内容正文:
瞄准“发力点”—突破重难迷点,锁定二轮努力方向
环节②
特殊遗传现象分析
微专题(一)
题型(一) 合子纯合致死
[典例] (2023·全国乙卷)某种植物的宽叶/窄叶由等位基因A/a控制,A基因控制宽叶性状;高茎/矮茎由等位基因B/b控制,B基因控制高茎性状。这2对等位基因独立遗传。为研究该种植物的基因致死情况,某研究小组进行了两个实验,实验①:宽叶矮茎植株自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎=2∶1;实验②:窄叶高茎植株自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎=2∶1。下列分析及推理中错误的是 ( )
A.从实验①可判断A基因纯合致死,从实验②可判断B基因纯合致死
B.实验①中亲本的基因型为Aabb,子代中宽叶矮茎的基因型也为Aabb
C.若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为AaBb
D.将宽叶高茎植株进行自交,所获得子代植株中纯合子所占比例为1/4
√
[解析] 实验①宽叶矮茎植株(A_bb)自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎=2∶1,可推知亲本宽叶矮茎植株的基因型为Aabb,子代中宽叶矮茎植株的基因型也为Aabb,A基因纯合致死;实验②窄叶高茎植株(aaB_)自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎=2∶1,可推知亲本窄叶高茎植株的基因型为aaBb,子代中窄叶高茎植株的基因型也为aaBb,B基因纯合致死,A、B正确。
由以上分析可知,A基因纯合致死,B基因纯合致死,若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为AaBb,C正确。
将宽叶高茎植株(AaBb)进行自交,子代植株的基因型为4/9AaBb、2/9Aabb、2/9aaBb、1/9aabb,其中纯合子所占的比例为1/9,D错误。
1.显性纯合致死
(1)一对等位基因的显性纯合致死,杂合子自交后代性状分离比为2∶1。
(2)两对等位基因遗传
①AA和BB同时存在时致死,则AaBb×AaBb→8(2AABb+2AaBB+4AaBb)∶3A_bb∶3aaB_∶1aabb。
②AA和BB都致死,则AaBb×AaBb→4AaBb∶2Aabb∶2aaBb∶1aabb。
③AA或BB致死,则AaBb×AaBb→6AaB_∶2Aabb∶3aaB_∶1aabb或6A_Bb∶3A_bb∶2aaBb∶1aabb。
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2.隐性纯合致死
(1)一对等位基因的隐性纯合致死,杂合子自交后代性状全为显性性状。
(2)两对等位基因遗传,设亲本基因型为AaBb,符合自由组合定律,则:
类型 自交后代比例 原因分析
aa或bb致死 3∶1 a基因(或b基因)纯合致死,9A_B_∶
3A_bb(或9A_B_∶3aaB_)
aa和bb同时
存在时致死 9∶3∶3 aabb纯合致死,9A_B_∶3A_bb∶3aaB_
aa和bb都致死 全显性 A_bb、aaB_、aabb都致死,A_B_存活
考法训练·融会通
1.(2024·菏泽二模)家鸡的正常喙和交叉喙分别由Z染色体上的E和e基因控制,其中某种基因型雌性致死,现有一对家鸡杂交,子一代中♂∶♀=2∶1。下列分析合理的是 ( )
A.该家鸡种群中,与喙有关的基因型共有4种
B.若子一代雄性个体中有杂合子,则推测致死基因型为ZeW
C.子一代自由交配,子二代中致死基因的基因频率为1/11
D.若该对家鸡子代自由交配,则随着代数增加雄性家鸡比例增大
√
解析:由题意可知,基因型为ZEW或ZeW的雌性不能存活,若ZEW致死,由于雄鸡的一个Z染色体来自其母本,则不可能存在基因型为ZEZE的个体,则该家鸡种群中与喙有关的基因型为ZEZe、ZeZe、ZeW;若ZeW致死,同理可得该家鸡种群中与喙有关的基因型为ZEZe、ZEZE、ZEW,则该家鸡种群中,与喙有关的基因型共有3种,A错误;
子一代中♀∶♂=1∶2,说明有一半的雌鸡死亡,所以杂交亲本的基因型可能是ZEZe×ZeW(ZEW致死)或ZEZe×ZEW(ZeW致死),无论是哪一种情况,子代均有ZEZe的个体,无法确定致死基因型,B错误;
无论致死基因型为ZeW还是ZEW,子一代自由交配,子二代中致死基因的基因频率均为1/11,C正确;
若该对家鸡子代自由交配(即子一代自由交配),子二代中♂∶♀=4∶3,与子一代相比,子二代雄性家鸡比例没有增大,D错误。
2.(2024·邢台三模)果蝇体细胞有4对染色体,其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号为常染色体。已知果蝇红眼(R)对白眼(r)为显性,位于X染色体上;棒眼(A)对正常眼(a)为显性,也位于X染色体上;展翅(E)对正常翅(e)为显性,位于Ⅲ号染色体上;灰身(B)对黑身(b)为显性,位于常染色体上。请回答下列问题。
(1)摩尔根利用偶然得到的白眼雄果蝇和野生型红眼雌果蝇杂交,F2表型及比例为红眼雌∶红眼雄∶白眼雄=2∶1∶1,可以证明R、r的遗传遵循基因的分离定律,原因是____________________________________。
F2中红眼和白眼果蝇的数量比是3∶1
(2)研究人员通过染色体拼接技术使某果蝇的Y染色体上也含有R基因,要鉴定该果蝇是否是纯合子,最好选择__________果蝇与其杂交,若后代___________________,说明该果蝇为杂合子。
(3)研究人员构建了一个灰身棒眼雌果蝇品系BBXsAXa,s为人为加入的隐性致死基因,始终与A基因在同一条染色体上,s基因纯合(XsXs或XsY)时使胚胎致死。该品系果蝇与黑身正常眼雄果蝇杂交得到的F1中雌雄果蝇的比例为________,F1自由交配获得F2,则理论上F2中灰身棒眼雄果蝇的比例是________。
白眼雌
雌果蝇全部为白眼
2∶1
0
(4)已知E基因纯合致死。研究人员欲探究B、b是否位于Ⅲ号染色体上(不考虑染色单体片段的交换),现有表型为灰身展翅、黑身正常翅、灰身正常翅的个体若干。最好先用表型为_______________________的亲本杂交,再选F1灰身展翅雌雄果蝇随机交配,子代表型及比例为______________________________________________________,则B、b不位于Ⅲ号染色体上。
灰身展翅和黑身正常翅
灰身展翅∶灰身正常翅∶黑身展翅∶黑身正常翅=6∶3∶2∶1
题型(二) 配子致死或不育
[典例] (2022·全国甲卷)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是 ( )
A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
√
[解析] 分析题意可知,两对等位基因独立遗传,故含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传,所以Bb自交,子一代中红花植株(B_)∶白花植株(bb)=3∶1,A正确;
基因型为AaBb的亲本产生的雌配子种类和比例为AB∶Ab∶aB∶
ab=1∶1∶1∶1,由于含a的花粉50%可育,50%不可育,故雄配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1,所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/4×1/6=1/24,B错误;
由于含a的花粉50%可育,50%不可育,故亲本产生的可育雄配子为A+1/2a,不育雄配子为1/2a,由于Aa个体产生的A∶a=1∶1,故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍,C正确;
两对等位基因独立遗传,所以Bb自交,亲本产生的含B的可育雄配子数和含b的可育雄配子数相等,D正确。
1.一对等位基因的遗传
(1)若是显性花粉致死,则Aa×Aa→1Aa∶1aa。
(2)若是隐性花粉致死,则Aa×Aa→全为显性;XAXa×XaY→1XAY∶1XaY。
2.设亲本基因型为AaBb,符合自由组合定律,在确定配子致死情况下
(1)若AB♂(或♀)配子致死,则AaBb自交后代表型比例为5∶3∶3∶1。
(2)若Ab或aB♂(或♀)配子致死,则AaBb自交后代表型比例为7∶3∶1∶1。
(3)若ab♂(或♀)配子致死,则AaBb自交后代表型比例为8∶2∶2。
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考法训练·融会通
1.(2024·长沙二模)水稻细胞中的A基因编码一种毒性蛋白,对雌配子没有影响,但会导致同株水稻一定比例的不含该基因的花粉死亡,通过这种方式来改变后代分离比,使其有更多的机会遗传下去。现让基因型为Aa的水稻自交,F1中三种基因型的比例为AA∶Aa∶aa=3∶5∶2,F1随机传粉获得F2。请回答下列问题。
(1)亲本中有______比例的含a基因的花粉死亡。选择杂交组合为_______________,如果杂交后代中aa占比为_____,则可以证实此结论。
(2)F2中基因型为Aa的个体比例为________,基因型为aa的个体比例为________。
(3)F2中a的基因频率为_________。
1/3
aa(♀)×Aa(♂)
2/5
33/100
9/50
42.5%
解析:(1)据题意可知,A基因编码一种毒性蛋白,对雌配子没有影响,但会导致同株水稻一定比例的不含该基因的花粉死亡,则基因型为Aa的水稻自交,产生的雌配子类型及比例为A∶a=1∶1,由于F1中aa所占比例为2/10,则Aa产生雄配子a的概率为2/5,正常情况下A∶a=1∶1,则含a的雄配子有1/3致死。选用杂交组合为aa(♀)×Aa(♂),如果杂交后代中aa占比为2/5,则可证实含a的雄配子有1/3致死。(2)由于F1中三种基因型的比例为AA∶Aa∶aa=3∶5∶2,
