實驗探究系列（三）遺傳類實驗的設計第五單元遺傳的基本規律與伴性遺傳探究1探究基因是位于常染色體上還是僅位于X染色體上1．雜交實驗法(1)性狀的顯隱性是“未知的”，且親本均為純合子時。

注：此方法還可以用于判斷基因是位于細胞核中還是細胞質中。若正反交結果不同，且子代只表現母本的性狀，則控制該性狀的基因位于細胞質中。(2)性狀的顯隱性是“已知的”。

(3)在確定雌性個體為雜合子的條件下。2．調查實驗法(2022·廣東卷)《詩經》以“蠶月條桑”描繪了古人種桑養蠶的勞動畫面；《天工開物》中“今寒家有將早雄配晚雌者，幻出嘉種”，表明我國勞動人民早已擁有利用雜交手段培育蠶種的智慧，現代生物技術應用于蠶桑的遺傳育種，更為這歷史悠久的產業增添了新的活力。回答下列問題：(1)自然條件下蠶采食桑葉時，桑葉會合成蛋白酶抑制劑以抵御蠶的采食，蠶則分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制劑的作用。桑與蠶相互作用并不斷演化的過程稱為__________。(2)家蠶的虎斑對非虎斑、黃繭對白繭、敏感對抗軟化病為顯性，三對性狀均受常染色體上的單基因控制且獨立遺傳。現有上述三對基因均雜合的親本雜交，F1中虎斑、白繭、抗軟化病的家蠶比例是_______；若上述雜交親本有8對，每只雌蠶平均產卵400枚，理論上可獲得____只虎斑、白繭、抗軟化病的純合家蠶，用于留種。協同進化3/6450(3)研究小組了解到：①雄蠶產絲量高于雌蠶；②家蠶的性別決定為ZW型；③卵殼的黑色(B)和白色(b)由常染色體上的一對基因控制；④黑殼卵經射線照射后攜帶B基因的染色體片段可轉移到其他染色體上且能正常表達。為達到基于卵殼顏色實現持續分離雌雄，滿足大規模生產對雄蠶需求的目的，該小組設計了一個誘變育種的方案。下圖為方案實施流程及得到的部分結果。統計多組實驗結果后，發現大多數組別家蠶的性別比例與Ⅰ組相近，有兩組(Ⅱ、Ⅲ)的性別比例非常特殊。綜合以上信息進行分析：①Ⅰ組所得雌蠶的B基因位于____染色體上。②將Ⅱ組所得雌蠶與白殼卵雄蠶(bb)雜交，子代中雌蠶的基因型是_________(如存在基因缺失，亦用b表示)。這種雜交模式可持續應用于生產實踐中，其優勢是可在卵期通過卵殼顏色篩選即可達到分離雌雄的目的。③盡管Ⅲ組所得黑殼卵全部發育成雄蠶，但其后代仍無法實現持續分離雌雄，不能滿足生產需求，請簡要說明理由。答案：Ⅲ組所得黑殼卵都為雄蠶(基因型為ZBZb)，再制種時，若該雄蠶與雌蠶雜交，后代的黑殼卵和白殼卵中均既有雌性又有雄性，無法通過卵殼顏色區分性別，不適合于家蠶的連續制種。ZbWB常解析：(1)協同進化是指不同物種之間，生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展。在長期的自然選擇過程中，桑與蠶之間通過相互作用，實現協同進化。(2)虎斑對非虎斑、黃繭對白繭、敏感對抗軟化病為顯性(分別用基因A/a，B/b，E/e表示)，三對基因獨立遺傳，親本三對基因均雜合，即基因型為AaBbEe，雜交產生的F1中虎斑、白繭、抗軟化病的家蠶(A_bbee)比例是3/4×1/4×1/4＝3/64。若上述雜交親本有8對，每只雌蠶平均產卵400枚，理論上可獲得純合虎斑、白繭、抗軟化病家蠶(AAbbee)的數量是8×400×1/4×1/4×1/4＝50(只)。