内容正文:
课时微练(十五) 基因的自由组合定律
1.(多选)甘蓝型油菜是我国重要的油料作物,它的花色性状由三对独立遗传的等位基因(A和a、B和b、D和d)控制。当有两个A基因时开白花,只有一个A基因时开乳白花,三对基因均为隐性时开金黄花,其余情况开黄花。下列叙述正确的是 (BC)
A.稳定遗传的白花植株的基因型有3种
B.乳白花植株自交后代中可能出现4种花色
C.基因型为AaBbDd的植株测交,后代中黄花占3/8
D.基因型为AaBbDd的植株自交,后代中黄花占1/4
解析 稳定遗传的白花植株的基因型有AABBDD、AABBdd、AAbbDD、AAbbdd,共4种,A项错误;乳白花植株(Aa_ _ _ _)自交后代中可能出现白花(AA_ _ _ _)、乳白花(Aa_ _ _ _)、金黄花(aabbdd)、黄花(aaB_D_、aaB_dd、aabbD_)4种花色,B项正确;基因型为AaBbDd的植株测交,后代中aa占1/2,黄花(aaBbDd、aaBbdd、aabbDd)占1/2×(1/4+1/4+1/4)=3/8,C项正确;基因型为AaBbDd的植株自交,后代中aa占1/4,黄花(aaB_D_、aaB_dd、aabbD_)占1/4×(9/16+3/16+3/16)=15/64,D项错误。
2.平衡致死遗传现象首先在果蝇中被发现,是指一对同源染色体上分别带有两个非等位的致死基因(不存在染色体互换),任意一个致死基因纯合即致死,成活的个体均为杂合子。平衡致死品系内的个体自由交配可以将杂合状态永久保存,省去了后期选育的繁杂。回答下列问题:
(1)现有一批纯合野生型直翅果蝇,经诱变处理后得到裂翅突变体品系。已知裂翅和直翅由一对等位基因A/a控制。现将裂翅突变体与纯合野生型直翅果蝇杂交,后代既有裂翅又有直翅,则裂翅对直翅为显性(填“隐性”或“显性”),该裂翅突变体的基因型为Aa。
(2)经研究发现,该裂翅基因纯合致死。将A/a控制的存活与致死看作一对相对性状,则隐性性状为存活(填“存活”或“致死”)。
(3)将裂翅突变体进行自由交配,发现后代只有裂翅,推测裂翅品系中存在平衡致死现象,若另一种致死基因为B,则两对等位基因的位置关系应为图中的①(填序号)。
(4)现已知红眼对紫眼为显性,基因位于2号染色体上,灰体对黑檀体为显性,基因位于3号染色体上。现提供表格所示的三种纯合品系,确定裂翅基因是否位于2号染色体上。
品系名称
基因位置
品系特征
黑檀体
3号染色体
红眼、黑檀体、直翅
紫眼
2号染色体
紫眼、灰体、直翅
野生型
红眼、灰体、直翅
杂交方案:
第一步:将裂翅突变体与上表纯合品系中的紫眼(填品系名称)进行杂交得F1;
第二步:选择F1中表型为红眼裂翅的果蝇与上表纯合品系中的紫眼(填品系名称)进行杂交得F2,统计F2的表型及比例。
预期结果:若F2红眼裂翅∶红眼直翅∶紫眼裂翅∶紫眼直翅=1∶1∶1∶1,则裂翅基因不在2号染色体上。
解析 (1)由题意知,将纯合的直翅个体经诱变处理得到裂翅个体,且直翅和裂翅杂交后代既有直翅又有裂翅,如果裂翅是隐性,那么其和纯合的显性个体杂交后代肯定都是显性,不符合题目要求,所以裂翅是显性,其基因型为Aa。(2)已知裂翅是显性,且纯合致死,所以是AA致死,所以隐性性状aa是存活。(3)经研究发现裂翅由显性基因A控制,AA纯合致死,并且裂翅基因所在同源染色体上还存在一个显性纯合致死基因(B),与裂翅基因完全连锁(即在减数分裂时同源染色体上的基因不发生互换)。则亲本裂翅果蝇的基因型为AaBb,由于BB纯合致死导致没有正常翅(aa)个体的出现,所以两对基因的位置关系是Ab连锁、aB连锁,即图①。(4)现已知红眼对紫眼为显性,基因位于2号染色体上,则用D表示红眼,d表示紫眼,欲确定裂翅相关基因是否在2号染色体上,用2号染色体隐性突变体基因型为aadd(直翅紫眼)与亲本AaDD(裂翅红眼)进行杂交,F1为AaDd、aaDd分别表现为裂翅红眼和直翅红眼两种表型,再将F1中裂翅红眼(AaDd)与题表中纯合的直翅紫眼(aadd)杂交,若裂翅基因不在2号染色体上,则翅型基因和眼型基因符合自由组合,F1与紫眼果蝇杂交后,F2为裂翅红眼(AaDd)∶直翅紫眼(aaDd)∶裂翅紫眼(Aadd)∶直翅红眼(aaDd)=1∶1∶1∶1。
