内容正文:
专题04 遗传的基本规律
考点
5年考情(2021-2025)
命题趋势
考点1 基因分离定律和自由组合定律
2025、2024、2023、2022、2021
从近五年河北省高考试题来看,减数分裂是常考考点,常在选择题中出现。基因分离定律和自由组合定律一直是高考非选择题的考察重点也是难点内容。
考点2 伴性遗传
2023、2022、2021
考点01 基因分离定律和自由组合定律
1、(2024·河北·高考真题)单基因隐性遗传性多囊肾病是P基因突变所致。图中所示为某患者及其父母同源染色体上P基因的相关序列检测结果(每个基因序列仅列出一条链,其他未显示序列均正常)。患者的父亲、母亲分别具有①、②突变位点,但均未患病。患者弟弟具有①和②突变位点。下列分析正确的是( )
A.未突变P基因的位点①碱基对为A-T
B.①和②位点的突变均会导致P基因功能的改变
C.患者同源染色体的①和②位点间发生交换,可使其产生正常配子
D.不考虑其他变异,患者弟弟体细胞的①和②突变位点不会位于同一条染色体上
2、(2022·河北·高考真题)囊性纤维病是由CFTR蛋白异常导致的常染色体隐性遗传病,其中约70%患者发生的是CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失。研究者设计了两种杂交探针(能和特异的核酸序列杂交的DNA片段):探针1和2分别能与Phe508正常和Phe508缺失的CFTR基因结合。利用两种探针对三个家系各成员的基因组进行分子杂交,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.利用这两种探针能对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断
B.乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失
C.丙家系Ⅱ-1携带两个DNA序列相同的CFTR基因
D.如果丙家系Ⅱ-2表型正常,用这两种探针检测出两条带的概率为1/3
3、(2025·河北·高考真题)T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法,研究者将带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内,使其突变为丧失功能的a基因,花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题:
(1)基因内碱基的增添、缺失或 都可导致基因突变。
(2)以Aa植株为 (填“父本”或“母本”)与野生型拟南芥杂交,F1中卡那霉素抗性植株的占比为0,其反交的F1中卡那霉素抗性植株的占比为 。
(3)为进一步验证基因A的功能,将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a,该植株会产生 种基因型的可育花粉,其中具有a基因的花粉占比为 。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测,电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型,其中Ⅰ型植株占比为 。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株,其原因为 。
(4)实验中还获得了一个E基因被T-DNA插入突变为e基因的植株,e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系,进行下列实验:
①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交,筛选出基因型为 的F1植株。
②选出的F1植株自交获得F2.不考虑其他突变,若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0,E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为 ;若两对基因位于非同源染色体,该类植株的占比为 。除了上述两种占比,分析该类植株还可能的其他占比和原因: 。
4、(2024·河北·高考真题)西瓜瓜形(长形、椭圆形和圆形)和瓜皮颜色(深绿、绿条纹和浅绿)均为重要育种性状。为研究两类性状的遗传规律,选用纯合体(长形深绿)、(圆形浅绿)和(圆形绿条纹)进行杂交。为方便统计,长形和椭圆形统一记作非圆,结果见表。
实验
杂交组合
表型
表型和比例
①
非圆深绿
非圆深绿︰非圆浅绿︰圆形深绿︰圆形浅绿=9︰3︰3︰1
②
非圆深绿
非圆深绿︰非圆绿条纹︰圆形深绿︰圆形绿条纹=9︰3︰3︰1
回答下列问题:
(1)由实验①结果推测,瓜皮颜色遗传遵循 定律,其中隐性性状为 。
(2)由实验①和②结果不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若要进行判断,还需从实验①和②的亲本中选用 进行杂交。若瓜皮颜色为 ,则推测两基因为非等位基因。
(3)对实验①和②的非圆形瓜进行调查,发现均为椭圆形,则中椭圆深绿瓜植株的占比应为 。若实验①的植株自交,子代中圆形深绿瓜植株的占比为 。
(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。SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体。在和中SSR1长度不同,SSR2长度也不同。为了对控制瓜皮颜色的基因进行染色体定位,电泳检测实验①中浅绿瓜植株、和的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如图。据图推测控制瓜皮颜色的基因位于 染色体。检测结果表明,15号植株同时含有两亲本的SSR1和SSR2序列,同时具有SSR1的根本原因是 ,同时具有SSR2的根本原因是 。
(5)为快速获得稳定遗传的圆形深绿瓜株系,对实验①中圆形深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。选择检测结果为 的植株,不考虑交换,其自交后代即为目的株系。
5、(2023·河北·高考真题)某家禽等位基因M/m控制黑色素的合成(MM与Mm的效应相同),并与等位基因T/t共同控制喙色,与等位基因R/r共同控制羽色。研究者利用纯合品系P1(黑喙黑羽)、P2(黑喙白羽)和P3(黄喙白羽)进行相关杂交实验,并统计F1和F2的部分性状,结果见表。
实验
亲本
F1
F2
1
P1×P3
黑喙
9/16黑喙,3/16花喙(黑黄相间),4/16黄喙
2
P2×P3
灰羽
3/16黑羽,6/16灰羽,7/16白羽
回答下列问题:
(1)由实验1可判断该家禽喙色的遗传遵循 定律,F2的花喙个体中纯合体占比为 。
(2)为探究M/m基因的分子作用机制,研究者对P1和P3的M/m基因位点进行PCR扩增后电泳检测,并对其调控的下游基因表达量进行测定,结果见图1和图2。由此推测M基因发生了碱基的 而突变为m,导致其调控的下游基因表达量 ,最终使黑色素无法合成。
(3)实验2中F1灰羽个体的基因型为 ,F2中白羽个体的基因型有 种。若F2的黑羽个体间随机交配,所得后代中白羽个体占比为 ,黄喙黑羽个体占比为 。
(4)利用现有的实验材料设计调查方案,判断基因T/t和R/r在染色体上的位置关系(不考虑染色体交换)。
调查方案: 。
结果分析:若 (写出表型和比例),则T/t和R/r位于同一对染色体上;否则,T/t和R/r位于两对染色体上。
6、(2022·河北·高考真题)蓝粒小麦是小麦(2n=42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,研究人员设计了如下图所示的杂交实验。回答下列问题:
(1)亲本不育小麦的基因型是 ,F1中可育株和不育株的比例是 。
(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是 。
(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成 个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离,来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配,最终能产生 种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是 。
(4)F3蓝粒不育株体细胞中有 条染色体,属于染色体变异中的 变异。
(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现:
①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1。说明: ;
②蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1。说明 。符合育种要求的是 (填“①”或“②”)。
7、(2021·河北·高考真题)我国科学家利用栽培稻(H)与野生稻(D)为亲本,通过杂交育种方法并辅以分子检测技术,选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段(含有耐缺氮基因TD),L7的7号染色体上带有D的染色体片段(含有基因SD),两个品系的其他染色体均来自于H(图1)。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交,利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测,对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测,检测结果以带型表示(图2)。
回答下列问题:
(1)为建立水稻基因组数据库,科学家完成了水稻 条染色体的DNA测序。
(2)实验一F2中基因型TDTD对应的是带型 。理论上,F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为 。
(3)实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108,表明F2群体的基因型比例偏离 定律。进一步研究发现,F1的雌配子均正常,但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常,推测无活性的花粉带有 (填“SD”或“SH”)基因。
(4)以L7和L12为材料,选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X(图3)。主要实验步骤包括:① ;②对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型 的植株即为目的植株。
(5)利用X和H杂交得到F1,若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同,雌配子均有活性,则F2中与X基因型相同的个体所占比例为 。
考点02 伴性遗传
1、(2023·河北·高考真题)某单基因遗传病的系谱图如下,其中Ⅱ-3不携带该致病基因。不考虑基因突变和染色体变异。下列分析错误的是( )
A.若该致病基因位于常染色体,Ⅲ-1与正常女性婚配,子女患病概率相同
B.若该致病基因位于性染色体,Ⅲ-1患病的原因是性染色体间发生了交换
C.若该致病基因位于性染色体,Ⅲ-1与正常女性婚配,女儿的患病概率高于儿子
D.Ⅲ-3与正常男性婚配,子代患病的概率为1/2
2、(2022·河北·高考真题)研究者在培养野生型红眼果蝇时,发现一只眼色突变为奶油色的雄蝇。为研究该眼色遗传规律,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制
B.F2红眼雌蝇的基因型共有6种
C.F1红眼雌蝇和F2伊红眼雄蝇杂交,得到伊红眼雌蝇的概率为5/24
D.F2雌蝇分别与F2的三种眼色雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇
3、(2025·河北·高考真题)X染色体上的D基因异常可导致人体患病,在男性中发病率为1/3500,某患病男孩(其母亲没有患病)X染色体上的基因D和H内各有一处断裂,断裂点间的染色体片段发生颠倒重接。研究者对患儿和母亲的DNA进行了PCR检测,所用引物和扩增产物电泳结果如图。不考虑其他变异,下列分析错误的是( )
注:引物组合S1和S2,R1和R2可分别用于对正常基因D和H序列的扩增检测
A.该病患者中男性显著多于女性,女性中携带者的占比为1/3500
B.用R1和R2对母亲和患儿DNA进行PCR检测的结果相同
C.与正常男性相比,患病男孩X染色体上的基因排列顺序发生改变
D.利用S1和S2进行PCR检测,可诊断母亲再次孕育的胎儿是否患该病
4、(2021·河北·高考真题)杜氏肌营养不良(DMD)是由单基因突变引起的伴X隐性遗传病,男性中发病率约为1/4000。甲、乙家系中两患者的外祖父均表现正常,家系乙Ⅱ-2还患有红绿色盲。两家系部分成员DMD基因测序结果(显示部分序列,其他未显示序列均正常)如图。下列叙述错误的是( )
A.家系甲Ⅱ-1和家系乙Ⅱ-2分别遗传其母亲的DMD致病基因
B.若家系乙Ⅰ-1和Ⅰ-2再生育一个儿子,儿子患两种病的概率比患一种病的概率低
C.不考虑其他突变,家系甲Ⅱ-2和家系乙Ⅱ-1婚后生出患DMD儿子的概率为1/8
D.人群中女性DMD患者频率远低于男性,女性中携带者的频率约为1/4000
一、单选题
1.(2025·河北邢台·模拟预测)若某雄性植物的基因型为AaBbDd,且A、a与B、b位于一对同源染色体上,D、d位于另一对染色体上。现发现一个基因组成为Abd的配子,最多只考虑一次染色体互换,不考虑其他变异,分析另外三个配子的基因型不可能是( )
A.Abd、aBD、aBD B.ABD、aBd、abD
C.abd、aBD、ABD D.AbD、aBd、aBD
2.(2025·河北·模拟预测)如图为人类某单基因遗传病的系谱图。已知Ⅱ-1不携带该病致病基因,不考虑 X、Y染色体同源区段和突变(若为伴性遗传,X^Y视为纯合)。下列推断错误的是( )
A.该病一定不是常染色体隐性遗传病 B.Ⅲ-2 为杂合子的概率为1/2
C.若Ⅱ-3杂合,则Ⅲ-5可能不患病 D.若Ⅲ-3纯合,则该病一定为伴X显性遗传病
3.(2025·河北秦皇岛·一模)为提高抗病作物的抗旱性,科研人员将抗旱基因M插入作物的染色体中,培育出转基因作物,已知抗旱基因插入的数量和位置是随机的。某转基因抗旱植株自交后代中有大约1/16的后代为非转基因植株,若不考虑发生染色体变异,对此解释正确的是( )
A.转基因植株发生突变,重新形成非转基因植株
B.抗旱基因M插入了作物细胞的线粒体DNA中
C.至少有两个抗旱基因M分别插入一对同源染色体的两个不同位点
D.至少有两个抗旱基因M分别插入两对同源染色体上的两个位点
4.(2025·河北·二模)利用生物的可遗传变异进行育种能使生物表现出某些优良的性状。下列关于生物变异与育种的叙述,正确的是( )
A.用X射线对萌发种子诱变处理可促进基因突变和基因重组的发生
B.对于二倍体生物而言,其单倍体是高度不育,没有育种价值
C.杂交水稻是将两个水稻品种的多个优良性状重组在一起的纯合子
D.基因型为GGgg的四倍体马铃薯植株自交,子代杂合个体占17/18
5.(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
6.(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
7.(2025·河北邢台·二模)鸟类的性别决定方式为ZW型,某鸟类羽色由两对等位基因控制,Z染色体上的基因TA分别控制褐羽和黑羽;常染色体上的基因B/b控制色素合成,无基因B不能合成色素而表现为白羽,基因型为Bb的个体表型为半褐羽或半黑羽。一只纯合黑羽雌鸟和一只纯合白羽雄鸟杂交,F1均为半褐羽,F1相互交配得F2。下列叙述错误的是( )
A.F2半褐羽雌雄个体相互交配后代中黑羽个体占1/32
B.F2中褐羽、半褐羽个体中的雌与雄数量比均为2:1
C.F2中褐羽:黑羽:半褐羽:半黑羽:白羽=3:1:6:2:4
D.亲本雌雄个体的基因型分别为BBZtW和bbZTZT
8.(2025·河北石家庄·一模)某雌雄同株单性花植物的红花和白花分别由基因A、a控制,基因型为Aa的植株中有1/5表现为白花。下列叙述错误的是( )
A.鉴定某白花植株基因型的最简单方法是让其自交
B.基因型为Aa的红花植株相互授粉产生子代的性状分离比为13:7
C.一株红花植株和一株白花植株进行正反交的子代表型及比例相同
D.一株红花植株和一株白花植株进行杂交时需去雄→套袋→授粉→套袋
9.(2025·河北秦皇岛·一模)某鸟蛋的蛋壳颜色受Z染色体上MCIR基因控制,MCIR基因突变后雄卵壳仍为黑色,而雌卵壳变为棕色且在45℃条件下不能正常孵化而死亡。现将野生型雄鸟(黑色壳卵)与常温下孵化的MCIR基因突变雌鸟(棕色壳卵)杂交得到F1,F1随机交配得到F2。下列叙述正确的是( )
A.MCIR基因的突变为隐性突变
B.在45℃条件下,F2中全为黑色壳卵
C.若F2在常温条件下孵化,所得个体中野生型基因的基因频率为1/2
D.让棕色卵壳雄鸟与黑色卵壳雌鸟杂交,孵化出的子代全为黑色卵壳
10.(2025·河北秦皇岛·一模)蝴蝶的性别决定方式为ZW型,翅膀颜色有紫色、黄色、黑色,由两对等位基因A/a、B/b控制,其中A/a基因位于常染色体上。现将纯合亲本杂交,F1均为黑色,F1自由交配,F2中雄蝴蝶为黑色:紫色=3:1,雌蝴蝶为黑色:紫色:黄色=3:2:3(不考虑ZW染色体同源区段)。下列叙述正确的是( )
A.B/b基因位于Z染色体上,亲本的基因型一定为aaZBZB×AAZbW
B.F1雌蝴蝶的基因型为AaZBW,F2黑色雄蝴蝶是纯合子的概率为1/3
C.F2中的黑色雄性与黄色雌性交配,子代中黄色雄性所占比例为1/9
D.黄色雄蝴蝶与黑色雌蝴蝶杂交,子代中表型为黄色的蝴蝶均为雄性
11.(2025·河北承德·一模)人的某条染色体上M、N、O三个基因紧密排列,不发生互换。这三个基因各有多个等位基因(如M1~Mn均为M的等位基因)。父母及孩子的基因组成如表所示,若不考虑基因突变,下列叙述正确的是( )
家庭成员
父亲
母亲
儿子
女儿
基因组成
M5N1O6O7
M1M2N4N8O3O9
M2N4O3O6
M1M5N1N8O7O9
A.基因M、N、O位于X染色体上,Y染色体上无它们的等位基因
B.父亲的其中一条染色体上的基因组成是M5N1O6
C.基因M1与基因M2的区别一定是碱基对的数目不同
D.若此夫妻生的第2个儿子有M1基因,则其O基因组成为O6O9
12.(2025·河北沧州·一模)某二倍体植物的紫茎和绿茎受一对等位基因M/m控制,其所在染色体未知。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,常用于染色体特异性标记。让该植物的纯种紫茎植株和纯种绿茎植株杂交,F1自交后选取F2中全部绿茎植株并提取其细胞核DNA,利用该植物4号染色体上的特异SSR进行PCR扩增,电泳结果如下图所示。下列判断错误的是( )
A.由电泳结果可判断绿茎为隐性性状
B.该电泳结果说明M/m基因位于4号染色体上
C.若少数绿茎植株扩增后出现两个条带,则F1形成配子时可能发生了基因重组
D.不考虑其他变异,若选F2中全部紫茎植株进行检测,电泳结果有两种类型且比例为1:1
13.(2025·河北保定·一模)某单基因遗传病的发病与性别和年龄相关,女性患者出生即发病,而男性患者17岁之后才 开始出现症状。现有甲、乙两个家庭,他们的患病情况如图所示,其中甲家庭3个孩子中有 一名患者,乙家庭中父母为基因型不同的纯合子,这两个家庭总共只存在一对同卵双胞胎,不考虑突变和染色体互换。下列叙述错误的是( )
A.该病的遗传方式为常染色体显性遗传
B.不能通过产前诊断中性别检测的方法来预防该病患儿的出生
C.若甲家庭存在同卵双胞胎,则这两个家庭的孩子中可能有3名男孩年满17岁
D.若这两个家庭中共有2名女性患者,则乙家庭的母亲不含该病致病基因
14.(2025·河北石家庄·一模)鸟类的性别决定方式为ZW型,某鸟类羽色由两对等位基因控制,Z染色体上的基因T/t分别控制褐羽和黑羽;常染色体上的基因B/b控制色素合成,无基因B不能合成色素而表现为白羽,基因型为Bb的个体表型为半褐羽或半黑羽。一只纯合黑羽雌鸟和一只纯合白羽雄鸟杂交,F1均为半褐羽, F1相互交配得F2。下列叙述错误的是( )
A.亲本雌雄个体的基因型分别为BBZtW和bbZTZT
B.F2中褐羽:黑羽:半褐羽:半黑羽:白羽=3:1:6:2:4
C.F2中褐羽、半褐羽个体中的雌与雄数量比均为2:1
D.F2半褐羽雌雄个体相互交配后代中黑羽个体占1/32
15.(2025·河北沧州·一模)遗传性视神经萎缩(LHON)是由X染色体上隐性基因g控制的遗传病。研究发现,少数杂合子女性也可能患此病,患病的原因是女性细胞中两条X染色体中有一条会随机失活。如图为该病患者所在家系的系谱图,另外在该家系中只有Ⅱ3为多指患者。下列相关叙述错误的是( )
A.Ⅱ4患病是由含G基因的X染色体失活所致
B.Ⅱ3为多指是其所含相关隐性基因发生显性突变所致
C.LHON在男性中的发病率低于女性,多指在男性中的发病率高于女性
D.若Ⅱ3与一正常男性婚配,则他们生育两病兼患男孩的概率可能为1/16
16.(2025·河北邯郸·三模)高温是影响水稻产量和品质的重要环境因素之一。水稻NIL品系比申9B品系更耐高温,研究发现,NIL品系中TTI基因的一个碱基对改变造成编码的精氨酸变为组氨酸,使TTI基因编码的26S蛋白酶能够更快清除受热变性后的聚合蛋白。为进一步研究水稻耐高温性状的遗传规律,科学家用电泳法对NIL品系、申9B品系及两者杂交所得的TTI基因型进行鉴定,结果如图所示。表现为不耐高温。下列叙述正确的是( )
A.合成26S蛋白酶时,多个核糖体共同完成一条肽链的合成
B.NIL品系的TTI基因与申9B品系的TTI基因互为非等位基因
C.不耐高温为显性性状,亲本NIL品系和申9B品系中有一个为杂合子
D.自交获得,不耐高温中纯合子约占1/3
二、多选题
17.(2025·河北保定·三模)某雌雄同株的植物有黄色、白色和橙红色三种花色,由基因 A/a、B/b两对独立遗传的等位基因控制,已知无A 基因时植株开白花。科研人员选择黄花与白花植株杂交,F1均为橙红色,F1自交,F2的表型及比例为黄色:白色:橙红色=3:4:2。下列相关分析错误的是( )
A.两种亲本均为纯合子,F1测交后代产生三种表型
B.F1产生含 A 的雌配子或雄配子致死,雌、雄配子有9种组合方式
C.F2开橙红色花的植株自交,子代中各花色比例与题干F2 比例相同
D.F2中白花植株与黄花植株杂交,后代中有1/4植株开橙红色花
