专题04 遗传因子的发现（期中真题汇编，北京专用）高三生物上学期

**基本信息** 汇编北京多校高三期中真题，聚焦遗传四大高频考点，通过黄瓜线粒体遗传、蚊子性别控制等科研情境，考查分离定律异常、自由组合变式等核心知识，体现生命观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择|约7题|基因连锁（棉花抗虫基因定位）、自由组合实质（果蝇杂交）|结合电泳结果、代谢途径图考查科学推理| |非选择|约8题|分离定律异常（黄瓜杂交）、9:3:3:1变式（油菜籽粒颜色）|以玉米株型调控、小豆种皮遗传等案例设计，融合基因定位与功能分析，适配期中综合能力评估|

专题04 遗传因子的发现 4大高频考点 1. 分离定律的异常现象分析 2. 基因自由组合定律的实质和应用 3. 9:3:3:1 和 1:1:1:1 的变式类型及应用 4. 基因连锁与交换定律 考点1 分离定律的异常现象分析 1．（25-26高三上·北京朝阳·期中）不同于经典的孟德尔遗传规律，线粒体作为半自主性细胞器，其DNA通常只能从父母中的一方获得。研究者对黄瓜线粒体遗传调控机制进行了探索。 （1）黄瓜品系C的子叶为野生型，线粒体突变品系S的子叶为镶嵌型（如图1）。用两品系进行杂交实验，结果如表。 杂交组合 后代子叶表型 I 品系S（♀）×品系C（♂） 100%野生型 Ⅱ 品系S（♂）×品系C（♀） 96%镶嵌型，4%野生型 杂交组合I和Ⅱ是_____实验，结果表明黄瓜线粒体基因的遗传方式为_____（母系/父系）遗传。 （2）研究者筛选到一个子叶为野生型的新品系P，将品系P（♀）与品系S（♂）杂交，F1子叶表型为96%野生型、4%镶嵌型。选取F1代野生型个体进行自交产生F2，然后将每个F2个体作为母本与品系S进行杂交，杂交后代中子叶全为野生型、既有野生型又有镶嵌型、全为镶嵌型的F2个体数量比约为1：2：1，说明控制线粒体遗传的核基因遵循_____定律。选取F1代中野生型个体作为母本与F1代中镶嵌型个体进行杂交，若后代子叶表型及比例为_____，说明雌配子的核基因决定了母本线粒体DNA能否遗传给子代。 （3）为进一步确定控制线粒体遗传的核基因的位置，研究者利用DNA分子上的遗传标记KASP对F2群体进行检测，3号染色体上的KASP情况部分结果如图2．推测控制线粒体遗传的核基因位于_____之间。进一步研究发现控制线粒体遗传的核基因为M基因。 （4）研究发现M基因编码核酸内切酶，可以特异性地降解受精后的母本线粒体DNA，父本来源的M基因无此功能。品系P中M酶活性低于品系S，对品系P和品系S中的M基因进行序列分析，结果如图3。 从分子水平解释品系P（♀）与品系S（♂）杂交，F1子叶表型几乎全为野生型的原因：_____。 考点2 基因自由组合定律的实质和应用 1．（24-25高三上·北京回民学校·期中）纯合亲本白眼长翅和红眼残翅果蝇进行杂交，结果如图。F2中每种表型都有雌、雄个体。根据杂交结果，下列推测错误的是（　　）    A．控制两对相对性状的基因都位于X染色体上 B．F1雌果蝇只有一种基因型 C．F2白眼残翅果蝇间交配，子代表型不变 D．上述杂交结果符合自由组合定律 2．（24-25高三上·北京通州·期中）大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验，结果如图。据图判断，下列叙述正确的是（    ） A．大鼠毛色受一对等位基因控制 B．F1和F2中灰色大鼠均为杂合体 C．F1灰色大鼠与亲本黄色大鼠杂交，后代有两种表型 D．F2黑色大鼠与米色大鼠杂交，后代米色大鼠概率为 3．（24-25高三上·北京朝阳·期中）野生型黄瓜叶片形状为心形。研究者用化学诱变剂处理野生型黄瓜种子，获得了纯合圆叶突变体甲和纯合窄叶突变体乙（如图1），并进行系列实验。 （1）甲与野生型杂交，F1均为心形叶，F1自交，F2中心形叶植株与圆叶植株数量比约为3∶1，说明心形叶与圆叶性状的遗传遵循______定律。 （2）研究者克隆出上述实验中不同个体的叶形基因，用限制酶H处理，电泳结果如图2。据图2分析，与野生型个体的叶形基因相比，甲的突变基因碱基序列的改变是由______引起的。F2中某心形叶个体的叶形基因用限制酶H处理后，电泳条带数目为______条。 （3）甲与乙杂交，F1为心形叶，F1自交，F2中心形叶、窄叶、圆叶和小圆叶植株数量比约为9∶3∶3∶1。由此可知，决定圆叶的基因与决定窄叶的基因在染色体上的位置关系是______。 （4）研究发现，当叶片边缘特定位点生长素运输载体PIN2聚集时，生长素浓度较高，位点生长较快，使叶片边缘产生突起。D基因编码的D蛋白可调控PIN2的分布，d基因丧失该功能；A基因编码的蛋白可上调D基因的表达，a基因丧失该功能。推测甲、乙的基因型分别是______（用字母D/d、A/a表示）。 （5）甲乙杂交实验的F2中小圆叶植株的叶形与圆叶相似但略小。为进一步研究相关基因与性状的关系，研究者构建3种表达载体，分别导入烟草叶片中，实验处理及结果如图3。 综合图3及上述实验结果，解释甲乙杂交实验F2中小圆叶性状的成因______。 考点3 9:3:3:1 和 1:1:1:1 的变式类型及应用 1．（25-26高三上·北京二中·期中）油菜籽粒黄色和黑色为一对相对性状，其中黄籽出油量高、油质更优良。研究人员利用三个油菜品系H（黑籽）、品系J（黑籽）和品系S（黄籽）进行如下杂交实验。下列推测错误的是（　　） 项目 P F1表型 F2表型及数量 组合1 H×S 均为黑籽 黑籽151、黄籽10 组合2 J×S 均为黑籽 黑籽300、黄籽20 A．籽粒黄色和黑色至少受2对等位基因控制 B．组合1中籽粒颜色的分离比是交叉互换的结果 C．品系H与J控制籽粒颜色的基因型可能相同也可能不同 D．品系S与组合2的F1杂交，子代中黑籽∶黄籽约为3∶1 2．（25-26高三上·北京海淀·期中）玉米的甜和糯分别是籽粒中可溶性糖积累和支链淀粉积累造成的，酶A和酶B分别由独立遗传的基因A和B编码，a、b基因无功能，相关代谢途径如下图。下列叙述错误的是（　　） A．AaBb基因型的个体自交，子代籽粒中非糯非甜：糯非甜：甜的比例为9：3：4 B．纯合甜玉米的基因型包括aaBB、AAbb、aabb C．Aabb和aabb基因型的个体杂交，母本结出的果穗上的籽粒有甜有糯 D．玉米的甜和糯的性状由基因与基因相互作用调控 3．（25-26高三上·北京海淀·期中）孟德尔豌豆杂交实验结果已发表160周年，研究者对豌豆七对性状的遗传展开进一步研究，揭示了其中的分子机制。 （1）豌豆花的着生位置有腋生和顶生，它们是一对______。孟德尔用纯合的腋生和顶生豌豆杂交，F1均为腋生。F1自交获得F2，F2表型及比例为______。孟德尔由此判断，该性状受一对遗传因子控制，腋生为显性。 （2）研究发现，腋生豌豆4号染色体上有与腋生性状相关的F基因，可表达出正常的F蛋白；顶生豌豆的相应等位基因为基因f，产生无功能的蛋白质。请从分子水平解释上述实验中的显隐性关系_______。 （3）研究者重复豌豆花位置性状的杂交实验时，得到两种与孟德尔实验不同的结果（如下表），并鉴定出6号染色体上的另一对相关基因E/e，e基因纯合的个体表现为腋生。 