高考生物 易错点11 关于实验设计的遗传题-备战高考生物考试易错题（全国）（原卷版）

易错点11关于实验设计的遗传题关于实验设计的遗传题常常出现在高考题中，多数以杂交实验为背景的非选择题考查遗传规律、变异等遗传学知识。而没有全面且深刻理解遗传规律、变异等遗传学知识，无法读懂复杂的试题实验情境获取试题中有效信息、无法将所学知识应用于解题等是失分原因。在复习备考中，需要深刻领悟遗传变异知识之间的内在联系，通过专题练习达到融会贯通的效果。注意以下细微易错陷阱，对提高这类题的解题能力有所帮助。易错陷阱1：杂交亲本和杂交方式的选择。混淆杂交、自交、测交、正交与反交等概念和应用条件造成误判，审题没有注意题干限制条件（自花传粉植物或雌雄同株或两性花、只能用已有实验中材料、杂交一次等）而造成错选。易错陷阱2：验证遗传定律实质的实验设计。忽略一对同源染色体上的非等位基因遵循分离定律造成误判，没有理解自由组合定律实质用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律造成错答。易错陷阱3：遗传实验设计思路。设计思路漏写观察子代表现型及比例而失分；预测伴性遗传中子代表现型时忽略性别也是性状而丢分；忽略探究性实验与验证性实验结果预测的不同漏答而丢分。例题1、（2022全国乙卷T32）某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中色素决定，色素的合成途径是：。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因B位于非同源染色体上。回答下列问题：（1）现有紫花植株（基因型为AaBb）与红花杂合体植株杂交，子代植株表型及其比例为_____________________；子代中红花植株的基因型是______________；子代白花植株中纯合体占的比例是_________________。（2）已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲，若要通过杂交实验（要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交）来确定其基因型，请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。选用的亲本基因型为：________________________________若子代花色全为________，则待测白花纯合体基因型为________________________；若子代花色全为__________，则待测白花纯合体基因型为______________________。例题2、（2022山东卷·T22）果蝇的正常眼与无眼是1对相对性状，受1对等位基因控制，要确定该性状的遗传方式，需从基因与染色体的位置关系及显隐性的角度进行分析。以正常眼雌果蝇与无眼雄果蝇为亲本进行杂交，根据杂交结果绘制部分后代果蝇的系谱图，如图所示。不考虑致死、突变和X、Y染色体同源区段的情况。（1）据图分析，关于果蝇无眼性状的遗传方式，可以排除的是__________。若控制该性状的基因位于X染色体上，Ⅲ-1与Ⅲ-2杂交的子代中正常眼雄果蝇的概率是________。（2）用Ⅱ-1与其亲本雄果蝇杂交获得大量子代，根据杂交结果______（填“能”或“不能”）确定果蝇正常眼性状的显隐性，理由是___________________________________。（3）以系谱图中呈现的果蝇为实验材料设计杂交实验，确定无眼性状的遗传方式。（要求：①只杂交一次；②仅根据子代表型预期结果；③不根据子代性状的比例预期结果）实验思路：________________________________________；预期结果并得出结论：①若后代____________________________________，则无眼性状的遗传为伴X隐性遗传；②若后代____________________________________，则无眼性状的遗传为常染色体隐性遗传；③若后代_____________________________________，则无眼性状的遗传为常染色体显性遗传（4）若果蝇无眼性状产生的分子机制是由于控制正常眼的基因中间缺失一段较大的DNA片段所致，且该对等位基因的长度已知。利用PCR及电泳技术确定无眼性状的遗传方式时，只以Ⅱ-3为材料，用1对合适的引物仅扩增控制该对性状的完整基因序列，电泳检测PCR产物，通过电泳结果______（填“能”或“不能”）确定无眼性状的遗传方式，理由是_________________。1.单性花与两性花、自花传粉与异花传粉两性花：指一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。如：豌豆、水稻、小麦的花。单性花：指一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。如：黄瓜、西瓜的花。自花传粉：指一朵花雄蕊的花粉落到同一朵花的雌蕊柱头上或同一株植物的花的雌蕊柱头上。雌雄同株或两性花植物可以进行自花传粉。异花传粉：指一朵花雄蕊的花粉落到同一株植物另一朵花的雌蕊柱头上或另一株植物花的雌蕊柱头上。2.五种交配类型的比较五种交配类型的比较交配类型含义应用杂交基因型不同的个体相互交配的过程①探究控制生物性状的基因的传递规律②将不同的优良性状集中到一起,得到新品种③显隐性的判断自交一般指植物的自花传粉,但有时也指两个基因型相同的个体相交①连续自交并筛选可以不断提高种群中显性纯合子的比例②可用于植物纯合子、杂合子的鉴定③验证是否遵循遗传定律测交待测个体(F1)与隐性纯合子相交①可用于测定待测个体(F1)的基因型②产生的配子的类型及其比例③验证是否遵循遗传定律正交和反交正交和反交是一对相对概念若正交为♀A(性状)×♂B(性状),则反交为♀B(性状)×♂A(性状)若正交为♀B(性状)×♂A(性状),则反交为♀A(性状)×♂B(性状)①常用于判断某待测性状是细胞核遗传还是细胞质遗传②基因在常染色体上还是在X染色体上3.几种常见的遗传实验材料特点豌豆：①自花传粉、闭花受粉；自然状态下一般都是纯种②产生的后代数量多，统计更准确；③有易于区分的相对性状；④性状能够稳定遗传给后代。玉米：①雌雄同株且为单性花，便于人工授粉（可以自花传粉或异花传粉）；②生长周期短，繁殖速率快；③相对性状差别显著，易于区分观察；④产生的后代数量多，统计更准确。果蝇：①易于培养，繁殖快；②染色体数目少且大；③产生的后代多；④相对性状易于区分。4.分离定律和自由组合定律的实质(1)分离定律实质的解读①细胞学基础:下图表示一个基因型为Aa个体的性原细胞产生配子的过程。由图可知，基因型为Aa个体的精(卵)原细胞可能产生A和a两种类型的配子,比例为1∶1。②分离定律的时期：减数第一次分裂后期；

