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2019-2023年生物学高考真题分类
专题十 遗传的基本规律
题组一
一、选择题
1. [2023全国甲理综,6分]水稻的某病害是由某种真菌(有多个不同菌株)感染引起的。水稻中与该病害抗性有关的基因有3个 、 、 基因 控制全抗性状(抗所有菌株),基因 控制抗性性状(抗部分菌株),基因 控制易感性状(不抗任何菌株),且 对 为显性、 对 为显性、 对 为显性。现将不同表型的水稻植株进行杂交,子代可能会出现不同的表型及其分离比。下列叙述错误的是( )
A. 全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性
B. 抗性植株与易感植株杂交,子代可能出现抗性∶易感
C. 全抗植株与易感植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性
D. 全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性∶易感
2. [2023湖北,2分]人的某条染色体上A、B、C三个基因紧密排列,不发生互换。这三个基因各有上百个等位基因(例如: 均为A的等位基因)。父母及孩子的基因组成如下表。下列叙述正确的是( )
父亲 母亲 儿子 女儿
基因组成
A. 基因A、B、C的遗传方式是伴 染色体遗传
B. 母亲的其中一条染色体上基因组成是
C. 基因A与基因B的遗传符合基因的自由组合定律
D. 若此夫妻第3个孩子的A基因组成为 ,则其C基因组成为
3. [2022浙江1月选考,2分]孟德尔杂交实验成功的重要因素之一是选择了严格自花受粉的豌豆作为材料。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
4. [2021全国乙理综,6分]某种二倍体植物的 个不同性状由 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 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 种不同表型的个体
B. 越大,植株A测交子代中不同表型个体数目彼此之间的差异越大
C. 植株A测交子代中 对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
D. 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
5. [2021湖北,2分]浅浅的小酒窝,笑起来像花儿一样美。酒窝是由人类常染色体的单基因所决定,属于显性遗传。甲、乙分别代表有、无酒窝的男性,丙、丁分别代表有、无酒窝的女性。下列叙述正确的是( )
A. 若甲与丙结婚,生出的孩子一定都有酒窝
B. 若乙与丁结婚,生出的所有孩子都无酒窝
C. 若乙与丙结婚,生出的孩子有酒窝的概率为
D. 若甲与丁结婚,生出一个无酒窝的男孩,则甲的基因型可能是纯合的
6. [2020江苏,2分]有一观赏鱼品系体色为橘红带黑斑,野生型为橄榄绿带黄斑,该性状由一对等位基因控制。某养殖者在繁殖橘红带黑斑品系时发现,后代中 为橘红带黑斑, 为野生型性状,下列叙述错误的是( )
A. 橘红带黑斑品系的后代中出现性状分离,说明该品系为杂合子
B. 突变形成的橘红带黑斑基因具有纯合致死效应
C. 自然繁育条件下,橘红带黑斑性状容易被淘汰
D. 通过多次回交,可获得性状不再分离的橘红带黑斑品系
二、非选择题
7. [2023全国甲理综,10分]乙烯是植物果实成熟所需的激素,阻断乙烯的合成可使果实不能正常成熟,这一特点可以用于解决果实不耐储存的问题,以达到增加经济效益的目的。现有某种植物的3个纯合子(甲、乙、丙),其中甲和乙表现为果实不能正常成熟(不成熟),丙表现为果实能正常成熟(成熟),用这3个纯合子进行杂交实验, 自交得 ,结果见下表。
实验 杂交组合 表型 表型及分离比
① 甲×丙 不成熟 不成熟∶成熟
② 乙×丙 成熟 成熟∶不成熟
③ 甲×乙 不成熟 不成熟∶成熟
回答下列问题。
(1) 利用物理、化学等因素处理生物,可以使生物发生基因突变,从而获得新的品种。通常,基因突变是指 。
(2) 从实验①和②的结果可知,甲和乙的基因型不同,判断的依据是 。
(3) 已知丙的基因型为 ,且B基因控制合成的酶能够催化乙烯的合成,则甲、乙的基因型分别是 ;实验③中, 成熟个体的基因型是 , 不成熟个体中纯合子所占的比例为 。
8. [2022全国乙理综,12分]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 与红花杂合体植株杂交,子代植株表型及其比例为 ;子代中红花植株的基因型是 ;子代白花植株中纯合体所占的比例是 。
(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,请写出所选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。
9. [2021海南,10分]科研人员用一种甜瓜 的纯合亲本进行杂交得到 , 经自交得到 ,结果如表。
性状 控制基因及其所在染色体 母本 父本
果皮底色 ,4号染色体 黄绿色 黄色 黄绿色 黄绿色∶黄色
果肉颜色 ,9号染色体 白色 橘红色 橘红色 橘红色∶白色
果皮覆纹 ,4号染色体 ,2号染色体 无覆纹 无覆纹 有覆纹 有覆纹∶无覆
已知A、 基因在一条染色体上, 、 基因在另一条染色体上,当 和 同时存在时果皮才表现出有覆纹性状。不考虑互换、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) 的基因型为 , 产生的配子类型有 种。
(3) 的表型有 种, 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 , 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 。
题组二
一、选择题
1. [2022全国甲理综,6分]某种自花传粉植物的等位基因 和 位于非同源染色体上。 控制花粉育性,含A的花粉可育;含 的花粉 可育、 不育。 控制花色,红花对白花为显性。若基因型为 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 的个体所占比例是
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 的可育雄配子数相等
2. [2021湖北,2分]人类的 血型是由常染色体上的基因 、 和 (三者之间互为等位基因)决定的。 基因产物使得红细胞表面带有A抗原, 基因产物使得红细胞表面带有B抗原。 基因型个体红细胞表面有A抗原和B抗原, 基因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 ,个体6基因型为
B. 个体1基因型为 ,个体2基因型为 或
C. 个体3基因型为 或 ,个体4基因型为
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
3. [2021全国甲理综,6分]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 染色体上。让一群基因型相同的果蝇 果蝇 与另一群基因型相同的果蝇 果蝇 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 表现为显性性状灰体红眼。下列推断错误的是( )
A. 果蝇 为红眼杂合体雌蝇 B. 果蝇 体色表现为黑檀体
C. 果蝇 为灰体红眼杂合体 D. 亲本果蝇均为长翅杂合体
4. [2020海南,3分]直翅果蝇经紫外线照射后出现一种突变体,表型为翻翅,已知直翅和翻翅这对相对性状为完全显性,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, 中翻翅和直翅个体的数量比为 。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. 中翻翅基因频率为
D. 果蝇自由交配, 中直翅个体所占比例为
二、非选择题
5. [2023全国乙理综,10分]某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的,红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的,第1步由酶1催化,第2步由酶2催化。其中酶1的合成由A基因控制,酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子,某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨,得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液,并用这些研磨液进行不同的实验。
实验一:探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的
①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。
②在室温下将两种细胞研磨液充分混合,混合液变成红色。
③将两种细胞研磨液先加热煮沸,冷却后再混合,混合液颜色无变化。
实验二:确定甲和乙植株的基因型
将甲的细胞研磨液煮沸,冷却后与乙的细胞研磨液混合,发现混合液变成了红色。
回答下列问题。
酶在细胞代谢中发挥重要作用,与无机催化剂相比,酶所具有的特性
是 (答出3点即可);煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用,其原因是高温破坏了酶的 。
(2) 实验一②中,两种细胞研磨液混合后变成了红色,推测可能的原因是 。
(3) 根据实验二的结果可以推断甲的基因型是 ,乙的基因型是 ;若只将乙的细胞研磨液煮沸,冷却后与甲的细胞研磨液混合,则混合液呈现的颜色是 。
6. [2022辽宁,12分]某雌雄同株二倍体观赏花卉的抗软腐病与易感软腐病(以下简称“抗病”与“易感病”)由基因 控制,花瓣的斑点与非斑点由基因 控制。为研究这两对相对性状的遗传特点,进行系列杂交实验,结果见表。
组别 亲本杂交组合 表型及数量
抗病非斑点 抗病斑点 易感病非斑点 易感病斑点
1 抗病非斑点×易感病非斑点 710 240 0 0
2 抗病非斑点×易感病斑点 132 129 127 140
3 抗病斑点×易感病非斑点 72 87 90 77
4 抗病非斑点×易感病斑点 183 0 172 0
(1) 上表杂交组合中,第1组亲本的基因型是 ,第4组的结果能验证这两对相对性状中 的遗传符合分离定律,能验证这两对相对性状的遗传符合自由组合定律的一组实验是第 组。
(2) 将第2组 中的抗病非斑点植株与第3组 中的易感病非斑点植株杂交,后代中抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为 。
(3) 用秋水仙素处理该花卉,获得了四倍体植株。秋水仙素的作用机理是 。现有一基因型为 的四倍体植株,若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离(不考虑其他变异),则产生的配子类型及比例分别为 ,其自交后代共有 种基因型。
(4) 用 射线对该花卉A基因的显性纯合子进行诱变,当A基因突变为隐性基因后,四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更 。
7. [2021全国乙理综,10分]果蝇的灰体对黄体是显性性状,由 染色体上的1对等位基因(用 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 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 作为亲本杂交得到 , 相互交配得 ,则 中灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅 , 中灰体长翅雌蝇出现的概率为 。
题组三
一、选择题
1. [2023新课标理综,6分]某研究小组从野生型高秆(显性)玉米中获得了2个矮秆突变体。为了研究这2个突变体的基因型,该小组让这2个矮秆突变体(亲本)杂交得 , 自交得 ,发现 中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆 。若用A、B表示显性基因,则下列相关推测错误的是( )
A. 亲本的基因型为 和 , 的基因型为
B. 矮秆的基因型有 、 、 、 ,共4种
C. 基因型是 的个体为高秆,基因型是 的个体为极矮秆
D. 矮秆中纯合子所占比例为 , 高秆中纯合子所占比例为
2. [2023全国乙理综,6分]某种植物的宽叶/窄叶由等位基因 控制,A基因控制宽叶性状;高茎/矮茎由等位基因 控制,B基因控制高茎性状。这2对等位基因独立遗传。为研究该种植物的基因致死情况,某研究小组进行了两个实验,实验①:宽叶矮茎植株自交,子代中宽叶矮茎:窄叶矮茎 ;实验②:窄叶高茎植株自交,子代中窄叶高茎:窄叶矮茎 。下列分析及推理中错误的是( )
A. 从实验①可判断A基因纯合致死,从实验②可判断B基因纯合致死
B. 实验①中亲本的基因型为 ,子代中宽叶矮茎的基因型也为
C. 若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为
D. 将宽叶高茎植株进行自交,所获得子代植株中纯合子所占比例为
3. [2021湖北,2分]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 , 自交产生 ,结果如表。
组别 杂交组合
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, 全部为红色籽粒,则 玉米籽粒性状比为9红色 白色
B. 若乙与丙杂交, 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 与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色 白色
D. 组2中的 与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色 白色
4. [2020浙江1月选考,2分]若马的毛色受常染色体上一对等位基因控制,棕色马与白色马交配, 均为淡棕色马, 随机交配, 中棕色马∶淡棕色马∶白色马 。下列叙述正确的是( )
A. 马的毛色性状中,棕色对白色为完全显性
B. 中出现棕色、淡棕色和白色是基因重组的结果
C. 中相同毛色的雌雄马交配,其子代中雌性棕色马所占的比例为
D. 中淡棕色马与棕色马交配,其子代基因型的比例与表型的比例相同
二、非选择题
5. [2022全国甲理综,12分]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 控制,基因型 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, 全部表现为雌雄同株; 自交, 中雌株所占比例为 , 中雄株的基因型是 ;在 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 。
6. [2022浙江1月选考,10分]果蝇的正常眼和星眼受等位基因A、 控制,正常翅和小翅受等位基因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,结果如表。
杂交组合
♀ ♂ ♀ ♂
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、 和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 的雌雄个体随机交配获得 ,则 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 或 为雄性, 为雌性。若发现组合甲 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 , 中正常眼小翅雌果蝇占 、星眼小翅雄果蝇占 ,则可推知亲本雄果蝇中星眼正常翅占 。
(4) 写出以组合丙 的雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图解。
7. [2021湖南,12分]油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜 ,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体 。为了阐明半矮秆突变体 是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关实验,如图所示。
回答下列问题:
(1) 根据 表型及数据分析,油菜半矮秆突变体 的遗传机制是 ,杂交组合①的 产生各种类型的配子所占比例相等,自交时雌雄配子有 种结合方式,且每种结合方式概率相等。 产生各种类型配子所占比例相等的细胞遗传学基础是 。
(2) 将杂交组合①的 所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为 Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的 基本一致的记为 Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的 基本一致的记为 Ⅲ。产生 Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ的高秆植株数量比为 。产生 Ⅲ的高秆植株基因型为 (用A、 ;B、 ;C、 表示基因)。用产生 Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验,能否验证自由组合定律? 。
题组四
1. [2023新课标理综,12分]果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状,眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状,翅型由等位基因 控制,眼色由等位基因 控制。某小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验,杂交子代的表型及其比例分别为,长翅红眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇 (杂交①的实验结果);长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雄蝇 (杂交②的实验结果)。回答下列问题。
(1) 根据杂交结果可以判断,翅型的显性性状是 ,判断的依据是 。
(2) 根据杂交结果可以判断,属于伴性遗传的性状是 ,判断的依据是 。
杂交①亲本的基因型是 ,杂交②亲本的基因型是 。
(3) 若杂交①子代中的长翅红眼雌蝇与杂交②子代中的截翅红眼雄蝇杂交,则子代翅型和眼色的表型及其比例为 。
2. [2022北京,11分]番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程,导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制,科学家进行了相关研究。
(1) 果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交所得的 果皮为黄色, 自交所得 果皮颜色及比例为 。
(2) 野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体,甲 基因A突变为 果肉黄色,乙 基因B突变为 果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验,结果如图1。
据此,写出 中黄色的基因型: 。
(3) 深入研究发现,成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色,当番茄红素量较少时,果肉呈黄色,而前体物质2积累会使果肉呈橙色,如图2。上述基因A、B以及另一基因 均编码与果肉颜色相关的酶,但 在果实中的表达量低。
根据上述代谢途径, 中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是 。
(4) 有一果实不能成熟的变异株 ,果肉颜色与甲相同,但A并未突变,而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达,敲除野生型中的C基因,其表型与 相同。进一步研究发现 中C基因的序列未发生改变,但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与C基因甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据,合理的方案包括 ,并检测C的甲基化水平及表型。
①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入
②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因
③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入
④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型
