高中生物伴性遗传在实践中的应用综合题

家蚕的性别决定方式为ZW型。已知黄足蚕幼虫腹足和尾足呈黄色，结黄茧（D），白足蚕幼虫腹足和尾足呈白色，结白茧（d）；又知白蚕皮肤为正常白色（F），油蚕皮肤油纸样透明（f），控制该相对性状的基因位于Z染色体上，W染色体无相应等位基因。
（1）黄足白蚕与白足油蚕杂交，如果_____________________________________，则说明控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上
（2）若上述结论成立，基因型为DdZ^FZ^f与DdZ^fW的两种蚕进行杂交，后代有______种基因型。
（3）与雌蚕相比，雄蚕吃的桑叶少，蚕丝产量高，质量好。现有白蚕和油蚕两个品种的雌、雄尚未交配的纯种蚕蛾若干，请设计一个方案：单就皮肤性状，则选择表现型为雄性___________和雌性__________的蚕蛾进行杂交，可在幼龄阶段区分雌、雄个体，以便分别喂养和缫丝，提高蚕丝的产量和质量，并用遗传图解说明该方案。

果蝇（2n=8）的两对性状：红眼（A）对白眼（a）为显性，位于X染色体上，长翅（B）对残翅（b）为显性，位于常染色体上。
现有红眼长翅的雌果蝇与红眼长翅的雄果蝇各一只，让其交配，后代的表现型及比例如下表：

表现型	红眼长翅	红眼残翅	白眼长翅	白眼残翅
雄果蝇	3	1	3	1
雌果蝇	3	1	0	0

（1）推测亲本基因型为___________________，从理论上推算它们的后代中与亲本表现型不同的个体占_______。
（2）若要通过选育，使子代果蝇雌雄各为一种眼色，请从现有的果蝇（包括亲本和子一代）中选择合适的个体做杂交实验：
步骤一：选择基因型为____________和____________的果蝇作亲本进行杂交。
步骤二：再在步骤一产生的子代中选择基因型为___________的个体作父本，基因型为____________的个体作母本进行杂交。

该植物的花色（白色、蓝色和紫色）是由常染色体上的两对独立遗传的等位基因（A和a、B和b）控制，叶形（宽叶和窄叶）由另一对等位基因（D和d）控制，请据图回答。

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2009-8-14 15:52
（1）图甲中的基因对性状的控制方式与下列何者一致？      
A、荚膜基因 B、唾液淀粉酶基因C、雄性激素基因 D、血红蛋白基因
（2）若基因A发生突变形成的植物仍能开蓝花，可能的原因是
①                              ②                                             
（3）该植物白花植株（线粒体中导入了抗病基因）与蓝花植株杂交，F1全为抗病紫花植株，则父本控制花色的基因型是       ，母本控制花色的基因型      。用F1中雌雄植株相互杂交，F2的花色表现型及其比例为      。
（4）若控制叶形的基因位于图乙中Ⅱ片段，宽叶（D对窄叶（d）为显性，现有宽叶、窄叶雌性植株若干和宽叶、窄叶雄性植株若干，通过一代杂交，要培育出可依据叶形区分雌雄的大批幼苗。则杂交组合为              。
（5）若控制叶形的基因位于图乙中Ⅰ片段，宽叶（D对窄叶（d）为显性，现有宽叶、窄叶雌性植株若干和宽叶雄性植株若干（基因型为X^DY^D、X^DY^d或X^dY^D），通过一代杂交，培育出可依据叶形区分雌雄的大批幼苗。则杂交组合为         。
（6）若控制叶形的基因位于图乙中的性染色体上，宽叶（D对窄叶（d）为显性，但不知是位于I片段，还是仅位于Ⅱ片段上，现有各种叶形的纯种植物若干，请利用一次杂交实验来推断等位基因（D和d）是位于I片段，还是仅位于Ⅱ片段上，请写出遗传图解，并用文字简要说明推断过程。