③分离定律的实质：等位基因随同源染色体的分开而分离；

④分离定律的结果：产生两种类型的配子，比例为1∶1；⑤分离定律适用范围：真核生物有性生殖的细胞核遗传；一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。一对同源染色体上的基因（包括等位基因和非等位基因）遵循分离定律。(2)自由组合定律实质的解读①细胞学基础:下图表示一个基因型为AaBb个体的性原细胞产生配子的过程。由图可知，基因型为AaBb个体的精原细胞可能产生AB、ab、Ab、aB四种类型的配子,比例为1∶1∶1∶1。基因型为AaBb个体的卵原细胞可能产生AB、ab、Ab、aB四种类型的配子,比例为1∶1∶1∶1。基因型为AaBb的一个精原细胞可能产生AB和ab或Ab和aB两种类型的配子,比例为1∶1。基因型为AaBb的一个卵原细胞可能产生AB或ab或Ab或aB一种类型的配子。②自由组合定律的时期：减数第一次分裂后期。

③自由组合定律的实质：在进行减数分裂的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。配子的随机结合不是基因的自由组合，自由组合发生在减数第一次分裂中，而不是受精作用时。

④自由组合定律的结果：产生四种类型的配子，比例为1∶1∶1∶1。⑤自由组合定律适用范围：真核生物有性生殖的细胞核遗传；两对或两对以上等位基因控制的两对或两对以上相对性状的遗传；发生自由组合的是非同源染色体上的非等位基因，如下图中A、a与D、d，B、b与D、d随其所在染色体自由组合，遵循自由组合定律；A、B与a、b随其所在染色体分离，遵循分离定律。5.遗传实验设计（1）验证遗传定律的方法验证方法现象和结论自交法F1自交后代的性状分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制测交法F1测交后代的性状比例为1∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制花粉鉴定法若有两种花粉，比例为1∶1，则符合分离定律若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律单倍体育种法取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有两种表现型，比例为1∶1，则符合分离定律取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有四种表现型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律（2）不能用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律。因为两对等位基因不管是分别位于两对同源染色体上，还是位于一对同源染色体上，在单独研究时都符合分离定律，都会出现3∶1或1∶1这些比例，无法确定基因的位置，也就没法证明是否符合自由组合定律。（3）遗传设计思路书写要点：①选择亲本及交配类型②预期子代表现型（或基因型）及比例。还需要注意选择某表现型亲本时要注明父本母本、伴性遗传子代性状要注明性别、子代表现型及比例要对应。1.（2022全国甲卷·T32）玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物（顶端长雄花序，叶腋长雌花序），但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制，雌花花序由显性基因B控制，雄花花序由显性基因T控制，基因型bbtt个体为雌株。现有甲（雌雄同株）、乙（雌株）、丙（雌株）、丁（雄株）4种纯合体玉米植株。回答下列问题。（1）若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是___________。（2）乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株；F1自交，F2中雌株所占比例为_____________，F2中雄株的基因型是_________；在F2的雌株中，与丙基因型相同的植株所占比例是__________。（3）已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性，某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体（两种玉米均为雌雄同株）间行种植进行实验，果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状，可判断糯与非耀的显隐性。①若糯是显性，则实验结果是___________________________________________________；②若非糯是显性，则实验结果是_______________________________________________。2.（2020江苏卷·T32）已知黑腹果蝇的性别决定方式为XY型，偶然出现的XXY个体为雌性可育。黑腹果蝇长翅（A）对残翅（a）为显性，红眼（B）对白眼（b）为显性。