内容正文:
第五单元 遗传的基本规律
第18课时 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
明确 学习目标
课程要求
核心问题
1.通过对基因分离定律实质的分析,从细胞水平阐述生命的延续性,建立起进化与适应的观念。
2.通过归纳与演绎,解释一对相对性状的杂交实验,总结分离定律的实质。
3.活动:性状分离比的模拟实验。
1.豌豆用作遗传实验材料的优点?
2.假说—演绎法的基本环节?
3.孟德尔是怎样设计一对相对性状的杂交实验的?
4.孟德尔为解释实验结果作出了哪些假设?他又设计了什么实验来验证假设?
整合 必备知识
知识整合
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
1.豌豆用作遗传实验材料的特点及优势
(1)豌豆的特点:①自花传粉,闭花受粉,自然状态下一般都是纯种;②具有易于区分的性状,且能够稳定地遗传给后代;③花较大;④子代个体数量较多。
(2)优势:①用豌豆做人工杂交实验,结果既可靠,又容易分析;②实验结果易于观察和分析;③易于做人工杂交实验;④用数学统计方法分析结果更可靠,且偶然性小。
2.孟德尔遗传实验的杂交操作“四部曲”
【误区警示】 如果是单性花植物则不需要去雄处理。
【教材深挖】(必修“相关信息”)玉米也可以作为遗传实验的材料,结合玉米花序与受粉方式模式图思考:
(1)玉米为雌、雄同株且为单性花。
(2)图中受粉方式中,实验一和实验二属于自交,实验三和实验四属于杂交,因此自然状态下,玉米能进行自由交配。
(3)如果人工杂交实验材料换成玉米,则操作步骤为套袋 人工授粉 套袋。
二、一对相对性状的杂交实验
1.一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
【归纳总结】
性状类概念辨析
(1)性状是指生物的形态结构、生理特征、行为习惯等具有的各种特征。有的是形态特征(如豌豆种子的颜色、形状),有的是生理特征(如人的血型,植物的抗病性、耐寒性),有的是行为方式(如狗的攻击性、服从性),等等。
(2)相对性状的理解要点。“两个同”:同种生物、同一种性状。“一个不同”:不同表型。
(3)显性性状:具有相对性状的两纯种亲本杂交,子一代表现出的亲本性状。
(4)隐性性状:具有相对性状的两纯种亲本杂交,子一代未表现出的亲本性状。
(5)性状分离:在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
【教材深挖】(必修图1-4)杂合子产生的雌、雄配子数量相等吗?
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【答案】基因型为的杂合子产生的雌配子有两种或产生的雄配子有两种,雌、雄配子的数量不相等,一般来说,生物产生的雄配子数远远多于雌配子数。
2.分离定律的实质
(1)分离定律的实质、发生时间及适用范围
(2)分离定律实质与各种比例的关系
【归纳总结】
(1)辨析相同基因、等位基因与非等位基因
(2)辨析交配类型及其应用
3.分离定律的应用
(1)农业生产:指导杂交育种
①优良性状为显性性状:利用杂合子选育显性纯合子时,可进行连续自交,直到不再发生性状分离为止,即可留种推广使用。
②优良性状为隐性性状:一旦出现就能稳定遗传,便可留种推广。
③优良性状为杂合子:两个纯合的不同性状个体杂交的后代就是杂合子,但每年都要育种。
(2)医学实践:分析单基因遗传病的基因型和发病率;为禁止近亲结婚和进行遗传咨询提供理论依据。
三、性状分离比的模拟实验
(1)实验目的
通过模拟实验,理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系,体验孟德尔的假说。
(2)模拟内容
用具或操作
模拟对象或过程
甲、乙两个小桶
雌、雄生殖器官
小桶内的彩球
雌、雄配子
不同彩球的随机组合
雌、雄配子的随机组合
(3)操作步骤
取小桶并编号 分装彩球 混合彩球 随机取球 放回原小桶 重复实验
(4)分析结果、得出结论
①彩球组合类型数量比: 。
②彩球组合类型之间的数量比代表的显、隐性性状数量比:显性∶隐性 。
基础自测
(1) 豌豆在杂交时,父本需要人工剪除雌蕊。( )
(2) 去雄是指在父本的花成熟后将全部雄蕊去除。( )
(3) 孟德尔研究豌豆花的构造,但无须考虑雌蕊、雄蕊的发育程度。( )
(4) “具有一对相对性状的纯合亲本杂交得,自交得,表型之比接近”属于观察到的现象。( )
(5) 孟德尔所作假设的核心内容是“生物体能产生数量相等的雌、雄配子”。( )
(6) “若产生配子时成对的遗传因子彼此分离,则测交后代会出现两种性状,且性状比例接近”属于演绎推理内容。( )
(7) 孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测的基因型。( )
(8) 的表型比为的结果最能说明基因分离定律的实质。( )
(9) 基因分离定律的细胞学基础是减数分裂Ⅰ时染色单体分开。( )
(10) 性状分离比的模拟实验中,两个小桶内彩球的数量必须相同。( )
【答案】(1) ×
(2) ×
(3) ×
(4) √
(5) ×
(6) √
(7) ×
(8) ×
(9) ×
(10) ×
提升 关键能力
高考 考情概览
高考考点
2024
2023
2022
2021
2020
孟德尔遗传实验的科学方法
广东
海南
一对相对性状的杂交实验
安徽
全国甲
湖北
全国Ⅰ、全国Ⅰ、江苏
性状分离比的模拟实验
湖北
浙江6月
考点 深度剖析
考点1 孟德尔遗传实验的科学方法
命题角度 孟德尔遗传实验的科学方法
例1 [(2021·海南,4)]孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验是遗传学的两个经典实验。下列有关这两个实验的叙述,错误的是( )
A. 均将基因和染色体行为进行类比推理,得出相关的遗传学定律
B. 均采用统计学方法分析实验结果
C. 对实验材料和相对性状的选择是实验成功的重要保证
D. 均采用测交实验来验证假说
【答案】A
[命题立意]本题通过遗传学的两个经典实验考查学生的科学思维和科学探究能力。
[思维过程]注意两个实验的共同点:两个实验都是采用的假说—演绎法得出相关的遗传学定律,都采用测交实验来验证假说,都采用了统计学方法分析实验数据。
[针对训练]
1.假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法。下列说法正确的是( )
A. “中高茎与矮茎的性状分离比接近”属于演绎过程
B. 孟德尔所作假说的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的”
C. “推测测交后代有两种表型,比例为”属于实验验证环节
D. 孟德尔在豌豆纯合亲本杂交和自交遗传实验基础上提出研究问题
【答案】D
【解析】“中高茎与矮茎的性状分离比接近”属于实验现象,错误;孟德尔所作假说的核心内容是“性状是由遗传因子决定的”,错误;“推测测交后代有两种表型,比例为”属于演绎推理环节,错误。
考点2 一对相对性状的杂交实验
命题角度1 分离定律的实质与验证
例2 [(2019·全国Ⅲ,32节选)]玉米是一种二倍体异花传粉作物,可作为研究遗传规律的实验材料。玉米籽粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制。现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒,若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律,写出两种验证思路及预期结果。
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【答案】验证思路及预期结果:①两种玉米分别自交,若某些玉米自交后,子代出现的性状分离比,则可验证分离定律。②两种玉米分别自交,在子代中选择两种纯合子进行杂交得,自交,得到,若中出现的性状分离比,则可验证分离定律。③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果都表现一种性状,则用自交,得到,若中出现的性状分离比,则可验证分离定律。④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果表现两种性状,且表现为的性状比,则可验证分离定律(写出两种即可)
[命题立意]本题通过玉米籽粒为材料验证分离定律,考查学生的科学思维能力。
[思维过程]注意两个关键信息:(1)在自然条件下获得的玉米籽粒,基因型不一定纯合;(2)要求写出两种验证思路及预期结果。
【规律方法】
“四法”验证分离定律
自交法
若自交后代的性状分离比为,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
测交法
若测交后代的性状分离比为,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
花粉鉴定法
取杂合子的花粉,对花粉进行特殊处理后,用显微镜观察并计数,若花粉粒类型比例为,则可直接验证基因的分离定律
单倍体育种法
取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表型且比例为,则符合基因的分离定律
[针对训练]
2.已知纯种的粳稻与糯稻杂交,全为粳稻。粳稻中含直链淀粉,遇碘呈蓝黑色(其花粉粒的颜色反应也相同),糯稻含支链淀粉,遇碘呈红褐色(其花粉粒的颜色反应也相同)。现有一批纯种粳稻和糯稻以及一些碘液,请设计两种方案来验证基因的分离定律。(实验过程中可自由取用必要的实验器材;相关基因用和表示)
方案一:.(1)实验方法:_ _ _ _ _ _ 。
(2)实验步骤:①首先让纯种粳稻与糯稻杂交,获取杂合粳稻;②让杂合粳稻与糯稻测交,观察后代的性状分离现象。
(3)实验预期现象:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4)对实验现象的解释:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5)实验结论:中含有和基因,且和这对等位基因在产生配子的过程中随同源染色体的分开而分离,最终产生了两种不同的配子,从而验证了基因的分离定律。
方案二:.(1)实验方法:_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2)实验步骤:①首先让纯种粳稻和糯稻杂交,获取杂合粳稻;开花时取其一个成熟的花药,取出花粉,置于载玻片上,滴一滴碘液并用显微镜观察。
(3)实验预期现象:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4)对实验现象的解释:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5)实验结论:在减数分裂产生配子的过程中,所含的等位基因和随同源染色体的分开而分离,并最终形成了两种不同的配子,从而直接验证了基因的分离定律。
【答案】方案一: 测交法;测交后代出现粳稻和糯稻两种不同的表型且比例为;测交中的糯稻为纯合子,只产生一种含糯性基因的配子,后代出现两种表型,即粳稻和糯稻,可知必然产生两种类型的配子,即
方案二: 花粉鉴定法;花粉一半呈蓝黑色,一半呈红褐色;产生了数量相等的含基因的配子(遇碘呈蓝黑色)和含基因的配子(遇碘呈红褐色)
命题角度2 分离定律的实践应用
例 [(2020·全国Ⅰ,32)]3 遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题。
(1) 生物体进行有性生殖形成配子的过程中,在不发生染色体结构变异的情况下,产生基因重新组合的途径有两条,分别是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 在诱变育种过程中,通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传,原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,若要使诱变获得的性状能够稳定遗传,需要采取的措施是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 在减数分裂过程中,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因自由组合;同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,导致染色单体上的基因重组
(2) 控制新性状的基因是杂合的;通过自交筛选出性状能稳定遗传的子代
【解析】
(1) 减数分裂过程中发生的基因重组类型主要有两种,第一种是减数分裂Ⅰ过程中,等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合;第二种是减数分裂Ⅰ的四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色单体间发生互换,其上的等位基因发生交换,导致基因重组。
(2) 诱变育种的主要原理是基因突变,而基因突变是随机的、不定向的,一般来说,基因突变可以产生一个以上的等位基因,这样形成的具有新性状的个体往往是杂合子,性状不能稳定遗传;要使性状能够稳定遗传需要形成纯合子,由杂合子形成纯合子的方法一般是连续自交,直至后代不发生性状分离。
[针对训练]
3.[(2020·江苏,21)](多选)家族性高胆固醇血症是一种遗传病,纯合子患者在人群中出现的频率约为。如图是某家系的系谱图,下列叙述正确的是( )
A. 为常染色体显性遗传病
B. 患者双亲中至少有一人为患者
C. 杂合子患者在人群中出现的频率约为
D. 的患病基因由父母双方共同提供
【答案】ABC
【解析】由患病的和生育了正常的女儿可知,该遗传病为常染色体显性遗传病,正确;显性遗传病世代连续遗传,即患者的显性致病基因来自父母一方或双方,因此患者双亲中至少有一人为患者,正确;假设遗传病的相关基因为、,由纯合子患者在人群中出现的频率约为可知,在人群中的基因型频率约为,由遗传平衡公式可知,的基因频率约为,的基因频率约为,杂合子患者在人群中出现的频率为,正确;由患病的和生育了正常的可知,和的基因型均为,因此的基因型可能是,也可能是,其患病基因可能由父母双方共同提供,也可能来自其中一方,错误。
考点3 性状分离比的模拟实验
命题角度 性状分离比的模拟实验分析
例4 [(2024·湖北,17)]模拟实验是根据相似性原理,用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”(实验一)中用小桶甲和乙分别代表植物的雌、雄生殖器官,用不同颜色的彩球代表D、雌、雄配子;“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验(实验二)中可用橡皮泥制作染色体模型,细绳代表纺锤丝;“分子的重组模拟实验”(实验三)中可利用剪刀、订书钉和写有序列的纸条等模拟分子重组的过程。下列实验中模拟正确的是( )
A. 实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和配子
B. 实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开,可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂
C. 实验三中用订书钉将两个纸条片段连接,可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键
D. 向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合
【答案】C
[命题立意]本题通过三个模拟实验考查学生的模型分析与逻辑思维能力。
[思维过程]实验一:两个小桶甲和乙分别代表植物的雌、雄生殖器官,同一小桶中的小球代表同一生殖器官中的不同基因型的配子,因此同一小桶中的小球应该大小、质地相同,两个小桶中的小球组合代表雌、雄配子的组合 错误;实验二中着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引导致的 错误;实验三中的纸条代表 片段,用订书钉将两个纸条片段相连接,模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键 正确;向实验一甲、乙两个桶内分别加入代表另一对等位基因(两桶中的小球代表不同的两对等位基因)的彩球可模拟两对等位基因的自由组合 错误。
[针对训练]
4.[(2024·江苏无锡模拟)]某生物学兴趣小组用豌豆作实验材料验证孟德尔的遗传定律时,出现了非正常分离比现象,下列原因分析相关度最小的是( )
A. 选作亲本的个体中混入了杂合子
B. 收集和分析的样本数量不够多
C. 做了正交实验而未做反交实验
D. 不同基因型的个体存活率有差异
【答案】C
【解析】孟德尔豌豆杂交实验中,无论正交还是反交,结果是相同的,若只做了正交实验而未做反交实验,不会导致非正常分离比现象的出现,符合题意。
高考 真题集训
1.[(2024·安徽,12)]某种昆虫的颜色由常染色体上的一对等位基因控制,雌虫有黄色和白色两种表型,雄虫只有黄色,控制白色的基因在雄虫中不表达,各类型个体的生存和繁殖力相同。随机选取一只白色雌虫与一只黄色雄虫交配,雌性全为白色,雄性全为黄色。继续让自由交配,理论上雌性中白色个体的比例不可能是( )
A. B. C. D. 1
【答案】A
【解析】由题意可知,控制白色的基因在雄虫中不表达,随机选取一只白色雌虫与一只黄色雄虫交配,雌性全为白色,说明白色对黄色为显性,若相关基因用表示,则亲代白色雌虫基因型为或,黄色雄虫基因型为或或。若黄色雄虫和雌虫基因型为,则基因型为,自由交配,基因型为,雌性中白色个体的比例为1;若黄色雄虫基因型为,则基因型为、,自由交配,基因型为、、,雌性中白色个体的比例为;若黄色雄虫基因型为,则基因型为,自由交配,基因型为、、,雌性中白色个体的比例为,故选。
2.[(2021·湖北,4)]浅浅的小酒窝,笑起来像花儿一样美。酒窝是由人类常染色体的单基因所决定的,属于显性遗传。甲、乙分别代表有、无酒窝的男性,丙、丁分别代表有、无酒窝的女性。下列叙述正确的是( )
A. 若甲与丙结婚,生出的孩子一定都有酒窝
B. 若乙与丁结婚,生出的所有孩子都无酒窝
C. 若乙与丙结婚,生出的孩子有酒窝的概率为
D. 若甲与丁结婚,生出一个无酒窝的男孩,则甲的基因型可能是纯合的
【答案】B
【解析】结合题意可知,假设酒窝的相关基因用、表示,甲为有酒窝男性,则基因型为或,丙为有酒窝女性,基因型为或,乙为无酒窝男性,基因型为,丁为无酒窝女性,基因型为,则甲与丙结婚,若两者基因型均为时,生出的孩子基因型可能为,表现为无酒窝,错误;乙与丁结婚,生出的孩子基因型均为,表现为无酒窝,正确;乙与丙结婚,若丙基因型为,则生出的孩子均为有酒窝;若丙基因型为,则生出的孩子有酒窝的概率为,错误;若甲与丁结婚,生出一个无酒窝的男孩,则甲的基因型只能为,是杂合子,错误。
3.[(2020·全国Ⅰ,5)]已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇),子代果蝇中长翅∶截翅。据此无法判断的是( )
A. 长翅是显性性状还是隐性性状
B. 亲代雌蝇是杂合子还是纯合子
C. 该等位基因位于常染色体还是染色体上
D. 该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在
【答案】C
【解析】具有相同性状的两亲本杂交,子代中新出现的性状为隐性性状,多只长翅果蝇进行单对交配,子代果蝇中长翅∶截翅,说明子代中新出现的截翅为隐性性状,所以可判断长翅是显性性状,截翅是隐性性状,项可以判断;假设长翅受基因控制,截翅受基因控制,若该对等位基因位于常染色体上,则亲代雌、雄果蝇的基因型均为时,子代果蝇可以出现长翅∶截翅;若该对等位基因位于染色体上,则亲代雌果蝇的基因型为、雄果蝇的基因型为时,子代果蝇也可以出现长翅∶截翅,所以无法判断该对等位基因位于常染色体还是染色体上,项无法判断;不论该对等位基因位于常染色体上还是位于染色体上,亲代雌蝇都是杂合子,该等位基因在雌蝇体细胞中都成对存在,、项可以判断。
对应训练
基础巩固
1.[(2024·安徽合肥期末)](多选)孟德尔因在遗传学研究方面的卓越贡献而被称为“遗传学之父”。下列相关叙述正确的是( )
A. 孟德尔的研究利用了豌豆的自花传粉、闭花受粉的植物特性
B. 孟德尔开创性地将统计学方法引入到豌豆遗传研究的过程中
C. 孟德尔首创的测交实验可用于检测产生的配子种类
D. 孟德尔发现控制豌豆各种性状的遗传因子都位于不同对的染色体上
【答案】ABC
【解析】孟德尔的研究利用了豌豆的自花传粉、闭花受粉的植物特性,正确;孟德尔开创性地将统计学方法引入到研究豌豆性状遗传的过程中,提出了分离定律和自由组合定律,正确;测交方法为孟德尔首创,测交可以用来检测产生配子的种类,也可以检测其遗传因子的组成和遗传因子的位置关系等,正确;孟德尔研究豌豆的七对相对性状的遗传均符合分离定律,但他并不知道控制豌豆各种性状的遗传因子在染色体上的具体位置,错误。
2.[(2024·湖南长沙月考)]孟德尔的豌豆一对相对性状的杂交实验中,最能体现分离定律实质的是( )
A. 高茎与矮茎亲本正反交产生的总表现为高茎
B. 形成配子时控制高茎和矮茎的遗传因子彼此分离
C. 高茎自交产生的中高茎∶矮茎
D. 高茎与矮茎测交子代中高茎∶矮茎
【答案】B
【解析】高茎与矮茎亲本正反交产生的总表现为高茎,说明高茎为显性性状,不能体现分离定律实质,不符合题意;形成配子时控制高茎和矮茎的遗传因子随同源染色体的分开而分离,最能体现分离定律实质,符合题意;高茎自交产生的中高茎∶矮茎,体现了性状分离现象,能间接体现分离定律实质,不符合题意;高茎与矮茎测交子代中高茎∶矮茎,说明是杂合子,能间接体现分离定律实质,不符合题意。
3.[(2024·贵州贵阳模拟)]番茄的紫茎和绿茎分别由一对等位基因A、控制,将纯合的紫茎与绿茎杂交,下列会导致子二代不符合性状分离比的情况的是( )
A. 决定紫茎的基因相对于绿茎的基因为完全显性
B. 紫茎个体产生的相同种类的雌配子与雄配子
C. 统计时子二代的基因组成为、、的个体存活率不相等
D. 雌、雄配子结合的机会均等
【答案】C
【解析】若紫茎为显性,则纯合紫茎的基因组成为,绿茎的基因组成为,则子一代的基因组成为,子一代自交得到子二代为,若决定紫茎的基因相对于绿茎的基因为完全显性,性状分离比为,不符合题意;紫茎个体产生的相同种类的雌配子与雄配子,使得性状分离比为,不符合题意;子一代自交得到子二代为,统计时,子二代为、、的个体存活率不相等会导致子二代不符合性状分离比,符合题意;紫茎个体产生的相同种类的雌配子与雄配子,雌、雄配子结合的机会均等,使得性状分离比为,不符合题意。
4.如图表示孟德尔杂交实验过程操作及理论解释,下列叙述错误的是( )
A. 测交后代的表型及比例能直接反映的配子类型及比例
B. 图2揭示了分离定律的实质
C. 图1中①和②的操作可以同时进行,②操作后要对雌蕊进行套袋处理
D. 图3属于“假说—演绎”中演绎推理部分的内容
【答案】C
【解析】测交后代的表型及比例能直接反映的配子类型及比例,正确;基因分离定律的实质是等位基因随着同源染色体的分开而分离,如图2所示,正确;图1中①是去雄,应该在开花前进行,而②是授粉,应该在花粉成熟后进行,且该操作后要对雌蕊进行套袋处理,防止外来花粉干扰,错误;图3属于“假说—演绎”中演绎推理部分的内容,正确。
5.[(2024·安徽合肥三模)]下列叙述正确的有( )
①基因型相同的个体在不同环境中表型不一定相同
②在“性状分离比的模拟实验”中,两个桶内的彩球数量必须相等
③隐性性状是指生物体不能表现出来的性状
④通常体细胞中基因成对存在,配子中只含有一个基因
⑤基因的分离发生在配子形成过程中,基因的自由组合发生在合子形成过程中
A. 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项
【答案】A
【解析】表型会受环境影响,因此基因型相同的个体在不同环境中表型不一定相同,①正确;由于雌、雄配子数目不等,所以在“性状分离比的模拟实验”中,两个桶内的彩球数量不一定要相等,②错误;具有相对性状的亲本杂交所产生的子一代中未表现出来的性状是隐性性状,③错误;通常体细胞中基因成对存在,配子中只含有成对基因中的一个,而不是只含有一个基因,④错误;基因的分离和自由组合都是发生在配子形成过程中,⑤错误,故选。
能力提升
6.[(2024·山东滨州一模)]研究人员利用对玉米进行诱变处理,获得突变体,其叶片呈浅绿色。与两种叶色正常的玉米品系、及浅绿色突变系进行杂交实验,结果如下表。下列说法错误的是( )
杂交组合
绿色
2854绿色、885浅绿色
绿色
165绿色、53浅绿色
178绿色浅绿色
A. 能诱发基因发生碱基的增添、缺失或替换而发生随机突变
B. 叶片颜色变浅体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
C. ①②表明的叶色基因为隐性突变,其遗传符合分离定律
D. ③表明与的叶色基因遗传时不遵循自由组合定律
【答案】B
【解析】研究人员利用对玉米进行诱变处理,获得突变体,能诱发基因发生碱基的增添、缺失或替换而发生随机突变,正确;叶片颜色变浅说明叶片中叶绿素的合成减少,叶绿素的本质不是蛋白质,但是其合成的过程需要酶的参与,叶片颜色变浅体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物体的性状,错误;杂交组合①②中的表型及比例为绿色∶浅绿色,符合分离定律的规律,且全是绿色,故浅绿色是隐性性状,即①②表明的叶色基因为隐性突变,其遗传符合分离定律,正确;和均为浅绿色突变体,二者杂交后代表现出绿色∶浅绿色,说明亲代含有绿色基因,的叶色基因为隐性突变,则突变体为杂合子,与的叶色基因遗传时不遵循自由组合定律,遵循的是基因的分离定律,正确。
7.[(2024·湖北九师联盟)]某二倍体植物的花有红花、黄花和白花,控制花色的基因位于同源染色体的相同位点。某实验小组进行了如下实验:
实验1:红花×黄花黄花黄花∶红花
实验2:黄花×白花黄花黄花∶白花
实验3:红花×白花红花红花∶白花
下列相关叙述错误的是( )
A. 控制该植物花色的基因在减数分裂Ⅰ后期随同源染色体分开而分离
B. 该植物花色的显隐性关系为黄花 红花 白花,由复等位基因控制
C. 让实验1和实验2的相互杂交,子代表型为黄花∶红花∶白花
D. 让实验3的中所有红花植株自交,子代中白花植株所占比例为
【答案】C
【解析】由题意可知,该植物的花色由复等位基因控制,遵循基因分离定律,正确;分析题意,红花×黄花黄花,黄花×白花黄花,红花×白花红花,由此可知,该植物花色的显隐性关系为黄花 红花 白花,正确;假设该植物花色的黄色、红色和白色分别由、、基因控制,则实验1的基因型为,实验2的基因型为,、、、,黄花∶红花,无白花植株,错误;让实验3的中红花植株自交,因为,故子代白花植株所占比例为,正确。
8.[(2025·高三部分重点中学12月联合测评)]拟南芥是遗传学实验中常见的模式植物,含A基因的配子育性正常,含基因的雄配子育性降低一半。B基因决定种子萌发,但种子中来自母本的B基因不表达。研究者将某种抗性基因插入野生型植株内部,获得了“敲除”A、B基因的抗性植株甲、乙,并进行杂交实验:甲(♂) 乙(♀),选取中基因型为的植株自交获得。下列说法正确的是( )
A. 的种子都能萌发
B. 中基因型为的植株占
C. 若中可萌发的种子占,则萌发后的植株均有抗性
D. 若中可萌发的种子占,则A、B基因遵循自由组合定律
【答案】A
【解析】♂ ♀,不论、基因的位置关系如何,父本产生雄配子的种类及比例均为,母本产生雌配子的种类及比例为,共有4种基因型,结果如表所示,正确,错误。
配子
(可萌发,无抗性)
(或萌发,有抗性)
(可萌发,有抗性)
(可萌发,有抗性)
取中植株自交,若、基因位于一对同源染色体上,根据亲本基因型,中植株中与在一条染色体上,与在一条染色体上,雌配子为、,雄配子为、,则自交后代中只有含亲本雄配子的种子才可萌发,占。若、基因位于两对同源染色体上,则雌配子为、、、(或、),雄配子为、、、(或、),则可萌发的种子基因型有、,其中中有一半个体的由母本提供,不萌发,故萌发种子占,但基因型为的种子可萌发、无抗性,、错误。
9.(多选)已知大豆的高茎与矮茎受同源染色体上一对等位基因控制,其花的结构和生理特性与豌豆相似。现取甲、乙两组各取100粒大豆种子(假设每粒大豆种子的繁殖能力相同),分别在适宜的条件下种植并繁殖。从甲、乙两组获得的种子中分别随机选取1 500粒并种植,获得子代植株,其中甲组子代植株为高茎1 125株、矮茎375株;乙组子代植株为高茎1 200株、矮茎300株。根据上述信息,判断下列说法错误的是( )
A. 甲、乙组子代的表型及比例符合典型的性状分离比,可推断高茎为显性
B. 乙组子代的矮茎大豆植株中出现了一定数目的个体致死
C. 控制大豆高茎、矮茎的等位基因位于常染色体或染色体上
D. 据子代数据无法得出甲、乙组亲代中不能稳定遗传大豆种子的比例
【答案】ABC
【解析】性状分离是指杂种后代同时出现显性性状和隐性性状的现象,由题干信息及乙组子代的植株数量可知,乙组的亲代不都是杂合子,乙组的子代不符合典型的性状分离比,错误;甲、乙两组亲代、子代数目分别相同,亲代表现型未知且种子繁殖力相同,根据题中数据无法确定乙组是否有个体致死,错误;大豆花的结构与豌豆相似,均为两性花,雌雄同体,因此控制大豆高茎、矮茎的等位基因一定不位于染色体上,错误;大豆花的结构和生理特性与豌豆相似,自然条件下是自花传粉,即进行自交,甲、乙两组亲代植株表现型未知,只根据子代数据无法得出亲代中杂合子的比例,正确。
10.[(2024·安徽合肥三模)]孟德尔设计实验,运用假说—演绎法最后得出了基因的分离定律和自由组合定律。请回答下列问题。
(1) 选用豌豆作为实验材料是孟德尔获得成功的原因之一,这是因为豌豆具有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (答出2点)优点。玉米为雌雄同株异花传粉植物,若选用玉米进行杂交,不同于豌豆杂交的步骤为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 在一对相对性状的杂交实验中,以纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本,分别设计了纯合亲本的杂交、的自交、的测交三组实验。孟德尔的三组实验中,在现象分析阶段完成的实验是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,在检验假设阶段完成的实验是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 豌豆的高秆对矮秆为完全显性,由一对等位基因B、控制;花腋生对顶生为完全显性,由另一对等位基因、控制。某生物学兴趣小组取纯合豌豆做了如下实验:高秆腋生×矮秆顶生高秆腋生,自交高秆腋生∶高秆顶生∶矮秆腋生∶矮秆顶生,分析实验结果可知高秆和矮秆、腋生和顶生分别由一对等位基因控制,遵循基因的分离定律,理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 多对易于区分的相对性状、繁殖周期短、繁殖能力强、后代数目多;玉米的母本不用去雄直接套袋处理
(2) 纯合亲本的杂交、的自交;的测交
(3) 分析实验结果,中高秆和矮秆的比,腋生和顶生的比
【解析】
(1) 豌豆具有多对易于区分的相对性状、繁殖周期短、繁殖能力强、后代数目多等优点,所以常用来作为遗传学实验材料。在杂交实验中,玉米为雌雄同株异花植物,豌豆的花是两性花,雌雄同株。故用玉米进行杂交不同于豌豆杂交的步骤为玉米的母本不用去雄直接套袋处理。
(2) 孟德尔以高茎纯种豌豆和矮茎纯种豌豆作亲本,分别设计了纯合亲本杂交、自交、测交的实验,按照“分析现象 提出假说 检验假说 得出结论”的基本步骤,最后得出了基因的分离定律。因此,孟德尔的三组实验中,在现象分析阶段完成的实验是纯合亲本的杂交、的自交;孟德尔在检验假说阶段进行的实验是的测交,因为能够根据测交实验的后代判断亲本产生的配子种类及比例。
(3) 在一对相对性状实验中,杂合子自交后代如果出现性状分离比为或者变式,说明遵循基因分离定律。
重难突破(五) 基因分离定律的题型分析
高考 考情概览
高考考点
2024
2023
2022
2021
2020
分离定律中的常规题型
全国甲、江苏、天津、北京
全国甲、海南、湖南、浙江6月
河北、湖北、山东
分离定律中的异常现象
广东、贵州
江苏、全国甲、海南
湖北、山东
海南、江苏、浙江1月
一、分离定律中的常规题型
1.显、隐性性状的判断
(1)根据子代性状判断
(2)根据遗传系谱图进行判断
(3)合理设计杂交实验进行判断
典例1 [(2022·全国甲卷,32节选)]已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合子与非糯玉米纯合子(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状,可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性,则实验结果是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;若非糯是显性,则实验结果是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】糯性植株上全为糯籽粒,非糯植株上既有糯籽粒又有非糯籽粒; 非糯植株上只有非糯籽粒,糯植株上既有糯籽粒又有非糯籽粒
[命题立意]本题通过玉米的杂交实验判断一对相对性状的显隐性,考查学生的科学思维能力。
[思维过程]提取关键信息:(1)两种玉米均为雌雄同株,间行种植 既能自交又能杂交;(2)实验材料均为纯合子。
演绎推理:假设糯和非糯这对相对性状受 基因控制,若糯为显性,则其基因型为,非糯基因型为,则糯植株无论自交还是杂交,糯植株上全为糯籽粒,非糯植株杂交子代为糯籽粒,自交子代为非糯籽粒,所以非糯植株上既有糯籽粒又有非糯籽粒。同理,非糯为显性时,非糯植株上只有非糯籽粒,糯植株上既有糯籽粒又有非糯籽粒。
2.纯合子与杂合子的判断
【名师提醒】 鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子,当被测个体是动物时,常采用测交法;当被测个体是植物时,上述方法均可,其中最简便的方法为自交法。
典例2 [(2022·浙江6月选考,9)]番茄的紫茎对绿茎为完全显性。欲判断一株紫茎番茄是否为纯合子,下列方法不可行的是( )
A. 让该紫茎番茄自交 B. 与绿茎番茄杂交
C. 与纯合紫茎番茄杂交 D. 与杂合紫茎番茄杂交
【答案】C
【解析】设相关基因为、,紫茎为显性,令其自交,若为纯合子,则子代全为紫茎,若为杂合子,子代发生性状分离,会出现绿茎,不符合题意;可通过与绿茎纯合子杂交来鉴定,如果后代都是紫茎,则是纯合子,如果后代有紫茎也有绿茎,则是杂合子,不符合题意;与紫茎纯合子杂交后代都是紫茎,故不能通过与紫茎纯合子杂交来鉴定,符合题意;通过与紫茎杂合子杂交,如果后代都是紫茎,则是纯合子,如果后代有紫茎也有绿茎,则是杂合子,不符合题意。
3.基因型、表型的推断
(1)由亲代推断子代的基因型与表型(正推型)
亲本
子代基因型
子代表型
全为显性
全为显性
全为显性
显性∶隐性
显性∶隐性
全为隐性
自交后代中再自交
显性∶隐性
自交后代中再与杂交
显性∶隐性
与杂交所得子代再与杂交
显性∶隐性
(2)由子代推断亲代的基因型(逆推型)
①基因填充法:根据亲代表型 写出能确定的基因(如显性性状的基因型用表示) 根据子代一对基因分别来自两个亲本 推知亲代未知基因。若亲代为隐性性状,基因型只能是。
②隐性突破法:如果子代中有隐性个体,则亲代基因型中必定各含有一个基因,然后再根据亲代的表型作出进一步推断。
③根据分离定律中规律性比例直接判断(用基因、表示)
后代显隐性比例
双亲类型
结合方式
显性∶隐性
都是杂合子
显性∶隐性
测交类型
只有显性性状
至少一方为显性纯合子
或或
只有隐性性状
一定都是隐性纯合子
典例3 豌豆种子的黄色对绿色为显性,现有两株豌豆杂交得到,任其自花传粉,若发现的表型及比例为黄色∶绿色,那么亲本的基因型可能是_ _ _ _ _ _ _ _ 。若发现的表型及比例为黄色∶绿色,那么亲本的基因型可能是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】;
[命题立意]本题通过子代的表型和比例反推亲代的基因型,考查学生的科学思维能力。
[思维过程]思路1:逆向拆分
若 表型及比例为黄色∶绿色,即黄色占,由于 自花传粉,黄色 占,可知 中 占,占,故亲本基因型为;若 表型及比例为黄色∶绿色,绿色 占,可以写成,说明 基因型为,故亲本基因型为。
思路2:正向推理
若亲本基因型为,则 为、、,自交子代 为,即黄色∶绿色,若亲本基因型为,则 为、,自交子代 为,即黄色∶绿色。
4.杂合子连续自交和自由交配的相关计算
(1)杂合子连续自交代(如图1),杂合子比例为,纯合子比例为,显性纯合子比例隐性纯合子比例。纯合子、杂合子所占比例的坐标曲线如图2所示:
(2)杂合子连续自交,且逐代淘汰隐性个体,自交代后,显性个体中,纯合子比例为,杂合子比例为。如图所示:
(3)自由交配的概率计算:如某种生物的基因型占,占,个体间可以自由交配,求后代中基因型和表型的概率。
①列举法
基因型(♂、♀)
、
、
、、
结果:子代基因型及概率为、、,子代表型及概率为、
②配子法
结果:子代基因型及概率为、、,子代表型及概率为、
③遗传平衡法
先根据“某基因的基因频率该基因纯合子基因型概率杂合子基因型频率”推知,的基因频率,的基因频率。然后根据遗传平衡定律可知,自由交配子代中的基因型频率基因频率的平方,的基因型频率基因频率的平方,的基因型频率基因频率基因频率。子代表型及概率为、。
典例4 [(2024·江苏连云港模拟)]某植物可自交或自由交配,在不考虑生物变异和致死的情况下,下列哪种情况可使基因型为的该植物连续交配3次后,所得子三代中基因型为的个体所占比例为( )
A. 基因型为的该植物连续自交3次
B. 基因型为的该植物连续自由交配3次
C. 基因型为的该植物连续自交3次,且每代子代中均去除基因型为的个体
D. 基因型为的该植物连续自由交配3次,且每代子代中均去除基因型为的个体
【答案】D
[命题立意]本题通过自交和自由交配的概率计算,考查学生的科学思维能力。
[思维过程] 连续自交3次,子三代中基因型为 的个体所占比例为 不符合题意;连续自由交配3次,子一代中A的基因频率为,的基因频率为,自由交配基因频率不变,则子三代中基因型为 的个体所占比例为 不符合题意;连续自交3次,每代子代中均去除基因型为 的个体,则子三代中基因型为 的个体所占比例为 不符合题意;连续自由交配3次,每代子代中均去除基因型为 的个体,子一代中 占、占,A的基因频率为,的基因频率为,子二代中 占,占,占,去除 个体后,占,占,此时A的基因频率为,的基因频率为,则子三代中基因型为 的个体所占比例为 符合题意。
二、分离定律中的异常现象
1.显性的相对性
显性的表现,是等位基因在环境条件的影响下,相互作用的结果,等位基因各自合成基因产物(一般是酶)控制着代谢过程,从而控制性状表现,由于等位基因的突变,突变基因与野生型基因产生各种互作形式,因而有不同的显隐性关系。
比较项目
完全显性
不完全显性
共显性
杂合子表型
显性性状
中间性状
显性隐性
杂合子自交子代的性状分离比
显性∶隐性
显性∶中间性状∶隐性
显性(显性隐性)隐性
典例5 某植物花粉的育性受植株基因型控制而与花粉本身基因无关,已知基因控制合成的蛋白与花粉的育性密切相关(如图),基因对完全显性,下列有关叙述错误的是( )
A. 基因型为或的植株花粉全部可育
B. 基因型为的植株自交后代花粉全部不育
C. 植株群体连续自由交配2代,中雄性不育的比例为
D. 自然状态下,花粉可育植株的比例会越来越高
【答案】B
【解析】基因控制合成的蛋白与花粉的育性密切相关,花粉的育性受植株基因控制,据图分析,雄性不育中蛋白含量低,由隐性基因控制,故基因型为或的植株花粉全部可育,正确;基因型为的植株雄性不育,不能自交,错误;植株群体自由交配中比例为,自由交配,由于的植株雄性不育,故能产生雄配子的个体,雄配子为和。中个体都能产生雌配子,故雌配子为和,故中雄性不育的比例为,正确;每代中个体由于雄性不育,的基因频率逐代减小,基因频率逐代增加,故的比例逐代增加,即花粉可育植株的比例会越来越高,正确。
2.从性遗传
从性遗传是指由常染色体上基因控制的性状在表型上受个体性别影响的现象,这种现象主要通过性激素起作用。
典例6 山羊胡子的出现由B基因决定,等位基因、分别决定有胡子和无胡子,但是在雄性中为显性基因,在雌性中为隐性基因。有胡子雌山羊与无胡子雄山羊的纯合亲本杂交产生,中的2个个体交配产生(如图所示)。下列判断正确的是( )
A. 中雌性表现为有胡子
B. 中雄性表现为有胡子
C. 纯合子中有胡子和无胡子两种表型均有
D. 控制山羊有无胡子的基因的遗传为伴性遗传
【答案】C
【解析】无胡子雄山羊与有胡子雌山羊杂交,的基因型都是,雄性全表现为有胡子,雌性全表现为无胡子,、错误;基因型有(雌、雄都表现为无胡子)、(雌、雄都表现为有胡子)、(雄性都表现为有胡子,雌性都表现为无胡子),正确;在杂合子中,决定有胡子基因的表现受性别影响,但该基因的遗传不是伴性遗传,错误。
[命题立意]本题通过山羊胡子的遗传为命题情境,利用从性遗传考查分离定律的实质,考查学生的科学思维能力。
[思维过程]提取关键信息进行分析:
信息:亲本无胡子雄山羊与有胡子雌山羊的基因型分别是、,的基因型为。
信息④:基因型有、、三种。
【名师点睛】 从性遗传 伴性遗传
从性遗传和伴性遗传的表型都与性别有密切的联系,但它们是两种截然不同的遗传方式——伴性遗传的基因位于性染色体上,而从性遗传的基因位于常染色体上,后者基因在传递时并不与性别相联系,这与位于性染色体上基因的传递有本质区别。从性遗传的本质为:表型 基因型 环境条件(性激素种类及含量差异)。
3.复等位基因遗传
复等位基因是指在一对同源染色体的同一位置上的等位基因有多个。复等位基因尽管有多个,但其在每个个体的体细胞中仍然是成对存在的,遗传时仍遵循分离定律,彼此之间有显隐性关系,表现特定的性状。最常见的如人类血型的遗传,涉及三个基因、、,组成六种基因型:、、、、、。因为对是显性,对是显性,和是共显性,所以基因型与表型的关系如下表:
表型
型
型
型
型
基因型
、
、
典例7 [(2023·全国甲卷,6)]水稻的某病害是由某种真菌(有多个不同菌株)感染引起的。水稻中与该病害抗性有关的基因有3个、、;基因控制全抗性状(抗所有菌株),基因控制抗性性状(抗部分菌株),基因控制易感性状(不抗任何菌株),且对为显性,对为显性,对为显性。现将不同表型的水稻植株进行杂交,子代可能会出现不同的表型及其分离比。下列叙述错误的是( )
A. 全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性
B. 抗性植株与易感植株杂交,子代可能出现抗性∶易感
C. 全抗植株与易感植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性
D. 全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性∶易感
【答案】A
【解析】全抗植株与抗性植株有六种杂交情况:与或者杂交,后代全是全抗植株;与或者杂交,后代表型及其比例为全抗∶抗性;与杂交,后代表型及其比例为全抗∶抗性;与杂交,后代表型及其比例为全抗∶抗性∶易感,错误,正确;抗性植株或者与易感植株杂交,后代全为抗性植株,或者表型及其比例为抗性∶易感,正确;全抗植株与易感植株杂交,若是与杂交,后代全为全抗植株,若是与杂交,后代表型及其比例为全抗∶抗性,若是与杂交,后代表型及其比例为全抗∶易感,正确。
[命题立意]本题通过水稻的抗性考查等位基因的遗传特点,考查学生的科学思维能力。
[思维过程]提取关键信息并分析:
信息①:与病害抗性有关的三个基因为复等位基因,基因的传递遵循分离定律。
信息:全抗植株的基因型为、、;抗性植株的基因型为、;易感植株的基因型为。
4.分离定律中的致死问题(以亲本基因型均为 为例分析)
典例8 [(2022·海南,15)]匍匐鸡是一种矮型鸡,匍匐性状基因对野生性状基因为显性,这对基因位于常染色体上,且A基因纯合时会导致胚胎死亡。某鸡群中野生型个体占,匍匐型个体占,随机交配得到,雌、雄个体随机交配得到。下列有关叙述正确的是( )
A. 中匍匐型个体的比例为
B. 与相比,中A基因频率较高
C. 中野生型个体的比例为
D. 中A基因频率为
【答案】D
【解析】根据题意,基因纯合时会导致胚胎死亡,因此匍匐型个体占,野生型个体占,则基因频率,,子一代中,,,由于基因纯合时会导致胚胎死亡,所以子一代中占,错误;由于基因纯合时会导致胚胎死亡,因此每一代都会使的基因频率减小,故与相比,中基因频率较低,错误;子一代占,占,产生的配子为,,子二代中,由于致死,因此子二代占,错误;子二代占,占,因此的基因频率为,正确。
[命题立意]本题以基因纯合时导致胚胎死亡为命题情境,要求学生运用分离定律分析解决问题,考查学生的科学思维能力。
[思维过程]提取关键信息并分析:
信息:亲本基因型及比例为,可得出基因A和基因 的基因频率分别为 和。
信息:亲本随机交配时,基因频率即为配子比例,配子结合后可得出,结合①,可得出 表型比例为匍匐型∶野生型,A和 基因频率分别为、。
信息:随机交配时,基因频率即为配子比例,基因频率和基因型频率的算法同上。
5.表型模拟问题
表型模拟是指生物的表型不仅仅取决于基因型,还受所处环境的影响,从而导致基因型相同的个体在不同环境中表型有差异。
(1)生物的表型基因型环境,由于受环境影响,导致表型与基因型不符合的现象,叫表型模拟。
(2)设计实验确认隐性个体是“”的纯合子还是“”表型模拟。
典例9 表型模拟是指由于环境的影响导致表型与某种基因型的表型很相似的现象。已知果蝇身体颜色是酶催化反应的结果,个体呈褐色,的个体呈黄色,但即使是纯合的品系,如果用含有银盐的食物饲养,长成的成体也为黄色。下列叙述错误的是( )
A. 该实例说明生物的性状不仅受到基因的控制,还受到环境的影响
B. 判断某黄色个体是否为表型模拟,可与不含银盐食物饲养的黄色果蝇测交
C. 含有银盐的食物饲养最可能破坏了蛋白质的结构,直接影响了果蝇的性状
D. 表型模拟的黄色个体与基因型为的褐色个体杂交,后代可能全为褐色
【答案】C
【解析】由题意可知,果蝇身体颜色是酶催化反应的结果,说明含有银盐的食物饲养最可能破坏了酶的结构,间接影响了果蝇的性状,错误;表型模拟的黄色个体的基因型可能为,与基因型为的褐色个体杂交,后代可能全为褐色,正确。
[命题立意]本题以表型模拟为命题情境,考查表型、基因与环境的关系,考查学生的科学思维能力。
[思维过程]提取关键信息并分析:
信息①:基因型不变,表型改变。
信息:正常情况下,个体呈褐色,的个体呈黄色,如果用含有银盐的食物饲养,长成的成体都是黄色。
6.母性效应问题
母性效应是指子代的某一表型受到母本基因型的影响,而和母本的基因型所控制的表型一样。因此正反交结果不同,但这种遗传不是由细胞质基因所决定的,而是由核基因的表达并积累在卵细胞中的物质所决定的。
典例10 “母性效应”是指子代某一性状的表型由母体的染色体基因型决定,而不受本身基因型的支配。椎实螺是一种雌雄同体的软体动物,一般通过异体受精繁殖,但若单独饲养,也可以进行自体受精,其螺壳的旋转方向有左旋和右旋的区分,旋转方向符合“母性效应”,遗传过程如图所示。现有纯系右旋和左旋椎实螺若干,回答下列问题。
(1) 螺壳表现为左旋的个体其基因型可能为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;螺壳表现为右旋的个体其基因型可能为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;自交得到,其表型及比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,该性状的遗传_ _ (填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传规律,如何再进一步做实验加以验证?(请简单说明)_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 自交,后代基因型为的比例为_ _ _ _ _ _ ,产生子代的表型及比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,请写出自交的遗传图解,并注明自交子代的表型及比例。
(3) 欲判断某左旋椎实螺的基因型,可用任意右旋椎实螺作_ _ (填“父本”或“母本”)进行交配,统计杂交后代的性状。若子代表现情况是_ _ _ _ _ _ ,则该左旋椎实螺是纯合子;若子代的表现情况是_ _ _ _ _ _ ,则该左旋椎实螺是杂合子。
【答案】(1) 或;或或;左旋∶右旋;遵循;用作母本与左旋雄螺测交,后代基因型有,但全都表现为右旋螺,说明“母性效应”遵循孟德尔遗传规律
(2) ;右旋螺∶左旋螺;如图所示
(3) 父本;左旋螺;右旋螺
【解析】
(1) 螺壳表现为左旋,说明母本的基因型为,故表现为螺壳左旋的个体基因型为或;螺壳表现为右旋,说明母本的基因型为或,则表现为螺壳右旋的个体基因型为、或。自交得到,根据“母性效应”,其表型及比例为左旋∶右旋。根据题意和图示分析可知:该性状由一对等位基因控制,应遵循基因的分离定律。
(3) 左旋螺的基因型为或,故可以用任意右旋螺作父本与该螺杂交,若左旋螺基因型为,则子代螺壳应为左旋;若左旋螺基因型为,则子代螺壳应为右旋。
[命题立意]本题以椎实螺螺壳的“母性效应”遗传为命题情境,考查学生的科学思维能力。
[思维过程]提取关键信息并分析:
信息②:椎实螺可以杂交,也可以自交。
信息③:左旋是隐性性状,右旋是显性性状。
信息:表现为左旋的个体,母本的基因型为;表现为右旋的个体,母本的基因型为 或。
7.雄性不育
(1)细胞核雄性不育:核基因控制的雄性不育,有显性核不育和隐性核不育,遗传方式符合孟德尔遗传规律。
(2)细胞质雄性不育:表现为母体遗传、花粉败育和雌穗正常。可以被显性核恢复基因恢复育性。
(3)核质互作不育型:是由核基因和细胞质基因相互作用共同控制的雄性不育类型。
典例11 [(2023·海南,15)]某作物的雄性育性与细胞质基因、和细胞核基因、相关。现有该作物的4个纯合品种:(雄性不育)、(雄性可育)、(雄性可育)、(雄性可育),科研人员利用上述品种进行杂交实验,成功获得生产上可利用的杂交种。下列有关叙述错误的是( )
A. ①和②杂交,产生的后代雄性不育
B. ②③④自交后代均为雄性可育,且基因型不变
C. ①和③杂交获得生产上可利用的杂交种,其自交后代出现性状分离,故需年年制种
D. ①和③杂交后代作父本,②和③杂交后代作母本,二者杂交后代雄性可育和不育的比例为
【答案】D
