内容正文:
第一部分 专题复习
专题四 遗传与进化
目录
CONTENTS
02
教材回归 保障学业水平质量
04
教学侧重 实现核心素养培优
01
课标引领 落实立德树人任务
03
真题精析 领悟高考命题导向
01
课标引领
落实立德树人任务
(一)聚焦大概念
遗传信息控制生物性状,并代代相传
1.亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上。
2.有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能。
3.由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的。
生物的多样性和适应性是进化的结果
1.地球上的现存物种丰富多样,它们来自共同祖先。
2.适应是自然选择的结果。
课标引领 落实立德树人任务
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(二)学业质量水平表现(教师用书独具)
生命观念
2-1 能运用结构与功能观、物质与能量观等观念,举例说明生物体组成结构和功能之间的关系、遗传与变异的物质基础和规律等;运用进化与适应观举例说明生物的多样性和统一性;在特定的问题情境中,能以生命观念为指导,分析生命现象,探讨生命活动的规律,设计方案解决简单问题。
课标引领 落实立德树人任务
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3-1 能运用结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观等观念,举例说明生物体组成结构和功能之间的关系、遗传与变异的物质基础、生态系统的平衡原理等;运用进化与适应观举例说明生物的多样性和统一性,以及与环境的关系;在特定的问题情境中,能以生命观念为指导,分析生命现象,探讨生命活动的规律;基于上述观念,能综合运用科学、技术、工程学和数学(STEM)知识和能力,设计方案,解决特定问题。
课标引领 落实立德树人任务
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4-1 能运用结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观等观念,阐释生物体组成结构和功能之间的关系、遗传与变异的物质和结构基础、稳态的维持和调节机制等;运用进化与适应观阐释生物的多样性和统一性,以及与环境的关系;在新的问题情境中,能以生命观念为指导,解释生命现象,探究生命活动的规律;基于上述观念,能够将科学、技术、工程学和数学(STEM)知识和能力综合运用在实践活动中,解决生活中的实际问题。
课标引领 落实立德树人任务
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科学思维
2-2 能基于特定的生物学事实,采用归纳与概括、演绎与推理等方法,以文字、图示的形式,说明遗传与变异等相关概念的内涵;针对生物学相关问题,能运用科学思维方法展开探讨;在面对有争议的社会议题时,能利用生物学重要概念或原理,通过逻辑推理阐明个人立场。
3-2 能基于给定的事实和证据,采用归纳与概括、演绎与推理等方法,以文字、图示或模型的形式,说明遗传与变异等相关概念的内涵;针对生物学相关问题,能运用科学思维方法展开探讨、审视或论证;在面对有争议的社会议题时,能利用生物学重要概念或原理,通过逻辑推理阐明个人立场,作出决策。
课标引领 落实立德树人任务
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4-2 能基于事实和证据,采用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等方法,以恰当的形式阐释遗传与变异等相关概念的内涵;在面对生产、生活中与生物学相关的新问题情境时,能熟练运用科学思维方法展开探讨、审视或论证;在面对有争议的社会议题时,能利用生物学重要概念或原理,通过逻辑推理阐明个人立场,作出决策并解决问题。
科学探究
2-3 能提出遗传与进化等相关的生物学问题;能熟练地使用常见的实验器具,制订简单的实验方案或在给出的多个方案中选取恰当的方案并实施,如实记录实验数据,并分析各项数据,得出合理的结论;能与他人合作开展探究活动,规范撰写实验报告,与他人交流所得结果和存在的问题。
课标引领 落实立德树人任务
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3-3 能够针对特定情境提出可探究的生物学问题或生物工程需求,基于给定的条件,设计并实施探究实验方案或工程学实践方案,运用多种方法如实记录和分析实验结果;能举例说明人类的活动对环境产生的影响,以及生物多样性对生态系统的维持、人类生存和发展的重要意义;能主动合作,推进探究方案或工程实践的实施,并运用科学术语报告实验结果。
课标引领 落实立德树人任务
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4-3 能够针对日常生活和生产中的真实情境,提出清晰的、有价值的、可探究的生命科学问题或生物工程需求,查阅相关资料、设计并实施恰当可行的方案,运用多种方法如实记录,创造性地运用数学方法分析实验结果,并客观分析与评价生物技术产品在生产和生活中的应用所产生的效益和风险;能论证人类的活动对环境产生的影响,阐释生物多样性对生态系统维持、人类生存和发展的重要意义;在生物学的探究过程中起组织和引领作用,运用科学术语精确阐明实验结果,善于沟通,开展有效的合作。
课标引领 落实立德树人任务
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社会责任
2-4 形成热爱生命、人与自然和谐共处的基本观念;养成健康文明的生活方式,并能抵制封建迷信和伪科学;形成敬畏生命的观念,遵循正确的伦理道德,能对有关生物学的社会热点议题进行理性判断。
3-4 形成珍爱生命、人与自然和谐共处的观念;养成健康文明的生活方式,自觉抵制封建迷信和伪科学;形成敬畏生命的观念,遵循正确的伦理道德,能对一些社会热点议题进行科学判断。
4-4 形成珍爱生命、人与自然和谐共处以及可持续发展的观念;养成健康文明的生活方式;能够鉴别并自觉抵制封建迷信和伪科学;遵循正确的伦理道德,能对一些社会热点议题进行科学的评价。
课标引领 落实立德树人任务
12
第1讲 遗传基本规律
教材回归
保障学业水平质量
02
学习目标 自主检测 XUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
教材回归 保障学业水平质量
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提示:孟德尔用纯种高茎豌豆与矮茎豌豆作为亲本(P)进行杂交,得到子一代(F1),再用子一代自交,统计子代的性状及比例。
亲本杂交时采用了正交(高茎豌豆作母本)和反交(高茎豌豆作父本)。
(1)孟德尔是怎样设计一对相对性状的杂交实验的?
学习目标 自主检测 XUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
教材回归 保障学业水平质量
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(2)孟德尔为解释实验结果作出了哪些假设?他又设计了什么实验来验证假设?
提示:假设:生物的性状都是由遗传因子决定的;在体细胞中,遗传因子是成对存在的;生物体在形成生殖细胞——配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中;受精时雌雄配子的结合是随机的。
验证:测交实验——F1高茎豌豆与隐性纯合子矮茎豌豆杂交。
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教材回归 保障学业水平质量
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(3)分离定律的内容是什么?怎样用分离定律解释一些遗传现象?
提示: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。
应用:分离定律在生物的遗传中具有普遍性。有性生殖过程中由位于细胞核内的一对等位基因控制的性状,均可应用分离定律进行分析。
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教材回归 保障学业水平质量
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(4)如何运用假说—演绎法进行科学探究?
(5)孟德尔是怎样设计两对相对性状的杂交实验的?
提示:在观察和分析基础上提出问题后,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。如果实验结果与预期相符,就可以认为假说是正确的;反之,假说是错误的。
提示:孟德尔用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作为亲本杂交,结出的种子(F1)全为黄色圆粒的。F1自交,得到F2代,统计F2表型及比例。
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教材回归 保障学业水平质量
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(6)自由组合定律的内容是什么?
(7)孟德尔成功的原因有哪些?
提示: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。
提示:原因:以豌豆作为实验材料:豌豆进行有性生殖,闭花自花受粉,自然状态下一般都纯种,有易于区分的相对性状,产生子代多便于统计;运用数学统计的方法解决生物学问题;先研究一对相对性状,再研究多对性状;运用科学研究方法——假说—演绎法;创造性地应用科学符号体系。
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教材回归 保障学业水平质量
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(8)孟德尔遗传规律在生产和生活中有哪些应用?
提示:可用于解释生物界普遍存在的遗传现象,还能预测杂交后代的类型和概率,在动植物育种和医学实践等方面具有重要意义。
在杂交育种中,人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的优良品种。
在医学实践中,人们可以依据分离定律和自由组合定律,对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。
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教材回归 保障学业水平质量
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(9)科学家发现基因与染色体有哪些平行关系?
提示:基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的形态结构。在体细胞中基因成对存在,染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的一个,同样,也只有成对的染色体中的一条。体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方,同源染色体也是如此。非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期也是自由组合的。
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教材回归 保障学业水平质量
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(10)摩尔根如何证明基因位于染色体上?
(11)怎样从基因和染色体的层面解释孟德尔遗传规律?
提示:摩尔根运用假说—演绎法,用一只白眼突变体雄性果蝇和红眼雌性果蝇进行一系列杂交实验,设想控制白眼的基因位于X染色体上,Y染色体上不含它的等位基因,又用测交的方法验证了这些解释,证明了基因位于染色体上。
提示:分离定律: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。
自由组合定律: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。
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教材回归 保障学业水平质量
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(12)什么是伴性遗传?
(13)伴性遗传有什么特点?
提示:决定某些性状的基因位于性染色体上,在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
提示:遗传通常与性别相关联:子代中雌雄性状可能不同。
伴X染色体隐性遗传特点:患者中男性远多于女性;男性患者的基因只能从母亲那里传来,以后只能传给女儿(女病父必病,母病子必病)。
伴X染色体显性遗传特点:患者中女性多于男性,但部分女性患者病症较轻;男性患者与正常女性婚配后代中,女性都是患者,男性正常(父病女必病,子病母必病)。
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教材回归 保障学业水平质量
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(14)伴性遗传理论在实践中有什么应用?
(15)什么是遗传病?
(16)如何检测和预防遗传病?