18.(2025·河北保定·二模)小鼠的短尾(D)对正常尾(d)为显性,短尾基因纯合(DD)会导致胚胎死亡。毛皮颜色由常染色体上的复等位基因B1(黄色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制。现对甲(黄色短尾)、乙(黄色正常尾)、丙(鼠色短尾)、丁(黑色正常尾)4种基因型的雌雄小鼠进行一系列杂交实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.控制毛皮颜色的复等位基因的显隐性关系是B1>B3>B2
B.小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有6种
C.甲种雌、雄个体相互交配,后代中鼠色正常尾的个体占1/12
D.丙种小鼠的基因型无法确定,与丁种小鼠交配可判断其产生的配子类型
19.(2025·河北张家口·三模)人类Y染色体上存在性别决定基因——SRY基因(睾丸决定因子基因),SRY基因的存在对男性特征的维持至关重要,但在人群中也存在一些XX染色体男性和XY染色体女性,其性染色体的结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A.分布在性染色体上的基因都与性别决定有关
B.XY女性细胞中的基因数目减少,发生了染色体数目变异
C.X染色体含有SRY基因,是由于X、Y染色体发生了基因重组
D.推测XXY个体因其Y染色体带有SRY基因而表现为男性
20.(2025·河北石家庄·模拟预测)杨梅有雌花、雄花与两性花之分。基因A和B是控制杨梅枝条茎端赤霉素和脱落酸合成的关键基因,对杨梅花的性别决定有重要作用,可使杨梅植株出现雄株、雌株和雌雄同株(两性花)三种情况。当A基因存在时可使赤霉素浓度较高,B基因存在时可使脱落酸浓度较高,脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花。将基因型为AABB与aabb的植株杂交,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.基因A/a、B/b在遗传过程中遵循自由组合定律
B.基因型为AABB、AABb的个体表现为雌株
C.将F2中的雌株和雄株杂交,后代雌雄同株的比例为4/9
D.若从F2中筛选基因型为aabb的个体,应从表现为雌雄同株的个体中进行筛选
21.(2025·河北张家口·二模)某家族存在甲、乙两种遗传病,其中甲病受等位基因A、a控制,乙病受等位基因B、b控制。提取该家族中某些个体的基因进行电泳,所得电泳条带如图2所示,已知图2中条带①②对应一对等位基因,条带③④对应另一对等位基因。下列叙述正确的是( )
A.条带②③分别对应a、B基因
B.等位基因B、b位于X染色体上
C.Ⅱ-2与甲、乙病相关可能的基因型有3种
D.Ⅱ-3与患两病女性婚配,后代患甲病概率为1/2
22.(2025·河北唐山·二模)某种昆虫的性别决定类型是ZW型,其体色的遗传由仅位于Z染色体上一对等位基因B、b控制,基因b使雌配子致死。现用深色雄性和浅色雌性杂交,后代全为深色雌性。不考虑变异,下列说法正确的是( )
A.浅色性状为隐性
B.该昆虫种群有5种基因型,4种表型
C.ZBZb×ZBW作为亲本,F1自由交配,F2中b基因频率为3/16
D.ZBZb的个体次级精母细胞中带有B基因的染色体数量可能为2、1、0
23.(2025·河北·二模)人类胰岛素受体(INSR)基因位于19号染色体,该基因缺失会造成先天性糖尿病。位于人类5号染色体上的某基因发生显性突变会引起细胞内产生一种氧化岐化物,该岐化物会使INSR失去活性,也会导致先天性糖尿病。如图为某家族先天性糖尿病遗传系谱图。下列叙述正确的是( )
A.Ⅱ-3体内的胰岛B细胞能合成并分泌胰岛素
B.若Ⅱ-4体内存在INSR,则其19号染色体正常
C.孕期基因检测可降低Ⅱ-1生出患病孩子的概率
D.Ⅲ-1患病可能是Ⅱ-1或Ⅱ-2基因突变导致的
24.(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
25.(2025·河北保定·一模)遗传性雀斑由等位基因A/a控制,糖原沉积症由等位基因B/b控制,两对基因独立遗传。某家族系谱图如图甲,对该家系部分成员的相关基因进行PCR扩增并进行电泳,结果如图乙(注:Marker为标准品)。不考虑基因位于X、Y染色体的同源区。下列推断正确的是( )
A.遗传性雀斑属于常染色体显性遗传病,糖原沉积症为常染色体隐性遗传病
B.Ⅱ-1的基因型为aaBb
C.遗传性雀斑和糖原沉积症分别是由正常基因发生碱基缺失、增添所致
D.Ⅲ-3和Ⅲ-5近亲婚配生育糖原沉积症孩子的概率为1/36
26.(2025·河北唐山·一模)某遗传病与A和V两种核基因有关,两基因中任一突变均可导致该遗传病发生。现有甲、乙两个家族系谱图,经检测,在突变基因中,甲家系中的Ⅰ-1、Ⅰ-2和乙家系中Ⅰ-1都只含基因A突变的基因,乙家系中Ⅰ-2只含基因V突变的基因。不考虑X、Y染色体同源区段和突变,下列叙述错误的是( )
A.基因A与其突变基因在碱基种类、数目和排列顺序上不同
B.基因A位于X染色体上,基因V位于常染色体上
C.乙家系的Ⅱ-3减数分裂产生同时含有A和V两种突变基因配子的概率为1/16
D.甲家系的Ⅱ-3与乙家系的Ⅱ-4婚配,子代患病的概率为1/12
三、实验题
27.(2025·河北张家口·二模)菠菜雌雄异株(XY型性别决定),其根红色与白色受一对等位基因A和a控制,其茎分枝与不分枝受一对等位基因B和b控制,其叶戟形与卵形受一对等位基因D和d控制。科研人员用不同性状的菠菜进行了杂交实验,如下所示:
实验一:根红色、茎分枝♂×根白色、茎分枝♀→F₁表型种类及比例为根红色、茎分枝:根红色、茎不分枝:根白色、茎分枝:根白色、茎不分枝=3:1:3:1。
实验二:根红色、叶戟形♂×根白色、叶卵形♀→F₁雌雄表型种类及比例均为根红色、叶戟形:根红色、叶卵形:根白色、叶戟形:根白色、叶卵形=28:3:3:28。
回答下列问题:
(1)根据实验一、二 (填“能”或“不能”)判断根颜色的显隐性,若要判断根颜色的显隐性,从亲本或F1中选择材料进行实验并预测结果及结论: 。
(2)根据实验一 (填“能”或“不能”)判断茎分枝相关基因位于常染色体上还是位于X染色体上,理由是 。
(3)已知根白色、叶卵形均为隐性性状,由实验二的表型及比例,推测基因A/a、D/d的位置关系是 。根据表中数据,推测实验二的表型出现根红色、叶卵形和根白色、叶戟形的原因是 。
28.(2025·河北保定·一模)雄性不育系是培育杂交水稻的基础,核质互作雄性不育系的发现使得培育杂交水稻 成为可能。下图表示三系法杂交水稻的培育过程,该过程包含不育系、保持系和恢复系。N、S分别表示细胞质中雄性可育基因和不育基因,A、a分别表示细胞核中雄性可育基因和雄性不育基因。只有当细胞质与细胞核中的基因全为不育基因时,植株才表现出雄性不育。 智能不育系(第三代杂交水稻技术)使隐性核不育基因被应用于杂交水稻的培育。回答下列 问题:
(1)水稻杂交育种时,选用雄性不育植株的优点是 。图中保持系的作用 是 ,已知不育系的基因型为S(aa), 保持系的基因型为 。
(2)已知基因M 是水稻恢复育性所必需的基因,位于2号染色体上;基因F 可使含有基因M 的花粉死亡;基因R 为红色荧光蛋白基因。现将基因M、基因R、基因F 构建成连锁基 因群,导入纯种雄性不育系(基因型为mm) 中,得到甲、乙、丙三株智能不育系。已知植 株甲导入了1个连锁基因群,植株乙和植株丙各导入了2个连锁基因群。
①若植株甲自交后代中智能不育系个体所占比例为1/2,则导入植株甲中的1个连锁基 因 群 (填“一定”或“不一定”)插入到2号染色体上,原因是 。雄性不育 系种子 (填“含有”或“不含有”)荧光。
②若植株乙自交后没有子代产生,则植株乙中插入的2个连锁基因群位于 (填 “1对同源染色体上”或“2对同源染色体上”)。
③若植株丙自交后有子代产生,且2个连锁基因群不会导入同一条染色体,则植株丙自 交后代中与植株乙基因型相同的个体所占比例是 。
29.(2025·河北石家庄·一模)水稻花粉是否可育受细胞质基因(S、N)和细胞核基因R(R1、R2)共同控制。其中S、N分别表示不育基因和可育基因;R1、R2表示细胞核中可恢复育性的基因,其等位基因r1、r2无此功能,通常基因型可表示为“细胞质基因(细胞核基因型)”。只有当细胞质中含有S基因、细胞核中r1、r2基因都纯合时,植株才表现出雄性不育性状。如图表示杂交实验过程,请回答下列问题:
(1)袁隆平院士和他的助手在海南发现的几株野生的雄性不育水稻,使水稻杂交育种的进程进入了快车道,这是因为用这种水稻作 本,可以避免 的繁琐工作。
(2)杂交实验中,亲本中雄性不育株的基因型可表示为 ,恢复株的基因型为 ,F2中出现部分花粉可育类型是 的结果,F2中雄性可育性状且能稳定遗传的个体所占比例约为 。
(3)“海稻86”是一种能在沿海滩涂和盐碱地生长的水稻新品种。培育耐盐水稻品种是提高盐碱土地的利用率和经济效益、缓解世界粮食危机的有效方案之一。有研究者提出假设:水稻植株的耐盐性是由位于非同源染色体上的两对等位基因A/a和B/b控制的,其抗盐碱性和基因型的对应关系分别为基因型为A_B_的植株为耐盐植株,而不耐盐植株的基因型为A_bb、aaB_、aabb。现有不耐盐纯种水稻植株若干,请简要写出验证该假设的实验思路与预期结果: 。
30.(2025·河北邯郸·二模)黄瓜为雌雄同株异花植物,果实有绿色和黄色,表面有瘤和无瘤,有刺和无刺等类型。选用3种纯合体P1(绿色有瘤有刺)、P2(黄色无瘤无刺)和P3(绿色无瘤无刺)进行杂交,结果见表。回答下列问题:
实验
杂交组合
F1表型
F2表型和比例
①
P1×P2
绿色有瘤有刺
有瘤有刺:无瘤无刺:无瘤有刺=9:4:3
②
P1×P3
绿色有瘤有刺
有瘤有刺:无瘤无刺=3:1
(1)已知黄瓜果实绿色和黄色由一对等位基因(用A和a表示)控制。可具体根据 确定两者的显隐性关系。
(2)根据实验 (填序号)中F2的表型及比例,可推知控制果实表面是否有刺的基因(用G、g表示)与控制果实表面是否有瘤的基因(用T、t表示)位于 对同源染色体上,且可推知G/g与T/t两对等位基因之间存在的相互作用是 。实验②F2植株种植后,自然条件下子代所结果实中无瘤无刺的占比为 。
(3)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。SSR1和SSR2分别位于黄瓜的1号和2号染色体上。在P1和P2中SSR1长度不同,SSR2长度也不同。为了对控制果实有无刺的基因进行染色体定位,电泳检测实验①中P1,P2、F1、F2中无刺植株的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如图。据图推测控制果实有无刺的基因位于 号染色体上。若电泳检测实验①F2中任意一株无刺植株的SSR1和SSR2的扩增产物,不考虑染色体互换的情况下,实验结果有 种可能。
(4)经SSR电泳实验对黄瓜果实颜色基因进行定位确定该基因位于3号染色体上,则根据已有实验结果还不能确定A/a基因和T/t基因的遗传是否遵循自由组合定律。请利用现有材料设计调查方案,判断A/a基因和T/t基因的遗传是否遵循自由组合定律。
调查方案: 。结果分析:若 (写出表型和比例),则A/a基因和T/t基因的遗传遵循自由组合定律。否则,A/a基因和T/t基因的遗传不遵循自由组合定律。
四、解答题
31.(2025·河北保定·二模)番茄的抗白粉病和易感白粉病受基因A/a的控制,抗青枯病和易感青枯病受基因B/b的控制。研究发现,含有P蛋白的番茄易感白粉病,不含P蛋白的番茄对白粉菌有较强的抗性。含有N蛋白的番茄对青枯病有抗性,不含N蛋白的番茄易感青枯病。回答下列问题:
(1)为获得抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种,实验人员以纯合的不含P蛋白、不含N蛋白的番茄(甲)与含P蛋白、N蛋白的番茄(乙)为材料进行实验。根据题中信息分析,甲对白粉病、青枯病的抗性是 ,乙对白粉病、青枯病的抗性是 。
(2)甲和乙杂交得F1,F1自交得F2。实验人员对F1和F2番茄中P蛋白和N蛋白进行电泳检测,不同表型的电泳条带如图所示。统计F2中①~④4种表型的番茄,数量如表所示。
表型
①
②
③
④
株数
92
93
277
31
注:图中阴影条带为抗原—抗体杂交带,表示相应蛋白质的存在。M为标准参照物。
①上述实验结果表明基因A/a、B/b的遗传遵循自由组合定律。为验证该结论,可让F1与 (从是否含P蛋白、N蛋白的角度作答)的番茄进行测交。
②F2中抗白粉病且抗青枯病的番茄所占比例为 。请以该部分番茄为实验材料,设计一次最简便的遗传实验,以获得纯种的抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种,实验方案及预期结论是 。
(3)科研人员发现生长在相同环境中的一株F2中表型②的番茄杂合体,其对青枯病没有抗性。该番茄植株的基因序列与其他抗青枯病番茄的相同,但该番茄植株中N蛋白基因的启动子部分序列甲基化。据此推测,该番茄植株对青枯病没有抗性的原因是 。
32.(2025·河北张家口·三模)药用植物——毛地黄的花色由M/m、D/d、E/e三对等位基因控制。M基因控制花色素苷(红色)的合成,无花色素苷时表现为白花。基因D/d影响花色素苷的合成量,在无D基因时,M基因只能控制合成少量花色素苷,从而使花色呈现浅红色。基因E/e控制花色素苷的分布,E基因使花色素苷呈点状分布,如白花带红点、白花带浅红点,而e基因使花色素苷均匀分布于整个花冠。回答下列问题:
(1)欲判断基因D/d、E/e的遗传是否遵循自由组合定律,可选择浅红色纯合植株与表型为 的纯合植株杂交,F1自交,若所得F2的表型及比例为 ,则证明两对基因的遗传遵循自由组合定律。
(2)判断某一浅红花植株的基因型,可选择表型为 的植株与其杂交。若控制花色的三对基因均独立遗传,某白花带红点植株自交,子代中红花植株所占比例最大为 ;若子代中红花植株所占比例为3/16,则该白花带红点植株的基因型为 。
(3)进一步研究发现,H基因控制花色素苷合成途径中一种关键酶的合成,从而影响花色。分别提取白花带红点花瓣上红色和白色部位细胞的DNA,经不同处理后再对H基因进行PCR扩增,电泳检测扩增产物,结果如下图所示。由此可推测H基因影响花色的机理是 。实验所取花瓣上红色和白色部位的H基因碱基序列 (填“相同”或“不同”)。
注:MecrBC只能切割DNA的甲基化区域,对未甲基化区域不起作用;其中“+”表示用McrBC处理,“-”表示不用McrBC处理。
33.(2025·河北石家庄·二模)某植物的叶色性状中,绿色对黄绿色为完全显性。研究人员选择纯种绿色与黄绿色杂交,F1全为绿色,F1自交,F2的表型及比例为绿色:黄绿色=9:7。请回答下列问题:
(1)若绿色和黄绿色由一对等位基因(设为A/a)控制,且含基因A或基因a的雄配子部分死亡,则F2出现9:7表型比的原因是,F1产生的含基因 (填“A”或“a”)雄配子有 的比例死亡。
(2)若绿色和黄绿色由两对等位基因(设为B/b和D/d)控制,其遗传上遵循基因的 定律,F2中黄绿色的基因型有 种,F2出现表型比9:7的原因是 。则F1测交子代中绿色与黄绿色的表型比为 。选取F2的绿色植株自交,则后代中黄绿色植株的比例为 。
(3)根据(2),若B和b基因位于5号染色体上,D和d基因位于6号染色体上,通过PCR检测F22黄绿色群体每株个体中B、b、D、d基因,该群体电泳图谱有类型I~V,如图所示,Ⅱ和IV的基因型分别是 。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
5号染色体
▃
▃
▃
▃
▃
▃
6号染色体
▃
▃
▃
▃
▃
▃
34.(2025·河北邯郸·模拟预测)小鼠毛色的调控机制如图所示,小鼠的毛发一段为黄色、一段为黑色时为斑驳色。等位基因A、A'均可表达出相同的A蛋白,但基因A仅在毛发生长周期第4~6天表达,而基因A'可持续表达,基因a、b的表达产物无相应功能。已知基因B/b位于常染色体上。不考虑X、Y染色体的同源区段。回答下列问题:
注:A蛋白浓度很低时,也能起作用。
(1)基因A'与A的根本区别为 。现有纯合斑驳色小鼠、含A'基因的纯合黄色小鼠若干只,请设计一次杂交实验判断基因A'、A、a位于常染色体上还是X染色体上,写出实验思路: 。若实验结果为 ,则证明基因A'、A、a位于X染色体上。
(2)若控制小鼠毛色的基因位于不同对常染色体上,则基因型为AaBb和A'aBb小鼠杂交,子代表型及比例为 ,其中黄色小鼠共有 种基因型。
(3)若某品系黄色小鼠的基因型为aabb,与纯合斑驳色小鼠杂交得F1,F1再与亲本黄色小鼠回交,所得F2的表型及比例如下表所示。根据表中数据推测,两种杂交组合中F2的表型及比例不同的原因是 。杂交组合Ⅱ中母本产生的配子种类及比例为 。
杂交组合
父本
母本
F2表型及比例
Ⅰ
F1
aabb
黄色∶斑驳色=1∶1
Ⅱ
aabb
F1
黄色∶斑驳色∶黑色=50∶43∶7
35.(2025·河北秦皇岛·一模)华盛顿大学研究人员发现了一种影响蛋白质折叠的新遗传疾病。一名德国女孩患有智力障碍、肌张力低下和小脑结构异常,医生发现其CCT3基因发生基因突变,正常的CCT3蛋白能将其他蛋白折叠成适当的形状。如图1为该女孩的家族系谱图,现对该女孩以及其父母的CCT3基因进行测序,同源染色体上的两个CCT3基因均检测,每个CCT3基因序列仅列出一条链,其他未显示序列正常,其中I-1、I-2分别为父母的CCT3基因部分碱基序列,Ⅱ-1为该患病女孩的CCT3基因序列(下划线处的碱基为突变位点)。回答下列问题:
(1)据图分析,该病的患病方式是 ,CCT3基因2个突变位点的碱基对分别是 。
(2)CCT3基因2个突变位点的突变会导致CCT3基因的功能发生改变,基因突变是指 。CCT3基因发生基因突变,导致CCT3蛋白无法将其他蛋白折叠成适当的形状发挥作用,说明了基因控制性状的方式是 。
(3)若该患病女孩的同源染色体的两个突变位点间发生交换, (填“能”或“不能”)产生正常配子。不考虑其他变异的情况下,若患者弟弟Ⅱ一2体细胞中有上述2个突变位点,则这2个突变位点 (填“会”或“不会”)位于同一条染色体上,理由是 。
36.(2025·河北承德·一模)为研究4对等位基因在染色体上的相对位置关系,研究人员以某志愿者的12个精子为材料,检测精子的基因型,结果如表所示。若表中该志愿者精子的基因型和比例与理论上产生的配子的基因型和比例相同,且不存在致死现象,所有配子的染色体均正常,活力相同。请回答下列问题:
精子编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
基因型
aBd
aBde
aBd
aBde
aBD
aBDe
Abd
Abde
AbD
AbDe
AbD
AbDe
(1)若只考虑这4对等位基因,该志愿者的基因型为 。
(2)根据表格信息,研究人员推测等位基因A、a和B、b应该位于一对同源染色体上,且a和 位于一条染色体上,作出此推测的依据是 。
(3)据表可知,等位基因B、b和D、d的遗传 (填“符合”或“不符合”)自由组合定律,判断依据是 。
(4)若只考虑B、b和D、d两对等位基因,当该志愿者与具有相同基因型的女性婚配时,产生基因型为bbdd子代的概率为1/12,据此判断该女性的这两对等位基因在染色体上的位置关系为 ,且联会时 (填“发生”或“未发生”)染色体互换。
37.(2025·河北沧州·一模)家蚕(2n=56)是ZW型性别决定的动物,其蚕丝颜色的彩色和白色由基因B/b控制。纯合产彩色蚕丝雌蚕与纯合产白色蚕丝雄蚕杂交,F1均产白色蚕丝,F1雌雄个体自由交配,F2中产白色蚕丝(♂):产彩色蚕丝(♀):产白色蚕丝(♀)=2:1:1。基因A1/a1、A2/a2控制蚕卵颜色,突变基因a1和a2分别位于家蚕10号染色体的位点1和位点2(如图1所示),双突变的纯合子致死。越冬时,基因a1纯合的卵呈杏黄色,基因a2纯合的卵呈淡黄褐色,其他卵均呈紫黑色。回答下列问题:
(1)不考虑ZW同源区段,基因B/b位于 染色体上, 色蚕丝为隐性性状。F2中产白色蚕丝雄蚕与产彩色蚕丝雌蚕交配,产彩色蚕丝后代所占比例为 。
(2)基因a1和a2 (填“是”或“不是”)等位基因。越冬时,卵表现为淡黄褐色的家蚕的基因型为 (只写与蚕卵颜色有关的基因)。
(3)雄蚕比雌蚕的吐丝量高且蚕丝质量好,育种工作者想利用上述突变体在卵期根据蚕卵颜色就可以将产彩色蚕丝的雄蚕与其他个体区分开,从而达到提高彩色蚕丝产量和质量的目的。首先用一定的方法处理基因型为A1a1A2a2的产彩色蚕丝雌蚕,使其一条10号染色体上含A1基因的片段断裂后与W染色体结合,剩余部分丢失,产生了如图2所示的个体甲。
①个体甲发生的具体变异类型是 。
②培育过程中发现,位点1和位点2上的基因中任意一种基因重复(如a2a2、A2a2等)或两种基因同时缺失,均会导致配子因遗传物质不平衡而致死,假设染色体数目缺失不影响配子活性。请在下图中画出个体甲产生的能存活的配子类型,要求画出相关染色体并标注上相应基因(按照类型1、类型2的顺序,有几种就选择几种类型作图,同时标注出控制蚕丝颜色的基因) 。
③让个体甲和产彩色蚕丝、基因型为A1A1a2a2的雄蚕交配,选择 色的蚕卵进行孵育,即可达到提高彩色蚕丝的产量和质量的目的。
38.(2025·河北邯郸·一模)某雌雄异株二倍体植物的性别决定方式和特点与人类非常相似,其叶形(圆形与心形)、花色(红花与黄花)和茎高度(高茎与矮茎)分别由基因A/a、B/b、C/c控制,其中基因A/a位于X染色体上,圆形对心形为显性。为研究三对等位基因在染色体上的位置关系,研究人员将甲、乙两纯合亲本进行了杂交实验,杂交结果如图1所示。不考虑X、Y染色体的同源区段,回答下列问题:
(1)杂交实验中,F2的叶形表型及比例是 ,若将F2雌雄个体随机传粉,不考虑性别,则F₃的叶形表型及比例为 。
(2)B/b和C/c的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。F2的高茎黄花、矮茎黄花植株均只有雄性,请推测三对等位基因在染色体上的位置关系,并在图2中的染色体上标注出F1雄株的基因型 。F2三对相对性状中都表现为显性的个体中纯合个体所占比例是 。
(3)已知C/c位于1号或2号染色体上。SSR是染色体中简单重复的DNA序列,不同染色体的SSR差异很大,可利用电泳技术将其分开,从而对基因进行定位。将植株甲1号和2号染色体上特有的SSR分别记为甲1、甲2。将植株甲、乙进行杂交得到F1,以F1的单个花粉DNA为模板进行了PCR检测,检测部分结果如表(能反映理论值)所示。
花粉编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
相关序列
甲1
+
+
+
+
+
+
+
甲2
+
+
+
+
+
+
+
+
基因C
+
+
+
+
+
+
+
+
注:“+”表示能检测到相关序列。
据表分析,基因C应位于 号染色体上,判断的依据是 。
39.(2025·河北唐山·一模)大豆是我国的重要粮油作物,是人类优质蛋白的主要来源。普通品系大豆易倒伏、易感病,科研人员利用辐射诱变方法处理普通品系大豆(甲),得到了一株抗倒伏且抗病的大豆植株(乙),欲利用乙植株探究大豆抗倒伏(相关基因用A/a表示)及抗病(相关基因用B/b表示)性状的遗传规律,科研人员进行了如下实验:
实验
杂交亲本
F1表现型及比例
实验一
第一组
甲(父本)×乙(母本)
抗倒伏易感病:易倒伏易感病=1:1
第二组
甲(母本)×乙(父本)
抗倒伏易感病:易倒伏易感病=1:2
实验二
选取实验一F1中易倒伏易感病植株作母本、抗倒伏易感病植株作父本杂交
易倒伏易感病:易倒伏抗病:抗倒伏易感病:抗倒伏抗病=6:2:3:1
回答下列问题:
(1)利用辐射诱变方法处理大豆使其发生基因突变,该育种方法的优点是 。
(2)由实验一可知,抗病对易感病为 性性状,理由是 。
(3)不考虑染色体变异和基因突变,若抗倒伏为显性性状,则:
①实验一第二组F1出现上述性状分离比的原因可能是 ;
②利用实验二F1中抗倒伏易感病植株自交,所得F2中能稳定遗传的抗倒伏易感病植株占 。
(4)已知抗倒伏为显性性状,随机选取(3)②F2中的3个植株,利用凝胶电泳法(不同基因凝胶电泳后所处的条带位置不同)得到各植株部分基因条带。结果如下图:
已知植株2和3为易倒伏易感病植株,则由凝胶电泳图可知,条带1和4代表的基因分别为 和 。为尽快获得更多符合生产要求的大豆,请以植株1为育种材料,简要写出一种育种思路 。
40.(2025·河北石家庄·一模)某雌雄异株的二倍体植物的性别由位于第5号染色体上的等位基因M/m控制,决定雄性的M基因对决定雌性的m基因为完全显性。该植物的阔叶与窄叶由基因B/b控制,抗病与不抗病由基因D/d控制。某研究人员利用一阔叶抗病雄株和一阔叶抗病雌株进行杂交,子一代中阔叶抗病雄:阔叶抗病雌:阔叶不抗病雄:阔叶不抗病雌:窄叶抗病雌:窄叶不抗病雌=6:3:2:1:3:1。回答下列问题:
(1)若不考虑突变和减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换,在该植物的性别、叶形及是否抗病的遗传中,除基因M/m外,基因 也位于第5号染色体上,判断依据是 。
(2)为阐明抗病与不抗病的遗传基础,研究人员克隆出基因D,将D基因导入到某不抗病甲品系中,获得了转入单个D基因的转基因乙品系。假定转入的D基因已插入d基因所在染色体的非同源染色体上,乙品系与甲品系植株杂交,子代表型及比例为 ;乙品系植株相互授粉,子代表型及比例为 。
(3)研究人员分别给多株阔叶雄株各导入一个A基因,使M基因和A基因位于同一条染色体。所得到的转基因植物分别与窄叶雌株杂交,子代表型及比例有以下3种情况:①全为窄叶雌株②窄叶雄:阔叶雌=1:1③全为阔叶雌株若不考虑突变和减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换,可推测:当5号染色体上 时,含有该染色体的花粉完全失活。这些转基因植株的基因型有 (没有等位基因的位置可用0表示)。
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专题04 遗传的基本规律
考点
5年考情(2021-2025)
命题趋势
考点1 基因分离定律和自由组合定律
2025、2024、2023、2022、2021
从近五年河北省高考试题来看,减数分裂是常考考点,常在选择题中出现。基因分离定律和自由组合定律一直是高考非选择题的考察重点也是难点内容。
考点2 伴性遗传
2023、2022、2021
考点01 基因分离定律和自由组合定律
1、(2024·河北·高考真题)单基因隐性遗传性多囊肾病是P基因突变所致。图中所示为某患者及其父母同源染色体上P基因的相关序列检测结果(每个基因序列仅列出一条链,其他未显示序列均正常)。患者的父亲、母亲分别具有①、②突变位点,但均未患病。患者弟弟具有①和②突变位点。下列分析正确的是( )
A.未突变P基因的位点①碱基对为A-T
B.①和②位点的突变均会导致P基因功能的改变
C.患者同源染色体的①和②位点间发生交换,可使其产生正常配子
D.不考虑其他变异,患者弟弟体细胞的①和②突变位点不会位于同一条染色体上
【答案】BCD
【知识点】减数分裂过程中的变化规律、基因分离定律的实质和应用、基因突变
【分析】结合图示可知,患者获得父亲的下面一条链和母亲的下面一条链,均为突变的链,说明未突变P基因的位点①碱基对为C-G、②位点为A-T。
【详解】A、结合图示可知,患者获得父亲的下面一条链和母亲的下面一条链,均为突变的链,说明未突变P基因的位点①碱基对为C-G,A错误;
B、结构决定功能,①和②位点的突变均导致基因结构发生改变,均会导致P基因功能的改变,B正确;
C、由图可知,患者同源染色体的①和②位点间发生交换,可得到①、②位点均正常的染色单体,可使其产生正常配子,C正确;
D、由父母的染色体可知,父母突变的①、②位点不在一条染色体上,所以不考虑其他变异,患者弟弟体细胞的①和②突变位点不会位于同一条染色体上,D正确。
故选BCD。
2、(2022·河北·高考真题)囊性纤维病是由CFTR蛋白异常导致的常染色体隐性遗传病,其中约70%患者发生的是CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失。研究者设计了两种杂交探针(能和特异的核酸序列杂交的DNA片段):探针1和2分别能与Phe508正常和Phe508缺失的CFTR基因结合。利用两种探针对三个家系各成员的基因组进行分子杂交,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.利用这两种探针能对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断
B.乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失
C.丙家系Ⅱ-1携带两个DNA序列相同的CFTR基因
D.如果丙家系Ⅱ-2表型正常,用这两种探针检测出两条带的概率为1/3
【答案】BD
【知识点】基因突变、遗传病的检测和预防
【分析】遗传病的监测和预防:产前诊断、遗传咨询、禁止近亲婚配、提倡适龄生育。
【详解】A、约70%患者发生的是CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失,存在其他基因变异导致得病,所以不能利用这两种探针对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断,A错误;
B、从乙家系成员的分子杂交结果可知,各个体内都只含能与探针1结合的Phe508正常的CFTR基因,所以乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失,B正确;
C、丙家系的Ⅱ-1体内所含基因能与探针1和2结合,说明携带两个DNA序列不同的CFTR基因,一个是Phe508正常的CFTR基因,另一个是Phe508缺失的CFTR基因,C错误;
D、假设A/a为相关基因,丙家系的患病原因不仅是因为CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失,根据其父亲基因型为Aa,母亲基因型为Aa',Ⅱ-2可能的基因型为AA∶Aa∶Aa'=1∶1∶1,用这两种探针检测出两条带(基因型为Aa)的概率为1/3,D正确。
故选BD。
3、(2025·河北·高考真题)T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法,研究者将带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内,使其突变为丧失功能的a基因,花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题:
(1)基因内碱基的增添、缺失或 都可导致基因突变。
(2)以Aa植株为 (填“父本”或“母本”)与野生型拟南芥杂交,F1中卡那霉素抗性植株的占比为0,其反交的F1中卡那霉素抗性植株的占比为 。
(3)为进一步验证基因A的功能,将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a,该植株会产生 种基因型的可育花粉,其中具有a基因的花粉占比为 。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测,电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型,其中Ⅰ型植株占比为 。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株,其原因为 。
(4)实验中还获得了一个E基因被T-DNA插入突变为e基因的植株,e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系,进行下列实验:
①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交,筛选出基因型为 的F1植株。
②选出的F1植株自交获得F2.不考虑其他突变,若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0,E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为 ;若两对基因位于非同源染色体,该类植株的占比为 。除了上述两种占比,分析该类植株还可能的其他占比和原因: 。
【答案】(1)替换
(2) 父本 1/2
(3) 3 1/3 2/3 a花粉不育,无法形成纯合aa植株
(4) AaEe E/e和A/a连锁且无交换,F₂中无同时含A和E的配子 1/6 若基因连锁但发生交换,正常植株占比介于0~1/6
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、基因连锁与交换定律、基因突变、PCR扩增的原理与过程
【分析】自由组合定律的实质: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)基因突变是指DNA分子上碱基对增添、缺失或替换引起基因结构的改变。基因内碱基的增添、缺失或替换都可导致基因突变。
(2)据题分析可知,带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内,使其突变为丧失功能的a基因,花粉中A基因功能缺失(a基因)会导致不育,因此Aa植株作为父本时,其含a基因花粉不育,无法参与受精,仅产生含A基因的花粉,故以Aa植株为父本与野生型(AA)拟南芥杂交,F1(AA)中卡那霉素抗性植株的占比为0;若Aa植株作为母本,其卵细胞可育(含a基因),而野生型父本花粉(含A基因)可育,F1基因型为Aa(抗性)和AA(非抗性),比例为1:1,因此卡那霉素抗性植株占比为1/2。
(3)为进一步验证基因A的功能,将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a,插入A基因后,植株基因型为Aa(2号染色体为Aa,3号染色体为A0)。该植株会产生4种基因型的花粉,即AA、A0、Aa、aa,其中aa不育,即产生3种可育基因型的花粉,而具有a基因的花粉占比为1/3。该植株雌配子即AA、A0、Aa、aa,均可育,其自交得到F1,利用棋盘法可知,F1的基因型为AAAA:AAA0:AA00:AAAa:AAa0:AAaa∶A0aa∶Aaaa=1:2:1:2:2:2∶1∶1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测,电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型,Ⅰ型(含A、a):PCR扩增出900bp(A)和600bp(a)条带。Ⅱ型(仅含A):仅扩增出900bp条带。其中Ⅰ型植株占比为2/3。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株,其原因为a花粉不育,无法形成纯合aa植株。
(4)①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交,筛选出F₁中AaEe植株(双杂合)。若E/e和A/a连锁且无交换,F2中无同时含A和E的配子(花粉或种子致死),正常植株占比为0。若两基因独立遗传(非同源染色体),F1植株(AaEe)产生雌配子为AE:Ae:aE:ae=1:1:1:1,均可育,而雄配子AE:Ae=1;1,aE和ae不可育,利用棋盘法可知,F2为AAEE:AAEe:AaEE:AaEe=1:2:1:2,其中只有AAEE的花粉和自交所结种子均发育正常,即正常植株(AAEE)占比为1/6。其他可能:若基因连锁但发生交换,正常植株占比介于0~1/6。
4、(2024·河北·高考真题)西瓜瓜形(长形、椭圆形和圆形)和瓜皮颜色(深绿、绿条纹和浅绿)均为重要育种性状。为研究两类性状的遗传规律,选用纯合体(长形深绿)、(圆形浅绿)和(圆形绿条纹)进行杂交。为方便统计,长形和椭圆形统一记作非圆,结果见表。
实验
杂交组合
表型
表型和比例
①
非圆深绿
非圆深绿︰非圆浅绿︰圆形深绿︰圆形浅绿=9︰3︰3︰1
②
非圆深绿
非圆深绿︰非圆绿条纹︰圆形深绿︰圆形绿条纹=9︰3︰3︰1
回答下列问题:
(1)由实验①结果推测,瓜皮颜色遗传遵循 定律,其中隐性性状为 。
(2)由实验①和②结果不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若要进行判断,还需从实验①和②的亲本中选用 进行杂交。若瓜皮颜色为 ,则推测两基因为非等位基因。
(3)对实验①和②的非圆形瓜进行调查,发现均为椭圆形,则中椭圆深绿瓜植株的占比应为 。若实验①的植株自交,子代中圆形深绿瓜植株的占比为 。
(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。SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体。在和中SSR1长度不同,SSR2长度也不同。为了对控制瓜皮颜色的基因进行染色体定位,电泳检测实验①中浅绿瓜植株、和的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如图。据图推测控制瓜皮颜色的基因位于 染色体。检测结果表明,15号植株同时含有两亲本的SSR1和SSR2序列,同时具有SSR1的根本原因是 ,同时具有SSR2的根本原因是 。
(5)为快速获得稳定遗传的圆形深绿瓜株系,对实验①中圆形深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。选择检测结果为 的植株,不考虑交换,其自交后代即为目的株系。
【答案】(1) 分离(或“孟德尔第一”) 浅绿
(2) P2、P3(或“圆形浅绿亲本和圆形绿条纹亲本”或“浅绿亲本和绿条纹亲本”) 深绿
(3) 3/8 15/64
(4) 9号(或“SSR1所在的”) F1 形成配子时,位于一对同源染色体上的 SSR1 和控制瓜皮颜色基因随非姐妹染色单体交换而重组 F 1形成配子时,位于非同源染色体上的SSR2和控制瓜皮颜色基因自由组合
(5)仅出现P1的SSR1条带(或“仅出现P的SSR条带”)
【知识点】基因分离定律的实质和应用、基因自由组合定律的实质和应用、利用分离定律思维解决自由组合定律的问题、基因连锁与交换定律
【详解】(1)由实验①结果可知,只考虑瓜皮颜色,F1为深绿,F2中深绿:浅绿=3:1,说明该性状遵循基因的分离定律,且浅绿为隐性。
(2)由实验②可知,F2中深绿:绿条纹=3:1,也遵循基因的分离定律,结合①,不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若两基因为非等位基因,可假设P1为深绿AABB,P2为浅绿AAbb,P3为绿条纹aaBB,从实验①和②的亲本中选用P2×P3,若F1为AaBb表现为深绿,则推测两基因为非等位基因。
(3)调查实验①和②的F1发现全为椭圆形瓜,亲本长形和圆形均为纯合子,说明椭圆形为杂合子,则F2非圆瓜中有1/3为长形,2/3为椭圆形,故椭圆深绿瓜植株占比为9/16×2/3=3/8。由题意可设瓜形基因为C/c,则P1基因型为AABBCC,P2基因型为aaBBcc,F1为AaBBCc,由实验①F2的表型和比例可知,圆形深绿瓜植株为aaBBcc。实验①中植株F2自交子代能产生圆形深绿瓜植株的基因型有1/8aaBBCc、1/4AaBBCc、1/16aaBBcc、1/8AaBBcc,其子代中圆形深绿瓜植株的占比为1/8×1/4+1/4×3/16+1/16×1+1/8×3/4=15/64。
(4)电泳检测实验①F2中浅绿瓜植株、P1和P2的SSR1和SSR2的扩增产物,由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中都含有P2亲本的SSR1,而SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体上,故推测控制瓜皮颜色的基因位于9号染色体上。由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中只有15号植株含有亲本P1的SSR1,推测根本原因是F1在减数分裂Ⅰ前期发生染色体片段互换,产生了同时含P1、P2的SSR1的配子,而包括15号植株在内的半数植株同时含有两亲本的SSR2,根本原因是F1减数分裂时同源染色体分离,非同源染色体自由组合,随后F1产生的具有来自P111号染色体的配子与具有来自P211号染色体的配子受精。
(5)为快速获得稳定遗传的深绿瓜株系,对实验①F2中深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。稳定遗传的深绿瓜株系应是纯合子,其深绿基因最终来源于亲本P1,故应选择SSR1的扩增产物条带与P1亲本相同的植株。
5、(2023·河北·高考真题)某家禽等位基因M/m控制黑色素的合成(MM与Mm的效应相同),并与等位基因T/t共同控制喙色,与等位基因R/r共同控制羽色。研究者利用纯合品系P1(黑喙黑羽)、P2(黑喙白羽)和P3(黄喙白羽)进行相关杂交实验,并统计F1和F2的部分性状,结果见表。
实验
亲本
F1
F2
1
P1×P3
黑喙
9/16黑喙,3/16花喙(黑黄相间),4/16黄喙
2
P2×P3
灰羽
3/16黑羽,6/16灰羽,7/16白羽
回答下列问题:
(1)由实验1可判断该家禽喙色的遗传遵循 定律,F2的花喙个体中纯合体占比为 。
(2)为探究M/m基因的分子作用机制,研究者对P1和P3的M/m基因位点进行PCR扩增后电泳检测,并对其调控的下游基因表达量进行测定,结果见图1和图2。由此推测M基因发生了碱基的 而突变为m,导致其调控的下游基因表达量 ,最终使黑色素无法合成。
(3)实验2中F1灰羽个体的基因型为 ,F2中白羽个体的基因型有 种。若F2的黑羽个体间随机交配,所得后代中白羽个体占比为 ,黄喙黑羽个体占比为 。
(4)利用现有的实验材料设计调查方案,判断基因T/t和R/r在染色体上的位置关系(不考虑染色体交换)。
调查方案: 。
结果分析:若 (写出表型和比例),则T/t和R/r位于同一对染色体上;否则,T/t和R/r位于两对染色体上。
【答案】(1) 自由组合(或“孟德尔第二”) 1/3
(2) 增添 下降
(3) MmRr(或"MmRrTt”) 5 1/9 0
(4) 对实验2中F2个体的喙色和羽色进行调查统计 F2中黑喙灰羽:花喙黑羽:黑喙白羽:黄喙白羽=6:3:3:4
【知识点】基因突变、遗传信息的翻译、9:3:3:1和1:1:1:1的变式类型及应用、基因自由组合定律的实质和应用
【分析】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)由题干信息可知,该家禽喙色由M/m和T/t共同控制,实验1的F2中喙色表型有三种,比例为9:3:4,是9:3:3:1的变式,表明F1产生的雌雄配子各有4种,且比例相同,受精时雌雄配子结合方式有16种。因此,家禽喙色的遗传遵循自由组合规律。F2中花喙个体(有黑色素合成)的基因型有两种,分别为MMtt(1/16)和Mmtt(2/16),其中纯合体MMtt占比为1/3。
(2)由实验1结果可知,针对M/m基因位点,P1基因型为MM,P3基因型为mm,对P1的M基因PCR扩增后产物大小约为1200bp,而P3的m基因大小约为7800bp,推测M基因发生了碱基的增添而突变为m。当M基因突变为m后,其调控的下游基因表达量明显下降,最终影响了黑色素的合成。
(3)由题干信息可知,该家禽羽色由M/m和R/r共同控制,实验2的F2中羽色表型有三种,比例为3:6:7,是9:3:3:1的特殊分离比,因此F1灰羽个体基因型为MmRr。F2的黑羽和灰羽个体共占9/16,基因型为M_R_。白羽占7/16,基因型共5种,分别为mmRR(1/16)、mmRr(2/16)、MMrr(1/16)、Mmrr(2/16)和mmrr(1/16)。F2中基因型为M_R_的黑羽和灰羽的比例为3:6,因此,F2黑羽个体在基因型为M_R_的个体中占比为1/3。由于MM和Mm的表型效应相同,黑羽个体中两种基因型及其占比为MMRR(1/3)和MmRR(2/3)。黑羽个体随机交配所得后代中,白羽个体(mmRR)的占比为1/9。由实验1和实验2结果可知,黄喙个体基因型为mmT_和mmtt,黑羽的基因型为M_RR,因此不存在黄喙黑羽的个体,即黄喙黑羽个体占比为0。
(4)综合实验1和实验2的结果可知,P1的基因型为MMTTRR,P2的基因型为MMTTrr,P3的基因型为mmttRR。利用现有材料进行调查实验,判断T/t和R/r在染色体上的位置关系,需要选择对TtRr双杂合个体随机交配的子代进行统计分析。实验2中的F1基因型为MmTtRr,因此应对实验2的F2个体喙色和羽色进行调查统计。如果T/t和R/r在同一对染色体上,由亲本的基因型可知F1个体中三对基因在染色体上的位置关系如下图 。不考虑染色体互换,F1可产生等比例的四种雌雄配子MTr、MtR、mTr、mtR。雌雄配子随机结合,产生的F2表型及比例为灰羽黑喙:黑羽花喙:白羽黑喙:白羽黄喙=6:3:3:4。
6、(2022·河北·高考真题)蓝粒小麦是小麦(2n=42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,研究人员设计了如下图所示的杂交实验。回答下列问题:
(1)亲本不育小麦的基因型是 ,F1中可育株和不育株的比例是 。
(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是 。
(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成 个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离,来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配,最终能产生 种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是 。
(4)F3蓝粒不育株体细胞中有 条染色体,属于染色体变异中的 变异。
(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现:
①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1。说明: ;
②蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1。说明 。符合育种要求的是 (填“①”或“②”)。
【答案】(1) TtHH 1:1
(2)获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株,诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上,以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦
(3) 20 4 1/16
(4) 43 数目
(5) F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上 F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上 ②
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、染色体数目的变异
【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】(1)分析题意,亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上,所以其基因型为TtHH,亲本小麦( hh )的基因型为tthh,故F1中可育株(ttHh):不育株(TtHh)=1:1
(2)F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh,其中T基因和E基因分别来自小麦的和长穗偃麦草的4号染色体,而h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上,从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。
(3)分析题意,蓝粒小麦的染色体条数是42,而F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦,一条来自长穗偃麦草,其余染色体(42-1-1=40)均来自小麦,为同源染色体,故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体;不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配,仅考虑T/t、E基因,若两条4号染色体移向一极,则同时产生基因型为TE和О(两基因均没有)的两种配子,若两条4号染色体移向两极,则产生基因型为T和E的两种配子,则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子;F3中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4,产生h配子的概率是1/4,则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4=1/16。
(4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类,可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体,且小麦染色体组成为2n =42,故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体,多了一条4号染色体,属于染色体数目变异。
(5)F3中的蓝粒不育株基因型为TEtHh 和TEthh,含 hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞,与小麦( ttHH )杂交,F4中的蓝粒不育株基因型为TEtHh,其中T基因和E基因连锁,位于同一条染色体上,t基因位于另一条染色体上,与小麦( ttHH)杂交,后代表现型及比例为蓝粒不育:非蓝粒可育=1∶1,即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上;而F3中关于h的基因型为Hh 的个体与小麦( ttHH)杂交产生的F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体,分别携带T基因、E基因及t基因,与小麦( ttHH)杂交,母本在减数第一次分裂前期联会时,携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会,携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极,产生的配子基因型及比例为T:TE: t: tE= 1:1:1∶1,与小麦( ttHH)杂交,子代表现型及比例为蓝粒可育:蓝粒不育:非蓝粒可育:非蓝粒不育=1:1:1∶1,即F4蓝粒不育植株体细胞中的T基因和E基因位于不同染色体上;本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,故②符合育种要求。
7、(2021·河北·高考真题)我国科学家利用栽培稻(H)与野生稻(D)为亲本,通过杂交育种方法并辅以分子检测技术,选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段(含有耐缺氮基因TD),L7的7号染色体上带有D的染色体片段(含有基因SD),两个品系的其他染色体均来自于H(图1)。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交,利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测,对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测,检测结果以带型表示(图2)。
回答下列问题:
(1)为建立水稻基因组数据库,科学家完成了水稻 条染色体的DNA测序。
(2)实验一F2中基因型TDTD对应的是带型 。理论上,F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为 。
(3)实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108,表明F2群体的基因型比例偏离 定律。进一步研究发现,F1的雌配子均正常,但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常,推测无活性的花粉带有 (填“SD”或“SH”)基因。
(4)以L7和L12为材料,选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X(图3)。主要实验步骤包括:① ;②对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型 的植株即为目的植株。
(5)利用X和H杂交得到F1,若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同,雌配子均有活性,则F2中与X基因型相同的个体所占比例为 。
【答案】 12 Ⅲ 1∶2∶1 (基因)分离 SD 将L7和L12杂交,获得F1后自交 α和Ⅲ 1/80
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、基因分离定律的实质和应用
【分析】分析题意和条带可知:L12的12号染色体上含有耐缺氮基因TD,其基因型为TDTD;L7的7号染色体上含有基因SD,基因型为SDSD;H的12号染色体上的基因为TH,7号染色体上的基因为SH,基因型为SHSHTHTH;TD与TH,SD与SH遵循基因分离和自由组合定律。
【详解】(1)水稻为雌雄同株的植物,没有性染色体和常染色体之分,分析题图可知,水稻含有12对同源染色体,即有24条染色体,故对水稻基因组测序,需要完成12条染色体的DNA测序;
(2)实验一是将L12(基因型TDTD)与H(基因型THTH)杂交,F1的基因型为TDTH,F2的基因型分别为TDTD∶TDTH∶THTH=1∶2∶1,其中TDTD对应的是带型与亲本L12对应的条带相同,即条带Ⅲ,理论上,F2中产生带型Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ的个体数量比为1∶2∶1;
(3)实验二是将L7(基因型SDSD)与H(基因型SHSH)杂交,F1的基因型为SDSH,理论上F2的基因型分别为SDSD∶SDSH∶SHSH=1∶2∶1,其中SDSD对应的是带型与亲本L7对应的条带相同,即条带α,SDSH对应条带为β,SHSH对应条带为γ,理论上,F2中产生带型Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ的个体数量比为1∶2∶1。实际上F2中产生带型α、β、γ的个体数量分别为12、120和108,表明F2群体的基因型比例偏离分离定律;进一步研究发现,F1的雌配子均正常,但部分花粉无活性;已知只有一种基因型的花粉异常,而带型α,即SDSD的个体数量很少,可推测无活性的花粉带有SD基因;
(4)已知TD与TH,SD与SH两对基因分别位于7号和12号染色体上,两对等位基因遵循自由组合定律,以L7和L12为材料,选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X,基因型为SDSDTDTD;同时考虑两对等位基因,可知L7的基因型为SDSDTHTH,L12的基因型为SHSHTDTD,①将L7和L12杂交,获得F1(SDSHTDTH)后自交,②对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型α和Ⅲ的植株即为目的植株;
(5)实验二中SDSD∶SDSH∶SHSH=12∶120∶108=1∶10∶9,可知花粉中SD∶SH=1∶9,利用X(基因型为SDSDTDTD)和H(基因型为SHSHTHTH)杂交得到F1,基因型为SDSHTDTH,若F1产生的SD花粉无活性,所占比例与实验二结果相同,即雄配子类型及比例为:SDTD∶SDTH∶SHTD∶SHTH=1∶1∶9∶9,雌配子均有活性,类型及比例为SDTD∶SDTH∶SHTD∶SHTH =1∶1∶1∶1,则F2中基因型为SDSDTDTD的个体所占比例为1/4×1/20=1/80。
【点睛】本题考查基因分离定律和基因自由组合定律的应用的相关知识,意在考查考生把握知识间相互联系,运用所学知识解决生物学实际问题的能力,难度较大。
考点02 伴性遗传
1、(2023·河北·高考真题)某单基因遗传病的系谱图如下,其中Ⅱ-3不携带该致病基因。不考虑基因突变和染色体变异。下列分析错误的是( )
A.若该致病基因位于常染色体,Ⅲ-1与正常女性婚配,子女患病概率相同
B.若该致病基因位于性染色体,Ⅲ-1患病的原因是性染色体间发生了交换
C.若该致病基因位于性染色体,Ⅲ-1与正常女性婚配,女儿的患病概率高于儿子
D.Ⅲ-3与正常男性婚配,子代患病的概率为1/2
【答案】C
【知识点】遗传系谱图中遗传方式的判定及应用
【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、由题干可知,Ⅱ-3不携带该致病基因,表明该遗传病是显性遗传病。若该致病基因位于常染色体,Ⅲ-1为携带致病基因的杂合体,与正常女性婚配,致病基因传给子女的概率均为1/2,A正确;
B、若该致病基因位于性染色体,II-2因从I-1获得携带致病基因的X染色体而患病。若该致病基因位于X和Y染色体的非同源区段,II-2的致病基因只能传给其女儿,不符合题意。因此,该致病基因只能位于X和Y染色体的同源区段,且同源区段发生了交换,导致Ⅲ-1患病,B正确;
C、若该致病基因位于性染色体,Ⅲ-1从其父亲Ⅱ-2获得携带致病基因的Y染色体,与正常女性婚配时,所生儿子的患病概率应高于女儿,C错误;
D、致病基因无论是在常染色体还是性染色体,Ⅲ-3和正常男性婚配,致病基因传给子代的概率均为1/2,D正确。
故选C。
2、(2022·河北·高考真题)研究者在培养野生型红眼果蝇时,发现一只眼色突变为奶油色的雄蝇。为研究该眼色遗传规律,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制
B.F2红眼雌蝇的基因型共有6种
C.F1红眼雌蝇和F2伊红眼雄蝇杂交,得到伊红眼雌蝇的概率为5/24
D.F2雌蝇分别与F2的三种眼色雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇
【答案】D
【知识点】伴性遗传的遗传规律及应用、基因在染色体上位置的判定方法问题
【分析】分析题意,果蝇的野生型表现为红眼,奶油色为突变雄蝇,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,子一代全为红眼,说明红眼为显性性状,子一代之间相互交配,子二代雌雄个体间存在性状差异,说明控制该性状的基因与性别相关联;且子二代比例为8:4:3:1,和为16,说明眼色至少受两对独立遗传的基因控制。
【详解】A、分析题意,子一代红眼果蝇相互交配,子二代的比例为8:4:3:1,是9:3:3:1的变形,说明奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制,A正确;
B、根据F1互交所得F2中红眼雌:红眼雄:伊红眼雄:奶油眼雄=8:4:3∶1可知,眼色的遗传与性别相关联,若果蝇眼色受两对基因控制,则一对基因位于常染色体上,另一对基因位于X染色体上。设相关基因为A/ a 、 B/b,根据F2的性状分离比可知, F1红眼雌、雄果蝇的基因型分别为AaXBXb、AaXBY,而F2中红眼雌蝇占8/16 ,红眼雄蝇占4/16,伊红眼雄蝇占3/16 ,奶油眼雄蝇占1/16,可知F2中红眼雌蝇的基因型为A_XBX﹣、aaXBX-,红眼雄蝇的基因型为A_XBY 、aaXBY,伊红眼雄蝇的基因型为A_XbY ,奶油眼雄蝇的基因型为aaXbY,则F1红眼雌蝇的基因型共有2×2+2=6种,B正确;
C、F1红眼雌蝇( AaXB Xb)与F2伊红眼雄蝇(1/3AAXbY 、2/3AaXbY)杂交,得到伊红眼雌蝇(A_XbXb)的概率为1/3 × 1/4 +2/3 × 3/4 ×1/4 = 5/24,C正确;
D、若F2雌蝇的基因型为AAXBXB,则其与F2的三种眼色雄蝇杂交都不能得到奶油眼雌蝇,D错误。
故选D。
3、(2025·河北·高考真题)X染色体上的D基因异常可导致人体患病,在男性中发病率为1/3500,某患病男孩(其母亲没有患病)X染色体上的基因D和H内各有一处断裂,断裂点间的染色体片段发生颠倒重接。研究者对患儿和母亲的DNA进行了PCR检测,所用引物和扩增产物电泳结果如图。不考虑其他变异,下列分析错误的是( )
注:引物组合S1和S2,R1和R2可分别用于对正常基因D和H序列的扩增检测
A.该病患者中男性显著多于女性,女性中携带者的占比为1/3500
B.用R1和R2对母亲和患儿DNA进行PCR检测的结果相同
C.与正常男性相比,患病男孩X染色体上的基因排列顺序发生改变
D.利用S1和S2进行PCR检测,可诊断母亲再次孕育的胎儿是否患该病
【答案】AB
【知识点】伴性遗传的遗传规律及应用、PCR扩增的原理与过程
【分析】分析题意可知,某患病男孩(其母亲没有患病)X染色体上的基因D和H内各有一处断裂,断裂点间的染色体片段发生颠倒重接,故出现染色体倒位。
【详解】A、某患病男孩其母亲没有患病,可知该病为伴X染色体隐性遗传病,该病患者中男性显著多于女性,在男性中发病率为1/3500,则该致病基因d频率为1/3500,正常基因D基因频率为3499/3500,女性中携带者的占比为2×1/3500×3499/3500,A错误;
B、该男孩的母亲为携带者,基因型为XDXd,该男孩基因型为XdY,该男孩的染色体倒位,故用R1和R2不能扩增出产物来,母亲有正常的H基因,有产物,故对母亲和患儿DNA进行PCR检测的结果不同,B错误;
C、该男孩的染色体倒位,故与正常男性相比,患病男孩X染色体上的基因排列顺序发生改变,C正确;
D、利用S1和S2进行PCR检测,有产物则含有正常D基因,若无产物,则含有致病基因,故可诊断母亲再次孕育的胎儿是否患该病,D正确。
故选AB。
4、(2021·河北·高考真题)杜氏肌营养不良(DMD)是由单基因突变引起的伴X隐性遗传病,男性中发病率约为1/4000。甲、乙家系中两患者的外祖父均表现正常,家系乙Ⅱ-2还患有红绿色盲。两家系部分成员DMD基因测序结果(显示部分序列,其他未显示序列均正常)如图。下列叙述错误的是( )
A.家系甲Ⅱ-1和家系乙Ⅱ-2分别遗传其母亲的DMD致病基因
B.若家系乙Ⅰ-1和Ⅰ-2再生育一个儿子,儿子患两种病的概率比患一种病的概率低
C.不考虑其他突变,家系甲Ⅱ-2和家系乙Ⅱ-1婚后生出患DMD儿子的概率为1/8
D.人群中女性DMD患者频率远低于男性,女性中携带者的频率约为1/4000
【答案】ABD
【知识点】基因频率的改变与生物进化、伴性遗传的遗传规律及应用
【分析】据题意可知,杜氏肌营养不良(DMD)是由单基因突变引起的伴X隐性遗传病,红绿色盲也是伴X隐性遗传病,这两种病均位于X染色体上,属于连锁遗传。根据家系甲部分成员DMD基因测序结果可知,Ⅰ-2个体基因序列正常,Ⅱ-1个体基因序列异常,假设DMD的致病基因用b表示,则Ⅰ-2的基因型为XBXB,Ⅱ-1的基因型为XbY,则Ⅱ-1患病的原因可能是其母亲产生配子时发生了基因突变。根据家系乙部分成员DMD基因测序结果可知,用a表示红绿色盲致病基因,则Ⅰ-2的基因型为XABXab,Ⅱ-2的基因型为XabY。
【详解】A、据分析可知,家系甲Ⅱ-1的母亲不携带致病基因,其致病基因可能是其母亲在产生卵子的时候发生基因突变导致的,家系乙Ⅱ-2遗传其母亲的DMD致病基因,A错误;
B、若家系乙Ⅰ-1XABY和Ⅰ-2XABXab再生育一个儿子,由于ab基因连锁,交叉互换的概率较低,因此,儿子患两种病的概率高于患一种病的概率,B错误;
C、不考虑其他突变,家系甲Ⅱ-2的基因型为XBY,家系乙中Ⅰ-2的基因型为XBY,Ⅰ-2的基因型为XBXb,则Ⅱ-1基因型为XBXb的概率是1/2,家系甲Ⅱ-2和家系乙Ⅱ-1婚后生出患DMD儿子的概率为1/2×1/4=1/8,C正确;
D、由于DMD是由单基因突变引起的伴X隐性遗传病,人群中女性DMD患者(XbXb)频率远低于男性(XbY),由题干可知,男性中发病率约为1/4000,即Xb=1/4000,则XB=3999/4000,女性中携带者的频率约为2×1/4000×3999/4000≈1/2000,D错误;
故选ABD。
一、单选题
1.(2025·河北邢台·模拟预测)若某雄性植物的基因型为AaBbDd,且A、a与B、b位于一对同源染色体上,D、d位于另一对染色体上。现发现一个基因组成为Abd的配子,最多只考虑一次染色体互换,不考虑其他变异,分析另外三个配子的基因型不可能是( )
A.Abd、aBD、aBD B.ABD、aBd、abD
C.abd、aBD、ABD D.AbD、aBd、aBD
【答案】B
【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】若不发生互换,则对应的四个配子的基因型为Abd、Abd、aBD、aBD;若B、b发生互换,则与基因型为Ab的配子来自同一次级精母细胞的配子的基因型是AB,对应的四个配子的基因型为Abd、ABd、aBD、abD;若A、a发生互换,与基因型为Ab的配子来自同一次级精母细胞的配子的基因型是ab,则对应的四个配子的基因型为Abd、abd、aBD、ABD;若D、d发生互换,对应的四个配子的基因型为Abd、AbD、aBd、aBD。B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(2025·河北·模拟预测)如图为人类某单基因遗传病的系谱图。已知Ⅱ-1不携带该病致病基因,不考虑 X、Y染色体同源区段和突变(若为伴性遗传,X^Y视为纯合)。下列推断错误的是( )
A.该病一定不是常染色体隐性遗传病 B.Ⅲ-2 为杂合子的概率为1/2
C.若Ⅱ-3杂合,则Ⅲ-5可能不患病 D.若Ⅲ-3纯合,则该病一定为伴X显性遗传病
【答案】D
【分析】分析题图,已知Ⅱ-1不携带该病致病基因,但其子代Ⅲ-3患病,则证明该病一定不是常染色体隐性遗传病。Ⅱ-3和Ⅱ-4的子代Ⅲ-5为女性,但未知患病情况,结合遗传系谱图,该病的遗传方式可能为常染色体显性遗传病或伴X隐性遗传病或伴X显性遗传病。
【详解】A、已知Ⅱ-1不携带该病致病基因,Ⅲ-3患病,则证明该病一定不是常染色体隐性遗传病,A正确;
B、若该病为伴X隐性遗传病,则Ⅱ-1为XAY,Ⅱ-2为XAXa,则Ⅲ-2可能为1/2XAXa、1/2XAXA,Ⅲ-2 为杂合子的概率为1/2;若该病为伴X显性遗传病,则Ⅱ-1为XaY,Ⅱ-2为XAXa,则Ⅲ-2可能为1/2XAXa、1/2XaXa,Ⅲ-2 为杂合子的概率为1/2;若该病为常染色体显性遗传病,则Ⅱ-1为aa,Ⅱ-2为Aa,则Ⅲ-2 可能为1/2Aa、1/2aa,Ⅲ-2 为杂合子的概率为1/2,B正确;
C、若Ⅱ-3杂合,则证明该病为常染色体显性遗传病,则Ⅱ-3为Aa,Ⅱ-4可能为AA或Aa,则Ⅲ-5可能为aa,不患病,C正确;
D、若Ⅲ-3纯合,则该病可能为伴X显性遗传病或伴X隐性遗传病,D错误。
故选D。
3.(2025·河北秦皇岛·一模)为提高抗病作物的抗旱性,科研人员将抗旱基因M插入作物的染色体中,培育出转基因作物,已知抗旱基因插入的数量和位置是随机的。某转基因抗旱植株自交后代中有大约1/16的后代为非转基因植株,若不考虑发生染色体变异,对此解释正确的是( )
A.转基因植株发生突变,重新形成非转基因植株
B.抗旱基因M插入了作物细胞的线粒体DNA中
C.至少有两个抗旱基因M分别插入一对同源染色体的两个不同位点
D.至少有两个抗旱基因M分别插入两对同源染色体上的两个位点
【答案】D
【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】A、转基因植株不是基因突变导致,而是属于基因重组,A错误;
B、若抗旱基因M插入作物细胞的线粒体DNA中,线粒体中的基因属于细胞质基因,其遗传特点是母系遗传,自交后代不会出现1/16的非转基因植株这种比例关系,B错误;
C、至少有两个抗旱基因M分别插入一对同源染色体的两个不同位点,此时该转基因生物相当于纯合子,自交子代全部是转基因玉米,C错误;
D、若至少有两个抗旱基因M分别插入两对同源染色体上的两个位点,设插入抗旱基因M的两条染色体分别为A、B,对应的正常染色体为a、b,则该转基因植株可看作双杂合子AaBb(A、B上含有抗旱基因M)。根据基因的自由组合定律,AaBb自交后代中aabb(非转基因植株)所占比例为1/16,D正确。
故选D。
4.(2025·河北·二模)利用生物的可遗传变异进行育种能使生物表现出某些优良的性状。下列关于生物变异与育种的叙述,正确的是( )
A.用X射线对萌发种子诱变处理可促进基因突变和基因重组的发生
B.对于二倍体生物而言,其单倍体是高度不育,没有育种价值
C.杂交水稻是将两个水稻品种的多个优良性状重组在一起的纯合子