F1产生的雌配子为11/20A、9/20a,即A∶a=11∶9,F1产生的雄配子a为2/10+
(1/2×5/10×2/3)=11/30,A为3/10+1/2×5/10=11/20,即A∶a=3∶2,雌雄配子随机结合,F2中基因型为AA的个体所占比例为33/100,基因型为aa的个体所占比例为18/100,基因型为Aa的个体所占比例为1-33/100-18/100=49/100。
(3)由以上分析可知,F2中a的基因频率为18/100+1/2×49/100=17/40=42.5%。
2.(2024·泉州三模)某雌雄同株的高等植物心形叶(A)与戟形叶(a)、高茎(B)与矮茎(b)、高焦油(D)与低焦油(d)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有甲植株,其5号同源染色体有一条发生部分片段缺失,如图;该植株产生的含部分片段缺失5号染色体的雄配子或雌配子会完全致死。请回答下列问题(不考虑其他变异情况):
(1)让甲植株自交,实验结果________(填“能”或“不能”)验证叶形性状的遗传遵循基因分离定律,理由是 _________________________
__________________________________________________。
不能
由于含5号缺失染色体的
雄配子或雌配子完全致死,甲植株自交后代全为心形叶
(2)现有各种基因型和表型的正常植株可供选用。完善下列实验方案,以确定甲植株发生致死的配子是雄配子还是雌配子。
①实验方法:让甲植株与基因型为______的植株进行________交,分析统计子代的表型及比例。
②预期结果及结论之一:
若以甲植株为父本时,子代全为心形叶;以甲植株为母本时,子代心形叶∶戟形叶=1∶1,则甲植株产生的致死配子是_____配子。
aa
正反
雄
(3)已知甲植株的基因型为ABbDd,含5号缺失染色体的雄配子会致死。利用甲植株设计实验证明D/d基因不位于5号同源染色体上(写出实验思路并预期实验结果)。
实验思路一:让甲植株自交,观察统计子代表型及比例。预期实验结果:若子代高焦油∶低焦油=3∶1,则D/d基因不位于5号同源染色体上;若子代性状分离比不为3∶1,则D/d基因位于5号同源染色体上。实验思路二:取甲植株的花粉进行花药离体培养,观察子代表型。预期实验结果:若子代高焦油∶低焦油=1∶1,则证明D/d基因不位于5号同源染色体上;若子代全为高焦油或低焦油,则D/d基因位于5号同源染色体上。
解析:(1)由于该植株产生的含部分片段缺失5号染色体的雄配子或雌配子会完全致死,因此甲植株自交时,产生的雌配子或者雄配子只含A,自交子代基因型为AA和A,表型都是心形叶,无法通过统计相应的性状分离比来验证叶形性状的遗传遵循基因分离定律。(2)①据题干信息,要确定甲植株发生致死的配子是雄配子还是雌配子,可分别利用甲作为父本或者母本与基因型为aa的植株进行正反交实验。②若以甲植株为父本时,子代全为心形叶,说明甲只产生一种基因型为A的配子;若甲植株为母本时,子代心形叶∶戟形叶=1∶1,说明甲能产生基因型为A和不含A基因的配子,因此致死的是雄配子。
(3)本题实验思路的核心为D/d基因不位于5号同源染色体上则不会出现配子致死现象。因此可分别通过自交、测交或单倍体育种等方法来验证,但测交需要甲植株和另外一株基因型为dd的植株,题干要求利用甲植株设计实验方案。实验思路一:让甲植株自交,观察统计子代表型及比例。预期实验结果:若子代高焦油∶低焦油=3∶1,则D/d基因不位于5号同源染色体上;若子代性状分离比不为3∶1(当d基因位于5号缺失染色体上,全为高焦油;当D基因位于5号缺失染色体上时,高焦油∶低焦油=1∶1),则D/d基因位于5号染色体上。实验思路二:取甲植株的花粉进行花药离体培养,观察子代表型。预期实验结果:若子代高焦油∶低焦油=1∶1,则证明D/d基因不位于5号同源染色体上;若子代全为高焦油或低焦油,则D/d基因位于5号同源染色体上。
重难强化训练(一) 特殊遗传现象分析
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一、选择题(共8小题,每小题3分,共24分)
1.(2024·武汉二模)水稻细胞中由M基因编码的某种毒性蛋白,对雌配子没有影响,但会导致同株水稻一定比例的不含该基因的花粉死亡,从而改变后代分离比,使其有更多的机会遗传下去。现让基因型为Mm的水稻自交,F1中三种基因型个体的比例为MM∶Mm∶mm=3∶4∶1,
F1随机受粉获得F2。下列分析正确的是( )
A.F1产生雄配子的类型及比例为M∶m=4∶1
B.F2中基因型为Mm的个体所占比例大于1/2
C.种群内个体基因型全为mm,不影响逐代正常繁衍
D.从亲本到F1,再到F2,M的基因频率始终保持不变
