内容正文:
专题07 遗传的基本规律
目 录
第一部分 明晰学考要求·精准复习
第二部分 基础知识梳理·全面提升
第三部分 考点精讲精练·对点突破
考点01 基因分离定律
考点02 基因自由组合定律
考点03 伴性遗传
第四部分 实战能力训练·满分必刷
知识内容
考试目标层次
学考预测
A(了解水平)
B(理解水平)
C(应用水平)
考点01 基因分离定律
√
考点1中主要考察显性、隐形性状的判断;考点2中主要考察遗传现象的分析与计算;考点3中主要考察伴性遗传的设计与分析。
考点02 基因自由组合定律
√
考点03 伴性遗传
√
知识点一 基因分离定律
一、基因分离定律
1.豌豆用作遗传实验材料的优点
(1)豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉的植物,自花传粉、闭花受粉避免了外来花粉的干扰,自然状态下一般都是纯种。
(2)豌豆不同品种间具有易于区分的、能稳定遗传(纯合子)的相对性状。
(3)豌豆花大,便于去雄和人工授粉。
(4)豌豆生长周期短,易于栽培。
(5)后代数量多,数学统计分析结果更可靠。
2.一种生物的同一种性状的不同表现类型,叫作相对性状 。
3.人工异花传粉的过程
a.去雄,先除去未成熟花的全部雄蕊。
b.套袋,套上纸袋,以免外来花粉干扰。
c.采集花粉。
d.传粉,将采集到的花粉涂(撒)在去除雄蕊的雌蕊柱头上。
e.套袋,再套上纸袋,防止外来花粉干扰。
两朵花之间的传粉过程叫作异花传粉。不同植株的花进行异花传粉时供应花粉的植株叫作父本,接受花粉的植株叫作母本。
4.杂交实验:
(1)孟德尔用高茎豌豆与矮茎豌豆作亲本进行杂交。无论用高茎豌豆作母本(正交),还是作父本(反交),杂交后产生的第一代总是高茎的。用F1 自交,结果在F2植株中,不仅有高茎,还有矮茎的,数量比接近3:1。
(2)孟德尔把 F1 中显现出来的性状,叫作显性性状,如高茎;未显现出来的性状,叫作隐性性状,如矮茎。
(3)杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象,叫作性状分离。
5.对分离现象的解释
(1)生物的性状是由遗传因子决定的。这些因子就像一个个独立的颗粒,既不会相互融合,也不会在传递中消失。每个因子决定一种特定的性状,其中决定显性性状的为显性遗传因子 ,用大写字母(如 D )来表示;决定隐性性状的为隐性遗传因子,用小写字母(如 d )来表示。
(2)在体细胞中,遗传因子是成对存在的。例如,纯种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD,纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。像这样,遗传因子组成相同的个体叫作纯合子。因为F1自交的后代中出现了隐性性状,所以在F1的体细胞中必然含有隐性遗传因子;而F1表现的是显性性状,因此F1的体细胞中的遗传因子应该是Dd。像这样,遗传因子组成不同的个体叫作杂合子。
(3)生物体在形成生殖细胞----配子时,成对的遗传因子分离,分别进入不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子的一个。F1高茎豌豆(Dd)产生两种雌配子即含D、d的配子,两种雄配子,雌配子中:D:d=1:1,雄配子中:D:d=1:1,(数量上雌配子远多于雄配子)
(4)受精时,雌雄配子的结合是随机的。例如,含遗传因子D的雌配子,既可以与含遗传因子D的雄配子结合,又可以与含遗传因子d的雄配子结合。
6.分离定律
(1)内容:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
(2)适用范围:
①进行有性生殖的真核生物,细胞核内的遗传;②一对相对性状的遗传。
7.孟德尔的研究方法:假说一演绎法
在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,推出预测的结果,再通过实验来检验。如果实验结果与预测相符,就可以认为假说是正确的,反之,则可以认为假说是错误的。
知识点二 基因自由组合定律
一、基因自由组合定律
1.两对相对性状的杂交实验
(1)实验过程
P 黄色圆粒 X 绿色皱粒
F1 黄色圆粒
自 交
F2 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒
比例: 9 : 3 : 3 : 1
1 不论正交、反交,F1(子一代)都表现黄色圆粒。
②F1自交,F2(子二代)性状间自由组合,有4种表现型:黄圆(双显):黄皱(一显一隐):绿圆(一隐一显):绿皱(双隐)=9:3:3:1.其中亲本类型(黄圆、绿圆)占10/16,重组类型(黄皱、绿圆)占6/16。
③F2中,黄色:绿色=3:1,圆粒:皱粒=3:1,说明每一对相对性状的遗传都遵循分离定律。
2.对自由组合现象的解释
(1)豌豆的粒形和粒色分别受两对遗传因子控制(粒形:R和r;粒色:Y和y),显性基因对隐性基因有掩盖作用。
(2)两亲本的遗传因子组成为YYRR、yyrr,分别产生YR和yr各一种配子,F1的遗传因子组成为YyRr,表现为黄色圆粒。
(3)杂交产生的F1的遗传因子组成是YyRr,在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。结果:F1产生的雌配子和雄配子各有4种,即YR、Yr、yR、yr,且它们之间的数量比为1:1:1:1。
(4)受精时,F1的各种雌雄配子结合机会随机。因此有16种结合方式,产生9种遗传因子组合。F1自交,F2遗传因子组成形式(基因型)有9种:纯合子占4/16,单杂合子占8/16,双杂合子占4/16,表现型有4种,比例为9:3:3:1,双显性占9/16,单显性占6/16。双隐性占1/16,亲本型占10/16。重组型占6/16(若亲本为YYrr x yyRR,则亲本型占6/16,重组型占10/16)
3.对自由组合现象解释的验证
(1)方法:测交,即让 F1YyRr与隐形纯合子yyrr杂交。
(2)预测结果:测交后代有4种性状,比例为1:1:1:1。
(3)实验结果:测交后代有四种性状,比例为1:1:1:1,符合预期设想
4.自由组合定律
(1)发生时间:形成配子时;
(2)遗传因子间的关系:控制两对性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;
(3)实质:在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
(4)适用范围:进行有性生殖的真核生物两对或两对以上相对性状的遗传。
知识点三 伴性遗传
1、 伴性遗传
1.伴性遗传概念:性染色体上的基因控制的性状遗传与性别相关联。
2.伴X染色体隐性遗传(如红绿色盲)的各种基因型:
项 目
女 性
男 性
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
表 型
正常
正常(携带)
色盲
正常
色盲
3.伴X染色体隐性遗传(如红绿色盲、白化病)的特点有:
①男患者多于女患者。
②男性红绿色盲基因只能从母亲那里传来,以后只能传给女儿。
4.伴X染色体显性遗传抗(维生素D佝偻病)特点:
①女性多于男性;但部分女患者病症较轻。
男性患者与正常女性婚配的后代中,女性都是患者,男性都是正常。
5.伴Y遗传
①基因位置:致病基因在 Y 染色体上,在X上无等位基因,无显隐性之分。患者患者基因型:XYM。
遗传特点:患者均为男性,且“父传子,子传孙”。
6.性别决定
(1)概念:雌雄异体的生物决定性别的方式,自然界中大多数生物的性别由性染色体决定。
注意:①性别既受性染色体控制,也与其上部分基因有关,但性染色体上的基因并不都与性别决定有关, 如色盲基因。②并非所有生物都有性染色体,性染色体只存在于有性杂色体决定性别的生物体内。
(2)鸡性别决定的ZW型
雌性:(异型)ZW 雄性:(同型) ZZ 。
(3)人类体细胞及配子中染色体组成
男性:体细胞:44条常染色体+ XY(异型)或23对常杂色体+ XY (异型)
精子:22条常染色体+X、 22条常染色体+ Y。(2种)
女性:体细胞:44条常染色体+ XX(同型)或22对常朶色体+ XX(同型)
卵细胞:22条常染色体+X。(1种)
注意:人的X、Y性染色体大小、形状不同,但减数分裂中能发生联会,因此属于同源染色体。X染色体比Y染色体大,基因多。
两种遗传病的概率计算方法
当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,若已知患甲病的概率为m,患乙病的概率为n,则各种患病情况如下表:
序号
类型
计算公式
①
不患甲病的概率
1-m
②
不患乙病的概率
1-n
③
只患甲病的概率
m(1-n)
④
只患乙病的概率
n(1-m)
⑤
同患两种病的概率
mn
⑥
只患一种病的概率
m+n-2mn或m(1-n)+n(1-m)
⑦
患病概率
m+n-mn或1-不患病概率
⑧
不患病概率
(1-m)(1-n)
考点01 基因分离定律
【典型例题1】
(2021·江苏·高考真题)短指(趾)症为显性遗传病,致病基因在群体中频率约为1/100~1/1000。如图为该遗传病某家族系谱图,下列叙述正确的是( )
A.该病为常染色体遗传病
B.系谱中的患病个体都是杂合子
C.VI1是患病男性的概率为1/4
D.群体中患者的纯合子比例少于杂合子
【答案】ACD
【知识点】基因分离定律的实质和应用、遗传系谱图中遗传方式的判定及应用、人类遗传病的类型及实例、纯合子与杂合子
【分析】1、分析系谱图可知:Ⅳ12正常女性和Ⅳ13患病男性婚配,后代中男性有患病和正常两种情况,且短指(趾)症为显性遗传病,可知该致病基因位于常染色体上。
2、常染色体显性遗传病的发病特点:(1)与性别无关,即男女患病的机会均等;(2)患者的双亲中必有一个为患者,但绝大多数为杂合子;(3)双亲无病时,子女一般不会患病(除非发生新的基因突变);(4)连续传递,即通常连续几代都可能有患者。
【详解】A、假设患病基因用A/a表示,Ⅳ12和Ⅳ13婚配,若患病基因在X染色体上,则亲代基因型为XaXa、XAY,子代中不会有患病男性,故该病的致病基因在常染色体上,为常染色体遗传病,A正确;
B、该病为常染色体显性遗传病,系谱图中患病个体中Ⅰ1个体为患者,其基因型为A_,因Ⅰ2个体为正常人,基因型为aa,其后代Ⅱ1为杂合子,故不确定Ⅰ1个体是不是杂合体,也可能是纯合体其他患病后代有正常个体,故其他患病个体都是杂合子,B错误;
C、Ⅳ12正常女性和Ⅳ13患病男性婚配,其后代Ⅴ2个体为患者,其基因型为Aa,和正常人Ⅴ1婚配,Ⅴ1基因型为aa,则后代VI1是患者的概率为1/2,是患病男性的概率为1/2×1/2=1/4,C正确;
D、在群体中该显性致病基因的频率很低,约为1/100~1/1000,根据遗传平衡定律,显性纯合子短指症患者AA的频率更低,大约为1/10000~1/1 000 000,而杂合子短指症患者Aa的频率可约为1/50~1/500,故绝大多数短指症患者的基因型为Aa,即群体中患者的纯合子比例少于杂合子,D正确。
故选ACD。
· 对点专攻
1.将具有一对相对性状的纯种豌豆个体间行种植,另将具有一对相对性状的纯种玉米个体间行种植,通常情况下,具有隐性性状的一行植株上所产生的F1是( )
A.豌豆和玉米都有显性个体和隐性个体
B.玉米都为隐性个体,豌豆既有显性又有隐性
C.豌豆和玉米的显性和隐性比例都是3:1
D.豌豆都为隐性个体,玉米既有显性又有隐性
【答案】D
【分析】根据题意分析可知:纯种豌豆在自然情况下是严格的自花传粉,闭花授粉,所以间行种植彼此之间互不影响;而玉米自然条件下既可进行同株的异花传粉(因雌雄不同花,系自交)又可进行异株间的异花传粉(系杂交),所以隐性个体上产生的 F1既有高茎也有矮茎。
【详解】A、豌豆由于自花传粉,且闭花授粉,豌豆隐性性状的一行植株上只有隐性个体;玉米可进行异株间的异花传粉,有显性个体和隐性个体,A错误;
BD、由A项分析可知,豌豆都为隐性个体,玉米既有显性又有隐性,B错误,D正确;
C、豌豆都为隐性个体,玉米可进行同株的异花传粉,又可进行异株间的异花传粉,比例不能确定,C错误;
故选D。
2.果蝇是研究生物遗传的常用材料。图1表示甲、乙两种性别果蝇体细胞的染色体组成,果蝇的性别决定方式与人类一致;图2表示果蝇的发育过程;图3表示果蝇的长翅与残翅在亲代和子代的性状表现,用B、b表示控制显、隐性性状的基因。请回答下列问题。
(1)图1中,表示雄果蝇染色体组成的是
(2)通过图2果蝇的发育过程可知,果蝇的幼虫与成虫存在很大差距,经历了[③] 期,这种发育方式称为 发育。
(3)果蝇的长翅和残翅是一对 ,根据图3可知,长翅为 性状。
(4)小王同学捕捉到一只长翅雄果蝇,为确定该果蝇的基因组成,他可以在图3的子代中选取一只残翅雌果蝇与该果蝇杂交。若子代全为长翅果蝇,则说明该长翅雄果蝇的基因组成为
【答案】(1)乙
(2) 蛹 完全变态发育
(3) 相对性状 显性
(4)BB
【分析】完全变态发育是昆虫变态的两种类型之一。昆虫在个体发育中,只经过卵、若虫和成虫等3个时期的,叫作不完全变态;而经过卵、幼虫、蛹和成虫等4个时期的叫完全变态。
【详解】(1)由图可知,果蝇的性别决定方式为XY型性别决定,则性染色体异性即XY决定雄性,即图1中乙。
(2)由图可知,果蝇的发育阶段经过了卵→幼虫→蛹→成虫,其中经历蛹的时期标志着果蝇的发育方式为完全变态发育。
(3)果蝇的长翅和残翅属于同一生物(果蝇)同一性状(翅形)不同表现型,属于一对相对性状;其中长翅于与长翅杂交子代产生了残翅,说明残翅为隐性性状,长翅为显性性状。
(4)一只长翅果蝇基因型为B-,让其与一只残翅果蝇bb杂交,若子代性状分离比为长翅:残翅=1:1,则该长翅果蝇基因型为Bb,若子代性状全为长翅,则该果蝇基因型为BB。
显性、隐性性状的判断
(1)根据概念判断显隐性
→甲性状→
(2)根据子代表型判断显隐性
(3)设计杂交实验判断显隐性
(4)根据遗传系谱图判断显隐性
考点02 基因自由组合定律
【典型例题1】
(2024·江苏·高考真题)有一种植物的花色受常染色体上独立遗传的两对等位基因控制,有色基因B对白色基因b为显性,基因I存在时抑制基因B的作用,使花色表现为白色,基因i不影响基因B和b的作用。现有3组杂交实验,结果如下。请回答下列问题:
(1)甲和丙的基因型分别是 、 。
(2)组别①的F2中有色花植株有 种基因型。若F2中有色花植株随机传粉,后代中白色花植株比例为 。
(3)组别②的F2中白色花植株随机传粉,后代白色花植株中杂合子比例为 。
(4)组别③的F1与甲杂交,后代表型及比例为 。组别③的F1与乙杂交,后代表型及比例为 。
(5)若这种植物性别决定类型为XY型,在X染色体上发生基因突变产生隐性致死基因k,导致合子致死。基因型为IiBbX+Y和IiBbX+Xk的植株杂交,F1中雌雄植株的表型及比例为 ;F1中有色花植株随机传粉,后代中有色花雌株比例为 。
【答案】(1) iiBB IIBB
(2) 2 1/9
(3)1/2
(4) 白色:有色=1:1 白色:有色=3:1
(5) 白色♀:有色♀:白色♂:有色♂=26:6:13:3 32/63
【知识点】利用分离定律思维解决自由组合定律的问题、9:3:3:1和1:1:1:1的变式类型及应用、伴性遗传的遗传规律及应用、分离定律综合问题分析(异常现象分析)
【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。
随机交配在一个有性繁殖的生物群体中,任何一个雌性或雄性个体与任何一个相反性别的个体交配的概率相等。也就是说,任何一对雌雄的结合都是随机的,不受任何选配的影响。
根据题干信息“有色基因B对白色基因b为显性,基因I存在时抑制基因B的作用,使花色表现为白色,基因i不影响基因B和b的作用”,说明I_B_和I_bb为白色,iiB_为有色,iibb为白色。
【详解】(1)分析题干,二倍体花颜色受常染色体上两对独立遗传的基因控制,其中有色基因B对白色基因b为显性,基因I对基因B有抑制作用,则有色基因型是iiB_,白色基因型是I_B_、I_bb、iibb,组别②中甲(有色) 丙(白色),F1都是白色,自交后白色:有色=3:1,说明F1是单杂合子,F2白色花植株的基因型为I_BB,说明F1 的基因型是IiBB,据此可推知甲的基因型应是iiBB,丙的基因型是IIBB。
