重難大題集訓(xùn)(二)遺傳規(guī)律的推理和判斷1．(2022·江蘇省木瀆高級中學(xué)模擬預(yù)測)科研人員在直剛毛果蠅品系中發(fā)現(xiàn)一只焦剛毛雌果蠅突變體，將直剛毛果蠅與該突變體雜交，后代雌果蠅全為直剛毛，而雄果蠅全為焦剛毛。科研人員將一DNA片段導(dǎo)入到子一代直剛毛雌蠅的體細(xì)胞中，通過克隆技術(shù)獲得一只轉(zhuǎn)基因焦剛毛果蠅。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)插入的DNA片段本身不控制具體性狀，果蠅體內(nèi)存在該DNA片段可導(dǎo)致直剛毛基因不表達(dá)而表現(xiàn)為焦剛毛，并且受精卵中若不存在B、b基因?qū)?dǎo)致胚胎致死(注：控制剛毛性狀的基因可以用B、b表示)。(1)控制果蠅剛毛性狀的基因位于__________染色體上，且________為顯性性狀。(2)該DNA片段插入到果蠅染色體上的位置有4種可能，如圖1所示。讓該轉(zhuǎn)基因果蠅與直剛毛雄果蠅進(jìn)行雜交，若后代中焦剛毛♀∶焦剛毛♂∶直剛毛♀∶直剛毛♂＝1∶1∶1∶1，則DNA插入的位置是________(填序號)；若后代中焦剛毛♀∶焦剛毛♂∶直剛毛♀＝1∶1∶1，則DNA插入的位置是________(填序號)。(3)將轉(zhuǎn)基因焦剛毛果蠅中B基因與直剛毛果蠅中B基因及二者的cDNA(相應(yīng)mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成的DNA)進(jìn)行擴(kuò)增后電泳，結(jié)果如圖所示：根據(jù)圖2可知，轉(zhuǎn)基因焦剛毛果蠅中導(dǎo)入的DNA片段插入的位置為圖1中的________(填序號)。真核生物基因轉(zhuǎn)錄的RNA需要通過剪接加工后才能形成具有功能的mRNA，試分析說明兩種果蠅cDNA擴(kuò)增結(jié)果不同的原因是________________________________________。答案(1)X直剛毛(2)①④(3)④B基因中因插入序列導(dǎo)致突變，合成的mRNA在加工時(shí)切除了更長的序列，導(dǎo)致mRNA比正常的B基因轉(zhuǎn)錄的mRNA短解析(1)分析題意，直剛毛雄果蠅與焦剛毛雌果蠅突變體雜交，后代雌果蠅全為直剛毛，而雄果蠅全為焦剛毛，推測控制果蠅剛毛性狀的基因位于X染色體上；且直剛毛為顯性，焦剛毛為隱性。(2)科研人員將一個(gè)外源DNA片段導(dǎo)入到F1直剛毛雌蠅(XBXb)的體細(xì)胞中，如果是①，插入的外源DNA與b基因連鎖；如果是②，則遵循基因的自由組合定律；如果是③，插入的外源DNA與B基因連鎖；如果是④，則B基因的堿基序列被打破，發(fā)生基因突變；如果該DNA片段的插入位置是①(設(shè)插入的DNA上的基因是A，沒有插入的是a)，則轉(zhuǎn)基因雌果蠅的基因型是XBaXbA，直剛毛雄果蠅的基因型為XBaY，兩者進(jìn)行雜交，子代基因型為XBaXBa、XBaY、XBaXbA、XbAY，由題干信息可知，插入的DNA片段本身不控制具體性狀，果蠅體內(nèi)存在該DNA片段可導(dǎo)致直剛毛基因不表達(dá)而表現(xiàn)為焦剛毛，則子代1XBaXBa(直剛毛)∶1XBaY(直剛毛)∶1XBaXbA(焦剛毛)∶1XbAY(焦剛毛)；如果該DNA片段的插入位置是④，即插入到B基因中，B基因被破壞，則轉(zhuǎn)基因雌果蠅的基因型為XbXA，直剛毛雄果蠅的基因型為XBY，兩者進(jìn)行雜交，子代基因型為XBXA、XBXb、XbY、XAY，由于受精卵中不存在B、b基因?qū)?dǎo)致胚胎致死，則子代1XBXA(焦剛毛)∶1XBXb(直剛毛)∶1XbY(焦剛毛)∶1XAY(死亡)。(3)據(jù)圖2基因擴(kuò)增結(jié)果可知，轉(zhuǎn)基因焦剛毛果蠅控制焦剛毛性狀的基因長度比控制直剛毛的基因長，表明導(dǎo)入的DNA片段插入到B基因內(nèi)部，即位置④；兩種果蠅cDNA擴(kuò)增結(jié)果不同的原因是B基因中因插入序列導(dǎo)致突變，合成的mRNA在加工時(shí)切除了更長的序列，導(dǎo)致mRNA比正常的B基因轉(zhuǎn)錄的mRNA短。2．