内容正文:
专题05 遗传的基本规律
一、选择题
1.(2024•山东省实验中学5月)5. 某植物为二倍体雌雄同株同花植物,自然状态下可以自花受粉或异花受粉。其花色受A(红色)、AP(斑红色)、AT(条红色)、a(白色)4个复等位基因控制,4个复等位基因的显隐性关系为A>AP>AT>a。AT是一种“自私基因”,在产生配子时会导致同株一定比例的其他花粉死亡,使其有更多的机会遗传下去。基因型为ATa的植株自交,F₁中条红色:白色=5:1.下列叙述正确的是( )
A. 花色基因的遗传遵循孟德尔自由组合定律
B. 两株花色不同的植株杂交,子代花色最多有4种
C. 等比例的AAP与ATa植株随机交配,F₁中含“自私基因”的植株所占比例为15/28
D. 基因型为ATa的植株自交,F₁条红色植株中能稳定遗传的占2/5
2. (2024•泰安四模)5. 某二倍体小鼠,控制其毛色的等位基因G(黑色)、g(灰色)只位于X染色体上。受表观遗传的影响,基因G、g来自母本时不表达,且基因G、g均不表达时小鼠表型为白色。某雄性小鼠与杂合子雌性小鼠杂交,F1代小鼠中出现白色、黑色两种不同的毛色。下列说法正确的是( )
A. 来自母本的G基因与来自父本的G基因碱基序列不同
B. 亲本雄性小鼠表型可能为灰色
C. 亲本杂合子雌性小鼠表型为黑色
D. F1中小鼠自由交配,F2中小鼠表型黑色:灰色:白色=1:1:2
3. (2024•潍坊三模)7. 鹌鹑(性别决定方式为ZW型)在繁殖期颈后部的长羽冠和短羽冠分别由基因G和g控制。现有一对繁殖期表现为短羽冠的雄性和长羽冠的雌性鹌鹑杂交,得到一雄一雌两只子代。对亲子代个体进行基因检测,电泳结果如图,不考虑基因位于性染色体的同源区段。下列叙述错误的是( )
A. 基因G和g位于常染色体上
B. ①和③是子代个体的基因检测结果
C. 若亲本继续繁殖,子代个体的基因型都相同
D. F1相互交配,子代繁殖期出现雄性长羽冠的概率为3/4
4.(2024•济宁三模)6. 家蚕的性染色体组成为ZW型,体色由多对等位基因控制,野生型家蚕的体色为白色。研究人员获得了两种黄色纯合单基因突变品系M和N,进行杂交实验,如图所示。体色相关基因不在ZW同源区段,下列说法错误的是( )
A. 实验2的F2白色个体均为雄性 B. 品系M和N出现黄色均是显性突变的结果
C. 品系M和N的突变基因位于非同源染色体上 D. 实验1的F2白色个体中雄性占1/2
5.(2024•菏泽三模)7. 如图1为关于甲病和乙病两种单基因遗传病的家系图,对该家系中部分成员的乙病相关基因进行检测,经某限制酶切割后电泳分离的结果如图2所示。不考虑其他变异及X,Y同源区段的遗传,下列分析正确的是( )
A. 通过检测Ⅰ2关于甲病的基因组成可确定甲病的遗传方式
B. 若检测Ⅱ4关于乙病的基因,结果与Ⅱ2相同的概率为1/3
C. 乙病是由基因突变而来,突变导致该限制酶识别位点丢失
D. 若甲病为伴X隐性遗传,则Ⅱ3和Ⅱ4生两病兼患孩子的概率为1/96
6. (2024•山东省实验中学三模)7. 图1是某家族甲、乙两种单基因遗传病的系谱图,已知Ⅱ-1不带有两种遗传病的致病基因。图2是该家族Ⅲ代一遗失女孩及遗失女孩重组家庭中3个后代的核基因和线粒体基因的凝胶电泳检测结果。此外还利用EcoRI限制酶进行了处理,结果如图3所示。下列说法正确的是( )
A. 图1中两种遗传病的遗传方式都是伴X染色体隐性遗传
B. Ⅲ-2同时表现出两种遗传病的原因最可能是Ⅱ-2的两条X染色体在减数分裂I前期时姐妹染色单体发生互换
C. 根据图2、图3判断1、2是由遗失女孩所生
D. 研究遗传病发病率需分析患者家系的系谱图,研究遗传方式需在人群中随机抽样调查
二、不定项
7.(2024•山东省实验中学三模)17. 某种昆虫为雌雄异体,其体色中的白色和灰色为一对相对性状,由A、a基因控制,其长触角与短触角为一对相对性状,与该对相对性状有关的基因为B、b,这两对等位基因的分离和组合互不干扰。科研人员进行了如下实验,
实验一:选取表型为白色和灰色的纯合亲本进行正反交,F1中出现两种结果,即全部为灰色;雄性个体为灰色,雌性个体为白色。
实验二:选取长触角(只含有B基因的纯合体)和短触角(只含有b基因的纯合体)的个体作亲本进行正反交,F1中雄性个体都表现为长触角,雌性个体都表现为短触角。
将实验二正反交得到的F1各自相互交配得到各自的F2,结果如表所示。实验过程中所获取的样本足量,不存在突变和致死现象,雌雄个体比例为1:1.下列说法正确的是( )
性别
F2中表型及比例
雄性
长触角:短触角=3:1
雌性
长触角:短触角=1:3
A. 由实验一可判断该昆虫体色性状中显性性状是灰色
B. 由实验一可判断该昆虫的性别决定方式为XY型
C. 控制触角长短的基因B/b位于性染色体上
D. 若让F2中短触角个体相互交配,则其子代中长触角的个体所占的比例为1/6
8.(2024•天一大联考)17. 基因连锁互换定律的实质是形成配子时,位于同一条染色体上的不同基因,常常连在一起进入配子。在减数分裂形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体交换片段而发生基因重组。已知果蝇的灰身对黑身为显性,由常染色体上的等位基因E/e控制;红眼对白眼为显性,由X染色体上的等位基因A/a控制。欲确定一只灰身红眼雌果蝇的基因型,可选择黑身白眼雄果蝇与之杂交。下列相关叙述正确的是( )
A. 果蝇的体色和眼色不遵循基因的连锁互换定律
B. 形成配子时,基因的重新组合可发生在减数分裂Ⅰ前期和后期
C. 若子代的雄果蝇中有2种表型,则该灰身红眼雌果蝇的基因型为EeXAXA
D. 若子代的雄果蝇中有4种表型,则该灰身红眼雌果蝇的基因型为EeXAXa
9. (2024•智慧上进5月大联考)17. 某种兔的红眼和黑眼、下垂耳和直立耳由两对独立遗传的等位基因控制。某学习小组对①红眼下垂耳;②黑眼下垂耳;③红眼下垂耳三种不同基因型兔的杂交实验结果如表(每组选用多对兔杂交)。下列叙述错误的是( )
杂交组合
P
F1
甲
①×②
红眼下垂耳∶红眼直立耳=3∶1
乙
③×②
红眼下垂耳∶红眼直立耳∶黑眼下垂耳∶黑眼直立耳=3∶1∶3∶1
A. 由乙组可推断,红眼对黑眼为显性,下垂耳对直立耳为显性
B. ①与③杂交,子代中红眼下垂耳∶红眼直立耳=3∶1
C. 甲组F1中红眼下垂耳兔随机交配,子代性状分离比为15∶5∶3∶1
D. 乙组F1中的黑眼下垂耳兔随机交配,子代中黑眼直立耳兔比例为1/8
10.(2024•泰安四模)17. 某种观赏植物花色有紫花和白花两种类型,某紫花品种甲和多个白花品种,以及不同白花品种之间进行的杂交实验,结果如下表。每种亲本的基因型只有一种,不同品种的基因型不同(基因型用A/a、B/b……表示)。已知某一性别的配子在特定基因型时致死,各植株产生后代的个数相同,F2是由F1自交获得。下列说法合理的是( )
组别
亲本
F1
F2
组别
亲本
F1
紫花♀×白花♂
白花♀×白花♂
①
甲
品种1
紫花
紫花:白花=7:5
⑤
品种2
品种3
白花
②
甲
品种2
紫花
紫花:白花=3:1
⑥
品种3
品种2
紫花:白花=1:1
③
甲
品种3
紫花
紫花:白花=7:5
⑦
品种3
品种4
紫花:白花=1:3
④
甲
品种4
紫花
?
⑧
品种4
品种3
白花
A. 控制花色的基因至少有2对
B. 白花品种1的基因型为aabb
C. 上述杂交实验中AB雄配子致死
D. 组别①~④中,正反交结果不同的组别为第③组
11.(2024•济南三模)17. 基因印记是指子代中来自双亲的等位或相同基因中只有一方能表达,另一方沉默而不表达。F基因是最早发现存在基因印记现象的基因,且在每代表达情况不变。小鼠的F基因突变为f后会失去原有功能,产生矮化小鼠。假设小鼠子代数量足够多,根据以下实验结果判断,下列说法错误的是( )
A. 亲本矮化雌鼠的F基因来自其父本
B. 基因型为Ff的雌雄小鼠杂交,后代表型及比例为正常:矮化=1:1
C. 基因F、f的遗传不遵循基因分离定律
D. 两只正常小鼠杂交,后代正常小鼠所占的比例有3种可能
12. (2024•山东省实验中学5月)17. 图1是CMT1腓骨肌萎缩症(由基因A、a控制)和鱼鳞病(由基因B、b控制)的遗传系谱图。腓骨肌萎缩症是一种最常见的遗传性周围神经病之一,在当地人群的发病率约为0.04%。图2是乙家庭中部分成员鱼鳞病基因经某限制酶酶切之后的电泳图。鱼鳞病基因侧翼的无意义序列中,存在酶切位点α、β、γ,β位点不一定存在,导致酶切后基因所在片段长度不同。下列说法正确的是( )
A. CMT1的遗传方式为伴X染色体隐性遗传,鱼鳞病的遗传方式为常染色体隐性遗传
B. 当地人群中A的基因频率为98%
C. 乙家庭的胎儿Ⅱ6个体患鱼鳞病的概率为1/2
D. 若Ⅰ2和Ⅰ3再生一个孩子,为正常女孩的概率为11/62
三、非选择题
13. (2024•智慧上进5月大联考)22. 研究人员在某性别决定方式为XY型的野生植物(卵形叶、紫茎)种群中发现了突变型植株(针形叶、绿茎)(已通过其他方法排除染色体变异、互换及位于X、Y染色体同源区段基因的影响)。该研究人员用纯合的野生型植株和突变型植株杂交,F1全为卵形叶、紫茎,再将F1随机杂交,F2的性状及比例为卵形叶∶针形叶=2∶1,紫茎∶绿茎=5∶1,雌株∶雄株=2∶1。
(1)显性性状________,判断依据是________。
(2)控制卵形叶、针形叶和紫茎、绿茎的基因在染色体上的位置是________,这两对基因的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
(3)请对以上实验结果作出合理解释:________。
(4)请依据研究人员的实验结果,采取最简单合理的做法验证上述解释:________。
(5)根据以上分析,将F2中的卵形叶紫茎雄株与针形叶紫茎雌株相互交配,子代出现针形叶绿茎植株的比例为________。
14. (2024•泰安四模)22. 某昆虫红色素的合成由等位基因A/a控制合成(AA、Aa的效应相同),并与等位基因B/b共同控制眼色,与等位基因D/d共同控制体色。科学家为研究基因与表现型的关系,利用纯合品系X1(深红眼深红体色)、X2(深红眼白体色)和X3(黄眼白体色)进行相关杂交实验,并统计F1和F2的部分性状,结果见表。
实验
亲本
F1
F2
一
X1×X3
深红眼
深红眼:橙黄眼:黄眼=9:3:4
二
X2×X3
粉红体色
深红体色:粉红体色:白体色=3:6:7
(1)实验一中F1深红眼个体和实验二中F1粉红体色个体基因型___________(填“相同”或“不相同”),实验二的F2中白体色基因型(不考虑眼色)有___________种。若F2的粉红体色个体间随机交配,所得后代中白体色个体占比为___________,黄眼深红体色个体占比为___________。
(2)利用现有的实验材料设计调查方案,判断基因B/b和D/d在染色体上的位置关系(不考虑染色体互换)。调查方案:___________。结果分析:若___________(写出表型和比例),则B/b和D/d位于同一对染色体上;否则,B/b和D/d位于两对染色体上。
(3)该昆虫易感染某种病毒,科研人员找到了抗该病毒的基因,通过基因工程将抗病基因导入实验一的F1深红眼个体中,从获得的转基因抗病新品种中筛选出了4个导入了抗病基因的转基因昆虫,分别为K1、K2、K3、K4.
①若K1、K2中各含有一个抗病基因,且K1的抗病基因与B基因在同一条染色体上,K2的抗虫基因与A基因在同一条染色体上,则K1与K2杂交,所得子代中不抗病个体占_______。
②若K3、K4中各含有两个抗病基因,K3与K4杂交,若所得子代的表现型(不考虑体色)比例为135:45:60:9:3:4,则K3和K4的抗病基因在染色体上的分布情况是_______。
15. (2024•济宁三模)23. 水稻和番茄是两性花,可进行自花传粉和异花传粉,具有明显的杂种优势。雄性不育是实现杂种优势利用的重要途径之一、回答下列问题。
(1)ms基因是位于2号染色体上控制番茄雄性不育的基因。MS对ms为完全显性,基因型为MSms的植株随机传粉两代,F2中雄性不育植株所占比例为_____。番茄幼苗紫茎对绿茎为显性,由等位基因B、b控制,研究者将苗期紫茎雄性可育和苗期绿茎雄性不育两种纯合品系杂交,F1测交,对F2在苗期和结果期进行调查,结果如表所示(单位:株)。
F2
检测单株数
可育株
不育株
苗期紫茎植株
64
63
1
苗期绿茎植株
64
1
63
实验结果说明绿茎b基因位于2号染色体上,判断依据是_____。该发现对于育种工作者苗期筛选雄性不育株有何应用_____。
(2)目前雄性不育株多以自然变异为主,可供选择的材料有限。科研团队利用基因编辑技术敲除雄蕊特异基因SISTR1成功获得了雄性不育番茄。该研究在作物育种中的意义是_____。
(3)籼稻和粳稻是水稻的两个品种。纯合籼稻和纯合粳稻杂交,其杂交种花粉中均存在某种杀死花粉的毒素蛋白,部分花粉因缺少对应的解毒蛋白,而造成花粉败育。研究发现编码这两种蛋白的基因均只位于籼稻12号染色体上的R区,该区的基因不发生交换,如图所示。
①纯合籼稻和纯合粳稻均无花粉败育现象,但其杂交种产生的花粉50%败育,则败育花粉应含有_____的12号染色体,理由是_____。
②进一步研究发现,若单独敲除杂种植株的C基因,其花粉均败育,双敲除B、C基因,植株花粉均可育,推测C基因表达出功能蛋白的最早时间是_____。科研人员将1个 C基因转入杂种植株,获得转基因植株甲,检测发现甲中转入的C基因并未在12号染色体上。转基因植株甲自交,仅检测12号染色体的R区,子代中分别与杂交种和籼稻12号染色体R区相同的个体比例依次为_____。
16. (2024•济南三模)22. 黄瓜(2n=14)属于葫芦科的草本植物,雌雄同株异花,幼苗期幼叶颜色通常为绿色,研究人员发现一个幼叶黄色突变体(N品系),在幼苗期,幼叶表现为叶绿素缺乏的黄色性状,成体后叶片变为黄色。黄瓜中常存在雄性不育或雌性不育现象,在生产实践中具有非常重要的作用。
(1)将N与常规品系杂交,F1自交得F2,F2中有603株绿苗和198株黄苗,由此可推断控制幼叶绿色和黄色颜色的基因位于_______对同源染色体上,幼叶黄色属于_______性状。
(2)黄瓜的杂种优势明显,杂种一代具有产量高、抗病和抗低温等优良特性。研究人员以幼叶黄色作为指示性状,对杂种一代进行筛选。研究表明N品系与常规品系杂交,F1具有明显的杂种优势。鉴别杂交种的过程如下:①将常规品系与N品系作为亲本间行种植,成熟后收获_______所结种子。②播种收获种子,在幼苗期拔除黄苗,保留绿苗,用于区分“真假杂种”原因是_______。
(3)研究发现基因M决定黄瓜雄配子育性,编码的蛋白质能维持花粉粒的活性。将一个T—DNA插入基因组成为MM的受精卵中,插入点位于M基因启动子处,会抑制M基因的表达。由该受精卵发育成的植株雄性可育,理由是______;用该植株为亲本连续自交两代,后代雄性不育植株所占的比例为______。
