重难04 遗传规律的复杂应用突破(4大考向突破+提分必刷)(重难专练)2026年高考生物二轮复习讲练测
|
2份
|
43页
|
2119人阅读
|
22人下载
内容正文:
重难04 遗传规律的复杂应用突破
内容导航
重难突破 技巧掌握 速度提升
重难考向聚焦 锁定目标 精准打击:快速掌握重难考向核心靶点,明确主攻方向
重难要点剖析 授予利器 瓦解难点:深入剖析知识要点,链接核心,学透重难知识
重难技巧突破 授予利器 瓦解难点:总结瓦解重难考向的核心方法论与实战技巧
重难提分必刷 模拟实战 挑战顶尖:挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
核心考点
重难考向
高考考情
基因分离定律的实质及应用
1. 等位基因随同源染色体分离而分离
2. 显隐性判断
3. 特殊分离比分析
(2025 全国卷 Ⅰ)分离定律实质、基因型推断及概率计算
(2024 新高考 Ⅰ 卷)判断遗传方式为常染色体隐性,计算亲属患病概率
基因自由组合定律的综合计算
1. 非同源染色体上非等位基因的自由组合
2. 配子种类计算
3. 子代表型与基因型推导
(2025 江苏卷)分枝法计算 F₂中重组型基因型种类及比例
(2024 浙江卷)三对等位基因控制的性状遗传,分析测交后代比例,判断基因是否遵循自由组合定律
伴性遗传与常染色体遗传的综合判断
1. 性染色体上基因的传递规律
2. 常染色体与伴性遗传的区别
3. 杂交实验设计逻辑
(2026 北京卷)设计杂交实验方案并预测子代表型
(2025 全国卷 Ⅰ)综合判断两种遗传病的遗传方式并计算概率
孟德尔遗传实验的科学方法与本质
1. 假说 - 演绎法的应用
2. 孟德尔成功的原因
(2025 山东卷)分析 “假说 - 演绎法” 的具体环节及统计学方法的作用
(2024 海南卷)分析实验误差原因及实验结果的意义
1.核心概念辨析:等位基因(同源染色体同一位置控制相对性状)与非等位基因(非同源染色体上或同源染色体不同位置)的区别;基因型(基因组成)与表型(性状表现)的关系(表型 = 基因型 + 环境);纯合体(稳定遗传)与杂合体(性状分离)的判断。
2.定律实质与细胞学基础:分离定律的关键是减数第一次分裂后期等位基因随同源染色体分离;自由组合定律的关键是同期非同源染色体上非等位基因自由组合,二者均发生于配子形成过程中。
3.特殊遗传现象处理:显性纯合致死、隐性致死导致的分离比偏离(如 3:1 变为 2:1);多基因控制同一性状的累加效应;伴性遗传中 “交叉遗传”(父病女必病、母病子必病)的特殊性。
4.实验设计核心逻辑:验证遗传规律需通过杂交(杂交→自交 / 测交)获取子代数据,运用统计学分析性状分离比;判断遗传方式需结合系谱图中 “性别差异” 和 “世代连续性”。
长难句剖析
1.基因的分离定律:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代(必修 2 P
2.基因的自由组合定律: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(必修 2 P11)。
3.豌豆作为实验材料的优势:豌豆是严格的自花传粉、闭花授粉植物,能避免外来花粉的干扰,自然状态下一般都是纯合子;豌豆品种间具有一些稳定的、易于区分的相对性状(必修 2 P2)。
4.等位基因的定义:在一对同源染色体的同一位置上的,控制着相对性状的基因,叫做等位基因(必修 2
5.假说 - 演绎法的内涵:孟德尔在观察和统计分析的基础上,提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论(必修 2 P7)。
6.伴性遗传的特点:位于性染色体上的基因,其遗传总是和性别相关联,这种现象叫做伴性遗传(必修 2
7.性状分离的概念:在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象,叫做性状分离(必修 2 P4)
8.自由组合定律的细胞学基础: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(必修 2 P30)
考向突破01 基因分离定律的实质及应用
1.果蝇的红眼和白眼是一对相对性状,其中红眼是显性性状,由位于X染色体上的W基因控制。选用若干红眼雌果蝇和白眼雄果蝇作为亲代杂交,每代果蝇再随机交配,后代雌雄比例相等,没有自然选择,统计各代雌、雄果蝇中w基因频率的变化,曲线如下图所示。若每代能繁殖出足够数量的个体,下列叙述错误的是( )解题技巧点拨
解题核心是 “抓显隐、定基因型、算概率”。首先通过 “无中生有”(隐性)或 “有中生无”(显性)判断性状显隐性,隐性个体直接确定为纯合子(如 aa),显性个体标记为 “待定式”(如 A_)。遇到特殊分离比(如 2:1),优先考虑致死现象,排除显性纯合致死(AA 致死则 Aa:Aa 后代为 Aa:aa=2:1)。概率计算时,杂合子自交后代显性性状中纯合子占 1/3、杂合子占 2/3,需注意 “显性性状” 这一前提条件。系谱图分析中,若隐性遗传病有女性患者且父亲正常,可排除伴 X 隐性,确定为常染色体隐性。
A.亲本果蝇的基因型为XWXw和XwY
B.每一代果蝇群体中w基因频率均为2/3
C.每代雄性中W基因频率等于其亲代雌性中W的基因频率
D.子二代雌性中w基因的频率为11/16,雄性中w基因的频率为3/4
2.水稻种子的粳性与糯性分别由WX+/WX控制,WX+为显性,其可能位于6号或7号染色体上。现选择正常糯稻为父本和7号三体纯合粳稻为母本杂交得F1,再用正常的糯稻作父本与F1中三体粳稻杂交得F2。下列说法错误的是( )
A.三体粳稻发生了染色体数目的变异
B. F1出现的三体粳稻可产生比例相等的4种配子
C.若F2中的粳稻和糯稻的性状分离比为1:1,则WX+/WX位于6号染色体上
D.若F2中的粳稻和糯稻的性状分离比为5:1,则WX+/WX位于7号染色体上
3.果蝇体节发育与分别位于2对常染色体上的等位基因M、m和N、n有关,M对m、N对n均为显性。其中1对为母体效应基因,只要母本该基因为隐性纯合,子代就体节缺失,与自身该对基因的基因型无关;另1对基因无母体效应,该基因的隐性纯合子体节缺失。下列基因型的个体均体节缺失,能判断哪对等位基因为母体效应基因的是( )
A.MmNn B.mmNN C.MmNN D.Mmnn
考向突破02 基因自由组合定律的综合计算
1.某自花传粉植物的花色有紫、红、白3种表型,由等位基因M/m、N/n控制。已知若无基因M或基因 N,则植物开红花;若基因M和N同时不存在,则植物开白花;含基因m的花粉育性有一定比例下降。某小组设计的实验如表所示,已知亲本均为纯合子,不考虑突变,下列说法正确的是( )解题技巧点拨
遵循 “化繁为简、集简为繁” 原则,将多对等位基因拆分为独立的一对对基因,分别用分离定律计算,再将结果相乘(乘法原理)。例如 AaBb×Aabb 杂交,先算 Aa×Aa 的子代基因型(3 种)和表型(2 种),再算 Bb×bb 的子代基因型(2 种)和表型(2 种),最终子代基因型共 3×2=6 种,表型共 2×2=4 种。计算重组型比例时,先明确亲本类型,用 1 减去亲本型比例即可(如双杂合子自交,亲本型占 10/16,重组型占 6/16)。若涉及三对等位基因,需用分枝法列举配子种类(2ⁿ种,n 为杂合基因对数),避免遗漏。
组别
P
F1
F2
实验一
紫花雌×红花雄
全为紫花
紫花:红花=5:1
实验二
红花雌×红花雄
全为紫花
?
A.实验一中,亲本红花雄的基因型为MMnn
B.含基因m的花粉育性下降了50%
C.实验二中,F1的紫花产生了4种比例不等的配子
D.实验二中,预期F2的表型及比例为紫花:红花:白花=15:8:1
2.植物A的花瓣形态(单瓣、复瓣、重瓣)由A/a和B/b两对等位基因控制,花色(紫色、红色)由D/d控制,性别决定方式为XY型,不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段。研究人员进行如下实验:
实验一:纯合重瓣紫花雌株×纯合单瓣红花雄株→F1全为单瓣紫花。F1雌株 × 纯合重瓣紫花雄株→F2中雌花均为紫花,雄花中紫花:红花=1:1,且雌雄花瓣形态比例均为单瓣:复瓣:重瓣=1:2:1。
实验二:纯合单瓣紫花雌株 × 纯合重瓣红花雄株 → F1自由交配,F2中单瓣:复瓣:重瓣=17:10:1。
下列叙述错误的是( )
A.控制花色的D/d基因位于X染色体,紫花为显性性状
B.基因A/a、B/b、D/d独立遗传,遵循基因的自由组合定律
C.实验二F2的表型比例异常,可能是F1产生ab的雄配子50%致死
D.实验二F1雄株与纯合复瓣花杂交,子代复瓣花所占概率为1/2
3.蝴蝶的性别决定方式为ZW型。某种野生型蝴蝶的体色是深紫色,深紫色源自黑色素与紫色素的叠加。黑色素与紫色素的合成分别受A/a、B/b基因(均不位于W染色体上)的控制。现有一种黑色素与紫色素合成均受抑制的白色纯合品系M,研究人员让该品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交实验,所得F1的体色均为深紫色,利用F1又进行了以下实验,实验结果如表格所示。多次重复上述两组实验,发现极少数实验一中所得后代全为深紫色,而实验结果保持不变。下列叙述错误的是( )
类别
杂交组合
后代表型及比例
实验一
F1的雌蝶与品系M的雄蝶
深紫色:白色=1:1
实验二
F1的雄蝶与品系M的雌蝶
深紫色:紫色:黑色:白色=9:1:1:9
A.由实验结果可知,A/a、B/b基因位于常染色体上且不遵循基因的自由组合定律
B.实验二中F1的雄蝶减数分裂过程中发生了互换,产生的配子种类及比例为AB:Ab:aB:ab=9:1:1:9
C.实验一中F1的雌蝶与实验二中F1的雄蝶相互交配,子代中深紫色个体占9/40
D.极少数实验一中所得后代全为深紫色的原因是F1中有个别雌蝶产生的含有ab的卵细胞不育
考向突破03 伴性遗传与常染色体遗传的综合判断
1.二倍体植株中缺失1条染色体的个体称为单体(2n-1),缺少2条同源染色体的植株不能存活。在某二倍体水稻植株(野生型)种群中偶然发现一株强分蘖力植株(突变体),通过与单体杂交可确定该突变基因的位置和突变类型(A突变为a称为“隐性突变”,a突变为A称为“显性突变”)。其中一组实验将突变体与野生型5-单体(缺失一条5号染色体)杂交得F1,观察F1性状,利用F1进行自交得F2,观察F2的表型及比例。下列叙述正确的是( )解题技巧点拨
第一步 “定显隐”:同分离定律的系谱图判断方法。第二步 “定位置”:若为显性遗传病,且男性患者的母亲或女儿正常,则为常染色体显性;若女性患者的父亲或儿子正常,则为常染色体隐性。伴 X 隐性遗传的典型特征是 “男多女少、隔代遗传、母病子必病”,伴 X 显性遗传则是 “女多男少、代代遗传、父病女必病”。计算多遗传病概率时,分别算出每种病的患病概率,再根据 “同时患病”(相乘)或 “只患一种病”(相加)的要求组合,如甲病概率 m、乙病概率 n,只患甲病为 m (1-n),同时患病为 mn。。
A.若F1全为野生型,可以确定该突变为隐性突变,但不能确定是否位于5号染色体上
B.若确定为显性突变,F2中突变体占3/8,无法判断该基因是否位于5号染色体上
C.若确定为显性突变且该基因位于5号染色体上,则F2中突变体占6/11
D.若确定为显性突变且F2突变体中5-单体占1/3,则该基因位于5号染色体上
2.果蝇的灰身与黑身为一对相对性状(显性基因用B表示,隐性基因用b表示);直毛与分叉毛为一对相对性状(显性基因用F表示,隐性基因用f表示)。两只亲代果蝇杂交得到以下子代类型和比例。对此分析错误的是( )
灰身、直毛
灰身、分叉毛
黑身、直毛
黑身、分叉毛
雌蝇
0
0
雄蝇
A.灰身对黑身为显性性状,直毛对分叉毛为显性性状
B.B、b基因位于常染色体上, F、f基因位于X染色体上
C.亲代雌蝇的表型是灰身直毛,雄蝇的表型是灰身分叉毛
D.子代表型为灰身直毛的雌蝇中,纯合体与杂合体的比例为1:5
3.研究发现,家蚕(性别决定为ZW型)的某些性状表现为延迟遗传,在这种遗传方式中子代的表型由母体核基因型决定。细胞质遗传表现为子代的性状和母本性状相同。为探究蚕茧形状的遗传方式,科学家利用稳定遗传的亲本做了正反交实验(不考虑Z、W的同源区段)。下列说法,错误的是( )
A.上述正反交的实验结果无法证明蚕茧形状表现为延迟遗传
B.若为细胞质遗传,则正反交实验的F1分别自由交配后所得的F2表型不同
C.若为延迟遗传,用上述实验中的F1分别自由交配所得F2均表现为椭圆,则证明椭圆性状由常染色体上的显性基因控制
D.若为延迟遗传,则上述实验中的F1分别自由交配所得F2与任一父本交配,后代表型比例均为1∶1
考向突破04 孟德尔遗传实验的科学方法与本质
解题技巧点拨