3. [2021江苏,12分]以下两对基因与果蝇眼色有关,眼色色素产生必须有显性基因A, 时眼色为白色;B存在时眼色为紫色, 时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如图,请据图回答下列问题。
(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个纯系中选用表型为 的果蝇进行杂交。
(3) 上图F1中紫眼雌果蝇的基因型为 , 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 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 中果蝇单对杂交实验中出现一对果蝇的杂交后代雌雄比例为 ,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。
4. [2021河北,15分]我国科学家利用栽培稻 与野生稻(D)为亲本,通过杂交育种方法并辅以分子检测技术,选育出了 和 两个水稻新品系。 的12号染色体上带有D的染色体片段 含有耐缺氮基因 , 的7号染色体上带有D的染色体片段 含有基因 ,两个品系的其他染色体均来自 (图1)。 的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因 和 。现将两个品系分别与 杂交,利用分子检测技术对实验一亲本及部分 的 基因进行检测,对实验二亲本及部分 的 基因进行检测,检测结果以带型表示(图2)。
回答下列问题:
(1) 为建立水稻基因组数据库,科学家完成了水稻 条染色体的 测序。
(2) 实验一 中基因型 对应的是带型 。理论上, 中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为 。
(3) 实验二 中产生带型 、 和 的个体数量分别为12、120和108,表明 群体的基因型比例偏离 定律。进一步研究发现, 的雌配子均正常,但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常,推测无活性的花粉带有 (填“ ”或“ ”)基因。
(4) 以 和 为材料,选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系 (图3)。主要实验步骤包括:① ;②对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型 的植株即为目的植株。
(5) 利用 和 杂交得到 ,若 产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同,雌配子均有活性,则 中与 基因型相同的个体所占比例为 。
题组五
一、选择题
1. [2022山东,3分](不定项)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制,其中基因A控制紫色, 无控制色素合成的功能。基因B控制红色, 控制蓝色。基因 不影响上述2对基因的功能,但 纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,基因型为 和 的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙,它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变,根据表中杂交结果,下列推断正确的是( )
杂交组合 表型 表型及比例
甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色
乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色
A. 让只含隐性基因的植株与 测交,可确定 中各植株控制花色性状的基因型
B. 让表中所有 的紫红色植株都自交一代,白花植株在全体子代中的比例为
C. 若某植株自交子代中白花植株占比为 ,则该植株可能的基因型最多有9种
D. 若甲与丙杂交所得 自交,则 表型比例为9紫红色 靛蓝色 红色 蓝色
2. [2021辽宁,3分](不定项)雌性小鼠在胚胎发育至 天时,细胞中两条 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 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 ,乙为发绿色荧光的雌鼠 基因型为 。甲乙杂交产生 , 雌雄个体随机交配,产生 。若不发生突变,下列有关叙述正确的是( )
A. 中发红色荧光的个体均为雌性
B. 中同时发出红绿荧光的个体所占的比例为
C. 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. 中只发一种荧光的个体出现的概率是
3. [2020浙江7月选考,2分]若某哺乳动物毛发颜色由基因 (褐色)、 (灰色)、 (白色)控制,其中 和 分别对 完全显性。毛发形状由基因 (卷毛)、 (直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为 和 的雌雄个体交配。下列说法正确的是( )
A. 若 对 共显性、 对 完全显性,则 有6种表型
B. 若 对 共显性、 对 不完全显性,则 有12种表型
C. 若 对 不完全显性、 对 完全显性,则 有9种表型
D. 若 对 完全显性、 对 不完全显性,则 有8种表型
二、非选择题
4. [2023浙江1月选考,14分]某昆虫的性别决定方式为 型,野生型个体的翅形和眼色分别为直翅和红眼,由位于两对同源染色体上两对等位基因控制。研究人员通过诱变育种获得了紫红眼突变体和卷翅突变体昆虫。为研究该昆虫翅形和眼色的遗传方式,研究人员利用紫红眼突变体、卷翅突变体和野生型昆虫进行了杂交实验,结果见下表。
杂交组合
甲 紫红眼突变体、紫红眼突变体 直翅紫红眼 直翅紫红眼
乙 紫红眼突变体、野生型 直翅红眼 直翅红眼∶直翅紫红眼
丙 卷翅突变体、卷翅突变体 卷翅红眼∶直翅红 眼 卷翅红眼∶直翅红 眼
丁 卷翅突变体、野生型 卷翅红眼∶直翅红 眼 卷翅红眼∶直翅红 眼
注:表中 为1对亲本的杂交后代, 为 全部个体随机交配的后代;假定每只昆虫的生殖力相同。
回答下列问题:
(1) 红眼基因突变为紫红眼基因属于 (填“显性”或“隐性”)突变。若要研究紫红眼基因位于常染色体还是 染色体上,还需要对杂交组合 的各代昆虫进行 鉴定。鉴定后,若该杂交组合的 表型及其比例为 ,则可判定紫红眼基因位于常染色体上。
(2) 根据杂交组合丙的 表型比例分析,卷翅基因除了控制翅形性状外,还具有纯
合 效应。
(3) 若让杂交组合丙的 和杂交组合丁的 全部个体混合,让其自由交配,理论上其子代 表型及其比例为 。
(4) 又从野生型(灰体红眼)中诱变育种获得隐性纯合的黑体突变体,已知灰体对黑体为完全显性,灰体(黑体)和红眼(紫红眼)分别由常染色体上的一对等位基因控制。欲探究灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传是否遵循自由组合定律。现有3种纯合品系昆虫:黑体突变体、紫红眼突变体和野生型。请完善实验思路,预测实验结果并分析讨论。(说明:该昆虫雄性个体的同源染色体不会发生交换;每只昆虫的生殖力相同,且子代的存活率相同;实验的具体操作不作要求)
① 实验思路
第一步:选择 进行杂交获得 , 。
第二步:观察记录表型及个数,并做统计分析。
② 预测实验结果并分析讨论
Ⅰ:若统计后的表型及其比例为 ,
则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传遵循自由组合定律。
Ⅱ:若统计后的表型及其比例为 ,
则灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传不遵循自由组合定律。
5. [2022江苏,12分]大蜡螟是一种重要的实验用昆虫,为了研究大蜡螟幼虫体色遗传规律。科研人员用深黄、灰黑、白黄3种体色的品系进行了系列实验,正交实验数据如下表(反交实验结果与正交一致)。请回答下列问题。
表1 深黄色与灰黑色品系杂交实验结果
杂交组合 子代体色
深黄 灰黑
深黄 ♀×灰黑 ♂ 2 113 0
深黄 ♀×深黄 ♂ 1 526 498
深黄 ♂×深黄 ♀ 2 314 0
深黄 ♀×灰黑 ♂ 1 056 1 128
表2 深黄色与白黄色品系杂交实验结果
杂交组合 子代体色
深黄 黄 白黄
深黄 ♀×白黄 ♂ 0 2 357 0
黄 ♀×黄 ♂ 514 1 104 568
黄 ♂×深黄 ♀ 1 327 1 293 0
黄 ♀×白黄 ♂ 0 917 864
表3 灰黑色与白黄色品系杂交实验结果
杂交组合 子代体色
灰黑 黄 白黄
灰黑 ♀×白黄 ♂ 0 1 237 0
黄 ♀×黄 ♂ 754 1 467 812
黄 ♂×灰黑 ♀ 754 1 342 0
黄 ♀×白黄 ♂ 0 1 124 1 217
(1) 由表1可推断大蜡螟幼虫的深黄体色遗传属于 染色体 性遗传。
(2) 深黄、灰黑、白黄基因分别用 、 、 表示,表1中深黄的亲本和 个体基因型分别是 ,表2、表3中 基因型分别是 。群体中 、 、 三个基因位于 对同源染色体上。
(3) 若从表2中选取黄色 雌、雄个体各50只,从表3中选取黄色 雌、雄个体各50只,进行随机杂交,后代中黄色个体占比理论上为 。
(4) 若表1、表2、表3中深黄 ♀、 ♀♂ 和黄色 ♀♂、 ♀♂ 个体随机杂交,后代会出现 种表型和 种基因型。
(5) 若表1中两亲本的另一对同源染色体上存在纯合致死基因 和D(两者不发生交换重组),基因排列方式为,推测 互交产生的 深黄与灰黑的比例为 ;在同样的条件下,子代的数量理论上是表1中的 。
专题十 遗传的基本规律
题组一
一、选择题
1. [2023全国甲理综,6分]水稻的某病害是由某种真菌(有多个不同菌株)感染引起的。水稻中与该病害抗性有关的基因有3个 、 、 基因 控制全抗性状(抗所有菌株),基因 控制抗性性状(抗部分菌株),基因 控制易感性状(不抗任何菌株),且 对 为显性、 对 为显性、 对 为显性。现将不同表型的水稻植株进行杂交,子代可能会出现不同的表型及其分离比。下列叙述错误的是( A )
A. 全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性
B. 抗性植株与易感植株杂交,子代可能出现抗性∶易感
C. 全抗植株与易感植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性
D. 全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性∶易感
[解析]根据题意可知,全抗植株有三种基因型,分别为 、 、 ,抗性植株有两种基因型,分别为 、 ,易感植株的基因型为 。全抗植株与抗性植株杂交,共有六种杂交组合,子代都不可能出现全抗∶抗性 , 错误。抗性植株与易感植株 杂交,若抗性植株的基因型为 ,其可产生两种配子,则子代中会出现抗性∶易感 , 正确。全抗植株与易感植株 杂交,若全抗植株的基因型为 ,其可产生两种配子,则子代中会出现全抗∶抗性 , 正确。全抗植株 如 与抗性植株 如 杂交,子代出现全抗 、 抗性 易感 , 正确。
2. [2023湖北,2分]人的某条染色体上A、B、C三个基因紧密排列,不发生互换。这三个基因各有上百个等位基因(例如: 均为A的等位基因)。父母及孩子的基因组成如下表。下列叙述正确的是( B )
父亲 母亲 儿子 女儿
基因组成
A. 基因A、B、C的遗传方式是伴 染色体遗传
B. 母亲的其中一条染色体上基因组成是
C. 基因A与基因B的遗传符合基因的自由组合定律
D. 若此夫妻第3个孩子的A基因组成为 ,则其C基因组成为
[解析]分析父亲及儿子的基因型可知,三对等位基因均成对存在,不可能是伴 染色体遗传, 错误;据题干信息可知, 、 、 三个基因在同一条染色体上紧密排列,不发生互换,则三对等位基因连锁,在遗传中不遵循基因的自由组合定律, 错误;将亲代及子代的基因型进行分析,将儿子和女儿来自父亲和母亲的基因用不同的颜色表示,如下表:
父亲 母亲 儿子 女儿
基因组成
可看出母亲的一条染色体上基因组成为 ,另一条染色体上的基因组成为 , 正确;若此夫妻第3个孩子的 基因组成为 ,据表分析可知, 与 连锁, 与 连锁,因此其 基因组成为 , 错误。
3. [2022浙江1月选考,2分]孟德尔杂交实验成功的重要因素之一是选择了严格自花受粉的豌豆作为材料。自然条件下豌豆大多数是纯合子,主要原因是( D )
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
[解析]自然条件下豌豆大多数是纯合子,原因是豌豆是严格的自花受粉和闭花受粉植物,杂合豌豆植株连续自交,纯合子所占比例逐渐增大, 符合题意。
4. [2021全国乙理综,6分]某种二倍体植物的 个不同性状由 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 对基因均杂合。理论上,下列说法错误的是( B )
A. 植株A的测交子代会出现 种不同表型的个体
B. 越大,植株A测交子代中不同表型个体数目彼此之间的差异越大
C. 植株A测交子代中 对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
D. 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
[解析]植株 的测交子代的每个性状都有2种表型,考虑 对等位基因,植株 的测交子代会出现 种表型, 项正确。植株 的测交子代中每种表型所占比例均为 ,理论上,不同表型个体数目相同,与 值大小无关, 项错误。植株 测交子代中, 对基因均杂合的个体所占比例为 ,纯合子所占比例也是 , 项正确。植株 的测交子代中,杂合子所占比例为 ,当 时, ,即植株 的测交子代中,杂合子的个体数多于纯合子的个体数, 项正确。
5. [2021湖北,2分]浅浅的小酒窝,笑起来像花儿一样美。酒窝是由人类常染色体的单基因所决定,属于显性遗传。甲、乙分别代表有、无酒窝的男性,丙、丁分别代表有、无酒窝的女性。下列叙述正确的是( B )
A. 若甲与丙结婚,生出的孩子一定都有酒窝
B. 若乙与丁结婚,生出的所有孩子都无酒窝
C. 若乙与丙结婚,生出的孩子有酒窝的概率为
D. 若甲与丁结婚,生出一个无酒窝的男孩,则甲的基因型可能是纯合的
[解析]由题意可知,酒窝的遗传方式为常染色体显性遗传,据题意知,甲、丙有酒窝,二者可能为显性纯合子,也可能是杂合子,若甲与丙均为杂合子,二者婚配所生孩子有可能无酒窝, 项错误;乙与丁都无酒窝,二者均为隐性纯合子,乙、丁婚配,所生孩子都无酒窝, 项正确;由于丙的基因型不能确定,故乙与丙结婚,生出有酒窝孩子的概率无法确定, 项错误;若甲与丁结婚,生出一个无酒窝的男孩,说明甲为杂合子, 项错误。
6. [2020江苏,2分]有一观赏鱼品系体色为橘红带黑斑,野生型为橄榄绿带黄斑,该性状由一对等位基因控制。某养殖者在繁殖橘红带黑斑品系时发现,后代中 为橘红带黑斑, 为野生型性状,下列叙述错误的是( D )
A. 橘红带黑斑品系的后代中出现性状分离,说明该品系为杂合子
B. 突变形成的橘红带黑斑基因具有纯合致死效应
C. 自然繁育条件下,橘红带黑斑性状容易被淘汰
D. 通过多次回交,可获得性状不再分离的橘红带黑斑品系
[解析]亲本为橘红带黑斑品系,后代的性状分离比为橘红带黑斑∶野生 ,说明亲本品系为杂合子, 正确;子代中橘红带黑斑个体占 ,说明子代中无橘红带黑斑纯合个体,即橘红带黑斑基因具有纯合致死效应, 正确;由橘红带黑斑基因具有纯合致死效应可知,橘红带黑斑基因逐渐被淘汰,故在自然选择作用下橘红带黑斑性状易被淘汰, 正确;橘红带黑斑基因具有纯合致死效应,无法通过多次回交获得性状不再分离的纯合橘红带黑斑品系, 错误。
二、非选择题
7. [2023全国甲理综,10分]乙烯是植物果实成熟所需的激素,阻断乙烯的合成可使果实不能正常成熟,这一特点可以用于解决果实不耐储存的问题,以达到增加经济效益的目的。现有某种植物的3个纯合子(甲、乙、丙),其中甲和乙表现为果实不能正常成熟(不成熟),丙表现为果实能正常成熟(成熟),用这3个纯合子进行杂交实验, 自交得 ,结果见下表。
实验 杂交组合 表型 表型及分离比
① 甲×丙 不成熟 不成熟∶成熟
② 乙×丙 成熟 成熟∶不成熟
③ 甲×乙 不成熟 不成熟∶成熟
回答下列问题。
(1) 利用物理、化学等因素处理生物,可以使生物发生基因突变,从而获得新的品种。通常,基因突变是指 分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变。
[解析] 分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫基因突变。
(2) 从实验①和②的结果可知,甲和乙的基因型不同,判断的依据是甲、乙分别与丙杂交,得到的 的表型不相同。
[解析]由表格信息可以看出,实验①和实验②的亲本中都有丙,但得到的 的表型不相同,进而推出甲和乙的基因型不同。
(3) 已知丙的基因型为 ,且B基因控制合成的酶能够催化乙烯的合成,则甲、乙的基因型分别是 、 ;实验③中, 成熟个体的基因型是 和 , 不成熟个体中纯合子所占的比例为 。
[解析]实验③的 的性状分离比为 , 为 的变式,可推出这一对相对性状受两对独立遗传的等位基因控制,又知甲、乙都为纯合子,其杂交组合为 或 。由实验 中不成熟∶成熟 可以推出,实验 基因型中一对等位基因杂合、一对等位基因纯合,再结合题中信息知,丙的基因型为 ,且表现为成熟,实验①的 表现为不成熟,可推出 中的不成熟个体应该含有 基因,进而推出甲的基因型为 。由实验 的性状分离比为 可推出, 的基因型为 ,进而推出乙的基因型为 。实验③中, 的基因型为 (不成熟)、 (不成熟)、 (不成熟)、 (不成熟)、
(不成熟)、 (不成熟)、 (成熟)、 (成熟)、 (不成熟), 成熟个体的基因型为 和 , 不成熟个体中纯合子所占的比例为 。
8. [2022全国乙理综,12分]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 与红花杂合体植株杂交,子代植株表型及其比例为紫花∶红花∶白花 (2分);子代中红花植株的基因型是 和 (2分);子代白花植株中纯合体所占的比例是 (1分)。
[解析]由题干信息可以推出,红花杂合体植株的基因型为 ,其与紫花植株 基因型为 杂交,子代红花植株的基因型为 所占比例为
和 所占比例为 ,子代红花植株所占比例为 ;子代白花植株的基因型为 所占比例为 和 所占比例为 ,子代白花植株所占比例为 ;子代紫花植株的基因型为 所占比例为 和 所占比例为 ,子代紫花植株所占比例为 。综上所述,子代植株表型及其比例为紫花∶红花∶白花 。
(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,请写出所选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。
[答案]选用的亲本基因型为 (1分)。预期实验结果和结论:若子代植株全开紫花,则植株甲的基因型为 (3分);若子代植株全开红花,则植株甲的基因型为 (3分)。
[解析]白花纯合体植株甲的基因型为 或 ;若选择白花纯合个体 基因型为 或 与其杂交,子代植株全部表现为白花;若选择紫花纯合个体 基因型为 与其杂交,子代植株全部表现为紫花;若选择红花纯合个体 基因型为 与其杂交,若子代全部表现为紫花,则植株甲的基因型为 ,若子代全部表现为红花,则植株甲的基因型为 。
【高分必备】 在解答第(2)小问时,首先明确纯合体的基因型包括 、 、 和 种,再将这些纯合体作为亲本分别与植株甲杂交,根据杂交结果可以确定选用的亲本的基因型。
9. [2021海南,10分]科研人员用一种甜瓜 的纯合亲本进行杂交得到 , 经自交得到 ,结果如表。
性状 控制基因及其所在染色体 母本 父本
果皮底色 ,4号染色体 黄绿色 黄色 黄绿色 黄绿色∶黄色
果肉颜色 ,9号染色体 白色 橘红色 橘红色 橘红色∶白色
果皮覆纹 ,4号染色体 ,2号染色体 无覆纹 无覆纹 有覆纹 有覆纹∶无覆
已知A、 基因在一条染色体上, 、 基因在另一条染色体上,当 和 同时存在时果皮才表现出有覆纹性状。不考虑互换、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橘红色(1分)。
[解析]仅考虑甜瓜果肉颜色这对性状,结合表格分析可知,亲本果肉颜色分别是白色和橘红色, 果肉颜色均为橘红色,则橘红色是显性性状。
(2) 的基因型为 , 产生的配子类型有8种。
[解析]由 中黄绿色∶黄色 ,可推知 关于果皮底色的基因型为 ;由 中橘红色∶白色 ,可推知 关于果肉颜色的基因型为 ;由 中有覆纹∶无覆纹 ,可推知 关于果皮覆纹的基因型为 ,综上可知 的基因型为 。由于 和 基因在一条染色体上, 和 基因在一条染色体上, 、 位于4号染色体上, 位于9号染色体上, 位于2号染色体上,则 、 、 独立遗传, 产生的配子类型有 (种)。
(3) 的表型有8(1分)种, 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 , 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 。
[解析]结合表格可知, 关于果皮底色的表型有2种,关于果肉颜色的表型有2种,关于果皮覆纹的表型有2种,故 的表型有 (种)。 中基因型为 的个体占 ,基因型为 的个体占 , 中黄绿色有覆纹果皮个体 所占的比例为 ,黄绿色无覆纹果皮个体 所占的比例为 ,黄色无覆纹果皮个体 、 所占的比例为 ,这三种表型的植株数量比为 。 黄色无覆纹果皮植株中纯合子占 ,橘红色果肉植株中纯合子占 ,则 黄色无覆纹果皮橘红色果肉植株中纯合子所占比例为 , 黄色无覆纹果皮橘红色果肉的植株中杂合子所占比例为 。
题组二
一、选择题
