专题05 遗传的基本规律（期末真题汇编，北京专用）高三生物上学期

专题05 遗传的基本规律 3大高频考点概览 考点01 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 考点02 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 考点03 基因在染色体上和伴性遗传 地 城 考点01 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 一、选择题 1．（23-24高三上·北京西城·期末）粉花、深色茎与白花、浅色茎的矮牵牛杂交，得到F1自交，F2统计结果如表。相关分析正确的是（　　） F2表型 所占比例 粉花、深色茎 3/16 粉花、浅色茎 1/16 蓝花、深色茎 6/16 蓝花、浅色茎 2/16 白花、深色茎 3/16 白花、浅色茎 1/16 A．花色由2对等位基因控制 B．茎色遗传遵循自由组合定律 C．F1的表型为蓝花、深色茎 D．F2粉花植株自交后代浅色茎占1/4 【答案】C 【分析】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、粉花：蓝花：白花=（3/16+1/16）:（6/16+2/16）:（3/16+1/16）=4:8:4=1:2:1，说明控制花色的基因是由一对等位基因控制，A错误； B、深色茎：浅色茎=（3/16+6/16+3/16）：（1/16+2/16+1/16）=3:1，说明茎色遗传遵循分离定律，B错误； C、由于F2所有表型及其比例符合9:3:3:1的变式，说明F1是双杂合子，若用A、a表示控制花色的基因，B、b表示控制茎色的基因，则F1的基因型为AaBb。由于粉花：蓝花：白花=1:2:1，说明蓝花的基因型为Aa，深色茎：浅色茎=3:1，说明深色茎的基因型为BB或Bb，因此AaBb的表现型为蓝花、深色茎，C正确； D、F2中粉花植株的基因型有AABB=1/16、AABb=1/8、AAbb=1/16，因此在所有粉花植株中AABB占1/4，AABb占1/2，AAbb占1/4。故AABB自交后代全部是粉花深色茎，AABb自交后浅色茎的比例为1/2×1/4=1/8，AAbb自交后代全部是粉花浅色茎，比例是1/4，所以浅色茎的比例为1/8+1//4=3/8，D错误。 故选C。 2．（24-25高三上·北京海淀·期末）柳穿鱼的花具有两种类型，植株甲呈两侧对称，植株乙呈辐射对称。研究发现，柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因直接相关，右图为用限制酶PstI切割该基因的结果。下列叙述不能作为支持“柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象”证据的是（　　） A．植株甲和乙Lcyc基因的碱基序列相同 B．植株甲和乙Lcyc基因的转录发生在细胞核中 C．甲×乙→F1(与甲的花相似)F2(绝大多数植株的花与甲相似，少数与乙相似) D．PstI不能识别被甲基化修饰的位点，可能产生如图结果 【答案】B 【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能正常表达。 【详解】A、表观遗传中基因的碱基序列不变，植株甲和乙Lcyc基因的碱基序列相同支持柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象，A不符合题意； B、发生甲基化的基因不能正常表达，Lcyc基因的转录场所发生在细胞核中是对基因表达过程的一种正常描述，不能作为支持柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象的证据，B符合题意； C、表观遗传是一种可遗传的变异，甲×乙→F1(与甲的花相似)F2(绝大多数植株的花与甲相似，少数与乙相似)，该杂交结果说明该变异是可遗传的变异，支持柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象，C不符合题意； D、根据电泳结果可知，植株甲被PstI酶切后有三条条带，植株乙被PstI酶切后有一条条带，由于表观遗传不改变基因的碱基序列，若PstI不能识别被甲基化修饰的位点，则可能产生如图所示的结果，该结果支持柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象，D不符合题意。 故选B。 3．（24-25高三上·北京昌平·期末）突变形成的两个隐性基因都可导致小鼠眼睛变小，一个为小眼基因，一个为细眼基因。利用正常眼（野生型）、小眼和细眼3个纯合品系进行实验。实验一：正常眼与小眼品系杂交；实验二：小眼品系与细眼品系杂交。下列叙述错误的是（   ） A．实验一的F1中出现了正常眼个体 B．若实验一正反交结果不同，则说明小眼基因位于常染色体上 C．实验二可用于探究小眼基因和细眼基因是否为同一基因的突变 D．若实验二结果为正常眼，则说明小眼基因和细眼基因为非等位基因 【答案】B 【分析】基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因突变的特点是低频性、普遍性、随机性、不定向性。 【详解】A、分析题意，小眼和细眼都是隐性突变所致，野生型正常眼应为显性纯合子，设为AABB，与小眼品系（设为aaBB）杂交，子一代是AaBB，表现为正常眼，A正确； B、正反交实验可用于探究染色体的位置关系，若实验一正反交结果不同，则说明小眼基因位于X染色体上，B错误； CD、小眼品系（设为aaBB）与细眼品系杂交可用于探究小眼基因和细眼基因是否为同一基因的突变：若为同一基因的突变，则细眼基因型是a1a1BB，两者杂交，子一代仍眼睛变小；若不为同一基因的突变即为非等位基因（假设用b表示），则细眼基因型是AAbb，两者杂交，子一代基因型是AaBb，表现为正常眼，CD正确。 故选B。 4．（24-25高三上·北京石景山·期末）多囊肾病（PKD）是一种单基因显性遗传病，致病基因位于常染色体上。对某患者相关基因进行检测，得到2种序列（如下图）。图中限制酶E的识别序列为GATATC。下列判断正确的是（　　） A．致病基因碱基序列的改变导致密码子由GAT变为AAT B．用限制酶E切割该患者的基因，得到2种不同长度的片段 C．对患病家系进行调查，统计获得该病在人群中的发病率 D．若该患者与正常人婚配，生育患PKD男孩的概率为1/4 【答案】D 【分析】几种常见的单基因遗传病及其特点： （1）伴X染色体隐性遗传病：如红绿色盲、血友病等，其发病特点：男患者多于女患者；隔代交叉遗传，即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。 （2）伴X染色体显性遗传病：如抗维生素D性佝偻病，其发病特点：女患者多于男患者；世代相传。 （3）常染色体显性遗传病：如多指、并指、软骨发育不全等，其发病特点：患者多，多代连续得病。 （4）常染色体隐性遗传病：如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等，其发病特点：患者少，个别代有患者，一般不连续。 【详解】A、密码子是mRNA上的三个相邻碱基，而题干中给出的是DNA序列，所以不能直接得出致病基因碱基序列的改变导致密码子由GAT变为AAT，A错误； B、多囊肾病（PKD）是一种单基因显性遗传病，由图可知，正常基因有2个限制酶E的识别序列，致病基因有1个限制酶E的识别序列，用限制酶E切割该患者的基因（杂合子，含正常基因和致病基因），会得到3种不同长度的片段，B错误； C、对患病家系进行调查，可统计该病的遗传方式，而要统计获得该病在人群中的发病率，应该在人群中随机调查，C错误； D、设致病基因为A，正常基因为a，患者基因型为Aa，正常人基因型为aa，他们婚配后生育患病孩子（Aa）的概率为1/2，生育男孩的概率为1/2，所以生育患PKD男孩的概率为1/2×1/2 = 1/4，D正确。 故选D。 5．（24-25高三上·北京石景山·期末）控制棉花的纤维颜色和抗虫性状的基因位于两对同源染色体上，分别用G、g和H、h表示。用紫色不抗虫植株与不同的白色抗虫植株进行杂交，结果见下表。下列判断不正确的是（　　） 组合序号 亲本杂交组合 子代的表现型及其植株数目 紫色不抗虫 白色不抗虫 1 紫色不抗虫×白色抗虫I 211 208 2 紫色不抗虫×白色抗虫Ⅱ 0 279 A．白色对紫色是显性，不抗虫对抗虫是显性 B．杂交亲本中白色抗虫I植株的基因型是Gghh C．两组杂交亲本中，紫色不抗虫植株的基因型均是ggHh D．组合2的子代自交，子代中白色不抗虫的比例约为9/16 【答案】C 【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【详解】A、根据组合2紫色不抗虫×白色抗虫Ⅱ的后代只有白色不抗虫个体，可知判断白色、不抗虫是显性性状，且紫色不抗虫基因型为ggHH，白色抗虫Ⅱ的基因型为GGhh，A正确； B、杂交组合1紫色不抗:（ggH-）×白色抗虫Ⅰ（G-hh），子代中紫色不抗虫：白色不抗虫=1：1，说明紫色不抗为ggHh，白色抗虫Ⅰ为 Gghh，B正确； C、杂交组合1亲本中的紫色不抗虫植株的基因型的ggHh，杂交组合2亲本中的紫色不抗虫植株的基因型的ggHH，C错误； D、组合2的亲本基因型为ggHH和GGhh，F1的基因型为GgHh，F1自交，子代中白色不抗虫（G-H-）的比例约为9/16，D正确。 故选C。 6．（23-24高三上·北京房山·期末）下图为果蝇杂交示意图，相关说法错误的是（    ） A．果蝇红眼对白眼为显性 B．F₁红眼雌蝇均产生1种类型的配子 C．控制果蝇眼色的基因位于X染色体 D．上述杂交结果符合基因分离定律 【答案】B 【分析】正交、反交实验：若正交、反交结果一致，说明位于常染色体上；若正交、反交结果不一致，则位于X染色体上。 【详解】ACD、根据F2中，正交、反交结果，正交：红眼：白眼=3:1；反交：红眼：白眼=1:1，说明①控制果蝇眼色的基因位于X染色体上，②红眼对白眼为显性，③果蝇眼色的遗传遵循基因的分离定律，ACD正确； B、依据正反交结果，控制果蝇眼色的遗传位于X染色体上，红眼对白眼为显性，若控制眼色的基因由A、a控制，则F1红眼雌蝇的基因型为XAXa，所以可以产生2种类型的配子，B错误。 故选B。 7．（23-24高三上·北京丰台·期末）A基因位于人类第21号染色体上，该基因共有A1、A2、A3和A4四种等位基因。有一名唐氏综合征患者的基因型为A1A2A3，其母亲的基因型是A1A3，父亲的基因型是A2A4，则造成该患者异常的原因可能是（　　） A．受精卵发育过程中有丝分裂异常 B．A1与A3基因的遗传遵循自由组合定律 C．受精卵发生染色体结构上的倒位 D．卵细胞形成过程中减数分裂I异常 【答案】D 【分析】唐氏综合征即21-三体综合征，又称先天愚型或Down综合征，是由染色体异常（多了一条21号染色体）而导致的疾病。60%患儿在胎内早期即流产，存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍.。 【详解】ACD、依据题干信息，母亲的基因型是A1A3，父亲的基因型是A2A4，有一名唐氏综合征患者的基因型为A1A2A3，可以推知，父亲为该患者提供了基因型为A2的精子，而母亲为该患者提供了A1A3的卵细胞，而A1、A3是位于一对同源染色体上的一对等位基因，同源染色体的分离发生在减数第一次分裂后期，说明造成该患者的原因为卵细胞在减Ⅰ后期没有正常分离所导致，D正确，AC错误； B、A1与A3基因是位于一对同源染色体上的等位基因，遵循基因的分离定律，B错误。 故选D。 8．（23-24高三上·北京海淀·期末）下图是甲、乙两种单基因遗传病系谱图，4号不携带甲病致病基因，其双亲均携带一个单碱基替换导致的乙病基因，且突变位点不同。对家庭部分成员一对同源染色体上控制乙病的基因进行测序，非模板链测序结果见下表。不考虑X、Y染色体的同源区段，以下分析不正确的是（    ） 家庭成员 1 2 4 5 测序结果 ……G……A…… ……A……A…… 第412位  第420位 ……G……A…… ……G……G…… 第412位  第420位 ？ ……G……A…… ……G……A…… 第412位  第420位 A．无法判断甲病的显隐性 B．乙病基因位于X染色体 C．4号控制乙病的基因测序结果为 D．1号和2号生一个不患乙病孩子的概率是3/4 【答案】B 【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 【详解】A、由于4号不携带甲病致病基因，不患甲病的4号与3号甲病患者的儿子6号患甲病，则甲病可能为常染色体显性遗传病、伴X染色体隐性遗传病或伴X染色体显性遗传病，即无法确定甲病的显隐性，A正确； B、根据图可知，乙病为隐性遗传病，双亲均携带一个单碱基替换导致的乙病基因，分析非模板链的测序结果可知，1号男性个体存在乙病基因的等位基因，不考虑X、Y染色体的同源区段，乙病基因不位于X染色体，B错误； C、分析题图可知，4号为乙病患者，其控制乙病的基因测序结果应为，C正确； D、1号和2号均携带一个单碱基替换导致的乙病基因，二人生一个不患乙病孩子的概率=1/4+1/2=3/4，D正确。 故选B。 二、非选择题 9．（24-25高三上·北京海淀·期末）为探究水稻光合效率与结实率之间的内在联系，科研人员展开如下研究。 (1)水稻叶片利用光反应产生的___________，在叶绿体___________中将CO2转化为三碳化合物，进而形成蔗糖和淀粉。 (2)科研人员对水稻的光合作用途径进行改造，获得植株G，在抽穗期和成熟期(影响水稻结实率和产量的关键期)分别检测其茎节韧皮部中有机物含量，结果如下表。 植株类别 抽穗期 成熟期 淀粉(mg·g-1DDW) 蔗糖(mg·g-1DW) 淀粉(mg·g-1DW) 蔗糖(mg·g-1DW) 野生型(WT) 7 38 3 22 植株G 13 65 24 90 实验结果显示，与WT相比，___________。 (3)种植后发现，植株G的结实率低于预期。为探究其原因，科研人员将WT与植株G进行正反交，结果如图1；观察WT与植株G花粉内部情况，结果如图2。依据图1、图2结果推测，植株G结实率低的原因是___________。 (4)花粉的营养物质来源于叶片制造的有机物。已知蔗糖通过韧皮部运输至花粉后转化为淀粉，进而形成淀粉粒。科研人员发现，植株G韧皮部中积累大量淀粉，推测淀粉“阻塞”蔗糖运输。为验证上述推测，检测了植株G花粉中的有机物含量，结果如图3。图3结果是否支持科研人员的推测，请说明理由。___________。 【答案】(1) ATP和NADPH 基质 (2)植株G在抽穗期和成熟期茎节韧皮部中蔗糖和淀粉的含量均明显增加 (3)花粉中淀粉粒减少，柱头上花粉的萌发受抑制 (4)不支持。植株G花粉中蔗糖含量明显高于WT，说明不是蔗糖运输障碍导致的 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。 暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。 【详解】（1）光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段产生的ATP和NADPH可以为暗反应提供能量和还原剂；ATP和NADPH参与三碳酸的还原，形成蔗糖和淀粉，该阶段发生在叶绿体基质中。 （2）实验结果显示，与WT相比，植株G在抽穗期和成熟期茎节韧皮部中蔗糖和淀粉的含量均明显增加。 （3）依据图1、图2结果推测，花粉中淀粉粒减少，柱头上花粉的萌发受抑制，因此植株G结实率低。 （4）已知蔗糖通过韧皮部运输至花粉后转化为淀粉，进而形成淀粉粒，据图可知，植株G花粉中蔗糖含量明显高于WT，说明不是蔗糖运输障碍导致的。因此图3结果不支持科研人员的推测。 10．（24-25高三上·北京昌平·期末）水稻是我国重要的粮食作物，稻黄单胞菌引起的白叶枯病严重影响水稻产量。利用抗病基因是控制该病害更为安全、有效的措施。 (1)水稻的感病和抗病是一对____。将纯合感病植株与纯合抗病植株杂交，F1表现为____，说明抗病为隐性性状。 (2)对F2中不同植株的感病与抗病基因进行PCR扩增（结果如图1），具有抗性的植株是____。 (3)为研究水稻感病与抗病机理，科研人员构建了不同启动子-报告基因表达载体（图2),并分别与含有稻瘟病菌T或A蛋白的基因表达载体共转化到烟草叶片中，随后将上述烟草叶片培养于含X-Gluc 的培养基中，结果如图3。 ①已知特定蛋白与启动子结合后能激活相应基因的表达。该实验设计用以探究S、s基因启动子与何种蛋白结合，图3结果表明____。 ②依据实验结果，推测水稻感病或抗病机理____（任选其一）。 ③基于上述结果，分析水稻的感病与抗病情况：I____,Ⅱ____          稻黄单胞菌                 基因型 被侵染 水稻基因型 TT/Tt tt SS 感病 I___ ss Ⅱ_____ 抗病 (4)为培育水稻抗病植株，以下方案可行的是____（多选）。 A．利用转基因技术，将s基因导入水稻感病植株 B．利用基因编辑技术，改造水稻S基因的启动子序列 C．敲除感病水稻的S基因 【答案】(1) 相对性状 感病 (2)植株2 (3) S基因启动子只能与T蛋白结合，不能与A蛋白结合s基因启动子既不能与A蛋白结合，也不能与T蛋白结合 感病机理：病菌T蛋白与S基因启动子结合后，激活S基因表达，从而使水稻感病 抗病 抗病 (4)BC 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）相对性状是指位于同源染色体相同位置控制相对性状的基因，水稻的感病和抗病是一对相对性状；具有相对性状的纯合子杂交，子一代表现出的是显性性状，故将纯合感病植株与纯合抗病植株杂交，F1表现为感病，说明抗病为隐性性状。 （2）设相关基因是S/s，亲代基因型是SS×ss，子一代是Ss，F2中不同植株的感病植株基因型有SS、Ss，与抗病基因s进行扩增，其中含有抗病基因的只有s隐性基因，只有一个条带，对应植株2。 （3）①分析题意，报告基因编码β-葡萄糖醛酸酶，该酶可 催化X-Gluc生成蓝色产物(图3中深色部分)，特定蛋白与启动子结合后能激活相应基因的表达，该实验用以探究S、s基因启动子与何种蛋白结合，结合图3可知，S基因启动子可使病菌T蛋白变蓝，而不能使病菌A蛋白变蓝，s基因启动子不能使两种蛋白变蓝，说明S基因启动子只能与T蛋白结合，不能与A蛋白结合，s基因启动子既不能与A蛋白结合，也不能与T蛋白结合。 ②依据实验结果，推测水稻感病或抗病机理是：病菌T蛋白与S基因启动子结合后，激活S基因表达，从而使水稻感病。 ③由于病菌T蛋白与S基因启动子结合后，激活S基因表达，从而使水稻感病，故含有tt的表现为抗病，且由（1）可知ss类型也是抗病， 故表中的I和II都是抗病。   （4）A、由于S对s是显性，将s基因导入水稻感病植株后s不能表达，不可行，A错误； B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于启动基因转录，利用基因编辑技术，改造水稻S基因的启动子序列会导致S基因不能表达，可行，B正确； C、敲除感病水稻的S基因会导致S基因不能表达，可行，C正确。 故选BC。 11．（24-25高三上·北京昌平·期末）甘草被誉为“中草药之王”，昆虫传粉是提高其种子产量的重要手段。为筛选适宜的传粉昆虫，研究者对地熊蜂和意大利蜜蜂的访花行为及其对甘草的传粉效率进行了对比分析。 (1)甘草与其生存环境中的全部生物共同构成了____。 (2)研究者比较了地熊蜂和意大利蜜蜂在甘草上的访花频率（每分钟访问花朵数），结果如图。据图分析，选择地熊峰作为甘草的传粉昆虫的依据是____。 (3)研究者随机选取健康甘草分为四个处理组：①将花序套纸袋；②将花序套尼龙网袋；③在甘草植株周围放置地熊蜂蜂箱；④在甘草植株周围放置意大利蜜蜂蜂箱，测定各组甘草结实率。第1组将花序套纸袋处理的目的是____。若四组甘草结实率大小为：③>④>②>①，仅根据该结果不能说明虫媒传粉的结实率高于自花传粉和风媒传粉，还需要对现有实验数据进行的处理是____，才能得出上述结论。 (4)在甘草种植生产中，地熊蜂的传粉效率受到____等生物因素的影响。针对该因素，提出具体措施以提升地熊蜂的传粉效率____。 【答案】(1)生物群落/群落 (2)地熊蜂的访花频率显著高于意大利蜜蜂 (3) 确保甘草仅进行自花传粉 根据四组的结实率，计算出每种传粉方式的结实率 (4) 地熊蜂的种群密度 甘草的种植密度：根据甘草的生长特性和地熊蜂的飞行范围，确定甘草种植密度 【分析】生态系统是指在一定空间内，生物与环境相互作用形成的统一整体。群落是指生活在同一环境中的各类生物种群构成的互相具有一定关系的集合体。 【详解】（1）甘草与其生存环境中的全部生物共同构成了群落，包括了所有种群。 （2）研究者比较了地熊蜂和意大利蜜蜂在甘草上的访花频率（每分钟访问花朵数），结果如图。据图分析，选择地熊峰作为甘草的传粉昆虫的依据是地熊蜂的访花频率显著高于意大利蜜蜂，地熊峰可为甘草更多传粉。 （3）将花序套纸袋处理的目的是确保甘草仅进行自花传粉，防止外来花粉干扰；若四组甘草结实率大小为：③>④>②>①，仅根据该结果不能说明虫媒传粉的结实率高于自花传粉和风媒传粉，还需要对现有实验数据进行的处理是根据四组的结实率，计算出每种传粉方式的结实率，这样才能进行有效对比，得出确切结论。 （4）在甘草种植生产中，地熊蜂的传粉效率受到地熊蜂的种群密度等生物因素的影响。因为地熊蜂的种群密度越大，传粉效率越高，提升地熊蜂的传粉效率可考虑地熊蜂传粉的对象甘草，所以可以提高甘草的种植密度，根据甘草的生长特性和地熊蜂的飞行范围，确定甘草种植密度，以此来影响地熊蜂的数量。 12．（24-25高三上·北京东城·期末）具备智能冠层的玉米（2n=20）可提高群体对光能的利用，增加密植产量。利用具备智能冠层的玉米突变品系甲展开研究与育种开发。 (1)将品系甲与野生型杂交，F1自交得到的F2中，常规冠层和智能冠层的子代比例为3：1，表明智能冠层为_____性状，该性状的遗传遵循______定律。 (2)研究者将甲与野生型不同层的叶片角度进行比较，图1显示甲更适宜密植的冠层特点是______。 (3)玉米的不同染色体上存在不同的短核苷酸序列，可作为基因定位的分子标记。