押题5 分离定律和自由组合定律经典常考题型
猜押6大题型
题型1 配子致死或基因连锁问题
题型2 连锁后交叉互换及其他特殊比例问题
题型3 遗传定律和细胞分裂综合
题型4 多对等位基因和伴性遗传综合
题型5 多个考点综合多选习题
题型6 形成异常配子及位于一对染色体上综合题目
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
分离和自由组合定律 2021年山东卷6、17、22题 2022年山东卷5、17题 2023年山东卷7、23题 2024年山东卷17、22题 2024年新高考生物新结构体系下,遗传类试题更综合性的考查学生的思维能力和推理能力;以问题为抓手,创新设问方式,搭建思维平台,引导考生思考,在思维过程中领悟数学方法。 题目更加注重综合性、应用性、创新性,本题分值最高,试题容量明显增大,对学科核心素养的考查也更深入。 遗传类题型要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的;遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决. 难度较难,可以预测2025年新高考大题压轴题命题方向将会以新定义类题型展开命题.
题型1 配子致死或基因连锁问题
1.玉米的单向杂交不亲和性(UCI)由显性基因G控制,其遗传机制是含有G基因的卵细胞不能与含g基因的花粉受精,其余配子间的结合方式均正常。玉米籽粒颜色白色和黄色是一对相对性状,由等位基因Y、y控制。某单向杂交不亲和黄粒玉米植株自交,子一代白粒玉米占1/3,且均表现为单向杂交不亲和。无致死、突变和染色体互换发生,下列说法正确的是( )
A.Y、y和G、g两对等位基因遵循自由组合定律
B.子一代黄粒玉米中纯合体占1/3
C.若子一代玉米自交,子二代玉米中g基因频率会降低
D.UCI使不需要物理障碍隔离制备纯种玉米成为可能
2.某二倍体两性花植物雄蕊的发育受一对等位基因(E/e)控制,E基因可使植株表现为雄性可育,e基因使植株表现为雄性不育。研究发现该种植株存在一类“自私基因”。已知F基因是一种“自私基因”,在产生配子时,对雌配子无影响,但能“杀死”比例为a的不含该基因的雄配子。若基因型为EeFf的亲本植株甲(如图)自交获得F1(不考虑突变和互换),F1中雄性可育与雄性不育植株的比例为9:1,由此推测a的值为( )
A.3/4 B.2/3 C.4/5 D.1/2
3.小鼠体型正常和体型矮小分别由常染色体上的印记基因A与a控制(仅一方亲本来源的基因在形成配子时被标上“印记”才能表达,而来自另一亲本的基因不表达)。纯合的体型正常雄性小鼠与体型矮小的雌性小鼠进行交配,F1小鼠均表现为体型正常,F1雌雄小鼠相互交配得F2,F2小鼠中体型正常与体型矮小的比例为1:1。下列叙述错误的是( )
A.小鼠的体型是由母方染色体上的基因被标上“印记”决定的
B.某些基因型相同的个体,在相同环境下表现的性状可能不同
C.F1代中的雌性小鼠在形成配子时,来自亲本的基因印记会被擦除
D.F2代中体型正常的雌雄小鼠自由交配,后代体型正常概率为3/4
4.“母性效应”是指子代某一性状的表型仅由母本核基因型决定,而不受自身基因型支配的现象。椎实螺外壳的旋向符合“母性效应”,右旋(S)对左旋(s)为显性。研究发现,第一次卵裂的纺锤体向右旋转约45°,则椎实螺的外壳会右旋。下列说法正确的是( )
A.椎实螺第一次卵裂纺锤体的角度由细胞质中的物质直接决定
B.左旋椎实螺的基因型有三种可能
C.利用纯合子验证旋向基因的遗传符合分离定律至少需要繁殖两代椎实螺
D.通过与一只右旋的椎实螺杂交,可推断出任一椎实螺的旋向相关基因型
题型2 连锁后交叉互换及其他特殊比例问题
1.果蝇的灰身和黑身、长翅和残翅分别由位于常染色体上的等位基因B/b、D/d控制。基因型为BbDd的灰身长翅雌果蝇减数分裂产生卵细胞的种类及比例是Bd∶BD∶bd∶bD=5∶1∶1∶5,基因型为BbDd的雄果蝇减数分裂产生精子的种类及比例是Bd∶bD=1∶1。下列说法错误的是( )
A.雌雄果蝇配子种类和比例不同的原因是初级卵母细胞的非姐妹染色单体之间发生了片段交换
B.基因型为BbDd的雌雄果蝇杂交,后代灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅=2∶1∶1
C.基因型为Bb的雌雄果蝇杂交,之后每代的灰身个体随机交配,F3中Bb个体占1/8
D.若雌果蝇减数分裂产生的卵细胞中BD和bd类型共占n%,则初级卵母细胞中发生互换的比例为2n%
5Bd 1BD 1bd 5bD
1Bd 5BBdd 1BBDd 1Bbdd 5BbDd
1bD 5BbDd 1BbDD 1bbDd 5bbDD
2.玉米籽粒大小由两对基因R/r和Q/q控制。亲本的R/r基因对籽粒中Q/q基因的表达起调控作用。科研人员利用小籽粒玉米(RRqq)和小籽粒玉米(rrQQ)进行了正反交实验,所结籽粒全为大籽粒或小籽粒,选取部分籽粒进行种植,F1种植后所结籽粒均发生性状分离,过程如图。再从F1和F2中选取部分籽粒单独种植。下列说法正确的是( )
A.F1大小籽粒基因型都为RrQq,籽粒大小与父本是否带基因R有关
B.F2大籽粒的基因型有6种,其中纯合体占1/9
C.从F2大籽粒植株中随机选一株自交,植株所结籽粒会发生性状分离的概率为1/2
D.随机从F2小籽粒植株中选一株给F1小籽粒植株受粉,所结籽粒中小籽粒占1/2
3.某植物果皮颜色由两对等位基因决定,分别为A、a和E、e。A基因为红色素合成基因,E基因对红色素合成有一定的抑制,A和E对性状的影响都有一定的累加效应。深红色果皮个体(AAEE)与白色果皮个体(aaee)杂交,F1果皮为红色,F1自交得到F2,性状分离比为深红色:红色:浅红色:白色=3:2:1:2。不考虑致死现象,下列说法正确的是( )
A.基因型为Aaee个体的果皮为红色
B.F2深红色果皮个体中纯合子的比例为1/6
C.F2浅红色果皮个体中不存在杂合子
D.F1与F2中白色果皮个体杂交,后代白色果皮个体的比例为1/2
题型3 遗传定律和细胞分裂综合
1.杂合二倍体紫贻贝的快速育种过程中,用遗传物质失活的精子激发卵子发育,并通过一定途径实现卵子发育成二倍体。常用的途径是:①抑制第一极体形成;②抑制第二极体形成;③抑制第一次卵裂。不考虑基因突变和其他情况的染色体变异,下列分析正确的是( )
A.②途径获得的二倍体一定是纯合子
B.③途径获得的二倍体一定是纯合子
C.①途径和②途径获得的二倍体基因组成一定相同
D.②途径和③途径获得的二倍体基因组成一定相同