(2)组别①中甲(iiBB) ×乙(白色),F1都是有色,自交后有色:白色=3:1,说明F1是单杂合子,F2白色花植株的基因型为iiB_,说明F1 的基因型是iiBb,乙的基因型是iibb。F1 自交后F2有色花的基因型有2种,包括iiBB和iiBb; F2有色花的基因型及比例是1/3iiBB、2/3iiBb,产生的配子及比例是2/3Bi、1/3bi,随机传粉,后代中白色花植株iibb的比例=1/3×1/3=1/9。
(3)组别②中甲(有色) ×丙(白色),F1都是白色,自交后白色:有色=3:1,说明F1是单杂合子,F2白色花植株的基因型为I_BB,F2白色花植株的基因型包括1/3IIBB、2/3IiBB, 产生的配子是2/3IB、1/3iB,随机传粉,后代白色花植株的基因型及比例为4/9IIBB、4/9IiBB,所以后代白色花植株中杂合子占1/2。
(4)组别③乙(iibb)×丙(IIBB),F1是BbIi (配子及比例是BI:Bi:bI:bi=1:1:1:1),F1与甲(iiBB)杂交,后代基因型及其比例为IiBB:iiBB:IiBb:iiBb=1:1:1:1,所以后代表型及比例为白色:有色=1:1; 组别③中F1与乙(iibb)杂交,后代基因型及其比例为IiBb:iiBb:Iibb:iibb=1:1:1:1,所以后代表型及比例为白色:有色=3:1。
(5)若这种植物性别决定类型为XY型,在X染色体上发生基因突变产生隐性致死基因k,导致合子致死。基因型为IiBbX+Y和IiBbX+Xk的植株杂交,逐对考虑,F1中关于花色的基因型及比例为I_B_:I_bb:iiB_:iibb=9:3:3:1,所以F1中关于花色的基因型及比例为白色:有色=13:3,X+Y和X+Xk的植株杂交,F1关于性别的基因型及比例为X+X+: X+Xk: X+Y:XkY (致死),即F1中雌性:雄性=2: 1,所以F1中雌雄植株的表型及比例为白色♀:有色♀:白色♂:有色♂=26:6:13:3。F1中有色花植株随机传粉,其中有色花雌性基因型有iiB_X+X+、iiB_X+Xk,雄性是iiB_X+Y,其中iiB_的比例为1/3BBii、2/3Bbii,产生的配子及比例是2/3iB、1/3ib, 随机交配后有色个体(iiB_) 占8/9,考虑性染色相关基因,雌配子及比例是3/4X+、1/4Xk,雄配子及比例是1/2X+、1/2Y,随机交配后子代是3/8X+X+、1/8X+Xk、3/8X+ Y、1/8XkY (致死),即雌株:雄株=4:3,故后代中有色花雌株比例8/9×4/7=32/63。
· 对点专攻
1.科研人员得到4种浅红眼的果蝇突变体A、B、C和D,将它们分别与野生型红眼果蝇进行杂交实验,结果如表所示(“+”表示红眼,“m”表示浅红眼)。
组别
亲本果蝇
F1果蝇的表现型
F2果蝇的表现型及数量
雌性
雄性
雌性
雄性
雌性
雄性
+
m
+
m
Ⅰ
A
野生型
+
+
762
242
757
239
Ⅱ
B
野生型
+
+
312
101
301
105
Ⅲ
C
野生型
+
m
114
104
111
102
Ⅳ
D
野生型
+
m
160
151
155
149
(1)据表分析,4种突变体均是单基因的 性突变果蝇。
(2)突变位点在常染色体上的突变体有 ,判断理由是 。突变体C和D的突变位点都在 染色体上。
(3)为进一步探究A、B两种突变体的浅红眼突变基因位点的关系,科研人员进行了系列杂交实验。
①先进行“♀A×♂B”杂交,若F1果蝇 ,说明A、B的浅红眼是同一基因突变所致;若F1果蝇 ,说明A、B的浅红眼是不同基因突变所致。
②若已证明A、B的浅红眼是不同基因突变所致,让上述实验的F1果蝇相互交配,如果F2果蝇表现型及比例为 ,则A、B的突变基因位于一对同源染色体上且不发生互换;如果F2果蝇表现型及比例为 ,则B的突变基因位于另一对常染色体上。
(4)进行“♂B×♀D”杂交,发现F1果蝇既有红眼也有浅红眼,再让F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇表现型及比例为 ,F2的浅红眼雌果蝇中杂合子的比例为 。
【答案】(1)隐
(2) A和B 对应的杂交实验中F1和F2果蝇的眼色表现均与性别无关 X
(3) ①全为浅红眼 全为红眼(野生型) ②红眼:浅红眼=1:1 红眼:浅红眼=9:7
(4) 红眼浅:红眼=3:5 3/5
【分析】分析表格:组别Ⅰ中,突变体A与性别无关,且为隐性突变;组别Ⅱ中,突变体B与性别无关,且为隐性突变;组别Ⅲ中,突变体C与性别有关,为隐性突变;组别Ⅳ中,突变体D与性别有关,为隐性突变。
【详解】(1)分析表格:组别Ⅰ中,浅红眼的果蝇突变体A与野生型果蝇进行杂交,F1雌雄都为红眼,F2中雌雄都是红眼:浅红眼≈3:1,说明突变体A与性别无关,且为隐性突变;组别Ⅱ中,浅红眼的果蝇突变体B与野生型果蝇进行杂交,F1雌雄都为红眼,F2中雌雄都是红眼:浅红眼≈3:1,说明突变体B与性别无关,且为隐性突变;组别Ⅲ中,浅红眼的果蝇突变体雌性C与野生型雄果蝇进行杂交,F1雌性为红眼,雄性为浅红眼,说明突变体C(用c基因表示)与性别有关,突变体C为XcXc,为隐性突变;组别Ⅳ中,浅红眼的果蝇突变体雌性D与野生型雄果蝇进行杂交,F1雌性为红眼,雄性为浅红眼,说明突变体D(用d基因表示)与性别有关,突变体D为XdXd,为隐性突变。所以4种突变体均是单基因的隐性突变果蝇。
(2)组别Ⅰ和Ⅱ中,浅红眼的果蝇突变体A、B分别与野生型果蝇进行杂交,F1雌雄都为红眼,F2中雌雄都是红眼:浅红眼≈3:1,说明突变体A和B与性别无关,突变位点在常染色体上。由(1)可知,组别Ⅲ和Ⅳ中,突变体C和D的突变位点都在X染色体上。
(3)①先进行“♀A×♂B”杂交,若A、B两种突变体的浅红眼突变基因位点相同,假设用a基因表示,则A和B都是aa,在F1果蝇中,所有个体均表现为浅红眼,若A、B两种突变体的浅红眼突变基因位点不同,假设用A、a和B、b基因表示,则A是aaBB,B都是AAbb,在F1果蝇中,所有个体均表现为红眼。
②若已证明A、B的浅红眼是不同基因突变所致,让上述实验的F1果蝇(AaBb)相互交配,F1果蝇相互交配,若A、B的突变基因位于一对同源染色体上且不发生互换,则F2果蝇基因型及比例为aaBB:AaBb:AAbb=1:2:1,即F2果蝇表现型及比例为红眼:浅红眼=1:1;若B的突变基因位于另一对常染色体上,则F2果蝇基因型及比例为AaBb:aaB_:A_bb:aabb=9:3:3:1,即F2果蝇表现型及比例为红眼:浅红眼=9:7。
(4)B突变位于常染色体上,D突变位于X染色体上,由于“♀B×♂D”杂交,F1果蝇既有红眼也有浅红眼,即亲本的基因型为bbXDY×BBXdXd,F1的基因型为BbXDXd、BbXdY,F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇基因型及比例为B_XDXd:B_XdXd:B_XDY:B_XdY:bbXDXd:bbXdXd:bbXDY:bbXdY=3:3:3:3:1:1:1,即红眼浅:红眼=3:5;F2的浅红眼雌果蝇(B_XdXd、bbXDXd、bbXdXd)共占8份,杂合浅红眼雌果蝇(BbXdXd、bbXDXd)占3份,因此F2的浅红眼雌果蝇中杂合子的比例为3/5。
2. ROQTI :uId: ROQTI …部分水稻品系的花粉育性会受到温度影响,低温时花粉败育,高温时育性正常,将其应用在杂交育种上可大大简化育种流程。
(1)水稻具有两性花,自然条件下自花授粉。将雄性不育系应用在育种中,其优点是能免去杂交过程中的 步骤。
(2)品系1是一种雄性不育系,品系2、3、4育性正常。为研究雄性不育的遗传规律,科研人员在不同温度条件下进行了杂交实验:
①由杂交一结果可知,育性正常与雄性不育性状受两对非同源染色体上的非等位基因控制,依据是 。若品系1、2的基因型分别为A1A1B1B1,A2A2B2B2,则F2中雄性不育系的基因型为 。
②通过基因型分析发现品系3、4与品系1的A基因序列完全相同,B基因是不同的等位类型,品系3的B基因用B3表示。根据杂交二中的信息可知,F1能够在 温度范围内自交获得F2,F2在22℃的育性表型及比例是 、32℃时的育性表型及比例是 。
(3)上述品系1×品系4杂交后代在任何温度条件下均为雄性不育,将这一现象称为杂合雄性不育,能够应用在杂交育种过程中而不受温度条件限制。研究者通过杂交、连续多代回交和筛选培育出了遗传组成与品系4基本相同的雄性不育系B1B4,过程如图2虚框所示。这一方法的缺点在于每年都需要回交并进行筛选。因此研究者借助品系3的育性特点进行了改良,过程如图2.请你完善图2中育种步骤,并说明育种方案改进后不需要每年筛选的理由⑤ 。
【答案】(1)去雄
(2) F2中育性正常:雄性不育为 15:1,可知该性状遗传符合基因的自由组合定律,所以受两对非同源非等位基因控制 A1A1B1B1 ≥27℃ 雄性不育:育性正常=3:1 雄性不育:育性正常=1:3
(3) B1B3 ≥27℃ <27℃ B1B1 植株甲可以自交繁殖出大量的纯种B1B1,与B4B4一次杂交即可产生杂合雄性不育株B1B4且不需要筛选
【分析】杂交育种的原理为基因重组,育种过程一般有杂交、自交、筛选等过程。
【详解】(1) 水稻具有两性花,自然条件下自花授粉,雄性不育系低温时花粉败育,高温时育性正常,因此杂交过程可以免去对母本去雄步骤。
(2)①F2中育性正常∶雄性不育为15∶1,为9∶3∶3∶1的变式,因此该性状遗传符合基因的自由组合定律,所以受两对非同源染色体上非等位基因控制。品系1、2的基因型分别为A1A1B1B1,A2A2B2B2,F1基因型为A1A2B1B2,F1自交得F2,F2中育性正常∶雄性不育为15∶1,因此F2中雄性不育系的基因型为A1A1B1B1。
②根据杂交二中的信息可知,<27℃时F1雄性不育,≥27℃时F1育性正常,F1若想自交则需要为雄性可育,即需控制温度为≥27℃范围内自交获得F2。品系1的基因型为A1A1B1B1,品系3的基因型为A1A1B3B3,两者杂交产生F1基因型为A1A1B1B3,F1在适宜温度自交产生获得F2,F2的基因型及比例为A1A1B1B1:A1A1B1B3:A1A1B3B3=1:2:1,基因型为A1A1B1B3的个体,<27℃时雄性不育,≥27℃时育性正常,因此表现型及比例为22℃雄性不育:育性正常=3:1,32℃时雄性不育:育性正常=1:3。
(3) 根据图2可知,B1B4和B4B4杂交,筛选B4B4和B1B3的个体,B1B3在<27℃时雄性不育,≥27℃时育性正常,因此需在高温下≥27℃时自交产生植物乙,植物乙的基因型为B1B1,与B4B4在低温下<27℃杂交可得到B1B4的雄性不育株。由于植株甲可以自交繁殖出大量的纯种B1B1,与B4B4一次杂交即可产生杂合雄性不育株B1B4且不需要筛选,因此育种方案改进后不需要每年筛选。即图中①为B1B3,②为≥27°C,③为B1B1,④为<27°C。
多对基因控制生物性状的分析
n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律
亲本相对性状的对数
F1配子
F2表型
F2基因型
种类
比例
种类
比例
种类
比例
1
2
(1∶1)1
2
(3∶1)1
3
(1∶2∶1)1
2
22
(1∶1)2
22
(3∶1)2
32
(1∶2∶1)2
n
2n
(1∶1)n
2n
(3∶1)n
3n
(1∶2∶1)n
(1)若F2中显性性状的比例为,则该性状由n对等位基因控制。
(2)若F2中子代性状分离比之和为4n,则该性状由n对等位基因控制。
异常分离比9:3:3:1变式
异常比
相对于孟徳尔的表现型比
测交后代比
15: 1
(9A B +3A bb+3aaB )1aabb
3:1
9:7
9A B: (3A bb+3aaB+ laabb)
1:3
13 : 3
(9A_B_+3A_bb+ laabb) :3aaB_或 (9A B+3aaB+ laabb) :3A bb
3:1
12:3:1
(9A_B_+3A_bb) :3aaB_: laabb 或 (9A B+3aaB J :3A bb: laabb
2:1:1
9:6: 1
9A B: (3A bb+3aaB): laabb
1:2:1
9:3:4
9A_B_:3A_bb: (3aaB_+1 aabb)或 9A B: 3aaB: (3A bb+laabb)
1:1:2
考点03 伴性遗传
【典型例题1】
(2023·江苏·高考真题)科学家在果蝇遗传学研究中得到一些突变体。为了研究其遗传特点,进行了一系列杂交实验。请回答下列问题:
(1)下列实验中控制果蝇体色和刚毛长度的基因位于常染色体上,杂交实验及结果如下:
P 灰体长刚毛♀ × 黑檀体短刚毛
↓F1 灰体长刚毛
测交 F1灰体长刚毛 × 黑檀体短刚毛♀
↓测交后代 灰体长刚毛 黑檀体短刚毛
1 : 1
据此分析,F1雄果蝇产生 种配子,这两对等位基因在染色体上的位置关系为 。
(2)果蝇A1、A2、A3为3种不同眼色隐性突变体品系(突变基因位于Ⅱ号染色体上)。为了研究突变基因相对位置关系,进行两两杂交实验,结果如下:
P A1×A2
↓F1 野生型
P A2×A3
↓F1 突变型
P A1×A3
↓F1 野生型
据此分析A1、A2、A3和突变型F1四种突变体的基因型,在图中标注它们的突变型基因与野生型基因之间的相对位置 (A1、A2、A3隐性突变基因分别用a1、a2、a3表示,野生型基因用“+”表示)。
(3)果蝇的正常刚毛(B)对截刚毛(b)为显性,这一对等位基因位于性染色体上;常染色体上的隐性基因t纯合时,会使性染色体组成为XX的个体成为不育的雄性个体。杂交实验及结果如下:
P 截刚毛♀ × 正常刚毛
↓
F1 截刚毛♀ 截刚毛 正常刚毛
3 : 1 : 4
据此分析,亲本的基因型分别为 ,F1中雄性个体的基因型有 种;若F1自由交配产生F2,其中截刚毛雄性个体所占比例为 ,F2雌性个体中纯合子的比例为 。
【答案】(1) 2 两对等位基因在同一对同源染色体上
(2)
(3) TtXbXb、TtXbYB 4 1/12 2/5
【知识点】基因分离定律的实质和应用、伴性遗传的遗传规律及应用、分离定律综合问题分析(异常现象分析)、基因在染色体上位置的判定方法问题
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代;同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】(1)控制果蝇体色和刚毛长度的基因位于常染色体上,亲本灰体长刚毛与黑檀体短刚毛杂交,F1全为灰体长刚毛,说明灰体与长刚毛均为显性性状,且F1为双杂合子,由F1测交结果灰体长刚毛: 黑檀体短刚毛=1 : 1可知,F1灰体长刚毛仅产生2种配子,说明控制灰体与长刚毛、黑檀体与短刚毛的基因连锁,不遵循自由组合定律,故这两对等位基因在染色体上的位置关系为两对等位基因在同一对同源染色体上。
(2)由题干信息可知,果蝇A1、A2、A3为3种不同眼色隐性突变体品系且突变基因位于Ⅱ号染色体上,则A1的基因型为a1a1、A2的基因型为a2a2、A3的基因型为a3a3、野生型的基因型为++,A1和A2杂交,后代都是野生型,说明a1和a2两个基因位于Ⅱ染色体的不同位置,a1和a2基因与野生型基因之间的相对位置图示为: ;A2和A3杂交,后代都是突变型,说明a2和a3两个基因位于Ⅱ染色体的相同位置,a2和a3基因与野生型基因之间的相对位置图示为: ,故突变型F1的基因型为a2a3,图示为: ;A1和A3杂交,后代都是野生型,说明a1和a3两个基因位于Ⅱ染色体的不同位置,a1和a3基因与野生型基因之间的相对位置图示为: ,故A1、A2、A3和突变型F1四种突变体的基因型的图示为:
。
(3)由题干信息可知,果蝇的正常刚毛(B)对截刚毛(b)为显性,这一对等位基因位于性染色体上;常染色体上的隐性基因t纯合时,会使性染色体组成为XX的个体成为不育的雄性个体,截刚毛♀和正常刚毛♂杂交,截刚毛♀:截刚毛♂(tt引起的XX个体成为不育雄性个体):正常刚毛♂=3:1:4,即不考虑tt影响的情况下,雌性全截毛、雄性全正常刚毛,则B和b基因位于X和Y的同源区段,且亲本基因型为XbXb、XbYB,截毛♀:截毛♂=3:1,说明子代中,T_:tt=3:1,则亲代相关基因型组合为Tt、Tt。综上所述,亲本基因型为TtXbXb、TtXbYB;F1中雄性个体的基因型有4种,分别为ttXbXb(不育)、TTXbYB、TtXbYB、ttXbYB,可育雄性个体的比例为1:2:1;F1中雌性个体的基因型有2种,TTXbXb:TtXbXb=1:2,故F1中雄性个体的精子类型及比例为TXb:tXb:TYB:tYB=1:1:1:1,F1中雌性个体的卵细胞的基因型及比例为TXb:tXb=2:1,若自由交配产生F2,其中截刚毛雄性个体(ttXbXb)所占比例为1/4×1//3=1/12;F2雌性个体的基因型及比例为TTXbXb:TtXbXb=2:3,纯合子的比例为2/5。