解答假说 - 演绎法相关题目时,需明确各环节对应内容:孟德尔对 “F₁自交后代 3:1 分离比” 提出 “遗传因子成对存在、配子随机结合” 的假说;通过 “测交实验”(F₁与隐性纯合子杂交)进行演绎推理,若后代为 1:1 则假说成立。性状分离模拟实验中,甲、乙小桶代表雌雄生殖器官,彩球代表配子,需保证每个小桶内两种彩球比例 1:1(模拟等位基因分离),且每次取球后放回(保证配子比例不变)。分析实验误差时,从 “样本量不足”(重复次数少)、“彩球大小不均”(取球概率不等)等角度切入,核心是围绕 “模拟配子形成与结合的真实性” 展开。
1.孟德尔在探索遗传规律时,运用“假说一演绎法”,该方法也是现代科学研究中常用的方法,利用该方法孟德尔发现了分离定律和自由组合定律。下列相关叙述正确的是( )
A.F1产生的4种配子数量比为1:1:1:1属于实验验证
B.F1自交后代出现3:1的性状分离比属于孟德尔假说的内容
C.做测交实验是为了对假说及演绎推理的结论进行验证
D.孟德尔依据减数分裂的相关原理进行了“演绎推理”的过程
2.科学探究中“非凡的设想”“天才的预见”往往是科学家们找到解决问题的方法的突破口,其是科学家们在日积月累的已有知识储备上针对某一问题作出的创新性解释。下列有关科学史上创新性解释的说法,错误的是( )
A.孟德尔为解释豌豆杂交实验现象设想出生物的性状是由遗传因子决定的
B.魏斯曼为解释精子和卵细胞的成熟过程预测了减数分裂过程的存在
C.班廷为解释糖尿病的发生将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素
D.达尔文为解释植物的向光性提出了胚芽鞘尖端向下传递了某种“影响”的假说
3.下列相关叙述中,正确的有几项( )
a、若两对相对性状遗传都符合基因分离定律,则此两对相对性状遗传一定符合基因自由组合定律
b、位于非同源染色体上的非等位基因的分离和重新组合是互不干扰的
c、若杂交后代出现3:1的性状分离比,则一定为常染色体遗传
d、孟德尔得到了高茎:矮茎=87:79属于“演绎”的内容
e、孟德尔发现问题采用的实验方法依次是先杂交再测交
f、孟德尔为了验证所作出的假说是否正确,设计并完成了测交实验
A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
(建议用时:30分钟)
一、单选题
1.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某常染色体遗传病致病基因为H,在一些个体中可因甲基化而失活(不表达),又会因去甲基化而恢复表达。由于遗传背景的差异,H基因在精子中为甲基化状态,在卵细胞中为去甲基化状态,且都在受精后被子代保留。该病的某系谱图如下,Ⅲ1的基因型为Hh,不考虑其他表观遗传效应和变异的影响,下列分析错误的是( )
A.I1和I2均含有甲基化的H基因 B.Ⅱ1为杂合子的概率2/3
C.Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/2 D.Ⅲ1的h基因只能来自父亲
2.(2025·湖北·高考真题)研究表明,人类女性体细胞中仅有一条X染色体保持活性,从而使女性与男性体细胞中X染色体基因表达水平相当。基因G编码G蛋白,其等位基因g编码活性低的g蛋白。缺失G基因的个体会患某种遗传病。图示为该疾病的一个家族系谱图,已知Ⅱ-1不含g基因。随机选取Ⅲ-5体内200个体细胞,分析发现其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白。下列叙述正确的是( )
A.Ⅲ-3个体的致病基因可追溯源自I-2
B.Ⅲ-5细胞中失活的X染色体源自母方
C.Ⅲ-2所有细胞中可能检测不出g蛋白
D.若Ⅲ-6与某男性婚配,预期生出一个不患该遗传病男孩的概率是1/2
3.(2025·浙江·高考真题)某遗传病家系的系谱图如图甲所示,已知该遗传病由正常基因A突变成A1或A2引起,且A1对A和A2为显性,A对A2为显性。为确定家系中某些个体的基因型,分别根据A1和A2两种基因的序列,设计鉴定该遗传病基因的引物进行PCR扩增,电泳结果如图乙所示。
下列叙述正确的是( )
A.电泳结果相同的个体表型相同,表型相同的个体电泳结果不一定相同
B.若Ⅱ3的电泳结果有2条条带,则Ⅱ2和Ⅲ3基因型相同的概率为1/3
C.若Ⅲ1与正常女子结婚,生了1个患病的后代,则可能是A2导致的
D.若Ⅲ5的电泳结果仅有1条条带,则Ⅱ6的基因型只有1种可能
4.(2025·湖北·高考真题)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F₁种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是( )
性状
黄色
绿色
圆粒
皱粒
个数(粒)
25
7
20
12
A.32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B.实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C.不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D.该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
5.(2025·甘肃·高考真题)某种牛常染色体上的一对等位基因H(无角)对h(有角)完全显性。体表斑块颜色由另一对独立的常染色体基因(M褐色/m红色)控制,杂合态时公牛呈现褐斑,母牛呈现红斑。在下图的杂交实验中,亲本公牛的基因型是( )
A.HhMm B.HHMm C.HhMM D.HHMM
6.(2025·四川·高考真题)足底黑斑病(甲病)和杜氏肌营养不良(乙病)均为单基因遗传病,其中至少一种是伴性遗传病。下图为某家族遗传系谱图,不考虑新的突变,下列叙述正确的是( )
A.甲病为X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ2与Ⅲ2的基因型相同
C.Ⅲ3的乙病基因来自Ⅰ1
D.Ⅱ4和Ⅱ5再生一个正常孩子概率为1/8
7.(2025·河南·高考真题)现有二倍体植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株:突变株均为3:1.甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株:突变株=9:6(等位基因可依次使用A/a、B/b……)。下列叙述错误的是( )
A.甲的基因型是AaBB或AABb
B.F2出现异常分离比是因为出现了隐性纯合致死
C.F2植株中性状能稳定遗传的占7/15
D.F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有6种
8.(2025·山东·高考真题)某动物家系的系谱图如图所示。a1、a2、a3、a4是位于X染色体上的等位基因,Ⅰ-1基因型为XalXa2,Ⅰ-2基因型为Xa3Y,Ⅱ-1和Ⅱ-4基因型均为Xa4Y,Ⅳ-1为纯合子的概率为( )
A.3/64 B.3/32 C.1/8 D.3/16
二、多选题
9.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因(R/r)控制。将外源绿色蛋白基因(G)导入到纯合的黄卵(rr)、结白茧雌蚕的Z染色体上,获得结绿茧的亲本1,与纯合的红卵、结白茧雄蚕(亲本2)杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A.F1雌蚕均表现出红卵、结绿茧表型
B.F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRGG、rr等类型
C.F1随机交配得到的F2中,红卵、结绿茧的个体比例是3/8
D.F2中红卵、结绿茧的个体随机交配,子代中目的个体的比例是2/9
三、解答题
10.(2025·云南·高考真题)冬瓜果面有蜡粉可提高果实抗病、耐日灼和耐储性。为探究冬瓜果面蜡粉的遗传方式并对蜡粉基因(用“A”“a”表示)进行定位,科研人员进行了一系列杂交实验,结果如表。
群体
植株总数/株
果面有蜡粉株数/株
果面无蜡粉株数/株
P1
30
30
0
P2
30
0
30
F1
523
523
0
F2
574
430
144
注:F1为P1和P2杂交后代,F2为F1自交后代。
回答下列问题:
(1)根据杂交结果可知,果面蜡粉的遗传遵循基因的 定律,依据是 。
(2)实验证明蜡粉性状的改变是由基因突变引起的,突变基因上出现了一个限制酶H的切割位点,可用于在苗期筛选出果实表面有蜡粉的植株,据此设计引物后进行植株基因型鉴定的步骤为:提取基因组DNA→ 目的DNA片段→限制酶H切割扩增产物→电泳。结果显示P1植株为1条条带,P2植株为2条条带,则F2中有蜡粉的植株为 条条带,限制酶H的切割位点位于 (填“A”“a”或“A和a”)上。
(3)用表中材料设计实验,验证(1)中得到的结论,写出所选材料及遗传图解。
11.(2025·甘肃·高考真题)大部分家鼠的毛色是鼠灰色,经实验室繁殖的毛色突变家鼠可以是黄色、棕色、黑色或者由此产生的各种组合色。已知控制某品系家鼠毛色的基因涉及常染色体上三个独立的基因位点A、B和D。A基因位点存在4个不同的等位基因:Ay决定黄色,A决定鼠灰色,at决定腹部黄色,a决定黑色,它们的显隐性关系依次为Ay>A>at>a,其中Ay基因为显性致死基因(AyAy的纯合鼠胚胎致死)。B基因位点存在2个等位基因:B(黑色)对b(棕色)为完全显性。回答下列问题。
(1)只考虑A基因位点时,可以产生的基因型有 种,表型有 种。
(2)基因型为AyaBb的黄色鼠杂交,后代表型及其比例为黄色鼠:黑色鼠:巧克力色鼠=8:3:1,产生这种分离比的原因是 。
(3)黄腹黑背雌鼠和黄腹棕背雄鼠杂交,F1代产生了3/8黄腹黑背鼠,3/8黄腹棕背鼠,1/8黑色鼠和1/8巧克力色鼠。则杂交亲本基因型分别为♀ ,♂ 。
(4)D基因位点的D基因控制色素的产生,dd突变体呈现白化性状。让白化纯种鼠和鼠灰色纯种鼠杂交,F1代呈现鼠灰色。F1代雌雄鼠交配产生F2代的表型及其比例为鼠灰色:黑色:白化=9:3:4,则亲本白化纯种鼠的基因型为 ,F2代黑色鼠的基因型为
12.(2025·北京·高考真题)Usher综合征(USH)是一种听力和视力受损的常染色体隐性遗传病,分为α型、β型和γ型。已经发现至少有10个不同基因的突变都可分别导致USH。在小鼠中也存在相同情况。
(1)两个由单基因突变引起的α型USH的家系如图。
①家系1的II-2是携带者的概率为 。
②家系1的II-1与家系2的II-2之间婚配,所生子女均正常,原因是 。
(2)基因间的相互作用会使表型复杂化。例如,小鼠在单基因G或R突变的情况下,gg表现为α型,rr表现为α型,而双突变体小鼠ggrr表现为γ型。表型正常的GgRr小鼠间杂交,F1表型及占比为:正常9/16、α型3/8、γ型1/16。F1的α型个体中杂合子的基因型有 。
(3)r基因编码的RN蛋白比野生型R蛋白易于降解,导致USH。因此,抑制RN降解是治疗USH的一种思路。已知RN通过蛋白酶体降解,但抑制蛋白酶体的功能会导致细胞凋亡,因而用于治疗的药物需在增强RN稳定性的同时,不抑制蛋白酶体功能。红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与RN的融合蛋白都通过蛋白酶体降解,研究者制备了同时表达这两种融合蛋白的细胞,在不加入和加入某种药物时均分别测定两种荧光强度。如果该药物符合要求,则加药后的检测结果是 。
(4)将野生型R基因连接到病毒载体上,再导入患者内耳或视网膜细胞,是治疗USH的另一种思路。为避免对患者的潜在伤害,保证治疗的安全性,用作载体的病毒必须满足一些条件。请写出其中两个条件并分别加以解释 。
13.(2025·广东·高考真题)在繁育陶赛特绵羊的过程中,发现一只臀部骨骼肌尤为发达、产肉量高(美臀)的个体。研究发现,美臀性状由单基因(G/g)突变所导致,以常染色体显性方式遗传。此外,美臀性状仅在杂合子中,且G基因来源于父本时才会表现;母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状。回答下列问题:
(1)育种人员将美臀公羊和野生型正常母羊杂交,子一代中美臀羊的理论比例为 ;选择子一代中的美臀羊杂交,子二代中美臀羊的理论比例为 。
(2)由于羊角具有一定的伤害性,育种人员尝试培育美臀无角羊。陶赛特绵羊另一条常染色体上R基因的隐性突变导致无角性状产生,如图a进行杂交,P美臀有角羊应作为 (填“父本”或“母本”),便于从中选择亲本;若要实现F3中美臀无角个体比例最高,应在中选择亲本基因型为 。
