专题04 遗传的基本规律(3大考点)(山东专用)2026年高考生物二模分类汇编
2026-05-25
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3份
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52页
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144人阅读
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 遗传的基本规律 |
| 使用场景 | 高考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.35 MB |
| 发布时间 | 2026-05-25 |
| 更新时间 | 2026-05-25 |
| 作者 | 榴城宏峄 |
| 品牌系列 | 好题汇编·二模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58036386.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦遗传规律三大核心考点,整合山东多地二模真题,通过复等位基因、基因互作等真实情境考查科学思维与综合应用能力。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单选题|12|分离定律(复等位基因/自私基因)、自由组合定律(基因互作/三体遗传)、伴性遗传(连锁互换/致死效应)|结合“单向杂交不亲和”“转基因植株”等情境,考查推理与计算|
|多选题|7|自由组合定律(基因组印记/基因定位)、伴性遗传(多基因控制/染色体易位)|需综合分析杂交结果与电泳条带,体现批判性思维|
|解答题|13|遗传实验设计(如基因插入位置判断)、数据解读(如F2表型比例分析)|突出实验探究,如“雄性不育基因定位”“SNP标记应用”,适配高考命题趋势|
内容正文:
专题04 遗传的基本规律
基因的分离定律
考点1
题号
1
2
3
答案
A
C
D
4.【答案】(1) 先对甲套袋,再授以白花长条形叶植株的花粉,再套袋 1/4 1/16
(2) 2 1/2 Ⅰ、Ⅲ
注:A和D连锁、a和d连锁,M在A、a所在染色体以外的4条染色体任一条上
(3)1或1/2或3/4
5.【答案】(1) AA A基因型的雌配子(卵细胞)不能与a基因型的雄配子(精子)结合 三 AA∶Aa∶aa=1∶1∶1
(2) 深红∶红=3∶1 B2B1 1/4
基因的自由组合定律
考点2
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
D
C
A
C
BD
AB
AC
8.【答案】(1) 基因不定向突变 B3>B2>B1 遵循
(2) aaB3B3、aaB3B1 1/36 矮秆︰高秆︰超矮秆=10︰3︰3
(3) 二 矮秆 A、a、B1、B2 ⑤ 母本 自交留种
9.【答案】(1)套袋→(人工)授粉(或“人工传粉”)→套袋
(2)隐性
(3) ABM∶AbM∶AbX=1∶1∶1 1/14
(4) 红(红色) 类型Ⅰ A/a与B/b位于(同一对)同源染色体上(或“Ab在一条染色体上,aB在一条染色体上”或“A(a)B(b)基因连锁”) 1/6 A/a、B/b和M/X分别位于三对同源染色体
10.【答案】(1) YYgg、Yygg G
(2) 3 3
(3) D 3号染色体 金黄色:黄色:红色=5∶3∶8
(4)N2促进花青素的合成,N2含量过高时会促进N1的合成,进而抑制花青素的合成,使花青素能够维持在一定水平,减少了合成过程中物质和能量的浪费
伴性遗传及连锁与互换
考点3
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
C
B
BCD
AD
AC
AD
BC
ABC
11.【答案】(1) X 黑色
(2) 1/7 Bb 含B基因的染色体片段易位到非同源的常染色体或性染色体(X或Y),均可得到该分离比
(3) 二 若每组杂交后代只有一种性别,则为ZW型;若每组杂交后代既有雄性也有雌性,则为XY型
(4) 一 子代昆虫全为雌性
12.【答案】(1) 3:5 不能 不论A基因与B基因是否连锁,杂交结果相同
(2)将乙(丙)小鼠与野生型雄鼠杂交,在F1中选取患病雄鼠与丙(乙)杂交得F2,将F2中患病个体与野生型小鼠杂交,统计后代表型比
(3) AA 3:1和1:1
(4) Ⅲ 3 a
13.【答案】(1) 香粒皱叶 F1减数分裂Ⅰ时发生染色体片段交换,产生了少量Ad配子 8/9 香粒皱叶:无香粒正常叶:香粒正常叶:无香粒皱叶=4:4:1:1
(2) 碱基对为A/T的与碱基对为G/C的数量比为1:1 碱基对全为G/C
(3) 4/25
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专题04 遗传的基本规律
3大考点概览
考点01 基因的分离定律
考点02 基因的自由组合定律
考点03 伴性遗传及连锁与互换
基因的分离定律
考点1
一、单选题
1.(2026·山东泰安·二模)某二倍体植物的花为两性花,自然状态下可以自花受粉或异花受粉。其花色受A(红色)、(斑红色)、(条红色)、(白色)4个复等位基因控制,显隐性关系为。是一种“自私基因”,在产生配子时会导致同株一定比例的其他花粉死亡,使其有更多的机会遗传下去。基因型为的植株自交,中条红色∶白色=5∶1。下列说法正确的是( )
A.条红色植株中能稳定遗传的占2/5
B.花色基因的遗传遵循自由组合定律
C.两株花色不同植株杂交,子代花色最多有4种
D.等比例的与植株随机交配,后代中含“自私基因”的植株所占比例为15/28
2.(2026·山东菏泽·二模)某二倍体昆虫的体色有褐色和红色两种,受常染色体上的等位基因A(褐色)/a(红色)控制,且雄性杂合子表现为褐色、雌性杂合子表现为红色;其常染色体上的等位基因B、b分别控制无角、有角,且B对b为完全显性。红色有角雌性个体(甲)与褐色无角雄性个体(乙)交配,子代中褐色有角雄性个体占3/16。褐色无角雄性个体(乙)与红色无角雌性个体(丙)交配,假设后代数量足够多,理论上子代中红色无角个体所占比例不可能是( )
A.1/2 B.3/4 C.5/8 D.9/16
3.(2026·山东枣庄·模拟预测)基因A控制白色底物转化为红色物质,表现为红花,基因B控制白色底物转化为蓝色物质,表现为蓝花,当基因A和基因B同时存在时表现为紫花。纯合红花植株与纯合蓝花植株杂交得F1,F1自交得F2。不考虑突变及染色体互换,下列相关说法错误的是( )
A.让F2中的非紫花植株随机交配,后代蓝花比例可能为1/4
B.让F2中的非紫花植株随机交配,后代红花比例可能为16/49
C.让F2中的蓝花、红花植株随机交配,后代紫花比例可能为2/9
D.让F2中的蓝花、红花植株随机交配,后代白花比例可能为16/81
二、解答题
4.(2026·山东菏泽·二模)某二倍体植物可自花受粉,也可异花受粉。叶形有椭圆叶和长条形叶,由3号染色体上的等位基因A/a控制;花色有红花和白花,由等位基因D/d控制。科研人员将单个雄性不育基因M(导入后即表现雄性不育)导入纯合红花椭圆叶植株,获得转基因雄性不育植株甲。将甲与纯合白花长条形叶植株杂交,F1全为红花椭圆叶,其中约50%表现为雄性不育。各配子和个体活力相同,植株受粉机会均等。不考虑突变和互换。
(1)甲与纯合白花长条形叶植株进行人工杂交的步骤是__________;若M基因插入到3号染色体上,F1随机交配,F2中椭圆叶雄性不育占比为__________;若M基因没有插入到3号染色体上,F1随机交配,F2中长条形叶雄性不育占比为__________。
(2)为确定M基因在染色体上的插入位置,将F1中雄性不育植株与白花长条形叶植株测交,对F2中所有雄性不育株的花色和叶形基因进行PCR检测,产物电泳条带预期组成有5种类型,如下图所示(条带代表存在相应基因)。
出现类型Ⅰ的F2中,雄性不育株的表型有__________种,占比为__________。若M基因插入到3号染色体,则F2雄性不育株电泳条带对应类型为__________(填序号)。类型Ⅴ对应的F1的基因位置为__________(在图中标明D、d和M基因的位置)。
(3)若将2个M基因导入纯合红花椭圆叶植株,获得转基因雄性不育植株乙,乙与纯合白花长条形叶植株杂交,则理论上F1中雄性不育占比为__________。
5.(2026·山东滨州·二模)某种植物由于配子结合异常导致它能为其它类型的该种植物授粉,却不能接受其它类型该种植物的花粉,这种现象称为单向杂交不亲和。该种植物同时还存在自交不亲和现象。
(1)研究发现单向杂交不亲和现象与5号染色体上的一对等位基因有关,相关杂交结果如下。
组别
杂交及结果
组别
杂交及结果
一
aa(♂)×AA(♀)→不结实
二
AA(♂)×aa(♀)→结实
三
AA(♂)×Aa(♀)→结实
四
Aa(♂)×AA(♀)→结实
①由一组和二组可知,基因型为_____的植株表现为单向杂交不亲和。结合表格分析单向杂交不亲和的原因是_____。
②三组和四组中,_____组结实率更高,若Aa自交,后代基因型及比例为_____。
(2)经研究发现,该种植物自交不亲和现象与2号染色体上的B系列(B0、B1、B2)基因有关。当花粉所含有的B基因与母本拥有的等位基因之一相同时,花粉管就不能伸长。已知B系列基因同时控制花色:B0—浅红、B1—红色、B2—深红色且B2对B1、B0完全显性,Bl对B0完全显性。
①将一个外源增强序列(其存在时,B表达量增加,颜色深度增加一级且最深为深红色)导入某受精卵的3号染色体(不影响其他基因功能),其发育成的植株开深红花,将其花粉传给B2B1植株,若子代表型及比例为_____,则该深红花植株的基因型为B1B0或B2B0;若无子代产生,则该深红花植株的基因型为_____。
②自然状态下该种群中没有开浅红花的植株,若将上述增强序列插入A基因中(记为A′),增强序列的增强功能不能表现、且增强序列插入A基因中可抑制B基因的自交不亲和性,而不影响B系列基因对颜色的控制也不影响A基因的功能。科研人员培育了A′aB1B0的植株,其自交后代中开浅红花植株所占的比例是_____。
基因的自由组合定律
考点2
一、单选题
1.(2026·山东泰安·二模)果蝇的红眼与朱红眼、有眼与无眼分别由基因A/a、B/b控制,两对基因均不位于Y染色体上。现用一只无眼雄蝇和多只红眼雌蝇交配,F1为红眼雌∶红眼雄∶朱红眼雄=4∶3∶1;F1红眼雌蝇和朱红眼雄蝇随机交配,得到F2如下表(存在致死现象)。下列说法错误的是( )
F2
红眼
朱红眼
无眼
雌蝇
21/62
3/62
7/62
雄蝇
21/62
3/62
7/62
A.基因A/a和B/b的遗传遵循自由组合定律
B.两对相对性状中属于显性性状的分别是红眼和有眼
C.亲本红眼雌蝇的基因型有BBXAXa和BBXAXA
D.F2无眼雌蝇中纯合子所占的比例为1/7
2.(2026·山东济南·二模)将一个抗虫基因M和一个抗除草剂基因N导入水稻(2n=24)的基因组中,获得转基因植株A。植株A自交,子代中既不抗虫也不抗除草剂的个体占1/16.取植株A某部位的一个细胞进行培养,产生4个细胞,用荧光分子检测基因M和N(基因M、N均能被荧光标记),下列叙述错误的是( )
A.植株A的培育利用了植物细胞的全能性
B.根据自交结果可推断基因M和N位于非同源染色体上
C.若4个子细胞均含有两个荧光点,则产生它们的过程中出现过12个四分体
D.若4个子细胞均含有一个荧光点,则子细胞的染色体数为12条
3.(2026·山东济宁·二模)某雌雄同株植物的花色和茎高分别由基因A/a、B/b控制,其中一对基因由于DNA甲基化存在基因组印记现象(只有来自父本或母本的基因可以表达),子代在形成生殖细胞时会清除来自亲代的印记,依自身性别重建印记。为探究两对性状遗传机制,开展下表所示正反交实验。下列叙述错误的是( )
组别
P
F1
实验一
♀甲(黄花高茎)×♂乙(黄花矮茎)
黄花高茎∶白花高茎=3∶1
实验二
♂甲(黄花高茎)×♀乙(黄花矮茎)
黄花矮茎∶白花矮茎=3∶1
A.判断亲本甲的基因型为AaBB
B.基因组印记现象不会改变基因碱基序列
C.只有来自母本的B/b基因可以正常表达
D.F1某黄花高茎植株自交,F2性状比可能为3∶3∶1∶1
4.(2026·山东德州·二模)某遗传病由两对独立遗传基因A/a和B/b控制,其中一对基因位于性染色体上,基因a和b均可单独致病。下图为某家系关于该病的系谱图及成员相关基因PCR后的电泳结果,已知条带②对应基因B。不考虑X、Y染色体同源区段及突变,下列叙述正确的是( )
A.致病基因a位于X染色体上
B.条带①、④分别对应基因A、b
C.Ⅱ-1的B基因一定来自I-2
D.Ⅱ-2与携带a、b基因的正常女性婚配,子女患病概率为1/3
二、多选题
5.(2026·山东临沂·二模)某种雌雄同株的植物中存在Ⅱ号染色体三体现象。已知该三体减数分裂时,任意配对的两条染色体分离,另一条染色体会随机移向细胞一极,产生的异常雌配子可育,而异常雄配子不育。该种植物果皮的有毛/无毛、果肉的黄色/白色分别由等位基因R/r、B/b控制,让基因型不同的两种三体植株杂交,结果如下。下列说法错误的是( )
实验一
实验二
A.B/b与R/r的遗传遵循自由组合定律,且R/r位于Ⅱ号染色体上
B.实验一的F1中无毛白肉个体为父本与F1其余个体杂交可确定各个体基因型
C.实验二的F1有毛黄肉个体中三体植株所占的比例为8/15
D.实验二F1中三体有毛个体为母本与三体无毛个体杂交,后代无毛个体占1/2
6.(2026·山东淄博·二模)某两性花植物果皮的颜色有白色、青色、紫色和紫红色四种,受花青素合成基因 A(青色)、B(紫色)的控制,两种花青素同时存在时表现为紫红色。花青素合成基因的表达还受 D/d 的调控。选用甲(白皮)、乙(青皮)、丙(紫皮)3 个纯合品系进行如下表所示的杂交实验。不考虑突变, 下列说法正确的是( )
杂交组合
F1
F2
甲×乙
紫红皮
紫红皮:青皮:白皮=9:3:4
甲×丙
紫红皮
紫红皮:紫皮:白皮=9:3:4
乙×丙
紫红皮
紫红皮:紫皮:青皮:白皮=9:3:3:1
A.基因 D 存在时,基因 A、B 才能正常表达
B.3 对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律
C.白皮植株间杂交或自交, 后代均为白皮
D.3 对基因均杂合的植株自交后代中表型不同于亲本的占 27/64
7.(2026·山东德州·二模)科研人员将带有卡那霉素抗性基因的T—DNA插入野生型拟南芥一条2号染色体的A基因内,使其突变为a基因,获得植株甲,不含A基因的花粉不育;另将不含基因的T—DNA插入野生型拟南芥一个E基因中,使其突变为e,得到植株乙,e基因纯合的种子不能正常发育而退化。野生型拟南芥植株基因型为AAEE。下列叙述正确的是( )
A.甲植株自交子代中卡那霉素抗性植株占比为1/2
B.若将另一个A基因插入甲3号染色体,该植株产生可育花粉中含有a基因的占1/4
C.若E不位于2号染色体,AaEe植株连续自交F1中花粉及所结种子均正常的植株占1/6
D.若AaEe植株连续自交F1中花粉及所结种子均正常植株占1/3,则A、e位于同一条染色体
三、解答题
8.(2026·山东淄博·二模)某种小麦株高由矮到高分为极矮秆、超矮秆、矮秆和高秆 4 个等级,由具有完全显性作用的复等位基因 B1 (矮秆)、 B2 (超矮秆)、 B3 (极矮秆)控制。赤霉素能促进小麦植株增高一个等级,还与种子的萌发相关,基因 A 是控制赤霉素合成的关键基因, 基因 a 无此功能。为研究小麦株高的遗传规律, 科研人员利用极矮秆甲、超矮秆乙、矮秆丙和高秆丁等四个纯合品系开展一系列实验,过程及结果如下图所示。 不考虑突变。
(1)复等位基因 B1 、 B2 、 B3 的产生是_____的结果,三者之间的显性关系为_____ (用>号表示)。与株高有关的两类基因的遗传_____(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
(2)实验一的 F2 中极矮秆小麦的基因型为_____,取 F2 中超矮秆个体自交,后代中矮秆个体占比为_____。实验二 F2的表型及比例为_____。
(3)具有适度株高的小麦兼具抗倒伏与增产潜力,若要选育能稳定遗传的高萌发率矮秆小麦,应选择实验_____的 F2 中的_____(填表型)植株为操作对象,采用以下两种方法分别进行选育。
①基因检测法:对所选 F2 个体体细胞中的_____基因(填具体基因)利用 PCR 技术扩增后进行电泳筛选,按电泳条带组成相同的原则归类汇总后,结果如下图,图中条带类型_____对应的个体为所需品种。
条带类型
①
②
③
④
⑤
②杂交育种法:将所选的 F2 分别与该组实验的 F1 进行杂交,利用后代表型进行筛选, 此时 F1应作_____(填“父本”或“母本”),对所选的 F2还要进行_____处理,以便获得所需品种。
9.(2026·山东济南·二模)某一年生雌雄同株异花二倍体植物,其花色有多种颜色,其中基因A控制紫色色素合成,a无控制色素合成的功能;基因B控制红色色素合成,b控制蓝色色素合成。两对等位基因均为完全显性。红色色素和紫色色素可叠加为紫红色,紫色色素和蓝色色素可叠加为靛蓝色。科研人员在纯合紫红色花植株中,发现了一株纯合白花植株,通过研究得知该变异性状的出现是由于基因M发生突变所致,该突变基因(X)不仅影响花色色素的形成还影响某种配子的育性。为进一步研究X的作用机制,将该白花植株与纯合靛蓝色花植株进行正反交实验,结果如下表所示。已知A、a基因不影响配子育性,所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,不考虑新的突变及染色体互换。
组别
P
F1
F2表型及比例
一
白花(♂)×靛蓝色花(♀)
无子代
二
白花(♀)×靛蓝色花(♂)
紫红色花
紫红色花:靛蓝色花:白花=7∶3∶2
(1)用该植物进行杂交实验的步骤为________。(用文字和箭头表示)
(2)根据表中的杂交实验结果推测,X相对于M而言为________(填“显性”或“隐性”或“无法确定”),且基因B、b与M及其等位基因位于非同源染色体上。
(3)已知一组实验结果是因为X影响了花粉的育性,使白花亲本产生的雄配子均不育;依据二组实验结果推测,F1产生的可育雄配子的种类及比例为________,F2紫红色花植株自交后代中白花的比例为________。
(4)通过PCR扩增实验二F2白花植株的基因B、b,用同种限制酶切割后进行电泳,发现条带组成有类型I和类型Ⅱ,如图所示。现有纯合的紫红色花、靛蓝色花、红色花三个品系,可选用________色花纯合品系与二组F2中的________(填“类型I”或“类型Ⅱ”)白花植株进行杂交获得F1,F1自交获得F2,统计F2的花色及比例,来进一步确定基因M/X、A/a和B/b等三对非等位基因之间的位置关系。
预期结果及结论;
①若F2中靛蓝色花植株占比为1/4,则说明________;
②若F2中靛蓝色花植株占比为________,则说明A/a与M/X位于同一对同源染色体上;
③若F2中靛蓝花植株占比为3/16,则说明________。
10.(2026·山东东营·二模)某二倍体两性花油菜的花色主要有金黄色、黄色和白色,为探究油菜花色的遗传规律并培育更多花色的品系,科学家进行了相关研究。杂交实验及相关色素的代谢途径如图1所示,相关实验结果如图2所示。已知Y/y、G/g基因分别位于油菜的3号和7号染色体上,不考虑其他变异,回答下列问题。
(1)杂交实验F2中黄色植株的基因型为___________。在F2自交得到F3的过程中,偶然发现某金黄色植株(丙)自交后代中金黄色:黄色:白色=3∶9∶4。检测发现该异常比例由1条染色体上某隐性基因(c)发生显性突变所致,根据上述比例推测,该显性基因(C)表达的C蛋白抑制___________(填“Y”或“G”)基因的表达。据此画出丙中C/c基因所在染色体及与Y/y、G/g基因的位置关系___________(用“”形式表示,其中横线表示染色体,圆点表基因在染色体上的位置)。
(2)为确定C/c在染色体上的位置,提取植株甲、乙、丙以及丙自交所得F3的DNA,表型一致的DNA做混合样本,扩增后进行电泳,结果如图2所示。据图推测,C/c基因位于___________号染色体上。进一步对F3中白花个体DNA混合样本3号和7号染色体上的SSR进行扩增、电泳,电泳条带出现___________条。
(3)F2中某金黄色植株(丁)自交后代出现了红色花,且丁子代中金黄色:黄色:红色=3∶1∶4.油菜红花的花色并非胡萝卜素、叶黄素主导,而是显性突变基因D控制合成的花青素大量积累的结果。推测该异常比例的出现是因为含___________(填“D”或“d”)基因的雄配子致死,且D基因位于___________(填“3号染色体”或“7号染色体”)上,子代红色花油菜自交,后代性状及比例为___________。
(4)研究过程中发现,油菜细胞中的N1蛋白抑制花青素的合成,N2蛋白促进花青素的合成,N2基因过表达植株中N1的表达量也相应升高。结合N1和N2的作用及关系从物质和能量的角度解释这种现象存在的意义___________。
伴性遗传及连锁与互换
考点3
一、单选题
1.(2026·山东淄博·二模)果蝇的灰体(E)对黑体(e)为显性,基因只位于 X 染色体上。该果蝇群体中还存在一种隐性致死效应,使果蝇在幼虫期死亡。将一只黑体雌蝇与灰体雄蝇多次杂交,统计发现F1 成体果蝇中雌蝇:雄蝇≈2:1,灰体:黑体≈2:1.F1 雌、雄蝇随机交配得到 F2 ,不考虑其他突变和互换,下列说法正确的是( )
A.亲本中致死效应基因与e 基因连锁,含有e基因的雄性后代均致死
B.亲本雌蝇的相关基因组成为纯合子
C.F2 成体中黑体个体所占比例为
D.选取 F2 中黑体果蝇逐代自由交配,雄蝇所占比例不断提高
2.(2026·山东东营·二模)果蝇的眼型和翅型分别由A/a、B/b控制。现用一群细眼正常翅雌果蝇和粗眼雄果蝇杂交,F1中雌、雄比例为1∶1;F1雌蝇中,粗眼正常翅:细眼正常翅:粗眼截翅:细眼截翅=6∶10∶3∶5;F1雄蝇中,细眼正常翅:粗眼正常翅:细眼截翅:粗眼截翅=5∶3∶5∶3。不考虑致死和其他变异,基因不位于Y染色体上。下列说法正确的是( )
A.决定细眼、粗眼的基因位于X染色体,正常翅、截翅的基因位于常染色体
B.亲代雄果蝇能产生3种基因型的配子其中同时含a和B的配子占比为1/3
C.F1中纯合子占9/32,纯合子中雌果蝇:雄果蝇是1∶1
D.若F1中的正常翅雌、雄果蝇随机交配,则F2中截翅果蝇占3/16
3.(2026·山东聊城·二模)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,色弱基因对色盲基因为显性,图1为某家族系谱图,图2为同种限制酶处理第Ⅱ代成员色觉基因的结果,序号①~⑤表示电泳条带。下列叙述错误的是( )
A.基因B、基因B-和基因b存在限制酶的酶切位点数分别是0、1、2
B.经酶处理后色弱基因条带为②③,色盲基因条带为②④⑤
C.Ⅱ-3与正常人结婚,子代表现为色弱的概率是1/4
D.不考虑其他变异的情况下,与色觉有关的基因型有9种
4.(2026·山东菏泽·二模)遗传性肾炎是由位于常染色体上的基因A或X染色体非同源区段上的基因B突变导致的,A′、B′分别为基因A、基因B的突变基因。某遗传性肾炎家族遗传系谱图如下图所示,检测了部分个体的基因型,结果如下表所示。不考虑新的突变和互换,说法正确的是( )
检测
基因A
基因A′
基因B
基因B′
Ⅰ-1
+
+
+
+
Ⅰ-2
+
+
+
−
Ⅱ-7
+
−
+
−
Ⅲ-8
+
−
+
+
注:“+”表示有该基因,“−”表示无该基因。
A.基因A对A′为隐性,B对B′为显性
B.Ⅱ-6与Ⅱ-7生育女孩患病概率为1/2
C.Ⅱ-6的基因型为AA′XBXB′
D.Ⅰ-1和Ⅰ-3的表型相同,基因型也相同
二、多选题
5.(2026·山东青岛·二模)某品系果蝇眼色有深红眼、浅红眼和白眼三种表型,受A/a和B/b两对等位基因控制。已知B基因表达产物可使白色前体物质转化为红色素,A基因能够抑制此过程。科研人员利用一对纯合白眼果蝇杂交结果如下所示,不考虑XY同源区段。下列说法正确的是( )
亲本
F1
F2
白眼♀×白眼♂
全部为浅红眼
白眼♀∶白眼♂∶浅红眼♀∶浅红眼♂∶
深红眼♀∶深红眼♂=2∶5∶4∶2∶2∶1
A.亲本基因型为aaXBXB和AAXbY
B.A基因对B基因的影响具有累加效应
C.F2中的浅红眼个体自由交配,子代浅红眼个体占7/16
D.可通过与亲本白眼雄性个体杂交确定F2中浅红眼雌性个体基因型
6.(2026·山东济南·二模)果蝇的眼色由X染色体上的两对等位基因:A/a和B/b共同控制。同时具有基因A和B的个体表现为红眼,具有基因A且不具有基因B的个体表现为朱砂眼,其余个体均为白眼。不考虑基因突变和染色体互换,I-2表现为朱砂眼,根据系谱图分析,下列叙述错误的是( )
A.I-1不可能含有基因A或b
B.Ⅱ-3的基因型一定为XAbXaB
C.Ⅳ-1中非红眼基因既可能来自I-1,也可能来自I-2
D.若Ⅱ-1的基因型为XABXaB,与Ⅱ-2交配后产生非红眼雌性个体的概率为1/8
7.(2026·山东潍坊·二模)山羊间性是一种发生于雌性无角山羊的不育现象。FOXL2是山羊的间性决定基因,PISRT1是山羊无角性状的决定基因。研究人员设计实验对两种性状的遗传特性进行探究,结果见下表。不考虑染色体交换及致死,下列说法正确的是( )
亲本
无角雄性×有角雌性
雄、雌均无角
无角雄性:无角间性:无角雌性:有角雄性:有角雌性=3:1:2:1:1
A.无角性状对有角性状为显性,间性相对于正常性别为隐性
B.FOXL2和PISRT1位于两对同源染色体上
C.F2中无角间性和有角雌性均为纯合子
D.让F2雌雄个体间自由交配,子代中山羊间性个体占1/8
8.(2026·山东聊城·二模)某研究团队选取两种纯合小麦品系进行杂交以研究相关性状的遗传特性,结果如图所示。不考虑突变和互换。下列叙述错误的是( )
A.高秆与矮秆、多穗与单穗两对相对性状各受一对等位基因控制
B.控制叶色与穗数这两对相对性状的基因在遗传上不遵循自由组合定律
C.不考虑其他性状,F2正常叶植株中矮秆纯合子所占的比例为1/3
D.不考虑其他性状,F2中单穗水稻自交,F3中纯合个体所占比例为2/7
9.(2026·山东日照·二模)研究发现,果蝇的眼型由X染色体上16A区段的拷贝数决定,其中拷贝数为两个控制棒眼,拷贝数为三个控制重棒眼,且重棒眼对棒眼为显性。已知含有16A区段拷贝数为三个的雄配子一半致死,其他配子活力正常。现将一对重棒眼雌、雄果蝇进行杂交得到F1,F1相互交配得到F2。F2中重棒眼雄果蝇的比例可能为( )
A.1 B.2/3 C.3/7 D.3/8
10.(2026·山东滨州·二模)某昆虫性别决定方式为XY型,其灰身与黑身、红眼与白眼分别受独立遗传的等位基因A/a、B/b控制。从该昆虫种群中选取若干相应性状的个体杂交,F1个体都能正常存活且雌雄个体数量相当,结果如表所示(相关基因不在Y染色体上)。下列说法正确的是( )
母本
多只黑身红眼雌性
父本
多只灰身雄性,眼色有的为红眼,有的为白眼
F1雌
灰身红眼∶黑身红眼∶灰身白眼∶黑身白眼=2∶10∶1∶5
F1雄
灰身红眼∶黑身红眼∶灰身白眼∶黑身白眼=1∶5∶1∶5
A.只考虑体色性状,黑身为显性,母本中杂合子占比为1/3
B.父本产生的配子同时携带a和b基因的概率为1/3
C.只考虑眼色遗传,F1中雄性的表型比等于母本的配子比
D.F1所有雌雄个体相互交配,若仅考虑眼色,则F2红眼雌性个体中纯合子占比为12/17
三、解答题
11.(2026·山东临沂·二模)某二倍体昆虫(性别决定方式为XY型)存在斑翅与正常翅、桃色眼与黑色眼两对相对性状,分别由基因A/a、B/b控制。选择斑翅桃色眼雌虫与正常翅黑色眼雄虫杂交,得到F1雌性为正常翅桃色眼∶正常翅黑色眼=1∶1,雄性为斑翅桃色眼∶斑翅黑色眼=1∶1,F1相互交配得F2,F2中雌雄分离比均为正常翅黑色眼∶正常翅桃色眼∶斑翅黑色眼∶斑翅桃色眼=7∶9∶7∶9.不考虑XY同源区段。
(1)由实验结果可推测,A/a位于________染色体上,眼色中显性性状是___________。
(2)F2斑翅黑色眼雄性个体中纯合子占________。科研人员在该类型个体中获得某突变体甲,其含B基因的染色体片段发生易位,已知变异个体产生配子和子代的存活力均正常,利用甲与正常雌性乙杂交,后代中黑色眼∶桃色眼=7∶1,则乙的基因型为__________(只考虑眼色基因)。依据实验结果不能判断含B基因的染色体片段易位位置,具体原因是___________。
(3)已知昆虫的性别决定方式除XY型外还有ZW型。研究人员用两种特殊的方法培育后代。方法一:阻止减数分裂Ⅰ第一极体排出,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体正常分离,形成二倍体个体;方法二:诱导卵细胞进行DNA复制,但阻止其细胞质分裂,形成二倍体个体。假设WW个体发育为可育雌性。欲探究某种昆虫的性别决定方式,可选择方法________获得的某一子代昆虫与正常雄性昆虫杂交,预期结果是_________。
(4)ZW型昆虫存在两种可能的性别决定机制见下表。可利用(3)中的方法________获得多个二倍体卵细胞,与正常精子进行体外受精,以进一步确定可能的性别决定机制。已知获得的三倍体昆虫存活率相同。若预期结果为____________,则机制一成立。
雌性
雄性
机制一
存在W染色体
不存在W染色体
机制二
Z染色体数量<2
Z染色体数量≥2
12.(2026·山东青岛·二模)小鼠多囊肾病由位于Ⅱ号常染色体上的A基因单位点突变为A-引起。雄性杂合小鼠肾脏细胞中A-会使该细胞中的A变为A-,导致小鼠患病;雌性杂合小鼠表型正常,但只能产生含A-的卵细胞。科研人员将雌性纯合多囊肾病小鼠与雄性野生型小鼠杂交得到一只雄性小鼠甲,同时将噬菌体的B基因导入正常纯合雌性小鼠获得转基因小鼠乙、丙,并进行相关实验,结果如下表。B基因能在小鼠肾脏细胞中特异性抑制A基因表达,导致小鼠患病。
序号
亲本
F1
①
甲×乙
?
②
甲×丙
患病雌性∶患病雄性∶正常雌性∶正常雄性=2∶3∶2∶1
(1)若乙只在常染色体上插入一个B基因,则实验①F1中正常个体与患病个体的比例为________。依据此结果________(填“能”或“不能”)推断A基因与B基因的位置关系,原因是________。
(2)进一步研究发现,乙和丙均在某条常染色体(非Ⅱ号染色体)上插入一个B基因,请利用乙、丙及野生型小鼠设计杂交实验,证明乙和丙插入B基因的染色体是一对同源染色体。请写出实验设计思路:________。
(3)研究人员发现小鼠体内存在两对与A/A⁻紧密连锁的R基因和D基因,并推测是R基因或D基因作用导致基因型为AA-的雌性个体只能产生含A-的配子。研究人员利用分别敲除R基因、D基因、R基因和D基因的AA-雌性小鼠与某雄性小鼠进行杂交并统计子代患病情况及⁻比例,结果如下表。请完善预期结果和结论。
序号
处理方式
F1
③
敲除R基因
正常个体∶患病个体=?
④
敲除D基因
正常个体∶患病个体=?
⑤
同时敲除R基因和D基因
正常个体∶患病个体=3∶1
由实验⑤可知,上述雄性小鼠基因型为________。若实验③和④的F1中正常个体:患病个体的比例分别为________,则说明是R基因影响了雌配子的类型。
(4)科研人员提取实验②的子代雄性小鼠尾尖组织细胞DNA,扩增A、A⁻和B基因,并选用图3中的某种限制酶对扩增产物进行完全酶切,将酶切产物电泳,结果如图1所示;图2为A和A⁻的部分序列;图3为限制酶识别序列。综合分析,使用了限制酶________进行了切割,图1中条带________表示B基因,图2中________(填“a”或“b”)链表示A的部分序列。
13.(2026·山东泰安·二模)水稻的香粒/无香粒和正常叶/皱叶,这两对相对性状分别由等位基因A/a、D/d控制。科研人员将纯合香粒皱叶品系P1与纯合的无香粒正常叶品系P2杂交,F1自交,F2的表型及比例为香粒皱叶∶无香粒正常叶∶香粒正常叶∶无香粒皱叶=66∶16∶9∶9。减数分裂时,一对同源染色体上的不同对等位基因之间可发生交换,两对等位基因相距越远,发生交换的机会越大;相距足够近则不发生交换。
(1)F1的表型是______,F2中出现香粒正常叶的原因是______,F2香粒正常叶中杂合子所占比例为______。若F1与无香粒正常叶进行杂交,则子代的表型及比例是______。
(2)SNP是DNA上单个碱基对替换形成的序列多态性,不同品系水稻个体中,同一SNP位点的碱基对类型可能不同。为确定基因A/a的位置,科研人员测定了品系P1和品系P2中的SNPn2(位于2号染色体)和SNPn5(位于5号染色体)位点的碱基对类型,结果如图所示。现提取若干上述F2代无香粒植株细胞中的DNA,并将所有不同株DNA等量混合,扩增、测序并统计所有植株的SNPn2和SNPn5位点的碱基对类型及比例。若SNPn2位点的检测结果为______,SNPn5位点的检测结果为______,则基因A/a位于5号染色体上,且与SNPn5距离足够近。
(3)水稻的条锈病由条形柄锈菌引起的。科研人员诱变处理品系P2,获得了稳定遗传的抗锈病品系P3,检测发现这是由基因E突变为基因e所致。为进一步确定基因E/e、基因A/a及基因D/d在染色体上的位置关系,让品系P3与品系P1杂交,获得的F1与品系P3再进行杂交,获得的F2表型及株数如下表所示。
F2表型
香粒皱叶不抗病
无香粒正常叶抗病
香粒正常叶抗病
无香粒皱叶不抗病
香粒正常叶不抗病
无香粒皱叶抗病
香粒皱叶抗病
无香粒正常叶不抗病
株数
402
398
61
59
37
38
3
3
①分析实验结果可知,F1中基因E/e、基因A/a及基因D/d在染色体上的位置关系为______(要求:用横线表示染色体,字母表示相关基因,黑点表示基因所在染色体位置)。
②若让F1自交,后代中无香粒正常叶抗病个体所占的比例为______。
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专题04 遗传的基本规律
3大考点概览
考点01 基因的分离定律
考点02 基因的自由组合定律
考点03 伴性遗传及连锁与互换
基因的分离定律
考点1
一、单选题
1.(2026·山东泰安·二模)某二倍体植物的花为两性花,自然状态下可以自花受粉或异花受粉。其花色受A(红色)、(斑红色)、(条红色)、(白色)4个复等位基因控制,显隐性关系为。是一种“自私基因”,在产生配子时会导致同株一定比例的其他花粉死亡,使其有更多的机会遗传下去。基因型为的植株自交,中条红色∶白色=5∶1。下列说法正确的是( )
A.条红色植株中能稳定遗传的占2/5
B.花色基因的遗传遵循自由组合定律
C.两株花色不同植株杂交,子代花色最多有4种
D.等比例的与植株随机交配,后代中含“自私基因”的植株所占比例为15/28
【答案】A
【详解】A、基因型a2a3自交时,雌配子为a2:a3=1:1;由后代白色a3a3占1/6可推知,雄配子中a3占1/3、a2占2/3,因此后代a2a2占1/2×2/3=2/6,a2a3占1/2×1/3+1/2×2/3=3/6,a3a3占1/6;红色植株(a2a2、a2a3)中能稳定遗传的纯合子a2a2占2/5,A正确;
B、花色由一对同源染色体上的复等位基因控制,遗传遵循基因分离定律,自由组合定律适用于非同源染色体上的非等位基因,因此不遵循自由组合定律,B错误;
C、受显隐性关系限制,两株花色不同的植株杂交,子代最多出现3种表型(如Aa3与a1a2杂交,后代表型为红色、斑红色、条红色共3种),不可能出现4种,C错误;
D、等比例Aa1和a2a3随机交配,雌配子为A:a1:a2:a3=1:1:1:1;雄配子中,Aa1产生的雄配子正常,a2a3产生的雄配子a2:a3=2:1,因此雄配子比例为A:a1:a2:a3=2:2:2:1;不含a2的后代比例为3/4×5/7=15/28,含a2的比例为1-15/28=13/28,D错误。
2.(2026·山东菏泽·二模)某二倍体昆虫的体色有褐色和红色两种,受常染色体上的等位基因A(褐色)/a(红色)控制,且雄性杂合子表现为褐色、雌性杂合子表现为红色;其常染色体上的等位基因B、b分别控制无角、有角,且B对b为完全显性。红色有角雌性个体(甲)与褐色无角雄性个体(乙)交配,子代中褐色有角雄性个体占3/16。褐色无角雄性个体(乙)与红色无角雌性个体(丙)交配,假设后代数量足够多,理论上子代中红色无角个体所占比例不可能是( )
A.1/2 B.3/4 C.5/8 D.9/16
【答案】C
【详解】红色有角雌性个体(甲)的基因型为Aabb或aabb,褐色无角雄性个体(乙)的基因型为A_B_,甲与乙交配,子代中褐色有角雄性个体(A_bb)占3/16,由于子代中雄性一定占1/2,所以3/16=1/2×1/2×3/4,进而确定甲的基因型为Aabb,乙的基因型为AaBb。红色无角雌性个体(丙)的基因型有4种可能性,即AaBB、AaBb、aaBB、aaBb。
若丙基因型为AaBB时,乙(AaBb)与丙杂交,子代全为无角,子代红色总概率为1/2,因此红色无角比例为1×1/2=1/2;
若丙基因型为aaBB时,乙(AaBb)与丙杂交,子代全为无角,子代红色总概率为3/4,因此红色无角比例为1×3/4=3/4;
若丙基因型为AaBb时,乙(AaBb)与丙杂交,子代无角概率为3/4,子代红色总概率为1/2,因此红色无角比例为3/4×1/2=3/8;
若丙基因型为aaBb时,乙(AaBb)与丙杂交,子代无角概率为3/4,子代红色总概率为3/4,因此红色无角比例为3/4×3/4=9/16。
即四种可能的基因型组合计算得到的红色无角比例为1/2、3/4、3/8、9/16,不可能出现5/8,C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
3.(2026·山东枣庄·模拟预测)基因A控制白色底物转化为红色物质,表现为红花,基因B控制白色底物转化为蓝色物质,表现为蓝花,当基因A和基因B同时存在时表现为紫花。纯合红花植株与纯合蓝花植株杂交得F1,F1自交得F2。不考虑突变及染色体互换,下列相关说法错误的是( )
A.让F2中的非紫花植株随机交配,后代蓝花比例可能为1/4
B.让F2中的非紫花植株随机交配,后代红花比例可能为16/49
C.让F2中的蓝花、红花植株随机交配,后代紫花比例可能为2/9
D.让F2中的蓝花、红花植株随机交配,后代白花比例可能为16/81
【答案】D
【详解】A、A_B_为紫花,A_bb为红花,aaB_为蓝花,aabb为白花。亲本纯合红花(AAbb)与纯合蓝花(aaBB)杂交得F₁(AaBb),F₁自交分两种情况:①两对等位基因连锁(位于一对同源染色体),F₂为AAbb(红):AaBb(紫):aaBB(蓝)=1:2:1;②两对等位基因自由组合(位于两对同源染色体),F₂为紫(9A_B_):红(3A_bb):蓝(3aaB_):白(1aabb)。若两对等位基因连锁,F₂非紫花为AAbb、aaBB,各占1/2,随机交配产生配子Ab:aB=1:1,后代aaBB(蓝花)占1/2×1/2=1/4,A正确;
B、根据A选项,若两对等位基因自由组合,F₂非紫花为3A_bb:3aaB_:1aabb,产生配子为Ab:aB:ab=2:2:3,随机交配后代红花(A_bb)占(2/7×2/7)+(2×2/7×3/7)=16/49,B正确;
C、根据A选项,若两对等位基因自由组合,F₂蓝花(aaB_)和红花(A_bb)群体中,基因型及比例为AAbb:Aabb:aaBB:aaBb=1:2:1:2,产生配子为Ab:aB:ab=1:1:1,随机交配后代紫花(AaBb)占2×1/3×1/3=2/9,C正确;
D、根据A选项,若两对等位基因连锁,蓝花和红花随机交配后代无白花;若自由组合,后代白花(aabb)占1/3×1/3=1/9=9/81,不可能出现16/81的情况,D错误。
二、解答题
4.(2026·山东菏泽·二模)某二倍体植物可自花受粉,也可异花受粉。叶形有椭圆叶和长条形叶,由3号染色体上的等位基因A/a控制;花色有红花和白花,由等位基因D/d控制。科研人员将单个雄性不育基因M(导入后即表现雄性不育)导入纯合红花椭圆叶植株,获得转基因雄性不育植株甲。将甲与纯合白花长条形叶植株杂交,F1全为红花椭圆叶,其中约50%表现为雄性不育。各配子和个体活力相同,植株受粉机会均等。不考虑突变和互换。
(1)甲与纯合白花长条形叶植株进行人工杂交的步骤是__________;若M基因插入到3号染色体上,F1随机交配,F2中椭圆叶雄性不育占比为__________;若M基因没有插入到3号染色体上,F1随机交配,F2中长条形叶雄性不育占比为__________。
(2)为确定M基因在染色体上的插入位置,将F1中雄性不育植株与白花长条形叶植株测交,对F2中所有雄性不育株的花色和叶形基因进行PCR检测,产物电泳条带预期组成有5种类型,如下图所示(条带代表存在相应基因)。
出现类型Ⅰ的F2中,雄性不育株的表型有__________种,占比为__________。若M基因插入到3号染色体,则F2雄性不育株电泳条带对应类型为__________(填序号)。类型Ⅴ对应的F1的基因位置为__________(在图中标明D、d和M基因的位置)。
(3)若将2个M基因导入纯合红花椭圆叶植株,获得转基因雄性不育植株乙,乙与纯合白花长条形叶植株杂交,则理论上F1中雄性不育占比为__________。
【答案】(1) 先对甲套袋,再授以白花长条形叶植株的花粉,再套袋 1/4 1/16
(2) 2 1/2 Ⅰ、Ⅲ
注:A和D连锁、a和d连锁,M在A、a所在染色体以外的4条染色体任一条上
(3)1或1/2或3/4
【详解】(1)甲本身为雄性不育,无需去雄,所以先对甲套袋,再授以白花长条形叶植株的花粉,再套袋防止外来花粉影响。由于甲纯合红花椭圆叶植株与纯合白花长条形叶植株杂交,F1全为红花椭圆叶,所以红花椭圆叶为显性,则甲植株基因型为AADD,纯合白花长条形叶植株基因型为aadd,F1为AaDd。只考虑叶形,若M插入3号染色体(A/a所在染色体):M与A连锁,甲植株基因型为A(M)A,F1中一半为A(M)a(雄性不育,雌配子正常),一半为Aa(可育,仅可育植株产生雄配子)。雌配子中A(M)占比为1/2×1/2=1/4,雄配子均不带M,因此F2中椭圆叶雄性不育(A(M)_)占比为1/4×1=1/4。若M不插入3号染色体(独立遗传):假设用m表示不含M的等位基因,甲植株基因型为AAMm,纯合白花长条形叶植株基因型为aamm,则F1中一半为AaMm(不育),一半为Aamm(可育),雄配子均不带M,雌配子中aM占1/2×1/4=1/8,雄配子a占1/2,因此F2中长条形叶雄性不育(aaM_)占比为1/8×1/2=1/16。
(2)
从电泳图看,类型I的F2中有两种基因型AaDd和Aadd,即红花椭圆叶和白花椭圆叶,即其雄性不育株的表型有2种。所有的不育植株都含A(椭圆叶),说明M与A基因在同一条染色体上,花色出现红花和白花两种,说明D/d与A/a独立遗传,F1雄性不育植株基因型为A(M)aDd,产生的配子为A(M)D:A(M)d:aD:ad=1:1:1:1,aadd只产生一种配子ad,所以F2代基因型为A(M)aDd(不育),A(M)add(不育),aaDd(可育),aadd(可育),雄性不育植株占1/2。若M插入3号染色体(A/a所在染色体)M与A连锁,则所有F2雄性不育植株都含有A基因所以电泳条带对应Ⅰ、Ⅲ。类型Ⅴ雄性不育植株只有AaDd以及aadd,由于白花长条形叶植株只能产生ad的配子,所以F1中雄性不育植株只产生两种配子ADM和adM,所以可推知A和D都位于3号染色体上,且M没有插入3号染色体,F1基因位置如图(M在A、a所在染色体以外的4条染色体任一条上)。
(3)若将2个M基因导入到同一对同源染色体上,产生的配子均含M,所以与纯合白花长条形叶植株杂交,后代全部为雄性不育;若将2个M基因导入到同一条染色体上,产生的配子1/2含M,所以与纯合白花长条形叶植株杂交,后代1/2为雄性不育;若将2个M基因导入到两对同源染色体上,产生的配子(MM、Mm、Mm、mm)3/4含M,所以与纯合白花长条形叶植株杂交,后代3/4雄性不育。
5.(2026·山东滨州·二模)某种植物由于配子结合异常导致它能为其它类型的该种植物授粉,却不能接受其它类型该种植物的花粉,这种现象称为单向杂交不亲和。该种植物同时还存在自交不亲和现象。
(1)研究发现单向杂交不亲和现象与5号染色体上的一对等位基因有关,相关杂交结果如下。
组别
杂交及结果
组别
杂交及结果
一
aa(♂)×AA(♀)→不结实
二
AA(♂)×aa(♀)→结实
三
AA(♂)×Aa(♀)→结实
四
Aa(♂)×AA(♀)→结实
①由一组和二组可知,基因型为_____的植株表现为单向杂交不亲和。结合表格分析单向杂交不亲和的原因是_____。
②三组和四组中,_____组结实率更高,若Aa自交,后代基因型及比例为_____。
(2)经研究发现,该种植物自交不亲和现象与2号染色体上的B系列(B0、B1、B2)基因有关。当花粉所含有的B基因与母本拥有的等位基因之一相同时,花粉管就不能伸长。已知B系列基因同时控制花色:B0—浅红、B1—红色、B2—深红色且B2对B1、B0完全显性,Bl对B0完全显性。
①将一个外源增强序列(其存在时,B表达量增加,颜色深度增加一级且最深为深红色)导入某受精卵的3号染色体(不影响其他基因功能),其发育成的植株开深红花,将其花粉传给B2B1植株,若子代表型及比例为_____,则该深红花植株的基因型为B1B0或B2B0;若无子代产生,则该深红花植株的基因型为_____。
②自然状态下该种群中没有开浅红花的植株,若将上述增强序列插入A基因中(记为A′),增强序列的增强功能不能表现、且增强序列插入A基因中可抑制B基因的自交不亲和性,而不影响B系列基因对颜色的控制也不影响A基因的功能。科研人员培育了A′aB1B0的植株,其自交后代中开浅红花植株所占的比例是_____。
【答案】(1) AA A基因型的雌配子(卵细胞)不能与a基因型的雄配子(精子)结合 三 AA∶Aa∶aa=1∶1∶1
(2) 深红∶红=3∶1 B2B1 1/4
【详解】(1)① 根据题意可知单向杂交不亲和是能给其他类型授粉,不能接受其他类型花粉。一组aa(♂)×AA(♀)不结实,说明AA不能接受aa的花粉;二组AA(♂)×aa(♀)结实,说明AA能给aa授粉,因此基因型为AA的植株表现为单向杂交不亲和。 结合实验结果:Aa(♂)×AA(♀)可以结实,说明只有含a的花粉无法在AA雌蕊完成受精,含A的花粉可正常受精,因此单向杂交不亲和的原因是A基因型的雌配子(卵细胞)不能与a基因型的雄配子(精子)结合。
② 三组是AA(♂)×Aa(♀):父本花粉全为A,母本为Aa,所有花粉都可正常受精,全部花粉都能完成结实;四组是Aa(♂)×AA(♀):只有含A的花粉能受精,含a的花粉不能受精,仅一半花粉可完成结实,因此三组结实率更高。Aa自交时,母本为Aa,不限制a花粉受精,雌雄配子都为A:a=1:1,因此后代基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1。由于单向杂交不亲和的原因,即A基因型的雌配子(卵细胞)不能与a基因型的雄配子(精子)结合,所以Aa自交时,后代基因型及比例为AA:Aa:aa=1:1:1。
(2)自交不亲和规则:花粉的B基因与母本任一B基因相同时,花粉不能受精。显隐性规则:B2>B1>B0,表现型:B0—浅红、B1—红色、B2—深红色;假设外源增强序列为E,E存在时颜色加深一级,最深仍为深红色,E独立遗传。
① 若深红花植株为B1B0或B2B0,做父本时:B1B0产生花粉B1:B0=1:1,母本为B2B1,B1花粉与母本B1相同,不能受精,仅B0可育;B2B0产生花粉B2:B0=1:1,B2花粉与母本B2相同,不能受精,仅B0可育; 两种情况后代B基因型都为B2B0:B1B0=1:1。B2B0本身为深红色,无论是否带E都表现深红;B1B0一半带E(加深为深红)一半不带E(表现红色),因此总子代表现型比例为深红色:红色=3:1。 若该植株为B2B1,产生花粉B2、B1,都与母本B2B1的B基因相同,全部花粉都不能受精,因此无子代,故该植株基因型为B2B1。
② 该植株基因型为A′aB1B0,A′可抑制B的自交不亲和性,因此自交时所有花粉都可正常受精。浅红花只能是B0B0(B1对B0显性,只要含B1就不是浅红),亲本B1B0自交,雌雄配子B1:B0=1:1,后代B0B0占比为1/4,因此浅红花植株比例为1/4。
基因的自由组合定律
考点2
一、单选题
1.(2026·山东泰安·二模)果蝇的红眼与朱红眼、有眼与无眼分别由基因A/a、B/b控制,两对基因均不位于Y染色体上。现用一只无眼雄蝇和多只红眼雌蝇交配,F1为红眼雌∶红眼雄∶朱红眼雄=4∶3∶1;F1红眼雌蝇和朱红眼雄蝇随机交配,得到F2如下表(存在致死现象)。下列说法错误的是( )
F2
红眼
朱红眼
无眼
雌蝇
21/62
3/62
7/62
雄蝇
21/62
3/62
7/62
A.基因A/a和B/b的遗传遵循自由组合定律
B.两对相对性状中属于显性性状的分别是红眼和有眼
C.亲本红眼雌蝇的基因型有BBXAXa和BBXAXA
D.F2无眼雌蝇中纯合子所占的比例为1/7
【答案】D
【详解】AB、亲代一只无眼雄蝇和多只红眼雌蝇交配,F1为红眼雌:红眼雄:朱红眼雄=4:3:1,F1全为有眼,所以B/b位于常染色体上,且有眼为显性性状,雌性全为红眼,雄性既有红眼又有朱红眼,说明A/a位于X染色体上,且红眼为显性性状,AB正确;
C、一只无眼雄蝇和多只红眼雌蝇交配,F1全为有眼,说明亲代是bb和BB,子代中雌性全为红眼,说明亲代雄性基因型是XAY,子代雄性出现朱红眼,且红眼:朱红眼=3:1,说明亲代雌性基因型中有XAXa,但也含有XAXA,二者比例为1:1,所以亲代基因型是bbXAY和BBXAXa、BBXAXA,C正确;
D、根据亲本基因型,F1中朱红眼雄性基因型是BbXaY,雌性红眼基因型有3/4BbXAXA和1/4BbXAXa,两对基因分开计算,子代中BB:Bb:bb=1:2:1,雄性产生的配子Xa:Y=1:1,雌性产生的配子XA:Xa=7:1,随机结合XAXa:XaXa:XAY:XaY=7:1:7:1,将B/b和A/a自由组合用棋盘法表示:,根据表格可以判断,bbXaXa的无眼雌性死亡,所以F2无眼雌蝇中没有纯合子,D错误。
2.(2026·山东济南·二模)将一个抗虫基因M和一个抗除草剂基因N导入水稻(2n=24)的基因组中,获得转基因植株A。植株A自交,子代中既不抗虫也不抗除草剂的个体占1/16.取植株A某部位的一个细胞进行培养,产生4个细胞,用荧光分子检测基因M和N(基因M、N均能被荧光标记),下列叙述错误的是( )
A.植株A的培育利用了植物细胞的全能性
B.根据自交结果可推断基因M和N位于非同源染色体上
C.若4个子细胞均含有两个荧光点,则产生它们的过程中出现过12个四分体
D.若4个子细胞均含有一个荧光点,则子细胞的染色体数为12条
【答案】C
【详解】A、培育转基因植株时,导入目的基因的受体细胞需经植物组织培养发育为完整植株,该过程利用了植物细胞的全能性,A正确;
B、植株A自交子代中既不抗虫也不抗除草剂的双隐性个体占1/16,符合(1/4)×(1/4)的自由组合比例,说明基因M和N位于非同源染色体上,B正确;
C、若4个子细胞都含有两个荧光点,说明细胞进行的是有丝分裂,一个细胞变成了4个子细胞,说明细胞分裂了两次,而四分体仅出现在减数分裂过程中,C错误;
D、若4个子细胞均含有1个荧光点,说明细胞进行的是减数分裂:减数第一次分裂时M、N所在的非同源染色体分别移向两极,最终产生的子细胞为配子,染色体数为体细胞的一半即12条,D正确。
3.(2026·山东济宁·二模)某雌雄同株植物的花色和茎高分别由基因A/a、B/b控制,其中一对基因由于DNA甲基化存在基因组印记现象(只有来自父本或母本的基因可以表达),子代在形成生殖细胞时会清除来自亲代的印记,依自身性别重建印记。为探究两对性状遗传机制,开展下表所示正反交实验。下列叙述错误的是( )
组别
P
F1
实验一
♀甲(黄花高茎)×♂乙(黄花矮茎)
黄花高茎∶白花高茎=3∶1
实验二
♂甲(黄花高茎)×♀乙(黄花矮茎)
黄花矮茎∶白花矮茎=3∶1
A.判断亲本甲的基因型为AaBB
B.基因组印记现象不会改变基因碱基序列
C.只有来自母本的B/b基因可以正常表达
D.F1某黄花高茎植株自交,F2性状比可能为3∶3∶1∶1
【答案】A
【详解】AC、花色正反交结果均为黄花:白花=3:1,说明花色无印记效应,亲本均为Aa;茎高正反交结果不同,说明B/b存在印记,实验一F1全为高茎,实验二F1全为矮茎,说明高茎甲作母本时B/b基因可以正常表达;由于高茎、矮茎的显隐性未知,故亲本甲的基因型可能是AaBB或Aabb,A错误、C正确;
B、基因组印记现象是指DNA分子发生甲基化,DNA甲基化属于表观遗传修饰,不会改变基因的碱基序列,B正确;
D、假设高茎为显性性状,实验一♀甲(黄花高茎)×♂乙(黄花矮茎)杂交的基因型为AaBB×Aabb,F1黄花高茎基因型为A_Bb,若该黄花高茎基因型为AaBb,自交后代黄花:白花=3:1,茎高因印记效应高茎:矮茎=1:1,故F2性状比为3:3:1:1,存在这种可能,D正确。
4.(2026·山东德州·二模)某遗传病由两对独立遗传基因A/a和B/b控制,其中一对基因位于性染色体上,基因a和b均可单独致病。下图为某家系关于该病的系谱图及成员相关基因PCR后的电泳结果,已知条带②对应基因B。不考虑X、Y染色体同源区段及突变,下列叙述正确的是( )
A.致病基因a位于X染色体上
B.条带①、④分别对应基因A、b
C.Ⅱ-1的B基因一定来自I-2
D.Ⅱ-2与携带a、b基因的正常女性婚配,子女患病概率为1/3
【答案】C
【详解】A、根据系谱图和电泳结果,图中Ⅱ-2表现正常,只有②和④两个条带,说明Ⅱ-2个体内基因型为两对纯合子,已知条带②对应基因B,则条带④对应基因A,Ⅰ-1、Ⅰ-2正常,Ⅱ-1患病,且两对基因独立遗传,一对在常染色体,一对在性染色体,若致病基因a位于X染色体上,Ⅰ-1的基因型为BbXAXa,Ⅰ-2的基因型为BbXAY,则条带①对应基因a,条带③对应基因b,由电泳图推测Ⅱ-1的基因型为BbXaXa,而Ⅰ-1的基因型为BbXAXa,Ⅰ-2的基因型为BbXAY,Ⅱ-1的基因型不可能为BbXaXa,Ⅰ-2会患病,与题干不符,所以致病基因a位于常染色体上,致病基因b位于X染色体上,A错误;
B、致病基因a位于常染色体上,致病基因b位于X染色体上,图中Ⅱ-2表现正常,只有②和④两个条带,说明Ⅱ-2个体内基因型为两对纯合子,基因型为AAXBY,已知条带②对应基因B,则条带④对应基因A,Ⅰ-1的基因型为AaXBXb,Ⅰ-2有3条电泳条带,其基因型为AaXBY,所以条带①对应基因b,条带③对应基因a,B错误;
C、Ⅰ-1的基因型为AaXBXb,Ⅰ-2的基因型为AaXBY,Ⅱ-1的基因型为aaXBXb,所以Ⅱ-1的B基因一定来自I-2,C正确;
D、Ⅱ-2基因型为AAXBY,携带a、b基因的正常女性的基因型为AaXBXb,二者婚配,子女患病(A-XbY)概率为1×1/4=1/4,D错误。
二、多选题
5.(2026·山东临沂·二模)某种雌雄同株的植物中存在Ⅱ号染色体三体现象。已知该三体减数分裂时,任意配对的两条染色体分离,另一条染色体会随机移向细胞一极,产生的异常雌配子可育,而异常雄配子不育。该种植物果皮的有毛/无毛、果肉的黄色/白色分别由等位基因R/r、B/b控制,让基因型不同的两种三体植株杂交,结果如下。下列说法错误的是( )
实验一
实验二
A.B/b与R/r的遗传遵循自由组合定律,且R/r位于Ⅱ号染色体上
B.实验一的F1中无毛白肉个体为父本与F1其余个体杂交可确定各个体基因型
C.实验二的F1有毛黄肉个体中三体植株所占的比例为8/15
D.实验二F1中三体有毛个体为母本与三体无毛个体杂交,后代无毛个体占1/2
【答案】BD
【详解】A、三体减数分裂时,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体会随机移向细胞一极,产生的异常雌配子正常参与受精,·而异常雄配子不能参与受精;同时结合实验杂交的结果:实验一F1中有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=24∶8∶3∶1=(8∶1)(3∶1),而实验二F1中有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=15∶5∶3∶1=(5∶1)(3∶1),说明B/b与R/r的遗传遵循基因的自由组合定律,又有毛和无毛不为3∶1,说明该比例的出现受到了三体的影响,因而可判断R/r位于Ⅱ号染色体上,A正确;
B、据题意可知,只考虑果肉颜色,两组实验亲本都是黄肉,F1都是黄肉∶白肉=3∶1,说明黄肉是显性,且亲代基因型都是Bb,不存在三体现象,而只考虑果皮的有毛和无毛性状,两组后代中有毛与无毛比例不同,实验一中有毛∶无毛=8∶1,实验二中有毛∶无毛=5∶1,这是基因型为RRr(甲)和Rrr(乙)进行正反交的结果,实验一F1中无毛白肉个体的基因型为rrbb,其作为父本,与F1其余个体杂交不可确定各个体基因型,如基因型为RRR和RR的有毛个体就无法通过该杂交方式确定,因为后代均表现为有毛,B错误;
C、实验二中,甲为RRr,乙为Rrr,甲(RRr)减数分裂产生的雄配子基因型及比例为2Rr∶2R∶1RR∶1r,其中可育的配子为2R∶1r,乙(Rrr)减数分裂产生的雌配子基因型及比例为2Rr∶lrr∶1R∶2r,要求实验二的F1有毛黄肉个体中三体植株所占的比例实际可以直接求有毛个体中三体植株所占的比例,根据雌雄配子自由结合可得到,有毛植株的占比为1-1/2×1/3=5/6,有毛三体所占的比例为4/18RRr+4/18Rrr=4/9,则实验二的F1有毛黄肉个体中三体植株所占的比例为(4/9)/(5/6)=8/15,C正确;
D、结合C项可知,实验二中有毛三体的基因型为RRr、Rrr,且二者的比例为1∶1,前者产生的配子比例为2Rr∶2R∶1RR∶1r,后者产生的配子比例为2Rr∶lrr∶1R∶2r, 综合分析,该群体中,雌配子为R∶rr∶Rr∶r∶RR=3∶1∶4∶3∶1,三体无毛个体产生的雄配子只有一种类型r,因此后代中无毛个体占4/12=1/3,D错误。
6.(2026·山东淄博·二模)某两性花植物果皮的颜色有白色、青色、紫色和紫红色四种,受花青素合成基因 A(青色)、B(紫色)的控制,两种花青素同时存在时表现为紫红色。花青素合成基因的表达还受 D/d 的调控。选用甲(白皮)、乙(青皮)、丙(紫皮)3 个纯合品系进行如下表所示的杂交实验。不考虑突变, 下列说法正确的是( )
杂交组合
F1
F2
甲×乙
紫红皮
紫红皮:青皮:白皮=9:3:4
甲×丙
紫红皮
紫红皮:紫皮:白皮=9:3:4
乙×丙
紫红皮
紫红皮:紫皮:青皮:白皮=9:3:3:1
A.基因 D 存在时,基因 A、B 才能正常表达
B.3 对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律
C.白皮植株间杂交或自交, 后代均为白皮
D.3 对基因均杂合的植株自交后代中表型不同于亲本的占 27/64
【答案】AB
【详解】A、若基因 D 存在时,基因 A、B 才能正常表达,且假设亲本甲的基因型可表示为AABBdd,乙的基因型为AAbbDD;丙的基因型为aaBBDD,甲与乙杂交得到F1为AABbDd,其自交得到的F2中表型比为紫红皮(9AAB_D_)∶青皮(3AAbbD_)∶白皮(3AAB_dd、1AAbbdd)=9∶3∶4;甲与丙杂交得到的F1为AaBBDd,其自交得到的F2中表型比为紫红皮(9A_BBD_)∶紫皮(3aaBBD_)∶白皮(3A_BBdd、1aaBBdd)=9∶3∶4;乙与丙杂交得到的F1为AaBbDD,其自交得到的F2中表型比为紫红皮(9A_B_DD)∶紫皮(3aaB_DD)∶青皮(3A_bbDD)∶白皮(1aabbDD)=9∶3∶3∶1,与题意相符,A正确;
B、根据A项分析可知,9∶3∶4为9∶3∶3∶1的变式,说明三对等位基因的遗传符合基因自由组合定律,B正确;
C、基因型为aabbDD和AABBdd的白皮植株杂交, 后代均为紫红皮,C错误;
D、3 对基因均杂合的植株AaBbDd表型为紫红皮,其自交后代中表型为紫红皮的比例为3/4×3/4×3/4=27/64,则不同于亲本的占 1-27/64=37/64,D错误。
7.(2026·山东德州·二模)科研人员将带有卡那霉素抗性基因的T—DNA插入野生型拟南芥一条2号染色体的A基因内,使其突变为a基因,获得植株甲,不含A基因的花粉不育;另将不含基因的T—DNA插入野生型拟南芥一个E基因中,使其突变为e,得到植株乙,e基因纯合的种子不能正常发育而退化。野生型拟南芥植株基因型为AAEE。下列叙述正确的是( )
A.甲植株自交子代中卡那霉素抗性植株占比为1/2
B.若将另一个A基因插入甲3号染色体,该植株产生可育花粉中含有a基因的占1/4
C.若E不位于2号染色体,AaEe植株连续自交F1中花粉及所结种子均正常的植株占1/6
D.若AaEe植株连续自交F1中花粉及所结种子均正常植株占1/3,则A、e位于同一条染色体
【答案】AC
【详解】A、甲(Aa)自交时,雌配子:A:a=1:1,雄配子只有含 A 的花粉可育(含 a 的花粉不育),因此雄配子只有 A。子代基因型及比例为AA:Aa=1:1,其中Aa含a(抗性基因),占比1/2,A正确;
B、插入A基因后,植株基因型可表示为Aa,且新增A在 3 号染色体上,记为A'。可育花粉必须含至少一个A(原A或A')。 减数分裂时,2 号染色体(A/a)和 3 号染色体(A')独立分配,产生的花粉基因型及可育性:A+A':可育(含 A 和 A'),A:可育(含A),a + A':可育(含 A'),a:不育(不含 A)。可育花粉共3种,含a的可育花粉只有a+A',占比1/3,而非 1/4,B错误;
C、若E不位于2号染色体(独立遗传),AaEe自交:雄配子只有含A的可育,即AE:Ae = 1:1,雌配子为AE:Ae:aE:ae = 1:1:1:1,后代基因型及比例为AAEE(1/6)、AAEe(2/6)、AaEE(1/6)、AaEe(2/6) ,其中花粉及种子均正常的植株需要花粉可育(含A)且种子可育(无ee),只有纯合AAEE才满足“均正常”,占比为1/6,C正确;
D、若A与e连锁,a与E连锁,雌配子为Ae:aE=1:1,雄配子中只有含A的花粉可育,即Ae(aE 花粉不育),子代基因型及比例为AAee:AaEe=1:1,因为只有 AAEE的花粉及所结种子均正常植株,因此无花粉和种子均正常的植株,与 “占 1/3” 矛盾,D错误。
三、解答题
8.(2026·山东淄博·二模)某种小麦株高由矮到高分为极矮秆、超矮秆、矮秆和高秆 4 个等级,由具有完全显性作用的复等位基因 B1 (矮秆)、 B2 (超矮秆)、 B3 (极矮秆)控制。赤霉素能促进小麦植株增高一个等级,还与种子的萌发相关,基因 A 是控制赤霉素合成的关键基因, 基因 a 无此功能。为研究小麦株高的遗传规律, 科研人员利用极矮秆甲、超矮秆乙、矮秆丙和高秆丁等四个纯合品系开展一系列实验,过程及结果如下图所示。 不考虑突变。
(1)复等位基因 B1 、 B2 、 B3 的产生是_____的结果,三者之间的显性关系为_____ (用>号表示)。与株高有关的两类基因的遗传_____(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
(2)实验一的 F2 中极矮秆小麦的基因型为_____,取 F2 中超矮秆个体自交,后代中矮秆个体占比为_____。实验二 F2的表型及比例为_____。
(3)具有适度株高的小麦兼具抗倒伏与增产潜力,若要选育能稳定遗传的高萌发率矮秆小麦,应选择实验_____的 F2 中的_____(填表型)植株为操作对象,采用以下两种方法分别进行选育。
①基因检测法:对所选 F2 个体体细胞中的_____基因(填具体基因)利用 PCR 技术扩增后进行电泳筛选,按电泳条带组成相同的原则归类汇总后,结果如下图,图中条带类型_____对应的个体为所需品种。
条带类型
①
②
③
④
⑤
②杂交育种法:将所选的 F2 分别与该组实验的 F1 进行杂交,利用后代表型进行筛选, 此时 F1应作_____(填“父本”或“母本”),对所选的 F2还要进行_____处理,以便获得所需品种。
【答案】(1) 基因不定向突变 B3>B2>B1 遵循
(2) aaB3B3、aaB3B1 1/36 矮秆︰高秆︰超矮秆=10︰3︰3
(3) 二 矮秆 A、a、B1、B2 ⑤ 母本 自交留种
【详解】(1)复等位基因是同一个基因不同方向的突变产生的等位基因,所以是基因不定向突变的产物。由小麦株高由矮到高分为极矮秆、超矮秆、矮秆和高秆4个等级,由具有完全显性作用的复等位基因B1(矮秆)、B2(超矮秆)、B3(极矮秆)控制。赤霉素能促进小麦植株增高一个等级,还与种子的萌发相关,基因A是控制赤霉素合成的关键基因,基因a无此功能可知。极矮秆甲基因型为aaB3B3、超矮秆乙基因型为aaB2B2或AAB3B3、矮秆丙基因型为aaB1B1(如果有A会增高到高秆)、高秆丁基因型为AAB1B1,实验三F2中有矮秆B1_,说明F1中没有A基因(如果有后代会有高秆A_B1_),所以超矮秆乙基因型为aaB2B2,由于实验三F1极矮秆aaB3B1和超矮秆aaB2B1杂交,子代极矮秆(B3B3、B3B1):超矮秆(B2B1):矮秆(B1B1)=2:1:1,所以三者之间的显性关系为B3>B2>B1。实验一F2出现9:3:3:1的性状分离比,说明A/a和B系列复等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因自由组合定律。
(2)实验一F1为AaB3B1,极矮秆的基因型为aaB3_,即aaB3B3、aaB3B1。F2中超矮秆基因型为A_B3_,其中AA:Aa=1:2,B3B3:B3B1=1:2;只有AaB3B1自交才能产生矮秆aaB1B1,概率为:2/3(Aa)×2/3(B3B1)×1/4(aa)×1/4(B1B1)=1/36。实验二乙aaB2B2×丁AAB1B1,F1为AaB2B1(矮秆,符合题意),F1自交后:A_B2_、(矮秆,占3/4×3/4=9/16)+aaB1B1(矮秆,占1/4×1/4=1/16),aaB2_(超矮秆,占1/4×3/4=3/16),A_B1B1(高秆,占3/4×1/4=3/16),因此表型比为矮秆:超矮秆:高秆=10:3:3。
(3)要选育稳定遗传的高萌发率矮秆小麦:高萌发需要AA(A控制赤霉素合成,促进萌发),稳定遗传矮秆为纯合AAB2B2(B2B2原本超矮,A升高一级为矮秆,纯合稳定),只有乙和丁含有B2和A,所以该基因型只出现在实验二的F2矮秆中,因此选择实验二F2的矮秆植株。
①由于实验二F1为AaB2B1,所以F2中矮秆基因型有AAB2B2、AAB2B1、AaB2B2、AaB2B1和aaB1B1,因此基因检测需要扩增A、a、B1、B2(区分基因型),由于扩增产生3个条带的有AAB2B1、AaB2B2,可知都同时含有A和B2条带即条带2和条带4(假设条带从上往下分别是条带1-4),所以条带类型⑤同时只含有A和B2,为所需品种AAB2B2。
②杂交育种时,将F2作为父本给F1提供花粉的同时还可以自交留种,既可以通过不同F1植株上产生子代的类型来判断F2的基因型,又可以在F2植株上收获所需的种子,所以F1应作母本;如果以F2作为母本接受F1花粉后收获的子代会出现杂合子不能获得所需的纯合种子。
9.(2026·山东济南·二模)某一年生雌雄同株异花二倍体植物,其花色有多种颜色,其中基因A控制紫色色素合成,a无控制色素合成的功能;基因B控制红色色素合成,b控制蓝色色素合成。两对等位基因均为完全显性。红色色素和紫色色素可叠加为紫红色,紫色色素和蓝色色素可叠加为靛蓝色。科研人员在纯合紫红色花植株中,发现了一株纯合白花植株,通过研究得知该变异性状的出现是由于基因M发生突变所致,该突变基因(X)不仅影响花色色素的形成还影响某种配子的育性。为进一步研究X的作用机制,将该白花植株与纯合靛蓝色花植株进行正反交实验,结果如下表所示。已知A、a基因不影响配子育性,所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,不考虑新的突变及染色体互换。
组别
P
F1
F2表型及比例
一
白花(♂)×靛蓝色花(♀)
无子代
二
白花(♀)×靛蓝色花(♂)
紫红色花
紫红色花:靛蓝色花:白花=7∶3∶2
(1)用该植物进行杂交实验的步骤为________。(用文字和箭头表示)
(2)根据表中的杂交实验结果推测,X相对于M而言为________(填“显性”或“隐性”或“无法确定”),且基因B、b与M及其等位基因位于非同源染色体上。
(3)已知一组实验结果是因为X影响了花粉的育性,使白花亲本产生的雄配子均不育;依据二组实验结果推测,F1产生的可育雄配子的种类及比例为________,F2紫红色花植株自交后代中白花的比例为________。
(4)通过PCR扩增实验二F2白花植株的基因B、b,用同种限制酶切割后进行电泳,发现条带组成有类型I和类型Ⅱ,如图所示。现有纯合的紫红色花、靛蓝色花、红色花三个品系,可选用________色花纯合品系与二组F2中的________(填“类型I”或“类型Ⅱ”)白花植株进行杂交获得F1,F1自交获得F2,统计F2的花色及比例,来进一步确定基因M/X、A/a和B/b等三对非等位基因之间的位置关系。
预期结果及结论;
①若F2中靛蓝色花植株占比为1/4,则说明________;
②若F2中靛蓝色花植株占比为________,则说明A/a与M/X位于同一对同源染色体上;
③若F2中靛蓝花植株占比为3/16,则说明________。
【答案】(1)套袋→(人工)授粉(或“人工传粉”)→套袋
(2)隐性
(3) ABM∶AbM∶AbX=1∶1∶1 1/14
(4) 红(红色) 类型Ⅰ A/a与B/b位于(同一对)同源染色体上(或“Ab在一条染色体上,aB在一条染色体上”或“A(a)B(b)基因连锁”) 1/6 A/a、B/b和M/X分别位于三对同源染色体
【详解】(1)该植物为雌雄同株异花,杂交时无需去雄,步骤:套袋→授粉→套袋。套袋目的:防止外来花粉干扰;授粉:人工传粉;再次套袋:保证杂交得到的种子由人工传粉所结。
(2)二组中白花植株与纯合靛蓝色植株杂交,F₁全为紫红色(A_B_),说明白花亲本携带的白色基因在F₁中被显性基因掩盖,故X相对于M而言为隐性。
(3)一组(白花♂×靛蓝色♀)无子代个体,推测白花父本产生的花粉不育。二组中,白花母本基因型为XXAABB,靛蓝色父本为MMAAbb。F₁基因型为MXAABb,A/a基因与花粉的育性无关,产生雄配子时,XB花粉不育。F₂性状分离比为7:3:2,符合3种雄配子与4种雌配子结合(雌配子正常)。F1产生的可育雄配子的种类及比例为MAB∶MAb∶XAb=1∶1∶1。F2紫红色花植株基因型为1MMAABB、2MMAABb、1MXAABB、3MXAABb,MXAABB产生的XAB配子不育,自交不能产生白花,3MXAABb自交可以产生白花,自交后代中白花的比例为3/7×2/12=1/14。
(4)已知基因M/X与B/b位于两对同源染色体,判断三对等位基因在染色体上的位置,即判断A/a与M/X、B/b的位置关系,图示为白花植株的B/b基因用同种限制酶切割后的电泳结果,类型I有两个条带,而类型Ⅱ有三个条带,且5.4kb=3.3kb+2.1kb,说明类型Ⅱ为杂合子Bb,类型I为纯合子bb,因此选择二组F2中的类型I(XXAAbb)。因此可以选择纯合红色MMaaBB个体和二组F2中的类型I(XXAAbb)个体杂交。
若A/a与B/b位于同一对同源染色体上,当A和b连锁,a和B连锁时,F1自交后代中靛蓝色花的比例为1/2(Ab)×1/2(Ab)=1/4。
若A/a与M/X位于同一对同源染色体上(X和A连锁,M和a连锁),此时B/b位于另一对同源染色体上,因存在致死现象,雄配子为MaB:Mab:XAb=1:1:1,雌配子MaB:Mab:XAb:XAB=1:1:1:1,子二代靛蓝色花的比例为MXAabb=1/3×1/4+1/4×1/3=1/6。
若A/a、B/b和M/X分别位于三对同源染色体上,则满足自由组合定律,靛蓝色(基因型为M-A-bb),由于含XB的花粉不育,在根据实验二可知,M_bb的概率为3/12,由因A_的概率为3/4,可推知靛蓝花植株占比为3/16。
10.(2026·山东东营·二模)某二倍体两性花油菜的花色主要有金黄色、黄色和白色,为探究油菜花色的遗传规律并培育更多花色的品系,科学家进行了相关研究。杂交实验及相关色素的代谢途径如图1所示,相关实验结果如图2所示。已知Y/y、G/g基因分别位于油菜的3号和7号染色体上,不考虑其他变异,回答下列问题。
(1)杂交实验F2中黄色植株的基因型为___________。在F2自交得到F3的过程中,偶然发现某金黄色植株(丙)自交后代中金黄色:黄色:白色=3∶9∶4。检测发现该异常比例由1条染色体上某隐性基因(c)发生显性突变所致,根据上述比例推测,该显性基因(C)表达的C蛋白抑制___________(填“Y”或“G”)基因的表达。据此画出丙中C/c基因所在染色体及与Y/y、G/g基因的位置关系___________(用“”形式表示,其中横线表示染色体,圆点表基因在染色体上的位置)。
(2)为确定C/c在染色体上的位置,提取植株甲、乙、丙以及丙自交所得F3的DNA,表型一致的DNA做混合样本,扩增后进行电泳,结果如图2所示。据图推测,C/c基因位于___________号染色体上。进一步对F3中白花个体DNA混合样本3号和7号染色体上的SSR进行扩增、电泳,电泳条带出现___________条。
(3)F2中某金黄色植株(丁)自交后代出现了红色花,且丁子代中金黄色:黄色:红色=3∶1∶4.油菜红花的花色并非胡萝卜素、叶黄素主导,而是显性突变基因D控制合成的花青素大量积累的结果。推测该异常比例的出现是因为含___________(填“D”或“d”)基因的雄配子致死,且D基因位于___________(填“3号染色体”或“7号染色体”)上,子代红色花油菜自交,后代性状及比例为___________。
(4)研究过程中发现,油菜细胞中的N1蛋白抑制花青素的合成,N2蛋白促进花青素的合成,N2基因过表达植株中N1的表达量也相应升高。结合N1和N2的作用及关系从物质和能量的角度解释这种现象存在的意义___________。
【答案】(1) YYgg、Yygg G
(2) 3 3
(3) D 3号染色体 金黄色:黄色:红色=5∶3∶8
(4)N2促进花青素的合成,N2含量过高时会促进N1的合成,进而抑制花青素的合成,使花青素能够维持在一定水平,减少了合成过程中物质和能量的浪费
【详解】(1)根据代谢途径,黄色表型需要有Y基因表达(合成β-胡萝卜素)、无G基因表达(无法转化为金黄色的叶黄素),因此基因型为Y_gg,F2中对应为YYgg、Yygg。正常金黄色植株(YyGg)自交后代应为金黄:黄:白=9:3:4,而丙自交后代为3:9:4,白色占比不变(说明Y基因的表达未受影响),金黄和黄色比例反转。若C蛋白抑制G基因的表达,则含C的个体中,即使有G基因也无法合成金黄色的叶黄素,Y_G_个体也会表现为黄色,最终符合3金黄:9黄色:4白色的比例。
Y/y位于3号染色体,G/g基因位于7号染色体上,丙为Yy(保证自交后代yy占1/4,对应白色4份);Y/y与C/c连锁,Y与c在一条3号染色体,y与C在同源的另一条3号染色体,完全连锁时自交后代基因型比例为YYcc:YyCc:yyCC=1:2:1,结合Gg自交结果,正好符合3:9:4的表型比例。或C/c与G/g连锁,G与c在一条7号染色体,g与C在同源的另一条7号染色体,完全连锁时自交后代基因型比例为GGcc:GgCc:ggCC=1:2:1,结合Yy自交结果,正好符合3:9:4的表型比例。
(2)SSR-3、SSR-7分别对应3号、7号染色体的分子标记。F3金黄色个体的基因型为Y_G_cc,仅保留了乙的3号染色体SSR标记(无甲的SSR-3条带),说明C/c与3号染色体的G/g连锁,因此C/c位于3号染色体。
F3白花个体的基因型为yy__,3号染色体为纯合的yy(仅含甲的SSR-3,1条条带);7号染色体可携带甲或乙的片段(含甲、乙的SSR-7,2条条带),因此总条带数为1+2=3条。
(3)红色由显性基因D控制,丁自交后代红色占4/8=1/2,非红色(dd)占4/8=1/2,不符合Dd自交的3:1比例。若含D的雄配子致死,则Dd个体仅能产生存活的d雄配子,雌配子为D:d=1:1,自交后代Dd(红色):dd(非红)=1:1,完全符合比例。丁为金黄色植株,自交后代无白色个体,说明丁的Y/y为纯合YY;非红色的dd个体中金黄:黄=3:1,说明G/g为Gg且正常分离。若D位于7号染色体,会与G/g连锁,导致G/g无法正常分离;D位于3号染色体时,与7号的G/g自由组合,不影响G/g的分离,符合实验结果。子代红色花的基因型为YY__Dd(无DD个体,因D雄配子致死),其中GG:Gg:gg=1:2:1。红色花自交时,Dd自交后代始终为Dd(红):dd(非红)=1:1;非红的dd个体中,G/g自交后代G_(金黄):gg(黄)=5:3。最终合并比例为金黄色:黄色:红色=5:3:8。
(4)花青素的合成需要消耗细胞内的物质和能量,N2促进花青素的合成,N2含量过高时会促进N1的合成,进而抑制花青素的合成,使花青素能够维持在一定水平,减少了合成过程中物质和能量的浪费,保障油菜正常的生理代谢与生长发育。
伴性遗传及连锁与互换
考点3
一、单选题
1.(2026·山东淄博·二模)果蝇的灰体(E)对黑体(e)为显性,基因只位于 X 染色体上。该果蝇群体中还存在一种隐性致死效应,使果蝇在幼虫期死亡。将一只黑体雌蝇与灰体雄蝇多次杂交,统计发现F1 成体果蝇中雌蝇:雄蝇≈2:1,灰体:黑体≈2:1.F1 雌、雄蝇随机交配得到 F2 ,不考虑其他突变和互换,下列说法正确的是( )
A.亲本中致死效应基因与e 基因连锁,含有e基因的雄性后代均致死
B.亲本雌蝇的相关基因组成为纯合子
C.F2 成体中黑体个体所占比例为
D.选取 F2 中黑体果蝇逐代自由交配,雄蝇所占比例不断提高
【答案】D
【详解】A、根据题意,体色基因E(灰体)、e(黑体)只在 X 染色体上;存在隐性致死基因(设为a,显性正常A),幼虫期致死;亲本为黑体雌蝇×灰体雄蝇,F1成体中雌:雄≈2:1,灰体:黑体≈2:1;雄性明显少,说明部分雄性致死;设致死基因为A/a,与体色基因E/e都在 X 染色体上(连锁)。亲本的黑体雌基因型为XeaXeA,灰体雄基因型为XEAY,杂交产生的配子为雌配子有Xea、XeA,雄配子为XEA、Y,则后代基因型为XEAXea(灰雌)XEAXeA(灰雌),XeaY(黑雄,ea隐性致死,死亡),XeAY(黑雄,存活),F1存活成体中灰雌:黑雄=2:1,则雌:雄=2:1,灰:黑体=2:1,XeaY 雄性致死,带e的雄性不是全致死,只有带致死连锁的才死,因此致死a和e连锁在同一条 X;XeAY含e但不致死,不是所有含e雄性都死,A错误;
B、亲本雌蝇的基因型为XeaXeA,两条 X 染色体基因型不同,是杂合子,B错误;
C、F1存活个体,雌蝇为1/2XEAXea,1/2XEAXeA,雄蝇为XeAY,雌配子比例XEA为1/2×1/2+1/2×1/2=1/2,Xea为1/4,XeA为1/4,雄配子为XeA:Y=1:1,因此F1雌、雄蝇随机交配得到F2的基因型组成为1/2XEAXEA,1/4XeAXea,1/4XeAXeA,1/2XEAY,1/4XeaY(致死),1/4XeAY,因此F2 成体中黑体个体所占比例为3/7,C错误;
D、选取F2中黑体果蝇逐代自由交配,即1/2XeAXea,1/2XeAXeA和XeAY,产生的雌配子为XeA:Xea=3:1,致死配子数量减少,因此取F2 中黑体果蝇逐代自由交配,雄蝇所占比例不断提高,D正确。
2.(2026·山东东营·二模)果蝇的眼型和翅型分别由A/a、B/b控制。现用一群细眼正常翅雌果蝇和粗眼雄果蝇杂交,F1中雌、雄比例为1∶1;F1雌蝇中,粗眼正常翅:细眼正常翅:粗眼截翅:细眼截翅=6∶10∶3∶5;F1雄蝇中,细眼正常翅:粗眼正常翅:细眼截翅:粗眼截翅=5∶3∶5∶3。不考虑致死和其他变异,基因不位于Y染色体上。下列说法正确的是( )
A.决定细眼、粗眼的基因位于X染色体,正常翅、截翅的基因位于常染色体
B.亲代雄果蝇能产生3种基因型的配子其中同时含a和B的配子占比为1/3
C.F1中纯合子占9/32,纯合子中雌果蝇:雄果蝇是1∶1
D.若F1中的正常翅雌、雄果蝇随机交配,则F2中截翅果蝇占3/16
【答案】D
【详解】A、眼型在F1雌雄中粗眼:细眼均为3:5,无性别差异,故决定细眼、粗眼的基因A/a位于常染色体;翅型在F1雌雄中表型比例不同,说明正常翅、截翅的基因B/b位于X染色体,A错误;
B、亲本雄都是粗眼(aa),仅产生带a的配子,结合翅型比例推导,F1雄的X全部来自亲本雌,F1雄正常翅:截翅=1:1,说明亲本雌配子XB:Xb=1:1;F1雌截翅(XbXb)占1/3,P(XbXb)=雄配子Xb×雌配子Xb=雄配子Xb×1/2=1/3,得父本X配子中XB:Xb=1:2;亲本雄都是XY,总雄配子中X占1/2,Y占1/2,因此总雄配子基因型及比例为:aXB:aXb:aY=1:2:3,共3种配子,同时含a和B的aXB占总配子的1/6,B错误;
C、F1中,常染色体只有aa是纯合(A来自母本,a来自父本,所有A_都是Aa,为杂合),P(aa)=3/8:雌(XX)中,性染色体纯合(XBXB+XbXb)概率为1/2,雌占总后代的1/2;雄(XY)中,X仅1个拷贝,无等位基因,全部算纯合,雄占总后代的1/2;总纯合子概率=3/8×(1/2×1/2 + 1/2×1)=9/32;但纯合子中雌纯合占3/32,雄纯合占6/32,比例为1:2,C错误;
D、F1正常翅雌雄:正常翅雄只有XBY,产生配子XB:Y=1:1;正常翅雌排除XbXb,基因型比例XBXB:XBXb=1:3,产生配子XB=5/8,Xb=3/8;随机交配后,仅XbY为截翅(雄无Xb配子,不会出现XbXb),因此P(截翅)=P(Xb雌)×P(Y雄)=3/8×1/2=3/16,D正确。
3.(2026·山东聊城·二模)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,色弱基因对色盲基因为显性,图1为某家族系谱图,图2为同种限制酶处理第Ⅱ代成员色觉基因的结果,序号①~⑤表示电泳条带。下列叙述错误的是( )
A.基因B、基因B-和基因b存在限制酶的酶切位点数分别是0、1、2
B.经酶处理后色弱基因条带为②③,色盲基因条带为②④⑤
C.Ⅱ-3与正常人结婚,子代表现为色弱的概率是1/4
D.不考虑其他变异的情况下,与色觉有关的基因型有9种
【答案】C
【详解】A、由家系图可知,Ⅱ-2号为色弱男性,Ⅱ-4号为色盲男性,前者的基因型为XB-Y,后者的基因型为XbY,由图②显示的电泳的电泳条带可知,②③表示色弱基因电泳产生,②④⑤表示色盲基因电泳产生,①表示B基因,B不能被切割,故基因B、基因B-和基因b存在限制酶的酶切位点数分别是0、1、2,A正确;
B、I-1色弱女和I-2正常男的子代出现了色弱男和色盲男,可推断I-1的基因型为XB-Xb,I-2的基因型为XBY,他们的子代Ⅱ-2男性色弱基因型为XB-Y,Ⅱ-4男性色盲基因型为XbY,依据电泳图谱信息Ⅱ-2色弱基因B-被限制酶切割为②③两个片段,Ⅱ-4色盲基因被限制酶切割为②④⑤三个片段,B正确;
C、Ⅱ-2和Ⅱ-4可知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(XBXb)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,C错误;
D、不考虑其他变异的情况下,与色觉有关的基因型有9种,分别是XBXB、XBXB-、XBXb、XB-XB-、XB-Xb、XbXb、XBY、XB-Y、XbY,D正确。
4.(2026·山东菏泽·二模)遗传性肾炎是由位于常染色体上的基因A或X染色体非同源区段上的基因B突变导致的,A′、B′分别为基因A、基因B的突变基因。某遗传性肾炎家族遗传系谱图如下图所示,检测了部分个体的基因型,结果如下表所示。不考虑新的突变和互换,说法正确的是( )
检测
基因A
基因A′
基因B
基因B′
Ⅰ-1
+
+
+
+
Ⅰ-2
+
+
+
−
Ⅱ-7
+
−
+
−
Ⅲ-8
+
−
+
+
注:“+”表示有该基因,“−”表示无该基因。
A.基因A对A′为隐性,B对B′为显性
B.Ⅱ-6与Ⅱ-7生育女孩患病概率为1/2
C.Ⅱ-6的基因型为AA′XBXB′
D.Ⅰ-1和Ⅰ-3的表型相同,基因型也相同
【答案】B
【详解】A、Ⅱ-7的基因型为AAXBY,表现为正常,说明A、B基因控制的是正常性状,Ⅰ-2的基因型为AA′XBY,表现为正常,说明基因A对基因A′为显性;B是正常基因,则B′是致病基因,由Ⅰ-1的基因型为AA′XBXB′且患病可知,基因B′对基因B为显性,A错误;
B、由于Ⅱ-7的基因型为AAXBY,所以子代全为A_不会致病,仅考虑B和B′基因,由Ⅰ-2的基因型为XBY,则Ⅱ-6为XBX-,又Ⅲ-8基因型是XBXB′,Ⅱ-6为XBXB′,Ⅱ-6(XBXB′)与Ⅱ-7(XBY)生育女孩患病(XBXB′)概率1/2,B正确;
C、由于Ⅲ-8基因型是AA,Ⅱ-6为A_,由Ⅰ-1的基因型为AA′,Ⅰ-2的基因型为AA′,所以Ⅱ-6为AA或AA′,结合B选项可知,Ⅱ-6的基因型可能为AA′XBXB′或AAXBXB′,C错误;
D、Ⅰ-1的基因型为AA′XBXB′,因为Ⅱ-7的基因型为AAXBY,A和XB基因来自I-3,I-3患病,一定含有XB′基因,则其基因型可能是A_XBXB′,与I-1不一定相同,D错误。
二、多选题
5.(2026·山东青岛·二模)某品系果蝇眼色有深红眼、浅红眼和白眼三种表型,受A/a和B/b两对等位基因控制。已知B基因表达产物可使白色前体物质转化为红色素,A基因能够抑制此过程。科研人员利用一对纯合白眼果蝇杂交结果如下所示,不考虑XY同源区段。下列说法正确的是( )
亲本
F1
F2
白眼♀×白眼♂
全部为浅红眼
白眼♀∶白眼♂∶浅红眼♀∶浅红眼♂∶
深红眼♀∶深红眼♂=2∶5∶4∶2∶2∶1
A.亲本基因型为aaXBXB和AAXbY
B.A基因对B基因的影响具有累加效应
C.F2中的浅红眼个体自由交配,子代浅红眼个体占7/16
D.可通过与亲本白眼雄性个体杂交确定F2中浅红眼雌性个体基因型
【答案】BCD
【详解】A、F2雌雄表型及比例不同,雌性中浅红:深红=2:1,雄性中浅红:深红=2:1,A基因抑制红色素的形成,说明A、a基因存在于常染色体上,已知B基因表达产物可使白色前体物质转化为红色素,雌性中白:(浅红+深红)=2:6,雄性中白:(浅红+深红)=5:3,说明B、b基因存在于X染色体上,F2共有16份,说明F1基因型为AaXBXb和AaXBY,亲本基因型为AAXBXB和aaXbY,A错误;
B、根据子二代雌雄个体表型及比例可知,存在B基因时,基因型为AA完全抑制红色素的形成,表现为白色,基因型Aa不完全抑制红色素的形成,表现为浅红色,说明A基因对B基因的影响具有累加效应,B正确;
C、F2中浅红眼雌性个体基因型为1/2AaXBXB、1/2AaXBXb,浅红眼雄性个体基因型为AaXBY,利用分离定律的思维求解,先考虑A、a基因,子代AA为1/4,Aa为1/2,aa为1/4,再考虑B、b基因,子代基因型种类及比例为XBXB:XBXb:XBY:XbY=3:1:3:1,子代浅红眼个体占1/2×7/8=7/16,C正确;
D、亲本白眼雄性个体的基因型为aaXbY,F2中浅红眼雌性个体基因型为AaXBXB、AaXBXb,若杂交结果都是浅红眼,则F2浅红眼雌性个体基因型为AaXBXB,若有白眼,则F2浅红眼雌性个体基因型为AaXBXb,故可通过与亲本白眼雄性个体杂交确定F2中浅红眼雌性个体基因型,D正确。
6.(2026·山东济南·二模)果蝇的眼色由X染色体上的两对等位基因:A/a和B/b共同控制。同时具有基因A和B的个体表现为红眼,具有基因A且不具有基因B的个体表现为朱砂眼,其余个体均为白眼。不考虑基因突变和染色体互换,I-2表现为朱砂眼,根据系谱图分析,下列叙述错误的是( )
A.I-1不可能含有基因A或b
B.Ⅱ-3的基因型一定为XAbXaB
C.Ⅳ-1中非红眼基因既可能来自I-1,也可能来自I-2
D.若Ⅱ-1的基因型为XABXaB,与Ⅱ-2交配后产生非红眼雌性个体的概率为1/8
【答案】AD
【详解】A、果蝇眼色由X染色体上的两对等位基因A/a、B/b控制, 红眼同时有A和B基因,朱砂眼有A但无B基因 ,白眼无A基因。 系谱图中: Ⅰ-1是非红眼雌果蝇,I-2表现为朱砂眼基因型为XAbY,他们的后代Ⅱ-2是非红眼雄果蝇,Ⅱ-3是红眼雌果蝇,所以亲本基因型为XaBXaB×XAbY或XaBXab×XAbY,A错误;
B、亲本基因型为XaBXaB×XAbY,则Ⅱ-3的基因型一定为XAbXaB,B正确;
C、据B项分析,Ⅱ-3的基因型一定为XAbXaB,则Ⅳ-1基因型为XAbY或XaBY,所以Ⅳ-1中非红眼基因既可能来自I-1,也可能来自I-2,C正确;
D、若Ⅱ-1的基因型为XABXaB,Ⅱ-2为非红眼雄果蝇,基因型为XaBY或XabY,不能确定其概率,与Ⅱ-1交配后产生非红眼雌性个体的概率为XaBXaB也无法计算,D错误。
7.(2026·山东潍坊·二模)山羊间性是一种发生于雌性无角山羊的不育现象。FOXL2是山羊的间性决定基因,PISRT1是山羊无角性状的决定基因。研究人员设计实验对两种性状的遗传特性进行探究,结果见下表。不考虑染色体交换及致死,下列说法正确的是( )
亲本
无角雄性×有角雌性
雄、雌均无角
无角雄性:无角间性:无角雌性:有角雄性:有角雌性=3:1:2:1:1
A.无角性状对有角性状为显性,间性相对于正常性别为隐性
B.FOXL2和PISRT1位于两对同源染色体上
C.F2中无角间性和有角雌性均为纯合子
D.让F2雌雄个体间自由交配,子代中山羊间性个体占1/8
【答案】AC
【详解】A、亲本无角雄性与有角雌性杂交,F₁全为无角,F₂出现性状分离,且无角:有角=3:1,可确定无角对有角为显性,F₁雄性和雌性生出间性,所以间性相对于正常性别为隐性,A正确;
B、F₂表型及比例为无角雄性:无角间性:无角雌性:有角雄性:有角雌性=3:1:2:1:1,不符合9:3:3:1的变式,控制两种性状的基因不能自由组合,而是连锁在同一对同源染色体上,B错误;
C、因FOXL2为间性基因,PISRT1为无角基因,两基因连锁,设控制无角/有角的基因为P/p,控制间性/正常的基因为F/f。 无角雄性(PPff)×有角雌性(ppFF),F₁全为无角(PpFf)。F₁自交(P和f连锁,p和F连锁),F₂基因型为PPff、PpFf、ppFF,因此无角间性(PPff)和有角雌性(ppFF)均为纯合子,C正确;
D、间性雌性是不育的,无法参与自由交配。F₂可育雌配子中Pf:pF=1:2,雄配子Pf:pF=1:1,子代PPff(仅雌性为间性)的比例为1/3×1/2×1/2=1/12,D错误。
8.(2026·山东聊城·二模)某研究团队选取两种纯合小麦品系进行杂交以研究相关性状的遗传特性,结果如图所示。不考虑突变和互换。下列叙述错误的是( )
A.高秆与矮秆、多穗与单穗两对相对性状各受一对等位基因控制
B.控制叶色与穗数这两对相对性状的基因在遗传上不遵循自由组合定律
C.不考虑其他性状,F2正常叶植株中矮秆纯合子所占的比例为1/3
D.不考虑其他性状,F2中单穗水稻自交,F3中纯合个体所占比例为2/7
【答案】AD
【详解】A、据图可知,F1自交获得的F2多穗矮秆正常叶∶单穗矮秆正常叶∶多穗高秆缺绿叶∶单穗高秆缺绿叶=6∶6∶3∶1,高秆∶矮秆=1∶3,多穗∶单穗=9∶7,可见高秆与矮秆受一对等位基因控制,多穗与单穗至少受两对等位基因控制,A错误;
B、F1自交获得的F2多穗矮秆正常叶∶单穗矮秆正常叶∶多穗高秆缺绿叶∶单穗高秆缺绿叶=6∶6∶3∶1,正常叶∶绿叶=3∶1,多穗∶单穗=9∶7,由于(3∶1)(9∶7)=27∶21∶9∶7,与事实不符,说明控制叶色与穗数这两对相对性状的基因在遗传上不遵循自由组合定律,B正确;
C、据图可知,F1自交获得的F2多穗矮秆正常叶:单穗矮秆正常叶:多穗高秆缺绿叶:单穗高秆缺绿叶=6:6:3:1,高秆和缺绿叶(或矮秆和正常叶)两种性状总是相伴出现3:1,推测高秆与矮秆、缺绿叶与正常叶两对相对性状受一对等位基因(A/a)控制或两对连锁的等位基因(A/a、B/b,A和B基因位于一条染色体上,a和b基因位于另一条染色体上)控制,F1的表型为矮秆正常叶,可知矮秆正常叶为显性性状,且F1自交发生性状分离,F1的基因型为Aa(或AaBb),F2中矮秆正常叶个体的基因型为AA:Aa=1:2(或AABB:AaBb=1:2),因此F2正常叶植株中矮秆纯合子所占的比例为1/3,C正确;
B、F1多穗植株自交后,F2表现为多穗∶单穗=9∶7,为9∶3∶3∶1的变式,可知水稻的穗数性状至少由两对等位基因控制,假设控制穗数的两对等位基因为D/d、E/e,F1的基因型为DdEe,F2中单穗水稻的基因型为DDee∶Ddee∶ddEE∶ddEe∶ddee=1∶2∶1∶2∶1,F2中单穗水稻自交,F3中纯合个体所占比例为1/7+2/7×1/2+1/7+2/7×1/2+1/7=5/7,D错误。
9.(2026·山东日照·二模)研究发现,果蝇的眼型由X染色体上16A区段的拷贝数决定,其中拷贝数为两个控制棒眼,拷贝数为三个控制重棒眼,且重棒眼对棒眼为显性。已知含有16A区段拷贝数为三个的雄配子一半致死,其他配子活力正常。现将一对重棒眼雌、雄果蝇进行杂交得到F1,F1相互交配得到F2。F2中重棒眼雄果蝇的比例可能为( )
A.1 B.2/3 C.3/7 D.3/8
【答案】BC
【详解】假设控制眼型的基因为A/a,重棒眼对棒眼为显性,一对重棒眼雌(XAX_)、雄果蝇(XAY)进行杂交得到F1,若重棒眼雌基因型为XAXA,其产生XA一种配子,XAY雄果蝇产生XA:Y=1:2,则F1基因型为XAY:XAXA=2:1,F1相互进行交配,XAY产生的配子及其比例正常情况是XA:Y=1:1,但为含有16A区段拷贝数为三个的雄配子一半致死,因此比例变为XA:Y=1:2,XAXA产生一种配子XA,后代F2基因型及比例为XAXA:XAY=1:2;F2中重棒眼雄果蝇的比例为2/3;若重棒眼雌基因型为XAXa,其产生配子及其比例为XA:Xa=1:1,雄性产生XA:Y=1:2,则F1基因型为1/6XAXA、1/6XAXa、2/6XAY、2/6XaY,F1相互交配,其中雌性产生两种配子XA:Xa=3:1,雄性产生三种配子XA:Xa:Y=1:2:4,后代F2中的重棒眼雄果蝇比例为3/4×4/7=3/7,BC正确。
10.(2026·山东滨州·二模)某昆虫性别决定方式为XY型,其灰身与黑身、红眼与白眼分别受独立遗传的等位基因A/a、B/b控制。从该昆虫种群中选取若干相应性状的个体杂交,F1个体都能正常存活且雌雄个体数量相当,结果如表所示(相关基因不在Y染色体上)。下列说法正确的是( )
母本
多只黑身红眼雌性
父本
多只灰身雄性,眼色有的为红眼,有的为白眼
F1雌
灰身红眼∶黑身红眼∶灰身白眼∶黑身白眼=2∶10∶1∶5
F1雄
灰身红眼∶黑身红眼∶灰身白眼∶黑身白眼=1∶5∶1∶5
A.只考虑体色性状,黑身为显性,母本中杂合子占比为1/3
B.父本产生的配子同时携带a和b基因的概率为1/3
C.只考虑眼色遗传,F1中雄性的表型比等于母本的配子比
D.F1所有雌雄个体相互交配,若仅考虑眼色,则F2红眼雌性个体中纯合子占比为12/17
【答案】ABC
【详解】A、依据表格信息可知,多只黑身雌性与多只灰身雄性杂交,F1中无论雌雄,黑:灰=5:1,说明黑身对灰身为显性,则亲本中黑身雌性的基因型为A-,灰身雄性的基因型为aa,后者只能产生a的雄配子,所以雌性个体产生的雌配子A:a=5:1,故可推知母本中AA:Aa=2:1,即母本中杂合子占比为1/3,A正确;
B、F1中,雌性个体中红眼:白眼=2:1,雄性个体中红眼:白眼=1:1,雌雄性别有差异,说明控制昆虫眼色的基因型位于X染色体上,由雄性个体中红眼:白眼=1:1可知,母本红眼的基因型为XBXb,父本的基因型为XBY、XbY,由雌性个体中红眼:白眼=2:1可推知,白眼1/3(XbXb)=1/2Xb(雌配子)×雄配子Xb的比例,可求得雄配子Xb的比例为2/3,即父本XBY:XbY=1:2,由于父本均为隐性灰身,故(aaXBY):(aaXbY)=1:2,所以父本产生的配子同时携带a和b基因的概率为2/3×1/2=1/3,B正确;
C、结合B项可知,眼色的遗传位于X染色体上,雄性(XY)的表型取决于母本所产生的配子比例,C正确;
D、结合B项可知,母本红眼的基因型为XBXb,父本XBY:XbY=1:2,F1中雌性个体中XBXB:XBXb:XbXb=1:3:2,雌性个体所产生的雌配子种类及比例为XB:Xb=5:7,雄性个体中XBY:XbY=1:1,雄性个体所产生的雄配子种类及比例为XB:Xb:Y=1:1:2,然后构建棋盘可求得雌性个体中XBXB:XBXb:XbXb=5:12:7,其中XBXB、XBXb表现为红眼,所以F2红眼雌性个体中纯合子占比为5/17,D错误。
三、解答题
11.(2026·山东临沂·二模)某二倍体昆虫(性别决定方式为XY型)存在斑翅与正常翅、桃色眼与黑色眼两对相对性状,分别由基因A/a、B/b控制。选择斑翅桃色眼雌虫与正常翅黑色眼雄虫杂交,得到F1雌性为正常翅桃色眼∶正常翅黑色眼=1∶1,雄性为斑翅桃色眼∶斑翅黑色眼=1∶1,F1相互交配得F2,F2中雌雄分离比均为正常翅黑色眼∶正常翅桃色眼∶斑翅黑色眼∶斑翅桃色眼=7∶9∶7∶9.不考虑XY同源区段。
(1)由实验结果可推测,A/a位于________染色体上,眼色中显性性状是___________。
(2)F2斑翅黑色眼雄性个体中纯合子占________。科研人员在该类型个体中获得某突变体甲,其含B基因的染色体片段发生易位,已知变异个体产生配子和子代的存活力均正常,利用甲与正常雌性乙杂交,后代中黑色眼∶桃色眼=7∶1,则乙的基因型为__________(只考虑眼色基因)。依据实验结果不能判断含B基因的染色体片段易位位置,具体原因是___________。
(3)已知昆虫的性别决定方式除XY型外还有ZW型。研究人员用两种特殊的方法培育后代。方法一:阻止减数分裂Ⅰ第一极体排出,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体正常分离,形成二倍体个体;方法二:诱导卵细胞进行DNA复制,但阻止其细胞质分裂,形成二倍体个体。假设WW个体发育为可育雌性。欲探究某种昆虫的性别决定方式,可选择方法________获得的某一子代昆虫与正常雄性昆虫杂交,预期结果是_________。
(4)ZW型昆虫存在两种可能的性别决定机制见下表。可利用(3)中的方法________获得多个二倍体卵细胞,与正常精子进行体外受精,以进一步确定可能的性别决定机制。已知获得的三倍体昆虫存活率相同。若预期结果为____________,则机制一成立。
雌性
雄性
机制一
存在W染色体
不存在W染色体
机制二
Z染色体数量<2
Z染色体数量≥2
【答案】(1) X 黑色
(2) 1/7 Bb 含B基因的染色体片段易位到非同源的常染色体或性染色体(X或Y),均可得到该分离比
(3) 二 若每组杂交后代只有一种性别,则为ZW型;若每组杂交后代既有雄性也有雌性,则为XY型
(4) 一 子代昆虫全为雌性
【详解】(1)亲本斑翅雌和正常翅雄杂交,F₁雌全为正常翅、雄全为斑翅,该性状和性别相关联,说明A/a位于X染色体上,且正常翅(Xᴬ)对斑翅(Xᵃ)为显性。
(2)亲本斑翅桃色眼雌×正常翅黑色眼雄, F1眼色雌雄均为桃色眼:黑色眼 = 1:1,说明该性状与性别无关,B、b基因存在于常染色体上, F1自由交配后, F2中黑色眼:桃色眼 =7:9; F1中杂合显性性状对应的配子频率为1/4,自由交配后显性性状总占比为 1−(3/4) 2 =7/16,与黑色眼比例吻合,因此黑色眼为显性性状。综合分析,亲本的基因型为BbXaXa、bbXAY,F1基因型为BbXAXa、bbXAXa、BbXaY、bbXaY,比例为1:1:1:1,F1相互交配得F2,F1雌配子种类及比例为BXA:BXa:bXA:bXa=1:1:3:3,雄配子种类及比例为BXa:BY:bXa:bY=1:1:3:3,雌雄配子随机结合,F2斑翅黑色眼雄性个体的概率为1/4×1/4+1/4×3/4+3/4×1/4=7/16,BBXaY为纯合子,比例为1/4×1/4=1/16,因此F2斑翅黑色眼雄性个体中纯合子占(1/16)÷(7/16)=1/7。桃色眼为隐性性状,甲与正常雌性乙杂交,子代出现黑色眼,且桃色眼∶黑色眼=7∶1,说明乙的基因型为Bb,且突变体甲的一个B基因易位到了非同源染色体上,可以用BOBO表示,产生的配子种类及比例为BB:BO:OB:OO=1:1:1:1,含B和不含B的配子比例为3:1,乙产生的配子种类及比例为B:b=1:1,雌雄配子随机结合后,产生的子代黑色眼∶桃色眼=7∶1。仅根据黑色眼∶桃色眼=7∶1,不能判断含B基因的染色体片段易位位置,具体原因是含B基因的染色体片段易位到非同源的常染色体或性染色体(X或Y),均可得到该分离比。
(3)若性别决定方式为XY型,利用方法一获得的某一子代昆虫染色体组成为XX,与正常雄性昆虫XY杂交,预期结果是杂交后代既有雄性也有雌性;若性别决定方式为ZW型,利用方法一获得的某一子代昆虫染色体组成为ZW,与正常雄性昆虫ZZ杂交,预期结果是杂交后代既有雄性也有雌性。两种性别决定方式无法区分。若性别决定方式为XY型,利用方法二获得的某一子代昆虫染色体组成为XX,与正常雄性昆虫XY杂交,预期结果是子代雌性:雄性=1:1;若性别决定方式为ZW型,利用方法二获得的某一子代昆虫染色体组成为ZZ或WW,与正常雄性昆虫ZZ杂交,预期结果是杂交后代只有一种性别。因此可选择方法二获得的某一子代昆虫与正常雄性昆虫杂交,预期结果是若每组杂交后代只有一种性别,则为ZW型;若每组杂交后代既有雄性也有雌性,则为XY型。
(4)方法一:产生的卵细胞一定是ZW,与正常精子Z结合,子代染色体组成为ZZW,机制一表现为雌性,机制二表现为雄性。方法二:产生的卵细胞可能是ZZ或WW,与正常精子Z结合,子代染色体组成为ZZZ或ZWW,机制一表现为雄或雌,机制二也表现为雄或雌,两种机制不能区分。因此可利用(3)中的方法一获得多个二倍体卵细胞,与正常精子进行体外受精,若预期结果为子代昆虫全为雌性,则机制一成立。
12.(2026·山东青岛·二模)小鼠多囊肾病由位于Ⅱ号常染色体上的A基因单位点突变为A-引起。雄性杂合小鼠肾脏细胞中A-会使该细胞中的A变为A-,导致小鼠患病;雌性杂合小鼠表型正常,但只能产生含A-的卵细胞。科研人员将雌性纯合多囊肾病小鼠与雄性野生型小鼠杂交得到一只雄性小鼠甲,同时将噬菌体的B基因导入正常纯合雌性小鼠获得转基因小鼠乙、丙,并进行相关实验,结果如下表。B基因能在小鼠肾脏细胞中特异性抑制A基因表达,导致小鼠患病。
序号
亲本
F1
①
甲×乙
?
②
甲×丙
患病雌性∶患病雄性∶正常雌性∶正常雄性=2∶3∶2∶1
(1)若乙只在常染色体上插入一个B基因,则实验①F1中正常个体与患病个体的比例为________。依据此结果________(填“能”或“不能”)推断A基因与B基因的位置关系,原因是________。
(2)进一步研究发现,乙和丙均在某条常染色体(非Ⅱ号染色体)上插入一个B基因,请利用乙、丙及野生型小鼠设计杂交实验,证明乙和丙插入B基因的染色体是一对同源染色体。请写出实验设计思路:________。
(3)研究人员发现小鼠体内存在两对与A/A⁻紧密连锁的R基因和D基因,并推测是R基因或D基因作用导致基因型为AA-的雌性个体只能产生含A-的配子。研究人员利用分别敲除R基因、D基因、R基因和D基因的AA-雌性小鼠与某雄性小鼠进行杂交并统计子代患病情况及⁻比例,结果如下表。请完善预期结果和结论。
序号
处理方式
F1
③
敲除R基因
正常个体∶患病个体=?
④
敲除D基因
正常个体∶患病个体=?
⑤
同时敲除R基因和D基因
正常个体∶患病个体=3∶1
由实验⑤可知,上述雄性小鼠基因型为________。若实验③和④的F1中正常个体:患病个体的比例分别为________,则说明是R基因影响了雌配子的类型。
(4)科研人员提取实验②的子代雄性小鼠尾尖组织细胞DNA,扩增A、A⁻和B基因,并选用图3中的某种限制酶对扩增产物进行完全酶切,将酶切产物电泳,结果如图1所示;图2为A和A⁻的部分序列;图3为限制酶识别序列。综合分析,使用了限制酶________进行了切割,图1中条带________表示B基因,图2中________(填“a”或“b”)链表示A的部分序列。
【答案】(1) 3:5 不能 不论A基因与B基因是否连锁,杂交结果相同
(2)将乙(丙)小鼠与野生型雄鼠杂交,在F1中选取患病雄鼠与丙(乙)杂交得F2,将F2中患病个体与野生型小鼠杂交,统计后代表型比
(3) AA 3:1和1:1
(4) Ⅲ 3 a
【详解】(1)雌性纯合多囊肾病小鼠(A-A-)与雄性野生型小鼠(AA)杂交,得到雄性小鼠甲基因型为AA-(无B基因,记为bb即AA-bb),乙是正常纯合AA插入1个B基因,基因型为AABb。甲产生雄配子Ab:A-b=1:1,乙产生雌配子AB:Ab=1:1,后代基因型及患病情况:AABb(有B,全患病)、AAbb(无B无A-,全正常)、AA-Bb(有B,全患病)、AA-bb(无B,雌性正常/雄性患病)。总正常个体占(AABb)1/2×1/2+(雌性AA-bb)1/2×1/2×1/2=3/8,患病占5/8,故正常:患病=3:5。无论B是否插入A所在的Ⅱ号染色体,甲和乙产生的配子种类及比例都不变,杂交子代比例都不变,因此不能推断位置关系。
(2)若乙和丙插入B基因的染色体是一对同源染色体,由于乙(AABb)和丙(AABb)均为雌性小鼠,仅考虑B/b,所以先将乙Bb(丙Bb)小鼠与野生型雄鼠bb杂交,再在F1中选取患病雄鼠Bb与丙Bb(乙Bb)杂交得F2(患病:不患病=3:1),将F2中患病个体(1/3BB、2/3Bb)与野生型小鼠bb杂交,统计后代表型比(F2中患病个体产生配子B:b=2:1,野生型产生配子为b,所以后代患病:正常=2:1);若乙和丙插入B基因的染色体不是一对同源染色体(乙用B1表示,丙用B2表示,对应无B的同源染色体分别用b1和b2表示),让乙B1b1b2b2(丙b1b1B2b2)小鼠与野生型雄鼠b1b1b2b2杂交,再在F1中选取患病雄鼠B1b1b2b2(b1b1B2b2)与丙b1b1B2b2(乙B1b1b2b2)杂交得F2(患病:不患病=3:1),将F2中患病个体(1/3B1b1B2b2、1/3B1b1b2b2、1/3b1b1B2b2)与野生型小鼠b1b1b2b2杂交,统计后代表型比(F2中患病个体产生配子B1B2:B1b2:b1B2:b1b2=(1/3×1/4):(1/3×1/4+1/3×1/2):(1/3×1/4+1/3×1/2):(1/3×1/4+1/3×1/2+1/3×1/2)=1:3:3:5,野生型产生配子为b1b2,所以患病:正常=7:5)。
(3)同时敲除R和D后,雌性AA-可正常产生A:A-=1:1的雌配子,后代正常:患病=3:1,说明雄性仅产生A配子,基因型为AA(子代AA:AA-=1:1,因为含A-杂合的雄鼠才会患病,所以正常:患病=(1+1/2):1/2=3:1)。若R基因影响雌配子类型:实验③敲除R基因(R功能消失,D不影响):雌配子A:A-=1:1,后代AA:AA-=1:1,患病仅为AA-雄性,占1/4,故正常:患病=3:1。实验④敲除D基因(R功能保留):R使A雌配子致死,仅产生A-雌配子,后代全为AA-,雌性正常雄性患病,雌雄比例1:1,故正常:患病=1:1。
(4)对比A、A-序列和限制酶识别序列:仅限制酶Ⅲ识别GTAC,a链存在GTAC切点,b链不存在该切点(限制酶Ⅰ、Ⅳ在a、b链中切割位点相同,两条链中没有限制酶Ⅱ切割位点),因此使用限制酶Ⅲ,A和A-结果才会不同,电泳结果才符合图1:由于甲AA-bb和丙AABb杂交,F1中雄性有AA-bb切割后有3个条带(其中A或者A-被切成两段,一个完整的A或者A-,b不存在没有条带)、AA-Bb切割后有4个条带(其中A或者A-被切成两段,一个完整的A或者A-,一个B)、AABb切割后有2或3个条带(若a表示A的部分序列则3个“A切出的两段+一个B”,若a表示A-的部分序列则2个“一个A+一个B”)、AAbb切割后有2或1个条带(若a表示A的部分序列则2个“A切出的两段”,若a表示A-的部分序列则1个“一个A”),据图1可知没有1个条带的个体,所以a链表示A的部分序列,则AA-bb切割后有3个条带(A切成的两段,和A-)和AA-Bb切割后有4个条带(A切成的两段,以及A-和B各一个)不同的条带3为B基因。
13.(2026·山东泰安·二模)水稻的香粒/无香粒和正常叶/皱叶,这两对相对性状分别由等位基因A/a、D/d控制。科研人员将纯合香粒皱叶品系P1与纯合的无香粒正常叶品系P2杂交,F1自交,F2的表型及比例为香粒皱叶∶无香粒正常叶∶香粒正常叶∶无香粒皱叶=66∶16∶9∶9。减数分裂时,一对同源染色体上的不同对等位基因之间可发生交换,两对等位基因相距越远,发生交换的机会越大;相距足够近则不发生交换。
(1)F1的表型是______,F2中出现香粒正常叶的原因是______,F2香粒正常叶中杂合子所占比例为______。若F1与无香粒正常叶进行杂交,则子代的表型及比例是______。
(2)SNP是DNA上单个碱基对替换形成的序列多态性,不同品系水稻个体中,同一SNP位点的碱基对类型可能不同。为确定基因A/a的位置,科研人员测定了品系P1和品系P2中的SNPn2(位于2号染色体)和SNPn5(位于5号染色体)位点的碱基对类型,结果如图所示。现提取若干上述F2代无香粒植株细胞中的DNA,并将所有不同株DNA等量混合,扩增、测序并统计所有植株的SNPn2和SNPn5位点的碱基对类型及比例。若SNPn2位点的检测结果为______,SNPn5位点的检测结果为______,则基因A/a位于5号染色体上,且与SNPn5距离足够近。
(3)水稻的条锈病由条形柄锈菌引起的。科研人员诱变处理品系P2,获得了稳定遗传的抗锈病品系P3,检测发现这是由基因E突变为基因e所致。为进一步确定基因E/e、基因A/a及基因D/d在染色体上的位置关系,让品系P3与品系P1杂交,获得的F1与品系P3再进行杂交,获得的F2表型及株数如下表所示。
F2表型
香粒皱叶不抗病
无香粒正常叶抗病
香粒正常叶抗病
无香粒皱叶不抗病
香粒正常叶不抗病
无香粒皱叶抗病
香粒皱叶抗病
无香粒正常叶不抗病
株数
402
398
61
59
37
38
3
3
①分析实验结果可知,F1中基因E/e、基因A/a及基因D/d在染色体上的位置关系为______(要求:用横线表示染色体,字母表示相关基因,黑点表示基因所在染色体位置)。
②若让F1自交,后代中无香粒正常叶抗病个体所占的比例为______。
【答案】(1) 香粒皱叶 F1减数分裂Ⅰ时发生染色体片段交换,产生了少量Ad配子 8/9 香粒皱叶:无香粒正常叶:香粒正常叶:无香粒皱叶=4:4:1:1
(2) 碱基对为A/T的与碱基对为G/C的数量比为1:1 碱基对全为G/C
(3) 4/25
【详解】(1)根据题意可知,将纯合香粒皱叶品系P1与纯合的无香粒正常叶品系P2杂交,F1自交,F2的表型及比例为香粒皱叶∶无香粒正常叶∶香粒正常叶∶无香粒皱叶=66∶16∶9∶9。单独分析每对性状,子二代中香粒∶无香粒=(66+9)∶(16+9)=3∶1,皱叶∶正常叶=(66+9)∶(16+9)=3∶1,因此可知,香粒、皱叶是显性性状,F1为双杂合子AaDd,表型为香粒皱叶。亲本基因型为AADD、aadd,子二代的分离比不是9∶3∶3∶1,说明两对基因位于一对同源染色体上,子二代无香粒正常叶aadd占16%,因此可知子一代AaDd产生的配子ad占4/10,根据亲本基因型可知,A和D连锁,a和d连锁,因此子一代产生的AD配子也占4/10,而Ad、aD两种配子各占比例为1/10,即由于F1减数分裂Ⅰ时发生染色体片段交换,产生了少量Ad配子,因此子二代可出现香粒正常叶A_dd的个体,子一代产生的四种雌雄配子比例均为AD∶ad∶Ad∶aD=4∶4∶1∶1,子二代香粒正常叶(A_dd)中杂合子(Aadd)所占比例为(4/10×1/10×2)÷(4/10×1/10×2+1/10×1/10)=8/9。F1与无香粒正常叶(aadd)测交,配子频率直接对应子代表型比例,因此子代表型比为香粒皱叶∶无香粒正常叶∶香粒正常叶∶无香粒皱叶=4∶4∶1∶1。
(2)若基因A/a位于5号染色体上,且与SNPn5距离足够近,则A/a与SNPn5表现为完全连锁,根据P1为AA,P2为aa,可知与A连锁的SNPn5位点中的碱基对为A-T,而与a连锁的SNPn5位点中的碱基对为G-C,P1和P2杂交得到的子一代为Aa,子二代无香粒植株aa的细胞中SNPn5应全部来自亲本P2,因此SNPn5位点的检测结果应为碱基对全为G/C,而2号染色体上的SNPn2应与5号染色体上的基因自由组合,因此子二代无香粒植株aa中的2号染色体存在三种情况,两条2号染色体全部来自P1;一条2号染色体来自P1,另一条2号染色体来自P2;两条2号染色体全部来自P2,三者之间的比例为1∶2∶1,因此子二代无香粒植株aa中的SNPn2位点的检测结果应为:碱基对为A/T的与碱基对为G/C的数量比为1∶1。
(3)根据题意可知,科研人员诱变处理品系P2,获得了稳定遗传的抗锈病品系P3,检测发现这是由基因E突变为基因e所致。因此P2基因型为aaddEE,P3基因型为aaddee,让品系P3与品系P1杂交,获得的F1(AaDdEe)与品系P3(aaddee)再进行杂交,根据表格数据可知,统计得到的子二代中A_D_E∶aaddee∶A_ddee∶aaD_E_∶A_ddE_∶aaD_ee∶A_D_ee∶aaddE_=402∶398∶61∶59∶37∶38∶3∶3,由于P3只产生一种配子ade,因此可推测AaDdEe产生的配子类型和比例为ADE∶ade∶Ade∶aDE∶AdE∶aDe∶ADe∶adE=402∶398∶61∶59∶37∶38∶3∶3,ADE和ade为未发生互换的配子,根据Ade和aDE配子占比高于其它类型,可知D和E距离较近,A和E的距离较远,因此容易互换出Ade和aDE配子,即F1中基因E/e、基因A/a及基因D/d在染色体上的位置关系为,由于子一代产生的ade的配子约占398÷(402+398+61+59+37+38+3+3)≈4/10,则子一代自交得到的无香粒正常叶抗病个体(aaddee)所占比例为4/10×4/10=4/25。
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