(4)若N品系是源自单基因突变,实验室中种植基因型相同雄性可育幼苗绿叶黄瓜,F1中部分个体表现为雄性不育幼苗黄叶和雄性可育幼苗黄叶现象(不考虑基因突变和交换),由此可知基因M与控制幼叶颜色基因的位置关系是______。F1可育植株中幼叶黄色个体所占比例为_____;F1雄性可育幼叶黄色个体自交后代中能稳定遗传的个体所占比例为_______。
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专题05 遗传的基本规律
一、选择题
1.(2024•山东省实验中学5月)5. 某植物为二倍体雌雄同株同花植物,自然状态下可以自花受粉或异花受粉。其花色受A(红色)、AP(斑红色)、AT(条红色)、a(白色)4个复等位基因控制,4个复等位基因的显隐性关系为A>AP>AT>a。AT是一种“自私基因”,在产生配子时会导致同株一定比例的其他花粉死亡,使其有更多的机会遗传下去。基因型为ATa的植株自交,F₁中条红色:白色=5:1.下列叙述正确的是( )
A. 花色基因的遗传遵循孟德尔自由组合定律
B. 两株花色不同的植株杂交,子代花色最多有4种
C. 等比例的AAP与ATa植株随机交配,F₁中含“自私基因”的植株所占比例为15/28
D. 基因型为ATa的植株自交,F₁条红色植株中能稳定遗传的占2/5
【答案】D
【解析】
【分析】题干分析,植物的花色受4个复等位基因控制,遵循基因的分离定律,ATa的植株自交,F1中条红色∶白色=5∶1。aa所占的比例为1/6=1/2×1/3,说明AT能使1/2a的花粉致死。
【详解】A、由题意可知,花色的遗传受4个复等位基因控制,遵循基因的分离定律,A错误;
B、这4个复等位基因之间是完全显性的关系,则两株花色不同的植株杂交,子代花色最多有3种,B错误;
C、ATa的植株自交,F1中条红色∶白色=5∶1。aa所占的比例为1/6=1/2×1/3,说明AT能使1/2a的花粉致死。故等比例的AAP与ATa植株随机交配,产生的雌配子为1/4A、1/4AP、1/4AT、1/4a,产生的雄配子为 2/7A、2/7AP、2/7AT、1/7a,则含有AT植株比例为1/4+2/7-1/4×2/7=13/28,C错误;
D、基因型为ATa的植株自交,F1中条红色∶白色=5∶1。白色所占的比例为1/6=1/2×1/3,说明AT能使1/2a的花粉致死,所以产生的雄配子比例为AT:a=2:1,雌配子的种类和比例为AT:a=1:1,后代的基因型及比例为ATAT:ATa:ATa:aa=2:2:1:1,则F1条红色植株中能稳定遗传的占2/5,D正确。
故选D。
2. (2024•泰安四模)5. 某二倍体小鼠,控制其毛色的等位基因G(黑色)、g(灰色)只位于X染色体上。受表观遗传的影响,基因G、g来自母本时不表达,且基因G、g均不表达时小鼠表型为白色。某雄性小鼠与杂合子雌性小鼠杂交,F1代小鼠中出现白色、黑色两种不同的毛色。下列说法正确的是( )
A. 来自母本的G基因与来自父本的G基因碱基序列不同
B. 亲本雄性小鼠表型可能为灰色
C. 亲本杂合子雌性小鼠表型为黑色
D. F1中小鼠自由交配,F2中小鼠表型黑色:灰色:白色=1:1:2
【答案】D
【解析】
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。位于性染色体上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相关联,此现象称为伴性遗传。
【详解】A、基因G来自母本时不表达,但来自母本的G基因与来自父本的G基因的碱基序列相同,A错误;
B、基因G、g来自母本时不表达,且基因G、g均不表达时小鼠表型为白色,由题意可知:某雄性小鼠的为XGY或XgY,其中的XG或Xg来自母本,所以亲本雄性小鼠表型为白色,B错误;
C、亲本杂合子雌性小鼠的基因型为XGXg,若其中的XG来自母本,则该雌性小鼠的表型为灰色,若其中的Xg来自母本,则该雌性小鼠的表型为黑色,C错误;
D、由题意可知:基因G、g来自母本时不表达,且基因G、g均不表达时小鼠表型为白色,某雄性小鼠(XGY或XgY)与杂合子雌性小鼠(XGXg)杂交,F1代小鼠中出现白色、灰色两种不同的毛色,说明亲本雄性小鼠的基因型为XgY,F1小鼠的基因型及其比例为XGXg ∶XgXg ∶XGY∶XgY=1∶1∶1∶1,产生的雌配子为1/4XG、3/4Xg,产生的雄配子为1/4XG、1/4Xg、1/2Y,所以F1中小鼠自由交配,F2中小鼠表型黑色∶灰色∶白色=1∶1∶2,D正确。
故选D。
3. (2024•潍坊三模)7. 鹌鹑(性别决定方式为ZW型)在繁殖期颈后部的长羽冠和短羽冠分别由基因G和g控制。现有一对繁殖期表现为短羽冠的雄性和长羽冠的雌性鹌鹑杂交,得到一雄一雌两只子代。对亲子代个体进行基因检测,电泳结果如图,不考虑基因位于性染色体的同源区段。下列叙述错误的是( )
A. 基因G和g位于常染色体上
B. ①和③是子代个体的基因检测结果
C. 若亲本继续繁殖,子代个体的基因型都相同
D. F1相互交配,子代繁殖期出现雄性长羽冠的概率为3/4
【答案】D
【解析】
【分析】根据电泳条带分析可知,两个个体为杂合子,两个个体为纯合子,若基因位于Z染色体上,设繁殖期表现出短羽冠的雄性基因型为ZgZg和一繁殖期表现出长羽冠的雌性鹌鹑基因型为ZGW,子代为ZgZG和ZgW,因子代是一个雌性一个雄性,无法出现两个纯合两个杂合的情况,与题目不符;若基因在常染色体上,短羽冠的雄性基因型为gg,长羽冠的雌性鹌鹑基因型为GG,子代的基因型Gg,则1和3是子代,2和4是亲代,与题目相符。若短羽冠的雄性基因型为gg,长羽冠的雌性鹌鹑基因型为Gg,子代基因型为Gg和gg,与题目不符。
【详解】若基因在Z染色体上,繁殖期表现出短羽冠的雄性基因型为ZgZg和一繁殖期表现出长羽冠的雌性鹌鹑基因型为ZGW,子代为ZgZG和ZgW,根据电泳结果,四个个体两个杂合子两个纯合子,且两个纯合子基因型不同,和题目不符;若基因在常染色体上,短羽冠的雄性基因型为gg,长羽冠的雌性鹌鹑基因型为GG,子代的基因型Gg,则1和3是子代,2和4是亲代,与题目相符。若短羽冠的雄性基因型为gg,长羽冠的雌性鹌鹑基因型为Gg,子代基因型为Gg和gg,与题目不符,故亲本的基因型为gg(雄性)和GG(雌性),子代个体的基因型都是Gg,若亲本继续繁殖,子代个体的基因型都相同, F1的基因型为Gg,相互交配,子代中GG:Gg:gg=1:2:1,无论雌雄都是长羽冠:短羽冠=3:1,所以子代繁殖期出现雄性长羽冠的概率为1/2×3/4=3/8,ABC正确,D错误。
故选D。
4.(2024•济宁三模)6. 家蚕的性染色体组成为ZW型,体色由多对等位基因控制,野生型家蚕的体色为白色。研究人员获得了两种黄色纯合单基因突变品系M和N,进行杂交实验,如图所示。体色相关基因不在ZW同源区段,下列说法错误的是( )
A. 实验2的F2白色个体均为雄性 B. 品系M和N出现黄色均是显性突变的结果
C. 品系M和N的突变基因位于非同源染色体上 D. 实验1的F2白色个体中雄性占1/2
【答案】A
【解析】
【分析】 自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合时互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。适用条件:有性生殖的真核生物;细胞核内染色体上的基因;两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。细胞学基础:基因的自由组合定律发生在减数分裂I后期。