现有两组杂交实验结果如下：请回答下列问题：（1）设计实验①与实验②的主要目的是验证__________。（2）理论上预期实验①的F2基因型共有_________种，其中雌性个体中表现上图甲性状的概率为__________，雄性个体中表现上图乙性状的概率为__________。（3）实验②F1中出现了1只例外的白眼雌蝇，请分析：Ⅰ．若该蝇是基因突变导致的，则该蝇的基因型为__________。Ⅱ．若该蝇是亲本减数分裂过程中X染色体未分离导致的，则该蝇产生的配子为__________。Ⅲ．检验该蝇产生的原因可用表现型为__________的果蝇与其杂交。3.（2019全国卷=3\*ROMANIII·T32）玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。回答下列问题。（1）在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现的性状是___________。（2）现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒，若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律。写出两种验证思路及预期结果。1.下图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆实验材料及其体内相关基因控制的性状显隐性及其在染色体上的分布，下列叙述不正确的是()A.丁个体DdYyrr自交子代会出现2种表现型且比例为3∶1B.甲、乙个体减数分裂时可以恰当地揭示孟德尔自由组合定律的实质C.孟德尔将丙个体YyRr自交，其子代表现型比例为9∶3∶3∶1D.孟德尔用假说—演绎法揭示基因分离定律时，可以选甲、乙、丙、丁为材料2.（2019全国卷=2\*ROMANII·5）某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株（植株甲）进行了下列四个实验。=1\*GB3①植株甲进行自花传粉，子代出现性状分离②用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代均为全缘叶③用植株甲给羽裂叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1=4\*GB3④用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1其中能够判定植株甲为杂合子的实验是A．=1\*GB3①或②B．=1\*GB3①或=4\*GB3④C．②或③D．③或=4\*GB3④3.（2021·全国甲卷高考真题）植物的性状有的由1对基因控制，有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶，果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点，某小组用基因型不同的甲乙丙丁4种甜瓜种子进行实验，其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下表（实验②中F1自交得F2）。实验亲本F1F2①甲×乙1/4缺刻叶齿皮，1/4缺刻叶网皮1/4全缘叶齿皮，1/4全缘叶网皮/②丙×丁缺刻叶齿皮9/16缺刻叶齿皮，3/16缺刻叶网皮3/16全缘叶齿皮，1/16全缘叶网皮回答下列问题：（1）根据实验①可判断这2对相对性状的遗传均符合分离定律，判断的依据是_____。根据实验②，可判断这2对相对性状中的显性性状是__________。（2）甲乙丙丁中属于杂合体的是__________。（3）实验②的F2中纯合体所占的比例为__________。（4）假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1，而是45∶15∶3∶1，则叶形和果皮这两个性状中由1对等位基因控制的是__________，判断的依据是__________。4.（2021·全国乙卷高考真题）果蝇的灰体对黄体是显性性状，由X染色体上的1对等位基因（用A/a表示）控制；长翅对残翅是显性性状，由常染色体上的1对等位基因（用B/b表示）控制。回答下列问题：（1）请用灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇为实验材料，设计杂交实验以获得黄体雌果蝇。_______（要求：用遗传图解表示杂交过程。）（2）若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇（XAYBB）作为亲本杂交得到F1，F1相互交配得F2，则F2中灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅=______，F2中灰体长翅雌蝇出现的概率为_____________。5.（2021·河北高考真题）我国科学家利用栽培稻（H）与野生稻（D）为亲本，通过杂交育种方法并辅以分子检测技术，选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段（含有耐缺氮基因TD），L7的7号染色体上带有D的染色体片段（含有基因SD），两个品系的其他染色体均来自于H（图1）。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交，利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测，对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测，检测结果以带型表示（图2）。回答下列问题：（1）为建立水稻基因组数据库，科学家完成了水稻__________条染色体的DNA测序。（2）实验一F2中基因型TDTD对应的是带型__________。