(2022·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬預(yù)測)請回答下列有關(guān)水稻研究的問題：(1)水稻是自花傳粉植物，一般都是純種。在實(shí)驗(yàn)田中偶然間發(fā)現(xiàn)了一株穗大、籽粒飽滿的稻株，結(jié)了十幾個(gè)8寸多長的稻穗。第二年用這些稻穗的種子種出了1000多株水稻，植株高的高、矮的矮，參差不齊。推測實(shí)驗(yàn)田中的這株“穗大、籽粒飽滿”的野生稻是一株天然的________。(2)用某純合白穎稻殼品系與另一純合黃穎稻殼品系進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)1全為黃穎，F(xiàn)1自交，F(xiàn)2中黃穎∶白穎＝9∶7。科研人員將實(shí)驗(yàn)獲得的F2中黃穎個(gè)體自交，則子代的表現(xiàn)型及比例為____________，白穎個(gè)體中雜合子自交，后代均未發(fā)生性狀分離，原因是________________。(3)水稻的部分不育與可育是一對相對性狀，由兩對等位基因A/a、B/b控制。非糯性與糯性則是由位于6號染色體上的等位基因M/m控制的另一對相對性狀。為探究兩對相對性狀的遺傳學(xué)原理，科研人員進(jìn)行了下列雜交實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一：粳稻品系甲(AAbb)與秈稻品系乙(aaBB)雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為部分不育；粳稻品系甲與廣親和品系丙(AABB)雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為可育，將可育型F1與秈稻品系乙雜交，后代表現(xiàn)為部分不育∶可育＝1∶1。據(jù)上述雜交結(jié)果推測當(dāng)水稻基因組成中存在________基因時(shí)表現(xiàn)出部分不育。實(shí)驗(yàn)二：如上圖所示，將非糯性粳稻品系丁與糯性廣親和水稻品系己雜交，F(xiàn)1與非糯性秈稻品系戊雜交獲得F2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)F2中MM∶Mm＝1∶1，且基因型為MM的個(gè)體均表現(xiàn)為部分不育，基因型為Mm的個(gè)體均表現(xiàn)為可育。根據(jù)上圖部分遺傳圖解分析F1產(chǎn)生的配子的基因型為____________________。實(shí)驗(yàn)三：將品系戊與品系己雜交，F(xiàn)1再與品系丁雜交，所得F2中基因型為MM的個(gè)體均表現(xiàn)為部分不育，Mm的個(gè)體均表現(xiàn)為可育。試在下框內(nèi)表示出F1中上述三對基因在染色體上的位置關(guān)系。答案(1)雜交稻(雜種)(2)黃穎∶白穎＝25∶11白穎至少有一對基因?yàn)殡[性純合，自交后代均不能出現(xiàn)雙顯性黃穎個(gè)體(3)a、bABm、AbM如圖所示解析(1)用這些稻穗的種子種出了1000多株水稻，植株高的高、矮的矮，參差不齊，說明植株自交后代出現(xiàn)了性狀分離的現(xiàn)象，所以發(fā)現(xiàn)的這株“穗大、籽粒飽滿”的野生稻是雜交稻(雜種)。(2)純合白穎稻殼品系與另一純合黃穎稻殼品系進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)1全為黃穎，說明黃穎為顯性性狀，F(xiàn)1自交，F(xiàn)2中黃穎∶白穎＝9∶7，符合9∶3∶3∶1的變式，說明黃穎和白穎這對相對性狀由兩對等位基因控制(相關(guān)基因用D/d、E/e表示)，且這兩對等位基因的遺傳遵循基因的自由組合定律，子一代的基因型為雙雜合子，子二代中，當(dāng)兩對等位基因的顯性基因同時(shí)存在時(shí)為黃穎，其余為白穎，F(xiàn)2中黃穎(eq\f(1,9)DDEE，eq\f(2,9)DDEe，eq\f(2,9)DdEE，eq\f(4,9)DdEe)個(gè)體自交，則子代的表現(xiàn)型及比例為黃穎(eq\f(1,9)DDEE＋eq\f(2,9)×eq\f(3,4)DDE_＋eq\f(2,9)×eq\f(3,4)D_EE＋eq\f(4,9)×eq\f(3,4)×eq\f(3,4)D_E_)∶白穎＝eq\f(25,36)∶(1－eq\f(25,36))＝25∶11。