高中生物伴性遗传在实践中的应用综合题

回答下列有关遗传的问题。

图1
(1)图1是人类性染色体的差别部分和同源部分的模式图。有一种遗传病，仅由父亲传给儿子，不传给女儿，该致病基因位于图中的_____                ___部分。
(2)图2是某家族系谱图。  

① 甲病属于____________________________遗传病。
②从理论上讲，Ⅱ₂和Ⅱ₃的女儿都患乙病，儿子患乙病的几率是1/2。由此可见，乙病属于____________遗传病。
③若Ⅱ₂和Ⅱ₃再生一个孩子，这个孩子同时患两种病的几率是________。

家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。在蚕卵孵化过程中，用X射线处理，发现细胞中基因及染色体的变化如图所示(其他基因及染色体均正常)。回答问题：

(1)突变I的变异类型为染色体结构变异中的_____。突变Ⅱ个体减数分裂能产生____种基因型的卵细胞
(2)野生型在卵细胞的形成过程中，当染色体第二次移向细胞两极时，细胞中有____个着丝点，若基因A的一条链中(G+T)／(A+C)=2／5，则其互补链中(G+T)／(A+C)=______。
(3)家蚕野生性状(B)对突变性状(b)为显性，B、b均位于Z染色体上，已知基因b为致死基因。某生物兴趣小组欲设计实验探究基因b的致死类型，选择杂合野生型雄家蚕与突变型雌家蚕杂交，统计子代的表现型及比例。
实验结果及结论：
①若后代中__________，说明基因b使雌配子致死；
②若后代中__________，说明基因b使雄配子致死；
③若后代中__________，说明基因b纯合使雄性个体致死。

科学家发现了一种翅膀后端边缘缺刻（缺刻翅）的红眼雌果蝇，并用这种果蝇做了下图1所示的实验。后经进一步的实验证实，控制翅型的基因位于X染色体上，Y染色体上没有其等位基因。 请据图分析并回答下列问题：

（1）研究者认为，缺刻翅形成的原因不可能是基因突变，理由是：①若为显性突变，则后代中应该有    种表现型果蝇出现；②若为隐性突变，则后代不可能出现的表现型为      
（2）研究者推测，“X染色体片段缺失”是导致图1所示实验现象的根本原因。为了证实这一猜测，最简单的方法是对表现型为      果蝇做染色体的高倍镜检查。
（3）现代遗传学研究发现，因缺刻翅果蝇体内缺少某种酶从而影响翅的正常发育。翅形基因对性状的控制表明，基因可通过      来间接控制生物体的性状。
（4）研究表明，果蝇缺刻翅有纯合致死效应。用缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交，然后让F₁中雄雌果蝇自由交配得F₂，F₁中雌雄果蝇比例为      ，F₂中缺刻翅：正常翅=      ，F₂中雄果蝇个体占      
（5）已知果蝇红眼（基因B)对白眼（基因b为显性。下列有关对图1实验现象的解释不正确的是（    ）
A.亲代的缺刻翅红眼雌果蝇不含白眼基因
B.亲本缺失片段恰好位于X染色体上红眼基因所在的区段
C.F1缺刻翅白眼雌蝇的一条X染色体片段缺失，另一条X染色体带有白眼基因
D.果蝇的缺刻翅性状的遗传方式为伴X染色体隐性遗传

某种鸟类（2N=76）为ZW型性别决定，其羽毛中的黑色素由等位基因A/a中的A基因控制合成，且A基因越多，色素越多。回答下列问题：
（1）若等位基因A、a位于Z染色体上。
①雌鸟羽毛的颜色有        种，其产生卵细胞的过程中可以形成__         个四分体。
②用两只羽毛颜色相同的个体杂交，子代出现了性状分离现象，则亲代基因型为         ，子代中黑色羽毛：灰色羽毛：白色羽毛＝                       。
（2）若等位基因A/a位于常染色体土，另有一对也在常染色体上的控制色素分布的等位基因B／b。研究者进行了右图所示的杂交实验：

①根据杂交实验可以判断，A/a和B/b_              （在／不在）同一对同源染色体上，能够使色素分散形成斑点的基因型是                             。
②斑点羽毛的鸟在自然环境中比纯色羽毛的鸟更容易被天敌发现，将F₂全部个体放归自然界多年后，种群中A基因的频率将                        （“变大”或“不变”或“变小”）。

果蝇的长翅（）对残翅（）为显性、刚毛（）对截毛（）为显性。为探究两对相对性状的遗传规律，进行如下实验。

（1）若只根据实验一，可以推断出等位基因位于染色体上；等位基因可能位于染色体上，也可能位于染色体上。（填"常"""""或""和""）
（2）实验二中亲本的基因型为；若只考虑果蝇的翅型性状，在的长翅果蝇中，纯合体所占比例为。
（3）用某基因的雄果蝇与任何雌果蝇杂交，后代中雄果蝇的表现型都为刚毛。在实验一和实验二的中，符合上述条件的雄果蝇在各自中所占比例分别为和。
（4）另用野生型灰体果蝇培育成两个果蝇突变品系。两个品系都是由于常染色体上基因隐性突变所致，产生相似的体色表现型-黑体。它们控制体色性状的基因组成可能是：①两品系分别是由于基因突变为基因所致，它们的基因组成如图甲所示；②一个品系是由于基因突变为基因所致，另一个品系是由于基因突变成基因所致，只要有一对隐性基因纯合即为黑体，它们的基因组成如图乙或图丙所示，为探究这两个品系的基因组成，请完成实验设计及结果预测。（注：不考虑交叉互换）

Ⅰ.用为亲本进行杂交，如果₁表现型为,则两品系的基因组成如图甲所示；否则，再用₁个体相互交配，获得；
Ⅱ.如果表现型及比例为，则两品系的基因组成如图乙所示；
Ⅲ.如果表现型及比例为，则两品系的基因组成如图丙所示。

I.某种鸟类（2N=76）为ZW性别决定，其羽毛中的黑色素由等位基因A、a中的A基因控制合成，且A基因越多，色素越多。回答下列问题：
（1）若等位基因A、a位于Z染色体上
①雌性鸟类羽毛的颜色有____________种，其基因型是________________________。
②用两只羽毛颜色相同的个体杂交，子代出现了性状分离现象，则亲代雌雄个体的基因型分别为____________，子代中黑色羽毛：灰色羽毛：白色羽毛=____________。
（2）若等位基因A、a位于常染色体上，另有一对不在性染色体上的控制色素分布的等位基因B、b。研究者进行了右图所示的杂交实验：

①根据杂交实验可以判断，这两对等位基因的遗传_________（填“是”或“否”）遵循基因的自由组合定律；灰色斑点的基因型是___________。
②F₂中基因型种类最多的性状是__________，让F₂中的纯灰色雄鸟与灰色斑点雌鸟杂交，子代新出现的羽毛性状占____________。
③斑点羽毛的鸟在自然环境中比纯色羽毛的鸟更容易被天敌发现，将F₂全部个体放归自然界多年后，种群中a基因的频率将____________（“变大”或“不变”或“变小”）。
II.下图是制备抗埃博拉病毒（EBOV）VP40蛋白单克隆抗体的过程。请据图回答：

（1）利用PCR获取目的基因的过程中，反应体系内要加入含有VP40基因的DNA、dNTP、Taq酶和根据______________合成的引物，且反应需要在一定的_________溶液中才能进行。
（2）选用EcoRI和XhoI双酶切的优点是___________________________________________；VP40基因进入大肠杆菌细胞，并在大肠杆菌内维持稳定和表达，该过程可称为___________。
（3）过程⑥常用的不同于植物原生质体融合的促融方法是用____________处理。若把在HAT选择培养基上存活的细胞全部培养在同一培养基中，并从中提取出的抗体_______是或不是）单克隆抗体。图示过应用的生物技术是____________________________________。

亨廷顿舞蹈症是一种遗传神经退化疾病，主要病因是患者第四号染色体上的Huntington基因（用字母H表示）发生变异，产生了变异的蛋白质，该蛋白质在细胞内逐渐聚集，形成大的分子团。一般患者在中年发病，逐渐丧失说话、行动、思考和吞咽的能力，病情大约会持续发展15年到20年，并最终导致患者死亡。在一次人口普查过程中，偶然发现一特殊罕见男患者，其病情延迟达30年以上。通过家谱发现，该男子的父亲患该病，母亲正常，但其外祖父和外祖母皆因患该病死亡。经基因检测，发现该男患者与其他患者相比，出现一个A基因。
（1）由该家族的情况判断，亨廷顿舞蹈症遗传方式为________。
（2）出现A基因的根本原因是________。从发病机理分析，A基因能够使病情延迟大30年以上，最可能的解释是________________________。
（3）若已知A基因位于常染色体上且与H基因不在同一对染色体上。该男患者已经与一正常女性婚配，生一个正常男孩的几率是______。若他们的第二个孩子已确诊患有亨廷顿舞蹈症，则该小孩出现病情延迟的几率是______。

眼球震颤是周期性共济失调的一种表现类型，它是由常染色体上的显性基因（A）控制的遗传病，致病基因导致细胞膜上正常钙离子通道蛋白结构异常，从而使正常钙离子通道的数量不足，造成细胞功能异常。该致病基因纯和会导致胚胎致死，患者发病的分子机理如图所示。请回答：

（1）图中过程①发生场所是_____________，如细胞的（填结构）_____________被破坏，会直接影响图中结构A的形成。
（2）图中所示的基因控制性状的方式是__________________________。
（3）已知眼球震颤性周期性共济失调病在人群中的发病率为m，则在人群中该致病基因的频率是_____________。
（4）这种遗传病引起人体细胞缺钙而患病，说明无机盐具有的功能是_________________。
（5）一个患周期性共济失调的女性与正常男性结婚生了一个既患该病又患红绿色盲的孩子（色盲基因用b代表）。这对夫妇中，妻子的基因型是_____________，这对夫妇想再生一个孩子，为了确保所生孩子不患病，你给他们的建议是①_________________________________
②_________________________________。

雄鸟的性染色体组成是ZZ，雌鸟的性染色体组成是ZW。某种鸟羽毛的颜色由常染色体基因（A、a）和伴染色体基因（Z^B、Z^b）共同决定，其基因型与表现型的对应关系见下表。请回答下列问题。

基因组合	A不存在，不管B存在与否（aa Z^—Z^—或aa Z^—W）	A存在，B不存在 （A Z^bZ^b或A Z^bW）	A和B同时存在 （A Z^BZ^—或A Z^BW）
羽毛颜色	白色	灰色	黑色

（1）基因型纯合的灰雄鸟与杂合的黑雌鸟交配，子代中雄鸟的羽色是      ，雌鸟的羽色是      。
（2）两只黑鸟交配，子代羽毛只有黑色和白色，则母体的基因型为      ，父本的基因型为      。
（3）一只黑雄鸟与一只灰雌鸟交配，子代羽毛有黑色、灰色和白色，则黑色、灰色和白色子代的理论分 离比为      。

(10分）果蝇的眼色由两对独立遗传的基因(A、a和B、b)控制(A、a基因位于2号染色体上)，其中A和B同时存在时果蝇表现为红眼，B存在而A不存在时为粉红眼，其余情况为白眼。现选择两只红眼雌、雄果蝇交配，产生的后代如下图所示，请回答：
（1）亲代果蝇的基因型雌性：__________、雄性：____________。
（2）F₁雌果蝇中杂合子所占的比例为_________。
（3）果蝇体内另有一对基因T、t，已知这对基因不位于2号染色体上。当t基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育雄果蝇。为了探究T、t基因是否位于X染色体上，让纯合红眼雌蝇（每对基因都是纯合）与不含T基因的纯合白眼雄蝇杂交，F₁随机交配得F₂，观察F₂的性别比例。
①若__________________________________，则T、t基因位于x染色体上。
②若__________________________________，则T、t基因位于常染色体上。
③讨论：若T、t基因位于X染色体上，F₂无粉红眼果蝇出现，则亲代雄果蝇基因型为______。

正常果蝇唾液腺细胞的X染色体上只有一个编号为16A的区段，而棒眼果蝇的X染色体上有两个16A区段，重棒眼果蝇中则有三个重复的16A区段。若用b代表一个16A区段(染色体类型记为X_1b，以此类推X_2b、X_3b)，雌雄果蝇在X染色体结构上存在的差异如下图A～G所示。请分析回答：

(1)从结构上看，X染色体共有__________种类型，这种变异类型属于染色体结构变异中的___________。
(2)雌果蝇B的一个次级卵母细胞含有____________个16A区段。
(3)雌果蝇C与雄果蝇E杂交，正常情况下F₁都为棒眼，但出现了少数正常眼和重棒眼果蝇。研究发现，这与同源染色体之间的不对等交换有关。据此推断，上述杂交后代中出现异常果蝇是由于亲本中雌果蝇在减数分裂时发生不对等交换，产生了________(用X和b表示)的配子：若一半雌果蝇C减数分裂时发生这种不对等交换，后代出现正常眼雄果蝇的概率是___________。
(4)理论上推测，雌果蝇性染色体组成有__________种类型，表中还缺少的雌果蝇染色体类型是__________(用X和b表示)。有人推测雌果蝇中的这种类型都存在致死现象，请设计实验证明之。
①选重棒眼雌果蝇分别与表现型为__________的雄果蝇杂交。
②统计实验结果。
③结果分析：若杂交后代雌雄果蝇之比为__________，则推测正确。

（共16分） 研究发现，果蝇X染色体上的一个16A区段，可影响果蝇眼睛的形状，雌果蝇16A区段与眼形的关系见下表，请分析回答有关问题。

注：1．表示16A区段。   2．果蝇眼睛为复眼，由许多小眼组成。
(1)从表中给出的信息可以看出，果蝇的眼形变异属于___ _____    ，雌果蝇16A区段与眼形的关系为_______                   _。
(2)雄性棒眼果蝇的基因组成为________      。若想根据果蝇眼形就能判断出子代性别，应选用表现型为________                                                 的果蝇做亲本。
(3)研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X^dBBX^B，如图所示。已知d在纯合(X^dBBX^dBB、X^dBBY)时能使胚胎致死且该基因与棒眼基因B连锁。请依据所给信息回答下列问题。

①若棒眼雌果蝇(X^dBBX^B)与野生正常眼雄果蝇(X^BY)杂交，子代果蝇的表现型及性别为  ____________，其中雄果蝇占________。
②将野生正常眼雄果蝇用X射线处理后，性状没有发生改变。为检验其X染色体上是否出现新的隐性致死基因P，某科研小组做了以下实验，请补充完善实验步骤，预测实验现象并得出结论：用棒眼雌果蝇(X^dBBX^B)与之杂交得F₁，从中选取棒眼雌果蝇和正常眼雄果蝇进行杂交，得到F₂。若________则说明发生了新的隐性致死突变：若_______     则说明未发生新的隐性致死突变。

猫的毛色由X染色体上Hs（灰色）、hs（黄色）基因决定，Hs、hs同时存在时是虎斑色。现有灰色雌猫甲和黄色雄猫乙杂交，生出的后代中出现了一只虎斑色雄猫丙。
（1）若丙是性染色体三体（3条），可能是因为乙减数分裂时                         所致，则丙的基因型是              。若丙能正常进行减数分裂，则理论上能产生    种配子。为了验证这种可能，可通过观察性染色体的数量来确定，这是在     水平上的研究。
（2）若丙是在早期胚胎发育时，由于其他胚胎的细胞转入并发育成了它的皮毛部分，即丙是嵌合体(嵌合体是指同一个体中不同基因型的组织细胞相互接触而存在)。为验证这种可能性，可将丙与同一窝多只雌猫杂交，预测后代有   种基因型，后代雌猫中虎斑色猫所占比例为    。
（3）科学家根据嵌合体的原理，在灰色雌猫的早期胚胎中注入黄色雌猫的部分胚胎细胞，并培养成一个新的早期胚胎，再通过       技术获得嵌合体个体，该个体的表现型可能是                    。

(12分)某种鸟类(2N=76)为ZW型性别决定,其羽毛中的黑色素由等位基因A/a中的A基因控制合成,且A基因越多,色素越多｡回答下列问题:
(1)若等位基因A/a位于Z染色体上｡
①雌鸟羽毛的颜色有           种｡
②用两只羽毛颜色相同的个体杂交,子代出现了性状分离现象,则亲代基因型为            ｡
(2)若等位基因A/a位于常染色体上,另有一对不在性染色体上的控制色素分布的等位基因B/b｡研究者进行了如图杂交实验:

①根据杂交实验可以判断,A/a和B/b所在染色体属于                          ,能够使色素分散形成斑点的基因型是                  ｡
②F₂中基因型种类最多的性状是             ,让F₂中的纯灰色雄鸟与灰色斑点雌鸟杂交,子代新出现的羽毛性状占      ｡

人类的X染色体上有一个色觉基因（A），能编码两种光受体蛋白：吸收红光的受体蛋白和吸收绿光的受体蛋白；在7号染色体上还有编码蓝光受体蛋白的基因（D），这三种光受体蛋白分别在三种感光细胞中表达。当A基因突变为隐性基因a时，人不能分辨红色和绿色；当D基因突变为隐性基因d时，人不能分辨蓝色；当D基因和A基因都发生突变时，此人即为全色盲。
（1）当一定波长的光线照射到视网膜时，对三种感光细胞来说，不同波长的光作为   _____   __ ，能引起其膜    _      变化，从而产生不同程度的兴奋，然后通过视神经传至____________，即可产生某种色觉。
（2）D，d基因和A，a基因的遗传遵循     ____       定律，当夫妇双方的基因型为DdX^AX^a和DdX^AY时，他们生一个全色盲孩子的概率是        。
（3）X染色体上还有一个编码凝血因子Ⅸ的基因（H），该基因突变为隐性基因h时，凝血因子Ⅸ失去活性，从而引起血液无法凝固，这是一种血友病，称为血友病B；以下是B.Rath在1938年调查的一个家系的系谱图（2号在调查时已经死亡，且只知道其为血友病B患者，不知其是否为红绿色盲患者）：

分析系谱图可知，II代3号个体在形成生殖细胞时，    染色体一定发生了    _  __ 。若2号只为血友病B患者，则3号的基因型是    _____  ，在这种情况下，若3号再生一个男孩，只患一种病的可能性比两病兼患的可能性要    __ （填“大”或“小”或“一样大”）。
（4）采用_______________的方法有可能为治疗血友病B带来曙光，将       _________ 与运载体相结合，然后将其导入造血干细胞中，体外培养后输回人体，患者血液中即可检测到凝血因子Ⅸ。