课时微练(十六) 伴性遗传和人类遗传病
1.基因定位是指基因所属的染色体以及基因在染色体上的位置关系测定。基因定位是遗传学研究中的重要环节,是遗传学研究中的一项基本工作,通常可借助果蝇(2n=8)杂交实验进行基因定位。现有Ⅲ号染色体的三体野生型1和某隐性突变型果蝇进行杂交实验,杂交过程如图所示(不考虑基因突变和其他变异),下列有关叙述正确的是 (D)
[注] 三体在减数分裂时,细胞内任意两条同源染色体可正常联会并分离,另一条同源染色体随机分配,且各种配子及个体的存活率相同。
A.萨顿利用果蝇杂交实验,首次证明了基因在染色体上
B.三体(Ⅲ)野生型1在减数分裂时,细胞中最多可形成3个四分体
C.图中三体(Ⅲ)野生型2处于减数第二次分裂后期的性母细胞有8条染色体
D.若F2的果蝇表型比例为5∶1时,能够确定该隐性突变的基因位于Ⅲ号染色体上
解析 摩尔根的果蝇眼色遗传实验首次将特定基因定位于特定染色体上,从而证明基因位于染色体上,A项错误;由题意知,三体野生型1在减数分裂时,细胞中最多可形成4个四分体,B项错误;题图中三体(Ⅲ)野生型2含有9条染色体,减数第一次分裂形成的细胞中,一个细胞含有4条染色体(含姐妹染色单体),另一个细胞含有5条染色体(含姐妹染色单体),减数第二次分裂后期由于着丝粒断裂,姐妹染色单体分离,因此一个细胞内含有8条染色体,一个细胞内含有10条染色体,故题图中三体(Ⅲ)野生型2处于减数第二次分裂后期的性母细胞有8或10条染色体,C项错误;若该隐性基因(设为a)在Ⅲ号染色体上,则亲本隐性突变体1的基因型为aa,三体(Ⅲ)野生型1的基因型为AAA,子一代三体(Ⅲ)野生型2的基因型为AAa,与隐性突变体1(aa)杂交,由于AAa产生的配子类型和比例为AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,因此子二代基因型及比例为AAa∶aa∶Aaa∶Aa=1∶1∶2∶2,表型及比例为野生型∶隐性突变型=5∶1,D项正确。
2.(多选)某家族涉及甲、乙两种单基因遗传病(相关基因依次为A、a和B、b)如图1所示。科研机构对该家族部分个体的这两对基因进行凝胶电泳分离,所得带谱如图2所示(四种条带各代表一种基因)。据图分析,下列说法正确的是 (BC)
A.乙病的遗传方式为常染色体遗传
B.Ⅰ1与Ⅱ4的基因型相同
C.电泳带谱中条带1代表的是基因a
D.图2中Ⅰ4一定含有三条条带
解析 由题图2可知,Ⅱ2的基因只有两种,表明与乙病有关的基因为纯合子,所以乙病的遗传方式为常染色体显性遗传或伴X染色体显性遗传,A项错误。由分析可知,甲病为常染色体隐性遗传病,由于Ⅰ4患甲病,所生正常子女都是甲病基因携带者Aa,Ⅱ2基因型为aa,所以Ⅰ1基因型为Aa,故Ⅰ1与Ⅱ4有关甲病的基因型相同;Ⅰ1患乙病,但能生出不患乙病的男孩,说明Ⅰ1有关乙病的基因型为Bb或XBXb,Ⅱ4患乙病,能生出不患病的女孩和患乙病的男孩,所以Ⅱ4有关乙病的基因型一定是Bb或XBXb,即Ⅰ1与Ⅱ4基因型相同,B项正确。题图中Ⅱ2和Ⅱ3均不患乙病,因此条带4表示乙病的隐性基因,而Ⅱ2患甲病,Ⅱ3不患甲病,因此电泳带谱中,条带1代表基因a,C项正确。如果乙病为常染色体显性遗传病,则对Ⅰ4进行基因的凝胶电泳分离,所得带谱含有条带1、3、4;如果乙病为伴X染色体显性遗传病,Ⅰ4所得带谱含有条带1、3,D项错误。