由于黃穎的基因型為D_E_，白穎至少有一對基因?yàn)殡[性純合，故白穎雜合子基因型為Ddee或ddEe，自交后代均不能出現(xiàn)黃穎D_E_，即后代全為白穎，不出現(xiàn)性狀分離。(3)實(shí)驗(yàn)一，粳稻品系甲(AAbb)與秈稻品系乙(aaBB)雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為部分不育，說明AaBb表現(xiàn)為部分不育，甲(AAbb)與丙(AABB)雜交，F(xiàn)1(AABb)全部表現(xiàn)為可育，將F1(AABb)與秈稻品系乙(aaBB)雜交，后代基因型為AaBb、AaBB，表現(xiàn)為部分不育∶可育＝1∶1，說明a、b基因同時(shí)存在時(shí)表現(xiàn)出部分不育。實(shí)驗(yàn)二，由遺傳圖解可看出，F(xiàn)1基因型為AABbMm，F(xiàn)1與戊aaBBMM雜交得到F2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)F2中MM∶Mm＝1∶1，且基因型為MM的個(gè)體均表現(xiàn)為部分不育，基因型為Mm的個(gè)體均表現(xiàn)為可育，而AaBb部分不育，AaBB可育，說明F2共有AaBbMM、AaBBMm兩種基因型，戊只產(chǎn)生基因型為aBM的配子，說明F1產(chǎn)生基因型為AbM、ABm兩種配子。實(shí)驗(yàn)三，品系戊aaBBMM與品系己AABBmm雜交，F(xiàn)1基因型為AaBBMm，丁可產(chǎn)生配子的基因型為AbM，F(xiàn)1再與品系丁雜交，所得F2中基因型為MM的個(gè)體均表現(xiàn)為部分不育，Mm的個(gè)體均表現(xiàn)為可育，說明MM所在的個(gè)體同時(shí)含a、b，即基因型應(yīng)為AaBbMM，Mm所在的個(gè)體基因型為AABbMm，由此可推知，實(shí)驗(yàn)三中F1產(chǎn)生基因型為ABm和aBM的兩種配子。所以F1中上述三對基因在染色體上的位置關(guān)系如答案所示。3．(2022·湖南長郡中學(xué)模擬預(yù)測)摩爾根利用果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)得出了基因的連鎖互換定律，由此獲得了1933年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。基因的連鎖互換定律的實(shí)質(zhì)是在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，位于同一條染色體上的不同基因，常常連在一起進(jìn)入配子；在減數(shù)分裂形成四分體時(shí)，位于同源染色體上的等位基因有時(shí)會隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，因而發(fā)生了基因重組。請回答下列問題：(1)基因的連鎖互換定律與________________________________________________一起合稱遺傳學(xué)的三大定律。(2)生物體進(jìn)行有性生殖形成配子的過程中，在不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下，產(chǎn)生基因重新組合的途徑有兩條，這兩條途徑發(fā)生的具體時(shí)期為__________________________________。(3)果蠅的灰身對黑身為顯性，由常染色體上的等位基因E/e控制；紅眼對白眼為顯性，由X染色體上的等位基因A/a控制。現(xiàn)有各種表現(xiàn)型的果蠅可供選擇，請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)最簡易的遺傳實(shí)驗(yàn)以檢測一只灰身紅眼雌果蠅的基因型(注：統(tǒng)計(jì)方法要簡單化)。①實(shí)驗(yàn)思路：___________________________________________________________________。②預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：_________________________________________________________。答案(1)基因的分離定律和基因的自由組合定律(2)減數(shù)第一次分裂的前期和后期(3)①讓這只灰身紅眼雌果蠅與黑身白眼雄果蠅雜交，統(tǒng)計(jì)子代雄果蠅的表現(xiàn)型(其他合理答案也可)②若子代的雄果蠅中有灰身紅眼1種表現(xiàn)型，則該灰身紅眼雌果蠅的基因型為EEXAXA;若子代的雄果蠅中有灰身紅眼和黑身紅眼2種表現(xiàn)型，則該灰身紅眼雌果蠅的基因型為EeXAXA;若子代的雄果蠅中有灰身紅眼和灰身白眼2種表現(xiàn)型，則該灰身紅眼雌果蠅的基因型為EEXAXa;若子代的雄果蠅中有灰身紅眼、黑身紅眼、灰身白眼和黑身白眼4種表現(xiàn)型，則該灰身紅眼雌果蠅的基因型為EeXAXa解析(1)遺傳學(xué)三大定律包括基因的分離定律、基因的自由組合定律和基因的連鎖互換定律。(2)在不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下，產(chǎn)生基因重組的途徑有兩條，一是減數(shù)第一次分裂前期同源染色體互換，二是減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體自由組合。(3)根據(jù)題意可知，E/e、A/a遵循基因的自由組合定律。若要驗(yàn)證灰身紅眼雌果蠅(E_XAX－)的基因型，優(yōu)先考慮用測交的方法進(jìn)行驗(yàn)證，即選黑身白眼雄果蠅(eeXaY)進(jìn)行雜交，也可選擇黑身紅眼雄果蠅(eeXAY)進(jìn)行雜交，統(tǒng)計(jì)子代表現(xiàn)型及比例即可判斷。4．(2022·河南開封模擬預(yù)測)血友病A是一種典型的伴X染色體單基因遺傳病，相關(guān)基因用H/h表示。正常基因編碼一種與凝血有關(guān)的蛋白質(zhì)——凝血因子Ⅷ，缺乏該因子將導(dǎo)致血液凝結(jié)功能出現(xiàn)障礙。如圖是某血友病A患者的家系圖。請回答下列問題：(1)調(diào)查該病的遺傳方式時(shí)，應(yīng)在________中進(jìn)行調(diào)查。Ⅳ5的致病基因最終來源于____。(2)若基因型分別與Ⅳ1、Ⅳ4相同的兩人婚配，則生出血友病A孩子的概率是________，血友病A孩子的基因型為________。(3)研究發(fā)現(xiàn)，女性的兩條X染色體有一條會隨機(jī)失活，失活性染色體在生殖細(xì)胞中會恢復(fù)活性，遺傳給子代。雜合子有時(shí)會出現(xiàn)輕癥血友病A表現(xiàn)型。Ⅲ2出現(xiàn)輕癥血友病A表現(xiàn)型，其父親正常。Ⅲ2患病的原因可能是_______________________________________________；Ⅳ1正常的原因可能是___________________________________________________________。(4)為積極響應(yīng)我國“三孩政策”，Ⅲ5已懷孕第三胎，就該病來說是否需要進(jìn)行產(chǎn)前診斷，并說明理由。_______________________________________________________________________________。答案(1)患者家系Ⅰ1(2)1/16XhY(3)Ⅲ2部分細(xì)胞的XH染色體失活，控制合成的凝血因子Ⅷ減少而產(chǎn)生輕癥血友病AⅢ2的XH染色體在卵細(xì)胞中恢復(fù)活性，遺傳給Ⅳ1并控制合成凝血因子Ⅷ，使Ⅳ1的表現(xiàn)正常(4)需要，Ⅲ5可能是血友病基因的攜帶者解析(1)血友病A是一種典型的伴X染色體單基因遺傳病，調(diào)查該病的遺傳方式時(shí)應(yīng)在患者家系中進(jìn)行。Ⅳ5的致病基因來自其母親Ⅲ7，Ⅲ7的致病基因來自其母親Ⅱ5，Ⅱ5的致病基因來自其父親Ⅰ1，所以Ⅳ5的致病基因最終來源于Ⅰ1。(2)Ⅳ