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
一、单选题
1.(2025·湖南湘西·三模)湖南某水稻研究所发现,当地主栽品种“湘晚籼12号”易感染稻瘟病。研究人员用射线诱变获得一株抗病突变体,经检测发现其抗病性与2号染色体上的Pid3基因突变有关。为进一步培育抗病新品种,将该突变体与优质但不抗病的“玉针香“杂交,F1代自交获得F2群体。下列叙述错误的是( )
A.射线诱变可能引起Pid3基因碱基对的缺失或替换,导致编码蛋白结构改变
B.若Pid3基因突变体为显性性状,则F2群体中抗病植株与感病植株的比例为1:1
C.通过单倍体育种可快速获得纯合抗病植株,但需用秋水仙素处理花药离体培养的幼苗
D.若要对F2抗病植株进行筛选,可通过接种稻瘟病菌进行田间抗性鉴定
2.(2025·山东滨州·二模)果蝇X染色体上的16A区段发生重复,导致组成复眼的小眼数量改变,复眼类型由野生型的椭圆形变为棒眼。不同复眼类型和16A区段发生重复的关系如表所示。不考虑其他变异。下列说法错误的是( )
重复类型
(♀)
(♂)
(♀)
(♀)
(♂)
(♀)
(♀)
表示形式
bb
b
B/b
B/B
B
BB/b
BB/BB
小眼数量
779
358
68
60
45
25
复眼性状
椭圆形
杂合棒眼
纯合棒眼
棒眼
杂合重棒眼
纯合重棒眼
A.可用光学显微镜检出棒眼果蝇的染色体结构异常
B.16A区段数量相同但分布位置不同时,棒眼性状表现有差异
C.杂合棒眼(♀)与棒眼(♂)杂交,后代复眼性状有3种
D.BB/b与B的个体杂交,子代小眼数量最少的介于25和68之间
3.(2025·甘肃甘南·三模)“卵子死亡”是指女性含某个显性突变基因导致卵母细胞发育退化、萎缩,无法参与受精作用而不孕不育,而含有该显性突变基因的男性可正常生育。如图为某“卵子死亡”家族的系谱图。下列分析错误的是( )
A.“卵子死亡”属于常染色体显性遗传病
B.女性“卵子死亡”的致病基因来自其父亲
C.Ⅱ4与正常丈夫所生的子女均有生育能力
D.Ⅱ5与可育妻子所生子女不育的比例为1/8
4.(2025·甘肃甘南·三模)某种小鼠的毛色受一对等位基因H和h的控制。黄毛小鼠HH与黑毛小鼠hh杂交,F1中小鼠表现出一系列介于黄色和黑色之间的过渡毛色。研究表明,H基因上有一段特殊序列,该序列有多个位点可发生甲基化,如图所示。当没有发生甲基化时,H基因可正常表达,反之受到抑制,且发生甲基化的位点越多,表达受抑制的效果越明显。下列叙述正确的是( )
A.图中a到b是由于甲基化使H基因发生突变导致性状发生改变
B.F1非亲本毛色可能是甲基化阻碍了RNA聚合酶与H基因的结合
C.若F1中小鼠与黑毛小鼠杂交,后代的毛色及比例为黑毛:黄毛=1:1
D.基因型为Hh个体不发生甲基化,基因型为HH和hh纯合个体不发生甲基化
5.(2025·甘肃甘南·三模)研究人员在某野生型拟南芥种群中偶然发现了一株抗旱突变体,该突变体自交,F1表型及比例为抗旱:不抗旱=2:1,选择F1的突变体自交,有1/4突变体的子代(F2)全为抗旱,3/4突变体的子代(F2)表现为抗旱:不抗旱=2:1。下列叙述错误的是( )
A.该突变体亲本的产生是不抗旱基因发生显性突变的结果
B.F1性状分离比为2:1的原因是抗旱基因纯合个体致死
C.F2植株中存在抗旱、不抗旱的纯合子和抗旱的杂合子
D.让亲本突变体与野生型亲本,正反交结果可能不同
6.(2025·湖南永州·三模)研究者通过对豌豆的红花品系诱变处理,培育了甲、乙、丙三个稳定遗传的白花品系。为探究三个品系之间是否存在同一个基因突变,进行了如下杂交实验:
品系甲×品系乙→子代全为白花
品系乙×品系丙→子代全为红花
下列相关叙述正确的是( )
A.品系甲与品系乙存在同一个基因突变
B.品系乙与品系丙存在同一个基因突变
C.品系甲与品系丙不存在相同突变基因
D.品系甲、乙、丙的突变基因都不相同
7.(2025·四川成都·三模)某种牛(XY型生物)的有角和无角是一对相对性状,A基因控制有角性状,a基因控制无角性状,A/a位于常染色体上。雄牛Aa表现为有角,雌牛Aa表现为无角。现有一群有角雄牛与无角雌牛随机交配,后代雄牛3/8无角,雌牛1/8有角。不考虑致死和突变,下列相关说法正确的是( )
A.亲代雄牛的基因型为Aa或AA
B.像有角与无角这种与性别相关联的现象属于伴性遗传
C.中的杂合子所占比例为1/4
D.随机交配,中有角牛的比例为3/8
8.(2025·广西·三模)研究人员用X射线处理野生型纯合果蝇种群,筛选得到了一个裂翅突变品系。为确定翅型基因的遗传规律,进行了以下的杂交实验。下列有关叙述错误的是( )
组别
亲本
F1
裂翅♀
裂翅♂
野生型♀
野生型♂
实验一
裂翅♀×野生型♂
102
99
102
109
实验二
裂翅♂×野生型♀
86
82
86
92
实验三:将F1裂翅果蝇随机交配,得到后代中裂翅有201只,野生型有99只。
A.裂翅突变性状是由常染色体上的显性基因控制的
B.裂翅突变基因纯合会导致果蝇个体死亡
C.本实验中所有亲本和子代中的裂翅果蝇是杂合子
D.F1所有果蝇随机交配的后代中裂翅个体应占2/3
9.(2025·陕西安康·三模)先天性睾丸发育不全(XXY)是一种性染色体异常疾病,为了分析某患儿的病因,对该患儿及其父母的X染色体上的A基因(A1~A3)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病原因的叙述,正确的是( )
A.母亲卵原细胞减数分裂Ⅰ时两条X染色体分离异常
B.父亲精原细胞减数分裂Ⅰ时X与Y染色体分离异常
C.母亲卵原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常
D.父亲精原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常
10.(2025·浙江·三模)某常染色体遗传病是由正常基因A中两个位点发生突变引起的,任一个发生突变均可导致A突变成致病基因。设两突变位点分别为a1和a2。已知只要含正常A基因均表现为正常,且a1和a2两位点可以同时发生突变。研究小组调查了人群中甲~戊关于该遗传病的基因组成情况,如下表所示(无其他变异发生)。下列叙述错误的是( )
甲
乙
丙
丁
戊
是否含A基因
+
+
+
+
-
a1位点是否突变
-
+
-
+
+
a2位点是否突变
-
+
+
-
-
A.若甲和丙类型的婚配,则后代患病的概率是0
B.若乙和乙类型的婚配,则后代患病的概率是1/4
C.若乙和戊类型的婚配,则后代患病的概率是1/4
D.若丙和丁类型的婚配,则后代患病的概率是1/4
11.(2025·浙江嘉兴·三模)下表是果蝇翅型与基因型、幼虫培养温度的关系。该现象是温度通过影响果蝇体内关键酶活性实现的,而不是温度影响了基因表达。下列叙述正确的是( )
基因型
幼虫培养温度
成虫翅型
AA、Aa
25℃
长翅
35℃
残翅
aa
25℃或35℃
残翅
A.基因A相对于基因a完全显性
B.等位基因A/a的遗传不遵循分离定律
C.温度影响果蝇翅型的上述现象不属于表观遗传
D.基因型为Aa的幼虫35℃下培养,A基因突变成a
12.(2025·河南·三模)外显率是指某一基因型个体在特定的环境中表现出相应表型的百分率。黑腹果蝇中,非间断脉翅(I)对间断脉翅(i)为显性,ii的外显率为90%,即基因型为ii的个体只有90%表现为间断脉翅。现有两只非间断脉翅果蝇杂交,F1的表型为非间断脉翅:间断脉翅=31:9。下列相关叙述正确的是( )
A.F1出现两种翅型,则亲本的基因型组合可能为Ii×ii或Ii×Ii
B.若F1随机交配,F2中间断脉翅的比例与F1不同
C.F1的表型比例说明控制翅型的基因在遗传上不遵循基因的分离定律
D.鉴定F1中非间断脉翅雌蝇的基因型,可选择间断脉翅雄蝇与之杂交
13.(2025·湖南郴州·三模)某雌雄同株、异花传粉植物的红花(A)对白花(a)为显性,且只存在一种基因型的雄配子部分致死。现对一批杂合红花植株分别进行如下表所示处理。下列叙述正确的是( )
组别
处理
F1
甲
单独种植,植株间不能相互传粉
红花∶白花=5∶3
乙
常规种植,植株间能相互传粉
?
A.由甲组结果推测,含a的雄配子致死
B.致死的雄配子成活率为1/4
C.乙组处理方式下,F1中红花与白花的比例与甲组不同
D.两组处理方式下,随种植代数增加,红花植株所占比例逐渐减少
14.(2025·湖南郴州·三模)SSR是DNA中的简单重复序列,非同源染色体上的SSR不同,不同品种的同源染色体上的SSR也不相同,可用于基因定位。为确定水稻长粒基因是否在Ⅱ号染色体上,科研人员以水稻长粒单基因突变体与正常粒杂交得到F1,F1全为正常粒,F1自交得到F2,共有正常粒320株、长粒106株。科研人员进一步特异性标记、扩增亲本和F2部分个体Ⅱ号染色体上的SSR序列,电泳结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.长粒性状为隐性性状
B.图中F2的1~8号个体电泳结果说明长粒基因位于Ⅱ号染色体上
C.理论上F2正常粒植株中电泳结果与4号个体相同的占比为2/3
D.若F1产生配子时不发生互换,F2长粒植株中电泳结果可能会有与2号个体相同的
15.(2025·甘肃白银·三模)AIf基因能使某植物正常生长,a基因则不能使该植物正常生长。该植物和配子基因组成以及AIf基因的传递规律如图所示。下列分析正确的是( )
A.图中雌株AIf基因来自它的母本
B.图中雄株和雌株的表型相同
C.图中雌株和雄株杂交,F1表型比例为3:1
D.图中雄配子和雌配子AIf基因的遗传信息相同
二、解答题
16.(2025·江苏盐城·三模)水稻是两性花,其雄蕊的育性由位于同源染色体相同位置上的3个基因(A1、A2、A3)决定。研究人员为培育具有杂种优势的水稻新品种,利用品系1(A1A1,雄性不育)、品系2(A2A2,育性正常)、品系3(A3A3,育性正常),进行如下实验:
实验一:将品系1与品系2杂交。F1均为雄性不育植株,将F1与亲本回交获得F2;
实验二:将品系1与品系3杂交,F1均育性正常,将F1自交获得F2。
(1)上述杂交实验中,品系1只能做为 (填选“父本”或“母本”)。
(2)基因A1、A2、A3的产生体现基因突变具有 的特点,在遗传中遵循 定律,据实验一和实验二判断A1、A2、A3的显隐性关系为 。育性正常的水稻基因型有 种。
(3)若杂交一和二的F1杂交,则后代雄性不育株占 。若实验二中F2的自由交配,得到的后代中雄性不育个体占 。
(4)SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR。为了对A1基因进行染色体定位,电泳检测实验二品系1、品系3、F2中雄性不育植株的SSR的扩增产物,结果如下图。
推测A1基因位于 号染色体。F2雄性不育株中8号产生的原因最可能是: 。 (填序号)是F1产生的含品系1的2号染色体的配子与含品系3的2号染色体的配子受精形成的个体。
17.(2025·甘肃白银·三模)先天性侏儒症(受一对等位基因控制)是一类生长发育迟缓性疾病。图1是该遗传病的某家系系谱图,已知Ⅱ5不携带该病的致病基因。不考虑基因突变,请回答下列问题:
(1)该病的遗传方式为 ,判断依据是 。
(2)若用A、a表示相应的基因,Ⅲ1的基因型为 ,Ⅲ1与表现正常的男性结婚,为避免后代患病,可在产前进行 。若Ⅲ3是该病致病基因携带者,写出Ⅲ3与患该病的女性婚配的遗传图解 。
(3)经进一步研究发现,与该病相关的基因片段长度为260bp,利用PCR技术扩增该片段,再使用限制酶BstI进行切割并电泳,电泳结果如图2所示,请在图2中将Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4基因的酶切结果对应位置的条带涂黑 。
(4)临床研究发现,该病可通过幼年时注射生长激素进行治疗。据此推测,患者的病变部位是 。
18.(2025·四川内江·三模)为精细定位水稻4号染色体上的抗虫基因,用纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代多次自交,得到一系列抗虫或易感水稻单株。对亲本及后代单株4号染色体上的多个不连续位点进行测序,部分结果按碱基位点顺序排列如下表。回答下列问题:
位点1
位点2
位点3
位点4
位点5
位点6
测序结果
A/A
A/A
A/A
A/A
A/A
A/A
纯合抗虫水稻亲本
G/G
G/G
G/G
G/G
G/G
G/G
纯合易感水稻亲本
G/G
G/G
A/A
A/A
A/A
A/A
抗虫水稻1
A/G
A/G
A/G
A/G
A/G
G/G
抗虫水稻2
A/G
G/G
G/G
G/G
G/G
A/A
易感水稻1
示例:A/G表示同源染色体相同位点,一个DNA上为A—T碱基对,另一个DNA上为G—C碱基对。
(1)据表推测可知,水稻同源染色体的 之间发生了随机互换,该过程发生在减数分裂过程中的 时期。
(2)水稻4号染色体上的抗虫基因与其DNA的关系可描述为 。
(3)纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代自交一次,可得到 种基因型的水稻植株,原因是 。
(4)据表推测,易感水稻1的位点1-2之间和 之间发生过交换,抗虫基因可能位于位点 之间。
19.(2025·河南郑州·三模)鹌鹑的性别决定类型是ZW型,羽色有黄羽、白羽和栗羽三种颜色。为确定羽色的遗传机制,遗传学家选用纯合亲本,进行如下杂交实验。回答下列问题。
(1)传统鹌鹑繁育常利用如下杂交实验。
组别
亲本
子代
甲组
实验1
白羽(♂)×栗羽(♀)
栗羽(♂):白羽(♀)=1:1
实验2
黄羽(♂)×栗羽(♀)
栗羽(♂):黄羽(♀)=1:1
分析甲组可知,控制羽色的基因位于 染色体上,判断依据是 。三种羽色能确定显隐性关系的是 。
(2)随着研究的深入,遗传学家认为鹌鹑的羽色是由两对基因B和b、E和e相互作用的结果,在排除互换情况下,涉及如下表所示的杂交实验进行验证。
组别
亲本
子代
乙组
实验3
黄羽(♂)×白羽(♀)
栗羽(♂):黄羽(♀)=1:1
实验4
白羽(♂)×黄羽(♀)
栗羽(♂):白羽(♀)=1:1
①若B和e同时存在时才表现为黄羽,且白羽、黄羽和栗羽分别是由白色色素、黄色色素和栗色色素控制,请推测E基因表达的酶能将 色素转化为 色素。种群中白羽的基因型有 种,实验3和实验4子代中栗羽的基因型为 。
②选择实验3中子代栗羽和亲本白羽回交,子代遗传性状及分离比为 。
20.(2025·江西景德镇·三模)一对相对性状的遗传实验中F2出现3:1的性状分离比是需要满足一些条件的,比如F1个体形成的配子数目相等且生活力相同、F2中不同基因型的个体存活率相同等等。科研人员就“配子生活力”问题展开调查:
(1)某种野生型玉米的基因型是DD,经诱变处理后得到隐性突变体dd,将野生型玉米与突变体玉米杂交得F1,结果发现,突变体作父本时子代种子有50%发育异常,突变体作母本时所有子代种子发育正常,有人认为据此不能得出“含有d基因的雄配子使子代种子有50%发育异常”的结论,其理由是 。为了进一步证明实验中50%种子发育异常现象的出现是否与含有d基因的雄配子活力有关,有人设计了以下实验:①F1♀×dd♂;②F1♀×DD♂,结果显示,dd作父本组子代种子有50%发育异常,而DD作父本组子代种子全部发育正常,综合以上所有实验,可以得出的结论是 。
(2)在研究时发现,另一相对性状同样存在“配子生活力”问题,将野生型玉米(AA)与突变体玉米(aa)杂交得Fi,测定F1个体产生配子的活力时发现:含A的卵细胞与含a卵细胞的活力比是1:1,而含A的花粉与含a的花粉活力比是3:2,请利用野生型(AA)、隐性突变体(aa)和F1个体设计一不同于以上方法的杂交实验对该测定结果进行验证。
①实验思路: 。
②预测实验结果: ; 。
自由组合定律考点02
一、单选题
1.(2025·陕西咸阳·三模)某动物(XY型)表皮的颜色受两对等位基因P/p、M/m控制(如图1),且两对基因位于一对同源染色体上。在遗传过程中,雄性个体在进行减数分裂时有40%的初级精母细胞会发生染色体互换而使基因P/p和M/m发生基因重组,雌性个体产生配子时不发生染色体互换。现有如图2所示的基因型为PpMm的甲(♀)和乙(♂)。下列叙述错误的是( )
A.控制表皮颜色的两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律
B.甲与基因型为ppmm的雄性个体交配,子代的表型有2种
C.乙产生的配子为PM:Pm:pM:pm=1:1:1:1
D.用抑制染色体互换的物质处理乙后与甲进行交配,子代中褐体:白体=3:1
2.(2025·山西·三模)某雌雄同体植物有紫花与红花、长花粉与圆花粉两对相对性状。研究者用某紫花长花粉植株与某红花圆花粉植株杂交,F1均为紫花长花粉;将F1自交,F2的结果见下表,不考虑致死。下列描述错误的是( )
表型
紫花长花粉
紫花圆花粉
红花长花粉
红花圆花粉
数目
582
24
26
171
A.紫花和长花粉均为显性性状
B.这两对基因的遗传不遵循自由组合定律
C.F1雌性个体减数分裂时发生了基因突变
D.F1测交后代中紫花圆花粉和红花长花粉个体占比低
3.(2025·湖南湘西·三模)某昆虫的体色和翅长两种性状分别由等位基因A/a和B/b控制。现用基因型均为AaBb的雌雄个体杂交,子代表现型及比例如下表所示,根据该实验结果,下列分析正确的是( )
表现型
A-B-
A_bb
aaB-
aabb
比例
6
3
3
4
A.基因A/a与B/b的遗传遵循自由组合定律
B.基因型为AaBb的个体产生配子时,AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1
C.这两对等位基因位于同一对同源染色体上,且发生了交叉互换
D.若将AaBb个体与aabb测交,后代比例为1:1:1:1
4.(2025·山西晋中·三模)某植物的花色受两对等位基因A/a和B/b控制,且基因A和基因B是开红花的必需基因。在种植中发现,深红花和白花性状均可稳定遗传。现有深红花品系(甲)和白花品系(乙)植株杂交,F1均为浅红花,F1自交,F2中深红花:浅红花:白花=1:8:7。下列相关分析错误的是( )
A.这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律
B.白花植株之间杂交,后代不会出现深红花植株
C.自然状态下,浅红花植株自交均会发生性状分离
D.F2中自交后代为两种花色的植株占F2的比例为1/2
5.(2025·江苏盐城·三模)蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)由受精卵发育而来,但雌蜂中工蜂不具有繁殖能力,雄蜂由蜂王产生的卵细胞直接发育而来,雄蜂可通过特殊的减数分裂产生与其体细胞染色体数目和基因型均相同的精子。已知控制蜜蜂体色和眼色的2 对等位基因位于非同源染色体上。现进行下列杂交实验,结果如下表。
组合
父本
母本
F₁表型种类
雌性
雄性
组合一
褐体黑眼
褐体黑眼
1种
4种
组合二
黑体黄眼
褐体黑眼
1种
l种
下列叙述正确的是( )
A.黑体对褐体为显性,黑眼对黄眼为显性
B.组合一中 F₁雌性个体中只有一种基因型
C.组合一中F₁雌雄个体相互交配,F₂雌蜂中纯合褐体黑眼占9/64
D.组合二中,F₁雌性与父本回交后代雌蜂中黑体黄眼占 1/32
6.(2025·重庆·三模)某二倍体植物有雄花、雌花和两性花之分,其性别由位于非同源染色体上的F和M基因决定,且受植物激素乙烯的影响,F和M基因的作用机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.植物体的各个部位均能合成乙烯
B.乙烯作为信号分子调控M基因的表达
C.基因型为FFMM的植株开雌花
D.基因型均为FfMm的植株群体能自然繁衍后代
7.(2025·青海西宁·三模)基因A/a和基因B/b控制豌豆植株的豆荚颜色(未成熟时),含基因A表现为绿色,含基因B、不含基因A表现为黄色,同时不含基因A和B表现为白色。将纯种绿色豆荚植株甲与纯种黄色豆荚植株乙杂交,获得的F1植株豆荚均为绿色,F1自交所得F2中,绿色豆荚:黄色豆荚=3:1,不考虑基因突变,下列分析正确的是( )
A.亲代甲、乙植株的基因型分别为AAbb、aaBB
B.豌豆植株的豆荚颜色性状的遗传一定不遵循自由组合定律
C.若甲植株基因型为AAbb,让F2中绿色豆荚植株自由交配,F3中杂合绿色豆荚植株占4/9
D.基因重组会影响豌豆植株种群中A、B的基因频率
8.(2025·重庆·三模)某水稻品种的育性由一对等位基因M、m控制,含M基因的植株可产生正常的雌、雄配子,基因型为 mm(m基因在2号染色体上)的植株表现为雄性不育。M基因可使雄性不育植株恢复育性,D基因可使种子呈现蓝色,无D基因的种子呈现白色,基因型为DD的植株会死亡,且M、D基因不影响其他基因的表达。实验人员通过基因工程技术,以基因型为 mm的细胞为材料,将一个M基因导入2号染色体,将一个D基因导入3号染色体,获得转基因植株甲;将一个M与D的融合基因导入一条2号染色体,获得转基因植株乙;将4个M与D的融合基因导入,每对同源染色体上最多插入1次,获得转基因植株丙。下列相关叙述错误的是( )
A.让基因型为 Mm的植株连续自交两代,F₂中的雄性不育植株所占比例为1/6
B.让转基因植株甲连续自交两代获得F₂,F₂中育性正常且种子呈白色的植株所占比例为5/12
C.让转基因植株乙自交获得F₁,F₁中的蓝色种子均可育
D.让转基因植株丙与雄性不育植株杂交,子代中雄性不育植株所占比例为1/16
9.(2025·河南郑州·三模)以下是四位同学对遗传规律的理解,正确的是( )
同学
观点
甲
若A/a和B/b位于同一对同源染色体上,则AaBb个体自交产生的后代不可能为aabb
乙
蓝细菌、大肠杆菌和酵母菌等常见微生物的基因遗传也遵循孟德尔遗传定律
丙
利用两种颜色小球进行“性状分离比模拟实验”时,两个小桶内的彩球总数必须相同
丁
aaBb和Aabb杂交后代的表型及其比例不能用于验证自由组合定律
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
10.(2025·河南郑州·三模)某二倍体雌雄异花同株植物的叶缘类型受2对等位基因控制,且任意一对基因显性纯合均可致死。叶缘为光滑形的植株自交,性状分离比为光滑形叶缘:锯齿形叶缘=4:5。下列相关叙述错误的是( )
A.该植株叶缘类型的遗传符合孟德尔自由组合定律
B.中叶缘为锯齿形的植株有3种基因型,其中纯合子占1/5
C.中叶缘为锯齿形的植株随机交配,中叶缘为光滑形的植株占2/25
D.中叶缘为锯齿形的植株连续自交,纯合子所占比例将逐代递增
11.(2025·陕西·三模)某植物的花色有蓝色和白色,为研究该性状的遗传规律、研究人员进行了两组杂交实验,其中F₁自交产生F₂,结果见下表。下列有关分析错误的是( )
亲本
F₁ 株数
F₂ 株数
蓝花
白花
蓝花
白花
1.蓝花×白花
260
0
751
49
2.蓝花×白花
84
0
211
70
A.该植物的花色至少由两对独立遗传的等位基因控制
B.1 组 F₂蓝花植株中能稳定遗传的占8/15
C.2组蓝花亲本植株的基因型可能有2种
D.1 组F₁与2组 F₂中的蓝花植株杂交,后代有11/12 的植株开蓝花
12.(2025·四川达州·三模)玉米宽叶(A)对窄叶(a)为显性,宽叶杂交种(Aa)玉米表现为高产,比AA和 aa品种的产量分别高12%和20%。玉米有茸毛(D)对无茸毛(d)为显性,有茸毛玉米植株具有显著的抗病能力,该显性基因纯合时植株幼苗期就不能存活。两对基因独立遗传。高产有茸毛玉米自交产生F1,再让F1随机交配产生F2,则有关F1与F2的成熟植株中,下列叙述错误的是( )
A.有茸毛与无茸毛之比分别为2:1和1:1
B.都有6种基因型
C.宽叶有茸毛类型分别占1/2和3/8
D.高产抗病类型分别占1/3和1/10
13.(2025·山西晋中·三模)下图表示某生物一对同源染色体上的部分基因及其位置关系。研究发现,同一条染色体上较远的基因更容易发生交换重组。下列叙述正确的是( )
A.控制不同性状的非等位基因的重新组合均发生在非同源染色体间
B.基因F与C的分离可能是减数分裂Ⅰ后期发生了基因重组导致的
C.可据两对基因交换重组的频率推测它们在一条染色体上的相对距离
D.丢失d和丢失A、B的变异类型分别属于基因突变和染色体结构变异
二、多选题
14.(2025·吉林长春·三模)果蝇的B(卷翅)、b(正常翅)和D、d是位于2号染色体上的两对等位基因,其中B、d为纯合致死基因,D不控制其它性状。以基因型为DDBb的果蝇相互杂交获得,表型及比例为卷翅:正常翅=2:1。甲、乙和丙是选育出的三种果蝇,基因与染色体的位置关系如图所示。不考虑染色体互换等其他变异,下列说法正确的是( )
A.卷翅果蝇与果蝇甲杂交,后代的表型及比例为卷翅:正常翅=1:1
B.雌雄果蝇相互交配获得,的表型及比例为卷翅:正常翅=5:4
C.乙果蝇与丙果蝇杂交,后代的表型及比例为卷翅:正常翅=2:1
D.丙果蝇之间相互杂交获得,的基因型均与果蝇丙相同
15.(2025·江西·三模)在家鸡中,基因B/b位于Z染色体上,分别控制波纹羽和全色羽。基因C(位于常染色体上)是任何着色所必需的,即不管基因B是否存在,cc均表现为白色。现有一对羽毛颜色不同的纯合亲本进行杂交,选取子一代羽毛颜色相同的一只公鸡和一只母鸡进行交配,子二代产生3 只白羽,2只波纹羽,3只全色羽后代,不考虑突变,据此,下列叙述正确的是( )
A.亲本公鸡和母鸡共有两种杂交组合,但必定有一只白羽鸡
B.子一代母鸡可以产生四种比例相同的配子
C.选取子二代异性白羽鸡进行单对交配,子三代全为白羽鸡
D.对子一代公鸡进行测交,测交子代波纹公鸡所占比例为1/4
16.(2025·黑龙江大庆·三模)家蚕(2N=56)为ZW型性别决定,生产实践中发现雄蚕具有食量低、结茧率高的特点。为了能够通过蚕卵颜色辨别蚕的性别,科研人员利用辐射诱变技术处理常染色体上控制卵色的基因(A控制黑卵,a控制白卵),得到变异家蚕,进而培育限性黑卵家蚕,过程如图。已知基因A位置改变后仍能正常表达,下列说法错误的是( )
A.上述培育限性黑卵家蚕过程中发生的可遗传变异只有染色体变异
B.若受精卵中无基因A或a会导致胚胎致死,则F2中限性黑卵雌蚕所占比例为1/8
C.若想在子代中通过卵的颜色筛选出雄蚕,应将限性黑卵家蚕与正常白卵家蚕杂交
D.若对家蚕进行基因组测序,应对其28条染色体上的DNA碱基序列进行检测
17.(2025·河北沧州·三模)家蚕的性别决定方式为ZW型,其卵(受精卵)的颜色由两对等位基因A/a、B/b控制,a基因纯合时卵表现为杏黄色,b基因纯合时卵表现为黄褐色,a基因和b基因均纯合则为黄色,其他基因型表现为黑色。为探究两对等位基因的遗传规律(不考虑Z、W的同源区段),实验杂交方案及结果如下表。下列有关叙述错误的是( )
组别
亲本杂交组合
F1的表型及比例
甲
杏黄色卵(雌)×黄褐色卵(雄)
杏黄色卵:黄褐色卵:黑色卵:黄色卵=1:1:1:1
乙
杏黄色卵(雄)×黄褐色卵(雌)
杏黄色卵:黄褐色卵:黑色卵:黄色卵=1:1:1:1
A.甲、乙两组实验结果说明A/a、B/b位于非同源染色体上
B.若乙组F1黑色和黄褐色卵都仅孵育为雄蚕,则说明仅A/a基因位于Z染色体上
C.若两组F1中各种颜色的卵孵育后均有雄蚕和雌蚕,则说明两对等位基因均位于常染色体上
D.若仅B/b位于Z染色体上,则甲、乙组F1相同表型中的雌雄比例相同
18.(2025·吉林·三模)先天性肾性尿崩症(CNDI)主要与AQP2和AVPR2基因有关,两基因中任一突变均可致病,其中一个基因位于X染色体。现有甲、乙两个CNDI家系如图(a),两家系部分成员的AQP2基因检测结果如图(b)。不考虑其他因素的影响,叙述正确的是( )
A.基因AVPR2突变引起的CNDI属于伴X染色体隐性遗传
B.就AQP2基因而言,甲与乙基因型相同的概率为2/3
C.乙产生的每个次级精母细胞含有0或2个致病基因
D.若甲与乙结婚,其子代男孩患CNDI的概率是1/3
三、实验题
19.(2025·陕西咸阳·三模)某种三叶草雌雄同花,其花色有红花、蓝花两种表型,叶形有圆叶、心形叶两种表型。用两株纯合亲本杂交得F1,F1自交得F2,结果如下表所示(花色基因可用A/a、B/b、C/c表示,叶型基因用N/n表示)。回答下列问题:
亲本
F1
F2
红花圆叶×蓝花心形叶
均为红花圆叶
红花圆叶:红花心形叶:蓝花圆叶:蓝花心形叶=27:9:21:7
(1)由杂交结果可知,该三叶草的花色至少受 对基因控制。
(2)让F1测交,后代表型及比例为 。
(3)F2蓝花圆叶中纯合子占 。F2中红花心形叶与亲本蓝花心形叶杂交得F3,F3中的表型及比例为 。
(4)研究人员将抗病基因M导入该三叶草细胞并整合到染色体上,成功筛选出抗病圆叶杂合子植株(基因型为MNn,不考虑突变)。
①抗病植株中基因M与叶形基因在染色体上的位置可能为:a基因M与基因N位于一条染色体上;b ;c 。
②为了判断抗病基因M导入的位置,请利用F2中纯合品系,设计一代杂交实验进行判断:实验设计思路:让该抗病圆叶杂合子植株(MNn)与 (写出表型和基因型)植株杂交,观察后代表型及比例。预期实验结果及结论:
若后代 ,则基因M与基因N位于一条染色体上;
若后代 ;
若后代 。
20.(2025·山西临汾·三模)控制某种植物花色、叶形和能否抗病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示。现用表型不同的4种植株:红花窄叶不抗病(甲)、白花宽叶不抗病(乙)、白花窄叶不抗病(丙)、红花窄叶抗病(丁)进行杂交实验,结果见下表。请回答下列问题。
杂交实验
P
F1
F2
1
甲×乙
红花宽叶不抗病801
红花宽叶不抗病450;红花窄叶不抗病152;白花宽叶不抗病151;白花窄叶不抗病49
2
丙×丁
红花窄叶抗病398;白花窄叶抗病397
/
注:杂交实验1中F2为F1个体自交产生的后代
(1)根据杂交结果判断,能否抗病的显性性状是 ,判断的依据是 。
(2)根据杂交结果判断,A/a和B/b的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,判断的依据是 。
(3)若要通过一次杂交实验筛选出杂交实验1的F2中纯合红花宽叶不抗病个体,可选择甲、乙、丙中的 ,基因型为 ,让其与F2中红花宽叶不抗病植株进行杂交,若子代 ,则该红花宽叶不抗病个体为纯合子。
21.(2025·湖南湘西·三模)水稻基因组测序揭示其染色体高度共线性,为基因定位提供基础。研究发现,抽穗期基因(如Hd1、Hd3a)与抗病基因(如Xa21)存在表观遗传互作,且Wx基因启动子区CT重复数差异导致直链淀粉含量变异。第三代杂交水稻利用CRISPR/Cas9编辑育性基因,结合分子标记辅助选择提升育种效率。
(1)在生物学中有多生物可以作为遗传学的研究材料,水稻能作为遗传学研究材料的优点有 (答出两点)。
(2)已知抗病(R/r)与抽穗期(H/h)性状的显隐性关系,设计实验探究两对基因是否独立遗传:
实验步骤:
①选择 (表型)纯合亲本进行正反交;
②统计F1表型,若 ,则初步判断为连锁遗传;
③对F1进行 ,统计F2表型分离比。若抗病:不抗病=3:1且正常抽穗:延迟抽穗=3:1,但两性状组合比偏离 ,则证实存在连锁。
(3)光温敏雄性不育系易发生紊乱,导致产量下降。因而科研团队正在研发第三代杂交水稻:即基因工程雄性不育系。如有一个水稻品系,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3所示:
转基因水稻(基因型M/m-A/D)自交后,F1雄配子类型及比例为 。F1随机传粉所得种子中,蓝色:白色= ,雄性不育种子占比为 。
(4)稻米胚乳中直链淀粉含量是影响稻米品质的重要因素,而直链淀粉含量与蜡质基因(Wx)的基因型有关。科学研究发现,Wx基因可以编码淀粉合成酶催化合成直链淀粉,该基因有Wxa、Wxb、wx多个等位基因的变异类型
①Wx基因有Wxa、Wxb、wx多个等位基因的变异类型和区别,某同学认为通过琼脂糖凝胶电泳可以快速地将Wxa、Wxb基因筛选出来。①评价观点:琼脂糖电泳法 (能/不能)区分Wxa与Wxb。
②某科学家欲利用PCR-AccI分子标记技术,本技术可以精确判断Wxa、Wxb两种基因类型。如果下图是三株不同基因型水稻的电泳结果,已知Wxb基因序列长度为460bp且有一个AccI酶切位点。推断样本1的基因型为 和样本3的基因型为 。
22.(2025·安徽·三模)某二倍体植物花瓣颜色受三对等位基因控制,至少各有每对基因中的一个显性基因时才开紫花,其他基因型的植株都开白花。现有白花品系甲、乙、丙,杂交结果如下图(不考虑突变与互换)。回答相关问题:
(1)某紫花基因转录时,碱基互补配对规律是 ,产物mRNA的延伸方向是 。
(2)控制该植物花瓣颜色的这三对等位基因独立遗传,简述判断理由: 。
(3)组合①的F2中,纯合子占 ;若组合②与③的F1杂交,预期子代中,紫花植株占 ;在组合①与②的F2中,最多有 种相同基因型的植株。
(4)欲以F2中的紫花植株为材料,尽快培育出纯种紫花植株。写出育种思路(不考虑单倍体育种): 。
23.(2025·河南·三模)某雌雄同株植物(2n=18),果肉味甜多汁,皮薄易剥,但果实多籽。研究人员尝试培育无子果实,提高其商品性。经诱变育种获得两株单基因突变的无子突变植株甲和无子突变植株乙,将甲、乙分别与野生型杂交,所得F1全部为有子果实。回答下列问题。
(1)欲探究两种突变体的突变基因在染色体上的位置,请设计一种杂交实验方案,并预期实验结果和结论(不考虑染色体互换和复等位基因的突变)
实验方案: 。
预期结果和结论:①若 ,则甲、乙的突变基因为相同基因;②若 ,则甲、乙的突变基因为非同源染色体上的非等位基因;③若 ,则甲、乙的突变基因为同源染色体上的非等位基因。
(2)经研究发现,突变体甲植株中控制A蛋白(种子正常发育的关键酶)的基因A发生突变。对野生型、突变体甲及F1细胞内基因A、a进行PCR扩增后电泳,检测结果如图1,并对细胞内A/a基因转录产物进行测定,结果如图2。结合图示分析,A基因突变为a时,发生了碱基对的 (填“增添”“缺失”或“替换”);甲中不含转录产物与RNA聚合酶不能发挥作用有关,推测理由是 。
24.(2025·河南·三模)芥蓝(2n=18)是两性花植物,其花香浓郁,人工培育的芥蓝可自交或借助昆虫传粉。科研人员以菜薹深紫色、叶片无蜡质、白花芥蓝与菜薹绿色、叶片有蜡质、黄花芥蓝为亲本杂交,获得F1,进而培育具有不同花色、叶片蜡质和薹色的芥蓝新品种。三对相对性状分别由三对等位基因控制,回答下列相关问题:
(1)若要对芥蓝进行基因组测序,需要测定 条染色体上的DNA碱基排列顺序。少量的亲本杂交,子代就会出现特定的性状分离比,与芥蓝的 的特征有关。
(2)研究发现,两亲本正反交的结果相同,F1均表现为菜薹浅紫色、叶片有蜡质、白花,根据此结果可得出的结论是 (至少两点)。
(3)为验证控制花色和叶片有、无蜡质的基因位于两对同源染色体上,以F1为材料,请写出你的实验思路并预期实验结果。
实验思路: 。
预期实验结果: 。
(4)菜薹颜色有深紫色、浅紫色和绿色。科研人员培育成功的京紫2号具有花黄色、菜薹紫色、叶片无蜡质的特征。若三对等位基因独立遗传,F1自交后代中与京紫2号表型相同的个体占 。如果选出具有该特征的个体自然留种种植,该特征不能稳定遗传的原因是 。
25.(2025·湖南·三模)已知果蝇的眼色和翅型两对相对性状的遗传遵循自由组合定律,野生型果蝇表现为红眼、长翅。科研人员发现了一种果蝇突变体(品系1),表现为紫眼、卷翅。为探究突变体(品系1)紫眼、卷翅的遗传规律,科研人员对果蝇进行了如下表所示的交配方案。回答下列问题。
亲本组合
子代表型及比例
实验一
突变体(品系1)×野生型(纯合)
F1:红眼卷翅(♀、♂):野生型(♀、♂)=1:1
实验二
F1中的红眼卷翅(♀、♂)自由交配
F2:红眼卷翅(♀、♂):紫眼卷翅(♀、♂):野生型(♀、♂):紫眼长翅(♀、♂)=6:2:3:1
(1)实验一中的亲本应进行 实验,以排除红眼、卷翅相关基因位于细胞质的可能。果蝇的眼色性状中,属于显性性状的是 ;依据 (填“实验一”“实验二”或“实验一和实验二”)可判断突变体(品系1)果蝇的紫眼至少受 (填“一对”或“多对”)等位基因控制,理由是 。
(2)若控制果蝇眼色的基因用A/a表示,控制翅型的基因用B/b表示,则果蝇突变体(品系1)的基因型为 ;F1中的野生型雌雄果蝇进行随机交配,子代的表型及比例为 。
(3)科研人员将突变体(品系1)雌雄果蝇进行自由交配,发现子代全为卷翅,没有长翅,已知控制翅型的基因(B/b)所在2号染色体上同时存在另一对等位基因(D/d),且dd纯合致死。又发现另一种卷翅杂合突变体(品系2)的2号染色体上也存在隐性致死基因,请利用现有品系设计实验探究品系2隐性致死基因与基因d是否位于同一位点。
实验方案: 。
预期结果及结论: 。
26.(2025·湖南郴州·三模)水稻是人类重要的粮食作物之一,种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳,通常糊粉层为单层活细胞,主要累积蛋白质、维生素等营养物质;淀粉胚乳为死细胞,主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。
(1)用诱变剂处理水稻幼苗,结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数 (填“增多”或“减少”)的即为糊粉层加厚的种子,将其对应的含胚部分用培养基培养,筛选获得了三个糊粉层加厚突变体A1、A2、A3。
(2)若上述的3种不同突变体均只涉及一个隐性单基因突变。为了研究突变基因相对位置关系,进行两两杂交实验,结果如下表:
根据杂交实验结果,可推断这一对性状至少由 对等位基因所控制。
(3)突变体A1与野生型杂交,继续自交得到F2种子,观察到野生型∶突变型=3∶1。利用DNA的高度保守序列(M1~M5)作为分子标记对F2植株进行分析后,将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于 附近,对目标区域进行测序比对,发现了突变基因。
(4)由突变体A1建立稳定品系t,检测发现籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型,但结实率较低。紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中,培育稳定遗传的高营养新品种。
①补充完成图3育种方案: 。
②运用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)技术对植物进行检测,在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR,加入野生型序列和突变型序列的相应引物,两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点,完成扩增后检测产物的荧光信号(红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光)。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测,根据检测荧光信号分别从中选出应保留的植株是 。
四、解答题
27.(2025·湖北武汉·三模)研究人员让纯种的连城白鸭(白羽)和纯种的白改鸭(白羽)进行杂交,过程及结果如图所示。请回答下列问题:
(1)鸭的羽色受两对等位基因B、b与R、r控制,由此分析,这两对基因的遗传遵循 定律,原因是 。
(2)研究得知,基因B能控制合成黑色素,R能调节B在羽毛中的表达。有人推测,基因R存在着剂量效应,即在有B的前提下,有两个R时表现为黑羽,有一个R时表现为灰羽,没有R时表现为白羽。若推测正确,则上述杂交实验中:
①F1均为灰羽,其基因型为 ,F1自交产生的F2发生了 现象。
②F2中黑羽鸭的基因型应为 ,其中纯合子所占的比例应为 。
(3)为了检测上述推测是否正确,最好让灰羽鸭与另一基因型灰羽鸭进行杂交,观察并统计杂交结果,若杂交后代的表型及比例是黑羽:灰羽:白羽= ,则说明上述推测正确。
28.(2025·江西·三模)脊髓小脑性共济失调(SCA)是一类神经系统退行性疾病,受常染色体上独立遗传的基因B/b和基因T/t控制,基因B/b能编码polyQ蛋白。患者polyQ蛋白的谷氨酰胺重复次数比正常人的多,基因T编码的CHIP蛋白会降解重复次数多的异常polyQ蛋白至正常人水平。图1为某家系关于SCA的遗传系谱图,用限制酶对该家系部分个体的基因B/b剪切后进行电泳,结果如图2所示。回答下列问题:
(1)若正常基因为B,则患者的基因型是 ;若正常基因为b,则患者的基因型是 。
(2)根据图1和图2可以判断,正常基因是重复次数为 (填“50”或“26”)的片段序列。I-1的电泳结果与Ⅱ-2的相同,而I-1表现正常,原因是 。
(3)Ⅱ-2和Ⅱ-3再生育一个患病孩子的概率是 ,在Ⅲ-1体内未检测到功能性CHIP蛋白,请在图2中画出Ⅲ-1的基因B/b的电泳结果 。
29.(2025·天津滨海新·三模)苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白能使螟虫死亡。研究人员将表达这种毒蛋白的抗螟虫基因转入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因组中,培育出一批转基因抗螟水稻。请回答:
(1)染色体主要由 组成,若要确定抗螟基因是否已整合到水稻的某一染色体上,可用 方法进行检测。
(2)选用上述抗螟非糯性水稻与不抗螟糯性水稻杂交得到F1,从F1中选取一株进行自交得到F2,F2的结果如下表:
表现型
抗螟非糯性
抗螟糯性
不抗螟非糯性
不抗螟糯性
个体数
142
48
50
16
分析表中数据可知,控制这两对性状的基因位于 染色体上,所选F1植株的表现型为 。亲本中抗螟非糯性水稻可能的基因型最多有 种。
(3)现欲试种这种抗螟水稻,需检验其是否为纯合子,请用遗传图解表示检验过程(显、隐性基因分别用B、b表示),并作简要说明。
(4)上表中的抗螟水稻均能抗稻瘟病(抗稻瘟病为显性性状),请简要分析可能的原因。 。
30.(2025·四川德阳·三模)某昆虫红色素的合成由等位基因A/a控制(AA、Aa的效应相同),并与等位基因B/b共同控制眼色,与等位基因D/d共同控制体色(d基因对A基因的表达有抑制效应),三对基因均位于常染色体上。科学家为研究基因与表型的关系,利用纯合品系P1(深红眼深红体色)、P2(深红眼白体色)和P3黄眼白体色)进行相关杂交实验,统计F1和F2的部分性状,结果见表。
实验
亲本
F1
F1相互交配得到的F2
一
P1×P3
深红眼
深红眼:橙红眼:黄眼=9:3:4
二
P2×P3
粉红体色
深红体色:粉红体色;白体色=3:6:7
(1)实验一中F1深红眼个体的基因型为 (只考虑眼色),实验二的F2深红体色的基因型为 (只考虑体色)。
(2)利用现有的实验结果设计调查方案,判断基因B/b和D/d在染色体上的位置关系(不考虑染色体互换)。
调查方案: 。
结果分析:若 ,则B/b和D/d位于同一对染色体上;否则,B/b和D/d位于两对染色体上。
(3)该昆虫易感染某种病毒,科研人员找到了抗该病毒的基因,通过基因工程将抗病基因导入实验一的F1深红眼个体中,从获得的转基因抗病新品种中筛选出了4个导入了抗病基因的转基因昆虫,分别为K1、K2、K3、K4
①若K1、K2中各含有一个抗病基因,且K1的抗病基因与B基因在同一条染色体上,K2的抗虫基因与A基因在同一条染色体上,则K1与K2杂交,所得子代中抗病个体占 。
②若K3、K4中各含有两个抗病基因,K3与K4杂交,若所得子代的表型及比例为抗病深红眼:抗病橙红眼:抗病黄眼:不抗病深红眼:不抗病橙红眼:不抗病黄眼=135:45:60:9:3:4,则K3和K4的抗病基因在染色体上的分布情况是 。
31.(2025·安徽合肥·三模)大麦(2n=14)为严格的自花传粉植物,是生物育种研究的常用材料。科研人员观察发现了窄叶A 和卷叶B两个大麦叶形突变体,为研究其遗传特点,设计了多组杂交实验,实验结果如表所示。回答下列问题。
杂交实验
亲本组合
F₁表型及比例
F₂表型及比例
一
窄叶 A × 野生型(宽叶)
均为宽叶
宽叶:窄叶=3∶1
二
卷叶 B × 野生型(宽叶)
均为宽叶
宽叶:卷叶=3∶1
三
窄叶 A × 卷叶 B
均为宽叶
宽叶:窄叶:卷叶=9∶4∶3
(1)根据杂交实验结果分析,窄叶和卷叶均是由野生型基因发生 (填“显性突变”或“隐性突变”)形成的,大麦的叶形性状至少受 对等位基因控制。
(2)该大麦叶形的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因自由组合定律,判断的依据是 。
(3)取出实验三 F₂中的宽叶植株进行单独培育,在自然状态下产生子代,则F₃的表型及比例为 。
(4)观察发现,实验一 F₂ 窄叶植株中有一株矮茎植株,进一步研究表明矮茎性状具有抗倒伏作用,由隐性基因控制。请设计一个简单的杂交实验方案,探究窄叶性状基因与矮茎性状基因是否独立遗传,并预期结果及结论 。
32.(2025·山西晋城·三模)某种自花传粉植物的野生型植株的花全为长条形红花,研究人员对该种野生型植株进行人工诱变处理,得到了一个卵圆形蓝花突变品系甲和一个卵圆形白花突变品系乙。为分析突变品系的遗传特点,研究人员进行了杂交实验,结果如表所示。回答下列问题:
实验
杂交组合
F1表型
F2表型及比例
实验一
野生型×甲
卵圆形红花
卵圆形红花:卵圆形蓝花:长条形红花:长条形蓝花=9:3:3:1
实验二
野生型×乙
卵圆形红花
卵圆形红花:卵圆形白花:长条形红花:长条形白花=9:3:3:1
(1)根据实验一可确定两对性状中的显性性状为 ,花形和花色的遗传遵循 定律。
(2)若控制花形的基因用A/a表示,将A与a的mRNA翻译区进行序列比对,结果如图1所示。据图分析,卵圆形性状产生的机制是 。
(3)根据实验一和实验二的结果并不能确定控制蓝花和白花性状的基因之间的关系。可选择甲和乙杂交从而进行判断,若F1的花色为红色,则推测控制蓝花和白花性状的基因之间的位置关系是 。
(4)若控制花色色素合成的机制如图2所示。将第(3)问中的F1自交获得F2,F2中红花:蓝花:白花=9:3:4,将F2所有植株自交,单株收获F2中的种子,每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系,所有植株均开白花的株系占所有株系的比例为 。对F1的红花植株进行诱变育种获得含一个耐旱基因B的突变植株,该基因与M、N基因位于不同的染色体上,F1自交获得F2,已知B、b基因的序列,欲利用PCR技术从F2的耐旱且开白花的植株中选出能稳定遗传的耐旱且开白花的植株,具体思路是 。
33.(2025·安徽六安·三模)二倍体野生型圆叶风铃草花瓣呈蓝色,研究人员发现三个纯种白花隐性突变品系,其突变基因及基因型如下表。为确定突变基因在染色体上的位置关系,进行如卜杂交实验(不考虑其他突变和互换),请回答下列问题。
突变品系
突变基因
基因型
甲
w1
w1w1/++/++
乙
w2
++/w2w2/++
丙
w3
++/++/w3w3
(1)杂交实验说明w1、w2的位置关系是位于 (一对,两对)同源染色体上w1、w3的位置关系是位于 (一对/两对)同源染色体上。请在下图中画出杂交实验二中F1的余下基因位置: 。
(2)若将杂交一、二中的F1相互杂交,后代出现白花的概率是 。
(3)另有一白色突变品系丁,由隐性基因w4决定,甲和丁杂交,F1全为白色,F1自交后代均为白色,可推测w1和w4基因位于染色体的 (填“同一”或“不同”)位点,这体现了基因突变的 性。
34.(2025·浙江·三模)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制,其中基因A控制紫色,a无控制色素合成的功能。基因B控制红色,b控制蓝色。基因Ⅰ不影响上述2对基因的功能,但i纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙,它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变及其他变异。根据表中杂交结果,回答下列问题:
杂交组合
F1表型
F2表型及比例
杂交组合一:甲×乙
紫红色
紫红色:靛蓝色:白色=9:3:4
杂交组合二:乙×丙
紫红色
紫红色:红色:白色=9:3:4
(1)影响植物花色的色素存在于 (细胞器)中,控制花色遗传的基因是通过 途径 (填“直接”或“间接”)实现对花色性状的控制。
(2)乙的基因型是 ,杂交组合一的F2靛蓝色个体中纯合子占 ,F2的白花个体有 种基因型。能否通过测交确定F2中白花个体的基因型? 。
(3)丙的基因型是 ,表中所有F2的紫红色植株都自交一代,白花植株在全体子代中所占比例为 。
(4)若甲与丙杂交所得F1自交,则F2表型比例为 。
35.(2025·河南·三模)玉米(2n=20)根据籽粒颜色可分为黄玉米、白玉米和混合玉米三种,该性状由两对等位基因A/a和B/b共同控制,其中A基因控制黄色,且AA和Aa的效应相同。玉米植株颜色由2号染色体上的基因D/d控制,其中D基因控制紫色、d基因控制绿色。研究人员在玉米中发现了一个孤雌生殖诱导系,其一条2号染色体的姐妹染色单体发生融合,最终在两个着丝粒之间形成染色体桥,染色体桥可在任意一处随机断裂,形成的子染色体移向两极(机制如图1),当不含D/d基因的精子与卵细胞结合时,可诱导卵细胞直接发育成单倍体子代(不考虑致死情况)。研究人员利用纯合品系黄玉米和白玉米进行图2所示杂交实验。
(1)亲本中黄玉米和白玉米的基因型分别是 ,基因A/a和基因B/b的遗传遵循自由组合定律,理由是 。
(2)F2混合玉米自交,子代中黄玉米所占比例为 。
(3)基因型为Dd的孤雌生殖诱导系在减数分裂产生精子的过程中,染色体桥出现在处于 (填时期)的细胞中,产生的不含D/d基因的精子中含有 条染色体。图1染色体上出现D、d基因的原因是发生了 (填变异类型)。
(4)基因型为Dd的孤雌生殖诱导系与紫色玉米植株杂交,子代出现了紫色和绿色的单倍体植株,说明母本紫色玉米植株为杂合子,原因是 。
(5)欲判断A/a基因是否位于2号染色体上,可选用基因型为AaBbDd的紫色混合玉米植株与孤雌生殖诱导系杂交,得到单倍体幼苗后,使用 (填化学试剂)处理使染色体数目加倍,统计后代性状分离比,若 ,则A/a基因位于2号染色体上。
36.(2025·浙江温州·三模)基因A和B是斑马鱼体内控制神经发育的重要基因,分别位于12号和2号染色体。A或B基因发生隐性突变,可引发斑马鱼神经发育异常。现有学者根据研究需要培育出了不同品系的斑马鱼,品系1培育过程如图所示:
回答下列问题:
(1)根据材料,A/a和B/b的遗传遵循 定律,神经发育中度异常的斑马鱼基因型有 种。培育品系1的过程运用的育种原理是 。
(2)等位基因M/m和R/r均为完全的显隐性关系,能共同控制斑马鱼的体色(基因型与体色对应关系如表所示)。为方便筛选与观察,某团队欲培育能够直接通过体色判断神经发育异常程度的斑马鱼:
基因型
MMRR
MMrr
mmRR
mmrr
表现型
野生型
浅体色
虹体色
透明体色
①现已培育获得斑马鱼品系2(基因与染色体的关系如图)。欲获取较多的斑马鱼品系2,可将品系2与基因型为 的品系杂交,保留子代中体色为 的个体即可;
②将品系2与基因型为aabbmmrr的斑马鱼品系杂交,然后取F1中表型为 的个体随机交配。获得的F2即可实现培育目标。F2中神经发育中度异常的斑马鱼体色为 。若选取F2中所有神经发育中度异常的斑马鱼随机交配,理论上F3中神经发育异常的斑马鱼占比为 。
③仅考虑A/a、B/b两对基因,写出第②题中F1斑马鱼进行测交实验的遗传图解 。
37.(2025·福建泉州·三模)大白菜为二倍体植物,存在自交不亲和、花小不易人工授粉的特点。其雄性不育系在杂交制种和生产应用中有着重要的作用。研究人员利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理野生型大白菜种子,筛选出稳定遗传的雄性不育突变系msml、msm2。将上述突变系分别与野生型(雄性可育)进行杂交,结果如下表所示。
组合
P
F₁表型及比例
F₂表型及比例
1
野生型×msml
全为野生型
野生型:雄性不育=3:1
2
野生型×msm2
全为野生型
野生型:雄性不育=3:1
请回答:
(1)组合1的杂交结果初步表明,msm1的雄性不育为 性(填“显”或“隐”)突变,该性状受一对等位基因控制。
(2)不能利用msm1与msm2杂交判断二者是否由同一基因突变而来,原因是 ;利用表中材料通过一次杂交就能进行初步判断的杂交组合是 。
(3)现有抗病性强的大白菜品种“青麻叶”,可将其与其他优质大白菜品种杂交获得更优良的后代。培养“青麻叶”雄性不育系有利于高效地进行异株传粉,收获更多种子。现欲通过回交实验(如图所示)将诱变获得的mml不育系的雄性不育基因导入“青麻叶”,以便获得“青麻叶”不育系。每一代得到的杂交后代都要与“青麻叶”进行回交,目的是 ;利用PCR检测技术进行分子辅助检测可提高获得“青麻叶”不育系的效率,原因是 。
38.(2025·青海西宁·三模)某种仓鼠毛色受常染色体上独立遗传的两对等位基因(D/d和E/e)控制。当基因D和E同时存在时,毛色为黑色;无基因D、E则毛色为白色;只存在基因D时毛色为灰色,此外,基因d和E存在于同一配子中会导致该配子不育。某亲本黑色仓鼠与灰色仓鼠杂交,F1中出现灰色、黑色及白色三种毛色不同的仓鼠。完成下列问题:
(1)根据题干信息,亲本黑色仓鼠的基因型为 ,其可产生 种可育配子,F1中共有 种基因型,其中白色仓鼠的基因型为 。
(2)不考虑互换和突变,若让F1中黑色仓鼠随机交配,则所得后代中白色仓鼠的概率为 。若让F1黑色仓鼠测交,则所得后代的表型及比例为 。
(3)科学家偶然在上述仓鼠群体中发现了一种毛色为黄色的仓鼠,进一步研究发现黄色仓鼠是基因D/d突变所致(E/e基因对黄色毛色没有影响),科学家选择了若干只黄色仓鼠和纯合白色仓鼠的相关基因进行电泳,电泳结果如图所示(其中1~4号为黄色仓鼠,5~8号为白色仓鼠)。
根据实验结果可知,条带 为突变基因,黄色相对于白色为 (填“显性”或“隐性”)性状,判断理由是 。
39.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)茄子的果皮和花因富含花青素而呈现紫色。花青素能清除人体内的自由基、增强免疫力等。为揭示茄子花青素合成的分子机制,科研人员开展了相关研究。
(1)研究者用甲、乙两白花白果纯合突变体进行杂交,结果如图1。已知甲为单基因突变体(A突变为a)。
①据图1可知,茄子花由 对等位基因控制。而F2中紫果:白果为27:37,可得出果皮颜色由 对独立遗传的基因控制,理由是 。
②两亲本的基因型为 (另外两对基因为D/d、M/m)。
(2)研究者推测,M基因的调控具有组织特异性,其突变会抑制果皮花青素合成,却不抑制花中花青素合成。可选用亲本乙与表型为紫花白果的纯合体杂交进行验证,若F2表型及比例为 ,则支持上述推测。
(3)光是诱导茄子花青素合成的信号之一,进一步研究上述基因与光信号间诱导成色的机制。克隆茄子蓝光受体基因CRY1和光信号调控因子基因COP1.将CRY1与黄色荧光蛋白基因(YFP)的C端融合(CRY1-cYFP),COP1与YFP的N端融合(COP1-nYFP)分别构建质粒,并转入烟草叶片表皮细胞中瞬时表达,检测荧光,结果如图2.
COP1-nYFP+CRY1-cYFP(蓝光)COP1-nYFP+CRY1-cYFP(黑暗)
注:若YFPN端融合的基因表达的蛋白与C端融合基因表达的蛋白存在互作,则YFP蛋白的N端与C端接近,可检测到黄色荧光。
结果说明CRY1能与COP1发生依赖蓝光的相互作用,本实验除nYFP+cYFP外,还应设置的对照组为 。研究者还证实了COP1与M基因表达产物M蛋白也存在互作,并使M降解。
40.(2025·福建三明·三模)某自花传粉植物的花色由两对等位基因D/d和E/e控制,基因型与表型之间的对应关系为D_E_为红色,D_ee或ddE_为紫色,ddee为白色。科研人员用纯合亲本进行如图所示的杂交实验,不考虑基因突变和染色体变异,且d基因会导致部分花粉失活。
回答下列问题。
(1)在实验一中,根据F2的表型比例可以推测,亲本的紫花是作为 (填“母本”、“父本”、“母本父本都可”)参与杂交,基因型是 。
(2)根据实验一和实验二的结果可判断控制花色的两对等位基因位于 对同源染色体上,依据是 ,实验二F2表型比例为红花∶紫花= 。
(3)以实验一的F2植株为实验材料,设计杂交实验探究“d基因是否也会导致雌配子失活”,写出简要实验思路与预期结果。
实验思路: 。
预期结果:若 ,则d基因不导致雌配子失活。
41.(2025·重庆·三模)果蝇常用作遗传学研究的实验材料。为研究果蝇4对等位基因在染色体上的相对位置关系,研究人员以某雄果蝇的若干精子为材料,利用以上4对等位基因的引物,以单个精子的DNA 为模板进行PCR,再通过电泳技术检测产物中的相关基因,检测结果如图所示。已知图中该果蝇12个精子的基因组成的种类和比例,与该果蝇理论上产生的配子的基因组成的种类和比例相同,且本研究中不存在致死现象,所有个体的染色体均正常,各种配子的活力相同。回答下列问题:
(1)果蝇常被用作遗传学材料的原因是 (答出2点)。图中基因A、a和B、b的位置关系为 (注:用“ ”的形式表示,其中横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置)。
(2)图中基因B、b和C、c的遗传是否遵循自由组合定律? (填“是”或“否”),判断依据是 。已知同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。果蝇眼型异常受等位基因B、b和C、c控制,且只有不含显性基因的个体才表现为眼型异常。让该果蝇与某雌果蝇杂交,子代中出现眼型正常果蝇的概率为47/48,则该雌果蝇产生的重组型配子所占的比例为 。
(3)据图推断,该雄果蝇的基因e (填“一定”或“不一定”)能遗传给子代雌果蝇。若采用本研究的实验方法,利用基因E和e的引物设计实验进行探究,则应该选择果蝇的 (填“精子”或“卵细胞”)作为实验材料,原因是 。
42.(2025·甘肃白银·三模)甜瓜(2n=24)是一种雌雄同株植物,甜瓜的抗疫霉病和易感疫霉病是一对相对性状,茎蔓表面存在有毛和无毛之分,有毛个体中又有刚毛和茸毛之分。实验人员选择3个纯合品系P1(刚毛抗病)、P2(茸毛感病)和P3(无毛感病)进行杂交,再让F1自交,结果如表所示。回答下列问题:
杂交组合
F1表型及比例
F2表型及比例
①P1×P2
全为刚毛抗病
刚毛抗病∶茸毛抗病∶刚毛感病∶茸毛感病=9∶3∶3∶1
②P1×P3
全为刚毛抗病
刚毛抗病∶无毛抗病∶刚毛感病∶无毛感病=9∶3∶3∶1
③P2×P3
?
?
(1)从实验①②的结果可知,抗病与感病的遗传遵循 定律,其中显性性状为 。
(2)控制刚毛、茸毛和无毛的基因情况可能为Ⅰ.互为等位基因;Ⅱ.位于非同源染色体上的两对等位基因。如果实验③的F1全为 ,则符合情况Ⅰ;如果实验③的F1全为 ,则符合情况Ⅱ。
(3)进一步研究发现,控制刚毛、茸毛和无毛的基因为独立遗传的两对等位基因B/b、D/d,其中B/b决定毛的有无,D/d决定是刚毛还是茸毛,则实验③F2中表型为无毛的个体所占的比例为 。
(4)甜瓜对疫霉病的抗性是由M基因决定的,M基因和m基因的部分序列(具有差异的部分已圈出)如图1所示。
①m基因是由M基因发生了碱基对的替换引起的,从而使编码谷氨酸的密码子(GAA) 转变为终止密码子(UAA),导致相关蛋白质不能正常合成,图1中作为转录的模板链的是 。
②实验人员选出实验②中部分无毛个体,用相关引物对其中的M基因和m基因进行PCR,并用限制酶EcoRⅠ(识别的序列为5'-G↑AATTC-3')对产物进行酶切,电泳结果如图2所示。其中属于抗病个体的是 (填序号)。
43.(2025·湖南永州·三模)在某医院发现一例罕见的软骨发育不良(HCH)和马凡综合症(MFS)共病患者,下图为该罕见共病家系的遗传系谱图。已知HCH是一种常染色体显性遗传病,HCH和MFS分别由基因FGFR3和FBNI突变所致。回答下列有关问题:
(1)根据遗传系谱图分析,MFS的遗传方式最可能是 判断依据是 。
(2)假设人群中HCH和MFS的致病基因频率分别为m和n,根据最可能的遗传方式,推测Ⅲ-6生育一个正常子代的概率为 (列出算式即可)。
(3)研究发现,与FBNI基因相比,突变基因的DNA序列有一个碱基对改变,导致突变基因上出现了一个限制酶X的酶切位点(如下图)。在利用PCR及电泳技术确定MFS的遗传方式时,进行了如下操作:采集Ⅲ-1的外周血为样本→提取基因组DNA→PCR扩增该对性状的完整基因序列→回收扩增产物→ →电泳。通过电泳结果 (填“能”或“不能”)确定MFS的遗传方式,理由是 。
(4)针对HCH、MFS这类罕见遗传病,通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。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?请作出判断并说明理由 。
44.(2025·内蒙古通辽·三模)黄瓜是一种雌雄同株的植物,其嫩瓜的果皮有多种颜色。用色差仪检测不同颜色的嫩瓜果皮,测得L值与果皮颜色的关系如表所示。研究人员将深绿色果皮的亲本(P1)与乳白色果皮的亲本(P2)进行杂交,F1均表现为绿色。F1自交得到F2,检测F2果皮的L值与植株数量,结果如图1所示。回答下列问题:
嫩瓜果皮颜色
L值
乳白
75~100
黄白
55~75
白绿
45~55
浅绿
35~45
绿
25~35
深绿
0~25
(1)根据杂交结果推测,嫩瓜果皮的颜色受两对等位基因(设为A/a、B/b)控制,这两对基因的遗传遵循 定律。
(2)嫩瓜果皮的颜色与叶绿素的积累有关,ChlG酶是叶绿素合成的关键酶之一。基因A、B分别表达蛋白1和蛋白2,这两种蛋白都能影响ChlG酶基因的表达。检测F2各种植株中这两种蛋白和ChlG酶的相对表达量,结果如图2所示。
①不完全显性是指在杂合子中,显性基因不能完全掩盖隐性基因的表现,导致表型介于显性纯合子和隐性结合子之间的现象。基因A/a、B/b中,属于不完全显性的是 。
②F2中、黄白色果皮植株和绿色果皮植株的基因型为 、 。
③从基因和基因表达的角度分析,与黄白色果皮相比,嫩瓜产生深绿色果皮的原因是 。
(3)若将F1与P2进行杂交,则子代的表型及比例为 。
五、未知
45.(2025·陕西宝鸡·三模)水稻因病菌侵染患稻瘟病时,细胞会通过代谢合成过氧化氢,启动“免疫”反应,抵抗稻瘟病菌。
(1)科研人员将某纯合稻瘟病抗性突变体M与表现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的表现型及比例为易感病: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。
(2)对WT和抗性突变体M的相关基因(标记为R/r)进行测序分析,结果如下图:据下图可知,与WT中该基因序列相比,抗性突变体M的这一基因发生了 。该突变基因控制合成的蛋白质中,氨基酸的 可能发生改变,导致该蛋白质空间结构改变,生理功能丧失。
(3)WT和突变体M均无另一相关基因(标记为A)。科研人员将A基因导入WT中(A基因与R基因不在同一染色体上),再经筛选得到纯合植株N,表现为抗稻瘟病。
①将植株N与突变体M杂交,F1均表现为抗性,F1自交,如果F2的表现型及比例为 ,则支持“A基因能抑制R基因的表达”的推测。
②利用现代生物技术也可验证上述推测成立,下表为供选的材料、处理和预期结果。
水稻植株材料
对材料的处理
预期结果
a。WT b。突变体M c。植株N
d。转入R基因 e。敲除R基因 f。转入A基因 g。敲除A基因
h。R因表达 i。 R基因不表达
现有两个不同方案,方案一实验组为 bfi,方案二实验组为 cgh。请评价 (填“方案一”或“方案二” )更为合理,并阐述理由: 。
(4)研究表明,稻瘟病菌侵染WT过程中,正常R蛋白促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,从而导致植株易感病。结合前述研究,请从A基因、R基因和过氧化氢三者关系,分析植株N的抗病机理: 。
46.(2025·浙江·三模)世界重要的粮食作物水稻(2n=24)开两性花。育种专家期望通过人工育种技术获得抗除草剂的香味水稻。回答下列问题:
(1)研究人员以纯合的无香味非抗性水稻(甲)为材料,经过辐射诱变处理获得无香味抗除草剂水稻个体(乙)和香味非抗性水稻个体(丙)。由于基因突变具有 这三个特点,因此辐射诱变时,需要处理大量水稻种子。进一步研究表明香味水稻是由于A基因突变为a导致的,据此分析水稻香味性状的出现是因为 ,导致香味物质分解途径障碍,香味物质在水稻种子中大量累积的结果。从基因突变对表型影响的角度看,产生香味水稻的突变属于 。该事例说明基因控制生物性状的方式是 。
(2)现已确定水稻的有香味和无香味由等位基因A/a控制,抗除草剂和不抗除草剂由等位基因B/b控制,且两对基因独立遗传。研究人员进行了如下杂交实验。
杂交组合
P
F1
F2
I
甲×乙
无香味非抗性
无香味非抗性:无香味抗性=3:1
Ⅱ
甲×丙
无香味非抗性
无香味非抗性:有香味非抗性:无香味抗性:有香味抗性=21:7:3:1
Ⅲ
乙×丙
无香味非抗性:无香味抗性=1:1
无香味非抗性:有香味非抗性:无香味抗性:有香味抗性=9:3:15:5
注:F2是F1所有个体自交的后代。
①根据杂交结果分析,甲、乙、丙的基因型分别为AABB、 ,杂交组合Ⅱ的F2中纯合子所占的比例为 。
②若让杂交组合Ⅱ的F1与杂交组合Ⅲ的F1杂交,产生的后代中,抗性香味个体所占的比例为 。
③请用遗传图解表示杂交组合I的F1自交产生F2的过程 。
47.(2025·重庆·三模)人类的ABO血型主要由红细胞表面的抗原和血清中的抗体决定,如A型血的人红细胞表面有A抗原,血清中有B抗体,B型血的人红细胞表面有B抗原,血清中有A抗体,其余血型以此类推。下图为ABO 血型抗原的结构示意图。
(1)与血型相关的基因通过 控制生物体性状的体现。已知与血型抗原合成有关的IA、IB、i基因位于人类的9号染色体上,从染色体角度讲,不同血型在男性和女性群体中的比例基本一致,是因为在减数分裂的过程中 。
(2)进一步的研究发现,H物质的合成需要位于19号染色体上的等位基因H/h参与,缺乏H基因的个体无法合成H物质。在ABO 血型检测中,基因型为 hh的个体表现为 型血。缺乏H基因仅导致H物质缺失岩藻糖成为h物质,基于此,与人类ABO血型相关的基因型共有 种。
(3)某海岛定居的人群在血型分布上处于遗传平衡状态,相关基因的频率如下:
基因
H
h
IA
IB
i
频率
0.5
0.5
0.4
0.4
0.2
该海岛和邻近大陆的人群相比,h的基因频率明显更高,但各血型的个体在海岛和大陆上生存能力是基本一致的,这一现象的原因可能是 。按ABO血型系统,该海岛上人群中不同血型的比例为 。
48.(2025·河北沧州·三模)豌豆(2n=14)是我国第一大食用豆类作物,也是孟德尔发现遗传规律的实验材料,现代学者对控制豌豆高茎和矮茎、子叶绿色和黄色的基因进行了克隆、研究,从而对遗传学现象的解释深入到了分子水平。回答下列问题:
(1)野生型豌豆为高茎,突变体豌豆为矮茎。用突变体和多株野生型豌豆进行杂交,可初步判断突变体的矮茎性状为显性还是隐性,判断依据是 。
(2)野生型豌豆控制子叶黄色的基因I长度为1.4kb(千碱基对),其表达产物SGR蛋白可促进叶绿素分解。在突变体绿色子叶豌豆中,基因I的等位基因有两种。利用PCR技术对野生型和两种突变体中控制子叶颜色的基因进行扩增并对SGR蛋白的表达量进行检测,结果如下图所示。突变体1子叶呈绿色的具体原因可能是 。突变体2发生的基因突变类型为 。该实例体现了基因突变具有 的特点。
(3)已知豌豆的高茎对矮茎为显性,黄色子叶对绿色子叶为显性。现有纯合高茎绿色子叶植株甲、纯合矮茎黄色子叶乙,若要判断控制两对性状的基因是否位于一对同源染色体上,将甲、乙植株杂交后,再让F1自交,若F2出现了表型为 的植株,且该种表型植株在F2中所占比例为 ,则说明两种基因位于非同源染色体上。
(4)S序列是分布于各染色体上的DNA序列,不同个体的染色体具有各自的特异S序列。序列S1和S2分别位于上述植株甲和植株乙的1号染色体上。现已知控制茎高的基因和控制子叶颜色的基因位于非同源染色体上,为确定其中某对基因是否位于1号染色体,让甲、乙植株杂交后,对F2中除高茎黄色子叶个体以外的全部个体的S1、S2进行检测。不考虑互换和基因突变,若只检测到S2的个体:只检测到S1的个体:检测到S1和S2的个体= ,则说明控制子叶颜色的基因位于1号染色体上;若F2中只检测到S1的个体占比为 ,则说明两对基因均不位于1号染色体上。
49.(2025·陕西·三模)雄性不育是水稻育种过程中的重要性状,研究者在不同水稻品种中鉴定出A基因和B基因,它们都是调控光周期敏感性的雄性育性基因,负责在花药发育过程中将糖由叶片运往花药。回答下列问题:
(1)雄性不育水稻花粉不育,在杂交过程中只能作为 ,其在杂交操作过程中的优势是 。
(2)研究发现,水稻A基因主要在长日照条件下表达。经检测,aa突变体在长日照和短日照条件下的花粉存活情况如图1所示。水稻B基因主要在短日照条件下表达,A基因和B基因独立发挥作用、bb突变体的花粉存活情况如图2。
Ⅰ、由图2可知,bb突变体在不同日照条件下的花粉存活率表现为 :
若将aa突变体与bb突变体杂交,F1在长日照条件下的花粉存活率为 。
Ⅱ、欲通过实验探究A/a和B/b是位于同源染色体还是非同源染色体上,某同学设计了如下实验:
步骤1:aa突变体和bb突变体杂交得F1;
步骤2:F1自交获得F2;
步骤3:将F2置于长日照条件下培养,统计花粉存活率(不考虑互换及其他变异)。
请评价该方案是否能达到探究目的,并说明理由 。
50.(2025·四川达州·三模)野生的茄科植物大多有皮刺,皮刺的形成是为了抵御食草动物的啃咬,是植物的一种防御机制,但是皮刺的存在增加了茄科植物在栽培、采收和运输过程中的难度,降低了生产效率。科研人员发现有些无刺的红茄PL基因被破坏。请分析并回答下列问题:
(1)有的红茄有刺,有的红茄无刺,出现这一区别的根本原因是 。
(2)科研人员为了进一步证明无刺性状是由PL基因被破坏产生的,将一段碱基序列插入有刺红茄一个PL基因中,然后利用该有刺红茄进行了自交,统计F1中有刺红茄与无刺红茄的数量比接近于3:1。该实验结果说明无刺是显性还是隐性性状? ,理由是 。这种变异属于可遗传变异中的 。
(3)科研人员利用染色体上的SSR序列对PL基因进行染色体定位。SSR序列是染色体上的短串联重复序列,不同染色体具有各自特异的SSR序列。SSR1 和SSR2分别位于红茄的5号和6号染色体上。科研人员将纯合有刺红茄(A)与无刺红茄(B)进行杂交,然后将F1自交,得到F2,再收集F2中的无刺个体(1~14号植株),用电泳检测了这些无刺个体的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如图所示。据图推测,PL基因很可能位于5号染色体上,理由是 ;无刺个体的SSR2的扩增产物共有3种类型,原因是 。
(4)已知另一无刺红茄的突变基因也位于S号染色体上、请设计实验判断这两种无刺红茄的突变基因是否为等位其因、写出实验思路、预崩结果及结论 。
伴性遗传和人类遗传病考点03
一、单选题
1.(2025·甘肃白银·三模)少汗性外胚层发育不良是一种单基因遗传病,主要临床表现为头发稀疏、牙齿异常、出汗少等。下图为该病家系图,其中Ⅱ6不含致病基因,为避免Ⅱ5、Ⅱ6夫妇再次生育患儿,某研究人员对该家庭和3个胚胎进行相关染色体分析和PGT-M检测(胚胎植入前遗传学检测),结果如下表所示。下列分析错误的是( )
样本
相关染色体
PGT-M检测结果
Ⅱ5
M0/M1
女性携带
Ⅱ6
F1
男性正常
Ⅲ8
M0
男性致病
胚胎1
M0
?
胚胎2
M1/F1
?
胚胎3
M0/F1
?
注:表示女方风险染色体,表示女方正常染色体;表示男方正常染色体
A.该病是伴X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ5、Ⅱ6夫妇应优先选择移植胚胎2
C.若Ⅱ3为携带者,则Ⅲ7正常的概率为1/2
D.Ⅲ8的致病基因可能来自Ⅰ1或Ⅰ2
2.(2025·山东泰安·三模)某二倍体植物的性别决定方式为XY型,已知叶片有绒毛和无绒毛为一对相对性状,由基因A/a控制;叶片宽叶与窄叶为另一对相对性状,由基因B/b控制。选择窄叶无绒毛雌株与宽叶有绒毛的雄株杂交,F1中雌株有绒毛宽叶∶无绒毛宽叶=1∶1,雄株中有绒毛窄叶∶无绒毛窄叶=1∶1,将F1相互交配得F2,F2中有绒毛宽叶∶无绒毛宽叶∶有绒毛窄叶∶无绒毛窄叶=2∶3∶2∶3(不考虑XY同源区段)。下列说法错误的是( )
A.基因A/a位于常染色体上,基因B/b位于X染色体上
B.该植株种群中,有绒毛宽叶的基因型共有3种
C.根据实验结果可推测出两亲本的基因型分别为aaXbXb、AaXBY
D.若让F1中有绒毛的雌雄植株相互交配,后代有绒毛宽叶植株的比例为3/8
3.(2025·陕西咸阳·三模)家蚕的性别决定方式为ZW型。科学家利用电离辐射等方法诱导家蚕Z染色体出现隐性致死基因,得到平衡致死系雄蚕和雌蚕;雌蚕有一个隐性致死基因1(如图1),雄蚕有两个致死基因l1和l2(如图2)。图中“+”号表示相应位置上对应的基因为显性。已知正常雌蚕Z染色体对应上述致死基因的位置为显性基因(++),W染色体对应位置无相应基因。下列叙述错误的是( )
A.利用电离辐射等方法诱导得到上述平衡致死系常常需要大量原材料
B.图中两种家蚕不致死的原因是它们另一条同源染色体上存在显性基因
C.若要使后代的雌蚕全部致死,需要选平衡致死系的雄蚕和正常雌蚕杂交
D.让平衡致死系雌蚕和平衡致死系雄蚕杂交,子代存活个体中雌:雄=1:2
4.(2025·山西·三模)鱼鳞病是一种伴X染色体遗传病。甲表型正常,其外公及弟弟均为鱼鳞病患者,其父母表型正常。为避免遗传病患儿给家庭带来痛苦,甲夫妇选择了PGT-M检测。男性一条X染色体及女性两条X染色体PGT-M检测结果如图所示。下列分析错误的是( )
注:PGT-M检测即胚胎植入前单基因病遗传学检测,是一种用于检测胚胎是否携带致病基因的技术
A.鱼鳞病是一种伴X染色体显性遗传病
B.甲及其弟弟的致病基因均来自其母亲
C.甲夫妇所生的女儿表型均正常
D.甲的儿子患鱼鳞病的概率是1/2
5.(2025·重庆·三模)法布里病是一种致病基因位于X染色体上的遗传病,编码α-半乳糖苷酶A的基因突变,导致该酶功能部分或全部丧失,使该酶催化的底物降解受阻,底物在多种组织细胞的溶酶体中堆积,造成相关组织功能障碍。如图1为某家族的遗传系谱图,该家族中还有另一种遗传病甲,图2为正常和突变编码α-半乳糖苷酶A的基因上限制酶切点以及不同个体DNA酶切并电泳后的条带情况。下列说法错误的是( )
A.由图1推测甲病不可能是伴X染色体隐性遗传病
B.第Ⅱ代的3号个体条带情况应该用图2中的①表示
C.法布里病患者细胞的溶酶体肿胀导致代谢废物清除功能受损
D.法布里病可通过测定酶活性或基因检测来进行诊断
6.(2025·重庆·三模)果蝇缺刻翅(N)对正常翅(n)为显性,红眼(W)对白眼(w)为显性,两对基因均位于X染色体的甲片段上。用“+”表示甲片段存在,“-”表示甲片段缺失。染色体组成为X+X-的红眼缺刻翅雌果蝇与染色体组成为X+Y的白眼正常翅雄果蝇杂交,F1中雌雄比为2:1,且白眼全是雌果蝇,雄果蝇全是红眼;F1雌雄果蝇相互交配,得F2。下列分析正确的是( )
A.N/n、W/w两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.甲片段缺失会导致雌配子致死现象
C.F1中红眼缺刻翅果蝇的雌雄比例为2:1
D.F2雄果蝇中红眼缺刻翅果蝇占1/3
7.(2025·山西临汾·三模)下图为某雌性果蝇部分隐性基因及其在染色体上的位置分布示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.白眼基因w与粗糙眼基因ru是一对等位基因
B.图示四种基因在有丝分裂后期会出现在细胞的同一极
C.该雌性果蝇的父本性状表现一定为白眼焦刚毛
D.减数分裂Ⅱ中,基因e与基因sn可进行自由组合
8.(2025·安徽合肥·三模)凤蝶(2N=50)的性别决定方式为ZW 型,其体色受复等位基因A+、A、A- 控制,基因 A+决定黄色、基因A决定蓝色、基因A⁻决定白色。为研究凤蝶体色的遗传特点,科研人员取蓝色雌凤蝶与黄色雄凤蝶做亲本进行杂交,F₁中黄色雄性:黄色雌性:蓝色雄性:白色雌性=1:1:1:1; 让F₁中黄色雌、雄凤蝶相互交配获得F₂,F₂中黄色:蓝色=2:1,且蓝色全为雌性。不考虑变异和性染色体的同源区段,下列分析错误的是( )
A.控制凤蝶体色的基因位于Z染色体上
B.亲本凤蝶的基因型分别为ZAW、ZA+ZA-
C.F₂性状分离比的形成原因可能是雄性凤蝶A+基因纯合致死
D.让F₁全部雌、雄凤蝶随机交配,则子代中黄色雄性占5/16
9.(2025·甘肃白银·三模)某ZW型性别决定的昆虫体色有黑色、灰色和白色,由B/b与D/d两对等位基因控制,B对b、D对d均为完全显性。为研究其遗传机理,某人进行杂交实验,结果如图1所示。利用基因D、d的引物对该昆虫全部雌性个体进行PCR检测,电泳结果显示只有①或②两种可能,如图2所示。下列说法错误的是( )
A.控制该昆虫体色的两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.只要该昆虫体细胞内含有D基因,其体色即为黑色
C.让图1实验甲F2中黑色雌雄个体相互交配,子代中黑色个体占7/8
D.让图1实验乙F2中灰色雌雄个体相互交配,子代中白色个体占1/16
10.(2025·浙江·三模)研究发现毛白杨同时拥有XY和ZW性别决定系统。其中X、Y和W染色体上存在雌性促进基因F,Z染色体上无此基因。而抑制F基因表达的FR基因仅位于Y上。具有FR基因或缺乏F基因的毛白杨为雄性,否则为雌性。若XY和ZW杂交,子一代的性别比例为( )
A.雌:雄=3:1 B.雌:雄=1:2
C.雌:雄=1:3 D.雌:雄=1:1
11.(2025·河南周口·三模)控制某动物一对相对性状的显隐性基因(B和b)位于X染色体上,种群(全部为成年雌雄性个体)中b基因的频率是20%,现做该种群自由交配产生子代的模拟实验:两个小桶盛有相同数量的小球并用字母做上标记,分别从两个小桶抓取一个小球,记录字母组合情况,下列说法正确的是( )
A.两个小桶中小球的字母标记情况一共有4种
B.把抓取的小球组合在一起模拟的是基因的自由组合
C.实验记录的结果中,字母组合情况有三种
D.实验记录的结果中,Bb组合理论上应占16%
12.(2025·河南周口·三模)果蝇的刚毛和截毛受等位基因B/b控制,细眼与粗眼由等位基因R/r控制(显隐性均未知)。一只刚毛细眼雄果蝇和一只刚毛粗眼雌果蝇杂交,子代刚毛细眼:刚毛粗眼:截毛细眼:截毛粗眼=3:3:1:1,不考虑X、Y染色体的同源区段。下列叙述错误的是( )
A.根据实验结果可判断两对基因位于两对染色体上
B.若子代雌雄个体均有刚毛和截毛,则基因B/b位于常染色体上
C.若基因R/r位于X染色体上,分析子代不同表型个体的性别不能确定显隐性
D.若父本产生的精子是BR、bR、B、b,则基因R/r位于X染色体上
13.(2025·重庆·三模)一对雌雄果蝇交配,产生的后代中雌性表型为:无翅0只、长翅203只、正常翅400只、小翅198只;雄性表型为:无翅397只、长翅99只、正常翅200只、小翅101只(控制翅膀大小的基因用A、a表示,控制翅膀有无的基因用B、b表示,翅膀的大小包括长翅、正常翅和小翅)。下列分析错误的是( )
A.该研究中涉及两对相对性状,遵循孟德尔的分离和自由组合定律
B.控制果蝇翅膀大小的基因在X染色体上,小翅为显性性状
C.亲本雌雄果蝇的基因型分别为AaXBXb、AaXBY
D.让子代正常翅的雌雄果蝇交配,后代中长翅果蝇占7/32
14.(2025·河南·三模)某种鸟类(性别决定方式为ZW型)的羽毛颜色由复等位基因A1、A2、A3决定,其中A1基因控制红色、A2基因控制黄色、A3基因控制绿色;黑喙(B)对灰喙(b)为显性,B/b基因位于常染色体上。现将绿羽黑喙雄鸟和黄羽灰喙雌鸟杂交,子代雌雄鸟中表型及比例均为绿羽黑喙:绿羽灰喙:红羽黑喙:红羽灰喙=1:3:1:3,不考虑Z、W染色体同源区段。下列叙述错误的是( )
A.控制羽毛颜色的基因的显隐性关系为A3>A1>A2
B.控制羽毛颜色的基因一定位于Z染色体上,与B/b基因的遗传遵循自由组合定律
C.子代中黑喙:灰喙=1:3,可能的原因是含B基因的雄配子致死比例为2/3
D.该鸟种群中,与羽毛颜色相关的基因型有6种或9种
15.(2025·江苏·三模)XY型哺乳动物雌性个体的一条X染色体失活(形成巴氏小体)对于维持基因表达平衡至关重要。细胞分化时一条X染色体上的Xist基因转录增强,产生较多的XistRNA,XistRNA与该X染色体结合导致其失活。相关叙述错误的是( )
A.细胞分化前雌性个体中Xist基因表达量较低
B.XistRNA阻止RNA聚合酶与起始密码结合,抑制基因转录
C.Xist基因在X染色体失活前表达,导致该染色体形成巴氏小体
D.正常雌性个体中,同时存在父源和母源X染色体上的Xist基因表达
16.(2025·河南·三模)STR是染色体DNA链中短的单元重复核苷酸序列,不同个体重复次数存在差异。7号染色体的STR位点以“ATAG”为单元,X染色体的STR位点以“GATA”为单元。对某性染色体异常XXY男性甲及其父母三人的7号染色体和X染色体的STR位点情况进行测定,结果如图所示,图中数字代表STR位点的单元重复次数。下列叙述正确的是( )
A.有丝分裂时,父亲7号染色体(ATAG)10和(ATAG)6分别分配到两个子细胞
B.对甲的7号染色体上STR位点序列PCR扩增后电泳分析,可产生2个条带
C.该双亲女儿的两条X染色体上STR位点类型为(GATA)11和(GATA)12的概率为1/4
D.甲的染色体异常是由于父亲的精原细胞在减数分裂时X和Y染色体未正常分离
17.(2025·辽宁·三模)鸡的胫色由独立遗传的两对等位基因D/d与E/e控制。只含D不含E表现为黄色,只含E不含D表现为黑色,同时含有D和E表现为白色,其余表现为青色。现将纯合青色鸡与黄色鸡进行正反交,后代表型不完全一致(鸡属于ZW型性别决定的生物,不考虑ZW的同源区段)。以下说法正确的是( )
A.D与d基因位于常染色体上,E与e基因位于性染色体上
B.只有黑色鸡与白色鸡杂交后代才能出现四种颜色
C.若想通过胫色区分后代性别,可选择黄色雌鸡与青色雄鸡杂交或白色雌鸡与黑色雄鸡杂交
D.若含有D的雌配子有1/2致死,则黄色雌鸡与双杂合白色雄鸡杂交,后代白色杂合子占1/6
18.(2025·江西·三模)某二倍体植物的性别受一对复等位基因A₁、A₂和A₃控制,其中基因A₁控制植株表现为雄株,基因A₂控制植株表现为两性株,基因A₃控制植株表现为雌株,显隐性关系为 A1>A2>A3。该植物感病和抗病受另外一对等位基因控制,感病对抗病为显性。某研究小组将抗病雌株与感病雄株杂交,对产生的10株后代绘制系谱图,如下图所示,分析结果,最可能正确的是( )
A.该种群中与性别相关的基因型有6种,其中纯合子有3种
B.该植物的抗病、感病性状的遗传与性别相关,符合伴性遗传的特点
C.该植物控制性别和是否抗病的两对等位基因遵循自由组合定律
D.F₁个体8产生的原因是精子产生过程发生了染色体互换或基因突变
19.(2025·四川内江·三模)下图1为甲、乙两种单基因遗传病的系谱图,两种致病基因位于非同源染色体上,甲病在男性中的发病率约为1/99.用某种限制酶对图1中部分个体的甲病相关基因切割后电泳,甲病相关基因的酶切位点及电泳结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
A.甲病为伴X染色体隐性遗传病,Ⅱ-3的乙病基因来自Ⅰ-3和Ⅰ-4
B.若Ⅱ-1与正常女性婚配,则生育患甲病孩子的概率约为1/100
C.若Ⅲ-1为正常女性,将其与甲病相关基因酶切后电泳结果与Ⅱ-2相同
D.Ⅱ-4携带乙病基因的概率为2/3,与Ⅰ-4基因型相同的概率为1/4
20.(2025·河南开封·三模)女性两条X染色体中的一条会随机失活,失活的X染色体会浓缩形成巴氏小体(DNA结构完整但其上的基因不能表达)。某种遗传病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传(致病基因用b表示),女性杂合子中有部分个体会患病。图1为该疾病某患者家族遗传系谱图,对家系中的女性X染色体上与此病有关的基因片段进行PCR,产物经限制酶S酶切后进行电泳,结果如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.若对2号个体有关基因片段进行S酶切并电泳,结果与6号不同
B.b基因可能是由B基因发生碱基对替换而导致的基因突变产生的
C.4号患者与X染色体形成巴氏小体有关,5号与1号的基因型不同
D.限制酶S能够特异性识别并切割致病基因b,不能切割正常基因B
21.(2025·广东惠州·三模)科学史是人类认识和改造自然的历史,下列有关科学史的说法正确的是( )
A.孟德尔将高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代高茎与矮茎比例接近1∶1,此现象属于性状分离现象
B.摩尔根依据“F2果蝇红眼:白眼=3:1”的事实提出“控制果蝇白眼的基因在X染色体上,而Y染色体上不含有它的等位基因”的假说
C.沃森和克里克通过X射线衍射技术得到了清晰的高质量的DNA衍射图谱
D.拉马克的进化学说认为生物通过变异适应环境
22.(2025·贵州遵义·三模)已知果蝇灰身和黑身是由一对等位基因控制的相对性状。现有纯合灰身和纯合黑身的雌、雄果蝇若干,研究者任取两只不同表型的果蝇进行杂交实验,不考虑X、Y同源区段和基因突变。下列相关推断不合理的是( )
A.若基因位于常染色体上,根据子代表型可以判断显隐性关系
B.若基因位于X染色体上,将亲本果蝇进行正反交结果不同
C.若基因位于常染色体上,则该基因与X染色体上的基因独立遗传
D.若子代雌性全为灰身,雄性全为黑身,可判断黑身对灰身为显性
23.(2025·福建三明·三模)某X染色体非同源区段上的单基因遗传病(甲病),患者表现为智力障碍。研究者发现该病与基因A/a的酶切位点变化有关(A基因含1个EcoRI位点,a基因新增1个BamHI位点但长度不变)。图1和图2为某家系成员的遗传系谱图及X染色体上相关致病基因用EcoRI和BamHI酶切后的电泳结果,其中I-2和II-1为基因治疗志愿者,通过基因工程导入正常基因至神经干细胞,经过治疗后表型正常。
下列叙述正确的是( )
A.Ⅱ-2的基因A/a经EcoRI和BamHI双酶切后产生2.5kb、1.5kb和1.0kb片段
B.Ⅱ-1与一名该病的携带者女性婚配,生1个女孩健康的概率为1/4
C.Ⅰ-2经基因治疗后改变了生殖细胞基因型,其子代无需进行产前诊断
D.Ⅱ-2的基因A/a经EcoRI或BamHI单酶切后只产生2.5kb、1.5kb片段
24.(2025·四川成都·三模)某夫妇二人都患有遗传性肾病(Alport综合征),检测发现丈夫2号染色体上携带1个显性致病基因COL4A3,妻子X染色体上携带1个显性致病基因COL4A5,夫妇二人其余基因都正常。下列叙述错误的是( )
A.基因COL4A3和COL4A5的分离与组合互不干扰
B.Alport综合征在遗传上不一定总是和性别相关联
C.这对夫妇生育一个女孩不携带致病基因的概率是1/8
D.这对夫妇生育一个患病男孩与患病女孩的概率相等
25.(2025·陕西宝鸡·三模)甲、乙两种遗传病与两对基因(A/a、B/b)的关系如图1所示,又已知B/b基因位于X染色体上,图2为关于甲病和乙病的某家族遗传系谱图,据此判断以下说法错误的是( )
A.基因可通过控制酶的合成控制生物的性状
B.Ⅲ-10的基因型与Ⅱ-4的相同的概率是2/3
C.Ⅱ-7和Ⅱ-8生育一个健康后代的概率是1/4
D.Ⅲ-12的基因型是aaXBXB或aaXBXᵇ
26.(2025·河南·三模)由于缺乏的凝血因子不同,血友病存在甲和乙两种类型。控制甲型血友病的基因为a,位于X染色体上;控制乙型血友病的基因为b,位于常染色体上。图1表示某家系血友病的遗传图谱,图2表示该家系部分成员与血友病有关的基因的电泳结果(A、B、a、b基因均只电泳出一个条带)。下列叙述错误的是( )
A.甲型血友病男性发病率高于女性
B.条带①表示B基因,条带②表示A基因
C.若对5号进行电泳,可能含有条带①②③的概率是3/4
D.5号与基因型和3号相同的女性婚配,他们生育患病女儿的概率是1/6
27.(2025·陕西安康·三模)某种鸟类(性别决定方式为ZW型)的羽色有黑色、不完全黑色、栗色和白色,由两对等位基因B/b和E/e控制,其中基因b使细胞不能合成色素,基因E是合成黑色素的必需基因,且基因E个数越多,黑色素合成量越多。为研究该种鸟类羽色的遗传规律,科研人员利用纯合白羽个体和纯合黑羽个体进行杂交,过程及结果如图所示。不考虑Z、W染色体的同源区段,下列叙述错误的是( )
A.基因E/e位于常染色体上
B.亲本黑羽个体的基因型为EEZBZB
C.F2白羽个体的基因型有2种
D.F2栗羽雄性个体的基因型为eeZBZB、eeZBZb
28.(2025·黑龙江大庆·三模)银杏是现存最古老的雌雄异株二倍体裸子植物(XY型性别决定)。其落叶早和落叶迟由一对等位基因控制。园林育种专家挑选若干对落叶迟雌、雄植株进行杂交,F1雌株均为落叶迟,雄株中落叶迟:落叶早=3:1。假设每对杂交产生的后代个体数相同,且不考虑基因位于X、Y染色体同源区段。下列叙述错误的是( )
A.控制落叶的基因位于X染色体上
B.F1落叶早基因一定传给子代雌株
C.亲本雌株中纯合子占1/2
D.F1中隐性基因的频率为1/6
29.(2025·河北沧州·三模)白麦瓶草的性别决定方式为XY型,其X、Y染色体上与育性相关的部分基因的位置如图所示,其中雌性抑制基因可抑制雌性育性基因的表达。白麦瓶草的花有红花和黄花两种类型,由基因A/a控制。纯合黄花雌株与纯合红花雄株杂交,子代雌株均为红花、雄株均为黄花。下列有关叙述正确的是( )
A.雌性抑制基因和雌性育性基因是一对等位基因
B.白麦瓶草性染色体上的基因均只与性别决定有关
C.基因A/a不位于X、Y染色体的同源区段,红色为显性性状
D.若含图示染色体的植株中雌性抑制基因缺失,则该植株发育成雌性
30.(2025·河北秦皇岛·三模)科学家发现了某二倍体植物(XY型),该植物的叶形和茎色,分别由等位基因B/b和E/e控制,已知基因B、b位于常染色体上。现有一株圆叶绿茎与另一株圆叶紫茎杂交,F1中有1/8为尖叶紫茎雄株。下列相关叙述错误的是( )
A.该植物的圆叶对尖叶为显性性状且两对等位基因独立遗传
B.若F1的所有植株自由交配,后代中基因e的频率为1/3
C.F1圆叶绿茎植株均为杂合子,尖叶紫茎植株均为纯合子
D.若仅考虑叶形这对相对性状,让F1圆叶雌雄植株杂交,后代圆叶中纯合子占1/2
31.(2025·重庆·三模)果蝇的部分性染色体组成及发育情况如下表所示,现有一只性染色体数目异常且携带纯合致死基因的白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇杂交,相关叙述错误的是( )
受精卵中性染色体组成
发育情况
XX、XXY
雌性,可育
XY、XYY
雄性,可育
XXX、YO、YY
胚胎期致死
XO
雄性,不育
A.据表推测,果蝇的性别决定与X染色体的数目有关,与是否含有Y染色体无关
B.若致死基因位于常染色体上,则F1个体中红眼雌果蝇:白眼雌果蝇:红眼雄果蝇: 白眼雄果蝇=4:1:1:4
C.若致死基因位于X染色体上,则F1个体中红眼雌果蝇:白眼雌果蝇:红眼雄果蝇: 白眼雄果蝇=4:1:1:2
D.F1红眼雌雄果蝇交配产生的染色体数目异常的F2个体中,若有1/9是白眼,则致死基因位于常染色体上
32.(2025·安徽·三模)果蝇的灰身与黑身由等位基因A、a控制,红眼与白眼由等位基因B、b控制。一只翅型基因型为Ee的卷翅雌果蝇和一只正常翅雄果蝇杂交,子代表型及比例为灰身红眼雌果蝇∶灰身红眼雄果蝇∶灰身白眼雄果蝇∶黑身红眼雌果蝇∶黑身红眼雄果蝇∶黑身白眼雄果蝇=6∶3∶3∶2∶1∶1(相关过程不发生突变和致死,不考虑X、Y同源区段)。下列相关叙述中错误的是( )
A.不考虑翅型,子代个体随机交配,不同基因型组成的杂交组合有36种
B.亲本雌雄果蝇基因型分别为AaEeXBXb、AaeeXBY
C.如果不考虑眼色,在所有子代个体中,灰身卷翅雌果蝇占3/16
D.不考虑翅型,在所有子代灰身红眼雌性个体中,纯合子占1/6
33.(2025·辽宁·三模)血友病是一种严重危害健康的人类单基因遗传病,某校兴趣小组调查并绘制了某家族该病遗传系谱图,如图所示。该家系部分成员血友病相关基因类型如表所示(“+”表示存在该基因,“-”表示不存在该基因)。下列叙述合理的是( )
编号
家族成员
I3
I4
Ⅱ1
基因1
+
+
+
基因2
+
-
-
A.Ⅲ1的血友病基因来源于Ⅰ2
B.若Ⅲ1的染色体组成为XXY,则产生异常配子的是Ⅱ1
C.调查血友病的发病率需在患病家族中进行
D.禁止近亲结婚能降低血友病的发病率
34.(2025·浙江嘉兴·三模)人类某单基因遗传病症状轻,几乎不影响健康和婚育。某地男性该遗传病的概率为1/100.下图为该遗传病的一个家系图,Ⅱ-1为该遗传病患者且患有特纳氏综合征(XO),II-2与当地女子II-3结婚。下列叙述正确的是( )
A.若Ⅰ-1携带致病基因,则Ⅲ-1为患病男孩的概率是1/202
B.若Ⅰ-1携带致病基因,则Ⅲ-1为患病女孩的概率是1/202
C.若Ⅰ-1不携带致病基因,则Ⅲ-1为患病男孩的概率是1/202
D.若Ⅰ-1不携带致病基因,则Ⅲ-1为患病女孩的概率是1/202
35.(2025·福建福州·三模)白麦瓶草(XY型)的花色有红色和黄色,♀♂果实瓶型有大瓶和小瓶,这两对相对性状分别由A/a、B/b基因控制。研究人员用纯合亲本进行如下两组实验,乙组F1杂交得F2。下列叙述正确的是( )
组别
亲本
F1
甲组
♀红花果实大瓶×♂黄花果实小瓶
红花果实大瓶
乙组
♀黄花果实小瓶×♂红花果实大瓶
♀红花果实大瓶:♂红花果实小瓶=1:1
A.红花和果实小瓶都为显性性状
B.A/a、B/b基因都位于Ⅹ染色体上
C.两组实验中F1雌株的基因型相同
D.F2中果实大瓶:果实小瓶=3:1
二、多选题
36.(2025·江苏·三模)下图为某家族中两种单基因遗传病的遗传系谱图,其中一种致病基因位于性染色体上。已知I2不含乙病致病基因,II4为纯合子。相关叙述正确的是( )
A.甲、乙病的遗传方式分别为常染色体隐性遗传、伴X染色体显性遗传
B.II6有两种基因型,人群中只患乙病的个体存在10种基因型
C.甲病的遗传与性别无关,乙病的遗传与性别相关联
D.II5与III4关于甲病基因型相同的概率为2/3
37.(2025·湖南湘西·三模)某研究团队对湖南某家族两种遗传病进行调查,系谱图如下。早发型糖尿病(D/d),晚发型神经退行性疾病(N/n),其中一种致病基因位于X染色体上。已知当地男性人群中d基因频率为。下列叙述正确的有( )
A.早发型糖尿病的遗传方式为常染色体隐性遗传,晚发型神经退行性疾病为伴X染色体显性遗传
B.个体II-2的基因型为DdXNY,其晚发型神经退行性疾病致病基因来自其母亲
C.II-1与当地一正常男性婚配,生育患早发型糖尿病男孩的概率为1/202
D.若?表示女孩,其患晚发型神经退行性疾病的概率为1/2
38.(2025·湖南常德·三模)两家系分别患有甲病(用A或a表示)和乙病(用B或b表示),且均不含对方的致病基因,a基因在人群中的基因频率为1%。甲病家系中A和a基因扩增后用某种限制酶处理,电泳结果如图1所示;乙病家系中B和b基因所在的DNA片段,用另一种限制酶处理后得到两种大小不等的片段,B或b基因既可以存在于长片段中,也可以存在于短片段中,电泳结果如图2所示。(注:图中数字表示碱基对数,上述基因均不存在于X、Y同源区段)。下列叙述不正确的是( )
A.甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传
B.8号个体的基因型与6号个体相同
C.4号个体与人群中某男性婚配,后代患甲病概率为101/400
D.8号个体与乙病携带者婚配所生后代患乙病的概率为1/8
39.(2025·江西·三模)在家鸡中,基因B/b位于Z染色体上,分别控制波纹羽和全色羽。基因C(位于常染色体上)是任何着色所必需的,即不管基因B是否存在,cc均表现为白色。现有一对羽毛颜色不同的纯合亲本进行杂交,选取子一代羽毛颜色相同的一只公鸡和一只母鸡进行交配,子二代产生3 只白羽,2只波纹羽,3只全色羽后代,不考虑突变,据此,下列叙述正确的是( )
A.亲本公鸡和母鸡共有两种杂交组合,但必定有一只白羽鸡
B.子一代母鸡可以产生四种比例相同的配子
C.选取子二代异性白羽鸡进行单对交配,子三代全为白羽鸡
D.对子一代公鸡进行测交,测交子代波纹公鸡所占比例为1/4
40.(2025·吉林·三模)先天性肾性尿崩症(CNDI)主要与AQP2和AVPR2基因有关,两基因中任一突变均可致病,其中一个基因位于X染色体。现有甲、乙两个CNDI家系如图(a),两家系部分成员的AQP2基因检测结果如图(b)。不考虑其他因素的影响,叙述正确的是( )
A.基因AVPR2突变引起的CNDI属于伴X染色体隐性遗传
B.就AQP2基因而言,甲与乙基因型相同的概率为2/3
C.乙产生的每个次级精母细胞含有0或2个致病基因
D.若甲与乙结婚,其子代男孩患CNDI的概率是1/3
41.(2025·湖南郴州·三模)图1为某种单基因遗传病的系谱图,在人群中该病致病基因频率为1/10。用某种限制酶对图1中部分个体的该病相关基因切割后电泳,其结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
A.该病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传病
B.该病最可能是正常基因发生了部分碱基对的缺失所致
C.8号个体携带该病致病基因的概率为1/3
D.若9号为男性,与正常女性婚配,生育患病孩子的概率为3/44
三、实验题
42.(2025·山东泰安·三模)某植物(性别决定方式为XY型)的花色包括紫色、红色、橙色、白色,由位于一对同源染色体上的两对等位基因A/a、B/b控制,其紫色花由红色素(由A基因控制合成)和橙色素(由B基因控制合成)叠加后形成。基因型为A_B_的花为紫色花,基因型为A_bb的花为红色花,基因型为aaB_的花为橙色花,基因型为aabb的花为白色花,其叶型有互生、双生、簇生,分别由复等位基因C₁、C₂、C₃控制。科研人员进行了如下两组杂交实验
组别
亲本
子代
实验一
白色花、叶互生(♀)×紫色花、叶簇生(♂)
白色花、叶互生(♀):紫色花、叶互生(♂)=1:1
实验二
紫色花、叶簇生(♀)×白色花、叶互生(♂)
紫色花、叶互生(♀):红色花、叶互生(♀):橙色花、叶互生(♀):白色花、叶互生(♀):紫色花、叶互生(♂):红色花、叶互生(♂):橙色花、叶互生(♂):白色花、叶互生(♂)=27:6:6:27:27:6:6:27
实验一、二亲本叶型相关基因为纯合。考虑X、Y染色体的同源区段。
(1)由实验一、二的表型及比例可知,控制叶型的基因位于 染色体上,若探究C₁、C₂、C₃的显隐性关系(显性对隐性用“>”表示),请以表中个体和纯合体叶双生个体为实验材料,设计一次杂交实验。
实验思路:
预期结果及结论:
(2)由实验一、二的表型及比例推测,实验一父本中基因A/a、B/b的位置关系为 。根据表中数据推测,实验二的表型出现红色花与橙色花的原因是 。
(3)若叶型基因位于Ⅲ号染色体上,为判断叶型基因是否位于Ⅲ号染色体某片段上,现有体细胞中一条Ⅲ号染色体缺失该片段的纯合植株和纯合的正常植株若干,应选择表型分别为 的正常植株与 的一条Ⅲ号染色体缺失该片段的植株杂交,若后代的表型及比例为 ,则C1/C₃基因位于Ⅲ号染色体上,且叶型基因不在缺失片段上;若后代的表型及比例为 ,则C₁/C₃基因位于Ⅲ号染色体上,且叶型基因在缺失片段上。
43.(2025·四川乐山·三模)三花猫(黑、橙、白色斑块相间)的毛色由性染色体和常染色体上的基因共同调控。已知控制橙色斑块的基因B和控制黑色斑块的基因b为X染色体上的等位基因,在猫的胚胎发育早期,每个体细胞会随机失活一条X染色体。常染色体显性基因S在发育过程中随机表达,阻断色素细胞迁移,形成白色斑块。
(1)自然界中三花猫往往为雌性,因为若雌猫的两条X染色体一条携带B基因,一条携带b基因,当体细胞中携带B基因的X染色体失活,则表达 基因,表现为 色斑块;当体细胞中携带b基因的X染色体失活,则表达 基因,表现为 色斑块;当常染色体上的S基因表达阻断色素合成,表现为 色斑块。因此,形成黑、橙、白三色斑块相间。
(2)三花猫毛色的遗传 (填“符合”或“不符合”)自由组合定律,判断依据是 。
(3)某实验室偶然发现一只罕见雄性三花猫,若要探究它的基因型。请回答下列问题:
①应选择多只表型为 雌猫与之交配。
②若后代中有橙色个体,则此雄性三花猫的基因型是 。
44.(2025·江苏·三模)为了培育蚕丝更有韧性的家蚕,科研人员利用转基因技术经筛选获得含有A基因(位于5号染色体)的雄蚕以及含有B基因(染色体位置未知)的雌蚕进行相关杂交实验,过程如图1,同时含有A、B基因时表现为韧性蚕丝。孤雌生殖是自然界中动植物的一种单性生殖方式,图2为一种诱导家蚕孤雌生殖的示意图。请回答下列问题。
(1)图1中,F1雄蚕可产生 种配子,F2中韧性雌蚕纯合子的概率为 。
(2)图2孤雌生殖产生的子代与亲本遗传组成相同,下列解释合理的有__________。
A.高温破坏减数分裂Ⅰ时的纺锤体,同源染色体分离受阻,常温下恢复分裂
B.高温破坏减数分裂Ⅱ时的纺锤体,子染色体分离受阻,常温下恢复分裂
C.高温下减数分裂Ⅰ未排出的极体与卵核融合后,常温下进行有丝分裂
D.高温下减数分裂Ⅰ形成的次级卵母细胞停止分裂,常温下继续进行有丝分裂
(3)与有性生殖相比,图2孤雌生殖技术的优点是 。
(4)雌蚕食桑多,产丝少。为了培育食桑少、产丝多且品质高的雄蚕,研究人员对野生型雌、雄蚕进行人工诱变筛选出三个品系(如图3),并尝试构建平衡致死体系雄蚕(如图4)进行育种。已知l1、l2为两种隐性纯合致死基因。
①品系A、B、C中发生的变异类型有 。品系A与野生雌蚕杂交后代雄蚕的比例为 ,品系B与品系C杂交后代的雌雄比例为 。
②研究人员利用图3品系 作亲本进行杂交,从子代中选择合适的个体再与图3品系 杂交,可培育出图4平衡致死系雄蚕。最后利用图4雄蚕与基因型为 的雌蚕杂交即可获得所需产丝多且有韧性的雄蚕。
45.(2025·贵州遵义·三模)正常人血红蛋白由两条α链和两条β(胎儿为两条γ)链组成,分别受基因A、B(D)控制。各基因在染色体上的相对位置如图1所示,这些基因缺陷导致肽链合成异常所引起的贫血称为地中海贫血(简称为地贫)。根据缺陷基因类型不同,地贫可分为α型、β型。
回答下列问题:
(1)α型地贫发病与A基因缺失有关,由此可知α型地贫的病因属于可遗传变异中的 。β型地贫是由于B基因突变导致β链结构异常,这体现了基因通过控制 来控制生物体的性状。
(2)一对正常夫妇生育了一个表型正常的女儿和一个患β型地贫的儿子。为探究该病的遗传方式,利用DNA分子杂交技术对该家庭成员相关基因进行检测,结果如图2所示。推测β型地贫的遗传方式为 遗传,预测女儿的DNA与突变序列探针杂交结果为 。
(3)正常人出生后,DNA甲基转移酶作用于D基因启动子,使D基因不表达,胎儿γ链逐渐被β链取代,推测D基因不表达的机理可能是 ;研究表明,M蛋白也是γ链转变为β链的重要因子,M基因突变的细胞中γ蛋白的表达量提高了近3倍,由此提出缓解β型地贫的新方案: (答出一点即可)。
四、解答题
46.(2025·山西·三模)强直性肌营养不良(DM)是一种常见的单基因遗传病,已知Y染色体上无该病相关基因,以神经肌肉系统退行性改变为主要特征,起病隐匿,患者通常在20~35岁发病,且在20岁发病的概率为8%,重度DM患者在症状出现15~20年后多因心力衰竭而死亡。研究人员以先证者(第一个被确诊的人)为线索调查某家系4代人,绘制了DM系谱图(见图1),并且对IV₆~IV₉中DM相关基因扩增后进行了电泳,结果见图2。回答下列问题:
(1)据I、Ⅱ代中患病情况分析,可排除该病是伴X染色体隐性遗传病,依据是 ;再结合图2,可确定DM为常染色体 (填“显性”或“隐性”)遗传病。
(2)若用A/a表示DM相关基因,则Ⅲ11的基因型为 。
(3)从已经掌握的发病情况来看,DM患者在20岁之前通常不会发病,从基因的层面分析,最合理的解释是 。
(4)在双亲不同性别中表现出基因功能差异的现象称为遗传印记,DNA甲基化是遗传印记重要的方式之一。研究人员通过基因编辑技术,在调控小鼠生长的基因(用B/b表示)中的胞嘧啶碱基上添加甲基(—CH3)获得甲基化DNA,成功构建了遗传印记基因模型小鼠(雄性小鼠形成配子时基因会去甲基化,雌性小鼠形成配子时基因发生甲基化,被甲基化的基因不能表达),B基因能促进小鼠生长,b基因没有此功能,基因的表达和传递过程如图3所示。
①亲代雌、雄鼠的基因型均为Bb,二者杂交产生了一只基因型为Bb的生长缺陷小鼠,则该小鼠的b和B基因分别来自 (填“父方”或“母方”)和 (填“父方”或“母方”)。结合图3分析亲代与子代的基因组成和表型关系,说明基因甲基化后的碱基序列 (填“发生”或“没发生”)改变。
②为了探究一只生长缺陷雄鼠的基因型,可让该鼠与图中亲代雌鼠进行杂交,统计后代的表型及比例,以推测该鼠的基因型。
若后代 ,则该鼠的基因型为bb。
若后代 ,则该鼠的基因型为Bb。
47.(2025·甘肃白银·三模)中国白羽鹌鹑是我国自行培育的高产蛋用鹌鹑品系,研究者利用该白羽纯系与另一黑羽纯系进行一系列杂交实验,统计结果如下表所示。回答下列问题:
杂交组合
亲本
F1的表型及比例
F2(由F1相互交配获得)的表型及比例
组合一
黑羽(♂)×白羽(♀)
均为不完全黑羽
黑羽:不完全黑羽:栗羽:白羽=3:6:3:4
组合二
黑羽(♀)×白羽(♂)
不完全黑羽:白羽=1:1
?
注:已知鹌鹑为ZW型性别决定,控制羽色的相关基因均不考虑Z、W染色体的同源区段
(1)在该杂交实验中,鹌鹑羽色至少由 (填“一对”“两对”或“多对”)等位基因控制,判断的依据是 。
(2)进一步统计发现,组合一中,黑羽、不完全黑羽、栗羽三种羽色雌雄比例均为1:2,白羽均为雌性。已知与羽色有关的基因中基因X能够抑制色素的合成而导致出现白羽性状,据此推测基因X最可能是位于 染色体上的 (填“显性”或“隐性”)基因。组合二的表型及比例为 。
(3)为丰富我国鹌鹑品种结构,研究者欲培育出不完全黑羽、栗羽这两种新羽色的纯系鹌鹑,结果仅能培育出栗羽纯系,不能培育出不完全黑羽纯系,其原因是 。
(4)为了尽可能减少资源浪费,要求在1日龄(雏鸟破壳后1天)时可通过白羽筛选出雌鹌鹑,请从组合二中选择合适羽色的雌雄鹌鹑,可选择的亲本表型组合有 (写出两种组合即可)。
组合一遗传图解:
黑羽(♂) 白羽(♀)
↓
不完全黑羽 不完全黑羽
↓雌雄个体相互交配
黑羽 黑羽 黑羽 白羽
不完全 不完全 不完全 白羽
黑羽 黑羽 黑羽
栗羽 栗羽 栗羽 白羽
组合二遗传图解:
黑羽(♀) 白羽(♂)
↓
不完全黑羽 白羽
↓雌雄个体相互交配
黑羽 白羽 黑羽 白羽
不完全 白羽 不完全 白羽
黑羽 黑羽
栗羽 白羽 栗羽 白羽
48.(2025·河南周口·三模)甲、乙是两种单基因遗传病(相关基因分别用A/a、B/b表示,均不在Y染色体上)。图1是某家系的系谱图,12号个体不含两种病的致病基因;图2是对部分甲病患者的相应基因进行PCR后用限制酶处理并电泳的结果。回答下列问题:
(1)针对甲病判断个体基因型,PCR获取基因后是否可以不进行酶切直接进行琼脂糖凝胶电泳 (填“是”或“否”),依据是 。PCR获取基因后除了电泳还可以用 法检测。
(2)甲病的遗传方式是 遗传,判断致病基因位于常染色体或X染色体上的理由是 。为避免生出患病孩子,你对11号和12号夫妇生育第三孩的建议是 。
(3)30若乙病在人群中的发病率是1/225,2号基因型是Bb,则1号关于该病的基因型及其概率是 ,1号和2号夫妇的孩子不患两病的概率是 。
49.(2025·河南郑州·三模)鹌鹑的性别决定类型是ZW型,羽色有黄羽、白羽和栗羽三种颜色。为确定羽色的遗传机制,遗传学家选用纯合亲本,进行如下杂交实验。回答下列问题。
(1)传统鹌鹑繁育常利用如下杂交实验。
组别
亲本
子代
甲组
实验1
白羽(♂)×栗羽(♀)
栗羽(♂):白羽(♀)=1:1
实验2
黄羽(♂)×栗羽(♀)
栗羽(♂):黄羽(♀)=1:1
分析甲组可知,控制羽色的基因位于 染色体上,判断依据是 。三种羽色能确定显隐性关系的是 。
(2)随着研究的深入,遗传学家认为鹌鹑的羽色是由两对基因B和b、E和e相互作用的结果,在排除互换情况下,涉及如下表所示的杂交实验进行验证。
组别
亲本
子代
乙组
实验3
黄羽(♂)×白羽(♀)
栗羽(♂):黄羽(♀)=1:1
实验4
白羽(♂)×黄羽(♀)
栗羽(♂):白羽(♀)=1:1
①若B和e同时存在时才表现为黄羽,且白羽、黄羽和栗羽分别是由白色色素、黄色色素和栗色色素控制,请推测E基因表达的酶能将 色素转化为 色素。种群中白羽的基因型有 种,实验3和实验4子代中栗羽的基因型为 。
②选择实验3中子代栗羽和亲本白羽回交,子代遗传性状及分离比为 。
50.(2025·广东惠州·三模)为调查甲、乙两种单基因遗传病的遗传方式,某兴趣小组对某个有甲病和乙病患者的家系进行调查,并绘制出了遗传系谱图(图1)。已知甲病是由等位基因A/a控制的,乙病是由等位基因D/d控制的。为了进一步确定乙病的遗传方式,该兴趣小组对该家系中的Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅱ-6的相关基因进行检测,检测结果如图2所示。回答下列问题:
(1)分析图1,甲病的遗传方式为 。
(2)结合图1和图2分析,乙病的遗传方式为 ,理由是 。
(3)若对Ⅱ-4和Ⅱ-5也进行相关基因(D/d)检测,则和正常序列探针杂交、和突变序列探针杂交,在下图对应的位置上画出他们的检测结果 。
(4)Ⅲ-10的基因型为 。若甲病在人群中的发病率为1%,Ⅲ-10与人群中一正常男子婚配,生育一个孩子既患甲病又患乙病的概率为 。
51.(2025·河南开封·三模)我国是蚕丝业的发祥地,丝绸之路是最早最重要的东西方文明交流通道。利用性别控制技术实现“农村专养雄蚕,蚕种场多养雌蚕”将有效提高整个蚕丝产业的综合效益。研究人员利用雌蚕无性克隆品种作为家蚕杂交种生产的母本,经济性状优良的限性卵色品种作为父本,在杂交种生产中可实现原种的性别控制,形成一种新的“单交蚕种”生产模式,如图所示。回答下列问题。
(1)研究发现,用46℃热处理从卵巢中取出的蚕卵18 min,再立即将其置于低温水中冷却,即可使蚕卵发育成与雌性亲本染色体组成和基因型完全相同的子代,且具有良好的繁殖力。雌性家蚕的染色体组成为54+ZW,雄性家蚕的染色体组成为54+ZZ。该过程的原理是:产生蚕卵的过程中,低温处理可能破坏了 的形成,导致 (填“减数分裂Ⅰ”或“减数分裂Ⅱ”)过程异常从而形成了无性克隆品种。
(2)某种卵色只限于在一种性别中出现并能代代相传的家蚕品种称为限性卵色品种。家蚕的10号染色体上有一对控制卵色的基因(黑色E/黄色e),研究人员用射线处理基因型为EE的雌性家蚕,获得了有一个E基因转移至W染色体上的突变体。该突变属于 (变异类型),要获得家蚕的限性卵色品种,可以选择该突变个体与基因型为 的个体进行交配,所得子代雌雄表现型及比例为 ,再经过多轮子代与 性亲本回交后即可获得能稳定遗传的限性卵色品种。
(3)单交蚕种生产模式下,应取无性克隆品种与限性卵色品种中 色卵孵化出的家蚕交配,即可避免纯种的发生,提高了蚕种质量。
52.(2025·甘肃甘南·三模)某种昆虫(2n=28)的性别决定方式是XY型,昆虫的灰体和黑体、正常刚毛和截刚毛分别由基因A/a、B/b控制。科研人员将灰体截刚毛雌性昆虫与黑体正常刚毛雄性昆虫进行杂交,得到F1为灰体正常刚毛(332只)和黑体正常刚毛(345只),将F1灰体正常刚毛雌雄个体自由交配,得到F2的表型及比例如下表所示。不考虑突变和染色体间互换。回答下列问题:
F2的表型及数量
雌性
灰体正常刚毛(202)
灰体截刚毛(200)
黑体正常刚毛(107)
黑体截刚毛(105)
雄性
灰体正常刚毛(405)
黑体正常刚毛(201)
(1)对该昆虫基因组测序需要测定 条染色体上的DNA序列。基因B/b位于 上,实验亲本的基因型为 。实验出现以上数据的原因最可能是 。
(2)若对F1灰体正常刚毛雄性进行测交,后代表型及比例为 。表中F2黑体正常刚毛雄性个体中杂合子占 ,让F2中灰体正常刚毛雌雄果蝇随机交配,F3中黑体截刚毛个体所占的比例为 。
(3)在灰体群体的后代中偶然发现一只黄体雄虫(甲),让甲与黑体雌虫杂交,结果如下表:
亲本组合
F1
F2
甲×黑体
1黄体∶1灰体
F1黄体随机交配:3黄体∶1黑体
①据此推测:甲的黄体性状是由基因 突变产生的,该突变属于 性突变。
②为验证上述推测,可用F1的黄体与灰体杂交。若后代的表型及比例为 ,则上述推测正确。
53.(2025·宁夏银川·三模)腓骨肌萎缩症(CMT)是一种由GJBI基因突变导致其编码的CX32蛋白异常引起的外周神经系统遗传病。某地区发现了一个CMT家系,如图(a)所示。对健康个体和患者的GJBI基因进行测序,图(b)所示为该基因编码序列(与模板链互补)的第601-620位碱基。TaqMan荧光探针结合实时荧光定量PCR技术可检测单碱基突变,用红色/绿色荧光探针分别标记GJBI基因有/无突变的核酸序列,当PCR循环数增多时,相应的荧光信号逐渐积累,图(a)家系中部分个体检测结果如图(c)所示。回答下列问题:
(1)由图(a)可知该遗传病的遗传方式最可能为 ,判断依据是 。
(2)通过基因编码序列比对发现GJBI基因发生了基因突变,导致CX32蛋白质中第 位氨基酸发生的变化是 ,最终引发CMT。(密码子:AAU-天冬酰胺、UUA-亮氨酸、AGU-丝氨酸、UCA-丝氨酸)
(3)由图(c)可知V-1为 (填“纯合子”或“杂合子”)。若CMT在男性人群中发病率为1/2500,预测V-1生育一个患病女孩的概率为 。
54.(2025·四川眉山·三模)某 XY 性别决定的植物的花色有红色、粉色和白花三种表型,由两对等位基因 D/d 、E/e 控制。当E 基因存在时,植物开红花;只有 D一种显性基因存在时,植物开粉花;其他情况均开白花。将某红花雌株与某粉花雄株杂交,F1 均开红花,F1自交所得的 F2中红花雌株:红花雄株:粉花雄株: 白花雄株=8: 4 :3 :1。回答下列问题:
(1)位于性染色体上的是 (填“D/d”或“E/e”),出现上述结果,理论上还需要满足的条件有 (答出两点即可)
(2)若位于性染色体上的基因位于X、Y 染色体的非同源区段,则亲本的基因型是 。若将 F2 所有红花雌株和白花雄株杂交,子代中雄株的表型及其比例为 。
(3)若位于性染色体上的基因位于 X 、Y 染色体的同源区段。利用各种表型的纯合雌雄株设计一代杂交实验验证,写出大致的实验思路与预期的实验结果 。
55.(2025·甘肃白银·三模)清远鸡(俗称清远麻鸡)是某省优质地方品种,性别决定方式为ZW型。清远麻鸡的慢羽和快羽是一对相对性状,且慢羽(M)对快羽(m)为显性,其中慢羽初生雏鸡的翅尖羽毛较短,快羽初生雏鸡的翅尖羽毛较长。清远麻鸡育种过程、结果如图所示。回答下列问题:
(1)正常情况下,清远母鸡减数分裂过程中含有2条Z染色体的细胞称为 。由图可知,等位基因M/m位于 染色体上,判断依据是 。
(2)请设计一个最佳杂交组合方案: (用基因型表示),通过翅尖羽毛长短即可直接区分清远雏鸡的性别,从而达到多养母鸡、多得鸡蛋的育种目的。
(3)清远麻鸡羽毛黑色(A)对黄色(a)为显性,且这对等位基因位于常染色体上。为探究清远麻鸡出现黄羽的原因,研究者对AA和aa基因位点进行PCR扩增和电泳检测,并测定其调控的下游基因表达量,如图所示。据图可知,清远麻鸡出现黄羽的原因是A基因发生碱基的 而突变为a基因,从而导致 ,最终使黑色素合成减少或无法合成。
(4)清远母鸡产蛋后由于某种原因,卵巢退化,精巢重新发育,出现公鸡性征并且产生正常精子。据此推测,清远鸡群中黄色慢羽公鸡的基因型最多有 种。为确定一只黄色慢羽清远公鸡的基因型,研究人员将该只黄色慢羽清远公鸡与多只杂合黑色快羽清远母鸡进行杂交,观察后代的表型及比例(已知染色体组成为WW的个体致死)。请完成下列部分预期结果及结论:
①若后代清远公鸡:清远母鸡=1:1,且无论清远公鸡还是清远母鸡都是黑色慢羽:黄色慢羽=1:1,则这只黄色慢羽清远公鸡的基因型是 。
②若后代清远公鸡:清远母鸡=1:2,且清远公鸡全表现为慢羽,清远母鸡中慢羽:快羽=1:1,则这只黄色慢羽清远公鸡的基因型是 。
56.(2025·河北秦皇岛·三模)鹌鹑(ZW)到了繁殖期,颈后部有的会长出长羽冠,有的长出短羽冠,长羽冠受显性基因G控制,即使携带G基因也只在成年后的繁殖期才表现出来。现有一繁殖期表现出短羽冠的雄性和一繁殖期表现出长羽冠的雌性鹌鹑杂交,繁殖出一雄一雌两只幼体。对亲子代进行相关基因检测,电泳结果如图所示(对应个体标签丢失且不考虑Z、W染色体的同源区段)。请回答下列问题:
(1)控制羽冠基因G/g位于 染色体上,理论上,子代中繁育期雌性长羽冠鹌鹑和雄性长羽冠鹌鹑在数量上表现为 。
(2)F1雌雄鹌鹑相互杂交,F2成年后出现雄性短羽冠的概率为 。
(3)鹌鹑的喙有黄色(F)和褐色(f),取多对短羽冠褐喙雄鹌鹑与长羽冠黄喙雌鹌鹑杂交,F1雄性均表现为长羽冠黄喙,雌性均表现为长羽冠褐喙。
①上述两个亲本的基因型为 。
②几个生物兴趣小组多次重复上述实验,偶然间发现F1中出现一只雄性褐喙。小组成员猜测以下三种可能:F基因所在染色体出现了缺失;出现了性反转;出现了基因突变。请你设计最简单实验进行判断,请简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验设计思路: ;
实验结果预期: 。
试卷第1页,共3页
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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
一、单选题
1.(2025·湖南湘西·三模)湖南某水稻研究所发现,当地主栽品种“湘晚籼12号”易感染稻瘟病。研究人员用射线诱变获得一株抗病突变体,经检测发现其抗病性与2号染色体上的Pid3基因突变有关。为进一步培育抗病新品种,将该突变体与优质但不抗病的“玉针香“杂交,F1代自交获得F2群体。下列叙述错误的是( )
A.射线诱变可能引起Pid3基因碱基对的缺失或替换,导致编码蛋白结构改变
B.若Pid3基因突变体为显性性状,则F2群体中抗病植株与感病植株的比例为1:1
C.通过单倍体育种可快速获得纯合抗病植株,但需用秋水仙素处理花药离体培养的幼苗
D.若要对F2抗病植株进行筛选,可通过接种稻瘟病菌进行田间抗性鉴定
【答案】B
【分析】诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法。其原理是基因突变。
诱变育种的诱变因素有:物理因素,如,X激光、射线、紫外线等;化学因素,如亚硝酸、硫酸二乙酯等。
诱变育种的操作流程:人工诱发变→选择育成新品种;其优点是能提高变异频率,加速育种过程,可大幅度改良某些性状;变异范围广。缺点:有利变异少,须大量处理材料;诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差。
【详解】A、γ 射线诱变可能引起Pid3基因碱基对的缺失或替换,导致编码蛋白结构改变,进而引起性状改变,A正确;
B、若Pid3基因突变体为显性性状,将该突变体与优质但不抗病的“玉针香“杂交,若相关基因用Aa表示,则突变体的基因型可表示为Aa,F1代(Aa∶aa=1∶1)自交获得F2群体。则F2群体中抗病植株占比为1/2×3/4=3/8,则抗病与感病植株的比例为3∶5,B错误;
C、通过单倍体育种可快速获得纯合抗病植株,但需用秋水仙素处理花药离体培养的幼苗,即单倍体育种过程包括花药离体培养和秋水仙素处理,C正确;
D、若要对F2抗病植株进行筛选,可通过接种稻瘟病菌进行田间抗性鉴定,这属于个体生物学鉴定的操作,D正确。
故选B。
2.(2025·山东滨州·二模)果蝇X染色体上的16A区段发生重复,导致组成复眼的小眼数量改变,复眼类型由野生型的椭圆形变为棒眼。不同复眼类型和16A区段发生重复的关系如表所示。不考虑其他变异。下列说法错误的是( )
重复类型
(♀)
(♂)
(♀)
(♀)
(♂)
(♀)
(♀)
表示形式
bb
b
B/b
B/B
B
BB/b
BB/BB
小眼数量
779
358
68
60
45
25
复眼性状
椭圆形
杂合棒眼
纯合棒眼
棒眼
杂合重棒眼
纯合重棒眼
A.可用光学显微镜检出棒眼果蝇的染色体结构异常
B.16A区段数量相同但分布位置不同时,棒眼性状表现有差异
C.杂合棒眼(♀)与棒眼(♂)杂交,后代复眼性状有3种
D.BB/b与B的个体杂交,子代小眼数量最少的介于25和68之间
【答案】C
【分析】题意分析,细胞中X染色体16A区段的数目越多,复眼中小眼数量越少;且随着X染色体16A区段的增多有累加效应。
【详解】A、染色体16A区段发生重复属于染色体结构变异,因而可通过显微镜观察染色体结构来判断16A区段的数量,A正确;
B、X染色体16A区段会影响复眼中小眼数量,纯合棒眼(B/B)和杂合重棒眼(BB/b)含有的16A区段数目相同,但二者的小眼数有差别,说明16A区段重复数量和位置共同决定果蝇小眼数目,B正确;
C、杂合棒眼(♀XBXb)与棒眼(♂XBY)杂交,后代基因组成为XBXB(纯合棒眼)、XBXb(杂合棒眼)、XBY(棒眼)、XbY(椭圆形),后代复眼性状有4种,C错误;
D、XBBXb与XBY的个体杂交,子代小眼数量最少的XBBXB介于25和68之间,D正确。
故选C。
3.(2025·甘肃甘南·三模)“卵子死亡”是指女性含某个显性突变基因导致卵母细胞发育退化、萎缩,无法参与受精作用而不孕不育,而含有该显性突变基因的男性可正常生育。如图为某“卵子死亡”家族的系谱图。下列分析错误的是( )
A.“卵子死亡”属于常染色体显性遗传病
B.女性“卵子死亡”的致病基因来自其父亲
C.Ⅱ4与正常丈夫所生的子女均有生育能力
D.Ⅱ5与可育妻子所生子女不育的比例为1/8
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、依题意“卵子死亡是指含某个显性突变基因引起的女性不育,而含某个显性突变基因的男性可育”,说明“卵子死亡”属于常染色体显性遗传病或伴X显性遗传病。若“卵子死亡”属于伴X染色体显性遗传病,则Ⅰ1和Ⅰ2表型正常(XAY、XaXa),所生女儿全部患病,与图示信息不符。故“卵子死亡”属于常染色体显性遗传病,A正确;
B、依上述分析,Ⅰ1和Ⅰ2的基因型为Aa、aa,Ⅱ3的基因型为Aa,女性“卵子死亡”致病基因只能来自其父亲,B正确;
C、Ⅱ4的基因型为aa,若正常丈夫的基因型为Aa,则所生的女儿有一半的机率不育,C错误;
D、Ⅱ5的基因型为1/2Aa、1/2aa,可育妻子的基因型为aa,子代基因型为1/4Aa和3/4aa,不育的女儿所占比例为1/8,D正确。
故选C。
4.(2025·甘肃甘南·三模)某种小鼠的毛色受一对等位基因H和h的控制。黄毛小鼠HH与黑毛小鼠hh杂交,F1中小鼠表现出一系列介于黄色和黑色之间的过渡毛色。研究表明,H基因上有一段特殊序列,该序列有多个位点可发生甲基化,如图所示。当没有发生甲基化时,H基因可正常表达,反之受到抑制,且发生甲基化的位点越多,表达受抑制的效果越明显。下列叙述正确的是( )
A.图中a到b是由于甲基化使H基因发生突变导致性状发生改变
B.F1非亲本毛色可能是甲基化阻碍了RNA聚合酶与H基因的结合
C.若F1中小鼠与黑毛小鼠杂交,后代的毛色及比例为黑毛:黄毛=1:1
D.基因型为Hh个体不发生甲基化,基因型为HH和hh纯合个体不发生甲基化
【答案】B
【分析】表观遗传学则是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型的变化。根据题意可知,当H基因被甲基化时,H基因表达就受到抑制,且发生甲基化的位点越多,基因表达被抑制的效果越明显,隐性基因越容易表达。
【详解】A、甲基化不改变H基因的碱基序列,不属于基因突变,A错误;
B、基因的甲基化可能影响其表达,B正确;
C、F1基因型为Hh,与黑鼠hh杂交,后代表型为过渡毛色和黑毛,C错误;
D、由题可知,H基因可发生甲基化,故基因型HH也会发生甲基化,甲基化发生在基因上,影响基因的表达,D错误。
故选B。
5.(2025·甘肃甘南·三模)研究人员在某野生型拟南芥种群中偶然发现了一株抗旱突变体,该突变体自交,F1表型及比例为抗旱:不抗旱=2:1,选择F1的突变体自交,有1/4突变体的子代(F2)全为抗旱,3/4突变体的子代(F2)表现为抗旱:不抗旱=2:1。下列叙述错误的是( )
A.该突变体亲本的产生是不抗旱基因发生显性突变的结果
B.F1性状分离比为2:1的原因是抗旱基因纯合个体致死
C.F2植株中存在抗旱、不抗旱的纯合子和抗旱的杂合子
D.让亲本突变体与野生型亲本,正反交结果可能不同
【答案】B
【分析】基因自由组合定律的实质是进行有性生殖的生物在产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离的同时,位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,基因自由组合定律同时也遵循基因的分离定律。
【详解】A、抗旱突变体自交后代出现抗旱和不抗旱植株,说明抗旱为显性,该突变体的产生是不抗旱基因发生显性突变的结果,A正确;
B、选择F1的突变体自交,有1/4突变体的子代(F2)全为抗旱,没有出现性状分离,说明F1性状分离比为2∶1的原因不是抗旱基因纯合个体致死,可能是含抗旱基因的花粉或卵细胞部分不育造成的,B错误;
CD、推测可知,含抗旱基因的花粉或卵细胞50%不育,则F2植株中存在抗旱、不抗旱的纯合子和抗旱的杂合子,且让亲本突变体(设为Aa)与野生型(设为aa)为亲本,正反交结果不同,故C、D正确。
故选B。
6.(2025·湖南永州·三模)研究者通过对豌豆的红花品系诱变处理,培育了甲、乙、丙三个稳定遗传的白花品系。为探究三个品系之间是否存在同一个基因突变,进行了如下杂交实验:
品系甲×品系乙→子代全为白花
品系乙×品系丙→子代全为红花
下列相关叙述正确的是( )
A.品系甲与品系乙存在同一个基因突变
B.品系乙与品系丙存在同一个基因突变
C.品系甲与品系丙不存在相同突变基因
D.品系甲、乙、丙的突变基因都不相同
【答案】A
【分析】基因的分离定律的实质是:在杂合体的细胞中,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。
【详解】品系甲 × 品系乙→子代全为白花,品系乙 × 品系丙→子代全为红花,说明乙的突变基因与甲相同 ,乙的突变基因与丙不同,品系甲与品系丙可能存在相同突变基因,A正确。
故选A。
7.(2025·四川成都·三模)某种牛(XY型生物)的有角和无角是一对相对性状,A基因控制有角性状,a基因控制无角性状,A/a位于常染色体上。雄牛Aa表现为有角,雌牛Aa表现为无角。现有一群有角雄牛与无角雌牛随机交配,后代雄牛3/8无角,雌牛1/8有角。不考虑致死和突变,下列相关说法正确的是( )
A.亲代雄牛的基因型为Aa或AA
B.像有角与无角这种与性别相关联的现象属于伴性遗传
C.中的杂合子所占比例为1/4
D.随机交配,中有角牛的比例为3/8
【答案】D
【分析】有角为显性,有角雄牛的基因型为AA或Aa,而有角雌牛的基因型为AA;多对纯合的有角雄牛AA和无角雌牛aa杂交,F1中雄牛Aa全表现为有角,雌牛Aa全表现为无角。
【详解】A、中AA占1/8,1/8=1/4×1/2,结合亲代雄牛全有角(A_),雌牛全无角,可推出亲代雄牛产生的雄配子为1/2A、1/2a,亲代雄牛基因型均为Aa;亲代雌牛产生的雌配子为1/4A、3/4a,亲代雌牛的基因型及比例为Aa:aa=1:1,A错误;
B、伴性遗传中相关基因位于性染色体上,控制有角与无角性状的基因位于常染色体上,B错误;
C、有角雄牛(A_)与无角雌牛随机交配,雄牛中3/8无角(aa),可知中aa所占比例为3/8;由雌牛中1/8有角(AA),可知中AA所占比例为1/8,因此中Aa所占比例为1/2,C错误;
D、个体中AA:Aa:aa=1:4:3,A基因频率为3/8,a基因频率为5/8,得出中AA所占比例为9/64,Aa所占比例为30/64,aa所占比例为25/64,故中有角牛所占比例为9/64+15/64=3/8,D正确。
故选D。
8.(2025·广西·三模)研究人员用X射线处理野生型纯合果蝇种群,筛选得到了一个裂翅突变品系。为确定翅型基因的遗传规律,进行了以下的杂交实验。下列有关叙述错误的是( )
组别
亲本
F1
裂翅♀
裂翅♂
野生型♀
野生型♂
实验一
裂翅♀×野生型♂
102
99
102
109
实验二
裂翅♂×野生型♀
86
82
86
92
实验三:将F1裂翅果蝇随机交配,得到后代中裂翅有201只,野生型有99只。
A.裂翅突变性状是由常染色体上的显性基因控制的
B.裂翅突变基因纯合会导致果蝇个体死亡
C.本实验中所有亲本和子代中的裂翅果蝇是杂合子
D.F1所有果蝇随机交配的后代中裂翅个体应占2/3
【答案】D
【分析】决定性别的基因位于性染色体上,但性染色体上的基因不都决定性别,性染色体上的遗传方式都与性别相关联,称为伴性遗传。
【详解】A、因为根据实验一和二的结果,正反交的后代中裂翅♀:裂翅♂:野生型♀:野生型♂比例接近1∶1∶1∶1,可推测裂翅突变基因是常染色体上。实验三中F1代裂翅果蝇随机交配后,后代中裂翅与野生型的比例接近2∶1,可推测裂翅是显性性状,A正确;
B、因为实验三中F1代裂翅果蝇随机交配后,后代中裂翅与野生型的比例接近2∶1,因此裂翅突变基因纯合能导致果蝇死亡,B正确;
C、由于裂翅突变基因是显性基因,其纯合导致果蝇死亡,因此不论亲代还是子代,裂翅果蝇都是杂合子,C正确;
D、F1果蝇中裂翅与野生型的比例约为1∶1,则群体中A基因频率为1/4,a基因频率为3/4。它们自由交配后应得到AA∶Aa∶aa=1∶6∶9,但由于AA致死,因此后代的Aa∶aa=6∶9=2∶3,因此裂翅在后代中的比例是2/5,D错误。
故选D。
9.(2025·陕西安康·三模)先天性睾丸发育不全(XXY)是一种性染色体异常疾病,为了分析某患儿的病因,对该患儿及其父母的X染色体上的A基因(A1~A3)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病原因的叙述,正确的是( )
A.母亲卵原细胞减数分裂Ⅰ时两条X染色体分离异常
B.父亲精原细胞减数分裂Ⅰ时X与Y染色体分离异常
C.母亲卵原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常
D.父亲精原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常
【答案】C
【分析】根据电泳图可知,父亲的基因型为XA1Y,母亲的基因型为XA2XA3,患儿的基因型为XA2XA2Y,产生原因是母亲减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常。
【详解】A、若母亲卵原细胞减数分裂Ⅰ时两条X染色体分离异常,那么产生的卵细胞可能含两条不同的X染色体,带有两种不同的A基因(A2和A3),但从凝胶电泳结果看,患儿的两条X染色体上的基因都为A2,说明不是这种情况,A错误;
B、父亲精原细胞减数分裂Ⅰ时X与Y染色体分离异常,会产生含XY的精子,若与正常卵细胞结合可形成XXY个体,但从电泳结果可知,患儿的两条X染色体上的基因都为A2,与父亲的A1基因不同,说明不是父亲产生异常精子导致的,B错误;
C、母亲卵原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常,可能产生含两条相同X染色体(都含A2基因)的卵细胞,与正常含Y染色体的精子结合,可形成基因型为XXY且两条X染色体基因都为A2的患儿,符合电泳结果,C正确;
D、父亲精原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常,产生的精子含两条X染色体,但从电泳结果看,患儿的两条X染色体上的基因都为A2,与父亲的A1基因不同,说明不是父亲在减数分裂Ⅱ时产生异常精子导致的,D错误。
故选C。
10.(2025·浙江·三模)某常染色体遗传病是由正常基因A中两个位点发生突变引起的,任一个发生突变均可导致A突变成致病基因。设两突变位点分别为a1和a2。已知只要含正常A基因均表现为正常,且a1和a2两位点可以同时发生突变。研究小组调查了人群中甲~戊关于该遗传病的基因组成情况,如下表所示(无其他变异发生)。下列叙述错误的是( )
甲
乙
丙
丁
戊
是否含A基因
+
+
+
+
-
a1位点是否突变
-
+
-
+
+
a2位点是否突变
-
+
+
-
-
A.若甲和丙类型的婚配,则后代患病的概率是0
B.若乙和乙类型的婚配,则后代患病的概率是1/4
C.若乙和戊类型的婚配,则后代患病的概率是1/4
D.若丙和丁类型的婚配,则后代患病的概率是1/4
【答案】C
【分析】基因的分离定律的实质: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、甲不含a₁和a₂突变位点且含A基因,所以甲的基因组成可表示为AA;丙不含a₁突变位点且含A基因,a₂位点突变,基因组成可表示为Aa₂。 甲(AA)和丙(Aa₂)婚配,后代的基因组成可能为AA或Aa₂,都含有正常A基因,表现正常,所以后代患病的概率是0,A正确;
B、乙含A基因,a₁和a₂位点都突变,基因组成可表示为Aa₁或Aa₂。 乙和乙婚配,后代出现A_的概率为3/4,则患病概率为1/4,B正确;
C、乙为Aa₁或Aa₂,戊为a1a1,后代正常A_的概率为1/2,则患病概率为1/2,C错误;
D、丙的基因组成是Aa₂,丁含A基因,a₁位点突变,基因组成可表示为Aa₁。 丙(Aa₂)和丁(Aa₁)婚配,后代中不含A基因(患病)的情况为a₁a₂,共1种,总情况数为4种,所以后代患病的概率是1/4,D正确。
故选C。
11.(2025·浙江嘉兴·三模)下表是果蝇翅型与基因型、幼虫培养温度的关系。该现象是温度通过影响果蝇体内关键酶活性实现的,而不是温度影响了基因表达。下列叙述正确的是( )
基因型
幼虫培养温度
成虫翅型
AA、Aa
25℃
长翅
35℃
残翅
aa
25℃或35℃
残翅
A.基因A相对于基因a完全显性
B.等位基因A/a的遗传不遵循分离定律
C.温度影响果蝇翅型的上述现象不属于表观遗传
D.基因型为Aa的幼虫35℃下培养,A基因突变成a
【答案】C
【分析】分离定律的实质是杂合体内等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离,进入两个不同的配子,独立的随配子遗传给后代。
【详解】A、在25°C时,AA和Aa表现为长翅,但在35°C时,AA和Aa表现为残翅,由此可知基因A相对于基因a不是完全显性,A错误;
B、等位基因A/a的遗传仍遵循分离定律(减数分裂时分离),只是表型受温度影响,B错误;
C、温度通过影响基因表达(非DNA序列改变)导致表型变化,不属于表观遗传现象,C正确;
D、35℃下Aa表现为残翅是环境调控表达的结果,而非基因突变(突变是随机且不可逆的),D错误。
故选C。
12.(2025·河南·三模)外显率是指某一基因型个体在特定的环境中表现出相应表型的百分率。黑腹果蝇中,非间断脉翅(I)对间断脉翅(i)为显性,ii的外显率为90%,即基因型为ii的个体只有90%表现为间断脉翅。现有两只非间断脉翅果蝇杂交,F1的表型为非间断脉翅:间断脉翅=31:9。下列相关叙述正确的是( )
A.F1出现两种翅型,则亲本的基因型组合可能为Ii×ii或Ii×Ii
B.若F1随机交配,F2中间断脉翅的比例与F1不同
C.F1的表型比例说明控制翅型的基因在遗传上不遵循基因的分离定律
D.鉴定F1中非间断脉翅雌蝇的基因型,可选择间断脉翅雄蝇与之杂交
【答案】D
【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、表型由基因型决定,受环境影响。
【详解】A、两只非间断脉翅果蝇杂交,后代有两种表型,说明亲本中都有基因i,若亲本组合为Ii×ii,则F1为Ii:ii=1:1,ii表现为间断脉翅的概率为1/2×90%=9/20,则子代中非间断脉翅:间断脉翅=11:9,不符合题意,若亲本的基因型组合为Ii×Ii,则F1为II:Ii:ii=1:2:1,ii表现为间断脉翅的概率为1/4×90%=9/40,则子代中非间断脉翅:间断脉翅=31:9,因此亲本的基因型组合为Ii×Ii,A错误;
B、由A项解析可知,F1基因型为II:Iiii=1:2:1,随机交配产生F2时I和i的基因频率不变,仍为1/2,F2中ii的比例为(1/2)2=1/4,表现为间断脉翅的比例为1/4×90%=9/40,与F1中的比例相同,B错误;
C、F1的表型及比例是因为基因型为ii的个体不全部表现为间断脉翅,但I和i在遗传上仍遵循基因的分离定律,C错误;
D、F1中非间断脉翅雌蝇的基因型可能是II、Ii、ii,选择间断脉翅雄蝇(基因型为ii)与之杂交,II×ii杂交后代都是非间断脉翅,Ii×ii后代非间断脉翅:间断脉翅=11:9,ii×ii后代非间断脉翅:间断脉翅=1:9,根据后代的表型比例不同可以区分,D正确。
故选D。
13.(2025·湖南郴州·三模)某雌雄同株、异花传粉植物的红花(A)对白花(a)为显性,且只存在一种基因型的雄配子部分致死。现对一批杂合红花植株分别进行如下表所示处理。下列叙述正确的是( )
组别
处理
F1
甲
单独种植,植株间不能相互传粉
红花∶白花=5∶3
乙
常规种植,植株间能相互传粉
?
A.由甲组结果推测,含a的雄配子致死
B.致死的雄配子成活率为1/4
C.乙组处理方式下,F1中红花与白花的比例与甲组不同
D.两组处理方式下,随种植代数增加,红花植株所占比例逐渐减少
【答案】D
【分析】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;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。
【详解】AB、甲组为单独种植,相当于自交,Aa自交,F1中基因型aa概率为3/8,由题意可知,Aa产生a雌配子为1/2,则产生a雄配子为3/4,产生A雄配子为1/4。因此亲本Aa产生雄配子A∶a=1∶3。推测是由于含A的雄配子致死,会致死的A雄配子成活率为1/3,AB错误;
C、乙组为常规种植,植株间能相互传粉,这相当于自由交配,配子情况与甲组一样,所以F1中性状分离比也一样,C错误;
D、由于含A的雄配子致死,随种植代数增加,两组处理方式下红花植株(A_)所占比例逐渐减小,D正确。
故选D。
14.(2025·湖南郴州·三模)SSR是DNA中的简单重复序列,非同源染色体上的SSR不同,不同品种的同源染色体上的SSR也不相同,可用于基因定位。为确定水稻长粒基因是否在Ⅱ号染色体上,科研人员以水稻长粒单基因突变体与正常粒杂交得到F1,F1全为正常粒,F1自交得到F2,共有正常粒320株、长粒106株。科研人员进一步特异性标记、扩增亲本和F2部分个体Ⅱ号染色体上的SSR序列,电泳结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.长粒性状为隐性性状
B.图中F2的1~8号个体电泳结果说明长粒基因位于Ⅱ号染色体上
C.理论上F2正常粒植株中电泳结果与4号个体相同的占比为2/3
D.若F1产生配子时不发生互换,F2长粒植株中电泳结果可能会有与2号个体相同的
【答案】D
【分析】基因的分离定律的实质:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,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】A、F1自交得到F2,共有正常粒320株、长粒106株,可见长粒性状为隐性,A正确;
B、根据电泳结果可知,Ⅱ号染色体的SSR序列中1、3、6的序列相同(用SSR1表示),都是纯合子,且与野生型的不同(用SSR2表示),而长粒是单基因隐性突变(用a表示),长粒基因与SSR1序列在个体中出现的规律相同,所以可以确定长粒基因位于Ⅱ号染色体上,B正确;
C、4号个体的电泳结果说明它的基因型为Aa,所以F2正常粒植株中Aa占比为2/3,C正确;
D、由题意,F1减数分裂产生配子时不发生染色体互换,所以产生的a与F1长粒对应的SSR1序列完全连锁,因此F2长粒植株aa一定带有SSR1序列,电泳结果不可能与2号个体(带有SSR2)相同,D错误。
故选D。
15.(2025·甘肃白银·三模)AIf基因能使某植物正常生长,a基因则不能使该植物正常生长。该植物和配子基因组成以及AIf基因的传递规律如图所示。下列分析正确的是( )
A.图中雌株AIf基因来自它的母本
B.图中雄株和雌株的表型相同
C.图中雌株和雄株杂交,F1表型比例为3:1
D.图中雄配子和雌配子AIf基因的遗传信息相同
【答案】D
【分析】由图可知,雄配子中的AIf基因去甲基化,而雌配子中的AIf基因甲基化,说明图中雌株中的AIf基因来自它的父本。
【详解】A、据图可推知,图中雌株AIf基因来自它的父本,A错误;
B、由于雄株AIf基因被甲基化,故图中雄株和雌株的表型不同,B错误;
C、图中雌株和雄株杂交,由于雌配子中的AIf基因甲基化,相当于雌配子都是a,而雄配子AIf:a=1:1,F1表型比例为1:1,C错误;
D、甲基化只抑制基因表达,但不改变基因碱基序列,故图中雄配子和雌配子AIf基因的遗传信息相同,D正确。
故选D。
二、解答题
16.(2025·江苏盐城·三模)水稻是两性花,其雄蕊的育性由位于同源染色体相同位置上的3个基因(A1、A2、A3)决定。研究人员为培育具有杂种优势的水稻新品种,利用品系1(A1A1,雄性不育)、品系2(A2A2,育性正常)、品系3(A3A3,育性正常),进行如下实验:
实验一:将品系1与品系2杂交。F1均为雄性不育植株,将F1与亲本回交获得F2;
实验二:将品系1与品系3杂交,F1均育性正常,将F1自交获得F2。
(1)上述杂交实验中,品系1只能做为 (填选“父本”或“母本”)。
(2)基因A1、A2、A3的产生体现基因突变具有 的特点,在遗传中遵循 定律,据实验一和实验二判断A1、A2、A3的显隐性关系为 。育性正常的水稻基因型有 种。
(3)若杂交一和二的F1杂交,则后代雄性不育株占 。若实验二中F2的自由交配,得到的后代中雄性不育个体占 。
(4)SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR。为了对A1基因进行染色体定位,电泳检测实验二品系1、品系3、F2中雄性不育植株的SSR的扩增产物,结果如下图。
推测A1基因位于 号染色体。F2雄性不育株中8号产生的原因最可能是: 。 (填序号)是F1产生的含品系1的2号染色体的配子与含品系3的2号染色体的配子受精形成的个体。
【答案】(1)母本
(2) 不定向性 分离 A3>A1>A2 4种
(3)
(4) 5号 F1减数分裂时四分体中非姐妹染色单体之间互换 1、5、6、8、11、12、15
【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)上述杂交实验中,品系1是雄性不育,所以品系1只能做为母本。
(2)基因A1、A2、A3是位于同源染色体相同位置上的不同基因,体现了基因突变具有不定向性的特点,由于这3个基因位于同源染色体相同位置,所以在遗传中遵循基因的分离定律;实验一中品系(A1A1)与品系2(A2A2)杂交,F1的基因型为A1A2,均为雄性不育植株,说明A1对A2为显性,实验二中品系1(A1A1)与品系3(A3A3)杂交,F1的基因型为A3A1,均育性正常,说明A3对A1为显性,所以A1、A2、A3的显隐性关系为A3>A1>A2。育性正常的水稻基因型有4种,即A2A2、A3A3、A3A1、A3A2。
(3) 实验一的F1基因型为A1A2,实验二的F1基因型为A3A1,它们杂交后代的基因型及比例为A3A1:A3A2:A1A1:A1A2=1:1:1:1,其中雄性不育株(A1A1、A1A2)占。实验二中F1基因型为A3A1,自交得到F2,其基因型及比例为A3A3:A3A1:A1A1=1:2:1,产生的雌配子类型及比例为A3:A1=1:1,产生的雄配子类型及比例为A3:A1=2:1,自由交配得到的后代中雄性不育个体(A1A1)占×=。
(4)从电泳检测结果图来看,F2雄性不育植株1~15的2号染色体SSR扩增产物不全部含雄性不育品系1的2号染色体SSR,而5号染色体SSR扩增产物全部含品系3的5号染色体SSR,说明雄性不育的基因与5号染色体SSR有关,表明控制雄性不育的基因位于5号染色体。F2中雄性不育株的8号的5号染色体SSR,既有品系1的条带也有品系3的条带,说明F1减数分裂时四分体中非姐妹染色单体之间互换。F1产生的含品系1的2号染色体的配子与含品系3的2号染色体的配子受精形成的个体应该同时含有品系1的2号染色体SSR和品系3的2号染色体SSR,在图中对应的是1、5、6、8、11、12、15号个体。
17.(2025·甘肃白银·三模)先天性侏儒症(受一对等位基因控制)是一类生长发育迟缓性疾病。图1是该遗传病的某家系系谱图,已知Ⅱ5不携带该病的致病基因。不考虑基因突变,请回答下列问题:
(1)该病的遗传方式为 ,判断依据是 。
(2)若用A、a表示相应的基因,Ⅲ1的基因型为 ,Ⅲ1与表现正常的男性结婚,为避免后代患病,可在产前进行 。若Ⅲ3是该病致病基因携带者,写出Ⅲ3与患该病的女性婚配的遗传图解 。
(3)经进一步研究发现,与该病相关的基因片段长度为260bp,利用PCR技术扩增该片段,再使用限制酶BstI进行切割并电泳,电泳结果如图2所示,请在图2中将Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4基因的酶切结果对应位置的条带涂黑 。
(4)临床研究发现,该病可通过幼年时注射生长激素进行治疗。据此推测,患者的病变部位是 。
【答案】(1) 常染色体隐性遗传 Ⅱ1、Ⅱ2正常,其儿子Ⅲ2患病,判断该病为隐性遗传病;I1患病,其儿子Ⅱ2正常,判断该病致病基因位于常染色体上
(2) AA或Aa 羊水检查(或基因检测)
(3)
(4)垂体或下丘脑
【分析】题意分析,Ⅱ1、Ⅱ2正常,其儿子患病,据此可判断该病为隐性遗传病;I1患病,其儿子正常,因而可知该病为常染色体隐性遗传病。
【详解】(1)据图1可知,Ⅱ1、Ⅱ2正常,其儿子患病,据此可判断该病为隐性遗传病;I1患病,其儿子Ⅱ2正常,可排除伴X染色体隐性遗传病,因此该病为常染色体隐性遗传病。
(2)该病为常染色体隐性遗传病,若用A、a表示相应的基因,Ⅱ1、Ⅱ2正常,其儿子患病,可以得出Ⅱ1、Ⅱ2基因型均为Aa,而Ⅲ1正常,则其基因型及所占的比例为1/3AA、2/3Aa。Ⅲ1与表现正常的男性结婚,若该男性是该病致病基因携带者,则他们的后代有可能患病,因此可在产前进行羊水检查或基因检测。若Ⅲ3是该病致病基因携带者,即基因型为Aa,其与患该病的女性(基因型为aa)婚配的遗传图解如下:
(3)根据图1和图2分析可知,I1(基因型为aa)没有被限制酶BstI切割,说明a基因片段上没有相应的酶切位点;Ⅱ5(基因型为AA)能够被限制酶BstI切割为两个片段,说明A基因片段上含有相应的酶切位点;I2为携带者(基因型为Aa),因此电泳图上有3条条带。由此可以推断Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4基因的酶切结果,电泳图谱如下:
(4)由题目信息可知,该病可以通过幼年时注射生长激素进行治疗。生长激素是由垂体分泌,且受下丘脑的调控,据此推测,患者的病变部位是垂体或下丘脑。
18.(2025·四川内江·三模)为精细定位水稻4号染色体上的抗虫基因,用纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代多次自交,得到一系列抗虫或易感水稻单株。对亲本及后代单株4号染色体上的多个不连续位点进行测序,部分结果按碱基位点顺序排列如下表。回答下列问题:
位点1
位点2
位点3
位点4
位点5
位点6
测序结果
A/A
A/A
A/A
A/A
A/A
A/A
纯合抗虫水稻亲本
G/G
G/G
G/G
G/G
G/G
G/G
纯合易感水稻亲本
G/G
G/G
A/A
A/A
A/A
A/A
抗虫水稻1
A/G
A/G
A/G
A/G
A/G
G/G
抗虫水稻2
A/G
G/G
G/G
G/G
G/G
A/A
易感水稻1
示例:A/G表示同源染色体相同位点,一个DNA上为A—T碱基对,另一个DNA上为G—C碱基对。
(1)据表推测可知,水稻同源染色体的 之间发生了随机互换,该过程发生在减数分裂过程中的 时期。
(2)水稻4号染色体上的抗虫基因与其DNA的关系可描述为 。
(3)纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代自交一次,可得到 种基因型的水稻植株,原因是 。
(4)据表推测,易感水稻1的位点1-2之间和 之间发生过交换,抗虫基因可能位于位点 之间。
【答案】(1) 非姐妹染色单体 联会
(2)抗虫基因是有遗传效应的DNA片段
(3) 3 子一代能产生2种比例相等的配子,雌雄配子随机结合,后代有三种基因型
(4) 5-6 2-6
【分析】 分析表格:用纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代多次自交,得到一系列抗虫或易感水稻单株,对照两亲本的相应位点的碱基测序结果,判断后代基因相应位点是否发生交换。
【详解】(1)由于亲本均为纯合子,其中抗虫水稻的两条4号染色体上的DNA各个位点均为A-T碱基对,易感水稻两条4号染色体上各个位点均为C-G碱基对,二者杂交的子一代中,1条4号染色体上的DNA各个位点均为A-T碱基对,另一条4号染色体上的DNA各个位点均为C-G碱基对,若无同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换,子代中抗虫纯合子的4号染色体上的DNA各个位点均为A-T碱基对,易感纯合子4号染色体上的DNA各个位点均为C-G碱基对,抗虫杂合子应该与子一代一致,根据表格信息可知,出现抗虫水稻1、2和易感水稻的原因是同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换导致的,该过程发生在减数第一次分裂的前期即联会时期。
(2)抗虫基因是有遗传效应的DNA片段,位于4号染色体上。
(3)纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代属于杂合子,可以产生两种比例相等的配子,自交一次,雌雄配子随机组合,可以得到三种基因型的后代。
(4)易感水稻1的位点2-5与纯合易感水稻亲本相同都是G/G,没有发生交换,位点1及位点6与纯合易感水稻亲本不相同,说明位点1-2,5-6之间均发生过交换。由题表分析可知,抗虫水稻1和2的相同点为在位点3、4、5中都至少有一条DNA有A-T碱基对,所以抗虫基因可能位于2-6之间。
19.(2025·河南郑州·三模)鹌鹑的性别决定类型是ZW型,羽色有黄羽、白羽和栗羽三种颜色。为确定羽色的遗传机制,遗传学家选用纯合亲本,进行如下杂交实验。回答下列问题。
(1)传统鹌鹑繁育常利用如下杂交实验。
组别
亲本
子代
甲组
实验1
白羽(♂)×栗羽(♀)
栗羽(♂):白羽(♀)=1:1
实验2
黄羽(♂)×栗羽(♀)
栗羽(♂):黄羽(♀)=1:1
分析甲组可知,控制羽色的基因位于 染色体上,判断依据是 。三种羽色能确定显隐性关系的是 。
(2)随着研究的深入,遗传学家认为鹌鹑的羽色是由两对基因B和b、E和e相互作用的结果,在排除互换情况下,涉及如下表所示的杂交实验进行验证。
组别
亲本
子代
乙组
实验3
黄羽(♂)×白羽(♀)
栗羽(♂):黄羽(♀)=1:1
实验4
白羽(♂)×黄羽(♀)
栗羽(♂):白羽(♀)=1:1
①若B和e同时存在时才表现为黄羽,且白羽、黄羽和栗羽分别是由白色色素、黄色色素和栗色色素控制,请推测E基因表达的酶能将 色素转化为 色素。种群中白羽的基因型有 种,实验3和实验4子代中栗羽的基因型为 。
②选择实验3中子代栗羽和亲本白羽回交,子代遗传性状及分离比为 。
【答案】(1) Z 子代中雌性个体的性状(隐性)总是与父本相同 栗羽对白羽和黄羽为显性
(2) 黄色 栗色 5/五 白羽雄:白羽雌:栗羽雄:黄羽雌=1:1:1:1
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)甲组实验中,父本(♂)与母本(♀)杂交后,子代雄性均表现母本性状(栗羽),雌性均表现父本性状(白羽或黄羽)。在ZW型性别决定中,雄性(ZZ)的Z染色体来自父母双方,而雌性(ZW)的Z染色体仅来自父方。若子代性状与性别关联,说明控制性状的基因位于Z染色体上。栗羽在子代雄性中表现为显性,而白羽和黄羽仅在雌性中表现,说明栗羽为显性,白羽和黄羽为隐性。
(2)①当B存在且e纯合(B_ee)时,表现为黄羽;当B存在且E存在(B_E_)时,E基因将黄色素转化为栗色素,表现为栗羽;当B不存在(bb)时,无法产生色素,表现为白羽。白羽基因型:白羽由bb决定,E的基因型可为EE、Ee或ee,故白羽有3种基因型(bbEE、bbEe、bbee)。实验3和4子代栗羽基因型:实验3父本黄羽(ZBeZBe)与母本白羽(ZbEW)杂交,子代雄性栗羽基因型为ZBeZbE。实验4父本白羽(ZbEZbE)与母本黄羽(ZBeW)杂交,子代雄性栗羽基因型同样为ZBeZbE。实验3父本黄羽(ZBeZBe)与母本白羽(ZbEW)杂交,子代雄性栗羽基因型为ZBeZbE。实验4父本白羽(ZbEZbE)与母本黄羽(ZBeW)杂交,子代雄性栗羽基因型同样为ZBeZbE。
②实验3子代栗羽♂(ZBeZbE)与亲本白羽♀(ZbEW)回交。子代基因型及比例为ZBeZbE:ZbEZbE:ZBeW:ZbEW=1:1:1:1,即子代遗传性状及分离比为白羽雄:白羽雌:栗羽雄:黄羽雌=1:1:1:1。
20.(2025·江西景德镇·三模)一对相对性状的遗传实验中F2出现3:1的性状分离比是需要满足一些条件的,比如F1个体形成的配子数目相等且生活力相同、F2中不同基因型的个体存活率相同等等。科研人员就“配子生活力”问题展开调查:
(1)某种野生型玉米的基因型是DD,经诱变处理后得到隐性突变体dd,将野生型玉米与突变体玉米杂交得F1,结果发现,突变体作父本时子代种子有50%发育异常,突变体作母本时所有子代种子发育正常,有人认为据此不能得出“含有d基因的雄配子使子代种子有50%发育异常”的结论,其理由是 。为了进一步证明实验中50%种子发育异常现象的出现是否与含有d基因的雄配子活力有关,有人设计了以下实验:①F1♀×dd♂;②F1♀×DD♂,结果显示,dd作父本组子代种子有50%发育异常,而DD作父本组子代种子全部发育正常,综合以上所有实验,可以得出的结论是 。
(2)在研究时发现,另一相对性状同样存在“配子生活力”问题,将野生型玉米(AA)与突变体玉米(aa)杂交得Fi,测定F1个体产生配子的活力时发现:含A的卵细胞与含a卵细胞的活力比是1:1,而含A的花粉与含a的花粉活力比是3:2,请利用野生型(AA)、隐性突变体(aa)和F1个体设计一不同于以上方法的杂交实验对该测定结果进行验证。
①实验思路: 。
②预测实验结果: ; 。
【答案】(1) 不能排除含有D基因的卵细胞使子代种子50%发育异常的可能 含d基因的花粉使50%种子发育异常,含d基因的雌配子不会出现此现象
(2) 让F1个体与突变体分别进行正反交,观察发育正常种子形成的植株的表现型及比例 F1个体作母本时,子代中野生型:突变体=1:1 F1个体作父本时,子代中野生型:突变体=3:2
【分析】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。
【详解】(1)仅从DD♀×dd♂,dd♀×DD♂的实验结果,不能排除含有D基因的卵细胞使子代种子50%发育异常的可能;若是含有D基因的卵细胞使子代种子50%发育异常,F1作母本,产生的含有D基因的卵细胞仅占卵细胞的1/2,因此F1♀×dd♂了的后代中应有25%子代种子发育异常,又因为F1♀×DD♂的后代种子发育都是正常的,故可以得出含d基因的花粉使50%种子发育异常,含d基因的雌配子不会出现此现象的结论。
(2)①验证F1个体产生的雌雄配子的活力可用测交实验来完成,F1个体与突变体分别进行正反交,然后观察发育正常种子形成的植株的表现型及比例,即可得出相应的结论,故实验思路如下:让F1个体与突变体分别进行正反交,观察发育正常种子形成的植株的表现型及比例。
②预测实验结果:F1个体作母本时,母本产生的配子为D:d=1:1,父本只产生了d配子,则子代中野生型:突变体=1:1;F1个体作父本时,父本产生的配子为D:d=3:2,母本产生的配子为d,则子代中野生型:突变体=3:2。
自由组合定律考点02
一、单选题
1.(2025·陕西咸阳·三模)某动物(XY型)表皮的颜色受两对等位基因P/p、M/m控制(如图1),且两对基因位于一对同源染色体上。在遗传过程中,雄性个体在进行减数分裂时有40%的初级精母细胞会发生染色体互换而使基因P/p和M/m发生基因重组,雌性个体产生配子时不发生染色体互换。现有如图2所示的基因型为PpMm的甲(♀)和乙(♂)。下列叙述错误的是( )
A.控制表皮颜色的两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律
B.甲与基因型为ppmm的雄性个体交配,子代的表型有2种
C.乙产生的配子为PM:Pm:pM:pm=1:1:1:1
D.用抑制染色体互换的物质处理乙后与甲进行交配,子代中褐体:白体=3:1
【答案】C
【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、控制表皮颜色的两对基因P/p、M/m位于一对同源染色体上,因此不遵循自由组合定律,A正确;
B、雌性个体不发生染色体互换,甲产生的配子为PM:pm=1:1,其与基因型为ppmm的雄性个体交配,后代中褐体:白体=1:1,B正确;
C、乙为雄性个体,在进行减数分裂时有40%的初级精母细胞会发生染色体互换,从而使基因P/p和M/m发生基因重组,假设有100个初级精母细胞,有60个初级精母细胞不发生染色体互换,产生基因型为PM、pm的精子各120个,有40个初级精母细胞发生染色体互换,产生基因型为PM、Pm、pM、pm的精子各40个,即乙产生的配子为PM:Pm:pM:pm=(120+40):40:40:(120+40)=4:1:1:4,C错误;
D、用抑制染色体互换的物质处理乙后,乙产生的配子为PM:pm=1:1,与甲进行交配,子代中褐体:白体=3:1,D正确。
故选C。
2.(2025·山西·三模)某雌雄同体植物有紫花与红花、长花粉与圆花粉两对相对性状。研究者用某紫花长花粉植株与某红花圆花粉植株杂交,F1均为紫花长花粉;将F1自交,F2的结果见下表,不考虑致死。下列描述错误的是( )
表型
紫花长花粉
紫花圆花粉
红花长花粉
红花圆花粉
数目
582
24
26
171
A.紫花和长花粉均为显性性状
B.这两对基因的遗传不遵循自由组合定律
C.F1雌性个体减数分裂时发生了基因突变
D.F1测交后代中紫花圆花粉和红花长花粉个体占比低
【答案】C
【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、根据题意可知,紫花×红花,子代都是紫花,说明紫花为显性性状;长花粉×圆花粉,子代都是长花粉,说明长花粉为显性性状,A正确;
B、据表格可知,两对相对性状的杂交结果不符合9:3:3:1的性状分离比,而每一对相对性状的分离比都接近3:1,说明这两对基因位于一对染色体上,F1形成配子时,发生了互换,导致F2出现了少数紫花圆花粉和红花长花粉的个体,B正确;
C、基因突变的概率很低,且具有不定向性,不会形成紫花圆花粉和红花长花粉表型比例相当的结果,C错误;
D、F1测交后代通常是紫花长花粉个体和红花圆花粉个体,出现紫花圆花粉和红花长花粉个体的前提通常是发生了互换,所以紫花圆花粉和红花长花粉个体在F1测交后代中占比低,D正确。
故选C。
3.(2025·湖南湘西·三模)某昆虫的体色和翅长两种性状分别由等位基因A/a和B/b控制。现用基因型均为AaBb的雌雄个体杂交,子代表现型及比例如下表所示,根据该实验结果,下列分析正确的是( )
表现型
A-B-
A_bb
aaB-
aabb
比例
6
3
3
4
A.基因A/a与B/b的遗传遵循自由组合定律
B.基因型为AaBb的个体产生配子时,AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1
C.这两对等位基因位于同一对同源染色体上,且发生了交叉互换
D.若将AaBb个体与aabb测交,后代比例为1:1:1:1
【答案】C
【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、表型比例分析,6:3:3:4不符合两对基因自由组合的9:3:3:1预期比例,说明存在连锁现象,A错误;
B、若产生配子比例为1:1:1:1,后代应为9:3:3:1,与实验结果不符,B错误;
C、比例异常且重组型(Abb和aaB)存在但较少,符合连锁且发生交叉互换的特征,C正确;
D、由于存在连锁,测交比例不会是完全的 1:1:1:1,D错误。
故选C。
4.(2025·山西晋中·三模)某植物的花色受两对等位基因A/a和B/b控制,且基因A和基因B是开红花的必需基因。在种植中发现,深红花和白花性状均可稳定遗传。现有深红花品系(甲)和白花品系(乙)植株杂交,F1均为浅红花,F1自交,F2中深红花:浅红花:白花=1:8:7。下列相关分析错误的是( )
A.这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律
B.白花植株之间杂交,后代不会出现深红花植株
C.自然状态下,浅红花植株自交均会发生性状分离
D.F2中自交后代为两种花色的植株占F2的比例为1/2
【答案】D
【分析】自由组合定律: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
【详解】A、深红花品系(甲)和白花品系(乙)植株杂交,F1均为浅红花,F1自交,F2中深红花:浅红花:白花=1:8:7,为9:3:3:1的变式,说明这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,A正确;
B、F2中深红花:浅红花:白花=1:8:7,由此可知,各种花色的基因型为AABB(深红),浅红花(AaBB、AABb、AaBb)、白花(AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb),所以不论白花基因型是哪两种,杂交都不会出现AABB的深红花,B正确;
C、浅红花的基因型为AaBB、AABb、AaBb,自交均会发生性状分离(出现深红花和浅红花或深红花、浅红花、白花),C正确;
D、F1基因型为AaBb,F2自交后代出现两种花色的基因型有AaBB、AABb,占F2的比例为1/2×1/4×2=1/4,D错误。
故选D。
5.(2025·江苏盐城·三模)蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)由受精卵发育而来,但雌蜂中工蜂不具有繁殖能力,雄蜂由蜂王产生的卵细胞直接发育而来,雄蜂可通过特殊的减数分裂产生与其体细胞染色体数目和基因型均相同的精子。已知控制蜜蜂体色和眼色的2 对等位基因位于非同源染色体上。现进行下列杂交实验,结果如下表。
组合
父本
母本
F₁表型种类
雌性
雄性
组合一
褐体黑眼
褐体黑眼
1种
4种
组合二
黑体黄眼
褐体黑眼
1种
l种
下列叙述正确的是( )
A.黑体对褐体为显性,黑眼对黄眼为显性
B.组合一中 F₁雌性个体中只有一种基因型
C.组合一中F₁雌雄个体相互交配,F₂雌蜂中纯合褐体黑眼占9/64
D.组合二中,F₁雌性与父本回交后代雌蜂中黑体黄眼占 1/32
【答案】C
【分析】在蜂群中:蜂王与工蜂都是雌性个体,是由受精卵发育而来的,属于二倍体生物,其中工蜂不具有生殖能力;雄蜂是由卵细胞直接发育而来的,属于单倍体生物。由此可知,雄蜂的基因型与上一代蜂王产生的卵一样;雄蜂通过假减数分裂产生精子,所以雄蜂精子的基因组成与其体细胞的基因组成一样。
【详解】A、组合一子代雄性有4种表型,说明母本可产生4种配子,褐体对黑体为显性,黑眼对黄眼为显性,A错误;
B、组合1中母本褐体黑眼的基因型为AaBb,父本褐体黑眼的基因型为AB,F1雌蜂的基因型为AABB:AABb:AaBB:AaBb=1:1:1:1,所以组合一中F1雌性个体中有4种基因型,B错误;
C、结合A项可知,组合1中母本褐体黑眼的基因型为AaBb,父本褐体黑眼的基因型为AB,F1雌蜂的基因型为AABB:AABb:AaBB:AaBb=1:1:1:1,F1雄蜂产生的精子有AB、Ab、aB、ab四种,比例为1:1:1:1,组合一F1雌雄个体相互交配,F1雌蜂产生的卵细胞有AB、Ab、aB、ab四种,比例为9:3:3:1;F1雄蜂产生的精子有AB、Ab、aB、ab四种,比例为1:1:1:1;F2雌蜂是由精子和卵细胞结合形成的,要得到纯合褐体黑眼(AABB),卵细胞必须是AB,其概率为9/16,精子是AB,其概率为1/4,所以F2雌蜂中纯合褐体黑眼(AABB)占9/16×1/4 = 9/64,C正确;
D、组合二中,F1雌性基因型为AaBb,父本基因型为ab,二者交配,雌性中基因型为aabb的个体表现为黑体黄眼,占雌性的1/4,D错误。
故选C。
6.(2025·重庆·三模)某二倍体植物有雄花、雌花和两性花之分,其性别由位于非同源染色体上的F和M基因决定,且受植物激素乙烯的影响,F和M基因的作用机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.植物体的各个部位均能合成乙烯
B.乙烯作为信号分子调控M基因的表达
C.基因型为FFMM的植株开雌花
D.基因型均为FfMm的植株群体能自然繁衍后代
【答案】D
【分析】题图分析,F基因促使乙烯合成,乙烯可促进雌蕊的发育,并激活M基因表达产生更多的乙烯,高含量的乙烯抑制雄蕊的发育,故基因型为F_M_的黄瓜植株开雌花,基因型为F_mm的开两性花,基因型ffM_开雄花。
【详解】A、乙烯能促进果实成熟,在植物体的各个部位均能合成,A正确;
B、乙烯一种激素,据图可知,其作为信号分子可调控M基因的表达,B正确;
C、F基因促使乙烯合成,乙烯可促进雌蕊的发育,并激活M基因表达产生更多的乙烯,高含量的乙烯抑制雄蕊的发育,故基因型为F_M_的黄瓜植株开雌花,即基因型为FFMM的植株只开雌花,C正确;
D、基因型均为FfMm的植株只开雌花,因而不能自然繁衍后代,D错误。
故选D。
7.(2025·青海西宁·三模)基因A/a和基因B/b控制豌豆植株的豆荚颜色(未成熟时),含基因A表现为绿色,含基因B、不含基因A表现为黄色,同时不含基因A和B表现为白色。将纯种绿色豆荚植株甲与纯种黄色豆荚植株乙杂交,获得的F1植株豆荚均为绿色,F1自交所得F2中,绿色豆荚:黄色豆荚=3:1,不考虑基因突变,下列分析正确的是( )
A.亲代甲、乙植株的基因型分别为AAbb、aaBB
B.豌豆植株的豆荚颜色性状的遗传一定不遵循自由组合定律
C.若甲植株基因型为AAbb,让F2中绿色豆荚植株自由交配,F3中杂合绿色豆荚植株占4/9
D.基因重组会影响豌豆植株种群中A、B的基因频率
【答案】C
【分析】1、基因的分离定律的实质:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,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。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、纯种绿色豆荚植株甲(AAbb或AABB)与纯种黄色豆荚植株乙(aaBB)杂交,F1基因型是AaBb或AaBB。F1自交所得F2中,绿色豆荚:黄色豆荚=3:1,如果F1的基因型为AaBb,则甲、乙植株的基因型分别为AAbb、aaBB(此时A、b基因连锁,a、B基因连锁),如果F1的基因型为AaBB,则甲、乙植株的基因型分别为AABB、aaBB,A错误;
B、当甲、乙植株的基因型分别为AABB、aaBB时,F1为AaBB,基因A/a和基因B/b也可能位于两对不同的同源染色体上,即遵循自由组合定律,B错误;
C、若甲植株基因型为AAbb,由上述解析可得出F2中绿色豆荚植株基因型为1/3AAbb、2/3AaBb(A、b基因连锁,a、B基因连锁),产生的配子种类及比例为Ab:aB=2:1。让绿色豆荚植株自由交配,可得后代F3中杂合绿色植株(AaBb)占2/3×1/3+1/3×2/3=4/9,C正确;
D、基因重组是控制不同性状的基因的重新组合,基因重组不会影响种群的基因频率,D错误。
故选C。
8.(2025·重庆·三模)某水稻品种的育性由一对等位基因M、m控制,含M基因的植株可产生正常的雌、雄配子,基因型为 mm(m基因在2号染色体上)的植株表现为雄性不育。M基因可使雄性不育植株恢复育性,D基因可使种子呈现蓝色,无D基因的种子呈现白色,基因型为DD的植株会死亡,且M、D基因不影响其他基因的表达。实验人员通过基因工程技术,以基因型为 mm的细胞为材料,将一个M基因导入2号染色体,将一个D基因导入3号染色体,获得转基因植株甲;将一个M与D的融合基因导入一条2号染色体,获得转基因植株乙;将4个M与D的融合基因导入,每对同源染色体上最多插入1次,获得转基因植株丙。下列相关叙述错误的是( )
A.让基因型为 Mm的植株连续自交两代,F₂中的雄性不育植株所占比例为1/6
B.让转基因植株甲连续自交两代获得F₂,F₂中育性正常且种子呈白色的植株所占比例为5/12
C.让转基因植株乙自交获得F₁,F₁中的蓝色种子均可育
D.让转基因植株丙与雄性不育植株杂交,子代中雄性不育植株所占比例为1/16
【答案】B
【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、让基因型为 Mm的植株连续自交两代,F1中基因型及比例是MM∶Mm∶mm=1∶2∶1,F₁自交时,只有1/3MM和2/3Mm能自交,则F₂中的雄性不育植株mm所占比例=2/3×1/4=1/6,A错误;
B、分析题意可知,转基因植株甲的基因型为 Mm(2号染色体) 和 DO(3号染色体),甲自交一代,逐对考虑,则MM:Mm:mm=1∶2∶1,DD(死亡):DO:OO=1∶2∶1,存活植株中,DO占2/3,OO占1/3,F₁自交得F₂,其中只有1/3MM和2/3Mm能自交,F₂中育性正常的种子M-=(1-1/6)=5/6,2/3DO、1/3OO自交后,子代中有2/3×1/4DD、2/3×2/4DO、(2/3×1/4+1/3)OO,比例是1∶2∶3,由于DD致死,则种子呈白色的植株所占比例为3/5,故F₂中育性正常且种子呈白色的植株所占比例为5/6×3/5=1/2,B错误;
C、转基因植株乙配子类型是 MD、 mO,乙自交时,子代在 2号染色体 上有 50%概率为M-D(可育) 或 m(不可育),蓝色种子(D_)对应的植株基因型为 M-D(可育),白色种子(无D)对应 mm(不可育),故F₁中的蓝色种子均可育,C正确;
D、植株丙(每对同源染色体上最多插入一次)基因型为(MD)4mm,产生的配子中不含M的比例为(1/2)4,因此植株乙与雄性不育植株(mm)杂交,子代中雄性不育植株(mm)所占比例为1/24=1/16,D正确。
故选B。
9.(2025·河南郑州·三模)以下是四位同学对遗传规律的理解,正确的是( )
同学
观点
甲
若A/a和B/b位于同一对同源染色体上,则AaBb个体自交产生的后代不可能为aabb
乙
蓝细菌、大肠杆菌和酵母菌等常见微生物的基因遗传也遵循孟德尔遗传定律
丙
利用两种颜色小球进行“性状分离比模拟实验”时,两个小桶内的彩球总数必须相同
丁
aaBb和Aabb杂交后代的表型及其比例不能用于验证自由组合定律
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】D
【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、若A/a和B/b位于同一对同源染色体上,且AB连锁,ab连锁,AaBb个体自交产生的后代可能是aabb,A错误;
B、遵循孟德尔遗传定律适用于真核生物的细胞核遗传,蓝细菌、大肠杆菌属于原核生物,其基因遗传不遵循孟德尔遗传定律,B错误;
C、甲乙两个小桶分别模拟雌、雄生殖器官,可分别产生雌、雄配子,通常雄配子数目远多于雌配子,故两个小桶内的彩球总数不一定相同,C错误;
D、若两对等位基因位于同一对同源染色体上,Aabb与aaBb杂交,后代出现四种表型及比例也为1:1:1:1,故不能证明两对基因遵循自由组合定律,D正确。
故选D。
10.(2025·河南郑州·三模)某二倍体雌雄异花同株植物的叶缘类型受2对等位基因控制,且任意一对基因显性纯合均可致死。叶缘为光滑形的植株自交,性状分离比为光滑形叶缘:锯齿形叶缘=4:5。下列相关叙述错误的是( )
A.该植株叶缘类型的遗传符合孟德尔自由组合定律
B.中叶缘为锯齿形的植株有3种基因型,其中纯合子占1/5
C.中叶缘为锯齿形的植株随机交配,中叶缘为光滑形的植株占2/25
D.中叶缘为锯齿形的植株连续自交,纯合子所占比例将逐代递增
【答案】C
【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、叶缘为光滑形的植株自交,性状分离比为光滑形叶缘:锯齿形叶缘=4:5,其中4:5是9∶7的变式,故该植株叶缘类型的遗传符合孟德尔自由组合定律,A正确;
B、某二倍体雌雄异花同株植物的叶缘类型受2对等位基因控制,设为A/a、B/b,任意一对基因显性纯合均可致死,即AABB、AABb、AaBB的光滑性致死,aaBB和AAbb的锯齿形致死,亲代基因型是AaBb,中叶缘为锯齿形的植株有3种基因型,包括2Aabb、2aaBb、1aabb,其中纯合子占1/5,B正确;
C、中叶缘为锯齿形的植株(2/5Aabb、2/5aaBb、1/5aabb)产生的配子是1/5Ab、3/5ab、1/5aB,中AAbb和aaBB的个体死亡,则叶缘为光滑形(AaBb)的植株占2/23,C错误;
D、自交会提高纯合子比例,中叶缘为锯齿形的植株连续自交:Aabb自交后代为AAbb(致死)、Aabb、aabb,aaBb自交后代为aaBB(致死)、aaBb、aabb,aabb自交后代全为aabb,即杂合子(Aabb、aaBb)的自交会不断产生纯合子,纯合子aabb所占比例将逐代递增,D正确。
故选C。
11.(2025·陕西·三模)某植物的花色有蓝色和白色,为研究该性状的遗传规律、研究人员进行了两组杂交实验,其中F₁自交产生F₂,结果见下表。下列有关分析错误的是( )
亲本
F₁ 株数
F₂ 株数
蓝花
白花
蓝花
白花
1.蓝花×白花
260
0
751
49
2.蓝花×白花
84
0
211
70
A.该植物的花色至少由两对独立遗传的等位基因控制
B.1 组 F₂蓝花植株中能稳定遗传的占8/15
C.2组蓝花亲本植株的基因型可能有2种
D.1 组F₁与2组 F₂中的蓝花植株杂交,后代有11/12 的植株开蓝花
【答案】B
【分析】据表分析可知,1 组中F1都是蓝花,F2中蓝花∶白花≈15∶1,为9∶3∶3∶1的变式,符合基因的自由组合定律。
【详解】A、1组中F2蓝花:白花 = 751:49≈15:1,这是 9:3:3:1的变式。 这种比例表明该植物的花色至少由两对独立遗传的等位基因控制,A正确;
B、假设控制花色的两对等位基因为 A、 a和 B、 b,由1组中F2蓝花:白花 = 751:49≈15:1可知,蓝花植株的基因型为A_B_、 A_bb、aaB_,白花植株的基因型为aabb。1组中F1基因型为AaBb,F2蓝花植株的基因型为A_B_、 A_bb、aaB_,共占 15/16。 能稳定遗传的蓝花植株(AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb)占7/16,所以F2蓝花植株中能稳定遗传的占7/16÷15/16=7/15,B错误;
C、2组中F2蓝花:白花 = 211:70≈3:1,说明F1只有一对基因杂合,白花植株的基因型为aabb,那么蓝花亲本植株的基因型可能为Aabb或aaBb,有2种,C正确;
D、1 组 F1 为 AaBb,2 组 F2 蓝花为 1/3AAbb或2/3Aabb(或1/3aaBB、2/3aaBb)。2/3Aabb(或2/3aaBb) 与 AaBb 杂交可能产生白花(aabb),其概率为 2/3×1/4×1/2=1/12,故蓝花概率为 1−1/12=11/12,D正确。
故选B。
12.(2025·四川达州·三模)玉米宽叶(A)对窄叶(a)为显性,宽叶杂交种(Aa)玉米表现为高产,比AA和 aa品种的产量分别高12%和20%。玉米有茸毛(D)对无茸毛(d)为显性,有茸毛玉米植株具有显著的抗病能力,该显性基因纯合时植株幼苗期就不能存活。两对基因独立遗传。高产有茸毛玉米自交产生F1,再让F1随机交配产生F2,则有关F1与F2的成熟植株中,下列叙述错误的是( )
A.有茸毛与无茸毛之比分别为2:1和1:1
B.都有6种基因型
C.宽叶有茸毛类型分别占1/2和3/8
D.高产抗病类型分别占1/3和1/10
【答案】D
【分析】依题意,玉米的宽叶(A)对窄叶(a)为显性,玉米有茸毛(D)对无茸毛(d)为显性,两对基因独立遗传,遵循基因的自由组合定律;有茸毛玉米植株表面密生茸毛,具有显著的抗病能力,该显性基因纯合时植株幼苗期就不能存活,说明有茸毛玉米植株的基因型只有Dd一种,因此,高产有茸毛玉米的基因型为AaDd。
【详解】A、依题意,两对基因独立遗传,DD纯合幼苗期死亡,故亲本中有茸毛基因型为Dd,F1成熟植株中有茸毛(Dd):无茸毛(dd)=2:1,F2成熟植株中有茸毛(Dd4/9):无茸毛(dd4/9)=1:1,A正确;
B、依题意,Aa玉米表现为高产,比AA(中产)和 aa(低产)品种的产量分别高12%和20%,故亲本高产基因型为Aa。单独考虑A/a,F1基因型为AA、Aa、aa,F2基因型为AA、Aa、aa;单独考虑D/d,DD纯合幼苗期死亡,成熟植株的F1基因型为Dd、dd,成熟植株的F2基因型为Dd、dd。两对基因独立遗传,故F1成熟植株的基因型有3×2=6种,F2成熟植株的基因型有3×2=6种,B正确;
CD、单独考虑A/a,F1基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1,F2基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1;单独考虑D/d,DD纯合幼苗期死亡,成熟植株的F1基因型及比例为Dd:dd=2:1,成熟植株的F2基因型及比例为Dd:dd=1:1。故F1成熟植株中宽叶有茸毛(A_Dd)类型占3/4×2/3=1/2,F2成熟植株中宽叶有茸毛(A_Dd)类型占3/4×1/2=3/8;F1成熟植株中高产抗病(AaDd)类型占1/2×2/3=1/3,F2成熟植株中高产抗病(AaDd)类型占1/2×1/2=1/4,C正确,D错误。
故选D。
13.(2025·山西晋中·三模)下图表示某生物一对同源染色体上的部分基因及其位置关系。研究发现,同一条染色体上较远的基因更容易发生交换重组。下列叙述正确的是( )
A.控制不同性状的非等位基因的重新组合均发生在非同源染色体间
B.基因F与C的分离可能是减数分裂Ⅰ后期发生了基因重组导致的
C.可据两对基因交换重组的频率推测它们在一条染色体上的相对距离
D.丢失d和丢失A、B的变异类型分别属于基因突变和染色体结构变异
【答案】C
【分析】基因在染色体上呈线性排列,一条染色体上有许多个基因,基因通常是具有遗传效应的DNA片段,基因是控制性状的基本单位。
【详解】A、控制不同性状的非等位基因的重新组合不一定发生在非同源染色体间,如基因F与C发生分离,可能是减数分裂Ⅰ前期时同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换导致的基因重组,A错误;
B、控制不同性状的非等位基因的重新组合不一定发生在非同源染色体间,如基因B与F发生分离,可能是减数分裂Ⅰ前期时同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换导致的基因重组,B错误;
C、结合题干中“同一条染色体上较远的基因更容易发生交换重组”,可根据两对基因交换重组的频率推测同一条染色体上两个基因间的相对距离,C正确;
D、染色体上基因整体丢失都属于染色体结构变异中的缺失,基因内部某个位点碱基丢失才属于基因突变,D错误。
故选C。
二、多选题
14.(2025·吉林长春·三模)果蝇的B(卷翅)、b(正常翅)和D、d是位于2号染色体上的两对等位基因,其中B、d为纯合致死基因,D不控制其它性状。以基因型为DDBb的果蝇相互杂交获得,表型及比例为卷翅:正常翅=2:1。甲、乙和丙是选育出的三种果蝇,基因与染色体的位置关系如图所示。不考虑染色体互换等其他变异,下列说法正确的是( )
A.卷翅果蝇与果蝇甲杂交,后代的表型及比例为卷翅:正常翅=1:1
B.雌雄果蝇相互交配获得,的表型及比例为卷翅:正常翅=5:4
C.乙果蝇与丙果蝇杂交,后代的表型及比例为卷翅:正常翅=2:1
D.丙果蝇之间相互杂交获得,的基因型均与果蝇丙相同
【答案】AD
【分析】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;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。
【详解】A、F1卷翅果蝇为DDBb,产生的配子为DB、Db,甲果蝇产生的配子为Db,后代的表型及比例为卷翅(DDBb):正常翅(DDbb)=1∶1,A正确;
B、F1卷翅:正常翅=2∶1,BB致死,F1为2/3DDBb、1/3DDbb,产生的配子为1/3DB、2/3Db,由于BB致死,因此DDBb∶DDbb=3∶2,卷翅:正常翅=3∶2,B错误;
C、乙果蝇产生的配子为Db、dB,丙果蝇产生的配子为DB、db,BB、dd致死,因此后代为1DdBB(致死)、1DDBb、1Ddbb、1ddBb(致死),卷翅(1DDBb):正常翅(1Ddbb)=1:1,C错误;
D、丙果蝇产生的配子为DB、db,BB、dd致死,F1的基因型为DdBb,均与果蝇丙相同,D正确。
故选AD。
15.(2025·江西·三模)在家鸡中,基因B/b位于Z染色体上,分别控制波纹羽和全色羽。基因C(位于常染色体上)是任何着色所必需的,即不管基因B是否存在,cc均表现为白色。现有一对羽毛颜色不同的纯合亲本进行杂交,选取子一代羽毛颜色相同的一只公鸡和一只母鸡进行交配,子二代产生3 只白羽,2只波纹羽,3只全色羽后代,不考虑突变,据此,下列叙述正确的是( )
A.亲本公鸡和母鸡共有两种杂交组合,但必定有一只白羽鸡
B.子一代母鸡可以产生四种比例相同的配子
C.选取子二代异性白羽鸡进行单对交配,子三代全为白羽鸡
D.对子一代公鸡进行测交,测交子代波纹公鸡所占比例为1/4
【答案】ABC
【分析】由题意可知,不管基因B是否存在,cc均表现为白色,由于子二代产生了白羽鸡,说明子一代亲本均含有基因c,但是子一代父本和母本的羽毛颜色相同,且子二代还出现了非白羽个体,说明子一代父本和母本基因型为 Cc。B/b位于Z染色体上,分别控制波纹羽和全色羽,子一代出现了波纹羽和全色羽,说明子一代亲本均为显性的波纹羽,进而推知子一代基因型为CcZBZb×CcZBW,反推得知亲本基因型组合有两种,分别为CCZBZB×ccZbW或CCZbW×ccZBZB。
【详解】A、根据题干信息,白羽鸡的基因型为 cc ,子二代产生了白羽鸡,说明子一代亲本均含有基因c,但是子一代父本和母本的羽毛颜色相同,且子二代还出现了非白羽个体,说明子一代父本和母本基因型为 Cc。又通过题干信息,B/b位于Z染色体上,分别控制波纹羽和全色羽,子一代出现了波纹羽和全色羽,说明子一代亲本均为显性的波纹羽,进而推知子一代基因型为 CcZBZb×CcZBW,反推得知亲本基因型组合有两种,分别为CCZBZB×ccZbW或CCZbW×ccZBZB,两种组合中都含有一只白羽鸡,A正确;
B、由A可知,子一代母鸡的基因型为CcZBW,两对等位基因自由组合,可以产生CZB、CW、cZB、cW四种比例相等的配子,B正确;
C、子二代白羽鸡基因型均为 cc ,不管如何交配,子三代基因型也全为 cc ,表现为白羽鸡,C正确;
D、对子一代公鸡测交CcZBZb×ccZᵇW,子代波纹公鸡CcZBZb所占比例为1/2×1/2×1/2=1/8,D错误。
故选ABC。
16.(2025·黑龙江大庆·三模)家蚕(2N=56)为ZW型性别决定,生产实践中发现雄蚕具有食量低、结茧率高的特点。为了能够通过蚕卵颜色辨别蚕的性别,科研人员利用辐射诱变技术处理常染色体上控制卵色的基因(A控制黑卵,a控制白卵),得到变异家蚕,进而培育限性黑卵家蚕,过程如图。已知基因A位置改变后仍能正常表达,下列说法错误的是( )
A.上述培育限性黑卵家蚕过程中发生的可遗传变异只有染色体变异
B.若受精卵中无基因A或a会导致胚胎致死,则F2中限性黑卵雌蚕所占比例为1/8
C.若想在子代中通过卵的颜色筛选出雄蚕,应将限性黑卵家蚕与正常白卵家蚕杂交
D.若对家蚕进行基因组测序,应对其28条染色体上的DNA碱基序列进行检测
【答案】ABD
【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、上述培育限性黑卵家蚕过程中发生的可遗传变异有染色体变异和基因重组,A错误;
B、变异黑卵家蚕与正常白卵家蚕杂交,F1中基因型为AaZWA、AaZZ、aZZ、aZWA,F1相互杂交,可利用分离定律解决,雌性产生A配子概率为1/4,a=1/2,0=1/4,雄性产生配子种类及比例与雌性相同,子代00=1/16,aa=1/4,已知若受精卵中无基因A或a会导致胚胎致死,00与ZZ组合会致死,所以致死个体占1/16×
1/2=1/32,F2中限性黑卵雌蚕aaZWA所占比例为(1/4×1/2)/(1-1/32)=4/31,B错误;
C、将图中限性黑卵家蚕aaZWA与正常白卵家蚕aaZZ杂交,子代基因型为aaZZ和aaZWA,表型为黑卵的家蚕只有雌蚕,表型为白卵的家蚕只有雄蚕,因此在子代中可通过卵的颜色筛选出雄蚕,C正确;
D、若对家蚕进行基因组测序,应检测27+Z+W即29条染色体上DNA的碱基序列,D错误。
故选ABD。
17.(2025·河北沧州·三模)家蚕的性别决定方式为ZW型,其卵(受精卵)的颜色由两对等位基因A/a、B/b控制,a基因纯合时卵表现为杏黄色,b基因纯合时卵表现为黄褐色,a基因和b基因均纯合则为黄色,其他基因型表现为黑色。为探究两对等位基因的遗传规律(不考虑Z、W的同源区段),实验杂交方案及结果如下表。下列有关叙述错误的是( )
组别
亲本杂交组合
F1的表型及比例
甲
杏黄色卵(雌)×黄褐色卵(雄)
杏黄色卵:黄褐色卵:黑色卵:黄色卵=1:1:1:1
乙
杏黄色卵(雄)×黄褐色卵(雌)
杏黄色卵:黄褐色卵:黑色卵:黄色卵=1:1:1:1
A.甲、乙两组实验结果说明A/a、B/b位于非同源染色体上
B.若乙组F1黑色和黄褐色卵都仅孵育为雄蚕,则说明仅A/a基因位于Z染色体上
C.若两组F1中各种颜色的卵孵育后均有雄蚕和雌蚕,则说明两对等位基因均位于常染色体上
D.若仅B/b位于Z染色体上,则甲、乙组F1相同表型中的雌雄比例相同
【答案】AD
【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:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、表中甲、乙两组实验互为正交和反交实验,两对等位基因无论是否遵循自由组合定律,得到的F1都有相同的表型及比例,因此不能判断A/a、B/b基因是否位于非同源染色体上,A错误;
B、若仅A/a基因位于Z染色体上,则乙组亲本的基因型为bbZAW、BbZaZa,则子代的基因型有BbZAZa、bbZAZa、BbZaW、bbZaW,其中黑色和黄褐色卵都孵育为雄蚕,而仅B/b基因位于Z染色体上或两对等位基因位于一对同源染色体上时不符合题意,均不会出现乙组F1黑色和黄褐色卵都孵育为雄蚕的情况,B正确;
C、若两组F1中各种颜色的卵孵育后均有雄蚕和雌蚕,则说明两对等位基因均位于常染色体上,C正确;
D、若仅B/b基因位于Z染色体上,则甲组亲本的基因型为aaZBW、AaZbZb,子代的基因型有AaZBZb、AaZbW、aaZBZb、aaZbW,其表型及比例为黑色卵(雄):黄褐色卵(雌):杏黄色卵(雄):黄色卵(雌)=1:1:1:1;乙组亲本的基因型为aaZBW、AaZbW,其杂交后代的基因型为AaZBZb和AaZBW(黑色雄、雌)、aaZBZb和aaZBW(杏黄色雄、雌)、AaZbZb和AaZbW(黄褐色雄、雌)、aaZbZb、aaZbW(黄色雄、雌),D错误。
故选AD。
18.(2025·吉林·三模)先天性肾性尿崩症(CNDI)主要与AQP2和AVPR2基因有关,两基因中任一突变均可致病,其中一个基因位于X染色体。现有甲、乙两个CNDI家系如图(a),两家系部分成员的AQP2基因检测结果如图(b)。不考虑其他因素的影响,叙述正确的是( )
A.基因AVPR2突变引起的CNDI属于伴X染色体隐性遗传
B.就AQP2基因而言,甲与乙基因型相同的概率为2/3
C.乙产生的每个次级精母细胞含有0或2个致病基因
D.若甲与乙结婚,其子代男孩患CNDI的概率是1/3
【答案】ABC
【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、由图(a)遗传系谱甲乙两个CNDI家系的遗传特点:父母正常所生的孩子有患病的个体可知(无中生有),该病属于隐性遗传病。图(b)是对两家系部分成员的AQP2基因检测结果,由于甲Ⅰ1和甲Ⅰ2均为杂合子,可知该基因位于常染色体上,基因AQP2突变引起的CNDI属于常染色体隐性遗传,题干给出“其中一个基因位于X染色体”,则基因AVPR2突变引起的CNDI属于伴X染色体隐性遗传,A正确;
B、就AQP2基因而言,甲Ⅱ1的基因型可以是纯合子(用BB表示),也可以是杂合子(用Bb表示),由于甲Ⅰ1和Ⅰ2,基因型都是Bb,则所生的正常孩子BB的概率为1/3,Bb的概率为2/3,由图(b)可知,乙Ⅰ1基因型为Bb,B正确;
C、由于图(b)中甲Ⅱ2只在探针2的位置有条带,可知探针2位置是基因AQP2的隐性突变基因(用b表示),探针1位置是基因AQP2的正常基因(用B表示),由于乙Ⅱ2为CNDI患者,则其X染色体上应有基因AVPR2的隐性突变基因(用a表示),则乙Ⅱ2的基因型为BBXaY,其减数第一次分裂产生的次级精母细胞有两种类型BBXaXa和BBYY,C正确;
D、甲Ⅱ3的常染色体基因型为1/3BB,2/3Bb,性染色体基因型为XAY,乙Ⅱ1常染色体基因型为1/2BB,1/2Bb,性染色体基因型为1/2XAXA,1/2XAXa,若甲Ⅱ3与乙Ⅱ1结婚,其子代男孩bb的概率为2/3×1/2×1/2×1/2=1/12,B_的概率为1-1/12=11/12,XaY的概率为1/4,B_XAY的概率为11/12×3/4=11/16,患CNDI的概率是5/16,D错误。
故选ABC。
三、实验题
19.(2025·陕西咸阳·三模)某种三叶草雌雄同花,其花色有红花、蓝花两种表型,叶形有圆叶、心形叶两种表型。用两株纯合亲本杂交得F1,F1自交得F2,结果如下表所示(花色基因可用A/a、B/b、C/c表示,叶型基因用N/n表示)。回答下列问题:
亲本
F1
F2
红花圆叶×蓝花心形叶
均为红花圆叶
红花圆叶:红花心形叶:蓝花圆叶:蓝花心形叶=27:9:21:7
(1)由杂交结果可知,该三叶草的花色至少受 对基因控制。
(2)让F1测交,后代表型及比例为 。
(3)F2蓝花圆叶中纯合子占 。F2中红花心形叶与亲本蓝花心形叶杂交得F3,F3中的表型及比例为 。
(4)研究人员将抗病基因M导入该三叶草细胞并整合到染色体上,成功筛选出抗病圆叶杂合子植株(基因型为MNn,不考虑突变)。
①抗病植株中基因M与叶形基因在染色体上的位置可能为:a基因M与基因N位于一条染色体上;b ;c 。
②为了判断抗病基因M导入的位置,请利用F2中纯合品系,设计一代杂交实验进行判断:实验设计思路:让该抗病圆叶杂合子植株(MNn)与 (写出表型和基因型)植株杂交,观察后代表型及比例。预期实验结果及结论:
若后代 ,则基因M与基因N位于一条染色体上;
若后代 ;
若后代 。
【答案】(1)2
(2)红花圆叶:红花心形叶:蓝花圆叶:蓝花心形叶=1:1:3:3
(3) 1/7 红花心形叶:蓝花心形叶=4:5
(4) 基因M与基因n位于一条染色体上 基因M与叶形基因位于非同源染色体上 不抗病心形叶(mmnn) 抗病圆叶:不抗病心形叶=1:1 不抗病圆叶:抗病心形叶=1:1,则基因M与基因n位于一条染色体上 抗病圆叶:不抗病圆叶:抗病心形叶:不抗病心形叶=1:1:1:1,则基因M与叶形基因位于非同源染色体上
【分析】自由组合规律是现代生物遗传学三大基本定律之一。 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】(1)根据F2表型比例27:9:21:7(即27/64红花圆叶、9/64红花心形叶、21/64蓝花圆叶、7/64蓝花心形叶),该比例符合两对基因自由组合的变形(9:7)与一对基因(3:1)的组合,即(9红花:7蓝花)×(3圆叶:1心形叶)=27:21:9:7。整体符合两对基因控制花色(如A/a、B/b,只有A_B_为红花,其余为蓝花),叶形一对基因控制(N/n,N为圆叶显性)。
(2)F1基因型为AaBbNn(假设花色基因A/a、B/b,叶形基因N/n),测交亲本为隐性纯合蓝花心形叶(aabbnn)。测交后代:花色:AaBb × aabb → 红花(A_B_)占1/4,蓝花占3/4; 叶形:Nn × nn → 圆叶占1/2,心形叶占1/2; 独立遗传,组合比例:红花圆叶=(1/4)×(1/2)=1/8,红花心形叶=(1/4)×(1/2)=1/8,蓝花圆叶=(3/4)×(1/2)=3/8,蓝花心形叶=(3/4)×(1/2)=3/8,即红花圆叶:红花心形叶:蓝花圆叶:蓝花心形叶=1:1:3:3。
(3)F2蓝花圆叶占21/64(蓝花比例7/16 × 圆叶比例3/4)。蓝花基因型包括aaB_(3/16)、A_bb(3/16)、aabb(1/16),圆叶基因型为N_。蓝花圆叶纯合子需花色纯合且叶形纯合(NN),基因型为aaBBNN、AAbbNN、aabbNN。F2中:P(aaBBNN) = P(aaBB) × P(NN) = (1/16) × (1/4) = 1/64;P(AAbbNN) = (1/16) × (1/4) = 1/64;P(aabbNN) = (1/16) × (1/4) = 1/64;纯合子总和 = 3/64;比例 = (3/64) / (21/64) = 3/21 = 1/7;F2红花心形叶基因型为A_B_nn,比例分布:AABBnn占1/9、AABbnn占2/9、AaBBnn占2/9、AaBbnn占4/9(基于红花中基因型比例)。亲本蓝花心形叶为aabbnn。杂交后代叶形全为nn(心形叶),花色取决于F2亲本:AABBnn × aabbnn → 全AaBb(红花);AABbnn × aabbnn → 1/2 AaBb(红花)、1/2 Aabb(蓝花);AaBBnn × aabbnn → 1/2 AaBb(红花)、1/2 aaBb(蓝花);AaBbnn × aabbnn → 1/4 AaBb(红花)、3/4蓝花。因此F3红花概率 = (1/9)×1 + (2/9)×(1/2) + (2/9)×(1/2) + (4/9)×(1/4) = 4/9,蓝花概率 = 5/9,故表型比例4:5(全为心形叶)。
(4)① 因为基因M导入后可能:与N连锁、与n连锁、或独立于叶形基因,所以抗病植株中基因M与叶形基因在染色体上的位置可能为: a. 基因M与基因N位于一条染色体上; b. 基因M与基因n位于一条染色体上; c. 基因M与叶形基因位于非同源染色体上。
② 杂交对象为不抗病心形叶纯合(mmnn)。a情况(M与N连锁):配子为MN或n,后代1:1抗病圆叶(MmNn):不抗病心形叶(mnn);b情况(M与n连锁):配子为Mn或N,后代1:1不抗病圆叶(mNn):抗病心形叶(Mmnn); c情况(独立):独立遗传时杂合子产生四种均等配子,后代四种表型各1/4。因此实验设计思路如下:让该抗病圆叶杂合子植株(MNn)与不抗病心形叶纯合(mmnn)植株杂交,观察后代表型及比例。 预期实验结果及结论:若后代抗病圆叶:不抗病心形叶=1:1,则基因M与基因N位于一条染色体上;若后代不抗病圆叶:抗病心形叶=1:1,则基因M与基因n位于一条染色体上;若后代抗病圆叶:不抗病圆叶:抗病心形叶:不抗病心形叶=1:1:1:1,则基因M与叶形基因位于非同源染色体上。
20.(2025·山西临汾·三模)控制某种植物花色、叶形和能否抗病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示。现用表型不同的4种植株:红花窄叶不抗病(甲)、白花宽叶不抗病(乙)、白花窄叶不抗病(丙)、红花窄叶抗病(丁)进行杂交实验,结果见下表。请回答下列问题。
杂交实验
P
F1
F2
1
甲×乙
红花宽叶不抗病801
红花宽叶不抗病450;红花窄叶不抗病152;白花宽叶不抗病151;白花窄叶不抗病49
2
丙×丁
红花窄叶抗病398;白花窄叶抗病397
/
注:杂交实验1中F2为F1个体自交产生的后代
(1)根据杂交结果判断,能否抗病的显性性状是 ,判断的依据是 。
(2)根据杂交结果判断,A/a和B/b的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,判断的依据是 。
(3)若要通过一次杂交实验筛选出杂交实验1的F2中纯合红花宽叶不抗病个体,可选择甲、乙、丙中的 ,基因型为 ,让其与F2中红花宽叶不抗病植株进行杂交,若子代 ,则该红花宽叶不抗病个体为纯合子。
【答案】(1) 抗病 杂交实验2中,亲代是抗病和不抗病个体,子代全为抗病个体
(2) 遵循 杂交实验1中,F1红花宽叶植株自交后代(F2)中,红花宽叶∶红花窄叶∶白花宽叶∶白花窄叶=9∶3∶3∶1
(3) 丙 aabbdd 全为红花宽叶不抗病个体
【分析】根据表格数据可知,杂交实验1的F2中:红花宽叶:红花窄叶:白花宽叶:白花窄叶=9:3:3:1,说明控制花色的基因和控制叶形的基因独立遗传。
【详解】(1)根据实验2,亲代是抗病和不抗病个体,子代全为抗病个体,可以判断抗病属于显性性状。
(2)杂交实验1中,F1红花宽叶植株自交后代(F2)中,红花宽叶∶红花窄叶∶白花宽叶∶白花窄叶≈9∶3∶3∶1,说明A/a和B/b的遗传遵循基因的自由组合定律。
(3)根据后代的表现型及比例可以推出,红花、宽叶都是显性性状,甲的基因型为AAbbdd,乙的基因型为aaBBdd,丙的基因型为aabbdd,丁的基因型为AabbDD。杂交实验1F1的基因型为AaBbdd,F2中红花宽叶不抗病个体的基因型可能为A-B-dd,共有四种基因型,要筛选出其中的纯合红花宽叶不抗病个体即AABBdd,可以让F2中的红花宽叶不抗病植株与丙aabbdd进行测交,若红花宽叶不抗病个体为纯合子,则测交后代全是红花宽叶不抗病个体,若出现其他表现型,则为杂合子。
21.(2025·湖南湘西·三模)水稻基因组测序揭示其染色体高度共线性,为基因定位提供基础。研究发现,抽穗期基因(如Hd1、Hd3a)与抗病基因(如Xa21)存在表观遗传互作,且Wx基因启动子区CT重复数差异导致直链淀粉含量变异。第三代杂交水稻利用CRISPR/Cas9编辑育性基因,结合分子标记辅助选择提升育种效率。
(1)在生物学中有多生物可以作为遗传学的研究材料,水稻能作为遗传学研究材料的优点有 (答出两点)。
(2)已知抗病(R/r)与抽穗期(H/h)性状的显隐性关系,设计实验探究两对基因是否独立遗传:
实验步骤:
①选择 (表型)纯合亲本进行正反交;
②统计F1表型,若 ,则初步判断为连锁遗传;
③对F1进行 ,统计F2表型分离比。若抗病:不抗病=3:1且正常抽穗:延迟抽穗=3:1,但两性状组合比偏离 ,则证实存在连锁。
(3)光温敏雄性不育系易发生紊乱,导致产量下降。因而科研团队正在研发第三代杂交水稻:即基因工程雄性不育系。如有一个水稻品系,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3所示:
转基因水稻(基因型M/m-A/D)自交后,F1雄配子类型及比例为 。F1随机传粉所得种子中,蓝色:白色= ,雄性不育种子占比为 。
(4)稻米胚乳中直链淀粉含量是影响稻米品质的重要因素,而直链淀粉含量与蜡质基因(Wx)的基因型有关。科学研究发现,Wx基因可以编码淀粉合成酶催化合成直链淀粉,该基因有Wxa、Wxb、wx多个等位基因的变异类型
①Wx基因有Wxa、Wxb、wx多个等位基因的变异类型和区别,某同学认为通过琼脂糖凝胶电泳可以快速地将Wxa、Wxb基因筛选出来。①评价观点:琼脂糖电泳法 (能/不能)区分Wxa与Wxb。
②某科学家欲利用PCR-AccI分子标记技术,本技术可以精确判断Wxa、Wxb两种基因类型。如果下图是三株不同基因型水稻的电泳结果,已知Wxb基因序列长度为460bp且有一个AccI酶切位点。推断样本1的基因型为 和样本3的基因型为 。
【答案】(1)基因组小且高度注释完整(便于基因定位);繁殖周期短,易于杂交(或存在丰富的突变体库)
(2) 抗病正常抽穗(RRHH)与不抗病延迟抽穗(rrhh) 显性性状(抗病正常抽穗) 对F1进行自交 若F2表型分离比偏离9:3:3:1(如接近3:1或2:1:1)
(3) M(可育)∶m(不育)=1∶1(携带A基因的雄配子致死) 蓝色(D基因)∶白色=1∶3 3/4(基因型为mm的个体)
(4) 不能 Wxa/Wxa Wxa/Wxb
【分析】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。
基因自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)水稻基因组研究成熟,遗传操作简便,适合作为模式植物,且具有易于区分的相对性状。
(2)①选择抗病正常抽穗(RRHH)与不抗病延迟抽穗纯合亲本进行正反交;
②统计F1表型,若表现为显性性状(抗病正常抽穗),则初步判断为连锁遗传;
③对F1进行自交,统计F2表型分离比。若抗病∶不抗病=3∶1且正常抽穗∶延迟抽穗=3∶1,说明两对基因的遗传遵循分离定律,但两性状组合比偏离9∶3∶3∶1,则证实存在连锁。
(3)对于图示的转基因个体(ADMmm)产生的雌配子有两种类型:m和ADMm,比例为1∶1;由于存在雄配子致死基因A,所以产生的可育雄配子只有m一种类型。 根据受精作用,F1的基因型及比例为mm ∶ADMmm = 1 ∶ 1。 其中mm个体表现为雄性不育,ADMmm个体表现为雄性可育,且ADMmm个体含有蓝色素生成基因D,所以F1中雄性可育(能产生可育雌、雄配子)的种子颜色为蓝色;F1个体之间随机传粉:F1中mm个体只能产生雌配子m ,ADMmm个体产生的雌配子有m和ADMm(比例1∶1),产生的可育雄配子只有m。随机传粉时,F1产生的雌配子中,m占3/4,ADMm占1/4,雄配子只有m。 受精后得到的子代基因型及比例为mm ∶ADMmm = 3 ∶ 1。mm个体表现为雄性不育、种子白色,ADMmm个体表现为雄性可育、种子蓝色,所以其表现及比例为蓝色 ∶ 白色= 1 ∶ 3,可见雄性不育种子占3/4。
(4)①琼脂糖电泳法是根据DNA相对分子质量大小来区分DNA片段的,并不能分析其中的碱基序列,因而不能区分基因Wxa与Wxb。
②已知Wxb被AccI酶切为403bp和57bp片段,样本1未切割(无酶切位点),样本3切割后显示57bp和403bp(原460bp被切为403+57)同时还含有460片段,据此推断样本1的基因型为Wxa/Wxa,样本3的基因型可表示为Wxa/Wxb。
22.(2025·安徽·三模)某二倍体植物花瓣颜色受三对等位基因控制,至少各有每对基因中的一个显性基因时才开紫花,其他基因型的植株都开白花。现有白花品系甲、乙、丙,杂交结果如下图(不考虑突变与互换)。回答相关问题:
(1)某紫花基因转录时,碱基互补配对规律是 ,产物mRNA的延伸方向是 。
(2)控制该植物花瓣颜色的这三对等位基因独立遗传,简述判断理由: 。
(3)组合①的F2中,纯合子占 ;若组合②与③的F1杂交,预期子代中,紫花植株占 ;在组合①与②的F2中,最多有 种相同基因型的植株。
(4)欲以F2中的紫花植株为材料,尽快培育出纯种紫花植株。写出育种思路(不考虑单倍体育种): 。
【答案】(1) A与U配对、T与A配对、G与C配对(或A、T-A、G-C) 5'→3'
(2)可设品系甲乙丙的基因型分别为AAbbDD、aaBBDD、AABBdd,根据组合①的实验结果,判断等位基因A/a与B/b独立遗传,同理判断等位基因A/a与D/d独立遗传,等位基因B/b与D/d独立遗传,所以三对等位基因独立遗传
(3) 1/4 3/4 3/三
(4)让组合①或②或③的F2紫花植株自交得F3,每株F3自交,后代种植在一个单独的区域,从不发生性状分离的区域中得到纯种紫花植株
【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)转录过程是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,碱基互补配对规律是A-U、T-A、G-C、C-G,产物mRNA的延伸方向为5'→3'。
(2)分析题干信息可知,花瓣颜色受三对等位基因控制,至少各有每对基因中的一个显性基因时才开紫花,其他基因型的植株都开白花。可设品系甲乙丙的基因型分别为AAbbDD、aaBBDD、AABBdd,根据组合①甲(AAbbDD)×乙(aaBBDD)杂交的实验结果分析可知,F2紫花:白花=9:7,为9:3:3:1的变式判断等位基因A/a与B/b独立遗传;根据组合②甲(AAbbDD)×丙(AABBdd)杂交的实验结果分析可知,F2紫花:白花=9:7,为9:3:3:1的变式判断等位基因B/b与D/d独立遗传;根据组合③乙(aaBBDD)×丙(AABBdd)杂交的实验结果分析可知,F2紫花:白花=9:7,为9:3:3:1的变式判断等位基因A/a与D/d独立遗传,综上所述,控制该植物花瓣颜色的这三对等位基因独立遗传。
(3)设品系甲乙丙的基因型分别为AAbbDD、aaBBDD、AABBdd,组合①甲(AAbbDD)×乙(aaBBDD)杂交得到的F1基因型为AaBbDD,F1自交得到的F2中,纯合子占1/2×1/2×1=1/4。
组合②甲(AAbbDD)×丙(AABBdd)杂交得到的F1基因型为AABbDd,组合③乙(aaBBDD)×丙(AABBdd)杂交得到的F1基因型为AaBBDd,组合②与③的F1杂交,预期子代中,紫花(A_B_C_)植株占1×1×3/4=3/4。
组合①F1基因型为AaBbDD,将三对基因拆分开,单独考虑A/a基因,Aa×Aa→AA、Aa、aa,单独考虑B/b基因,Bb×Bb→BB、Bb、bb,单独考虑D/d基因,DD×DD→DD;组合②F1基因型为AABbDd,单独考虑A/a基因,AA×AA→AA,单独考虑B/b基因,Bb×Bb→BB、Bb、bb,单独考虑D/d基因,Dd×Dd→DD、Dd、dd。综上所述,在组合①与②的F2中,最多有3种相同基因型的植株,即AABBDD、AABbDD、AAbbDD。
(4)欲以F2中的紫花植株为材料,尽快培育出纯种紫花植株,可将组合①或②或③的F2紫花植株自交得F3,每株F3自交,后代种植在一个单独的区域,从不发生性状分离的区域中得到纯种紫花植株。
23.(2025·河南·三模)某雌雄同株植物(2n=18),果肉味甜多汁,皮薄易剥,但果实多籽。研究人员尝试培育无子果实,提高其商品性。经诱变育种获得两株单基因突变的无子突变植株甲和无子突变植株乙,将甲、乙分别与野生型杂交,所得F1全部为有子果实。回答下列问题。
(1)欲探究两种突变体的突变基因在染色体上的位置,请设计一种杂交实验方案,并预期实验结果和结论(不考虑染色体互换和复等位基因的突变)
实验方案: 。
预期结果和结论:①若 ,则甲、乙的突变基因为相同基因;②若 ,则甲、乙的突变基因为非同源染色体上的非等位基因;③若 ,则甲、乙的突变基因为同源染色体上的非等位基因。
(2)经研究发现,突变体甲植株中控制A蛋白(种子正常发育的关键酶)的基因A发生突变。对野生型、突变体甲及F1细胞内基因A、a进行PCR扩增后电泳,检测结果如图1,并对细胞内A/a基因转录产物进行测定,结果如图2。结合图示分析,A基因突变为a时,发生了碱基对的 (填“增添”“缺失”或“替换”);甲中不含转录产物与RNA聚合酶不能发挥作用有关,推测理由是 。
【答案】(1) 将突变体甲和乙杂交得F1,若F1为有子果实,则让F1自交,观察统计F2表型及比例。 F1均为无子果实 F2中有子果实:无子果实为9:7 F2中有子果实:无子果实为1:1
(2) 缺失 突变基因缺失部分为RNA聚合酶的识别序列,导致基因无法转录
【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)由题可知,无子突变甲、乙分别与野生型杂交,F1全部为有子果实。则甲、乙突变均为隐性突变。用a、b分别表示甲、乙的突变基因,要探究两种突变体的突变基因(a、b)位置。
实验方案:将突变体甲和乙杂交得F1,若F1为有子果实,则让F1自交,观察统计F2表型及比例。
预期结果和结论:①若甲、乙的突变基因为相同基因,则F1植株均为隐性纯合子,F1植株的果实均无子;F1植株自交,F2植株果实也都无子。
②若甲、乙的突变基因为非同源染色体上的非等位基因(a、b),则甲基因型为aaBB,乙基因型为 AAbb,F1植株为两对非等位基因均杂合的显性杂合子(AaBb),F2植株果实均有子,让F1植株自交,F2的基因型及比例为A_B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1,F2植株果实有子和果实无子的比例为9:7。
③若甲、乙的突变基因为同源染色体上的非等位基因(a、b),则F1植株为两对非等位基因均杂合的显性杂合子(AaBb),F1植株果实均有子,让F1植株自交,由于F1植株只能产生Ab、aB两种类型的雌雄配子,则F2的基因型及比例为AAbb(无子):AaBb(有子):aaBB(无子)=1:2:1,F2植株果实有子和无子的比例为1:1。
(2)由图1可知,突变基因a的DNA长度变短了,则A基因突变为a时,发生了碱基对的缺失;根据图2可知,野生型含有两个A基因,基因相对转录量为1,F1杂合子(Aa)含有一个A基因和一个a基因,其基因相对转录量为1/2,甲基因型为aa,基因转录量为0,则甲中不含转录产物最可能是由于基因突变,导致RNA聚合酶无法与基因启动子结合,不能催化基因的转录。
24.(2025·河南·三模)芥蓝(2n=18)是两性花植物,其花香浓郁,人工培育的芥蓝可自交或借助昆虫传粉。科研人员以菜薹深紫色、叶片无蜡质、白花芥蓝与菜薹绿色、叶片有蜡质、黄花芥蓝为亲本杂交,获得F1,进而培育具有不同花色、叶片蜡质和薹色的芥蓝新品种。三对相对性状分别由三对等位基因控制,回答下列相关问题:
(1)若要对芥蓝进行基因组测序,需要测定 条染色体上的DNA碱基排列顺序。少量的亲本杂交,子代就会出现特定的性状分离比,与芥蓝的 的特征有关。
(2)研究发现,两亲本正反交的结果相同,F1均表现为菜薹浅紫色、叶片有蜡质、白花,根据此结果可得出的结论是 (至少两点)。
(3)为验证控制花色和叶片有、无蜡质的基因位于两对同源染色体上,以F1为材料,请写出你的实验思路并预期实验结果。
实验思路: 。
预期实验结果: 。
(4)菜薹颜色有深紫色、浅紫色和绿色。科研人员培育成功的京紫2号具有花黄色、菜薹紫色、叶片无蜡质的特征。若三对等位基因独立遗传,F1自交后代中与京紫2号表型相同的个体占 。如果选出具有该特征的个体自然留种种植,该特征不能稳定遗传的原因是 。
【答案】(1) 9 子代数量多
(2)三种性状均不受细胞质基因控制(或三种性状均受细胞核基因控制);亲本均为纯合子;叶片有蜡质、白花为显性性状
(3) 实验思路:选择F1个体进行自交,观察F2的表型及比例 预期实验结果:F2中白花有蜡质:白花无蜡质:黄花有蜡质:黄花无蜡质=9:3:3:1
(4) 芥蓝是两性花植物,自然状态下可进行自交和杂交,京紫2号为纯合子,但菜地的芥蓝可借助昆虫传粉,昆虫携带的花粉类型不能确定
【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)芥蓝属于两性花植物,没有性染色体,体细胞中含有18条染色体,进行基因组测序时,需要测定9条染色体上的DNA 碱基排列顺序。少量的亲本杂交,子代就会出现特定的性状分离比,说明芥蓝的子代数量足够多。
(2)研究发现两亲本正反交的结果相同,说明三对相对性状均不受细胞质基因的控制,F1均表现为菜薹紫色、叶片有蜡质、白花,只有一种性状,说明亲本均为纯合子,白花对黄花为显性,有蜡质对无蜡质为显性。
(3)为验证控制花色和叶片有、无蜡质的基因位于两对同源染色体上,可选择F1个体进行自交,观察F2的表型及比例,若F2中白花有蜡质:白花无蜡质:黄花有蜡质:黄花无蜡质 =9:3:3:1,则说明两对基因独立遗传。
(4)在F2中,菜薹颜色分为深紫色、浅紫色和绿色、可知深紫色为纯合子;京紫2号具有花黄色,菜薹深紫色、叶片无蜡质的特征,若三对等位基因独立遗传,F2中与京紫2号表型相同的个体占。如果自然留种种植,该性状不能稳定遗传的原因是芥蓝是两性花植物,自然状态下可进行自交和杂交京,紫2号为纯合子,菜地的芥蓝可借助昆虫传粉,昆虫携带的花粉类型不能确定,则杂交后代特征不能确定。
25.(2025·湖南·三模)已知果蝇的眼色和翅型两对相对性状的遗传遵循自由组合定律,野生型果蝇表现为红眼、长翅。科研人员发现了一种果蝇突变体(品系1),表现为紫眼、卷翅。为探究突变体(品系1)紫眼、卷翅的遗传规律,科研人员对果蝇进行了如下表所示的交配方案。回答下列问题。
亲本组合
子代表型及比例
实验一
突变体(品系1)×野生型(纯合)
F1:红眼卷翅(♀、♂):野生型(♀、♂)=1:1
实验二
F1中的红眼卷翅(♀、♂)自由交配
F2:红眼卷翅(♀、♂):紫眼卷翅(♀、♂):野生型(♀、♂):紫眼长翅(♀、♂)=6:2:3:1
(1)实验一中的亲本应进行 实验,以排除红眼、卷翅相关基因位于细胞质的可能。果蝇的眼色性状中,属于显性性状的是 ;依据 (填“实验一”“实验二”或“实验一和实验二”)可判断突变体(品系1)果蝇的紫眼至少受 (填“一对”或“多对”)等位基因控制,理由是 。
(2)若控制果蝇眼色的基因用A/a表示,控制翅型的基因用B/b表示,则果蝇突变体(品系1)的基因型为 ;F1中的野生型雌雄果蝇进行随机交配,子代的表型及比例为 。
(3)科研人员将突变体(品系1)雌雄果蝇进行自由交配,发现子代全为卷翅,没有长翅,已知控制翅型的基因(B/b)所在2号染色体上同时存在另一对等位基因(D/d),且dd纯合致死。又发现另一种卷翅杂合突变体(品系2)的2号染色体上也存在隐性致死基因,请利用现有品系设计实验探究品系2隐性致死基因与基因d是否位于同一位点。
实验方案: 。
预期结果及结论: 。
【答案】(1) 正反交 红眼 实验二 一对 实验二的F1红眼果蝇雌雄相互交配,F2出现3∶1的性状分离比,符合一对等位基因的遗传规律
(2) aaBb 野生型∶紫眼长翅=3∶1
(3) 品系1和品系2杂交,统计后代的表型及比例 ①若杂交后代全为卷翅,则两个品系的致死基因位于同一位点;②若杂交后代卷翅∶长翅=3∶1(或不全为卷翅),则两个品系的致死基因不位于同一位点
【分析】基因自由组合定律的实质是进行有性生殖的生物在产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离的同时,位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,基因自由组合定律同时也遵循基因的分离定律。
【详解】(1)要想排除红眼、卷翅相关基因位于细胞质的可能,实验一中的亲本应进行正反交。由实验二可判断出,果蝇的红眼为显性性状,紫眼为隐性性状。实验二的F1红眼果蝇雌雄相互交配,F2出现3∶1的性状分离比,符合一对等位基因的遗传规律,故突变体(品系1)果蝇的紫眼至少受一对等位基因控制。
(2)据题干信息分析可知,实验二中F1中的红眼卷翅(♀、♂)自由交配,子代表型及比例F2中红眼卷翅(♀、♂):紫眼卷翅(♀、♂):野生型(♀、♂):紫眼长翅(♀、♂)=6:2:3:1,分析每对相对性状可知,红眼:紫眼=9:3=3:1,即红眼为显性性状,且无性别之分,故控制该性状的基因位于常染色体上;卷翅:长翅=8:4=2:1,即卷翅为显性性状,无性别之分,且存在卷翅显性纯合致死现象,故控制该性状的基因位于常染色体上;若控制果蝇眼色的基因用A/a表示,控制翅型的基因用B/b表示,则果蝇突变体(品系1)紫眼卷翅的基因型为aaBb;实验一亲本组合突变体(aaBb)×野生型(AAbb),F1:红眼卷翅(AaBb):野生型(Aabb)=1:1,F1中的野生型雌雄果蝇(Aabb)进行随机交配,子代的基因型及比例为A_bb∶aabb=3∶1,表型及比例为野生型∶紫眼长翅=3∶1。
(3)
据题干信息分析可知,已知控制翅型的基因(B/b)所在2号染色体上同时存在另一对等位基因(D/d),且dd纯合致死,将突变体(Bb)雌雄果蝇进行自由交配,发现子代全为卷翅,没有长翅,没有发生性状分离,说明致死基因与b连锁,故B与D位于一条染色体上,b与d位于另一条同源染色体的相应位置,据此可绘出两对基因在染色体上的位置如图所示。
若要研究品系2隐性致死基因与基因d是否位于同一位点,可将品系1和品系2进行杂交,统计后代的表型及比例。若杂交后代全为卷翅,则两个品系的致死基因位于同一位点;若杂交后代卷翅∶长翅=3∶1(或不全为卷翅),则两个品系的致死基因不位于同一位点。
26.(2025·湖南郴州·三模)水稻是人类重要的粮食作物之一,种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳,通常糊粉层为单层活细胞,主要累积蛋白质、维生素等营养物质;淀粉胚乳为死细胞,主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。
(1)用诱变剂处理水稻幼苗,结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数 (填“增多”或“减少”)的即为糊粉层加厚的种子,将其对应的含胚部分用培养基培养,筛选获得了三个糊粉层加厚突变体A1、A2、A3。
(2)若上述的3种不同突变体均只涉及一个隐性单基因突变。为了研究突变基因相对位置关系,进行两两杂交实验,结果如下表:
根据杂交实验结果,可推断这一对性状至少由 对等位基因所控制。
(3)突变体A1与野生型杂交,继续自交得到F2种子,观察到野生型∶突变型=3∶1。利用DNA的高度保守序列(M1~M5)作为分子标记对F2植株进行分析后,将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于 附近,对目标区域进行测序比对,发现了突变基因。
(4)由突变体A1建立稳定品系t,检测发现籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型,但结实率较低。紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中,培育稳定遗传的高营养新品种。
①补充完成图3育种方案: 。
②运用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)技术对植物进行检测,在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR,加入野生型序列和突变型序列的相应引物,两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点,完成扩增后检测产物的荧光信号(红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光)。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测,根据检测荧光信号分别从中选出应保留的植株是 。
【答案】(1)增多
(2)2
(3)M4
(4) 品系N 绿色荧光信号、蓝色荧光信号
【分析】基因突变:⑴概念:是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变叫基因突变;⑵特点:①普遍性:生物界中普遍存在;②随机性:生物个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生;③低频性:突变频率很低;④有害性:一般是有害的,少数是有利的;⑤不定向性:可以产生一个以上的等位基因。
【详解】(1)由题意可知,通常糊粉层为单层活细胞,选育糊粉层加厚的品种是活细胞且细胞层数增多了,因此要选择的糊粉层加厚的种子应为显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数增多的种子。
(2)突变型A1和突变型A2杂交,F1全为野生型,若只由一对等位基因控制,则不论突变型为显性还是隐性,F1都不可能全为野生型,上述的3种不同突变体均只涉及一个隐性单基因突变,因此,这一对性状至少由2对等位基因所控制,若A1的基因型为AAbb,A2与A3的基因型相同,均为aaBB。
(3)突变体A1与野生型杂交,继续自交得到F2种子,观察到野生型∶突变型=3∶1,说明该性状的遗传遵循基因分离定律;根据图2推测突变基因最可能位于发生互换重组个体数较少的区域附近,即M4附近,对目标区域进行测序比对,发现了突变基因。
(4)①要通过图3的育种方案(杂交育种),首先是选择亲本杂交获得F1,让F1与品系N回交获得植株1,让植株1自交得到植株2,对植株2进行品质检测,最终挑选出稳定遗传的高营养新品种。②图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测,阶段1:检测结果出现红色和绿色荧光,保留出现绿色荧光信号的植株;阶段2:检测结果出现红色、绿色和蓝色荧光,保留出现蓝色荧光信号的植株。
四、解答题
27.(2025·湖北武汉·三模)研究人员让纯种的连城白鸭(白羽)和纯种的白改鸭(白羽)进行杂交,过程及结果如图所示。请回答下列问题:
(1)鸭的羽色受两对等位基因B、b与R、r控制,由此分析,这两对基因的遗传遵循 定律,原因是 。
(2)研究得知,基因B能控制合成黑色素,R能调节B在羽毛中的表达。有人推测,基因R存在着剂量效应,即在有B的前提下,有两个R时表现为黑羽,有一个R时表现为灰羽,没有R时表现为白羽。若推测正确,则上述杂交实验中:
①F1均为灰羽,其基因型为 ,F1自交产生的F2发生了 现象。
②F2中黑羽鸭的基因型应为 ,其中纯合子所占的比例应为 。
(3)为了检测上述推测是否正确,最好让灰羽鸭与另一基因型灰羽鸭进行杂交,观察并统计杂交结果,若杂交后代的表型及比例是黑羽:灰羽:白羽= ,则说明上述推测正确。
【答案】(1) 自由组合 F1自交后代F2中的表型比为黑羽:灰羽:白羽=90:181:209=3:6:7,是9:3:3:1的变式,因此这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2) BbRr 性状分离 BBRR、BbRR 1/3
(3)1:2:1
【分析】基因的自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)由图可知F2中的表型比为黑羽:灰羽:白羽=90:181:209≈3:6:7,是9:3:3:1的变式,因此这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律;
(2)①由题干信息可知,在有B的前提下,有两个R时表现为黑羽,有一个R时表现为灰羽,且F2表型比为3:6:7,因此可知F1的基因型为BbRr,F1全为灰羽,F2中出现黑羽和白羽,因此F1自交产生的F2发生了性状分离现象;
②有B的前提下,有两个R时表现为黑羽,因此F2中黑羽鸭的基因型应为BBRR、BbRR,比例为1:2,因此纯合子所占的比例应为1/3;
(3)为了验证R基因存在的剂量效应,可让F1灰羽(BbRr)与另一只基因型为BBRr(亦为灰羽)的个体杂交,子代的基因型及比例为B_RR:B_Rr:B_rr=1:2:1,若存在剂量效应,后代的黑羽:灰羽:白羽=1:2:1。
28.(2025·江西·三模)脊髓小脑性共济失调(SCA)是一类神经系统退行性疾病,受常染色体上独立遗传的基因B/b和基因T/t控制,基因B/b能编码polyQ蛋白。患者polyQ蛋白的谷氨酰胺重复次数比正常人的多,基因T编码的CHIP蛋白会降解重复次数多的异常polyQ蛋白至正常人水平。图1为某家系关于SCA的遗传系谱图,用限制酶对该家系部分个体的基因B/b剪切后进行电泳,结果如图2所示。回答下列问题:
(1)若正常基因为B,则患者的基因型是 ;若正常基因为b,则患者的基因型是 。
(2)根据图1和图2可以判断,正常基因是重复次数为 (填“50”或“26”)的片段序列。I-1的电泳结果与Ⅱ-2的相同,而I-1表现正常,原因是 。
(3)Ⅱ-2和Ⅱ-3再生育一个患病孩子的概率是 ,在Ⅲ-1体内未检测到功能性CHIP蛋白,请在图2中画出Ⅲ-1的基因B/b的电泳结果 。
【答案】(1) bb_ _ Bbtt或BB_ _
(2) 50 I-1含有基因T,基因T编码的CHIP蛋白会降解重复次数多的异常polyQ蛋白
(3) 3/8
【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;发病特点:①男性患者多于女性患者,②隔代交叉遗传,即男性患者将致病基因通过女儿传给他的外孙,女性患者的父亲和儿子均为患者。2、伴X染色体显性遗传病:如抗维生素D佝偻病等;发病特点:①女性患者多于男性患者,②男性患者的母亲和女儿均为患者,③世代相传。3、常染色体隐性遗传病:如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等;发病特点:患者少,个别代有患者,一般不连续。4、常染色体显性遗传病:如多指、并指、软骨发育不全等;发病特点:患者多,多代连续得病。5、伴Y染色体遗传病:如人类的外耳道多毛症;特点是患者都是男性,传男不传女。
【详解】(1)因CHIP蛋白(T基因)可降解异常蛋白,若T基因缺失(tt),则(杂合子)致病基因所表达的蛋白质无法被纠正,导致发病。当正常基因为B时,则患者基因型为bb_ _。当正常基因为b时,基因型为B_含有致病基因,患者基因型为Bbtt或BB_ _。
(2)由图2可知,Ⅲ-2患病,且只含有重复次数为50的片段序列,因此致病基因是重复次数为50的片段序列,正常基因是重复次数为26的片段序列;由图2可知,Ⅰ-1的电泳结果与Ⅱ-2的相同,而Ⅰ-1 表现正常,原因是其含有T基因,基因T编码的CHIP蛋白会降解重复数多的异常polyQ蛋白,使得Ⅰ-1不发病。
(3)Ⅱ-2的基因型为Bbtt,由于Ⅲ-1体内未检测到功能性CHIP蛋白(tt),故Ⅱ-3 的基因型为 BbTt,基因型为Bbtt和BB_ _的个体患病,因此生育患病孩子的概率1/4×1+1/4×1/2=3/8。若Ⅲ-1体内不能检测到功能性 CHIP蛋白,则其不含重复次数多的异常 polyQ蛋白,否则会患病,因此只存在正常基因的重复26次的条带,示意图为: 。
29.(2025·天津滨海新·三模)苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白能使螟虫死亡。研究人员将表达这种毒蛋白的抗螟虫基因转入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因组中,培育出一批转基因抗螟水稻。请回答:
(1)染色体主要由 组成,若要确定抗螟基因是否已整合到水稻的某一染色体上,可用 方法进行检测。
(2)选用上述抗螟非糯性水稻与不抗螟糯性水稻杂交得到F1,从F1中选取一株进行自交得到F2,F2的结果如下表:
表现型
抗螟非糯性
抗螟糯性
不抗螟非糯性
不抗螟糯性
个体数
142
48
50
16
分析表中数据可知,控制这两对性状的基因位于 染色体上,所选F1植株的表现型为 。亲本中抗螟非糯性水稻可能的基因型最多有 种。
(3)现欲试种这种抗螟水稻,需检验其是否为纯合子,请用遗传图解表示检验过程(显、隐性基因分别用B、b表示),并作简要说明。
(4)上表中的抗螟水稻均能抗稻瘟病(抗稻瘟病为显性性状),请简要分析可能的原因。 。
【答案】(1) DNA和蛋白质 PCR(电泳)
(2) 两对非同源 非糯性抗螟水稻 4种/四种
(3)
(4)选取的F1是抗稻瘟病纯合子或抗螟基因与抗稻瘟病基因位于同一条染色体上
【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)染色体主要由DNA和蛋白质组成。若抗螟基因是整合到水稻的某一染色体上,则可以通过PCR(电泳)的方法比较其同源染色体上的DNA序列,是否有其等位基因。
(2)从表中可以看出抗螟∶不抗螟=3∶1,非糯性∶糯性=3∶1,且四种性状分离比接近9∶3∶3∶1,所以控制这两对性状的基因位于非同源染色体上,且非糯性、抗螟为显性。据此可知,F1为AaBb(相关基因分别由A/a、B/b表示),其亲本不抗螟糯性水稻基因型为aabb,所以抗螟非糯性亲本的基因型可以是AABB、AABb、AaBB、AaBb四种。
(3)检验是否为纯合子,可以用自交的方法也可以用测交的方法,相关遗传图解可做如下表示:
(4)上表中的抗螟水稻均能抗稻瘟病(抗稻瘟病为显性性状),其原因之一是选取的F1 是抗稻瘟病纯合子,因此后代均表现为抗稻瘟病,另一个原因是抗螟基因与抗稻瘟病基因位于同一条染色体上,两个基因连锁在一起,因此抗螟水稻均表现为抗稻瘟病。
30.(2025·四川德阳·三模)某昆虫红色素的合成由等位基因A/a控制(AA、Aa的效应相同),并与等位基因B/b共同控制眼色,与等位基因D/d共同控制体色(d基因对A基因的表达有抑制效应),三对基因均位于常染色体上。科学家为研究基因与表型的关系,利用纯合品系P1(深红眼深红体色)、P2(深红眼白体色)和P3黄眼白体色)进行相关杂交实验,统计F1和F2的部分性状,结果见表。
实验
亲本
F1
F1相互交配得到的F2
一
P1×P3
深红眼
深红眼:橙红眼:黄眼=9:3:4
二
P2×P3
粉红体色
深红体色:粉红体色;白体色=3:6:7
(1)实验一中F1深红眼个体的基因型为 (只考虑眼色),实验二的F2深红体色的基因型为 (只考虑体色)。
(2)利用现有的实验结果设计调查方案,判断基因B/b和D/d在染色体上的位置关系(不考虑染色体互换)。
调查方案: 。
结果分析:若 ,则B/b和D/d位于同一对染色体上;否则,B/b和D/d位于两对染色体上。
(3)该昆虫易感染某种病毒,科研人员找到了抗该病毒的基因,通过基因工程将抗病基因导入实验一的F1深红眼个体中,从获得的转基因抗病新品种中筛选出了4个导入了抗病基因的转基因昆虫,分别为K1、K2、K3、K4
①若K1、K2中各含有一个抗病基因,且K1的抗病基因与B基因在同一条染色体上,K2的抗虫基因与A基因在同一条染色体上,则K1与K2杂交,所得子代中抗病个体占 。
②若K3、K4中各含有两个抗病基因,K3与K4杂交,若所得子代的表型及比例为抗病深红眼:抗病橙红眼:抗病黄眼:不抗病深红眼:不抗病橙红眼:不抗病黄眼=135:45:60:9:3:4,则K3和K4的抗病基因在染色体上的分布情况是 。
【答案】(1) AaBb AADD、AaDD
(2) 对实验二中F2个体的眼色和体色同时进行调查统计 F2中深红眼粉红体色:橙红眼深红体色: 深红眼白体色: 黄眼白体色=6:3:3:4
(3) 3/4 K3和K4的两个抗体基因均位于两对同源染色体上,且与A/a和B/b所在的同源染色体均不同
【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)实验一中子二代的比例是9:3:4,实验二中子二代的比例是3:6:7,均为9:3:3:1的变式,说明A/a和B/b遵循基因的自由组合定律,A/a和D/d遵循基因的自由组合定律。深红眼的基因型为A_B_,橙红眼的基因型为A_bb,黄眼的基因型为aaB_、aabb。深红体色的基因型为A_DD,粉红体色的基因型为A_Dd,白色的基因型为A_dd、aaD_、aadd。据此判断,P1的基因型是AABBDD、P2的基因型是AABBdd、P3的基因型是aabbDD。实验一中F1深红眼个体基因型是AaBbDD,和实验二中F1粉红体色个体基因型AaBbDd不相同,实验二中白色个体基因型有A_dd、aaD_、aadd五种,F2的深红体色的基因型为AADD、AaDD。
(2)判断基因B/b和D/d在染色体上的位置关系的调查方案是:对实验二中F2个体的眼色和体色同时进行调查统计,若位于一对同源染色体上,则子一代产生的配子是四种,分别为ABd、AbD、aBd、abD,四种配子随机结合,后代F2中深红眼粉红体色:橙黄眼深红体色:深红眼白体色:黄眼白体色=6:3:3:4,否则,B/b和D/d位于两对染色体上。
(3)①若K1、K2中各含有一个抗病基因,且K1的抗病基因与B基因在同一条染色体上,K2的抗虫基因与A基因在同一条染色体上,则假设K1的抗病基因是E,K2的抗虫基因是F,则K1产生的配子是E、O(表示没有抗虫基因),K2产生的配子是F、O(表示没有抗虫基因),结合后产生的后代有1/4没有抗虫基因,不抗病,即抗病个体为3/4。
②子代的表现型(不考虑体色)比例为135:45:60:9:3:4,总和是256,说明受四对等位基因控制,且遵循自由组合定律,故K3和K4的抗病基因在染色体上的分布情况是K3和K4的两个抗病基因均位于两对同源染色体上,且与A/a和B/b所在的同源染色体均不同。
31.(2025·安徽合肥·三模)大麦(2n=14)为严格的自花传粉植物,是生物育种研究的常用材料。科研人员观察发现了窄叶A 和卷叶B两个大麦叶形突变体,为研究其遗传特点,设计了多组杂交实验,实验结果如表所示。回答下列问题。
杂交实验
亲本组合
F₁表型及比例
F₂表型及比例
一
窄叶 A × 野生型(宽叶)
均为宽叶
宽叶:窄叶=3∶1
二
卷叶 B × 野生型(宽叶)
均为宽叶
宽叶:卷叶=3∶1
三
窄叶 A × 卷叶 B
均为宽叶
宽叶:窄叶:卷叶=9∶4∶3
(1)根据杂交实验结果分析,窄叶和卷叶均是由野生型基因发生 (填“显性突变”或“隐性突变”)形成的,大麦的叶形性状至少受 对等位基因控制。
(2)该大麦叶形的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因自由组合定律,判断的依据是 。
(3)取出实验三 F₂中的宽叶植株进行单独培育,在自然状态下产生子代,则F₃的表型及比例为 。
(4)观察发现,实验一 F₂ 窄叶植株中有一株矮茎植株,进一步研究表明矮茎性状具有抗倒伏作用,由隐性基因控制。请设计一个简单的杂交实验方案,探究窄叶性状基因与矮茎性状基因是否独立遗传,并预期结果及结论 。
【答案】(1) 隐性突变 2
(2) 遵循 实验三中 F₂的性状分离比为9:4:3,是9:3:3:1的变式,说明叶形的遗传遵循基因自由组合定律
(3)宽叶:窄叶:卷叶 = 25:6:5
(4)实验方案:取该株窄叶矮茎植株与野生型植株杂交获得子一代,让子一代自交获得子二代(自然状态下培育获得子二代),观察子二代的表型并统计比例
预期结果及结论:若子二代植株中宽叶正常茎:窄叶矮茎=3:1,则窄叶基因与矮茎基因不能独立遗传;若子二代植株中宽叶正常茎:宽叶矮茎:窄叶正常茎:窄叶矮茎=9:3:3:1,则窄叶基因与矮茎基因独立遗传
【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)根据杂交实验一和二的结果可知,窄叶和卷叶均是由野生型基因发生隐性突变形成的,实验三中F2的性状分离比为宽叶∶窄叶∶卷叶=9∶4∶3,为9∶3∶3∶1的变式,因而确定大麦的叶形性状至少受两对等位基因控制。
(2)实验三中F2的性状分离比为宽叶∶窄叶∶卷叶=9∶4∶3,为9∶3∶3∶1的变式,因而确定该大麦叶形的遗传“遵循”基因自由组合定律,
(3)取出实验三 F2中的宽叶植株进行单独培育,若相关基因用A/a、B/b表示,则F2宽叶植株的基因型可表示为AABB、AaBB、AABb、AaBb,它们的比例为1∶2∶2∶4,在自然状态下产生子代,则F3中宽叶植株的比例为1/9+2/9×3/4×2+4/9×9/16=25/36,窄叶植株的比例为2/9×1/4+4/9×4/16=6/36,卷叶植株的比例为1-25/36-6/36=5/36,即F3中性状分离比为:宽叶:窄叶:卷叶 = 25∶6∶5。
(4)观察发现,实验一 F2窄叶植株中有一株矮茎植株,设相关基因用D/d表示,进一步研究表明矮茎性状具有抗倒伏作用,由隐性基因控制,则窄叶矮茎植株的基因型为aadd,为探究窄叶性状基因与矮茎性状基因是否独立遗传,设计实验如下:取该株窄叶矮茎植株(aadd)与野生型植株(AADD)杂交获得子一代,让子一代自交获得子二代(自然状态下培育获得子二代),观察子二代的表型并统计比例,若子二代植株中宽叶正常茎(1AADD、2AaDd)∶窄叶矮茎(aadd)=3∶1,则窄叶基因与矮茎基因不能独立遗传;若子二代植株中宽叶正常茎(A_D_)∶宽叶矮茎(A_dd)∶窄叶正常茎(aaD_)∶窄叶矮茎(aadd)=9∶3∶3∶1,则窄叶基因与矮茎基因独立遗传。
32.(2025·山西晋城·三模)某种自花传粉植物的野生型植株的花全为长条形红花,研究人员对该种野生型植株进行人工诱变处理,得到了一个卵圆形蓝花突变品系甲和一个卵圆形白花突变品系乙。为分析突变品系的遗传特点,研究人员进行了杂交实验,结果如表所示。回答下列问题:
实验
杂交组合
F1表型
F2表型及比例
实验一
野生型×甲
卵圆形红花
卵圆形红花:卵圆形蓝花:长条形红花:长条形蓝花=9:3:3:1
实验二
野生型×乙
卵圆形红花
卵圆形红花:卵圆形白花:长条形红花:长条形白花=9:3:3:1
(1)根据实验一可确定两对性状中的显性性状为 ,花形和花色的遗传遵循 定律。
(2)若控制花形的基因用A/a表示,将A与a的mRNA翻译区进行序列比对,结果如图1所示。据图分析,卵圆形性状产生的机制是 。
(3)根据实验一和实验二的结果并不能确定控制蓝花和白花性状的基因之间的关系。可选择甲和乙杂交从而进行判断,若F1的花色为红色,则推测控制蓝花和白花性状的基因之间的位置关系是 。
(4)若控制花色色素合成的机制如图2所示。将第(3)问中的F1自交获得F2,F2中红花:蓝花:白花=9:3:4,将F2所有植株自交,单株收获F2中的种子,每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系,所有植株均开白花的株系占所有株系的比例为 。对F1的红花植株进行诱变育种获得含一个耐旱基因B的突变植株,该基因与M、N基因位于不同的染色体上,F1自交获得F2,已知B、b基因的序列,欲利用PCR技术从F2的耐旱且开白花的植株中选出能稳定遗传的耐旱且开白花的植株,具体思路是 。
【答案】(1) 卵圆形、红花 自由组合
(2)a基因发生碱基对的增添后,突变成了卵圆形基因A,该突变导致终止密码子提前出现,其编码的多肽链比a基因编码的多肽链更短(或减少了428个氨基酸)
(3)同源染色体上的两对非等位基因或非同源染色体上的两对非等位基因
(4) 1/4 以b基因为模板设计引物,对F2中耐旱且开白花的植株进行PCR,对PCR产物进行电泳鉴定,无电泳条带的植株即为能稳定遗传的耐旱且开白花的植株(或以B和b基因为模板设计引物,对F2中耐旱且开白花的植株进行PCR,PCR产物进行电泳鉴定,只出现1个条带的植株即为能稳定遗传的耐旱且开白花的植株)
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)根据实验一:野生型(长条形红花)×甲(卵圆形蓝花)→F1全为卵圆形红花,说明卵圆形对长条形为显性,红花对蓝花为显性。F2表型比例为9:3:3:1(双显性性状分离比),表明花形和花色的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)已知UAA为终止密码子,A基因对应的mRNA翻译区的第232个核苷酸和233个核苷酸之间插入了1386个核苷酸,属于基因突变中的增添;并且插入的第60~63个核苷酸组成了终止密码子,使得终止密码子提前出现,翻译提前终止,因此A基因编码的多肽链长度为(232+59)/3=97个氨基酸,a基因编码的多肽链长度为1575/3=525个氨基酸,A基因编码的多肽链比a基因编码的多肽链减少了525-97=428个氨基酸。
(3)选择甲和乙进行杂交,若F1花色为蓝色或白色,则两基因为等位基因,若F1花色为红色,则两基因为非等位基因,包括同源染色体上的两对非等位基因和非同源染色体上的两对非等位基因。
(4)F1自交获得F2,F2中红花:蓝花:白花=9:3:4,说明控制蓝花和白花性状的基因属于非同源染色体上的非等位基因,红花植株的基因型为M N ,蓝花植株的基因型为M nn,白花植株的基因型为mm__,白花植株自交后代均为白花植株,故所有植株均开白花的株系占所有株系的比例为1/4。开白花的植株均能稳定遗传,耐旱的植株的基因型为BB或Bb,其中基因型为BB的植株为稳定遗传的植株,故只需要在耐旱且开白花的植株中选出基因型为BB的植株。以b基因为模板设计引物,对F2中耐旱且开白花的植株进行PCR,对PCR产物进行电泳鉴定,无电泳条带的植株即为能稳定遗传的耐旱且开白花的植株(或以B和b基因为模板设计引物,对F2中耐旱且开白花的植株进行PCR,PCR产物进行电泳鉴定,只出现1个条带的植株即为能稳定遗传的耐旱且开白花的植株)。
33.(2025·安徽六安·三模)二倍体野生型圆叶风铃草花瓣呈蓝色,研究人员发现三个纯种白花隐性突变品系,其突变基因及基因型如下表。为确定突变基因在染色体上的位置关系,进行如卜杂交实验(不考虑其他突变和互换),请回答下列问题。
突变品系
突变基因
基因型
甲
w1
w1w1/++/++
乙
w2
++/w2w2/++
丙
w3
++/++/w3w3
(1)杂交实验说明w1、w2的位置关系是位于 (一对,两对)同源染色体上w1、w3的位置关系是位于 (一对/两对)同源染色体上。请在下图中画出杂交实验二中F1的余下基因位置: 。
(2)若将杂交一、二中的F1相互杂交,后代出现白花的概率是 。
(3)另有一白色突变品系丁,由隐性基因w4决定,甲和丁杂交,F1全为白色,F1自交后代均为白色,可推测w1和w4基因位于染色体的 (填“同一”或“不同”)位点,这体现了基因突变的 性。
【答案】(1) 两对 一对
(2)1/4
(3) 同一 不定向
【分析】自由组合定律:两对(或多对)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。
【详解】(1)甲的基因型为w1w1/++/++,乙的基因型为++/w2w2/++,杂交一F1全为蓝色,F2出现性状分离,分离比为9∶7,为9∶3∶3∶1变式,两对基因独立遗传,故实验结果说明w1、w2的位置关系是位于两对同源染色体上;
丙的基因型为++/++/w3w3,甲的基因型为w1w1/++/++,杂交二F1全为蓝色,F2性状分离为1∶1,符合分离定律的分离比,故w1、w3的位置关系是位于一对同源染色体上;w1、w3的位置关系是位于一对同源染色体上,杂交二中甲和丙杂交,F1的基因型为w1w3++,F1自交,F2为蓝色∶白色=1∶1,并未出现全为白花,说明w1和w3位于一对同源染色体上但并非位于等位基因的位置,F1基因的位置图示如下。
(2)杂交一的F1(w1+/w2+/++)与杂交二中的F1(w1+/++/w3+)相互杂交,可简写w1w2×w1w3,后代出现白花(w2w3)的概率是1/4。
(3)另有一白色突变品系丁,由隐性基因w4决定,甲和丁杂交,F1全为白色,F1自交后代均为白色,说明是同一突变,可推测w1和w4的位置关系是位于染色体的同一位点;w基因可突变为不同的等位基因,这体现了基因突变的不定向性。
34.(2025·浙江·三模)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制,其中基因A控制紫色,a无控制色素合成的功能。基因B控制红色,b控制蓝色。基因Ⅰ不影响上述2对基因的功能,但i纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙,它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变及其他变异。根据表中杂交结果,回答下列问题:
杂交组合
F1表型
F2表型及比例
杂交组合一:甲×乙
紫红色
紫红色:靛蓝色:白色=9:3:4
杂交组合二:乙×丙
紫红色
紫红色:红色:白色=9:3:4
(1)影响植物花色的色素存在于 (细胞器)中,控制花色遗传的基因是通过 途径 (填“直接”或“间接”)实现对花色性状的控制。
(2)乙的基因型是 ,杂交组合一的F2靛蓝色个体中纯合子占 ,F2的白花个体有 种基因型。能否通过测交确定F2中白花个体的基因型? 。
(3)丙的基因型是 ,表中所有F2的紫红色植株都自交一代,白花植株在全体子代中所占比例为 。
(4)若甲与丙杂交所得F1自交,则F2表型比例为 。
【答案】(1) 液泡 控制酶的合成 间接
(2) AABBii 1/3 3/三 否
(3) aaBBⅡ 1/6
(4)紫红色:靛蓝色:红色:蓝色=9:3:3:1或紫红色:靛蓝色:红色=2:1:1
【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)液泡内有细胞液,化学成分包括有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等,影响植物花色的色素存在于液泡中;控制花色遗传的基因与酶有关,故控制花色遗传的基因是通过控制酶的合成控制代谢,进而控制生物性状,属于生物控制性状的间接途径。
(2)分析题意可知,基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花,i纯合的个体为白色花,甲、乙、丙的花色分别为靛蓝色、白色和红色,杂交组合一甲乙、杂交组合二乙丙杂交,杂交,子一代都是紫红色,说明子一代都是双杂合个体,乙为白色纯合体,需满足ii纯合,基因型是AA--ii,结合实验结果可进一步推知,甲、乙、丙的基因型分别为AAbbⅡ、AABBii、aaBBII,甲×乙杂交组合中F2的靛蓝色植株基因型为AAbbIi:AAbbII=2:1,其中纯合子占1/3,F2的白花个体有AABBii、AABbii、AAbbii3种基因型。这三种基因无论哪种与aabbii测交后代表型都是白花,因此不能通过测交确定F2中白花个体的基因型。
(3)甲×乙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AABbIi:AABBIi:AABbII:AABBII=4:2:2:1,乙×丙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AaBBIi:AABBIi:AaBBII:AABBII=4:2:2:1。其中Ⅱ:Ii=1:2,所以白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4=1/6。
(4)由于题中没有说明相关基因A/a和B/b是否在同一对同源染色体上,则可分为两种情况,第一种情况,当三对等位基因分别位于三对同源染色体上,甲与丙杂交所得F1的基因型为AaBbⅡ,其自交的子二代的表型比为紫红色(A_B_Ⅱ):靛蓝色花(A_bbII):红色(aaB_II):蓝色(aabblI)=9:3:3:1;第二种情况,当A/a和B/b两对等位基因位于一对染色体上,且不考虑交叉互换,子二代的表型比为紫红色(AaBbII):靛蓝色花(AAbbII):红色(aaBBII)=2:1:1。
35.(2025·河南·三模)玉米(2n=20)根据籽粒颜色可分为黄玉米、白玉米和混合玉米三种,该性状由两对等位基因A/a和B/b共同控制,其中A基因控制黄色,且AA和Aa的效应相同。玉米植株颜色由2号染色体上的基因D/d控制,其中D基因控制紫色、d基因控制绿色。研究人员在玉米中发现了一个孤雌生殖诱导系,其一条2号染色体的姐妹染色单体发生融合,最终在两个着丝粒之间形成染色体桥,染色体桥可在任意一处随机断裂,形成的子染色体移向两极(机制如图1),当不含D/d基因的精子与卵细胞结合时,可诱导卵细胞直接发育成单倍体子代(不考虑致死情况)。研究人员利用纯合品系黄玉米和白玉米进行图2所示杂交实验。
(1)亲本中黄玉米和白玉米的基因型分别是 ,基因A/a和基因B/b的遗传遵循自由组合定律,理由是 。
(2)F2混合玉米自交,子代中黄玉米所占比例为 。
(3)基因型为Dd的孤雌生殖诱导系在减数分裂产生精子的过程中,染色体桥出现在处于 (填时期)的细胞中,产生的不含D/d基因的精子中含有 条染色体。图1染色体上出现D、d基因的原因是发生了 (填变异类型)。
(4)基因型为Dd的孤雌生殖诱导系与紫色玉米植株杂交,子代出现了紫色和绿色的单倍体植株,说明母本紫色玉米植株为杂合子,原因是 。
(5)欲判断A/a基因是否位于2号染色体上,可选用基因型为AaBbDd的紫色混合玉米植株与孤雌生殖诱导系杂交,得到单倍体幼苗后,使用 (填化学试剂)处理使染色体数目加倍,统计后代性状分离比,若 ,则A/a基因位于2号染色体上。
【答案】(1) AABB,aabb或AAbb,aaBB F2中黄玉米:混合玉米:白玉米=6:6:4,属于“9:3:3:1”的变式
(2)5/12
(3) 减数分裂II后期 10 基因突变或基因重组
(4)单倍体子代的种类即母本产生卵细胞的种类,子代出现了紫色和绿色的单倍体植株,说明母本产生了分别含D基因和d基因的卵细胞
(5) 秋水仙素 绿色黄玉米植株:紫色白玉米植株=1:1或紫色黄玉米植株:绿色白玉米植株=1:1
【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)籽粒颜色由两对等位基因A/a和B/b共同控制,其中A基因控制黄色,且AA和Aa的效应相同,由图2中的杂交结果可知,A_Bb表现为混合玉米、A_BB和A_bb表现为黄玉米、aa_ _表现为白玉米,F1(混合玉米)的基因型为AaBb,基因型为AABB的黄玉米和基因型为aabb的白玉米或基因型为AAbb的黄玉米和基因型为aaBB的白玉米杂交均可得到基因型为AaBb的F1混合玉米。
图2的F2中黄玉米:混合玉米:白玉米=6:6:4,属于“9:3:3:1”的变式,说明基因A/a和基因B/b的遗传遵循自由组合定律。
(2)F2混合玉米的基因型及比例为AABb:AaBb=1:2,则F2混合玉米自交,子代中黄玉米所占比例为1/3×1/2+2/3×3/8=5/12。
(3)姐妹染色单体发生融合后,随着着丝粒分裂,子染色体向细胞两极移动,形成染色体桥,着丝粒分裂发生在减数分裂II后期;染色体桥会随机断裂,导致形成的子细胞中D/d基因的数量改变,但染色体数目不变,故产生的不含D/d基因的精子中含有10条染色体。细胞中姐妹染色单体是由染色体复制得到的,应该含有相同的基因,但图1的姐妹染色单体上含有D、d基因,则可推测该细胞发生了基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体互换(基因重组)。
(4)孤雌生殖诱导系作父本时,减数分裂产生的不含D/d基因的精子与卵细胞结合,会诱导卵细胞直接发育成单倍体子代,故单倍体子代的种类即母本产生卵细胞的种类,子代出现了紫色和绿色的单倍体植株,说明母本产生了分别含D基因和d基因的卵细胞。
(5)秋水仙素处理单倍体植株会抑制纺锤体的形成,导致子染色体不能移向细胞两极,从而形成正常的二倍体植株。为判断A/a基因是否位于2号染色体上,可选用基因型为AaBbDd的紫色混合玉米与孤雌生殖诱导系杂交,则子代单倍体植株是由卵细胞直接发育而来的,若A/a基因位于2号染色体上,则可能是A与D在一条染色体上、a与d在另一条染色体上,也可能是A与d在一条染色体上、a与D在另一条染色体上,故由卵细胞直接发育成的单倍体植株经秋水仙素加倍后得到的二倍体植株的基因型及比例为AABBDD:AAbbDD:aaBBdd:aabbdd=1:1:1:1,表型及比例为紫色黄玉米植株:绿色白玉米植株=1:1;或AABBdd:AAbbdd:aaBBDD:aabbDD=1:1:1:1,表型及比例为绿色黄玉米植株:紫色白玉米植株=1:1。
36.(2025·浙江温州·三模)基因A和B是斑马鱼体内控制神经发育的重要基因,分别位于12号和2号染色体。A或B基因发生隐性突变,可引发斑马鱼神经发育异常。现有学者根据研究需要培育出了不同品系的斑马鱼,品系1培育过程如图所示:
回答下列问题:
(1)根据材料,A/a和B/b的遗传遵循 定律,神经发育中度异常的斑马鱼基因型有 种。培育品系1的过程运用的育种原理是 。
(2)等位基因M/m和R/r均为完全的显隐性关系,能共同控制斑马鱼的体色(基因型与体色对应关系如表所示)。为方便筛选与观察,某团队欲培育能够直接通过体色判断神经发育异常程度的斑马鱼:
基因型
MMRR
MMrr
mmRR
mmrr
表现型
野生型
浅体色
虹体色
透明体色
①现已培育获得斑马鱼品系2(基因与染色体的关系如图)。欲获取较多的斑马鱼品系2,可将品系2与基因型为 的品系杂交,保留子代中体色为 的个体即可;
②将品系2与基因型为aabbmmrr的斑马鱼品系杂交,然后取F1中表型为 的个体随机交配。获得的F2即可实现培育目标。F2中神经发育中度异常的斑马鱼体色为 。若选取F2中所有神经发育中度异常的斑马鱼随机交配,理论上F3中神经发育异常的斑马鱼占比为 。
③仅考虑A/a、B/b两对基因,写出第②题中F1斑马鱼进行测交实验的遗传图解 。
【答案】(1) 自由组合 4 基因重组
(2) AABBmmrr 野生型 野生型 浅体色和虹体色 7/9
【分析】自由组合定律是指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。
【详解】(1)根据材料可知,A/a和B/b为非同源染色体上的非等位基因,在遗传时遵循基因自由组合定律;实验中F2的性状分离比为9∶6∶1,说明神经发育中度异常的斑马鱼基因型有4种,分别为AAbb、Aabb、aaBB、aaBb。图示培育品系1的过程运用的育种方法是杂交育种,其原理是基因重组。
(2)①现已培育获得斑马鱼品系2。欲获取较多的斑马鱼品系2,可将品系2与基因型为AABBmmrr的品系杂交,保留子代中体色为野生型的个体即可;
②将品系2与基因型为aabbmmrr的斑马鱼品系杂交,获得F1的基因型为AMaBRbmmrr、AMaBbmmrr、AaBRbmmrr、和AaBbmmrr,而后选择表现型为神经发育正常且为野生型的个体,其基因型为AMaBbmmrr,其自由交配可从F2获得培育目标。F2中神经发育中度异常的斑马鱼的基因型为aaBR-mmrr和AM-bbmmrr,它们的体色为虹体色和浅体色。若选取F2中所有神经发育中度异常的斑马鱼(aaBR-mmrr和AM-bbmmrr)随机交配,则该群体中配子种类和比例为AMbmr∶aBRmr∶abmr=1∶1∶1,则理论上F3中神经发育正常的斑马鱼(AMaBRbmmrr)占比为1/3×1/3+1/3×1/3=2/9,则神经发育异常的个体占比为1-2/9=7/9。
③仅考虑A/a、B/b两对基因,则第②题中亲本的基因型为AABB和aabb,二者杂交产生的F1斑马鱼的基因型为AaBb,其进行测交实验的遗传图解可表示如下:
37.(2025·福建泉州·三模)大白菜为二倍体植物,存在自交不亲和、花小不易人工授粉的特点。其雄性不育系在杂交制种和生产应用中有着重要的作用。研究人员利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理野生型大白菜种子,筛选出稳定遗传的雄性不育突变系msml、msm2。将上述突变系分别与野生型(雄性可育)进行杂交,结果如下表所示。
组合
P
F₁表型及比例
F₂表型及比例
1
野生型×msml
全为野生型
野生型:雄性不育=3:1
2
野生型×msm2
全为野生型
野生型:雄性不育=3:1
请回答:
(1)组合1的杂交结果初步表明,msm1的雄性不育为 性(填“显”或“隐”)突变,该性状受一对等位基因控制。
(2)不能利用msm1与msm2杂交判断二者是否由同一基因突变而来,原因是 ;利用表中材料通过一次杂交就能进行初步判断的杂交组合是 。
(3)现有抗病性强的大白菜品种“青麻叶”,可将其与其他优质大白菜品种杂交获得更优良的后代。培养“青麻叶”雄性不育系有利于高效地进行异株传粉,收获更多种子。现欲通过回交实验(如图所示)将诱变获得的mml不育系的雄性不育基因导入“青麻叶”,以便获得“青麻叶”不育系。每一代得到的杂交后代都要与“青麻叶”进行回交,目的是 ;利用PCR检测技术进行分子辅助检测可提高获得“青麻叶”不育系的效率,原因是 。
【答案】(1)隐性
(2) msm1与msm2均为雄性不育植株,无法进行杂交 组合1的F1与组合2的F1进行杂交或:组合1的F1与组合2的F2的雄性不育植株进行杂交或:组合2的F1与组合1的F2的雄性不育植株进行杂交
(3) 使杂交后代的基因组成逐渐趋近于“青麻叶” PCR技术可以用来特异性检测出具有雄性不育基因的杂交后代
【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)组合 1 中,野生型(雄性可育)与 msm1 杂交,F₁全为野生型(雄性可育),F₂出现野生型:雄性不育 = 3 : 1 的性状分离比。根据孟德尔遗传定律,具有一对相对性状的纯合亲本杂交,F₁表现出来的性状为显性性状,未表现出来的性状为隐性性状,且 F₂出现 3 : 1 的性状分离比,说明该性状受一对等位基因控制,所以 msm1 的雄性不育为隐性突变。
(2)msm1与msm2都为雄性不育突变系,所以不能进行杂交,也就不能利用msm1与msm2杂交判断二者是否由同一基因突变而来。利用表中材料通过一次杂交就能进行初步判断的杂交组合有三种(假设若由同一基因突变而来,育性由A控制,不育由a1、a2来控制;若由不同基因突变而来,育性由A和B控制,不育由a和b控制):①组合1的F1与组合2的F1进行杂交:若由同一基因突变而来,二者的基因型为Aa1×Aa2,子代野生型:雄性不育=3:1。若由不同基因突变而来,二者的基因型为AaBB×AABb,子代全为可育。②组合1的F1与组合2的F2的雄性不育植株进行杂交。若由同一基因突变而来,子代子代野生型:雄性不育=1:1。若由不同基因突变而来,子代全为可育。③组合2的F1与组合1的F2的雄性不育植株进行杂交,若由同一基因突变而来,子代子代野生型:雄性不育=1:1。若由不同基因突变而来,子代全为可育。
(3) 回交是杂交后代与亲本之一进行杂交。每一代得到的杂交后代都与 “青麻叶” 进行回交,目的是使后代更多地具有 “青麻叶” 的优良性状 ,不断积累 “青麻叶” 的遗传物质。PCR 检测技术可在分子水平上对植株基因型进行检测。在将雄性不育基因导入 “青麻叶” 的过程中,利用 PCR 检测技术能快速、准确地筛选出含有雄性不育基因的植株,从而提高获得 “青麻叶” 不育系的效率。
38.(2025·青海西宁·三模)某种仓鼠毛色受常染色体上独立遗传的两对等位基因(D/d和E/e)控制。当基因D和E同时存在时,毛色为黑色;无基因D、E则毛色为白色;只存在基因D时毛色为灰色,此外,基因d和E存在于同一配子中会导致该配子不育。某亲本黑色仓鼠与灰色仓鼠杂交,F1中出现灰色、黑色及白色三种毛色不同的仓鼠。完成下列问题:
(1)根据题干信息,亲本黑色仓鼠的基因型为 ,其可产生 种可育配子,F1中共有 种基因型,其中白色仓鼠的基因型为 。
(2)不考虑互换和突变,若让F1中黑色仓鼠随机交配,则所得后代中白色仓鼠的概率为 。若让F1黑色仓鼠测交,则所得后代的表型及比例为 。
(3)科学家偶然在上述仓鼠群体中发现了一种毛色为黄色的仓鼠,进一步研究发现黄色仓鼠是基因D/d突变所致(E/e基因对黄色毛色没有影响),科学家选择了若干只黄色仓鼠和纯合白色仓鼠的相关基因进行电泳,电泳结果如图所示(其中1~4号为黄色仓鼠,5~8号为白色仓鼠)。
根据实验结果可知,条带 为突变基因,黄色相对于白色为 (填“显性”或“隐性”)性状,判断理由是 。
【答案】(1) DdEe 3 5 ddee
(2) 1/49 黑色:灰色:白色=3:3:1
(3) ② 显性 1~4号为黄色仓鼠,5~8号为白色仓鼠,说明条带①为d基因,条带②为突变基因,且1~4号为杂合子,表现为黄色,所以黄色相对于白色是显性突变
【分析】题目涉及仓鼠毛色的遗传规律,由常染色体上独立遗传的两对等位基因(D/d和E/e)控制。需结合条件分析,当基因D和E同时存在时,毛色为黑色,D_E_为黑色;无基因D、E则毛色为白色,ddee为白色;只存在基因D时毛色为灰色,D_ee为灰色。
【详解】(1)根据题意可知,D_E_为黑色,ddee为白色,D_ee为灰色,亲本黑色仓鼠与灰色仓鼠杂交,F1中出现灰色(D_ee)、黑色(D_E_)及白色(dd__)仓鼠,则亲本黑色仓鼠基因型为DdEe,灰色仓鼠基因型为Ddee。DdEe产生的配子为DE、De、dE、de,由于当基因d和E存在于同一配子中时会导致该配子不育,故DdEe产生的可育配子为DE、De、de,共3种。Ddee产生的配子为De、de,形成子代的基因型为DDEe、DDee、Ddee、DdEe、ddee,共5种,其中白色仓鼠的基因型为ddee。
(2)F1中黑色仓鼠的基因型及比例为DDEe:DdEe=1:1,产生的配子为DE:De:de:dE=(1/2×1/2+1/2×1/4):(1/2×1/2+1/2×1/4):(1/2×1/4):(1/2×1/4)=3:3:1:1,由于当基因d和E存在于同一配子中时会导致该配子不育,故F1中黑色仓鼠产生可育配子的种类及比例为DE:De:de=3:3:1。若让F1中黑色仓鼠随机交配,则所得后代中白色仓鼠占1/7×1/7=1/49;若让F1黑色仓鼠测交,则所得后代的基因型及比例为DdEe:Ddee:ddee=3:3:1,其表型及比例为黑色:灰色:白色=3:3:1。
(3)根据题干信息,黄色仓鼠出现的原因是基因D/d突变所致(E/e基因对黄色毛色没有影响),白色仓鼠含有基因d,1~4号为黄色仓鼠,5~8号为白色仓鼠,说明条带①为d基因,条带②为突变基因,且1~4号为杂合子,表现为黄色,所以黄色相对于白色是显性突变。
39.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)茄子的果皮和花因富含花青素而呈现紫色。花青素能清除人体内的自由基、增强免疫力等。为揭示茄子花青素合成的分子机制,科研人员开展了相关研究。
(1)研究者用甲、乙两白花白果纯合突变体进行杂交,结果如图1。已知甲为单基因突变体(A突变为a)。
①据图1可知,茄子花由 对等位基因控制。而F2中紫果:白果为27:37,可得出果皮颜色由 对独立遗传的基因控制,理由是 。
②两亲本的基因型为 (另外两对基因为D/d、M/m)。
(2)研究者推测,M基因的调控具有组织特异性,其突变会抑制果皮花青素合成,却不抑制花中花青素合成。可选用亲本乙与表型为紫花白果的纯合体杂交进行验证,若F2表型及比例为 ,则支持上述推测。
(3)光是诱导茄子花青素合成的信号之一,进一步研究上述基因与光信号间诱导成色的机制。克隆茄子蓝光受体基因CRY1和光信号调控因子基因COP1.将CRY1与黄色荧光蛋白基因(YFP)的C端融合(CRY1-cYFP),COP1与YFP的N端融合(COP1-nYFP)分别构建质粒,并转入烟草叶片表皮细胞中瞬时表达,检测荧光,结果如图2.
COP1-nYFP+CRY1-cYFP(蓝光)COP1-nYFP+CRY1-cYFP(黑暗)
注:若YFPN端融合的基因表达的蛋白与C端融合基因表达的蛋白存在互作,则YFP蛋白的N端与C端接近,可检测到黄色荧光。
结果说明CRY1能与COP1发生依赖蓝光的相互作用,本实验除nYFP+cYFP外,还应设置的对照组为 。研究者还证实了COP1与M基因表达产物M蛋白也存在互作,并使M降解。
【答案】(1) 2 3 基因杂合的F1可以产生8种不同类型的雌雄配子,雌雄配子自由结合可以产生27:37(总数为64)后代分离比激活DNA聚合酶 aaDDMM、AAddmm
(2)紫花白果:白花白果=3:1
(3)COPl-nYFP+cYFP和nYFP+CRY1-cYFP
【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)①据F2分析,紫花:白花=36:28=9:7,符合9:3:3:1的变式,则茄子花色由两对基因控制。而F2紫果:白果为27:37,可得出果皮颜色由3对独立遗传的基因控制,理由是3对基因杂合的F1可以产生8种不同类型的雌雄配子,雌雄配子自由结合可以产生27:37(总数为64)后代分离比(紫果的比例为27/64,是3/4的3次方,符合三对相对性状的显性性状自由组合的比例)。②F1都是紫花紫果,F2出现性状分离,说明F1是三杂合个体,且甲、乙是两白花白果纯合突变体,甲为单基因突变体(一定是aa),白色的基因型是A_dd、aaD_、aadd,据此可知,两亲本的基因型为aaDDMM、AAddmm。
(2)分析题意,M基因的调控具有组织特异性,其突变会抑制果皮花青素合成,却不抑制花中花青素合成,要验证上述推测,选择亲本乙(AAddmm)与表型为紫花白果的纯合体(AADDmm)杂交进行验证,子一代是AADdmm,令其自交,子代AAD-mm∶AAddmm=3:1,F2表型及比例为:紫花白果:白花白果=3:1。
(3)为消除变量对实验结果的影响,本实验除nYFP+cYFP外,还应设置的对照组为COP1-nYFP+cYFP和nYFP+CRY1-cYFP,即缺乏光信号调控因子基因COP1组:nYFP+CRY1-cYFP和缺乏蓝光受体基因CRY1组:COP1-nYFP+cYFP,并都用蓝光照射,最终只有COPl-nYFP+CRY1-cYFP组发黄色荧光,结果能说明CRY1能与COPl发生了依赖蓝光的相互作用。
40.(2025·福建三明·三模)某自花传粉植物的花色由两对等位基因D/d和E/e控制,基因型与表型之间的对应关系为D_E_为红色,D_ee或ddE_为紫色,ddee为白色。科研人员用纯合亲本进行如图所示的杂交实验,不考虑基因突变和染色体变异,且d基因会导致部分花粉失活。
回答下列问题。
(1)在实验一中,根据F2的表型比例可以推测,亲本的紫花是作为 (填“母本”、“父本”、“母本父本都可”)参与杂交,基因型是 。
(2)根据实验一和实验二的结果可判断控制花色的两对等位基因位于 对同源染色体上,依据是 ,实验二F2表型比例为红花∶紫花= 。
(3)以实验一的F2植株为实验材料,设计杂交实验探究“d基因是否也会导致雌配子失活”,写出简要实验思路与预期结果。
实验思路: 。
预期结果:若 ,则d基因不导致雌配子失活。
【答案】(1) 母本父本都可 ddEE
(2) 一 若两对等位基因位于两对同源染色体上,实验二F2中应出现白花植株(实验二F2未出现白花植株) 1∶1
(3) 以实验一F2紫花为父本红花为母本杂交,观察并统计子代表型及比例 子代中红花∶紫花=17∶7
【分析】自由组合定律实质:(1)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。(2)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)实验一中,亲本为纯合红花(DDEE)和紫花。紫花基因型可能为 DDee 或 ddEE。若紫花为 ddEE,作为母本或父本时,因 d 基因仅影响部分花粉(父本花粉含 d 时部分失活),但母本不受此影响,且 F₂表型比例为 6:1,说明 ddEE参与杂交。因此,紫花作为母本或父本均可,基因型为 ddEE。
(2)若两对等位基因位于两对同源染色体上,会发生自由组合,则实验二F2中应出现白花植株(ddee),但实际未出现,所以根据实验一和实验二的结果可判断控制花色的两对等位基因位于一对同源染色体上。
实验一中,纯合红花(DDEE)与纯合紫花杂交,F₁全为红花(DdEE)。F₁自交后F₂代红花:紫花=6:1。 若紫花亲本为ddEE,F₁代为DdEE。若无致死现象,自交时,产生的后代为D_EE;ddEE=3:1,但若父本的dE雄配子因d基因失活,导致后代中ddEE的比例降低至1/7(6:1),设雄配子比例为De:dE=X:1,解得,X=5/2,说明dE雄配子3/5致死,所以De:dE=5:2。则实验二基因型为DDee×ddEE,F1为DdEe,由于D和e连锁,d和E连锁,则产生的雌配子为De:dE=1:1,雄配子为De:dE=5:2,F2为DDee:DdEe:ddEE=5:7:2,红花∶紫花=1:1。
(3)实验思路:以实验一 F₂紫花(ddEE)为父本,红花(D_EE,含 DDEE 和 DdEE)为母本杂交,观察并统计子代表型及比例。
预期结果:以实验一F2紫花(ddEE)为父本,红花(DDEE:DdEE=5:7)为母本杂交。母本红花产生的雌配子中,DDEE只产生DE,DdEE产生DE和dE(比例1:1),综合可得雌配子DE:dE=17:7(没有致死现象)。父本ddEE产生的dE花粉,则后代红花∶紫花=17∶7,说明d基因不导致雌配子失活。
41.(2025·重庆·三模)果蝇常用作遗传学研究的实验材料。为研究果蝇4对等位基因在染色体上的相对位置关系,研究人员以某雄果蝇的若干精子为材料,利用以上4对等位基因的引物,以单个精子的DNA 为模板进行PCR,再通过电泳技术检测产物中的相关基因,检测结果如图所示。已知图中该果蝇12个精子的基因组成的种类和比例,与该果蝇理论上产生的配子的基因组成的种类和比例相同,且本研究中不存在致死现象,所有个体的染色体均正常,各种配子的活力相同。回答下列问题:
(1)果蝇常被用作遗传学材料的原因是 (答出2点)。图中基因A、a和B、b的位置关系为 (注:用“ ”的形式表示,其中横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置)。
(2)图中基因B、b和C、c的遗传是否遵循自由组合定律? (填“是”或“否”),判断依据是 。已知同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。果蝇眼型异常受等位基因B、b和C、c控制,且只有不含显性基因的个体才表现为眼型异常。让该果蝇与某雌果蝇杂交,子代中出现眼型正常果蝇的概率为47/48,则该雌果蝇产生的重组型配子所占的比例为 。
(3)据图推断,该雄果蝇的基因e (填“一定”或“不一定”)能遗传给子代雌果蝇。若采用本研究的实验方法,利用基因E和e的引物设计实验进行探究,则应该选择果蝇的 (填“精子”或“卵细胞”)作为实验材料,原因是 。
【答案】(1) 果蝇易饲养、繁殖快、子代多、有易于区分的性状
(2) 否 结合图中信息可以看出,该果蝇关于等位基因B、b和C、c的配子的基因型及比例为Bc:bC:BC:bc=2:2:1:1,不符合1:1:1:1的比例,因此可推测,等位基因B、b和C、c位于一对同源染色体上 1/4
(3) 不一定 卵细胞 卵细胞中只有X染色体,无Y染色体。若检测到卵细胞中有基因E或基因e,则可得出基因E或基因e位于X染色体上的结论;反之,则可推断基因E或基因e位于Y染色体上
【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)果蝇常用作遗传学研究材料的原因:果蝇具有易饲养、繁殖快、子代多、有易于区分的性状等特点,这些特点使得在遗传学实验中能够快速获得大量样本,且便于观察和分析性状的遗传规律。 图中基因A、a和B、b的位置关系:从所给图示形式(横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置)可以看出,基因A、a和B、b位于一对同源染色体上,其位置关系为A与b在一条染色体上,a与B在另一条同源染色体上,即A - b和a - B, 。
(2)判断基因B、b和C、c的遗传是否遵循自由组合定律:自由组合定律要求非同源染色体上的非等位基因自由组合,产生的配子比例符合特定的1:1:1:1等比例关系。结合图中信息,该果蝇关于等位基因B、b和C、c的配子的基因型及比例为Bc:bC:BC:bc = 2:2:1:1,不符合1:1:1:1的比例,所以可推测等位基因B、b和C、c位于一对同源染色体上,因此不遵循自由组合定律。 计算该果蝇产生的重组型配子所占的比例:已知子代中出现眼型正常果蝇的概率为47/48,眼型正常需要同时含有隐性基因b和c,由于同源染色体的非姐妹染色单体之间互换形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例,子代眼型异常(bbcc)概率为1−47/48=1/48。雄果蝇产生 bc 配子的概率为1/6,设雌果蝇产生 bc 配子的概率为 y,则1/6y=1/48,解得y=1/8。由于重组型配子包括 BC 和 bc(比例相等),故雌果蝇重组型配子比例为2×1/8=1/4。
(3)该果蝇的基因e的遗传情况:因为果蝇的性别决定方式为XY型,雄性个体的性染色体组成为XY,雌性个体的性染色体组成为XX,基因e可能位于X染色体或Y染色体上,所以该果蝇的基因e不一定能遗传给子代雄果蝇。 选择实验材料:应选择果蝇的卵细胞作为实验材料。原因是卵细胞中只有X染色体,无Y染色体。若检测到卵细胞中有基因E或基因e,则可得出基因E或基因e位于X染色体上的结论;反之,则可推断基因E或基因e位于Y染色体上。
42.(2025·甘肃白银·三模)甜瓜(2n=24)是一种雌雄同株植物,甜瓜的抗疫霉病和易感疫霉病是一对相对性状,茎蔓表面存在有毛和无毛之分,有毛个体中又有刚毛和茸毛之分。实验人员选择3个纯合品系P1(刚毛抗病)、P2(茸毛感病)和P3(无毛感病)进行杂交,再让F1自交,结果如表所示。回答下列问题:
杂交组合
F1表型及比例
F2表型及比例
①P1×P2
全为刚毛抗病
刚毛抗病∶茸毛抗病∶刚毛感病∶茸毛感病=9∶3∶3∶1
②P1×P3
全为刚毛抗病
刚毛抗病∶无毛抗病∶刚毛感病∶无毛感病=9∶3∶3∶1
③P2×P3
?
?
(1)从实验①②的结果可知,抗病与感病的遗传遵循 定律,其中显性性状为 。
(2)控制刚毛、茸毛和无毛的基因情况可能为Ⅰ.互为等位基因;Ⅱ.位于非同源染色体上的两对等位基因。如果实验③的F1全为 ,则符合情况Ⅰ;如果实验③的F1全为 ,则符合情况Ⅱ。
(3)进一步研究发现,控制刚毛、茸毛和无毛的基因为独立遗传的两对等位基因B/b、D/d,其中B/b决定毛的有无,D/d决定是刚毛还是茸毛,则实验③F2中表型为无毛的个体所占的比例为 。
(4)甜瓜对疫霉病的抗性是由M基因决定的,M基因和m基因的部分序列(具有差异的部分已圈出)如图1所示。
①m基因是由M基因发生了碱基对的替换引起的,从而使编码谷氨酸的密码子(GAA) 转变为终止密码子(UAA),导致相关蛋白质不能正常合成,图1中作为转录的模板链的是 。
②实验人员选出实验②中部分无毛个体,用相关引物对其中的M基因和m基因进行PCR,并用限制酶EcoRⅠ(识别的序列为5'-G↑AATTC-3')对产物进行酶切,电泳结果如图2所示。其中属于抗病个体的是 (填序号)。
【答案】(1) 基因的分离 抗病
(2) 茸毛或无毛 刚毛
(3)1/4
(4) a链 1号和3号
【分析】孟德尔两大遗传定律:
(1)基因分离定律的实质:在杂合的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;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子代。适用范围:①一对相对性状的遗传;②细胞核内染色体上的基因;③进行有性生殖的真核生物。
(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。由此可见,同源染色体上的等位基因、非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循孟德尔的遗传定律。适用范围:①有性生殖的真核生物;②细胞核内染色体上的基因;③两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
【详解】(1)由①②可知,抗病与感病杂交得F1,F1的表型全为抗病,可知抗病为显性性状,感病为隐性性状,F2中抗病:感病=3:1,可知,抗病与感病受一对等位基因控制,其遗传遵循基因的分离定律。
(2)由①可知刚毛为显性性状,茸毛和无毛为隐性性状,若控制刚毛、茸毛和无毛的基因互为等位基因,用A/a1/a2表示,则③中P2×P3杂交F1为茸毛或无毛;若控制刚毛、茸毛和无毛的基因位于非同源染色体上的两对等位基因,则③中P2×P3杂交F1全为刚毛。
(3)控制刚毛、茸毛和无毛的基因为独立遗传的两对等位基因B/b、D/d,其中B/b决定毛的有无,D/d决定是刚毛还是茸毛,由①可知刚毛×茸毛,子代全为刚毛,可知刚毛为显性,茸毛为隐性;由②可知刚毛(有毛)×无毛,子代全为刚毛(有毛),可知有毛为显性,无毛为隐性,因此P2的基因型为BBdd,P3的基因型为bbDD,实验③中F1的基因型为BbDd,F1自交,F2中表型为无毛的个体bb_ _所占的比例为1/4。
(4)①密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基,谷氨酸的密码子为GAA,由图可知,a链为为转录的模板链。
②限制酶EcoRⅠ识别的序列为5'-G↑AATTC-3',由图1可知,M基因存在1个限制酶识别位点,m基因由于碱基对的替换,导致m基因内部不含有限制酶识别位点,甜瓜对疫霉病的抗性是由M基因决定的,因此甜瓜对疫霉病的抗性是由M基因决定的1号和3号。
43.(2025·湖南永州·三模)在某医院发现一例罕见的软骨发育不良(HCH)和马凡综合症(MFS)共病患者,下图为该罕见共病家系的遗传系谱图。已知HCH是一种常染色体显性遗传病,HCH和MFS分别由基因FGFR3和FBNI突变所致。回答下列有关问题:
(1)根据遗传系谱图分析,MFS的遗传方式最可能是 判断依据是 。
(2)假设人群中HCH和MFS的致病基因频率分别为m和n,根据最可能的遗传方式,推测Ⅲ-6生育一个正常子代的概率为 (列出算式即可)。
(3)研究发现,与FBNI基因相比,突变基因的DNA序列有一个碱基对改变,导致突变基因上出现了一个限制酶X的酶切位点(如下图)。在利用PCR及电泳技术确定MFS的遗传方式时,进行了如下操作:采集Ⅲ-1的外周血为样本→提取基因组DNA→PCR扩增该对性状的完整基因序列→回收扩增产物→ →电泳。通过电泳结果 (填“能”或“不能”)确定MFS的遗传方式,理由是 。
(4)针对HCH、MFS这类罕见遗传病,通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。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?请作出判断并说明理由 。
【答案】(1) 常染色体显性遗传 该家系中Ⅱ-5患者的父亲(Ⅰ-1)、Ⅱ-3患者的女儿(Ⅲ-3)均表现正常,可排除伴性遗传;同时家系中MFS患者数量较多,且代代相传,故最可能是常染色体显性遗传
(2)(1-m)(1-n)
(3) 用限制酶X处理 能 若电泳条带数为3条时,则该病为常染色体显性遗传;若电泳条带数为2条时,则该病为常染色体隐性遗传
(4)该观点不合理。目前基因组编辑技术还不够完善,对生殖细胞或胚胎的基因修饰还会带来非常多的伦理争议,且现有的法律也不允许
【分析】由题意可知,HCH的遗传方式为常染色体显性遗传病,假设MFS的致病基因在Y染色体上,则该家系中的女性不可能患病,故可排除;假设MFS的致病基因在X染色体上且为伴X显性遗传病,该家系中Ⅱ−3患病,Ⅲ−3也应该患病,与图不符,也可排除;假设MFS的致病基因在X染色体上,且为伴X隐性遗传病,该家系中Ⅲ−6患病,Ⅳ−1也应该患病,与图不符,也可排除;所以可判断MFS的致病基因在常染色体上。
【详解】(1)根据遗传图谱可知,该家系中Ⅱ-5患者的父亲(Ⅰ-1)、Ⅱ-3患者的女儿(Ⅲ-3)均表现正常,可排除伴性遗传;同时家系中MFS患者数量较多,且代代相传,故最可能是常染色体显性遗传。
(2)根据(1)分析可知当MFS和HCH为常染色体显性遗传病,Ⅱ−6不患病,其基因型假设为 aabb,Ⅲ−6个体的基因型为AaBb,若Ⅲ−6生育一个后代,其配子ab与婚配个体的配子ab结合才能保证后代正常,Ⅲ−6产生配子ab的概率为,人群中HCH和MFS的致病基因频率分别为m和n,所以ab配子概率为(1-m)×(1-n),该后代正常概率为×(1-m)×(1-n)。
(3)检测基因型的实验步骤为:提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→限制酶X处理→电泳。若该病为常染色体显性遗传,根据图谱可知Ⅲ-1为杂合子,显性致病基因中有一个限制酶X的酶切位点会出现2条带,因此一共出现电泳条带数目应为3条,若该病为常染色体显隐性遗传,根据图谱可知Ⅲ-1为隐性合子,由于显性致病基因中才有一个限制酶X的酶切位点会出现2条带,因此该种情况一共出现电泳条带数目应为2条。因此通过电泳结果能确定MFS的遗传方式
(4)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的观点不合理,因为目前基因组编辑技术还不够完善,对生殖细胞或胚胎的基因修饰还会带来非常多的伦理争议,且现有的法律也不允许。
44.(2025·内蒙古通辽·三模)黄瓜是一种雌雄同株的植物,其嫩瓜的果皮有多种颜色。用色差仪检测不同颜色的嫩瓜果皮,测得L值与果皮颜色的关系如表所示。研究人员将深绿色果皮的亲本(P1)与乳白色果皮的亲本(P2)进行杂交,F1均表现为绿色。F1自交得到F2,检测F2果皮的L值与植株数量,结果如图1所示。回答下列问题:
嫩瓜果皮颜色
L值
乳白
75~100
黄白
55~75
白绿
45~55
浅绿
35~45
绿
25~35
深绿
0~25
(1)根据杂交结果推测,嫩瓜果皮的颜色受两对等位基因(设为A/a、B/b)控制,这两对基因的遗传遵循 定律。
(2)嫩瓜果皮的颜色与叶绿素的积累有关,ChlG酶是叶绿素合成的关键酶之一。基因A、B分别表达蛋白1和蛋白2,这两种蛋白都能影响ChlG酶基因的表达。检测F2各种植株中这两种蛋白和ChlG酶的相对表达量,结果如图2所示。
①不完全显性是指在杂合子中,显性基因不能完全掩盖隐性基因的表现,导致表型介于显性纯合子和隐性结合子之间的现象。基因A/a、B/b中,属于不完全显性的是 。
②F2中、黄白色果皮植株和绿色果皮植株的基因型为 、 。
③从基因和基因表达的角度分析,与黄白色果皮相比,嫩瓜产生深绿色果皮的原因是 。
(3)若将F1与P2进行杂交,则子代的表型及比例为 。
【答案】(1)自由组合
(2) B/b aaBb AaBb、AABb 基因A、B同时表达,能合成蛋白1和更多的蛋白2,促进ChlG酶表达得更强;ChlG酶活性高,使果皮积累更多的叶绿素
(3)浅绿色:绿色:黄白色:乳白色=1:1:1:1
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)由图1可知,深绿:绿:浅绿:白绿:黄白:乳白=60:120:60:20:40:20=3:6:3:1:2:1,符合9:3:3:1的变式,遵循基因自由组合定律。
(2)①(深绿+绿+浅绿):(白绿+黄白+乳白)=(60+120+60):(20+40+20)=3:1,即A_:aa=3:1,说明A/a属于完全显性;(深绿+白绿):(绿+黄白):(浅绿+乳白)=(60+20):(120+40):(60+20)=1:2:1,即BB:Bb:bb=1:2:1,说明B/b属于不完全显性。
②由①可知,深绿的基因型为A_BB,绿的基因型为A_Bb,浅绿的基因型为A_bb,白绿的基因型为aaBB,黄白的基因型为aaBb,乳白的基因型为aabb,即F2中、黄白色果皮植株和绿色果皮植株的基因型为aaBb和AaBb、AABb。
③与黄白色果皮(aaBb)相比,嫩瓜产生深绿色果皮(A_BB)的原因是,由图2可知,基因A、B同时表达,能合成蛋白1和更多的蛋白2,促进ChlG酶表达得更强;ChlG酶活性高,使果皮积累更多的叶绿素,因此与黄白色果皮(aaBb)相比,嫩瓜能产生深绿色果皮。
(3)若将F1(AaBb)与乳白色果皮P2(aabb)进行杂交,则子代的基因型及比例为AaBb:aaBb:Aabb:aabb=1:1:1:1,即浅绿色:绿色:黄白色:乳白色=1:1:1:1。
五、未知
45.(2025·陕西宝鸡·三模)水稻因病菌侵染患稻瘟病时,细胞会通过代谢合成过氧化氢,启动“免疫”反应,抵抗稻瘟病菌。
(1)科研人员将某纯合稻瘟病抗性突变体M与表现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的表现型及比例为易感病: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。
(2)对WT和抗性突变体M的相关基因(标记为R/r)进行测序分析,结果如下图:据下图可知,与WT中该基因序列相比,抗性突变体M的这一基因发生了 。该突变基因控制合成的蛋白质中,氨基酸的 可能发生改变,导致该蛋白质空间结构改变,生理功能丧失。
(3)WT和突变体M均无另一相关基因(标记为A)。科研人员将A基因导入WT中(A基因与R基因不在同一染色体上),再经筛选得到纯合植株N,表现为抗稻瘟病。
①将植株N与突变体M杂交,F1均表现为抗性,F1自交,如果F2的表现型及比例为 ,则支持“A基因能抑制R基因的表达”的推测。
②利用现代生物技术也可验证上述推测成立,下表为供选的材料、处理和预期结果。
水稻植株材料
对材料的处理
预期结果
a。WT b。突变体M c。植株N
d。转入R基因 e。敲除R基因 f。转入A基因 g。敲除A基因
h。R因表达 i。 R基因不表达
现有两个不同方案,方案一实验组为 bfi,方案二实验组为 cgh。请评价 (填“方案一”或“方案二” )更为合理,并阐述理由: 。
(4)研究表明,稻瘟病菌侵染WT过程中,正常R蛋白促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,从而导致植株易感病。结合前述研究,请从A基因、R基因和过氧化氢三者关系,分析植株N的抗病机理: 。
【答案】(1)隐
(2) (G//C) 碱基对缺失 种类、数目、排列顺序
(3) 抗病: 易感病=13:3 方案二 植株N具有A和R基因,敲除A基因后检测R基因的表达情况,即可验证A基因是否抑制R基因
(4)植株N中A基因抑制R基因的表达,所以不能产生R蛋白,从而无法促进过氧化氢分解,导致过氧化氢积累,不能抵抗稻瘟病菌
【分析】1、根据题意可知,本研究是探究突变体M的遗传特性,经分析该突变基因为隐性遗传,并遵循基因的分离定律。对突变基因进行定位,发现其中一个碱基对发生改变。
2、杂交育种: 原理:基因重组。方法:杂交→自交→选优优点:能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。缺点:时间长,需及时发现优良性状。
【详解】(1)分析题意可知,F1均表现为易感病,令其自交,F2的表现型及比例为易感病:抗性=3:1,故突变体M的抗性性状为隐性性状,由隐性基因控制。
(2)据图可知,与WT相比,突变体M的碱基对G-C发生了缺失,即发生了碱基对的缺失;基因发生碱基对的缺失后,会影响转录之后突变位置和之后的密码子的种类和数量,进一步影响翻译过程,从而导致该蛋白质中的氨基酸种类、数目和排列顺序发生改变,进而导致该蛋白质空间结构改变,生理功能丧失。
(3)①据题意可知,A基因与R基因不在同一染色体上,则两对基因遵循基因的自由组合定律,将植株N与突变体M杂交,F1均表现为抗性,基因型为AaRr,F1自交,子代A_R_:A_rr:aaR_:aarr=9:3:3:1,若A基因抑制R基因的表达,则子代抗病:易感病=13:3。
②据表格可知,方案二中植株N具有正常R基因,敲除A基因后能检测R基因表达情况,可验证A基因是否抑制R基因;方案一中突变体M的R基因发生突变,无法表达正常R蛋白,不适合作为实验材料,故方案二更合理。
(4)分析题意“稻瘟病菌侵染WT过程中,正常R蛋白促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,导致植株感病”,据此分析:WT植株:没有A基因→R基因正常表达R蛋白→促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,故过氧化氢不积累;突变体M:没有A基因→R基因碱基对缺失,表达异常R蛋白→无法促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,导致过氧化氢积累植株;植株N:有A基因→A基因抑制R基因,R基因不能正常表达R蛋白→无法促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,导致过氧化氢积累。
46.(2025·浙江·三模)世界重要的粮食作物水稻(2n=24)开两性花。育种专家期望通过人工育种技术获得抗除草剂的香味水稻。回答下列问题:
(1)研究人员以纯合的无香味非抗性水稻(甲)为材料,经过辐射诱变处理获得无香味抗除草剂水稻个体(乙)和香味非抗性水稻个体(丙)。由于基因突变具有 这三个特点,因此辐射诱变时,需要处理大量水稻种子。进一步研究表明香味水稻是由于A基因突变为a导致的,据此分析水稻香味性状的出现是因为 ,导致香味物质分解途径障碍,香味物质在水稻种子中大量累积的结果。从基因突变对表型影响的角度看,产生香味水稻的突变属于 。该事例说明基因控制生物性状的方式是 。
(2)现已确定水稻的有香味和无香味由等位基因A/a控制,抗除草剂和不抗除草剂由等位基因B/b控制,且两对基因独立遗传。研究人员进行了如下杂交实验。
杂交组合
P
F1
F2
I
甲×乙
无香味非抗性
无香味非抗性:无香味抗性=3:1
Ⅱ
甲×丙
无香味非抗性
无香味非抗性:有香味非抗性:无香味抗性:有香味抗性=21:7:3:1
Ⅲ
乙×丙
无香味非抗性:无香味抗性=1:1
无香味非抗性:有香味非抗性:无香味抗性:有香味抗性=9:3:15:5
注:F2是F1所有个体自交的后代。
①根据杂交结果分析,甲、乙、丙的基因型分别为AABB、 ,杂交组合Ⅱ的F2中纯合子所占的比例为 。
②若让杂交组合Ⅱ的F1与杂交组合Ⅲ的F1杂交,产生的后代中,抗性香味个体所占的比例为 。
③请用遗传图解表示杂交组合I的F1自交产生F2的过程 。
【答案】(1) 多方向性、稀有性、有害性 a基因纯合,参与香味物质分解代谢的某种酶缺失 生化突变 基因通过控制酶的合成来控制生物体内的生物化学反应,从而控制生物的性状
(2) AAbb、aaBb(顺便不能变) 3/8 3/64
【分析】利用基因突变进行人工诱变育种,其优势是与自发突变相比提高了突变率,又能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状、改良作物品质,增强抗逆性。基因突变的特点主要表现为:普遍性、多方向性、稀有性、可逆性、多数有害性等。根据基因突变对表型的影响可分为:形态突变、生化突变、致死突变、条件致死突变等,虽然严格地讲,任何突变都是生化突变,但在具体情境下还是要依据情境判断。
【详解】(1)多方向性、稀有性、有害性因此要处理大量材料对象。香味性状出现是由于基因突变导致香味物质的分解途径障碍,香味物质大量积累的结果,说明是代谢途径中酶缺失或失活,因此可推测A基因突变为a基因,且a基因纯合,参与香味物质分解代谢的某种酶缺失,该过程属于生化突变,且体现了基因对性状的控制是通过控制酶的合成来控制生物体内的生物化学反应,从而控制生物的性状。
(2)①根据题意甲为纯合无香味非抗性,有香味为隐性突变aa,故无香味为AA,又根据杂交组合I无香味非抗(甲)×无香味抗性(乙)→F1无香味非抗→F2非抗性:抗性=3:1,故抗性也为隐性突变的bb,所以乙基因型为AAbb,F1为AABb。根据杂交组合Ⅱ无香味非抗(甲)×有香味非抗性(丙)→F1无香味非抗→F2,可将F2分解为9:3:3:1和无香味:有香味=12:4,故F1的基因型有两种AaBb和AaBB且比例为1:1,因此丙有香味非抗性基因型为aaBb。由此得出杂交组合Ⅱ的F2纯合子为1/2×4/16+1/2×1/2=3/8。
②杂交组合Ⅱ的F1基因型为AaBb:AaBB=1:1→配子ab=1/8,杂交组合Ⅲ的F1基因型为AaBb:Aabb=1:1→配子ab=3/8,因此两组合的F1杂交产生aabb即抗性有香味=1/8×3/8=3/64。
③杂交组合I的F1基因型为AABb自交遗传图解如下:
。
47.(2025·重庆·三模)人类的ABO血型主要由红细胞表面的抗原和血清中的抗体决定,如A型血的人红细胞表面有A抗原,血清中有B抗体,B型血的人红细胞表面有B抗原,血清中有A抗体,其余血型以此类推。下图为ABO 血型抗原的结构示意图。
(1)与血型相关的基因通过 控制生物体性状的体现。已知与血型抗原合成有关的IA、IB、i基因位于人类的9号染色体上,从染色体角度讲,不同血型在男性和女性群体中的比例基本一致,是因为在减数分裂的过程中 。
(2)进一步的研究发现,H物质的合成需要位于19号染色体上的等位基因H/h参与,缺乏H基因的个体无法合成H物质。在ABO 血型检测中,基因型为 hh的个体表现为 型血。缺乏H基因仅导致H物质缺失岩藻糖成为h物质,基于此,与人类ABO血型相关的基因型共有 种。
(3)某海岛定居的人群在血型分布上处于遗传平衡状态,相关基因的频率如下:
基因
H
h
IA
IB
i
频率
0.5
0.5
0.4
0.4
0.2
该海岛和邻近大陆的人群相比,h的基因频率明显更高,但各血型的个体在海岛和大陆上生存能力是基本一致的,这一现象的原因可能是 。按ABO血型系统,该海岛上人群中不同血型的比例为 。
【答案】(1) 控制酶的合成来控制代谢过程,进而 常(9号)染色体和性染色体可以自由组合
(2) O 18
(3) 早期定居在海岛上的人群h基因频率明显高于邻近大陆 6: 6: 6: 7
【分析】人类的ABO血型是由常染色体上的等位基因控制的,其中A型血的基因型是IAIA或IAi;B型血的基因型是IBIB或IBi;AB型血的基因型是IAIB;O型血的基因型是ii。
【详解】(1)基因对性状的控制有两种途径,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。与血型相关的基因是通过控制酶(A型转移酶、B型转移酶等)的合成来控制代谢过程,进而控制生物体性状的体现。与血型抗原合成有关的IA、IB、i基因位于人类的9号染色体上,9号染色体是常染色体,在减数分裂过程中,常(9号)染色体和性染色体可以自由组合,所以不同血型在男性和女性群体中的比例基本一致。
(2)因为缺乏H基因的个体无法合成H物质,而A抗原和B抗原的形成都依赖于H物质,所以基因型为hh的个体在ABO血型检测中表现为O型血(因为没有A抗原和B抗原)。与ABO血型相关的基因有H/h以及IA、IB、i,H/h这对等位基因有HH、Hh、hh三种基因型,IA、IB、i这组复等位基因有IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii六种基因型,所以与人类ABO血型相关的基因型共有3×6=18种。
(3)该海岛和邻近大陆的人群相比,h的基因频率明显更高,但各血型的个体在海岛和大陆上生存能力基本一致,这可能是因为早期定居在海岛上的人群h基因频率明显高于邻近大陆,导致基因频率出现差异。先计算H-(HH和Hh)的频率为0.5×0.5+2×0.5×0.5=0.75,hh的频率为0.5×0.5=0.25。在H-的个体中IAIA的频率为0.4×0.4=0.16,IAIB的频率为2×0.4×0.4=0.32,IAi的频率为2×0.4×0.2=0.16,IBIB的频率为0.4×0.4=0.16,IBi的频率为2×0.4×0.2=0.16,ii的频率为0.2×0.2=0.04,A型血(H-IAIA、H-IAi)的频率为0.75×(0.16+0.16)=0.24,B型血(H-IBIB、H-IBi)的频率为0.75×(0.16+0.16)=0.24,AB型血(H-IAIB)的频率为0.75×0.32=0.24,O型血(hh以及H-ii)的频率为0.25+0.75×0.04=0.28,所以该海岛上人群中不同血型的比例为A型血:B型血:AB型血:O型血=0.24:0.24:0.24:0.28=6:6:6:7。
48.(2025·河北沧州·三模)豌豆(2n=14)是我国第一大食用豆类作物,也是孟德尔发现遗传规律的实验材料,现代学者对控制豌豆高茎和矮茎、子叶绿色和黄色的基因进行了克隆、研究,从而对遗传学现象的解释深入到了分子水平。回答下列问题:
(1)野生型豌豆为高茎,突变体豌豆为矮茎。用突变体和多株野生型豌豆进行杂交,可初步判断突变体的矮茎性状为显性还是隐性,判断依据是 。
(2)野生型豌豆控制子叶黄色的基因I长度为1.4kb(千碱基对),其表达产物SGR蛋白可促进叶绿素分解。在突变体绿色子叶豌豆中,基因I的等位基因有两种。利用PCR技术对野生型和两种突变体中控制子叶颜色的基因进行扩增并对SGR蛋白的表达量进行检测,结果如下图所示。突变体1子叶呈绿色的具体原因可能是 。突变体2发生的基因突变类型为 。该实例体现了基因突变具有 的特点。
(3)已知豌豆的高茎对矮茎为显性,黄色子叶对绿色子叶为显性。现有纯合高茎绿色子叶植株甲、纯合矮茎黄色子叶乙,若要判断控制两对性状的基因是否位于一对同源染色体上,将甲、乙植株杂交后,再让F1自交,若F2出现了表型为 的植株,且该种表型植株在F2中所占比例为 ,则说明两种基因位于非同源染色体上。
(4)S序列是分布于各染色体上的DNA序列,不同个体的染色体具有各自的特异S序列。序列S1和S2分别位于上述植株甲和植株乙的1号染色体上。现已知控制茎高的基因和控制子叶颜色的基因位于非同源染色体上,为确定其中某对基因是否位于1号染色体,让甲、乙植株杂交后,对F2中除高茎黄色子叶个体以外的全部个体的S1、S2进行检测。不考虑互换和基因突变,若只检测到S2的个体:只检测到S1的个体:检测到S1和S2的个体= ,则说明控制子叶颜色的基因位于1号染色体上;若F2中只检测到S1的个体占比为 ,则说明两对基因均不位于1号染色体上。
【答案】(1)野生型高茎豌豆是纯合子,若突变体矮茎发生的是隐性突变,则F1全为高茎;若突变体矮茎发生的是显性突变,则杂交后代会出现矮茎
(2) I基因中发生碱基替换,导致SGR蛋白氨基酸排列顺序改变而失去活性,不能促进叶绿素分解 碱基增添 不定向性
(3) 矮茎绿色子叶 1/16
(4) 1∶4∶2 1/4
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂的过程中,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)野生型高茎豌豆是纯合子,若突变体矮茎发生的是隐性突变,则F1全为高茎,若突变体矮茎发生的是显性突变,则杂交后代会出现矮茎,因此通过突变体和多株野生型豌豆进行杂交实验可以初步判断豌豆高茎与矮茎这一相对性状的显隐性关系。
(2)由PCR检测结果可知,突变体1中控制子叶颜色的基因长度、SGR蛋白的表达量没有明显改变,子叶颜色变为绿色,可能是I基因内发生碱基替换,导致SGR蛋白氨基酸排列顺序改变而失去活性,不能促进叶绿素分解。突变体2中控制子叶颜色的基因比I基因长度要长,是I基因发生了碱基的增添所致。I基因可以通过基因突变产生多个等位基因,体现了基因突变的不定向性。
(3)假设高茎性状由D基因控制,矮茎性状由d基因控制。黄色子叶性状由I基因控制,绿色子叶性状由i基因控制,则纯合高茎绿色子叶植株甲的基因型为DDii,纯合矮茎黄色子叶乙的基因型为ddII,F1的基因型为Ddli。若两对基因位于非同源染色体上,则F2中将出现占比为1/16的矮茎绿色子叶植株;若两对基因位于一对同源染色体上,则F2中只能出现高茎黄色子叶、高茎绿色子叶、矮茎黄色子叶三种类型的植株。
(4)若植株甲(DDii)控制绿色子叶的基因i位于1号染色体上,则i基因与S1位于同一条染色体上。植株乙(ddII)控制黄色子叶的基因I位于1号染色体上,I基因与S2位于同一条染色体上。F1的基因型为Ddli,F2中只检测到S2的个体基因型为II,只检测到S1的个体基因型为ii,检测到S1和S2的个体基因型为li,对F2中除高茎黄色子叶个体(D_I_)以外的全部个体的S1、S2进行检测,故只检测到S2的个体(ddII):只检测到S1的个体(__ii):检测到S1和S2的个体(ddIi)=1∶4∶2。若两种基因均不位于1号染色体上,则两对基因所在染色体和1号染色体自由组合,各种性状中只检测到S1的个体占比均为1/4。
49.(2025·陕西·三模)雄性不育是水稻育种过程中的重要性状,研究者在不同水稻品种中鉴定出A基因和B基因,它们都是调控光周期敏感性的雄性育性基因,负责在花药发育过程中将糖由叶片运往花药。回答下列问题:
(1)雄性不育水稻花粉不育,在杂交过程中只能作为 ,其在杂交操作过程中的优势是 。
(2)研究发现,水稻A基因主要在长日照条件下表达。经检测,aa突变体在长日照和短日照条件下的花粉存活情况如图1所示。水稻B基因主要在短日照条件下表达,A基因和B基因独立发挥作用、bb突变体的花粉存活情况如图2。
Ⅰ、由图2可知,bb突变体在不同日照条件下的花粉存活率表现为 :
若将aa突变体与bb突变体杂交,F1在长日照条件下的花粉存活率为 。
Ⅱ、欲通过实验探究A/a和B/b是位于同源染色体还是非同源染色体上,某同学设计了如下实验:
步骤1:aa突变体和bb突变体杂交得F1;
步骤2:F1自交获得F2;
步骤3:将F2置于长日照条件下培养,统计花粉存活率(不考虑互换及其他变异)。
请评价该方案是否能达到探究目的,并说明理由 。
【答案】(1) 母本 免去了去雄的麻烦,节省了人力
(2) 长日照条件下花粉存活率为100%(或花粉育性正常),短日照条件下花粉存活率为0(或花粉不育) 100% 不能,无论A/a和B/b基因位于同源染色体还是非同源染色体上,F2在长日照条件下培养,花粉育性正常(花粉存活率100%):花粉育性50%(花粉存活率50%)均等于3:1,因此无法判断
【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)雄性不育水稻花粉不育,在杂交过程中只能作为母本。用雄性不育株作母本进行杂交实验,由于其花粉不育,故不去雄也不会影响实验的结果,免去了去雄的麻烦,节省了人力,提高了经济效益。
(2) Ⅰ、依题意,水稻B基因主要在短日照条件下表达,根据图2所示,bb突变体在长日照条件下花粉存活率为100%(或花粉育性正常),短日照条件下花粉存活率为0(或花粉不育)。aa突变体与bb突变体杂交,F1基因型为AaBb,即野生型个体,在长日照条件下均表现为花粉存活率100%。
Ⅱ、根据某同学设计的实验方案,可以获得如下预期结果:
若A和B位于同源染色体上,则F1的基因型为AaBb(且A和b连锁,a和B连锁),在长日照条件下,F1产生的雌雄配子的比例都是 Ab:aB=1:1,则F2基因型及比例为:AAbb:2AaBb:aaBB。据图1可知,aa突变体在长日照条件下的花粉育性表现分别为50%,野生型在长日照条件下花粉育性表现分别为100%。据图2可知,bb突变体和野生型在长日照条件下的花粉育性表现分别为100%,故F2的表型及比例为长日照条件下,育性正常(100%育性):半不育(50%育性)=3:1。
若A和B分别位于非同源染色体上,在长日照条件下,F1产生的雌雄配子的比例都为AB: Ab:aB:ab=1:1:1:1,F2基因型及比例为:9A-B-:3A-bb:3aaB-:1aabb。则F2的表型及比例为:长日照条件下,育性正常:半不育(50%育性)=12:4=3:1。
综合以上分析,上述实验方法不能确定A和B的位置关系,无法达到探究目的。
50.(2025·四川达州·三模)野生的茄科植物大多有皮刺,皮刺的形成是为了抵御食草动物的啃咬,是植物的一种防御机制,但是皮刺的存在增加了茄科植物在栽培、采收和运输过程中的难度,降低了生产效率。科研人员发现有些无刺的红茄PL基因被破坏。请分析并回答下列问题:
(1)有的红茄有刺,有的红茄无刺,出现这一区别的根本原因是 。
(2)科研人员为了进一步证明无刺性状是由PL基因被破坏产生的,将一段碱基序列插入有刺红茄一个PL基因中,然后利用该有刺红茄进行了自交,统计F1中有刺红茄与无刺红茄的数量比接近于3:1。该实验结果说明无刺是显性还是隐性性状? ,理由是 。这种变异属于可遗传变异中的 。
(3)科研人员利用染色体上的SSR序列对PL基因进行染色体定位。SSR序列是染色体上的短串联重复序列,不同染色体具有各自特异的SSR序列。SSR1 和SSR2分别位于红茄的5号和6号染色体上。科研人员将纯合有刺红茄(A)与无刺红茄(B)进行杂交,然后将F1自交,得到F2,再收集F2中的无刺个体(1~14号植株),用电泳检测了这些无刺个体的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如图所示。据图推测,PL基因很可能位于5号染色体上,理由是 ;无刺个体的SSR2的扩增产物共有3种类型,原因是 。
(4)已知另一无刺红茄的突变基因也位于S号染色体上、请设计实验判断这两种无刺红茄的突变基因是否为等位其因、写出实验思路、预崩结果及结论 。
【答案】(1)PL基因的碱基(或脱氧核苷酸)的排列顺序不同
(2) 隐性 因为亲本都有刺,生出了无刺的后代,这种新出现的性状即为隐性(F1中有刺红茄与无刺红茄的数量比接近于3:1,说明亲本有刺红茄为杂合子,故有刺为显性,无刺为隐性) 基因突变
(3) F2无刺性状的5号染色体的SSR1全与无刺亲本条带一致,说明PL基因位于5号染色体上 SSR2位于6号染色体上,可以与位于5号染色体上的PL基因自由组合
(4)让两种无刺红茄杂交,观察子一代的表型。若子代均为有刺红茄,则两种突变基因为非等位基因;若子代均为无刺红茄,则两种突变基因为等位基因
【分析】1、基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构改变,基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代;若发生在体细胞中则不能遗传;
2、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。
【详解】(1)红茄包括有刺和无刺类型,根本原因是PL基因的碱基(或脱氧核苷酸)的排列顺序不同;
(2)有刺的双亲,在F1代生出了无刺的后代,这种新出现的性状即为隐性,故无刺是隐性性状(F1中有刺红茄与无刺红茄的数量比接近于3:1,说明亲本有刺红茄为杂合子,故有刺为显性,无刺为隐性);PL基因中被插入了一段碱基序列,属于基因突变;
(3)因为F2无刺性状的5号染色体的SSR1序列与无刺亲本条带一致,说明无刺基因位于5号染色体上;SSR2位于6号染色体上,可以与位于5号染色体上的PL基因自由组合,使无刺个体的SSR2的扩增产物出现3种类型;
(4)欲判断两种无刺红茄突变体的突变基因是否为等位基因,可让两种无刺红茄突变体杂交,观察子代的表型。若两种无刺红茄突变体的突变基因是非等位基因(假定为A/a、B/b),相关基因可用字母表示为aaBB×AAbb→AaBb,则子代均为有刺红茄;若两种无刺红茄突变体的突变基因是等位基因(假定为a1、a2),相关基因可用字母表示为a1a1×a2a2→a1a2,则子代均表现为无刺红茄。
伴性遗传和人类遗传病考点03
一、单选题
1.(2025·甘肃白银·三模)少汗性外胚层发育不良是一种单基因遗传病,主要临床表现为头发稀疏、牙齿异常、出汗少等。下图为该病家系图,其中Ⅱ6不含致病基因,为避免Ⅱ5、Ⅱ6夫妇再次生育患儿,某研究人员对该家庭和3个胚胎进行相关染色体分析和PGT-M检测(胚胎植入前遗传学检测),结果如下表所示。下列分析错误的是( )
样本
相关染色体
PGT-M检测结果
Ⅱ5
M0/M1
女性携带
Ⅱ6
F1
男性正常
Ⅲ8
M0
男性致病
胚胎1
M0
?
胚胎2
M1/F1
?
胚胎3
M0/F1
?
注:表示女方风险染色体,表示女方正常染色体;表示男方正常染色体
A.该病是伴X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ5、Ⅱ6夫妇应优先选择移植胚胎2
C.若Ⅱ3为携带者,则Ⅲ7正常的概率为1/2
D.Ⅲ8的致病基因可能来自Ⅰ1或Ⅰ2
【答案】D
【分析】题意显示:Ⅱ5、Ⅱ6表现正常,却生出了患病个体Ⅲ8,说明该病为隐性遗传病,又Ⅱ6不含致病基因,说明该病为伴X隐性遗传病。
【详解】A、根据题图中Ⅱ5和Ⅱ6均正常但生出患病个体Ⅲ8可知,该病为隐性遗传病,又Ⅱ6不含致病基因,该病是伴X染色体隐性遗传病,A正确;
B、三个胚胎的检测结果显示,胚胎2未遗传女方风险染色体且染色体无异常,建议优先考虑,B正确;
C、用E、e表示相关基因,若 Ⅱ3为携带者(XEXe) ,其Ⅱ4的基因型为XeY,则Ⅲ7正常的概率为1/2,C正确;
D、Ⅰ1正常,基因型为 XEY,不携带致病基因, Ⅲ8的致病基因来自Ⅱ5(携带者XEXe),Ⅱ5的致病基因来自Ⅰ2,D错误。
故选D。
2.(2025·山东泰安·三模)某二倍体植物的性别决定方式为XY型,已知叶片有绒毛和无绒毛为一对相对性状,由基因A/a控制;叶片宽叶与窄叶为另一对相对性状,由基因B/b控制。选择窄叶无绒毛雌株与宽叶有绒毛的雄株杂交,F1中雌株有绒毛宽叶∶无绒毛宽叶=1∶1,雄株中有绒毛窄叶∶无绒毛窄叶=1∶1,将F1相互交配得F2,F2中有绒毛宽叶∶无绒毛宽叶∶有绒毛窄叶∶无绒毛窄叶=2∶3∶2∶3(不考虑XY同源区段)。下列说法错误的是( )
A.基因A/a位于常染色体上,基因B/b位于X染色体上
B.该植株种群中,有绒毛宽叶的基因型共有3种
C.根据实验结果可推测出两亲本的基因型分别为aaXbXb、AaXBY
D.若让F1中有绒毛的雌雄植株相互交配,后代有绒毛宽叶植株的比例为3/8
【答案】D
【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。位于性染色体上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
【详解】A、根据题意可知:F1雄株均为窄叶,与母本的叶形相同,雌株均为宽叶,与父本的叶形相同,说明叶形的遗传方式为伴X染色体遗传,且宽叶相对于窄叶为显性性状,亲本的基因型为XbXb、XBY;F1雌雄植株中有绒毛∶无绒毛=1∶1,说明该性状的遗传与性别无关,基因A/a位于常染色体上,A正确;
B、F1中雌雄植株间自由受粉,F2中有绒毛∶无绒毛=4∶6=2∶3,只有A基因频率=1/4,a基因频率=3/4,且AA纯合致死时,F2中才能出现该比值,因此该植株群体中,有绒毛宽叶的基因型有三种,分别为AaXBXB、AaXBXb、AaXBY,B正确;
C、综上分析,有绒毛对无绒毛为显性,且AA纯合致死,因此亲本的基因型分别为aaXbXb和AaXBY,C正确;
D、AA纯合致死。若让F1中有绒毛的雌雄植株相互交配,即Aa×Aa、XbXB×XbY,后代中有绒毛∶无绒毛=2∶1、宽叶∶窄叶=1∶1,因此后代有绒毛宽叶植株的比例为1/3,D错误。
故选D。
3.(2025·陕西咸阳·三模)家蚕的性别决定方式为ZW型。科学家利用电离辐射等方法诱导家蚕Z染色体出现隐性致死基因,得到平衡致死系雄蚕和雌蚕;雌蚕有一个隐性致死基因1(如图1),雄蚕有两个致死基因l1和l2(如图2)。图中“+”号表示相应位置上对应的基因为显性。已知正常雌蚕Z染色体对应上述致死基因的位置为显性基因(++),W染色体对应位置无相应基因。下列叙述错误的是( )
A.利用电离辐射等方法诱导得到上述平衡致死系常常需要大量原材料
B.图中两种家蚕不致死的原因是它们另一条同源染色体上存在显性基因
C.若要使后代的雌蚕全部致死,需要选平衡致死系的雄蚕和正常雌蚕杂交
D.让平衡致死系雌蚕和平衡致死系雄蚕杂交,子代存活个体中雌:雄=1:2
【答案】D
【分析】1、基因突变具有不定向性、低频性、有害性、可逆性、普遍性等特点。
2、家蚕的性别决定方式是ZW型,雌蚕的性染色体组成是ZW,雄蚕的性染色体组成是ZZ。
【详解】A、利用电离辐射等方法诱导得到上述平衡致死系,由于变异的不定向性和低频性,因此需要处理大量原材料,A正确;
B、在平衡致死系雌蚕中,由于隐性致死基因只在Z染色体上,W染色体对应位置上有相应的显性基因(用“+”表示),故不会致死,在平衡致死系雄蚕中,一条Z染色体有隐性纯合致死基因l1或l2,但另一条Z染色体对应位置为与l1或12相对应的显性基因(用“+”表示),故雄蚕不会致死,B正确;
C、平衡致死系雄蚕的基因型可表示为“Zl1+Zl2”,正常雌蚕的基因型可表示为“Z++W”,二者杂交,子代的基因型为:Zl1+Z++、Z+l2Z++、Zl+W(Z染色体上l基因使其致死)、Z+l2W(Z染色体上l2基因使其致死),则子代存活个体仅剩雄蚕(ZZ),C正确;
D、平衡致死系雌蚕(Z+l2W++)和平衡致死系雄蚕(Zl1+Z+l2)杂交,子代雌蚕的基因型为Zl+W++:Z+l2W++=1:1,二者均无致死效应,子代雄蚕的基因型为Z+l2Zl1+:Z+l2Z+l2=1:1,Z+l2Z++不致死,Z+l2Z+l2因隐性基因l2纯合而致死,故子代存活个体中雌:雄=2:1,D错误。
故选D。
4.(2025·山西·三模)鱼鳞病是一种伴X染色体遗传病。甲表型正常,其外公及弟弟均为鱼鳞病患者,其父母表型正常。为避免遗传病患儿给家庭带来痛苦,甲夫妇选择了PGT-M检测。男性一条X染色体及女性两条X染色体PGT-M检测结果如图所示。下列分析错误的是( )
注:PGT-M检测即胚胎植入前单基因病遗传学检测,是一种用于检测胚胎是否携带致病基因的技术
A.鱼鳞病是一种伴X染色体显性遗传病
B.甲及其弟弟的致病基因均来自其母亲
C.甲夫妇所生的女儿表型均正常
D.甲的儿子患鱼鳞病的概率是1/2
【答案】A
【分析】分析题意可知:甲表型正常,其外公及弟弟均为鱼鳞病患者,其父母表型正常,推测该病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传。
【详解】A、根据甲的外公是鱼鳞病患者、甲的母亲表型正常,可以推测鱼鳞病是一种伴X染色体隐性遗传病,A错误;
B、根据鱼鳞病是一种伴X染色体隐性遗传病以及甲的外公及弟弟均为鱼鳞病患者,可以推测甲的母亲为鱼鳞病致病基因携带者,而甲的父亲表型正常,据此推测甲及其弟弟的致病基因均来自其母亲,B正确;
C、甲丈夫正常,甲夫妇所生的女儿表型均正常,C正确;
D、因为甲是一名鱼鳞病致病基因携带者,所以甲的儿子患鱼鳞病的概率是1/2,D正确。
故选A。
5.(2025·重庆·三模)法布里病是一种致病基因位于X染色体上的遗传病,编码α-半乳糖苷酶A的基因突变,导致该酶功能部分或全部丧失,使该酶催化的底物降解受阻,底物在多种组织细胞的溶酶体中堆积,造成相关组织功能障碍。如图1为某家族的遗传系谱图,该家族中还有另一种遗传病甲,图2为正常和突变编码α-半乳糖苷酶A的基因上限制酶切点以及不同个体DNA酶切并电泳后的条带情况。下列说法错误的是( )
A.由图1推测甲病不可能是伴X染色体隐性遗传病
B.第Ⅱ代的3号个体条带情况应该用图2中的①表示
C.法布里病患者细胞的溶酶体肿胀导致代谢废物清除功能受损
D.法布里病可通过测定酶活性或基因检测来进行诊断
【答案】B
【分析】据图1分析可知,第Ⅰ代都不患法布里病,而后代中均出现患病,则说明该病为隐性遗传;图2中正常基因能被限制酶识别,而突变基因不能,则①为表现正常突变基因携带者,②为表现正常且无突变基因携带,③表示为病患。
【详解】A、在图1中,若甲病是伴X 染色体隐性遗传病,Ⅰ-2 是患者,那么子代中男性应为患者,但系谱图中Ⅱ-2不患甲病,所以甲病不可能是伴 X 染色体隐性遗传病,A正确;
B、由题意可知,法布里病是伴X染色体遗传病,Ⅰ-3、Ⅰ - 4 不患该病,Ⅱ-4 患该病,说明该病是伴 X 染色体隐性遗传病。Ⅰ-3、Ⅰ-4 关于法布里病的基因型分别为XAY、XAXa,Ⅱ-3 的基因型为XAXA或XAXa。正常基因有两个限制酶切点,突变基因只有一个限制酶切点,正常基因酶切后会出现两条带,突变基因酶切后只有一条带,Ⅱ-3 如果是XAXA,电泳条带是①,如果是XAXa,电泳条带是②,所以Ⅱ-3 个体带谱情况不一定是① ,B错误;
C、因为编码α-半乳糖苷酶A的基因突变,导致该酶功能部分或全部丧失,底物在溶酶体中堆积,会使溶酶体肿胀,进而影响代谢废物清除功能,C正确;
D、由于法布里病是编码α-半乳糖苷酶A的基因突变导致酶功能异常,所以可通过测定酶活性(酶功能异常可体现酶活性变化)或基因检测(检测基因是否突变)来进行诊断,D正确。
故选B。
6.(2025·重庆·三模)果蝇缺刻翅(N)对正常翅(n)为显性,红眼(W)对白眼(w)为显性,两对基因均位于X染色体的甲片段上。用“+”表示甲片段存在,“-”表示甲片段缺失。染色体组成为X+X-的红眼缺刻翅雌果蝇与染色体组成为X+Y的白眼正常翅雄果蝇杂交,F1中雌雄比为2:1,且白眼全是雌果蝇,雄果蝇全是红眼;F1雌雄果蝇相互交配,得F2。下列分析正确的是( )
A.N/n、W/w两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.甲片段缺失会导致雌配子致死现象
C.F1中红眼缺刻翅果蝇的雌雄比例为2:1
D.F2雄果蝇中红眼缺刻翅果蝇占1/3
【答案】D
【分析】据题意分析∶ F1中雌雄比为2∶1,且白眼全是雌果蝇,雄果蝇全是红眼,说明F1中染色体组成为X-Y的合子不能发育。
【详解】A、N/n、W/w两对基因均位于X染色体的甲片段上,两对基因位于一对同源染色体上,故不遵循基因的自由组合定律,A错误;
B、X+X-与X+Y杂交,子代基因型为X+X+、X+X-、X+Y、X-Y,F1中雌雄比为2∶1,且白眼全是雌果蝇,雄果蝇全是红眼,说明F1中染色体组成为X-Y的合子不能发育,若甲片段缺失会导致雌配子致死,则后代中雌:雄=1:1,B错误;
C、亲本的基因型分别为:XWNX-、XwnY,F1中:XNWXnw红眼缺刻翅:X-Xnw白眼正常翅:XNWY红眼缺刻翅=1:1:1,红眼缺刻翅果蝇的雌雄比例为1:1,C错误;
D、F1中:雌果蝇的基因型及比例为:1/2XNWXnw,1/2X-Xnw,产生的雌配子的种类和比例为:XNW:Xnw:X-=1:2:1,雄果蝇的基因型为XNWY,F1雌雄果蝇相互交配,产生的雄果蝇的基因型、表现型及比例为:XNWY红眼缺刻翅:XnwY白眼正常翅:X-Y(致死)=1:2:1,雄果蝇中红眼缺刻翅果蝇占1/3,D正确。
故选D。
7.(2025·山西临汾·三模)下图为某雌性果蝇部分隐性基因及其在染色体上的位置分布示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.白眼基因w与粗糙眼基因ru是一对等位基因
B.图示四种基因在有丝分裂后期会出现在细胞的同一极
C.该雌性果蝇的父本性状表现一定为白眼焦刚毛
D.减数分裂Ⅱ中,基因e与基因sn可进行自由组合
【答案】B
【分析】等位基因一般位于一对同源染色体的相同位置上的基因。
【详解】A、等位基因一般位于一对同源染色体的相同位置上,而白眼基因w和粗糙眼基因ru分别位于X染色体和3号染色体上,所以不是等位基因,A 错误;
B、有丝分裂后期,细胞两极各有一套相同的遗传信息,故四种基因在有丝分裂后期会出现在细胞的同一极,B正确;
C、由于不知道Y染色体上有没有其等位基因,该雌性果蝇的父本性状表现不一定为白眼焦刚毛,C错误;
D、基因 e(在3号染色体上)与 sn(在X染色体上)属于非同源染色体上的基因,彼此可自由组合主要发生在减数第一次分裂同源染色体随机分离时,D错误。
故选B。
8.(2025·安徽合肥·三模)凤蝶(2N=50)的性别决定方式为ZW 型,其体色受复等位基因A+、A、A- 控制,基因 A+决定黄色、基因A决定蓝色、基因A⁻决定白色。为研究凤蝶体色的遗传特点,科研人员取蓝色雌凤蝶与黄色雄凤蝶做亲本进行杂交,F₁中黄色雄性:黄色雌性:蓝色雄性:白色雌性=1:1:1:1; 让F₁中黄色雌、雄凤蝶相互交配获得F₂,F₂中黄色:蓝色=2:1,且蓝色全为雌性。不考虑变异和性染色体的同源区段,下列分析错误的是( )
A.控制凤蝶体色的基因位于Z染色体上
B.亲本凤蝶的基因型分别为ZAW、ZA+ZA-
C.F₂性状分离比的形成原因可能是雄性凤蝶A+基因纯合致死
D.让F₁全部雌、雄凤蝶随机交配,则子代中黄色雄性占5/16
【答案】D
【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、由 F₂中雌雄蝴蝶表现型比例不同可知,说明性状表现与性别有关,因而可推知相关基因位于Z染色体上,A正确;
B、题意显示,蓝色雌凤蝶(ZAW)与黄色雄凤蝶做亲本进行杂交,F1中黄色雌性∶白色雌性=1∶1,说明亲本雄性个体的基因型为ZA+ZA-,表现为黄色,说明A+对A⁻为显性,又知F1中黄色雄性(ZA+ZA)∶蓝色雄性(ZAZA-)=1∶1,据此推测,相关基因的显隐关系为A+>A>A⁻,B正确;
C、 让F1中黄色雌(ZA+W)、雄凤蝶(ZA+ZA)相互交配获得F2中的基因型和表现型理论上为:ZA+ZA+(黄色雄)、ZA+ZA(黄色雄凤蝶)、ZA+W(黄色雌凤蝶)、ZAW(蓝色雌凤蝶),但实际比例为黄色∶蓝色=2∶1,且蓝色全为雌性,说明基因型为ZA+ZA+个体表现为纯合致死,C正确;
D、F1群体中雌配子比例为ZA+∶ZA-∶W=1∶1∶2,雄配子比例为ZA+∶ZA∶ZA-=1∶1∶2,列出棋盘可以看出,F1全部雌、雄凤蝶随机交配,则子代中黄色雄性占4/15,因为ZA+ZA+表现为纯合致死,D错误。
故选D。
9.(2025·甘肃白银·三模)某ZW型性别决定的昆虫体色有黑色、灰色和白色,由B/b与D/d两对等位基因控制,B对b、D对d均为完全显性。为研究其遗传机理,某人进行杂交实验,结果如图1所示。利用基因D、d的引物对该昆虫全部雌性个体进行PCR检测,电泳结果显示只有①或②两种可能,如图2所示。下列说法错误的是( )
A.控制该昆虫体色的两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.只要该昆虫体细胞内含有D基因,其体色即为黑色
C.让图1实验甲F2中黑色雌雄个体相互交配,子代中黑色个体占7/8
D.让图1实验乙F2中灰色雌雄个体相互交配,子代中白色个体占1/16
【答案】D
【分析】根据实验甲子二代中各种表现型的比例之和为16可知,控制体色的基因至少有两对,且独立遗传。结合图2雌性均只有一种条带,即只有一个D或d,说明D、d位于Z染色体上。
【详解】A、由实验甲结果可知,F1雌雄相互交配,所得F2体色在雌雄个体中的表型及比例不同,因此必有一对基因位于性染色体上;利用基因D、d的引物对该昆虫全部雌性个体进行PCR检测,电泳结果显示只有①或②两种可能,结合图2结果可知,D、d基因位于Z染色体上,若另一对等位基因B/b也位于Z染色体上,则不能出现图1所示的实验结果,因此可推出另一对基因B/b位于常染色体上,这两对基因的遗传遵循自由组合定律,A正确;
B、实验甲F1雌雄相互交配所得的F2的表型及比例为黑色(♂):黑色(♀):灰色(♀):白色(♀)=8:4:3:1,为9:3:3:1的变式,故F1的基因型为BbZDZd、BbZDW,根据F2的表型及比例为黑色(♂):黑色(♀):灰色(♀):白色(♀)=8:4:3:1,可推知黑色个体的基因型为___ZDZ-、____ZDW,只要含有ZD基因即表现为黑色,B正确;
C、因为只要含有ZD基因即表现为黑色,则无须分析B、b基因,只需分析基因ZD、Zd的遗传情况即可,图1实验甲的F2中黑色雌性个体产生的卵细胞的基因型及所占的比例为1/2ZD、1/2W,黑色雄性个体产生的精子的基因型及所占的比例为3/4ZD、1/4Zd,则子代仅有ZdW=(1/2)×(1/4)=1/8不是黑色,其余均为黑色,故子代黑色个体占7/8,C正确;
D、据图1中的实验甲可推知基因型为bbZdW的个体表型为白色,基因型为B_ZdW的个体表型为灰色,进而推出图1中实验乙的亲本基因型为bbZDW和BBZdZd,F1的基因型为BbZDZd、BbZdW,F2灰色个体的基因型为(1/3BB、2/3Bb)(ZdZd、ZdW),自由交配后子代中白色个体(bbZdZd、bbZdW)所占的比例为(2/3)×(2/3)×(1/4)=1/9,D错误。
故选D。
10.(2025·浙江·三模)研究发现毛白杨同时拥有XY和ZW性别决定系统。其中X、Y和W染色体上存在雌性促进基因F,Z染色体上无此基因。而抑制F基因表达的FR基因仅位于Y上。具有FR基因或缺乏F基因的毛白杨为雄性,否则为雌性。若XY和ZW杂交,子一代的性别比例为( )
A.雌:雄=3:1 B.雌:雄=1:2
C.雌:雄=1:3 D.雌:雄=1:1
【答案】D
【分析】决定性别的基因位于性染色体上,但是性染色上的基因不都与性别决定有关。 不同的生物,性别决定的方式也不同。性别的决定方式有:环境决定型(温度决定,如很多爬行类动物);染色体数目决定型(如蜜蜂和蚂蚁);有染色体形态决定型(如XY型、ZW型)等等。
【详解】具有FR基因或缺乏F基因的毛白杨为雄性,否则为雌性,因此XY×ZW→XZ♀、XW♀、YZ♂、YW♂,故雌: 雄=1:1,D正确。
故选D。
11.(2025·河南周口·三模)控制某动物一对相对性状的显隐性基因(B和b)位于X染色体上,种群(全部为成年雌雄性个体)中b基因的频率是20%,现做该种群自由交配产生子代的模拟实验:两个小桶盛有相同数量的小球并用字母做上标记,分别从两个小桶抓取一个小球,记录字母组合情况,下列说法正确的是( )
A.两个小桶中小球的字母标记情况一共有4种
B.把抓取的小球组合在一起模拟的是基因的自由组合
C.实验记录的结果中,字母组合情况有三种
D.实验记录的结果中,Bb组合理论上应占16%
【答案】D
【分析】题意分析,孟德尔定律模拟实验用甲、乙两个小桶分别代表雌、 雄生殖器官,甲、乙小桶内的彩球分别代表 雌、雄配子,用不同彩球的随机组合,模拟生物在生殖过程中,雌、雄配子的随机结合。
【详解】AC、雌性有XB、Xb两种配子,雄性有XB、Xb、Y三种配子,因此标记情况共有5种,用字母组合模拟子代基因型,雌性有3种,雄性有2种,共5种,A、C错误;
B、抓取的小球模拟雌雄配子,组合在一起模拟受精作用,B错误;
D、基因B和b的基因频率分别是80%和20%,即雌配子XB:Xb=4:1,雄配子XB:Xb:Y=4:1:5,计算可知Bb组合理论上应占(1/5)×(4/10)+(4/5)×(1/10)=16%,D正确。
故选D。
12.(2025·河南周口·三模)果蝇的刚毛和截毛受等位基因B/b控制,细眼与粗眼由等位基因R/r控制(显隐性均未知)。一只刚毛细眼雄果蝇和一只刚毛粗眼雌果蝇杂交,子代刚毛细眼:刚毛粗眼:截毛细眼:截毛粗眼=3:3:1:1,不考虑X、Y染色体的同源区段。下列叙述错误的是( )
A.根据实验结果可判断两对基因位于两对染色体上
B.若子代雌雄个体均有刚毛和截毛,则基因B/b位于常染色体上
C.若基因R/r位于X染色体上,分析子代不同表型个体的性别不能确定显隐性
D.若父本产生的精子是BR、bR、B、b,则基因R/r位于X染色体上
【答案】C
【分析】基因分离定律的实质:杂合体内,等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离,进入两个不同的配子,独立的随配子遗传给后代。与决定性别的基因位于性染色体上,但是性染色上的基因不都与性别决定有关。基因在染色体上,并随着染色体传递。
【详解】A、由题意可知子代刚毛:截毛=3:1,细眼:粗眼=1:1,因此亲本的基因型是BbRr×Bbrr,只有两对基因B/b位于两对染色体上,子代才会是刚毛细眼:刚毛粗眼:截毛细眼:截毛粗眼=3:3:1:1(若基因位于X染色体上,同理分析),A正确;
B、子代刚毛:截毛=3:1,若基因B/b位于X染色体上,亲本基因型为XBXb、XBY,子代雌性个体应该均是刚毛,因此基因B/b位于常染色体上,B正确;
C、若基因R/r位于X染色体上,则亲本的基因型有XRXr×XrY、XrXr×XRY两种可能,若子代表型与性别无关,则为前者,那么母本为显性,父本为隐性,C错误;
D、基因R/r若位于X染色体上,雄性个体基因不成对,若在常染色体上,则基因成对,由精子的基因组成可知,基因R/r在精原细胞中是单个存在的,因此基因R/r位于X染色体上,D正确。
故选C。
13.(2025·重庆·三模)一对雌雄果蝇交配,产生的后代中雌性表型为:无翅0只、长翅203只、正常翅400只、小翅198只;雄性表型为:无翅397只、长翅99只、正常翅200只、小翅101只(控制翅膀大小的基因用A、a表示,控制翅膀有无的基因用B、b表示,翅膀的大小包括长翅、正常翅和小翅)。下列分析错误的是( )
A.该研究中涉及两对相对性状,遵循孟德尔的分离和自由组合定律
B.控制果蝇翅膀大小的基因在X染色体上,小翅为显性性状
C.亲本雌雄果蝇的基因型分别为AaXBXb、AaXBY
D.让子代正常翅的雌雄果蝇交配,后代中长翅果蝇占7/32
【答案】B
【分析】题干信息分析,一对雌雄果蝇交配,子代雌性个体全为有翅,雄性个体中有无翅、有翅,说明控制翅膀有无的基因在X染色体上,有翅为显性性状,子代雌雄有翅个体中均是长翅︰正常翅︰小翅约为1︰2︰1,说明控制翅膀大小的基因在常染色体上。
【详解】ABC、一对雌雄果蝇交配,子代雌性个体全为有翅,雄性个体中有无翅、有翅,说明控制翅膀有无的基因在X染色体上,有翅为显性性状,子代雌雄有翅个体中均是长翅︰正常翅︰小翅约为1︰2︰1,说明控制翅膀大小的基因在常染色体上,且为不完全显性,可推知亲本雌雄果蝇的基因型分别为AaXBXb、AaXBY,AC正确,B错误;
D、让子代正常翅的雌性和雄性果蝇相互交配,即AaXBX-、AaXBY相互交配,后代中长翅果蝇占1/2×1/4×1+1/2×1/4×3/4=7/32,D正确。
故选B。
14.(2025·河南·三模)某种鸟类(性别决定方式为ZW型)的羽毛颜色由复等位基因A1、A2、A3决定,其中A1基因控制红色、A2基因控制黄色、A3基因控制绿色;黑喙(B)对灰喙(b)为显性,B/b基因位于常染色体上。现将绿羽黑喙雄鸟和黄羽灰喙雌鸟杂交,子代雌雄鸟中表型及比例均为绿羽黑喙:绿羽灰喙:红羽黑喙:红羽灰喙=1:3:1:3,不考虑Z、W染色体同源区段。下列叙述错误的是( )
A.控制羽毛颜色的基因的显隐性关系为A3>A1>A2
B.控制羽毛颜色的基因一定位于Z染色体上,与B/b基因的遗传遵循自由组合定律
C.子代中黑喙:灰喙=1:3,可能的原因是含B基因的雄配子致死比例为2/3
D.该鸟种群中,与羽毛颜色相关的基因型有6种或9种
【答案】B
【分析】自由组合规律是指当具有两对(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。
【详解】A、子代出现红羽(A1A2),说明A1显性于A2;父方绿羽(A3)与母方黄羽(A2)杂交,子代绿羽(A3A2)与红羽(A1A2)比例1:1,显隐关系为A3 > A1 > A2,A正确;
B、若羽毛颜色基因位于常染色体,则父本基因型为A3A1,母本为A2A2,子代雌雄表型比例相同(绿羽:红羽=1:1),与题目结果一致。此时,羽毛颜色基因与B/b基因(常染色体)遵循自由组合定律。但选项B断言“羽毛颜色基因一定位于Z染色体”,这一结论过于绝对,因常染色体遗传同样能解释结果,B错误;
C、黑喙(B)对灰喙(b)显性,父方(Bb)与母方(bb)杂交,子代黑喙:灰喙=1:3。假设父方含B的雄配子致死比例为2/3,存活B雄配子占1/3,b雄配子占2/3,则子代Bb(黑):bb(灰)=1:3,与实验结果一致,C正确;
D、若羽毛颜色基因位于常染色体(复等位基因A1、A2、A3),基因型种类为6种(如A1A1、A1A2等);若位于Z染色体,基因型种类为9种(雌鸟ZZ型6种,雄鸟ZW型3种),D正确。
故选B。
15.(2025·江苏·三模)XY型哺乳动物雌性个体的一条X染色体失活(形成巴氏小体)对于维持基因表达平衡至关重要。细胞分化时一条X染色体上的Xist基因转录增强,产生较多的XistRNA,XistRNA与该X染色体结合导致其失活。相关叙述错误的是( )
A.细胞分化前雌性个体中Xist基因表达量较低
B.XistRNA阻止RNA聚合酶与起始密码结合,抑制基因转录
C.Xist基因在X染色体失活前表达,导致该染色体形成巴氏小体
D.正常雌性个体中,同时存在父源和母源X染色体上的Xist基因表达
【答案】B
【分析】哺乳动物雌性个体的性染色体组成是XX,雄性个体的性染色体组成是XY,雌性哺乳动物细胞核中存在X染色体高度浓缩形成的巴氏小体的现象,由于雌性个体的一条性染色体浓缩形成巴士小体,巴士小体上的基因表达受限制,因此雌性个体和雄性个体的X染色体的基因表达的数量相同。
【详解】A、细胞分化前雌性个体中Xist基因表达量较低,分化时表达量会上升,A正确;
B、XistRNA阻止RNA聚合酶与启动子结合,抑制基因转录。起始密码位于mRNA上,与翻译有关,B错误;
C、Xist基因在X染色体失活前过量表达,与该X染色体结合导致该染色体形成巴氏小体,C正确;
D、正常雌性个体中,同时存在父源和母源X染色体上的Xist基因表达,一个表达量较低,一个表达量过多,D正确。
故选B。
16.(2025·河南·三模)STR是染色体DNA链中短的单元重复核苷酸序列,不同个体重复次数存在差异。7号染色体的STR位点以“ATAG”为单元,X染色体的STR位点以“GATA”为单元。对某性染色体异常XXY男性甲及其父母三人的7号染色体和X染色体的STR位点情况进行测定,结果如图所示,图中数字代表STR位点的单元重复次数。下列叙述正确的是( )
A.有丝分裂时,父亲7号染色体(ATAG)10和(ATAG)6分别分配到两个子细胞
B.对甲的7号染色体上STR位点序列PCR扩增后电泳分析,可产生2个条带
C.该双亲女儿的两条X染色体上STR位点类型为(GATA)11和(GATA)12的概率为1/4
D.甲的染色体异常是由于父亲的精原细胞在减数分裂时X和Y染色体未正常分离
【答案】D
【分析】人类的性别决定方式是XY型,XX表示雌性,XY表示雄性。
【详解】A、有丝分裂过程中,染色体进行复制后平均分配到两个子细胞中,父亲7号染色体(ATAG)10和(ATAG)6同时分配到两个子细胞中,A错误;
B、甲的7号染色体上STR位点有两种重复次数(6和6),PCR扩增后电泳分析,只有1种条带,B错误;
C、母亲产生的卵细胞含(GATA)₁₁的概率为1/2,父亲提供给女儿的只能是(GATA)₁₂,所以该双亲女儿的两条X染色体上STR位点类型为(GATA)₁₁和(GATA)₁₂的概率为1/2,C错误;
D、甲的染色体组成为XXY,根据STR位点的单元重复次数可知,母亲只提供了一条X染色体,剩下的XY染色体是由父亲提供,父亲提供XY染色体的精子原因在于父亲的精原细胞在减数分裂时X和Y染色体未正常分离,D正确。
故选D。
17.(2025·辽宁·三模)鸡的胫色由独立遗传的两对等位基因D/d与E/e控制。只含D不含E表现为黄色,只含E不含D表现为黑色,同时含有D和E表现为白色,其余表现为青色。现将纯合青色鸡与黄色鸡进行正反交,后代表型不完全一致(鸡属于ZW型性别决定的生物,不考虑ZW的同源区段)。以下说法正确的是( )
A.D与d基因位于常染色体上,E与e基因位于性染色体上
B.只有黑色鸡与白色鸡杂交后代才能出现四种颜色
C.若想通过胫色区分后代性别,可选择黄色雌鸡与青色雄鸡杂交或白色雌鸡与黑色雄鸡杂交
D.若含有D的雌配子有1/2致死,则黄色雌鸡与双杂合白色雄鸡杂交,后代白色杂合子占1/6
【答案】C
【分析】位于性染色体上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫做伴性遗传。
【详解】A、纯合青色鸡与黄色鸡进行正反交,后代表型不完全一致,这表明相关基因的遗传与性别有关。已知只含D不含E表现为黄色,只含E不含D表现为黑色,同时含有D和E表现为白色,假设D与d基因位于常染色体上,E与e基因位于性染色体上,正交:纯合青色鸡(ddZeZe)与纯合黄色鸡(DDZeW),与反交:纯合青色鸡(ddZeW)与纯合黄色鸡(DDZeZe),正反交后代表型完全一致,与题意不符,所以D与d基因位于性染色体上,E与e基因位于常染色体上,A错误;
B、黄色鸡(eeZDW)与黑色鸡(EeZdZd)杂交,子代出现白色(EeZDZd)、黑色(EeZdW)、黄色(eeZDZd)、青色(eeZdW)四种颜色表型,B错误;
C、选择黄色雌鸡(eeZDW)与青色雄鸡(eeZdZd)杂交,子代雌鸡(eeZdW)为青色、雄鸡(eeZDZd)为黄色,或选择白色雌鸡(E_ZDW)与黑色雄鸡(E_ZdZd)杂交,子代雌鸡(E_/eeZdW)为黑色或青色、雄鸡(E_/eeZDZd)为白色或黄色,均可通过胫色区分后代性别,C正确;
D、黄色雌鸡(eeZDW)与双杂合白色雄鸡(EeZDZd)杂交,且含有D的雌配子有1/2致死,所以黄色雌鸡(eeZDW)产生配子eZD:eW=1:2,双杂合白色雄鸡(EeZDZd)产生配子EZD:EZd:eZD:eZd=1:1:1:1,所以子代中白色杂合子有1/12EeZDZD、2/12EeZDW、1/12EeZDZd,故占1/3,D错误。
故选C。
18.(2025·江西·三模)某二倍体植物的性别受一对复等位基因A₁、A₂和A₃控制,其中基因A₁控制植株表现为雄株,基因A₂控制植株表现为两性株,基因A₃控制植株表现为雌株,显隐性关系为 A1>A2>A3。该植物感病和抗病受另外一对等位基因控制,感病对抗病为显性。某研究小组将抗病雌株与感病雄株杂交,对产生的10株后代绘制系谱图,如下图所示,分析结果,最可能正确的是( )
A.该种群中与性别相关的基因型有6种,其中纯合子有3种
B.该植物的抗病、感病性状的遗传与性别相关,符合伴性遗传的特点
C.该植物控制性别和是否抗病的两对等位基因遵循自由组合定律
D.F₁个体8产生的原因是精子产生过程发生了染色体互换或基因突变
【答案】D
【分析】分离定律的实质是等位基因在配子形成时的分离。具体来说,就是生物体在进行减数分裂形成配子的过程中,位于一对同源染色体上的等位基因会随着同源染色体的分开而分离。
【详解】A、题意显示,某二倍体植物的性别受一对复等位基因A₁、A₂和A₃控制,其中基因A₁控制植株表现为雄株,基因A₂控制植株表现为两性株,可见雌株、两性株不可能产生含基因A₁的卵细胞,因此该群体中不能产生基因型为A₁A₁的后代,故群体中基因型为A1A2、A3A3、A₂A₃、A₁A₃、A₂A2有5种,纯合子只有2种,A错误;
B、该植物的性别是由常染色体上的一对等位基因控制,并没有性染色体,不符合伴性遗传的特点,B错误;
B、通过分析亲本基因型为A1A2×A3A3,子代的两性植株基因型为A₂A₃,雄株为A₁A₃,据遗传系谱图可知,子代中雄株全抗病,而两性植株几乎都感病,结合亲本雄株感病,可以推知亲本雄株中感病基因与基因A₂在同源染色体的一条染色体上,抗病基因与A₁在同源染色体的另一条染色体上,说明这两对等位基因不遵循自由组合定律,C错误;
D、对于F₁中8个体,其为两性植株,基因型为A₂A₃,正常情况下应该含有感病显性基因,但有可能是父本(A₁A₂)发生了染色体互换或者基因突变导致其产生了含有A₂与抗病基因连锁的染色体的精子,与母本产生的含有抗病基因的卵细胞受精后产生抗病的后代,D正确。
故选D。
19.(2025·四川内江·三模)下图1为甲、乙两种单基因遗传病的系谱图,两种致病基因位于非同源染色体上,甲病在男性中的发病率约为1/99.用某种限制酶对图1中部分个体的甲病相关基因切割后电泳,甲病相关基因的酶切位点及电泳结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
A.甲病为伴X染色体隐性遗传病,Ⅱ-3的乙病基因来自Ⅰ-3和Ⅰ-4
B.若Ⅱ-1与正常女性婚配,则生育患甲病孩子的概率约为1/100
C.若Ⅲ-1为正常女性,将其与甲病相关基因酶切后电泳结果与Ⅱ-2相同
D.Ⅱ-4携带乙病基因的概率为2/3,与Ⅰ-4基因型相同的概率为1/4
【答案】D
【分析】分析图1:Ⅰ-1和Ⅰ-2个体不患甲病,生出的Ⅱ-1个体患有甲病,说明甲病为隐性遗传病;Ⅰ-3和Ⅰ-4个体不患乙病,生出的Ⅱ-3个体患有乙病,说明乙病为隐性遗传病;分析图2:Ⅱ-1个体患有甲病,由电泳结果可知致病基因被酶切后,会得到0.4kb、0.6kb、0.8kb这三个片段;致病基因和正常基因碱基总数一样,可推出正常基因被酶切后,会得到1.2kb和0.6kb两个片段;电泳条带可知,Ⅰ-1个体只含有1.2和0.6两条带,只含正常基因,Ⅰ-2个体含有正常基因,也含致病基因,Ⅱ-1个体来自他的母亲,故甲病为伴X染色体隐性遗传病。
【详解】A、Ⅰ-3和Ⅰ-4个体不患乙病,生出的Ⅱ-3个体患有乙病,说明乙病为隐性遗传病;分析图2:Ⅱ-1个体患有甲病,由电泳结果可知致病基因被酶切后,会得到0.4kb、0.6kb、0.8kb这三个片段;致病基因和正常基因碱基总数一样,可推出正常基因被酶切后,会得到1.2kb和0.6kb两个片段;电泳条带可知,Ⅰ-1个体只含有1.2和0.6两条带,只含正常基因,Ⅰ-2个体含有正常基因,也含致病基因,Ⅱ-1个体来自他的母亲,故甲病为伴X染色体隐性遗传病,由于两种致病基因位于非同源染色体上,Ⅰ-1和Ⅰ-2个体不患甲病,生出的Ⅱ-1个体患有甲病,说明乙病为常染色体隐性遗传病,Ⅱ-3的乙病基因来自Ⅰ-3和Ⅰ-4,A正确;
B、已知甲病为伴X染色体隐性遗传病,乙病为常染色体隐性遗传病,假定甲病相关基因用A、a表示,乙病相关基因用B、b表示,Ⅱ-1个体患有甲病,基因型为XaY,甲病在男性中的发病率约为1/99,说明a=1/99,A=98/99,因此XAXA=98/99×98/99,XAXa=2×98/99×1/99,因此正常女性基因型种类及比例为49/50XAXA、1/50XAXa,生育患甲病孩子的概率约为1/50×1/2=1/100,B正确;
C、Ⅱ-2的基因型为XAXA或XAXa,Ⅱ-3的基因型为XaY,若Ⅲ-1为正常女性,基因型为XAXa,将其与甲病相关基因酶切后电泳结果与Ⅱ-2相同,C正确;
D、已知乙病是常染$$