提示:伴性遗传理论在医学和生产实践中应用广泛。根据伴性遗传的规律,可以推算后代的患病概率,从而指导优生。伴性遗传理论还可以指导育种工作,如根据雏鸡的羽色判别雌雄。
提示:由遗传物质改变而引起的人类疾病,主要包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。
提示:遗传咨询、产前诊断(羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因检测等)。
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例1 (2024·唐山一模)矮茎玉米株型紧凑,适合密植,可有效减少倒伏,提高产量。现有纯合的矮茎突变玉米a、b(均为单基因隐性突变,高茎对矮茎为显性),让a、b玉米杂交得到F1,F1自交得到F2。下列有关分析错误的是( )
A.若F1为矮茎,说明控制突变玉米a、b的矮茎基因可能为相同基因
B.若F1为高茎,则F2可能会出现1∶1或9∶7的性状分离比
C.若F1为高茎,可以说明基因与性状不是简单的一一对应关系
D.控制高茎和矮茎的基因在核苷酸的种类、数目和排列顺序上可能不同
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解析:a、b玉米杂交得到F1,F1全为矮茎,表型未转化为野生型,两种突变株可能为同一位点突变,说明控制突变玉米a、b的矮茎基因可能为相同基因,A正确;a、b玉米杂交得到F1,F1全为高茎,则a、b突变株可能是不同位点各自发生隐性突变,则F1基因型应为双杂合,若两对等位基因位于同源染色体上,则F2出现1∶1的性状分离比,若两对基因分别位于两对同源染色体上,则F2出现9∶7的性状分离比,B正确;a、b玉米杂交得到F1,F1全为高茎,则a、b突变株可能是不同位点各自发生隐性突变,则说明至少两对基因均控制玉米植株的高矮,可以说明基因与性状不是简单的一一对应关系,C正确;控制高茎和矮茎的基因的核苷酸种类一般相同,都是四种脱氧核糖核苷酸,D错误。
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花序正常
含有正常花序(或显性)基因的花粉不育,含有异常花序(或隐性)基因的花粉可育
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(2)某S2作物的3号染色体上的基因S、s和M、m各控制一对相对性状,基因S在编码蛋白质时,控制最前端几个氨基酸的DNA序列如图1所示。已知起始密码子为AUG或GUG。
①基因S发生转录时,作为模板链的是图1中的________链。若基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失,则该处对应的密码子将改变为________。
②某基因型为SsMm的植株自花传粉,后代出现了4种表型,其原因是减数分裂时发生了________________________________________。
b
GUU
同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换
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(3)S2作物的高秆(H)对矮秆(h)为显性,抗
病(R)对易感病(r)为显性,两对基因分别位于两
对同源染色体上。如图2表示利用品种甲(HHRR)
和乙(hhrr)通过三种育种方法(Ⅰ~Ⅲ)培育优良品
种矮秆抗病(hhRR)的过程。
①图2所示的三种方法(Ⅰ~Ⅲ)中,最难获得优良品种(hhRR)的是方法Ⅲ,其原因是__________________________________。
②用方法Ⅱ培育优良品种时,先将基因型为HhRr的植株自交获得子代(F2),若将F2的全部高秆抗病植株去除雄蕊,用F2矮秆抗病植株的花粉随机授粉,则杂交所得子代中的纯合矮秆抗病植株占________。
基因突变频率很低而且是不定向的
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真题精析
领悟高考命题导向
03
1.(2024·全国甲卷,6)果蝇翅型、体色和眼色性状各由1对独立遗传的等位基因控制,其中弯翅、黄体和紫眼均为隐性性状,控制灰体、黄体性状的基因位于X染色体上。某小组以纯合体雌蝇和常染色体基因纯合的雄蝇为亲本杂交得F1,F1相互交配得F2。在翅型、体色和眼色性状中,F2的性状分离比不符合9∶3∶3∶1的亲本组合是( )
A.直翅黄体♀×弯翅灰体♂
B.直翅灰体♀×弯翅黄体♂
C.弯翅红眼♀×直翅紫眼♂
D.灰体紫眼♀×黄体红眼♂
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真题精析 领悟高考命题导向
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真题精析 领悟高考命题导向
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2.(2024·湖北,18)不同品种烟草在受到烟草花叶病毒(TMV)侵染后症状不同。研究者发现品种甲受TMV侵染后表现为无症状(非敏感型),而品种乙则表现为感病(敏感型)。甲与乙杂交,F1均为敏感型;F1与甲回交所得的子代中,敏感型与非敏感型植株之比为3∶1。对决定该性状的N基因测序发现,甲的N基因相较于乙的缺失了2个碱基对。下列叙述正确的是( )
A.该相对性状由一对等位基因控制
B.F1自交所得的F2中敏感型和非敏感型的植株之比为13∶3
C.发生在N基因上的2个碱基对的缺失不影响该基因表达产物的功能
D.用DNA酶处理该病毒的遗传物质,然后导入到正常乙植株中,该植株表现为感病
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解析:甲与乙杂交,F1均为敏感型,说明敏感型为显性性状,F1与甲回交相当于测交,所得的子代中,敏感型与非敏感型植株之比为3∶1,说明控制该性状的基因至少为两对独立遗传的等位基因,假设为A/a、B/b,A错误;根据F1与甲回交所得的子代中,敏感型与非敏感型植株之比为3∶1,可知子一代基因型为AaBb,甲的基因型为aabb,且只要含有显性基因即表现敏感型,因此子一代AaBb自交所得子二代中非敏感型aabb占1/4×1/4=1/16,其余均为敏感型,即F2中敏感型和非敏感型的植株之比为15∶1,B错误;发生在N基因上的2个碱基对的缺失会使表现敏感型的个体变为非敏感型的个体,说明此碱基对的缺失会影响该基因表达产物的功能,C错误;烟草花叶病毒遗传物质为RNA,由于酶具有专一性,用DNA酶处理该病毒的遗传物质,其RNA仍保持完整性,因此将处理后的病毒导入到正常乙植株中,该植株表现为感病,D正确。
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3.(2023·全国乙卷,6)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
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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。
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4.(2022·广东,16,改编)遗传病监测和预防对提高我国人口素质有重要意义。一对表型正常的夫妇,生育了一个表型正常的女儿和一个患镰刀型细胞贫血症的儿子(致病基因位于11号染色体上,由单对碱基突变引起)。为了解后代的发病风险,该家庭成员自愿进行了相应的基因检测(如图)。下列叙述错误的是( )
A.女儿和父母基因检测结果相同的概率是2/3
B.若父母生育第三胎,此孩携带该致病基因的概率是3/4
C.女儿将该致病基因传递给下一代的概率是1/2
D.该家庭的基因检测信息应受到保护,避免基因歧视
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解析:由题意可知,父母正常,儿子患病,且致病基因位于11号染色体上,所以该病受常染色体隐性致病基因控制,假设相关基因用A、a表示。分析题图可知,父母的基因型为杂合子Aa,女儿的基因型可能为显性纯合子AA或杂合子Aa,为杂合子的概率是2/3,A正确;若父母生育第三胎,此孩子携带致病基因的基因型为杂合子Aa或隐性纯合子aa,概率为2/4+1/4=3/4,B正确;女儿的基因型为1/3AA、2/3Aa,将该基因传递给下一代的概率是2/3×1/2=1/3,C错误。
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42
5.(2024·全国甲卷,34,改编)袁隆平研究杂交水稻,对粮食生产具有突出贡献。回答下列问题。
(1)用性状优良的水稻纯合体(甲)给某雄性不育水稻植株授粉,杂交子一代均表现雄性不育;杂交子一代与甲回交(回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配),子代均表现雄性不育;连续回交获得性状优良的雄性不育品系(乙)。由此推测控制雄性不育的基因(A)位于________(填“细胞质”或“细胞核”)。
(2)将另一性状优良的水稻纯合体(丙)与乙杂交,F1均表现雄性可育,且长势与产量优势明显,F1即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达。基因R表达过程中,以mRNA为模板翻译产生多肽链的细胞器是________。F1自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为________。
细胞质
核糖体
3∶1
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(3)以丙为父本与甲杂交(正交)得F1,F1自交得F2,则F2中与育性有关的表型有________种。反交结果与正交结果不同,反交的F2中与育性有关的基因型有________种。
1
3
解析:(1)分析可知,雄性不育株只能作母本,并且在多次杂交过程中,雄性不育株的子代始终表现为雄性不育,即与母本表型相同,说明雄性不育为母系遗传,即控制雄性不育的基因(A)位于细胞质中。
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(2)在基因表达过程中,翻译的场所为核糖体。由第(1)题分析可知,基因A位于细胞质中。且已知基因R位于细胞核中,R的表达产物能够抑制基因A的表达,则丙的基因型为A(RR)或a(RR),雄性不育乙的基因型为A(rr),子代细胞质来自母本,因此F1的基因型为A(Rr),核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达,因此F1表现为雄性可育,F1自交,子代的基因型及比例为A(RR)∶A(Rr)∶A(rr)=1∶2∶1,因此子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为3∶1。
(3)丙为雄性可育,基因型为A(RR)或a(RR),甲也为雄性可育,基因型为a(rr),以丙为父本与甲杂交(正交)得F1,F1基因型为a(Rr)雄性可育,F1自交的后代F2可育,即F2中与育性有关的表型有1种。反交结果与正交结果不同,则可说明丙的基因型为A(RR),甲的基因型为a(rr),反交时,丙为母本,F1的基因型为A(Rr),F2中的基因型及比例为A(RR)∶A(Rr)∶A(rr)=1∶2∶1,即F2中与育性有关的基因型有3种。
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6.(2023·新课标卷,34)果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状,眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状,翅型由等位基因T/t控制,眼色由等位基因R/r控制。某小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验,杂交子代的表型及其比例分别为,长翅红眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇=1∶1(杂交①的实验结果);长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雄蝇=1∶1(杂交②的实验结果)。回答下列问题。
(1)根据杂交结果可以判断,翅型的显性性状是________,判断的依据是____________________________________________________。
长翅
杂交①亲代长翅果蝇与截翅果蝇杂交,子代全部为长翅
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(2)根据杂交结果可以判断,属于伴性遗传的性状是__________________,判断的依据是___________________________________________________________。杂交①亲本的基因型是________________,杂交②亲本的基因型是________________。
(3)若杂交①子代中的长翅红眼雌蝇与杂交②子代中的截翅红眼雄蝇杂交,则子代翅型和眼色的表型及其比例为________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________。
翅型(长翅和截翅)
关于翅型的正反交结果不一样,且杂交②子代的翅型与性别相关联
RRXTXT和rrXtY
rrXtXt和RRXTY
长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雌蝇∶长翅紫眼雌蝇∶截翅紫眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇∶截翅红眼雄蝇∶长翅紫眼雄蝇∶截翅紫眼雄蝇=3∶3∶1∶1∶3∶3∶1∶1
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47
解析:(1)分析题意可知,杂交①亲代长翅红眼果蝇与截翅紫眼果蝇杂交,子代全部表现为长翅红眼,则长翅和红眼为显性性状,截翅和紫眼为隐性性状。
(2)仅分析眼色性状,正反交结果相同且子代的表型与性别无关,其属于常染色体遗传。再分析翅型性状,正反交结果不同且杂交②子代的表型与性别相关联,进一步分析可知其为伴X染色体遗传。进而推出杂交①和杂交②亲本的基因型分别为RRXTXT和rrXtY、rrXtXt和RRXTY。
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48
(3)杂交①子代中长翅红眼雌蝇的基因型为RrXTXt,杂交②子代中截翅红眼雄蝇的基因型为RrXtY,两者杂交,子代的基因型为3/16R_XTXt(长翅红眼雌蝇)、3/16R_XtXt(截翅红眼雌蝇)、1/16rrXTXt(长翅紫眼雌蝇)、1/16rrXtXt(截翅紫眼雌蝇)、3/16R_XTY(长翅红眼雄蝇)、3/16R_XtY(截翅红眼雄蝇)、1/16rrXTY(长翅紫眼雄蝇)、1/16rrXtY(截翅紫眼雄蝇),即子代中长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雌蝇∶长翅紫眼雌蝇∶截翅紫眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇∶截翅红眼雄蝇∶长翅紫眼雄蝇∶截翅紫眼雄蝇=3∶3∶1∶1∶3∶3∶1∶1。
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49
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50
解析:由题中信息可知,该昆虫的颜色由常染色体上的一对等位基因控制,设A、a控制该相对性状。如果白色为显性性状,由于F1雌性无黄色个体,即无基因型为aa的个体,所以亲本杂交组合有以下可能性,分别为①AA×AA、②AA×Aa(或Aa×AA)、③AA×aa,若亲本杂交组合为①,则产生的F1基因型为AA,F1自由交配,产生的F2中雌性全部为白色(AA),D不符合题意;若亲本杂交组合为②,则产生的F1基因型为1/2AA、1/2Aa,F1自由交配,采用配子法计算后代,F1产生的配子为3/4A、1/4a,则F2雌性中白色(A_)∶黄色(aa)=15∶1,所以F2雌性中白色个体的比例为15/16,C不符合题意;若亲本杂交组合为③,则产生的F1基因型为Aa,F1自由交配,产生的F2雌性中白色(A_)∶黄色(aa)=3∶1,所以F2雌性中白色个体的比例为3/4,B不符合题意;如果黄色为显性性状,亲本的杂交组合为aa×aa,F1雌性均为白色,F1自由交配所得F2中白色个体的比例为1,A符合题意。
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51
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52
解析:根据题意可知,2对等位基因
的遗传遵循自由组合定律。设电泳图中从
上部到下部分别是基因a1、a2、b1、b2的
PCR产物的电泳结果,则P1、P2的基因型
分别为a1a1b2b2、a2a2b1b1,F1的基因型为a1a2b1b2,①~⑧的基因型分别为a1a2b1b1、a1a2b2b2、a1a1b1b2、a2a2b1b1、a1a1b1b1、a1a1b2b2、a2a2b2b2、a1a2b1b2。由试题分析可知,①②个体的基因型分别为a1a2b1b1、a1a2b2b2,均为杂合体,F1的基因型为a1a2b1b2,F1自交所得F2中③(a1a1b1b2)所占的比例为1/4×1/2=1/8,⑤(a1a1b1b1)所占的比例为1/4×1/4=1/16,A正确;
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53
F2个体的基因型有9种,电泳图中未显示的F2个体的基因型为a2a2b1b2,其相关基因的PCR产物电泳结果有3条带,B正确;③(a1a1b1b2)和⑦(a2a2b2b2)杂交,子代的基因型有2种,分别为a1a2b2b2、a1a2b1b2,③和⑦杂交子代相关基因的PCR产物电泳结果与②(a1a2b2b2)和⑧(a1a2b1b2)电泳结果相同,C正确;①(a1a2b1b1)自交,子代的基因型为1/4a1a1b1b1、1/2a1a2b1b1、1/4a2a2b1b1,①自交子代相关基因的PCR产物电泳结果与④(a2a2b1b1)电泳结果相同的占1/4,D错误。
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54
9.(2023·全国甲卷,6,改编)水稻的某病害是由某种真菌(有多个不同菌株)感染引起的。水稻中与该病害抗性有关的基因有3个(A1、A2、a):基因A1控制全抗性状(抗所有菌株),基因A2控制抗性性状(抗部分菌株),基因a控制易感性状(不抗任何菌株),且A1对A2为显性、A1对a为显性、A2对a为显性。现将不同表型的水稻植株进行杂交,子代可能会出现不同的表型及其分离比。下列叙述错误的是( )
A.全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性=3∶1
B.抗性植株与易感植株杂交,子代可能出现抗性∶易感=1∶1
C.全抗植株与易感植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性=1∶1
D.全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性∶易感=2∶1∶1
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55
解析:根据题意可知,全抗植株有三种基因型,分别为A1A1、A1A2、A1a,抗性植株有两种基因型,分别为A2A2、A2a,易感植株的基因型为aa。全抗植株与抗性植株杂交,共有六种杂交组合,子代都不可能出现全抗∶抗性=3∶1,A错误;抗性植株与易感植株(aa)杂交,若抗性植株的基因型为A2a,其可产生两种配子,则子代中会出现抗性∶易感=1∶1,B正确;全抗植株与易感植株(aa)杂交,若全抗植株的基因型为A1A2,其可产生两种配子,则子代中会出现全抗∶抗性=1∶1,C正确;全抗植株(A1a)与抗性植株(A2a)杂交,子代会出现全抗(A1A2、A1a)∶抗性(A2a)∶易感(aa)=2∶1∶1,D正确。
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56
10.(2022·河北,7)研究者在培养
野生型红眼果蝇时,发现一只眼色突变
为奶油色的雄蝇。为研究该眼色遗传规
律,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,结
果如图。下列叙述错误的是( )
A.奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制
B.F2红眼雌蝇的基因型共有6种
C.F1红眼雌蝇和F2伊红眼雄蝇杂交,得到伊红眼雌蝇的概率为5/24
D.F2雌蝇分别与F2的三种眼色雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇
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57
解析:由亲本红眼果蝇和奶油眼果蝇
杂交得到的F1中只有红眼果蝇,以及F1互交
得到的F2出现性状分离,可推知红眼为显性
性状;F2性状分离比为9∶3∶3∶1的变形,
说明F1雌雄果蝇为双杂合子,且眼色性状至
少受两对独立遗传的基因控制,A正确;F2表现出性状与性别相关联,说明一对等位基因(设为B/b)位于X染色体上,另一对等位基因(设为A/a)位于常染色体上,由图示遗传实验可推知,P为红眼雌蝇(AAXBXB)×奶油眼雄蝇(aaXbY),F1为红眼(AaXBXb、AaXBY),F2为红眼雌蝇(_ _XBX-)、红眼雄蝇(_ _XBY)、伊红眼雄蝇(A_XbY)、奶油眼雄蝇(aaXbY),F2红眼雌蝇的基因型(_ _XBX-)共6种,B正确;
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58
综上可推知,携带XB(_ _XB_)即为红眼,携带A且不携带XB(A_XbXb和A_XbY)为伊红眼,只携带a和Xb(aaXbXb和aaXbY)为奶油眼;F1红眼雌蝇(AaXBXb)与F2伊红眼雄蝇(1/3AAXbY、2/3AaXbY)杂交,后代中aa占1/6,A_占5/6,XbXb占1/4,故得到伊红眼雌蝇(A_XbXb)的概率为5/6×1/4=5/24,C正确;F2雌蝇有6种基因型,若用基因型为XBXB的雌蝇与F2的三种眼色雄蝇杂交,则后代全为红眼,D错误。
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59
11.(2024·湖北,22)某种由单基因控制的常染色体显性遗传病(S病)患者表现为行走不稳、眼球震颤,多在成年发病。甲乙两人均出现这些症状。遗传咨询发现,甲的家系不符合S病遗传系谱图的特征,而乙的家系符合。经检查确诊,甲不是S病患者,而乙是。回答下列问题:
(1)遗传咨询中医生初步判断甲可能不是S病患者,而乙可能是该病患者,主要依据是________(填序号)。
①血型 ②家族病史 ③B超检测结果
②
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60
(2)系谱图分析是遗传疾病诊断和优生的重要依据。下列单基因遗传病系谱图中,一定不属于S病的是________(填序号),判断理由是____________________ ________________________________________________________;一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是________(填序号)。
③
系谱图③中正常父母生出患病女儿,说明该病为隐性遗传病,一定不属于S病
①②
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61
(3)提取患者乙及其亲属的DNA,对该病相关基因进行检测,电泳结果如图(1是乙,2、3、4均为乙的亲属)。根据该电泳图________(填“能”或“不能”)确定2号和4号个体携带了致病基因,理由是________________________________________ _________________________________________________________________________________________。
不能
乙为常染色体显性遗传病患者,由电泳图可知,乙(1号个体)为杂合子,但无法推断哪条条带携带致病基因,哪条条带携带正常基因
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62
(4)《“健康中国2030”规划纲要》指出,孕前干预是出生缺陷防治体系的重要环节。单基因控制的常染色体显性遗传病患者也有可能产生不含致病基因的健康配子,再通过基因诊断和试管婴儿等技术,生育健康小孩。该类型疾病女性患者有可能产生不含致病基因的卵细胞,请从减数分裂的角度分析,其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
该类型疾病女性患者可能为杂合子,含有的致病基因和正常基因随减数第一次分裂时同源染色体的分离而分开,分别进入两个子细胞中,含有正常基因的子细胞产生的卵细胞不含致病基因
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63
解析:(1)S病为常染色体显性遗传病,不能通过血型进行检测,①错误;S病为常染色体显性遗传病,其家族患者多,多代连续得病,可通过遗传咨询进行初步诊断,②正确;B超不能用于检测单基因遗传病,③错误。
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64
(2)图③中正常父母生出患病女儿,一定是常染色体隐性遗传病(符合“无中生有为隐性,隐性遗传看女病,其父、子有正,确定为常隐”),故不可能是S病。在图①②的系谱图中均出现患病双亲生下正常孩子,可判断图示疾病均为显性遗传病,再根据系谱图中有男性患者的母亲或者女儿正常,可排除伴X染色体显性遗传病,因此一定属于常染色体显性遗传病。④无法判断遗传方式。
(4)该类型疾病女性患者若为杂合子,则致病基因和正常基因是随减数第一次分裂时同源染色体的分离而分开,从而产生不含致病基因的卵细胞。
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65
12.(2023·北京,19)二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是重要的油料作物,筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制,对创制高产优质新品种意义重大。
(1)我国科学家用诱变剂处理野生型油菜(绿叶),获得了新生叶黄化突变体(黄化叶)。突变体与野生型杂交,结果如图1,其中隐性性状是________。
黄化叶
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66
(2)科学家克隆出导致新生叶黄化的基因,与野生型相比,它在DNA序列上有一个碱基对改变,导致突变基因上出现了一个限制酶B的酶切位点(如图2)。据此,检测F2基因型的实验步骤为:提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→__________________→电泳。F2中杂合子电泳条带数目应为________条。
用限制酶B酶切
3
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67
(3)油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系R杂交,获得杂交油菜种子S(杂合子),使杂交油菜的大规模种植成为可能。品系A1育性正常,其他性状与A相同,A与A1杂交,子一代仍为品系A,由此可大量繁殖A。
在大量繁殖A的过程中,会因其他品系花粉的污染而导致A不纯,进而影响种子S的纯度,导致油菜籽减产。油菜新生叶黄化表型易辨识,且对产量没有显著影响。科学家设想利用新生叶黄化性状来提高种子S的纯度。育种过程中首先通过一系列操作,获得了新生叶黄化的A1,利用黄化A1生产种子S的育种流程见图3。
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68
①图3中,A植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交,筛选出的黄化A植株占子一代总数的比例约为______________。
②为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降,简单易行的田间操作是___________________________。
解析:(1)根据图1中杂交结果分析可知,野生型油菜和黄化叶油菜杂交,F1全为野生型,F1自交,F2中出现了黄化叶表型,说明黄化叶为隐性性状。
1/4(或25%)
除去新生叶不黄化的A植株
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69
(2)根据上述分析,黄化叶为隐性性状,设控制该性状的基因为a,根据题干信息,控制野生型的A基因突变成a基因后,突变的a基因上会产生一个限制酶B的切割位点,所以通过电泳技术鉴定F2的基因型时,电泳前需要加入限制酶B切割DNA分子。经限制酶B酶切后,a基因会被切成2条长度不同的DNA片段,A基因无法被切割,是1条DNA片段,所以F2中杂合子(Aa)电泳条带数目为3条。
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70
(3)①根据题意A与A1杂交,子一代全为品系A,说明雄性不育为显性性状(用B基因表示),故黄化A1基因型为aabb,A植株基因型为AABB;子代为绿叶雄性不育植株(AaBb),再与黄化A1(aabb)杂交,后代黄化A植株的基因型为aaBb,比例约为1/4。②由图3可知,大田生产种子阶段一存在花粉污染,黄化A1植株可产生基因型为ab的花粉,与黄化A植株(aaBb)杂交,可产生基因型为aaBb的A植株(新生叶黄化),污染花粉来自野生型油菜(绿叶AAbb),黄化A植株与野生型植株杂交可产生基因型为AaBb的A植株(新生叶不黄化),故为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降,简单易行的田间操作是在大田生产种子阶段二除去新生叶不黄化的A植株。
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71
13.(2022·广东,19)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培育蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:
(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为___________。
(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是________;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得________只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕,用于留种。
协同进化
3/64
50
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72
(3)研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。如图为方案实施流程及得到的部分结果。
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73
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与Ⅰ组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于________染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是________(如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,请简要说明理由__________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
常
ZWBbb
Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZbb),与白壳卵雌蚕杂交(基因型为ZWbb),后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别
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74
解析:(1)不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。
(2)由题意可知,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传,即符合自由组合定律,将三对基因均杂合的亲本杂交,可先将三对基因分别按照分离定律计算,再将结果相乘,即F1各对性状中,虎斑个体占3/4,白茧个体占1/4,抗软化病个体占1/4,相乘后F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是3/4×1/4×1/4=3/64。若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,子代总产卵数为8×400=3200枚,其中虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕占1/4×1/4×1/4=1/64,即3200×1/64=50只。
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75
(3)分析题意和图中方案可知,黑壳卵经射线照射后,携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上,转移情况可分为三种,即携带B基因的染色体片段可转移到常染色体上、转移到Z染色体上或转移到W染色体上。将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交,统计子代的黑壳卵孵化后雌雄家蚕的数目,结合图中的三组结果分析,Ⅰ组黑壳卵家蚕中雌雄比例接近1∶1,说明该性状与性别无关,即携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上;
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76
Ⅱ组黑壳卵家蚕全为雌性,推测亲本基因型为ZWBbb×ZZbb说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上;Ⅲ组黑壳卵家蚕全为雄性,推测亲本基因型为ZBWbb×ZZbb说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。①由以上分析可知,Ⅰ组携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上,即所得雌蚕的B基因位于常染色体上。②由以上分析可知,Ⅱ组携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上,亲本雌蚕的基因型为ZWBbb,与白壳卵雄蚕ZZbb杂交,子代雌蚕的基因型为ZWBbb(黑壳卵),雄蚕的基因型为ZZbb(白壳卵),可以通过卵壳颜色区分子代性别。
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77
将子代黑壳卵雌蚕继续杂交,后代类型保持不变,故这种杂交模式可持续应用于生产实践中。③由以上分析可知,Ⅲ组携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上,亲本雌蚕的基因型为ZBWbb,与白壳卵雄蚕ZZbb杂交,子代雌蚕的基因型为ZWbb(白壳卵),雄蚕的基因型为ZBZbb(黑壳卵)。再将黑壳卵雄蚕(ZBZbb)与白壳卵雌蚕(ZWbb)杂交,子代为ZBZbb、ZBWbb、ZZbb、ZWbb,其后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别,故不能满足生产需求。
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78
14.(2022·湖南,19,改编)中国是传统的水稻种植大国,有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中,发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题:
(1)突变型1叶片为黄色,由基因C突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代,F3成年植株中黄色叶植株占________。
