高考生物三轮专题突破学案和练习:专题4 遗传规律和人类遗传病

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名称 高考生物三轮专题突破学案和练习:专题4 遗传规律和人类遗传病
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资源类型 试卷
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科目 生物学
更新时间 2023-05-19 23:41:42

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高考生物三轮专题突破
专题四 遗传规律和人类遗传病
[课标内容] 1.阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表现型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状。2.概述性染色体上的基因传递和性别相关联。3.举例说明人类遗传病是可以检测和预防的。
梳理核心知识
提示 深思1:一般情况下,等位基因分离发生在减Ⅰ后期,若发生交叉互换则等位基因分离既可发生在减Ⅰ后期,也可发生在减Ⅱ后期。
深思2:不是。若两对等位基因位于一对同源染色体上,则其遗传就不遵循基因的自由组合定律。
深思3:不是,如色盲基因。
1.满足孟德尔实验的条件之一是雌雄配子结合机会相等,即任何一个雄配子(或雌配子)与任何一个雌配子(或雄配子)的结合机会相等,这样F2中才能出现3∶1的性状分离比。
2.如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果,则很难准确地解释性状分离现象,因为实验统计的样本数目足够多,是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。
3.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状,非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉,遇碘变蓝黑色,而糯性花粉中所含的是支链淀粉,遇碘变橙红色。现在用纯种的非糯性水稻和糯性水稻杂交,取F1花粉加碘液染色,在显微镜下观察,半数花粉呈蓝黑色,半数呈橙红色。
4.从数学角度看,(3∶1)2的展开式为9∶3∶3∶1,即9∶3∶3∶1的比例可以表示为两个3∶1的乘积。对于两对相对性状的遗传结果,如果对每一对性状单独进行分析,其性状的数量比都是3∶1,即每对性状的遗传都遵循了分离定律。这无疑说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积,即9∶3∶3∶1来自(3∶1)2。
5.用特定的分子,与染色体上的某一个基因结合,这个分子又能被带有荧光标记的物质识别,通过荧光显示,就可以确定基因在染色体上的位置。
6.人的体细胞中有23对染色体,但能出生的三体综合征患者的类型极少,原因是很多种类的三体患者在胚胎时期就死亡了,这是自然选择的结果,减少了物质和资源的浪费。
7.人类的X染色体和Y染色体在大小和携带的基因种类上都不一样,Y染色体的大小只有X染色体的1/5左右,故其携带的基因比较少。
8.抗维生素D佝偻病是一种伴X染色体显性遗传病,当女性的基因型为XDXD、XDXd时,都是患者,但后者比前者发病轻。男性患者的基因型只有一种情况,即XDY,发病程度与XDXD相似。
9.通过遗传咨询和产前诊断等手段,对遗传病进行监测和预防,在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展。遗传咨询的防治对策和建议有终止妊娠、进行产前诊断等。产前诊断包括:羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断(染色体异常可镜检染色体,镰刀型细胞贫血病可镜检红细胞形态)等手段。
1.判断有关孟德尔遗传定律及其应用说法的正误
(1)孟德尔首先提出假说,并据此开展豌豆杂交实验,设计测交实验进行演绎。(×)
(2)F1测交子代表现型及比例能直接反映出F1配子种类及比例,但无法推测被测个体产生配子的数量。(√)
(3)基因自由组合定律的实质是同源染色体上等位基因分离,非等位基因自由组合。(×)
(4)一对杂合的黑色豚鼠,一胎产仔四只,一定是3黑1白。(×)
(5)白化病遗传中,基因型为Aa的双亲产生一正常个体,其为携带者的概率是1/2。(×)
(6)具有两对相对性状的纯合亲本杂交,重组类型个体在F2中一定占3/8。(×)
(7)基因型为AaBb的个体测交,若后代表现型比例为3∶1或1∶2∶1,则该遗传可能遵循基因的自由组合定律。(√)
2.判断有关伴性遗传和人类遗传病说法的正误
(1)摩尔根等人通过类比推理证明基因在染色体上。(×)
(2)性染色体上的基因都与性别决定有关。(×)
(3)一对等位基因(B、b)如果位于X、Y染色体的同源区段,这对基因控制的性状在后代中的表现型与性别无关。(×)
(4)调查人群中红绿色盲的发病率应在患者家系中多调查几代,以减少实验误差。(×)
(5)女性的某一条X染色体来自父方的概率是,男性的X染色体来自母亲的概率是1。(√)
(6)XY型性别决定的生物中,仅考虑性染色体,女性只能产生一种卵细胞,男性能产生两种精子。(√)
(7)人类红绿色盲患病家系的系谱图中一定能观察到隔代遗传现象。(×)
(8)一对表现正常的夫妇,生下了一个患病的女孩,则该致病基因一定是隐性基因且位于常染色体上。(√)
(9)羊水检查可检查出染色体异常遗传病和多基因遗传病。(×)
(10)禁止近亲结婚能降低各种遗传病的发生概率。(×)
(11)测定水稻的基因组,可以直接测定一个染色体组中所有的DNA序列。(√)
1.相对性状是指______________________________________________________。
提示 一种生物的同一性状的不同表现类型
2.短尾猫之间相互交配,子代中总是出现约1/3的长尾猫,最可能的原因是__________________________________________________________。
提示 短尾猫相互交配,子代中显性纯合子(短尾猫)致死
3.若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表现型,但比例为42%∶8%∶8%∶42%,试解释出现这一结果的可能原因:______________
_______________________________________。
提示 A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上,减数分裂时部分初级性母细胞发生交叉互换,产生四种类型配子,其比例为42%∶8%∶8%∶42%
4.人群中男女性别比例接近1∶1的原因是_________________________
_________________________________。
提示 男性能产生两种比例相等的含X染色体的精子和含Y染色体的精子,且这两种精子与卵细胞结合的机率相等
5.遗传物质改变而引起的疾病是否都是遗传病?举例说明。
_________________________________________________________。
提示 不一定,如癌症是原癌基因和抑癌基因突变导致的,但癌症不是遗传病
6.近亲结婚能使隐性遗传病发病率升高的原因是            ;多基因遗传病不宜作为调查对象的原因是_____________________________。
提示 近亲结婚使后代隐性的致病基因得以纯合的机率增加 发病原因复杂,易受环境影响
7.基因治疗是指_____________________________________________。
提示 用正常基因取代或修补病人细胞中有缺陷的基因,从而达到治疗疾病的目的
1.(2020·全国卷Ⅰ,5)已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇),子代果蝇中长翅∶截翅=3∶1。据此无法判断的是(  )
A.长翅是显性性状还是隐性性状
B.亲代雌蝇是杂合子还是纯合子
C.该等位基因位于常染色体还是X染色体上
D.该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在
答案 C
解析 亲代全为长翅,后代出现了截翅,可推出长翅为显性性状,A不符合题意;不管控制长翅和截翅的等位基因位于常染色体上还是X染色体上,亲代雌蝇都是杂合子,B不符合题意;不管该等位基因位于常染色体上还是X染色体上,后代性状表现都可能出现题述比例,故无法判断该等位基因的位置,C符合题意;雌蝇的性染色体组成是XX,该等位基因不管位于常染色体上还是X染色体上,在雌性个体中都是成对存在的,D不符合题意。
2.(2021·全国乙卷,6)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上,下列说法错误的是(  )
A.植株A的测交子代会出现2n种不同表现型的个体
B.n越大,植株A测交子代中不同表现型个体数目彼此之间的差异越大
C.植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
D.n≥2时,植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
答案 B
解析 若n=1,则植株A测交会出现2(21)种不同的表现型,若n=2,则植株A测交会出现4(22)种不同的表现型,以此类推,当n对等位基因测交时,会出现2×2×2×2×…=2n种不同的表现型,A正确;n越大,植株A测交子代中表现型的种类数目越多,但各表现型的比例相等,与n的大小无关,B错误;植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等,占子代个体总数的比例均为,C正确;植株A的测交子代中,纯合子的个体数所占比例为,杂合子的个体数所占比例为1-,当n≥2时,杂合子的个体数多于纯合子的个体数,D正确。
3.(2021·全国甲卷,5)果蝇的翅型、眼色和体色3个性状由3对独立遗传的基因控制,且控制眼色的基因位于X染色体上。让一群基因型相同的果蝇(果蝇M)与另一群基因型相同的果蝇(果蝇N)作为亲本进行杂交,分别统计子代果蝇不同性状的个体数量,结果如图所示。已知果蝇N表现为显性性状灰体红眼。下列推断错误的是(  )
A.果蝇M为红眼杂合体雌蝇
B.果蝇M体色表现为黑檀体
C.果蝇N为灰体红眼杂合体
D.亲本果蝇均为长翅杂合体
答案 A
解析 由题干可知,果蝇N表现为显性性状灰体红眼,且控制眼色的基因位于X染色体上,假设控制眼色的基因为A/a,由题图可知,子代果蝇中红眼与白眼的数量比接近1∶1。若果蝇N为雄蝇,则关于眼色的基因型为XAY,果蝇M为红眼杂合体雌蝇(XAXa),则后代红眼∶白眼=3∶1,不符合子代性状分离比,故果蝇M为雌性,且应为白眼纯合体雌蝇(XaXa),这样后代果蝇中红眼∶白眼=1∶1,A错误;由题干“果蝇的翅型、眼色和体色3个性状由3对独立遗传的基因控制”可知,体色和翅型应为常染色体遗传;假设控制体色和翅型的基因分别为B/b、C/c,若果蝇M体色表现为黑檀体,单独分析体色这一对性状,M与N属于测交,即M黑檀体(bb)×N灰体(Bb),后代果蝇中黑檀体∶灰体=1∶1,符合子代性状分离比,B正确;若果蝇N为雌性,且表现为显性性状灰体红眼,结合A、B的分析可知,N应为灰体红眼(BbXAXa),且M为(bbXaY),C正确;根据子代果蝇中残翅与长翅的数量比接近1∶3,单独分析翅型这对性状,M与N属于杂合子之间的杂交,即M长翅(Cc)×N长翅(Cc),D正确。
4.(2021·全国乙卷,32)果蝇的灰体对黄体是显性性状,由X染色体上的1对等位基因(用A/a表示)控制;长翅对残翅是显性性状,由常染色体上的1对等位基因(用B/b表示)控制。回答下列问题:
