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金版教程 高考科学复习解决方案 生物学(经典多选版)
拓展一 等位基因间的相互关系
1.显隐关系的相对性
(1)不完全显性
杂合子中显性性状不能完全掩盖隐性性状,常表现为两者之间的中间性状的现象称为不完全显性。
(2)共显性
杂合子中一对等位基因的作用互不干扰,各自控制的表型都能显现出来的现象称为共显性。
镶嵌显性是我国遗传学家谈家桢在研究异色瓢虫斑纹遗传特征时发现的一种遗传现象,即双亲的性状在F1同一个体的不同部位表现出来,形成镶嵌图式。下图是异色瓢虫两种纯合子杂交实验的结果,有关叙述错误的是( )
A.瓢虫鞘翅斑纹的遗传遵循基因分离规律
B.F2中的黑缘型与均色型均为纯合子
C.除去F2中的黑缘型,其他个体间随机交尾,F3中新类型占2/9
D.新类型个体中,SA在鞘翅前缘为显性,SE在鞘翅后缘为显性
答案 C
解析 瓢虫鞘翅斑纹由一对等位基因控制,其遗传遵循基因的分离定律,A正确;F1个体间自由交配,F2中应出现三种基因型,SASA∶SASE∶SESE=1∶2∶1,根据图中信息可知,黑缘型与均色型均为纯合子,B正确;除去F2中的黑缘型,新类型和均色型个体比例为2∶1,个体间随机交配,产生配子种类及比例为SA∶SE=1∶2,F3中新类型占2×(2/3)×(1/3)=4/9,C错误;F1表现为鞘翅的前缘和后缘均有黑色斑,说明SA在鞘翅前缘为显性,SE在鞘翅后缘为显性,D正确。
研究发现基因家族存在一种“自私基因”,该基因可通过杀死不含该基因的配子来扭曲分离比例。若A基因是一种“自私基因”,在产生配子时,能杀死体内一半不含该基因的雄配子。某基因型为Aa的植株自交获得的F1中红花(AA)∶粉红花(Aa)∶白花(aa)=2∶3∶1,则F1中个体随机受粉产生的后代的表型及比例为( )
A.红花∶白花=2∶1
B.红花∶粉红花=8∶7
C.红花∶粉红花∶白花=14∶17∶5
D.红花∶粉红花∶白花=98∶105∶25
答案 C
解析 若A基因是一种“自私基因”,能杀死一半不含该基因的雄性配子,即能杀死一半Aa产生的含基因a的雄配子,而基因型AA、aa个体产生配子时不存在致死现象。F1个体随机交配,则F1产生的雌配子基因型及比例是A∶a=7∶5,产生雄配子的基因型及比例是A∶a=2∶1,则AA∶Aa∶aa=14∶17∶5,C正确。
2.致死基因
使生物体或细胞不能存活的基因称为致死基因。致死基因可以在个体发育的任何时期起作用,但表现致死效应则是基因和环境共同作用的结果。
(1)致死基因也有显隐性之分,由此将致死基因分为显性致死基因和隐性致死基因。
①显性致死基因 指显性基因具有致死作用,通常为显性纯合致死。
②隐性致死基因 隐性致死基因只有在纯合时才有致死效应,杂合时则不影响个体的生活力。
(2)致死基因的作用可以发生在个体发育的不同阶段,由此将致死分为配子致死和合子致死。
①配子致死 致死基因在配子时期发生作用,从而不能形成有生活力的配子。
②合子致死 致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用,从而不能形成活的幼体或个体。
注:致死基因的致死率有时候不一定是100%,可以在0~100%之间变动。如有的基因在某种环境中是致死的,在另一种环境中可能具有正常的生活力;致死率的大小取决于基因和个体所处的生活环境以及个体所携带的其他基因的情况。
(2023·河北衡水金卷)在一个自然种群中,小鼠的体色有黄色和灰色,尾巴有短尾和长尾,两对相对性状受两对等位基因控制,遗传符合基因的自由组合定律。实验中发现有些基因型有致死现象(胚胎致死),现任取一对黄色短尾个体经多次交配,F1的表型为黄色短尾∶灰色短尾∶黄色长尾∶灰色长尾=4∶2∶2∶1。下列说法错误的是( )
A.表型为黄色短尾的小鼠基因型仅有1种
B.黄色短尾亲本能产生4种正常配子
C.F1中致死个体的基因型共有4种
D.若让F1中的灰色短尾雌雄鼠自由交配,则子代灰色短尾鼠占2/3
答案 C
解析 假设相关基因为Y/y、D/d,Y/y控制体色,D/d控制尾长,根据题意分析,任取一对黄色短尾个体,经多次交配后F1的表型为黄色短尾∶灰色短尾∶黄色长尾∶灰色长尾=4∶2∶2∶1,即(2∶1)(2∶1),可知黄色(Y)、短尾(D)为显性性状,且有一对显性基因纯合就会导致胚胎致死。因为YY、DD都导致胚胎致死,所以表型为黄色短尾的小鼠的基因型只有YyDd 1种,它能产生YD、Yd、yD、yd 4种配子,A、B正确;已知YY和DD都导致胚胎致死,所以黄色短尾个体(YyDd)相互交配产生的F1中致死个体的基因型有YYDD、YYDd、YyDD、YYdd、yyDD,共5种,C错误;F1中的雌雄灰色短尾鼠的基因型都为yyDd(yyDD胚胎致死),它们自由交配,后代基因型理论上有yyDD、yyDd、yydd,比例为1∶2∶1,其中yyDD胚胎致死,所以只有yyDd、yydd两种,yyDd(灰色短尾鼠)占2/3,D正确。
(多选)(2023·北京海淀期中)番茄的单式花序和复式花序是一对相对性状,由A、a基因决定。番茄花的颜色黄色和白色是一对相对性状,由B、b基因决定。将纯合的单式花序黄色花植株与复式花序白色花植株进行杂交,所得F1均为单式花序黄色花。将F1分别作母本和父本,进行测交,所得后代的表型和数量如图所示,下列分析正确的是( )
A.番茄的单式花序和黄色花为显性性状
B.这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
C.F1自交后代中复式花序白色花植株占1/40
D.F1产生的基因型为ab的花粉可能有2/3不育
答案 ABCD
解析 由F1性状可知,番茄的单式花序和黄色花为显性性状,A正确;由测交实验结果可知,两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,B正确;由图可知,F1作父本时,子代中基因型为aabb的个体数量是其他子代个体数量的1/3,推测F1产生的基因型为ab的花粉可能有不育,D正确;由于F1AaBb产生雄配子的种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=3∶3∶3∶1,而雌配子的种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,故自交后代中复式花序白色花植株(aabb)占×=,C正确。
(2023·湖南雅礼中学质检)某动物毛色的黄色与黑色受常染色体上一对等位基因(A/a)控制。已知在含有基因A/a的同源染色体上有一条染色体带有致死基因(B或b),但致死基因的表达受性激素的影响。以下是某研究小组进行的实验及结果,请回答下列相关问题。
杂交组合
亲本类型
子代
雌
雄
甲
黄色()×黑色(♀)
黄111,黑110
黄112,黑113
乙
让甲组子代中黄色雌雄个体相互交配
黄358,黑121
黄243,黑119
丙
黄色()×黄色(♀)
黄
黄
(1)根据上述杂交组合及结果推测该致死基因是________(填“B”或“b”),并且与________(填“A”或“a”)在一条染色体上。
(2)导致乙组子代雌雄中黄色与黑色比例差异的原因可能是________________________________________________________________________________________________________。
(3)丙组亲本毛色基因型为____________。
答案 (1)b A
(2)基因型为AA的雌性个体含两个致死基因,但在其产生的雌激素的影响下致死基因未表达而存活下来了
(3)AA(♀)×Aa()
解析 分析表格:根据杂交组合乙,黄色雌雄个体相互交配,后代出现黑色,说明黄色对黑色为显性;杂交组合甲中,黄色个体和黑色个体杂交,后代无论雌雄表型比例均为1∶1,因此黄色个体基因型为Aa,黑色个体基因型为aa;杂交组合乙中,后代雌性个体表型比例为3∶1,即亲本黄色个体基因型均为Aa,而后代中雄性个体表型比例为2∶1,说明基因型AA的雄性个体会致死。
(1)由分析可知,基因型为AA的雄性个体死亡,基因型为AA的雌性个体和基因型为Aa的个体生存的现象可以看出:致死基因与A基因在同一条染色体上,a基因所在的染色体上不带有致死基因,且雄性激素会促使致死基因的表达,致死基因是隐性基因,所以致死基因是b,并且与A在一条染色体上。
(2)分析题意可知,乙组中亲本基因型为AaBb,子代雌性基因型及比例为AAbb∶aaBB∶AaBb=1∶1∶2,雄性中基因型及比例为AAbb(致死)∶aaBB∶AaBb=1(致死)∶1∶2,故乙组子代雌雄中黄色与黑色比例差异的原因是基因型为AA的雌性个体含两个致死基因,但在其产生的雌激素的影响下致死基因未表达而存活下来了。
(3)丙组亲本为黄色,且子代雌性和雄性均只有黄色个体,说明亲本至少有一个个体是显性纯合子,由于雌性个体产生的雌激素可使致死基因不表达,所以亲本雌性是显性纯合子,故丙组亲本毛色基因型为AA(♀)×Aa()。
1.致死效应的快速确认
若子代比例“和”小于4或16,则可能存在“致死”现象。
以两对等位基因为例,如A基因纯合致死,则可导致子代基因型为AA__的个体致死,此个体占1/4,从而导致子代成活个体组合方式由“16”变“12”。同理,因其他致死类型的存在,“16”也可能变为其他数值。
2.致死类问题解题思路
第一步,无论是配子致死还是合子致死,均按无致死现象、遵循遗传规律写出配子种类及比例,并画出遗传图解;第二步,根据题目信息“划掉”遗传图解中致死配子或个体;第三步,根据“划掉”后的情况调整配子或个体基因型前的“系数”,分析得出正确答案。
3.复等位基因
在生物群体中,同源染色体相同位点上存在两个以上的等位基因称为复等位基因。复等位基因在自然界中广泛存在,如人的ABO血型遗传。
(2023·山东潍坊三模)ABO血型系统由基因IA、IB和i控制。当红细胞膜上的凝集原上无糖基时,血型为O型;有A糖基、B糖基或AB糖基时,血型分别为A型、B型和AB型,3个基因的作用如下图所示。在人血清中有抗A凝集素和抗B凝集素,可分别与A凝集原和B凝集原发生凝集。研究表明每个人的血清中不含有与自身凝集原相结合的凝集素。下列说法错误的是( )
A.在ABO血型系统中,人类共有6种基因型
B.IA、IB通过控制相应转移酶的合成控制相应性状
C.A型血和B型血的人婚配后可能生出O型血的孩子
D.若将O型血大量输入AB型血的人身体中,不会发生凝集
答案 D
解析 人类ABO血型系统有A型、B型、AB型、O型四种,由IA、IB、i三个复等位基因决定,共有6种基因型,分别是IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii,A正确;据图可知,IA、IB通过控制相应转移酶的合成控制凝集原上糖基的有无和种类,进而控制相应性状,B正确;基因型为IAi的A型血的人和基因型为IBi的B型血的人婚配,可以生出基因型为ii的孩子,即O型血的孩子,C正确;分析题意可知,在AB型血的人的红细胞膜上含有A凝集原和B凝集原,在O型血的人血清中有抗A凝集素和抗B凝集素,若将O型血大量输入AB型血的人身体中,会发生凝集反应,D错误。
(多选)(2023·湖南娄底考前模拟)自交不亲和是指两性花植物在雌、雄配子正常时,自交不能产生后代的特性。在烟草中至少有15个自交不亲和基因S1、S2…S15构成一个复等位基因系列(位于一对常染色体的相同位置上)。当花粉的Sx(x=1、2…15)基因与母本有相同的Sx基因时,该花粉的活性受到抑制而不能完成受精作用。根据以上信息判断下列说法正确的是( )
A.基因型为S1S2和S1S4的亲本,正交和反交的子代基因型相同
B.若某小岛烟草的S基因只有S1、S2、S3、S4四种,则该群体最多有6种基因型
C.基因S1、S2…S15互为等位基因,其遗传遵循分离定律
D.具有自交不亲和特性的植物进行杂交实验时,母本无需去雄