(2)测序结果表明,突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,由5′-GAGAG-3′变为5′-GACAG-3′,导致第______位氨基酸突变为_________,从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理__________________________________________________。(部分密码子及对应氨基酸:GAG谷氨酸;AGA精氨酸;GAC天冬氨酸;ACA苏氨酸;CAG谷氨酰胺)
2/9
243
谷氨酰胺
基因突变影响与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄
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79
(3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从
突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段,用
限制酶处理后进行电泳(电泳条带表示特定长度的DNA
片段),其结果为图中________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(4)突变型2叶片为黄色,由基因C的另一突变基
因C2所致。用突变型2与突变型1杂交,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变?__________(填“能”或“否”),用文字说明理由____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅲ
能
若C2是隐性突变,则突变型2为纯合子,则子代CC2表现为绿色,C1C2表现为黄色,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2为显性突变,突变型2(CC2)与突变型1(CC1)杂交,子代表型及比例应为黄∶绿=3∶1,与题意不符
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80
解析:(1)突变型1叶片为黄色,由基因C突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死,说明突变型1应为杂合子,C1对C为显性,突变型1自交1代,F1中基因型为1/3CC、2/3CC1,F2中3/5CC、2/5CC1,F3成年植株中黄色叶植株占2/9。
(2)突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,由5′-GAGAG-3′变为5′-GACAG-3′,突变位点前对应氨基酸数为726/3=242,则会导致第243位氨基酸由谷氨酸突变为谷氨酰胺。叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果,而色素不是蛋白质,从基因控制性状的角度推测,基因突变影响与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄。
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81
(3)突变型1应为杂合子,由C突变为C1产生
了一个限制酶酶切位点。Ⅰ应为C酶切电泳结果,
Ⅱ应为C1酶切电泳结果,从突变型1(CC1)叶片细
胞中获取控制叶片颜色的基因片段,用限制酶处
理后进行电泳,其结果为图中Ⅲ。
(4)用突变型2(C2_)与突变型1(CC1)杂交,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2是隐性突变,则突变型2为纯合子,则子代CC2表现为绿色,C1C2表现为黄色,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型C2为显性突变,突变型2(CC2)与突变型1(CC1)杂交,子代表型及比例应为黄∶绿=3∶1,与题意不符,故C2是隐性突变。
学习目标 自主检测 XUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
真题精析 领悟高考命题导向
82
教学侧重
实现核心素养培优
04
1.基因分离定律
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。
遗传思路研究
教学侧重 实现核心素养培优
84
2.基因自由组合定律
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。
3.连锁互换定律
位于同源染色体上的非等位基因,在形成配子时,随同一条染色体进入同一配子中,从而使其决定的性状在后代伴随出现,即连锁现象;同源染色体联会时可能发生染色体互换,出现重组型配子。
教学侧重 实现核心素养培优
85
1.杂交——判断显隐性。
2.正反交——判断常染色体遗传/伴X染色体遗传/细胞质遗传。
3.后代性状分离比——判断该性状由几对等位基因控制。
【通过杂交判断显隐性】
具有相对性状的纯合亲本杂交,F1中表现出的唯一性状就是显性性状。
相同性状亲本杂交(自交),F1发生性状分离,新出现的性状为隐性性状。
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86
例1 稻瘟病菌侵染水稻可导致水稻患稻瘟病,水稻细胞通过合成过氧化氢,启动“免疫”反应,抵抗稻瘟病菌。科研人员将纯合稻瘟病抗性突变体M与表型为易感病的野生型(WT)植株杂交,F1均表现为易感病;F1自交,F2的表型及比例为易感病∶抗性=3∶1。据此可初步判断,突变体M的抗性性状由________性基因控制。判断依据是______________________________________________________________ ___________________________________________。
隐
纯合稻瘟病抗性突变体与易感病野生型杂交,F1均表现易感病,且F1自交,F2表型及比例为易感病∶抗性=3∶1
教学侧重 实现核心素养培优
87
例2 二倍体马铃薯普遍存在自交不亲和现象(即自花传粉后不产生种子),主要通过薯块进行无性繁殖,育种十分困难。我国科研人员培育出二倍体自交亲和植株RH,利用它进行育种。
科研人员用RH与自交不亲和植株进行杂交,实验结果如图所示。
自交亲和与自交不亲和由一对等位基因控制。研究人员推测,自交亲和是________(填“显性”或“隐性”)性状,判断依据是______________________________________ __________________________________________。
显性
F1自交亲和植株的自交后代既有纯合子也有杂合子,说明F1自交亲和植株为杂合子
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88
例3 家蚕是二倍体生物,雄蚕的性染色体为ZZ,雌蚕的性染色体为ZW。研究发现雄蚕比雌蚕食桑量低,产丝率高。为了达到只养雄蚕的目的,科研人员做了下列研究。
家蚕幼虫的皮肤正常和皮肤透明受一对等位基因T、t控制,用正常皮肤的雌蚕与透明皮肤的雄蚕交配,后代中皮肤透明的皆为雌蚕,皮肤正常的皆为雄蚕。由此判断皮肤正常为________性状,亲本的基因型分别是_____________,根据这对相对性状可以在幼虫时期淘汰雌蚕。
显性
ZTW、ZtZt
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89
例4 水稻因穗颈过短造成的“包穗”会影响授粉进而影响产量,为进一步解决该遗传缺陷,科研工作者进行了系列研究。对籼稻品种Z利用γ射线进行诱变育种,从大量的子代群体中获得E1和E2两种长穗颈突变体。选取不同类型的籼稻进行杂交实验,结果见下表。
根据组合________可判断E1和E2两种长穗颈突变体为隐性突变。
一、二
亲本 F1表型
组合一 Z×E1 均与Z品种穗颈长度相似(短穗颈)
组合二 Z×E2
组合三 E1×E2
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90
例5 科研人员对野生型水稻诱变处理,筛选得到籽粒中抗性淀粉(RS)含量较高的纯合品系(B品系)。科研人员将B品系与野生型进行杂交,F1自交获得F2。对野生型、B品系和F2个体的RS进行检测,结果如图所示。据此判断,S基因和s基因为________(填“完全”或“不完全”)显性。
不完全
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91
例6 油菜是我国重要的油料作物,培育高产优质新品种意义重大。油菜的杂种一代会出现杂种优势(产量等性状优于双亲),但这种优势无法在自交后代中保持。杂种优势的利用可显著提高油菜籽的产量。油菜具有两性花,去雄是杂交的关键步骤,但人工去雄耗时费力,在生产上不具备可操作性。我国学者发现了油菜雄性不育突变株(雄蕊异常,肉眼可辨),利用该突变株进行的杂交实验如下:
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92
(1)由杂交一结果推测,育性正常与雄性不育性状受________对等位基因控制,遵循________定律。在杂交二中,雄性不育为________性性状。
(2)杂交一与杂交二的F1表型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个基因(A1、A2、A3)决定。品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3。根据杂交一、二的结果,判断A1、A2、A3之间的显隐性关系是_______________________________。
一
分离
显
A1对A2为显性,A2对A3为显性
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93
通过“正反交”判断常染色体遗传/伴X染色体遗传/细胞质遗传】
正反交结果一致,基因在常染色体上;正反交结果不一致,基因在X染色体上。正反交结果呈现母系遗传的特点,则基因在细胞质中。
例7 褐色类鹑斑突变体(简称褐斑)是从素斑家蚕中发现的新品种,科研人员对其进行了遗传分析。利用纯种褐斑和素斑家蚕进行_____________实验,F1自交后代均出现素斑与褐斑两种表型,比例约为3∶1,说明褐斑与素斑由___________基因控制,基因位于__________上。
正交和反交
一对等位(单)
常染色体
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94
例8 类病斑突变体是一类在没有外界病原菌侵染情况下,局部组织自发形成坏死斑的突变体,坏死斑的产生基本不影响植株生长,反而会增强植株对病原菌抗性。
突变体与野生型植株_____________产生的F1植株表型均与野生型一致,且F2中野生型和突变型植株的比例符合3∶1。据此推测的结论是_________________ ___________________________________。
正交和反交
控制突变体的基因是隐性基因,且位于常染色体上
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95
例9 为了提高蚕丝的产量和品质,科研人员进行了下列研究。
家蚕中雄蚕比雌蚕的丝质好,且出丝率高。已知雄蚕含有两个同型的性染色体ZZ,雌蚕含有两个异型的性染色体ZW。在高温条件下,有的品种蚕卵能孵化,为非敏感型;有的品种蚕卵孵化率极低,为敏感型。利用纯合的不同品种家蚕进行了杂交实验,在高温条件下蚕卵的孵化率(孵化的卵数占总卵数的比率)如下:
由上述组合________正反交结果可以推知,控制对高温条件敏感的基因是位于________染色体上的________性基因。
一、二
Z
隐
杂交组合结果 组合一 组合二 组合三
甲♀×乙♂ 乙♀×甲♂ 丙♀×丁♂
蚕卵的孵化率 ♀ 0 47% 0.91%
♂ 48% 48% 46.7%
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96
例10 野生型(绿叶)水稻叶绿素的合成需要镁螯合酶催化,镁螯合酶由CHLI和CHLD两种肽链形成的亚基参与构成。利用EMS诱导野生型水稻发生基因突变,筛选出黄叶突变体,该突变体的纯合子在幼苗期死亡。杂合子自交后代性状分离比为1∶2∶1,说明控制绿叶和黄叶性状的基因位于________(填“细胞核”或“细胞质”)。
细胞核
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97
组别 1 2 3 4
亲本组合 P♂×P♀ M♂×M♀ M♂×P♀ P♂×M♀
子代配子正常率 100% 100% 100% 0%
例11 研究人员发现,M和P两个品系果蝇杂交过程出现一种不育现象,子代性腺发生退化,无法产生正常配子,此现象与P品系特有的P因子(一段可转移的DNA)有关。用两个品系的果蝇进行实验,结果如下表。
由实验结果可知,这种子代不育现象仅在____________________时出现,据此判断不育现象的发生除了P因子外,还与________品系的细胞质成分有关。由此分析,1组和2组子代能正常产生配子的原因是________________________________ _____________________________________________________________。
M作母本,P作父本
M
1组没有M品系的细胞质成分,2组没有P因子(或1组、2组不同时存在P因子和M品系细胞质成分)
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98
【通过“性状分离比”判断是一对基因还是多对基因控制性状】
如果是3∶1或1∶1的变式,符合基因分离定律,则为一对基因控制(基因的染色体位置关系表述为同源染色体上的等位基因)。
如果是9∶3∶3∶1或1∶1∶1∶1的变式,符合基因自由组合定律,则为两对基因控制(基因的染色体位置关系表述为非同源染色体上的非等位基因)。(注意1∶1∶1∶1陷阱)
如果出现两等多、两等少,则为两对等位基因控制,且符合连锁互换定律(基因的染色体位置关系表述为同源染色体上的非等位基因)。
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99
例12 水稻是我国主要的农作物之一。两用核不育系水稻在农业上与正常水稻杂交,用于生产高产杂交水稻。在两用核不育系大田中偶然发现一株黄叶突变体X。将突变体X与正常水稻H杂交得F1均为绿叶,F1自交得F2群体中绿叶、黄叶之比为3∶1。由以上可以推测,自然黄叶突变体X的黄叶性状由________基因控制,这一对叶色基因的遗传符合基因的________定律。判断依据是___________________ ___________________________________________________________________________________________________________。
隐性
分离
黄叶突变体X与正常绿叶水稻杂交,F1均为绿叶,说明黄叶为隐性性状,又由于F1自交,F2中绿叶∶黄叶=3∶1,说明符合分离定律
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100
例13 水稻是自花传粉的植物,其杂种一代会出现杂种优势(产量等性状优于双亲),但这种优势无法在自交后代中保持。科研人员筛选出水稻品种ZH11的雄性不育突变体(hms1)。将野生型ZH11和突变体(hms1)杂交,F2中突变型占1/4。这对相对性状由______对基因控制,遵循________定律。判断依据是________________________________________________________________________________________________________________________。
一
分离
野生型与突变体杂交,F1为杂合子,F1杂合子自交,F2中突变型占1/4,即1/2×1/2,故由一对基因控制,符合分离定律
教学侧重 实现核心素养培优
101
第一组 黑喙鸭×黑喙鸭 黑喙鸭∶花喙鸭∶黄喙鸭=9∶3∶4
第二组 黑喙鸭×黄喙鸭 黑喙鸭∶花喙鸭∶黄喙鸭=3∶1∶4
例14 鸭喙具有黑、黄、花三种颜色,为探索鸭喙颜色表型的遗传规律,研究人员利用两个家系(甲和乙)中的黑喙鸭与某纯种黄喙鸭(无色素)为材料设计不同的杂交组合。
推测该性状由_____对基因控制,符合________________定律。判断依据是:____________________________________________________________________________________________________。
两
基因自由组合
第一组实验结果9∶3∶4是9∶3∶3∶1的变式,第二组实验结果3∶1∶4是(1∶1)(3∶1)变式
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102
例15 野生生菜通常为绿色,遭遇低温或干旱等逆境时合成花青素,使叶片变为红色。花青素能够通过光衰减保护光合色素,还具有抗氧化作用。人工栽培的生菜品种中,在各种环境下均为绿色(假设控制基因为A、B、……)。
用野生型深红生菜与绿色生菜杂交,F1自交,F2中有7/16的个体始终为绿色,9/16的个体为红色。本实验中决定花青素有无的基因位于_____对同源染色体上,符合_____________定律。F2中红色个体的基因型为_____________________________,绿色个体的基因型为________________________________,F2中自交后代出现性状分离比为3∶1的个体基因型为__________________。
两
基因自由组合
AaBb、AaBB、AABB、AABb
Aabb、AAbb、aaBb、aaBB、aabb
AABb、AaBB
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103
例16 果皮颜色是甜瓜重要的品质性状,常直接影响消费者的选择。在发育早期甜瓜果皮均为绿色,随着果实的发育,有些始终为绿色,有些则逐渐变为黄色或白色。如何提早确定果皮颜色是甜瓜育种的一项重要内容。
研究者利用不同皮色的甜瓜植株进行实验,结果如下:
实验一 绿皮×黄皮 子代(F1)均为绿皮
实验二 实验一的F1自交 F2:绿皮270株、白皮61株、黄皮22株
实验三 实验一的F1与黄皮杂交 F2:绿皮42株、白皮15株、黄皮21株
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104
由上述实验可知:F1属于________(填“纯合子”或“杂合子”),推测的依据是__________________________。实验二中F2三种果皮颜色比例约为____________,由此推断甜瓜皮色遗传由________对基因控制,遵循_________________定律,且________基因会抑制________基因的表达,实验三的结果进一步验证了这一推测。实验二的F2中白皮的基因型有________种。
杂合子
F1自交后代出现性状分离
12∶3∶1
两
基因自由组合
绿皮
白皮
2
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105
例17 某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a;B、b;C、c;……)。当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花,否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系,相互之间进行杂交,杂交组合、后代表型及其比例如下:
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106
根据杂交结果回答问题:
(1)这种植物花色的遗传遵循哪些遗传定律?
______________________________________。
(2)本实验中,植物的花色受几对等位基因的控制,为什么?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
基因的自由组合定律和基因的分离定律
4对。本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中,F2中红色个体占全部个体的比例为81/(81+175)=81/256=(3/4)4,根据n对等位基因自由组合且完全显性时,F2中显性个体的比例为(3/4)n,可判断这两个杂交组合中都涉及4对等位基因
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107
【综合考查】
例18 (2021·全国甲卷)植物的性状有的由1对基因控制,有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶,果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点,某小组用基因型不同的甲乙丙丁4种甜瓜种子进行实验,其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下表(实验②中F1自交得F2)。
实验 亲本 F1 F2
① 甲×乙 1/4缺刻叶齿皮,1/4缺刻叶网皮,1/4全缘叶齿皮,1/4全缘叶网皮 /
② 丙×丁 缺刻叶齿皮 9/16缺刻叶齿皮,3/16缺刻叶网皮
3/16全缘叶齿皮,1/16全缘叶网皮
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108
回答下列问题:
(1)根据实验①可判断这2对相对性状的遗传均符合分离定律,判断的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。根据实验②,可判断这2对相对性状中的显性性状是______________。
(2)甲乙丙丁中属于杂合体的是________。
(3)实验②的F2中纯合体所占的比例为________。
(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1,而是45∶15∶3∶1,则叶形和果皮这两个性状中由1对等位基因控制的是________,判断的依据是__________________________________________________。
基因型不同的两个亲本杂交,F1分别统计,缺刻叶∶全缘叶=1∶1,齿皮∶网皮=1∶1,每对相对性状结果都符合测交的结果,说明这2对相对性状的遗传均符合分离定律
缺刻叶和齿皮
甲和乙
1/4
果皮
F2中齿皮∶网皮=3∶1,说明受一对等位基因控制
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109
解析:(1)实验①中F1表现为1/4缺刻叶齿皮,1/4缺刻叶网皮,1/4全缘叶齿皮,1/4全缘叶网皮,分别统计2对相对性状,缺刻叶∶全缘叶=1∶1,齿皮∶网皮=1∶1,每对相对性状结果都符合测交的结果,说明这2对相对性状的遗传均符合分离定律;根据实验②,F1全为缺刻叶齿皮,F2出现全缘叶和网皮,可以推测缺刻叶对全缘叶为显性,齿皮对网皮为显性。
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110
(2)假设叶形相关基因为A/a,果皮相关基因为B/b。根据已知条件,甲乙丙丁的基因型不同,其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮,实验①杂交的F1结果类似于测交,实验②的F2出现9∶3∶3∶1,则实验②的F1为双杂合子,其基因型为AaBb,综合推知,甲的基因型为Aabb,乙的基因型为aaBb,丙的基因型为AAbb,丁的基因型为aaBB,甲乙丙丁中属于杂合体的是甲和乙。
(3)实验②的F2中纯合体基因型为1/16AABB,1/16AAbb,1/16aaBB,1/16aabb,所以F2中纯合体占的比例为1/4。
(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮=45∶15∶3∶1,分别统计2对相对性状,缺刻叶∶全缘叶=15∶1,可推知叶形受两对等位基因控制,齿皮∶网皮=3∶1,可推知果皮受一对等位基因控制。
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111
例1 喷瓜的性别由三个复等位基因D1、D2、D3决定(见下表)。相关叙述正确的是( )
A.三个等位基因位于性染色体上
B.D1和D3分别决定雄株和雌株
C.D2对D1和D3均为显性
D.雄株与雌株杂交不可能产生两性植株
特殊遗传方式
基因型 D1D2 D1D3 D2D2 D2D3 D3D3
性别 雄株 雄株 两性植株 两性植株 雌株
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112
解析:喷瓜的性别由三个复等位基因决定,没有性染色体,A错误;D1D3为雄株,D3D3为雌株,说明D1对D3为显性,且D1决定雄株,D3决定雌株,又由于D1D2为雄株,D2D2为两性植株,故D1对D2为显性,D2D3为两性植株,故D2对D3为显性,B正确,C错误;雄株(D1D2)与雌株(D3D3)杂交能产生两性植株(D2D3),D错误。
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113
例2 某种花的花色由独立遗传的两对等位基因控制,其机制如图所示。下列分析不正确的是( )
A.一种性状并非都是由一对等位基因控制,有的性状可由多对基因控制
B.若紫花植株自交,子一代中出现其他花色个体,则亲本基因型为aaBb
C.若纯合红花和纯合紫花杂交后代全为红花,则亲本红花基因型一定是AABB
D.基因型为AaBb的植株自交,子一代花色性状分离比为红色∶紫色=13∶3
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114
解析:若紫花植株(aaB_)自交,子一代中出现其他花色个体,即发生性状分离,则亲本基因型为aaBb,B正确;若纯合红花和纯合紫花(aaBB)杂交后代全为红花,则亲本红花基因型是AAbb或AABB,C错误;基因型为AaBb的植株自交,子一代花色性状分离比为红色(9A_B_+3A_bb+1aabb)∶紫色(3aaB_)=13∶3,D正确。
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115
例3 研究人员为探究荞麦主茎颜色和瘦果形状的遗传规律,以两种自交可育的普通荞麦纯种为材料进行杂交试验,结果如下表。下列分析判断正确的是( )
A.荞麦的绿色茎与红色茎是由一对等位基因控制的相对性状
B.荞麦的主茎颜色和瘦果形状两对相对性状的遗传不满足自由组合定律
C.F2纯合子比例为1/4
D.F1与隐性纯合子杂交,子代红茎尖果∶红茎钝果∶绿茎尖果∶绿茎钝果为1∶1∶3∶3
亲本 F1表型 F2表型及数量
绿茎尖果×绿茎钝果 红茎尖果 红茎尖果271
红茎钝果90
绿茎尖果211
绿茎钝果72
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116
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117
例4 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__________________。出现紫粒占3/8的原因是______________________________________________。
紫粒玉米和白粒玉米均为杂合子
Aarr或aaRr
亲本一对基因杂合子自交,一对基因杂合子测交
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118
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119
致死类问题是目前高考常见的一类遗传题考查形式,主要分为以下几类:
(1)配子致死
致死效应在配子期发挥作用而致死。这可能是由于配子中的致死基因(或其他致死基因)引起的,也可能是由于染色体的异常变化(缺失或增加,形成单体、三体的个体,产生缺体的配子)所致。
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120
【常染色体上的配子致死】
例5 (多选)研究发现水稻品种甲和乙的配子部分不育,这种不育机制与位于非同源染色体上的两对基因(A、a和B、b)有关。甲的基因型为AABB,乙的基因型为aabb。Aa杂合子所产生的含a的雌配子不育;Bb杂合子所产生的含b的雄配子不育。甲乙杂交得到F1,下列叙述不正确的是( )
A.F1经过减数分裂产生可育的雄配子及比例是AB∶Ab=1∶1
B.F1自交子代基因型及比例是AABB∶AaBB∶AABb∶AaBb=1∶1∶1∶1
C.F1雌雄配子随机结合导致非同源染色体上的基因自由组合
D.F1分别作父本和母本与乙杂交子代基因型及比例相同
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121
解析:甲的基因型为AABB,乙的基因型为aabb,产生F1为AaBb,Aa经过减数分裂产生可育的雄配子为A∶a=1∶1,Bb经过减数分裂产生可育的雄配子为B,所以AB∶aB=1∶1,A错误;F1为AaBb,产生的雌配子为AB∶Ab=1∶1,产生的雄配子为AB∶aB=1∶1,随机结合在一起就是AABB∶AABb∶AaBB∶AaBb=1∶1∶1∶1,B正确;非同源染色体上的基因自由组合发生在减数分裂过程,不是雌雄配子结合的受精作用过程中,C错误;F1 AaBb作父本,产生配子为AB∶aB=1∶1,乙aabb产生的雌配子为ab,后代基因型为AaBb和aaBb,F1 AaBb作母本,产生配子为AB∶Ab=1∶1,与乙产生的雄配子(ab)结合,后代基因型为AaBb和Aabb,故基因型不同,D错误。
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122
【X染色体上的配子致死】
例6 剪秋萝是一种雌雄异体的高等植物,有宽叶(B)和窄叶(b)两种类型,控制这两种性状的基因只位于X染色体上。经研究发现,窄叶基因(b)可使花粉致死。现将杂合子宽叶雌株与窄叶雄株杂交,其后代的表型及比例正确的是( )
A.宽叶雄株∶宽叶雌株=1∶1
B.宽叶雄株∶窄叶雌株=1∶1
C.宽叶雄株∶窄叶雄株=1∶1
D.宽叶雄株∶宽叶雌株∶窄叶雄株∶窄叶雌株=1∶1∶1∶1
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123
解析:由题可知,杂合子宽叶雌株(XBXb)产生的配子及比例为XB∶Xb=1∶1,窄叶雄株(XbY)只能产生一种配子,即Y。将杂合子宽叶雌株与窄叶雄株杂交,后代基因型及比例为XBY∶XbY=1∶1,所以后代的表型及比例为宽叶雄株∶窄叶雄株=1∶1。
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124
例7 某雌雄异株的植株(2N=16),红花与白花这对相对性状由常染色体上一对等位基因控制(相关基因用A与a表示),宽叶与窄叶这对相对性状由X染色体上基因控制(相关基因用B与b表示)。研究表明:含XB或Xb的雌雄配子中有一种配子无受精能力。现将表型相同的一对亲本杂交得F1(亲本是通过人工诱变得到的宽叶植株),F1表型及比例如下表:
红花宽叶 白花宽叶 红花窄叶 白花窄叶
雌株 3/4 1/4 0 0
雄株 0 0 3/4 1/4
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125
(1)杂交亲本的基因型分别是(♀)______________、(♂)________,表型均为________,无受精能力的配子是____________________________________。
(2)取F1中全部的红花窄叶植株的花药离体培养得到单倍体植株,基因型共有________种,比例是_______________(仅写出比例即可)。
(3)将F1白花窄叶雄株的花粉随机授于F1红花宽叶雌株得到F2,F2随机传粉得到F3,则F3中雄株的表型是________________________,相应的比例是________。
AaXBXb
AaXBY
红花宽叶
含XB的卵细胞(含宽叶基因的雌配子)
4
2∶2∶1∶1
红花窄叶、白花窄叶
5∶4
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126
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127
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128
【染色体结构异常导致配子致死】
例8 玉米宽叶基因T与窄叶基因t是位于9号染色体上的一对等位基因,已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的宽叶植株A,其细胞中9号染色体如图1。
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(1)该宽叶植株的变异类型属于染色体结构变异中的________。
(2)为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上,让其进行自交产生F1,如果F1表型及比例为_______________,则说明T基因位于异常染色体上。
(3)以(2)中的植株A为父本,正常的窄叶植株为母本,杂交产生的F1中,发现了一株宽叶植株B,其染色体及基因组成如图2。分析该植株出现的原因是________(填“父本”或“母本”)减数分裂过程中同源染色体未分离。
(4)若(3)中得到的植株B在减数分裂Ⅰ过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子,那么以植株B为父本进行测交,后代的表型及比例是____________________,其中得到的染色体异常植株占________。
缺失
宽叶∶窄叶=1∶1
父本
宽叶∶窄叶=2∶3
3/5
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130
解析:(1)由图1可知,该宽叶植株9号染色体中的一条染色体缺失了某一片段,属于染色体结构变异中的缺失。
(2)若T基因位于异常染色体上,让植株A进行自交产生F1,由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用,即Tt个体产生的雄配子中只有t能参与受精作用,所以F1表型及比例为宽叶(Tt)∶窄叶(tt)=1∶1。
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131
(3)宽叶植株B含T,由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用,即只含有T的精子不能参与受精作用,所以宽叶植株B(Ttt)中有一个t来自母本,还有T和t都来自父本,由此可知,该植株出现的原因是由于父本减数分裂过程中同源染色体未分离。
(4)若(3)中得到的植株B(Ttt)在减数分裂Ⅰ过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子,则该植株能形成3种可育配子,基因型及比例为Tt∶t∶tt=2∶2∶1。以植株B为父本进行测交,即与tt个体进行杂交,后代的表型及比例是宽叶(2Ttt)∶窄叶(2tt、1ttt)=2∶3,其中异常植株(Ttt、ttt)占3/5。
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132
(2)胚胎致死
胚胎致死又称基因型致死。在一些性状的遗传中,具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育,导致后代中不存在该基因型的个体,从而使性状的分离比发生变化。
例9 在小鼠的一个自然种群中,体色有黄色(Y)和灰色(y),尾巴有短尾(D)和长尾(d),两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律。任取一对黄色短尾个体经多次交配,F1的表型为黄色短尾∶灰色短尾∶黄色长尾∶灰色长尾=4∶2∶2∶1。实验中发现有些基因型有致死现象(胚胎致死)。以下说法错误的是( )
A.黄色短尾亲本能产生4种正常配子
B.F1中致死个体的基因型共4种
C.表型为黄色短尾的小鼠的基因型只有1种
D.若让F1中的灰色短尾雌雄鼠自由交配,则F2中灰色短尾鼠占2/3
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133
解析:根据题意可知,只要有一对显性基因纯合就会导致胚胎致死(YY或DD都导致胚胎致死),因此亲本黄色短尾个体的基因型为YyDd,它能产生YD、Yd、yD、yd 4种正常配子,A正确;已知YY或DD都导致胚胎致死,所以YyDd相互交配产生的F1中致死个体的基因型有YYDD、YYDd、YyDD、YYdd、yyDD共5种,B错误;因为YY或DD都导致胚胎致死,所以表型为黄色短尾的小鼠的基因型只有YyDd 1种,C正确;F1中的灰色短尾的基因型为yyDd(yyDD胚胎致死),它们自由交配,后代基因型有yyDD、yyDd、yydd,比例为1∶2∶1,其中yyDD胚胎致死,所以只有yyDd、yydd两种,其中yyDd(灰色短尾鼠)占2/3,D正确。
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134
例10 一只突变型雌性果蝇与一只野生型雄性果蝇交配后,产生的F1中野生型与突变型之比为2∶1,且雌雄个体之比也为2∶1,这个结果从遗传学角度作出的合理解释是( )
A.该突变基因为常染色体显性基因
B.该突变基因为X染色体隐性基因
C.该突变基因使得雌配子致死
D.该突变基因使得雄性个体致死
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135
解析:若突变基因在常染色体上,且F1代出现野生型∶突变型=2∶1,亲本应为表型相同的杂合子,与题干不符,故突变基因不是在常染色体上,应在X染色体上,若为X染色体隐性基因,后代表型比例应为1∶1,与题意不符,故应为X染色体上显性基因,亲本基因型为XBXb和XbY,后代出现野生型∶突变型=2∶1,雌果蝇∶雄果蝇=2∶1,故XBY致死。
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136
(3)平衡致死
例11 穆勒由于对辐射诱发基因突变的研究而获得诺贝尔奖,其中最为人称道的还是他设计出的一系列检测和保存基因突变的方法。已知果蝇2号染色体上翻翅(A)对正常翅(a)为显性、星状眼(B)对正常眼(b)为显性,穆勒创建了突变体果蝇品系,部分基因分布如图1所示。A、B基因均具有纯合致死效应,两对等位基因功能互不影响,且在减数分裂过程中不发生染色体互换,这种后代不发生分离的品系称为平衡致死系。
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137
利用平衡致死系创立的2号染色体突变检测技术路线(如图2),可检测出未知基因突变的类型(如显/隐性、是否致死等)。
(1)若在F1观察到新性状,则突变类型为_____________(显/隐性、是否致死)。
(2)若在F1未观察到新性状,则取F1翻翅正常眼个体随机交配,观察F2的表型和比例。若F2中新性状个体占________,则突变类型为____________;若F2中未出现新性状,则突变类型为____________,突变基因存在于F2表型为____________________________的果蝇中。
显性不致死
1/12
隐性不致死
隐性致死
翻翅正常眼、正常翅正常眼
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138
解析:(1)若用X表示未知基因,根据图2,未知基因X与a、b位于同一条染色体上,只遵循分离定律,杂交的亲本基因型:雌性AaBb、雄性aabbX,因而子代的基因型为AabbX、Aabb、aaBbX、aaBb。携带有未知基因X的子代基因型为AabbX、aaBbX。若子代观察到了新性状,则基因型为AabbX、aaBbX的个体成活,且X基因表达,因而未知基因X为显性不致死突变。
(2)若子代未表现出新性状,则该突变为隐性突变。子代的翻翅正常眼的个体基因型为AabbX、Aabb,其随机交配子二代的基因型及比例为1/4AAbb、1/4AabbX、1/16aabbXX、1/16aabb、1/4Aabb、2/16aabbX,由于A基因具有纯合致死效应,即子二代中的1/4AAbb致死,若未知基因X为隐性不致死,则新性状aabbXX占1/12;若未知基因X为隐性致死,则aabbXX致死,子二代也无新性状出现。此时突变基因保存在表型为翻翅正常眼AabbX和正常翅正常眼aabbX的果蝇中。
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139
例12 (多选)(2024·湖北武汉高三模拟)某种野生型蝴蝶的体色是深紫色,现有一个白色纯合品系M,研究人员让该品系M与纯合野生型蝴蝶进行杂交,所得F1的体色为深紫色,让F1与品系M进行正反交,后代均有4种表型:深紫色(占45%)、紫色(占5%)、黑色(占5%)和白色(占45%)。下列相关说法不正确的是( )
A.控制该种蝴蝶体色的基因不遵循分离定律
B.控制该种蝴蝶体色的基因遵循自由组合定律
C.F1与品系M进行正反交,后代出现紫色和黑色的现象叫性状分离
D.若F1中的雄蝶和雌蝶相互交配,F2中白色个体占81/200
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140
解析:依题意,品系M与纯合野生型蝴蝶进行杂交,所得F1的体色为深紫色,F1与品系M进行正反交,后代均有4种表型:深紫色(占45%)、紫色(占5%)、黑色(占5%)和白色(占45%),说明控制该种蝴蝶的体色的基因有两对,用A、a和B、b表示,且A与B连锁,a与b连锁,此外,四分体时期发生了互换,F1基因型为AaBb,产生的配子的基因型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=45∶5∶5∶45,它们之间遵循分离定律,但不遵循自由组合定律,A、B错误;F1自交,同时表现出显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离,C错误;若F1中的雄蝶和雌蝶相互交配,F2中白色个体(aabb)占(9/20)×(9/20)=81/400,D错误。
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141
R
例2 请分析下列遗传方面问题:
(1)S2作物(雌雄同株异花)花序的正常和异常是由一对等位基因控制的相对性状。某显性植株X自交,结果为约eq \f(1,2)的正常花序和eq \f(1,2)的异常花序;取F1正常花序植株的花粉进行离体培养,获得的幼苗用秋水仙素处理后都是异常花序植株。由此推测____________是显性性状,植株X自交的子代性状分离比为1∶1的原因是_______________________________________________________________________。
eq \f(4,27)
解析:(1)玉米花序的正常和异常是由一对等位基因控制的相对性状。某显性植株X自交,结果为约eq \f(1,2)的正常花序和eq \f(1,2)的异常花序;取F1正常花序植株的花粉进行离体培养,获得的幼苗用秋水仙素处理后都是异常花序植株。由此推测花序正常是显性性状,植株X自交的子代性状分离比为1∶1的原因是含有正常花序基因的花粉不育,含有异常花序基因的花粉可育。
(2)①图1表示基因S在编码蛋白质时,控制最前端几个氨基酸的DNA序列,观察发现,b链第3、4、5个碱基为TAC,说明S基因转录时,以b链为模板,转录出起始密码AUG。所以基因S发生转录时,作为模板链的是图1中的b链。若基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失,则该处对应的密码子将由GUC改变为GUU。
(3)②若将F2的全部高秆抗病植株H_R_,去除雄蕊,用F2矮秆抗病植株hhR_的花粉随机授粉,其中雌配子种类及比例为HR∶Hr∶hR∶hr=4∶2∶2∶1,雄配子种类及比例为hR∶hr=2∶1,则杂交所得子代中的纯合矮秆抗病植株hhRR占eq \f(2,9)×eq \f(2,3)=eq \f(4,27)。
解析:假设直翅对弯翅由A、a控制,体色灰体对黄体由B、b控制,眼色红眼对紫眼由D、d控制。当直翅黄体♀×弯翅灰体♂时,依据题干信息,其基因型为:AAXbXb×aaXBY→F1:AaXBXb、AaXbY,F1eq \o(――→,\s\up17(自由交配))F2性状分离比为(3∶1)(1∶1)=3∶3∶1∶1,A符合题意;直翅灰体♀×弯翅黄体♂,基因型为:AAXBXB×aaXbY→F1:AaXBXb、AaXBY,F1eq \o(――→,\s\up17(自由交配))F2性状分离比为(3∶1)(3∶1)=9∶3∶3∶1,B不符合题意;弯翅红眼♀×直翅紫眼♂,基因型为:aaDD×AAdd→F1:AaDd,F1eq \o(――→,\s\up17(自由交配))F2性状分离比为(3∶1)(3∶1)=9∶3∶3∶1,C不符合题意;灰体紫眼♀×黄体红眼♂,基因型为:ddXBXB×DDXbY→F1:DdXBXb、DdXBY,F1eq \o(――→,\s\up17(自由交配))F2性状分离比为(3∶1)(3∶1)=9∶3∶3∶1,D不符合题意。
7.(2024·安徽,12)某种昆虫的颜色由常染色体上的一对等位基因控制,雌虫有黄色和白色两种表型,雄虫只有黄色,控制白色的基因在雄虫中不表达,各类型个体的生存和繁殖力相同。随机选取一只白色雌虫与一只黄色雄虫交配,F1雌性全为白色,雄性全为黄色。继续让F1自由交配,理论上F2雌性中白色个体的比例不可能是( )
A.eq \f(1,2)
B.eq \f(3,4)
C.eq \f(15,16)
D.1
8.(2024·新课标卷,5)某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1,F1自交得F2。对个体的DNA进行PCR检测,产物的电泳结果如图所示,其中①~⑧为部分F2个体,上部2条带是一对等位基因的扩增产物,下部2条带是另一对等位基因的扩增产物,这2对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是( )
A.①②个体均为杂合体,F2中③所占的比例大于⑤
B.还有一种F2个体的PCR产物电泳结果有3条带
C.③和⑦杂交子代的PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同
D.①自交子代的PCR产物电泳结果与④电泳结果相同的占eq \f(1,2)
解析:亲本绿茎与绿茎杂交,F1表型为红茎,F1自交产生的F2中红茎∶绿茎=(271+90)∶(211+72)≈9∶7,是9∶3∶3∶1的变形,符合基因的自由组合定律,由此推断主茎颜色受两对等位基因控制,F1尖果自交,F2中尖果∶钝果=3∶1,说明果形受一对等位基因控制,由表中数据可看出荞麦的主茎颜色和瘦果形状两对相对性状的遗传受三对等位基因控制,独立遗传,遵循基因的自由组合定律,A、B错误;假设A、B控制主茎颜色,C控制瘦果形状,由F2表型及比例可推出F1基因型为AaBbCc,F2纯合子比例为eq \f(1,2)×eq \f(1,2)×eq \f(1,2)=eq \f(1,8),C错误;F1 AaBbCc×aabbcc后代为红茎∶绿茎=1∶3,尖果∶钝果=1∶1,(1∶1)(3∶1)=1∶1∶3∶3,D正确。
解析: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(A_R_),缺少A或R时籽粒为白色(A_rr、aaR_、aarr),紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫∶白=3∶5,其中紫色占eq \f(3,8)=eq \f(3,4)×eq \f(1,2),故亲本一对基因杂合子自交,一对基因杂合子测交,故推测紫粒亲本的基因型是AaRr,白粒亲本的基因型是Aarr或aaRr,故出现性状分离的原因为亲本是杂合子。
解析:(1)根据题意和图表分析可知:子代中,雌、雄株中,红花∶白花都是3∶1,说明红花与白花这对相对性状的遗传与性别无关,且亲本的基因型均为Aa;子代雌株均为宽叶,雄株均为窄叶,说明宽叶与窄叶这对相对性状的遗传与性别有关,即控制这一相对性状的基因在X染色体上,且亲本的基因型为XBY×XBXb(XB卵细胞无受精能力),所以亲本雌株的基因型为AaXBXb,亲本雄株的基因型为AaXBY。
(2)F1中全部的红花窄叶雄株的基因型及比例为eq \f(1,3)AAXbY、eq \f(2,3)AaXbY,所以F1中全部的红花窄叶植株的花药离体培养得到单倍体植株,基因型共有4种,即AXb、AY、aXb、aY,且比例为2∶2∶1∶1。
(3)F1白花窄叶雄株的基因型为aaXbY,F1红花宽叶雌株的基因型及比例为eq \f(1,3)AAXBXb、eq \f(2,3)AaXBXb,由于XB卵细胞无受精能力,所以它们随机授粉得到F2,F2的基因型为eq \f(1,6)aaXbY、eq \f(1,6)aaXbXb、eq \f(1,3)AaXbXb、eq \f(1,3)AaXbY,可见,雌、雄株均为窄叶。因此,F2随机传粉得到F3,只需考虑花色的基因,故A的频率为eq \f(1,3),a的频率为eq \f(2,3),F2随机传粉得到F3,F3中AA的频率为eq \f(1,3)×eq \f(1,3)=eq \f(1,9),Aa的频率为2×eq \f(1,3)×eq \f(2,3)=eq \f(4,9),aa的频率为eq \f(2,3)×eq \f(2,3)=eq \f(4,9),所以F3中雄株的表型及其相应的比例是红花窄叶∶白花窄叶=5∶4。
$$