(3)研究发现,美臀性状由G基因及其附近基因(图b)共同参与调控,其中D基因调控骨骼肌发育,其高表达使羊产生美臀性状;M基因的表达则抑制D基因的表达。来自父本的G基因使D基因高表达,而来自母本、具有相同序列的G基因只促进M基因的表达,这种遗传现象属于 。GG基因型个体的体型正常,推测其原因 。
(4)在育种过程中,较难实现美臀无角性状稳定遗传,考虑到胚胎操作过程较繁琐,可采集并保存 ,用于美臀无角羊的人工繁育。
14.(2025·江苏·高考真题)某昆虫眼睛的颜色受独立遗传的两对等位基因控制,黄眼基因B对白眼基因b为显性,基因A存在时,眼色表现为黑色,基因a不影响B和b的作用。现有3组杂交实验,结果如下。请回答下列问题:
(1)组别①黑眼个体产生配子的基因组成有 ;中黑眼个体基因型有 种。
(2)组别②亲本的基因型为 ;中黑眼个体随机杂交,后代表型及比例为 。
(3)组别③的亲本基因型组合可能有 。
(4)已知该昆虫性别决定方式为XO型,XX为雌性,XO为雄性。若X染色体上有一显性基因H,抑制A基因的作用。基因型为和AAbbXHO的亲本杂交,相互交配产生。
(ⅰ)中黑眼、黄眼、白眼表型的比例为 ;中白眼个体基因型有 种。
(ⅱ)白眼雌性个体中,用测交不能区分出的基因型有 。
(ⅲ)若要从群体中筛选出100个纯合黑眼雌性个体,理论上的个体数量至少需有 个。
15.(2025·全国二卷·高考真题)水稻为一年生植物,每次收获后需要重新播种。我国科学家展开了培育多年生水稻的相关研究。
(1)甲品系具有地下茎,地下茎可使水稻进行无性繁殖,从而具备多年生特性。将无地下茎的乙品系与甲品系进行如下图所示的杂交实验。结果显示,F2的性状分离比接近 ,由此判断这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。
(2)若要进一步验证上述结论,可设计的杂交方案和预期结果为 。研究者将2个控制地下茎的基因分别命名为R2和R3。
(3)DNA中存在许多简单重复序列(SSR),可作为基因定位的分子标记。通过对F2群体分子标记与表型的关联性分析,最终确定了R2和R3的位置,甲品系的基因和SSR在染色体上的位置关系如下图所示,乙品系的相关分子标记用小写字母表示,如m1。
F1在减数分裂过程中,有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换,推测F1雄配子中m1R2配子所占比例为 %。
(4)由于乙品系高产、口感好,且生育周期短,能实现一年两熟甚至三熟,适合在我国大面积种植。欲利用杂交育种,培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系,请完善育种流程。 。
/
学科网(北京)股份有限公司
$
重难04 遗传规律的复杂应用突破
内容导航
重难突破 技巧掌握 速度提升
重难考向聚焦 锁定目标 精准打击:快速掌握重难考向核心靶点,明确主攻方向
重难要点剖析 授予利器 瓦解难点:深入剖析知识要点,链接核心,学透重难知识
重难技巧突破 授予利器 瓦解难点:总结瓦解重难考向的核心方法论与实战技巧
重难提分必刷 模拟实战 挑战顶尖:挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
核心考点
重难考向
高考考情
基因分离定律的实质及应用
1. 等位基因随同源染色体分离而分离
2. 显隐性判断
3. 特殊分离比分析
(2025 全国卷 Ⅰ)分离定律实质、基因型推断及概率计算
(2024 新高考 Ⅰ 卷)判断遗传方式为常染色体隐性,计算亲属患病概率
基因自由组合定律的综合计算
1. 非同源染色体上非等位基因的自由组合
2. 配子种类计算
3. 子代表型与基因型推导
(2025 江苏卷)分枝法计算 F₂中重组型基因型种类及比例
(2024 浙江卷)三对等位基因控制的性状遗传,分析测交后代比例,判断基因是否遵循自由组合定律
伴性遗传与常染色体遗传的综合判断
1. 性染色体上基因的传递规律
2. 常染色体与伴性遗传的区别
3. 杂交实验设计逻辑
(2026 北京卷)设计杂交实验方案并预测子代表型
(2025 全国卷 Ⅰ)综合判断两种遗传病的遗传方式并计算概率
孟德尔遗传实验的科学方法与本质
1. 假说 - 演绎法的应用
2. 孟德尔成功的原因
(2025 山东卷)分析 “假说 - 演绎法” 的具体环节及统计学方法的作用
(2024 海南卷)分析实验误差原因及实验结果的意义
1.核心概念辨析:等位基因(同源染色体同一位置控制相对性状)与非等位基因(非同源染色体上或同源染色体不同位置)的区别;基因型(基因组成)与表型(性状表现)的关系(表型 = 基因型 + 环境);纯合体(稳定遗传)与杂合体(性状分离)的判断。
2.定律实质与细胞学基础:分离定律的关键是减数第一次分裂后期等位基因随同源染色体分离;自由组合定律的关键是同期非同源染色体上非等位基因自由组合,二者均发生于配子形成过程中。
3.特殊遗传现象处理:显性纯合致死、隐性致死导致的分离比偏离(如 3:1 变为 2:1);多基因控制同一性状的累加效应;伴性遗传中 “交叉遗传”(父病女必病、母病子必病)的特殊性。
4.实验设计核心逻辑:验证遗传规律需通过杂交(杂交→自交 / 测交)获取子代数据,运用统计学分析性状分离比;判断遗传方式需结合系谱图中 “性别差异” 和 “世代连续性”。
长难句剖析
1.基因的分离定律:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代(必修 2 P
2.基因的自由组合定律: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(必修 2 P11)。
3.豌豆作为实验材料的优势:豌豆是严格的自花传粉、闭花授粉植物,能避免外来花粉的干扰,自然状态下一般都是纯合子;豌豆品种间具有一些稳定的、易于区分的相对性状(必修 2 P2)。
4.等位基因的定义:在一对同源染色体的同一位置上的,控制着相对性状的基因,叫做等位基因(必修 2
5.假说 - 演绎法的内涵:孟德尔在观察和统计分析的基础上,提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论(必修 2 P7)。
6.伴性遗传的特点:位于性染色体上的基因,其遗传总是和性别相关联,这种现象叫做伴性遗传(必修 2
7.性状分离的概念:在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象,叫做性状分离(必修 2 P4)
8.自由组合定律的细胞学基础: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(必修 2 P30)
考向突破01 基因分离定律的实质及应用
1.果蝇的红眼和白眼是一对相对性状,其中红眼是显性性状,由位于X染色体上的W基因控制。选用若干红眼雌果蝇和白眼雄果蝇作为亲代杂交,每代果蝇再随机交配,后代雌雄比例相等,没有自然选择,统计各代雌、雄果蝇中w基因频率的变化,曲线如下图所示。若每代能繁殖出足够数量的个体,下列叙述错误的是( )解题技巧点拨
解题核心是 “抓显隐、定基因型、算概率”。首先通过 “无中生有”(隐性)或 “有中生无”(显性)判断性状显隐性,隐性个体直接确定为纯合子(如 aa),显性个体标记为 “待定式”(如 A_)。遇到特殊分离比(如 2:1),优先考虑致死现象,排除显性纯合致死(AA 致死则 Aa:Aa 后代为 Aa:aa=2:1)。概率计算时,杂合子自交后代显性性状中纯合子占 1/3、杂合子占 2/3,需注意 “显性性状” 这一前提条件。系谱图分析中,若隐性遗传病有女性患者且父亲正常,可排除伴 X 隐性,确定为常染色体隐性。
A.亲本果蝇的基因型为XWXw和XwY
B.每一代果蝇群体中w基因频率均为2/3
C.每代雄性中W基因频率等于其亲代雌性中W的基因频率
D.子二代雌性中w基因的频率为11/16,雄性中w基因的频率为3/4
【答案】D
【详解】A、根据图示亲代雌、雄果蝇中w基因频率,可推知亲代红眼雌果蝇基因型为XWXw,白眼雄果蝇基因型为XwY,A正确;
B、题意显示,选用若干红眼雌果蝇和白眼雄果蝇作为亲代杂交,亲本红眼雌果蝇全为XWXw,雄果蝇为XwY,每代果蝇再随机交配,后代雌雄比例相等,没有自然选择,则群体中w基因频率为2/3,B正确;
C、由于每代雄性个体中的W基因来自上一代的雌性个体,因此每代雄性中W基因频率等于其亲代雌性中W的基因频率,C正确;
D、根据C项,亲本红眼雌果蝇全为XWXw,雄果蝇为XwY,第一代为XWXw∶XWY∶XwXw∶XwY=1∶1∶1∶1,随机交配产生的子二代为XWXW∶XWXw∶XwXw∶XWY∶XwY=1∶4∶3∶2∶6,根据定义法可得子二代雌性中w基因频率为5/8,雄性中w基因的频率为3/4,D错误。
故选D。
2.水稻种子的粳性与糯性分别由WX+/WX控制,WX+为显性,其可能位于6号或7号染色体上。现选择正常糯稻为父本和7号三体纯合粳稻为母本杂交得F1,再用正常的糯稻作父本与F1中三体粳稻杂交得F2。下列说法错误的是( )
A.三体粳稻发生了染色体数目的变异
B. F1出现的三体粳稻可产生比例相等的4种配子
C.若F2中的粳稻和糯稻的性状分离比为1:1,则WX+/WX位于6号染色体上
D.若F2中的粳稻和糯稻的性状分离比为5:1,则WX+/WX位于7号染色体上
【答案】B
【详解】A、三体粳稻的7号染色体有三条,属于染色体数目变异,A正确;
B、若WX+/WX位于7号染色体上,亲本的正常糯稻为WX/WX,7号三体纯合粳稻为WX+/WX+/WX+,F1出现的三体粳稻为WX+/WX+/WX,它产生的配子及比例是:WX+:WX:WX+/WX+:WX+/WX=2:1:1:2,4种,但是比例不相等;若WX+/WX位于6号染色体上,亲本的正常糯稻为WX/WX,7号三体纯合粳稻为WX+/WX+,F1出现的三体粳稻为WX+/WX,它产生的配子及比例是:WX+:WX=1:1,2种,比例相等,B错误;
C、若WX+/WX位于6号染色体上,F1出现的三体粳稻为WX+/WX,正常的糯稻作父本(WX/WX)与F1中三体粳稻杂交得F2的粳稻和糯稻的性状分离比为1:1,C正确;
D、若WX+/WX位于7号染色体上,F1出现的三体粳稻为WX+/WX+/WX,它产生的配子及比例是:WX+:WX:WX+/WX+:WX+/WX=2:1:1:2,即含WX+的配子与不含WX+的配子的比例是5:1,F1与正常的糯稻(WX/WX,只产生WX的配子)杂交得F2的粳稻和糯稻的性状分离比为5:1,D正确。
故选B。
3.果蝇体节发育与分别位于2对常染色体上的等位基因M、m和N、n有关,M对m、N对n均为显性。其中1对为母体效应基因,只要母本该基因为隐性纯合,子代就体节缺失,与自身该对基因的基因型无关;另1对基因无母体效应,该基因的隐性纯合子体节缺失。下列基因型的个体均体节缺失,能判断哪对等位基因为母体效应基因的是( )
A.MmNn B.mmNN C.MmNN D.Mmnn
【答案】C
【详解】A、根据题意,2对常染色体上的等位基因M、m和N、n,其中1对为母体效应基因,只要母本该基因为隐性纯合,子代就体节缺失,与自身该对基因的基因型无关;另1对基因无母体效应,该基因的隐性纯合子体节缺失。MmNn自身没有隐性纯合子,所以其体节缺失是由母本效应基因决定的,但是由于其每对基因都有隐性基因所以无法判断哪一对是母体效应,A不符合题意;
BD、mmNN和Mmnn各有一对隐性纯合基因,所以体节缺失既可能是自身隐性纯合导致的也可能是母体效应导致的,因此无法判断哪一对等位基因为母体效应基因,BD不符合题意;
C、MmNN由于没有隐性纯合基因所以其体节缺失是由母体效应造成的,而且其只有一个隐性基因m,故可判断具有母体效应的等位基因为M、m,C符合题意。
故选C。
考向突破02 基因自由组合定律的综合计算
1.某自花传粉植物的花色有紫、红、白3种表型,由等位基因M/m、N/n控制。已知若无基因M或基因 N,则植物开红花;若基因M和N同时不存在,则植物开白花;含基因m的花粉育性有一定比例下降。某小组设计的实验如表所示,已知亲本均为纯合子,不考虑突变,下列说法正确的是( )解题技巧点拨
遵循 “化繁为简、集简为繁” 原则,将多对等位基因拆分为独立的一对对基因,分别用分离定律计算,再将结果相乘(乘法原理)。例如 AaBb×Aabb 杂交,先算 Aa×Aa 的子代基因型(3 种)和表型(2 种),再算 Bb×bb 的子代基因型(2 种)和表型(2 种),最终子代基因型共 3×2=6 种,表型共 2×2=4 种。计算重组型比例时,先明确亲本类型,用 1 减去亲本型比例即可(如双杂合子自交,亲本型占 10/16,重组型占 6/16)。若涉及三对等位基因,需用分枝法列举配子种类(2ⁿ种,n 为杂合基因对数),避免遗漏。
组别
P
F1
F2
实验一
紫花雌×红花雄
全为紫花
紫花:红花=5:1
实验二
红花雌×红花雄
全为紫花
?