（每空2分，共10分）果蝇是常用的遗传学研究的试验材料，据资料显示，果蝇约有10⁴对基因，现有一果蝇种群，约有10⁷个个体。请回答下列问题：
（1）该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的               。
（2）随机从该种群中抽出1000只果蝇，测知基因型AA（灰身）350只，Aa（灰身）600只，aa（黑身）50只，则A基因的基因频率为            ，a基因的基因频率为           。
（3）已知果蝇的正常翅与残翅属于一对相对性状，由一对等位基因控制，残翅（b）为隐性基因，在该种群中每2500只果蝇中才有1只残翅果蝇，那么残翅b基因的基因频率为           。
（4）摩尔根从野生果蝇培养瓶中发现了一只白眼雄性个体。他将白眼♂与红眼♀杂交，F₁全部表现为红眼。再让F₁红眼果蝇相互交配，F₂性别比为1：1，红眼占3/4，但所有雌性全为红眼，白眼只限于雄性。为解释这种现象，他提出了有关假设。你认识最合理的假设是                                         。

果蝇中，已知基因B和b分别决定灰身和黑身，基因H和h分别决定后胸正常和后胸异常，基因W和w分别决定红眼和白眼。下图1表示某果蝇的体细胞中染色体和部分基因组成，图2表示某个果蝇精细胞的染色体组成。请分析回答下列问题。

（1）若要设计一组杂交实验，通过观察子代果蝇的眼色即可直接判断子代果蝇的性别，应选择基因型为_____________作母本，基因型为____________作父本。
（2）如果只考虑图1所示果蝇中的B（b）、W（w）基因，则该果蝇产生的配子基因型分别为                                   ，让该果蝇与杂合灰身红眼的异性个体杂交，所产生的雄性后代中，灰身与黑身的数量比是       ，红眼和白眼的数量比是      。
（3）如果考虑图1所示的各对基因，让该果蝇进行测交，得到黑身、后胸正常、白眼雌果蝇的几率是         。
（4）图2所示的是一个异常的精细胞，造成这种异常的原因是，在该精细胞形成过程中，                  
                                                    。请在指定的位置（图3处）绘出与该精细胞来自同一个次级精母细胞的另一个精细胞的染色体组成。
（5）在下图坐标系中画出表示图1所示果蝇正常减数分裂过程中“细胞核内染色体数与DNA数比例的变化”曲线图。
（6）20世纪初，摩尔根等人证明了果蝇的白眼基因位于图中所示的染色体上，后来，有人发现，形成果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成，形成红色色素需要经历一系列的生化反应，而每一反应各需要一种酶，这些酶分别由相应的基因编码。该实例表明，基因控制生物性状的方式之一是                 ，而且基因与性状也并不都是一一的对应关系，也可能是                   。

100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题：
（1）卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，在F₁中所有雌果蝇都是直刚毛直翅，所有雄果蝇都是卷刚毛直翅。控制刚毛和翅型的基因分别位于_____和_____染色体上（如果在性染色体上，请确定出X或Y），判断前者的理由是__  ____。控制刚毛和翅型的基因分别用D、d和E、e表示，F₁雌雄果蝇的基因型分别为_____和_____。F₁雌雄果蝇互交，F₂中直刚毛弯翅果蝇占得比例是__    ____。
（2）假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应（胚胎致死），无其他性状效应。根据隐性纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。
实验步骤：
①                                                                ；
②                                                                ；
③                                                                。
结果预测：
I如果                         ，则X染色体上发生了完全致死突变；
II如果                         ，则X染色体上发生了不完全致死突变；
III如果                         ，则X染色体上没有发生隐性致死突变。

