内容正文:
第17讲 自由组合定律
目录
01 课标达标练
【题型一】自由组合定律的内容和实质
【题型二】自由组合定律的解题思路
【题型三】自由组合定律的变形和致死
【题型四】基因的位置关系
02 能力突破练 新考法
03 高考溯源练 含2025年高考题
题型一 自由组合定律的内容和实质
1.两对相对性状的遗传学实验中,会导致子二代不符合 9:3:3:1性状分离比的情况有( )
A.子一代产生的同种基因型的雌雄配子数目不等
B.统计子二代中各种基因型个体的存活率相等
C.控制两对性状的基因位于一对同源染色体上
D.非等位基因在形成配子时能够自由组合
【答案】C
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的,在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、子二代性状分离比取决于子一代的雌性和雄性个体中不同配子的比例,子一代的雌雄配子数目可以不相等不会改变9:3:3:1的性状分离比,A错误;
B、子二代产生的各种基因型,如果存活率不同,会使子代的分离比不等于9:3:3:1,B错误;
C、若控制两对性状的基因位于一对同源染色体上,则两对基因的遗传不遵循自由组合定律,不会出现9:3:3:1的性状分离比,C正确;
D、非同源染色体上非等位基因,形成配子时能够自由组合,能产生四种配子且比例为1:1:1:1,会使子代出现9:3:3:1的性状分离比,D错误。
故选C。
2.某同学利用下图4个烧杯中的小球进行模拟孟德尔豌豆杂交实验,下列有关叙述不正确的是( )
A.关于烧杯中小球数量,①与②须相等,③与④须相等
B.任意从①②或③④中各抓取一只小球并记录字母组合可模拟雌雄配子随机结合
C.任意从①③烧杯中各随机抓取一只小球并记录字母组合可模拟非等位基因自由组合
D.先从①③和②④中各随机抓取一只小球并分别记录字母组合;然后将①③和②④中抓取的小球再结合,也可模拟雌雄配子随机结合
【答案】A
【分析】1、基因分离定律的实质是减数分裂形成配子过程中,同源染色体上的等位基因相互分离。
2、基因自由组合定律的实质是减数分裂形成配子过程中,同源染色体上的等位基因相互分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3、分析题图:如果两个烧杯中小球上标有的字母为同种字母,则两个烧杯分别表示雌、雄生殖器官,这两个烧杯内的小球分别代表雌、雄配子;如果两个烧杯中小球上标有的为不同的字母,则这两个烧杯表示同一生殖器官。①②所示烧杯中的小球标有的字母D和d表示一对等位基因,因此从①②中各随机抓取一个小球并记录字母组合模拟的是雌、雄配子的随机结合;①③所示烧杯中的小球标有的字母分别为D和d、R和r,表示两对等位基因,因此从①③中各随机抓取一个小球并记录字母组合,模拟的是非同源染色体上非等位基因的自由组合。
【详解】A、①与②中所含小球相同,分别模拟雌雄生殖器官,③与④中所含小球相同,分别模拟雌雄生殖器官。①②与③④中的小球模拟生殖器官中产生的两种配子,雌雄生殖器官产生的雌雄配子数不同,小球数可以不相等。每个桶中的两种小球模拟该生殖器官产生的两种配子,杂合子产生的两种配子比例相等,所以每个桶中含不同字母的小球数要相等,A错误;
B、①②或③④所示烧杯中的小球标有的字母D和d或R和r表示一对等位基因,因此从①②或③④中各随机抓取一个小球并记录字母组合模拟的是雌、雄配子的随机结合,B正确;
C、①③所示烧杯中的小球标有的字母分别为D和d、R和r,表示两对等位基因,因此从①③中各随机抓取一个小球并记录字母组合,模拟的是非同源染色体上非等位基因的自由组合,C正确;
D、①③所示烧杯中的小球标有的字母分别为D和d、R和r,表示两对等位基因,则①③一起模拟雌雄生殖器官之一;②④所示烧杯中所含小球情况与①③相同,可以模拟雌雄生殖器官中的另一方。所以将①③和②④中抓取的小球再结合,可模拟雌雄配子随机结合,D正确。
故选A。
3.孟德尔利用豌豆杂交实验发现了遗传规律,被称为“遗传学之父”。下列叙述与孟德尔的研究过程相符合的是( )
A.孟德尔成功揭示了基因的分离定律、自由组合定律和伴性遗传规律
B.从一对相对性状到多对相对性状的研究,是孟德尔获得成功的原因之一
C.孟德尔用F1的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代出现1:1的分离比,这属于假说—演绎法的演绎推理过程
D.“生物的性状由基因控制,显性基因控制显性性状,隐性基因控制隐性性状”属于孟德尔的假说内容
【答案】B
【分析】1、基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、孟德尔未揭示伴性遗传规律,伴性遗传规律由摩尔根发现,A错误;
B、从一对相对性状到多对相对性状的研究,是孟德尔获得成功的原因之一,B正确;
C、孟德尔用F1高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代出现1:1的分离比,属于假说—演绎法的验证过程,C错误;
D、孟德尔没有提出基因的概念,丹麦生物学家约翰逊提出基因、基因型和表现型的概念,D错误。
故选B。
题型二 自由组合定律的解题思路
4.玉米为雌雄同株异花植物,其雄性不育(由基因A控制)对正常可育(由基因a控制)为完全显性。基因B会抑制不育基因的表达,使植株可育。取雄性不育株甲与可育株乙进行杂交实验,结果如表所示。下列相关叙述正确的是( )
P
自交所得
甲×乙
全部可育
可育株:雄性不育株=13:3
A.亲本甲的基因型存在2种可能性
B.仅根据即可判断这两对基因独立遗传
C.让与甲回交,子代可育株:雄性不育株=3:1
D.若将中所有雄性不育株进行测交,子代的可育株:雄性不育株=1:2
【答案】D
【分析】本题考查自由组合定律,结合题干分析:
P
甲(雄性不育)×乙(可育)
全部可育
中可育株:雄性不育株=13:3,说明A/a、B/b独立遗传,中可育株的基因型为A_B_、aaB_、aabb,雄性不育株的基因型为A_bb,所以的基因型为AaBb
【详解】 A、由[解题指导]可知,的基因型为AaBb,则亲本雄性不育株甲、可育株乙的基因型分别为AAbb和aaBB,A错误;
B、AAbb与aaBB杂交,若A、a基因与B、b基因连锁,也会出现全部可育的结果,仅根据无法判断这两对基因是否独立遗传,B错误;
C、让(AaBb)与甲(AAbb)回交,子代中可育(A_Bb):雄性不育(A_bb)=1:1,C错误;
D、中雄性不育个体(1/3AAbb、2/3Aabb)与基因型为aabb的个体测交,子代中可育(aabb):雄性不育(Aabb)=(2/3×1/2):(1/3+2/3×1/2)=1:2,D正确。
故选D。
5.仓鼠的毛色有灰色和黑色,由3对独立遗传的等位基因(P和p、Q和q、R和r)控制,3对等位基因中至少各含有1个显性基因时,才表现为灰色,否则表现为黑色。下列叙述错误的是( )
A.3对基因中没有任意两对基因位于同一对同源染色体上
B.该种仓鼠纯合灰色、黑色个体的基因型各有1种、7种
C.基因型为PpQqRr的灰色个体测交,子代黑色个体中纯合子占1/7
D.基因型为PpQqRr 的个体相互交配,子代中黑色个体占比为27/64
【答案】D
【分析】1、3对独立遗传的等位基因(P和p、Q和q、R和r)控制,说明遗传行为遵循自由组合定律;
2、3对等位基因中至少各含有1个显性基因时,才表现为灰色,否则表现为黑色,说明性状和基因型关系为:灰色:P_Q_R_;黑色:P_Q_rr、P_qqR_、ppQ_R_、P_qqrr、ppQ_rr、ppqqR_、ppqqrr。
【详解】A、3对等位基因是独立遗传的,符合自由组合定律,任意两对都不会位于同一对同源染色体上,A正确;
B、3对等位基因中至少各含有1个显性基因时,才表现为灰色,纯合灰色个体基因型为PPQQRR,纯合黑色个体基因型有ppqqrr、PPqqrr、ppQQrr、ppqqRR、PPQQrr、ppQQRR、PPqqRR 7种,B正确;
C、基因型为PpQqRr的灰色个体测交,后代有8种基因型,每种基因型个体占1/8,其中灰色个体基因型1种,黑色个体基因型7种,其中只有ppqqrr是黑色纯合子,故子代黑色个体中纯合子占1/7,C正确;
D、基因型为PpQqRr的个体相互交配,子代中灰色个体占3/4×3/4×3/4=27/64,黑色个体占1-27/64=37/64,D错误。
故选D。
6.某植物的花色由3对独立遗传的等位基因控制,其机制如图所示。现让两纯合亲本杂交,F1均为白花,F1自交所得F2,为白花:蓝花:紫花=52:3:9。下列说法错误的是( )
A.两纯合亲本的基因型组合有2种
B.白花和紫花的基因型分别有21种和4种
C.F2白花中纯合子占3/26
D.基因型为aaBbDd或AaBbDD的个体自花传粉,其子代全为白花个体
【答案】A
【分析】由题图知,蓝花的基因型为A_bbdd,紫花的基因型为A_B_dd,其余均为白花,3对等位基因独立遗传,遵循自由组合定律,两纯合亲本杂交,F2的表型及比例为白花∶蓝花∶紫花=52∶3∶9,则F1的基因型为AaBbDd。
【详解】A、由图意知,蓝花的基因型为A_bbdd,紫花的基因型为A_B_dd,其余均为白花,3对等位基因独立遗传,遵循自由组合定律,两纯合亲本杂交,F2的表型及比例为白花∶蓝花∶紫花=52∶3∶9(52+3+9=64=43),则F1的基因型为AaBbDd,两纯合亲本基因型为AABBDD和aabbdd或者aaBBDD和AAbbdd或者AAbbDD和aaBBdd或者AABBdd和aabbDD,A错误;
B、蓝花的基因型为A_bbdd,基因型有2种,紫花的基因型为A_B_dd,基因型有2×2=4种,其余均为白花,基因型有33-4-2=21种,B正确;
C、F1的基因型为AaBbDd,F2白花所占比例为1-3/4×1/4×1/4(A_bbdd)-3/4×3/4×1/4(A_B_dd)=52/64,F2中纯合子共有8份,蓝花占1份,紫花占1份,故白花纯合子占6份,其比例为6/64,F2白花中纯合子占6/64÷52/64=3/26,C正确;
D、基因型为aaBbDd或AaBbDD的个体自花传粉,后代均含有D_,全部开白花,D正确。
故选A。
题型三 自由组合定律的变形和致死
7.某植物的花色受到两对相互独立的等位基因调控。基因R和r分别控制红色和粉色,基因P/p控制花色素的合成,无色素合成时表现为白色。现有一红花植株和纯合白花植株杂交,从F1中选择一株白花植株自交,所得F2中白花:红花:粉花=9:2:1。下列叙述正确的是( )
A.实验中亲本红花植株的基因型只能为Rrpp
B.控制色素合成的基因为P,pp时植株均开白花
C.取F1白花植株自由交配,子代粉花占比为1/12或3/20
D.F1中选取的白花植株自交结果说明Rp的雌配子或雄配子致死
【答案】A
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随着同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而发生自由组合。
【详解】A、因为F1中某株白花植株自交后代出现白花:红花:粉花 = 9:2:1,9:2:1是9:3:3:1的变形,说明F1中白花植株基因型为RrPp。R_P_表现为白花,R_pp表现为红花,rrpp表现为粉花,所以P基因抑制花色色素的合成,p基因控制花色色素的合成。F1中的某一株白花植株(RrPp)进行自交,后代表型为白花:红花:粉花 = 9:2:1,基因型为Rrpp和RRpp的个体本来均表现为红花,结果红花只有2份,说明R基因纯合致死,这也就能解释白花只有9份(2RrPP、4RrPp、1rrPP、2rrPp),所以亲本纯合的白花植株的基因型为rrPP,红花的基因型为Rrpp,A正确;
B、根据A分析可知,P基因抑制花色色素的合成,p基因控制花色色素的合成,P_植株均开白花,B错误;
C、F1中所有白花植株的基因型及比例为RrPp:rrPp=1:1,两对等位基因自由组合,可分开来计算,首先是R/r这对等位基因,Rr:rr=1:1,自由交配采用配子法,R占1/4,r占3/4,其中RR纯合致死,则后代基因型及比例为Rr:rr=2:3。另一对等位基因P/p自由交配后代P_:pp=3:1,所以后代的基因型比例为RrP_:Rrpp:rrP_:rrpp=6:2:9:3,表型及比例为白花:红花:粉花=15:2:3,子代粉花占比为3/20,C错误;
D、F1中选取的白花植株自交结果说明R基因纯合致死,D错误。
故选A。
8.某自花传粉植物的果实有扁形、圆形和长形3种,由独立遗传的两对等位基因A/a、B/b共同控制。现让两株结圆形果实的植株进行杂交,F1果实均为扁形,F1自交得F2,F2果实的表型及比例为扁形:圆形:长形=5:6:1。下列相关叙述错误的是( )
A.将F2中结扁形果实植株自交,不可根据其后代比例判断其基因型
B.让F2中结圆形果实植株分别自交,后代出现扁形果实的概率为0
C.F2的扁形果实和圆形果实中杂合子分别占1、2/3
D.根据F2的表型及比例可知基因A或B纯合致死
【答案】D
【分析】现让两株结圆形果实的植株进行杂交,F1果实均为扁形,F1自交得F2,F2果实的表型及比例为扁形:圆形:长形=5:6:1,可以看出是(9-3):3:3:1的变式
【详解】AD、后代分离比为5:6:1,为9:3:3:1的变形,只有双显中死亡4份,F1的基因型为AaBb,所以AaBb不会致死,推测可能是基因型为AB的雌配子或雄配子致死,导致双显性状中少4份,则扁形的基因型为A_B_,共有AaBB、AABb、AaBb三种基因型,其中AaBb自交后代表型及比例为扁形:圆形:长形=5:6:1,AABb,AaBB自交后代表型扁形:圆形均为3:1,无法区分,所以不可以通过自交判断F2扁形果实植株的基因型,A正确,D错误;
B、F2中的果实圆形个体基因型为A_bb和aaB_,分别自交,后代不可能出现扁形(基因型为A_B_)个体,B正确;
C、根据F2的表型及比例可推测扁形果实植株的基因型为AaBB,AABb、AaBb,圆形果实植株的基因型为A_bb和aaB_,长形果实植株的基因型为aabb,F2的扁形果实和圆形果实植株中杂合子分别占1、2/3,C正确。
故选D。
9.杂交育种是水稻育种的重要途径,但不同品种的水稻之间的杂交种常有育性下降的问题。已知水稻8号染色体上有一对等位基因T/t,4号染色体上有一对等位基因G/g,在花粉发育过程中,T或G基因表达对花粉发育重要的蛋白质,t和g基因无法表达有功能的蛋白质。研究人员选取部分植株,通过PCR扩增相关基因后,进行电泳检测,得到下图条带。有关说法错误的是( )
注:图A检测T/t基因,图B检测G/g基因,①②个体花粉发育完全正常,④个体花粉有3/4发育正常
A.T/t和G/g两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.杂交种育性下降的原因可能是基因型为tg的花粉发育不正常
C.③⑤⑥个体中,1/2花粉发育正常的个体有③⑥
D.④个体自交,后代有8种基因型,花粉发育完全正常的个体占7/16
【答案】D
【分析】题图分析:电泳图可知图A检测T/t基因,图B检测G/g基因,图A中两条电泳带的一定是T和t,图B中两条电泳带的一定是G和g,又图中①②个体花粉发育完全正常,则只有图A中上面的条带代表t,下面的条带代表T,图B中上面条带代表G,下面条带代表g。
【详解】A、根据题意“研究人员发现水稻8号染色体上有一对等位基因T/t,4号染色体上有一对等位基因G/g”,这两对等位基因分别位于两对同源染色体上,T/t和G/g基因的遗传遵循基因的自由组合定律,A正确;
B、杂交种如TtGg,其产生的花粉基因型为1/4TG、1/4Tg、1/4tG、1/4tg,有3/4的花粉发育正常;根据题干信息,T或G基因表达对花粉发育重要的蛋白质,t和g基因无法表达有功能的蛋白质,则是基因型为tg的花粉发育不正常导致杂交种育性下降,B正确;
C、由电泳图中图A检测T/t基因,图B检测G/g基因,图A中两条电泳带的一定是T和t,图B中两条电泳带的一定是G和g,又图中①②个体花粉发育完全正常,则只有图A中上面的条带代表t,下面的条带代表T,图B中上面条带代表G,下面条带代表g,即①②③④⑤⑥个体的基因型分别为TtGG、TTGg、ttGg、TtGg、TTGG、ttTg,其中1/2花粉发育正常的个体的基因型是ttGg(③)、ttTg(⑥),C正确;
D、④的基因型为TtGg,该个体自交,雌配子基因型1/4TG、1/4Tg、1/4tG、1/4tg,雄配子基因型为1/3TG、1/3Tg、1/3tG,后代的基因型为1/12TTGG、2/12TtGG、2/12TTGg、3/12TtGg、1/12TTgg、1/12Ttgg、1/12ttGg、1/12ttGG共8种,这些后代基因型花粉全部正常的个体是1/12TTGG、2/12TtGG、2/12TTGg、1/12TTgg、1/12ttGG,占7/12,D错误。
故选D。
题型四 基因的位置关系
10.某些生物的雌雄个体在产生配子时基因连锁类型不同,雌性个体产生配子时完全连锁,雄性个体部分精原细胞在分裂形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换。黑腹果蝇中,灰体(A)对黑体(a)为显性,红眼(B)对紫眼(b)为显性。现有基因型为AaBb的雌雄个体(如图)相互交配,如子代灰体红眼:灰体紫眼:黑体红眼:黑体紫眼=14:1:1:4,则发生互换的精原细胞的比例为( )
A.30% B.40% C.48% D.50%
【答案】B
【分析】自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的,在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】雌性个体产生配子时完全连锁,产生AB和ab两种配子,数量相等,假设雄性个体有比例为x的精原细胞发生一次互换,产生四种配子AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1,各占x/4,比例为(1-x)的精原细胞不发生互换,产生AB和ab两种配子,数量相等,各占(1-x)/2,所以雄性个体产生四种配子AB:Ab:aB:ab=[x/4+(1-x)/2]:x/4:x/4:[x/4+(1-x)/2],雌雄个体交配,子代灰体红眼:灰体紫眼:黑体红眼:黑体紫眼=14:1:1:4,灰体紫眼占比为x/4×1/2=1/20,则x=40%,B正确,ACD错误。
故选B。
11.玉米为雌雄同株,等位基因G、g与育性相关,含G基因的卵细胞不能与含g基因的花粉受精,其余结合均正常;玉米籽粒黄色和白色分别由等位基因Y、y控制。GgYy玉米自交,子一代白粒玉米占1/3。无致死、突变和染色体互换发生,下列说法正确的是( )
A.Y、y和G、g两对等位基因遵循自由组合定律
B.子一代黄粒玉米中纯合体占1/3
C.将子一代白粒玉米和黄粒玉米正反交,可筛选黄粒玉米中的纯合体
D.若子一代玉米自交,子二代玉米中g基因频率会降低
【答案】C
【分析】基因分离定律:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
【详解】A、若Y、y和G、g两对等位基因遵循自由组合定律,YyGg自交后代的表现型及比例应该是9:3:3:1的变式,但题干中自交子一代白粒玉米占1/3,不符合自由组合定律的结果,说明两对等位基因不遵循自由组合定律,A错误;
B、单向杂交不亲和性由显性基因G控制,含G基因的卵细胞不能与含g基因的花粉受精,其余配子结合正常。玉米籽粒颜色由Y、y控制,某单向杂交不亲和黄粒玉米植株自交,子一代白粒玉米占1/3,且都表现为单向杂交不亲和。这表明该黄粒玉米植株为双杂合子(YyGg),且Y对y为显性,G对g为显性,同时可推测出Y和G、y和g可能存在连锁关系,则亲本产生的雌雄配子GY:gy=1:1,由于含G基因的卵细胞不能与含g基因的花粉受精,所以子代中GGYY:GgYy:ggyy=1:1:1,子一代黄粒玉米中纯合体占1/2,B错误;
C、如果Y和、y和g存在连锁关系,子一代白粒玉米ggyy和黄粒玉米(GGYY、GgYy)进行正反交,由于G的卵细胞和g的精子不能结合,所以当GGYY作为母本,不会有子代,GgYy不管作父本还是母本,都有子代产生,所以可筛选黄粒玉米中的纯合体,C正确;
D、关于Gg的基因存在GG、Gg、gg三种基因型,GG、gg自交 不影响基因频率,Gg自交,子代出现GG:Gg:gg=1:1:1,G和g各占1/2,与亲本相同,所以子二代玉米中g基因不变,D错误。
故选C。
12.某农业站研究小麦的两对相对性状:颖壳颜色(紫色和白色)及芒的有无(有芒和无芒),发现两相对性状分别受一对等位基因控制。研究人员进行两组杂交实验,结果如下表。以下分析错误的是( )
杂交组合
亲本表型
F1表型
F2表型及比例
甲
紫色有芒(♂)×白色无芒(♀)
全为紫色有芒
紫色有芒:白色无芒=3:1
乙
紫色无芒(♂)×白色有芒(♀)
全为紫色有芒
?