(3)分析題意和圖示方案可知，黑殼卵經射線照射后，攜帶B基因的染色體片段轉移到其他染色體上，轉移情況可分為三種，即攜帶B基因的染色體片段可轉移到常染色體上、轉移到Z染色體上或轉移到W染色體上。①Ⅰ組所得黑殼卵雌、雄比例接近1∶1，子代性狀的表現與性別無關，推測Ⅰ組攜帶B基因染色體片段轉移到常染色體上。②Ⅱ組所得黑殼卵都為雌蠶，推測攜帶B基因的染色體片段易位到W染色體上，親本雌蠶的基因型為ZbWB，與白殼卵雄蠶(ZbZb)雜交，子代雌蠶的基因型為ZbWB(黑殼卵)，雄蠶的基因型為ZbZb(白殼卵)，可以通過卵殼顏色區分子代性別。將子代黑卵殼雌蠶繼續雜交，后代類型保持不變，故這種雜交模式可持續應用于生產實踐中。③由以上分析可知，Ⅲ組攜帶B基因的染色體片段易位到了Z染色體上，親本雌蠶的基因型為ZBWb，與白殼卵雄蠶ZbZb雜交，子代雌蠶的基因型為ZbWb(白殼卵)，雄蠶的基因型為ZBZb(黑殼卵)。若再將黑殼卵雄蠶(ZBZb)與白殼卵雌蠶(ZbWb)雜交，子代基因型為ZBZb、ZbZb、ZBWb、ZbWb，其后代的黑殼卵和白殼卵中均既有雌性又有雄性，無法通過卵殼顏色區分性別，故不能滿足生產需求。探究2探究基因位于X、Y染色體的同源區段還是僅位于X染色體上1．適用條件已知性狀的顯隱性和控制性狀的基因在性染色體上。2．基本思路(1)用“純合隱性雌×純合顯性雄”進行雜交，觀察分析F1的性狀。即：(2)用“雜合顯性雌×純合顯性雄”進行雜交，觀察分析F1的性狀。即：下面是探究基因位于X、Y染色體的同源區段，還是只位于X染色體上的實驗設計思路，請判斷下列說法中正確的是(

)方法1：純合顯性雌性個體×純合隱性雄性個體→F1方法2：純合隱性雌性個體×純合顯性雄性個體→F1結論：①若子代雌、雄個體全表現顯性性狀，則基因位于X、Y染色體的同源區段②若子代雌性個體表現顯性性狀，雄性個體表現隱性性狀，則基因只位于X染色體上③若子代雄性個體表現顯性性狀，則基因只位于X染色體上④若子代雌性個體表現顯性性狀，則基因位于X、Y染色體的同源區段A．“方法1＋結論①②”能夠完成上述探究任務B．“方法1＋結論③④”能夠完成上述探究任務C．“方法2＋結論①②”能夠完成上述探究任務D．“方法2＋結論③④”能夠完成上述探究任務√C

解析：方法1：純合顯性雌性個體與純合隱性雄性個體雜交，若子代雌雄全表現為顯性性狀，則基因位于X、Y染色體的同源區段或僅位于X染色體上，①錯誤；雄性個體不可能表現為隱性性狀，②錯誤；若子代雄性個體表現為顯性性狀，則基因可能位于X染色體上，也可能位于X、Y染色體的同源區段，③④錯誤。方法2：純合顯性雄性個體與純合隱性雌性個體雜交，若子代雌雄全為顯性性狀，則基因位于X、Y染色體的同源區段，①正確；若子代雌性個體表現為顯性性狀，雄性個體表現為隱性性狀，則基因只位于X染色體上，Y染色體上沒有相關基因，②正確；若子代雄性個體表現為顯性性狀，則基因位于X、Y染色體的同源區段上，③錯誤；若子代雌性個體表現為顯性性狀，則基因位于X、Y染色體的同源區段或僅位于X染色體上，④錯誤。綜合分析，A、B、D錯誤，C正確。探究3基因位于常染色體上還是X、Y染色體同源區段上1．在已知性狀顯隱性的條件下，若限定一次雜交實驗來證明，則可采用“隱性雌×顯性雄(雜合)”[即aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]雜交組合，觀察分析F1的表型。分析如下：2．在已知性狀顯隱性的條件下，未限定雜交實驗次數時，則可采用以下方法，通過觀察F2的性狀表現來判斷：(2024·山東青島調研)大麻是二倍體植物(2n＝20)，雌雄異株，性別決定方式為XY型(如圖所示)，Ⅱ是X、Y染色體的同源區段，Ⅰ、Ⅲ是X、Y染色體的非同源區段。已知大麻的抗病與不抗病是一對相對性狀，由基因T、t控制，抗病對不抗病為顯性。現有純合抗病、不抗病雌雄大麻若干株，請回答下列問題：

