内容正文:
第18讲 遗传综合实验分析
目录
01 课标达标练
【题型一】探究基因位于常染色体上还是X染色体上
【题型二】探究基因仅位于X染色体上还是X、Y染色体同源区段上
【题型三】探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
02 能力突破练(新角度+新情境+新考法)
03 高考溯源练
题型一 探究基因位于常染色体上还是X染色体上
1.现有①~④四个纯种果蝇品系,其中品系①的性状均为显性,品系②~④均只有一种性状是隐性,其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示:
品系
①
②
③
④
隐性性状
均为显性
残翅
黑身
紫红眼
相应染色体
Ⅱ、Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
若需验证自由组合定律,可选择交配的品系组合为( )
A.①×④ B.①×② C.②×③ D.③×④
2.果蝇的长腿(B)与短腿(b)、红眼(R)与白眼(r)是两对相对性状,两对基因独立遗传。实验小组让一对雌雄果蝇杂交,F1的表型及其数量如表所示。下列分析正确的是( )
F1表型
长腿红眼
长腿白眼
短腿红眼
短腿白眼
雌蝇/只
76
0
75
0
雄蝇/只
37
38
38
39
A.B/b基因位于X染色体上,R/r基因位于常染色体上
B.亲本的基因型组合只能有1种
C.F1雌果蝇中杂合子比例为1/4
D.若F1雌雄果蝇随机交配,F2果蝇红眼:白眼=13:3
3.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。该性状由独立遗传的两对基因A/a和B/b共同控制,其中A基因控制黑色素的合成、B基因控制黄色素的合成。研究人员选用纯种黄色雄鸟和纯种黑色雌鸟作为亲本开展了如下实验(不考虑ZW的同源区)。请回答下列问题。
杂交组合
子代羽色
雄性
雌性
雄性
雌性
黄色(P)
黑色(P)
黑色(F1)
黄色(F1)
黑色(F1)
黄色(F1)
黑色:黄色:白色=4:3:1
黑色:黄色:白色=4:3:1
(1)基因A/a和B/b不都在常染色体上,判断的理由是 。A/a位于 染色体上,B/b位于 染色体上。
(2)黄色亲本和黑色亲本的基因型分别是 、 。
(3)F1产生的雄配子有 种,F1中A的基因频率为 。
(4)F2中黑色鸟的基因型有 种,F2中黑鸟纯合子占比为 ,F2中白色鸟的基因型为 。
(5)若将F2黄色雄鸟与F2黑色雌鸟进行随机交配,产生后代表型(考虑性别)及比例是 。
4.果蝇是遗传学研究的经典实验材料。已知果蝇的翅正常与翅外展、直刚毛与焦刚毛各为一对相对性状,分别受独立遗传的两对基因A/a、R/r控制,其中直刚毛对焦刚毛为显性。研究人员进行相关实验,如表所示。不考虑X、Y同源区段,回答下列问题:
实验
亲本
F1表型及比例
①
翅正常直刚毛♀×翅正常焦刚毛♂
翅正常焦刚毛:翅外展焦刚毛:翅正常直刚毛:翅外展直刚毛=3:1:3:1
②
翅外展焦刚毛♀×翅正常焦刚毛♂
全为翅正常焦刚毛
(1)根据实验 的结果可以判断基因A/a位于 染色体上。
(2)据表分析, (填“能”或“不能”)判断基因R/r是位于常染色体上还是X染色体上,原因是 。
(3)根据以上实验结果,同学甲提出假设:基因R/r位于X染色体。根据同学甲的假设,将实验①中F1翅外展焦刚毛雌果蝇与翅正常直刚毛雄果蝇自由交配,F2中翅正常直刚毛雌果蝇的概率应为 。同学乙提出不同的假设:基因R/r位于常染色体上。为验证该假设,可将亲本中的直刚毛雌果蝇与F1中的 雄果蝇进行杂交,若子代中 ,则可验证同学乙的假设成立。
题型二 探究基因仅位于X染色体上还是X、Y染色体同源区段上
5.果蝇常作为遗传学研究的实验材料。现用纯合的白眼灰身截毛雌果蝇与红眼黑身刚毛雄果蝇杂交,F1中雌性全为红眼灰身刚毛、雄性全为白眼灰身刚毛,F1相互杂交,F2中灰身刚毛雌:灰身刚毛雄:灰身截毛雌:黑身刚毛雌:黑身刚毛雄:黑身截毛雌=3:6:3:1:2:1(眼色基因用A、a表示,体色基因用B、b表示,毛型基因用D、d表示;若是伴性遗传,需考虑基因位于X、Y同源区段的可能)。不考虑变异,请回答下列问题。
(1)果蝇常作为遗传学实验材料的原因是 (答两点)。
(2)根据杂交实验结果可知果蝇眼色的遗传机制: 为显性性状,且控制眼色的基因位于 (填“常”或“X”)染色体上。
(3)由F2表型及比例可知果蝇体色和毛型的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因自由组合定律,原因是 。
(4)请写出F1中白眼灰身雄果蝇的基因型: 。若让F2中刚毛雌雄果蝇随机交配,后代表型及比例为 (只考虑毛型)。
6.已知鸽子(ZW型)的羽色有蓝色、棕色与灰色三种颜色,分别由复等位基因A、B、C控制。研究人员用多只鸽子进行杂交实验,结果如下图所示。已知实验1和实验2的雄性亲本均为杂合子。回答下列问题。
(1)该组复等位基因的遗传遵循 定律,雄鸽中关于羽色的基因型共有 种。
(2)实验1、2中雄性亲本的基因型分别是 ,实验1的F1中雌雄鸽相互交配,则F2中棕色雌鸽占 。
(3)若要利用纯合亲本通过一次杂交实验,证明该组复等位基因不位于Z、W染色体的同源区段上,则可选择的亲本表型组合有 。
①蓝色♂x棕色♀②蓝色♂x灰色♀③棕色♂x蓝色♀④棕色♂x灰色♀⑤灰色♂x棕色♀⑥灰色♂x蓝色♀
(4)若控制羽色的复等位基因不位于Z、W染色体的同源区段上,欲进行一次杂交实验直接通过羽色区分子代鸽子的雌雄,可以选取实验2中的F1为实验材料,请写出实验设计思路和预期实验结果: 。
7.欲探究某XY决定型动物一对等位基因在染色体上的位置情况,将纯合隐性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交得到F1,F1自由交配得F2。下列说法错误的是( )
A.若F1无论雌雄均为显性,则该等位基因位于常染色体或X、Y染色体同源区段
B.若F1所有雌性均为显性,雄性均为隐性,则该等位基因只位于X染色体上
C.只有等位基因位于常染色体上,F2才会出现雌雄个体均表现为既有显性又有隐性
D.若F2中雄性为显性,雌性有显性和隐性,则该等位基因位于X、Y染色体同源区段
题型三 探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
8.用一定剂量的X射线对纯合野生型果蝇进行诱变处理,得到一只雄性突变型果蝇。进一步研究发现,突变性状是由某条染色体上的一个基因(位于常染色体、X染色体或X、Y染色体同源区段)发生突变引起的。
(1) (填“能”或“不能”)直接比较突变前后基因的碱基对多少来判断是否发生基因突变,原因是 。
(2)某学习小组根据分析,推测出若突变性状为隐性,则突变基因只能在 上;经过研究证明,该突变性状为显性,于是他们设计了杂交实验进一步确定突变基因所在染色体的位置。
①杂交实验方案:将该突变型雄果蝇与 果蝇杂交,统计子代表型及比例。
②预期结果与结论:
I.若 ,则突变基因位于常染色体上;
II.若 ,则突变基因位于X、Y染色体同源区段,且突变基因在Y染色体上;
III.若子代表型及比例为野生型雄果蝇∶突变型雌果蝇=1:1,则突变基因位于X染色体上或X、Y染色体同源区段,且该突变果蝇的基因型为 (相关基因用A、a表示)。
8.某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因,且每种性状只由1对等位基因控制,其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d;叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状,且只要有1对隐性纯合基因,叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性,进行了如表所示的杂交实验。各相对性状呈完全显隐性关系,不考虑突变和染色体互换。
组别
亲本杂交组合
F1的表型及比例。
甲
紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒
紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒=1∶1∶1∶1
乙
锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒
全部为光滑叶黄粒
(1)据表分析,由同一对等位基因控制的2种性状是 ,判断依据是 。
(2)科研人员用乙组F1自交获得F2,并对F2中所有锯齿叶绿粒植株进行基因测序,结果显示基因型都为AAbbdd。乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为 ,请推测F1植株中三对等位基因在染色体上的位置关系,并用表示 。
(3)若要确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系,还需辅以对F2进行调查。已知调查时正值F2的花期,调查思路: ;预期调查结果并得出结论: 。(要求:仅根据表型预期调查结果,并简要描述结论)
9.某雌雄异株的植物(2n=24),性别决定方式为XY型。该植物有高茎和矮茎(由基因A、a控制)、抗病和感病(由基因B、b控制)两对相对性状,用高茎感病植株和矮茎抗病植株为亲本进行正交和反交实验,F1均为高茎抗病。F1的雌雄植株进行杂交,F2的表型及比例为高茎抗病∶高茎感病∶矮茎抗病∶矮茎感病=7∶1∶3∶1(不考虑基因位于X、Y染色体同源区段上)。请回答下列问题:
(1)欲对该植物的基因组DNA进行测序,需测定 条染色体上的DNA序列。
(2)根据正、反交实验结果,可判断上述两对相对性状的遗传都不属于伴性遗传,判断的依据是 。
(3)若控制上述两对相对性状的基因符合遗传基本规律,且上述杂交结果是由某种花粉不育导致的,则可推测是含 基因的花粉不育,F2高茎抗病植株中双杂合个体占 。
(4)科研人员将某外源抗虫基因M导入该植物某雄株中的某条染色体上,使之具备抗虫性状。为了确定基因M所在的染色体,通过最简单的杂交实验,测定后代的抗虫性。
①若后代中 ,则基因M最可能位于Y染色体上;
②若后代中 ,则基因M最可能位于X染色体上;
③若后代中 ,则基因M最可能位于常染色体上。
1.(24-25高三上·湖南·期末)鹌鹑羽色由两对基因(H/h,B/b)控制,其中H控制栗羽性状,h控制黑羽性状,杂合时表现为不完全黑羽。B/b基因不控制具体的羽色性状,仅与羽毛色素合成有关,其中一个基因纯合时(BB、ZBW均视为纯合子),表现为白羽。研究小组选取纯合黑羽公鹑与纯合白羽母杂交,F1全为不完全黑羽,F1雌雄相互交配所得F2中栗羽:不完全黑羽:黑羽:白羽=3:6:3:4,其中白羽全为母鹑。下列说法错误的是( )
A.B/b基因位于乙染色体上
B.F2的栗羽、不完全黑羽、黑羽个体中,雌雄比例均为2:1
C.F2中的栗羽公鹑与黑羽母鹑随机交配,后代中白羽全为雌性,占比为1/4
D.F2中的白羽个体中,与母本基因型相同的个体占白羽个体的1/2
2.(2025·湖南岳阳·三模)某植物为二倍体,开两性花,其叶色与株高由同一对等位基因A/a控制,其穗数由不止一对等位基因控制(若为两对,则用B/b、C/c表示;若为三对,则用B/b、C/c、D/d表示;依次类推)。为研究上述性状的遗传特性,某人用纯合单穗高秆缺绿叶和纯合单穗矮秆正常叶植株进行了如下表所示的实验。不考虑突变和互换,请回答下列有关问题:
P
F1
(F1相互交配获得的)F2
纯合单穗高秆缺绿叶×纯合单穗矮秆正常叶
多穗矮秆正常叶
多穗矮秆正常叶:单穗矮秆正常叶:多穗高秆缺绿叶:单穗高秆缺绿叶=6:6:3:1
(1)株高中, 为显性性状。F2正常叶植株中株高纯合子所占比例为 。
(2)该植物的穗数至少由 对等位基因控制,判断依据是 。F2中多穗植株自交,子代中多穗个体所占的比例为 。
(3)据表推测,控制叶色与穗数这两对相对性状的基因 (填“是”或“不是”)都位于不同对同源染色体上,依据是 。
(4)为确定控制上述性状的基因的位置关系,宜选用F2中 (填“正常叶”或“缺绿叶”)植株进行相关基因的检测。据表推测,检测结果为所选的F2植株相关基因的基因组成为 (只考虑B/b和C/c基因,且分别描述),表明A/a与B/b基因位于一对同源染色体上。
AbC
Abc
aBC
aBc
AbC
AAbbCC(单穗正常叶)
AAbbCc(单穗正常叶)
AaBbCC(多穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
Abc
AAbbCc(单穗正常叶)
AAbbcc(单穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
AaBbcc(单穗正常叶)
aBC
AaBbCC(多穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
aaBBCC(多穗缺绿叶)
aaBBCc(多穗缺绿叶)
aBc
AaBbCc(多穗正常叶)
AaBbcc(单穗正常叶)
aaBBCc(多穗缺绿叶)
aaBBcc(单穗缺绿叶)
即多穗正常叶:单穗正常叶:多穗缺绿叶:单穗缺绿叶=6:6:3:1;
ABc
Abc
aBC
abC
ABc
AABBcc(单穗正常叶)
AABbcc(单穗正常叶)
AaBBCc(多穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
Abc
AABbcc(单穗正常叶)
AAbbcc(单穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
AabbCc(单穗正常叶)
aBC
AaBBCc(多穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
aaBBCC(多穗缺绿叶)
aaBbCC(多穗缺绿叶)
abC
AaBbCc(多穗正常叶)
AabbCc(单穗正常叶)
aaBbCC(多穗缺绿叶)
aabbCC(单穗缺绿叶)
即多穗正常叶:单穗正常叶:多穗缺绿叶:单穗缺绿叶=6:6:3:1;
3.(24-25高三下·湖南长沙·阶段练习)图1为某家系中有关甲、乙两种单基因遗传病的遗传系谱图,与甲病有关的基因用A/a表示,与乙病有关的基因用B/b表示,两对等位基因均不位于Y染色体上。回答下列问题:
(1)甲病的遗传方式是 ,Ⅲ-2和患甲病的男性结婚,生一个患甲病的女儿的概率是 。Ⅲ-4和Ⅱ-2得到Ⅰ代同一个体A基因的概率为 。
(2)科研人员用红色或绿色荧光探针分别标记与乙病相关基因的核酸序列,当PCR循环数增多时,相应的荧光信号逐渐积累。对图1家系中的Ⅲ-3、Ⅲ-5个体检测结果如图2所示,据图2可知,绿色荧光标记的基因是 (填“B”或“b”)。请在图3中画出Ⅱ-5的检测结果: 。若要确定乙病的遗传方式,需要检测图1中的 个体,理由是 。
(3)现已确定乙病相关基因位于X染色体上。若Ⅱ-4和Ⅱ-5生了一个不患病的女儿,则原因可能是 。
4.2025·重庆·三模)果蝇常用作遗传学研究的实验材料。为研究果蝇4对等位基因在染色体上的相对位置关系,研究人员以某雄果蝇的若干精子为材料,利用以上4对等位基因的引物,以单个精子的DNA 为模板进行PCR,再通过电泳技术检测产物中的相关基因,检测结果如图所示。已知图中该果蝇12个精子的基因组成的种类和比例,与该果蝇理论上产生的配子的基因组成的种类和比例相同,且本研究中不存在致死现象,所有个体的染色体均正常,各种配子的活力相同。回答下列问题:
(1)果蝇常被用作遗传学材料的原因是 (答出2点)。图中基因A、a和B、b的位置关系为 (注:用“ ”的形式表示,其中横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置)。
(2)图中基因B、b和C、c的遗传是否遵循自由组合定律? (填“是”或“否”),判断依据是 。已知同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。果蝇眼型异常受等位基因B、b和C、c控制,且只有不含显性基因的个体才表现为眼型异常。让该果蝇与某雌果蝇杂交,子代中出现眼型正常果蝇的概率为47/48,则该雌果蝇产生的重组型配子所占的比例为 。