A.控制两相对性状的非等位基因位于一对同源染色体上
B.根据两组实验结果均能判断紫色和有芒为显性
C.让甲组F1与白色无芒植株正反交,结果完全相同
D.乙组F2的表型及比例为紫色有芒:白色无芒=3:1
【答案】D
【分析】1、基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代.
2、基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合.
【详解】A、分析表可知,甲组紫色有芒(♂)×白色无芒(♀),F1表型全为紫色有芒,紫色对白色为显性,有芒对无芒为显性,若紫色(A)白色(a),有芒(B)无芒(b),则F1AaBb,若控制两相对性状的基因分别位于两对同源染色体上,则F2表型及比例应为9:3:3:1,而F2表型及比例紫色有芒:白色无芒=3:1,说明控制两相对性状的非等位基因位于一对同源染色体上,A正确;
B、甲组紫色有芒(♂)×白色无芒(♀),F1表型全为紫色有芒,乙组紫色无芒(♂)×白色有芒(♀)F1表型全为紫色有芒,说明紫色对白色为显性,有芒对无芒为显性,B正确;
C、甲组紫色有芒(♂)×白色无芒(♀),F1表型全为紫色有芒,若紫色(A)白色(a),有芒(B)无芒(b),则F1AaBb,而F2表型及比例紫色有芒:白色无芒=3:1,说明控制两相对性状的非等位基因位于一对同源染色体上,AB连锁ab连锁,让甲组F1 AaBb与白色无芒aabb植株正反交,结果完全相同,C正确;
D、乙组紫色无芒AAbb(♂)×白色有芒aaBB(♀)F1表型全为紫色有芒AaBb,A与b、a与B连锁,F2表型及比例紫色有芒:白色有芒:紫色无芒=2:1:1,D错误。
故选D。
1.玉米的抗病和易感病性状受两对等位基因A/a和B/b控制。研究人员选择抗病母本与易感病父本进行杂交,F1全部为抗病,F1自交得F2.可利用PCR技术确定两对基因在染色体上的相对位置关系(不考虑交叉互换)。亲本、F1和F2群体中所有个体PCR扩增产物的电泳结果如图所示,则F1中A/a和B/b在染色体上的位置关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】由母本与F1代全部为抗性,可知母本基因型为AABB,父本基因型为aabb;根据亲代的PCR检测结果,以及F2的PCR检测结果中并未出现AAbb与aaBB的类型,在不考虑交叉互换的前提下,说明两对基因位于同一对染色体上,A正确,BCD错误。
故选A。
2.将纯合白花、普通叶、非麻色种皮豌豆与纯合紫花、半无叶、麻色种皮豌豆进行杂交,结果如下图。根据杂交结果,下列有关推测错误的是( )
A.种皮颜色的遗传遵循基因的分离定律
B.花色与叶型基因位于一对同源染色体上
C.F2麻色种皮、普通叶个体中纯合子约占1/9
D.F1测交后代中,紫花、麻色种皮约占1/2
【答案】B
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、F2中麻色种皮(110 + 39 = 149):非麻色种皮(38 + 13 = 51)接近3:1,符合基因分离定律中杂合子自交性状分离比,说明种皮颜色的遗传遵循基因的分离定律,A正确;
B、F2中紫花(110 + 39 = 149):白花(38 + 13 = 51)接近3:1,普通叶(110 + 38 = 148):半无叶(39 + 13 = 52)接近3:1,且紫花普通叶、白花普通叶、紫花半无叶、白花半无叶的比例接近9:3:3:1,说明花色与叶型基因遵循自由组合定律,即花色与叶型基因位于两对同源染色体上,B错误;
C、仅考虑种皮颜色和叶型,种皮颜色中麻色种皮是显性(设为A),叶型中普通叶是显性(设为B),两对等位基因自由组合,F1基因型为AaBb,F2麻色种皮(A -)占3/4,普通叶(B -)占3/4,麻色种皮、普通叶个体(A - B -)占9/16,其中纯合子AABB占1/16,所以F2麻色种皮、普通叶个体中纯合子约占1/9,C正确;
D、仅考虑花色和种皮颜色,根据F2中,紫花性状与麻色种皮性状捆绑,白花性状与非麻色种皮性状捆绑,则说明控制花色和种皮的基因连锁,设花色中紫花为显性(C),种皮颜色中麻色为显性(A),F1基因型为CcAa(其中c、a基因连锁),测交即CcAa×ccaa,后代紫花、麻色种皮(CcAa)约占1/2,D正确。
故选B。
3.已知两对等位基因A/a、B/b分别控制两对相对性状,且均为完全显性,但两对基因的位置关系尚未确定。基因型为AaBb的个体进行自交,其产生基因型为AB配子的概率为X。若不考虑基因突变、染色体变异和致死现象,下列叙述错误的是( )
A.该个体产生基因型为 ab配子的概率一定为X
B.该个体产生基因型为 Ab配子的概率一定为1/2-X
C.自交所得子代中表型为单显性状的概率为1/2-X²
D.自交所得子代中表型为双显性状的概率为1/2+X²
【答案】C
【分析】基因自由组合定律的实质是:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
【详解】AB、若两对等位基因A/a、B/b分别位于两对不同的同源染色体上,则AaBb的个体可产生AB、Ab、aB、ab四种配子,其比例关系为1:1:1:1,即产生AB和ab的概率为1/4;若两对等位基因A/a、B/b分别位于两对不同的同源染色体上,①AB为与一条染色体上,ab位于另一条染色体上,则AaBb的个体产生基因型为AB配子的概率为X时,则产生ab配子的概率也一定为X,其产生Ab的概率为1/2-X,②Ab为与一条染色体上,aB位于另一条染色体上,则AaBb的个体产生基因型为AB配子的概率为X时,与之互补的ab的配子的概率为X,其产生Ab的概率为1/2-X,AB正确;
CD、若两对等位基因A/a、B/b分别位于两对不同的同源染色体上,X=1/4,则AaBb的个体所得子代中,表型为单显性的个体所占的概率为21/43/4=3/8=1/2-1/2X=1/2(1-X),双显性的个体所占的概率=3/43/4=9/16=1/2+X2;若若两对等位基因A/a、B/b分别位于一对同源染色体上,AB为与一条染色体上,ab位于另一条染色体上,则AaBb的个体产生基因型为AB配子的概率为X,此时不考虑交叉互换时,X=1/2,ab的概率也为1/2,构建棋盘可知,表型为单显性的个体所占的概率为0=1/2(1-X),而不等于1/2-X2,表型为双显性的概率为3/4=1/2+(1/2)2=1/2+X2,同理,Ab为与一条染色体上,aB位于另一条染色体上,表型为单显性的个体所占的概率为1/2(1-X),表型为双显性的概率为1/2+X2,C错误,D正确。
故选C。
4.某雌雄同株植物自交,子代性状分离比为红花:白花=3:1时,控制这对相对性状的基因有图示多种可能。若红花、白花性状由一对等位基因控制,基因型为A 的植株表现为红花;若红花、白花性状由两对等位基因控制,基因型为A B 的植株表现为红花,其余基因型的表现型不确定。不考虑染色体互换,下列叙述不正确的是( )
A.若为图1,则红花、白花的遗传属于完全显性
B.若为图2,则子代基因型为 aabb的植株开白花
C.若为图3,则基因型AAbb和aaBB的其中之一开白花
D.若为图4,则除 aabb外白花的基因型还可能有3种
【答案】D
【分析】1、基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、自交子代性状分离比为红花:白花=3:1时,控制这对相对性状的基因有图示多种可能,若为图1,则A_表现为红花,红花、白花的遗传属于完全显性,A正确;
B、若为图2,植株产生两种配子,分别为AB和ab,随机结合后,当子代基因型为aabb的植株开白花时,子代性状分离比为红花:白花=3:1,B正确;
C、若为图3,植株产生两种配子,分别为Ab和aB,随机结合后,当基因型AAbb和aaBB的其中之一开白花时,子代性状分离比为红花:白花=3:1,C正确;
D、若为图4,植株产生四种配子,分别为AB、Ab、aB、ab,随机结合后,(A_B_+A_bb):(aaB_+aabb)=3:1或(A_B_+aaB_):(A_bb+aabb)=3:1,因此除aabb外白花的基因型还可能有2种,即aaBB、aaBb或AAbb、Aabb,D错误。
故选D。
5.小鼠的 MHC(主要组织相容性复合体)由位于17号染色体上的一系列基因(称为基因群)控制,科学家利用基因群组成为 aa的A品系小鼠和基因群组成为 bb的B品系小鼠进行了杂交实验,并获得了X品系的小鼠,过程如图所示(不考虑互换)。下列叙述正确的是( )
A.控制小鼠 MHC的基因群遵循自由组合定律
B.每代筛选的方法可将后代皮肤移到 B品系上,选择不会排异的小鼠
C.子代与A品系小鼠反复杂交的目的是提高a基因群的相关基因频率
D.F21中X品系小鼠所占比例约为1/4,其个体大多性状的表型应与A品系基本一致
【答案】D
【分析】由图可知,17号染色体上的基因群最终保留bb。小鼠除17号染色体外还有其他染色体,因此该实验F1~F20的目的是通过逐代杂交得到除17号染色体外,其他染色体几乎全部来自A品系的小鼠,再通过F20自交得到F21中17号为bb,其他染色体几乎全部来自A品系的小鼠。
【详解】A、小鼠的MHC(主要组织相容性复合体)均由位于17号染色体上的基因控制,所以小鼠MHC的遗传不遵循基因的自由组合定律,A错误;
B、由图可知,每代筛选的方法是将后代皮肤移到A品系上,选择会发生排异(即基因群为ab)的小鼠,B错误;
C、子代与A品系小鼠反复杂交并筛选的目的是获得17号染色体组成为ab型,但其他染色体组成来自A品系的小鼠,C错误;
D、F20的小鼠是除17号染色体外的染色体几乎全部来自A品系,17号染色体为ab品系,自交得到F21中bb出现的概率为1/4,所以大多数性状应与A品系基本一致,D正确。
故选D。
6.某种昆虫正常情况下眼色为野生型,即暗红眼,现有朱砂眼和猩红眼两个纯合突变品系,用这三个品系昆虫进行相关实验,实验①与②取野生型昆虫分别与不同突变品系的昆虫杂交,子一代都是野生型;实验③取两个突变品系的昆虫杂交,子一代也都是野生型。下列说法错误的是( )
A.由实验结果可知该昆虫眼色至少由两对基因控制
B.杂交结果说明突变品系都为隐性突变
C.让实验③得到的子一代自由交配,子代野生型昆虫占9/16
D.取实验①与实验②得到的野生型子代进行杂交,子代可能全为野生型
【答案】C
【分析】自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、依据实验③取两个突变品系的昆虫杂交,子一代也都是野生型,说明该昆虫眼色至少由两对基因控制,A正确;
B、实验①与②,取野生型昆虫分别与不同突变品系的昆虫杂交,子一代都是野生型,说明突变品系都为隐性突变,B正确;
C、若该昆虫眼色由两对基因控制,当这两对基因位于两对同源染色体上时,则实验③得到的子一代自由交配,子代野生型(双显性个体)昆虫占9/16;当这两对基因位于一对同源染色体上时,实验③得到的子一代自由交配,子代野生型昆虫占1/2,C错误;
D、若该昆虫眼色由两对基因控制,若两对基因分别为A/a、B/b,则野生型的基因型为AABB,两种突变型为AAbb、aaBB,依据题干信息可知,实验①与实验②的野生型子代AABb、AaBB,二者杂交得到的子代A-B-,均为野生型,D正确。
故选C。
7.某基因型为AaBb的植株进行自花授粉时,产生的配子类型及其比例是 Ab:aB:AB:ab=5:5:1:1,结合上述情况,下列叙述正确的是 ( )
A.自交时,雌雄配子随机结合过程体现了自由组合定律
B.该植株自交产生的子一代有9种基因型,其中纯合子占比为1/3
C.该植物减数分裂时在A/a、B/b之间发生互换的原始生殖细胞占比为1/6
D.若该植株与 aabb植株杂交,子一代中基因型为AaBb的植株占比为1/12
【答案】D
【分析】自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、配子形成过程中发生的是非等位基因的自由组合,雌雄配子的随机结合不能体现自由组合定律,A错误;
B、AaBb自交时可产生AB、Ab、aB、ab共4种配子,因而产生的子代有16种组合、9种基因型,其中纯合子为AAbb、aaBB、AABB、aabb,一共占5/12×5/12+5/12×5/12+1/12×1/12+1/12×1/12=13/36,B错误;
C、如果该植物在减数分裂时不发生互换,则产生的配子类型及比例为Ab:aB=1:1,而现在产生的配子类型及比例为Ab:aB:AB:ab=5:5:1:1,可得AB、ab配子为互换而来的重组配子,重组比为1/6,重组比的两倍就是原始生殖细胞的互换比,故为1/3,C错误;
D、若该植株(AaBb)与aabb植株杂交,因AaBb产生的AB配子占比为1/12,所以子一代中基因型为AaBb的植株占比为1/12,D正确。
故选D。
8.果蝇体细胞中有4对染色体,其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体为常染色体。控制长翅的基因A和残翅的基因a位于Ⅱ号染色体上,控制灰体的基因B和黑体的基因b位于Ⅲ号染色体上,控制有眼的基因D和无眼的基因d的传递与性别无关联,但位置未知。现有品系1(纯合长翅黑体有眼)和品系2(纯合残翅灰体无眼)雌雄果蝇若干只。下列叙述正确的是( )
A.若品系1果蝇体内某细胞含有16条染色体,则该细胞含2个或4个A基因
B.若品系2果蝇的次级精母细胞含有8条染色体,则该细胞含4对同源染色体
C.若品系1和品系2杂交的F2中灰体有眼果蝇占,则基因D、d位于Ⅲ号染色体上
D.若品系1和品系2杂交的F2中长翅有眼果蝇占,则基因D、d位于Ⅳ号染色体上
【答案】C
【分析】1、基因的自由组合定律的内容:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。生物基因的自由组合定律指出,不同基因座上的基因在配子形成过程中自由组合,相互独立地进行遗传;
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、果蝇体细胞有4对即8条染色体,品系1果蝇体内某细胞含有16条染色体,说明该细胞处于有丝分裂后期,此时染色体数目加倍,基因也加倍,由于品系1为纯合长翅黑体有眼,基因型为AAbbDD,所以该细胞含4个A基因,不可能含2个A基因,A错误;
B、品系2果蝇的次级精母细胞是经过减数第一次分裂形成的,同源染色体已分离,所以次级精母细胞中不存在同源染色体,B错误;
C、若品系1(AAbbDD)和品系2(aaBBdd)杂交,F1基因型为AaBbDd,若基因D、d位于Ⅲ号染色体上,即B、b与D、d连锁,F1产生的配子及比例为ABD∶ABd∶abD∶abd = 1∶1∶1∶1,F2中灰体有眼果蝇(B_D_)占1/2,C正确;
D、若品系1和品系2杂交,F1基因型为AaBbDd,若基因D、d位于Ⅳ号染色体上,三对等位基因自由组合,F2中长翅有眼果蝇(A_D_)占3/4×3/4=9/16,但如果基因D、d位于Ⅲ号常染色体上,也会出现F2中长翅有眼果蝇占9/16的情况,所以不能确定基因D、d一定位于Ⅳ号染色体上,D错误。
故选C。
9.矮牵牛叶形有卵圆形和椭圆形,由一对等位基因控制,花朵大小有大花型和小花型。将大花椭圆矮牵牛与小花卵圆矮牵牛杂交,继续让F1自交,F2中大花椭圆:小花椭圆:大花卵圆:小花卵圆=27:21:9:7.下列叙述错误的是( )
A.花朵大小至少由两对等位基因控制
B.F1减数分裂可产生8种配子
C.F2中的小花椭圆有10种基因型
D.F2小花椭圆中杂合子所占比例为8/21
【答案】D
【分析】题意分析:将大花椭圆矮牵牛与小花卵圆矮牵牛杂交,继续让F1自交,F2中大花椭圆:小花椭圆:大花卵圆:小花卵圆=27:21:9:7,属于64=4×4×4类型,该植物的这两对相对性状应由位于三对同源染色体上的三对等位基因控制,其遗传时遵循自由组合定律。
【详解】A、将大花椭圆矮牵牛与小花卵圆矮牵牛杂交,继续让F1自交,F2中大花椭圆:小花椭圆:大花卵圆:小花卵圆=27:21:9:7,统计花朵大小表型比例为大花型(27+9):小花型(21+7)=36:27=9:7,是9:3:3:1的变式,说明花朵大小至少由两对等位基因控制,且遵循自由组合定律,A正确;
B、设花朵大小由A/a、B/b两对等位基因控制,叶形有D/d一对等位基因控制,根据F2的表型比例27:21:9:7,总和为64,推断涉及三对独立遗传的等位基因,且F1的基因型为AaBbDd,减数分裂可产生2×2×2=8种配子,B正确;
C、F2中大花椭圆:小花椭圆:大花卵圆:小花卵圆=27:21:9:7,则F1的基因型为AaBbDd,单独分析每对相对性状遗传,大花型(27+9):小花型(21+7)=36:27=9:7,是9:3:3:1的变式,则大花基因型为9A_B_,小花基因型为3A_bb(1AAbb、2Aabb)、3aaB_(1aaBB、2aaBb)、1aabb;椭圆(27+21):卵圆(9+7)=48:16=3:1,则椭圆基因型为3D_(1DD、2Dd),卵圆基因型为1dd,综合分析可知F2中的小花椭圆基因型有5×2=10种,C正确;
D、F2中大花椭圆:小花椭圆:大花卵圆:小花卵圆=27:21:9:7,则F1的基因型为AaBbDd,F1自交,F2中小花基因型为3A_bb(1AAbb、2Aabb)、3aaB_(1aaBB、2aaBb)、1aabb;椭圆基因型为3D_(1DD、2Dd),综合计算可得,F2小花椭圆中纯合子为3/7×1/3=3/21,则杂合子为1-3/21=18/21=6/7,D错误。
故选D。
10.某植物(雌雄同株)的花粉粒有三种性状,受三对独立遗传的等位基因A/a、B/b、C/c控制,只有基因A、B和C共存时花粉粒才表现为圆形(分为正圆形、椭圆形两种表型),其余为长条形。选择正圆形花粉粒植株与某长条形花粉粒植株杂交,F1花粉粒均为椭圆形,F1自交,F2的花粉粒中正圆形:椭圆形:长条形=1:26:37。下列说法错误的是( )
A.长条形花粉粒植株之间杂交,后代可能会出现椭圆形花粉粒植株
B.椭圆形花粉粒植株和长条形花粉粒植株杂交,后代中不会出现正圆形花粉粒植株
C.椭圆形花粉粒植株的基因型有7种,长条形花粉粒植株的基因型有19种
D.亲本长条形花粉粒植株的基因型为aabbcc,F2长条形花粉粒植株中纯合子占9/37
【答案】D
【分析】1、控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的,在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
2、在生物体的体细胞中,控制同一种性状的遗传因子成对存在,不相融合,在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
【详解】A、F2的花粉粒中正圆形:椭圆形:长条形=1:26:37,该比例为(3:1)(3:1)(3:1)的变形,进而可知控制F1椭圆形花粉粒植株的三对基因均杂合,即为AaBbCc,结合亲本性状与F2性状的比例可知,正圆形花粉粒植株基因型为AABBCC,控制椭圆形花粉粒植株的三种基因全部为显性基因,但是三对基因不能同时纯合,即长条形花粉粒植株基因型为至少有一对基因隐性纯合。因此长条形花粉粒植株之间杂交,后代可能会出现椭圆形花粉粒植株,如aaBBCC×AAbbcc,后代基因型为AaBbCc,是椭圆形花粉粒植株,A正确;
B、由于长条形花粉粒植株至少有一对基因隐性纯合,如aaBBCC,而正圆形花粉粒植株的基因型为AABBCC,所以椭圆形花粉粒植株和长条形花粉粒植株杂交,后代不会出现正圆形花粉粒植株,B正确;
C、控制椭圆形花粉粒的三对基因全部为显性,但是三对基因不能同时纯合,故其基因型种类为2×2×2-1=7种,即椭圆形花粉粒植株的基因型有7种,而长条形花粉粒植株至少有一对基因隐性纯合,F2的基因型一共3×3×3=27种,故长条形花粉粒植株的基因型有27-7-1=19种,C正确;
D、亲本正圆形花粉粒植株的基因型为AABBCC,F1椭圆形花粉粒植株的基因型为AaBbCc,所以亲本长条形花粉粒植株的基因型为aabbcc;F2长条形花粉粒植株中纯合子的基因型为AABBcc、AAbbCC、aaBBCC、AAbbcc、aaBBcc、aabbCC、aabbcc,故F2长条形花粉粒植株中纯合子所占的比例为7/37,D错误。
故选D。
11.拉布拉多猎犬毛色分为黑色、巧克力色和米白色,受两对等位基因控制。将纯合黑色犬与米白色犬杂交,F1均为黑色犬。将F1黑色犬相互交配,F2犬毛色及比例为黑色:巧克力色:米白色=9:3:4。下列有关分析,正确的是( )
A.米白色相对于黑色为显性
B.F2巧克力色犬相互交配,后代米白色犬比例为
C.F2米白色犬有3种基因型
D.F2米白色犬相互交配,后代可能发生性状分离
【答案】C
【分析】假设控制拉布拉多猎犬毛色的等位基因为A/a和B/b。将F1黑色犬相互交配,F2犬毛色及比例为黑色 : 巧克力色 : 米白色=9 : 3 : 4,符合9:3:3:1的变式,故推测F1带黑色犬的基因型为AaBb。由于亲本为纯合黑色犬与米白色犬,且F1黑色犬基因型为AaBb,故黑色个体基因型应为A_B_,米白色犬基因型为aa_ _,巧克力色犬基因型为A_bb。(或米白色犬基因型为_ _bb,巧克力色犬基因型为aaB_。)这两种情况只影响基因型,不影响计算结果。
【详解】A、黑色犬基因型为A_B_,为显性个体,A错误;
B、F2巧克力色犬中,AAbb占,Aabb占,其中A配子概率为,a配子概率为,b配子概率为1,当F2巧克力色犬相互交配时,后代中米白色犬aa_ _,所占比例为××1=,(另一种情况同理结果也相同),B错误;
C、F1黑色犬基因型为AaBb,故F2米白色犬基因型有aaBB,aaBb,aabb,共3种。(或AAbb,Aabb,aabb,也为3种),C正确;
D、F2米白色犬基因型有aaBB、aaBb、aabb。当F2米白色犬相互交配时,子代基因型只可能是aa_ _,均为米白色,(另一种情况同理结果也相同),D错误。
故选C。