3.果蝇是遗传学研究的良好材料,果蝇的生活史短,从初生卵发育至新羽化的成虫大约为10~12天,成虫存活大约15天;果蝇的性别决定方式为XY型,性别决定方式为XX、XXY(雌性),XY、XYY(雄性),XO(雄性不育),XXX、YO和YY均致死,其中在性染色体组成为XXY雌果蝇中,XY联会的概率远低于XX联会。已知灰身(A)对黑身(a)为显性,长翅(B)对残翅(b)为显性,两对基因位于常染色体上。红眼(D)对白眼(d)为显性,基因位于X染色体上,甲、乙为两只基因型相同的灰身长翅个体,除标明外,其他果蝇染色体组成均正常。根据相关知识回答下列问题:
(1)果蝇作为实验材料的优点有易饲养、繁殖快、子代数量多、染色体数目少、有多对易于区分的性状。
(2)♀白眼(XXY)×♂红眼(XY),白眼个体在减数分裂时,Xd和Xd染色体的分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期(填时期),推测其子代情况应为大多数为红眼雌果蝇和白眼雄果蝇,少数为红眼雄果蝇和白眼雌果蝇。
(3)已知♂甲×♀黑身残翅,F1表型及比例为灰身残翅∶黑身长翅=1∶1,则控制体色和翅型的基因不遵循基因的自由组合定律,从配子的角度分析原因是甲的基因型为AaBb,产生两种比例相等的配子,说明体色和翅型的基因位于一对同源染色体上。
(4)已知♀乙×♂黑身残翅,F1表型及比例为灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶4∶4∶1,乙个体发生互换的初级卵母细胞所占比例为2/5。
(5)生物兴趣小组多次重复红眼雄果蝇与白眼雌果蝇(雌雄个体皆为正常二倍体)杂交实验,F1雌性皆为红眼,雄性皆为白眼,偶然间发现F1雌性中出现一只白眼。小组成员猜测有以下三种可能:D基因所在染色体出现了缺失;出现了性反转;出现了基因突变。请你用最简单的实验进行判断:取该白眼雌果蝇的体细胞制成临时装片进行染色体观察。若结果表现为X染色体形态相同且结构正常,则为基因突变导致。
解析 (1)果蝇作为实验材料的优点有易饲养、繁殖快、子代数量多、染色体数目少、有多对易于区分的性状。(2)根据题干知,XXY的个体在减数分裂时,XY联会的概率远低于XX联会,两条联会的染色体分离时,另外一条染色体随机分配,则在减数分裂时,Xd和Xd染色体的分离可发生在减数第一次分裂的后期同源染色体分离时,也可发生在减数第二次分裂的后期姐妹染色体分离时。白眼雌果蝇基因型为XdXdY,由于XY联会的概率远低于XX联会,因此产生的雌配子,大多数为Xd和XdY,少部分为XdXd、Y;红眼雄果蝇基因型为XDY,产生的雄配子为XD和Y。两者结合可知,子代大多数为红眼雌果蝇(XDXdY、XDXd)和白眼雄果蝇(XdY、XdYY),少数为红眼雄果蝇(XDY)和白眼雌果蝇(XdXdY)。(3)根据题干知,灰身(A)对黑身(a)为显性,长翅(B)对残翅(b)为显性,两对基因位于常染色体上,且甲、乙为两只基因型相同的灰身长翅个体,♂甲×♀黑身残翅F1表型及比例为灰身残翅∶黑身长翅=1∶1,可知甲基因型为AaBb,产生两种类型配子Ab∶aB=1∶1,这说明这两对基因位于一对同源染色体上,所以控制体色和翅型的基因不遵循基因的自由组合定律。(4)♀乙×♂黑身残翅,F1表型及比例为灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶4∶4∶1,可知乙基因型为AaBb产生四种类型配子AB∶Ab∶aB∶ab=1∶4∶4∶1,这说明这两对基因之间发生了互换,假设乙个体发生互换的初级卵母细胞所占比例为x,则未交换的初级卵母细胞所占比例为1-x,产生配子时x/4AB、x/4Ab、x/4aB、x/4ab,(1-x)/2Ab、(1-x)/2aB,合并后AB∶Ab∶aB∶ab=x∶(2-x)∶(2-x)∶x=1∶4∶4∶1,可求出x=2/5。(5)判断变异类型是基因突变还是染色体结构变异,最简单的实验是取该白眼雌果蝇的体细胞制成临时装片进行染色体观察。若X染色体形态相同且结构正常,则为基因突变导致。
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