(1)____區段可能通過同源染色體片段的互換發生基因重組，控制大麻抗病性狀的基因不可能位于圖中的____區段上。ⅡⅢ(2)為了判定基因T、t是位于常染色體上還是位于性染色體的Ⅰ區段或Ⅱ區段上，最好選擇________________和純合抗病雄株作為親本進行雜交實驗，觀察并統計F1的表型。①若F1中雌株都抗病，雄株都不抗病，則說明基因T、t位于________上。②若F1中雌株和雄株都抗病，讓F1雌雄植株自由交配，如果F2表現為__________________________________________________________________________________________，則可以判定基因T、t位于____________________上。純合不抗病雌株Ⅰ區段Ⅱ區段(或常染色體)雌株中既有抗病個體也有不抗病個體，雄株都是抗病個體(或②雌株和雄株中都有抗病和不抗病個體)解析：(1)由于Ⅱ區段是X、Y染色體的同源區段，因此有可能在減數分裂過程中發生同源染色體片段的互換。如果控制抗病性狀的等位基因位于Y染色體特有的Ⅲ區段上，則會發生伴Y染色體遺傳，抗病性狀只能遺傳給子代雄株，與雌株無關，與題干所說的雌雄株均有抗病與不抗病性狀相矛盾，因此大麻抗病性狀不可能位于Ⅲ區段上。(2)根據伴性遺傳的交叉遺傳特點，最好選擇純合不抗病雌株和純合抗病雄株作為親本雜交。①運用遺傳圖解推導，如果基因T、t位于Ⅰ區段上，則F1的雌株都抗病，雄株都不抗病；如果基因T、t位于常染色體或Ⅱ區段上，則F1的雌雄植株都抗病。②再次運用遺傳圖解推導，如果基因T、t位于Ⅱ區段上，則F2的雌株一半抗病一半不抗病，雄株都抗病；如果基因T、t位于常染色體上，則F2的雌雄株中都有抗病和不抗病個體，且比例約為3∶1。探究4數據信息分析法確認基因位置除了雜交實驗方法外，還可依據子代性別、性狀的數量比分析確認基因位置：若后代中兩種表型在雌雄個體中比例一致，說明遺傳與性別無關，則可確定基因在常染色體上；若后代中兩種表型在雌雄個體中比例不一致，說明遺傳與性別有關，則可確定基因在性染色體上。1．已知某種鳥的性別決定為ZW型，羽毛顏色有黃色和灰色，腹部斑點有黑色和白色，分別由兩對等位基因A/a和B/b控制，且獨立遺傳。為了探究這兩對相對性狀的遺傳方式，科學家選取多對灰羽白斑雌鳥與黃羽黑斑雄鳥作為親本(雌雄都各只有一種基因型)進行雜交實驗，F1中灰羽黑斑雌鳥∶灰羽黑斑雄鳥∶黃羽黑斑雌鳥∶黃羽黑斑雄鳥＝1∶1∶1∶1，讓F1中雌雄個體隨機交配，F2中灰羽黑斑雌鳥∶灰羽白斑雌鳥∶黃羽黑斑雌鳥∶黃羽白斑雌鳥∶灰羽黑斑雄鳥∶黃羽黑斑雄鳥＝2∶2∶3∶3∶4∶6，請回答下列問題：(1)這種鳥腹部斑點______為顯性性狀，控制該性狀的基因位于__________上。(2)推測隨著該種群的繁衍，A基因的頻率會__________(填“逐漸升高”或“逐漸降低”)，其原因是______________。黑斑性染色體逐漸降低AA純合致死(3)在該鳥種群中偶然發現了一只白羽的雄鳥，進一步研究發現其體內另外一對基因EE突變為ee，而缺少E基因相關色素不能合成，導致羽色表現為白色，為了探究E、e基因與A、a基因是否位于同一對同源染色體上(不考慮同源染色體的非姐妹染色單體間的互換)，設計了如下實驗，請完成相關步驟：①讓該白羽雄鳥與親本中多只灰羽雌鳥進行雜交，F1中灰羽∶黃羽＝2∶1。②取F1中1只灰羽雄鳥與多只黃羽雌鳥進行雜交，統計后代表型及比例。③若后代中灰羽∶黃羽∶白羽＝_________，則這兩對基因不在同一對染色體上；若后代中灰羽∶黃羽∶白羽＝__________________，則這兩對基因在同一對染色體上。3∶3∶21∶2∶1或2∶1∶1解析：(1)親本是白斑雌鳥和黑斑雄鳥，F1中全為黑斑，說明黑斑相對白斑是顯性，F2中雌鳥白斑∶黑斑＝1∶1，雄鳥全為黑斑，說明這對性狀與性別相關聯，所以基因位于性染色體上。(2)自由交配得到的F2中灰羽∶黃羽＝2∶3，則推斷灰羽為顯性性狀，AA基因型致死，所以隨著該鳥種群的繁衍，A基因的頻率會逐漸降低。(3)根據該白羽鳥與親本多只灰羽鳥雜交結果，分析白羽鳥基因型為Aaee，親本灰羽鳥基因型為AaEE，得到的F1中灰羽鳥基因型AaEe，黃羽鳥基因型aaEe，如果這兩對基因不在同一對染色體上，則符合自由組合定律，F1中灰羽雄鳥與多只黃羽雌鳥雜交，后代灰羽∶黃羽∶白羽＝3∶3∶2；若這兩對基因在同一對染色體上，則F1灰羽鳥基因有兩種不同的連鎖情況，若是A和E在同一條染色體上，則雜交后代比例為灰羽∶黃羽∶白羽＝2∶1∶1，若A和e在同一條染色體上，則灰羽∶黃羽∶白羽＝1∶2∶1。2．(2024·河北衡水檢測)某雌雄異株(性別決定方式為XY型)植物顯性基因A、B、C同時存在時開紫花，其余情況都開白花。一株純合紫花雌株與隱性純合白花雄株雜交得到F1，據此回答下列問題：(1)若三對等位基因均位于常染色體上且獨立遺傳，則F1雌雄株隨機傳粉得到的F2中紫花植株與白花植株的比例為________。27∶37(2)若三對基因均位于常染色體上，已知F1產生的配子如下表所示，則三對基因的分布情況是_______________________________________________________________________________________，且______(填“發生”或“未發生”)過互換，據此分析F1測交子代的表型及比例為______________________。配子ABCAbCaBCabC占比21%4%4%21%

配子ABcAbcaBcabc占比21%4%4%21%發生紫花∶白花＝21∶79A/a、B/b基因位于一對同源染色體上，且A和B連鎖，a和b連鎖，C/c基因位于另一對同源染色體(3)若三對基因中有一對位于X染色體上，另外兩對基因在常染色體上且獨立遺傳，F1雌雄株隨機傳粉得到的F2中紫花雌株占_______，白花植株中純合子占________。(4)若不考慮互換，也不考慮基因位于X、Y染色體的同源區段，已知至少有一對基因位于X染色體上，則三對基因位置關系為__________________時，F2中紫花∶白花＝3∶1。9/3210/37均位于X染色體上解析：(1)若三對基因均位于常染色體上且獨立遺傳，則F1雌雄株基因型均為AaBbCc，隨機傳粉得到的F