答案 BCD
解析 基因型为S1S2和S1S4的亲本,由于二者都含有S1基因,所以花粉活性会受到影响,当S1S2个体为父本时,子代基因型为S1S2、S2S4,当S1S4个体为父本时,子代基因型为S1S4、S2S4,正交和反交的子代基因型不完全相同,A错误;由题意可知,烟草无该基因的纯合个体,故该群体可能具有的基因型为S1S2、S1S3、S1S4、S2S3、S2S4、S3S4,共6种,B正确;基因S1、S2…S15互为等位基因,位于一对常染色体上,其遗传遵循分离定律,C正确;具有自交不亲和特性的植物进行杂交育种时,无法进行自交,因此母本无需去雄,D正确。
拓展二 非等位基因间的相互作用
1.基因互作
双杂合的F1自交和测交后代的表型比例分别为9∶3∶3∶1和1∶1∶1∶1,但基因之间相互作用会导致自交和测交后代的比例发生改变。根据表中不同条件,总结自交和测交后代的比例。
F1(AaBb) 自交后代比例
原因分析
测交后代比例
9∶3∶3∶1
正常的完全显性
1∶1∶1∶1
9∶7
当双显性基因同时出现时为一种表型,其余的为另一种表型
1∶3
9∶3∶4
存在aa(或bb)时表现为隐性性状,其余正常表现
1∶1∶2
9∶6∶1
双显性、单显性、双隐性存在时分别对应一种表型
1∶2∶1
15∶1
只要具有显性基因其表型就一致,其余的为另一种表型
3∶1
13∶3
双显性基因、双隐性基因和一种单显性基因存在时表现为一种性状,另一种单显性基因存在时表现为另一种性状
3∶1
2.基因遗传效应的累加
(1)表现
(2)原因:A与B的作用效果相同,显性基因越多,其效果越强。
AaBb与AaBb的子代中含0个显性基因的基因型为1aabb,含1个显性基因的基因型为2Aabb、2aaBb,含2个显性基因的基因型为1AAbb、1aaBB、4AaBb,含3个显性基因的基因型为2AABb、2AaBB,含4个显性基因的基因型为1AABB,因此9∶3∶3∶1变化为1∶4∶6∶4∶1。
(2023·辽宁大连模拟)某植物的花色有白色、紫色和蓝色三种,由两对独立遗传的等位基因A、a和B、b控制,基因型和表型的关系如下表所示。现用纯合紫花植株和纯合蓝花植株作亲本,杂交得F1,F1自交得F2。下列分析错误的是( )
基因型
A_B_
A_bb
aaB_
aabb
表型
白花
紫花
蓝花
白花
A.理论上,F2的表型及比例为白花∶紫花∶蓝花=10∶3∶3
B.用F1进行测交,推测测交后代有3种基因型,表型之比约为2∶1∶1
C.从F2中任选两株白花植株杂交,后代的表型可能有3种、2种、1种
D.F1自交产生F2的过程中发生了等位基因的分离和非同源染色体上非等位基因的自由组合
答案 B
解析 由题意分析可知,亲本基因型为AAbb、aaBB,F1基因型为AaBb,F1自交,F2的基因型及比例是A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,其中A_B_、aabb为白花,A_bb为紫花,aaB_为蓝花,则白花∶紫花∶蓝花=10∶3∶3,A正确;F1的基因型为AaBb,其测交后代有4种基因型,即AaBb(白花)、Aabb(紫花)、aaBb(蓝花)、aabb(白花),表型之比约为2∶1∶1,B错误;F2中白花的基因型是AABB、AaBB、AABb、AaBb、aabb,任选两株白花植株杂交,若两株白花的基因型是AaBb与aabb,则杂交后代的花色是3种,若两株白花的基因型是AABb(或AaBB)与aabb,则杂交后代的花色有2种,若两株白花的基因型是AABB与aabb,则杂交后代的花色是1种,C正确。
(多选)(2023·东北育才中学质检)某植物花色遗传受A、a和B、b两对等位基因控制。当不存在显性基因时,花色为白色,当存在显性基因时,随显性基因数量的增加,花色红色逐渐加深。现用两株纯合亲本植株杂交得F1,F1自交得F2,F2中有白花植株和4种红花植株,按红色由深至浅再到白的顺序统计出5种类型植株数量比例为1∶4∶6∶4∶1。下列说法正确的是( )
A.该植物的花色基因的遗传仍然遵循自由组合定律
B.亲本的基因型不一定为AABB和aabb
C.F2中AAbb和aaBB个体的表型与F1相同
D.用F1作为材料进行测交实验,测交后代有4种表型
答案 ABC
解析 分析比例1∶4∶6∶4∶1,1+4+6+4+1=16=42,故控制该花色基因的遗传遵循自由组合定律,A正确;根据F2分离比可知,F1基因型为AaBb,故亲本的基因型有可能是AAbb和aaBB或AABB和aabb,B正确;随着显性基因数量的增加,花色红色逐渐加深,则显性基因个数相同的个体表型相同,故AAbb和aaBB个体的表型与F1(AaBb)相同,C正确;F1测交后代的基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,含有显性基因的个数分别为2、1、1、0,故有3种表型,D错误。
(2019·全国卷Ⅱ)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。
实验①:让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶
实验②:让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3
回答下列问题。
(1)甘蓝叶色中隐性性状是________,实验①中甲植株的基因型为________。
(2)实验②中乙植株的基因型为________,子代中有________种基因型。
(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是________________;若杂交子代均为紫叶,则丙植株所有可能的基因型是________________________________;若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1,则丙植株的基因型为________。
答案 (1)绿色 aabb
(2)AaBb 4
(3)Aabb、aaBb AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb AABB
解析 (1)已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状,即aabb表现为隐性性状,A_B_、aaB_、A_bb均表现为显性性状,由实验②,绿叶甘蓝(甲)与紫叶甘蓝(乙)杂交,则绿叶甘蓝与紫叶甘蓝中有一方为隐性性状,基因型为aabb,二者杂交子代中绿叶∶紫叶=1∶3,为1∶1∶1∶1的变式,则另一方的基因型为AaBb,紫叶为显性性状,绿叶为隐性性状,所以甲植株的基因型为aabb。
(2)由上述分析可知,乙植株的基因型为AaBb,实验②子代的基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,共4种。
(3)若丙植株与甲植株(aabb)杂交,子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,可推出丙植株只能产生两种配子,且有一种配子是ab,进而推出丙的基因型是Aabb或aaBb;若丙植株与甲植株杂交子代均为紫叶,说明丙植株至少有一对显性纯合基因,则丙植株的基因型是AABB、AABb、AAbb、aaBB、AaBB;若丙植株与甲植株杂交子代均为紫叶,且该子代自交后代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1,这是9∶3∶3∶1的变式,推出子代紫叶植株的基因型是AaBb,由此推出丙植株的基因型是AABB。
特殊分离比的解题技巧——合并同类项法
(1)看F2的组合表型比例,若比例中数字之和是16,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。