雌性火鸡的两条性染色体是异型的（ZW）。在火鸡的一个优良品系中，出现一种遗传性白化症。研究者把5只有关的雄火鸡进行检测，发现其中3只带有白化基因，将这3只雄火鸡与多只正常雌火鸡（无亲缘关系）交配，共得到229只幼禽，其中有55只白化幼禽且均为雌性。（控制性状的基因用A－a表示）
请回答：
（1）火鸡白化性状属于____________性状，且控制该性状的基因位于______染色体上。
（2）表现型正常的幼禽中，雄性的基因型是___________________，雌性的基因型是____________。
（3）研究者欲在表现型正常的174只幼禽中，尽量多的保存正常个体，消除白化基因，你认为应该淘汰个体的基因型是____________，请写出鉴别该基因型个体的遗传图解和必要的文字说明。

果蝇的繁殖速度很快，25℃条件下，10～12天可繁殖一代，成虫存活大约15天。控制长翅（B）与残翅（b）、正常体色（E）与黑檀体色（e）、红眼（R）与白眼（r）三对相对性状的基因在染色体上的位置如图所示。

（1）正常情况下，雄果蝇产生的配子所含的染色体是__________________________________（用图中表示染色体的符号回答）。
（2）某次杂交实验获得的子代果蝇中，若只考虑眼色性状，红眼∶白眼＝1∶1，则亲本果蝇的基因型组合是_______________或者_________________，这对相对性状的遗传遵循基因____________定律。
（3）现将一只基因型为BBEEX^RX^R的果蝇与一只基因型为bbeeX^rY的果蝇放入盛有合适培养基的培养瓶里，交配产卵后移走亲代果蝇。三周后，培养瓶中出现了一些长翅黑檀体色白眼的雄果蝇，这些果蝇的基因型有________________________________________________，它们最可能属于子________代。

果蝇体表硬而长的毛称为刚毛。科学家发现一个自然繁殖多代的直刚毛果蝇种群中，偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。卷刚毛性状是如何产生和遗传的呢？
（1）有人认为是X染色体上的基因发生了显性突变。假如用该卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇交配，结果是F₁中                                  ，则此假设成立。
（2）也有人认为是常染色体上的基因发生了显性突变。假如用该卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇交配，结果是F₁                               ，则此假设成立。
（3）但事实上，科学家用这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交，得到的结果是F₁全部为直刚毛，F₁雌雄果蝇随机交配，F₂的表现型及比例是直刚毛雌果蝇：直刚毛雄果蝇：卷刚毛雄果蝇＝2∶1∶1。据此，最合理的假设应该是                       。请你从上述F₂中选择合适的果蝇，通过一代杂交实验验证上述（3）假设（只要写出亲子代性状表现及结论即可）

(1)自然界中的果蝇雌雄个体中都有一些个体为黄翅、一些个体为灰翅，该性状受一对等位基因控制，且所有亲本皆为纯合子。请你设计一个通过两对杂交实验(提示：一对为正交，一对为反交)来判断这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上的方案。
正反交实验：正交________；反交________。
推断和结论：
___________________________________________________________________。
___________________________________________________________________。
(2)遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失，从而引起的变异叫缺失，缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子(雄性个体X染色体片段缺失也视为缺失纯合子)常导致个体死亡。现在一红眼雄果蝇X^AY与一白眼雌果蝇X^aX^a杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？
方法一：
________________________________________________________________________。
________________________________________________________________________。
方法二：
________________________________________________________________________。
________________________________________________________________________。

果蝇中，红眼基因（A）与白眼基因（a）位于X染色体上，长翅基因（B）与残翅基因（b）位于常染色体上。现用两个红眼长翅的雌、雄果蝇相互交配，后代表现型及比例如下表。请分析回答：

表现型	红眼长翅	红眼残翅	白眼长翅	白眼残翅
雌蝇	3	1	0	0
雄蝇	3	1	3	1

（1）亲本的基因型是_____ 和 ______。
（2）雌性亲本产生的正常卵细胞中，与A组合的基因应为_______；白眼性状遗传的特点是__________。
（3）若用雄性亲本测交，则后代中与测交的另一亲本基因型相同的个体占后代总数的比例为__________。

果蝇野生型和5种突变型的性状表现、控制性状的基因符号和基因所在染色体编号如下表
 
注:（1）每种突变型未列出的性状表现与野生型的性状表现相同；
（2）6种果蝇均为纯合体并可作为杂交实验的亲本
请回答:
（1）若进行验证基因分离规律的实验设计,观察和记载后代中翅型的性状表现,第一步，选择杂交的亲本基因型应是                   ；
（2）若进行验证自由组合规律的实验设计, 观察和记载后代中体色和肢型的遗传表现,第一步，选择杂交的亲本类型（用序号表示）是         ，其对应的
基因型是             ；选择上述杂交亲本的理论根据是              
                                    表现为自由组合。
（3）红眼对白眼是一对相对性状，如果并不清楚红眼为显性，那么，选择多对纯合的红眼果蝇与纯合的白眼果蝇杂交，子一代自交，子二代中都是红色个体多于白色个体 ,则       为显性；如果子二代中都是白色个体多于红色个体 ,则
       为显性。

（22分）分析回答下面Ⅰ、Ⅱ两题：
Ⅰ．某同学做了一个用以测定光照强度与生态系统稳定性关系的实验。将若干小球藻、水草及小鱼各一份（完全相同）放入甲、乙两个等同的盛有河水的玻璃缸内，使之处于气密状态，对乙缸进行遮光处理。实验处在一定适宜温度的暗室中，并从距玻璃缸0.3m处用不同功率的灯泡分别给予光照1h。期间用仪器记录了容器内氧气浓度的变化（浓度单位是g/m³），结果如下表。

	15W	20W	25W	30W	35W	40W	45W
甲缸	－6	－4	－2	0	+2	+5	+10
乙缸	－10	－10	－10	－10	－10	－10	－10

（1）实验中乙生态缸是用来测定__________________________。
（2）甲生态缸在光照25W时产生的氧气量____________g/m³。
（3）光照强度至少大于_______W时才能维持甲缸生态系统处于相对稳定状态。
Ⅱ．果蝇(2N=8)常常作为遗传学实验材料。
（1）欲测定果蝇基因组的DNA序列，应测_____________条染色体上的DNA。
（2）实验室某一个小组发现了1只灰体残翅雌果蝇(未交配过)，另一小组发现了1只黑体长翅雄果蝇。两个小组将这2只果蝇进行下述实验：a. 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，使其交配并产生足够的后代F₁。b. F₁成熟后观察雌雄果蝇的性状，发现全是灰体长翅。c. F_l雌雄果蝇相互交配产生F₂，观察其性状并记录结果。d. 统计分析F₂的各种表现型及其比例。根据上述材料回答：
①从F_l所表现出的性状推断长翅与残翅的遗传方式是_______________(细胞质/细胞核)遗传。
②若已知控制黑体、灰体性状的基因位于细胞核中，能否通过预测F₂黑体、灰体的性状表现来推断控制黑体、灰体的基因是位于常染色体上还是x染色体上?请简要说明理由。
____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
③已知果蝇中，控制眼色的基因位于X染色体上，控制体色的基因位于常染色体上。在体色和眼色这两对相对性状中，正交与反交产生子代结果不一致的亲本组合性状分别是_________________。
④控制果蝇体色的基因与固氮基因相比，其基因结构特点是____________________。
（3）基因突变大多数对生物有害，甚至导致死亡。在做果蝇实验时发现1只突变型(单基因突变)的雌蝇与1只野生型的雄蝇交配，F₁中野生型与突变型之比为2：1，且雌雄个体之比也为2∶1。产生这种现象的原因是__________________________________________
___________________________________________________________________________。

图甲和乙分别是果蝇细胞的局部结构示意图，1、2、3、4、5、6、7、8 分别表示染色体，A、a、B、b、C、c、D、d分别表示所在染色体上控制一定性状的基因。请据图回答：