(3)据图推断,该雄果蝇的基因e (填“一定”或“不一定”)能遗传给子代雌果蝇。若采用本研究的实验方法,利用基因E和e的引物设计实验进行探究,则应该选择果蝇的 (填“精子”或“卵细胞”)作为实验材料,原因是 。
5.(以野生型、突变体黄瓜叶形为情境)(24-25高三下·湖南长沙·阶段练习)野生型黄瓜叶片形状为心形。研究者用化学诱变剂处理野生型黄瓜种子,获得了纯合圆叶突变体甲和纯合窄叶突变体乙(如图1,且甲、乙与野生型仅有一对基因有差异,相关基因为完全显性),并进行了一系列实验。
(1)已知甲与野生型杂交,F1均为心形叶,F1自交,F2中心形叶植株与圆叶植株数量比约为3:1,研究者克隆出上述实验中不同个体的叶形基因,用限制酶H处理,电泳结果如图2。
据图2分析,与野生型个体的叶形基因相比,甲的突变基因碱基序列的改变是由 引起的。F2中某心形叶个体的叶形基因用限制酶H处理后,电泳条带数目为 条。
(2)为继续探究控制黄瓜叶形的基因是同一对基因不同突变产生的复等位基因(各复等位基因之间显隐性的关系为完全显性),还是由2对独立遗传的基因所控制的,请你设计实验加以证明。提供各种基因型的纯合子,写出你的实验思路、预期结果及结论。 。
(3)研究者让甲与乙杂交,结果F1为心形叶,F1自交,F2中心形叶、窄叶、圆叶数量比约为9:3:4。进一步研究发现,当叶片边缘特定位点生长素运输载体PIN2聚集时,生长素浓度较高,位点生长较快,使叶片边缘产生突起。B基因编码的B蛋白可调控PIN2的分布,使叶片边缘产生突起,b基因丧失该功能;A基因编码的蛋白可上调B基因的表达,a基因丧失该功能。推测甲、乙的基因型分别是 (用字母A/a、B/b表示)。选择F2的圆叶和窄叶植株杂交,F3的表型及比例为 。
6.(2025·江苏南京·二模)果蝇是遗传学研究过程中的经典实验材料。请回答下列问题:
(1)果蝇作为遗传学实验的材料,其优势有 。
(2)果蝇的红眼对白眼显性(D、d),直刚毛对焦刚毛显性(B、b),两对基因都位于X染色体上。将表型为红眼直刚毛雌、雄果蝇相互交配,F1表型比为红眼直刚毛雌:红眼焦刚毛雄:白眼直刚毛雄=2:1:1,雌果蝇细胞中的基因组成及位置可能是图1中的 。
(3)已证明灰身和黑身基因(A、a)位于1号染色体上,另一对位于X染色体非同源区段的等位基因(R、r)会影响黑身果蝇的体色深度。研究者设计了以下实验进行探究:
①利用黑身雌蝇(aaXRXR)与灰身雄蝇(AAXrY)杂交,F1全为灰身,F2雌蝇中灰身:黑身=3:1:;雄蝇中灰身:黑身:深黑身=6:1:1。F2深黑身雄蝇的基因型是 。
②现有一只黑身雌蝇(aaXRXR),其细胞中X与Ⅱ号染色体发生如图2所示变异。变异细胞减数分裂时,所有染色体同源区段须联会且均相互分离,才能形成可育配子。用该果蝇重复①实验,F2的雄蝇中深黑身个体占 。
(4)控制卷翅(F)和正常翅(f)的一对等位基因位于常染色体上。有一只纯合卷翅IV号染色体三体雌果蝇,产生的配子至少有一条IV号染色体,且染色体组成异常不致死。设计实验探究F、f基因是否位于IV号染色体上。
实验思路:用该果蝇与正常翅雄蝇进行杂交得F1,F1自由交配,统计F2的 。
预期结果及结论:①若出现 ,则说明F、f基因不在IV号染色体上;②若出现 ,则说明F、f基因位于IV号染色体上。
(5)某种基因有纯合致死效应,致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射,为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了隐性致死突变。设计了以下实验:
实验步骤:将这只雄蝇和正常雌蝇杂交,得到的F1,相互交配,统计F2雄蝇所占比例。
结果预测:①如果F2雄蝇占1/2,则X染色体上没有发生致死突变;
②如果F2雄蝇占 ,则X染色体上发生了完全致死突变;
③如果F2雄蝇占 ,则X染色体上发生了不完全致死突变。
7.(以AD为情境)阿尔茨海默病(AD)是神经元受损疾病,T蛋白沉积是其病理学表现之一,T蛋白会导致果蝇相关神经元受损,复眼结构异常,因而果蝇可作为模型生物用于该病研究。研究者将外源基因导入野生型果蝇获得3个纯合品系,进而构建出AD果蝇。不考虑X和Y染色体同源区段、突变和同源染色体互换的情况。回答下列问题:
品系
插入的基因
基因功能
甲
G基因
激活T基因表达
乙
T基因
T基因在视网膜光感受神经元内表达,复眼结构异常
丙
P基因
P基因表达出P蛋白
注:T基因不能独立表达;P基因被插入一条常染色体上。
(1)为确定G基因、T基因在染色体上的位置并得到AD果蝇,研究者进行了如图实验。由实验可知:G基因、T基因分别插入 染色体、 染色体上。并且还可通过 (填“实验1”或“实验2”)中F1个体相互对照证明G基因具有激活T基因表达的作用。
(2)研究发现,T基因表达产物积累形成的AD患者常伴有P基因突变。有人提出“P基因的表达产物对神经元具有保护作用”的假说。为培育出纯合的AD果蝇并验证上述假说,进行如下实验:
①选择上述实验 的F1相互交配,子代可同时出现纯合的雌雄AD果蝇。子代中纯合AD果蝇占比为 。
②将选育出的纯合雄性AD果蝇与品系丙雌性蝇杂交得到F1,观察F1 性个体的表型,若为 ,则可验证假说。
8.(以ENU处理后的B6品系雄鼠为情境)(2025·湖北·三模)研究者用ENU(乙烷基亚硝基脲)处理后的B6品系雄鼠与野生型(黑色)雌鼠杂交,得到发生单基因突变的小鼠若干只。从中筛选出2只毛色白斑(腹部白斑,四肢及尾部末端呈白色)的突变小鼠(M,N)进一步研究。两组杂交实验过程和结果如下表所示:
实验对象
F1
F1中的白斑小鼠相互交配得F2
实验一:白斑突变小鼠M×野生型小鼠杂交
子代43只白斑、45只黑色
子代出现全身白色头部黑色的“黑头白”性状
实验二:白斑突变小鼠N×野生型小鼠杂交
子代73只白斑、70只黑色
子代42只白斑、22只黑色,未出现“黑头白”小鼠
“黑头白”为新性状(全身大部白色、头部黑色花斑)
(1)据此实验结果分析,白斑突变性状是 (填“隐性”或“显性”)性状。白斑突变小鼠为 (填“纯合子”和“杂合子”),判定依据是 。
(2)实验二,F2代小鼠中未出现“黑头白”最可能的原因是 。
(3)SSR是一类广泛分布于真核生物核DNA中的简单重复序列,不同品系小鼠的不同染色体的SSR差异很大。为确定实验一中白斑基因是否位于10号染色体上,研究者提取实验一中亲本及F2野生型小鼠10号染色体的DNA,电泳检测10号染色体上特异的SSR部分结果如图所示:
根据图中的扩增结果推测,白斑突变基因 (填“位于”或“不位于”)10号染色体上。2号和48号出现特殊结果的原因最可能是 。
(4)研究发现,白斑性状是由位于常染色体上的kit基因发生突变引起的。测序结果显示野生小鼠的kit基因与白斑小鼠相比,作为转录的模板链中的一个碱基由C→T,导致密码子发生的变化是______,引起甘氨酸变为精氨酸。
A.GGG→AGG B.CGG→UGG C.AGG→GGG D.CGG→TGG
9.(2025·湖南。长沙·模拟预测)拟南芥的花为两性花,其野生型叶片为披针形。现从经射线照射后的野生型拟南芥中选育出六个不同的单基因隐性突变品系(①~⑥)。为判断这六个突变体所含的突变基因之间的关系以及基因在染色体上的位置,研究人员进行了杂交实验,实验过程及结果如下表所示。不考虑突变和互换。
杂交组合
F1表型
F1自交后获得的F2表型及株数
①×②
匙形
320匙形
①×③
披针形
158披针形、160匙形
①×④
披针形
160披针形、162.匙形
①×⑤
披针形
180披针形、60倒卵形、81匙形
①×⑥
披针形
178披针形、60倒卵形、80匙形
(1)由表中结果推测,这六个不同的单基因隐性突变品系至少涉及 对同源染色体上的 对基因的突变。
(2)若品系②和③杂交,所得Fl的叶型表现为 。若品系③和④杂交,所得的F1自交后代的表型及比例为 。
(3)欲判断品系⑤和⑥涉及的突变基因间的位置关系,请设计杂交实验(要求写出实验的思路及预期结果及结论)。实验思路: ,预期结果及结论: 。
(4)经初步检测得知,品系⑤的突变基因可能位于1号或5号染色体上。为进一步确定其位置,研究入员让品系⑤和野生型个体杂交得到F1,F1自交得到F2.取品系⑤、野生型、F1以及F2中披针形和倒卵形个体各100株,分别提取DNA,并将表型一致的DNA作混合样本,用不同的SSR引物扩增不同样本的SSR遗传标记并进行电泳鉴定。请绘出支持“品系⑤的突变基因位于1号染色体上”的F2倒卵形混合植株样本的电泳条带图 。
注:SSR为简单重复序列,比如(CA)n和(TG)n……,重复单位数目10~60个;不同品系,不同染色体上重复的数目不同,且和待测基因紧密连锁。
10.(2025·湖南·模拟预测)小鼠是XY型性别决定的胎生动物,相对性状明显,常用作遗传学研究的材料。某种小鼠的毛色有黄色、灰色和黑色,尾巴形态有弯曲形和正常形,某研究小组用该种小鼠进行杂交实验,实验过程如下图:
组合
亲本
F1表型及比例
F2表型及比例
实验一
♂黄鼠×♀黑鼠
♂黄鼠:♂灰鼠:♀黄鼠:♀灰鼠=1:1:1:1
F1黄鼠随机交配:♂黄鼠:♂黑鼠:♀黄鼠:♀黑鼠=3:1:3:1
F1灰鼠随机交配:♂灰鼠:♂黑鼠:♀灰鼠:♀黑鼠=3:1:3:1
实验二
♂弯曲尾×♀正常尾
♀弯曲尾:♂正常尾=1:1
F1雌雄鼠相互交配:♂弯曲尾:♂正常尾:♀弯曲尾:♀正常尾=1:1:1:1
请分析回答问题:
(1)根据实验一,控制小鼠毛色的基因位于 (填“常”或“X”)染色体上,毛色的显隐性关系是 (用“>”表示);判断依据是 。
(2)根据实验二,控制小鼠尾型的基因位于 (填“常”或“X”)染色体上,显性性状是 ,作出以上判断的依据是 。
(3)若让实验一F1代的黄鼠和灰鼠杂交,后代的表型及比例为 ;若要进一步证明对实验二的推测,可选择实验二F2代的 (填表型)小鼠进行杂交,若杂交后代的表型及比例为 ,则对实验二的推测正确。
(2025·安徽·高考真题)1.一对体色均为灰色的昆虫亲本杂交,子代存活的个体中,灰色雄性:灰色雌性:黑色雄性:黑色雌性=6:3:2:1。假定此杂交结果涉及两对等位基因的遗传,在不考虑相关基因位于性染色体同源区段的情况下,同学们提出了4种解释,其中合理的是( )
①体色受常染色体上一对等位基因控制,位于X染色体上的基因有隐性纯合致死效应②体色受常染色体上一对等位基因控制,位于Z染色体上的基因有隐性纯合致死效应③体色受两对等位基因共同控制,其中位于X染色体上的基因还有隐性纯合致死效应④体色受两对等位基因共同控制,其中位于Z染色体上的基因还有隐性纯合致死效应
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
(2025·河北·高考真题)2. X染色体上的D基因异常可导致人体患病,在男性中发病率为1/3500,某患病男孩(其母亲没有患病)X染色体上的基因D和H内各有一处断裂,断裂点间的染色体片段发生颠倒重接。研究者对患儿和母亲的DNA进行了PCR检测,所用引物和扩增产物电泳结果如图。不考虑其他变异,下列分析错误的是( )
注:引物组合S1和S2,R1和R2可分别用于对正常基因D和H序列的扩增检测
A.该病患者中男性显著多于女性,女性中携带者的占比为1/3500
B.用R1和R2对母亲和患儿DNA进行PCR检测的结果相同
C.与正常男性相比,患病男孩X染色体上的基因排列顺序发生改变
D.利用S1和S2进行PCR检测,可诊断母亲再次孕育的胎儿是否患该病
(2024·山东·高考真题)3.果蝇的直翅、弯翅受Ⅳ号常染色体上的等位基因A、a控制。现有甲、乙2只都只含7条染色体的直翅雄果蝇,产生原因都是Ⅳ号常染色体中的1条移接到某条非同源染色体末端,且移接的Ⅳ号常染色体着丝粒丢失。为探究Ⅳ号常染色体移接情况,进行了如表所示的杂交实验。已知甲、乙在减数分裂时,未移接的Ⅳ号常染色体随机移向一极;配子和个体的存活力都正常。不考虑其他突变和染色体互换,下列推断正确的是( )
实验①:甲×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=7∶1,且雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1
实验②:乙×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=3∶1,且直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1∶1
A.①中亲本雌果蝇的基因型一定为Aa
B.②中亲本雌果蝇的基因型一定为aa
C.甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
D.乙中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
(2022·河北·高考真题)4.研究者在培养野生型红眼果蝇时,发现一只眼色突变为奶油色的雄蝇。为研究该眼色遗传规律,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制
B.F2红眼雌蝇的基因型共有6种
C.F1红眼雌蝇和F2伊红眼雄蝇杂交,得到伊红眼雌蝇的概率为5/24
D.F2雌蝇分别与F2的三种眼色雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇
(2024·山东·高考真题)5.某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因,且每种性状只由1对等位基因控制,其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d;叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状,且只要有1对隐性纯合基因,叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性,进行了如表所示的杂交实验。另外,拟用乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株的叶片为材料,通过PCR检测每株个体中控制这2种性状的所有等位基因,以辅助确定这些基因在染色体上的相对位置关系。预期对被检测群体中所有个体按PCR产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则归类后,该群体电泳图谱只有类型Ⅰ或类型Ⅱ,如图所示,其中条带③和④分别代表基因a和d。已知各基因的PCR产物通过电泳均可区分,各相对性状呈完全显隐性关系,不考虑突变和染色体互换。
组别
亲本杂交组合
F1的表型及比例。
甲
紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒
紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒=1∶1∶1∶1
乙
锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒
全部为光滑叶黄粒
(1)据表分析,由同一对等位基因控制的2种性状是 ,判断依据是 。
(2)据表分析,甲组F1随机交配,若子代中高茎植株占比为 ,则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
(3)图中条带②代表的基因是 ;乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为 。若电泳图谱为类型Ⅰ,则被检测群体在F2中占比为 。
(4)若电泳图谱为类型Ⅱ,只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系,需辅以对F2进行调查。已知调查时正值F2的花期,调查思路: ;预期调查结果并得出结论: 。(要求:仅根据表型预期调查结果,并简要描述结论)
(2023·福建·高考真题)6.甜瓜幼果果皮有深绿色和浅绿色之分。为探究甜瓜幼果果皮颜色的遗传规律,科研人员进行了相关研究。回答下列问题:
(1)幼果果皮颜色由4号染色体上的等位基因A/a控制。将深绿色甜瓜与浅绿色甜瓜杂交,F1幼果为深绿色,F1自交后,F₂深绿色幼果中纯合子所占的比例为 。
(2)研究发现,基因M与甜瓜幼果的叶绿素积累有关,蛋白A能通过与基因M的启动子结合来增强基因M的表达。测序结果表明,果皮浅绿色基因a是由基因A突变而成,相关信息如图所示。
