：

1：1：1,则符合自由组合定律

（2）不能用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律。因为两对等位基因不管是分别位于两对同

源染色体上，还是位于一对同源染色体上，在单独研究时都符合分离定律，都会出现3：1或1：1这些比

例，无法确定基因的位置，也就没法证明是否符合自由组合定律。

（3）遗传设计思路书写要点：①选择亲本及交配类型②预期子代表现型（或基因型）及比例。还需要

注意选择某表现型亲本时要注明父本母本、伴性遗传子代性状要注明性别、子代表现型及比例要对应。

举一反三〉

I.（2022全国甲卷・T32）玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物（顶端长雄花序,

叶腋长雌花序），但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制，雌花花序由显

性基因B控制，雄花花序由显性基因T控制，基因型bbtt个体为雌株。现有甲（雌雄同株）、乙（雌株）、

丙（雌株）、丁（雄株）4种纯合体玉米植株。回答下列问题。

（1）若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是O

（2）乙和丁杂交，匚全部表现为雌雄同株；F：自交，F,中雌株所占比例为,F,中雄株的基因

型是;在F2的雌株中，与丙基因型相同的植株所占比例是。

（3）已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性，某

研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体（两种玉米均为雌雄同株）间行种植进行实验，果穗成熟后依

据果穗上籽粒的性状，可判断糯与非耀的显隐性。

①若糯是显性，则实验结果是;

②若非糯是显性，则实验结果是»

2.（2020江苏卷・T32）已知黑腹果蝇的性别决定方式为XY型，偶然出现的XXY个体为雌性可育。黑

腹果蝇长翅（A）对残翅（a）为显性，红眼（B）对白眼（b）为显性。现有两组杂交实验结果如下：

,选

残捌门HQKfl!红dkf

甲乙

实验①实验②

PaaXBXBxAAXkYPHaXMAAXM

1I

长迎红眼9长翅红眼cf长翅红眼9长翅白眼。长钮白眼9

个体数920927个体数9309261

请回答下列问题：

(1)设计实验—与实验「的主要目的是验证。

(2)理论上预期实验□的F2基因型共有种,其中雌性个体中表现上图甲性状的概率为

雄性个体中表现上图乙性状的概率为。

(3)实验口可中出现了1只例外的白眼雌蝇，请分析：

□.若该蝇是基因突变导致的，则该蝇的基因型为。

□.若该蝇是亲本减数分裂过程中X染色体未分离导致的，则该蝇产生的配子为。

.检验该蝇产生的原因可用表现型为的果蝇与其杂交。

3.(2019全国卷川・T32)玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。玉米子粒

的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。回答下列问题。

(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现的性状是o

(2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒，若要用这两种玉米子粒为材

料验证分离定律。写出两种验证思路及预期结果。

1.下图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆实验材料及其体内相关基因控制的性状显隐性及其在

A.丁个体DdYyrr自交子代会出现2种表现型且比例为3：1

B.甲、乙个体减数分裂时可以恰当地揭示孟德尔自由组合定律的实质

C.孟德尔将丙个体YyRr自交，其子代表现型比例为9：3：3：1

D.孟德尔用假说一演绎法揭示基因分离定律时，可以选甲、乙、丙、丁为材料

2.（2019全国卷II•5）某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株（植株甲）进

行了下列四个实验。

①植株甲进行自花传粉，子代出现性状分离

②用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代均为全缘叶

③用植株甲给羽裂叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1：1

④用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3：1

其中能够判定植株甲为杂合子的实验是

A.①或②B,①或④C.②或③D.③或④

3.（2021•全国甲卷高考真题）植物的性状有的由1对基因控制，有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的

叶形有缺刻叶和全缘叶，果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点，某小组用基因

型不同的甲乙丙丁4种甜瓜种子进行实验，其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下

表（实验②中F,自交得F?）。

实验亲本F.F2

1/4缺刻叶齿皮，1/4缺刻叶网皮

①甲X乙/

1/4全缘叶齿皮，1/4全缘叶网皮

9/16缺刻叶齿皮，3/16缺刻叶网皮

②丙X丁缺刻叶齿皮

3/16全缘叶齿皮，1/16全缘叶网皮

回答1二列问题：

（1）根据实验①可判断这2对相对性状的遗传均符合分离定律，判断的依据是。根据实验②，可判

断这2对相对性状中的显性性状是o

（2）甲乙丙丁中属于杂合体的是。

（3）实验②的F,中纯合体所占的比例为。

（4）假如实验②的F2中缺刻叶齿皮：缺刻叶网皮：全缘叶齿皮：全缘叶网皮不是9：3：3：1,而是45：

15：3：1,则叶形和果皮这两个性状中由1对等位基因控制的是,判断的依据是。

4.（2021•全国乙卷高考真题）果蝇的灰体对黄体是显性性状，由X染色体上的1对等位基因（用A/a表示）

控制；长翅对残翅是显性性状，由常染色体上的1对等位基因（用B/b表示）控制。回答下列问题：

（1）请用灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇为实验材料，设计杂交实验以获得黄体雌果蝇。（要求：

用遗传图解表示杂交过程。）

（2）若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇（XAYBB）作为亲本杂交得到耳，可相互交配得F2,则F?