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解析:基因型为Mm的水稻自交,亲本产生的雌配子类型及比例为M∶m=1∶1,F1中基因型为mm的个体所占比例为1/8,说明亲本产生的雄配子中m占1/4,则亲本产生的雄配子中M∶m=3∶1,因此M基因会导致同株水稻2/3的不含该基因的花粉死亡,A错误;
F1自交,由以上分析和F1的基因型及比例可知,F1产生雌配子M的概率为3/8+4/8×
1/2=5/8,产生雌配子m的概率为4/8×1/2+1/8=3/8,F1产生雄配子M的概率为3/8+4/8×1/2
=5/8,产生雄配子m的概率为4/8×1/2×1/3+1/8=5/24,则雄配子中M∶m=3∶1,则F2中基因型为Mm的个体所占比例为5/8×1/4+3/4×3/8=7/16,B错误;
结合题干可知,基因型为mm的个体能正常产生花粉,若种群内个体基因型全为mm,不影响逐代正常繁衍,C正确;
每一代都会有含m基因的花粉死亡,导致其遗传下去的机会减少,故从亲本到F2,M的基因频率会越来越高,D错误。
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2.(2024·沈阳二模)果蝇的长翅与残翅基因(A/a)位于常染色体上,红眼与白眼基因(B/b)位于X染色体上,X染色体上的基因d存在纯合致死现象(XdY视为纯合)。科研人员进行了如下实验,相关叙述正确的是 ( )
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A.长翅和红眼为显性性状,F2中长翅和残翅的比例接近3∶1与基因重组有关
B.F1中雌∶雄=2∶1,且无红眼雄性,推测致死基因d位于雄性亲本XB染色体上
C.F1中长翅红眼雌果蝇的基因型应为AaXBdXbD,可用残翅白眼雄性测交加以验证
D.基因型为XBdY的个体死亡,F2长翅白眼雌性个体中纯合子所占的比例为1/9
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解析:长翅红眼雌果蝇与残翅白眼雄果蝇杂交,F1表型及比例为雌性中长翅红眼∶长翅白眼=1∶1,可判断长翅和红眼为显性;F2中长翅和残翅的比例接近3∶1,遵循基因的分离定律,与基因重组无关,A错误。
由题图分析可知,亲本的基因型为AAXBXb、aaXbY,正常情况下,F1的基因型及比例为AaXBXb∶AaXbXb∶AaXBY∶AaXbY=1∶1∶1∶1,
而F1中无长翅红眼雄性,说明AaXBY不能存活,故致死基因位于雌性亲本XB染色体上,B错误。
由以上分析可知,亲本的基因型为AAXBdXbD和aaXbDY,F1中长翅红眼雌果蝇的基因型应为AaXBdXbD,可用残翅白眼雄果蝇(aaXbDY)测交加以验证,C正确。
F2长翅白眼雌性个体中纯合子所占比例为1/3,D错误。
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3.复等位基因(S1~Sn)与烟草的自交不亲和现象有关,若花粉中的S基因与母本中任一S基因类型相同,则不能参与受精。下列说法错误的是 ( )
A.任意两亲本杂交,子代基因型与亲本均不同
B.不同S基因的出现体现了基因突变的不定向性
C.自交不亲和现象有利于保证烟草的遗传多样性
D.若S基因不影响烟草的存活力,则在自由交配的烟草群体中,S1的基因频率趋向于1/n
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解析:若母本基因型为S1S1,父本基因型为S1S2,则基因型为S2的精子可以参与受精,后代基因型为S1S2,与父本相同,A错误;
不同S基因的出现是由于基因突变的不定向性,B正确;
自交不亲和现象有利于防止自交退化,保证烟草的遗传多样性,
C正确;
若S基因不影响烟草的存活力,则在自由交配的烟草群体中,
各基因频率趋向于相等,S1的基因频率趋向于1/n,D正确。
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4.(2024·铜川二模)果蝇的长翅与残翅是一对相对性状,由A/a基因控制;刚毛与截毛是一对相对性状,由B/b基因控制。现让残翅刚毛雄果蝇和长翅截毛雌果蝇进行如图的杂交实验,其F2中截毛全为雌性。下列叙述正确的是 ( )
A.由图中F1表型可确定控制刚毛和截毛的基因位于X染色体上
B.根据基因自由组合定律分析,F2果蝇的基因型共有9种
C.F2的长翅刚毛中雌果蝇与雄果蝇的数量相等
D.若F2中的全部个体自由交配,则F3中基因b的频率为1/2
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解析:由F2及题干信息“F2中截毛全为雌性”可确定控制刚毛和截毛的基因位于X、Y染色体同源区段上,A错误;
F2的表型比例为6∶3∶2∶1,是9∶3∶3∶1的变式,则两对等位基因独立遗传,控制翅形的基因位于常染色体上,且AA纯合致死,则亲本的基因型为aaXBYB和AaXbXb,F1的基因型为AaXBXb、AaXbYB、aaXBXb、aaXbYB,所以F2中与翅形相关的基因型有2种(AA纯合致死),与刚毛和截毛相关的基因型有4种,故F2的基因型共有8种,B错误;
F2中长翅刚毛雌雄果蝇的基因型为AaXBXb、AaXBYB、AaXbYB,雌雄比为1∶2,C错误;
B/b无致死情况且A/a与B/b独立遗传,故在自由交配的情况下,b基因频率不变,即F2中基因b的频率与F3中基因b的频率相同,为1/2,D正确。
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5.(2024·苏州三模)某植物4号染色体上面的A基因可以指导植酸合成,不能合成植酸的该种植物会死亡。现有A3-和A25-两种突变基因,已知前者不影响植酸合成,后者不能合成植酸。将一个A基因导入基因型为A3-A25-的植物的6号染色体,构成基因型为A3-A25-A的植物。下列叙述错误的是 ( )
A.A3-与A25-基因的产生说明了基因突变具有不定向性
B.只含A25-基因的植物其有关酶的合成受影响导致植酸无法合成
C.该植物A与A3-(A25-)基因之间的遗传遵循自由组合定律
D.该植物自交子代中含有A25-A25-的比例是1/4
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解析:A3-与A25-是A基因的等位基因,二者的产生说明了基因突变具有不定向性,
A正确。
只含A25-基因的植物其有关酶的合成受影响导致植酸无法合成,B正确。
已知基因A3-和A25-都在4号染色体,A基因在6号染色体,由于它们位于非同源染色体上,因此该植物A与A3-(A25-)基因之间的遗传遵循自由组合定律,C正确。
基因型为A3-A25-A的植物产生的配子的基因型为A3-A、A25-A、A3-、A25-,各占1/4,该植株自交后代中基因型为A25-A25-的个体死亡,其比例为1/4×1/4=1/16,则存活个体占1-1/16=15/16;含有A25-A25-的后代基因型有2种,分别是AAA25-A25-、AA25-A25-,所占比例为1/4×1/4+2×1/4×1/4=3/16,因此该植株自交子代中含有A25-A25-的个体所占的比例是(3/16)÷(15/16)=1/5,D错误。
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6.(2024·济南三模)研究人员对某昆虫进行诱变处理后得到灰体突变体(相关基因用A、a表示),灰体突变体属于永久杂种(即永远以杂合状态保存下来)。为探究其遗传特点,研究人员利用灰体突变体昆虫进行杂交实验,实验结果如表所示。下列叙述正确的是 ( )
√
杂交实验 亲代 F1
① ♀灰体×黑体♂ 灰体184(♀93,♂91);黑体186(♀92,♂94)
② ♀黑体×灰体♂ 灰体162(♀82,♂80);黑体178(♀88,♂90)
A.灰体突变体发生了隐性突变,存在灰体基因纯合致死现象
B.杂交实验①②属于正反交,A、a基因位于X染色体上
C.在体色性状的代代相传中,A的基因频率逐渐降低
D.杂交实验①的F1昆虫随机交配,F2中黑体昆虫占1/2
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解析:由于灰体突变体属于永久杂种,即灰体昆虫为杂合子,说明灰体对黑体为显性,灰体突变体发生了显性突变,且A基因纯合致死,因此在体色性状的代代相传中,A的基因频率会逐渐降低,A错误,C正确;
杂交实验①②属于正反交,正反交的结果相同,说明A、a基因位于常染色体上,B错误;
杂交实验①的F1灰体昆虫(Aa)与黑体昆虫(aa)各占1/2,则F1产生的雌雄配子均为1/4A、3/4a,F1昆虫随机交配,由于A基因纯合致死,则F2中黑体昆虫所占比例为(3/4×3/4)÷(1-1/4×1/4)=3/5,D错误。
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7.[多选]某雌雄同株异花植物中,基因A/a调控雄蕊(雄花)发育,基因B/b调控雌蕊(雌花)发育,雌蕊发育后基因A方可表达。花蕊发育过程中乙烯含量高则抑制基因B表达,最终只发育出雌蕊。由于不同部位的花发育过程中乙烯含量有差异,因而该植物野生型(AABB)植株有些部位开雌花,有些部位开雄花。研究人员发现一株全为两性花(一朵花中同时具有雌蕊和雄蕊)的突变体m(aabb),让其与野生型进行杂交,结果如图所示。下列说法正确的是 ( )
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A.等位基因A/a和B/b分别位于两对同源染色体上
B.基因A促进雄蕊发育,基因B抑制雌蕊发育
C.F2中全雌花植株的基因型为Aabb、AAbb
D.F2中X表型为全雄花
√
√
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3
解析:野生型与突变体m进行杂交,F1全为野生型,F1自交,F2出现了9∶3∶3∶1的分离比,说明等位基因A/a和B/b分别位于两对同源染色体上,
A正确;
根据题意,花蕊发育过程中乙烯含量高则抑制基因B的表达,最终只发育出雌蕊,说明基因B抑制雌蕊发育,再结合“雌蕊发育后A基因方可表达”以及F2中全雌花所占比例为3/16,可知F2中全雌花个体的基因型为AAbb、Aabb,进而推出基因A抑制雄蕊发育,B错误,C正确;
F2中X的基因型为aaBB、aaBb,由于不同部位的花发育过程中乙烯含量有差异,乙烯含量高则抑制基因B的表达,因此F2中X的表型应为两性花与雄花并存,D错误。
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8.[多选]某动物的灰毛和黑毛、直立耳和折耳两对相对性状分别由常染色体上的基因A/a、B/b控制,已知这两对性状独立遗传。现由两纯合亲本杂交得到F1,F1雌雄个体间随机交配得到 F2(存在某种基因型配子致死现象),统计F2的表型及数量如图所示。下列相关叙述正确的是 ( )
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A.两对性状中表现为显性性状的分别为灰色和直立耳
B.F2中黑色折耳雌性个体均为纯合子
C.雌雄配子中均出现 AB配子致死现象
D.若F2中灰色直立耳与灰色折耳杂交,子代中黑色折耳占 1/12
√
√
√
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解析:由题意可知,两对基因遵循自由组合定律,且存在某种基因型配子致死现象,F2中灰色直立耳∶灰色折耳∶黑色直立耳∶黑色折耳=2∶3∶3∶1,为9∶3∶3∶1的变式,则F1的基因型为AaBb。由于黑色折耳占一份,说明为双隐性性状(纯合子),则两对性状中表现为显性性状的分别为灰色和直立耳,则F1的表型为灰色直立耳,A、B正确;
由F2中灰色直立耳∶灰色折耳∶黑色直立耳∶黑色折耳=2∶3∶3∶1可知,灰色直立耳中存在致死现象。又由于后代只有双显性个体减少,则若雌雄配子中均出现AB配子致死现象,F2才符合2∶3∶3∶1的性状分离比,C正确;
由于雌雄配子中均出现AB配子致死现象,则F2中灰色直立耳个体的基因型为AaBb,其产生的配子类型及比例为Ab∶aB∶ab=1∶1∶1,F2中灰色折耳个体的基因型为1AAbb、2Aabb,其产生的配子类型及比例为Ab∶ab=2∶1,则F2中灰色直立耳与灰色折耳杂交,子代中黑色折耳(aabb)的概率为1/3×1/3=1/9,D错误。
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二、非选择题(共3题,共36分)
9.(13分)(2024·遵义三模)某两性花植物的花色由三对独立遗传的等位基因控制。A控制紫色,a无控制色素合成功能,B控制红色,b控制蓝色,D不影响上述基因的功能,但d纯合的个体为白花。基因型为A_B_D_和A_bbD_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个纯合品系甲、乙、丙,花色分别为靛蓝色、白色和红色,杂交组合和结果如下表,不考虑突变和致死现象,回答下列相关问题:
杂交组合 亲本 F1表型 F2表型及比例
一 甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4
二 乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色=9∶3∶4
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(1)花色遗传遵循_________________定律,该定律发生的时期是_________________;基因A、a不同的原因是_______________________
______________________________。
(2)甲、丙的基因型分别是___________、__________。甲与丙杂交得F1,F1自交得F2,F2的表型及比例为_____________________________
____________。
(3)若某植株自交子代中白花植株占比是1/4,则该植株可能的基因型有____种。
基因的自由组合
减数分裂Ⅰ后期
基因片段中脱氧核苷酸的
AAbbDD
aaBBDD
紫红色∶靛蓝色∶红色∶蓝色=
9
排列顺序不同,即碱基序列不同
9∶3∶3∶1
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(4)从上述植物中选择实验材料,设计一代杂交实验确定杂交组合一的F2中靛蓝色植株的基因型。
实验思路:_____________________________________________。
预期结果: __________________________________________
______________________________________。
让该靛蓝色植株与白花植株杂交,观察子代的表型
若后代表型中出现白花,则基因型为AAbbDd;
若后代表型无白花,则基因型为AAbbDD
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解析:(1)由题意可知,某两性花植物的花色由三对独立遗传的等位基因控制,因此花色遗传遵循基因的自由组合定律,该定律发生的时期是减数分裂Ⅰ后期;基因A、a不同的原因是基因片段中脱氧核苷酸的排列顺序不同,即碱基序列不同。(2)由题意可知,甲为靛蓝色、乙为白色,它们产生的F1均为紫红色(A_B_D_),可判断甲的基因型为AAbbDD,乙的基因型为__BBdd;又因乙和丙杂交产生的F1均为紫红色(A_B_D_),丙为红色,可判断丙的基因型为aaBBDD,乙的基因型为AA__dd,综合两组杂交,乙的基因型为AABBdd。甲(AAbbDD)与丙(aaBBDD)杂交所得F1为AaBbDD,F1自交,F2的表型及比例为紫红色∶靛蓝色∶红色∶蓝色=9∶3∶3∶1。
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(3)若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则亲本为_ _ _ _Dd,因此该植株可能的基因型有9种。(4)由以上分析可知,杂交组合一的F2中靛蓝色植株的基因型可能是AAbbDD、AAbbDd,因此要设计一代杂交实验确定杂交组合一的F2中靛蓝色植株的基因型,可用白花植株与靛蓝色植株杂交,观察子代表型。若后代表型中出现白花,则基因型为AAbbDd;若后代表型无白花,则基因型为AAbbDD。
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10.(10分)(2024·三明三模)杂交水稻为解决我国粮食问题作出巨大贡献,水稻籼、粳亚种间杂交稻可能比现有杂交稻单产提高,但面临的问题是两者杂交子代会出现花粉不育现象。回答下列问题:
(1)科研人员研究上述现象的遗传机制时发现,水稻7号染色体上名为qH7的片段与此密切相关。他们用粳稻品种D(qH7片段的遗传组成为DD,花粉100%可育)与籼稻品种M(qH7片段的遗传组成为MM,花粉100%可育)进行杂交得到水稻品系N(qH7片段的遗传组成为DM),品系N的表型为花粉50%可育,品系N自交,子代结果如表所示:
自交子代遗传组成及数量 DM(236株) DD(242株)
表型(可育花粉占比) 50% 100%
实验结果说明品系N产生的含有______的花粉是不育的。据此推测水稻品系N(♂)与水稻品种D(♀)杂交子代的遗传组成为_______,表型为_________________。
M
DD
花粉100%可育
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(2)为进一步研究上述花粉不育的机理,科研人员对水稻品系N(DM)的7号染色体qH7片段进行测序和分析,结果如图所示(基因ED和基因F紧密连锁)。
科研人员利用基因工程向水稻品系N中导入基因F,获得转基因植株A,植株A的遗传组成为DMF(F表示在qH7区域外染色体上插入一个F基因),携带F基因的不育花粉可恢复育性。植株A自交,若F基因插入到了7号染色体上,子代的表型及比例为__________________________________________________________;若F基因插入到了非7号染色体上,则子代个体的遗传组成有_____种,子代的表型及比例为________________________________________________________。
花粉50%可育∶花粉100%可育=1∶1,或者全为花粉100%可育
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花粉50%可育∶花粉75%可育∶花粉100%可育=2∶3∶7
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(3)物种之间存在___________,从生物进化的角度分析,上述导致杂交水稻部分花粉不育的基因是新物种形成的分子基础。
生殖隔离
解析:(1)品系N(DM)的表型为花粉50%可育,且由题表可知,品系N自交子代遗传组成没有MM,说明品系N产生的含有M的花粉是不育的。据此推测水稻品系N(♂)与水稻品种D(♀)杂交,子代的遗传组成为DD,表型为花粉100%可育。(2)若基因F插入7号染色体上,第一种情况是导入的基因F与基因D位于一条染色体上,植株A可产生的雌配子为DF和M,可产生的雄配子为DF和M(不育),则植株A自交,子代表型及比例为花粉50%可育∶花粉100%可育=1∶1;第二种情况是导入的基因F与基因M位于一条染色体上,植株A可产生的雌配子为D和MF,可产生的雄配子为D和MF,则植株A自交,
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子代表型及比例为全为花粉100%可育。若导入的基因F在非7号染色体上,植株A可产生的雌配子为DF、MF、D、M,可产生的雄配子为DF、MF、D、M(不育),子代的遗传组成为DDFF、DMFF、DDF、DMF、MMFF、MMF、DD、DM,则子代个体的遗传组成有8种;携带F基因的不育花粉可恢复育性,DMF的花粉育性为75%,MMF、DM的花粉育性为50%,DDFF、DMFF、DDF、MMFF、DD的花粉育性为100%,故子代的表型及比例为花粉50%可育∶花粉75%可育∶花粉100%可育=2∶3∶7。(3)物种之间存在生殖隔离,从生物进化的角度分析,上述导致杂交水稻部分花粉不育的基因是新物种形成的分子基础。
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11.(13分)(2024·天津二模)平衡致死遗传现象首先在果蝇中被发现,是指一对同源染色体上分别带有两个非等位的致死基因(不存在染色体互换),任意一个致死基因纯合即致死,成活的个体均为杂合子。平衡致死品系内的个体自由交配可以将杂合状态永久保存,省去了后期选育的繁杂。回答下列问题:
(1)现有一批纯合野生型直翅果蝇,经诱变处理后得到裂翅突变体品系。已知裂翅和直翅由一对等位基因A/a控制。现将裂翅突变体与纯合野生型直翅果蝇杂交,后代既有裂翅又有直翅,则裂翅对直翅为_______(填“隐性”或“显性”),该裂翅突变体的基因型为______。
显性
Aa
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(2)经研究发现,该裂翅基因纯合致死。将A/a控制的存活与致死看作一对相对性状,则隐性性状为________(填“存活”或“致死”)。
(3)将裂翅突变体进行自由交配,发现后代只有裂翅,推测裂翅品系中存在平衡致死现象,若另一种致死基因为B,则两对等位基因的位置关系应为图中的________。
存活
①
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(4)现已知红眼对紫眼为显性,相关基因位于2号染色体,灰体对黑檀体为显性,相关基因位于3号染色体。现提供表格所示的三种纯合品系,确定裂翅基因是否位于2号染色体上。
品系名称 基因位置 品系特征
黑檀体 3号染色体 红眼、黑檀体、直翅
紫眼 2号染色体 紫眼、灰体、直翅
野生型 红眼、灰体、直翅
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3
杂交方案:
第一步:将裂翅突变体与上表纯合品系中的_______(填品系名称)进行杂交得F1;
第二步:选择F1中表型为___________的果蝇与上表纯合品系中的_______(品系名称)进行杂交得F2,统计F2的表型及比例。
预期结果:若F2的表型及比例为______________________________
______________________,则裂翅基因不在2号染色体上。
紫眼
裂翅红眼
紫眼
裂翅红眼∶直翅红眼∶裂翅紫眼∶
直翅紫眼=1∶1∶1∶1
1
2
4
5
6
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解析:(1)由题意可知,将纯合的直翅个体经过诱变得到裂翅个体,且直翅和裂翅杂交后代既有直翅又有裂翅,则裂翅对直翅是显性,其基因型为Aa。(2)已知裂翅是显性,且纯合致死,即AA致死,若将A/a控制的存活与致死看作一对相对性状,则隐性性状(aa)是存活。(3)将裂翅突变体(Aa)进行自由交配,发现后代只有裂翅,说明基因型为aa的个体也不出现,推测裂翅品系中还有另一种致死基因B,由于BB纯合致死导致没有正常翅(aa)个体的出现,所以两对基因的位置关系是A和b连锁、a和B连锁,即为图中的①。
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2
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3
(4)现已知红眼对紫眼为显性,相关基因位于2号染色体,则用D表示红眼,d表示紫眼。由题表可知,野生型个体表现为红眼、灰体、直翅,则只考虑翅形和眼色两对相对性状,裂翅突变体的基因型可表示为AaDD。欲确定裂翅相关基因是否在2号染色体上,用题表纯合品系中的紫眼(aadd)与AaDD进行杂交,F1为AaDd、aaDd,分别表现为裂翅红眼和直翅红眼;再将F1中裂翅红眼(AaDd)与题表纯合品系中的紫眼(aadd)杂交,若裂翅基因不在2号染色体上,则翅型基因和眼型基因符合自由组合定律,F2为裂翅红眼(AaDd)∶直翅红眼(aaDd)∶裂翅紫眼(Aadd)∶直翅紫眼(aadd)=1∶1∶1∶1。
本课结束
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