1. [2022全国甲理综,6分]某种自花传粉植物的等位基因 和 位于非同源染色体上。 控制花粉育性,含A的花粉可育;含 的花粉 可育、 不育。 控制花色,红花对白花为显性。若基因型为 的亲本进行自交,则下列叙述错误的是( B )
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 的个体所占比例是
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 的可育雄配子数相等
[解析]由“等位基因 和 位于非同源染色体上”可推出这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,即 和 独立遗传。单独分析 ,亲本的基因型都为 ,自交后,子代的基因型及比例为 ,表型及比例为红花植株∶白花植株 , 正确。单独分析 ,亲本的基因型均为 ,产生的雌配子类型及比例为 ,由“含 的花粉可育;含 的花粉 可育、 不育”可推出亲本产生的可育雄配子数∶不育雄配子 ,则子代中基因型为 的个体占 ,推断过程如表所示:
综合分析可知,子一代中基因型为 的个体所占比例为 , 错误、 正确。亲本关于花色的基因型为 ,其产生的含 的可育雄配子数与含 的可育雄配子数相等, 正确。
2. [2021湖北,2分]人类的 血型是由常染色体上的基因 、 和 (三者之间互为等位基因)决定的。 基因产物使得红细胞表面带有A抗原, 基因产物使得红细胞表面带有B抗原。 基因型个体红细胞表面有A抗原和B抗原, 基因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 )
A. 个体5基因型为 ,个体6基因型为
B. 个体1基因型为 ,个体2基因型为 或
C. 个体3基因型为 或 ,个体4基因型为
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
[解析] 型血个体的红细胞表面带有 抗原,可以与 抗原抗体产生阳性反应, 型血个体的红细胞表面带有 抗原,可以与 抗原抗体产生阳性反应, 型血个体的红细胞表面带有 抗原、 抗原,可以与 抗原抗体和 抗原抗体产生阳性反应, 型血个体的红细胞表面无 抗原、 抗原,不能与 抗原抗体和 抗原抗体产生阳性反应。由此可判断个体7为 型血,基因型为 ,个体1、个体4为 型血,基因型均为 ;个体2、个体5为 型血,个体5的基因型为 ,个体2的基因型为 ;个体3、个体6为 型血,个体6的基因型为 ,个体3的基因型为 , 正确, 、 错误。若个体 与个体 生第二个孩子,该孩子的基因型可能是 、 、 或 , 错误。
3. [2021全国甲理综,6分]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 染色体上。让一群基因型相同的果蝇 果蝇 与另一群基因型相同的果蝇 果蝇 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 表现为显性性状灰体红眼。下列推断错误的是( A )
A. 果蝇 为红眼杂合体雌蝇 B. 果蝇 体色表现为黑檀体
C. 果蝇 为灰体红眼杂合体 D. 亲本果蝇均为长翅杂合体
[解析]假设与果蝇翅型有关的基因为 、 ,子代果蝇中长翅∶残翅 ,由此可判断双亲关于翅型都为显性性状(长翅)且为杂合体 ;假设与果蝇眼色有关的基因为 、 ,子代果蝇中红眼∶白眼 ,又知红眼为显性性状,控制眼色的基因位于 染色体上,则双亲的基因型为 、 或 、 ;假设与果蝇体色有关的基因为 、 ,子代果蝇中灰体∶黑檀体 ,则双亲中一个为杂合体 ,一个为隐性纯合体 。果蝇 表现为显性性状(长翅)灰体红眼,则果蝇 的基因型为 或 ,果蝇 为长翅黑檀体白眼,基因型为 或 。因此, 项错误。
4. [2020海南,3分]直翅果蝇经紫外线照射后出现一种突变体,表型为翻翅,已知直翅和翻翅这对相对性状为完全显性,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, 中翻翅和直翅个体的数量比为 。下列有关叙述错误的是( D )
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. 中翻翅基因频率为
D. 果蝇自由交配, 中直翅个体所占比例为
[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, 正确;由题干信息可知,选择翻翅个体进行交配, 出现了性状分离,说明翻翅为显性性状,直翅为隐性性状, 正确;假设控制果蝇翻翅、直翅的基因分别为 、 , 中 所占的比例为 , 所占的比例为 , 的基因频率为 , 正确; 中 的基因频率为 , 的基因频率为 ,由于翻翅基因纯合致死(胚胎期),故 中直翅个体 所占的比例为 , 错误。
二、非选择题
5. [2023全国乙理综,10分]某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的,红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的,第1步由酶1催化,第2步由酶2催化。其中酶1的合成由A基因控制,酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子,某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨,得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液,并用这些研磨液进行不同的实验。
实验一:探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的
①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。
②在室温下将两种细胞研磨液充分混合,混合液变成红色。
③将两种细胞研磨液先加热煮沸,冷却后再混合,混合液颜色无变化。
实验二:确定甲和乙植株的基因型
将甲的细胞研磨液煮沸,冷却后与乙的细胞研磨液混合,发现混合液变成了红色。
回答下列问题。
(1) 酶在细胞代谢中发挥重要作用,与无机催化剂相比,酶所具有的特性是高效性、专一性和作用条件较温和(3分)(答出3点即可);煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用,其原因是高温破坏了酶的空间结构。
[解析]与无机催化剂相比,酶具有高效性、专一性和作用条件较温和等特性。温度过高会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活,因此,煮沸使细胞研磨液中的酶失去催化作用的原因是高温破坏了酶的空间结构。
(2) 实验一②中,两种细胞研磨液混合后变成了红色,推测可能的原因是白色底物形成红色色素需要酶1和酶2的催化,一种细胞研磨液中含有酶1及其催化产生的中间产物,另一种细胞研磨液中含有酶2,将两种细胞研磨液充分混合后,混合液变成红色(3分)。
[解析]由题干信息可知,红花植株的基因型为 ,白花植株的基因型为 、 、 。红花植株的细胞研磨液中含有酶1和酶2,基因型为 的白花植株的细胞研磨液中含有酶1,基因型为 的白花植株的细胞研磨液中含有酶2,基因型为 的白花植株的细胞研磨液中不含酶1和酶2。由题意知,甲、乙是两个不同的白花纯合子,其基因型为 或 或 。实验一②中,在室温下将两种细胞研磨液充分混合,混合液变成红色,推测可能的原因:一种细胞研磨液中含有酶1及其催化产生的中间产物,另一种细胞研磨液中含有酶2,将两种细胞研磨液充分混合后,混合液变成红色。
(3) 根据实验二的结果可以推断甲的基因型是 ,乙的基因型是 ;若只将乙的细胞研磨液煮沸,冷却后与甲的细胞研磨液混合,则混合液呈现的颜色是白色。
[解析]实验二中,将甲的细胞研磨液煮沸,冷却后与乙的细胞研磨液混合,发现混合液变成了红色。甲的细胞研磨液经煮沸后,其中的酶变性失活,不能发挥作用,乙的细胞研磨液中的酶能发挥作用,推出乙的细胞研磨液中含有酶2,甲的细胞研磨液中含有酶1,进而确定甲的基因型为 、乙的基因型为 。基因、酶和性状的关系如图所示:
若只将乙的细胞研磨液煮沸,则酶2失活,不能发挥催化作用,不能将中间产物转化为红色色素,混合液呈现白色。
【考情速递】
酶与遗传规律跨模块综合考查
本题将酶的特性、基因对性状的控制综合考查,突破了近几年单纯考查遗传定律及拓展应用的固有模式。命题特色体现在实验一中通过细胞研磨液的颜色变化暗示酶1和酶2的作用,从而确定白花性状是由A或B基因单独突变引起的。解决此题需先根据题干信息确定基因型与表型之间的对应关系,然后根据实验二混合液的颜色变化确定甲和乙的基因型,给备考提出了新的方向与要求。
6. [2022辽宁,12分]某雌雄同株二倍体观赏花卉的抗软腐病与易感软腐病(以下简称“抗病”与“易感病”)由基因 控制,花瓣的斑点与非斑点由基因 控制。为研究这两对相对性状的遗传特点,进行系列杂交实验,结果见表。
组别 亲本杂交组合 表型及数量
抗病非斑点 抗病斑点 易感病非斑点 易感病斑点
1 抗病非斑点×易感病非斑点 710 240 0 0
2 抗病非斑点×易感病斑点 132 129 127 140
3 抗病斑点×易感病非斑点 72 87 90 77
4 抗病非斑点×易感病斑点 183 0 172 0
(1) 上表杂交组合中,第1组亲本的基因型是 和 (2分),第4组的结果能验证这两对相对性状中抗病和易感病的遗传符合分离定律,能验证这两对相对性状的遗传符合自由组合定律的一组实验是第2组。
[解析]第1组中两亲本的表型分别为抗病非斑点、易感病非斑点,而 均表现为抗病且非斑点∶斑点 ,可以推出抗病对易感病为显性,非斑点对斑点为显性,进一步推出抗病非斑点亲本的基因型为 ,易感病非斑点亲本的基因型为 。分析可知,第4组亲本的基因型分别为 和 ,该组的杂交结果只能验证抗病和易感病的遗传遵循分离定律。经分析可知,第2组亲本的基因型分别为 和 ,第3组亲本的基因型分别为 和 。第1组中,无论 、 是位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上,抗病非斑点亲本 都能产生 、 两种配子,比例约为 ,易感病非斑点亲本 都能产生 、 两种配子,比例约为 , 中抗病非斑点∶抗病斑点都约为 ;第3组中,无论 、 是位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上,抗病斑点亲本 都能产生 、 两种配子,比例约为 ,易感病非斑点亲本 都能产生 、 两种配子,比例接近 , 中抗病非斑点∶抗病斑点∶易感病非斑点∶易感病斑点都约为 ;第4组中,无论 、 位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上,抗病非斑点亲本 都能产生 、 两种配子,比例约为 ,易感病斑点亲本 都能产生 配子, 中抗病非斑点∶易感病非斑点都约为 ;第2组中,抗病非斑点亲本的基因型为 ,易感病斑点亲本的基因型为 (只能产生 一种配子),而 的表型及比例为抗病非斑点∶抗病斑点∶易感病非斑点∶易感病斑点 ,可推出抗病非斑点亲本 产生 、 、 、 四种配子,比例约为 ,则 、 位于两对同源染色体上,其遗传遵循自由组合定律。