12.某二倍体植物的花色由两对独立遗传的等位基因Y/y、R/r控制,个体中r基因与R基因数量比大于1:1时R基因表达受抑制。图1表示相关基因与花色的关系;图2表示基因型为YyRr突变体可能的染色体组成类型,其他染色体与基因均正常,产生的各种配子正常存活。下列说法错误的是( )
A.甲、乙、丙三种突变体的表型均为黄色
B.甲与橙红色纯合子杂交,后代黄色:橙红色=1:3
C.乙与橙红色纯合子杂交,后代黄色:橙红色=1:5
D.乙与丙杂交,后代橙红色个体中杂合子比例为4/5
【答案】D
【分析】自由组合的实质:当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在子一代产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配定律。
【详解】A、个体中r基因与R基因数量比大于1∶1时R基因表达受抑制,图2表示基因型为YyRr突变体可能的染色体组成类型,其他染色体与基因均正常,因此甲、乙、丙三种突变体Y表达正常、R表达受抑制,结合图1可知,三种突变体均为黄色,A正确;
B、甲产生的配子为(1/2Y、1/2y)×(1/4R、1/4rr、1/4Rr、1/4r)=1/8YR、1/8Yrr、1/8YRr、1/8Yr、1/8yR、1/8yrr、1/8yRr、1/8yr,与橙红色纯合子(YYRR)杂交,后代1/8YYRrr、1/8YyRrr表现为黄色,其余表现为橙红色,因此黄色:橙红色=1∶3,B正确;
C、乙产生的配子为(1/2Y、1/2y)×(1/6R、1/6rr、2/6Rr、2/6r)=1/12YR、1/12Yrr、2/12YRr、2/12Yr、1/12yR、1/12yrr、2/12yRr、2/12yr,与橙红色纯合子(YYRR)杂交,后代1/12YYRrr、1/12YyRrr表现为黄色,其余表现为橙红色,因此黄色:橙红色=1∶5,C正确;
D、丙产生的配子为(1/2Y、1/2y)×(1/2R、1/2rr),乙与丙杂交,一对一对地看,前一对的后代为3/4Y_、1、4yy,后一对的后代为(1/6R、1/6rr、2/6Rr、2/6r)×(1/2R、1/2rr)=1/12RR、3/12Rr、3/12Rrr、2/12RRr、1/12rrr、2/12rr,橙红色个体为3/48Y_RR、9/48Y_Rr、6/48Y_RRr,纯合子为1/48YYRR,占比为1/48÷(3/48+9/48+6/48)=1/18,杂合子占17/18,D错误。
故选D。
13.南瓜中白色(W)对黄色(w)呈显性,盘状(D)对球状(d)呈显性,两对等位基因独立遗传,基因型为WwDd的南瓜甲和南瓜乙杂交,F1代表现型为白色盘状:白色球状:黄色盘状:黄色球状=3:1:3:1,下列相关叙述错误的是( )
A.南瓜乙的基因型为wwDd
B.南瓜甲产生WD卵细胞和WD精子的数量之比不为1:1
C.亲代产生的雌、雄配子随机结合,体现了自由组合
D.F1中重组类型占1/4
【答案】C
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、WwDd×wwDd→(1白色:1黄色)×(3盘状:1球状)=白色盘状:白色球状:黄色盘状:黄色球状=3:1:3:1,A正确;
B、基因型为WwDd的南瓜将产生雌雄配子各4种,4种雌雄配子的数量比均接近1:1:1:1,但一般雌配子和雄配子的数量不相等,雄配子的数量远远多于雌配子的数量,B正确;
C、基因的自由组合发生在减数第一次分裂的过程中,即减数分裂产生配子时才能体现自由组合,F1产生的雌、雄配子随机结合不能体现自由组合,C错误;
D、亲本表现型为白色盘状南瓜和黄色盘状南瓜,则子代中重组性状有白色球状(1Wwdd)、黄色球状(lwwdd),重组性状类型占2/8=1/4,D正确。
故选C。
14.某两性花植物的花色受三对独立遗传的等位基因 A/a、B/b、C/c 控制(如图),且蓝色与黄色复合后显绿色,蓝色与红色复合后显紫色,现有某紫花植株自交子代出现白花、黄花。下列叙述错误的是( )
A.该紫花植株的基因型一定为 AaBbCc
B.自然种群中红花植株的基因型有4种
C.绿花植株的自交后代不可能出现红花
D.该自交子代中绿花植株出现概率为 3/64
【答案】D
【分析】自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。 实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合时互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。 适用条件:有性生殖的真核生物;细胞核内染色体上的基因;两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。 细胞学基础:基因的自由组合定律发生在减数分裂I后期。
【详解】A、据图分析,图示为各种色素的合成途径,其中仅有基因 C 存在时,白色能转化为蓝色;仅有基因 A 存在时,白色能转化为黄色;基因 A、B 存在时,黄色能转化为红色。红色与蓝色混合呈现紫色,蓝色与黄色混合呈现绿色。因此,白花基因中不含有 A、C,基因型可能为 aabbcc 或 aaB_cc,蓝花基因型为 aa_ C_、黄花基因型为 A_bbcc、红花基因型为 A_B_cc,则紫花基因型为 A_B_C_,绿花基因型为 A_bbC_。现有某紫花植株自交子代出现白花,所以肯定含有 aa和cc 基因,因此,亲本紫花植株的基因型为 AaB_Cc,若紫花植株的基因型为 AaBBCc,则后代不会出现黄花植株( A_bbcc),所以亲本紫花植株的基因型为 AaBbCc,A 正确;
B、红花植株的基因型为 A_B_cc,即 AABBcc、AaBBcc、AABbcc、AaBbcc 共 4 种,B正确;
C、由于绿花植株(A_bbC_)没有 B 基因,因此后代不可能出现红花(A_B_cc),C正确;
D、由于亲本紫花植株的基因型为 AaBbCc,自交子代中绿花植株(A_bbC_)出现的概率为 3/4×1/4×3/4 = 9/64,D错误。
故选D。
15.利用抗锈病基因E和绿色荧光基因G、抗除草剂基因F和红色荧光基因R分别构建串联基因E-G和F-R,并将它们导入玉米细胞,培育出纯合的抗锈病、抗除草剂(双抗)转基因玉米。用该纯合双抗转基因玉米与野生型植株杂交,对F1的花粉粒的荧光颜色进行统计,结果为:双荧光4100个、绿荧光900个、红荧光900个。下列说法正确的是( )
A.纯合双抗转基因玉米的E与F基因位于非同源染色体上
B.F1形成花粉时,处于减数分裂Ⅱ时期的细胞,有一半可以发出荧光
C.F1形成花粉时,基因E和基因F所在的染色体片段之间发生了互换
D.F1产生的花粉中,基因重组型花粉粒的占比约为18%
【答案】D
【分析】自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
【详解】A、根据题干信息分析,纯合双抗转基因玉米的基因型为EEFF,与野生型植株杂交,后代中双荧光4100个、绿荧光900个、红荧光900个,说明两对基因位于一对同源染色体上,不遵循基因的自由组合定律,A错误;
B、根据以上分析已知,两对基因位于一对同源染色体上,则F1形成花粉时,同源染色体分离,处于减数分裂Ⅱ时期的细胞,都可以发出荧光,B错误;
C、两对基因位于一对同源染色体上,则F1形成花粉时,基因E和基因F所在的染色体与不含E和F的染色体片段之间发生了互换,C错误;
D、F1中,只产生一种荧光的花粉是重组型配子,且产生一个绿荧光的同时,就会产生一个红荧光的花粉,所以基因重组型花粉粒的占比约为900÷(900+4100)=18%,D正确。
故选D。
16.菜豆种皮颜色受三对基因A/a、B/b、M/m控制,其中基因A/a、B/b独立遗传,M基因在种皮中的表达量低。这三对基因与种皮颜色的关系如下图所示,当黑色色素量较少时,种皮呈棕色。野生型菜豆种皮基因型为AABBMM。现将两个单基因纯合突变体甲(A突变成a)和突变体乙(B突变成b)杂交得到F1,则F1的自交后代中种皮颜色的表现型及比例是( )
A.黑色:棕色:灰色=9:3:4 B.黑色:白色:灰色=9:4:3
C.黑色:灰色=3:1 D.黑色:棕色:灰色=9:4:3
【答案】A
【分析】根据题干信息可知,菜豆种皮颜色受三对基因控制,其中基因A/a、B/b独立遗传,M基因在种皮中的表达量低。基因控制色素合成的关系为:白色色素在酶A作用下转变为灰色色素,灰色色素在酶B作用下转变为黑色色素,同时M基因也参与其中,当黑色色素量较少时,种皮呈棕色。野生型菜豆种皮基因型为AABBMM。
【详解】两个单基因纯合突变体甲(A突变成a),其基因型为aaBBMM;突变体乙(B突变成b),其基因型为AAbbMM。二者杂交得到F1,F1的基因型为AaBbMM。F1自交后代的分析:因为A/a、B/b独立遗传,所以AaBb自交遵循自由组合定律。AaBb自交后代中,A−B−的比例为9/16,A−bb的比例为3/16,aaB−的比例为3/16,aabb的比例为1/16。对于A−B−MM的个体,由于有M基因(F1为AaBbMM,自交后代都含M基因),能合成黑色色素且黑色色素量较多,表现为黑色;对于A−bbMM的个体,只能合成灰色色素,表现为灰色;aabbMM,也是灰色,对于aaB−MM的个体,没有A基因,黑色色素量较少,种皮呈棕色。故黑色(A−B−MM):棕色(aaB−MM):灰色(A−bbMM+aabbMM)=9/16:3/16:(3/16+1/16)=9:3:4,BCD错误,A正确。
故选A。
17.下列关于孟德尔两对相对性状的杂交实验的叙述中,错误的是( )
A.若将F2中绿色圆粒豌豆单独种植,子代中表现型及比例为绿色圆粒:绿色皱粒=5:1
B.F1产生的配子受精时,雌雄配子的结合方式有16种,F2的性状表现有4种
C.“F1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”是孟德尔假说的内容
D.若从F2中取一粒黄色皱粒豌豆和一粒绿色圆粒豌豆杂交,后代有四种表现型且比例为1: 1: 1: 1,则说明两对基因遵循自由组合定律
【答案】D
【分析】孟德尔两对相对性状的豌豆杂交实验中,用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交,F2出现四种性状类型,数量比为9∶3∶3∶1。正反交实验结果相同。
【详解】A、F2中绿色圆粒豌豆的遗传因子组成为2/3yyRr 和1/3yyRR,单独种植后,自交后代绿色圆粒yyRr+yyRR=2/3 ×3/4 +1/3 =5/6,绿色皱粒为 yyrr =2/3 ×1/4 =1/6,因此子代中表现型及比例为绿色圆粒:绿色皱粒=5:1,A正确;
B、F1产生的配子受精时,雌雄配子的种类是4种(YR、Yr、yR、yr),雌雄配子的结合方式有 16种,F2的遗传因子组合有9种,性状表现有4 种(黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒),B正确;
C、孟德尔根据两对相对性状的杂交实验提出问题:F1只有黄色圆粒豌豆,F2出现9:3:3:1的性状分离比;做出假设:提出自由组合假说(F1产生配子时,控制同一性状的成对遗传因子分离,控制不同性状的遗传因子自由组合),C正确;
D、若选取豌豆的基因型分别为 Yyr r和yyRr,两对基因位于同一对同源染色体上,后代有四种表现型且比例为1: 1: 1: 1,则不能说明两对基因遵循自由组合定律,D错误。
18.为了使番茄成为乡村振兴的致富果,科技工作者研究了番茄遗传方式。已知番茄果肉的颜色由基因A/a与B/b控制。甲、乙两种番茄杂交,结果如图I所示;用A、a、B、b四种基因的特异性引物对甲、乙番茄果肉细胞的DNA进行PCR扩增,并用A基因特异性引物对红色番茄丙、用B基因特异性引物对红色番茄丁的DNA进行PCR扩增作为标准参照,PCR产物电泳结果如图Ⅱ所示。在不考虑突变和互换的情况下,下列叙述正确的是( )
A.甲番茄的基因型为AABB,乙是aabb
B.两对基因位于一对同源染色体上
C.F2中黄色番茄自交后代不会发生性状分离
D.理论上,F2红色番茄中自交能产生橙色番茄的占2/3
【答案】D
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、用A基因特异性引物对红色番茄丙、用B基因特异性引物对红色番茄丁的DNA进行PCR扩增,PCR产物电泳结果如图Ⅱ所示,再结合杂交图,判断电泳图由上至下的第一条带代表a,第二条带代表B,第三条带代表b,第四条带代表A,所以甲番茄的基因型为AAbb,乙番茄的基因型为aaBB,A错误;
B、F1的基因型为AaBb番茄自交后,F2红色:橙色:黄色=9:4:3,遵循自由组合定律,两对基因位于两对同源染色体上,B错误;
C、由图可知,F2中黄色番茄的基因型为aaBB或aaBb,所以其自交会发生性状分离,C错误;
D、由图可知,F2红色番茄的基因型为A-B-,其中A-Bb自交后代能产生橙色番茄,其所占的比例为2/3,D正确。
故选D。
19.某二倍体动物的性别有3种,雄性、雌性、雌雄同体,雌雄同体只可自体受精,其性别由十六号染色体(D染色体)的条数决定,同时受十四号染色体上的基因T、TA、TB决定。只要含有TB基因就表现为雌性,只要基因型为TATA就表现为雄性。TT和TTA个体中,仅有1条D染色体的为雄性,有2条D染色体的个体为雌雄同体,已知无D染色体的胚胎致死。不考虑基因突变和染色体变异,下列分析错误的是( )
A.D染色体上有多个基因,无D染色体的胚胎不含这些基因导致不能正常发育
B.该动物雌性个体的基因型有6种,雄性个体的基因型有4种
C.基因型为TBTAD与TTAD的个体交配,后代性别及比例为雌性∶雄性∶雌雄同体=6∶5∶1
D.雌雄同体的个体间进行交配,子代中不会出现雌性个体
【答案】B
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代;同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】A、D染色体上有多个基因,无D染色体的胚胎不含这些基因导致不能正常发育,无D染色体的胚胎会出现致死现象,A正确;
B、只要含有TB基因就表现为雌性,则雌性个体中不存在基因型为TBTBDD或TBTBD的个体,该动物雌性个体的基因型为TBTADD、TBTDD、TBTAD、TBTD,共四种基因型;只要基因型为TATA就表现为雄性,TT和TTA个体中,仅有1条D染色体的为雄性,则雄性个体的基因型有TATAD、TATADD、TTAD、TTD四种,B错误;
C、基因型为TBTAD与TTAD个体交配,TBTAD可产生配子为TB∶TAD∶TBD∶TA=1∶1∶1∶1,TTAD可产生配子为T∶TAD∶TD∶TA=1∶1∶1∶1,后代基因型与性别如下表: 则后代性别及比例为雌性∶雄性∶雌雄同体=6∶5∶1,C正确;
D、有2条D染色体的个体为雌雄同体,则雌雄同体的基因型为TATDD、TTDD,不存在TB基因,雌雄同体的个体间进行交配,子代中不会出现雌性个体,D正确。
故选B。
20.下列交配方式与实验目的不匹配的是( )
A.鉴别豌豆红花和白花的显隐性关系——测交
B.育种中不断提高抗病品种的纯合度——自交
C.鉴别结红果的番茄植株是否为纯合子——自交
D.判断紫茉莉枝条颜色的遗传是否为质遗传——正反交
【答案】A
【分析】鉴别方法:(1)鉴别一只动物是否为纯合子,可用测交法;(2)鉴别一棵植物是否为纯合子,可用测交法和自交法,其中自交法最简便;(3)鉴别一对相对性状的显性和隐性,可用杂交法和自交法(只能用于植物);(4)提高优良品种的纯度,常用自交法;
【详解】A、测交是让待测个体与隐性纯合子杂交。若用测交鉴别豌豆红花和白花的显隐性关系,只能判断出待测个体是纯合子还是杂合子,无法直接确定显隐性关系。要鉴别显隐性关系,应采用杂交的方式,让红花和白花豌豆杂交,子代所表现出的性状即为显性性状,A 符合题意;
B、自交可使杂合子后代发生性状分离,通过不断自交并筛选,可提高抗病品种的纯合度,B不符合题意;
C、对于结红果的番茄植株,自交若后代不发生性状分离,则该植株为纯合子;若后代发生性状分离,则为杂合子,所以自交可鉴别其是否为纯合子,C不符合题意;
D、正反交实验可用于判断遗传方式。若紫茉莉枝条颜色的遗传是质遗传,正反交结果会不同,且子代性状总是与母本相同;若正反交结果相同,则不是质遗传,D不符合题意。
故选A。
1.(2025·湖北·高考真题)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F₁种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是( )
性状
黄色
绿色
圆粒
皱粒
个数(粒)
25
7
20
12
A.32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B.实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C.不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D.该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
【答案】C
【分析】两对相对性状的黄色圆粒豌豆实验,遵循基因的自由组合定律。F1黄色圆粒豌豆YyRr,在减数分裂过程中,同源染色体分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,能产生4种配子,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2为Y_R_:Y_rr:yyR_:yyrr=9:3:3:1。
【详解】A、黄色圆粒种子理论值为18粒(32×9/16),绿色皱粒为2粒(32×1/16)。但实际数据中,黄色和圆粒的总数分别为25和20,无法直接推导组合性状的具体数值,A错误;
B、圆粒与皱粒比为5:3,可能因R配子活力低于r,但由于样本太少,所以不能确定含R基因配子的活力低于含r基因的配子,B错误;
C、由于样本量小(仅4个豆荚,32粒种子),不同批次摘取豆荚可能因抽样误差导致表型比波动,C正确;
D、圆粒与皱粒实际比为5:3,不符合分离定律预期的3:1,同时样本数目太少,所以不支持孟德尔分离定律,D错误;
故选C。
2.(2025·甘肃·高考真题)某种牛常染色体上的一对等位基因H(无角)对h(有角)完全显性。体表斑块颜色由另一对独立的常染色体基因(M褐色/m红色)控制,杂合态时公牛呈现褐斑,母牛呈现红斑。在下图的杂交实验中,亲本公牛的基因型是( )
A.HhMm B.HHMm C.HhMM D.HHMM
【答案】A
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、若亲本公牛基因型为HhMm(无角褐斑),有角红斑母牛基因型为hhMm,对于有角和无角这对性状,Hh×hh后代会出现有角(hh)和无角(Hh)个体,对于体表斑块颜色这对性状,Mm×Mm 后代会出现MM、Mm和mm个体,F1公牛和母牛均会出现有角褐斑,若无角褐斑公牛的基因型为HhMm,无角褐斑母牛的基因型为H-MM,二者杂交后代会出现无角红斑母牛(H-Mm),A正确;
B、若亲本无角褐斑公牛基因型为HHMm,有角红斑母牛基因型为hhMm,对于有角和无角这对性状,HH×hh后代全部为无角(Hh),不符合子代的表型,B错误;
C、若亲本无角褐斑公牛基因型为HhMM,有角红斑母牛基因型为hhMm,后代会出现有角褐斑公牛(hhM-)或者有角褐斑母牛(hhMM),若无角褐斑公牛基因型为HhMM,无角褐斑母牛基因型为H-MM,子代不会出现无角红斑(H-Mm或H-mm),不符合子代表型,C错误;
D、若亲本无角褐斑公牛基因型为HHMM,有角红斑母牛基因型为hhMm,对于有角和无角这对性状,HH×hh后代全部为无角(Hh),不符合子代表型,D错误。
故选A。
3.(2025·河南·高考真题)现有二倍体植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株:突变株均为3:1.甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株:突变株=9:6(等位基因可依次使用A/a、B/b……)。下列叙述错误的是( )
A.甲的基因型是AaBB或AABb
B.F2出现异常分离比是因为出现了隐性纯合致死
C.F2植株中性状能稳定遗传的占7/15
D.F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有6种
【答案】D
【分析】自由组合定律实质:控制两对相对性状的等位基因相互独立,互不融合,在形成配子时,等位基因随着同源染色体分开而分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。即一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的,是各自独立地分配到配子中去的。
【详解】A、已知植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株:突变株均为3:1,可知正常株为显性性状,突变株为隐性性状,甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株:突变株=9:6,为9:3:3:1的变式,可知杂交后代F1基因型为AaBb,正常株的基因型为A-B-,基因型为aabb的植株会死亡,其余基因型的植株为突变株。所以甲、乙自交后代中的突变株基因型分别为aaBB、AAbb或AAbb、aaBB,由于甲和乙自交后代中某性状的正常株(A-B-):突变株均为3:1,故甲的基因型是AaBB或AABb,A正确;
B、F1基因型为AaBb,自交后代F2应该出现9:(6+1)的分离比,出现异常分离比是因为出现了隐性纯合aabb致死,B正确;