理论上，F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为__________。（3）实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108，表明F2群体的基因型比例偏离__________定律。进一步研究发现，F1的雌配子均正常，但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常，推测无活性的花粉带有__________（填“SD”或“SH”）基因。（4）以L7和L12为材料，选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X（图3）。主要实验步骤包括：①________________________________________；②对最终获得的所有植株进行分子检测，同时具有带型__________的植株即为目的植株。（5）利用X和H杂交得到F1，若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同，雌配子均有活性，则F2中与X基因型相同的个体所占比例为__________。6.（2021·湖南高考真题）油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z，通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制，研究人员进行了相关试验，如图所示。

回答下列问题：（1）根据F2表现型及数据分析，油菜半矮杆突变体S的遗传机制是______，杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等，自交时雌雄配子有______种结合方式，且每种结合方式机率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是______。（2）将杂交组合①的F2所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表现型及比例，分为三种类型，全为高秆的记为F3-Ⅰ，高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ，高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为______。产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为______（用A、a；B、b；C、c……表示基因）。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，能否验证自由组合定律？______。7.（2020·浙江卷）某昆虫灰体和黑体、红眼和白眼分别由等位基因A（a）和B（b）控制，两对基因均不位于Y染色体上。为研究其遗传机制，进行了杂交实验，结果见下表：杂交编号及亲体子代表现型及比例Ⅰ（红眼♀×白眼♂）F11红眼♂∶1红眼♀∶1白眼♂∶1白眼♀Ⅱ（黑体红眼♀×灰体白眼♂）F11灰体红眼♂∶1灰体红眼♀∶1灰体白眼♂∶1灰体白眼♀F26灰体红眼♂∶12灰体红眼♀∶18灰体白眼♂∶9灰体白眼♀∶2黑体红眼♂∶4黑体红眼♀∶6黑体白眼♂∶3黑体白眼♀注：F2由杂交Ⅱ中的F1随机交配产生回答下列问题：（1）从杂交Ⅰ的F1中选择红眼雌雄个体杂交，子代的表现型及比例为红眼♂∶红眼♀∶白眼♂=1：1：1。该子代红眼与白眼的比例不为3：1的原因是__________，同时也可推知白眼由__________染色体上的隐性基因控制。（2）杂交Ⅱ中的雌性亲本基因型为__________。若F2灰体红眼雌雄个体随机交配，产生的F3有__________种表现型，F3中灰体红眼个体所占的比例为__________。（3）从杂交Ⅱ的F2中选择合适个体，用简便方法验证杂交Ⅱ的F1中的灰体红眼雄性个体的基因型，用遗传图解表示_____。8.（2019全国卷Ⅰ·32）某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示。回答下列问题。（1）同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交，F2中翅外展正常眼个体出现的概率为_________________。图中所列基因中，不能与翅外展基因进行自由组合的是_________________。（2）同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇进行杂交(正交)，则子代雄蝇中焦刚毛个体出现的概率为_____________；若进行反交，子代中白眼个体出现的概率为_____________。（3）为了验证遗传规律，同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1，F1相互交配得到F2。那么，在所得实验结果中，能够验证自由组合定律的F1表现型是_________________，F2表现型及其分离比是_________________；验证伴性遗传时应分析的相对性状是_________________，能够验证伴性遗传的F2表现型及其分离比是____________。9.（2018全国Ⅰ卷·32）果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交，杂交子代的表现型及其比例如下：眼性别灰体长翅∶灰体残翅∶黑檀体长翅∶黑檀体残翅1/2有眼1/2雌9∶3∶3∶11/2雄9∶3∶3∶11/2无眼1/2雌9∶3∶3∶11/2雄9∶3∶3∶1回答下列问题；（1）根据杂交结果，________（填“能”或“不能”）判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上，若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上