(1)请用灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇为实验材料,设计杂交实验以获得黄体雌果蝇。(要求:用遗传图解表示杂交过程。)
(2)若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇(XAYBB)作为亲本杂交得到F1,F1相互交配得F2,则F2中灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅=________,F2中灰体长翅雌果蝇出现的概率为________。
答案 
(2)3∶1∶3∶1 
解析 (1)根据题干所给信息,可确定灰体纯合子雌果蝇的基因型为XAXA,黄体雄果蝇的基因型为XaY,二者杂交所得子代基因型为XAXa、XAY,将基因型为XAXa的子代和亲代黄体雄果蝇进行回交,可以得到基因型为XaXa的黄体雌果蝇(或取灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇杂交,让杂交产生的F1相互交配,在产生的F2中选取基因型为XAXa与XaY的果蝇进行杂交,即可获得黄体雌果蝇)。
(2)黄体残翅雌果蝇(XaXabb)与灰体长翅雄果蝇(XAYBB)杂交产生的F1只有XAXaBb与XaYBb两种基因型,且两对基因位于两对同源染色体上,F1果蝇关于翅型的基因型均为Bb,杂交后代长翅∶残翅=3∶1;F1果蝇关于体色的基因型为XAXa和XaY,二者杂交可产生XAXa、XaXa、XAY、XaY四种基因型的后代,且比例为1∶1∶1∶1,故灰体∶黄体=1∶1,综上可知,F2中灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅=3∶1∶3∶1。根据上述分析可知,灰体长翅个体数占总体的,又因为XAY与XAXa基因型所占的比例相同,可知灰体长翅雌果蝇占总灰体长翅果蝇的,所以F2中灰体长翅雌果蝇出现的概率为。
微专题1 孟德尔遗传定律及应用
1.性状显隐性的判断方法
(1)根据子代性状判断
(2)根据子代性状分离比判断
提醒:测交不能用于判断性状的显隐性关系,测交实验是在已知显隐性的基础上进行的验证性实验。
(3)根据遗传系谱图判断
2.纯合子与杂合子的判断方法
3.两对等位基因的遗传分析
(1)两对基因位于两对同源染色体上(据子代推亲代)→拆分法(以A、a和B、b两对基因为例)
①9∶3∶3∶1 (3∶1)×(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb);
②1∶1∶1∶1 (1∶1)×(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb);
③3∶3∶1∶1 (3∶1)×(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)或(Bb×Bb)(Aa×aa);
④3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)×(BB×_ _)或(Aa×Aa)×(bb×bb)或(Bb×Bb)×(AA×_ _)或(Bb×Bb)×(aa×aa)。
(2)基因完全连锁遗传现象(以A、a和B、b两对基因为例)
连锁类型 基因A和B在一条染色体上,基因a和b在另一条染色体上 基因A和b在一条染色体上,基因a和B在另一条染色体上
图解
配子类型 AB∶ab=1∶1 Ab∶aB=1∶1
自交后代 基因型 1AABB、2AaBb、1aabb 1AAbb、2AaBb、1aaBB
表现型 性状分离比为3∶1 性状分离比为1∶2∶1
提醒:AaBb×aabb时,若后代性状分离比出现“多∶多∶少∶少”则为连锁互换,“少∶少”为重组类型;若性状分离比为1∶1,则为完全连锁。
考向1 围绕分离定律的应用,考查理解能力
1.(2021·福建厦门外国语学校联考)萝卜的花色(红色、紫色和白色)由一对等位基因控制,现选用紫花植株分别与红花、白花、紫花植株杂交,结果分别如下图①②③所示。下列叙述错误的是(  )
A.紫花植株是杂合子,红花植株和白花植株分别是显性纯合子和隐性纯合子
B.红花植株和白花植株分别自交,子代不会发生性状分离
C.若红花植株和白花植株杂交得F1,F1自交,所得F2的表现型及比例与③相同
D.控制萝卜花色遗传的基因位于染色体上,基因的遗传遵循分离定律
答案 A
解析 从三组实验结果可知,紫花植株为杂合子,红花植株和白花植株为纯合子,但不能确定红花植株就是显性纯合子,白花植株就是隐性纯合子,A错误;由于红花植株和白花植株都是纯合子,因此二者分别自交的后代不会发生性状分离,B正确;由于红花植株和白花植株中,一个是显性纯合子,一个是隐性纯合子,因此它们杂交得F1,F1自交,所得F2的性状分离比与③相同,C正确;根据实验结果可知,控制萝卜花色遗传的基因位于染色体上,基因的遗传遵循分离定律,D正确。
2.(2021·1月八省联考江苏卷,18改编)苯丙酮尿症是一种严重的单基因遗传病。图1是某患者的家族系谱图,其中部分成员Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1和Ⅱ2的DNA经限制酶Msp Ⅰ酶切,产生不同的片段,经电泳后用苯丙氨酸羟化酶 cDNA探针杂交,结果见图2。下列分析不正确的是(  )
A.个体Ⅱ1是杂合子的概率为2/3
B.个体Ⅱ2与一杂合子婚配生患病孩子的概率为0
C.个体Ⅱ3是隐性纯合子,有19 kb探针杂交条带
D.个体Ⅱ 4可能为杂合子,有2个探针杂交条带
答案 A
解析 根据题干信息分析系谱图,Ⅰ1、Ⅰ2表现型正常,所生Ⅱ3是女性患者,由此判断苯丙酮尿症是一种常染色体隐性遗传病。设控制该病的基因为a,Ⅰ1、Ⅰ2的基因型均为Aa,再结合图2分析,Ⅱ1的基因型为Aa,Ⅱ2的基因型为AA。由此可判断Ⅱ1100%是杂合子,A错误;Ⅱ2基因型为AA,其后代患病的概率为0,B正确; 23 kb探针杂交条带代表A, 19 kb探针杂交条带代表a,个体Ⅱ3为隐性纯合子,有19 kb探针杂交条带,C正确;个体Ⅱ4性状为显性性状,可能为杂合子,有2个探针杂交条带,D正确。
考向2 围绕自由组合定律的应用,考查科学思维能力
3.(2021·广东珠海调研)甲、乙两种植物的花色遗传均受两对具有完全显隐性关系的等位基因控制,且两对等位基因独立遗传。图1和图2分别为甲乙两种植物的代谢途径,据图分析下列叙述正确的是(  )
A.基因型为ccDD的甲种植株,由于缺少蓝色素,D基因不能表达
B.基因型为EEFF的乙种植株中,E基因能正常表达
C.基因只能通过控制酶的合成来控制生物体的形状
D.基因型为EeFf的乙植株,自交后代为白花∶黄花=13∶3
答案 D
解析 基因型为ccDD的甲种植株,由于缺少C基因不能合成蓝色素,但D基因仍能表达,A错误;在乙植株中,E基因的表达离不开f基因的表达产物f酶的催化,因此基因型为EEFF的植株缺少f基因,E基因不能正常表达,B错误;基因对性状的控制有两种方式,基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,C错误;基因型为EeFf的乙植株自交,产生的子一代的基因型及比例为E_F_∶E_ff∶eeF_∶eeff=9∶3∶3∶1,E_ff能合成黄色素,含F基因的植株抑制E基因的表达,只有E_ff的植株表现为黄花,所以白花∶黄花=13∶3,D正确。
4.(2021·贵阳市检测)等位基因A、a,B、b分别控制一对相对性状。如图表示这两对等位基因在染色体上的分布情况,若图甲、乙、丙中的同源染色体均不发生交叉互换,也不发生基因突变,则图中所示个体自交,下列相关叙述错误的是(  )
A.图甲所示个体自交后代有3种基因型
B.图乙所示个体自交后代的表现型之比为3∶1
C.图丙所示个体自交后代纯合子的基因型有4种
D.单独研究A、a或B、b,它们在遗传时均遵循基因的分离定律
答案 B
解析 图甲所示个体自交,后代的基因型及比例为AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1,A正确;图乙所示个体自交,后代的基因型及比例为AAbb∶AaBb∶aaBB=1∶2∶1,表现型比例为1∶2∶1,B错误;图丙所示个体产生的雌雄配子的类型及比例均为Ab∶aB∶AB∶ab=1∶1∶1∶1,该个体自交,后代的基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,纯合子的基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb,共4种,C正确;A/a、B/b这两对等位基因在遗传时都遵循基因的分离定律,D正确。
高考命题热点聚焦3 特殊遗传现象全扫描
遗传的基本规律属于近年高考的必考内容,而近年高考卷中有关“特殊遗传”的试题考查频率有增大趋势。因此,在备考时,要多注重此类试题的训练。
材料一 自交不亲和性指某一植物的雌雄两性机能正常,但不能进行自花传粉或不能进行同一品系内异花传粉的现象。
烟草的自交不亲和性机理如图所示。
材料二 母性效应是指子代某一性状的表现型由母体的核基因决定,而不受本身基因的支配。具有相对性状的亲本进行正反交时,F1总是表现出母本的性状可能是母系遗传,也可能是母性效应。椎实螺是一种雌雄同体的软体动物,一般通过异体受精繁殖,但若单独饲养,也可进行自体受精,其螺壳的旋转方向有左旋和右旋的区分。
如图为右旋(基因型为DD)和左旋(基因型为dd)椎实螺遗传情况。
材料三 科研人员研究核质互作的实验过程中,发现细胞质雄性不育玉米可被显性核恢复基因(R基因)恢复育性,T基因表示雄性不育基因,如图表示其作用机理。
1.分离定律的异常情况(以Aa×Aa为例)
2.剖析9∶3∶3∶1的变形(以AaBb×AaBb为例)
1.(2020·海南学业水平选择性考试,20)直翅果蝇经紫外线照射后出现一种突变体,表现型为翻翅,已知直翅和翻翅这对相对性状完全显性,其控制基因位于常染色体上,且翻翅基因纯合致死(胚胎期)。选择翻翅个体进行交配,F1中翻翅和直翅个体的数量比为2∶1。下列有关叙述错误的是(  )
A.紫外线照射使果蝇的直翅基因结构发生了改变
B.果蝇的翻翅对直翅为显性
C.F1中翻翅基因频率为1/3
D.F1果蝇自由交配,F2中直翅个体所占比例为4/9
答案 D
解析 紫外线照射使果蝇的直翅基因结构发生了改变,产生了新的等位基因(翻翅基因),A正确;翻翅个体进行交配,F1中有翻翅和直翅个体,则翻翅对直翅为显性,B正确;假设控制翻翅和直翅的基因分别用A/a表示,由于翻翅基因纯合致死,F1中Aa占2/3,aa占1/3,A的基因频率为:=,C正确;F1中Aa占2/3,aa占1/3,则产生A配子的概率为2/3×1/2=1/3,a配子概率为2/3,F2中aa为:2/3×2/3=4/9,Aa为:1/3×2/3×2=4/9,AA为:1/3×1/3=1/9(死亡),因此F2中直翅个体所占比例为1/2,D错误。
2.(2019·全国卷Ⅰ,5)某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形,宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是(  )
A.窄叶性状只能出现在雄株中,不可能出现在雌株中
B.宽叶雌株与宽叶雄株杂交,子代中可能出现窄叶雄株
C.宽叶雌株与窄叶雄株杂交,子代中既有雌株又有雄株
D.若亲本杂交后子代雄株均为宽叶,则亲本雌株是纯合子
答案 C
解析 控制宽叶和窄叶的基因位于X染色体上,宽叶对窄叶为显性,含基因b的花粉不育,可推出不存在窄叶雌株(XbXb),A正确;宽叶雌株中有纯合子与杂合子,杂合宽叶雌株作母本时,子代雄株可为宽叶,也可为窄叶;纯合宽叶雌株作母本时,子代雄株全为宽叶,B、D正确;当窄叶雄株作父本时,由于含基因b的花粉不育,故后代只有雄性个体,C错误。