（1）假如图甲为果蝇的一个卵原细胞，则：该卵原细胞中含有     对同源染色体，写出其中的一个染色体组          ；若将该卵原细胞的一个DNA分子用¹⁵N标记，并只供给卵原细胞含¹⁴N的原料，正常情况下该卵原细胞分裂形成的卵细胞中含¹⁴N的比例为          。
（2）假如图乙为果蝇的一个体细胞，设常染色体上的基因A（长翅）对a（残翅）显性，性染色体X上的基因D（红眼）对d（白眼）显性。用图示代表的果蝇与另一果蝇杂交得到的子代中，若残翅与长翅各占一半，雌蝇均为红眼，那么与图示果蝇进行杂交的果蝇的基因型是         ，表现型为       。
（3）果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞过程中常常发生染色体不分开的现象，因此常出现性染色体异常的果蝇，并产生不同的表型，如下表所示：

受精卵中异常的性染色体组成方式	表现型
XXX	在胚胎期致死，不能发育为成虫
YO（体细胞中只有一条Y染色体，没有X染色体)	在胚胎期致死，不能发育为成虫
XXY	表现为雌性可育
XYY	表现为雄性可育
XO（体细胞中只有一条X染色体，没有Y染色体)	表现为雄性不育

为探究果蝇控制眼色的基因是否位于性染色体上,著名的遗传学家摩尔根做了下列杂交实验。
让白眼雄果蝇和红眼雌果蝇交配，后代全部是红眼果蝇；让白眼雌果蝇和红眼雄果蝇交配，子代雄性果蝇全是白眼的，雌性果蝇全是红眼的。他的学生蒂更斯用白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配，子代大多数雄果蝇都是白眼，雌果蝇都是红眼，但有少数例外，大约每2000个子代个体中，有一个白眼雌蝇或红眼雄蝇，该红眼雄蝇不育。
请根据上表信息用遗传图解，解释蒂更斯实验中为什么会出现例外（设有关基因为D、d）。

请回答下列关于果蝇性状遗传的问题：
Ⅰ．果蝇的下列性状分别由位于两对常染色体上的两对等位基因控制，分别用A、a和B、b表示．且基因A具有纯合致死效应。巳知黑身残翅果蝇与灰身长翅果蝇交配，F_l为黑身长翅和灰身长翅，比例为l︰l。当F₁的黑身长翅果蝇彼此交配时，其后代表现型及比例为：黑身长翅︰黑身残翅︰灰身长翅︰灰身残翅=6︰2︰3︰l。请据此分析回答下列问题：
（1）果蝇这两对相对性状分别中，显性性状分别为             。
（2）F₁的黑身长翅果蝇彼此交配产生的后代中致死基因型有            ，占其后代的比例为                。
（3）F₂中的黑身残翅果蝇个体测交后代表现型及比例为          。
Ⅱ．果蝇的灰身对黑身是显性，控制体色的一对基因B、b位于常染色体上；红眼对白眼为显性，控制眼色的一对基因H、h位于X染色体上．让一只灰身红眼雌果蝇与一只黑身红眼雄果蝇杂交，得到的F₁有灰身红眼、灰身白眼、黑身红眼、黑身白眼4种表现型，请回答：
（1）写出杂交亲本的基因型：灰身红眼雌果蝇            ，黑身红眼雄果蝇           ．
（2）F₁雌果蝇的表现型为                          ，比例为           ．
（3）从F₁中选取一只灰身红眼雌果蝇与一只灰身红眼雄果蝇进行交配，获得F₂，若F₂中只出现灰身红眼和黑身红眼两种表现型，则F₁灰身红眼雌果蝇的基因型为            ，灰身红眼雄果蝇的基因型为         ；若F₂中出现了黑身白眼的类型，则F₁灰身红眼雌果蝇的基因型为              ．