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高考生物五年真题汇编12——遗传的基本规律(1)
一、单选题
1.(2022·浙江)番茄的紫茎对绿茎为完全显性。欲判断一株紫茎番茄是否为纯合子,下列方法不可行的是( )
A.让该紫茎番茄自交 B.与绿茎番茄杂交
C.与纯合紫茎番茄杂交 D.与杂合紫茎番茄杂交
2.(2022·广东)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是()
A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
3.(2022·全国乙卷)依据鸡的某些遗传性状可以在早期区分雌雄,提高养鸡场的经济效益。已知鸡的羽毛性状芦花和非芦花受1对等位基因控制。芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡。下列分析及推断错误的是( )
A.正交亲本中雌鸡为芦花鸡,雄鸡为非芦花鸡
B.正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合体
C.反交子代芦花鸡相互交配,所产雌鸡均为芦花鸡
D.仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别
4.(2022·全国甲卷)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是()
A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
5.(2022·浙江选考)羊瘙痒病是感染性蛋白粒子PrPSc引起的。某些羊体内存在蛋白质PrPc,但不发病。当羊感染了PrPSc后,PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc,导致PrPSc积累,从而发病。把患瘙痒病的羊组织匀浆接种到小鼠后,小鼠也会发病。下列分析合理的是( )
A.动物体内的PrPSc可全部被蛋白酶水解
B.患病羊体内存在指导PrPSc合成的基因
C.产物PrPSc对PrPc转变为PrPSc 具有反馈抑制作用
D.给PrPc基因敲除小鼠接种PrPSc,小鼠不会发病
6.(2022·浙江选考)孟德尔杂交试验成功的重要因素之一是选择了严格自花授粉的豌豆作为材料。自然条件下豌豆大多数是纯合子,主要原因是( )
A.杂合子豌豆的繁殖能力低
B.豌豆的基因突变具有可逆性
C.豌豆的性状大多数是隐性性状
D.豌豆连续自交,杂合子比例逐渐减小
7.(2022·浙江选考)果期(2n=8)杂交实验中,F2某一雄果蝇体细胞中有4条染色体来自F1雄果蝇,这4条染色体全部来自亲本(P)雄果蝇的概率是( )
A.1/16 B.1/8 C.1/4 D.1/2
8.(2021·福建)有同学用下列示意图表示某两栖类动物(基因型为AaBb)卵巢正常的细胞分裂可能产生的细胞,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(2021·湖北)甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种甲分别与乙、丙杂交产生F1,F1自交产生F2,结果如表。
组别 杂交组合 F1 F2
1 甲×乙 红色籽粒 901红色籽粒,699白色籽粒
2 甲×丙 红色籽粒 630红色籽粒,490白色籽粒
根据结果,下列叙述错误的是( )
A.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则F2玉米籽粒性状比为9红色:7白色
B.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则玉米籽粒颜色可由三对基因控制
C.组1中的F1与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色:1白色
D.组2中的F1与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色:1白色
10.(2021·湖北)人类的ABO血型是由常染色体上的基因IA、IB和i三者之间互为等位基因决定的。IA基因产物使得红细胞表面带有A抗原,IB基因产物使得红细胞表面带有B抗原。IAIB基因型个体红细胞表面有A抗原和B抗原,ii基型个体红细胞表面无A抗原和B抗原。现有一个家系的系谱图(如图),对家系中各成员的血型进行检测,结果如表,其中“+”表示阳性反应,“-”表示阴性反应。
个体 1 2 3 4 5 6 7
A抗原抗体 + + - + + - -
B抗原抗体 + - + + - + -
下列叙述正确的是( )
A.个体5基因型为IAi,个体6基因型为IBi
B.个体1基因型为IAIB,个体2基因型为IAIA或IAi
C.个体3基因型为IBIB或IBi,个体4基因型为IAIB
D.若个体5与个体6生第二个孩子,该孩子的基因型一定是ii
11.(2021·辽宁)基因型为AaBb的雄性果蝇,体内一个精原细胞进行有丝分裂时,一对同源染色体在染色体复制后彼此配对,非姐妹染色单体进行了交换,结果如图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞,均进入减数分裂,若此过程中未发生任何变异,则减数第一次分裂产生的子细胞中,基因组成为AAbb的细胞所占的比例是( )
A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
12.(2021·山东)果蝇星眼、圆眼由常染色体上的一对等位基因控制,星眼果蝇与圆眼果蝇杂交,子一代中星眼果蝇∶圆眼果蝇=1∶1,星眼果蝇与星眼果蝇杂交,子一代中星眼果蝇∶圆眼果蝇=2∶1。缺刻翅、正常翅由 X 染色体上的一对等位基因控制,且 Y染色体上不含有其等位基因,缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交所得子一代中,缺刻翅雌果蝇∶正常翅雌果蝇=1∶1,雄果蝇均为正常翅。若星眼缺刻翅雌果蝇与星眼正常翅雄果蝇杂交得 F1,下列关于 F1的说法错误的是( )
A.星眼缺刻翅果蝇与圆眼正常翅果蝇数量相等
B.雌果蝇中纯合子所占比例为 1/6
C.雌果蝇数量是雄果蝇的二倍
D.缺刻翅基因的基因频率为 1/6
13.(2021·天津)某患者被初步诊断患有SC单基因遗传病,该基因位于常染色体上。调查其家系发现,患者双亲各有一个SC基因发生单碱基替换突变,且突变位于该基因的不同位点。调查结果见下表。
个体 母亲 父亲 姐姐 患者
表现型 正常 正常 正常 患病
SC基因测序结果 [605G/A] [731A/G] [605G/G];[731A/A] ?
注:测序结果只给出基一条链(编码链)的碱基序列[605G/A]示两条同源染色体上SC基因编码链的第605位碱基分别为G和A,其他类似。
若患者的姐姐两条同源染色体上SC基因编码链的第605和731位碱基可表示为下图1,根据调查结果,推断该患者相应位点的碱基应为( )
A.
B.
C.
D.
14.(2021·北京)社会上流传着一些与生物有关的说法,有些有一定的科学依据,有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是( )
A.长时间炖煮会破坏食物中的一些维生素
B.转基因抗虫棉能杀死害虫就一定对人有毒
C.消毒液能杀菌,可用来清除人体内新冠病毒
D.如果孩子的血型和父母都不一样,肯定不是亲生的
15.(2021·海南)孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验是遗传学的两个经典实验。下列有关这两个实验的叙述,错误的是( )
A.均将基因和染色体行为进行类比推理,得出相关的遗传学定律
B.均采用统计学方法分析实验结果
C.对实验材料和相对性状的选择是实验成功的重要保证
D.均采用测交实验来验证假说
二、多选题
16.(2021·江苏)短指(趾)症为显性遗传病,致病基因在群体中频率约为1/100~1/1000。如图为该遗传病某家族系谱图,下列叙述正确的是( )
A.该病为常染色体遗传病
B.系谱中的患病个体都是杂合子
C.VI1是患病男性的概率为1/4
D.群体中患者的纯合子比例少于杂合子
17.(2021·辽宁)雌性小鼠在胚胎发育至4-6天时,细胞中两条X染色体会有一条随机失活,经细胞分裂形成子细胞,子细胞中此条染色体仍是失活的。雄性小鼠不存在X染色体失活现象。现有两只转荧光蛋白基因的小鼠,甲为发红色荧光的雄鼠(基因型为XRY),乙为发绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)。甲乙杂交产生F1,F1雌雄个体随机交配,产生F2。若不发生突变,下列有关叙述正确的是( )
A.F1中发红色荧光的个体均为雌性
B.F1中同时发出红绿荧光的个体所占的比例为1/4
C.F1中只发红色荧光的个体,发光细胞在身体中分布情况相同
D.F2中只发一种荧光的个体出现的概率是11/16
18.(2021·山东)小鼠 Y 染色体上的 S 基因决定雄性性别的发生,在 X 染色体上无等位基因,带有 S 基因的染色体片段可转接到 X 染色体上。已知配子形成不受 S 基因位置和数量的影响,染色体能正常联会、分离,产生的配子均具有受精能力;含 S 基因的受精卵均发育为雄性,不含 S 基因的均发育为雌性,但含有两个 Y 染色体的受精卵不发育。一个基因型为 XYS 的受精卵中的 S 基因丢失,由该受精卵发育成能产生可育雌配子的小鼠。若该小鼠与一只体细胞中含两条性染色体但基因型未知的雄鼠杂交得 F1,F1 小鼠雌雄间随机杂交得 F2,则 F2 小鼠中雌雄比例可能为( )
A.4∶3 B.3∶4 C.8∶3 D.7∶8
三、综合题
19.(2022·浙江)某种昆虫野生型为黑体圆翅,现有3个纯合突变品系,分别为黑体锯翅、灰体圆翅和黄体圆翅。其中体色由复等位基因A1/A2/A3控制,翅形由等位基因B/b控制。为研究突变及其遗传机理,用纯合突变品系和野生型进行了基因测序与杂交实验。
回答下列问题:
(1)基因测序结果表明,3个突变品系与野生型相比,均只有1个基因位点发生了突变,并且与野生型对应的基因相比,基因长度相等。因此,其基因突变最可能是由基因中碱基对发生 导致。
(2)研究体色遗传机制的杂交实验,结果如表所示:
杂交组合 P F1 F2
♀ ♂ ♀ ♂ ♀ ♂
Ⅰ 黑体 黄体 黄体 黄体 3黄体:1黑体 3黄体:1黑体
Ⅱ 灰体 黑体 灰体 灰体 3灰体:1黑体 3灰体:1黑体
Ⅲ 灰体 黄体 灰体 灰体 3灰体:1黄体 3灰体:1黄体
注:表中亲代所有个体均为圆翅纯合子。
根据实验结果推测,控制体色的基因A1(黑体)、A2(灰体)和A3(黄体)的显隐性关系为 (显性对隐性用“>”表示),体色基因的遗传遵循 定律。
(3)研究体色与翅形遗传关系的杂交实验,结果如表所示:
杂交组合 P F1 F2
♀ ♂ ♀ ♂ ♀ ♂
Ⅳ 灰体圆翅 黑体锯翅 灰体圆翅 灰体圆翅 6灰体圆翅:2黑体圆翅 3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅
Ⅴ 黑体锯翅 灰体圆翅 灰体圆翅 灰体锯翅 3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅 3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅
根据实验结果推测,锯翅性状的遗传方式是 ,判断的依据是 .
(4)若选择杂交Ⅲ的F2中所有灰体圆翅雄虫和杂交Ⅴ的F2中所有灰体圆翅雌虫随机交配,理论上子代表现型有 种,其中所占比例为2/9的表现型有哪几种? .
(5)用遗传图解表示黑体锯翅雌虫与杂交Ⅲ的F1中灰体圆翅雄虫的杂交过程。
20.(2022·广东)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我困劳动人民早已拥有利用杂交手段培有蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:
(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为 。
(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是 ;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得 只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕,用于留种。
(3)研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与I组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于 染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是 (如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,请简要说明理由 。
21.(2022·全国乙卷)某种植物的花色有白、红和紫三种,花的颜色由花瓣中色素决定,色素的合成途径是:白色 红色 紫色。其中酶1的合成由基因A控制,酶2的合成由基因B控制,基因A和基因B位于非同源染色体上、回答下列问题。
(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交,子代植株表现型及其比例为 ;子代中红花植株的基因型是 ;子代白花植株中纯合体占的比例为 。
(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲,若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型,请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。
22.(2022·全国甲卷)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序,叶腋长雌花序),但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。
(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种,需进行人工传粉,具体做法是 。
(2)乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株;F1自交,F2中雌株所占比例为 ,F2中雄株的基因型是 ;在F2的雌株中,与丙基因型相同的植株所占比例是 。
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状,可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性,则实验结果是 ;若非糯是显性,则实验结果是 。
23.(2021·江苏)以下两对基因与果蝇眼色有关。眼色色素产生必需有显性基因A,aa时眼色白色;B存在时眼色为紫色,bb时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如下图,请据图回答下问题。
(1)果蝇是遗传学研究的经典实验材料,摩尔根等利用一个特殊眼色基因突变体开展研究,把基因传递模式与染色体在减数分裂中的分配行为联系起来,证明了 。
(2)A基因位于 染色体上,B基因位于 染色体上。若要进一步验证这个推论,可在2个纯系中选用表现型为 的果蝇个体进行杂交。
(3)上图F1中紫眼雌果蝇的基因型为 ,F2中紫眼雌果蝇的基因型有 种.
(4)若亲代雌果蝇在减数分裂时偶尔发生X染色体不分离而产生异常卵,这种不分离可能发生的时期有 ,该异常卵与正常精子受精后,可能产生的合子主要类型有 .