①据图分析,与蛋白A相比,蛋白a发生的变化是 ,判断依据是 。
②结合上述研究结果,解释甜瓜幼果浅绿色果皮形成的原因 。
(3)已知甜瓜果皮有条纹基因B与无条纹基因b也位于4号染色体上。现有两个纯合甜瓜品种: 幼果深绿色无条纹和幼果浅绿色有条纹,设计一个杂交实验证明控制甜瓜果皮两对性状的基因位于同一对染色体上。(用遗传图解表示,不考虑染色体互换)
(2023·山西·高考真题)7.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 。
(2024·甘肃·高考真题)8.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,F1雌雄个体间相互交配,F2的表型及比值如下表。回答下列问题(要求基因符号依次使用A/a,B/b)
表型
正交
反交
棕眼雄
6/16
3/16
红眼雄
2/16
5/16
棕眼雌
3/16
3/16
红眼雌
5/16
5/16
(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z染色体上,判断依据为 。
(2)正交的父本基因型为 ,F1基因型及表型为 。
(3)反交的母本基因型为 ,F1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 。
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第18讲 遗传综合实验分析
目录
01 课标达标练
【题型一】探究基因位于常染色体上还是X染色体上
【题型二】探究基因仅位于X染色体上还是X、Y染色体同源区段上
【题型三】探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
02 能力突破练(新角度+新情境+新考法)
03 高考溯源练
题型一 探究基因位于常染色体上还是X染色体上
1.现有①~④四个纯种果蝇品系,其中品系①的性状均为显性,品系②~④均只有一种性状是隐性,其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示:
品系
①
②
③
④
隐性性状
均为显性
残翅
黑身
紫红眼
相应染色体
Ⅱ、Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
若需验证自由组合定律,可选择交配的品系组合为( )
A.①×④ B.①×② C.②×③ D.③×④
【答案】C
【详解】A、①(显性纯合)与④(紫红眼隐性,Ⅲ号染色体)杂交,子代仅Ⅲ号染色体携带隐性基因,无法形成两对等位基因,无法验证自由组合,A不符合题意;
B、①(显性纯合)与②(残翅隐性,Ⅱ号染色体)杂交,子代仅Ⅱ号染色体为杂合,其他为显性纯合,仅涉及一对等位基因,B不符合题意;
C、②(残翅隐性,Ⅱ号染色体)与③(黑身隐性,Ⅲ号染色体)杂交,两对隐性基因分别位于Ⅱ、Ⅲ号染色体,子代为双杂合体,两对等位基因独立遗传,可通过测交或自交验证自由组合,C符合题意;
D、③(黑身隐性,Ⅲ号染色体)与④(紫红眼隐性,Ⅲ号染色体)杂交,两对隐性基因均位于Ⅲ号染色体,属于连锁遗传,无法独立分配,D不符合题意。
故选C。
2.果蝇的长腿(B)与短腿(b)、红眼(R)与白眼(r)是两对相对性状,两对基因独立遗传。实验小组让一对雌雄果蝇杂交,F1的表型及其数量如表所示。下列分析正确的是( )
F1表型
长腿红眼
长腿白眼
短腿红眼
短腿白眼
雌蝇/只
76
0
75
0
雄蝇/只
37
38
38
39
A.B/b基因位于X染色体上,R/r基因位于常染色体上
B.亲本的基因型组合只能有1种
C.F1雌果蝇中杂合子比例为1/4
D.若F1雌雄果蝇随机交配,F2果蝇红眼:白眼=13:3
【答案】D
【分析】根据雌雄果蝇杂交,后代雌雄果蝇中长肢∶短肢均约为1∶1可知,控制该性状的基因位于常染色体上,且亲本为Bb×bb;又根据后代雌性全部是红眼,雄性中红眼∶白眼=1∶1可知,控制眼色的基因位于X染色体上,且亲本的基因型组合为XRXr×XRY。
【详解】AB、根据后代雌雄果蝇中长肢∶短肢均约为1∶1,可知该性状的遗传与性别无关,控制该性状的基因位于常染色体上,且亲本为Bb×bb;又根据后代雌性全部是红眼,雄性中红眼∶白眼=1∶1可知,控制眼色的基因与性别有关,位于X染色体上,且亲本的基因型组合为XRXr×XRY,故亲本的基因型杂交组合可能是bbXRXr×BbXRY,也可能为BbXRXr×bbXRY,A、B错误;
C.F1雌果蝇中,短腿占(bb)1/2,红眼纯合子(Xr Xr)占1/2,纯合子概率为1/2×1/2=1/4,则杂合子的概率为3/4,C错误;
D、仅考虑眼色,则F1雌果蝇基因型有1/2XRXR、1/2XRXr(配子为3/4XR、1/4Xr),雄果蝇1/2XRY、1/2XrY(配子为1/4XR、1/4Xr、2/4Y),F1雌雄果蝇随机交配,则F2果蝇白眼比例为(1/4Xr×1/4Xr)+(1/4Xr×2/4Y)=3/16,则红眼为13/16,故红眼∶白眼=13∶3,D正确。
故选D。
3.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。该性状由独立遗传的两对基因A/a和B/b共同控制,其中A基因控制黑色素的合成、B基因控制黄色素的合成。研究人员选用纯种黄色雄鸟和纯种黑色雌鸟作为亲本开展了如下实验(不考虑ZW的同源区)。请回答下列问题。
杂交组合
子代羽色
雄性
雌性
雄性
雌性
黄色(P)
黑色(P)
黑色(F1)
黄色(F1)
黑色(F1)
黄色(F1)
黑色:黄色:白色=4:3:1
黑色:黄色:白色=4:3:1
(1)基因A/a和B/b不都在常染色体上,判断的理由是 。A/a位于 染色体上,B/b位于 染色体上。
(2)黄色亲本和黑色亲本的基因型分别是 、 。
(3)F1产生的雄配子有 种,F1中A的基因频率为 。
(4)F2中黑色鸟的基因型有 种,F2中黑鸟纯合子占比为 ,F2中白色鸟的基因型为 。
(5)若将F2黄色雄鸟与F2黑色雌鸟进行随机交配,产生后代表型(考虑性别)及比例是 。
【答案】(1) F1的雌性(ZW)无黑色素(A基因控制黑色素的合成)、雄性(ZZ)有黑色素,因此A基因位于Z染色体上,A/a和B/b独立遗传,因此B/b位于常染色体上(或F1中雌雄表型不同,说明有一对基因位于性染色体上,A/a和B/b独立遗传,因此另一对位于常染色体上) Z 常
(2) BBZaZa bbZAW
(3) 4 1/3
(4) 6 1/8 bbZaZa、bbZaW
(5)黑色雄性∶黄色雌性∶白色雌性=6∶5∶1
【分析】1、位于性染色体上的基因控制的性状的遗传,性状表现与性别相关联,叫伴性遗传。ZW型性别决定的生物,判断基因是位于性染色体上,还是位于常染色体上,常用隐性雄性个体与显性雌性个体杂交,根据杂交子代的性状表现与性别之间的关系进行判断。2、基因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分离的同时,位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】(1)纯种黄色雄鸟和纯种黑色雌鸟作为亲本,后代雌性为黄色,雄性为黑色,性别不同,表型有差异,说明有一对基因位于性染色体上,黄色为仅有黄色素、没有黑色素,说明F1的雌性(ZW)无黑色素(A基因控制黑色素的合成)、雄性(ZZ)有黑色素,因此A基因位于Z染色体上,A/a和B/b独立遗传,因此B/b位于常染色体上。
(2)A基因位于Z染色体上,B/b位于常染色体上。纯种黄色亲本雄鸟的基因型为BBZaZa,纯种黑色亲本雌鸟的基因型为--ZAW,由于黑色(F1)与黄色(F1)后代出现白色雌雄个体(其基因型为bbZaZa和bbZaW),说明纯种黑色亲本雌鸟含有b基因,故其基因型为bbZAW。
(3)亲本基因型为BBZaZa、bbZAW,故F1为黄色雌性(BbZaW)、黑色雄性(BbZAZa)。F1黑色雄性(BbZAZa)产生的雄配子有4种,分别为BZA、bZa、BZa、bZA;F1中ZAZa:ZaW=1∶1,A的基因频率为A的数目÷(A的数目+a的数目)1÷(2+1)=1/3。
(4)F1雌雄交配,BbZaW×BbZAZa→雄性:(3B_∶1bb)×(1ZAZa∶1ZaZa)、雌性:(3B_∶1bb)×(1ZAW∶1ZaW),黑色鸟的基因型为B_ZAZa、bbZAZa、B_ZAW、bbZAW,B_对应BB和Bb两种基因型,因此黑色鸟一共有2+1+2+1=6种基因型;F2中黑鸟纯合子为BBZAW、bbZAW,占比为1/4×1/4+1/4×1/4=1/8;F2中白色鸟的基因型为bbZaZa、bbZaW。
(5)若将F2黄色雄鸟(B_ZaZa)与F2黑色雌鸟(__ZAW)进行随机交配,一对一对地考虑,关于B/b,黄色雄鸟(1/3BB、2/3Bb)产生的配子为2/3B、1/3b,黑色雌鸟(1/4BB、1/2Bb、1/4bb)产生的配子为1/2B、1/2b,后代为2/6BB、3/6Bb、1/6bb,B_∶bb=5∶1,关于A/a,子代为1ZAZa、1ZaW,因此后代为黑色雄性(5B_ZAZa、1bbZAZa)∶黄色雌性(5B_ZaW)∶白色雌性(1bbZaW)=6∶5∶1。
4.果蝇是遗传学研究的经典实验材料。已知果蝇的翅正常与翅外展、直刚毛与焦刚毛各为一对相对性状,分别受独立遗传的两对基因A/a、R/r控制,其中直刚毛对焦刚毛为显性。研究人员进行相关实验,如表所示。不考虑X、Y同源区段,回答下列问题:
实验
亲本
F1表型及比例
①
翅正常直刚毛♀×翅正常焦刚毛♂
翅正常焦刚毛:翅外展焦刚毛:翅正常直刚毛:翅外展直刚毛=3:1:3:1
②
翅外展焦刚毛♀×翅正常焦刚毛♂
全为翅正常焦刚毛
(1)根据实验 的结果可以判断基因A/a位于 染色体上。
(2)据表分析, (填“能”或“不能”)判断基因R/r是位于常染色体上还是X染色体上,原因是 。
(3)根据以上实验结果,同学甲提出假设:基因R/r位于X染色体。根据同学甲的假设,将实验①中F1翅外展焦刚毛雌果蝇与翅正常直刚毛雄果蝇自由交配,F2中翅正常直刚毛雌果蝇的概率应为 。同学乙提出不同的假设:基因R/r位于常染色体上。为验证该假设,可将亲本中的直刚毛雌果蝇与F1中的 雄果蝇进行杂交,若子代中 ,则可验证同学乙的假设成立。
【答案】(1) ②(或①②) 常
(2) 不能 实验①中无论基因R/r位于常染色体上(亲本基因型为Rr×rr)还是位于X染色体上(亲本基因型为XRXr×XrY),都符合F1中焦刚毛:直刚毛=1:1
(3) 1/3 直刚毛 雌雄果蝇均表现为直刚毛:焦刚毛=3:1
【分析】基因自由组合定律的实质是在产生配子的过程中,等位基因随同源染色体的分离而分开,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)实验①的亲本均为翅正常,子一代翅正常∶翅外展=3∶1,说明翅正常为显性,实验②中亲本为翅外展♀×翅正常♂,子一代全为翅正常,若基因位于X染色体上,子一代雄性应为隐性性状(翅外展),与题意不符,因此结合实验①②可判断基因A/a位于常染色体上。
(2)已知直刚毛对焦刚毛为显性,实验②的亲本均为焦刚毛,子代均为焦刚毛,不能判断R/r是位于常染色体上还是X染色体上;实验①直刚毛♀×焦刚毛♂,子一代焦刚毛∶直刚毛=1∶1,若基因位于常染色体上,实验①亲本为Rr×rr,子一代焦刚毛(rr)∶直刚毛(Rr)=1∶1;若基因位于X染色体上,实验①亲本为XRXr×XrY,子一代焦刚毛(XrXr、XrY)∶直刚毛(XRXr、XRY)=1∶1,因此据表分析不能判断R/r是位于常染色体上还是X染色体上。
(3)若基因R/r位于X染色体上,实验①的亲本为AaXRXr×AaXrY,子一代翅外展焦刚毛雌果蝇(aaXrXr)与翅正常直刚毛雄果蝇(1/3AAXRY、2/3AaXRY)自由交配,子二代中翅正常直刚毛雌果蝇(A-XRX-)的概率应为1/3×1/2+2/3×1/2×1/2=1/3。若基因R/r位于常染色体上,实验①的亲本为Rr×rr,子一代焦刚毛(rr)∶直刚毛(Rr)=1∶1,若基因在X染色体上,亲本中的直刚毛雌果蝇(XRXr)与F1中的直刚毛雄果蝇(XRY)进行杂交,子代只有雄性个体出现焦刚毛,而若基因位于常染色体上,亲本中的直刚毛雌果蝇(Rr)与F1中的直刚毛雄果蝇(Rr)进行杂交,子代雌雄果蝇均表现为直刚毛∶焦刚毛=3∶1,因此为验证该假设,可将亲本中的直刚毛雌果蝇(Rr)与F1中的直刚毛雄果蝇(Rr)进行杂交,若子代雌雄果蝇均表现为直刚毛∶焦刚毛=3∶1,则可验证同学乙的假设成立。
题型二 探究基因仅位于X染色体上还是X、Y染色体同源区段上
5.果蝇常作为遗传学研究的实验材料。现用纯合的白眼灰身截毛雌果蝇与红眼黑身刚毛雄果蝇杂交,F1中雌性全为红眼灰身刚毛、雄性全为白眼灰身刚毛,F1相互杂交,F2中灰身刚毛雌:灰身刚毛雄:灰身截毛雌:黑身刚毛雌:黑身刚毛雄:黑身截毛雌=3:6:3:1:2:1(眼色基因用A、a表示,体色基因用B、b表示,毛型基因用D、d表示;若是伴性遗传,需考虑基因位于X、Y同源区段的可能)。不考虑变异,请回答下列问题。
(1)果蝇常作为遗传学实验材料的原因是 (答两点)。
(2)根据杂交实验结果可知果蝇眼色的遗传机制: 为显性性状,且控制眼色的基因位于 (填“常”或“X”)染色体上。
(3)由F2表型及比例可知果蝇体色和毛型的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因自由组合定律,原因是 。
(4)请写出F1中白眼灰身雄果蝇的基因型: 。若让F2中刚毛雌雄果蝇随机交配,后代表型及比例为 (只考虑毛型)。
【答案】(1)易饲养,繁殖快,子代数量多,染色体数目少
(2) 红眼 X
(3) 遵循 F2中灰身刚毛:灰身截毛:黑身刚毛:黑身截毛=9:3:3:1
(4) BbXaY 刚毛雌:截毛雌:刚毛雄=3:1:4(毛型基因位于XY同源区段)
【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)果蝇常作为遗传学实验材料的原因有易饲养,繁殖快,子代数量多,染色体数目少。
(2)纯合的白眼灰身截毛雌果蝇与红眼黑身刚毛雄果蝇杂交,F1中雌性全为红眼,雄性全为白眼,说明眼色的遗传与性别相关联,且由于F1雄性全为白眼,可推测控制眼色的基因位于X染色体上,而不位于X、Y同源区段,并且红眼相对于白眼为显性性状。
(3)F2中灰身刚毛雌:灰身刚毛雄:灰身截毛雌:黑身刚毛雌:黑身刚毛雄:黑身截毛雌=3:6:3:1:2:1,即F2中灰身刚毛:灰身截毛:黑身刚毛:黑身截毛=9:3:3:1,故果蝇体色和毛型的遗传遵循基因自由组合定律。
(4)已知眼色基因用A、a表示,体色基因用B、b表示,且控制眼色的基因位于X染色体上,控制体色和毛型的基因位于常染色体上。纯合的白眼灰身截毛雌果蝇(BBXaXa)与红眼黑身刚毛雄果蝇(bbXAY)杂交,故F1中白眼灰身雄果蝇的基因型为BbXaY。只考虑毛型,纯合的截毛雌果蝇与刚毛雄果蝇杂交,F1中全为刚毛,故刚毛为显性,F1相互杂交,F2中刚毛雌:截毛雌:刚毛雄=1:1:2,F2中雄性全是刚毛,说明毛型的遗传与性别相关联,且F1中全为刚毛,可推测控制毛型的基因位于X、Y同源区段。则亲本基因型为XdXd和XDYD,F1的基因型为XDXd和XdYD,F2中刚毛雌蝇基因型为XDXd,其产生的配子及种类为XD:Xd=1:1,刚毛雄蝇的基因型及比例为XDYD:XdYD=1:1,其产生的配子及种类为XD:Xd:YD=1:1:2,F2中刚毛雌雄果蝇随机交配,后代表型及比例为刚毛雌:截毛雌:刚毛雄=3:1:4。
6.已知鸽子(ZW型)的羽色有蓝色、棕色与灰色三种颜色,分别由复等位基因A、B、C控制。研究人员用多只鸽子进行杂交实验,结果如下图所示。已知实验1和实验2的雄性亲本均为杂合子。回答下列问题。
(1)该组复等位基因的遗传遵循 定律,雄鸽中关于羽色的基因型共有 种。
(2)实验1、2中雄性亲本的基因型分别是 ,实验1的F1中雌雄鸽相互交配,则F2中棕色雌鸽占 。
(3)若要利用纯合亲本通过一次杂交实验,证明该组复等位基因不位于Z、W染色体的同源区段上,则可选择的亲本表型组合有 。
①蓝色♂x棕色♀②蓝色♂x灰色♀③棕色♂x蓝色♀④棕色♂x灰色♀⑤灰色♂x棕色♀⑥灰色♂x蓝色♀
(4)若控制羽色的复等位基因不位于Z、W染色体的同源区段上,欲进行一次杂交实验直接通过羽色区分子代鸽子的雌雄,可以选取实验2中的F1为实验材料,请写出实验设计思路和预期实验结果: 。
【答案】(1) 分离 6
(2) ZAZB、ZCZA 1/8
(3)②③④
(4)实验设计:选择F1中蓝色雄鸟与灰色雌鸟杂交,观察子代表现型及比例
预期结果:子代中雄鸟全为灰色,雌鸟为蓝色或棕色
【分析】ZW型的性别决定方式,在雌性体细胞中含有两个异型的性染色体,用ZW表示;在雄性体细胞中含有两个同型的性染色体,用ZZ表示。性染色体上的基因表现为伴性遗传,同时也遵循基因的分离定律。
【详解】(1)复等位基因属于等位基因,其遗传遵循基因的分离定律,雄鸽中关于羽色的基因型共有6种,即ZAZA、ZAZB、ZAZC、ZBZB、ZBZC、ZCZC。
(2)已知实验1和实验2的雄性亲本均为杂合子,实验1亲本蓝色雄性ZAZ-×灰色雌性ZCW,子代雌性为蓝色ZAW和棕色ZBW,可推知亲本雄性为ZAZB,实验2中亲本灰色雄性ZCZ-×棕色雌性ZBW,子代雄性出现灰色ZBZC(说明C对B为显性)和蓝色ZAZB(说明A对B为显性),说明亲本雄性为ZAZC(说明C对A为显性)。实验一F1中的雌雄鸽相互交配(雌性为1/2ZAW、1/2ZBW,可产生1/4ZA、1/4ZB、1/2W配子,雄性为1/2ZAZC、1/2ZBZC,可产生1/2ZC、1/4ZA、1/4ZB配子),F2中蓝色雌鸽(ZAW)占1/4×1/2=1/8。
(3) 由图可知,杂交后代中雌雄表型不同,说明该组复等位基因位于性染色体上,欲利用纯合亲本设计杂交实验,证明该组复等位基因不位于Z、W染色体的同源区段上,即只位于Z染色体上,可选择具有显性性状的雌性个体与具有隐性性状的雄性个体杂交,观察统计子代的表现型及其比例。符合上述的杂交组合有如下3种:②蓝色♂(ZAZA)x灰色♀(ZCW),子代雄性均为灰色,雌性均为蓝色;③棕色♂(ZBZB)x蓝色♀(ZAW),子代雄性均为蓝色,雌性均为棕色;④棕色♂(ZBZB)x灰色♀(ZCW),子代雄性均为灰色,雌性均为棕色。故选②③④。
(4)若控制羽色的复等位基因不位于Z、W染色体的同源区段上,即位于Z染色体上,选取实验2中的F1为实验材料,欲通过一次杂交实验直接通过羽色区分子代鸽子的雌雄,可选择F1中蓝色雄鸟与灰色雌鸟杂交,观察子代表现型及比例。预期结果:子代中雄鸟全为灰色(ZCZA、ZCZB),雌鸟为蓝色(ZAW)或棕色(ZBW)。
7.欲探究某XY决定型动物一对等位基因在染色体上的位置情况,将纯合隐性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交得到F1,F1自由交配得F2。下列说法错误的是( )
A.若F1无论雌雄均为显性,则该等位基因位于常染色体或X、Y染色体同源区段
B.若F1所有雌性均为显性,雄性均为隐性,则该等位基因只位于X染色体上
C.只有等位基因位于常染色体上,F2才会出现雌雄个体均表现为既有显性又有隐性
D.若F2中雄性为显性,雌性有显性和隐性,则该等位基因位于X、Y染色体同源区段
【答案】C
【解析】A、若该等位基因位于常染色体上,设相关基因用A、a表示,则亲本为AA×aa,F1为Aa,无论雌雄均为显性,若位于X、Y染色体的同源区段上,则亲本为XAYA×XaXa,F1为XAXa、XaYA,无论雌雄均为显性,所以该等位基因可能位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上,A正确;
B、F1所有雌性均为显性,雄性均为隐性,遗传与性别有关,该等位基因位于X染色体上或X、Y染色体的同源区段上。设相关基因用A、a表示,若该等位基因位于X、Y染色体的同源区段上,则亲本为XAYA×XaXa,F1为XAXa、XaYA,无论雌雄均为显性,与题意不符合;若该等位基因位于X染色体上,则亲本为XAY×XaXa,F1为XAXa、XaY,与题意相符合,因此,若F1所有雌性均为显性,雄性均为隐性,则该等位基因只位于X染色体上,B正确;
CD、若该等位基因位于常染色体上,F1为Aa,自由交配得F2,F2基因型为AA:Aa:aa=1:2:1,雌雄个体均表现为既有显性又有隐性;若位于X、Y染色体的同源区段上,F1为XAXa、XaYA,自由交配得F2,F2基因型为XAXa、XaXa、XAYA、XaYA,雌性个体既有显性又有隐性,雄性均为显性;若位于X染色体的非同源区段上,F1为XAXa、XaY,自由交配得F2,F2基因型为XAXa、XaXa、XAY、XaY,雌雄个体均表现为既有显性又有隐性。综上分析可知,若F2雌雄个体均表现为既有显性又有隐性,则该等位基因位于常染色体上或位于X染色体的非同源区段上;若若F2中雄性为显性,雌性有显性和隐性,则该等位基因位于X、Y染色体同源区段,C错误、D正确。
题型三 探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
8.用一定剂量的X射线对纯合野生型果蝇进行诱变处理,得到一只雄性突变型果蝇。进一步研究发现,突变性状是由某条染色体上的一个基因(位于常染色体、X染色体或X、Y染色体同源区段)发生突变引起的。
(1) (填“能”或“不能”)直接比较突变前后基因的碱基对多少来判断是否发生基因突变,原因是 。
(2)某学习小组根据分析,推测出若突变性状为隐性,则突变基因只能在 上;经过研究证明,该突变性状为显性,于是他们设计了杂交实验进一步确定突变基因所在染色体的位置。
①杂交实验方案:将该突变型雄果蝇与 果蝇杂交,统计子代表型及比例。
②预期结果与结论:
I.若 ,则突变基因位于常染色体上;
II.若 ,则突变基因位于X、Y染色体同源区段,且突变基因在Y染色体上;
III.若子代表型及比例为野生型雄果蝇∶突变型雌果蝇=1:1,则突变基因位于X染色体上或X、Y染色体同源区段,且该突变果蝇的基因型为 (相关基因用A、a表示)。
【答案】(1) 不能 基因突变是碱基的增添、缺失或替换引起基因碱基序列的改变,发生突变后的基因中碱基(对)的数量可能不变(只要答出突变后基因中碱基(对)数量可能不变这个意思即可)
(2) X染色体 多只野生型雌 子代无论雌雄都表现为野生型∶突变型=1:1 /野生型∶突变型=1:1 子代雄果蝇都是突变型,雌果蝇都是野生型 XAY或XAYa
【分析】根据题意“用X射线诱变处理,得到一只雄性突变型果蝇,进一步研究发现,突变性状是由某条染色体上的一个基因(位于常染色体、X 染色体或 XY 同源区段)发生突变引起的。”说明如果基因位于常染色体上,突变为显性;基因位于X染色体上,突变可能为显性或者隐性都可以。
【详解】(1)基因突变是碱基对的增添、缺失和替换引起基因结构的改变,碱基对数量可能增加、减少或不变,所以不能直接比较突变前后基因的碱基对多少。
(2)如果突变为隐性,假如该基因位于X染色体上,只要一个基因突变就会变为突变型,而假如该基因位于常染色体上,需要两个基因都突变才能变为突变型,因此突变基因只能位于X染色体上。如果突变性状为显性,要用杂交实验进一步确定突变基因所在染色体的位置,也就是说显隐关系已知,进一步判断基因位置,一般用雌隐雄显杂交组合,也就是该突变型雄果蝇与多只野生型雌果蝇杂交,如果后代无论雌雄野生型和突变型为1:1,则基因位于常染色体上;如果后代雄果蝇全为突变型,雌果蝇都是野生型,则基因位于Y染色体上;如果后代表现型及比例为野生型雄性:突变型雌性=1:1,则突变基因位于 X 染色体上或 XY 同源区段, 且该突变果蝇的基因型为XAY或XAYa。
8.某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因,且每种性状只由1对等位基因控制,其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d;叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状,且只要有1对隐性纯合基因,叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性,进行了如表所示的杂交实验。各相对性状呈完全显隐性关系,不考虑突变和染色体互换。
组别
亲本杂交组合
F1的表型及比例。
甲
紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒
紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒=1∶1∶1∶1
乙
锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒
全部为光滑叶黄粒
(1)据表分析,由同一对等位基因控制的2种性状是 ,判断依据是 。
(2)科研人员用乙组F1自交获得F2,并对F2中所有锯齿叶绿粒植株进行基因测序,结果显示基因型都为AAbbdd。乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为 ,请推测F1植株中三对等位基因在染色体上的位置关系,并用表示 。
(3)若要确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系,还需辅以对F2进行调查。已知调查时正值F2的花期,调查思路: ;预期调查结果并得出结论: 。(要求:仅根据表型预期调查结果,并简要描述结论)
【答案】(1) 花色和籽粒颜色 甲组子代中紫花的籽粒全是黄粒,红花的籽粒全是绿粒
(2) aaBBDD
(3) 统计F2红花植株的叶边缘形状 若F2红花植株中只有锯齿叶,则三对基因位于一对同源染色体上;若F2红花植株中既有锯齿叶又有光滑叶,则A/a、D/d位于一对同源染色体上,B/b位于另一对同源染色体上
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)根据表格中甲组的杂交子代中,紫花的籽粒全是黄粒,红花的籽粒全是绿粒,结合题干信息“花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因”可知,花色和籽粒颜色是由一对等位基因控制的。
(2)根据乙组亲本和子代的表现型可知,亲本中关于叶边缘的基因型组合aaBB和AAbb,关于籽粒颜色的基因型组合为DD和dd,亲本的基因型组合可能为aaBBDD×AAbbdd或aaBBdd×AAbbDD,F1的基因型为AaBbDd。乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株(dd)不外乎为A_bbdd、aaB_dd、aabbdd,若D/d、A/a和B/b位于三对同源染色体上,则基因测序结果应该有9种基因型,与基因测序结果不符;若三对基因位于一对同源染色体上,则F1中基因的位置关系如图:,若为①,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有一种,为AAbbdd,与基因测序结果相符。若为②,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有一种,为aaBBdd,与基因测序结果不符。若三对基因位于两对同源染色体上,则存在以下可能性,③A/a和B/b位于一对同源染色体上,则F1中基因的位置关系如图:,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有2种基因型:aaBBdd和AAbbdd,与基因测序结果不符。若A/a和D/d位于一对同源染色体上,则F1中基因的位置关系如图:或,若为④,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型为AAbbdd,与基因测序结果相符;若为⑤,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型有三种,均为aa,与基因测序结果不符。若B/b和D/d位于一对同源染色体上,则F1中基因的位置关系如图:或,若为⑥,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型有三种:AAbbdd、Aabbdd、aabbdd,与基因测序结果不符。若为⑦,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有一种:aaBBdd,与基因测序结果不符。上述假设中,符合结果显示基因型都为AAbbdd的为①④,用表示即为 ,乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为aaBBDD。
(3)据(2)小问可知F1可能为或,要确定三对基因的位置关系,可以统计F2红花植株的叶边缘形状,若F2红花植株中只有锯齿叶,则三对基因位于一对同源染色体上;若F2红花植株中既有锯齿叶又有光滑叶,则A/a、D/d位于一对同源染色体上,B/b位于另一对同源染色体上。
9.某雌雄异株的植物(2n=24),性别决定方式为XY型。该植物有高茎和矮茎(由基因A、a控制)、抗病和感病(由基因B、b控制)两对相对性状,用高茎感病植株和矮茎抗病植株为亲本进行正交和反交实验,F1均为高茎抗病。F1的雌雄植株进行杂交,F2的表型及比例为高茎抗病∶高茎感病∶矮茎抗病∶矮茎感病=7∶1∶3∶1(不考虑基因位于X、Y染色体同源区段上)。请回答下列问题:
(1)欲对该植物的基因组DNA进行测序,需测定 条染色体上的DNA序列。
(2)根据正、反交实验结果,可判断上述两对相对性状的遗传都不属于伴性遗传,判断的依据是 。
(3)若控制上述两对相对性状的基因符合遗传基本规律,且上述杂交结果是由某种花粉不育导致的,则可推测是含 基因的花粉不育,F2高茎抗病植株中双杂合个体占 。
(4)科研人员将某外源抗虫基因M导入该植物某雄株中的某条染色体上,使之具备抗虫性状。为了确定基因M所在的染色体,通过最简单的杂交实验,测定后代的抗虫性。
①若后代中 ,则基因M最可能位于Y染色体上;
②若后代中 ,则基因M最可能位于X染色体上;
③若后代中 ,则基因M最可能位于常染色体上。
【答案】(1)13
(2)正交和反交结果相同,F1均为高茎抗病
(3) A和b 3/7
(4) 只有雄株抗虫 雌性全抗虫,雄性不抗虫 抗虫植株和不抗虫植株的比例在雌雄中无差异
【分析】根据F1均为高茎抗病可知,高茎和抗病均为显性性状,F1的雌雄植株进行杂交,F2的表型及比例为高茎抗病∶高茎感病∶矮茎抗病∶矮茎感病=7∶1∶3∶1,推测可能是含Ab的雌配子或雄配子致死。
【详解】(1)某雌雄异株的植物(2n=24),该植物性别决定方式为XY型,欲对该植物的基因组DNA进行测序,需测定11条常染色体,X、Y两条性染色体,共13条染色体上的DNA序列。
(2)由于正反交结果相同,F1均为高茎抗病,故上述两对相对性状的遗传都不属于伴性遗传。
(3)由于F2的表现型及比例为高茎抗病:高茎感病:矮茎抗病:矮茎感病=7:1:3:1,属于9:3:3:1的变式。因此,控制上述两对相对性状的基因遵循自由组合定律。由于F2的表现型及比例为高茎抗病:高茎感病:矮茎抗病:矮茎感病=7:1:3:1,即A_B_:A_bb:aaB_:aabb=7:1:3:1,上述杂交结果是由于某种花粉不育导致的,可推测致死的是A_B_和A_bb中的基因型,而aaB_、aabb中不存在致死基因型,进一步推测纯合子aaBB、aabb都不致死,因此只可能是含Ab基因的花粉不育;F1代自交,根据棋盘法可知,F2中高茎抗病植株的基因型及比例是AABB:AaBb:AABb:AaBB=1:3:1:2,故F2高茎抗病植株中双杂合个体占3/7。
(4)要判断某抗虫基因导入的位置,可以将该转基因雄株与非转基因的雌株进行杂交,观察后代的表现型及比例,①若基因M位于Y染色体上,Y染色体只能传给后代雄性个体,因此后代中仅雄株具备抗虫性状;②若基因M位于雄株中X染色体上,亲本雄株的X染色体只能传给后代雌性个体,因此后代中仅雌株具备抗虫性状;③若基因M位于常染色体上,遗传与性别无关,因此后代中不论雌雄均有抗虫和不抗虫性状。
1.(24-25高三上·湖南·期末)鹌鹑羽色由两对基因(H/h,B/b)控制,其中H控制栗羽性状,h控制黑羽性状,杂合时表现为不完全黑羽。B/b基因不控制具体的羽色性状,仅与羽毛色素合成有关,其中一个基因纯合时(BB、ZBW均视为纯合子),表现为白羽。研究小组选取纯合黑羽公鹑与纯合白羽母杂交,F1全为不完全黑羽,F1雌雄相互交配所得F2中栗羽:不完全黑羽:黑羽:白羽=3:6:3:4,其中白羽全为母鹑。下列说法错误的是( )
