高考生物二轮复习专题专练(10)　“致死效应”“配子不育”与特殊遗传现象分析(含解析）

高考生物二轮复习专题专练
(10)　“致死效应”“配子不育”与特殊遗传现象分析
从“高度”上研究高考
[典例]　(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
[解析]　分析题意可知，两对等位基因独立遗传，故含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传，所以Bb自交，子一代中红花植株B_∶白花植株bb＝3∶1，A正确；基因型为AaBb的亲本产生的雌配子种类和比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，由于含a的花粉50%可育，故雄配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶2∶1∶1，所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/4×1/6＝1/24，B错误；由于含a的花粉50%可育，50%不可育，故亲本产生的可育雄配子是A＋1/2a，不育雄配子为1/2a，由于Aa个体产生的A∶a＝1∶1，故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子的3倍，C正确；两对等位基因独立遗传，所以Bb自交，亲本产生的含B的雄配子数和含b的雄配子数相等，D正确。
[答案]　B
从“深度”上提升知能
1．“配子不育”和“致死效应”
(1)配子不育包括完全不育和部分不育，若某基因型的雄(或雌)配子完全不育，则子代不会出现相应基因型的纯合子；若某基因型的雄(或雌)配子部分不育，则可根据配子的基因型及不育比例，计算出后代的基因型及比例。
(2)常见的致死类型包括配子致死和合子致死两大类。配子致死是指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有活力的配子的现象。合子致死是指致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或出现个体夭折的现象。
2．与一对等位基因(Aa)相关的异常遗传性状分离比
3．两对相对性状遗传的异常分离比
F1(AaBb)自交，F2正常情况下的性状分离比为9∶3∶3∶1，异常情况如下：
从“宽度”上拓展训练
1．(2021·山东高考)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
解析：选D　由题意可知，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，属于测交；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，则星眼为显性性状，且星眼基因纯合致死，假设相关基因用A、a表示。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，可知缺刻翅为显性性状，正常翅为隐性性状，且缺刻翅雄果蝇致死，假设相关基因用B、b表示，则雌蝇中没有基因型为XBXB的个体。亲本星眼缺刻翅雌果蝇基因型为AaXBXb，星眼正常翅雄果蝇基因型为AaXbY，则F1中星眼缺刻翅果蝇(只有雌蝇，基因型为AaXBXb，比例为2/3×1/3＝2/9)与圆眼正常翅果蝇(1/9aaXbXb、1/9aaXbY)数量相等，A正确；雌果蝇中纯合子基因型为aaXbXb，在雌果蝇中所占比例为1/3×1/2＝1/6，B正确；由于缺刻翅雄果蝇致死，故雌果蝇数量是雄果蝇的二倍，C正确；F1中XBXb∶XbXb∶XbY＝1∶1∶1，则缺刻翅基因XB的基因频率为1/(2×2＋1)＝ 1/5，D错误。
2．某自花传粉植物的抗病与不抗病(分别由基因A、a控制)、宽叶和窄叶(分别由基因B、b控制)两对相对性状独立遗传。该植物在繁殖过程中，存在一种或几种配子不育或合子致死(某基因纯合致死或某基因型致死)现象。下列有关基因型为AaBb的植株自交，后代出现抗病宽叶、不抗病宽叶、抗病窄叶、不抗病窄叶比例的原因的分析，错误的是(　 )
A．若为5∶1∶1∶1，可能是基因型为Ab和aB的花粉不育
B．若为4∶2∶2∶1，可能是基因A和基因B纯合致死
C．若为5∶3∶3∶1，可能是基因型为AB的花粉不育
D．若为6∶3∶3∶1，可能是基因A纯合致死
解析：选D　若基因型为Ab和aB的花粉不育，则AaBb的植株可产生雄配子AB∶ab＝1∶1，产生雌配子AB∶ab∶Ab∶aB＝1∶1∶1∶1，根据配子法可得后代出现抗病宽叶(A－B－)∶不抗病宽叶(aaBb)∶抗病窄叶(Aabb)∶不抗病窄叶(aabb)＝5∶1∶1∶1，A正确；若基因A和基因B纯合致死，基因型为AaBb的植株自交，后代中抗病宽叶(A－B－)∶不抗病宽叶(aaBb)∶抗病窄叶(Aabb)∶不抗病窄叶(aabb)＝4∶2∶2∶1，B正确；若基因型为AB的花粉不育，则AaBb的植株可产生雄配子Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1，产生雌配子AB∶ab∶Ab∶aB＝1∶1∶1∶1，根据配子法可得后代出现抗病宽叶(A－B－)∶不抗病宽叶(aaB－)∶抗病窄叶(A－bb)∶不抗病窄叶(aabb)＝5∶3∶3∶1，C正确；若基因A纯合致死，基因型为AaBb的植株自交，后代中抗病宽叶(A－B－)∶不抗病宽叶(aaB－)∶抗病窄叶(Aabb)∶不抗病窄叶(aabb)＝6∶3∶2∶1，D错误。
3．(2022·山东高考)家蝇Y染色体由于某种影响断成两段，含s基因的小片段移接到常染色体获得XY′个体，不含s基因的大片段丢失。含s基因的家蝇发育为雄性，只含一条X染色体的雌蝇胚胎致死，其他均可存活且繁殖力相同。M、m是控制家蝇体色的基因，灰色基因M对黑色基因m为完全显性。如图所示的两亲本杂交获得F1，从F1开始逐代随机交配获得Fn。不考虑交换和其他突变，关于F1至Fn，下列说法错误的是(　 )
A．所有个体均可由体色判断性别
B．各代均无基因型为MM的个体
C．雄性个体中XY′所占比例逐代降低
D．雌性个体所占比例逐代降低
解析：选D　由题图所示两亲本杂交获得F1，从F1开始逐代随机交配获得Fn，所有个体中含有M基因的个体同时含有s基因，即雄性个体均表现为灰色，雌性个体不会含有M基因，只含有m基因，故表现为黑色，因此所有个体均可由体色判断性别，A正确；含有Ms基因的个体表现为雄性，基因型为MsMs的个体需要亲本均含有Ms基因，而两个雄性个体不能杂交，B正确；假设不含X染色体的基因用O表示。雌性亲本产生的配子为mX，雄性亲本产生的配子为MsX、MsO、mX、mO，F1中只含一条X染色体的雌蝇胚胎致死，则F1个体的基因型为1/3MsmXX(XXY′，表现为雄性)、1/3MsmXO(XY′，表现为雄性)、1/3mmXX(XX，表现为雌性)。所以F1产生的雄配子为3/8 MsX、3/8mX、1/8mO、1/8MsO，产生的雌配子为mX。则F2个体的基因型为3/8MsmXX(XXY′，表现为雄性)、3/8mmXX(XX，表现为雌性)、1/8mmXO(致死)、1/8MsmXO(XY′，表现为雄性)。故F2雄性个体中，XY′所占比例为1/4，而在F1雄性个体中，XY′所占比例为1/2，依此类推，雄性个体中XY′所占比例逐代降低，C正确；在F2中，雌性个体所占比例为3/7，而在F1中，雌性个体所占比例为1/3，依此类推，雌性个体所占比例逐代升高，D错误。
4．
果蝇的卷翅和直翅受常染色体上一对等位基因A、a控制。某研究小组以基因型为Aa的果蝇为研究对象，研究随机交配情况下子代A基因频率的变化，得到如图所示的结果。下列分析错误的是(　 )
A．基因型为a的雄配子或雌配子不能受精
B．基因型为a的雄配子和雌配子不能受精
C．基因型aa的受精卵不能发育或胚胎致死
D．基因型aa的受精卵只有50%能正常发育
解析：选ABD　若基因型为a的雄配子或雌配子不能受精，亲本基因型为Aa，随机交配后，则F1的基因型及比例为AA∶Aa＝1∶1，F1A的基因频率应为75%，A错误；若基因型为a的雄配子和雌配子不能受精，种群中只有基因型为AA的个体，没有基因型为Aa和aa的个体，B错误；若基因型为aa的受精卵不能发育或胚胎致死，亲本基因型为Aa，随机交配后，Fn的基因型比例为AA∶Aa＝n∶2，F1A的基因频率约为66.6%，F2A的基因频率为75%；F3A的基因频率为80%，F4A的基因频率约为83.3%，C正确；若基因型aa的受精卵只有50%能正常发育，亲本基因型为Aa，随机交配后，F1的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝2∶4∶1，F1A的基因频率＝2/7＋1/2×4/7≈57.1%，D错误。
[微课微练·一点一评]
一、选择题
1．某自花传粉植物的花色有红色、黄色和橙色三种，由两对等位基因A/a、B/b控制，现以红花植株为亲本进行自交，F1表型及比例为红色∶黄色∶橙色＝9∶3∶4。下列相关叙述错误的是(　 )
A．亲本红花植株的基因型为AaBb
B．F1橙色植株中杂合子所占比例为1/2
C．F1中自交后代不发生性状分离的植株占1/4
D．让F1黄色与橙色植株杂交可判断黄色植株的基因型
解析：选C　以红花植株为亲本进行自交，F1的表型及比例是红色∶黄色∶橙色＝9∶3∶4，是9∶3∶3∶1的变式，则亲本的基因型为AaBb，A正确；橙色植株的基因型及比例为1/4aabb、1/4aaBB、2/4aaBb(或1/4aabb、1/4AAbb、2/4Aabb)，F1橙色植株中杂合子所占比例为1/2，B正确；F1基因型为9/16A_B_、3/16A_bb、3/16aaB_、1/16aabb，自交后代不发生性状分离的植株占3/8，C错误；若黄色植株的基因型为AAbb或Aabb，则橙色植株的基因型为aa－－，二者杂交，若杂交后代中有橙色植株，则黄色植株的基因型为Aabb，若杂交后代中无橙色植株，则黄色植株的基因型为AAbb，D正确。
2.果蝇3号染色体上的基因L1和L2分别决定了果蝇的裂翅和正常翅，当L1基因纯合时会导致胚胎不能正常发育而死亡。研究人员发现，某裂翅果蝇品系的3号染色体上存在另一对基因D、d，其中D基因也有纯合致死的效应(如图)。下列分析错误的是(　 )
A．上述每对基因在遗传时都遵循分离定律
B．果蝇控制裂翅的基因只能以杂合子的形式连续遗传
C．该品系雌雄果蝇相互交配，L1与D基因的频率保持不变
D．若该品系雌雄果蝇相互交配后代出现一定比例的正常翅，最可能的原因是发生了基因突变
解析：选D　上述两对基因L1/L2和D/d位于一对同源染色体上，其遗传时都遵循分离定律，但不遵循自由组合定律，A正确；由于当L1基因(控制裂翅)纯合时会导致胚胎不能正常发育而死亡，因此群体中不存在裂翅的纯合子，故果蝇控制裂翅的基因只能以杂合子的形式连续遗传，B正确；该品系雌雄果蝇相互交配，子代基因型为L1L1dd(致死)、L1L2Dd、L2L2DD(致死)，因此子代中L1与D基因的频率仍保持各为50%，C正确；若该品系雌雄果蝇相互交配后代出现一定比例的正常翅，说明亲本产生了一定比例基因型为L2d的配子，由于基因突变的频率较低，而互换经常发生，因此上述配子的形成最可能是减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换，D错误。
3．科研人员将某二倍体纯合野生稻甲中的冷敏型基因r改造成耐冷型基因R，筛选得到纯合耐冷突变体乙，甲和乙杂交，F1表现为耐冷型，F1自由交配得F2，F2耐冷型280株，冷敏型200株，比例为7∶5。科研人员提出一种假设：F1产生的雌配子育性正常，但某种花粉成活率较低。假设花粉成活率保持不变，则下列分析中支持上述假设的是(　 )
A．F2中冷敏型个体占5/12，耐冷型个体中杂合子占1/2
B．F1产生的精子中R基因与r基因的比例为1∶5
C．F1作父本与甲正交，后代耐冷型∶冷敏型为1∶1
D．F1作母本与甲反交，后代耐冷型∶冷敏型为1∶5
解析：选B　纯合耐冷突变体乙由二倍体纯合野生稻甲中的冷敏型基因r改造成耐冷型基因R获取，纯合耐冷突变体乙的基因型为RR，甲(rr)和乙杂交，F1表现为耐冷型，F1产生的雌配子育性正常，其中R∶r为1∶1，基因型为r的雌配子占1/2，F2中冷敏型个体(rr)占5/12，则F1产生的雄配子中r占5/6，R占1/6，耐冷型个体中基因型RR∶Rr＝(1/2×1/6)∶(1/2×5/6＋1/2×1/6)＝1∶6，因此耐冷型中杂合子占6/7，A错误，B正确；雌配子育性正常，F1作父本(Rr)与甲(rr)正交，雄配子R∶r为1∶5，雌配子均为r，后代耐冷型(Rr)∶冷敏型(rr)为1∶5，C错误；F1作母本(Rr)与甲(rr)反交，雄配子均为r，雌配子R∶r为1∶1，后代耐冷型(Rr)∶冷敏型(rr)为1∶1，D错误。
4．某XY型二倍体动物有圆眼(A)和三角眼(a)，长尾(B)和短尾(b)两对相对性状，其中A/a位于X染色体上，某小组进行了如图实验。下列叙述错误的是(　 )
A．由实验一子代表型及比例可推测基因B/b位于常染色体上
B．实验二中雌性亲本的基因型为BBXAXa或BbXAXa
C．若让实验一F1中圆眼长尾个体相互杂交，则子代表型及比例为圆眼长尾雌∶圆眼短尾雌∶圆眼长尾雄∶圆眼短尾雄＝12∶4∶9∶3
D．由实验一、二的结果可推测含Xa的卵细胞致死
解析：选D　由实验一子代表型及比例为长尾雌∶长尾雄＝2∶1，短尾雌∶短尾雄＝2∶1，说明长尾(B)和短尾(b)这对相对性状与性别无关，即基因B/b位于常染色体上，A正确；实验二F1中♀∶♂＝2∶1，结合实验一可推知XaY致死，故实验二雌性亲本相关基因为XAXa，实验二F1均为长尾，由此可推知实验二中雌性亲本相关基因为BB或Bb，故实验二中雌性亲本的基因型为BBXAXa或BbXAXa，B正确；分析题图可知，实验一中亲本的基因型为bbXAY、BbXAXa，则实验一F1中圆眼长尾个体雌性的基因型为1/2BbXAXa、1/2BbXAXA，F1中圆眼长尾个体雄性的基因型为BbXAY，因此子代表型及比例为圆眼长尾雌∶圆眼短尾雌∶圆眼长尾雄∶圆眼短尾雄＝(4/7×3/4)∶(4/7×1/4)∶(3/7×3/4)∶(3/7×1/4)＝12∶4∶9∶3，C正确；由实验一、二的结果可推测XaY致死，结合XAXa不致死，可知含Xa的卵细胞不致死，D错误。
5．某雌雄异株植物的红花(A)对白花(a)为显性，种群(处于遗传平衡)中红花植株与白花植株的比例为3∶1，由于某种环境因素改变，含有基因A的雄配子一半不育，其余配子正常，该种群的个体间随机交配得F1。下列叙述正确的是(　 )
A．亲本中A的基因频率为75%
B．亲本与F1中基因型为Aa的个体所占的比例相同
C．该种群中的雄性个体会逐渐减少
D．F1中A的基因频率约为58.3%
解析：选B　亲本遵循遗传平衡定律，且红花∶白花＝3∶1，则aa＝1/4，a＝50%，A＝50%，故亲本中A的基因频率为50%，A错误；父本产生的可育配子类型及比例为A∶a＝1∶2，母本产生的配子类型及比例为A∶a＝1∶1，所以亲本随机交配产生的F1基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶3∶2，故亲本与F1中基因型为Aa的个体所占的比例均为1/2，B正确；含有基因A的雄配子一半不育不影响后代的性别比例，后代中种群的雌雄个体比例依然是1∶1，C错误；F1中AA占1/6，Aa占1/2，aa占1/3，则A＝1/6＋1/2×1/2＝5/12，F1中A的基因频率约为41.7%，D错误。
二、非选择题
6．某果蝇品系D中，一条2号染色体上有一显性基因Cy(翻翅，纯合致死)，同时还有一个大倒位可抑制整条2号染色体的重组；另一条2号染色体上有另一显性基因S(星状眼，纯合致死)。请回答下列问题。
(1)果蝇具有______________________(答出3点即可)等优点，常用作遗传学研究的实验材料。最早利用果蝇作为研究对象的摩尔根等，通过自主发明的测定基因在染色体相对位置的方法，绘制出了果蝇染色体的基因图，从而说明____________。
(2)品系D中果蝇体细胞中的2号染色体的DNA碱基排列顺序________(填“相同”或“不相同”)，位于该对染色体上决定翻翅和星状眼基因的传递______(填“遵循”或“不遵循”)基因自由组合定律。
(3)若品系D的雌雄果蝇随机交配，推测后代的基因型有______种，原因是____________________。
(4)欲利用品系D来检测野生型果蝇的一条2号染色体上是否出现决定新性状的隐性突变基因，进行如图所示的杂交实验(不考虑新的基因突变)：
①若F2的表型及比例为________________，说明待检野生型果蝇的2号染色体上没有决定新性状的隐性突变基因。
②若F2的表型及比例为__________________，说明待检野生型果蝇的2号染色体上有决定新性状的隐性突变基因。
解析：(1)果蝇常用来作为遗传学研究的材料是因为其具有易饲养、繁殖快、后代数量多、生长周期短、有易于区分的相对性状等优点。摩尔根用果蝇作实验材料证明了基因位于染色体上，其研究方法是假说—演绎法，绘制出了果蝇染色体的基因图，从而说明基因在染色体上呈线性排列。(2)品系D中果蝇体细胞中的2号染色体上基因不同，故DNA碱基排列顺序不相同。位于该对染色体上决定翻翅和星状眼基因属于连锁关系，其传递不遵循基因自由组合定律。(3)若品系D(Cy＋＋S)的雌雄果蝇随机交配，产生的配子种类及比例为Cy＋、＋S，推测后代的基因型有1种，原因是Cy基因和S基因纯合致死。(4)①若待检野生型果蝇的2号染色体上没有决定新性状的隐性突变基因，则F2的表型及比例为翻翅∶野生＝2∶1。②若待检野生型果蝇的2号染色体上有决定新性状的隐性突变基因，则F2的表型及比例为翻翅∶野生∶新性状＝8∶3∶1。
答案：(1)相对性状易区分、染色体数少、繁殖快、子代数量多(生长周期短)、体型小、易饲养管理　基因在染色体上呈线性排列　(2)不相同　不遵循　(3)1　Cy基因和S基因纯合致死　(4)①翻翅∶野生＝2∶1　②翻翅∶野生∶新性状＝8∶3∶1