(5)若F2中果蝇单对杂交实验中出现了一对果蝇的杂交后代雌雄比例为2:1,由此推测该对果蝇的 性个体可能携带隐性致死基因;若继续对其后代进行杂交,后代雌雄比为 时,可进一步验证这个假设。
24.(2021·山东)番茄是雌雄同花植物,可自花受粉也可异花受粉。M、m 基因位于 2号染色体上,基因型为 mm 的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育。基因型为 MM、Mm 的植株表现为大花、可育。R、r 基因位于 5 号染色体上,基因型为 RR、Rr、rr 的植株表现型分别为:正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的 H 基因控制某种酶的合成,导入 H 基因的转基因番茄植株中,H 基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含 H 基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。
(1)基因型为 Mm 的植株连续自交两代,F2 中雄性不育植株所占的比例为 。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为 ,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机受粉,则 F2 中可育晚熟红果植株所占比例为 。
(2)已知 H 基因在每条染色体上最多插入 1 个且不影响其他基因。将 H 基因导入基因型为 Mm 的细胞并获得转基因植株甲和乙,植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交,在形成配子时喷施 NAM,F1 均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因,则以上所得 F1 的体细胞中含有 个 H 基因。若植株甲的体细胞中仅含 1个 H 基因,则 H 基因插入了 所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含 n 个 H 基因,则 H 基因在染色体上的分布必须满足的条件是 ,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施 NAM,则子一代中不含 H 基因的雄性不育植株所占比例为 。
(3)若植株甲的细胞中仅含一个 H 基因,在不喷施 NAM 的情况下,利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案 。
25.(2021·天津)黄瓜的花有雌花、雄花与两性花之分(雌花:仅雌蕊发育;雄花:仅雄蕊发育;两性花:雌雄蕊均发育)。位于非同源染色体上的F和M基因均是花芽分化过程中乙烯合成途径的关键基因,对黄瓜花的性别决定有重要作用。F和M基因的作用机制如图所示。
(+)促进(-)抑制 *未被乙烯抑制时雄蕊可正常发育
(1)M基因的表达与乙烯的产生之间存在 (正/负)反馈,造成乙烯持续积累,进而抑制雄蕊发育。
(2)依据F和M基因的作用机制推断,FFMM基因型的黄瓜植株开雌花,FFmm基因型的黄瓜植株开 花。当对FFmm基因型的黄瓜植株外源施加 (乙烯抑制剂/乙烯利)时,出现雌花。
(3)现有FFMM、ffMM和FFmm三种基因型的亲本,若要获得基因型为ffmm的植株,请完成如下实验流程设计。
母本基因型: ;父本基因型: ;对部分植物施加适量
四、实验探究题
26.(2022·浙江选考)果蝇的正常眼和星眼受等位基因A、a控制,正常翅和小翅受等位基因B、b控制,其中1对基因位于常染色体上。为进一步研究遗传机制,以纯合个体为材料进行了杂交实验,各组合重复多次,结果如下表。
杂交组合 P F1
♀ ♂ ♀ ♂
甲 星眼正常翅 正常眼小翅 星眼正常翅 星眼正常翅
乙 正常眼小翅 星眼正常翅 星眼正常翅 星眼小翅
丙 正常眼小翅 正常眼正常翅 正常眼正常翅 正常眼小翅
回答下列问题:
(1)综合考虑A、a和B、b两对基因,它们的遗传符合孟德尔遗传定律中的 。组合甲中母本的基因型为 。果蝇的发育过程包括受精卵、幼虫蛹和成虫四个阶段。杂交实验中,为避免影响实验结果的统计,在子代处于蛹期时将亲本 。
(2)若组合乙F1的雌雄个体随机交配获得F2,则F2中星眼小翅雌果蝇占 。果蝇的性染色体数目异常可影响性别,如XYY或XO为雄性,XXY为雌性。若发现组合甲F1中有1只非整倍体星眼小翅雄果蝇,原因是母本产生了不含 的配子。
(3)若有一个由星眼正常翅雌、雄果蝇和正常眼小翅雌、雄果蝇组成的群体,群体中个体均为纯合子。该群体中的雌雄果蝇为亲本,随机交配产生F1,F1中正常眼小翅雌果蝇占21/200、星眼小翅雄果蝇占49/200,则可推知亲本雄果蝇中星眼正常翅占 。
(4)写出以组合丙F1的雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图解。
27.(2021·福建)某一年生植物甲和乙是具有不同优良性状的品种,单个品种种植时均正常生长。欲获得兼具甲乙优良性状的品种,科研人员进行杂交实验,发现部分F1植株在幼苗期死亡。已知该植物致死性状由非同源染色体上的两对等位基因(A/a和B/b)控制,品种甲基因型为aaBB,品种乙基因型为_ _bb。回答下列问题:
(1)品种甲和乙杂交,获得优良性状F1的育种原理是 。
(2)为研究部分F1植株致死的原因,科研人员随机选择10株乙,在自交留种的同时,单株作为父本分别与甲杂交,统计每个杂交组合所产生的F1表现型,只出现两种情况,如下表所示。
甲(母本) 乙(父本) F1
aaBB 乙-1 幼苗期全部死亡
乙-2 幼苗死亡:成活=1:1
①该植物的花是两性花,上述杂交实验,在授粉前需要对甲采取的操作是 、 。
②根据实验结果推测,部分F1植株死亡的原因有两种可能性:其一,基因型为A_B_的植株致死;其二,基因型为 的植株致死。
③进一步研究确认,基因型为A_B_的植株致死,则乙-1的基因型为 。
(3)要获得全部成活且兼具甲乙优良性状的F1杂种,可选择亲本组合为:品种甲(aaBB)和基因型为 的品种乙,该品种乙选育过程如下:
第一步:种植品种甲作为亲本
第二步:将乙-2自交收获的种子种植后作为亲本,然后 统计每个杂交组合所产生的F1表现型。
选育结果:若某个杂交组合产生的F2全部成活,则 的种子符合选育要求。
28.(2021·辽宁)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突变为隐性基因)导致。回答下列问题:
(1)进行水稻杂交实验时,应首先除去 未成熟花的全部 ,并套上纸袋。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1自交,F2的表现型及比例为 。
(2)为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系,育种人员进行了杂交实验,杂交组合及F1叶色见下表。
实验分组 母本 父本 F1叶色
第1组 W X 浅绿
第2组 W Y 绿
第3组 W Z 绿
第4组 X Y 绿
第5组 X Z 绿
第6组 Y Z 绿
实验结果表明,W的浅绿叶基因与突变体 的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上,育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交,观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换,预测如下两种情况将出现的结果:
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,结果为 。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,结果为 。
(3)叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。研究发现,突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换,造成mRNA上对应位点碱基发生改变,导致翻译出的肽链变短。据此推测,与正常基因转录出的mRNA相比,突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是 。
29.(2021·北京)玉米是我国重要的农作物,研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的 定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒,这些植株所占比例约为 。
(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础,研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中,获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因” 。
实验方案 预期结果
I.转基因玉米×野生型玉米 II.转基因玉米×甲品系 III.转基因玉米自交 IV.野生型玉米×甲品系 ①正常籽粒:干瘪籽粒≈1:1 ②正常籽粒:干瘪籽粒≈3:1 ③正常籽粒:干瘪籽粒≈7:1 ④正常籽粒:干瘪籽粒≈15:1
(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1),使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为 。
(4)为确定A基因在玉米染色体上的位置,借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1,F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,如图2所示。
统计干瘪籽粒(F2)的数量,发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。
30.(2021·海南)科研人员用一种甜瓜(2n)的纯合亲本进行杂交得到F1,F1经自交得到F2,结果如下表。
性状 控制基因及其所在染色体 母本 父本 F1 F2
果皮底色 A/a,4号染色体 黄绿色 黄色 黄绿色 黄绿色:黄色≈3:1
果肉颜色 B/b,9号染色体 白色 橘红色 橘红色 橘红色:白色≈3:1
果皮覆纹 E/e,4号染色体 F/f,2号染色体 无覆纹 无覆纹 有覆纹 有覆纹:无覆纹≈9:7
已知A、E基因同在一条染色体上,a、e基因同在另一条染色体上,当E和F同时存在时果皮才表现出有覆纹性状。不考虑交叉互换、染色体变异、基因突变等情况,回答下列问题。
(1)果肉颜色的显性性状是 。
(2)F1的基因型为 ,F1产生的配子类型有 种。
(3)F2的表现型有 种,F2中黄绿色有覆纹果皮、黄绿色无覆纹果皮、黄色无覆纹果皮的植株数量比是 ,F2中黄色无覆纹果皮橘红色果肉的植株中杂合子所占比例是 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】交配类型及应用
【解析】【解答】由题意可知,番茄的紫茎对绿茎为完全显性,要判断一株紫茎番茄是否为纯合子
A、让该紫茎番茄自交,若该番茄为杂合子,则自交后代会出现性状分离,有绿色茎出现,A可行;
B、该紫茎番茄与绿茎番茄杂交,若该个体为杂合子,则子代紫茎和绿茎番茄都有且数量相近,若该紫茎番茄为纯合子和子代全部为紫茎番茄,B可行;
C、让该紫茎番茄与纯合自茎番茄杂交,则不论该紫荆番茄是纯合子还是杂合子后代全为紫茎番茄,不能区分该自茎番茄是否为纯合子,C不可行;
D、该紫茎番茄与杂合紫茎番茄杂交,若该个体为杂合子,则自交后代会出现性状分离,有绿色茎出现,若该紫茎番茄为纯合子和子代全部为紫茎番茄,D可行。
故答案为:C。
【分析】遗传上常用杂交方法的用途:
(1)鉴别一只动物是否为纯合子,可用测交法;
(2)鉴别一棵植物是否为纯合子,可用测交法和自交法,其中自交法最简便;
(3)鉴别一对相对性状的显性和隐性,可用杂交法和自交法(只能用于植物);
(4)提高优良品种的纯度,常用自交法;
(5)检验杂种F1的基因型采用测交法。
2.【答案】D
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;噬菌体侵染细菌实验;DNA分子的结构;基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔应用统计学方法对实验结果进行分析发现了遗传规律,A正确;
B、摩尔根根据果蝇眼色遗传与性别的相关联证明了基因在染色体上,B正确;
C、赫尔希和蔡斯通过用放射性同位素32P和放射性同位素35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质的实验证明了DNA是遗传物质,C正确;
D、沃森和克里克根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析,通过构建了DNA分子双螺旋结构模型得出碱基配对方式,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。①提出问题(在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题);②做出假设(生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;体细胞中的遗传因子成对存在;配子中的遗传因子成单存在;受精时雌雄配子随机结合);③演绎推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型);④实验验证(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型);⑤得出结论(就是分离定律)。
2、萨顿用类比推理法于1903年研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上";摩尔根利用假说-演绎法地1910年进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验:
(1)研究者:1952年,赫尔希和蔡斯。
(2)实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。
(3)实验方法:放射性同位素标记法。
(4)实验思路:S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。
(5)实验过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
(6)实验结论:DNA是遗传物质。
4、20世纪50年代初,英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年,意识到DNA是一种螺旋结构,女物理学家弗兰克林在1951年底拍摄到一张十分清晰的DNA的X射线照片,当威尔金斯出示了弗兰克林在一年前拍下的DNA的X射线衍射照片后,沃森看出DNA的内部是一种螺旋形结构,沃森和克里克继续循着这个恩路深入探讨,根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析,沃森和克里克得出一个共识:DNA是一种双链螺旋结构,并构建了DNA分子双螺旋结构模型。
3.【答案】C
【知识点】伴性遗传
【解析】【解答】A、由题意可知, 芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡,则芦花为显性性状,非芦花为隐性性状,正反交结果不相同,说明该对等位基因位于性染色体上,鸡的性别决定方式属于ZW型,雌鸡的性染色体组成是ZW,雄鸡的性染色体组成是ZZ,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,即正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花鸡),子代为ZAZA、ZaW,芦花鸟和非芦花鸡数目相同,反交为ZAZA×ZaW,子代为ZAZA、ZAW,且全为芦花鸡,A正确;
B、鸡的性别决定方式属于ZW型,雌鸡的性染色体组成是ZW,雄鸡的性染色体组成是ZZ,芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡,则正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花鸡),子代为ZAZa、ZaW,芦花鸟和非芦花鸡数目相同,反交为ZAZA×ZaW,子代为ZAZa、ZAW,且全为芦花鸡,则正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合体ZAZa,B正确;
C、鸡的性别决定方式属于ZW型,雌鸡的性染色体组成是ZW,雄鸡的性染色体组成是ZZ,芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡,则正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花鸡),子代为ZAZa、ZaW,芦花鸟和非芦花鸡数目相同,反交为ZAZA×ZaW,子代为ZAZa、ZAW,且全为芦花鸡,反交子代芦花鸡相互交配,即ZAW(芦花鸡)×ZAZa(芦花鸡),所产雌鸡为(芦花鸡)和ZaW(非芦花雄鸡),C错误;
D、由题意可知,正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花鸡),子代为ZAZa、ZaW,子代中雌性全为非芦花,雄性全为芦花,仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分性别,D正确。
故答案为:C。
【分析】鸡的性别决定方式属于ZW型,雌鸡的性染色体组成是ZW,雄鸡的性染色体组成是ZZ。鸡的芦花与非芦花性状的基因分别是B和b,位于Z染色体上,所以母鸡基因型为:ZBW(芦花)、ZbW(非芦花);公鸡基因型为:ZBZB(芦花)、ZBZb(芦花)、ZbZb(非芦花)。若想尽快确定小鸡的性别,则应将小鸡的花色和性别联系,则应选择芦花母鸡与非芦花公鸡交配,子代小鸡芦花的均为公鸡,非芦花的均为母鸡。
4.【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、基因型为AaBb的亲本进行自交,由于等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上,含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传,则基因型为AaBb的亲本进行自交时,子一代中红花植株数(BB+Bb):白花植株数(bb)=3,A正确;
B、由题意可知,A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育,B/b控制花色,红花对白花为显性。基因型为AaBb的亲本进行自交,则雌配子基因型及比例为AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1,雄配子中含A的花粉都可育,含a的花粉50%可育、50%不育,则可育的配子之比为A=2a,即雄配子基因型及比例为AB:Ab:aB:ab=2:2:1:1,则子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/4×1/6=1/24,B错误;
C、由题意可知,A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育,基因型为AaBb的亲本进行自交,则可育的配子之比为A=2a,即可育雄配子数(A+1/2a)是不育雄配子数的3倍,C正确;
D、基因型为AaBb的亲本进行自交,由于等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上,含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传,则基因型为AaBb的亲本进行自交时,B和b基因遵循分离定律,产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上,遵循自由组合定律。
5.【答案】D
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】A、当羊感染了PrPSc后,PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc,动物体内的PrPSc不能全部被蛋白酶水解,A错误;
B、由题意可知,羊体内存在蛋白质PrPc,当羊感染了PrPSc后,PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc,可知羊体内不存在指导PrPSc合成的基因,B错误;
C、当羊感染了PrPSc后,PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc,产物PrPSc对PrPc转变为PrPSc 具有反馈促进作用,C错误;
D、给PrPc基因敲除小鼠接种PrPSc,不会存在蛋白质PrPc转变为PrPSc,PrPSc不积累小鼠则不会发病,D正确。
故答案为:D。
【分析】基因有遗传效应,能控制生物性状,基因是特定的DNA片段,可切除,可拼接,基因可以在生物之间进行转移,并能独立发挥作用。基因敲除是用含有一定已知序列的DNA片段与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组,整合至受体细胞基因组中并得到表达的一种外源DNA导入技术。
6.【答案】D
【知识点】孟德尔成功的原因
【解析】【解答】A、豌豆的繁殖周期短、繁殖能力强,A错误;
B、基因突变没有可逆性的特点,B错误;
C、豌豆具有多个稳定的,可以明显区分的相对性状,C错误;
D、豌豆是严格的自花传粉、闭花授粉植物,连续自交,杂合子比例逐渐减小,D正确。
故答案为:D。
【分析】孟德尔取得成功的原因(1)正确地选用实验材料(豌豆)①豌豆是严格的自花传粉、闭花授粉植物。所以在自然状态下,能避开外来花粉的干扰,便于形成纯种,能确保实验结果的可靠性。②豌豆花大且花冠的性状便于人工去雄和人工授粉。④豌豆具有多个稳定的,可以明显区分的相对性状。④繁殖周期短,后代数量大,而且豌豆成熟后籽粒都留在豆荚中,便于观察和计数。(2)分析方法科学:先研究一对相对性状,再对两对甚至多对相对性状进行研究,遵循了由简单到复杂的原则(单因子→多因子)。(3)应用统计学方法对实验结果进行分析。(4)科学地设计了实验的程序。
7.【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】由题意可知,F2某一雄果蝇体细胞中有4条染色体来自F1雄果蝇,这4条染色体中Y染色体肯定来自亲本(P)雄果蝇,另外三条染色体全部来自亲本(P)雄果蝇的概率为1/2×1/2×1/2=1/8,B正确,A、C、D错误。
故答案为:B。
【分析】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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律。
8.【答案】A
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;精子和卵细胞形成过程的异同;基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】卵巢内进行减数分裂时,细胞质是不均等分配的,由题意可知,该动物的基因型为AaBb,根据自由组合定律位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合, 并且减数分裂Ⅰ后期同源染色体分裂,非同源染色体自由组合,此时位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,即Aa分离Bb分离,A和B或b组合,a和B或b组合;减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离由于姐妹染色是复制的结果,故数分裂Ⅱ后期是相同的基因分离,且细胞中不存在同源染色体即等位基因,A符合,B中同源染色体在减数分裂时分离到一侧,错误,C细胞质均等分配不是卵巢中发生的减数分裂,错误,D是有丝分裂但又细胞质不均等分配错误。
故答案为:A。
【分析】1、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。
2、减数分裂过程:(1)减数分裂Ⅰ前的间期:染色体的复制。(2)减数分裂Ⅰ:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期∶同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
3、精子与卵细胞形成的区别:
比较项目 不同点 相同点
精子的形成 卵细胞的形成
染色体的复制 复制一次 复制一次 复制一次
第一次分裂 一个初级精母细胞产生两个大小相同的次级精母细胞 一个初级卵母细胞产生一个次级卵母细胞和一个第一极体 同源染色体联会形成四分体,同源染色体分离,细胞质分裂,子细胞染色体数目减半