(2) 将第2组 中的抗病非斑点植株与第3组 中的易感病非斑点植株杂交,后代中抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为 (2分)。
[解析]第2组 中的抗病非斑点植株的基因型为 ,第3组 中的易感病非斑点植株的基因型为 , 和 杂交,后代中抗病∶易感病 ,非斑点∶斑点 ,则后代中抗病非斑点∶易感病非斑点∶抗病斑点∶易感病斑点 。
(3) 用秋水仙素处理该花卉,获得了四倍体植株。秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍。现有一基因型为 的四倍体植株,若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离(不考虑其他变异),则产生的配子类型及比例分别为 (2分),其自交后代共有5(2分)种基因型。
[解析]秋水仙素能够抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍。基因型为 的植株,在减数分裂过程中四条同源染色体两两分离,则产生的配子类型及比例为 ,其自交后代共有 、 、 、 和 种基因型。
(4) 用 射线对该花卉A基因的显性纯合子进行诱变,当A基因突变为隐性基因后,四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更低。
[解析]用 射线对该花卉 基因的显性纯合子进行诱变,当 基因突变为隐性基因 记为 后,若为二倍体,则其基因型为 ,其产生 配子的概率为 ,则后代中隐性性状出现的频率为 ;若为四倍体,则其基因型为 ,其产生 配子的概率为 ,则子代中隐性性状出现的频率为 ,即四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更低。
7. [2021全国乙理综,10分]果蝇的灰体对黄体是显性性状,由 染色体上的1对等位基因(用 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 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。)
[答案]如图所示(6分)
[解析]由题意可知,用灰体纯合子雌果蝇 和黄体雄果蝇 为实验材料,要想获得黄体雌果蝇 ,首先需要获得灰体雌果蝇 ,让灰体雌果蝇 与黄体雄果蝇 杂交即可获得黄体雌果蝇 ,遗传图解如答案所示。
(2) 若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇 作为亲本杂交得到 , 相互交配得 ,则 中灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅 (2分), 中灰体长翅雌蝇出现的概率为 (2分)。
[解析]由题意可知,亲本的基因型为 和 ,亲本杂交得到 , 的基因型为 、 , 相互交配得 , 的表型及比例为灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅 ,则 中灰体长翅雌蝇出现的概率为 。
题组三
一、选择题
1. [2023新课标理综,6分]某研究小组从野生型高秆(显性)玉米中获得了2个矮秆突变体。为了研究这2个突变体的基因型,该小组让这2个矮秆突变体(亲本)杂交得 , 自交得 ,发现 中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆 。若用A、B表示显性基因,则下列相关推测错误的是( D )
A. 亲本的基因型为 和 , 的基因型为
B. 矮秆的基因型有 、 、 、 ,共4种
C. 基因型是 的个体为高秆,基因型是 的个体为极矮秆
D. 矮秆中纯合子所占比例为 , 高秆中纯合子所占比例为
[解析]该小组让这2个矮秆突变体杂交得 , 自交得 ,发现 中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆 , 为 的变式,可推知玉米的株高由两对独立遗传的等位基因控制,且 的基因型为 。进一步分析可知,高秆植株的基因型为 ,矮秆植株的基因型为 、 ,极矮秆植株的基因型为 。由题意知,两亲本均为矮秆突变体,可推出两亲本的基因型分别为 、 , 、 正确。 的基因型为 , 中矮秆植株的基因型为 、 、 、 ,共4种, 正确。 矮秆植株中纯合子 、 所占的比例为 , 高秆植株中纯合子 所占的比例为 , 错误。
2. [2023全国乙理综,6分]某种植物的宽叶/窄叶由等位基因 控制,A基因控制宽叶性状;高茎/矮茎由等位基因 控制,B基因控制高茎性状。这2对等位基因独立遗传。为研究该种植物的基因致死情况,某研究小组进行了两个实验,实验①:宽叶矮茎植株自交,子代中宽叶矮茎:窄叶矮茎 ;实验②:窄叶高茎植株自交,子代中窄叶高茎:窄叶矮茎 。下列分析及推理中错误的是( D )
A. 从实验①可判断A基因纯合致死,从实验②可判断B基因纯合致死
B. 实验①中亲本的基因型为 ,子代中宽叶矮茎的基因型也为
C. 若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为
D. 将宽叶高茎植株进行自交,所获得子代植株中纯合子所占比例为
【考情速递】
借异常表型比例考查致死
自由组合定律以各种命题形式频繁出现在高考选择题中,具有较强的信息转换能力仍是破题的关键。此题的创新之处在于从实验杂交结果推测出两对基因都存在显性基因纯合致死现象,从而可以判断实验①和实验②中相关个体的基因型。解答致死类试题时,可先把正常的基因型或表型写出来,然后根据致死情况把相关的基因型去掉即可。备考无捷径,回归教材、参透教材是关键。
[解析]分析可知,实验①宽叶矮茎植株 自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎 ,可推知亲本宽叶矮茎植株的基因型为 ,子代中宽叶矮茎植株的基因型也为 , 基因纯合致死;实验②窄叶高茎植株 自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎 ,可推知亲本窄叶高茎植株的基因型为 ,子代中窄叶高茎植株的基因型也为 , 基因纯合致死, 、 正确。由以上分析可知, 、 基因纯合致死,若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为 , 正确。将宽叶高茎植株 进行自交,子代植株的基因型为 、 、 、 ,其中纯合子所占的比例为 , 错误。
3. [2021湖北,2分]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 , 自交产生 ,结果如表。
组别 杂交组合
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( C )
A. 若乙与丙杂交, 全部为红色籽粒,则 玉米籽粒性状比为9红色 白色
B. 若乙与丙杂交, 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 与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色 白色
D. 组2中的 与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色 白色
[解析]甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种,甲与乙、甲与丙杂交产生 , 自交产生 ,甲与乙杂交组合所得 中红色籽粒∶白色籽粒 ,甲与丙杂交组合所得 中红色籽粒∶白色籽粒 ,则两个杂交组合产生的 均能产生四种类型的配子,玉米籽粒颜色至少受三对等位基因控制,且至少有两个不同的显性基因存在时玉米籽粒表现为红色。设相关基因为 , , 。若甲的基因型为 ,乙的基因型为 ,丙的基因型为 。乙与丙杂交, 全部为红色籽粒,则玉米籽粒颜色可由三对等位基因控制, 自交所得 中红色籽粒∶白色籽粒 , 、 正确。设甲的基因型为 ,乙的基因型为 ,丙的基因型为 ,则组1中 的基因型为 ,其与甲 杂交,后代中红色籽粒∶白色籽粒 ;组2中 的基因型为 ,其与丙 杂交,后代中红色籽粒∶白色籽粒 , 错误, 正确。
4. [2020浙江1月选考,2分]若马的毛色受常染色体上一对等位基因控制,棕色马与白色马交配, 均为淡棕色马, 随机交配, 中棕色马∶淡棕色马∶白色马 。下列叙述正确的是( D )
A. 马的毛色性状中,棕色对白色为完全显性
B. 中出现棕色、淡棕色和白色是基因重组的结果
C. 中相同毛色的雌雄马交配,其子代中雌性棕色马所占的比例为
D. 中淡棕色马与棕色马交配,其子代基因型的比例与表型的比例相同
[解析]依据题意可知,马的毛色受常染色体上一对等位基因控制,棕色马与白色马交配, 均为淡棕色马,说明棕色对白色为不完全显性, 错误;马的毛色遗传仅涉及一对等位基因,不会发生基因重组, 错误;假设相关基因用 、 表示, 中相同毛色的雌雄马交配,即 、 、 ,其后代中 占 ,因此子代中雌性棕色马所占的比例为 , 错误; 中淡棕色马 与棕色马 交配,其子代基因型比例为 ,表型比例为棕色马∶淡棕色
马 , 正确。
二、非选择题
5. [2022全国甲理综,12分]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 控制,基因型 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(先去除甲植株未成熟花的全部雄蕊,)在甲植株未成熟花的雌蕊上套上纸袋,待雌蕊成熟时,采集丁植株的花粉,撒在甲植株雌蕊的柱头上,再套上纸袋。
[解析]甲为雌雄同株,丁为雄株。若以甲为母本,丁为父本进行杂交育种,应先去除甲植株未成熟花的全部雄蕊,并对叶腋雌花序进行套袋处理,待雌蕊成熟时,采集丁植株的花粉,撒在雌蕊的柱头上,再套上纸袋(注:玉米是雌雄异花植株,也可不去雄)。
(2) 乙和丁杂交, 全部表现为雌雄同株; 自交, 中雌株所占比例为 , 中雄株的基因型是 和 ;在 的雌株中,与丙基因型相同的植株所占比例是 。
[解析]分析可知,基因型与表型之间的对应关系为 (雌雄同株)、 和 (雌株)、 (雄株)。由于甲、乙、丙和丁是4种纯合体玉米植株,乙(雌株)和丁 雄株, 杂交, 都是雌雄同株,则 的基因型为 ,乙的基因型为 ,丙的基因型为 。 自交, 中雌株 、 所占比例为 。 中雄株的基因型为 和 。丙的基因型为 ,在 的雌株中,与丙基因型相同的植株所占比例为 。
(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,则实验结果是糯玉米的果穗上只有糯籽粒,非糯玉米的果穗上有糯和非糯两种籽粒;若非糯是显性,则实验结果是非糯玉米的果穗上只有非糯籽粒,糯玉米的果穗上有糯和非糯两种籽粒。
[解析]玉米间行种植时,交配方式有两种:自交和杂交。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,设相关基因为 、 。 植株的自交后代、 植株与 植株的杂交后代的基因型分别为 和 ,都表现为显性性状, 植株的自交后代、 植株与 植株的杂交后代的基因型分别为 和 ,分别表现为隐性性状和显性性状。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,若糯为显性,则在糯玉米的果穗上只有糯籽粒,在非糯玉米的果穗上有糯和非糯两种籽粒;若非糯为显性,则在非糯玉米的果穗上只有非糯籽粒,在糯玉米的果穗上有糯和非糯两种籽粒。
6. [2022浙江1月选考,10分]果蝇的正常眼和星眼受等位基因A、 控制,正常翅和小翅受等位基因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,结果如表。
杂交组合
♀ ♂ ♀ ♂
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、 和B、 两对基因,它们的遗传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 。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。
[解析]分析可知,控制果蝇眼型的基因 位于常染色体上,星眼为显性性状;控制果蝇翅型的基因 位于 染色体上,正常翅为显性性状,所以这两对基因的遗传符合自由组合定律。三个组合中的 、 的基因型见表:
杂交组合
雌 雄 雌 雄
甲
乙
丙
所以组合甲中母本的基因型为 。为精准统计,应在蛹期时将亲本移除。
(2) 若组合乙 的雌雄个体随机交配获得 ,则 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 或 为雄性, 为雌性。若发现组合甲 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 染色体的配子。
[解析]组合乙 的雌雄个体 、 随机交配获得的 中星眼小翅雌果蝇 占 。由题意可知,组合甲 中的非整倍体星眼小翅雄果蝇的基因型为 ,为母本减数分裂异常所致,即母本产生了不含 染色体的雌配子。
(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 , 中正常眼小翅雌果蝇占 、星眼小翅雄果蝇占 ,则可推知亲本雄果蝇中星眼正常翅占 。
[解析]假设该群体的雌性个体中 ;雄性个体中 ,雌雄个体随机交配,产生的配子类型见表:
配子
所以 ,亲本雄果蝇中星眼正常翅占 。
(4) 写出以组合丙 的雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图解。
[答案]如图所示(4分)
[解析]组合丙 的雌雄果蝇的基因型为 、 ,绘制遗传图解时注意格式的规范性。
7. [2021湖南,12分]油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜 ,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体 。为了阐明半矮秆突变体 是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关实验,如图所示。
回答下列问题:
(1) 根据 表型及数据分析,油菜半矮秆突变体 的遗传机制是受两对独立遗传的等位基因控制,且两对等位基因均为隐性时才表现出半矮秆性状,杂交组合①的 产生各种类型的配子所占比例相等,自交时雌雄配子有16种结合方式,且每种结合方式概率相等。 产生各种类型配子所占比例相等的细胞遗传学基础是在减数分裂过程中,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。
[解析]杂交组合①、②中, 自交,产生的 中均为高秆∶半矮秆 ,且杂交组合③中 和 杂交,产生的 中高秆∶半矮秆 ,符合两对等位基因的自由组合,因此油菜半矮秆突变体 的遗传机制是受两对独立遗传的等位基因控制,且两对等位基因均为隐性时才表现出半矮秆性状。杂交组合①的 产生4种数量相等的配子,自交时雌、雄配子有 种结合方式,且每种结合方式概率相等。 产生各种类型配子所占比例相等的细胞遗传学基础是在减数分裂过程中,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。
(2) 将杂交组合①的 所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为 Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的 基本一致的记为 Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的 基本一致的记为 Ⅲ。产生 Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ的高秆植株数量比为 。产生 Ⅲ的高秆植株基因型为 、 (用A、 ;B、 ;C、 表示基因)。用产生 Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验,能否验证自由组合定律?不能。
[解析]分析可知,油菜的高秆和半矮秆由两对独立遗传的等位基因控制,且当两对等位基因都为隐性时才表现出半矮秆,其他基因型均表现为高秆,进一步分析可知,杂交组合①的 的基因型为 , 自交产生 , 所有高秆 基因型及比例为 自交,其中基因型为 、 、 、 和 的高秆植株自交,子代全为高秆,记为 Ⅰ;基因型为 的高秆植株自交,子代高秆∶半矮秆 ,和杂交组合①、②的 基本一致,记为 Ⅱ;基因型为 和 的高秆植株自交,子代高秆∶半矮秆 ,和杂交组合③的 基本一致,记为 Ⅲ,故产生 Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ的高秆植株数量比为 。产生 Ⅲ的高秆植株基因型为 、 ,用产生 Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验,子代中高秆∶半矮秆 ,若这两对等位基因位于一对同源染色体上,得到的结果也为“子代中高秆∶半矮秆 ”,因此不能验证自由组合定律。
题组四
1. [2023新课标理综,12分]果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状,眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状,翅型由等位基因 控制,眼色由等位基因 控制。某小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验,杂交子代的表型及其比例分别为,长翅红眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇 (杂交①的实验结果);长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雄蝇 (杂交②的实验结果)。回答下列问题。
(1) 根据杂交结果可以判断,翅型的显性性状是长翅(1分),判断的依据是杂交①亲代长翅果蝇与截翅果蝇杂交,子代全部为长翅。
[解析]分析题意可知,杂交①亲代长翅红眼果蝇与截翅紫眼果蝇杂交,子代全部表现为长翅红眼,则长翅和红眼为显性性状,截翅和紫眼为隐性性状。
(2) 根据杂交结果可以判断,属于伴性遗传的性状是翅型(长翅和截翅)(1分),判断的依据是关于翅型的正反交结果不一样,且杂交②子代的翅型与性别相关联。
杂交①亲本的基因型是 和 ,杂交②亲本的基因型是 和 。
[解析]仅分析眼色性状,正反交结果相同且子代的表型与性别无关,其属于常染色体遗传。再分析翅型性状,正反交结果不同且子代的表型与性别相关联,进一步分析可知其为伴 染色体遗传。进而推出杂交①和杂交②亲本的基因型分别为 和 、 和 。
(3) 若杂交①子代中的长翅红眼雌蝇与杂交②子代中的截翅红眼雄蝇杂交,则子代翅型和眼色的表型及其比例为长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雌蝇∶长翅紫眼雌蝇∶截翅紫眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇∶截翅红眼雄蝇∶长翅紫眼雄蝇∶截翅紫眼雄蝇 。
[解析]杂交①子代中长翅红眼雌蝇的基因型为 ,杂交②子代中截翅红眼雄蝇的基因型为 ,两者杂交,子代的基因型为 (长翅红眼雌蝇)、 (截翅红眼雌蝇)、 (长翅紫眼雌蝇)、 (截翅紫眼雌蝇)、 (长翅红眼雄蝇)、 (截翅红眼雄蝇)、 (长翅紫眼雄蝇)、 (截翅紫眼雄蝇),即子代中长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雌蝇∶长翅紫眼雌蝇∶截翅紫眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇∶截翅红眼雄蝇∶长翅紫眼雄蝇∶截翅紫眼雄 。
2. [2022北京,11分]番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程,导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制,科学家进行了相关研究。
(1) 果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交所得的 果皮为黄色, 自交所得 果皮颜色及比例为黄色∶无色 (2分)。
[解析]果皮黄色与果皮无色的番茄杂交所得的 果皮为黄色,说明黄色是显性性状,设控制果皮颜色的基因为 、 ,则亲本中黄色果皮植株的基因型为 ,无色果皮植株的基因型为 ,则 植株的相关基因型为 , 自交所得 中,果皮颜色及比例为黄色 无色 。
(2) 野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体,甲 基因A突变为 果肉黄色,乙 基因B突变为 果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验,结果如图1。
据此,写出 中黄色的基因型: 、 (3分)。
[解析]结合题中信息知,番茄果肉颜色由两对等位基因控制,两种单基因纯合突变体杂交得 , 自交得 , 中红色∶黄色∶橙 ,说明 是双杂合子,则 的基因型为 。由题意知,单基因纯合突变体甲 基因 突变为 的果肉为黄色,单基因纯合突变体乙 基因 突变为 的果肉为橙色,则甲的基因型为 ,乙的基因型为 ,则 中黄色的基因型为 、 。
(3) 深入研究发现,成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色,当番茄红素量较少时,果肉呈黄色,而前体物质2积累会使果肉呈橙色,如图2。上述基因A、B以及另一基因 均编码与果肉颜色相关的酶,但 在果实中的表达量低。
根据上述代谢途径, 中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是基因 突变为 ,但果肉细胞中的基因 仍表达出少量酶 ,持续生成前体物质2;基因 突变为 ,前体物质2无法转变为番茄红素(3分)。
[解析]结合题图分析可知, 中缺乏基因 ,不能合成酶 ,但果肉细胞中的基因 仍表达出少量酶 ,前体物质1在酶 的作用下持续生成前体物质2;又由于 中没有 基因,故其不能合成酶 ,前体物质2因无法转变为番茄红素而积累,而前体物质2积累会使果肉呈橙色。
(4) 有一果实不能成熟的变异株 ,果肉颜色与甲相同,但A并未突变,而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达,敲除野生型中的C基因,其表型与 相同。进一步研究发现 中C基因的序列未发生改变,但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与C基因甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据,合理的方案包括 (3分),并检测C的甲基化水平及表型。
①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入
②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因
③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入
④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型
[解析]结合题中信息推测,果实成熟与 基因甲基化水平改变有关,欲为该推测提供证据,可以将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入 ,敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因,将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型,检测 的甲基化水平及表型。
3. [2021江苏,12分]以下两对基因与果蝇眼色有关,眼色色素产生必须有显性基因A, 时眼色为白色;B存在时眼色为紫色, 时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如图,请据图回答下列问题。
(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,证明了基因位于染色体上。
(2) A基因位于常染色体上,B基因位于 染色体上。若要进一步验证这个推论,可在2个纯系中选用表型为红眼雌性和白眼雄性的果蝇进行杂交。
[解析] 中紫眼∶红眼∶白眼 ,是 的变式,可知控制果蝇眼色的两对等位基因位于两对同源染色体上,又知 红眼性状只在雄果蝇中出现,再结合题干信息“眼色色素……为红色”可知, 基因位于常染色体上, 基因位于 染色体上。白眼果蝇的基因型为 ,紫眼果蝇的基因型为 ,红眼果蝇的基因型为 、 。若要进一步验证这个推论,可在2个纯系中选用红眼雌果蝇 和白眼雄果蝇 杂交,即 ,若子代雌果蝇全为紫眼,雄果蝇全为红眼,则可验证题述推论。
(3) 上图F1中紫眼雌果蝇的基因型为 , 中紫眼雌果蝇的基因型有4种。
[解析]经分析可知,亲本白眼雌果蝇的基因型为 ,亲本红眼雄果蝇的基因型为 , 中紫眼雌果蝇的基因型为 ,紫眼雄果蝇的基因型为 , 中紫眼雌果蝇的基因型为 、 、 、 ,共4种。
(4) 若亲代雌果蝇在减数分裂时偶尔发生 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减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期(2分),该异常卵与正常精子受精后,可能产生的合子主要类型有 、 、 、 (2分)。
[解析]若亲代雌果蝇 在减数分裂时偶尔发生 染色体不分离而产生异常卵,这种不分离可能发生在减数第一次分裂后期(同源染色体未分离)、减数第二次分裂后期(姐妹染色单体未分离),产生的异常卵细胞的基因型为 或 。亲本红眼雄果蝇 产生的精子的基因型为 、 ,该异常卵与正常精子结合后,可能产生的合子类型有 、 、 、 。
(5) 若 中果蝇单对杂交实验中出现一对果蝇的杂交后代雌雄比例为 ,由此推测,该对果蝇的雌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。
[解析]若 中果蝇单对杂交实验中出现一对果蝇的杂交后代雌雄比例为 ,说明雄性个体有一半死亡,致死效应与性别相关联,则推测可能是 基因纯合致死,该对果蝇的雌性个体可能携带隐性致死基因。若该推测成立,则 中果蝇单对杂交实验中两亲本的基因型为 和 ,其后代 的基因型为 、 , 。继续让 进行杂交得 , 雌性个体产生的配子类型为 、 , 雄性个体产生的配子类型为 、 ,则 中雌性个体所占的比例为 ,雄性个体所占的比例为 ,即雌性个体∶雄性个体 。
4. [2021河北,15分]我国科学家利用栽培稻 与野生稻(D)为亲本,通过杂交育种方法并辅以分子检测技术,选育出了 和 两个水稻新品系。 的12号染色体上带有D的染色体片段 含有耐缺氮基因 , 的7号染色体上带有D的染色体片段 含有基因 ,两个品系的其他染色体均来自 (图1)。 的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因 和 。现将两个品系分别与 杂交,利用分子检测技术对实验一亲本及部分 的 基因进行检测,对实验二亲本及部分 的 基因进行检测,检测结果以带型表示(图2)。
回答下列问题:
(1) 为建立水稻基因组数据库,科学家完成了水稻12条染色体的 测序。
[解析]水稻是雌雄同株生物,无性染色体,欲建立水稻基因组数据库,只需要测12条染色体上的 序列即可。
(2) 实验一 中基因型 对应的是带型Ⅲ。理论上, 中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为 。
[解析]实验一中, 和 的基因组成分别为 和 ,结合实验一检测结果,可推出带型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表 、 、 ;理论上 的基因组成为 , 的基因组成及其比例为 。
(3) 实验二 中产生带型 、 和 的个体数量分别为12、120和108,表明 群体的基因型比例偏离基因分离(1分)定律。进一步研究发现, 的雌配子均正常,但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常,推测无活性的花粉带有 (填“ ”或“ ”)基因。
[解析]实验二中, 和 的基因组成分别为 和 ,结合实验二检测结果,可推出带型 、 、 分别代表 、 、 。理论上 的基因组成为 , 的基因组成及其比例为 ,但实际上, ,题中信息显示, 的雌配子均正常,但部分花粉无活性, 雌配子为 的概率为 , 群体中 占 ,可推出无活性花粉含有 基因,且 雄配子占 。
(4) 以 和 为材料,选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系 (图3)。主要实验步骤包括:①让 和 杂交得到 ,再让 自交得到 ;②对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型Ⅲ和 的植株即为目的植株。
[解析] 的基因组成为 , 的基因组成为 ,两者杂交,可得到基因组成为 的个体,再让基因组成为 的个体自交,就可以得到基因组成为 的个体。 对应带型Ⅲ, 对应带型 。
(5) 利用 和 杂交得到 ,若 产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同,雌配子均有活性,则 中与 基因型相同的个体所占比例为 。
[解析]图3显示, 的基因组成为 , 的基因组成为 ,二者杂交, 的基因组成为 ,已知 产生的雌配子均有活性, 产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同 即 产生的雄配子 所占比例为 ,则 产生的配子类型及比例如表:
雌配子
雄配子
所以, 中与 基因型相同的个体占 。
题组五
一、选择题
1. [2022山东,3分](不定项)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制,其中基因A控制紫色, 无控制色素合成的功能。基因B控制红色, 控制蓝色。基因 不影响上述2对基因的功能,但 纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,基因型为 和 的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙,它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变,根据表中杂交结果,下列推断正确的是( BC )
杂交组合 表型 表型及比例
甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色
乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色
A. 让只含隐性基因的植株与 测交,可确定 中各植株控制花色性状的基因型
B. 让表中所有 的紫红色植株都自交一代,白花植株在全体子代中的比例为
C. 若某植株自交子代中白花植株占比为 ,则该植株可能的基因型最多有9种
D. 若甲与丙杂交所得 自交,则 表型比例为9紫红色 靛蓝色 红色 蓝色
[解析]分析题意可知,基因型为 和 的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花,基因型为 的个体花色为红色,基因型为 的个体花色为蓝色,基因型为 的个体花色为白色。根据甲、乙杂交结果中 的性状分离比为紫红色∶靛蓝色∶白色 的变式 ,说明 中有两对基因杂合,且相关的两对等位基因的遗传符合基因的自由组合定律;同理,根据乙、丙杂交结果,也可说明乙、丙杂交, 中有两对基因杂合,且相关的两对等位基因的遗传符合基因的自由组合定律。根据 的表型确定亲本甲、乙和丙的基因型依次为 、 、 。 中基因型为 的个体均表现为白花,让其与只含隐性基因的植株测交,其子代仍然是白花,无法鉴别它具体的基因型, 错误。甲×乙杂交组合的 中紫红色植株基因型比例为 ;乙×丙杂交组合的 中紫红色植株基因型为 ,仅考虑基因 , 中 ,所以 紫红色植株自交一代后,白花植株在全体子代中的比例为
, 正确。若某植株自交子代中白花植株占比为 ,则亲本的基因型为 ,则该植株可能的基因型最多有 种, 正确。甲与丙杂交所得 的基因型为 ,若 与 两对基因位于两对同源染色体上, 自交