(2)将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比,分析合并性状的类型。如比例为9∶3∶4,则为9∶3∶(3∶1),即4为其中两种性状的合并结果。
拓展三 基因的连锁和互换
生物在进行减数分裂形成配子时,位于同一条染色体上的非等位基因通常连锁在一起进入配子,这种现象称为连锁;同时,具有连锁关系的基因在形成配子时,有部分会随着同源染色体上非姐妹染色单体之间的交换而产生基因的新组合类型。自然界中少数生物在减数分裂过程中不会发生交换,只能形成亲本型配子,如雄果蝇和雌家蚕,这种现象称为完全连锁;若出现亲本型多,重组型少的情况,这种现象称为不完全连锁。
(1)不同基因之间的连锁程度不同,是由于不同基因在染色体上的距离不同。
(2)一般而言,距离越近的两个基因的连锁程度越大,距离越远的两个基因之间发生互换的概率越大。
(3)测交后代中重组性状出现的比例可以反映染色体上这两个基因之间的距离。
(2023·北京海淀期末)隐性基因b(黑色体色)、st(鲜红眼色)和h(钩状刚毛)是位于野生型果蝇三个常染色体上的基因。用三对基因均杂合的雌蝇进行测交实验,据表分析不合理的是( )
测交亲本
子代性状及其数量
杂合雌蝇×黑色鲜红
黑色鲜红253、黑色256、鲜红238、野生型253
杂合雌蝇×钩状鲜红
钩状鲜红236、鲜红255、钩状250、野生型259
杂合雌蝇×黑色钩状
黑色钩状25、黑色484、钩状461、野生型30
A.基因b与基因st是连锁的
B.测交子代中野生型个体为杂合子
C.各组均发生过基因重组
D.杂合雌蝇产生的配子中BH少于Bh
答案 A
解析 组合一中,子代有4种表型,比例约为1∶1∶1∶1,说明杂合雌蝇产生4种配子,所以b与st不是连锁的,A错误;由于测交是与隐性个体杂交,所以得到的子代中野生型个体为杂合子,B正确;由于三组测交后代都产生了四种表型,说明各组均发生过基因重组,C正确;由于杂合雌蝇与黑色钩状进行测交的后代中,钩状果蝇总数461大于野生型数量30,说明杂合雌蝇产生的配子中BH少于Bh,D正确。
某雄性个体的基因型为AaBb,这两对基因位于一对同源染色体上,距离较近,A基因和B基因位于同一条染色体上,a基因和b基因位于另一条染色体上。请回答以下问题。
(1)如果该个体在形成配子的过程中未发生染色体互换,该个体最终会形成几种配子?比例如何?
__________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)如果该个体在形成配子的过程中,发生了染色体互换,该个体最终会形成几种配子?比例如何?
__________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)如果该个体在形成配子的过程中,有8%的初级精母细胞中发生了染色体互换,该个体最终会形成几种配子?比例如何?
__________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案 (1)如果该个体在形成配子的过程中未发生互换,A基因和B基因会连锁遗传,a基因和b基因也会连锁遗传,最终会形成2种配子,AB∶ab=1∶1
(2)如果该个体在形成配子的过程中,某些细胞中发生了染色体互换,最终会形成4种配子,因两对基因之间距离较近,亲本型配子AB和ab会较多(二者数量相等),重组型配子Ab和aB会较少(二者数量也相等)
(3)如果该个体在形成配子的过程中,一个初级精母细胞中发生了染色体互换,会形成4个不同的精子AB、ab、Ab、aB,一半为亲本型配子AB和ab,另一半为重组型配子Ab和aB。其他初级精母细胞中未发生染色体互换,形成的配子都是亲本型AB和ab。所以,若8%的初级精母细胞中发生了染色体互换,最终形成的配子种类和比例分别为48%AB、48%ab、2%Ab、2%aB
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