【解析】(雄性不育)作为母本和(雄性可育)作为父本杂交,产生的后代的基因型均为,表现为雄性不育,正确;②③④自交后代均为雄性可育,且基因型不变,即表现为稳定遗传,正确;(雄性不育)作为母本和(雄性可育)作为父本杂交,产生的后代的基因型为,为杂交种,自交后代会表现出性状分离,因而需要年年制种,正确;①和③杂交后代的基因型为,②和③杂交后代的基因型为,若前者作父本,后者作母本,则二者杂交的后代为,均为雄性可育,不会出现雄性不育,错误。
[命题立意]本题以雄性不育为命题情境,考查细胞质遗传与细胞核遗传的特点,考查学生的科学思维能力。
[思维过程]提取关键信息并分析:
信息①:细胞核基因的遗传遵循分离定律,细胞质基因不遵循分离定律,母本的细胞质基因遗传给下一代。
信息②:细胞质基因为 的个体,都是雄性可育的;细胞质基因为 的个体,只要细胞核基因型为,都是雄性可育的,如果细胞核基因是,则为雄性不育。
8.自交不亲和
自交不亲和指具有完全花并可以形成正常雌、雄配子,但缺乏自花受粉结实能力的一种自交不育性。根据花粉识别特异性的遗传决定方式,自交不亲和性分为配子体自交不亲和性和孢子体自交不亲和性两种类型。
(1)配子体型自交不亲和性:花粉在柱头上萌发后可侵入柱头,并能在花柱组织中延伸一段,此后就受到抑制。
(2)孢子体型自交不亲和性:花粉落在柱头上不能正常萌发,或萌发后在柱头乳突细胞上缠绕而无法侵入柱头。
典例12 自然界中雌雄同株植物大多可自交产生后代。烟草是雌雄同株植物,却无法自交产生后代,这是由基因控制的遗传机制所决定的,其规律如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 将基因型为的花粉授予基因型为的烟草,则子代的基因型为、
B. 若将基因型为、的烟草间行种植,全部子代的基因型种类有4种
C. 烟草不能自交的原因是由于卵细胞与花粉有相同的基因,从而引起受精卵致死
D. 可推测具有该遗传现象的植株可能没有纯合子
【答案】D
【解析】若基因型为的花粉授予基因型为的烟草,的烟草产生的卵细胞是和,所以只能接受的花粉,子代基因型为和,错误;若将基因型为和的烟草间行种植,就有两种交配方式:♂♀和♀♂,①中的花粉与卵细胞的基因种类相同,花粉管不能伸长完成受精,花粉只有一种类型能完成受精,后代有和数量相同的两种;②中的花粉与卵细胞的基因种类相同,花粉管不能伸长完成受精,花粉只有一种类型能完成受精,后代有和数量相同的两种,所以全部子代的基因型种类只有3种,错误;烟草无法完成自交的原因是花粉所含基因与母本的任何一个基因种类相同,花粉管就不能伸长完成受精,错误;从图中看出,当精子中的基因与卵细胞的基因种类相同时,花粉管不能伸长,就不能完成受精作用,因此可以推测该植株可能没有纯合子,正确。
高考 真题集训
1.[(2024·广东,14)]雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料,研究者用基因型为的番茄植株自交,所得子代的部分结果见图。其中,控制紫茎与绿茎、缺刻叶与马铃薯叶的两对基因独立遗传,雄性可育与雄性不育为另一对相对性状,3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是( )
A. 育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记
B. 子代的雄性可育株中,缺刻叶与马铃薯叶的比例约为
C. 子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为
D. 出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
【答案】C
【解析】根据绿茎株中绝大多数雄性不育,紫茎株中绝大多数雄性可育,可推测绿茎和雄性不育位于同一条染色体,紫茎和雄性可育位于同一条染色体上,由子代雄性不育株中,缺刻叶∶马铃薯叶可知,缺刻叶与马铃薯叶位于另一对同源染色体上。因此绿茎可以作为雄性不育材料筛选的标记,错误;控制缺刻叶、马铃薯叶与控制雄性可育、雄性不育的两对基因位于两对同源染色体上,因此,子代雄性可育株中,缺刻叶与马铃薯叶的比例也约为,错误;由于基因和基因位于同一条染色体上,基因和基因位于同一条染色体上,子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为,正确;出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数分裂Ⅰ前期同源染色体非姐妹染色单体互换的结果,错误。
2.[(2021·湖北,18)]人类的血型是由常染色体上的基因、和三者之间互为等位基因决定的。基因产物使得红细胞表面带有A抗原,基因产物使得红细胞表面带有B抗原。基因型个体红细胞表面有A抗原和B抗原,基型个体红细胞表面无A抗原和B抗原。现有一个家系的系谱图(如图),对家系中各成员的血型进行检测,结果如表,其中“”表示阳性反应,“-”表示阴性反应。
个体
1
2
3
4
5
6
7
A抗原抗体
-
-
-
B抗原抗体
-
-
-
下列叙述正确的是( )
A. 个体5基因型为,个体6基因型为
B. 个体1基因型为,个体2基因型为或
C. 个体3基因型为或,个体4基因型为
D. 若个体5与个体6生第二个孩子,该孩子的基因型一定是
【答案】A
【解析】个体5只含抗原,个体6只含抗原,而个体7既不含抗原也不含抗原,故个体5的基因型只能是,个体6的基因型只能是,正确;个体1既含抗原又含抗原,说明其基因型为,个体2只含抗原,但个体5的基因型为,所以个体2的基因型只能是,错误;由表格分析可知,个体3只含抗原,个体4既含抗原又含抗原,由分析可知,个体6的基因型是,故个体3的基因型只能是,个体4的基因型是,错误;个体5的基因型为,个体6的基因型为,故二者生的孩子基因型可能是、、、,错误。
3.[(2020·浙江1月选考,18)]若马的毛色受常染色体上一对等位基因控制,棕色马与白色马交配,均为淡棕色马,随机交配,中棕色马∶淡棕色马∶白色马。下列叙述正确的是( )
A. 马的毛色性状中,棕色对白色为完全显性
B. 中出现棕色、淡棕色和白色是基因重组的结果
C. 中相同毛色的雌、雄马交配,其子代中雌性棕色马所占的比例为
D. 中淡棕色马与棕色马交配,其子代基因型的比例与表型的比例相同
【答案】D
【解析】根据题干信息,马的毛色性状中,棕色对白色为不完全显性,错误;中出现棕色、淡棕色和白色是基因分离的结果,错误;中相同毛色的雌、雄马交配,其子代中棕色马所占的比例为,雌性棕色马所占的比例为,错误;中淡棕色马与棕色马交配,其子代基因型的比例为,表型为淡棕色马与棕色马,比例为,正确。
对应训练
1.[(2024·山东实验中学模拟)]某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株(植株甲)进行了下列四个实验:
①让植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离
②用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代均为全缘叶
③用植株甲给羽裂叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为
④用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为
其中不能判定植株甲为杂合子的实验是( )
A. ①或② B. ①或④ C. ②或③ D. ③或④
【答案】C
【解析】假设控制羽裂叶和全缘叶的相关基因是、,植株甲(全缘叶)自花传粉后,子代出现性状分离,可说明植株甲是杂合子,①不符合题意;用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代均为全缘叶,若另一全缘叶植株的基因型为,则植株甲基因型为或;若另一全缘叶植株的基因型为,则植株甲基因型为,故不能判定植株甲是杂合子,②符合题意;用植株甲给羽裂叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例是,若羽裂叶为显性性状,则植株甲是纯合子;若羽裂叶为隐性性状,则植株甲为杂合子,因此不能判定植株甲为杂合子,③符合题意;用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例是,说明全缘叶是显性性状,植株甲和另一全缘叶植株都是杂合子,④不符合题意。综上所述,不能判定植株甲为杂合子的实验是②或③,、、错误,正确。
2.小鼠体色的灰色与白色是由常染色体上的一对等位基因控制的相对性状,某校生物科研小组的同学饲养了8只小鼠(编号①~),同时进行了一次杂交实验。如表是各杂交组合及子代鼠的体色情况。
杂交组合
亲本
子代
雌
雄
灰
白
Ⅰ
①灰
②白
5
6
Ⅱ
③白
④灰
4
6
Ⅲ
⑤灰
⑥灰
11
0
Ⅳ
⑦白
⑧白
0
9
该小组同学认为,根据上述实验结果不能确定哪个性状是显性性状,需重新设计杂交组合,以确定这对性状的显隐性。请选出最合理的实验方案( )
A. 让①与⑥杂交,③与⑧杂交,观察后代体色
B. 让⑤与⑧杂交,⑥与⑦杂交,观察后代体色
C. 让①与④杂交,②与③杂交,观察后代体色
D. 让③与⑥杂交,④与⑤杂交,观察后代体色
【答案】C
【解析】根据后代表型及比例推测,若灰色对白色是显性,则①④为杂合子,②③⑦⑧为隐性纯合子,⑤⑥中至少有一方为显性纯合子;若白色对灰色是显性,则②③为杂合子,①④⑤⑥均为隐性纯合子,⑦⑧中至少有一方为显性纯合子。通过①与④杂交、②与③杂交,根据后代是否发生性状分离即可对上述显隐性进行确定。如果①与④杂交的后代中既有灰鼠又有白鼠,②与③杂交的后代全为白鼠,则灰色为显性性状;如果①与④杂交的后代全为灰鼠,②与③杂交的后代中既有灰鼠又有白鼠,则白色为显性性状,故选。
3.[(2024·山东菏泽模拟)]将基因型为的豌豆连续自交,后代中纯合子和杂合子所占的比例如图中曲线所示。据图分析,下列说法错误的是( )
A. 曲线可代表自交代后纯合子所占的比例
B. 曲线可代表自交代后显性纯合子所占的比例
C. 隐性纯合子的比例比曲线所对应的比例要小
D. 曲线可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化
【答案】C
【解析】杂合子自交代,后代纯合子所占的比例为,自交代数越多,该值越趋向于1,所以曲线可代表自交代后纯合子所占的比例,正确;纯合子包括显性纯合子和隐性纯合子,并且它们各占一半,因此显(隐)性纯合子,自交代数越多,该值越趋向于,所以曲线可代表自交代后显(隐)性纯合子所占的比例,正确;隐性纯合子的比例与曲线一致,错误;杂合子的比例为,杂合子随着自交代数增加,不断减少,曲线可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化,正确。
4.[(2024·山东青岛模拟)]观赏植物中有一种叫作旱金莲的植物,其花朵有单花、双花和超双花,分别由、和控制。主要区别在于花瓣的数目,超双花的花瓣最多。某科研小组进行杂交实验发现,超双花×双花有时得到超双花∶双花,有时也产生全部是超双花的;超双花自交产生的全是超双花,或者是超双花∶双花,亦或是超双花∶单花;单花自交产生的全是单花的植株。下列相关描述正确的是( )
A. 旱金莲花朵性状的相关基因型共有5种
B. 对、为显性,对为显性
C. 不存在后代同时出现单花、双花和超双花的双亲杂交组合
D. 双花自交后代可能出现双花∶单花
【答案】D
【解析】体细胞中基因成对存在,故旱金莲花朵性状的相关基因型有、、、、和共6种,错误;由题意可知,该性状的显隐关系是对、为显性,对为显性,错误;若与杂交,后代同时出现三种表型,错误;双花植株基因型为或,故的双花植株自交后代出现双花∶单花,正确。
5.已知某种老鼠的体色由常染色体上的基因、A和决定,(纯合会导致胚胎致死)决定黄色,A决定灰色,决定黑色,且对A显性,A对显性。下列分析正确的是( )
A. 该种老鼠的成年个体最多有6种基因型
B. 基因型均为的一对老鼠产下了3只小鼠,一定是2只黄色、1只黑色
C. 、A和基因的遗传遵循基因的分离定律
D. 一只黄色雌鼠和一只黑色纯合雄鼠杂交,后代可能出现3种表型
【答案】C
【解析】由于基因纯合时会导致小鼠在胚胎时期死亡,所以该鼠种群中存活小鼠毛色的基因型有、、、、共5种,错误;基因型均为的一对老鼠交配,后代可能有(死亡)、(黄色)、(黑色),所以产下的3只小鼠可能全表现为黄色或可能全表现为黑色或可能表现为2只黄色、1只黑色或可能表现为1只黄色、2只黑色,错误;、和属于复等位基因,位于一对同源染色体上,遵循基因的分离定律,正确;一只黄色雌鼠或和一只黑色雄鼠杂交,后代可能出现黄色、灰色或黄色、黑色种表型,错误。
6.[(2024·河北沧州二模)](多选)麦粉蛾幼虫的肤色和成虫复眼的眼色均由等位基因控制,其中B基因控制犬尿素的合成,基因无此效应。已知母本基因型决定了其产生的卵细胞中是否有犬尿素,若卵细胞中有犬尿素则幼虫皮肤表现为有色。幼虫发育成成虫时,来自卵细胞的犬尿素被消耗完,若成虫体内不再合成犬尿素,将会使成虫复眼呈红色,而有犬尿素则成虫复眼呈深褐色。下列分析错误的是( )
A. 基因型为的幼虫皮肤可能有色,发育成的成虫复眼是红色
B. 纯合复眼深褐色个体和复眼红色个体杂交,子代成虫复眼全为深褐色
C. 基因型为和的麦粉蛾交配,正交和反交得到的子代表型及比例相同
D. 若要得到幼虫皮肤无色、成虫红眼的麦粉蛾,亲本的基因型组合有3种
【答案】CD
【解析】基因型为的幼虫,若产生该幼虫的母本基因型为,则卵细胞中含有犬尿素,幼虫皮肤有色,发育成成虫时色素被消耗完,而基因型为的个体本身不能合成犬尿素,所以成虫复眼是红色,正确;纯合复眼深褐色(基因型为)和复眼红色(基因型为)个体杂交,其子代基因型为,可产生犬尿素,因此子代成虫复眼全为深褐色,正确;基因型为的雄蛾与雌蛾交配,雌蛾产生的卵细胞不含犬尿素,子代幼虫皮肤均无色,基因型为的雌蛾与雄蛾交配,雌蛾产生的卵细胞中含犬尿素,子代幼虫皮肤均有色,因此正交和反交结果不同,错误;幼虫皮肤无色、成虫红眼麦粉蛾的基因型为,其亲本雌蛾的基因型一定为,父本的基因型为或,共两种组合,错误。
7.[(内蒙古2025年高考适应性测试)]锥实螺壳的右旋和左旋是一对相对性状,由一对等位基因控制,右旋为显性。已知基因没有表达产物。下列实验结果中能直接支持“子代螺壳的转向不受自身的基因型控制,而是卵的细胞质中母本基因的表达产物决定右旋”的是( )
A. 取螺卵的细胞核植入去核的螺卵细胞,与螺精子受精,发育成右旋螺
B. 取螺卵的细胞核植入去核的螺卵细胞,与螺精子受精,发育成左旋螺
C. 将螺卵的细胞质注入螺卵细胞,与螺精子受精,发育成右旋螺
D. 将螺卵的细胞质注入螺卵细胞,与螺精子受精,发育成右旋螺
【答案】D
【解析】本题实验目的是验证子代螺壳的转向不受自身的基因型控制,而是卵的细胞质中母本基因的表达产物决定右旋,实验自变量是细胞质中是否有母本基因的表达产物,因此实验思路是将螺卵的细胞质注入螺卵细胞,与螺精子受精,由于细胞质中含有卵的细胞质中母本基因的表达产物,所以将发育成右旋螺,正确,、、错误。
8.[(2024·福建福州高三期末)]自然状态下,小麦自花传粉,玉米可自花传粉也可异花传粉。将基因型为的个体分别进行连续自交、连续随机交配、连续自交/随机交配并逐代淘汰隐性个体,根据各自的子代中基因型频率绘制成曲线,如下图所示(横坐标代表亲本,代表子代)。下列分析错误的是( )
A. 杂合子小麦连续自然种植,子代中基因型频率曲线为Ⅳ
B. 杂合子玉米连续自然种植,子代中基因型频率曲线为Ⅰ
C. 连续自交或随机交配若干代,基因频率均保持不变
D. 杂合子玉米连续自然种植,每代都淘汰,子代中基因型频率曲线为Ⅲ
【答案】D
【解析】一般情况下,小麦为自交植物,杂合子小麦连续自然种植,连续自交,的的基因型频率都是,所以Ⅰ和Ⅳ符合,但是连续自交的结果是纯合子所占的比例越来越大,杂合子所占的比例越来越小,所以Ⅰ是随机交配的结果,Ⅳ是自交的结果,正确;一般情况下,玉米为杂交植株,杂合子玉米连续自然种植,子代中基因型频率曲线为Ⅰ,正确;连续自交和随机交配这两者都不存在选择,所以不会发生进化,的基因频率都不会改变,正确;一般情况下,玉米为随机交配植株,杂合子玉米连续自然种植,曲线Ⅱ和Ⅲ在杂合子所占的比例相同,这是由于自交和随机交配的结果是一样的,即的基因型及其比例为:,淘汰掉其中的个体后,的比例变为,的比例为,如果自交则其后代是,淘汰掉以后,得到的后代是,所占的比例是0.4。如果随机交配,根据遗传平衡定律,后代是,淘汰掉,则是,所以可以看出曲线Ⅱ是随机交配并淘汰的曲线,曲线Ⅲ是自交并淘汰的曲线,错误。
9.小麦是重要的经济作物,以自花传粉为主。小麦的花是两性花,雄、雌蕊等长,且雄、雌蕊能同时成熟,因此小麦倾向于自花传粉。但是小麦并不是完全严格的自花传粉,由于小麦不是闭花传粉,在花未受精的情况下即可开放,因此有一定概率进行异花传粉,自然状态下可实现不同植株间的杂交。回答下列问题。
(1) 小麦传粉过程中由一朵两性花的花粉落到同一植株的另一朵两性花的柱头上的现象称为_ _ _ _ _ _ _ _ (填“自花传粉”或“异花传粉”)。
(2) 小麦是复穗状花序。小麦的穗是由一个穗轴和个互生的小穗组成。每个小穗包括2片护颖和朵小花,小麦的小穗数目性状中多小穗和少小穗是一对_ _ _ _ _ _ _ _ 。其中多小穗性状的小麦高产,进一步研究发现多小穗性状与细胞核基因A和线粒体基因有关,基因A和基因是否符合基因的分离定律?(填“是”或“否”)。
(3) 小麦的穗上一般有朵小花,大部分会在发育过程中逐渐退化,大约有的成活率,每个小穗包括2片护颖,护颖的颜色有紫色和绿色两种,紫色护颖对绿色护颖为完全显性。现有紫色护颖(甲)和绿色护颖(乙)两个纯系品种小麦,由于甲、乙两品系各有一些不同的优良性状,研究者欲以紫色护颖、绿色护颖为观察指标培育优良杂种。考虑到小麦花小、人工杂交困难等特点,请你设计一个简便易行的方法实现甲、乙间的杂交以获得杂种植株,简述你的方案:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 异花传粉
(2) 相对性状;否
(3) 将甲、乙间行种植,使其自然传粉,收获乙植株上的种子后种植,根据子代护颖颜色,保留紫色护颖植株即为所需的杂种植株
【解析】
(1) 植物的传粉方式有自花传粉和异花传粉,小麦传粉过程中由一朵两性花的花粉落到同一植株的另一朵两性花的柱头上的现象称为异花传粉。
(2) 相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型,小麦的小穗数目性状中多小穗和少小穗是一对相对性状。细胞核基因和线粒体基因不是等位基因,不遵循基因的分离定律。
(3) 小麦不是闭花传粉,在花未受精的情况下即可开放,因此有一定概率进行异花传粉,自然状态下可实现不同植株间的杂交。考虑到小麦花小、人工杂交困难等特点,以紫色护颖、绿色护颖为观察指标培育优良杂种。设计方案不能人工杂交,只能让甲、乙间行种植,使其自然传粉。自然传粉有四种情况:①甲自交,②乙的花粉落在甲的柱头上实现的杂交,③乙自交,④甲的花粉落在乙的柱头上实现的杂交。甲植株上结的种子既有纯合子也有杂合子,且种植后都是紫色护颖,无法根据护颖颜色区分;乙植株上结的种子既有纯合子也有杂合子,且种植后紫色护颖一定是杂合子,符合要求。
第19课时 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
明确 学习目标
课程要求
核心问题
阐明有性生殖中基因自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状。
1.孟德尔两对相对性状的杂交实验过程?
2.自由组合定律的内容是什么?
3.孟德尔成功的原因有哪些?
整合 必备知识
知识整合
一、自由组合定律的发现
1.两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
(1)观察现象,提出问题
(2)提出假说,解释问题
①假说内容
.两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。
产生的雌配子和雄配子各有4种:、、、,且数量比为 。
.受精时,雌、雄配子的结合是随机的。雌雄配子的结合方式有16种,基因型有9种,表型有4种,且比例为 。
②遗传图解
棋盘格式:
分解组合式:
③结果分析
【教材深挖】(必修“旁栏思考”)含两对相对性状的纯合亲本杂交,中重组类型所占比例不一定是,原因是当亲本基因型为和时,中重组类型所占比例是;当亲本基因型为和时,中重组类型所占比例是。
(3)演绎推理,验证假说
(4)归纳总结,得出结论:实验结果与演绎结果相符,假说成立。
【教材深挖】(必修“旁栏思考”)孟德尔在总结遗传规律时,是否用到了归纳法?
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【答案】归纳法是从一类事物的一个个具体事实中总结出这类事物共性的逻辑思维方法。孟德尔在进行豌豆杂交实验时,研究了多对相对性状各自的遗传结果,发现了中显性性状个体与隐性性状个体的数量比约为,由此总结出遗传因子的传递规律,这个过程中就运用了归纳法。
二、基因的自由组合定律分析
1.内容解读
研究对象
位于非同源染色体上的非等位基因
发生时间
减数分裂Ⅰ后期而非配子结合时
实质
非同源染色体上的非等位基因自由组合
适用生物
进行有性生殖的真核生物的遗传
适用遗传方式
适用于细胞核遗传,不适用于细胞质遗传,也不适用于原核生物和病毒
【名师点睛】 非等位基因与自由组合的关系
(1)非等位基因可位于同源染色体上,也可位于非同源染色体上。同源染色体上的非等位基因不能自由组合。
(2)自由组合定律的实质并不是雌、雄配子的随机结合,而是形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合,即形成配子时发生自由组合。
2.细胞学基础
3.基因自由组合定律实质与比例的关系
【教材深挖】(必修“知识链接”)基因型与表型有什么关系?
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【答案】基因型决定表型,但表型会受环境的影响。生物的表型是由基因型和环境共同作用的结果。
三、孟德尔获得成功的原因及孟德尔遗传规律的应用
1.孟德尔获得成功的原因
2.孟德尔遗传规律的应用
(1)应用:有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象,还能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率,这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。
(2)实例
①杂交育种:人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的优良品种。例如既抗倒伏又抗条锈病的纯种小麦的选育。
②医学实践:人们可以依据分离定律和自由组合定律,对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。
基础自测
(1) 两对相对性状的杂交实验中,产生配子时,成对的遗传因子可以自由组合。( )
(2) “将(黄色圆粒豌豆)与隐性纯合子(绿色皱粒豌豆)进行正反交,统计实验结果显示后代均出现了四种表型且比例接近”属于孟德尔在研究两对相对性状杂交实验过程中的“演绎”环节。( )
(3) 在进行减数分裂的过程中,等位基因彼此分离,非等位基因自由组合。( )
(4) 基因的分离定律和自由组合定律具有相同的细胞学基础。( )
(5) 对杂交育种起指导作用的是基因的自由组合定律,和分离定律无关。( )
【答案】(1) ×
(2) ×
(3) ×
(4) ×
(5) ×
提升 关键能力
高考 考情概览
高考考点
2024
2023
2022
2021
2020
基因自由组合定律的实质和应用
河北、全国甲、贵州
山东、湖北
全国乙、天津、湖北
北京、河北、全国甲、全国乙
江苏、山东、北京、浙江7月
自由组合定律的常规问题
新课标卷、
全国甲、辽宁
广东、辽宁、山东
海南、全国甲、全国乙、山东、重庆
全国Ⅱ
考点 深度剖析
考点1 自由组合定律的发现
命题角度1 两对相对性状的实验分析
例1 [(2024·全国甲卷,6)]果蝇翅型、体色和眼色性状各由1对独立遗传的等位基因控制,其中弯翅、黄体和紫眼均为隐性性状,控制灰体、黄体性状的基因位于染色体上。某小组以纯合体雌蝇和常染色体基因纯合的雄蝇为亲本杂交得,相互交配得。在翅型、体色和眼色性状中,的性状分离比不符合的亲本组合是( )
A. 直翅黄体♀×弯翅灰体♂ B. 直翅灰体♀×弯翅黄体♂
C. 弯翅红眼♀×直翅紫眼♂ D. 灰体紫眼♀×黄体红眼♂
【答案】A
[命题立意]本题通过杂交实验中对子代表型和比例的分析,考查对自由组合定律的理解。
[思维过程](1)提取关键信息
①果蝇翅型、体色和眼色性状各由1对独立遗传的等位基因控制;②控制灰体、黄体性状的基因位于 染色体上;③弯翅、黄体和紫眼均为隐性性状。这三对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)演绎推理
假设直翅对弯翅由A、控制,体色灰体对黄体由B、控制,眼色红眼对紫眼由D、控制。
①直翅黄体♀×弯翅灰体♂ 基因型为:、,按照拆分法,直翅灰体∶直翅黄体∶弯翅灰体∶弯翅黄体,A符合题意。②直翅灰体♀×弯翅黄体♂ 基因型为:、,按照拆分法,直翅灰体∶直翅黄体∶弯翅灰体∶弯翅黄体,B不符合题意。③弯翅红眼♀×直翅紫眼♂ 基因型为:,按照拆分法,直翅红眼∶直翅紫眼∶弯翅红眼∶弯翅紫眼,C不符合题意。④灰体紫眼♀×黄体红眼♂ 基因型为:、,按照拆分法,灰体红眼∶灰体紫眼∶黄体红眼∶黄体紫眼,D不符合题意。
【回归教材】(必修“旁栏思考”)的展开式为,即 的比例可以表示为两个 的乘积。从数学的角度分析两对相对性状的遗传结果,你会有什么认识?
提示:对于两对相对性状的遗传结果,如果对每一对相对性状单独进行分析,都遵循分离定律,这无疑说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积,即 来自。
[针对训练]
1.[(2024·河北,23节选)]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
②
非圆深绿
非圆深绿∶非圆绿条纹∶圆形深绿∶圆形绿条纹
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_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 分离;浅绿
(2) 、;深绿
(3) ;
【解析】
(1) 由实验①结果可知,只考虑瓜皮颜色,为深绿,中深绿∶浅绿,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,中深绿∶绿条纹,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,可假设为,为,符合实验①的结果,则为,则还需从实验①和②的亲本中选用,则为表现为深绿。
(3) 调查实验①和②的发现全为椭圆形瓜,亲本长形和圆形均为纯合子,说明椭圆形为杂合子,则非圆瓜中有为长形,为椭圆形,故椭圆深绿瓜植株占比为。由题意可设瓜形基因为,则基因型为,基因型为,为,由实验的表型和比例可知,圆形深绿瓜的基因型为。实验①中植株自交子代能产生圆形深绿瓜植株的基因型有、、、,其子代中圆形深绿瓜植株的占比为。
命题角度2 自由组合定律的实质及验证
例2 [(2023·辽宁,24)]萝卜是雌、雄同花植物,其贮藏根(萝卜)红色、紫色和白色由一对等位基因、控制,长形、椭圆形和圆形由另一对等位基因、控制。一株表型为紫色椭圆形萝卜的植株自交,的表型及其比例如下表所示。回答下列问题。
表型
红色长形
红色椭圆形
红色圆形
紫色长形
紫色椭圆形
比例
1
2
1
2
4
表型
紫色圆形
白色长形
白色椭圆形
白色圆形
比例
2
1
2
1
注:假设不同基因型植株个体及配子的存活率相同。
(1) 控制萝卜颜色和形状的两对基因的遗传_ _ (填“遵循”或“不遵循”)孟德尔第二定律。
(2) 为验证上述结论,以为实验材料,设计实验进行验证:
① 选择萝卜表型为_ _ _ _ _ _ _ _ 和红色长形的植株作亲本进行杂交实验。
② 若子代表型及其比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,则上述结论得到验证。
(3) 表中植株纯合子所占比例是_ _ _ _ _ _ ;若表中随机传粉,植株中表型为紫色椭圆形萝卜的植株所占比例是_ _ _ _ _ _ 。
(4) 食品工艺加工需大量使用紫色萝卜,为满足其需要,可在短时间内大量培育紫色萝卜种苗的技术是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 遵循
(2) ① 紫色椭圆形
② 紫色椭圆形∶紫色长形∶红色椭圆形∶红色长形
(3) ;
(4) 植物组织培养
[命题立意]本题通过两对性状的杂交实验分析,考查自由组合定律的实质及对自由组合定律的验证,考查学生的科学探究和科学思维能力。
[思维过程](1)提取关键信息
(2)演绎推理
中表型比例之和:,符合 的变形 两对性状遵循自由组合定律,即遵循孟德尔第二定律。②验证自由组合定律一般采用自交法或测交法。题干中的杂交实验为紫色椭圆形萝卜的植株自交,因此应采用测交法:紫色椭圆形×红色长形,若表型及其比例为紫色椭圆形∶紫色长形∶红色椭圆形∶红色长形 结论得到验证。随机传粉:.颜色的遗传,中有,产生配子为、,雌、雄配子随机结合,子代中紫色 占;.形状的遗传,中有,产生配子为、,雌、雄配子随机结合,子代中椭圆形 占,因此 植株中表型为紫色椭圆形萝卜的植株所占比例是。
【规律方法】
验证自由组合定律的方法
方法
结论
自交法
自交后代的性状分离比为,则遵循基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法
测交后代的性状比例为,则由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制,遵循自由组合定律
花粉鉴定法
若有四种花粉,比例为,则遵循自由组合定律
单倍体育种法
取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有四种表型,且比例为,则遵循自由组合定律
[针对训练]
2.[(2024·河南信阳模拟)]某单子叶植物的非糯性对糯性为显性,抗病对染病为显性,花粉粒长形对圆形为显性,三对等位基因位于三对同源染色体上,非糯性花粉遇碘液变蓝,糯性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为、、、则下列说法正确的是( )
A. 若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律,应该用①和③杂交所得代的花粉
B. 若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律,可以观察①和②杂交所得代的花粉
C. 若培育糯性抗病优良品种,应选用①和④亲本杂交
D. 将②和④杂交后所得的的花粉涂在载玻片上,加碘液染色后,均为蓝色
【答案】C
【解析】三对相对性状中可通过花粉鉴定的相对性状是非糯性和糯性、花粉粒长形和圆形,若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律,需得到基因型为或的植株,错误;用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律,需得到基因型为的植株,观察①和②杂交所得代为,错误;,连续自交即可得到糯性抗病优良品种,正确;,其产生的花粉加碘液染色后(蓝)(棕色),错误。
命题角度3 自由组合定律的应用
例3 [(2022·湖北,24节选)]“端稳中国碗,装满中国粮”,为了育好中国种,科研人员在杂交育种与基因工程育种等领域开展了大量的研究。二倍体作物的品系甲有抗虫、高产等多种优良性状,但甜度不高。为了改良品系甲,增加其甜度,育种工作者做了如下实验:
实验一:遗传特性及杂交育种的研究
在种质资源库中选取乙、丙两个高甜度的品系,用三个纯合品系进行杂交实验,结果如下表。
杂交组合
表型
表型
甲×乙
不甜
甜、不甜
甲×丙
甜
甜、不甜
乙×丙
甜
甜、不甜
实验二:甜度相关基因的筛选
通过对甲、乙、丙三个品系转录的进行分析,发现基因与作物的甜度相关。
根据研究组的实验研究,回答下列问题。
(1) 假设不甜植株的基因型为和,则乙、丙杂交的中表现为甜的植株基因型有_ _ 种。品系乙基因型为_ _ _ _ _ _ _ _ 。若用乙×丙中不甜的植株进行自交,中甜∶不甜比例为_ _ _ _ _ _ 。
(2) 下图中,能解释(1)中杂交实验结果的代谢途径有。
【答案】(1) 7;;
(2) ①③
[命题立意]本题以遗传育种为命题情境,考查自由组合定律的实质和应用,“端稳中国碗,装满中国粮”,激发学生努力拼搏,育好中国种,培养社会责任感。
[思维过程](1)确定甲、乙、丙的基因型:
根据题干信息,甲是不甜品系,乙、丙为甜品系,甲、乙、丙都是纯合子。假设不甜植株的基因型为 和,因此甲基因型为。
甲×乙 不甜 甜、不甜 乙的基因型为。
乙×丙 甜 甜、不甜 丙的基因型为。
(2)分析乙×丙杂交组合:基因型为,的基因型及比例:(甜)(不甜)(甜)(甜)。
(3)生化过程分析:
已知(甜)、(不甜)、(甜)、(甜),则:
[针对训练]
3.[(2024·河北秦皇岛二模)]如图为某家庭的两种遗传病的遗传系谱图和家庭中部分个体相关基因的电泳图谱结果(每行条带代表一种基因),其中红绿色盲由等位基因A、控制,范可尼综合征由等位基因B、控制,已知和的后代均无红绿色盲致病基因。不考虑基因突变等,下列相关叙述正确的是( )
A. 红绿色盲和范可尼综合征均为伴染色体隐性遗传病
B. 若为两种病的携带者,则其与生出患病孩子的概率为
C. 为杂合子,和电泳图谱的条带结果相同
D. 可能携带范可尼综合征致病基因,其红绿色盲致病基因来自
【答案】C
【解析】已知红绿色盲为伴染色体隐性遗传病。根据“无中生有为隐性”分析系谱图,由于与都是正常的,而患范可尼综合征可知,范可尼综合征为隐性遗传病。由为红绿色盲可知,的基因型为,所以不具有的第一行条带为。又根据题干“和的后代均无红绿色盲致病基因”,所以为纯合子,所以不具有的第二行条带为。所以后两行为基因、,电泳图中几人均为杂合子,表现正常,所以范可尼综合征为常染色体隐性遗传病,错误;若为两种病的携带者,则其基因型为,由图可知患范可尼综合征,而不患红绿色盲,所以其基因型为,二者生出正常孩子的概率为,则患病孩子的概率为,错误;已知和的后代均无红绿色盲致病基因,的基因型为,结合的电泳结果可知其基因型为,因此的基因型为,为杂合子,根据和表型可知的基因型为,四个基因条带都具有,与相同,正确;关于红绿色盲的基因型为,来自,最初来自,错误。
考点2 自由组合定律的常规解题规律和方法
命题角度1 由亲代推配子及子代的相关种类和比例
例4 [(2020·浙江7月选考,18)]若某哺乳动物毛发颜色由基因(褐色)、(灰色)、(白色)控制,其中和分别对完全显性。毛发形状由基因(卷毛)、(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为和的雌、雄个体交配。下列说法正确的是( )
A. 若对共显性、对完全显性,则有6种表型
B. 若对共显性、对不完全显性,则有12种表型
C. 若对不完全显性、对完全显性,则有9种表型
D. 若对完全显性、对不完全显性,则有8种表型
【答案】B
【解析】亲本基因型为和时,分析控制毛发颜色的基因型,子代为、、和种基因型;分析控制毛发形状的基因型,子代为、和种基因型。若对共显性,则、、和这4种基因型有4种表型;若对完全显性,则、和这3种基因型有2种表型,故共有8种表型,错误;若对共显性,则、、和这4种基因型有4种表型;若对不完全显性,则、和这3种基因型有3种表型,故共有12种表型,正确;若对不完全显性,则、、和这4种基因型有4种表型;若对完全显性,则、和这3种基因型有2种表型,故共有8种表型,错误;若对完全显性,则、、和这4种基因型有3种表型;若对不完全显性,则、和这3种基因型有3种表型,故共有9种表型,错误。
【归纳总结】
(1)推导配子及子代相关种类数和概率
题型分类
示例
解题规律
种类问题
配子类
型(配子种类数)
产生配子种类数为8种(即:)
(为等位基因对数)
种类问题
配子间结合方式
,配子间结合方式种类数为8种
配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积
子代基因型(或表型)种类
,子代基因型种类数为12种,表型为8种
双亲杂交(已知双亲基因型),子代基因型(或表型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积
概率问题
某基因型(或表型)的比例
,中所占比例为
按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例,然后利用乘法原理进行组合
纯合子或杂合子出现的比例
,中纯合子所占比例为
按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例,杂合子概率纯合子概率
(2)推断子代表型的种类和比例
常规类型的推断
亲本
子代表型及比例
(黄圆)(黄圆)
黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒
(黄圆)(绿皱)
黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒
(绿圆)(黄皱)
黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒
(黄圆)(黄皱)
黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒
群体自交、测交和自由交配
纯合黄色圆粒豌豆和纯合绿色皱粒豌豆杂交后得子一代,子一代再自交得子二代,若子二代中黄色圆粒豌豆个体和绿色圆粒豌豆个体分别进行自交、测交和自由交配,所得子代的表型及比例
(绿圆)
自交
绿色圆粒∶绿色皱粒
测交
绿色圆粒∶绿色皱粒
自由交配
绿色圆粒∶绿色皱粒
(黄圆)
自交
黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒
测交
黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒
自由交配
黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒
[针对训练]
4.[(2022·全国乙卷,32)]某种植物的花色有白、红和紫三种,花的颜色由花瓣中色素决定,色素的合成途径是:白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制,酶2的合成由基因B控制,基因A和B位于非同源染色体上。回答下列问题。
(1) 现有紫花植株(基因型为)与红花杂合植株杂交,子代植株表型及其比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;子代中红花植株的基因型是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;子代白花植株中纯合子所占的比例是_ _ _ _ _ _ 。
(2) 已知白花纯合子的基因型有2种。现有1株白花纯合植株甲,若要通过杂交实验(要求选用1种纯合子亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型,请写出所选用的亲本基因型,并预期实验结果和结论。
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 紫色∶红色∶白色;、;
(2) 选用的亲本基因型为;预期实验结果及结论:若子代花色全为红花,则待测白花纯合个体的基因型为;若子代花色全为紫花,则待测白花纯合个体的基因型为
【解析】
(1) 基因型为的紫花植株与红花杂合植株(基因型为)杂交,子代基因型及比例为,相应的表型及比例为紫色∶红色∶白色;子代中红花植株的基因型为、;子代白花植株的基因型为、,二者比例为,故子代白花植株中纯合子占的比例是。
(2) 根据题述分析,白花纯合子的基因型有与两种,要选用1种纯合子亲本通过1次杂交实验来确定其基因型,关键思路是要判断该白花植株甲是否含有基因,且不能选择白花亲本,否则后代全部为白花,无法判断,故而选择基因型为的红花纯合个体为亲本,与待测植株甲进行杂交。若待测白花纯合个体的基因型为,则子代花色全为红花;若待测白花纯合个体的基因型为,则子代花色全为紫花。
命题角度2 由子代推亲代的基因型和表型
例5 [(2020·全国Ⅱ,32)]控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用、、表示,且位于3对同源染色体上。现有表型不同的4种植株:板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交,子代表现型均与甲相同;乙和丁杂交,子代出现个体数相近的8种不同表型。回答下列问题。
(1) 根据甲和丙的杂交结果,可知这3对相对性状的显性性状分别是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 根据甲和丙、乙和丁的杂交结果,可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为_ _ _ _ _ _ _ _ 、_ _ _ _ _ _ _ _ 、_ _ _ _ _ _ _ _ 和_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 若丙和丁杂交,则子代的表型为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 选择某一未知基因型的植株与乙进行杂交,统计子代个体性状。若发现叶形的分离比为、叶色的分离比为、能否抗病性状的分离比为,则植株的基因型为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 板叶、紫叶、抗病
(2) ;;;
(3) 花叶绿叶感病、花叶紫叶感病
(4)
【解析】
(1) 因3对基因分别位于3对同源染色体上,故其遗传遵循基因的自由组合定律。甲和丙中含3对相对性状,因两者杂交子代表型均与甲相同,故甲中的板叶、紫叶和抗病都是显性性状。
(2) 由甲和丙杂交,子代表型均与甲相同可知,甲的基因型为,丙的基因型为。由乙和丁杂交,子代出现个体数相近的8种不同表型可知,每对基因的组合情况均符合测交的特点,结合乙和丁的表型,确定乙的基因型是,丁的基因型是。
(3) 若丙和丁杂交,子代基因型为、,表型为花叶紫叶感病和花叶绿叶感病。
(4) 未知基因型的植株与乙杂交,若子代叶形的分离比为,则植株叶形的相关基因型是;若子代叶色的分离比为,则植株叶色的相关基因型是;若子代能否抗病性状的分离比为,则植株能否抗病的相关基因型是。故植株的基因型为。
[命题立意]本题以三对相对性状的遗传为命题情境,考查学生对自由组合定律的理解。
[思维过程]提取信息并分析:
(1)信息 板叶、紫叶和抗病都是显性性状;
(2)信息 种不同表型比例符合,符合三对等位基因的测交。
[针对训练]
5.[(2023·全国甲卷,32)]乙烯是植物果实成熟所需的激素,阻断乙烯的合成可使果实不能正常成熟,这一特点可以用于解决果实不耐储存的问题,以达到增加经济效益的目的。现有某种植物的3个纯合子(甲、乙、丙),其中甲和乙表现为果实不能正常成熟(不成熟),丙表现为果实能正常成熟(成熟),用这3个纯合子进行杂交实验,自交得,结果如表。
实验
杂交组合
表型
表型及分离比
①
甲×丙
不成熟
不成熟∶成熟
②
乙×丙
成熟
成熟∶不成熟
③
甲×乙
不成熟
不成熟∶成熟
回答下列问题。
(1) 利用物理、化学等因素处理生物,可以使生物发生基因突变,从而获得新的品种。通常,基因突变是指_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 从实验①和②的结果可知,甲和乙的基因型不同,判断的依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 已知丙的基因型为,且B基因控制合成的酶能够催化乙烯的合成,则甲、乙的基因型分别是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;实验③中,成熟个体的基因型是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,不成熟个体中纯合子所占的比例为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 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
(2) 实验①和实验②的性状不同,的性状分离比不相同
(3) 、;和;
【解析】
(1) 基因突变是指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。
(2) 甲与丙杂交,的表现型为不成熟,的表型及比例为不成熟∶成熟,所以甲的不成熟相对于成熟为显性;乙与丙杂交,的表型为成熟,的表型及比例为成熟∶不成熟,所以乙的不成熟相对于成熟为隐性。即实验①和实验②的性状不同,的性状分离比不相同,故甲和乙的基因型不同。
(3) 由于甲的不成熟为显性,且丙的基因型为,所以甲的基因型为;乙的不成熟为隐性,所以乙的基因型为;则实验③的的基因型为,中成熟个体的基因型为和,不成熟个体占;而不成熟纯合子的基因型为、、,占,所以不成熟个体中的纯合子占。
命题角度3 多对等位基因的自由组合
例6 [(2021·全国乙卷,6)]某种二倍体植物的个不同性状由对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的对基因均杂合。理论上,下列说法错误的是( )
A. 植株A的测交子代中会出现种不同表型的个体
B. 越大,植株A测交子代中不同表型个体数目彼此之间的差异越大
C. 植株A测交子代中对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
D. 时,植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
【答案】B
【解析】每对等位基因测交后会出现2种表型,故对等位基因杂合的植株的测交子代会出现种不同表型的个体,正确;不管有多大,植株测交子代比为 (共个1),即不同表型个体数目均相等,错误;植株测交子代中对基因均杂合的个体数为,纯合子的个体数也是,两者相等,正确;时,植株的测交子代中纯合子的个体数是,杂合子的个体数为,故杂合子的个体数多于纯合子的个体数,正确。
[命题立意]本题以 对独立遗传的基因控制的 个不同性状的遗传由为情境,考查对孟德尔遗传规律的归纳、抽象和概括,考查模型认知与建构。
[思维过程]构建模型:
对等位基因(完全显性)分别位于 对同源染色体上的遗传规律
亲本相对性状的对数
1
2
配子种类和比例
2种
种
种
表型种类和比例
2种
种
种
基因型种类和比例
3种
种
种
全显性个体比例
中隐性个体比例
测交后代表型种类及比例
2种
种
种
测交后代全显性个体比例
【误区警示】 (1)不能建立孟德尔遗传规律的数学模型,不能运用模型的方法认识和解决问
题。(2)混同了“对基因均杂合的个体”和“杂合子”这两个概念,出现误选C项的情况。
【归纳总结】
(1)某显性亲本的自交后代中,若全显个体的比例为或隐性个体的比例为,可知该显性亲本含有对杂合基因,该性状至少受对等位基因控制。
(2)某显性亲本的测交后代中,若全显性个体或隐性个体的比例为,可知该显性亲本含有对杂合基因,该性状至少受对等位基因控制。
(3)若中子代性状分离比之和为,则该性状由对等位基因控制。
[针对训练]
6.[(2024·广东东莞模拟)]一对相对性状可受多对等位基因控制,如某植物的紫花和白花这对相对性状就受三对等位基因A、,B、,C、控制,当个体基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时,该植物个体才开紫花,否则开白花。若这三对等位基因独立遗传,让基因型为的植株自交,下列关于其子代的叙述正确的是( )
A. 纯合植株占
B. 紫花植株的基因型有9种
C. 白花植株中,纯合子占
D. 出现基因型为植株的概率为
【答案】A
【解析】基因型为的植株自交,产生的纯合植株的比例为,正确;紫花植株的基因型有种,错误;基因型为的植株自交产生的白花植株的比例为,其中白花纯合子所占的比例为,则基因型为的植株自交,白花植株中,纯合子占,错误;出现基因型为植株的概率为,错误。
高考 真题集训
1.[(2024·新课标卷,34)]某种瓜的性型(雌性株/普通株)和瓜刺(黑刺/白刺)各由1对等位基因控制。雌性株开雌花,经人工诱雄处理可开雄花,能自交;普通株既开雌花又开雄花。回答下列问题。
(1) 黑刺普通株和白刺雌性株杂交得,根据的性状不能判断瓜刺性状的显隐性,则瓜刺的表型及分离比是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。若要判断瓜刺的显隐性,从亲本或中选择材料进行的实验及判断依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 王同学将黑刺雌性株和白刺普通株杂交,均为黑刺雌性株,经诱雄处理后自交得,能够验证“这2对等位基因不位于1对同源染色体上”这一结论的实验结果是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 白刺瓜受消费者青睐,雌性株的产量高。在王同学实验所得杂交子代中,筛选出白刺雌性株纯合体的杂交实验思路是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 黑刺∶白刺;从亲本或中选取表型相同的个体进行自交,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) 中的表型及比例为黑刺雌性株∶黑刺普通株∶白刺雌性株∶白刺普通株
(3) 选择中白刺雌性株分别与白刺普通株测交,若后代都为白刺雌性株,则该白刺雌性株为纯合体;若后代白刺雌性株∶白刺普通株,则为白刺雌性株杂合体
【解析】
(1) 黑刺普通株和白刺雌性株杂交得,根据的性状不能判断瓜刺性状的显隐性,说明中性状有白刺也有黑刺,则亲本显性性状为杂合子,瓜刺的表型及分离比是黑刺∶白刺。若要判断瓜刺的显隐性,从亲本或中选择材料进行的实验,即从亲本或中选取表型相同的个体进行自交,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) 黑刺雌性株和白刺普通株杂交,均为黑刺雌性株,说明在瓜刺这对相对性状中黑刺为显性,在性别这对相对性状中雌性株为显性,若控制瓜刺的基因用表示,控制性别的基因用表示,则亲本基因型为和,的基因型为,经诱雄处理后自交得,若这2对等位基因不位于1对同源染色体上,则瓜刺和性型的遗传遵循基因的自由组合定律,即中的表型及比例为黑刺雌性株∶黑刺普通株∶白刺雌性株∶白刺普通株。
(3) 在王同学实验所得杂交子代中,中白刺雌性株的基因型为和,若想筛选出白刺雌性株纯合体,可选用测交实验,即选择中白刺雌性株分别与白刺普通株基因型为进行测交,若后代都为白刺雌性株,则该白刺雌性株为纯合体,若后代白刺雌性株∶白刺普通株,则为白刺雌性株杂合体。
2.[(2024·贵州,20)]已知小鼠毛皮的颜色由一组位于常染色体上的复等位基因(黄色)、(鼠色)、(黑色)控制。现有甲(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、雄小鼠若干,某研究小组对其开展了系列实验,结果如图所示。
回答下列问题。
(1) 基因、、之间的显隐性关系是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。实验③中的子代比例说明了_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,其黄色子代的基因型是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型共有_ _ _ _ _ _ 种,其中基因型组合为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的小鼠相互交配产生的子代毛皮颜色种类最多。
(3) 小鼠短尾和正常尾是一对相对性状,短尾基因纯合时会导致小鼠在胚胎期死亡。小鼠毛皮颜色基因和尾形基因的遗传符合自由组合定律,若甲雌、雄个体相互交配,则子代表型及比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;为测定丙产生的配子类型及比例,可选择丁个体与其杂交,选择丁的理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 对、为显性,对为显性;基因型的个体死亡且对为显性;、
(2) 5(或五);和
(3) 黄色短尾∶黄色正常尾∶鼠色短尾∶鼠色正常尾;丁是隐性纯合子
【解析】
(1) 根据图中杂交组合③可知,对为显性,对为显性;故对、为显性,对为显性。实验③中的子代比例说明基因型的个体死亡且对为显性,其黄色子代的基因型是、。
(2) 根据(1)可知,小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有、、、、,共有5种。其中和交配后代的毛色种类最多,共有黄色、鼠色和黑色3种。
(3) 根据题意,甲的基因型是,则该基因型的雌、雄个体相互交配,子代表型及比例为黄色短尾∶黄色正常尾∶鼠色短尾∶鼠色正常尾。丙为鼠色短尾,其基因型表示为,为测定丙产生的配子类型及比例,可采用测交的方法,即丁个体与其杂交,理由是丁是隐性纯合子。
对应训练
基础巩固
1.[(2024·江苏南京期中)]孟德尔利用假说—演绎法发现了遗传的两大定律。其中在研究两对相对性状的杂交实验时,针对发现的问题,孟德尔提出的假说是( )
A. 在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合,产生四种比例相等的配子
B. 表现显性性状,自交产生四种表型不同的后代,比例是
C. 产生数目和种类均相等的雌、雄配子,且雌、雄配子结合的机会相同
D. 测交将产生四种表型不同的后代,比例为
【答案】A
【解析】在两对相对性状的杂交实验中,孟德尔作出的假设是在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合,产生四种比例相等的配子,且雌、雄配子结合的机会相等,符合题意;表现显性性状,自交产生四种表型不同的后代,比例是,这是孟德尔在研究两对相对性状的杂交实验中发现的问题,不符合题意;产生四种比例相等的配子,但雌、雄配子数目并不相等,不符合题意;测交将产生四种表型不同的后代,比例为,这是孟德尔对两对相对性状的杂交实验现象的演绎推理过程,不符合题意。
2.[(2024·湖南怀化联考)]在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,纯合亲本杂交产生黄色圆粒豌豆,自交产生。下列叙述正确的是( )
A. 亲本杂交和自交的实验中孟德尔都必须在豌豆开花前对母本进行去雄操作
B. 配子只含有每对遗传因子中的一个,产生的雌配子有4种,这属于演绎的内容
C. 中两对相对性状均出现的性状分离比,说明这两对相对性状的遗传都遵循分离定律
D. 的黄色圆粒豌豆中能够稳定遗传的个体占
【答案】C
【解析】杂交实验时需要在豌豆开花前对母本进行去雄操作,而自交实验时不需要对母本去雄,错误;“配子只含有每对遗传因子中的一个”是孟德尔依据实验现象提出的假说,通过测交实验演绎过程,推测了产生配子的种类及比例,错误;在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,逐对分析时,中黄色∶绿色,圆粒∶皱粒,说明这两对相对性状的遗传都遵循分离定律,正确;的黄色圆粒豌豆占后代总数的,其中能稳定遗传的基因型只有,占黄色圆粒的,错误。
3.[(2024·河北沧州期中)]下列关于图解的理解,正确的是( )
A. 分离定律的实质表现在图甲中①②③
B. 自由组合定律的实质表现在图乙中的④⑤⑥
C. 图甲中③过程的随机性是子代占的原因之一
D. 自由组合定律的实质是非等位基因的自由组合
【答案】C
【解析】分离定律的实质表现在减数分裂Ⅰ后期产生配子的过程中,即图中的①②④⑤,错误;基因的自由组合定律发生在两对及以上等位基因之间,且发生在减数分裂Ⅰ后期,产生配子的过程中,因此自由组合定律的实质表现在图中的④⑤,错误;左图中③受精作用过程中,雌、雄配子是随机结合的,所以后代,其中占,正确;自由组合定律的实质是非等位基因随非同源染色体自由组合而自由组合,错误。
4.[(2024·河北名校联盟)]同学把材质、大小相同的两种颜色的球等量标记后,放入罐中模拟自由组合定律,如图所示。下列同学对该做法的评价正确的是( )
A. 同学A认为罐子中的白球和黑球的数量可不等,且从罐子里摸出两个球并记录就能模拟自由组合定律
B. 同学B认为要把该罐子标记为雄1,取出所有白色球放入标记为雌1的罐子,再分别摸一球并记录就能模拟自由组合定律
C. 同学C认为要把罐子里的白球换成大球,每次摸一大一小两球并记录就能模拟自由组合定律
D. 同学D认为如果罐子里只有白球,该过程模拟了成对遗传因子的分离和雌、雄配子的随机结合
【答案】C
【解析】据题意可知,罐子里的球材质、大小相同,在摸球的时候无法区分两对等位基因的区别,故无论是摸两个球还是四个球,均不能模拟自由组合定律,错误;自由组合定律是两对等位基因参与的,该罐子标记为雄1,取出所有白色球放入标记为雌1的罐子,再分别摸一球只能模拟减数分裂形成配子的过程,错误;白球换成大球,每次摸一大一小两球并记录,此方法取出的球为非同源染色体上的非等位基因,可模拟自由组合定律,正确;由于罐子中有白球、,随机抓取一个白球,只能获得或中的一个,说明等位基因的分离,需要从两个装有白球的罐子中分别抓取一个白球,不同字母的随机结合,模拟生物在受精过程中雌、雄配子的随机结合,错误。
5.某种二倍体植物的对相对性状由对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的对基因均杂合,从理论上分析,下列说法错误的是( )
A. 植株A自交子代中对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
B. 越大,植株A自交子代中表型与植株A相同的个体所占比例越小
C. 若植株A测交子代表型比例为,则
D. 若植株A自交子代中隐性纯合子占,则
【答案】D
【解析】假设对杂合的基因分别为 已知植株的对基因均杂合,植株自交,若只考虑其中的1对基因(如和),则自交子代中杂合子和纯合子和的比例为,同理可推知植株自交子代中对基因均杂合的个体所占比例和纯合子的个体所占比例都是的次方,即自交子代中对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等,正确;植株自交子代中表型与植株相同的个体所占比例为的次方,越大,植株自交子代中表型与植株相同的个体所占比例越小,正确;若植株测交子代表型比例为,说明植株产生4种比值相等的配子,则,正确;植株自交,若只考虑其中的1对基因(如和),则自交子代中隐性纯合子(如)占,若植株自交子代中隐性纯合子占,则,错误。
6.[(2024·安徽合肥三模)]已知某植物的红花对白花是显性。现对一红花植株进行测交,获得大量子代,统计后发现红花植株∶白花植株,若不考虑基因突变以及致死等异常情况,有关推测正确的是( )
A. 该植物红花和白花的遗传不遵循基因的分离定律
B. 亲本红花植株自交,子代中白花植株均能稳定遗传
C. 该植物红花与白花的形成受一对等位基因的控制
D. 测交后代的白花植株中纯合子占,杂合子占
【答案】B
【解析】根据测交结果为可知该植物红花和白花这对相对性状的遗传受两对等位基因控制(假设两对基因为、),且遵循基因的分离定律和自由组合定律,错误;测交后代为,可推断亲本中红花植株的基因型是,其自交后代中白花植株组成是、、,都至少含有一对隐性基因,因此可以将白花性状稳定遗传下去,正确;根据测交结果为可知该植物红花和白花这对相对性状的遗传受两对等位基因控制(假设两对基因为、),且遵循基因的分离定律和自由组合定律,错误;选项中测交后代的白花植株共3份,其中纯合子为,仅占,而杂合子占,错误。
能力提升
7.某植物的野生型有成分,通过诱变等技术获得3个无成分的稳定遗传突变体(甲、乙和丙)。突变体之间相互杂交,均无成分。然后选其中一组杂交的作为亲本,分别与3个突变体进行杂交,结果见下表:
杂交编号
杂交组合
子代表型/株数
Ⅰ
甲
有(199),无(602)
Ⅱ
乙
有(101),无(699)
Ⅲ
丙
无(795)
注:“有”表示有成分,“无”表示无成分。
用杂交Ⅰ子代中有成分植株与杂交Ⅱ子代中有成分植株杂交,理论上其后代中有成分植株所占比例为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题干信息可推理如下,①野生型表现为有成分,可推知基因型为的个体表现为有成分。个突变体能稳定遗传,所以都为纯合子,且均表现为无成分。③分析杂交过程,杂交Ⅰ中,与甲杂交,后代有成分性状和无成分性状株数比约为,即约占,所以甲中一定含有基因,可推测甲的基因型为或;杂交Ⅱ中,与乙杂交,后代有成分性状和无成分性状株数比约为,即约占,所以乙中一定含有基因,可推测乙的基因型为。用杂交Ⅰ子代中有成分植株[、或、]与杂交Ⅱ子代有成分植株杂交,雌、雄配子随机结合,理论上后代中有成分植株所占的比例为,符合题意。
8.果皮色泽是柑橘(雌雄同株植物)果实外观的主要性状之一,为探明柑橘果皮色泽的遗传特点,科研人员利用果皮颜色为黄色、红色和橙色的三株柑橘进行杂交实验,并对子代果皮颜色进行了调查测定和统计分析,实验结果如下(若柑橘的果皮色泽由一对等位基因控制,用A、表示;若由两对等位基因控制,用A、和B、表示,以此类推)。下列叙述错误的是( )
实验甲:黄色×黄色 黄色
实验乙:橙色×橙色 橙色∶黄色
实验丙:红色×黄色 红色∶橙色∶黄色
实验丁:橙色×红色 红色∶橙色∶黄色
A. 柑橘的果皮色泽至少受2对等位基因控制
B. 实验乙两亲本的基因型相同,子代橙色个体自交,后代黄色个体占
C. 实验丙中的红色个体若进行自交,子代红色∶橙色∶黄色
D. 实验丁的子代红色个体自由交配,后代中黄色柑橘占比是
【答案】B
【解析】实验丙代表测交实验,若受一对等位基因控制,测交后代性状比为,而根据题干信息红色×黄色 红色∶橙色∶黄色,则说明至少受2对等位基因控制,遵循基因的自由组合定律,正确;根据实验结果分析,柑橘的果皮色泽至少受2对等位基因控制,实验丙中红色×黄色 红色∶橙色∶黄色,说明子代橙色个体的基因型为和,红色与黄色个体的基因型应该是或,再根据实验乙中橙色×橙色 橙色黄色可知,黄色个体的基因型应该是,故实验丙中的红色个体的基因型为。实验乙亲本的基因型为或,子代橙色个体的基因型为、,自交后代中黄色个体的比例为,错误;实验丙中黄色、红色的柑橘基因型分别为、,子代红色个体的基因型为,自交子代红色橙色和黄色,正确;实验丁亲本的基因型为或,子代红色个体的基因型及比例为或,实验丁的子代红色个体自由交配,产生配子的类型及比例为或,故后代中黄色柑橘占比是,正确。
9.[(2024·北京朝阳模拟)](多选)如图所示的显性基因A、B、C调节了四种表型之间的相互转化,其中“”型箭头表示抑制(基因C对基因B有抑制作用),而隐性突变、、则会失去相应功能,三对基因独立遗传。下列杂交方式对应的子代表型分离比,正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】ABD
【解析】,子代的基因型和表型为(表型Ⅳ)、(表型Ⅳ)、(表型Ⅲ)、(表型Ⅱ),性状分离比为,正确;,子代的基因型和表型为(表型Ⅳ)、(表型Ⅰ)、(表型Ⅳ)、(表型Ⅲ)、(表型Ⅰ)、(表型Ⅰ)、(表型Ⅱ)、(表型Ⅰ),性状分离比为,正确;,为测交类型,其子代总份数为8,而,错误;,子代的基因型和表型为(表型Ⅳ)、(表型Ⅳ)、(表型Ⅰ)、(表型Ⅰ),性状分离比为,正确。
10.某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验,杂交涉及的四对相对性状分别是:红果(红)与黄果(黄)、子房二室(二)与多室(多)、圆形果(圆)与长形果(长)、单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如下表。
组别
杂交组合
表型
表型及个体数
甲
红二×黄多
红二
450红二、160红多、150黄二、50黄多
红多×黄二
红二
460红二、150红多、160黄二、50黄多
乙
圆单×长复
圆单
660圆单、90圆复、90长单、160长复
圆复×长单
圆单
510圆单、240圆复、240长单、10长复
回答下列问题。
(1) 根据表中数据可得出的结论是:控制甲组两对相对性状的基因位于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 上,依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;控制乙组两对相对性状的基因位于_ _ (填“一对”或“两对”)同源染色体上,依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 某同学若用“长复”分别与乙组的两个进行杂交,结合表中数据分析,其子代的统计结果不符合_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的比例。
【答案】(1) 非同源染色体;中两对相对性状表型的比例符合;一对;中每对相对性状表型的比例都符合,而两对相对性状表型的比例不符合
(2)
【解析】
(1) 由于表中数据显示甲组的表型及比例为红二∶红多∶黄二∶黄多,该比例符合基因的自由组合定律的性状比,所以控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上。乙组的表型中,每对相对性状表型的比例都符合,即圆形果∶长形果,单一花序∶复状花序。而圆单∶圆复∶长单∶长复不符合的性状比,不符合自由组合定律,所以控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。
(2) 根据乙组的相对性状表型比例可知,控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上,所以用“长复”(隐性纯合子)分别与乙组的两个进行杂交,不会出现测交结果为的比例。
重难突破(六) 自由组合定律中的特殊分离比
高考 考情概览
高考考点
2024
2023
2022
2021
2020
自由组合比例的变式类型
浙江6月、湖北
全国乙、新课标
山东、北京、全国甲
湖北、辽宁
浙江
一、9:3:3:1的变式
典例1 [(2023· 新课标卷,5)]某研究小组从野生型高秆(显性)玉米中获得了2个矮秆突变体,为了研究这2个突变体的基因型,该小组让这2个矮秆突变体(亲本)杂交得,自交得,发现中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆。若用A、B表示显性基因,则下列相关推测错误的是( )
A. 亲本的基因型为和,的基因型为
B. 矮秆的基因型有、、、,共4种
C. 基因型是的个体为高秆,基因型是的个体为极矮秆
D. 矮秆中纯合子所占比例为,高秆中纯合子所占比例为
【答案】D
【解析】中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆,符合的变式,因此控制两个矮秆突变体的基因遵循基因的自由组合定律,即高秆基因型为,矮秆基因型为、,极矮秆基因型为,可推知亲本的基因型为和,的基因型为,正确;矮秆基因型为、,因此矮秆的基因型有、、、,共4种,正确;由中表型及其比例可知,基因型是的个体表现为高秆,基因型是的个体表现为极矮秆,正确;矮秆基因型为、共6份,纯合子基因型为、共2份,因此矮秆中纯合子所占比例为,高秆基因型为共9份,纯合子为共1份,因此高秆中纯合子所占比例为,错误。
[命题立意]本题通过玉米杂交实验表型比例为,考查学生对自由组合定律的理解和掌握。
[思维过程]提取关键信息并分析:
信息:高秆基因型为,矮秆基因型为、,极矮秆基因型为;
信息:矮秆中纯合子所占比例为,高秆中纯合子所占比例为。
【归纳总结】
自交比例“和”为16的特殊分离比的解题思路
(1)形成原因
(2)解题思路
(3)方法规律
①以上各种表型的比例都是在的基础上重新组合而来的,只是表型的比例有所改变,而基因型的比例没有改变。许多题目给出数值偏大,如紫花∶红花∶白花,可以通过以下3步完成转化:
.先将相关数据相加计算出总和:。
.将总和除以16,得出每份的数量:。
.求比例:,,。这样便可求出相应比例。
②有些情况是将原来比例打破后重排的,例如出现的表型比,根据异常分离比出现的原因,推测亲本的基因型或者子代相应表型的比例。
[针对训练]
1.[(2024·山东潍坊模拟)]某二倍体植物植株高度由4对等位基因、、、控制,这4对基因独立遗传,对高度的增加效应相同并且具有叠加性,如植株高为,植株高度为,现有基因型为和的两植株进行杂交。下列说法错误的是( )
A. 两亲本植株的高度都为
B. 植株基因型有12种,表型有6种
C. 中植株高度为的个体占
D. 取中个体与个体杂交,其子代最矮个体高
【答案】B
【解析】植株高为,说明一个显性基因决定的高度为,植株高度为,说明一个隐性基因决定的高度为,因此和高度均为,正确;亲本为和,植株基因型有(种),和均能产生含有3个、2个、1个显性基因的配子,因此子代中会出现含有6个、5个、4个、3个、2个显性基因的个体,对应的高度分别为、、、、,即表型有5种,错误;亲本为和,中植株高度为的个体是含有4个显性基因的个体,基因型有、、、,所占概率为,正确;取中的个体与的个体杂交,其子代至少含有2个显性基因,故子代最矮个体高,正确。
二、和小于16的自由组合定律特殊比例
1.胚胎致死或个体致死
2.配子致死或配子不育
典例2 [(2023·全国乙卷,6)]某种植物的宽叶/窄叶由等位基因控制,A基因控制宽叶性状;高茎/矮茎由等位基因控制,B基因控制高茎性状。这2对等位基因独立遗传。为研究该种植物的基因致死情况,某研究小组进行了两个实验,实验①:宽叶矮茎植株自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎;实验②:窄叶高茎植株自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎。下列分析及推理中错误的是( )
A. 从实验①可判断A基因纯合致死,从实验②可判断B基因纯合致死
B. 实验①中亲本的基因型为,子代中宽叶矮茎的基因型也为
C. 若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为
D. 将宽叶高茎植株进行自交,所获得子代植株中纯合子所占比例为
【答案】D
【解析】实验①:宽叶矮茎植株自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎,亲本基因型为,子代性状及分离比原本为,因此推测致死。实验②:窄叶高茎植株自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎,亲本基因型为,子代性状及分离比原本为,因此推测致死,正确;实验①子代中由于致死,因此子代宽叶矮茎的基因型也为,正确;由于和均致死,因此若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为,正确;将宽叶高茎植株进行自交,由于和致死,子代不同性状的数量比为,其中只有窄叶矮茎植株为纯合子,所占比例为,错误。
[命题立意]本题通过致死基因考查学生对遗传定律的理解,考查学生的科学思维能力。
[思维过程]提取关键信息并分析:
信息:宽叶∶窄叶 基因纯合致死;高茎∶矮茎 基因纯合致死;由此可判断:宽叶高茎为双杂合子 自交后代中纯合子占。
信息①:亲本基因型为 且 致死 子代宽叶矮茎的基因型与亲本相同。
【规律方法】
“致死”原因的判断方法
(1)直接判断法——直接利用基因自由组合定律来分析。
(2)间接判断法——分解成两个基因分离定律问题,分别分析。即将“黄短∶黄长∶灰短∶灰长”转化为两个基因分离定律问题来处理,即黄色∶灰色,短尾∶长尾,由此来确定致死原因是和基因都会导致纯合致死。
[针对训练]
2.[(2024·浙江6月选考,17)]某昆虫的翅型有正常翅和裂翅,体色有灰体和黄体,控制翅型和体色的两对等位基因独立遗传,且均不位于染色体上。研究人员选取一只裂翅黄体雌虫与一只裂翅灰体雄虫杂交,表型及比例为裂翅灰体雌虫∶裂翅黄体雄虫∶正常翅灰体雌虫∶正常翅黄体雄虫。让全部相同翅型的个体自由交配,中裂翅黄体雄虫占总数的( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】翅型有正常翅和裂翅,假设控制翅型的基因为、,体色有灰体和黄体,假设控制体色的基因为、。控制翅型和体色的两对等位基因独立遗传,可知两对基因的遗传遵循自由组合定律。一只裂翅黄体雌虫与一只裂翅灰体雄虫杂交,中雌虫全为灰体,雄虫全为黄体,已知控制翅型和体色的两对等位基因均不位于染色体上,因此可推测控制体色的基因位于染色体上,且黄体为隐性性状。裂翅黄体雌虫与裂翅灰体雄虫杂交,出现了正常翅的性状,可以推测裂翅为显性性状,正常翅为隐性性状。因此亲本裂翅黄体雌虫的基因型为,裂翅灰体雄虫的基因型为。和杂交,正常情况下,中裂翅∶正常翅,实际得到中裂翅∶正常翅,推测应该是存在致死情况。和杂交,表型及比例为裂翅灰体雌虫裂翅黄体雄虫正常翅灰体雌虫正常翅黄体雄虫。和杂交,将两对基因分开计算,先分析和,子代,让全部相同翅型的个体自由交配,即和,和杂交,和杂交,因致死,子代为、;和杂交,子代为,因此子代中,即占,占。再分析和,后代产生的概率是,综上可知,中裂翅黄体雄虫占总数,故选。
高考 真题集训
1.[(2024·湖北,18)]不同品种烟草在受到烟草花叶病毒侵染后症状不同。研究者发现品种甲受侵染后表现为无症状(非敏感型),而品种乙则表现为感病(敏感型)。甲与乙杂交,均为敏感型;与甲回交所得的子代中,敏感型与非敏感型植株之比为。对决定该性状的基因测序发现,甲的基因相较于乙的缺失了2个碱基对。下列叙述正确的是( )
A. 该相对性状由一对等位基因控制
B. 自交所得的中敏感型和非敏感型的植株之比为
C. 发生在基因上的2个碱基对的缺失不影响该基因表达产物的功能
D. 用酶处理该病毒的遗传物质,然后导入到正常乙植株中,该植株表现为感病
【答案】D
【解析】已知品种甲受侵染后表现为无症状(非敏感型),而品种乙则表现为感病(敏感型)。甲与乙杂交,均为敏感型,说明敏感型为显性性状,与甲回交相当于测交,所得的子代中,敏感型与非敏感型植株之比为,说明控制该性状的基因至少为两对独立遗传的等位基因,假设为、,错误;根据与甲回交所得的子代中,敏感型与非敏感型植株之比为,可知子一代基因型为,甲的基因型为,且只要含有显性基因即表现敏感型,因此子一代自交所得子二代中非敏感型占,其余均为敏感型,即中敏感型和非敏感型的植株之比为,错误;发生在基因上的2个碱基对的缺失会导致基因的碱基序列改变,使表现敏感型的个体变为了非敏感型的个体,说明发生在基因上的2个碱基对的缺失会影响该基因表达产物的功能,错误;烟草花叶病毒遗传物质为,由于酶具有专一性,用酶处理该病毒的遗传物质,其仍保持完整性,因此将处理后的病毒导入到正常乙植株中,该植株表现为感病,正确。
2.[(2022·全国甲卷,6)]某种自花传粉植物的等位基因和位于非同源染色体上。控制花粉育性,含A的花粉可育;含的花粉可育、不育。控制花色,红花对白花为显性。若基因型为的亲本进行自交,则下列叙述错误的是( )
A. 子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B. 子一代中基因型为的个体所占比例是
C. 亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D. 亲本产生的含B的可育雄配子数与含的可育雄配子数相等
【答案】B
【解析】分析题意可知,两对等位基因独立遗传,故含的花粉育性不影响和基因的遗传,所以自交,子一代中红花植株白花植株,正确;基因型为的亲本产生的雌配子种类和比例为,由于含的花粉可育,故雄配子种类及比例为,所以子一代中基因型为的个体所占比例为,错误;由于含的花粉可育、不可育,故亲本产生的可育雄配子是,不育雄配子为,由于个体产生的,故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子的三倍,正确;两对等位基因独立遗传,所以自交,亲本产生的含的雄配子数和含的雄配子数相等,正确。
3.[(2021·湖北,19)]甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种,甲分别与乙、丙杂交产生,自交产生,结果如表。
组别
杂交组合
1
甲×乙
红色籽粒
901红色籽粒,699白色籽粒
2
甲×丙
红色籽粒
630红色籽粒,490白色籽粒
根据结果,下列叙述错误的是( )
A. 若乙与丙杂交,全部为红色籽粒,则玉米籽粒性状比为9红色白色
B. 若乙与丙杂交,全部为红色籽粒,则玉米籽粒颜色可由三对基因控制
C. 组1中的与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色白色
D. 组2中的与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色白色
【答案】C
【解析】假定玉米籽粒颜色的相关基因由,,表示,据表分析可知,红色为显性性状。则甲基因型可表示为,乙的基因型为,丙的基因型可表示为。若乙与丙杂交,全部为红色籽粒,两对等位基因遵循自由组合定律,则玉米籽粒性状比为9红色白色,正确;据分析可知若乙与丙杂交,全部为红色籽粒,则玉米籽粒颜色可由三对基因控制,正确;据分析可知,组1中的与甲杂交,所产生玉米籽粒性状比为1红色白色,错误;组2中的与丙杂交,所产生玉米籽粒性状比为1红色白色,正确。
对应训练
1.[(2024·山东临沂期中)]玉米为雌雄同株异花植物,其籽粒颜色受A、和B、两对独立遗传的基因控制,A、B同时存在时籽粒颜色为紫色,其他情况为白色(不考虑突变)。研究人员进行以下两组实验,下列有关说法错误的是( )
组别
亲代
实验一
紫色×紫色
白色∶紫色
实验二
紫色×白色
白色∶紫色
A. 籽粒的紫色和白色为一对相对性状,亲代紫色植株的基因型均为
B. 实验一中白色个体随机传粉,子代的表型比例为紫色∶白色
C. 实验二亲代白色个体的基因型可能有2种,子代紫色个体中没有纯合子
D. 实验二的中紫色个体自交,其后代中籽粒为紫色个体的比例为
【答案】D
【解析】实验一的中白色∶紫色,是的变式,说明籽粒的紫色和白色为一对相对性状,受两对等位基因控制,亲代紫色植株的基因型均为,正确;实验一中白色个体基因型及比例为,产生的配子基因型及比例为,白色个体随机传粉,子代为紫色个体的概率为,所以白色个体的概率为,故子代表型及比例为紫色∶白色,正确;实验二的中紫色占,说明实验二亲本基因型组合为或,即亲本中的白色个体基因型可能有2种,子代中紫色个体的基因型为或,均为杂合子,正确;实验二的中紫色个体可能为、或、,自交后代籽粒为紫色的概率为,错误。
2.[(2024·河北保定三模)]某动物的毛色有白色和灰色,尾巴有长尾和短尾,两对基因分别位于两对常染色体上。将灰色长尾母本与白色短尾父本杂交,中白色长尾∶灰色长尾∶白色短尾∶灰色短尾,将中的白色长尾雌、雄个体杂交,中白色长尾∶灰色长尾∶白色短尾∶灰色短尾。已知在胚胎期某些基因型的个体会死亡,下列叙述错误的是( )
A. 中致死基因型有5种,致死个体含有或
B. 灰色长尾母本与白色短尾父本的基因型分别为和
C. 若中白色长尾与灰色长尾个体杂交,则子代表型比为
D. 若群体自由交配,则中白色长尾∶灰色长尾∶灰色短尾
【答案】D
【解析】根据灰色长尾母本与白色短尾父本杂交,得到的中,白色长尾∶灰色长尾∶白色短尾∶灰色短尾,可推出灰色长尾母本与白色短尾父本的基因型分别为和,根据白色长尾雌、雄个体杂交,得到中白色长尾:灰色长尾白色短尾∶灰色短尾,可得出中致死个体含有或,致死基因型有5种,即、、、和,正确;根据灰色长尾母本与白色短尾父本杂交,得到的中白色长尾∶灰色长尾∶白色短尾∶灰色短尾,可推出灰色长尾母本与白色短尾父本基因型分别为和,正确;中白色长尾与灰色长尾个体杂交即,可得子代表型比为,正确;若群体、、、自由交配,则配子及比例为,所以中,错误。
3.[(2024·河北廊坊期末)]致死现象根据致死发生的发育阶段可分为配子致死和胚胎(合子)致死,又可根据致死的效果分为完全致死和亚致死。某双杂植株的基因型为,等位基因、分别控制一对相对性状,且两对等位基因独立遗传。关于其自交结果,下列叙述错误的是( )
A. 若自交后代表型比为,可能是基因型为的花粉不育所致
B. 若自交后代表型比为,可能是基因型为个体胚胎致死所致
C. 若自交后代表型比为,可能是其中一种显性基因纯合个体胚胎致死所致
D. 若自交后代表型比为,可能是含隐性基因的雌、雄配子致死所致
【答案】B
【解析】若基因型为的雄配子或雌配子致死,则子代没有基因型为的个体,且、各缺少1份,中缺少1份,子代,即表型比为,正确;双杂个体自交,若不考虑致死,子代中个体占,若个体胚胎致死,则后代表型及比例应为,而不是,错误;若后代分离比为,与对比可知,少了3份,或少了1份,推测可能是某一对基因显性纯合致死,正确;若含隐性基因的雌、雄配子致死所致,则基因型为的个体产生的雌、雄配子类型及比例都是,该个体自交后代表型比为,正确。
4.[(2024·河南九师联盟)]某动物的耳型有折耳和立耳两种表型,现欲研究该动物耳型的遗传规律,进行如下实验。
实验一:让纯合的折耳与立耳个体杂交,都为折耳,自由交配,表型及比例为折耳∶立耳;实验二:让纯合的折耳与立耳个体杂交,都为折耳,自由交配,表型及比例为折耳∶立耳。下列相关叙述正确的是( )
A. 该动物的立耳性状由位于非同源染色体上的一对隐性基因控制
B. 实验一中折耳个体的基因型有5种,且纯合子所占比例为
C. 若实验一与立耳个体杂交,则子代基因型及表型均与实验二的相同
D. 若实验二中的折耳个体自由交配,则子代中立耳个体所占的比例为
【答案】D
【解析】由实验一可知,表型及比例为折耳∶立耳,为的变式,说明折耳与立耳是由两对独立遗传的等位基因(假设用,表示)控制的,故立耳性状由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制,错误;实验一亲本为折耳、立耳,为折耳,其自由交配所得表型及比例为折耳∶立耳,其中基因型为的个体为立耳,其余基因型个体均为折耳,故中折耳个体基因型有8种,其中纯合子的比例为,错误;若让实验一与立耳个体杂交,子代基因型为、、、,表型为折耳∶立耳,表型与实验二的相同,但基因型不完全相同,实验二亲本为折耳或、立耳,为立耳或,自由交配,所得基因型及占比为、、或、、,错误;实验二中的折耳个体、或、自由交配,子代的表型及比例为折耳∶立耳,故子代的立耳个体所占比例为,正确。
5.[(2024·安徽模拟)]某家鸡有等位基因、、,其中控制黑色素的合成与的效应相同,与共同控制羽色,与共同控制喙色。育种工作者利用三种纯合亲本,即(黑喙黑羽)、(黑喙白羽)和(黄喙白羽)进行相关杂交实验,结果如表。下列说法错误的是( )
实验
亲本
1
灰羽
白羽,灰羽,黑羽
2
黑喙
黑喙,黄喙,花喙(黑黄相间)
A. 实验1中,灰羽个体的基因型为
B. 实验1中,白羽个体的基因型有5种
C. 实验2说明家鸡喙色遗传遵循自由组合定律
D. 实验2中,花喙个体中杂合子占比为
【答案】D
【解析】由题干信息可知,该家禽羽色由和共同控制,实验1的中羽色表型有三种,比例为,是的特殊分离比,因此灰羽个体的基因型为,又因为亲本均为纯合子(黑喙白羽)(黄喙白羽),因此灰羽个体的基因型为,的黑羽和灰羽个体共占,基因型为;白羽占,基因型共5种,分别为、、、和,、正确;由题干信息可知,该家禽喙色由和共同控制,实验2的中喙色表型有三种,比例为,是的变式,表明家禽喙色的遗传遵循自由组合规律,正确;该家禽喙色由和共同控制,实验2的中喙色表型有三种,比例为,是的变式,中花喙个体(有黑色素合成)的基因型有两种,分别为和,其中杂合子占比为,错误。
6.[(2024·广东深圳二模)]某玉米品种紫色素的合成途径如图。研究人员将两个都不含有紫色素的纯系玉米杂交,所有植株都产生了紫色的种子,自交,得到的中,能产生紫色素,不能。不考虑染色体互换,则植株的基因组成最可能的情况是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】已知两个都不含有紫色素的纯系玉米杂交,所有植株都产生了紫色的种子,自交,得到的中,能产生紫色素,不能,即紫色∶无色,说明基因型为的个体是紫色,其他基因型的个体都不含紫色素,则亲本为,子一代为,且两对基因位于两对同源染色体上,遵循自由组合定律,正确。
7.[(2024·广东江门二模)](多选)某植物的花瓣颜色由两对独立遗传的等位基因控制、和B、,其关系如图所示。当基因型为时,A基因只能在花瓣特定位置的细胞表达,从而使花瓣表现为镶粉或镶红;当基因型为时,A基因能在所有花瓣细胞表达,从而使花瓣表现为纯粉或纯红。一株开镶红花的植株自交所得后代出现了花瓣颜色所有表型,下列关于植株的分析不正确的是( )
A. 基因型有可能是或者
B. 自交后代纯粉植株不一定是纯合子
C. 自交后代出现纯白植株的概率是
D. 测交后代有可能出现的比例
【答案】ABC
【解析】根据题干信息可知,表现为纯红,表现为镶红,表现为纯粉,表现为镶粉,表现为纯白(或白色),所以总共有5种表型,其中纯粉一定为纯合子,错误;植物自交所得后代出现了花瓣颜色所有表型,而基因型为的个体自交不可能出现粉色,错误;自交后代中表现为纯白,其概率是,错误;若植物的基因型为,则其测交后代基因型为,对应的表型及比例为镶红∶镶粉∶纯白,正确。
8.[(2024·湖北鄂东南联考)](多选)斑翅果蝇翅的黄色和白色及有斑点和无斑点分别由两对等位基因、控制。用纯合的黄色有斑点果蝇与白色无斑点果蝇进行杂交,全是黄色有斑点果蝇。让雌、雄果蝇相互交配得,表型比例为。下列叙述错误的是( )
A. 斑翅果蝇翅的显性性状为黄色、有斑点
B. 出现的原因可能是或的雄配子不育
C. 的基因型共有8种,其中纯合子的比例为
D. 选中的果蝇进行测交,则测交后代表型的比例为
【答案】CD
【解析】用纯合的黄色有斑点果蝇与白色无斑点果蝇进行杂交,全是黄色有斑点果蝇,说明黄色、有斑点为显性性状,正确;雌、雄果蝇相互交配得,表型比例为,是的变式,但少了4份,通过棋盘法可以推知,这是因为有一种单显的配子不育,即雌配子、雌配子、雄配子、雄配子中的一种不育,正确;假设雌配子不育导致出现的比例,能产生的雌配子的种类为、、,产生的雄配子的种类为、、、,后代中基因型不存在,因此的基因型共有8种,其中纯合子只有、、种,占的比例为,错误;假设雌配子不育,导致出现的比例,的基因型为,产生的雄配子为,雌配子为,选中的果蝇进行测交时,若为父本,则后代表型比例为,若作母本,则后代表型比例为,错误。
9.[(2024·贵州九省联考)]果蝇的卷翅和直翅是一对相对性状(等位基因控制),灰体和黑檀体是另一对相对性状(等位基因控制),这两对等位基因均位于常染色体上。用相同基因型的雌、雄果蝇交配,子代表型及比例为卷翅灰体∶卷翅黑檀体∶直翅灰体∶直翅黑檀体。回答下列问题。
(1) 灰体和黑檀体中显性性状是_ _ ,判断依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 亲代果蝇的表型是_ _ _ _ _ _ _ _ ,子代卷翅∶直翅不符合的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 果蝇的长触角对短触角是显性性状,由位于常染色体上的等位基因控制。现有四种基因型的雌、雄果蝇,请设计一次杂交实验探究等位基因与等位基因的位置关系,写出实验思路、预期结果及结论_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 灰体;子代表型及比例为卷翅灰体∶卷翅黑檀体∶直翅灰体∶直翅黑檀体,为的变式,说明两对基因独立遗传,且其中灰体和黑檀体的比例是
(2) 卷翅灰体;纯合子致死,导致死亡
(3) 实验思路:选择基因型为的雌果蝇与基因型为的雄果蝇杂交,统计子代的表型种类;预期结果及结论:若子代出现4种表型,则等位基因与等位基因的位置是位于非同源染色体上;若子代出现2种表型,则等位基因与等位基因的位置是位于一对同源染色体上
【解析】
(1) 用相同基因型的雌、雄果蝇交配,子代表型及比例为卷翅灰体∶卷翅黑檀体∶直翅灰体∶直翅黑檀体,是的变式,说明两对基因独立遗传,且灰体和黑檀体的比例是,则灰体和黑檀体中显性性状是灰体。
(2) 因为子代表型及比例为卷翅灰体卷翅黑檀体直翅灰体直翅黑檀体,则亲本基因型都是,表型是卷翅灰体。子代卷翅∶直翅不符合的原因是基因型中纯合子致死,导致死亡。
(3) 实验思路、预期结果及结论见答案。
第20课时 基因在染色体上
明确 学习目标
课程要求
核心问题
概述性染色体上的基因传递和性别相关联。
1.基因与染色体有哪些平行关系?
2.摩尔根如何证明基因位于染色体上?
3.怎样从基因和染色体的层面解释孟德尔遗传规律?
整合 必备知识
知识整合
一、萨顿的假说
二、基因位于染色体上的实验证据
1.研究方法:假说—演绎法
2.研究过程
(1)观察现象,提出问题
①观察现象
②提出问题
(2)作出假设
控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 染色体上, 染色体上无相应的等位基因。
(3)解释现象
(4)实验验证(测交实验)
摩尔根等人又通过测交等方法,进一步验证了这些解释。
(5)得出结论
控制果蝇红眼、白眼的基因只位于染色体上 基因位于染色体上。
【归纳总结】
果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点
(1)个体小,容易饲养。(2)繁殖速度快,在室温下10多天就繁殖一代。(3)后代数量大,一只雌果蝇一生能产生几百个后代。(4)有明显的相对性状,便于观察和统计。(5)染色体数目少(4对),便于观察。
基础自测
(1) 萨顿推断出基因在染色体上,因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。( )
(2) 体细胞中基因成对存在,配子中只含一个基因。( )
(3) 摩尔根利用假说—演绎法证明控制果蝇红、白眼的基因只位于染色体上。( )
(4) 非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合能说明“基因和染色体行为存在平行关系”。( )
(5) 摩尔根在实验室培养的雄果蝇中首次发现了白眼性状,该性状来自基因重组。( )
(6) 基因都位于染色体上。( )
(7) “基因位于染色体上,染色体是基因的载体”可作为萨顿假说的依据。( )
(8) “杂合子中某条染色体缺失后,表现出控制的性状”能说明基因和染色体行为存在平行关系。( )
【答案】(1) √
(2) ×
(3) √
(4) √
(5) ×
(6) ×
(7) ×
(8) √
提升 关键能力
高考 考情概览
高考考点
2024
2023
2022
2021
2020
基因位于染色体上的实验证据
北京
江苏、北京、湖北
广东、北京
海南、江苏
江苏、全国Ⅰ
考点 深度剖析
考点1 萨顿假说
命题角度 基因和染色体的关系
例1 [(2023·湖北,14)]人的某条染色体上A、B、C三个基因紧密排列,不发生互换。这三个基因各有上百个等位基因(例如:均为A的等位基因)。父母及孩子的基因组成如表。下列叙述正确的是( )
项目
父亲
母亲
基因组成
项目
儿子
女儿
基因组成
A. 基因A、B、C的遗传方式是伴染色体遗传
B. 母亲的其中一条染色体上基因组成是
C. 基因A与基因B的遗传符合基因的自由组合定律
D. 若此夫妻第3个孩子的A基因组成为,则其C基因组成为
【答案】B
【解析】儿子的、、基因中,每对基因各有一个来自父亲和母亲,如果基因位于染色体上,则儿子不会获得父亲的染色体,从而不会获得父亲的、、基因,错误;三个基因位于一条染色体上,不发生互换,由于儿子的基因组成是,其中来自母亲,而母亲的基因组成为,说明母亲的其中一条染色体上的基因组成是,正确;根据儿子的基因组成是推测,母亲的两条染色体基因组成分别是和,父亲的两条染色体基因组成分别是和,基因连锁遗传,且不发生互换,不符合自由组合定律,若此夫妻第3个孩子的基因组成为,则其基因组成为,、错误。
[针对训练]
1.下列有关基因和染色体的叙述,错误的是( )
①非等位基因都位于非同源染色体上
②摩尔根利用果蝇进行杂交实验,运用“假说—演绎”法确定了基因在染色体上
③染色体是基因的主要载体,基因在染色体上呈线性排列
④一条染色体上有许多基因,染色体就是由基因组成的
⑤萨顿研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上”
A. ①②⑤ B. ②③④ C. ①④ D. ②③⑤
【答案】C
【解析】非等位基因位于非同源染色体或同源染色体的不同位置上,①错误;摩尔根利用果蝇进行杂交实验,运用“假说—演绎”法确定了基因在染色体上,②正确;染色体是基因的主要载体,基因在染色体上呈线性排列,③正确;染色体主要是由和蛋白质组成的,④错误;萨顿通过研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上”,⑤正确,故选。
考点2 基因位于染色体上的实验证据
命题角度 摩尔根果蝇杂交实验分析
例2 [(2023·北京,4)]纯合亲本白眼长翅和红眼残翅果蝇进行杂交,结果如图。中每种表型都有雌、雄个体。根据杂交结果,下列推测错误的是( )
A. 控制两对相对性状的基因都位于染色体上
B. 雌果蝇只有一种基因型
C. 白眼残翅果蝇间交配,子代表型不变
D. 上述杂交结果符合自由组合定律
【答案】A
【解析】白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,产生的中白眼均为雄性,红眼均为雌性,说明性状表现与性别有关,则控制眼色的基因位于染色体上,且红眼对白眼为显性;纯合长翅和残翅果蝇杂交,中雌、雄个体均表现为长翅,说明长翅对残翅为显性,中无论雌、雄均表现为长翅∶残翅,说明控制果蝇翅型的基因位于常染色体上,错误;若控制长翅和残翅的基因用表示,控制眼色的基因用表示,则亲本的基因型可表示为、,果蝇的基因型为、,则中白眼残翅果蝇基因型为、的雌雄个体交配,后代表型依然为白眼残翅,即子代表型不变,、正确;根据上述杂交结果可知,控制眼色的基因位于染色体上,控制翅型的基因位于常染色体上,可见,上述杂交结果符合自由组合定律,正确。
[命题立意]本题通过果蝇的杂交实验考查基因在染色体上和伴性遗传问题,考查学生的实验探究和科学思维能力。
[思维过程]提取信息并分析:
白眼(♀) 红眼(♂)白眼全雄性,红眼全雌性 眼色为伴性遗传。
[针对训练]
2.果蝇中一对同源染色体的同源区段同时缺失的个体称为缺失纯合子,只有一条发生缺失的个体称为缺失杂合子,已知缺失杂合子可育,而缺失纯合子具有致死效应。研究人员用一只棒眼雌果蝇和正常眼雄果蝇多次杂交,统计的性状及比例,结果是棒眼雌果蝇∶正常眼雌果蝇∶棒眼雄果蝇,在不考虑、染色体同源区段的情况下,下列有关分析错误的是( )
A. 亲本雌果蝇发生了染色体片段缺失,且该果蝇是缺失杂合子
B. 正常眼是隐性性状,且缺失发生在染色体的特有区段上
C. 让中雌、雄果蝇自由交配,雄果蝇中棒眼∶正常眼
D. 用光学显微镜观察,能判断中正常眼雌果蝇的染色体是否缺失了片段
【答案】C
【解析】由题意分析可知,设相关基因为、,亲本基因型为,基因型为、、,(致死)。产生的雌配子为,产生的雄配子为,中雌、雄果蝇自由交配,雄果蝇中棒眼正常眼,错误。
【归纳提升】
染色体相关“缺失”下的传递分析
(1)部分基因缺失:可用代替缺失的基因,然后分析遗传图解,如,若基因缺失,则变成、、、。
(2)染色体缺失:可用代替缺失的染色体,然后分析遗传图解,如,若缺失,则变成、、、。
高考 真题集训
1.[(2024·北京,6)]摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱,示意图如图,相关叙述正确的是( )
果蝇X染色体上一些基因的示意图
A. 所示基因控制的性状均表现为伴性遗传
B. 所示基因在染色体上都有对应的基因
C. 所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律
D. 四个与眼色表型相关基因互为等位基因
【答案】A
【解析】图为染色体上一些基因的示意图,性染色体上基因控制的性状总是与性别相关联,图所示基因控制的性状均表现为伴性遗传,正确;染色体和染色体存在非同源区段,所以染色体上不一定含有与所示基因对应的基因,错误;在性染色体上的基因(位于细胞核内)仍然遵循孟德尔遗传规律,因此,图所示基因在遗传时遵循孟德尔分离定律,错误;等位基因是指位于一对同源染色体相同位置上,控制同一性状不同表现类型的基因,图中四个与眼色表型相关基因位于同一条染色体上,其基因不是等位基因,错误。
2.[(2022·北京,4)]控制果蝇红眼和白眼的基因位于染色体上。白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,子代中雌蝇为红眼,雄蝇为白眼,但偶尔出现极少数例外子代。子代的性染色体组成如图,下列判断错误的是( )
A. 果蝇红眼对白眼为显性
B. 亲代白眼雌蝇产生2种类型的配子
C. 具有染色体的果蝇不一定发育成雄性
D. 例外子代的出现源于母本减数分裂异常
【答案】B
【解析】白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,子代中雌蝇为红眼,雄蝇为白眼,可判断果蝇红眼对白眼为显性,正确;白眼为隐性设相关基因为,因此正常情况下亲代白眼雌蝇只能产生1种类型的配子,即,分析杂交实验结果可知,白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,产生了白眼雌蝇和红眼雄蝇,故亲代白眼雌蝇减数分裂异常,产生了基因型为和的配子,故亲代白眼雌蝇产生了3种类型的配子,错误,正确;由题图可知,的个体为雌性,具有染色体的果蝇不一定发育成雄性,正确。
3.[(2021·江苏,24)]下列两对基因与果蝇眼色有关。眼色色素产生必须有显性基因A,时眼色为白色,B存在时眼色为紫色,时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如图,请据图回答下列问题。
(1) 果蝇是遗传学研究的经典实验材料,摩尔根等利用一个特殊眼色基因突变体开展研究,把基因传递模式与染色体在减数分裂中的分配行为联系起来,证明了_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) A基因位于染色体上,B基因位于_ _ _ _ 染色体上。若要进一步验证这个推论,可在2个纯系中选用表型为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的果蝇个体进行杂交。
(3) 上图中紫眼雌果蝇的基因型为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,中紫眼雌果蝇的基因型有_ _ 种。
(4) 若亲代雌果蝇在减数分裂时偶尔发生染色体不分离而产生异常卵,这种不分离发生的时期可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,该异常卵与正常精子受精后,可能产生的合子主要类型有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5) 若中果蝇单对杂交实验中出现了一对果蝇的杂交后代雌、雄比例为,可推测该对果蝇的性个体可能携带隐性致死基因;若继续对其后代进行杂交,后代雌、雄比为_ _ _ _ _ _ 时,可进一步验证这个假设。
【答案】(1) 基因位于染色体上
(2) 常;;红眼雌性和白眼雄性
(3) ;4
(4) 减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期;、、、
(5) 雌;
【解析】
(2) 据题图分析可知,基因位于常染色体上,基因位于染色体上。若要进一步验证这个推论,可在2个纯系中选用红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交,子代为(紫眼雌性)、(红眼雄性),即可证明。
(3) 据题图分析可知,中紫眼雌果蝇的基因型为,中紫眼雄果蝇的基因型为,杂交后,中紫眼雌果蝇的基因型为,有(种)。
(4) 亲代纯系白眼雌果蝇的基因型为,若亲代雌果蝇在减数分裂时偶尔发生染色体不分离而产生异常卵,这种不分离可能发生在减数分裂Ⅰ后期(同源染色体未分离)或减数分裂Ⅱ后期(姐妹染色单体未分离),产生的异常卵细胞基因型为或。亲代红眼雄果蝇产生精子的基因型为和,该异常卵与正常精子受精后,可能产生的合子主要类型有、、、。
(5) 若中果蝇单对杂交实验中出现了一对果蝇的杂交后代雌、雄比例为,说明雄性个体有一半致死,雌性正常,致死效应与性别有关联,则可推测是基因纯合致死,该对果蝇的雌性个体可能携带隐性致死基因,则该亲本为和杂交,雌性、,雄性为、(致死)。若假设成立,继续对其后代进行杂交,后代为、、、(致死),雌、雄比为。
对应训练
基础巩固
1.(多选)下列关于“基因位于染色体上”的说法,不正确的是( )
A. 萨顿利用蝗虫为材料证明了上述说法
B. 萨顿运用假说—演绎法使其得出的结论更可信
C. 摩尔根利用果蝇为材料研究基因和染色体的关系
D. 摩尔根利用假说—演绎法进行研究,结果是不可靠的
【答案】ABD
【解析】萨顿通过观察蝗虫细胞中的染色体提出了假说,并未证明,错误;萨顿运用推理的方法提出基因在染色体上的假说,错误;摩尔根利用果蝇作为实验材料发现红眼和白眼性状的遗传与性别相关联,进而发现相关基因位于染色体上,正确;摩尔根利用假说—演绎法证明了“基因位于染色体上”,结果非常可靠,错误。
2.下列有关“假说—演绎法”的理解,错误的是( )
A. 假说—演绎法的一般过程是提出问题 建立假说 演绎推理 实验检验 得出结论
B. 孟德尔提出的“受精时,雌、雄配子的结合是随机的”属于假说—演绎法中的“假说”过程
C. 萨顿应用了“假说—演绎法”提出基因和染色体行为存在明显的平行关系
D. 美国生物学家摩尔根应用了“假说—演绎法”证实了基因在染色体上
【答案】C
【解析】假说—演绎法的一般过程是提出问题 建立假说 演绎推理 实验检验 得出结论,正确;孟德尔提出的“受精时,雌、雄配子的结合是随机的”属于假说—演绎法中的“假说”过程,正确;萨顿没有应用“假说—演绎法”,应用的是类比推理法,错误;美国生物学家摩尔根应用了“假说—演绎法”证实了基因在染色体上,正确。
3.[(2024·河北实验中学模拟)]下图1、图2分别表示孟德尔两对相对性状杂交实验和摩尔根果蝇杂交实验的部分过程,下列说法不正确的是( )
A. 这两个实验都用到了假说—演绎法
B. 进行图2测交实验并得到了相同的实验结果,不能完全验证“控制果蝇红白眼的基因只位于染色体上”
C. 图2表示摩尔根设计果蝇红白眼测交实验并预测实验结果,属于假说—演绎法中的演绎推理步骤
D. 图1表示孟德尔利用提出的假说解释分离比为的实验现象,即说明假说符合事实
【答案】D
【解析】孟德尔以豌豆为实验材料,运用假说—演绎法得出两大遗传定律,即基因的分离定律和自由组合定律;摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上,正确;分析图2测交实验可知,测交后代在雌、雄个体间的性状分离比相同,都是;假如基因位于常染色体上,测交后代在雌、雄个体间的性状分离比相同,都是,如果位于染色体上,测交后代在雌、雄个体间的性状分离比也相同,都是,因此该实验不能证明摩尔根提出的“控制果蝇红白眼的基因只位于染色体上”的假说,正确;假说—演绎法的基本步骤:提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证(测交实验) 得出结论,摩尔根设计果蝇红白眼测交实验并预测实验结果,属于假说—演绎法中的演绎推理步骤,正确;假说—演绎法需要根据假说内容进行演绎推理,推出预测的结果,再通过实验来检验,如果实验结果与预测相符,就可以认为假说正确,反之,则可以认为假说是错误的。图1是利用假说解释已观察到的实验现象,还没有利用假说进行演绎推理和实验验证,所以不能说明假说符合事实,错误。
4.萨顿提出“控制生物性状的基因位于染色体上”的假说,摩尔根起初对此假说持怀疑态度,于是他和其同事设计了果蝇杂交实验对此进行研究。下列有关杂交实验图解的说法,正确的是( )
A. 中红眼雌果蝇和中白眼雄果蝇交配,可通过眼色直接判断子代果蝇的性别
B. 无论第几代果蝇,只要红眼雌、雄果蝇相互交配,后代如果出现白眼果蝇,则该果蝇一定为雄性
C. 图示果蝇杂交实验属于“演绎—推理”的实验验证阶段
D. 雌、雄果蝇相互交配,出现白眼果蝇,且白眼果蝇都是雄性;通过该实验现象能够验证“白眼基因只存在于染色体上,染色体上不含有它的等位基因”
【答案】B
【解析】摩尔根设计的果蝇杂交实验(相关基因用、表示),中红眼雌果蝇和中白眼雄果蝇交配,后代雌、雄个体中都有红眼和白眼,所以不能通过眼色直接判断子代果蝇的性别,错误;只要红眼雌、雄果蝇相互交配,说明雄性基因型为,则后代雌性一定是红眼,所以若后代出现白眼果蝇,则该果蝇一定为雄性,正确;雌、雄果蝇相互交配,出现白眼果蝇,且白眼果蝇都是雄性,这属于实验现象,摩尔根等人通过测交方法来验证他们提出的假说,错误;野生型红眼雄果蝇与白眼雌果蝇交配,子代只有红眼雌果蝇和白眼雄果蝇,子代雌、雄个体表型比例不同,可以说明白眼基因只存在于染色体上,染色体上不含有它的等位基因,错误。
5.假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法,利用该方法孟德尔发现了两大遗传定律,摩尔根证明了基因位于染色体上。下列有关分析错误的是( )
A. 孟德尔提出问题是建立在豌豆纯合亲本杂交和自交的实验基础上的
B. 摩尔根作出的假设为控制白眼的基因在染色体上,染色体上不含它的等位基因
C. 孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎”过程是若产生配子时成对的遗传因子分离,则中三种基因型个体之比接近
D. 摩尔根让自由交配,后代出现性状分离,白眼全部是雄性,由此判断基因可能位于染色体上
【答案】C
【解析】孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎”过程是若会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型,比例为,错误。
能力提升
6.摩尔根将控制白眼的基因定位在染色体上后,用中的红眼雌蝇,代表红眼基因,代表白眼基因与亲代中的白眼雄蝇进行回交,开展后续实验。下列叙述正确的是( )
A. 回交实验的后代中红眼雌蝇∶白眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇的比例为
B. 若用回交获得的白眼雌蝇与红眼雄蝇交配,则后代中雌蝇都为白眼,雄蝇都为红眼
C. 若用回交获得的红眼雌蝇和红眼雄蝇交配,则所有后代都是红眼,且都能稳定遗传
D. 若用回交获得的雌蝇和雄蝇进行自由交配,则其后代中红眼与白眼的比例为
【答案】D
【解析】红眼雌蝇的基因型是,能产生两种卵细胞,一种是(红眼基因),一种是(白眼基因),白眼雄蝇的基因型是,产生两种精子,一种是(白眼基因),一种是,回交的后代基因型为、、、,比例为,错误;回交产生的白眼雌蝇与红眼雄蝇交配,其后代雌性基因型都为,性状为红眼,雄性基因型都为,性状为白眼,错误;回交产生的红眼雌蝇和红眼雄蝇交配,后代基因型为、、、,既有红眼也有白眼,既有纯合子也有杂合子,错误;回交获得的雌蝇和雄蝇的基因型为、、、,且比例为,则全部雌蝇产生和的雌配子,全部雄蝇产生、和的雄配子,让其进行自由交配,通过棋盘法可得出后代中红眼与白眼的比例为,正确。
7.下图表示果蝇某细胞中两条染色体上部分基因的分布。下列叙述错误的是( )
A. 该细胞不可能是初级精母细胞或初级卵母细胞
B. 基因、基因、基因属于复等位基因
C. 基因与基因的遗传遵循自由组合定律
D. 图示基因的结构差异在于碱基对的数目和排列顺序不同
【答案】B
【解析】该细胞中不含染色单体,故不可能是初级精母细胞或初级卵母细胞,正确;基因、基因、基因并不位于一对同源染色体上,不是等位基因,错误;基因与基因分别位于常染色体和染色体两对非同源染色体上,遵循自由组合定律,正确;基因的本质是具有遗传效应的片段,图示基因的空间结构相同,其差异在于碱基对的数目和排列顺序不同,正确。
8.[(2025·河北联考)](多选)摩尔根将白眼雄果蝇与红眼雌果蝇杂交,全为红眼。再让红眼果蝇相互交配,中红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇。下列说法错误的是( )
A. 实验中全为红眼,中红眼∶白眼,可说明红眼为隐性性状
B. 摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因全都位于染色体上
C. 上述实验能够说明控制红眼和白眼的基因可能遵循分离定律
D. 若控制白眼的基因位于与的同源区,也只有雄性有白眼
【答案】AB
【解析】白眼雄果蝇与红眼雌果蝇杂交,全为红眼,说明红眼为显性性状,错误;摩尔根的果蝇杂交实验证明了控制眼色的基因位于染色体上,没有证明基因均位于染色体上,错误;让红眼果蝇相互交配,中红眼∶白眼,能够说明控制红眼和白眼的基因可能遵循分离定律,正确;若控制白眼的基因位于与的同源区,假设控制白眼的基因为,则亲本白眼雄果蝇的基因型为,亲本红眼雌果蝇的基因型为,的基因型为、,红眼果蝇相互交配,的基因型为、、、,也只有雄性有白眼,正确。
9.[(2024·江苏宿迁期中)]果蝇的全翅和残翅由一对位于常染色体上的等位基因和控制,长翅和小翅由另一对等位基因和控制。全翅果蝇翅型完整,能区分长翅还是小翅,残翅果蝇的翅型发育不良,不能区分长翅还是小翅。有人利用果蝇进行了如下杂交实验,回答有关问题。
(1) 果蝇是科学家研究遗传学实验的经典材料。若研究果蝇的基因组中的上的碱基序列,要测定果蝇的_ _ 条染色体。摩尔根以果蝇为材料,证明了_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,他的科学研究方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 根据乙组,可判断控制果蝇长翅和小翅的基因位于_ _ _ _ 染色体上,判断依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 若用甲组中雌、雄个体随机交配得,观察统计:雄果蝇中出现小翅,而雌果蝇中无小翅;②♀长翅∶♀残翅∶♂长翅∶♂小翅∶♂残翅_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,均可验证(2)中结论。
(4) 现有一只残翅雌果蝇,欲判断其基因型,可选择上述杂交实验中甲组表型为_ _ 的个体与之进行杂交,若后代表型全为小翅,则可判断该果蝇的基因型为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5) 若让乙组雌、雄果蝇相互交配,中残翅雌果蝇所占的比例为_ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 5;基因在染色体上;假说—演绎法
(2) ;子代雌性全为长翅,雄性全为小翅(或翅的长短与性别相关联)
(3)
(4) 小翅;
(5)
【解析】
(2) 乙组长翅全为雌性,小翅全为雄性,说明翅的长短与性别相关联,可判断控制果蝇翅的长短的基因位于染色体上。
(3) 根据甲组雌性残翅和雄性小翅杂交,中全为长翅,可知亲本的基因型是和,的基因型是和,表现为长翅,如果中雌、雄个体随机交配,用棋盘法表示杂交结果:
项目
6雌性长翅
3雄性长翅
3雄性小翅
2雌性残翅
2雄性残翅
所以中♀长翅∶♀残翅∶♂长翅∶♂小翅∶♂残翅。
(4) 残翅雌果蝇的基因型是,因此选择甲组亲本小翅雄果蝇与其交配,如果后代表型全为小翅和,则其基因型是。
(5) 乙组亲本的基因型是和,因此的基因型是和,二者相互交配,中残翅雌果蝇、所占的比例为。
第21课时 伴性遗传和人类遗传病
明确 学习目标
课程要求
核心问题
1.概述性染色体上的基因传递和性别相关联。
2.举例说明人类遗传病是可以检测和预防的。
3.活动:调查人群中的人类遗传病。
1.什么是伴性遗传?伴性遗传有什么特点?
2.伴性遗传理论在实践中有什么应用?
3.什么是遗传病?如何检测和预防遗传病?