A.实验一中,亲本红花雄的基因型为MMnn
B.含基因m的花粉育性下降了50%
C.实验二中,F1的紫花产生了4种比例不等的配子
D.实验二中,预期F2的表型及比例为紫花:红花:白花=15:8:1
【答案】B
【分析】由题干信息可知,某自花传粉植物的花色有紫、红、白3种表型,由等位基因M/m、N/n控制,已知若无基因M或基因N,则植物开红花;若基因M和N同时不存在,则植物开白花,则紫花基因型为M_N_,红花基因型为M_nn、mmN_,白花基因型为mmnn。
【详解】A、由题意可知,紫花基因型为M_N_,红花基因型为M_nn、mmN_,白花基因型为mmnn。利用纯合植株作为亲本进行了如表所示实验,实验一亲代紫花雌基因型为MMNN,红花雄基因型为MMnn或mmNN,若为MMnn,则F1为MMNn,含基因m的花粉育性有一定比例下降,F1正常产生配子,故自交后代应出现紫花:红花=3:1的结果,而表格中自交后代紫花:红花=5:1,说明亲代中红花雄基因型为mmNN,A错误;
B、实验一亲代紫花雌基因型为MMNN,亲代红花雄基因型为mmNN,F1为MmNN,含基因m的花粉的育性会降低,F1自交时含基因m的花粉的育性降低,后代出现紫花:红花=5:1的结果,后代中红花占1/6,自交时母本产生的雌配子mN占1/2,说明父本产生的雄配子(花粉)mN占1/3,即父本产生的雄配子MN:mN=2:1,故含基因m的花粉育性下降50%,B正确;
CD、根据实验一的结果,不能证明M/m、N/n是否独立遗传,因为无论M/m、N/n是否位于两对同源染色体上,均可出现表格中的结果,因此可知花色的等位基因M/m、N/n可能位于一对同源染色体上,也可能位于两对同源染色体上。实验二亲代基因型为红花MMnn、mmNN,F1基因型为MmNn。只考虑N/n,F1自交后代为N_:nn=3:1,只考虑M/m,由于含基因m的花粉育性下降50%。则F1自交后代为M_:mm=5:1。若M/m、N/n的遗传遵循自由组合定律,则实验二F2为(5M_:1mm)(3N_:1nn)=15M_N_:5M_nn:3mmN_:1mmnn,即紫花:红花:白花=15:8:1,此时F1产生的雄配子为4种,比例不相等,但产生的4种雌配子比例相等;若M/m、N/n的遗传不遵循自由组合定律,即二者位于一对同源染色体上,由于含基因m的花粉育性下降50%,那么F1(MmNn)产生的花粉为2/3Mn、1/3mN(2种雄配子,比例不同),产生的卵细胞为1/2Mn、1/2mN(2种配子,比例为1:1),因此自交F2为1/3MMnn、1/2MmNn、1/6mmNN,则F2的表型及比例为紫花:红花=1:1,CD错误。
故选B。
2.植物A的花瓣形态(单瓣、复瓣、重瓣)由A/a和B/b两对等位基因控制,花色(紫色、红色)由D/d控制,性别决定方式为XY型,不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段。研究人员进行如下实验:
实验一:纯合重瓣紫花雌株×纯合单瓣红花雄株→F1全为单瓣紫花。F1雌株 × 纯合重瓣紫花雄株→F2中雌花均为紫花,雄花中紫花:红花=1:1,且雌雄花瓣形态比例均为单瓣:复瓣:重瓣=1:2:1。
实验二:纯合单瓣紫花雌株 × 纯合重瓣红花雄株 → F1自由交配,F2中单瓣:复瓣:重瓣=17:10:1。
下列叙述错误的是( )
A.控制花色的D/d基因位于X染色体,紫花为显性性状
B.基因A/a、B/b、D/d独立遗传,遵循基因的自由组合定律
C.实验二F2的表型比例异常,可能是F1产生ab的雄配子50%致死
D.实验二F1雄株与纯合复瓣花杂交,子代复瓣花所占概率为1/2
【答案】D
【详解】A、实验一,紫花和红花杂交,F1全为紫花,说明紫花为显性,F2中雌花均为紫花,雄花紫花:红花=1:1,说明花色性状与性别相关,D/d位于X染色体,A正确;
B、由实验一可知,花瓣形态的遗传雌雄表型比例相同,说明控制花瓣形态的A/a和B/b基因位于常染色体上,而控制花色的D/d基因位于X染色体上,所以基因A/a、B/b、D/d独立遗传,遵循基因的自由组合定律,B正确;
C、若F1雄株ab配子50%致死,则F1雄株产生配子为AB:Ab:aB:ab=2:2:2:1,F1雌株产生配子AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1,后代的单瓣(A-B-):复瓣(A-bb或aaB-):重瓣(aabb)=(2/7×1+2/7×2/4+2/7×2/4+1/7×1/4):(2/7×2/4+2/7×2/4+1/7×2/4):(1/7×1/4)=17:10:1,C正确;
D、实验二F1雄株(AaBb)与纯合复瓣(AAbb或aaBB)杂交,F1雄株产生配子为AB:Ab:aB:ab=2:2:2:1,当纯合复瓣为AAbb时,子代复瓣(A-bb)概率为2/7×1+1/7×1=3/7,复瓣花为aaBB的情况同上,也为3/7,D错误。
故选D。
3.蝴蝶的性别决定方式为ZW型。某种野生型蝴蝶的体色是深紫色,深紫色源自黑色素与紫色素的叠加。黑色素与紫色素的合成分别受A/a、B/b基因(均不位于W染色体上)的控制。现有一种黑色素与紫色素合成均受抑制的白色纯合品系M,研究人员让该品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交实验,所得F1的体色均为深紫色,利用F1又进行了以下实验,实验结果如表格所示。多次重复上述两组实验,发现极少数实验一中所得后代全为深紫色,而实验结果保持不变。下列叙述错误的是( )
类别
杂交组合
后代表型及比例
实验一
F1的雌蝶与品系M的雄蝶
深紫色:白色=1:1
实验二
F1的雄蝶与品系M的雌蝶
深紫色:紫色:黑色:白色=9:1:1:9
A.由实验结果可知,A/a、B/b基因位于常染色体上且不遵循基因的自由组合定律
B.实验二中F1的雄蝶减数分裂过程中发生了互换,产生的配子种类及比例为AB:Ab:aB:ab=9:1:1:9
C.实验一中F1的雌蝶与实验二中F1的雄蝶相互交配,子代中深紫色个体占9/40
D.极少数实验一中所得后代全为深紫色的原因是F1中有个别雌蝶产生的含有ab的卵细胞不育
【答案】C
【详解】A、实验二测交结果为9:1:1:9,表明A/a和B/b基因位于常染色体且存在连锁,重组率较低(20%),故不遵循自由组合定律,A正确;
B、实验二中F1雄蝶(AaBb)与隐性纯合(aabb)测交,子代比例9:1:1:9,说明雄蝶减数分裂时发生互换,产生的配子比例为AB:Ab:aB:ab=9:1:1:9,B正确;
C、实验一中F1雌蝶(AaBb)产生的配子为AB(50%)和ab(50%),实验二中F1雄蝶产生的配子为AB(9/20)、Ab(1/20)、aB(1/20)、ab(9/20)。两者交配后,深紫色(AABB、AABb、AaBB、AaBb)的概率为:,C错误;
D、实验一正常情况下子代深紫:白=1:1,极少数后代全为深紫,说明F1雌蝶的ab卵细胞不育,仅传递AB配子,导致子代全为AaBb(深紫),D正确。
故选C。
考向突破03 伴性遗传与常染色体遗传的综合判断
1.二倍体植株中缺失1条染色体的个体称为单体(2n-1),缺少2条同源染色体的植株不能存活。在某二倍体水稻植株(野生型)种群中偶然发现一株强分蘖力植株(突变体),通过与单体杂交可确定该突变基因的位置和突变类型(A突变为a称为“隐性突变”,a突变为A称为“显性突变”)。其中一组实验将突变体与野生型5-单体(缺失一条5号染色体)杂交得F1,观察F1性状,利用F1进行自交得F2,观察F2的表型及比例。下列叙述正确的是( )解题技巧点拨
第一步 “定显隐”:同分离定律的系谱图判断方法。第二步 “定位置”:若为显性遗传病,且男性患者的母亲或女儿正常,则为常染色体显性;若女性患者的父亲或儿子正常,则为常染色体隐性。伴 X 隐性遗传的典型特征是 “男多女少、隔代遗传、母病子必病”,伴 X 显性遗传则是 “女多男少、代代遗传、父病女必病”。计算多遗传病概率时,分别算出每种病的患病概率,再根据 “同时患病”(相乘)或 “只患一种病”(相加)的要求组合,如甲病概率 m、乙病概率 n,只患甲病为 m (1-n),同时患病为 mn。。
A.若F1全为野生型,可以确定该突变为隐性突变,但不能确定是否位于5号染色体上
B.若确定为显性突变,F2中突变体占3/8,无法判断该基因是否位于5号染色体上
C.若确定为显性突变且该基因位于5号染色体上,则F2中突变体占6/11
D.若确定为显性突变且F2突变体中5-单体占1/3,则该基因位于5号染色体上
【答案】D
【详解】A、若F1全为野生型,可以确定该突变为隐性突变,且亲本野生型5-单体基因型为AA,故能确定该基因不位于5号染色体上,若位于5号染色体上,则亲本野生型5-单体基因型为A0,子一代有野生型Aa和突变体a0,与事实不符,A错误;
B、若为显性突变且基因不在5号染色体,突变体(Aa)与野生型(aa)杂交,F1为Aa(显性)和aa(隐性),自交后F2突变体占3/8;若基因在5号染色体,突变体(Aa)与野生型(a0)杂交,F1为Aa、A0(显性)和aa、a0(隐性),F1故自交后存活子代中突变体(1/4×3/4+1/4×3/4)/(1-1/4×1/4+1/4×1/4)=3/7,不是3/8,故F2占3/8可判断基因不在5号染色体,B错误;
C、若显性突变且基因在5号染色体,突变体(Aa)与野生型(a0)杂交,F₁为1/4Aa、1/4A0 、1/4aa、1/4a0,已知缺少2条同源染色体的植株不能存活,故F1自交后存活子代中突变体(1/4×3/4+1/4×3/4)/(1-1/4×1/4+1/4×1/4)=3/7,C错误;
D、若显性突变且基因在5号染色体,F1为1/4Aa、1/4A0 、1/4aa、1/4a0,已知缺少2条同源染色体的植株不能存活,F1自交后存活子代中突变体中单体A0 占1/4×1/2/(1/4×3/4+1/4×3/4)=1/3,D正确。
故选D。
2.果蝇的灰身与黑身为一对相对性状(显性基因用B表示,隐性基因用b表示);直毛与分叉毛为一对相对性状(显性基因用F表示,隐性基因用f表示)。两只亲代果蝇杂交得到以下子代类型和比例。对此分析错误的是( )
灰身、直毛
灰身、分叉毛
黑身、直毛
黑身、分叉毛
雌蝇
0
0
雄蝇
A.灰身对黑身为显性性状,直毛对分叉毛为显性性状
B.B、b基因位于常染色体上, F、f基因位于X染色体上
C.亲代雌蝇的表型是灰身直毛,雄蝇的表型是灰身分叉毛
D.子代表型为灰身直毛的雌蝇中,纯合体与杂合体的比例为1:5
【答案】C
【详解】AB、子代雌雄果蝇中灰身:黑身均为3:1,说明控制灰身与黑身的基因位于常染色体上,且灰身相对于黑身是显性性状,亲本的基因型均为Bb;子代雌蝇全为直毛,雄蝇中直毛:分叉毛=1:1,说明控制直毛与分叉毛的基因位于X染色体上,且直毛相对于分叉毛是显性性状,亲本的基因型为XFY×XFXf.所以亲本的基因型为BbXFXf×BbXFY,AB正确;
C、根据AB项分析,亲本的基因型为BbXFXf×BbXFY,都是灰身直毛,C错误;
D、亲本的基因型为BbXFXf×BbXFY,子一代表型为灰身直毛的雌蝇中,纯合子(BBXFXF)占1/3×1/2=1/6,所以杂合子的比例为1-1/6=5/6,D正确。
故选C。
3.研究发现,家蚕(性别决定为ZW型)的某些性状表现为延迟遗传,在这种遗传方式中子代的表型由母体核基因型决定。细胞质遗传表现为子代的性状和母本性状相同。为探究蚕茧形状的遗传方式,科学家利用稳定遗传的亲本做了正反交实验(不考虑Z、W的同源区段)。下列说法,错误的是( )
A.上述正反交的实验结果无法证明蚕茧形状表现为延迟遗传
B.若为细胞质遗传,则正反交实验的F1分别自由交配后所得的F2表型不同
