高考生物二轮复习非选择题强化练2 遗传规律及伴性遗传（含解析）

高考生物二轮复习非选择题强化练(二)
遗传规律及伴性遗传
[时间:20min]
1.大麦是自花传粉植物,育种工作者培育出某三体新品种,以得到雄性不育系,从而实现杂交育种的目的。该三体品种相关染色体组成和基因关系如图所示,M为雄性可育基因,m为雄性不育基因,R为圆粒基因,r为长粒基因。已知较短的染色体不能正常配对,在分裂过程中随机移向细胞一极,含有较短染色体的雄配子不能授粉。回答下列问题。
(1)雄性不育株只能作为亲本中的　　　　,与普通植株相比,其在杂交育种过程中的优点是　　　　　。
(2)该三体新品种的变异类型为　　　　　　。该品种形成的能正常完成授粉的雌、雄配子基因组成分别为　　　　　　　、　　　　。该品种自交两代,F2中非三体所占的比例为　　　　。
(3)通过观察该三体植株自交所得种子的形状,即可判断出雄性不育系。请说明理由。　　　　　　　。
2.[2023·辽宁阜新二模] 番茄细菌性斑点病会降低番茄的产量、影响番茄的口味,培育具有抗病性状的番茄植株具有重要意义。研究人员通过培育得到两种番茄突变体,两者均具有抗病能力,将其与野生型(不具有抗病能力)植株进行杂交,研究抗病性状的遗传机制,结果如下表所示。回答下列问题:
杂交组合 F1植株数量/株 F1自交得到的 F2植株数量/株
抗病 易感病 抗病 易感病
组合一:突变体 1×野生型 25 0 48 16
组合二:突变体 2×野生型 33 0 34 12
(1)突变体1和突变体2的抗病性状受一对基因控制,据表分析,依据是 　 。
(2)杂交组合一F2的抗病植株中,基因型与突变体1相同的植株所占比例为　　　　。杂交组合二F2的抗病植株随机交配,所得后代中,抗病植株所占比例为　　　　。
(3)为了研究两种突变体的突变是否发生在一对同源染色体上,可利用两种突变体通过杂交实验进行验证,请写出简要的验证思路、预期结果和结论。
验证思路:　 。
预期结果和结论: 　 。
3.[2023·山东泰安二模] 某XY型昆虫的有眼和无眼、青眼和白眼分别由等位基因A/a和B/b控制,两对基因均不位于Y染色体上。现有一只纯合青眼雄虫和一只纯合无眼雌虫杂交,F1雌虫全为青眼、雄虫全为白眼。让F1雌、雄虫随机交配得到F2,F2雌虫、雄虫均表现为青眼∶白眼∶无眼=3∶3∶2。
(1)该昆虫的有眼与无眼基因位于　　　　染色体上,判断理由是　 　 。
(2)F1雄虫的一个次级精母细胞中含有　　　　　　　个白眼基因。F2中青眼雌﹑雄昆虫随机交配,得到的F3青眼雌虫中杂合子占　　　　。
(3)该昆虫野生型翅色为无色透明。Gal4/UAS是存在于酵母中的基因表达调控系统,Gal4基因表达的Gal4蛋白能够与特定的DNA序列UAS结合,并驱动UAS下游基因的表达。科研人员通过基因工程技术将一个Gal4基因插入雄虫的一条3号染色体(3号染色体为常染色体)上,得到转基因雄虫甲。将另一UAS-绿色荧光蛋白基因(简称UAS-GFP基因)随机插入雌虫的某条染色体上,得到转基因雌虫乙、丙。甲、乙、丙均为无色翅。为探究UAS-GFP基因插入的位置,进行了如下实验。
①实验一:甲与乙杂交得到F1,F1中绿色翅∶无色翅=1∶3。根据基因之间的关系分析,F1出现绿色翅的原因是　　　　　　　　　。根据F1结果　　　　(填“能”或“不能”)判断UAS-GFP基因插入的位置在乙昆虫的3号染色体上,理由是 　 。
②实验二:甲与丙杂交得到F1,将F1中绿色翅个体相互交配得到F2,发现F2雌雄昆虫翅色比例不同,推测最可能的原因是　　　　　　　。如果F2的性状表现及比例为　　　　　　则说明上述推测是正确的。
4.[2023·湖北襄阳模拟] 植物叶片颜色变黄会影响光合速率。黄瓜是雌雄同株单性花(一朵花中只有雌蕊或雄蕊)植物。某研究人员在培育的黄瓜中发现一叶色基因突变体甲,表现为苗期黄,突变体甲与野生型黄瓜正反交得到的均为野生型,F1自交,所得F2植株有1/4表现为苗期黄。回答下列问题:
(1)苗期黄和野生型这一对相对性状的遗传遵循基因的　　　　定律,其中　　　　为隐性性状。
(2)突变体甲与野生型黄瓜正反交时,若甲作母本,则应对甲进行的操作是　　　　　　　　。
(3)在真核生物的基因组中存在许多简单重复序列(SSR),其两端的序列高度保守(指在不同生物体中非常相似),但核心序列的重复数目存在不同,因此SSR可作为基因定位的遗传标记。现分别提取突变体甲、野生型、F1、F2野生型、F2苗期黄植株的DNA样本,根据SSR两端的序列设计引物,扩增不同样本中的SSR遗传标记,电泳结果如图。
若用A/a表示叶色基因,据图判断A基因位于　　　　号染色体上(不考虑变异),理由是　 。
(4)黄瓜植株的蛋白质含量高低受另一对等位基因(B/b)控制,现有一株隐性突变体乙,表现为“低蛋白含量”,请利用突变体甲和乙设计遗传实验探究叶色基因和蛋白质含量基因是否位于非同源染色体上。
①实验思路:
第一步:选择　　　　　　　进行杂交获得F1,　　　　　　。
第二步:观察并统计F2的表型及比例。
②预期实验结果并分析讨论:
Ⅰ:若F2的表型及比例为　　　　　　　　　　,则叶色基因和蛋白质含量基因位于非同源染色体上。
Ⅱ:若F2的表型及比例为　　　　　　　　　　　　,则叶色基因和蛋白质含量基因位于同源染色体上。
若控制这两个性状的基因位于非同源染色体上,且苗期黄个体在幼苗阶段有50%概率会死亡,则(4)中F2成熟个体中纯合子所占比例为　　　　。
非选择题强化练(二)
1.(1)母本　不需要去雄
(2)染色体(数目)变异　MmRr和mr　mr　1/2
(3)该植株自交后代基因型为MmmRrr和mmrr,雄性不育个体均表现为长粒,雄性可育个体均表现为圆粒
[解析] (1)雄性不育的个体不能产生雄配子,只能作母本。与普通的植株相比,在杂交育种过程中雄性不育个体不需要进行去雄的操作。(2)三体的体细胞中多了一条染色体,属于染色体数目变异。较短的染色体不能正常配对,在分裂过程中随机移向细胞一极,故形成的雌配子基因组成为MmRr和mr,且比例为1∶1;含有较短染色体的雄配子不能授粉,故可完成授粉的雄配子的基因组成为mr。该品种自交得到的F1为MmmRrr∶mmrr=1∶1,因mmrr不能自交,故F2中MmmRrr∶mmrr=1∶1,非三体所占的比例为1/2。(3)R为圆粒基因,r为长粒基因,该三体植株自交后代基因型为MmmRrr和mmrr,雄性不育个体均表现为长粒,雄性可育个体均表现为圆粒,故可通过观察该三体植株自交所得种子的形状,判断出雄性不育系。
2.(1)组合一和组合二F2中抗病植株与易感病植株比例约为3∶1,符合分离定律的性状分离比
(2)1/3　8/9
(3)验证思路:让两种突变体杂交所得的F1自交,得到F2,观察F2中是否出现易感病植株　预期结果和结论:若F2全部为抗病植株,则两种突变体的突变发生在一对同源染色体上;若F2中出现易感病植株,则两种突变体的突变发生在非同源染色体上
[解析] (1)据表可知,组合一F2中抗病植株与易感病植株的比例为48∶16=3∶1,组合二F2中抗病植株与易感病植株的比例为34∶12,约等于3∶1,即每个杂交组合F2中抗病植株与易感病植株的比例接近3∶1,符合分离定律的性状分离比,因此突变体1和突变体2的抗病性状受一对基因控制。(2)各杂交组合中F1都为抗病,F1自交后代抗病与易感病约等于3∶1,所以突变体1、2都为纯合子。设突变体1基因型为AA,则F1为Aa,Aa杂交后代基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,所以F2的抗病植株(AA、 Aa)中与突变体1(AA)相同的植株所占比例为1/3。设突变体2的基因型为BB,则F1为Bb,Bb杂交后代基因型及比例为BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,所以抗病植株有1/3BB和2/3Bb,则抗病植株随机交配,产生的配子中B配子比例为1/3+2/3×1/2=2/3,b配子的比例为2/3×1/2=1/3,所以F2抗病植株随机交配,后代易感病bb的比例为1/3×1/3=1/9,所以抗病植株比例为1-1/9=8/9。 (3)为了研究两种突变体的突变是否发生在一对同源染色体上,可利用两种突变体通过杂交实验进行验证,验证思路为让两种突变体杂交获得F1,F1自交获得F2,观察F2中是否出现易感病植株。若两种突变体的突变发生在一对同源染色体上,即符合连锁遗传,遵循分离定律,但不遵循自由组合定律,则F2全部为抗病植株;若两种突变体的突变发生在非同源染色体上,即符合独立遗传,遵循自由组合定律,则F2中出现易感病植株。
3.(1)常　F1全为有眼,即有眼为显性,若有眼、无眼基因位于X染色体上,则亲本雄性基因型为XAY,雌性基因型为XaXa,杂交后子代为XAXa、XaY,雌性为有眼,雄性为无眼,与题意不符
(2)0个或者2　3/4
(3)F1部分个体同时具有Gal4基因和UAS-GFP基因,Gal4基因能促进UAS-GFP基因的表达,形成绿色翅　不能　无论UAS-GFP基因是否插入3号染色体上,F1中绿色翅与无色翅的比例都为1∶3　UAS-GFP基因插入X染色体上　绿色翅雌∶无色翅雌∶绿色翅雄∶无色翅雄=6∶2∶3∶5
[解析] (1)一只纯合青眼雄虫和一只纯合无眼雌虫杂交,F1全为有眼,即有眼为显性,若有眼、无眼基因位于X染色体上,则亲本雄性基因型为XAY,雌性基因型为XaXa,杂交后子代为XAXa、XaY,雌性为有眼,雄性为无眼,与题意不符,所以该昆虫的有眼与无眼基因位于常染色体上。(2)F1中青眼、白眼的表现与性别有关,可知控制青眼、白眼的等位基因B/b在X染色体上,且青眼为显性性状,则亲本的基因型为AAXBY×aaXbXb,F1雌虫的基因型为AaXBXb、雄虫的基因型为AaXbY。因同源染色体分离,可形成AAXbXb、AAYY、aaXbXb、aaYY四种基因型的次级精母细胞,其中白眼基因有0个或者2个。F2中青眼雌、雄昆虫基因型分别为A_XBXb和A_XBY,二者随机交配,先考虑有眼与无眼基因,即基因型为1/3AA、2/3Aa的雌雄个体随机交配,则后代有眼A_=1-aa=1-1/3×1/3=8/9,雌虫有眼均为青眼,其中纯合子AAXBXB=2/3×2/3×1/2=2/9,则F3青眼雌虫中纯合子占2/9÷8/9=1/4,杂合子为1-1/4=3/4。(3)①Gal4基因可以控制Gal4蛋白的表达,该蛋白能够与特定的DNA序列UAS结合,并驱动UAS下游基因的表达。将Gal4基因插入雄果蝇的3号染色体(一条常染色体)上,UAS-GFP基因随机插入雌果蝇染色体组中,但无法表达(亲代雌果蝇缺乏Gal4蛋白)。可以作出假设有3种:①UAS-GFP基因插入雌果蝇的3号染色体上;②插入其他常染色体上;③插入X染色体上。插入的Gal4基因用A表示,插入的UAS-GFP基因用B表示。则插入Gal4基因的雄果蝇基因型是Aabb或AaXbY,插入UAS-GFP基因雌果蝇的基因型是aaBb或aaXBXb。假设1中Aabb×aaBb,两对基因在同一对染色体上,遵循连锁遗传。假设2中Aabb×aaBb,遵循基因的自由组合定律。假设3中AaXbY×aaXBXb,因为A、B同时存在时才能表现出绿色翅,根据后代的基因型和表型分析可知,3种假设里的F1分离比都是绿色翅∶无色翅=1∶3,因此只根据子一代不能判断UAS-GFP基因是否插入3号染色体上。②若UAS-GFP基因插入X染色体上,则甲与丙杂交得到F1,将F1中绿色翅个体相互交配得到F2,F2雌雄昆虫翅色比例不同,即亲本甲和丙的基因型分别为AaXbY、aaXBXb,F1中绿色翅个体自由交配(AaXBY×AaXBXb),F2中绿色翅雌性(A_XBX-)=1/2×3/4=3/8,无色翅雌性=1/2-3/8=1/8,绿色翅雄性(A_XBY)=3/4×1/4=3/16,无色翅雄性=1/2-3/16=5/16,即F2的性状表现及比例为绿色翅雌∶无色翅雌∶绿色翅雄∶无色翅雄=6∶2∶3∶5,则证明上述推测是正确的。
4.(1)分离　苗期黄
(2)套袋—授粉—套袋
(3)6　表现为野生型的个体DNA样本中均检测出SSR-B,而表现为苗期黄的个体DNA样本中均未检测出SSR-B
(4)突变体甲和乙　F1自交获得F2　野生型高蛋白∶苗期黄高蛋白∶野生型低蛋白∶苗期黄低蛋白=9∶3∶3∶1　苗期黄高蛋白∶野生型高蛋白∶野生型低蛋白=1∶2∶1
(5)3/14
[解析] (1)突变体甲与野生型黄瓜正反交,F1均为野生型,说明野生型为显性性状,苗期黄为隐性性状,F1自交所得F2植株有1/4表现为苗期黄,说明这对相对性状由一对等位基因控制,遗传遵循基因的分离定律。(2)黄瓜为雌雄同株单性花植物,突变体甲与野生型黄瓜正反交时,若突变体甲作母本,则需要对突变体甲进行的操作是套袋—授粉—套袋(注意:不需要进行去雄处理)。(3)分析电泳结果,凡是表现为野生型的个体,均能检测出SSR-B,而表现为苗期黄的个体均未检测出SSR-B,故可判断A基因位于6号染色体上。(4)选择纯合隐性突变体甲(aaBB)和纯合隐性突变体乙(AAbb)杂交获得F1(AaBb),F1自交获得F2,观察并统计F2的表型及比例。若叶色基因和蛋白质含量基因位于非同源染色体上,则F2的表型及比例为野生型高蛋白∶苗期黄高蛋白∶野生型低蛋白∶苗期黄低蛋白=9∶3∶3∶1;若叶色基因和蛋白质含量基因位于同源染色体上,则Ab在一条染色体上,aB在另一条同源染色体上,则F2的基因型及比例为aaBB∶AaBb∶AAbb=1∶2∶1,表型及比例为苗期黄高蛋白∶野生型高蛋白∶野生型低蛋白=1∶2∶1。(5)若控制这两个性状的基因位于非同源染色体上,F2中野生型高蛋白∶苗期黄高蛋白∶野生型低蛋白∶苗期黄低蛋白=9∶3∶3∶1,若苗期黄个体在幼苗阶段有50%概率会死亡,则F2成熟个体中野生型高蛋白∶苗期黄高蛋白∶野生型低蛋白∶苗期黄低蛋白=9∶(3×50%)∶3∶(1×50%)=18∶3∶6∶1,其中纯合子占18/28×1/9(AABB)+3/28×1/3(aaBB)+6/28×1/3(AAbb)+1/28(aabb)=3/14[速解:每种表型只会有一个对应的纯合基因型,故理论上28个个体中有2个个体的基因型为AABB、1个个体基因型为aaBB、2个个体基因型为AAbb、1个个体基因型为aabb,故纯合子占(2+1+2+1)/28=3/14]。