内容正文:
第四单元 遗传的基本规律
必修2 遗传与进化
第4课时 自由组合定律的应用
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CONTENTS
01
课时作业
KE SHI ZUO YE
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应用一
应用二
应用三
应用一 设计实验,验证自由组合定律
1.自交法:双杂合子自交后代的分离比为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。
2.测交法:双杂合子测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制。
3.花粉鉴定法:双杂合子若有四种花粉,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律。
4.单倍体育种法:取双杂合子花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,并培育成植株,若植株有四种表型,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律。
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应用一
应用二
应用三
例 1 现有①~④四个纯种果蝇品系,其中品系①的性状均为显性,品系②~④均只有一种性状是隐性,其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示:
若需验证自由组合定律,可选择交配的品系组合为( )
A.①×④ B.①×②
C.②×③ D.②×④
品系 ① ② ③ ④
隐性性状 — 残翅 黑身 紫红眼
相应染色体 Ⅱ、Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ
答案
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应用一
应用二
应用三
解析 要验证基因自由组合定律,则控制两对相对性状的基因要位于不同对的同源染色体上,控制翅形和体色的基因都位于Ⅱ号染色体上,控制眼色的基因位于Ⅲ号染色体上,所以选择位于两对同源染色体上的基因来验证基因的自由组合定律,可用②×④或③×④。
解析
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应用一
应用二
应用三
例 1 某自花传粉植物的红花/白花、高茎/矮茎这两对相对性状各由一对等位基因控制,A/a表示控制花色的基因,B/b表示控制茎高的基因。现有该植物的甲、乙两植株,甲自交后,子代均为白花,但有高茎和矮茎性状分离的现象;乙自交后,子代均为矮茎,但有红花和白花性状分离的现象。回答下列问题。
(1)据题干信息推测,甲、乙植株可能的基因型是什么?
______________________________________。
甲:AABb或aaBb,乙:AaBB或Aabb。
答案
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应用一
应用二
应用三
(2)进一步实验研究,最终确定红花和高茎为显性性状。请以甲和乙为材料,设计杂交实验,验证A/a与B/b基因遵循自由组合定律。写出实验步骤和预期结果。
答案 方案一 实验步骤:让甲和乙杂交得F1,取F1中的红花高茎植株自交,统计F2的表型及比例。预期结果:红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎=9∶3∶3∶1。
方案二 实验步骤:让甲和乙杂交得F1,取F1中的红花高茎植株与白花矮茎植株杂交,统计F2的表型及比例。预期结果:红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎=1∶1∶1∶1。
答案
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应用一
应用二
应用三
方案三 实验步骤:让甲和乙杂交得F1,取F1中的红花高茎植株与亲本乙杂交,统计F2的表型及比例。预期结果:红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎=3∶3∶1∶1。
方案四 实验步骤:让甲和乙杂交得F1,取F1中的红花高茎植株与亲本甲杂交,统计F2的表型及比例。预期结果:红花高茎∶白花高茎∶红花矮茎∶白花矮茎=3∶3∶1∶1
(任答一个方案即可)。
答案
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应用一
应用二
应用三
应用二 杂交选优,培育动植物新品种
在动植物育种中,人们广泛运用杂交的方法,有目的地使不同亲本的优良性状组合在一起,从而创造出许多优良的动植物新品种。
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应用一
应用二
应用三
1.植物育种
(1)纯合子培育