为了对控制智能冠层的基因进行定位，研究者对（1）F2中共7400个子代进行研究。从玉米的每对同源染色体中各选取2种分子标记进行检测，统计出现纯合分子标记个体的平均叶片角度，下表为部分检测结果，最终将智能冠层基因定位于1号染色体上，定位的依据是_____。请依据答题卡中F1的示例，标出F2中智能冠层植株染色体上的分子标记（不考虑染色体互换。有几种分子标记组合情况画几个细胞图即可）__。经过进一步定位与测序，最终鉴定出智能冠层基因 lacl。 染色体编号 1号 3号 分子标记 A1A1/B1B1 a1a1/b1b1 A3A3/B3B3 a3a3/b3b3 平均叶片角度（°） 33.75 17.89 29.56 31.43 注：分子标记AA/BB均来自野生型；分子标记aa/bb均来自甲 (4)欲利用下列材料培育智能冠层高产品系，该品系不含外源基因，且可稳定遗传。请将方框中的育种流程补充完整。 纯合品系乙：品系乙给普通玉米传粉，形成受精卵一段时间后，乙的染色体被全部消除。形成的籽粒中胚为单倍体，胚乳为三倍体（含有一个乙的染色体组和两个普通玉米的染色体组）。R是品系乙中特有的标记基因，带有R基因的胚和胚乳会显紫色。纯合品系丙：高产，具有常规冠层。基因编辑系统L：具有靶向编辑功能的DNA片段，导入后可在子代受精卵时期发挥作用，将细胞内的常规冠层基因编辑为lacl基因。 ①_______；②________；③_______；④_________。 【答案】(1) 隐性 基因分离 (2)甲的三层叶片角度均小于野生型的，且甲上、中、下层叶片角度逐渐增大 (3)a1a1/b1b1 个体的平均叶片角度小于A1A1/B1B1 个体，A3A3/B3B3 和 a3a3/b3b3   个体的平均叶片角度无显著差异 (4) 品系丙 导入基因编辑系统L的品系乙 胚非紫色/白色、胚乳紫色 秋水仙素 【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）据题分析可知，品系甲与野生型杂交，F1自交得到的F2中，常规冠层和智能冠层的子代比例为3：1，表明智能冠层为隐性，常规冠层为显性；该相对性状由一对等位基因控制，该性状的遗传遵循分离定律。 （2）根据图1分析可知，图1显示甲更适宜密植的冠层特点是：品系甲三层叶片与茎秆的角度均小于野生型的，且甲上、中、下层叶片与茎秆的角度逐渐增大。 （3）分析题意可知，玉米的不同染色体上存在不同的短核苷酸序列，可作为基因定位的分子标记，本实验中玉米的每对同源染色体中各选取2种分子标记进行检测，据表可知，1号的分子标记是A1A1/B1B1，a1a1/b1b1 ，两者的平均叶片角度分别是33.75、17.89，a1a1/b1b1 个体的平均叶片角度小于A1A1/B1B1 个体，而A3A3/B3B3的平均叶片角度是29.56，a3a3/b3b3的平均叶片角度是31.43，两者之间无明显差异，故最终将智能冠层基因定位于1号染色体上；由于智能冠层基因位于1号染色体上，则F2中智能冠层植株染色体上的分子标记应是1号染色体上a1b1连锁，3号染色体上A3、B3 和 a3、b3的 位置有三种情况， 可绘制图形如下：。 （4）分析题意，杂交实验的材料有纯合品系乙、导入基因编辑系统L的品系乙、纯合品系丙等，其中丙的特点是高产，具有常规冠层，实验目的是培育智能冠层高产品系，该品系不含外源基因，且可稳定遗传，故首先应选择品系丙与导入基因编辑系统L的品系乙进行杂交，此后筛选表型为胚非紫色/白色、胚乳紫色（R是品系乙中特有的标记基因，带有R基因的胚和胚乳会显紫色）的籽粒，由于相对于乙而言，此时属于单倍体，故还应用秋水仙素诱导染色体数目加倍，此后进一步筛选获得目标植株。 13．（23-24高三上·北京房山·期末）为探究茄子果皮与果肉颜色形成机制，科研人员进行了相关研究。 (1)茄子果肉颜色由一对等位基因控制。果肉浅绿色与果肉白色茄子杂交，F₁果肉均为浅绿色、F₁自交所得F₂果肉颜色及比例为___________。 (2)现有品系甲、乙两种通过传统育种方法选育的单基因隐性突变体（相关基因用D/d和E/e表示），果皮均为白色。用甲、乙进行杂交实验，结果如图。 据此，写出F₂中纯合白色个体的基因型：___________。 (3)科学家分别检测品系甲、乙中的D、E基因并对比，发现甲品系中某基因（如图所示）碱基对___________，导致其控制合成的蛋白质氨基酸数量减少，___________改变而失活。用相同研究方法发现，乙中另外一个基因控制合成的蛋白失活。 (4)进一步研究发现，细胞合成花青素并转运至液泡储存使茄子果皮呈紫色，花青素合成过程如图。 根据上述代谢途径，解释亲本果皮呈白色而F₁果皮呈紫色的原因______ (5)有一果皮紫色变浅的突变株丙，其中E基因并未突变，而M基因转录水平显著提高，推测M基因通过抑制E基因的表达而使花青素合成减少。欲为此推测提供证据，实验组的材料选择及检测指标应选择_____（填写选项前的字母）。 a．M基因沉默突变体 b．E基因沉默突变体 c．野生型植株d．检测M基因表达量 e．检测E基因表达量f．检测果皮花青素含量 【答案】(1)浅绿色：白色=3:1 (2)ddEE、DDee、ddee (3) 缺失 空间结构 (4)植株呈现紫色需同时具备D基因和E基因，即同时具备D蛋白和E酶，亲代植株的基因型分别为DDee（含有D蛋白，缺E酶）、ddEE（缺D蛋白，含E酶），导致不具备由无色矢车菊素形成花青素的条件，而呈现白色；这两株植株杂交，F1基因型为DdEe，就能同时含有E酶、D蛋白，能够使无色矢车菊素最终形成花青素，进而使F1果皮呈现紫色 (5)a、d、f 【分析】1、基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，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，独立的随配子遗传给后代。 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】（1）依据题干信息，果肉浅绿色与果肉白色茄子杂交，F₁果肉均为浅绿色，说明浅绿色对白色为显性。据此判断，F1为杂合子，则F1自交所得F2中果肉颜色及比例为浅绿色：白色=3:1。 （2）依据F2中出现的表型及比例紫色：白色=9:7（是9:3:3:1的变式），可判断出，紫色和白色这一相对性状由两对等位基因控制，且符合基因的自由组合定律，进而可知，F2中白色个体的基因型包括D-ee、ddE-、ddee，其中纯合个体的基因型为ddEE、DDee、ddee。 （3）根据图示，甲品系的基因与正常基因相比较，发生了碱基对的缺失，导致其控制合成的蛋白质氨基酸数量减少，进而引起蛋白质的空间结构发生改变而失活。 （4）根据图示信息反映的代谢过程可知，亲本果皮呈白色是由于缺少基因D或基因E，进而使细胞缺少D蛋白或E酶，缺少E酶，含有D蛋白，无色（即基因型为D-ee）由无色矢车菊素无法形成矢车菊素，尽管含有D蛋白，但由于缺乏作用的底物，细胞呈现白色；或含有E酶，缺少D蛋白（即基因型为ddE-），矢车菊素能合成，由于缺少花青素转运酶，矢车菊素不能合成花青素，细胞依然呈现白色，但两种不同类型的白色植株DDee、ddEE杂交，F1基因型为DdEe，就能同时含有E酶、D蛋白，能够使无色矢车菊素最终形成花青素，进而使F1果皮呈现紫色。 （5）依据图示信息，突变株丙，E基因并未突变，而M基因转录水平显著提高，M基因可能是通过抑制E基因的表达而使花青素合成减少，所以对照组应选择野生型植株，实验组应选则M基因突变体植株，其他无关变量保持相同且适宜，因变量是检测M基因的表达量和花青素的含量，即实验组材料的选择和检测指标为a、d、f。 14．（23-24高三上·北京石景山·期末）杂种不育制约了人们对籼稻与粳稻杂交后代杂种优势的利用。科研人员发现影响籼-粳杂交稻雄配子育性的染色体片段R12。 (1)R12上含有2个基因——D与J。D基因编码一种毒素，可以引发线粒体功能障碍，从而影响花粉的_______供应。J基因编码一种“解毒剂”，可将毒素包裹于自噬体中，再与_______（填细胞器）融合，进而将毒素分解。 (2)现将籼稻（含R12，染色体组成表示为MM）与粳稻（不含R12，染色体组成表示为NN）杂交，F1产生的染色体组成是N的花粉不育，此类型花粉无D与J基因，但其细胞质中含有D基因编码的毒素。据此推测F1（♂）与籼稻（♀）杂交子代的染色体组成为_______。 (3)为验证基因D具有编码毒素的作用，研究人员利用基因编辑技术敲除了D基因。进行基因编辑需设计与目标序列互补的向导RNA，引导核酸内切酶Cas9结合到此部位进行切割。请将下列各项排序，以呈现“证明D基因敲除导致花粉育性恢复”的研究思路：根据D基因特异性序列设计向导RNA的基因→_______→检测花粉育性，并统计子代分离比。           ①选择D基因敲除植株   ②通过PCR扩增相关基因并测序③连接到含Cas9基因的载体中④转化至F1愈伤组织中    敲除D基因的F1自交，子代中MM、MN、NN植株的比例为_______，表明D能编码一种杀死花粉的毒素。 (4)为进一步验证J蛋白的解毒作用，将J基因导入到F1中，获得转入单个J基因的F1。请预期F1自交的子代中MM、MN、NN植株的比例_______。（写出所有可能的比例） (5)依据上述研究，下列关于R12片段应用的说法，合理的是_______ a．可通过敲除该片段中的D基因，解决杂交后代花粉不育的难题 b．可将优良基因与R12片段相连，获得优良基因快速传播和纯合的新品种 c．不可利用R12片段选择性消除易感病基因，获得抗病品种 【答案】(1) 能量 溶酶体 (2)MM (3) ③④②① 1﹕2﹕1 (4)MM﹕MN﹕NN=2﹕3﹕1；MM﹕MN﹕NN=1﹕2﹕1；MM﹕MN=1﹕1 (5)ab 【分析】生殖隔离指由于各方面的原因，不同物种之间在自然条件下不交配，或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制，若隔离发生在受精以前，就称为受精前的生殖隔离。 【详解】（1）D基因编码一种毒素，可以引发线粒体功能障碍，线粒体是“动力车间”，细胞生命活动所需能量，大约95%来自线粒体，所以线粒体功能障碍影响花粉的能量供应。J基因编码一种“解毒剂”，可将毒素包裹于自噬体中，再与溶酶体融合，溶酶体内含有多种酸性水解酶，水解酶可以将毒素分解。 （2）籼稻（含R12，染色体组成表示为MM）与粳稻（不含R12，染色体组成表示为NN）杂交，F1的染色体组成表示为MN（M染色体中含有R12基因），F1可以产生两种配子，分别是M（含有R12，即含有D与J基因）、N，其中染色体组成是N的花粉不育，所以F1产生的可育花粉为M，籼稻（♀）产生的雌配子为M，所以雌雄配子结合，染色体组成为MM。 （3）进行基因编辑需设计与目标序列互补的向导RNA，引导核酸内切酶Cas9结合到此部位进行切割，所以证明D基因敲除导致花粉育性恢复”的研究思路：根据D基因特异性序列设计向导RNA的基因→③连接到含Cas9基因的载体中④转化至F1愈伤组织中②通过PCR扩增相关基因并测序①选择D基因敲除植株→检测花粉育性，并统计子代分离比。 籼稻（含R12，染色体组成表示为MM）与粳稻（不含R12，染色体组成表示为NN）杂交，F1的染色体组成表示为MN（M染色体中含有R12基因，即含有D与J基因），敲除D基因的F1自交，D基因编码一种毒素，可以引发线粒体功能障碍，从而影响花粉的育性，敲除D基因，则F1产生两种可育花粉M:N=1:1，雌配子M:N=1:1，所以雌雄配子结合产生后代MM:MN:NN=1:2:1。 （4）为进一步验证J蛋白的解毒作用，将J基因导入到F1中，获得转入单个J基因的F1，第一种情况：J基因导入N染色体上，则F1产生两种可育花粉M:N=1:1，雌配子M:N=1:1，所以雌雄配子结合产生后代MM:MN:NN=1:2:1；第二种情况：J基因导入M染色体上，则F1产生一种可育花粉M，雌配子M:N=1:1，所以雌雄配子结合产生后代MM:MN=1:1；第三种情况：J基因导入M染色体组的不含R12基因的染色体上，则F1产生两种可育花粉M:N=2:1，雌配子M:N=1:1，所以雌雄配子结合产生后代，所以MM﹕MN﹕NN=2﹕3﹕1。 （5）依据上述研究，下列关于R12片段应用的说法，合理的是a．可通过敲除该片段中的D基因，解决杂交后代花粉不育的难题；b．可将优良基因与R12片段相连，获得优良基因快速传播和纯合的新品种。 15．（23-24高三上·北京东城·期末）玉米是我国重要的粮食作物，研究其雄性不育性状对玉米育种有重要意义。 (1)已知玉米籽粒颜色由一对等位基因控制。紫色籽粒与黄色籽粒的玉米杂交，子代籽粒均为紫色，籽粒颜色中显性性状为______。在子代中获得一株表现为雄性不育的突变株。利用该突变株进行如图1所示杂交实验，结果说明控制花粉育性和籽粒颜色这两对基因的位置关系是_____。用杂交得到的雄性不育株建立品系甲。 (2)绒毡层是雄蕊花粉囊最内侧的细胞层。与花粉发育密切相关。已知M基因在绒毡层特异性表达，M蛋白依赖前端的信号序列S引导进入内质网中完成合成和加工。S序列被切除后M蛋白才能分泌到细胞外发挥作用。研究发现，品系甲的M基因发生突变。导致所表达蛋白的S序列最后一位氨基酸发生改变。对两种M蛋白进行研究，结果分别如图2、图3所示。 根据上述研究结果推测，导致品系甲雄性不育的原因是M基因突变______。 (3)研究发现，雄性不育玉米的花粉败育使更多物质被用于果穗生长，有利于提高产量。研究人员对品系甲（突变基因记为M+）进行改造，获得具有一对M+基因，且在M+基因所在染色体的非同源染色体上插入单个N片段的品系乙。N片段含3个紧密连锁不发生重组的序列：能持续抑制M+基因表达的序列、花粉特异表达的花粉败育基因和籽粒特异表达的红色荧光蛋白基因。根据图4流程继续进行育种。 种子A用于继续繁殖品系乙，种子B用于培育不含转基因成分的子代，这两种籽粒在果穗上的比例约为____，筛选出种子B的方法是_____。在生产种植上，与种子C相比，种植种子D不需要分别种植母本植株和父本植株，既操作方便，又可保证传粉效率，原因是_____。 【答案】(1) 紫色 位于一对同源染色体上 (2)引起M蛋白氨基酸序列改变，在加工过程中信号序列S无法被正常切除，M蛋白不能从绒毡层细胞分泌到细胞外，影响花粉的正常发育 (3) 1：1 选择无荧光的种子 种植种子D得到的植株中有50%基因型为M+M的雄性不育株作为母本，也有50%基因型为MM的可育株作为父本 【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，位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。 【详解】（1）依题意，紫色籽粒与黄色籽粒的玉米杂交，子代籽粒均为紫色，因此，籽粒颜色中紫色相对黄色为显性，且亲本紫色籽粒也为纯合子。据图1可知，突变体与纯合黄色可育株进行杂交，子代紫色不育：黄色可育为1：1，则亲本突变体表型为紫色不育，据此可知，突变体与纯合黄色可育株进行的杂交属于测交，测交结果紫色不育：黄色可育为1：1，符合一对染色体上基因分离的规律，因此可推测控制花粉育性和籽粒颜色这两对基因位于一对染色体上。 （2）据图2可知，突变蛋白比正常蛋白分子量大，依题意S序列被切除后M蛋白才能分泌到细胞外发挥作用，由此可推测，基因突变导致M蛋白氨基酸序列改变，在M蛋白加工过程中信号序列S无法被正常切除，M蛋白不能从绒毡层细胞分泌到细胞外，影响花粉的正常发育。 （3）依题意，品系乙由品系甲改造而来，则品系乙的基因型可以表示为M+M+NO（用N表示N片段的所有基因，不含N片段的同源染色体用O表示）。N片段含能持续抑制M+基因表达的序列、花粉特异表达的花粉败育基因，因此，当品系乙自交时，花粉中含N片段时，花粉不育。品系乙自交时产生的雌配子基因型及比例是1M+N：1M+O；产生的雄配子基因型是1M+O；则子代基因型及比例是：1M+M+NO：1M+M+OO。依题意，种子A用于继续繁殖品系乙，种子B用于培育不含转基因成分的子代，则种子A是：M+M+NO，种子B是M+M+OO。因此，这两种籽粒在果穗上的比例约为1：1。种子B中无N片段，N片段中含红色荧光蛋白基因，所以子代中无荧光的种子就是种子B。分析图4，可育品系为MM，种子B为M+M+(M的非同源染色体上都不含相关基因，不再用O表示），则种子C为M+M，种子D为1M+M：1MM。由以上分析可知，种植种子D得到的植株中有50%基因型为M+M的雄性不育株作为母本，也有50%基因型为MM的可育株作为父本，因此，在生产种植上，与种子C相比，种植种子D不需要分别种植母本植株和父本植株，既操作方便，又可保证传粉效率。 16．（23-24高三上·北京朝阳·期末）为研究胰腺A蛋白的生理功能，科研人员利用基因工程技术构建了A基因胰腺特异性敲除模型小鼠。 (1)利用如图载体构建A基因中有LoxP序列的小鼠。图中载体与A基因颜色相同的区域序列相同。通过同源臂使载体与A基因上的对应相同序列发生片段互换，将LoxP整合到A基因上得到A′基因，A′基因与A基因功能相同。 将载体导入________（细胞）中，获得了基因型为AA′的杂合鼠。 (2)来自于噬菌体的Cre酶可将它所在细胞中含LoxP序列的基因敲除。研究人员将Cre酶基因与特异性启动子拼接，使其仅在小鼠胰腺细胞中表达。胰腺细胞特异表达Cre酶的小鼠称为C鼠。 以下是利用AA′杂合鼠和C鼠杂交获得A基因胰腺特异性敲除鼠的操作过程，并利用小鼠尾部细胞检测杂交后代基因型。（注：A和Cre酶基因位于小鼠的不同染色体上） ①第一批杂交：AA′鼠分别与AA′鼠、C鼠杂交，在子一代中筛选，获得两类鼠：A′A′鼠和________鼠。 ②第二批杂交：将第一批杂交筛选获得的两类鼠进行一次杂交，获得多只小鼠，其中含有A基因胰腺特异性敲除小鼠。利用PCR的方法检测这些小鼠尾部细胞的基因型，引物（P1~P6）及产物电泳结果如下图所示。 得到B图甲的电泳结果，A图P1~P4中应选择的一对引物是________。其中1、2为对照；3—10号小鼠中，含A基因的有________，可实现A基因胰腺特异性敲除的有________。 (3)将纯合A′A′鼠（无Cre酶）与第二批杂交筛选得到的A基因胰腺特异性敲除的小鼠进行杂交，出生的后代有、无Cre酶的小鼠数量之比接近________时，说明胰腺中A基因特异性敲除的小鼠可正常出生，无胚胎致死；利于在后续研究中应用。 【答案】(1)受精卵 (2) 基因型为AA'的C鼠（有Cre酶基因的AA'鼠） P1、P3 3、4、7、8 5、10 (3)1:1 【分析】基因工程的四个步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。将目的基因导入植物细胞常用的方法还有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。 PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。 【详解】（1）小鼠是动物，所以在基因工程操作程序中，常利用受精卵作为受体细胞，可以获得基因型为AA′的杂合鼠。 （2）AA′鼠与AA′鼠杂交，理论上AA鼠:AA′鼠:A′A′鼠=1：2：1，AA′鼠与C鼠杂交，可获得AA′鼠，该鼠含有Cre酶。因为实验目的是A基因胰腺特异性敲除模型小鼠，所以经过筛选后，获得A′A′鼠和含有Cre酶的AA′鼠。 第一批杂交筛选获得的两类鼠进行一次杂交，用就是用A′A′鼠和含有Cre酶的AA′鼠杂交，后代鼠的类型有：①Cre酶基因的AA'鼠②AA'鼠③Cre酶基因的A'A'鼠④A'A'鼠。含有基因胰腺特异性敲除小鼠为Cre酶基因的A'A'鼠（因为Cre酶可将含LoxP序列的基因敲）。 由于图中载体与A基因颜色相同的区域序列相同，所以要区分A和A'，一定要找到特异性的引物，用P1和P3为引物，扩增出的序列中含有LoxP，则说明是A'基因，若不含有LoxP，则说明是A基因。通过电泳图甲可以看出，3-10分别是AA'鼠、AA'鼠、Cre酶基因的A'A'鼠、A'A'鼠、Cre酶基因的AA'鼠、AA'鼠、A'A'鼠、Cre酶基因的A'A'鼠。因此含A基因的有3、4、7、8，可实现A基因胰腺特异性敲除的有5、10。 （3）A′A′鼠（无Cre酶）和A基因胰腺特异性敲除的小鼠（Cre酶基因的A'A'鼠）杂交，A′A′鼠（无Cre酶）只产生一种类型的配子A′，Cre酶基因的A'A'鼠产生A′和A′C，雌雄配子随机结合后，A′A′鼠：Cre酶基因的A'A'鼠=1:1，说明胰腺中A基因特异性敲除的小鼠可正常出生，无胚胎致死；利于在后续研究中应用。 17．（23-24高三上·北京海淀·期末）粳稻和籼稻的杂交种具有产量高的优势，但杂交种的部分花粉不育。科研人员对花粉不育的遗传机理展开研究。 (1)将纯合粳稻和纯合籼稻杂交，获得F1，F1自交获得F2。统计发现，F2仅有粳-籼杂交种和籼稻，且二者比例接近1：1。显微镜下观察发现两个亲本花粉均正常，但F1产生的花粉中近一半的花粉粒形态异常（败育），可判断含有__________（选填“粳稻”或“籼稻”）染色体的花粉粒败育，使其基因无法传递给后代。 (2)经过精细定位，科研人员将导致花粉败育的基因定位于12号染色体上的R区（区域内的基因不发生交换）。粳稻和籼稻R区DNA片段上的基因如下图。 ①科研人员将F1杂种植株中A~E基因分别单独敲除，得到A、B、C、E的单基因敲除植株，在显微镜下观察这些敲除植株的花粉粒形态。科研人员推测其中的C基因导致一半花粉败育，其他基因不影响花粉育性，支持这一推测的显微镜观察证据是__________。 ②F1杂种植株单独敲除D基因，其花粉均不育，C、D基因双敲除植株花粉均可育。推测C基因编码的蛋白具有毒害作用，D基因编码的蛋白可_________。 ③为验证以上推测，科研人员将D基因转入F1，获得转入了单拷贝D基因的转基因植株（T0）。检测发现T0中转入的D基因并未在12号染色体上。若T0自交，仅检测12号染色体的R区，统计子代中分别与粳稻、粳-籼杂交种和籼稻R区相同的个体比例为_________，则支持上述推测。 (3)研究发现，C基因编码的毒素靶向线粒体中的一种细胞色素氧化酶，导致毒害作用，这导致C、D基因的基因频率易于升高，形成基因驱动效应。请结合上述机制，解释基因驱动效应的形成原因_________。 