【详解】A、实验2中:M与N交配,子一代均为黄色,且子二代黄色:白色=15:1,说明至少受两对等位基因控制,且遵循自由组合定律。实验1中:M与野生型正反交,子一代均为黄色,则M相关的突变基因位于常染色体上,那么N相关的突变基因位于Z染色体上,品系M和N出现黄色均是显性突变的结果。实验2中子二代中白色均为同一性别,则实验2的子一代基因型分别为AaZBZb、AaZBW,子二代中白色个体基因型为aaZbW,均为雌性,A错误;
B、M与野生型正反交,子代均为黄色,M相关的突变基因位于常染色体上,且M与N杂交子代全为黄色,由此判断,品系M和N出现黄色均是显性突变的结果,B正确;
C、实验2中子一代黄色自由交配,子二代中黄色:白色=15:1,说明体色至少受两对等位基因的控制,遵循自由组合定律,所以品系M和N的突变基因位于非同源染色体上,C正确;
D、假设A、a等位基因位于常染色体上,B、b等位基因位于Z染色体上。那么M基因型为AAZbZb,野生型的基因型为aaZbW,那么子一代的基因型为AaZbZb、AaZbW,子二代白色个体有aaZbZb、aaZbW,雄性占1/2,D正确。
故选A。
5.(2024•菏泽三模)7. 如图1为关于甲病和乙病两种单基因遗传病的家系图,对该家系中部分成员的乙病相关基因进行检测,经某限制酶切割后电泳分离的结果如图2所示。不考虑其他变异及X,Y同源区段的遗传,下列分析正确的是( )
A. 通过检测Ⅰ2关于甲病的基因组成可确定甲病的遗传方式
B. 若检测Ⅱ4关于乙病的基因,结果与Ⅱ2相同的概率为1/3
C. 乙病是由基因突变而来,突变导致该限制酶识别位点丢失
D. 若甲病为伴X隐性遗传,则Ⅱ3和Ⅱ4生两病兼患孩子的概率为1/96
【答案】D
【解析】
【分析】分析图1:I3和I4不患乙病,生出的女儿Ⅱ5患有乙病,说明乙病为常染色体隐性遗传病;I1和I2不患甲病,生出的Ⅱ1患有甲病,说明甲病为隐性遗传病。
【详解】A、根据图1可知,甲病为隐性遗传病,通过检测I1关于甲病的基因组成可确定甲病的遗传方式,若其携带隐性致病基因,则甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传,否则为伴X隐性遗传,A错误;
B、I3和I4不患乙病,生出的女儿Ⅱ5患有乙病,说明乙病为常染色体隐性遗传病,假设相关基因为B/b,则Ⅱ5基因型为bb,I3和I4基因型为Bb,推出Ⅱ4的基因型为1/3BB、2/3Bb,由图2可知,11.3kb代表B基因,8.0kb和3.3kb代表b基因,故Ⅱ2的基因型为Bb,因此Ⅱ4关于乙病基因的检测结果与Ⅱ2相同的概率为2/3,B错误;
C、B基因与b基因的长度基本相同,b基因由B基因经碱基对改变而来,但正常基因突变后,中间产生了该限制酶识别位点,可被切割成8.0kb和3.3kb两个片段,C错误;
D、假设甲病的相关基因用A/a表示,单独分析甲病,Ⅱ1基因型为XaY,故I1和I2基因型分别为XAY和XAXa,则Ⅱ3的基因型为1/2XAXa或1/2XAXA,Ⅱ4基因型为XAY,Ⅱ3和Ⅱ4生出患甲病孩子(XaY)的概率为1/2×1/4=1/8;单独分析乙病,Ⅱ4基因型1/3BB、2/3Bb,I1不携带致病基因,其基因型为BB,由于Ⅱ2基因型为Bb,故I2的基因型为Bb,所以Ⅱ3的基因型是1/2BB、1/2Bb,Ⅱ3和Ⅱ4生出患乙病孩子(bb)的概率为2/3×1/2×1/4=1/12,因此Ⅱ3和Ⅱ4生一个同时患甲、乙病孩子的概率为1/8×1/12=1/96,D正确。
故选D。
6. (2024•山东省实验中学三模)7. 图1是某家族甲、乙两种单基因遗传病的系谱图,已知Ⅱ-1不带有两种遗传病的致病基因。图2是该家族Ⅲ代一遗失女孩及遗失女孩重组家庭中3个后代的核基因和线粒体基因的凝胶电泳检测结果。此外还利用EcoRI限制酶进行了处理,结果如图3所示。下列说法正确的是( )
A. 图1中两种遗传病的遗传方式都是伴X染色体隐性遗传
B. Ⅲ-2同时表现出两种遗传病的原因最可能是Ⅱ-2的两条X染色体在减数分裂I前期时姐妹染色单体发生互换
C. 根据图2、图3判断1、2是由遗失女孩所生
D. 研究遗传病发病率需分析患者家系的系谱图,研究遗传方式需在人群中随机抽样调查
【答案】A
【解析】
【分析】由图1可知,Ⅱ-1、Ⅱ-2正常,Ⅲ-2同时患有两种病,说明两种病均是隐性遗传病,由于Ⅱ-1不带有两种遗传病的致病基因,所以两种遗传病的遗传方式都是伴X染色体隐性遗传。
由图2、3可知,酶切前后,3号孩子与遗失女孩的基因相同,说明其是遗失女孩所生。
【详解】A、由图1可知,Ⅱ-1、Ⅱ-2正常,Ⅲ-2同时患有两种病,说明两种病均是隐性遗传病,由于Ⅱ-1不带有两种遗传病的致病基因,所以两种遗传病的遗传方式都是伴X染色体隐性遗传,A正确;
B、Ⅲ-2同时表现出两种遗传病的原因最可能是Ⅱ-2的两条X染色体在减数分裂I前期时同源染色体的非姐妹染色单体发生互换,导致其得到含有两个致病基因的X染色体,B错误;
C、由图2、3可知,酶切前后,3号孩子与遗失女孩的基因相同,说明其是遗失女孩所生,C错误;
D、研究遗传病遗传方式需分析患者家系的系谱图,研究发病率需在人群中随机抽样调查,D错误。
故选A。
二、不定项
7.(2024•山东省实验中学三模)17. 某种昆虫为雌雄异体,其体色中的白色和灰色为一对相对性状,由A、a基因控制,其长触角与短触角为一对相对性状,与该对相对性状有关的基因为B、b,这两对等位基因的分离和组合互不干扰。科研人员进行了如下实验,
实验一:选取表型为白色和灰色的纯合亲本进行正反交,F1中出现两种结果,即全部为灰色;雄性个体为灰色,雌性个体为白色。
实验二:选取长触角(只含有B基因的纯合体)和短触角(只含有b基因的纯合体)的个体作亲本进行正反交,F1中雄性个体都表现为长触角,雌性个体都表现为短触角。
将实验二正反交得到的F1各自相互交配得到各自的F2,结果如表所示。实验过程中所获取的样本足量,不存在突变和致死现象,雌雄个体比例为1:1.下列说法正确的是( )
性别
F2中表型及比例
雄性
长触角:短触角=3:1
雌性
长触角:短触角=1:3
A. 由实验一可判断该昆虫体色性状中显性性状是灰色
B. 由实验一可判断该昆虫的性别决定方式为XY型
C. 控制触角长短的基因B/b位于性染色体上
D. 若让F2中短触角个体相互交配,则其子代中长触角的个体所占的比例为1/6
【答案】AD
【解析】
【分析】 根据题意,选取表型为白色和灰色纯合亲本分别进行正反交,F₁中出现两种结果:全部为灰色;因此灰色显性性状,由A控制,而另一个结果为,雄性个体为灰色,雌性个体为白色,正反交结果不同,说明灰色和白色是伴性遗传,由于雄性个体为灰色,表现显性性状,因此昆虫的性别决定方式为ZW型。
【详解】A、根据题意,选取表型为白色和灰色纯合亲本分别进行正反交,F₁中出现两种结果:全部为灰色;因此灰色显性性状,由A控制,A正确;
B、雄性个体为灰色,雌性个体为白色,正反交结果不同,说明灰色和白色是伴性遗传,由于雄性个体为灰色,表现显性性状,因此昆虫的性别决定方式为ZW型,B错误;
C、 根据题意,体色中的白色和灰色为一对相对性状,由A、a控制,其长触角与短触角为一对相对性状,与该对相对性状有关的基因为B、b,这两对等位基因的分离和组合互不干扰,A、a在性染色体上,因此能确定B、b不位于性染色体上,由于A、a位于性染色体上,其与B、b的分离和组合互不干扰,因此B、b位于常染色体上,C错误;
D、若让F₂中短触角的个体相互交配,雄性亲本的基因型为bb,雌性亲本的基因型为2/3Bb和1/3 bb,雌雄亲本个体相互交配,得到的子代基因型及比例为1/3Bb:2/3 bb,在雌性中都表现为短触角,而在雄性中Bb为长触角,所以子代中长触角的个体所占的比例为1/2×1/3=1/6,D正确。
