内容正文:
专题05 遗传的基本规律
考点概览
考点01 分离定律
考点02 自由组合定律
考点03 伴性遗传和人类遗传病
分离定律考点01
1、(2025·广东江门·一模)在某款遗传学虚拟游戏中,玩家选择了某著名科学家的展馆(展馆部分介绍见图)进行参观学习,并进行虚拟经典实验后答题闯关。玩家所选的科学家是( )
这位科学家在论文中提到,他的实验目的是“观察每对有区别的性状的变异,并推导出它们在连续世代中出现的规律”。所以,实验植物的选择必须是“具有稳定的可区分的性状”,并且“这种植物的杂种在开花期能防止外来花粉的影响”。
A.沃森 B.孟德尔 C.摩尔根 D.克里克
【答案】B
【知识点】孟德尔一对相对性状的杂交实验、基因位于染色体上的实验证据、DNA分子的结构和特点
【分析】孟德尔是经典遗传学奠基人,他选择豌豆作为实验材料,原因包括:豌豆具有多对易于区分的相对性状(如高茎/矮茎、圆粒/皱粒);豌豆是自花传粉植物,闭花授粉的特性可避免外来花粉干扰,保证实验的准确性。孟德尔通过豌豆杂交实验,提出了分离定律和自由组合定律。
【详解】AD、沃森和克里克是DNA双螺旋结构的发现者,他们的研究属于分子遗传学,而不是通过观察性状传递的实验,A、D不符合题意;
B、孟德尔是遗传学的奠基人,他使用豌豆进行实验。豌豆的特点就是有稳定的、容易区分的性状,比如花色(紫色与白色)、种子形状(圆粒与皱粒)等。而且豌豆是自花传粉的,在自然情况下通常是闭花授粉,也就是在花朵未开放时就已经完成自花授粉,这可以防止外来花粉的影响,符合题目中的描述。孟德尔通过观察这些性状的遗传规律,提出了分离定律和自由组合定律,这对应题目中的“推导出连续世代中的规律”,B符合题意;
C、摩尔根则主要用果蝇做实验,发现了伴性遗传和连锁交换定律,果蝇虽然也有容易区分的性状,但题目里提到的是植物,而摩尔根用的是动物,所以可能不匹配。此外,豌豆的自花传粉特性是孟德尔实验的重要条件,而果蝇的繁殖方式不同,C不符合题意。
故选B。
2、(2025·广东深圳·一模)家族性高胆固醇血症是常染色体单基因遗传病,发病主要原因是低密度脂蛋白受体基因突变为E140K基因,使血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平升高。下表为某患者(Ⅲ-1)相关家庭成员的基因型,如图为其家庭的遗传系谱图。下列分析错误的是( )
成员
基因型
Ⅱ-1
+/+
Ⅱ-2
E140K/+
Ⅱ-3
E140K/+
Ш-1
E140K/E140K
注:+表示正常基因
A.Ⅰ-1的基因型一定为E140K/+
B.Ⅰ-2一定带有正常基因
C.Ш-1的致病基因一定来自Ⅰ-1和Ⅱ-3
D.Ш-1父母生育的女儿正常的概率为1/4
【答案】C
【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、基因突变、人类遗传病的类型及实例
【分析】Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型是E140K/+,表现患病,所以该病是显性遗传病。因Ⅱ-1的基因型是+/+,Ⅰ-1的基因型一定为E140K/+,Ⅰ-2一定带有正常基因,但是不确定是否患病,基因型不确定。
【详解】A、因Ⅱ-1的基因型是+/+,+基因分别来自Ⅰ-1和Ⅰ-2,Ⅰ-1的基因型一定为E140K/+。A正确;
B、因Ⅱ-1的基因型是+/+,+基因分别来自Ⅰ-1和Ⅰ-2,Ⅰ-2一定带有正常基因,B正确;
C、Ш-1的致病基因一定来自Ⅱ-2和Ⅱ-3,但因为不确定Ⅰ-2的基因型,所以无法确定是否来自Ⅰ-1,C错误;
D、Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型是E140K/+,后代的基因型有E140K/E140K:E140K/+:+/+=1:2:1,生育的女儿正常的概率为1/4,D正确。
故选C。
3、(广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三第一次调研)豌豆的红花和白花是一对相对性状,由等位基因A/a控制。随机选取多对红花与白花植株作亲本进行杂交,子代的表型及比例为红花:白花=5:1(不考虑致死等其他情况)。下列有关分析错误的是( )
A.红花对白花为显性
B.亲本红花植株中纯合子占多数
C.子代中纯合子占多数
D.子代产生的配子中含 a基因的更多
【答案】C
【知识点】纯合子与杂合子、基因分离定律的实质和应用
【分析】分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、随机选取多对红花与白花植株作亲本进行杂交,子代的表型及比例为红花∶白花=5∶1,则在红花对白花为显性的情况下,红花亲本有两种基因型,即为AA和Aa,进而可表现为与白花个体杂交产生的子代会表现出上述比例,A正确;
B、红花植株的基因型为AA或Aa,因为只有基因型为Aa的红花自交才能出现白花,这里设红花群体中Aa所占的比例为x,则子代白花的比例可表示为x*1/2=1/6,x=1/3,即亲代红花中两种基因型的比例为AA∶Aa=2∶1,故亲本红花植株多数为纯合子,B正确;
C、亲代中AA∶Aa=2∶1,让该群体与白花植株进行杂交,后代中红花个体均为杂合子,白花个体均为纯合子,可见F1中杂合子Aa占多数,C错误;
D、亲代中AA∶Aa=2∶1,子代中Aa和aa的比例为5∶1,该群体产生的配子中含有a的配子比例为5/6×1/2+1/6=7/12,可见a基因的配子较多,D正确。
故选C。
4、(2025届广东省深圳市建文外国语学校两学部一模)若母亲的血清中不含凝集素抗A和抗B,而父亲的血清中含凝集素抗A,则他们儿子的红细胞膜上不可能出现的情况是( )
A.无凝集原A和B B.有凝集原A和B
C.无凝集原A,有凝集原B D.有凝集原A,无凝集原B
【答案】A
【知识点】基因分离定律的实质和应用
【分析】根据红细胞表面有无特异性抗原(凝集原)A和B来划分的血液类型系统,根据凝集原A、B的分布把血液分为A、B、AB、O四型。红细胞上只有凝集原A的为A血型,其血清中有抗B凝集素;红细胞上只有凝集原B的为B血型,其血清中有抗A的凝集素;红细胞上A、B两种凝集原都有的为AB型血,其血清中无抗A、抗B凝集素;红细胞上A、B两种凝集原皆无者为O型,其血清中抗A、抗B凝集素皆有。具凝集原A的红细胞可被抗A凝集素凝集;抗B凝集素可使含凝集原B的红细胞发生凝集。
【详解】根据题意分析,母亲的血清中不含凝集素抗A和抗B,为AB血型,基因型为IAIB,父亲的血清中含凝集素抗A,血型是B血型,基因型为IBIB或IBi,则子代的基因型有可能是IAIB、IAi、IBIB、IBi,即红细胞膜上含可能凝集原A和B、有凝集原A而无凝集原B、无凝集原A而有凝集原B,但是不可能无凝集原A和B(O血型)。
故选A。
5、(广东省三校2024—2025学年高三下学期第一次联考)亨廷顿病(HD)是一种遗传性神经退行性疾病。主要病因是患者第四号染色体上的HUNTINCTON基因发生变异,异常蛋白质在细胞内逐渐聚集在一起形成大分子团,在脑中积聚,影响神经细胞的功能。患者一般在中年发病,表现为舞蹈样动作,逐渐丧失说话、行动、思考和吞咽的能力,最终导致死亡。如图为甲乙两个有亨廷顿病患者的家系图,已知:I2与I3为亲兄妹,他们的母亲也患病;I1和I4都不含致病基因;第三代都为青少年。相关叙述正确的是( )
A.若Ⅲ2长大后与不携带该致病基因的正常女性婚配,后代患病的概率为1/2
B.该病的致病原理说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
C.亨廷顿病的遗传方式是常染色体显性遗传,该病致病基因的根本来源是基因突变
D.神经细胞的数量很多,可以通过特异性杀死神经系统病变细胞对亨廷顿病进行有效治疗
【答案】C
【知识点】遗传系谱图中遗传方式的判定及应用、基因、蛋白质与性状的关系、基因突变
【分析】1、看家系图中,判断显隐性关系,由于没有“无中生有”或“有中生无”,无法判断显隐性关系,需要一一推断。若为常染色体隐性遗传、伴X显性遗传或伴X遗传,Ⅱ3的致病基因来自它的母亲,可是I1含致病基因,与题意不符排除,因此享延顿病为常染色体显性遗传病。
2、基因对性状的控制有两条途径:一是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【详解】A、该病若为伴性遗传或常染色体隐性遗传,Ⅱ3的致病基因来自它的母亲,由于I1不含致病基因,排除伴X遗传和常染色体隐性遗传,因此该病的遗传方式是常染色体显性遗传,该病致病基因的根本来源是基因突变;Ⅱ3为杂合子,可用Aa表示,II4基因型为aa,Ⅲ2基因型为aa,不含致病基因的正常女性基因型为aa,两者婚配所生子女患病的概率为0,A错误;C正确;
B、该病的致病原理是患者第四号染色体上的HUNTINCTON基因发生变异,异常蛋白质在细胞内逐渐聚集在一起形成大分子团,在脑中积聚,影响神经细胞的功能,说明基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状,B错误;
D、神经细胞是高度分化的细胞,成年人一般不能进行分裂、分化形成,因此杀死神经系统病变细胞会使神经细胞数量减少,不能作为治疗亨廷顿病的有效手段,D错误。
故选C。
6、(2025届广东省建文外国语学校两学部高三下学期第一次模拟)有些遗传病,如假肥大型肌营养不良要到儿童期才发病,有些遗传病需要遗传因素与环境因素共同作用才能发病,如哮喘病,遗传因素占80%,环境因素占20%。遗传病常在一个家族中有多人发病,为家族性的,但也有可能一个家系中仅有一个病人,为散发性的。下列叙述正确的是( )
A.基因没有发生突变,就不会患遗传病
B.没有病症发作的人也可能有潜伏的遗传病
C.一个家族中有多人发病的病属于遗传病
D.抗维生素D佝偻病属于散发性的遗传病
【答案】B
【知识点】人类遗传病的类型及实例
【分析】遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病;遗传病是指完全或部分由遗传因素决定的疾病,常为先天性的,也可后天发病。
【详解】A、基因没有发生突变,也可能患染色体异常遗传病,A错误;
B、有些遗传病需要遗传因素与环境因素共同作用才能发病,没有病症发作的人也可能有潜伏的遗传病,B正确;
C、一个家族中有多人发病的病不一定属于遗传病,如感冒,C错误;
D、抗维生素D佝偻病属于伴X染色体显性遗传病,代代都有患者,不属于散发性的遗传病,D错误。
故选B。
7、(2025届广东省三校高三一模)人类镰刀型细胞贫血症是由于正常基因中一个碱基对发生了替换,影响了血红蛋白的结构,最终导致红细胞变为镰刀型。以下是该病的遗传系谱图(具阴影的个体是患者),下列叙述不正确的是( )
A.该病的遗传方式属于常染色体隐性遗传
B.I-1和I-2再生一个患该病男孩的概率为1/8
C.Ⅱ-4与一个患该病的女性婚配后代患病概率为3/8
D.基因中碱基对的替换会导致遗传信息的改变
【答案】C
【知识点】基因突变、人类遗传病的类型及实例
【分析】根据题干信息分析,人类镰刀型细胞贫血症是由于正常基因中一个碱基对发生了替换,影响了血红蛋白的结构,最终导致红细胞变为镰刀型,说明该病的根本原因是基因突变;据图分析,I-1和I-2正常,他们的女儿Ⅱ-3有病,说明该病为常染色体隐性遗传病。
【详解】A、由遗传图和分析可知,该病属于常染色体上的隐性遗传病,A正确;
B、该病属于常染色体上的隐性遗传病,假设用A、a表示,那么Ⅱ-3的基因型为aa,I -1和I -2的基因型都为Aa,所以他们再生一个患病男孩的概率为:1/4×/2=1/8,B正确;
C、1-1和I -2的基因型都为Aa,所以Ⅱ-4的基因型为1/3AA或者2/3Aa,他与一个患病女性婚配,该患病女性的基因型为aa,则他们的后代患病的概率为2/3×1/2=1/3,C错误;
D、由题干信息可知,人类镰刀型细胞贫血症是由于正常基因中一个碱基对发生了替换,影响了血红蛋白的结构,最终导致红细胞变为镰刀型故基因中碱基对的替换会导致遗传信息的改变,D正确。
故选:C。
8、(2025·广东江门·一模)熊猫的棕色毛色仅在秦岭地区的野生大熊猫种群中发现。熊猫“七仔”是目前全世界唯一被圈养的棕色大熊猫。为探索棕色毛色的形成机制,科学家展开系列研究。
回答下列问题:
(1)科研人员使用 技术将“七仔”DNA样本与野外收集到的多个熊猫DNA样本进行比对,以确定亲缘关系。并结合另一棕色大熊猫“丹丹”的数据,构建了图1所示的遗传系谱图。由图推知棕色毛色的遗传方式最可能是 。
(2)科研人员将已知棕色大熊猫与多只来自秦岭和非秦岭种群的黑色大熊猫的基因组作比对,共发现18263931个序列差异位点,并基于(1)推测的遗传方式进一步筛选与棕色毛色遗传相关的差异位点:
①若 (填颜色)个体都是某位点的纯合子,则该位点应排除;
②若 ,则该位点应保留;
③保留的位点中,若图中 号个体均为携带该位点的杂合子,则该位点与棕色毛色相关的可能性更高。
另外,还可将秦岭种群和非秦岭种群的基因频率进行比对,进一步缩小筛选范围。
(3)科研人员在符合条件的数百个变异位点中发现其中一个位于Bace2基因前端。已知Bace2基因编码的Bace2酶能在毛发的黑色素细胞中催化P蛋白的剪切进而影响黑色素体的功能。Bace2基因非模板链的部分DNA序列见图2,黑色和棕色大熊猫的前肢毛发的显微镜扫描结果见图3。
综合以上信息,推测棕色毛色形成的分子机理是:Bace2基因缺失25个碱基对,导致 ,P蛋白剪切异常,黑色素体的功能改变。
(4)目前仅有两只棕色大熊猫的样本参与该项研究,而Bace2基因也存在于小鼠且表达产物的功能相同,因此可以黑色小鼠为实验对象进一步验证棕色毛色形成的分子机理,实验思路为: ,观察其毛色并检测 。
【答案】(1) DNA指纹 常染色体隐性遗传
(2) 黑色 棕色个体是该位点的纯合子,黑色个体是杂合子或纯合子 2、3、9、10
(3)转录形成的mRNA碱基序列改变,翻译的Bace2酶的氨基酸序列改变,Bace2酶功能异常
(4) 通过基因编辑技术敲除黑色小鼠的 Bace2 基因(或抑制 Bace2 基因的表达) 小鼠毛发中P蛋白的剪切情况和黑色素体的功能。
【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
【分析】图中遗传方式的判断方法:若雄性个体均患病,则是伴Y遗传。排除了伴Y遗传,再判断致病基因的显隐性,“无中生有”(父母没该病,孩子患了该病)为隐性,隐性就看女患者,若其父亲和儿子皆病,则可能是伴X隐性遗传,若其父亲或儿子无病,则一定是常染色体隐性遗传;“有中生无”(父母都有该病,孩子没有该病)为显性,显性就看男患者,其母亲和女儿皆病,可能是伴X显性遗传病,若其母亲或女儿无病,一定为常染色体显性遗传病。推断可能性时,若连续遗传,可能是显性遗传病。看遗传方式,假设患者男女比例相当,可能是常染色体遗传,假设患者男多于女或女多于男,可能是伴性遗传。
【详解】(1)在确定生物个体间亲缘关系时,常使用DNA指纹技术,将“七仔”DNA样本与野外收集到的多个熊猫DNA样本进行比对,以确定亲缘关系。图中2和3为黑色,后代出现棕色,因此可判断棕色为隐性,棕色大熊猫“丹丹”和5号雄性熊猫生出的雄性个体表现为黑色,因而可判断大熊猫棕色的遗传方式最可能是由常染色体上的隐性基因控制。
(2)已知棕色毛色为隐性性状,若黑色个体都是某位点的纯合子,说明该位点与棕色毛色的隐性遗传没有关系,所以该位点应排除。 若棕色个体是该位点的纯合子,黑色个体是杂合子或纯合子,那么该位点就有可能与棕色毛色的遗传相关,所以该位点应保留。从遗传系谱图分析,2、3号是黑色,生出了棕色的7号,所以2、3号一定是携带棕色毛色基因的杂合子;同时黑色的10号和9号个体的亲本都有棕色, 所以9、10也一定是杂合子。因此,若图中 2、3、9 、10号个体均为携带该位点的杂合子,则该位点与棕色毛色相关的可能性更高。
(3)Bace2基因缺失25个碱基对,会导致基因结构发生改变,进而影响转录过程,使得转录形成的mRNA碱基序列改变,最终导致翻译出的Bace2酶的氨基酸序列改变,从而使Bace2酶的功能异常,进一步引起P蛋白剪切异常,黑色素体的功能改变。
(4)要验证棕色毛色形成的分子机理,可通过基因编辑技术敲除黑色小鼠的Bace2基因(或抑制Bace2基因的表达),观察小鼠毛色是否发生变化以及相关指标是否改变。 因为Bace酶能催化P蛋白的剪切进而影响黑色素体功能,所以需要检测小鼠毛发中P 蛋白的剪切情况和黑色素体的功能。
9、(2025·广东深圳·一模)玉米是雌雄同株异花作物,利用雄性不育系开展玉米杂交育种能提高玉米产量。科研人员对玉米雄性不育系进行研究,回答下列问题:
(1)科研人员获得了玉米核雄性不育系7024,其性状由单基因控制,其与野生型杂交的F1群体均可育,再将F1自交、F1与亲本7024进行杂交,结果如下表,据表分析,该不育系的不育性状为 (填“显性”或“隐性”)性状,F1的基因型为 (相关基因用M/m表示)。
群体
总株数
可育株数
不可育株数
F1自交
964
717
247
F1×7024
218
116
102
(2)科研人员通过培育筛选获得温敏核雄性不育系zm/zm,该不育系表现出高温不育低温可育的特性,当处于低温环境时,其基因型为 (相关基因用ZM/zm表示)。与7024核雄性不育系相比,温敏核雄性不育系的缺点主要表现在 。
(3)科研人员采用玉米隐性核雄性不育系ms7/ms7创建了多控不有(MCS)技术体系,将育性恢复基因(Ms7)、花粉失活基因以及荧光标记基因组成中联表达框(pMCS),通过转基因技术获得转基因保持系,过程如图所示。
①转基因保持系与核雄性不育系杂交,子代不育系的比例为 。
②pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色,野生型玉米为黄色,则转基因保持系自交获得F1种子的颜色及比例是 。
【答案】(1) 隐性 Mm
(2) zm/zm 容易受到环境温度的影响
(3) 100% 红色∶黄色=1∶1
【知识点】基因分离定律的实质和应用、基因、蛋白质与性状的关系、性状的显、隐性关系及基因型、表现型、等位基因
【分析】表型受基因控制,也受环境影响,即相同的基因型在不同的环境下,可能出现不同的性状。
【详解】(1)依据题干信息,雄性不育系7024与野生型杂交的F1群体均可育,且F1(可育)自交,后代出现不育株,说明,雄性不育性状为隐性性状,野生型为显性性状,也说明了F1的基因型为Mm。
(2)温敏核雄性不育系zm/zm,高温不育低温可育,即在低温环境下表现为可育,但并不改变植株的基因型zm/zm。与7024核雄性不育系相比,温敏核雄性不育系的缺点主要在于该株系容易受环境因素影响。
(3)①依据题干信息,转基因保持系ms7/ms7:pMCSl-,当作为父本时,只能产生ms7一种雄配子,与和雄性不育系(ms7/ms7)杂交时,后者只能产生ms7一种雌配子,雌雄配子结合,能使F1保持雄性不育性,所以转基因保持系与核雄性不育系杂交,子代不育系的比例为100%。
②转基因保持系ms7/ms7:pMCSl-自交时,可以产生ms7、ms7:pMCSl-两种雌配子,而只能产生ms7一种雄配子,雌雄配子随机结合,可以产生的ms7/ms、ms7/ms7:pMCSl-两种基因型,由于pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色,野生型玉米为黄色,所以两种基因型对应的表型分别为黄色和红色,比例关系为1:1。
10、(2025·广东·一模)“杂交水稻之父”袁隆平利用雄性不育野生稻改写了世界水稻育种史,杂交水稻研究团队不断刷新我国水稻产量和品质,举世瞩目。请分析回答:
(1)水稻(2n=24)是禾本科植物,在我国有野生种、引进种:杂交种等水稻品种用于农业生产和科学研究,这主要体现了生物多样性的 价值。在育种研究中,对水稻进行基因组测序要测 条染色体中DNA的碱基序列。
(2)安农S-1是我国发现的第一个籼稻(水稻的一个品种)光温敏雄性不育系。该光温敏雄性不育系与9种常规雄性可育系进行正反交,得到的F1均为雄性可育。据此可推出有关该雄性不育基因的两个结论是: 。
(3)另有一个水稻品系,其雄性的育性由一对等位基因M、m控制,基因型为mm的个体表现为雄性不育,能产生正常的雌配子,M基因可使雄性不育个体恢复育性产生可育雄配子。通过转基因技术将M基因与雄配子致死基因A、蓝色素生成基因D一起导入基因型为mm的个体中,并使其插入一条不含m基因的染色体上(D基因的表达产物可使种子呈现蓝色,无D基因的种子呈现白色)。如图:
①图中基因型为mmADM的个体自交时(不考虑突变和互换),子代种子的表型及比例为 ,这种转基因改良品系的显著优点是 。
②要成功得到转基因个体(mmADM),先要构建基因表达载体。研究人员准备在已插入M基因的运载体(如下图)中再插入A、D融合基因。他们分析发现A、D融合基因拼接处存在XbaI的识别序列,为使基因表达载体中A、D融合基因和M基因都正确表达,应
在A、D融合基因两端添加 两种限制酶的识别序列,并用 两种限制酶对运载体进行酶切。
【答案】(1) 直接 12
(2)①雄性不育基因位于细胞核中②雄性不育基因是隐性基因
(3) 蓝色和白色≈1:1 根据种子的颜色即可判断育性(或答蓝色用于留种制备新的品系,白色用作制备杂交种时做母本) SpeI、EcoRI XbaI、EcoRI
【知识点】生物多样性及其价值、性状的显、隐性关系及基因型、表现型、等位基因、基因表达载体的构建、分离定律综合问题分析(异常现象分析)
【分析】题图分析:雄性不育个体mm通过转基因技术,得到基因型为mmADM个体,其中含有A基因的可使雄配子致死,含M可使雄性不育个体恢复育性,基因D的表达可使种子呈现蓝色,无基因D的种子呈现白色。
【详解】(1)杂交种等水稻品种用于农业生产和科学研究,体现了生物多样性的直接价值,水稻属于二倍体生物,不含性染色体,所以基因组测序需测定其一个染色体组即12条染色体上的DNA分子上的碱基序列。
(2)依据题干信息,光温敏雄性不育系与9种常规雄性可育系进行正反交,所得的F1均为雄性可育,说明了①雄性不育基因位于细胞核中;②雄性不育基因是隐性基因,雄性可育基因为显性基因。
(3)①依据题干信息可知,A基因为雄配子致死基因,所以当基因型为mmADM的个体自交时,可以产生mADM、m的雌配子,而只能产生m的雄配子,雌雄配子随机结合,就可以产生mmADM和mm的基因型,对应的育性表现为雄性可育、雄性不育。由于D基因的表达产物可使种子呈现蓝色,无D基因的种子呈现白色,所以,子代种子的表型及比例为蓝色和白色≈1:1,这种改良品系的优点是:可以根据种子的颜色来判断育性。
②依据题干要求,需在已插入M基因的运载体中再插入A、D融合基因,而且使基因表达载体中A、D融合基因和M基因都正确表达。已知A、D融合基因拼接处存在XbaI的识别序列,D基因和M基因的拼接处含有EcoRI的识别序列,且限制酶XbaI和SpeI所产生的黏性末端相同,所以在切割运载体时,运载体是应用限制酶XbaI、EcoRI进行酶切,不可使用限制酶SpeI,因为若使用该酶会破坏M基因。但在A、D融合基因两端应添加SpeI、EcoRI两种限制酶的识别序列,确保其正向连接。
11、(2025届广东省深圳市建文外国语学校两学部一模)葫芦科中有一种被称为喷瓜的植物,其性别不是由异型的性染色体决定的,而是由3个基因aD、a+、ad决定的,每株植物中只存在其中的两个基因。它们的性别表现与基因型的关系如表所示。
性别类型
雄性植株
两性植株(雌雄同株)
雌性植株
基因型
aDa+、aDad
a+a+、a+ad
adad
根据上述信息,回答下列问题:
(1)aD、a+、ad互为 基因,这三个基因在结构上的区别是 。
(2)aD、a+、ad这三个基因的显隐性关系是 。
(3)在雄性植株中 (填“存在”或“不存在”)纯合子,理由是 。
(4)为了确定两性植株的基因型,以上述表格的植株为实验材料,设计最简单的杂交实验 (简要写出杂交组合、预期结果并得出结论)。
【答案】(1) 等位基因 碱基的排列顺序不同
(2)aD对a+、ad为显性,a+对ad为显性
(3) 不存在 因为它的两个亲本不可能同时提供aD基因,否则两个亲本都是雄性。
(4)让两性植株自交,观察后代的性状分离情况,如果后代都是雌雄同株,则亲本基因型为a+a+;如果后代有性状分离,且雌雄同株:雌性植株=3:1.则亲本基因型为a+ad。
【知识点】基因分离定律的实质和应用、染色体组型和性别决定
【分析】表中为喷瓜的性别及相应的基因型,其中雄株的基因型为aDa+、aDad;雌株的基因型为adad;雌雄同株(两性植株)的基因型为a+a+、a+ad,可见,喷瓜的性别是由基因决定的,决定雄性、两性、雌性植株的基因依次是aD、a+、ad。
【详解】(1)aD、a+、ad互为等位基因,这三个基因在结构上的区别是碱基的排列顺序不同。
(2)分析表格可知,控制喷瓜性别类型的三种基因间的显隐关系是aD >a+>ad,即aD对a+为显性,a+对ad为显性。
(3)由于该物种雌性个体和两性个体均不可能产aD的雌配子,所以雄性植株中不存在纯合体。
(4)由表格信息可知,两性植株的基因型是a+a+或a+ad,如果基因型是a+a+,让两性植株自交,观察其后代的性类型,其后代都是雌雄同株;如果两性植株的基因型是a+ad,让两性植株自交,观察其后代的性状分离类型,后代中,两性植株:雌性植株=3:1。
12、(2025 广东省广州市真光中学高三一测)玉米是雌雄同株异花作物,利用雄性不育系开展玉米杂交育种能提高玉米产量。科研人员对玉米雄性不育系进行研究,回答下列问题:
(1)科研人员获得了玉米核雄性不育系7024,其性状由单基因控制,其与野生型杂交的F1群体均可育,再将F1自交、F1与亲本7024进行杂交,结果如下表,据表分析,该不育系的不育性状为 (填“显性”或“隐性”)性状,F1的基因型为 (相关基因用M/m表示)。
群体
总株数
可育株数
不可育株数
F1自交
964
717
247
F1×7024
218
116
102
(2)科研人员通过培育筛选获得温敏核雄性不育系zm/zm,该不育系表现出高温不育低温可育的特性,当处于低温环境时,其基因型为 (相关基因用ZM/zm表示)。与7024核雄性不育系相比,温敏核雄性不育系的缺点主要表现在 。
(3)科研人员采用玉米隐性核雄性不育系ms7/ms7创建了多控不有(MCS)技术体系,将育性恢复基因(Ms7)、花粉失活基因以及荧光标记基因组成中联表达框(pMCS),通过转基因技术获得转基因保持系,过程如图所示。
①转基因保持系与核雄性不育系杂交,子代不育系的比例为 。
②pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色,野生型玉米为黄色,则转基因保持系自交获得F1种子的颜色及比例是 。
【答案】(1) 隐性 Mm
(2) zm/zm 容易受到环境温度的影响
(3) 100% 红色∶黄色=1∶1
【知识点】基因分离定律的实质和应用、基因、蛋白质与性状的关系、性状的显、隐性关系及基因型、表现型、等位基因
【分析】表型受基因控制,也受环境影响,即相同的基因型在不同的环境下,可能出现不同的性状。
【详解】(1)依据题干信息,雄性不育系7024与野生型杂交的F1群体均可育,且F1(可育)自交,后代出现不育株,说明,雄性不育性状为隐性性状,野生型为显性性状,也说明了F1的基因型为Mm。
(2)温敏核雄性不育系zm/zm,高温不育低温可育,即在低温环境下表现为可育,但并不改变植株的基因型zm/zm。与7024核雄性不育系相比,温敏核雄性不育系的缺点主要在于该株系容易受环境因素影响。
(3)①依据题干信息,转基因保持系ms7/ms7:pMCSl-,当作为父本时,只能产生ms7一种雄配子,与和雄性不育系(ms7/ms7)杂交时,后者只能产生ms7一种雌配子,雌雄配子结合,能使F1保持雄性不育性,所以转基因保持系与核雄性不育系杂交,子代不育系的比例为100%。
②转基因保持系ms7/ms7:pMCSl-自交时,可以产生ms7、ms7:pMCSl-两种雌配子,而只能产生ms7一种雄配子,雌雄配子随机结合,可以产生的ms7/ms、ms7/ms7:pMCSl-两种基因型,由于pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色,野生型玉米为黄色,所以两种基因型对应的表型分别为黄色和红色,比例关系为1:1。
13、(2025·广东梅州·一模)籼稻花为两性花,其雄性育性与Ub基因和TMS5基因有关,Ub基因编码Ub蛋白,在温度≥25℃时Ub基因会过量表达;TMS5基因编码核酸酶RNaseZS1,可分解Ub基因转录的mRNA。安农S-1是我国发现的第一个籼稻温敏不育系,其TMS5基因突变,使RNaseZS1酶活性降低,温度≥25℃时表现为雄性不育。回答下列问题:
(1)温度≥25℃条件下,将野生型与安农S-1杂交,F1均为野生型,F1自交后代中野生型与雄性不育的比是3:1,说明安农S-1的温敏雄性不育性状由 性基因控制。
(2)雄性不育系因无需人工去雄而在育种中有重要作用,相比于普通的雄性不育系,安农S-1温敏雄性不育系的优势是: 。
(3)有人推测“温度≥25℃条件下,Ub蛋白含量过多导致雄性不育”,请以安农S-1为实验材料验证该推测,实验组的处理和预期结果为(填写字母):
