内容正文:
[重点突破] 第4练
基因互作与遗传定律
专题四
真题演练
模拟预测
内容索引
1.(2024·山东,22节选)某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因,且每种性状只由1对等位基因控制,其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d;叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状,且只要有1对隐性纯合基因,叶边缘就表现为锯齿形。
真题演练
PART ONE
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为研究上述性状的遗传特性,进行了如表所示的杂交实验。
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组别 亲本杂交组合 F1的表型及比例
甲 紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒 紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒=1∶1∶1∶1
乙 锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒 全部为光滑叶黄粒
据表分析,甲组F1随机交配,若子代中高茎植株占比为________,则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
9/16
设茎高由等位基因E、e控制,由乙组结果可知,黄粒为显性性状。假设①,若高茎为显性性状,组合甲为:Ddee×ddEe→F1:Ee∶ee=1∶1→随机交配→F2:E_∶ee=7∶9,即高茎∶矮茎=7∶9,高茎占7/16;
假设②,若高茎为隐性性状,组合甲为:DdEe×ddee→F1:Ee∶ee=1∶1→随机交配→F2:E_∶ee=7∶9,即高茎∶矮茎=9∶7,高茎占9/16。若要确定甲组中涉及的2对等位基因是独立遗传,即验证2对等位基因自由组合,即验证DdEe→DE∶de∶De∶dE=1∶1∶1∶1,就必须选用DdEe作为亲本之一,因为Ddee×ddEe无论是不是连锁,产生的配子都没有区别,起不到验证作用。所以只能是假设②的杂交组合,即高茎占9/16。
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2.(2021·湖南,17)油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关试验,如图所示。
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回答下列问题:
(1)根据F2表型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是_________
________________________________,杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有____种结合方式,且每种结合方式概率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是___________
____________________________________________________________________________________。
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7
由两对位
于非同源染色体上的隐性基因控制
16
F1减数分裂
产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合
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根据分析可推测,半矮秆突变体S是双隐性纯合子,只要含有显性基因即表现为高秆,杂交组合①的F1为双杂合子,减数分裂产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,所以产生4种比例相等的配子,自交时雌雄配子有16种结合方式,且每种结合方式
概率相等,导致F2出现高秆
∶半矮秆≈15∶1。
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3-Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为________。产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为_____________
(用A、a;B、b;C、c……表示基因)。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,能否验证自由组合定律?______。
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7∶4∶4
Aabb、aaBb
不能
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7
杂交组合①的F2所有高秆植株
基因型包括1AABB、2AABb、
2AaBB、4AaBb、1AAbb、
2Aabb、1aaBB、2aaBb,所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表型及比例,含有一对纯合显性基因的高秆植株(1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB)占高秆植株的比例为7/15,其后代全为高秆,记为F3-Ⅰ;AaBb占高秆植株的比例为4/15,自交后代高秆与半矮秆比例≈15∶1,和杂交组合①、②的F2基本一致,记为F3-Ⅱ;
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2Aabb、2aaBb占高秆植株的比
例为4/15,自交后代高秆与半
矮秆比例和杂交组合③的F2基
本一致,记为 F3-Ⅲ,产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,不论两对基因位于一对同源染色体上,还是两对同源染色体上,亲本均产生两种数量相等的雌雄配子,子代均出现高秆∶半矮秆=3∶1,因此不能验证基因的自由组合定律。
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3.(2023·辽宁,24节选)萝卜是雌雄同花植物,其贮藏根(萝卜)红色、紫色和白色由一对等位基因W、w控制,长形、椭圆形和圆形由另一对等位基因R、r控制。一株表型为紫色椭圆形萝卜的植株自交,F1的表型及其比例如表所示。回答下列问题:
F1
表型 红色
长形 红色
椭圆形 红色
圆形 紫色
长形 紫色
椭圆形 紫色
圆形 白色
长形 白色
椭圆形 白色
圆形
比例 1 2 1 2 4 2 1 2 1
注:假设不同基因型植株个体及配子的存活率相同。
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(1)控制萝卜颜色和形状的两对基因的遗传______(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔第二定律。
F1
表型 红色
长形 红色
椭圆形 红色
圆形 紫色
长形 紫色
椭圆形 紫色
圆形 白色
长形 白色
椭圆形 白色
圆形
比例 1 2 1 2 4 2 1 2 1
遵循
F1中红色∶紫色∶白色=1∶2∶1,椭圆形∶圆形∶长形=2∶1∶1,说明两对性状均属于不完全显性且独立遗传,即遵循孟德尔第二定律。
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(2)表中F1植株纯合子所占比例是______;若表中F1随机传粉,F2植株中表型为紫色椭圆形萝卜的植株所占比例是______。
F1
表型 红色
长形 红色
椭圆形 红色
圆形 紫色
长形 紫色
椭圆形 紫色
圆形 白色
长形 白色
椭圆形 白色
圆形
比例 1 2 1 2 4 2 1 2 1
1/4
1/4
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7