故选AD。
8.(2024•天一大联考)17. 基因连锁互换定律的实质是形成配子时,位于同一条染色体上的不同基因,常常连在一起进入配子。在减数分裂形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体交换片段而发生基因重组。已知果蝇的灰身对黑身为显性,由常染色体上的等位基因E/e控制;红眼对白眼为显性,由X染色体上的等位基因A/a控制。欲确定一只灰身红眼雌果蝇的基因型,可选择黑身白眼雄果蝇与之杂交。下列相关叙述正确的是( )
A. 果蝇的体色和眼色不遵循基因的连锁互换定律
B. 形成配子时,基因的重新组合可发生在减数分裂Ⅰ前期和后期
C. 若子代的雄果蝇中有2种表型,则该灰身红眼雌果蝇的基因型为EeXAXA
D. 若子代的雄果蝇中有4种表型,则该灰身红眼雌果蝇的基因型为EeXAXa
【答案】ABD
【解析】
【分析】基因重组
(2024•天一大联考)1、概念:在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合。
(2024•天一大联考)2、类型:(1)自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。(2)互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换而发生重组。
(2024•天一大联考)3、意义:(1)形成生物多样性的重要原因之一。(2)是生物变异的来源之一,对生物的进化也具有重要的意义。
【详解】A、位于同源染色体上基因会发生连锁互换,控制果蝇的体色和眼色的基因位于非同源染色体上,不遵循基因的连锁互换定律,A正确;
B、减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非姐妹染色单体的互换而发生重组,减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合,因此形成配子时,基因的重新组合可发生在减数分裂Ⅰ前期和后期,B正确;
C、欲确定一只灰身红眼雌果蝇(E_XAX_)的基因型,可选择黑身白眼雄果蝇(eeXaY)与之杂交,若子代的雄果蝇中有2种表型,则该灰身红眼雌果蝇的基因型为EeXAXA或EEXAXa,C错误;
D、欲确定一只灰身红眼雌果蝇(E_XAX_)的基因型,可选择黑身白眼雄果蝇(eeXaY)与之杂交,若子代的雄果蝇中有4种表型,则该灰身红眼雌果蝇为双杂合,其基因型为EeXAXa,D正确。
故选ABD。
9. (2024•智慧上进5月大联考)17. 某种兔的红眼和黑眼、下垂耳和直立耳由两对独立遗传的等位基因控制。某学习小组对①红眼下垂耳;②黑眼下垂耳;③红眼下垂耳三种不同基因型兔的杂交实验结果如表(每组选用多对兔杂交)。下列叙述错误的是( )
杂交组合
P
F1
甲
①×②
红眼下垂耳∶红眼直立耳=3∶1
乙
③×②
红眼下垂耳∶红眼直立耳∶黑眼下垂耳∶黑眼直立耳=3∶1∶3∶1
A. 由乙组可推断,红眼对黑眼为显性,下垂耳对直立耳为显性
B. ①与③杂交,子代中红眼下垂耳∶红眼直立耳=3∶1
C. 甲组F1中红眼下垂耳兔随机交配,子代性状分离比为15∶5∶3∶1
D. 乙组F1中的黑眼下垂耳兔随机交配,子代中黑眼直立耳兔比例为1/8
【答案】ACD
【解析】
【分析】遗传题解题思路:常根据后代的表现型推出亲本的基因型,再根据亲本的基因型推出后代的基因型,并进行相关的概率计算。自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
【详解】A、由乙组可推断,下垂耳对直立耳为显性,但不能推断出红眼对黑眼为显性,由甲组可推断红眼对黑眼为显性,A错误;
B、假设兔的红眼和黑眼由等位基因A、a控制,下垂耳和直立耳由等位基因B、b控制,根据甲、乙组杂交结果可判断①②③的基因型分别为AABb、aaBb、AaBb;①与③杂交,子代中红眼下垂耳∶红眼直立耳=3∶1,B正确;
C、结合B选项,①与②杂交,F1中红眼下垂耳兔的基因型为1/3AaBB、2/3AaBb,随机交配,子代性状分离比为24∶8∶3∶1,C错误;
D、结合B选项,乙组F1中的黑眼下垂耳兔的基因型为1/3aaBB、2/3aaBb,随机交配,子代中黑眼直立耳兔比例为1/9,D错误。
故选ACD。
10.(2024•泰安四模)17. 某种观赏植物花色有紫花和白花两种类型,某紫花品种甲和多个白花品种,以及不同白花品种之间进行的杂交实验,结果如下表。每种亲本的基因型只有一种,不同品种的基因型不同(基因型用A/a、B/b……表示)。已知某一性别的配子在特定基因型时致死,各植株产生后代的个数相同,F2是由F1自交获得。下列说法合理的是( )
组别
亲本
F1
F2
组别
亲本
F1
紫花♀×白花♂
白花♀×白花♂
①
甲
品种1
紫花
紫花:白花=7:5
⑤
品种2
品种3
白花
②
甲
品种2
紫花
紫花:白花=3:1
⑥
品种3
品种2
紫花:白花=1:1
③
甲
品种3
紫花
紫花:白花=7:5
⑦
品种3
品种4
紫花:白花=1:3
④
甲
品种4
紫花
?
⑧
品种4
品种3
白花
A. 控制花色的基因至少有2对
B. 白花品种1的基因型为aabb
C. 上述杂交实验中AB雄配子致死
D. 组别①~④中,正反交结果不同的组别为第③组
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、等位基因数:由第⑦组别两个品种表现型都为白花,但是基因型不同的白花品种杂交,子代出现紫花:白花=1∶3的比例,且雌雄配子的组合数为2×2=4,可以说明控制该性状的基因至少为两对,且这两对基因位于两对同源染色体上;
2、显隐性关系:第①组别紫花与白花杂交,子代F1为紫花,而F1紫花的自交子代又出现白花,说明紫花为显性;
3、基因和性状的对应关系:控制该性状的基因至少为两对,第⑦组别雌雄配子的组合数为2×2=4,说明第⑦组别雌雄配子都是两种,进一步说明⑦组中品种3和品种4的携带的基因一对纯合,一对杂合,单独考虑每对基因,均为测交能得该结果。结合第⑦组别实验,得出品种3和品种4的基因型分别为aaBb和Aabb 或者 Aabb 和 aaBb,再结合第⑦组别实验子代F1出现紫花:白花=1∶3的比例,说明当个体基因型为A_B_时开紫花,基因型为aaB_、A_bb、aabb时开白花;
4、配子致死:以品种3和品种4的基因型分别为aaBb和Aabb,进行进一步推断。品种3的基因型为aaBb和第⑥组别结果紫花∶白花=1∶1是测交实验比,可推品种2的基因型为aabb或AAbb,若品种2得配子致死,则无法产生后代,因此是品种3有问题;第⑥组别和第⑤组别结果比较,子代没有出现紫花结果可以推第⑤组别产生的配子中带显性基因的异常,即品种3 aaBb作为父本时aB雄配子致死。(品种3和品种4的基因型分别为Aabb 和aaBb,进行进一步推断得Ab雄配子致死);
5.基因型:组别①~④的紫花母本均为品种甲,F1均为紫花,得出紫花品种甲的基因型为AABB。以aB雄配子致死进行讨论,第①组别F2紫花∶白花=7∶5,可推第①组别F1紫花为AaBb,白花品种1的基因型aabb。
根据以上推断,紫花品种甲基因型为AABB,白花品种1~4 的基因型分别为aabb、AAbb、aaBb、Aabb。
【详解】A、由第⑦组两个表现型都为白花,但是基因型不同的白花品种杂交,子代出现紫花:白花=1∶3的比例,且雌雄配子的组合数为2×2=4,可以说明控制该性状的基因至少为两对,且这两对基因位于两对同源染色体上,A正确;
B、组别①~④的紫花母本均为品种甲,F1均为紫花,得出紫花品种甲的基因型为AABB。以aB雄配子致死进行讨论,第①组别F2紫花∶白花=7∶5,可推第①组别F1紫花为AaBb,白花品种1的基因型aabb,B正确;
C、以品种3和品种4的基因型分别为aaBb和Aabb,进行进一步推断。品种3的基因型为aaBb和第⑥组别结果紫花∶白花=1∶1是测交实验比,可推品种2的基因型为aabb或AAbb,若品种2得配子致死,则无法产生后代,因此是品种3有问题;第⑥组别和第⑤组别结果比较,子代没有出现紫花结果可以推第⑤组别产生的配子中带显性基因的异常,即品种3 aaBb作为父本时aB雄配子致死。(品种3和品种4的基因型分别为Aabb 和aaBb,进行进一步推断得Ab雄配子致死),C错误;
D、紫花品种甲的基因型为AABB,白花品种④的基因型为Aabb,当aB 雄配子致死时,F1为AABb和AaBb,两种基因型各占1/2,由于各植株产生后代的个数相同,AABb自交后代紫花:白花=3:1,可看作9:3,AaBb自交子代紫花:白花=7:5,这两个比例相加,得紫花:白花=16:8,则自交产生的F1中,紫花:白花=2:1。由于aB雄配子致死,组别①~④中,正反交结果不同的组别只有第3组,D正确。
故选ABD。
11.(2024•济南三模)17. 基因印记是指子代中来自双亲的等位或相同基因中只有一方能表达,另一方沉默而不表达。F基因是最早发现存在基因印记现象的基因,且在每代表达情况不变。小鼠的F基因突变为f后会失去原有功能,产生矮化小鼠。假设小鼠子代数量足够多,根据以下实验结果判断,下列说法错误的是( )
A. 亲本矮化雌鼠的F基因来自其父本
B. 基因型为Ff的雌雄小鼠杂交,后代表型及比例为正常:矮化=1:1
C. 基因F、f的遗传不遵循基因分离定律
D. 两只正常小鼠杂交,后代正常小鼠所占的比例有3种可能
【答案】CD
【解析】
【分析】1、基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
(2024•济南三模)2、表观遗传:指基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象;表观遗传现象普遍存在于生物体的生长发育和衰老的整个生命活动过程中。
【详解】AB、亲本Ff表现为矮化雌鼠,说明F未表达,其与ff矮化雄鼠杂交,后代矮化小鼠:正常小鼠=1:1,说明雌性小鼠Ff在产生雌配子F时,F重新表达,基因印记是指子代中来自双亲的等位或相同基因中只有一方能表达,另一方沉默而不表达,F基因是最早发现存在基因印记现象的基因,则F在雄配子中不表达,所以亲本矮化雌鼠的F基因来自其父本,A正确;
B、基因型为Ff的雌雄小鼠杂交,雌鼠正常表达F与f,雄鼠F基因沉默,f正常表达,所以后代表型及比例为正常:矮化=1:1,,B正确;
C、基因印记是指子代中来自双亲的等位或相同基因中只有一方能表达,另一方沉默而不表达。基因的碱基序列保持不变,所以基因F、f的遗传遵循基因分离定律,C错误;
D、两只正常小鼠杂交,存在以下几种情况:①FF与FF正反交,后代均正常小鼠,比例为1;②FF与Ff杂交,FF为雌鼠,Ff为雄鼠,后代全为正常小鼠,比例为1;③FF与Ff杂交,FF为雄鼠,Ff为雌鼠,后代矮化小鼠:正常小鼠=1:1,比例为1/2;④Ff与Ff杂交,Ff为雄鼠,Ff为雌鼠,后代矮化小鼠:正常小鼠=1:1,比例为1/2;综上所述,后代正常小鼠所占比例只有2种情况,D错误。
故选CD。
12. (2024•山东省实验中学5月)17. 图1是CMT1腓骨肌萎缩症(由基因A、a控制)和鱼鳞病(由基因B、b控制)的遗传系谱图。腓骨肌萎缩症是一种最常见的遗传性周围神经病之一,在当地人群的发病率约为0.04%。图2是乙家庭中部分成员鱼鳞病基因经某限制酶酶切之后的电泳图。鱼鳞病基因侧翼的无意义序列中,存在酶切位点α、β、γ,β位点不一定存在,导致酶切后基因所在片段长度不同。下列说法正确的是( )
A. CMT1的遗传方式为伴X染色体隐性遗传,鱼鳞病的遗传方式为常染色体隐性遗传
B. 当地人群中A的基因频率为98%
C. 乙家庭的胎儿Ⅱ6个体患鱼鳞病的概率为1/2
D. 若Ⅰ2和Ⅰ3再生一个孩子,为正常女孩的概率为11/62
【答案】BC
【解析】
【分析】根据图1甲家族的Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅱ1可以判断CMT1腓骨肌萎缩症为常染色体隐性遗传病。乙家族中,根据Ⅰ3、Ⅰ4和Ⅱ5,可推知鱼鳞病为隐性遗传病。
【详解】A、甲家族中,Ⅰ1和Ⅰ2都不患CMT1腓骨肌萎缩症,但他们有个患该病的女儿,说明该病为常染色体隐性遗传;乙家族中,Ⅰ3和Ⅰ4都不患鱼鳞病,但他们有个患该病的儿子,说明该病为隐性遗传病,由图2电泳图可知,Ⅱ5的16kb片段来自Ⅰ4,19kb片段来自于Ⅰ3,即其致病基因来自于双亲,鱼鳞病的遗传方式为常染色体隐性遗传,A错误;
B、腓骨肌萎缩症为常染色体隐性遗传病,在当地人群的发病率约为0.04%,则a的基因频率为2%,当地人群中A的基因频率为98%,B正确;
C、鱼鳞病为常染色体隐性遗传病,Ⅱ5患病,则Ⅰ4的16kb片段含有致病基因,Ⅰ3的19kb片段含有正常基因或致病基因,Ⅱ6个体患鱼鳞病的概率为1/2,C正确;
D、Ⅱ2和Ⅱ3生的儿子两种病都患,则双亲的基因型均为AaBb,他们生一个正常女孩(A_B_)的概率为9/16×1/2=9/32,D错误。
故选BC。
三、非选择题
13. (2024•智慧上进5月大联考)22. 研究人员在某性别决定方式为XY型的野生植物(卵形叶、紫茎)种群中发现了突变型植株(针形叶、绿茎)(已通过其他方法排除染色体变异、互换及位于X、Y染色体同源区段基因的影响)。该研究人员用纯合的野生型植株和突变型植株杂交,F1全为卵形叶、紫茎,再将F1随机杂交,F2的性状及比例为卵形叶∶针形叶=2∶1,紫茎∶绿茎=5∶1,雌株∶雄株=2∶1。
(1)显性性状________,判断依据是________。
(2)控制卵形叶、针形叶和紫茎、绿茎的基因在染色体上的位置是________,这两对基因的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
(3)请对以上实验结果作出合理解释:________。
(4)请依据研究人员的实验结果,采取最简单合理的做法验证上述解释:________。
(5)根据以上分析,将F2中的卵形叶紫茎雄株与针形叶紫茎雌株相互交配,子代出现针形叶绿茎植株的比例为________。
【答案】(1) ①. 卵形叶、紫茎 ②. F1卵形叶、紫茎自交,产生的F2中出现针形叶、绿茎
(2) ①. 控制卵形叶、针形叶的基因位于常染色体上,控制紫茎、绿茎的基因位于X染色体上 ②. 遵循
(3)F1产生配子时,同时含有卵形叶基因和Y染色体的配子致死
(4)统计F2的性状分离比,若F2中卵形叶紫茎雌株∶针形叶紫茎雌株∶卵形叶紫茎雄株∶卵形叶绿茎雄株∶针形叶紫茎雄株∶针形叶绿茎雄株=6∶2∶1∶1∶1∶1,则上述解释成立
(5)1/12
【解析】
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。位于性染色体上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相关联,这种现象称为伴性遗传。
【小问1详解】
由于纯合亲本杂交,F1均为卵形叶、紫茎,F1自交,产生的F2中出现针形叶、绿茎,说明两对相对性状中显性性状分别为卵形叶、紫茎。
【小问2详解】
已通过其他方法排除染色体变异、互换及位于X、Y染色体同源区段基因的影响。F2中雌株∶雄株=2∶1,可能是雄性致死导致的,说明至少有一对等位基因位于X染色体上。
若控制两对相对性状的两对等位基因位于同一对同源染色体上(连锁),则F2中的“卵形叶∶针形叶与紫茎∶绿茎”的分离比“2∶1与5∶1”与“连锁遗传的分离比”不符,说明控制两对相对性状的两对等位基因位于两对同源染色体上,它们的遗传遵循基因的自由组合定律。又依据F2中的“卵形叶∶针形叶与紫茎∶绿茎”的分离比分别为“2∶1与5∶1”可进一步推知: 控制卵形叶、针形叶的基因位于常染色体上,控制紫茎、绿茎的基因位于X染色体上。
【小问3详解】
控制卵形叶、针形叶的基因位于常染色体上,控制紫茎、绿茎的基因位于X染色体上。纯合的野生型植株和突变型植株杂交,理论上F2中卵形叶∶针形叶=3∶1,雌株∶雄株=1∶1,但实际上却均为“2∶1”,对此作出的合理解释是:F1产生配子时,同时含有卵形叶基因和Y染色体的配子致死。若同时含针形叶基因和Y染色体的配子致死,后代不可能出现题干信息中的分离比。
【小问4详解】
若要依据研究人员的实验结果,采取最简单合理的做法验证上述解释,则需要统计F2的性状分离比。假设A、a分别控制卵形叶、针形叶,B、b分别控制紫茎、绿茎,则根据实验结果可推知:亲本纯合的野生型植株和突变型植株的基因型分别为AA XBXB和aaXbY,F1的基因型为AaXBXb、AaXBY。因基因型为AY的雄配子致死若,所以F2中卵形叶紫茎雌株∶针形叶紫茎雌株∶卵形叶紫茎雄株∶卵形叶绿茎雄株∶针形叶紫茎雄株∶针形叶绿茎雄株=6∶2∶1∶1∶1∶1。
【小问5详解】
根据分析,F2中的卵形叶紫茎雄株的基因型为AaXBY,F2中的针形叶紫茎雌株的基因型为1/2aaXBXB、1/2aaXBXb。将F2中的卵形叶紫茎雄株与针形叶紫茎雌株相互交配,子代性状及比例为卵形叶紫茎雌株∶针形叶紫茎雌株∶针形叶紫茎雄株∶针形叶绿茎雄株=4∶4∶3∶1,针形叶绿茎植株占1/12。
14.(2024•泰安四模)22. 某昆虫红色素的合成由等位基因A/a控制合成(AA、Aa的效应相同),并与等位基因B/b共同控制眼色,与等位基因D/d共同控制体色。科学家为研究基因与表现型的关系,利用纯合品系X1(深红眼深红体色)、X2(深红眼白体色)和X3(黄眼白体色)进行相关杂交实验,并统计F1和F2的部分性状,结果见表。
实验
亲本
F1
F2
一
X1×X3
深红眼
深红眼:橙黄眼:黄眼=9:3:4
二
X2×X3
粉红体色
深红体色:粉红体色:白体色=3:6:7
(1)实验一中F1深红眼个体和实验二中F1粉红体色个体基因型___________(填“相同”或“不相同”),实验二的F2中白体色基因型(不考虑眼色)有___________种。若F2的粉红体色个体间随机交配,所得后代中白体色个体占比为___________,黄眼深红体色个体占比为___________。
(2)利用现有的实验材料设计调查方案,判断基因B/b和D/d在染色体上的位置关系(不考虑染色体互换)。调查方案:___________。结果分析:若___________(写出表型和比例),则B/b和D/d位于同一对染色体上;否则,B/b和D/d位于两对染色体上。
(3)该昆虫易感染某种病毒,科研人员找到了抗该病毒的基因,通过基因工程将抗病基因导入实验一的F1深红眼个体中,从获得的转基因抗病新品种中筛选出了4个导入了抗病基因的转基因昆虫,分别为K1、K2、K3、K4.
①若K1、K2中各含有一个抗病基因,且K1的抗病基因与B基因在同一条染色体上,K2的抗虫基因与A基因在同一条染色体上,则K1与K2杂交,所得子代中不抗病个体占_______。
②若K3、K4中各含有两个抗病基因,K3与K4杂交,若所得子代的表现型(不考虑体色)比例为135:45:60:9:3:4,则K3和K4的抗病基因在染色体上的分布情况是_______。
【答案】(1) ①. 不相同 ②. 5 ③. 1/3 ④. 0
(2) ①. 对实验二中F2个体的眼色和体色同时进行调查统计 ②. F2中深红眼粉红体色:橙黄眼深红体色:深红眼白体色:黄眼白体色=6:3:3:4
(3) ①. 1/4 ②. K3和K4的两个抗病基因均位于两对同源染色体上,且与A/a和B/b所在的同源染色体均不同
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
实验一中子二代的比例是9:3:4,实验二中子二代的比例是3:6:7,均为9:3:3:1的变式,说明A/a和B/b遵循基因的自由组合定律,A/a和D/d遵循基因的自由组合定律。深红眼的基因型为A_B_,橙黄眼的基因型为A_bb,黄眼的基因型为aaB_、aabb。深红体色的基因型为A_DD,粉红体色的基因型为A_Dd,白色的基因型为A_dd、aaD_、aadd。据此判断,X1的基因型是AABBDD、X2的基因型是AABBdd、X3的基因型是aabbDD。实验一中F1深红眼个体基因型是AaBbDD,和实验二中F1粉红体色个体基因型AaBbDd不相同,实验二中白色个体基因型有A_dd、aaD_、aadd五种,F2的粉红体色个体基因型是1/3AADd、2/3AaDd,随机交配后代的白色个体占1/3:利用分离定律解决自由组合定律,1/3AA和2/3Aa随机交配,后代为4/9AA、4/9Aa、1/9aa;Dd和Dd随机交配,产生的后代为1/4AA、2/4Aa、1/4aa,后代白色个体为
1/9aa__+2/9A_dd=1/3,黄色眼个体含有aa,深红色个体含有A,所以不会出现黄眼深红体色个体。
【小问2详解】
判断基因B/b和D/d在染色体上的位置关系的调查方案是:对实验二中F2个体的眼色和体色同时进行调查统计,若位于一对同源染色体上,则子一代产生的配子是四种,分别为ABd、AbD、aBd、abD,四种配子随机结合,后代F2中深红眼粉红体色:橙黄眼深红体色:深红眼白体色:黄眼白体色=6:3:3:4。
【小问3详解】
若K1、K2中各含有一个抗病基因,且K1的抗病基因与B基因在同一条染色体上,K2的抗虫基因与A基因在同一条染色体上,则假设K1的抗病基因是E,,K2的抗虫基因是F,则K1产生的配子是E、O(表示没有抗虫基因),K2产生的配子是F、O(表示没有抗虫基因),结合后产生的后代有1/4没有抗虫基因,不抗病。子代的表现型(不考虑体色)比例为135:45:60:9:3:4,总和是256,说明受四对等位基因控制,且遵循自由组合定律,故K3和K4的抗病基因在染色体上的分布情况是K3和K4的两个抗病基因均位于两对同源染色体上,且与A/a和B/b所在的同源染色体均不同。
15.(2024•济宁三模)23. 水稻和番茄是两性花,可进行自花传粉和异花传粉,具有明显的杂种优势。雄性不育是实现杂种优势利用的重要途径之一、回答下列问题。
(1)ms基因是位于2号染色体上控制番茄雄性不育的基因。MS对ms为完全显性,基因型为MSms的植株随机传粉两代,F2中雄性不育植株所占比例为_____。番茄幼苗紫茎对绿茎为显性,由等位基因B、b控制,研究者将苗期紫茎雄性可育和苗期绿茎雄性不育两种纯合品系杂交,F1测交,对F2在苗期和结果期进行调查,结果如表所示(单位:株)。
F2
检测单株数
可育株
不育株
苗期紫茎植株
64
63
1
苗期绿茎植株
64
1
63
实验结果说明绿茎b基因位于2号染色体上,判断依据是_____。该发现对于育种工作者苗期筛选雄性不育株有何应用_____。
(2)目前雄性不育株多以自然变异为主,可供选择的材料有限。科研团队利用基因编辑技术敲除雄蕊特异基因SISTR1成功获得了雄性不育番茄。该研究在作物育种中的意义是_____。
(3)籼稻和粳稻是水稻的两个品种。纯合籼稻和纯合粳稻杂交,其杂交种花粉中均存在某种杀死花粉的毒素蛋白,部分花粉因缺少对应的解毒蛋白,而造成花粉败育。研究发现编码这两种蛋白的基因均只位于籼稻12号染色体上的R区,该区的基因不发生交换,如图所示。
①纯合籼稻和纯合粳稻均无花粉败育现象,但其杂交种产生的花粉50%败育,则败育花粉应含有_____的12号染色体,理由是_____。
②进一步研究发现,若单独敲除杂种植株的C基因,其花粉均败育,双敲除B、C基因,植株花粉均可育,推测C基因表达出功能蛋白的最早时间是_____。科研人员将1个 C基因转入杂种植株,获得转基因植株甲,检测发现甲中转入的C基因并未在12号染色体上。转基因植株甲自交,仅检测12号染色体的R区,子代中分别与杂交种和籼稻12号染色体R区相同的个体比例依次为_____。
【答案】(1) ①. 1/6 ②. F2中苗期绿茎植株几乎全为不育,说明绿茎基因和雄性不育基因均位于2号染色体 ③. 通过幼苗期茎秆颜色来快速区分植株的育性
(2)能够定向改造植物的育性,为获得其他植物雄性不育株系提供新途径
(3) ①. 粳稻 ②. 粳稻12号染色体缺少解毒蛋白基因,无法合成解毒蛋白 ③. 减数第一次分裂完成后 ④. 1/2、1/3
【解析】
【分析】1、基因突变:DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变。
(2024•济宁三模)2、生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫做表观遗传。
【小问1详解】
已知MS对ms为完全显性,基因型为MSms的植株随机传粉,F1表型及比例为1/4MSMS、1/2MSms、1/4msms,F1随机传粉,即自由交配,利用配子法:由于msms雄性不育,雌雄配子分开算,雌配子基因型及比例为1/2MS、1/2ms,雄配子基因型及比例为MS=1/3×1+2/3×1/2=2/3,ms=2/3×1/2=1/3,所以F2中雄性不育植株(msms)所占比例为1/2×1/3=1/6。番茄F2中苗期绿茎植株几乎全为不育,说明绿茎基因和雄性不育基因均位于2号染色体,苗期筛选雄性不育株可通过幼苗期茎秆颜色来快速区分植株的育性。
【小问2详解】
研究雄性不育能够定向改造植物的育性,为获得其他植物雄性不育株系提供新途径。
【小问3详解】
①粳稻的12号染色体缺少解毒蛋白基因,无法合成解毒蛋白,所以败育花粉应含有粳稻的12号染色体。
②若单独敲除杂种植株的C基因,其花粉均败育,双敲除B、C基因,植株花粉均可育,减数第一次分裂完成后等位基因随着同源染色体的分开而分离,则推测C基因表达出功能蛋白的最早时间是减数第一次分裂完成后。为将C基因转入杂种植株,获得转入了单拷贝C基因(一个C基因)的转基因植株(甲),检测发现甲中转入的C基 因并未在12号染色体上杂种植株的染色体组来源于籼稻和粳稻,导入C基因后进行自交,即使C不在12号染色体上,仍可发挥作用。不 含C的配子败育,则花粉中粳稻:籼稻=1:2,雌配子粳稻:籼稻=1:1,与粳稻R区相同的个体比例为1/3×1/2=1/6,与籼稻R区相同的 个体MM比例为2/3×1/2=1/3,与粳稻籼稻杂交种R区相同的个体比例为1-1/6-1/3=1/2。
16.(2024•济南三模)22. 黄瓜(2n=14)属于葫芦科的草本植物,雌雄同株异花,幼苗期幼叶颜色通常为绿色,研究人员发现一个幼叶黄色突变体(N品系),在幼苗期,幼叶表现为叶绿素缺乏的黄色性状,成体后叶片变为黄色。黄瓜中常存在雄性不育或雌性不育现象,在生产实践中具有非常重要的作用。
(1)将N与常规品系杂交,F1自交得F2,F2中有603株绿苗和198株黄苗,由此可推断控制幼叶绿色和黄色颜色的基因位于_______对同源染色体上,幼叶黄色属于_______性状。
(2)黄瓜的杂种优势明显,杂种一代具有产量高、抗病和抗低温等优良特性。研究人员以幼叶黄色作为指示性状,对杂种一代进行筛选。研究表明N品系与常规品系杂交,F1具有明显的杂种优势。鉴别杂交种的过程如下:①将常规品系与N品系作为亲本间行种植,成熟后收获_______所结种子。②播种收获种子,在幼苗期拔除黄苗,保留绿苗,用于区分“真假杂种”原因是_______。
(3)研究发现基因M决定黄瓜雄配子育性,编码的蛋白质能维持花粉粒的活性。将一个T—DNA插入基因组成为MM的受精卵中,插入点位于M基因启动子处,会抑制M基因的表达。由该受精卵发育成的植株雄性可育,理由是______;用该植株为亲本连续自交两代,后代雄性不育植株所占的比例为______。
(4)若N品系是源自单基因突变,实验室中种植基因型相同雄性可育幼苗绿叶黄瓜,F1中部分个体表现为雄性不育幼苗黄叶和雄性可育幼苗黄叶现象(不考虑基因突变和交换),由此可知基因M与控制幼叶颜色基因的位置关系是______。F1可育植株中幼叶黄色个体所占比例为_____;F1雄性可育幼叶黄色个体自交后代中能稳定遗传的个体所占比例为_______。
【答案】(1) ①. 1 ②. 隐性
(2) ①. N品系 ②. N品系自交所得种子长出来幼叶是黄色,与常规品系杂交所得种子长出来幼叶是绿色
(3) ①. 一个M基因插入T—DNA 后不能转录,另一个M基因可正常转录翻译,编码维持花粉粒活性的蛋白质。 ②. 1/6
(4) ①. 基因 M 与控制幼叶颜色基因位于两对同源染色体上体上 ②. 1/4 ③. 1/2
【解析】
【分析】①分离定律的实质:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。②自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
由题意可知:F2中绿苗∶黄苗=630∶198≈3∶1,说明N与常规品系均为纯合子,F1为杂合子,控制幼叶绿色和黄色颜色的基因位于1对同源染色体上,幼叶黄色属于隐性性状。
【小问2详解】
①N品系为幼叶黄色突变体,而幼叶黄色属于隐性性状,因此将常规品系与N品系作为亲本间行种植,成熟后收获N品系所结种子。收获的种子中既有杂合子,也有隐性纯合子。②由于N品系自交所得种子长出来的幼叶是黄色,N品系与常规品系杂交所得种子长出来的幼叶是绿色,因此播种收获的种子,在幼苗期拔除黄苗,保留绿苗,用于区分“真假杂种”。
【小问3详解】
由题意可知:将一个T—DNA插入基因组成为MM的受精卵中,插入点位于M基因启动子处,由于一个M基因插入T—DNA 后不能转录,另一个M基因可正常转录,进而翻译出编码维持花粉粒活性的蛋白质,所以由该受精卵发育成的植株雄性可育。假设该植株的基因型用Mm(m表示插入T—DNA的M基因)表示。用该植株为亲本自交,所得可育的F1植株中,杂合子占2/3Mm;F1植株自交,所得F2植株中,雄性不育植株(mm)所占的比例为2/3×1/4=1/6。
【小问4详解】
若N品系是源自单基因突变,则幼苗叶的颜色受一对等位基因控制,假设幼叶绿色与黄色分别由A、a控制。实验室中种植基因型相同的雄性可育幼苗绿叶黄瓜,F1中部分个体表现为雄性不育幼苗黄叶和雄性可育幼苗黄叶现象(不考虑基因突变和交换),说明F1中发生了不同性状的自由组合,由此可知:基因 M 与控制幼叶颜色的基因位于两对同源染色体上体上。亲本雄性可育幼苗绿叶黄瓜的基因型为MmAa,F1可育植株中幼叶黄色(aa)个体所占比例为1/4;F1雄性可育幼叶黄色个体的基因型为1/3MMaa、2/3Mmaa。F1雄性可育幼叶黄色个体自交后代中能稳定遗传的个体(MMaa)所占比例为1/3+2/3×1/4=1/2。
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