在小麦中,抗倒伏(D)对易倒伏(d)为显性,易染条锈病(T)对抗条锈病(t)为显性。小麦患条锈病或倒伏,会导致减产甚至绝收。由抗倒伏易染条锈病的纯系小麦(DDTT)和易倒伏抗条锈病的纯系小麦(ddtt)杂交,产生F1,再经过多代自交,逐代筛选,就可得到符合要求的抗倒伏抗条锈病的新品种(DDtt)。
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应用一
应用二
应用三
(2)杂种优势
遗传组成不同的亲本杂交产生的后代,在生活力、长势、抗逆性和产量等方面往往超过亲本。
杂种优势在自然界中普遍存在。在生产实践中,马铃薯、甘薯等可以进行无性生殖,也可以通过不同品种间的杂交直接获得杂种优势。例如,将黄肉不抗病和白肉抗病两种马铃薯杂交,获得黄肉抗病(AaBb)的马铃薯新品种。直接选留该黄肉抗病个体进行无性生殖,即可保持其优良性状。
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应用一
应用二
应用三
2.动物育种
动物也可以通过杂交选优培育新品种。例如,中国从国外引进各种类型的荷斯坦牛与国内的黄牛杂交,经过多年选育,形成兼具双方特点的中国荷斯坦牛。
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应用一
应用二
应用三
例 3 种皮由母本体细胞发育而来,某玉米种皮有红、紫和白三种颜色,由两对等位基因A/a、B/b分别控制红色素和紫色素的合成。下表为不同种皮颜色的玉米杂交实验结果。
杂交组合 F1植株收获籽粒的颜色
红色 紫色 白色
①红种皮×紫种皮 — 831 —
②紫种皮×白种皮 137 264 134
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应用一
应用二
应用三
回答下列问题:
(1)玉米作为遗传学杂交实验材料的优点有:____________________ ____________________________________________。(答出两点即可)
(2)杂交组合①中两个亲本为稳定遗传类型,且F1连续自交不会出现白种皮类型,可以推断其中红种皮亲本基因型是________,紫种皮亲本基因型是________。
(3)杂交组合②的杂交方式一般称为________,F1的基因型和比例为______________________________________。用该杂交组合的紫种皮亲本自交,获得籽粒后种植,待植株成熟,所结籽粒种皮颜色为紫色的植株所占比例为________。
后代数目多,具有稳定
的易于区分的相对性状,易于进行人工杂交实验
AAbb
AABB
测交
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1
3/4
答案
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应用一
应用二
应用三
(4)用白种皮玉米给AABb基因型玉米授粉,当年所收获的籽粒种皮颜色有________种,表现为________色。
(5)如果想要在最短时间内和最小工作量情况下获得更多的AAbb品系,请以杂交组合②F1植株收获的籽粒为材料设计实验方案:___________________________________________________________________________________________。
1
紫
选择红色种皮籽粒种植后连续自交两代,得到的不出现性状分离的红色籽粒植株即为AAbb品系
答案
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应用一
应用二
应用三
解析 玉米籽粒颜色由两对等位基因A/a、B/b分别控制红色素和紫色素的合成,根据题意分析:红种皮基因型为A_bb,紫种皮基因型为aaB_、A_B_,白种皮的基因型为aabb。
(2)在杂交组合①中,由于两亲本均为稳定遗传类型,所以两亲本为纯合子,又因F1全部为紫种皮,且连续自交后不会出现白种皮,因此可以推测出亲本中红种皮的基因型为AAbb,紫种皮的基因型为AABB。
解析
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应用一
应用二
应用三
(3)在杂交组合②中,由于紫种皮与白种皮杂交后出现性状分离的现象,而白种皮的基因型为aabb,符合测交的要求;由F1的表型及比例可以推断出亲本的紫种皮的基因型为AaBb,故F1基因型和比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1;若将亲本中的紫种皮(AaBb)进行自交后,后代基因型比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,其中为紫种皮的基因型有A_B_和aaB_,所占比例为(9+3)/(9+3+3+1)=3/4。
(4)从题中可知,“种皮由母本体细胞发育而来”,因此所收获的籽粒种皮由母本(AABb)决定,种皮细胞的基因型为AABb,籽粒种皮颜色有1种,表现为紫色。
解析
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应用一
应用二
应用三
例 4 小麦是我国重要的农作物。我国育种工作者发现了一株雄性不育小麦,这对培育高产杂交小麦具有重要意义。
(1)在小麦的杂交育种过程中,选择雄性不育植株可以减少________操作步骤,明显提高育种工作效率。
(2)为研究此雄性不育性状的遗传机制,
育种工作者利用育性正常与雄性不育小麦
进行了杂交实验,过程如图1:
去雄
答案
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应用一
应用二
应用三
从上述实验结果可以推测育性正常与雄性不育性状的遗传遵循孟德尔的________定律,其中雄性不育性状为________性状。根据杂交结果还可以得出该雄性不育株细胞质中不存在独立控制不育性状的基因,请写出此推测的理由:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
分离
显性
若该雄性不育株(母本)细胞质中存在独立控制不育性状的基因,子代应该都不育,但子代有可育个体,说明该雄性不育株细胞质中不存在独立控制不育性状的基因
答案
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应用一
应用二
应用三
(3)在后续研究中,育种工作者在上述雄性不育植株中发现了一株矮秆雄性不育突变体,利用该突变体进行了新的杂交实验,如图2:
请利用遗传图解解释F1矮秆雄性不育株与株高正常可育株杂交出现上述结果的原因(雄性不育/可育基因用A/a表示,株高基因用B/b表示)。
答案
答案
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应用一
应用二
应用三
(4)与普通的雄性不育系相比,矮秆雄性不育系在实际生产应用中的优势是__________________________________________。
可通过株高直接选择出雄性不育系植株
解析 (1)在小麦的杂交育种过程中,正常流程是“去雄—套袋—人工授粉—再套袋”,选择雄性不育植株可以减少人工去雄这一环节。
(2)雄性不育(母本)与可育个体(父本)杂交,子代雄性不育与可育个体之比为1∶1,并且可育个体自交后代都可育,说明可育个体为隐性纯合个体,雄性不育个体为杂合子,雄性不育为显性性状。育性正常与雄性不育性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。
答案
解析
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应用一
应用二
应用三
(3)根据F1子代只有矮秆,可知亲本矮秆为显性纯合个体,株高正常为隐性纯合个体;结合(2)可知,雄性不育为显性性状,可育为隐性性状,故亲本基因型为AaBB(矮秆雄性不育)和aabb(株高正常可育),F1个体为AaBb(矮秆雄性不育)∶aaBb(矮秆可育)=1∶1,用F1进行测交,子代只有两种表型矮秆雄性不育(基因型A_B_)和株高正常可育(基因型aabb),说明F1的矮秆雄性不育(基因型为AaBb)只能产生AB、ab两种配子,故可推测AB连锁、ab连锁,F1矮秆雄性不育株与株高正常可育株杂交,遗传图解见答案。
(4)普通的雄性不育系不容易被选出来,矮秆雄性不育系由于矮秆基因与不育基因连锁,可从矮秆性状直接选出雄性不育植株用于生产。
解析
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应用一
应用二
应用三
应用三 分析遗传病,预测遗传病的发病概率
自由组合定律对于推断人类某些性状的遗传方式、推断后代基因型和表型及预测遗传病的风险等,也有积极的指导意义,为优生优育和遗传病的预防提供理论依据。
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应用一
应用二
应用三
例 5 假定基因A是视网膜正常所必需的,基因B是视神经正常所必需的,两对基因独立遗传。现有基因型为AaBb的双亲,从理论上分析,他们所生的后代视觉正常的可能性是( )
A.3/16 B.4/16
C.7/16 D.9/16
解析 只有视网膜和视神经都正常,视觉才正常,即同时具备A和B,即A_B_为视觉正常,则AaBb×AaBb→A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,故选D。
答案
解析
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课时作业
01
KE SHI ZUO YE
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课时作业 KE SHI ZUO YE
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一、单项选择题(每题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)
1.如图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆植株体内相关基因在染色体上的分布。下列叙述正确的是( )
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课时作业 KE SHI ZUO YE
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A.甲、乙、丙、丁都可以作为研究基因分离定律的材料
B.图丁个体自交后代高茎中纯合子占1/4
C.图丙、丁所表示个体减数分裂时,可以揭示基因的自由组合定律的实质
D.图丙个体自交,子代表型比例为9∶3∶3∶1,属于假说—演绎的实验验证阶段
答案
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课时作业 KE SHI ZUO YE
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解析 甲、乙、丙、丁均含有等位基因,如果只考虑一对相对性状,都可以作为研究基因分离定律的材料,A正确;图丁个体自交后代中DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,其中高茎中纯合子占1/3,B错误;图丁中两对等位基因位于一对同源染色体上,不能用来揭示基因的自由组合定律的实质,C错误;图丙个体自交,子代表型及比例为9∶3∶3∶1,属于假说—演绎法中的观察现象阶段,D错误。
解析
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2.中国动物遗传学家陈桢证明金鱼体色的遗传是由常染色体上的基因控制的,白色是由四对隐性基因(aabbccdd)控制的性状。这四对基因分别位于不同的同源染色体上。而四对基因中只要有一个显性基因存在时,就使个体表现为紫色,观察发现紫色鱼的体色深浅程度随显性基因的数目增多而加深。用紫色最深的紫色鱼与白色鱼杂交得到足够数量的F1,让F1雌雄鱼杂交,得到F2个体(假设F2个体的各表型成活率相同),则下列说法错误的是( )
A.金鱼体色的遗传遵循基因的自由组合定律
B.紫色最深的金鱼基因型是AABBCCDD
C.F2中紫色个体中纯合子占1/255
D.F2个体中杂合子占15/16
答案
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解析 这四对基因分别位于不同的同源染色体上,因此金鱼体色的遗传遵循基因的自由组合定律,A正确;四对基因中只要有一个显性基因存在时,就使个体表现为紫色,观察发现紫色鱼的体色深浅程度随显性基因的数目增多而加深,由此推出紫色最深的金鱼的基因型是AABBCCDD,B正确;结合题意,F1基因型为AaBbCcDd,根据自由组合定律知,F2中紫色个体占255/256,F2中紫色纯合子个体占1/2×1/2×1/2×1/2-1/4×1/4×1/4×1/4=15/256,因此F2中紫色个体中纯合子占(15/256)÷(255/256)=15/255,C错误;F2个体中纯合子应是1/2×1/2×1/2×1/2=1/16,则杂合子占15/16,D正确。
解析
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3.(2023·湖南长沙高三统考考前演练七)某植物有白花和红花两种性状,由等位基因R/r,I/i控制,已知基因R控制红色色素的合成、基因I会抑制基因R的表达。某白花植株自交,F1中白花∶红花=5∶1;再让F1中的红花植株自交,后代中红花∶白花=2∶1。下列有关分析错误的是( )
A.基因R/r与I/i独立遗传
B.基因R纯合的个体会致死
C.F1中白花植株的基因型有7种
D.亲代白花植株的基因型为RrIi
答案
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解析 依题意,红花植株的基因型为R_ii,白花植株的基因型为R_I_、rrI_、rrii,F1中的红花植株自交后代为红花∶白花=2∶1,可推出基因型为RR的个体致死,某白花植株自交,F1中白花∶红花=5∶1,即红花R_ii占1/6=2/3×1/4,说明两对等位基因独立遗传,A、B正确;由以上分析可推出,亲代白花植株的基因型为RrIi,F1中白花植株的基因型有RrII、RrIi、rrII、rrIi、rrii,共5种,D正确,C错误。
解析
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4.(2017·全国卷Ⅱ)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则杂交亲本的组合是( )
A.AABBDD×aaBBdd,或AAbbDD×aabbdd
B.aaBBDD×aabbdd,或AAbbDD×aaBBDD
C.aabbDD×aabbdd,或AAbbDD×aabbdd
D.AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbdd
答案
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解析 F2中毛色表型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,总数为64,即43,故F1中应有3对等位基因,且遵循自由组合定律。AABBDD×aaBBdd的F1中只有2对等位基因,AAbbDD×aabbdd的F1中也只有2对等位基因,A错误;aaBBDD×aabbdd的F1中只有2对等位基因,AAbbDD×aaBBDD的F1中也只有2对等位基因,B错误;aabbDD×aabbdd的F1中只有1对等位基因,且F1、F2都是黄色,AAbbDD×aabbdd的F1中只有2对等位基因,C错误;AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbdd的F1中含有3对等位基因,F1均为黄色,F2中毛色表型会出现黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,D正确。
解析
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5.(2023·湖南长沙高三统考考前演练六)在番茄中,圆形果(R)对卵圆形果(r)为显性,单一花序(E)对复状花序(e)为显性。对某单一花序圆形果植株进行测交,测交后代表型及其株数为:单一花序圆形果22株、单一花序卵圆形果83株、复状花序圆形果85株、复状花序卵圆形果20株。据此判断,下列四图中,能正确表示该单一花序圆形果植株基因与染色体关系的是( )
答案
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解析 根据单一花序圆形果植株测交后代表型及其株数为:单一花序圆形果22株、单一花序卵圆形果83株、复状花序圆形果85株、复状花序卵圆形果20株,由此推知,单一花序圆形果植株的基因型为EeRr,但四种表型的比例不能近似转化为1∶1∶1∶1,两对基因最可能位于一对同源染色体上,R、e连锁在一起,r、E连锁在一起,因部分发生染色体互换才导致产生的四种配子的比例不为1∶1∶1∶1。综合分析,A正确,B、C、D错误。
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6.(2023·辽宁丹东二模)为研究某种植物高茎与矮茎、紫花与白花两对相对性状的遗传规律,科研人员设计了杂交实验如图。下列预期结果错误的是( )
A.控制两对性状的基因遵循自由组合定律
B.高茎与矮茎性状由两对基因控制
C.F2中矮茎白花个体有5种基因型
D.F1测交结果的表型比为3∶3∶1∶1
答案
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解析 由题图分析,高茎∶矮茎=(27+21)∶(9+7)=3∶1,所以株高是受一对等位基因控制;紫花∶白花=(27+9)∶(21+7)=9∶7,说明控制花色的基因是由两对等位基因控制,A正确,B错误;假设紫花和白花由A、a和B、b两对基因控制,紫花基因型为A_B_,其余均为白花,高茎和矮茎由基因D、d控制,则F1基因型为AaBbDd,因此理论上,F2中矮茎的基因型有1种(dd),白花的基因型有5种(AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb),故矮茎白花的基因型有1×5=5种,C正确;F1基因型为AaBbDd,配子中的高茎(D)∶矮茎(d)=1∶1,紫花(AB)∶白花(Ab、aB、ab)=1∶3,故F1测交结果的表型比为3∶3∶1∶1,D正确。
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二、不定项选择题(每题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求)
7.(2023·湖南长沙长郡中学高三考前冲刺)棉铃虫是严重危害棉花的一种害虫。科研工作者发现毒蛋白基因B和胰蛋白酶抑制剂基因D,两种基因均可导致棉铃虫死亡。现将B和D基因同时导入棉花的一条染色体上获得抗虫棉。棉花的短果枝由基因A控制,研究者获得了多个基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株,AaBD植株与纯合的aa长果枝不抗虫植株杂交得到F1(不考虑减数分裂时的互换)。下列说法正确的是( )
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A.若F1中短果枝抗虫∶长果枝不抗虫=1∶1,则B、D基因与A基因位于同一条染色体上
B.若F1的表型比例为1∶1∶1∶1,则F1产生的配子的基因型为AB、AD、aB、aD
C.若F1的表型比例为1∶1∶1∶1,则果枝基因和抗虫基因分别位于两对同源染色体上
D.若F1中短果枝不抗虫∶长果枝抗虫=1∶1,则F1产生的配子的基因型为A和aBD
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解析 如果B、D基因与A基因位于同一条染色体上,则AaBD产生的配子的类型是ABD∶a=1∶1,与纯合的aa长果枝不抗虫植株杂交得到的F1的基因型及比例是AaBD∶aa=1∶1,表型及比例是短果枝抗虫∶长果枝不抗虫=1∶1,A正确;由于B、D位于一条染色体上,如果不考虑染色体互换,则不会产生基因型为AB、AD、aB、aD的四种类型的配子,B错误;如果果枝基因和抗虫基因分别位于两对同源染色体上,则AaBD产生配子的类型及比例是ABD∶a∶aBD∶A=1∶1∶1∶1,与纯合的aa长果枝不抗虫植株杂交得到的F1的表型及比例是短果枝抗虫∶长果枝抗虫∶短果枝不抗虫∶长果枝不抗虫=1∶1∶1∶1,C正确;如果a与B、D连锁,则AaBD产生的配子的类型及比例是A∶aBD=1∶1,与纯合的aa长果枝不抗虫植株杂交得到的F1的基因型及比例是Aa∶aaBD=1∶1,表型及比例是短果枝不抗虫∶长果枝抗虫=1∶1,D正确。
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8.(2023·福建厦门四检)甘蓝型油菜是我国重要的油料作物,它的花色性状由三对独立遗传的等位基因(A和a、B和b、D和d)控制。当基因型中有两个A基因时开白花,只有一个A基因时开乳白花,三对基因均为隐性时开金黄花,其余情况开黄花。下列叙述正确的是( )
A.稳定遗传的白花植株的基因型有6种
B.乳白花植株自交后代中不可能出种3种花色
C.基因型为AaBbDd的植株自交,后代中乳白花占eq \f(1,2)
D.基因型为AaBbDd的植株测交,后代中黄花占eq \f(3,8)
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解析 白花对应的基因型为AA____,能稳定遗传的白花植株的基因型有9种,A错误;乳白色植株的基因型为AaBBdd时,其自交后代会出现白花(AABBdd),乳白花(AaBBdd),黄花(aaBBdd)这3种花色,B错误;基因型为AaBbDd植株自交后代会出现白色eq \f(1,4)AA_ _ _ _,乳白色eq \f(1,2)Aa_ _ _ _,eq \f(1,4)aa_ _ _ _(黄花和金黄花),C正确;基因型AaBbDd的植株测交,即AaBbDd×aabbdd,子代中黄花的基因型及所占比例为eq \f(1,8)aaBbDd、eq \f(1,8)aabbDd、eq \f(1,8)aaBbdd,黄花共占eq \f(3,8),D正确。
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9.(2023·山东济南一模)某种闭花受粉
植物的野生型叶形为圆形,现有两种单基
因纯合突变体,甲叶形(突变基因记作A/a)
为椭圆形,乙(突变基因记作B/b)为柳叶形。
用甲、乙进行杂交实验,结果如图。下列说
法正确的是( )
A.自然状态下圆形叶片的植株基因型通常有4种
B.A/a和B/b两对等位基因的遗传遵循自由组合定律
C.通过测交实验可以确定F2中柳叶形植株控制叶形性状的基因型
D.F2圆形叶片植株自交后代叶片的表型及比例为圆形∶椭圆形∶柳叶形=25∶6∶5
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解析 根据F2的分离比约为9∶3∶4,推测F1圆形个体基因型为AaBb,根据题干椭圆形是基因A突变为a导致,柳叶形是基因B突变为b导致,所以椭圆形个体基因型为aaB_,柳叶形个体基因型为A_bb和aabb,此外还应注意题干中该植物是闭花受粉植物,所以自然状态下该植物为纯种,A错误;F2的分离比约为9∶3∶4,是9∶3∶3∶1的变式,说明两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,B正确;F2中柳叶形基因型可能是Aabb或AAbb或aabb,其测交后代仍然均为柳叶形,故通过测交实验无法确定其基因型,C错误;F2圆形叶片植株基因型为1/9AABB、2/9AaBB、2/9AABb、4/9AaBb,自交后代圆形个体(A_B_)占25/36,椭圆形个体(aaB_)占5/36,剩下的柳叶形个体占6/36,所以圆形∶椭圆形∶柳叶形=25∶5∶6,D错误。
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三、非选择题
10.某植物的花色受两对独立遗传的等位基因A/a和B/b控制,且A基因和B基因是红花出现的必需基因。在种植中发现,深红花和白花性状均可稳定遗传,而浅红花性状总是不能稳定遗传。深红花品系(甲)和白花品系(乙)植株杂交,F1均为浅红花,F1自交,F2中深红花∶浅红花∶白花=1∶8∶7。回答下列问题。
(1)根据上述杂交结果判断,浅红花植株的基因型有________种;F2植株自交,后代中出现两种花色植株占F2的比例为________。
(2)若在另一条染色体上,还存在色素合成抑制基因D,当D基因存在时,均表现为白花,若某白花植株自交,子代中深红花∶浅红花∶白花=1∶2∶13,则该白花植株的基因型为____________________。
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AABbDd或AaBBDd
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(3)甲品系与乙品系杂交产生的F1中,偶然出现一株白花品系,若该白花植株是由于红花基因(A/a和B/b)或色素合成抑制基因(D/d)中的一个基因发生突变所致,请设计两个实验,探究是哪种基因发生了突变。
方法一:让该白花植株_____,若子代中___________,则说明是红花基因突变所致;
若子代中________________________________________,则说明是色素合成抑制基因突变所致。
方法二:让该白花植株__________________________,若子代中____________,则说明是红花基因突变所致;
若子代中__________________________________________,则说明是色素合成抑制基因突变所致。
自交
均为白花
有白花、浅红花和深红花(或白花和红花)
与深红花品系(甲)植株杂交
均为浅红花
有白花、浅红花和深红花(或白花和红花)
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解析 分析题干信息可知,红花性状由两对独立遗传的等位基因A/a、B/b控制,说明控制红花性状的两对基因遵循基因的自由组合定律。A和B基因是红花出现的必需基因,深红花和白花性状均可稳定遗传,而浅红花性状总是不能稳定遗传。深红花品系(甲)和白花品系(乙)植株杂交,F1均为浅红花,F1自交,F2中深红花∶浅红花∶白花=1∶8∶7,由此可知,深红花的基因型及比例为1/16AABB,浅红花的基因型及比例为2/16AABb、2/16AaBB、4/16AaBb,白花的基因型及比例为1/16AAbb、2/16Aabb、1/16aaBB、2/16aaBb、1/16aabb。
(1)浅红花植株的基因型有AABb、AaBB、AaBb 3种;F2植株自交,后代不会出现2种花色的植株。
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(2)当D基因存在时,均表现为白花,某白花植株自交,子代深红花∶浅红花∶白花=1∶2∶13,由此可以得出子代深红花的基因型及比例为1/16AABBdd,则亲代白花植株产生配子ABd的概率应为1/4,由此可知,亲代白花植株必须含有A和B,但又表现为白色,所以亲代白花植株的基因型为AaBBDd或AABbDd。
(3)深红花品系(甲)的基因型为AABBdd,白花品系(乙)的基因型为aabbdd,杂交产生F1的基因型为AaBbdd,偶然出现一株白花品系,可能的原因有:①AaBbdd突变为AaBbDd;②AaBbdd突变为aaBbdd;③AaBbdd突变为Aabbdd。为探究是哪种基因发生了突变,可进行以下三种方法:
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方法一:让该白花植株自交,然后观察并统计子代的表型,若子代中均为白花,则说明是红花基因突变所致;若子代中有白花、深红花和浅红花,则说明是色素合成抑制基因突变所致。
方法二:让该白花植株与深红花品系(甲)植株杂交,若子代中均为浅红花,则说明是红花基因突变所致;若子代中有白花、浅红花和深红花,则说明是色素合成抑制基因突变所致。
方法三:让该白花植株与白花品系(乙)植株杂交,若子代中均为白花,则说明是红花基因突变所致;若子代中有白花和浅红花,则说明是色素合成抑制基因突变所致。
以上三种方法任选两种即可。
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11.呈现植物花色的色素,一般是由无色的化合物经过一步或多步酶促反应生成,下图表示植物合成色素的两种途径,不能合成色素的个体开白花。(假定相关基因都是独立遗传的,且不考虑基因突变)
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(1)分别具有途径一、二的植物,开红花个体的基因型分别有________、________种。某植物红色素的合成需要n步酶促反应,且每步反应的酶分别由一对等位基因中的显性基因控制,现将两个纯合的白花品系杂交,F1开红花,再将F1自交,F2中白花植株占37/64,则F2红花植株中杂合子占________。
(2)若有一种植物的花也有红花和白花两种,与红色素合成有关的两种酶也分别由基因A和B控制。若基因型AaBb的个体自交,后代红花∶白花=15∶1,请你参照上述途径的格式写出该植物最可能的色素合成途径。
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(3)某种植物通过途径二决定花色,红色素和蓝色素都能合成的植株开紫花。研究发现配子中A和B基因同时存在时成活率可能减半,但是AB基因对雌雄配子的影响情况不同,请利用基因型AaBb的植株设计测交实验验证AB只使雄配子成活率减半,简要写出实验方案及预期结果、结论。____________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验方案:以基因型AaBb的植株为父本,白花植株为母本
进行测交作为正交实验;以白花植株为父本,基因型AaBb的植株为母本进行测交作为反交实验,分别统计后代的性状分离比。
预期结果:正交实验后代紫花∶红花∶蓝花∶白花的比值为1∶2∶2∶2,反交实验该比值为1∶1∶1∶1。
结论:A和B基因同时存在时雄配子的成活率减半,对雌配子的成活率不产生影响
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解析 (1)途径一中,只有A、B同时存在才开红花,所以其基因型有AABB、AaBB、AABb和AaBb四种;途径二中,要表现出红色,则A不存在且必须有B基因,因此有aaBB和aaBb两种基因型;根据F2中白花植株占37/64,红花植株的比例为27/64=(3/4)3,说明该性状由三对基因决定,且只有都为显性时才表现红花,因此红花基因型是A_B_C_,F1基因型是AaBbCc,F2中纯合子AABBCC的比例为1/64,在红花中的比例为1/27,所以红花中的杂合子比例为1-1/27=26/27。
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(2)红花∶白花=15∶1,说明只要存在显性基因(A_B_、A_bb、aaB_)即表现为红花,只有aabb表现为白花,即
。
(3)由于AB的雄配子成活率可能减半,AaBb作父本产生配子的种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶2∶2∶2,作母本产生的配子及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,所以可以设计测交结合正反交实验进行。
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12.已知某种植物的一个表型为红花高茎而基因型为AaBb的个体,A和a基因分别控制红花和白花这对相对性状,B和b分别控制高茎和矮茎这对相对性状。已知这两对基因在染色体上的分布位置有以下三种可能。据图回答下列问题:
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(1)图②③中,两对等位基因在遗传时是否遵循基因的自由组合定律?______(填“是”或“否”),理由是_______________________________ ______________。若不考虑同源染色体非姐妹染色单体互换,且含b基因的染色体片段缺失(这种变化不影响配子和子代的存活率),图③细胞能产生________种基因型的配子,其基因型是____________。
(2)假设图①中两对基因在遗传时
遵循基因的自由组合定律,请在方框
内画出AaBb两对基因在染色体上的另
一种可能的分布状态。(画图并标注基
因在染色体上的位置)
否
两对等位基因位于同一对同源
染色体上
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A、aB
答案 如图所示
答案
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(3)现提供表型为白花矮茎的植株若干,要通过一次交配实验来探究上述红花高茎植株的两对基因在染色体上的位置究竟属于上述三种情况中的哪一种(不考虑同源染色体非姐妹染色单体互换),某同学设计了如下实验,基本思路是用上述红花高茎植株与白花矮茎植株进行杂交,观察并统计子一代植株的表型及其比例。
Ⅰ.若子一代植株中出现四种表型,表型及比例为________________ ______________________________________,则基因在染色体上的分布状态如图①所示。
Ⅱ.若子一代植株中出现两种表型,表型及比例为________________ ________________,则基因在染色体上的分布状态如图②所示。
红花高茎∶红花
矮茎∶白花高茎∶白花矮茎=1∶1∶1∶1
红花高茎∶
白花矮茎=1∶1
答案
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Ⅲ.若子一代植株中出现两种表型,表型及比例为______________ _____________________,则基因在染色体上的分布状态如图③所示。
白花高茎=1∶1
红花矮茎∶
解析 (1)只有位于非同源染色体上的非等位基因才遵循基因的自由组合定律,而图②③中,两对基因位于同一对同源染色体上,故两对等位基因的遗传不遵循基因的自由组合定律。
(2)只有位于非同源染色体上的非等位基因才遵循基因的自由组合定律,故两对基因(A/a、B/b)的位置见答案。
(3)用上述红花高茎植株(AaBb)与白花矮茎植株进行杂交,为测交,白花矮茎植株(aabb)只能产生一种配子(ab)。
答案
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Ⅰ.若红花高茎植株基因分布如图①,该植株能产生四种配子(1AB∶1Ab∶1aB∶1ab),故测交后代基因型及比例为1AaBb∶1Aabb∶1aaBb∶1aabb,即红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎=1∶1∶1∶1。
Ⅱ.若红花高茎植株基因分布如图②,该植株能产生两种配子(1AB∶1ab),故测交后代基因型及比例为1AaBb∶1aabb,即红花高茎∶白花矮茎=1∶1。
Ⅲ.若红花高茎植株基因分布如图③,该植株能产生两种配子(1Ab∶1aB),故测交后代基因型及比例为1Aabb∶1aaBb,即红花矮茎∶白花高茎=1∶1。
解析
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R
$$