C、F2植株中正常株的基因型为1AABB、2AaBB、2AABb、4AaBb,突变株的基因型为1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb,其中性状能稳定遗传(自交后代不发生性状分离)的有1AABB、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb,占7/15,C正确;
D、F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有:AABB×AaBB、AABB×AABb、AABB×AaBb、AaBB×AABb、AaBB×AaBb、AABb×AaBb6种杂交组合,和4种基因型AABB、AaBB、AABb、AaBb自交,故亲本组合有10种,D错误。
故选D。
4.(多选)(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因(R/r)控制。将外源绿色蛋白基因(G)导入到纯合的黄卵(rr)、结白茧雌蚕的Z染色体上,获得结绿茧的亲本1,与纯合的红卵、结白茧雄蚕(亲本2)杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A.F1雌蚕均表现出红卵、结绿茧表型
B.F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRGG、rr等类型
C.F1随机交配得到的F2中,红卵、结绿茧的个体比例是3/8
D.F2中红卵、结绿茧的个体随机交配,子代中目的个体的比例是2/9
【答案】BCD
【分析】1、位于性染色体上的基因控制的性状在遗传时总是与性别相关联,而位于常染色体上的基因控制的性状在遗传时一般与性别无关;
2、题干信息分析: 蚕卵颜色由常染色体上一对等位基因(R/r)控制,红色、黄色是这对等位基因控制的不同表现型。将外源绿色蛋白基因(G)导入到纯合的黄卵(rr)、结白茧雌蚕的Z 染色体上,得到亲本1,其基因型为rrZGW。亲本2是纯合的红卵、结白茧雄蚕,基因型为RRZgZg。
【详解】A、由题意可知,亲本1为rrZGW,亲本2为RRZgZg,F1中雌蚕基因型为RrZgW,表现为红卵、结白茧,而不是红卵、结绿茧,A错误;
B、F1雄蚕基因型为RrZGZ,减数分裂Ⅰ前的间期,染色体复制,基因也复制,初级精母细胞的基因组成为RRrrZGZGZZ,减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,形成的次级精母细胞的基因组成可能有RRGG(RRZGZG)、rr(rr不考虑Z染色体上基因时)等类型,B正确;
C、F1的基因型为雄蚕RrZGZg,雌蚕RrZgW。先分析常染色体上的基因,Rr×Rr,后代R_:rr=3:1;再分析Z染色体上的基因,ZGZg×ZgW,后代ZGZg:ZGW:ZgZg:ZgW=1:1:1:1。 红卵、结绿茧个体的基因型为R-ZGZg、R-ZGW。R-的比例为3/4,ZGZg和ZGW的比例t各为1/4,所以红卵、结绿茧的个体比例是3/4×1/4+3/4×1/4 = 3/8,C正确;
D、F2中红卵、结绿茧的个体:R-ZGZg和R-ZGW。R-中RR:Rr=1:2,产生的配子R:r=2:1,随机交配得RR:Rr:rr=4:4:1,故RR占4/9;ZGZg和ZGW随机交配,子代的基因型及比例为ZGZG:ZGW:ZGZg:ZgW=1:1:1:1,其中纯合子(ZGZG和ZGW)占1/2,因此F2中红卵、结绿茧的个体(R-ZGZg和R-ZGW)随机交配,子代中目的个体的比例是4/9×1/2=2/9,D正确。
故选BCD。
5.(2025·甘肃·高考真题)大部分家鼠的毛色是鼠灰色,经实验室繁殖的毛色突变家鼠可以是黄色、棕色、黑色或者由此产生的各种组合色。已知控制某品系家鼠毛色的基因涉及常染色体上三个独立的基因位点A、B和D。A基因位点存在4个不同的等位基因:Ay决定黄色,A决定鼠灰色,at决定腹部黄色,a决定黑色,它们的显隐性关系依次为Ay>A>at>a,其中Ay基因为隐性致死基因(AyAy的纯合鼠胚胎致死)。B基因位点存在2个等位基因:B(黑色)对b(棕色)为完全显性。回答下列问题。
(1)只考虑A基因位点时,可以产生的基因型有 种,表型有 种。
(2)基因型为AyaBb的黄色鼠杂交,后代表型及其比例为黄色鼠:黑色鼠:巧克力色鼠=8:3:1,产生这种分离比的原因是 。
(3)黄腹黑背雌鼠和黄腹棕背雄鼠杂交,F1代产生了3/8黄腹黑背鼠,3/8黄腹棕背鼠,1/8黑色鼠和1/8巧克力色鼠。则杂交亲本基因型分别为♀ ,♂ 。
(4)D基因位点的D基因控制色素的产生,dd突变体呈现白化性状。让白化纯种鼠和鼠灰色纯种鼠杂交,F1代呈现鼠灰色。F1代雌雄鼠交配产生F2代的表型及其比例为鼠灰色:黑色:白化=9:3:4,则亲本白化纯种鼠的基因型为 ,F2代黑色鼠的基因型为
【答案】(1) 9 4
(2)控制毛色的两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,且AyAy纯合致死
(3) ataBb atabb
(4) aadd aaD-(aaDD、aaDd)
【分析】基因的分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分 离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】(1)只考虑A基因位点,A基因位点存在4个不同的等位基因Ay、A、at、a ,从4个等位基因中选2个组成基因型(包括纯合子和杂合子),纯合子有AyAy(致死)、AA、atat、aa4种,杂合子有AyA、Ayat、Aya、Aa、Aat、ata6种,所以基因型共有10种,但由于AyAy纯合致死,实际存活的基因型有9种,由显隐性关系Ay>A>at>a可知,表型有黄色(Ay-)、鼠灰色(A-)、腹部黄色(at-)、黑色(aa ),共4种。
(2)基因型为AyaBb的黄色鼠杂交,正常情况下Aya×Aya后代中AyAy:Aya:aa=1:2:1,由于AyAy致死,所以Aya:aa=2:1,Bb×Bb后代中B-:bb=3:1,按照自由组合定律,(2Aya:1aa)×(3B-:1bb),后代中黄色鼠(AyaB-、Ayabb):黑色鼠(aaB-):巧克力色鼠(aabb)=(2/3×3/4+2/3×1/4):(1/3×3/4):(1/3×1/4)=8/12:3/12:1/12=8:3:1,所以后代表型及其比例为黄色鼠:黑色鼠:巧克力色鼠=8:3:1的原因是控制毛色的两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,且AyAy纯合致死。
(3)黄腹黑背雌鼠(at-B-)和黄腹棕背雄鼠(at-bb)杂交,因为F1代产生了黑色鼠(aaB-)和巧克力色鼠(aabb),所以亲本都含有a和b基因,那么黄腹黑背雌鼠基因型为ataBb,黄腹棕背雄鼠基因型为atabb,二者杂交,F1代产生了3/8=3/4×1/2黄腹黑背鼠(at-Bb),3/8=3/4×1/2黄腹棕背鼠(at-bb),1/8=1/4×1/2黑色鼠(aaBb)和1/8=1/4×1/2巧克力色鼠(aabb)。
(4)已知D基因位点的D基因控制色素的产生,dd突变体呈现白化性状,A决定鼠灰色,a决定黑色,F2代的表型及其比例为鼠灰色:黑色:白化=9:3:4,是9:3:3:1的变形,说明F1的基因型为AaDd,由于亲本是白化纯种鼠和鼠灰色纯种鼠,要得到F1为AaDd,则亲本白化纯种鼠的基因型为aadd,鼠灰色纯种鼠的基因型为AADD,二者杂交,F1的基因型为AaDd,F1代雌雄鼠交配,F2的基因型及比例为A-D-:aaD-:A-dd:aadd=9:3:3:1,表型之比为鼠灰色:黑色:白化=9:3:4,所以F2代黑色鼠的基因型为aaD-(aaDD、aaDd)。
6.(2025·北京·高考真题)Usher综合征(USH)是一种听力和视力受损的常染色体隐性遗传病,分为α型、β型和γ型。已经发现至少有10个不同基因的突变都可分别导致USH。在小鼠中也存在相同情况。
(1)两个由单基因突变引起的α型USH的家系如图。
①家系1的II-2是携带者的概率为 。
②家系1的II-1与家系2的II-2之间婚配,所生子女均正常,原因是 。
(2)基因间的相互作用会使表型复杂化。例如,小鼠在单基因G或R突变的情况下,gg表现为α型,rr表现为γ型,而双突变体小鼠ggrr表现为α型。表型正常的GgRr小鼠间杂交,F1表型及占比为:正常9/16、α型3/8、γ型1/16。F1的α型个体中杂合子的基因型有 。
(3)r基因编码的RN蛋白比野生型R蛋白易于降解,导致USH。因此,抑制RN降解是治疗USH的一种思路。已知RN通过蛋白酶体降解,但抑制蛋白酶体的功能会导致细胞凋亡,因而用于治疗的药物需在增强RN稳定性的同时,不抑制蛋白酶体功能。红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与RN的融合蛋白都通过蛋白酶体降解,研究者制备了同时表达这两种融合蛋白的细胞,在不加入和加入某种药物时均分别测定两种荧光强度。如果该药物符合要求,则加药后的检测结果是 。
(4)将野生型R基因连接到病毒载体上,再导入患者内耳或视网膜细胞,是治疗USH的另一种思路。为避免对患者的潜在伤害,保证治疗的安全性,用作载体的病毒必须满足一些条件。请写出其中两个条件并分别加以解释 。
【答案】(1) 2/3 家系 1 和家系 2 的 USH 是由不同基因突变引起的
(2)ggRr、Ggrr
(3)绿色荧光强度较强,红色荧光强度不变
(4)条件 1:病毒不能具有致病性。解释:如果病毒具有致病性,会对患者的健康造成额外的伤害,无法保证治疗的安全性。条件 2:病毒不能在宿主细胞内自主复制。解释:若病毒能自主复制,可能会在患者体内大量增殖,引发不可控的反应,对患者造成潜在伤害
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病)。
【详解】(1)①已知 USH 是常染色体隐性遗传病,设控制该病的基因为a。家系 1 中 I - 1 和 I - 2 表现正常,生了一个患病的儿子 II - 1(基因型为aa),根据基因的分离定律,可知 I - 1 和 I - 2 的基因型均为Aa。II - 2 表现正常,其基因型可能为AA或Aa,AA的概率为1/3,Aa的概率为2/3,即家系 1 的 II - 2 是携带者(Aa)的概率为2/3。
②因为已经发现至少有 10 个不同基因的突变都可分别导致 USH,家系 1 和家系 2 的 USH 是由不同基因突变引起的。假设家系 1 是A基因发生突变导致的,家系 2 是B基因发生突变导致的(A、B为不同基因位点),家系 1 的 II - 1 基因型可能为aaBB,家系 2 的 II - 2 基因型可能为AAbb,他们之间婚配,后代基因型为AaBb,均表现正常。
(2)已知小鼠单基因G或R突变的情况下,gg表现为α型,rr表现为γ型,双突变体小鼠ggrr表现为α型,表型正常的GgRr小鼠间杂交,F1表型及占比为:正常9/16、α型3/8、γ型1/16,说明F1中α型个体的基因型有ggRR、ggRr、ggrr、Ggrr。其中杂合子的基因型有ggRr、Ggrr。
(3)因为红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与RN的融合蛋白都通过蛋白酶体降解,药物要求在增强RN稳定性的同时,不抑制蛋白酶体功能。那么加入药物后,与不加入药物对比,绿色荧光蛋白与RN的融合蛋白降解减少,绿色荧光强度较强,而红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白仍正常通过蛋白酶体降解,红色荧光强度不变。
(4)用作载体的病毒满足的条件有:①病毒不能具有致病性,如果病毒具有致病性,会对患者的健康造成额外的伤害,无法保证治疗的安全性。 ②病毒不能在宿主细胞内自主复制,若病毒能自主复制,可能会在患者体内大量增殖,引发不可控的反应,对患者造成潜在伤害 。
7.(2025·广东·高考真题)在繁育陶赛特绵羊的过程中,发现一只臀部骨骼肌尤为发达、产肉量高(美臀)的个体。研究发现,美臀性状由单基因(G/g)突变所导致,以常染色体显性方式遗传。此外,美臀性状仅在杂合子中,且G基因来源于父本时才会表现;母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状。回答下列问题:
(1)育种人员将美臀公羊和野生型正常母羊杂交,子一代中美臀羊的理论比例为 ;选择子一代中的美臀羊杂交,子二代中美臀羊的理论比例为 。
(2)由于羊角具有一定的伤害性,育种人员尝试培育美臀无角羊。陶赛特绵羊另一条常染色体上R基因的隐性突变导致无角性状产生,如图a进行杂交,P美臀有角羊应作为 (填“父本”或“母本”),便于从中选择亲本;若要实现F3中美臀无角个体比例最高,应在中选择亲本基因型为 。
(3)研究发现,美臀性状由G基因及其附近基因(图b)共同参与调控,其中D基因调控骨骼肌发育,其高表达使羊产生美臀性状;M基因的表达则抑制D基因的表达。来自父本的G基因使D基因高表达,而来自母本、具有相同序列的G基因只促进M基因的表达,这种遗传现象属于 。GG基因型个体的体型正常,推测其原因 。
(4)在育种过程中,较难实现美臀无角性状稳定遗传,考虑到胚胎操作过程较繁琐,可采集并保存 ,用于美臀无角羊的人工繁育。
【答案】(1) 1/2 1/4
(2) 父本 GGrr(父本)和ggrr(母本)
(3) 表观遗传 来自母本的 G 基因促进 M 基因表达,抑制 D 基因的高表达。
(4)精液/或精子
【分析】自由组合定律
定义:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合 。
实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合 。例如,具有两对相对性状(如黄色圆粒豌豆 YYRR 和绿色皱粒豌豆 yyrr)杂交,子一代(YyRr)产生配子时,Y 与 y 分离,R 与 r 分离,同时 Y(y)与 R(r)自由组合 。
【详解】(1)①美臀公羊(基因型为 Gg,且 G 来自父本)和野生型正常母羊(基因型为 gg)杂交,父本产生 G 和 g 两种配子,母本产生 g 一种配子,根据基因的分离定律,子一代的基因型及比例为 Gg∶gg = 1∶1。由于美臀性状仅在杂合子中且 G 基因来源于父本时才会表现,所以子一代中美臀羊(Gg 且 G 来自父本)的理论比例为 1/2。
②子一代中的美臀羊(Gg,G 来自父本)杂交,父本产生 G 和 g 两种配子,母本也产生 G 和 g 两种配子。G基因来源于父本时才会表现;母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状,子二代中美臀羊的理论比例为 1/4。
(2)①因为母本来源的 G 基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状,若 P 美臀有角羊作为父本,其产生的含 G 基因的配子与母本(正常无角羊)产生的配子结合,在 F₁中更容易根据美臀性状选择出含有 G 基因的个体作为亲本。所以 P 美臀有角羊应作为父本。
②欲在F3中获得尽可能多的美臀无角个体(Ggrr 且 G 来自父本)。F2中选择GGrr(父本)和ggrr(母本)杂交,这种组合子代均为美臀无角个体。
(3)①:这种来自父本和母本的相同基因(G 基因)由于来源不同而表现出不同的遗传效应的现象属于表观遗传。 ②:GG 基因型个体中,两个 G 基因分别来自父本和母本,来自父本的 G 基因使 D 基因高表达,但来自母本的 G 基因促进 M 基因表达,M 基因的表达抑制 D 基因的表达,所以 D 基因不能持续高表达,导致 GG 基因型个体的体型正常。
(4)在育种过程中,较难实现美臀无角性状稳定遗传,考虑到胚胎操作过程较繁琐,可采集并保存美臀无角羊的精液(或精子),用于美臀无角羊的人工繁育,通过人工授精的方式繁殖后代。
8.(2025·江苏·高考真题)某昆虫眼睛的颜色受独立遗传的两对等位基因控制,黄眼基因B对白眼基因b为显性,基因A存在时,眼色表现为黑色,基因a不影响B和b的作用。现有3组杂交实验,结果如下。请回答下列问题:
(1)组别①黑眼个体产生配子的基因组成有 ;中黑眼个体基因型有 种。
(2)组别②亲本的基因型为 ;中黑眼个体随机杂交,后代表型及比例为 。
(3)组别③的亲本基因型组合可能有 。
(4)已知该昆虫性别决定方式为XO型,XX为雌性,XO为雄性。若X染色体上有一显性基因H,抑制A基因的作用。基因型为和AAbbXHO的亲本杂交,相互交配产生。
(ⅰ)中黑眼、黄眼、白眼表型的比例为 ;中白眼个体基因型有 种。
(ⅱ)白眼雌性个体中,用测交不能区分出的基因型有 。
(ⅲ)若要从群体中筛选出100个纯合黑眼雌性个体,理论上的个体数量至少需有 个。
【答案】(1) AB、Ab、aB、ab 6
(2) AABB和aaBB 黑眼:黄眼=8:1
(3)AaBB和aaBB、AaBb和aaBB、AaBB和aaBb、Aabb和aaBB
(4) 黑眼:黄眼:白眼=12:15:5 8 aabbXHX h、aabbX hX h 3200
【分析】分析题意可知,某昆虫眼睛的颜色受独立遗传的两对等位基因控制,遵循自由组合定律。
【详解】(1)组别①F2表型比例为12:3:1,为9:3:3:1的变式,可知,F1的基因型是AaBb,产生的配子基因组成为AB、Ab、aB、ab。已知黄眼基因B对白眼基因b为显性,基因A存在时,眼色表现为黑色,基因a不影响B和b的作用F2黑眼个体有:1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb,共6种。
(2)组别②亲本黑眼和黄眼杂交子一代为黑眼,子二代黑眼:黄眼=3:1,可知黑眼子一代为单杂合子AaBB,故亲本黑眼和黄眼的基因型为AABB和aaBB。中黑眼个体1/3AABB、2/3AaBB随机杂交,产生配子为2/3、1/3aB,后代基因型及比例为AABB:AaBB:aaBB=4:4:1,故后代表型及比例为黑眼:黄眼=8:1。
(3)组别③的亲本黑眼和黄眼杂交子一代为黑眼:黄眼=1:1,故亲本基因型组合可能有AaBB和aaBB、AaBb和aaBB、AaBB和aaBb、Aabb和aaBB。
(4)(ⅰ)aaBBX h X h 和AAbbXHO的亲本杂交, F 1 基因型为AaBbXHX h 和AaBbX hO,雌雄相互交配产生 F 2 ,由于H抑制A基因的作用,故基因型为A---XHX h、A---XHO不能表现黑色,常染色体基因型有:1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb、1aabb,性染色体基因型为1XHX h、1XHO、1X hO、1X hX h,组合后黑眼:黄眼:白眼=12:15:5。F 2 中白眼个体基因型有AAbbXHX h、AAbbXHO、AabbXHX h、AabbXHO、aabbXHX h、aabbXHO、aabbX hO、aabbX hX h,共8种。
(ⅱ)白眼雌性个体有AAbbXHX h、AabbXHX h、aabbXHX h、aabbX hX h,用测交,即与aabbX hO杂交,AAbbXHX h测交后代白眼:黑眼=1:1,AabbXHX h测交后代白眼:黑眼=3:1,由于aabbXHX h、aabbX hX h测交后代都是全白眼,故这两种基因型不能区分。
(ⅲ)若要从群体中筛选出100个纯合黑眼雌性个体即1/64AABBX hX h、1/64AAbbX hX h,理论上的个体数量至少需有个100÷2/64=3200个。
9.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)科学家系统解析了豌豆7对性状的遗传基础,以下为部分实验,回答下列问题。
(1)将控制花腋生和顶生性状的基因定位于4号染色体上,用F/f表示。在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生:顶生约为3:1,符合孟德尔的 定律。
(2)然而,某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象 (填“能”或“不能”)用基因突变来解释,原因是 。
(3)定位于6号染色体上的基因D/d可能与(2)中的现象有关。为了验证这个假设,用两种纯种豌豆杂交得到F1,F1自交产生的F2表型和基因型的对应关系如下表,表格内“+”、“-”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型
顶生表型
基因型
FF
Ff
ff
基因型
FF
Ff
ff
DD
+
+
-
DD
-
-
+
Dd
+
+
-
Dd
-
-
+
dd
+
+
+
dd
-
-
-
结果证实了上述假设,则F2中腋生:顶生的理论比例为 ,并可推出(2)中顶生亲本的基因型是 。
(4)研究发现群体中控制黄色子叶的Y基因有两种突变形式y-1和y-2,基因结构示意图如下。Y突变为y-1导致其表达的蛋白功能丧失,Y突变为y-2导致 。y-1和y-2纯合突变体都表现为绿色子叶。
在一次y-1纯合体与y-2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释上述现象? (填“①”或“②”或“③”)。若此F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生 个具有正常功能Y基因的子细胞。
【答案】(1)分离
(2) 不能 基因突变的频率很低
(3) 13:3 ffDd
(4) 基因无法正常表达 ② 20/二十
【分析】分离定律: 在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
【详解】(1)豌豆花腋生和顶生性状属于相对性状,其由一对等位基因F/f控制,即一对等位基因控制的一对相对性状;大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生:顶生约为3:1,符合孟德尔的分离定律。
(2)基因突变具有低频性,即频率很低,若发生基因突变,某顶生个体自交,不可能出现子代个体中20%以上表现为腋生。即某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象不能用基因突变来解释,原因是基因突变出现的频率很低。
(3)分析题表可知,F2中F_D_+F_dd+ffdd为腋生,ffD_为顶生,可见F2属于9:3:3:1变式,即F2中腋生(F_D_+F_dd+ffdd=9+3+1=13):顶生(ffD_=3)=13:3,可见(2)中顶生亲本的基因型为ffDd。
(4)分析题图可知,Y基因非编码区启动子区缺失了部分序列使得Y基因突变为y-2,导致RNA聚合酶无法识别并结合启动子,基因无法正常表达。
根据题意可知,Y控制黄色子叶,y-1因为编码区插入了一段DNA序列导致其表达的蛋白功能丧失,而y-2因为启动子区缺失了部分序列导致基因无法正常表达;在一次y-1纯合体与y-2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。分析题图可知,图中y-1与y-2②位点发生断裂并交换,能产生正常Y基因,可解释上述现象。在一次y-1纯合体与y-2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F1基因型为y-1y-2,1个基因型为y-1y-2的花粉母细胞经过减数分裂且减数分裂中发生一次②位点的交换,产生4个精细胞,其中只有1个具有正常功能Y基因,则F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生20个具有正常功能Y基因的子细胞。
10.(2025·全国二卷·高考真题)水稻为一年生植物,每次收获后需要重新播种。我国科学家展开了培育多年生水稻的相关研究。
(1)甲品系具有地下茎,地下茎可使水稻进行无性繁殖,从而具备多年生特性。将无地下茎的乙品系与甲品系进行如下图所示的杂交实验。结果显示,F2的性状分离比接近 ,由此判断这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。
(2)若要进一步验证上述结论,可设计的杂交方案和预期结果为 。研究者将2个控制地下茎的基因分别命名为R2和R3。
(3)DNA中存在许多简单重复序列(SSR),可作为基因定位的分子标记。通过对F2群体分子标记与表型的关联性分析,最终确定了R2和R3的位置,甲品系的基因和SSR在染色体上的位置关系如下图所示,乙品系的相关分子标记用小写字母表示,如m1。
F1在减数分裂过程中,有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换,推测F1雄配子中m1R2配子所占比例为 %。
(4)由于乙品系高产、口感好,且生育周期短,能实现一年两熟甚至三熟,适合在我国大面积种植。欲利用杂交育种,培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系,请完善育种流程。 。
【答案】(1)9:7
(2)将F1与乙品系进行测交,预期结果为子代中有地下茎与无地下茎的比例为1:3
(3)4.05
(4)
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】(1)根据F2有地下茎:无地下茎=3024:2237≈9:7,可知这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。
(2)要验证上述结论(即这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制),可采用测交的方法。即让F1(双杂合子)与乙品系(隐性纯合子)杂交。若遵循自由组合定律,测交后代的基因型及比例为R1r1R2r2:R1r1r2r2:r1r1R2r2:r1r1r2r2 = 1:1:1:1,表现型及比例为有地下茎 : 无地下茎=1:3。
(3)已知有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换。一个初级精母细胞减数分裂能产生4个配子,发生互换的初级精母细胞产生的4个配子中有1个是m1R2。设初级精母细胞总数为N,发生互换的初级精母细胞数为0.162N,这些细胞产生的m1R2配子数为0.162N,未发生互换的初级精母细胞不产生m1R2配子。所以F1雄配子中m1R2配子所占比例为0.162N÷4N=4.05%。
(4)乙品系高产、口感好,且生育周期短,能实现一年两熟甚至三熟,适合在我国大面积种植。利用杂交育种,培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系,育种流程为:将甲品系与乙品系杂交,获得F1(含有控制地下茎的基因,但为杂合子);让F1与乙品系杂交,在后代中筛选含M1~M4分子标记的植株,继续与乙品系杂交,每代筛选含M2、M3分子标记的植株,最后让该类型植株自交,筛选可稳定遗传的具有地下茎的植株。图解如下:
11.(2025·浙江·高考真题)谷子(2n=18)俗称小米,是起源于我国的重要粮食作物,自花授粉。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色,由等位基因E和e控制,其中白色(ee)是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是谷子的主要病害之一。抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种,欲选育黄色抗锈病的品种。
回答下列问题:
(1)授粉前,将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45~46℃温水中10min,目的是 ,再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰,对授粉后的谷穗进行 处理。同时,以栽培种为父本进行反交。
(2)正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病,F2的表型及其株数如下表所示。
表型
黄色抗锈病
浅黄色抗锈病
白色抗锈病
黄色感锈病
浅黄色感锈病
白色感锈病
F2(株)
120
242
118
40
82
39
从F2中选出黄色抗锈病的甲和乙,浅黄色抗锈病的丙。甲自交子一代全为黄色抗锈病,乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病,丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病。
①栽培种与农家种杂交获得的F1产生 种基因型的配子,甲的基因型是 ,乙连续自交得到的子二代中,纯合黄色抗锈病的比例是 。杂交选育黄色抗锈病品种,利用的原理是 。
②写出乙×丙杂交获得子一代的遗传图解 。
(3)谷子的祖先是野生青狗尾草(2n=18)。20世纪80年代开始,作物栽培中长期大范围施用除草剂,由于除草剂的 作用,抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子,可采用的方法有 (答出2点即可)。
【答案】(1)人工去雄 套袋
(2)4 EERR 3/8 基因重组
(3)选择 远缘杂交、体细胞杂交
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)授粉前将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45-46℃温水中10min,目的是人工去雄,防止自花授粉,因为谷子是自花授粉作物,这样做可以保证后续能接受农家种的花粉进行杂交。再授以农家种的花粉后,为防止其他花粉的干扰,对授粉后的谷穗进行套袋处理,以确保杂交的准确性。
(2)①正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病,说明浅黄色是不完全显性性状且抗锈病为显性性状。F2中出现了多种表型,且比例接近9:3:3:1的变形,由此可推测控制米粒颜色和锈病抗性的基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。F1的基因型为EeRr,能产生4种基因型的配子,分别为ER、Er、eR、er。甲自交子一代全为黄色抗锈病,说明甲为纯合子,基因型为EERR,乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病,说明乙的基因型为EERr,乙连续自交,F1中EERr占1/2,EERR占1/4,F1自交,F2中纯合黄色抗锈病(EERR)的比例为1/4+1/2×1/4=3/8。杂交选育黄色抗锈病品种,利用的原理是基因重组,通过杂交使不同亲本的优良基因组合在一起。
②浅黄色抗锈病的丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病,其基因型为EeRR。乙(EERr)×丙(EeRR)杂交获得子一代的遗传图解如下。
(3)由于除草剂的选择作用,抗除草剂的青狗尾草个体在生存竞争中更有优势,从而使抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子,可采用的方法有:远缘杂交,将抗除草剂的青狗尾草与谷子杂交,然后筛选出具有抗除草剂性状的子代进行培育;体细胞杂交,用纤维素酶和果胶酶去除两种植物的细胞壁,在进行原生质体融合,得到杂种细胞,使谷子获得抗除草剂的性状。
12.(2024·福建·高考真题)人体Ⅰ型胶原蛋白是骨骼和结缔组织的主要结构蛋白,由两条α1链和一条α2链组成,α1链由17号染色体上的COL1A1编码,α2链由7号染色体上的COL1A2编码。某夫妻因部分Ⅰ型胶原蛋白结构异常导致疾病发生,检测发现丈夫存在1个突变的COL1A1,妻子存在1个突变的COL1A2。下列叙述错误的是( )
A.人体中的COL1A1和COL1A2为非等位基因
B.该夫妻所患疾病都属于常染色体显性遗传病
C.丈夫体内Ⅰ型胶原蛋白结构异常的概率是1/2
D.该夫妻生下正常女孩的概率是1/8
【答案】C
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和替换而导致基因结构的改变;其的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。
【详解】A、分析题意,COL1A1和COL1A2基因分别位于17号和7号染色体上,两个基因属于非等位基因,A正确;
B、检测发现丈夫存在1个突变的COL1A1,妻子存在1个突变的COL1A2,即一个基因突变后就患病,说明该病是显性遗传病,又因为相关基因位于常染色体,故是常染色体显性遗传病,B正确;
C、设相关基因分别是A/a、B/b,丈夫为COL1A1杂合突变(基因型:Aabb),妻子COL1A2正常(基因型:aaBb)。Ⅰ型胶原蛋白分子由两条α1链和一条α2链组成。α1链由COL1A1编码,丈夫体内α1链的生成:由于COL1A1杂合,每条α1链有50%概率正常、50%概率异常(假设等位基因随机表达)。α2链正常(100%)。胶原蛋白分子结构异常的条件:至少一条α1链突变。两条α1链均正常的概率 = (1/2) × (1/2) = 1/4。因此,结构异常的概率 = 1 - 1/4 = 3/4(包括一条或两条α1链突变的情况),C错误;
D、设相关基因分别是A/a、B/b,夫妻基因型分别是Aabb、aaBb,该夫妻生下正常女孩的概率是1/2×1/2(aabb)×1/2(女孩)=1/8,D正确。
故选C。
13.(2024·浙江·高考真题)某昆虫的性别决定方式为XY 型,张翅(A)对正常翅(a)是显性,位于常染色体;红眼(B)对白眼(b)是显性,位于 X 染色体。从白眼正常翅群体中筛选到一只雌性的白眼张翅突变体,假设个体生殖力及存活率相同,将此突变体与红眼正常翅杂交,子一代群体中有张翅和正常翅且比例相等,若子一代随机交配获得子二代,子二代中出现红眼正常翅的概率为( )
A.9/32 B.9/16 C.2/9 D.1/9
【答案】A
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】白眼正常翅群体中筛选到一只雌性的白眼张翅突变体,假设个体生殖力及存活率相同,将此突变体与红眼正常翅杂交,子一代群体中有张翅和正常翅且比例相等,推知雌性的白眼张翅突变体基因型为AaXbXb,红眼正常翅基因型为aaXBY,子一代群体基因型及比例为aaXBXb:AaXBXb:aaXbY:AaXbY=1:1:1:1,子一代随机交配获得子二代,子二代中出现红眼正常翅,即aaXBY和aaXBXb的概率:aa与Aa随机交配获得aa的概率为:3/4×3/4=9/16,XBXb与XbY随机交配得到XBY和XBXb的概率为:1×1/2=1/2,因此子二代中出现红眼正常翅,即aaXBY和aaXBXb的概率9/16×1/2=9/32,A正确,BCD错误。
故选A。
14.(2024·海南·高考真题)海南优越的自然环境适宜开展作物育种。为研究抗稻瘟病水稻的遗传规律,某团队用纯合抗稻瘟病水稻品种甲、乙、丙分别与易感稻癌病品种丁杂交得到F1,F1自交得到F2,结果见表。不考虑染色体互换、染色体变异和基因突变等情况,回答下列问题:
实验
杂交组合
F1表型及比例
F2表型及比例
①
甲×丁
全部抗稻瘟病
抗稻瘟病:易感稻瘟病=3:1
②
乙×丁
全部抗稻瘟病
抗稻瘟病:易感稻瘟病=15:1
③
丙×丁
全部抗稻瘟病
抗稻瘟病:易感稻瘟病=63:1
(1)水稻是两性花植物,人工授粉时需对亲本中的 进行去雄处理。
(2)水稻的抗稻瘟病和易感稻瘟病是一对相对性状。实验①中,抗稻瘟病对易感稻瘟病为 性。实验②中,这一对相对性状至少受 对等位基因控制。
(3)实验③中,F2抗稻瘟病植株的基因型有 种,F2抗稻瘟病植株中的杂合子所占比例为 。
(4)培育耐盐碱的抗稻瘟病水稻对于沿海滩涂及内陆盐碱地的利用具有重要价值。该团队将耐盐碱基因随机插入品种甲基因组中,筛选获得1号、2号、3号植株,耐盐碱基因插入位点如图(注:植株只要含有1个耐盐碱基因即可表现出耐盐碱性状,不含则表现出盐碱敏感性状)。
①据图分析,2号植株产生的雄配子类型有 种,1个雄配子携带的耐盐碱基因最多有 个。
②该团队将1号、2号、3号植株分别自交,理论上所得子一代的表型及比例分别是 。
【答案】(1)母本
(2) 显 2/两
(3) 26 8/9
(4) 4/四 3/三 耐盐抗稻瘟病:盐碱敏感抗稻瘟病=1:0、耐盐抗稻瘟病:盐碱敏感抗稻瘟病=15:1、耐盐抗稻瘟病:盐碱敏感抗稻瘟病=3:1。
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
F1自交得到F2,F2抗稻瘟病:易感稻瘟病=3:1
自交子代出现3:1,其中3对应的性状为显性,1对应的性状为隐性
抗稻瘟病较易感稻瘟病为显性
F1自交得到F2,F2抗稻瘟病:易感稻瘟病=15:1
自交子代出现9:3:3:1或其变式,说明该对相对性状至少受两对非同源染色体上的非等位基因控制
稻瘟病的抗病与抗病这对相对性状受两对非同源染色体上的非等位基因控制
F1自交得到F2,F2抗稻瘟病:易感稻瘟病=63:1
自交子代出现(3:1)n或其变式,则说明该对相对性状受n对非同源染色体上的非等位基因控制
稻瘟病的抗病与抗病这对相对性状受三对非同源染色体上的非等位基因控制,且全为隐性基因是表现为易感稻瘟病
(2)逻辑推理与论证:
【详解】(1)水稻是两性花植物,一朵花中既有雌蕊又有雄蕊,因此人工授粉时需对亲本中的母本进行去雄处理。
(2)水稻的抗稻瘟病和易感稻瘟病是一对相对性状。实验①中,F1自交得到F2,F2中发生性状分离,可知抗稻瘟病对易感稻瘟病为显性。实验②中,F2中性状分离比为15:1,是9:3:3:1的变式,即这一对相对性状至少受两对等位基因控制,且遵循基因的自由组合定律。
(3)实验③中,F2表型及比例为抗稻瘟病:易感稻瘟病=63:1,说明受三对等位基因的控制,若用A/a、B/b、C/c分别表示三对等位基因,F1的基因型为AaBbCc,F1自交得到F2,F2种基因型为3×3×3=27种,其中易感稻瘟病基因型为aabbcc,则F2抗稻瘟病植株的基因型有27-1=26种,F2中的纯合子共2×2×2=8种,其中1种是易感稻瘟病,剩余7种为抗稻瘟病,即F2抗稻瘟病植株中的纯合子比例为7/63=1/9,杂合子所占比例为1-1/9=8/9。
(4)①据图分析,2号植株个体中,耐盐基因插入两对染色体上,遵循基因的自由组合定律,因此2号植株产生的雄配子类型有2×2=4种,当含有耐盐基因的染色体都在一个配子中时,所含的耐盐基因最多,一条染色体上有2个耐盐基因,一条染色体上有1个耐盐基因,因此1个雄配子携带的耐盐碱基因最多有3个。
②1号植株中,有两个耐盐基因插到一对同源染色体中,因此所含的配子中都含耐盐基因,自交后代后具有耐盐性状;2号植株个体中,耐盐基因插到两对染色体上,遵循基因的自由组合定律,植株只要含有1个耐盐碱基因即可表现出耐盐碱性状,不含则表现出盐碱敏感性状,因此自交后代耐盐:盐碱敏感=15:1;3号植株中耐盐基因全部在一条染色体上,因此自交后代耐盐:盐碱敏感=3:1。1号、2号、3号植株上一对同源染色体的两条染色体上都存在抗稻瘟病基因,因此自交后代都是抗稻瘟病。综上所述,该团队将1号、2号、3号植株分别自交,理论上所得子一代的表型及比例分别是耐盐抗稻瘟病:盐碱敏感抗稻瘟病=1:0、耐盐抗稻瘟病:盐碱敏感抗稻瘟病=15:1、耐盐抗稻瘟病:盐碱敏感抗稻瘟病=3:1。 。
15.(2024·江苏·高考真题)有一种植物的花色受常染色体上独立遗传的两对等位基因控制,有色基因B对白色基因b为显性,基因I存在时抑制基因B的作用,使花色表现为白色,基因i不影响基因B和b的作用。现有3组杂交实验,结果如下。请回答下列问题:
(1)甲和丙的基因型分别是 、 。
(2)组别①的F2中有色花植株有 种基因型。若F2中有色花植株随机传粉,后代中白色花植株比例为 。
(3)组别②的F2中白色花植株随机传粉,后代白色花植株中杂合子比例为 。
(4)组别③的F1与甲杂交,后代表型及比例为 。组别③的F1与乙杂交,后代表型及比例为 。
(5)若这种植物性别决定类型为XY型,在X染色体上发生基因突变产生隐性致死基因k,导致合子致死。基因型为IiBbX+Y和IiBbX+Xk的植株杂交,F1中雌雄植株的表型及比例为 ;F1中有色花植株随机传粉,后代中有色花雌株比例为 。
【答案】(1) iiBB IIBB
(2) 2 1/9
(3)1/2
(4) 白色:有色=1:1 白色:有色=3:1
(5) 白色♀:有色♀:白色♂:有色♂=26:6:13:3 32/63
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
基因与性状的关系
基因与性状不只是一 一对应,也有多基因控制同一性状,或一个基因与多个性状有关
有色基因B对白色基因b为显性,基因I存在时抑制基因B的作用,使花色表现为白色,基因i不影响基因B和b的作用,据此可推测基因与性状的关系是:基因型iiB-表现有色,其余基因型表现白色
基因遵循的遗传定律
基因的分离定律、自由组合定律
花色受常染色体上独立遗传的两对等位基因控制,隐性致死基因k在X染色体上,故这三对等位基因的遗传符合自由组合定律
(2)逻辑推理与论证:
【详解】(1)分析题干,二倍体花颜色受常染色体上两对独立遗传的基因控制,其中有色基因B对白色基因b为显性,基因I对基因B有抑制作用,则有色基因型是iiB_,白色基因型是I_B_、I_bb、iibb,组别②中甲(有色) 丙(白色),F1都是白色,自交后白色:有色=3:1,说明F1是单杂合子,F2白色花植株的基因型为I_BB,说明F1 的基因型是IiBB,据此可推知甲的基因型应是iiBB,丙的基因型是IIBB。
(2)组别①中甲(iiBB) ×乙(白色),F1都是有色,自交后有色:白色=3:1,说明F1是单杂合子,F2白色花植株的基因型为iiB_,说明F1 的基因型是iiBb,乙的基因型是iibb。F1 自交后F2有色花的基因型有2种,包括iiBB和iiBb; F2有色花的基因型及比例是1/3iiBB、2/3iiBb,产生的配子及比例是2/3Bi、1/3bi,随机传粉,后代中白色花植株iibb的比例=1/3×1/3=1/9。
(3)组别②中甲(有色) ×丙(白色),F1都是白色,自交后白色:有色=3:1,说明F1是单杂合子,F2白色花植株的基因型为I_BB,F2白色花植株的基因型包括1/3IIBB、2/3IiBB, 产生的配子是2/3IB、1/3iB,随机传粉,后代白色花植株的基因型及比例为4/9IIBB、4/9IiBB,所以后代白色花植株中杂合子占1/2。
(4)组别③乙(iibb)×丙(IIBB),F1是BbIi (配子及比例是BI:Bi:bI:bi=1:1:1:1),F1与甲(iiBB)杂交,后代基因型及其比例为IiBB:iiBB:IiBb:iiBb=1:1:1:1,所以后代表型及比例为白色:有色=1:1; 组别③中F1与乙(iibb)杂交,后代基因型及其比例为IiBb:iiBb:Iibb:iibb=1:1:1:1,所以后代表型及比例为白色:有色=3:1。
(5)若这种植物性别决定类型为XY型,在X染色体上发生基因突变产生隐性致死基因k,导致合子致死。基因型为IiBbX+Y和IiBbX+Xk的植株杂交,逐对考虑,F1中关于花色的基因型及比例为I_B_:I_bb:iiB_:iibb=9:3:3:1,所以F1中关于花色的基因型及比例为白色:有色=13:3,X+Y和X+Xk的植株杂交,F1关于性别的基因型及比例为X+X+: X+Xk: X+Y:XkY (致死),即F1中雌性:雄性=2: 1,所以F1中雌雄植株的表型及比例为白色♀:有色♀:白色♂:有色♂=26:6:13:3。F1中有色花植株随机传粉,其中有色花雌性基因型有iiB_X+X+、iiB_X+Xk,雄性是iiB_X+Y,其中iiB_的比例为1/3BBii、2/3Bbii,产生的配子及比例是2/3iB、1/3ib, 随机交配后有色个体(iiB_) 占8/9,考虑性染色相关基因,雌配子及比例是3/4X+、1/4Xk,雄配子及比例是1/2X+、1/2Y,随机交配后子代是3/8X+X+、1/8X+Xk、3/8X+ Y、1/8XkY (致死),即雌株:雄株=4:3,故后代中有色花雌株比例8/9×4/7=32/63。
16.(2024·贵州·高考真题)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B1(黄色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制,其中某一基因纯合致死。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B1、B2、B3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(D)和正常尾(d)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)B1对B2、B3为显性,B2对B3为显性 基因型B1B1的个体死亡 B1B2、B1B3
(2)5/五 B1B3和B2B3
(3)黄色短尾:黄色正常尾:鼠色短尾:鼠色正常尾=4:2:2:1 丁是隐性纯合子B3B3dd
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
复等位基因B1(黄色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制,其中某一基因纯合致死
B1B1、B2B2、B3B3致死
不会出现上述基因型
组合①:甲(黄色)×丁(黑色)
子代为黄色:鼠色=1:1
亲代无鼠色,子代出现鼠色,且子代无黑色
鼠色(B2)较黑色(B3)为显性
组合③甲(黄色)×乙(黄色)
子代为黄色:鼠色=2:1
相当于自交,亲本为杂合子,但出现了纯合致死
黄色(B1)较鼠色(B2)为显性
黄色纯合B1B1致死
组合②:乙(黄色)×丁(黑色)
子代为黄色:黑色=1:1
相当于测交
亲本黄色为B1B3,黄色(B1)较黑色(B3)为显性
(2)逻辑推理与论证
【详解】(1)根据图中杂交组合③可知,双亲均为黄色,子代表现为黄色∶鼠色=2∶1,B1对B2为显性;根据图中杂交组合①可知,B1对B3为显性,B2对B3为显性;故B1对B2、B3为显性,B2对B3为显性。
实验③中的子代比例说明基因型B1B1的个体死亡,甲乙基因型不同,推测双亲基因型分别为B1B2、B1B3,B2对B3为显性,其黄色子代的基因型是B1B2、B1B3。
(2)根据(1)可知,小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有B1B2、B1B3、B2B2、B2B3、B3B3,共有5种。其中B1B3和B2B3交配后代的毛色种类最多,共有黄色、鼠色和黑色3种。
(3)小鼠毛皮颜色基因和尾形基因的遗传符合自由组合定律,短尾基因纯合时会导致小鼠在胚胎期死亡,根据题意,存在短尾和正常尾的雌雄小鼠,则尾形基因位于常染色体上,且不存在DD个体,甲的基因型是B1B2Dd,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=4:2:2:1。丙为鼠色短尾,其基因型表示为B2_Dd,为测定丙产生的配子类型及比例,可采用测交的方法,即丁个体与其杂交,理由是丁是隐性纯合子B3B3dd。
17.(2024·江西·高考真题)植物体表蜡质对耐干旱有重要作用,研究人员通过诱变获得一个大麦突变体Cer1(纯合体),其颖壳蜡质合成有缺陷(本题假设完全无蜡质)。初步研究表明,突变表型是因为C基因突变为c,使棕榈酸转化为16-羟基棕榈酸受阻所致(本题假设完全阻断),符合孟德尔遗传规律,回答下列问题:
(1)在C基因两侧设计引物,PCR扩增,电泳检测PCR产物。如图泳道1和2分别是突变体Cer1与野生型(WT,纯合体)。据图判断,突变体Cer1中c基因的突变类型是 。
(2)将突变体Cer1与纯合野生型杂交.F1全为野生型,F1与突变体Cer1杂交,获得若干个后代,利用上述引物PCR扩增这些后代的基因组DNA,电泳检测PCR产物,可以分别得到与如图泳道 和泳道 (从1~5中选择)中相同的带型,两种类型的电泳带型比例为 。
(3)进一步研究意外发现,16-羟基棕榈酸合成蜡质过程中必需的D基因(位于另一条染色体上)也发生了突变,产生了基因d1,其编码多肽链的DNA序列中有1个碱基由G变为T,但氨基酸序列没有发生变化,原因是 。
(4)假设诱变过程中突变体Cer1中的D基因发生了使其丧失功能的突变,产生基因d2。CCDD与ccd2d2个体杂交,F1的表型为野生型,F1自交,F2野生型与突变型的比例为 ;完善以下表格:
F2部分个体基因型
棕榈酸(填“有”或“无”)
16-羟基棕榈酸(填“有”或“无”)
颖壳蜡质(填“有”或“无”)
Ccd2d2
有
①
无
CCDd2
有
有
②
【答案】(1)碱基对的缺失
(2)3 1 1:1
(3)密码子具有简并性
(4)9:7 有 有
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
基因突变类型判断
基因结构中碱基对增添、缺失及替换会导致基因结构改变
C基因碱基对数为1960pb,突变基因c碱基对数为1100pb,发生了碱基对缺失
利用C基因两侧设计的引物扩增F1与突变体Cer1杂交的后代
PCR的产物一般用琼脂糖凝胶电泳法检测和鉴定
突变体(cc)与纯合野生型(CC)杂交,F1全为野生型(Cc),F1与突变体(cc)杂交,获得若干个后代(1Cc:1cc)
基因发生了碱基对的替换,但氨基酸序列没有改变的原因
密码子具有简并性,即不同密码子可编码同一种氨基酸
D基因突变成了d基因,但氨基酸序列未变,说明突变前后的碱基对应的mRNA上的密码子编码同种氨基酸
求F2中野生型与突变型的比例
位于非同源染色体上的非等位基因在遗传时符合基因的自由组合规律
D基因与C基因位于非同源染色体上,它们的遗传符合自由组合规律,且C基因突变为c,使棕构酸转化为16-经基棕桐酸受阻;16-经基棕榈酸合成蜡质过程中必需的D基因,突受体Cer1中的D基因发生了使其丧失功能的突变,产生基因ds,据此可推断CD表现野生型,其它基因型表现突变型
(2)逻辑推理与论证:
【详解】(1)图示为在C基因两侧设计引物,PCR扩增,电泳检测PCR产物,c基因是C基因突变而来,c基因两侧的碱基序列与C基因相同,PCR扩增也能扩增c基因,由图可知,泳道1是突变体Cer1,则扩增c基因时两引物间的长度为1100bp,泳道2是野生型(WT,纯合体),则扩增C基因时两引物间的长度为2000bp,说明c基因比C基因长度变短,是碱基对的缺失引起的突变。
(2)突变体Cer1为cc,纯合野生型为CC,则F1为Cc,F1与突变体Cer1杂交后代中Cc:cc=1:1,电泳检测PCR产物,可以分别得到与如图泳道3和泳道1中相同的带型,两种类型的电泳带型比例为1:1;
(3)编码多肽链的DNA序列中有1个碱基由G变为T,但氨基酸序列没有发生变化,原因是密码子具有简并性;
(4)由题意可知,C/c、D/d2基因遵循基因的自由组合定律,因此CCDD与ccd2d2个体杂交,F1为(CcDd2),表型为野生型,F1(CcDd2)自交,F2野生型与突变型的比例为C-D-:(ccD-+C-d2d2+ccd2d2)=9:7;Ccd2d2含有C基因无D基因,有16-羟基棕榈酸,由于不含D基因,因为16-羟基棕榈酸合成蜡质过程中必需有D基因,故无颖壳蜡质;CCDd2含有C基因和D基因,有16-羟基棕榈酸,也有颖壳蜡质。
18.(2024·河北·高考真题)西瓜瓜形(长形、椭圆形和圆形)和瓜皮颜色(深绿、绿条纹和浅绿)均为重要育种性状。为研究两类性状的遗传规律,选用纯合体(长形深绿)、(圆形浅绿)和(圆形绿条纹)进行杂交。为方便统计,长形和椭圆形统一记作非圆,结果见表。
实验
杂交组合
表型
表型和比例
①
非圆深绿
非圆深绿︰非圆浅绿︰圆形深绿︰圆形浅绿=9︰3︰3︰1
②
非圆深绿
非圆深绿︰非圆绿条纹︰圆形深绿︰圆形绿条纹=9︰3︰3︰1
回答下列问题:
(1)由实验①结果推测,瓜皮颜色遗传遵循 定律,其中隐性性状为 。
(2)由实验①和②结果不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若要进行判断,还需从实验①和②的亲本中选用 进行杂交。若瓜皮颜色为 ,则推测两基因为非等位基因。
(3)对实验①和②的非圆形瓜进行调查,发现均为椭圆形,则中椭圆深绿瓜植株的占比应为 。若实验①的植株自交,子代中圆形深绿瓜植株的占比为 。
(4)SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR。SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体。在和中SSR1长度不同,SSR2长度也不同。为了对控制瓜皮颜色的基因进行染色体定位,电泳检测实验①中浅绿瓜植株、和的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如图。据图推测控制瓜皮颜色的基因位于 染色体。检测结果表明,15号植株同时含有两亲本的SSR1和SSR2序列,同时具有SSR1的根本原因是 ,同时具有SSR2的根本原因是 。
(5)为快速获得稳定遗传的圆形深绿瓜株系,对实验①中圆形深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。选择检测结果为 的植株,不考虑交换,其自交后代即为目的株系。
【答案】(1)分离(或“孟德尔第一”) 浅绿
(2)P2、P3(或“圆形浅绿亲本和圆形绿条纹亲本”或“浅绿亲本和绿条纹亲本”) 深绿
(3)3/8 15/64
(4)9号(或“SSR1所在的”) F1 形成配子时,位于一对同源染色体上的 SSR1 和控制瓜皮颜色基因随非姐妹染色单体交换而重组 F 1形成配子时,位于非同源染色体上的SSR2和控制瓜皮颜色基因自由组合
(5)仅出现P1的SSR1条带(或“仅出现P的SSR条带”)
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
基因遵循的遗传定律
遗传定律包括基因的分离定律和自由组合定律
根据非圆深绿︰非圆浅绿︰圆形深绿︰圆形浅绿=9︰3︰3︰1,说明两对基因自由组合,符合自由组合定律
判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系
两对基因可以位于一对染色体上,也可以位于两对染色体上
验证基因的位置,可用杂合子自交看后代是否是9︰3︰3︰1,也可以测交,看后代是否出现1:1:1:1
控制瓜皮颜色的基因进行染色体定位
基因位置的判断方法
利用染色体序列进行位置判断,若在此染色体上,则表现连锁,只有一种染色体组合,而不在此染色体上则自由组合。
(2)逻辑推理与论证:
【详解】(1)由实验①结果可知,只考虑瓜皮颜色,F1为深绿,F2中深绿:浅绿=3:1,说明该性状遵循基因的分离定律,且浅绿为隐性。
(2)由实验②可知,F2中深绿:绿条纹=3:1,也遵循基因的分离定律,结合①,不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若两基因为非等位基因,可假设P1为深绿AABB,P2为浅绿AAbb,P3为绿条纹aaBB,从实验①和②的亲本中选用P2×P3,若F1为AaBb表现为深绿,则推测两基因为非等位基因。
(3)调查实验①和②的F1发现全为椭圆形瓜,亲本长形和圆形均为纯合子,说明椭圆形为杂合子,则F2非圆瓜中有1/3为长形,2/3为椭圆形,故椭圆深绿瓜植株占比为9/16×2/3=3/8。由题意可设瓜形基因为C/c,则P1基因型为AABBCC,P2基因型为aaBBcc,F1为AaBBCc,由实验①F2的表型和比例可知,圆形深绿瓜植株为aaBBcc。实验①中植株F2自交子代能产生圆形深绿瓜植株的基因型有1/8aaBBCc、1/4AaBBCc、1/16aaBBcc、1/8AaBBcc,其子代中圆形深绿瓜植株的占比为1/8×1/4+1/4×3/16+1/16×1+1/8×3/4=15/64。
(4)电泳检测实验①F2中浅绿瓜植株、P1和P2的SSR1和SSR2的扩增产物,由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中都含有P2亲本的SSR1,而SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体上,故推测控制瓜皮颜色的基因位于9号染色体上。由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中只有15号植株含有亲本P1的SSR1,推测根本原因是F1在减数分裂Ⅰ前期发生染色体片段互换,产生了同时含P1、P2的SSR1的配子,而包括15号植株在内的半数植株同时含有两亲本的SSR2,根本原因是F1减数分裂时同源染色体分离,非同源染色体自由组合,随后F1产生的具有来自P111号染色体的配子与具有来自P211号染色体的配子受精。
(5)为快速获得稳定遗传的深绿瓜株系,对实验①F2中深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。稳定遗传的深绿瓜株系应是纯合子,其深绿基因最终来源于亲本P1,故应选择SSR1的扩增产物条带与P1亲本相同的植株。
19.(2024·新课标卷·高考真题)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,则瓜刺的表现型及分离比是 。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=1:1 从亲本或F1中选取普通株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( 选择亲本黑刺普通株个体进行自交,若后代发生性状分离,则黑刺性状为显性,不发生性状分离,则该黑刺性状为隐性)
(2)F2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=9:3:3:1。
(3)将王同学杂交F2的白刺雌性株单独种植,经诱雄处理后自交,单独收获稳定遗传的白刺雌性株的后代即可得到白刺雌性株
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
具有一对相对性状的亲本杂交,根据子代性状不能判断显隐性
测交不能判断显隐性
亲本显性性状对应的基因
2对等位基因不位于1对同源染色体上
非同源染色体上的非等位基因遵循基因的自由组合定律
双杂合自交子代会出现性状比9:3:3:1
(2)逻辑推理与论证
【详解】(1)黑刺普通株和白刺雌性株杂交得F1,根据F1的性状不能判断瓜刺性状的显隐性,说明F1中性状有白刺也有黑刺,则亲本显性性状为杂合子,F1瓜刺的表现型及分离比是黑刺:白刺=1:1。
若要判断瓜刺的显隐性,从亲本或F1中选取普通株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,则该性状为隐性或 选择亲本黑刺普通株个体进行自交,若后代发生性状分离,则黑刺性状为显性,不发生性状分离,则该黑刺性状为隐性。
(2)黑刺雌性株和白刺普通株杂交,F1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A/a表示,控制性别的基因用B/b表示,则亲本基因型为AABB和aabb,F1的基因型为AaBb,F1经诱雄处理后自交得F2 ,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F2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=9:3:3:1。
(3)在王同学实验所得杂交子代中,F2中白刺雌性株的基因型为aaBB和aaBb,测交方案只能证明白刺雌性株是否为纯合子,一般的瓜类是一年生的,证明了纯合子还是得不到纯合子。 筛选方案应为:将王同学杂交F2的白刺雌性株单独种植,经诱雄处理后自交,纯合子自交子代均为纯合子,单独收获稳定遗传的白刺雌性株的后代即可得到白刺雌性株。
20.(2023·重庆·高考真题)甲乙丙三种酶参与葡萄糖和糖原之间的转化,过程如图1所示。任一酶的基因发生突变导致相应酶功能缺陷,均会引发GSD病。图2为三种GSD亚型患者家系,其中至少一种是伴性遗传。不考虑新的突变,下列分析正确的是( )
A.若①同时患有红绿色盲,则其父母再生育健康孩子的概率是3/8
B.若②长期表现为低血糖,则一定不是乙酶功能缺陷所致
C.若丙酶缺陷GSD发病率是1/10000,则③患该病的概率为1/300
D.三种GSD亚型患者体内的糖原含量都会异常升高
【答案】B
【分析】图1是甲乙丙三种酶参与葡萄糖和糖原之间的转化,其中乙和丙酶功能缺陷会导致葡萄糖含量降低;由图2判断甲酶缺陷GSD病是常染色体隐性遗传,乙丙两种病均为隐性遗传病,丙酶缺陷GSD病女性患者生出正常儿子,可排除伴X隐性遗传,三种病中其中至少一种是伴性遗传,所以乙酶缺陷GSD病是伴X隐性遗传。
【详解】A、①是甲酶缺陷GSD患者,同时又患红绿色盲,伴X隐性遗传,则可设①基因型是aaY,双亲的是AaY,Aa,则其父母再生育健康孩子的概率是×=,A错误;
B、乙酶缺陷GSD病是伴X隐性遗传,②是女性双亲均正常,则②一定不是乙酶缺陷GSD病,②长期表现为低血糖,则可能是丙酶功能缺陷导致的,B正确;
C、丙酶缺陷GSD病也是常染色体隐性遗传,设③的父亲基因型是Dd,丙酶缺陷GSD发病率是1/10000,则则d配子的概率是1/100,D配子的概率是99/100,因为母亲是正常的,则母亲可能得基因型是Dd、DD,其中Dd的概率是2/101。故③患病的概率是2/101×1/4=1/202,C错误;
D、三种GSD亚型患者体内的甲酶功能缺陷会导致不能合成糖原,因此糖原含量下降,D错误。
故选B。
21.(2023·天津·高考真题)植酸合成酶基因A位于水稻4号染色体,其缺失导致水稻不能合成植酸而死亡。某小组对A进行基因编辑,获得2个突变基因,一个删除了3个相邻核苷酸(A-3),不影响植酸合成,另一个删除了25个相邻核苷酸(A-25),对植株的影响未知。
(1)在获得的AA-25植株中,A与A-25互称 基因。为研究A-25对植株的影响,以A-25被删除的序列设计正向引物,以其下游0.5kb处的一段序列设计反向引物,通过PCR分析AA-25自交子代基因型,电泳发现所有样本的DNA均能扩增出目标条带,未发现无扩增条带样本的原因是 ,在样本基因组DNA量及扩增条件一致时,目标条带的亮度有强有弱,亮度强的样本基因型为 ,比例为 。
(2)为进一步研究A-25对植株的影响,在A-3A-25愈伤组织中转入A,获得6号染色体插入一个A的植株,表示为A-3A-25A,该植株自交子代中含有A-25A-25的比例为 。
(3)自然状态下水稻严格自交。某逆境下,A-3A-3植株的适应能力比AA及AA-3强,每代植株数增加10%。一株AA-3水稻在该逆境下自然繁殖,每代基因频率如下表,请填写表格空白处(保留至小数点后一位)。
基因
子一代
子二代
…
A
%
46.9%
…
A-3
%
53.1%
…
此表表明,种群基因频率发生了变化,这种变化是 的结果。
【答案】(1)等位 A25-纯合致死(A-25A-25植株死亡) AA 1/3(33.3%)
(2)3/15(1/5或20%)
(3)48.8% 51.2% 自然选择
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。基因自由组合定律实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的, 在减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向。
【详解】(1)由题干可知,A-25基因是由A基因缺失25个碱基对产生的基因,即A基因通过基因突变产生A-25基因,因此二者属于等位基因。基因型为AA-25的植物自交后代的基因型及其比例为AA:AA-25:A-25-A-25=1:2:1。当对这些后代进行PCR时,正向引物与A-25缺失的碱基配对,反向引物在其下游0.5kb处,可推知缺失这25个碱基对的A-25基因无法与正向引物配对从而不能扩增,因此只含有A-25基因的个体(即A-25-A-25)不具有条带;含有这25个碱基对的A基因才能与正向引物和反向引物都进行碱基互补配对从而扩增出条带,因此基因型为AA、AA-25的个体均具有条带,且A基因个数越多,扩增产物越多,条带越明亮,因此基因型为AA的个体具有较明亮的条带,基因型为AA-25的个体具有较暗的条带。由题干可知,该植物的全部后代都具有明亮条带,说明基因型为A-25A-25的个体无法存活,只有基因型为AA和AA-25的个体能够存活下来,并进行了PCR扩增产生了条带,因此较明亮条带代表基因型为AA,占比为1/3。
(2)已知基因A-3和A-25都在4号染色体上,再导入一个A基因至6号染色体上,由于它们位于不同对染色体上,故该植物在减数分裂产生配子时,遵循基因自由组合定律,产生配子的基因型为A-3A、A-25A、A-3、A-25,比例各自占1/4;该植物自交后代中基因型为A-25A-25=1/4×1/4=1/16的个体死亡,存活个体占1-1/16=15/16,含有A-25A-25的后代个体基因型有2种,分别是AAA-25A-25-=1/4×1/4=1/16,AA-25-A-25-=1/4×1/4×2=2/16,二者共占3/16,因此该植物自交子代中含有A-25A-25的比例是3/16÷15/16=1/5。
(3)基因型为A-3A的植物自交产生子一代的基因型及比例为AA=1/4,A-3A=1/2,A-3A-3=1/4,由题干可知,基因型为A-3A-3的植物每代数量增加10%,则子一代中A-3A-3=1/4+1/4×10%=11/40,因此子一代中AA:A-3A:A-3A-3=1/4:1/2:11/40=10:20:11,可计算出三者的基因型频率分别是AA=10÷(10+20+11)=10/41,A-3A=20÷(10+20+11)=20/41,A-3A-3=11÷(10+20+11)=11/41,可进一步计算出子一代中A基因频率=10/41+1/2×20/41=48.8%,A-3基因频率=11/41+1/2×20/41=51.2%。自然选择导致具有有利变异的个体存活并由更大几率产生更多后代,导致后代中决定有利变异的基因频率增大,而具有不利变异的个体则会被自然选择淘汰,因此决定不利变异的基因频率减小,因此基因频率的改变是自然选择的结果。
22.(2023·山西·高考真题)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T/t控制,眼色由等位基因R/r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=1:1(杂交①的实验结果);长翅红眼雌蝇:截翅红眼雄蝇=1:1(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 亲代是长翅和截翅果蝇,杂交①子代全是长翅
(2)翅型 翅型的正反交实验结果不同 RRXTXT、rrXtY rrXtXt、RRXTY
(3)红眼长翅∶红眼截翅∶紫眼长翅∶紫眼截翅=3∶3∶1∶1
【分析】基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】(1)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,亲代是长翅和截翅果蝇,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X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X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长翅红眼雌蝇(R-XTX-):长翅红眼雄蝇(R-XTY)=1:1,其中XT来自母本,说明亲本中雌性是长翅红眼RRXTXT,而杂交②长翅红眼、截翅紫眼果蝇的子代长翅红眼雌蝇(R-XTX-):截翅红眼雄蝇(R-XtY)=1:1,其中的Xt只能来自亲代母本,说明亲本中雌性是截翅紫眼,基因型是rrXtXt,故可推知杂交①亲本的基因型是RRXTXT、rrXtY,杂交②的亲本基因型是rrXtXt、RRXTY。
(3)若杂交①子代中的长翅红眼雌蝇(RrXTXt)与杂交②子代中的截翅红眼雄蝇(RrXtY)杂交,两对基因逐对考虑,则Rr×Rr→R-∶rr=3∶1,即红眼∶紫眼=3∶1,XTXt×XtY→XTXt:XtXt:XTY∶XtY=1∶1∶1∶1,即表现为长翅∶截翅=1∶1,则子代中红眼长翅∶红眼截翅∶紫眼长翅∶紫眼截翅=3∶3∶1∶1。
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第17讲 自由组合定律
目录
01 课标达标练
【题型一】自由组合定律的内容和实质
【题型二】自由组合定律的解题思路
【题型三】自由组合定律的变形和致死
【题型四】基因的位置关系
02 能力突破练 新考法
03 高考溯源练 含2025年高考题
题型一 自由组合定律的内容和实质
1.两对相对性状的遗传学实验中,会导致子二代不符合 9:3:3:1性状分离比的情况有( )
A.子一代产生的同种基因型的雌雄配子数目不等
B.统计子二代中各种基因型个体的存活率相等
C.控制两对性状的基因位于一对同源染色体上
D.非等位基因在形成配子时能够自由组合
2.某同学利用下图4个烧杯中的小球进行模拟孟德尔豌豆杂交实验,下列有关叙述不正确的是( )
A.关于烧杯中小球数量,①与②须相等,③与④须相等
B.任意从①②或③④中各抓取一只小球并记录字母组合可模拟雌雄配子随机结合
C.任意从①③烧杯中各随机抓取一只小球并记录字母组合可模拟非等位基因自由组合
D.先从①③和②④中各随机抓取一只小球并分别记录字母组合;然后将①③和②④中抓取的小球再结合,也可模拟雌雄配子随机结合
3.孟德尔利用豌豆杂交实验发现了遗传规律,被称为“遗传学之父”。下列叙述与孟德尔的研究过程相符合的是( )
A.孟德尔成功揭示了基因的分离定律、自由组合定律和伴性遗传规律
B.从一对相对性状到多对相对性状的研究,是孟德尔获得成功的原因之一
C.孟德尔用F1的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代出现1:1的分离比,这属于假说—演绎法的演绎推理过程
D.“生物的性状由基因控制,显性基因控制显性性状,隐性基因控制隐性性状”属于孟德尔的假说内容
题型二 自由组合定律的解题思路
4.玉米为雌雄同株异花植物,其雄性不育(由基因A控制)对正常可育(由基因a控制)为完全显性。基因B会抑制不育基因的表达,使植株可育。取雄性不育株甲与可育株乙进行杂交实验,结果如表所示。下列相关叙述正确的是( )
P
自交所得
甲×乙
全部可育
可育株:雄性不育株=13:3
A.亲本甲的基因型存在2种可能性
B.仅根据即可判断这两对基因独立遗传
C.让与甲回交,子代可育株:雄性不育株=3:1
D.若将中所有雄性不育株进行测交,子代的可育株:雄性不育株=1:2
6.某植物的花色由3对独立遗传的等位基因控制,其机制如图所示。现让两纯合亲本杂交,F1均为白花,F1自交所得F2,为白花:蓝花:紫花=52:3:9。下列说法错误的是( )
A.两纯合亲本的基因型组合有2种
B.白花和紫花的基因型分别有21种和4种
C.F2白花中纯合子占3/26
D.基因型为aaBbDd或AaBbDD的个体自花传粉,其子代全为白花个体
题型三 自由组合定律的变形和致死
7.某植物的花色受到两对相互独立的等位基因调控。基因R和r分别控制红色和粉色,基因P/p控制花色素的合成,无色素合成时表现为白色。现有一红花植株和纯合白花植株杂交,从F1中选择一株白花植株自交,所得F2中白花:红花:粉花=9:2:1。下列叙述正确的是( )
A.实验中亲本红花植株的基因型只能为Rrpp
B.控制色素合成的基因为P,pp时植株均开白花
C.取F1白花植株自由交配,子代粉花占比为1/12或3/20
D.F1中选取的白花植株自交结果说明Rp的雌配子或雄配子致死
8.某自花传粉植物的果实有扁形、圆形和长形3种,由独立遗传的两对等位基因A/a、B/b共同控制。现让两株结圆形果实的植株进行杂交,F1果实均为扁形,F1自交得F2,F2果实的表型及比例为扁形:圆形:长形=5:6:1。下列相关叙述错误的是( )
A.将F2中结扁形果实植株自交,不可根据其后代比例判断其基因型
B.让F2中结圆形果实植株分别自交,后代出现扁形果实的概率为0
C.F2的扁形果实和圆形果实中杂合子分别占1、2/3
D.根据F2的表型及比例可知基因A或B纯合致死
9.杂交育种是水稻育种的重要途径,但不同品种的水稻之间的杂交种常有育性下降的问题。已知水稻8号染色体上有一对等位基因T/t,4号染色体上有一对等位基因G/g,在花粉发育过程中,T或G基因表达对花粉发育重要的蛋白质,t和g基因无法表达有功能的蛋白质。研究人员选取部分植株,通过PCR扩增相关基因后,进行电泳检测,得到下图条带。有关说法错误的是( )
注:图A检测T/t基因,图B检测G/g基因,①②个体花粉发育完全正常,④个体花粉有3/4发育正常
A.T/t和G/g两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.杂交种育性下降的原因可能是基因型为tg的花粉发育不正常
C.③⑤⑥个体中,1/2花粉发育正常的个体有③⑥
D.④个体自交,后代有8种基因型,花粉发育完全正常的个体占7/16
题型四 基因的位置关系
10.某些生物的雌雄个体在产生配子时基因连锁类型不同,雌性个体产生配子时完全连锁,雄性个体部分精原细胞在分裂形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换。黑腹果蝇中,灰体(A)对黑体(a)为显性,红眼(B)对紫眼(b)为显性。现有基因型为AaBb的雌雄个体(如图)相互交配,如子代灰体红眼:灰体紫眼:黑体红眼:黑体紫眼=14:1:1:4,则发生互换的精原细胞的比例为( )
A.30% B.40% C.48% D.50%
11.玉米为雌雄同株,等位基因G、g与育性相关,含G基因的卵细胞不能与含g基因的花粉受精,其余结合均正常;玉米籽粒黄色和白色分别由等位基因Y、y控制。GgYy玉米自交,子一代白粒玉米占1/3。无致死、突变和染色体互换发生,下列说法正确的是( )
A.Y、y和G、g两对等位基因遵循自由组合定律
B.子一代黄粒玉米中纯合体占1/3
C.将子一代白粒玉米和黄粒玉米正反交,可筛选黄粒玉米中的纯合体
D.若子一代玉米自交,子二代玉米中g基因频率会降低
12.某农业站研究小麦的两对相对性状:颖壳颜色(紫色和白色)及芒的有无(有芒和无芒),发现两相对性状分别受一对等位基因控制。研究人员进行两组杂交实验,结果如下表。以下分析错误的是( )
杂交组合
亲本表型
F1表型
F2表型及比例
甲
紫色有芒(♂)×白色无芒(♀)
全为紫色有芒
紫色有芒:白色无芒=3:1
乙
紫色无芒(♂)×白色有芒(♀)
全为紫色有芒
?
A.控制两相对性状的非等位基因位于一对同源染色体上
B.根据两组实验结果均能判断紫色和有芒为显性
C.让甲组F1与白色无芒植株正反交,结果完全相同
D.乙组F2的表型及比例为紫色有芒:白色无芒=3:1
1.玉米的抗病和易感病性状受两对等位基因A/a和B/b控制。研究人员选择抗病母本与易感病父本进行杂交,F1全部为抗病,F1自交得F2.可利用PCR技术确定两对基因在染色体上的相对位置关系(不考虑交叉互换)。亲本、F1和F2群体中所有个体PCR扩增产物的电泳结果如图所示,则F1中A/a和B/b在染色体上的位置关系正确的是( )
A. B.
C. D.
2.将纯合白花、普通叶、非麻色种皮豌豆与纯合紫花、半无叶、麻色种皮豌豆进行杂交,结果如下图。根据杂交结果,下列有关推测错误的是( )
A.种皮颜色的遗传遵循基因的分离定律
B.花色与叶型基因位于一对同源染色体上
C.F2麻色种皮、普通叶个体中纯合子约占1/9
D.F1测交后代中,紫花、麻色种皮约占1/2
3.已知两对等位基因A/a、B/b分别控制两对相对性状,且均为完全显性,但两对基因的位置关系尚未确定。基因型为AaBb的个体进行自交,其产生基因型为AB配子的概率为X。若不考虑基因突变、染色体变异和致死现象,下列叙述错误的是( )
A.该个体产生基因型为 ab配子的概率一定为X
B.该个体产生基因型为 Ab配子的概率一定为1/2-X
C.自交所得子代中表型为单显性状的概率为1/2-X²
D.自交所得子代中表型为双显性状的概率为1/2+X²
4.某雌雄同株植物自交,子代性状分离比为红花:白花=3:1时,控制这对相对性状的基因有图示多种可能。若红花、白花性状由一对等位基因控制,基因型为A 的植株表现为红花;若红花、白花性状由两对等位基因控制,基因型为A B 的植株表现为红花,其余基因型的表现型不确定。不考虑染色体互换,下列叙述不正确的是( )
A.若为图1,则红花、白花的遗传属于完全显性
B.若为图2,则子代基因型为 aabb的植株开白花
C.若为图3,则基因型AAbb和aaBB的其中之一开白花
D.若为图4,则除 aabb外白花的基因型还可能有3种
5.小鼠的 MHC(主要组织相容性复合体)由位于17号染色体上的一系列基因(称为基因群)控制,科学家利用基因群组成为 aa的A品系小鼠和基因群组成为 bb的B品系小鼠进行了杂交实验,并获得了X品系的小鼠,过程如图所示(不考虑互换)。下列叙述正确的是( )
A.控制小鼠 MHC的基因群遵循自由组合定律
B.每代筛选的方法可将后代皮肤移到 B品系上,选择不会排异的小鼠
C.子代与A品系小鼠反复杂交的目的是提高a基因群的相关基因频率
D.F21中X品系小鼠所占比例约为1/4,其个体大多性状的表型应与A品系基本一致
6.某种昆虫正常情况下眼色为野生型,即暗红眼,现有朱砂眼和猩红眼两个纯合突变品系,用这三个品系昆虫进行相关实验,实验①与②取野生型昆虫分别与不同突变品系的昆虫杂交,子一代都是野生型;实验③取两个突变品系的昆虫杂交,子一代也都是野生型。下列说法错误的是( )
A.由实验结果可知该昆虫眼色至少由两对基因控制
B.杂交结果说明突变品系都为隐性突变
C.让实验③得到的子一代自由交配,子代野生型昆虫占9/16
D.取实验①与实验②得到的野生型子代进行杂交,子代可能全为野生型
7.某基因型为AaBb的植株进行自花授粉时,产生的配子类型及其比例是 Ab:aB:AB:ab=5:5:1:1,结合上述情况,下列叙述正确的是 ( )
A.自交时,雌雄配子随机结合过程体现了自由组合定律
B.该植株自交产生的子一代有9种基因型,其中纯合子占比为1/3
C.该植物减数分裂时在A/a、B/b之间发生互换的原始生殖细胞占比为1/6
D.若该植株与 aabb植株杂交,子一代中基因型为AaBb的植株占比为1/12
8.果蝇体细胞中有4对染色体,其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体为常染色体。控制长翅的基因A和残翅的基因a位于Ⅱ号染色体上,控制灰体的基因B和黑体的基因b位于Ⅲ号染色体上,控制有眼的基因D和无眼的基因d的传递与性别无关联,但位置未知。现有品系1(纯合长翅黑体有眼)和品系2(纯合残翅灰体无眼)雌雄果蝇若干只。下列叙述正确的是( )
A.若品系1果蝇体内某细胞含有16条染色体,则该细胞含2个或4个A基因
B.若品系2果蝇的次级精母细胞含有8条染色体,则该细胞含4对同源染色体
C.若品系1和品系2杂交的F2中灰体有眼果蝇占,则基因D、d位于Ⅲ号染色体上
D.若品系1和品系2杂交的F2中长翅有眼果蝇占,则基因D、d位于Ⅳ号染色体上
9.矮牵牛叶形有卵圆形和椭圆形,由一对等位基因控制,花朵大小有大花型和小花型。将大花椭圆矮牵牛与小花卵圆矮牵牛杂交,继续让F1自交,F2中大花椭圆:小花椭圆:大花卵圆:小花卵圆=27:21:9:7.下列叙述错误的是( )
A.花朵大小至少由两对等位基因控制
B.F1减数分裂可产生8种配子
C.F2中的小花椭圆有10种基因型
D.F2小花椭圆中杂合子所占比例为8/21
10.某植物(雌雄同株)的花粉粒有三种性状,受三对独立遗传的等位基因A/a、B/b、C/c控制,只有基因A、B和C共存时花粉粒才表现为圆形(分为正圆形、椭圆形两种表型),其余为长条形。选择正圆形花粉粒植株与某长条形花粉粒植株杂交,F1花粉粒均为椭圆形,F1自交,F2的花粉粒中正圆形:椭圆形:长条形=1:26:37。下列说法错误的是( )
A.长条形花粉粒植株之间杂交,后代可能会出现椭圆形花粉粒植株
B.椭圆形花粉粒植株和长条形花粉粒植株杂交,后代中不会出现正圆形花粉粒植株
C.椭圆形花粉粒植株的基因型有7种,长条形花粉粒植株的基因型有19种
D.亲本长条形花粉粒植株的基因型为aabbcc,F2长条形花粉粒植株中纯合子占9/37
11.拉布拉多猎犬毛色分为黑色、巧克力色和米白色,受两对等位基因控制。将纯合黑色犬与米白色犬杂交,F1均为黑色犬。将F1黑色犬相互交配,F2犬毛色及比例为黑色:巧克力色:米白色=9:3:4。下列有关分析,正确的是( )
A.米白色相对于黑色为显性
B.F2巧克力色犬相互交配,后代米白色犬比例为
C.F2米白色犬有3种基因型
D.F2米白色犬相互交配,后代可能发生性状分离
12.某二倍体植物的花色由两对独立遗传的等位基因Y/y、R/r控制,个体中r基因与R基因数量比大于1:1时R基因表达受抑制。图1表示相关基因与花色的关系;图2表示基因型为YyRr突变体可能的染色体组成类型,其他染色体与基因均正常,产生的各种配子正常存活。下列说法错误的是( )
A.甲、乙、丙三种突变体的表型均为黄色
B.甲与橙红色纯合子杂交,后代黄色:橙红色=1:3
C.乙与橙红色纯合子杂交,后代黄色:橙红色=1:5
D.乙与丙杂交,后代橙红色个体中杂合子比例为4/5
13.南瓜中白色(W)对黄色(w)呈显性,盘状(D)对球状(d)呈显性,两对等位基因独立遗传,基因型为WwDd的南瓜甲和南瓜乙杂交,F1代表现型为白色盘状:白色球状:黄色盘状:黄色球状=3:1:3:1,下列相关叙述错误的是( )
A.南瓜乙的基因型为wwDd
B.南瓜甲产生WD卵细胞和WD精子的数量之比不为1:1
C.亲代产生的雌、雄配子随机结合,体现了自由组合
D.F1中重组类型占1/4
14.某两性花植物的花色受三对独立遗传的等位基因 A/a、B/b、C/c 控制(如图),且蓝色与黄色复合后显绿色,蓝色与红色复合后显紫色,现有某紫花植株自交子代出现白花、黄花。下列叙述错误的是( )
A.该紫花植株的基因型一定为 AaBbCc
B.自然种群中红花植株的基因型有4种
C.绿花植株的自交后代不可能出现红花
D.该自交子代中绿花植株出现概率为 3/64
15.利用抗锈病基因E和绿色荧光基因G、抗除草剂基因F和红色荧光基因R分别构建串联基因E-G和F-R,并将它们导入玉米细胞,培育出纯合的抗锈病、抗除草剂(双抗)转基因玉米。用该纯合双抗转基因玉米与野生型植株杂交,对F1的花粉粒的荧光颜色进行统计,结果为:双荧光4100个、绿荧光900个、红荧光900个。下列说法正确的是( )
A.纯合双抗转基因玉米的E与F基因位于非同源染色体上
B.F1形成花粉时,处于减数分裂Ⅱ时期的细胞,有一半可以发出荧光
C.F1形成花粉时,基因E和基因F所在的染色体片段之间发生了互换
D.F1产生的花粉中,基因重组型花粉粒的占比约为18%
16.菜豆种皮颜色受三对基因A/a、B/b、M/m控制,其中基因A/a、B/b独立遗传,M基因在种皮中的表达量低。这三对基因与种皮颜色的关系如下图所示,当黑色色素量较少时,种皮呈棕色。野生型菜豆种皮基因型为AABBMM。现将两个单基因纯合突变体甲(A突变成a)和突变体乙(B突变成b)杂交得到F1,则F1的自交后代中种皮颜色的表现型及比例是( )
A.黑色:棕色:灰色=9:3:4 B.黑色:白色:灰色=9:4:3
C.黑色:灰色=3:1 D.黑色:棕色:灰色=9:4:3
17.下列关于孟德尔两对相对性状的杂交实验的叙述中,错误的是( )
A.若将F2中绿色圆粒豌豆单独种植,子代中表现型及比例为绿色圆粒:绿色皱粒=5:1
B.F1产生的配子受精时,雌雄配子的结合方式有16种,F2的性状表现有4种
C.“F1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”是孟德尔假说的内容
D.若从F2中取一粒黄色皱粒豌豆和一粒绿色圆粒豌豆杂交,后代有四种表现型且比例为1: 1: 1: 1,则说明两对基因遵循自由组合定律
18.为了使番茄成为乡村振兴的致富果,科技工作者研究了番茄遗传方式。已知番茄果肉的颜色由基因A/a与B/b控制。甲、乙两种番茄杂交,结果如图I所示;用A、a、B、b四种基因的特异性引物对甲、乙番茄果肉细胞的DNA进行PCR扩增,并用A基因特异性引物对红色番茄丙、用B基因特异性引物对红色番茄丁的DNA进行PCR扩增作为标准参照,PCR产物电泳结果如图Ⅱ所示。在不考虑突变和互换的情况下,下列叙述正确的是( )
A.甲番茄的基因型为AABB,乙是aabb
B.两对基因位于一对同源染色体上
C.F2中黄色番茄自交后代不会发生性状分离
D.理论上,F2红色番茄中自交能产生橙色番茄的占2/3
19.某二倍体动物的性别有3种,雄性、雌性、雌雄同体,雌雄同体只可自体受精,其性别由十六号染色体(D染色体)的条数决定,同时受十四号染色体上的基因T、TA、TB决定。只要含有TB基因就表现为雌性,只要基因型为TATA就表现为雄性。TT和TTA个体中,仅有1条D染色体的为雄性,有2条D染色体的个体为雌雄同体,已知无D染色体的胚胎致死。不考虑基因突变和染色体变异,下列分析错误的是( )
A.D染色体上有多个基因,无D染色体的胚胎不含这些基因导致不能正常发育
B.该动物雌性个体的基因型有6种,雄性个体的基因型有4种
C.基因型为TBTAD与TTAD的个体交配,后代性别及比例为雌性∶雄性∶雌雄同体=6∶5∶1
D.雌雄同体的个体间进行交配,子代中不会出现雌性
20.下列交配方式与实验目的不匹配的是( )
A.鉴别豌豆红花和白花的显隐性关系——测交
B.育种中不断提高抗病品种的纯合度——自交
C.鉴别结红果的番茄植株是否为纯合子——自交
D.判断紫茉莉枝条颜色的遗传是否为质遗传——正反交
1.(2025·湖北·高考真题)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F₁种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是( )
性状
黄色
绿色
圆粒
皱粒
个数(粒)
25
7
20
12
A.32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B.实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C.不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D.该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
2.(2025·甘肃·高考真题)某种牛常染色体上的一对等位基因H(无角)对h(有角)完全显性。体表斑块颜色由另一对独立的常染色体基因(M褐色/m红色)控制,杂合态时公牛呈现褐斑,母牛呈现红斑。在下图的杂交实验中,亲本公牛的基因型是( )
A.HhMm B.HHMm C.HhMM D.HHMM
3.(2025·河南·高考真题)现有二倍体植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株:突变株均为3:1.甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株:突变株=9:6(等位基因可依次使用A/a、B/b……)。下列叙述错误的是( )
A.甲的基因型是AaBB或AABb
B.F2出现异常分离比是因为出现了隐性纯合致死
C.F2植株中性状能稳定遗传的占7/15
D.F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有6种
4.(多选)(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因(R/r)控制。将外源绿色蛋白基因(G)导入到纯合的黄卵(rr)、结白茧雌蚕的Z染色体上,获得结绿茧的亲本1,与纯合的红卵、结白茧雄蚕(亲本2)杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A.F1雌蚕均表现出红卵、结绿茧表型
B.F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRGG、rr等类型
C.F1随机交配得到的F2中,红卵、结绿茧的个体比例是3/8
D.F2中红卵、结绿茧的个体随机交配,子代中目的个体的比例是2/9
5.(2025·甘肃·高考真题)大部分家鼠的毛色是鼠灰色,经实验室繁殖的毛色突变家鼠可以是黄色、棕色、黑色或者由此产生的各种组合色。已知控制某品系家鼠毛色的基因涉及常染色体上三个独立的基因位点A、B和D。A基因位点存在4个不同的等位基因:Ay决定黄色,A决定鼠灰色,at决定腹部黄色,a决定黑色,它们的显隐性关系依次为Ay>A>at>a,其中Ay基因为隐性致死基因(AyAy的纯合鼠胚胎致死)。B基因位点存在2个等位基因:B(黑色)对b(棕色)为完全显性。回答下列问题。
(1)只考虑A基因位点时,可以产生的基因型有 种,表型有 种。
(2)基因型为AyaBb的黄色鼠杂交,后代表型及其比例为黄色鼠:黑色鼠:巧克力色鼠=8:3:1,产生这种分离比的原因是 。
(3)黄腹黑背雌鼠和黄腹棕背雄鼠杂交,F1代产生了3/8黄腹黑背鼠,3/8黄腹棕背鼠,1/8黑色鼠和1/8巧克力色鼠。则杂交亲本基因型分别为♀ ,♂ 。
(4)D基因位点的D基因控制色素的产生,dd突变体呈现白化性状。让白化纯种鼠和鼠灰色纯种鼠杂交,F1代呈现鼠灰色。F1代雌雄鼠交配产生F2代的表型及其比例为鼠灰色:黑色:白化=9:3:4,则亲本白化纯种鼠的基因型为 ,F2代黑色鼠的基因型为
6.(2025·北京·高考真题)Usher综合征(USH)是一种听力和视力受损的常染色体隐性遗传病,分为α型、β型和γ型。已经发现至少有10个不同基因的突变都可分别导致USH。在小鼠中也存在相同情况。
(1)两个由单基因突变引起的α型USH的家系如图。
①家系1的II-2是携带者的概率为 。
②家系1的II-1与家系2的II-2之间婚配,所生子女均正常,原因是 。
(2)基因间的相互作用会使表型复杂化。例如,小鼠在单基因G或R突变的情况下,gg表现为α型,rr表现为γ型,而双突变体小鼠ggrr表现为α型。表型正常的GgRr小鼠间杂交,F1表型及占比为:正常9/16、α型3/8、γ型1/16。F1的α型个体中杂合子的基因型有 。
(3)r基因编码的RN蛋白比野生型R蛋白易于降解,导致USH。因此,抑制RN降解是治疗USH的一种思路。已知RN通过蛋白酶体降解,但抑制蛋白酶体的功能会导致细胞凋亡,因而用于治疗的药物需在增强RN稳定性的同时,不抑制蛋白酶体功能。红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与RN的融合蛋白都通过蛋白酶体降解,研究者制备了同时表达这两种融合蛋白的细胞,在不加入和加入某种药物时均分别测定两种荧光强度。如果该药物符合要求,则加药后的检测结果是 。
(4)将野生型R基因连接到病毒载体上,再导入患者内耳或视网膜细胞,是治疗USH的另一种思路。为避免对患者的潜在伤害,保证治疗的安全性,用作载体的病毒必须满足一些条件。请写出其中两个条件并分别加以解释 。
7.(2025·广东·高考真题)在繁育陶赛特绵羊的过程中,发现一只臀部骨骼肌尤为发达、产肉量高(美臀)的个体。研究发现,美臀性状由单基因(G/g)突变所导致,以常染色体显性方式遗传。此外,美臀性状仅在杂合子中,且G基因来源于父本时才会表现;母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状。回答下列问题:
(1)育种人员将美臀公羊和野生型正常母羊杂交,子一代中美臀羊的理论比例为 ;选择子一代中的美臀羊杂交,子二代中美臀羊的理论比例为 。
(2)由于羊角具有一定的伤害性,育种人员尝试培育美臀无角羊。陶赛特绵羊另一条常染色体上R基因的隐性突变导致无角性状产生,如图a进行杂交,P美臀有角羊应作为 (填“父本”或“母本”),便于从中选择亲本;若要实现F3中美臀无角个体比例最高,应在中选择亲本基因型为 。
(3)研究发现,美臀性状由G基因及其附近基因(图b)共同参与调控,其中D基因调控骨骼肌发育,其高表达使羊产生美臀性状;M基因的表达则抑制D基因的表达。来自父本的G基因使D基因高表达,而来自母本、具有相同序列的G基因只促进M基因的表达,这种遗传现象属于 。GG基因型个体的体型正常,推测其原因 。
(4)在育种过程中,较难实现美臀无角性状稳定遗传,考虑到胚胎操作过程较繁琐,可采集并保存 ,用于美臀无角羊的人工繁育。
8.(2025·江苏·高考真题)某昆虫眼睛的颜色受独立遗传的两对等位基因控制,黄眼基因B对白眼基因b为显性,基因A存在时,眼色表现为黑色,基因a不影响B和b的作用。现有3组杂交实验,结果如下。请回答下列问题:
(1)组别①黑眼个体产生配子的基因组成有 ;中黑眼个体基因型有 种。
(2)组别②亲本的基因型为 ;中黑眼个体随机杂交,后代表型及比例为 。
(3)组别③的亲本基因型组合可能有 。
(4)已知该昆虫性别决定方式为XO型,XX为雌性,XO为雄性。若X染色体上有一显性基因H,抑制A基因的作用。基因型为和AAbbXHO的亲本杂交,相互交配产生。
(ⅰ)中黑眼、黄眼、白眼表型的比例为 ;中白眼个体基因型有 种。
(ⅱ)白眼雌性个体中,用测交不能区分出的基因型有 。
(ⅲ)若要从群体中筛选出100个纯合黑眼雌性个体,理论上的个体数量至少需有 个。
9.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)科学家系统解析了豌豆7对性状的遗传基础,以下为部分实验,回答下列问题。
(1)将控制花腋生和顶生性状的基因定位于4号染色体上,用F/f表示。在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生:顶生约为3:1,符合孟德尔的 定律。
(2)然而,某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象 (填“能”或“不能”)用基因突变来解释,原因是 。
(3)定位于6号染色体上的基因D/d可能与(2)中的现象有关。为了验证这个假设,用两种纯种豌豆杂交得到F1,F1自交产生的F2表型和基因型的对应关系如下表,表格内“+”、“-”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型
顶生表型
基因型
FF
Ff
ff
基因型
FF
Ff
ff
DD
+
+
-
DD
-
-
+
Dd
+
+
-
Dd
-
-
+
dd
+
+
+
dd
-
-
-
结果证实了上述假设,则F2中腋生:顶生的理论比例为 ,并可推出(2)中顶生亲本的基因型是 。
(4)研究发现群体中控制黄色子叶的Y基因有两种突变形式y-1和y-2,基因结构示意图如下。Y突变为y-1导致其表达的蛋白功能丧失,Y突变为y-2导致 。y-1和y-2纯合突变体都表现为绿色子叶。
在一次y-1纯合体与y-2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释上述现象? (填“①”或“②”或“③”)。若此F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生 个具有正常功能Y基因的子细胞。
10.(2025·全国二卷·高考真题)水稻为一年生植物,每次收获后需要重新播种。我国科学家展开了培育多年生水稻的相关研究。
(1)甲品系具有地下茎,地下茎可使水稻进行无性繁殖,从而具备多年生特性。将无地下茎的乙品系与甲品系进行如下图所示的杂交实验。结果显示,F2的性状分离比接近 ,由此判断这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。
(2)若要进一步验证上述结论,可设计的杂交方案和预期结果为 。研究者将2个控制地下茎的基因分别命名为R2和R3。
(3)DNA中存在许多简单重复序列(SSR),可作为基因定位的分子标记。通过对F2群体分子标记与表型的关联性分析,最终确定了R2和R3的位置,甲品系的基因和SSR在染色体上的位置关系如下图所示,乙品系的相关分子标记用小写字母表示,如m1。
F1在减数分裂过程中,有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换,推测F1雄配子中m1R2配子所占比例为 %。
(4)由于乙品系高产、口感好,且生育周期短,能实现一年两熟甚至三熟,适合在我国大面积种植。欲利用杂交育种,培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系,请完善育种流程。 。
11.(2025·浙江·高考真题)谷子(2n=18)俗称小米,是起源于我国的重要粮食作物,自花授粉。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色,由等位基因E和e控制,其中白色(ee)是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是谷子的主要病害之一。抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种,欲选育黄色抗锈病的品种。
回答下列问题:
(1)授粉前,将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45~46℃温水中10min,目的是 ,再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰,对授粉后的谷穗进行 处理。同时,以栽培种为父本进行反交。
(2)正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病,F2的表型及其株数如下表所示。
表型
黄色抗锈病
浅黄色抗锈病
白色抗锈病
黄色感锈病
浅黄色感锈病
白色感锈病
F2(株)
120
242
118
40
82
39
从F2中选出黄色抗锈病的甲和乙,浅黄色抗锈病的丙。甲自交子一代全为黄色抗锈病,乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病,丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病。
①栽培种与农家种杂交获得的F1产生 种基因型的配子,甲的基因型是 ,乙连续自交得到的子二代中,纯合黄色抗锈病的比例是 。杂交选育黄色抗锈病品种,利用的原理是 。
②写出乙×丙杂交获得子一代的遗传图解 。
(3)谷子的祖先是野生青狗尾草(2n=18)。20世纪80年代开始,作物栽培中长期大范围施用除草剂,由于除草剂的 作用,抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子,可采用的方法有 (答出2点即可)。
12.(2024·福建·高考真题)人体Ⅰ型胶原蛋白是骨骼和结缔组织的主要结构蛋白,由两条α1链和一条α2链组成,α1链由17号染色体上的COL1A1编码,α2链由7号染色体上的COL1A2编码。某夫妻因部分Ⅰ型胶原蛋白结构异常导致疾病发生,检测发现丈夫存在1个突变的COL1A1,妻子存在1个突变的COL1A2。下列叙述错误的是( )
A.人体中的COL1A1和COL1A2为非等位基因
B.该夫妻所患疾病都属于常染色体显性遗传病
C.丈夫体内Ⅰ型胶原蛋白结构异常的概率是1/2
D.该夫妻生下正常女孩的概率是1/8
13.(2024·浙江·高考真题)某昆虫的性别决定方式为XY 型,张翅(A)对正常翅(a)是显性,位于常染色体;红眼(B)对白眼(b)是显性,位于 X 染色体。从白眼正常翅群体中筛选到一只雌性的白眼张翅突变体,假设个体生殖力及存活率相同,将此突变体与红眼正常翅杂交,子一代群体中有张翅和正常翅且比例相等,若子一代随机交配获得子二代,子二代中出现红眼正常翅的概率为( )
A.9/32 B.9/16 C.2/9 D.1/9
14.(2024·海南·高考真题)海南优越的自然环境适宜开展作物育种。为研究抗稻瘟病水稻的遗传规律,某团队用纯合抗稻瘟病水稻品种甲、乙、丙分别与易感稻癌病品种丁杂交得到F1,F1自交得到F2,结果见表。不考虑染色体互换、染色体变异和基因突变等情况,回答下列问题:
实验
杂交组合
F1表型及比例
F2表型及比例
①
甲×丁
全部抗稻瘟病
抗稻瘟病:易感稻瘟病=3:1
②
乙×丁
全部抗稻瘟病
抗稻瘟病:易感稻瘟病=15:1
③
丙×丁
全部抗稻瘟病
抗稻瘟病:易感稻瘟病=63:1
(1)水稻是两性花植物,人工授粉时需对亲本中的 进行去雄处理。
(2)水稻的抗稻瘟病和易感稻瘟病是一对相对性状。实验①中,抗稻瘟病对易感稻瘟病为 性。实验②中,这一对相对性状至少受 对等位基因控制。
(3)实验③中,F2抗稻瘟病植株的基因型有 种,F2抗稻瘟病植株中的杂合子所占比例为 。
(4)培育耐盐碱的抗稻瘟病水稻对于沿海滩涂及内陆盐碱地的利用具有重要价值。该团队将耐盐碱基因随机插入品种甲基因组中,筛选获得1号、2号、3号植株,耐盐碱基因插入位点如图(注:植株只要含有1个耐盐碱基因即可表现出耐盐碱性状,不含则表现出盐碱敏感性状)。
①据图分析,2号植株产生的雄配子类型有 种,1个雄配子携带的耐盐碱基因最多有 个。
②该团队将1号、2号、3号植株分别自交,理论上所得子一代的表型及比例分别是 。 。
15.(2024·江苏·高考真题)有一种植物的花色受常染色体上独立遗传的两对等位基因控制,有色基因B对白色基因b为显性,基因I存在时抑制基因B的作用,使花色表现为白色,基因i不影响基因B和b的作用。现有3组杂交实验,结果如下。请回答下列问题:
(1)甲和丙的基因型分别是 、 。
(2)组别①的F2中有色花植株有 种基因型。若F2中有色花植株随机传粉,后代中白色花植株比例为 。
(3)组别②的F2中白色花植株随机传粉,后代白色花植株中杂合子比例为 。
(4)组别③的F1与甲杂交,后代表型及比例为 。组别③的F1与乙杂交,后代表型及比例为 。
(5)若这种植物性别决定类型为XY型,在X染色体上发生基因突变产生隐性致死基因k,导致合子致死。基因型为IiBbX+Y和IiBbX+Xk的植株杂交,F1中雌雄植株的表型及比例为 ;F1中有色花植株随机传粉,后代中有色花雌株比例为 。
16.(2024·贵州·高考真题)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B1(黄色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制,其中某一基因纯合致死。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B1、B2、B3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(D)和正常尾(d)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 。
17.(2024·江西·高考真题)植物体表蜡质对耐干旱有重要作用,研究人员通过诱变获得一个大麦突变体Cer1(纯合体),其颖壳蜡质合成有缺陷(本题假设完全无蜡质)。初步研究表明,突变表型是因为C基因突变为c,使棕榈酸转化为16-羟基棕榈酸受阻所致(本题假设完全阻断),符合孟德尔遗传规律,回答下列问题:
(1)在C基因两侧设计引物,PCR扩增,电泳检测PCR产物。如图泳道1和2分别是突变体Cer1与野生型(WT,纯合体)。据图判断,突变体Cer1中c基因的突变类型是 。
(2)将突变体Cer1与纯合野生型杂交.F1全为野生型,F1与突变体Cer1杂交,获得若干个后代,利用上述引物PCR扩增这些后代的基因组DNA,电泳检测PCR产物,可以分别得到与如图泳道 和泳道 (从1~5中选择)中相同的带型,两种类型的电泳带型比例为 。
(3)进一步研究意外发现,16-羟基棕榈酸合成蜡质过程中必需的D基因(位于另一条染色体上)也发生了突变,产生了基因d1,其编码多肽链的DNA序列中有1个碱基由G变为T,但氨基酸序列没有发生变化,原因是 。
(4)假设诱变过程中突变体Cer1中的D基因发生了使其丧失功能的突变,产生基因d2。CCDD与ccd2d2个体杂交,F1的表型为野生型,F1自交,F2野生型与突变型的比例为 ;完善以下表格:
F2部分个体基因型
棕榈酸(填“有”或“无”)
16-羟基棕榈酸(填“有”或“无”)
颖壳蜡质(填“有”或“无”)
Ccd2d2
有
①
无
CCDd2
有
有
②
18.(2024·河北·高考真题)西瓜瓜形(长形、椭圆形和圆形)和瓜皮颜色(深绿、绿条纹和浅绿)均为重要育种性状。为研究两类性状的遗传规律,选用纯合体(长形深绿)、(圆形浅绿)和(圆形绿条纹)进行杂交。为方便统计,长形和椭圆形统一记作非圆,结果见表。
实验
杂交组合
表型
表型和比例
①
非圆深绿
非圆深绿︰非圆浅绿︰圆形深绿︰圆形浅绿=9︰3︰3︰1
②
非圆深绿
非圆深绿︰非圆绿条纹︰圆形深绿︰圆形绿条纹=9︰3︰3︰1
回答下列问题:
(1)由实验①结果推测,瓜皮颜色遗传遵循 定律,其中隐性性状为 。
(2)由实验①和②结果不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若要进行判断,还需从实验①和②的亲本中选用 进行杂交。若瓜皮颜色为 ,则推测两基因为非等位基因。
(3)对实验①和②的非圆形瓜进行调查,发现均为椭圆形,则中椭圆深绿瓜植株的占比应为 。若实验①的植株自交,子代中圆形深绿瓜植株的占比为 。
(4)SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR。SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体。在和中SSR1长度不同,SSR2长度也不同。为了对控制瓜皮颜色的基因进行染色体定位,电泳检测实验①中浅绿瓜植株、和的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如图。据图推测控制瓜皮颜色的基因位于 染色体。检测结果表明,15号植株同时含有两亲本的SSR1和SSR2序列,同时具有SSR1的根本原因是 ,同时具有SSR2的根本原因是 。
(5)为快速获得稳定遗传的圆形深绿瓜株系,对实验①中圆形深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。选择检测结果为 的植株,不考虑交换,其自交后代即为目的株系。
19.(2024·新课标卷·高考真题)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,则瓜刺的表现型及分离比是 。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 。
20.(2023·重庆·高考真题)甲乙丙三种酶参与葡萄糖和糖原之间的转化,过程如图1所示。任一酶的基因发生突变导致相应酶功能缺陷,均会引发GSD病。图2为三种GSD亚型患者家系,其中至少一种是伴性遗传。不考虑新的突变,下列分析正确的是( )
A.若①同时患有红绿色盲,则其父母再生育健康孩子的概率是3/8
B.若②长期表现为低血糖,则一定不是乙酶功能缺陷所致
C.若丙酶缺陷GSD发病率是1/10000,则③患该病的概率为1/300
D.三种GSD亚型患者体内的糖原含量都会异常升高
21.(2023·天津·高考真题)植酸合成酶基因A位于水稻4号染色体,其缺失导致水稻不能合成植酸而死亡。某小组对A进行基因编辑,获得2个突变基因,一个删除了3个相邻核苷酸(A-3),不影响植酸合成,另一个删除了25个相邻核苷酸(A-25),对植株的影响未知。
(1)在获得的AA-25植株中,A与A-25互称 基因。为研究A-25对植株的影响,以A-25被删除的序列设计正向引物,以其下游0.5kb处的一段序列设计反向引物,通过PCR分析AA-25自交子代基因型,电泳发现所有样本的DNA均能扩增出目标条带,未发现无扩增条带样本的原因是 ,在样本基因组DNA量及扩增条件一致时,目标条带的亮度有强有弱,亮度强的样本基因型为 ,比例为 。
(2)为进一步研究A-25对植株的影响,在A-3A-25愈伤组织中转入A,获得6号染色体插入一个A的植株,表示为A-3A-25A,该植株自交子代中含有A-25A-25的比例为 。
(3)自然状态下水稻严格自交。某逆境下,A-3A-3植株的适应能力比AA及AA-3强,每代植株数增加10%。一株AA-3水稻在该逆境下自然繁殖,每代基因频率如下表,请填写表格空白处(保留至小数点后一位)。
基因
子一代
子二代
…
A
%
46.9%
…
A-3
%
53.1%
…
此表表明,种群基因频率发生了变化,这种变化是 的结果。
22.(2023·山西·高考真题)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T/t控制,眼色由等位基因R/r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=1:1(杂交①的实验结果);长翅红眼雌蝇:截翅红眼雄蝇=1:1(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 。
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