C.若为延迟遗传,用上述实验中的F1分别自由交配所得F2均表现为椭圆,则证明椭圆性状由常染色体上的显性基因控制
D.若为延迟遗传,则上述实验中的F1分别自由交配所得F2与任一父本交配,后代表型比例均为1∶1
【答案】D
【分析】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。
【详解】A、仅从正、反交实验结果来看,也可能是细胞质遗传,A正确;
B、若为细胞质遗传,F1自交后,子代的性状取决于母本表型,由于正、反交得到的F1表型不同,所以F2表型也不同,B正确;
C、若为延迟遗传,子代表型由母核基因型决定,假设为常染色体遗传,F1的基因型均为Aa,F2若为椭圆,说明母本基因型Aa决定性状为椭圆,即椭圆为常染色体显性遗传。若为伴性遗传,正反交所得F1中必有一组存在两种性状,C正确;
D、正交:P为AA(椭圆)×aa(圆形),F1为Aa(椭圆);反交:P为aa(圆形)×AA(椭圆),F1为Aa(圆形)。F1分别自由交配所得F2的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。当F2与任一父本交配时,由于延迟遗传子代的表型由母核基因型决定,所以后代表型比例为3∶1,D错误。
故选D。
考向突破04 孟德尔遗传实验的科学方法与本质
解题技巧点拨
解答假说 - 演绎法相关题目时,需明确各环节对应内容:孟德尔对 “F₁自交后代 3:1 分离比” 提出 “遗传因子成对存在、配子随机结合” 的假说;通过 “测交实验”(F₁与隐性纯合子杂交)进行演绎推理,若后代为 1:1 则假说成立。性状分离模拟实验中,甲、乙小桶代表雌雄生殖器官,彩球代表配子,需保证每个小桶内两种彩球比例 1:1(模拟等位基因分离),且每次取球后放回(保证配子比例不变)。分析实验误差时,从 “样本量不足”(重复次数少)、“彩球大小不均”(取球概率不等)等角度切入,核心是围绕 “模拟配子形成与结合的真实性” 展开。
1.孟德尔在探索遗传规律时,运用“假说一演绎法”,该方法也是现代科学研究中常用的方法,利用该方法孟德尔发现了分离定律和自由组合定律。下列相关叙述正确的是( )
A.F1产生的4种配子数量比为1:1:1:1属于实验验证
B.F1自交后代出现3:1的性状分离比属于孟德尔假说的内容
C.做测交实验是为了对假说及演绎推理的结论进行验证
D.孟德尔依据减数分裂的相关原理进行了“演绎推理”的过程
【答案】C
【分析】孟德尔发现遗传定律用了假说—演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。
【详解】A、F1能产生比例相等的配子属于提出假说环节,A错误;
B、F1自交后代出现3∶1的性状分离比属于实验现象,不属于假说内容,B错误;
C、对推理(演绎)过程及结果进行的检验是通过测交实验完成的,做测交实验的目的在于对假说及演绎推理的结论进行验证,C正确;
D、孟德尔依据他提出的假说内容进行“演绎推理”时,当时人们还没有发现减数分裂的原理,D错误。
故选C。
2.科学探究中“非凡的设想”“天才的预见”往往是科学家们找到解决问题的方法的突破口,其是科学家们在日积月累的已有知识储备上针对某一问题作出的创新性解释。下列有关科学史上创新性解释的说法,错误的是( )
A.孟德尔为解释豌豆杂交实验现象设想出生物的性状是由遗传因子决定的
B.魏斯曼为解释精子和卵细胞的成熟过程预测了减数分裂过程的存在
C.班廷为解释糖尿病的发生将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素
D.达尔文为解释植物的向光性提出了胚芽鞘尖端向下传递了某种“影响”的假说
【答案】C
【分析】孟德尔对一对相对性状的杂交实验的分离现象的原因提出的假说:①生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;②体细胞中的遗传因子成对存在;③生物体在形成生殖细胞—配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子中的一个;④受精时,雌雄配子的结合是随机的。
【详解】A、孟德尔为解释豌豆杂交实验现象设想出生物的性状是由遗传因子决定的假说,A正确;
B、魏斯曼预测在精子和卵细胞成熟的过程中,必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半,这个特殊的过程即为减数分裂,B正确;
C、班廷和贝斯特将狗的胰管结扎至胰萎缩后制成提取液,将提取液注射给因摘除胰腺而患糖尿病的狗,结果患病狗的血糖恢复了正常,发现了胰岛素通过胰岛分泌释放,但胰岛素并非班廷命名的,C错误;
D、达尔文为解释植物的向光性推测胚芽鞘尖端向下传递了某种“影响”,D正确。
故选C。
3.下列相关叙述中,正确的有几项( )
a、若两对相对性状遗传都符合基因分离定律,则此两对相对性状遗传一定符合基因自由组合定律
b、位于非同源染色体上的非等位基因的分离和重新组合是互不干扰的
c、若杂交后代出现3:1的性状分离比,则一定为常染色体遗传
d、孟德尔得到了高茎:矮茎=87:79属于“演绎”的内容
e、孟德尔发现问题采用的实验方法依次是先杂交再测交
f、孟德尔为了验证所作出的假说是否正确,设计并完成了测交实验
A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
【答案】B
【分析】1、分离定律的实质及发生时间:实质为等位基因随同源染色体的分开而分离,发生在减数第一次分裂后期;
2、基因的自由组合定律的实质为非同源染色体上的非等位基因自由组合,发生在减数第一次分裂后期;
3、孟德尔获得成功的原因:①正确选材(豌豆);②对相对性状遗传的研究,从一对到多对;③对实验结果进行统计学的分析;④运用假说-演绎法(包括“提出问题→作出假设→演绎推理→实验检验→得出结论”五个基本环节)这一科学方法。
【详解】a、若两对相对性状遗传都符合基因分离定律且控制两对性状的基因位于两对同源染色体上,则此两对相对性状遗传一定符合基因自由组合定律;若两对基因位于一对同源染色体则不符合基因的自由组合定律,a错误;
b、基因的自由组合定律指出位于非同源染色体上的非等位基因的分离和重新组合是互不干扰的,b正确;
c、若杂交后代出现3:1的性状分离比,只能说明该对等位基因遵循基因的分离定律,不能证明基因是位于常染色体还是位于X染色体,c错误;
d、孟德尔得到了高茎:矮茎=87:79属于测交实验结果,并不属于“演绎”的内容,d错误;
e、孟德尔发现问题采用的实验方法依次是先杂交再自交,e错误;
f、孟德尔为了验证所作出的假说是否正确,设计并完成了测交实验,f正确。
综上所述,b、f正确,a、c、d、e错误,即正确的有两项,B正确,ACD错误。
故选B。
(建议用时:30分钟)
一、单选题
1.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某常染色体遗传病致病基因为H,在一些个体中可因甲基化而失活(不表达),又会因去甲基化而恢复表达。由于遗传背景的差异,H基因在精子中为甲基化状态,在卵细胞中为去甲基化状态,且都在受精后被子代保留。该病的某系谱图如下,Ⅲ1的基因型为Hh,不考虑其他表观遗传效应和变异的影响,下列分析错误的是( )
A.I1和I2均含有甲基化的H基因 B.Ⅱ1为杂合子的概率2/3
C.Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/2 D.Ⅲ1的h基因只能来自父亲
【答案】B
【分析】根据题干信息分析,子代若获得母亲提供的H基因则患病,否则不患病。
【详解】A、Ⅲ1的基因型为Hh,该个体患病,说明H来自Ⅱ2,Ⅱ2不患病,说明其H来自Ⅰ1,Ⅰ1不患病,Ⅰ1含有甲基化的H基因;Ⅱ1患病,其H基因来自Ⅰ2,Ⅰ2不患病,说明Ⅰ2含有甲基化的H基因,A正确;
B、Ⅲ1的基因型为Hh,其H来自Ⅱ2,Ⅱ2不患病,其H基因来自Ⅰ1,Ⅱ1患病,其H基因来自Ⅰ2,Ⅰ1和Ⅰ2均含有H基因且都不患病,基因型必定都为Hh,为了区分来自Ⅰ1和Ⅰ2的H基因,Ⅰ1基因型为H1h,Ⅰ2基因型为H2h,已知Ⅱ1患病,其H基因需要来自母亲,因此Ⅱ1的基因型为H1H2或H2h,杂合子的概率为1/2,B错误;
C、已知Ⅱ2基因型为Hh,Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病只受母亲Ⅱ2的影响,因此子代获得H基因就患病,否则就不患病,因此Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/2,C正确;
D、Ⅲ1的基因型为Hh,该个体患病,说明H来自Ⅱ2,Ⅲ1的h基因只能来自父亲,D正确。
故选B。
2.(2025·湖北·高考真题)研究表明,人类女性体细胞中仅有一条X染色体保持活性,从而使女性与男性体细胞中X染色体基因表达水平相当。基因G编码G蛋白,其等位基因g编码活性低的g蛋白。缺失G基因的个体会患某种遗传病。图示为该疾病的一个家族系谱图,已知Ⅱ-1不含g基因。随机选取Ⅲ-5体内200个体细胞,分析发现其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白。下列叙述正确的是( )
A.Ⅲ-3个体的致病基因可追溯源自I-2
B.Ⅲ-5细胞中失活的X染色体源自母方
C.Ⅲ-2所有细胞中可能检测不出g蛋白
D.若Ⅲ-6与某男性婚配,预期生出一个不患该遗传病男孩的概率是1/2
【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、Ⅱ-1、Ⅱ-2不患该病,但后代Ⅲ-3患该病,且Ⅱ-1不含g基因,所以该病为伴X染色体隐性遗传病,由于Ⅱ-1不含g基因,所以Ⅲ-3的致病基因来自Ⅱ-2,Ⅱ-2的致病基因来自Ⅰ-1,而不是Ⅰ-2,A错误;
B、已知Ⅱ-4基因型为XGY,Ⅱ-3的基因型为XgXg,Ⅲ-5的基因型为XGXg,随机选取Ⅲ-5体内200个体细胞,其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白,说明两条X染色体都有可能失活,所以Ⅲ-5细胞中失活的X染色体不一定源自母方,B错误;
C、已知Ⅱ-1不含g基因,其基因型为XGY,Ⅱ-2的基因型为XGXg,Ⅲ-2的基因型为XGXG或XGXg,若其基因型为XGXG,则所有细胞中都检测不出g蛋白,所以Ⅲ-2所有细胞中可能检测不出g蛋白,C正确;
D、已知Ⅱ-4基因型为XGY,Ⅱ-3的基因型为XgXg,Ⅲ-6的基因型为XGXg,与某男性(X?Y)婚配,生出不患该遗传病男孩(XGY)的概率为1/4,D错误。
故选C。
3.(2025·浙江·高考真题)某遗传病家系的系谱图如图甲所示,已知该遗传病由正常基因A突变成A1或A2引起,且A1对A和A2为显性,A对A2为显性。为确定家系中某些个体的基因型,分别根据A1和A2两种基因的序列,设计鉴定该遗传病基因的引物进行PCR扩增,电泳结果如图乙所示。
下列叙述正确的是( )
A.电泳结果相同的个体表型相同,表型相同的个体电泳结果不一定相同
B.若Ⅱ3的电泳结果有2条条带,则Ⅱ2和Ⅲ3基因型相同的概率为1/3
C.若Ⅲ1与正常女子结婚,生了1个患病的后代,则可能是A2导致的
D.若Ⅲ5的电泳结果仅有1条条带,则Ⅱ6的基因型只有1种可能
【答案】B
【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、因为PCR是根据A1和A2设计的引物,如果只有1个较短条带,基因型可能是AA2或A2A2,因此电泳结果相同的个体表型不一定相同,A错误;
B、若I1和Ⅱ3都是2个条带,基因型均为A1A2,I2和Ⅱ4都是1个条带,且表型正常,因此基因型均为AA2,Ⅱ2的基因型可能为A1A2或A2A2或A1A,Ⅱ1没有条带,表现正常,因此Ⅱ1基因型为AA,而Ⅲ1是患病的,基因型为A1A,因此Ⅱ2的基因型不能为A2A2,可能为A1A2或A1A,且各占1/2,Ⅲ3的基因型可能是A1A2或A2A2或A1A,且各占1/3,因此Ⅱ2和Ⅲ3的基因型相同的概率为1/2×1/3+1/2×1/3=1/3,B正确;
C、Ⅱ1无电泳条带且表型正常,Ⅱ1基因型为AA,Ⅱ2基因型为A1A2或A2A2或A1A,但Ⅲ1患病,因此Ⅲ1基因型只能为A1A,因此Ⅲ1与正常女子结婚,生了一个患病后代,只能是A1导致的,C错误;
D、Ⅱ5基因型为A1A2或A2A2或A1A,Ⅲ5只有1个条带且患病,Ⅲ5基因型为A1A或A1A1或A2A2,而Ⅱ6没患病,Ⅲ5不可能是A1A1,因此Ⅱ6基因型AA2或AA,D错误。
故选B。
4.(2025·湖北·高考真题)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F₁种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是( )
性状
黄色
绿色
圆粒
皱粒
个数(粒)
25
7
20
12
A.32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B.实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C.不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D.该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
【答案】C
【分析】两对相对性状的黄色圆粒豌豆实验,遵循基因的自由组合定律。F1黄色圆粒豌豆YyRr,在减数分裂过程中,同源染色体分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,能产生4种配子,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2为Y_R_:Y_rr:yyR_:yyrr=9:3:3:1。
【详解】A、黄色圆粒种子理论值为18粒(32×9/16),绿色皱粒为2粒(32×1/16)。但实际数据中,黄色和圆粒的总数分别为25和20,无法直接推导组合性状的具体数值,A错误;
B、圆粒与皱粒比为5:3,可能因R配子活力低于r,但由于样本太少,所以不能确定含R基因配子的活力低于含r基因的配子,B错误;
C、由于样本量小(仅4个豆荚,32粒种子),不同批次摘取豆荚可能因抽样误差导致表型比波动,C正确;
D、圆粒与皱粒实际比为5:3,不符合分离定律预期的3:1,同时样本数目太少,所以不支持孟德尔分离定律,D错误;
故选C。
5.(2025·甘肃·高考真题)某种牛常染色体上的一对等位基因H(无角)对h(有角)完全显性。体表斑块颜色由另一对独立的常染色体基因(M褐色/m红色)控制,杂合态时公牛呈现褐斑,母牛呈现红斑。在下图的杂交实验中,亲本公牛的基因型是( )
A.HhMm B.HHMm C.HhMM D.HHMM
【答案】A
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、若亲本公牛基因型为HhMm(无角褐斑),有角红斑母牛基因型为hhMm,对于有角和无角这对性状,Hh×hh后代会出现有角(hh)和无角(Hh)个体,对于体表斑块颜色这对性状,Mm×Mm 后代会出现MM、Mm和mm个体,F1公牛和母牛均会出现有角褐斑,若无角褐斑公牛的基因型为HhMm,无角褐斑母牛的基因型为H-MM,二者杂交后代会出现无角红斑母牛(H-Mm),A正确;
B、若亲本无角褐斑公牛基因型为HHMm,后代全部为无角(Hh),不符合子代的表型,B错误;
C、若亲本无角褐斑公牛基因型为HhMM,无角褐斑母牛基因型为H-MM,子代不会出现无角红斑(H-Mm或H-mm)母牛,不符合子代表型,C错误;
D、若亲本无角褐斑公牛基因型为HHMM,后代全部为无角(Hh),不符合子代表型,D错误。
故选A。
6.(2025·四川·高考真题)足底黑斑病(甲病)和杜氏肌营养不良(乙病)均为单基因遗传病,其中至少一种是伴性遗传病。下图为某家族遗传系谱图,不考虑新的突变,下列叙述正确的是( )
A.甲病为X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ2与Ⅲ2的基因型相同
C.Ⅲ3的乙病基因来自Ⅰ1
D.Ⅱ4和Ⅱ5再生一个正常孩子概率为1/8
【答案】C
【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。
【详解】A、I1和I2表现正常,他们的女儿Ⅱ2患甲病,所以可以判断甲病为常染色体隐性遗传病,相关基因用A、a表示,已知至少一种病是伴性遗传病,且甲病为常染色体隐性遗传病,所以乙病为伴性遗传病,I3和I4表现正常,他们的儿子Ⅱ5患乙病,说明乙病为伴X染色体隐性遗传病,相关基因用B、b表示,A错误;
B、由于Ⅲ4患乙病,致病基因来自Ⅱ4,而Ⅱ4的致病基因来自Ⅰ1,I1关于乙病的基因型为XBXb,I2关于乙病的基因型为XBY,Ⅱ2患甲病,不患乙病,所以其基因型为aaXBXB或aaXBXb,Ⅲ2患甲病,不患乙病,其基因型为aaXBXb(因为Ⅲ2的父亲Ⅱ5患乙病,所以Ⅲ2携带乙病致病基因),故Ⅱ2与Ⅲ2的基因型不相同,B错误;
C、Ⅲ3患乙病,其致病基因来自Ⅱ4,由于I2男性正常,基因型为XBY,所以致病基因只能来自I1(XBXb),C正确;
D、Ⅱ4患甲病,不患乙病,且有患乙病的儿子,所以Ⅱ4的基因型为aaXBXb,Ⅱ5患乙病,不患甲病,且有患甲病的女儿和儿子,所以Ⅱ5的基因型为AaXbY,Ⅱ4和Ⅱ5再生一个正常孩子(既不患甲病也不患乙病AaXB-)概率为1/2×1/2=1/4,D错误。
故选C。
7.(2025·河南·高考真题)现有二倍体植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株:突变株均为3:1.甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株:突变株=9:6(等位基因可依次使用A/a、B/b……)。下列叙述错误的是( )
A.甲的基因型是AaBB或AABb
B.F2出现异常分离比是因为出现了隐性纯合致死
C.F2植株中性状能稳定遗传的占7/15
D.F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有6种
【答案】D
【分析】自由组合定律实质:控制两对相对性状的等位基因相互独立,互不融合,在形成配子时,等位基因随着同源染色体分开而分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。即一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的,是各自独立地分配到配子中去的。
【详解】A、已知植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株:突变株均为3:1,可知正常株为显性性状,突变株为隐性性状,甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株:突变株=9:6,为9:3:3:1的变式,可知杂交后代F1基因型为AaBb,正常株的基因型为A-B-,基因型为aabb的植株会死亡,其余基因型的植株为突变株。所以甲、乙自交后代中的突变株基因型分别为aaBB、AAbb或AAbb、aaBB,由于甲和乙自交后代中某性状的正常株(A-B-):突变株均为3:1,故甲的基因型是AaBB或AABb,A正确;
B、F1基因型为AaBb,自交后代F2应该出现9:(6+1)的分离比,出现异常分离比是因为出现了隐性纯合aabb致死,B正确;
C、F2植株中正常株的基因型为1AABB、2AaBB、2AABb、4AaBb,突变株的基因型为1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb,其中性状能稳定遗传(自交后代不发生性状分离)的有1AABB、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb,占7/15,C正确;
D、F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有:AABB×AaBB、AABB×AABb、AABB×AaBb、AaBB×AABb、AaBB×AaBb、AABb×AaBb6种杂交组合,和4种基因型AABB、AaBB、AABb、AaBb自交,故亲本组合有10种,D错误。
故选D。
8.(2025·山东·高考真题)某动物家系的系谱图如图所示。a1、a2、a3、a4是位于X染色体上的等位基因,Ⅰ-1基因型为XalXa2,Ⅰ-2基因型为Xa3Y,Ⅱ-1和Ⅱ-4基因型均为Xa4Y,Ⅳ-1为纯合子的概率为( )
A.3/64 B.3/32 C.1/8 D.3/16
【答案】D
【分析】决定它们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】根据题干信息和图可知:Ⅰ-1基因型为XalXa2,Ⅰ-2基因型为Xa3Y,所以Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型及其概率为1/2Xa1Xa3和1/2Xa2 Xa3。又因为Ⅱ-1和Ⅱ-4基因型均为Xa4Y,可以算出Ⅲ-1的基因型及其概率为1/4Xa1Xa4、1/4Xa2Xa4和2/4Xa3Xa4,而Ⅲ-2的基因型及其概率为1/4Xa1Y、1/4Xa2Y和2/4Xa3Y。所以可以得出Ⅳ-1为纯合子的概率为3/16,即ABC错误,D正确。
故选D。
二、多选题
9.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因(R/r)控制。将外源绿色蛋白基因(G)导入到纯合的黄卵(rr)、结白茧雌蚕的Z染色体上,获得结绿茧的亲本1,与纯合的红卵、结白茧雄蚕(亲本2)杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A.F1雌蚕均表现出红卵、结绿茧表型
B.F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRGG、rr等类型
C.F1随机交配得到的F2中,红卵、结绿茧的个体比例是3/8
D.F2中红卵、结绿茧的个体随机交配,子代中目的个体的比例是2/9
【答案】BCD
【分析】1、位于性染色体上的基因控制的性状在遗传时总是与性别相关联,而位于常染色体上的基因控制的性状在遗传时一般与性别无关;
2、题干信息分析: 蚕卵颜色由常染色体上一对等位基因(R/r)控制,红色、黄色是这对等位基因控制的不同表型。将外源绿色蛋白基因(G)导入到纯合的黄卵(rr)、结白茧雌蚕的Z 染色体上,得到亲本1,其基因型为rrZGW。亲本2是纯合的红卵、结白茧雄蚕,基因型为RRZgZg。
【详解】A、由题意可知,亲本1为rrZGW,亲本2为RRZgZg,F1中雌蚕基因型为RrZgW,表现为红卵、结白茧,而不是红卵、结绿茧,A错误;
B、F1雄蚕基因型为RrZGZ,减数分裂Ⅰ前的间期,染色体复制,基因也复制,初级精母细胞的基因组成为RRrrZGZGZZ,减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,形成的次级精母细胞的基因组成可能有RRGG(RRZGZG)、rr(rr不考虑Z染色体上基因时)等类型,B正确;
C、F1的基因型为雄蚕RrZGZg,雌蚕RrZgW。先分析常染色体上的基因,Rr×Rr,后代R_:rr=3:1;再分析Z染色体上的基因,ZGZg×ZgW,后代ZGZg:ZGW:ZgZg:ZgW=1:1:1:1。 红卵、结绿茧个体的基因型为R-ZGZg、R-ZGW。R-的比例为3/4,ZGZg和ZGW的比例t各为1/4,所以红卵、结绿茧的个体比例是3/4×1/4+3/4×1/4 = 3/8,C正确;
D、F2中红卵、结绿茧的个体:R-ZGZg和R-ZGW。R-中RR:Rr=1:2,产生的配子R:r=2:1,随机交配得RR:Rr:rr=4:4:1,故RR占4/9;ZGZg和ZGW随机交配,子代的基因型及比例为ZGZG:ZGW:ZGZg:ZgW=1:1:1:1,其中纯合子(ZGZG和ZGW)占1/2,因此F2中红卵、结绿茧的个体(R-ZGZg和R-ZGW)随机交配,子代中目的个体的比例是4/9×1/2=2/9,D正确。
故选BCD。
三、解答题
10.(2025·云南·高考真题)冬瓜果面有蜡粉可提高果实抗病、耐日灼和耐储性。为探究冬瓜果面蜡粉的遗传方式并对蜡粉基因(用“A”“a”表示)进行定位,科研人员进行了一系列杂交实验,结果如表。
群体
植株总数/株
果面有蜡粉株数/株
果面无蜡粉株数/株
P1
30
30
0
P2
30
0
30
F1
523
523
0
F2
574
430
144
注:F1为P1和P2杂交后代,F2为F1自交后代。
回答下列问题:
(1)根据杂交结果可知,果面蜡粉的遗传遵循基因的 定律,依据是 。
(2)实验证明蜡粉性状的改变是由基因突变引起的,突变基因上出现了一个限制酶H的切割位点,可用于在苗期筛选出果实表面有蜡粉的植株,据此设计引物后进行植株基因型鉴定的步骤为:提取基因组DNA→ 目的DNA片段→限制酶H切割扩增产物→电泳。结果显示P1植株为1条条带,P2植株为2条条带,则F2中有蜡粉的植株为 条条带,限制酶H的切割位点位于 (填“A”“a”或“A和a”)上。
(3)用表中材料设计实验,验证(1)中得到的结论,写出所选材料及遗传图解。
【答案】(1) 分离 F2中出现3:1的性状分离比,符合一对等位基因的遗传规律
(2) PCR扩增 1或3 a
(3)选用材料:F1植株和P2植株
遗传图解
【分析】基因分离定律:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
【详解】(1)根据杂交结果可知,果面蜡粉的遗传遵循基因的分离定律,因为F1自交得到的F2中,果面有蜡粉株数与果面无蜡粉株数之比约为3:1(430:144≈3:1),符合基因分离定律中杂合子自交后代性状分离比3:1的比值。
(2)要进行植株基因型鉴定,在提取基因组DNA后,需要通过PCR扩增目的DNA片段。P1植株为1条条带,P2植株为2条条带,说明P1为纯合子且其基因不能被限制酶H切割(假设P1基因型为AA),P2为纯合子且其基因能被限制酶H切割(假设P2基因型为aa),限制酶H的切割位点位于a上。F1基因型为Aa,F2中有蜡粉的植株基因型为AA或Aa。AA只有1条条带(不能被切割),Aa会有3条条带(A不能被切割为1条,a被切割为2条),所以F2中有蜡粉的植株为1条或3条条带。
(3)验证分离定律,采用测交的方法,所选材料:F1Aa与P2aa(测交实验可以验证基因的分离定律)。
11.(2025·甘肃·高考真题)大部分家鼠的毛色是鼠灰色,经实验室繁殖的毛色突变家鼠可以是黄色、棕色、黑色或者由此产生的各种组合色。已知控制某品系家鼠毛色的基因涉及常染色体上三个独立的基因位点A、B和D。A基因位点存在4个不同的等位基因:Ay决定黄色,A决定鼠灰色,at决定腹部黄色,a决定黑色,它们的显隐性关系依次为Ay>A>at>a,其中Ay基因为显性致死基因(AyAy的纯合鼠胚胎致死)。B基因位点存在2个等位基因:B(黑色)对b(棕色)为完全显性。回答下列问题。
(1)只考虑A基因位点时,可以产生的基因型有 种,表型有 种。
(2)基因型为AyaBb的黄色鼠杂交,后代表型及其比例为黄色鼠:黑色鼠:巧克力色鼠=8:3:1,产生这种分离比的原因是 。
(3)黄腹黑背雌鼠和黄腹棕背雄鼠杂交,F1代产生了3/8黄腹黑背鼠,3/8黄腹棕背鼠,1/8黑色鼠和1/8巧克力色鼠。则杂交亲本基因型分别为♀ ,♂ 。
(4)D基因位点的D基因控制色素的产生,dd突变体呈现白化性状。让白化纯种鼠和鼠灰色纯种鼠杂交,F1代呈现鼠灰色。F1代雌雄鼠交配产生F2代的表型及其比例为鼠灰色:黑色:白化=9:3:4,则亲本白化纯种鼠的基因型为 ,F2代黑色鼠的基因型为
【答案】(1) 9 4
(2)控制毛色的两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,且AyAy纯合致死
(3) ataBb atabb
(4) aadd aaD-(aaDD、aaDd)
【分析】基因的分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分 离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】(1)只考虑A基因位点,A基因位点存在4个不同的等位基因Ay、A、at、a ,从4个等位基因中选2个组成基因型(包括纯合子和杂合子),纯合子有AyAy(致死)、AA、atat、aa4种,杂合子有AyA、Ayat、Aya、Aa、Aat、ata6种,所以基因型共有10种,但由于AyAy纯合致死,实际存活的基因型有9种,由显隐性关系Ay>A>at>a可知,表型有黄色(Ay-)、鼠灰色(A-)、腹部黄色(at-)、黑色(aa ),共4种。
(2)基因型为AyaBb的黄色鼠杂交,正常情况下Aya×Aya后代中AyAy:Aya:aa=1:2:1,由于AyAy致死,所以Aya:aa=2:1,Bb×Bb后代中B-:bb=3:1,按照自由组合定律,(2Aya:1aa)×(3B-:1bb),后代中黄色鼠(AyaB-、Ayabb):黑色鼠(aaB-):巧克力色鼠(aabb)=(2/3×3/4+2/3×1/4):(1/3×3/4):(1/3×1/4)=8/12:3/12:1/12=8:3:1,所以后代表型及其比例为黄色鼠:黑色鼠:巧克力色鼠=8:3:1的原因是控制毛色的两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,且AyAy纯合致死。
(3)黄腹黑背雌鼠(at-B-)和黄腹棕背雄鼠(at-bb)杂交,因为F1代产生了黑色鼠(aaB-)和巧克力色鼠(aabb),所以亲本都含有a和b基因,那么黄腹黑背雌鼠基因型为ataBb,黄腹棕背雄鼠基因型为atabb,二者杂交,F1代产生了3/8=3/4×1/2黄腹黑背鼠(at-Bb),3/8=3/4×1/2黄腹棕背鼠(at-bb),1/8=1/4×1/2黑色鼠(aaBb)和1/8=1/4×1/2巧克力色鼠(aabb)。
(4)已知D基因位点的D基因控制色素的产生,dd突变体呈现白化性状,A决定鼠灰色,a决定黑色,F2代的表型及其比例为鼠灰色:黑色:白化=9:3:4,是9:3:3:1的变形,说明F1的基因型为AaDd,由于亲本是白化纯种鼠和鼠灰色纯种鼠,要得到F1为AaDd,则亲本白化纯种鼠的基因型为aadd,鼠灰色纯种鼠的基因型为AADD,二者杂交,F1的基因型为AaDd,F1代雌雄鼠交配,F2的基因型及比例为A-D-:aaD-:A-dd:aadd=9:3:3:1,表型之比为鼠灰色:黑色:白化=9:3:4,所以F2代黑色鼠的基因型为aaD-(aaDD、aaDd)。
12.(2025·北京·高考真题)Usher综合征(USH)是一种听力和视力受损的常染色体隐性遗传病,分为α型、β型和γ型。已经发现至少有10个不同基因的突变都可分别导致USH。在小鼠中也存在相同情况。
(1)两个由单基因突变引起的α型USH的家系如图。
①家系1的II-2是携带者的概率为 。
②家系1的II-1与家系2的II-2之间婚配,所生子女均正常,原因是 。
(2)基因间的相互作用会使表型复杂化。例如,小鼠在单基因G或R突变的情况下,gg表现为α型,rr表现为α型,而双突变体小鼠ggrr表现为γ型。表型正常的GgRr小鼠间杂交,F1表型及占比为:正常9/16、α型3/8、γ型1/16。F1的α型个体中杂合子的基因型有 。
(3)r基因编码的RN蛋白比野生型R蛋白易于降解,导致USH。因此,抑制RN降解是治疗USH的一种思路。已知RN通过蛋白酶体降解,但抑制蛋白酶体的功能会导致细胞凋亡,因而用于治疗的药物需在增强RN稳定性的同时,不抑制蛋白酶体功能。红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与RN的融合蛋白都通过蛋白酶体降解,研究者制备了同时表达这两种融合蛋白的细胞,在不加入和加入某种药物时均分别测定两种荧光强度。如果该药物符合要求,则加药后的检测结果是 。
(4)将野生型R基因连接到病毒载体上,再导入患者内耳或视网膜细胞,是治疗USH的另一种思路。为避免对患者的潜在伤害,保证治疗的安全性,用作载体的病毒必须满足一些条件。请写出其中两个条件并分别加以解释 。
【答案】(1) 2/3 家系 1 和家系 2 的 USH 是由不同基因突变引起的
(2)ggRr、Ggrr
(3)红色荧光强度基本不变,绿色荧光强度显著增加
(4)a.不能表达病毒基因,避免触发免疫反应 b.不能整合到染色体中, 避免潜在的突变风险 c.不能在细胞内增殖,避免伤害细胞 d.不能严重影响细胞的基因表达,避免影响细胞正常功能 (合理即可)
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病)。
【详解】(1)①已知 USH 是常染色体隐性遗传病,设控制该病的基因为a。家系 1 中 I - 1 和 I - 2 表现正常,生了一个患病的儿子 II - 1(基因型为aa),根据基因的分离定律,可知 I - 1 和 I - 2 的基因型均为Aa。II - 2 表现正常,其基因型可能为AA或Aa,AA的概率为1/3,Aa的概率为2/3,即家系 1 的 II - 2 是携带者(Aa)的概率为2/3。
②因为已经发现至少有 10 个不同基因的突变都可分别导致 USH,家系 1 和家系 2 的 USH 是由不同基因突变引起的。假设家系 1 是A基因发生突变导致的,家系 2 是B基因发生突变导致的(A、B为不同基因位点),家系 1 的 II - 1 基因型可能为aaBB,家系 2 的 II - 2 基因型可能为AAbb,他们之间婚配,后代基因型为AaBb,均表现正常。
(2)已知小鼠单基因G或R突变的情况下,gg表现为α型,rr表现为γ型,双突变体小鼠ggrr表现为α型,表型正常的GgRr小鼠间杂交,F1表型及占比为:正常9/16、α型3/8、γ型1/16,说明F1中α型个体的基因型有ggRR、ggRr、GGrr、Ggrr。其中杂合子的基因型有ggRr、Ggrr。
(3)因为红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与RN的融合蛋白都通过蛋白酶体降解,药物要求在增强RN稳定性的同时,不抑制蛋白酶体功能。那么加入药物后,与不加入药物对比,绿色荧光蛋白与RN的融合蛋白降解减少,绿色荧光强度较强,而红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白仍正常通过蛋白酶体降解,红色荧光强度不变。
(4)用作载体的病毒满足的条件有:a.病毒不能具有致病性,如果病毒具有致病性,会对患者的健康造成额外的伤害,无法保证治疗的安全性; b.不能整合到染色体中, 避免潜在的突变风险;c.病毒不能在宿主细胞内自主复制,若病毒能自主复制,可能会在患者体内大量增殖,引发不可控的反应,对患者造成潜在伤害 ; d.不能严重影响细胞的基因表达,避免影响细胞正常功能 。
13.(2025·广东·高考真题)在繁育陶赛特绵羊的过程中,发现一只臀部骨骼肌尤为发达、产肉量高(美臀)的个体。研究发现,美臀性状由单基因(G/g)突变所导致,以常染色体显性方式遗传。此外,美臀性状仅在杂合子中,且G基因来源于父本时才会表现;母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状。回答下列问题:
(1)育种人员将美臀公羊和野生型正常母羊杂交,子一代中美臀羊的理论比例为 ;选择子一代中的美臀羊杂交,子二代中美臀羊的理论比例为 。
(2)由于羊角具有一定的伤害性,育种人员尝试培育美臀无角羊。陶赛特绵羊另一条常染色体上R基因的隐性突变导致无角性状产生,如图a进行杂交,P美臀有角羊应作为 (填“父本”或“母本”),便于从中选择亲本;若要实现F3中美臀无角个体比例最高,应在中选择亲本基因型为 。
(3)研究发现,美臀性状由G基因及其附近基因(图b)共同参与调控,其中D基因调控骨骼肌发育,其高表达使羊产生美臀性状;M基因的表达则抑制D基因的表达。来自父本的G基因使D基因高表达,而来自母本、具有相同序列的G基因只促进M基因的表达,这种遗传现象属于 。GG基因型个体的体型正常,推测其原因 。
(4)在育种过程中,较难实现美臀无角性状稳定遗传,考虑到胚胎操作过程较繁琐,可采集并保存 ,用于美臀无角羊的人工繁育。
【答案】(1) 1/2 1/4
(2) 父本 GGrr(父本)和ggrr(母本)
(3) 表观遗传 来自母本的 G 基因促进 M 基因表达,抑制 D 基因的高表达。
(4)基因型为GGrr的公羊的精液
【分析】自由组合定律
定义:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合 。
实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合 。例如,具有两对相对性状(如黄色圆粒豌豆 YYRR 和绿色皱粒豌豆 yyrr)杂交,子一代(YyRr)产生配子时,Y 与 y 分离,R 与 r 分离,同时 Y(y)与 R(r)自由组合 。
【详解】(1)①美臀公羊(基因型为 Gg,且 G 来自父本)和野生型正常母羊(基因型为 gg)杂交,父本产生 G 和 g 两种配子,母本产生 g 一种配子,根据基因的分离定律,子一代的基因型及比例为 Gg∶gg = 1∶1。由于美臀性状仅在杂合子中且 G 基因来源于父本时才会表现,所以子一代中美臀羊(Gg 且 G 来自父本)的理论比例为 1/2。
②子一代中的美臀羊(Gg,G 来自父本)杂交,父本产生 G 和 g 两种配子,母本也产生 G 和 g 两种配子。G基因来源于父本时才会表现;母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状,子二代中美臀羊的理论比例为 1/4。
(2)①因为母本来源的 G 基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状,若 P 美臀有角羊作为父本,其产生的含 G 基因的配子与母本(正常无角羊)产生的配子结合,在 F₁中更容易根据美臀性状选择出含有 G 基因的个体作为亲本。所以 P 美臀有角羊应作为父本。
②欲在F3中获得尽可能多的美臀无角个体(Ggrr 且 G 来自父本)。F2中选择GGrr(父本)和ggrr(母本)杂交,这种组合子代均为美臀无角个体。
(3)①:这种来自父本和母本的相同基因(G 基因)由于来源不同而表现出不同的遗传效应的现象属于表观遗传。 ②:GG 基因型个体中,两个 G 基因分别来自父本和母本,来自父本的 G 基因使 D 基因高表达,但来自母本的 G 基因促进 M 基因表达,M 基因的表达抑制 D 基因的表达,所以 D 基因不能持续高表达,导致 GG 基因型个体的体型正常。
(4)在育种过程中,较难实现美臀无角性状稳定遗传,考虑到胚胎操作过程较繁琐,可采集并保存基因型为GGrr的公羊的精液,用于美臀无角羊的人工繁育,通过人工授精的方式繁殖后代。
14.(2025·江苏·高考真题)某昆虫眼睛的颜色受独立遗传的两对等位基因控制,黄眼基因B对白眼基因b为显性,基因A存在时,眼色表现为黑色,基因a不影响B和b的作用。现有3组杂交实验,结果如下。请回答下列问题:
(1)组别①黑眼个体产生配子的基因组成有 ;中黑眼个体基因型有 种。
(2)组别②亲本的基因型为 ;中黑眼个体随机杂交,后代表型及比例为 。
(3)组别③的亲本基因型组合可能有 。
(4)已知该昆虫性别决定方式为XO型,XX为雌性,XO为雄性。若X染色体上有一显性基因H,抑制A基因的作用。基因型为和AAbbXHO的亲本杂交,相互交配产生。
(ⅰ)中黑眼、黄眼、白眼表型的比例为 ;中白眼个体基因型有 种。
(ⅱ)白眼雌性个体中,用测交不能区分出的基因型有 。
(ⅲ)若要从群体中筛选出100个纯合黑眼雌性个体,理论上的个体数量至少需有 个。
【答案】(1) AB、Ab、aB、ab 6
(2) AABB和aaBB 黑眼:黄眼=8:1
(3)AaBB和aaBB、AaBb和aaBB、AaBB和aaBb、Aabb和aaBB
(4) 黑眼:黄眼:白眼=12:15:5 8 aabbXHXh、aabbX hXh 3200
【分析】分析题意可知,某昆虫眼睛的颜色受独立遗传的两对等位基因控制,遵循自由组合定律。
【详解】(1)组别①F2表型比例为12:3:1,为9:3:3:1的变式,可知,F1的基因型是AaBb,产生的配子基因组成为AB、Ab、aB、ab。已知黄眼基因B对白眼基因b为显性,基因A存在时,眼色表现为黑色,基因a不影响B和b的作用F2黑眼个体有:1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb,共6种。
(2)组别②亲本黑眼和黄眼杂交子一代为黑眼,子二代黑眼:黄眼=3:1,可知黑眼子一代为单杂合子AaBB,故亲本黑眼和黄眼的基因型为AABB和aaBB。中黑眼个体1/3AABB、2/3AaBB随机杂交,产生配子为2/3、1/3aB,后代基因型及比例为AABB:AaBB:aaBB=4:4:1,故后代表型及比例为黑眼:黄眼=8:1。
(3)组别③的亲本黑眼和黄眼杂交子一代为黑眼:黄眼=1:1,故亲本基因型组合可能有AaBB和aaBB、AaBb和aaBB、AaBB和aaBb、Aabb和aaBB。
(4)(ⅰ)aaBBXh Xh 和AAbbXHO的亲本杂交, F1基因型为AaBbXHXh 和AaBbXhO,雌雄相互交配产生F 2 ,由于H抑制A基因的作用,故基因型为A---XHXh、A---XHO不能表现黑色,常染色体基因型有:1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb、1aabb,性染色体基因型为1XHXh、1XHO、1XhO、1X hXh,组合后黑眼:黄眼:白眼=12:15:5。F 2 中白眼个体基因型有AAbbXHXh、AAbbXHO、AabbXHXh、AabbXHO、aabbXHXh、aabbXHO、aabbXhO、aabbXhXh,共8种。
(ⅱ)白眼雌性个体有AAbbXHXh、AabbXHXh、aabbXHXh、aabbX hXh,用测交,即与aabbXhO杂交,AAbbXHXh测交后代白眼:黑眼=1:1,AabbXHX h测交后代白眼:黑眼=3:1,由于aabbXHXh、aabbX hXh测交后代都是全白眼,故这两种基因型不能区分。
(ⅲ)若要从群体中筛选出100个纯合黑眼雌性个体即1/64AABBX hXh、1/64AAbbXhXh,理论上的个体数量至少需有个100÷2/64=3200个。
15.(2025·全国二卷·高考真题)水稻为一年生植物,每次收获后需要重新播种。我国科学家展开了培育多年生水稻的相关研究。
(1)甲品系具有地下茎,地下茎可使水稻进行无性繁殖,从而具备多年生特性。将无地下茎的乙品系与甲品系进行如下图所示的杂交实验。结果显示,F2的性状分离比接近 ,由此判断这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。
(2)若要进一步验证上述结论,可设计的杂交方案和预期结果为 。研究者将2个控制地下茎的基因分别命名为R2和R3。
(3)DNA中存在许多简单重复序列(SSR),可作为基因定位的分子标记。通过对F2群体分子标记与表型的关联性分析,最终确定了R2和R3的位置,甲品系的基因和SSR在染色体上的位置关系如下图所示,乙品系的相关分子标记用小写字母表示,如m1。
F1在减数分裂过程中,有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换,推测F1雄配子中m1R2配子所占比例为 %。
(4)由于乙品系高产、口感好,且生育周期短,能实现一年两熟甚至三熟,适合在我国大面积种植。欲利用杂交育种,培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系,请完善育种流程。 。
【答案】(1)9:7
(2)将F1与乙品系进行测交,预期结果为子代中有地下茎与无地下茎的比例为1:3
(3)4.05
(4)
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】(1)根据F2有地下茎:无地下茎=3024:2237≈9:7,可知这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。
(2)要验证上述结论(即这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制),可采用测交的方法。即让F1(双杂合子)与乙品系(隐性纯合子)杂交。若遵循自由组合定律,测交后代的基因型及比例为R1r1R2r2:R1r1r2r2:r1r1R2r2:r1r1r2r2 = 1:1:1:1,表型及比例为有地下茎 : 无地下茎=1:3。
(3)已知有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换。一个初级精母细胞减数分裂能产生4个配子,发生互换的初级精母细胞产生的4个配子中有1个是m1R2。设初级精母细胞总数为N,发生互换的初级精母细胞数为0.162N,这些细胞产生的m1R2配子数为0.162N,未发生互换的初级精母细胞不产生m1R2配子。所以F1雄配子中m1R2配子所占比例为0.162N÷4N=4.05%。
(4)乙品系高产、口感好,且生育周期短,能实现一年两熟甚至三熟,适合在我国大面积种植。利用杂交育种,培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系,育种流程为:将甲品系与乙品系杂交,获得F1(含有控制地下茎的基因,但为杂合子);让F1与乙品系杂交,在后代中筛选含M1~M4分子标记的植株,继续与乙品系杂交,每代筛选含M2、M3分子标记的植株,最后让该类型植株自交,筛选可稳定遗传的具有地下茎的植株。图解如下:
/
学科网(北京)股份有限公司
$