内容正文:
专题二 遗传与进化
第五讲 遗传的基本规律与人类遗传病
考点一 分离定律
1.(2025·广西)研究发现,小鼠达到生殖年龄后,初级卵母细胞的细胞质基质内Ca2+浓度快速升高,激活PDE3A酶催化cAMP水解,最终促使停滞的初级卵母细胞恢复减数分裂。利用不同PDE3A基因型小鼠进行杂交,杂交情况及结果见表。下列分析正确的是 ( )
组别
1
2
3
4
5
6
+/+
+/+
+/+
-/-
-/-
-/-
♀
+/+
+/-
-/-
+/+
+/-
-/-
平均窝产
仔数/只
7.5
7.4
0
7.6
7.4
0
注:“+/+”表示野生型;“+/-”表示杂合突变;“-/-”表示纯合突变。
A.提高cAMP水平后,初级卵母细胞成熟速度加快
B.初级卵母细胞恢复减数分裂时,染色体开始复制
C.杂合突变个体相互杂交后,平均窝产仔数约为7.4只
D.给第3组的母鼠注射PDE3A酶激活剂,可提高其窝产仔数
2.(2025·黑吉辽蒙)科学家系统解析了豌豆7对性状的遗传基础,以下为部分实验,回答下列问题。
(1)将控制花腋生和顶生性状的基因定位于4号染色体上,用F/f表示。在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生∶顶生约为3∶1,符合孟德尔的 定律。
(2)然而,某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象 (填“能”或“不能”)用基因突变来解释,原因是 。
(3)定位于6号染色体上的基因D/d可能与(2)中的现象有关。为了验证这个假设,用两种纯种豌豆杂交得到F1,F1自交产生的F2表型和基因型的对应关系如下表,表格内“+”“-”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型
顶生表型
基因型
FF
Ff
ff
基因型
FF
Ff
ff
DD
+
+
-
DD
-
-
+
Dd
+
+
-
Dd
-
-
+
dd
+
+
+
dd
-
-
-
结果证实了上述假设,则F2中腋生∶顶生的理论比例为 ,并可推出(2)中顶生亲本的基因型是 。
(4)研究发现群体中控制黄色子叶的Y基因有两种突变形式y1和y2,基因结构示意图如下。Y突变为y1导致其表达的蛋白功能丧失,Y突变为y2导致 。y1和y2纯合突变体都表现为绿色子叶。
在一次y1纯合体与y2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释上述现象? (填“①”或“②”或“③”)。若此F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生 个具有正常功能Y基因的子细胞。
1.(2025·广州一模)某遗传病家系的系谱图如图甲所示,已知该遗传病由正常基因A突变成A1或A2引起,且A1对A和A2为显性,A对A2为显性。为确定家系中某些个体的基因型,分别根据A1和A2两种基因的序列,设计鉴定该遗传病基因的引物进行PCR扩增,电泳结果如图乙所示。下列叙述错误的是 ( )
A.若对家系中表型相同的个体进行电泳,电泳结果不一定相同
B.若Ⅱ3的电泳结果有1条条带,则Ⅱ2和Ⅲ3基因型相同的概率为2/3
C.若Ⅲ1与正常女子结婚,生了1个患病的后代,则可能是A1导致的
D.若Ⅲ1与正常女子结婚,则他们所生育后代中患病的概率为1/2
2.(2025·宝鸡三模)油菜是我国重要的油料作物,培育高产优质新品种意义重大。油菜的杂种一代会出现杂种优势(产量等性状优于双亲),但这种优势无法在自交后代中保持。杂种优势的利用可显著提高油菜籽的产量。
(1)油菜具有两性花,去雄是杂交的关键步骤,但人工去雄耗时费力,在生产上不具备可操作性。我国学者发现了油菜雄性不育突变株(雄蕊异常,肉眼可辨),利用该突变株进行的杂交实验如下:
①由杂交一结果推测,育性正常与雄性不育性状至少受 对等位基因控制。在杂交二中,雄性不育为 性性状。
②杂交一与杂交二的F1表型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个基因(A1、A2、A3)决定。品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3根据杂交一、二的结果,判断A1、A2、A3之间的显隐性关系是 。
(2)利用上述基因间的关系,可大量制备兼具品系1、3优良性状的油菜杂交种子(YF1),供农业生产使用,主要过程如下:
①经过图中虚线框内的杂交后,可将品系3的优良性状与 性状整合在同一植株上,该植株所结种子的基因型及比例为 。
②将上述种子种成母本行,将基因型为 的品系种成父本行,用于制备YF1。
③为制备YF1,油菜刚开花时应拔除母本行中 (填“雄性不育”或“育性正常”)的植株。否则,得到的种子给农户种植后,会导致油菜籽减产,其原因是
。
考点二 自由组合定律
1.(2025·河南)现有二倍体植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株∶突变株均为3∶1。甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株∶突变株=9∶6(等位基因可依次使用A/a、B/b……)。下列叙述错误的是 ( )
A.甲的基因型是AaBB或AABb
B.F2出现异常分离比是因为出现了隐性纯合致死
C.F2植株中性状能稳定遗传的占7/15
D.F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有6种
2.(2025·湖北)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F1种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是 ( )
性状
黄色
绿色
圆粒
皱粒
个数/粒
25
7
20
12
A.32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B.实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C.不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D.该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
3.(2025·甘肃)大部分家鼠的毛色是鼠灰色,经实验室繁殖的毛色突变家鼠可以是黄色、棕色、黑色或者由此产生的各种组合色。已知控制某品系家鼠毛色的基因涉及常染色体上三个独立的基因位点A、B和D。A基因位点存在4个不同的等位基因:Ay决定黄色,A决定鼠灰色,at决定腹部黄色,a决定黑色,它们的显隐性关系依次为Ay>A>at>a,其中Ay基因为显性致死基因(AyAy的纯合鼠胚胎致死)。B基因位点存在2个等位基因:B(黑色)对b(棕色)为完全显性。回答下列问题。
(1)只考虑A基因位点时,可以产生的基因型有 种,表型有 种。
(2)基因型为AyaBb的黄色鼠杂交,后代表型及其比例为黄色鼠∶黑色鼠∶巧克力色鼠=8∶3∶1,产生这种分离比的原因是 。
(3)黄腹黑背雌鼠和黄腹棕背雄鼠杂交,F1代产生了3/8黄腹黑背鼠,3/8黄腹棕背鼠,1/8黑色鼠和1/8巧克力色鼠。则杂交亲本基因型分别为♀ , 。
(4)D基因位点的D基因控制色素的产生,dd突变体呈现白化性状。让白化纯种鼠和鼠灰色纯种鼠杂交,F1代呈现鼠灰色。F1代雌雄鼠交配产生F2代的表型及其比例为鼠灰色∶黑色∶白化=9∶3∶4,则亲本白化纯种鼠的基因型为 ,F2代黑色鼠的基因型为
4.(2024·海南)海南优越的自然环境适宜开展作物育种。为研究抗稻瘟病水稻的遗传规律,某团队用纯合抗稻瘟病水稻品种甲、乙、丙分别与易感稻瘟病品种丁杂交得到F1,F1自交得到F2,结果见表。不考虑染色体互换、染色体变异和基因突变等情况,回答下列问题:
实验
杂交
组合
F1表型
及比例
F2表型及比例
①
甲×丁
全部抗
稻瘟病
抗稻瘟病∶易感稻瘟病=
3∶1
②
乙×丁
全部抗
稻瘟病
抗稻瘟病∶易感稻瘟病=
15∶1
③
丙×丁
全部抗
稻瘟病
抗稻瘟病∶易感稻瘟病=
63∶1
(1)水稻是两性花植物,人工授粉时需对亲本中的 进行去雄处理。
(2)水稻的抗稻瘟病和易感稻瘟病是一对相对性状。实验①中,抗稻瘟病对易感稻瘟病为 性。实验②中,这一对相对性状至少受 对等位基因控制。
(3)实验③中,F2抗稻瘟病植株的基因型有 种,F2抗稻瘟病植株中的杂合子所占比例为 。
(4)培育耐盐碱的抗稻瘟病水稻对于沿海滩涂及内陆盐碱地的利用具有重要价值。该团队将耐盐碱基因随机插入品种甲基因组中,筛选获得1号、2号、3号植株,耐盐碱基因插入位点如图(注:植株只要含有1个耐盐碱基因即可表现出耐盐碱性状,不含则表现出盐碱敏感性状)。
①据图分析,2号植株产生的雄配子类型有 种,1个雄配子携带的耐盐碱基因最多有 个。
②该团队将1号、2号、3号植株分别自交,理论上所得子一代的表型及比例分别是 。
1.(2025·绵阳三模)某两性花植物的花色受三对独立遗传的等位基因 A/a、B/b、C/c 控制(如图),且蓝色与黄色复合后显绿色,蓝色与红色复合后显紫色,现有某紫花植株自交子代出现白花、黄花。下列叙述错误的是 ( )
A.该紫花植株的基因型一定为 AaBbCc
B.自然种群中红花植株的基因型有4种
C.绿花植株的自交后代不可能出现红花
D.该自交子代中绿花植株出现概率为 3/64
2.(2025·廊坊三模)黄金胡子鱼属于异型鱼。胡子和大帆是胡子鱼的两个品种,胡子的短鳍(E)对大帆的长鳍(e)为显性,蓝眼(G)对红眼(g)为显性,父本眼色基因所在一条染色体上具有一致死基因,致死效应在配子产生后引起配子死亡,研究人员进行如表所示杂交实验(不考虑伴性遗传)。下列叙述错误的是 ( )
P
F1
F1相互交配得到F2,F2表型及数量
蓝眼胡子×
红眼大帆
蓝眼胡子
300尾
蓝眼胡子902尾、红眼胡子898尾、蓝眼大帆297尾、红眼大帆301尾
A.E、e和G、g两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.致死基因位于G基因所在染色体上,导致含G的雄配子死亡
C.F1做父本与eegg个体测交,子代有2种基因型和2种表型
D.若让F2中红眼胡子个体随机交配,子代红眼大帆占比为1/6
3.(2025·晋中模拟)某种植物的花色有紫色、红色和白色三种,为探究该种植物的花色遗传规律,实验人员运用纯合的紫花植株甲、纯合的红花植株乙、纯合的白花植株丙进行了以下实验。回答下列问题:
(1)图1实验结果显示紫花与红花、紫花与白花的遗传都遵循基因的 定律。
(2)研究发现,A基因控制的酶能催化白色前体物质合成红色色素,A基因突变为a基因后,该酶没有活性,红色色素不能合成,表现为白花。但图中杂交结果并不能确定催化紫色色素合成的酶的基因是否为A的等位基因。若要进行判断,可选择实验一和实验二中的亲本乙和丙杂交,若后代颜色全部为 ,则催化紫色色素合成的酶的基因与A基因为等位基因。
(3)通过基因检测发现,催化紫色色素合成的酶是由B基因控制的,该基因与A基因分别位于非同源染色体上,A基因与B基因的遗传机制如图2。用植株甲与基因型为aabb的白花植株丁杂交,得F1,F1自交得F2,F2中紫花∶红花∶白花为 ;选择F2中的紫花植株自交,收获单株上的种子种植为一个株系,其中有1/9的株系性状表型为 ,有 株系紫花与白花之比为3∶1。
图2
(4)现有一白花植株,其基因型未知,取该植株的花瓣与植株乙的花瓣在低温下分别制成提取液,将两者的提取液在常温下混合且能正常表达。如果混合液的颜色为紫色,则该白花植株的基因型为 ;如果混合液的颜色为红色,则该白花植株的基因型为 。
4.(2025·青岛三模)某两性花的二倍体农作物(2n=24),耐旱基因(D)、不耐旱基因(d)和雄性可育基因(F)、雄性不育基因(f)均位于1号染色体,另有雄性可育基因(R)、雄性不育基因(r)分布在线粒体中。基因型为R(ff)或r(FF)等植株表型为雄性不育。位于5号染色体上的基因(B)可以使各种类型的雄性不育恢复为可育,不考虑突变和互换。回答下列问题:
(1)若只考虑D/d、F/f、R/r这三对基因,基因型为r(ddFF)的植株与纯合耐旱植株杂交。后代能否出现耐旱雄性可育植株? (填“能”或“不能”),判定理由是 。
(2)若考虑B/b、D/d、F/f、R/r这四对基因,基因型为r(bbddff)与基因型为R(BBDDFF)的纯合植株杂交,子一代表型为 ,子一代自交,子二代雄性不育植株所占的比例为 ,纯合耐旱雄性可育植株的基因型为 ,所占比例为 。
(3)若通过基因工程将抗菜青虫基因M转入纯合抗旱雄性可育植株,M基因的分布如图1、2中所示有两种可能。为了操作简便,选用测交的方法鉴定M基因的位置时,应选择表型为 的植株与之测交。不考虑育性,若子代表型及其比例为 ,则M基因的分布为图1所示;若子代表型及其比例为 ,则M基因的分布为图2所示。
(4)科研人员利用射线处理萌发的该农作物萌发种子后,选育了光温敏雄性不育植株M。该植株在长日照下表现为雄性不育(可通过观察花药形态鉴别),在短日照下表现为雄性可育。该性状由一对等位基因(A、a)控制,且该不育性状不受上述基因的影响,为定位基因位置,科研人员选取一些位置和序列已知的DNA序列作为分子标记进行分析。将水稻中的12种染色体依次标记为1~12号,植株M和普通水稻中染色体上的分子标记依次记为r1~r12和R1~R12,水稻M与普通水稻杂交,F1均可育,F1自交得F2,若发现F2花药形态异常植株都 ,则说明雄性不育基因位于3号染色体。若在长日照条件下,让F2自由交配,则F3中雄性不育个体所占比例为 。
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专题二 遗传与进化
第五讲 遗传的基本规律与人类遗传病
考点一 分离定律
真题检测
模拟预测
1
1
C
B
【真题检测】
2.(1)分离 (2)不能 基因突变的频率很低 (3)13∶3 ffDd (4)基因无法正常表达 ② 20/二十
【解析】 (1)豌豆花腋生和顶生性状属于相对性状,其由一对等位基因F/f控制,即一对等位基因控制的一对相对性状;大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生∶顶生约为3∶1,符合孟德尔的分离定律。
(2)基因突变具有低频性,即频率很低,若发生基因突变,某顶生个体自交,不可能出现子代个体中20%以上表现为腋生。即某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象不能用基因突变来解释,原因是基因突变出现的频率很低。
(3)分析题表可知,F2中F_D_+F_dd+ffdd为腋生,ffD_为顶生,可见F2属于9∶3∶3∶1变式,即F2中腋生(F_D_+F_dd+ffdd=9+3+1=13)∶顶生(ffD_=3)=13∶3,可见(2)中顶生亲本的基因型为ffDd。
(4)分析题图可知,Y基因非编码区启动子区缺失了部分序列使得Y基因突变为y2,导致RNA聚合酶无法识别并结合启动子,基因无法正常表达。
根据题意可知,Y控制黄色子叶,y1因为编码区插入了一段DNA序列导致其表达的蛋白功能丧失,而y2因为启动子区缺失了部分序列导致基因无法正常表达;在一次y1纯合体与y2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。分析题图可知,图中y1与y2②位点发生断裂并交换,能产生正常Y基因,可解释上述现象。在一次y1纯合体与y2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F1基因型为y1 y2,1个基因型为y1 y2的花粉母细胞经过减数分裂且减数分裂中发生一次②位点的交换,产生4个精细胞,其中只有1个具有正常功能Y基因,则F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生20个具有正常功能Y基因的子细胞。
【模拟预测】
2.(1)①一 显 ②A1>A2>A3 (2)①雄性不育 A2A3∶A3A3=1∶1 ②A1A1 ③育性正常 母本行中存在A2A3(雄性不育)和A3A3(雄性可育)两种类型油菜,所得种子中混有A3A3自交产生的种子、A2A3 与A3A3杂交所产生的种子,这些种子在生产上无杂种优势且部分雄性不育,种植后会导致减产
【解析】 (1)①分析遗传图解,杂交一中,雄性不育植株与品系1杂交,F1全部育性正常,F1自交获得的F2中育性正常和雄性不育出现性状分离比为3∶1,由此推测控制雄性不育和育性正常是一对相对性状,由一对等位基因控制。杂交二中,亲本雄性不育与品系3杂交,后代全为雄性不育,说明雄性不育为显性,品系3的性状为隐性。
②品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3,杂交一中,雄性不育植株与品系1杂交,F1全部育性正常,可知A1对A2为显性;杂交二中,亲本雄性不育与品系3杂交,后代全为雄性不育,可知A2对A3为显性,由此推断A1、A2、A3之间的显隐性关系是∶A1>A2>A3。
(2)①通过杂交二,可将品系3(A3A3)的优良性状与雄性不育株(A2A2)杂交,得到A2A3,图中虚线框内为A2A3与A3A3杂交,得到A2A3∶A3A3=1∶1,即可获得具备品系3的优良性状和雄性不育性状的植株。
②将A2A3和A3A3种植成母本行,将基因型为A1A1的品系1种成父本行,制备YF1即A1A3、A1A2。
③由于母本行是A2A3(雄性不育)和A3A3(雄性可育),父本行是A1A1(雄性可育),要得到YF1(A1A3),需要在油菜刚开花时拔除母本行中A3A3植株,否则,所得种子中混有A3A3自交产生的种子、A2A3 与A3A3杂交所产生的种子,这些种子在生产上无杂种优势且部分雄性不育,种植后会导致减产。
考点二 自由组合定律
真题检测
模拟预测
1
2
1
2
D
C
D
D
【真题检测】
3.(1)9 4 (2)控制毛色的两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,且AyAy纯合致死 (3)ataBb atabb (4)aadd aaD-(aaDD、aaDd)
【解析】 (1)只考虑A基因位点,A基因位点存在4个不同的等位基因Ay、A、at、a ,从4个等位基因中选2个组成基因型(包括纯合子和杂合子),纯合子有AyAy(致死)、AA、atat、aa4种,杂合子有AyA、Ayat、Aya、Aa、Aat、ata 6种,所以基因型共有10种,但由于AyAy纯合致死,实际存活的基因型有9种,由显隐性关系Ay>A>at>a可知,表型有黄色()、鼠灰色(A-)、腹部黄色()、黑色(aa),共4种。
(2)基因型为AyaBb的黄色鼠杂交,正常情况下Aya×Aya后代中AyAy∶Aya∶aa=1∶2∶1,由于AyAy致死,所以Aya∶aa=2∶1,Bb×Bb后代中B-∶bb=3∶1,按照自由组合定律,(2Aya∶1aa)×(3B-∶1bb),后代中黄色鼠(Aya B-、Ayabb)∶黑色鼠(aaB-)∶巧克力色鼠(aabb)=(2/3×3/4+2/3×1/4)∶(1/3×3/4)∶(1/3×1/4)=8/12∶3/12∶1/12=8∶3∶1,所以后代表型及其比例为黄色鼠∶黑色鼠∶巧克力色鼠=8∶3∶1的原因是控制毛色的两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,且AyAy纯合致死。
(3)黄腹黑背雌鼠(B-)和黄腹棕背雄鼠(bb)杂交,因为F1代产生了黑色鼠(aaB-)和巧克力色鼠(aabb),所以亲本都含有a和b基因,那么黄腹黑背雌鼠基因型为ataBb,黄腹棕背雄鼠基因型为atabb,二者杂交,F1代产生了3/8=3/4×1/2黄腹黑背鼠(Bb),3/8=3/4×1/2黄腹棕背鼠(bb),1/8=1/4×1/2黑色鼠(aaBb)和1/8=1/4×1/2巧克力色鼠(aabb)。
(4)已知D基因位点的D基因控制色素的产生,dd突变体呈现白化性状,A决定鼠灰色,a决定黑色,F2代的表型及其比例为鼠灰色∶黑色∶白化=9∶3∶4,是9∶3∶3∶1的变形,说明F1的基因型为AaDd,由于亲本是白化纯种鼠和鼠灰色纯种鼠,要得到F1为AaDd,则亲本白化纯种鼠的基因型为aadd,鼠灰色纯种鼠的基因型为AADD,二者杂交,F1的基因型为AaDd,F1代雌雄鼠交配,F2的基因型及比例为A-D-∶aaD-∶A-dd∶aadd=9∶3∶3∶1,表型之比为鼠灰色∶黑色∶白化=9∶3∶4,所以F2代黑色鼠的基因型为aaD-(aaDD、aaDd)。
4.(1)母本 (2)显 2/两 (3)26 8/9 (4)①4/四 3/三 ②耐盐抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病=1∶0、耐盐抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病=15∶1、耐盐抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病=3∶1。
【解析】 (1)水稻是两性花植物,一朵花中既有雌蕊又有雄蕊,因此人工授粉时需对亲本中的母本进行去雄处理。
(2)水稻的抗稻瘟病和易感稻瘟病是一对相对性状。实验①中,F1自交得到F2,F2中发生性状分离,可知抗稻瘟病对易感稻瘟病为显性。实验②中,F2中性状分离比为15∶1,是9∶3∶3∶1的变式,即这一对相对性状至少受两对等位基因控制,且遵循基因的自由组合定律。
(3)实验③中,F2表型及比例为抗稻瘟病∶易感稻瘟病=63∶1,说明受三对等位基因的控制,若用A/a、B/b、C/c分别表示三对等位基因,F1的基因型为AaBbCc,F1自交得到F2,F2种基因型为3×3×3=27种,其中易感稻瘟病基因型为aabbcc,则F2抗稻瘟病植株的基因型有27-1=26种,F2中的纯合子共2×2×2=8种,其中1种是易感稻瘟病,剩余7种为抗稻瘟病,即F2抗稻瘟病植株中的纯合子比例为7/63=1/9,杂合子所占比例为1-1/9=8/9。
(4)①据图分析,2号植株个体中,耐盐基因插入两对染色体上,遵循基因的自由组合定律,因此2号植株产生的雄配子类型有2×2=4种,当含有耐盐基因的染色体都在一个配子中时,所含的耐盐基因最多,一条染色体上有2个耐盐基因,一条染色体上有1个耐盐基因,因此1个雄配子携带的耐盐碱基因最多有3个。②1号植株中,有两个耐盐基因插到一对同源染色体中,因此所含的配子中都含耐盐基因,自交后代后具有耐盐性状;2号植株个体中,耐盐基因插到两对染色体上,遵循基因的自由组合定律,植株只要含有1个耐盐碱基因即可表现出耐盐碱性状,不含则表现出盐碱敏感性状,因此自交后代耐盐∶盐碱敏感=15∶1;3号植株中耐盐基因全部在一条染色体上,因此自交后代耐盐∶盐碱敏感=3∶1。1号、2号、3号植株上一对同源染色体的两条染色体上都存在抗稻瘟病基因,因此自交后代都是抗稻瘟病。综上所述,该团队将1号、2号、3号植株分别自交,理论上所得子一代的表型及比例分别是耐盐抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病=1∶0、耐盐抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病=15∶1、耐盐抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病=3∶1。
【模拟预测】
3.(1)分离 (2)红色 (3)9∶3∶4 后代全为紫花 2/9 (4)aaBB或aaBb aabb
【解析】 (1)实验结果显示紫花与红花、紫花与白花的遗传都呈现出 3∶1 的比例关系,这种比例关系符合孟德尔遗传定律中的分离定律。
(2)根据题干信息,图中杂交结果并不能确定催化紫色色素合成的酶的基因是否为A的等位基因。若要进行判断,可选择实验一和实验二中的亲本中的乙和丙杂交,由于紫花是显性性状,若催化紫色色素合成的酶的基因与A基因是等位基因,则乙的基因型为AA,丙的基因型为aa,两者杂交,后代全为Aa(红花)。
(3)通过基因检测进一步发现,催化紫色色素合成的酶实际上是由B基因所控制的,且这一基因与A基因分别位于非同源染色体上,则A与B两基因遵循自由组合定律。根据图示可知,植株甲的基因型为AABB,与基因型为aabb的白花植株丁进行杂交时,得到的F1代植株基因型为AaBb,当F1代植株自交时,根据自由组合定律,F2代中紫花(A_B_)、红花(A_bb)和白花(aaB_和aabb)的比例为9∶3∶4;F2代中的紫花植株(其基因型可能为1/9AABB、2/9AABb、2/9AaBB、4/9AaBb)进行自交,并收获单株上的种子种植成一个株系,有1/9的株系即AABB自交后产生的后代全为AABB,都表现为紫花,有2/9的株系即AaBB自交后(子代中A-BB∶aaBB=3∶1),紫花∶白花=3∶1。
(4)现有一白花植株,其基因型可能为aaBB、aaBb、aabb,已知红花植株乙的基因型为AAbb,若白花植株中含有B基因,则其花瓣提取液中将含有由B基因控制的酶B,能催化植株乙的花瓣提取液中已含有红色色素合成紫色色素,从而使得混合液呈现出紫色,因此,如果混合液的颜色为紫色,可以推断出该白花植株的基因型为aaBB或aaBb;如果白花植株中不含有B基因,则其花瓣提取液中不含有酶B,混合液也就不会呈现出紫色,此时混合液的颜色为红色,则可以推断出该白花植株的基因型为aabb。
4.(1)不能 线粒体中的基因只能通过母本遗传给后代,母本为r(ddFF),后代线粒体基因为r,无R基因,不能出现耐旱雄性可育植株 (2)雄性可育、耐旱 1/4 r(BBDDFF) 1/16 (3)雄性不育、不耐旱 耐旱抗虫∶耐旱不抗虫=3∶1 耐旱抗虫∶耐旱不抗虫 = 1∶1 (4)没有R3,只有r3,其余11种染色体随机 1/6
【解析】 (1)线粒体中的基因只能通过母本遗传给后代。基因型为r(ddFF)的植株为母本,其后代线粒体基因来自母本,为r,纯合耐旱植株基因型为R(DDFF)或r(DDFF),后代基因型为r(DdFF),表现为耐旱雄性不育,所以后代不能出现耐旱雄性可育植株。
(2)基因型为r(bbddff)表型为雄性不育,只能做母本,与基因型为R(BBDDFF)杂交,则子一代基因型为r(BbDdFf),基因(B)可以使各种类型的雄性不育恢复为可育,故子一代表型为雄性可育、耐旱。子一代自交,已知耐旱基因(D)、不耐旱基因(d)和雄性可育基因(F)、雄性不育基因(f)均位于1号染色体,遵循连锁定律,基因(B)位于5号染色体上,则子二代基因型为9r(B_D_F_)、3r(B_ddff)、3r(bbD_F_)、1r(bbddff),雄性不育植株3r(bbD_F_)和1r(bbddff),所占的比例为4/16,即1/4。
(3)测交是与隐性纯合子杂交,所以选择雄性不育、不耐旱(r(ddff))的植株。若M基因分布如图1,纯合抗旱雄性可育(R(DDFFMM))与r(ddffmm)测交,一个M与DF连锁,一个M与DF自由组合,R(DDFFMM) 产生配子为DFMM、DF、2DFM,不考虑育性,子代基因型及比例为DdFfMM∶DdFfM∶DdFf=1∶2∶1,表现型为耐旱抗虫∶耐旱不抗虫=3∶∶;若M基因分布如图2,M与DF连锁,测交后代基因型为DdFfM∶DdFf=1∶1,表现型为耐旱抗虫∶耐旱不抗虫=1∶1。
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