【答案】(1)粳稻 (2) A、B、E单基因敲除植株的花粉粒近一半形态异常，C基因敲除植株的花粉板全部正常 在花粉中解除C基因编码蛋白的毒害作用 1∶3∶2 (3)R区的基因不发生交换，杂合子产生的花粉均含有C蛋白，其中不含D基因 的花粉因能量供应异常（或“毒害作用)败育，导致仅含C、D基因的R区内基因 才能随雄配子传递给子代，使其基因频率均升高 【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 【详解】（1）据题意推断，设纯合粳稻基因型为 AA，纯合籼稻基因型为aa，则F1为Aa，正常情况下 ，F1自交子代AA:Aa:aa=1:2:1，而F2中粳-籼杂交种:籼稻=1:1，推测杂合子花粉不育，即含粳稻 A染色体的花粉败育。 （2） ①将F1杂种植株中A~E基因分别单独敲除，得到A、B、C、E的单基因敲除植株，在显微镜下观察这些敲除植株的花粉粒形态，若敲除 C 基因时花粉形态正常，敲除其他基因时花粉粒形态异常，则A、B、E单基因敲除植株的花粉粒近一半形态异常，C基因敲除植株的花粉板全部正常。 ②敲除D基因，保留C基因时，花粉不育，而C也敲除花粉就可育，故真正令花粉不育的 是C基因，而D基因可在花粉中解除C基因编码蛋白的毒害作用。 ③F1植株的基因型为Aa，导入D基因后进行自交，即使D未在12号染色体上，仍可发挥作用。不含D的A配子败育，则花粉中A∶a=1∶2，与粳稻R区相同的个体AA比例为1/6, 与籼稻R区相同的个体aa比例为1/6，与粳籼杂交种R区相同的个体比例为3/6。故子代中分别与粳稻、粳-籼杂交种和籼稻R区相同的个体比例为为1:3:2。 （3）花粉粒中线粒体中的细胞色素氧化酶被破坏，导致花粉不育。C基因编码的毒素靶向线粒体中的一种细胞色素氧化酶，导致毒害作用，使花粉不育；D基因编码的蛋白在花粉中解除C基因编码蛋白的毒害作用。R区的基因不发生交换，杂合子产生的花粉均含有C蛋白，其中不含D基因 的花粉因能量供应异常（或“毒害作用)败育，导致仅含C、D基因的R区内基因 才能随雄配子传递给子代，使其基因频率均升高。 18．（24-25高三上·北京石景山·期末）雄性不育水稻在杂交育种中具有重要作用。我国科研人员利用已有的优良品系9311，培育得到稳定遗传的雄性不育系，助推杂交水稻育种技术的发展。 (1)水稻的细胞核和细胞质中均含有决定雄蕊是否可育的基因（如下表），其中R基因能够抑制S基因的表达。当细胞质基因为N 时，植株都表现为雄性可育。据此分析，基因型为S（RR）的个体育性表现为______。雄性不育系的保持，需用不育系作母本，与基因型为______的个体杂交。 可育基因 不育基因 细胞核 R r 细胞质 N S (2)C基因是水稻花药发育必备的基因，在花粉形成早期表达。研究人员利用基因编辑技术对9311系的C基因的部分序列进行处理，使其编码的相应蛋白功能丧失，获得雄性不育的9311系（品系甲）。该变异类型为______。为确保品系甲的雄性不育特性能够稳定遗传下去，科研人员构建表达载体（如图1），将其导入品系甲，获得仅一条染色体含表达载体的品系乙。 ①将品系乙自交，后代出现的表现型及比例为______，从而实现不育系的保持。 ②与（1）中获得雄性不育系的方法相比，品系乙在雄性不育系保持方面具有的优势是______。 (3)科研人员在图1 表达载体基础上进行改造（如图2），请解释这种改造的目的______。 【答案】(1) 可育 N（rr） (2) 基因突变 可育（品系乙）：不育（品系甲）=1：1 不育系的获得无需通过杂交，用品系乙自交即可，且自交还能得到品系乙 (3)品系乙自交得到的种子从外观上无法区分，将表达载体改造后，在特定光源照射下，可育的种子会发出红色荧光，不育的种子不发荧光 【分析】题意分析，雄蕊的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制，基因型包括：N（RR）、N（Rr）、N（rr）、S（RR）、S（Rr）、S（rr），由于“基因R能够抑制基因S的表达，当细胞质中有基因N时，植株都表现为雄性可育”，因此只有S（rr）表现雄性不育，其它均为可育。 【详解】（1）对于基因型为S（RR）的个体，由于细胞质基因为S，细胞核基因为RR，而R基因能够抑制S基因的表达，且当细胞质基因为N时植株才都表现为雄性可育，所以该个体表现为雄性可育。雄性不育系的保持，需用不育系（细胞质基因为S，细胞核基因为rr）作母本，与基因型为N（rr）的个体杂交，这样后代细胞质基因为S，细胞核基因为rr，仍为雄性不育系，从而实现不育系的保持。 （2）利用基因编辑技术对9311系的C基因的部分序列进行处理，使其编码的相应蛋白功能丧失，这种变异类型为基因突变。 ①对于品系乙，设导入表达载体的染色体为A，未导入的为a，则品系乙的基因型为Aa。自交时，雌配子A：a=1：1，雄配子中由于F基因表达产物为毒肽，可使花粉致死，所以含有表达载体的花粉（A）死亡，只有a花粉可育，后代基因型及比例为Aa：aa=1：1，表现型及比例为可育（品系乙）：不育（品系甲）=1：1，从而实现不育系的保持。 ②与（1）中获得雄性不育系的方法相比，品系乙在雄性不育系保持方面具有的优势是不育系的获得无需通过杂交，用品系乙自交即可，且自交还能得到品系乙。 （3）科研人员在图1表达载体基础上进行改造，增加了胚乳特异性启动子和红色荧光基因，其目的是品系乙自交得到的种子从外观上无法区分，将表达载体改造后，在特定光源照射下，可育的种子会发出红色荧光，不育的种子不发荧光，从而快速、准确地筛选出具有雄性不育特性的品系乙，提高育种效率。 19．（24-25高三上·北京顺义·期末）大白菜的花为两性花，开花后雄蕊成熟且进行异花传粉，叶片相互包裹形成叶球，结球性是决定其产量和品质的重要性状。 (1)大白菜仅在开花期具有自交不亲和性，即一旦开花，成熟花粉就不能在同品系柱头上萌发。研究者对野生型结球大白菜进行______培养获得单倍体，经染色体加倍后筛选获得结球性好的纯合F品系。若要实现F品系自交留种，具体操作是______。 (2)对F品系人工诱变后筛选出三种不结球突变体1、2、3，并分别与F品系杂交，F1代均表现出结球表型，F1自交获得F2代，结球与不结球的性状分离比均为3：1。以上结果表明三种突变体的不结球表型均由_______对_______性基因控制。 (3)将上述三种突变体作亲本开展杂交实验，子代表型见下表。三种突变基因分别记作n1、n2、n3，分析实验结果，在答题纸的染色体上标注出n1和n3的位置_____。 父本 母本 突变体1 突变体2 突变体3 突变体1 - 结球 结球 突变体2 结球 - 不结球 突变体3 结球 不结球 - (4)SNP是DNA上单个碱基对替换形成的序列差异性。不同品系的个体中，同一SNP位点的碱基对类型可能不同。下图表示F品系和突变体1中SNP1（7号染色体）和SNP2（9号染色体）位点的碱基对类型。 已知同一条染色体上两个基因距离足够近则不会发生互换。现将F品系和突变体1杂交，提取F2代不结球植株的DNA，将不同株DNA等量混合，扩增并测序。统计所有F2不结球植株的SNP1和SNP2位点的碱基对类型及比例，若_______，则n1位于7号染色体，且与SNP1距离足够近。 (5)后续研究表明，n1、n2、n3均为赤霉素合成途径中关键酶基因的突变基因。若要证实赤霉素含量不足降低大白菜结球性，运用“加法”和“减法”原理设计合理的实验方案_______。 【答案】(1) 花药离体/花粉离体 花蕾期人工涂抹同品系成熟花粉 (2) 一/1 隐 (3) (4)SNP1位点的碱基对均为TA，SNP2位点的碱基对为AT对：GC对=1:1 (5)对突变体外施赤霉素，抑制F品系赤霉素的合成，观察表型变化（原则：对突变体做加法，对野生型做减法） 【分析】常见显隐性性状的判断方法： 1、根据概念进行判断：具有一对相对性状的纯合子亲本杂交，子一代所表现出来的性状即为显性性状，则亲本的另一性状即为隐性性状； 2、根据性状分离现象判断：具有相同性状的亲本相交，如果子一代发生性状分离的现象，说明亲本具备的性状为显性性状，子代新出现的性状为隐性性状； 3、根据性状分离比判断：具有相同性状的亲本相交，如果子一代发生性状分离的现象，且分离比接近3:1，则占3的 性状为显性性状，占1的性状为隐性性状。 【详解】（1）纯合F品系的培育一般经过两个步骤：一是先对野生型结球大白菜进行花药离体培养获得单倍体，二是经染色体加倍后筛选获得结球性好的纯合F品系。由于大白菜仅在开花期具有自交不亲和性，即一旦开花，成熟花粉就不能在同品系柱头上萌发，所以若要实现F品系自交留种，一般选择在花蕾期人工涂抹同品系成熟花粉来实现。 （2）依据题干信息，三种不结球突变体1、2、3，分别与F品系杂交，F1代均表现出结球表型，且F1自交获得F2代，结球与不结球的性状分离比均为3：1，说明三种突变体的不结球表型均由一对等位基因控制，且不结球表型由隐性基因控制。 （3）结合第二小问，三种突变体的不结球表型均由一对等位基因控制，且不结球表型由隐性基因控制，依据表格信息，突变体1突变体2F：均为结球表型，说明n1、n2位于两对不同的同源染色体上；突变体1突变体3F：均为结球表型，说明n1、n3位于两对不同的同源染色体上；突变体2突变体3F：均为不结球，说明n2、n3位于一对同源染色体上，综上，基因在染色体上的位置可能为：。 （4）若n1位于7号染色体，且与SNP1距离足够近，则不会发生互换，则F品系与突变体1杂交，F2代不结球植株（隐性性状）的DNA，且将不同株DNA等量混合，扩增测序后，则SNP1位点的碱基对均为TA，而SNP2位点的碱基对为AT对：GC对=1:1。 （5）实验目的是验证赤霉素含量不足降低大白菜结球性，则自变量为是否施加赤霉素，因变量为大白菜结球性的变化，故运用“加法”和“减法”原理设计实验方案应为：对突变体外施赤霉素（加法），抑制F品系赤霉素的合成（减法），观察表型变化。 20．（23-24高三上·北京昌平·期末）枯萎病菌会导致棉花患枯萎病，从而造成减产。研究人员对棉花进行抗性鉴定。 (1)将棉花纯合抗枯萎病品系与纯合感枯萎病品系作为亲本进行杂交，将F1和F2接种到含枯萎病菌的培养基中，种子出苗后20~25天开始发病，然后进行病情调查，每隔7天调查一次，共调查三次，取______进行统计，F1大多数表现为抗病，计算F2的病情指数，结果如下图。 注：病情指数10.0以下归为抗病类型；病情指数10.0以上归为感病类型 结果表明，棉花抗病和感病这一对相对性状的遗传遵循分离定律，判断依据是__________________，抗枯萎病性状由______性基因控制。 (2)SSR是染色体上的一段特异性的简单重复的短核苷酸序列，可作为基因定位的遗传分子标记。利用三种SSR引物对分别对上述棉花亲本DNA进行PCR，扩增结果如下表。 引物对 扩增结果（碱基对） 亲本类型 I Ⅱ Ⅲ 抗病亲本 410 — 310 — — 280 350 330 感病亲本 — 400 — 305 295 — — — 注：“—”代表未检出相应长度的片段 ①使用SSR引物对Ⅰ对亲本的PCR扩增结果不同的原因__________________。 ②请从表格中选择合适的引物对______（多选，填表中序号）分别对F2抗病植株、感病植株的DNA进行PCR，比较F2植株与亲本的扩增结果。若扩增结果为______（不考虑同源染色体交换相应片段），说明抗枯萎病基因与该引物对扩增的SSR分子位于同一条染色体上，该引物对（X）可用于抗病鉴定。 (3)利用引物对X检测发现，F2抗病植株中有15株实际为感病，推测出现该现象的原因可能是在接种的过程中______。 【答案】(1) 平均值 F2中抗病类型有63＋15＋114共192株，感病类型有7＋40＋18共65株，抗病类型：感病类型约为3:1 显 (2) 控制抗病和感病的基因为一对等位基因，碱基序列（碱基的数目）不完全相同 Ⅰ和Ⅱ或Ⅱ和Ⅲ 出现310、350、330、305、295 (3)发生了表观遗传 【分析】分析题中所给柱状图：结合病情指数10.0以下归为抗病类型；病情指数10.0以上归为感病类型可知，F2中抗病类型有63＋15＋114共192株，感病类型有7＋40＋18共65株，抗病类型：感病类型约为3:1，说明棉花抗病和感病这一对相对性状的遗传遵循分离定律，且抗枯萎病性状由显性基因控制，为显性性状。 【详解】（1）将棉花纯合抗枯萎病品系与纯合感枯萎病品系作为亲本进行杂交，将F1和F2接种到含枯萎病菌的培养基中，种子出苗后20~25天开始发病，然后进行病情调查，每隔7天调查一次，共调查三次，取平均值进行统计，尽量保证实验数据的准确性。 分析题中所给柱状图：结合病情指数10.0以下归为抗病类型；病情指数10.0以上归为感病类型可知，F2中抗病类型有63＋15＋114共192株，感病类型有7＋40＋18共65株，抗病类型：感病类型约为3:1，说明棉花抗病和感病这一对相对性状的遗传遵循分离定律，且抗枯萎病性状由显性基因控制，为显性性状。 （2）①控制抗病和感病的基因为一对等位基因，碱基序列（碱基的数目）不完全相同，使用SSR引物对Ⅰ对亲本的PCR扩增结果有所不同。 ②F2抗病植株有纯合子和杂合子，感病植株均为纯合子，可从格中选择引物对Ⅰ和Ⅱ或Ⅱ和Ⅲ分别对F2抗病植株、感病植株的DNA进行PCR，比较F2植株与亲本的扩增结果，若扩增结果为310、350、330、305、295说明抗枯萎病基因与该引物对扩增的SSR分子位于同一条染色体上，该引物对（X）可用于抗病鉴定。 （3）利用引物对X检测发现，F2抗病植株中有15株实际为感病，推测出现该现象的原因可能是在接种的过程中发生了表观遗传现象，基因未发生改变但是表现出来的性状发生了改变。 地 城 考点02 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 一、选择题 1．（23-24高三上·北京西城·期末）粉花、深色茎与白花、浅色茎的矮牵牛杂交，得到F1自交，F2统计结果如表。相关分析正确的是（　　） F2表型 所占比例 粉花、深色茎 3/16 粉花、浅色茎 1/16 蓝花、深色茎 6/16 蓝花、浅色茎 2/16 白花、深色茎 3/16 白花、浅色茎 1/16 A．花色由2对等位基因控制 B．茎色遗传遵循自由组合定律 C．F1的表型为蓝花、深色茎 D．F2粉花植株自交后代浅色茎占1/4 【答案】C 【分析】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、粉花：蓝花：白花=（3/16+1/16）:（6/16+2/16）:（3/16+1/16）=4:8:4=1:2:1，说明控制花色的基因是由一对等位基因控制，A错误； B、深色茎：浅色茎=（3/16+6/16+3/16）：（1/16+2/16+1/16）=3:1，说明茎色遗传遵循分离定律，B错误； C、由于F2所有表型及其比例符合9:3:3:1的变式，说明F1是双杂合子，若用A、a表示控制花色的基因，B、b表示控制茎色的基因，则F1的基因型为AaBb。由于粉花：蓝花：白花=1:2:1，说明蓝花的基因型为Aa，深色茎：浅色茎=3:1，说明深色茎的基因型为BB或Bb，因此AaBb的表现型为蓝花、深色茎，C正确； D、F2中粉花植株的基因型有AABB=1/16、AABb=1/8、AAbb=1/16，因此在所有粉花植株中AABB占1/4，AABb占1/2，AAbb占1/4。故AABB自交后代全部是粉花深色茎，AABb自交后浅色茎的比例为1/2×1/4=1/8，AAbb自交后代全部是粉花浅色茎，比例是1/4，所以浅色茎的比例为1/8+1//4=3/8，D错误。 故选C。 2．（24-25高三上·北京海淀·期末）油菜籽粒黄色和黑色为一对相对性状，其中黄籽出油量高、油质更优良。研究人员利用三个油菜品系H（黑籽）、品系J（黑籽）和品系S（黄籽）进行如下杂交实验。下列推测错误的是（　　） 项目 P F1表型 F2表型及数量 组合1 H×S 均为黑籽 黑籽151、黄籽10 组合2 J×S 均为黑籽 黑籽300、黄籽20 A．籽粒黄色和黑色至少受2对等位基因控制 B．组合1中籽粒颜色的分离比是交叉互换的结果 C．品系H与J控制籽粒颜色的基因型可能相同也可能不同 D．品系S与组合2的F1杂交，子代中黑籽∶黄籽约为3∶1 【答案】B 【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】AB、组合1和2的F2表型及数量比都是黑籽∶黄籽约为15∶1，是“9∶3∶3∶1”的变式，说明籽粒黄色和黑色至少受2对等位基因控制，其遗传遵循基因的自由组合定律，组合1中籽粒颜色的分离比是非同源染色体上的非等位基因自由组合的结果，A正确，B错误； C、结合对A、B选项的分析可推知：黄籽为双隐性纯合子，只要含有显性基因就表现为黑籽，F1为双杂合子，品系S（黄籽）为双隐性纯合子，品系H（黑籽）和J（黑籽）均为双显性纯合子，但品系H与J含有的2对等位基因可能相同，也可能存在差异，即品系H与J控制籽粒颜色的基因型可能相同也可能不同，C正确； D、假设两对等位基因分别用Y和y、T和t表示，则品系S的基因型为yytt，组合2的F1的基因型为YyTt，品系S与组合2的F1杂交，子代中黑籽∶黄籽＝（1YyTt＋1yyTt＋1Yytt）∶1yytt＝3∶1，D正确。 故选B。 3．（24-25高三上·北京·期末）在玉米中，等位基因b使籽粒胚乳颜色为白色，B为野生型紫色；另外一个基因w使籽粒胚乳为蜡质，W为野生型淀粉质；第三个基因c使子叶为粉红，C为野生型黄色子叶。将纯合的紫色、淀粉质、子叶粉红色的玉米与纯合白色、蜡质、子叶黄色玉米杂交，得到的F1再进行测交，得到的1000个籽粒表型及其数量如下，下列说法正确的是（    ） 紫色、淀粉质、子叶粉红色 382 白色、蜡质、子叶黄色 379 紫色、蜡质、子叶粉红色 69 白色、淀粉质、子叶黄色 67 紫色、蜡质、子叶黄色 48 白色、淀粉质、子叶粉红色 44 紫色、淀粉质、子叶黄色 5 白色、蜡质、子叶粉红色 6 A．B和W位于同一条染色体上，与c不在同一条染色体上 B．b和C位于同一条染色体上，与w不在同一条染色体上 C．B、W、c位于同一条染色体上，c在B和W之间 D．b、w、C位于同一条染色体上，b在w和C之间 【答案】C 【分析】1、自由组合定律的实质：具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交，在F1(杂合体)形成配子时，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合； 2、基因的连锁和交换定律是指在进行减数分裂形成配子时，位于同一条染色体上的不同基因，常常连在一起进入配子；在减数分裂形成四分体时，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，因而产生了基因的重组。应当说明的是，基因的连锁和交换定律与基因的自由组合定律并不矛盾，它们是在不同情况下发生的遗传规律：位于非同源染色体上的两对（或多对）基因，是按照自由组合定律向后代传递的，而位于同源染色体上的两对（或多对）基因，则是按照连锁和交换定律向后代传递的。 【详解】由题意可知，纯合的紫色（BB）、淀粉质（WW）、子叶粉红色（cc）玉米与纯合白色（bb）、蜡质（ww）、子叶黄色（CC）玉米杂交，得到的F1基因型为BbWwCc。 F1进行测交，即BbWwCc×bbwwcc。观察测交后代的表型及数量，紫色、淀粉质、子叶粉红色（B_W_cc）有382个，白色、蜡质、子叶黄色（bbwwcc）有379个，这两种表型数量最多，说明F1产生的配子中BWc和bwc这两种配子所占比例较大，由此可推测B、W、c位于同一条染色体上。紫色、蜡质、子叶粉红色（B_wwcc）有69个，白色、淀粉质、子叶黄色（bbW_C_）有67个，这两种表型数量相近。 紫色、蜡质、子叶黄色（B_wwC_）有48个，白色、淀粉质、子叶粉红色（bbW_cc）有44个，这两种表型数量也相近，是由于单交换所致。紫色、淀粉质、子叶黄色（B_W_C_）有5个，白色、蜡质、子叶粉红色（bbwwcc）有6个，这两种表型数量较少，是由于双交换产生的重组型配子。推测c位于B、W之间，C正确，ABD错误。 故选C。 4．（24-25高三上·北京丰台·期末）在一个果蝇种群中，科学家发现某个控制翅膀大小的基因位点存在多个等位基因。当环境温度逐渐升高时，其中一个决定较小翅膀的等位基因频率迅速增加。下列叙述正确的是（    ） A．控制翅膀大小的多个等位基因的遗传遵循自由组合定律 B．该果蝇种群中控制翅膀大小的全部等位基因称为基因库 C．已经存在的等位基因会由于环境变化而变得有利或有害 D．该种群较小翅膀的基因频率迅速增加是基因突变的结果 【答案】C 【分析】现代生物进化理论的主要内容：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变；突变和基因重组产生生物进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离是新物种形成的必要条件。 【详解】A、如果多个等位基因位于一对同源染色体上，则不遵循基因自由组合定律，A错误； B、果蝇种群中全部等位基因称为基因库，B错误； C、变异是有害的还是有利的是由环境决定的，所以已经存在的等位基因会由于环境变化而变得有利或有害 ，C正确； D、该种群较小翅膀的基因频率迅速增加是温度升高选择的结果，D错误。 故选C。 5．（21-22高三上·北京丰台·期末）对有色饱满籽粒玉米和无色凹陷籽粒玉米进行一系列的杂交试验，结果如下。以下叙述不正确的是（    ） 实验一 实验二 亲代   有色饱满×无色凹陷↓ F1有色饱满 亲代 F1×无色凹陷 ↓ 子代  有色  有色  无色  无色        饱满  凹陷  饱满  凹陷        4032  149   152   4035 A．控制粒色的一对基因中有色籽粒基因为显性基因 B．控制有色和饱满籽粒的基因位于同一条染色体上 C．控制饱满和凹陷的基因分离只发生在减数分裂1 D．F1产生配子过程中发生了同源染色体的片段交换 【答案】C 【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】A、分析题意，亲本有色与无色杂交，F1全为有色，说明有色为显性，A正确； B、分析题意可知，无色凹陷为双隐性个体，实验二可称为测交实验，测交实验可检测待测个体产生的配子种类及比例，由F2的表现型及比例可知，F1有色饱满个体产生了四种配子，且比例为4032：149：152：4035，不为1：1：1：1，说明两对基因位于一对同源染色体上（即连锁），且在产生配子的过程中发生了交叉互换（交换/互换），B正确； C、控制饱满和凹陷的基因在减数第一次分裂前期发生了交叉互换（交换/互换），故基因的分离发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ，C错误； D、F1产生配子过程中发生了同源染色体的片段交换，导致F2出现了四种表现型的比例不为1：1：1：1，D正确。 故选C。 二、非选择题 6．（24-25高三上·北京海淀·期末）为解释玉米进化中的一些问题，科研人员开展下列研究。 (1)将纯合的大刍草m与玉米w进行杂交，F1产生的花粉中有部分不育。为寻找大刍草m中与此现象相关的基因，科研人员将F1连续回交8代获得植株T，如下图，回交的每一代均出现花粉部分不育的现象。 据此分析，多代回交对于找到大刍草m中相关基因的价值是___________。 (2)进一步研究发现，大刍草m的5号染色体上D基因的表达产物靶向抑制花粉发育中关键基因的表达，导致花粉不育。m的5号和6号染色体上分别有一个失活基因T1和T2，两者共同表达时，才能使D基因的表达产物失活。玉米w的5号和6号染色体上对应的基因分别为d、t1和t2，对雌、雄配子的育性均无影响。 ①据此推测，上述基因中遵循自由组合定律的是___________。 ②F1~F8产生的花粉中不育和可育的比例均为3：1.据此分析，影响花粉育性的可能原因是，在F1减数分裂及形成花粉过程中，D基因表达发生在___________(时期)，而T1、T2基因表达发生在___________(时期)。 (3)请利用上述机制，在答题纸上用遗传图解分析植株T作为母本、玉米w作为父本的杂交过程，写出子代基因型，并标注每种基因型的个体产生的花粉育性及其比例。___________。 (4)杂交引入新的变异是驱动进化的重要因素，但特定基因会自私性地遗传给下一代。四千年前原生于亚热带地区的玉米与大刍草m杂交，通过基因交流获得抗寒性状，进而迅速扩散到全世界。请分析自私性遗传在玉米进化与适应中的重要意义。___________。 【答案】(1)大幅降低来自大刍草m的与花粉育性无关的基因比例，缩小候选基因的范围 (2) D/d与T2/t2、T1/t1与T2/t2 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ开始后到形成花粉过程中 (3) (4)玉米获得的抗寒基因与自私性遗传基因共同传递，自私性遗传基因通过影响花粉育性，使后代抗寒基因的基因频率快速提高，扩大了玉米的生存和繁衍范围 【分析】基因工程的基本操作程序有：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。基因工程可以根据人们的意愿定向改变生物的性状。基因工程所用的工具有限制酶、DNA连接酶和运载体。 【详解】（1）通过多代回交会增加后代含有玉米基因的数量，而逐渐减少后代中大刍草m的基因数目，因而通过多代回交并结合后代的表现型，通过大量的观察找到大刍草m中的相关基因，即连续回交可大幅降低来自大刍草m的与花粉育性无关的基因比例，缩小候选基因的范围。 （2）①题意显示，D基因和T1位于5号染色体上，T2位于6号染色体上，遵循自由组合定律的基因是非同源染色体上的非等位基因，即D/d与T2/t2、T1/t1与T2/t2遵循基因自由组合定律。 ②F1~F8产生的花粉中不育和可育的比例均为3∶1，即F1的基因型可表示为DdT1t1T2t2，减数分裂产生的花粉的基因型为（可育）DT1T2∶（不可育）DT1t2∶（可育）dt1T2∶（可育）dt1t2=1∶1∶1∶1，即不育和可育的比例为1∶3，该推测与事实不符，据此可推断，影响花粉育性的可能原因是F1减数分裂及形成花粉过程中，D基因表达发生在减数分裂Ⅰ，即经过减数第一次分裂后产生的子细胞中均含有D基因的表达产物，因而表现为不可育，而T1、T2基因表达发生在减数分裂Ⅱ开始后到形成花粉过程中，因而只有1/4的花粉中D基因的表达产物被抑制，因而表现为可育，即实际产生的花粉育性为不育和可育的比例均为3∶1。 （3）利用上述机制，用遗传图解分析植株T作为母本、玉米w作为父本的杂交过程如下，根据题意可知，植株T的基因型可表示为DdT1t1T2t2，玉米W的基因型为ddt1t1t2t2，相关遗传图解可表示如下： （4）杂交引入新的变异是驱动进化的重要因素，但特定基因会自私性地遗传给下一代。四千年前原生于亚热带地区的玉米与大刍草m杂交，通过基因交流获得抗寒性状，进而迅速扩散到全世界。即玉米获得的抗寒基因与自私性遗传基因共同传递，自私性遗传基因通过影响花粉育性，使自私基因有更多的机会遗传给下一代，因而使得后代抗寒基因的基因频率快速提高，进而扩大了玉米的生存和繁衍范围。 7．（24-25高三上·北京朝阳·期末）黄瓜(2n=14)的果实长度与产量密切相关。为探究从野生种向栽培种驯化过程中黄瓜果实长度增加的原因，研究者进行了以下工作。 (1)栽培品种甲果实长度约为22cm,野生品种乙果实长度约为6cm。甲乙杂交，F1果实长度约为9cm,F1自交，F2果实长度9cm、6cm和22cm的植株数量比为9：3：4，说明决定果实长度的基因在遗传中遵循_____________定律。 (2)F2自交，单株收获F2中果长9cm植株的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系。所有株系中，有占比为_____________的株系各植株所结果实均为9cm左右，将这些植株命名为丙。 (3)单核苷酸多态性(SNP)是不同DNA分子上稳定的遗传标记。研究者对F2中部分6cm果个体和丙中部分个体进行SNP检测，发现2号染色体上SNP情况如图1。推测使果长由6cm增加为9cm的突变位点位于_____________之间的区域，进一步研究发现该突变基因为SF1基因。 (4)丙植株在果实早期发育阶段乙烯产量和乙烯合成关键酶ACS2的量均显著低于乙，乙烯有抑制细胞分裂的作用。SF1基因编码一种促进其他蛋白降解的酶。为研究SF1 蛋白能否与 ACS2 互作，研究者制备GST 蛋白、GST-野生型SF1蛋白、GST-突变型SF1蛋白，分别与磁珠偶联，再分别与表达MYC-ACS2融合蛋白的细胞裂解液混合温育，随后对混合液总蛋白和磁珠沉降后的蛋白沉淀进行电泳和抗体检测，结果如图2，表明野生型和突变型SF1蛋白都能与ACS2发生结合。请在图2中补充画出蛋白沉淀检测结果中其他泳道的条带_____________。 (5)进一步检测发现，与野生型相比，突变型SF1蛋白活性_____________，导致丙比乙果实长。导致栽培品种甲果实长度增加的另一个突变是ACS2基因突变。推测驯化过程中这两个突变哪个先发生，并说明理由_____________。 【答案】(1)自由组合 (2)1/9 (3)SNP2与SNP4 (4)   (5) 较高 SF1突变先发生。如果ACS2突变先发生，SF1突变不会引起性状改变，不能被人工选择。 【分析】基因自由组合定律：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，在减数分裂过程中，同源染色体上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）根据题意可知，甲果实长度约为22cm，野生品种乙果实长度约为6cm。甲乙杂交，F1果实长度约为9cm，F1自交，F2果实长度9cm、6cm和22cm的植株数量比为9∶3∶4，是9∶3∶3∶1的变式，因此可知决定果实长度的基因为两对独立遗传的基因，遵循自由组合定律。 （2）设控制果实长度的基因为A/a、B/b，A-bb为6cm，aaB-和aabb的长度为22cm，则A-B-的长度为9cm，A-B-中包括4AaBb、2AABb、2AaBB和1AABB，只有AABB自交后代不会发生性状分离，子代均为9cm，因此F2自交，单株收获F2中果长9cm植株的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系。所有株系中，有占比为1/9的株系各植株所结果实均为9cm左右。 （3）F2中部分6cm果个体的基因型为A-bb，而丙的基因型为AABB，根据图1中F2的6cm长的个体不包含SNP2、SNP3、SNP4，而丙9cm长的个体均包含SNP2、SNP3、SNP4，因此可推测使果长由6cm增加为9cm的突变位点位于SNP2与SNP4之间的区域，进一步研究发现该突变基因为SF1基因。 （4）根据题意可知，野生型和突变型SF1蛋白都能与ACS2发生结合，因此野生型和突变型SF1蛋白分别与表达MYC-ACS2融合蛋白的细胞裂解液混合温育后，由于它们能够结合，因此在蛋白沉淀中应该能检测到MYC-ACS2融合蛋白以及与之结合的GST-野生型SF1蛋白或GST-突变型SF1蛋白，而GST 蛋白不能与MYC-ACS2融合蛋白结合，所以当只有GST蛋白与表达MYC-ACS2融合蛋白的细胞裂解液混合温育后，蛋白沉降中不会出现MYC-ACS2融合蛋白，根据抗MYC抗体与MYC蛋白特异性结合，抗GST抗体与GST蛋白特异性结合可知，蛋白沉淀检测结果中其他泳道的条带为    。 （5）根据题意，丙植株在果实早期发育阶段乙烯产量和乙烯合成关键酶ACS2的量均显著低于乙，而SF1基因编码一种促进其他蛋白降解的酶。说明与野生型相比，突变型SF1蛋白活性较高，进而促进了乙烯合成关键酶ACS2的分解，使乙烯合成减少，如果ACS2突变先发生，SF1突变不会引起性状改变，不能被人工选择，因此推测在驯化过程中导致栽培品种甲果实长度增加的SF1突变先发生。 8．（24-25高三上·北京·期末）小豆起源于中国。栽培小豆种皮多为红色，此外还有白色、绿色、褐色等各种类型。 (1)为探究种皮颜色的遗传规律，用4个不同种皮颜色的小豆品种进行如下杂交实验。 ①根据杂交实验Ⅰ结果推测，小豆种皮的颜色（红色、绿色和褐色）是由____对等位基因控制。杂交实验Ⅱ的F2白色种皮个体中杂合子的比例为____。 ②有人根据以上杂交实验结果推测小豆种皮相关色素的代谢途径，如图1。 为探究R/r基因与B/b基因之间的位置关系，利用上述4个品种中的白色和绿色品种进行杂交实验，F1自交获得F2。在上述推测成立的情况下，若F2小豆的种皮颜色及比例为_____，则说明R/r基因与B/b基因位于同源染色体上，且减数分裂时不发生交换。 (2)小豆种皮颜色与花青素等物质的种类有关，蛋白M1和M2调控花青素合成相关基因的表达。 ①分别用带有M1和M2基因的质粒转化植株，得到M1和M2过表达植株，检测其花青素的含量，结果如图2。根据实验结果推测，M1基因_____。 ②研究发现，M2基因过表达植株的一些组织中M1的表达量升高。为研究M2与M1基因的关系，将M2蛋白与用M1基因的启动子部分片段制作的探针混合并电泳，结果如图3（生物素越多则条带颜色越深）。图3结果表明______。 ③综合以上研究，建立M1、M2、花青素合成的关系图，并从物质和能量的角度解释这种关系的意义______。 【答案】(1) 2 1/2 褐色∶绿色∶红色∶白色=6∶3∶3∶4 (2) 抑制花青素的合成 M2蛋白可以与M1基因的启动子区域结合（M1是M2的靶基因） 这种作用机制可防止花青素合成和积累过多，有利于减少物质和能量的消耗 【分析】基因自由组合定律：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点，用于驱动RNA转录。 【详解】（1）①杂交实验Ⅰ结果中F2总和为16，性状分离比为9:3:4，为9:3:3:1的变式，可推测小豆种皮的颜色（红色、绿色和褐色）是由2对或2对以上等位基因控制。杂交实验Ⅱ的F2的结果总和为16，也为9:3:3:1的变式，F2白色种皮个体中杂合子的比例为2/16÷4/16=1/2。②根据图1可知，白色个体基因型为rr____，红色个体基因型为R_gg__，绿色个体基因型为R_G_bb，褐色个体基因型为R_G_B_。在杂交实验Ⅰ中，根据F2的性状分离比可推出F1褐色基因型为RRGgBb，亲本红色和绿色个体只生出褐色个体，可得出绿色小豆基因型为RRGGbb、红色小豆基因型为RRggBB。在杂交实验Ⅱ中，F2中出现白色小豆，但无绿色小豆，可推出F1褐色基因型为RrGgBB，亲本白色和褐色个体只生出褐色个体，可得出白色小豆基因型为rrggBB、褐色小豆基因型为RRGGBB。将上述4个品种中的白色rrggBB和绿色品种RRGGbb进行杂交实验，F1RrGgBb自交获得F2。若R/r基因与B/b基因位于同源染色体上，且减数分裂时不发生交换，则F2小豆种皮基因型有（1/4BBrr、1/4bbRR、1/2BbRr）×（1/4GG、1/4gg、1/2Gg）共9种，颜色有及比例为褐色（3/8RrG_Bb）：红色（1/16RRggbb+1/8RrggBb）：白色（1/4rr__BB）：绿色（3/16RRG_bb）=6:3:4:3。 （2）①M1基因过表达的植株花青素含量比对照组低，说明M1基因抑制花青素合成相关基因的表达。②将图3从左到右的五个组分别标为1-5号，2号与1号的差异在于2号含有M2蛋白，2号电泳时出现了迁移变慢的条带，而探针—蛋白质复合物比非结合的探针迁移慢，说明M2蛋白会与用M1基因的启动子部分片段制作的探针结合。随后3、4、5号组增加未标记的探针数量，速度后滞的条带逐渐变浅，说明随着未标记的探针数量增加，M2蛋白与未标记的探针结合机会增大，进一步说明M2蛋白会与用M1基因的启动子部分片段制作的探针结合。③结合研究结果，可以推测：M2基因过表达植株中，M2蛋白与M1基因的启动子结合，促进M1的表达量升高，而M1的表达量升高会抑制花青素合成，M2表达量升高会促进花青素合成，则M1、M2、花青素合成的关系图为  。这种关系有利于控制花青素合成的含量，能够减少物质和能量浪费。 9．（23-24高三上·北京西城·期末）杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种子一代，在生长、繁殖、抗逆等性状上比其双亲优越的现象。我国研究者用两品系的野生型（WT）和C、D基因突变体（c和d）拟南芥进行杂交实验，用P菌感染亲本和F1后，检测叶片P菌数量相对值，结果如下表。 　 父本（品系1） 母本（品系2） F1 WT 9 9 8 突变体c 8．8 9 9．1 突变体d 12 11．9 11．9 (1)WT杂交结果显示______，表明拟南芥在抗P菌的能力上具有杂种优势。研究者将WT的F1自交，得到的F2中抗P菌个体比例很低，由此推测该杂种优势现象受______（填“1”或“多”）对等位基因的影响。 (2)突变体c、d的杂交实验结果说明_____。研究者用不同品系突变体c和d杂交，F1表现出杂种优势。据此推测C、D基因为非等位基因，理由是_____。 (3)为进一步确定C、D基因的关系，研究者检测了WT和突变体c的D基因表达水平，结果如图1．据结果推测，C基因_____D基因的表达。 (4)水杨酸（SA）参与多种植物抗逆性的调节。进一步研究发现，D基因能促进SA的合成，而C基因会抑制光合作用。研究者检测了一天中WT双亲及F1植株C基因的表达情况，结果如图2．由结果得出，C基因表达具有_________特点，而F1表现比双亲更显著。请阐释C基因如何平衡植物抗病菌与生长之间的矛盾_________。 【答案】(1) F1叶片P菌数量相对值显著低于亲本 多 (2) C、D基因参与拟南芥抗P菌杂种优势的形成 若C、D为等位基因，则F1不会出现杂种优势 (3)促进 (4) 昼夜节律 C基因夜晚表达水平高，促进D基因表达，从而使SA积累，提高抗P菌能力；白天C基因表达水平低，解除对光合作用的抑制利于生长，从而平衡了植物抗病菌与生长之间的矛盾。 【分析】，杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种子一代，在生长、繁殖、抗逆等性状上比其双亲优越的现象。表中数据体现了杂种优势。 【详解】（1）WT杂交结果显示F₁叶片P菌数量相对值显著低于亲本表明拟南芥在抗P菌的能力上具有杂种优势。研究者将WT的F₁自交，得到的F₂中抗P菌个体比例很低，由此推测该杂种优势现象受多对等位基因的影响。因为如果只受一对等位基因的影响的话，杂种优势会更加明显。 （2）突变体c、d的杂交实验结果说明C、D基因参与拟南芥抗P菌杂种优势的形成，且C能一定程度上减轻杂种优势。研究者用不同品系突变体c和d杂交，F1表现出杂种优势。据此推测C、D基因为非等位基因，因为若C、D为等位基因，则F₁不会出现杂种优势。 （3）由图可知，WT中的D基因表达情况比突变体c要高，说明缺失了C基因不利于D基因的表达，即C基因能促进D基因的表达。 （4）由图2可知，C基因表达具有昼夜节律的特点，C基因平衡植物抗病菌与生长之间的矛盾的方式为C基因夜晚表达水平高，促进D基因表达，从而使SA积累，提高抗P菌能力；白天C基因表达水平低，解除对光合作用的抑制利于生长，从而平衡了植物抗病菌与生长之间的矛盾。 10．（22-23高三上·北京房山·期末）辣椒的果实颜色丰富多彩，主要由所含叶绿素类、类胡萝卜素类和类黄酮类等色素物质的相对含量所决定。科研人员对辣椒显色的机制进行了相关研究。 (1)辣椒果实的棕色和红色由一对等位基因控制。成熟期红色辣椒和棕色辣椒杂交的 F1果色为红色，F1自交所得 F2果色及比例为____________________。 (2)现有红色类胡萝卜素合成受阻果色为黄色的植株甲（基因 Y 突变为 y）、果色为棕色的植株乙（基因 N 突变为 n）。用甲、乙进行杂交实验，结果如图 1。 据此，写出 F2中黄色果的基因型：_______________，遵循基因的_________定律。 (3)深入研究发现，果色为黄色的辣椒中叶黄素含量高，果色为红色的辣椒中辣椒红素（红色）含量高，但它们的前体物质均相同，如图 2。选取黄色品种 B 和红色品种 D测量不同物质含量，如图 3。 基因 Y 为控制该过程的关键酶的基因，推测酶 Y 的位置为_________（填图 2 中序号），请说出推测的理由_________。 (4)成熟期辣椒中的叶绿素逐渐分解，若叶绿素 a 分解速率慢于叶绿素 b，形成棕色果。N 基因编码一个叶绿体蛋白，推测单基因突变导致 N 基因编码蛋白质失活造成该结果，欲为此提供证据，合理的方案包括__________，并检测 N 蛋白含量及其活性。 ①设计一对引物扩增 N 基因，将扩增产物通过电泳收集并测序 ②设计一对引物扩增 n 基因，将扩增产物通过电泳收集并测序 ③敲除红色辣椒中的 N 基因，观察果实的颜色 ④红色辣椒中加入与 N 基因互补的小 RNA，观察果实的颜色 【答案】(1)红色辣椒：棕色辣椒=3：1 (2) yyNn、yyNN 自由组合 (3) ② 物质1在①的作用下形成物质2（yyN_），物质2在②的作用下形成辣椒红素（Y_N_），推测酶 Y 的位置为②上 (4)①③④ 【分析】分析图1，由 F2的表型及比例为红色：黄色：棕色：深绿色≈9：3：3：1，符合基因的自由组合定律，说明Y/ y、N / n位于两对同源染色体上。 【详解】（1）辣椒果实的棕色和红色由一对等位基因控制，红色辣椒和棕色辣椒杂交的 F1果色为红色，说明红色为显性性状，棕色为隐性性状，且亲本红色辣椒、棕色辣椒都是纯合子，F1为杂合子，F1自交所得 F2果色及比例为红色辣椒：棕色辣椒=3：1。 （2）由 F2的表型及比例为红色：黄色：棕色：深绿色≈9：3：3：1，符合基因的自由组合定律，说明Y/ y、N / n位于两对同源染色体上，F1的基因型为YyNn，红色类胡萝卜素合成受阻果色为黄色的植株甲（基因 Y 突变为 y），说明F2中黄色果的基因型为yyNn、yyNN，果色为红色的植株的基因型为Y_N_，果色为黄色的植株的基因型为yyN_，果色为棕色的植株的基因型为Y_nn，果色为深绿色的植株的基因型为yynn。 （3）由（2）可知，果色为红色的植株的基因型为Y_N_，果色为黄色的植株的基因型为yyN_，由此推测物质1在①（ N酶）的作用下形成物质2（yyN_），物质2（yyN_）在②（Y酶）的作用下形成辣椒红素（Y_N_），故推测酶 Y 的位置为②上。 （4）果色为红色的植株的基因型为Y_N_，果色为棕色的植株的基因型为Y_nn，N 基因编码一个叶绿体蛋白， 由此推测N 基因发生基因突变，造成导致 N 基因编码蛋白质失活造成棕色果的出现。 ①、设计一对引物扩增突变棕色果的N基因和红色果的N基因，将扩增产物通过电泳收集分别进行测序，对比发生突变的N基因与原N基因的差异，①正确； ②、由推测可知，棕色果的出现与N 基因发生基因突变有关，与n无关，②错误； ③、由推测可知，棕色果的出现与N 基因发生基因突变有关，因此敲除红色辣椒中的 N 基因，观察果实的颜色，如果符合推测，则果实变为棕色，如果不符合推测，则果实不为棕色，③正确； ④、红色辣椒中加入与 N 基因互补的小 RNA，导致N基因无法表达，无法形成叶绿体蛋白，然后观察果实的颜色，如果符合推测，则果实变为棕色，如果不符合推测，则果实不为棕色，④正确。 故选①③④。 11．（22-23高三上·北京西城·期末）小豆起源于中国。栽培小豆种皮多为红色，此外还有白色、绿色、褐色等各种类型。 (1)为探究种皮颜色的遗传规律，用4个不同种皮颜色的小豆品种进行如下杂交实验。 ①根据杂交实验Ⅰ结果推测，小豆种皮的颜色（红色、绿色和褐色）是由___________对等位基因控制。杂交实验Ⅱ的F2白色种皮个体中杂合子的比例为___________。 ②有人根据以上杂交实验结果推测小豆种皮相关色素的代谢途径，如图1。 为探究R/r基因与B/b基因之间的位置关系，利用上述4个品种中的白色和绿色品种进行杂交实验，F1自交获得F2。在上述推测成立的情况下，若F2小豆的种皮颜色及比例为___________，则说明R/r基因与B/b基因位于同源染色体上，且减数分裂时不发生交换。 (2)小豆种皮颜色与花青素等物质的种类有关，蛋白M1和M2调控花青素合成相关基因的表达。 ①分别用带有M1和M2基因的质粒转化植株，得到M1和M2过表达植株，检测其花青素的含量，结果如图2。根据实验结果推测，M1基因________。 ②研究发现，M2基因过表达植株的一些组织中M1的表达量升高。为研究M2与M1基因的关系，将M2蛋白与用M1基因的启动子部分片段制作的探针混合并电泳，结果如图3（生物素越多则条带颜色越深）。图3结果表明____。 ③综合以上研究，请补充完善M1、M2、花青素合成的关系图（括号内填写“促进”或“抑制”），并从物质和能量的角度解释这种关系的意义____。 【答案】(1) 2 1/2 褐色：红色：白色：绿色=6:3:4:3。 (2) 抑制花青素合成相关基因的表达 M2 蛋白可以与M1基因的启动子区域结合（M1是M2的耙基因） M2蛋白可促进花青素合成，M1蛋白可抑制花青素合成，当M2基因过表达时可以促进M1蛋白合成，从而控制花青素的合成含量，减少物质和能量的浪费 【分析】 基因自由组合定律：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点，用于驱动RNA转录。 【详解】（1）①杂交实验Ⅰ结果中F2总和为16，性状分离比为9:3:4，为9:3:3:1的变式，可推测小豆种皮的颜色（红色、绿色和褐色）是由2对或2对以上等位基因控制。杂交实验Ⅱ的F2的结果总和为16，也为9:3:3:1的变式，F2白色种皮个体中杂合子的比例为2/16÷4/16=1/2。 ②根据图1可知，白色个体基因型为rr____，红色个体基因型为R_gg__，绿色个体基因型为R_G_bb，褐色个体基因型为R_G_B_。在杂交实验Ⅰ中，根据F2的性状分离比可推出F1褐色基因型为RRGgBb，亲本红色和绿色个体只生出褐色个体，可得出绿色小豆基因型为RRGGbb、红色小豆基因型为RRggBB。在杂交实验Ⅱ中，F2中出现白色小豆，但无绿色小豆，可推出F1褐色基因型为RrGgBB，亲本白色和褐色个体只生出褐色个体，可得出白色小豆基因型为rrggBB、褐色小豆基因型为RRGGBB。将上述4个品种中的白色rrggBB和绿色品种RRGGbb进行杂交实验，F1RrGgBb自交获得F2。若R/r基因与B/b基因位于同源染色体上，且减数分裂时不发生交换，则F2小豆种皮基因型有（1/4BBrr、1/4bbRR、1/2BbRr）×（1/4GG、1/4gg、1/2Gg）共9种，颜色有及比例为褐色（3/8RrG_Bb）：红色（1/16RRggbb+1/8RrggBb）：白色（1/4rr__BB）：绿色（3/16RRG_bb）=6:3:4:3。 （2）①M1基因过表达的植株花青素含量比对照组低，说明M1基因抑制花青素合成相关基因的表达。 ②将图3从左到右的五个组分别标为1-5号，2号与1号的差异在于2号含有M2蛋白，2号电泳时出现了迁移变慢的条带，而探针-蛋白质复合物比非结合的探针迁移慢，说明M2蛋白会与用M1基因的启动子部分片段制作的探针结合。随后3、4、5号组增加未标记的探针数量，速度后滞的条带逐渐变浅，说明随着未标记的探针数量增加，M2蛋白与未标记的探针结合机会增大，进一步说明M2 蛋白可以与M1基因的启动子区域结合（M1是M2的耙基因）。 ③结合研究结果，可以推测：M2基因过表达植株中，M2蛋白与M1基因的启动子结合，促进M1的表达量升高。而M1的表达量升高会抑制花青素合成，M2表达量升高会促进花青素合成。这种关系有利于控制花青素合成的含量，能够减少物质和能量浪费。 12．（22-23高三上·北京大兴·期末）叶色突变体的研究可提高人们对叶绿素代谢、叶绿体发育和光合作用机制的了解，为利用叶色突变体和相关基因奠定基础。研究者以诱变剂处理野生型玉米品系Z58后，经筛选得到一株黄化突变体y12。 (1)将y12与Z58杂交，其结果如下： 杂交亲本组合 F1表型 F2表型及数量 母本Z58×父本y12 均为绿色 绿色182株，黄化60株 母本y12×父本Z58 均为绿色 绿色227株，黄化66株 根据杂交结果可以得出：玉米叶色的绿色和黄化是由一对基因（A/a）控制的__________，符合基因的分离定律；比较正反交结果可推断控制该性状的基因位于__________。 (2)为确定黄化基因在染色体上的位置，研究者将Z58，y12、子代绿色植株及子代黄化植株建立混合基因库，进行全基因组杂交，最终结果见下图，判断A/a基因应位于__________号染色体上。初步确定该染色体上的Z412基因为候选基因，推测该基因可能为A基因。Z412基因编码谷氨酰-tRNA还原酶，是叶绿素合成的第一个关键酶。 (3)为了进一步确认Z412基因突变是引起y12黄化的原因，研究者将潮霉素抗性基因与Z412基因一起导入野生型玉米基因组中A基因所在染色体的非同源染色体上，构建了Z412基因过表达株系OEZ412。 ①通过检测发现Z412基因在OEZ412中的表达量较野生型提高了10倍左右，而纯合的过表达株系表达量会有几十倍的提高，推测OEZ412为__________。 ②实验步骤：将OEZ412与y12杂交，得到的F1均为绿色植株，其中潮霉素抗性与不抗的比例为____________。将F1中的潮霉素抗性植株自交，得到F2群体。预期结果： 若F2中植株出现的性状及其分离比为____________，说明Z412基因不是引起y12黄化的原因； 若F2中植株出现的性状及其分离比为____________，说明Z412基因是引起y12黄化的原因。 【答案】(1) 相对性状 细胞核的染色体上/染色体上/细胞核中 (2)10 (3) 杂合子 1：1 绿色：黄化=3：1或绿抗：黄抗：绿不抗：黄不抗=9：3：3：1 绿色：黄化=15：1或绿抗：绿不抗：黄不抗=12：3：1 【分析】分离定律是对一对相对性状适用，自由组合定律是对两对及两对以上的相对性状适用的；自由组合定律是以分离定律为基础的，无论多少对相对独立的性状在一起遗传，再怎么组合都会先遵循分离定律。 【详解】（1）等位基因是位于同源染色体相同位置 ，控制相对性状的基因，玉米叶色的绿色和黄化是由一对基因（A/a）控制的相对性状；分析表格数据可知，F1自交后，正反交结果相同，均是绿色∶黄化≈3∶1，说明断控制该性状的基因位于细胞核的染色体上（染色体上 细胞核中）。 （2）分析题意，Δ（SNP-index）值超过0.5说明区间可能包含控制植株叶色的基因，据图可知，在全基因组上杂交图上，10号染色体的值超过0.5，据此判断A/a基因应位于10号染色体上。 （3）①分析题意，Z412基因在OEZ412中的表达量较野生型提高了10倍左右，而纯合的过表达株系表达量会有几十倍的提高，故推测OEZ412含有显性基因，但不是纯合子，故应为杂合子（设为Bb）。 ②结合①可知，OEZ412为杂合子AABb，而y12应为aabb，两者杂交，F1为AaBb：Aabb=1∶1，即F1均为绿色植株（Aa），但潮霉素抗性（Bb）与不抗（bb）的比例为1∶1，将F1中的潮霉素抗性植株自交（AaBb），得到F2群体，其结果如下： 若Z412基因不是引起y12黄化的原因，则F2中A-B-∶A-bb∶aaB-∶aabb=9：3：3：1，表现为绿抗：黄抗：绿不抗：黄不抗=9：3：3：1（或绿色：黄化=3：1）。 若Z412基因是引起y12黄化的原因则F2中A-B-∶A-bb∶aaB-∶aab=9：3：3：1，表现为绿抗：绿不抗：黄不抗=12：3：1（或绿色：黄化=15：1）。 13．（24-25高三上·北京西城·期末）棉花是一种喜光作物，以自花传粉为主，叶片大多为绿色。突变株（经典红株）新生叶为红色，常作为棉花育种的标记性状，但经典红株光合速率低于绿株。 (1)研究发现，棉花叶色的经典红/绿色性状由16号染色体上的一对基因控制。经典红株与绿株杂交，F1新生叶呈红色，其中隐性性状为_____。 (2)科研人员发现另一新生叶微红的突变株（亚红株），与绿株杂交结果如图1。亚红株与经典红株正反交，F1叶色均为红色，将F1_____，子代绿株所占比例为____，由此判断亚红叶基因不位于16号染色体上，后将其定位到7号染色体上，用R/r表示。 (3)测定亚红株、绿株及二者杂交子代F1的光合速率，结果如图2。实验结果说明_____。 (4)棉花花瓣有红心和白心之分，棉絮颜色有棕色和白色。将纯合亚红、白心、棕絮品系与纯合绿叶、红心、白絮品系杂交，F1均表现为亚红、红心、棕絮。统计F1的测交子代表型及数量，结果如下表。 表型 亚红白心棕絮 绿叶红心白絮 亚红白心白絮 绿叶红心棕絮 亚红红心棕絮 绿叶白心白絮 亚红红心白絮 绿叶白心棕絮 株数 272 280 180 178 5 7 1 2 请在答题卡上标注F1花瓣红心/白心基因（A/a）和棕絮/白絮（B/b）基因的位置_____。 (5)利用棕絮棉花（彩棉）生产天然有色纤维，可避免因化学染色造成的污染。已知棕絮棉与白絮棉杂交，杂种一代产量明显优于双亲。科研人员以纯合棕絮亚红株为父本，白絮绿株为母本杂交制种，获得的种子用于大田生产。在大田生产中，会在苗期拔除绿叶棉保留亚红叶棉，该田间操作的目的是_____。 【答案】(1)绿株 (2) 自交（与绿株测交） 1/16（1/4） (3)与绿株相比，亚红株在强光下光合速率高，F1强光下光合速率高于双亲 (4) (5)避免因母本自交产生的白棉混于彩色杂交棉群体中，影响杂交棉纯度和产量 【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）经典红株与绿株杂交，子代新生叶呈红色，根据“无中生有为隐性”的遗传规律，即亲代具有两种不同性状，子代只出现一种性状，那么未出现的性状为隐性性状，所以绿色是隐性性状。 （2）亚红株与绿株杂交，F1全为亚红株，F2中亚红株与绿株的比例接近3：1，说明亚红株为显性性状且由一对等位基因控制。亚红株与经典红株正交反交，子代表现型均为红色，说明该性状的遗传与性别无关。若亚红叶基因位于16号染色体上，与已知的经典红株叶色基因在同一对染色体上，其杂交结果会不符合自由组合定律，而实际情况是将其定位到7号染色体上，说明亚红叶基因与16号染色体上的叶色基因位于非同源染色体上，符合自由组合定律。亚红株与经典红株杂交，F1为杂合子，F1自交，F2中绿株（隐性纯合子）所占比例为1/16，若让F1与绿株进行测交，F2中绿株（隐性纯合子）所占比例为1/4。 （3）由图2可知，自变量为光照强度和植株种类，因变量为光合速率，在光照强度较低时，三种植株的光合速率基本相同，但随着光照强度的增加，F1的光合速率最高，其次是亚红株，最低的是绿株，所以实验结果说明与绿株相比，亚红株在强光下光合速率高，F1强光下光合速率高于双亲。 （4）将纯合亚红、白心、棕絮品系与纯合绿叶、红心、白絮品系杂交，F1基因型为RrAaBb，对F1进行测交，统计测交子代表型及数量。从测交结果来看，亚红白心棕絮（272株）与绿叶红心白絮（280株）、亚红白心白絮（180株）与绿叶红心棕絮（178株）这两组数据相对较大，而亚红红心棕絮（5株）、绿叶白心白絮（7株）、亚红红心白絮（1株）、绿叶白心棕絮（2株）这四组数据相对较小。这表明控制花瓣红心/白心的基因（A/a）和控制棕絮/白絮的基因（B/b）不遵循自由组合定律，而是连锁遗传。具体来说，A和b连锁，a和B连锁，所以F1花瓣红心/白心基因（A/a）和棕絮/白絮（B/b）基因的位置标注应该是在一对同源染色体上，且A和b在一条染色体上，a和B在另一条同源染色体上，且亚红白心棕絮（RraaBb）与绿叶红心白絮（rrAabb）、亚红白心白絮（Rraabb）与绿叶红心棕絮（rrAa Bb）的数量接近，数据相对较大，再结合基因型可知，R与a连锁，r与A连锁，结合上述结果可知，R、a、B连锁，在一条染色体上，r、A、b连锁，在另一条染色体上，都位于7号染色体上，所以F1花瓣红心/白心基因（A/a）和棕絮/白絮（B/b）基因的位置如图所示。 （5）棉花是雌雄同株植物，既可以自交，也可以杂交，为了生产天然有色纤维，以纯合棕絮亚红株为父本，白絮绿株为母本杂交制种，获得的种子用于大田生产。在大田生产中，苗期拔除绿叶棉保留亚红叶棉，目的是避免因母本自交产生的白棉混于彩色杂交棉群体中，影响杂交棉纯度和产量。 14．（24-25高三上·北京丰台·期末）果皮颜色是甜瓜重要的性状。为探究决定果皮颜色的基因，科研人员进行如下研究。 (1)选取绿皮品种甲和黄皮品种乙进行杂交实验，F1自交得F2，数据统计如下表。结果说明果皮颜色由________对等位基因控制；F1与乙杂交，后代性状及分离比为________。 子代 绿皮株数 白皮株数 黄皮株数 F1 30 0 0 F2 242 59 20 (2)果皮颜色与4号染色体存在相关性。进一步研究结果如图1，该染色体上A基因的______区域发生_______，导致了基因突变，使得氨基酸_______发生变化，相应蛋白质的空间结构改变。由此推测A基因可能为控制甜瓜果皮颜色的候选基因。 (3)在授粉后不同天数，测定不同品种A基因的表达情况，结果如图2。推测该基因的功能为_____。 (4)为验证A基因的功能，研究人员开发了特异性序列MR作为标记，与A基因紧密连锁，在F2群体中进行扩增，结果如图3。该结果_______（支持/不支持）上述推测，理由是_______。 (5)果皮颜色的形成与多种色素积累有关，且易受光照、温度等环境因素影响，果皮颜色也会影响消费者的选择。请基于以上信息提出你的观点，是否支持开发与果皮颜色基因连锁的特异性序列标记，并说明理由_____________。 【答案】(1) 两/二/2 果皮绿色：果皮白色：果皮黄色=2：1：1 (2) 外显子 碱基对的缺失或插入 种类、数目、排列顺序 (3)控制果皮的绿色性状 (4) 支持 F2中所有的绿皮单株均含有P1的条带，所有的黄皮或白皮单株均不含P1条带 (5)支持。可用于苗期筛选特定果皮颜色的植株 【分析】由表可知，品种甲和黄皮品种乙进行杂交实验，F1自交得F2，F2中绿皮：白皮：黄皮≈12:3:1，是9：3：3：1的变式，说明果皮颜色受两对等位基因控制。 【详解】（1）由表可知，品种甲和黄皮品种乙进行杂交实验，F1自交得F2，F2中绿皮：白皮：黄皮≈12:3:1，是9：3：3：1的变式，说明果皮颜色受两对等位基因控制，设这两对等位基因为A/a、B/b，则亲本分别为AABB、aabb，F1为AaBb，F2绿皮为A_B_+A_bb，白皮为aaB_，黄皮为aabb，F1AaBb与乙aabb杂交，后代性状及比例为果皮绿色AaBb+Aabb：果皮白色aaBb：果皮黄色aabb=2：1：1。 （2）由图可知，A基因的外显子区域发生了碱基对的缺失（绿皮）或插入（黄皮和白皮），导致基因突变，使其转录的mRNA发生改变，进而影响合成的蛋白质中氨基酸种类、数目、排列顺序，使得相应蛋白质的空间结构改变。 （3）由图可知，授粉25天后，果皮绿色的A基因表达量显著大于其余两种，可推测A基因的功能是控制果皮的绿色性状。 （4）由图可知，F2中所有的绿皮单株均含有P1的条带，所有的黄皮或白皮单株均不含P1条带，说明A基因的功能是控制果皮的绿色性状，支持上述推测。 （5）由题意可知，果皮颜色是甜瓜重要的性状，开发与果皮颜色基因连锁的特异性序列标记，可用于苗期筛选特定果皮颜色的植株，进一步筛选甜瓜的品质，所以支持开发相关基因的特异性序列标记。 15．（23-24高三上·北京大兴·期末）花色（A/a）、果皮色（B/b）、果肉色（D/d）等为茄子主要质量性状。研究三种性状之间的遗传规律，对茄子育种有重大意义。 (1)将紫花白皮茄和白花绿皮茄杂交，F1全部为紫花绿皮，F1自交产生的F2中紫花绿皮39株，紫花白皮12株，白花绿皮14株，白花白皮4株。两对相对性状中的显性分别是_______，茄子花色和果皮色的遗传符合_______定律。 (2)为确定控制果皮色和果肉色基因之间的位置关系，将白皮白肉（P1）和绿皮绿肉（P2）茄子进行杂交，结果见下表。 组合 世代 表型及植株数 P1×P2 F1 绿皮绿肉82株 F2 绿皮绿肉64株；白皮白肉18株 F1×P1 BC1 绿皮绿肉41株；白皮白肉37株 F1×P2 BC2 绿皮绿肉79株 ① P1和P2的基因型分别是_______。 ②F2中仅出现两种表型，且白皮白肉占比为1/4。由此推断F1中控制果皮色和果肉色的基因B和D_______，可以验证该推断的杂交组合是_______。 (3)研究人员比对果皮色的基因B与b序列，结果如下图。据图分析，两种基因产生果皮色不同的原因是_______。 (4)茄子皮中含有丰富的维生素P，维生素P又称芦丁，具有保护血管的功效，而血管中的NO也可以抵抗粥状动脉化。为探究_______，研究人员给一组小鼠喂食茄子的芦丁提取液，另一组喂食_______，检测两组小鼠的NO合成酶基因的表达量和粥状动脉化的发生情况。 【答案】(1) 紫花和绿皮 自由组合 (2) bbdd和BBDD 位于一条染色体上，且减数分裂时不发生交换 F1×P1 (3)B基因中的碱基对G-C，在b基因中替换成了A-T，导致形成的蛋白质有差异 (4) 芦丁通过影响NO的合成抵抗粥状动脉化 等量清水 【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）依题意，紫花白皮茄和白花绿皮茄杂交，F1全部为紫花绿皮，则可知两对相对性状中的显性分别是紫花和绿皮。又知F1自交产生的F2中紫花绿皮39株，紫花白皮12株，白花绿皮14株，白花白皮4株，性状分离比接近9：3：3：1，故茄子花色和果皮色的遗传符合自由组合定律。 （2）①依题意，白皮白肉（P1）和绿皮绿肉（P2）杂交所得F1全为绿皮绿肉，则绿皮相对白皮为显性、绿肉相对白肉为显性。则可推测 P1和P2的基因型分别是bbdd和BBDD。 ②F2中仅出现两种表型，且白皮白肉占比为1/4，由此推断F1中控制果皮色和果肉色的基因B和D位于一条染色体上，且减数分裂时不发生交换。可用组合F1×P1进行验证，若基因B和D位于一条染色体上，且减数分裂时不发生交换，则F1的基因型为BbDd，产生的配子基因型及比例为1BD：1bd。P1基因型为bbdd，产生的配子全为bd，则子代基因型及比例为1BbDd：1bbdd，体现的表型及比例为1绿皮绿肉；1白皮白肉。F1×P1组实验结果为绿皮绿肉41株，白皮白肉37株，比例接近1：1，结果与推断相符合。 （3）据图分析，B基因中的碱基对G-C，在b基因中替换成了A-T，导致形成的蛋白质有差异。 （4）实验的因变量是两组小鼠的NO合成酶基因的表达量和粥状动脉化的发生情况，依题意分析，推测实验的目的是探究芦丁通过影响NO的合成抵抗粥状动脉化。根据实验要遵循单一变量原则和等量原则的要求，一组小鼠喂食茄子的芦丁提取液，则另一组要喂食等量清水，形成对照，以判断芦丁是否通过影响NO的合成抵抗粥状动脉化。 地 城 考点03 基因在染色体上和伴性遗传 一、选择题 1．（24-25高三上·北京丰台·期末）肺囊性纤维化是一种遗传性疾病。以下是某患者的家族系谱图，其中Ⅱ-6为携带者。下列分析不正确的是（    ） A．该病为常染色体隐性遗传病 B．Ⅱ-3与II-5是杂合子的概率相同 C．Ⅱ-5与Ⅱ-6的子女患病概率为1/6 D．基因检测可确定Ⅲ-2是否为携带者 【答案】B 【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病： （1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）。 （2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病。 （3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。 【详解】A、据图分析，I-1和I-2正常，生有患病的女儿II-2，说明该病是隐性遗传病，又因为患者的父亲正常，说明该病致病基因位于常染色体，即该病为常染色体隐性遗传病，A正确； B、该病为常染色体隐性遗传病，设相关基因是A/a，II-2基因型是aa，则I-1和I-2都是Aa，Ⅱ-5基因型是1/3AA、2/3Aa，而III-1患病，基因型是aa，II-3基因型是Aa，Ⅱ-3与II-5是杂合子的概率不同，B错误； C、Ⅱ-5（1/3AA、2/3Aa）与Ⅱ-6（携带者，基因型是Aa）婚配，II-5产生的配子及比例是2/3A、1/3a，Ⅱ-6配子及比例是1/2A、1/2a，子女患病概率=1/3a×1/2a=1/6aa，C正确； D、III-2是正常个体，基因型可能是AA或Aa，基因检测可确定Ⅲ-2是否为携带者，D正确。 故选B。 2．（24-25高三上·北京顺义·期末）腓骨肌萎缩症是β基因突变导致的X染色体显性遗传病。某男性患者与一正常女性婚配后育有一患病男孩，下列不合理的推测是（    ） A．男孩胚胎发育早期β基因突变 B．母方形成卵细胞时β基因突变 C．父方减数分裂Ⅱ时性染色体未分离 D．父方X染色体片段转移至Y染色体 【答案】C 【分析】1、人的体细胞中有23对染色体，22对是常染色体，1对是性染色体，在女性中，这对性染色体是同型的，用XX表示；在男性中，这对性染色体是异型的，用XY表示。 2、基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，是产生新基因的途径。 【详解】腓骨肌萎缩症是β基因突变导致的X染色体显性遗传病，男性患者与一正常女性婚配，母亲的X染色体上不含有致病基因，后代男孩的X染色体来自母亲，不应患病，先出现患病男孩，可能是男孩胚胎发育早期β基因突变、或母方形成卵细胞时β基因突变、或父方含有致病基因的X染色体片段转移至Y染色体、或父方性染色体在减数第一次分裂时分离，ABD正确，C错误。 故选C。 3．（24-25高三上·北京东城·期末）无丙种球蛋白血症是一种单基因遗传病，下图表示某家族部分系谱图，其中Ⅱ1、Ⅱ5均无致病基因。下列分析不正确的是（　　） A．无丙种球蛋白血症是伴Ⅹ染色体隐性遗传病 B．Ⅲ1获得致病基因的路径最可能是Ⅰ1→Ⅱ2→Ⅲ1 C．Ⅱ3与正常男子婚配，所生女儿患病几率为1/2 D．Ⅲ3和Ⅲ4均不携带无丙种球蛋白血症致病基因 【答案】C 【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病： （1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）。 （2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病。 （3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。 【详解】A、据图分析，图中的Ⅱ1与Ⅱ2正常，生有患病的儿子，说明该病是隐性遗传病，又因为Ⅱ1无致病基因，说明该病致病基因位于X染色体，即该病是伴Ⅹ染色体隐性遗传病，A正确； B、Ⅲ1患病，其母亲和父亲都正常，由于该病致病基因位于X染色体，其致病基因来自母亲，故致病基因的路径最可能是Ⅰ1→Ⅱ2→Ⅲ1，B正确； C、设该病相关基因是B/b，I1患病，基因型是XbY，Ⅱ3基因型是XBXb，与正常男子XBY婚配，所生女儿基因型是XBXB、XBXb，患病几率为0，C错误； D、Ⅱ5无致病基因，基因型是XBXB，II4正常，基因型是XBY，其子代Ⅲ3和Ⅲ4均不携带无丙种球蛋白血症致病基因，D正确。 故选C。 4．（24-25高三上·北京朝阳·期末）家蚕是ZW型性别决定生物。油蚕幼虫的皮肤透明，称为皮肤油性。研究者用油蚕品系与普通皮肤品系杂交，结果如表。下列判断错误的是（    ） 杂交组合 F1 F2 普通，♀ 普通，♂ 油性，♀ 油性，♂ 普通，♀ 普通，♂ 油性，♀ 油性，♂ 普通蚕♀×油蚕♂ 0 142 135 0 295 300 275 281 A．家蚕皮肤油性和普通由1对基因控制 B．家蚕皮肤油性性状由Z染色体上隐性基因控制 C．用“普通蚕♀×油蚕♂”可在子代幼虫期据皮肤性状筛选雄蚕 D．F2中普通皮肤的雌雄蚕相互交配，子代中油蚕均为雄性 【答案】D 【分析】家蚕的性别决定方式为ZW型，则雌性基因组成为ZW型，雄性基因组成为ZZ型。因多只普通蚕♀（ZW）与多只油蚕♂（ZZ）进行多组杂交实验，每组杂交产生的F1中均有普通雄蚕和油性雌蚕，则可推知亲代基因型分别为（雌）ZBW、（雄）ZbZb。 【详解】A、题意显示，普通蚕♀×油蚕♂杂交产生的子代中普通雄蚕和油性雌蚕的比例约为1∶1，表现为性状表现与性别相关联，因而亲本的基因型可表示为ZBW、ZbZb，即家蚕皮肤油性和普通由1对基因控制，且相关基因位于Z染色体上，A正确； B、普通蚕♀×油蚕♂杂交产生的子代中普通雄蚕和油性雌蚕的比例约为1∶1，说明亲本的基因型为ZBW、ZbZb，说明家蚕皮肤油性性状由Z染色体上隐性基因控制，B正确； C、用“普通蚕♀（ZBW）×油蚕♂（ZbZb）”产生的子代的基因型和表现型为油蚕雄（ZbW）、普通蚕♂（ZBZb），显然在子代幼虫期据皮肤性状筛选雄蚕，C正确； D、结合C 项可知，F1中的基因型为ZbW、ZBZb，F2中普通皮肤的雌雄蚕的基因型为ZBZb、ZBW，则二者杂交产生的子代中油蚕均为雌性（ZbW），D错误。 故选D。 5．（23-24高三上·北京石景山·期末）控制色觉的基因位于X染色体上，正常色觉基因B对色弱基因B-、色盲基因b为显性，色弱基因B-对色盲基因b为显性。下图左为某家族系谱图，右为同种限制酶处理第二代成员色觉基因的结果，序号①～⑤表示电泳条带。下列叙述不正确的是（    ） A．条带②③代表色弱基因，条带②④⑤代表色盲基因 B．正常色觉基因上无所用限制酶的酶切位点 C．Ⅰ-1对应的电泳条带应是②③④⑤ D．Ⅱ-3与正常人结婚，子代表现为色弱的概率是1/4 【答案】D 【分析】遗传系谱图的分析方法：首先确定是细胞核遗传还是细胞质遗传。其次确定是否为伴Y遗传。若系谱图中女性全正常，患者全为男性，而且患者的父亲、儿子全为患者，则最可能为伴Y遗传。若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y遗传。再次确定是常染色体遗传还是伴X遗传。首先确定是显性遗传还是隐性遗传。①“无中生有”是隐性遗传病。②“有中生无”是显性遗传病。已确定是隐性遗传，若女患者的父亲和儿子都患病，则最大可能为伴X隐性遗传。否则一定为常染色体隐性遗传。已确定是显性遗传，若男患者的母亲和女儿都患病，则最大可能为伴X显性遗传。否则一定为常染色体显性遗传。 【详解】A、由家系图可知，Ⅱ-2是色弱男性，Ⅱ-4是色盲男性，前者的基因型是XB-Y，后者的基因型是XbY，前者含有的色弱基因电泳后产生条带②③，后者的色盲基因电泳后产生条带②④⑤，这表明条带②③代表色弱基因，条带②④⑤代表色盲基因，A正确； B、Ⅱ-1和Ⅱ-3色觉正常，含B基因，对比两者电泳结果可知①对应条带代表B基因，说明正常色觉基因上无所用限制酶的酶切位点，B正确； C、Ⅱ-2和Ⅱ-4可知道Ⅰ-1的基因型是XB-Xb，因此她的基因电泳结果出现的条带是②③④⑤，C正确； D、Ⅱ-2和Ⅱ-4可知道Ⅰ-1的基因型是XB-Xb，Ⅰ-2是正常男性，其基因型是XBY，因此Ⅱ-1和Ⅱ-3的基因型可能是XBXB-或XBXb，再看电泳条带，发现他们的电泳结果是不同的：Ⅱ-1含色弱基因XB-，Ⅱ-3含色盲基因Xb，因此Ⅱ-1和Ⅱ-3的基因型分别是XBXB-、XBXb，Ⅱ-3与正常人（XBY）结婚，后代不会出现色弱个体，但会出现1/4的概率是色盲患者，D错误。 故选D。 6．（23-24高三上·北京东城·期末）HCFP1是一种由运动神经元发育不良引起的人类单基因遗传病，因神经元中调节GATA2蛋白表达量的序列发生突变引起。如图为该遗传病的家系图，已知I-2不含致病基因。下列分析正确的是（　　） A．可推知HCFP1属于伴X染色体显性遗传病 B．Ⅱ-1与正常男性生出患病孩子的概率为1/4 C．I-1体内能检测到氨基酸序列异常的GATA2 D．Ⅱ-2与Ⅲ-1个体的基因型相同 【答案】D 【分析】分析题意可知，I-2不含致病基因，因此该遗传病为显性遗传病，但是Ⅱ-2是患者，说明该遗传病是常染色体显性遗传病。 【详解】A、I-2不含致病基因，因此该遗传病为显性遗传病，但是Ⅱ-2是患者，说明该遗传病是常染色体显性遗传病，A错误； B、Ⅱ-1是杂合子，与正常男性生出患病孩子的概率为1/2，B错误； C、I-1体内不一定能检测到氨基酸序列异常的GATA2，因为其患病原因是调节GATA2蛋白表达量的序列异常，并不一定会造成氨基酸序列异常，C错误； D、Ⅱ-2与Ⅲ-1个体的基因型相同，都为杂合子，D正确。 故选D。 7．（22-23高三上·北京通州·期末）D基因是红耳滑龟雄性性别决定基因，但是其性别往往与孵化期间的温度高度相关，高于31℃时更易发育成雌性，低于26℃时更易发育成雄性。我国科学家发现了其性别决定机制如下图所示。相关说法错误的是（    ） A．高温提高了性腺细胞内Ca2+的浓度 B．p-STAT3可以通过核孔进入细胞核 C．高温条件提高了D基因的转录效率 D．雌、雄红耳滑龟STAT3和p-STAT3总含量无差异 【答案】C 【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以 DNA 分子的一条链为模板，在 RNA 聚合酶的作用下消耗能量，合成 RNA 。 翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的 mRNA 为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。 【详解】A、由图可知，高温促进Ca2+进入性腺细胞，提高了性腺细胞内Ca2+的浓度，A正确； B、由图可知，p-STAT3可以通过核孔进入细胞核，B正确； C、高温条件下，含有D基因的红耳滑龟会发育成雌性，而D基因是红耳滑龟雄性性别决定基因，可推测高温条件抑制了D基因的转录，使D基因的转录效率下降，C错误； D、STAT3和p-STAT3是红耳滑龟性腺细胞中正常的表达产物，雌、雄红耳滑龟STAT3和p-STAT3总含量无差异，D正确。 故选C。 8．（22-23高三上·北京通州·期末）先天性免疫球蛋白缺乏症的表现为B细胞分化障碍，某些抗体缺失，是X染色体上的隐性基因（b）控制的遗传病，Xb的基因频率为k，下列说法正确的是（    ） A．男性患者的致病基因可能来自其祖父 B．该疾病患者的特异性免疫不会出现功能缺陷 C．该疾病的发病率在男性和女性中分别是k，k2 D．男性患者的女儿表现正常，基因型为XBXB或XBXb 【答案】C 【分析】伴X染色体隐性遗传病的发病特点：（1）男患者多于女患者；（2）隔代交叉遗传，即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。 【详解】A、男性患者的致病基因位于X染色体，只能来自其母亲，不可能来自父亲，故不能来自其祖父，A错误； B、先天性免疫球蛋白缺乏症的表现为B细胞分化障碍，某些抗体缺失，而抗体在体液免疫中起作用，体液免疫属于特异性免疫过程，因此该疾病患者的特异性免疫会出现功能缺陷，B错误； C、由于该病属于伴X隐性遗传病，由于Xb的基因频率为k，则该疾病在男性中的发病率也是k，在女性中XbXb的发病率为k2，C正确； D、男性患者基因型是XbY，一定遗传给女儿一个Xb基因，女儿表现正常，故基因型为XBXb，D错误。 故选C。 9．（22-23高三上·北京石景山·期末）“卵子死亡”是一种人类遗传病，由于PANX1基因突变引起卵子萎缩、退化导致不育，该基因在男性个体中不表达。下图为某患病女子（4号）的家庭遗传系谱图。基因检测显示，1、4、6号含有致病基因，2、3、5号不含致病基因。（基因用A、a表示） 对该家系分析不正确的是（    ） A．此病为常染色体显性遗传病 B．2号个体基因型为aa C．3号与4号所生的男孩不患病 D．6号与正常女性结婚，生出患病孩子的概率为1/4 【答案】C 【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】A、若该病为伴 X 染色体遗传病，则1号的致病基因可以传给5号，则5号含有致病基因，与题意不符，若为常染色体隐性遗传病，则4号的致病基因来自1号和2号，则2号应含有致病基因，与题意不符，1号含致病基因，5号不含致病基因，则该病为常染色体显性遗传病，A正确； B、该病为常染色体显性遗传病，2号个体表现正常，其基因型为aa，B正确； C、3号与4号不能生出正常孩子，因为4号是“卵子死亡”患者，表现为不育，C错误； D、若控制该病的基因为 A 、a ，6号含有致病基因，则6号基因型为 Aa，6号与正常女性 aa 结婚，后代 Aa 基因型的概率为1/2，若为患病个体，则需为女性，故生出患病孩子的概率为1/21/2=1/4，D正确。 故选C。 10．（22-23高三上·北京海淀·期末）侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1都是侏儒小鼠；反交后F1都是野生型小鼠。正交实验的F1雌雄个体间相互交配、反交实验的F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比。以下能够解释上述实验现象的是（    ） A．控制侏儒性状的基因位于X染色体上 B．控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上 C．来源于母本的侏儒和野生型基因不表达 D．含侏儒基因的精子不能完成受精作用 【答案】C 【分析】基因分离定律实质：在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；当细胞进行减数分裂，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子当中，独立地随配子遗传给后代。 【详解】A、假定控制侏儒性状的基因位于X染色体上，控制侏儒性状的基因是显性，侏儒小鼠作父本（XAY），野生型小鼠作母本（XaXa），F1应该为雌性为侏儒，雄性应该是野生型，不符合题意；假定控制侏儒性状的基因位于X染色体上，控制侏儒性状的基因是隐性，侏儒小鼠作父本（XaY），野生型小鼠作母本（XAXA），F1雌雄性都应该是野生型，不符合题意，A错误； B、假定控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上，后代性状随母本，那么侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1应该都是野生型小鼠，不符合题意，B错误； C、假定来源于母本的侏儒和野生型基因不表达，侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1性状随父本，都是侏儒小鼠；反交（侏儒小鼠作母本，野生型小鼠作父本）后F1都是野生型小鼠，无论正交还是反交，F1都是既含有侏儒基因，也含有野生型基因，如果来源于母本的侏儒和野生型基因不表达，F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比，符合题意，C正确； D、假定含侏儒基因的精子不能完成受精作用，反交（侏儒小鼠作母本，野生型小鼠作父本）后F1不一定都是野生型小鼠，不符合题意，D错误。 故选C。 11．（22-23高三上·北京西城·期末）视网膜色素变性（RP）是一种遗传病，多个基因与之有关。对两个家族22人的基因检测显示，两个家族的RP均为单个基因的突变所致，正常人中只有家族甲的Ⅱ-2和Ⅲ-2携带致病基因。据此可以判断（    ） A．家族甲中Ⅲ-2的致病基因来自Ⅱ-2 B．家族乙的RP为伴X染色体显性遗传病 C．家族乙中的Ⅱ-1为杂合子 D．RP在人群中的发病率约为7/22 【答案】C 【分析】由题意可知，正常人中家族甲有该致病基因携带者，说明在甲家族中该病为隐性遗传病，图中正常人只有家族甲的Ⅱ-2和Ⅲ-2携带致病基因，即Ⅰ-1不含治病基因，但其两个儿子均患病，说明甲家族中该病为伴X隐性遗传病。 【详解】A、图中正常人只有家族甲的Ⅱ-2和Ⅲ-2携带致病基因，即Ⅰ-1不含治病基因，但其两个儿子均患病，说明该病为伴X隐性遗传病，父亲的治病基因一定传给女儿，则家族甲中Ⅲ-2的致病基因来自Ⅱ-1，A错误； B、若家族乙的RP为伴X染色体显性遗传病，则Ⅱ-5患病，其女儿一定患病，与遗传系谱图不符，B错误； C、由图可知，Ⅰ-1正常，Ⅰ-2患病，且Ⅱ-1患病，说明二者遗传给Ⅱ-1的基因不同，则其为杂合子，C正确； D、发病率不能再家系中计算，而应该在人群采取随机调查的形式计算，D错误。 故选C。 二、非选择题 12．（22-23高三上·北京昌平·期末）棉花是我国重要的经济作物。棉花苗期的叶片通常为绿色，科研人员发现棉花芽黄突变体（M），其叶片在苗期表现出叶绿素缺乏的黄色性状，而当植株成熟时，叶片恢复绿色。 (1)已知叶片颜色由一对等位基因控制。将M与野生型植株杂交，F1自交所得F2中有602株绿苗和196株黄苗，说明芽黄性状为____________性状。 (2)棉花具有杂种优势，即杂种一代在产量和纤维品质等方面优于双亲，但棉花为两性花，人工去雄繁琐，科研人员以芽黄作为指示性状，对杂种一代进行筛选。①研究表明，M品系与常规品系杂交，F1具有明显的杂种优势。鉴别杂交种的过程如下： Ⅰ．将M品系作为____________本，常规品系作为另一亲本，隔行种植，授粉后采收母本植株的种子。 Ⅱ．播种所采种子，在苗期应人工拔除黄苗，保留绿苗，用于区分“真假杂种”，其原因是__________。 ②科研人员引进芽黄突变体的雄性不育品系（A），以提高棉花杂交种的生产效率。将A品系与标准品系（T）进行杂交，实验结果如图1。 由杂交结果推测，控制叶色和育性的基因在染色体上的位置关系是__________。F2中未观察到重组类型的最可能原因是___________。 ③从生产实践角度分析，A品系能提高棉花杂交种生产效率的理由是___________。 (3)实践发现，目前大部分芽黄突变体由于自身的产量低，品质差等原因，难以产生强优势的杂种子代。请从①~③中选择实验材料，完善图2芽黄品系改良的最佳方案。 ①M品系②A品系③N品系（优质棉） 图中品系abc分别是__________（填写相应序号） 【答案】(1)隐性 (2) 母 M品系自交获得的种子长出来的是黄苗，与常规品系杂交获得的种子长出来的是绿苗 位于一对同源染色体上 F1减数分裂过程中控制叶色和育性的基因所在染色体未发生互换（控制叶色和育性的基因在染色体上紧密连锁），不形成重组型配子 减少（省去）人工去除雄蕊的操作/减少（省去）人工拔除自交种长出的黄苗 (3)③②③ 【分析】1、基因的分离定律的实质是：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】（1）已知叶片颜色由一对等位基因控制，且F2中绿苗：黄苗≈3：1，说明绿苗为显性性状，黄苗为隐性性状。 （2）①Ⅰ．如果想要收获F1全为杂合，且免去去雄的繁琐操作，可以以M品系（隐性纯合）作为母本，常规品系作为另一亲本，隔行种植，授粉后采收母本植株的种子，收获的种子中有杂合子，也有隐性纯合子。 Ⅱ．播种所采种子，杂合子为绿色，隐性纯合子为黄色，在苗期应人工拔除黄苗，保留绿苗，这样就能保证F1全为杂合。 ②雄性不育品系（A）与标准品系（T）进行杂交，F2中绿苗、雄性可育：黄苗、雄性不育=3：1，并不符合9：3：3：1及其变式，说明控制叶色和育性的基因位于一对同源染色体上，F2中未观察到重组类型的最可能原因是位于一对同源染色体上；F1减数分裂过程中控制叶色和育性的基因所在染色体未发生互换（控制叶色和育性的基因在染色体上紧密连锁），不形成重组型配子。 ③减少（省去）人工去除雄蕊的操作，故A品系能提高棉花杂交种生产效率。 （3）（A）品系为雄性不育，可以作为母本免去去雄的操作，与N品系（优质棉）作为父本进行杂交，收获子一代F1，用F1与N品系连续多代杂交，提高优良性质的基因频率，收获具有优良性质的杂交后代，将杂交后代进行自交，筛选出同时具有芽黄性状和优良性质的良品品系，故图中品系abc分别是③②③。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 遗传的基本规律 3大高频考点概览 考点01 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 考点02 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 考点03 基因在染色体上和伴性遗传 地 城 考点01 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 一、选择题 1．（23-24高三上·北京西城·期末）粉花、深色茎与白花、浅色茎的矮牵牛杂交，得到F1自交，F2统计结果如表。相关分析正确的是（　　） F2表型 所占比例 粉花、深色茎 3/16 粉花、浅色茎 1/16 蓝花、深色茎 6/16 蓝花、浅色茎 2/16 白花、深色茎 3/16 白花、浅色茎 1/16 A．花色由2对等位基因控制 B．茎色遗传遵循自由组合定律 C．F1的表型为蓝花、深色茎 D．F2粉花植株自交后代浅色茎占1/4 2．（24-25高三上·北京海淀·期末）柳穿鱼的花具有两种类型，植株甲呈两侧对称，植株乙呈辐射对称。研究发现，柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因直接相关，右图为用限制酶PstI切割该基因的结果。下列叙述不能作为支持“柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象”证据的是（　　） A．植株甲和乙Lcyc基因的碱基序列相同 B．植株甲和乙Lcyc基因的转录发生在细胞核中 C．甲×乙→F1(与甲的花相似)F2(绝大多数植株的花与甲相似，少数与乙相似) D．PstI不能识别被甲基化修饰的位点，可能产生如图结果 3．（24-25高三上·北京昌平·期末）突变形成的两个隐性基因都可导致小鼠眼睛变小，一个为小眼基因，一个为细眼基因。利用正常眼（野生型）、小眼和细眼3个纯合品系进行实验。实验一：正常眼与小眼品系杂交；实验二：小眼品系与细眼品系杂交。下列叙述错误的是（   ） A．实验一的F1中出现了正常眼个体 B．若实验一正反交结果不同，则说明小眼基因位于常染色体上 C．实验二可用于探究小眼基因和细眼基因是否为同一基因的突变 D．若实验二结果为正常眼，则说明小眼基因和细眼基因为非等位基因 4．（24-25高三上·北京石景山·期末）多囊肾病（PKD）是一种单基因显性遗传病，致病基因位于常染色体上。对某患者相关基因进行检测，得到2种序列（如下图）。图中限制酶E的识别序列为GATATC。下列判断正确的是（　　） A．致病基因碱基序列的改变导致密码子由GAT变为AAT B．用限制酶E切割该患者的基因，得到2种不同长度的片段 C．对患病家系进行调查，统计获得该病在人群中的发病率 D．若该患者与正常人婚配，生育患PKD男孩的概率为1/4 5．（24-25高三上·北京石景山·期末）控制棉花的纤维颜色和抗虫性状的基因位于两对同源染色体上，分别用G、g和H、h表示。用紫色不抗虫植株与不同的白色抗虫植株进行杂交，结果见下表。下列判断不正确的是（　　） 组合序号 亲本杂交组合 子代的表现型及其植株数目 紫色不抗虫 白色不抗虫 1 紫色不抗虫×白色抗虫I 211 208 2 紫色不抗虫×白色抗虫Ⅱ 0 279 A．白色对紫色是显性，不抗虫对抗虫是显性 B．杂交亲本中白色抗虫I植株的基因型是Gghh C．两组杂交亲本中，紫色不抗虫植株的基因型均是ggHh D．组合2的子代自交，子代中白色不抗虫的比例约为9/16 6．（23-24高三上·北京房山·期末）下图为果蝇杂交示意图，相关说法错误的是（    ） A．果蝇红眼对白眼为显性 B．F₁红眼雌蝇均产生1种类型的配子 C．控制果蝇眼色的基因位于X染色体 D．上述杂交结果符合基因分离定律 7．（23-24高三上·北京丰台·期末）A基因位于人类第21号染色体上，该基因共有A1、A2、A3和A4四种等位基因。有一名唐氏综合征患者的基因型为A1A2A3，其母亲的基因型是A1A3，父亲的基因型是A2A4，则造成该患者异常的原因可能是（　　） A．受精卵发育过程中有丝分裂异常 B．A1与A3基因的遗传遵循自由组合定律 C．受精卵发生染色体结构上的倒位 D．卵细胞形成过程中减数分裂I异常 8．（23-24高三上·北京海淀·期末）下图是甲、乙两种单基因遗传病系谱图，4号不携带甲病致病基因，其双亲均携带一个单碱基替换导致的乙病基因，且突变位点不同。对家庭部分成员一对同源染色体上控制乙病的基因进行测序，非模板链测序结果见下表。不考虑X、Y染色体的同源区段，以下分析不正确的是（    ） 家庭成员 1 2 4 5 测序结果 ……G……A…… ……A……A…… 第412位  第420位 ……G……A…… ……G……G…… 第412位  第420位 ？ ……G……A…… ……G……A…… 第412位  第420位 A．无法判断甲病的显隐性 B．乙病基因位于X染色体 C．4号控制乙病的基因测序结果为 D．1号和2号生一个不患乙病孩子的概率是3/4 二、非选择题 9．（24-25高三上·北京海淀·期末）为探究水稻光合效率与结实率之间的内在联系，科研人员展开如下研究。 (1)水稻叶片利用光反应产生的___________，在叶绿体___________中将CO2转化为三碳化合物，进而形成蔗糖和淀粉。 (2)科研人员对水稻的光合作用途径进行改造，获得植株G，在抽穗期和成熟期(影响水稻结实率和产量的关键期)分别检测其茎节韧皮部中有机物含量，结果如下表。 植株类别 抽穗期 成熟期 淀粉(mg·g-1DDW) 蔗糖(mg·g-1DW) 淀粉(mg·g-1DW) 蔗糖(mg·g-1DW) 野生型(WT) 7 38 3 22 植株G 13 65 24 90 实验结果显示，与WT相比，___________。 (3)种植后发现，植株G的结实率低于预期。为探究其原因，科研人员将WT与植株G进行正反交，结果如图1；观察WT与植株G花粉内部情况，结果如图2。依据图1、图2结果推测，植株G结实率低的原因是___________。 (4)花粉的营养物质来源于叶片制造的有机物。已知蔗糖通过韧皮部运输至花粉后转化为淀粉，进而形成淀粉粒。科研人员发现，植株G韧皮部中积累大量淀粉，推测淀粉“阻塞”蔗糖运输。为验证上述推测，检测了植株G花粉中的有机物含量，结果如图3。图3结果是否支持科研人员的推测，请说明理由。___________。 10．（24-25高三上·北京昌平·期末）水稻是我国重要的粮食作物，稻黄单胞菌引起的白叶枯病严重影响水稻产量。利用抗病基因是控制该病害更为安全、有效的措施。 (1)水稻的感病和抗病是一对____。将纯合感病植株与纯合抗病植株杂交，F1表现为____，说明抗病为隐性性状。 (2)对F2中不同植株的感病与抗病基因进行PCR扩增（结果如图1），具有抗性的植株是____。 (3)为研究水稻感病与抗病机理，科研人员构建了不同启动子-报告基因表达载体（图2),并分别与含有稻瘟病菌T或A蛋白的基因表达载体共转化到烟草叶片中，随后将上述烟草叶片培养于含X-Gluc 的培养基中，结果如图3。 ①已知特定蛋白与启动子结合后能激活相应基因的表达。该实验设计用以探究S、s基因启动子与何种蛋白结合，图3结果表明____。 ②依据实验结果，推测水稻感病或抗病机理____（任选其一）。 ③基于上述结果，分析水稻的感病与抗病情况：I____,Ⅱ____          稻黄单胞菌                 基因型 被侵染 水稻基因型 TT/Tt tt SS 感病 I___ ss Ⅱ_____ 抗病 (4)为培育水稻抗病植株，以下方案可行的是____（多选）。 A．利用转基因技术，将s基因导入水稻感病植株 B．利用基因编辑技术，改造水稻S基因的启动子序列 C．敲除感病水稻的S基因 11．（24-25高三上·北京昌平·期末）甘草被誉为“中草药之王”，昆虫传粉是提高其种子产量的重要手段。为筛选适宜的传粉昆虫，研究者对地熊蜂和意大利蜜蜂的访花行为及其对甘草的传粉效率进行了对比分析。 (1)甘草与其生存环境中的全部生物共同构成了____。 (2)研究者比较了地熊蜂和意大利蜜蜂在甘草上的访花频率（每分钟访问花朵数），结果如图。据图分析，选择地熊峰作为甘草的传粉昆虫的依据是____。 (3)研究者随机选取健康甘草分为四个处理组：①将花序套纸袋；②将花序套尼龙网袋；③在甘草植株周围放置地熊蜂蜂箱；④在甘草植株周围放置意大利蜜蜂蜂箱，测定各组甘草结实率。第1组将花序套纸袋处理的目的是____。若四组甘草结实率大小为：③>④>②>①，仅根据该结果不能说明虫媒传粉的结实率高于自花传粉和风媒传粉，还需要对现有实验数据进行的处理是____，才能得出上述结论。 (4)在甘草种植生产中，地熊蜂的传粉效率受到____等生物因素的影响。针对该因素，提出具体措施以提升地熊蜂的传粉效率____。 12．（24-25高三上·北京东城·期末）具备智能冠层的玉米（2n=20）可提高群体对光能的利用，增加密植产量。利用具备智能冠层的玉米突变品系甲展开研究与育种开发。 (1)将品系甲与野生型杂交，F1自交得到的F2中，常规冠层和智能冠层的子代比例为3：1，表明智能冠层为_____性状，该性状的遗传遵循______定律。 (2)研究者将甲与野生型不同层的叶片角度进行比较，图1显示甲更适宜密植的冠层特点是______。 (3)玉米的不同染色体上存在不同的短核苷酸序列，可作为基因定位的分子标记。为了对控制智能冠层的基因进行定位，研究者对（1）F2中共7400个子代进行研究。从玉米的每对同源染色体中各选取2种分子标记进行检测，统计出现纯合分子标记个体的平均叶片角度，下表为部分检测结果，最终将智能冠层基因定位于1号染色体上，定位的依据是_____。请依据答题卡中F1的示例，标出F2中智能冠层植株染色体上的分子标记（不考虑染色体互换。有几种分子标记组合情况画几个细胞图即可）__。经过进一步定位与测序，最终鉴定出智能冠层基因 lacl。 染色体编号 1号 3号 分子标记 A1A1/B1B1 a1a1/b1b1 A3A3/B3B3 a3a3/b3b3 平均叶片角度（°） 33.75 17.89 29.56 31.43 注：分子标记AA/BB均来自野生型；分子标记aa/bb均来自甲 (4)欲利用下列材料培育智能冠层高产品系，该品系不含外源基因，且可稳定遗传。请将方框中的育种流程补充完整。 纯合品系乙：品系乙给普通玉米传粉，形成受精卵一段时间后，乙的染色体被全部消除。形成的籽粒中胚为单倍体，胚乳为三倍体（含有一个乙的染色体组和两个普通玉米的染色体组）。R是品系乙中特有的标记基因，带有R基因的胚和胚乳会显紫色。纯合品系丙：高产，具有常规冠层。基因编辑系统L：具有靶向编辑功能的DNA片段，导入后可在子代受精卵时期发挥作用，将细胞内的常规冠层基因编辑为lacl基因。 ①_______；②________；③_______；④_________。 13．（23-24高三上·北京房山·期末）为探究茄子果皮与果肉颜色形成机制，科研人员进行了相关研究。 (1)茄子果肉颜色由一对等位基因控制。果肉浅绿色与果肉白色茄子杂交，F₁果肉均为浅绿色、F₁自交所得F₂果肉颜色及比例为___________。 (2)现有品系甲、乙两种通过传统育种方法选育的单基因隐性突变体（相关基因用D/d和E/e表示），果皮均为白色。用甲、乙进行杂交实验，结果如图。 据此，写出F₂中纯合白色个体的基因型：___________。 (3)科学家分别检测品系甲、乙中的D、E基因并对比，发现甲品系中某基因（如图所示）碱基对___________，导致其控制合成的蛋白质氨基酸数量减少，___________改变而失活。用相同研究方法发现，乙中另外一个基因控制合成的蛋白失活。 (4)进一步研究发现，细胞合成花青素并转运至液泡储存使茄子果皮呈紫色，花青素合成过程如图。 根据上述代谢途径，解释亲本果皮呈白色而F₁果皮呈紫色的原因______ (5)有一果皮紫色变浅的突变株丙，其中E基因并未突变，而M基因转录水平显著提高，推测M基因通过抑制E基因的表达而使花青素合成减少。欲为此推测提供证据，实验组的材料选择及检测指标应选择_____（填写选项前的字母）。 a．M基因沉默突变体 b．E基因沉默突变体 c．野生型植株d．检测M基因表达量 e．检测E基因表达量f．检测果皮花青素含量 14．（23-24高三上·北京石景山·期末）杂种不育制约了人们对籼稻与粳稻杂交后代杂种优势的利用。科研人员发现影响籼-粳杂交稻雄配子育性的染色体片段R12。 (1)R12上含有2个基因——D与J。D基因编码一种毒素，可以引发线粒体功能障碍，从而影响花粉的_______供应。J基因编码一种“解毒剂”，可将毒素包裹于自噬体中，再与_______（填细胞器）融合，进而将毒素分解。 (2)现将籼稻（含R12，染色体组成表示为MM）与粳稻（不含R12，染色体组成表示为NN）杂交，F1产生的染色体组成是N的花粉不育，此类型花粉无D与J基因，但其细胞质中含有D基因编码的毒素。据此推测F1（♂）与籼稻（♀）杂交子代的染色体组成为_______。 (3)为验证基因D具有编码毒素的作用，研究人员利用基因编辑技术敲除了D基因。进行基因编辑需设计与目标序列互补的向导RNA，引导核酸内切酶Cas9结合到此部位进行切割。请将下列各项排序，以呈现“证明D基因敲除导致花粉育性恢复”的研究思路：根据D基因特异性序列设计向导RNA的基因→_______→检测花粉育性，并统计子代分离比。           ①选择D基因敲除植株   ②通过PCR扩增相关基因并测序③连接到含Cas9基因的载体中④转化至F1愈伤组织中    敲除D基因的F1自交，子代中MM、MN、NN植株的比例为_______，表明D能编码一种杀死花粉的毒素。 (4)为进一步验证J蛋白的解毒作用，将J基因导入到F1中，获得转入单个J基因的F1。请预期F1自交的子代中MM、MN、NN植株的比例_______。（写出所有可能的比例） (5)依据上述研究，下列关于R12片段应用的说法，合理的是_______ a．可通过敲除该片段中的D基因，解决杂交后代花粉不育的难题 b．可将优良基因与R12片段相连，获得优良基因快速传播和纯合的新品种 c．不可利用R12片段选择性消除易感病基因，获得抗病品种 15．（23-24高三上·北京东城·期末）玉米是我国重要的粮食作物，研究其雄性不育性状对玉米育种有重要意义。 (1)已知玉米籽粒颜色由一对等位基因控制。紫色籽粒与黄色籽粒的玉米杂交，子代籽粒均为紫色，籽粒颜色中显性性状为______。在子代中获得一株表现为雄性不育的突变株。利用该突变株进行如图1所示杂交实验，结果说明控制花粉育性和籽粒颜色这两对基因的位置关系是_____。用杂交得到的雄性不育株建立品系甲。 4 (2)绒毡层是雄蕊花粉囊最内侧的细胞层。与花粉发育密切相关。已知M基因在绒毡层特异性表达，M蛋白依赖前端的信号序列S引导进入内质网中完成合成和加工。S序列被切除后M蛋白才能分泌到细胞外发挥作用。研究发现，品系甲的M基因发生突变。导致所表达蛋白的S序列最后一位氨基酸发生改变。对两种M蛋白进行研究，结果分别如图2、图3所示。 根据上述研究结果推测，导致品系甲雄性不育的原因是M基因突变______。 (3)研究发现，雄性不育玉米的花粉败育使更多物质被用于果穗生长，有利于提高产量。研究人员对品系甲（突变基因记为M+）进行改造，获得具有一对M+基因，且在M+基因所在染色体的非同源染色体上插入单个N片段的品系乙。N片段含3个紧密连锁不发生重组的序列：能持续抑制M+基因表达的序列、花粉特异表达的花粉败育基因和籽粒特异表达的红色荧光蛋白基因。根据图4流程继续进行育种。 种子A用于继续繁殖品系乙，种子B用于培育不含转基因成分的子代，这两种籽粒在果穗上的比例约为____，筛选出种子B的方法是_____。在生产种植上，与种子C相比，种植种子D不需要分别种植母本植株和父本植株，既操作方便，又可保证传粉效率，原因是_____。 16．（23-24高三上·北京朝阳·期末）为研究胰腺A蛋白的生理功能，科研人员利用基因工程技术构建了A基因胰腺特异性敲除模型小鼠。 (1)利用如图载体构建A基因中有LoxP序列的小鼠。图中载体与A基因颜色相同的区域序列相同。通过同源臂使载体与A基因上的对应相同序列发生片段互换，将LoxP整合到A基因上得到A′基因，A′基因与A基因功能相同。 将载体导入________（细胞）中，获得了基因型为AA′的杂合鼠。 (2)来自于噬菌体的Cre酶可将它所在细胞中含LoxP序列的基因敲除。研究人员将Cre酶基因与特异性启动子拼接，使其仅在小鼠胰腺细胞中表达。胰腺细胞特异表达Cre酶的小鼠称为C鼠。 以下是利用AA′杂合鼠和C鼠杂交获得A基因胰腺特异性敲除鼠的操作过程，并利用小鼠尾部细胞检测杂交后代基因型。（注：A和Cre酶基因位于小鼠的不同染色体上） ①第一批杂交：AA′鼠分别与AA′鼠、C鼠杂交，在子一代中筛选，获得两类鼠：A′A′鼠和________鼠。 ②第二批杂交：将第一批杂交筛选获得的两类鼠进行一次杂交，获得多只小鼠，其中含有A基因胰腺特异性敲除小鼠。利用PCR的方法检测这些小鼠尾部细胞的基因型，引物（P1~P6）及产物电泳结果如下图所示。 得到B图甲的电泳结果，A图P1~P4中应选择的一对引物是________。其中1、2为对照；3—10号小鼠中，含A基因的有________，可实现A基因胰腺特异性敲除的有________。 (3)将纯合A′A′鼠（无Cre酶）与第二批杂交筛选得到的A基因胰腺特异性敲除的小鼠进行杂交，出生的后代有、无Cre酶的小鼠数量之比接近________时，说明胰腺中A基因特异性敲除的小鼠可正常出生，无胚胎致死；利于在后续研究中应用。 17．（23-24高三上·北京海淀·期末）粳稻和籼稻的杂交种具有产量高的优势，但杂交种的部分花粉不育。科研人员对花粉不育的遗传机理展开研究。 (1)将纯合粳稻和纯合籼稻杂交，获得F1，F1自交获得F2。统计发现，F2仅有粳-籼杂交种和籼稻，且二者比例接近1：1。显微镜下观察发现两个亲本花粉均正常，但F1产生的花粉中近一半的花粉粒形态异常（败育），可判断含有__________（选填“粳稻”或“籼稻”）染色体的花粉粒败育，使其基因无法传递给后代。 (2)经过精细定位，科研人员将导致花粉败育的基因定位于12号染色体上的R区（区域内的基因不发生交换）。粳稻和籼稻R区DNA片段上的基因如下图。    ①科研人员将F1杂种植株中A~E基因分别单独敲除，得到A、B、C、E的单基因敲除植株，在显微镜下观察这些敲除植株的花粉粒形态。科研人员推测其中的C基因导致一半花粉败育，其他基因不影响花粉育性，支持这一推测的显微镜观察证据是__________。 ②F1杂种植株单独敲除D基因，其花粉均不育，C、D基因双敲除植株花粉均可育。推测C基因编码的蛋白具有毒害作用，D基因编码的蛋白可_________。 ③为验证以上推测，科研人员将D基因转入F1，获得转入了单拷贝D基因的转基因植株（T0）。检测发现T0中转入的D基因并未在12号染色体上。若T0自交，仅检测12号染色体的R区，统计子代中分别与粳稻、粳-籼杂交种和籼稻R区相同的个体比例为_________，则支持上述推测。 (3)研究发现，C基因编码的毒素靶向线粒体中的一种细胞色素氧化酶，导致毒害作用，这导致C、D基因的基因频率易于升高，形成基因驱动效应。请结合上述机制，解释基因驱动效应的形成原因_________。 18．（24-25高三上·北京石景山·期末）雄性不育水稻在杂交育种中具有重要作用。我国科研人员利用已有的优良品系9311，培育得到稳定遗传的雄性不育系，助推杂交水稻育种技术的发展。 (1)水稻的细胞核和细胞质中均含有决定雄蕊是否可育的基因（如下表），其中R基因能够抑制S基因的表达。当细胞质基因为N 时，植株都表现为雄性可育。据此分析，基因型为S（RR）的个体育性表现为______。雄性不育系的保持，需用不育系作母本，与基因型为______的个体杂交。 可育基因 不育基因 细胞核 R r 细胞质 N S (2)C基因是水稻花药发育必备的基因，在花粉形成早期表达。研究人员利用基因编辑技术对9311系的C基因的部分序列进行处理，使其编码的相应蛋白功能丧失，获得雄性不育的9311系（品系甲）。该变异类型为______。为确保品系甲的雄性不育特性能够稳定遗传下去，科研人员构建表达载体（如图1），将其导入品系甲，获得仅一条染色体含表达载体的品系乙。 ①将品系乙自交，后代出现的表现型及比例为______，从而实现不育系的保持。 ②与（1）中获得雄性不育系的方法相比，品系乙在雄性不育系保持方面具有的优势是______。 (3)科研人员在图1 表达载体基础上进行改造（如图2），请解释这种改造的目的______。 19．（24-25高三上·北京顺义·期末）大白菜的花为两性花，开花后雄蕊成熟且进行异花传粉，叶片相互包裹形成叶球，结球性是决定其产量和品质的重要性状。 (1)大白菜仅在开花期具有自交不亲和性，即一旦开花，成熟花粉就不能在同品系柱头上萌发。研究者对野生型结球大白菜进行______培养获得单倍体，经染色体加倍后筛选获得结球性好的纯合F品系。若要实现F品系自交留种，具体操作是______。 (2)对F品系人工诱变后筛选出三种不结球突变体1、2、3，并分别与F品系杂交，F1代均表现出结球表型，F1自交获得F2代，结球与不结球的性状分离比均为3：1。以上结果表明三种突变体的不结球表型均由_______对_______性基因控制。 (3)将上述三种突变体作亲本开展杂交实验，子代表型见下表。三种突变基因分别记作n1、n2、n3，分析实验结果，在答题纸的染色体上标注出n1和n3的位置_____。 父本 母本 突变体1 突变体2 突变体3 突变体1 - 结球 结球 突变体2 结球 - 不结球 突变体3 结球 不结球 - (4)SNP是DNA上单个碱基对替换形成的序列差异性。不同品系的个体中，同一SNP位点的碱基对类型可能不同。下图表示F品系和突变体1中SNP1（7号染色体）和SNP2（9号染色体）位点的碱基对类型。 已知同一条染色体上两个基因距离足够近则不会发生互换。现将F品系和突变体1杂交，提取F2代不结球植株的DNA，将不同株DNA等量混合，扩增并测序。统计所有F2不结球植株的SNP1和SNP2位点的碱基对类型及比例，若_______，则n1位于7号染色体，且与SNP1距离足够近。 (5)后续研究表明，n1、n2、n3均为赤霉素合成途径中关键酶基因的突变基因。若要证实赤霉素含量不足降低大白菜结球性，运用“加法”和“减法”原理设计合理的实验方案_______。 20．（23-24高三上·北京昌平·期末）枯萎病菌会导致棉花患枯萎病，从而造成减产。研究人员对棉花进行抗性鉴定。 (1)将棉花纯合抗枯萎病品系与纯合感枯萎病品系作为亲本进行杂交，将F1和F2接种到含枯萎病菌的培养基中，种子出苗后20~25天开始发病，然后进行病情调查，每隔7天调查一次，共调查三次，取______进行统计，F1大多数表现为抗病，计算F2的病情指数，结果如下图。 注：病情指数10.0以下归为抗病类型；病情指数10.0以上归为感病类型 结果表明，棉花抗病和感病这一对相对性状的遗传遵循分离定律，判断依据是__________________，抗枯萎病性状由______性基因控制。 (2)SSR是染色体上的一段特异性的简单重复的短核苷酸序列，可作为基因定位的遗传分子标记。利用三种SSR引物对分别对上述棉花亲本DNA进行PCR，扩增结果如下表。 引物对 扩增结果（碱基对） 亲本类型 I Ⅱ Ⅲ 抗病亲本 410 — 310 — — 280 350 330 感病亲本 — 400 — 305 295 — — — 注：“—”代表未检出相应长度的片段 ①使用SSR引物对Ⅰ对亲本的PCR扩增结果不同的原因__________________。 ②请从表格中选择合适的引物对______（多选，填表中序号）分别对F2抗病植株、感病植株的DNA进行PCR，比较F2植株与亲本的扩增结果。若扩增结果为______（不考虑同源染色体交换相应片段），说明抗枯萎病基因与该引物对扩增的SSR分子位于同一条染色体上，该引物对（X）可用于抗病鉴定。 (3)利用引物对X检测发现，F2抗病植株中有15株实际为感病，推测出现该现象的原因可能是在接种的过程中______。 地 城 考点02 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 一、选择题 1．（23-24高三上·北京西城·期末）粉花、深色茎与白花、浅色茎的矮牵牛杂交，得到F1自交，F2统计结果如表。相关分析正确的是（　　） F2表型 所占比例 粉花、深色茎 3/16 粉花、浅色茎 1/16 蓝花、深色茎 6/16 蓝花、浅色茎 2/16 白花、深色茎 3/16 白花、浅色茎 1/16 A．花色由2对等位基因控制 B．茎色遗传遵循自由组合定律 C．F1的表型为蓝花、深色茎 D．F2粉花植株自交后代浅色茎占1/4 2．（24-25高三上·北京海淀·期末）油菜籽粒黄色和黑色为一对相对性状，其中黄籽出油量高、油质更优良。研究人员利用三个油菜品系H（黑籽）、品系J（黑籽）和品系S（黄籽）进行如下杂交实验。下列推测错误的是（　　） 项目 P F1表型 F2表型及数量 组合1 H×S 均为黑籽 黑籽151、黄籽10 组合2 J×S 均为黑籽 黑籽300、黄籽20 A．籽粒黄色和黑色至少受2对等位基因控制 B．组合1中籽粒颜色的分离比是交叉互换的结果 C．品系H与J控制籽粒颜色的基因型可能相同也可能不同 D．品系S与组合2的F1杂交，子代中黑籽∶黄籽约为3∶1 3．（24-25高三上·北京·期末）在玉米中，等位基因b使籽粒胚乳颜色为白色，B为野生型紫色；另外一个基因w使籽粒胚乳为蜡质，W为野生型淀粉质；第三个基因c使子叶为粉红，C为野生型黄色子叶。将纯合的紫色、淀粉质、子叶粉红色的玉米与纯合白色、蜡质、子叶黄色玉米杂交，得到的F1再进行测交，得到的1000个籽粒表型及其数量如下，下列说法正确的是（    ） 紫色、淀粉质、子叶粉红色 382 白色、蜡质、子叶黄色 379 紫色、蜡质、子叶粉红色 69 白色、淀粉质、子叶黄色 67 紫色、蜡质、子叶黄色 48 白色、淀粉质、子叶粉红色 44 紫色、淀粉质、子叶黄色 5 白色、蜡质、子叶粉红色 6 A．B和W位于同一条染色体上，与c不在同一条染色体上 B．b和C位于同一条染色体上，与w不在同一条染色体上 C．B、W、c位于同一条染色体上，c在B和W之间 D．b、w、C位于同一条染色体上，b在w和C之间 4．（24-25高三上·北京丰台·期末）在一个果蝇种群中，科学家发现某个控制翅膀大小的基因位点存在多个等位基因。当环境温度逐渐升高时，其中一个决定较小翅膀的等位基因频率迅速增加。下列叙述正确的是（    ） A．控制翅膀大小的多个等位基因的遗传遵循自由组合定律 B．该果蝇种群中控制翅膀大小的全部等位基因称为基因库 C．已经存在的等位基因会由于环境变化而变得有利或有害 D．该种群较小翅膀的基因频率迅速增加是基因突变的结果 5．（21-22高三上·北京丰台·期末）对有色饱满籽粒玉米和无色凹陷籽粒玉米进行一系列的杂交试验，结果如下。以下叙述不正确的是（    ） 实验一 实验二 亲代   有色饱满×无色凹陷↓ F1有色饱满 亲代 F1×无色凹陷 ↓ 子代  有色  有色  无色  无色        饱满  凹陷  饱满  凹陷        4032  149   152   4035 A．控制粒色的一对基因中有色籽粒基因为显性基因 B．控制有色和饱满籽粒的基因位于同一条染色体上 C．控制饱满和凹陷的基因分离只发生在减数分裂1 D．F1产生配子过程中发生了同源染色体的片段交换 二、非选择题 6．（24-25高三上·北京海淀·期末）为解释玉米进化中的一些问题，科研人员开展下列研究。 (1)将纯合的大刍草m与玉米w进行杂交，F1产生的花粉中有部分不育。为寻找大刍草m中与此现象相关的基因，科研人员将F1连续回交8代获得植株T，如下图，回交的每一代均出现花粉部分不育的现象。 据此分析，多代回交对于找到大刍草m中相关基因的价值是___________。 (2)进一步研究发现，大刍草m的5号染色体上D基因的表达产物靶向抑制花粉发育中关键基因的表达，导致花粉不育。m的5号和6号染色体上分别有一个失活基因T1和T2，两者共同表达时，才能使D基因的表达产物失活。玉米w的5号和6号染色体上对应的基因分别为d、t1和t2，对雌、雄配子的育性均无影响。 ①据此推测，上述基因中遵循自由组合定律的是___________。 ②F1~F8产生的花粉中不育和可育的比例均为3：1.据此分析，影响花粉育性的可能原因是，在F1减数分裂及形成花粉过程中，D基因表达发生在___________(时期)，而T1、T2基因表达发生在___________(时期)。 (3)请利用上述机制，在答题纸上用遗传图解分析植株T作为母本、玉米w作为父本的杂交过程，写出子代基因型，并标注每种基因型的个体产生的花粉育性及其比例。___________。 (4)杂交引入新的变异是驱动进化的重要因素，但特定基因会自私性地遗传给下一代。四千年前原生于亚热带地区的玉米与大刍草m杂交，通过基因交流获得抗寒性状，进而迅速扩散到全世界。请分析自私性遗传在玉米进化与适应中的重要意义。___________。 7．（24-25高三上·北京朝阳·期末）黄瓜(2n=14)的果实长度与产量密切相关。为探究从野生种向栽培种驯化过程中黄瓜果实长度增加的原因，研究者进行了以下工作。 (1)栽培品种甲果实长度约为22cm,野生品种乙果实长度约为6cm。甲乙杂交，F1果实长度约为9cm,F1自交，F2果实长度9cm、6cm和22cm的植株数量比为9：3：4，说明决定果实长度的基因在遗传中遵循_____________定律。 (2)F2自交，单株收获F2中果长9cm植株的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系。所有株系中，有占比为_____________的株系各植株所结果实均为9cm左右，将这些植株命名为丙。 (3)单核苷酸多态性(SNP)是不同DNA分子上稳定的遗传标记。研究者对F2中部分6cm果个体和丙中部分个体进行SNP检测，发现2号染色体上SNP情况如图1。推测使果长由6cm增加为9cm的突变位点位于_____________之间的区域，进一步研究发现该突变基因为SF1基因。 (4)丙植株在果实早期发育阶段乙烯产量和乙烯合成关键酶ACS2的量均显著低于乙，乙烯有抑制细胞分裂的作用。SF1基因编码一种促进其他蛋白降解的酶。为研究SF1 蛋白能否与 ACS2 互作，研究者制备GST 蛋白、GST-野生型SF1蛋白、GST-突变型SF1蛋白，分别与磁珠偶联，再分别与表达MYC-ACS2融合蛋白的细胞裂解液混合温育，随后对混合液总蛋白和磁珠沉降后的蛋白沉淀进行电泳和抗体检测，结果如图2，表明野生型和突变型SF1蛋白都能与ACS2发生结合。请在图2中补充画出蛋白沉淀检测结果中其他泳道的条带_____________。 (5)进一步检测发现，与野生型相比，突变型SF1蛋白活性_____________，导致丙比乙果实长。导致栽培品种甲果实长度增加的另一个突变是ACS2基因突变。推测驯化过程中这两个突变哪个先发生，并说明理由_____________。 8．（24-25高三上·北京·期末）小豆起源于中国。栽培小豆种皮多为红色，此外还有白色、绿色、褐色等各种类型。 (1)为探究种皮颜色的遗传规律，用4个不同种皮颜色的小豆品种进行如下杂交实验。 ①根据杂交实验Ⅰ结果推测，小豆种皮的颜色（红色、绿色和褐色）是由____对等位基因控制。杂交实验Ⅱ的F2白色种皮个体中杂合子的比例为____。 ②有人根据以上杂交实验结果推测小豆种皮相关色素的代谢途径，如图1。 为探究R/r基因与B/b基因之间的位置关系，利用上述4个品种中的白色和绿色品种进行杂交实验，F1自交获得F2。在上述推测成立的情况下，若F2小豆的种皮颜色及比例为_____，则说明R/r基因与B/b基因位于同源染色体上，且减数分裂时不发生交换。 (2)小豆种皮颜色与花青素等物质的种类有关，蛋白M1和M2调控花青素合成相关基因的表达。 ①分别用带有M1和M2基因的质粒转化植株，得到M1和M2过表达植株，检测其花青素的含量，结果如图2。根据实验结果推测，M1基因_____。 ②研究发现，M2基因过表达植株的一些组织中M1的表达量升高。为研究M2与M1基因的关系，将M2蛋白与用M1基因的启动子部分片段制作的探针混合并电泳，结果如图3（生物素越多则条带颜色越深）。图3结果表明______。 ③综合以上研究，建立M1、M2、花青素合成的关系图，并从物质和能量的角度解释这种关系的意义______。 9．（23-24高三上·北京西城·期末）杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种子一代，在生长、繁殖、抗逆等性状上比其双亲优越的现象。我国研究者用两品系的野生型（WT）和C、D基因突变体（c和d）拟南芥进行杂交实验，用P菌感染亲本和F1后，检测叶片P菌数量相对值，结果如下表。 　 父本（品系1） 母本（品系2） F1 WT 9 9 8 突变体c 8．8 9 9．1 突变体d 12 11．9 11．9 (1)WT杂交结果显示______，表明拟南芥在抗P菌的能力上具有杂种优势。研究者将WT的F1自交，得到的F2中抗P菌个体比例很低，由此推测该杂种优势现象受______（填“1”或“多”）对等位基因的影响。 (2)突变体c、d的杂交实验结果说明_____。研究者用不同品系突变体c和d杂交，F1表现出杂种优势。据此推测C、D基因为非等位基因，理由是_____。 (3)为进一步确定C、D基因的关系，研究者检测了WT和突变体c的D基因表达水平，结果如图1．据结果推测，C基因_____D基因的表达。 (4)水杨酸（SA）参与多种植物抗逆性的调节。进一步研究发现，D基因能促进SA的合成，而C基因会抑制光合作用。研究者检测了一天中WT双亲及F1植株C基因的表达情况，结果如图2．由结果得出，C基因表达具有_________特点，而F1表现比双亲更显著。请阐释C基因如何平衡植物抗病菌与生长之间的矛盾_________。 10．（22-23高三上·北京房山·期末）辣椒的果实颜色丰富多彩，主要由所含叶绿素类、类胡萝卜素类和类黄酮类等色素物质的相对含量所决定。科研人员对辣椒显色的机制进行了相关研究。 (1)辣椒果实的棕色和红色由一对等位基因控制。成熟期红色辣椒和棕色辣椒杂交的 F1果色为红色，F1自交所得 F2果色及比例为____________________。 (2)现有红色类胡萝卜素合成受阻果色为黄色的植株甲（基因 Y 突变为 y）、果色为棕色的植株乙（基因 N 突变为 n）。用甲、乙进行杂交实验，结果如图 1。 据此，写出 F2中黄色果的基因型：_______________，遵循基因的_________定律。 (3)深入研究发现，果色为黄色的辣椒中叶黄素含量高，果色为红色的辣椒中辣椒红素（红色）含量高，但它们的前体物质均相同，如图 2。选取黄色品种 B 和红色品种 D测量不同物质含量，如图 3。 基因 Y 为控制该过程的关键酶的基因，推测酶 Y 的位置为_________（填图 2 中序号），请说出推测的理由_________。 (4)成熟期辣椒中的叶绿素逐渐分解，若叶绿素 a 分解速率慢于叶绿素 b，形成棕色果。N 基因编码一个叶绿体蛋白，推测单基因突变导致 N 基因编码蛋白质失活造成该结果，欲为此提供证据，合理的方案包括__________，并检测 N 蛋白含量及其活性。 ①设计一对引物扩增 N 基因，将扩增产物通过电泳收集并测序 ②设计一对引物扩增 n 基因，将扩增产物通过电泳收集并测序 ③敲除红色辣椒中的 N 基因，观察果实的颜色 ④红色辣椒中加入与 N 基因互补的小 RNA，观察果实的颜色 11．（22-23高三上·北京西城·期末）小豆起源于中国。栽培小豆种皮多为红色，此外还有白色、绿色、褐色等各种类型。 (1)为探究种皮颜色的遗传规律，用4个不同种皮颜色的小豆品种进行如下杂交实验。 ①根据杂交实验Ⅰ结果推测，小豆种皮的颜色（红色、绿色和褐色）是由___________对等位基因控制。杂交实验Ⅱ的F2白色种皮个体中杂合子的比例为___________。 ②有人根据以上杂交实验结果推测小豆种皮相关色素的代谢途径，如图1。 为探究R/r基因与B/b基因之间的位置关系，利用上述4个品种中的白色和绿色品种进行杂交实验，F1自交获得F2。在上述推测成立的情况下，若F2小豆的种皮颜色及比例为___________，则说明R/r基因与B/b基因位于同源染色体上，且减数分裂时不发生交换。 (2)小豆种皮颜色与花青素等物质的种类有关，蛋白M1和M2调控花青素合成相关基因的表达。 ①分别用带有M1和M2基因的质粒转化植株，得到M1和M2过表达植株，检测其花青素的含量，结果如图2。根据实验结果推测，M1基因________。 ②研究发现，M2基因过表达植株的一些组织中M1的表达量升高。为研究M2与M1基因的关系，将M2蛋白与用M1基因的启动子部分片段制作的探针混合并电泳，结果如图3（生物素越多则条带颜色越深）。图3结果表明____。 ③综合以上研究，请补充完善M1、M2、花青素合成的关系图（括号内填写“促进”或“抑制”），并从物质和能量的角度解释这种关系的意义____。 12．（22-23高三上·北京大兴·期末）叶色突变体的研究可提高人们对叶绿素代谢、叶绿体发育和光合作用机制的了解，为利用叶色突变体和相关基因奠定基础。研究者以诱变剂处理野生型玉米品系Z58后，经筛选得到一株黄化突变体y12。 (1)将y12与Z58杂交，其结果如下： 杂交亲本组合 F1表型 F2表型及数量 母本Z58×父本y12 均为绿色 绿色182株，黄化60株 母本y12×父本Z58 均为绿色 绿色227株，黄化66株 根据杂交结果可以得出：玉米叶色的绿色和黄化是由一对基因（A/a）控制的__________，符合基因的分离定律；比较正反交结果可推断控制该性状的基因位于__________。 (2)为确定黄化基因在染色体上的位置，研究者将Z58，y12、子代绿色植株及子代黄化植株建立混合基因库，进行全基因组杂交，最终结果见下图，判断A/a基因应位于__________号染色体上。初步确定该染色体上的Z412基因为候选基因，推测该基因可能为A基因。Z412基因编码谷氨酰-tRNA还原酶，是叶绿素合成的第一个关键酶。 (3)为了进一步确认Z412基因突变是引起y12黄化的原因，研究者将潮霉素抗性基因与Z412基因一起导入野生型玉米基因组中A基因所在染色体的非同源染色体上，构建了Z412基因过表达株系OEZ412。 ①通过检测发现Z412基因在OEZ412中的表达量较野生型提高了10倍左右，而纯合的过表达株系表达量会有几十倍的提高，推测OEZ412为__________。 ②实验步骤：将OEZ412与y12杂交，得到的F1均为绿色植株，其中潮霉素抗性与不抗的比例为____________。将F1中的潮霉素抗性植株自交，得到F2群体。预期结果： 若F2中植株出现的性状及其分离比为____________，说明Z412基因不是引起y12黄化的原因； 若F2中植株出现的性状及其分离比为____________，说明Z412基因是引起y12黄化的原因。 13．（24-25高三上·北京西城·期末）棉花是一种喜光作物，以自花传粉为主，叶片大多为绿色。突变株（经典红株）新生叶为红色，常作为棉花育种的标记性状，但经典红株光合速率低于绿株。 (1)研究发现，棉花叶色的经典红/绿色性状由16号染色体上的一对基因控制。经典红株与绿株杂交，F1新生叶呈红色，其中隐性性状为_____。 (2)科研人员发现另一新生叶微红的突变株（亚红株），与绿株杂交结果如图1。亚红株与经典红株正反交，F1叶色均为红色，将F1_____，子代绿株所占比例为____，由此判断亚红叶基因不位于16号染色体上，后将其定位到7号染色体上，用R/r表示。 (3)测定亚红株、绿株及二者杂交子代F1的光合速率，结果如图2。实验结果说明_____。 (4)棉花花瓣有红心和白心之分，棉絮颜色有棕色和白色。将纯合亚红、白心、棕絮品系与纯合绿叶、红心、白絮品系杂交，F1均表现为亚红、红心、棕絮。统计F1的测交子代表型及数量，结果如下表。 表型 亚红白心棕絮 绿叶红心白絮 亚红白心白絮 绿叶红心棕絮 亚红红心棕絮 绿叶白心白絮 亚红红心白絮 绿叶白心棕絮 株数 272 280 180 178 5 7 1 2 请在答题卡上标注F1花瓣红心/白心基因（A/a）和棕絮/白絮（B/b）基因的位置_____。 (5)利用棕絮棉花（彩棉）生产天然有色纤维，可避免因化学染色造成的污染。已知棕絮棉与白絮棉杂交，杂种一代产量明显优于双亲。科研人员以纯合棕絮亚红株为父本，白絮绿株为母本杂交制种，获得的种子用于大田生产。在大田生产中，会在苗期拔除绿叶棉保留亚红叶棉，该田间操作的目的是_____。 14．（24-25高三上·北京丰台·期末）果皮颜色是甜瓜重要的性状。为探究决定果皮颜色的基因，科研人员进行如下研究。 (1)选取绿皮品种甲和黄皮品种乙进行杂交实验，F1自交得F2，数据统计如下表。结果说明果皮颜色由________对等位基因控制；F1与乙杂交，后代性状及分离比为________。 子代 绿皮株数 白皮株数 黄皮株数 F1 30 0 0 F2 242 59 20 (2)果皮颜色与4号染色体存在相关性。进一步研究结果如图1，该染色体上A基因的______区域发生_______，导致了基因突变，使得氨基酸_______发生变化，相应蛋白质的空间结构改变。由此推测A基因可能为控制甜瓜果皮颜色的候选基因。 (3)在授粉后不同天数，测定不同品种A基因的表达情况，结果如图2。推测该基因的功能为_____。 (4)为验证A基因的功能，研究人员开发了特异性序列MR作为标记，与A基因紧密连锁，在F2群体中进行扩增，结果如图3。该结果_______（支持/不支持）上述推测，理由是_______。 (5)果皮颜色的形成与多种色素积累有关，且易受光照、温度等环境因素影响，果皮颜色也会影响消费者的选择。请基于以上信息提出你的观点，是否支持开发与果皮颜色基因连锁的特异性序列标记，并说明理由_____________。 15．（23-24高三上·北京大兴·期末）花色（A/a）、果皮色（B/b）、果肉色（D/d）等为茄子主要质量性状。研究三种性状之间的遗传规律，对茄子育种有重大意义。 (1)将紫花白皮茄和白花绿皮茄杂交，F1全部为紫花绿皮，F1自交产生的F2中紫花绿皮39株，紫花白皮12株，白花绿皮14株，白花白皮4株。两对相对性状中的显性分别是_______，茄子花色和果皮色的遗传符合_______定律。 (2)为确定控制果皮色和果肉色基因之间的位置关系，将白皮白肉（P1）和绿皮绿肉（P2）茄子进行杂交，结果见下表。 组合 世代 表型及植株数 P1×P2 F1 绿皮绿肉82株 F2 绿皮绿肉64株；白皮白肉18株 F1×P1 BC1 绿皮绿肉41株；白皮白肉37株 F1×P2 BC2 绿皮绿肉79株 ① P1和P2的基因型分别是_______。 ②F2中仅出现两种表型，且白皮白肉占比为1/4。由此推断F1中控制果皮色和果肉色的基因B和D_______，可以验证该推断的杂交组合是_______。 (3)研究人员比对果皮色的基因B与b序列，结果如下图。据图分析，两种基因产生果皮色不同的原因是_______。 (4)茄子皮中含有丰富的维生素P，维生素P又称芦丁，具有保护血管的功效，而血管中的NO也可以抵抗粥状动脉化。为探究_______，研究人员给一组小鼠喂食茄子的芦丁提取液，另一组喂食_______，检测两组小鼠的NO合成酶基因的表达量和粥状动脉化的发生情况。 地 城 考点03 基因在染色体上和伴性遗传 一、选择题 1．（24-25高三上·北京丰台·期末）肺囊性纤维化是一种遗传性疾病。以下是某患者的家族系谱图，其中Ⅱ-6为携带者。下列分析不正确的是（    ） A．该病为常染色体隐性遗传病 B．Ⅱ-3与II-5是杂合子的概率相同 C．Ⅱ-5与Ⅱ-6的子女患病概率为1/6 D．基因检测可确定Ⅲ-2是否为携带者 2．（24-25高三上·北京顺义·期末）腓骨肌萎缩症是β基因突变导致的X染色体显性遗传病。某男性患者与一正常女性婚配后育有一患病男孩，下列不合理的推测是（    ） A．男孩胚胎发育早期β基因突变 B．母方形成卵细胞时β基因突变 C．父方减数分裂Ⅱ时性染色体未分离 D．父方X染色体片段转移至Y染色体 3．（24-25高三上·北京东城·期末）无丙种球蛋白血症是一种单基因遗传病，下图表示某家族部分系谱图，其中Ⅱ1、Ⅱ5均无致病基因。下列分析不正确的是（　　） A．无丙种球蛋白血症是伴Ⅹ染色体隐性遗传病 B．Ⅲ1获得致病基因的路径最可能是Ⅰ1→Ⅱ2→Ⅲ1 C．Ⅱ3与正常男子婚配，所生女儿患病几率为1/2 D．Ⅲ3和Ⅲ4均不携带无丙种球蛋白血症致病基因 4．（24-25高三上·北京朝阳·期末）家蚕是ZW型性别决定生物。油蚕幼虫的皮肤透明，称为皮肤油性。研究者用油蚕品系与普通皮肤品系杂交，结果如表。下列判断错误的是（    ） 杂交组合 F1 F2 普通，♀ 普通，♂ 油性，♀ 油性，♂ 普通，♀ 普通，♂ 油性，♀ 油性，♂ 普通蚕♀×油蚕♂ 0 142 135 0 295 300 275 281 A．家蚕皮肤油性和普通由1对基因控制 B．家蚕皮肤油性性状由Z染色体上隐性基因控制 C．用“普通蚕♀×油蚕♂”可在子代幼虫期据皮肤性状筛选雄蚕 D．F2中普通皮肤的雌雄蚕相互交配，子代中油蚕均为雄性 5．（23-24高三上·北京石景山·期末）控制色觉的基因位于X染色体上，正常色觉基因B对色弱基因B-、色盲基因b为显性，色弱基因B-对色盲基因b为显性。下图左为某家族系谱图，右为同种限制酶处理第二代成员色觉基因的结果，序号①～⑤表示电泳条带。下列叙述不正确的是（    ） A．条带②③代表色弱基因，条带②④⑤代表色盲基因 B．正常色觉基因上无所用限制酶的酶切位点 C．Ⅰ-1对应的电泳条带应是②③④⑤ D．Ⅱ-3与正常人结婚，子代表现为色弱的概率是1/4 6．（23-24高三上·北京东城·期末）HCFP1是一种由运动神经元发育不良引起的人类单基因遗传病，因神经元中调节GATA2蛋白表达量的序列发生突变引起。如图为该遗传病的家系图，已知I-2不含致病基因。下列分析正确的是（　　） A．可推知HCFP1属于伴X染色体显性遗传病 B．Ⅱ-1与正常男性生出患病孩子的概率为1/4 C．I-1体内能检测到氨基酸序列异常的GATA2 D．Ⅱ-2与Ⅲ-1个体的基因型相同 7．（22-23高三上·北京通州·期末）D基因是红耳滑龟雄性性别决定基因，但是其性别往往与孵化期间的温度高度相关，高于31℃时更易发育成雌性，低于26℃时更易发育成雄性。我国科学家发现了其性别决定机制如下图所示。相关说法错误的是（    ） A．高温提高了性腺细胞内Ca2+的浓度 B．p-STAT3可以通过核孔进入细胞核 C．高温条件提高了D基因的转录效率 D．雌、雄红耳滑龟STAT3和p-STAT3总含量无差异 8．（22-23高三上·北京通州·期末）先天性免疫球蛋白缺乏症的表现为B细胞分化障碍，某些抗体缺失，是X染色体上的隐性基因（b）控制的遗传病，Xb的基因频率为k，下列说法正确的是（    ） A．男性患者的致病基因可能来自其祖父 B．该疾病患者的特异性免疫不会出现功能缺陷 C．该疾病的发病率在男性和女性中分别是k，k2 D．男性患者的女儿表现正常，基因型为XBXB或XBXb 9．（22-23高三上·北京石景山·期末）“卵子死亡”是一种人类遗传病，由于PANX1基因突变引起卵子萎缩、退化导致不育，该基因在男性个体中不表达。下图为某患病女子（4号）的家庭遗传系谱图。基因检测显示，1、4、6号含有致病基因，2、3、5号不含致病基因。（基因用A、a表示） 对该家系分析不正确的是（    ） A．此病为常染色体显性遗传病 B．2号个体基因型为aa C．3号与4号所生的男孩不患病 D．6号与正常女性结婚，生出患病孩子的概率为1/4 10．（22-23高三上·北京海淀·期末）侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1都是侏儒小鼠；反交后F1都是野生型小鼠。正交实验的F1雌雄个体间相互交配、反交实验的F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比。以下能够解释上述实验现象的是（    ） A．控制侏儒性状的基因位于X染色体上 B．控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上 C．来源于母本的侏儒和野生型基因不表达 D．含侏儒基因的精子不能完成受精作用 11．（22-23高三上·北京西城·期末）视网膜色素变性（RP）是一种遗传病，多个基因与之有关。对两个家族22人的基因检测显示，两个家族的RP均为单个基因的突变所致，正常人中只有家族甲的Ⅱ-2和Ⅲ-2携带致病基因。据此可以判断（    ） A．家族甲中Ⅲ-2的致病基因来自Ⅱ-2 B．家族乙的RP为伴X染色体显性遗传病 C．家族乙中的Ⅱ-1为杂合子 D．RP在人群中的发病率约为7/22 二、非选择题 12．（22-23高三上·北京昌平·期末）棉花是我国重要的经济作物。棉花苗期的叶片通常为绿色，科研人员发现棉花芽黄突变体（M），其叶片在苗期表现出叶绿素缺乏的黄色性状，而当植株成熟时，叶片恢复绿色。 (1)已知叶片颜色由一对等位基因控制。将M与野生型植株杂交，F1自交所得F2中有602株绿苗和196株黄苗，说明芽黄性状为____________性状。 (2)棉花具有杂种优势，即杂种一代在产量和纤维品质等方面优于双亲，但棉花为两性花，人工去雄繁琐，科研人员以芽黄作为指示性状，对杂种一代进行筛选。①研究表明，M品系与常规品系杂交，F1具有明显的杂种优势。鉴别杂交种的过程如下： Ⅰ．将M品系作为____________本，常规品系作为另一亲本，隔行种植，授粉后采收母本植株的种子。 Ⅱ．播种所采种子，在苗期应人工拔除黄苗，保留绿苗，用于区分“真假杂种”，其原因是__________。 ②科研人员引进芽黄突变体的雄性不育品系（A），以提高棉花杂交种的生产效率。将A品系与标准品系（T）进行杂交，实验结果如图1。 由杂交结果推测，控制叶色和育性的基因在染色体上的位置关系是__________。F2中未观察到重组类型的最可能原因是___________。 ③从生产实践角度分析，A品系能提高棉花杂交种生产效率的理由是___________。 (3)实践发现，目前大部分芽黄突变体由于自身的产量低，品质差等原因，难以产生强优势的杂种子代。请从①~③中选择实验材料，完善图2芽黄品系改良的最佳方案。 ①M品系②A品系③N品系（优质棉） 图中品系abc分别是__________（填写相应序号） 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $