内容正文:
六 遗传的基本规律
(20分钟 30分)
一、选择题:本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.从性遗传是指由常染色体上基因控制的表型受个体性别影响的现象。某种动物的毛色有黄色和白色,分别由基因B、b控制,且纯合白毛(雌性)×纯合白毛(雄性)→白毛(雌性)、黄毛(雄性)。下列说法错误的是( )
A.亲本中雌性和雄性的基因型分别是BB、bb
B.基因型为bb的雌、雄个体的表型没有差异
C.只有基因型为BB、Bb的雄性个体表现为黄毛
D.子一代雌雄个体相互交配,后代表型比为黄毛∶白毛=3∶2
【解析】选D。由“某种动物的毛色有黄色和白色,分别由基因B、b控制,且纯合白毛(雌性)×纯合白毛(雄性)→白毛(雌性)、黄毛(雄性)”,推出亲代雄性和子代雄性基因型不同,则亲代雌性和雄性基因型不同,则亲本中雌性和雄性的基因型分别是BB、bb,A正确;基因型为bb的雌、雄个体的表型没有差异,均为白毛,B正确;只有基因型为BB、Bb的雄性个体表现为黄毛,其他均为白毛,C正确;子一代雌雄个体(Bb)相互交配,后代表型比为黄毛(BB、Bb的雄性)∶白毛(BB、Bb的雌性、 bb的雌、雄性)=3∶5,D错误。
2.(2025·济南模拟)丝瓜为雌雄同株异花植物,现将两个丝瓜品种P1(♀)和P2(♂)进行间行种植获得F1,F1自交获得F2,结果如图所示。不考虑基因突变和染色体变异,下列叙述错误的是( )
A.丝瓜味苦性状至少受到两对等位基因控制
B.P1(♀)和P2(♂)进行间行种植时,需要进行人工去雄和套袋
C.P1(♀)和P2(♂)杂交获得F1属于杂交育种过程,原理是基因重组
D.F2不苦植株中能稳定遗传的纯合子植株占3/7
【解析】选B。F2中味苦∶不苦=271∶209≈9∶7,为9∶3∶3∶1的变式,可知丝瓜味苦性状至少受到两对等位基因的控制,A正确;因为丝瓜为雌雄同株异花植物,故P1(♀)和P2(♂)进行间行种植时,不需要进行人工去雄,但需要套袋处理,B错误;P1(♀)和P2(♂)杂交获得F1可以使双亲的基因自由组合,基因重组可以将双亲控制不同性状的优良基因组合于一体,因此属于杂交育种过程,原理是基因重组,C正确;假设控制味苦性状的两对等位基因用A/a和B/b表示,则F1基因型为AaBb,F2中不苦植株的基因型及比例为3/7A_bb、3/7aaB_和1/7aabb,其中能稳定遗传的纯合子为1/7AAbb、1/7aaBB和1/7aabb,即占3/7,D正确。
【加固训练】
玉米是雌雄同株异花植物。玉米的叶型有阔叶和窄叶两种表型,由一对位于常染色体上的等位基因(N/n)控制。将纯合阔叶与纯合窄叶植株间行种植得F1,其中窄叶亲本所结籽粒发育成的植株有阔叶和窄叶。选取F1中部分阔叶植株与窄叶植株杂交,所得F2中阔叶∶窄叶=5∶1。下列分析正确的是( )
A.玉米植株的叶型中窄叶为显性性状
B.用玉米做杂交实验可以省去套袋这一步骤
C.F1的玉米植株只有Nn一种基因型
D.选取的F1阔叶植株中纯合子所占比例为2/3
【解析】选D。窄叶亲本所结籽粒发育成的植株有阔叶和窄叶,说明阔叶是显性性状,窄叶是隐性性状,A错误;玉米是雌雄同株异花植物,为防止异花传粉,杂交实验需要套袋,B错误;纯合阔叶(NN)与纯合窄叶(nn)植株间行种植,窄叶亲本所结籽粒有Nn(杂交产生)和nn(自交产生)两种基因型,C错误;设F1阔叶植株中纯合子(NN)所占比例为x,则杂合子(Nn)所占比例为(1-x)。与窄叶植株(nn)杂交,F2中窄叶植株(nn)比例为(1-x)×1/2=1/6,解得x=2/3,即选取的F1阔叶植株中纯合子所占比例为2/3,D正确。
3.某种动物的毛色由常染色体上的一组复等位基因A1、A2和A3控制(A1、A2和A3都可独立表达)。如图表示各基因与其控制的酶之间的关系,下列叙述错误的是( )
A.该图体现基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制毛色
B.该动物种群中关于毛色的基因型共有6种,其中有3种为纯合子
C.该动物种群中毛色为褐色的个体一定为纯合子
D.为确定白色雄性的基因型,只能选择多头褐色雌性与其交配
【思维建模】
答案:D。
4.玉米是雌雄同株异花植物,为培育具有多种优良性状的玉米新品种,科研人员将抗虫基因A、高产基因B和耐旱基因D各一个转入野生型玉米中(转入细胞质或细胞核),获得一株转基因玉米,并利用组织培养技术获得了多株克隆植株。科研人员利用该批转基因玉米甲和野生型玉米乙为材料,设计了以下杂交实验。不考虑基因突变,下列说法正确的是( )
杂交组合
亲本
F1的表型及比例
一
甲(♀)×乙(♂)
①
二
甲(♂)×乙(♀)
②
三
甲(♀)×甲(♂)
③
A.玉米无性染色体,故理论上①和②的表型及比例相同
B.若基因A被转入细胞核中,则②和③中均可出现抗虫性状
C.若B、D基因转入同一条染色体上,则③中表型之比为1∶2∶1
D.若A、B、D基因转入同一条染色体上,则③的表型之比一定为3∶1
【解析】选B。玉米虽然无性染色体,但是如果基因在细胞质中,会影响杂交后代的表型,①(甲为母本)和②(甲为父本)的表型及比例不一定相同,A错误;若基因A转入细胞核,甲作为父本(组合二)会将A基因传给部分子代(甲为杂合Aa,子代50%抗虫);组合三为甲自交,子代中抗虫比例为75%,因此,两种杂交的子代中均会出现抗虫性状,B正确;若B、D基因转入同一条染色体且完全连锁,甲自交时子代基因型为:25%纯合(BBDD)、50%杂合(BbDd)、25%野生型(bbdd),表型比例为3∶1(高产耐旱∶野生型),而非1∶2∶1,C错误;若A、B、D基因转入同一条染色体上,在不考虑互换的情况下,③的表型之比可能为3∶1,但如果考虑互换,表型比例会发生变化,D错误。
【加固训练】
(2025·清远模拟)玉米一般是雌雄同株异花植物,植株的顶端着生雄花序,叶腋着生雌花序,通过对玉米性别相关突变体的研究,发现有两对等位基因与其性别类型有关且两对基因符合自由组合定律,雌花序由基因B控制,雄花序由基因T控制。当基因型为bb时,植株不能在原来位置长出雌花序;当基因型为tt时,植株中原来雄花序的位置长出雌花序,某同学用雌株和雄株做杂交实验,F1全为雌雄同株。以下说法错误的是( )
A.亲本基因型为bbTT×BBtt或BBTT×bbtt
B.F1自交,F2有9种基因型,3种表型
C.F2中雄株基因型有2种,表型都是仅顶端着生雄花序
D.用F1与仅顶端着生雌花序的雌株做测交实验,可以验证自由组合定律
【解析】选A。雌株和雄株杂交,若F1中全部是雌雄同株,则F1的基因型为BbTt,进而推知亲本基因型为bbTT×BBtt,A错误;F1的基因型为BbTt,F1自交,F2有9种基因型(BBTT、BBTt、BbTT、BbTt、BBtt、Bbtt、bbTT、bbTt、bbtt),3种表型[雌雄同株(B_T_)、雌株(B_tt、bbtt)、雄株(bbT_)],B正确;F2中雄株基因型有2种,它们分别是bbTT、bbTt,表型都是仅顶端着生雄花序,C正确;F1的基因型为BbTt,仅顶端着生雌花序的雌株的基因型为bbtt,用F1与仅顶端着生雌花序的雌株做测交实验,子代基因型及其比例与F1产生的配子的种类及其比例相同,可以验证自由组合定律,D正确。
5.某种雌雄同株的白菜,其花色和叶球颜色分别受一对等位基因控制,两对性状独立遗传。研究发现,黄花植株自由交配,子代有黄花和橘花;黄叶球植株自交,子代会出现黄叶球、橘叶球和白叶球;若植株花色为橘色,则其叶球也一定为橘色。该白菜种群不存在遗传致死现象,下列叙述正确的是( )
A.该白菜种群有9种基因型、6种表型
B.白叶球植株自交,子代不可能出现橘叶球
C.橘叶球植株自交,子代橘叶球∶黄叶球可能为 1∶3
D.黄叶球植株自交,子代可能出现6∶4∶3∶3的分离比
【解析】选D。已知花色受一对等位基因控制,有显性和隐性2种表型,叶球颜色受一对等位基因控制且存在不完全显性,有3种表型。若植株花色为橘色,则其叶球也一定为橘色,该白菜种群的表型种类为4种,A错误。若植株花色为橘色,则其叶球也一定为橘色,白叶球植株自交,子代可能出现橘叶球,B错误。黄叶球植株自交,子代会出现黄叶球、橘叶球和白叶球,推测橘叶球植株为纯合子,其自交后代全为橘叶球,不会出现黄叶球,所以子代橘叶球∶黄叶球不可能为1∶3,C错误。假设黄叶球植株的基因型为Bb,若其自交,子代的基因型及比例为BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,表型为黄叶球∶橘叶球∶白叶球=2∶1∶1,再结合花色的遗传,若黄花植株的基因型为Aa,其自交子代的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,表型为黄花∶橘花=3∶1。当考虑花色和叶球颜色这两对相对性状时,若植株花色为橘色,则其叶球也一定为橘色,子代可能出现(3∶1)×(1∶2∶1)=6∶4∶3∶3的分离比,D正确。
6.野生型茄子的花和果皮因含有花青素而呈现紫色。花青素能起到清除自由基、抗氧化的作用。研究者用甲、乙两白花白果纯合突变体进行杂交,所得结果如图所示。
下列说法正确的是( )
A.控制花色的2对基因可能位于1对同源染色体上
B.控制果皮色的3对基因满足基因的自由组合定律
C.茄子一共含有5对与花青素合成有关的等位基因
D.白花或白果茄子因无法清除自由基而不能存活
【解析】选B。由于甲、乙是白花白果纯合突变体,杂交后F1为紫花紫果,所以甲、乙均发生隐性突变,F2中表型比例为27∶9∶28,其中花色为:紫花∶白花=(27+9)∶28=9∶7,为9∶3∶3∶1的变式,这说明花色至少受两对等位基因控制,位于两对同源染色体上,A错误;控制果皮色的3对基因独立遗传,遵循自由组合定律,B正确;茄子至少含有5对与花青素合成有关的等位基因,C错误;自由基不会导致死亡,甲和乙均为白花白果,说明白花或白果的茄子能存活,D错误。
7.大白菜开两性花,是我国常见的栽培蔬菜。其雄性不育与可育是一对相对性状,雄性不育不能产生正常可育花粉的原因主要涉及核质互作控制机制,即只有受到细胞质不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制才会导致雄性不育。相关基因表示为:核基因Rf/rf(Rf为显性可育基因,rf为隐性不育基因)、细胞质基因N/S(N为可育基因,S为不育基因)。下列有关叙述错误的是( )
A.N和S基因为一对等位基因,位于一对同源染色体上,遗传时遵循基因的分离定律
B.与核质互作相关的基因型有6种,雄性可育基因型有5种,雄性不育基因型只有1种
C.将(S)RfRf(♂)与(N)rfrf(♀)进行杂交,子代基因型为(N)Rfrf,表现为雄性可育
D.将(S)rfrf(♀)与(N)rfrf(♂)进行杂交,所产生的子代在进行杂交实验时都无须去雄
【解析】选A。N和S基因为细胞质基因,不在染色体上,遗传时不遵循基因的分离定律,A错误。依题意,与核质互作相关的基因型为:(S)rfrf、(S)RfRf、(S)Rfrf、(N)rfrf、(N)RfRf、(N)Rfrf共6种。只有受到细胞质不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制才会导致雄性不育,故只有基因型为(S)rfrf的个体表现为雄性不育,B正确。细胞质基因只能由母本遗传给子代,核基因遗传遵循分离定律。将(S)RfRf(♂)与(N)rfrf(♀)进行杂交,子代基因型为:(N)Rfrf,表现为雄性可育,C正确。将(S)rfrf(♀)与(N)rfrf(♂)进行杂交,子代基因型为(S)rfrf,表现为雄性不育,利用其为材料进行杂交实验时都无须去雄,D正确。
【知识拓展】核质互作雄性不育
由核基因和细胞质基因相互作用共同控制的雄性不育类型。核基因,可育基因R对不育基因r是显性;质基因,可育基因为N,不育基因为S。核基因和质基因的关系:细胞质的可育基因N可使花粉正常发育,细胞核的可育基因R能够抑制细胞质不育基因S的表达。
核质互作不育型有关基因型与表型的关系如下:
8.玉米籽粒大小由两对基因R/r和Q/q控制。亲本的R/r基因对籽粒中Q/q基因的表达起调控作用。科研人员利用小籽粒玉米(RRqq)和小籽粒玉米(rrQQ)进行了正反交实验,所结籽粒全为大籽粒或小籽粒,选取部分籽粒进行种植,F1种植后所结籽粒均发生性状分离,过程如图。再从F1和F2中选取部分籽粒单独种植。下列说法正确的是( )
A.F1大小籽粒基因型都为RrQq,籽粒大小与父本是否带基因R有关
B.F2大籽粒的基因型有6种,其中纯合子占1/9
C.从F2大籽粒植株中随机选一株自交,植株所结籽粒会发生性状分离的概率为1/2
D.随机从F2小籽粒植株中选一株给F1小籽粒植株受粉,所结籽粒中小籽粒占1/2
【解析】选D。依题意,亲本的基因型为RRqq、rrQQ,则F1的基因型为RrQq。正反交实验的F1(RrQq)自交所得F2都为大籽粒∶小籽粒=3∶1。P中的母本含R基因,F1中的母本含R基因,Q表现出性状,可推测母本中的r基因抑制了籽粒中Q基因的表达,A错误。F1基因型为RrQq,作母本时对F2籽粒中Q基因不表现抑制,若两对基因独立遗传,则F2大籽粒的基因型及比例为1RRQQ∶2RRQq∶2RrQQ∶4RrQq∶1rrQQ∶2rrQq,共6种,其中纯合子占(1+1)/(1+2+2+4+1+2)=1/6,若两对基因连锁,F2大籽粒的基因型有2种,其中纯合子占1/3,B错误。若两对基因独立遗传,F2中大籽粒自交,会发生性状分离的个体一定不含rr,且Q/q这对基因杂合,故会发生性状分离的个体的基因型及比例为:2RRQq∶4RrQq,所占比例为(2+4)/(1+2+2+4+1+2)=1/2;若两对基因连锁,植株所结籽粒会发生性状分离的概率为2/3,C错误。F1小籽粒植株的基因型为RrQq,接受花粉,作母本。母本中含R基因不抑制籽粒中Q基因的表达,则子代籽粒大小取决于Q/q这对基因。F2中小籽粒的基因型为RRqq、Rrqq、rrqq,则qq(F2小籽粒植株)与Qq(F1小籽粒植株)杂交,子代基因型及比例为1Qq∶1qq,所结籽粒中小籽粒占1/2,D正确。
9.某雌雄异株植物的花色由常染色体上可独立遗传两对等位基因A/a和B/b控制。雄株中全隐开白花,其余基因型开红花;雌株中全隐开白花,其余基因型开红花或粉花。但该植物性别比例受温度影响,为进一步探究温度影响下花色变化规律,研究人员在某温度(t1)下选取两株纯合植株为亲本进行杂交,得到F1花色均为红色;接着选取F1中的雌雄各一株进行杂交,得到F2中红花雄株、红花雌株、粉花和白花比例为60∶11∶4∶5。下列说法正确的是( )
A.两株纯合亲本的基因型可能相同
B.F1的基因型可能有3种
C.t1温度条件下F2中雄株比例为3/5
D.F2雌株中粉花植株占1/4
【解题指南】解答有关通过子代分离比确定两对或多对基因位置关系的题目时,有时需要对题目提供的数据进行变式整合,如上述题目提供“F2中红花雄株、红花雌株、粉花和白花比例为60∶11∶4∶5”,将其变式整合为“F2中(红花+粉花)∶白花=75∶5=15∶1”。
【解析】选D。由F1中红花的雌雄株杂交,F2中(红花+粉花)∶白花=75∶5=15∶1,是9∶3∶3∶1的变式,推测F1基因型是AaBb,则两个亲本基因型不同,A、B错误;F2中雄株有60+4=64,t1温度条件下F2中雄株比例为64/(60+11+4+5)=4/5,C错误;F2中雌花(红色+粉色)∶白色=15∶1,F2雌株中粉花所占比例为4/16=1/4,D正确。
二、非选择题:共1小题,共12分。
10.(12分)(2025·吉林模拟)某雌雄异株的二倍体植物的性别由位于第5号染色体上的等位基因M/m控制,决定雄性的M基因对决定雌性的m基因为完全显性。该植物的阔叶与窄叶由基因B/b控制,抗病与不抗病由基因D/d控制。某研究人员利用一阔叶抗病雄株和一阔叶抗病雌株进行杂交,子一代中阔叶抗病雄∶阔叶抗病雌∶阔叶不抗病雄∶阔叶不抗病雌∶窄叶抗病雌∶窄叶不抗病雌=6∶3∶2∶1∶3∶1。回答下列问题:
(1)(4分)若不考虑突变和减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换,在该植物的性别、叶形及是否抗病的遗传中,除基因M/m外,基因______也位于第5号染色体上,判断依据是_______________________________________。
【解析】(1)阔叶和阔叶杂交,子代出现了窄叶,说明阔叶是显性性状,抗病和抗病杂交,子代出现了不抗病,说明抗病是显性。根据亲子代表型可知,阔叶抗病雄株基因型为MmBbDd,阔叶抗病雌株基因型为mmBbDd,若基因B/b在5号染色体上,则雄株产生的配子种类及比例为MB∶mb=1∶1或Mb∶mB=1∶1,雌株产生的配子种类及比例为mB∶mb=1∶1,子代的表型为阔叶雄株∶阔叶雌株∶窄叶雌株=2∶1∶1,或者阔叶雄株∶窄叶雄株∶阔叶雌株=1∶1∶2,不考虑基因D/d,子代的表型为阔叶雄株∶阔叶雌株∶窄叶雌株=2∶1∶1,和题干中的杂交结果相同,说明基因B/b也位于第5号染色体上(由于M、m基因是控制性别的,若B、b基因也存在于5号染色体上,则阔叶和窄叶和性别相关联,而子代中窄叶只出现在雌性中,满足要求,而抗病和不抗病在雌雄个体中表型及比例均为3∶1,与性别无关)。
答案:(1)B/b 在甲和乙的杂交子代中,叶形的遗传与性别有关,抗病和不抗病的遗传与性别无关(窄叶只出现在雌性中或窄叶和阔叶的遗传和性别相关联)
(2)(4分)为阐明抗病与不抗病的遗传基础,研究人员克隆出基因D,将D基因导入某不抗病甲品系中,获得了转入单个D基因的转基因乙品系。假定转入的D基因已插入d基因所在染色体的非同源染色体上,乙品系与甲品系植株杂交,子代表型及比例为______________;乙品系植株相互授粉,子代表型及比例为______________________。
【解析】(2)不抗病甲品系基因型为ddOO,已知D和d所在的染色体为非同源染色体,获得了转入单个D基因的转基因乙品系基因型为ddDO,甲品系产生的配子为dO,乙品系产生的配子为dD、dO,比例为1∶1,子代基因型及比例为ddDO∶ddOO=1∶1,子代表型及比例为抗病∶不抗病=1∶1。乙品系植株相互授粉,乙品系产生的配子为dD、dO,比例为1∶1,子代基因型及比例为ddDD∶ddDO∶ddOO=1∶2∶1,子代表型及比例为抗病∶不抗病=3∶1。
答案:(2)抗病∶不抗病=1∶1 抗病∶不抗病=3∶1
(3)(4分)研究人员分别给多株阔叶雄株各导入一个A基因,使M基因和A基因位于同一条染色体。所得到的转基因植物分别与窄叶雌株杂交,子代表型及比例有以下3种情况:①全为窄叶雌株;②窄叶雄∶阔叶雌=1∶1;③全为阔叶雌株。若不考虑突变和减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换,可推测:当5号染色体上________________________时,含有该染色体的花粉完全失活。这些转基因植株的基因型有______(没有等位基因的位置可用O表示)。
【解析】(3)由于雌株基因型是mm,所以雄株基因型只能是Mm,阔叶植株基因型为BB或Bb,因此这些转基因植株的基因型有AOBBMm或AOBbMm。由于M基因和A基因位于同一条染色体,因此这些转基因植株能产生的配子种类及比例为ABM∶Bm=1∶1或ABM∶bm=1∶1或AbM∶Bm=1∶1,理论上子代表型及比例为阔叶雄株∶阔叶雌株=1∶1或窄叶雄株∶阔叶雌株=1∶1或阔叶雄株∶窄叶雌株=1∶1,对比实际结果推断是由于当5号染色体上A、B、M基因位于一条染色体上时(A、B基因位于一条染色体上)时,含有该染色体的花粉完全失活。
答案:(3)A、B、M基因位于一条染色体上(A、B基因位于一条染色体上) AOBBMm或AOBbMm
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