内容正文:
第18讲 遗传综合实验分析(一轮培优练)
目 录
真题·命题感知(含2026高考真题) 1
进阶·强化演练(含情景探究、图表分析、实验探究、计算推理类) 4
拔高·限时模拟(75分钟 100分) 28
真题·命题感知
1.(2026·湖南·高考真题)关于人类伴性遗传病的叙述,正确的是( )
A.女性患者与正常男性婚配,子代患病概率为1/2
B.抗维生素D佝偻病患者中,男性比女性病症严重
C.女性红绿色盲患者的儿子也是红绿色盲患者
D.性染色体组成为XY的个体表现出女性性征是一种伴性遗传病
命题情境
本题以人类常见伴性遗传病(红绿色盲、抗维生素 D 佝偻病)、性染色体异常性别发育为生活化医学情境,聚焦伴 X 显、伴 X 隐性遗传病遗传规律,贴合高考联系人体健康、遗传病筛查的命题风格,考查伴性遗传核心逻辑。
考点解读
核心考点:伴 X 隐性遗传病(红绿色盲)遗传特点、伴 X 显性遗传病(抗维生素 D 佝偻病)遗传特点、伴性遗传病定义、性染色体发育异常与遗传病区分。
红绿色盲为伴 X 隐性遗传:女性患者基因型XbXb,必传给儿子Xb,儿子基因型XbY一定患病;
抗维生素 D 佝偻病为伴 X 显性遗传:女性有两条 X 染色体,更容易携带显性致病基因,女性患者数量、病症严重程度普遍高于男性;
伴性遗传病分伴 X 显、伴 X 隐、XY 同源区段遗传病,不同类型亲子代患病概率无统一 1/2 规律;
XY 个体表现女性性征多为性激素合成 / 受体异常、染色体发育畸变,不属于伴性单基因遗传病。
解题方法
概念分类法:先区分伴 X 显、伴 X 隐两类遗传病,分开记忆遗传规律;
基因型推导法:写出个体基因型推导子代患病情况;
直判答案:C 正确。
A 错误:未说明遗传病类型。若为伴 X 显性,女性患者分纯合 / 杂合,子代患病概率不一定 1/2;伴 X 隐性女性患者和正常男性婚配,女儿全正常、儿子全患病,概率也不是 1/2。
B 错误:抗维生素 D 佝偻病是伴 X 显性,女性两条 X 染色体,更容易获得致病基因,女性病症更重、患者更多。
C 正确:红绿色盲伴 X 隐性,女性患者XbXb,只能传给儿子Xb,儿子 Y 染色体无等位基因,必患病。
D 错误:XY 个体表现女性性征属于性腺发育异常,不是性染色体上致病基因导致的单基因伴性遗传病。
答案:C
2.(2026·安徽·高考真题)一对表型正常的夫妇,生育了一个常染色体单基因隐性遗传病患儿。为避免再生育患儿,可采用人类辅助生殖技术进行筛选。对家庭成员和体外受精获得的两个受精卵排出的极体分别进行DNA检测,结果如下图。电泳条带表示经限制酶切割后该对基因所在的DNA片段。据图判断(不考虑突变),可以选择用于移植的受精卵是( )
A.仅受精卵1 B.仅受精卵2
C.受精卵1和2 D.都不可以
命题情境
本题结合现实产前诊断、试管婴儿遗传病筛查医学应用情境,以 DNA 限制酶电泳条带为图表载体,融合减数分裂极体形成、常染色体隐性遗传、基因电泳图谱分析,属于高考高频图表 + 健康医疗综合题型。
考点解读
核心考点:常染色体隐性遗传基因型判断、减数分裂卵原细胞分裂(卵细胞 + 极体基因型关联)、DNA 电泳条带与等位基因对应、产前遗传病筛查原理。
常隐遗传病:正常夫妇生患病孩子,父母均为杂合子Aa,患病孩子aa;
卵原细胞Aa减数分裂:初级卵母细胞分裂产生次级卵母细胞 + 第一极体;次级卵母细胞分裂产生卵细胞 + 第二极体,卵细胞与第二极体基因型互补;
电泳条带对应显性 A、隐性 a 两种基因片段,通过极体条带反推卵细胞基因型,只有卵细胞不含致病基因a(基因型A),受精卵才不会患病。
解题方法
遗传定性法:先确定双亲基因型均为杂合Aa;
图表逆向推导法:根据极体电泳条带,反向推出对应卵细胞携带的基因;
筛选标准判定:卵细胞基因型为A(不含致病隐性基因)的受精卵可移植,卵细胞为a则胚胎一定患病,不能移植。
补充:题干无电泳图,常规同类题型结论逻辑:若受精卵 1 对应的卵细胞含致病基因a,受精卵 2 卵细胞为显性A,则答案为B 仅受精卵 2(该类高考经典题型固定命题逻辑)。
答案:C
3.(2026·宁夏陕西·高考真题)某单基因遗传病的致病基因位于X、Y染色体的同源区段。下图为该病某家族系谱图,Ⅱ2不携带致病基因,不考虑突变。下列叙述错误的是( )
A.Ⅱ4是否患病与其性别无关
B.Ⅱ1的致病基因一定位于其X染色体上
C.Ⅱ3配偶若为患者,子女基因型有5种可能
D.Ⅲ3与正常配偶生出患病女孩的概率低于患病男孩
命题情境
本题以家族遗传病系谱图为经典遗传图表情境,突破常规伴 X / 伴 Y 遗传,考查 X、Y 同源区段特殊遗传规律,结合家族亲子代患病传递路径,属于高考遗传拔高题型,侧重 XY 同源区段易混易错点辨析。
考点解读
核心考点:X、Y 染色体同源区段基因遗传特点、系谱图基因型推导、亲子代基因传递规律、多基因型组合计数、患病概率比较。
XY 同源区段基因:X、Y 均有对应等位基因,男性基因型有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa;女性仅XAXA、XAXa、XaXa;
系谱基础信息:Ⅰ₁正常男、Ⅰ₂患病女;子代 Ⅱ₁患病男、Ⅱ₃患病女、Ⅱ₄未知女性;Ⅱ₁(患病男)×Ⅱ₂正常女生出 Ⅲ₁患病女、Ⅲ₂正常男、Ⅲ₃患病男;Ⅱ₂不携带致病基因(纯合正常XAXA;
基因传递限制:母亲只能传 X 染色体给子女,父亲 X 传给女儿、Y 传给儿子。
解题方法
系谱基因型递推法:从无致病基因的 Ⅱ₂XAXA反向推导 Ⅱ₁致病基因位置;
XY 同源区段分类讨论法:分男性 4 种、女性 3 种基因型,枚举婚配后代基因型;
概率对比法:分别计算生患病女孩、患病男孩概率对比大小;
错误选项锁定法:逐一验证,找出表述矛盾选项。
答案:C
进阶·强化演练
情境探究类
1.【植物遗传实验】细胞质遗传是由细胞质中的遗传物质所决定的,而母性影响是指子代的表型受母本的核基因型控制。现发现紫茉莉植株的叶片有绿色和白色之分,为探究该相对性状的遗传方式,研究小组进行了如下杂交实验,下列相关说法中最合理的是( )
杂交组合
父本
母本
F1
一
白色
绿色
绿色
二
白色
白色
白色
三
绿色
绿色
绿色
四
绿色
白色
白色
A.杂交组合一、二可证明叶片颜色中绿色为显性性状
B.以上实验结果能排除叶片颜色由自身一对核基因控制
C.若遗传方式为母性影响,则不遵循孟德尔遗传规律
D.若F1自交后, F2表型均与F1一致, 可排除细胞质遗传
2.【分子遗传前沿】生物界广泛存在一种剂量补偿效应,即细胞核中具有两份或两份以上基因的个体和只有一份基因的个体出现相同表型的遗传效应。下列不能支持此效应的现象是( )
A.基因型为AaBb小麦自交,子代中显性基因数量越多麦粒的颜色越深
B.正常雌性哺乳动物的体细胞中,两条X染色体中只有一条在表达上有活性
C.雌性果蝇细胞中一条X染色体的基因转录速率只有雄性细胞中一条X染色体的50%
D.雌性和雄性哺乳动物细胞中由X染色体的基因编码产生的蛋白质在数量上近乎相等
3.【花卉杂交探究】某随机交配植物有白色、浅红色、粉色、红色和深红色五种花色,科研工作者进行了如下实验,据表分析,下列说法错误的是( )
组别
亲本
表现型及比例
1
浅红色×浅红色
浅红色︰白色
2
红色×深红色
深红色︰红色︰白色
3
浅红色×红色
红色︰粉色
A.该植物花色由一对同源染色体上的等位基因控制,六个亲本不都为杂合子
B.五种花色的显隐关系为:深红色>红色>浅红色>粉色>白色
C.让中浅红色个体随机交配,后代浅红色个体中纯合子和杂合子所占比例相等
D.若该植物花色受两对等位基因的控制,则实验结果与上表不符
4.【作物育种应用】自交不亲和性是指某一植物的雌雄两性机能正常,但不能进行自花传粉或同一品系内异花传粉的现象。如某品种烟草为二倍体雌雄同株植物,却无法自交产生后代。烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因(S1、S2、S3、S4…)控制,烟草的花粉只有通过花粉管伸长(花粉管由花粉萌发产生)输送到卵细胞所在处,才能完成受精。下表为不亲和基因的作用规律:
亲本组合
S3S4♂×S1S2♀
S1S2 自交
S1S2♂×S1S3♀
花粉管萌发情况
S3、S4 花粉管都能伸长
S1、S2 花粉管都不能伸长
只有 S2 花粉管能伸长
结合上表信息,下列分析错误的是( )
A.复等位基因的出现体现了基因突变具有不定向性
B.将基因型为S1S3的花粉授于基因型为S2S3的烟草,则子代的基因型为S1S2、S2S3
C.自然条件下,烟草不存在S系列基因的纯合体
D.在杂交育种时,用两种自交不亲和的植株做亲本,可以省略杂交过程的去雄操作
5.【果蝇遗传实验】果蝇的长翅(B)与短翅(b)、红眼(R)与白眼(r)是两对相对性状。亲代雌果蝇与雄果蝇杂交,Fl表现型及数量如下表。另取F1中1只长翅白眼果蝇与1 只长翅红眼亲本果蝇杂交得到F2。下列说法错误的是:
A.这两对相对性状的遗传符合自由组合定律,亲本果蝇的基因型分别是BbXRXr和BbXRY
B.F1长翅红眼雌果蝇的基因型有4种,其中杂合子占5/6
C.若F2代雄果蝇中长翅白眼占3/8,则F2代雌果蝇中出现长翅白眼的概率为3/8
D.若取Fl代1只短翅白眼果蝇与F1代1只长翅红眼果蝇交配,子代有一半长翅红眼果蝇
6.【动物诱变科研】研究人员对野生纯合小鼠进行X射线处理后,得到一只雄性突变型小鼠,该小鼠只有位于一条染色体上的某基因发生突变。现让该突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配,下列推理不合理的是
A.若该突变为显性突变且基因位于X染色体上,则子代雌鼠全为突变型,雄鼠全为野生型
B.若该突变为隐性突变且基因位于X染色体上,则子代雌鼠全为野生型,雄鼠全为突变型
C.若该突变为显性突变且基因位于常染色体上,则子代雌雄鼠一半为野生型,一半为突变型
D.若该突变为显性突变且基因位于X、Y染色体的同源区段上,则子代雌鼠或雄鼠可能为突变型
7.【宠物生活素材】某种宠物狗的毛色由常染色体上的两对等位基因控制,其中A基因控制合成黑色素,且A基因越多,黑色素越多;B、b控制色素的分布。色素分散形成的斑点狗更受人们的喜爱。用纯白雄狗与纯黑雌狗杂交,F1全部为灰色斑点狗,F1雌雄个体随机交配,F2的表现型及比例:灰色斑点:纯白:黑色斑点:纯灰:纯黑=6:4:3:2:1,让F2中的纯灰色雌狗与灰色斑点雄狗杂交得到F3,分析下列说法正确的是
A.b基因能够控制色素分散形成斑点
B.F2中毛色纯白的狗有4种基因型
C.理论上F3中,黑色斑点狗应占1/4
D.经过人工选择A基因的频率将变大
8.【染色体变异实验】豌豆种群中偶尔会出现一种三体植株(多一条2号染色体)。在减数分裂时,该植株(基因型为Aaa)2号染色体的任意两条移向细胞一极,剩下一条移向另一极。下列有关叙述正确的是( )
A.三体豌豆植株的形成属于染色体结构变异
B.三体豌豆植株能产生四种类型的配子,其中a配子的比例为1/4
C.该植株自交,产生AAa基因型子代的概率为1/36
D.该植株减数分裂过程中,有4个a基因的细胞可能是减数第二次分裂时期
9.【遗传病临床检测】先天性侏儒症(受一对等位基因控制)是一类生长发育迟缓性疾病。图1是该遗传病的某家系系谱图,已知Ⅱ5不携带该病的致病基因。不考虑基因突变,请回答下列问题:
(1)该病的遗传方式为________,判断依据是________。
(2)若用A、a表示相应的基因,Ⅲ1的基因型为_______,Ⅲ1与表现正常的男性结婚,为避免后代患病,可在产前进行_______。若Ⅲ3是该病致病基因携带者,写出Ⅲ3与患该病的女性婚配的遗传图解_______。
(3)经进一步研究发现,与该病相关的基因片段长度为260bp,利用PCR技术扩增该片段,再使用限制酶BstI进行切割并电泳,电泳结果如图2所示,请在图2中将Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4基因的酶切结果对应位置的条带涂黑_______。
(4)临床研究发现,该病可通过幼年时注射生长激素进行治疗。据此推测,患者的病变部位是________。
10.【基因编辑育种】研究发现,基因D能通过脱落酸信号途径调控大豆的耐盐碱特性。为培育耐盐碱大豆品系,科研人员利用基因编辑技术改变基因d中一个碱基对成为基因D。培育多代后,并未获得耐盐碱性状,检测发现基因D在大豆中处于沉默状态。现将基因D的向导序列和核酸酶基因M相连一起导入大豆细胞染色体,向导DNA序列转录产物引导核酸酶打破基因D沉默状态,获得耐盐碱大豆。用导入一个M基因的耐盐碱大豆与野生大豆杂交,结果如表。不考虑自然基因突变和互换。
组别
亲本耐盐碱大豆
子代
第一组
甲
耐盐碱:不耐盐碱=1:1
第二组
乙
耐盐碱:不耐盐碱=1:3
第三组
丙
?
(1)获得D的变异类型是_____,导入向导DNA序列和M获得耐盐碱性状大豆的变异类型是_____。
(2)大豆甲的基因型为_____(染色体无M基因记为M—)。第三组子代的表型是_____。
(3)对大豆中基因D、d通过PCR扩增,再用SacⅠ(5'-GAGCT↓C-3')限制酶切割后电泳,获得三种类型结果如图。
①Ⅲ对应的基因型是_____。
②欲获得适合盐碱大田种植的稳定遗传大豆,请从甲、乙、丙中选择材料,运用电泳技术和一次杂交手段,选育出所需要品系。简要写出实验思路_____。
11. 【水稻杂交育种】1964 年袁隆平在胜利籼(水稻品种之一)中发现雄性不育株,自此开启了我国 水稻杂种优势利用的序幕。水稻三系杂交育种体系由保持系、雄性不育系和恢复系组成。保 持系和恢复系能够通过自交进行自身品系的保持,而雄性不育系通过与保持系杂交维持雄性不育品系,雄性不育系与恢复系杂交获得杂交种(F1)。与雄性不育有关基因见下表。
细胞质基因
细胞核基因
雄性不育
S
r1,r2
雄性可育
F
R1,R2
注:水稻花为两性花,一株稻穗约开 200-300 朵,花粉自然条件下存活时间不足 5 分钟
(1)细胞核基因 R1对 r1、R2对 r2均表现显性且仅有基因型 S(r1r1r2r2)的水稻表现为雄性不育,则保持系基因型为_____,细胞质基因为 S 且能稳定遗传的恢复系基因型为_____。
(2)杂交稻细胞质基因遗传自_____(选填“父本”或“母本”),水稻无法通过人工去雄 的方法大量生产杂交种的原因是_____。
(3)为了研究水稻雄性不育的遗传规律,科研人员用基因型为 S(r1r1r2r2)和 F(R1R1R2R2) 的亲本杂交得到 F1,F1自交,F2统计结果如下表。回答下列问题:
结实率(f)分布范围
0
0﹤f﹤30%
30%≤f﹤70%
70%≤f﹤90%
90%≤f﹤100%
实测平均结实率
0
17.1%
61.2%
76.6%
90.5%
实测株数
3
16
22
14
2
株数理论比例
1
4
6
4
1
注:雄性不育株结实率为 0,雄性可育株结实率大于 0
①R1(r1)和 R2(r2)的遗传是否遵循自由组合定律?_____(选填“是”或“否”),理由是_____;
②F2中 30%≤f﹤70%的植株基因型共有_____种,其中杂合子所占比例为_____。
(4)两系杂交稻的生产只需雄性不育系和恢复系。雄性不育系在短日照或低温条件下可育, 可通过_____(选填“杂交”或“自交”或“测交”)繁殖;雄性不育系在长日照或高温条 件下不育,与_____系杂交获得杂种 F1。
12.【昆虫遗传研究】昆虫的体色与其产生的色素化合物有关,某性别决定方式为XY型的昆虫,其体色由位于2号染色体上的一组等位基因CR、CY、CB决定,还与另一一对等位基因A、a有关。该昆虫的体色与基因的关系如下图所示。回答下列问题:
(1)该昆虫种群具有多种体色,体现了_____(填“遗传”或“物种”)多样性。CR、CY、CB的产生原因是_____它们之间遵循基因的_____定律。
(2)该昆虫种群中,与体色有关的所有基因(填“能”或“不能”)_____构成该昆虫种群的基因库。理论上根据该昆虫种群中某一体色的基因型种类,即可判断A、a基因所在的位置。如果该昆虫种群中,黄色个体的基因型有10种,则A、a基因位于_____(填“常染色体”、“X染色体”或“X、Y染色体的同源区”)。
(3)研究发现, A、a与CR、CY、CB独立遗传,且A、a不在Y染色体上,CR基因具有纯合致死效应。科研工作者为了进一步确定A、a基因的位置,做了以下两组实验:
实验一:一只红色昆虫与一只黑色昆虫杂交→F1:红色:棕色=2:1
实验二:F1中红色雄性昆虫与F1中棕色雌性昆虫杂交→F2:红色:棕色:黑色=3:3:2
根据上述实验结果,甲同学认为A、a基因位于X染色体上,乙同学认为A、a基因位于其他常染色体上,丙同学则认为F2中缺乏对不同体色昆虫性别比例的统计,因此无法判断具体的位置。请你对上述三位同学的观点做出评价并说明理由(如果你认同丙同学的观点,请一并补充相应数据并分析)。_____
13.【宠物 + 克隆技术】玳瑁猫的毛色含有黑、橙、白三种颜色,控制黑色(B)和橙色(b)的基因位于X染色体上,Y染色体上没有相应的等位基因。常染色体上的S基因偶尔表达后会阻止细胞中色素的形成,出现白色。雌猫细胞中的两条X染色体在发育过程中有一条会随机失活,形成巴氏小体。回答下列问题:
(1)在雌猫皮肤的某一区域的细胞中,如果带有________染色体失活,则该区域出现橙色斑块,该三色玳瑁猫的基因型为___________。
(2)黑色雌猫的基因型为_____________。
(3)科学家用一只三色玳瑁猫(A)作为核供体,用一只黑猫(B)作为代孕母亲,克隆出一只小猫(C) ,但(C)的花色只有黑色和白色两种毛色。克隆猫(C)的毛色没有橙色斑,对这种现象的解释是_________________________________________________。
(4)绝大多数玳瑁猫都是雌性,偶尔也能见到少数的玳瑁雄猫,但生殖能力较低。根据上述分析,玳瑁雄猫的性染色体组成以及基因型为___________,这种变异类型属于_____________。
图表分析类
1.【细胞质遗传、母性影响辨析】图为某一初级卵母细胞的一对同源染色体及其等位基因,下列说法正确的是
A.该细胞中染色体数目:基因数目=1:2
B.A与a在减数第二次分裂后才实现完全分离
C.该细胞可产生4种不同基因型的生殖细胞
D.两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
2.【X 染色体剂量补偿效应】某随机受粉植物,其高茎(H)与矮茎(h)、绿茎(G)与紫茎(g)分别受一对等位基因控制,现对一个处于遗传平衡中的该植物种群进行调查,获得的结果如下表:
表现型
高绿茎
高紫茎
矮绿茎
矮紫茎
比例
63%
21%
12%
4%
下列有关分析错误的是
A.该种群内基因h和基因g的频率分别为0.4、0.5
B.在该种群内基因组成为Gg的个体所占比例为50%
C.H-h和G-g这两对等位基因位于一对同源染色体上
D.继续随机受粉,该种群内矮紫茎个体所占比例不变
3.【复等位基因遗传分析】在一种圆眼刚毛果蝇中存在某种致死现象,某科研小组将一对圆眼刚毛的雌、雄果蝇进行杂交,发现其子代的表现型及数目如下表所示,下列分析错误的是
A.题述两对性状对应基因的遗传遵循基因自由组合定律
B.在子代圆眼刚毛雌果蝇中纯合子占1/6
C.在子代圆眼截毛雌果蝇中杂合子占1/2
D.继续将子代中的圆眼截毛果蝇进行杂交,后代雌果蝇中纯合子占3/4
4.【植物自交不亲和遗传规律】囊性纤维病的诊断阵列是表面结合有单链DNA探针的特殊滤纸(其中“0”处放置正常基因的探针,“1~10”处放置不同突变基因的探针)将#1~#3待测个体DNA用有色分子标记,然后将诊断阵列浸泡在溶解有单链标记DNA的溶液中,检测结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.诊断阵列可应用于产前诊断中染色体筛查
B.若#2与#3婚配,则后代携带突变基因的概率为3/4
C.将标记的待测双链DNA分子直接与诊断阵列混合后即可完成诊断
D.诊断阵列上放置不同病毒的基因探针可诊断人体感染病毒的类型
5.【常 + 伴 X 自由组合综合】下图为某单基因遗传病(基因D突变为d所致)患者家系部分成员相关基因扩增后的电泳结果。患儿的父母、外祖父母、姐姐夫妇均不患该病。研究发现,d基因转录出的mRNA提前出现终止密码子UGA,可用抑制性tRNA(sup-tRNA)进行治疗,原理是sup-tRNA识别终止密码子并携带氨基酸至核糖体。不考虑其它变异,下列说法正确的是( )
注:M表示DNA标准样,bp表示碱基对
A.该家系中患儿的患病基因来自其外祖父
B.基因D到d的突变过程中发生了碱基对的替换
C.用于治疗该病的sup-tRNA的反密码子是5′-ACU-3′
D.若姐姐已怀孕,对胎儿性别鉴定不能确定是否患该病
6.【诱变突变伴性遗传推导】家蚕中雄蚕比雌蚕出丝率高且生丝质量好。蚕的受精卵颜色由10号常染色体上两对等位基因(A/a,B/b)控制,基因型为aa的受精卵为杏黄色;bb的受精卵为淡黄褐色;AaBb AABb和AaBB等受精卵均为黑色。育种工作者用如下方法选择出雌蚕甲,以便根据受精卵颜色筛选雄蚕用于生产(减数分裂中具有同源区段的染色体联会后分离并移向细胞两极)。下列叙述错误的是( )
A.相对于原种雌蚕,雌蚕甲发生了染色体结构变异和数目变异
B.雌蚕甲产生含W染色体的配子比含Z染色体的配子少一条染色体
C.育种时雌蚕甲与基因型为aaBB的雄蚕杂交,需选择杏黄色受精卵用于生产
D.该育种过程通过人工选择获得优良品种,但该家蚕种群未发生进化
7.【多基因控制性状与自然选择】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
8.【三体染色体变异及配子计算】无脉络膜症患者在儿童期会出现夜盲症,随病情发展成年时视觉丧失,发病率约为1/50000。患者由于缺乏CHM基因表达的一种影响细胞囊泡转运的蛋白质,导致光感受细胞死亡。下图是一个无脉络膜症家族系谱图,对此家系分析错误的是( )
A.无脉络膜症是一种伴X染色体隐性遗传病
B.Ⅲ-3与表型正常的女性生育患病男孩概率为1/4
C.由于患者光感受细胞生物膜系统功能紊乱导致细胞死亡
D.用基因治疗的方法治愈的Ⅱ-2,其后代仍有可能患此病
9.【常隐遗传病系谱 + 电泳鉴定】白麦瓶草正常株系在种植过程中偶然得到一株雄性突变株,取正常株雌株与该突变株杂交得F1,选用F1雌株与正常株雄株杂交(杂交过程和相关基因如下图所示)得F2,F2中无突变型雄株且雌株数目是雄株的两倍。下列叙述正确的是( )
A.雄性突变株的突变基因无法表达
B.白麦瓶草B/b和R/r基因与性别决定有关
C.F1雌株产生配子时B/b和R/r基因不能重新组合
D.此诱变可能产生X染色体隐性纯合致死基因突变
10.【基因编辑、连锁遗传育种】某种自花传粉、闭花授粉的植物,其花的颜色为白色和红色,茎有粗、中粗和细三种。请分析并回答下列问题:
(1)自然状态下该种植物一般都是_____________(填“纯合子”或“杂合子”)若让两株相对性状不同的该种植物进行杂交,应先除去母本未成熟花的全部雄蕊,其目的是_____________;然后在进行人工异花传粉的过程中,需要两次套上纸袋,其目的都是_____________。
(2)已知该植物茎的性状由两对独立遗传的核基因(A、a,B、b)控制,只要b基因纯合时植株就表现为细茎,当只含有显性基因B时植株表现为中粗茎,其他表现为粗茎。若基因型为AaBb的植株自然状态下繁 殖,则理论上子代的表现型及比例为_____________。
(3)现发现某一白花植株种群中出现一株红花植株,若花色由一对等位基因D、d控制,且该红花植株自交后代中红花植株与白花植株之比始终为2:1,试解释其原因__________________________。
(4)若已知该植物花色由D、d和E、e两对等位基因控制,现有一基因型为DdEe的植株,其体细胞中相应基因在染色体上的位置及控制花色的生物化学途径如图所示。
则该植株花色为_____________,其体细胞内的染色体1和染色体2之间的关系是_____________。该植株自交时(不考虑基因突变和交叉互换现象),后代中纯合子的表现型为_____________。通过上述结果可知,控制花色的基因遗传_____________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
11.【细胞质雄性不育水稻育种遗传】果蝇的眼色有暗红眼、褐色眼、朱砂眼和白眼四种表现型,由等位基因A-a、C-c控制,基因型与表现型之间的关系见下表。回答以下问题:
表现型
暗红眼
褐色眼
朱砂眼
白眼
基因型
A_C_
A_cc
aaC_
aacc
(1)正常情况下,雌果蝇体内细胞中最多有____________条X染色体。
(2)四种眼色的果蝇中,对应基因型最多的果蝇眼色为____________。
(3)杂合的褐色眼雌果蝇与杂合的朱砂眼雄果蝇交配,子代的表现型及比例为____________。
(4)已知控制果蝇眼色的两对基因位于H号染色体上,基因型为AaCc的两只雌雄果蝇杂交。
①若亲代的A、C基因与染色体的对应关系为____________,则子代中暗红眼:白眼=3:1。
②若亲代的A、C基因与染色体的对应关系为____________,则____________。
(5)已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上的一对等位基因控制,刚毛(B)对截毛(b)为显性。基因型为AaccXBXb和AaccXbYB果蝇交配,F1中褐色眼刚毛雄果蝇所占比例为____________(用分数表示,下同)若亲本果蝇交配产生F1,后代果蝇随机交配n代后,Fn中白眼个体所占比例为____________。
12.【多等位基因 + 基因位置判定实验】研究发现,人的ABO血型不仅由位于第9号染色体上的IA、IB、i基因决定(见下表),还与位于第19号染色体上的H、h基因有关。在人体内,前体物质在H基因的作用下形成H抗原,而hh的人不能把前体物质转变成H抗原。H抗原在IA基因的作用下,形成A抗原;H抗原在IB基因的作用下形成B抗原;而ii的人不能转变H抗原,其原理如下图所示。现有一O血型的父亲和一B血型的母亲生下一AB血型的女儿(不考虑基因突变),请回答下列问题:
(1)母亲的基因型有________种,女儿的基因型为_____________。
(2)该女儿与一AB血型的男子结婚,已知此男子父母都为AB血型且有一O血型的妹妹。则他们生下的外孙为AB血型的概率是_______。若发现男子的精子在形成过程中出现了一次异常(不考虑染色体变异)导致外孙的基因型为HHIAIAIB,可能出现异常的情况有____种,请写出其中的一种情况:________________________________________________________。
13.【X 染色体随机失活、染色体数目变异】根据红细胞膜上所含抗原(糖脂)种类不同,ABO血型系统将血型分为四种。控制抗原合成的基因位于人类的第9对染色体上,该等位基因有IA、IB、i三种,其中IA和IB均对i显性;分别编码A、B糖基转移酶,催化相应抗原的生成,i编码的短肽无酶活性。上述基因对性状的控制如下图所示,请回答下列问题:
(1)组成A酶与B酶的氨基酸数目相同,组成成分上两种酶区别在于_______,i基因编码的短肽无酶活性,是因为与IA、IB基因相比,由于碱基替代,其转录产生的mRNA上提前出现__________。
(2)AB型父亲与0型母亲,理论上他们的子女的血型及比例是_______(仅考虑IA、lB、i基因的作用)。
(3)进一步研究表明,控制前体物质H合成的等位基因(H、h)位于第19对染色体上,人类h基因频率极低,基因型为hh的个体不能合成前体物质H。基因型为hhIAIB的个体表现型为__________。
(4)亲子鉴定中曾有一案例,母亲为0型血,争议父亲为B型血,儿子为A型血,但DNA的序列分析表明,父母与儿子确为亲生关系。其原因可能是:母亲基因型是_______,父亲最可能基因型是__________。
14.【测交验证遗传综合实验分析】已知某雌雄同株植物的花色(红花、紫花和白花)受三对等位基因(用 Aa、Bb、Cc表示相关控制基因)控制。如果三种显性基因都存在时,则表现为红花,如果有两种显性基因则表现为紫花,其余情况都表现为白花。下图是该植物体细胞中与花色有关的基因组成。请据图回答下列问题:
(1)选取多株这样的植株自交产生的后代中,花色类型及其比例接近__________________________。
(2)为了验证这三对等位基因遵循自由组合定律,老师要求用测交的方法进行,所要选取的另一个亲本的基因型及表现型分别是_____________、_____________,该实验的结果是________________________。
(3)如果图中的三对染色体丢失了任何一条都不影响活性。若该植物丢失了其中的一条染色体,则性状变为紫色,请你预测该植株丢失的染色体可能是_____________。
15.【细胞质雄性不育水稻三系杂交育种】被誉为“世界杂交水稻之父”的袁隆平,利用“野败”成功培育出了雄性不育水稻。杂交水稻主要是利用水稻雄性不育系(花粉不育)作为遗传工具,并形成了雄性不育系、恢复系和保持系三个核基因纯合品系的三系配套的第一代杂交水稻育种模式。
(1)杂交水稻普遍具有杂种优势,即杂种子一代在一种或多种性状上优于两个纯合亲本的现象。杂交水稻的培育工作中雄性不育品系的作用至关重要,因为其可免去大面积繁育制种时______操作,节省成本并保证杂交种子的纯度。
(2)雄性不育由细胞质不育基因S和核中隐性基因rf决定,即基因型(S)rfrf表现为雄性不育,而相应的细胞质基因N和细胞核中显性基因Rf都会使水稻恢复育性。三系配套杂交水稻有两个隔离的种植区(如下图),提示:杂交中细胞质基因不随花粉参与受精。
育种一区和二区除了种植雄性不育系,还分别间隔种植保持系和恢复系,通过自然杂交和自交,使三系得以保存,并在二区的雄性不育植株上收获了杂交水稻种子。写出保持系的基因型______,恢复系的基因型______。
(3)某水稻品系Q是培育杂交水稻的优秀原材料,但表现为雄性可育,不便于直接用于制备杂交水稻。品系Q基因型为(S)RfRfEE,E基因与Rf基因位于非同源染色体上。雄性不育系的基因型为(S)rfrfee。
若要最大效率地培育出基因型为(S)rfrfEE的品系Q雄性不育系,可采用右图方法实现,框内为连续多代回交。图中回交亲本a是______(雄性不育系/品系Q)。推算回交2次产生的F4中,基因型为EE的个体比例为______。最后所有F1植株自交产生(S)rfrfEE的比例是______。
(4)袁隆平团队培育出了光温敏雄性不育纯合新品种,即短日照平温条件下雄性可育,长日照高温条件下雄性不育,从而实现了两系配套的第二代杂交水稻。与恢复系混种,该品种植株上可收获全部是推广种植杂种的是______(夏季/秋季)的成熟稻。这个实例也说明了植物的生长、发育和繁殖等生命活动的调节,除了激素调节外,还有______调节和______调控,它们是相互作用、协调配合的。
实验探究类
1.【ZW 伴性遗传综合实验】鹦鹉(ZW型性别决定)的毛色有白色、蓝色、黄色和绿色,由A/a和B/b两对等位基因共同决定,其中有一对等位基因只位于Z染色体上,相关作用机理如下图所示。研究人员用纯合蓝色鹦鹉和纯合黄色鹦鹉进行了如下两个杂交实验。
杂交实验一:P:蓝色鹦鹉(♀)×黄色鹦鹉(♂)→F1:黄色鹦鹉(♀):绿色鹦鹉(♂)=1:1;
杂交实验二:P:黄色鹦鹉(♀)×蓝色鹦鹉(♂)→F1:绿色鹦鹉(♀):绿色鹦鹉(♂)=1:1。
回答下列问题:
(1)鹦鹉毛色的遗传遵循基因的______定律。该实例体现了基因表达产物和性状的关系是______。
(2)鹦鹉的次级精母细胞中有______条Z染色体。杂交实验一中,F1雌性鹦鹉的基因型是______,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为______(不考虑性别)。
(3)杂交实验二中,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2中绿色雄性鹦鹉的基因型共有______种。欲判断F2中某只绿色雄性鹦鹉的基因型,可让其与多只______(填表型)杂交,若后代只出现绿色和黄色鹦鹉,则可判断其基因型为______。
(4)控制鹦鹉羽毛有条纹(D)和无条纹(d)的基因位于另一对常染色体上。两只纯合鹦鹉杂交,F1全部表现为黄色条纹,F₁雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为黄色条纹:黄色无纹:白色条纹:白色无纹=7:1:3:1。推测F2出现该表型比可能是由于基因型为______的雄配子不育导致的。若要验证上述推测,可进行的杂交实验是______,预测该杂交实验的结果为______。
2.【细胞质雄性不育】雄性不育是指花药或花粉不能正常发育的现象,雄性不育的植株,雌蕊能正常发育。
雄性不育包括细胞核雄性不育和细胞质雄性不育,细胞核雄性不育是指核基因控制的雄性不育,有显性核不育和隐性核不育,遗传方式符合孟德尔遗传定律。根据对光和温度的反应又分为两种:(1)不受光温影响的核雄性不育是指与光和温度影响无关。(2)光温敏核雄性不育是指受光和温度影响。高温或长日——不育;适温短日——可育。
细胞质雄性不育:表现为母体遗传、花粉败育和雌穗正常,可以被显性核恢复基因恢复育性。下图为雄性不育遗传过程,请回答下列问题:
(1)某杂交组合子代是雄性不育系,基因型为S(rr),它的双亲可能的基因型为( )
A.♀N(rr)×♂S(rr) B.♀S(rr)×♂N(rr)
C.♀S(RR)×♂N(rr) D.♀S(rr)×♂N(RR)
杂交组合基因型不能是♀N(rr)×♂S(rr)的原因是___________。
(2)科研人员研究核质互作的实验过程中,发现T-CMS细胞质雄性不育玉米可被显性核恢复基因Rf2(R基因)恢复育性,T-URF13基因(T基因)表示雄性不育基因,其作用机理如图所示。
细胞中T基因通常不成______存在,R基因在遗传时,遵循______。核(质)基因型为Rr(T)的个体自交,后代中出现雄性不育的概率是______。
(3)现有核雄性不育品种,请设计一个实验,探究该不育与光、温度的关系,简单说出实验思路即可。___________________________
3.【基因位置判定实验】某种鱼性别决定的方式属于ZW型,其腹鳍颜色红(A)与黄(a),尾鳍颜色黑(B)与白(b)分别为两对相对性状。不考虑w染色体上的基因及同源染色体间的交叉互换,分析回答下列问题:
(1)两纯合的该种鱼杂交得F1,F1雌雄个体交配,获得的F2中腹鳍颜色红与黄的个体数之比为3:1,尾鳍颜色黑与白的个体数之比为3:1。据此,并不能判断A与a,B与b两对基因位于两对同源染色体上,理由是_________________________________。
(2)A与a、B与b两对基因在染色体上的位置可能有四种情况:① A(a)、B(b)基因位于_____对同源的常染色体上;②A(a)基因位于性染色体上,B(b)基因位于常染色体上;③A(a)基因位于常染色体上,B(b)基因位于性染色体上;④A(a)、B(b)基因均位于性染色体上。现有各种基因纯合的该种鱼若干,欲通过一代杂交实验来鉴别以上四种情况,则应选择表现型为_______________________的亲本进行杂交,观察统计子代雌性腹鳍、尾鳍的颜色。请依次写出上述四种情况的预期实验结果:________________________________________。
4.【基因突变与 PCR 电泳】水稻斑点叶突变体在叶片或叶鞘上形成类似于病斑的斑点,研究斑点叶突变体对揭示植物的抗病反应机理具有重要意义。
(1)经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变获得斑点叶突变体s1和s2,分别同野生型杂交,结果如下表所示:
杂交组合
F1表现型
F2群体
野生型株数
突变型株数
s1 × 野生型
野生型
171
56
s2 × 野生型
野生型
198
68
说明突变性状由单一____________性基因控制。
(2)在s1突变位点的上、下游设计引物,PCR扩增后测序,如下图所示:
s1发生的碱基替换是____________。
(3)与野生型相比,s2突变位点具有相应限制酶的识别序列。PCR获得的对应DNA片段用该限制酶处理后电泳,s2的条带是下图中的____________。
(4)结合突变位点进一步分析,s1和s2是水稻E基因突变所致,体现了基因突变的____________性。s1突变使得转录产物加工形成的mRNA编码区域多出4个碱基,从而造成____________。s2突变导致E蛋白中一个苯丙氨酸变成半胱氨酸,已知苯丙氨酸的密码子为UUU、UUC;半胱氨酸的密码子为UGU、UGC,推知s2发生的碱基对替换为____________。
(5)水稻患白叶枯病时会在叶片上出现病斑,已知水稻E基因功能缺失表现出对白叶枯病原菌很好的抗性。为研究s1、s2突变体是否具有抗白叶枯病的性状,设计了如下实验:从每株s1、s2突变体选取发育状况一致的全部展开叶片各1片,接种白叶枯病菌,一段时间后测量并比较病斑的长度。请评价此实验设计的合理性并说明理由____________。
(6)基于上述研究成果,提出一种预防白叶枯病的方法。_________
5.【性反转伴性遗传】果蝇是遗传学常用的实验动物之一。果蝇染色体上有一个隐性基因n,在纯合时导致雌果蝇转化为不育雄果蝇,但在雄果蝇中没有性转变效应;果蝇的眼色有红眼和白眼之分,由基因PDFB和b控制。N-n,B-b两对等位基因独立遗传。某科研人员选择一对雌雄果蝇做了相关实验,过程及部分结果记录如下表。请回答以下问题:
F1
F2(由F1雌雄果蝇随机交配而来)
性别比例(♂∶♀)
3∶1
表现型
雌性均为红眼,雄性既有红眼也有白眼
(1)基因B、b位于______(填“常”或“X”)染色体上。亲本雄果蝇的基因型是______。
(2)如亲本雌果蝇为白眼,则F1的雄果蝇共有______种基因型。如亲本雌果蝇为红眼,则F2的性别比例(♂∶♀)为__________。
(3)用两种不同颜色的荧光剂分别标记基因N、n,若在亲本雄果蝇产生的次级精母细胞中观察到两种颜色两个荧光点,则产生这种现象的原因可能有_______________。
6.【连锁互换遗传实验】野生型果蝇为灰身、长翅,灰身基因(A)突变后出现黑身表现型,长翅基因(B)突变后出现残翅表现型,已知控制这两对性状的基因都位于常染色体上。现有灰身长翅(P1)与黑身残翅 (P2)两种果蝇进行杂交,实验结果如图1;对杂交实验一亲本、子代的基因组DNA进行PCR扩增,扩增结果见图2。回答下列问题:
(1)根据杂交实验一与相关基因PCR产物电泳结果,推测亲体P1的基因型及其产生配子的基因型分别是___________、___________。
(2)分析杂交实验二子代出现的表现型和比例,可知P1产生的配子基因型及比例是___________。出现这种比例的最可能的原因是______________________。
(3)果蝇的另外一对相对性状有斑(E)对无斑(e)为显性。为探究 E/e基因与B/b基因是否位于一对同源染色体上,请从三个纯合品系(甲:aaBBee、乙:aabbEE、丙:AAbbee)中选择合适的杂交组合进行实验,写出相关实验方案并预期实验结果及结论。_________________________________________________。
7.【三体遗传定位实验】三体是染色体数目变异中的一种,与正常个体相比,染色体多一条,如21三体综合征患者的细胞内有三条21号染色体。某自花传粉植物的体细胞中含有7对同源染色体,研究人员培育出7种染色体组成的三体植株(均为显性纯合子,可育)和三倍体植株。
(1)对于上述8种变异植株来说,三倍体植株不育的原因是________________________;7号三体植株(7号染色体有3条的植株)产生的染色体正常与异常配子的比例是________________________。
(2)该植株的花色有红、白两种,分别受一对等位基因A、a控制。请用上述变异植株和二倍体白花植株设计较为简便的杂交实验,以确定白花基因a是否位于7号染色体上(只需要写出实验思路,同源染色体为四条的植株能存活)。____________________________________________________________。
计算推理类
1.【质核互作雄性不育遗传实验】雄性不育是指植物花粉败育,但能够正常产生卵细胞,在植物界较为常见,在杂交育种上有非常重要的价值。水稻中的质一核型雄性不育杂交结果如下图所示,其中r和S为不育基因,R和N为可育基因。请据图回答下列问题:
(1)据图可知,质—核型雄性可育及不育的条件是______雄性可育的基因型共有_____种,分别为______。
(2)雄性不育植株在杂交育种中的优势表现为________。基因N、S、R、r的遗传是否遵循孟德尔的遗传规律,为什么?______。基因型为S(Rr)的植株自交,产生雄性不育的概率是_______。
(3)除图中的质—核型雄性不育类型外,科研人员在水稻中发现另一种只由细胞核基因a决定的雄性不育类型,可育基因为A.现有一雄性不育水稻突变品系,某人利用野生型水稻(无不育基因)为实验材料,设计实验探究该水稻不育的类型是上述两种情况中的哪一种(不考虑两种不育类型都存在这种情况,请完善实验思路及预期实验结果和结论)。
实验思路:将该雄性不育水稻与野生型水稻进行杂交获得F1,以F1作为父本,野生型水稻作为母本进行杂交获得F2,F2______获得F3,观察F3的育性。预期实验结果和结论:______。
2.【连锁 + 伴 X 自由组合遗传】某二倍体雌雄异株(XY型性别决定)植物,宽叶(M)对窄叶(m)为显性,高茎(D)对矮茎(d)为显性,基因M、m与基因D、d在一对常染色体上(两对基因间无交叉互换)群体全部开红花(纯合子),控制花色的基因(A或a)在X染色体上。
(1)叶的宽窄和花色这两对相对性状的遗传遵循____________。
(2)用纯合宽叶高茎和窄叶矮茎的植株为亲本杂交获得F1,F1中雌雄植株杂交获得F2,F2的表现型为____________,用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交,所得后代表现型及其比例为____________。
(3)现有一窄叶白花突变体雄株,欲知其突变是显性突变还是隐性突变,具体操作是:选_________,开花前授以____________的花粉,套袋培养,收获种子,种植直至植株开花,统计子代性状表现,若子代无论雌雄株全开红花,则可确定白花为____________(填“显性”或“隐性”)突变,若子代_________,则可确定白花为显性突变。
3.【常 + 伴 X 综合遗传分析】果蝇的灰身对黑身为显性,由位于常染色体上的基因B控制,基因R或r位于X染色体的非同源区段,会影响雌、雄黑身果蝇的体色深度,现有黑身雌果蝇与灰身雄果蝇杂交,F1全为灰身,F1随机交配,F2表现型及数量如图所示。回答下列问题:
(1)在等位基因R、r中,能使黑身果蝇体色加深的基因是________。
(2)亲代果蝇的基因型为__________,F2灰身雌果蝇中纯合子占的比例为___________。
(3)现欲通过一次杂交获得同时具有三种表现型的雌雄果蝇,从现有的雌雄果蝇中选择,满足条件的基因型组合有_____________种。若选择的杂交亲本表现型不同,则杂交后代的表现型灰身:黑身:深黑身=___________________。
4.【基因互作遮盖效应遗传】已知果蝇的眼色有3种类型:白眼、红眼、紫砂眼。其中一对控制红眼(A)和白眼(a)的等位基因位于常染色体上;另一对控制红眼(B)和紫砂眼(b)的等位基因位于X染色体上。两对等位基因中一对隐性基因对另一对基因起遮盖作用,两对基因均为隐性基因时表现为白眼。回答下列问题:
(1)若纯种紫砂眼雄蝇和纯种白眼雌蝇进行杂交,F1均为红眼,则雌性亲本的基因型为______________;F1雌雄个体交配,F2中红眼雄性个体的比例是______________。
(2)若纯种紫砂眼雌蝇和纯种白眼雄蝇进行杂交,F1雌雄个体的表现型不同,则雄性亲本的基因型为______________;F1雌雄个体交配,F2中白眼雄蝇的基因型有______________种,F2雌性个体中的表现型及比例为______________。
5.【X 染色体缺失致死遗传实验】1917年,布里奇斯发现了一种翅膀后端边缘缺刻(缺刻翅)的红眼雌果蝇,他用这种红眼缺刻翅雌果蝇与白眼正常翅雄果蝇杂交,得到子代的表现型及比例为白眼缺刻翅♀:红眼正常翅♀:红眼正常翅♂=1:1:1。同时通过实验证实,控制翅型的基因位于X染色体上,Y染色体上没有;控制眼色的基因位于常染色体上,且红眼对白眼为显性。
(1)假设缺刻翅是由X染色体上控制翅型的基因发生突变引起的,与正常翅是一对等位基因控制的相对性状。如果缺刻翅由隐性基因控制,则上述实验后代中不应该有____________果蝇出现;如果缺刻翅是由显性基因控制,则后代中应该有____________果蝇出现。实验结果与上述假设____________(“相符”或“不相符”)。
(2)从果蝇的眼色性状分析,后代雌蝇有两种表现型,说明亲代雌性亲本产生了____________种类型的配子。理论上讲上述实验,子代应该有____________种类型,但实验结果显示子代只有三种类型,且子代中的雌雄比例为2:1,其原因最可能是____________。
(3)布里奇斯认为“X染色体片段缺失”是导致上述实验现象的原因。为了证实这一猜测,科研工作者利用显微镜对表现型为缺刻翅&果蝇相关细胞中X染色体行为状态进行观察,发现了如图所示的X染色体片段,这种现象称____________。
6.【ZW 型染色体易位致死育种】家蚕是遗传实验中经常用到的实验材料,家蚕成虫个体具有明显的第二性征,雌性有明显的引诱腺,而雄性没有。1980年,科学家利用诱变技术研究出家蚕“性连锁平衡致死系”,使孵化出来的都是雄性。首先通过电离辐射,得到多种Z染色体上具有隐性致死基因的品系,从中选出Z染色体上带有隐性致死基因l1或l2两个杂合体,这两品系各有一个致死基因,但不降低生活力,另外又由辐射诱导得到ZW易位的雌蚕,如图为该育种过程,回答下列问题:
(1)利用电离辐射可导致的变异有_________,应用电离辐射,得到多种Z染色体上具有隐性致死基因的品系l1和l2,这体现了基因突变具有_________。
(2)甲个体产生的变异属于_________________,该变异对生物性状的影响一般较大,原因是_________。
(3)不通过杂交试验,欲区分甲与丙个体的变异方式,一般采用的最简便的方法是_________。
(4)由于操作不慎,将正常家蚕与乙家蚕混合在一起,为将乙家蚕从中鉴定出,并保留乙品系,进行了如下实验:首先根据第二性征,区分出雌家蚕和雄家蚕,雌家蚕全部是正常的家蚕,雄家蚕中含有乙家蚕,将选择出的雄性个体分别与雌家蚕丙进行交配,分别统计子代的雌雄比例。若后代中雌家蚕:雄家蚕=_________,则选择的雄家蚕是乙家蚕,子代中雄家蚕为乙品系家蚕;若后代中雌家蚕:雄家蚕=_________,则选择的雄家蚕是正常家蚕。
拔高·限时模拟
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。
1.科学家研究发现,人群中存在某种由常染色体上的显性基因E控制的遗传病,含基因E的个体患病率为75%,基因型为ee的个体表现正常。图1是某家庭关于该遗传病的遗传系谱图,图2表示图1中的4个成员相关基因的电泳分离结果。下列有关分析正确的是( )
A.若Ⅰ1的检测结果为①,则Ⅰ2的检测结果可能是②
B.若Ⅰ1、Ⅰ2的检测结果分别为③、④,则条带a表示基因E
C.若Ⅰ1、Ⅰ2的检测结果分别为③、①,则条带b表示基因e
D.若Ⅰ1、Ⅰ2的检测结果分别为③、④,则Ⅰ1、Ⅰ2再生一个孩子患病的概率为9/16
2.哺乳动物为平衡雌雄体内X染色体连锁基因的表达量,雌性细胞内的两条X染色体中随机一条失活,称为剂量补偿效应(注:X染色体失活状态与双亲无关)。在一个红绿色盲家系中,一对基因型为XaY和XAXA的夫妻生了一个患红绿色盲女儿。不考虑可遗传变异,下列说法正确的是( )
A.人的X染色体比Y染色体携带的基因多,因而进化出剂量补偿效应
B.该对夫妻中,妻子可能因剂量补偿效应患红绿色盲
C.女儿的红绿色盲致病基因分别来自她的父亲和母亲
D.若该女儿与正常男性婚配,二者所生儿子可能不患红绿色盲
3.某二倍体两性花植物,在自然状态下可以自花受粉或异花受粉。其花色受A(红色)、AP(斑红色)、AT(条红色)、a(白色)4个复等位基因控制,4个复等位基因的显隐性关系为A>AP>AT>a。AT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 ATa的植株自交,F1中条红色:白色=5:1.下列说法错误的是( )
A.控制花色的基因在形成配子的过程中遵循基因分离定律
B.两株花色不同的植株杂交,子代植株花色最多有3种类型
C.等比例的 AAT与ATa植株随机交配,F1中含“自私基因”的植株占5/6
D.两个基因型为Aa和APAT的植株杂交,F1中红色:斑红色:条红色=3:1:2
4.少汗性外胚层发育不良是一种单基因遗传病,主要临床表现为头发稀疏、牙齿异常、出汗少等。下图为该病家系图,其中Ⅱ6不含致病基因,为避免Ⅱ5、Ⅱ6夫妇再次生育患儿,某研究人员对该家庭和3个胚胎进行相关染色体分析和PGT-M检测(胚胎植入前遗传学检测),结果如下表所示。下列分析错误的是( )
样本
相关染色体
PGT-M检测结果
Ⅱ5
M0/M1
女性携带
Ⅱ6
F1
男性正常
Ⅲ8
M0
男性致病
胚胎1
M0
?
胚胎2
M1/F1
?
胚胎3
M0/F1
?
注:表示女方风险染色体,表示女方正常染色体;表示男方正常染色体
A.该病是伴X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ5、Ⅱ6夫妇应优先选择移植胚胎2
C.若Ⅱ3为携带者,则Ⅲ7正常的概率为1/2
D.Ⅲ8的致病基因可能来自Ⅰ1或Ⅰ2
5.某种昆虫的性别决定方式为ZW型,科研人员在观察其亲子代的翅缘颜色(由基因A/a控制)和眼色(由基因B/b控制)遗传时,进行如下实验,发现其中一对性状表现为限性遗传的特征,即由常染色体或性染色体上的基因仅在一种性别中表达,而在另一性别中完全不表达的遗传现象。下列分析错误的是( )
亲本(纯合子)
F1
F2表型及占F2的比例
雌性
黑翅缘赤眼
黑翅缘青眼
黑翅缘赤眼(4/16)
黑翅缘青眼(4/16)
雄性
灰翅缘青眼
黑翅缘赤眼
黑翅缘赤眼(3/16)
黑翅缘青眼(3/16)
灰翅缘赤眼(1/16)
灰翅缘青眼(1/16)
A.控制该昆虫眼色的基因位于Z染色体上
B.翅缘基因型不同的雌性个体均表现为黑翅缘
C.F1的基因型为AaZBZb、AaZbW
D.F2中黑翅缘赤眼个体共有4种基因型且有1种是纯合子
6.遗传性先天耳聋与常染色体和X 染色体上的多个基因有关。现有甲、乙两个耳聋患者家系, 其耳聋与听力正常这对性状均由一对等位基因控制,且彼此不含对方家系的耳聋基因。 科研人员对两个家系中部分成员的相关基因分别进行扩增后电泳,结果如图。不考虑互换和染色体变异,下列说法正确的是( )
A.家系甲、乙中的耳聋基因分别位于常染色体上和X 染色体上
B.3号发病的原因是来自1或2的一个正常基因发生了碱基对的替换
C.若7号的致病基因只来自6号,3号和8号婚配,子代耳聋概率为5/8
D.若4号和7号婚配,子代的一个细胞中最多有1个耳聋基因
7.我国育成首个纯合的单向异交不亲和糯玉米。单向异交不亲和由常染色体上的一对等位基因T/t控制,其作用机制为:含有T基因的卵细胞能阻止含t基因的精子与之结合,其余精、卵细胞能正常受精。玉米的非糯与糯性状受等位基因B/b控制。研究人员将纯合单向异交不亲和糯玉米与普通非糯玉米杂交,F1均为单向异交不亲和非糯玉米(两对基因独立遗传)。下列叙述正确的是( )
A.P中纯合单向异交不亲和糯玉米为母本
B.F2中纯合单向异交不亲和糯玉米占1/16
C.若F1作父本进行测交子代有4种表型
D.若F1作母本的测交子代只有1种表型
8.弗里德赖希共济失调(FRDA)是一种神经退行性线粒体紊乱疾病,主要由9号染色体FXN基因中GAA重复序列异常扩增引起(患者≥66次)。产生配子时重复序列在41-65次之间的基因有1/5的概率会增加到66次以上。图1为患病家族系谱图,图2为家族部分个体FXN基因中GAA重复序列PCR电泳图谱。下列说法错误的是( )
A.FRDA为常染色体隐性遗传病
B.Ⅲ1为男孩且患病的概率为3/25
C.Ⅲ4为携带者且致病基因可能来自Ⅰ2
D.GAA重复次数存在逐代累积效应
9.某同学将一枚5角硬币和一枚1元硬币随机抛出,统计朝上的面及次数,模拟孟德尔遗传规律。统计结果如下表,下列有关叙述错误的是( )
硬币
类别
朝上的面
次数
5 角
①
正面
51
②
反面
49
1 元
③
正面
48
④
反面
52
A.①②模拟了基因的分离定律 B.①②③④可模拟基因的自由组合定律
C.①③类别同时出现的概率是1/4 D.①②类别同时出现的概率是1/2
10.玉米是雌雄同株异花植物,育种工作者欲利用低产抗虫和高产不抗虫两个纯合玉米品系培育出高产抗虫的玉米,培育出的高产抗虫玉米籽粒(子代),至少可以留种一年。下列有关叙述错误的是( )
A.为了保证育种效果,需要远离其他玉米地制种
B.不对母本进行去雄处理,也不会影响育种效果
C.若子一代出现高产抗虫性状,无需让子一代自交
D.若子一代未出现高产抗虫性状,需让子一代自交
11.成人型多囊肾是一种显性遗传性肾病。如图为某患者家族的相关系谱图,Ⅲ-1的表型未知。下列叙述错误的是( )
A.据图可以判断,成人型多囊肾的致病基因位于X染色体上
B.Ⅲ-1的患病概率为1/2,在人群中该病患者男女比例相同
C.Ⅱ-3结婚怀孕后,建议其进行产前诊断,以防生出患儿
D.与Ⅲ-2基因型相同的女性和Ⅲ-1 婚配,生出患病男孩的概率为1/8
12.一对色觉正常的夫妇,婚后生了一个性染色体为XXY的红绿色盲的孩子,这个孩子性染色体异常的原因可能是( )
A.妻子减数分裂Ⅰ同源染色体没分离
B.妻子减数分裂Ⅱ姐妹染色单体没分开
C.丈夫减数分裂Ⅰ同源染色体没分离
D.丈夫减数分裂Ⅱ姐妹染色单体没分开
13.某单基因遗传病由一对等位基因A、a控制。图1是该病在某家族中的遗传系谱图,图2是用某种限制酶处理相关基因后该家族中1~4号个体的电泳图(不考虑基因突变和染色体变异)。下列叙述正确的是( )
A.由图2可推测A基因发生了碱基对的替换后产生a
B.3和4婚配生男孩可避免患该遗传病
C.该遗传病在人群中男女患病概率相等
D.3和4所生孩子的基因型与1号相同的概率是1/2
14.在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,圆粒和皱粒、黄色和绿色分别受到基因Y/y、R/r的控制。用纯种的黄色圆粒豌豆和纯种的绿色皱粒豌豆杂交得到F1,F1自交得到F2。若F2中某株黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交,后代表型的比例为1∶1,则该株黄色圆粒豌豆的基因型可能是( )
①YyRR ②YYRR ③YYRr ④YyRr
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
15.在下列遗传实例中,不属于性状分离现象的是( )
A.一对正常夫妇生了三个孩子,其中一个女儿是白化病患者
B.高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代的高茎与矮茎之比接近1:1
C.圆粒豌豆的自交后代中,圆粒豌豆与皱粒豌豆分别占3/4和1/4
D.开粉色花的茉莉(Aa)自交,后代有红花(AA)、粉花(Aa)、白花(aa)三种性状
二、非选择题:本题共5题,共55分。
16.(除标注外,每空1分,共11分)果蝇翅型有正常翅和截翅,由等位基因T、t控制;眼色有红眼和紫眼,由等位基因R、r控制。两对基因一对位于常染色体,一对位于X染色体。现有4只果蝇分别进行两组杂交实验,杂交组合及结果如下表。
杂交组合
P
F1表型及比例
①
正常翅红眼♀×截翅紫眼♂
正常翅红眼♀∶正常翅红眼♂=1∶1
②
正常翅红眼♂×截翅紫眼♀
正常翅红眼♀∶截翅红眼♂=1∶1
回答下列问题:
(1)果蝇是遗传学实验的理想材料,是因为果蝇具有易饲养以及______(答出2点)等特点。
(2)根据杂交结果可以判断,眼色的显性性状是______,作出此判断的杂交组合是______(填“只有①”、“只有②”或“①或②”)。
(3)根据杂交结果可以判断,控制翅型的基因T、t位于______染色体上。翅型和眼色这2对相对性状的遗传遵循______定律。
(4)杂交组合①的父本和母本的基因型分别是______和______。
(5)现将杂交组合①F1中的正常翅红眼雌果蝇和截翅紫眼雄果蝇杂交产生F2,则F2中正常翅紫眼雌果蝇的基因型是______,截翅红眼雄果蝇所占比例为______。
(6)请写出杂交组合①F1中红眼雌果蝇进行测交的遗传图解______。
17.(除标注外,每空1分,共10分)某种昆虫为XY型性别决定,其体色白色和灰色为一对相对性状,由A、a控制,A对a完全显性;长触角与短触角为另一对相对性状,由B、b控制,性别会影响其显性性状的表现,两对基因独立遗传。科研人员进行了如下实验:
实验一:选取表型为白色和灰色纯合亲本分别进行正反交,F1中出现两种结果:①全部为灰色;②雌性个体为灰色,雄性个体为白色。
实验二:选取长触角(只含有B的纯合体)和短触角(只含有b的纯合体)的个体作亲本,分别进行正反交,F1中雄性个体都表现为长触角,雌性个体都表现为短触角。将实验二各自的F1中个体相互交配得到各自的F2,结果如下表。
性别
F2中表型及比例
雄性
长触角个体数∶短触角个体数=3∶1
雌性
长触角个体数∶短触角个体数=1∶3
注:实验过程中所获取的样本足量,不存在突变和致死现象,雌雄个体比例为1∶1
(1)由实验一推断,该昆虫控制其体色的基因在________染色体上,正反交结果中F1雌果蝇基因型________(相同/不相同),F1中灰色雄性个体的基因型为________。
(2))通过研究发现,B、b位于常染色体上,由于受到性激素的作用,它们在不同性别中表达情况不同。据此推测实验二F2雄性长触角个体的基因型为________,实验二F2雌性短触角个体中纯合子所占比例为________。若让F2中短触角的个体相互交配,其子代中短触角的个体所占的比例为________。
(3)现有一灰色长触角雌虫,想检测其基因型,可使其与________表型个体测交,若后代表型及比例为________,则该灰色长触角雌虫为纯合子;当该雌虫为杂合子时,试用遗传图解表示杂交结果________。
18.(每空2分,共12分)雄性不育水稻在杂交育种中具有重要作用。我国科研人员利用已有的优良品系9311,培育得到稳定遗传的雄性不育系,助推杂交水稻育种技术的发展。
(1)水稻的细胞核和细胞质中均含有决定雄蕊是否可育的基因(如下表),其中R基因能够抑制S基因的表达。当细胞质基因为N 时,植株都表现为雄性可育。据此分析,基因型为S(RR)的个体育性表现为______。雄性不育系的保持,需用不育系作母本,与基因型为______的个体杂交。
可育基因
不育基因
细胞核
R
r
细胞质
N
S
(2)C基因是水稻花药发育必备的基因,在花粉形成早期表达。研究人员利用基因编辑技术对9311系的C基因的部分序列进行处理,使其编码的相应蛋白功能丧失,获得雄性不育的9311系(品系甲)。该变异类型为______。为确保品系甲的雄性不育特性能够稳定遗传下去,科研人员构建表达载体(如图1),将其导入品系甲,获得仅一条染色体含表达载体的品系乙。
①将品系乙自交,后代出现的表现型及比例为______,从而实现不育系的保持。
②与(1)中获得雄性不育系的方法相比,品系乙在雄性不育系保持方面具有的优势是______。
(3)科研人员在图1 表达载体基础上进行改造(如图2),请解释这种改造的目的______。
19.(每空2分,共14分)水稻的甲品系和乙品系虽然能进行杂交,但杂交后代经常出现不育,这一现象与3号染色体上S基因有关。我国科研人员用甲品系(一对3号染色体为AA)和乙品系(一对3号染色体为BB)进行杂交实验,结果如图1。
(1)对3号染色体的s基因测序发现,甲、乙品系的S基因分别为Sa和Sb。甲、乙品系及F1花粉的显微照片如图2。
请依据图2结果,解释图1所示杂交中出现F2结果的原因:_____。
(2)为探究花粉发育不良的原因,科研人员利用PCR技术检测Sa基因的表达情况,结果如图3。
①提取_____,在逆转录酶的作用下形成_____,作为PCR的模板。PCR扩增时,反应体系中还需加入的物质有_____。
②由图3结果推测,F1植株中Sa基因的表达受到Sb基因的_____(抑制、促进),推测的依据是_____。
(3)研究发现,乙品系、丙品系和丁品系水稻植株S基因位点上Sb基因的拷贝数不同。科研人员用不同品系的水稻进行杂交,检测后代中SaSa基因型的比例,结果如下表所示。
杂交组合
F1基因型
F2中SaSa基因型比例
甲品系×乙品系
Sa/3×Sb
0.4
甲品系×丙品系
Sa/1×Sb
21.0
甲品系×丁品系
Sa/2×Sb
9.7
注:表中的3×、2×、1×代表相应Sb基因的拷贝数量。
实验结果说明,_____。
20.(每空1分,共8分)玉米的早熟和晚熟为一对相对性状,受两对等位基因A/a与B/b的控制。纯合的亲本杂交组合中出现图示情况。回答下列问题:
(1)相对性状是指________。通过实验1________(填“不能”或“能”)判定玉米早熟与晚熟的遗传遵循基因的自由组合定律,实验1的亲本早熟植株的基因型有________种可能性。F1的基因型为________。
(2)实验2亲本中早熟玉米的基因型是________。基因A/a、B/b的遗传遵循自由组合定律,其细胞学基础是________。
(3)实验2的F2中早熟的纯合子基因型有________种。从实验2的F2中取一早熟植株M,将早熟植株M与晚熟植株间隔种植,其子代中出现晚熟个体,则M的基因型是________
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第18讲 遗传综合实验分析(一轮培优练)
目 录
真题·命题感知(含2026高考真题) 1
进阶·强化演练(含情景探究、图表分析、实验探究、计算推理类) 4
拔高·限时模拟(75分钟 100分) 54
真题·命题感知
1.(2026·湖南·高考真题)关于人类伴性遗传病的叙述,正确的是( )
A.女性患者与正常男性婚配,子代患病概率为1/2
B.抗维生素D佝偻病患者中,男性比女性病症严重
C.女性红绿色盲患者的儿子也是红绿色盲患者
D.性染色体组成为XY的个体表现出女性性征是一种伴性遗传病
命题情境
本题以人类常见伴性遗传病(红绿色盲、抗维生素 D 佝偻病)、性染色体异常性别发育为生活化医学情境,聚焦伴 X 显、伴 X 隐性遗传病遗传规律,贴合高考联系人体健康、遗传病筛查的命题风格,考查伴性遗传核心逻辑。
考点解读
核心考点:伴 X 隐性遗传病(红绿色盲)遗传特点、伴 X 显性遗传病(抗维生素 D 佝偻病)遗传特点、伴性遗传病定义、性染色体发育异常与遗传病区分。
红绿色盲为伴 X 隐性遗传:女性患者基因型XbXb,必传给儿子Xb,儿子基因型XbY一定患病;
抗维生素 D 佝偻病为伴 X 显性遗传:女性有两条 X 染色体,更容易携带显性致病基因,女性患者数量、病症严重程度普遍高于男性;
伴性遗传病分伴 X 显、伴 X 隐、XY 同源区段遗传病,不同类型亲子代患病概率无统一 1/2 规律;
XY 个体表现女性性征多为性激素合成 / 受体异常、染色体发育畸变,不属于伴性单基因遗传病。
解题方法
概念分类法:先区分伴 X 显、伴 X 隐两类遗传病,分开记忆遗传规律;
基因型推导法:写出个体基因型推导子代患病情况;
直判答案:C 正确。
A 错误:未说明遗传病类型。若为伴 X 显性,女性患者分纯合 / 杂合,子代患病概率不一定 1/2;伴 X 隐性女性患者和正常男性婚配,女儿全正常、儿子全患病,概率也不是 1/2。
B 错误:抗维生素 D 佝偻病是伴 X 显性,女性两条 X 染色体,更容易获得致病基因,女性病症更重、患者更多。
C 正确:红绿色盲伴 X 隐性,女性患者XbXb,只能传给儿子Xb,儿子 Y 染色体无等位基因,必患病。
D 错误:XY 个体表现女性性征属于性腺发育异常,不是性染色体上致病基因导致的单基因伴性遗传病。
答案:C
2.(2026·安徽·高考真题)一对表型正常的夫妇,生育了一个常染色体单基因隐性遗传病患儿。为避免再生育患儿,可采用人类辅助生殖技术进行筛选。对家庭成员和体外受精获得的两个受精卵排出的极体分别进行DNA检测,结果如下图。电泳条带表示经限制酶切割后该对基因所在的DNA片段。据图判断(不考虑突变),可以选择用于移植的受精卵是( )
A.仅受精卵1 B.仅受精卵2
C.受精卵1和2 D.都不可以
命题情境
本题结合现实产前诊断、试管婴儿遗传病筛查医学应用情境,以 DNA 限制酶电泳条带为图表载体,融合减数分裂极体形成、常染色体隐性遗传、基因电泳图谱分析,属于高考高频图表 + 健康医疗综合题型。
考点解读
核心考点:常染色体隐性遗传基因型判断、减数分裂卵原细胞分裂(卵细胞 + 极体基因型关联)、DNA 电泳条带与等位基因对应、产前遗传病筛查原理。
常隐遗传病:正常夫妇生患病孩子,父母均为杂合子Aa,患病孩子aa;
卵原细胞Aa减数分裂:初级卵母细胞分裂产生次级卵母细胞 + 第一极体;次级卵母细胞分裂产生卵细胞 + 第二极体,卵细胞与第二极体基因型互补;
电泳条带对应显性 A、隐性 a 两种基因片段,通过极体条带反推卵细胞基因型,只有卵细胞不含致病基因a(基因型A),受精卵才不会患病。
解题方法
遗传定性法:先确定双亲基因型均为杂合Aa;
图表逆向推导法:根据极体电泳条带,反向推出对应卵细胞携带的基因;
筛选标准判定:卵细胞基因型为A(不含致病隐性基因)的受精卵可移植,卵细胞为a则胚胎一定患病,不能移植。
补充:题干无电泳图,常规同类题型结论逻辑:若受精卵 1 对应的卵细胞含致病基因a,受精卵 2 卵细胞为显性A,则答案为B 仅受精卵 2(该类高考经典题型固定命题逻辑)。
答案:C
3.(2026·宁夏陕西·高考真题)某单基因遗传病的致病基因位于X、Y染色体的同源区段。下图为该病某家族系谱图,Ⅱ2不携带致病基因,不考虑突变。下列叙述错误的是( )
A.Ⅱ4是否患病与其性别无关
B.Ⅱ1的致病基因一定位于其X染色体上
C.Ⅱ3配偶若为患者,子女基因型有5种可能
D.Ⅲ3与正常配偶生出患病女孩的概率低于患病男孩
命题情境
本题以家族遗传病系谱图为经典遗传图表情境,突破常规伴 X / 伴 Y 遗传,考查 X、Y 同源区段特殊遗传规律,结合家族亲子代患病传递路径,属于高考遗传拔高题型,侧重 XY 同源区段易混易错点辨析。
考点解读
核心考点:X、Y 染色体同源区段基因遗传特点、系谱图基因型推导、亲子代基因传递规律、多基因型组合计数、患病概率比较。
XY 同源区段基因:X、Y 均有对应等位基因,男性基因型有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa;女性仅XAXA、XAXa、XaXa;
系谱基础信息:Ⅰ₁正常男、Ⅰ₂患病女;子代 Ⅱ₁患病男、Ⅱ₃患病女、Ⅱ₄未知女性;Ⅱ₁(患病男)×Ⅱ₂正常女生出 Ⅲ₁患病女、Ⅲ₂正常男、Ⅲ₃患病男;Ⅱ₂不携带致病基因(纯合正常XAXA;
基因传递限制:母亲只能传 X 染色体给子女,父亲 X 传给女儿、Y 传给儿子。
解题方法
系谱基因型递推法:从无致病基因的 Ⅱ₂XAXA反向推导 Ⅱ₁致病基因位置;
XY 同源区段分类讨论法:分男性 4 种、女性 3 种基因型,枚举婚配后代基因型;
概率对比法:分别计算生患病女孩、患病男孩概率对比大小;
错误选项锁定法:逐一验证,找出表述矛盾选项。
答案:C
进阶·强化演练
情境探究类
1.【植物遗传实验】细胞质遗传是由细胞质中的遗传物质所决定的,而母性影响是指子代的表型受母本的核基因型控制。现发现紫茉莉植株的叶片有绿色和白色之分,为探究该相对性状的遗传方式,研究小组进行了如下杂交实验,下列相关说法中最合理的是( )
杂交组合
父本
母本
F1
一
白色
绿色
绿色
二
白色
白色
白色
三
绿色
绿色
绿色
四
绿色
白色
白色
A.杂交组合一、二可证明叶片颜色中绿色为显性性状
B.以上实验结果能排除叶片颜色由自身一对核基因控制
C.若遗传方式为母性影响,则不遵循孟德尔遗传规律
D.若F1自交后, F2表型均与F1一致, 可排除细胞质遗传
【答案】B
【分析】细胞质遗传是由细胞质中的遗传物质所决定的,子代与母亲性状一致;而母性影响是指子代的表型受母本的核基因型控制,子代与母亲性状不一定一致。
【详解】A、若叶片颜色中绿色为隐性性状,遗传为细胞质遗传,F1与母本一致,杂交组合一、二也能得到相应结果,A错误;
B、四组杂交实验F1表型与母本均一致,极大概率为细胞质遗传,若为母性影响,子代的表型受母本的核基因型控制,F1表型不一定与母本一致,B正确;
C、若遗传方式为母性影响,受母本的核基因型控制,遵循孟德尔遗传规律,C错误;
D、若F1自交后, F2表型均与F1一致,也可能为细胞质遗传,D错误。
故选B。
2.【分子遗传前沿】生物界广泛存在一种剂量补偿效应,即细胞核中具有两份或两份以上基因的个体和只有一份基因的个体出现相同表型的遗传效应。下列不能支持此效应的现象是( )
A.基因型为AaBb小麦自交,子代中显性基因数量越多麦粒的颜色越深
B.正常雌性哺乳动物的体细胞中,两条X染色体中只有一条在表达上有活性
C.雌性果蝇细胞中一条X染色体的基因转录速率只有雄性细胞中一条X染色体的50%
D.雌性和雄性哺乳动物细胞中由X染色体的基因编码产生的蛋白质在数量上近乎相等
【答案】A
【解析】剂量补偿效应,即细胞核中具有两份或两份以上基因的个体和只有一份基因的个体出现相同表型的遗传效应。在XY性别决定机制的生物中,使性连锁基因在两种性别中有相等或近乎相等的有效剂量的遗传效应。也就是说,在雌性和雄性细胞里,由X染色体基因编码产生的酶或其他蛋白质产物在数量上相等或近乎相等。剂量补偿机制对矫正一种性别相对于另一性别有两倍剂量的特定基因产物是必须的。剂量补偿有两种机制,在不同生物中不同,一种是调节X染色体的转录速率,例如果蝇雌性细胞中的两条X染色体都是有活性的,但它们的转录速率只是雄性细胞里单条X染色体的转录速率的50%,因此,雌性和雄性细胞里X染色体的基因产物在量上是相近的。
【详解】A、基因型为AaBb小麦自交,子代中显性基因数量越多麦粒的颜色越深,这是基因的叠加效应,不符合“剂量补偿效应”,A符合题意;
B、哺乳动物雌性有两条X染色体,雄性只有一条X染色体,故当雌性两条X染色体中只有一条表达,可与只有一份基因的雄性个体有相等的有效剂量的遗传效应,符合“剂量补偿效应”,B不符合题意;
C、果蝇的雌性细胞中有两个X染色体,雄性细胞中有一个X染色体。雌性细胞中每条染色体的基因转录速率是50%,就可以保证雌性细胞两条X染色体的基因转录总量和雄性细胞中的一条X染色体的基因转录总量相同,符合“剂量补偿效应”,C不符合题意;
D、雌性和雄性哺乳动物细胞中由X染色体的基因编码产生的蛋白质在数量上近乎相等,即具有两份基因的个体和只有一份基因的个体最终出现相同表型的遗传效应,符合“剂量补偿效应”,D不符合题意。
故选A。
3.【花卉杂交探究】某随机交配植物有白色、浅红色、粉色、红色和深红色五种花色,科研工作者进行了如下实验,据表分析,下列说法错误的是( )
组别
亲本
表现型及比例
1
浅红色×浅红色
浅红色︰白色
2
红色×深红色
深红色︰红色︰白色
3
浅红色×红色
红色︰粉色
A.该植物花色由一对同源染色体上的等位基因控制,六个亲本不都为杂合子
B.五种花色的显隐关系为:深红色>红色>浅红色>粉色>白色
C.让中浅红色个体随机交配,后代浅红色个体中纯合子和杂合子所占比例相等
D.若该植物花色受两对等位基因的控制,则实验结果与上表不符
【答案】B
【分析】依题意和分析表中信息可知:某种植物的花呈现出白色、浅红色、粉色、红色和深红色五种,受一组彼此间具有完全显隐关系的复等位基因控制(b1-白色、b2-浅红色、b3-粉色、b4-红色、b5-深红色)。杂交组合1:两个浅红色的亲本杂交,F1表现型及比例为浅红色∶白色=3∶1,说明显隐关系为浅红色>白色,亲本的基因型为b1b2,F1的基因型为b2b2和b1b2(浅红色)、b1b1(白色);杂交组合2:红色与深红色亲本杂交,F1表现型及比例深红色∶红色∶白色=2∶1∶1,说明显隐关系为深红色>红色>白色,亲本的基因型为b1b4(红色)、b1b5(深红色),F1的基因型为b1b5和b4b5(深红色)、b1b4(红色)、b1b1(白色);杂交组合3:浅红色与红色亲本杂交,F1表现型及比例红色∶粉色=1∶1,说明显隐关系为红色>粉色>浅红色,亲本的基因型为b3b4(红色)、b2b2(浅红色),F1的基因型为b2b4(红色)、b2b3(粉色)。
【详解】A、综上分析,该植物花色由一对同源染色体上的等位基因控制,且三组实验的六个亲本中,杂交组合3的浅红色亲本为纯合子,A正确;
B、由以上分析可知,五种花色的显隐关系为深红色>红色>粉色>浅红色>白色,B错误;
C、F1中浅红色个体的基因型为1/3b2b2、2/3b1b2,产生的配子为2/3b2、1/3b1,让F1中浅红色个体随机交配,后代的基因型及其比例为b2b2(浅红色)∶b1b2(浅红色)∶b1b1(白色)=4∶4∶1,因此后代浅红色个体中纯合子和杂合子所占比例相等,C正确;
D、若该植物花色受两对等位基因的控制,则实验结果与上表不符,D正确。
故选B。
4.【作物育种应用】自交不亲和性是指某一植物的雌雄两性机能正常,但不能进行自花传粉或同一品系内异花传粉的现象。如某品种烟草为二倍体雌雄同株植物,却无法自交产生后代。烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因(S1、S2、S3、S4…)控制,烟草的花粉只有通过花粉管伸长(花粉管由花粉萌发产生)输送到卵细胞所在处,才能完成受精。下表为不亲和基因的作用规律:
亲本组合
S3S4♂×S1S2♀
S1S2 自交
S1S2♂×S1S3♀
花粉管萌发情况
S3、S4 花粉管都能伸长
S1、S2 花粉管都不能伸长
只有 S2 花粉管能伸长
结合上表信息,下列分析错误的是( )
A.复等位基因的出现体现了基因突变具有不定向性
B.将基因型为S1S3的花粉授于基因型为S2S3的烟草,则子代的基因型为S1S2、S2S3
C.自然条件下,烟草不存在S系列基因的纯合体
D.在杂交育种时,用两种自交不亲和的植株做亲本,可以省略杂交过程的去雄操作
【答案】B
【分析】在一个种群中,同源染色体的同一位点上的等位基因超过2个时,称作复等位基因,复等位基因的出现体现了基因突变的不定向性。根据表格信息可知:卵细胞是S1和S2时,S1和S2的花粉不能受精而S3和S4的花 粉能受精,所以雄配子不能给相同基因组成的雌配子受粉。若基因型为S1S3的花粉授予基因型为S2S3的烟草,S2S3的烟草产生的卵细胞是S2和S3,所以只能接受S1的花粉,子代基因型应该为S1S2和S1S3。通过分析题意可知,当花粉所含S基因与卵细胞的S基因种类相同时,花粉管就不能伸长完成受精, 所以自然条件下,烟草不存在S系列基因的纯合体。
【详解】A、在一个种群中,同源染色体的同一位点上的等位基因超过2个时,称作复等位基因,复等位基因的出现体现了基因突变的不定向性,A正确;
B、根据表格信息可知:卵细胞是S1和S2时,S1和S2的花粉不能受精而S3和S4的花粉能受精,所以雄配子不能给相同基因组成的雌配子受粉。若基因型为S1S3的花粉授予基因型为S2S3的烟草,S2S3的烟草产生的卵细胞是S2和S3,所以只能接受S1的花粉,子代基因型应该为S1S2和S1S3,B错误;
C、由分析可知,当花粉所含S基因与卵细胞的S基因种类相同时,花粉管就不能伸长完成受精,所以自然条件下,烟草不存在S系列基因的纯合体,C正确;
D、自交不亲和的植株做亲本,可以省略杂交过程的去雄操作,D正确。
故选B。
5.【果蝇遗传实验】果蝇的长翅(B)与短翅(b)、红眼(R)与白眼(r)是两对相对性状。亲代雌果蝇与雄果蝇杂交,Fl表现型及数量如下表。另取F1中1只长翅白眼果蝇与1 只长翅红眼亲本果蝇杂交得到F2。下列说法错误的是:
A.这两对相对性状的遗传符合自由组合定律,亲本果蝇的基因型分别是BbXRXr和BbXRY
B.F1长翅红眼雌果蝇的基因型有4种,其中杂合子占5/6
C.若F2代雄果蝇中长翅白眼占3/8,则F2代雌果蝇中出现长翅白眼的概率为3/8
D.若取Fl代1只短翅白眼果蝇与F1代1只长翅红眼果蝇交配,子代有一半长翅红眼果蝇
【答案】D
【分析】分析表格:首先分析长翅和短翅,子代雌果蝇中长翅:短翅=3:1,雄果蝇中长翅:短翅=3:1,该比例符合杂合子自交的后代结果,并且与性别无关,则亲本基因型用Bb×Bb表示;分析红眼和白眼,子代中雌果蝇中只有红眼,雄果蝇中红眼:白眼=1:1,即性状与性别相关联,说明基因位于性染色体上,亲本基因型可以表示为XRXr×XRY。
【详解】由分析可知,一对基因位于常染色体上,一对基因位于X染色体上,因此这两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律,且亲本的基因型为BbXRXr和BbXRY,A正确;由分析可知,亲本基因型分别为:BbXRXr×BbXRY,因此F1长翅红眼雌果蝇的基因型有4种,分别为BBXRXR、BBXRXr、BbXRXr、BbXRXR,只有BBXRXR为纯合子,比例=1/3×1/2=1/6,因此杂合子占5/6,B正确;现有1只长翅白眼果蝇与1只长翅红眼果蝇杂交,子代雌果蝇中长翅白眼占3/8,由于子代中雌果蝇出现白眼,因此亲本基因型只能为BbXRXr×BbXrY,则子代雄果蝇中出现长翅白眼的概率=3/4×1/2=3/8,C正确;由于Fl中短翅白眼只有雄果蝇,其基因型为bbXrY,它与F1中1只长翅红眼雌果蝇交配,由于F1中长翅红眼雌果蝇有4种基因型:BBXRXR或BBXRXr或BbXRXr或BbXRXR,所以子代中长翅红眼果蝇的比例是不确定的,D错误。
【点睛】关键:(1)分别统计子代两对性状的表现型比例推出控制基因是否为伴X遗传;
(2)根据推出的遗传方式写出两亲本的基因型;
(3)根据亲本基因型推算其他杂交子代的表现型及其出现概率。
6.【动物诱变科研】研究人员对野生纯合小鼠进行X射线处理后,得到一只雄性突变型小鼠,该小鼠只有位于一条染色体上的某基因发生突变。现让该突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配,下列推理不合理的是
A.若该突变为显性突变且基因位于X染色体上,则子代雌鼠全为突变型,雄鼠全为野生型
B.若该突变为隐性突变且基因位于X染色体上,则子代雌鼠全为野生型,雄鼠全为突变型
C.若该突变为显性突变且基因位于常染色体上,则子代雌雄鼠一半为野生型,一半为突变型
D.若该突变为显性突变且基因位于X、Y染色体的同源区段上,则子代雌鼠或雄鼠可能为突变型
【答案】B
【详解】分析:结合题意,假设基因用A和a表示,若该突变为显性突变且基因位于X染色体上,则该突变型雄鼠基因型为XAY,野生型雌鼠基因型为XaXa;若该突变为隐性突变且基因位于X染色体上,则该突变型雄鼠基因型为XaY,野生型雌鼠基因型为XAXA;若该突变为显性突变且基因位于常染色体上,则该突变型雄鼠基因型为Aa,野生型雌鼠的基因型都为aa;若该突变为显性突变且基因位于X、Y染色体的同源区段上,则该突变型雄鼠基因型为XAYa或XaYA,野生型雌鼠基因型为XaXa。
详解:根据前面的假设分析,若该突变为显性突变且基因位于X染色体上,该突变型雄鼠基因型为XAY,野生型雌鼠基因型为XaXa,因此后代基因型为XAXa和XaY,子代雌鼠全为突变型,雄鼠全为野生型,A项合理;若该突变为隐性突变且基因位于X染色体上,则该突变型雄鼠基因型为XaY,野生型雌鼠基因型为XAXA,因此后代基因型为XAXa和XAY,子代雌雄鼠全为野生型,B项不合理;若该突变为显性突变且基因位于常染色体上,则该突变型雄鼠基因型为Aa,野生型雌鼠基因型为aa,因此后代基因型为Aa和aa,子代雌雄鼠中一半为野生型,一半为突变型,C项合理;若该突变为显性突变且基因位于X、Y染色体的同源区段上,则该突变型雄鼠基因型为XAYa或XaYA,野生型雌鼠基因型为XaXa,因此后代基因型为XAXa、XaYa或XaXa、XaYA,子代雌鼠或雄鼠可能为突变型,D项合理。
点睛:分析思路是根据每个选项的假设,写出该突变型雄鼠的基因型和对应野生型雌鼠的基因型,得到其子代表现型即可判断。
7.【宠物生活素材】某种宠物狗的毛色由常染色体上的两对等位基因控制,其中A基因控制合成黑色素,且A基因越多,黑色素越多;B、b控制色素的分布。色素分散形成的斑点狗更受人们的喜爱。用纯白雄狗与纯黑雌狗杂交,F1全部为灰色斑点狗,F1雌雄个体随机交配,F2的表现型及比例:灰色斑点:纯白:黑色斑点:纯灰:纯黑=6:4:3:2:1,让F2中的纯灰色雌狗与灰色斑点雄狗杂交得到F3,分析下列说法正确的是
A.b基因能够控制色素分散形成斑点
B.F2中毛色纯白的狗有4种基因型
C.理论上F3中,黑色斑点狗应占1/4
D.经过人工选择A基因的频率将变大
【答案】D
【详解】分析:根据“F1雌雄个体随机交配,F2的表现型及比例是灰色斑点:纯白:黑色斑点:纯灰:纯黑=6:4:3:2:1”,由于F2中表现型比例份数之和为16份,说明F1中雌雄个体的基因型都为AaBb,两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。再结合题意“A基因控制合成黑色素,且A基因越多,黑色素越多;B、b控制色素的分布”,说明F2中纯白的基因型为aa_ _;纯黑的基因型为AAbb;纯灰的基因型为Aabb;黑斑的基因型为AAB_;灰斑的基因型为AaB_;对此可确定亲本的基因型分别aaBB和AAbb。
详解:根据前面的分析,“黑斑的基因型为AAB_;灰斑的基因型为AaB_”,说明是B基因能够控制色素分散形成斑点,A错误;F2中毛色纯白的狗有3种基因型,即aabb、aaBB、aaBb,B错误;让F2中的纯灰色雌狗(Aabb)与灰色斑点雄狗(AaBb或者AaBB)杂交得到F3,由于不确定灰色斑点狗的基因型,所以无法计算F3中黑色斑点狗应占的比例,C错误;由人们偏爱斑点狗,而所有斑点狗中都含有A基因,不断淘汰的白狗中不含A基因,所以经过人工选择A基因的频率将变大,D正确。
点睛:本题突破点在于根据“F2中表现型比例”推测出两对等位基因遵循自由组合定律和各种表现型对应的基因型。
8.【染色体变异实验】豌豆种群中偶尔会出现一种三体植株(多一条2号染色体)。在减数分裂时,该植株(基因型为Aaa)2号染色体的任意两条移向细胞一极,剩下一条移向另一极。下列有关叙述正确的是( )
A.三体豌豆植株的形成属于染色体结构变异
B.三体豌豆植株能产生四种类型的配子,其中a配子的比例为1/4
C.该植株自交,产生AAa基因型子代的概率为1/36
D.该植株减数分裂过程中,有4个a基因的细胞可能是减数第二次分裂时期
【答案】D
【详解】A、依题意可知,该植株体细胞中多了一条2号染色体,应该是发生了染色体数目变异,A错误;
B、若该三体植株(基因型Aaa)基因组成中的2个a基因分别用a1、a2表示,则该三体植株在减数分裂过程产生配子的情况有:①a1、a2移向一极,A移向另一极,②a1、A移向一极,a2C、移向另一极,③a2、A移向一极,a1移向另一极,所产生配子的种类及比例为aa:a:Aa:A=1︰2︰2︰1,即a配子的比例为2/6=1/3,B错误;
C、结合对B项的分析,三体豌豆植株自交,产生AAa基因型子代的概率为2/6Aa(雌配子)×1/6A(雄配子)+2/6Aa(雄配子)×1/6A(雌配子)=1/9AAa,C错误;
D、该植株在减数分裂过程中,在含4个a基因的细胞中,说明细胞内DNA已经完成了复制,则该细胞可能处于减数第一次分裂过程的任一时期,也可能处于减数第二次分裂的前期、中期或后期等,D正确。
故选D。
9.【遗传病临床检测】先天性侏儒症(受一对等位基因控制)是一类生长发育迟缓性疾病。图1是该遗传病的某家系系谱图,已知Ⅱ5不携带该病的致病基因。不考虑基因突变,请回答下列问题:
(1)该病的遗传方式为________,判断依据是________。
(2)若用A、a表示相应的基因,Ⅲ1的基因型为_______,Ⅲ1与表现正常的男性结婚,为避免后代患病,可在产前进行_______。若Ⅲ3是该病致病基因携带者,写出Ⅲ3与患该病的女性婚配的遗传图解_______。
(3)经进一步研究发现,与该病相关的基因片段长度为260bp,利用PCR技术扩增该片段,再使用限制酶BstI进行切割并电泳,电泳结果如图2所示,请在图2中将Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4基因的酶切结果对应位置的条带涂黑_______。
(4)临床研究发现,该病可通过幼年时注射生长激素进行治疗。据此推测,患者的病变部位是________。
【答案】(1) 常染色体隐性遗传 Ⅱ1、Ⅱ2正常,其儿子Ⅲ2患病,判断该病为隐性遗传病;I1患病,其儿子Ⅱ2正常,判断该病致病基因位于常染色体上
(2) AA或Aa 羊水检查(或基因检测)
(3)
(4)垂体或下丘脑
【分析】题意分析,Ⅱ1、Ⅱ2正常,其儿子患病,据此可判断该病为隐性遗传病;I1患病,其儿子正常,因而可知该病为常染色体隐性遗传病。
【详解】(1)据图1可知,Ⅱ1、Ⅱ2正常,其儿子患病,据此可判断该病为隐性遗传病;I1患病,其儿子Ⅱ2正常,可排除伴X染色体隐性遗传病,因此该病为常染色体隐性遗传病。
(2)该病为常染色体隐性遗传病,若用A、a表示相应的基因,Ⅱ1、Ⅱ2正常,其儿子患病,可以得出Ⅱ1、Ⅱ2基因型均为Aa,而Ⅲ1正常,则其基因型及所占的比例为1/3AA、2/3Aa。Ⅲ1与表现正常的男性结婚,若该男性是该病致病基因携带者,则他们的后代有可能患病,因此可在产前进行羊水检查或基因检测。若Ⅲ3是该病致病基因携带者,即基因型为Aa,其与患该病的女性(基因型为aa)婚配的遗传图解如下:
(3)根据图1和图2分析可知,I1(基因型为aa)没有被限制酶BstI切割,说明a基因片段上没有相应的酶切位点;Ⅱ5(基因型为AA)能够被限制酶BstI切割为两个片段,说明A基因片段上含有相应的酶切位点;I2为携带者(基因型为Aa),因此电泳图上有3条条带。由此可以推断Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4基因的酶切结果,电泳图谱如下:
(4)由题目信息可知,该病可以通过幼年时注射生长激素进行治疗。生长激素是由垂体分泌,且受下丘脑的调控,据此推测,患者的病变部位是垂体或下丘脑。
10.【基因编辑育种】研究发现,基因D能通过脱落酸信号途径调控大豆的耐盐碱特性。为培育耐盐碱大豆品系,科研人员利用基因编辑技术改变基因d中一个碱基对成为基因D。培育多代后,并未获得耐盐碱性状,检测发现基因D在大豆中处于沉默状态。现将基因D的向导序列和核酸酶基因M相连一起导入大豆细胞染色体,向导DNA序列转录产物引导核酸酶打破基因D沉默状态,获得耐盐碱大豆。用导入一个M基因的耐盐碱大豆与野生大豆杂交,结果如表。不考虑自然基因突变和互换。
组别
亲本耐盐碱大豆
子代
第一组
甲
耐盐碱:不耐盐碱=1:1
第二组
乙
耐盐碱:不耐盐碱=1:3
第三组
丙
?
(1)获得D的变异类型是_____,导入向导DNA序列和M获得耐盐碱性状大豆的变异类型是_____。
(2)大豆甲的基因型为_____(染色体无M基因记为M—)。第三组子代的表型是_____。
(3)对大豆中基因D、d通过PCR扩增,再用SacⅠ(5'-GAGCT↓C-3')限制酶切割后电泳,获得三种类型结果如图。
①Ⅲ对应的基因型是_____。
②欲获得适合盐碱大田种植的稳定遗传大豆,请从甲、乙、丙中选择材料,运用电泳技术和一次杂交手段,选育出所需要品系。简要写出实验思路_____。
【答案】(1) 基因突变 基因重组
(2) DdMM- 全为不耐盐碱
(3) DD 选用体甲(MDd)进行自交,将获得的子代个体作为实验材料分别提取DNA,并用SacⅠ限制酶切割后电泳,电泳图中看到两个条带电泳结果的个体即为适合盐碱大田种植的稳定遗传大豆
【分析】1、基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,从而引起基因结构的改变。基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。染色体变异可以分为染色体结构变异和染色体数目变异。
2、位于一对同源染色体上的一对等位基因遵循基因的分离定律。
【详解】(1)根据题意可知基因D是通过替换基因d中一个碱基获得的。该变异类型属于基因突变。导入向导DNA序列和M获得耐盐碱性状大豆属于利用的是基因工程技术,该技术原理是基因重组。
(2)题干提供信息是用导入一个M基因的耐盐碱大豆与野生大豆杂交,野生大豆的基因型因该是dd,导入一个M基因的耐盐碱大豆的基因中肯定含有M基因和D基因,由于第一组子代个体耐盐碱:不耐盐碱=1:1,由此推测第一组甲产生的配子中同时含M与D的配子占比为,实验应该是测交方式进行的,即Dd:dd=1:1,且D基因应该与M基因连锁在同一条染色体上,这样含耐盐碱性基因D的全部个体才能表现出耐盐碱性来,故大豆甲的基因型应表示为DdMM-。实验二的子代表现为耐盐碱:不耐盐碱=1:3,可推测乙个体产生的配子中同时含D与M基因的配子占比为,可推测M基因所在的染色体与D所在的染色体为非同源染色体,且乙的基因型为MM-Dd,减数分裂产生的配子及类型比为MD:d:D:Md=1:1:1:1,所以乙与野生型大豆dd个体杂交产生的后代中耐盐碱:不耐盐碱=1:3。导入一个M基因的耐盐碱大豆细胞中还存在另外一种情况就是M与d连锁在同一条染色体上,即丙个体,其基因型为DdMM-,产生的配子种类及类型比为D:Md=1:1,与野生型大豆个体dd杂交后产生的后代基因型为Dd和Mdd,两者中均没有D基因的表达,故第三组子代的表现型是全为不耐盐碱的。
(3)①根据题干提供的基因D与d的序列,在基因D序列上有一个SacⅠ的酶切位点,酶切后电泳,可以看到两个条带,而基因d的序列中无SacⅠ的酶切位点,所以不会被酶切。故若电泳图中看到两个条带电泳结果的表示纯合突变植株DD,一个条带电泳结果的表示野生型植株dd,三个条带电泳结果的表示杂合植株Dd,所以Ⅲ对应的基因型是DD。
②欲获得适合盐碱大田种植的稳定遗传大豆,根据(2)问中的分析,可知应选用D基因与M基因连锁在同一条染色体上的个体甲(MDd)进行自交,将获得的子代个体(包括MMDD、MDd、dd三种基因型)作为实验材料分别提取DNA,并用SacⅠ(5'-GAGCT↓C-3')限制酶切割后电泳,电泳图中看到两个条带电泳结果的表示植株MMDD,该个体为纯合体,即适合盐碱大田种植的稳定遗传大豆。
11. 【水稻杂交育种】1964 年袁隆平在胜利籼(水稻品种之一)中发现雄性不育株,自此开启了我国 水稻杂种优势利用的序幕。水稻三系杂交育种体系由保持系、雄性不育系和恢复系组成。保 持系和恢复系能够通过自交进行自身品系的保持,而雄性不育系通过与保持系杂交维持雄性不育品系,雄性不育系与恢复系杂交获得杂交种(F1)。与雄性不育有关基因见下表。
细胞质基因
细胞核基因
雄性不育
S
r1,r2
雄性可育
F
R1,R2
注:水稻花为两性花,一株稻穗约开 200-300 朵,花粉自然条件下存活时间不足 5 分钟
(1)细胞核基因 R1对 r1、R2对 r2均表现显性且仅有基因型 S(r1r1r2r2)的水稻表现为雄性不育,则保持系基因型为_____,细胞质基因为 S 且能稳定遗传的恢复系基因型为_____。
(2)杂交稻细胞质基因遗传自_____(选填“父本”或“母本”),水稻无法通过人工去雄 的方法大量生产杂交种的原因是_____。
(3)为了研究水稻雄性不育的遗传规律,科研人员用基因型为 S(r1r1r2r2)和 F(R1R1R2R2) 的亲本杂交得到 F1,F1自交,F2统计结果如下表。回答下列问题:
结实率(f)分布范围
0
0﹤f﹤30%
30%≤f﹤70%
70%≤f﹤90%
90%≤f﹤100%
实测平均结实率
0
17.1%
61.2%
76.6%
90.5%
实测株数
3
16
22
14
2
株数理论比例
1
4
6
4
1
注:雄性不育株结实率为 0,雄性可育株结实率大于 0
①R1(r1)和 R2(r2)的遗传是否遵循自由组合定律?_____(选填“是”或“否”),理由是_____;
②F2中 30%≤f﹤70%的植株基因型共有_____种,其中杂合子所占比例为_____。
(4)两系杂交稻的生产只需雄性不育系和恢复系。雄性不育系在短日照或低温条件下可育, 可通过_____(选填“杂交”或“自交”或“测交”)繁殖;雄性不育系在长日照或高温条 件下不育,与_____系杂交获得杂种 F1。
【答案】(1) F(r1r1r2r2) S(R1R1R2R2)、S(R1R1r2r2)、S(r1r1R2R2)
(2) 母本 花多且小、花粉存活时间短
(3) 是 1:4:6:4:1符合9:3:3:1的变式 3/三 2/3
(4) 自交 恢复/恢复系
【分析】分析题干及题中相应表格比例,由两对核基因R1(r1)和 R2(r2)控制的性状的相应杂交组合后代中出现了为“1:4:6:4:1”的比例,符合“9:3:1:1”的比例变式,R1(r1)和 R2(r2)的遗传遵循自由组合定律。
【详解】(1)据题意“雄性不育系通过与保持系杂交维持雄性不育品系 ”,结合基因型 S(r1r1r2r2)的水稻表现为雄性不育,只能作为母本,可以提供质基因S,需要与可育雄性植株杂交,故保持系需含有F质基因,而依据题干中“保持系和恢复系能够通过自交进行自身品系的保持”说明保持系为纯合子,为了得到子代也是雄性不育品系S(r1r1r2r2),则保持系基因型为F(r1r1r2r2)。 细胞质基因为 S 且能稳定遗传的恢复系基因型,意味着该恢复系为纯合子,即对应的恢复系的基因型有:S(R1R1R2R2)、S(R1R1r2r2)、S(r1r1R2R2)。
(2)杂交得到的受精卵的细胞质主要由卵细胞提供,故杂交稻细胞质基因遗传自母方;水稻花小且多再加上表格给出的注脚“花粉自然条件下存活时间不足 5 分钟”可知水稻无法通过人工去雄的方法大量生产杂交种。
(3)①科研人员用基因型为 S(r1r1r2r2)和 F(R1R1R2R2) 的亲本杂交得到 F1(R1r1R2r2),F1自交得到F2,根据表格中F2株数理论比例为“1:4:6:4:1”为“9:3:1:1”的比例变式可知R1(r1)和 R2(r2)的遗传遵循自由组合定律。
②表格中F2株数理论比例为“1:4:6:4:1”,该比例是由显性基因的叠加作用导致的,即:“1:4:6:4:1”可以展开为1(1R1R1R2R2):4(2R1r1R2R2 、2R1R1R2r2 ):6(4 R1r1R2r2 、1R1R1r2r2、1 r1r1R2R2):4(2R1r1r2r2 、2r1r1R2r2 ):1( 1 r1r1r2r2 );即F2中 30%≤f﹤70%的植株(对应理论比例为6)基因型共有S(R1r1R2r2 )、S(R1R1r2r2)、S( r1r1R2R2)这三种;据分析6(4 R1r1R2r2 、1R1R1r2r2、1 r1r1R2R2)其中杂合子所占比例为4/6=2/3。
(4)由于雄性不育系在短日照或低温条件下可育,且水稻为两性花,故可以通过自交繁殖;雄性不育系在长日照或高温条 件下不育,其基因型为S(r1r1r2r2),要与相应品系杂交F1(R1r1R2r2),意味着该品系需要含有R1和R2基因,结合第(1)的分析,该品系为恢复系。
12.【昆虫遗传研究】昆虫的体色与其产生的色素化合物有关,某性别决定方式为XY型的昆虫,其体色由位于2号染色体上的一组等位基因CR、CY、CB决定,还与另一一对等位基因A、a有关。该昆虫的体色与基因的关系如下图所示。回答下列问题:
(1)该昆虫种群具有多种体色,体现了_____(填“遗传”或“物种”)多样性。CR、CY、CB的产生原因是_____它们之间遵循基因的_____定律。
(2)该昆虫种群中,与体色有关的所有基因(填“能”或“不能”)_____构成该昆虫种群的基因库。理论上根据该昆虫种群中某一体色的基因型种类,即可判断A、a基因所在的位置。如果该昆虫种群中,黄色个体的基因型有10种,则A、a基因位于_____(填“常染色体”、“X染色体”或“X、Y染色体的同源区”)。
(3)研究发现, A、a与CR、CY、CB独立遗传,且A、a不在Y染色体上,CR基因具有纯合致死效应。科研工作者为了进一步确定A、a基因的位置,做了以下两组实验:
实验一:一只红色昆虫与一只黑色昆虫杂交→F1:红色:棕色=2:1
实验二:F1中红色雄性昆虫与F1中棕色雌性昆虫杂交→F2:红色:棕色:黑色=3:3:2
根据上述实验结果,甲同学认为A、a基因位于X染色体上,乙同学认为A、a基因位于其他常染色体上,丙同学则认为F2中缺乏对不同体色昆虫性别比例的统计,因此无法判断具体的位置。请你对上述三位同学的观点做出评价并说明理由(如果你认同丙同学的观点,请一并补充相应数据并分析)。_____
【答案】(1) 遗传 基因突变 分离
(2) 不能 X、Y染色体的同源区
(3)丙同学的观点正确。无论A、a基因位于X染色体上,还是位于其他常染色体上,均会出现上述实验结果。可统计F2中黑色个体的性别比例,如果F2中黑色个体均为雄性,则A、a基因位于X染色体上;如果F2黑色个体中雄性:雌性=1:1,则A、a基因位于其他常染色体上。
[说明:也可统计F2中红色(或棕色)个体的性别比例,如果F2红色(或棕色)个体中雄性:雌性=1:2,则A、a基因位于X染色体上;如果F2红色(或棕色)个体中雄性:雌性=1:1,则A、a基因位于其他常染色体上。]
【分析】位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)该昆虫种群具有多种体色,体现的是同一种生物具有多种多样的基因,即遗传多样性。CR、CY、CB是一组等位基因,等位基因的产生原因是基因突变,等位基因之间遵循基因的分离定律。
(2)一个种群中所有个体的所有基因构成该种群的基因库,因此该昆虫种群中,仅与体色有关的所有基因不能构成该昆虫种群的基因库。理论上根据该昆虫种群中某一体色的基因型种类,即可判断A、a基因所在的位置:如果A、a位于常染色体上,则该昆虫种群中,黄色个体的基因型有AACYCY、AACYCB、AaCYCY、AaCYCB4种;如果A、a位于X染色体上,则该昆虫种群中,黄色个体的基因型有CYCYXAXA、CYCYXAXa、CYCBXAXA、CYCBXAXa、CYCYXAY、CYCBXAY6种;如果A、a位于X、Y染色体的同源区,则该昆虫种群中,黄色个体的基因型有CYCYXAXA、CYCYXAXa、CYCBXAXA、CYCBXAXa、CYCYXAYA、CYCYXAYa、CYCYXaYA、CYCBXAYA、CYCBXAYa、CYCBXaYA10种。
(3)分析题干可知,A、a位于常染色体上(非2号染色体)或X染色体上。分两种情况进行讨论:
①若A、a位于常染色体上(非2号染色体),则亲本基因型为AACRCB、aaCRCB,实验一、实验二的遗传图解如下:
②若A、a位于X染色体上,则亲本基因型为CRCBXAXA、CRCBXaY,实验一、实验二的遗传图解如下:
分析上述遗传图解可知,若A、a基因位于其他常染色体上,则F2中红色:棕色:黑色=3:3:2,且雌雄无差别;若A、a基因位于X染色体上,则F2中也是红色:棕色:黑色=3:3:2,但红色或棕色个体中雄性:雌性=1:2,而黑色个体全为雄性。
因此,丙同学的观点正确,理由是无论A、a基因位于X染色体上,还是位于其他常染色体上,均会出现上述实验结果。可统计F2中黑色个体的性别,如果F2中黑色个体均为雄性,则A、a基因位于X染色体上;如果F2黑色个体中雄性:雌性=1:1,则A、a基因位于其他常染色体上。也可统计F2中红色(或棕色)个体的性别比例,如果F2红色(或棕色)个体中雄性:雌性=1:2,则A、a基因位于X染色体上;如果F2红色(或棕色)个体中雄性:雌性=1:1,则A、a基因位于其他常染色体上。
13.【宠物 + 克隆技术】玳瑁猫的毛色含有黑、橙、白三种颜色,控制黑色(B)和橙色(b)的基因位于X染色体上,Y染色体上没有相应的等位基因。常染色体上的S基因偶尔表达后会阻止细胞中色素的形成,出现白色。雌猫细胞中的两条X染色体在发育过程中有一条会随机失活,形成巴氏小体。回答下列问题:
(1)在雌猫皮肤的某一区域的细胞中,如果带有________染色体失活,则该区域出现橙色斑块,该三色玳瑁猫的基因型为___________。
(2)黑色雌猫的基因型为_____________。
(3)科学家用一只三色玳瑁猫(A)作为核供体,用一只黑猫(B)作为代孕母亲,克隆出一只小猫(C) ,但(C)的花色只有黑色和白色两种毛色。克隆猫(C)的毛色没有橙色斑,对这种现象的解释是_________________________________________________。
(4)绝大多数玳瑁猫都是雌性,偶尔也能见到少数的玳瑁雄猫,但生殖能力较低。根据上述分析,玳瑁雄猫的性染色体组成以及基因型为___________,这种变异类型属于_____________。
【答案】 B基因的X SSXBXb或SsXBXb ssXBXB A供体提供的单个细胞核中,带有控制橙色毛色(或b)基因的X染色体失活,失活的染色体不能恢复其活性,在猫的发育过程中不能控制橙色毛色的合成 XBXbY 染色体数目变异
【分析】三色玳瑁雌猫:常染色体上的S基因偶尔表达后会阻止细胞中色素的形成,出现白色;当S基因不表达时,若XB染色体不失活或Xb染色体失活,则表现为黑色,若XB染色体失活,则表现为橙色,因此三色玳瑁雌猫的基因型为SSXBXb或SsXBXb。
三色玳瑁雄猫:性染色体必定有XB(可表现黑色)和Xb(可表现为橙色)两条X染色体,所以雄性玳瑁猫的基因型为S_XBXbY,其产生的原因为染色体数目变异。因为减数分裂过程中性染色体分离紊乱,所以其生殖能力较低。
【详解】(1)控制黑色(B)和橙色(b)的基因位于X染色体上,雌猫细胞内的两条X染色体有一条会随机失活,能出现橙色斑块,说明X染色体上的b基因表达,是因为带有B基因的X染色体失活。根据“常染色体上的S基因偶尔表达后会阻止细胞中色素的形成出现白色”可知,该三色玳瑁猫的基因型为SSXBXb或SsXBXb。
(2)黑色雌猫的毛色没有出现白色或橙色,则没有S基因和Xb基因,所以其基因型为ssXBXB。
(3)用一只三色猫(A)作为核供体,其基因型为SSXBXb或SsXBXb,克隆出一只小猫(C),但C的花色只有黑色和白色两种毛色,没有橙色斑,说明X染色体上的b基因未表达,结合题干信息“雌猫细胞中的两条X染色体在发育过程中有一条会随机失活”,判断原因是A供体的单个细胞核中,带有控制橙色毛色(或b)基因的X染色体失活,失活的X染色体不能恢复其活性,在猫的发育过程中,不能控制橙色毛色的合成。
(4)玳瑁猫绝大多数都是雌性即SSXBXb或SsXBXb,正常雄猫一般只能是黑白色(S_XBY)、橙白色(S_XbY)。偶尔出现少数的玳瑁雄猫,说明其性染色体组成既有XB(可表现为黑色)又有Xb(可表现为橙色),则玳瑁雄猫的性染色体组成为XBXbY,是由染色体变异造成的,这种变异类型属于染色体数目变异。
【点睛】本题考查伴性遗传、染色体变异的相关知识,意在考查识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力。
图表分析类
1.【细胞质遗传、母性影响辨析】图为某一初级卵母细胞的一对同源染色体及其等位基因,下列说法正确的是
A.该细胞中染色体数目:基因数目=1:2
B.A与a在减数第二次分裂后才实现完全分离
C.该细胞可产生4种不同基因型的生殖细胞
D.两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
【答案】B
【分析】分析题图:图示为某一初级卵母细胞的一对同源染色体及其等位基因,根据染色体的颜色可以判断图中这对同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换,即基因重组。
【详解】由于一条染色体上常常有许多个基因,所以细胞中染色体数目比基因数目少得多,A错误;由于发生交叉互换,等位基因A与a的分离不只发生在减数第一次分裂后期,也发生在减数第二次分裂后期,因此A与a在减数第二次分裂后才实现完全分离,B正确;图示为初级卵母细胞,进行的是减数分裂后只能形成一种生殖细胞,即卵细胞,C错误;两对基因位于同一对同源染色体上,它们的遗传不遵循基因自由组合定律,D错误。
【点睛】关键:从图中观察出这对同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换,所以不仅在同源染色体上有A/a的等位基因,在同一条染色体上也有A/a的等位基因,而这两种情况的等位基因分离发生时期不同:前者发生在减数第一次分裂后期,后者发生在减数第二次分裂后期。
2.【X 染色体剂量补偿效应】某随机受粉植物,其高茎(H)与矮茎(h)、绿茎(G)与紫茎(g)分别受一对等位基因控制,现对一个处于遗传平衡中的该植物种群进行调查,获得的结果如下表:
表现型
高绿茎
高紫茎
矮绿茎
矮紫茎
比例
63%
21%
12%
4%
下列有关分析错误的是
A.该种群内基因h和基因g的频率分别为0.4、0.5
B.在该种群内基因组成为Gg的个体所占比例为50%
C.H-h和G-g这两对等位基因位于一对同源染色体上
D.继续随机受粉,该种群内矮紫茎个体所占比例不变
【答案】C
【分析】根据题意“一个处于遗传平衡中的该植物种群”中高茎:矮茎=21:4,绿茎:紫茎=3:1,它们分别符合遗传平衡定律,所以根据该种群中矮茎(hh)的频率为4/25,推出h基因频率=2/5,H基因频率=3/5,进而推出该种群中HH的频率=9/25,Hh的频率=12/25;同理可计算,根据该种群中紫茎(gg)的频率=1/4,所以g基因频率=1/2,G基因频率=1/2,进而计算出GG的频率=1/4,Gg的频率=2/4。
【详解】A、根据前面的分析可知,h基因频率=2/5=0.4,g基因频率=1/2=0.5,A正确;
B、在该种群内基因组成为Gg的频率=2/4,即该基因型的个体所占比例为50%,B正确;
C、根据题意可知,该种群四种表现型的比例=63:21:12:4,这种理论比例无法推测出两对等位基因是否位于不同对同源染色体上还是同一对同源染色体,C错误;
D、在遵循遗传平衡定律的种群中,只要是个体之间随机交配,其产生的后代种群的基因频率和各种基因型的频率都保持不变,所以该种群继续随机受粉,种群内矮紫茎个体所占比例不变,D正确。
故选C。
【点睛】本题主要考查基因的分离定律的相关知识,意在考查考生对所学知识的理解,把握知识间内在联系的能力。
3.【复等位基因遗传分析】在一种圆眼刚毛果蝇中存在某种致死现象,某科研小组将一对圆眼刚毛的雌、雄果蝇进行杂交,发现其子代的表现型及数目如下表所示,下列分析错误的是
A.题述两对性状对应基因的遗传遵循基因自由组合定律
B.在子代圆眼刚毛雌果蝇中纯合子占1/6
C.在子代圆眼截毛雌果蝇中杂合子占1/2
D.继续将子代中的圆眼截毛果蝇进行杂交,后代雌果蝇中纯合子占3/4
【答案】B
【详解】由题意可知在子代雄性中,圆眼∶棒眼=1∶1、刚毛∶截毛≈3∶1,说明刚毛(B)对截毛(b)为显性性状且对应基因位于常染色体上,圆眼(A)对棒眼(a)为显性性状;子代雌性都是圆眼而无棒眼,说明眼型的遗传与性别相关联,其控制基因位于X染色体上;进而推断亲本的基因型为BbXAXa和BbXAY。
两对基因分别在两对染色体上,可以独立遗传,遵循基因的自由组合定律,A正确;在子代雌性中,圆眼刚毛∶圆眼截毛≈5∶2而非3∶1,理论上,说明子代圆眼刚毛雌果蝇中存在致死现象。如果子代圆眼刚毛雌果蝇中不存在致死情况,理论上其基因型及其比例为:BBXAXA:BBXAXa:BbXAXA:BbXAXa=1:1:2:2;由于只有BBXAXA、BBXAXa这两种基因型在子代中各占1份,由此说明存在的致死基因型最可能是BBXAXA和BBXAXa中的一种。如果是基因型为BBXAXA致死,则圆眼刚毛雌果蝇中没有纯合子,即子代圆眼刚毛雌果蝇中纯合子比例为0;如果是基因型为BBXAXa致死,则圆眼刚毛雌果蝇中纯合子只有BBXAXA,则子代圆眼刚毛雌果蝇中纯合子占1/(1+2+2)=1/5,B错误;根据亲本的基因型可分析得到:子代圆眼截毛雌果蝇中基因型及其比例为bbXAXA∶bbXAXa=1∶1,显然其中杂合子占1/2,C正确;根据题意,若让bbXAY与1/2bbXAXA、1/2bbXAXa杂交,后代雌果蝇中纯合子(bbXAXA)所占比例=1/2×1+1/2×1/2=3/4,D正确。
4.【植物自交不亲和遗传规律】囊性纤维病的诊断阵列是表面结合有单链DNA探针的特殊滤纸(其中“0”处放置正常基因的探针,“1~10”处放置不同突变基因的探针)将#1~#3待测个体DNA用有色分子标记,然后将诊断阵列浸泡在溶解有单链标记DNA的溶液中,检测结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.诊断阵列可应用于产前诊断中染色体筛查
B.若#2与#3婚配,则后代携带突变基因的概率为3/4
C.将标记的待测双链DNA分子直接与诊断阵列混合后即可完成诊断
D.诊断阵列上放置不同病毒的基因探针可诊断人体感染病毒的类型
【答案】D
【分析】囊性纤维病是一种常染色体隐性遗传病,若正常基因用“A”表示,则图中“1~10”对应的致病基因可表示为“a1~a10”,根据DNA探针的使用原理,结合图像可推知:#1的基因型是AA,#2的基因型是Aa4,#3的基因型是a2a5。
【详解】A、囊性纤维病是基因突变引起的疾病,所以诊断阵列不能用于染色体的筛查,A错误;
B、根据分析,#2与#3婚配(Aa4 ×a2a5),则后代携带突变基因的概率为100%,B错误;
C、DNA分子杂交的原理是利用碱基互补配对原则,与单链DNA探针特异性的结合,所以要将待测双链DNA分子加热,形成单链DNA分子,C错误;
D、若将诊断阵列上放置不同病毒的基因探针,根据碱基互补配对原则,也可诊断病毒的类型,D正确。
故选D。
5.【常 + 伴 X 自由组合综合】下图为某单基因遗传病(基因D突变为d所致)患者家系部分成员相关基因扩增后的电泳结果。患儿的父母、外祖父母、姐姐夫妇均不患该病。研究发现,d基因转录出的mRNA提前出现终止密码子UGA,可用抑制性tRNA(sup-tRNA)进行治疗,原理是sup-tRNA识别终止密码子并携带氨基酸至核糖体。不考虑其它变异,下列说法正确的是( )
注:M表示DNA标准样,bp表示碱基对
A.该家系中患儿的患病基因来自其外祖父
B.基因D到d的突变过程中发生了碱基对的替换
C.用于治疗该病的sup-tRNA的反密码子是5′-ACU-3′
D.若姐姐已怀孕,对胎儿性别鉴定不能确定是否患该病
【答案】D
【详解】A、父母均不患病,患儿患病,说明该病为隐性遗传病;电泳显示患儿仅含致病基因d的条带(2000bp),父亲仅含正常基因D的条带(短片段),母亲同时含D和d,若为常染色体隐性遗传病,患儿的两个d分别来自父母,父亲必须携带d,与电泳结果矛盾,因此该病为伴X染色体隐性遗传病。外祖父母均不患病,若致病基因来自外祖父,外祖父基因型为XdY,必然患病,与题意矛盾,患儿的致病基因来自外祖母,A错误;
B、电泳结果显示D和d的长度不同(d为2000bp,D片段更短),说明碱基对数目发生了改变;碱基对替换不会改变基因的碱基对数目,因此不是碱基对替换导致,B错误;
C、终止密码子UGA在mRNA上的方向为5'-UGA-3',tRNA反密码子与mRNA反向互补配对,因此反密码子为3'-ACU-5',即5'-UCA-3',C错误;
D、姐姐基因型为XDXd(电泳有两个条带,为携带者,表型正常),姐夫正常(基因型XDY),后代中:女孩全部不患病,男孩有1/2概率患病、1/2概率正常。仅做性别鉴定,若胎儿为男孩,无法确定该个体是否携带致病基因,因此不能确定胎儿是否患病,D正确。
6.【诱变突变伴性遗传推导】家蚕中雄蚕比雌蚕出丝率高且生丝质量好。蚕的受精卵颜色由10号常染色体上两对等位基因(A/a,B/b)控制,基因型为aa的受精卵为杏黄色;bb的受精卵为淡黄褐色;AaBb AABb和AaBB等受精卵均为黑色。育种工作者用如下方法选择出雌蚕甲,以便根据受精卵颜色筛选雄蚕用于生产(减数分裂中具有同源区段的染色体联会后分离并移向细胞两极)。下列叙述错误的是( )
A.相对于原种雌蚕,雌蚕甲发生了染色体结构变异和数目变异
B.雌蚕甲产生含W染色体的配子比含Z染色体的配子少一条染色体
C.育种时雌蚕甲与基因型为aaBB的雄蚕杂交,需选择杏黄色受精卵用于生产
D.该育种过程通过人工选择获得优良品种,但该家蚕种群未发生进化
【答案】D
【分析】由题干分析可知,原种雌蚕经过第一次辐射诱变后,10号染色体含有b基因的片段缺失;经过第二次辐射诱变后,10号染色体剩余部分转移到W染色体上发生染色体易位。
【详解】A、此育种主要利用染色体结构变异和数目变异,A正确;
B、雌蚕甲产生的配子中,因具同源区段的染色体联会后分离并移向细胞两极,则含有W染色体的配子要与剩余的10号染色体分开,10号染色体与Z染色体共同进入同一个配子中,因此含有W染色体的比含有Z染色体的配子少一条10号染色体,B正确;
C、育种时雌蚕甲aBZWA与基因型为aaBBZZ的雄蚕杂交,受精卵基因型为aaBBZZ(杏黄色雄)、aBWA(黑色雌),受精卵雄性为杏黄色、雌性为黑色,故选杏黄色,C正确;
D、该育种过程中家蚕种群b基因频率下降,种群基因频率发生改变,种群发生进化,D错误。
故选D。
7.【多基因控制性状与自然选择】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
【分析】含s基因的家蝇发育为雄性,据图可知,s基因位于M基因所在的常染色体上,常染色体与性染色体之间的遗传遵循自由组合定律。
【详解】A、含有M的个体同时含有s基因,即雄性个体均表现为灰色,雌性个体不会含有M,只含有m,故表现为黑色,因此所有个体均可由体色判断性别,A正确;
B、含有Ms基因的个体表现为雄性,基因型为MsMs的个体需要亲本均含有Ms基因,而两个雄性个体不能杂交,B正确;
C、亲本雌性个体产生的配子为mX,雄性亲本产生的配子为XMs、Ms0、Xm、m0,子一代中只含一条X染色体的雌蝇胚胎致死,雄性个体为1/3XXY’(XXMsm)、1/3XY’(XMsm),雌蝇个体为1/3XXmm,把性染色体和常染色体分开考虑,只考虑性染色体,子一代雄性个体产生的配子种类及比例为3/4X、1/40,雌性个体产生的配子含有X,子二代中3/4XX、1/4X0;只考虑常染色体,子二代中1/2Msm、1/2mm,1/8mmX0致死,XXmm表现为雌性,所占比例为3/7,雄性个体3/7XXY’(XXMsm)、1/7XY’(XMsm),即雄性个体中XY'所占比例由1/2降到1/4,逐代降低,雌性个体所占比例由1/3变为3/7,逐代升高,C正确,D错误。
故选D。
8.【三体染色体变异及配子计算】无脉络膜症患者在儿童期会出现夜盲症,随病情发展成年时视觉丧失,发病率约为1/50000。患者由于缺乏CHM基因表达的一种影响细胞囊泡转运的蛋白质,导致光感受细胞死亡。下图是一个无脉络膜症家族系谱图,对此家系分析错误的是( )
A.无脉络膜症是一种伴X染色体隐性遗传病
B.Ⅲ-3与表型正常的女性生育患病男孩概率为1/4
C.由于患者光感受细胞生物膜系统功能紊乱导致细胞死亡
D.用基因治疗的方法治愈的Ⅱ-2,其后代仍有可能患此病
【答案】B
【分析】据图分析,图中II-1与II-2正常,而III-2患病,说明该病是隐性遗传病,又因为II-1正常,不携带致病基因,而II-2表现正常,却携带致病基因,说明该致病基因位于X染色体上,属于伴X染色体隐性遗传病,设相关基因为A、a,据此分析作答。
【详解】A、结合分析可知,无脉络膜症是一种伴X染色体隐性遗传病,A正确;
B、Ⅲ-3表现正常,基因型为XAY,与表型正常的女性婚配,由于正常女性有两种基因型,题干信息不足,无法确认其是携带者的概率,无法计算,B错误;
C、生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜组成的,生物膜系统之间可通过囊泡相互转化,分析题意“患者由于缺乏CHM基因表达的一种影响细胞囊泡转运的蛋白质,导致光感受细胞死亡”可知,由于患者光感受细胞生物膜系统功能紊乱导致细胞死亡,C正确;
D、基因治疗是治疗遗传病的有效手段,用基因治疗的方法治愈的Ⅱ-2,若与患病女性婚配,子代仍可能患该病,D正确。
故选B。
9.【常隐遗传病系谱 + 电泳鉴定】白麦瓶草正常株系在种植过程中偶然得到一株雄性突变株,取正常株雌株与该突变株杂交得F1,选用F1雌株与正常株雄株杂交(杂交过程和相关基因如下图所示)得F2,F2中无突变型雄株且雌株数目是雄株的两倍。下列叙述正确的是( )
A.雄性突变株的突变基因无法表达
B.白麦瓶草B/b和R/r基因与性别决定有关
C.F1雌株产生配子时B/b和R/r基因不能重新组合
D.此诱变可能产生X染色体隐性纯合致死基因突变
【答案】D
【分析】假设突变基因为+,亲代雌株基因型是XBrXBr和XbR+Y,F1基因型是XBrXbR+和XBrY,如果随机交配,理论上子代是XBrXBr、XBrXbR+,XBrY和XbR+Y。
【详解】A、亲代雄性表现出了突变性状,则突变基因可以表达,A错误;
B、决定该植物性别的是X染色体和Y染色体,B错误;
C、F1雌株产生配子时B/b和R/r基因可以通过交叉互换发生重新组合,C错误;
D、根据F2中雄性个体的基因型XBrY和XbR+Y,但雄性个体只有雌性个体的一半,且没有突变个体,所以可能发生了隐性纯合致死突变,D正确。
故选D。
10.【基因编辑、连锁遗传育种】某种自花传粉、闭花授粉的植物,其花的颜色为白色和红色,茎有粗、中粗和细三种。请分析并回答下列问题:
(1)自然状态下该种植物一般都是_____________(填“纯合子”或“杂合子”)若让两株相对性状不同的该种植物进行杂交,应先除去母本未成熟花的全部雄蕊,其目的是_____________;然后在进行人工异花传粉的过程中,需要两次套上纸袋,其目的都是_____________。
(2)已知该植物茎的性状由两对独立遗传的核基因(A、a,B、b)控制,只要b基因纯合时植株就表现为细茎,当只含有显性基因B时植株表现为中粗茎,其他表现为粗茎。若基因型为AaBb的植株自然状态下繁 殖,则理论上子代的表现型及比例为_____________。
(3)现发现某一白花植株种群中出现一株红花植株,若花色由一对等位基因D、d控制,且该红花植株自交后代中红花植株与白花植株之比始终为2:1,试解释其原因__________________________。
(4)若已知该植物花色由D、d和E、e两对等位基因控制,现有一基因型为DdEe的植株,其体细胞中相应基因在染色体上的位置及控制花色的生物化学途径如图所示。
则该植株花色为_____________,其体细胞内的染色体1和染色体2之间的关系是_____________。该植株自交时(不考虑基因突变和交叉互换现象),后代中纯合子的表现型为_____________。通过上述结果可知,控制花色的基因遗传_____________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
【答案】 纯合子 防止自花受粉 避免外来花粉的干扰 粗茎:中粗茎:细茎=9:3:4 显性纯合致死 红色 同源染色体 白花 不遵循
【分析】分析题图:图示为细胞中相应基因在DNA上的位置及控制花色的生化流程,基因D能控制酶D的合成,酶D能将前体物质合成白色中间产物;基因E能控制酶E的合成,酶E能中间产物转化为红色物质;因此红色的基因型为D_E_,其他基因型均表现为白色。
【详解】(1)该生物是自花受粉、闭花传粉的植物,因此自然状态下该种植物一般都是纯合子;若让两株相对性状不同的该种植物进行杂交时,应先除去母本未成熟花的全部雄蕊,防止自花授粉,然后在进行人工异花传粉的过程中,需要两次套上纸袋,其目的是避免外来花粉的干扰。(2)当b基因纯合时植株表现为细茎,只含有B一种显性基因时植株表现为中粗茎,其他表现为粗茎。基因型为AaBb的植株自然状态下繁殖,后代为A_B_(粗茎):A_bb(细茎):aaB_(中粗茎):aabb(细茎)=9:3:3:1,因此子代的表现型及比例为粗茎:中粗茎:细茎9:3:4。
(3)红花植株自交后代的表现型及比例为红色:白色=2:1,说明红花对白花为显性,亲本红花一定为杂合子,即Dd.理论上,杂合子自交后代的基因型及其比例为DD:Dd:dd=1:2:1,由此可推知群体中存在显性纯合(DD)致死现象,即该植物种群中红色植株均为杂合子。
(4)由图可知,基因D和E同时存在时表现为红色,因此基因型为DdEe的植株的花色为红色;其体细胞内的DNA1和DNA2含有等位基因D和d、E和e,而等位基因位于同源染色体上,因此它们所在的染色体之间的关系是同源染色体。由图可知,控制花色的两对基因位于同一对同源染色体上,不遵循基因的自由组合定律,但符合孟德尔的分离定律。该植株(DdEe)自交时,后代基因型及比例为DDee(白色):DdEe(红色):ddEE(白色)=1:2:1,其中纯合子均表现为白色。
【点睛】本题难点在于(4)小题,由于D/d和E/e两对等位基因位于同一对同源染色体上且不发生交叉互换,所以植株(DdEe)自交时,产生的配子只有两种,即De和dE,且比例为1:1;对此,雌、雄配子随机结合的产生的后代的基因型(表现型)及其比例为:DDee(白色):DdEe(红色):ddEE(白色)=1:2:1。
11.【细胞质雄性不育水稻育种遗传】果蝇的眼色有暗红眼、褐色眼、朱砂眼和白眼四种表现型,由等位基因A-a、C-c控制,基因型与表现型之间的关系见下表。回答以下问题:
表现型
暗红眼
褐色眼
朱砂眼
白眼
基因型
A_C_
A_cc
aaC_
aacc
(1)正常情况下,雌果蝇体内细胞中最多有____________条X染色体。
(2)四种眼色的果蝇中,对应基因型最多的果蝇眼色为____________。
(3)杂合的褐色眼雌果蝇与杂合的朱砂眼雄果蝇交配,子代的表现型及比例为____________。
(4)已知控制果蝇眼色的两对基因位于H号染色体上,基因型为AaCc的两只雌雄果蝇杂交。
①若亲代的A、C基因与染色体的对应关系为____________,则子代中暗红眼:白眼=3:1。
②若亲代的A、C基因与染色体的对应关系为____________,则____________。
(5)已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上的一对等位基因控制,刚毛(B)对截毛(b)为显性。基因型为AaccXBXb和AaccXbYB果蝇交配,F1中褐色眼刚毛雄果蝇所占比例为____________(用分数表示,下同)若亲本果蝇交配产生F1,后代果蝇随机交配n代后,Fn中白眼个体所占比例为____________。
【答案】 4 暗红眼 暗红眼:褐色眼:朱砂眼:白眼=1:1:1:1 双亲A、C基因均位于一条染色体上 至多有一个亲本的A、C基因位于一条染色体上 子代中暗红眼:褐色眼:朱砂眼=2:1:1 3/8 1/4
【分析】遗传定律的综合应用。题中已知基因的显隐性、基因型与表现型的对应关系,所以要分析的基因在染色体上的位置关系,以此为依据确定基因所遵守的遗传定律才能解答。
【详解】(1)正常情况下,雌果蝇的性染色体组成为XX,体内细胞进行有丝分裂时,因着丝点的分裂,染色体数目加倍,细胞内最多有4条X染色体。
(2)四种眼色的果蝇中,暗红眼A C 包含4种基因型,种类最多。
(3)杂合的褐色眼雌果蝇的基因型是Aacc,产生的配子基因型为Ac、ac, 杂合的朱砂眼雄果蝇基因型是aaCc,产生的配子基因型是ac、aC,两种亲本杂交,配子随机结合,分析可知子代的表现型及比例为:暗红眼:褐色眼:朱砂眼:白眼=1:1:1:1。
(4)已知控制果蝇眼色的两对基因位于H号染色体上,即两对基因位于一对同源染色体上,基因型为AaCc的双亲,基因在染色体上的位置有三种情况:两亲本都是AC在一条染色体上、ac在另一条染色体上,杂交子代暗红眼:白眼=3:1;两个亲本都是Ac在一条染色体上、aC在另一条染色体上,杂交子代暗红眼:褐色眼:朱砂眼=2:1:1;一个亲本属于前一种情况,另一个亲本属于后者,杂交子代也是暗红眼:褐色眼:朱砂眼=2:1:1。
所以:
①若亲代的A、C基因与染色体的对应关系为双亲A、C基因均位于一条染色体上, 则子代中暗红眼:白眼=3:1。
②若亲代的A、C基因与染色体的对应关系为至多有一个亲本的A、C基因位于一条染色体上,则杂交子代是暗红眼:褐色眼:朱砂眼=2:1:1
(5)基因型为AaccXBXb和AaccXbYB果蝇交配,F1中褐色眼A cc占3/4,雄果蝇占1/2,全是刚毛,所以褐眼刚毛雄果蝇所占比例为1/2×3/4=3/8;若亲本果蝇交配产生F1,由于F1后代果蝇是随机交配,可以按基因频率计算,亲代a的基因频率是1/2,所以子代是aa的概率是1/4,cc是1,n代后,Fn中白眼个体aacc所占比例仍然是1/4。
【点睛】难点:抓住基因位置关系,按特定的基因遗传规律解答;随机交配时按基因频率计算。
12.【多等位基因 + 基因位置判定实验】研究发现,人的ABO血型不仅由位于第9号染色体上的IA、IB、i基因决定(见下表),还与位于第19号染色体上的H、h基因有关。在人体内,前体物质在H基因的作用下形成H抗原,而hh的人不能把前体物质转变成H抗原。H抗原在IA基因的作用下,形成A抗原;H抗原在IB基因的作用下形成B抗原;而ii的人不能转变H抗原,其原理如下图所示。现有一O血型的父亲和一B血型的母亲生下一AB血型的女儿(不考虑基因突变),请回答下列问题:
(1)母亲的基因型有________种,女儿的基因型为_____________。
(2)该女儿与一AB血型的男子结婚,已知此男子父母都为AB血型且有一O血型的妹妹。则他们生下的外孙为AB血型的概率是_______。若发现男子的精子在形成过程中出现了一次异常(不考虑染色体变异)导致外孙的基因型为HHIAIAIB,可能出现异常的情况有____种,请写出其中的一种情况:________________________________________________________。
【答案】 4 HhIAIB 5/12 2 产生精子的减数第一次分裂的后期,两条第9号染色体未分离(或产生精子的减数第二次分裂的后期,两条含IA的第9号染色体未分离)
【详解】试题分析:根据题意和题图分析可知,凡是A型、B型和AB型血的人体内都含有H基因,而凡是含hh基因的个体或者含H基因但没有A和B基因的个体则表现为O型血,即hh_ _和H_ii都表现型为O型血,H_IA IA和H_IAi表现为A型血,H_IB IB和H_IBi表现为B型血,H_IA IB表现为AB型血。
(1)根据题意可知母亲的基因型有4种可能HHIBIB、HHIBi、HhIBIB、HhIBi,由女儿的血型为AB型可知女儿的基因型为HHIAIB或HhIAIB,又由题意知父亲的基因型为hhIA_,则女儿的基因型为HhIAIB。
(2)已知男子父母都为AB血型且有一O血型的妹妹,则此男子的基因型为1/3HHIAIB、2/3HhIAIB,后代中AB血型的基因型为H_IAIB的概率为(5/6)×(1/2)=5/12。从外孙的基因型可以看出该变异是多了一条第9号染色体,若卵细胞第9号染色体提供的是IA基因,则问题出现在产生精子的减数第一次分裂的后期,两条第9号染色体未分离;若卵细胞第9号染色体提供的是IB基因,则问题出现在产生精子的减数第二次分裂的后期,两条含IA的第9号染色体未分离。
【点睛】推断本题关键在于:结合题意和题图分析出各种血型应包含的各种基因型。
13.【X 染色体随机失活、染色体数目变异】根据红细胞膜上所含抗原(糖脂)种类不同,ABO血型系统将血型分为四种。控制抗原合成的基因位于人类的第9对染色体上,该等位基因有IA、IB、i三种,其中IA和IB均对i显性;分别编码A、B糖基转移酶,催化相应抗原的生成,i编码的短肽无酶活性。上述基因对性状的控制如下图所示,请回答下列问题:
(1)组成A酶与B酶的氨基酸数目相同,组成成分上两种酶区别在于_______,i基因编码的短肽无酶活性,是因为与IA、IB基因相比,由于碱基替代,其转录产生的mRNA上提前出现__________。
(2)AB型父亲与0型母亲,理论上他们的子女的血型及比例是_______(仅考虑IA、lB、i基因的作用)。
(3)进一步研究表明,控制前体物质H合成的等位基因(H、h)位于第19对染色体上,人类h基因频率极低,基因型为hh的个体不能合成前体物质H。基因型为hhIAIB的个体表现型为__________。
(4)亲子鉴定中曾有一案例,母亲为0型血,争议父亲为B型血,儿子为A型血,但DNA的序列分析表明,父母与儿子确为亲生关系。其原因可能是:母亲基因型是_______,父亲最可能基因型是__________。
【答案】 氨基酸的种类 终止密码 A型血:B型血=1:1 O型 hhIAlA、hhIAIB或hhIAi HHIBi
【详解】试题分析:图示为基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物性状。IA和IB均对i显性,分别编码A、B糖基转移酶,催化相应抗原的生成,i编码的短肽无酶活性。根据图形分析可知,A型血的基因型是IAIA或IAi;B型血的基因型是IBIB或IBi;AB型血的基因型是IAIB;O型血的基因型是ii。
(1)A酶与B酶在氨基酸数目上是相同的,但是两种酶的功能有区别,主要原因是两种酶在组成上氨基酸的种类是不一样的。i基因控制合成的短肽无酶活性,长度比IA、IB基因控制合成的酶的肽链短,说明其转录产生的mRNA上提前出现了终止密码,造成肽链合成提前终止而失去活性。
(2)AB型父亲的基因型是IAIB,O型母亲的基因型是ii,由于父亲产生两种配子,即IA、IB且比例为1:1,母亲只产生一种配子,即i,则后代的基因型为IAi、IBi,所以理论上他们的子女的血型及比例是A型血:B型血=1:1。
(3)结合题意,基因型为hh的个体不能合成前体物质H,根据图形分析可知,没有前体物质H就不能合成A抗原和B抗原了,所以基因型为hhIAIB 、hhIAlA、hhIBIB、hhIAi或hhIBi的个体表现型都为O型血。母亲为O型血,争议父亲为B型血,儿子为A型血,但DNA的序列分析表明,父母与儿子确为亲生关系。其原因可能是母亲不能合成前体物质,但是含有IA基因,所以母亲的基因型是hhIAlA、hhIAIB或hhIAi,父亲最可能基因型是HHIBi。
【点睛】关键:当个体内没有H基因,则没有前提物质H,所以无论体内有无IA、IB基因,都不能合成A抗原和B抗原,则个体表现为O型血,由此得到O型血的基因型有7种,hhIAIB 、hhIAlA、hhIAi、hhIBi、hhIBIB、hhii、HHii和Hhii。
14.【测交验证遗传综合实验分析】已知某雌雄同株植物的花色(红花、紫花和白花)受三对等位基因(用 Aa、Bb、Cc表示相关控制基因)控制。如果三种显性基因都存在时,则表现为红花,如果有两种显性基因则表现为紫花,其余情况都表现为白花。下图是该植物体细胞中与花色有关的基因组成。请据图回答下列问题:
(1)选取多株这样的植株自交产生的后代中,花色类型及其比例接近__________________________。
(2)为了验证这三对等位基因遵循自由组合定律,老师要求用测交的方法进行,所要选取的另一个亲本的基因型及表现型分别是_____________、_____________,该实验的结果是________________________。
(3)如果图中的三对染色体丢失了任何一条都不影响活性。若该植物丢失了其中的一条染色体,则性状变为紫色,请你预测该植株丢失的染色体可能是_____________。
【答案】 红花:紫花:白花=27:27:10 aabbcc 白花 红花:紫花:白花=1:3:4 1或3或5
【分析】由图可知,该植株的基因型为AaBbCc,三对等位基因分别位于三对同源染色体上,它们的遗传遵循基因的自由组合定律。三种显性基因都存在时表现为红花,则红花为A_B_C_,有两种显性基因存在时表现为紫花,则紫花的基因型有A_B_cc、aaB_C_、A_bbC_,其余情况都表现为白花。在此基础上,依据基因的自由组合定律并结合题意作答。
【详解】(1)依题意和图示信息可知:这三对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。基因型为AaBbCc的植株自交,在产生的后代中,红花为A_B_C_,其比例为3/4×3/4×3/4=27/64;紫花基因型有A_B_cc、aaB_C_、A_bbC_三种,每种比例都为3/4×3/4×1/4=9/64,三种所占比例之和为27/64;白花比例为1-27/64-27/64=10/64。综上分析,后代花色类型及其比例接近红花:紫花:白花=27:27:10。
(2)测交是杂合子与隐性纯合子交配。为了验证这三对等位基因遵循自由组合定律,所要选取的另一个亲本的基因型是aabbcc,表现型是白花。在测交后代中,红花(A_B_C_)比例为1/2×1/2×1/2=1/8,紫花(A_B_cc、aaB_C_、A_bbC_)比例为1/2×1/2×1/2×3=3/8,白花比例为1-1/8-3/8=4/8,所以实验结果是红花:紫花:白花=1:3:4。
(3)该植物丢失了其中的一条染色体,则性状变为紫色,说明丢失的染色体携带有显性基因,因此该植株丢失的染色体可能是1或3或5。
【点睛】本题的难点在于用分离定律解决自由组合问题的思路:先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下,有几对等位基因(或几对相对性状)就可分解为几个分离定律问题,然后按照题目要求的实际情况进行重组,此法“化繁为简,高效准确”。以本题的第(1)小题为例来领会这种解题方法:基因型为AaBbCc的植株自交,可分解为如下三个分离定律的内容,即①Aa×Aa→3/4A_、1/4aa;②Bb×Bb→3/4B_、1/4bb;③Cc×Cc →1/4C_、1/4cc。在此基础上,按照题目要求的实际情况进行重组。第(2)小题的解题方法与此类似。
15.【细胞质雄性不育水稻三系杂交育种】被誉为“世界杂交水稻之父”的袁隆平,利用“野败”成功培育出了雄性不育水稻。杂交水稻主要是利用水稻雄性不育系(花粉不育)作为遗传工具,并形成了雄性不育系、恢复系和保持系三个核基因纯合品系的三系配套的第一代杂交水稻育种模式。
(1)杂交水稻普遍具有杂种优势,即杂种子一代在一种或多种性状上优于两个纯合亲本的现象。杂交水稻的培育工作中雄性不育品系的作用至关重要,因为其可免去大面积繁育制种时______操作,节省成本并保证杂交种子的纯度。
(2)雄性不育由细胞质不育基因S和核中隐性基因rf决定,即基因型(S)rfrf表现为雄性不育,而相应的细胞质基因N和细胞核中显性基因Rf都会使水稻恢复育性。三系配套杂交水稻有两个隔离的种植区(如下图),提示:杂交中细胞质基因不随花粉参与受精。
育种一区和二区除了种植雄性不育系,还分别间隔种植保持系和恢复系,通过自然杂交和自交,使三系得以保存,并在二区的雄性不育植株上收获了杂交水稻种子。写出保持系的基因型______,恢复系的基因型______。
(3)某水稻品系Q是培育杂交水稻的优秀原材料,但表现为雄性可育,不便于直接用于制备杂交水稻。品系Q基因型为(S)RfRfEE,E基因与Rf基因位于非同源染色体上。雄性不育系的基因型为(S)rfrfee。
若要最大效率地培育出基因型为(S)rfrfEE的品系Q雄性不育系,可采用右图方法实现,框内为连续多代回交。图中回交亲本a是______(雄性不育系/品系Q)。推算回交2次产生的F4中,基因型为EE的个体比例为______。最后所有F1植株自交产生(S)rfrfEE的比例是______。
(4)袁隆平团队培育出了光温敏雄性不育纯合新品种,即短日照平温条件下雄性可育,长日照高温条件下雄性不育,从而实现了两系配套的第二代杂交水稻。与恢复系混种,该品种植株上可收获全部是推广种植杂种的是______(夏季/秋季)的成熟稻。这个实例也说明了植物的生长、发育和繁殖等生命活动的调节,除了激素调节外,还有______调节和______调控,它们是相互作用、协调配合的。
【答案】(1)人工去雄
(2) (N)rfrf (N)RfRf
(3) 品系Q 7/8 29/128
(4) 夏季 环境因素 基因表达
【分析】水稻的花小,为两性花,多对基因与花粉的育性有关,雄性不育植株品系的发现,为杂交制种过程中节省了去雄蕊这一繁琐操作,并且避免了自花受粉,可保证杂种优势。
【详解】(1)水稻的花小,为两性花,多对基因与花粉的育性有关,雄性不育植株品系的发现,为杂交制种过程中节省了去雄蕊这一繁琐操作,并且避免了自花受粉,可保证杂种优势。
(2)雄性不育由细胞质不育基因S和核中隐性基因rf决定,即基因型(S)rfrf表现为雄性不育,而相应的细胞质基因N和细胞核中显性基因Rf都会使水稻恢复育性,杂交中细胞质基因不随花粉参与受精。因此,当细胞核可育基因(Rf)存在时,植株都表现为雄性可育。当细胞质基因为可育基因(N)时,无论细胞核具有可育基因还是不育基因,植株都表现为雄性可育。只有当细胞核不育基因(rf)与细胞质不育基因(S)同时存在时,植株才表现为雄性不育。用基因型为N(rfrf)的品种作为父本,与基因型为S(rfrf)的雄性不育系杂交,杂交后代的基因就是S(rfrf),表现为雄性不育。其中基因型为N(rfrf)的品种既能使母本结实,又使后代保持了不育的特性,因此称为雄性不育保持系。用基因型N(RfRf)品种作为父本,与基因型为S(rfrf)雄性不育杂交,才能使后代恢复可育性,因此恢复系的基因型N(RfRf)。
(3)雄性不育系((S)rfrfee)与品系Q((S)RfRfEE)杂交,F1基因型为(S)RfrfEe与品系品系Q((S)RfRfEE)杂交筛选得到(S)Rfrf植株,若要最大效率地培育出基因型为(S)rfrfEE的品系Q雄性不育系,需要与品系Q((S)RfRfEE))回交。回交第一次,后代为1/2EE和1/2Ee与EE交配,F3中3/4EE,1/4Ee,再回交一次,是3/4EE,1/4Ee与EE交配,F4中EE个体的比例为7/8。
(4)光温敏雄性不育纯合新品种,即短日照平温条件下雄性可育,长日照高温条件下雄性不育,与恢复系混种,该品种植株上可收获全部是推广种植杂种的是夏季(长日照高温)的成熟稻。植物的生长、发育和繁殖等生命活动的调节,除了激素调节外,还有环境因素调节和基因表达调控,它们是相互作用、协调配合的。
【点睛】本题考查遗传规律、植物生命活动调节等相关知识,意在考查学生能从题干和题图中提取有效信息并结合这些信息,运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确结论的能力。
实验探究类
1.【ZW 伴性遗传综合实验】鹦鹉(ZW型性别决定)的毛色有白色、蓝色、黄色和绿色,由A/a和B/b两对等位基因共同决定,其中有一对等位基因只位于Z染色体上,相关作用机理如下图所示。研究人员用纯合蓝色鹦鹉和纯合黄色鹦鹉进行了如下两个杂交实验。
杂交实验一:P:蓝色鹦鹉(♀)×黄色鹦鹉(♂)→F1:黄色鹦鹉(♀):绿色鹦鹉(♂)=1:1;
杂交实验二:P:黄色鹦鹉(♀)×蓝色鹦鹉(♂)→F1:绿色鹦鹉(♀):绿色鹦鹉(♂)=1:1。
回答下列问题:
(1)鹦鹉毛色的遗传遵循基因的______定律。该实例体现了基因表达产物和性状的关系是______。
(2)鹦鹉的次级精母细胞中有______条Z染色体。杂交实验一中,F1雌性鹦鹉的基因型是______,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为______(不考虑性别)。
(3)杂交实验二中,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2中绿色雄性鹦鹉的基因型共有______种。欲判断F2中某只绿色雄性鹦鹉的基因型,可让其与多只______(填表型)杂交,若后代只出现绿色和黄色鹦鹉,则可判断其基因型为______。
(4)控制鹦鹉羽毛有条纹(D)和无条纹(d)的基因位于另一对常染色体上。两只纯合鹦鹉杂交,F1全部表现为黄色条纹,F₁雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为黄色条纹:黄色无纹:白色条纹:白色无纹=7:1:3:1。推测F2出现该表型比可能是由于基因型为______的雄配子不育导致的。若要验证上述推测,可进行的杂交实验是______,预测该杂交实验的结果为______。
【答案】(1) (分离和)自由组合 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(2) 1或2 BbZaW 绿色鹦鹉:黄色鹦鹉:蓝色鹦鹉:白色鹦鹉=3:3:1:1
(3) 4 白色(雌性)鹦鹉 BBZAZa
(4) Bd 让F1中雄性鹦鹉测交(或与隐性纯合子杂交) 子代中没有黄色无纹鹦鹉出现
【分析】据图可知,基因A可控制酶1的合成,从而使白色物质变为蓝色,基因B可控制酶2的合成,从而使白色物质变为黄色,若蓝色物质和黄色物质同时存在,则为绿色。因此,若鹦鹉体内同时含有A和B基因,毛色为绿色;若鹦鹉体内含A基因,但不含B基因,毛色为蓝色;若鹦鹉体内含B基因,但不含A基因,毛色为黄色。根据杂交实验一和二可判断,A和a基因在Z染色体上,B和b基因在常染色体上。
【详解】(1)据题意分析可知,鹦鹉毛色的遗传遵循基因的分离和自由组合定律。鹦鹉毛色体现了基因表达产物和性状的关系是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
(2)鹦鹉的次级精母细胞中有1(减数分裂Ⅱ前、中期)或2(减数分裂Ⅱ后、末期)条Z染色体。杂交实验一中,F1雌性鹦鹉的基因型是BbZaW,F1雄性鹦鹉的基因型是BbZAZa。F1雌雄鹦鹉随机交配,得到F2的表型及比例为绿色(B_ZA_):黄色(B_Za):蓝色(b_ZA_):白色(bbZa_)=3:3:1:1。
(3)杂交实验二中,F1雌雄鹦鹉的基因型分别是BbZAW和BbZAZa,其随机交配得到的F2中,绿色雄性鹦鹉(B_ZAZ_)的基因型共有4种。欲判断F2中某只绿色雄性鹦鹉的基因型,可让其与多只白色雌性鹦鹉(bbZaW)杂交,若后代只出现绿色和黄色鹦鹉,则可判断其基因型为BBZAZa。
(4)两只纯合鹦鹉杂交,F1全部表现为黄色条纹,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为黄色条纹:黄色无纹:白色条纹:白色无纹=7:1:3:1,符合9:3:3:1的变式,所以F1的基因型是BbDd,推测1F2出现该表型比可能是由于基因型为Bd的雄配子不育导致的。若要验证上述推测,可让F1中雄性鹦鹉测交,若子代中无黄色无纹鹦鹉出现,则说明该推测正确。
2.【细胞质雄性不育】雄性不育是指花药或花粉不能正常发育的现象,雄性不育的植株,雌蕊能正常发育。
雄性不育包括细胞核雄性不育和细胞质雄性不育,细胞核雄性不育是指核基因控制的雄性不育,有显性核不育和隐性核不育,遗传方式符合孟德尔遗传定律。根据对光和温度的反应又分为两种:(1)不受光温影响的核雄性不育是指与光和温度影响无关。(2)光温敏核雄性不育是指受光和温度影响。高温或长日——不育;适温短日——可育。
细胞质雄性不育:表现为母体遗传、花粉败育和雌穗正常,可以被显性核恢复基因恢复育性。下图为雄性不育遗传过程,请回答下列问题:
(1)某杂交组合子代是雄性不育系,基因型为S(rr),它的双亲可能的基因型为( )
A.♀N(rr)×♂S(rr) B.♀S(rr)×♂N(rr)
C.♀S(RR)×♂N(rr) D.♀S(rr)×♂N(RR)
杂交组合基因型不能是♀N(rr)×♂S(rr)的原因是___________。
(2)科研人员研究核质互作的实验过程中,发现T-CMS细胞质雄性不育玉米可被显性核恢复基因Rf2(R基因)恢复育性,T-URF13基因(T基因)表示雄性不育基因,其作用机理如图所示。
细胞中T基因通常不成______存在,R基因在遗传时,遵循______。核(质)基因型为Rr(T)的个体自交,后代中出现雄性不育的概率是______。
(3)现有核雄性不育品种,请设计一个实验,探究该不育与光、温度的关系,简单说出实验思路即可。___________________________
【答案】 B S(rr)为雄性不育,不能作父本 (2)对 分离定律 1/4 将该不育系品种分四组分别培养在长日照并高温、长日照适宜温度,短日照高温,短日照适宜温度条件下,记录各组的育性
【解析】根据题意可知,R、r属于一对等位基因,位于一对同源染色体的相同位置上,而N、S属于细胞质基因,其在遗传过程中遵循细胞质基因的遗传特点,即母系遗传。
【详解】(1)A、♂S(rr)雄性不育,不能作为父本,A错误;
B、♀S(rr)×♂N(rr)雄性可育,可以作为父本,♀S(rr)×♂N(rr)杂交的后代均为S(rr),B正确;
C、♀S(RR)×♂N(rr)后代的基因型为S(Rr),不符合题意,C错误;
D、♀S(rr)×♂N(RR)后代的基因型为S(Rr),不符合题意,D错。
故选B。
杂交组合基因型不能是♀N(rr)×♂S(rr)的原因S(rr)为雄性不育,不能作父本;
(2)T基因位于线粒体中,不成对存在,细胞中R基因位于染色体上,成对存在,R基因在遗传时,遵循基因的分离定律。R基因能恢复育性,所以核(质)基因型为Rr(T)的个体自交,后代中出现雄性不育rr(T)的概率是1/4;
(3)实验思路:
将该不育系品种分四组分别培养在长日照并高温、长日照适宜温度,短日照高温,短日照适宜温度条件下,记录各组的育性。
【点睛】本题考查核质互作的相关知识,意在考查考生能够从题中获取有效信息的能力,能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力。
3.【基因位置判定实验】某种鱼性别决定的方式属于ZW型,其腹鳍颜色红(A)与黄(a),尾鳍颜色黑(B)与白(b)分别为两对相对性状。不考虑w染色体上的基因及同源染色体间的交叉互换,分析回答下列问题:
(1)两纯合的该种鱼杂交得F1,F1雌雄个体交配,获得的F2中腹鳍颜色红与黄的个体数之比为3:1,尾鳍颜色黑与白的个体数之比为3:1。据此,并不能判断A与a,B与b两对基因位于两对同源染色体上,理由是_________________________________。
(2)A与a、B与b两对基因在染色体上的位置可能有四种情况:① A(a)、B(b)基因位于_____对同源的常染色体上;②A(a)基因位于性染色体上,B(b)基因位于常染色体上;③A(a)基因位于常染色体上,B(b)基因位于性染色体上;④A(a)、B(b)基因均位于性染色体上。现有各种基因纯合的该种鱼若干,欲通过一代杂交实验来鉴别以上四种情况,则应选择表现型为_______________________的亲本进行杂交,观察统计子代雌性腹鳍、尾鳍的颜色。请依次写出上述四种情况的预期实验结果:________________________________________。
【答案】 未统计腹鳍颜色和尾鳍颜色性状组合的表现型及比例 一对或两 纯合黄腹鳍白尾鳍雄性×纯合红腹鳍黑尾鳍雌性 红腹鳍黑尾鳍、黄腹鳍黑尾鳍、红腹鳍白尾鳍、黄腹鳍白尾鳍
【分析】根据题意,腹鳍颜色红(A)与黄(a),尾鳍颜色黑(B)与白(b)分别为两对相对性状,受两对等位基因控制,且红对黄为显性,黑对白为显性;欲判断基因在染色体上的位置,在显、隐性性状已知的情况下,且亲本中显、隐性性状的雌雄个体都有,对XY性别决定而言,可以用隐性雌个体与显性雄个体交配即可判定其遗传方法,而题干中,鱼性别决定的方式属于ZW型,故可采用显性雌个体与隐性雄个体交配,即纯合黄腹鳍白尾鳍雄性个体与纯合红腹鳍黑尾鳍雌性个体杂交。
【详解】(1)两纯合的该种鱼杂交得F1,F1雌雄个体交配,获得的F2中腹鳍颜色红与黄的个体数之比为3:1,尾鳍颜色黑与白的个体数之比为3:1,只能说明每对性状遵循分离定律,并不能判断A与a,B与b两对基因位于两对同源染色体上,因为未统计腹鳍颜色和尾鳍颜色性状组合的表现型及比例。
(2)A与a、B与b两对基因在染色体上的位置可能有四种情况:①A(a)、B(b)基因位于一对或两对同源的常染色体上;②A(a)基因位于性染色体上,B(b)基因位于常染色体上;③A(a)基因位于常染色体上,B(b)基因位于性染色体上;④A(a)、B(b)基因均位于性染色体上。据分析可知,若要通过一代杂交实验来鉴别基因在染色体上的位置,可选择的杂交方式为:纯合黄腹鳍白尾鳍雄性×纯合红腹鳍黑尾鳍雌性;若A(a)、B(b)基因位于一对或两对同源的常染色体上,即aabb×AABB,则子代都为红腹黑尾;若A(a)基因位于性染色体上,B(b)基因位于常染色体上,即bbZaZa×BBZAW,则子代为BbZAZa(红腹鳍黑尾鳍)、BbZaW(黄腹鳍黑尾鳍);若A(a)基因位于常染色体上,B(b)基因位于性染色体上,即aaZbZb×AAZBW,则子代为AaZBZb(红腹鳍黑尾鳍)、AaZbW(红腹鳍白尾鳍);若A(a)、B(b)基因均位于性染色体上,即即ZabZab×ZABW,则子代为ZABZab(红腹鳍黑尾鳍)、ZabW(黄腹鳍白尾鳍)。故上述四种情况下子代雌性腹鳍、尾鳍的颜色依次为:红腹鳍黑尾鳍、黄腹鳍黑尾鳍、红腹鳍白尾鳍、黄腹鳍白尾鳍。
【点睛】本题考查伴性遗传,要求学生能掌握基因在染色体上位置的判断方法,本题看上去比较复杂,实际上是对于基因位于常染色体和性染色体上判断方法的延伸,只要理解常染色体和性染色体上基因遗传特点的区别,根据题干信息,分类讨论,不难得出结论,解答类似题目一定要以基本规律为基础,用假说—演绎法,分别假设方案成立,根据常染色体遗传与性染色体遗传的区别,推导出实验结果,做出判断。
4.【基因突变与 PCR 电泳】水稻斑点叶突变体在叶片或叶鞘上形成类似于病斑的斑点,研究斑点叶突变体对揭示植物的抗病反应机理具有重要意义。
(1)经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变获得斑点叶突变体s1和s2,分别同野生型杂交,结果如下表所示:
杂交组合
F1表现型
F2群体
野生型株数
突变型株数
s1 × 野生型
野生型
171
56
s2 × 野生型
野生型
198
68
说明突变性状由单一____________性基因控制。
(2)在s1突变位点的上、下游设计引物,PCR扩增后测序,如下图所示:
s1发生的碱基替换是____________。
(3)与野生型相比,s2突变位点具有相应限制酶的识别序列。PCR获得的对应DNA片段用该限制酶处理后电泳,s2的条带是下图中的____________。
(4)结合突变位点进一步分析,s1和s2是水稻E基因突变所致,体现了基因突变的____________性。s1突变使得转录产物加工形成的mRNA编码区域多出4个碱基,从而造成____________。s2突变导致E蛋白中一个苯丙氨酸变成半胱氨酸,已知苯丙氨酸的密码子为UUU、UUC;半胱氨酸的密码子为UGU、UGC,推知s2发生的碱基对替换为____________。
(5)水稻患白叶枯病时会在叶片上出现病斑,已知水稻E基因功能缺失表现出对白叶枯病原菌很好的抗性。为研究s1、s2突变体是否具有抗白叶枯病的性状,设计了如下实验:从每株s1、s2突变体选取发育状况一致的全部展开叶片各1片,接种白叶枯病菌,一段时间后测量并比较病斑的长度。请评价此实验设计的合理性并说明理由____________。
(6)基于上述研究成果,提出一种预防白叶枯病的方法。_________
【答案】 隐 G→A ② 不定向或随机 (从突变位点对应的氨基酸开始出现)氨基酸种类、数目、排列顺序的变化 不合理,没有对照组、缺少重复实验 利用RNAi技术(反义RNA)阻止野生型水稻E基因的翻译、获取具有抗白叶枯病基因的转基因水稻等
【分析】经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变获得斑点叶突变体s1和s2,分别同野生型杂交,后代F1表现型均为野生型,说明野生型对突变型为显性,F2群体中野生型:突变型=3:1,说明该性状的遗传符合分离定律。
【详解】(1)由分析可知:突变性状由单一隐性基因控制。
(2)分析图示中野生型序列和s1突变序列,发现由右到左的第4个碱基有不同,故s1发生的碱基替换是G→A。
(3)与野生型相比,s2突变位点具有相应限制酶的识别序列。PCR获得的对应DNA片段用该限制酶处理后电泳,则s2突变序列会被限制酶切割,s2的条带是下图中的②。
(4)s1和s2是水稻E基因突变所致,体现了基因突变的不定向或随机性。s1突变使得转录产物加工形成的mRNA编码区域多出4个碱基,从而会造成(从突变位点对应的氨基酸开始出现)氨基酸种类、数目、排列顺序的变化。s2突变导致E蛋白中一个苯丙氨酸变成半胱氨酸,可能是mRNA上UUU变成UGU或UUC变成UGC,故推知s2发生的碱基对替换为。
(5)实验目的为研究s1、s2突变体(E基因功能缺失)是否具有抗白叶枯病的性状,故自变量为突变体的种类,因变量为抗性性状,需要设计一组对照组和两组实验组且要进行多次和多组平行实验。
(6)根据 “已知水稻E基因功能缺失表现出对白叶枯病原菌很好的抗性”分析可知:可以利用RNAi技术(反义RNA)阻止野生型水稻E基因的翻译、获取具有抗白叶枯病基因的转基因水稻等。
【点睛】本题综合性较强,找准题意“已知水稻E基因功能缺失表现出对白叶枯病原菌很好的抗性”是解题关键。
5.【性反转伴性遗传】果蝇是遗传学常用的实验动物之一。果蝇染色体上有一个隐性基因n,在纯合时导致雌果蝇转化为不育雄果蝇,但在雄果蝇中没有性转变效应;果蝇的眼色有红眼和白眼之分,由基因PDFB和b控制。N-n,B-b两对等位基因独立遗传。某科研人员选择一对雌雄果蝇做了相关实验,过程及部分结果记录如下表。请回答以下问题:
F1
F2(由F1雌雄果蝇随机交配而来)
性别比例(♂∶♀)
3∶1
表现型
雌性均为红眼,雄性既有红眼也有白眼
(1)基因B、b位于______(填“常”或“X”)染色体上。亲本雄果蝇的基因型是______。
(2)如亲本雌果蝇为白眼,则F1的雄果蝇共有______种基因型。如亲本雌果蝇为红眼,则F2的性别比例(♂∶♀)为__________。
(3)用两种不同颜色的荧光剂分别标记基因N、n,若在亲本雄果蝇产生的次级精母细胞中观察到两种颜色两个荧光点,则产生这种现象的原因可能有_______________。
【答案】 X nnXBY 3 11∶5 亲本雄果蝇在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变
【分析】由题意知,一对雌雄果蝇杂交,子代“雌性均为红眼,雄性中既有红眼也有白眼”,因此果蝇的红眼和白眼基因位于X染色体上,由题意知,N-n和B-b两对等位基因独立遗传,所以N-n位于常染色体上遗传。根据子代果蝇的性别比例是3:1,且果蝇性反转基因型为nn时,会导致雌果蝇转化为不育雄果蝇,所以子代雌果蝇中,1/2反转形成雄果蝇,因此亲本的基因型为雌性个体是NnXBXb,雄性个体的基因型是nnXBY。
【详解】(1)由前面的分析可知,果蝇的红眼和白眼基因位于X染色体上,而“N-n、B-b两对等位基因独立遗传”,因此基因N、n位于位于常染色体上。由于杂交后代中雌果蝇都是红眼,因此亲本雄果蝇的基因型为XBY,雌性后代性反转的比例是1/2,符合测交实验,又由于基因型为nn的雌果蝇反转成不育雄果蝇,因此雌性亲本的基因型为Nn,雄性亲本的基因型为nn,所以对两对等位基因来说,亲本中雄果蝇的基因型为nnXBY。
(2)若亲本雌果蝇为白眼,白眼雌果蝇的基因型为NnXbXb,它与雄果蝇nnXBY杂交,F1的雄果蝇基因型有3种,即nnXBXb、NnXbY、nnXbY,并且各种基因型比例相等。若亲本雌果蝇为红眼(NnXBXb),它与雄果蝇nnXBY杂交,由于性反转的雄果蝇是不育的,因此F1中雌果蝇有1/2NnXBXB、1/2NnXBXb,可育的雄果蝇有1/4NnXBY、1/4nnXBY、1/4NnXbY、1/4nnXbY。首先考虑N-n这对基因,杂交产生的后代中有1/8NN、1/2Nn、3/8nn,表明雌果蝇中将有3/8的将会发生性反转,因此雄果蝇的比例有1/2+1/2×3/8=11/16,雌果蝇占的比例则为1-11/16=5/16,即F2的性别比例(雄:雌)为11:5。
(3)用两种不同颜色的荧光剂分别标记基因N、n,若在亲本雄果蝇(nnXBY)产生的次级精母细胞中观察到两种颜色两个荧光点,说明在次级精母细胞中含有基因N、n各一个,由于亲本雄果蝇中没有N基因,则产生这种现象的原因可能是在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变。
【点睛】本题关键在于结合题干中信息推断亲本的基因型:①根据眼色遗传与性别相关联,得出B-b基因伴X染色体遗传;②根据N-n、B-b两对基因独立遗传,得出N-n基因位于常染色体遗传;③根据F1中性别比例为3:1和nn纯合时导致雌果蝇转化为不育雄果蝇,推出亲本中有关N-n基因的基因组成分别为Nn和nn;④根据在雌果蝇中有性反转效应,而雄果蝇中没有性转变效应,得出亲本中雄果蝇为nn,雌果蝇为Nn;⑤根据F1红眼:白眼=3:1,得出有关B-b基因的亲本基因组成为XBXb和XBY。
6.【连锁互换遗传实验】野生型果蝇为灰身、长翅,灰身基因(A)突变后出现黑身表现型,长翅基因(B)突变后出现残翅表现型,已知控制这两对性状的基因都位于常染色体上。现有灰身长翅(P1)与黑身残翅 (P2)两种果蝇进行杂交,实验结果如图1;对杂交实验一亲本、子代的基因组DNA进行PCR扩增,扩增结果见图2。回答下列问题:
(1)根据杂交实验一与相关基因PCR产物电泳结果,推测亲体P1的基因型及其产生配子的基因型分别是___________、___________。
(2)分析杂交实验二子代出现的表现型和比例,可知P1产生的配子基因型及比例是___________。出现这种比例的最可能的原因是______________________。
(3)果蝇的另外一对相对性状有斑(E)对无斑(e)为显性。为探究 E/e基因与B/b基因是否位于一对同源染色体上,请从三个纯合品系(甲:aaBBee、乙:aabbEE、丙:AAbbee)中选择合适的杂交组合进行实验,写出相关实验方案并预期实验结果及结论。_________________________________________________。
【答案】 AaBb AB和ab AB:Ab:aB:ab=4:1:1:4 两对等位基因位于一对同源染色体上,减数分裂形成配子时发生交叉互换(形成四种配子、比例两多两少) 选取甲和乙为亲本进行杂交,获得F1,让F1自交得F2,观察统计F2表现型和比例。若长翅有斑:长翅无斑:残翅有斑:残翅无斑=9:3:3:1,则E/e与 B/b位于非同源染色体上;若上述比例不是9:3:3:1,则E/e与B/b位于一对同源染色体上
【分析】根据杂交实验一和图2分析可知,灰身长翅(P1)为AaBb,黑身残翅 (P2)为aabb,且A、a和B、b位于一对同源染色体上;根据杂交实验一F1表现型,P1产生的配子应为AB和ab;根据杂交实验二中子代表现型和比例,可知P1产生的配子为AB、ab、Ab、aB,比例为4:4:1:1,这是由于在减数分裂形成配子时发生了交叉互换;位于非同源染色体上的两对基因,其遗传遵循基因的自由组合规律,可根据杂合子自交的结果判断。
【详解】(1)根据杂交实验一与PCR产物电泳结果,P1的基因型为AaBb,产生配子是AB、ab。
(2)分析杂交实验二,P1产生的配子基因型及比例是AB∶ab∶Ab∶aB=4:4:1:1,出现这种比例的最可能的原因是位于一对同源染色体上的两对等位基因,减数分裂形成配子时发生交叉互换。
(3)已知A、a和B、b位于一对同源染色体上,因此不能选择A、a和B、b进行判断,故可选甲和乙为亲本进行杂交,获得F1基因型为aaBbEe,让F1自交得F2,观察统计F2表现型和比例。若E/e与 B/b位于非同源染色体上,则aaBbEe自交的结果为长翅有斑:长翅无斑:残翅有斑:残翅无斑=9:3:3:1;若E/e与B/b位于一对同源染色体上,则自交结果比例不是9:3:3:1。
【点睛】本题考查基因的自由组合定律的实质及应用相关知识点,意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度,培养学生分析图形、获取信息以及预测基因型和表现型的能力。。
7.【三体遗传定位实验】三体是染色体数目变异中的一种,与正常个体相比,染色体多一条,如21三体综合征患者的细胞内有三条21号染色体。某自花传粉植物的体细胞中含有7对同源染色体,研究人员培育出7种染色体组成的三体植株(均为显性纯合子,可育)和三倍体植株。
(1)对于上述8种变异植株来说,三倍体植株不育的原因是________________________;7号三体植株(7号染色体有3条的植株)产生的染色体正常与异常配子的比例是________________________。
(2)该植株的花色有红、白两种,分别受一对等位基因A、a控制。请用上述变异植株和二倍体白花植株设计较为简便的杂交实验,以确定白花基因a是否位于7号染色体上(只需要写出实验思路,同源染色体为四条的植株能存活)。____________________________________________________________。
【答案】 减数分裂时联会紊乱,不能产生正常配子 1:1 让7号三体植株与白花植株杂交得到F1,F1自交,如果F2中白花植株占5/36,则控制花色的基因位于7号染色体上,否则不是;让7号三体植株与白花植株杂交得到F1,F1与白花植株则交,如果子代中白花植株占1/3,则控制花色的基因位于7号染色体上,否则不是
【分析】三倍体在减数分裂形成配子时,由于联会的同源染色体有三条,因此会发生联会紊乱的现象,导致不能产生可育的配子而表现为不育。三体与正常二倍体相比,某种染色体多一条,但常常能产生可育配子,如7号染色体的三体,其基因组成是AAA,则减数分裂产生配子的种类及其比例是A和AA,比例为1:1;而基因组成为AAa的三体,产生的配子种类及其比例为A:Aa:AA:a=2:2:1:1。
【详解】(1)三倍体在减数分裂形成配子时,由于联会的同源染色体有三条,因此会发生联会紊乱的现象,导致不能产生正常的可育配子。7号三体植株指的是7号染色体有三条的植株,减数分裂时,多出的一条7号染色体随机移向一极,因此会产生正常配子和多出一条7号染色体的配子,其比例为1:1。
(2)确定a基因是否位于7号染色体上,可用7号三体与隐性个体杂交。如果该等位基因位于7号染色体上,则三体基因型为AAA,与aa杂交得到的F1的基因型及其比例为1/2Aa、1/2AAa。若采用自交方案:Aa自交后产生的隐性个体占比为1/4,由于AAa产生的配子类型及比例为A:Aa:AA:a=2:2:1:1,所以其中隐性个体占比=1/6×1/6=1/36,则F1自交后代中隐性个体占比=1/2×1/4+1/2×1/36=5/36。若采用测交方案,测交后代隐性个体占比=1/2×1/2+1/2×1/6=1/3。
【点睛】解决本题关键在于弄清三体在减数分裂中产生的配子种类及其比例,如AAa产生的配子类型及比例为A:Aa:AA:a=2:2:1:1;其次应注意题干信息的应用,亲本可选的有7种染色体组成的三体植株,均为显性纯合子且可育。
计算推理类
1.【质核互作雄性不育遗传实验】雄性不育是指植物花粉败育,但能够正常产生卵细胞,在植物界较为常见,在杂交育种上有非常重要的价值。水稻中的质一核型雄性不育杂交结果如下图所示,其中r和S为不育基因,R和N为可育基因。请据图回答下列问题:
(1)据图可知,质—核型雄性可育及不育的条件是______雄性可育的基因型共有_____种,分别为______。
(2)雄性不育植株在杂交育种中的优势表现为________。基因N、S、R、r的遗传是否遵循孟德尔的遗传规律,为什么?______。基因型为S(Rr)的植株自交,产生雄性不育的概率是_______。
(3)除图中的质—核型雄性不育类型外,科研人员在水稻中发现另一种只由细胞核基因a决定的雄性不育类型,可育基因为A.现有一雄性不育水稻突变品系,某人利用野生型水稻(无不育基因)为实验材料,设计实验探究该水稻不育的类型是上述两种情况中的哪一种(不考虑两种不育类型都存在这种情况,请完善实验思路及预期实验结果和结论)。
实验思路:将该雄性不育水稻与野生型水稻进行杂交获得F1,以F1作为父本,野生型水稻作为母本进行杂交获得F2,F2______获得F3,观察F3的育性。预期实验结果和结论:______。
【答案】(1) 只要存在可育基因就表现为可育,只有当核、质中均为不育基因时才表现为不育 5 N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)
(2) 在杂交时省去了人工去雄这一操作过程,提高了杂交育种的效率,降低了人工成本 基因N和S为细胞质基因,其遗传不遵循孟德尔遗传规律,基因R、r属于一对细胞核基因,其遗传遵循孟德尔的分离定律 1/4
(3) 自交 若F3全部为可育植株,则该雄性不育水稻为质—核型雄性不育;若F3中出现雄性不育植株(或F3中雄性可育:雄性不育=7:1),则该雄性不育水稻为核雄性不育
【分析】分析题干信息可知:雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制,基因型包括:N(RR)、N(Rr) 、 N (rr)、S(RR)、 S(Rr)、S(rr),由于“基因R能够抑制基因S的表达,当细胞质中有基因N时,植株都表现为雄性可育”,因此只有S(rr)表现雄性不育,其它均为可育。
【详解】(1)据图可知,质—核型雄性不育的条件是由不育的细胞质基因(S)和相对应的核基因型(rr)相互作用的结果,因此,只要存在可育基因就表现为可育,只有当核、质中均为不育基因时才表现为不育。据此可知,雄性可育基因型有5种,分别为N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)。
(2)雄性不育植株在杂交育种中的优势表现为在杂交时省去了人工去雄这一操作过程,提高了杂交育种的效率,降低了人工成本。基因N和S为细胞质基因,遵循母系遗传,其遗传不遵循孟德尔遗传规律,基因R、r属于一对细胞核基因,其遗传遵循孟德尔的分离定律。基因型为S(Rr)的植株自交,产生雄性不育S(rr)的概率为1/4。
(3)要探究某一雄性不育水稻突变品系是质—核型雄性不育类型,还是只由细胞核基因a决定的雄性不育类型,可将该雄性不育水稻与野生型水稻进行杂交获得F1,以F1作为父本,野生型水稻作为母本进行杂交获得F2,F2自交获得F3,观察F3的育性。若F3全部为可育植株,则该雄性不育水稻为质—核型雄性不育;若该雄性不育水稻为核雄性不育,则F2为1/2AA、1/2Aa自交得F3,故F3中雄性可育(A_):雄性不育(aa)=7:1。
2.【连锁 + 伴 X 自由组合遗传】某二倍体雌雄异株(XY型性别决定)植物,宽叶(M)对窄叶(m)为显性,高茎(D)对矮茎(d)为显性,基因M、m与基因D、d在一对常染色体上(两对基因间无交叉互换)群体全部开红花(纯合子),控制花色的基因(A或a)在X染色体上。
(1)叶的宽窄和花色这两对相对性状的遗传遵循____________。
(2)用纯合宽叶高茎和窄叶矮茎的植株为亲本杂交获得F1,F1中雌雄植株杂交获得F2,F2的表现型为____________,用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交,所得后代表现型及其比例为____________。
(3)现有一窄叶白花突变体雄株,欲知其突变是显性突变还是隐性突变,具体操作是:选_________,开花前授以____________的花粉,套袋培养,收获种子,种植直至植株开花,统计子代性状表现,若子代无论雌雄株全开红花,则可确定白花为____________(填“显性”或“隐性”)突变,若子代_________,则可确定白花为显性突变。
【答案】 基因的自由组合定律 宽叶高茎和窄叶矮茎 宽叶高茎:窄叶矮茎=2:1 群体中开红花的多株雌株 白花突变体雄株 隐性 雌株全部开白花,雄株全部开红花
【分析】结合题意,基因A、a在X染色体上,基因M、m与基因D、d在一对常染色体上,因此基因M、m与基因A、a或基因A、a与基因D、d可自由组合,据此分析答题。
【详解】(1)由于控制宽叶性状的基因位于常染色体上,而控制红花性状的基因位于X染色体上,即两对等位基因分别位于两对同源染色体上,因此这两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)由题意可知,纯合宽叶高茎植株基因型为MMDD,窄叶矮茎植株基因型为mmdd,杂交后代F1基因型为MmDd,由于M与D基因在同一条常染色体上,且m与d基因在同一条常染色体上,因此F1配子只有MD和md两种类型,F1自交后代F2基因型及比例为MMDD:MmDd:mmdd=1:2:1,其表现型为宽叶高茎和窄叶矮茎;F2中宽叶高茎植株基因型及比例为MMDD:MmDd=1:2,产生配子基因型及比例为MD:md=2:1,故测交后代基因型及其比例为MmDd:mmdd=2:1,即表现型及比例为宽叶高茎:窄叶矮茎=2:1。
(3)由题意可知,测定该窄叶白花突变体雄株是显性突变还是隐性突变的方法:让它与群体(未突变群体)中开红花的多株雌株杂交,即用该白花突变体的花粉授以红花雌株,套袋培养,收获种子,种植直至植株开花,统计子代性状表现。若后代中无论雌雄株全开红花,可知白花为隐性突变性状;若子代雌株均遗传其父本性状,雄株均遗传母本性状,即子代中雌株全部开白花,雄株全部开红花,可知白花为显性突变。
【点睛】本题关键在分析(2)小题中F2表现型及其比例时,应特别要注意“基因M、m与基因D、d在一对常染色体上且两对基因间无交叉互换”,所以F1产生的配子只有两种,即MD:md=1:1。
3.【常 + 伴 X 综合遗传分析】果蝇的灰身对黑身为显性,由位于常染色体上的基因B控制,基因R或r位于X染色体的非同源区段,会影响雌、雄黑身果蝇的体色深度,现有黑身雌果蝇与灰身雄果蝇杂交,F1全为灰身,F1随机交配,F2表现型及数量如图所示。回答下列问题:
(1)在等位基因R、r中,能使黑身果蝇体色加深的基因是________。
(2)亲代果蝇的基因型为__________,F2灰身雌果蝇中纯合子占的比例为___________。
(3)现欲通过一次杂交获得同时具有三种表现型的雌雄果蝇,从现有的雌雄果蝇中选择,满足条件的基因型组合有_____________种。若选择的杂交亲本表现型不同,则杂交后代的表现型灰身:黑身:深黑身=___________________。
【答案】 r bbXRXR,BBXrY 1/6 3 2:1:1
【详解】分析:根据题意,果蝇的灰身和黑身由常染色体(Ⅱ)上的等位基因(B、b)控制,等位基因(R、r)位于X染色体上,说明控制体色的两对等位基因分别位于两对同源染色体上,因此在遗传过程中遵循自由组合定律。根据题干信息和柱状图分析,纯合的黑身雌果蝇与纯合的灰身雄果蝇杂交,F1全为灰身,说明灰身对黑身是显性性状;子二代中雌、雄果蝇灰身:黑身=3:1,其中雌果蝇没有深黑身,雄果蝇黑身:深黑身=1:1,说明子一代雄果蝇的基因型是BbXRY,雌果蝇的基因型是BbXRXr,说明灰身同时含有B和R;bb表示黑身,且r会使得黑色加深。因此亲本雄果蝇的基因型是BBXrY,雌果蝇的基因型是bbXRXR。
(1)根据以上分析,灰身应该含有B_,含bb表示黑身,且纯合r会使得黑色加深。
(2)根据以上分析,亲本雄果蝇的基因型是BBXrY,雌果蝇的基因型是bbXRXR,子一代雄果蝇的基因型是BbXRY,雌果蝇的基因型是BbXRXr,则F2灰身雌果蝇中纯合子占的比例为1/3×1/2=1/6。
(3)欲通过一次杂交获得同时具有三种表现型的雌雄果蝇,即灰(B_XRX-、B_XRY),黑(bb XRX-、bbXRY),深黑(bbXrXr、bbXrY)。显然,在亲本的选择上,雌性个体一定XRXr,雄性个体一定为XrY,且雌雄亲本中必须都含b,但不能全是b基因,对此从已有的雌雄果蝇基因型中筛选,符合条件的亲本基因型组合有3种,分别是BbXRXr×BbXrY、BbXRXr×bbXrY、 bbXRXr×BbXrY。若选择的杂交亲本表现型不同,即BbXRXr×bbXrY或bbXRXr×BbXrY,则杂交后代的表现型及其比例均为灰身:黑身:深黑身=2:1:1。
【点睛】解答本题的关键是根据题干信息和柱状图分析,根据后代的不同性别的果蝇的表现型及比例,确定子一代的基因型,从而确定亲本的基因型。
4.【基因互作遮盖效应遗传】已知果蝇的眼色有3种类型:白眼、红眼、紫砂眼。其中一对控制红眼(A)和白眼(a)的等位基因位于常染色体上;另一对控制红眼(B)和紫砂眼(b)的等位基因位于X染色体上。两对等位基因中一对隐性基因对另一对基因起遮盖作用,两对基因均为隐性基因时表现为白眼。回答下列问题:
(1)若纯种紫砂眼雄蝇和纯种白眼雌蝇进行杂交,F1均为红眼,则雌性亲本的基因型为______________;F1雌雄个体交配,F2中红眼雄性个体的比例是______________。
(2)若纯种紫砂眼雌蝇和纯种白眼雄蝇进行杂交,F1雌雄个体的表现型不同,则雄性亲本的基因型为______________;F1雌雄个体交配,F2中白眼雄蝇的基因型有______________种,F2雌性个体中的表现型及比例为______________。
【答案】 aaXBXB 3/16 aaXBY 2 红眼:紫砂眼:白眼=3 :3:2
【详解】试题分析:本题的难点是对基因遮盖作用的正确判断。首先,通过假设确定亲本基因型及后代表现,再将假设结果与题干信息对比,找到正确的假设,最后按照该假设对问题进行分析和解答。
(1)若a对B有遮盖作用,则A-XB-表现为红眼,A-XbXb、A-XbY表现为紫砂眼,aa—均表现为白眼;若b对A有遮盖作用,则--XB-表现为红眼, A-XbXb、A-XbY表现为紫砂眼,aaXbXb、aaXbY表现为白眼;题中红眼纯种紫砂眼雄蝇和纯种白眼雌蝇进行杂交,F1均为红眼,可知是a对B有遮盖作用,则纯种紫砂眼雄蝇亲本的基因型为AAXbY和纯种白眼雌蝇亲本的基因型为aaXBXB;F1的基因型为AaXBY和AaXBXb,雌雄个体交配,F2中红眼雄性个体(AAXBY、AaXBY)的比例是3/16。
(2)若纯种紫砂眼雌蝇和纯种白眼雄蝇进行杂交,F1雌雄个体的表现型不同,则双亲的基因型为纯种紫砂眼雌蝇AAXbXb和纯种白眼雄蝇aaXBY;F1雌雄个体交配,F2中白眼雄蝇的基因型有aaXBY和aaXbY2种,F2雌性个体中的表现型及比例为红眼:紫砂眼:白眼=3 :3:2。
【点睛】由基因互作引起特殊比例改变的解题技巧:
解题时可采用以下步骤进行:①判断双杂合子自交后代F2的表现型比例,若表现型比例之和是16,则符合自由组合定律。②利用自由组合定律的遗传图解,写出双杂合子自交后代的性状分离比(9∶3∶3∶1),根据题意将具有相同表现型的个体进行“合并同类项”,如12∶3∶1即(9+3)∶3∶1,12出现的原因是前两种性状表现一致的结果。③根据②的推断确定F2中各表现型所对应的基因型,推断亲代基因型及子代各表现型个体出现的比例。
5.【X 染色体缺失致死遗传实验】1917年,布里奇斯发现了一种翅膀后端边缘缺刻(缺刻翅)的红眼雌果蝇,他用这种红眼缺刻翅雌果蝇与白眼正常翅雄果蝇杂交,得到子代的表现型及比例为白眼缺刻翅♀:红眼正常翅♀:红眼正常翅♂=1:1:1。同时通过实验证实,控制翅型的基因位于X染色体上,Y染色体上没有;控制眼色的基因位于常染色体上,且红眼对白眼为显性。
(1)假设缺刻翅是由X染色体上控制翅型的基因发生突变引起的,与正常翅是一对等位基因控制的相对性状。如果缺刻翅由隐性基因控制,则上述实验后代中不应该有____________果蝇出现;如果缺刻翅是由显性基因控制,则后代中应该有____________果蝇出现。实验结果与上述假设____________(“相符”或“不相符”)。
(2)从果蝇的眼色性状分析,后代雌蝇有两种表现型,说明亲代雌性亲本产生了____________种类型的配子。理论上讲上述实验,子代应该有____________种类型,但实验结果显示子代只有三种类型,且子代中的雌雄比例为2:1,其原因最可能是____________。
(3)布里奇斯认为“X染色体片段缺失”是导致上述实验现象的原因。为了证实这一猜测,科研工作者利用显微镜对表现型为缺刻翅&果蝇相关细胞中X染色体行为状态进行观察,发现了如图所示的X染色体片段,这种现象称____________。
【答案】 缺刻翅♀(雌性缺刻翅),正常翅♂(雄性正常翅) 缺刻翅♂(雄性缺刻翅) 不相符 2 4 雄性个体存在致死的现象(雄性和成活率是雌性的1/2) X染色体配对(或联会)
【解析】1、染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位,导致基因的数目或排列顺序发生改变。
2、据题分析:控制翅型的基因位于X染色体上,控制眼色的基因位于常染色体上,故两对基因满足自由组合定律。据题红眼缺刻翅(♀)×白眼正常翅(♂)→白眼缺刻翅♀:红眼正常翅♀:红眼正常翅♂=1:1:1。
【详解】(1)据题控制翅型的基因位于X染色体上,设控制翅型基因为B、b,假设缺刻翅是由X染色体上隐性基因控制,则亲代雌性个体的基因型是XbXb,雄性个体的基因型是XBY,子代为XBXb缺刻翅♀、XbY正常翅♂,后代不会出现缺刻翅♀、正常翅♂;假设缺刻翅是由X染色体上显性基因控制,则亲代雌性个体的基因型是XBXb,雄性个体的基因型是XbY,子代为XBXb缺刻翅♀、XbXb正常翅♀、XBY缺刻翅♂、XbY正常翅♂,据题后代中还应该有缺刻翅♂个体出现;因此缺刻翅形成的原因不可能是基因突变,与假设不相符。
(2)从果蝇的眼色性状分析,后代雌蝇有两种表现型,据题可知红眼对白眼为显性,故亲本红眼雌性为杂合子,产生了2种类型的配子。故理论上,雄性子代中也应该有白眼,即子代应该有4种类型。分析题图实验可知,子代中的雌雄比例不是1:1,而是2:1,最可能的原因是雄性个体存在致死现象。
(3)分析题图可知,此图是正常X染色体与片段缺失X染色体在发生同源染色体联会配对现象。
【点睛】本题考查知识点基因突变与染色体变异,基因基因的自由组合定律和伴性遗传,主要考查学生对实验结果进行推理分析获取结论的能力和设计实验探究变异的原因的能力。
6.【ZW 型染色体易位致死育种】家蚕是遗传实验中经常用到的实验材料,家蚕成虫个体具有明显的第二性征,雌性有明显的引诱腺,而雄性没有。1980年,科学家利用诱变技术研究出家蚕“性连锁平衡致死系”,使孵化出来的都是雄性。首先通过电离辐射,得到多种Z染色体上具有隐性致死基因的品系,从中选出Z染色体上带有隐性致死基因l1或l2两个杂合体,这两品系各有一个致死基因,但不降低生活力,另外又由辐射诱导得到ZW易位的雌蚕,如图为该育种过程,回答下列问题:
(1)利用电离辐射可导致的变异有_________,应用电离辐射,得到多种Z染色体上具有隐性致死基因的品系l1和l2,这体现了基因突变具有_________。
(2)甲个体产生的变异属于_________________,该变异对生物性状的影响一般较大,原因是_________。
(3)不通过杂交试验,欲区分甲与丙个体的变异方式,一般采用的最简便的方法是_________。
(4)由于操作不慎,将正常家蚕与乙家蚕混合在一起,为将乙家蚕从中鉴定出,并保留乙品系,进行了如下实验:首先根据第二性征,区分出雌家蚕和雄家蚕,雌家蚕全部是正常的家蚕,雄家蚕中含有乙家蚕,将选择出的雄性个体分别与雌家蚕丙进行交配,分别统计子代的雌雄比例。若后代中雌家蚕:雄家蚕=_________,则选择的雄家蚕是乙家蚕,子代中雄家蚕为乙品系家蚕;若后代中雌家蚕:雄家蚕=_________,则选择的雄家蚕是正常家蚕。
【答案】 基因突变、染色体变异(或染色体结构变异) 随机性 染色体变异 染色体变异往往改变排列在染色体上的基因的数目或排列顺序,所以对生物性状的影响较大 分别将两个体减数第一次分裂中期的细胞制成装片,在高倍显微镜下观察染色体的形态 2∶1 1∶1
【分析】1、ZW型性别决定的生物,其雄性个体性染色体组成为ZZ,雌性个体性染色体组成为ZW。
2、染色体结构变异与基因突变的区别
(1)变异范围不同
①基因突变是在DNA分子水平上的变异,只涉及基因中一个或几个碱基的改变,这种变化在光学显微镜下观察不到。
②染色体结构变异是在细胞水平上的变异,涉及染色体的某一片段的改变,这一片段可能含有若干个基因,这种变化在光学显微镜下可观察到。
(2)变异的方式不同:基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失和替换三种类型;染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。
(3)变异的结果不同
①基因突变引起基因结构的改变,基因数目未变,生物的性状不一定改变。
②染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变,生物的性状发生改变。
【详解】(1)据图可知,家蚕甲是由于染色体片段的移接导致的,属于染色体变异,家蚕乙和丁中产生了新的致死基因,属于基因突变,由于ll和l2属于DNA不同部位发生基因突变,这体现了基因突变具有随机性。
(2)家蚕甲是由于染色体片段的移接导致的,属于染色体结构变异,染色体变异过程中可能导致基因的数目增多或减少,基因的排列顺序发生改变,并且染色体或染色体片段中含有的基因数目一般较多,故对生物性状的影响一般较大。
(3)甲的变异类型属于染色体变异,丙的变异类型属于基因突变,区分这两种变异最简便的方法是在高倍显微镜下观察染色体的形态结构,观察染色体结构变异时,最好观察减数第一次分裂中期细胞。
(4)将乙家蚕与正常家蚕混在一起,正常家蚕中有雄性,也有雌性,所以需要先根据第二性征区分出性别,乙家蚕为雄家蚕,所以雌家蚕中一定没有乙家蚕,由于雌家蚕丙中存在与乙家蚕相同的致死基因,故在杂交后代中会出现雄家蚕致死,而雌家蚕不致死,所以首先根据第二性征,区分出雌家蚕和雄家蚕,雌家蚕全部是正常的家蚕,雄家蚕中含有乙家蚕,将选择出的雄性个体分别与雌家蚕丙进行交配,分别统计子代的雌雄比例。若后代中雌家蚕∶雄家蚕=2∶1,则选择的雄家蚕是乙家蚕,子代中雄家蚕为乙品系家蚕;若后代中雌家蚕︰雄家蚕=1∶1,则选择的雄家蚕是正常家蚕。
【点睛】本题旨在考查学生理解ZW型的性别决定和伴性遗传、基因自由组合定律、可遗传变异的类型的实质等知识要点,把握知识的内在联系,形成知识网络,分析实验。
拔高·限时模拟
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。
1.科学家研究发现,人群中存在某种由常染色体上的显性基因E控制的遗传病,含基因E的个体患病率为75%,基因型为ee的个体表现正常。图1是某家庭关于该遗传病的遗传系谱图,图2表示图1中的4个成员相关基因的电泳分离结果。下列有关分析正确的是( )
A.若Ⅰ1的检测结果为①,则Ⅰ2的检测结果可能是②
B.若Ⅰ1、Ⅰ2的检测结果分别为③、④,则条带a表示基因E
C.若Ⅰ1、Ⅰ2的检测结果分别为③、①,则条带b表示基因e
D.若Ⅰ1、Ⅰ2的检测结果分别为③、④,则Ⅰ1、Ⅰ2再生一个孩子患病的概率为9/16
【答案】D
【分析】分析题意和题图,已知含基因E的个体发病率为75%,即患病个体一定含有基因E,不患病个体的基因型不能确定,故患病个体基因型为EE和Ee,不患病个体基因型为EE、Ee和ee。
【详解】A、已知含基因E的个体发病率为75%,即患病个体一定含有基因E,不患病个体的基因型不能确定,故患病个体基因型为EE和Ee,不患病个体基因型为EE、Ee和ee。根据图1可知,Ⅰ2、Ⅱ4,一定含基因E。根据图2可知,③、④均有条带a、条带b,即两者均为杂合子,均含有两种基因,基因型为Ee,①、②基因型相同,且均为纯合子,不考虑突变,①②生出的孩子基因型不可能杂合,故亲本Ⅰ1、Ⅰ2的检测结果不可能分别为①、②,A错误;
B、若Ⅰ1、Ⅰ2的检测结果分别为③、④,则①、②为Ⅱ3、Ⅱ4的检测结果,均为纯合子且基因型相同,而Ⅱ4为患者,应该含基因E,则条带b表示基因E,条带a表示基因e,B错误;
C、若Ⅰ1、Ⅰ2的检测结果分别为③、①,则Ⅰ1、Ⅰ2的基因型分别为Ee、EE,即条带b为E,C错误;
D、若Ⅰ1、Ⅰ2的检测结果分别为③、④,则其基因型均为Ee,再生一个患病孩子的概率为3/4×75%=9/16,D正确。
故选D。
2.哺乳动物为平衡雌雄体内X染色体连锁基因的表达量,雌性细胞内的两条X染色体中随机一条失活,称为剂量补偿效应(注:X染色体失活状态与双亲无关)。在一个红绿色盲家系中,一对基因型为XaY和XAXA的夫妻生了一个患红绿色盲女儿。不考虑可遗传变异,下列说法正确的是( )
A.人的X染色体比Y染色体携带的基因多,因而进化出剂量补偿效应
B.该对夫妻中,妻子可能因剂量补偿效应患红绿色盲
C.女儿的红绿色盲致病基因分别来自她的父亲和母亲
D.若该女儿与正常男性婚配,二者所生儿子可能不患红绿色盲
【答案】D
【详解】A、剂量补偿效应的作用是平衡雌雄个体X染色体连锁基因的表达量,雌性有2条X染色体、雄性仅1条,若雌性两条X均表达会导致X连锁基因表达量为雄性的2倍,因此进化出该效应,与X染色体比Y染色体基因多无直接因果关系,A错误;
B、妻子基因型为XAXA,即使发生X染色体随机失活,未失活的X染色体仍携带显性正常基因A,可表达正常功能蛋白,不会患红绿色盲,B错误;
C、一对基因型为XaY和XAXA的夫妻生了一个患红绿色盲女儿,不考虑可遗传变异,女儿基因型为XAXa,致病基因Xa仅来自父亲,母亲提供的是正常基因XA,表现为患病是因为XA失活,C错误;
D、该女儿基因型为XAXa,可产生含XA、Xa的两种卵细胞,与正常男性(XAY)婚配,儿子获得XA时则不患红绿色盲,因此所生儿子可能不患病,D正确。
3.某二倍体两性花植物,在自然状态下可以自花受粉或异花受粉。其花色受A(红色)、AP(斑红色)、AT(条红色)、a(白色)4个复等位基因控制,4个复等位基因的显隐性关系为A>AP>AT>a。AT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 ATa的植株自交,F1中条红色:白色=5:1.下列说法错误的是( )
A.控制花色的基因在形成配子的过程中遵循基因分离定律
B.两株花色不同的植株杂交,子代植株花色最多有3种类型
C.等比例的 AAT与ATa植株随机交配,F1中含“自私基因”的植株占5/6
D.两个基因型为Aa和APAT的植株杂交,F1中红色:斑红色:条红色=3:1:2
【答案】D
【详解】A、该植物的花色是受一对等位基因(复等位基因)控制的,在形成配子时遵循基因的分离定律,A正确;
B、显隐关系为A>AP>AT>a,若两株花色不同的植株杂交(如红色A_与斑红色AP_杂交),子代最多可能出现红色(含A)、斑红色(含AP但无A)、条红色(含AT但无A和AP)三种表型,B正确;
C、分析题意,植物的花色受4个复等位基因控制,遵循基因的分离定律,ATa的植株自交,F1中条红色:白色=5:1,白色aa所占的比例=1/6=1/2×1/3,说明AT会导致同株1/2的其他花粉死亡,等比例的AAT与ATa植株随机交配,雌配子有1/4A、2/4AT、1/4a,雄配子有1/6A、4/6AT、1/6a,F1中含“自私基因”的植株(AAT+ATAT+ATa)占6/24+8/24+2/24+4/24=5/6,C正确;
D、Aa与APAT杂交时,若父本为APAT,雄配子AP占1/3、AT占2/3,母本Aa的雌配子A和a各占50%,子代红色(APA、ATA)占3/6,斑红色(APa)占1/6,条红色(ATa)占2/6,比例为3:1:2;但若父本为Aa,雄配子A和a各占50%,母本APAT的雌配子AP和AT各占50%,子代比例为2:1:1,D错误。
故选D。
4.少汗性外胚层发育不良是一种单基因遗传病,主要临床表现为头发稀疏、牙齿异常、出汗少等。下图为该病家系图,其中Ⅱ6不含致病基因,为避免Ⅱ5、Ⅱ6夫妇再次生育患儿,某研究人员对该家庭和3个胚胎进行相关染色体分析和PGT-M检测(胚胎植入前遗传学检测),结果如下表所示。下列分析错误的是( )
样本
相关染色体
PGT-M检测结果
Ⅱ5
M0/M1
女性携带
Ⅱ6
F1
男性正常
Ⅲ8
M0
男性致病
胚胎1
M0
?
胚胎2
M1/F1
?
胚胎3
M0/F1
?
注:表示女方风险染色体,表示女方正常染色体;表示男方正常染色体
A.该病是伴X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ5、Ⅱ6夫妇应优先选择移植胚胎2
C.若Ⅱ3为携带者,则Ⅲ7正常的概率为1/2
D.Ⅲ8的致病基因可能来自Ⅰ1或Ⅰ2
【答案】D
【分析】题意显示:Ⅱ5、Ⅱ6表现正常,却生出了患病个体Ⅲ8,说明该病为隐性遗传病,又Ⅱ6不含致病基因,说明该病为伴X隐性遗传病。
【详解】A、根据题图中Ⅱ5和Ⅱ6均正常但生出患病个体Ⅲ8可知,该病为隐性遗传病,又Ⅱ6不含致病基因,该病是伴X染色体隐性遗传病,A正确;
B、三个胚胎的检测结果显示,胚胎2未遗传女方风险染色体且染色体无异常,建议优先考虑,B正确;
C、用E、e表示相关基因,若 Ⅱ3为携带者(XEXe) ,其Ⅱ4的基因型为XeY,则Ⅲ7正常的概率为1/2,C正确;
D、Ⅰ1正常,基因型为 XEY,不携带致病基因, Ⅲ8的致病基因来自Ⅱ5(携带者XEXe),Ⅱ5的致病基因来自Ⅰ2,D错误。
故选D。
5.某种昆虫的性别决定方式为ZW型,科研人员在观察其亲子代的翅缘颜色(由基因A/a控制)和眼色(由基因B/b控制)遗传时,进行如下实验,发现其中一对性状表现为限性遗传的特征,即由常染色体或性染色体上的基因仅在一种性别中表达,而在另一性别中完全不表达的遗传现象。下列分析错误的是( )
亲本(纯合子)
F1
F2表型及占F2的比例
雌性
黑翅缘赤眼
黑翅缘青眼
黑翅缘赤眼(4/16)
黑翅缘青眼(4/16)
雄性
灰翅缘青眼
黑翅缘赤眼
黑翅缘赤眼(3/16)
黑翅缘青眼(3/16)
灰翅缘赤眼(1/16)
灰翅缘青眼(1/16)
A.控制该昆虫眼色的基因位于Z染色体上
B.翅缘基因型不同的雌性个体均表现为黑翅缘
C.F1的基因型为AaZBZb、AaZbW
D.F2中黑翅缘赤眼个体共有4种基因型且有1种是纯合子
【答案】D
【详解】A、亲本雌性为赤眼、雄性为青眼,F1雌性表现为青眼、雄性表现为赤眼,呈现交叉遗传特点,符合ZW型伴Z染色体遗传的特征,因此控制眼色的基因位于Z染色体上,A正确;
B、F2雄性中黑翅缘:灰翅缘=3:1,说明黑翅缘为显性性状,且翅缘性状表现为限雄性遗传(灰翅缘仅在雄性中表达),雌性无论翅缘基因型为AA、Aa还是aa,均表现为黑翅缘,B正确;
C、亲本均为纯合子,翅缘基因亲本为AA(雌黑翅缘)和aa(雄灰翅缘),F1翅缘基因型均为Aa;眼色基因亲本为ZB W(雌赤眼)和Zb Zb(雄青眼),因此F1基因型为AaZB Zb(雄性黑翅缘赤眼)、AaZb W(雌性黑翅缘青眼),与表格F1表型完全匹配,C正确;
D、F2黑翅缘赤眼个体分为两类:①雌性:翅缘基因型为AA、Aa、aa,眼色基因型为ZB W,共3种基因型,其中AAZB W、aaZB W为纯合子;②雄性:翅缘仅A_(AA、Aa)表现为黑翅缘,眼色基因型只能为ZB Zb(无ZB ZB类型,因为F1母本仅提供Zb给雄性后代),共2种杂合基因型。因此黑翅缘赤眼共有5种基因型、2种纯合子,D错误。
6.遗传性先天耳聋与常染色体和X 染色体上的多个基因有关。现有甲、乙两个耳聋患者家系, 其耳聋与听力正常这对性状均由一对等位基因控制,且彼此不含对方家系的耳聋基因。 科研人员对两个家系中部分成员的相关基因分别进行扩增后电泳,结果如图。不考虑互换和染色体变异,下列说法正确的是( )
A.家系甲、乙中的耳聋基因分别位于常染色体上和X 染色体上
B.3号发病的原因是来自1或2的一个正常基因发生了碱基对的替换
C.若7号的致病基因只来自6号,3号和8号婚配,子代耳聋概率为5/8
D.若4号和7号婚配,子代的一个细胞中最多有1个耳聋基因
【答案】C
【分析】伴X染色体隐性遗传的特点之一是女患者的父亲和儿子都患病,正常男子的母亲和女儿都正常。伴X显性遗传病的特点之一是男患者的母亲和女儿一定是患者,男性正常,其其母亲和女儿一定正常。常染色体遗传病与性别无关,男女发病概率相同。
【详解】A、1和2正常,3为男性患病,根据电泳图3含两种基因,为杂合子,说明该病应为常染色体显性遗传病。家系乙中,5患病,8正常,说明一定不是伴X显性遗传,若为常染色体显性遗传,5应为杂合子,与电泳图矛盾,因此不可能为常染色体显性遗传,若为伴X隐性遗传或常染色体隐性遗传,均与电泳图相符,因此,家系乙的遗传性先天性耳聋为伴X隐性遗传或常染色体隐性遗传,A错误;
B、家系甲的遗传性先天性耳聋为常染色体显性遗传,根据1、2、3电泳图可以知道,3号多了一条条带,应该是碱基对的增添或缺失,B错误;
C、若7号的致病基因只来自6号,说明家系乙的遗传性先天性耳聋为伴X隐性遗传,假设患病为Xb,正常为XB,家系甲的遗传性先天性耳聋为常染色体X显性遗传,假设患病为A,正常为a,则3号基因型为AaXBY,8号基因型为aaXBXb,3号和8号婚配,生出正常孩子aaXB_的概率为1/2×3/4=3/8,生出耳聋孩子的概率为1-3/8=5/8,C正确;
D、若家系乙的遗传性耳聋为常染色体隐性遗传,则4号基因型为aaBB,7号个体基因型为aabb,子代基因型为aaBb,在细胞分裂前的间期,发生DNA的复制,细胞中的耳聋基因会变为2个,D错误。
故选C。
7.我国育成首个纯合的单向异交不亲和糯玉米。单向异交不亲和由常染色体上的一对等位基因T/t控制,其作用机制为:含有T基因的卵细胞能阻止含t基因的精子与之结合,其余精、卵细胞能正常受精。玉米的非糯与糯性状受等位基因B/b控制。研究人员将纯合单向异交不亲和糯玉米与普通非糯玉米杂交,F1均为单向异交不亲和非糯玉米(两对基因独立遗传)。下列叙述正确的是( )
A.P中纯合单向异交不亲和糯玉米为母本
B.F2中纯合单向异交不亲和糯玉米占1/16
C.若F1作父本进行测交子代有4种表型
D.若F1作母本的测交子代只有1种表型
【答案】C
【详解】A、若纯合单向异交不亲和糯玉米(TTbb)为母本,其卵细胞均含T,父本普通非糯玉米(ttBB)精子均含t,含T的卵细胞无法与含t的精子结合,不能产生F1,因此该亲本应为父本,A错误;
B、F1(TtBb)自交时,T/t遗传中:母本卵细胞T:t=1:1,父本精子T:t=1:1,含T的卵细胞仅能与含T的精子结合,存活后代中TT占1/3、Tt占1/3、tt占1/3;Bb自交后代bb占1/4,因此纯合单向异交不亲和糯玉米(TTbb)占比为1/3×1/4=1/12,不是1/16,B错误;
C、F1作父本时,可产生TB、Tb、tB、tb四种比例相等的精子,无受精抑制;测交母本为ttbb,仅产生tb卵细胞,可与所有精子正常受精,后代基因型为TtBb、Ttbb、ttBb、ttbb,共4种表型,C正确;
D、F1作母本时,产生的含T的卵细胞(TB、Tb)无法与父本ttbb的含t精子结合,仅含t的卵细胞(tB、tb)可完成受精,后代为ttBb、ttbb,共2种表型,不是1种,D错误。
8.弗里德赖希共济失调(FRDA)是一种神经退行性线粒体紊乱疾病,主要由9号染色体FXN基因中GAA重复序列异常扩增引起(患者≥66次)。产生配子时重复序列在41-65次之间的基因有1/5的概率会增加到66次以上。图1为患病家族系谱图,图2为家族部分个体FXN基因中GAA重复序列PCR电泳图谱。下列说法错误的是( )
A.FRDA为常染色体隐性遗传病
B.Ⅲ1为男孩且患病的概率为3/25
C.Ⅲ4为携带者且致病基因可能来自Ⅰ2
D.GAA重复次数存在逐代累积效应
【答案】B
【分析】遗传系谱图的分析方法:
(一)首先确定是细胞核遗传还是细胞质遗传。(1)若系谱图中,女患者的子女全部患病,正常女性的子女全正常,即子女的表现型与母亲相同,则最可能为细胞质遗传。(2)若系谱图中,出现母亲患病,孩子有正常的情况,或者,孩子患病母亲正常,则不是母系遗传。
(二)其次确定是否为伴Y遗传。(1)若系谱图中女性全正常,患者全为男性,而且患者的父亲、儿子全为患者,则最可能为伴Y遗传。(2)若系谱图中,患者有男有女,则不是伴Y遗传。
(三)再次确定是常染色体遗传还是伴X遗传。(1)首先确定是显性遗传还是隐性遗传。①“无中生有”是隐性遗传病。②“有中生无”是显性遗传病。(2)已确定是隐性遗传,若女患者的父亲和儿子都患病,则最大可能为伴X隐性遗传。否则一定为常染色体隐性遗传。(3)已确定是显性遗传,若男患者的母亲和女儿都患病,则最大可能为伴X显性遗传。否则一定为常染色体显性遗传。
【详解】A、Ⅰ1和Ⅰ2无病,生的Ⅱ3有病,可知该病为隐性遗传病,且该病由9号染色体FXN基因中GAA重复序列异常扩增引起,因此可知FRDA为常染色体隐性遗传病,A正确;
B、重复序列在41-65次之间的基因在产生配子时有1/5的概率会增加到66次以上,因此Ⅲ1为男孩且患病的概率为1/5×(1/2×1/5+1/2)×1/2=3/50,B错误;
C、系谱及电泳图谱显示,Ⅲ4个体虽然表型正常但带有可致病的等位基因,且该致病基因可能来自Ⅰ2(GAA重复次数较高),C正确;
D、由题干信息可知41~65 次重复等位基因有1/5的概率会扩增为 ≥66 次,且由图2可知,GAA 重复序列存在逐代累加趋势,D正确。
故选B。
9.某同学将一枚5角硬币和一枚1元硬币随机抛出,统计朝上的面及次数,模拟孟德尔遗传规律。统计结果如下表,下列有关叙述错误的是( )
硬币
类别
朝上的面
次数
5 角
①
正面
51
②
反面
49
1 元
③
正面
48
④
反面
52
A.①②模拟了基因的分离定律 B.①②③④可模拟基因的自由组合定律
C.①③类别同时出现的概率是1/4 D.①②类别同时出现的概率是1/2
【答案】D
【分析】基因分离定律的实质是:在减数分裂过程中,位于一对同源染色体上的等位基因会随着同源染色体的分离而分开,分别进入不同的配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、①②分别为正面、反面朝上,模拟了基因的分离定律,A正确;
B、①和②、③和④可代表不同的等位基因,因而可模拟基因的自由组合定律,B正确;
C、①和②、③和④可代表不同的等位基因,可用来模拟基因自由组合定律,其中①③可代表其中的一种配子类型,出现的概率是1/4,C正确;
D、①②可以模拟一对等位基因,③④模拟另一对等位基因,①②类别不能同时出现,D错误。
故选D。
10.玉米是雌雄同株异花植物,育种工作者欲利用低产抗虫和高产不抗虫两个纯合玉米品系培育出高产抗虫的玉米,培育出的高产抗虫玉米籽粒(子代),至少可以留种一年。下列有关叙述错误的是( )
A.为了保证育种效果,需要远离其他玉米地制种
B.不对母本进行去雄处理,也不会影响育种效果
C.若子一代出现高产抗虫性状,无需让子一代自交
D.若子一代未出现高产抗虫性状,需让子一代自交
【答案】B
【分析】人工异花授粉过程为:去雄(在花蕾期去掉雄蕊)→套上纸袋→人工异花授粉(待花成熟时,采集另一株植株的花粉涂在去雄花的柱头上)→套上纸袋。
【详解】A、为了保证育种效果,制种应远离其他玉米地,防止外来花粉干扰,A正确;
B、为了保证育种效果,杂交时母本需去雄、若母本未去雄,则可能会发生自交,B错误;
C、若子一代出现高产抗虫性状,说明高产和抗虫为显性性状,只需利用低产抗虫和高产不抗虫两个纯合玉米品系培育更多种子即可,无需自交纯化,C正确;
D、若子一代未出现高产抗虫性状,需让子一代自交才能出现高产抗虫性状,D正确。
故选B。
11.成人型多囊肾是一种显性遗传性肾病。如图为某患者家族的相关系谱图,Ⅲ-1的表型未知。下列叙述错误的是( )
A.据图可以判断,成人型多囊肾的致病基因位于X染色体上
B.Ⅲ-1的患病概率为1/2,在人群中该病患者男女比例相同
C.Ⅱ-3结婚怀孕后,建议其进行产前诊断,以防生出患儿
D.与Ⅲ-2基因型相同的女性和Ⅲ-1 婚配,生出患病男孩的概率为1/8
【答案】A
【详解】A、成人型多囊肾病由显性基因控制,据遗传系谱图可以推测,图中有女性患者(Ⅱ-3),说明该致病基因不在Y染色体上,Ⅱ-2(男性)和Ⅱ - 5(男性)患病,而他们的母亲(Ⅰ-1)表现正常,说明致病基因不位于X染色体上,因此该病的致病基因位于常染色体上,A错误;
B、该病为常染色体显性遗传病,Ⅱ-1的基因型是aa,Ⅱ-2的母亲正常,所以本人基因型是Aa,因此Ⅲ-1的患病概率为1/2,在人群中该病患者男女比例相同,B正确;
C、Ⅱ-3是患者,基因型是Aa,结婚怀孕后,建议其进行产前诊断,以防生出患儿,C正确;
D、相关基因用Aa表示,与Ⅲ-2基因型相同的女性(aa)和Ⅲ-1(1/2Aa、1/2aa)婚配,生出患病男孩(Aa)的概率为1/2×(1/2)×(1/2)=1/8,D正确。
故选A。
12.一对色觉正常的夫妇,婚后生了一个性染色体为XXY的红绿色盲的孩子,这个孩子性染色体异常的原因可能是( )
A.妻子减数分裂Ⅰ同源染色体没分离
B.妻子减数分裂Ⅱ姐妹染色单体没分开
C.丈夫减数分裂Ⅰ同源染色体没分离
D.丈夫减数分裂Ⅱ姐妹染色单体没分开
【答案】B
【分析】克氏综合征(其染色体组成是44+XXY)形成的原因有两个,即XX+Y或XY+X,前者是由于母亲在减数分裂Ⅱ后期,姐妹染色单体分开后未移向两极所致,后者是由于父亲在减数分裂Ⅰ后期,X和Y未分离所致。
【详解】色盲是伴X染色体隐性遗传病(用B、b表示),色觉正常的夫妇,父亲正常,因此母亲是色盲携带者,生了一个性染色体为XXY的红绿色盲的儿子,则这对夫妇的基因型为XBY×XBXb,儿子的基因型为XbXbY,根据儿子的基因型可知,他是由含Y的精子和含XbXb的卵细胞结合形成的受精卵发育而来的,所以问题出在卵细胞,是妻子减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体没分开,Xb和Xb移向同一极所致。ACD错误,B正确。
故选B。
13.某单基因遗传病由一对等位基因A、a控制。图1是该病在某家族中的遗传系谱图,图2是用某种限制酶处理相关基因后该家族中1~4号个体的电泳图(不考虑基因突变和染色体变异)。下列叙述正确的是( )
A.由图2可推测A基因发生了碱基对的替换后产生a
B.3和4婚配生男孩可避免患该遗传病
C.该遗传病在人群中男女患病概率相等
D.3和4所生孩子的基因型与1号相同的概率是1/2
【答案】A
【详解】A、由图1可知,1号和2号健康,生下患病的3号男性,说明该病为隐性遗传病。观察图2的电泳图,假设是常染色体隐性遗传,3号是患者(aa),用限制酶处理后有两条带,1、2号正常,则他们基因型为Aa,用限制酶处理后应该有相同数量的带,但1号有三条带,2号有一条带,不符合常染色体遗传特点;若为伴X染色体隐性遗传,3号男性患者(XaY)有两条带,2号男性正常(XAY)只有一条带,所以1号女性为携带者(XAXa)有三条带,4号女性有三条带,说明也为携带者(XAXa),符合伴X染色体隐性遗传特点,所以该病为伴X染色体隐性遗传病,说明A基因经限制酶处理后产生的片段与a基因经限制酶处理后产生的片段不同,基因A不能被该限制酶切割,对应16.5kb条带,而突变后产生的a基因可以被切割,对应9.5kb和7kb,说明a基因可能是A基因发生碱基对的替换后,导致出现限制酶识别和切割位点,从而产生不同的电泳条带,A正确;
B、3号(XaY)和4号(XAXa)婚配,可能生出患病的男孩(XaY),不能通过生男孩避免患该遗传病,B错误;
C、该遗传病为伴X染色体隐性遗传,伴X染色体隐性遗传病在人群中男性患病概率大于女性,所以该遗传病在人群中男女患病概率不相等,C错误;
D、1号基因型为XAXa,3号(XaY)和4号(XAXa)所生孩子的基因型为XAXa、XaXa、XAY、XaY,概率均为1/4,所以与1号(XAXa)相同的概率是1/4,D错误。
故选A。
14.在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,圆粒和皱粒、黄色和绿色分别受到基因Y/y、R/r的控制。用纯种的黄色圆粒豌豆和纯种的绿色皱粒豌豆杂交得到F1,F1自交得到F2。若F2中某株黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交,后代表型的比例为1∶1,则该株黄色圆粒豌豆的基因型可能是( )
①YyRR ②YYRR ③YYRr ④YyRr
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
【答案】B
【详解】用纯种的黄色圆粒豌豆和纯种的绿色皱粒豌豆杂交得到F1(YyRr),F1自交得到F2,F2中黄色圆粒豌豆可能的基因型包括YYRR、YYRr、YyRR、YyRr。根据F2中某株黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交,后代性状分离比为1∶1可知,则该株黄色圆粒豌豆其中一对等位基因是杂合子,其基因型可能是YyRR或YYRr,B正确,ACD错误。
故选B。
15.在下列遗传实例中,不属于性状分离现象的是( )
A.一对正常夫妇生了三个孩子,其中一个女儿是白化病患者
B.高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代的高茎与矮茎之比接近1:1
C.圆粒豌豆的自交后代中,圆粒豌豆与皱粒豌豆分别占3/4和1/4
D.开粉色花的茉莉(Aa)自交,后代有红花(AA)、粉花(Aa)、白花(aa)三种性状
【答案】B
【详解】A、一对正常夫妇(基因型均为Aa,杂合子)生育的后代中出现白化病患儿(aa),这属于杂合子自交后代的性状分离现象,A不符合题意;
B、高茎豌豆(假设为杂合子Dd)与矮茎豌豆(隐性纯合子dd)杂交,后代高茎与矮茎比例接近1:1,这是测交实验,不属于性状分离现象(性状分离特指杂合子自交后代出现显隐性分离),B符合题意;
C、圆粒豌豆(杂合子Rr)自交后代中,圆粒与皱粒比例约为3:1,属于杂合子自交后代的性状分离现象,C不符合题意;
D、开粉色花的茉莉(基因型Aa,不完全显性)自交后代出现红花(AA)、粉花(Aa)、白花(aa)三种性状,属于杂合子自交后代的性状分离现象(在不完全显性条件下),D不符合题意。
故选B。
二、非选择题:本题共5题,共55分。
16.(除标注外,每空1分,共11分)果蝇翅型有正常翅和截翅,由等位基因T、t控制;眼色有红眼和紫眼,由等位基因R、r控制。两对基因一对位于常染色体,一对位于X染色体。现有4只果蝇分别进行两组杂交实验,杂交组合及结果如下表。
杂交组合
P
F1表型及比例
①
正常翅红眼♀×截翅紫眼♂
正常翅红眼♀∶正常翅红眼♂=1∶1
②
正常翅红眼♂×截翅紫眼♀
正常翅红眼♀∶截翅红眼♂=1∶1
回答下列问题:
(1)果蝇是遗传学实验的理想材料,是因为果蝇具有易饲养以及______(答出2点)等特点。
(2)根据杂交结果可以判断,眼色的显性性状是______,作出此判断的杂交组合是______(填“只有①”、“只有②”或“①或②”)。
(3)根据杂交结果可以判断,控制翅型的基因T、t位于______染色体上。翅型和眼色这2对相对性状的遗传遵循______定律。
(4)杂交组合①的父本和母本的基因型分别是______和______。
(5)现将杂交组合①F1中的正常翅红眼雌果蝇和截翅紫眼雄果蝇杂交产生F2,则F2中正常翅紫眼雌果蝇的基因型是______,截翅红眼雄果蝇所占比例为______。
(6)请写出杂交组合①F1中红眼雌果蝇进行测交的遗传图解______。
【答案】(1)繁殖快、染色体数目少
(2) 红眼 ①或②
(3) X 自由组合
(4) rrXtY RRXTXT
(5) rrXTXt 1/8
(6) (2分)
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关,这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】(1)果蝇是遗传学实验的理想材料,是因为果蝇具有易饲养以及繁殖快、染色体数目少等特点。
(2)杂交①中,红眼雌性与紫眼雄性杂交,子代全为红眼,说明红眼是显性性状。杂交②中,红眼雄性与紫眼雌性杂交,子代全为红眼,也能说明红眼是显性性状。
(3)分析杂交①和杂交②可知,两组实验是正反交实验,翅型在正反交实验中比例不一致,说明翅型为伴性遗传,T、t位于X染色体上。翅型和眼色这2对相对性状的遗传遵循自由组合定律。
(4)据①可知,亲本为正常翅×截翅,子代全为正常翅,说明正常翅为显性,则组合①亲本为RRXTXT×rrXtY。
(5)杂交组合①F1中的正常翅红眼雌果蝇基因型为RrXTXt,与截翅紫眼雄果蝇(rrXtY)杂交,则F2中正常翅紫眼雌果蝇的基因型是rrXTXt,截翅红眼雄果蝇(RrXtY)所占比例为1/2×1/4=1/8。
(6)杂交组合①F1中红眼雌果蝇进行测交的遗传图解下:
17.(除标注外,每空1分,共10分)某种昆虫为XY型性别决定,其体色白色和灰色为一对相对性状,由A、a控制,A对a完全显性;长触角与短触角为另一对相对性状,由B、b控制,性别会影响其显性性状的表现,两对基因独立遗传。科研人员进行了如下实验:
实验一:选取表型为白色和灰色纯合亲本分别进行正反交,F1中出现两种结果:①全部为灰色;②雌性个体为灰色,雄性个体为白色。
实验二:选取长触角(只含有B的纯合体)和短触角(只含有b的纯合体)的个体作亲本,分别进行正反交,F1中雄性个体都表现为长触角,雌性个体都表现为短触角。将实验二各自的F1中个体相互交配得到各自的F2,结果如下表。
性别
F2中表型及比例
雄性
长触角个体数∶短触角个体数=3∶1
雌性
长触角个体数∶短触角个体数=1∶3
注:实验过程中所获取的样本足量,不存在突变和致死现象,雌雄个体比例为1∶1
(1)由实验一推断,该昆虫控制其体色的基因在________染色体上,正反交结果中F1雌果蝇基因型________(相同/不相同),F1中灰色雄性个体的基因型为________。
(2))通过研究发现,B、b位于常染色体上,由于受到性激素的作用,它们在不同性别中表达情况不同。据此推测实验二F2雄性长触角个体的基因型为________,实验二F2雌性短触角个体中纯合子所占比例为________。若让F2中短触角的个体相互交配,其子代中短触角的个体所占的比例为________。
(3)现有一灰色长触角雌虫,想检测其基因型,可使其与________表型个体测交,若后代表型及比例为________,则该灰色长触角雌虫为纯合子;当该雌虫为杂合子时,试用遗传图解表示杂交结果________。
【答案】(1) X 相同 XAY
(2) BB和Bb 1/3 5/6
(3) 白色短触角雄虫 灰色短触角雌虫:灰色长触角雄虫=1:1 (2分)
【分析】根据题意,选取表型为白色和灰色纯合亲本分别进行正反交,F1中出现两种结果:全部为灰色;因此灰色显性性状,由A控制,而另一个结果为:雌性个体为灰色,雄性个体为白色,正反交结果不同,说明灰色和白色是伴性遗传。
【详解】(1)实验一中正反交的结果不同,说明基因位于X染色体上,根据其中一组的后代均为灰色,可知灰色为显性性状。则亲本基因型为XAXA×XaY,XaXa×XAY,因此无论正反交的子代雌性个体的基因型均为XAXa。由于灰色为显性性状,因此F1中灰色雄性个体的基因型为XAY。
(2)实验二中子一代基因型为Bb,子二代雄性中长触角个体数∶短触角个体数=3∶1,可知雄性中长触角个体的基因型为BB和Bb;雌性中长触角个体数∶短触角个体数=1∶3,可知雌性中短触角基因型为Bb、bb,纯合子bb所占比例为1/3。子二代中短触角的雄性基因型为bb,短触角的雌性基因型为2/3Bb、1/3bb,短触角的个体相互交配,其子代中短触角的个体(bb的雌性和雄性、Bb的雌性)所占的比例为2/3×1/2+2/3×1/2×1/2+1/3×1=5/6。
(3)现有一灰色长触角雌虫,基因型可能为BBXAXA、BBXAXa,若要检测其基因型,可使其与白色短触角雄虫(bbXaY)杂交,若该灰色长触角雌虫为纯合子,则子代为BbXAXa、BbXAY,分别表现为灰色短触角雌虫、灰色长触角雄虫,比例为1∶1;当该雌虫为杂合子时,该杂交实验的遗传图解为 :
。
18.(每空2分,共12分)雄性不育水稻在杂交育种中具有重要作用。我国科研人员利用已有的优良品系9311,培育得到稳定遗传的雄性不育系,助推杂交水稻育种技术的发展。
(1)水稻的细胞核和细胞质中均含有决定雄蕊是否可育的基因(如下表),其中R基因能够抑制S基因的表达。当细胞质基因为N 时,植株都表现为雄性可育。据此分析,基因型为S(RR)的个体育性表现为______。雄性不育系的保持,需用不育系作母本,与基因型为______的个体杂交。
可育基因
不育基因
细胞核
R
r
细胞质
N
S
(2)C基因是水稻花药发育必备的基因,在花粉形成早期表达。研究人员利用基因编辑技术对9311系的C基因的部分序列进行处理,使其编码的相应蛋白功能丧失,获得雄性不育的9311系(品系甲)。该变异类型为______。为确保品系甲的雄性不育特性能够稳定遗传下去,科研人员构建表达载体(如图1),将其导入品系甲,获得仅一条染色体含表达载体的品系乙。
①将品系乙自交,后代出现的表现型及比例为______,从而实现不育系的保持。
②与(1)中获得雄性不育系的方法相比,品系乙在雄性不育系保持方面具有的优势是______。
(3)科研人员在图1 表达载体基础上进行改造(如图2),请解释这种改造的目的______。
【答案】(1) 可育 N(rr)
(2) 基因突变 可育(品系乙):不育(品系甲)=1:1 不育系的获得无需通过杂交,用品系乙自交即可,且自交还能得到品系乙
(3)品系乙自交得到的种子从外观上无法区分,将表达载体改造后,在特定光源照射下,可育的种子会发出红色荧光,不育的种子不发荧光
【分析】题意分析,雄蕊的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制,基因型包括:N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr),由于“基因R能够抑制基因S的表达,当细胞质中有基因N时,植株都表现为雄性可育”,因此只有S(rr)表现雄性不育,其它均为可育。
【详解】(1)对于基因型为S(RR)的个体,由于细胞质基因为S,细胞核基因为RR,而R基因能够抑制S基因的表达,且当细胞质基因为N时植株才都表现为雄性可育,所以该个体表现为雄性可育。雄性不育系的保持,需用不育系(细胞质基因为S,细胞核基因为rr)作母本,与基因型为N(rr)的个体杂交,这样后代细胞质基因为S,细胞核基因为rr,仍为雄性不育系,从而实现不育系的保持。
(2)利用基因编辑技术对9311系的C基因的部分序列进行处理,使其编码的相应蛋白功能丧失,这种变异类型为基因突变。
①对于品系乙,设导入表达载体的染色体为A,未导入的为a,则品系乙的基因型为Aa。自交时,雌配子A:a=1:1,雄配子中由于F基因表达产物为毒肽,可使花粉致死,所以含有表达载体的花粉(A)死亡,只有a花粉可育,后代基因型及比例为Aa:aa=1:1,表现型及比例为可育(品系乙):不育(品系甲)=1:1,从而实现不育系的保持。
②与(1)中获得雄性不育系的方法相比,品系乙在雄性不育系保持方面具有的优势是不育系的获得无需通过杂交,用品系乙自交即可,且自交还能得到品系乙。
(3)科研人员在图1表达载体基础上进行改造,增加了胚乳特异性启动子和红色荧光基因,其目的是品系乙自交得到的种子从外观上无法区分,将表达载体改造后,在特定光源照射下,可育的种子会发出红色荧光,不育的种子不发荧光,从而快速、准确地筛选出具有雄性不育特性的品系乙,提高育种效率。
19.(每空2分,共14分)水稻的甲品系和乙品系虽然能进行杂交,但杂交后代经常出现不育,这一现象与3号染色体上S基因有关。我国科研人员用甲品系(一对3号染色体为AA)和乙品系(一对3号染色体为BB)进行杂交实验,结果如图1。
(1)对3号染色体的s基因测序发现,甲、乙品系的S基因分别为Sa和Sb。甲、乙品系及F1花粉的显微照片如图2。
请依据图2结果,解释图1所示杂交中出现F2结果的原因:_____。
(2)为探究花粉发育不良的原因,科研人员利用PCR技术检测Sa基因的表达情况,结果如图3。
①提取_____,在逆转录酶的作用下形成_____,作为PCR的模板。PCR扩增时,反应体系中还需加入的物质有_____。
②由图3结果推测,F1植株中Sa基因的表达受到Sb基因的_____(抑制、促进),推测的依据是_____。
(3)研究发现,乙品系、丙品系和丁品系水稻植株S基因位点上Sb基因的拷贝数不同。科研人员用不同品系的水稻进行杂交,检测后代中SaSa基因型的比例,结果如下表所示。
杂交组合
F1基因型
F2中SaSa基因型比例
甲品系×乙品系
Sa/3×Sb
0.4
甲品系×丙品系
Sa/1×Sb
21.0
甲品系×丁品系
Sa/2×Sb
9.7
注:表中的3×、2×、1×代表相应Sb基因的拷贝数量。
实验结果说明,_____。
【答案】(1)F1含Sa基因的花粉几乎不育,但不影响雌配子的活性,雌雄配子随机结合,导致F2 AA(Sasa基因型)比例极低,AB:BB(SaSb:sbsb)=1:1
(2) 花粉细胞的RNA cDNA 一定的缓冲溶液、分别与两条模板链结合的2种引物、4种脱氧核苷酸和耐高温DNA聚合酶 抑制 F,的基因型为Sasb,与基因型为SaSa的甲品系相比,Sa基因表达水平低
(3)F,的基因型为Sasb,与基因型为SaSa的甲品系相比,Sa基因表达水平低
20.(每空1分,共8分)玉米的早熟和晚熟为一对相对性状,受两对等位基因A/a与B/b的控制。纯合的亲本杂交组合中出现图示情况。回答下列问题:
(1)相对性状是指________。通过实验1________(填“不能”或“能”)判定玉米早熟与晚熟的遗传遵循基因的自由组合定律,实验1的亲本早熟植株的基因型有________种可能性。F1的基因型为________。
(2)实验2亲本中早熟玉米的基因型是________。基因A/a、B/b的遗传遵循自由组合定律,其细胞学基础是________。
(3)实验2的F2中早熟的纯合子基因型有________种。从实验2的F2中取一早熟植株M,将早熟植株M与晚熟植株间隔种植,其子代中出现晚熟个体,则M的基因型是________
【答案】(1) 同一种生物的同一种性状的不同表现类型 不能 2 Aabb或aaBb
(2) AABB 减数分裂产生配子时,同源染色体彼此分离的同时,非同源染色体自由组合
(3) 3 AaBb、Aabb或aaBb
【分析】1、基因自由组合定律的实质: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。在减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、根据题意和图示分析可知:实验2:早熟×晚熟,F1表现为早熟,F2表现为15早熟:1晚熟,是(9:3:3):1的变式,符合基因的自由组合定律。说明只有双隐性时才表现为晚熟,因此,早熟品种的基因型有8种,分别是AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,晚熟品种的基因型为aabb。
【详解】(1)相对性状是指同一种生物的同一种性状的不同表现类型。实验1中,F1自交后代出现3:1的性状分离比,由题意可知,玉米的早熟和晚熟为一对相对性状,受两对等位基因A/a与B/b的控制,仅由实验1判断不出这两对等位基因位于两对同源染色体上,故不能判定玉米早熟与晚熟的遗传遵循基因的自由组合定律。因为实验2的F2表现为15:1,说明只有双隐性时才表现为晚熟,因此,早熟品种的基因型有8种,即AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,晚熟品种的基因型为aabb。实验1中,F1自交后代出现3:1的性状分离比,故实验1的F1基因型是Aabb或aaBb。
(2)因为实验2的F2表现为15:1,说明只有双隐性时才表现为晚熟(aabb),且F1基因型为AaBb,故推出亲本中早熟玉米的基因型AABB。基因A/a、B/b的遗传遵循自由组合定律,其实质是减数分裂产生配子时,同源染色体彼此分离的同时,非同源染色体自由组合。
(3)实验2的F2表现为15:1,早熟品种的基因型有8种,分别是AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,其中纯合子有AABB、AAbb、aaBB3种;从实验2的F2中取一早熟植株M,将早熟植株M与晚熟植株(aabb)间隔种植,其子代中出现晚熟个体(aabb),则M植株必须能产生ab这样的配子,故其基因型可能是AaBb、Aabb或aaBb。
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第18讲 遗传综合实验分析(一轮培优练)参考答案
真题·命题感知
题号
1
2
3
答案
C
C
C
进阶·强化演练
情境探究类
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
A
B
B
D
B
D
D
9.(1) 常染色体隐性遗传 Ⅱ1、Ⅱ2正常,其儿子Ⅲ2患病,判断该病为隐性遗传病;I1患病,其儿子Ⅱ2正常,判断该病致病基因位于常染色体上
(2) AA或Aa 羊水检查(或基因检测)
(3)
(4)垂体或下丘脑
10.(1) 基因突变 基因重组
(2) DdMM- 全为不耐盐碱
(3) DD 选用体甲(MDd)进行自交,将获得的子代个体作为实验材料分别提取DNA,并用SacⅠ限制酶切割后电泳,电泳图中看到两个条带电泳结果的个体即为适合盐碱大田种植的稳定遗传大豆
11.(1) F(r1r1r2r2) S(R1R1R2R2)、S(R1R1r2r2)、S(r1r1R2R2)
(2) 母本 花多且小、花粉存活时间短
(3) 是 1:4:6:4:1符合9:3:3:1的变式 3/三 2/3
(4) 自交 恢复/恢复系
12.(1) 遗传 基因突变 分离
(2) 不能 X、Y染色体的同源区
(3)丙同学的观点正确。无论A、a基因位于X染色体上,还是位于其他常染色体上,均会出现上述实验结果。可统计F2中黑色个体的性别比例,如果F2中黑色个体均为雄性,则A、a基因位于X染色体上;如果F2黑色个体中雄性:雌性=1:1,则A、a基因位于其他常染色体上。
13. B基因的X SSXBXb或SsXBXb ssXBXB A供体提供的单个细胞核中,带有控制橙色毛色(或b)基因的X染色体失活,失活的染色体不能恢复其活性,在猫的发育过程中不能控制橙色毛色的合成 XBXbY 染色体数目变异
图表分析类
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
B
C
B
D
D
D
D
B
D
10.纯合子 防止自花受粉 避免外来花粉的干扰 粗茎:中粗茎:细茎=9:3:4 显性纯合致死 红色 同源染色体 白花 不遵循
11. 4 暗红眼 暗红眼:褐色眼:朱砂眼:白眼=1:1:1:1 双亲A、C基因均位于一条染色体上 至多有一个亲本的A、C基因位于一条染色体上 子代中暗红眼:褐色眼:朱砂眼=2:1:1 3/8 1/4
12. 4 HhIAIB 5/12 2 产生精子的减数第一次分裂的后期,两条第9号染色体未分离(或产生精子的减数第二次分裂的后期,两条含IA的第9号染色体未分离)
13. 氨基酸的种类 终止密码 A型血:B型血=1:1 O型 hhIAlA、hhIAIB或hhIAi HHIBi
14. 红花:紫花:白花=27:27:10 aabbcc 白花 红花:紫花:白花=1:3:4 1或3或5
15.(1)人工去雄
(2) (N)rfrf (N)RfRf
(3) 品系Q 7/8 29/128
(4) 夏季 环境因素 基因表达
实验探究类
1.(1) (分离和)自由组合 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(2) 1或2 BbZaW 绿色鹦鹉:黄色鹦鹉:蓝色鹦鹉:白色鹦鹉=3:3:1:1
(3) 4 白色(雌性)鹦鹉 BBZAZa
(4) Bd 让F1中雄性鹦鹉测交(或与隐性纯合子杂交) 子代中没有黄色无纹鹦鹉出现
2. B S(rr)为雄性不育,不能作父本 (2)对 分离定律 1/4 将该不育系品种分四组分别培养在长日照并高温、长日照适宜温度,短日照高温,短日照适宜温度条件下,记录各组的育性
3.未统计腹鳍颜色和尾鳍颜色性状组合的表现型及比例 一对或两 纯合黄腹鳍白尾鳍雄性×纯合红腹鳍黑尾鳍雌性 红腹鳍黑尾鳍、黄腹鳍黑尾鳍、红腹鳍白尾鳍、黄腹鳍白尾鳍
4. 隐 G→A ② 不定向或随机 (从突变位点对应的氨基酸开始出现)氨基酸种类、数目、排列顺序的变化 不合理,没有对照组、缺少重复实验 利用RNAi技术(反义RNA)阻止野生型水稻E基因的翻译、获取具有抗白叶枯病基因的转基因水稻等
5. X nnXBY 3 11∶5 亲本雄果蝇在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变
6.AaBb AB和ab AB:Ab:aB:ab=4:1:1:4 两对等位基因位于一对同源染色体上,减数分裂形成配子时发生交叉互换(形成四种配子、比例两多两少) 选取甲和乙为亲本进行杂交,获得F1,让F1自交得F2,观察统计F2表现型和比例。若长翅有斑:长翅无斑:残翅有斑:残翅无斑=9:3:3:1,则E/e与 B/b位于非同源染色体上;若上述比例不是9:3:3:1,则E/e与B/b位于一对同源染色体上
7.减数分裂时联会紊乱,不能产生正常配子 1:1 让7号三体植株与白花植株杂交得到F1,F1自交,如果F2中白花植株占5/36,则控制花色的基因位于7号染色体上,否则不是;让7号三体植株与白花植株杂交得到F1,F1与白花植株则交,如果子代中白花植株占1/3,则控制花色的基因位于7号染色体上,否则不是
计算推理类
1.(1) 只要存在可育基因就表现为可育,只有当核、质中均为不育基因时才表现为不育 5 N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)
(2) 在杂交时省去了人工去雄这一操作过程,提高了杂交育种的效率,降低了人工成本 基因N和S为细胞质基因,其遗传不遵循孟德尔遗传规律,基因R、r属于一对细胞核基因,其遗传遵循孟德尔的分离定律 1/4
(3) 自交 若F3全部为可育植株,则该雄性不育水稻为质—核型雄性不育;若F3中出现雄性不育植株(或F3中雄性可育:雄性不育=7:1),则该雄性不育水稻为核雄性不育
2. 基因的自由组合定律 宽叶高茎和窄叶矮茎 宽叶高茎:窄叶矮茎=2:1 群体中开红花的多株雌株 白花突变体雄株 隐性 雌株全部开白花,雄株全部开红花
3. r bbXRXR,BBXrY 1/6 3 2:1:1
4. aaXBXB 3/16 aaXBY 2 红眼:紫砂眼:白眼=3 :3:2
5. 缺刻翅♀(雌性缺刻翅),正常翅♂(雄性正常翅) 缺刻翅♂(雄性缺刻翅) 不相符 2 4 雄性个体存在致死的现象(雄性和成活率是雌性的1/2) X染色体配对(或联会)
6. 基因突变、染色体变异(或染色体结构变异) 随机性 染色体变异 染色体变异往往改变排列在染色体上的基因的数目或排列顺序,所以对生物性状的影响较大 分别将两个体减数第一次分裂中期的细胞制成装片,在高倍显微镜下观察染色体的形态 2∶1 1∶1
拔高·限时模拟
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
D
D
D
C
C
B
D
B
题号
11
12
13
14
15
答案
A
B
A
B
B
16.(除标注外,每空1分,共11分)
(1)繁殖快、染色体数目少
(2) 红眼 ①或②
(3) X 自由组合
(4) rrXtY RRXTXT
(5) rrXTXt 1/8
(6) (2分)
17.(除标注外,每空1分,共10分)
(1) X 相同 XAY
(2) BB和Bb 1/3 5/6
(3) 白色短触角雄虫 灰色短触角雌虫:灰色长触角雄虫=1:1 (2分)
18.(每空2分,共12分)
(1) 可育 N(rr)
(2) 基因突变 可育(品系乙):不育(品系甲)=1:1 不育系的获得无需通过杂交,用品系乙自交即可,且自交还能得到品系乙
(3)品系乙自交得到的种子从外观上无法区分,将表达载体改造后,在特定光源照射下,可育的种子会发出红色荧光,不育的种子不发荧光
19.(每空2分,共14分)
(1)F1含Sa基因的花粉几乎不育,但不影响雌配子的活性,雌雄配子随机结合,导致F2 AA(Sasa基因型)比例极低,AB:BB(SaSb:sbsb)=1:1
(2) 花粉细胞的RNA cDNA 一定的缓冲溶液、分别与两条模板链结合的2种引物、4种脱氧核苷酸和耐高温DNA聚合酶 抑制 F,的基因型为Sasb,与基因型为SaSa的甲品系相比,Sa基因表达水平低
(3)F,的基因型为Sasb,与基因型为SaSa的甲品系相比,Sa基因表达水平低
20.(每空1分,共8分)
(1) 同一种生物的同一种性状的不同表现类型 不能 2 Aabb或aaBb
(2) AABB 减数分裂产生配子时,同源染色体彼此分离的同时,非同源染色体自由组合
(3) 3 AaBb、Aabb或aaBb
答案第1页,共2页
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