整合 必备知识
知识整合
一、伴性遗传的特点及应用
1.概念:由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。
2.性别决定的常见方式(以二倍体为例)
性别决定方式
型
型
体细胞染色体组成
♂:常染色体两条异型性染色体,可表示为
♂:常染色体两条同型性染色体,可表示为
♀:常染色体两条同型性染色体,可表示为
♀:常染色体两条异型性染色体,可表示为
性别决定过程
特点
后代性别决定与父方有关
后代性别决定与母方有关
3.伴性遗传的类型和遗传特点分析(以 型为例)
类型
伴染色体遗传
伴染色体隐性遗传
伴染色体显性遗传
基因位置
染色体上
染色体上
举例
人类外耳道多毛症
人类红绿色盲
抗维生素佝偻病
模型图解
遗传特点
致病基因无显隐性之分。男病女不病,父病子必病
①患病人数:男于女
②隔代遗传
③女病父子病
①患病人数:女多于男
②连续发病;
③男病母女病
【教材深挖】(必修“问题探讨”)红绿色盲是一种常见的遗传病,男性患者远远多于女性患者的原因是:控制色盲的基因位于染色体上,男性有一条染色体,女性有两条染色体,男性出现一个隐性基因就会患病,而女性出现两个隐性基因才会患病。
4.伴性遗传的应用
(1) 推测后代发病率,指导优生优育
婚配实例
生育建议及原因分析
男性正常×女性色盲
生_ _ ;原因:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
抗维生素D佝偻病男性×女性正常
生_ _ ;原因:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
(2) 根据性状推断性别,指导生产实践
已知控制鸡的羽毛有横斑条纹的基因只位于染色体上,且芦花对非芦花为显性,请设计通过花纹选育“雌鸡”的遗传杂交实验,并写出遗传图解。
① 选择亲本:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 请写出遗传图解。
【答案】(1) 女孩;该夫妇所生男孩均患色盲,而女孩正常;男孩;该夫妇所生女孩均患病,而男孩正常
(2) ① 非芦花雄鸡和芦花雌鸡杂交
②
二、人类遗传病
1.概念:由遗传物质改变而引起的人类疾病。
2.人类常见遗传病的类型、特点及实例
类型
遗传特点
常见实例
单基因遗传病
常染色体
显性
①无性别差异
②含致病基因即患病
多指、并指、软骨发育不全
隐性
①无性别差异
②隐性纯合发病
镰状细胞贫血、白化病、苯丙酮尿症
伴染色体
显性
①含致病基因的就是患者
②女性患者较多
③世代连续遗传
人类抗维生素佝偻病、钟摆型眼球震颤
隐性
①隐性纯合女性或含致病基因的男性患病
②男性患者较多
③隔代交叉遗传
人类红绿色盲、血友病
伴染色体
无显隐性之分,患者全部为男性
人类外耳道多毛症
多基因遗传病
①常表现出家族聚集现象
②易受环境影响
③在群体中发病率较高
唇腭裂、无脑儿、冠心病、原发性高血压、哮喘和青少年型糖尿病
染色体异常遗传病
往往造成较严重的后果,甚至胚胎期就引起自然流产
染色体结构异常:猫叫综合征
染色体数目异常:21三体综合征、特纳综合征
【名师点睛】 遗传病特例
(1)携带遗传病基因的个体不一定会患遗传病:如常染色体隐性遗传病携带者。
(2)不携带遗传病基因的个体也可能会患遗传病,如染色体异常遗传病。
3.遗传病的检测和预防
(1)手段:主要包括遗传咨询和产前诊断等。
(2)意义:在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展。
(3)遗传咨询
(4)产前诊断
4.调查人群中的遗传病
(1)调查时,最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲、白化病、高度近视(600度以上)等。
(2)调查某种遗传病的发病率时,要在群体中随机抽样调查,并保证调查的群体足够大。
某种遗传病的发病率。
(3)调查某种遗传病的遗传方式时,要在患者家系中调查,并绘出遗传系谱图。
基础自测
(1) 位于染色体非同源区段的基因在体细胞中不存在等位基因。( )
(2) 女性的某一条染色体来自父方的概率是,男性的染色体来自母方的概率是1。( )
(3) 与性别相关联的性状遗传都是伴性遗传,都遵循孟德尔的遗传规律。( )
(4) 抗维生素D佝偻病女患者的父亲和母亲可以都正常。( )
(5) 先天性疾病都是遗传病。( )
(6) 产前诊断可以避免遗传病。( )
(7) 遗传病都符合遗传定律。( )
【答案】(1) ×
(2) √
(3) ×
(4) ×
(5) ×
(6) ×
(7) ×
提升 关键能力
高考 考情概览
高考考点
2024
2023
2022
2021
2020
伴性遗传的遗传规律及应用
重庆、贵州、江西、甘肃
新课标、海南、山东、山东、广东、北京
海南、辽宁、山东、全国乙
河北、湖南、全国甲、山东
全国Ⅰ、
遗传系谱图的分析
重庆、湖北、安徽、山东
湖南
湖北、山东、浙江6月
江苏、重庆
海南、江苏、山东
人类遗传病的类型
安徽
江苏
浙江1月、浙江6月、湖北
广东、天津、浙江1月
遗传病的检测和预防
湖北
广东、浙江1月
江苏、山东
考点 深度剖析
考点1 伴性遗传的遗传规律及应用
命题角度1 性别决定的方式
例1 [(2023·山东,18)](多选)某二倍体动物的性染色体仅有染色体,其性别有3种,由染色体条数及常染色体基因、、决定。只要含有基因就表现为雌性,只要基因型为就表现为雄性。和个体中,仅有1条染色体的为雄性,有2条染色体的既不称为雄性也不称为雌性,而称为雌雄同体。已知无染色体的胚胎致死,雌雄同体可异体受精也可自体受精。不考虑突变,下列推断正确的是( )
A. 3种性别均有的群体自由交配,的基因型最多有6种可能
B. 两个基因型相同的个体杂交,中一定没有雌性个体
C. 多个基因型为、的个体自由交配,中雌性与雄性占比相等
D. 雌雄同体的杂合子自体受精获得,自体受精获得的中雄性占比为
【答案】BCD
【解析】假设只有一条染色体的个体基因型为,由题意分析可知,雌性动物的基因型有、、、四种,雄性动物的基因型有、、、四种;雌雄同体的基因型有、两种。若3种性别均有的群体自由交配,的基因型最多有10种可能,错误;若后代中有雌性个体,说明亲本一定含有,含有且基因型相同的两个个体均为雌性,不能产生下一代,正确;多个基因型为(雌性)、(雄性)的个体自由交配,雌配子有、两种;雄配子仅一种,中雌性与雄性占比相等,正确;雌雄同体的杂合子(基因型为)自体受精获得,基因型为(雌雄同体)、(雌雄同体)、(雄性),只有(雌雄同体)、(雌雄同体)才能自体受精获得,即(雌雄同体)、(雌雄同体)自体受精产生下一代雄性的比例为,正确。
[命题立意]本题创设复杂情境,如性别决定除与常染色体上的基因有关外,还与 染色体的条数有关;性别的类型除雄性、雌性外,还有雌雄同体;交配方式除雌雄间的杂交外,还存在雌性与雌雄同体、雄性与雌雄同体的杂交以及雌雄同体的自体受精(自交)。目的是考查学生的分析归纳能力、逻辑思维能力及数理运算能力。
[思维过程](1)信息的获取与加工。
首先要认识到不存在基因型,因为含有 为雌性,不可能来自两个雌性亲本。
性别与基因和 染色体条数的关系如下。
①雌性:或、或。
②雄性:或、、。
③雌雄同体:、。
④无 染色体时胚胎致死。
(2)配子类型分析
【归纳总结】
(1)不是所有生物都有性染色体,由性染色体决定性别的生物才有性染色体。雌雄同株的植物(如水稻等)无性染色体。
(2)性别并不都是由性染色体决定的。有些生物的性别与环境有关,如某些种类的蛙,其成蛙的性别与发育过程中的环境温度有关;有些生物的性别由卵细胞是否受精决定,如蜜蜂中雄蜂是由卵细胞直接发育而来的,蜂王(雌蜂)是由受精卵发育而来的。
(3)由性染色体决定性别的方式除型、型,还有其他的,如染色体个数决定性别,蝗虫、蟋蟀等少数动物,性染色体组成为时为雌性,性染色体组成为时为雄性。
[针对训练]
1.[(2021·山东,17改编)](多选)小鼠染色体上的基因决定雄性性别的发生,在染色体上无等位基因,带有基因的染色体片段可转接到染色体上。已知配子形成不受基因位置和数量的影响,染色体能正常联会、分离,产生的配子均具有受精能力;含基因的受精卵均发育为雄性,不含基因的均发育为雌性,但含有两个染色体的受精卵不发育。一个基因型为的受精卵中的基因丢失,由该受精卵发育成能产生可育雌配子的小鼠。若该小鼠与一只体细胞中含两条性染色体但基因型未知的雄鼠杂交得,小鼠雌、雄间随机杂交得,则小鼠中雌、雄比例可能为( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】根据分析如果雄鼠的基因型是,当其和该雌鼠杂交,由于致死,所以中,雌性∶雄性为,当杂交,雌性产生的配子及比例为,雄性产生的配子及比例为,随机交配后产生子代基因型及比例为(致死),所以雌性∶雄性;如果雄鼠的基因型是,当其和该雌鼠杂交,由于致死,所以中,雄性∶雌性,雄性可以产生的配子及比例为,雌性产生的配子及比例,随机交配后产生子代基因型及比例为(致死),雌性∶雄性;如果雄鼠的基因型是,当其和该雌鼠杂交,中,雌性∶雄性,随机交配,雌性产生的配子及比例为,雄性产生的配子及比例为,随机结合后产生子代基因型及比例为(致死),雌性∶雄性,故选、、。
命题角度2 伴性遗传的特点与类型
例2 [(2023· 新课标卷,34)]果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状,眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状,翅型由等位基因控制,眼色由等位基因控制。某小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验,杂交子代的表型及其比例分别为:长翅红眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇(杂交①的实验结果);长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雄蝇(杂交②的实验结果)。回答下列问题。
(1) 根据杂交结果可以判断,翅型的显性性状是_ _ ,判断的依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 根据杂交结果可以判断,属于伴性遗传的性状是_ _ ,判断的依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。杂交①亲本的基因型是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,杂交②亲本的基因型是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 若杂交①子代中的长翅红眼雌蝇与杂交②子代中的截翅红眼雄蝇杂交,则子代翅型和眼色的表型及其比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 长翅;亲本是长翅和截翅果蝇,杂交①子代全是长翅
(2) 翅型;翅型的正反交实验结果不同;、;、
(3) 长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇∶截翅红眼雄蝇∶长翅紫眼雌蝇∶截翅紫眼雌蝇∶长翅紫眼雄蝇∶截翅紫眼雄蝇
【解析】
(1) 具有相对性状的亲本杂交,子一代所表现出的性状是显性性状,分析题意可知,仅考虑翅型,亲本是长翅和截翅果蝇,杂交①子代全是长翅,说明长翅对截翅是显性性状。
(2) 分析题意,实验①和实验②是正反交实验,两组实验中翅型在子代雌、雄果蝇中表现不同(正反交实验结果不同),说明该性状位于染色体上,属于伴性遗传;根据实验结果可知,翅型的相关基因位于染色体,且长翅是显性性状,而眼色的正反交结果无差异,说明基因位于常染色体,且红眼为显性性状,杂交①长翅红眼、截翅紫眼果蝇的子代表型及其比例为长翅红眼雌蝇长翅红眼雄蝇,其中来自母本,说明亲本中雌性是长翅红眼,基因型为,而杂交②长翅红眼、截翅紫眼果蝇的子代表型及其比例为长翅红眼雌蝇截翅红眼雄蝇,其中的只能来自母本,说明亲本中雌性是截翅紫眼,基因型是,故可推知杂交①亲本的基因型是、,杂交②的亲本基因型是、。
(3) 若杂交①子代中的长翅红眼雌蝇与杂交②子代中的截翅红眼雄蝇杂交,两对基因逐对考虑,则,即红眼∶紫眼,,即表现为长翅雌蝇∶截翅雌蝇∶长翅雄蝇∶截翅雄蝇,则子代的表型及其比例为长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇∶截翅红眼雄蝇∶长翅紫眼雌蝇∶截翅紫眼雌蝇∶长翅紫眼雄蝇∶截翅紫眼雄蝇。
[命题立意]本题以果蝇的杂交实验为载体,考查伴性遗传的判定,分析子代的表型和比例,考查学生的科学思维能力。
[思维过程]提取信息并分析:
【归纳总结】
正交和反交结果不同的原因
除了伴性遗传外,引起正交和反交结果不同的原因还有:细胞质遗传、母体影响、雄配子致死基因等。因此,在正交和反交实验结果不同时,应具体问题具体分析,从多个方面去论证。
[针对训练]
2.[(2024·江西,15改编)](多选)某种鸟类的羽毛颜色有黑色(存在黑色素)、黄色(仅有黄色素,没有黑色素)和白色(无色素)3种。该性状由2对基因控制,分别是染色体上的1对等位基因基因控制黑色素的合成和常染色体上的1对等位基因基因控制黄色素的合成。对图中杂交子代的描述,正确的是( )
A. 黑羽、黄羽和白羽的比例是
B. 黑羽雄鸟的基因型是
C. 黄羽雌鸟的基因型是
D. 白羽雌鸟的基因型是
【答案】AD
【解析】根据题意,其基因型与表型的对应关系如下:黑羽:和;黄羽:和;白羽:和。因此根据图中杂交组合,亲本为和,则子代为(黑羽雄鸟)、(黑羽雄鸟)、(黄羽雌鸟)和(白羽雌鸟),黑羽∶黄羽∶白羽,、正确,、错误。
命题角度3 伴性遗传在生产实践中的应用
例3 [(2023·广东,16)]鸡的卷羽 对片羽为不完全显性,位于常染色体,表现为半卷羽;体型正常 对矮小为显性,位于染色体。卷羽鸡适应高温环境,矮小鸡饲料利用率高。为培育耐热节粮型种鸡以实现规模化生产,研究人员拟通过杂交将基因引入广东特色肉鸡“粤西卷羽鸡”,育种过程如图。下列分析错误的是( )
A. 正交和反交获得个体表型和亲本不一样
B. 分别从群体Ⅰ和Ⅱ中选择亲本可以避免近交衰退
C. 为缩短育种时间应从群体Ⅰ中选择父本进行杂交
D. 中可获得目的性状能够稳定遗传的种鸡
【答案】C
【解析】由于控制体型的基因位于染色体上,属于伴性遗传,性状与性别相关联。用卷羽正常雌鸡与片羽矮小雄鸡杂交,基因型是(♂)和(♀),子代都是半卷羽;用片羽矮小雌鸡与卷羽正常雄鸡杂交,基因型是(♂)和(♀),子代仍然是半卷羽,正交和反交都与亲本表型不同,正确;群体Ⅰ和Ⅱ杂交不是近亲繁殖,可以避免近交衰退,正确;为缩短育种时间,应从群体Ⅰ中选择母本(基因型为),从群体Ⅱ中选择父本(基因型为),可以快速获得基因型为和的个体,即在中可获得目的性状能够稳定遗传的种鸡,错误,正确。
[命题立意]本题设置育种情境,考查不完全显性、基因的自由组合及伴性遗传的相关知识。学生需从分析题干信息入手对遗传性质进行定性,并基于基因型分析和育种目标的达成对各选项进行分析推理,作出合理的判断。
[思维过程]信息的获取与加工。
信息①:卷羽、半卷羽、片羽;与 自由组合。
由育种图解可知:群体Ⅰ:♂、
♀;群体Ⅱ:♂、♀
结合遗传学常识可判断选项B正确,为避免近交衰退应分别从 群体Ⅰ和Ⅱ中选择合适的亲本杂交。
因此,最佳的杂交方式是用群体Ⅰ的雌性与群体Ⅱ的雄性杂交。
【归纳提升】
伴性遗传中的致死问题
(1)配子致死型:某些致死基因可导致雄配子死亡,从而使后代只出现某一性别的子代。所以若后代出现单一性别的问题,应考虑“雄配子致死”问题。如剪秋罗植物叶形的遗传:
(2)个体致死型:某两种配子结合会导致个体死亡,有胚胎致死、幼年死亡和成年死亡等几种情况。如图为染色体上隐性基因使雄性个体致死:
[针对训练]
3.[(2024·重庆,9)]白鸡生长较快,麻鸡体型大更受市场欢迎,但生长较慢。因此育种场引入白鸡,通过杂交改良麻鸡。麻鸡感染(逆转录病毒)后,来源于病毒的核酸插入常染色体使显性基因突变为,生产中常用快慢羽性状(由性染色体的、控制,快羽为隐性)鉴定雏鸡性别。现以雌性慢羽白鸡、杂合雄性快羽麻鸡为亲本,下列叙述正确的是( )
A. 一次杂交即可获得基因纯合麻鸡
B. 快羽麻鸡在代中所占的比例可为
C. 可通过快慢羽区分代雏鸡性别
D. 基因上所插入核酸与核酸结构相同
【答案】B
【解析】由题干信息可知,雌性慢羽白鸡的基因型为,雄性快羽麻鸡的基因型为,一次杂交子代的基因型为、、、,不能获得基因纯合麻鸡,快羽麻鸡在代中所占的比例可为,错误,正确;的基因型为、、、,只考虑快慢羽,的基因型为、、、,无法通过快慢羽区分代雏鸡性别,错误;基因为双链的结构,为逆转录病毒,其核酸为单链的结构,二者的结构不同,错误。
考点2 人类遗传病
命题角度1 人类遗传病的类型、特点
例4 [(2021·浙江1月选考,9改编)]遗传病是生殖细胞或受精卵遗传物质改变引发的疾病。下列叙述正确的是( )
A. 血友病是一种常染色体隐性遗传病
B. 连锁遗传病的遗传特点是“传女不传男”
C. 重症联合免疫缺陷病不能用基因治疗方法医治
D. 孩子的先天畸形发生率与母亲的生育年龄有关
【答案】D
[命题立意]本题考查遗传病的类型和特点,注重教材基本内容的识记和理解。
[思维过程]血友病与色盲相同,是一种伴 染色体隐性遗传病 错误;男性和女性的细胞内都有 染色体,对于 连锁遗传病,男性、女性都有可能得病,如红绿色盲患者中既有女性又有男性 错误;重症联合免疫缺陷病可以通过向患者的 淋巴细胞转移腺苷脱氨酶基因的方法进行治疗 可以采用基因治疗重症联合免疫缺陷病 错误;孩子的先天畸形发生率与母亲的生育年龄有关,如21三体综合征,女性适龄生育时胎儿先天畸形率低,超龄后年龄越大,胎儿先天畸形率越大 正确。
[针对训练]
4.[(2020·北京,6)]甲型血友病是由位于染色体上的A基因突变为所致。下列关于的叙述不正确的是( )
A. 是一种伴性遗传病 B. 患者中男性多于女性
C. 个体不是患者 D. 男患者的女儿一定患
【答案】D
【解析】甲型血友病是由位于染色体上的基因突变为所致,是一种伴染色体隐性遗传病,正确;男性存在即表现患病,女性需同时存在时才表现为患病,故患者中男性多于女性,正确;个体不是患者,属于携带者,正确;男患者,若婚配对象为,则女儿不会患病,错误。
命题角度2 遗传系谱图的分析与判断
例5 [(2022·湖北,16)]如图为某单基因遗传病的家系图。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 该遗传病可能存在多种遗传方式
B. 若Ⅰ为纯合子,则Ⅲ是杂合子
C. 若Ⅲ为纯合子,可推测Ⅱ为杂合子
D. 若Ⅱ和Ⅱ再生一个孩子,其患病的概率为
【答案】C
【解析】分析题图可知,该病可能为常染色体隐性遗传病或常染色体显性遗传病,正确;若Ⅰ为纯合子,则该病为常染色体显性遗传病,Ⅲ是杂合子,正确;若Ⅲ为纯合子,则该病为常染色体隐性遗传病,Ⅱ可能为纯合子,也可能为杂合子,错误;假设该病由基因控制,若该病为常染色体显性遗传病,则Ⅱ的基因型为,Ⅱ的基因型为,再生一个孩子,其患病的概率为;若该病为常染色体隐性遗传病,则Ⅱ的基因型为,Ⅱ的基因型为,再生一个孩子,其患病的概率为,正确。
[命题立意]本题通过遗传系谱图考查遗传病的遗传方式,并进行概率计算,要求学生具有较强的科学思维能力。
[思维过程](1)信息获取与加工。
遗传方式的判定主要分两步。一是根据“无中生有”为隐性,“有中生无”为显性,判断显隐性。二是根据伴性遗传的典型特点排除伴 染色体遗传:利用“男病推女正”排除伴 染色体显性遗传病,利用“女病推男正”排除伴 染色体隐性遗传病(如图所示)。
(2)逻辑推理:
项目
逻辑推理
选项
常染色体显性遗传病
常染色体隐性遗传病
ⅠⅢ
B项正确
ⅢⅡ
或
C项错误
若Ⅱ和Ⅱ再生一个孩子,其患病的概率为?
ⅡⅡ
ⅡⅡ
D项正确
[教考衔接]
遗传系谱图是高考命题的热点,具有综合性强、逻辑关系复杂的特点。遗传系谱图的考点主要集中在以下几个方面:一是显、隐性的判定,二是致病基因在常染色体或性色体的判定,三是概率计算,考查学生的逻辑推理和分析判断能力。
[针对训练]
5.[(2024·山东,8)]如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑、染色体同源区段和突变,下列推断错误的是( )
A. 该致病基因不位于染色体上
B. 若Ⅱ不携带该致病基因,则Ⅱ一定为杂合子
C. 若Ⅲ正常,则Ⅱ一定患病
D. 若Ⅱ正常,则据Ⅲ是否患病可确定该病遗传方式
【答案】D
【解析】由于该家系中有女患者,所以该致病基因不位于染色体上,正确;若Ⅱ不携带该病致病基因,由于Ⅲ是患者,他的致病基因只能来自Ⅱ。假如该病为常隐,无论Ⅱ是还是,由于Ⅱ不携带该病致病基因,所以不可能生出患病的Ⅲ。因此该病还剩3种情况:常显,显,隐。在这三种情况下,Ⅱ都是杂合子,正确;若Ⅲ正常,则该病为常染色体显性遗传病,由于Ⅱ正常,基因型为,而Ⅲ患病,可推出Ⅱ一定患病,基因型为,正确;若Ⅱ正常,Ⅲ患病,该病为隐性遗传病,若Ⅲ患病,则可推出该病为常染色体隐性遗传病,若Ⅲ正常,则不能推出具体的遗传方式,错误。
命题角度3 人类遗传病的检测和预防
例6 [(2024·湖北,22)]某种由单基因控制的常染色体显性遗传病病患者表现为步态不稳、眼球震颤,多在成年发病。甲、乙两人均出现这些症状。遗传咨询发现,甲的家系不符合病遗传系谱图的特征,而乙的家系符合。经检查确诊,甲不是病患者,而乙是。回答下列问题。
(1) 遗传咨询中医生初步判断甲可能不是病患者,而乙可能是该病患者,主要依据是_ _ (填序号)。
①血型 ②家族病史 超检测结果
(2) 系谱图分析是遗传疾病诊断和优生的重要依据。下列单基因遗传病系谱图中,一定不属于病的是_ _ (填序号),判断理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是(填序号)。
(3) 提取患者乙及其亲属的,对该病相关基因进行检测,电泳结果如下图(1是乙,2、3、4均为乙的亲属)。根据该电泳图_ _ (填“能”或“不能”)确定2号和4号个体携带了致病基因,理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 《“健康中国2030”规划纲要》指出,孕前干预是出生缺陷防治体系的重要环节。单基因控制的常染色体显性遗传病患者也有可能产生不含致病基因的健康配子,再通过基因诊断和试管婴儿等技术,生育健康小孩。该类型疾病女性患者有可能产生不含致病基因的卵细胞,从减数分裂的角度分析,其原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) ②
(2) ③;系谱图③中Ⅰ、Ⅰ不患该病,Ⅱ患该病,说明该病为隐性遗传病,一定不属于病;①②
(3) 不能;乙为常染色体显性遗传病,由电泳图可知,乙(1号个体)为杂合子,但无法推断哪条条带携带致病基因,哪条条带携带正常基因
(4) 该类型疾病女性患者的致病基因和正常基因是随减数分裂Ⅰ时同源染色体的分离而分开
【解析】
(1) 病为常染色体显性遗传病,不能通过血型进行检测,①错误;病为常染色体显性遗传病,其家族患者多,多代连续得病,可通过遗传咨询进行初步诊断,②正确;超不能用于检测单基因遗传病,③错误。
(2) ①Ⅱ、Ⅱ患该病,Ⅲ不患该病,说明该病为显性遗传病,Ⅱ的母亲Ⅰ不患该病,说明该病为常染色体显性遗传病;②Ⅰ、Ⅰ患该病,Ⅱ不患该病,说明该病为显性遗传病,Ⅱ的女儿Ⅲ不患该病,说明该病为常染色体显性遗传病;③Ⅰ、Ⅰ不患该病,Ⅱ患该病,说明该病为隐性遗传病,一定不属于病;④Ⅱ的女儿Ⅲ不患该病,排除伴染色体显性遗传病,但无法判断其是否为常染色体显性遗传病;因此一定不属于病的是③;一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是①②。
(3) 乙为常染色体显性遗传病,由电泳图可知,乙(1号个体)为杂合子,但无法推断哪条条带携带致病基因,哪条条带携带正常基因,因此该电泳图不能确认2号和4号个体携带了致病基因。
(4) 该类型疾病女性患者(杂合子)致病基因和正常基因是随减数分裂Ⅰ时同源染色体的分离而分开,从而产生不含致病基因的卵细胞。
[命题立意]本题考查人类遗传病的检测、预防以及遗传方式的判断,考查学生的科学思维,同时,学以致用,培养学生的健康理念,培养社会责任感。
[思维过程](2)显性遗传:一般符合“有中生无”的特点,即双亲患病,子女中出现正常;如果是伴 染色体遗传,男患者的女儿一定是患者。
(3)电泳图谱的识别:图中1、3均有两个条带,只能说明1、3都是杂合子,但是哪个条带代表致病基因不能确定。
[针对训练]
6.[(2020·山东,4)]人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后,其会以游离的形式存在于血液中,称为;胚胎在发育过程中也会有细胞脱落破碎,其进入孕妇血液中,称为。近几年,结合测序技术,和在临床上得到了广泛应用。下列说法错误的是( )
A. 可通过检测中的相关基因进行癌症的筛查
B. 提取进行基因修改后直接输回血液可用于治疗遗传病
C. 孕妇血液中的可能来自脱落后破碎的胎盘细胞
D. 孕妇血液中的可以用于某些遗传病的产前诊断
【答案】B
【解析】是正常或异常细胞脱落破碎后形成的,癌细胞的遗传物质已经发生改变,经过基因检测可以对癌症进行筛查,正确;将进行基因修改后直接输回血液不起作用,改造的基因无法表达,不能用于治疗遗传病,错误;是胚胎在发育过程中细胞脱落破碎形成的,可能来自胎盘细胞,正确;来自胚胎细胞,可用于某些遗传病的产前诊断,正确。
高考 真题集训
1.[(2024·重庆,15)]一种罕见遗传病的致病基因只会引起男性患病,但其遗传方式未知。结合遗传系谱图和患者父亲基因型分析,该病遗传方式可能性最小的是( )
A. 常染色体隐性遗传 B. 常染色体显性遗传
C. 伴染色体隐性遗传 D. 伴染色体显性遗传
【答案】A
【解析】由题意知,没有病的双亲生出患病的孩子,说明该致病基因为隐性,Ⅱ患病男子父亲Ⅰ不患病,说明不是伴遗传,则可能是常染色体遗传病或伴染色体遗传病,若为常染色体隐性遗传病,则男女患病概率一样,若为伴染色体遗传病,则患者男性多于女性,又由于其患病方式只会引起男性患病,因此该遗传方式可能性最小的应该是常染色体隐性遗传,符合题意,、、不符合题意。
2.[(2024·贵州,6)]人类的双眼皮基因对单眼皮基因是显性,位于常染色体上。一个色觉正常的单眼皮女性(甲),其父亲是色盲;一个色觉正常的双眼皮男性(乙),其母亲是单眼皮。下列叙述错误的是( )
A. 甲的一个卵原细胞在有丝分裂中期含有两个色盲基因
B. 乙的一个精原细胞在减数分裂Ⅰ中期含四个单眼皮基因
C. 甲含有色盲基因并且一定是来源于她的父亲
D. 甲、乙婚配生出单眼皮色觉正常女儿的概率为
【答案】B
【解析】假设人类的双眼皮基因对单眼皮基因用、表示,表示双眼皮,、表示红绿色盲,一个色觉正常的单眼皮女性(甲),其父亲是色盲,则该甲的基因型为,一个色觉正常的双眼皮男性(乙),其母亲是单眼皮,乙的基因型为,甲的卵原细胞在有丝分裂中期,进行了复制,有2个,正确;乙的基因型为,减数分裂前,进行复制,减数分裂Ⅰ中期含2个单眼皮基因,错误;甲不患红绿色盲,一定有一个,其父亲患红绿色盲,有基因,遗传给甲,所以甲的基因型为,甲含有色盲基因并且一定是来源于她的父亲,正确;甲的基因型为,乙的基因型为,甲、乙婚配生出单眼皮色觉正常女儿的概率为,正确。
3.[(2022·全国乙卷,6)]依据鸡的某些遗传性状可以在早期区分雌、雄,提高养鸡场的经济效益。已知鸡的羽毛性状芦花和非芦花受1对等位基因控制。芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡。下列分析及推断错误的是( )
A. 正交亲本中雌鸡为芦花鸡,雄鸡为非芦花鸡
B. 正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合体
C. 反交子代芦花鸡相互交配,所产雌鸡均为芦花鸡
D. 仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别
【答案】C
【解析】根据题述分析可知,设相关基因为、,正交亲本中雌鸡基因型为,表现为芦花鸡,雄鸡基因型为,表现为非芦花鸡,正确;正交子代的芦花雄鸡基因型为,反交子代中的芦花雄鸡的基因型也是,均为杂合体,正确;反交子代芦花鸡的基因型为和,雌、雄相互交配,所产雌鸡的基因型为和,既有芦花鸡,又有非芦花鸡,错误;正交子代芦花鸡均为雄性,非芦花鸡均为雌性,所以仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别,正确。
4.[(2024·甘肃,20)]自然群体中太阳鹦鹉的眼色为棕色,现于饲养群体中获得了甲和乙两个红眼纯系。为了确定眼色变异的遗传方式,某课题组选取甲和乙品系的太阳鹦鹉做正反交实验,雌、雄个体间相互交配,的表型及比值如表。回答下列问题(要求基因符号依次使用,)。
表型
正交
反交
棕眼雄
红眼雄
棕眼雌
红眼雌
(1) 太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制,判断的依据为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;其中一对基因位于染色体上,判断依据为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 正交的父本基因型为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,基因型及表型为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 反交的母本基因型为_ _ _ _ _ _ _ _ ,基因型及表型为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 下图为太阳鹦鹉眼色素合成的可能途径,写出控制酶合成的基因和色素的颜色:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 是的变式;正交、反交结果不同
(2) ;、,表型均为棕色
(3) ;、,表型分别为棕色、红色
(4) ①为基因A(或;②为基因B(或;③为红色;④为棕色
【解析】
(1) 依据表格信息可知,无论是正交,还是反交,均是的变式,故可判断太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制;但正交和反交结果不同,说明其中一对基因位于染色体上。
(2) 正交结果,中棕眼∶红眼,说明棕眼性状为双显性个体,红眼为单显性或双隐性个体,鹦鹉为型性别决定,在雄性个体中,棕眼为,在雌性个体中,棕眼为,故可推知,中的基因型为、,表型均为棕色,亲本为纯系,其基因型为:(父本)、(母本)。
(3) 依据反交结果,结合第二小问可知,亲本的基因型为、,则的基因型为、,对应的表型依次为棕色、红色。(4)结合第二小问可知,棕眼性状为双显性个体,红眼为单显性或双隐性个体,故可知基因①为(或),控制酶1的合成,促进红色前体物合成红色中间物,基因②为(或),控制酶2的合成,促进红色中间物合成棕色产物。
对应训练
基础巩固
1.[(2024·江苏连云港期中)]下列关于伴性遗传及性染色体的说法,正确的是( )
A. 人体成熟的生殖细胞中只有性染色体,没有常染色体
B. 含染色体的配子是雌配子,含染色体的配子是雄配子
C. 只有具有性别分化的生物才有性染色体之分
D. 抗维生素D佝偻病的遗传特点之一是男性患者多于女性患者
【答案】C
【解析】人体成熟的生殖细胞中既有性染色体,又有常染色体,错误;含染色体的配子是雌配子或雄配子,含染色体的配子是雄配子,错误;抗维生素佝偻病的遗传特点之一是女性患者多于男性患者,错误。
2.先天性夜盲症是染色体上的一种遗传病,在人群中男性患者多于女性患者。一对表现正常的夫妇生有一个正常的女儿和一个患先天性夜盲症的孩子。下列相关叙述错误的是( )
A. 由表现正常的夫妇生有患先天性夜盲症的孩子可知,该致病基因为隐性
B. 患病孩子的性别为男孩,该致病基因来源于孩子的祖母或外祖母
C. 表现正常的女儿与表现正常的男性结婚,后代可能出现夜盲症患者
D. 先天性夜盲症女性患者的儿子和父亲一定是患者,女儿也可能是患者
【答案】B
【解析】先天性夜盲症为伴染色体隐性遗传病,由父母表现正常可知,患病孩子的母亲为携带者,患病孩子的性别为男孩,该致病基因来源于孩子的外祖母或外祖父,错误。
3.某同学对一患有某种单基因遗传病的女孩家系的其他成员进行了调查,记录结果如表(“”代表患者,“√”代表正常,“?”代表患病情况未知)。下列分析错误的是( )
祖父
祖母
姑姑
外祖父
外祖母
?
√
√
舅舅
父亲
母亲
弟弟
√
√
A. 调查该病的发病率应在自然人群中随机取样调查
B. 若祖父正常,则该遗传病属于常染色体显性遗传病
C. 若祖父患病,这个家系中所有患者基因型相同的概率为
D. 该患病女孩的父母再生出一个正常孩子的概率为
【答案】B
【解析】该病是单基因遗传病,调查该病的遗传方式是在患者家系中调查,而调查遗传病的发病率应在自然人群中随机取样调查,正确;若祖父正常,则该遗传病可能为常染色体显性遗传病,也可能为伴染色体显性遗传病,错误;若祖父患病,则根据患病的双亲生出正常的女儿(祖父、祖母患病,姑姑正常),可判断该病为常染色体显性遗传病,若相关基因用表示,则这个家系中除了该女孩,其他患者的基因型均为,而该女孩的基因型为、,因此,该家系中所有患者基因型相同的概率为,正确;若该病是常染色体显性遗传病,则该患病女孩的双亲的基因型均为,则他们再生出一个正常孩子的概率是;若该病是伴染色体显性遗传病,则双亲的基因型为、,则他们再生出一个正常孩子的概率是,正确。
4.[(2024·浙江金丽衢联考)]某实验小组欲利用性反转实验研究某种鱼类的性别决定方式是型还是型,其原理是甲基睾丸酮能诱导雌性鱼反转为雄性鱼,但不改变性染色体组成,实验过程如图所示(染色体组成为或的个体无法存活)。下列有关说法正确的是( )
雌性仔鱼性成熟雄性×性成熟雌性子代群体
A. ①处投喂的是普通饲料,②处投喂的是饲料
B. 该鱼的性别由性染色体上的基因决定,不受环境影响
C. 若子代群体中雌性∶雄性,则该鱼的性别决定方式为型
D. 若子代群体中雌性∶雄性,则该鱼的性别决定方式为型
【答案】C
【解析】根据题意可知,能将雌性鱼性反转为雄性鱼,因此投喂饲料①为饲料,投喂的目的是使雌性鱼性反转为雄性,杂交后统计子代的性别比例,因此投喂饲料②是普通饲料,错误;鱼的性别受性染色体决定,但也受环境的影响,错误;若该鱼的性别决定方式为型,则型雌性鱼性反转后染色体组成仍然为,该鱼和正常的雌性鱼杂交,杂交的组合为,子代的性染色体组成均为,因此全部为雌性;若该鱼的性别决定方式为型,则型雌性鱼性反转后染色体组成仍然为,该鱼和正常的雌性鱼杂交,杂交的组合为,子代的性染色体组成为(致死),雌性∶雄性,正确,错误。
5.[(四川2025年高考适应性测试)]甲病(由、基因控制)和乙病(由、基因控制)均为人类神经系统遗传病。下图为这两种遗传病的家系图,其中不携带乙病致病基因,男性人群中甲病隐性基因占。下列叙述正确的是( )
A. 甲病为伴染色体隐性遗传病,乙病为常染色体隐性遗传病
B. 为甲病致病基因携带者,与基因型相同的概率是
C. 患甲病的概率是
D. 只患一种病的概率是
【答案】D
【解析】据图分析,图中的和正常,但生有患甲病的女儿,说明甲病是常染色体隐性遗传病,图中的和不患乙病,但生有患乙病的儿子,说明该病是隐性遗传病,又因为不携带乙病致病基因,说明致病基因位于染色体上,即该病是伴染色体隐性遗传病,错误;甲病是常染色体隐性遗传病,患甲病,基因型是,则和的基因型都是,正常,基因型可能是或,不一定有甲病致病基因;和的基因型都是,正常,基因型是、,即与基因型相同的概率是,错误;的基因型是、(配子及比例是、),男性人群中甲病隐性基因占,即,,则的基因型及概率是、(配子及比例是、),患甲病的概率是,错误;两病皆患,基因型是,关于甲病,和的基因型都是,关于乙病两者基因型分别是、,患有甲病的概率是,患有乙病的概率是,只患一种病的概率,正确。
6.白化病是由常染色体上的隐性基因控制的单基因遗传病。下列表述错误的是( )
A. 单基因遗传病是指受一个等位基因控制的遗传病
B. 白化病体现了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
C. 减数分裂过程中,白化病致病基因与性染色体上的基因可以自由组合
D. 子女患有白化病,父母可能表型正常,子女不患白化病,父母之一可能患病
【答案】A
【解析】单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病,错误;白化病的病因是控制酪氨酸酶的基因异常,导致患者不能正常合成酪氨酸酶,从而不能将酪氨酸合成为黑色素,体现了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,正确;白化病是由常染色体上的隐性基因控制的单基因遗传病,白化病基因所在的染色体与性染色体为非同源染色体,因此减数分裂过程中,白化病致病基因与性染色体上的基因可以自由组合,正确;子女患白化病,父母可能表型正常,但均为白化病基因携带者;子女不患白化病,父母之一可能患病,如亲本基因型为,正确。
能力提升
7.[(2024·河北张家口三模)]桑蚕的性别决定方式为型,其性染色体组成如下图所示。结圆形茧对结椭圆形茧为显性,基因位于常染色体上。体色正常对体色油质透明为显性,基因位于图示区域。以下叙述错误的是( )
A. 在研究桑蚕的基因组时,共需测定29条染色体上的碱基序列
B. 若两桑蚕杂交后代中结椭圆形茧体色油质透明的雄蚕比例为,则亲代基因型为、
C. 体色正常雌蚕和体色油质透明雄蚕杂交,可通过体色判断子代的性别
D. 位于同源区段Ⅱ上的基因与常染色体上的基因控制的性状在遗传特点上相同
【答案】D
【解析】桑蚕有27对常染色体和一对性染色体,因此在研究桑蚕的基因组时,共需测定共29条染色体上的碱基序列,正确;若两桑蚕杂交后代中结椭圆形茧体色油质透明的雄蚕比例为,即后代中的占比为,也就是后代中、的占比均为,可知亲本基因型为、,正确;体色正常雌蚕和体色油质透明雄蚕杂交,后代雌蚕均为体色油质透明、雄蚕均为体色正常,可通过体色判断子代的性别,正确;位于同源区段Ⅱ上的基因在遗传上与性别相关联,如雌性的染色体上的基因只能来自父本、只能传递给雄性后代,与常染色体上的基因控制的性状在遗传特点上不同,错误。
8.[(2024·河北保定二模)](多选)果蝇的染色体片段缺失会导致翅膀后端片段出现缺刻现象。将缺刻红眼雌蝇(无白眼基因)与正常白眼雄蝇杂交,染色体组成及表型如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 缺刻性状的出现是基因突变导致的
B. 亲本染色体缺失位置有决定眼色的基因
C. 出现死亡个体的原因是缺少正常染色体
D. 缺刻白眼♀和正常红眼♂交配,子代中红眼∶白眼
【答案】BCD
【解析】由题可知,缺刻性状的出现是染色体结构变异引起的,错误;缺刻红眼雌蝇(无白眼基因)与正常翅白眼雄蝇杂交,出现了缺刻白眼雌果蝇且雌雄比为,说明亲本缺失片段恰好位于染色体上红眼基因所在的位置,正确;分析“雌雄比为”的原因:如果后代没有致死现象,则后代雌雄比为,现在“雌雄比为”,说明缺刻雄蝇不能存活,可得出现死亡个体的原因是缺少正常染色体,正确;的缺刻白眼雌蝇与正常红眼雄蝇杂交,(红眼雌果蝇)、(缺刻红眼雌果蝇)、(白眼雄果蝇)、(致死),子代中红眼∶白眼,正确。
9.[(2024·山东济南模拟)](多选)如图为某家族戈谢病(一种脂代谢紊乱病)的遗传图谱,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示三代人,相应基因用D、表示。下列叙述正确的是( )
A. 从遗传图谱可知,戈谢病是一种隐性遗传病
B. 产生的精子染色体组成为22条常染色体
C. 的基因组成是,的基因组成是或
D. 和再生一个孩子,是正常男孩的概率为
【答案】AD
【解析】根据某家族戈谢病的遗传图谱可知,、均正常,女儿患病,表明正常是显性性状,患病是隐性性状,可以推断该遗传病为常染色体上的隐性遗传病,正确;是男性,其产生的精子中染色体数目为体细胞的一半,成对的染色体要分开,因此染色体组成为22条常染色体或22条常染色体,错误;的基因组成是或,的基因组成是,的基因组成是,错误;和的基因组成是,二者再生一个孩子,是正常男孩的概率为,正确。
10.[(2024·安徽合肥三模)]某种鹦鹉的羽毛颜色由位于染色体上的复等位基因、D、控制,它们的显隐性关系为。研究人员用甲、乙、丙三种基因型的个体做了以下实验。回答下列问题。
(1) 根据上述实验结果可推测、D、基因控制三种羽毛颜色的对应关系是:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。在一个染色体数目均正常的鹦鹉种群中,、D、能组成_ _ 种基因型。群体中羽毛颜色为_ _ _ _ _ _ 的个体的基因型种类最多,在雄性中一定为纯合子的鹦鹉的羽毛颜色是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 上述实验中,甲的基因型可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。两个实验的中羽毛颜色为巧克力色个体的基因型_ _ (填“相同”或“不相同”)。
(3) 让实验二中羽毛为蓝色的雌、雄鹦鹉随机交配,在考虑子代性别的前提下,的表型及比例是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。若杂交后代中雌性鹦鹉的羽毛颜色都是巧克力色、雄性鹦鹉的羽毛颜色都和母本相同且不是巧克力色,请写出杂交亲本的基因型组合:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 基因控制灰红色,D基因控制蓝色,基因控制巧克力色;9;灰红色;巧克力色
(2) 或;相同
(3) 蓝色雄性∶蓝色雌性∶巧克力色雌性;、
【解析】
(1) 由实验一可知,出现的新性状巧克力色是由基因控制的,控制灰红色的基因的显性能力最强,因此基因控制灰红色,基因控制蓝色,基因控制巧克力色。在一个染色体数目均正常的鹦鹉种群中,、、能组成、、、、、、、、共9种基因型。群体中灰红色的基因型有4种,种类最多,在雄性中一定为纯合子的鹦鹉的羽毛颜色是巧克力色。
(2) 上述实验中,甲的基因型是或。两个实验的中羽毛颜色为巧克力色个体的基因型相同,都是。
(3) 让实验二中羽毛为蓝色的雌雄、鹦鹉随机交配,雌配子为、,雄配子为、,雌、雄鹦鹉随机交配,在考虑子代性别的前提下,的基因型及比例为(蓝色雄性)、(蓝色雄性)、(蓝色雌性)、(巧克力色雌性),表型及比例是蓝色雄性∶蓝色雌性∶巧克力色雌性。若杂交后代中雌性鹦鹉的羽毛颜色都是巧克力色、雄性鹦鹉的羽毛颜色都和母本相同且不是巧克力色,则可以选择的杂交亲本组合是、。
重难突破(七) 基因在性染色体上的探究问题
高考 考情概览
高考考点
2024
2023
2022
2021
2020
基因在染色体上位置的判定方法
浙江6月、浙江1月
广东、山东、海南、湖南
福建
一、探究基因位于常染色体上还是X染色体上
1.杂交实验法
(1)性状的显隐性是“未知的”,且亲本均为纯合子时
注:此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。若正反交结果不同,且子代只表现母本的性状,则控制该性状的基因位于细胞质中。
(2)性状的显隐性是“已知的”
(3)在确定雌性个体为杂合子的条件下
2.统计分析法
(1)统计子代性别、性状的数量分析确认
若后代中两种表型在雌、雄个体中比例一致,说明遗传与性别无关,则基因可能在常染色体上;若后代中两种表型在雌、雄个体中比例不一致,说明遗传与性别有关,则可确定基因在性染色体上。
(2)依据遗传调查所得数据进行推断确认
调查性状与性别无关基因在常染色体上与性别有关雌、雄性别中表现不一致只在雄性个体中出现基因在染色体上雌性多于雄性多为伴染色体显性雄性多于雌性多为伴染色体隐性
典例1 [(2022·山东,22节选)]果蝇的正常眼与无眼是1对相对性状,受1对等位基因控制,要确定该性状的遗传方式,需从基因与染色体的位置关系及显隐性的角度进行分析。以正常眼雌果蝇与无眼雄果蝇为亲本进行杂交,根据杂交结果绘制部分后代果蝇的系谱图,如图所示。不考虑致死、突变和、染色体同源区段的情况。
(1) 以系谱图中呈现的果蝇为实验材料设计杂交实验,确定无眼性状的遗传方式。(要求:①只杂交一次;②仅根据子代表型预期结果;③不根据子代性状的比例预期结果)
实验思路:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。预期结果并得出结论:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 若果蝇无眼性状产生的分子机制是由于控制正常眼的基因中间缺失一段较大的片段所致,且该对等位基因的长度已知。利用及电泳技术确定无眼性状的遗传方式时,只以Ⅱ为材料,用1对合适的引物仅扩增控制该对性状的完整基因序列,电泳检测产物,通过电泳结果_ _ (填“能”或“不能”)确定无眼性状的遗传方式,理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) Ⅱ或Ⅱ或Ⅱ与Ⅱ杂交,观察子代表型;若子代全为正常眼果蝇,则为常染色体显性遗传;若子代出现无眼雌果蝇,则为常染色体隐性遗传;若子代无眼果蝇均为雄性,则为伴染色体隐性遗传
(2) 不能;无论是常染色体显性遗传还是伴染色体隐性遗传,其产物电泳后都仅出现一个条带,且对应的均为正常眼基因的长度
【解析】
(1) 若要确定无眼性状的遗传方式,可通过测交或者杂交的方式判断,测交是在已知相对性状显隐性的条件下进行的,不适用于本题,故选择Ⅱ或Ⅱ或Ⅱ与Ⅱ杂交,观察子代表型(相关基因用、表示)。若无眼性状为常染色体显性遗传,亲本的基因型为,后代雌蝇、雄蝇都只有正常眼;若无眼性状为常染色体隐性遗传,亲本的基因型为,后代雌蝇、雄蝇既有正常眼也有无眼;若无眼性状为伴染色体隐性遗传,亲本的基因型为,后代雌果蝇均为正常眼、雄果蝇有正常眼和无眼。
(2) 若无眼性状的遗传为伴染色体隐性遗传,Ⅱ的基因型为,扩增后,产物只有一条显示带,为对应的正常眼基因的长度;若无眼性状的遗传为常染色体显性遗传,Ⅱ的基因型为,扩增后电泳的产物只有一条显示带,且为对应的正常眼基因的长度,故根据电泳结果不能确定无眼性状的遗传方式。
[命题立意]本题利用遗传系谱图的形式判断果蝇的正常眼、无眼性状的遗传方式,考查学生的科学探究和科学思维能力。
[思维过程](1)信息获取与加工:不考虑致死、突变和、染色体同源区段的情况,Ⅰ无眼♂ Ⅱ正常眼♀,排除伴 染色体显性遗传;Ⅰ无眼♂ Ⅱ正常眼♂,排除伴 染色体遗传。因此可能得遗传方式有:常显、常隐、伴 染色体隐三种。
(2)注意杂交实验要求:①只杂交一次;②仅根据子代表型预期结果;③不根据子代性状的比例预期结果。回答预期结果一定不能用比例,只能根据子代表型预期结果。
(3)演绎推理
无眼性状的遗传方式
杂交组合
子代基因型
子代表型
常染色体显性遗传
ⅡⅡ
全为正常眼
常染色体隐性遗传
ⅡⅡ
、、
无眼果蝇有雄性有雌性
伴 染色体隐性遗传
ⅡⅡ
、、、
无眼果蝇全为雄性
二、探究基因仅位于X染色体上还是X、Y染色体同源区段上
适用条件:已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
(1)思路一:用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析的性状。即:
(2)思路二:用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析的性状。即:
典例2 小鼠的毛色灰色对黑色为显性,控制小鼠毛色的基因可能位于性染色体上(Ⅰ区段为、染色体的同源区段,、分别为、染色体的特有区段)。现有两个纯合品系,一个种群中雌、雄鼠均为灰色,另一个种群中雌、雄鼠均为黑色,某兴趣小组为探究B、基因的位置进行了实验。请回答下列问题。
(1) 根据种群中小鼠的表型,该小组认为B、基因不位于区段上,原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 该小组欲通过一次杂交确定B、基因位于Ⅰ区段还是区段,可选择_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 杂交,观察后代的表型及比例。
结果分析:
① 若后代的表型及比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,则B、基因位于Ⅰ区段上;
② 若后代的表型及比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,则B、基因位于区段上。
【答案】(1) 两种群中雌、雄鼠均有灰色和黑色,不随雄性遗传
(2) 黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠
(2) ① 雌、雄个体均为灰色
② 雄性个体均为黑色,雌性个体均为灰色
【解析】
(1) 因种群中雌、雄鼠均有灰色和黑色,不随雄性遗传,故可认为控制该性状的基因不位于染色体的区段上。
(2) 黑色雌鼠与纯合灰色雄鼠杂交,如果子代雄性中出现了黑色个体,则说明、基因位于区段上,如果子代雌、雄个体均为灰色,则说明、基因位于Ⅰ区段上。
三、探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
1.在已知性状的显隐性的条件下,若限定一次杂交实验来证明,则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[即(♀)(♂)或或杂交组合,观察分析的表型。分析如下:
2.在已知性状的显隐性的条件下,未限定杂交实验次数时,则可采用以下方法,通过观察的表型来判断:
典例3 [(2024·江苏扬州期中)]果蝇的体色(灰身、黑身)和翅型(正常翅、截翅)这两对性状分别由两对等位基因A、和B、控制。利用两对纯种果蝇进行了杂交实验,结果如表所示:
杂交组合及子代表型
组合一:黑身正常翅♀×灰身截翅♂
组合二:灰身截翅♀×黑身正常翅♂
雌蝇
雄蝇
雌蝇
雄蝇
灰身正常翅
296
290
301
0
灰身截翅
0
0
0
298
(1) 果蝇的这两对性状中通过杂交组合,可同时判断显性性状分别是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 控制翅型的基因位于_ _ _ _ 染色体上,判断的依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 某同学为了确定控制体色的这对等位基因位于常染色体上还是、的同源区段上,让组合二灰身雌、雄果蝇相互交配,然后统计中黑身果蝇的性别比例:
若_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,则说明是位于常染色体上;
若_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,则说明是位于、的同源区段上。
【答案】(1) 一;灰身、正常翅
(2) ;杂交组合二中截翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交,雌果蝇全为正常翅,雄果蝇全为截翅(或杂交组合一、二是用纯种正常翅果蝇进行的正反交实验,正反交实验结果不一致)
(3) 黑身果蝇中雌性∶雄性;黑身果蝇全为雄性
【解析】
(1) 组合一中亲本的基因型为黑身正常翅♀×灰身截翅♂,子代全为灰身正常翅,果蝇的这两对性状中灰身对黑身为显性,正常翅对截翅为显性。
(2) 根据杂交组合二中截翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交,雌果蝇全为正常翅,雄果蝇全为截翅,且与组合一实验结果不同,可知控制翅型的基因位于染色体上。
(3) 为了确定控制体色的这对等位基因位于常染色体上还是、染色体的同源区段上,让组合二灰身雌、雄果蝇相互交配,然后统计中黑身果蝇的性别比例:若黑色果蝇中雌、雄比例均等,即雌性∶雄性,则说明位于常染色体上;若黑身果蝇全为雄性,则说明位于、的同源区段上。
高考 真题集训
1.[(2023·浙江6月选考,18)]某昆虫的性别决定方式为型,其翅型长翅和残翅、眼色红眼和紫眼为两对相对性状,各由一对等位基因控制,且基因不位于染色体。现用长翅紫眼和残翅红眼昆虫各1只杂交获得,有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型,且比例相等。不考虑突变、互换和致死。下列关于该杂交实验的叙述,错误的是( )
A. 若每种表型都有雌、雄个体,则控制翅型和眼色的基因可位于两对染色体上
B. 若每种表型都有雌、雄个体,则控制翅型和眼色的基因不可都位于染色体上
C. 若有两种表型为雌性,两种为雄性,则控制翅型和眼色的基因不可都位于常染色体上
D. 若有两种表型为雌性,两种为雄性,则控制翅型和眼色的基因不可位于一对染色体上
【答案】D
【解析】假设用、表示控制这两对性状的基因。若每种表型都有雌、雄个体,则亲本的基因型为和或和都符合有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型,且比例相等的条件,正确;若控制翅形和眼色的基因都位于染色体上,则子代的结果是有两种表型为雌性,两种为雄性,或只有两种表型,两种表型中每种表型都有雌、雄个体。所以若每种表型都有雌、雄个体,则控制翅型和眼色的基因不可都位于染色体,正确;若控制翅型和眼色的基因都位于常染色体上,性状与性别没有关联,则每种表型都应该有雌、雄个体,正确;若有两种表型为雌性,则亲本的基因型可以是和,符合有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型,且比例相等的条件,错误。
2.[(2023·浙江1月选考,25)]某昆虫的性别决定方式为型,野生型个体的翅型和眼色分别为直翅和红眼,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制。研究人员通过诱变育种获得了紫红眼突变体和卷翅突变体昆虫。为研究该昆虫翅型和眼色的遗传方式,研究人员利用紫红型眼突变体、卷翅突变体和野生型昆虫进行了杂交实验,结果见下表。
杂交组合
甲
紫红眼突变体、紫红眼突变体
直翅紫红眼
直翅紫红眼
乙
紫红眼突变体、野生型
直翅红眼
直翅红眼∶直翅紫红眼
丙
卷翅突变体、卷翅突变体
卷翅红眼∶直翅红眼
卷翅红眼∶直翅红眼
丁
卷翅突变体、野生型
卷翅红眼∶直翅红眼
卷翅红眼∶直翅红眼
注:表中 为1对亲本的杂交后代,为 全部个体随机交配的后代;假定每只昆虫的生殖力相同。
回答下列问题。
(1) 红眼基因突变为紫红眼基因属于_ _ (填“显性”或“隐性”)突变。若要研究紫红眼基因位于常染色体还是染色体上,还需要对杂交组合的各代昆虫进行_ _ 鉴定。鉴定后,若该杂交组合的表型及其比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,则可判定紫红眼基因位于常染色体上。
(2) 根据杂交组合丙的表型比例分析,卷翅基因除了控制翅型性状外,还具有纯合_ _ 效应。
(3) 若让杂交组合丙的和杂交组合丁的全部个体混合,让其自由交配,理论上其子代表型及其比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 又从野生型(灰体红眼)中诱变育种获得隐性纯合的黑体突变体,已知灰体对黑体完全显性,灰体(黑体)和红眼(紫红眼)分别由常染色体的一对等位基因控制。欲探究灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传是否遵循自由组合定律。现有3种纯合品系昆虫:黑体突变体、紫红眼突变体和野生型。请完善实验思路,预测实验结果并分析讨论。
(说明:该昆虫雄性个体的同源染色体不会发生交换;每只昆虫的生殖力相同,且子代的存活率相同;实验的具体操作不做要求)
① 实验思路:
第一步:选择_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 进行杂交获得,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
第二步:观察记录表型及个数,并做统计分析。
② 预测实验结果并分析讨论:
Ⅰ:若统计后的表型及其比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传遵循自由组合定律。
Ⅱ:若统计后的表型及其比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传不遵循自由组合定律。
【答案】(1) 隐性;乙;性别;直翅红眼雌∶直翅紫红眼雌∶直翅红眼雄∶直翅紫红眼雄
(2) 致死
(3) 卷翅红眼∶直翅红眼
(4) ① 黑体突变体和紫红眼突变体;随机交配得
② 灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼;灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼
【解析】
(1) 分析杂交组合乙可知,紫红眼突变体与野生型交配,全为红眼,红眼∶紫红眼,可得红眼为显性、紫红眼为隐性,因此红眼基因突变为紫红眼基因属于隐性突变;若要研究紫红眼基因位于常染色体还是染色体上,还需要对杂交组合乙的各代昆虫进行性别鉴定;若该杂交组合的表型及其比例为直翅红眼雌性:直翅紫红眼雌性∶直翅红眼雄性∶直翅紫红眼雄性,子代表型符合自由组合定律,且眼色与性别无关,则可判定紫红眼基因位于常染色体上。
(2) 根据杂交组合丙的表型比例分析,卷翅∶直翅,不为基因分离定律的分离比,因此卷翅基因具有纯合显性致死效应。
(3) 由于杂交组合丙的和杂交组合丁的都是红眼纯合子,因此计算杂交组合丙的和杂交组合丁的杂交子代的表型比例时,可以不考虑子代的眼色性状,设卷翅基因为,则直翅基因为,则杂交组合丙组的基因型为(致死)、、,杂交组合丁的基因型为、,若将杂交组合丙的和杂交组合丁的全部个体混合,则基因型为的个体占,基因型为的个体占,则杂交组合丙的和杂交组合丁的全部个体混合后再自由交配,产生配子的比例为占,占,则理论上其子代中(致死)占,占,占,则子代表型及其比例为卷翅红眼∶直翅红眼。
(4) 实验思路:选择黑体突变体和紫红眼突变体进行杂交获得,随机交配得,观察表型及个数。预测实验结果并分析讨论:若统计后的表型及其比例为灰体红眼:灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传遵循自由组合定律;若统计后的表型及其比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼,则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传不遵循自由组合定律,即两基因位于同一对同源染色体上。
对应训练
1.[(2024·河北名校联盟)]已知鸡的羽毛芦花对非芦花为显性,以下杂交组合能够验证控制芦花与非芦花的基因位于染色体上的有( )
①芦花雌鸡×非芦花雄鸡
②纯合的芦花雄鸡×非芦花雌鸡
③杂合的芦花雄鸡×非芦花雌鸡
④杂合的芦花雄鸡×芦花雌鸡
A. ①② B. ③④ C. ①④ D. ②③
【答案】C
【解析】芦花雌鸡×非芦花雄鸡,如果基因在常染色体上,基因型可以是和或和,子代全为芦花或不管雌鸡还是雄鸡,都既有芦花鸡又有非芦花鸡,如果位于染色体上,基因型是和,子代基因型是和,雌性全为非芦花,雄性全为芦花,可以验证控制芦花与非芦花的基因位于染色体上,①正确;纯合的芦花雄鸡×非芦花雌鸡,如果位于常染色体上,则基因型是(雄)和(雌),如果位于染色体上,基因型是和,子代全为芦花鸡,无法判断,②错误;杂合的芦花雄鸡×非芦花雌鸡,如果位于常染色体上,基因型是和,如果位于染色体上,则基因型是和,子代不管雌性还是雄性都有芦花和非芦花,无法证明,③错误;杂合的芦花雄鸡×芦花雌鸡,如果位于常染色体上,则基因型是和或和,子代不管雌性还是雄性可能都为芦花或都有芦花和非芦花,如果位于染色体上,则基因型是和,子代只有雌性才有非芦花,雌性和雄性表现不同,所以可以验证控制芦花与非芦花的基因位于染色体上,④正确。
2.[(2024·安徽二模)]已知果蝇控制长翅/残翅性状的基因和控制灰体/黑檀体性状的基因均位于常染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交,杂交子代的表型及比例如表所示,据此无法判断的是( )
眼
性别
灰体长翅∶灰体残翅∶黑檀体长翅∶黑檀体残翅
有眼
雌
雄
无眼
雌
雄
A. 有眼/无眼基因是位于染色体还是常染色体
B. 亲代灰体长翅雌蝇是纯合子还是杂合子
C. 长翅/残翅基因和灰体/黑檀体基因是否位于不同的染色体上
D. 果蝇的灰体是显性性状还是隐性性状
【答案】A
【解析】只研究有眼/无眼:无眼雌蝇与有眼雄蝇杂交,后代有眼与无眼性状的比例为,且在有眼和无眼性状中,雌、雄比例均为,无论有$$