①实验组1的处理为 ,预期结果为雄性可育;
②实验组2的处理为 ,预期结果为雄性不育。
A.抑制Ub基因表达 B.高表达Ub基因 C.温度<25℃培养 D.温度≥25℃培养
(4)电镜分析发现野生型的花粉细胞壁组织结构完整,孢粉素是花粉壁的主要成分,其合成受Ub基因表达的影响。温度≥25℃下,科研人员对野生型(WT)和安农S-1孢粉素的含量进行测定,结果如图所示。从细胞结构水平,推测雄性不育是由于 导致的。
(5)综合分析上述信息,从分子水平阐述安农S-1在温度≥25℃时雄性不育的原因: 。
【答案】(1)隐
(2)安农S-1温敏雄性不育系的不育会随着温度的改变而发生逆转,有利于子代雄性不育性的获得
(3) AD BD
(4)花粉细胞壁组织结构不完整
(5)温度≥25℃时,安农S-1其TMS5基因突变,使RNaseZS1酶活性降低,对Ub基因转录的mRNA的降解量减少,Ub基因表达量增多(合成的Ub蛋白质多),抑制孢粉素的合成,从而使得安农S-1雄性不育
【知识点】基因分离定律的实质和应用、遗传信息的转录、遗传信息的翻译、基因、蛋白质与性状的关系
【分析】判断显隐性的方法:
(1)根据子代性状判断:
①具有一对相对性状的亲本杂交→子代只出现一种性状→子代所出现的性状为显性性状;
②相同性状的亲本杂交(自交)→子代出现不同性状→子代所出现的新的性状为隐性性状;
(2)根据子代性状分离比判断:具有一对相对性状的亲本杂交→F2性状分离比为3∶1→分离比占3/4的性状为显性性状。
【详解】(1)将野生型与安农S-1杂交,F1均为野生型,F1自交得F2,其中野生型:雄性不育=3:1,说明安农S-1的温敏雄性不育性状属于隐性性状,即安农S-1的温敏雄性不育性状由隐性基因控制,该性状的遗传遵循分离定律;
(2)相比于普通的雄性不育系雄性不育这一性状不会随着温度的改变而逆转,结合题意,安农S-1温敏雄性不育系的不育会随着温度的改变而发生逆转,有利于子代雄性不育性的获得;
(3)有人推测“温度≥25℃条件下,Ub蛋白含量过多导致雄性不育”,故实验的无关变量为温度≥25℃条件,自变量为Ub蛋白质的含量,因变量为是否雄性可育。
①实验组1的处理为抑制Ub基因表达,温度≥25℃,雄性可育,说明温度≥25℃条件下,Ub蛋白含量过多导致雄性不育;
②实验组2的处理为高表达Ub基因,温度≥25℃,雄性不育,说明温度≥25℃条件下,Ub蛋白含量过多导致雄性不育,故实验组1选择AD,实验组2选择BD;
(4)分析题图可知,与野生型相比,安农S-1的孢粉素的含量少的多,结合题干“电镜分析发现野生型的花粉细胞壁组织结构完整,孢粉素是花粉壁的主要成分”推测雄性不育是由于花粉细胞壁组织结构不完整导致的;
(5)综合分析上述信息,从分子水平阐述安农S-1在温度≥25℃时雄性不育的原因为:温度≥25℃时,安农S-1其TMS5基因突变,使RNaseZS1酶活性降低,对Ub基因转录的mRNA的降解量减少,Ub基因表达量增多(合成的Ub蛋白质多),抑制孢粉素的合成,从而使得安农S-1雄性不育。
自由组合定律考点02
1、(2025·广东江门·一模)已知矮牵牛通过A基因的表达量调控花瓣颜色的深浅。现有红花、黑茎牵牛花与白花、浅色茎植株杂交,F1为粉红花,F1随机受粉得F2,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
F2表型
所占比例
F2表型
所占比例
①红花、黑茎
3/16
④红花、浅色茎
1/16
②粉红花、黑茎
6/16
⑤粉红花、浅色茎
2/16
③白花、黑茎
3/16
⑥白花、浅色茎
1/16
A.控制花色与茎色的基因独立遗传
B.F1进行测交,后代只有两种花色
C.F2表型②自交,后代重组性状有4种,共占3/8
D.F2表型③随机受粉,后代白花黑茎中纯合子占1/2
【答案】C
【知识点】利用分离定律思维解决自由组合定律的问题、基因自由组合定律的实质和应用、基因分离定律的实质和应用
【分析】自由组合的实质:当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在子一代产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配定律。
【详解】 A、F2表型中红花:粉红花:白花=(3/16+1/16):(6/16+2/16):(3/16+1/16)=4:8:4=1:2:1,说明控制花色的基因是由一对等位基因控制;黑茎:浅色茎=(3/16+6/16+3/16):(1/16+2/16+1/16)=3:1,说明茎色遗传遵循分离定律,两对性状自由组合,说明控制花色与茎色的基因独立遗传,A正确;
B、F1进行测交,即Aa与aa杂交,后代只有两种花色,为粉红花(Aa)和白花(aa),B正确;
C、F2表型②(1/3AaBB、2/3AaBb)自交,1/3AaBB自交产生的AABB红花黑茎、aaBB白花黑茎为重组性状,占1/3×1/2=1/6,2/3AaBb自交产生的重组性状的比例为2/3×(1-AaB_)=2/3×(1-1/2×3/4)=5/12,含5种重组性状,即红花黑茎(AAB_)、红花浅色茎(AAbb)、白花黑茎(aaB_)、白花浅色茎(aabb)、粉红花浅色茎(Aabb),因此后代重组性状共有5种,共占1/6+5/12=7/12,C错误;
D、F2表型③(1/3aaBB、2/3aaBb)随机受粉,产生的配子为2/3aB、1/3ab,后代为4/9aaBB、4/9aaBb、1/9aabb,白花黑茎(aaB_)中纯合子(aaBB)占1/2,D正确。
故选C。
2、(2025·广东汕头·一模)玉米的籽粒大小由两对等位基因控制。研究人员将小籽粒玉米与纯合的正常籽粒玉米杂交,F1均为正常籽粒。利用F1开展相关杂交实验,结果如下图。已知某些来自父本或母本的基因,在子代中不发挥作用。不考虑变异和致死情况,下列分析正确的是( )
A.控制籽粒大小的两对基因不遵循自由组合定律
B.来自父本的一对等位基因在子代中不发挥作用
C.小籽粒玉米自交产生的子代将会出现性状分离
D.F1自交产生的子代表型为正常籽粒:小籽粒=7:1
【答案】D
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用
【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】AB、将小籽粒玉米与纯合的正常籽粒玉米杂交,F1均为正常籽粒,说明正常籽粒为显性性状,小籽粒玉米是隐性纯合子,由于F1(♂)×小籽粒玉米(♀)子代出现3∶1的分离比,是1∶1∶1∶1的变式,说明籽粒的性状可能受两对等位基因控制,F1(♀)×小籽粒玉米(♂)子代出现1∶1的分离比,说明来自母本的一对等位基因在子代中不发挥作用 ,AB错误;
C、小籽粒玉米是隐性纯合子,小籽粒玉米自交产生的子代将不会出现性状分离,C错误;
D、设相关基因是A/a、B/b,则F1基因型是AaBb,F1作父本产生配子是AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,F1作母本时,来自母本的一对等位基因在子代中不发挥作用(假设A/a不发挥作用) ,故产生可育配子OB∶Ob=1∶1,F1自交,AOBB∶AOBb∶aOBB∶aOBb:AOBb∶AObb∶aOBb∶aObb=1∶1∶1∶1:1∶1∶1∶1,正常籽粒:小籽粒=7:1,D正确。
故选D。
3、(2025·广东·一模)有学生学习了孟德尔杂交实验后,别出心裁进行了模拟实验:用4个大信封,按照如下表所示分别装入一定量的卡片,然后从每个信封内各随机取出1张卡片,记录组合后放回原信封,重复多次,下列关于该模拟结果的叙述中,错误的是( )
大信封
信封内装入卡片
黄Y
绿y
圆R
皱r
雌1
10
10
0
0
雌2
0
0
10
10
雄1
10
10
0
0
雄2
0
0
10
10
A.可模拟子代基因型,记录的卡片组合类型有9种
B.可模拟孟德尔杂交实验中F1自交产生F2的过程,四个信封内卡片总数可以都不相等
C.分别从“雌2”和“雄1”内随机取出1张卡片,记录组合类型,可以模拟配子的随机结合
D.雌1和雌2取出的卡片组合可以模拟非同源染色体上的非等位基因自由组合,共有4种类型
【答案】C
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、性状分离比的模拟实验
【分析】1、基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。2、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】A、可模拟子代基因型,记录的卡片组合方式有16种,卡片组合类型有9种,A正确;
B、从每个信封中抽取一个卡片,模拟的是减数分裂时等位基因的分离,将同一性别的不同信封中的卡片组合,模拟的是非等位基因的自由组合,将来自不同性别的卡片继续组合模拟的是受精作用,所以上述结果可模拟孟德尔杂交实验中F1自交产生的F2,四个信封内卡片总数可以都不相等,只需保证同一个体产生的配子的种类及比例一致即可,B正确;
C、雌1、雌2所含的基因不控制同一性状,雄1、雄2所含的基因不控制同一性状,实验不能模拟雌1、雌2、雄1、雄2之间的随机交配,C错误;
D、从雌1、雌2信封内各随机取出一张卡片,模拟非等位基因的自由组合产生雌配子的过程,共有4种类型,D正确。
故选C。
4、(2025·广东·一模)ClB品系雌果蝇(2n=8)的一条X染色体同时携带棒状眼基因B(正常眼基因为b)和隐性致死基因e(如图),e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死。用射线辐射正常眼雄果蝇甲,为检测甲精子中X染色体上是否发生了类似基因e的其他隐性致死突变,将甲与ClB品系雌果蝇交配得F1,在F1中选取大量棒状眼雌果蝇,与F1的雄果蝇杂交,统计F2的雌、雄数量比。下列分析正确的是( )
A.基因B和e在减数分裂过程中遵循自由组合定律
B.果蝇在减数分裂Ⅰ中有8个四分体、16个DNA分子
C.F1中XB的基因频率是1/4,正常眼果蝇约占2/3
D.若雄果蝇甲发生其他隐性致死突变,则F2中没有雄果蝇
【答案】D
【知识点】伴性遗传的遗传规律及应用、基因连锁与交换定律、基因自由组合定律的实质和应用、精子的形成过程
【分析】减数分裂过程:①细胞分裂前的间期:细胞进行DNA复制;②MI前期:同源染色体联会,形成四分体,形成染色体、纺锤体,核仁核膜消失,同源染色体非姐妹染色单体可能会发生交叉互换;③MI中期:同源染色体着丝粒对称排列在赤道板两侧;④MI后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极;⑤MI末期:细胞一分为二,形成次级精母细胞或形成次级卵母细胞和第一极体;⑥MII前期:次级精母细胞形成纺锤体,染色体散乱排布;⑦MII中期:染色体着丝粒排在赤道板上;⑧MII后期:染色体着丝粒分离,姐妹染色单体移向两极;⑨MII末期:细胞一分为二,次级精母细胞形成精细胞,次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体。
【详解】A、据图可知,基因B和e在同一条染色体上,连锁遗传,在减数分裂过程中不遵循自由组合定律,A错误;
B、果蝇体细胞中有8条染色体,经过DNA复制和联会,减数分裂Ⅰ中有4个四分体,16个DNA分子,B错误;
C、因未知甲精子中X染色体上是否发生了类似基因e的其他隐性致死突变,可将甲基因型写为Xb?Y,将甲Xb?Y与ClB品系雌果蝇XBeXb交配得F1,e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死,则F1中有1/3XbY、1/3Xb?Xb、1/3XBeXb?,假设F1中各种基因型个体数量均为a,则XB的基因频率是a÷(a+2a+2a)=1/5,正常眼果蝇约占1/3XbY+1/3Xb?Xb=2/3,C错误;
D、从F1中选取棒眼雌果蝇(XBeXb?)与F1的雄果蝇(XbY)杂交,e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死,因此得到F2的雄果蝇基因型为Xb?Y,若雄果蝇甲发生其他隐性致死突变,Xb?Y死亡,则F2中没有雄果蝇,D正确。
故选D。
5、(2025·广东湛江·一模)矮牵牛花的花色有白、红和紫三种,受G/g、H/h两对基因控制且独立遗传。只有G基因存在时开红花,G、H基因同时存在时开紫花,其他情况开白花。现让亲本紫花双杂合体植株与红花杂合体植株杂交,统计子代植株表型及比例,下列分析错误的是( )
A.F1植株花色及其比例为紫色:红色:白色=3:3:2
B.F1中红花植株的基因型为GGhh、Gghh
C.F1白花植株中纯合体所占的比例为1/2
D.选用gghh植株与1株待测白花纯合体杂交,只需1次杂交实验就能确定其基因型
【答案】D
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、9:3:3:1和1:1:1:1的变式类型及应用
【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】A、亲本紫花双杂合体植株(基因型为GgHh)与红花杂合体植株(基因型为Gghh)杂交,子代基因型及比例为G_Hh∶G_hh∶ggHh∶gghh=(3/4×1/2)∶(3/4×1/2)∶(1/4×1/2)∶(1/4×1/2)=3∶3∶1∶1,相应的表型及比例为紫色∶红色∶白色=3∶3∶2,A正确;
B、由A解析可知F1中红花植株的基因型为GGhh、Gghh,B正确;
C、由A解析可知F1中白花植株包括ggHh与gghh,二者比例为1∶1,故子代白花植株中纯合体所占的比例是1/2,C正确;
D、根据题意可知白花纯合体的基因型有ggHH与gghh两种,要选用1种植株只需1次杂交实验来确定其基因型,关键思路是要判断该白花植株是否含有H基因,故不能选用gghh,否则后代全部为白花,无法判断,应选用GGhh与待测个体杂交,D错误。
故选D。
6、(2025·广东·一模)通过科学选育和种植管理,我国已成为世界上最大的番茄生产国。回答下列问题:
(1)番茄花是双性花,野生型番茄成熟时果肉为红色。为探究番茄果肉颜色的遗传机制,科学家利用甲(基因A突变为a,果肉黄色)、乙(基因B突变为b,果肉橙色)两种单基因纯合突变体进行杂交实验,结果如图。则F2中橙色果肉植株的基因型有 ,红色果肉植株中纯合体的比例为 。
(2)番茄的SlMlol基因是参与白粉病(病菌侵染,会严重降低番茄的产量)发生的易感基因。科学家利用CRISPR/Cas9基因组编辑敲除了番茄的SlMlol基因,获得了抗白粉病的新品种。下图示CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理:Cas9基因表达的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”,在单链向导RNA(sgRNA)引导下切割DNA双链以敲除目标基因。
Ⅰ.过程②中,将重组质粒导入番茄细胞的常用方法是 。
Ⅱ.在设计sgRNA碱基序列时,依据的是 的部分碱基序列。Cas9蛋白切割DNA双链时作用的化学键是 。
Ⅲ.可采用DNA分子杂交技术检测是否成功敲除SlMlol基因,则操作思路及预期结果是 。
【答案】(1) AAbb、Aabb、aabb 1/9
(2) 农杆菌转化法 SlMlo1基因 磷酸二酯键 操作思路:从新品种细胞中提取DNA,与SlMlo1基因探针进行杂交。预期结果:没有出现杂交带。
【知识点】基因编辑技术、目的基因的检测与鉴定、将目的基因导入受体细胞、基因自由组合定律的实质和应用
【分析】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。
【详解】(1)由图可知,F2为红色:黄色:橙色≈9:3:4,说明F1基因型为AaBb为红色,由于基因A突变为a,果肉黄色,基因B突变为b,果肉橙色,故红色基因型为A_B_,黄色为aaB_,橙色为A_bb和aabb,甲的基因型为aaBB、乙的基因型为AAbb。则F2中橙色果肉植株的基因型有AAbb、Aabb、aabb,红色果肉植株A_B_=9/16,红色果肉植株中纯合体的比例为1/4×1/4(AABB)÷9/16(A_B_)=1/9。
(2)Ⅰ.过程②中,将重组质粒导入植物细胞的常用方法为农杆菌转化法。
Ⅱ.sgRNA通过与目标基因配对结合起到引导作用,因此在设计sgRNA碱基序列时,依据的是SlMlo1基因的部分碱基序列。核苷酸之间通过磷酸二酯键连接,Cas9蛋白切割DNA双链时作用的化学键是磷酸二酯键。
Ⅲ.用DNA分子杂交技术检测是否成功敲除SlMlol基因,可从新品种细胞中提取DNA,与SlMlo1基因探针进行杂交,根据碱基互补配对原则,若成功敲除,则不会出现杂交带。
7、(2025·广东广州·一模)大豆是二倍体自花传粉植物,富含优质蛋白和油脂。大豆的类病变突变是指大豆绿叶组织上自发发生细胞死亡的现象。该突变体即使没有外部环境胁迫,也往往会形成病斑,致使绿叶面积大大减小,结实率降低。研究人员发现了一种新的类病变突变体(MT),利用其与野生型植株(WT,表型正常)进行相关实验,结果如下表。
杂交组合
世代
单株或株系的数目
总数
野生型
类病变植株
WT×MT
F1
8
8
0
F2
1920
1801
119
F2:3
——
——
——
注:F2:3指将F2中显性单株收获种子并种植,每个单株收获的种子种植一行。
回答下列问题:
(1)根据实验结果可知,类病变突变性状最可能由 (填“一对”或“两对”)等位基因控制且遗传遵循孟德尔遗传定律,MT的基因型特点是 。
(2)按最可能情况推测,F2:3中,全为野生型和出现性状分离的行数比为 。
(3)研究人员查阅资料后发现,目前已知大豆8号染色体上的众多基因(G20~G28)突变均与大豆类病变突变性状的出现有关。为检验MT的突变基因是否属于已知突变基因中的一种,科研人员设计了2个实验对MT进行相关研究。
实验一:测定WT和MT大豆叶片中相关基因表达量,结果如图。
要测定基因表达量,可以测定 的含量。据图推测,MT的突变基因最可能为 。
实验二:以WT、MT为材料,运用基因工程的方法验证上述推测,写出研究思路 。
【答案】(1) 两对 全为隐性基因
(2)7:8
(3) RNA/蛋白质 G25 从WT中获得G25基因并转入MT,观察MT是否出现类病变突变性状
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、9:3:3:1和1:1:1:1的变式类型及应用、目的基因的检测与鉴定
【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)在F2代中,野生型与类病变植株的总数为1920,其中野生型1801株,类病变植株119株,1801:119≈15:1。孟德尔遗传定律中,当两对等位基因控制性状且遵循自由组合定律时,F2代的性状分离比为9:3:3:1,其变形15:1,表明该性状最可能由两对独立遗传的等位基因控制。 设两对基因分别为A、a和B、b,WT与MT杂交,F1全为野生型(说明野生型为显性性状),F2出现15:1的分离比,那么F1的基因型为AaBb。亲代MT为双隐性纯合子,其基因型为aabb,基因型特点是全为隐性基因。
(2)F2中野生型(显性)的基因型及比例为AABB:AABb:AaBB:AaBb:AAbb:Aabb:aaBB:aaBb = 1:2:2:4:1:2:1:2。其中AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB自交后代全为野生型,AaBb、Aabb、aaBb自交会出现性状分离,比例为(AABB+AABb+AaBB+AAbb+aaBB):(AaBb+Aabb+aaBb)=(1+2+2+1+1):(4+2+2)=7:8。
(3)基因表达包括转录和翻译过程,转录的产物是RNA,翻译的产物是蛋白质,因此可以通过测定RNA或蛋白质的含量来测定基因表达量。 据图可知,MT中G25基因的表达量与WT相差最大,而其他基因在WT和MT中的表达量差异相对较小,所以推测MT的突变基因最可能为G25。 实验二要运用基因工程的方法验证MT的突变基因是G25。思路是将正常的G25基因导入MT大豆中,观察MT大豆是否出现类病变突变性状,如果不出现(或恢复为正常性状),说明MT的突变基因就是G25 。
8、(2025·广东湛江·一模)某种野兔的毛色黑色和灰色是一对相对性状,由E、e基因决定。该种野兔的尾巴长尾和短尾是另一对相对性状,由F、f基因决定。将若干纯合的黑色长尾野兔和灰色短尾野兔进行杂交,所得子一代均为黑色长尾野兔。将子一代分别作母本和父本,进行测交,所得后代的表型和数量如图所示。请回答下列问题:
(1)由实验结果推测,两对相对性状的遗传遵循 定律,判定依据是 。
(2)子一代作父本测交后代中黑色长尾野兔的基因型为 ,子一代分别作母本和父本测交结果不同的原因是 。子一代雌雄个体自由交配后代中灰色短尾野兔占比为 。
(3)野兔中染色体上毛色基因两侧MspⅠ限制酶切位点的分布存在如下两种形式。黑色野兔甲和黑色野兔乙经杂交得到子代灰色野兔丙和未知毛色的野兔丁,分别提取甲、乙、丙、丁个体的DNA,经MspⅠ酶切后进行电泳分离,结果如图所示:
乙个体分离出的19kbDNA片段上含有的毛色基因为 (填“E”或“e”),理由是 ,推测野兔丁为杂合子的概率为 。
(4)科学家将某种人类致病基因转入该种野兔中,模拟疾病的发生和发展过程,该实例说明转基因动物的应用有 。
【答案】(1) 自由组合 子一代作母本测交结果出现4种表型且比例为1:1:1:1
(2) EeFf 子一代黑色长尾野兔基因型为EeFf,作母本时产生雌配子种类和比例为EF:Ef:eF:ef=1:1:1:1,但作父本时产生雄配子种类和比例为EF:Ef:eF:ef=3:3:3:1(雄配子中ef 2/3致死),所以测交结果不同(合理即可) 1/40/0.025
(3) E 野兔丙为灰色,基因型为ee,两个e分别来自甲和乙的23kb片段,甲、乙基因型为Ee,则乙的19kb片段中含有E基因 1/2/0.5
(4)作为模式动物,为研究某种人类疾病的致病机制和开发治疗药物提供依据(合理即可)
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用、纯合子与杂合子、电泳鉴定
【分析】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;在减数分裂形成配子的过程中,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】(1)根据亲本纯合的黑色长尾野兔和灰色短尾野兔进行杂交,所得子一代均为黑色长尾野兔且子一代作母本测交结果出现4种表型且比例为1:1:1:1,判定控制两对相对性状的基因可以自由组合,符合自由组合定律。
(2)子一代基因型为EeFf,作母本时产生的雌配子种类和比例为EF:Ef:eF:ef=1:1:1:1,作父本时产生的雄配子种类和比例为EF:Ef:eF:ef=3:3:3:1(雄配子中ef有2/3致死),所以子一代作父本测交后代黑色长尾野兔的基因型为EeFf,因为子一代产生雌雄配子的比例不同所以分别作母本和父本测交结果不同,自由交配后代中灰色短尾eeff占1/10×1/4=1/40。
(3)野兔甲体内含有两条23kb的DNA条带,一条含有E基因,一条含有e基因;野兔丙体内含有两条23kb的DNA条带,都是e基因;一条来自甲,一条来自乙;乙、丁体内含有一条23kb的DNA条带,一条19kb的DNA条带。由此可知,野兔乙体内含有的23kb的DNA条带一定含有e基因,则19kb的DNA条带就含有E基因。野兔丁体内含有的19kb的DNA条带来自野兔乙,就含有E基因,23kb的DNA条带来自野兔甲,所以可能含有e基因,也可能含有E基因,所以野兔丁可为显性纯合子或杂合子,概率各为1/2。
(4)模式动物是标准化的实验动物,指经过人工培育,遗传背景清楚,能相对稳定显现需要研究的生理或病理特征的动物。科学家将某种人类疾病基因转入该种野兔中,模拟疾病的发生和发展过程,该实例说明转基因动物可以作为模式动物,为研究某种人类疾病的致病机制和开发治疗药物提供依据。
9、(2025届广东省三校高三一模)玉米是我国种植面积最大的农作物,玉米雄性不育系在杂交育种中的作用尤为重要。请回答下列问题:
(1)玉米雄性不育系在杂交中常作为 ,杂交得到的子代可获得杂种优势。
(2)雄性不育系常存在着不育性状不稳定、基因污染等问,我国科研工作者为此开展了以下研究。
①研究发现Z基因在花粉中特异性表达,是导致雄性不育的原因之一。研究者首先利用 法将Z基因导入玉米细胞,最终获得转基因杂合玉米品系Z580El2,然后将其花粉分别授予母本Z58和Z580E12,对花粉管的发育情况进行检测,结果如表1所示。
母本
花粉管长度正常
花粉管长度缩短
比例
Z58
46
54
1:1.17
Z580El2
47
53
1:1.13
表1花粉管发育情况统计结果
②结果表明,上述花粉管性状的遗传遵循 定律,由于Z基因的表达会 从而可以导致玉米雄性不育。
(3)IPEI是玉米正常形成花粉所必需的基因,研究者获得了其纯合突变品系ipel雄性不育系。为解决其无法通过自交留种的问题,研究者将一个“基因盒子”导入该品系(图1),得到了4个转基因杂合株系P1~P4,然后分别将其花粉授予野生品系wc,结果见表2。
杂交组合
花粉管发育正常:异常
种子无荧光:有荧光
♀wc×♂P1
1:0
1.05:1
♀wc×♂P2
1:0
1.02:1
♀wc×♂P3
1:1.11
1:0
♀wc×♂P4
1:1.08
1:0
表2花粉管发育和结种情况统计结果
①由于转入了 基因,四个株系均可以正常产生花粉。
②以上结果显示 为成功构建的株系。
③选取构建成功的株系中某植株自交,获得的子代中ipel雄性不育系所占比例为 。
(4)玉米的籽粒颜色由两对独立遗传的等位基因C/c、P/p决定,其中C控制色素的形成,而P控制色素的类型。只有当C和P同时存在时玉米籽粒才表现为紫色,其他组合都表现为非紫色。现有纯合紫色玉米甲(CCPP)、纯合非紫色玉米乙(ccpp)、纯合ipel雄性不育系紫色玉米丙(CCPP)、纯合ipel雄性不育系非紫色玉米丁(ccpp)四种玉米品系。
选取甲和乙杂交得到F1,F1自交后代中性状能稳定遗传的个体占 。若向丙和丁中与籽粒颜色有关基因所在染色体上各导入一个“基因盒子”(不破坏相关基因),以构建成功的丙为母本、丁为父本杂交得到F1,再让F1自交得F2,则F2中粒色的表现型及比例为: 。
【答案】(1)母本
(2) 农杆菌转化法/花粉管通道法 分离 抑制花粉管的延伸
(3) IPE1 P1、P2 1/2
(4) 1/4 紫色:非紫色=1:1
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用
【分析】1.将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法,农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可整合到受体细胞的染色体DNA上。动物基因工程中,利用显微注射技术,将目的基因导入动物受精卵。由于动物受精卵具有极高的全能性,便于目的基因的复制和表达。
2.基因分离定律的实质:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,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。
【详解】(1)雄性不育系不能产生花粉或花粉不育,只能作为母本。
(2)①将外源基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法,农杆菌中Ti质粒上的T-DNA可以整合到受体细胞的染色体DNA上,我们国家科学家研发的花粉管通道法也可以将外源基因导入受体细胞。
②转基因杂合玉米品系Z580E12的花粉管发育情况有两种表型,花粉管长度正常:花粉管长度缩短接近于1:1,则花粉管性状的遗传遵循基因分离定律,雄性不育的原因是花粉管长度缩短,可知Z基因抑制花粉管的延伸无法正常受精,从而导致雄性不育。
(3) ①据题意,IPEI是玉米正常形成花粉所必需的基因,基因盒子中第二个基因是IPEI基因,所以四个株系均可以正常产生花粉。
②♀wc╳♂P3、♀wc╳♂P4两个组合,花粉管发育正常:异常接近于1:1,则说明P3和P4中的Z基因能够正常发挥作用,种子无荧光:有荧光=1:0,“基因盒子”不会遗传给子代,造成基因污染问题,因此P3和P4为成功构建的株系。
③选取构建成功的株系中某植株自交,雌性产生的雌配子是ipe1(可育):ipe1-基因盒(可育)=1:1,雄性产生的雄配子是ipe1(可育):ipe1-基因盒(不可育)=1:1,由于雄配子ipe1-基因盒不可育,雌、雄配子随机结合后,获得的子代中ipel雄性不育系(ipe1/ipe1-基因盒)所占比例为1×1/2=1/2。
(4) 若向丙和丁中与籽粒颜色有关基因所在的染色体各导入一个基因盒子,对于杂交时将做父本的丁(ccpp)来说,无论这一个基因盒子导入C/c这一条染色体还是P/p这一条染色体,最终都只能产生一种cp的雄配子。 对于杂交时将做母本的丙(CCPP)来说(1)若导入的一个基因盒子在C/c这条染色体上,则丙(CC-基因盒PP)可产生CP,C-基因盒P,两种雌配子,则和构建好的丁杂交出来的F1是CcPp:C-基因盒cPp=1:1,让F1自交产生子代:CcPp自交满足9:3:3;1的变式,即紫色:非紫色=9:7,C-基因盒cPp自交,雄配子有cP,cp两种,雌配子有C-基因盒P,C-基因盒p,cP,cp四种,雌雄配子随机结合,子代紫色:非紫色=3:5,因此F2紫色:非紫色=9+3:7+5=1:1。(2)若导入的一个基因盒子在P/p这条染色体上,则丙(CCPP-基因盒)可产生CP,CP-基因盒,两种雌配子,则和构建好的丁杂交出来的F1是CcPp:CcP-基因盒p=1:1,让F1自交产生子代:CcPp自交满足9:3:3;1的变式,即紫色:非紫色=9:7,CcP-基因盒p自交, 雄配子有Cp,cp两种 ,雌配子有CP-基因盒,Cp,cP-基因盒,cp四种,雌雄配子随机结合,子代紫色:非紫色=3:5,因此F2紫色:非紫色=9+3:7+5=1:1。 综上,F2紫色:非紫色=1:1。
伴性遗传和人类遗传病考点03
1、(广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三第一次调研)某隐性遗传病的致病基因有d、d'两种形式。如图表示该病某家族系谱图及成员携带致病基因的情况,Ⅱ1的性染色体组成为XXY。不考虑新的变异,下列分析错误的是( )
A.该病是伴 X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ1的染色体变异由Ⅰ₁的减数分裂Ⅰ异常导致
C.若Ⅰ1与Ⅰ2再生育,儿子患病的概率为1/2
D.Ⅱ2与正常女性婚配,子女患病的概率是1/4
【答案】D
【知识点】遗传系谱图中遗传方式的判定及应用、伴性遗传的遗传规律及应用
【分析】题意分析:Ⅱ1性染色体组成为XXY,题图可知,Ⅱ2的致病基因只来自于母亲,判断该病为伴X隐性遗传病,Ⅱ1的致病基因为dd′,则Ⅱ1的基因型为XdXd′Y;该病致病基因有两种突变形式,记作d与d′,则患病女性基因型为XdXd、XdXd′、Xd′Xd′,患病男性基因型为XdY、Xd′Y。
【详解】A、题意显示,某隐性遗传病的致病基因有d、d'两种形式,Ⅰ1的致病基因为d,若该病为常染色隐性遗传病,其基因型为dd,不符合题意,故该病为伴X染色体隐性遗传病,A正确;
B、根据题意可知,Ⅰ1的基因型为XdY,Ⅰ2的基因型为XDXd′,Ⅱ1的基因型为XdXd′Y,Ⅱ1的染色体变异由Ⅰ1提供XdY的精子引起的,该异常精子的产生是由于减数分裂Ⅰ异常导致的,B正确;
C、Ⅰ1的基因型为XdY,Ⅰ2的基因型为XDXd′,二者再生育,所生儿子患病的概率为1/2,C正确;
D、Ⅱ2的基因型为Xd′Y,其育表现型正常的女性(XDXD或XDXd或XDXd′)婚配,则子女患病的概率为0或1/2,D错误。
故选D。
2、(2025·广东广州·一模)科研人员在观察某种昆虫(性别决定方式为ZW型)亲子代的翅缘颜色和眼色遗传时,发现了有趣的遗传现象并进行如下研究。
亲本(纯合子)
F1
F2表型及占F2的比例
雌性
黑翅缘赤眼
黑翅缘青眼
黑翅缘赤眼(4/16)、黑翅缘青眼(4/16)
雄性
灰翅缘青眼
黑翅缘赤眼
黑翅缘赤眼(3/16)、黑翅缘青眼(3/16)、
灰翅缘赤眼(1/16)、灰翅缘青眼(1/16)
下列分析错误的是( )
A.控制该昆虫眼色的基因位于Z染色体上
B.翅缘基因型不同的雌性个体均表现为黑翅缘
C.F2有6种表型的原因是F1产生配子时发生了染色体片段互换
D.F2中黑翅缘赤眼个体共有5种基因型且有2种是纯合子
【答案】C
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、伴性遗传的遗传规律及应用、基因在染色体上位置的判定方法问题
【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】AB、根据F2的性状分离比为4∶4∶3∶3∶1∶1是9∶3∶3∶1的变式可知,两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,亲本赤眼(♀)×青眼(♂)杂交,F1中赤眼为雄性,而青眼为雌性,表现与交叉遗传,因此可判断控制眼色的基因位于Z染色体上,(设相关基因为B/b)亲本相关基因型可表示为ZbZb、ZBW,说明赤眼对青眼为显性,分析亲本和子代的翅缘颜色发现,灰色只在雄性中表现,且不符合伴性遗传的规律,表现为从性遗传的特征,(设基因为D/d)则基因型为DD、Dd、dd在雌性中均表现为黑翅缘,DD、Dd在雄性中表现为黑翅缘,dd在雄性中表现为灰翅缘,已知该昆虫性别决定方式为ZW型,所以控制该昆虫眼色的基因位于Z染色体上,则亲本的基因型为DDZBW和ddZbZb,F1的基因型为DdZBZb、DdZbW,AB正确;
C、F2有6种表型的原因是两对基因自由组合的结果,C错误;
D、亲本的基因型为DDZBW和ddZbZb,F1的基因型为DdZBZb、DdZbW,则F2的黑翅缘赤眼个体的基因型DDZBW、DdZBW、ddZBW、DDZBZb、DdZBZb,共有5种基因型,其中纯合子有2种,D正确。
故选C。
3、(2025·广东珠海·一模)下列实验材料中适合用于研究伴性遗传的是( )
A.豌豆 B.鸡 C.蜜蜂 D.噬菌体
【答案】B
【知识点】生物的基本特征及病毒(旧)、伴性遗传的遗传规律及应用、染色体组、单倍体、二倍体、多倍体概念
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关,这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】A、豌豆是两性花,没有性染色体,不能用于伴性遗传的研究,A错误;
B、鸡有雌雄之分,可用于研究伴性遗传,B正确;
C、蜜蜂的雄蜂是单倍体,雌蜂是二倍体,不能用于研究伴性遗传,C错误;
D、噬菌体是病毒,不含染色体,D错误。
故选B。
4、(2025·广东珠海·一模)已知蝴蝶的性别决定方式为ZW型,眼色白眼对绿眼为显性。现用一只白眼紫翅雌蝶和一只绿眼黄翅雄蝶杂交,后代中白眼紫翅∶绿眼黄翅∶白眼黄翅∶绿眼紫翅约为1∶1∶1∶1.下列能解释实验现象的假说有( )
假说一:紫翅对黄翅为显性,两对基因位于两对常染色体上
假说二:黄翅对紫翅为显性,两对基因位于两对常染色体上
假说三:黄翅对紫翅为显性,两对基因位于一对常染色体上
假说四:黄翅对紫翅为显性,两对基因只位于Z染色体上
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【答案】D
【知识点】伴性遗传的遗传规律及应用、基因自由组合定律的实质和应用
【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】已知蝴蝶的性别决定方式为ZW型,眼色白眼对绿眼为显性,设眼色相关基因是A/a,翅型相关基因是B/b,现用一只白眼紫翅雌蝶和一只绿眼黄翅雄蝶杂交,后代中白眼紫翅∶绿眼黄翅∶白眼黄翅∶绿眼紫翅约为1∶1∶1∶1,可能的假说有:
①假说一:紫翅对黄翅为显性,两对基因位于两对常染色体上,若为AaBb×aabb,子代中AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,符合题意;
②假说二:黄翅对紫翅为显性,两对基因位于两对常染色体上,Aabb×aaBb,代中AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,符合题意;
③假说三:黄翅对紫翅为显性,两对基因位于一对常染色体上,若为Aabb(Ab连锁,ab连锁)×aaBb(aB连锁,ab连锁),子代也是AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,符合题意;
s④假说四:黄翅对紫翅为显性,两对基因只位于Z染色体上,双亲若为ZAbW×ZaBZab,子代是ZAbZaB:ZAbZab:ZaBW:ZabW=1∶1∶1∶1,符合题意。
故选D。
5、(2025·广东茂名·一模)先天性聋哑存在多种遗传方式,如下图表示某家系有关先天性聋哑的遗传系谱图,已知该家族聋哑遗传涉及两对独立遗传的等位基因(A/a和B/b),且两对基因之间没有相互作用。对该家系的部分成员的相关基因进行了电泳,电泳的结果如下表所示(不同条带表示不同的基因),已知5号患病和B/b基因有关,下列有关说法中错误的是( )
I-1
I-2
Ⅱ-5
Ⅲ-8
Ⅲ-10
条带①
▂
▂
▂
条带②
▂
▂
▂
▂
条带③
▂
▂
▂
条带④
▂
▂
▂
▂
A.条带①表示A基因,条带③表示B基因
B.Ⅱ-4的基因型可能为AaXBXB或AaXBXb
C.Ⅱ-5和Ⅱ-6再生育一个正常女儿的概率是3/16
D.Ⅲ-9号可能同时携带两种不同的致病基因
【答案】B
【知识点】遗传系谱图中遗传方式的判定及应用
【分析】基因自由组合定律实质为: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。基因分离定律:在杂合子细胞中,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。
【详解】A、Ⅱ-5号患病和B/b基因有关,根据系谱图可知,b导致Ⅱ-5号患病,其基因型为bb(或XbY),根据电泳结果,条带④表示b基因,条带③表示B基因,结合电泳结果可知,I-1的BB或XBY,故B和b基因只能位于X染色体上。Ⅲ-8患病,其双亲正常,结合电泳结果可知,其基因型为aa,故条带②表示a基因,条带①表示A基因,A正确;
B、由于B和b基因位于X染色体上,结合电泳结果可知,I-1和I-2基因型分别为AAXBY和AaXBXb,由于Ⅲ-8的基因型为aaXBXb,故Ⅱ-4的基因型为AaXBXb,B错误;
C、根据系谱图和电泳结果,Ⅱ-5的基因型为AaXbY,Ⅲ-10的基因型为aaXbXb,故Ⅱ-6的基因型为AaXBXb,Ⅱ-5和Ⅱ-6再生育一个正常女儿概率是3/4×1/4=3/16,C正确;
D、Ⅱ-5的基因型为AaXbY,Ⅱ-6的基因型为AaXBXb,后代Ⅲ-9号的基因型可能为AaXBXb,可同时携带两种不同的致病基因,D正确。
故选B。
6、(2025·广东汕头·一模)成骨不全症(OI)是一类病因复杂的遗传性骨疾病,可由仅位于X染色体上的PLS3基因发生突变引起。研究人员对某一OI家系(下图)进行研究,以探索该病的遗传方式和致病机理。
回答以下问题:
(1)研究人员分别提取Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ1多种体细胞的mRNA,在 酶作用下合成cDNA,之后利用 特异性地对PLS3基因的cDNA进行PCR扩增,并对扩增产物进行电泳鉴定,结果如下图a。
(2)据图a分析,成骨不全症(OI)的遗传方式为 ;若Ⅱ2、Ⅱ3计划生二胎,在不考虑新发突变的情况下,二胎患OI的概率是 。
(3)临床观察发现,Ⅲ1的患病程度比相同病因的男性患者轻,原因可能是 。采用抗原-抗体杂交技术对特定对象体细胞(多种)中的PLS3蛋白进行检测,请补充图b横线处的相关信息,并在电泳图中将对应的位置涂黑以证明该猜测正确 。
【答案】(1) 逆转录 PLS3基因的引物
(2) 伴X染色体显性遗传 0
(3) 男性患者无正常PLS3基因,Ⅲ1为杂合子,未突变的PLS3基因能表达出正常的蛋白质【补充答案:男性患者无正常PLS3基因,Ⅲ1为杂合子,体细胞中的一条X染色体随机失活导致部分细胞表达出正常的PLS3蛋白】
【知识点】伴性遗传的遗传规律及应用、遗传系谱图中遗传方式的判定及应用、基因突变、PCR扩增的原理与过程
【分析】以DNA为模板合成RNA的过程称为转录,需要RNA聚合酶催化;以RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录,需要逆转录酶催化。
【详解】(1)以RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录,需要逆转录酶催化,因此研究人员分别提取Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ1多种体细胞的mRNA,在逆转录酶作用下合成cDNA,若要扩增PLS3基因的cDNA,所设计的引物应与PLS3基因特定部位的碱基发生特异性结合,即利用PLS3基因的引物特异性地对PLS3基因的cDNA进行PCR扩增,并对扩增产物进行电泳鉴定。
(2)已知该病由仅位于X染色体上的PLS3基因发生突变引起,Ⅱ2、Ⅱ3表型正常,电泳的条带只有一条,而Ⅲ1电泳的条带为两条,且患病,因此该病致病基因为显性致病基因,即遗传方式为伴X显性遗传。由于Ⅱ2、Ⅱ3不携带致病基因,因此在不考虑新发突变的情况下,二胎个体均不会出现该致病基因,患OI的概率是0。
(3)由于男性患者无正常PLS3基因,而Ⅲ1为杂合子,未突变的PLS3基因能表达出正常的蛋白质,因此Ⅲ1的患病程度比相同病因的男性患者轻。若上述推测是正确的,则含有正常PLS3蛋白的男性个体不含致病基因,因此表现为正常男性,而男患者由于只含有致病基因,因此只含异常的PLS3蛋白,而Ⅲ1为杂合子,即含有正常的PLS3基因,也含有突变的PLS3基因,因此即含有正常PLS3蛋白,也含有异常的PLS3蛋白,即电泳图为 。
7、(广东省深圳市高级中学高中园2025届 第一次模拟考试)先天性白内障(CC)是一种较为常见的眼部疾病。遗传性先天性白内障多为单基因遗传病,遗传方式包括常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、伴X染色体遗传。研究人员对某家系的先天性白内障进行分析,获得如下系谱图。
回答下列问题:
(1)据图分析,该家系的CC最有可能的遗传方式是 ,阐述你判断的理由是 。根据最可能的遗传方式,本家系中患病个体的基因型是 (基因用A、a表示)。
(2)TSR1基因在小鼠和人的晶状体组织和细胞系中均有表达,参与了白内障表型的形成。研究发现TSRI基因表达产物与核糖体蛋白有直接相互作用,表明发生先天性白内障可能的原因是 。
(3)针对CC这类遗传病,通过体细胞基因组编辑等技术能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病?作出判断并说明理由 。
【答案】(1) 常染色体显性遗传 每一代均有患病个体,男女患病比例相近,符合显性遗传的特点 Aa
(2)TSR1基因功能异常导致核糖体功能受损,影响晶状体蛋白的合成或折叠,最终导致晶状体混浊
(3)不可以;违反法律和伦理道德,且存在安全隐患
【知识点】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
【分析】几种常见的单基因遗传病及其特点:(1)伴X染色体隐性遗传病:如红绿色盲、血友病等,其发病特点:男患者多于女患者;隔代交叉遗传,即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。(2)伴X染色体显性遗传病:如抗维生素D性佝偻病,其发病特点:女患者多于男患者;世代相传。(3)常染色体显性遗传病:如多指、并指、软骨发育不全等,其发病特点:患者多,多代连续得病。(4)常染色体隐性遗传病:如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等,其发病特点:患者少,个别代有患者,一般不连续。(5)伴Y染色体遗传:如人类外耳道多毛症,其特点是:传男不传女。
【详解】(1)由图可知,每一代均有患病个体,符合显性遗传的特点,男女患病比例相近,排除伴X染色体遗传,且患病个体的子女中,约有一半患病,符合显性遗传的分离比,故该家系最有可能的遗传方式是常染色体显性遗传;该家系中部分子女正常,正常个体的基因型为aa,有来自亲代的a基因,则患病个体的基因型为Aa(杂合子)。
(2)分析题意,TSR1基因在小鼠和人的晶状体组织和细胞系中均有表达,参与了白内障表型的形成,且TSRI基因表达产物与核糖体蛋白有直接相互作用,TSR1基因功能异常导致核糖体功能受损,影响晶状体蛋白的合成或折叠,最终导致晶状体混浊。
(3)分析题意,生殖细胞或胚胎基因组编辑可以从根源上消除致病基因,避免遗传病传递给后代,故通过体细胞基因组编辑等技术能达到治疗的目的,但该过程需在严格的法律和伦理框架下进行。
8、
9、(广东省三校2024—2025学年高三下学期第一次联考)下图是某种单基因遗传病的遗传系谱图,请据图回答下列问题:
(1)该遗传病的遗传方式为 染色体 性遗传。
(2)若已知Ⅰ1携带该遗传病的致病基因,则Ⅲ3与Ⅲ1基因型相同的概率为 ;若Ⅲ3与基因型和Ⅲ2相同的男性婚配,并生育了一个表现型正常的男孩,则该男孩携带该致病基因的概率为 。
(3)若该遗传病是人群中常见的白化病,则由白化病的发病机理可知,基因控制生物性状的途径之一是 。
(4)若该遗传病是白化病(常染色体上的隐性遗传病),某一地区正常人群中每90人中有1人是白化病基因的携带者。图中的Ⅲ4同时患有白化病和红绿色盲(X染色体上的隐性遗传病),Ⅱ3和Ⅱ4均表现正常。若Ⅲ3与该地区一个正常男性结婚,生一个同时患这两种病孩子的概率是 。
【答案】 常染色体或X 隐 2/3 3/5 基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状 1/4320
【知识点】伴性遗传的遗传规律及应用、遗传系谱图中遗传方式的判定及应用、基因、蛋白质与性状的关系
【分析】本题考查了遗传规律在人类遗传病中的应用,准确识图并理解相关知识点是解题的关键。
由Ⅱ3×Ⅱ4→Ⅲ4可知,该病是隐性遗传病,但仅根据系谱图不能确定基因的位置。
【详解】(1)Ⅱ3号个体和Ⅱ4号个体均表现正常,他们有个患病的儿子,可知该遗传病为隐性遗传病,但不能确定基因的位置,故可能为常染色体或X染色体上隐性遗传。
(2)若已知Ⅰ1携带有该遗传病的致病基因,说明该病为常染色体隐性遗传病,假设致病基因为a,则Ⅲ1的基因型为Aa,Ⅲ3的父母基因型均为Aa,则Ⅲ3基因型为Aa的概率为2/3,Ⅲ3与Ⅲ1基因型相同的概率为2/3。若Ⅲ3(2/3Aa、1/3AA)与基因型和Ⅲ2相同(Aa)的男性婚配,后代的基因型及所占比例为1/3AA、1/2Aa、1/6aa,那么后代是表现型正常的男孩(A_),则该男孩携带该致病基因(Aa)的概率为3/5。
(3)若该遗传病是人群中常见的白化病,白化病是由于控制酪氨酸酶的基因发生突变,导致酪氨酸酶不能合成引起的,体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状。
(4)假设白化病基因为a,色盲基因为b,图中的Ⅲ4同时患有白化病和红绿色盲(X染色体上的隐性遗传病)。据图可推测Ⅱ3和Ⅱ4的基因型分别为AaXBXb,AaXBY,那么Ⅲ3的基因型为A–XBX–(1/3AA、2/3Aa;1/2XBXB、1/2XBXb);该地区一个正常男性基因型为A–XBY,其为Aa的概率为1/90;若Ⅲ3与该地区一个正常男性结婚,生一个同时患这两种病孩子(aaXbY)的概率是。2/31/90×1/41/21/4=1/4320。
【点睛】本题的难点在于根据系谱图只能确定该病为隐性遗传病,不能确定基因的具体位置,需要考生根据题目信息作出判断,如若Ⅰ1携带该遗传病的致病基因,说明该病是常染色体隐性遗传病;若Ⅰ1不携带该遗传病的致病基因,说明该病是伴X隐性遗传病。
10、(2025届广东省建文外国语学校两学部高三下学期第一次模拟)研究发现果蝇的亮红眼存在多种隐性突变体系,其中cn品系突变体由a基因控制,v品系突变体由b基因控制,st品系突变体由d基因控制。现某野生型果蝇群体中发现了一种新的隐性突变体,由隐性基因e控制,实验小组让该亮红眼突变品系果蝇分别与cn品系,v品系和st品系的突变体果蝇杂交得F1,F1相互交配得F2,实验结果如下表所示。已知亲本的各亮红眼果蝇不含其余品系的突变基因,回答下列问题:
杂交后代
亮红眼♂×cn♀
亮红眼♂×v♀
亮红眼♂×st♀
野生型
亮红眼
野生型
亮红眼
野生型
亮红眼
F1
57♂,58♀
0
77♀
63♂
0
114♂,110♀
F2
91♂,89♀
72♂,68♀
59♂,60♀
102♂,101♀
0
227♂,225♀
(1)根据该亮红眼果蝇与cn品系的杂交结果可判断,e基因位于 (填“常”或“X”)染色体上,且e基因和a基因的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,原因是 。
(2)若仅考虑B/b和E/e两对等位基因,请写出该亮红眼果蝇与v品系雌果蝇杂交产生的F1的雌雄个体的基因型: ,让F2的雌雄果蝇随机交配,子代野生型果蝇群体中的性别比例为 。
(3)根据杂交实验结果可以判断e基因是 基因的等位基因,理由是 。
【答案】(1) 常 遵循 F1野生型果蝇自交后代野生型:亮红眼≈9:7,属于9:3:3:1的变形,因此,遵循基因的自由组合定律
(2) EeXBXb、EeXbY 雌性:雄性=5:2
(3) d 该亮红眼果蝇与st品系亮红眼果蝇杂交后代全部为亮红眼,说明双方的隐性个体互不包含对方的显性等位基因,即两个基因为等位基因
【知识点】基因分离定律的实质和应用、基因自由组合定律的实质和应用、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
【分析】基因分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打,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)根据该亮红眼果蝇与cn品系的杂交结果,F2中野生型与亮红眼在雌雄中比例均近似9:7,故可推测a和e基因的遗传与性别没有关联,均是位于常染色体上的基因;又因为F1野生型果蝇自交后代野生型:亮红眼≈9:7,属于9:3:3:1的变形,故a基因和e基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)根据该亮红眼果蝇与v品系雌果蝇杂交结果可知,F1雌果蝇均为野生型,雄果蝇均为亮红眼,说明遗传与性别有关,即B/b基因位于X染色体上,已知亲本的各亮红眼果蝇不含其余品系的突变基因,故亲本为eeXBY(亮红眼♂)×EEXbXb(v♀),杂交后代F1基因型为EeXBXb(野生型♀)、EeXbY(亮红眼♂);让F2的雌雄果蝇随机交配,子代野生型果蝇基因型为E_XBX_、E_XBY,E_XBX_的占比为3/4×5/13=15/52,E_XBY的占比为3/4×2/13=6/52,故子代野生型果蝇群体中的性别比例为雌性(E_XBX_):雄性(E_XBY)=5:2。
(3)根据该亮红眼果蝇与v品系雌果蝇杂交实验结果可知,该亮红眼果蝇与st品系亮红眼果蝇杂交后代全部为亮红眼,说明双方的隐性个体互不包含对方的显性等位基因,即两个基因互为等位基因,故可以判断e基因是d基因的等位基因。
【点睛】本题考查遗传的基本规律,考查对自由组合定律、伴性遗传规律的理解和应用,意在考查考生对所学知识的理解,把握知识间内在联系的能力。
11、(2025·广东茂名·一模)秀丽隐杆线虫(简称“线虫”)是目前遗传实验中很重要的模式生物,其体长约1mm,是一种非寄生性蠕虫,用显微镜可辨别其性别和区分表型。线虫有雌雄同体(,常染色体记为I~V;XX;2n=12)和雄虫(♂,XO;2n-1=11)两种性别,雄虫约只占0.05%;雌雄同体只有自交和与雄虫杂交两种繁殖方式。线虫的发育顺序为胚胎期→幼虫期→成年期,历时3天半;幼虫期有L1~L4期,L4晚期幼虫即可交配。回答下列问题:
(1)将雌雄同体的线虫置于30℃恒温水浴箱一段时间可提高子代中雄虫的比例,从减数分裂角度推测其作用机理是 。请在下图方框中绘制正常情况下雌雄同体自交及与雄虫杂交产生子一代的遗传图解 。
(2)野生型线虫的基因型为+/+,研究者发现一种矮胖型隐性突变体线虫,其基因dpy-5位于Ⅰ号染色体上,为验证dpy-5基因的位置,研究者将野生型线虫与该隐性突变体进行杂交,结果如图:
据图推测,为提高子代数量,研究者可让 ,若发现F2表型比为3:1,则可证明。
(3)研究者发现另一个隐性突变基因ucu-22可使线虫行动时身体抖动,同时确定基因ucu-22与基因dpy-5为非等位基因,为确定两者的具体位置,研究者进行如下实验:
实验过程:P:矮胖型雌雄同体×野生型雄虫→F1选取L4早、中期雄虫与行动时身体抖动隐性突变体雌雄同体杂交→让F2的雌雄同体单独培养,统计所产幼虫(F3)的表型。
实验结果: ,则可证明基因ucu-22和基因dpy-5位于非同源染色体上。
【答案】(1) 热激使雌雄同体在减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期时,X染色体不分离,提高不含X的配子比例,(该种配子与正常的异性配子受精即可产生雄虫,答案合理即可)
(2)F1的雌雄同体自交
(3)若某个F2雌雄同体的子代出现双隐性个体,且出现4种表型,比例为9:3:3:1
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、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、基因在染色体上位置的判定方法问题
【分析】基因的分离定律的实质是: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。
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】(1)依题意,与雌雄同体的线虫相比,雄线虫少了一条X染色体。将雌雄同体的线虫置于30℃恒温水浴箱中培养,若在30℃条件下,雌雄同体在减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期时,X染色体不分离,则可提高不含X的配子比例,该种配子与正常的异性配子受精即可产生雄虫,从而提高子代中雄虫的比例。正常情况下雌雄同体自交及与雄虫杂交产生子一代的遗传图解如下图所示:
(2)依题意,雌雄同体有自交和与雄虫杂交两种繁殖方式,若要提高子代数量,可让F1的雌雄同体自交,若发现F2表型比为3:1,则可证明基因dpy-5位于Ⅰ号染色体上。
(3)假设用a表示隐性突变基因dpy-5,相应等位基因用A表示;用b表示隐性突变基因ucu-22,相应等位基因用B表示。矮胖型雌雄同体(XXaa)×野生型雄虫(XOAA)→F1L4早、中期雄虫(XOAa),L4(XOAaBB)与行动时身体抖动隐性突变体雌雄同体(XXAAbb)杂交→F2的雌雄同体(XXAABb,XXAaBb),让F2的雌雄同体单独培养(即自交),若某个F2雌雄同体的子代出现双隐性个体,且出现4种表型,比例为9:3:3:1,则可证明基因ucu-22和基因dpy-5位于非同源染色体上。
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专题05 遗传的基本规律
考点概览
考点01 分离定律
考点02 自由组合定律
考点03 伴性遗传和人类遗传病
分离定律考点01
1、(2025·广东江门·一模)在某款遗传学虚拟游戏中,玩家选择了某著名科学家的展馆(展馆部分介绍见图)进行参观学习,并进行虚拟经典实验后答题闯关。玩家所选的科学家是( )
这位科学家在论文中提到,他的实验目的是“观察每对有区别的性状的变异,并推导出它们在连续世代中出现的规律”。所以,实验植物的选择必须是“具有稳定的可区分的性状”,并且“这种植物的杂种在开花期能防止外来花粉的影响”。
A.沃森 B.孟德尔 C.摩尔根 D.克里克
2、(2025·广东深圳·一模)家族性高胆固醇血症是常染色体单基因遗传病,发病主要原因是低密度脂蛋白受体基因突变为E140K基因,使血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平升高。下表为某患者(Ⅲ-1)相关家庭成员的基因型,如图为其家庭的遗传系谱图。下列分析错误的是( )
成员
基因型
Ⅱ-1
+/+
Ⅱ-2
E140K/+
Ⅱ-3
E140K/+
Ш-1
E140K/E140K
注:+表示正常基因
A.Ⅰ-1的基因型一定为E140K/+
B.Ⅰ-2一定带有正常基因
C.Ш-1的致病基因一定来自Ⅰ-1和Ⅱ-3
D.Ш-1父母生育的女儿正常的概率为1/4
3、(广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三第一次调研)豌豆的红花和白花是一对相对性状,由等位基因A/a控制。随机选取多对红花与白花植株作亲本进行杂交,子代的表型及比例为红花:白花=5:1(不考虑致死等其他情况)。下列有关分析错误的是( )
A.红花对白花为显性
B.亲本红花植株中纯合子占多数
C.子代中纯合子占多数
D.子代产生的配子中含 a基因的更多
4、(2025届广东省深圳市建文外国语学校两学部一模)若母亲的血清中不含凝集素抗A和抗B,而父亲的血清中含凝集素抗A,则他们儿子的红细胞膜上不可能出现的情况是( )
A.无凝集原A和B B.有凝集原A和B
C.无凝集原A,有凝集原B D.有凝集原A,无凝集原B
5、(广东省三校2024—2025学年高三下学期第一次联考)亨廷顿病(HD)是一种遗传性神经退行性疾病。主要病因是患者第四号染色体上的HUNTINCTON基因发生变异,异常蛋白质在细胞内逐渐聚集在一起形成大分子团,在脑中积聚,影响神经细胞的功能。患者一般在中年发病,表现为舞蹈样动作,逐渐丧失说话、行动、思考和吞咽的能力,最终导致死亡。如图为甲乙两个有亨廷顿病患者的家系图,已知:I2与I3为亲兄妹,他们的母亲也患病;I1和I4都不含致病基因;第三代都为青少年。相关叙述正确的是( )
A.若Ⅲ2长大后与不携带该致病基因的正常女性婚配,后代患病的概率为1/2
B.该病的致病原理说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
C.亨廷顿病的遗传方式是常染色体显性遗传,该病致病基因的根本来源是基因突变
D.神经细胞的数量很多,可以通过特异性杀死神经系统病变细胞对亨廷顿病进行有效治疗
6、(2025届广东省建文外国语学校两学部高三下学期第一次模拟)有些遗传病,如假肥大型肌营养不良要到儿童期才发病,有些遗传病需要遗传因素与环境因素共同作用才能发病,如哮喘病,遗传因素占80%,环境因素占20%。遗传病常在一个家族中有多人发病,为家族性的,但也有可能一个家系中仅有一个病人,为散发性的。下列叙述正确的是( )
A.基因没有发生突变,就不会患遗传病
B.没有病症发作的人也可能有潜伏的遗传病
C.一个家族中有多人发病的病属于遗传病
D.抗维生素D佝偻病属于散发性的遗传病
7、(2025届广东省三校高三一模)人类镰刀型细胞贫血症是由于正常基因中一个碱基对发生了替换,影响了血红蛋白的结构,最终导致红细胞变为镰刀型。以下是该病的遗传系谱图(具阴影的个体是患者),下列叙述不正确的是( )
A.该病的遗传方式属于常染色体隐性遗传
B.I-1和I-2再生一个患该病男孩的概率为1/8
C.Ⅱ-4与一个患该病的女性婚配后代患病概率为3/8
D.基因中碱基对的替换会导致遗传信息的改变
8、(2025·广东江门·一模)熊猫的棕色毛色仅在秦岭地区的野生大熊猫种群中发现。熊猫“七仔”是目前全世界唯一被圈养的棕色大熊猫。为探索棕色毛色的形成机制,科学家展开系列研究。
回答下列问题:
(1)科研人员使用 技术将“七仔”DNA样本与野外收集到的多个熊猫DNA样本进行比对,以确定亲缘关系。并结合另一棕色大熊猫“丹丹”的数据,构建了图1所示的遗传系谱图。由图推知棕色毛色的遗传方式最可能是 。
(2)科研人员将已知棕色大熊猫与多只来自秦岭和非秦岭种群的黑色大熊猫的基因组作比对,共发现18263931个序列差异位点,并基于(1)推测的遗传方式进一步筛选与棕色毛色遗传相关的差异位点:
①若 (填颜色)个体都是某位点的纯合子,则该位点应排除;
②若 ,则该位点应保留;
③保留的位点中,若图中 号个体均为携带该位点的杂合子,则该位点与棕色毛色相关的可能性更高。
另外,还可将秦岭种群和非秦岭种群的基因频率进行比对,进一步缩小筛选范围。
(3)科研人员在符合条件的数百个变异位点中发现其中一个位于Bace2基因前端。已知Bace2基因编码的Bace2酶能在毛发的黑色素细胞中催化P蛋白的剪切进而影响黑色素体的功能。Bace2基因非模板链的部分DNA序列见图2,黑色和棕色大熊猫的前肢毛发的显微镜扫描结果见图3。
综合以上信息,推测棕色毛色形成的分子机理是:Bace2基因缺失25个碱基对,导致 ,P蛋白剪切异常,黑色素体的功能改变。
(4)目前仅有两只棕色大熊猫的样本参与该项研究,而Bace2基因也存在于小鼠且表达产物的功能相同,因此可以黑色小鼠为实验对象进一步验证棕色毛色形成的分子机理,实验思路为: ,观察其毛色并检测 。
9、(2025·广东深圳·一模)玉米是雌雄同株异花作物,利用雄性不育系开展玉米杂交育种能提高玉米产量。科研人员对玉米雄性不育系进行研究,回答下列问题:
(1)科研人员获得了玉米核雄性不育系7024,其性状由单基因控制,其与野生型杂交的F1群体均可育,再将F1自交、F1与亲本7024进行杂交,结果如下表,据表分析,该不育系的不育性状为 (填“显性”或“隐性”)性状,F1的基因型为 (相关基因用M/m表示)。
群体
总株数
可育株数
不可育株数
F1自交
964
717
247
F1×7024
218
116
102
(2)科研人员通过培育筛选获得温敏核雄性不育系zm/zm,该不育系表现出高温不育低温可育的特性,当处于低温环境时,其基因型为 (相关基因用ZM/zm表示)。与7024核雄性不育系相比,温敏核雄性不育系的缺点主要表现在 。
(3)科研人员采用玉米隐性核雄性不育系ms7/ms7创建了多控不有(MCS)技术体系,将育性恢复基因(Ms7)、花粉失活基因以及荧光标记基因组成中联表达框(pMCS),通过转基因技术获得转基因保持系,过程如图所示。
①转基因保持系与核雄性不育系杂交,子代不育系的比例为 。
②pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色,野生型玉米为黄色,则转基因保持系自交获得F1种子的颜色及比例是 。
10、(2025·广东·一模)“杂交水稻之父”袁隆平利用雄性不育野生稻改写了世界水稻育种史,杂交水稻研究团队不断刷新我国水稻产量和品质,举世瞩目。请分析回答:
(1)水稻(2n=24)是禾本科植物,在我国有野生种、引进种:杂交种等水稻品种用于农业生产和科学研究,这主要体现了生物多样性的 价值。在育种研究中,对水稻进行基因组测序要测 条染色体中DNA的碱基序列。
(2)安农S-1是我国发现的第一个籼稻(水稻的一个品种)光温敏雄性不育系。该光温敏雄性不育系与9种常规雄性可育系进行正反交,得到的F1均为雄性可育。据此可推出有关该雄性不育基因的两个结论是: 。
(3)另有一个水稻品系,其雄性的育性由一对等位基因M、m控制,基因型为mm的个体表现为雄性不育,能产生正常的雌配子,M基因可使雄性不育个体恢复育性产生可育雄配子。通过转基因技术将M基因与雄配子致死基因A、蓝色素生成基因D一起导入基因型为mm的个体中,并使其插入一条不含m基因的染色体上(D基因的表达产物可使种子呈现蓝色,无D基因的种子呈现白色)。如图:
①图中基因型为mmADM的个体自交时(不考虑突变和互换),子代种子的表型及比例为 ,这种转基因改良品系的显著优点是 。
②要成功得到转基因个体(mmADM),先要构建基因表达载体。研究人员准备在已插入M基因的运载体(如下图)中再插入A、D融合基因。他们分析发现A、D融合基因拼接处存在XbaI的识别序列,为使基因表达载体中A、D融合基因和M基因都正确表达,应
在A、D融合基因两端添加 两种限制酶的识别序列,并用 两种限制酶对运载体进行酶切。
11、(2025届广东省深圳市建文外国语学校两学部一模)葫芦科中有一种被称为喷瓜的植物,其性别不是由异型的性染色体决定的,而是由3个基因aD、a+、ad决定的,每株植物中只存在其中的两个基因。它们的性别表现与基因型的关系如表所示。
性别类型
雄性植株
两性植株(雌雄同株)
雌性植株
基因型
aDa+、aDad
a+a+、a+ad
adad
根据上述信息,回答下列问题:
(1)aD、a+、ad互为 基因,这三个基因在结构上的区别是 。
(2)aD、a+、ad这三个基因的显隐性关系是 。
(3)在雄性植株中 (填“存在”或“不存在”)纯合子,理由是 。
(4)为了确定两性植株的基因型,以上述表格的植株为实验材料,设计最简单的杂交实验 (简要写出杂交组合、预期结果并得出结论)。
12、(2025 广东省广州市真光中学高三一测)玉米是雌雄同株异花作物,利用雄性不育系开展玉米杂交育种能提高玉米产量。科研人员对玉米雄性不育系进行研究,回答下列问题:
(1)科研人员获得了玉米核雄性不育系7024,其性状由单基因控制,其与野生型杂交的F1群体均可育,再将F1自交、F1与亲本7024进行杂交,结果如下表,据表分析,该不育系的不育性状为 (填“显性”或“隐性”)性状,F1的基因型为 (相关基因用M/m表示)。
群体
总株数
可育株数
不可育株数
F1自交
964
717
247
F1×7024
218
116
102
(2)科研人员通过培育筛选获得温敏核雄性不育系zm/zm,该不育系表现出高温不育低温可育的特性,当处于低温环境时,其基因型为 (相关基因用ZM/zm表示)。与7024核雄性不育系相比,温敏核雄性不育系的缺点主要表现在 。
(3)科研人员采用玉米隐性核雄性不育系ms7/ms7创建了多控不有(MCS)技术体系,将育性恢复基因(Ms7)、花粉失活基因以及荧光标记基因组成中联表达框(pMCS),通过转基因技术获得转基因保持系,过程如图所示。
①转基因保持系与核雄性不育系杂交,子代不育系的比例为 。
②pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色,野生型玉米为黄色,则转基因保持系自交获得F1种子的颜色及比例是 。
13、(2025·广东梅州·一模)籼稻花为两性花,其雄性育性与Ub基因和TMS5基因有关,Ub基因编码Ub蛋白,在温度≥25℃时Ub基因会过量表达;TMS5基因编码核酸酶RNaseZS1,可分解Ub基因转录的mRNA。安农S-1是我国发现的第一个籼稻温敏不育系,其TMS5基因突变,使RNaseZS1酶活性降低,温度≥25℃时表现为雄性不育。回答下列问题:
(1)温度≥25℃条件下,将野生型与安农S-1杂交,F1均为野生型,F1自交后代中野生型与雄性不育的比是3:1,说明安农S-1的温敏雄性不育性状由 性基因控制。
(2)雄性不育系因无需人工去雄而在育种中有重要作用,相比于普通的雄性不育系,安农S-1温敏雄性不育系的优势是: 。
(3)有人推测“温度≥25℃条件下,Ub蛋白含量过多导致雄性不育”,请以安农S-1为实验材料验证该推测,实验组的处理和预期结果为(填写字母):
①实验组1的处理为 ,预期结果为雄性可育;
②实验组2的处理为 ,预期结果为雄性不育。
A.抑制Ub基因表达 B.高表达Ub基因 C.温度<25℃培养 D.温度≥25℃培养
(4)电镜分析发现野生型的花粉细胞壁组织结构完整,孢粉素是花粉壁的主要成分,其合成受Ub基因表达的影响。温度≥25℃下,科研人员对野生型(WT)和安农S-1孢粉素的含量进行测定,结果如图所示。从细胞结构水平,推测雄性不育是由于 导致的。
(5)综合分析上述信息,从分子水平阐述安农S-1在温度≥25℃时雄性不育的原因: 。
自由组合定律考点02
1、(2025·广东江门·一模)已知矮牵牛通过A基因的表达量调控花瓣颜色的深浅。现有红花、黑茎牵牛花与白花、浅色茎植株杂交,F1为粉红花,F1随机受粉得F2,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
F2表型
所占比例
F2表型
所占比例
①红花、黑茎
3/16
④红花、浅色茎
1/16
②粉红花、黑茎
6/16
⑤粉红花、浅色茎
2/16
③白花、黑茎
3/16
⑥白花、浅色茎
1/16
A.控制花色与茎色的基因独立遗传
B.F1进行测交,后代只有两种花色
C.F2表型②自交,后代重组性状有4种,共占3/8
D.F2表型③随机受粉,后代白花黑茎中纯合子占1/2
2、(2025·广东汕头·一模)玉米的籽粒大小由两对等位基因控制。研究人员将小籽粒玉米与纯合的正常籽粒玉米杂交,F1均为正常籽粒。利用F1开展相关杂交实验,结果如下图。已知某些来自父本或母本的基因,在子代中不发挥作用。不考虑变异和致死情况,下列分析正确的是( )
A.控制籽粒大小的两对基因不遵循自由组合定律
B.来自父本的一对等位基因在子代中不发挥作用
C.小籽粒玉米自交产生的子代将会出现性状分离
D.F1自交产生的子代表型为正常籽粒:小籽粒=7:1
3、(2025·广东·一模)有学生学习了孟德尔杂交实验后,别出心裁进行了模拟实验:用4个大信封,按照如下表所示分别装入一定量的卡片,然后从每个信封内各随机取出1张卡片,记录组合后放回原信封,重复多次,下列关于该模拟结果的叙述中,错误的是( )
大信封
信封内装入卡片
黄Y
绿y
圆R
皱r
雌1
10
10
0
0
雌2
0
0
10
10
雄1
10
10
0
0
雄2
0
0
10
10
A.可模拟子代基因型,记录的卡片组合类型有9种
B.可模拟孟德尔杂交实验中F1自交产生F2的过程,四个信封内卡片总数可以都不相等
C.分别从“雌2”和“雄1”内随机取出1张卡片,记录组合类型,可以模拟配子的随机结合
D.雌1和雌2取出的卡片组合可以模拟非同源染色体上的非等位基因自由组合,共有4种类型
4、(2025·广东·一模)ClB品系雌果蝇(2n=8)的一条X染色体同时携带棒状眼基因B(正常眼基因为b)和隐性致死基因e(如图),e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死。用射线辐射正常眼雄果蝇甲,为检测甲精子中X染色体上是否发生了类似基因e的其他隐性致死突变,将甲与ClB品系雌果蝇交配得F1,在F1中选取大量棒状眼雌果蝇,与F1的雄果蝇杂交,统计F2的雌、雄数量比。下列分析正确的是( )
A.基因B和e在减数分裂过程中遵循自由组合定律
B.果蝇在减数分裂Ⅰ中有8个四分体、16个DNA分子
C.F1中XB的基因频率是1/4,正常眼果蝇约占2/3
D.若雄果蝇甲发生其他隐性致死突变,则F2中没有雄果蝇
5、(2025·广东湛江·一模)矮牵牛花的花色有白、红和紫三种,受G/g、H/h两对基因控制且独立遗传。只有G基因存在时开红花,G、H基因同时存在时开紫花,其他情况开白花。现让亲本紫花双杂合体植株与红花杂合体植株杂交,统计子代植株表型及比例,下列分析错误的是( )
A.F1植株花色及其比例为紫色:红色:白色=3:3:2
B.F1中红花植株的基因型为GGhh、Gghh
C.F1白花植株中纯合体所占的比例为1/2
D.选用gghh植株与1株待测白花纯合体杂交,只需1次杂交实验就能确定其基因型
6、(2025·广东·一模)通过科学选育和种植管理,我国已成为世界上最大的番茄生产国。回答下列问题:
(1)番茄花是双性花,野生型番茄成熟时果肉为红色。为探究番茄果肉颜色的遗传机制,科学家利用甲(基因A突变为a,果肉黄色)、乙(基因B突变为b,果肉橙色)两种单基因纯合突变体进行杂交实验,结果如图。则F2中橙色果肉植株的基因型有 ,红色果肉植株中纯合体的比例为 。
(2)番茄的SlMlol基因是参与白粉病(病菌侵染,会严重降低番茄的产量)发生的易感基因。科学家利用CRISPR/Cas9基因组编辑敲除了番茄的SlMlol基因,获得了抗白粉病的新品种。下图示CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理:Cas9基因表达的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”,在单链向导RNA(sgRNA)引导下切割DNA双链以敲除目标基因。
Ⅰ.过程②中,将重组质粒导入番茄细胞的常用方法是 。
Ⅱ.在设计sgRNA碱基序列时,依据的是 的部分碱基序列。Cas9蛋白切割DNA双链时作用的化学键是 。
Ⅲ.可采用DNA分子杂交技术检测是否成功敲除SlMlol基因,则操作思路及预期结果是 。
7、(2025·广东广州·一模)大豆是二倍体自花传粉植物,富含优质蛋白和油脂。大豆的类病变突变是指大豆绿叶组织上自发发生细胞死亡的现象。该突变体即使没有外部环境胁迫,也往往会形成病斑,致使绿叶面积大大减小,结实率降低。研究人员发现了一种新的类病变突变体(MT),利用其与野生型植株(WT,表型正常)进行相关实验,结果如下表。
杂交组合
世代
单株或株系的数目
总数
野生型
类病变植株
WT×MT
F1
8
8
0
F2
1920
1801
119
F2:3
——
——
——
注:F2:3指将F2中显性单株收获种子并种植,每个单株收获的种子种植一行。
回答下列问题:
(1)根据实验结果可知,类病变突变性状最可能由 (填“一对”或“两对”)等位基因控制且遗传遵循孟德尔遗传定律,MT的基因型特点是 。
(2)按最可能情况推测,F2:3中,全为野生型和出现性状分离的行数比为 。
(3)研究人员查阅资料后发现,目前已知大豆8号染色体上的众多基因(G20~G28)突变均与大豆类病变突变性状的出现有关。为检验MT的突变基因是否属于已知突变基因中的一种,科研人员设计了2个实验对MT进行相关研究。
实验一:测定WT和MT大豆叶片中相关基因表达量,结果如图。
要测定基因表达量,可以测定 的含量。据图推测,MT的突变基因最可能为 。
实验二:以WT、MT为材料,运用基因工程的方法验证上述推测,写出研究思路 。
8、(2025·广东湛江·一模)某种野兔的毛色黑色和灰色是一对相对性状,由E、e基因决定。该种野兔的尾巴长尾和短尾是另一对相对性状,由F、f基因决定。将若干纯合的黑色长尾野兔和灰色短尾野兔进行杂交,所得子一代均为黑色长尾野兔。将子一代分别作母本和父本,进行测交,所得后代的表型和数量如图所示。请回答下列问题:
(1)由实验结果推测,两对相对性状的遗传遵循 定律,判定依据是 。
(2)子一代作父本测交后代中黑色长尾野兔的基因型为 ,子一代分别作母本和父本测交结果不同的原因是 。子一代雌雄个体自由交配后代中灰色短尾野兔占比为 。
(3)野兔中染色体上毛色基因两侧MspⅠ限制酶切位点的分布存在如下两种形式。黑色野兔甲和黑色野兔乙经杂交得到子代灰色野兔丙和未知毛色的野兔丁,分别提取甲、乙、丙、丁个体的DNA,经MspⅠ酶切后进行电泳分离,结果如图所示:
乙个体分离出的19kbDNA片段上含有的毛色基因为 (填“E”或“e”),理由是 ,推测野兔丁为杂合子的概率为 。
(4)科学家将某种人类致病基因转入该种野兔中,模拟疾病的发生和发展过程,该实例说明转基因动物的应用有 。
9、(2025届广东省三校高三一模)玉米是我国种植面积最大的农作物,玉米雄性不育系在杂交育种中的作用尤为重要。请回答下列问题:
(1)玉米雄性不育系在杂交中常作为 ,杂交得到的子代可获得杂种优势。
(2)雄性不育系常存在着不育性状不稳定、基因污染等问,我国科研工作者为此开展了以下研究。
①研究发现Z基因在花粉中特异性表达,是导致雄性不育的原因之一。研究者首先利用 法将Z基因导入玉米细胞,最终获得转基因杂合玉米品系Z580El2,然后将其花粉分别授予母本Z58和Z580E12,对花粉管的发育情况进行检测,结果如表1所示。
母本
花粉管长度正常
花粉管长度缩短
比例
Z58
46
54
1:1.17
Z580El2
47
53
1:1.13
表1花粉管发育情况统计结果
②结果表明,上述花粉管性状的遗传遵循 定律,由于Z基因的表达会 从而可以导致玉米雄性不育。
(3)IPEI是玉米正常形成花粉所必需的基因,研究者获得了其纯合突变品系ipel雄性不育系。为解决其无法通过自交留种的问题,研究者将一个“基因盒子”导入该品系(图1),得到了4个转基因杂合株系P1~P4,然后分别将其花粉授予野生品系wc,结果见表2。
杂交组合
花粉管发育正常:异常
种子无荧光:有荧光
♀wc×♂P1
1:0
1.05:1
♀wc×♂P2
1:0
1.02:1
♀wc×♂P3
1:1.11
1:0
♀wc×♂P4
1:1.08
1:0
表2花粉管发育和结种情况统计结果
①由于转入了 基因,四个株系均可以正常产生花粉。
②以上结果显示 为成功构建的株系。
③选取构建成功的株系中某植株自交,获得的子代中ipel雄性不育系所占比例为 。
(4)玉米的籽粒颜色由两对独立遗传的等位基因C/c、P/p决定,其中C控制色素的形成,而P控制色素的类型。只有当C和P同时存在时玉米籽粒才表现为紫色,其他组合都表现为非紫色。现有纯合紫色玉米甲(CCPP)、纯合非紫色玉米乙(ccpp)、纯合ipel雄性不育系紫色玉米丙(CCPP)、纯合ipel雄性不育系非紫色玉米丁(ccpp)四种玉米品系。
选取甲和乙杂交得到F1,F1自交后代中性状能稳定遗传的个体占 。若向丙和丁中与籽粒颜色有关基因所在染色体上各导入一个“基因盒子”(不破坏相关基因),以构建成功的丙为母本、丁为父本杂交得到F1,再让F1自交得F2,则F2中粒色的表现型及比例为: 。
伴性遗传和人类遗传病考点03
1、(广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三第一次调研)某隐性遗传病的致病基因有d、d'两种形式。如图表示该病某家族系谱图及成员携带致病基因的情况,Ⅱ1的性染色体组成为XXY。不考虑新的变异,下列分析错误的是( )
A.该病是伴 X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ1的染色体变异由Ⅰ₁的减数分裂Ⅰ异常导致
C.若Ⅰ1与Ⅰ2再生育,儿子患病的概率为1/2
D.Ⅱ2与正常女性婚配,子女患病的概率是1/4
2、(2025·广东广州·一模)科研人员在观察某种昆虫(性别决定方式为ZW型)亲子代的翅缘颜色和眼色遗传时,发现了有趣的遗传现象并进行如下研究。
亲本(纯合子)
F1
F2表型及占F2的比例
雌性
黑翅缘赤眼
黑翅缘青眼
黑翅缘赤眼(4/16)、黑翅缘青眼(4/16)
雄性
灰翅缘青眼
黑翅缘赤眼
黑翅缘赤眼(3/16)、黑翅缘青眼(3/16)、
灰翅缘赤眼(1/16)、灰翅缘青眼(1/16)
下列分析错误的是( )
A.控制该昆虫眼色的基因位于Z染色体上
B.翅缘基因型不同的雌性个体均表现为黑翅缘
C.F2有6种表型的原因是F1产生配子时发生了染色体片段互换
D.F2中黑翅缘赤眼个体共有5种基因型且有2种是纯合子
3、(2025·广东珠海·一模)下列实验材料中适合用于研究伴性遗传的是( )
A.豌豆 B.鸡 C.蜜蜂 D.噬菌体
4、(2025·广东珠海·一模)已知蝴蝶的性别决定方式为ZW型,眼色白眼对绿眼为显性。现用一只白眼紫翅雌蝶和一只绿眼黄翅雄蝶杂交,后代中白眼紫翅∶绿眼黄翅∶白眼黄翅∶绿眼紫翅约为1∶1∶1∶1.下列能解释实验现象的假说有( )
假说一:紫翅对黄翅为显性,两对基因位于两对常染色体上
假说二:黄翅对紫翅为显性,两对基因位于两对常染色体上
假说三:黄翅对紫翅为显性,两对基因位于一对常染色体上
假说四:黄翅对紫翅为显性,两对基因只位于Z染色体上
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
5、(2025·广东茂名·一模)先天性聋哑存在多种遗传方式,如下图表示某家系有关先天性聋哑的遗传系谱图,已知该家族聋哑遗传涉及两对独立遗传的等位基因(A/a和B/b),且两对基因之间没有相互作用。对该家系的部分成员的相关基因进行了电泳,电泳的结果如下表所示(不同条带表示不同的基因),已知5号患病和B/b基因有关,下列有关说法中错误的是( )
I-1
I-2
Ⅱ-5
Ⅲ-8
Ⅲ-10
条带①
▂
▂
▂
条带②
▂
▂
▂
▂
条带③
▂
▂
▂
条带④
▂
▂
▂
▂
A.条带①表示A基因,条带③表示B基因
B.Ⅱ-4的基因型可能为AaXBXB或AaXBXb
C.Ⅱ-5和Ⅱ-6再生育一个正常女儿的概率是3/16
D.Ⅲ-9号可能同时携带两种不同的致病基因
6、(2025·广东汕头·一模)成骨不全症(OI)是一类病因复杂的遗传性骨疾病,可由仅位于X染色体上的PLS3基因发生突变引起。研究人员对某一OI家系(下图)进行研究,以探索该病的遗传方式和致病机理。
回答以下问题:
(1)研究人员分别提取Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ1多种体细胞的mRNA,在 酶作用下合成cDNA,之后利用 特异性地对PLS3基因的cDNA进行PCR扩增,并对扩增产物进行电泳鉴定,结果如下图a。
(2)据图a分析,成骨不全症(OI)的遗传方式为 ;若Ⅱ2、Ⅱ3计划生二胎,在不考虑新发突变的情况下,二胎患OI的概率是 。
(3)临床观察发现,Ⅲ1的患病程度比相同病因的男性患者轻,原因可能是 。采用抗原-抗体杂交技术对特定对象体细胞(多种)中的PLS3蛋白进行检测,请补充图b横线处的相关信息,并在电泳图中将对应的位置涂黑以证明该猜测正确 。
7、(广东省深圳市高级中学高中园2025届 第一次模拟考试)先天性白内障(CC)是一种较为常见的眼部疾病。遗传性先天性白内障多为单基因遗传病,遗传方式包括常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、伴X染色体遗传。研究人员对某家系的先天性白内障进行分析,获得如下系谱图。
回答下列问题:
(1)据图分析,该家系的CC最有可能的遗传方式是 ,阐述你判断的理由是 。根据最可能的遗传方式,本家系中患病个体的基因型是 (基因用A、a表示)。
(2)TSR1基因在小鼠和人的晶状体组织和细胞系中均有表达,参与了白内障表型的形成。研究发现TSRI基因表达产物与核糖体蛋白有直接相互作用,表明发生先天性白内障可能的原因是 。
(3)针对CC这类遗传病,通过体细胞基因组编辑等技术能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病?作出判断并说明理由 。
8、
9、(广东省三校2024—2025学年高三下学期第一次联考)下图是某种单基因遗传病的遗传系谱图,请据图回答下列问题:
(1)该遗传病的遗传方式为 染色体 性遗传。
(2)若已知Ⅰ1携带该遗传病的致病基因,则Ⅲ3与Ⅲ1基因型相同的概率为 ;若Ⅲ3与基因型和Ⅲ2相同的男性婚配,并生育了一个表现型正常的男孩,则该男孩携带该致病基因的概率为 。
(3)若该遗传病是人群中常见的白化病,则由白化病的发病机理可知,基因控制生物性状的途径之一是 。
(4)若该遗传病是白化病(常染色体上的隐性遗传病),某一地区正常人群中每90人中有1人是白化病基因的携带者。图中的Ⅲ4同时患有白化病和红绿色盲(X染色体上的隐性遗传病),Ⅱ3和Ⅱ4均表现正常。若Ⅲ3与该地区一个正常男性结婚,生一个同时患这两种病孩子的概率是 。
10、(2025届广东省建文外国语学校两学部高三下学期第一次模拟)研究发现果蝇的亮红眼存在多种隐性突变体系,其中cn品系突变体由a基因控制,v品系突变体由b基因控制,st品系突变体由d基因控制。现某野生型果蝇群体中发现了一种新的隐性突变体,由隐性基因e控制,实验小组让该亮红眼突变品系果蝇分别与cn品系,v品系和st品系的突变体果蝇杂交得F1,F1相互交配得F2,实验结果如下表所示。已知亲本的各亮红眼果蝇不含其余品系的突变基因,回答下列问题:
杂交后代
亮红眼♂×cn♀
亮红眼♂×v♀
亮红眼♂×st♀
野生型
亮红眼
野生型
亮红眼
野生型
亮红眼
F1
57♂,58♀
0
77♀
63♂
0
114♂,110♀
F2
91♂,89♀
72♂,68♀
59♂,60♀
102♂,101♀
0
227♂,225♀
(1)根据该亮红眼果蝇与cn品系的杂交结果可判断,e基因位于 (填“常”或“X”)染色体上,且e基因和a基因的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,原因是 。
(2)若仅考虑B/b和E/e两对等位基因,请写出该亮红眼果蝇与v品系雌果蝇杂交产生的F1的雌雄个体的基因型: ,让F2的雌雄果蝇随机交配,子代野生型果蝇群体中的性别比例为 。
(3)根据杂交实验结果可以判断e基因是 基因的等位基因,理由是 。
11、(2025·广东茂名·一模)秀丽隐杆线虫(简称“线虫”)是目前遗传实验中很重要的模式生物,其体长约1mm,是一种非寄生性蠕虫,用显微镜可辨别其性别和区分表型。线虫有雌雄同体(,常染色体记为I~V;XX;2n=12)和雄虫(♂,XO;2n-1=11)两种性别,雄虫约只占0.05%;雌雄同体只有自交和与雄虫杂交两种繁殖方式。线虫的发育顺序为胚胎期→幼虫期→成年期,历时3天半;幼虫期有L1~L4期,L4晚期幼虫即可交配。回答下列问题:
(1)将雌雄同体的线虫置于30℃恒温水浴箱一段时间可提高子代中雄虫的比例,从减数分裂角度推测其作用机理是 。请在下图方框中绘制正常情况下雌雄同体自交及与雄虫杂交产生子一代的遗传图解 。
(2)野生型线虫的基因型为+/+,研究者发现一种矮胖型隐性突变体线虫,其基因dpy-5位于Ⅰ号染色体上,为验证dpy-5基因的位置,研究者将野生型线虫与该隐性突变体进行杂交,结果如图:
据图推测,为提高子代数量,研究者可让 ,若发现F2表型比为3:1,则可证明。
(3)研究者发现另一个隐性突变基因ucu-22可使线虫行动时身体抖动,同时确定基因ucu-22与基因dpy-5为非等位基因,为确定两者的具体位置,研究者进行如下实验:
实验过程:P:矮胖型雌雄同体×野生型雄虫→F1选取L4早、中期雄虫与行动时身体抖动隐性突变体雌雄同体杂交→让F2的雌雄同体单独培养,统计所产幼虫(F3)的表型。
实验结果: ,则可证明基因ucu-22和基因dpy-5位于非同源染色体上。
试卷第1页,共3页
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