D.基因型为GGgg的四倍体马铃薯植株自交,子代杂合个体占17/18
【答案】D
【分析】几种育种方法的比较:
(1)杂交育种:用于有性生殖的生物,利用基因重组原理,周期长;
(2)诱变育种原理是基因突变;
(3)单倍体育种:无性生殖(组织培养),利用花药离体培养,周期短,其原理是染色体变异;
(4)多倍体育种原理:染色体变异,优点是可以克服远缘杂交不亲和;
(5)基因工程可定向培育新品种,其原理:DNA重组技术。
【详解】A、用X射线对萌发种子进行诱变处理可促进其发生基因突变,但不会发生基因重组,A错误;
B、对二倍体生物而言,其单倍体一般是高度不育的,通过诱导其染色体数目加倍可获得纯合的二倍体,有育种价值,B错误;
C、杂交水稻是将两个水稻品种的多个优良性状组合在一起的杂合子,具有杂种优势,C错误;
D、基因型为GGgg的植株自交,后代纯合子的概率为1/6×1/6×2=1/18,杂合子占17/18,D正确。
故选D。
5.(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
【答案】C
【分析】XY染色体是一对同源染色体,其上有XY的同源区段、X的非同源区段和Y的非同源区段。
【详解】A、等位基因是指控制相对性状的基因,雌性抑制基因和雌性育性基因控制的不是相对性状,因此不是等位基因,A错误;
BC、白麦瓶草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,说明基因A/a只位于X染色体上(若位于X、Y染色体的同源区段,则子代雌雄均为红花,不符合题意),且红花为显性性状,性染色体上的基因不都与性别决定有关,B错误,C正确;
D、若含图示染色体的植株中雌性抑制基因缺失,则雌性育性基因和雄性育性基因都会表达,该植株会发育成两性植株,D错误。
故选C。
6.(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
【答案】B
【分析】基因自由组合定律:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、由题意知,圆叶与圆叶杂交,F1中出现尖叶,说明该植物的圆叶对尖叶为显性性状,且双亲相关基因型是Bb;又因为F1中有1/8为尖叶紫茎雄株,1/8=1/4(bb)×1/2(雄株),说明茎色基因与性染色体相关,两对基因独立遗传,A正确;
B、由于F1中有1/8为尖叶紫茎雄株(XY型),说明其中1/2表示性别,说明亲代母本只能产生一种配子,其可进一步推知紫茎对应的是隐性性状(若为显性与题意不符),即亲本基因型是BbXeXe×BbXEY,仅考虑E/e,F1的相关基因型是XEXe、XeY,若F1的所有植株自由交配,后代基因型有XEXe、XeXe、XEY、XeY,且比例是1∶1∶1∶1,基因e的频率=(1+1×2+1)/2×2+2=2/3,B错误;
C、亲本基因型是BbXeXe×BbXEY,F1圆叶(B-)绿茎(XEXe)植株都是杂合子,尖叶(bb)紫茎(XeY)植株均为纯合子,C正确;
D、亲本基因型是BbXeXe×BbXEY,若仅考虑叶形这对相对性状,让F1圆叶雌雄植株(1/3BB、2/3Bb)杂交,雌雄配子都是2/3B、1/3b,后代圆叶(B-=8/9)中纯合子(BB=4/9)占1/2,D正确。
故选B。
7.(2025·河北邢台·二模)鸟类的性别决定方式为ZW型,某鸟类羽色由两对等位基因控制,Z染色体上的基因TA分别控制褐羽和黑羽;常染色体上的基因B/b控制色素合成,无基因B不能合成色素而表现为白羽,基因型为Bb的个体表型为半褐羽或半黑羽。一只纯合黑羽雌鸟和一只纯合白羽雄鸟杂交,F1均为半褐羽,F1相互交配得F2。下列叙述错误的是( )
A.F2半褐羽雌雄个体相互交配后代中黑羽个体占1/32
B.F2中褐羽、半褐羽个体中的雌与雄数量比均为2:1
C.F2中褐羽:黑羽:半褐羽:半黑羽:白羽=3:1:6:2:4
D.亲本雌雄个体的基因型分别为BBZtW和bbZTZT
【答案】B
【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、半褐羽中2/3的BbZTZ-,1/3的BbZTW,雄:雌=2∶1,雌雄个体相互交配按照拆分法和配子法,黑羽个体的基因型为BBZtW,其中BB的概率为:1/2×1/2=1/4,ZtW的概率为1/4×1/2=1/8,故BBZtW的概率为1/4×1/8=1/32,A正确;
B、褐羽中有2/3的BBZTZ-,1/3的BBZTW,即雄:雌=2∶1,半褐羽中2/3的BbZTZ-,1/3的BbZTW,即雄:雌=2∶1,B错误;
C、F1的基因型为BbZTZt、BbZTW,按照拆分法,可知,F2中,BB:Bb:bb=1∶2∶1,ZTZT:ZTW:ZTZt:ZtW=1∶1∶1∶1,褐羽(BBZT_)所占的概率为1/4×3/4=3/16,黑羽(BBZtW)所占的概率为1/4×1/4=1/16,半褐羽(BbZT_)所占的概率为2/4×3/4=6/16,半黑羽(BbZtW)所占的概率为2/4×1/4=2/16,白羽(bb__)所占的概率为1/4×1=4/16,即F2中褐羽:黑羽:半褐羽:半黑羽:白羽=3∶1∶6∶2∶4,C正确;
D、依据题干信息,一只纯合黑羽雌鸟(BBZtW)与一只纯合白羽雄鸟(bbZ-Z-)杂交,F1均为半褐羽(BbZT_),故可知,亲本纯合白羽雄鸟的基因型为bbZTZT,D正确。
故选B。
8.(2025·河北石家庄·一模)某雌雄同株单性花植物的红花和白花分别由基因A、a控制,基因型为Aa的植株中有1/5表现为白花。下列叙述错误的是( )
A.鉴定某白花植株基因型的最简单方法是让其自交
B.基因型为Aa的红花植株相互授粉产生子代的性状分离比为13:7
C.一株红花植株和一株白花植株进行正反交的子代表型及比例相同
D.一株红花植株和一株白花植株进行杂交时需去雄→套袋→授粉→套袋
【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,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、对于该雌雄同株的单性花植物,要鉴定某白花植株的基因型,最简单的方法是让其自交。因为如果该白花植株是纯合子(aa),自交后代全为白花;如果是杂合子(Aa,有 1 / 5 1/5表现为白花),自交后代会出现性状分离,既有红花又有白花,A正确;
B、基因型为Aa的红花植株相互授粉,根据基因分离定律,其产生的配子类型及比例为A : a = 1 : 1,后代基因型及比例为AA : Aa : aa = 1 : 2 : 1。理论上AA和Aa表现为红花,aa表现为白花,但由于基因型为Aa的植株中有1/5表现为白花,所以红花植株的比例为 1/4+2/4×(1−1/5)=1/4+2/4×4/5=1/4+2/5=5/20+8/20=13/20,白花植株的比例为2/4×1/5+1/4=2/20+5/20=7/20,则性状分离比为13 : 7,B正确;
C、由于该植物是雌雄同株单性花,红花和白花由一对核基因控制,核基因遗传正反交的子代表现型及比例相同,C正确;
D、因为是单性花,进行杂交时不需要去雄,只需要套袋→授粉→套袋,D错误。
故选D。
9.(2025·河北秦皇岛·一模)某鸟蛋的蛋壳颜色受Z染色体上MCIR基因控制,MCIR基因突变后雄卵壳仍为黑色,而雌卵壳变为棕色且在45℃条件下不能正常孵化而死亡。现将野生型雄鸟(黑色壳卵)与常温下孵化的MCIR基因突变雌鸟(棕色壳卵)杂交得到F1,F1随机交配得到F2。下列叙述正确的是( )
A.MCIR基因的突变为隐性突变
B.在45℃条件下,F2中全为黑色壳卵
C.若F2在常温条件下孵化,所得个体中野生型基因的基因频率为1/2
D.让棕色卵壳雄鸟与黑色卵壳雌鸟杂交,孵化出的子代全为黑色卵壳
【答案】A
【分析】基因分离定律:在杂合子细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、MCIR基因突变后,雄鸟卵壳仍为黑色,说明野生型为显性性状,突变型为隐性性状,该突变基因为隐性突变,A正确;
B、在45℃条件下,雌卵壳变为棕色且不能正常孵化而死亡,所以只有雄卵壳存活。设相关基因为 A、a,野生型雄鸟(黑壳卵)基因型为ZAZA,MCIR基因突变雌鸟(棕色壳卵)基因型为ZaW,F1基因型为ZAZa、ZAW,随机交配,F2中ZAZA:ZAW:ZaW:ZAZa=1:1:1:1,虽然棕色的雌鸟的卵(受精卵)虽然不能孵化,但壳色可以观察到,F2中黑色壳卵:棕色壳卵=3:1,B错误;
C、若在常温条件下孵化,由于没有致死情况F1基因型为ZAZa、ZAW,随机交配,F2中ZAZA:ZAW:ZaW:ZAZa=1:1:1:1,野生型基因(A)的基因频率为2/3,C错误;
D、棕色卵壳雄鸟(ZaZa)与黑色卵壳雌鸟(ZAW)F1:ZAZa(雄性黑卵壳)、ZaW(雌性棕色壳卵),D错误。
故选A。
10.(2025·河北秦皇岛·一模)蝴蝶的性别决定方式为ZW型,翅膀颜色有紫色、黄色、黑色,由两对等位基因A/a、B/b控制,其中A/a基因位于常染色体上。现将纯合亲本杂交,F1均为黑色,F1自由交配,F2中雄蝴蝶为黑色:紫色=3:1,雌蝴蝶为黑色:紫色:黄色=3:2:3(不考虑ZW染色体同源区段)。下列叙述正确的是( )
A.B/b基因位于Z染色体上,亲本的基因型一定为aaZBZB×AAZbW
B.F1雌蝴蝶的基因型为AaZBW,F2黑色雄蝴蝶是纯合子的概率为1/3
C.F2中的黑色雄性与黄色雌性交配,子代中黄色雄性所占比例为1/9
D.黄色雄蝴蝶与黑色雌蝴蝶杂交,子代中表型为黄色的蝴蝶均为雄性
【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、由 F₂中雌雄蝴蝶表现型比例不同可知,B/b基因位于Z染色体上,F1均为黑色,F1自由交配,F2中雄蝴蝶为黑色:紫色=3:1,雌蝴蝶为黑色:紫色:黄色=3:2:3,说明黑色个体同时含有A和B基因,含A基因且不含B基因时为黄色,不含A基因时即aa--为紫色,因此亲本的基因型可能为aaZBZB× AAZbW或AAZBZB×aaZbW,A错误;
B、亲本的基因型可能为aaZBZB× AAZbW或AAZBZB×aaZbW,故F1雌蝴蝶的基因型为AaZBW,雄蝴蝶的基因型为AaZBZb,F2黑色雄蝴蝶(A_ZBZ_) 是纯合子 (AAZBZB ) 的概率为1/3×1/2=1/6,B错误;
C、F2中的黑色雄性(A_ZBZ_ )与黄色雌性(A_ZbW)交配,子代中黄色雄性(A_ZbZb)所占比例为(1-1/3×1/3)×1/4×1/2=1/9,C正确;
D、黄色雄蝴蝶(A_ZbZb)与黑色雌蝴蝶(A_ZBW)杂交,子代中表型为黄色的蝴蝶均为雌性(A_ZbW) ,D错误。
故选C。
11.(2025·河北承德·一模)人的某条染色体上M、N、O三个基因紧密排列,不发生互换。这三个基因各有多个等位基因(如M1~Mn均为M的等位基因)。父母及孩子的基因组成如表所示,若不考虑基因突变,下列叙述正确的是( )
家庭成员
父亲
母亲
儿子
女儿
基因组成
M5N1O6O7
M1M2N4N8O3O9
M2N4O3O6
M1M5N1N8O7O9
A.基因M、N、O位于X染色体上,Y染色体上无它们的等位基因
B.父亲的其中一条染色体上的基因组成是M5N1O6
C.基因M1与基因M2的区别一定是碱基对的数目不同
D.若此夫妻生的第2个儿子有M1基因,则其O基因组成为O6O9
【答案】D
【分析】1、在种群中,同源染色体的相同位点上,可以存在两种以上的等位基因,遗传学上把这种等位基因称为复等位基因。复等位基因由基因突变产生;2、根据题目信息,染色体上A、B、C三个基因紧密排列,三个基因位于一条染色体上,不发生互换,连锁遗传给下一代,不符合自由组合定律;基因位于X染色体上时,男孩只能获得父亲的Y染色体而不能获得父亲的X染色体。
【详解】A、据表可知,母亲和女儿的基因型中M、N、O三个基因均是成对存在的,但父亲和儿子的基因型中M和N基因是成单存在的,O基因是成对存在的,因此M和N基因位于X染色体上,而O基因位于X染色体和Y染色体的同源区段上,A错误;
B、根据父亲、母亲和女儿的基因型可知,母亲两条X染色体上基因的分布情况是:M1N8O9位于一条X染色体上,M2N4O3位于另一条X染色体上,父亲的X染色体上有M5N1O7,Y染色体上有O6,B错误;
C、基因M1和M2的区别可能是碱基对的数目不同,也可能是碱基的排列顺序不同,C错误;
D、若此夫妻生的第2个儿子有M1基因,则其X染色体上的基因为M1N8O9,Y染色体上有O6,则其O基因组成为O6O9,D正确。
故选D。
12.(2025·河北沧州·一模)某二倍体植物的紫茎和绿茎受一对等位基因M/m控制,其所在染色体未知。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,常用于染色体特异性标记。让该植物的纯种紫茎植株和纯种绿茎植株杂交,F1自交后选取F2中全部绿茎植株并提取其细胞核DNA,利用该植物4号染色体上的特异SSR进行PCR扩增,电泳结果如下图所示。下列判断错误的是( )
A.由电泳结果可判断绿茎为隐性性状
B.该电泳结果说明M/m基因位于4号染色体上
C.若少数绿茎植株扩增后出现两个条带,则F1形成配子时可能发生了基因重组
D.不考虑其他变异,若选F2中全部紫茎植株进行检测,电泳结果有两种类型且比例为1:1
【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。
【详解】A、依据杂交过程和电泳条带可知,绿茎植株只具有一个条带,说明绿茎为纯合子,为隐性性状,A正确;
B、利用4号染色体上特异SSR进行PCR扩增,然后进行电泳,依据电泳结果可知,F2中绿茎电泳结果和亲本绿茎一致,说明绿茎基因M/m位于4号染色体,B正确;
C、若少数绿茎植株扩增后出现两个条带,则说明F1在形成配子的过程中,茎的颜色基因与SSR标记之间发生了交叉互换,形成了同时含绿茎基因和紫茎亲本SSR标记的配子,即可能发生了基因重组,C正确;
D、不考虑其他变异,若选F2中全部紫茎植株进行检测,电泳结果有两种类型(MM对应紫茎亲本的电泳条带、Mm对应F1的电泳条带)且比例为1:2,D错误。
故选D。
13.(2025·河北保定·一模)某单基因遗传病的发病与性别和年龄相关,女性患者出生即发病,而男性患者17岁之后才 开始出现症状。现有甲、乙两个家庭,他们的患病情况如图所示,其中甲家庭3个孩子中有 一名患者,乙家庭中父母为基因型不同的纯合子,这两个家庭总共只存在一对同卵双胞胎,不考虑突变和染色体互换。下列叙述错误的是( )
A.该病的遗传方式为常染色体显性遗传
B.不能通过产前诊断中性别检测的方法来预防该病患儿的出生
C.若甲家庭存在同卵双胞胎,则这两个家庭的孩子中可能有3名男孩年满17岁
D.若这两个家庭中共有2名女性患者,则乙家庭的母亲不含该病致病基因
【答案】C
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病)。(2)多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病。(3)染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征)。
【详解】A、乙家庭中父母为基因型不同的纯合子,女儿患病,据此可判断致病基因为显性,这两个家庭总共只存在一对同卵双胞胎,甲家庭3个孩子中有 一名患者,患者不应为女儿,否则两个女儿均患病,双亲患病,女儿正常,可判断该病为常染色体显性遗传病,A正确;
B、该病为常染色体显性遗传病,由于女性患者出生即发病,而男性患者17岁之后才发病,因此通过性别检测无法完全预防该病患儿的出生,因为男性患者可能在17岁之后才发病,B正确;
C、由题意可知,两个家庭总共只存在一对同卵双胞胎,若甲家庭存在同卵双胞胎,则应是两个女孩,而甲家庭中有一名患者,该患者应该是男孩,乙系谱图中的两个男孩不一定年满17岁,C错误;
D、甲家庭中母亲为患者,乙家庭中的女孩患病,若这两个家庭中共有2名女性患者,则乙家庭的母亲不含该病致病基因,D正确。
故选C。
14.(2025·河北石家庄·一模)鸟类的性别决定方式为ZW型,某鸟类羽色由两对等位基因控制,Z染色体上的基因T/t分别控制褐羽和黑羽;常染色体上的基因B/b控制色素合成,无基因B不能合成色素而表现为白羽,基因型为Bb的个体表型为半褐羽或半黑羽。一只纯合黑羽雌鸟和一只纯合白羽雄鸟杂交,F1均为半褐羽, F1相互交配得F2。下列叙述错误的是( )
A.亲本雌雄个体的基因型分别为BBZtW和bbZTZT
B.F2中褐羽:黑羽:半褐羽:半黑羽:白羽=3:1:6:2:4
C.F2中褐羽、半褐羽个体中的雌与雄数量比均为2:1
D.F2半褐羽雌雄个体相互交配后代中黑羽个体占1/32
【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、依据题干信息,一只纯合黑羽雌鸟(BBZtW)与一只纯合白羽雄鸟(bbZ-Z-)杂交,F1均为半褐羽(BbZT-),故可知,亲本纯合白羽雄鸟的基因型为bbZTZT,A正确;
B、结合A项可知,F1的基因型为BbZTZt、BbZTW,按照拆分法,可知,F2中,BB:Bb:bb=1:2:1,ZTZT:ZTW:ZTZt:ZtW=1:1:1:1,褐羽(BBZT-)所占的概率为1/43/4=3/16,黑羽(BBZtW)所占的概率为1/41/4=1/16,半褐羽(BbZT-)所占的概率为2/43/4=6/16,半黑羽(BbZtW)所占的概率为2/41/4=2/16,白羽(bb- -)所占的概率为1/41=4/16,即F2中褐羽:黑羽:半褐羽:半黑羽:白羽=3:1:6:2:4,B正确;
C、结合B项,褐羽中有2/3的BBZTZ-,1/3的BBZTW,即雄:雌=2:1,半褐羽中2/3的BbZTZ-,1/3的BbZTW,即雄:雌=2:1,C错误;
D、半褐羽中2/3的BbZTZ-,1/3的BbZTW,雄:雌=2:1,雌雄个体相互交配按照拆分法和配子法,黑羽个体的基因型为BBZtW,其中BB的概率为:1/21/2=1/4,ZtW的概率为1/41/2=1/8,故BBZtW的概率为1/41/8=1/32,D正确。
故选C。
15.(2025·河北沧州·一模)遗传性视神经萎缩(LHON)是由X染色体上隐性基因g控制的遗传病。研究发现,少数杂合子女性也可能患此病,患病的原因是女性细胞中两条X染色体中有一条会随机失活。如图为该病患者所在家系的系谱图,另外在该家系中只有Ⅱ3为多指患者。下列相关叙述错误的是( )
A.Ⅱ4患病是由含G基因的X染色体失活所致
B.Ⅱ3为多指是其所含相关隐性基因发生显性突变所致
C.LHON在男性中的发病率低于女性,多指在男性中的发病率高于女性
D.若Ⅱ3与一正常男性婚配,则他们生育两病兼患男孩的概率可能为1/16
【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、LHON是由X染色体上隐性基因g控制的遗传病,根据系谱图和题意可知,Ⅱ4为杂合子,且患病,说明其含G基因的X染色体失活,A正确;
B、多指是常染色体上显性基因控制的遗传病,Ⅱ3出现多指,应该是控制多指的隐性基因突变成显性基因所导致的,B正确;
C、正常情况下,伴X染色体隐性遗传病在男性中的发病率高于女性,而LHON病存在少数女性杂合子也患该病,发病率不好确定,多指在男性和女性中的发病率相等,C错误;
D、假设控制多指的基因为A,若Ⅱ3的基因型为1/2AaXGXG或 1/2AaXGXg,其与一正常男性(aaXGY)婚配,则他们生育两病兼患的男孩概率可能为1/2×1/2×1/4=1/16;若Ⅱ3的基因型为1/2AAXGXG或 1/2AAXGXg,则他们生育两病兼患男孩的概率为1/2×1/4=1/8,D正确。
故选C。
16.(2025·河北邯郸·三模)高温是影响水稻产量和品质的重要环境因素之一。水稻NIL品系比申9B品系更耐高温,研究发现,NIL品系中TTI基因的一个碱基对改变造成编码的精氨酸变为组氨酸,使TTI基因编码的26S蛋白酶能够更快清除受热变性后的聚合蛋白。为进一步研究水稻耐高温性状的遗传规律,科学家用电泳法对NIL品系、申9B品系及两者杂交所得的TTI基因型进行鉴定,结果如图所示。表现为不耐高温。下列叙述正确的是( )
A.合成26S蛋白酶时,多个核糖体共同完成一条肽链的合成
B.NIL品系的TTI基因与申9B品系的TTI基因互为非等位基因
C.不耐高温为显性性状,亲本NIL品系和申9B品系中有一个为杂合子
D.自交获得,不耐高温中纯合子约占1/3
【答案】D
【分析】1、具有相对性状的两纯合亲本杂交,子一代表现出来的性状为显性性状,子一代未表现出来的性状为隐性性状。
2、DNA分子发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫作基因突变。
【详解】A、合成 26S蛋白酶时,多个核糖体同时完成多条肽链的合成,A错误;
B、NIL品系的 TTI 基因与申 9B品系的 TTI 基因互为等位基因,等位基因是经基因突变产生的,B错误;
C、耐高温的 NIL品系与不耐高温的申9B品系杂交,F1表现为不耐高温,说明不耐高温是显性性状,则据图可知,亲本NIL品系和申9B品系都只有一条带,说明亲本都是纯合子,C错误;
D、设相关基因是 A、a,不耐高温基因型是 Aa,F1自交产生F2,F2不耐高温中(AA、Aa)纯合子约占 1/3,D正确。
故选D。
二、多选题
17.(2025·河北保定·三模)某雌雄同株的植物有黄色、白色和橙红色三种花色,由基因 A/a、B/b两对独立遗传的等位基因控制,已知无A 基因时植株开白花。科研人员选择黄花与白花植株杂交,F1均为橙红色,F1自交,F2的表型及比例为黄色:白色:橙红色=3:4:2。下列相关分析错误的是( )
A.两种亲本均为纯合子,F1测交后代产生三种表型
B.F1产生含 A 的雌配子或雄配子致死,雌、雄配子有9种组合方式
C.F2开橙红色花的植株自交,子代中各花色比例与题干F2 比例相同
D.F2中白花植株与黄花植株杂交,后代中有1/4植株开橙红色花
【答案】ABD
【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】A、根据题干中无A基因时开白花,可确定白花的基因型为aa-- ,黄花与白花杂交,子代只有橙红色一种表型,可确定两种亲本均为纯合子,可知F1为双杂合子AaBb,由F2表型比为3:4:2,可知基因型为AB的雌雄配子致死,对F1测交后代仅会出现两种表型,A错误;
B、根据F2只有9种组合,且黄色:白色:橙红色=3:4:2,可知F1产生的含AB的配子致死,B错误;
C、F2开橙红色花的个体基因型为AaBb,自交的子代中各花色比例与F2相同,C正确;
D、F2开白花个体基因型为aaBB、aaBb、aabb,比例为1:2:1,与F2中开黄花个体AAbb、Aabb,比例为1:2,杂交后代中(1/3×1/4+1/3×1/2×1/2+2/3×1/4×1/2+2/3×1/2×1/4=1/3)开橙红色花,D错误。
故选ABD。
18.(2025·河北保定·二模)小鼠的短尾(D)对正常尾(d)为显性,短尾基因纯合(DD)会导致胚胎死亡。毛皮颜色由常染色体上的复等位基因B1(黄色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制。现对甲(黄色短尾)、乙(黄色正常尾)、丙(鼠色短尾)、丁(黑色正常尾)4种基因型的雌雄小鼠进行一系列杂交实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.控制毛皮颜色的复等位基因的显隐性关系是B1>B3>B2
B.小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有6种
C.甲种雌、雄个体相互交配,后代中鼠色正常尾的个体占1/12
D.丙种小鼠的基因型无法确定,与丁种小鼠交配可判断其产生的配子类型
【答案】ABC
【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、根据图中杂交组合③可知,B1对B2为显性;根据图中杂交组合②可知,B1对B3为显性;根据图中杂交组合①可知,B2对B3为显性,故B1对B2、B3为显性,B2对B3为显性,即B1>B2>B3,A错误;
B、组合③中亲本的表型为黄色短尾和黄色正常尾,且又知短尾基因DD纯合致死,在子代不会出现DD的情况下,其子代的表型比为2∶1,因而说明基因型B1B1的个体死亡,故小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有5种,分别为:B1B2、B1B3、B2B2、B2B3、B3B3,B错误;
C、 甲和丁(黑色)杂交子代表现为黄色和鼠色,又知基因型DD纯合致死,且B1B1也致死,因此,甲的基因型为B1B2Dd,则该基因型的雌雄个体相互交配,在遵循自由组合定律的情况下,鼠色正常尾B2B2dd的个体占1/3×1/3=1/9,C错误;
D、即丙为鼠色短尾,其基因型表示为B2_Dd,为测定丙产生的配子类型及比例,可采用测交的方法,即与丁B3B3dd进行杂交,通过杂交结果可以判断其产生的配子类型和比例,D正确。
故选ABC。
19.(2025·河北张家口·三模)人类Y染色体上存在性别决定基因——SRY基因(睾丸决定因子基因),SRY基因的存在对男性特征的维持至关重要,但在人群中也存在一些XX染色体男性和XY染色体女性,其性染色体的结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A.分布在性染色体上的基因都与性别决定有关
B.XY女性细胞中的基因数目减少,发生了染色体数目变异
C.X染色体含有SRY基因,是由于X、Y染色体发生了基因重组
D.推测XXY个体因其Y染色体带有SRY基因而表现为男性
【答案】ABC
【分析】正常情况下,只有具有Y染色体的受精卵才能发育为男性,即性别决定基因(SRY)存在于Y染色体上,而人类中发现有XX男性、XY女性、XO女性,有可能发生了X和Y染色体上的片段的转移,导致SRY转移到X染色体上,而Y染色体丢失该基因,这属于染色体的结构变异。
【详解】A、分布于性染色体上的基因并不都与性别决定有关,A错误;
B、XY女性的Y染色体上SRY基因缺失,基因的数目减少,属于染色体结构变异,B错误;
C、正常情况下,SRY基因应位于Y染色体上,且位于X与Y染色体的非同源区段,若SRY基因由Y染色体转移到X染色体上,属于染色体结构变异,C错误;
D、由题意可知,含有SRY基因的个体会表现为男性,XXY个体含SRY基因,推测其性别为男性,D正确。
故选ABC。
20.(2025·河北石家庄·模拟预测)杨梅有雌花、雄花与两性花之分。基因A和B是控制杨梅枝条茎端赤霉素和脱落酸合成的关键基因,对杨梅花的性别决定有重要作用,可使杨梅植株出现雄株、雌株和雌雄同株(两性花)三种情况。当A基因存在时可使赤霉素浓度较高,B基因存在时可使脱落酸浓度较高,脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花。将基因型为AABB与aabb的植株杂交,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.基因A/a、B/b在遗传过程中遵循自由组合定律
B.基因型为AABB、AABb的个体表现为雌株
C.将F2中的雌株和雄株杂交,后代雌雄同株的比例为4/9
D.若从F2中筛选基因型为aabb的个体,应从表现为雌雄同株的个体中进行筛选
【答案】BC
【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、据题干信息分析可知,基因型为AABB的植株与aabb的植株杂交,F1代基因型为AaBb,表现为雌雄同株,F2代基因型分离比为10:3:3,是9:3:3:1的变式,故基因A/a、B/b在遗传过程中遵循自由组合定律,A正确;
B、又因为A基因存在时赤霉素浓度较高,B基因存在时脱落酸浓度较高,且脱落酸与赤霉素的比值较高时有利于分化形成雌花,故基因型为aaB_(aaBB或aaBb)的个体表现为雌株,B错误;
C、基因型为A_bb(AAbb或Aabb)的个体表现为雄株,基因型为A_B_(AABB、AaBB、AABb、AaBb)的个体表现为雌雄同株;将F2中的雌株(1/3aaBB、2/3aaBb)和雄株(1/3AAbb、2/3Aabb)杂交,其中雌配子及比例是1/3ab、2/3aB,雄配子及比例是2/3Ab、1/3ab,两者杂交后代雌雄同株(A_B_+aabb)=(2/3×2/3)+(1/3×1/3)=5/9,C错误;
D、结合C项解析可知,基因型为aabb的个体表现为雌雄同株,故筛选aabb个体应从表现为雌雄同株的个体中进行,D正确。
故选BC。
21.(2025·河北张家口·二模)某家族存在甲、乙两种遗传病,其中甲病受等位基因A、a控制,乙病受等位基因B、b控制。提取该家族中某些个体的基因进行电泳,所得电泳条带如图2所示,已知图2中条带①②对应一对等位基因,条带③④对应另一对等位基因。下列叙述正确的是( )
A.条带②③分别对应a、B基因
B.等位基因B、b位于X染色体上
C.Ⅱ-2与甲、乙病相关可能的基因型有3种
D.Ⅱ-3与患两病女性婚配,后代患甲病概率为1/2
【答案】ABD
【分析】遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。遗传病是指完全或部分由遗传因素决定的疾病,常为先天性的,也可后天发病。如先天愚型、多指(趾)、先天性聋哑、血友病等,这些遗传病完全由遗传因素决定发病,并且出生一定时间后才发病,有时要经过几年、十几年甚至几十年后才能出现明显症状。
【详解】A、考虑甲病,Ⅰ-1正常,Ⅰ-2正常,Ⅱ-1患甲病,说明甲病为常染色体隐性遗传病,Ⅰ-1、Ⅰ-2的基因型为Aa,Ⅱ-1的基因型为aa,据此判断条带①②分别对应A、a基因;考虑乙病,Ⅰ-1正常,Ⅰ-2正常,Ⅱ-3患乙病,说明乙病是隐性遗传病,Ⅰ-1只有条带③,Ⅱ-3只有条带④,据此判断条带③④分别对应B、b基因,乙病为伴X染色体隐性遗传,条带②③分别对应a、B基因,A正确;
B、乙病为伴X染色体隐性遗传,等位基因B、b位于X染色体上,B正确;
C、Ⅰ-1的基因型为AaXBY,Ⅰ-2的基因型为AaXBXb,Ⅱ-2表型正常A_XBX_,其与甲、乙病相关可能的基因型=2×2=4种,C错误;
D、Ⅱ-3(AaXbY)与患两病女性(aaXbXb)婚配,后代患甲病概率为1/2,D正确。
故选ABD。
22.(2025·河北唐山·二模)某种昆虫的性别决定类型是ZW型,其体色的遗传由仅位于Z染色体上一对等位基因B、b控制,基因b使雌配子致死。现用深色雄性和浅色雌性杂交,后代全为深色雌性。不考虑变异,下列说法正确的是( )
A.浅色性状为隐性
B.该昆虫种群有5种基因型,4种表型
C.ZBZb×ZBW作为亲本,F1自由交配,F2中b基因频率为3/16
D.ZBZb的个体次级精母细胞中带有B基因的染色体数量可能为2、1、0
【答案】ACD
【分析】用深色雄性和浅色雌性杂交,后代全为深色雌性,说明深色为显性性状。某种昆虫的性别决定类型是ZW型,体色的遗传由仅位于Z染色体上一对等位基因B、b控制,且基因b使雌配子致死,因此雌性个体的基因型有ZBW、ZbW;雄性个体的基因型有ZBZB、ZBZb。
【详解】A、用深色雄性和浅色雌性杂交,后代全为深色雌性,说明深色为显性性状,浅色为隐性性状,A正确;
B、该昆虫的性别决定类型是ZW型,体色的遗传由仅位于Z染色体上一对等位基因B、b控制,且基因b使雌配子致死,因此雌性个体的基因型有ZBW(深色♀)、ZbW(浅色♀);雄性个体的基因型有ZBZB(深色♂)、ZBZb(深色♂),因此该昆虫种群有4种基因型,3种表型,B错误;
C、ZBZb×ZBW作为亲本,杂交得到的F1为,ZBZB:ZBZb:ZBW:ZbW=1:1:1:1,F1自由交配,用配子法解决。F1产生的雄配子及其比例为ZB:Zb=3:1,由于基因b使雌配子致死,F1产生的雄配子及其比例为ZB:W=1:2,F1自由交配产生的F2基因型及其比例为ZBZB:ZBZb:ZBW:ZbW=3:1:6:2,F2中b基因的频率为3/16,C正确;
D、次级精母细胞处于减数分裂Ⅱ,由于细胞在减数分裂Ⅰ同源染色体分离,此时细胞中已无同源染色体。若所观察的次级精母细胞处于减数分裂Ⅱ前期、中期,ZBZb的个体次级精母细胞中带有B基因的染色体数量可能为1、0,若所观察的次级精母细胞处于减数分裂Ⅱ后期,此时次级精母细胞中带有B基因的染色体数量为2、0,D正确。
故选ACD。
23.(2025·河北·二模)人类胰岛素受体(INSR)基因位于19号染色体,该基因缺失会造成先天性糖尿病。位于人类5号染色体上的某基因发生显性突变会引起细胞内产生一种氧化岐化物,该岐化物会使INSR失去活性,也会导致先天性糖尿病。如图为某家族先天性糖尿病遗传系谱图。下列叙述正确的是( )
A.Ⅱ-3体内的胰岛B细胞能合成并分泌胰岛素
B.若Ⅱ-4体内存在INSR,则其19号染色体正常
C.孕期基因检测可降低Ⅱ-1生出患病孩子的概率
D.Ⅲ-1患病可能是Ⅱ-1或Ⅱ-2基因突变导致的
【答案】ACD
【分析】题意分析:根据题意可知其患病原因可能是INSR基因缺失,也可能是5号染色体上基因显性突变使INSR失去活性。由系谱图可知,Ⅲ -1患病,Ⅱ -1和Ⅱ-2正常,说明该病为隐性遗传病,又因为Ⅰ-1和Ⅰ-2正常,Ⅱ-3患病,所以可判断该病为常染色体隐性遗传病。设相关基因为A、a(5号染色体上基因)和B、b(19号染色体上基因)。则正常个体的基因型可能为A-B-,患该病的基因型可能为aabb或aaB-或A-bb。
【详解】A、依题意可知,Ⅱ-3患病的原因可能是INSR基因缺失,也可能是5号染色体上基因显性突变使IN-SR失去活性,两种情况下Ⅱ-3体内的胰岛B细胞都能合成并分泌胰岛素,A正确;
B、Ⅱ-4体内存在INSR,不能说明其19号染色体一定正常,可能一条正常,一条发生缺失,5号染色体上基因发生显性突变导致患病,B错误;
C、孕期基因检测可确定胎儿是否含有INSR基因,能降低因INSR基因缺失导致的先天性糖尿病患儿出生的概率,C正确;
D、依题意可知,19号染色体发生缺失或5号染色体上相关基因发生显性突变均可导致先天性糖尿病,因此,Ⅲ-1患病可能是Ⅱ-1或Ⅱ-2基因突变导致的,D正确。
故选ACD。
24.(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。
25.(2025·河北保定·一模)遗传性雀斑由等位基因A/a控制,糖原沉积症由等位基因B/b控制,两对基因独立遗传。某家族系谱图如图甲,对该家系部分成员的相关基因进行PCR扩增并进行电泳,结果如图乙(注:Marker为标准品)。不考虑基因位于X、Y染色体的同源区。下列推断正确的是( )
A.遗传性雀斑属于常染色体显性遗传病,糖原沉积症为常染色体隐性遗传病
B.Ⅱ-1的基因型为aaBb
C.遗传性雀斑和糖原沉积症分别是由正常基因发生碱基缺失、增添所致
D.Ⅲ-3和Ⅲ-5近亲婚配生育糖原沉积症孩子的概率为1/36
【答案】ABD
【分析】从图甲来看,Ⅰ - 1和Ⅰ - 2患有遗传性雀斑,而他们的子代Ⅱ - 3不患遗传性雀斑,属于常染色体显性遗传病。Ⅰ - 1和Ⅰ - 2不患糖原沉积症,他们的子代Ⅱ - 1患糖原沉积症为常染色体隐性遗传病。
【详解】A、从图甲来看,Ⅰ - 1和Ⅰ - 2患有遗传性雀斑,而他们的女儿Ⅱ - 3不患遗传性雀斑,可判断遗传性雀斑属于常染色体显性遗传病;Ⅰ - 1和Ⅰ - 2不患糖原沉积症,他们的女儿Ⅱ - 2患糖原沉积症,则糖原沉积症为常染色体隐性遗传病,A正确;
B、因为Ⅱ - 1不患遗传性雀斑,所以其遗传性雀斑相关基因型为aa。又由于Ⅱ - 1不患糖原沉积症,所以糖原沉积症相关基因型为B-,但是后代有患糖原沉积症的个体,综合可得Ⅱ - 1的基因型为aaBb,B正确;
C、从图乙的PCR扩增带情况可知,与标准品对比,有不同长度的扩增带。Ⅱ - 4不患雀斑,其相关基因型为aa,故遗传性雀斑相关基因A对应的扩增带长度大于a,说明遗传性雀斑是由正常基因(a)发生碱基增添所致;Ⅲ - 1患糖原沉积,相关基因型为bb,故糖原沉积症相关基因b对应的扩增带长度小于B,说明糖原沉积症是由正常基因(B)发生碱基缺失所致,C错误;
D、Ⅰ - 1和Ⅰ - 2都是杂合子,不患糖原沉积症,但是Ⅱ - 2患病,则Ⅰ - 1和Ⅰ - 2都是Bb,则Ⅱ - 3的基因型为2/3Bb或1/3BB,Ⅱ - 4表型正常且只有一条带,则基因型为BB,所以Ⅲ - 3的基因型为2/3BB、1/3Bb;Ⅱ - 5的基因型为2/3Bb或1/3BB,Ⅱ - 6的基因型为BB,则Ⅲ - 5的基因型为2/3BB、1/3Bb。Ⅲ - 3和Ⅲ - 5生育糖原沉积症孩子(bb)的概率为1/3×1/3×1/4=1/36,D正确。
故选ABD。
26.(2025·河北唐山·一模)某遗传病与A和V两种核基因有关,两基因中任一突变均可导致该遗传病发生。现有甲、乙两个家族系谱图,经检测,在突变基因中,甲家系中的Ⅰ-1、Ⅰ-2和乙家系中Ⅰ-1都只含基因A突变的基因,乙家系中Ⅰ-2只含基因V突变的基因。不考虑X、Y染色体同源区段和突变,下列叙述错误的是( )
A.基因A与其突变基因在碱基种类、数目和排列顺序上不同
B.基因A位于X染色体上,基因V位于常染色体上
C.乙家系的Ⅱ-3减数分裂产生同时含有A和V两种突变基因配子的概率为1/16
D.甲家系的Ⅱ-3与乙家系的Ⅱ-4婚配,子代患病的概率为1/12
【答案】AB
【分析】由甲图可知,亲本正常,Ⅱ-4患病,且该家系只含A基因的突变基因,说明该病为隐性遗传病,若A位于X染色体上,则Ⅰ-1为XaY,应该患病,与图示不符,所以A基因位于常染色体上,结合题意,由乙图可知,乙家系中Ⅰ-1都只含基因A突变的基因,乙家系中Ⅰ-2只含基因V突变的基因,若V基因位于常染色体上,则亲本为AaVV×AAVv,子代不会患病,与图示不符,若V基因位于X染色体上,则亲本为AaXVY×AAXVXv,可生出患病男孩A_XvY,与图示相符,综上,基因A位于常染色体上,基因V位于X染色体上。
【详解】A、基因突变是指DNA中碱基对的增添、缺失、替换,如果发生的是碱基对的替换,基因A与其突变基因的碱基数目是相同的,A错误;
B、由甲图可知,亲本正常,Ⅱ-4患病,且该家系只含A基因的突变基因,说明该病为隐性遗传病,若A位于X染色体上,则Ⅰ-1为XaY,应该患病,与图示不符,所以A基因位于常染色体上,结合题意,由乙图可知,乙家系中Ⅰ-1都只含基因A突变的基因,乙家系中Ⅰ-2只含基因V突变的基因,若V基因位于常染色体上,则亲本为AaVV×AAVv,子代不会患病,与图示不符,若V基因位于X染色体上,则亲本为AaXVY×AAXVXv,可生出患病男孩A_XvY,与图示相符,综上,基因A位于常染色体上,基因V位于X染色体上,B错误;
C、由B可知,乙家系亲本为AaXVY×AAXVXv,Ⅱ-3为1/4AAXVXV、1/4AAXVXv、1/4AaXVXV、1/4AaXVXv,其经减数分裂同时含有A和V两种突变基因配子的概率为1/4×1/4=1/16,C正确;
D、由B可知,甲家系亲本为AaXVY×AaXVXV,乙家系亲本为AaXVY×AAXVXv,甲家系的Ⅱ-3(1/3AAXVXV,2/3AaXVXV)与乙家系的Ⅱ-4(1/2AAXvY,1/2AaXvY)婚配,子代患病的概率为2/3×1/2a×1/2×1/2a=1/12,D正确。
故选AB。
三、实验题
27.(2025·河北张家口·二模)菠菜雌雄异株(XY型性别决定),其根红色与白色受一对等位基因A和a控制,其茎分枝与不分枝受一对等位基因B和b控制,其叶戟形与卵形受一对等位基因D和d控制。科研人员用不同性状的菠菜进行了杂交实验,如下所示:
实验一:根红色、茎分枝♂×根白色、茎分枝♀→F₁表型种类及比例为根红色、茎分枝:根红色、茎不分枝:根白色、茎分枝:根白色、茎不分枝=3:1:3:1。
实验二:根红色、叶戟形♂×根白色、叶卵形♀→F₁雌雄表型种类及比例均为根红色、叶戟形:根红色、叶卵形:根白色、叶戟形:根白色、叶卵形=28:3:3:28。
回答下列问题:
(1)根据实验一、二 (填“能”或“不能”)判断根颜色的显隐性,若要判断根颜色的显隐性,从亲本或F1中选择材料进行实验并预测结果及结论: 。
(2)根据实验一 (填“能”或“不能”)判断茎分枝相关基因位于常染色体上还是位于X染色体上,理由是 。
(3)已知根白色、叶卵形均为隐性性状,由实验二的表型及比例,推测基因A/a、D/d的位置关系是 。根据表中数据,推测实验二的表型出现根红色、叶卵形和根白色、叶戟形的原因是 。
【答案】(1) 不能 从亲本或F1中选取根色相同的雌雄个体进行杂交,若后代发生性状分离,则该个体性状为显性,不发生性状分离,则该性状为隐性
(2) 不能 不管茎分枝相关基因位于常染色体上还是位于X染色体上,茎分枝与茎分枝雌雄个体杂交,F1均可出现茎分枝:茎不分枝=3:1
(3) 基因a与基因d位于一条染色体上,基因A与基因D位于另一条同源染色体上 根红色、叶戟形雄性个体在减数分裂Ⅰ过程中含有根色或叶形状基因的染色体片段之间发生了互换,产生了含Ad和aD的花粉
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关,这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】(1)实验一、二中,根红色♂×根白色♀,F1表型种类及比例均为根红色:根白色=1:1,不能判断根颜色的显隐性;若要判断根颜色的显隐性,从亲本或F1中选择材料进行实验,实验思路是从亲本或F1中选取根色相同的雌雄个体进行杂交,若后代发生性状分离,则该个体性状为显性,不发生性状分离,则该性状为隐性。
(2)不管茎分枝相关基因位于常染色体上还是位于X染色体上,茎分枝与茎分枝雌雄个体杂交,实验一F1均可出现茎分枝:茎不分枝=3:1,所以根据实验一不能判断茎分枝相关基因位于常染色体上还是位于X染色体上。
(3)实验二:根红色、叶戟形×根白色、叶卵形♀→F1雌雄表型种类及比例均为根红色、叶戟形:根红色、叶卵形:根白色、叶戟形:根白色、叶卵形=28:3:3:28,后代中出现了两多两少的情况,根据根白色、叶卵形均为隐性性状,可推测基因a与基因d位于一条染色体上,基因A与基因D位于另一条同源染色体上,且根红色、叶戟形雄性个体在减数分裂Ⅰ过程中含有根色或叶形状基因的染色体片段之间发生了互换,产生了含Ad和aD的花粉。
28.(2025·河北保定·一模)雄性不育系是培育杂交水稻的基础,核质互作雄性不育系的发现使得培育杂交水稻 成为可能。下图表示三系法杂交水稻的培育过程,该过程包含不育系、保持系和恢复系。N、S分别表示细胞质中雄性可育基因和不育基因,A、a分别表示细胞核中雄性可育基因和雄性不育基因。只有当细胞质与细胞核中的基因全为不育基因时,植株才表现出雄性不育。 智能不育系(第三代杂交水稻技术)使隐性核不育基因被应用于杂交水稻的培育。回答下列 问题:
(1)水稻杂交育种时,选用雄性不育植株的优点是 。图中保持系的作用 是 ,已知不育系的基因型为S(aa), 保持系的基因型为 。
(2)已知基因M 是水稻恢复育性所必需的基因,位于2号染色体上;基因F 可使含有基因M 的花粉死亡;基因R 为红色荧光蛋白基因。现将基因M、基因R、基因F 构建成连锁基 因群,导入纯种雄性不育系(基因型为mm) 中,得到甲、乙、丙三株智能不育系。已知植 株甲导入了1个连锁基因群,植株乙和植株丙各导入了2个连锁基因群。
①若植株甲自交后代中智能不育系个体所占比例为1/2,则导入植株甲中的1个连锁基 因 群 (填“一定”或“不一定”)插入到2号染色体上,原因是 。雄性不育 系种子 (填“含有”或“不含有”)荧光。
②若植株乙自交后没有子代产生,则植株乙中插入的2个连锁基因群位于 (填 “1对同源染色体上”或“2对同源染色体上”)。
③若植株丙自交后有子代产生,且2个连锁基因群不会导入同一条染色体,则植株丙自 交后代中与植株乙基因型相同的个体所占比例是 。
【答案】(1) 不需要去雄 通过与不育系杂交,保持不育系的雄性不育特性 N(aa)
(2) 不一定 即使连锁基因群插入到其他染色体上,只要基因M能够恢复育性,且基因F使含有基因M的花粉死亡,仍然可以产生1:1的比例 含有 1对同源染色体上 1/4
【分析】确定基因位置的4个判断方法:
(1)判断基因是否位于一对同源染色体上:以AaBb为例,若两对等位基因位于一对同源染色体上,不考虑交叉互换,则产生两种类型的配子,在此基础上进行自交会产生两种或三种表现型,测交会出现两种表现型;若两对等位基因位于一对同源染色体上,考虑交叉互换,则产生四种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现四种表现型。
(2)判断基因是否易位到一对同源染色体上:若两对基因遗传具有自由组合定律的特点,但却出现不符合自由组合定律的现象,可考虑基因转移到同一对同源染色体上的可能,如由染色体易位引起的变异。
(3)判断外源基因整合到宿主染色体上的类型:外源基因整合到宿主染色体上有多种类型,有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的其中一条上,其自交会出现分离定律中的3︰1的性状分离比;若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体的其中一条上,各个外源基因的遗传互不影响,则会表现出自由组合定律的现象。
(4)判断基因是否位于不同对同源染色体上:以AaBb为例,若两对等位基因分别位于两对同源染色体上,则产生四种类型的配子。在9∶3︰3︰1(或9︰7等变式),也会出现致死背景下特殊的性状分离比,如4︰2︰2︰1、6︰3︰2︰1。在涉及两对等位基因遗传时,若出现上述性状分离比,可考虑基因位于两对同源染色体上。
【详解】(1)选用雄性不育植株的主要优点是可以不需要去雄,保持系的作用是通过与不育系杂交,保持不育系的雄性不育特性。由于不育系的基因型为S(aa),因此保持系的基因型为N(aa),即细胞质中含有可育基因N,细胞核中含有不育基因a。当保持系与不育系(S(aa))杂交时,后代将继承保持系的细胞质基因N和不育系的细胞核基因a,从而保持雄性不育的特性。