· 对点专攻
1.女性化患者的性染色体组成为XY,其外貌与正常女性一样,但无生育能力,原因是其X染色体上有一个隐性致病基因a,而Y染色体上没有相应的等位基因。某女性化患者的家系图谱如图所示。下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ-1的致病基因来自其母亲或父亲
B.性染色体组成为XX的个体,相关基因型有三种
C.Ⅱ-3和Ⅱ-5的基因型分别为XaY、XAY
D.Ⅱ-2与正常男性婚后所生后代的患病概率为1/4
【答案】CD
【分析】遗传系谱图分析:Ⅰ-1是女性携带者,基因型为XAXa,Ⅰ-2的基因型是XAY,生出的子代中,Ⅱ1的基因型是XaY,Ⅱ2的基因型是XAXa,Ⅱ-3的基因型是XaY,Ⅱ-4的基因型XAXA,Ⅱ-5的基因型是XAY。
【详解】A、Ⅰ-1是女性携带者,基因型为XAXa,若致病基因来自父亲,则父亲基因型为XaY,由题干可知XaY外貌与正常女性一样,但无生育能力,因此,其致病基因只可能来自母亲,A错误;
B、性染色体组成为XX的个体,若其基因型为XaXa,则其父亲的基因型一定为XaY,由题干可知XaY外貌与正常女性一样,但无生育能力,因此性染色体组成为XX的个体,相关基因型有2种,即XAXA和XAXa,B错误;
C、分析遗传系谱图,Ⅱ-3和Ⅱ-5的基因型分别为XaY、XAY,C正确;
D、Ⅱ-2的基因型是XAXa,与正常男性XAY婚配后,后代基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,其中XaY患病,因此它们所生后代患病的概率是1/4,D正确。
故选CD。
2.家蚕的性别决定为ZW型,自然种群中雌雄蚕数量基本相等。已知家蚕的血液有黄色和白色两种,由常染色体上的等位基因A/a控制;蚁蚕阶段的体色有黑蚁与赤蚁两种,由等位基因B/b控制。某研究小组进行了如下两组杂交实验,结果如下图所示(不考虑等位基因位于Z、W染色体的同源区段)。回答下列问题:
(1)家蚕黄血和白血性状中,显性性状为 ,这两对相对性状 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,理由是 。
(2)实验一父本的基因型是 ,实验二中致死个体的基因型有 种。
(3)实验二F1中b的基因频率为 。实验二F1中黑蚁白血雄蚕中的纯合子占比为 ,若实验二F1中的黑蚁黄血蚕自由交配,F2中的赤蚁白血雌蚕占比为 。
(4)若家蚕(2N=56)有斑纹(A)对无斑纹(a)为显性,A和a所在的常染色体偶见缺失(但基因A/a所在的片段并没有缺失,如图1)现象,表示为A0a0。家蚕的正常体壁(B)对透明体壁(b)为显性,相关基因位于Z染色体上。请回答:
①研究发现染色体缺失的卵细胞不可育,而染色体缺失的精子可育。基因型为A0aZBZB的个体,产生的可育配子的基因型为 。基因型为A0aZbW的个体,产生的可育配子的基因型为 ;这两个亲本家蚕杂交,得到的F1中,有斑纹正常体壁雄性所占的比例为 。
②雄蚕由于吐丝多、丝的质量好,更受蚕农青睐,但在幼蚕阶段,雌雄不易区分。科学家利用已培育出的限性斑纹蚕(如图2)和无斑纹异性蚕杂交,选择其后代中表现型为 (填“有斑纹”或“无斑纹”)的个体培养,得到的都是高产的雄蚕。
【答案】(1) 黄血 遵循 根据实验二F1中的赤蚁仅出现在雄蚕,可判断(控制体色的)等位基因B/b位于Z染色体上,两对基因位于两对同源染色体上
(2) AaZBZb 4
(3) 1/3 1/2 1/24
(4) A0ZB、aZB aZb、aW 1/4 无斑纹
【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。
【详解】(1)依据实验二,黄血雌雄蚕杂交,后代出现白血蚕,且雌雄蚕无差异,说明控制家蚕黄血和白血性这一性状中,黄血对白血为显性,且该基因位于常染色体上,黑蚁雌雄蚕杂交,雌蚕既有黑蚁,又有赤蚁,雄蚕只有黑蚁,雌雄性别有差异,说明控制黑蚁和赤蚁这对性状位于Z染色体上,且黑蚁对赤蚁为显性,综上,两对基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。
(2)结合第一小问,根据实验一,F1:黑蚁:赤蚁=1:1,可知,亲本的基因型为:ZBZbZbW;黄血:白血=1:1,可知亲本的基因型为Aaaa,综上,亲本雄蚕的基因型为AaZBZb,雌蚕的基因型为aaZbW。实验二中,依据F1数据可知,雄蚕中:均为黑蚁,黄血:白血=2:1;雌蚕中:黑蚁:赤蚁=1:1,黄血:白血=2:1,可推知:①黄血AA纯合致死;②P:AaZBZbAaZBW,F2中致死的基因型有AAZBZB、AAZBZb、AAZBW、AAZbW,共4种。
(3)依据第二小问,实验二的亲本杂交组合为AaZBZb×AaZBW,F1可以产生ZBZB、ZBZb、ZBW、ZbW4种基因型,故F1中b的基因频率为(1+1)/(2+2+1+1)=1/3;实验二F1中黑蚁白血雄蚕(aaZBZB、aaZBZb)中的纯合子占比为1/2;实验二F1中的黑蚁黄血蚕(AaZBZB、AaBZb、AaZBW)自由交配,自由交配采用配子法,两对等位基因按照拆分法解决:①AaAa2/3Aa、1/3aa;②ZBZ-ZBW赤蚁雌蚕ZbW的概率为,故F2中的赤蚁白血雌蚕占比为。
(4)①染色体缺失的精子可育,因此基因型为A0aZBZB的雄蚕的精原细胞经减数分裂产生的可育配子的基因组成为A0ZB、aZB。染色体缺失的卵细胞不可育,基因型为A0aZbW的雌蚕的卵原细胞经减数分裂产生的可育配子的基因组成为aZb、aW。基因型为A0aZBZB的雄蚕与基因型为A0aZbW的雌蚕杂交,得到的F1的基因型为A0aZBZb(有斑纹正常体壁雄蚕)、aaZBZb(无斑纹正常体壁雄蚕)、A0aZBW(有斑纹正常体壁雌蚕)、aaZBW(无斑纹正常体壁雌蚕),因此有斑纹正常体壁雄性所占的比例为1/4。
②由题图可知,图中的限性斑纹雌蚕的基因型为aaZWA。在生产中,可利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕(aaZZ)培养出能根据有无斑纹辨别幼蚕性别的后代。
遗传系谱图中遗传病、遗传方式的判断方法
第一步:判断是否为伴Y遗传。
第二步:判断是显性遗传病还是隐性遗传病:无中生有为隐性,有中生无为显性。
第三步:判断是常染色体遗传还是伴X遗传。
隐性遗传看女病,父子有正非伴性。显性遗传看男病,母女有正非伴性。
1.已知果蝇的灰身和黑身由一对等位基因控制。一对灰身果蝇进行交配,子代果蝇中灰身:黑身=3:1。下列说法错误的是( )
A.该等位基因在雌蝇体细胞中成对存在
B.灰身是显性性状
C.不能确定该对等位基因位于常染色体还是X染色体
D.亲代雄果蝇是杂合子
【答案】D
【分析】基因的分离定律是指在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;当细胞进行减数分裂,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子当中,独立地随配子遗传给后代。 基因的分离定律是遗传学中的一个重要概念,它揭示了生物体在产生配子时,等位基因是如何随着同源染色体的分离而分开,并且分别进入不同的配子中,从而保证了遗传信息的稳定传递。
【详解】A、在果蝇体细胞中,无论是常染色体还是性染色体上的基因,在雌蝇体细胞中都是成对存在的。所以该等位基因在雌蝇体细胞中成对存在,A正确;
B、一对灰身果蝇交配,子代出现了性状分离(灰身:黑身 = 3:1),根据性状分离的概念,可知灰身为显性性状,黑身为隐性性状,B正确;
C、如果该等位基因位于常染色体上,设灰身(A)对黑身(a)为显性,亲代基因型为Aa×Aa,后代会出现灰身:黑身 = 3:1;如果该等位基因位于X染色体上,设灰身(XA)对黑身(Xa)为显性,亲代基因型为XAXa×XAY,后代也会出现灰身:黑身 = 3:1。所以不能确定该对等位基因位于常染色体还是X染色体,C正确;
D、如果该等位基因位于X染色体上,设灰身(XA)对黑身(Xa)为显性,亲代基因型为XAXa×XAY,亲代雄果蝇是纯合子;如果该等位基因位于常染色体上,设灰身(A)对黑身(a)为显性,亲代基因型为Aa×Aa,亲代雄果蝇是杂合子。所以不能确定亲代雄果蝇是纯合子还是杂合子,D错误。
故选D。
2.果蝇的翅长受E/e控制,翅型受H/h控制。现让正常长翅的雄、雌果蝇杂交,其后代的表型及所占比例如表所示。下列分析错误的是( )
表型
正常长翅
残缺长翅
正常短翅
残缺短翅
♂
3/16
3/16
1/16
1/16
♀
6/16
0
2/16
0
A.正常翅和长翅均为显性性状
B.上述两对等位基因的遗传遵循自由组合定律
C.H、h基因只位于X染色体上,Y染色体上无等位基因
D.F₁ 进行随机交配,F₂个体中残缺翅雄果蝇的占比为1/8
【答案】C
【分析】基因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;在减数分裂的过程中,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。
【详解】A、据表可知,表型均为正常长翅的一对雌、雄果蝇杂交,F1雌、雄果蝇中出现残缺翅和短翅,即发生性状分离,故正常翅和长翅均为显性性状,A正确;
B、据表可知,F1雄果蝇中正常翅:残缺翅的比例为1:1,而F1雌果蝇均为正常翅,说明控制正常翅和残缺翅的基因位于性染色体上,F1雌、雄果蝇中长翅:短翅均为3:1,说明控制长翅和短翅的基因位于常染色体上,故上述两对等位基因分别位于两对同源染色体上,遵循自由组合定律,B正确;
C、已知翅型受H/h控制,位于性染色体上,若H/h位于XY同源区段上,亲本基因若为XHYh×XHXh,子代基因型则为XHYh、XhYh、XHXH、XHXh,即F1雄果蝇中正常翅:残缺翅的比例为1:1,F1雌果蝇均为正常翅,与表中数据相符,故H、h基因不一定只位于X染色体上,可以位于XY同源区段上,Y染色体上有等位基因,C错误;
D、若H、h基因位于X染色体上,则F1的基因型及比例为XHY:XhY:XHXH:XHXh=1:1:1:1,进行随机交配,雄配子的类型及比例为XH:Xh:Y=1:1:2,雄配子的类型及比例为XH:Xh=3:1,故F₂个体中残缺翅雄果蝇(XhY)的占比为1/4×2/4=1/8,D正确。
故选C。
3.植物体表蜡质对耐干旱有重要作用,研究人员通过诱变获得一个大麦突变体Cer1(纯合体)。初步研究表明,突变表型是因为染色体上的C基因突变为c。在C基因两侧设计引物,PCR扩增,电泳检测PCR产物。如图泳道1和2分别是突变体Cer1与野生型(WT,纯合体)。将突变体Cerl与纯合野生型杂交。F1全为野生型,F1与突变体Cerl杂交,获得若干个后代F2,利用上述引物PCR扩增这些后代的基因组DNA,电泳检测PCR产物。下列叙述正确的是( )
A.突变体是C基因内部发生碱基对替换突变为c基因
B.设计引物时应尽可能让2个引物之间有较多的互补序列
C.F2中个体的DNA扩增后可得到泳道1和泳道3的带型
D.电泳后可加入溴酚蓝染色以便于观察电泳条带位置
【答案】C
【分析】电泳是指带电颗粒在电场的作用下发生迁移的过程。电泳技术就是利用在电场的作用下,由于待分离样品中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质的差异,使带电分子产生不同的迁移速度,从而对样品进行分离、鉴定或提纯的技术。
【详解】A、由图可见,突变体电泳结果DNA长度为1100bp,比野生型1960bp短,由此推测突变体是C基因内部发生碱基对缺失突变为c基因,A错误;
B、若2个引物之间有较多的互补序列,则引物会相互结合,从而影响引物与模板DNA结合,B错误;
C、将突变体Cer1与纯合野生型杂交,F1全为野生型,说明野生型为显性,用C/c基因表示,则F1基因型为Cc,电泳结果为泳道3,F1与突变体Cerl杂交,获得若干个后代F2,F2基因型为Cc:cc=1:1,故F2中个体的DNA扩增后可得到泳道1和泳道3中的带型,C正确;
D、电泳后可加入亚甲基蓝染色以便于观察电泳条带位置,D错误。
故选C。
4.某种自花受粉的农作物X的花色受到一对等位基因R/r的控制,其花色有黄色、乳白色和白色三种。让乳白色花的农作物X自交,F1中出现了三种花色,但让黄色花和白色花的农作物X自交,后代中只有黄色花或者白色花。不考虑变异,下列分析错误的是( )
A.农作物X的黄色花受到基因R的控制,白色花受到基因r的控制
B.F1中乳白色花植株是杂合子,黄色花植株和白色花植株均是纯合子
C.若让F1黄色花植株和白色花植株杂交,则F2中均表现为乳白色花
D.若让F1乳白色花植株和白色花植株杂交,则F2中不可能出现黄色花
【答案】A
【分析】1、分离定律的实质是等位基因在减数分裂过程中分离,随机进入不同的配子。在杂合体内,等位基因位于同源染色体上,这些染色体在减数分裂时会发生分离,使得等位基因进入两个不同的配子中,从而独立地遗传给后代;分离定律的细胞学基础是同源染色体在减数分裂时的分离。在减数分裂过程中,细胞中的同源染色体对会经过复制后发生分离,这是分离定律的生物学基础;
2、题意分析:根据题干可知,农作物X的花色受一对等位基因R/r控制,有黄色、乳白色和白色三种。乳白色花自交后代有三种花色,黄色花和白色花自交后代只有黄色花或白色花。这表明黄色花和白色花是纯合子,而乳白色花是杂合子。
【详解】A、因为黄色花和白色花自交后代不发生性状分离,所以它们是纯合子,黄色花和白色花分别为RR和rr或rr和RR,即农作物X的黄色花受到基因R的控制,白色花受到基因r的控制,也可能黄色花受到基因r的控制,白色花受到基因R的控制,A错误;
B、乳白色花自交后代出现三种花色,说明乳白色花为杂合子(Rr),黄色花(RR或rr)和白色花(rr或RR)自交后代不变,是纯合子,B正确;
C、F1黄色花植株(RR)和白色花植株(rr)杂交,(或黄色花植株(rr)和白色花植株(RR)杂交),F2基因型为Rr,表现为乳白色花,C正确;
D、F1乳白色花植株(Rr)和白色花植株(rr或RR)杂交,F2基因型为Rr和rr(或RR),为乳白色花植株和白色花植株,不可能出现黄色花,D正确。
故选A。
5.基因在生物进化中有“绝对自私性”。某种植物的花有红花、粉红花和白花三种颜色,受一对等位基因A/a控制,A基因是一种“自私基因”,杂合子在产生配子时,A基因能“杀死”体内的部分雄配子。选择红花(AA)植株和白花(aa)植株杂交,F1全部开粉红花,F1植株自交,F2中红花:粉红花:白花=2:3:1.下列相关分析错误的是( )
A.该植物花色在遗传上仍然遵循孟德尔基因的分离定律
B.基因型为Aa的植株中,A基因对a基因为不完全显性
C.F1产生的基因型为a的雄配子中有1/3被A基因“杀死”
D.若F2植株进行随机传粉,则后代中白花植株占5/36
【答案】C
【分析】红花(AA)植株和白花(aa)植株杂交,F1全部开粉红花,F1植株自交,F2中红花:粉红花:白花=2:3:1,白花比例减少,推测含a的雄配子部分致死。
【详解】A、某种植物的花有红花、粉红花和白花三种颜色,受一对等位基因A/a控制,该植物花色的遗传遵循孟德尔遗传规律,A正确;
B、选择红花(AA)植株和白花(aa)植株杂交,F1全部开粉红花,所以基因型为Aa的植株中,A基因对a基因为不完全显性,B正确;
C、A基因是一种“自私基因”,杂合子在产生配子时,A基因能“杀死”体内的部分雄配子。选择红花(AA)植株和白花(aa)植株杂交,F1全部开粉红花,F1植株自交,F2中红花AA:粉红花Aa:白花aa=2:3:1,即aa的占,则F1产生的基因型为a的雄配子在雄配子中的比例为,说明a雄配子中有被A基因“杀死”,C错误;
D、F2中红花AA:粉红花Aa:白花aa=2:3:1,且F2粉红花产生的基因型为a的雄配子中有被A基因“杀死”,若F2植株随机传粉时,雌配子中A:a=7:5,雄配子中A:a=2:1,则后代中白花植株aa占D正确。
故选C。
6.下列有关“模拟孟德尔杂交实验”的叙述中,错误的是( )
A.在模拟两对相对性状杂交实验的受精过程时,全班同学组合方式总数为16种
B.在模拟两对相对性状的杂交实验时,应将“雌1”(Y10张、y10张)、“雌2”(R10张、r10张)两个信封里的卡片放到一起,每次抽取其中两张
C.若在模拟一对相对性状的杂交实验时,在“雌1”中放入卡片Y和y各10张,在“雄1”中放入卡片Y和y各20张,也能获得相同的结果
D.若要模拟杂合子玉米(Yy)自交后代的显性个体之间随机交配的子代基因型种类和比例,可在“雌1”和“雄1”信封中都各放入20张Y卡片和10张y卡片
【答案】B
【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。
【详解】A、在模拟两对相对性状杂交实验的受精过程时,全班同学组合方式总数为4×4=16种,A正确;
B、在模拟两对相对性状的杂交实验时,应从“雌1”(Y10张、y10张)、“雌2”(R10张、r10张)两个信封里各抽取一张进行组合,B错误;
C、若在模拟一对相对性状的杂交实验时,在“雌1”中放入卡片Y和y各10张,在“雄1”中放入卡片Y和y各20张,也能获得相同的结果,只要保证Y:y=1:1即可,雄配子一般多于雌配子,C正确;
D、杂合子玉米(Yy)自交后代的显性个体为YY:Yy=1:2,他们随机交配时产生的配子Y:y=2:1,所以可在“雌1”和“雄1”信封中都放入20张Y卡片和10张y卡片,抽取卡片组合即可,D正确。
故选B。
7.如图是性状分离比模拟实验装置(甲、乙分别表示雌性、雄性)。已知果蝇的红眼和白眼分别受X染色体上的D和d基因控制,在一个遗传平衡的群体中,雄性果蝇中白眼占10%。现要利用如图装置做果蝇眼色性状分离的模拟实验。下列叙述错误的是( )
A.甲中应有2种小球,乙中应有3种小球
B.乙中标有D和d的小球的比例是9:1
C.实验时,每次抓取并记录结果后,应把小球放回原桶
D.从甲和乙中各拿走一个D球,实验结果不变
【答案】D
【分析】性状分离比的模拟实验的实验原理:甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官,甲、乙内的彩球分别代表雌、雄配子,用不同彩球的随机组合模拟生物在生殖过程中雌、雄配子的随机结合。
【详解】A、由题意可知,甲、乙分别表示雌性、雄性,小球代表配子,由题意“已知果蝇的红眼和白眼分别受X染色体上的D和d基因控制,”可知,雄性产生XD、Xd、Y3种配子,乙中应有3种小球,雌性产生XD、Xd2种配子,甲中应有2种小球,A正确;
B、由题意“在一个遗传平衡的群体中,雄性果蝇中白眼占10%”可知,雄性果蝇中白眼个体(XdY)占10%,则红眼个体(XDY)占90%,则乙中标有D和d的小球的比例是9:1,B正确;
C、进行性状分离比模拟实验时,每次抓取小球并记录结果后,应把小球放回原桶,C正确;
D、甲、乙中不同小球数量之比表示产生的配子的比例,从甲、乙中各拿走一个D球,可能导致不同基因型配子比例发生变化,实验结果发生变化,D错误。
故选D。
8.生物学实验中选择合适的实验材料是实验成功的因素之一、下列叙述错误的是( )
A.选用黑藻小叶片在显微镜下观察细胞质的流动
B.用非芦花雄鸡与芦花雌鸡杂交可验证基因的分离定律
C.用去除脑但保留脊髓的蛙为材料进行屈腿反射实验
D.胚胎工程中选用原肠胚进行胚胎移植,成活率会大大提高
【答案】D
【分析】神经调节的基本方式是反射,反射的基础是反射弧。胚胎工程中一般选择桑葚胚或囊胚进行胚胎移植。
【详解】A、黑藻叶片是单层细胞,含有叶绿体,在显微镜下观察黑藻小叶片,能够观察到细胞质的流动,A正确;
B、鸡的非芦花与芦花受一对位于Z染色体上的基因(B/b)控制,亲本非芦花雄鸡、芦花雌鸡的基因型分别为ZbZb、ZBW,两者杂交属于测交实验,可用于验证基因的分离定律,B正确
C、屈腿反射的神经中枢是脊髓,用去除脑但保留脊髓的蛙为材料可进行屈腿反射实验,C正确;
D、胚胎工程中一般选择桑葚胚或囊胚进行胚胎移植,成活率较高,D错误。
故选D。
9.下列有关分离定律和自由组合定律的说法,正确的是( )
A.大肠杆菌是研究分离定律和自由组合定律的良好材料
B.非等位基因的自由组合发生在受精作用过程中
C.非等位基因的遗传都遵循自由组合定律
D.等位基因的分离发生在减数分裂Ⅰ后期
【答案】D
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】A、大肠杆菌是原核生物,无细胞核,不能进行有性生殖,不遵循分离定律和自由组合定律,A错误;
B、非等位基因的自由组合发生在减数分裂的过程中,B错误;
C、非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律,同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律,C错误;
D、基因分离定律是指位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,发生在减数分裂Ⅰ的后期,D正确。
故选D。
10.甲植物为二倍体,通过秋水仙素处理后获得的四倍体仍然可育。现有基因型为Aa1和Aa2的两株甲植物通过秋水仙素处理后,相互杂交,理论上获得纯合子后代的比例是( )
A.1/36 B.1/18 C.1/16 D.1/8
【答案】A
【分析】用秋水仙素处理二倍体植株的幼苗或萌发的种子,可抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,导致染色体数目加倍,形成四倍体。二倍体西瓜经减数分裂形成的配子中含一个染色体组,四倍体植株经减数分裂形成的配子中含二个染色体组。
【详解】现有基因型为Aa1和Aa2的两株甲植物经秋水仙素处理后,为四倍体,即AAala1和AAa2a2,AAala1经减数分裂后形成AA(1/6),Aa1(4/6),a1a1(1/6)四种配子,AAa2a2经减数分裂后形成AA(1/6),Aa2(4/6),a2a2(1/6)四种配子,相互交配,纯合子为AAAA=1/6×1/6=1/36,A正确,BCD错误。
故选A。
11.甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合黄色果肉番茄品种。甲分别与乙、丙杂交产生F1,F1自交产生F2,结果如表。根据结果,下列叙述错误的是( )
组别
杂交组合
F1
F2
1
甲×乙
红色果肉
91红色果肉:69黄色果肉
2
甲×丙
红色果肉
89红色果肉:73黄色果肉
A.若乙与丙杂交,F1全部为红色果肉,则F2番茄果肉性状比为9红色:7黄色
B.若乙与丙杂交,F1全部为红色果肉,则番茄果实颜色可由三对基因控制
C.组1中的F1与甲杂交所产生番茄果肉性状比为1红色:1黄色
D.组2中的F1与丙杂交所产生番茄果肉性状比为3红色:1黄色
【答案】D
【分析】据表可知:甲×乙产生F1全是红色果肉,F1自交产生F2中红色:黄色=9:7,说明番茄果肉颜色受至少两对等位基因控制,且两对等位基因遵循自由组合定律;甲×丙产生F1全是红色果肉,F1自交产生F2中红色:黄色=9:7,说明番茄果肉颜色受至少两对等位基因控制,且两对等位基因遵循自由组合定律。
【详解】A、据表可知:甲×乙产生F1全是红色果肉,F1自交产生F2中红色:黄色=9:7,说明番茄果肉颜色受至少两对等位基因控制,且两对等位基因遵循自由组合定律;甲×丙产生F1全是红色果肉,F1自交产生F2中红色:黄色=9:7,说明番茄果肉颜色受至少两对等位基因控制,且两对等位基因遵循自由组合定律。若乙与丙杂交,F1全部为红色果肉(AaBBCc),其中两对杂合等位基因遵循自由组合定律,则F2番茄果肉颜色比为9红色:7黄色,A正确;
B、根据A选项的推测,若乙与丙杂交,F1全部为红色果肉,则番茄果肉颜色可由三对基因控制,B正确;
C、组1中的F1(AaBbCC)与甲(AAbbCC)杂交,所产生番茄果肉颜色比为1红色:1黄色,C正确;
D、组2中的F1(AABbCc)与丙(AABBcc)杂交,所产生番茄果肉颜色比为1红色:1黄色,D错误。
故选D。
12.下列有关基因和染色体的叙述,错误的是( )
A.一条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列
B.非同源染色体自由组合,使所有非等位基因自由组合
C.减数分裂形成配子过程中,等位基因随同源染色体分开而分离
D.基因通常是有遗传效应的DNA片段,染色体是基因的主要载体
【答案】B
【分析】1、减数第一次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,同时等位基因随着同源染色体的分开而分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合.减数第二次分裂后期,染色单体分开时,复制而来的两个基因也随之分开。
2、染色体是由DNA和蛋白质组成的。
3、基因在染色体上呈线性排列。
【详解】A、基因在染色体上,且一条染色体含有多个基因,基因在染色体上呈线性排列,A正确;
B、同源染色体上和非同源染色体上都含有非等位基因,非同源染色体自由组合时,只能使非同源染色体上的非等位基因发生自由组合,而同源染色体上的非等位基因不会自由组合,B错误;
C、等位基因位于同源染色体上,因此同源染色体分离的同时,等位基因也随之分离,C正确;
D、基因是有遗传效应的DNA片段,染色体是DNA的主要载体,由DNA和蛋白质组成的,故染色体也是基因的主要载体,D正确。
故选B。
13.某植物株高由两对独立遗传的基因控制,显性基因具有累加效应,且每个增效基因的累加值相等。现有一株最高植株(100cm)和一株最矮植株(20cm),让二者杂交,F2中株高60cm的植株所占比例为( )
A.1/9 B.3/16 C.3/8 D.2/7
【答案】C
【分析】根据题意可知,显性基因具有累加效应,且每个增效基因的累加值相等,因此四个显性基因就是最高的。
【详解】根据题意“植物株高由两对独立遗传的基因控制,显性基因具有累加效应,且每个增效基因的累加值相等”,可判断最高植株的基因型为AABB和最矮植株的基因型为aabb,让二者杂交,F2中株高60cm的植株含有两个显性基因, AAbb、AaBb、aaBB.故F2中株高60cm的植株所占比例为。
故选C。
14.家蚕有结黄茧和结白茧两个品种,其茧色的遗传如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.控制茧色的两对等位基因一定遵循基因的自由组合定律
B.结白茧个体的基因型有7种
C.双杂合的雌雄个体相互交配,子代中白茧:黄茧=13∶3
D.若两只结白茧的亲本杂交,后代全为结白茧,则两亲本均为纯合子
【答案】D
【分析】由题图可知,B位于N染色体上,A位于M染色体上,因此2对等位基因独立遗传,遵循自由组合定律,且aaB_黄茧,aabb、A_B_、A_bb为白茧;AaBb个体相互交配,子代A_B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1,黄茧:白茧=3:13。
【详解】A、控制茧色的两对等位基因分别位于N和M两对染色体上,其遗传一定遵循基因的自由组合定律,A正确;
B、据图分析可知,结白茧个体的基因型有7种:AABB、AABb、AAbb、AaBB、AaBb、Aabb、aabb,B正确;
C、双杂合的雌雄(AaBb)个体相互交配,子代中白茧(A---、aabb):黄茧(aaB-)=13∶3,C正确;
D、若两只结白茧的亲本杂交,后代全为结白茧,这样的基因型有AABB、AAbb、AABb、Aabb、aabb,D错误。
故选D。
15.下列相关叙述中,正确的有几项( )
a、若两对相对性状遗传都符合基因分离定律,则此两对相对性状遗传一定符合基因自由组合定律
b、位于非同源染色体上的非等位基因的分离和重新组合是互不干扰的
c、若杂交后代出现3:1的性状分离比,则一定为常染色体遗传
d、孟德尔得到了高茎:矮茎=87:79属于“演绎”的内容
e、孟德尔发现问题采用的实验方法依次是先杂交再测交
f、孟德尔为了验证所作出的假说是否正确,设计并完成了测交实验
A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
【答案】B
【分析】1、分离定律的实质及发生时间:实质为等位基因随同源染色体的分开而分离,发生在减数第一次分裂后期;
2、基因的自由组合定律的实质为非同源染色体上的非等位基因自由组合,发生在减数第一次分裂后期;
3、孟德尔获得成功的原因:①正确选材(豌豆);②对相对性状遗传的研究,从一对到多对;③对实验结果进行统计学的分析;④运用假说-演绎法(包括“提出问题→作出假设→演绎推理→实验检验→得出结论”五个基本环节)这一科学方法。
【详解】a、若两对相对性状遗传都符合基因分离定律且控制两对性状的基因位于两对同源染色体上,则此两对相对性状遗传一定符合基因自由组合定律;若两对基因位于一对同源染色体则不符合基因的自由组合定律,a错误;
b、基因的自由组合定律指出位于非同源染色体上的非等位基因的分离和重新组合是互不干扰的,b正确;
c、若杂交后代出现3:1的性状分离比,只能说明该对等位基因遵循基因的分离定律,不能证明基因是位于常染色体还是位于X染色体,c错误;
d、孟德尔得到了高茎:矮茎=87:79属于测交实验结果,并不属于“演绎”的内容,d错误;
e、孟德尔发现问题采用的实验方法依次是先杂交再自交,e错误;
f、孟德尔为了验证所作出的假说是否正确,设计并完成了测交实验,f正确。
综上所述,b、f正确,a、c、d、e错误,即正确的有两项,B正确,ACD错误。
故选B。
16.人类ABO血型系统是由第19号染色体上的H、h基因和第9号染色体上IA、IB、i基因共同控制,其中IA和IB共显性,IA和IB都对i为显性。在H基因作用下,前体物质转化为H抗原,h基因无此作用,H抗原在IA基因的作用下,转化成A抗原,H抗原在IB基因的作用下,转化成B抗原,而ii不能转变H抗原。血型与红细胞膜上抗原的关系如右表所示。基因型为HhIAi和HhIAIB的夫妇,所生孩子的血型 A:B:AB:O 的理论比例是( )
血型
红细胞膜上的抗原类型
A
只有A抗原
B
只有B抗原
AB
同时有A抗原和B抗原
O
A、B抗原都没有或无H抗原
A.6:3:3:4 B.6:4:3:3 C.3:3:3:7 D.7:4:3:2
【答案】A
【分析】由题意可知,H和IA同时存在时,可以表达A抗原;H和IB同时存在时,可以表达B抗原。
【详解】由题意可知,H和IA同时存在时,可以表达A抗原,表现为A型血;H和IB同时存在时,可以表达B抗原,表现为B型血,H和IA、IB同时存在时,可以表达A抗原和B抗原,表现为AB型血,其余全为O型血。基因型为HhIAi和HhIAIB的夫妇,子代的基因型及比例为H—IAIA:H—IAi∶H—IBi:H—IAIB:hhIAIA:hhIAIB :hhIBi:hhiAi=3:3:3:3:1:1:1:1,所生孩子的血型 A:B:AB:O 的比例是6:3:3:4,A正确,BCD错误。
故A。
17.某二倍体植物开两性花,叶为绿色。现有三个浅绿叶突变体A、B、C,若将三个突变体分别与野生型绿叶纯合体杂交,产生的子代自交,后代表型及比例均为绿叶:浅绿叶=3:1。为判断这些突变体发生突变的基因位置关系,将三种突变体进行杂交,F1自交得到F2,杂交实验结果如下表。
实验分组
母本
父本
F1叶色
F2叶色
第1组
A
B
绿
绿:浅绿=9:7
第2组
A
C
绿
绿:浅绿=1:1
第3组
B
C
绿
绿:浅绿=9:7
对上述杂交实验结果分析,错误的是( )
A.突变体A中的浅绿叶基因和突变体B中的浅绿叶基因属于非等位基因
B.突变体A中的浅绿叶基因和突变体C中的浅绿叶基因位于同一对染色体上
C.将第1组F2代中的浅绿叶植株自交,子代全为浅绿叶
D.将第2组F2代中的浅绿叶植株自交,子代绿叶:浅绿叶=1:1
【答案】D
【分析】1、基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起基因结构的改变。
2、特点:①普遍性:生物界中普遍存在;②随机性:生物个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生;③低频性:突变频率很低;④不定向性:可以产生一个以上的等位基因。
3、自由组合定的: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。
【详解】A、据三个突变体分别与野生型绿叶纯合体杂交,产生的子代自交,后代表型及比例均为绿叶:浅绿叶=3:1可知,突变体A的浅绿叶基因与突变体B中的浅绿叶基因属于非等位基因,A正确;
B、假设突变体A中的浅绿叶基因与突变体C中的浅绿叶基因位于两对不同的染色体上,则突变体A、C交配所得F1代个体的基因型为AaBBCc,根据孟德尔自由组合定律可知F1代个体自交所得F2中绿:浅绿=9:7,不符合第2组的实验结果。所以可判定突变体A、C的浅绿叶基因在同一对染色体上,B正确;
C、结合B项分析最终结论可知,第1组实验中的突变体A、B交配所得F1代个体的基因型为AaBbCC,根据孟德尔自由组合定律可知F1代个体自交所得F2中浅绿色个体的基因型为A_bb、aaB_、aabb,这些个体自交的后代全部为浅绿色,C正确;
D、结合B项分析最终结论可知,第2组实验中的突变体A、C交配所得F1代个体的基因型为AaBBCc,根据孟德尔自由组合定律可知F1代个体自交所得F2中浅绿色个体的基因型为AABBcc、aaBBcc,这些个体自交的后代全部为浅绿色,D错误。
故选D。
18.关于遗传物质的经典实验,叙述正确的是( )
A.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质不同
B.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
C.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
D.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
【答案】D
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说-演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验)→得出结论;
2、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质;
3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、孟德尔描述的“遗传因子”实质是基因,基因是有遗传效应的DNA片段,格里菲思提出的“转化因子”是DNA,两者化学本质相同,A错误;
B、摩尔根通过假说—演绎法利用果蝇杂交遗传实验证明了基因位于染色体上,B错误;
C、沃森和克里克用DNA衍射图谱构建了DNA双螺旋结构模型,而不是得出碱基配对方式,C错误;
D、肺炎链球菌体外转化实验利用酶解法去掉DNA或者蛋白质,噬菌体浸染细菌实验利用同位素标记法区分DNA和蛋白质,两者均采用了能区分DNA和蛋白质的技术,D正确。
故选D。
19.生物科学史是生物科学形成、发展和演变的历程,是探索生命现象及其本质的史实。下列叙述错误的是( )
A.小鼠细胞和人细胞融合实验运用了荧光染料标记技术
B.萨顿研究基因和染色体的位置关系运用了假说—演绎法
C.我国科学家采用独创的花粉管通道法将Bt基因导入棉花细胞
D.艾弗里证明DNA是肺炎链球菌的遗传物质的实验运用了减法原理
【答案】B
【分析】1、假说—演绎法:在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,推出预测的结果,再通过实验来检验,如果实验结果与预测相符,就可以认为假说是正确的,反之,则可以认为假说是错误的。
2、基因工程的基本操作程序是:获取目的基因;基因表达载体的构建,也是基因工程的核心;将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、人鼠细胞融合实验运用了荧光标记法证实细胞膜具有流动性,A正确;
B、萨顿运用了类比推理法提出了基因和染色体的位置关系的假说,B错误;
C、采用独创的花粉管通道法将Bt基因导入了棉花细胞是我国科学家独创的技术,C正确;
D、在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,利用了减法原理,D正确。
故选B。
20.《黄帝内经》中“人与天地相参也,与日月相应也”阐述了生物节律现象。研究发现野生型果蝇的昼夜节律是24h,科学家从果蝇体内筛选并克隆出与节律有关的基因per,经诱变获得节律为19h、28h和无节律的三种突变体,相应基因记作perS、perL和perO,已知这些基因都位于X染色体上。下列相关叙述正确的是( )
A.该诱变结果充分说明了基因在染色体上呈线性排列
B.per、perS、perL和perO之间可通过交换进行重组
C.野生型和三种突变体果蝇自由交配若干代后,后代的基因组成最多有14种
D.将纯合野生型果蝇与纯合perL突变体进行正反交,F1雌果蝇的昼夜节律周期一定不同
【答案】C
【分析】基因突变的特点:①普遍性:所有生物都可能发生基因突变,低等生物、高等动植物等。②随机性:可以发生在生物个体发育的任何时期;可以发生在细胞内不同的DNA分子上;同一DNA分子的不同部位。③不定向性:可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因。④低频性:自然状态下,突变的频率比较低。⑤多害少利性:多数有害,少数有利,也有中性。
【详解】A、per、perS、perL和perO为复等位基因,不在同一条染色体上,无法说明基因在染色体上呈线性排列,A错误;
B、交换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,能使其上的非等位基因发生重组,而per、perS、perL和perO属于等位基因,不会发生重组,B错误;
C、以上不同昼夜节律周期的四种品系的果蝇自由交配若干代后,雌果蝇的基因型最多有10种,包括XperXper、XperXperS、XperXperL、XperXperO、XperSXperS、XperSXperL、XperSXperO、XperLXperL、XperLXperO,XperOXperO,雄果蝇的基因型最多有4种,包括XperY、XperSY,XperLY,XperOY,共14种,C正确;
D、将纯合野生型果蝇与纯合perL突变体进行正反交,F1雌果蝇的基因型均为XperYperL,雄果蝇的基因型分别为XPerY,XperLY,故F1雌果蝇的昼夜节律周期相同,D错误。
故选C。
21.生物科学史蕴含着丰富的科学思维、方法和精神。下列说法错误的是( )
A.希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应
B.用未被标记的T2噬菌体侵染被15N标记的大肠杆菌,子代噬菌体仅DNA被15N标记
C.DNA双螺旋模型中碱基对间形成氢键是DNA分子结构具有稳定性的原因之一
D.萨顿研究蝗虫精子和卵细胞的形成过程,推测基因和染色体的行为存在平行关系
【答案】B
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质
【详解】A、希尔反应是指离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解,产生氧气的化学反应,希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应,A正确;
B、用未被标记的T2噬菌体侵染被15N标记的大肠杆菌,,子代噬菌体蛋白质和DNA均被15N标记,因为蛋白质和DNA均有N元素,B错误;
C、DNA的两条链会碱基互补配对,碱基对间形成氢键是DNA分子结构具有稳定性的原因之一,C正确;
D、萨顿通过观察蝗虫生殖过程中细胞内染色体的变化,结合孟德尔遗传规律,发现基因和染色体的行为存在明显的平行关系,用类比推理的方法,得到了“基因在染色体上”的推论,D正确。
故选B。
22.运用正确的科学技术和科学方法是生物学实验取得成功的重要条件。下列叙述错误的是( )
A.探究酶活性最适温度实验中,进行预实验以摸索实验条件、减少实验误差
B.利用同位素标记和密度梯度离心技术,验证DNA半保留复制假说
C.通过酶解法去除某种成分,从而探究该成分在此结构中的作用
D.运用假说-演绎法,证明了控制果蝇白眼的基因在X染色体上
【答案】A
【分析】1、摩尔根运用假说—演绎法,证明了控制果蝇白眼的基因在X染色体上。2、利用同位素标记和密度梯度离心技术,验证了DNA半保留复制假说。
【详解】A、探究酶活性的最适温度的实验中,进行预实验可以相对较容易得到最适温度,但不能减少实验误差,A错误;
B、利用同位素15N标记和密度梯度离心技术,验证了DNA半保留复制假说,B正确;
C、通过酶解法去除某种成分,采用减法原理,从而探究该成分在此结构中的作用,如肺炎链球菌的体外转化实验,C正确;
D、摩尔根运用假说-演绎法,通过果蝇杂交实验证明了控制果蝇白眼的基因在X染色体上,D正确。
故选A。
23.如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X、Y染色体同源区段和基因突变,下列推断错误的是( )
A.若Ⅲ-5正常,则Ⅱ-2一定患病
B.若Ⅱ-1不携带致病基因,则Ⅱ-2一定为杂合子
C.若Ⅱ-2正常,则据Ⅲ-2是否患病可确定该病遗传方式
D.该致病基因不位于Y染色体上
【答案】C
【分析】判断遗传方式的口诀为:无中生有为隐性,隐性遗传看女患,父子无病在常染;有中生无为显性,显性遗传看男患,母女无病在常染。若上述口诀不符合时,只能通过假设逐一进行验证。
【详解】A、若Ⅲ-5正常,则该病为常染色体显性遗传病,由于Ⅱ-1正常为aa,而Ⅲ-3患病Aa,可推出Ⅱ-2一定患病为A_,A正确;
B、若II-1不携带该病致病基因,由于III-3是患者,他的致病基因只能来自II-2。假如该病为常隐,无论II-2是Aa还是aa,由于II-1不携带该病致病基因,所以不可能生出患病的III-3。这样,该病还剩3种情况: 常显,X显,X隐。在这三种情况下,II-2都是杂合子,B正确;
C、若Ⅱ-2正常,Ⅲ-3患病,该病为隐性遗传病,若Ⅲ-2患病,则可推出该病为常染色体隐性遗传病,若Ⅲ-2正常,则不能推出具体的遗传方式,C错误;
D、由于该家系中有女患者,所以该致病基因不位于Y染色体上,D正确。
故选C。
24.已知一个群体中,血友病的基因频率和基因型频率保持不变,且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等,男女个体数的比例为1:1。假设男性群体中血友病患者的比例为1%,以下说法不正确的是( )
A.该男性群体中血友病致病基因频率为1%
B.在女性群体中携带者的比例为1.98%
C.该群体中患血友病的个体占101/10000
D.只考虑该对基因,群体中共有5种基因型
【答案】C
【分析】血友病为伴X染色体隐性遗传病,其特点是:
1、交叉遗传(血友病基因是由男性通过他的女儿传给他的外孙的)。
2、母患子必病,女患父必患。
3、血友病患者中男性多于女性。
【详解】A、依据题意可知,男性群体中血友病患者的比例为1%,由于男性只有一条X染色体,所以男性中致病基因的频率也为1%,A正确;
B、血友病为伴X隐性遗传病,且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等,结合A项可知,在男性和女性中的致病基因频率均为1%,若血友病的基因用H、h表示,则女性群体中携带者(XHXh)的比例为20.990.01=0.0198=1.98%,B正确;
C、男性群体中血友病患者的比例为1%,则在男性群体中,10000个男性中有100个患病,女性群体中女性患病的概率为0.010.01=0.01%,即10000个女性个体只有1个患病,且男女个体数的比例为1:1,所以该群体中患血友病的个体占(100+1)20000=101/20000,C错误;
D、若只考虑该对基因,则该群体中共有XHXH、XHXh、XhXh、XHY、XhY五种基因型,D正确。
故选C。
25.某地区发现了一个腓骨肌萎缩症(CMT)家系,如图1所示,其病因是GJBI基因突变,用红色、绿色荧光探针分别标记GJBI基因有、无突变的核酸序列,当PCR循环次数增多时,相应的荧光信号逐渐增强,图1家系中部分个体的检测结果如图2所示。下列说法错误的是( )
A.由图1可知,该遗传病的遗传方式最可能为伴X染色体隐性遗传
B.IV-2、II-2、II-3荧光信号检测结果均与V-1一致
C.若V-1与正常男性结婚,生育一个男孩患病的概率为1/4
D.为了有效预防该病的产生和发展,可采用遗传咨询、产前诊断等手段
【答案】C
【分析】遗传病的监测和预防(1)产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率。(2)遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
【详解】A、据图1可知,II-3和II-4正常,但生有患病的儿子III-7,说明该病是隐性遗传病,又因该遗传病表现为隔代遗传,且患者均为男性,故该遗传病的遗传方式最可能为伴X染色体隐性遗传,A正确;
B、由题干“用红色、绿色荧光探针分别标记GJBI基因有、无突变的核酸序列,当PCR循环次数增多时,相应的荧光信号逐渐增强”可知,图2中随着循环次数增加,绿色荧光和红色荧光信号同步增强时,说明其含有不同基因,即V-1为杂合子,该遗传病的遗传方式最可能为伴X染色体隐性遗传,根据遗传系谱图可推测IV-2、II-2、II-3均为杂合子,所以荧光信号检测结果均与V-1一致,B正确;
C、该病遗传方式为伴X染色体隐性遗传,设相关基因是B/b,故V-1的基因型是XBXb,正常男性的基因型为XBY,二者生育一个男孩患病的概率为1/2,C错误;
D、为了有效预防该病的产生和发展,可采用遗传咨询、产前诊断等手段,D正确。
故选C。
二、多选题
26.已知人类ABO血型是由位于9号染色体上的等位基因IA、IB、i共同决定,其中IA、IB对i为完全显性关系,IA、IB为共显性关系。位于19号染色体上的基因H编码岩藻糖转移酶,催化抗原H的合成。红细胞膜上没有抗原A、B、H的个体血型称孟买血型,其生化合成途径如图1.图2为某家系遗传系谱图,已知孟买血型红细胞均不能与A、B抗体结合,常被误诊为“O”型,但血浆中有抗H抗体。下列说法正确的是( )
A.根据系谱图分析不可以确定Ⅱ-3是孟买血型
B.由系谱图分析可知,Ⅰ-1基因型为HhIBi
C.O型血个体可以少量输血给孟买血型的个体
D.Ⅲ-2与一孟买血型女性婚配,所生女孩为孟买血型的概率为1/2
【答案】AD
【分析】据图1分析,A型血的基因型为H_IA_,B型血的基因型为H_IB_,AB型血的基因型为H_IA IB,O型血的基因型为hh__、H_ii。
【详解】A、根据图1分析可知,O型血的基因型为hh__、H_ii,Ⅱ-3血型为O型,Ⅱ-4号为A型血,他们有AB型的孩子,说明Ⅱ-3含有IB,已知红细胞膜上没有抗原A、B、H的个体血型称孟买血型,孟买血型红细胞均不能与A、B抗体结合,但血浆中有抗H抗体,说明其不含H,正常O型血(H_ii)的后代一般是不会出现AB型血的,所以II-3的后代中出现了AB型血,则II-3的O型血应为孟买型,基因型为hhIB_,即能确定Ⅱ-3是孟买血型,A正确;
B、从系谱图中可以看出,Ⅰ-1和Ⅱ-2均为B型血,且他们的后代中出现了孟买血型(无抗原A、B、H),孟买血型的产生需要hh_ _的基因型,可以推断Ⅰ-1必须携带h基因,同时,由于Ⅰ-1是B型血,他必须携带IB基因。因此,1-1的基因型至少为HhIB_,但不能确定一定是HhIBi,B错误;
C、孟买血型的红细胞上没有A、B、H抗原,但孟买血型血浆中含有抗H、抗A、抗B,它可以和O型红细胞上的H物质发生反应,因此一旦接受了O型血,会发生溶血反应,会引起疾病,因此,从安全性的角度来看,孟买血型不可以接受O型血,C错误;
D、由题图可知,III-2是AB型血型,基因型为HhIAIB,与孟买血型女性(hh__)婚配后,则女儿为孟买血型的概率为1/2(即Hh×hh后代中hh为1/2),D正确。
故选AD。
三、非选择题
27.图1是某具有甲、乙两种单基因遗传病的家族的系谱图。甲病、乙病分别由等位基因A/a、B/b控制,两对基因独立遗传,甲病在人群中的发病率为1/3600。TaqMan荧光探针结合实时荧光定量PCR技术可检测单碱基突变,用红色和绿色荧光探针分别标记正常基因和突变基因的核酸序列,当PCR循环数增多时,相应的荧光信号逐渐积累。回答下列问题:
(1)据图1可知,甲病的遗传方式为 。等位基因产生的根本原因是 。
(2)为确定乙病的遗传方式,科研人员利用实时荧光定量PCR技术对该家族中Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅲ-4、Ⅲ-5个体关于基因B/b进行了检测,检测结果为图2的a、b、c三种类型。据图分析,乙病的遗传方式为 ,判断依据是 。
(3)若Ⅲ-2与一个无亲缘关系的正常男子婚配,生育患甲病孩子的概率为 。
(4)在辅助生殖时对极体进行遗传筛查,可降低后代患遗传病的概率。Ⅱ-5在生育Ⅲ-5之前高龄且患乙病,需要进行遗传筛查。人卵细胞形成过程中第一极体不再分裂,不考虑基因突变,若Ⅱ-5第一极体的染色体数目为23,则Ⅲ-5的染色体数目 (填“可能”或“不可能”)存在异常;若减数分裂正常,且第一极体X染色体上有2个基因B,则所生男孩 (填“一定”“不一定”或“一定不”)患乙病。
【答案】(1) 常染色体隐性遗传 基因突变
(2) 伴X染色体显性遗传 Ⅱ-4和Ⅱ-5均患乙病,生出不患乙病的儿子Ⅲ-4,可判断出乙病为显性遗传病;据题图分析,父亲Ⅱ-4对应图2中的a,只含乙病的突变基因,不含正常基因,可排除常染色体显性遗传(第2点也可表述为若Ⅱ-4和Ⅱ-5的基因型都为Bb,即图2中的c,则检测结果不可能会出现图2中的a,即基因型为BB,可排除常染色体显性遗传)
(3)1/183
(4) 可能 一定不
【分析】遗传病的监测和预防(1)产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率。(2)遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
【详解】(1)图1显示,I-1和I-2均不患甲病,生出患甲病女儿Ⅱ-3,可判断出甲病为隐性遗传病,且父亲I-1为正常人,若甲病为伴X染色体隐性遗传病,则父亲I-1患甲病,与事实不符,因此甲病为常染色体隐性遗传病,基因突变的结果是产生新基因,因而基因突变是生物变异的根本来源,即等位基因产生的根本原因是基因突变。
(2)Ⅱ-4和Ⅱ-5均患乙病,生出不患乙病儿子Ⅲ-4,可判断出乙病为显性遗传病,又知Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅲ-4、Ⅲ-5的荧光强度依次对应图2的测结果为图2的a、b、c三种类型,且红色为正常基因,结合性状表现可判断Ⅱ-4只含乙病的突变基因,不含正常基因,对应的是a,其他三个依次对应的是c、b、b,因此排除常染色体显性遗传。由此可知,Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅲ-4、Ⅲ-5的基因型依次为XAY、XAXa、XaY、XaY。
(3)甲病在人群中的发病率为1/3600,即a的基因频率为1/60,A的基因频率为59/60,表型正常的男子中AA=(59/60
×59/60)÷(1-1/3600)=59/61,Aa=1-59/61=2/61。Ⅲ-2有关甲病的基因型和概率为1/3AA、2/3Aa,和无亲缘关系的正常男子婚配,后代患甲病的概率是(2/61)×(2/3)×(1/4)=1/183。
(4)甲病是常染色体隐性遗传病,乙病是伴X显性遗传病,则Ⅱ-5的基因型可表示为AaXBXb,人类的染色体数目为2N=46,若第一极体的染色体数目为23,则次级卵母细胞的染色体数目一定是23,如果次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ出现姐妹染色单体不分离且移向细胞同一极的情况,则卵细胞染色体数目异常,Ⅲ-5染色体数目可能存在异常。若减数分裂正常,且第一极体X染色体上有2个基因B,不考虑基因突变,则次级卵母细胞中有2个基因b,卵细胞中也会携带基因b,则所生男孩一定不患病。
28.番茄的紫茎和绿茎为一对相对性状,由基因B、b控制,其中紫茎为显性;缺刻叶和马铃薯叶为另一对相对性状,由基因E、e控制,两对基因独立遗传。用紫茎缺刻叶和绿茎缺刻叶为亲本进行杂交,F1出现的表型及比例为紫茎︰绿茎为1︰1,缺刻叶︰马铃薯叶为3︰1.回答下列问题。
(1)番茄的叶形中 是显性性状,判断依据为 。
(2)亲本紫茎缺刻叶个体、绿茎缺刻叶个体的基因型分别为 。
(3)F1中杂合子所占比例为 。
(4)取纯合紫茎与绿茎个体进行DNA片段比对,发现B和b基因存在明显差异,如图所示。
据图解释:与紫茎个体相比,绿茎个体的b基因编码的蛋白功能不同的原因是 ,使翻译合成的蛋白质空间结构发生改变。
【答案】(1) 缺刻叶 亲本都是缺刻叶,杂交子代出现了性状分离
(2)BbEe和bbEe
(3)3/4
(4)b基因发生了碱基对的缺失
【分析】由题意可知,紫茎为显性,用紫茎缺刻叶和绿茎缺刻叶为亲本进行杂交,F1出现的表型及比例为紫茎︰绿茎为1︰1,缺刻叶︰马铃薯叶为3︰1,说明缺刻叶是显性,亲本的基因型为BbEe、bbEe。
【详解】(1)亲本都是缺刻叶,杂交F1中缺刻叶:马铃薯叶为3:1,即出现了性状分离,所以缺刻叶为显性性状。
(2)对于茎的颜色,亲本是紫茎(B_)和绿茎(bb)杂交,后代紫茎:绿茎为1:1,所以亲本紫茎的基因型为Bb;对于叶形,亲本都是缺刻叶(E_),后代缺刻叶:马铃薯叶为3:1,所以亲本缺刻叶的基因型都是Ee。所以亲本紫茎缺刻叶个体基因型为BbEe,绿茎缺刻叶个体的基因型为bbEe。
(3)亲本为BbEe和bbEe,F1中纯合子有bbEE和bbee,比例分别为1/2×1/4=1/8和1/2×1/4=1/8,所以纯合子比例为1/8+1/8=1/4,那么杂合子所占比例为1 -1/4=3/4。
(4)与紫茎个体相比,绿茎个体的b基因编码的蛋白功能不同的原因是b基因发生了碱基对的缺失,使转录形成的mRNA上的密码子序列发生改变,进而使翻译合成的蛋白质空间结构发生改变。
29.玉米(2n=20) 是我国栽培面积最大的作物,可作为研究遗传规律的实验材料。近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。请回答问题。研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。
(1)根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。从图2结果可以推测单倍体的胚是由 发育而来。
(2)玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫:白=3:5,出现性状分离的原因是 。推测白粒亲本的基因型是 和 。
(3)将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选 S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下图:
请根据F₁籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒,并写出与表型相应的基因型。
单倍体籽粒胚的表现型为 色,基因型为 ;二倍体籽粒胚的表现型为 色,基因型为 色,基因型为 ;二者籽粒胚乳的表现型为 。
【答案】(1)卵细胞
(2) 紫粒亲本是杂合子 aaRr Aarr
(3) 白色 ar 紫色 AaRr 紫色 AaaRrr
【分析】1.根据图2分析,F₁二倍体胚含有普通玉米(母本)和突变体S(父本)的DNA片段,说明是由父本和母本杂交而来的;而F₁单倍体胚与普通玉米(母本)所含DNA片段相同,所以可推测单倍体的胚是由普通玉米母本产生的卵细胞发育而来。
2.已知玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色,即紫色的基因型为AR,其余基因型都为白色。
【详解】(1)根据以上分析已知,单倍体的胚是由普通玉米母本产生的卵细胞发育而来。
(2)已知紫色的基因型为AR,其余基因型都为白色,紫色与白色杂交,后代紫色紫∶白=3:5,是3:1:3:1的变式,说明两对基因中一对是杂合子自交,还有一对是测交,因此亲代中紫色玉米为双杂合子AaRr,白粒亲本的基因型是Aarr或aaRr;出现该性状分离的原因是由于紫粒亲本是杂合子。
(3)单倍体的胚是由普通玉米的卵细胞发育而来,而母本是普通玉米白粒aarr,所以单倍体籽粒胚的基因型ar,表现为白色;父本的基因型为AARR,母本的基因型为aarr,两者杂交产生的二倍体籽粒胚的基因型为AaRr,表现为紫色;胚乳是由一个精子和两个极核受精后形成的受精极核发育而来,因此二者籽粒胚乳的基因型为AaaRrr,表现为紫色。
30.某植物的高杆(A)和矮杆(a)是一对相对性状,红花(B)和白花(b)是另一对相对性状。两对基因在染色体上的可能位置如下图①、②、③所示,请回答下列问题。
(1)A/a和B/b两对基因遗传时可遵循自由组合定律的是图中的 。
(2)现将一株基因型为AaBb的植株测交,得到的F1的表现型及比例为:高杆红花:高杆白花:矮杆红花:矮杆白花=1:4:4:1,请回答下列问题(不考虑致死现象):
①A/a和B/b两对基因在染色体上的位置应该是图中的 。
②根据该植株测交所得的F1的表现型及比例推测,该植株自交的话,所得的F1中,aabb个体比例为 %,AaBb个体的比例为 %。
③根据该植株测交所得的F1的表现型及比例推测,该植株的性母细胞在减数分裂过程中,A/a和B/b这两对基因之间发生互换的几率是 %。
(3)该种植物另有两对相对性状:抗病(D)对感病(d)为显性;抗倒伏(E)对不抗倒伏(e)为显性。已知这两对基因在染色体上的位置是图中的③。研究人员发现,基因型为DdEe的植株在自交时,F1的表现型及比例总是为:抗病抗倒伏:抗病不抗倒伏:感病抗倒伏:感病不抗倒伏=5:3:3:1。请提出两种合理的假说:
假说一: 。
假说二: 。
【答案】(1)③
(2) ① 1 34 40
(3) 基因型DdEE和DDEe的个体致死 基因型为DE的雌配子或雄配子不育
【分析】基因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。
【详解】(1)基因的自由组合定律需满足,两对等位基因分别位于两对不同的同源染色体上,即图③。
(2)①依据题干信息,AaBb测交,F1中:高杆红花:高杆白花:矮杆红花:矮杆白花=1:4:4:1,可推知,AaBb所产生的配子及比例为AB:Ab:aB:ab=1:4:4:1,即Ab位于一条染色体上,aB位于另一条染色体,即对应的图①所示。
②结合小问①可知,AaBb所产生的配子及比例为AB:Ab:aB:ab=1:4:4:1,则AaBb自交,所产生的aabb个体比例为=1/100,即1%,AaBb所占的比例为。
③结合小问①可知,AaBb所产生的配子及比例为AB:Ab:aB:ab=1:4:4:1=2:8:8:2,对于AaBb而言,一个AaBb精母细胞若发生交叉互换,则产生的精细胞类型为AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1,一个AaBb精母细胞若不发生交叉互换,则产生精细胞类型为AB:ab=2:2或Ab:aB=2:2,故可知,当AaBb所产生的配子及比例为AB:Ab:aB:ab=2:8:8:2时,则发生互换的机率为=2/5=40%。
(3)依据题干信息可知,基因型为DdEe的植株在自交时,F1的表现型及比例总是为:抗病抗倒伏(9D-E-):抗病不抗倒伏(1DDee、2Ddee):感病抗倒伏(1ddEE、2ddEe):感病不抗倒伏(ddee)=5:3:3:1,可推知:
①配子致死:依据子代的表现型及比例可推知,De、dE、de均可育,则当基因型为DE的雌配子或雄配子不育(败育)时,就会出现抗病抗倒伏:抗病不抗倒伏:感病抗倒伏:感病不抗倒伏=5:3:3:1的现象,故假说一为:可能是基因型为DE的雌配子或雄配子不育;
②基因型致死:当基因型DDEe和DdEE的个体致死时,也会出现5:3:3:1的性状分离比。故假说二为:基因型DdEE和DDEe的个体致死
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专题07 遗传的基本规律
目 录
第一部分 明晰学考要求·精准复习
第二部分 基础知识梳理·全面提升
第三部分 考点精讲精练·对点突破
考点01 基因分离定律
考点02 基因自由组合定律
考点03 伴性遗传
第四部分 实战能力训练·满分必刷
知识内容
考试目标层次
学考预测
A(了解水平)
B(理解水平)
C(应用水平)
考点01 基因分离定律
√
考点1中主要考察显性、隐形性状的判断;考点2中主要考察遗传现象的分析与计算;考点3中主要考察伴性遗传的设计与分析。
考点02 基因自由组合定律
√
考点03 伴性遗传
√
知识点一 基因分离定律
一、基因分离定律
1.豌豆用作遗传实验材料的优点
(1)豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉的植物,自花传粉、闭花受粉避免了外来花粉的干扰,自然状态下一般都是纯种。
(2)豌豆不同品种间具有易于区分的、能稳定遗传(纯合子)的相对性状。
(3)豌豆花大,便于去雄和人工授粉。
(4)豌豆生长周期短,易于栽培。
(5)后代数量多,数学统计分析结果更可靠。
2.一种生物的同一种性状的不同表现类型,叫作相对性状 。
3.人工异花传粉的过程
a.去雄,先除去未成熟花的全部雄蕊。
b.套袋,套上纸袋,以免外来花粉干扰。
c.采集花粉。
d.传粉,将采集到的花粉涂(撒)在去除雄蕊的雌蕊柱头上。
e.套袋,再套上纸袋,防止外来花粉干扰。
两朵花之间的传粉过程叫作异花传粉。不同植株的花进行异花传粉时供应花粉的植株叫作父本,接受花粉的植株叫作母本。
4.杂交实验:
(1)孟德尔用高茎豌豆与矮茎豌豆作亲本进行杂交。无论用高茎豌豆作母本(正交),还是作父本(反交),杂交后产生的第一代总是高茎的。用F1 自交,结果在F2植株中,不仅有高茎,还有矮茎的,数量比接近3:1。
(2)孟德尔把 F1 中显现出来的性状,叫作显性性状,如高茎;未显现出来的性状,叫作隐性性状,如矮茎。
(3)杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象,叫作性状分离。
5.对分离现象的解释
(1)生物的性状是由遗传因子决定的。这些因子就像一个个独立的颗粒,既不会相互融合,也不会在传递中消失。每个因子决定一种特定的性状,其中决定显性性状的为显性遗传因子 ,用大写字母(如 D )来表示;决定隐性性状的为隐性遗传因子,用小写字母(如 d )来表示。
(2)在体细胞中,遗传因子是成对存在的。例如,纯种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD,纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。像这样,遗传因子组成相同的个体叫作纯合子。因为F1自交的后代中出现了隐性性状,所以在F1的体细胞中必然含有隐性遗传因子;而F1表现的是显性性状,因此F1的体细胞中的遗传因子应该是Dd。像这样,遗传因子组成不同的个体叫作杂合子。
(3)生物体在形成生殖细胞----配子时,成对的遗传因子分离,分别进入不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子的一个。F1高茎豌豆(Dd)产生两种雌配子即含D、d的配子,两种雄配子,雌配子中:D:d=1:1,雄配子中:D:d=1:1,(数量上雌配子远多于雄配子)
(4)受精时,雌雄配子的结合是随机的。例如,含遗传因子D的雌配子,既可以与含遗传因子D的雄配子结合,又可以与含遗传因子d的雄配子结合。
6.分离定律
(1)内容:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
(2)适用范围:
①进行有性生殖的真核生物,细胞核内的遗传;②一对相对性状的遗传。
7.孟德尔的研究方法:假说一演绎法
在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,推出预测的结果,再通过实验来检验。如果实验结果与预测相符,就可以认为假说是正确的,反之,则可以认为假说是错误的。
知识点二 基因自由组合定律
一、基因自由组合定律
1.两对相对性状的杂交实验
(1)实验过程
P 黄色圆粒 X 绿色皱粒
F1 黄色圆粒
自 交
F2 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒
比例: 9 : 3 : 3 : 1
1 不论正交、反交,F1(子一代)都表现黄色圆粒。
②F1自交,F2(子二代)性状间自由组合,有4种表现型:黄圆(双显):黄皱(一显一隐):绿圆(一隐一显):绿皱(双隐)=9:3:3:1.其中亲本类型(黄圆、绿圆)占10/16,重组类型(黄皱、绿圆)占6/16。
③F2中,黄色:绿色=3:1,圆粒:皱粒=3:1,说明每一对相对性状的遗传都遵循分离定律。
2.对自由组合现象的解释
(1)豌豆的粒形和粒色分别受两对遗传因子控制(粒形:R和r;粒色:Y和y),显性基因对隐性基因有掩盖作用。
(2)两亲本的遗传因子组成为YYRR、yyrr,分别产生YR和yr各一种配子,F1的遗传因子组成为YyRr,表现为黄色圆粒。
(3)杂交产生的F1的遗传因子组成是YyRr,在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。结果:F1产生的雌配子和雄配子各有4种,即YR、Yr、yR、yr,且它们之间的数量比为1:1:1:1。
(4)受精时,F1的各种雌雄配子结合机会随机。因此有16种结合方式,产生9种遗传因子组合。F1自交,F2遗传因子组成形式(基因型)有9种:纯合子占4/16,单杂合子占8/16,双杂合子占4/16,表现型有4种,比例为9:3:3:1,双显性占9/16,单显性占6/16。双隐性占1/16,亲本型占10/16。重组型占6/16(若亲本为YYrr x yyRR,则亲本型占6/16,重组型占10/16)
3.对自由组合现象解释的验证
(1)方法:测交,即让 F1YyRr与隐形纯合子yyrr杂交。
(2)预测结果:测交后代有4种性状,比例为1:1:1:1。
(3)实验结果:测交后代有四种性状,比例为1:1:1:1,符合预期设想
4.自由组合定律
(1)发生时间:形成配子时;
(2)遗传因子间的关系:控制两对性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;
(3)实质:在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
(4)适用范围:进行有性生殖的真核生物两对或两对以上相对性状的遗传。
知识点三 伴性遗传
1、 伴性遗传
1.伴性遗传概念:性染色体上的基因控制的性状遗传与性别相关联。
2.伴X染色体隐性遗传(如红绿色盲)的各种基因型:
项 目
女 性
男 性
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
表 型
正常
正常(携带)
色盲
正常
色盲
3.伴X染色体隐性遗传(如红绿色盲、白化病)的特点有:
①男患者多于女患者。
②男性红绿色盲基因只能从母亲那里传来,以后只能传给女儿。
4.伴X染色体显性遗传抗(维生素D佝偻病)特点:
①女性多于男性;但部分女患者病症较轻。
男性患者与正常女性婚配的后代中,女性都是患者,男性都是正常。
5.伴Y遗传
①基因位置:致病基因在 Y 染色体上,在X上无等位基因,无显隐性之分。患者患者基因型:XYM。
遗传特点:患者均为男性,且“父传子,子传孙”。
6.性别决定
(1)概念:雌雄异体的生物决定性别的方式,自然界中大多数生物的性别由性染色体决定。
注意:①性别既受性染色体控制,也与其上部分基因有关,但性染色体上的基因并不都与性别决定有关, 如色盲基因。②并非所有生物都有性染色体,性染色体只存在于有性杂色体决定性别的生物体内。
(2)鸡性别决定的ZW型
雌性:(异型)ZW 雄性:(同型) ZZ 。
(3)人类体细胞及配子中染色体组成
男性:体细胞:44条常染色体+ XY(异型)或23对常杂色体+ XY (异型)
精子:22条常染色体+X、 22条常染色体+ Y。(2种)
女性:体细胞:44条常染色体+ XX(同型)或22对常朶色体+ XX(同型)
卵细胞:22条常染色体+X。(1种)
注意:人的X、Y性染色体大小、形状不同,但减数分裂中能发生联会,因此属于同源染色体。X染色体比Y染色体大,基因多。
两种遗传病的概率计算方法
当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,若已知患甲病的概率为m,患乙病的概率为n,则各种患病情况如下表:
序号
类型
计算公式
①
不患甲病的概率
1-m
②
不患乙病的概率
1-n
③
只患甲病的概率
m(1-n)
④
只患乙病的概率
n(1-m)
⑤
同患两种病的概率
mn
⑥
只患一种病的概率
m+n-2mn或m(1-n)+n(1-m)
⑦
患病概率
m+n-mn或1-不患病概率
⑧
不患病概率
(1-m)(1-n)
考点01 基因分离定律
【典型例题1】
(2021·江苏·高考真题)短指(趾)症为显性遗传病,致病基因在群体中频率约为1/100~1/1000。如图为该遗传病某家族系谱图,下列叙述正确的是( )
A.该病为常染色体遗传病
B.系谱中的患病个体都是杂合子
C.VI1是患病男性的概率为1/4
D.群体中患者的纯合子比例少于杂合子
· 对点专攻
1.将具有一对相对性状的纯种豌豆个体间行种植,另将具有一对相对性状的纯种玉米个体间行种植,通常情况下,具有隐性性状的一行植株上所产生的F1是( )
A.豌豆和玉米都有显性个体和隐性个体
B.玉米都为隐性个体,豌豆既有显性又有隐性
C.豌豆和玉米的显性和隐性比例都是3:1
D.豌豆都为隐性个体,玉米既有显性又有隐性
2.果蝇是研究生物遗传的常用材料。图1表示甲、乙两种性别果蝇体细胞的染色体组成,果蝇的性别决定方式与人类一致;图2表示果蝇的发育过程;图3表示果蝇的长翅与残翅在亲代和子代的性状表现,用B、b表示控制显、隐性性状的基因。请回答下列问题。
(1)图1中,表示雄果蝇染色体组成的是
(2)通过图2果蝇的发育过程可知,果蝇的幼虫与成虫存在很大差距,经历了[③] 期,这种发育方式称为 发育。
(3)果蝇的长翅和残翅是一对 ,根据图3可知,长翅为 性状。
(4)小王同学捕捉到一只长翅雄果蝇,为确定该果蝇的基因组成,他可以在图3的子代中选取一只残翅雌果蝇与该果蝇杂交。若子代全为长翅果蝇,则说明该长翅雄果蝇的基因组成为
显性、隐性性状的判断
(1)根据概念判断显隐性
→甲性状→
(2)根据子代表型判断显隐性
(3)设计杂交实验判断显隐性
(4)根据遗传系谱图判断显隐性
考点02 基因自由组合定律
【典型例题1】
(2024·江苏·高考真题)有一种植物的花色受常染色体上独立遗传的两对等位基因控制,有色基因B对白色基因b为显性,基因I存在时抑制基因B的作用,使花色表现为白色,基因i不影响基因B和b的作用。现有3组杂交实验,结果如下。请回答下列问题:
(1)甲和丙的基因型分别是 、 。
(2)组别①的F2中有色花植株有 种基因型。若F2中有色花植株随机传粉,后代中白色花植株比例为 。
(3)组别②的F2中白色花植株随机传粉,后代白色花植株中杂合子比例为 。
(4)组别③的F1与甲杂交,后代表型及比例为 。组别③的F1与乙杂交,后代表型及比例为 。
(5)若这种植物性别决定类型为XY型,在X染色体上发生基因突变产生隐性致死基因k,导致合子致死。基因型为IiBbX+Y和IiBbX+Xk的植株杂交,F1中雌雄植株的表型及比例为 ;F1中有色花植株随机传粉,后代中有色花雌株比例为 。
· 对点专攻
1.科研人员得到4种浅红眼的果蝇突变体A、B、C和D,将它们分别与野生型红眼果蝇进行杂交实验,结果如表所示(“+”表示红眼,“m”表示浅红眼)。
组别
亲本果蝇
F1果蝇的表现型
F2果蝇的表现型及数量
雌性
雄性
雌性
雄性
雌性
雄性
+
m
+
m
Ⅰ
A
野生型
+
+
762
242
757
239
Ⅱ
B
野生型
+
+
312
101
301
105
Ⅲ
C
野生型
+
m
114
104
111
102
Ⅳ
D
野生型
+
m
160
151
155
149
(1)据表分析,4种突变体均是单基因的 性突变果蝇。
(2)突变位点在常染色体上的突变体有 ,判断理由是 。突变体C和D的突变位点都在 染色体上。
(3)为进一步探究A、B两种突变体的浅红眼突变基因位点的关系,科研人员进行了系列杂交实验。
①先进行“♀A×♂B”杂交,若F1果蝇 ,说明A、B的浅红眼是同一基因突变所致;若F1果蝇 ,说明A、B的浅红眼是不同基因突变所致。
②若已证明A、B的浅红眼是不同基因突变所致,让上述实验的F1果蝇相互交配,如果F2果蝇表现型及比例为 ,则A、B的突变基因位于一对同源染色体上且不发生互换;如果F2果蝇表现型及比例为 ,则B的突变基因位于另一对常染色体上。
(4)进行“♂B×♀D”杂交,发现F1果蝇既有红眼也有浅红眼,再让F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇表现型及比例为 ,F2的浅红眼雌果蝇中杂合子的比例为 。
2. ROQTI :uId: ROQTI …部分水稻品系的花粉育性会受到温度影响,低温时花粉败育,高温时育性正常,将其应用在杂交育种上可大大简化育种流程。
(1)水稻具有两性花,自然条件下自花授粉。将雄性不育系应用在育种中,其优点是能免去杂交过程中的 步骤。
(2)品系1是一种雄性不育系,品系2、3、4育性正常。为研究雄性不育的遗传规律,科研人员在不同温度条件下进行了杂交实验:
①由杂交一结果可知,育性正常与雄性不育性状受两对非同源染色体上的非等位基因控制,依据是 。若品系1、2的基因型分别为A1A1B1B1,A2A2B2B2,则F2中雄性不育系的基因型为 。
②通过基因型分析发现品系3、4与品系1的A基因序列完全相同,B基因是不同的等位类型,品系3的B基因用B3表示。根据杂交二中的信息可知,F1能够在 温度范围内自交获得F2,F2在22℃的育性表型及比例是 、32℃时的育性表型及比例是 。
(3)上述品系1×品系4杂交后代在任何温度条件下均为雄性不育,将这一现象称为杂合雄性不育,能够应用在杂交育种过程中而不受温度条件限制。研究者通过杂交、连续多代回交和筛选培育出了遗传组成与品系4基本相同的雄性不育系B1B4,过程如图2虚框所示。这一方法的缺点在于每年都需要回交并进行筛选。因此研究者借助品系3的育性特点进行了改良,过程如图2.请你完善图2中育种步骤,并说明育种方案改进后不需要每年筛选的理由⑤ 。
多对基因控制生物性状的分析
n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律
亲本相对性状的对数
F1配子
F2表型
F2基因型
种类
比例
种类
比例
种类
比例
1
2
(1∶1)1
2
(3∶1)1
3
(1∶2∶1)1
2
22
(1∶1)2
22
(3∶1)2
32
(1∶2∶1)2
n
2n
(1∶1)n
2n
(3∶1)n
3n
(1∶2∶1)n
(1)若F2中显性性状的比例为,则该性状由n对等位基因控制。
(2)若F2中子代性状分离比之和为4n,则该性状由n对等位基因控制。
异常分离比9:3:3:1变式
异常比
相对于孟徳尔的表现型比
测交后代比
15: 1
(9A B +3A bb+3aaB )1aabb
3:1
9:7
9A B: (3A bb+3aaB+ laabb)
1:3
13 : 3
(9A_B_+3A_bb+ laabb) :3aaB_或 (9A B+3aaB+ laabb) :3A bb
3:1
12:3:1
(9A_B_+3A_bb) :3aaB_: laabb 或 (9A B+3aaB J :3A bb: laabb
2:1:1
9:6: 1
9A B: (3A bb+3aaB): laabb
1:2:1
9:3:4
9A_B_:3A_bb: (3aaB_+1 aabb)或 9A B: 3aaB: (3A bb+laabb)
1:1:2
考点03 伴性遗传
【典型例题1】
(2023·江苏·高考真题)科学家在果蝇遗传学研究中得到一些突变体。为了研究其遗传特点,进行了一系列杂交实验。请回答下列问题:
(1)下列实验中控制果蝇体色和刚毛长度的基因位于常染色体上,杂交实验及结果如下:
P 灰体长刚毛♀ × 黑檀体短刚毛
↓F1 灰体长刚毛
测交 F1灰体长刚毛 × 黑檀体短刚毛♀
↓测交后代 灰体长刚毛 黑檀体短刚毛
1 : 1
据此分析,F1雄果蝇产生 种配子,这两对等位基因在染色体上的位置关系为 。
(2)果蝇A1、A2、A3为3种不同眼色隐性突变体品系(突变基因位于Ⅱ号染色体上)。为了研究突变基因相对位置关系,进行两两杂交实验,结果如下:
P A1×A2
↓F1 野生型
P A2×A3
↓F1 突变型
P A1×A3
↓F1 野生型
据此分析A1、A2、A3和突变型F1四种突变体的基因型,在图中标注它们的突变型基因与野生型基因之间的相对位置 (A1、A2、A3隐性突变基因分别用a1、a2、a3表示,野生型基因用“+”表示)。
(3)果蝇的正常刚毛(B)对截刚毛(b)为显性,这一对等位基因位于性染色体上;常染色体上的隐性基因t纯合时,会使性染色体组成为XX的个体成为不育的雄性个体。杂交实验及结果如下:
P 截刚毛♀ × 正常刚毛
↓
F1 截刚毛♀ 截刚毛 正常刚毛
3 : 1 : 4
据此分析,亲本的基因型分别为 ,F1中雄性个体的基因型有 种;若F1自由交配产生F2,其中截刚毛雄性个体所占比例为 ,F2雌性个体中纯合子的比例为 。
· 对点专攻
1.女性化患者的性染色体组成为XY,其外貌与正常女性一样,但无生育能力,原因是其X染色体上有一个隐性致病基因a,而Y染色体上没有相应的等位基因。某女性化患者的家系图谱如图所示。下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ-1的致病基因来自其母亲或父亲
B.性染色体组成为XX的个体,相关基因型有三种
C.Ⅱ-3和Ⅱ-5的基因型分别为XaY、XAY
D.Ⅱ-2与正常男性婚后所生后代的患病概率为1/4
2.家蚕的性别决定为ZW型,自然种群中雌雄蚕数量基本相等。已知家蚕的血液有黄色和白色两种,由常染色体上的等位基因A/a控制;蚁蚕阶段的体色有黑蚁与赤蚁两种,由等位基因B/b控制。某研究小组进行了如下两组杂交实验,结果如下图所示(不考虑等位基因位于Z、W染色体的同源区段)。回答下列问题:
(1)家蚕黄血和白血性状中,显性性状为 ,这两对相对性状 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,理由是 。
(2)实验一父本的基因型是 ,实验二中致死个体的基因型有 种。
(3)实验二F1中b的基因频率为 。实验二F1中黑蚁白血雄蚕中的纯合子占比为 ,若实验二F1中的黑蚁黄血蚕自由交配,F2中的赤蚁白血雌蚕占比为 。
(4)若家蚕(2N=56)有斑纹(A)对无斑纹(a)为显性,A和a所在的常染色体偶见缺失(但基因A/a所在的片段并没有缺失,如图1)现象,表示为A0a0。家蚕的正常体壁(B)对透明体壁(b)为显性,相关基因位于Z染色体上。请回答:
①研究发现染色体缺失的卵细胞不可育,而染色体缺失的精子可育。基因型为A0aZBZB的个体,产生的可育配子的基因型为 。基因型为A0aZbW的个体,产生的可育配子的基因型为 ;这两个亲本家蚕杂交,得到的F1中,有斑纹正常体壁雄性所占的比例为 。
②雄蚕由于吐丝多、丝的质量好,更受蚕农青睐,但在幼蚕阶段,雌雄不易区分。科学家利用已培育出的限性斑纹蚕(如图2)和无斑纹异性蚕杂交,选择其后代中表现型为 (填“有斑纹”或“无斑纹”)的个体培养,得到的都是高产的雄蚕。
遗传系谱图中遗传病、遗传方式的判断方法
第一步:判断是否为伴Y遗传。
第二步:判断是显性遗传病还是隐性遗传病:无中生有为隐性,有中生无为显性。
第三步:判断是常染色体遗传还是伴X遗传。
隐性遗传看女病,父子有正非伴性。显性遗传看男病,母女有正非伴性。
1.已知果蝇的灰身和黑身由一对等位基因控制。一对灰身果蝇进行交配,子代果蝇中灰身:黑身=3:1。下列说法错误的是( )
A.该等位基因在雌蝇体细胞中成对存在
B.灰身是显性性状
C.不能确定该对等位基因位于常染色体还是X染色体
D.亲代雄果蝇是杂合子
2.果蝇的翅长受E/e控制,翅型受H/h控制。现让正常长翅的雄、雌果蝇杂交,其后代的表型及所占比例如表所示。下列分析错误的是( )
表型
正常长翅
残缺长翅
正常短翅
残缺短翅
♂
3/16
3/16
1/16
1/16
♀
6/16
0
2/16
0
A.正常翅和长翅均为显性性状
B.上述两对等位基因的遗传遵循自由组合定律
C.H、h基因只位于X染色体上,Y染色体上无等位基因
D.F₁ 进行随机交配,F₂个体中残缺翅雄果蝇的占比为1/8
3.植物体表蜡质对耐干旱有重要作用,研究人员通过诱变获得一个大麦突变体Cer1(纯合体)。初步研究表明,突变表型是因为染色体上的C基因突变为c。在C基因两侧设计引物,PCR扩增,电泳检测PCR产物。如图泳道1和2分别是突变体Cer1与野生型(WT,纯合体)。将突变体Cerl与纯合野生型杂交。F1全为野生型,F1与突变体Cerl杂交,获得若干个后代F2,利用上述引物PCR扩增这些后代的基因组DNA,电泳检测PCR产物。下列叙述正确的是( )
A.突变体是C基因内部发生碱基对替换突变为c基因
B.设计引物时应尽可能让2个引物之间有较多的互补序列
C.F2中个体的DNA扩增后可得到泳道1和泳道3的带型
D.电泳后可加入溴酚蓝染色以便于观察电泳条带位置
4.某种自花受粉的农作物X的花色受到一对等位基因R/r的控制,其花色有黄色、乳白色和白色三种。让乳白色花的农作物X自交,F1中出现了三种花色,但让黄色花和白色花的农作物X自交,后代中只有黄色花或者白色花。不考虑变异,下列分析错误的是( )
A.农作物X的黄色花受到基因R的控制,白色花受到基因r的控制
B.F1中乳白色花植株是杂合子,黄色花植株和白色花植株均是纯合子
C.若让F1黄色花植株和白色花植株杂交,则F2中均表现为乳白色花
D.若让F1乳白色花植株和白色花植株杂交,则F2中不可能出现黄色花
5.基因在生物进化中有“绝对自私性”。某种植物的花有红花、粉红花和白花三种颜色,受一对等位基因A/a控制,A基因是一种“自私基因”,杂合子在产生配子时,A基因能“杀死”体内的部分雄配子。选择红花(AA)植株和白花(aa)植株杂交,F1全部开粉红花,F1植株自交,F2中红花:粉红花:白花=2:3:1.下列相关分析错误的是( )
A.该植物花色在遗传上仍然遵循孟德尔基因的分离定律
B.基因型为Aa的植株中,A基因对a基因为不完全显性
C.F1产生的基因型为a的雄配子中有1/3被A基因“杀死”
D.若F2植株进行随机传粉,则后代中白花植株占5/36
6.下列有关“模拟孟德尔杂交实验”的叙述中,错误的是( )
A.在模拟两对相对性状杂交实验的受精过程时,全班同学组合方式总数为16种
B.在模拟两对相对性状的杂交实验时,应将“雌1”(Y10张、y10张)、“雌2”(R10张、r10张)两个信封里的卡片放到一起,每次抽取其中两张
C.若在模拟一对相对性状的杂交实验时,在“雌1”中放入卡片Y和y各10张,在“雄1”中放入卡片Y和y各20张,也能获得相同的结果
D.若要模拟杂合子玉米(Yy)自交后代的显性个体之间随机交配的子代基因型种类和比例,可在“雌1”和“雄1”信封中都各放入20张Y卡片和10张y卡片
7.如图是性状分离比模拟实验装置(甲、乙分别表示雌性、雄性)。已知果蝇的红眼和白眼分别受X染色体上的D和d基因控制,在一个遗传平衡的群体中,雄性果蝇中白眼占10%。现要利用如图装置做果蝇眼色性状分离的模拟实验。下列叙述错误的是( )
A.甲中应有2种小球,乙中应有3种小球
B.乙中标有D和d的小球的比例是9:1
C.实验时,每次抓取并记录结果后,应把小球放回原桶
D.从甲和乙中各拿走一个D球,实验结果不变
8.生物学实验中选择合适的实验材料是实验成功的因素之一、下列叙述错误的是( )
A.选用黑藻小叶片在显微镜下观察细胞质的流动
B.用非芦花雄鸡与芦花雌鸡杂交可验证基因的分离定律
C.用去除脑但保留脊髓的蛙为材料进行屈腿反射实验
D.胚胎工程中选用原肠胚进行胚胎移植,成活率会大大提高
9.下列有关分离定律和自由组合定律的说法,正确的是( )
A.大肠杆菌是研究分离定律和自由组合定律的良好材料
B.非等位基因的自由组合发生在受精作用过程中
C.非等位基因的遗传都遵循自由组合定律
D.等位基因的分离发生在减数分裂Ⅰ后期
10.甲植物为二倍体,通过秋水仙素处理后获得的四倍体仍然可育。现有基因型为Aa1和Aa2的两株甲植物通过秋水仙素处理后,相互杂交,理论上获得纯合子后代的比例是( )
A.1/36 B.1/18 C.1/16 D.1/8
11.甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合黄色果肉番茄品种。甲分别与乙、丙杂交产生F1,F1自交产生F2,结果如表。根据结果,下列叙述错误的是( )
组别
杂交组合
F1
F2
1
甲×乙
红色果肉
91红色果肉:69黄色果肉
2
甲×丙
红色果肉
89红色果肉:73黄色果肉
A.若乙与丙杂交,F1全部为红色果肉,则F2番茄果肉性状比为9红色:7黄色
B.若乙与丙杂交,F1全部为红色果肉,则番茄果实颜色可由三对基因控制
C.组1中的F1与甲杂交所产生番茄果肉性状比为1红色:1黄色
D.组2中的F1与丙杂交所产生番茄果肉性状比为3红色:1黄色
12.下列有关基因和染色体的叙述,错误的是( )
A.一条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列
B.非同源染色体自由组合,使所有非等位基因自由组合
C.减数分裂形成配子过程中,等位基因随同源染色体分开而分离
D.基因通常是有遗传效应的DNA片段,染色体是基因的主要载体
13.某植物株高由两对独立遗传的基因控制,显性基因具有累加效应,且每个增效基因的累加值相等。现有一株最高植株(100cm)和一株最矮植株(20cm),让二者杂交,F2中株高60cm的植株所占比例为( )
A.1/9 B.3/16 C.3/8 D.2/7
14.家蚕有结黄茧和结白茧两个品种,其茧色的遗传如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.控制茧色的两对等位基因一定遵循基因的自由组合定律
B.结白茧个体的基因型有7种
C.双杂合的雌雄个体相互交配,子代中白茧:黄茧=13∶3
D.若两只结白茧的亲本杂交,后代全为结白茧,则两亲本均为纯合子
15.下列相关叙述中,正确的有几项( )
a、若两对相对性状遗传都符合基因分离定律,则此两对相对性状遗传一定符合基因自由组合定律
b、位于非同源染色体上的非等位基因的分离和重新组合是互不干扰的
c、若杂交后代出现3:1的性状分离比,则一定为常染色体遗传
d、孟德尔得到了高茎:矮茎=87:79属于“演绎”的内容
e、孟德尔发现问题采用的实验方法依次是先杂交再测交
f、孟德尔为了验证所作出的假说是否正确,设计并完成了测交实验
A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
16.人类ABO血型系统是由第19号染色体上的H、h基因和第9号染色体上IA、IB、i基因共同控制,其中IA和IB共显性,IA和IB都对i为显性。在H基因作用下,前体物质转化为H抗原,h基因无此作用,H抗原在IA基因的作用下,转化成A抗原,H抗原在IB基因的作用下,转化成B抗原,而ii不能转变H抗原。血型与红细胞膜上抗原的关系如右表所示。基因型为HhIAi和HhIAIB的夫妇,所生孩子的血型 A:B:AB:O 的理论比例是( )
血型
红细胞膜上的抗原类型
A
只有A抗原
B
只有B抗原
AB
同时有A抗原和B抗原
O
A、B抗原都没有或无H抗原
A.6:3:3:4 B.6:4:3:3 C.3:3:3:7 D.7:4:3:2
17.某二倍体植物开两性花,叶为绿色。现有三个浅绿叶突变体A、B、C,若将三个突变体分别与野生型绿叶纯合体杂交,产生的子代自交,后代表型及比例均为绿叶:浅绿叶=3:1。为判断这些突变体发生突变的基因位置关系,将三种突变体进行杂交,F1自交得到F2,杂交实验结果如下表。
实验分组
母本
父本
F1叶色
F2叶色
第1组
A
B
绿
绿:浅绿=9:7
第2组
A
C
绿
绿:浅绿=1:1
第3组
B
C
绿
绿:浅绿=9:7
对上述杂交实验结果分析,错误的是( )
A.突变体A中的浅绿叶基因和突变体B中的浅绿叶基因属于非等位基因
B.突变体A中的浅绿叶基因和突变体C中的浅绿叶基因位于同一对染色体上
C.将第1组F2代中的浅绿叶植株自交,子代全为浅绿叶
D.将第2组F2代中的浅绿叶植株自交,子代绿叶:浅绿叶=1:1
18.关于遗传物质的经典实验,叙述正确的是( )
A.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质不同
B.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
C.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
D.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
19.生物科学史是生物科学形成、发展和演变的历程,是探索生命现象及其本质的史实。下列叙述错误的是( )
A.小鼠细胞和人细胞融合实验运用了荧光染料标记技术
B.萨顿研究基因和染色体的位置关系运用了假说—演绎法
C.我国科学家采用独创的花粉管通道法将Bt基因导入棉花细胞
D.艾弗里证明DNA是肺炎链球菌的遗传物质的实验运用了减法原理
20.《黄帝内经》中“人与天地相参也,与日月相应也”阐述了生物节律现象。研究发现野生型果蝇的昼夜节律是24h,科学家从果蝇体内筛选并克隆出与节律有关的基因per,经诱变获得节律为19h、28h和无节律的三种突变体,相应基因记作perS、perL和perO,已知这些基因都位于X染色体上。下列相关叙述正确的是( )
A.该诱变结果充分说明了基因在染色体上呈线性排列
B.per、perS、perL和perO之间可通过交换进行重组
C.野生型和三种突变体果蝇自由交配若干代后,后代的基因组成最多有14种
D.将纯合野生型果蝇与纯合perL突变体进行正反交,F1雌果蝇的昼夜节律周期一定不同
21.生物科学史蕴含着丰富的科学思维、方法和精神。下列说法错误的是( )
A.希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应
B.用未被标记的T2噬菌体侵染被15N标记的大肠杆菌,子代噬菌体仅DNA被15N标记
C.DNA双螺旋模型中碱基对间形成氢键是DNA分子结构具有稳定性的原因之一
D.萨顿研究蝗虫精子和卵细胞的形成过程,推测基因和染色体的行为存在平行关系
22.运用正确的科学技术和科学方法是生物学实验取得成功的重要条件。下列叙述错误的是( )
A.探究酶活性最适温度实验中,进行预实验以摸索实验条件、减少实验误差
B.利用同位素标记和密度梯度离心技术,验证DNA半保留复制假说
C.通过酶解法去除某种成分,从而探究该成分在此结构中的作用
D.运用假说-演绎法,证明了控制果蝇白眼的基因在X染色体上
23.如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X、Y染色体同源区段和基因突变,下列推断错误的是( )
A.若Ⅲ-5正常,则Ⅱ-2一定患病
B.若Ⅱ-1不携带致病基因,则Ⅱ-2一定为杂合子
C.若Ⅱ-2正常,则据Ⅲ-2是否患病可确定该病遗传方式
D.该致病基因不位于Y染色体上
24.已知一个群体中,血友病的基因频率和基因型频率保持不变,且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等,男女个体数的比例为1:1。假设男性群体中血友病患者的比例为1%,以下说法不正确的是( )
A.该男性群体中血友病致病基因频率为1%
B.在女性群体中携带者的比例为1.98%
C.该群体中患血友病的个体占101/10000
D.只考虑该对基因,群体中共有5种基因型
25.某地区发现了一个腓骨肌萎缩症(CMT)家系,如图1所示,其病因是GJBI基因突变,用红色、绿色荧光探针分别标记GJBI基因有、无突变的核酸序列,当PCR循环次数增多时,相应的荧光信号逐渐增强,图1家系中部分个体的检测结果如图2所示。下列说法错误的是( )
A.由图1可知,该遗传病的遗传方式最可能为伴X染色体隐性遗传
B.IV-2、II-2、II-3荧光信号检测结果均与V-1一致
C.若V-1与正常男性结婚,生育一个男孩患病的概率为1/4
D.为了有效预防该病的产生和发展,可采用遗传咨询、产前诊断等手段
二、多选题
26.已知人类ABO血型是由位于9号染色体上的等位基因IA、IB、i共同决定,其中IA、IB对i为完全显性关系,IA、IB为共显性关系。位于19号染色体上的基因H编码岩藻糖转移酶,催化抗原H的合成。红细胞膜上没有抗原A、B、H的个体血型称孟买血型,其生化合成途径如图1.图2为某家系遗传系谱图,已知孟买血型红细胞均不能与A、B抗体结合,常被误诊为“O”型,但血浆中有抗H抗体。下列说法正确的是( )
A.根据系谱图分析不可以确定Ⅱ-3是孟买血型
B.由系谱图分析可知,Ⅰ-1基因型为HhIBi
C.O型血个体可以少量输血给孟买血型的个体
D.Ⅲ-2与一孟买血型女性婚配,所生女孩为孟买血型的概率为1/2
三、非选择题
27.图1是某具有甲、乙两种单基因遗传病的家族的系谱图。甲病、乙病分别由等位基因A/a、B/b控制,两对基因独立遗传,甲病在人群中的发病率为1/3600。TaqMan荧光探针结合实时荧光定量PCR技术可检测单碱基突变,用红色和绿色荧光探针分别标记正常基因和突变基因的核酸序列,当PCR循环数增多时,相应的荧光信号逐渐积累。回答下列问题:
(1)据图1可知,甲病的遗传方式为 。等位基因产生的根本原因是 。
(2)为确定乙病的遗传方式,科研人员利用实时荧光定量PCR技术对该家族中Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅲ-4、Ⅲ-5个体关于基因B/b进行了检测,检测结果为图2的a、b、c三种类型。据图分析,乙病的遗传方式为 ,判断依据是 。
(3)若Ⅲ-2与一个无亲缘关系的正常男子婚配,生育患甲病孩子的概率为 。
(4)在辅助生殖时对极体进行遗传筛查,可降低后代患遗传病的概率。Ⅱ-5在生育Ⅲ-5之前高龄且患乙病,需要进行遗传筛查。人卵细胞形成过程中第一极体不再分裂,不考虑基因突变,若Ⅱ-5第一极体的染色体数目为23,则Ⅲ-5的染色体数目 (填“可能”或“不可能”)存在异常;若减数分裂正常,且第一极体X染色体上有2个基因B,则所生男孩 (填“一定”“不一定”或“一定不”)患乙病。
28.番茄的紫茎和绿茎为一对相对性状,由基因B、b控制,其中紫茎为显性;缺刻叶和马铃薯叶为另一对相对性状,由基因E、e控制,两对基因独立遗传。用紫茎缺刻叶和绿茎缺刻叶为亲本进行杂交,F1出现的表型及比例为紫茎︰绿茎为1︰1,缺刻叶︰马铃薯叶为3︰1.回答下列问题。
(1)番茄的叶形中 是显性性状,判断依据为 。
(2)亲本紫茎缺刻叶个体、绿茎缺刻叶个体的基因型分别为 。
(3)F1中杂合子所占比例为 。
(4)取纯合紫茎与绿茎个体进行DNA片段比对,发现B和b基因存在明显差异,如图所示。
据图解释:与紫茎个体相比,绿茎个体的b基因编码的蛋白功能不同的原因是 ,使翻译合成的蛋白质空间结构发生改变。
29.玉米(2n=20) 是我国栽培面积最大的作物,可作为研究遗传规律的实验材料。近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。请回答问题。研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。
(1)根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。从图2结果可以推测单倍体的胚是由 发育而来。
(2)玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫:白=3:5,出现性状分离的原因是 。推测白粒亲本的基因型是 和 。
(3)将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选 S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下图:
请根据F₁籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒,并写出与表型相应的基因型。
单倍体籽粒胚的表现型为 色,基因型为 ;二倍体籽粒胚的表现型为 色,基因型为 色,基因型为 ;二者籽粒胚乳的表现型为 。
30.某植物的高杆(A)和矮杆(a)是一对相对性状,红花(B)和白花(b)是另一对相对性状。两对基因在染色体上的可能位置如下图①、②、③所示,请回答下列问题。
(1)A/a和B/b两对基因遗传时可遵循自由组合定律的是图中的 。
(2)现将一株基因型为AaBb的植株测交,得到的F1的表现型及比例为:高杆红花:高杆白花:矮杆红花:矮杆白花=1:4:4:1,请回答下列问题(不考虑致死现象):
①A/a和B/b两对基因在染色体上的位置应该是图中的 。
②根据该植株测交所得的F1的表现型及比例推测,该植株自交的话,所得的F1中,aabb个体比例为 %,AaBb个体的比例为 %。
③根据该植株测交所得的F1的表现型及比例推测,该植株的性母细胞在减数分裂过程中,A/a和B/b这两对基因之间发生互换的几率是 %。
(3)该种植物另有两对相对性状:抗病(D)对感病(d)为显性;抗倒伏(E)对不抗倒伏(e)为显性。已知这两对基因在染色体上的位置是图中的③。研究人员发现,基因型为DdEe的植株在自交时,F1的表现型及比例总是为:抗病抗倒伏:抗病不抗倒伏:感病抗倒伏:感病不抗倒伏=5:3:3:1。请提出两种合理的假说:
假说一: 。
假说二: 。
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