高中生物伴性遗传在实践中的应用综合题

(14分)果蝇是遗传学上常用的实验材料，下列有关果蝇的遗传实验，回答相关问题。
（1）果蝇有4对同源染色体标号为Ⅰ、Ⅱ、III、IV，其中I号染色体是性染色体，Ⅱ号染色体上有残翅基因r，III号染色体上有黑体基因b，短腿基因t位置不明。现有一雌性黑体残翅短腿(bbrrtt)果蝇与雄性纯合野生型(显性)果蝇杂交，再让F₁雄性个体进行测交，子代表现型的个体数如表1所示(未列出的性状表现与野生型的性状表现相同)。请回答下列问题：

①短腿基因应位于______号染色体上，上述三对等位基因遵循_______________定律。
②任取两只雌、雄果蝇杂交，如果子代中灰体(B)残翅短腿个体的比例是3／16，则亲代果蝇共有____种杂交组合(不考虑正、反交)，其中亲代中雌雄基因型不同的组合有  ____________________________________。
(2)下表为果蝇几种性染色体组成与性别的关系，其中XXY个体能够产生4种配子。

红眼(A)对白眼(a)是显性，基因位于X染色体某一片段上，若该片段缺失则X染色体记为X^-，其中XX^-为可育雌果蝇，X^-Y因缺少相应基因而死亡。用红眼雄果蝇(X^AY)与白眼雌果蝇(X^aX^a)杂交得到F₁，发现F₁中有一只例外白眼雌果蝇。现将该白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇杂交产生F_2，根据F₂性状判断该白眼雌果蝇产生的原因：
①若子代________，则是由于亲代配子基因突变所致；②若子代________，则是由X染色体片段缺失所致；
③若子代________，则是由性染色体数目变异所致。

现有一对青年男女（下图中Ⅲ-2与Ⅲ-4），在登记结婚前进行遗传咨询。经了解，双方家庭遗传系谱图如下，其中甲遗传病相关基因为A、a，乙遗传病相关基因为B、b。

（1）从上述系谱图判断，甲病的遗传方式为________，乙病最可能的遗传方式为________。
（2）若Ⅲ-1不携带乙病致病基因，则继续分析下列问题。
①I-1的基因型为________，Ⅲ-5的基因型为_________。
②受传统观念影响，Ⅲ-2和Ⅲ-4婚后想生男孩，则他们生出正常男孩的概率为_________。
③Ⅲ-2的哥哥和一个患有某种遗传病的女性结婚了。该病为常染色体显性遗传病，在人群中的发病率为19%，则他们生出的小孩不患该病的概率为_________。
（3）Ⅲ-3和Ⅲ-4为同卵双胞胎，其表现型存在部分差异，除却环境影响，导致性状差异的原因主要是基因_________。
（4）经查证，甲病是由于体内某种氨基酸因酶缺乏而不能转化成另一种氨基酸所引起的，说明基因可以通过控制__________，进而控制生物性状。

果蝇是遗传学常用的经典材料，眼色有红、紫之分，体色有灰、黑之分，翅型有裂翅、非裂翅之分。
（1）已知裂翅由基因B控制，且裂翅基因B纯合致死。为研究裂翅基因的遗传特点，科研人员设计了两组杂交实验，过程和结果如下。

杂交亲本	子代表现型及数量
裂翅♀	裂翅♂	非裂翅♀	非裂翅♂
第一组	♀裂翅×非裂翅♂	90	82	98	103
第二组	非裂翅♀×裂翅♂	83	79	87	92

上述的杂交结果说明，裂翅基因位于          （常、X）染色体上。
（2）已知果蝇的眼色由2号染色体上的基因R，r控制，体色由3号染色体上的基因A、a控制。科研人员设计了两个杂交实验，过程和结果如下。

根据杂交一、杂交二的结果推测，裂翅基因位于     号染色体上；在翅型、眼色、体色三对相对性状的遗传中，符合自由组合定律的是          。
（3）P基因指导合成的苯丙氨酸羟化酶（PAH）催化合成一种红色的果蝇蝶呤，使果蝇眼睛呈红色。紫眼果蝇出现的原因是P基因中插入了一个DNA片段，导致PAH不能正常合成。
① P基因中插入了一个DNA片段，将直接导致基因表达过程中          的产物异常，进而使PAH中的           发生了变化。
② P基因中因为插入一个DNA片段所导致的变异属于           。
a.基因重组         b.基因突变          c.染色体结构变异
（4）有人提取了红眼果蝇的mRNA，用          法获得正常P基因的有效片段，再通过          法将其扩增，然后导入紫眼果蝇的早期胚胎中，观察发育成熟的果蝇眼色。发育成熟的果蝇眼色为          。