(2)① 植株甲的基因型为智能不育系,其核基因型为mm(纯合隐性不育基因),细胞质基因型为S(雄性不育细胞质)。导入的连锁基因群可能插入到2号染色体或其他染色体上。如果连锁基因群插入到2号染色体上,基因M会恢复育性,但由于基因F的存在,含有基因M的花粉会死亡。因此,只有不含基因M的花粉能够存活并参与授粉。自交时,植株甲产生的配子有两种可能:含有连锁基因群(含基因M、F、R)的配子,但由于基因F的作用,这些配子无法存活;不含连锁基因群的配子(仅含mm),这些配子可以存活并参与授粉。因此,自交后代中智能不育系(mm)与非不育系(含连锁基因群)的比例为1:1,即智能不育系占1/2。即使连锁基因群插入到其他染色体上,只要基因M能够恢复育性,且基因F使含有基因M的花粉死亡,仍然可以产生1:1的比例。因此,插入位置不一定是2号染色体。雄性不育系种子含有荧光,因为基因R是红色荧光蛋白基因,导入后会在种子中表达。
②植株乙导入了2个连锁基因群,每个连锁基因群包含基因M、F、R。其核基因型为mm,细胞质基因型为S。如果2个连锁基因群插入到1对同源染色体上,则植株乙的基因型可以表示为:一条染色体上插入连锁基因群(含M、F、R),另一条同源染色体上也插入连锁基因群(含M、F、R)。自交时,植株乙产生的所有配子都会含有连锁基因群(含基因M、F、R)。由于基因F的存在,所有含有基因M的花粉都会死亡,导致没有可育的花粉参与授粉,因此自交后没有子代产生。
③植株丙导入了2个连锁基因群,每个连锁基因群包含基因M、F、R。其核基因型为mm,细胞质基因型为S。2个连锁基因群分别插入到不同的染色体上(不会导入同一条染色体)。由于2个连锁基因群插入到不同的染色体上,植株丙可能产生不含连锁基因群的配子(概率较低),这些配子可以存活并参与授粉,从而产生子代。自交时,植株丙产生的配子有以下几种可能:含有连锁基因群的配子(概率较高,但由于基因F的作用,这些配子无法存活)。不含连锁基因群的配子(概率较低,可以存活并参与授粉)。自交后代的基因型比例为:与植株乙基因型相同的个体(即2个连锁基因群插入到1对同源染色体上)占1/4。
29.(2025·河北石家庄·一模)水稻花粉是否可育受细胞质基因(S、N)和细胞核基因R(R1、R2)共同控制。其中S、N分别表示不育基因和可育基因;R1、R2表示细胞核中可恢复育性的基因,其等位基因r1、r2无此功能,通常基因型可表示为“细胞质基因(细胞核基因型)”。只有当细胞质中含有S基因、细胞核中r1、r2基因都纯合时,植株才表现出雄性不育性状。如图表示杂交实验过程,请回答下列问题:
(1)袁隆平院士和他的助手在海南发现的几株野生的雄性不育水稻,使水稻杂交育种的进程进入了快车道,这是因为用这种水稻作 本,可以避免 的繁琐工作。
(2)杂交实验中,亲本中雄性不育株的基因型可表示为 ,恢复株的基因型为 ,F2中出现部分花粉可育类型是 的结果,F2中雄性可育性状且能稳定遗传的个体所占比例约为 。
(3)“海稻86”是一种能在沿海滩涂和盐碱地生长的水稻新品种。培育耐盐水稻品种是提高盐碱土地的利用率和经济效益、缓解世界粮食危机的有效方案之一。有研究者提出假设:水稻植株的耐盐性是由位于非同源染色体上的两对等位基因A/a和B/b控制的,其抗盐碱性和基因型的对应关系分别为基因型为A_B_的植株为耐盐植株,而不耐盐植株的基因型为A_bb、aaB_、aabb。现有不耐盐纯种水稻植株若干,请简要写出验证该假设的实验思路与预期结果: 。
【答案】(1) 母 人工去雄
(2) S(r1r1r2r2) N(R1R1R2R2)或S(R1R1R2R2) 基因重组 1/16
(3)实验思路:让不耐盐的水稻植株相互传粉,选择F1中耐盐的水稻植株自交,鉴定并统计F2的表现型及比例;预期结果:F2的表现型及比例为耐盐植株∶不耐盐植株=9∶7
【分析】由题意分析可知,水稻花粉是否可育受细胞质基因(S、N)和细胞核基因R(R1、R2)共同控制。S、N分别表示不育基因和可育基因;R1、R2表示细胞核中可恢复育性的基因,其等位基因r1、r2无此功能,所以雄性不育系的基因型为S(r1r1r2r2),根据杂交组合一可知,F2中出现9∶6∶1,说明F1基因型为S(R1r1R2r2),则亲本恢复系的基因型为S(R1R1R2R2)或N(R1R1R2R2)。根据F2表现型分离比可知,S(R1-R2-)为雄性可育,S(R1-r2r2)和S(r1r1R2-)为部分花粉可育。
【详解】(1)雄性不育水稻不能产生可育的花粉,用雄性不育水稻作母本可免去人工去雄的繁琐工作;
(2)根据分析可知,杂交一的实验,亲本中雄性不育系的基因型可表示为S(r1r1r2r2),恢复系的基因型有N(R1R1R2R2)或S(R1R1R2R2),F1基因型为S(R1r1R2r2),由于减数分裂时,非同源染色体上的非等位基因自由组合(即发生了基因重组),产生了四种数量相等的配子,因此F2中出现部分花粉可育类型,即S(R1-r2r2)和S(r1r1R2-),F2中雄性可育性状能稳定遗传的个体,即S(R1R1R2R2)占子二代的比例为1/16;
(3)实验思路:选择两株基因型不同的不耐盐纯种水稻植株进行杂交,比如选择基因型为AAbb和aaBB的植株杂交,得到F1。因为AAbb和aaBB杂交,根据基因分离和自由组合定律,F1的基因型为AaBb。 让F1进行自交得到F2。F1(AaBb)自交,按照自由组合定律,F2会出现A-B-(耐盐)、A_bb(不耐盐)、aaB_(不耐盐)、aabb(不耐盐)四种表现型。 统计F2中耐盐植株和不耐盐植株的数量及比例;
预期结果:若F2中耐盐植株(A_B_)与不耐盐植株(A_bb + aaB_ + aabb)的比例为9:7,则说明水稻植株的耐盐性是由位于非同源染色体上的两对等位基因A/a和B/b控制的,符合研究者提出的假设。因为F1(AaBb)自交,根据自由组合定律,F2中A_B_:A_bb:aaB_:aabb = 9:3:3:1,其中A_B_为耐盐,A_bb + aaB_ + aabb为不耐盐,所以耐盐与不耐盐比例为9:(3 + 3 + 1)=9:7。
30.(2025·河北邯郸·二模)黄瓜为雌雄同株异花植物,果实有绿色和黄色,表面有瘤和无瘤,有刺和无刺等类型。选用3种纯合体P1(绿色有瘤有刺)、P2(黄色无瘤无刺)和P3(绿色无瘤无刺)进行杂交,结果见表。回答下列问题:
实验
杂交组合
F1表型
F2表型和比例
①
P1×P2
绿色有瘤有刺
有瘤有刺:无瘤无刺:无瘤有刺=9:4:3
②
P1×P3
绿色有瘤有刺
有瘤有刺:无瘤无刺=3:1
(1)已知黄瓜果实绿色和黄色由一对等位基因(用A和a表示)控制。可具体根据 确定两者的显隐性关系。
(2)根据实验 (填序号)中F2的表型及比例,可推知控制果实表面是否有刺的基因(用G、g表示)与控制果实表面是否有瘤的基因(用T、t表示)位于 对同源染色体上,且可推知G/g与T/t两对等位基因之间存在的相互作用是 。实验②F2植株种植后,自然条件下子代所结果实中无瘤无刺的占比为 。
(3)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。SSR1和SSR2分别位于黄瓜的1号和2号染色体上。在P1和P2中SSR1长度不同,SSR2长度也不同。为了对控制果实有无刺的基因进行染色体定位,电泳检测实验①中P1,P2、F1、F2中无刺植株的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如图。据图推测控制果实有无刺的基因位于 号染色体上。若电泳检测实验①F2中任意一株无刺植株的SSR1和SSR2的扩增产物,不考虑染色体互换的情况下,实验结果有 种可能。
(4)经SSR电泳实验对黄瓜果实颜色基因进行定位确定该基因位于3号染色体上,则根据已有实验结果还不能确定A/a基因和T/t基因的遗传是否遵循自由组合定律。请利用现有材料设计调查方案,判断A/a基因和T/t基因的遗传是否遵循自由组合定律。
调查方案: 。结果分析:若 (写出表型和比例),则A/a基因和T/t基因的遗传遵循自由组合定律。否则,A/a基因和T/t基因的遗传不遵循自由组合定律。
【答案】(1)P1(绿色)和P2(黄色)杂交所得F1均为绿色(或实验①中F1的表型为绿色)
(2) ① 2 基因g抑制基因T的表达(或作用) 1/4
(3) 2 3
(4) 对实验①F2有瘤、无瘤黄瓜果实的颜色进行调查统计 实验①F2中绿色有瘤:绿色无瘤:黄色有瘤:黄色无瘤=27:21:9:7(或绿色有瘤:黄色有瘤=3:1、绿色无瘤:黄色无瘤=3:1)
【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)纯合体P1(绿色)和P2(黄色)杂交所得F1均为绿色(或实验①中F1的表型为绿色),可确定绿色为显性性状。
(2)根据实验①F2表型及比例为有瘤有刺:无瘤无刺:无瘤有刺=9:4:3,为9:3:3:1的变式,可推知控制果实表面是否有刺的基因与控制果实表面是否有瘤的基因位于2对同源染色体上,且遵循自由组合定律。根据实验①F2表型缺乏有瘤无刺(若存在基因型应为ggT-)可推知,G/g与T/t两对等位基因之间存在的相互作用是基因g抑制基因T的表达,即ggT-表型为无瘤无刺。实验②P1和P3为GGTT和ggTT,F1基因型GgTT,F2基因型及比例为GGTT:GgTT:ggTT=1:2:1,群体配子及比例为GT:gT=1:1,自然条件下进行自由交配,子代所结果实无瘤无刺(ggTT)的占比为1/2×1/2=1/4。
(3)据电泳结果可知,无刺植株均没有P1(有刺)的SSR2(2号染色体),因此控制果实有无刺的基因位于2号染色体上。若电泳检测实验①中F2中任意一株无刺植株的SSR1和SSR2的扩增产物,不考虑染色体互换的情况下,实验结果有3种可能,即两个亲本的SSR1及P2的SSR2、P1的SSR1及P2的SSR2、P2的SSR1及P2的SSR2。
(4)根据已有实验结果只能确定T/t基因不在2号染色体上,不能确定T/t基因是否位于3号染色体上,因此不能确定A/a基因和T/t基因的遗传是否遵循自由组合定律。P1基因型为AAGGTT,P2基因型为aaggtt,因此对实验①F2有瘤、无瘤黄瓜果实的颜色进行调查统计,若实验①F2中绿色有瘤:绿色无瘤:黄色有瘤:黄色无瘤=(3:1)×(9:7)=27:21:9:7,则A/a基因和T/t基因的遗传遵循自由组合定律。若两对基因在一对同源染色体上,F2不会出现绿色有瘤:黄色有瘤=3:1或绿色无瘤:黄色无瘤=3:1。
四、解答题
31.(2025·河北保定·二模)番茄的抗白粉病和易感白粉病受基因A/a的控制,抗青枯病和易感青枯病受基因B/b的控制。研究发现,含有P蛋白的番茄易感白粉病,不含P蛋白的番茄对白粉菌有较强的抗性。含有N蛋白的番茄对青枯病有抗性,不含N蛋白的番茄易感青枯病。回答下列问题:
(1)为获得抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种,实验人员以纯合的不含P蛋白、不含N蛋白的番茄(甲)与含P蛋白、N蛋白的番茄(乙)为材料进行实验。根据题中信息分析,甲对白粉病、青枯病的抗性是 ,乙对白粉病、青枯病的抗性是 。
(2)甲和乙杂交得F1,F1自交得F2。实验人员对F1和F2番茄中P蛋白和N蛋白进行电泳检测,不同表型的电泳条带如图所示。统计F2中①~④4种表型的番茄,数量如表所示。
表型
①
②
③
④
株数
92
93
277
31
注:图中阴影条带为抗原—抗体杂交带,表示相应蛋白质的存在。M为标准参照物。
①上述实验结果表明基因A/a、B/b的遗传遵循自由组合定律。为验证该结论,可让F1与 (从是否含P蛋白、N蛋白的角度作答)的番茄进行测交。
②F2中抗白粉病且抗青枯病的番茄所占比例为 。请以该部分番茄为实验材料,设计一次最简便的遗传实验,以获得纯种的抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种,实验方案及预期结论是 。
(3)科研人员发现生长在相同环境中的一株F2中表型②的番茄杂合体,其对青枯病没有抗性。该番茄植株的基因序列与其他抗青枯病番茄的相同,但该番茄植株中N蛋白基因的启动子部分序列甲基化。据此推测,该番茄植株对青枯病没有抗性的原因是 。
【答案】(1) 抗白粉病,感青枯病 易感白粉病、抗青枯病
(2) 不含P蛋白、不含N蛋白 3/16 实验方案:让该植株为实验材料进行自交,并单株收获,同时检测子代中的蛋白类型;预期结论:若检测到某植株子代中均表现为只含N蛋白,未发生性状分离,则该植株自交获得的后代即为目标类型。
(3)该番茄植株中控制N蛋白基因的启动子部分序列甲基化。启动子的甲基化会导致RNA聚合酶无法结合,因而转录无法启动,则N蛋白无法合成
【分析】自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】(1)研究发现,含有P蛋白的番茄易感白粉病,不含P蛋白的番茄对白粉菌有较强的抗性。含有N蛋白的番茄对青枯病有抗性,不含N蛋白的番茄易感青枯病。为获得抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种(不含P蛋白,含N蛋白),实验人员以纯合的不含P蛋白、不含N蛋白的番茄(甲)与含P蛋白、N蛋白的番茄(乙)为材料进行实验,甲植株不含P蛋白、不含N蛋白,其表现为抗白粉病,感青枯病,植株乙含P蛋白、N蛋白,表现为易感白粉病,抗青枯病。
(2)①根据表中信息可知,同时含有P蛋白和N蛋白的番茄(感白粉病,抗青枯病)占277株,只含有P蛋白的番茄(易感白粉病、易感青枯病)占92株,只含有N蛋白的番茄(抗白粉病、抗青枯病)占93株,同时不含P、N蛋白的番茄(抗白粉病、易感青枯病)占31株,比例接近9∶3∶3∶1,且番茄的抗白粉病和易感白粉病受基因A/a的控制,抗青枯病和易感青枯病受基因B/b的控制,因而推测,基因A/a、B/b的遗传遵循自由组合定律,则相应的F1的基因型可表示为AaBb(感白粉病,抗青枯病),则甲植株的基因型为aabb,乙植株的基因型为AABB,为验证该结论,可让F1与植株甲(不含P蛋白、不含N蛋白)的番茄进行测交,若子代的表现型为图示的①②③④四种类型,且比例均等,则可证明两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律。
②F2中抗白粉病且抗青枯病的番茄(即只含N蛋白)为单显类型,其所占比例为3/16。其相关基因型可表示为aaBB或aaBb,二者比例为1∶2,以该部分番茄为实验材料,通过最简便的遗传实验,以获得纯种的抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种(aaBB),则实验设计思路为:以该植株为实验材料进行自交,并单株收获,同时检测子代中的蛋白类型;预期结果:若检测到某植株子代中均表现为只含N蛋白,则该植株自交获得的后代即为目标类型。
(3)科研人员发现生长在相同环境中的一株F2中表型②的番茄杂合体,即基因型为aaBb,其对青枯病没有抗性。该番茄植株的基因序列与其他抗青枯病番茄的相同,但该番茄植株中N蛋白基因的启动子部分序列甲基化。启动子的甲基化会导致RNA聚合酶无法结合,因而转录无法启动,则N蛋白无法合子,因而该番茄植株对青枯病没有抗性。
32.(2025·河北张家口·三模)药用植物——毛地黄的花色由M/m、D/d、E/e三对等位基因控制。M基因控制花色素苷(红色)的合成,无花色素苷时表现为白花。基因D/d影响花色素苷的合成量,在无D基因时,M基因只能控制合成少量花色素苷,从而使花色呈现浅红色。基因E/e控制花色素苷的分布,E基因使花色素苷呈点状分布,如白花带红点、白花带浅红点,而e基因使花色素苷均匀分布于整个花冠。回答下列问题:
(1)欲判断基因D/d、E/e的遗传是否遵循自由组合定律,可选择浅红色纯合植株与表型为 的纯合植株杂交,F1自交,若所得F2的表型及比例为 ,则证明两对基因的遗传遵循自由组合定律。
(2)判断某一浅红花植株的基因型,可选择表型为 的植株与其杂交。若控制花色的三对基因均独立遗传,某白花带红点植株自交,子代中红花植株所占比例最大为 ;若子代中红花植株所占比例为3/16,则该白花带红点植株的基因型为 。
(3)进一步研究发现,H基因控制花色素苷合成途径中一种关键酶的合成,从而影响花色。分别提取白花带红点花瓣上红色和白色部位细胞的DNA,经不同处理后再对H基因进行PCR扩增,电泳检测扩增产物,结果如下图所示。由此可推测H基因影响花色的机理是 。实验所取花瓣上红色和白色部位的H基因碱基序列 (填“相同”或“不同”)。
注:MecrBC只能切割DNA的甲基化区域,对未甲基化区域不起作用;其中“+”表示用McrBC处理,“-”表示不用McrBC处理。
【答案】(1) 白花带红点 白花带红点:白花带浅红点:红花:浅红花=9:3:3:1
(2) 白花 1/4 MMDdEe或MmDDEe
(3) H基因发生甲基化,抑制了该基因的表达,细胞中缺乏花色素苷合成的关键酶,导致花瓣相应部位呈现白色(合理即可) 相同
【分析】1、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。
2、基因自由组合定律的实质:在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)依题意分析,浅红色纯合植株的基因型应为MMddee,为判断基因D/d、E/e的遗传是否遵循自由组合定律,可选择表型为白花带红点的纯合植株(MMDDEE)与其杂交,若F2的表型及比例为白花带红点(MMD_E_)∶白花带浅红点(MMddE_)∶红花(MMD_ee)∶浅红花(MMddee)=9∶3∶3∶1,则证明两对基因的遗传遵循基因自由组合定律。
(2)判断某一浅红花植株的基因型,可以选择测交,浅红花植株基因型为M_ddee,选择白花植株与其杂交,白花植株基因型有mm____,当浅红花植株为Mmddee时,与白花植株(mm____)杂交时,后代除有白花外,还有其他表型;当浅红花植株为MMddee时,与白花植株(mm____)杂交时,后代没有白花,依此鉴定浅红花植株基因型。白花带红点植株的基因型为MD_E_,基因型为MMDDEe时,自交子代中红花植株(M_D_ee)所占比例最大,为1/4。若子代中红花植株占3/16(3/4×1/4),则该白花带红点植株基因型中应为两对基因杂合,故其基因型为MMDdEe或MmDDEe。
(3)根据电泳结果,白色部位细胞的DNA加入McrBC后,PCR扩增H基因并进行电泳检测,结果没有出现电泳条带,由于McrBC只能切割DNA的甲基化区域,说明白色区域H基因发生了甲基化。由此可推测H基因影响花色的机理是H基因发生甲基化,抑制了该基因的表达,细胞中缺乏花色素苷合成的关键酶,导致花瓣相应部位呈现白色。基因发生甲基化会影响其表达,但基因的碱基序列并未改变,故实验所取花瓣上红色和白色部位H基因的碱基序列相同。
33.(2025·河北石家庄·二模)某植物的叶色性状中,绿色对黄绿色为完全显性。研究人员选择纯种绿色与黄绿色杂交,F1全为绿色,F1自交,F2的表型及比例为绿色:黄绿色=9:7。请回答下列问题:
(1)若绿色和黄绿色由一对等位基因(设为A/a)控制,且含基因A或基因a的雄配子部分死亡,则F2出现9:7表型比的原因是,F1产生的含基因 (填“A”或“a”)雄配子有 的比例死亡。
(2)若绿色和黄绿色由两对等位基因(设为B/b和D/d)控制,其遗传上遵循基因的 定律,F2中黄绿色的基因型有 种,F2出现表型比9:7的原因是 。则F1测交子代中绿色与黄绿色的表型比为 。选取F2的绿色植株自交,则后代中黄绿色植株的比例为 。
(3)根据(2),若B和b基因位于5号染色体上,D和d基因位于6号染色体上,通过PCR检测F22黄绿色群体每株个体中B、b、D、d基因,该群体电泳图谱有类型I~V,如图所示,Ⅱ和IV的基因型分别是 。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
5号染色体
▃
▃
▃
▃
▃
▃
6号染色体
▃
▃
▃
▃
▃
▃
【答案】(1) A 6/7
(2) 自由组合 5 两对等位基因互相作用,基因型为B_D_的植株为绿色,其余基因型的植株为黄绿色 1:3 11/36
(3)Bbdd、bbDd
【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)若红花和白花由一对等位基因(设为A/a)控制,且含基因R或基因r的雄配子部分死亡,则白花aa的比例为7/16,雌配子中A:a=1:1,基因型为a的雌配子占比例为1/2,故基因型为a的雄配子占的比例为7/8,则基因型为A的雄配子占的比例为1/8,因此亲本产生的雄配子中A:a=1:7,说明部分死亡的是A雄配子,未发生致死前A:a7:7(1:1),现在A:a=1:7,A基因的雄配子6/7死亡。
(2)若绿色和黄绿色由两对等位基因(B/b和D/d)控制,F₁(BbDd)自交,正常情况下F₂的表型及比例为9B_D_:3B_dd:3bbD_:1bbdd,而出现9:7的表型比,为9:3:3:1的变式,符合自由组合定律,原因是只有当B和D同时存在时才表现为绿色,即B_D_表现为绿色,其余基因型(B_dd、bbD_、bbdd)表现为黄绿色。黄绿色的基因型有B_dd(Bbdd、BBdd)、bbD_(bbDD、bbDd)、bbdd,共5种。所以其遗传上遵循基因的自由组合定律。F₁(BbDd)测交,即与bbdd杂交,后代基因型及比例为BbDd:Bbdd:bbDd:bbdd = 1:1:1:1,其中BbDd表现为绿色,Bbdd、bbDd、bbdd表现为黄绿色,所以绿色与黄绿色的表型比为1:3,F₂的绿色植株基因型为 1/9BBDD、2/9BbDD、 2/9BBDd、4/9BbDd。1/9BBDD自交后代全为绿色(BBDD)。2/9BbDD自交后代中黄绿色(bbDD)的比例为2/9× 1/4 = 1/18。2/9 BBDd自交后代中黄绿色(B_dd)的比例为2/9× 1/4 = 1/18。4/9BbDd自交后代中黄绿色(B_dd、bbD_、bbdd)的比例为 4/9 × 7/16 = 7/36 。 所以后代中黄绿色植株的比例为1/18+1/18+7/36 = 11/36 。
(3)由小问2可知,以及结合电泳图可知,Ⅱ和IV的基因型分别是Bbdd、bbDd。
34.(2025·河北邯郸·模拟预测)小鼠毛色的调控机制如图所示,小鼠的毛发一段为黄色、一段为黑色时为斑驳色。等位基因A、A'均可表达出相同的A蛋白,但基因A仅在毛发生长周期第4~6天表达,而基因A'可持续表达,基因a、b的表达产物无相应功能。已知基因B/b位于常染色体上。不考虑X、Y染色体的同源区段。回答下列问题:
注:A蛋白浓度很低时,也能起作用。
(1)基因A'与A的根本区别为 。现有纯合斑驳色小鼠、含A'基因的纯合黄色小鼠若干只,请设计一次杂交实验判断基因A'、A、a位于常染色体上还是X染色体上,写出实验思路: 。若实验结果为 ,则证明基因A'、A、a位于X染色体上。
(2)若控制小鼠毛色的基因位于不同对常染色体上,则基因型为AaBb和A'aBb小鼠杂交,子代表型及比例为 ,其中黄色小鼠共有 种基因型。
(3)若某品系黄色小鼠的基因型为aabb,与纯合斑驳色小鼠杂交得F1,F1再与亲本黄色小鼠回交,所得F2的表型及比例如下表所示。根据表中数据推测,两种杂交组合中F2的表型及比例不同的原因是 。杂交组合Ⅱ中母本产生的配子种类及比例为 。
杂交组合
父本
母本
F2表型及比例
Ⅰ
F1
aabb
黄色∶斑驳色=1∶1
Ⅱ
aabb
F1
黄色∶斑驳色∶黑色=50∶43∶7
【答案】(1) 基因中碱基对(或脱氧核苷酸)的排列顺序不同 将纯合斑驳色雌鼠与纯合黄色雄鼠进行杂交,观察子代小鼠毛色 子代中出现斑驳色小鼠
(2) 黄色∶斑驳色∶黑色=10∶3∶3 8/八