A.B/b基因位于乙染色体上
B.F2的栗羽、不完全黑羽、黑羽个体中,雌雄比例均为2:1
C.F2中的栗羽公鹑与黑羽母鹑随机交配,后代中白羽全为雌性,占比为1/4
D.F2中的白羽个体中,与母本基因型相同的个体占白羽个体的1/2
【答案】BCD
【分析】1、基因的分离定律的实质:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、选取纯合黑羽公鹑与纯合白羽母杂交,F1全为不完全黑羽,F1雌雄相互交配所得F2中栗羽:不完全黑羽:黑羽:白羽=3:6:3:4,其中白羽全为母鹑,说明白羽的表现与性别相联系,假设B/b基因位于Z染色体上,根据题意,则亲本纯合黑羽公鹑的基因型为hhZbZb,纯合白羽的基因型为HHZBW,产生的F1的基因型为HhZBZb,HhZbW,表现型都为不完全黑羽,A正确;
B、根据A选项,基因型为HhZBZb,HhZbW的F1相互交配所得F2,其中栗羽的基因型为HHZBZb:HHZbZb:HHZbW=1:1:1,雌雄比例为1:2,B错误;
C、根据根据A选项,基因型为HhZBZb,HhZbW的F1相互交配所得F2,栗羽公鹑的基因型及比例为HHZBZb:HHZbZb=1:1,其中黑羽母鹑的基因型全为hhZbW,则F2中的栗羽公鹑与黑羽母鹑随机交配的子代的基因型为HhZBZb:HhZbW:HhZBW:HhZbZb=1:3:1:3,因此后代白羽的基因型为HhZBW,全为雌性,占比为1/8,C错误;
D、根据前三个选项的分析,F2中的白羽个体的基因型及比例为HHZBW:HhZbW:HHZbW=1:2:1,其中与亲本纯合白羽的HHZBW相同的个体占白羽个体的1/4,D正确。
故选BCD。
2.(2025·湖南岳阳·三模)某植物为二倍体,开两性花,其叶色与株高由同一对等位基因A/a控制,其穗数由不止一对等位基因控制(若为两对,则用B/b、C/c表示;若为三对,则用B/b、C/c、D/d表示;依次类推)。为研究上述性状的遗传特性,某人用纯合单穗高秆缺绿叶和纯合单穗矮秆正常叶植株进行了如下表所示的实验。不考虑突变和互换,请回答下列有关问题:
P
F1
(F1相互交配获得的)F2
纯合单穗高秆缺绿叶×纯合单穗矮秆正常叶
多穗矮秆正常叶
多穗矮秆正常叶:单穗矮秆正常叶:多穗高秆缺绿叶:单穗高秆缺绿叶=6:6:3:1
(1)株高中, 为显性性状。F2正常叶植株中株高纯合子所占比例为 。
(2)该植物的穗数至少由 对等位基因控制,判断依据是 。F2中多穗植株自交,子代中多穗个体所占的比例为 。
(3)据表推测,控制叶色与穗数这两对相对性状的基因 (填“是”或“不是”)都位于不同对同源染色体上,依据是 。
(4)为确定控制上述性状的基因的位置关系,宜选用F2中 (填“正常叶”或“缺绿叶”)植株进行相关基因的检测。据表推测,检测结果为所选的F2植株相关基因的基因组成为 (只考虑B/b和C/c基因,且分别描述),表明A/a与B/b基因位于一对同源染色体上。
【答案】(1) 矮秆 1/3
(2) 2/两 纯合单穗和纯合单穗植株杂交所得F1为多穗,F1相互交配获得的F2中多穗:单穗=9:7 25/36
(3) 不是 若叶色与穗数这两对相对性状的基因都位于不同对同源染色体上,则叶色与穗数分别独立遗传,在F2中,正常叶:缺绿叶=3:1,多穗:单穗=9:7,则会出现多穗正常叶:单穗正常叶:多穗缺绿叶:单穗缺绿叶=(3:1)(9:7)=27:21:9:7的性状比例,而F1相互交配获得的F2多穗正常叶:单穗正常叶:多穗缺绿叶:单穗缺绿叶=6:6:3:1
(4) 缺绿叶 基因组成都是BB,而CC:Cc:cc1:2:1
【分析】该植物叶色与株高由同一对等位基因A/a控制,会遵循分离定律;其穗数由不止一对等位基因控制(若为两对,则用B/b、C/c表示;若为三对,则用B/b、C/c、D/d表示;依次类推),据纯合单穗高秆缺绿叶和纯合单穗矮秆正常叶植株杂交实验结果,可看出:
(1)当只看叶色与株高时,纯合高秆缺绿叶与纯合矮秆正常叶杂交所得F1皆为矮秆正常叶,证明矮秆和正常叶分别是株高与叶色的显性性状,亲本基因型分别为aa、AA,F1基因型可表示为Aa,F1相互交配获得的F2中,矮秆正常叶:高秆缺绿叶=12:4=3:1;
(2)当只看穗数时,亲本都是纯合单穗,杂交所得F1为多穗,F1相互交配获得的F2多穗:单穗=9:7,可知穗数由两对等位基因控制,亲本基因型可设为BBcc、bbCC,F1为BbCc;
(3)若叶色、株高与穗数分别独立遗传,则会出现(3:1)(9:7)=27:21:9:7的性状比例,而F1相互交配获得的F2多穗矮秆正常叶:单穗矮秆正常叶:多穗高秆缺绿叶:单穗高秆缺绿叶=6:6:3:1,证明叶色、株高与穗数不是独立遗传,A/a与B/b或C/c在一对同源染色体上(基因连锁)。
【详解】(1)只看株高时,纯合高秆与纯合矮秆杂交所得F1皆为矮秆,证明矮秆对高秆为显性。叶色与株高由同一对等位基因A/a控制,纯合高秆缺绿叶与纯合矮秆正常叶亲本基因型可分别表示为aa、AA,F1基因型可表示为Aa,F1相互交配获得的F2中,矮秆正常叶:高秆缺绿叶=3:1;应用分离定律,F2矮秆正常叶植株中,Aa:AA=2:1,所以F2正常叶植株中株高纯合子所占比例为1/3。
(2)该植物的穗数至少由2对等位基因控制,判断依据是亲本都是纯合单穗,杂交所得F1为多穗,F1相互交配获得的F2中多穗:单穗=9:7。亲本基因型可设为BBcc、bbCC,F1为BbCc,F2中多穗植株包括1/9BBCC,2/9BBCc,2/9BbCC,4/9BbCc,它们分别自交,子代中多穗个体(A_B_)所占的比例为1/91+2/93/4+2/93/4+4/99/16=25/36。
(3)据表推测,控制叶色与穗数这两对相对性状的基因不是都位于不同对同源染色体上,依据是若叶色与穗数这两对相对性状的基因都位于不同对同源染色体上,则叶色与穗数分别独立遗传,在F2中,正常叶:缺绿叶=3:1,多穗:单穗=9:7,则会出现多穗正常叶:单穗正常叶:多穗缺绿叶:单穗缺绿叶=(3:1)(9:7)=27:21:9:7的性状比例,而F1相互交配获得的F2多穗正常叶:单穗正常叶:多穗缺绿叶:单穗缺绿叶=6:6:3:1。
(4)若假设A/a与B/b基因位于一对同源染色体上,则呈现表中结果,需要F1的基因在染色体上的位置呈现为:,它所产生的配子及比例为:AbC:Abc:aBC:aBc=1:1:1:1。
F1相互交配,雌雄配子随机结合所产生的F2为:
AbC
Abc
aBC
aBc
AbC
AAbbCC(单穗正常叶)
AAbbCc(单穗正常叶)
AaBbCC(多穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
Abc
AAbbCc(单穗正常叶)
AAbbcc(单穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
AaBbcc(单穗正常叶)
aBC
AaBbCC(多穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
aaBBCC(多穗缺绿叶)
aaBBCc(多穗缺绿叶)
aBc
AaBbCc(多穗正常叶)
AaBbcc(单穗正常叶)
aaBBCc(多穗缺绿叶)
aaBBcc(单穗缺绿叶)
即多穗正常叶:单穗正常叶:多穗缺绿叶:单穗缺绿叶=6:6:3:1;
同理,若假设A/a与C/c基因位于一对同源染色体上,F1的基因在染色体上的位置呈现为:,F1所产生的配子及比例为:ABc:Abc:aBC:abC=1:1:1:1。
F1相互交配,雌雄配子随机结合所产生的F2为:
ABc
Abc
aBC
abC
ABc
AABBcc(单穗正常叶)
AABbcc(单穗正常叶)
AaBBCc(多穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
Abc
AABbcc(单穗正常叶)
AAbbcc(单穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
AabbCc(单穗正常叶)
aBC
AaBBCc(多穗正常叶)
AaBbCc(多穗正常叶)
aaBBCC(多穗缺绿叶)
aaBbCC(多穗缺绿叶)
abC
AaBbCc(多穗正常叶)
AabbCc(单穗正常叶)
aaBbCC(多穗缺绿叶)
aabbCC(单穗缺绿叶)
即多穗正常叶:单穗正常叶:多穗缺绿叶:单穗缺绿叶=6:6:3:1;
为确定控制上述性状的基因的位置关系,宜选用F2中缺绿叶植株进行相关基因的检测。检测结果为所选的F2植株相关基因的基因组成都是BB,而CC:Cc:cc1:2:1,表明A/a与B/b基因位于一对同源染色体上。
3.(24-25高三下·湖南长沙·阶段练习)图1为某家系中有关甲、乙两种单基因遗传病的遗传系谱图,与甲病有关的基因用A/a表示,与乙病有关的基因用B/b表示,两对等位基因均不位于Y染色体上。回答下列问题:
(1)甲病的遗传方式是 ,Ⅲ-2和患甲病的男性结婚,生一个患甲病的女儿的概率是 。Ⅲ-4和Ⅱ-2得到Ⅰ代同一个体A基因的概率为 。
(2)科研人员用红色或绿色荧光探针分别标记与乙病相关基因的核酸序列,当PCR循环数增多时,相应的荧光信号逐渐积累。对图1家系中的Ⅲ-3、Ⅲ-5个体检测结果如图2所示,据图2可知,绿色荧光标记的基因是 (填“B”或“b”)。请在图3中画出Ⅱ-5的检测结果: 。若要确定乙病的遗传方式,需要检测图1中的 个体,理由是 。
(3)现已确定乙病相关基因位于X染色体上。若Ⅱ-4和Ⅱ-5生了一个不患病的女儿,则原因可能是 。
【答案】(1) 常染色体隐性遗传 1/6 1/3
(2) B Ⅱ-4 若为常染色体显性遗传,则Ⅱ-4为杂合子Bb,能检测出红色荧光和绿色荧光;若为伴X显性遗传,则Ⅱ-4基因型为XBY,只能检测出绿色荧光
(3)Ⅱ-4或Ⅱ-5减数分裂产生的含A的配子与Ⅱ-4或Ⅱ-5产生的配子结合后不患甲病;Ⅱ-4减数分裂产生配子时发生基因突变或染色体变异(X染色体缺失、含XB基因的X染色体片段缺失、减I后期X和Y染色体移向同一极),产生了一个不含XB的精子,与含X的卵细胞结合后不患乙病。(若答:Ⅱ-4减I时XB和Y染色体移向同一极形成不含XB的精子,Ⅱ-5减Ⅱ时,两条Xb的子染色体移向同一极,形成含XbXb的卵细胞,虽然这样的概率极低,但也给分)
【分析】题意分析,Ⅱ-1和Ⅱ-2不患甲病,但生了一个患甲病的女儿,故甲病为常染色体隐性遗传病。Ⅱ-4、Ⅱ-5均患有乙病,却生出了不患乙病的男孩,说明乙病为显性遗传病。
【详解】(1)图中Ⅱ-1和Ⅱ-2不患甲病,但生了一个患甲病的女儿,故甲病为常染色体隐性遗传病。Ⅱ-1和Ⅱ-2的基因型都为Aa,故Ⅲ-2的基因型为1/3AA或2/3Aa,和患甲病的男性(aa)结婚,生一个患甲病的女儿的概率是2/3×1/2×1/2=1/6。由图分析,I-1、I-2、Ⅱ-2、Ⅱ-4、Ⅱ-5均为杂合子,故假设I-1基因型为A1a,I-2的基因型为A2a。Ⅱ-2和Ⅱ-4的基因型可能是1/2A1a或1/2A2a;若Ⅱ-4基因型是1/2A1a,Ⅱ-5的基因型为Aa,则Ⅲ-4基因型可能是1/3AA1、1/3Aa、1/3A1a,故Ⅲ-4含有A1的概率是2/3×1/2=1/3,Ⅲ-4与Ⅱ-2得到I-1的A(即A1)概率是1/3×1/2=1/6,同理,Ⅲ-4与Ⅱ-2得到I-2的A(即A2)概率是1/3×1/2=1/6,故Ⅲ-4与Ⅱ-2得到I代同一个体A基因的概率为1/3。
(2)结合图示可知,乙病为显性遗传病。结合题意可知,用红色/绿色荧光探针分别标记乙病相关基因的核酸序列,当PCR循环数增多时,相应的荧光信号逐渐积累,结合图2,随着循环次数增加,Ⅲ-3和Ⅲ-5同步增加的荧光颜色不同,说明Ⅲ-3和Ⅲ-5应含有不同基因,又因为Ⅲ-3患乙病,含有显性基因,Ⅲ-5不患乙病,不含显性基因,故绿色荧光标记的是B。不论B/b在常染色体上还是X染色体上,Ⅱ-5都一定为杂合子,故检测结果应有2条曲线,相关图示如下:
。
若要确定乙病的遗传方式,需要检测图1中的Ⅱ-4个体,若为常染色体显性遗传,则Ⅱ-4为杂合子Bb,能检测出红色荧光和绿色荧光;若为伴X显性遗传,则Ⅱ-4基因型为XBY,只能检测出绿色荧光。
(3)现已确定乙病相关基因位于X染色体上,则Ⅱ-4的基因型为AaXBY,Ⅱ-5的基因型为AaXBXb,Ⅱ-4或Ⅱ-5减数分裂产生的含A的配子与Ⅱ-4或Ⅱ-5产生的配子结合后不患甲病,正常情况下,但女儿一定患乙病,因此若Ⅱ-4和Ⅱ-5生了一个不患病的女儿即其基因型可能为A-XbXb,或A-Xb0或或A-XbXbY等,则原因可能有多种情况(只分析乙病即可):
①Ⅱ-4减数分裂产生配子时发生基因突变,形成含Xb的精子,该配子与Ⅱ-5产生Xb的卵细胞结合生出女孩XbXb不患乙病;
②Ⅱ-4减数分裂过程中丢失X染色体或在减I后期X和Y染色体未分离,移向了同一极,形成不含X染色体的配子,该配子与Ⅱ-5产生Xb的卵细胞结合生出女孩Xb0不患乙病;
③Ⅱ-4减数分裂过程中含XB基因的X染色体片段缺失,形成不含XB基因的配子,该配子与Ⅱ-5产生Xb的卵细胞结合生出女孩XbX不患乙病;
④Ⅱ-4在减I后期X和Y染色体未分离,移向了同一极,同时,Ⅱ-5减Ⅱ后期两条Xb的子染色体未分离,移向同一极,形成XbXb的配子,也能生出女孩XbXb不患乙病。
因此,已确定乙病相关基因位于X染色体上。若Ⅱ-4和Ⅱ-5生了一个不患病的女儿,则原因可能是Ⅱ-4或Ⅱ-5减数分裂产生的含A的配子与Ⅱ-4或Ⅱ-5产生的配子结合后不患甲病;Ⅱ-4减数分裂产生配子时发生基因突变或染色体变异(X染色体缺失、含XB基因的X染色体片段缺失、减I后期X和Y染色体移向同一极),产生了一个不含XB的精子,与含X的卵细胞结合后不患乙病等。
4.2025·重庆·三模)果蝇常用作遗传学研究的实验材料。为研究果蝇4对等位基因在染色体上的相对位置关系,研究人员以某雄果蝇的若干精子为材料,利用以上4对等位基因的引物,以单个精子的DNA 为模板进行PCR,再通过电泳技术检测产物中的相关基因,检测结果如图所示。已知图中该果蝇12个精子的基因组成的种类和比例,与该果蝇理论上产生的配子的基因组成的种类和比例相同,且本研究中不存在致死现象,所有个体的染色体均正常,各种配子的活力相同。回答下列问题:
(1)果蝇常被用作遗传学材料的原因是 (答出2点)。图中基因A、a和B、b的位置关系为 (注:用“ ”的形式表示,其中横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置)。
(2)图中基因B、b和C、c的遗传是否遵循自由组合定律? (填“是”或“否”),判断依据是 。已知同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。果蝇眼型异常受等位基因B、b和C、c控制,且只有不含显性基因的个体才表现为眼型异常。让该果蝇与某雌果蝇杂交,子代中出现眼型正常果蝇的概率为47/48,则该雌果蝇产生的重组型配子所占的比例为 。
(3)据图推断,该雄果蝇的基因e (填“一定”或“不一定”)能遗传给子代雌果蝇。若采用本研究的实验方法,利用基因E和e的引物设计实验进行探究,则应该选择果蝇的 (填“精子”或“卵细胞”)作为实验材料,原因是 。
【答案】(1) 果蝇易饲养、繁殖快、子代多、有易于区分的性状
(2) 否 结合图中信息可以看出,该果蝇关于等位基因B、b和C、c的配子的基因型及比例为Bc:bC:BC:bc=2:2:1:1,不符合1:1:1:1的比例,因此可推测,等位基因B、b和C、c位于一对同源染色体上 1/4
(3) 不一定 卵细胞 卵细胞中只有X染色体,无Y染色体。若检测到卵细胞中有基因E或基因e,则可得出基因E或基因e位于X染色体上的结论;反之,则可推断基因E或基因e位于Y染色体上
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)果蝇常用作遗传学研究材料的原因:果蝇具有易饲养、繁殖快、子代多、有易于区分的性状等特点,这些特点使得在遗传学实验中能够快速获得大量样本,且便于观察和分析性状的遗传规律。 图中基因A、a和B、b的位置关系:从所给图示形式(横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置)可以看出,基因A、a和B、b位于一对同源染色体上,其位置关系为A与b在一条染色体上,a与B在另一条同源染色体上,即A - b和a - B, 。
(2)判断基因B、b和C、c的遗传是否遵循自由组合定律:自由组合定律要求非同源染色体上的非等位基因自由组合,产生的配子比例符合特定的1:1:1:1等比例关系。结合图中信息,该果蝇关于等位基因B、b和C、c的配子的基因型及比例为Bc:bC:BC:bc = 2:2:1:1,不符合1:1:1:1的比例,所以可推测等位基因B、b和C、c位于一对同源染色体上,因此不遵循自由组合定律。 计算该果蝇产生的重组型配子所占的比例:已知子代中出现眼型正常果蝇的概率为47/48,眼型正常需要同时含有隐性基因b和c,由于同源染色体的非姐妹染色单体之间互换形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例,子代眼型异常(bbcc)概率为1−47/48=1/48。雄果蝇产生 bc 配子的概率为1/6,设雌果蝇产生 bc 配子的概率为 y,则1/6y=1/48,解得y=1/8。由于重组型配子包括 BC 和 bc(比例相等),故雌果蝇重组型配子比例为2×1/8=1/4。
(3)该果蝇的基因e的遗传情况:因为果蝇的性别决定方式为XY型,雄性个体的性染色体组成为XY,雌性个体的性染色体组成为XX,基因e可能位于X染色体或Y染色体上,所以该果蝇的基因e不一定能遗传给子代雄果蝇。 选择实验材料:应选择果蝇的卵细胞作为实验材料。原因是卵细胞中只有X染色体,无Y染色体。若检测到卵细胞中有基因E或基因e,则可得出基因E或基因e位于X染色体上的结论;反之,则可推断基因E或基因e位于Y染色体上。
5.(以野生型、突变体黄瓜叶形为情境)(24-25高三下·湖南长沙·阶段练习)野生型黄瓜叶片形状为心形。研究者用化学诱变剂处理野生型黄瓜种子,获得了纯合圆叶突变体甲和纯合窄叶突变体乙(如图1,且甲、乙与野生型仅有一对基因有差异,相关基因为完全显性),并进行了一系列实验。
(1)已知甲与野生型杂交,F1均为心形叶,F1自交,F2中心形叶植株与圆叶植株数量比约为3:1,研究者克隆出上述实验中不同个体的叶形基因,用限制酶H处理,电泳结果如图2。
据图2分析,与野生型个体的叶形基因相比,甲的突变基因碱基序列的改变是由 引起的。F2中某心形叶个体的叶形基因用限制酶H处理后,电泳条带数目为 条。
(2)为继续探究控制黄瓜叶形的基因是同一对基因不同突变产生的复等位基因(各复等位基因之间显隐性的关系为完全显性),还是由2对独立遗传的基因所控制的,请你设计实验加以证明。提供各种基因型的纯合子,写出你的实验思路、预期结果及结论。 。
(3)研究者让甲与乙杂交,结果F1为心形叶,F1自交,F2中心形叶、窄叶、圆叶数量比约为9:3:4。进一步研究发现,当叶片边缘特定位点生长素运输载体PIN2聚集时,生长素浓度较高,位点生长较快,使叶片边缘产生突起。B基因编码的B蛋白可调控PIN2的分布,使叶片边缘产生突起,b基因丧失该功能;A基因编码的蛋白可上调B基因的表达,a基因丧失该功能。推测甲、乙的基因型分别是 (用字母A/a、B/b表示)。选择F2的圆叶和窄叶植株杂交,F3的表型及比例为 。
【答案】(1) 碱基对的替换/替换 2或3
(2)让纯合的甲和纯合的乙杂交得F1,F1自交,统计F2的表型及比例;若F2的表型比例为3:1,则是由同一对基因不同突变产生的复等位基因,若F2的表型比例为9:3:3:1或其变式,则是由2对独立遗传的基因所控制
(3) 甲AAbb、乙aaBB 心形叶:圆叶:窄叶=1:1:1
【分析】基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变;碱基对的增添、缺失或替换如果发生在基因的非编码区,则控制合成的蛋白质的氨基酸序列不会发生改变,如果发生在编码区,则可能因此基因控制合成的蛋白质的氨基酸序列改变,碱基对替换往往只有一个密码子发生改变,翻译形成的蛋白质中的一个氨基酸发生变化,碱基对增添或缺失往往会引起从突变点之后的多个密码子发生变化,基因控制合成的蛋白质的多个氨基酸发生改变。
【详解】(1)由电泳结果可知,野生型个体相关基因的2个电泳条带的长度之和与突变体甲的条带长度相等,故可知甲的突变基因碱基序列的改变是由碱基对的替换引起的。依题意,野生型叶为心形叶,甲与野生型杂交,F1均为心形叶,说明突变体为隐性突变。则F1自交所得F2中心形叶个体的叶形基因型为显性纯合子或者杂合子。据电泳图可知,野生型的基因用限制酶H处理后,产生2个条带,突变基因用限制酶H处理后,产生1个条带,故F2中某心形叶个体的叶形基因用限制酶H处理后,电泳条带数目为2或3条。
(2)依题意实验的目的是探究控制黄瓜叶形的基因是同一对基因不同突变产生的复等位基因,则实验思路为:让纯合的甲和纯合的乙杂交得F1,F1自交,统计F2的表型及比例;预期结果及结论为:若F2的表型比例为野生型∶突变型=1:3,则是由同一对基因不同突变产生的复等位基因,若F2的表型比例为9:3:3:1或其变式,则是由2对独立遗传的基因所控。
(3)突变体乙为纯合窄叶,甲与乙杂交,结果F1为心形叶,F1自交,F2中心形叶、窄叶、圆叶数量比约为9:3:4,则可知F1为AaBb,突变体乙基因型为AAbb或aaBB,故突变体甲基因型为aaBB或AAbb。又知B基因使叶片边缘产生突起,b基因丧失该功能,突变体甲表现圆叶,故突变体甲中不含B基因,其基因型为AAbb,突变体乙的基因型为aaBB。F2圆叶有AAbb(1/4)、Aabb(2/4)、aabb(1/4),产生的配子类型及比例为:1Ab:1ab;窄叶有aaBB(1/3)、aaBb(2/3),产生的配子类型及比例为:2aB:1ab,则杂交所得子代基因型及比例为:2AaBb:2aaBb:1Aabb:1aabb,故选择F2的圆叶和窄叶植株杂交,F3的表型及比例为心形叶:圆叶:窄叶=l:1:1。
6.(2025·江苏南京·二模)果蝇是遗传学研究过程中的经典实验材料。请回答下列问题:
(1)果蝇作为遗传学实验的材料,其优势有 。
(2)果蝇的红眼对白眼显性(D、d),直刚毛对焦刚毛显性(B、b),两对基因都位于X染色体上。将表型为红眼直刚毛雌、雄果蝇相互交配,F1表型比为红眼直刚毛雌:红眼焦刚毛雄:白眼直刚毛雄=2:1:1,雌果蝇细胞中的基因组成及位置可能是图1中的 。
(3)已证明灰身和黑身基因(A、a)位于1号染色体上,另一对位于X染色体非同源区段的等位基因(R、r)会影响黑身果蝇的体色深度。研究者设计了以下实验进行探究:
①利用黑身雌蝇(aaXRXR)与灰身雄蝇(AAXrY)杂交,F1全为灰身,F2雌蝇中灰身:黑身=3:1:;雄蝇中灰身:黑身:深黑身=6:1:1。F2深黑身雄蝇的基因型是 。
②现有一只黑身雌蝇(aaXRXR),其细胞中X与Ⅱ号染色体发生如图2所示变异。变异细胞减数分裂时,所有染色体同源区段须联会且均相互分离,才能形成可育配子。用该果蝇重复①实验,F2的雄蝇中深黑身个体占 。
(4)控制卷翅(F)和正常翅(f)的一对等位基因位于常染色体上。有一只纯合卷翅IV号染色体三体雌果蝇,产生的配子至少有一条IV号染色体,且染色体组成异常不致死。设计实验探究F、f基因是否位于IV号染色体上。
实验思路:用该果蝇与正常翅雄蝇进行杂交得F1,F1自由交配,统计F2的 。
预期结果及结论:①若出现 ,则说明F、f基因不在IV号染色体上;②若出现 ,则说明F、f基因位于IV号染色体上。
(5)某种基因有纯合致死效应,致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射,为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了隐性致死突变。设计了以下实验:
实验步骤:将这只雄蝇和正常雌蝇杂交,得到的F1,相互交配,统计F2雄蝇所占比例。
结果预测:①如果F2雄蝇占1/2,则X染色体上没有发生致死突变;
②如果F2雄蝇占 ,则X染色体上发生了完全致死突变;
③如果F2雄蝇占 ,则X染色体上发生了不完全致死突变。
【答案】(1)后代数量多,生活周期短,有多对易于区分的相对性状
(2)B
(3) aaXrY 1/32
(4) 表型及比例 卷翅:正常翅3:1 卷翅:正常翅=8:1
(5) 1/3 1/3~1/2之间
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关的遗传方式就称为伴性遗传,又称性连锁(遗传)或性环连。许多生物都有伴性遗传现象。
【详解】(1)果蝇后代数量多,生活周期短,有多对易于区分的相对性状,常作为遗传学实验的材料。
(2)A、将表型为红眼直刚毛雌、雄果蝇相互交配,若为图A所示,则后代全为红眼直刚毛,A错误;
B、若为图B所示,产生的雌配子为1/2XDb、1/2XdB,雄果蝇基因型为XDBY,产生的雄配子为1/2XDB、1/2Y,后代为红眼直刚毛雌(XDBXDb、XDBXdB):红眼焦刚毛雄(XDbY):白眼直刚毛雄(XdBY)=2:1:1,B正确;
C、两对基因都位于X染色体上,不可能如C中两对染色体上所示,C错误;
D、若为图D所示,产生的雌配子为1/2XDB、1/2Xdb,雄果蝇基因型为XDBY,产生的雄配子为1/2XDB、1/2Y,后代为红眼直刚毛雌(XDBXDB、XDBXdb):红眼直刚毛雄(XDBY):白眼焦刚毛雄(XdbY)=2:1:1,D错误。
故选B。
(3)①F2中才出现深黑身,说明深黑身为隐性,受r基因控制,因此F2深黑身雄蝇的基因型是aaXrY。②黑身雌蝇(aaXRXR)发生染色体易位后,I号、Ⅱ号染色体组成了新染色体,由题意可知,进行减数分裂时只能产生两种配子,正常的aXR、和异常连锁的aXR。重复实验①,则F1雌蝇中有1/2aaXRXr正常,有1/2AaXRXr异常(含7条染色体,a与XR连锁),同时F1雄蝇中有1/2AaXRY正常,有1/2AaXRY异常(含7条染色体,a与XR连锁)。雌雄随机交配使用配子法,而F2的雄蝇中只有基因型为aaXRY为深黑身,只考虑F2雄蝇中概率情况下,即F1雄蝇已确定提供了含Y的雄配子,所以在含Y的雄配子中,bY的概率为1/4。F1雌蝇中只有1/2AaXRXr的正常雌蝇能产生1/8aXr卵细胞,故F2的雄蝇中深黑身个体所占比例为1/4×1/8=1/32。
(4)要研究F、f基因是否位于IV号染色体上,可用该果蝇与正常翅雄蝇进行杂交得F1,F1自由交配,统计F2的表型及比例。①若F、f基因不在IV号染色体上,则纯合卷翅IV号染色体三体雌果蝇×正常翅雄蝇,亲本基因型为FF×ff,F1为Ff,F2为卷翅∶正常翅=3∶1。②若F、f基因位于IV号染色体上,则纯合卷翅IV号染色体三体雌果蝇×正常翅雄蝇,亲本基因型为FFF×ff,雌配子为FF∶F=1∶1,F1为1/2FFf、1/2Ff,F1产生的配子为1/2FFf→1/2(1/6FF、1/6f、1/3Ff、1/3F)、1/2Ff→1/2(1/2F、1/2f),即F1产生的配子为1/12FF、1/6Ff、1/3f、5/12F,F2中正常翅(ff)为1/3×1/3=1/9,卷翅为8/9,为卷翅∶正常翅=8∶1。
(5)②若X染色体上发生了完全致死突变,假设该基因用a表示,正常基因用A表示,则该果蝇为XaY,与正常的雌果蝇XAXA杂交,F1为XAXa、XAY,F2为XAXA、XAXa、XAY、XaY(致死),雄性占1/3。③若X染色体上发生了不完全致死突变,该果蝇为XaY,与正常的雌果蝇XAXA杂交,F1为XAXa、XAY,F2为XAXA、XAXa、XAY、XaY(不完全致死),完全致死,雄性占1/3,不至死,雄性占1/2,因此不完全致死雄性占1/3~1/2之间。
7.(以AD为情境)阿尔茨海默病(AD)是神经元受损疾病,T蛋白沉积是其病理学表现之一,T蛋白会导致果蝇相关神经元受损,复眼结构异常,因而果蝇可作为模型生物用于该病研究。研究者将外源基因导入野生型果蝇获得3个纯合品系,进而构建出AD果蝇。不考虑X和Y染色体同源区段、突变和同源染色体互换的情况。回答下列问题:
品系
插入的基因
基因功能
甲
G基因
激活T基因表达
乙
T基因
T基因在视网膜光感受神经元内表达,复眼结构异常
丙
P基因
P基因表达出P蛋白
注:T基因不能独立表达;P基因被插入一条常染色体上。
(1)为确定G基因、T基因在染色体上的位置并得到AD果蝇,研究者进行了如图实验。由实验可知:G基因、T基因分别插入 染色体、 染色体上。并且还可通过 (填“实验1”或“实验2”)中F1个体相互对照证明G基因具有激活T基因表达的作用。
(2)研究发现,T基因表达产物积累形成的AD患者常伴有P基因突变。有人提出“P基因的表达产物对神经元具有保护作用”的假说。为培育出纯合的AD果蝇并验证上述假说,进行如下实验:
①选择上述实验 的F1相互交配,子代可同时出现纯合的雌雄AD果蝇。子代中纯合AD果蝇占比为 。
②将选育出的纯合雄性AD果蝇与品系丙雌性蝇杂交得到F1,观察F1 性个体的表型,若为 ,则可验证假说。
【答案】(1) X 常 实验2
(2) 1 1/8 雌 复眼结构正常
【解析】(1)假定没有G、T基因的染色体用g、t基因表示,根据正反交结果不同可知,G基因或T基因存在于X染色体上,假定G基因在X染色体上,T基因在常染色体上,甲作为母本,乙作为父本时,甲母本的基因型为ttXGXG,乙父本的基因型为TTXgY,杂交获得的子一代基因型为TtXGXg、TtXGY,雌雄果蝇均同时含有G基因和T基因,因此均出现复眼结构异常,反交时,甲父本基因型为ttXGY,乙母本基因型为TTXgXg,子一代基因型为TtXGXg,TtXgY,雌性复眼结构异常,雄性复眼结构正常。假定T基因在X染色体上,G基因在常染色体上,甲作为母本,乙作为父本时,甲母本的基因型为GGXtXt,乙父本的基因型为ggXTY,杂交获得的子一代基因型为GgXTXt、GgXtY,雌性复眼结构异常,雄性复眼结构正常,反交时,甲父本基因型为GGXtY,乙母本基因型为ggXTXT,子一代基因型为GgXTXt,GgXTY,雌雄果蝇均同时含有G基因和T基因,均出现复眼结构异常。综合分析,G基因、T基因分别插入X染色体、常染色体。实验2子一代基因型为TtXGXg,TtXgY,雌性同时含有G、T基因,复眼结构异常,雄性只有T基因,没有G基因,复眼结构正常,因此可通过实验2中F1个体相互对照证明G基因具有激活T基因表达的作用。
(2)①上述实验1的子一代基因型为TtXGXg、TtXGY,F1相互交配,子二代可出现TTXGXG和TTXGY纯合的AD果蝇,实验2无法获得纯合的AD雌果蝇。子代中纯合AD果蝇占比为1/4×1/2=1/8。
②选育出的纯合雄性AD果蝇基因型为ppffTTXGY,品系丙雌性蝇基因型为PPFFttXgXg,杂交得到F1的基因型为PpFfTtXGXg和PpFfTtXgY,上述假说是T基因表达产物积累形成的AD患者常伴有P基因突变,P基因的表达产物对神经元具有保护作用,雌性个体同时具有P、T和G基因,T和G基因存在时本身复眼结构异常,但P基因表达产物对神经元具有保护作用,因此雌性个体复眼结构会正常。
8.(以ENU处理后的B6品系雄鼠为情境)(2025·湖北·三模)研究者用ENU(乙烷基亚硝基脲)处理后的B6品系雄鼠与野生型(黑色)雌鼠杂交,得到发生单基因突变的小鼠若干只。从中筛选出2只毛色白斑(腹部白斑,四肢及尾部末端呈白色)的突变小鼠(M,N)进一步研究。两组杂交实验过程和结果如下表所示:
实验对象
F1
F1中的白斑小鼠相互交配得F2
实验一:白斑突变小鼠M×野生型小鼠杂交
子代43只白斑、45只黑色
子代出现全身白色头部黑色的“黑头白”性状
实验二:白斑突变小鼠N×野生型小鼠杂交
子代73只白斑、70只黑色
子代42只白斑、22只黑色,未出现“黑头白”小鼠
“黑头白”为新性状(全身大部白色、头部黑色花斑)
(1)据此实验结果分析,白斑突变性状是 (填“隐性”或“显性”)性状。白斑突变小鼠为 (填“纯合子”和“杂合子”),判定依据是 。
(2)实验二,F2代小鼠中未出现“黑头白”最可能的原因是 。
(3)SSR是一类广泛分布于真核生物核DNA中的简单重复序列,不同品系小鼠的不同染色体的SSR差异很大。为确定实验一中白斑基因是否位于10号染色体上,研究者提取实验一中亲本及F2野生型小鼠10号染色体的DNA,电泳检测10号染色体上特异的SSR部分结果如图所示:
根据图中的扩增结果推测,白斑突变基因 (填“位于”或“不位于”)10号染色体上。2号和48号出现特殊结果的原因最可能是 。
(4)研究发现,白斑性状是由位于常染色体上的kit基因发生突变引起的。测序结果显示野生小鼠的kit基因与白斑小鼠相比,作为转录的模板链中的一个碱基由C→T,导致密码子发生的变化是______,引起甘氨酸变为精氨酸。
A.GGG→AGG B.CGG→UGG C.AGG→GGG D.CGG→TGG
【答案】(1) 显性 杂合子 突变小鼠与野生型杂交,子代白斑比例均接近50%
(2)白斑基因纯合致死
(3) 位于 F1中白斑小鼠产生配子时,白斑基因所在的染色体发生了染色体片段交换(或来自两个亲本的SSR片段发生了交换)
(4)A
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】(1)F1中的白斑小鼠相互交配得F2,子代出现全身白色头部黑色的“黑头白”性状或白斑、黑色,说明白斑突变性状是显性性状;突变小鼠与野生型杂交,子代白斑比例均接近50%,说明白斑突变小鼠为杂合子。
(2)实验二,F1中的白斑小鼠相互交配得F2,子代42只白斑、22只黑色,未出现“黑头白”小鼠,可能是白斑基因显性纯合致死,导致杂合子相互交配,后代出现杂合子∶隐性纯合子=2∶1。
(3)F2野生型均含有10号染色体SSR,野生型为隐性性状,说明白斑突变基因位于10号染色体上;F1中白斑小鼠产生配子时,白斑基因所在的染色体发生了染色体片段交换,因此2号和48号出现了两条带。
(4)转录的模板链中的一个碱基由C→T,mRNA中由G→A,A选项符合要求。
故选A。
9.(2025·湖南。长沙·模拟预测)拟南芥的花为两性花,其野生型叶片为披针形。现从经射线照射后的野生型拟南芥中选育出六个不同的单基因隐性突变品系(①~⑥)。为判断这六个突变体所含的突变基因之间的关系以及基因在染色体上的位置,研究人员进行了杂交实验,实验过程及结果如下表所示。不考虑突变和互换。
杂交组合
F1表型
F1自交后获得的F2表型及株数
①×②
匙形
320匙形
①×③
披针形
158披针形、160匙形
①×④
披针形
160披针形、162.匙形
①×⑤
披针形
180披针形、60倒卵形、81匙形
①×⑥
披针形
178披针形、60倒卵形、80匙形
(1)由表中结果推测,这六个不同的单基因隐性突变品系至少涉及 对同源染色体上的 对基因的突变。
(2)若品系②和③杂交,所得Fl的叶型表现为 。若品系③和④杂交,所得的F1自交后代的表型及比例为 。
(3)欲判断品系⑤和⑥涉及的突变基因间的位置关系,请设计杂交实验(要求写出实验的思路及预期结果及结论)。实验思路: ,预期结果及结论: 。
(4)经初步检测得知,品系⑤的突变基因可能位于1号或5号染色体上。为进一步确定其位置,研究入员让品系⑤和野生型个体杂交得到F1,F1自交得到F2.取品系⑤、野生型、F1以及F2中披针形和倒卵形个体各100株,分别提取DNA,并将表型一致的DNA作混合样本,用不同的SSR引物扩增不同样本的SSR遗传标记并进行电泳鉴定。请绘出支持“品系⑤的突变基因位于1号染色体上”的F2倒卵形混合植株样本的电泳条带图 。
注:SSR为简单重复序列,比如(CA)n和(TG)n……,重复单位数目10~60个;不同品系,不同染色体上重复的数目不同,且和待测基因紧密连锁。
【答案】(1) 2 3
(2) 披针形 全部为匙形或披针形:匙形=1:1
(3) ⑤和⑥杂交得F1,F1自交,观察并统计F2的表型及比例 若F1为倒卵形,F2为倒卵形,则为同源染色体上的等位基因;若F1为披针形,F2为披针形:倒卵形=9: 7,则为非同源染色体上的非等位基因;若F1为披针形,F2为披针形:倒卵形=1:1,则为同源染色体上的非等位基因
(4)
【分析】从拟南芥的一个披针形显性纯合野生型品系中选育出6个不同的隐性突变品系①~⑥,每种隐性突变只涉及1对基因。6个不同的隐性突变可能是同一基因突变形成的,也可能是不同基因突变形成的。
【详解】(1)由①×②杂交,F1是匙形,F2是匙形,推知①和②可能是同一基因突变而来,①×③杂交F1是披针形,F2披针形:匙形=1:1,可能是隐性突变①和隐性突变③是不同基因突变而来,并且两对基因位于同一对同源染色体上,同理,根据①×④的杂交结果,推知可能隐性突变①和隐性突变④是不同基因突变而来,并且两对基因位于同一对同源染色体上,根据①×⑤的杂交结果,①和⑤的基因位于两对同源染色体上,根据①×⑥的杂交结果,①和⑥的基因位于两对同源染色体上。由此推测,决定这些品系叶片形状的基因至少为3对(复)等位基因发生突变而来,至少涉及2对同源染色体。
(2)①×②杂交,F1是匙形,F2是匙形,推知①和②可能是同一基因突变而来,①×③杂交F1是披针形,F2披针形:匙形=1:1,可能是隐性突变①和隐性突变③是不同基因突变而来,说明隐性突变②和隐性突变③也是不同基因突变而来,若表中品系②和③杂交,F1的叶型表现为披针形。①×③和①×④的杂交结果相同,说明隐性突变体③和④两者的基因可能是由同一基因突变而来,结果是F1全是匙形,F2也全是匙形,隐性突变体③和④两者的基因也可能是由不同基因突变而来,两者位于一对同源染色体上,此时F1是披针形,F2披针形:匙形=1:1
(3)①×⑤和①×⑥的杂交结果相同,说明隐性突变体⑤和⑥两者的基因可能是由同一基因突变而来,也可能是由不同基因突变而来,F2叶形及比例均为披针形:倒卵形:匙形=9:3:4,说明①和⑤的基因位于两对同源染色体上,①和⑥的基因位于两对同源染色体上。若⑤和⑥涉及的突变基因是等位基因,则品系⑤和⑥杂交,F1的叶型为倒卵形,若品系⑤和⑥杂交的F1的叶型为披针形,则说明⑤和⑥两者的基因可能是由不同基因突变而来,需要让F1自交,观察并统计F2的表型及比例才能判断⑤和⑥涉及的突变基因间的位置关系。若F1为倒卵形,F2为倒卵形,则为同源染色体上的等位基因;若F1为披针形,F2为披针形:倒卵形=9:7,则为非同源染色体上的非等位基因;若F1为披针形,F2为披针形:倒卵形=1:1,则为同源染色体上的非等位基因。
(4)电泳结果中F1个体、F2中披针形个体的SSR均相同,均含有品系⑤和野生型的基因。若品系⑤的突变基因位于1号染色体上,则F2中倒卵形个体中不含野生型的1号染色体SSR,只含有来自品系⑤的1号染色体SSR,含有来自品系⑤和野生型的5号染色体SSR,故F2中倒卵形个体的条带只有3条,如图所示:
10.(2025·湖南·模拟预测)小鼠是XY型性别决定的胎生动物,相对性状明显,常用作遗传学研究的材料。某种小鼠的毛色有黄色、灰色和黑色,尾巴形态有弯曲形和正常形,某研究小组用该种小鼠进行杂交实验,实验过程如下图:
组合
亲本
F1表型及比例
F2表型及比例
实验一
♂黄鼠×♀黑鼠
♂黄鼠:♂灰鼠:♀黄鼠:♀灰鼠=1:1:1:1
F1黄鼠随机交配:♂黄鼠:♂黑鼠:♀黄鼠:♀黑鼠=3:1:3:1
F1灰鼠随机交配:♂灰鼠:♂黑鼠:♀灰鼠:♀黑鼠=3:1:3:1
实验二
♂弯曲尾×♀正常尾
♀弯曲尾:♂正常尾=1:1
F1雌雄鼠相互交配:♂弯曲尾:♂正常尾:♀弯曲尾:♀正常尾=1:1:1:1
请分析回答问题:
(1)根据实验一,控制小鼠毛色的基因位于 (填“常”或“X”)染色体上,毛色的显隐性关系是 (用“>”表示);判断依据是 。
(2)根据实验二,控制小鼠尾型的基因位于 (填“常”或“X”)染色体上,显性性状是 ,作出以上判断的依据是 。
(3)若让实验一F1代的黄鼠和灰鼠杂交,后代的表型及比例为 ;若要进一步证明对实验二的推测,可选择实验二F2代的 (填表型)小鼠进行杂交,若杂交后代的表型及比例为 ,则对实验二的推测正确。
【答案】(1) 常 黄色>灰色>黑色 据F1的分离比可推断黄色对灰色为显性;F2中小鼠毛色的性状分离比在雌雄个体中相同,与性别无关,同时可推断黄色对黑色为显性,灰色对黑色为显性
(2) X 弯曲尾 若为常染色体遗传,F2的性状分离比应为3:1,与结果不符,只可能为伴X染色体遗传;只有弯曲尾为显性,才会出现上述性状分离比(其他答案合理亦可)
(3) 黄鼠:灰鼠:黑鼠=2:1:1 ♂弯曲尾和♀弯曲尾 ♀弯曲尾:♂弯曲尾:♂正常尾=2:1:1
【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】(1)观察实验一,F2中小鼠毛色的性状分离比在雌雄个体中相同,与性别无关。因为如果基因位于性染色体上,性状表现往往会与性别相关联,而这里没有这种情况,所以控制小鼠毛色的基因位于常染色体上。 判断毛色的显隐性关系: 从F1的分离比来看,♂黄鼠×♀黑鼠,F1中♂黄鼠∶♂灰鼠∶♀黄鼠∶♀灰鼠 = 1∶1∶1∶1,说明黄鼠和黑鼠杂交,后代出现了灰鼠,即亲代没有的性状(灰鼠)在子代出现,所以可推断黄色对灰色为显性。 再看F2,黄鼠随机交配以及灰鼠随机交配,后代都出现了黑鼠,也就是亲代没有的黑色性状在子代出现,所以可推断灰色对黑色为显性。 综上,毛色的显隐性关系是黄色>灰色>黑色。
(2)若为常染色体遗传,F2的性状分离比应为3∶1(假设亲本为纯合子,一对等位基因控制的性状遗传遵循分离定律),但实验二结果不符合3∶1的分离比。而伴X染色体遗传时,会出现与性别相关的表现型比例,所以控制小鼠尾型的基因位于X染色体上。实验二中,♂弯曲尾×♀正常尾,F1中♀弯曲尾:♂正常尾=1:1,且只有弯曲尾为显性时,才会出现上述性状分离比(假设弯曲尾由XB控制,正常尾由Xb控制,亲本为XBY×XbXb,F1为XBXb、XbY,表现型及比例符合实验结果),所以显性性状是弯曲尾。
(3)设控制毛色的基因用A、a、a'表示(A控制黄色,a控制灰色,a'控制黑色),实验一F1黄鼠(Aa')和灰鼠(aa')杂交,后代基因型及比例为Aa:Aa':aa':a'a'=1:1:1:1,表现型及比例为黄鼠:灰鼠:黑鼠=2:1:1。
进一步证明对实验二的推测,可选择实验二F2的♂弯曲尾和♀弯曲尾小鼠进行杂交。设控制尾型的基因用B、b表示(B控制弯曲尾,b控制正常尾),F1为XBXb、XbY,则F2中♂弯曲尾为XBY,♀弯曲尾为XBXb。杂交后代基因型及比例为XBXB:XBXb:XBY:XbY=1:1:1:1,表现型及比例为♀弯曲尾:♂弯曲尾:♂正常尾=2:1:1,若出现此结果,则对实验二的推测“控制尾型的基因位于X染色体上,且弯曲尾为显性性状”正确。
(2025·安徽·高考真题)1.一对体色均为灰色的昆虫亲本杂交,子代存活的个体中,灰色雄性:灰色雌性:黑色雄性:黑色雌性=6:3:2:1。假定此杂交结果涉及两对等位基因的遗传,在不考虑相关基因位于性染色体同源区段的情况下,同学们提出了4种解释,其中合理的是( )
①体色受常染色体上一对等位基因控制,位于X染色体上的基因有隐性纯合致死效应②体色受常染色体上一对等位基因控制,位于Z染色体上的基因有隐性纯合致死效应③体色受两对等位基因共同控制,其中位于X染色体上的基因还有隐性纯合致死效应④体色受两对等位基因共同控制,其中位于Z染色体上的基因还有隐性纯合致死效应
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】D
【分析】分析题意可知,灰色亲本杂交,子代出现黑色,说明灰色为显性性状。XY型性别决定的生物,XX为雌性,XY为雄性;ZW型性别决定的生物,ZW为雌性,ZZ为雄性。
【详解】①③依题意,后代雄性:雌性=8:4=2:1,说明雌性一半致死。若位于X染色体上的基因(假设为B/b基因)有隐性纯合致死效应,则子代雌性出现XbXb个体且致死,父本基因型就要为XbY(致死),与假设矛盾,不合理,①③不符合题意;
②依题意,后代雄性:雌性=8:4=2:1,说明雌性一半致死。若体色受常染色体上一对等位基因控制,位于Z染色体上的基因有隐性纯合致死效应,假设常染色体上的基因为A/a,Z染色体上的基因为B/b。结合题中信息,亲本基因型为AaZBZb、AaZBW,则子代为:6A-ZBZ-(灰色雄性):3A-ZBW(灰色雌性):3A-ZbW(致死):2aaZBZ-(黑色雄性):1aaZBW(黑色雌性):1aaZbW(致死)=6:3:2:1,符合题意,合理,②符合题意;
④若体色受两对等位基因共同控制,其中位于Z染色体上的基因还有隐性纯合致死效应,则亲本基因型为AaZBZb、AaZBW,子代基因型及比例为6A-ZBZ-:3A-ZBW:3A-ZbW(致死):2aaZBZ-:1aaZBW:1aaZbW(致死),只有A、B同时存在时,表现灰色,则子代表型及比例为:灰色雄性:灰色雌性:黑色雄性:黑色雌性=6:3:2:1,符合题意,合理,④符合题意;
综上可知,②④正确。
(2025·河北·高考真题)2. X染色体上的D基因异常可导致人体患病,在男性中发病率为1/3500,某患病男孩(其母亲没有患病)X染色体上的基因D和H内各有一处断裂,断裂点间的染色体片段发生颠倒重接。研究者对患儿和母亲的DNA进行了PCR检测,所用引物和扩增产物电泳结果如图。不考虑其他变异,下列分析错误的是( )
注:引物组合S1和S2,R1和R2可分别用于对正常基因D和H序列的扩增检测
A.该病患者中男性显著多于女性,女性中携带者的占比为1/3500
B.用R1和R2对母亲和患儿DNA进行PCR检测的结果相同
C.与正常男性相比,患病男孩X染色体上的基因排列顺序发生改变
D.利用S1和S2进行PCR检测,可诊断母亲再次孕育的胎儿是否患该病
【答案】AB
【分析】分析题意可知,某患病男孩(其母亲没有患病)X染色体上的基因D和H内各有一处断裂,断裂点间的染色体片段发生颠倒重接,故出现染色体倒位。
【详解】A、某患病男孩其母亲没有患病,可知该病为伴X染色体隐性遗传病,该病患者中男性显著多于女性,在男性中发病率为1/3500,则该致病基因d频率为1/3500,正常基因D基因频率为3499/3500,女性中携带者的占比为2×1/3500×3499/3500,A错误;
B、该男孩的母亲为携带者,基因型为XDXd,该男孩基因型为XdY,该男孩的染色体倒位,故用R1和R2不能扩增出产物来,母亲有正常的H基因,有产物,故对母亲和患儿DNA进行PCR检测的结果不同,B错误;
C、该男孩的染色体倒位,故与正常男性相比,患病男孩X染色体上的基因排列顺序发生改变,C正确;
D、利用S1和S2进行PCR检测,有产物则含有正常D基因,若无产物,则含有致病基因,故可诊断母亲再次孕育的胎儿是否患该病,D正确。
故选AB。
(2024·山东·高考真题)3.果蝇的直翅、弯翅受Ⅳ号常染色体上的等位基因A、a控制。现有甲、乙2只都只含7条染色体的直翅雄果蝇,产生原因都是Ⅳ号常染色体中的1条移接到某条非同源染色体末端,且移接的Ⅳ号常染色体着丝粒丢失。为探究Ⅳ号常染色体移接情况,进行了如表所示的杂交实验。已知甲、乙在减数分裂时,未移接的Ⅳ号常染色体随机移向一极;配子和个体的存活力都正常。不考虑其他突变和染色体互换,下列推断正确的是( )
实验①:甲×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=7∶1,且雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1
实验②:乙×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=3∶1,且直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1∶1
A.①中亲本雌果蝇的基因型一定为Aa
B.②中亲本雌果蝇的基因型一定为aa
C.甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
D.乙中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
【答案】AC
【分析】1、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。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上 的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过 程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源 染色体上的非等位基因自由组合。
3、决定性状的基因位于性染色体上,在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
【详解】AC、依题意,甲×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=7∶1,且雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1,可知直翅为显性,且翅形的遗传与性别相关联,A基因移接至X染色体上。甲果蝇表型为直翅,且A基因移接至X染色体上,其基因型可表示为O—XAY(O表示该染色体缺少相应基因,—表示染色体上未知的基因),正常雌果蝇的基因型可表示为— —XX。则甲与正常雌果蝇杂交可表示为O—XAY×— —XX。两对染色体独立遗传,若单独考虑性染色体的遗传,甲与正常雌果蝇杂交可表示XAY×XX,所得子代为1XAX:1XY;若单独考虑常染色体,甲与正常雌果蝇杂交可表示为O—×— —,所得子代为1O—:1O —:1— —:1— —。又知雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1,结合性染色体遗传的雄性子代基因型XY可推断,单独考虑的常染色体杂交O—×— —所得的子代1O—:1O —中,一定至少有一个是OA,即雌果蝇中一定含A基因。而其余的1O —:1— —:1— —,一定有一个基因型为Oa或aa,两种情况中都一定有a来自雌性果蝇,所以与甲杂交的亲本雌果蝇的基因型一定为Aa。综合以上分析,①中亲本雌果蝇的基因型一定为Aa,甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端,AC正确;
BD、假设乙的基因型为Aa,其中一个A基因位于的染色体片段移接到另一条非同源染色体上,且该染色体也是常染色体,则其基因型可表示为AOaO,再设与乙杂交的雌性果蝇的基因型为AaOO。乙×正常雌果蝇杂交时,乙所产生的配子种类及比例为:1Aa:1AO:1aO:1OO,正常雌果蝇产生的配子种类及比例为:1AO:1aO。则所得子代基因型及比例可表示为:1AAaO:1AAOO:AaOO:1AOOO:1AaaO:1AaOO:1aaOO:1aOOO,由上可推断子代的表型及比例为直翅∶弯翅=3∶1。与翅型相关两对染色体都为常染色体,直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1∶1。假设与实验结果相符,假设成立。故②中亲本雌果蝇的基因型可以是Aa,乙中含基因A的1条染色体可以移接到常染色体末端,BD错误。
故选AC。
(2022·河北·高考真题)4.研究者在培养野生型红眼果蝇时,发现一只眼色突变为奶油色的雄蝇。为研究该眼色遗传规律,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制
B.F2红眼雌蝇的基因型共有6种
C.F1红眼雌蝇和F2伊红眼雄蝇杂交,得到伊红眼雌蝇的概率为5/24
D.F2雌蝇分别与F2的三种眼色雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇
【答案】D
【解析】A、分析题意,子一代红眼果蝇相互交配,子二代的比例为8:4:3:1,是9:3:3:1的变形,说明奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制,A正确;
B、根据F1互交所得F2中红眼雌:红眼雄:伊红眼雄:奶油眼雄=8:4:3∶1可知,眼色的遗传与性别相关联,若果蝇眼色受两对基因控制,则一对基因位于常染色体上,另一对基因位于X染色体上。设相关基因为A/ a 、 B/b,根据F2的性状分离比可知, F1红眼雌、雄果蝇的基因型分别为AaXBXb、AaXBY,而F2中红眼雌蝇占8/16 ,红眼雄蝇占4/16,伊红眼雄蝇占3/16 ,奶油眼雄蝇占1/16,可知F2中红眼雌蝇的基因型为A_XBX﹣、aaXBX-,红眼雄蝇的基因型为A_XBY 、aaXBY,伊红眼雄蝇的基因型为A_XbY ,奶油眼雄蝇的基因型为aaXbY,则F1红眼雌蝇的基因型共有2×2+2=6种,B正确;
C、F1红眼雌蝇( AaXB Xb)与F2伊红眼雄蝇(1/3AAXbY 、2/3AaXbY)杂交,得到伊红眼雌蝇(A_XbXb)的概率为1/3 × 1/4 +2/3 × 3/4 ×1/4 = 5/24,C正确;
D、若F2雌蝇的基因型为AAXBXB,则其与F2的三种眼色雄蝇杂交都不能得到奶油眼雌蝇,D错误。
(2024·山东·高考真题)5.某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因,且每种性状只由1对等位基因控制,其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d;叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状,且只要有1对隐性纯合基因,叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性,进行了如表所示的杂交实验。另外,拟用乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株的叶片为材料,通过PCR检测每株个体中控制这2种性状的所有等位基因,以辅助确定这些基因在染色体上的相对位置关系。预期对被检测群体中所有个体按PCR产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则归类后,该群体电泳图谱只有类型Ⅰ或类型Ⅱ,如图所示,其中条带③和④分别代表基因a和d。已知各基因的PCR产物通过电泳均可区分,各相对性状呈完全显隐性关系,不考虑突变和染色体互换。
组别
亲本杂交组合
F1的表型及比例。
甲
紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒
紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒=1∶1∶1∶1
乙
锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒
全部为光滑叶黄粒
(1)据表分析,由同一对等位基因控制的2种性状是 ,判断依据是 。
(2)据表分析,甲组F1随机交配,若子代中高茎植株占比为 ,则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
(3)图中条带②代表的基因是 ;乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为 。若电泳图谱为类型Ⅰ,则被检测群体在F2中占比为 。
(4)若电泳图谱为类型Ⅱ,只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系,需辅以对F2进行调查。已知调查时正值F2的花期,调查思路: ;预期调查结果并得出结论: 。(要求:仅根据表型预期调查结果,并简要描述结论)
【答案】(1) 花色和籽粒颜色 甲组子代中紫花的籽粒全是黄粒,红花的籽粒全是绿粒
(2)9/16
(3) A aaBBDD 1/4
(4) 调查红花植株的叶边缘形状 若红花植株中只有锯齿叶,则Abd(aBD)位于一条染色体上;若红花植株中既有锯齿叶又有光滑叶,则Ad(aD)位于一条染体上,Ad和B(b)位于非同源染色体上
【解析】(1)根据表格中甲组的杂交子代中,紫花的籽粒全是黄粒,红花的籽粒全是绿粒,结合题干信息“花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因”可知,花色和籽粒颜色是由一对等位基因控制的。
(2)根据乙组杂交结果可知,黄粒是显性性状,用D表示,设茎高的相关基因为E/e。若高茎为显性,则甲组亲本的基因型组合为:Eedd×eeDd,E/e和D/d可能位于一对或两对同源染色体上,F1中茎高相关的基因型及比例为Ee:ee=1:1,F1随机交配,子代中EE:Ee:ee=1:6:9,高茎E-植株占比为7/16。若高茎为隐性性状,则甲组亲本的基因型组合为EeDd×eedd,F1中茎高相关的基因型及比例为Ee:ee=1:1,F1随机交配,子代中高茎E-植株占比为9/16。故子代中高茎站9/16,说明两对基因独立遗传。
(3)类型Ⅰ中有三种基因型,且有的个体没有a;类型Ⅱ中只有一种基因型,且均不含a。根据乙组亲本和子代的表现型可知,亲本中关于叶边缘的基因型组合aaBB和AAbb,关于籽粒颜色的基因型组合为DD和dd,亲本的基因型组合可能为aaBBDD×AAbbdd或aaBBdd×AAbbDD,F1的基因型为AaBbDd。乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株(dd)不外乎为A_bbdd、aaB_dd、aabbdd,电泳结果若为类型Ⅰ,则该群体有三种基因型,若为类型Ⅱ,则只有一种基因型。若D/d、A/a和B/b位于三对同源染色体上,则电泳结果应该有9种基因型,与电泳结果不符;若三对基因位于一对同源染色体上,则F1中基因的位置关系如图:,若为①,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有一种,为AAbbdd,对应类型Ⅱ。若为②,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有一种,为aaBBdd,与类型Ⅰ和Ⅱ均不相符。若三对基因位于两对同源染色体上,则存在以下可能性,③A/a和B/b位于一对同源染色体上,则F1中基因的位置关系如图:,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有2种基因型:aaBBdd和AAbbdd,与类型Ⅰ和Ⅱ均不相符。若A/a和D/d位于一对同源染色体上,则F1中基因的位置关系如图:或,若为④,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型为AAbbdd,与类型Ⅱ相符;若为⑤,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型有三种,均为aa,与类型Ⅰ和Ⅱ均不相符。若B/b和D/d位于一对同源染色体上,则F1中基因的位置关系如图:或,若为⑥,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型有三种:AAbbdd、Aabbdd、aabbdd,与类型Ⅰ相符。若为⑦,则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有一种:aaBBdd,与类型Ⅰ和Ⅱ均不相符。上述假设中,符合类型Ⅰ的为⑥,乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为aaBBDD。子代中有的个体含有A,有的个体不含A,B/b和D/d相关的基因均为纯合子,电泳图中,有的个体含有条带②,据此推测条带②代表的基因是A。若电泳图谱为类型Ⅰ,F1中基因的位置为⑥,子代中锯齿叶绿粒植株--bbdd占1/4。
(4)若电泳图为类型Ⅱ,则F1可能为或,要确定三对基因的位置关系,可以调查红花植株的叶边缘形状,若红花植株中只有锯齿叶,则Abd(aBD)位于一条染色体上;若红花植株中既有锯齿叶又有光滑叶,则Ad(aD)位于一条染体上,Ad和B(b)位于非同源染色体上。
(2023·福建·高考真题)6.甜瓜幼果果皮有深绿色和浅绿色之分。为探究甜瓜幼果果皮颜色的遗传规律,科研人员进行了相关研究。回答下列问题:
(1)幼果果皮颜色由4号染色体上的等位基因A/a控制。将深绿色甜瓜与浅绿色甜瓜杂交,F1幼果为深绿色,F1自交后,F₂深绿色幼果中纯合子所占的比例为 。
(2)研究发现,基因M与甜瓜幼果的叶绿素积累有关,蛋白A能通过与基因M的启动子结合来增强基因M的表达。测序结果表明,果皮浅绿色基因a是由基因A突变而成,相关信息如图所示。
①据图分析,与蛋白A相比,蛋白a发生的变化是 ,判断依据是 。
②结合上述研究结果,解释甜瓜幼果浅绿色果皮形成的原因 。
(3)已知甜瓜果皮有条纹基因B与无条纹基因b也位于4号染色体上。现有两个纯合甜瓜品种: 幼果深绿色无条纹和幼果浅绿色有条纹,设计一个杂交实验证明控制甜瓜果皮两对性状的基因位于同一对染色体上。(用遗传图解表示,不考虑染色体互换)
【答案】(1)1/3
(2) 肽链变短 基因 A突变后,编码谷氨酸的密码子变为终止密码子,翻译提前终止,肽链变短 基因A突变成基因a,影响蛋白A与基因M启动子的正常结合,基因M的表达量减少,叶绿素的积累量减少,果皮呈现浅绿色
(3)
【解析】(1)甜瓜幼果的颜色由位于4号染色体上的等位基因A/a控制,纯合幼果深绿色甜瓜和纯合幼果浅绿色甜瓜杂交,F1幼果为深绿色(Aa),说明深绿色是显性性状,F1(Aa)自交得F2,F2深绿色幼果甜瓜中纯合子(AA)占1/3。
(2)①分析图可知:基因A突变为基因a,碱基对C/G替换为A/T,相对应的mRNA的密码子由GAG变为UAG,编码的氨基酸由谷氨酸变为终止密码子,导致翻译提前终止,肽链变短。
②综合分析可知:基因A突变为基因a,相应的蛋白质由蛋白质A变为蛋白质a,影响蛋白A与基因M启动子的正常结合,基因M的表达量减少,叶绿素的积累量减少,果皮呈现浅绿色。
(3)用纯合幼果深绿色无条纹甜瓜和纯合幼果浅绿色有条纹甜瓜杂交得到F1,F1自交得到F2,统计F2表现型及比例。若F2中深绿色有条纹:深绿色无条纹:浅绿色有条纹=2:1:1,则说明两对基因位于同一对染色体上,如图:
(2023·山西·高考真题)7.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
【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。
(2024·甘肃·高考真题)8.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,F1雌雄个体间相互交配,F2的表型及比值如下表。回答下列问题(要求基因符号依次使用A/a,B/b)
表型
正交
反交
棕眼雄
6/16
3/16
红眼雄
2/16
5/16
棕眼雌
3/16
3/16
红眼雌
5/16
5/16
(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z染色体上,判断依据为 。
(2)正交的父本基因型为 ,F1基因型及表型为 。
(3)反交的母本基因型为 ,F1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) 6:2:3:5(3:5:3:5)是9:3:3:1的变式 正交、反交结果不同
(2) aaZBZB AaZBZb、AaZBW 表型均为棕色
(3) aaZBW AaZBZb、AaZbW 表型分别为棕色、红色
(4)①为基因A(或B);②为基因B(或A);③为红色;④为棕色
【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
正反交结果不同
若正反交结果相同,则控制性状的基因位于常染色体上,若正反结果不同,则控制性状的基因位于性染色体上
控制相应性状的基因位于Z染色体上
F2表型比是9:3:3:1的变式
表型比是9:3:3:1或其变式,说明相应的性状受至少两对等位基因控制
太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制
(2)逻辑推理与论证:
【详解】(1)依据表格信息可知,无论是正交6:2:3:5,还是反交3:5:3:5,均是9:3:3:1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z染色体上。
(2)依据正交结果,F2中棕眼:红眼=9:7,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ZW型性别决定,在雄性个体中,棕眼为6/8=3/41,在雌性个体中,棕眼为3/8=3/41/2,故可推知,F1中的基因型为AaZBZb、AaZBW,表型均为棕色,亲本为纯系,其基因型为:aaZBZB(父本)、AAZbW(母本)。
(3)依据反交结果,结合第二小问可知,亲本的基因型为,AAZbZb、aaZBW,则F1的基因型为AaZBZb、AaZbW,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A(或B),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B(或A),控制酶2的合成,促进红色中间物合成棕色产物。
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