果蝇是遗传学研究的经典材料，其四对相对性状中红眼（E）对白眼（e）.灰身（R）对黑身（r）.长翅（V）对残翅（v）.细眼（B）对粗眼（b）为显性。下图是雄果蝇M（BbVvRRX^EY）的四对等位基因在染色体上的分布。

（1）果蝇M与基因型为___          _____的个体杂交，子代的雄果蝇既有红眼性状又有白眼性状。
（2）果蝇M产生配子时，非等位基因Bb和Vv           （遵循或不遵循）自由组合定律。如果选择残翅粗眼（vvbb）果蝇对M进行测交，子代的表现型及比例         （不考虑交叉互换）。
（3）果蝇M与黑身果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑身果蝇。出现该黑身果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为Rr，rr的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因。（注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同）实验步骤：
①用该黑身果蝇与基因型为_______________的果蝇杂交，获得F₁。
②F₁自由交配，观察统计F₂表现型及比例。
结果预测：I．如果F₂表现型及比例为__________________，则为基因突变。
II．如果F₂表现型及比例为_________________，则为染色体片段缺失。
（4）在没有迁入迁出、突变和选择等条件下，一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F₁，F₁中灰身果蝇8400只，黑身果蝇1600只，F₁中r的基因频率为_______。

果蝇个体小、易饲养，繁殖速度快，通常做为遗传实验的材料，下面请回答有关问题：
（1）正常情况下，果蝇的一个性原细胞经减数分裂能产生        个配子。
（2）果蝇的Ⅰ号染色体是性染色体，Ⅱ号染色体上有粉红眼基因r，Ⅲ号染色体上有黑体基因b，短腿基因t位于Ⅳ号染色体上。任取两只雌、雄果蝇杂交，如果子代中灰体（B）粉红眼短腿个体的比例是3/16，则这两只果蝇共有        种杂交组合（不考虑正、反交），其中亲代中雌雄不同的基因型组合是                  。
（3）已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由Ⅰ号染色体上一对等位基因控制，刚毛基因（B）对截毛基因（b）为显性。现有基因型分别为X^BX^B、X^BY^B、X^bX^b和X^bY^b的四种果蝇。现从上述四种果蝇中选择亲本，通过两次杂交，使最终获得的F₂代果蝇中，雄性全部表现为截毛，雌性全部表现为刚毛。则在第一次杂交中所选择的亲本的基因型是            ；F₂代中，截毛雄果蝇的基因型是        ；F₂代中刚毛果蝇所占比例为              。

某种动物的性别决定为 XY 型，其毛色、眼色性状分别由等位基因 A/a 、 B/b 控制。今选取黑毛红眼（♀）和白毛白眼（♂）杂交产生F₁，让F₁自由交配产生F₂，结果如下表所示，据此分析回答下列问题：

	黑毛红眼	黑毛白眼	灰毛红眼	灰毛白眼	白毛红眼	白毛白眼
♀	2/16	0	4/16	0	2/16	0
♂	1/16	1/16	2/16	2/16	1/16	1/16

（1）眼色基因 (B/b) 位于   染色体上，F₁中雌性个体的基因型为   。
（2）F₂表现型的种类有   种，基因型有   种。
（3）若让F₂中灰毛红眼雌性个体与灰毛白眼雄性个体自由交配，后代中杂合雌性个体占的比例为   。
（4）若已知该种动物的直毛和卷毛是由位于X染色体上的一对等位基因控制的。现提供从自然界捕获的、有繁殖能力的直毛雌、雄个体各一只和卷毛雌、雄个体各一只，要通过一次杂交试验来确定哪一种性状是显性性状，则应选择具有   的亲本进行杂交，然后根据后代的表现型进行判断。若后代   ，则该杂交组合中父本所代表的性状为显性；若后代   ，则母本所代表的性状为显性。

(13 分)金丝雀鸟的性别决定为ZW型，ZZ为雄性，ZW为雌性。 请回答下列有关其眼色遗传的问题：
（l）有人从黑眼金丝雀中发现一只红眼雌性，用该金丝雀与一只黑眼雄性杂交得F₁，F₁随机交配
得F₂，子代表现型及比例如下（基因用B、b 表示）：

①显性性状是            眼，亲本红眼金丝雀的基因型是            。
②让F₂代雄性与红眼雌性随机交配。 所得F₃代中，雌蝇有         种基因型，雄性中红眼金丝雀所占比例为         。
（2）在多次杂交实验中，又发现一只褐色眼雄性金丝雀。研究发现，褐色眼的出现与常染色体上的基因A、a有关。将该雄性金丝雀与纯合黑眼雌性杂交得F₁，F₁随机交配得F₂，子代表现型及比例如下：

实验二中亲本褐色眼金丝雀的基因型为         ；F₂代红眼金丝雀共有     种基因型。在红眼雄性中纯合子所占的比例为        。
（3）金丝雀黑眼基因非模板链末端序列如下图，红眼基的产生是图中“↑”所指碱基发生缺失
所致，其余部分完全相同（注：终止密码子为UAA,UAG 或UGA）。

则红眼基因比黑眼基因少编码了       个氨基酸，该变异只为生物进化提供       ，而生物进化的方向由       决定。

果蝇是遗传学研究中的模式生物。请结合所学知识回答以下问题：
(1)果蝇正常减数分裂过程中，含有两条Y染色体的细胞是___________________。
(2)性染色体三体（比正常果蝇多一条性染色体）果蝇在减数分裂过程中，3条性染色体中的任意两条配对联会而正常分离，另一条性染色体不能配对而随机移向细胞的一极。则性染色体组成为XYY的果蝇，所产生配子的性染色体组成种类及比例为_________________________。
(3)果蝇的卷曲翅(A)对正常翅(a)为显性。现有下表中四种果蝇若干只，可选做亲本进行杂交实验。

序号	甲	乙	丙	丁
表现型	卷曲翅♂	卷曲翅♀	正常翅♂	正常翅♀

①若表中四种果蝇均为纯合子，要通过一次杂交实验确定基因A、a是在常染色体上还是在X染色体上，可设计如下实验：选用______________（填序号）为亲本进行杂交。若子代性状表现为____________________________，则基因位于X染色体上。
②若不确定表中四种果蝇是否为纯合子，已确定A、a基因在常染色体上，为进一步探究该基因是否存在显性纯合致死现象（胚胎致死），可设计如下实验：选取____________做亲本杂交，如果子代表现型及比例为______________________________,则存在显性纯合致死，否则不存在。

I(16分）果蝇是研究遗传学的常用材料。
（1）现有一果蝇种群，已知基因D、d控制体色，基因G、g控制翅型，两对基因分别位于不同的常染色体上。下表为果蝇不同杂交组合及其结果。

	亲本性状	表现型及比例
杂交组合1	黑身长翅X黑身长翅	黑身长翅：黑身残翅=3:1
杂交组合2	灰身残翅X灰身残翅	灰身残翅：黑身残翅=2:1
杂交组合3	灰身残翅X黑身长翅	灰身长翅：黑身长翅=1:1

①杂交组合2的F1中,灰身残翅和黑身残翅的比例为2:1,其原因最可能是_______________
②杂交组合3中亲本灰身残翅果蝇与黑身长翅果蝇基因型分别为      ;选择该组合F₁中的灰身长翅雌雄果蝇彼此交配，F₂中灰身长翅果蝇所占比例为        。
（2）某突变体果蝇的X染色体上存在CLB区段(用X^CLB表示),B为控制棒眼的显性基因, L基因的纯合子在胚胎期死亡(X^CLBX^CLB与X^CLBY不能存活)，CLB存在时，X染色体间 非姐妹染色单体不发生交换。正常眼果蝇X染色体无CLB区段(用X⁺表示)。请回答下列问题：
①基因B中一条脱氧核苷酸链内相邻碱基A与T通过 _________连接（填化合物名称)；基因B表达过程中，RNA聚合酶需识别并结合           才能催化形成mRNA。
②基因型为X^CLBX⁺的果蝇可用于检测果蝇X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变 (正常眼基因突变成隐性基因），此法称CLB测定法。此测定法分为三个过程，分别 用①②③表示。如图所示：

a、过程③产生F₂中雌果蝇的表现型及比例是____。
b、若X射线处理导致P中部分X染色体上正常眼基因发生隐性突变，可根据上图F₂中_____________计算隐性突变频率；但若从上图F1中选择X⁺X^?与X⁺Y进行杂交，而后根据F₂计算隐性突变频率则会因________________而出现误差。
Ⅱ(6分）我国科学家利用转基因技术把水母体内的荧光蛋白基因导入到猪的纤维细胞 内，培育出了可发出红、黄、绿、青4种荧光的转基因猪。这是国际上首次获得能同时表达四种荧光蛋白的转基因克隆猪。
（1）获取水母的荧光蛋白基因后还需釆用PCR技术对其进行扩增，该过程除需要模板、原料、相关的酶以外，还需加入_________。PCR技术搡作步骤中包括两次升温和一次降温，其中降温的目的是__________________________________。
（2）把水母荧光蛋白基因导入猪的纤维细胞内釆用的方法是     。对荧光蛋白进行改造，可以让猪发出特殊的荧光。对蛋白质的设计改造，最终还必须通过________来完成。
（3）科学家正试图利用转基因技术对猪的器官进行改造，培育出没有        的转基因克隆猪,以解决人体移植器官短缺的难题。转基因克隆猪的获得除利用基因工程、 细胞工程外，还需利用________________等技术。

小鼠饲养简单、繁殖速度较快，可作为遗传学研究的实验材料。一个常规饲养的小鼠种群中个体均为黑毛。该种群中偶然发现几只小鼠出现无毛性状，无毛小鼠既有雌性也有雄性。（有毛与无毛基因用A、a表示）

（1）由上表判断，无毛基因的遗传方式为________。
（2）由表中数据可知____  基因的频率将呈下降趋势。其下降的原因是___            _和_    _______。
（3）进一步研究发现，无毛基因表达的蛋白质使甲状腺激素受体的功能下降。通过表中         两组数据对比，能较清晰的说明这种现象。这种蛋白质的产生使甲状腺激素的________-功能不能正常发挥。
（4）如果上述第2组亲本小鼠继续交配产仔，发现后代中出现一只白毛雄性个体，该雄性个体与第2组的子代有毛雌性个体交配，后代中雌性均为白毛，雄性均为黑毛。则白毛基因的遗传方式为_______              _。上述交配产生的后代中，表现型及其比例为________，其中无毛个体的基因型为____。（黑毛与白毛基因用B、b表示）

现有栗羽、黄羽和白羽三个纯系品种的鹌鹑（性别决定方式为ZW型，ZZ为雄性，ZW为雌性），已知三种羽色与Z染色体上的基因B/b和Y/y有关，B/b与色素的合成有关，显性基因B为有色基因，b为白化基因；显性基因Y决定栗羽，y决定黄羽。
（1）为探究羽色遗传的特点，科研人员进行了如下实验。

①实验一和实验二中，亲本中栗羽雌性的基因型为Z^BYW，黄羽雄性的基因型为______。
②实验三和实验_______互为正反交实验，由实验结果出现栗羽雄性推测亲本中白羽雄性的基因型为__________。
（2）科研人员从栗羽纯系中得到一种黑羽纯系突变体，并对其基因遗传进行研究。将纯系的栗羽和黑羽进行杂交，F₁均为浅黑羽（不完全黑羽）。随机选取若干F₁雌雄个体相互交配， 统计F₂羽色类型及比例，得到下表所示结果（表中结果均为雏鸟的统计结果）。

①依据_________，推测黑羽性状的遗传由一对等位基因控制。依据__________，推测黑羽性状遗传与性别不相关联。
②若控制黑羽性状的等位基因为H/h，纯系的栗羽基因型为HHZ^BYZ^BY或HHZ^BYW，推测黑羽的基因型为___________，上述实验中F₂基因型有_______种。
③根据F₂的实验结果推测，H/h与Z染色体上的B/b和Y/y基因存在相互作用，黑羽与浅黑羽出现是在_______基因存在的条件下，h基因影响_______基因功能的结果。
（3）根据上述实验，以黑羽雌性和白羽雄性杂交，可直接选择后代羽色为___________的雏鸟进行培养，作为蛋用鹌鹑。

果蝇属于XY型性别决定的生物，常作为遗传学实验材料。果蝇的灰身和黑身、红眼和白眼各为一对相对性状，分别由等位基因A、a和B、b控制。下表是两只亲本果蝇交配后，F1的表现型及比例。请分析回答下列问题：

（1）形成基因B与b的根本原因是发生了     。 研究果蝇的基因组应测定     条染色体上的DNA碱基序列。果蝇缺失一条染色体称为单体，这种变异属于    。
（2）右下图甲、乙表示基因B中遗传信息传递的两个过程。甲、乙两图中能表示基因B表达过程的是      。
若B基因在解旋后，其中一条母链上的碱基G会被碱基T所替代，而另一条链正常，则该基因再连续复制n次后，突变成的基因A'与基因A的比例为          。
（3）己知果蝇某一基因型的受精卵不能发育成活，根据表中的数据推测，该基因型为     。
（4）果蝇的眼色受多对等位基因的控制。野生型果蝇的眼色是暗红色，现发现三个隐性的突变群体，眼色分别为白色、朱红色、棕色。以上群体均为纯合子，相关基因均位于常染色体中的非同源染色体上。
①实验中发现，隐性的突变群体中，任何两个隐性突变群体个体间的杂交后代都是暗红眼，说明眼色至少受             对等位基因控制。
②进一步研究发现，任何一种双重隐性个体眼色都是白眼，而野生型的暗红色眼是由两种不同的色素——朱红色和棕色在眼中积累导致的，那么      (白色／朱红色／棕色)眼色对应的等位基因控制另外两种眼色的表达。
③现有一暗红色眼雄果蝇，控制眼色的基因型是杂合的，但不知有几对基因杂合，现将该果蝇与多只隐性的雌果蝇(控制眼色的基因都是隐性的)进行测交， 请预测测交后代结果，并做出杂合基因有几对的结论。
I．如果测交后代               ，说明控制眼色的基因有一对杂合；II．如果测交后代              ，说明控制眼色的基因有两对杂合；III．如果测交后代             ，说明控制眼色的基因有三对杂合。

猫是XY型性别决定的二倍体生物，当猫细胞中存在两条或两条以上的X染色体时，只有一条X染色体上的基因能表达，其余X染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体，如下图所示。请回答：

（1）利用显微镜观察巴氏小体可用__________染色。巴氏小体能用来区分正常猫的性别，理由是______________________________。
（2）显微镜下观察到某雌猫体细胞的细胞核中有2个巴氏小体，该雌猫的性染色体组成为_____。高度螺旋化的染色体上的基因由于_______ 过程受阻而不能表达。
（3）控制猫毛皮颜色的基因A（橙色）、a（黑色）位于X染色体上，基因型为X^AY的猫毛皮颜色是__________。现观察到一只橙黑相间的雄猫体细胞核中有一个巴氏小体，则该雄猫的基因型为__________；若该雄猫的亲本基因型为X^aX^a和X^AY，则产生该猫是由于其________（填“父方”或“母方”）形成了异常的生殖细胞，导致出现这种异常生殖细胞的原因是                           。

下图为一对雌雄果蝇体细胞的染色体图解，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y表示染色体，基因A、a分别控制灰身、黑身，基因R、r分别控制红眼、白眼。回答下列问题：

（1）图中雄果蝇的基因型为      ；基因A和a的根本区别是      。
（2）果蝇体细胞在有丝分裂后期，细胞内染色体组数为      。已知XXY三体果蝇为雌性，能正常繁殖后代，则白眼雌果蝇(X^rX^rY) 产生的卵细胞基因型有X^rY、X^r、       。
（3）图中这一对雌雄果蝇交配，F₁的雌果蝇中杂合子所占的比例是        。
（4）用黑身白眼雌果蝇(aaX^rX^r)与灰身红眼雄果蝇(AAX^RY)杂交，F₁自由交配得F₂，F₂中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为       ，从F₂灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率是       。

果蝇的棒眼基因（B）和正常眼基因（b），只位于X染色体上。研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X^sBX^b，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因s ，且该基因与棒眼基因B始终连锁在一起(如图甲所示)，s在纯合（X^sBX^sB、X^sBY）时能使胚胎致死。图乙是某雄果蝇细胞分裂某一时期的图象。

（1）研究果蝇基因组应测定     条染色体上的DNA序列。
（2）图乙细胞的名称是         ，其染色体与核DNA数目的比值为      。正常果蝇体细胞中含有X染色体数目最多为     条。
（3）如果图乙中3上的基因是X^B，4上基因是X^b，其原因是         ，B与b基因不同的本质是它们的        不同。
（4）棒眼基因B能表达，与该基因的首端含有能与RNA聚合酶结合的        有关。
（5）若棒眼雌果蝇（X^sBX^b）与野生正常眼雄果蝇(X^bY)杂交，F₁果蝇的表现型有3种，分别是正常眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和         。F₁雌雄果蝇自由交配，F₂中B基因的频率为  （用分数形式作答）。