第二次分裂 两个次级精母纽胞形成四个同样大小的精细胞 一个次级卵母细胞形成一个大的卵细胞和一个小的第二极体。第一极体分裂成两个第二极体。 着丝粒分裂一条染色体变成两条染色体分别移向两极細胞质分裂,子细胞染色体数目不变。
变形 精子细胞变形,成为精子 不经变形
分裂结果 产生四个有功能的精子 产生一个有功能的卵细胞,三个小的极体退化消失。 成熟的生殖细胞染色体数目是原始生殖细胞染色体数目的一半
9.【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、乙与丙都是纯合白色籽粒品种,若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则两对等位基因遵循自由组合定律,由表可知,F2玉米籽粒性状比为9红色:7白色,A正确;
B、由题意可知,乙与丙都是纯合白色籽粒品种,若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则甲、乙、丙三个品种各含一对显性等位基因两队隐形等位基因且显性等位基因不同,即玉米籽粒颜色可由三对基因控制,B正确;
C、由题意可知,组1中的F1与甲杂交,相当于一对等位基因测交,故产生玉米籽粒性状比为1红色:1白色,C错误;
D、由题意可知,组2中的F1与丙杂交,相当于一对等位基因测交,所产生玉米籽粒性状比为1红色:1白色,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、自由组合定律的特殊分离比及测交结果
(1)12:3:1即(9AB_+3A_bb):3aaB_:1aabb或(9A_B_+3aaB_):3A_bb:1aabb,测交结果为:2:1:1 。
(2)9:6:1即9AB:(3A_bb+3aaB_):1aabb ,测交结果为:1:2:1。
(3)9:3:4即9AB:3A_bb:(3aaB_+1aabb)或9A_B_:3aaB_:(3A_bb+1aabb) ,测交结果为:1:1:2。
(4)13:3即(9A_B_+3A_bb+1aabb):3aaB_或(9A_B_+3aaB_+1aabb):3A_bb ,测交结果为:3:1。
(5)15:1即(9AB_+3A_bb+3aaB_):1aabb ,测交结果为:3:1。
(6)9:7即9AB:(3A_bb+3aaB_+1aabb),测交结果为:1:3。
3、由题意可知:甲×乙产生F1全是红色籽粒,F1自交产生F2中红色:白色=9:7,说明玉米籽粒颜色受两对等位基因控制,且两对等位基因遵循自由组合定律;甲x丙产生F1全是红色籽粒,F1自交产生F2中红色:白色=9:7,说明玉米籽粒颜色受两对等位基因控制,且两对等位基因遵循自由组合定律。则红色为显性,红色与白色可能至少由三对等位基因控制,假定用A/a、B/b、C/c,甲乙丙的基因型可分别为AAbbCC、aaBBCC、AABBcc。
10.【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、由表可知,5号个体基因型为IAi,6号个体基因型为IBi,A正确;
B、由表可知,1号个体基因型为IAIB,2号个体基因型为IAi,B错误;
C、由表可知,3号个体基因型为IBi,4号个体基因型为IAIB,C错误;
D、由表可知,5号个体基因型为IAi,6号个体基因型为IBi,第二个孩子的基因型可能为IAIB、IAi、IBi或者ii,D错误。
故答案为:A。
【分析】人类的ABO血型是由常染色体上的基因IA、IB和i三者之间互为等位基因决定的。IA基因产物使得红细胞表面带有A抗原,IB基因产物使得红细胞表面带有B抗原。IAIB基因型个体红细胞表面有A抗原和B抗原,ii基型个体红细胞表面无A抗原和B抗原。由表可知,1号个体基因型为IAIB,2号个体基因型为IAi,3号个体基因型为IBi,4号个体基因型为IAIB,5号个体基因型为IAi,6号个体基因型为IBi,7号个体基因型为ii。
11.【答案】B
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】由图可知,该精原细胞进行有丝分裂产生的子细胞基因型为AABB和Aabb或者AaBb,比例为1:1:2,子细胞进行减数分裂,经过减数分裂Ⅰ 产生的子细胞中基因组成为AAbb的只有基因型为Aabb(1/4)和AaBb(1/2),Aabb(1/4)进行减数分裂Ⅰ产生基因型为AAbb的子细胞的比例为1/2,AaBb(1/2)进行减数分裂Ⅰ产生基因型为AAbb的子细胞的比例为1/4,则减数分裂Ⅰ 产生的子细胞中基因组成为AAbb的比例为1/4×1/2+1/2×1/4=1/4,即B正确,A、C、D错误。
故答案为:B。
【分析】1、减数分裂过程:(1)减数分裂Ⅰ前的间期:染色体的复制。(2)减数分裂Ⅰ:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期∶同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、基因的分离定律的实质∶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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随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。
12.【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、亲本星眼缺刻翅雌果蝇与星眼正常翅雄果蝇杂交得F1,则结合题意可知F1中星眼缺刻翅果蝇(只有雌蝇2/9)与圆眼正常翅果蝇(2/9)数量相等,A正确;
B、雌果蝇中纯合子所占比例为1/3(圆眼)×1/2(缺刻翅)=1/6,B正确;
C、分析题意可知缺刻翅雄果蝇致死,则雌果蝇数量是雄果蝇的2倍,C正确;
D、分析题意可知,F1中缺刻翅基因的基因频率为1/(2×2+1)=1/5,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、分析题意可知,星眼为显性,且纯合显性致死;缺刻翅为显性,且缺刻翅雄果蝇致死。
13.【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因突变的特点及意义;人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】由题意可知, 患者双亲各有一个SC基因发生单碱基替换突变,且突变位于该基因的不同位点 ,由表可知母亲605G/A表现正常,父亲731A/G表现正常,且姐姐605G/G;731A/A表现正常,即第605号碱基G正常,第731号碱基A正常,则患者应该是两个基因位点都发生突变,即A正确,B、C、D错误。
故答案为:A。
【分析】1、基因的分离定律的实质∶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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随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。
2、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
14.【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因工程的应用;灭菌技术
【解析】【解答】A、高温加热破坏会维生素,造成维生素的流失和分解,A正确;
B、转基因抗虫棉产生的毒蛋白只针对棉虫,对人无毒,B错误;
C、消毒液杀死的是体表的细菌和病毒,不能清除进入人体的病毒,C错误;
D、血型遗传受基因控制,A型血和B型血的父母可能生出O型血的孩子,故血型不同也可能是亲生的,D错误。
故答案为:A
【分析】1、烹饪饮食的方法不当蔬菜、水果等食物是人体摄入维生素C的主要来源。研究发现,人们若采取以下烹饪方法,就会导致饮食中所含的维生素C大量流失:①将蔬菜先切后洗。②将蔬菜切得很碎。③用铁制的刀具切蔬菜。铁会促使蔬菜中所含的维生素C更快地发生氧化。因此,人们应尽量少用刀切菜,而应养成用手撕菜的习惯。④炖煮蔬菜的时间过长。⑤长时间地存放水果和蔬菜。维生素C易被空气中的氧气氧化,因此蔬菜、水果被存放的时间越长,其中所含的维生素C就流失得越多。
2、转基因抗虫棉产生的毒蛋白会使棉虫致死,而不对人体产生毒性,是由于人体细胞没有毒蛋白的特异性受体,并且人误食了该毒蛋白质之后经过消化系统蛋白质已经变性甚至降解,没了毒性。
3、消毒和灭菌
消毒 灭菌
概念 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包芽孢和孢子) 使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物(包括芽孢和孢子)
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
适用对象 操作空间、某些液体、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
4、血型分为四种,即A,B,AB,O。血型是指红细胞上所含的抗原不同而言,红细胞上只含A抗原的称A型,含有B抗原的称B型,既有A抗原又有B抗原的称为AB型,既没有A抗原也没有B抗原的称为0型。ABO血型受ABO三种基因控制,A基因控制A抗原产生,B基因控制B抗原产生,O基因控制不产生A和B两种抗原,而基因都是成对存在,控制ABO血型的基因可有六种不同组合,即AA,AO,BB,BO,AB,OO,而每个人只有其中一对。
15.【答案】A
【知识点】基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔和摩尔根都是采用假说演绎法得出相应的遗传学规律,萨顿将基因和染色体行为进行类比推理,得出相关的遗传学定律,A错误;
B、利用假说演绎法进行研究都需要利用统计学方法对实验结果进行分析,B正确;
C、二者的成功离不开正确的选用实验材料和选择相对性状,C正确;
D、假说演绎法的最后都需要通过测交的方法对假说进行验证,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。①提出问题(在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题);②做出假设(生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;体细胞中的遗传因子成对存在;配子中的遗传因子成单存在;受精时雌雄配子随机结合);③演绎推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型);④实验验证(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型);⑤得出结论(就是分离定律)。
2、萨顿用类比推理法于1903年研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上";摩尔根利用假说-演绎法地1910年进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上。
3、孟德尔遗传实验成功的原因是:正确的选用实验材料;采用由单因子到多因子的研究方法;应用统计学方法对实验结果进行分析;科学设计了实验程序。
16.【答案】A,C,D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用;基因型和表现型的关系
【解析】【解答】A、假设是伴X隐性遗传,那么Ⅱ2患病女性和正常男性的后代中的男性都应是患者,与图谱显示相反,故排除伴X隐性遗传;如果是伴X显性遗传,则Ⅳ12和Ⅳ13的后代中的女性都应患病,与图谱显示相反,有两种假设可以推出该病是常染色体显性遗传,A正确;
B、Ⅰ1中的患病个体可以是纯合子,B错误;
C、Ⅵ1患病的概率是1/2,为男性的概率也为1/2,同时发生的概率是1/2×1/2=1/4,C正确;
D、从Ⅱ-Ⅵ中可以看到杂合子的比例远远高于纯合子,D正确;
故答案为:ACD
【分析】通过分析遗传系谱图,判断人类遗传病的遗传方式,是常见的出题模式。解题一般程序如下:(五步法)
第一步:看题干,如题中已告知为色盲、白化病等熟知的遗传病。
第二步:确认或排除伴 Y 遗传。
第三步:判断显隐性。无中生有为隐性,有中生无为显性。
第四步:判断常染色体还是伴 X 染色体。
隐性遗传看女病,其父或其子有不病,为常染色体隐性遗传病。女病,其父、其子均病无一例外,
则为伴 X 染色体隐性遗传病。
显性遗传看男病,其母或其女有不病者,为常染色体显性遗传病。男病,其母、其女均病,无一
例外,则为伴 X 染色体显性遗传病。
第五步:若系谱图中无上述特征,只能从可能性大小方面推测。
患病呈现“世代连续性”显性遗传。患者性别无差别则为常染色体,女患多于男患则为伴 X 遗传。
患病呈现“隔代遗传”隐性遗传。患者性别无差别则为常染色体,男患多于女患则为伴 X 遗传。
17.【答案】A,B,D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;伴性遗传
【解析】【解答】A、发红色荧光的雄鼠(基因型为XRY) 和 绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)杂交 ,F1中雄性个体的X染色体来自母本绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX),不存在红色荧光,则红色荧光的全为雌鼠,A正确;
B、由题意可知,F1的基因型及比例XRX:XY:XRXG:XGY=1:1:1:1,同时发出红绿荧光的比例为1/4,B正确;
C、F1中基因型XRX只发红光,雌性小鼠发育过程中一条X染色体随机失活,发光细胞在身体中分布情况不相同,C错误;
D、由题意可知,F1的基因型及比例XRX:XY:XRXG:XGY=1:1:1:1,F1雌雄个体随机交配产生F2 ,计算可得F2中只发一种荧光的概率是11/16,D正确。
故答案为:ABD。
【分析】1、基因的分离定律的实质∶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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随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。
2、由题意可知,雌性小鼠发育过程中一条X染色体随机失活,雄性小鼠不存在这种现象,发红色荧光的雄鼠(基因型为XRY) 和 绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)杂交 ,F1的基因型及比例XRX:XY:XRXG:XGY=1:1:1:1,F1随机交配,则F1雌配子产生的种类及比例是XR:XG:X=2:1:1,雄配子产生的种类及比例为XG:X:Y=1:1:2。
18.【答案】A,B,D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】分析题意可知,母本基因型XY,父本基因型可能能是XYS,XSY,XSX(YY受精卵不发育,XSXS杂交F1全为雄性,不能雌雄交配)。
若未支付本基因型为XYS,则XY×XYS→F1,F1基因型为XX:XY:XYS=1(雌):1(雌):1(雄):1YYS(致死),则F1雌雄随机杂交的F2,F1雌性产生配子及比例X:Y=3:1,雄性产生的配子X:YS=1:1,F2基因型及比例为XX(雌):XYS(雄):XY(雌):YYS(致死)=3:3:1:1,故雌性:雄性=4:3;
若未支付本基因型为XSY,则XY×XSY→F1,F1基因型为XSX(雄):XSY(雄):XY(雌):YY(致死)=1:1:1:1,则F1雌雄随机杂交的F2,F1雌性产生配子及比例X:Y=1:1,雄性产生的配子XS:X:Y=2:1:1,F2基因型及比例为XX(雌):XY:(雌):XSX(雄):XSY(雄):XY(雌):YY(致死)=3:3:1:1,故F2雌性:雄性=3:4;
若未支付本基因型为XSX,则XY×XSX→F1,F1基因型为XSX(雄):XSY(雄):XX(雌):XY(雌)=1:1:1:1,则F1雌雄随机杂交的F2,F1雌性产生配子及比例X:Y=3:1,雄性产生的配子XS:X:Y=2:1:1,F2基因型及比例为XX(雌):XY:(雌):XSX(雄):XSY(雄):XY(雌):YY(致死)=3:1:6:2:3:1,故F2雌性:雄性=7:3,故A、B、D正确,与题意相符,C错误,不符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】1、基因的分离定律的实质∶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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随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。
2、分析题意可知,母本基因型XY,父本基因型可能能是XYS,XSY,XSX(YY受精卵不发育,XSXS杂交F1全为雄性,不能雌雄交配)
19.【答案】(1)替换
(2)A2>A3>A1;分离
(3)伴X染色体隐性遗传;杂交V的母本为锯翅, 父本为圆翅,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅
(4)6;灰体园翅雄虫和灰体锯翅雄虫
(5)
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因突变的特点及意义
【解析】【解答】(1)由题意可知,3个突变品系与野生型相比,均只有1个基因位点发生了突变,并且与野生型对应的基因相比,基因长度相等,即发生了基因突变且碱基对数不变,则发生了碱基对的替换。
故答案为:替换。
(2)分析表中数据可知,黄色对黑色为完全显性,灰色对黄色和黑色为纯合显性,即A2(灰体)>A3(黄体)>A1(黑体),且体色遗传遵循孟德尔分离定律。
故答案为:A2>A3>A1;分离。
(3)关于体色与翅形遗传关系的杂交实验,分析表中数据可知,Ⅳ杂交组合可知圆翅对锯翅为完全显性,但在F2中雌雄中的比例不同,则该基因位于性染色体上,而由杂交组合V,母本为锯翅,父本为圆翅,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅,可知基因在X染色体上,所以锯翅性状的遗传方式是伴X染色体隐性遗传。
故答案为:伴X染色体隐性遗传;杂交V的母本为锯翅, 父本为圆翅,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅。
(4)由题意可知,表1中亲代所有个体均为圆翅纯合子,杂交组合Ⅲ的亲本为灰体(基因型A2A2)和黄体(基因型A3A3),F1的基因型为A2A3(灰体),雌雄个体相互交配,子代基因型是A2A2(灰体):A2A3(灰体):A3A3(黄体)=1:2:1,杂交Ⅲ的F2中所有灰体圆翅雄虫基因型为1/3A2A2XBY和2/3A2A3XBY,杂交Ⅴ中,亲本黑体锯翅和灰体圆翅后代为灰体,则亲本基因型为A1A1XbXb,和A2A2XBY,则F1基因型为A2A1XBXb和A2A1XbY,F2中灰体圆翅雌虫基因型为灰体1/3A2A2XBXb、2/3A2A1XBXb,则杂交Ⅲ的F2中所有灰体圆翅雄虫与杂交Ⅴ中F2中所有灰体圆翅雌虫随机交配,体色遗传时雄配子是1/3A3、2/3A2,雌配子是1/3A1、2/3A2,子代基因型为4/9A2A2(灰体)、2/9A2A3(灰体)、2/9A1A2(灰体)、1/9A1A3(黄体),可以出现灰体(占8/9)和黄体(占1/9)2种体色;只看翅型,XBY与XBXb杂交,子代基因型为1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBY、1/4XbY,有雌性圆翅和圆翅雄性、雄性锯翅种表现型,共有表现型共有2×3=6种。表现型有灰体圆翅雄虫=8/9(灰体)×1/4,灰体锯翅雄虫=8/9(灰体)×1/4,灰体圆翅雌虫=8/9(灰体)×1/2=4/9,则所占比例为2/9的表现型有灰体园翅雄虫和灰体锯翅雄虫。
故答案为:6;灰体园翅雄虫和灰体锯翅雄虫。
(5)黑体锯齿雌虫基因型为A1A1XbXb,杂交Ⅲ的F1中灰体圆翅雄虫的基因型为A2A3XBY,二者杂交过程图解:
故答案为:
【分析】1、基因的分离定律的实质∶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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变或者显性突变和隐性突变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
20.【答案】(1)协同进化
(2)3/64;50
(3)常;ZbWB;Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】(1)由题意可知,蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用,这种相互适应不断演化的过程称为协同进化。
故答案为:协同进化。
(2)由题意可知,家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传,符合自由组合定律,若三对基因均杂合的亲本杂交,则F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例为3/4(虎斑)×1/4(白茧)×1/4(抗软化病)=3/64;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,则8个雌蚕可产卵3200枚,则三对基因均杂合的亲本杂交,获得的虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕为3200×1/4(纯合虎斑)×1/4(纯合白茧)×1/4(纯合抗软化病)=3200×1/64=50只。
故答案为:3/64;50。
(3)由题意可知,家蚕的性别决定为ZW型,则雌蚕的性染色体组成是ZW,雄蚕的性染色体组成是ZZ。黑卵壳经射线照射后,携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上且能正常表达,则转移情况可分为三种,第一种情况携带B基因的染色体片段可转移到常染色体上、第二种情况是转移到Z染色体上,第三种情况是转移到W染色体上。题中设计实验将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交,统计子代的黑卵壳孵化后雌雄家蚕的数目,分析途中结果可知,I组黑卵壳家蚕中雌雄比例接近1:1,说明该性状与性别无关,则携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上;Ⅱ组黑卵壳家蚕全为雌性,说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上;Ⅲ组黑卵壳家蚕全为雄性,说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于常染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是ZbWB。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,因为Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别。
故答案为:常;ZbWB; Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别。
【分析】1、协同进化:不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。
2、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。每对等位基因分离产生两种配子,n对等位基因产生配子数为2n,该个体自交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的基因型种类数为2n,该个体自交后代的基因型种类数为3n。
3、性别决定方式属于ZW型的生物,雌性生物的性染色体组成是ZW,雄性生物的性染色体组成是ZZ。
21.【答案】(1)白色:红色:紫色=2:3:3;AAbb、Aabb;1/2
(2)选用的亲本基因型为:AAbb;预期的实验结果及结论:若子代花色全为红花,则待测白花纯合体基因型为aabb;若子代花色全为紫花,则待测白花纯合体基因型为aaBB
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)由题意可知,紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株(Aabb)杂交,子代植株的基因型及比例为AABb(紫花):AaBb(紫花):aaBb(白花):AAbb(红花):Aabb(红花):aabb(白花)=1:2:1:1:2:1,则植株表型及比例为紫花(AABb+AaBb):白花(aaBb+aabb):红花(AAbb+Aabb)=3:2:3。故子代植株表现型及其比例为紫花:白花:红花=3:2:3;子代中红花植株的基因型是AAbb、Aabb; 子代白花植株中纯合体占的比例为aabb/(aaBb+aabb)=1/2.
故答案为: 白色:红色:紫色=2:3:3 ; AAbb、Aabb ; 1/2 。
(2)由题意可知,aa_ _表现为白花,白花纯合体的基因型有aabb和aaBB2种。若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型,则纯合亲本的基因型应该为AAbb(红花),若白花基因型为aabb,则杂交子代基因型为Aabb,全为红花,若白花基因型为aaBB,则杂交子代基因行为AaBb,全为紫花。
故答案为:选用的亲本基因型为:AAbb;预期的实验结果及结论:若子代花色全为红花,则待测白花纯合体基因型为aabb;若子代花色全为紫花,则待测白花纯合体基因型为aaBB。
【分析】1、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、由题意可知,Aa和Bb两对基因遵循自由组合定律,A_B_表现为紫花,A_bb表现为红花,aa_ _表现为白花。
22.【答案】(1)对母本甲的雌花花序进行套袋,待雌蕊成熟时,采集丁的成熟花粉,撒在甲的雌蕊柱头上,再套上纸袋。
(2)1/4;bbTT、bbTt;1/4
(3)糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒;非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)人工异花授粉的过程为:去雄(花蕾期将母本的雄蕊去掉,若雌雄异株或异花植物可省去此步骤)→套袋→人工异花授粉(待花粉成熟时,采集另一植株的花粉涂在去雄的花的雌蕊柱头上)→套袋。由题意可知,甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株,以甲为母本、丁为父本进行杂交育种,需进行人工传粉,由于母本为雌雄异花,则对母本甲的雌花花序进行套袋,待雌蕊成熟时,采集丁的成熟花粉,撒在甲的雌蕊柱头上,再套上纸袋。
故答案为: 对母本甲的雌花花序进行套袋,待雌蕊成熟时,采集丁的成熟花粉,撒在甲的雌蕊柱头上,再套上纸袋。
(2)由题意可知,玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株,且乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株,则甲基因型为AATT,乙基因型为AAtt,丙基因型为bbtt,丁基因型为bbTT,则乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株(BbTt), F1自交,F2中基因型为--tt的全为雌株,即雌株所占比例为1/4,F2中雄株的基因型为bbT-,即bbTT、bbTt;F2的雌株基因型为--tt,其中BBtt:Bbtt:bbtt=1:2:1,丙基因型为bbtt,与丙基因型相同的植株所占比例是1/4。
故答案为:1/4 ; bbTT、bbTt ; 1/4 。
(3)由题意可知,玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,由于自然授粉过程中玉米即可能发生杂交也可能发生自交的情况,故若糯是显性,则糯性植株上无论是自交还是杂交产生的全为糯性籽粒,非糯植株上既有杂交产生的糯性籽粒又有自交产生的非糯籽粒;反之,若非糯是显性,则非糯性植株上无论是自交还是杂交产生的只有非糯籽粒,糯性植株上既自交产生的有糯性籽粒又有杂交产生的非糯籽粒。
故答案为:糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒;非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。
【分析】1、人工异花授粉的过程为:去雄(花蕾期将母本的雄蕊去掉,若雌雄异株植物可省去此步骤)→套袋→人工异花授粉(待花粉成熟时,采集另一植株的花粉涂在去雄的花的雌蕊柱头上)→套袋。
2、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
3、遗传上常用杂交方法的用途:
(1)鉴别一只动物是否为纯合子,可用测交法;(2)鉴别一棵植物是否为纯合子,可用测交法和自交法,其中自交法最简便;(3)鉴别一对相对性状的显性和隐性,可用杂交法和自交法(只能用于植物);(4)提高优良品种的纯度,常用自交法;(5)检验杂种F1的基因型采用测交法。
23.【答案】(1)基因位于染色体上
(2)常;X;红眼雌性和白眼雄性
(3)AaXBXb;4
(4)减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期;AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO。
(5)雌;4:3
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】分析题意:由F2红眼性状只在雄果蝇出现可知,红眼性状与性别有关,说明B/b基因位于X染色体上。F2雌雄果蝇均出现白眼和紫眼,说明A/a基因位于常染色体上,两对基因自由组合。据题意:眼色色素产生必需有显性基因A,aa时眼色白色;B存在时眼色为紫色,bb时眼色为红色。则P纯系白眼雌×红眼雄(AAXbY),F1全为紫眼(A-XBX-、A-XBY),说明P纯系白眼雌为aaXBXB。由此可知,F1为AaXBXb(紫眼雌)、AaXBY(紫眼雄)。
(1)摩尔根用控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 X 染色体上→基因位于染色体上,故填:基因位于染色体上,故填 :基因位于染色体上 。
(2)从F2的比例可以看出是9:3:3:1的变式,说明两对基因不都位于常染色体上,以及F2中只有红眼♂说明b位于X染色体上,结合题干中P代都是纯系果蝇,可以推出的A位于常染色体,B位于X染色体上,则P代的基因型为:
P:♀ aaXBXB
P:♂ AAXbY
F代的基因型为:
F♀ AaXBXb
F1:♂ AaXBY
可以通过 :红眼雌性(AAXbXb)和白眼雄性 (aaXBY),得到的后代雄性全部红眼来验证。
故填:常 ; X ; 红眼雌性和白眼雄性
(3)有(2)可知道F1的基因型,F2中紫眼雌果蝇的基因型为:AAXBXb 、AAXBXB 、 AaXBXB 、 AaXBXb。故填: AaXBXb ;4。
(4)①雌性果蝇减数分裂中X染色体不分离可能包括X染色体同源染色体不分离,或X姐妹染色单体不分离两种情况。
②当出现X姐妹染色单体不分离,则可能出现的异常的卵的配子型为:aXBXB,aO,正确精子的基因型为:AXb ,AY,产生的合子的基因型为:AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、。
③当出现X染色体同源染色体不分离现象,出现的卵细胞的类型有:aXBXB,ao,这种情况下与正确的精子结合后产生合子基因型为:AaXBXBXb,AaXbO,AaXBXBY,AaYO
故填: 减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期 ; AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO。
(5)①正常的一对果蝇的杂交后代雌雄比例为2:2,现在题干中的雌雄比例为2:1,说明雄性个体有死亡的,雄性个体的X染色体是来自亲本的雌性,说明雌性个体中有隐性致死基因。
②雌性个体中有隐性致死基因, 则F2雌性的基因型为XDXd,F2雄性的基因型为XDY,则产生的后代F3的基因型有,雌性:1/2XDXD、1/2XDXd、雄性:XDY、XdY(致死),此时雌性:雄性=2:1;若假说成立,继续对其后代F3进行杂交,后代为:3XDXD、1XDXd、3XDY、1XdY(致死),所以,雌雄比为4:3。
故填: 雌 ;4:3。
【分析】 1、基因分离定律的实质是: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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因的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。
3、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方式就称为伴性遗传。伴性遗传属于特殊的分离定律。
24.【答案】(1)1/6;MmRr;5/12
(2)0;M基因;必须有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因;1/2n
(3)以雄性不育植株为母本、植体甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或:利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)基因型为Mm的植株自交,F1基因型及比例MM:Mm:mm=1:2:1,MM、Mm表型为大花、可育,mm只雌配子可育不能自自交,1/3MM和2/3Mm自交,F2中雄性不育植株mm所占的比例为2/3×1/4=1/6。雄性不育植株mm与野生型植株杂交所得可育(Mm)晚熟红果(Rr)杂交种的基因型为MmRr,MmRr为亲本连续种植,即自由交配,两对等位基因自由组合,产生的配子有MR、Mr、mR、mr,比例为1:1:1:1,F1基因型及比例1MMRR:2MMRr:1MMrr:2MmRR:4MmRr:2Mmrr:1mmRR:2mmRr:1mmrr=1:2:1:2:4:2:1:2,F1形成雌配子种类及比例MR:Mr:mR:mr=1:1:1:1,雄配子种类及比例MR:Mr:mR:mr=2:2:1:1,则F2中可育晚熟红果植株(基因型为M-Rr)所占比例为1/4×3/6+1/4×3/6+1/4×2/6+1/4×2/6=10/24,即5/12。
故答案为:1/6 ; MmRr ; 5/12 。
(2)已知喷施NAM后,含H基因的雄配子死亡,又因为转基因植株甲和乙与雄性不育植株杂交,喷施NAM之后F1均表现为雄性不育,由此可见雄性配子无死亡的,即F1的体细胞中含有0个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,H基因的可能位置有:插入了M基因所在的染色体上、插入了m基因所在的染色体上、插入了2号染色体以外的染色体上。由题意可知,H基因插入了M基因所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是必须有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为1/2。
故答案为:0 ; M基因 ; 必须有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因 ; 1/2n 。
(3)由题意可知,若植株甲的细胞中仅含一个H基因,在不喷施NAM的情况下,以雄性不育植株mm为母本、植体甲HMm为父本进行杂交,雌配子种类为m,雄配子为HM、m,则子代中大花植株(基因型为HMm)即为与植株甲基因型相同的植株(或:利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)。
故答案为:以雄性不育植株为母本、植体甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或:利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)
【分析】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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
25.【答案】(1)正
(2)两性;乙烯利
(3)FFmm;ffMM;乙烯抑制剂
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】(1)由图可知,乙烯可激活M基因的表达,M基因的表达促进乙烯的合成,乙烯的合成又激活M基因的表达,属于正反馈。
故答案为:正。
(2)由题意可知,F基因存在时乙烯合成,促进雌蕊发育,m基因表达不能促进乙烯的合成,不能抑制雄蕊发育,即雄蕊发育,则FFmm基因型的黄瓜植株开两性花,若想让该花只开雌花,则应外施乙烯类似物乙烯利。
故答案为:两性;乙烯利。
(3)由题意可知,F2要获得基因型为ffmm植株个体,则父母本应选母本基因型FFmm,父本基因型ffMM,且实验中F1基因型为FfMm,均开雌花,需要抑制乙烯合成,从而促进雄蕊发育,使其开雄花,进而自交。
故答案为:FFmm;ffMM;乙烯抑制。
【分析】1、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、乙烯主要作用是促进果实成熟,此外,还有促进叶、花、果实等器官脱落的作用。膨大剂、乙烯利是植物生长调节剂,用于果实催熟。
26.【答案】(1)自由组合定律;AAXBXB;移除
(2)3/16;X染色体
(3)7/10
(4)
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)分析表格可知,甲乙组中星眼与正常眼杂交,子代全为星眼,说明星眼为显性,且性别与形状无关,A、a基因位于常染色体上;甲组中雌性正常翅与雄性小翅杂交,子代全为正常翅,乙组中雌性小翅与雄性正常翅杂交,子代中雌性为正常翅,雄性为小翅,说明该性状与性别相关联,位于X染色体上,且正常翅为显性,由此可知,A、a和B、b两对基因符合孟德尔遗传定律中的自由组合定律。组合甲中母本的基因型为AAXBXB。果蝇的发育过程包括受精卵、幼虫蛹和成虫四个阶段。杂交实验中,为避免影响实验结果的统计,在子代处于蛹期时将亲本移除。
故答案为:自由组合定律;AAXBXB;移除。
(2)由表可知,组合乙为雌性正常眼小翅(AAXbXb)与雄性星眼正常翅(aaXBY)杂交,子代F1雄性为星眼小翅(AaXbY)和雌性星眼正常翅(AaXBXb),若组合乙F1的雌雄个体随机交配获得F2,则F2中星眼小翅雌果蝇的比例=3/4×1/4=3/16。果蝇的性染色体数目异常可影响性别,如XYY或XO为雄性,XXY为雌性。若发现组合甲F1中有1只非整倍体星眼小翅雄果蝇,原因是母本产生了不含X染色体的配子。
故答案为:3/16;X染色体。
(3)若有一个由纯合子星眼正常翅雌(AAXBXB,产生的配子为AXB)、星眼正常翅雄果蝇(AAXBY,产生配子为AXB、AY)和正常眼小翅雌(aaXbXb,产生配子为aXb)、正常眼小翅雄果蝇(aaXbY,产生配子为aXb、aY)组成,随机交配后F1中正常眼小翅雌果蝇(aaXbxb)占21/200=aXbxaXb,星眼小翅雄果蝇(Aaxby)占49/200=AYxaXb,则可推知亲本雄果蝇中星眼正常翅(AAXBY)=7/10。
故答案为:7/10。
(4)组合丙为雌性正常眼小翅(AAXbXb)和雄性正常眼正常翅(AAXBY)杂交,子代F1为雌性正常眼正常翅(AAXbXB)、雄性正常眼小翅(AAXbY),子代雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图解如下图:
故答案为:
【分析】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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律。
27.【答案】(1)基因重组
(2)去雄;套袋;aaBb;AAbb
(3)aabb;用这些植株自交留种的同时,单株作为父本分别与母本甲杂交;对应父本乙自交收获
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;杂交育种
【解析】【解答】(1)品种甲和乙杂交,获得优良性状F1的育种方法是杂交育种,杂交育种的原理是基因重组。
故答案为:基因重组。
(2)科研人员进行杂交实验,发现部分F1植株在幼苗期死亡,为研究部分F1植株致死的原因,科研人员随机选择10株乙,在自交留种的同时,单株作为父本分别与甲(aaBB)杂交,统计每个杂交组合所产生的F1表现型。①该植物的花是两性花,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。 ②根据实验结果推测,部分F1植株死亡的原因有两种可能性:其一,基因型为A_B_的植株致死;其二,基因型为aaBb的植株致死。③进一步研究确认,基因型为A_B_的植株致死,由甲与乙-1杂交后F1幼苗期全部死亡,甲与乙-2杂交,F1幼苗死亡:成活=1:1,则乙-1的基因型为AAbb,乙-2的基因型为Aabb。
故答案为: 去雄 ; 套袋 ; aaBb ; AAbb 。
(3)要获得全部成活且兼具甲乙优良性状的F1杂种,可选择亲本组合为:品种甲(aaBB)和基因型为aabb的品种乙,由现有品种获得品种乙(aabb),需要将品种甲作为亲本,将乙-2自交收获的种子种植后作为亲本,然后用这些植株自交留种的同时,单株作为父本分别与母本甲杂交,若某个杂交组合产生的F2全部成活,则对应父本乙自交收获的种子就是所选育的乙品种。
故答案为:aabb ; 用这些植株自交留种的同时,单株作为父本分别与母本甲杂交 ; 对应父本乙自交收获 。
【分析】1、杂交育种原理:基因重组(通过基因分离、自由组合或连锁交换,分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起)。
2、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。
3、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
4、由题意可知,品种甲基因型为aaBB,品种乙基因型为_ _bb,乙的基因型可能有AAbb、Aabb、aabb,甲与乙杂交,子代基因型可能为AaBb、aaBb。
28.【答案】(1)母本;雄蕊;绿叶:浅绿叶=3:1
(2)Y、Z;三组均为绿叶:浅绿叶=1:1;第4组绿叶:浅绿叶=1:1;第5组和第6组绿叶:浅绿叶=9:7
(3)终止密码提前出现
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花, 进行水稻杂交实验时, 应先除去母本未成熟花的全部雄蕊,并套袋,防止外来花粉干扰。若将浅绿叶W(隐性纯合)与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1为杂合子,F1自交后代F2的表现型及比例为绿叶:浅绿叶=3:1。
故答案为: 母本 ; 雄蕊 ; 绿叶:浅绿叶=3:1 。
(2) 四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z均为单基因隐性突变形成的浅绿叶突变体,由表可知,第1组W、X杂交,F1为浅绿叶,则W和X为相同隐性基因控制;第2组W、Y杂交,第3组W、Z杂交,F1均表现绿叶,则W的浅绿叶基因与Y、Z登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
高考生物五年真题汇编12——遗传的基本规律(1)
一、单选题
1.(2022·浙江)番茄的紫茎对绿茎为完全显性。欲判断一株紫茎番茄是否为纯合子,下列方法不可行的是( )
A.让该紫茎番茄自交 B.与绿茎番茄杂交
C.与纯合紫茎番茄杂交 D.与杂合紫茎番茄杂交
【答案】C
【知识点】交配类型及应用
【解析】【解答】由题意可知,番茄的紫茎对绿茎为完全显性,要判断一株紫茎番茄是否为纯合子
A、让该紫茎番茄自交,若该番茄为杂合子,则自交后代会出现性状分离,有绿色茎出现,A可行;
B、该紫茎番茄与绿茎番茄杂交,若该个体为杂合子,则子代紫茎和绿茎番茄都有且数量相近,若该紫茎番茄为纯合子和子代全部为紫茎番茄,B可行;
C、让该紫茎番茄与纯合自茎番茄杂交,则不论该紫荆番茄是纯合子还是杂合子后代全为紫茎番茄,不能区分该自茎番茄是否为纯合子,C不可行;
D、该紫茎番茄与杂合紫茎番茄杂交,若该个体为杂合子,则自交后代会出现性状分离,有绿色茎出现,若该紫茎番茄为纯合子和子代全部为紫茎番茄,D可行。
故答案为:C。
【分析】遗传上常用杂交方法的用途:
(1)鉴别一只动物是否为纯合子,可用测交法;
(2)鉴别一棵植物是否为纯合子,可用测交法和自交法,其中自交法最简便;
(3)鉴别一对相对性状的显性和隐性,可用杂交法和自交法(只能用于植物);
(4)提高优良品种的纯度,常用自交法;
(5)检验杂种F1的基因型采用测交法。
2.(2022·广东)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是()
A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
【答案】D
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;噬菌体侵染细菌实验;DNA分子的结构;基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔应用统计学方法对实验结果进行分析发现了遗传规律,A正确;
B、摩尔根根据果蝇眼色遗传与性别的相关联证明了基因在染色体上,B正确;
C、赫尔希和蔡斯通过用放射性同位素32P和放射性同位素35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质的实验证明了DNA是遗传物质,C正确;
D、沃森和克里克根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析,通过构建了DNA分子双螺旋结构模型得出碱基配对方式,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。①提出问题(在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题);②做出假设(生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;体细胞中的遗传因子成对存在;配子中的遗传因子成单存在;受精时雌雄配子随机结合);③演绎推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型);④实验验证(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型);⑤得出结论(就是分离定律)。
2、萨顿用类比推理法于1903年研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上";摩尔根利用假说-演绎法地1910年进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验:
(1)研究者:1952年,赫尔希和蔡斯。
(2)实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。
(3)实验方法:放射性同位素标记法。
(4)实验思路:S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。
(5)实验过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
(6)实验结论:DNA是遗传物质。
4、20世纪50年代初,英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年,意识到DNA是一种螺旋结构,女物理学家弗兰克林在1951年底拍摄到一张十分清晰的DNA的X射线照片,当威尔金斯出示了弗兰克林在一年前拍下的DNA的X射线衍射照片后,沃森看出DNA的内部是一种螺旋形结构,沃森和克里克继续循着这个恩路深入探讨,根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析,沃森和克里克得出一个共识:DNA是一种双链螺旋结构,并构建了DNA分子双螺旋结构模型。
3.(2022·全国乙卷)依据鸡的某些遗传性状可以在早期区分雌雄,提高养鸡场的经济效益。已知鸡的羽毛性状芦花和非芦花受1对等位基因控制。芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡。下列分析及推断错误的是( )
A.正交亲本中雌鸡为芦花鸡,雄鸡为非芦花鸡
B.正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合体
C.反交子代芦花鸡相互交配,所产雌鸡均为芦花鸡
D.仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别
【答案】C
【知识点】伴性遗传
【解析】【解答】A、由题意可知, 芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡,则芦花为显性性状,非芦花为隐性性状,正反交结果不相同,说明该对等位基因位于性染色体上,鸡的性别决定方式属于ZW型,雌鸡的性染色体组成是ZW,雄鸡的性染色体组成是ZZ,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,即正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花鸡),子代为ZAZA、ZaW,芦花鸟和非芦花鸡数目相同,反交为ZAZA×ZaW,子代为ZAZA、ZAW,且全为芦花鸡,A正确;
B、鸡的性别决定方式属于ZW型,雌鸡的性染色体组成是ZW,雄鸡的性染色体组成是ZZ,芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡,则正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花鸡),子代为ZAZa、ZaW,芦花鸟和非芦花鸡数目相同,反交为ZAZA×ZaW,子代为ZAZa、ZAW,且全为芦花鸡,则正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合体ZAZa,B正确;
C、鸡的性别决定方式属于ZW型,雌鸡的性染色体组成是ZW,雄鸡的性染色体组成是ZZ,芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡,则正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花鸡),子代为ZAZa、ZaW,芦花鸟和非芦花鸡数目相同,反交为ZAZA×ZaW,子代为ZAZa、ZAW,且全为芦花鸡,反交子代芦花鸡相互交配,即ZAW(芦花鸡)×ZAZa(芦花鸡),所产雌鸡为(芦花鸡)和ZaW(非芦花雄鸡),C错误;
D、由题意可知,正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花鸡),子代为ZAZa、ZaW,子代中雌性全为非芦花,雄性全为芦花,仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分性别,D正确。
故答案为:C。
【分析】鸡的性别决定方式属于ZW型,雌鸡的性染色体组成是ZW,雄鸡的性染色体组成是ZZ。鸡的芦花与非芦花性状的基因分别是B和b,位于Z染色体上,所以母鸡基因型为:ZBW(芦花)、ZbW(非芦花);公鸡基因型为:ZBZB(芦花)、ZBZb(芦花)、ZbZb(非芦花)。若想尽快确定小鸡的性别,则应将小鸡的花色和性别联系,则应选择芦花母鸡与非芦花公鸡交配,子代小鸡芦花的均为公鸡,非芦花的均为母鸡。
4.(2022·全国甲卷)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是()
A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、基因型为AaBb的亲本进行自交,由于等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上,含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传,则基因型为AaBb的亲本进行自交时,子一代中红花植株数(BB+Bb):白花植株数(bb)=3,A正确;
B、由题意可知,A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育,B/b控制花色,红花对白花为显性。基因型为AaBb的亲本进行自交,则雌配子基因型及比例为AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1,雄配子中含A的花粉都可育,含a的花粉50%可育、50%不育,则可育的配子之比为A=2a,即雄配子基因型及比例为AB:Ab:aB:ab=2:2:1:1,则子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/4×1/6=1/24,B错误;
C、由题意可知,A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育,基因型为AaBb的亲本进行自交,则可育的配子之比为A=2a,即可育雄配子数(A+1/2a)是不育雄配子数的3倍,C正确;
D、基因型为AaBb的亲本进行自交,由于等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上,含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传,则基因型为AaBb的亲本进行自交时,B和b基因遵循分离定律,产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上,遵循自由组合定律。
5.(2022·浙江选考)羊瘙痒病是感染性蛋白粒子PrPSc引起的。某些羊体内存在蛋白质PrPc,但不发病。当羊感染了PrPSc后,PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc,导致PrPSc积累,从而发病。把患瘙痒病的羊组织匀浆接种到小鼠后,小鼠也会发病。下列分析合理的是( )
A.动物体内的PrPSc可全部被蛋白酶水解
B.患病羊体内存在指导PrPSc合成的基因
C.产物PrPSc对PrPc转变为PrPSc 具有反馈抑制作用
D.给PrPc基因敲除小鼠接种PrPSc,小鼠不会发病
【答案】D
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】A、当羊感染了PrPSc后,PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc,动物体内的PrPSc不能全部被蛋白酶水解,A错误;
B、由题意可知,羊体内存在蛋白质PrPc,当羊感染了PrPSc后,PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc,可知羊体内不存在指导PrPSc合成的基因,B错误;
C、当羊感染了PrPSc后,PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc,产物PrPSc对PrPc转变为PrPSc 具有反馈促进作用,C错误;
D、给PrPc基因敲除小鼠接种PrPSc,不会存在蛋白质PrPc转变为PrPSc,PrPSc不积累小鼠则不会发病,D正确。
故答案为:D。
【分析】基因有遗传效应,能控制生物性状,基因是特定的DNA片段,可切除,可拼接,基因可以在生物之间进行转移,并能独立发挥作用。基因敲除是用含有一定已知序列的DNA片段与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组,整合至受体细胞基因组中并得到表达的一种外源DNA导入技术。
6.(2022·浙江选考)孟德尔杂交试验成功的重要因素之一是选择了严格自花授粉的豌豆作为材料。自然条件下豌豆大多数是纯合子,主要原因是( )
A.杂合子豌豆的繁殖能力低
B.豌豆的基因突变具有可逆性
C.豌豆的性状大多数是隐性性状
D.豌豆连续自交,杂合子比例逐渐减小
【答案】D
【知识点】孟德尔成功的原因
【解析】【解答】A、豌豆的繁殖周期短、繁殖能力强,A错误;
B、基因突变没有可逆性的特点,B错误;
C、豌豆具有多个稳定的,可以明显区分的相对性状,C错误;
D、豌豆是严格的自花传粉、闭花授粉植物,连续自交,杂合子比例逐渐减小,D正确。
故答案为:D。
【分析】孟德尔取得成功的原因(1)正确地选用实验材料(豌豆)①豌豆是严格的自花传粉、闭花授粉植物。所以在自然状态下,能避开外来花粉的干扰,便于形成纯种,能确保实验结果的可靠性。②豌豆花大且花冠的性状便于人工去雄和人工授粉。④豌豆具有多个稳定的,可以明显区分的相对性状。④繁殖周期短,后代数量大,而且豌豆成熟后籽粒都留在豆荚中,便于观察和计数。(2)分析方法科学:先研究一对相对性状,再对两对甚至多对相对性状进行研究,遵循了由简单到复杂的原则(单因子→多因子)。(3)应用统计学方法对实验结果进行分析。(4)科学地设计了实验的程序。
7.(2022·浙江选考)果期(2n=8)杂交实验中,F2某一雄果蝇体细胞中有4条染色体来自F1雄果蝇,这4条染色体全部来自亲本(P)雄果蝇的概率是( )
A.1/16 B.1/8 C.1/4 D.1/2
【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】由题意可知,F2某一雄果蝇体细胞中有4条染色体来自F1雄果蝇,这4条染色体中Y染色体肯定来自亲本(P)雄果蝇,另外三条染色体全部来自亲本(P)雄果蝇的概率为1/2×1/2×1/2=1/8,B正确,A、C、D错误。
故答案为:B。
【分析】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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律。
8.(2021·福建)有同学用下列示意图表示某两栖类动物(基因型为AaBb)卵巢正常的细胞分裂可能产生的细胞,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;精子和卵细胞形成过程的异同;基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】卵巢内进行减数分裂时,细胞质是不均等分配的,由题意可知,该动物的基因型为AaBb,根据自由组合定律位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合, 并且减数分裂Ⅰ后期同源染色体分裂,非同源染色体自由组合,此时位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,即Aa分离Bb分离,A和B或b组合,a和B或b组合;减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离由于姐妹染色是复制的结果,故数分裂Ⅱ后期是相同的基因分离,且细胞中不存在同源染色体即等位基因,A符合,B中同源染色体在减数分裂时分离到一侧,错误,C细胞质均等分配不是卵巢中发生的减数分裂,错误,D是有丝分裂但又细胞质不均等分配错误。
故答案为:A。
【分析】1、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。
2、减数分裂过程:(1)减数分裂Ⅰ前的间期:染色体的复制。(2)减数分裂Ⅰ:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期∶同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
3、精子与卵细胞形成的区别:
比较项目 不同点 相同点
精子的形成 卵细胞的形成
染色体的复制 复制一次 复制一次 复制一次
第一次分裂 一个初级精母细胞产生两个大小相同的次级精母细胞 一个初级卵母细胞产生一个次级卵母细胞和一个第一极体 同源染色体联会形成四分体,同源染色体分离,细胞质分裂,子细胞染色体数目减半
第二次分裂 两个次级精母纽胞形成四个同样大小的精细胞 一个次级卵母细胞形成一个大的卵细胞和一个小的第二极体。第一极体分裂成两个第二极体。 着丝粒分裂一条染色体变成两条染色体分别移向两极細胞质分裂,子细胞染色体数目不变。
变形 精子细胞变形,成为精子 不经变形
分裂结果 产生四个有功能的精子 产生一个有功能的卵细胞,三个小的极体退化消失。 成熟的生殖细胞染色体数目是原始生殖细胞染色体数目的一半
9.(2021·湖北)甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种甲分别与乙、丙杂交产生F1,F1自交产生F2,结果如表。
组别 杂交组合 F1 F2
1 甲×乙 红色籽粒 901红色籽粒,699白色籽粒
2 甲×丙 红色籽粒 630红色籽粒,490白色籽粒
根据结果,下列叙述错误的是( )
A.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则F2玉米籽粒性状比为9红色:7白色
B.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则玉米籽粒颜色可由三对基因控制
C.组1中的F1与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色:1白色
D.组2中的F1与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色:1白色
【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、乙与丙都是纯合白色籽粒品种,若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则两对等位基因遵循自由组合定律,由表可知,F2玉米籽粒性状比为9红色:7白色,A正确;
B、由题意可知,乙与丙都是纯合白色籽粒品种,若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则甲、乙、丙三个品种各含一对显性等位基因两队隐形等位基因且显性等位基因不同,即玉米籽粒颜色可由三对基因控制,B正确;
C、由题意可知,组1中的F1与甲杂交,相当于一对等位基因测交,故产生玉米籽粒性状比为1红色:1白色,C错误;
D、由题意可知,组2中的F1与丙杂交,相当于一对等位基因测交,所产生玉米籽粒性状比为1红色:1白色,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、自由组合定律的特殊分离比及测交结果
(1)12:3:1即(9AB_+3A_bb):3aaB_:1aabb或(9A_B_+3aaB_):3A_bb:1aabb,测交结果为:2:1:1 。
(2)9:6:1即9AB:(3A_bb+3aaB_):1aabb ,测交结果为:1:2:1。
(3)9:3:4即9AB:3A_bb:(3aaB_+1aabb)或9A_B_:3aaB_:(3A_bb+1aabb) ,测交结果为:1:1:2。
(4)13:3即(9A_B_+3A_bb+1aabb):3aaB_或(9A_B_+3aaB_+1aabb):3A_bb ,测交结果为:3:1。
(5)15:1即(9AB_+3A_bb+3aaB_):1aabb ,测交结果为:3:1。
(6)9:7即9AB:(3A_bb+3aaB_+1aabb),测交结果为:1:3。
3、由题意可知:甲×乙产生F1全是红色籽粒,F1自交产生F2中红色:白色=9:7,说明玉米籽粒颜色受两对等位基因控制,且两对等位基因遵循自由组合定律;甲x丙产生F1全是红色籽粒,F1自交产生F2中红色:白色=9:7,说明玉米籽粒颜色受两对等位基因控制,且两对等位基因遵循自由组合定律。则红色为显性,红色与白色可能至少由三对等位基因控制,假定用A/a、B/b、C/c,甲乙丙的基因型可分别为AAbbCC、aaBBCC、AABBcc。
10.(2021·湖北)人类的ABO血型是由常染色体上的基因IA、IB和i三者之间互为等位基因决定的。IA基因产物使得红细胞表面带有A抗原,IB基因产物使得红细胞表面带有B抗原。IAIB基因型个体红细胞表面有A抗原和B抗原,ii基型个体红细胞表面无A抗原和B抗原。现有一个家系的系谱图(如图),对家系中各成员的血型进行检测,结果如表,其中“+”表示阳性反应,“-”表示阴性反应。
个体 1 2 3 4 5 6 7
A抗原抗体 + + - + + - -
B抗原抗体 + - + + - + -
下列叙述正确的是( )
A.个体5基因型为IAi,个体6基因型为IBi
B.个体1基因型为IAIB,个体2基因型为IAIA或IAi
C.个体3基因型为IBIB或IBi,个体4基因型为IAIB
D.若个体5与个体6生第二个孩子,该孩子的基因型一定是ii
【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、由表可知,5号个体基因型为IAi,6号个体基因型为IBi,A正确;
B、由表可知,1号个体基因型为IAIB,2号个体基因型为IAi,B错误;
C、由表可知,3号个体基因型为IBi,4号个体基因型为IAIB,C错误;
D、由表可知,5号个体基因型为IAi,6号个体基因型为IBi,第二个孩子的基因型可能为IAIB、IAi、IBi或者ii,D错误。
故答案为:A。
【分析】人类的ABO血型是由常染色体上的基因IA、IB和i三者之间互为等位基因决定的。IA基因产物使得红细胞表面带有A抗原,IB基因产物使得红细胞表面带有B抗原。IAIB基因型个体红细胞表面有A抗原和B抗原,ii基型个体红细胞表面无A抗原和B抗原。由表可知,1号个体基因型为IAIB,2号个体基因型为IAi,3号个体基因型为IBi,4号个体基因型为IAIB,5号个体基因型为IAi,6号个体基因型为IBi,7号个体基因型为ii。
11.(2021·辽宁)基因型为AaBb的雄性果蝇,体内一个精原细胞进行有丝分裂时,一对同源染色体在染色体复制后彼此配对,非姐妹染色单体进行了交换,结果如图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞,均进入减数分裂,若此过程中未发生任何变异,则减数第一次分裂产生的子细胞中,基因组成为AAbb的细胞所占的比例是( )
A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
【答案】B
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】由图可知,该精原细胞进行有丝分裂产生的子细胞基因型为AABB和Aabb或者AaBb,比例为1:1:2,子细胞进行减数分裂,经过减数分裂Ⅰ 产生的子细胞中基因组成为AAbb的只有基因型为Aabb(1/4)和AaBb(1/2),Aabb(1/4)进行减数分裂Ⅰ产生基因型为AAbb的子细胞的比例为1/2,AaBb(1/2)进行减数分裂Ⅰ产生基因型为AAbb的子细胞的比例为1/4,则减数分裂Ⅰ 产生的子细胞中基因组成为AAbb的比例为1/4×1/2+1/2×1/4=1/4,即B正确,A、C、D错误。
故答案为:B。
【分析】1、减数分裂过程:(1)减数分裂Ⅰ前的间期:染色体的复制。(2)减数分裂Ⅰ:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期∶同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、基因的分离定律的实质∶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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随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。
12.(2021·山东)果蝇星眼、圆眼由常染色体上的一对等位基因控制,星眼果蝇与圆眼果蝇杂交,子一代中星眼果蝇∶圆眼果蝇=1∶1,星眼果蝇与星眼果蝇杂交,子一代中星眼果蝇∶圆眼果蝇=2∶1。缺刻翅、正常翅由 X 染色体上的一对等位基因控制,且 Y染色体上不含有其等位基因,缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交所得子一代中,缺刻翅雌果蝇∶正常翅雌果蝇=1∶1,雄果蝇均为正常翅。若星眼缺刻翅雌果蝇与星眼正常翅雄果蝇杂交得 F1,下列关于 F1的说法错误的是( )
A.星眼缺刻翅果蝇与圆眼正常翅果蝇数量相等
B.雌果蝇中纯合子所占比例为 1/6
C.雌果蝇数量是雄果蝇的二倍
D.缺刻翅基因的基因频率为 1/6
【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、亲本星眼缺刻翅雌果蝇与星眼正常翅雄果蝇杂交得F1,则结合题意可知F1中星眼缺刻翅果蝇(只有雌蝇2/9)与圆眼正常翅果蝇(2/9)数量相等,A正确;
B、雌果蝇中纯合子所占比例为1/3(圆眼)×1/2(缺刻翅)=1/6,B正确;
C、分析题意可知缺刻翅雄果蝇致死,则雌果蝇数量是雄果蝇的2倍,C正确;
D、分析题意可知,F1中缺刻翅基因的基因频率为1/(2×2+1)=1/5,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、分析题意可知,星眼为显性,且纯合显性致死;缺刻翅为显性,且缺刻翅雄果蝇致死。
13.(2021·天津)某患者被初步诊断患有SC单基因遗传病,该基因位于常染色体上。调查其家系发现,患者双亲各有一个SC基因发生单碱基替换突变,且突变位于该基因的不同位点。调查结果见下表。
个体 母亲 父亲 姐姐 患者
表现型 正常 正常 正常 患病
SC基因测序结果 [605G/A] [731A/G] [605G/G];[731A/A] ?
注:测序结果只给出基一条链(编码链)的碱基序列[605G/A]示两条同源染色体上SC基因编码链的第605位碱基分别为G和A,其他类似。
若患者的姐姐两条同源染色体上SC基因编码链的第605和731位碱基可表示为下图1,根据调查结果,推断该患者相应位点的碱基应为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因突变的特点及意义;人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】由题意可知, 患者双亲各有一个SC基因发生单碱基替换突变,且突变位于该基因的不同位点 ,由表可知母亲605G/A表现正常,父亲731A/G表现正常,且姐姐605G/G;731A/A表现正常,即第605号碱基G正常,第731号碱基A正常,则患者应该是两个基因位点都发生突变,即A正确,B、C、D错误。
故答案为:A。
【分析】1、基因的分离定律的实质∶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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随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。
2、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
14.(2021·北京)社会上流传着一些与生物有关的说法,有些有一定的科学依据,有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是( )
A.长时间炖煮会破坏食物中的一些维生素
B.转基因抗虫棉能杀死害虫就一定对人有毒
C.消毒液能杀菌,可用来清除人体内新冠病毒
D.如果孩子的血型和父母都不一样,肯定不是亲生的
【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因工程的应用;灭菌技术
【解析】【解答】A、高温加热破坏会维生素,造成维生素的流失和分解,A正确;
B、转基因抗虫棉产生的毒蛋白只针对棉虫,对人无毒,B错误;
C、消毒液杀死的是体表的细菌和病毒,不能清除进入人体的病毒,C错误;
D、血型遗传受基因控制,A型血和B型血的父母可能生出O型血的孩子,故血型不同也可能是亲生的,D错误。
故答案为:A
【分析】1、烹饪饮食的方法不当蔬菜、水果等食物是人体摄入维生素C的主要来源。研究发现,人们若采取以下烹饪方法,就会导致饮食中所含的维生素C大量流失:①将蔬菜先切后洗。②将蔬菜切得很碎。③用铁制的刀具切蔬菜。铁会促使蔬菜中所含的维生素C更快地发生氧化。因此,人们应尽量少用刀切菜,而应养成用手撕菜的习惯。④炖煮蔬菜的时间过长。⑤长时间地存放水果和蔬菜。维生素C易被空气中的氧气氧化,因此蔬菜、水果被存放的时间越长,其中所含的维生素C就流失得越多。
2、转基因抗虫棉产生的毒蛋白会使棉虫致死,而不对人体产生毒性,是由于人体细胞没有毒蛋白的特异性受体,并且人误食了该毒蛋白质之后经过消化系统蛋白质已经变性甚至降解,没了毒性。
3、消毒和灭菌
消毒 灭菌
概念 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包芽孢和孢子) 使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物(包括芽孢和孢子)
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
适用对象 操作空间、某些液体、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
4、血型分为四种,即A,B,AB,O。血型是指红细胞上所含的抗原不同而言,红细胞上只含A抗原的称A型,含有B抗原的称B型,既有A抗原又有B抗原的称为AB型,既没有A抗原也没有B抗原的称为0型。ABO血型受ABO三种基因控制,A基因控制A抗原产生,B基因控制B抗原产生,O基因控制不产生A和B两种抗原,而基因都是成对存在,控制ABO血型的基因可有六种不同组合,即AA,AO,BB,BO,AB,OO,而每个人只有其中一对。
15.(2021·海南)孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验是遗传学的两个经典实验。下列有关这两个实验的叙述,错误的是( )
A.均将基因和染色体行为进行类比推理,得出相关的遗传学定律
B.均采用统计学方法分析实验结果
C.对实验材料和相对性状的选择是实验成功的重要保证
D.均采用测交实验来验证假说
【答案】A
【知识点】基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔和摩尔根都是采用假说演绎法得出相应的遗传学规律,萨顿将基因和染色体行为进行类比推理,得出相关的遗传学定律,A错误;
B、利用假说演绎法进行研究都需要利用统计学方法对实验结果进行分析,B正确;
C、二者的成功离不开正确的选用实验材料和选择相对性状,C正确;
D、假说演绎法的最后都需要通过测交的方法对假说进行验证,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。①提出问题(在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题);②做出假设(生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;体细胞中的遗传因子成对存在;配子中的遗传因子成单存在;受精时雌雄配子随机结合);③演绎推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型);④实验验证(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型);⑤得出结论(就是分离定律)。
2、萨顿用类比推理法于1903年研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上";摩尔根利用假说-演绎法地1910年进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上。
3、孟德尔遗传实验成功的原因是:正确的选用实验材料;采用由单因子到多因子的研究方法;应用统计学方法对实验结果进行分析;科学设计了实验程序。
二、多选题
16.(2021·江苏)短指(趾)症为显性遗传病,致病基因在群体中频率约为1/100~1/1000。如图为该遗传病某家族系谱图,下列叙述正确的是( )
A.该病为常染色体遗传病
B.系谱中的患病个体都是杂合子
C.VI1是患病男性的概率为1/4
D.群体中患者的纯合子比例少于杂合子
【答案】A,C,D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用;基因型和表现型的关系
【解析】【解答】A、假设是伴X隐性遗传,那么Ⅱ2患病女性和正常男性的后代中的男性都应是患者,与图谱显示相反,故排除伴X隐性遗传;如果是伴X显性遗传,则Ⅳ12和Ⅳ13的后代中的女性都应患病,与图谱显示相反,有两种假设可以推出该病是常染色体显性遗传,A正确;
B、Ⅰ1中的患病个体可以是纯合子,B错误;
C、Ⅵ1患病的概率是1/2,为男性的概率也为1/2,同时发生的概率是1/2×1/2=1/4,C正确;
D、从Ⅱ-Ⅵ中可以看到杂合子的比例远远高于纯合子,D正确;
故答案为:ACD
【分析】通过分析遗传系谱图,判断人类遗传病的遗传方式,是常见的出题模式。解题一般程序如下:(五步法)
第一步:看题干,如题中已告知为色盲、白化病等熟知的遗传病。
第二步:确认或排除伴 Y 遗传。
第三步:判断显隐性。无中生有为隐性,有中生无为显性。
第四步:判断常染色体还是伴 X 染色体。
隐性遗传看女病,其父或其子有不病,为常染色体隐性遗传病。女病,其父、其子均病无一例外,
则为伴 X 染色体隐性遗传病。
显性遗传看男病,其母或其女有不病者,为常染色体显性遗传病。男病,其母、其女均病,无一
例外,则为伴 X 染色体显性遗传病。
第五步:若系谱图中无上述特征,只能从可能性大小方面推测。
患病呈现“世代连续性”显性遗传。患者性别无差别则为常染色体,女患多于男患则为伴 X 遗传。
患病呈现“隔代遗传”隐性遗传。患者性别无差别则为常染色体,男患多于女患则为伴 X 遗传。
17.(2021·辽宁)雌性小鼠在胚胎发育至4-6天时,细胞中两条X染色体会有一条随机失活,经细胞分裂形成子细胞,子细胞中此条染色体仍是失活的。雄性小鼠不存在X染色体失活现象。现有两只转荧光蛋白基因的小鼠,甲为发红色荧光的雄鼠(基因型为XRY),乙为发绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)。甲乙杂交产生F1,F1雌雄个体随机交配,产生F2。若不发生突变,下列有关叙述正确的是( )
A.F1中发红色荧光的个体均为雌性
B.F1中同时发出红绿荧光的个体所占的比例为1/4
C.F1中只发红色荧光的个体,发光细胞在身体中分布情况相同
D.F2中只发一种荧光的个体出现的概率是11/16
【答案】A,B,D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;伴性遗传
【解析】【解答】A、发红色荧光的雄鼠(基因型为XRY) 和 绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)杂交 ,F1中雄性个体的X染色体来自母本绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX),不存在红色荧光,则红色荧光的全为雌鼠,A正确;
B、由题意可知,F1的基因型及比例XRX:XY:XRXG:XGY=1:1:1:1,同时发出红绿荧光的比例为1/4,B正确;
C、F1中基因型XRX只发红光,雌性小鼠发育过程中一条X染色体随机失活,发光细胞在身体中分布情况不相同,C错误;
D、由题意可知,F1的基因型及比例XRX:XY:XRXG:XGY=1:1:1:1,F1雌雄个体随机交配产生F2 ,计算可得F2中只发一种荧光的概率是11/16,D正确。
故答案为:ABD。
【分析】1、基因的分离定律的实质∶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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随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。
2、由题意可知,雌性小鼠发育过程中一条X染色体随机失活,雄性小鼠不存在这种现象,发红色荧光的雄鼠(基因型为XRY) 和 绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)杂交 ,F1的基因型及比例XRX:XY:XRXG:XGY=1:1:1:1,F1随机交配,则F1雌配子产生的种类及比例是XR:XG:X=2:1:1,雄配子产生的种类及比例为XG:X:Y=1:1:2。
18.(2021·山东)小鼠 Y 染色体上的 S 基因决定雄性性别的发生,在 X 染色体上无等位基因,带有 S 基因的染色体片段可转接到 X 染色体上。已知配子形成不受 S 基因位置和数量的影响,染色体能正常联会、分离,产生的配子均具有受精能力;含 S 基因的受精卵均发育为雄性,不含 S 基因的均发育为雌性,但含有两个 Y 染色体的受精卵不发育。一个基因型为 XYS 的受精卵中的 S 基因丢失,由该受精卵发育成能产生可育雌配子的小鼠。若该小鼠与一只体细胞中含两条性染色体但基因型未知的雄鼠杂交得 F1,F1 小鼠雌雄间随机杂交得 F2,则 F2 小鼠中雌雄比例可能为( )
A.4∶3 B.3∶4 C.8∶3 D.7∶8
【答案】A,B,D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】分析题意可知,母本基因型XY,父本基因型可能能是XYS,XSY,XSX(YY受精卵不发育,XSXS杂交F1全为雄性,不能雌雄交配)。
若未支付本基因型为XYS,则XY×XYS→F1,F1基因型为XX:XY:XYS=1(雌):1(雌):1(雄):1YYS(致死),则F1雌雄随机杂交的F2,F1雌性产生配子及比例X:Y=3:1,雄性产生的配子X:YS=1:1,F2基因型及比例为XX(雌):XYS(雄):XY(雌):YYS(致死)=3:3:1:1,故雌性:雄性=4:3;
若未支付本基因型为XSY,则XY×XSY→F1,F1基因型为XSX(雄):XSY(雄):XY(雌):YY(致死)=1:1:1:1,则F1雌雄随机杂交的F2,F1雌性产生配子及比例X:Y=1:1,雄性产生的配子XS:X:Y=2:1:1,F2基因型及比例为XX(雌):XY:(雌):XSX(雄):XSY(雄):XY(雌):YY(致死)=3:3:1:1,故F2雌性:雄性=3:4;
若未支付本基因型为XSX,则XY×XSX→F1,F1基因型为XSX(雄):XSY(雄):XX(雌):XY(雌)=1:1:1:1,则F1雌雄随机杂交的F2,F1雌性产生配子及比例X:Y=3:1,雄性产生的配子XS:X:Y=2:1:1,F2基因型及比例为XX(雌):XY:(雌):XSX(雄):XSY(雄):XY(雌):YY(致死)=3:1:6:2:3:1,故F2雌性:雄性=7:3,故A、B、D正确,与题意相符,C错误,不符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】1、基因的分离定律的实质∶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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随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。
2、分析题意可知,母本基因型XY,父本基因型可能能是XYS,XSY,XSX(YY受精卵不发育,XSXS杂交F1全为雄性,不能雌雄交配)
三、综合题
19.(2022·浙江)某种昆虫野生型为黑体圆翅,现有3个纯合突变品系,分别为黑体锯翅、灰体圆翅和黄体圆翅。其中体色由复等位基因A1/A2/A3控制,翅形由等位基因B/b控制。为研究突变及其遗传机理,用纯合突变品系和野生型进行了基因测序与杂交实验。
回答下列问题:
(1)基因测序结果表明,3个突变品系与野生型相比,均只有1个基因位点发生了突变,并且与野生型对应的基因相比,基因长度相等。因此,其基因突变最可能是由基因中碱基对发生 导致。
(2)研究体色遗传机制的杂交实验,结果如表所示:
杂交组合 P F1 F2
♀ ♂ ♀ ♂ ♀ ♂
Ⅰ 黑体 黄体 黄体 黄体 3黄体:1黑体 3黄体:1黑体
Ⅱ 灰体 黑体 灰体 灰体 3灰体:1黑体 3灰体:1黑体
Ⅲ 灰体 黄体 灰体 灰体 3灰体:1黄体 3灰体:1黄体
注:表中亲代所有个体均为圆翅纯合子。
根据实验结果推测,控制体色的基因A1(黑体)、A2(灰体)和A3(黄体)的显隐性关系为 (显性对隐性用“>”表示),体色基因的遗传遵循 定律。
(3)研究体色与翅形遗传关系的杂交实验,结果如表所示:
杂交组合 P F1 F2
♀ ♂ ♀ ♂ ♀ ♂
Ⅳ 灰体圆翅 黑体锯翅 灰体圆翅 灰体圆翅 6灰体圆翅:2黑体圆翅 3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅
Ⅴ 黑体锯翅 灰体圆翅 灰体圆翅 灰体锯翅 3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅 3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅
根据实验结果推测,锯翅性状的遗传方式是 ,判断的依据是 .
(4)若选择杂交Ⅲ的F2中所有灰体圆翅雄虫和杂交Ⅴ的F2中所有灰体圆翅雌虫随机交配,理论上子代表现型有 种,其中所占比例为2/9的表现型有哪几种? .
(5)用遗传图解表示黑体锯翅雌虫与杂交Ⅲ的F1中灰体圆翅雄虫的杂交过程。
【答案】(1)替换
(2)A2>A3>A1;分离
(3)伴X染色体隐性遗传;杂交V的母本为锯翅, 父本为圆翅,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅
(4)6;灰体园翅雄虫和灰体锯翅雄虫
(5)
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因突变的特点及意义
【解析】【解答】(1)由题意可知,3个突变品系与野生型相比,均只有1个基因位点发生了突变,并且与野生型对应的基因相比,基因长度相等,即发生了基因突变且碱基对数不变,则发生了碱基对的替换。
故答案为:替换。
(2)分析表中数据可知,黄色对黑色为完全显性,灰色对黄色和黑色为纯合显性,即A2(灰体)>A3(黄体)>A1(黑体),且体色遗传遵循孟德尔分离定律。
故答案为:A2>A3>A1;分离。
(3)关于体色与翅形遗传关系的杂交实验,分析表中数据可知,Ⅳ杂交组合可知圆翅对锯翅为完全显性,但在F2中雌雄中的比例不同,则该基因位于性染色体上,而由杂交组合V,母本为锯翅,父本为圆翅,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅,可知基因在X染色体上,所以锯翅性状的遗传方式是伴X染色体隐性遗传。
故答案为:伴X染色体隐性遗传;杂交V的母本为锯翅, 父本为圆翅,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅。
(4)由题意可知,表1中亲代所有个体均为圆翅纯合子,杂交组合Ⅲ的亲本为灰体(基因型A2A2)和黄体(基因型A3A3),F1的基因型为A2A3(灰体),雌雄个体相互交配,子代基因型是A2A2(灰体):A2A3(灰体):A3A3(黄体)=1:2:1,杂交Ⅲ的F2中所有灰体圆翅雄虫基因型为1/3A2A2XBY和2/3A2A3XBY,杂交Ⅴ中,亲本黑体锯翅和灰体圆翅后代为灰体,则亲本基因型为A1A1XbXb,和A2A2XBY,则F1基因型为A2A1XBXb和A2A1XbY,F2中灰体圆翅雌虫基因型为灰体1/3A2A2XBXb、2/3A2A1XBXb,则杂交Ⅲ的F2中所有灰体圆翅雄虫与杂交Ⅴ中F2中所有灰体圆翅雌虫随机交配,体色遗传时雄配子是1/3A3、2/3A2,雌配子是1/3A1、2/3A2,子代基因型为4/9A2A2(灰体)、2/9A2A3(灰体)、2/9A1A2(灰体)、1/9A1A3(黄体),可以出现灰体(占8/9)和黄体(占1/9)2种体色;只看翅型,XBY与XBXb杂交,子代基因型为1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBY、1/4XbY,有雌性圆翅和圆翅雄性、雄性锯翅种表现型,共有表现型共有2×3=6种。表现型有灰体圆翅雄虫=8/9(灰体)×1/4,灰体锯翅雄虫=8/9(灰体)×1/4,灰体圆翅雌虫=8/9(灰体)×1/2=4/9,则所占比例为2/9的表现型有灰体园翅雄虫和灰体锯翅雄虫。
故答案为:6;灰体园翅雄虫和灰体锯翅雄虫。
(5)黑体锯齿雌虫基因型为A1A1XbXb,杂交Ⅲ的F1中灰体圆翅雄虫的基因型为A2A3XBY,二者杂交过程图解:
故答案为:
【分析】1、基因的分离定律的实质∶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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变或者显性突变和隐性突变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
20.(2022·广东)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我困劳动人民早已拥有利用杂交手段培有蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:
(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为 。
(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是 ;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得 只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕,用于留种。
(3)研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与I组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于 染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是 (如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,请简要说明理由 。
【答案】(1)协同进化
(2)3/64;50
(3)常;ZbWB;Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】(1)由题意可知,蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用,这种相互适应不断演化的过程称为协同进化。
故答案为:协同进化。
(2)由题意可知,家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传,符合自由组合定律,若三对基因均杂合的亲本杂交,则F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例为3/4(虎斑)×1/4(白茧)×1/4(抗软化病)=3/64;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,则8个雌蚕可产卵3200枚,则三对基因均杂合的亲本杂交,获得的虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕为3200×1/4(纯合虎斑)×1/4(纯合白茧)×1/4(纯合抗软化病)=3200×1/64=50只。
故答案为:3/64;50。
(3)由题意可知,家蚕的性别决定为ZW型,则雌蚕的性染色体组成是ZW,雄蚕的性染色体组成是ZZ。黑卵壳经射线照射后,携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上且能正常表达,则转移情况可分为三种,第一种情况携带B基因的染色体片段可转移到常染色体上、第二种情况是转移到Z染色体上,第三种情况是转移到W染色体上。题中设计实验将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交,统计子代的黑卵壳孵化后雌雄家蚕的数目,分析途中结果可知,I组黑卵壳家蚕中雌雄比例接近1:1,说明该性状与性别无关,则携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上;Ⅱ组黑卵壳家蚕全为雌性,说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上;Ⅲ组黑卵壳家蚕全为雄性,说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于常染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是ZbWB。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,因为Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别。
故答案为:常;ZbWB; Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别。
【分析】1、协同进化:不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。
2、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。每对等位基因分离产生两种配子,n对等位基因产生配子数为2n,该个体自交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的基因型种类数为2n,该个体自交后代的基因型种类数为3n。
3、性别决定方式属于ZW型的生物,雌性生物的性染色体组成是ZW,雄性生物的性染色体组成是ZZ。
21.(2022·全国乙卷)某种植物的花色有白、红和紫三种,花的颜色由花瓣中色素决定,色素的合成途径是:白色 红色 紫色。其中酶1的合成由基因A控制,酶2的合成由基因B控制,基因A和基因B位于非同源染色体上、回答下列问题。
(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交,子代植株表现型及其比例为 ;子代中红花植株的基因型是 ;子代白花植株中纯合体占的比例为 。
(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲,若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型,请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。
【答案】(1)白色:红色:紫色=2:3:3;AAbb、Aabb;1/2
(2)选用的亲本基因型为:AAbb;预期的实验结果及结论:若子代花色全为红花,则待测白花纯合体基因型为aabb;若子代花色全为紫花,则待测白花纯合体基因型为aaBB
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)由题意可知,紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株(Aabb)杂交,子代植株的基因型及比例为AABb(紫花):AaBb(紫花):aaBb(白花):AAbb(红花):Aabb(红花):aabb(白花)=1:2:1:1:2:1,则植株表型及比例为紫花(AABb+AaBb):白花(aaBb+aabb):红花(AAbb+Aabb)=3:2:3。故子代植株表现型及其比例为紫花:白花:红花=3:2:3;子代中红花植株的基因型是AAbb、Aabb; 子代白花植株中纯合体占的比例为aabb/(aaBb+aabb)=1/2.
故答案为: 白色:红色:紫色=2:3:3 ; AAbb、Aabb ; 1/2 。
(2)由题意可知,aa_ _表现为白花,白花纯合体的基因型有aabb和aaBB2种。若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型,则纯合亲本的基因型应该为AAbb(红花),若白花基因型为aabb,则杂交子代基因型为Aabb,全为红花,若白花基因型为aaBB,则杂交子代基因行为AaBb,全为紫花。
故答案为:选用的亲本基因型为:AAbb;预期的实验结果及结论:若子代花色全为红花,则待测白花纯合体基因型为aabb;若子代花色全为紫花,则待测白花纯合体基因型为aaBB。
【分析】1、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、由题意可知,Aa和Bb两对基因遵循自由组合定律,A_B_表现为紫花,A_bb表现为红花,aa_ _表现为白花。
22.(2022·全国甲卷)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序,叶腋长雌花序),但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。
(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种,需进行人工传粉,具体做法是 。
(2)乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株;F1自交,F2中雌株所占比例为 ,F2中雄株的基因型是 ;在F2的雌株中,与丙基因型相同的植株所占比例是 。
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状,可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性,则实验结果是 ;若非糯是显性,则实验结果是 。
【答案】(1)对母本甲的雌花花序进行套袋,待雌蕊成熟时,采集丁的成熟花粉,撒在甲的雌蕊柱头上,再套上纸袋。
(2)1/4;bbTT、bbTt;1/4
(3)糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒;非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)人工异花授粉的过程为:去雄(花蕾期将母本的雄蕊去掉,若雌雄异株或异花植物可省去此步骤)→套袋→人工异花授粉(待花粉成熟时,采集另一植株的花粉涂在去雄的花的雌蕊柱头上)→套袋。由题意可知,甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株,以甲为母本、丁为父本进行杂交育种,需进行人工传粉,由于母本为雌雄异花,则对母本甲的雌花花序进行套袋,待雌蕊成熟时,采集丁的成熟花粉,撒在甲的雌蕊柱头上,再套上纸袋。
故答案为: 对母本甲的雌花花序进行套袋,待雌蕊成熟时,采集丁的成熟花粉,撒在甲的雌蕊柱头上,再套上纸袋。
(2)由题意可知,玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株,且乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株,则甲基因型为AATT,乙基因型为AAtt,丙基因型为bbtt,丁基因型为bbTT,则乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株(BbTt), F1自交,F2中基因型为--tt的全为雌株,即雌株所占比例为1/4,F2中雄株的基因型为bbT-,即bbTT、bbTt;F2的雌株基因型为--tt,其中BBtt:Bbtt:bbtt=1:2:1,丙基因型为bbtt,与丙基因型相同的植株所占比例是1/4。
故答案为:1/4 ; bbTT、bbTt ; 1/4 。
(3)由题意可知,玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,由于自然授粉过程中玉米即可能发生杂交也可能发生自交的情况,故若糯是显性,则糯性植株上无论是自交还是杂交产生的全为糯性籽粒,非糯植株上既有杂交产生的糯性籽粒又有自交产生的非糯籽粒;反之,若非糯是显性,则非糯性植株上无论是自交还是杂交产生的只有非糯籽粒,糯性植株上既自交产生的有糯性籽粒又有杂交产生的非糯籽粒。
故答案为:糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒;非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。
【分析】1、人工异花授粉的过程为:去雄(花蕾期将母本的雄蕊去掉,若雌雄异株植物可省去此步骤)→套袋→人工异花授粉(待花粉成熟时,采集另一植株的花粉涂在去雄的花的雌蕊柱头上)→套袋。
2、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
3、遗传上常用杂交方法的用途:
(1)鉴别一只动物是否为纯合子,可用测交法;(2)鉴别一棵植物是否为纯合子,可用测交法和自交法,其中自交法最简便;(3)鉴别一对相对性状的显性和隐性,可用杂交法和自交法(只能用于植物);(4)提高优良品种的纯度,常用自交法;(5)检验杂种F1的基因型采用测交法。
23.(2021·江苏)以下两对基因与果蝇眼色有关。眼色色素产生必需有显性基因A,aa时眼色白色;B存在时眼色为紫色,bb时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如下图,请据图回答下问题。
(1)果蝇是遗传学研究的经典实验材料,摩尔根等利用一个特殊眼色基因突变体开展研究,把基因传递模式与染色体在减数分裂中的分配行为联系起来,证明了 。
(2)A基因位于 染色体上,B基因位于 染色体上。若要进一步验证这个推论,可在2个纯系中选用表现型为 的果蝇个体进行杂交。
(3)上图F1中紫眼雌果蝇的基因型为 ,F2中紫眼雌果蝇的基因型有 种.
(4)若亲代雌果蝇在减数分裂时偶尔发生X染色体不分离而产生异常卵,这种不分离可能发生的时期有 ,该异常卵与正常精子受精后,可能产生的合子主要类型有 .
(5)若F2中果蝇单对杂交实验中出现了一对果蝇的杂交后代雌雄比例为2:1,由此推测该对果蝇的 性个体可能携带隐性致死基因;若继续对其后代进行杂交,后代雌雄比为 时,可进一步验证这个假设。
【答案】(1)基因位于染色体上
(2)常;X;红眼雌性和白眼雄性
(3)AaXBXb;4
(4)减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期;AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO。
(5)雌;4:3
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】分析题意:由F2红眼性状只在雄果蝇出现可知,红眼性状与性别有关,说明B/b基因位于X染色体上。F2雌雄果蝇均出现白眼和紫眼,说明A/a基因位于常染色体上,两对基因自由组合。据题意:眼色色素产生必需有显性基因A,aa时眼色白色;B存在时眼色为紫色,bb时眼色为红色。则P纯系白眼雌×红眼雄(AAXbY),F1全为紫眼(A-XBX-、A-XBY),说明P纯系白眼雌为aaXBXB。由此可知,F1为AaXBXb(紫眼雌)、AaXBY(紫眼雄)。
(1)摩尔根用控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 X 染色体上→基因位于染色体上,故填:基因位于染色体上,故填 :基因位于染色体上 。
(2)从F2的比例可以看出是9:3:3:1的变式,说明两对基因不都位于常染色体上,以及F2中只有红眼♂说明b位于X染色体上,结合题干中P代都是纯系果蝇,可以推出的A位于常染色体,B位于X染色体上,则P代的基因型为:
P:♀ aaXBXB
P:♂ AAXbY
F代的基因型为:
F♀ AaXBXb
F1:♂ AaXBY
可以通过 :红眼雌性(AAXbXb)和白眼雄性 (aaXBY),得到的后代雄性全部红眼来验证。
故填:常 ; X ; 红眼雌性和白眼雄性
(3)有(2)可知道F1的基因型,F2中紫眼雌果蝇的基因型为:AAXBXb 、AAXBXB 、 AaXBXB 、 AaXBXb。故填: AaXBXb ;4。
(4)①雌性果蝇减数分裂中X染色体不分离可能包括X染色体同源染色体不分离,或X姐妹染色单体不分离两种情况。
②当出现X姐妹染色单体不分离,则可能出现的异常的卵的配子型为:aXBXB,aO,正确精子的基因型为:AXb ,AY,产生的合子的基因型为:AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、。
③当出现X染色体同源染色体不分离现象,出现的卵细胞的类型有:aXBXB,ao,这种情况下与正确的精子结合后产生合子基因型为:AaXBXBXb,AaXbO,AaXBXBY,AaYO
故填: 减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期 ; AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO。
(5)①正常的一对果蝇的杂交后代雌雄比例为2:2,现在题干中的雌雄比例为2:1,说明雄性个体有死亡的,雄性个体的X染色体是来自亲本的雌性,说明雌性个体中有隐性致死基因。
②雌性个体中有隐性致死基因, 则F2雌性的基因型为XDXd,F2雄性的基因型为XDY,则产生的后代F3的基因型有,雌性:1/2XDXD、1/2XDXd、雄性:XDY、XdY(致死),此时雌性:雄性=2:1;若假说成立,继续对其后代F3进行杂交,后代为:3XDXD、1XDXd、3XDY、1XdY(致死),所以,雌雄比为4:3。
故填: 雌 ;4:3。
【分析】 1、基因分离定律的实质是: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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因的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。
3、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方式就称为伴性遗传。伴性遗传属于特殊的分离定律。
24.(2021·山东)番茄是雌雄同花植物,可自花受粉也可异花受粉。M、m 基因位于 2号染色体上,基因型为 mm 的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育。基因型为 MM、Mm 的植株表现为大花、可育。R、r 基因位于 5 号染色体上,基因型为 RR、Rr、rr 的植株表现型分别为:正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的 H 基因控制某种酶的合成,导入 H 基因的转基因番茄植株中,H 基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含 H 基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。
(1)基因型为 Mm 的植株连续自交两代,F2 中雄性不育植株所占的比例为 。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为 ,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机受粉,则 F2 中可育晚熟红果植株所占比例为 。
(2)已知 H 基因在每条染色体上最多插入 1 个且不影响其他基因。将 H 基因导入基因型为 Mm 的细胞并获得转基因植株甲和乙,植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交,在形成配子时喷施 NAM,F1 均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因,则以上所得 F1 的体细胞中含有 个 H 基因。若植株甲的体细胞中仅含 1个 H 基因,则 H 基因插入了 所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含 n 个 H 基因,则 H 基因在染色体上的分布必须满足的条件是 ,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施 NAM,则子一代中不含 H 基因的雄性不育植株所占比例为 。
(3)若植株甲的细胞中仅含一个 H 基因,在不喷施 NAM 的情况下,利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案 。
【答案】(1)1/6;MmRr;5/12
(2)0;M基因;必须有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因;1/2n
(3)以雄性不育植株为母本、植体甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或:利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)基因型为Mm的植株自交,F1基因型及比例MM:Mm:mm=1:2:1,MM、Mm表型为大花、可育,mm只雌配子可育不能自自交,1/3MM和2/3Mm自交,F2中雄性不育植株mm所占的比例为2/3×1/4=1/6。雄性不育植株mm与野生型植株杂交所得可育(Mm)晚熟红果(Rr)杂交种的基因型为MmRr,MmRr为亲本连续种植,即自由交配,两对等位基因自由组合,产生的配子有MR、Mr、mR、mr,比例为1:1:1:1,F1基因型及比例1MMRR:2MMRr:1MMrr:2MmRR:4MmRr:2Mmrr:1mmRR:2mmRr:1mmrr=1:2:1:2:4:2:1:2,F1形成雌配子种类及比例MR:Mr:mR:mr=1:1:1:1,雄配子种类及比例MR:Mr:mR:mr=2:2:1:1,则F2中可育晚熟红果植株(基因型为M-Rr)所占比例为1/4×3/6+1/4×3/6+1/4×2/6+1/4×2/6=10/24,即5/12。
故答案为:1/6 ; MmRr ; 5/12 。
(2)已知喷施NAM后,含H基因的雄配子死亡,又因为转基因植株甲和乙与雄性不育植株杂交,喷施NAM之后F1均表现为雄性不育,由此可见雄性配子无死亡的,即F1的体细胞中含有0个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,H基因的可能位置有:插入了M基因所在的染色体上、插入了m基因所在的染色体上、插入了2号染色体以外的染色体上。由题意可知,H基因插入了M基因所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是必须有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为1/2。
故答案为:0 ; M基因 ; 必须有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因 ; 1/2n 。
(3)由题意可知,若植株甲的细胞中仅含一个H基因,在不喷施NAM的情况下,以雄性不育植株mm为母本、植体甲HMm为父本进行杂交,雌配子种类为m,雄配子为HM、m,则子代中大花植株(基因型为HMm)即为与植株甲基因型相同的植株(或:利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)。
故答案为:以雄性不育植株为母本、植体甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或:利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)
【分析】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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
25.(2021·天津)黄瓜的花有雌花、雄花与两性花之分(雌花:仅雌蕊发育;雄花:仅雄蕊发育;两性花:雌雄蕊均发育)。位于非同源染色体上的F和M基因均是花芽分化过程中乙烯合成途径的关键基因,对黄瓜花的性别决定有重要作用。F和M基因的作用机制如图所示。
(+)促进(-)抑制 *未被乙烯抑制时雄蕊可正常发育
(1)M基因的表达与乙烯的产生之间存在 (正/负)反馈,造成乙烯持续积累,进而抑制雄蕊发育。
(2)依据F和M基因的作用机制推断,FFMM基因型的黄瓜植株开雌花,FFmm基因型的黄瓜植株开 花。当对FFmm基因型的黄瓜植株外源施加 (乙烯抑制剂/乙烯利)时,出现雌花。
(3)现有FFMM、ffMM和FFmm三种基因型的亲本,若要获得基因型为ffmm的植株,请完成如下实验流程设计。
母本基因型: ;父本基因型: ;对部分植物施加适量
【答案】(1)正
(2)两性;乙烯利
(3)FFmm;ffMM;乙烯抑制剂
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】(1)由图可知,乙烯可激活M基因的表达,M基因的表达促进乙烯的合成,乙烯的合成又激活M基因的表达,属于正反馈。
故答案为:正。
(2)由题意可知,F基因存在时乙烯合成,促进雌蕊发育,m基因表达不能促进乙烯的合成,不能抑制雄蕊发育,即雄蕊发育,则FFmm基因型的黄瓜植株开两性花,若想让该花只开雌花,则应外施乙烯类似物乙烯利。
故答案为:两性;乙烯利。
(3)由题意可知,F2要获得基因型为ffmm植株个体,则父母本应选母本基因型FFmm,父本基因型ffMM,且实验中F1基因型为FfMm,均开雌花,需要抑制乙烯合成,从而促进雄蕊发育,使其开雄花,进而自交。
故答案为:FFmm;ffMM;乙烯抑制。
【分析】1、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、乙烯主要作用是促进果实成熟,此外,还有促进叶、花、果实等器官脱落的作用。膨大剂、乙烯利是植物生长调节剂,用于果实催熟。
四、实验探究题
26.(2022·浙江选考)果蝇的正常眼和星眼受等位基因A、a控制,正常翅和小翅受等位基因B、b控制,其中1对基因位于常染色体上。为进一步研究遗传机制,以纯合个体为材料进行了杂交实验,各组合重复多次,结果如下表。
杂交组合 P F1
♀ ♂ ♀ ♂
甲 星眼正常翅 正常眼小翅 星眼正常翅 星眼正常翅
乙 正常眼小翅 星眼正常翅 星眼正常翅 星眼小翅
丙 正常眼小翅 正常眼正常翅 正常眼正常翅 正常眼小翅
回答下列问题:
(1)综合考虑A、a和B、b两对基因,它们的遗传符合孟德尔遗传定律中的 。组合甲中母本的基因型为 。果蝇的发育过程包括受精卵、幼虫蛹和成虫四个阶段。杂交实验中,为避免影响实验结果的统计,在子代处于蛹期时将亲本 。
(2)若组合乙F1的雌雄个体随机交配获得F2,则F2中星眼小翅雌果蝇占 。果蝇的性染色体数目异常可影响性别,如XYY或XO为雄性,XXY为雌性。若发现组合甲F1中有1只非整倍体星眼小翅雄果蝇,原因是母本产生了不含 的配子。
(3)若有一个由星眼正常翅雌、雄果蝇和正常眼小翅雌、雄果蝇组成的群体,群体中个体均为纯合子。该群体中的雌雄果蝇为亲本,随机交配产生F1,F1中正常眼小翅雌果蝇占21/200、星眼小翅雄果蝇占49/200,则可推知亲本雄果蝇中星眼正常翅占 。
(4)写出以组合丙F1的雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图解。
【答案】(1)自由组合定律;AAXBXB;移除
(2)3/16;X染色体
(3)7/10
(4)
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)分析表格可知,甲乙组中星眼与正常眼杂交,子代全为星眼,说明星眼为显性,且性别与形状无关,A、a基因位于常染色体上;甲组中雌性正常翅与雄性小翅杂交,子代全为正常翅,乙组中雌性小翅与雄性正常翅杂交,子代中雌性为正常翅,雄性为小翅,说明该性状与性别相关联,位于X染色体上,且正常翅为显性,由此可知,A、a和B、b两对基因符合孟德尔遗传定律中的自由组合定律。组合甲中母本的基因型为AAXBXB。果蝇的发育过程包括受精卵、幼虫蛹和成虫四个阶段。杂交实验中,为避免影响实验结果的统计,在子代处于蛹期时将亲本移除。
故答案为:自由组合定律;AAXBXB;移除。
(2)由表可知,组合乙为雌性正常眼小翅(AAXbXb)与雄性星眼正常翅(aaXBY)杂交,子代F1雄性为星眼小翅(AaXbY)和雌性星眼正常翅(AaXBXb),若组合乙F1的雌雄个体随机交配获得F2,则F2中星眼小翅雌果蝇的比例=3/4×1/4=3/16。果蝇的性染色体数目异常可影响性别,如XYY或XO为雄性,XXY为雌性。若发现组合甲F1中有1只非整倍体星眼小翅雄果蝇,原因是母本产生了不含X染色体的配子。
故答案为:3/16;X染色体。
(3)若有一个由纯合子星眼正常翅雌(AAXBXB,产生的配子为AXB)、星眼正常翅雄果蝇(AAXBY,产生配子为AXB、AY)和正常眼小翅雌(aaXbXb,产生配子为aXb)、正常眼小翅雄果蝇(aaXbY,产生配子为aXb、aY)组成,随机交配后F1中正常眼小翅雌果蝇(aaXbxb)占21/200=aXbxaXb,星眼小翅雄果蝇(Aaxby)占49/200=AYxaXb,则可推知亲本雄果蝇中星眼正常翅(AAXBY)=7/10。
故答案为:7/10。
(4)组合丙为雌性正常眼小翅(AAXbXb)和雄性正常眼正常翅(AAXBY)杂交,子代F1为雌性正常眼正常翅(AAXbXB)、雄性正常眼小翅(AAXbY),子代雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图解如下图:
故答案为:
【分析】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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律。
27.(2021·福建)某一年生植物甲和乙是具有不同优良性状的品种,单个品种种植时均正常生长。欲获得兼具甲乙优良性状的品种,科研人员进行杂交实验,发现部分F1植株在幼苗期死亡。已知该植物致死性状由非同源染色体上的两对等位基因(A/a和B/b)控制,品种甲基因型为aaBB,品种乙基因型为_ _bb。回答下列问题:
(1)品种甲和乙杂交,获得优良性状F1的育种原理是 。
(2)为研究部分F1植株致死的原因,科研人员随机选择10株乙,在自交留种的同时,单株作为父本分别与甲杂交,统计每个杂交组合所产生的F1表现型,只出现两种情况,如下表所示。
甲(母本) 乙(父本) F1
aaBB 乙-1 幼苗期全部死亡
乙-2 幼苗死亡:成活=1:1
①该植物的花是两性花,上述杂交实验,在授粉前需要对甲采取的操作是 、 。
②根据实验结果推测,部分F1植株死亡的原因有两种可能性:其一,基因型为A_B_的植株致死;其二,基因型为 的植株致死。
③进一步研究确认,基因型为A_B_的植株致死,则乙-1的基因型为 。
(3)要获得全部成活且兼具甲乙优良性状的F1杂种,可选择亲本组合为:品种甲(aaBB)和基因型为 的品种乙,该品种乙选育过程如下:
第一步:种植品种甲作为亲本
第二步:将乙-2自交收获的种子种植后作为亲本,然后 统计每个杂交组合所产生的F1表现型。
选育结果:若某个杂交组合产生的F2全部成活,则 的种子符合选育要求。
【答案】(1)基因重组
(2)去雄;套袋;aaBb;AAbb
(3)aabb;用这些植株自交留种的同时,单株作为父本分别与母本甲杂交;对应父本乙自交收获
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;杂交育种
【解析】【解答】(1)品种甲和乙杂交,获得优良性状F1的育种方法是杂交育种,杂交育种的原理是基因重组。
故答案为:基因重组。
(2)科研人员进行杂交实验,发现部分F1植株在幼苗期死亡,为研究部分F1植株致死的原因,科研人员随机选择10株乙,在自交留种的同时,单株作为父本分别与甲(aaBB)杂交,统计每个杂交组合所产生的F1表现型。①该植物的花是两性花,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。 ②根据实验结果推测,部分F1植株死亡的原因有两种可能性:其一,基因型为A_B_的植株致死;其二,基因型为aaBb的植株致死。③进一步研究确认,基因型为A_B_的植株致死,由甲与乙-1杂交后F1幼苗期全部死亡,甲与乙-2杂交,F1幼苗死亡:成活=1:1,则乙-1的基因型为AAbb,乙-2的基因型为Aabb。
故答案为: 去雄 ; 套袋 ; aaBb ; AAbb 。
(3)要获得全部成活且兼具甲乙优良性状的F1杂种,可选择亲本组合为:品种甲(aaBB)和基因型为aabb的品种乙,由现有品种获得品种乙(aabb),需要将品种甲作为亲本,将乙-2自交收获的种子种植后作为亲本,然后用这些植株自交留种的同时,单株作为父本分别与母本甲杂交,若某个杂交组合产生的F2全部成活,则对应父本乙自交收获的种子就是所选育的乙品种。
故答案为:aabb ; 用这些植株自交留种的同时,单株作为父本分别与母本甲杂交 ; 对应父本乙自交收获 。
【分析】1、杂交育种原理:基因重组(通过基因分离、自由组合或连锁交换,分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起)。
2、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。
3、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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
4、由题意可知,品种甲基因型为aaBB,品种乙基因型为_ _bb,乙的基因型可能有AAbb、Aabb、aabb,甲与乙杂交,子代基因型可能为AaBb、aaBb。
28.(2021·辽宁)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突变为隐性基因)导致。回答下列问题:
(1)进行水稻杂交实验时,应首先除去 未成熟花的全部 ,并套上纸袋。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1自交,F2的表现型及比例为 。
(2)为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系,育种人员进行了杂交实验,杂交组合及F1叶色见下表。
实验分组 母本 父本 F1叶色
第1组 W X 浅绿
第2组 W Y 绿
第3组 W Z 绿
第4组 X Y 绿
第5组 X Z 绿
第6组 Y Z 绿
实验结果表明,W的浅绿叶基因与突变体 的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上,育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交,观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换,预测如下两种情况将出现的结果:
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,结果为 。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,结果为 。
(3)叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。研究发现,突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换,造成mRNA上对应位点碱基发生改变,导致翻译出的肽链变短。据此推测,与正常基因转录出的mRNA相比,突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是 。
【答案】(1)母本;雄蕊;绿叶:浅绿叶=3:1
(2)Y、Z;三组均为绿叶:浅绿叶=1:1;第4组绿叶:浅绿叶=1:1;第5组和第6组绿叶:浅绿叶=9:7
(3)终止密码提前出现
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花, 进行水稻杂交实验时, 应先除去母本未成熟花的全部雄蕊,并套袋,防止外来花粉干扰。若将浅绿叶W(隐性纯合)与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1为杂合子,F1自交后代F2的表现型及比例为绿叶:浅绿叶=3:1。
故答案为: 母本 ; 雄蕊 ; 绿叶:浅绿叶=3:1 。
(2) 四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z均为单基因隐性突变形成的浅绿叶突变体,由表可知,第1组W、X杂交,F1为浅绿叶,则W和X为相同隐性基因控制;第2组W、Y杂交,第3组W、Z杂交,F1均表现绿叶,则W的浅绿叶基因与Y、Z不是同一基因,即非等位基因,当任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶。
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,设X的浅绿叶基因为a,Y的浅绿叶基因为b,Z的浅绿叶基因为c,即X基因型为aaBBCC,Y基因型为AAbbCC,Z的基因型为AABBcc,则第4组为X(aaBBCC)xY(AAbbCC),F1基因型为AaBbCC,F1产生的配子为aBC、AbC,自交产生F2基因型及比例aaBBCC(浅绿叶):AAbbCC(浅绿叶):AaBbCC(绿叶)=1:1:2,则绿叶:浅绿叶=1:1;同理可得第5组、第6组的结果也是绿叶:浅绿叶=1:1。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,则第4组为X(aaBBCC)xY(AAbbCC),F1基因型为AaBbCC,F1产生的配子为aBC、AbC,自交产生F2基因型及比例aaBBCC(浅绿叶):AAbbCC(浅绿叶):AaBbCC(绿叶)=1:1:2,则绿叶:浅绿叶=1:1;第5组:X(aaBBCC)×Z(AABBcc),F1基因型为AaBBCc,F1产生配子及比例为,ABC:aBc:ABc:aBC=1:1:1:1,即AB、aB和C、c可以进行自由组合,F1自交后代F2表型及比例为9:3:3:1,而任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶,F2的表现型为绿叶:浅绿叶=9:7;同理可得第6组绿叶:浅绿叶=9:7。
故答案为: Y、Z ; 三组均为绿叶:浅绿叶=1:1 ; 第4组绿叶:浅绿叶=1:1;第5组和第6组绿叶:浅绿叶=9:7 。
(3)基因突变导致肽链变短的原因可能是终止密码提前出现,导致翻译出的肽链变短。
故答案为: 终止密码提前出现 。
【分析】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,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
29.(2021·北京)玉米是我国重要的农作物,研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的 定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒,这些植株所占比例约为 。
(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础,研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中,获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因” 。
实验方案 预期结果
I.转基因玉米×野生型玉米 II.转基因玉米×甲品系 III.转基因玉米自交 IV.野生型玉米×甲品系 ①正常籽粒:干瘪籽粒≈1:1 ②正常籽粒:干瘪籽粒≈3:1 ③正常籽粒:干瘪籽