组别 亲本 F1 F2腋生：顶生 1 腋生甲×顶生 腋生 13：3 2 腋生乙×顶生 顶生 1：3 ①请用遗传图解解释第1组的实验结果，要求标出每一代的基因型、表型及比例_______。 ②孟德尔豌豆花位置杂交实验中使用的纯合亲本基因型为______。这一发现深化了对孟德尔豌豆杂交实验的认识。 4．（24-25高三上·北京海淀·期中）水稻株型和种植密度直接影响亩产量。为培育理想株型的水稻新品种，科研人员开展研究。 （1）科研人员对紧缩型品系Z进行诱变育种，获得3种不同的单基因隐性纯合突变体。突变体1为匍匐型（产量接近野生稻、贴地生长），突变体2、3为疏松型，相关基因分别表示为A/a、B/b、D/d。将突变体1与品系Z杂交，如图1，预期F2的表型及其比例为______。 （2）突变体1分别与突变体2、突变体3杂交，结果如图2。据此可确定的3对非等位基因之间的位置关系包括______。 （3）进一步研究发现，基因B和基因D分别编码B蛋白和D蛋白，B和D相互结合形成蛋白复合体后，共同调控基因A编码的蛋白质的功能。 ①科研人员推测，上述三个基因通过同一代谢途径调控水稻株型，且基因A位于基因B、基因D的下游。判断依据是：F2中______。 ②将突变体2和突变体3杂交，所得F1自交，若后代中疏松型占______，则说明基因B和基因D位于同源染色体上，且不发生交换；若后代中疏松型占______，则说明基因B和基因D位于非同源染色体上。 （4）生产上，突变体1会被淘汰，品系Z适合南方种植，突变体2和突变体3适合北方种植。请从光合作用强度影响因素的角度，选择其中之一阐释它能成为南方或北方“理想株型”的原因_____。 考点4 基因连锁与交换定律 1．（25-26高三上·北京二中·期中）在普通的棉花中导入能抗虫的B、D基因（B、D同时存在时，表现为抗虫）。已知棉花短纤维由基因A控制，现有一基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株（B、D基因不影响减数分裂，无交叉互换和致死现象）进行自交，子代出现以下结果：短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维抗虫=2∶1∶1，则导入的B、D基因位于（　　） A．均在1号染色体上 B．均在2号染色体上 C．均在3号染色体上 D．B在3号染色体上，D在4号染色体上 2．（25-26高三上·北京顺义一中·期中）玉米的抗病和易感病性状受两对等位基因A/a和B/b控制。研究人员选择抗病母本与易感病父本进行杂交，F1全部为抗病，F1自交得F2。可利用PCR技术确定两对基因在染色体上的相对位置关系（不考虑交叉互换）。亲本、F1和F2群体中所有个体PCR扩增产物的电泳结果如图所示，则F1中A/a和B/b在染色体上的位置关系正确的是（    ）    A．   B．   C．   D．   3．（25-26高三上·北京育才学校·期中）某家系中有一种单基因遗传病，已知该遗传病的致病基因邻近的片段有一段特异性序列（分子标记1），正常基因该位置的特异性序列为分子标记2．对家系成员的PCR检测结果如图。下列相关叙述，不合理的是（    ） A．该遗传病属于常染色体隐性遗传病 B．致病基因与分子标记1的遗传符合自由组合定律 C．Ⅱ-1个体可能不携带该病的致病基因 D．致病基因与分子标记1所在染色体片段可能会发生交叉互换 4．（24-25高三上·北京海淀·期中）将纯合紫花、长花粉香豌豆与纯合红花、短花粉香豌豆进行杂交，结果如图。根据杂交结果，下列推测错误的是（    ） A．控制长花粉与短花粉的基因遗传符合分离定律 B．F2紫花、长花粉的基因型有4种，纯合子约占1/9 C．控制紫花和短花粉的基因可位于同一条染色体上 D．F1减数分裂形成四分体时，非姐妹染色单体发生交换 5．（25-26高三上·北京通州·期中）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 利用标记性染色体生产非转基因雄性蚊子 雌性埃及伊蚊是传播登革热、寨卡等病毒的主要媒介，雄蚊因不吸血而缺乏传播疾病的功能。新型防控策略一般都需要释放雄蚊，和野外的雌蚊进行杂交。为此，科研人员开发了“标记性染色体差异消除”技术，可高效生产和分离非转基因雄蚊。 雌雄埃及伊蚊的性别均由一对同型性染色体（1号染色体）控制，雄蚊该染色体上含有一段特殊序列决定雄性特征，称为M位点；雌性没有M位点，对应位置记作m。通过基因工程手段，在m附近插入红色荧光蛋白基因（R基因）和绿色荧光蛋白基因（G基因），利用天然存在的隐性致死基因a，构建了双荧光品系来生产雄蚊（已知M可消除致死基因a的作用），见图1。 通过不断地筛选和交配，研究团队进一步成功创建了一种自给自足的单荧光品系。这一品系可以连续产生非转基因雄性蚊子，而不需要依赖双品系交配，从而大幅提高了生产效率，降低了成本。这项研究成功解决了性别分离中的多个瓶颈问题，随着技术的完善，未来这一方法有望在全球范围内广泛应用，助力控制蚊虫传播的疾病，保护全球人民的健康。 （1）埃及伊蚊在减数分裂联会时，________的非姐妹染色单体常发生互换。要使红绿荧光作为稳定的染色体追踪标记，图1相关基因所在片段应________（填“能”或“不能”）发生染色体互换。 （2）在双荧光品系的后代中，选择表型为________的非转基因埃及伊蚊释放，保留________雄蚊和________雌蚊用于继续繁殖，持续生产非转基因雄蚊（选填字母）。 A.红荧光  B.绿荧光  C.红绿荧光  D.无荧光 （3）单荧光品系1号染色体上除含有M、m、a、G等基因或序列外，还引入另一隐性致死基因k，请在下图中标出k的位置，保证不需挑选即可连续传代且易筛选出非转基因雄蚊（只需考虑k在哪条染色体上，具体位置随意，但不同染色体上k的相对位置应一致）________。 （4）将单荧光品系后代雄蚊释放到野外之前，为利于后续蚊媒病的高效防控，需要做一些评估，请举一例_______。 6．（25-26高三上·北京育才学校·期中）褐飞虱在水稻上产卵导致水稻减产。野生型水稻不具有褐飞虱抗性，P品系为褐飞虱抗性品系。科研人员对抗性基因进行研究。 （1）P品系与野生型水稻杂交，F1全部为抗性，F1个体间相互交配，F2表型及比例为_____，说明褐飞虱抗性为一对等位基因中的显性基因控制。 （2）为进行基因定位，科研人员按照如图1流程进行杂交。 过程Ⅰ中“▲”所进行的操作是_____。过程Ⅱ可使BC4F4中_____，以进行基因定位分析。 （3）科研人员通过一定的方法初步确定抗性基因位于6号染色体上。为精确定位抗性基因位置，科研人员对图2所示个体一对6号染色体的DNA片段进行分析，得到图2所示结果。 ①图中BC4F4的多个个体中出现灰色片段，其原因是减数分裂形成配子过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间_____。 ②请据图判断褐飞虱抗性基因最可能位于a~h的哪两个位点间，并阐述判断依据_____。 （4）育种工作者发现，种植具有某一抗性基因的水稻往往3~5年后就会失效，从进化的角度分析，抗性丧失的原因是_____。 7．（25-26高三上·北京育才学校·期中）小豆起源于中国。栽培小豆种皮多为红色，此外还有白色、绿色、褐色等各种类型。 （1）为探究种皮颜色的遗传规律，用4个不同种皮颜色的小豆品种进行如下杂交实验。 ①根据杂交实验Ⅰ结果推测，小豆种皮的颜色（红色、绿色和褐色）是由___________对等位基因控制。杂交实验Ⅱ的F2白色种皮个体中杂合子的比例为___________。 ②有人根据以上杂交实验结果推测小豆种皮相关色素的代谢途径，如图1。 为探究R/r基因与B/b基因之间的位置关系，利用上述4个品种中的白色和绿色品种进行杂交实验，F1自交获得F2。在上述推测成立的情况下，若F2小豆的种皮颜色及比例为___________，则说明R/r基因与B/b基因位于同源染色体上，且减数分裂时不发生交换。 （2）小豆种皮颜色与花青素等物质的种类有关，蛋白M1和M2调控花青素合成相关基因的表达。 ①分别用带有M1和M2基因的质粒转化植株，得到M1和M2过表达植株，检测其花青素的含量，结果如图2。根据实验结果推测，M1基因________。 ②研究发现，M2基因过表达植株的一些组织中M1的表达量升高。为研究M2与M1基因的关系，将M2蛋白与用M1基因的启动子部分片段制作的探针混合并电泳，结果如图3（生物素越多则条带颜色越深）。图3结果表明____。 ③综合以上研究，请补充完善M1、M2、花青素合成的关系图（括号内填写“促进”或“抑制”），并从物质和能量的角度解释这种关系的意义____。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 遗传因子的发现 考点1 分离定律的异常现象分析 1.【答案】（1）正反交 父系 （2）分离 野生型:镶嵌型 = 1:1 （3）KASP13 与 KASP16  （4）品系 P 的 M 基因发生缺失突变，导致翻译提前终止，合成的 M 酶空间结构异常而降低活性，无法有效降解母本来源的野生型线粒体 DNA ，使其在子代中得以保留并掩盖父本来源的缺陷线粒体 DNA 的作用，从而使F1呈现野生型表型 考点2 基因自由组合定律的实质和应用 1.【答案】A 2.【答案】C 3.【答案】（1）基因分离 （2）碱基的替换 2或3 （3）位于非同源染色体上 （4）甲 ddAA、乙 DDaa （5）小圆叶个体基因型为 ddaa,d基因表达产物不能调控 PIN2 在叶片边缘特定位点聚集,导致叶片无突起,a基因不能促进 PIN2 基因表达,导致叶片边缘生长素浓度较低,叶片边缘生长速率较低 考点3 9:3:3:1 和 1:1:1:1 的变式类型及应用 1.【答案】B 2.【答案】B 3.【答案】（1）相对性状 腋生：顶生=3：1 （2）杂合子有F基因，能表达正常的F蛋白，表现出腋生性状，腋生为显性 （3）EEFF、EEff 4.【答案】（1）紧缩型:匍匐型=3:1 （2）A/a与B/b位于非同源染色体上，A/a与D/d位于非同源染色体上，B/b与D/d无法判断 （3）基因组成含有aa时，植株不显现B或D基因控制的表型，均为匍匐型 1/2 7/16 （4）南方:品系Z株型紧凑，利于行间通风，叶片可获得更多CO2，增加光合作用强度较大 北方:突变体2和突变体3株型疏松，叶片间遮挡少，增加有效光合面积 考点4 基因连锁与交换定律 1.【答案】B 2.【答案】A 3.【答案】B 4.【答案】B 5.【答案】（1）同源染色体 不能 （2）D B A （3） （4）提前调查野外蚊虫的活动区域，蚊虫的密度等 6.【答案】（1）抗性 : 非抗性 = 3 : 1 （2）筛选表型为抗性的个体 纯合比例提高 （3）①发生交叉互换 ②c~g间，BC4F4所有抗性个体都具有来源于P品系的cg区段，而非抗性个体都不具有来源于P品系的cg区段 （4）褐飞虱中少数发生基因突变的个体能在抗性水稻上产卵繁殖（获得针对抗性水稻的抗性），经过抗性水稻筛选后，褐飞虱中突变基因频率上升，导致具有抗性基因的水稻抗褐飞虱能力减弱或丧失 7.【答案】（1）2 1/2 褐色：红色：白色：绿色=6:3:4:3。 （2）抑制花青素合成相关基因的表达 M2 蛋白可以与M1基因的启动子区域结合（M1是M2的耙基因） M2蛋白可促进花青素合成，M1蛋白可抑制花青素合成，当M2基因过表达时可以促进M1蛋白合成，从而控制花青素的合成含量，减少物质和能量的浪费 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 遗传因子的发现 4大高频考点 1. 分离定律的异常现象分析 2. 基因自由组合定律的实质和应用 3. 9:3:3:1 和 1:1:1:1 的变式类型及应用 4. 基因连锁与交换定律 考点1 分离定律的异常现象分析 1．（25-26高三上·北京朝阳·期中）不同于经典的孟德尔遗传规律，线粒体作为半自主性细胞器，其DNA通常只能从父母中的一方获得。研究者对黄瓜线粒体遗传调控机制进行了探索。 （1）黄瓜品系C的子叶为野生型，线粒体突变品系S的子叶为镶嵌型（如图1）。用两品系进行杂交实验，结果如表。 杂交组合 后代子叶表型 I 品系S（♀）×品系C（♂） 100%野生型 Ⅱ 品系S（♂）×品系C（♀） 96%镶嵌型，4%野生型 杂交组合I和Ⅱ是_____实验，结果表明黄瓜线粒体基因的遗传方式为_____（母系/父系）遗传。 （2）研究者筛选到一个子叶为野生型的新品系P，将品系P（♀）与品系S（♂）杂交，F1子叶表型为96%野生型、4%镶嵌型。选取F1代野生型个体进行自交产生F2，然后将每个F2个体作为母本与品系S进行杂交，杂交后代中子叶全为野生型、既有野生型又有镶嵌型、全为镶嵌型的F2个体数量比约为1：2：1，说明控制线粒体遗传的核基因遵循_____定律。选取F1代中野生型个体作为母本与F1代中镶嵌型个体进行杂交，若后代子叶表型及比例为_____，说明雌配子的核基因决定了母本线粒体DNA能否遗传给子代。 （3）为进一步确定控制线粒体遗传的核基因的位置，研究者利用DNA分子上的遗传标记KASP对F2群体进行检测，3号染色体上的KASP情况部分结果如图2．推测控制线粒体遗传的核基因位于_____之间。进一步研究发现控制线粒体遗传的核基因为M基因。 （4）研究发现M基因编码核酸内切酶，可以特异性地降解受精后的母本线粒体DNA，父本来源的M基因无此功能。品系P中M酶活性低于品系S，对品系P和品系S中的M基因进行序列分析，结果如图3。 从分子水平解释品系P（♀）与品系S（♂）杂交，F1子叶表型几乎全为野生型的原因：_____。 【答案】（1）正反交 父系 （2）分离 野生型:镶嵌型 = 1:1 （3）KASP13 与 KASP16  （4）品系 P 的 M 基因发生缺失突变，导致翻译提前终止，合成的 M 酶空间结构异常而降低活性，无法有效降解母本来源的野生型线粒体 DNA ，使其在子代中得以保留并掩盖父本来源的缺陷线粒体 DNA 的作用，从而使F1呈现野生型表型 【解析】分离定律的主要内容是：在生物体的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 （1）在遗传学中，把父本和母本互换角色进行杂交的实验叫做正反交实验，杂交组合I和Ⅱ就是正反交实验，组合I中父本是品系C，后代100%是野生型；组合II中父本是品系S，后代以镶嵌型为主，这说明线粒体相关的性状由父本决定，符合父系遗传的特点。 （2）假设控制该性状的核基因为A、a，F₂相当于杂合子（Aa）、显性纯合子（AA）、隐性纯合子（aa）的比例为1：2：1，所以能看出控制线粒体遗传的核基因遵循分离定律。假设能让母本线粒体DNA遗传给子代的是显性基因A，不能让母本线粒体DNA遗传给子代的是隐性基因a，那么F₁野生型个体的核基因型应该是Aa， F1镶嵌型个体的核基因型是aa。当用F₁野生型（Aa，作母本）与F₁镶嵌型（aa，作父本）杂交时，母本产生的雌配子有两种：A和a，比例1：1，假设母本线粒体DNA能否遗传给子代由雌配子的核基因决定，若雌配子是A ， 母本线粒体DNA能遗传，后代表现为野生型；若雌配子是a ， 母本线粒体DNA不能遗传 ，后代表现为镶嵌型。所以后代子叶表型及比例就是野生型：镶嵌型 = 1 ： 1。 （3）由图2可知，与品系S杂交后代子叶表型为野生型的比值为品系P是96.0%、品系S是0.0%、F2个体1是95.0%、F2个体2是0.0%……再对应左侧的KASP标记（KASP1、KASP6、KASP10、KASP13、KASP16、KASP17、KASP19），发现表型为野生型的比值在KASP13和KASP16之间有明显的变化规律，这些标记所在区域的基因与线粒体遗传的核基因连锁。所以推测控制线粒体遗传的核基因位于KASP13与KASP16之间。 （4）品系 P 的 M 基因发生缺突变，导致翻译提前终止，合成的 M 酶空间结构异常而降低活性，无法有效降解母本来源的野生型线粒体 DNA ，即在品系P（♀）×品系S（♂）杂交时，P提供的卵细胞里的M蛋白活性低，对母本（品系P）线粒体DNA的降解能力弱，所以受精后，子代细胞里更多地保留了母本（品系P）的野生型线粒体DNA，因此F1子叶表型几乎全为野生型。 考点2 基因自由组合定律的实质和应用 1．（24-25高三上·北京回民学校·期中）纯合亲本白眼长翅和红眼残翅果蝇进行杂交，结果如图。F2中每种表型都有雌、雄个体。根据杂交结果，下列推测错误的是（　　）    A．控制两对相对性状的基因都位于X染色体上 B．F1雌果蝇只有一种基因型 C．F2白眼残翅果蝇间交配，子代表型不变 D．上述杂交结果符合自由组合定律 【答案】A 【解析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；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。 A、白眼雌蝇与红眼雄果蝇杂交，产生的F1中白眼均为雄性，红眼均为雌性，说明性状表现与性别有关，则控制眼色的基因位于X染色体上，同时说明红眼对白眼为显性；另一对相对性状的果蝇杂交，无论雌雄均表现为长翅，说明长翅对产残翅为显性，F2中每种表型都有雌、雄个体，无论雌雄均表现为长翅∶残翅=3∶1，说明控制果蝇翅形的基因位于常染色体上，A错误； B、若控制长翅和残翅的基因用A/a表示，控制眼色的基因用B/b表示，则亲本的基因型可表示为AAXbXb，aaXBY，二者杂交产生的F1中雌性个体的基因型为AaXBXb，B正确； C、亲本的基因型可表示为AAXbXb，aaXBY，F1个体的基因型为AaXBXb、AaXbY，则F2白眼残翅果蝇的基因型为aaXbXb、aaXbY，这些雌雄果蝇交配的结果依然为残翅白眼，即子代表型不变，C正确； D、 根据上述杂交结果可知，控制眼色的基因位于X染色体上，控制翅型的基因位于常染色体上，可见， 上述杂交结果符合自由组合定律，D正确。 故选A。 2．（24-25高三上·北京通州·期中）大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验，结果如图。据图判断，下列叙述正确的是（    ） A．大鼠毛色受一对等位基因控制 B．F1和F2中灰色大鼠均为杂合体 C．F1灰色大鼠与亲本黄色大鼠杂交，后代有两种表型 D．F2黑色大鼠与米色大鼠杂交，后代米色大鼠概率为 【答案】C 【解析】据图分析可知，大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制，F2的表现型比为9：3：3：1，所以F1为双杂合子，设为AaBb,则F2中灰色为双显性状（A_B_），米色最少为双隐性状（aabb），黄色、黑色为单显性（aaB_、A_bb）。 A、由题意可知，大鼠毛色受两对等位基因控制，A错误； B、F1中灰色大鼠为AaBb，F2中灰色大鼠A_B_，可能是杂合体，也可能是纯合体，B错误； C、F1为AaBb,黄色亲本为aaBB或AAbb，无论哪一种杂交后代都是有两种表现型，C正确； D、F2黑色大鼠基因型为aaB_或A_bb，假设黑色大鼠基因型为A_bb，则F2中黑色大鼠中纯合子AAbb占，杂合子Aabb占，AAbb与米色大鼠即aabb杂交不会产生米色大鼠，Aabb与米色大鼠aabb交配，产生米色大鼠aabb的概率为××1=，D错误。 故选C。 3．（24-25高三上·北京朝阳·期中）野生型黄瓜叶片形状为心形。研究者用化学诱变剂处理野生型黄瓜种子，获得了纯合圆叶突变体甲和纯合窄叶突变体乙（如图1），并进行系列实验。 （1）甲与野生型杂交，F1均为心形叶，F1自交，F2中心形叶植株与圆叶植株数量比约为3∶1，说明心形叶与圆叶性状的遗传遵循______定律。 （2）研究者克隆出上述实验中不同个体的叶形基因，用限制酶H处理，电泳结果如图2。据图2分析，与野生型个体的叶形基因相比，甲的突变基因碱基序列的改变是由______引起的。F2中某心形叶个体的叶形基因用限制酶H处理后，电泳条带数目为______条。 （3）甲与乙杂交，F1为心形叶，F1自交，F2中心形叶、窄叶、圆叶和小圆叶植株数量比约为9∶3∶3∶1。由此可知，决定圆叶的基因与决定窄叶的基因在染色体上的位置关系是______。 （4）研究发现，当叶片边缘特定位点生长素运输载体PIN2聚集时，生长素浓度较高，位点生长较快，使叶片边缘产生突起。D基因编码的D蛋白可调控PIN2的分布，d基因丧失该功能；A基因编码的蛋白可上调D基因的表达，a基因丧失该功能。推测甲、乙的基因型分别是______（用字母D/d、A/a表示）。 （5）甲乙杂交实验的F2中小圆叶植株的叶形与圆叶相似但略小。为进一步研究相关基因与性状的关系，研究者构建3种表达载体，分别导入烟草叶片中，实验处理及结果如图3。 综合图3及上述实验结果，解释甲乙杂交实验F2中小圆叶性状的成因______。 【答案】（1）基因分离 （2）碱基的替换 2或3 （3）位于非同源染色体上 （4）甲 ddAA、乙 DDaa （5）小圆叶个体基因型为 ddaa,d基因表达产物不能调控 PIN2 在叶片边缘特定位点聚集,导致叶片无突起,a基因不能促进 PIN2 基因表达,导致叶片边缘生长素浓度较低,叶片边缘生长速率较低 【解析】基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变；碱基对的增添、缺失或替换如果发生在基因的非编码区，则控制合成的蛋白质的氨基酸序列不会发生改变，如果发生在编码区，则可能因此基因控制合成的蛋白质的氨基酸序列改变，碱基对替换往往只有一个密码子发生改变，翻译形成的蛋白质中的一个氨基酸发生变化，碱基对增添或缺失往往会引起从突变点之后的多个密码子发生变化，基因控制合成的蛋白质的多个氨基酸发生改变。 （1）甲为纯合圆叶突变体，与野生型杂交，F1均为心形叶，F1自交，F2中心形叶植株与圆叶植株数量比约为3∶1，说明心形叶与圆叶性状的遗传遵循基因分离定律。 （2）与野生型个体的叶形基因相比，甲的突变基因碱基序列的改变是由碱基的替换引起的。F2中某心形叶个体的叶形基因型为显性纯合子或者杂合子，用限制酶H处理后，电泳条带数目为2或3条。 （3）若野生型黄瓜叶片的基因型为EEFF，则突变体甲的基因型可能为EEff，突变体乙的基因型可能为eeFF，甲与乙杂交，F1为心形叶，基因型为EeFf，F1自交，F2中心形叶、窄叶、圆叶和小圆叶植株数量比约为9∶3∶3∶1，符合基因自由组合定律，则决定圆叶的基因与决定窄叶的基因在染色体上的位置关系是位于非同源染色体上。 （4）甲表现为纯合圆叶，D基因会使叶片边缘产生突起，则甲中D基因不表达，A基因编码的蛋白可上调D基因的表达，则甲的基因型为ddAA；乙表现为纯合窄叶，则乙中D基因表达，a基因丧失a基因丧失该功能，则乙的基因型为 DDaa。 （5）据图3实验结果分析，小圆叶个体基因型为 ddaa，d基因表达产物不能调控 PIN2 在叶片边缘特定位点聚集，导致叶片无突，a基因不能促进 PIN2 基因表达，导致叶片边缘生长素浓度较低，叶片边缘生长速率较低。 考点3 9:3:3:1 和 1:1:1:1 的变式类型及应用 1．（25-26高三上·北京二中·期中）油菜籽粒黄色和黑色为一对相对性状，其中黄籽出油量高、油质更优良。研究人员利用三个油菜品系H（黑籽）、品系J（黑籽）和品系S（黄籽）进行如下杂交实验。下列推测错误的是（　　） 项目 P F1表型 F2表型及数量 组合1 H×S 均为黑籽 黑籽151、黄籽10 组合2 J×S 均为黑籽 黑籽300、黄籽20 A．籽粒黄色和黑色至少受2对等位基因控制 B．组合1中籽粒颜色的分离比是交叉互换的结果 C．品系H与J控制籽粒颜色的基因型可能相同也可能不同 D．品系S与组合2的F1杂交，子代中黑籽∶黄籽约为3∶1 【答案】B 【解析】自由组合定律的实质是：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。 AB、组合1和2的F2表型及数量比都是黑籽∶黄籽约为15∶1，是“9∶3∶3∶1”的变式，说明籽粒黄色和黑色至少受2对等位基因控制，其遗传遵循基因的自由组合定律，组合1中籽粒颜色的分离比是非同源染色体上的非等位基因自由组合的结果，A正确，B错误； C、结合对A、B选项的分析可推知：黄籽为双隐性纯合子，只要含有显性基因就表现为黑籽，F1为双杂合子，品系S（黄籽）为双隐性纯合子，品系H（黑籽）和J（黑籽）均为双显性纯合子，但品系H与J含有的2对等位基因可能相同，也可能存在差异，即品系H与J控制籽粒颜色的基因型可能相同也可能不同，C正确； D、假设两对等位基因分别用Y和y、T和t表示，则品系S的基因型为yytt，组合2的F1的基因型为YyTt，品系S与组合2的F1杂交，子代中黑籽∶黄籽＝（1YyTt＋1yyTt＋1Yytt）∶1yytt＝3∶1，D正确。 故选B。 2．（25-26高三上·北京海淀·期中）玉米的甜和糯分别是籽粒中可溶性糖积累和支链淀粉积累造成的，酶A和酶B分别由独立遗传的基因A和B编码，a、b基因无功能，相关代谢途径如下图。下列叙述错误的是（　　） A．AaBb基因型的个体自交，子代籽粒中非糯非甜：糯非甜：甜的比例为9：3：4 B．纯合甜玉米的基因型包括aaBB、AAbb、aabb C．Aabb和aabb基因型的个体杂交，母本结出的果穗上的籽粒有甜有糯 D．玉米的甜和糯的性状由基因与基因相互作用调控 【答案】B 【解析】A、AaBb自交，遵循自由组合定律，子代基因型及比例：A_B_非甜非糯（9/1）、aaB_甜非糯（3/16）、A_bb非甜糯（3/16）、aabb甜非糯（1/16），非糯非甜：非甜糯：甜 = 9：3：4，A正确； B、纯合甜玉米的基因型要求不能合成酶 A（aa），且为纯合子。 符合条件的基因型：aabb、 aaBB，B错误； C、Aabb×aabb子代基因型为 Aabb（非甜糯）、aabb（甜非糯），所以母本结出的果穗上的籽粒有甜有糯，C正确； D、甜和糯的性状由基因 A、B 共同控制，基因 A 决定甜的表型（合成酶 A），基因B决定糯的表型，二者相互作用调控最终性状，D正确。 故选B。 3．（25-26高三上·北京海淀·期中）孟德尔豌豆杂交实验结果已发表160周年，研究者对豌豆七对性状的遗传展开进一步研究，揭示了其中的分子机制。 （1）豌豆花的着生位置有腋生和顶生，它们是一对______。孟德尔用纯合的腋生和顶生豌豆杂交，F1均为腋生。F1自交获得F2，F2表型及比例为______。孟德尔由此判断，该性状受一对遗传因子控制，腋生为显性。 （2）研究发现，腋生豌豆4号染色体上有与腋生性状相关的F基因，可表达出正常的F蛋白；顶生豌豆的相应等位基因为基因f，产生无功能的蛋白质。请从分子水平解释上述实验中的显隐性关系_______。 （3）研究者重复豌豆花位置性状的杂交实验时，得到两种与孟德尔实验不同的结果（如下表），并鉴定出6号染色体上的另一对相关基因E/e，e基因纯合的个体表现为腋生。 组别 亲本 F1 F2腋生：顶生 1 腋生甲×顶生 腋生 13：3 2 腋生乙×顶生 顶生 1：3 ①请用遗传图解解释第1组的实验结果，要求标出每一代的基因型、表型及比例_______。 ②孟德尔豌豆花位置杂交实验中使用的纯合亲本基因型为______。这一发现深化了对孟德尔豌豆杂交实验的认识。 【答案】（1）相对性状 腋生：顶生=3：1 （2）杂合子有F基因，能表达正常的F蛋白，表现出腋生性状，腋生为显性 （3）EEFF、EEff 【解析】基因分离定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，按照分离定律杂合子产生比例是1：1的两种类型的配子。 （1）豌豆花的着生位置有腋生和顶生，它们是同一性状的不同表现类型，所以是一对相对性状。孟德尔用纯合的腋生和顶生豌豆杂交，F1​均为腋生，说明腋生是显性性状，顶生是隐性性状。F1​自交获得F2​，根据孟德尔分离定律，F2​表型及比例为腋生：顶生 = 3：1。 （2）显性基因F能表达出正常的F蛋白，该蛋白可能对豌豆花的着生位置起调控作用，使豌豆花表现为腋生；而隐性基因f产生无功能的蛋白质，不能发挥相应的调控作用，所以当个体为杂合子（Ff）时，F基因能表达正常的F蛋白，表现出腋生性状，腋生为显性。 （3）①据题表信息可知，第1组亲本腋生甲×顶生，F1​为腋生，F1自交F2​腋生：顶生 = 13：3，这是9：3：3：1的变式，说明F/f和E/e两对基因遵循自由组合定律，且F1的基因型为EeFf，已知e基因纯合的个体表现为腋生，F为显性（腋生），f为隐性（顶生），所以F2中腋生基因型有E_F_ 、eeF_ 、eeff，顶生基因型为E_ff，则亲本甲的基因型为eeFF，顶生的基因型为EEff，用遗传图解解释第1组的实验结果为。 ②孟德尔豌豆花位置杂交实验中F2​腋生：顶生 = 3：1，结合第1组和第2组实验可知，这一结果是因为使用的纯合亲本基因型为EEFF（腋生）和EEff（顶生），F1​基因型为EEFf，表现为腋生，F1​自交，F2​基因型及比例为EEF_（1EEFF、2EEFf）：EEff=3：1，即腋生：顶生 = 3：1。所以孟德尔豌豆花位置杂交实验中使用的纯合亲本基因型为EEFF和EEff。 4．（24-25高三上·北京海淀·期中）水稻株型和种植密度直接影响亩产量。为培育理想株型的水稻新品种，科研人员开展研究。 （1）科研人员对紧缩型品系Z进行诱变育种，获得3种不同的单基因隐性纯合突变体。突变体1为匍匐型（产量接近野生稻、贴地生长），突变体2、3为疏松型，相关基因分别表示为A/a、B/b、D/d。将突变体1与品系Z杂交，如图1，预期F2的表型及其比例为______。 （2）突变体1分别与突变体2、突变体3杂交，结果如图2。据此可确定的3对非等位基因之间的位置关系包括______。 （3）进一步研究发现，基因B和基因D分别编码B蛋白和D蛋白，B和D相互结合形成蛋白复合体后，共同调控基因A编码的蛋白质的功能。 ①科研人员推测，上述三个基因通过同一代谢途径调控水稻株型，且基因A位于基因B、基因D的下游。判断依据是：F2中______。 ②将突变体2和突变体3杂交，所得F1自交，若后代中疏松型占______，则说明基因B和基因D位于同源染色体上，且不发生交换；若后代中疏松型占______，则说明基因B和基因D位于非同源染色体上。 （4）生产上，突变体1会被淘汰，品系Z适合南方种植，突变体2和突变体3适合北方种植。请从光合作用强度影响因素的角度，选择其中之一阐释它能成为南方或北方“理想株型”的原因_____。 【答案】（1）紧缩型:匍匐型=3:1 （2）A/a与B/b位于非同源染色体上，A/a与D/d位于非同源染色体上，B/b与D/d无法判断 （3）基因组成含有aa时，植株不显现B或D基因控制的表型，均为匍匐型 1/2 7/16 （4）南方:品系Z株型紧凑，利于行间通风，叶片可获得更多CO2，增加光合作用强度较大 北方:突变体2和突变体3株型疏松，叶片间遮挡少，增加有效光合面积 【解析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 基因自由组合定律实质：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。基因的分离定律是基因的自由组合定律的基础，两者的本质区别是基因的分离定律研究的是一对等位基因，基因的自由组合定律研究的是两对或两对以上的等位基因，所以很多自由组合的题目都可以拆分成分离定律来解题。 （1）突变体1与品系Z杂交，F1基因型为杂合子，表现型为紧缩型，F1自交，得到的F1的表型及其比例为紧缩型:匍匐型=3:1。 （2）变体1分别与突变体2、突变体3杂交，F2中紧缩型:匍匐型:疏松型=9:4:3，属于9:3:3:1的变式，符合基因的自由组合定律，则3对非等位基因之间的位置关系包括A/a与B/b位于非同源染色体上，A/a与D/d位于非同源染色体上，B/b与D/d无法判断。 （3）①由于F2中基因组成含有aa时，植株不显现B或D基因控制的表型，均为匍匐型，则可以判断上述三个基因通过同一代谢途径调控水稻株型，且基因A位于基因B、基因D的下游。 ②将突变体2和突变体3杂交，所得F1的基因型为BbDd，F1自交，若基因B和基因d位于同源染色体上，且不发生交换，则后代中疏松型占1/2，若基因B和基因d位于非同源染色体上，遵循自由组合定律，后代中疏松型占7/16。 （4）南方：品系Z株型紧凑，利于行间通风，叶片可获得更多CO2，增加光合作用强度。北方：突变体2和突变体3株型疏松，叶片间遮挡少，增加有效光合面积。 考点4 基因连锁与交换定律 1．（25-26高三上·北京二中·期中）在普通的棉花中导入能抗虫的B、D基因（B、D同时存在时，表现为抗虫）。已知棉花短纤维由基因A控制，现有一基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株（B、D基因不影响减数分裂，无交叉互换和致死现象）进行自交，子代出现以下结果：短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维抗虫=2∶1∶1，则导入的B、D基因位于（　　） A．均在1号染色体上 B．均在2号染色体上 C．均在3号染色体上 D．B在3号染色体上，D在4号染色体上 【答案】B 【解析】由题干可知，自交子代出现短纤维抗虫：短纤维不抗虫：长纤维抗虫=2：1：1，可知短纤维抗虫占子代的比例为2/4，短纤维不抗虫占子代比例为1/4，长纤维抗虫占1/4，所以与分离定律中杂合子自交后代比例相吻合，由此可知，控制棉花纤维长短和能否抗虫的基因在一对同源染色体上，遵循分离定律。由图可知，抗虫基因应在1号染色体或2号染色体上。 A、若B、D均在1号染色体上，则短纤维抗虫：长纤维不抗虫=3：1，与题意不符，A错误； B、若均在2号染色体上，亲本为：AaBD×AaBD，子代：AA：AaBD：aaBBDD=短纤维不抗虫：短纤维抗虫：长纤维抗虫=1：2：1，即短纤维抗虫：短纤维不抗虫：长纤维抗虫=2：1：1，符合题意，B正确； C、若均在3号染色体上，则应符合自由组合定律，后代表现型比例为短纤维抗虫：短纤维不抗虫：长纤维抗虫：长纤维不抗虫=9：3：3：1，与题意不符，C错误； D、若B在3号染色体上，D在4号染色体上，则应符合自由组合定律，后代表现型比例为短纤维抗虫：短纤维不抗虫：长纤维抗虫：长纤维不抗虫=6：6：2：2，与题意不符，D错误。 故选B。 2．（25-26高三上·北京顺义一中·期中）玉米的抗病和易感病性状受两对等位基因A/a和B/b控制。研究人员选择抗病母本与易感病父本进行杂交，F1全部为抗病，F1自交得F2。可利用PCR技术确定两对基因在染色体上的相对位置关系（不考虑交叉互换）。亲本、F1和F2群体中所有个体PCR扩增产物的电泳结果如图所示，则F1中A/a和B/b在染色体上的位置关系正确的是（    ）    A．   B．   C．   D．   【答案】A 【解析】基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。 由母本与F1代全部为抗性，可知母本基因型为AABB，父本基因型为aabb；根据亲代的PCR检测结果，以及F2的PCR检测结果中并未出现AAbb与aaBB的类型，在不考虑交叉互换的前提下，说明两对基因位于同一对染色体上，A正确，BCD错误。 故选A。 3．（25-26高三上·北京育才学校·期中）某家系中有一种单基因遗传病，已知该遗传病的致病基因邻近的片段有一段特异性序列（分子标记1），正常基因该位置的特异性序列为分子标记2．对家系成员的PCR检测结果如图。下列相关叙述，不合理的是（    ） A．该遗传病属于常染色体隐性遗传病 B．致病基因与分子标记1的遗传符合自由组合定律 C．Ⅱ-1个体可能不携带该病的致病基因 D．致病基因与分子标记1所在染色体片段可能会发生交叉互换 【答案】B 【解析】几种常见的单基因遗传病及其特点：1、伴X染色体隐性遗传病：如红绿色盲、血友病等，其发病特点：（1）男患者多于女患者；（2）隔代交叉遗传，即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。2、伴X染色体显性遗传病：如抗维生素D性佝偻病，其发病特点：（1）女患者多于男患者；（2）世代相传。 3、常染色体显性遗传病：如多指、并指、软骨发育不全等，其发病特点：患者多，多代连续得病。4、常染色体隐性遗传病：如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等，其发病特点：患者少，个别代有患者，一般不连续。 5、伴Y染色体遗传：如人类外耳道多毛症，其特点是：传男不传女。 A、根据图形分析，第Ⅰ代双亲没有患病，子代女儿患病，说明是常染色体隐性遗传病，A正确； B、致病基因与分子标记1在同一条染色体上，不符合自由组合定律，B错误； C、该遗传病的致病基因邻近的片段有一段特异性序列（分子标记1），Ⅱ-1个体没有分子标记1，可能不携带该病致病基因，C正确； D、致病基因和分子标记1在同一条染色体上，减数分裂过程中可能发生交叉互换，D正确。 故选B。 4．（24-25高三上·北京海淀·期中）将纯合紫花、长花粉香豌豆与纯合红花、短花粉香豌豆进行杂交，结果如图。根据杂交结果，下列推测错误的是（    ） A．控制长花粉与短花粉的基因遗传符合分离定律 B．F2紫花、长花粉的基因型有4种，纯合子约占1/9 C．控制紫花和短花粉的基因可位于同一条染色体上 D．F1减数分裂形成四分体时，非姐妹染色单体发生交换 【答案】B 【解析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；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。 A、控制长花粉与短花粉的基因属于等位基因，两者的遗传符合分离定律，A正确； BCD、据图可知，子一代都是紫花、长花粉，子二代中出现四种表型，若两对基因独立遗传，则应出现9：3：3：1的形式，此时F2紫花、长花粉的基因型有4种，纯合子约占1/9，但实际上不是，说明可能存在连锁现象，即控制紫花和长花粉的基因可位于同一条染色体上，正常情况下只能产生两种（紫花、长花粉：红花、短花粉）比例相等的配子，但F1减数分裂形成四分体时，非姐妹染色单体发生交换，从而出现了紫花和短花粉、红花和长花粉位于同一条染色体上的配子类型，B错误，CD正确。 故选B。 5．（25-26高三上·北京通州·期中）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 利用标记性染色体生产非转基因雄性蚊子 雌性埃及伊蚊是传播登革热、寨卡等病毒的主要媒介，雄蚊因不吸血而缺乏传播疾病的功能。新型防控策略一般都需要释放雄蚊，和野外的雌蚊进行杂交。为此，科研人员开发了“标记性染色体差异消除”技术，可高效生产和分离非转基因雄蚊。 雌雄埃及伊蚊的性别均由一对同型性染色体（1号染色体）控制，雄蚊该染色体上含有一段特殊序列决定雄性特征，称为M位点；雌性没有M位点，对应位置记作m。通过基因工程手段，在m附近插入红色荧光蛋白基因（R基因）和绿色荧光蛋白基因（G基因），利用天然存在的隐性致死基因a，构建了双荧光品系来生产雄蚊（已知M可消除致死基因a的作用），见图1。 通过不断地筛选和交配，研究团队进一步成功创建了一种自给自足的单荧光品系。这一品系可以连续产生非转基因雄性蚊子，而不需要依赖双品系交配，从而大幅提高了生产效率，降低了成本。这项研究成功解决了性别分离中的多个瓶颈问题，随着技术的完善，未来这一方法有望在全球范围内广泛应用，助力控制蚊虫传播的疾病，保护全球人民的健康。 （1）埃及伊蚊在减数分裂联会时，________的非姐妹染色单体常发生互换。要使红绿荧光作为稳定的染色体追踪标记，图1相关基因所在片段应________（填“能”或“不能”）发生染色体互换。 （2）在双荧光品系的后代中，选择表型为________的非转基因埃及伊蚊释放，保留________雄蚊和________雌蚊用于继续繁殖，持续生产非转基因雄蚊（选填字母）。 A.红荧光  B.绿荧光  C.红绿荧光  D.无荧光 （3）单荧光品系1号染色体上除含有M、m、a、G等基因或序列外，还引入另一隐性致死基因k，请在下图中标出k的位置，保证不需挑选即可连续传代且易筛选出非转基因雄蚊（只需考虑k在哪条染色体上，具体位置随意，但不同染色体上k的相对位置应一致）________。 （4）将单荧光品系后代雄蚊释放到野外之前，为利于后续蚊媒病的高效防控，需要做一些评估，请举一例_______。 【答案】（1）同源染色体 不能 （2）D B A （3） （4）提前调查野外蚊虫的活动区域，蚊虫的密度等 【解析】减数分裂形成配子时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。 （1）埃及伊蚊在减数分裂联会时，同源染色体上的非姐妹染色单体常发生互换。要使红绿荧光作为稳定的染色体追踪标记，则相关基因所在片段应不能发生染色体互换，否则无法准确追踪染色体。 （2）结合图1分析，雄性可产生的配子是M、mRa，雌性产生的配子是m、mGa，受精后所得的后代基因型为Mm、MmGa、mmRa、mmGRaa。其中a为致死基因，M可消除致死基因a的作用，因此mmGRaa致死。已知新型防控策略一般都需要释放雄蚊，和野外的雌蚊进行杂交，mmRa表现为雌蚊，MmGa有荧光标记，因此在双荧光品系的后代中，选择表型为无荧光的非转基因埃及伊蚊释放。保留绿色荧光MmGa雄蚊和mmRa红荧光雌蚊用于继续繁殖，持续生产非转基因雄蚊。 （3）正常情况下，雄蚊Mma和雌蚊mmGa杂交，子代基因型种类为Mma、mm、mmGa和MmGaa，其中MmGaa致死，为了保证不需挑选即可连续传代且易筛选出非转基因雄蚊，需要世代保留原亲本，因此mm需要致死，因此k基因和m基因连锁在同一条染色体上，如图所示： （4）将单荧光品系后代雄蚊释放到野外之前，为利于后续蚊媒病的高效防控，需要做一些评估，例如提前调查野外蚊虫的活动区域，蚊虫的密度等。 6．（25-26高三上·北京育才学校·期中）褐飞虱在水稻上产卵导致水稻减产。野生型水稻不具有褐飞虱抗性，P品系为褐飞虱抗性品系。科研人员对抗性基因进行研究。 （1）P品系与野生型水稻杂交，F1全部为抗性，F1个体间相互交配，F2表型及比例为_____，说明褐飞虱抗性为一对等位基因中的显性基因控制。 （2）为进行基因定位，科研人员按照如图1流程进行杂交。 过程Ⅰ中“▲”所进行的操作是_____。过程Ⅱ可使BC4F4中_____，以进行基因定位分析。 （3）科研人员通过一定的方法初步确定抗性基因位于6号染色体上。为精确定位抗性基因位置，科研人员对图2所示个体一对6号染色体的DNA片段进行分析，得到图2所示结果。 ①图中BC4F4的多个个体中出现灰色片段，其原因是减数分裂形成配子过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间_____。 ②请据图判断褐飞虱抗性基因最可能位于a~h的哪两个位点间，并阐述判断依据_____。 （4）育种工作者发现，种植具有某一抗性基因的水稻往往3~5年后就会失效，从进化的角度分析，抗性丧失的原因是_____。 【答案】（1）抗性 : 非抗性 = 3 : 1 （2）筛选表型为抗性的个体 纯合比例提高 （3）①发生交叉互换 ②c~g间，BC4F4所有抗性个体都具有来源于P品系的cg区段，而非抗性个体都不具有来源于P品系的cg区段 （4）褐飞虱中少数发生基因突变的个体能在抗性水稻上产卵繁殖（获得针对抗性水稻的抗性），经过抗性水稻筛选后，褐飞虱中突变基因频率上升，导致具有抗性基因的水稻抗褐飞虱能力减弱或丧失 【解析】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。 适用范围: ①适用两对或两对以上相对性状的遗传，并且非等位基因均位于不同对的同源染色体上。 ②非同源染色体上的非等位基因自由组合,发生在减数第一次分裂过程中， 因此只有进行有性生殖的生物，才能出现基因的自由组合。 ③按遗传基本定律遗传的基因，均位于细胞核中的染色体上。 （1）野生型水稻不具有褐飞虱抗性，P品系为褐飞虱抗性品系。若褐飞虱抗性为一对等位基因中的显性基因控制，假设基因为A，P品系与野生型水稻杂交，F1全部为抗性，说明F1基因型为Aa，P品系基因型为AA，野生型基因型为aa。F1个体间相互交配，F2表型及比例为抗性 : 非抗性 = 3 : 1，性状分离比是3：1。 （2）P品系与野生型水稻杂交，F1全部为抗性，再与野生型杂交，其中既有抗性也有不抗，因为目的是定位基因，所以保留的是抗性个体，所以此时的过程Ⅰ中“▲”所进行的操作是筛选表型为抗性的个体。过程Ⅱ通过多次自交，可使BC4F4中纯合比例提高，以进行基因定位分析。 （3）减数分裂形成配子过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换使得片段的交换，从而导致了BC4F4的多个个体中出现灰色片段。由图中的位点可以看出具有抗性和不具有抗性的区别，具有抗性的都有P品系的cg段，所以褐飞虱抗性基因最可能位于c~g间，因为BC4F4所有抗性个体都具有来源于P品系的cg区段，而非抗性个体都不具有来源于P品系的cg区段， （4）褐飞虱中少数发生基因突变的个体能在抗性水稻上产卵繁殖（获得针对抗性水稻的抗性），经过抗性水稻筛选后，褐飞虱中突变基因频率上升，导致具有抗性基因的水稻抗褐飞虱能力减弱或丧失，进而到导致其的抗性失效。 7．（25-26高三上·北京育才学校·期中）小豆起源于中国。栽培小豆种皮多为红色，此外还有白色、绿色、褐色等各种类型。 （1）为探究种皮颜色的遗传规律，用4个不同种皮颜色的小豆品种进行如下杂交实验。 ①根据杂交实验Ⅰ结果推测，小豆种皮的颜色（红色、绿色和褐色）是由___________对等位基因控制。杂交实验Ⅱ的F2白色种皮个体中杂合子的比例为___________。 ②有人根据以上杂交实验结果推测小豆种皮相关色素的代谢途径，如图1。 为探究R/r基因与B/b基因之间的位置关系，利用上述4个品种中的白色和绿色品种进行杂交实验，F1自交获得F2。在上述推测成立的情况下，若F2小豆的种皮颜色及比例为___________，则说明R/r基因与B/b基因位于同源染色体上，且减数分裂时不发生交换。 （2）小豆种皮颜色与花青素等物质的种类有关，蛋白M1和M2调控花青素合成相关基因的表达。 ①分别用带有M1和M2基因的质粒转化植株，得到M1和M2过表达植株，检测其花青素的含量，结果如图2。根据实验结果推测，M1基因________。 ②研究发现，M2基因过表达植株的一些组织中M1的表达量升高。为研究M2与M1基因的关系，将M2蛋白与用M1基因的启动子部分片段制作的探针混合并电泳，结果如图3（生物素越多则条带颜色越深）。图3结果表明____。 ③综合以上研究，请补充完善M1、M2、花青素合成的关系图（括号内填写“促进”或“抑制”），并从物质和能量的角度解释这种关系的意义____。 【答案】（1）2 1/2 褐色：红色：白色：绿色=6:3:4:3。 （2）抑制花青素合成相关基因的表达 M2 蛋白可以与M1基因的启动子区域结合（M1是M2的耙基因） M2蛋白可促进花青素合成，M1蛋白可抑制花青素合成，当M2基因过表达时可以促进M1蛋白合成，从而控制花青素的合成含量，减少物质和能量的浪费 【解析】 基因自由组合定律：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。 启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点，用于驱动RNA转录。 （1）①杂交实验Ⅰ结果中F2总和为16，性状分离比为9:3:4，为9:3:3:1的变式，可推测小豆种皮的颜色（红色、绿色和褐色）是由2对或2对以上等位基因控制。杂交实验Ⅱ的F2的结果总和为16，也为9:3:3:1的变式，F2白色种皮个体中杂合子的比例为2/16÷4/16=1/2。 ②根据图1可知，白色个体基因型为rr____，红色个体基因型为R_gg__，绿色个体基因型为R_G_bb，褐色个体基因型为R_G_B_。在杂交实验Ⅰ中，根据F2的性状分离比可推出F1褐色基因型为RRGgBb，亲本红色和绿色个体只生出褐色个体，可得出绿色小豆基因型为RRGGbb、红色小豆基因型为RRggBB。在杂交实验Ⅱ中，F2中出现白色小豆，但无绿色小豆，可推出F1褐色基因型为RrGgBB，亲本白色和褐色个体只生出褐色个体，可得出白色小豆基因型为rrggBB、褐色小豆基因型为RRGGBB。将上述4个品种中的白色rrggBB和绿色品种RRGGbb进行杂交实验，F1RrGgBb自交获得F2。若R/r基因与B/b基因位于同源染色体上，且减数分裂时不发生交换，则F2小豆种皮基因型有（1/4BBrr、1/4bbRR、1/2BbRr）×（1/4GG、1/4gg、1/2Gg）共9种，颜色有及比例为褐色（3/8RrG_Bb）：红色（1/16RRggbb+1/8RrggBb）：白色（1/4rr__BB）：绿色（3/16RRG_bb）=6:3:4:3。 （2）①M1基因过表达的植株花青素含量比对照组低，说明M1基因抑制花青素合成相关基因的表达。 ②将图3从左到右的五个组分别标为1-5号，2号与1号的差异在于2号含有M2蛋白，2号电泳时出现了迁移变慢的条带，而探针-蛋白质复合物比非结合的探针迁移慢，说明M2蛋白会与用M1基因的启动子部分片段制作的探针结合。随后3、4、5号组增加未标记的探针数量，速度后滞的条带逐渐变浅，说明随着未标记的探针数量增加，M2蛋白与未标记的探针结合机会增大，进一步说明M2 蛋白可以与M1基因的启动子区域结合（M1是M2的耙基因）。 ③结合研究结果，可以推测：M2基因过表达植株中，M2蛋白与M1基因的启动子结合，促进M1的表达量升高。而M1的表达量升高会抑制花青素合成，M2表达量升高会促进花青素合成。这种关系有利于控制花青素合成的含量，能够减少物质和能量浪费。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $