内容正文:
争分突破2 “致死效应”或“不育效应”
一、配子致死
1.[单基因(部分)致死](2025·内蒙古二模)新疆紫草的抗病和感病性状由一对等位基因(B/b)控制。研究人员选择抗病紫草自交,发现F1抗病∶感病=2∶1,对此现象研究人员作出假设。假设1∶BB纯合致死;假设2∶亲本紫草产生的雌配子正常,但带有基因B的花粉有一半致死。下列分析错误的是( )
A.由实验结果可知,紫草的感病性状为隐性
B.若假设1成立,抗病紫草的基因型只有一种
C.若假设1成立,F1两种性状个体正反交结果均为Bb∶bb=1∶1
D.若假设2成立,F1两种性状个体杂交后代中抗病∶感病=5∶6
答案 D
解析 抗病紫草自交,后代出现性状分离,说明抗病是显性性状,感病是隐性性状,A正确;若假设1成立,即BB纯合致死,那么抗病紫草的基因型就只有Bb一种,B正确;若假设1成立,F1抗病基因型为Bb,感病基因型为bb。以抗病(Bb)为母本、感病(bb)为父本杂交,母本产生配子B∶b=1∶1,父本产生配子b,后代基因型及比例为Bb∶bb=1∶1;以感病(bb)为母本,抗病(Bb)为父本杂交,母本产生配子b,父本产生配子B∶b=1∶1,后代基因型及比例为Bb∶bb=1∶1。所以正反交结果均为Bb∶bb=1∶1,C正确;若假设2成立,亲代抗病紫草Bb自交,母本产生的雌配子为1/2 B、1/2 b,父本产生的花粉为1/3 B、2/3 b,那么后代抗病紫草1/4 BB、3/4 Bb,感病紫草bb。分两种情况讨论:①F1的抗病紫草(♀)(1/4 BB、3/4 Bb)×感病紫草(♂)bb;②F1的抗病紫草(♂)(1/4 BB、3/4 Bb)×感病紫草(♀)bb。若假设2成立,则①中F1的抗病紫草(♀)(1/4 BB、3/4 Bb)产生雌配子为5/8 B、3/8 b,感病紫草(♂)bb产生的花粉为b,则子代为5/8 Bb、3/8 bb,因此子代的性状表现及比例为抗病紫草∶感病紫草=5∶3;②中F1的抗病紫草(♂)(1/4 BB、3/4 Bb)产生的花粉为5/11 B、6/11 b,感病紫草(♀)bb产生的雌配子为b,故子代为5/11 Bb、6/11 bb,那么子代性状表现及比例为抗病紫草∶感病紫草=5∶6,D错误。
2.(多基因致死)玉米原产于美洲,是世界主要粮食作物之一。玉米有抗病和不抗病(基因A和a),宽叶和窄叶(基因B和b)两对相对性状。现有一株抗病宽叶玉米自交,子一代表型是抗病宽叶∶不抗病宽叶∶抗病窄叶=4∶2∶2。研究发现子一代出现该比例的原因是亲本中有花粉出现不育,则该花粉的基因组成为( )
A.Ab B.ab
C.AB和ab D.Ab和aB
答案 C
解析 抗病宽叶玉米(AaBb)自交的子一代表型及比例是抗病宽叶∶不抗病宽叶∶抗病窄叶=4∶2∶2,则①后代没有不抗病窄叶个体(aabb),说明ab花粉不育;②由于雌配子ab可育,后代出现不抗病宽叶(aaB )、抗病窄叶(A bb)的个体,说明aB、Ab的雄配子可育;③如果AB花粉可育,抗病宽叶玉米(AaBb)自交,子一代表型及比例是抗病宽叶∶不抗病宽叶∶抗病窄叶=8∶2∶2,不符合题意;④如果AB花粉不可育,抗病宽叶玉米(AaBb)自交,子一代表型及比例是抗病宽叶∶不抗病宽叶∶抗病窄叶=4∶2∶2,符合题意,说明AB不育。综上所述,基因组成为AB和ab的花粉不育,C符合题意。
3.(配子不融合致死)如图是某自交不亲和二倍体植物的遗传机制:自交不亲和受同一条染色体上复等位基因H(H1、H2、H3……,共显性)和复等位基因R(R1、R2、R3……,共显性)控制,H基因和R基因完全连锁不发生重组。在受精的过程中,R基因只在雌蕊的花柱中表达,编码R酶,能抑制花粉管的伸长,导致精子不能与卵细胞结合;H基因只在雄蕊的花粉中表达,编码H蛋白,能识别降解进入花粉管的R酶,但对相同来源的R基因编码的R酶无效(如H1蛋白对R1酶无效)。
等位基因H1、H2和R1、R2的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。图中的两个亲本杂交,F1的基因型及比例是 ,将F1自由交配后产生基因型为H1H2R1R2个体的比例是 。
答案 不遵循 H1H3R1R3∶H2H3R2R3=1∶1 1/2
解析 等位基因H1、H2和R1、R2位于同一条染色体上,不独立遗传,故不遵循基因的自由组合定律。图中的两个亲本产生的雌配子分别是H1R1、H2R2,雄配子分别是H3R3、H2R2,由于H基因只在雄蕊的花粉中表达,编码H蛋白,能识别降解进入花粉管的R酶,但对相同来源的R基因编码的R酶无效,故F1的基因型及比例是H1H3R1R3∶H2H3R2R3=1∶1 ;由于H基因和R基因完全连锁不发生重组,将F1(H1H3R1R3∶H2H3R2R3=1∶1)自由交配后产生基因型及比例为H1H2R1R2∶H2H3R2R3=1∶1,H1H2R1R2个体的比例是1/2。
4.(染色体结构变异导致的配子致死)某植物抗瘟病和易感瘟病受一对等位基因(R/r)控制,抗瘟病为显性。对杂合子进行诱变处理,得到甲、乙两种类型如图所示,已知含有1或2号染色体缺失的雌配子的受精能力降为原来的一半,不含R/r基因的个体不能存活。下列相关叙述正确的是( )
A.让类型甲植株自交,所得子代中抗瘟病植株约占3/4
B.让类型乙植株自交,所得子代中易感瘟病植株约占5/23
C.正常杂合子植株减数分裂Ⅱ期细胞中含有1个染色体组
D.类型甲、乙的变异来源于染色体变异,不属于突变
答案 B
解析 1或2号染色体缺失的雌配子的受精能力降为原来的一半,类型甲植株产生的雌配子为R∶r=2∶1,雄配子为R∶r=1∶1,则甲植株自交,子代抗瘟病植株占5/6,A错误;1或2号染色体缺失的雌配子的受精能力降为原来的一半,类型乙植株产生的雄配子为Rr∶R∶r∶O=1∶1∶1∶1,雌配子为Rr∶R∶r∶O=2∶1∶2∶1,不含R/r基因的个体不能存活,则乙植株自交,死亡的个体为1/4×1/6=1/24,所得子代中易感瘟病植株约占5/23,B正确;正常杂合子植株减数分裂Ⅱ期细胞中含有1或2个染色体组,C错误;染色体变异和基因突变统称为突变,类型甲、乙的变异为染色体变异,属于突变,D错误。
二、合子致死
1.(显性纯合致死)(2025·河南郑州三模)某二倍体雌雄异花同株植物的叶缘类型受2对等位基因控制,且任意一对基因显性纯合均可致死。叶缘为光滑形的植株自交,F1性状分离比为光滑形叶缘∶锯齿形叶缘=4∶5。下列相关叙述错误的是( )
A.该植株叶缘类型的遗传符合孟德尔自由组合定律
B.F1中叶缘为锯齿形的植株有3种基因型,其中纯合子占1/5
C.F1中叶缘为锯齿形的植株随机交配,F2中叶缘为光滑形的植株占2/25
D.F1中叶缘为锯齿形的植株连续自交,纯合子所占比例将逐代递增
答案 C
解析 叶缘为光滑形的植株自交,F1性状分离比为光滑形叶缘∶锯齿形叶缘=4∶5,其中4∶5是9∶7的变式,故该植株叶缘类型的遗传符合孟德尔自由组合定律,A正确;某二倍体雌雄异花同株植物的叶缘类型受2对等位基因控制,设为A/a、B/b,任意一对基因显性纯合均可致死,即AABB、AABb、AaBB的光滑形致死,aaBB和AAbb的锯齿形致死,亲代基因型是AaBb,F1中叶缘为锯齿形的植株有3种基因型,包括2Aabb、2aaBb、1aabb,其中纯合子占1/5,B正确;F1中叶缘为锯齿形的植株(2/5Aabb、2/5aaBb、1/5aabb)产生的配子是1/5Ab、3/5ab、1/5aB,F2中AAbb和aaBB的个体死亡,则叶缘为光滑形(AaBb)的植株占2/23,C错误;自交会提高纯合子比例,F1中叶缘为锯齿形的植株连续自交:Aabb自交后代为AAbb(致死)、Aabb、aabb,aaBb自交后代为aaBB(致死)、aaBb、aabb,aabb自交后代全为aabb,即杂合子(Aabb、aaBb)的自交会不断产生纯合子,纯合子aabb所占比例将逐代递增,D正确。
2.(隐性纯合致死)番茄细胞核中的基因B控制叶绿素合成过程中关键酶的合成,突变基因b控制合成的酶的第35位氨基酸发生改变,导致其空间结构改变而失去活性。一株叶片为黄绿色的番茄植株自交,F1幼苗叶片的表型及比例为绿色∶黄绿色∶黄白色=1∶2∶1,叶片为黄白色的植株在幼苗期之后会死亡。下列相关叙述正确的是( )
A.基因b可能是基因B的碱基发生缺失、增添或替换后产生的
B.F1植株自交,所得的番茄幼苗中叶片为黄绿色的植株占1/3
C.F1植株随机交配,所得的成熟番茄植株中叶片为黄绿色的植株占4/9
D.可利用光学显微镜观察对比基因B与b的碱基序列,推断基因突变的类型
答案 B
解析 突变基因b控制合成的酶的第35位氨基酸发生改变,因而推测突变基因b是基因B的碱基发生替换后产生的,A错误;F1中基因型为bb的植株(叶片为黄白色)在幼苗期之后死亡,故F1成熟植株中绿色∶黄绿色=1∶2,即BB占1/3,F1植株自交,所得的番茄幼苗叶片的表型及比例为绿色∶黄绿色∶黄白色=3∶2∶1,叶片为黄绿色的植株占1/3,B正确;F1植株随机交配,F2中基因型为BB的植株占4/9,Bb占4/9,bb占1/9,其中基因型为bb的植株(叶片为黄白色)在幼苗期之后死亡,故所得的成熟番茄植株中BB∶Bb=1∶1,即叶片为黄绿色的植株占1/2,C错误;在光学显微镜下无法观察到基因突变,D错误。
3.(基因互作致死)果蝇是科研人员经常利用的遗传实验材料,其灰身和黑身、刚毛和截毛各为一对相对性状,分别由等位基因A、a,D、d控制。某科研小组用一对灰身刚毛果蝇进行了多次杂交实验,F1的雄性个体表型为灰身刚毛∶灰身截毛∶黑身刚毛∶黑身截毛=3∶3∶1∶1,雌性个体表型为灰身刚毛∶灰身截毛∶黑身刚毛∶黑身截毛=5∶0∶2∶0。分析回答下列问题:
(1)果蝇控制刚毛和截毛的等位基因位于 染色体上。
(2)上述实验结果存在与理论分析不吻合的情况,原因可能是基因型为 的受精卵不能正常发育成活。
(3)若(2)中的假设成立,则F1成活的果蝇共有 种基因型,在上述杂交实验的子一代中,黑身基因的基因频率为 (用分数表示)。
答案 (1)X (2)AAXDXD或AAXDXd (3)11 8/15
解析 (1)分析雌、雄表型:
(2)分析致死的基因型:
由以上分析得,可能是基因型为AAXDXD或AAXDXd的个体出现致死现象。
(3)若(2)中的假设成立,则F1成活的果蝇共有11(3×4-1)种基因型。计算相关概率:F1雌性中关于灰身和黑身的基因型及比例理论上为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,但雌性中基因型为AA的个体致死,概率为1/2,故雌性中关于该性状的基因型及比例实际上为AA∶Aa∶aa=1/2∶2∶1,雄性中为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,则黑身基因a的基因频率=(2+2+2+2)/(7+8)=8/15。
4.(染色体缺失合子致死)(2022·山东,5)家蝇Y染色体由于某种影响断成两段,含s基因的小片段移接到常染色体获得XY′个体,不含s基因的大片段丢失。含s基因的家蝇发育为雄性,只含一条X染色体的雌蝇胚胎致死,其他均可存活且繁殖力相同。M、m是控制家蝇体色的基因,灰色基因M对黑色基因m为完全显性。如图所示的两亲本杂交获得F1,从F1开始逐代随机交配获得Fn。不考虑交换和其他突变,关于F1至Fn,下列说法错误的是( )
A.所有个体均可由体色判断性别
B.各代均无基因型为MM的个体
C.雄性个体中XY′所占比例逐代降低
D.雌性个体所占比例逐代降低
答案 D
解析 含s基因的小片段移接到常染色体上,s基因与M基因连锁,所以子代中灰色个体一定是雄性,黑色个体一定是雌性,A正确;由于含有M基因的个体都是雄性,因此雌配子中无M基因,所以各代均无基因型为MM的个体,B正确;雄性个体的基因型有两种,分别是MmXX和MmX(XY′),由于只含一条X染色体的雌蝇胚胎(mmX)致死,会导致X在雄性个体中的比例逐代降低,即雄性个体中MmX(XY′)所占比例逐代降低,C正确;由于雄性个体中基因型为MmXX的个体比例逐代升高,因此产生的基因型为mX的雄配子比例也逐代升高,雌性个体的基因型只有一种,即mmXX,雌配子的种类只有mX,所以雌性个体(mmXX)所占比例逐代升高,D错误。
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