3.(2017·全国卷Ⅰ,32节选) 某种羊的性别决定为XY型,已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性,回答下列问题:
公羊中基因型为NN或者Nn的表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角。若多对杂合子公羊与杂合子母羊杂交,则理论上子一代群体中母羊的表现型及其比例为________;公羊的表现型及其比例为________。
答案 有角∶无角=1∶3 有角∶无角=3∶1
解析 多对杂合子公羊与杂合子母羊杂交,Nn×Nn→NN、Nn、nn,比例为1∶2∶1。由于母羊中基因型为NN的表现为有角,基因型为nn或Nn的表现为无角,所以子一代群体中母羊的表现型及其比例为有角∶无角=1∶3;由于公羊中基因型为NN或者Nn的表现为有角,基因型为nn的表现为无角,所以子一代群体中公羊的表现型及其比例为有角∶无角=3∶1。
1.(2021·华中师范大学第一附属中学模拟)人的眼睛散光(A)对不散光(a)为显性,直发(B)和卷发(b)是另一对相对性状,杂合子表现为波浪发。两对等位基因分别位于两对常染色体上。一个母亲正常但本人有散光症的波浪发女性,与一个无散光症的波浪发男性婚配。下列叙述正确的是(  )
A.基因B、b的遗传不符合基因的分离定律
B.卵细胞中同时含A、B的概率为1/2
C.所生孩子中最多有6种表现型
D.生出一个无散光症直发孩子的概率为3/8
答案 C
解析 基因B、b位于一对同源染色体上,其遗传符合基因的分离定律,A错误;由基因B和b杂合时表现为波浪发可知:基因B对b为不完全显性,且该女性的母亲没有散光症(aa),所以该女性(有散光症、波浪发)的基因型为AaBb,因此,其卵细胞中同时含有A、B的概率为1/4,B错误;男性(无散光症、波浪发)的基因型为aaBb,二者婚配,后代的表现型种类数=2(眼睛)×3(头发)=6,C正确;AaBb(女性)×aaBb(男性)的子代表现型为无散光症直发(aaBB)的概率=(1/2)×(1/4)=1/8,D错误。
2.(2021·湖北部分重点高中联考)某小鼠毛色受三个复等位基因(AY、A、a)控制,AY决定黄色、A决定灰色、a决定黑色,基因位于常染色体上,其中基因AY纯合时会导致小鼠在胚胎时期死亡,基因AY对基因A、a为显性,A对a为显性,现用AYA和AYa两种鼠杂交得F1,F1个体自由交配得F2。下列有关叙述错误的是(  )
A.该鼠种群中的基因型有5种
B.F2中黄鼠所占比例为1/2
C.F2中A的基因频率是3/8
D.F1中雄鼠产生的不同种类配子的比例为1∶2∶1
答案 D
解析 由于基因AY纯合时会导致小鼠在胚胎时期死亡,故该鼠种群中的基因型有AYA、AYa、AA、Aa、aa,共5种,A正确;F2中黄鼠∶灰鼠∶黑鼠=4∶3∶1,因此F2中黄鼠所占比例为1/2,B正确;F2的基因型为1/4AYA、1/4AYa、1/8AA、1/4Aa、1/8aa,A的基因频率=1/4×1/2+1/8+1/4×1/2=3/8,C正确;F1中雄鼠的基因型为AYA、AYa、Aa,比例为1∶1∶1,F1中雄鼠产生的配子类型及比例为AY∶A∶a=1∶1∶1,D错误。
3.(2021·1月八省联考湖北卷,5)某植物花的色素由非同源染色体上的A和B基因编码的酶催化合成(其对应的等位基因a和b编码无功能蛋白),如下图所示。亲本基因型为AaBb的植株自花授粉产生子一代,下列相关叙述正确的是(  )
白色物质黄色物质红色物质
A.子一代的表现型及比例为红色∶黄色=9∶7
B.子一代的白色个体基因型为Aabb和aaBb
C.子一代的表现型及比例为红色∶白色∶黄色=9∶4∶3
D.子一代红色个体中能稳定遗传的基因型占比为1/3
答案 C
解析 由题图可知,红色基因型为A_B_,黄色基因型为A_bb,白色基因型为aa_ _。则基因型为AaBb的植株自花授粉,子一代表现型为:A_B_(红色)∶A_bb(黄色)∶aa_ _(白色)=9∶3∶4,A错误,C正确;子一代白色个体的基因型为aaBB、aaBb和aabb三种,B错误;子一代红色个体的基因型为AABB、AABb、AaBB和AaBb,其中能稳定遗传的基因型为AABB,占比为1/9,D错误。
4.(2021·1月八省联考广东卷,13)某二倍体两性花植物的自交不亲和是由15个共显性的等位基因SX(S1、S2、…、S15)控制的。该植物能产生正常的雌、雄配子,但当花粉与母本有相同的SX基因时,就不能完成受精作用。下列叙述正确的是(  )
A.该植物有15种基因型分别为S1S1、S2S2、…、S15S15的纯合个体
B.SX复等位基因说明突变具有普遍性和不定向性的特点
C.S1S2(父本)和S2S4(母本)杂交,F1的基因型有2种
D.可以通过杂交育种的方法获得各种基因型的植株
答案 C
解析 该植物的花粉和母本有相同的SX基因时,不能完成受精作用,故该植物群体中不存在纯合个体,A、D错误;该植物有15个共显性的复等位基因SX(S1、S2、….S15)说明突变具有不定向性,不能说明突变的普遍性,B错误;S1S2(父本)和S2S4(母本)杂交,父本产生的S2花粉不能完成受精作用,故F1有S1S2和S1S4两种基因型,C正确。
5.(202l·山东济宁期中)致死情况可影响后代性状分离比。现有基因型为AaBb的个体,两对等位基因独立遗传,不考虑环境因素对表现型的影响,若该个体自交,下列说法错误的是(  )
A.后代分离比为6∶3∶2∶1,则推测原因可能是某对基因显性纯合致死
B.后代分离比为5∶3∶3∶1,则推测原因可能是基因型为AB的雄配子或雌配子致死
C.后代分离比为7∶3∶1∶1,则推测原因可能是基因型为Ab的雄配子或雌配子致死
D.后代分离比为9∶3∶3,则推测原因可能是基因型为aB的雄配子或雌配子致死
答案 D
解析 后代分离比为6∶3∶2∶1,与正常情况下A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1对比,推测原因可能是某对基因显性纯合致死,A正确;后代分离比为5∶3∶3∶1,只有双显性个体中死亡4份,推测原因可能是基因型为AB的雄配子或雌配子致死;B正确;后代分离比为7∶3∶1∶1,与9∶3∶3∶1相比,A_B_少了2份,A_bb(或aaB_)少了2份,可能的原因是基因型为Ab(或aB)的雄配子或雌配子致死,C正确;后代分离比为9∶3∶3,没有出现双隐性个体,说明基因型为aabb的胚胎或个体致死,D错误。
微专题2 伴性遗传与人类遗传病
1.性染色体不同区段分析
(1)仅在X染色体上基因的遗传特点
(2)XY同源区段遗传特点
①涉及同源区段的基因型女性为XAXA、XAXa、XaXa,男性为XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。
②遗传仍与性别有关
2.“程序法”分析遗传系谱图
3.明确遗传病中的5个“不一定”
(1)携带遗传病致病基因的个体不一定患遗传病。如女性色盲基因携带者XBXb,不患色盲。
(2)不携带遗传病基因的个体不一定不患遗传病。如21三体综合征、猫叫综合征等。
(3)先天性疾病不一定是遗传病。如母亲妊娠前三个月内感染风疹病毒而使胎儿患先天性白内障。
(4)家族性疾病不一定是遗传病。如由于食物中缺少维生素A,家庭中多个成员患夜盲症。
(5)后天性疾病不一定不是遗传病。有些遗传病可在个体生长发育到一定阶段才表现出来。
提醒:①并非所有基因都在染色体上,线粒体、叶绿体和原核细胞等不具有染色体,但是存在遗传物质。
②调查遗传病发病率和遗传方式的范围不同,前者在人群中随机调查(社会调查),而后者在某种遗传病患病家系中调查(家系调查)。
考向1 围绕人类遗传病考查考生的科学思维和社会责任
1.(2021·中原名校质量考评)下列关于人类红绿色盲的叙述中,错误的是(  )
A.一般情况下,红绿色盲女患者的父亲和儿子都是患者
B.男患者的致病基因只能来自其母亲
C.红绿色盲和抗维生素D佝偻病在人群中都是男性患者多于女性
D.一对正常夫妇生有一个患红绿色盲的儿子,则再生育一个儿子正常的概率为1/2
答案 C
解析 红绿色盲属于伴X染色体隐性遗传病,女患者的父亲和儿子一定含致病基因,所以一定是患者,A正确;男患者的X染色体一定来自其母亲,B正确;伴X染色体隐性遗传病在人群中男性患病的概率高于女性,而抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病,在人群中女性患病的概率高于男性,C错误;一对正常夫妇生育了一个患色盲的儿子,说明妻子是携带者,他们再生育一个儿子正常的概率是1/2,D正确。
2.(2021·广东惠州调研)下列关于坊间流传的一些说法,正确的是(  )
A.适龄生育的意思是生育年龄既不能太小也不能太大
B.色觉正常的女性与红绿色盲男性结婚,孕后不必进行产前基因诊断
C.有精神障碍疾病史的人禁止结婚
D.既然“婚前检查”已经不再是强制要求,所以能省尽量省去这一个环节
答案 A
解析 适龄生育的意思是生育年龄既不能太大也不能太小,A正确;红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病,色觉正常的女性也有可能携带红绿色盲基因,色觉正常的女性与红绿色盲男性结婚,后代仍有患病可能,所以孕后依然需要进行产前基因诊断,B错误;并非所有有精神障碍疾病史的人都不能结婚,C错误;在“婚前检查”时,若发现有遗传病缺陷问题等,医生会对日后是否能结婚和生育给出建议和忠告,故“婚前检查”是有必要的,D错误。
考向2 围绕伴性遗传及其特点考查科学思维的能力
3.(2021·安徽淮北调研)某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形,宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉50%不育。下列叙述正确的是(  )
A.纯合宽叶雌株与窄叶雄株杂交,后代中宽叶雄株∶宽叶雌株=3∶1
B.杂合宽叶雌株与窄叶雄株杂交,后代雄株和雌株中宽叶与窄叶之比都是1∶1
C.因为含有基因b的花粉50%不育,所以雌株中没有纯合窄叶个体
D.如果含基因b的花粉全部不育,则该高等植物中雌株和雄株均有宽叶和窄叶
答案 B
解析 纯合宽叶雌株的基因型是XBXB,窄叶雄株的基因型是XbY,雌株的配子只有一种XB,雄株的配子类型及比例是(1/3Xb+2/3Y),故杂交后代的基因型有1/3XBXb(宽叶雌株)和2/3XBY(宽叶雄株),宽叶雄株∶宽叶雌株=2∶1,A错误;杂合宽叶雌株的基因型是XBXb,窄叶雄株的基因型是XbY,雌株的配子类型及比例是(1/2XB十1/2Xb),雄株的配子类型及比例是(1/3Xb十2/3Y),所以子代的基因型及比例是1/6XBXb、1/3XBY、1/6XbXb、1/3XbY,雄株或雌株都有宽叶和窄叶,且宽叶∶窄叶=1∶1,B正确;由于含有基因b的花粉50%不育,所以还会产生Xb的精子,再与Xb的卵细胞受精,形成窄叶纯合雌株,C错误;如果含基因b的花粉全部不育,则不会产生Xb的精子,也不会产生窄叶雌株,D错误。
4.(2021·河北邢台调研)某果蝇的眼色受两对独立遗传的等位基因A、a和B、b控制,基因控制眼色色素形成的途径如图1所示。两个纯系亲本杂交,所得F1中雌雄个体再相互交配得F2,结果如图2所示。下列叙述正确的是(  )
A基因   B基因
白色前体物质红色素紫色素
图1
P  红眼(♀)  ×  白眼(♂)

F1  紫眼(♀)  ×  红眼(♂)

F2 紫眼∶红眼∶白眼=3∶3∶2
图2
A.亲本果蝇的基因型分别是bbXAY、BBXaXa
B.F2中紫眼雌雄果蝇自由交配,子代中B基因频率为1/3
C.F2中红眼雌雄果蝇相互杂交,后代中不会出现紫眼果蝇
D.该性状的遗传说明基因通过控制酶的合成直接控制生物性状
答案 C
解析 红眼雌性亲本含有A基因,不含有B基因,白眼雄性亲本不含有A基因,又F1紫眼雌蝇同时含有A和B基因,则白眼雄性亲本含有B基因,根据F1中雌雄个体的表现型,可推断等位基因B、b位于X染色体上,亲本的基因型为aaXBY、AAXbXb,A错误;F2中紫眼雌果蝇的基因型为1/3AAXBXb、2/3AaXBXb,紫眼雄果蝇的基因型为1/3AAXBY、2/3AaXBY,它们之间自由交配,只考虑B、b基因,后代的基因型及比例为XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY=1∶1∶1∶1,子代中B基因频率为(2+1+1)/(2+2+1+1)=2/3,B错误;F2中红眼果蝇一定不含B基因,因此雌雄果蝇相互杂交,后代不会出现紫眼果蝇,C正确;由题图可知,等位基因A、a和B、b分别通过控制相关酶的合成来影响代谢过程,进而间接控制生物的性状,D错误。
考向3 伴性遗传的综合运用,考查科学探究能力
5.(2021·1月八省联考广东卷,20)某昆虫的性别决定方式是XY型,其羽化昼夜节律受常染色体及性染色体上的2对等位基因(A/a,D/d)控制,不同基因型的个体表现型为正常节律或长节律。A、D基因编码的产物形成蛋白二聚体,是个体表现为正常节律的必要条件。回答下列问题:
(1)正常节律雄性亲本与长节律雌性亲本杂交,后代雌、雄个体分别表现为正常节律和长节律。甲同学据此推断A/a基因位于常染色体上、D/d基因位于X染色体上,你认为该同学的观点是否正确,画遗传图解支持你的观点,并据此作出结论。
(2)现用雌、雄亲本均为长节律的个体进行杂交,F1全部表现为正常节律,则雌、雄亲本的基因型分别为________、________。
(3)上述F1雌、雄个体相互交配,则F2雌、雄性个体中正常节律与长节律个体的比值分别为________、________。
答案 (1)不正确,A/a基因可位于常染色体上,也可位于X染色体上;D/d基因可位于X染色体上,也可位于常染色体上,均可以出现正常节律雄性亲本和长节律雌性亲本杂交,后代雌雄个体分别表现为正常节律、长节律的现象,遗传图解如下:
(2)aaXDXD AAXdY(或ddXAXA、DDXaY)
(3)3∶1 3∶5
解析 (1)若D/d基因位于常染色体上,A/a位于X染色体上,亲本DDXAY×ddXaXa,后代雌性全部为正常节律,雄性全部为长节律,遗传图解为:
(2)雌雄亲本均为长节律,F1全部表现为正常节律,则雌雄亲本均应为纯合子,且雌性亲本性染色体上必须含两个显性基因。故亲本的基因型为aaXDXD、AAXdY或ddXAXA、DDXaY;(3)设A/a位于X染色体上,F1基因型为DdXAXa,DdXAY,后代D_∶dd=3∶1,雌性中XAXA∶XAXa=1∶1,雌性正常节律∶长节律=3∶1;雄性XAY∶XaY=1∶1,雄性中正常节律=3/4×1/2=3/8,长节律=1-3/8=5/8,雄性中正常节律∶长节律=3∶5。
捕捉高考共鸣点(三) 遗传实验设计题精细打磨
[命题专家悟规律]
遗传实验设计题是高中生物的重点和难点,也是历年高考生物试卷中的必考题、压轴题和拉分题。此类试题对考生科学探究能力与科学思维能力的要求较高,最能体现生物学科核心素养,这也是其成为近几年高考高频考点的原因之一。
共鸣点1 基因分离定律和自由组合定律的验证
1.(2019·全国卷Ⅲ,32节选)玉米是一种二倍体异花传粉作物,可作为研究遗传规律的实验材料。玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制。回答下列问题:
现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒,若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律,写出两种验证思路及预期结果。
答案 思路及预期结果:
①两种玉米分别自交,若某些玉米自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
②两种玉米分别自交,在子代中选择两种纯合子进行杂交,F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
③让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交,如果F1都表现一种性状,则用F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
④让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交,如果F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,则可验证分离定律。(任答两种即可)
解析 欲验证基因的分离定律,可采用自交法和测交法。根据题意,现有在自然条件下获得的具有一对相对性状的玉米子粒若干,其显隐性未知,若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律,可让两种性状的玉米分别自交,若某些亲本自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律;若子代没有出现3∶1的性状分离比,说明亲本均为纯合子,在子代中选择两种性状的纯合子玉米杂交得F1,F1自交得F2,若F2出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。也可让两种性状的玉米杂交,若F1只表现一种性状,说明亲本均为纯合子,让F1自交得F2,若F2出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律;若F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,说明该亲本分别为杂合子和隐性纯合子,则可验证分离定律。
2.(2019·全国卷Ⅰ,32)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示。回答下列问题。
(1)同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交,F2中翅外展正常眼个体出现的概率为________。图中所列基因中,不能与翅外展基因进行自由组合的是________。
(2)同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇进行杂交(正交),则子代雄蝇中焦刚毛个体出现的概率为________;若进行反交,子代中白眼个体出现的概率为________。
(3)为了验证遗传规律,同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1,F1相互交配得到F2那么,在所得实验结果中,能够验证自由组合定律的F1表现型是________,F2表现型及其分离比是____________________________;验证伴性遗传时应分析的相对性状是________,能够验证伴性遗传的F2表现型及其分离比是_____________________。
答案 (1)3/16 紫眼基因
(2)0 1/2
(3)红眼灰体 红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体=9∶3∶3∶1 红眼/白眼 红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2∶1∶1
解析 (1)由图可知,翅外展基因与粗糙眼基因分别位于两对同源染色体上,二者能自由组合,两对相对性状的纯合子杂交,F2中翅外展正常眼(一隐一显)个体所占比例是3/16。紫眼基因与翅外展基因位于同一对染色体上,二者不能自由组合。(2)焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇杂交,后代雄蝇中不会出现焦刚毛个体;若反交,子代雄蝇全部为白眼,雌蝇全部为红眼,即子代中白眼个体出现的概率为1/2。(3)欲验证自由组合定律,可以用双杂合个体自交或测交。让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交,所得F1的表现型为红眼灰体,F1相互交配所得F2的表现型及分离比是红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体=9∶3∶3∶1;验证伴性遗传时,需要分析位于X染色体上的基因,所以要分析红眼/白眼这对性状,此时F2的表现型及比例是红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2∶1∶1。
共鸣点2 一对等位基因位置的判断
3.(2018·全国卷Ⅰ,32)果蝇体细胞有4对染色体,其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上,控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交,杂交子代的表现型及其比例如下表:
眼 性别 灰体长翅∶灰体残翅∶黑檀体长翅∶黑檀体残翅
1/2有眼 1/2雌 9∶3∶3∶1
1/2雄 9∶3∶3∶1
1/2无眼 1/2雌 9∶3∶3∶1
1/2雄 9∶3∶3∶1
回答下列问题:
(1)根据杂交结果,________(填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上,根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断,显性性状是____________,判断依据是_____________________________________________________。
(2)若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上,请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性(要求:写出杂交组合和预期结果)。_______________________________________________________。
(3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上,用灰体长翅有眼纯合子和黑檀体残翅无眼纯合子果蝇杂交,F1相互交配后,F2中雌雄均有________种表现型,其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时,则说明无眼性状为________(填“显性”或“隐性”)。
答案 (1)不能 无眼 只有当无眼为显性时,子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离 (2)杂交组合:无眼×无眼 预期结果:若子代中无眼∶有眼=3∶1,则无眼为显性性状;若子代全部为无眼,则无眼为隐性性状
(3)8 隐性
解析 (1)控制果蝇有眼/无眼性状的基因无论是位于X染色体上还是常染色体上,两亲本杂交,子代中雌雄个体都可能会出现数量相同的有眼和无眼个体,因此不能根据表中给出的杂交结果判断控制有眼/无眼性状基因的位置。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上,只有当无眼为显性性状时,子代雌雄个体中才都会出现有眼和无眼性状的分离。(2)假设控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上,可让表中杂交子代中无眼果蝇(♀)和无眼果蝇(♂)交配,观察子代的性状表现。若子代中无眼∶有眼=3∶1,则无眼为显性性状,若子代全为无眼,则无眼为隐性性状。(3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上,则控制三对性状的基因独立遗传。由题表所示杂交结果可知,灰体、长翅性状为显性。用灰体长翅有眼纯合子和黑檀体残翅无眼纯合子果蝇杂交,F1中三对等位基因都杂合,故F1相互交配后,F2中有2×2×2=8种表现型。如果黑檀体长翅无眼所占比例为3/64=1/4×3/4×1/4,说明无眼性状为隐性。
1.探究基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上
(1)杂交实验方法
①性状的显隐性是“未知的”,且亲本均为纯合子时
提醒:此方法还可以用于判断基因是位于细胞核还是细胞质中,若正反交结果不同,且子代只表现母本的性状,则控制该性状的基因位于细胞质中。
②性状的显隐性是“已知的”
(2)调查实验法
(3)假设分析逆向推断法
2.探究基因是仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体上的同源区段上
3.探究基因是位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
(1)
(2)
共鸣点3 两对或多对等位基因位置的判断
4.(2021·全国甲卷,32)植物的性状有的由1对基因控制,有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶,果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点,某小组用基因型不同的甲、乙、丙、丁4种甜瓜种子进行实验,其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下表(实验②中F1自交得F2)。
实验 亲本 F1 F2
① 甲×乙 缺刻叶齿皮,缺刻叶网皮,全缘叶齿皮,全缘叶网皮 /
② 丙×丁 缺刻叶齿皮 缺刻叶齿皮,缺刻叶网皮,全缘叶齿皮,全缘叶网皮
回答下列问题:
(1)根据实验①可判断这2对相对性状的遗传均符合分离定律,判断的依据是________________________________。根据实验②,可判断这2对相对性状中的显性性状是________。
(2)甲、乙、丙、丁中属于杂合体的是________________。
(3)实验②的F2中纯合体所占的比例为________。
(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1,而是45∶15∶3∶1,则叶形和果皮这两个性状中由1对等位基因控制的是________,判断的依据是_____________________________________。
答案 (1)实验①的F1中缺刻叶∶全缘叶=1∶1,齿皮∶网皮=1∶1 缺刻叶、齿皮 (2)甲和乙 (3) (4)果皮 实验②的F2中缺刻叶∶全缘叶=15∶1,齿皮∶网皮=3∶1
解析 (1)由实验①的F1中缺刻叶∶全缘叶=1∶1,齿皮∶网皮=1∶1可推断这2对性状的遗传符合分离定律。根据实验②的F2中缺刻叶∶全缘叶=3∶1,齿皮∶网皮=3∶1,可判断这2对相对性状中的显性性状是缺刻叶、齿皮。(2)假设控制叶形的基因为A/a,控制果皮的基因为B/b,已知甲、乙、丙、丁的基因型均不相同,且甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。根据实验①甲和乙杂交,所得F1中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮=1∶1∶1∶1可推断,甲的基因型为Aabb,乙的基因型为aaBb,根据实验②丙和丁杂交,所得F1全是缺刻叶齿皮可推断,丙的基因型为AAbb,丁的基因型为aaBB,故甲、乙、丙、丁中属于杂合体的是甲和乙。(3)实验②中F1的基因型为AaBb,F1自交得F2,F2中纯合体的基因型及比例为AABB、AAbb、aaBB、aabb,即F2中纯合体所占比例为。(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1,而是45∶15∶3∶1,则缺刻叶∶全缘叶=15∶1,齿皮∶网皮=3∶1,可知叶形这一性状由2对等位基因共同控制,果皮这一性状由1对等位基因控制。
5.(2017·全国卷Ⅲ,32)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系:①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换,回答下列问题:
(1)若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上,请以上述品系为材料,设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
(2)假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上,请以上述品系为材料,设计实验对这一假设进行验证。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
答案 (1)选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合,分别得到F1和F2,若各杂交组合的F2中均出现四种表现型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这三对等位基因位于三对染色体上;若出现其他结果,则可确定这三对等位基因不是位于三对染色体上 (2)选择①×②杂交组合进行正反交,观察F1中雄性个体的表现型。若正交得到F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同,则证明这两对等位基因都位于X染色体上
解析 (1)根据题目要求,不考虑染色体变异和染色体交换。题中所给三个品系均为双显性一隐性性状,因此可以每两品系进行一次杂交,通过对杂交后自交产生的F2的性状进行分析,得出结论。
选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合,分别得到F1和F2,若各杂交组合的F2中均出现四种表现型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这三对等位基因位于三对染色体上;若出现其他结果,则可确定这三对等位基因不是位于三对染色体上。
(2)如果基因位于常染色体上,则子代雌雄个体的表现型没有差异;如果基因位于X染色体上,则子代雌雄个体的表现型有差异。设计实验如下:
选择①×②杂交组合进行正反交,观察F1中雄性个体的表现型。若正交得到F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同,则证明这两对等位基因都位于X染色体上。
 
(1)若杂合子自交后代出现9∶3∶3∶1的表现型比例(或其变式),或测交后代出现1∶1∶1∶1 的表现型比例(或其变式),则说明这两对等位基因位于非同源染色体(两对同源染色体)上,如图中A/a与D/d(或B/d与D/d),而图中A/a和B/b位于一对同源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律。
(2)3对等位基因(控制3对相对性状,用A/a、B/b和C/c表示)的独立遗传规律:基因型为AABBCC和aabbcc的个体杂交→F1F2,正常情况下,F1的基因型为AaBbCc,F2有27(33)种基因型、8(23)种表现型(且每一种表现型中只有一份是纯合子),各种表现型的比例为(3∶1)3。若题中已知F2的表现型及其比例符合(3∶1)3或其变式,则相应基因的遗传符合基因的自由组合定律,且F1的基因型是AaBbCc。
(3)若自交后代出现(3∶1)n的分离比(或其变式),或测交后代出现(1∶1)n的分离比(或其变式),则说明这n对等位基因位于非同源染色体上,且遵循自由组合定律,反之也成立。
提醒:(1)如果多对等位基因分别位于多对同源染色体上,可利用“拆分法”解决:即将多对等位基因分解为若干个分离定律分别分析,再运用乘法原理进行组合。
(2)若结果表现型出现()n或子代性状分离比之和为4n,则n代表等位基因的对数,且n对等位基因位于n对同源染色体上。
共鸣点4 判断某特定基因是否位于特定染色体上
6.(2021·广东珠海模拟)果蝇有眼(B)对无眼(b)为显性。果蝇缺失1条Ⅳ号染色体(单体果蝇)仍能生存和繁殖,缺失2条则致死。现将缺失1条Ⅳ号染色体的有眼雄果蝇和缺失l条Ⅳ号染色体的无眼雌果蝇进行杂交得F1。以下分析不合理的是(  )
A.单体果蝇可能是亲代果蝇减数分裂形成配子时染色体没有正常分离导致的
B.缺失1条Ⅳ号染色体的果蝇减数分裂无法产生正常配子
C.若控制有眼、无眼的基因在Ⅳ号染色体上,F1中有眼∶无眼≈2∶1
D.若控制有眼、无眼的基因只在X染色体上,F1中有眼∶无眼≈1∶1
答案 B
解析 单体果蝇可能是由不含Ⅳ号染色体的配子与正常配子结合得到的受精卵发育而成,而不含Ⅳ号染色体的配子可能是亲代果蝇减数分裂形成配子时染色体没有正常分离导致的,A正确;由于缺失1条Ⅳ号染色体的果蝇仍能生存和繁殖,所以其减数分裂能产生配子,产生的配子中可能有正常的,B错误;若控制有眼、无眼的基因在Ⅳ号染色体上,则缺失1条Ⅳ号染色体的有眼雄果蝇的基因型为BO,缺失1条Ⅳ号染色体的无眼雌果蝇的基因型为bO,两者杂交所得F1中有眼(Bb、BO)∶无眼(bO)≈2∶1,C正确;若控制有眼、无眼的基因只在X染色体上,则有眼雄果蝇的基因型为XB Y,无眼雌果蝇的基因型为XbXb,杂交所得F1中有眼(XBXb)∶无眼(XbY)≈1∶1,D正确。
7.(2021·福建龙岩期中)玉米是雌雄同株、异花传粉植物,其子粒黄色(T)对白色(t)为显性,基因T、t位于9号染色体上。某基因型为Tt的黄色子粒玉米的一条9号染色体发生片段缺失,该玉米自交,所得F1中黄色子粒∶白色子粒=1∶1。已知含异常染色体的花粉不育,卵细胞不受影响。下列叙述正确的是(  )
A.缺失片段位于基因T所在的染色体上,基因T在缺失片段上
B.缺失片段位于基因T所在的染色体上,基因T不在缺失片段上
C.缺失片段位于基因t所在的染色体上,基因t在缺失片段上
D.缺失片段位于基因t所在的染色体上,基因t不在缺失片段上
答案 B
解析 染色体正常的情况下,基因型为Tt的玉米植株自交,所得F1中黄色子粒∶白色子粒=3∶1,根据题干信息“F1中黄色子粒∶白色子粒=1∶1”“含异常染色体的花粉不育,卵细胞不受影响”可知,含T的精子不能参与受精作用(含T的花粉不育),含T的卵细胞可育,即母本可以产生基因型分别为T和t的两种卵细胞,故缺失片段在基因T所在的染色体上,但基因T不在缺失片段上。
 要确定特定基因是否在特定染色体上,需借助“异常个体”进行判断:①三体或单体在减数分裂时,会产生含异常染色体的配子,因此后代会出现异常分离比;②染色体缺失的异常个体,常存在含异常染色体的配子(或合子)致死现象。我们可以根据异常分离比推断某特定基因的位置。例如上面第6题:
(1)首先要清楚单体的减数分裂图像:如图1在理解“单体”产生配子的种类及比例时也可想象成图2和图3。
(2)纯合的有眼单体(缺失1条Ⅳ号染色体)与纯合的正常隐性个体杂交(B、b基因位于常染色体上),可以作为理解此类试题的思维模板:
B/b基因位于Ⅳ号染色体上 B/b基因不位于Ⅳ号染色体上
亲本 BO×bb BB×bb
子一代 有眼(Bb)∶无眼(bO)=1∶1 全为有眼
可见,纯合显性单体是解题的关键,当相关基因位于缺失染色体上时,子代会出现不同表现型,而正常个体不会。
(3)如果是“三体”相关试题,要注意其减数分裂产生的配子种类及比例。基因型为Aaa的三体产生的配子类型及比例为Aa∶a∶A∶aa=2∶2∶1∶1;基因型为AAA的三体产生的配子类型及比例为AA∶A=1∶1;基因型为aaa的三体产生的配子类型及比例为aa∶a=1∶1。
[跟踪训练]
(2021·河北石家庄调研)玉米(2n=20)是雌雄同株异花传粉植物。回答下列问题:
(1)玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制。现有一包子粒饱满的玉米种子和一包子粒凹陷的玉米种子,欲通过实验判断该对相对性状的显隐性关系,请简要写出一种实验思路和预期的实验结果及结论:
实验思路:____________________________________________。
预期实验结果结论:______________________________________。
(2)玉米胚乳蛋白质层的颜色有紫色、红色和白色,受两对等位基因A/a、B/b控制,A和a分别控制基本色泽的有和无,B和b分别控制紫色和红色。科研人员将紫色品种玉米和白色品种玉米杂交,所得F1全为紫色,F1自交得F2,F2的表现型及比例为:紫色∶红色∶白色=9∶3∶4,由此可知,玉米胚乳蛋白质层颜色的遗传符合________定律;从基因之间相关作用的角度分析,F2中白色蛋白质层的玉米占4/16的可能原因是__________________________________。
(3)三体是指二倍体细胞中一对同源染色体多了一条。遗传学中可用三体植株为材料进行杂交实验来确定基因位置。已知玉米子粒的非糯性对糯性为显性,受一对等位基因W/w控制,欲探究W/w是否位于玉米的9号染色体上,现有正常的和9号染色体三体的纯合植株可选择,请简要写出实验思路和预期结果及结论:(假设9号染色体三体的植株减数分裂时三条9号染色体中任意两条配对,另外一条随机移向一极)
实验思路:选择正常的糯性植株与________为亲本进行杂交,收获F1,将F1单独种植,单独收获每株上的种子(F2)并分别进行统计。
预期实验结果及结论:
①若_________________________________,则W/w基因不位于9号染色体上。
②若单独收获每株所得种子中非糯性与糯性的比例存在35∶1,则W/w基因位于9号染色体。
答案 (1)实验思路:将两包玉米种子分别单独种植,分别进行每种玉米的自交和两种玉米的杂交,收获种子,观察种子表现型。
预期实验结果及结论:若某种玉米自交后代发生性状分离,则该种玉米子粒性状为显性,另一种为隐性;若自交均未发生性状分离,则两种玉米杂交所得后代表现出的性状即为显性性状。
(2)自由组合 A和a分别控制基本色泽的有和无,只有当A基因存在时,才能表现为紫色或红色;无A基因时,B和b基因可能无法表达,使基因型为aaBB、aaBb和aabb的玉米均表现为白色
(3)9号三体的非糯性植株 收获每株所得种子非糯性与糯性比例均为3∶1
解析 (3)由于三体植株减数分裂时三条9号染色体中任意两条配对,另外一条随机移向一极,故基因W/w在9号染色体上或不在9号染色体上,产生的含有W或w基因的配子的类型和比例不同,从而在子代会表现不同的表现型,所以实验思路:选择正常的糯性植株与9号三体的非糯性植株为亲本进行杂交,收获F1,将F1单独种植,单独收获每株上的种子(F2)并分别进行统计。若W/w基因不位于9号染色体,则亲本基因型为ww×WW,子一代的基因型均为Ww,子一代自交后代均为W_∶ww=3∶1;若W/w基因位于9号染色体,则亲本基因型为ww×WWW,子一代基因型为WWw,Ww,其中WWw产生配子类型和比例为WW∶Ww∶W∶w=1∶2∶2∶1,则子一代WWw,自交后代为W_∶ww=35∶1。
专题强化练
A卷(时间:40分钟 满分:90分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.(2021·郑州一中调研)对于孟德尔成功揭示两大遗传定律的原因,下列叙述错误的是(  )
A.选择豌豆为实验材料,在自然状态下豌豆可有效避免外来花粉的干扰
B.分析生物性状时,由简单到复杂,先后对豌豆的7对相对性状进行研究
C.实验过程中对结果采用统计学的方法进行分析,增加准确度、可信度
D.创造性地运用“假说—演绎法”等科学方法,假说的核心内容是“性状是由基因控制的”
答案 D
解析 豌豆是严格的自花传粉而且是闭花受粉的植物,自然状态下可有效避免外来花粉的干扰,A正确;在分析生物性状时,首先对一对相对性状的遗传情况进行研究,再对多对相对性状的遗传情况进行研究,一共对豌豆的7对相对性状进行了研究,都进行了正交和反交实验,B正确;孟德尔对结果并没有采用简单计数,而是采用统计学的方法,增加实验结果的准确度、可信度,C正确;孟德尔时代还没有基因一词,D错误。
2.(2021·湖北八校联考)玉米叶片的颜色受一对等位基因(A/a)控制,基因型为AA的个体呈深绿色,基因型为Aa的个体呈浅绿色,基因型为aa的个体呈黄色且在幼苗阶段死亡。一个种群中AA∶Aa=1∶4,种群内的个体随机受粉,则子一代成熟植株叶片颜色的表现型及比例为(  )
A.深绿色∶浅绿色∶黄色=9∶12∶4
B.深绿色∶浅绿色=3∶4
C.深绿色∶浅绿色∶黄色=2∶2∶1
D.深绿色∶浅绿色=1∶1
答案 B
解析 该种群中AA∶Aa=1∶4,则该种群中A的基因频率为3/5,a的基因频率为2/5,该种群的个体间随机受粉时,依据遗传平衡定律可得子代中AA∶Aa∶aa=9∶12∶4,又由于基因型为aa的个体呈黄色且在幼苗阶段死亡,则在子一代成熟植株叶片颜色表现型及比例为深绿色∶浅绿色=9∶12=3∶4,故答案为B。
3.(2021·湖南师大附中调研)红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,子一代全为红眼果蝇,子一代果蝇雌雄交配,子二代中的白眼果蝇全为雄性。若让子二代中的所有红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,则子三代中果蝇的眼色情况为(  )
A.全部为红眼或一半为白眼一半为红眼
B.雌果蝇全部为红眼,雄果蝇全部为白眼
C.雌、雄果蝇中的红眼与白眼之比相等
D.雄果蝇中白眼和红眼各占一半
答案 C
解析 红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,子一代全为红眼果蝇,故红眼对白眼为显性,且子二代中白眼果蝇全为雄性,故控制果蝇眼色的基因位于X染色体上。假设相关基因用W、w表示,则亲代红眼雌果蝇的基因型为XWXW,白眼雄果蝇的基因型为XwY,F1果蝇的基因型为XWXw、XWY,F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇的基因型为XWXW、XWXw、XWY、XwY,比例为1∶1∶1∶1,F2中红眼雌果蝇(XWXW、XWXw)与白眼雄果蝇(XwY)杂交,后代情况是:1/2XWXW×XwY→1/2(1/2XWXw、1/2XWY),1/2XWXw×XwY→1/2(1/4XWXw、1/4XwXw、1/4XWY、1/4XwY),F3中红眼雌果蝇所占比例为(1/2)×(1/2)+(1/2)×(1/4)=3/8,白眼雌果蝇所占比例为(1/2)×(1/4)=1/8,红眼雄果蝇所占比例为(1/2)×(1/2)+(1/2)×(1/4)=3/8,白眼雄果蝇所占比例为(1/2)×(1/4)=1/8。综合以上分析可知,C正确,A、B、D三项错误。
4.(2021·河北衡水金卷)我国科学工作者相继完成了人类、水稻等生物的基因组测定,基因组测定是测定基因组全部DNA序列。其中人体有46条染色体,二倍体水稻有24条染色体。下列叙述正确的是(  )
A.人类基因组中包含23条染色体,水稻基因组中包含12条染色体
B.水稻的染色体组与基因组所含的染色体数目是相同的
C.对人类基因组进行测定时,需测定人类所有细胞中的DNA
D.人体内不同染色体组中包含的染色体形态、大小是相同的
答案 B
解析 人类含有XY染色体,X、Y染色体上的基因不完全相同,所以在对人类的基因组进行测序时,应该对22条常染色体和X、Y染色体都测序,一共24条,A错误;水稻为雌雄同株,没有性染色体,水稻的染色体组与基因组所含的染色体数目是相同的,B正确;对基因组进行测定时,不需要对每个细胞中的DNA都测序,C错误;人类染色体组可能含有X染色体或含有Y染色体,所以不同染色体组含有的染色体形态、大小不一定相同,D错误。
5.(2021·西安五校联考)如图是某同学调查的某家族遗传病系谱图,与该病相关的基因为G、g。下列有关说法错误的是(  )
A.该病为常染色体显性遗传病
B.Ⅰ2、Ⅱ4、Ⅱ5个体的基因型均为Gg
C.Ⅲ7、Ⅲ9个体的基因型均与Ⅰ1相同
D.Ⅲ7、Ⅲ8婚配后生了一男孩,其正常的概率为1/3
答案 B
解析 根据图中Ⅱ5和Ⅱ6患病、Ⅲ9正常,可判断该病为常染色体显性遗传病,A正确;由此进一步分析,Ⅰ1个体的基因型为gg,Ⅱ2的基因型可能是GG或Gg,Ⅱ4、Ⅱ5个体的基因型一定为Gg,B错误;Ⅲ7、Ⅲ9与Ⅰ1个体的基因型都是gg,C正确;Ⅲ8个体的基因型为1/3GG或2/3Gg,Ⅲ7与Ⅲ8个体婚配,生一男孩,表现正常的概率为(2/3)×(1/2)=1/3,D正确。
6.(2021·山西太原五中模拟)下图为摩尔根证明基因在染色体上的果蝇杂交实验的部分过程图解,下列相关叙述错误的是(  )
A.依据F1杂交后代性状分离比可知,果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律
B.摩尔根运用假说—演绎法证明了控制果蝇眼色的基因位于性染色体上
C.图示F2中红眼雌雄果蝇自由交配,后代中白眼果蝇出现的概率为1/4
D.若让白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,则可根据眼色来辨别子代的性别
答案 C
解析 F2中性状分离比为3∶1,说明眼色基因由一对等位基因控制,遵循基因的分离定律,A正确;摩尔根运用假说—演绎法,证明了基因在染色体上,并且证明控制果蝇眼色的基因位于性染色体上,B正确;F2中雌果蝇有两种基因型,即1/2XBXB和1/2XBXb,红眼雄果蝇只有一种基因型XBY,所以后代出现白眼果蝇的概率为1/2×1/4=1/8,C错误;若让白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,则后代雄果蝇均为白眼,雌果蝇均为红眼,故可通过子代的眼色来辨别性别,D正确。
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
7.(2021·山东日照调研)(10分)玉米是我国重要的粮食作物。已知植株长节(A)对短节(a)为显性,胚乳黄色(B)对白色(b)为显性,植株紫色(C)对绿色(c)为显性,子粒非糯性(D)对糯性(d)为显性。玉米的部分显性基因及其在染色体上的位置如图所示(图中的1、6与9表示染色体序号,相关基因在遗传时不考虑交叉互换)。据图回答下列有关问题:
(1)若某个控制玉米植株长节的基因发生了突变,但其性状并没有改变,分析可能的原因:___________________________________________________(答出两点)。
(2)让纯合的胚乳黄色植株紫色的玉米与胚乳白色植株绿色的玉米进行杂交,得F1,F1自交得F2,F2的表现型及比例为________________________________。
(3)让纯合的植株长节子粒糯性的玉米与纯合的植株短节子粒非糯性的玉米进行杂交,得F1,F1自交得F2,F2中重组类型所占的比例为________________。对F2中植株长节子粒非糯性的玉米进行测交,子代的表现型及比例为________________________________________。
若让F2中植株长节子粒糯性的玉米进行自交,在F3中选择植株长节子粒糯性的玉米再进行自交,理论上F4中能稳定遗传的植株长节子粒糯性的玉米占F4中所有植株长节子粒糯性的玉米的比例为____________________________。
答案 (1)植株长节基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸(或密码子具有简并性);玉米植株的基因型由AA变为Aa时,性状并不发生改变(答案合理即可)
(2)胚乳黄色植株紫色∶胚乳白色植株绿色=3∶1
(3)5/8 植株长节子粒非糯性∶植株长节子粒糯性∶植株短节子粒非糯性∶植株短节子粒糯性=4∶2∶2∶1 7/9
解析 (1)若某个控制玉米植株长节的基因发生了突变,但其性状并没有改变,分析可能的原因:植株长节基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸;玉米植株的基因型由AA变为Aa时,性状并不发生改变;植株长节基因突变部位可能在非编码序列等。(2)让纯合的胚乳黄色植株紫色的玉米与胚乳白色植株绿色的玉米进行杂交,得F1(基因型为BbCc),其产生的雄(或雌)配子及比例为BC∶bc=1∶1。F1自交得F2,F2的表现型及比例应为胚乳黄色植株紫色∶胚乳白色植株绿色=3∶1。(3)让纯合的植株长节子粒糯性的玉米(AAdd)与纯合的植株短节子粒非糯性的玉米(aaDD)进行杂交,得F1,F1自交得F2,F2中重组类型(与亲本表现型不同的个体)所占的比例为5/8;F2中植株长节子粒非糯性玉米的基因型为:4/9AaDd、2/9AaDD、2/9AADd、1/9AADD,对其进行测交,计算并统计出后代的表现型及比例为:植株长节子粒非糯性∶植株长节子粒糯性∶植株短节子粒非糯性∶植株短节子粒糯性=4∶2∶2∶1;先假定不选择,让F2中植株长节子粒糯性(1/3AAdd、2/3Aadd)的玉米进行自交得F3,F3再进行自交,则F4中:AAdd=1/3+2/3×[(1-1/22)/2]=7/12,Aadd=2/3×(1/2)2=1/6,aadd=2/3×[(1-1/22)/2]=1/4。然后再淘汰aadd个体,理论上F4中能稳定遗传的植株长节子粒糯性的玉米占F4中所有植株长节子粒糯性的玉米的比例为7/12÷(7/12+2/12)=7/9。
8.(2021·江西南昌调研)(10分)某种水果果肉的颜色同时受三对等位基因(A/a、B/b、C/c)控制,当植株的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时表现为红色,当每对等位基因都不含显性基因时表现为黄色,其余表现为橙色。现做了以下几组杂交实验:
实验一:红色×黄色→红色∶橙色∶黄色=1∶6∶1
实验二:橙色×红色→红色∶橙色∶黄色=3∶12∶1
实验三:橙色×红色→红色∶橙色∶黄色=9∶22∶1
据此分析并回答下列问题:
(1)据实验一的实验结果可以判断,控制果肉颜色基因的遗传符合________定律。实验一中亲代红色果肉的植株与子代红色果肉植株的基因型________(填“相同”或“不相同”)。
(2)实验二中,橙色亲本的基因型可能有________种。子代红色果肉的植株自交,后代表现型及比例为________。
(3)实验三中,橙色亲本的基因型可能是________。若实验三中橙色亲本的基因型已确定,则橙色子代有________种基因型。
答案 (1)基因自由组合(基因分离定律和基因自由组合) 相同
(2)3 红色∶橙色∶黄色=45∶50∶1
(3)aaBbCc或AabbCc或AaBbcc 13
解析 (1)据题意可知,红色果肉植株的基因型为A_B_C_,黄色果肉植株的基因型为aabbcc。根据实验一的杂交结果,子代有黄色果肉的植株,则说明亲代红色果肉植株的基因型为AaBbCc,只有三对等位基因独立遗传,子代才会出现红色∶橙色∶黄色=1∶6∶1的比例,因此控制果肉颜色基因的遗传符合基因的自由组合定律。而且子代中红色果肉植株的基因型也是AaBbCc,实验一中亲代红色果肉的植株与子代红色果肉植株的基因型相同。(2)根据实验二子代的比例可知,亲代橙色果肉植株的基因型中有一对基因为显性杂合子,另外两对基因为隐性纯合子,即基因型有三种可能:Aabbcc或aaBbcc或aabbCc,若亲代橙色果肉植株基因型为Aabbcc子代红色果肉的植株基因型为AABbCc+AaBbCc,其自交产生子代中红色果肉植株比例=×+×=;橙色果肉植株比例=×+×=;黄色果肉植株比例=×=,即红色∶橙色∶黄色=45∶50∶1。(3)实验三中亲代橙色果肉植株的基因型为:aaBbCc或AabbCc或AaBbcc,亲代红色果肉植株的基因型为AaBbCc,因此若实验三中橙色亲本的基因型已确定为其中任一种,子代红色果肉植株有4种基因型,子代黄色果肉植株有1种基因型,又因为子代共有18种基因型,因此子代橙色果肉植株的基因型有13种。
9.(2021·河南九师联盟)(12分)某二倍体两性花植物种子的长粒对圆粒为显性,受一对等位基因A/a控制,糯性和非糯性受另一对等位基因B/b控制。现有甲、乙、丙三株杂合植株,让其进行如表两个杂交实验。不考虑突变和交叉互换,子代数量足够多,回答相关问题:
杂交组合 F1
实验一:甲×乙 长粒非糯性∶长粒糯性∶圆粒非糯性∶圆粒糯性=1∶1∶1∶1
实验二:丙×乙 长粒非糯性∶长粒糯性∶圆粒非糯性∶圆粒糯性=3∶1∶3∶1
(1)甲、乙、丙三株植株的基因型分别为_____________________________。
(2)根据实验________(填“一”或“二”)能判断A/a、B/b两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。请从上述两个杂交实验中的F1中选择实验材料,设计实验验证A/a、B/b两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,简述实验方案、预测结果和结论:
实验方案:________________________________________;
预期结果和结论:________________________________________________。
(3)选择实验二F1中的长粒非糯性植株随机交配,后代长粒非糯性植株中纯合子的概率为________。
(4)在一定的条件下,实验二的F1只出现三种表现型,且比例为3∶1∶2,你认为可能的原因是__________________________________________________。
答案 (1)Aabb、aaBb、AaBb(答错不得分)
(2)二
实验方案:选择实验一F1中的长粒非糯性植株进行自交,统计后代表现型及比例(或选择实验一F1中的长粒非糯性植株与实验一F1或实验二F1中圆粒糯性植株进行杂交,统计后代表现型及比例)(合理即可)
预期结果和结论:子代中长粒非糯性∶长粒糯性∶圆粒非糯性∶圆粒糯性=9∶3∶3∶1,说明两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律(或子代中长粒非糯性∶长粒糯性∶圆粒非糯性∶圆粒糯性=1∶1∶1∶1,说明两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律)(合理即可)
(3)1/6
(4)丙产生的基因型为ab或Ab的配子致死(合理即可)
解析 (1)分析实验一,子代圆粒∶长粒=1∶1,则亲本关于此性状的基因型组合为Aa×aa;子代非糯性∶糯性=1∶1,则亲本关于此性状的基因型组合为Bb×bb;据题干信息,三株植株都是杂合子,则实验一亲本的基因型为Aabb、aaBb。分析实验二,子代圆粒∶长粒=1∶1,则亲本关于此性状的基因型组合为Aa×aa;子代糯性∶非糯性=1∶3,则亲本关于此性状的基因型组合为Bb×Bb,因此实验二中亲本的基因型组合为AaBb×aaBb。结合实验一和实验二分析,乙的基因型为aaBb,甲的基因型为Aabb,丙的基因型为AaBb。(2)实验一的杂交组合为Aabb×aaBb,无论两对等位基因位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上,后代都是四种表现型且比例为1∶1∶1∶1。实验二的杂交组合为AaBb×aaBb,F1中非糯性与糯性这对相对性状的分离比为3∶1,圆粒与长粒这对相对性状的分离比为1∶1,且长粒非糯性∶长粒糯性∶圆粒非糯性∶圆粒糯性=3∶1∶3∶1,说明两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。实验一中F1的基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,实验二中F1的基因型为AaB_、aaB_、Aabb、aabb,因此若要从F1中选择材料设计实验验证A/a、B/b两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律,可选择实验一F1中的长粒非糯性植株(AaBb)进行自交,后代的表现型及比例应为长粒非糯性∶长粒糯性∶圆粒非糯性∶圆粒糯性=9∶3∶3∶1;也可以选择实验一F1中的长粒非糯性植株(AaBb)与实验一F1或实验二F1中圆粒糯性植株(aabb)进行杂交,后代的表现型及比例应为长粒非糯性∶长粒糯性∶圆粒非糯性∶圆粒糯性=1∶1∶1∶1。(3)实验二中F1长粒非糯性植株的基因型及比例为AaBB∶AaBb=1∶2,它们随机交配,可以分开分析这两对等位基因:Aa×Aa→1/4AA、2/4Aa、1/4aa;对B/b采取配子法分析,F1长粒非糯性植株产生B配子的概率为2/3,b配子的概率为1/3,随机交配产生子代BB的概率为(2/3)2=4/9,Bb的概率为2×2/3×1/3=4/9,则后代长粒非糯性植株中纯合子的概率为(1/4×4/9)÷(3/4×8/9)=1/6。(4)若某条件下实验二的F1只出现三种表现型.且比例为3∶1∶2,分析可知可能是丙(AaBb)产生的配子ab或Ab致死,若丙产生的基因型为ab的配子致死,则F1的基因型及比例为长粒非糯性∶长粒糯性∶圆粒非糯性=3∶1∶2;若丙产生的基因型为Ab的配子致死,则F1的基因型及比例为圆粒非糯性∶圆粒糯性∶长粒非糯性=3∶1∶2。
10.(2021·湘豫名校联盟联考)(10分)玉米是一种雌雄同株异花的二倍体作物,是遗传实验常用的材料。玉米子粒的颜色有白色、红色和紫色,相关物质的合成途径如图所示,基因A、a和B、b分别分布在第10、5号染色体上。请分析回答以下问题:
(1)红色子粒玉米Aabb自交,后代出现了白色子粒玉米,白色子粒玉米的产生是否为基因重组的结果?为什么?
___ _________________________________________。
(2)现有一纯合紫色子粒玉米植株与基因型为aabb的玉米植株杂交产生F1,F1随机传粉,F2玉米子粒的表现型及比例为________________,F2紫色子粒玉米中纯合子占的比值为________。
(3)A-、a-表示该基因所在染色体发生部分缺失(缺失区段不包括A和a基因),缺失不影响减数分裂过程。为验证染色体缺失的花粉不育,而染色体缺失的雌配子可育,现有AA、aa、AA-、A-a、aa-共5种玉米植株,请设计最合理的杂交实验方案(写出杂交组合即可):____________________________________。
答案 (1)不是,只涉及一对等位基因,没有发生非等位基因之间的重新组合(合理即可)
(2)紫色∶红色∶白色=9∶3∶4 
(3)aa(♀)×A-a(♂)、aa(♂)×A-a(♀)
解析 (1)红色子粒玉米Aabb自交,后代出现了白色子粒玉米aabb,白色子粒玉米的产生是等位基因分离的结果,只涉及一对等位基因,没有发生非等位基因之间的重新组合。(2)纯合紫色子粒玉米植株基因型为AABB,与基因型为aabb的玉米植株杂交,产生的F1基因型为AaBb,F1随机传粉即自交,F2玉米子粒的表现型及比例为紫色∶红色∶白色=9∶3∶4,F2紫色子粒玉米A_B_中纯合子AABB占的比值为。(3)验证染色体缺失的花粉不育时,应该使用A-a做父本;验证染色体缺失的雌配子可育时,应该使用A-a做母本。所以,最合理的杂交实验方案应该为aa(♀)×A-a(♂)、aa(♂)×A-a(♀)。
11.(科学探究)(2021·山西康杰中学质检)(12分)某昆虫的性别决定方式为ZW型,背部红斑纹和黄斑纹是一对相对性状,由等位基因A、a控制。某生物兴趣小组为研究这对相对性状的遗传方式,进行了如下表所示的实验。回答下列问题:
亲本 F1性状及比例
雌性 雄性
红斑纹(♂)×黄斑纹(♀) 红斑纹∶黄斑纹=1∶1 红斑纹∶黄斑纹=1∶1
(1)根据该实验结果,________(填“能”或“不能”)判断性状的显隐性。
(2)现利用F1雌雄个体为材料,设计杂交实验来判断这对性状的显隐性关系以及A、a这对等位基因所在的染色体(要求写出具体性状分离比,包括性别,不考虑伴Z、W染色体同源区段遗传)。
①实验思路:______________________________________________。
②结果预测:若________________________________________________,则证明红斑纹为显性、黄斑纹为隐性且基因位于常染色体上。
若________________________________________________,则证明红斑纹为显性、黄斑纹为隐性且基因位于Z染色体上。
答案 (1)不能
(2)①让F1红斑纹雌、雄个体杂交,F1黄斑纹雌、雄个体杂交,统计后代表现型及比例 ②红斑纹雌、雄个体杂交,F2中雌、雄均为红斑纹∶黄斑纹=3∶1,黄斑纹雌、雄个体杂交,F2全为黄斑纹 红斑纹雌、雄个体杂交,F2中雄性均为红斑纹,雌性中一半为红斑纹、一半为黄斑纹,黄斑纹雌、雄个体杂交,F2中雌、雄均为黄斑纹
解析 (1)根据题意可知,红斑纹雄性和黄斑纹雌性杂交,F1雌、雄均为红斑纹∶黄斑纹=1∶1,由表中实验结果不能判断性状的显隐性。(2)要用一次杂交实验,依据F2性状及比例就能判断性状的显隐性和A、a这对等位基因所在的染色体,则应让F1相同性状的雌雄个体杂交。若红斑纹为显性、黄斑纹为隐性,且基因位于常染色体上,则F1红斑纹雌雄个体杂交产生的F2中红斑纹∶黄斑纹=3∶1,黄斑纹雌雄个体杂交产生的F2全为黄斑纹;若红斑纹为显性、黄斑纹为隐性,且基因位于Z染色体上,则红斑纹雌雄个体杂交,后代表现型及比例为雄性均为红斑纹,雌性中一半为红斑纹、一半为黄斑纹,黄斑纹雌雄个体杂交,后代雌雄个体均为黄斑纹。
B卷(时间:40分钟 满分:90分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.(2021·1月八省联考辽宁卷,6)杜洛克大红猪皮毛颜色由常染色体上两对独立遗传的基因(R、r和T、t)控制。 基因R或T单独存在的个体,能将无色色素原转化为沙色色素;基因r、t不能转化无色色素原;基因R和T同时存在的个体,沙色色素累加形成红色色素。若将基因型为RrTt的雌雄个体杂交,所得子代表现型中红色∶沙色∶白色的比例为(  )
A.1∶2∶1 B.9∶6∶1
C.9∶4∶3 D.12∶3∶1
答案 B
解析 根据题干信息,红色、沙色、白色对应的基因型分别为R-T-、( rrT-和
R-tt)、rrtt,若将基因型为RrTt的雌雄个体杂交,子代的表现型和比例应为9(红色R-T-)∶3(沙色rrT-)∶3(沙色R-tt)∶1(白色rrtt)。综上可知,所得子代表现型中红色∶沙色∶白色的比例为9∶(3+3)∶1=9∶6∶1,B正确。
2.(2021·安徽安庆质检)二倍体喷瓜有雄性(G)、两性(g)、雌性(g_)三种性别,三个等位基因的显隐性关系为G>g>g_,下列有关叙述错误的是(  )
A.雄株与雌株杂交子代中雄株所占比例为2/3
B.两性植株自交后代中不存在雄株
C.雄性喷瓜植株的基因型中不存在GG个体
D.两性植株群体内随机受粉,子代纯合子比例≥50%
答案 A
解析 雄株的基因型为Gg、Gg_,雌株的基因型为g_g_,两者杂交子代中雄株所占比例为1/2,A错误;两性植株的基因型为gg、gg_,其自交后代中不存在含有G基因的个体,即不存在雄株,B正确;依题意可知,雌性(g_g_)植株和两性(g_)植株均不能产生出基因型为G的卵细胞,因此没有基因型为GG的受精卵,雄性喷瓜的基因型中不存在GG个体,C正确;两性植株的基因型为gg、gg_,若群体内随机传粉,gg自交后代均为纯合子,gg_自交和gg×gg_杂交,其后代纯合子和杂合子比例相等,因此子代纯合子比例≥50%,D正确。
3.(2021·1月八省联考广东卷,11)如图为某家系成员患多指症(常染色体显性遗传病)和甲型血友病(伴X染色体隐性遗传病)的系谱图及图例。下列叙述正确的是(  )
A.Ⅰ-1和Ⅰ-2均为杂合子
B.Ⅱ-2患两种病的概率为1/8
C.Ⅱ-2患多指症的概率是1/4
D.群体中女性甲型血友病发病率较高
答案 B
解析 假设控制多指症的相关基因用A、a表示,控制甲型血友病的相关基因用B、b表示。Ⅰ-1不患多指症和甲型血友病,其基因型为aaXBY;Ⅰ-2患多指症而其子代中有不患多指症个体,则其基因型为Aa,Ⅰ-2不患甲型血友病,而其儿子Ⅱ-1患甲型血友病,则其甲型基因型为XBXb,故Ⅰ-1为纯合子,Ⅰ-2为双杂合子,A错误;若Ⅱ-2为女性,则其患血友病的概率为0,Ⅱ-2同时患两种病时需为男性,概率为1/2,若Ⅱ-2为男性,则其患血友病的概率为1/2,又其患多指症的概率为1/2,故Ⅱ-2患两种病的概率为1/8,B正确,C错误;甲型血友病为伴X染色体隐性遗传病,男性的发病率较高,D错误。
4.(2021·陕西汉中联考)已知果蝇的红眼(A)和白眼(a)由位于X染色体Ⅰ区段(非同源区段)上的一对等位基因控制,而果蝇的刚毛(B)和截毛(b)由X和Y染色体的Ⅱ区段(同源区段)上的一对等位基因控制,且突变型都表现隐性性状,如图所示为果蝇性染色体结构示意图。下列分析正确的是(  )
A.若纯种野生型雌果蝇与突变型雄果蝇杂交,则F1中会出现截毛个体
B.若纯种野生型雌果蝇与突变型雄果蝇杂交,则F1中会出现白眼个体
C.若纯种野生型雄果蝇与突变型雌果蝇杂交,则F1中不会出现白眼个体
D.若纯种野生型雄果蝇与突变型雌果蝇杂交,则F1中不会出现截毛个体
答案 D
解析 由于果蝇的红眼(A)和白眼(a)由位于X染色体Ⅰ区段(与Y染色体非同源区段)上的一对等位基因控制,而果蝇的刚毛(B)和截毛(b)由X和Y染色体Ⅱ区段(同源区段)上的一对等位基因控制,且突变型都是隐性性状。若纯种野生型雌果蝇与突变型雄果蝇杂交,由于纯种野生型雌果蝇(XBXB)不含截毛基因,则F1不会出现截毛,A错误;若纯种野生型雌果蝇与突变型雄果蝇杂交,由于纯种野生型雌果蝇(XAXA)不含白眼基因,则F1中不会出现白眼,B错误;若纯种野生型雄果蝇与突变型雌果蝇杂交,由于突变型雌果蝇(XaXa)含有白眼基因,则F1中会出现白眼雄果蝇,C错误;若纯种野生型雄果蝇与突变型雌果蝇杂交,由于纯种野生型雄果蝇(XBYB)不含截毛基因,所以F1中不会出现截毛个体,D正确。
5.(2021·中原名校联盟)兔子皮下脂肪的颜色有白色和黄色两种,由一对等位基因(A和a)控制,研究人员进行了如表所示两组实验:选择纯合亲本杂交得到F1,F1雌雄个体交配得到F2。下列分析正确的是(  )
P F1 F2
甲 黄脂雌×白脂雄 白脂雌∶白脂雄=1∶1 白脂∶黄脂=3∶1(幼兔饲喂含黄色素的食物)
乙 黄脂雄×白脂雌 白脂雌∶白脂雄=1∶1 全为白脂(幼兔饲喂不含黄色素的食物)
A.甲、乙组F2性状比例不同,推测控制兔子皮下脂肪颜色的基因位于性染色体上
B.两组实验说明兔子皮下脂肪颜色可能是由遗传物质和食物中的黄色素共同决定的
C.乙组实验结果中F2全为白脂,可能原因是食物中的黄色素影响了A基因的表达
D.甲组实验结果中F2发生了性状分离,说明基因A、a的遗传遵循基因自由组合定律
答案 B
解析 甲、乙组互为正反交且结果相同,可推出控制兔子皮下脂肪颜色的基因位于常染色体上,A错误;根据甲、乙组分别给幼兔饲喂不同食物时,产生的性状不同,可推出该性状可能由遗传物质和食物中的黄色素共同决定,B正确;乙组实验结果中F2全为白脂,可能原因是食物中不含黄色素影响了a基因的表达,C错误;基因A、a的遗传遵循基因的分离定律,D错误。
6.(2021·河南名校联盟联考)某自花传粉植物两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制两对相对性状,等位基因间均为完全显性。现让基因型为AaBb的植物自交产生F1。下列分析错误的是(  )
A.若此植物存在AA致死现象,则上述F1中表现型的比例为6∶2∶3∶1
B.若此植物存在bb致死现象,则上述F1中表现型的比例为3∶1
C.若此植物存在AA一半致死现象,则上述F1中表现型的比例为15∶5∶6∶2
D.若此植物存在a花粉有1/2不育现象,则上述F1中表现型的比例为15∶5∶1∶1
答案 D
解析 基因型为AaBb的植物自交,理论上产生的F1的基因型及其比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,若此植物存在AA致死现象,则F1中表现型的比例为6∶2∶3∶1,A正确;若此植物存在bb致死现象,则F1中基因型为A_bb和aabb的个体死亡,故F1中表现型的比例为3∶1,B正确;若此植物存在AA一半致死现象,则F1A_B_中的AABb和AABB有一半死亡,A_bb中的AAbb有一半死亡,则F1中表现型的比例为(6+3/2)∶(2+1/2)∶3∶1=15∶5∶6∶2,C正确;若此植物存在a花粉有1/2不育现象,则基因型为AaBb的植物产生的雌配子类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,产生的雄配子类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1,则F1中表现型的比例为15∶5∶3∶1,D错误。
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
7.(2021·1月八省联考重庆卷,24)(10分)养鸡场常利用羽毛性状进行家鸡良种选育。在家鸡中,基因E控制羽毛色素合成,显性基因I抑制E的表达,E和I位于非同源的常染色体上;Z染色体上的基因B、b使有色家鸡分别产生芦花羽毛和非芦花羽毛。
(1)有色羽毛家鸡的基因型为________。
(2)若用EEiiZbZb与eeiiZBW交配,F1代个体的表现型为________,其中雄鸡的基因型为________。
(3)用纯合芦花公鸡与纯合母鸡作为亲本杂交,若在F2代才能获得纯合芦花母鸡,则亲本的基因型组合有________种,其中一个杂交组合F2代群体中芦花母鸡所占比例为1/16,请用遗传图解阐明利用该杂交组合繁育芦花母鸡的过程。
(4)如果某家鸡群体中,II基因型频率为60%,ii基因型频率为10%,那么该群体中i基因的频率为________。
答案 (1)Eeii、EEii
(2)有色芦花公鸡、有色非芦花母鸡 EeiiZBZb
(3)6
(4)25%
解析 (1)显性基因I抑制E的表达,有色羽毛的基因型为E_ii。(3)纯合芦花公鸡基因型为EEiiZBZB,其与纯合母鸡杂交,F2代才能出现纯合芦花母鸡EEiiZBW,则亲本中的纯合母鸡可能的基因型为:
eeii eeII EEii EEII
ZBW eeiiZBW eeIIZBW 不合要求 EEIIZBW
ZbW eeiiZbW eeIIZbW 不合要求 EEIIZbW
一共有6种基因型符合要求。(4)种群中基因型频率为:II为60%,ii为10%,Ii为30%,则i的基因频率为:10%+×30%=25%
8.(2021·山西康杰中学质检)(12分)某观赏植物的叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制,叶色有绿色和紫色两种。现随机选取多株紫叶植株分别自交,后代中紫叶所占比例有1、3/4和15/16三种情况。茎高由位于4号染色体上另一对等位基因E/e控制,有高茎、中茎和矮茎三种(基因型分别为EE、Ee、ee)。回答下列问题:
(1)该观赏植物叶色的隐性性状为________,该植物叶色表现型与基因型的关系是____________________________________________________________。
(2)现有甲、乙两植株,自交与杂交后代两种叶色均表现为3∶1,则甲、乙两植株基因型是________________。
(3)取紫叶植株丙与绿色植株丁杂交,后代都表现为紫叶,则植株丙的基
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