紫色椭圆形萝卜(WwRr)的植株自交,得到F1,表中F1植株纯合子为WWRR、WWrr、wwRR、wwrr,所占比例是1/4。若表中F1随机传粉,就颜色而言,F1中有1/4WW、1/2Ww、1/4ww,产生配子为1/2W、1/2w,雌雄配子随机结合,子代中紫色(Ww)占1/2;就形状而言,F1中有1/4RR、1/2Rr、1/4rr,产生配子为1/2R、1/2r,雌雄配子随机结合,子代中椭圆形(Rr)占1/2,因此,F2植株中表型为紫色椭圆形萝卜的植株所占比例是1/2×1/2=1/4。
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4.(2024·甘肃,20)自然群体中太阳鹦鹉的眼色为棕色,现于饲养群体中获得了甲和乙两个红眼纯系。为了确定眼色变异的遗传方式,某课题组选取甲和乙品系的太阳鹦鹉做正反交实验,F1雌雄个体间相互交配,F2的表型及比值如表。回答下列问题(要求基因符号依次使用A/a,B/b):
表型 正交 反交
棕眼雄 6/16 3/16
红眼雄 2/16 5/16
棕眼雌 3/16 3/16
红眼雌 5/16 5/16
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(1)太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制,判断的依据为______________
____________________________;其中一对基因位于Z染色体上,判断依据为________________。
表型 正交 反交
棕眼雄 6/16 3/16
红眼雄 2/16 5/16
棕眼雌 3/16 3/16
红眼雌 5/16 5/16
6∶2∶3∶5(3∶
5∶3∶5)是9∶3∶3∶1的变式
正反交结果不同
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(2)正交的父本基因型为________,F1基因型及表型为_________________
______________。
表型 正交 反交
棕眼雄 6/16 3/16
红眼雄 2/16 5/16
棕眼雌 3/16 3/16
红眼雌 5/16 5/16
aaZBZB
AaZBZb(棕眼)、
AaZBW(棕眼)
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依据正交结果,F2中棕眼∶红眼=9∶7,说明棕眼为双显性性状,红眼为单显性或双隐性性状,鹦鹉为ZW性别决定类型,在雄性个体中,棕眼为6/8=3/4×1,在雌性个体中,棕眼为3/8=3/4×1/2,故可推知,F1的基因型为AaZBZb、AaZBW,表型均为棕色,亲本为纯系,其基因型为aaZBZB(父本)、AAZbW(母本)。
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(3)反交的母本基因型为________,F1基因型及表型为_________________
______________。
表型 正交 反交
棕眼雄 6/16 3/16
红眼雄 2/16 5/16
棕眼雌 3/16 3/16
红眼雌 5/16 5/16
aaZBW
AaZBZb(棕眼)、
AaZbW(红眼)
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依据反交结果并结合第(2)问可知,亲本的基因型为AAZbZb、aaZBW,则F1的基因型为AaZBZb、AaZbW,对应的表型依次为棕眼、红眼。
表型 正交 反交
棕眼雄 6/16 3/16
红眼雄 2/16 5/16
棕眼雌 3/16 3/16
红眼雌 5/16 5/16
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(4)图示为太阳鹦鹉眼色素合成的可能途径,写出控制酶合成的基因和色素的颜色________________________________________________。
基因①为A(或B);基因②为B(或A);③红色;④棕色
结合第(2)问可知,棕眼为双显性性状,红眼为单显性或双隐性性状,故可知基因①为A(或B),控制酶1的合成,促进红色前体物合成红色中间物,基因②为B(或A),控制酶2的合成,促进红色中间物合成棕色产物。
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5.(2023·全国甲,32节选)乙烯是植物果实成熟所需的激素,阻断乙烯的合成可使果实不能正常成熟,这一特点可以用于解决果实不耐储存的问题,以达到增加经济效益的目的。现有某种植物的3个纯合子(甲、乙、丙),其中甲和乙表现为果实不能正常成熟(不成熟),丙表现为果实能正常成熟(成熟),用这3个纯合子进行杂交实验,F1自交得F2,结果如表。回答下列问题:
实验 杂交组合 F1表型 F2表型及分离比
① 甲×丙 不成熟 不成熟∶成熟=3∶1
② 乙×丙 成熟 成熟∶不成熟=3∶1
③ 甲×乙 不成熟 不成熟∶成熟=13∶3
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(1)从实验①和②的结果可知,甲和乙的基因型不同,判断的依据是_________________________________________________。
实验 杂交组合 F1表型 F2表型及分离比
① 甲×丙 不成熟 不成熟∶成熟=3∶1
② 乙×丙 成熟 成熟∶不成熟=3∶1
③ 甲×乙 不成熟 不成熟∶成熟=13∶3
实验①和实验②的F1性状不同,F2的性状分离比不相同
甲与丙杂交,F1的表型为不成熟,F2的表型及比例为不成熟∶成熟=3∶1,所以甲的不成熟相对于成熟为显性;乙与丙杂交,F1的表型为成熟,F2的表型及比例为成熟∶不成熟=3∶1,所以乙的不成熟相对于成熟为隐性。即实验①和实验②的F1性状不同,F2的性状分离比不相同,故甲和乙的基因型不同。
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实验 杂交组合 F1表型 F2表型及分离比
① 甲×丙 不成熟 不成熟∶成熟=3∶1
② 乙×丙 成熟 成熟∶不成熟=3∶1
③ 甲×乙 不成熟 不成熟∶成熟=13∶3
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(2)已知丙的基因型为aaBB,且B基因控制合成的酶能够催化乙烯的合成,则甲、乙的基因型分别是______________;实验③中,F2成熟个体的基因型是______________,F2不成熟个体中纯合子所占的比例为______。
实验 杂交组合 F1表型 F2表型及分离比
① 甲×丙 不成熟 不成熟∶成熟=3∶1
② 乙×丙 成熟 成熟∶不成熟=3∶1
③ 甲×乙 不成熟 不成熟∶成熟=13∶3
AABB、aabb
aaBB和aaBb
3/13
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由于甲的不成熟为显性,且丙的基因型为aaBB,所以甲的基因型为AABB;乙的不成熟为隐性,所以乙的基因型为aabb;则实验③的F1的基因型为AaBb,F2中成熟个体的基因型为aaBB和aaBb,不成熟个体占13/16;而纯合子的基因型为AABB、AAbb、aabb,占3/16,所以不成熟个体中的纯合子占3/13。
实验 杂交组合 F1表型 F2表型及分离比
① 甲×丙 不成熟 不成熟∶成熟=3∶1
② 乙×丙 成熟 成熟∶不成熟=3∶1
③ 甲×乙 不成熟 不成熟∶成熟=13∶3
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6.(2022·湖北,22节选)“端稳中国碗,装满中国粮”,为了育好中国种,科研人员在杂交育种与基因工程育种等领域开展了大量的研究。二倍体作物M的品系甲有抗虫、高产等多种优良性状,但甜度不高。为了改良品系甲,增加其甜度,育种工作者做了如下实验:
实验一:遗传特性及杂交育种的研究
在种质资源库中选取乙、丙两个高甜度的品系,用三个纯合品系进行杂交实验,结果如表。
杂交组合 F1表型 F2表型
甲×乙 不甜 1/4甜、3/4不甜
甲×丙 甜 3/4甜、1/4不甜
乙×丙 甜 13/16甜、3/16不甜
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杂交组合 F1表型 F2表型
甲×乙 不甜 1/4甜、3/4不甜
甲×丙 甜 3/4甜、1/4不甜
乙×丙 甜 13/16甜、3/16不甜
实验二:甜度相关基因的筛选
通过对甲、乙、丙三个品系转录的mRNA分析,发现基因S与作物M的甜度相关。
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根据研究组的实验研究,回答下列问题:
(1)假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,则乙、丙杂交的F2中表现为甜的植株基因型有______种。品系乙基因型为__________。若用乙×丙中F2不甜的植株进行自交,F3中甜∶不甜比例为__________。
杂交组合 F1表型 F2表型
甲×乙 不甜 1/4甜、3/4不甜
甲×丙 甜 3/4甜、1/4不甜
乙×丙 甜 13/16甜、3/16不甜
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aabb
1∶5
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品系甲为纯合不甜品系,基因型为AAbb,根据实验一结果可推得品系乙基因型为aabb,品系丙基因型为AABB,乙、丙杂交的F2基因型有3×3=9(种),假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,F2中表现为甜的植株基因型有7种。若用乙×丙中F2不甜的植株进行自交,F3中不甜比例=1/3+2/3×3/4=5/6,F3中甜∶不甜比例为1∶5。
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(2)图中,能解释(1)中杂交实验结果的代谢途径有_______。
①③
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不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,只有A导致不甜,当A与B同时存在时,表现为甜,故选①③。
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7.(2021·海南,23节选)科研人员用一种甜瓜(2n)的纯合亲本进行杂交得到F1,F1经自交得到F2,结果如表。
性状 控制基因及其
所在染色体 母本 父本 F1 F2
果皮
底色 A/a,
4号染色体 黄绿色 黄色 黄绿色 黄绿色∶
黄色≈3∶1
果肉
颜色 B/b,
9号染色体 白色 橘红色 橘红色 橘红色∶
白色≈3∶1
果皮
覆纹 E/e,4号染色体
F/f,2号染色体 无覆纹 无覆纹 有覆纹 有覆纹∶
无覆纹≈9∶7
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7
已知A、E基因同在一条染色体上,a、e基因同在另一条染色体上,当E和F同时存在时果皮才表现出有覆纹性状。不考虑互换、染色体变异、基因突变等情况,回答下列问题:
(1)F1的基因型为____________,F1产生的配子类型有_____种。
AaBbEeFf
8
由于F2中黄绿色∶黄色≈3∶1,可推知F1应为Aa,橘红色∶白色≈3∶1,F1应为Bb,有覆纹∶无覆纹≈9∶7,则F1应为EeFf,故F1基因型应为AaBbEeFf;由于A和E连锁,a和e连锁,而F、f和B、b独立遗传,故F1产生的配子类型有2(AE、ae)×2(F、f)×2(B、b)=8(种)。
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(2)F2的表型有_____种,F2中黄绿色有覆纹果皮、黄绿色无覆纹果皮、黄色无覆纹果皮的植株数量比是_________,F2中黄色无覆纹果皮橘红色果肉的植株中杂合子所占比例是_____。
6
9∶3∶4
5/6
结合表格可知,F2中关于果肉颜色的表型有2种,由于A、E基因同在一条染色体上,a、e基因同在另一条染色体上,单独观察果皮底色及果皮覆纹的表型,有无覆纹黄绿色、无覆纹黄色、有覆纹黄绿色三种表型,故F2的表型有2×3=6(种);由于A和E连锁,a和e连锁。F2中基因型为A_E_的占3/4,aaee的占1/4,F2中黄绿色有覆纹果皮(A_E_F_)、黄绿色无覆纹果皮(A_E_ff)、黄色无覆纹果皮(aaeeF_、aaeeff)的植株数量比是(3/4×3/4)∶(3/4×1/4)∶(1/4×3/4+1/4×1/4)=9∶3∶4;F2中黄色无覆纹果皮中的纯合子占1/2,橘红色果肉植株中纯合子为1/3,纯合子所占比例为1/6,故杂合子所占比例是1-1/6=5/6。
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模拟预测
PART TWO
1.(2024·湖南联盟高三联考)柞蚕(ZW型性别决定)有较高的经济价值,养殖中出现了青绿色、黄色、红色、白色和蓝色等多种体色,已知柞蚕幼虫体色由两对等位基因G/g、Y/y控制。基本色泽基因G表现为黄绿色,只有g存在时,表现为白色,Y与G共存时,表现为黄色。现以黄绿色雌蚕和白色雄蚕为材料进行杂交,F1为黄色雄蚕∶白色雌蚕=1∶1,F1相互杂交,F2中雌蚕∶雄蚕=1∶1,黄色∶白色∶黄绿色=3∶4∶1。回答下列问题:
(1)柞蚕的幼虫体色有青绿色、黄色、红色、白色和蓝色等多种体色,这是柞蚕发生_______________后经长期___________的结果。
突变、基因重组
(人工)选择
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5
(2)G和g基因的根本区别在于___________________________________。G/g和Y/y基因位于非同源染色体上,判断依据是_____________________
__________________________________________________________________________。
脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同
F2中雌蚕∶雄蚕=1∶1,
黄色∶白色∶黄绿色=3∶4∶1,是9∶3∶3∶1的变式,遵循基因的自由组合定律
G和g是等位基因,两者根本区别在于脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同。根据题意,F2中黄色∶白色∶黄绿色=3∶4∶1,且雌蚕∶雄蚕=1∶1,即黄色雌蚕∶白色雌蚕∶黄绿色雌蚕∶黄色雄蚕∶白色雄蚕∶黄绿色雄蚕=3∶4∶1∶3∶4∶1,符合9∶3∶3∶1的变式,故G/g、Y/y基因位于非同源染色体上。
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(3)实验中亲本的基因型为_________________,F1雌蚕产生的配子为_____________________。让F2中的黄色柞蚕进行杂交,子代中出现黄色雄蚕的比例为______。
yyZGW、YYZgZg
YZg、YW、yZg、yW
4/9
根据亲本到F1的杂交结果可判断控制体色的基因与性别有关,而G/g、Y/y位于非同源染色体上,因此,其中一对基因位于性染色体上,一对基因位于常染色体上,进一步判断可知Y/y位于常染色体上,G/g位于Z染色体上,且W上没有其等位基因,Y_ZG_为黄色,_ _ZgZg、_ _ZgW为白色,yyZG_为黄绿色,实验中亲本的基因型为yyZGW、YYZgZg,F1的基因型为YyZGZg、YyZgW,雌蚕产生的配子为YZg、YW、yZg、yW。F1相互杂交,F2的基因型为(YY、2Yy、yy)(ZGZg、ZgZg、ZGW、ZgW),让F2中的黄色柞蚕进行杂交,即(YY、2Yy)ZGZg与(YY、2Yy)ZGW杂交,子代基因型为(4/9YY、4/9Yy、1/9yy)(ZGZG、ZGZg、ZGW、ZgW),则子代中出现黄色雄蚕的比例为8/9×1/2=4/9。
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(4)随机选取F2中的一只白色雄蚕,欲判断其基因型,请设计实验并预期实验结果和结论。
实验思路:_____________________________________________________。
实验结果和结论:_______________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
让该白色雄蚕与多只黄绿色雌蚕杂交,统计子代的表型及比例
若子代出现黄色∶白色=1∶1,则该白色雄蚕基因型为YYZgZg;若子代出现黄色∶黄绿色∶白色=1∶1∶2,则该白色雄蚕基因型为YyZgZg;若子代出现黄绿色∶白色=1∶1,则该白色雄蚕基因型为yyZgZg
F2中白色雄蚕的基因型可能为YYZgZg或YyZgZg或yyZgZg,欲判断其基因型,可让该白色雄蚕与多只黄绿色雌蚕(yyZGW)杂交。若子代出现黄色∶白色=1∶1,则该白色雄蚕基因型为YYZgZg;若子代出现黄色∶黄绿色∶白色=1∶1∶2,则该白色雄蚕基因型为YyZgZg;若子代出现黄绿色∶白色=1∶1,则该白色雄蚕基因型为yyZgZg。
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2.(2024·长沙高三模拟)茄子中小分子花青素可使花和果皮呈紫色。为研究与花青素合成有关的基因,科研人员选用纯合子亲本P1和P2进行杂交实验,实验过程如图1。科研人员开发分子标记对P1、P2、F1和F2的3对等位基因的3个特定位点分别进行检测,结果如表。已知紫果为野生型,白果为突变型,P1只有第2对基因发生突变。请回答下列问题:
1
2
3
4
5
基因 第1对 第2对 第3对 测定植株
测序结果 T/T A/A G/G P1
C/C T/T C/C P2
T/C A/T G/C F1
C/C A/T G/C F2紫花白果
C/C T/T G/G F2紫花白果
C/C A/T G/G F2紫花白果
C/C T/T G/C F2紫花白果
注:T/T表示同源染色体相同位点,一条DNA上为T-A碱基对,另一条DNA上为T-A碱基对。已知F2紫花白果的所有测序结果如表所示。
1
2
3
4
5
(1)根据杂交实验结果可知,茄子的花色受____对等位基因的控制,F2中紫花紫果的基因型有_____种。
两
8
据图1可知,F1紫花自交,F2中紫花∶
白花=36∶28=9∶7,是9∶3∶3∶1
的变式,说明茄子的花色受两对等位
基因控制;紫花受两对等位基因控制,
紫果在紫花的基础上还受另一对等位
基因的控制,若控制花色的基因为A/a、B/b,控制果色的基因为C/c,结合表格可知,F2中紫花紫果的基因型为A_B_C_,共2×2×2=8(种)。
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
(2)据图1和表格分析,F2紫花白果中能稳定遗传的个体占_____,对F2中紫花紫果纯合子三个位点进行检测,测序结果依次是_______________。
1/9
T/T、T/T、G/G
1
2
3
4
5
据图1和表格分析,F2紫花白果(A_B_)
(C基因可忽略)中能稳定遗传的个体
AABB占1/9;已知紫果为野生型,白
果为突变型,P1的碱基序列是T/T、
A/A、G/G,只有第2对基因发生突变,
P2碱基序列是C/C、T/T、C/C,是第1对和第3对突变,结合两种突变序列能够推知野生型的碱基序列应为T/T、T/T、G/G(P1的第一和第三以及P2的第二),对应F2中紫花紫果纯合子三个位点。
1
2
3
4
5
(3)分析表格和图2,第1对基因在_____(填序号)过程中发挥作用。
④
分析表格和图2可知,第一对基因是决定果色的基因,应在④过程中发挥作用。
1
2
3
4
5
3.(2024·宜春高三二模)南瓜的果实形状有扁盘形、圆球形、长圆形三种。为了探究南瓜果实形状的遗传机制,科研人员用甲、乙、丙三个纯合品种做了以下实验(表中的F2由F1自交得到)。回答下列问题(说明:若控制果实形状的等位基因为一对用A/a表示,为两对则用A/a、B/b表示,为三对则用A/a、B/b、C/c表示,以此类推):
实验组 亲本 F1表型 F2表型及比例
一 甲×乙 扁盘形 圆球形∶扁盘形=1∶3
二 乙×丙 扁盘形 扁盘形∶圆球形∶长圆形=9∶6∶1
三 甲×丙 圆球形 圆球形∶长圆形=3∶1
1
2
3
4
5
(1)南瓜果实长圆形、圆球形和扁盘形属于相对性状。相对性状是指__________________________________。
实验组 亲本 F1表型 F2表型及比例
一 甲×乙 扁盘形 圆球形∶扁盘形=1∶3
二 乙×丙 扁盘形 扁盘形∶圆球形∶长圆形=9∶6∶1
三 甲×丙 圆球形 圆球形∶长圆形=3∶1
一种生物的同一性状的不同表现类型
1
2
3
4
5
(2)某同学根据实验组一得出结论:南瓜果实形状的遗传只受一对等位基因控制。该同学的判断________(填“正确”或“不正确”),理由是___________________________。
实验组 亲本 F1表型 F2表型及比例
一 甲×乙 扁盘形 圆球形∶扁盘形=1∶3
二 乙×丙 扁盘形 扁盘形∶圆球形∶长圆形=9∶6∶1
三 甲×丙 圆球形 圆球形∶长圆形=3∶1
不正确
实验组二的F2出现了9∶6∶1
1
2
3
4
5
根据实验组一和实验组二中F2的性状分离比9∶6∶1可以看出,南瓜果实形状的遗传受2对等位基因控制,且遵循基因的自由组合定律,长圆形为aabb,扁盘形为A_B_,圆球形为A_bb或aaB_,因此乙为AABB,甲为AAbb或aaBB,丙为aabb,实验组一的F1为AABb或AaBB,因此根据实验组一的结果,不能得出南瓜果实形状的遗传只受一对等位基因控制。
实验组 亲本 F1表型 F2表型及比例
一 甲×乙 扁盘形 圆球形∶扁盘形=1∶3
二 乙×丙 扁盘形 扁盘形∶圆球形∶长圆形=9∶6∶1
三 甲×丙 圆球形 圆球形∶长圆形=3∶1
1
2
3
4
5
(3)要得到实验组二F2中的性状分离比,需要满足的条件有_____________
_______________________________________________________________(写3个)。
实验组 亲本 F1表型 F2表型及比例
一 甲×乙 扁盘形 圆球形∶扁盘形=1∶3
二 乙×丙 扁盘形 扁盘形∶圆球形∶长圆形=9∶6∶1
三 甲×丙 圆球形 圆球形∶长圆形=3∶1
两对等位基因
位于两对同源染色体上;配子间随机结合;各种基因型的后代存活率相等
1
2
3
4
5
(4)品种乙的基因型是________,品种甲的表型是________。
实验组 亲本 F1表型 F2表型及比例
一 甲×乙 扁盘形 圆球形∶扁盘形=1∶3
二 乙×丙 扁盘形 扁盘形∶圆球形∶长圆形=9∶6∶1
三 甲×丙 圆球形 圆球形∶长圆形=3∶1
AABB
圆球形
由(2)可知,乙的基因型为AABB,甲的基因型为AAbb或aaBB,甲的表型为圆球形。
1
2
3
4
5
(5)让实验组三F2中的圆球形南瓜自交,子代中杂合子占____。让实验组二F2中的扁盘形南瓜自交,F3的表型及比例是_______________________
____________。
实验组 亲本 F1表型 F2表型及比例
一 甲×乙 扁盘形 圆球形∶扁盘形=1∶3
二 乙×丙 扁盘形 扁盘形∶圆球形∶长圆形=9∶6∶1
三 甲×丙 圆球形 圆球形∶长圆形=3∶1
1/3
扁盘形∶圆球形∶长圆形
=25∶10∶1
1
2
3
4
5
实验组三F2中的圆球形南瓜基因型为A_bb或aaB_,以A_bb为例,其中为1/3AAbb、2/3Aabb,F2自交,子代杂合子为2/3×1/2=1/3;实验组二的F2中扁盘形南瓜的基因型有1/9AABB、2/9AaBB、2/9AABb、4/9AaBb,其中,1/9AABB的扁盘形南瓜植株自交,子代全表现为扁盘形;2/9AaBB和2/9AABb的扁盘形南瓜植株各自自交,子代表型为扁盘形∶圆球形=3∶1,4/9AaBb自交,后代表型为扁盘形∶圆球形∶长圆形=9∶6∶1,故后代表型为扁盘形(1/9+2×2/9×3/4+4/9×9/16)∶圆球形(2×2/9×1/4+4/9×6/16)∶长圆形(4/9×1/16)=25∶10∶1。
1
2
3
4
5
4.(2024·丹东高三二模)某XY型性别决定的雌雄异株植物中,所有开白花的植株均为雄株。为探究该植物花色的遗传方式,研究小组选择4株植物(雌雄各2株)进行两组杂交实验,结果如表所示。查阅资料得知:由常染色体上基因控制的性状,表型受性别影响的现象称为从性遗传;由性染色体上基因控制的性状,表型和性别相关联的现象称为伴性遗传。请回答下列相关问题:
杂交组合 F1的表型及比例 F2的表型及比例
一 白花雄株×红花雌株 均为红花 雌株全开红花;
雄株中,红花∶白花=15∶1
二 红花雄株×红花雌株
1
2
3
4
5
(1)请根据实验结果进行合理的推理:
①该植物花色遗传属于__________(填“从性遗传”或“伴性遗传”)。
②白花性状至少由____对等位基因控制,______(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔的遗传定律。
杂交组合 F1的表型及比例 F2的表型及比例
一 白花雄株×红花雌株 均为红花 雌株全开红花;
雄株中,红花∶白花=15∶1
二 红花雄株×红花雌株
从性遗传
2
遵循
1
2
3
4
5
由表格信息可知,两个杂交组合的子二代的雄株中的红花和白花比例都为15∶1,为9∶3∶3∶1的变式,说明该花的颜色至少由2对等位基因控制,如果相关基因用A(a)、B(b)表示,只要有一个显性基因就开红花,A、B都不存在(没有显性基因),开白花;题干信息“所有开白花的植株均为雄株”,因此基因不位于性染色体上,而是位于常染色体上,双隐性个体雌株仍然开红花,雄株开白花。综上分析,该植物花色遗传属于从性遗传,白花性状至少由2对等位基因控制,遵循孟德尔的遗传定律。
1
2
3
4
5
(2)依据上述假说,杂交组合二亲本红花雄株的基因型为______________
________(注:该性状若由一对基因控制,用A、a表示,若由两对基因控制,用A、a和B、b表示,以此类推)。F2雄株红花个体中纯合子所占的比例为_____。
杂交组合 F1的表型及比例 F2的表型及比例
一 白花雄株×红花雌株 均为红花 雌株全开红花;
雄株中,红花∶白花=15∶1
二 红花雄株×红花雌株
AABB或AAbb
或aaBB
1/5
1
2
3
4
5
雌株无论是何种基因型均为红花,雄株只有aabb表现为白花,其他基因型均为红花。表格中子二代的雄株中的红花和白花比例都为15∶1,说明F1的基因型为AaBb,因此杂交组合二亲本基因型可以是红花雄株(AABB)和红花雌株(aabb)杂交,也可以是红花雄株(AAbb)和红花雌株(aaBB)杂交,还可以是红花雄株(aaBB)和红花雌株(AAbb)杂交,因此杂交组合二亲本红花雄株的基因型为AABB或AAbb或aaBB。F1的基因型为AaBb,F2雄株红花个体基因型为A_B_、A_bb、aaB_,其中纯合子为AABB、AAbb、aaBB,纯合子所占的比例为1/5。
1
2
3
4
5
5.(2024·泰安高三一模)某昆虫(2n=56)的性别决定方式为XY型,其眼色由两对等位基因A/a、B/b控制。现让一只纯合白眼雄昆虫与纯合红眼雌昆虫多次杂交,F1中雌雄昆虫均表现为红眼,F1雌雄昆虫相互交配,F2中红眼∶朱砂眼∶白眼=12∶3∶1。回答下列问题:
(1)A/a、B/b两对基因的遗传遵循________________定律,判断依据是_____________________________________________。
基因的自由组合
F2的性状分离比为12∶3∶1,为9∶3∶3∶1的变式
根据F2中红眼∶朱砂眼∶白眼=12∶3∶1可知,控制该昆虫眼色的两对等位基因遵循自由组合定律。
1
2
3
4
5
(2)进一步研究发现,B/b基因位于X染色体上,且F2中朱砂眼昆虫均为雄性,则F2中红眼雌昆虫的基因型有_____种;让F2中朱砂眼昆虫与F1红眼昆虫杂交,子代的表型及比例为___________________________________
___________________________________________________________________________________________。
6
红眼∶朱砂眼∶白眼=6∶5∶1(或红眼雌昆虫∶朱砂眼雌昆虫∶白眼雌昆虫∶红眼雄昆虫∶朱砂眼雄昆虫∶白眼雄昆虫=6∶5∶1∶6∶5∶1)
根据B/b基因位于X染色体上,且F2中朱砂眼昆虫均为雄性,可推知红眼昆虫的基因型为A_XB_、aaXB_,朱砂眼昆虫的基因型为A_Xb_,白眼昆虫的基因型为aaXbY、aaXbXb,故F1的基因型为AaXBXb、AaXBY,F2红眼雌昆虫的基因型为_ _ XBXB、_ _ XBXb,共有6种。F2中朱砂眼昆虫的基因型为1/3AAXbY、2/3AaXbY,与F1红眼昆虫(AaXBXb)杂交,后代中红眼昆虫的比例为1/2、朱砂眼为5/6×1/2=5/12、白眼为1/6×1/2=1/12,故子代的表型及比例为红眼∶朱砂眼∶白眼=6∶5∶1,每种眼色中雌雄比例均为1∶1。
1
2
3
4
5
$$
[重点突破] 第4练 基因互作与遗传定律 [分值:100分]
1.(2分)(2024·山东,22节选)某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因,且每种性状只由1对等位基因控制,其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d;叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状,且只要有1对隐性纯合基因,叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性,进行了如表所示的杂交实验。
组别
亲本杂交组合
F1的表型及比例
甲
紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒
紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒=1∶1∶1∶1
乙
锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒
全部为光滑叶黄粒
据表分析,甲组F1随机交配,若子代中高茎植株占比为________,则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
答案 9/16
解析 设茎高由等位基因E、e控制,由乙组结果可知,黄粒为显性性状。假设①,若高茎为显性性状,组合甲为:Ddee×ddEe→F1:Ee∶ee=1∶1→随机交配→F2:E_∶ee=7∶9,即高茎∶矮茎=7∶9,高茎占7/16;假设②,若高茎为隐性性状,组合甲为:DdEe×ddee→F1:Ee∶ee=1∶1→随机交配→F2:E_∶ee=7∶9,即高茎∶矮茎=9∶7,高茎占9/16。若要确定甲组中涉及的2对等位基因是独立遗传,即验证2对等位基因自由组合,即验证DdEe→DE∶de∶De∶dE=1∶1∶1∶1,就必须选用DdEe作为亲本之一,因为Ddee×ddEe无论是不是连锁,产生的配子都没有区别,起不到验证作用。所以只能是假设②的杂交组合,即高茎占9/16。
2.(每空2分,共12分)(2021·湖南,17)油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关试验,如图所示。
回答下列问题:
(1)根据F2表型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是________________________________________________________________________,
杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有______种结合方式,且每种结合方式概率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3-Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为________。产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为________(用A、a;B、b;C、c……表示基因)。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,能否验证自由组合定律?______。
答案 (1)由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制 16 F1减数分裂产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合 (2)7∶4∶4 Aabb、aaBb 不能
解析 (1)根据分析可推测,半矮秆突变体S是双隐性纯合子,只要含有显性基因即表现为高秆,杂交组合①的F1为双杂合子,减数分裂产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,所以产生4种比例相等的配子,自交时雌雄配子有16种结合方式,且每种结合方式概率相等,导致F2出现高秆∶半矮秆≈15∶1。(2)杂交组合①的F2所有高秆植株基因型包括1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb,所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表型及比例,含有一对纯合显性基因的高秆植株(1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB)占高秆植株的比例为7/15,其后代全为高秆,记为F3-Ⅰ;AaBb占高秆植株的比例为4/15,自交后代高秆与半矮秆比例≈15∶1,和杂交组合①、②的F2基本一致,记为F3-Ⅱ;2Aabb、2aaBb占高秆植株的比例为4/15,自交后代高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致,记为 F3-Ⅲ,产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,不论两对基因位于一对同源染色体上,还是两对同源染色体上,亲本均产生两种数量相等的雌雄配子,子代均出现高秆∶半矮秆=3∶1,因此不能验证基因的自由组合定律。
3.(每空1分,共3分)(2023·辽宁,24节选)萝卜是雌雄同花植物,其贮藏根(萝卜)红色、紫色和白色由一对等位基因W、w控制,长形、椭圆形和圆形由另一对等位基因R、r控制。一株表型为紫色椭圆形萝卜的植株自交,F1的表型及其比例如表所示。回答下列问题:
F1
表型
红色
长形
红色
椭圆形
红色
圆形
紫色
长形
紫色
椭圆形
紫色
圆形
白色
长形
白色
椭圆形
白色
圆形
比例
1
2
1
2
4
2
1
2
1
注:假设不同基因型植株个体及配子的存活率相同。
(1)控制萝卜颜色和形状的两对基因的遗传____(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔第二定律。
(2)表中F1植株纯合子所占比例是__________;若表中F1随机传粉,F2植株中表型为紫色椭圆形萝卜的植株所占比例是________。
答案 (1)遵循 (2)1/4 1/4
解析 (1)F1中红色∶紫色∶白色=1∶2∶1,椭圆形∶圆形∶长形=2∶1∶1,说明两对性状均属于不完全显性且独立遗传,即遵循孟德尔第二定律。(2)紫色椭圆形萝卜(WwRr)的植株自交,得到F1,表中F1植株纯合子为WWRR、WWrr、wwRR、wwrr,所占比例是1/4。若表中F1随机传粉,就颜色而言,F1中有1/4WW、1/2Ww、1/4ww,产生配子为1/2W、1/2w,雌雄配子随机结合,子代中紫色(Ww)占1/2;就形状而言,F1中有1/4RR、1/2Rr、1/4rr,产生配子为1/2R、1/2r,雌雄配子随机结合,子代中椭圆形(Rr)占1/2,因此,F2植株中表型为紫色椭圆形萝卜的植株所占比例是1/2×1/2=1/4。
4.(9分)(2024·甘肃,20)自然群体中太阳鹦鹉的眼色为棕色,现于饲养群体中获得了甲和乙两个红眼纯系。为了确定眼色变异的遗传方式,某课题组选取甲和乙品系的太阳鹦鹉做正反交实验,F1雌雄个体间相互交配,F2的表型及比值如表。回答下列问题(要求基因符号依次使用A/a,B/b):
表型
正交
反交
棕眼雄
6/16
3/16
红眼雄
2/16
5/16
棕眼雌
3/16
3/16
红眼雌
5/16
5/16
(1)(3分)太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制,判断的依据为________________________________________________________________________;
其中一对基因位于Z染色体上,判断依据为____________________。
(2)(2分)正交的父本基因型为____________,F1基因型及表型为__________________。
(3)(2分)反交的母本基因型为__________,F1基因型及表型为________________________________________________________________________。
(4)(2分)图示为太阳鹦鹉眼色素合成的可能途径,写出控制酶合成的基因和色素的颜色________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)6∶2∶3∶5(3∶5∶3∶5)是9∶3∶3∶1的变式 正反交结果不同 (2)aaZBZB AaZBZb(棕眼)、AaZBW(棕眼) (3)aaZBW AaZBZb(棕眼)、AaZbW(红眼) (4)基因①为A(或B);基因②为B(或A);③红色;④棕色
解析 (2)依据正交结果,F2中棕眼∶红眼=9∶7,说明棕眼为双显性性状,红眼为单显性或双隐性性状,鹦鹉为ZW性别决定类型,在雄性个体中,棕眼为6/8=3/4×1,在雌性个体中,棕眼为3/8=3/4×1/2,故可推知,F1的基因型为AaZBZb、AaZBW,表型均为棕色,亲本为纯系,其基因型为aaZBZB(父本)、AAZbW(母本)。(3)依据反交结果并结合第(2)问可知,亲本的基因型为AAZbZb、aaZBW,则F1的基因型为AaZBZb、AaZbW,对应的表型依次为棕眼、红眼。(4)结合第(2)问可知,棕眼为双显性性状,红眼为单显性或双隐性性状,故可知基因①为A(或B),控制酶1的合成,促进红色前体物合成红色中间物,基因②为B(或A),控制酶2的合成,促进红色中间物合成棕色产物。
5.(5分)(2023·全国甲,32节选)乙烯是植物果实成熟所需的激素,阻断乙烯的合成可使果实不能正常成熟,这一特点可以用于解决果实不耐储存的问题,以达到增加经济效益的目的。现有某种植物的3个纯合子(甲、乙、丙),其中甲和乙表现为果实不能正常成熟(不成熟),丙表现为果实能正常成熟(成熟),用这3个纯合子进行杂交实验,F1自交得F2,结果如表。回答下列问题:
实验
杂交组合
F1表型
F2表型及分离比
①
甲×丙
不成熟
不成熟∶成熟=3∶1
②
乙×丙
成熟
成熟∶不成熟=3∶1
③
甲×乙
不成熟
不成熟∶成熟=13∶3
(1)(2分)从实验①和②的结果可知,甲和乙的基因型不同,判断的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(3分)已知丙的基因型为aaBB,且B基因控制合成的酶能够催化乙烯的合成,则甲、乙的基因型分别是________________;实验③中,F2成熟个体的基因型是________________,F2不成熟个体中纯合子所占的比例为________。
答案 (1)实验①和实验②的F1性状不同,F2的性状分离比不相同 (2)AABB、aabb aaBB和aaBb 3/13
解析 (1)甲与丙杂交,F1的表型为不成熟,F2的表型及比例为不成熟∶成熟=3∶1,所以甲的不成熟相对于成熟为显性;乙与丙杂交,F1的表型为成熟,F2的表型及比例为成熟∶不成熟=3∶1,所以乙的不成熟相对于成熟为隐性。即实验①和实验②的F1性状不同,F2的性状分离比不相同,故甲和乙的基因型不同。(2)由于甲的不成熟为显性,且丙的基因型为aaBB,所以甲的基因型为AABB;乙的不成熟为隐性,所以乙的基因型为aabb;则实验③的F1的基因型为AaBb,F2中成熟个体的基因型为aaBB和aaBb,不成熟个体占13/16;而纯合子的基因型为AABB、AAbb、aabb,占3/16,所以不成熟个体中的纯合子占3/13。
6.(每空2分,共8分)(2022·湖北,22节选)“端稳中国碗,装满中国粮”,为了育好中国种,科研人员在杂交育种与基因工程育种等领域开展了大量的研究。二倍体作物M的品系甲有抗虫、高产等多种优良性状,但甜度不高。为了改良品系甲,增加其甜度,育种工作者做了如下实验:
实验一:遗传特性及杂交育种的研究
在种质资源库中选取乙、丙两个高甜度的品系,用三个纯合品系进行杂交实验,结果如表。
杂交组合
F1表型
F2表型
甲×乙
不甜
1/4甜、3/4不甜
甲×丙
甜
3/4甜、1/4不甜
乙×丙
甜
13/16甜、3/16不甜
实验二:甜度相关基因的筛选
通过对甲、乙、丙三个品系转录的mRNA分析,发现基因S与作物M的甜度相关。
根据研究组的实验研究,回答下列问题:
(1)假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,则乙、丙杂交的F2中表现为甜的植株基因型有______种。品系乙基因型为__________。若用乙×丙中F2不甜的植株进行自交,F3中甜∶不甜比例为__________。
(2)图中,能解释(1)中杂交实验结果的代谢途径有__________。
答案 (1)7 aabb 1∶5 (2)①③
解析 (1)品系甲为纯合不甜品系,基因型为AAbb,根据实验一结果可推得品系乙基因型为aabb,品系丙基因型为AABB,乙、丙杂交的F2基因型有3×3=9(种),假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,F2中表现为甜的植株基因型有7种。若用乙×丙中F2不甜的植株进行自交,F3中不甜比例=1/3+2/3×3/4=5/6,F3中甜∶不甜比例为1∶5。(2)不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,只有A导致不甜,当A与B同时存在时,表现为甜,故选①③。
7.(每空1分,共5分)(2021·海南,23节选)科研人员用一种甜瓜(2n)的纯合亲本进行杂交得到F1,F1经自交得到F2,结果如表。
性状
控制基因及其
所在染色体
母本
父本
F1
F2
果皮
底色
A/a,
4号染色体
黄绿色
黄色
黄绿色
黄绿色∶
黄色≈3∶1
果肉
颜色
B/b,
9号染色体
白色
橘红色
橘红色
橘红色∶
白色≈3∶1
果皮
覆纹
E/e,
4号染色体
F/f,
2号染色体
无覆纹
无覆纹
有覆纹
有覆纹∶
无覆纹≈9∶7
已知A、E基因同在一条染色体上,a、e基因同在另一条染色体上,当E和F同时存在时果皮才表现出有覆纹性状。不考虑互换、染色体变异、基因突变等情况,回答下列问题:
(1)F1的基因型为____________,F1产生的配子类型有____________种。
(2)F2的表型有____________种,F2中黄绿色有覆纹果皮、黄绿色无覆纹果皮、黄色无覆纹果皮的植株数量比是__________,F2中黄色无覆纹果皮橘红色果肉的植株中杂合子所占比例是____________。
答案 (1)AaBbEeFf 8 (2)6 9∶3∶4 5/6
解析 (1)由于F2中黄绿色∶黄色≈3∶1,可推知F1应为Aa,橘红色∶白色≈3∶1,F1应为Bb,有覆纹∶无覆纹≈9∶7,则F1应为EeFf,故F1基因型应为AaBbEeFf;由于A和E连锁,a和e连锁,而F、f和B、b独立遗传,故F1产生的配子类型有2(AE、ae)×2(F、f)×2(B、b)=8(种)。(2)结合表格可知,F2中关于果肉颜色的表型有2种,由于A、E基因同在一条染色体上,a、e基因同在另一条染色体上,单独观察果皮底色及果皮覆纹的表型,有无覆纹黄绿色、无覆纹黄色、有覆纹黄绿色三种表型,故F2的表型有2×3=6(种);由于A和E连锁,a和e连锁。F2中基因型为A_E_的占3/4,aaee的占1/4,F2中黄绿色有覆纹果皮(A_E_F_)、黄绿色无覆纹果皮(A_E_ff)、黄色无覆纹果皮(aaeeF_、aaeeff)的植株数量比是(3/4×3/4)∶(3/4×1/4)∶(1/4×3/4+1/4×1/4)=9∶3∶4;F2中黄色无覆纹果皮中的纯合子占1/2,橘红色果肉植株中纯合子为1/3,纯合子所占比例为1/6,故杂合子所占比例是1-1/6=5/6。
1.(16分)(2024·湖南联盟高三联考)柞蚕(ZW型性别决定)有较高的经济价值,养殖中出现了青绿色、黄色、红色、白色和蓝色等多种体色,已知柞蚕幼虫体色由两对等位基因G/g、Y/y控制。基本色泽基因G表现为黄绿色,只有g存在时,表现为白色,Y与G共存时,表现为黄色。现以黄绿色雌蚕和白色雄蚕为材料进行杂交,F1为黄色雄蚕∶白色雌蚕=1∶1,F1相互杂交,F2中雌蚕∶雄蚕=1∶1,黄色∶白色∶黄绿色=3∶4∶1。回答下列问题:
(1)(2分)柞蚕的幼虫体色有青绿色、黄色、红色、白色和蓝色等多种体色,这是柞蚕发生__________后经长期________的结果。
(2)(3分)G和g基因的根本区别在于______________________________。G/g和Y/y基因位于非同源染色体上,判断依据是__________________________。
(3)(6分)实验中亲本的基因型为______________,F1雌蚕产生的配子为__________________。让F2中的黄色柞蚕进行杂交,子代中出现黄色雄蚕的比例为______。
(4)(5分)随机选取F2中的一只白色雄蚕,欲判断其基因型,请设计实验并预期实验结果和结论。
实验思路:________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结果和结论:________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)突变、基因重组 (人工)选择 (2)脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同 F2中雌蚕∶雄蚕=1∶1,黄色∶白色∶黄绿色=3∶4∶1,是9∶3∶3∶1的变式,遵循基因的自由组合定律 (3)yyZGW、YYZgZg YZg、YW、yZg、yW 4/9 (4)让该白色雄蚕与多只黄绿色雌蚕杂交,统计子代的表型及比例 若子代出现黄色∶白色=1∶1,则该白色雄蚕基因型为YYZgZg;若子代出现黄色∶黄绿色∶白色=1∶1∶2,则该白色雄蚕基因型为YyZgZg;若子代出现黄绿色∶白色=1∶1,则该白色雄蚕基因型为yyZgZg
解析 (2)G和g是等位基因,两者根本区别在于脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同。根据题意,F2中黄色∶白色∶黄绿色=3∶4∶1,且雌蚕∶雄蚕=1∶1,即黄色雌蚕∶白色雌蚕∶黄绿色雌蚕∶黄色雄蚕∶白色雄蚕∶黄绿色雄蚕=3∶4∶1∶3∶4∶1,符合9∶3∶3∶1的变式,故G/g、Y/y基因位于非同源染色体上。(3)根据亲本到F1的杂交结果可判断控制体色的基因与性别有关,而G/g、Y/y位于非同源染色体上,因此,其中一对基因位于性染色体上,一对基因位于常染色体上,进一步判断可知Y/y位于常染色体上,G/g位于Z染色体上,且W上没有其等位基因,Y_ZG_为黄色,_ _ZgZg、_ _ZgW为白色,yyZG_为黄绿色,实验中亲本的基因型为yyZGW、YYZgZg,F1的基因型为YyZGZg、YyZgW,雌蚕产生的配子为YZg、YW、yZg、yW。F1相互杂交,F2的基因型为(YY、2Yy、yy)(ZGZg、ZgZg、ZGW、ZgW),让F2中的黄色柞蚕进行杂交,即(YY、2Yy)ZGZg与(YY、2Yy)ZGW杂交,子代基因型为(4/9YY、4/9Yy、1/9yy)(ZGZG、ZGZg、ZGW、ZgW),则子代中出现黄色雄蚕的比例为8/9×1/2=4/9。(4)F2中白色雄蚕的基因型可能为YYZgZg或YyZgZg或yyZgZg,欲判断其基因型,可让该白色雄蚕与多只黄绿色雌蚕(yyZGW)杂交。若子代出现黄色∶白色=1∶1,则该白色雄蚕基因型为YYZgZg;若子代出现黄色∶黄绿色∶白色=1∶1∶2,则该白色雄蚕基因型为YyZgZg;若子代出现黄绿色∶白色=1∶1,则该白色雄蚕基因型为yyZgZg。
2.(16分)(2024·长沙高三模拟)茄子中小分子花青素可使花和果皮呈紫色。为研究与花青素合成有关的基因,科研人员选用纯合子亲本P1和P2进行杂交实验,实验过程如图1。科研人员开发分子标记对P1、P2、F1和F2的3对等位基因的3个特定位点分别进行检测,结果如表。已知紫果为野生型,白果为突变型,P1只有第2对基因发生突变。请回答下列问题:
基因
第1对
第2对
第3对
测定植株
测序结果
T/T
A/A
G/G
P1
C/C
T/T
C/C
P2
T/C
A/T
G/C
F1
C/C
A/T
G/C
F2紫花白果
C/C
T/T
G/G
F2紫花白果
C/C
A/T
G/G
F2紫花白果
C/C
T/T
G/C
F2紫花白果
注:T/T表示同源染色体相同位点,一条DNA上为T-A碱基对,另一条DNA上为T-A碱基对。已知F2紫花白果的所有测序结果如表所示。
(1)(2分)根据杂交实验结果可知,茄子的花色受______对等位基因的控制,F2中紫花紫果的基因型有__________种。
(2)(3分)据图1和表格分析,F2紫花白果中能稳定遗传的个体占__________,对F2中紫花紫果纯合子三个位点进行检测,测序结果依次是____________________。
(3)(1分)分析表格和图2,第1对基因在__________(填序号)过程中发挥作用。
答案 (1)两 8 (2)1/9 T/T、T/T、G/G (3)④
解析 (1)据图1可知,F1紫花自交,F2中紫花∶白花=36∶28=9∶7,是9∶3∶3∶1的变式,说明茄子的花色受两对等位基因控制;紫花受两对等位基因控制,紫果在紫花的基础上还受另一对等位基因的控制,若控制花色的基因为A/a、B/b,控制果色的基因为C/c,结合表格可知,F2中紫花紫果的基因型为A_B_C_,共2×2×2=8(种)。(2)据图1和表格分析,F2紫花白果(A_B_)(C基因可忽略)中能稳定遗传的个体AABB占1/9;已知紫果为野生型,白果为突变型,P1的碱基序列是T/T、A/A、G/G,只有第2对基因发生突变,P2碱基序列是C/C、T/T、C/C,是第1对和第3对突变,结合两种突变序列能够推知野生型的碱基序列应为T/T、T/T、G/G(P1的第一和第三以及P2的第二),对应F2中紫花紫果纯合子三个位点。(3)分析表格和图2可知,第一对基因是决定果色的基因,应在④过程中发挥作用。
3.(每空2分,共16分)(2024·宜春高三二模)南瓜的果实形状有扁盘形、圆球形、长圆形三种。为了探究南瓜果实形状的遗传机制,科研人员用甲、乙、丙三个纯合品种做了以下实验(表中的F2由F1自交得到)。回答下列问题(说明:若控制果实形状的等位基因为一对用A/a表示,为两对则用A/a、B/b表示,为三对则用A/a、B/b、C/c表示,以此类推):
实验组
亲本
F1表型
F2表型及比例
一
甲×乙
扁盘形
圆球形∶扁盘形=1∶3
二
乙×丙
扁盘形
扁盘形∶圆球形∶
长圆形=9∶6∶1
三
甲×丙
圆球形
圆球形∶长圆形=3∶1
(1)南瓜果实长圆形、圆球形和扁盘形属于相对性状。相对性状是指________________________________________________________________________。
(2)某同学根据实验组一得出结论:南瓜果实形状的遗传只受一对等位基因控制。该同学的判断________(填“正确”或“不正确”),理由是________________________________
________________________________________________________________________。
(3)要得到实验组二F2中的性状分离比,需要满足的条件有______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写3个)。
(4)品种乙的基因型是________,品种甲的表型是________。
(5)让实验组三F2中的圆球形南瓜自交,子代中杂合子占________。让实验组二F2中的扁盘形南瓜自交,F3的表型及比例是______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)一种生物的同一性状的不同表现类型 (2)不正确 实验组二的F2出现了9∶6∶1 (3)两对等位基因位于两对同源染色体上;配子间随机结合;各种基因型的后代存活率相等 (4)AABB 圆球形 (5)1/3 扁盘形∶圆球形∶长圆形=25∶10∶1
解析 (2)根据实验组一和实验组二中F2的性状分离比9∶6∶1可以看出,南瓜果实形状的遗传受2对等位基因控制,且遵循基因的自由组合定律,长圆形为aabb,扁盘形为A_B_,圆球形为A_bb或aaB_,因此乙为AABB,甲为AAbb或aaBB,丙为aabb,实验组一的F1为AABb或AaBB,因此根据实验组一的结果,不能得出南瓜果实形状的遗传只受一对等位基因控制。(4)由(2)可知,乙的基因型为AABB,甲的基因型为AAbb或aaBB,甲的表型为圆球形。(5)实验组三F2中的圆球形南瓜基因型为A_bb或aaB_,以A_bb为例,其中为1/3AAbb、2/3Aabb,F2自交,子代杂合子为2/3×1/2=1/3;实验组二的F2中扁盘形南瓜的基因型有1/9AABB、2/9AaBB、2/9AABb、4/9AaBb,其中,1/9AABB的扁盘形南瓜植株自交,子代全表现为扁盘形;2/9AaBB和2/9AABb的扁盘形南瓜植株各自自交,子代表型为扁盘形∶圆球形=3∶1,4/9AaBb自交,后代表型为扁盘形∶圆球形∶长圆形=9∶6∶1,故后代表型为扁盘形(1/9+2×2/9×3/4+4/9×9/16)∶圆球形(2×2/9×1/4+4/9×6/16)∶长圆形(4/9×1/16)=25∶10∶1。
4.(每空2分,共10分)(2024·丹东高三二模)某XY型性别决定的雌雄异株植物中,所有开白花的植株均为雄株。为探究该植物花色的遗传方式,研究小组选择4株植物(雌雄各2株)进行两组杂交实验,结果如表所示。查阅资料得知:由常染色体上基因控制的性状,表型受性别影响的现象称为从性遗传;由性染色体上基因控制的性状,表型和性别相关联的现象称为伴性遗传。请回答下列相关问题:
杂交组合
F1的表
型及比例
F2的
表型及比例
一
白花雄株×
红花雌株
均为红花
雌株全开红花;
雄株中,红花∶白花
=15∶1
二
红花雄株×
红花雌株
(1)请根据实验结果进行合理的推理:
①该植物花色遗传属于____________(填“从性遗传”或“伴性遗传”)。
②白花性状至少由________对等位基因控制,____________(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔的遗传定律。
(2)依据上述假说,杂交组合二亲本红花雄株的基因型为________________(注:该性状若由一对基因控制,用A、a表示,若由两对基因控制,用A、a和B、b表示,以此类推)。F2雄株红花个体中纯合子所占的比例为________。
答案 (1)①从性遗传 ②2 遵循 (2)AABB或AAbb或aaBB 1/5
解析 (1)由表格信息可知,两个杂交组合的子二代的雄株中的红花和白花比例都为15∶1,为9∶3∶3∶1的变式,说明该花的颜色至少由2对等位基因控制,如果相关基因用A(a)、B(b)表示,只要有一个显性基因就开红花,A、B都不存在(没有显性基因),开白花;题干信息“所有开白花的植株均为雄株”,因此基因不位于性染色体上,而是位于常染色体上,双隐性个体雌株仍然开红花,雄株开白花。综上分析,该植物花色遗传属于从性遗传,白花性状至少由2对等位基因控制,遵循孟德尔的遗传定律。(2)雌株无论是何种基因型均为红花,雄株只有aabb表现为白花,其他基因型均为红花。表格中子二代的雄株中的红花和白花比例都为15∶1,说明F1的基因型为AaBb,因此杂交组合二亲本基因型可以是红花雄株(AABB)和红花雌株(aabb)杂交,也可以是红花雄株(AAbb)和红花雌株(aaBB)杂交,还可以是红花雄株(aaBB)和红花雌株(AAbb)杂交,因此杂交组合二亲本红花雄株的基因型为AABB或AAbb或aaBB。F1的基因型为AaBb,F2雄株红花个体基因型为A_B_、A_bb、aaB_,其中纯合子为AABB、AAbb、aaBB,纯合子所占的比例为1/5。
5.(每空2分,共8分)(2024·泰安高三一模)某昆虫(2n=56)的性别决定方式为XY型,其眼色由两对等位基因A/a、B/b控制。现让一只纯合白眼雄昆虫与纯合红眼雌昆虫多次杂交,F1中雌雄昆虫均表现为红眼,F1雌雄昆虫相互交配,F2中红眼∶朱砂眼∶白眼=12∶3∶1。回答下列问题:
(1)A/a、B/b两对基因的遗传遵循________________定律,判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)进一步研究发现,B/b基因位于X染色体上,且F2中朱砂眼昆虫均为雄性,则F2中红眼雌昆虫的基因型有________种;让F2中朱砂眼昆虫与F1红眼昆虫杂交,子代的表型及比例为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)基因的自由组合 F2的性状分离比为12∶3∶1,为9∶3∶3∶1的变式 (2)6 红眼∶朱砂眼∶白眼=6∶5∶1(或红眼雌昆虫∶朱砂眼雌昆虫∶白眼雌昆虫∶红眼雄昆虫∶朱砂眼雄昆虫∶白眼雄昆虫=6∶5∶1∶6∶5∶1)
解析 (1)根据F2中红眼∶朱砂眼∶白眼=12∶3∶1可知,控制该昆虫眼色的两对等位基因遵循自由组合定律。(2)根据B/b基因位于X染色体上,且F2中朱砂眼昆虫均为雄性,可推知红眼昆虫的基因型为A_XB_、aaXB_,朱砂眼昆虫的基因型为A_Xb_,白眼昆虫的基因型为aaXbY、aaXbXb,故F1的基因型为AaXBXb、AaXBY,F2红眼雌昆虫的基因型为_ _ XBXB、_ _ XBXb,共有6种。F2中朱砂眼昆虫的基因型为1/3AAXbY、2/3AaXbY,与F1红眼昆虫(AaXBXb)杂交,后代中红眼昆虫的比例为1/2、朱砂眼为5/6×1/2=5/12、白眼为1/6×1/2=1/12,故子代的表型及比例为红眼∶朱砂眼∶白眼=6∶5∶1,每种眼色中雌雄比例均为1∶1。
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