中灰体长翅口灰体残翅口黄体长翅口黄体残翅=,F2中灰体长翅雌蝇出现的概率为。

5.（2021•河北高考真题）我国科学家利用栽培稻（H）与野生稻（D）为亲本，通过杂交育种方法并辅以

分子检测技术，选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段（含有耐

缺氮基因Tp）,L7的7号染色体上带有D的染色体片段（含有基因SD）,两个品系的其他染色体均来自于

H（图1）。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因”和S）r现将两个品系分别与H杂交，利

用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测，对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行

检测，检测结果以带型表示（图2）。

来本及门的e型

L12H门

M*绍畲I~ini

实酸一LU*H-*

~-ir

实*二L7*H一■—・

ffl2__________________

12345678910II12

xliniipv

空自H域代表京自H的染色体片目

用影区域代恭宗日D的躲色体用®UilU

皿图3

图1

回答下列问题：

（1）为建立水稻基因组数据库，科学家完成了水稻条染色体的DNA测序。

（2）实验一F2中基因型丁口丁口对应的是带型。理论上，F2中产生带型口、口和口的个体数量比

为。

（3）实验二F2中产生带型a、。和丫的个体数量分别为12、120和108,表明F2群体的基因型比例偏离

定律。进一步研究发现，耳的雌配子均正常，但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉

异常，推测无活性的花粉带有（填“SJ或“SJ）基因。

（4）以L7和LQ为材料，选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X（图3）。主要实

验步骤包括：①;②对最终获得的所有植株进行分子检测,

同时具有带型的植株即为目的植株。

（5）利用X和H杂交得到耳，若可产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同，雌配子均有活性，则

F2中与X基因型相同的个体所占比例为。

6.（2021•湖南高考真题）油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重

要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半

矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制，研究人员进行了相关试验，如图所示。

①P早SX3Z②P早③Pzxs

FlFlF/S

F、高秆半矮秆「2局秆半矮秆Fz秆半矮秆

'W5964021169

回答下列问题：

(1)根据F2表现型及数据分析，油菜半矮杆突变体S的遗传机制是______,杂交组合「的匕产生各种类

型的配子比例相等，自交时雌雄配子有_____种结合方式，且每种结合方式机率相等。耳产生各种类型配

子比例相等的细胞遗传学基础是_____o

(2)将杂交组合□的F2所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表现型及比例，分为三种类型，全

为高秆的记为F?-口，高秆与半矮秆比例和杂交组合口、口的F?基本一致的记为F?-口，高秆与半矮秆比例和

杂交组合口的F2基本一致的记为F3-EL产生F3-1、F3-KF3」的高秆植株数量比为_____o产生F?-□的

高秆植株基因型为______(用A、a；B、b；C、c……表示基因)。用产生F3-的高秆植株进行相互杂交

试验，能否验证自由组合定律？______。

7.(2020•浙江卷)某昆虫灰体和黑体、红眼和白眼分别由等位基因A(a)和B(b)控制，两对基因均不

位于Y染色体上。为研究其遗传机制，进行了杂交实验，结果见下表：

杂交编号及亲体子代表现型及比例

：(红眼？x白眼台)F,1红眼6口1红眼？口1白眼6口1白眼?

F.1灰体红眼6口1灰体红眼第口1灰体白眼3口1灰体白眼第

□(黑体红眼步x灰体

6灰体红眼6口12灰体红眼18灰体白眼6口9

白眼6)

F2

灰体白眼？口2黑体红眼6口4黑体红眼？口6黑体白眼6口3黑体白眼？

注：F2由杂交口中的F,随机交配产生

回答下列问题：

(1)从杂交口的FJ|，选择红眼雌雄个体杂交，子代的表现型及比例为红眼d□红眼?□白眼d=i：1：1。

该子代红眼与白眼的比例不为3：1的原因是_________,同时也可推知白眼由__________染色体上的隐

性基因控制。

(2)杂交口中的雌性匚

堂本基因型为__________。若F2灰体红眼雌雄个体随机交配，产生的F3有___________

种表现型，F?中灰体，红眼个体所占的比例为__________。

(3)从杂交口的F241选择合适个体，用简便方法验证杂交口的片中的灰体红眼雄性个体的基因型，用遗

传图解表示_____.

8.(2019全国卷I•：(2)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色

体上的位置如图所示,回答下列问题。

X染色体2号染色体3号染色体

itUH—ru粗糙眼

_-笫曰眼__切翅外展

-m焦刚毛

一m紫眼

一e黑植体

（1）同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型（正常翅正常眼）纯合子果蝇进行杂交，F2中翅外展正常眼个体出

现的概率为o图中所列基因中，不能与翅外展基因进行自由组合的是

（2）同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型（直刚毛红眼）纯合子雌蝇进行杂交（正交），则子代雄蝇中焦刚毛个

体出现的概率为;若进行反交，子代中白眼个体出现的概率为。

（3）为了验证遗传规律，同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型（红眼灰体）纯合子雌果蝇进行杂交得到可，

耳相互交配得到F2»那么，在所得实验结果中，能够验证自由组合定律的可表现型是,

F2表现型及其分离比是；验证伴性遗传时应分析的相对性状是，能

够验证伴性遗传的F2表现型及其分离比是o

9.（2018全国口卷-32）果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的

基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇

与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交，杂交子代的表现型及其比例如下：

眼性别灰体长翅口灰体残翅口黑檀体长翅口黑檀体残翅

1/2雌