(3) 控制小鼠毛色的基因位于一对常染色体上,组合Ⅰ的父本减数分裂Ⅰ过程中,两对基因之间的染色体片段不发生互换,而组合Ⅱ中母本发生互换 AB∶Ab∶aB∶ab=43∶7∶7∶43
【分析】A蛋白能彻底抑制B基因表达,所以有A蛋白存在时,A、A'是一对等位基因,它们表达出相同的A蛋白,但A基因在毛发生长周期第4-6天表达,而A'基因持续表达,A'_的小鼠毛色为黄色,A_B_的小鼠毛色为斑驳色,无A蛋白存在,有B蛋白时,aaB_的小鼠毛色为黑色,无B蛋白时,_bb的小鼠毛色为黄色。
【详解】(1)基因A'与A是等位基因,它们的根本区别为基因中碱基对(或脱氧核苷酸)的排列顺序不同。将纯合斑驳色雌鼠与纯合黄色雄鼠杂交,观察子代小鼠毛色。若A'、A、a基因位于常染色体上,则纯合斑驳色雌鼠(AABB)与纯合黄色雄鼠(A'A'BB/bb)杂交,子代小鼠均为黄色(A'AB_);若位于X染色体上,则子代中出现斑驳色小鼠(B_XAY);
(2)若控制小鼠毛色的基因位于不同对常染色体上,AaBb和A'aBb小鼠杂交,对于A、A'与a基因,杂交后代基因型及比例为A'A∶A'a∶Aa∶aa=1∶1∶1∶1,对于B与b这对基因,杂交后代基因型及比例为BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,子代表型为斑驳色(AaB_)的比例为1/4×3/4=3/16,表型为黑色(aaB_)的比例为1/4×3/4=3/16,表型为黄色的比例为1-3/16-3/16=10/16,所以子代表型及比例是黄色∶斑驳色∶黑色=10∶3∶3,其中黄色小鼠共有4×3-2-2=8种基因型;
(3)由杂交组合Ⅰ结果可知,基因A/a、B/b位于一对常染色体上,组合Ⅰ与组合Ⅱ的F2表型及比例不同的原因是组合Ⅰ中的父本(AaBb)在减数分裂Ⅰ过程中,两对基因之间的染色体片段不发生互换,而组合Ⅱ中的母本(AaBb)在减数分裂Ⅰ过程中,两对基因之间的染色体片段发生互换。根据组合Ⅱ中F2的表型及比例可知,母本产生的配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=43∶7∶7∶43。
35.(2025·河北秦皇岛·一模)华盛顿大学研究人员发现了一种影响蛋白质折叠的新遗传疾病。一名德国女孩患有智力障碍、肌张力低下和小脑结构异常,医生发现其CCT3基因发生基因突变,正常的CCT3蛋白能将其他蛋白折叠成适当的形状。如图1为该女孩的家族系谱图,现对该女孩以及其父母的CCT3基因进行测序,同源染色体上的两个CCT3基因均检测,每个CCT3基因序列仅列出一条链,其他未显示序列正常,其中I-1、I-2分别为父母的CCT3基因部分碱基序列,Ⅱ-1为该患病女孩的CCT3基因序列(下划线处的碱基为突变位点)。回答下列问题:
(1)据图分析,该病的患病方式是 ,CCT3基因2个突变位点的碱基对分别是 。
(2)CCT3基因2个突变位点的突变会导致CCT3基因的功能发生改变,基因突变是指 。CCT3基因发生基因突变,导致CCT3蛋白无法将其他蛋白折叠成适当的形状发挥作用,说明了基因控制性状的方式是 。
(3)若该患病女孩的同源染色体的两个突变位点间发生交换, (填“能”或“不能”)产生正常配子。不考虑其他变异的情况下,若患者弟弟Ⅱ一2体细胞中有上述2个突变位点,则这2个突变位点 (填“会”或“不会”)位于同一条染色体上,理由是 。
【答案】(1) 常染色体隐性遗传病 G-C突变为A-T、A-T突变为 G-C
(2) DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
(3) 不能 不会 患者弟弟的两条同源染色体分别来自父母, 父亲和母亲各有一个突变位点,所以这2个突变位点不会位于同一条染色体上
【分析】基因控制性状的方式:
1、基因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。
2、基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【详解】(1)依据图1,Ⅰ-1、Ⅰ-2正常,Ⅱ-2患病,说明该病的遗传病方式为常染色体隐性遗传病,若控制该病的基因用A/a控制,则Ⅰ-1、Ⅰ-2的基因型均为Aa,则Ⅱ-2的基因型为aa,图中显示,每个CCT3基因序列仅列出一条链,比对后可知,发生突变的位点为:G-C突变为A-T、A-T突变为 G-C
(2)基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变。CCT3基因发生基因突变,导致CCT3蛋白无法将其他蛋白折叠成适当的形状发挥作用,说明了基因控制性状的方式是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(3)CCT3基因2个突变位点的碱基对分别是G-C突变为A-T、A-T突变为 G-C,患者同源染色体的两个位点间若发生交换,换后的2条染色单体上照样是患病基因,故不能产生正常配子。结合小问1和图2可知,患者弟弟的两条同源染色体分别来自父母, 父亲和母亲各有一个突变位点,所以这2个突变位点不会位于同 --条染色体上。
36.(2025·河北承德·一模)为研究4对等位基因在染色体上的相对位置关系,研究人员以某志愿者的12个精子为材料,检测精子的基因型,结果如表所示。若表中该志愿者精子的基因型和比例与理论上产生的配子的基因型和比例相同,且不存在致死现象,所有配子的染色体均正常,活力相同。请回答下列问题:
精子编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
基因型
aBd
aBde
aBd
aBde
aBD
aBDe
Abd
Abde
AbD
AbDe
AbD
AbDe
(1)若只考虑这4对等位基因,该志愿者的基因型为 。
(2)根据表格信息,研究人员推测等位基因A、a和B、b应该位于一对同源染色体上,且a和 位于一条染色体上,作出此推测的依据是 。
(3)据表可知,等位基因B、b和D、d的遗传 (填“符合”或“不符合”)自由组合定律,判断依据是 。
(4)若只考虑B、b和D、d两对等位基因,当该志愿者与具有相同基因型的女性婚配时,产生基因型为bbdd子代的概率为1/12,据此判断该女性的这两对等位基因在染色体上的位置关系为 ,且联会时 (填“发生”或“未发生”)染色体互换。
【答案】(1)AaBbDdXeY或AaBbDdXYe
(2) B 该志愿者产生的精子中aB:Ab=1:1,且无AB、ab的精子(合理即可)
(3) 不符合 该志愿者产生的精子中Bd:BD:bd:bD=4:2:2:4(2:1:1:2)
(4) B和D位于一条染色体上,b和d位于一条染色体上 未发生
【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)据表可知,基因e应该位于X或Y染色体上,所以若只考虑这4对等位基因,该志愿者的基因型为AaBbDdXeY或AaBbDdXYe。
(2)根据表格信息,该志愿者产生的精子中aB:Ab=1:1,且无AB、ab的精子,由此推测等位基因A、a和B、b应该位于一对同源染色体上,且a和B位于一条染色体上。
(3)据表可知,该志愿者产生的精子中Bd:BD:bd:bD=4:2:2:4(2:1:1:2),因此等位基因B、b和D、d应该位于一对同源染色体上,而且B和d位于一条染色体上,b和D位于一条染色体上,且在联会时发生了染色体的互换,因此这两对等位基因的遗传不符合自由组合定律。
(4)若只考虑B、b和D、d两对等位基因,当该志愿者与具有相同基因型的女性婚配时,产生基因型为bbdd子代的概率为1/12,由于该志愿者产生bd精子的概率为1/6,因此该女性产生bd卵细胞的概率为1/2,据此判断该女性的这两对等位基因在染色体上的位置关系为B和D位于一条染色体上,b和d位于一条染色体上,且联会时未发生染色体互换。
37.(2025·河北沧州·一模)家蚕(2n=56)是ZW型性别决定的动物,其蚕丝颜色的彩色和白色由基因B/b控制。纯合产彩色蚕丝雌蚕与纯合产白色蚕丝雄蚕杂交,F1均产白色蚕丝,F1雌雄个体自由交配,F2中产白色蚕丝(♂):产彩色蚕丝(♀):产白色蚕丝(♀)=2:1:1。基因A1/a1、A2/a2控制蚕卵颜色,突变基因a1和a2分别位于家蚕10号染色体的位点1和位点2(如图1所示),双突变的纯合子致死。越冬时,基因a1纯合的卵呈杏黄色,基因a2纯合的卵呈淡黄褐色,其他卵均呈紫黑色。回答下列问题:
(1)不考虑ZW同源区段,基因B/b位于 染色体上, 色蚕丝为隐性性状。F2中产白色蚕丝雄蚕与产彩色蚕丝雌蚕交配,产彩色蚕丝后代所占比例为 。
(2)基因a1和a2 (填“是”或“不是”)等位基因。越冬时,卵表现为淡黄褐色的家蚕的基因型为 (只写与蚕卵颜色有关的基因)。
(3)雄蚕比雌蚕的吐丝量高且蚕丝质量好,育种工作者想利用上述突变体在卵期根据蚕卵颜色就可以将产彩色蚕丝的雄蚕与其他个体区分开,从而达到提高彩色蚕丝产量和质量的目的。首先用一定的方法处理基因型为A1a1A2a2的产彩色蚕丝雌蚕,使其一条10号染色体上含A1基因的片段断裂后与W染色体结合,剩余部分丢失,产生了如图2所示的个体甲。
①个体甲发生的具体变异类型是 。
②培育过程中发现,位点1和位点2上的基因中任意一种基因重复(如a2a2、A2a2等)或两种基因同时缺失,均会导致配子因遗传物质不平衡而致死,假设染色体数目缺失不影响配子活性。请在下图中画出个体甲产生的能存活的配子类型,要求画出相关染色体并标注上相应基因(按照类型1、类型2的顺序,有几种就选择几种类型作图,同时标注出控制蚕丝颜色的基因) 。
③让个体甲和产彩色蚕丝、基因型为A1A1a2a2的雄蚕交配,选择 色的蚕卵进行孵育,即可达到提高彩色蚕丝的产量和质量的目的。
【答案】(1) Z 彩 1/4/25%
(2) 不是 A1A1a2a2或A1a1a2a2
(3) 染色体数目减少、染色体片段移接 紫黑
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关,这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】(1)由题干信息可知,具有相对性状的亲本杂交,F1全产白色蚕丝,因此白色为显性性状,彩色为隐 性性状。由F2中产白色蚕丝(♂):产彩色蚕丝(♀):产白色蚕丝(♀)=2:1:1可知,产彩色蚕丝的 蚕均为雌蚕,因此控制蚕丝颜色的基因位于Z染色体上;F2中产白色蚕丝雄蚕的基因型为ZBZB和 ZBZb,且各占1/2,其与产彩色蚕丝雌蚕(基因型为ZbW)交配,子代中产彩色蚕丝雄蚕(ZbZb)占全部子代 的1/8,产彩色蚕丝雌蚕(ZbW)占全部子代的1/8,因此产彩色蚕丝后代所占比例为1/4。
(2)等位基因是同源染色体相同位置控制相对性状的基因,基因a1和a2位于同一染色体的不同位点上,因此不是等位基因;由题意可知,基因a2纯合的卵呈淡黄褐色,因此表现为淡黄褐色卵的家蚕的基因型为A1A1a2a2或A1a1a2a2。
(3)①个体甲体内一条10号染色体上含A1基因的片段断裂后与W染色体结合,这属于染色体片段的移 接,片段缺失的10号染色体丢失,这属于染色体数目的减少。
②产生配子时同源染色体分离,非同源染色体自由组合,图2中的个体甲理论上可以产生4种配子,即 10号染色体和Z染色体、只有Z染色体、只有W染色体、10号染色体和W染色体,由于位点1和位点2 上的基因中任意一种基因重复或两种基因同时缺失,均会导致配子因遗传物质不平衡而致死,因此只含 有Z染色体、含有10号染色体和W染色体的配子死亡,剩余两种配子的染色体组成及基因分布情况如 下图所示:
。
③由②可知,个体甲产生两种卵细胞a1A2Zb、WA1,与基因型为AA1A1a2a2ZbZb的雄蚕交配,该雄蚕产生 精子的基因型为A1a2Zb,与卵细胞结合后产生基因型为A1a1A2a2ZbZb(蚕卵呈紫黑色、产彩色蚕丝雄 蚕)、A1a2ZbWA1(蚕卵呈淡黄褐色、产彩色蚕丝雌蚕),故选择紫黑色的蚕卵进行孵育,即可达到提高彩色 蚕丝产量和质量的目的。
38.(2025·河北邯郸·一模)某雌雄异株二倍体植物的性别决定方式和特点与人类非常相似,其叶形(圆形与心形)、花色(红花与黄花)和茎高度(高茎与矮茎)分别由基因A/a、B/b、C/c控制,其中基因A/a位于X染色体上,圆形对心形为显性。为研究三对等位基因在染色体上的位置关系,研究人员将甲、乙两纯合亲本进行了杂交实验,杂交结果如图1所示。不考虑X、Y染色体的同源区段,回答下列问题:
(1)杂交实验中,F2的叶形表型及比例是 ,若将F2雌雄个体随机传粉,不考虑性别,则F₃的叶形表型及比例为 。
(2)B/b和C/c的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。F2的高茎黄花、矮茎黄花植株均只有雄性,请推测三对等位基因在染色体上的位置关系,并在图2中的染色体上标注出F1雄株的基因型 。F2三对相对性状中都表现为显性的个体中纯合个体所占比例是 。
(3)已知C/c位于1号或2号染色体上。SSR是染色体中简单重复的DNA序列,不同染色体的SSR差异很大,可利用电泳技术将其分开,从而对基因进行定位。将植株甲1号和2号染色体上特有的SSR分别记为甲1、甲2。将植株甲、乙进行杂交得到F1,以F1的单个花粉DNA为模板进行了PCR检测,检测部分结果如表(能反映理论值)所示。
花粉编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
相关序列
甲1
+
+
+
+
+
+
+
甲2
+
+
+
+
+
+
+
+
基因C
+
+
+
+
+
+
+
+
注:“+”表示能检测到相关序列。
据表分析,基因C应位于 号染色体上,判断的依据是 。
【答案】(1) 圆形雌株:圆形雄株:心形雄株=2:1:1(或圆形:心形=3:1) 圆形:心形=13:3
(2) 遵循 2/9
(3) 1 含甲1的花粉均不含基因C,不含甲1的花粉均含基因C
【分析】自由组合定律的实质是位于非同源染色体上非等位基因的分离和组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上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)由于基因A/a位于X染色体上,且圆形对心形为显性,亲本甲为圆形雌株(XᴬXᴬ),亲本乙为心形雄株(XᵃY),则F1代基因型为XᴬXᵃ和XᴬY。F1随机传粉,F2代的基因型及比例为:XᴬXᴬ : XᴬXᵃ :XᴬY : XᵃY = 1 : 1 :1 : 1 ,F2的叶形表型及比例是圆形雌株:圆形雄株:心形雄株=2:1:1(或圆形:心形=3:1)。若将F2雌雄个体随机传粉,F2产生的雌配子及比例为Xᴬ: Xᵃ=3:1,雄配子及比例为Xᴬ:Xᵃ:Y=1:1:2,不考虑性别,则F3的叶形表型及比例为圆形:心形=13:3。
(2)亲本矮茎红花与高茎黄花杂交,得F1,F1随机传粉得F2。F2中高茎红花:高茎黄花:矮茎红花:矮茎黄花=9:3:3:1,故B/b和C/c的遗传遵循基因的自由组合定律。F2的高茎黄花、矮茎黄花植株均只有雄性,说明控制花色的基因即B/b位于X染色体上,故三对等位基因在染色体上的位置关系如图所示:
或
亲本甲ccXABXAB与亲本乙CCXabY,F1的基因型为CcXABX ab和CcXABY,F1随机交配,F2中只考虑高茎与矮茎,显性的个体中纯合个体所占比例是1/3,XABX ab与XABY随机交配,后代显性个体中纯合个体占2/3,F2三对相对性状中都表现为显性的个体中纯合个体所占比例是1/3×2/3=2/9。
(3)由图可知,含甲1的花粉均不含基因C,不含甲1的花粉均含基因C,推测基因C与甲1标记位于同源染色体上,故C/c位于1号染色体上。
39.(2025·河北唐山·一模)大豆是我国的重要粮油作物,是人类优质蛋白的主要来源。普通品系大豆易倒伏、易感病,科研人员利用辐射诱变方法处理普通品系大豆(甲),得到了一株抗倒伏且抗病的大豆植株(乙),欲利用乙植株探究大豆抗倒伏(相关基因用A/a表示)及抗病(相关基因用B/b表示)性状的遗传规律,科研人员进行了如下实验:
实验
杂交亲本
F1表现型及比例
实验一
第一组
甲(父本)×乙(母本)
抗倒伏易感病:易倒伏易感病=1:1
第二组
甲(母本)×乙(父本)
抗倒伏易感病:易倒伏易感病=1:2
实验二
选取实验一F1中易倒伏易感病植株作母本、抗倒伏易感病植株作父本杂交
易倒伏易感病:易倒伏抗病:抗倒伏易感病:抗倒伏抗病=6:2:3:1
回答下列问题:
(1)利用辐射诱变方法处理大豆使其发生基因突变,该育种方法的优点是 。
(2)由实验一可知,抗病对易感病为 性性状,理由是 。
(3)不考虑染色体变异和基因突变,若抗倒伏为显性性状,则:
①实验一第二组F1出现上述性状分离比的原因可能是 ;
②利用实验二F1中抗倒伏易感病植株自交,所得F2中能稳定遗传的抗倒伏易感病植株占 。
(4)已知抗倒伏为显性性状,随机选取(3)②F2中的3个植株,利用凝胶电泳法(不同基因凝胶电泳后所处的条带位置不同)得到各植株部分基因条带。结果如下图:
已知植株2和3为易倒伏易感病植株,则由凝胶电泳图可知,条带1和4代表的基因分别为 和 。为尽快获得更多符合生产要求的大豆,请以植株1为育种材料,简要写出一种育种思路 。
【答案】(1)提高突变率,加速育种进程
(2) 隐 F1均为易感病
(3) 含抗倒伏基因的花粉有一半致死 1/12
(4) A b 单倍体育种(花药离体培养→秋水仙素处理→筛选)
【分析】实验一第一组分析,抗病和易感病杂交,子代只有易感病,说明抗病对易感病为隐性性状。
【详解】(1)利用辐射诱变方法处理大豆使其发生基因突变,诱变育种的优点是提高突变率,加速育种进程,缺点是有利变异少,须大量处理材料,诱变的方向和性质不能控制,具有盲目性。
(2)第一组和第二组实验中,抗病和易感病杂交,子代只有易感病,说明抗病对易感病为隐性性状。
(3)①已知易感病是显性性状,若抗倒伏为显性性状,结合第一组实验结果子代抗倒伏:易倒伏=1:1可知,甲基因型为aaBB,乙基因型为Aabb,甲作为父本,乙作为母本,子代结果正常,而甲作为母本,乙作为父本,子代结果出现异常,甲产生的配子种类及比例为aB,乙产生的配子种类及比例为Ab:ab=1:1,子代实际结果是抗倒伏易感病:易倒伏易感病=1:2,说明含抗倒伏基因的花粉有一半致死。
②实验二F1中抗倒伏易感病植株(1/3AaBB、2/3AaBb)自交,两对基因分别考虑,Aa自交后代基因型比例为1/6AA、3/6Aa、1/3aa,Bb自交后代基因型比例为1/4BB、1/2Bb、1/4不变,F2中能稳定遗传的抗倒伏易感病植株AABB占1/3×1/6+2/3×1/6×1/4=1/12。
(4)已知植株2和3为易倒伏易感病植株,易倒伏是隐性性状,易倒伏易感病植株基因型可能为aaBB、aaBb,2号含有3个条带,分别是a、B、b,3号只有2个条带,分别是a、B,条带1和2是一对等位基因条带,3和4是另一对等位基因条带,因此条带2是a,条带3是B,条带4是b,条带1则是A,以植株1AABb为育种材料获得抗倒伏且抗病的大豆植株,可以利用单倍体育种,对植株1产生的花粉进行花药离体培养产生单倍体幼苗,对单倍体幼苗用秋水仙素处理获得能稳定遗传的纯合子,再进行筛选获得目标植株。
40.(2025·河北石家庄·一模)某雌雄异株的二倍体植物的性别由位于第5号染色体上的等位基因M/m控制,决定雄性的M基因对决定雌性的m基因为完全显性。该植物的阔叶与窄叶由基因B/b控制,抗病与不抗病由基因D/d控制。某研究人员利用一阔叶抗病雄株和一阔叶抗病雌株进行杂交,子一代中阔叶抗病雄:阔叶抗病雌:阔叶不抗病雄:阔叶不抗病雌:窄叶抗病雌:窄叶不抗病雌=6:3:2:1:3:1。回答下列问题:
(1)若不考虑突变和减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换,在该植物的性别、叶形及是否抗病的遗传中,除基因M/m外,基因 也位于第5号染色体上,判断依据是 。
(2)为阐明抗病与不抗病的遗传基础,研究人员克隆出基因D,将D基因导入到某不抗病甲品系中,获得了转入单个D基因的转基因乙品系。假定转入的D基因已插入d基因所在染色体的非同源染色体上,乙品系与甲品系植株杂交,子代表型及比例为 ;乙品系植株相互授粉,子代表型及比例为 。
(3)研究人员分别给多株阔叶雄株各导入一个A基因,使M基因和A基因位于同一条染色体。所得到的转基因植物分别与窄叶雌株杂交,子代表型及比例有以下3种情况:①全为窄叶雌株②窄叶雄:阔叶雌=1:1③全为阔叶雌株若不考虑突变和减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换,可推测:当5号染色体上 时,含有该染色体的花粉完全失活。这些转基因植株的基因型有 (没有等位基因的位置可用0表示)。
【答案】(1) B/b 在甲和乙的杂交子代中,叶形的遗传与性别有关,抗病和不抗病的遗传与性别无关(窄叶只出现在雌性中或窄叶和阔叶的遗传和性别相关联)
(2) 抗病:不抗病=1:1 抗病:不抗病=3:1
(3) A、B、M基因位于一条染色体上时(A、B基因位于一条染色体上) A0BBMm或A0BbMm
【分析】自由组合定律的实质是减数分裂形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)阔叶和阔叶杂交,子代出现了窄叶,说明阔叶是显性性状,抗病和抗病杂交,子代出现了不抗病,说明抗病是显性,已知雄性是显性。根据亲子代表型可知,阔叶抗病雄株基因型为MmBbDd,阔叶抗病雌株基因型为mmBbDd,若基因B/b在5号染色体上,则雄株产生的配子种类及比例为MB:mb=1:1或Mb:mB=1:1,雌株产生的配子种类及比例为mB:mb=1:1,子代的表型为阔叶雄株:阔叶雌株:窄叶雌株=2:1:1,或者阔叶雄株:窄叶雄株:阔叶雌株=1:1:2,不考虑基因D/d,子代的表型为阔叶雄株:阔叶雌株:窄叶雌株=2:1:1,和题干中的杂交结果相同,说明基因B/b也位于第5号染色体上(由于M、m基因是控制性别的,若B、b基因也存在于5号染色体上,则阔叶和窄叶和性别相关联,而子代中窄叶只出现在雌性中,满足要求,而抗病和不抗病在雌雄个体中表型及比例均为3:1,与性别无关)。
(2)不抗病甲品系基因型为ddOO,获得了转入单个D基因的转基因乙品系基因型为ddDO,已知D和d所在的染色体为非同源染色体,甲品系产生的配子为dO,乙品系产生的配子为dD、dO,比例为1:1,子代基因型及比例为ddDO:ddOO=1:1,子代表型及比例为抗病:不抗病=1:1。乙品系植株相互授粉,乙品系产生的配子为dD、dO,比例为1:1,子代基因型及比例为ddDD:ddDO:ddOO=1:2:1,子代表型及比例为抗病:不抗病=3:1。
(3)由于雌株基因型是mm,所以雄株基因型只能是Mm,阔叶植株基因型为BB或Bb,因此这些转基因植株的基因型有A0BBMm或A0BbMm。由于M基因和A基因位于同一条染色体,因此这些转基因植株能产生的配子种类及比例为ABM:Bm=1:1或ABM:bm=1:1或AbM:Bm=1:1,理论上子代表型及比例为阔叶雄株:阔叶雌株=1:1或窄叶雄株:阔叶雌株=1:1,对比实际结果推断是由于当5号染色体上A、B、M基因位于一条染色体上时(A、B基因位于一条染色体上)时,含有该染色体的花粉完全失活。
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