2.粗糙型链孢霉(2N=14)的1个子囊中有8个孢子,孢子经过有丝分裂发育成菌丝体,两个菌丝体的细胞通过受精作用形成合子,合子经过减数分裂和1次有丝分裂形成8个子囊孢子,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.处于过程①③的细胞中有同源染色体,但过程①中不包括联会过程
B.处于过程③的细胞中,核DNA数与染色单体数都是处于过程④的细胞中的2倍
C.处于过程③④⑤的细胞中,染色体数最多时都是14
D.仅考虑独立遗传的2对等位基因,同一子囊中的孢子只有2种基因型
3.研究人员发现,果蝇(2n=8) 的卵母细胞在进行减数分裂时,偶尔会发生“逆反”减数分裂现象,左图表示果蝇的卵母细胞进行“逆反”减数分裂过程中,一对同源染色体的复制、互换、分配情况,右图表示某果蝇一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。不考虑突变,下列说法错误的是( )
A.该果蝇减数分裂Ⅱ过程的细胞中可能含有1个图示显性基因
B.该果蝇卵母细胞减数分裂Ⅱ前期,普通光学显微镜下可见8条染色体
C.有丝分裂或减数分裂Ⅰ后期可见着丝粒分开,导致染色体数目及其三对等位基因数量加倍
D.减数分裂Ⅰ完成后,可形成基因型为MmNnTt 的细胞
4.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
题型4 多对等位基因和伴性遗传综合
1.某种XY型性别决定的二倍体动物,其控制毛色的等位基因G、g只位于X染色体上,仅G表达时为黑色,仅g表达时为灰色,二者均不表达时为白色。受表观遗传的影响,G、g来自父本时才表达,来自母本时不表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交,获得4只基因型互不相同的F1。亲本与F1组成的群体中,黑色个体所占比例不可能是( )
A.2/3 B.1/2 C.1/3 D.0
2.某哺乳动物的毛色由3对位于常染色体上的等位基因决定,其中A基因编码的酶1可使黄色素转化为褐色素,B基因编码的酶2可使该褐色素转化为黑色素,D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达,相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。现用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,均为黄色,中毛色表型分离比为黄色:褐色:黑色=52:3:9。下列说法错误的是( )
A.决定毛色的三对基因位于非同源染色体上
B.毛色为黄色的个体的基因型有21种,其中纯合子有6种
C.上述两个纯合黄色品种的基因型分别是AAbbDD、aaBBdd
D.AaBbdd的个体多次杂交,子代表型分离比为黄色:褐色:黑色=4:3:9
3.某种昆虫的性染色体组成为XY型,长翅(A)对短翅(a)为完全显性,常染色体上的隐性基因b纯合会使雌性个体表现为雄性且不能产生配子。利用该种昆虫进行了如图所示的杂交实验,下列推断正确的是( )
A.亲本的基因型分别为BbXaXa和BbXAYA
B.F1中雄性可育个体的基因型有4种
C.F1能产生四种比例相等的雄配子
D.F1自由交配产生的F2中雌性纯合子占比为2/5
4.某植物为二倍体雌雄同株同花植物,自然状态下可以自花受粉或异花受粉。其花色受A(红色)、a1(斑红色)、a2(条红色)、a3(白色)4个复等位基因控制,4个复等位基因显隐性关系为A>a1>a2>a3。a2是一种“自私基因”,在产生配子时会导致同株一定比例的其他花粉死亡,使其有更多的机会遗传下去。基因型为a2a3的植株自交,F1中条红色:白色=5:1.下列叙述正确的是( )
A.花色基因的遗传遵循孟德尔自由组合定律
B.两株花色不同植株杂交,子代花色最多有4种
C.等比例的Aa1与a2a3植株随机交配,F1中含“自私基因”的植株所占比例为15/28
D.基因型为a2a3的植株自交,F1条红色植株中能稳定遗传的占2/5
题型5 多个考点综合多选习题
1.研究发现,人类的ABO血型决定系统中存在一种被称为顺AB型(cisAB)的现象。cisAB发生的原因是决定血型的基因IA和其等位基因IB发生连锁,位于同一条染色体上。如果一条染色体上存在这两种基因,则不论另一条染色体基因如何,该个体血型都是AB型。现有一血型为O型(ii)男性和cisAB女性婚配,生了一个血型为O型的男孩。下列说法正确的是( )
A.cisAB形成的原因是发生了染色体易位
B.该对夫妇再生一个孩子血型为AB型的概率是1/2
C.该cisAB女性形成的变异可能发生在减数分裂过程中
D.该对夫妇所生孩子血型可能是A型、B型、AB型或O型
2.甘蓝型油菜花的花色通常以黄色为主,也有白色,乳白色、金黄色等,为探究花色基因的遗传机理,研究人员进行了如下杂交实验。下列说法正确的是( )
组别 P F1 F2
甲组 白色×金黄色 金黄色 金黄色∶乳白色∶白色=9∶3∶4
乙组 黄色×乳白色 金黄色 金黄色∶黄色∶乳白色=9∶3∶4
A.甘蓝型油菜花色至少受三对等位基因控制
B.甲、乙两组的F1进行杂交,子代乳白色个体占比为1/4
C.某隐性纯合个体与金黄色亲本杂交,F2中白色个体占比为1/64
D.亲本中的白色与黄色个体杂交,F2中黄色个体占比可能为3/16
3.玉米9号染色体上的C基因存在时,籽粒颜色表现为有色,否则就为白色;Ds基因存在时,C基因不能合成色素,Ds基因若从原来位置上断裂或脱落,C基因又能重新得以表达;Ac基因存在时,Ds基因从染色体上断裂、解离,Ac基因不存在时,Ds基因不从染色体上断裂、不解离,三种基因的位置如图所示,该机制仅发生在籽粒中。基因型为CCDsDsAcAc和ccdsdsacac的个体杂交得到,自交得到。下列相关叙述错误的是( )
A.基因型为CCDsDsAcAc的玉米的籽粒有色的原因是发生了基因突变
B.中有色个体所占比例为9/16
C.中的有色个体自交后代中有色:白色=11:25
D.若自交,有一半的初级精母细胞联会时等位基因C/c或Ds/ds发生了一次互换,则中ccdsdsacac的个体所占比例为3/64
4.某二倍体两性花植物2号染色体上的m基因是雄性不育基因,M对m为完全显性,幼苗紫茎对绿茎为显性,由等位基因B、b控制。将苗期紫茎雄性可育和苗期绿茎雄性不育两纯合亲本杂交,F1自交,统计F2表型,结果如表所示。为研究此植物杂合子的特点,将两纯合品系甲和乙进行杂交,发现其杂交种花粉中均存在某种杀死花粉的毒蛋白,约有一半的花粉因缺少对应的解毒蛋白而造成花粉败育。研究发现编码这两种蛋白的基因均只位于品系乙12号染色体的R区,该区的基因不发生交换,如图所示。下列说法正确的是( )
F2 总株数 可育株 不育株
紫茎 750 660 90
绿茎 250 90 160
A.F1中基因MB(mb)位于一条染色体上,减数分裂I时所在染色体发生片段交换
B.甲乙的杂交种花粉中ORF3基因表达出功能蛋白至少在减数分裂Ⅰ结束后
C.甲乙的杂交种自交后代中12号染色体都来自品系乙的个体占1/4
D.F1测交后代表现为紫茎可育:紫茎不育:绿茎可育:绿茎不育=4:1:1:4
5.某二倍体植株的花因含胡萝卜素呈红色,基因P、W、Y分别控制胡萝卜素合成途径中所需的三种关键酶的合成。该植株的单倍体隐性突变体中,P基因突变体为粉红花,W基因突变体为白花,Y基因突变体为黄花。为验证这些突变所产生的影响,研究者构建了几种双基因突变单倍体,花的颜色如表所示。下列说法正确的是( )
W基因突变 Y基因突变
P基因突变 白色 粉红色
W基因突变 白色
A.三种基因影响胡萝卜素合成途径的顺序为W基因、 P基因、Y 基因
B.胡萝卜素合成途径中各物质的颜色依次为白色、黄色、粉红色、红色
C.粉红花纯合体与黄花纯合体杂交,子代花色表现为红花或黄花
D.三对基因均杂合的二倍体植株杂交,后代中红花植株占27/64
6.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,a无控制色素合成的功能。基因B控制红色,b控制蓝色。基因I不影响上述2对基因的功能,但i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A_B_I_和A_bbI_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 F1表型 F2表型及比例
甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4
乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色=9∶3∶4
A.让只含隐性基因的植株与F2测交,可确定F2中各植株控制花色性状的基因型
B.让表中所有F2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1/6
C.若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则该植株可能的基因型最多有9种
D.若甲与丙杂交所得F1自交,则F2表型比例为9紫红色∶3靛蓝色∶3红色∶1蓝色
7.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
8.人类血型由两对独立遗传的等位基因I、i和H、h相互作用产生。如图所示大多数人的ABO血型是由IA、IB和i基因决定的,而当无法产生H抗原时,则出现极为罕见的孟买型血,由于细胞膜上没有A、B抗原,孟买型血的表型也记为O型。现有一位O型血男士与A型血女士生育了一个AB型血的孩子。异体输血时,若输入抗原与自身抗原不相同时会发生排斥反应。下列说法正确的是( )
A.这对亲本的基因型组合可能有12种方式
B.子代AB型血的孩子基因型一定是HhIAIB
C.2个O型血的人可能生出A型或B型血的后代
D.O型血个体之间输血不会发生排斥反应
9.果蝇Ⅱ号染色体上的基因A(卷翅)对基因a(正常翅)为显性,基因F(星状眼)对基因f(正常眼)为显性,基因A和基因F均属于纯合致死基因。果蝇品系M全部为卷翅星状眼,且该品系内的果蝇相互杂交后代也均为卷翅星状眼。现有一该品系的果蝇与经诱变处理后的一只正常眼正常翅雄果蝇X交配,从F1中挑选一只卷翅雄蝇与品系M的雌蝇杂交,在F2中选取卷翅正常眼的雌雄个体相互交配。不考虑减数分裂中的交换,下列说法正确的是( )
A.品系M果蝇中基因A和F位于同一条染色体上,所以不会自由组合
B.若F3全部是卷翅果蝇,则果蝇X的Ⅱ号染色体上发生了纯合致死突变
C.若F3中有1/3的个体为新突变型,则果蝇X的Ⅱ号染色体上发生了隐性突变
D.若F3中有3/4的个体为新突变型,则果蝇X的Ⅱ号染色体上发生了显性突变
题型六 形成异常配子及位于一对染色体上综合题目
1.科学家对果蝇进行研究时,偶然发现展翅和粘胶眼(控制基因均位于3号染色体)两种突变性状,并存在致死现象,对其进行单对杂交实验,结果如表。
组合 亲本组合 F1 F2(由F1展翅粘胶眼雌雄果蝇杂交获得)
组合一 展翅×展翅 展翅:野生型=2:1 \
组合二 粘胶眼×粘胶眼 粘胶眼:野生型=2:1 \
组合三 展翅×粘胶眼 展翅粘胶眼:展翅:粘胶眼:野生型=1:1:1:1 大量展翅粘胶眼、少量展翅、少量粘胶眼、极少野生型
(1)展翅、粘胶眼相对野生型的显隐性关系分别是 。组合一、二中F1的分离比不为3:1的原因最可能是 。
(2)组合三F2中出现非展翅粘胶眼是因为极少数性原细胞形成配子时展翅基因与粘胶眼基因之间发生了交换。若选用展翅粘胶眼为亲本自由交配多代,展翅基因与粘胶眼基因的基因频率会 (填“下降”或“上升”),这样 (填“有利于”或“不利于")展翅基因和粘胶眼基因的保持和研究,理由是 。
(3)经研究,果蝇2号染色体存在颠倒片段,可确保参与受精的配子2号染色体上的基因未发生交换。翻翅基因(Cy)和星状眼基因(S)均位于2号染色体上,且纯合致死。将某品系翻翅星状眼雌雄果蝇杂交,后代均为翻翅星状眼,这样的品系称为平衡致死系。据此 分析推测,要保持一个稳定的平衡致死系统应具备的条件是 (写出两条即可,不考虑突变)。
(4)平衡致死系可用于检测果蝇相应染色体上的其他突变基因类型(如显性、隐性、是否致死等)。欲判断诱变处理后的野生型雄果蝇2号染色体上是否发生了非Cy和 S等位的基因突变,研究人员设计如下实验。
①将待测雄果蝇与平衡致死系翻翅星状眼雌果蝇杂交得F1,F1出现 ,说明待测雄果蝇未发生显性突变或发生了显性致死突变。
②选取F1中翻翅雄果蝇,再与平衡致死系的雌果蝇单对交配,分别饲养,杂交得到F2。在 F2中选取翻翅个体相互交配,得到F3。观察并统计F3表型及比例。
预测结果与结论:
若F3中 ,则说明待测雄果蝇2号染色体上未发生基因突变。
若F3中 ,则说明待测雄果蝇2号染色体上发生了隐性且致死的基因突变。若F3中翻翅:新性状=2:1,则说明待测雄果蝇2号染色体上 。
2.栽培番茄果实成熟后表现为红色和黄色,极少的野生番茄因能积累花青素呈现蓝色。与花青素合成、降解有关的基因为T/t和E/e,两对基因独立遗传且控制花青素合成的基因表现为完全显性。现有蓝色亲本1和非蓝色亲本2、3、4,用特定引物对亲本的基因T/t、E/e进行扩增,E的片段长度为138bp,e的片段长度为117bp,用限制酶切割基因T/t片段,T能被切割,t不能被切割,电泳结果如图1。
(1)亲本1的基因型为 。亲本1和2杂交得到的果实均为蓝色,亲本1和3杂交得到的果实均为浅蓝色,说明T/t、E/e基因中,降解花青素的基因是 。浅蓝色自交后代所结番茄成熟后的颜色及比例为 。
(2)SSR是DNA中简单的核苷酸重复序列,具有多样性,染色体上不同的基因可与特定的SSR连锁遗传,常用SSR标签进行基因定位。科研人员利用SSR标签对亲本1、3以及、中部分个体进行检测,结果如图2。
基因T/t、E/e所在的染色体分别是 ,与基因T连锁的SSR是 。除图2所示基因型外,非蓝色番茄的基因型还可为 。
(3)利用亲本2的体细胞经诱变培养获得一株能合成花青素的突变株,利用突变株与亲本2杂交,后代成熟果实中蓝色与非蓝色的比例接近1:1,而突变株自交后代成熟果实中,蓝色与非蓝色的比例却接近2:1,原因可能是 。
(4)经检测上述突变基因(原种群中不存在该突变基因)与基因T位于相同的染色体上,但不确定两基因是否为等位基因,已知同源染色体上的非等位基因之间可发生互换。为探究两基因的关系,科研人员让突变株与亲本1杂交获得,单株种植收获种子,同一株植株的种子混合种植,观察统计成熟果实的颜色。
①若两基因是等位基因,则 ;②若 ,则两基因是非等位基因。
3.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 。
4.玉米是雌雄同株异花植物,利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系,该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts,Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株,但由于A基因插入的位置不同,甲植株的株高表现正常,乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响,进行了以下实验:
实验一:品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1
实验二:品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1
(1)实验一中作为母本的是 ,实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为 (填:雌雄同株、雌株或雌雄同株和雌株)。
(2)选取实验一的F1抗螟植株自交,F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知,甲中转入的A基因与ts基因 (填:是或不是)位于同一条染色体上,F2中抗螟雌株的基因型是 。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交,子代的表现型及比例为 。
(3)选取实验二的F1抗螟矮株自交,F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1,由此可知,乙中转入的A基因 (填:位于或不位于)2号染色体上,理由是 。 F2中抗螟矮株所占比例低于预期值,说明A基因除导致植株矮小外,还对F1的繁殖造成影响,结合实验二的结果推断这一影响最可能是 。F2抗螟矮株中ts基因的频率为 ,为了保存抗螟矮株雌株用于研究,种植F2抗螟矮株使其随机受粉,并仅在雌株上收获籽粒,籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为 。
5.秀丽隐杆线虫(简称“线虫”)是遗传学中重要的模式生物。线虫有雌雄同体(XX,2n=12)和雄虫(XO,2n-1=11)两种性别,雄虫仅占群体的0.2%。雌雄同体能自体受精或与雄虫交配,但雌雄同体的不同个体之间不能交配。
(1)正常情况下,线虫产生雄性后代的交配方式为 (填“自交”“杂交”或“自交和杂交”)。仅有雌雄同体线虫即可完成线虫种群的延续,自然界中雄虫存在的意义是 。
(2)线虫的正常培养温度为20℃,研究发现将雌雄同体线虫置于30℃一段时间,收回正常培养环境后,种群中雄虫比例会升高,推测升高温度使雌雄同体线虫的减数分裂发生了异常,该异常具体表现为 。
(3)研究发现常染色体上的Tra-1基因对线虫的性别决定起重要作用,不具有Tru-1基因的线虫都会发育为雄虫。现通过转基因技术破坏线虫受精卵的一个Tra-1基因,使其发育成熟后自体受精获得F1,F1自体受精获得的F2中性别及比例为 。将F2放置在适宜环境中使其不断自体受精,理论上正常Tra-1基因的基因频率变化趋势为 。
(4)QF/QUAS是人工合成的基因表达调控系统,QF表达产物能够与诱导型启动子(QUAS结合,并驱动下游基因的表达。科研人员将QF插入雄虫的一条Ⅱ号染色体上,将一个QUAS—红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的一条染色体上。现利用上述转基因线虫进行杂交得F1,F1中红色荧光个体相互交配得到F2,得到如下实验结果。
F1 F2
红色荧光个体:无色个体=1:3 红色荧光个体:无色个体=9:7
①仅根据上述杂交结果 (填“能”或“不能”)判断QUAS—红色荧光蛋白融合基因是否插入Ⅱ号染色体上,依据是 。
②进一步调查发现F2中雌雄同体和雄虫中的体色比例不同,推测最可能的原因是 ,若统计F2中无色雄虫占比是 ,说明推测是正确的。
6.某植物的性型有全雌株(只开雌花)、雌雄同株(开单性花,植株上既有雌花、又有雄花)和完全株(开两性花,同一朵花里既有雄蕊、又有雌蕊)3种类型,该性状由两对等位基因D/d、E/e控制,其中基因E决定雌花、基因d决定两性花,此外,雌维同株又可分为P-A型(雌花占40%)和P-B型(雌花占70%)。该植物存在雌配子致死现象,不考虑突变和染色体互换。
(1)让纯合的雌雄同株的雄花给纯合的完全株雌蕊授粉,在完全株上收获F1种子。随机种植部分F1种子,这些种子全部发育成全雌株;其余F1种子在发育过程中喷洒适量的外源赤霉素(可诱导全雌株开大量雄花),成熟后进行自交,获得F2种子。继续种植F2种子,这些种子发育成的植株表型及数量为全雌株(200株)、雌雄同株(121株)和完全株(160株)。
①基因E/e、D/d的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律;该植物基因型为 的雌配子存在致死现象。
②F2中全雌株的基因型有 种。F2能自交的植株中,自交后代不发生性状分离的个体占 。
(2)让两株纯合的P-A型和P-B型该植物杂交,F1均为P-A型,F1自交,F2有25%的植株为P-B型,其余为P-A型,说明 是显性性状。假设控制该对相对性状的基因N/n与基因E/e、D/d位于非同源染色体上,则基因型为EeDdNn的种子在萌发时喷洒适量的外源赤霉素后进行自交,后代中P-A型植株占 。
(3)为确定基因N/n与基因E/e、D/d的位置关系,选取(2)中基因型为EeDdNn的植株的自交后代的叶片,利用PCR和电泳检测每株植株中相关基因的情况,并将检测群体中所有植株按PCR产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则进行归类(各基因的PCR产物通过电泳均可区分),结果如图所示。
由图可知,基因N/n与基因E/e、D/d的位置关系是 (用横线表示染色体,用点表示基因)。若该基因型为EeDdNn的植株进行测交,则测交后代群体的电泳图谱对应图中的类型 (填序号)。
7.玉米是雌雄异花植物,高茎(D)对矮茎(d)为显性,D和d基因位于2号染色体上。科研工作者将一个外源抗玉米螟基因A和一个外源抗除草剂基因B导入一株杂合高茎玉米体内。每个A、B基因分别紧密连锁一个花粉致死基因,使得含有A或B的花粉死亡。不考虑染色体互换和基因突变。
(1)玉米和豌豆常作为遗传学实验材料,是因为二者 (答出2点)。
(2)A和B分别与花粉致死基因紧密连锁的意义是 。欲判断A和B基因的插入位置,可将该高茎玉米作母本与基因型为 的父本杂交,统计子代矮茎个体的性状及比例。
①若子代出现单抗除草剂:单抗玉米螟:双不抗:双抗=1:1:1:1,将A和B基因在染色体上的位置绘到图中 (注:用“”形式表示,其中横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置)。
②若子代出现 ,则A和B基因分别位于两条非同源染色体上,且其中一条为2号染色体;
③若子代出现 ,则A和B基因分别位于一对同源染色体的两条染色体上;
④若子代出现 ,则A和B基因位于一条染色体上。
(3)将该高茎玉米自交,假设A、B基因插入位置符合(2)中情况③,则子代中单抗玉米螟的高茎个体所占比例为 。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)押题5 分离定律和自由组合定律经典常考题型
猜押6大题型
题型1 配子致死或基因连锁问题
题型2 连锁后交叉互换及其他特殊比例问题
题型3 遗传定律和细胞分裂综合
题型4 多对等位基因和伴性遗传综合
题型5 多个考点综合多选习题
题型6 形成异常配子及位于一对染色体上综合题目
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
分离和自由组合定律 2021年山东卷6、17、22题 2022年山东卷5、17题 2023年山东卷7、23题 2024年山东卷17、22题 2024年新高考生物新结构体系下,遗传类试题更综合性的考查学生的思维能力和推理能力;以问题为抓手,创新设问方式,搭建思维平台,引导考生思考,在思维过程中领悟数学方法。 题目更加注重综合性、应用性、创新性,本题分值最高,试题容量明显增大,对学科核心素养的考查也更深入。 遗传类题型要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的;遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决. 难度较难,可以预测2025年新高考大题压轴题命题方向将会以新定义类题型展开命题.
题型1 配子致死或基因连锁问题
1.玉米的单向杂交不亲和性(UCI)由显性基因G控制,其遗传机制是含有G基因的卵细胞不能与含g基因的花粉受精,其余配子间的结合方式均正常。玉米籽粒颜色白色和黄色是一对相对性状,由等位基因Y、y控制。某单向杂交不亲和黄粒玉米植株自交,子一代白粒玉米占1/3,且均表现为单向杂交不亲和。无致死、突变和染色体互换发生,下列说法正确的是( )
A.Y、y和G、g两对等位基因遵循自由组合定律
B.子一代黄粒玉米中纯合体占1/3
C.若子一代玉米自交,子二代玉米中g基因频率会降低
D.UCI使不需要物理障碍隔离制备纯种玉米成为可能
【答案】D
【分析】基因的分离定律:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
【详解】AB、依据题干信息,无致死、突变和染色体互换发生,所以某单向杂交不亲和黄粒玉米植株自交,之所以子一代白粒玉米占1/3,是由其单向杂交不亲和造成的,说明黄色对白色为显性,且亲本的基因型为GgYy,两对基因位于一对同源染色体上,①当G、Y在一条染色体上时,则F1会产生GGYr、GgYy、ggyy,白粒玉米占1/3,但不表现为单向杂交不亲和,与题干信息不符,②当G、y在一条染色体上,g、Y在另一条染色体上时,F1会产生GGyy、GgYy、ggYY,此时白粒玉米占1/3,且均表现为单向杂交不亲和,与题干信息相符,说明,Y、y和G、g两对等位基因位于一对同源染色体上,遵循基因的分离定律,此时子一代黄粒玉米(GgYy、ggYY)纯合体占1/2,AB错误;
C、结合AB项可知,F1会产生1GGyy、1GgYy、1ggYY三种基因型,只有GgYy涉及单向杂交不亲和,F1中g的基因频率为1/3+1/31/2=1/2,F1自交后,g的基因频率为1/31+1/3[1/3+1/31/2]=1/2,所以子二代玉米中g基因频率不变,C错误;
D、结合ABC项可知,GgYr自交,纯合玉米的概率为2/3,且不出现单向杂交不亲和,杂合玉米自交会出现单向杂交不亲和,所以UCI使不需要物理障碍隔离制备纯种玉米成为可能,D正确。
故选D。
2.某二倍体两性花植物雄蕊的发育受一对等位基因(E/e)控制,E基因可使植株表现为雄性可育,e基因使植株表现为雄性不育。研究发现该种植株存在一类“自私基因”。已知F基因是一种“自私基因”,在产生配子时,对雌配子无影响,但能“杀死”比例为a的不含该基因的雄配子。若基因型为EeFf的亲本植株甲(如图)自交获得F1(不考虑突变和互换),F1中雄性可育与雄性不育植株的比例为9:1,由此推测a的值为( )
A.3/4 B.2/3 C.4/5 D.1/2
【答案】A
【分析】基因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自由组合是互不干扰的;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。
【详解】由图可知,基因型为EeFf的植株产生的雌配子为1/2EF、1/2ef,F基因能“杀死”体内不含该基因的雄配子的比例为a,故EF的雄配子全部存活、ef的雄配子部分死亡(存活比例为1-a)。F1中雄性可育与雄性不育植株的比例为9:1,即F1中(1+1+1-a):(1-a)=9∶1,则a=3/4,A正确,BCD错误。
故选A。
3.小鼠体型正常和体型矮小分别由常染色体上的印记基因A与a控制(仅一方亲本来源的基因在形成配子时被标上“印记”才能表达,而来自另一亲本的基因不表达)。纯合的体型正常雄性小鼠与体型矮小的雌性小鼠进行交配,F1小鼠均表现为体型正常,F1雌雄小鼠相互交配得F2,F2小鼠中体型正常与体型矮小的比例为1:1。下列叙述错误的是( )
A.小鼠的体型是由母方染色体上的基因被标上“印记”决定的
B.某些基因型相同的个体,在相同环境下表现的性状可能不同
C.F1代中的雌性小鼠在形成配子时,来自亲本的基因印记会被擦除
D.F2代中体型正常的雌雄小鼠自由交配,后代体型正常概率为3/4
【答案】A
【分析】1、分离定律的实质是杂合体内等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离,进入两个不同的配子,独立的随配子遗传给后代;
2、根据题意可知,纯合的体型正常雄性小鼠与体型矮小的雌性小鼠进行交配,F1小鼠均表现为体型正常,子代性状与父本相同,说明小鼠的体型是由父方染色体上的基因被标上“印记”决定的。
【详解】A、纯合的体型正常雄性小鼠与体型矮小的雌性小鼠进行交配,F1小鼠均表现为体型正常,子代性状与父本相同,小鼠的体型是由父方染色体上的基因被标上“印记”决定的,A错误;
B、由于印记基因的存在,某些基因型相同的个体(如Aa),在相同环境下,若来自父方的A被标上“印记”和来自母方的a被标上“印记”时表现型可能不同,B正确;
C、F1小鼠均表现为体型正常(A被标记),F1雌雄小鼠相互交配得 F2,如标记不变,则F2中体型正常与体型矮小的比例为3:1,而实际F2小鼠中体型正常与体型矮小的比例为1∶1,说明在其形成配子时,旧的“印记”会被“擦除”并产生新的“印记”,即F1代中的雌性小鼠在形成配子时,来自亲本的基因印记会被擦除,雄性形成A:a=1:1的配子,且被标记,C正确;
D、F2代中体型正常(由题意F2小鼠中体型正常与体型矮小的比例为1∶1,说明正常1/2AA,1/2Aa,雌雄小鼠自由交配(产生配子为3/4A、1/4a,但只有父方配子被标记,母方配子标记被清除),后代体型正常概率为3/4,D正确。
故选A。
4.“母性效应”是指子代某一性状的表型仅由母本核基因型决定,而不受自身基因型支配的现象。椎实螺外壳的旋向符合“母性效应”,右旋(S)对左旋(s)为显性。研究发现,第一次卵裂的纺锤体向右旋转约45°,则椎实螺的外壳会右旋。下列说法正确的是( )
A.椎实螺第一次卵裂纺锤体的角度由细胞质中的物质直接决定
B.左旋椎实螺的基因型有三种可能
C.利用纯合子验证旋向基因的遗传符合分离定律至少需要繁殖两代椎实螺
D.通过与一只右旋的椎实螺杂交,可推断出任一椎实螺的旋向相关基因型
【答案】A
【分析】根据题意分析可知:椎实螺螺壳的旋向是由一对核基因控制的,遵循基因的分离定律。由于旋向的遗传规律是子代螺壳旋向只由其母本核基因型决定,与其自身基因型无关,所以后代的性状受母本影响,取决于母本的基因型所决定的性状。
【详解】A、据题意,子代螺壳旋向只由其母本核基因型决定,而旋向又是由第一次卵裂的纺锤体的角度决定,所以椎实螺第一次卵裂纺锤体的角度由细胞质中的物质直接决定,A正确;
B、右旋(S)对左旋(s)为显性,子代螺壳旋向只由其母本核基因型决定,左旋椎实螺的母本基因型应为ss,所以其基因型可为Ss或ss两种,B错误;
C、利用纯合子验证旋向基因的遗传是否符合分离定律,纯合子杂交,F1基因型为Ss,F2雌雄个体中基因型即比例分别为SS:Ss:ss=1:2:1,但表型均为右旋,还无法验证分离定律;要验证分离定律,即要求子代中出现右旋:左旋=3:1,这一结果(右旋:左旋=3:1)在F3中才会出现,所以F2的母本需要再繁殖(自交)一代,即总共需要繁殖3代,C错误;
D、右旋椎实螺的母本基因型应为S_,所以其基因型可为 SS或Ss或ss,无法通过与右旋的椎实螺杂交推断出任一椎实螺的旋向相关基因型,D错误。
故选A。
题型2 连锁后交叉互换及其他特殊比例问题
1.果蝇的灰身和黑身、长翅和残翅分别由位于常染色体上的等位基因B/b、D/d控制。基因型为BbDd的灰身长翅雌果蝇减数分裂产生卵细胞的种类及比例是Bd∶BD∶bd∶bD=5∶1∶1∶5,基因型为BbDd的雄果蝇减数分裂产生精子的种类及比例是Bd∶bD=1∶1。下列说法错误的是( )
A.雌雄果蝇配子种类和比例不同的原因是初级卵母细胞的非姐妹染色单体之间发生了片段交换
B.基因型为BbDd的雌雄果蝇杂交,后代灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅=2∶1∶1
C.基因型为Bb的雌雄果蝇杂交,之后每代的灰身个体随机交配,F3中Bb个体占1/8
D.若雌果蝇减数分裂产生的卵细胞中BD和bd类型共占n%,则初级卵母细胞中发生互换的比例为2n%
【答案】C
【分析】在减数分裂形成四分体时,四分体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换相应的片段,导致产生的配子类型改变。基因型为BbDd的灰身长翅雌果蝇减数分裂产生卵细胞的种类及比例是Bd∶BD∶bd∶bD=5∶1∶1∶5,由于互换只是少数的,故Bd位于一条染色体上,bD位于另一条染色体上,出现配子BD、bd,是因为初级卵母细胞的非姐妹染色单体之间发生了片段交换。基因型为BbDd的雄果蝇减数分裂产生精子的种类及比例是Bd∶bD=1∶1,是因为初级精母细胞的非姐妹染色单体之间未发生了片段交换,且Bd位于一条染色体上,bD位于另一条染色体上。
【详解】A、基因型为BbDd的灰身长翅雌果蝇减数分裂产生卵细胞的种类及比例是Bd∶BD∶bd∶bD=5∶1∶1∶5,基因型为BbDd的雄果蝇减数分裂产生精子的种类及比例是Bd∶bD=1∶1,雌雄果蝇配子种类和比例不同的原因是初级卵母细胞的非姐妹染色单体之间发生了片段交换,A正确;
B、基因型为BbDd的雌雄果蝇杂交,基因型为BbDd的灰身长翅雌果蝇减数分裂产生卵细胞的种类及比例是Bd∶BD∶bd∶bD=5∶1∶1∶5,基因型为BbDd的雄果蝇减数分裂产生精子的种类及比例是Bd∶bD=1∶1,由棋盘法可知
5Bd 1BD 1bd 5bD
1Bd 5BBdd 1BBDd 1Bbdd 5BbDd
1bD 5BbDd 1BbDD 1bbDd 5bbDD
后代灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅=(1+5+5+1):(5+1):(5+1)=2∶1∶1,B正确;
C、基因型为Bb的雌雄果蝇杂交,F1中灰身的基因型及比例为BB:Bb=1∶2,F1中产生配子的种类及比例为B:b=2∶1,故F1中灰身的基因型及比例为BB:Bb=1∶1,F2中产生配子的种类及比例为B:b=3∶1,F3中基因型及比例为BB:Bb:bb=9:6:1,故F3中Bb个体占3/8,C错误;
D、交换值=F1重组型配子数/ F1总配子数× 100%=1/2发生交换的卵母细胞的百分比,故雌果蝇减数分裂产生的卵细胞中BD和bd类型共占n%,则初级卵母细胞中发生互换的比例为2n%,D正确。
故选C。
2.玉米籽粒大小由两对基因R/r和Q/q控制。亲本的R/r基因对籽粒中Q/q基因的表达起调控作用。科研人员利用小籽粒玉米(RRqq)和小籽粒玉米(rrQQ)进行了正反交实验,所结籽粒全为大籽粒或小籽粒,选取部分籽粒进行种植,F1种植后所结籽粒均发生性状分离,过程如图。再从F1和F2中选取部分籽粒单独种植。下列说法正确的是( )
A.F1大小籽粒基因型都为RrQq,籽粒大小与父本是否带基因R有关
B.F2大籽粒的基因型有6种,其中纯合体占1/9
C.从F2大籽粒植株中随机选一株自交,植株所结籽粒会发生性状分离的概率为1/2
D.随机从F2小籽粒植株中选一株给F1小籽粒植株受粉,所结籽粒中小籽粒占1/2
【答案】D
【分析】依题意,亲本的R/r基因对籽粒中Q/q基因的表达起调控作用,小籽粒玉米(RRqq)和小籽粒玉米(rrQQ)进行了正交实验,F1大小籽粒基因型为RrQq。正交的F1自交所得F2表现都为:大籽粒:小籽粒=3:1。P中的母本含R基因,F1中的母本含R基因,Q表现出性状,可推测母本中的r基因抑制了籽粒中Q基因的表达。
【详解】A、依题意,亲本的基因型为RRqq、rrQQ,则F1的基因型为RrQq。正交实验的F1(RrQq)自交所得F2表现都为:大籽粒:小籽粒=3:1。P中的母本含R基因,F1中的母本含R基因,Q表现出性状,可推测母本中的r基因抑制了籽粒中Q基因的表达,A错误;
B、F1基因型为RrQq,作母本时对F2籽粒中Q基因不表现抑制,若两对基因独立遗传,故F2大籽粒的基因型及比例为1RRQQ:2RRQq:2RrQQ:4RrQq:1rrQQ:2rrQq,共6种,其中纯合体占(1+1)/(1+2+2+4+1+2)=1/6;若两对基因连锁,F2大籽粒的基因型有2种,其中纯合体占1/3,B错误;
C、若两对基因独立遗传,F2中大籽粒自交,会发生性状分离的个体一定不含rr,且Q/q这对基因杂合,故会发生性状分离的个体的基因型及比例为:2RRQq:4RrQq,所占比例为(2+4)/(1+2+2+4+1+2)=1/2;若两对基因连锁,植株所结籽粒会发生性状分离的概率为2/3,C错误;
D、F1小籽粒植株的基因型为RrQq,接受花粉,作母本。母本中含R基因不抑制籽粒中Q基因的表达,则子代籽粒大小取决于Q/q这对基因。F2中小籽粒的基因型为RRqq、Rrqq、rrqq,则qq(F2小籽粒植株)与Qq(F1小籽粒植株)杂交,子代基因型及比例为1Qq:1qq,所结籽粒中小籽粒占1/2,D正确。
故选D。
3.某植物果皮颜色由两对等位基因决定,分别为A、a和E、e。A基因为红色素合成基因,E基因对红色素合成有一定的抑制,A和E对性状的影响都有一定的累加效应。深红色果皮个体(AAEE)与白色果皮个体(aaee)杂交,F1果皮为红色,F1自交得到F2,性状分离比为深红色:红色:浅红色:白色=3:2:1:2。不考虑致死现象,下列说法正确的是( )
A.基因型为Aaee个体的果皮为红色
B.F2深红色果皮个体中纯合子的比例为1/6
C.F2浅红色果皮个体中不存在杂合子
D.F1与F2中白色果皮个体杂交,后代白色果皮个体的比例为1/2
【答案】D
【分析】自由组合的实质:当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在子一代产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配定律。
【详解】A、深红色果皮个体(AAEE)与白色果皮个体(aaee)杂交,F1代果皮为红色(AaEe),红色的基因型为AaEe,浅红色的基因型为AaEE,F2中深红色(1AAEE、2AAEe、1AAee、2Aaee):红色(4AaEe):浅红色(2AaEE):白色(4aa__)=3:2:1:2=6∶4∶2∶4,基因型为Aaee个体的果皮为深红色,A错误;
B、F2深红色果皮个体中纯合子(1AAEE、1AAee)的比例为2/6=1/3,B错误;
C、F2浅红色果皮(AaEE)个体中全为杂合子,C错误;
D、F1(AaEe)与F2中白色果皮个体(aa__)杂交,后代白色果皮个体(aa__)的比例为1/2,D正确。
故选D。
题型3 遗传定律和细胞分裂综合
1.杂合二倍体紫贻贝的快速育种过程中,用遗传物质失活的精子激发卵子发育,并通过一定途径实现卵子发育成二倍体。常用的途径是:①抑制第一极体形成;②抑制第二极体形成;③抑制第一次卵裂。不考虑基因突变和其他情况的染色体变异,下列分析正确的是( )
A.②途径获得的二倍体一定是纯合子
B.③途径获得的二倍体一定是纯合子
C.①途径和②途径获得的二倍体基因组成一定相同
D.②途径和③途径获得的二倍体基因组成一定相同
【答案】B
【分析】 减数分裂过程:(1)减数分裂前间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会;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)减数第二次分裂:①前期:染色体散乱分布;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点(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。
【详解】A、设该杂合二倍体基因型是Aa,若在减数第一次分裂前期发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,②抑制第二极体形成,可能会形成Aa的杂合类型,A错误;
B、经减数分裂完成后卵细胞只有等位基因中的一个(A或a),卵裂过程进行的时有丝分裂,该基因复制后加倍,不考虑基因突变和其他情况的染色体变异,③抑制第一次卵裂,一定会形成AA或aa类型的纯合子,B正确;
C、由于在减数分裂过程中会发生互换和自由组合等现象,①抑制第一极体形成,②抑制第二极体形成,导致最终产生的二倍体基因组成不一定相同,C错误;
D、②抑制第二极体形成之前可能发生互换等现象,③抑制第一次卵裂进行有丝分裂,一定产生纯合子,②途径和③途径获得的二倍体基因组成不一定相同,D错误。
故选B。
2.粗糙型链孢霉(2N=14)的1个子囊中有8个孢子,孢子经过有丝分裂发育成菌丝体,两个菌丝体的细胞通过受精作用形成合子,合子经过减数分裂和1次有丝分裂形成8个子囊孢子,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.处于过程①③的细胞中有同源染色体,但过程①中不包括联会过程
B.处于过程③的细胞中,核DNA数与染色单体数都是处于过程④的细胞中的2倍
C.处于过程③④⑤的细胞中,染色体数最多时都是14
D.仅考虑独立遗传的2对等位基因,同一子囊中的孢子只有2种基因型
【答案】C
【分析】在有丝分裂过程中,亲代细胞的染色体经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中,子细胞与亲代细胞的染色体数目相同。减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次,产生的子细胞中染色体数目减半。 有丝分裂过程中始终存在同源染色体,但没有联会现象。
【详解】A、由图可知,子囊孢子由合子减数分裂得到,过程①孢子的有丝分裂,因此该过程不含有同源染色体,A错误;
B、过程③是减数第一次分裂,细胞中核DNA数是28,染色单体数也是28;过程④是减数第二次分裂,细胞中核DNA 数是 14,染色单体数是0或14,所以过程③的细胞中核 DNA 数是过程④的2倍,但染色单体数不一定是2倍,B错误;
C、过程③是减数第一次分裂,染色体数是14;过程④是减数第二次分裂,在减Ⅱ的后期染色体数是14;过程⑤是有丝分裂,染色体数最多时是 14,C正确;
D、仅考虑独立遗传的2对等位基因,若在减数第一次分裂前期发生互换现象,则同一子囊中的孢子有4种基因型,D错误。
故选C。
3.研究人员发现,果蝇(2n=8) 的卵母细胞在进行减数分裂时,偶尔会发生“逆反”减数分裂现象,左图表示果蝇的卵母细胞进行“逆反”减数分裂过程中,一对同源染色体的复制、互换、分配情况,右图表示某果蝇一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。不考虑突变,下列说法错误的是( )
A.该果蝇减数分裂Ⅱ过程的细胞中可能含有1个图示显性基因
B.该果蝇卵母细胞减数分裂Ⅱ前期,普通光学显微镜下可见8条染色体
C.有丝分裂或减数分裂Ⅰ后期可见着丝粒分开,导致染色体数目及其三对等位基因数量加倍
D.减数分裂Ⅰ完成后,可形成基因型为MmNnTt 的细胞
【答案】C
【分析】在细胞分裂过程中,染色质会在特定时期螺旋化形成染色体,有丝分裂和减数分裂是细胞分裂的重要方式,涉及染色体的行为和基因的遗传规律。
【详解】AD、据图可知,“逆反”减数分裂在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体的非姐妹染色单体可能会发生交叉互换,减数分裂Ⅰ过程中着丝粒分裂,染色单体分离成为染色体,结束时随机均分染色体至两个子细胞中,故该果蝇减数分裂Ⅱ过程的细胞中可能含有0-6个图示显性基因,能形成基因型为MmNnTt的细胞,AD正确;
B、据图可知,“逆反”减数分裂在减数第一次分裂结束,染色体数目没有减半,故该果蝇卵母细胞减数分裂Ⅱ前期,普通光学显微镜下仍可见8条染色体,B正确;
C、着丝粒分开,姐妹染色单体分离,导致染色体数目加倍,但基因数量不变,C错误;
故选C。
4.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
【答案】D
【分析】含s基因的家蝇发育为雄性,据图可知,s基因位于M基因所在的常染色体上,常染色体与性染色体之间的遗传遵循自由组合定律。
【详解】A、含有M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,只含有m,故表现为黑色,因此所有个体均可由体色判断性别,A正确;
B、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;
C、亲本雌性个体产生的配子为mX,雄性亲本产生的配子为XMs、Ms0、Xm、m0,子一代中只含一条X染色体的雌蝇胚胎致死,雄性个体为1/3XXY’(XXMsm)、1/3XY’(XMsm),雌蝇个体为1/3XXmm,把性染色体和常染色体分开考虑,只考虑性染色体,子一代雄性个体产生的配子种类及比例为3/4X、1/40,雌性个体产生的配子含有X,子二代中3/4XX、1/4X0;只考虑常染色体,子二代中1/2Msm、1/2mm,1/8mmX0致死,XXmm表现为雌性,所占比例为3/7,雄性个体3/7XXY’(XXMsm)、1/7XY’(XMsm),即雄性个体中XY'所占比例由1/2降到1/4,逐代降低,雌性个体所占比例由1/3变为3/7,逐代升高,C正确,D错误。
故选D。
题型4 多对等位基因和伴性遗传综合
1.某种XY型性别决定的二倍体动物,其控制毛色的等位基因G、g只位于X染色体上,仅G表达时为黑色,仅g表达时为灰色,二者均不表达时为白色。受表观遗传的影响,G、g来自父本时才表达,来自母本时不表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交,获得4只基因型互不相同的F1。亲本与F1组成的群体中,黑色个体所占比例不可能是( )
A.2/3 B.1/2 C.1/3 D.0
【答案】A
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。表观遗传的特点:①DNA的碱基序列不发生改变;②可以遗传给后代;③容易受环境的影响。
伴性遗传:位于性染色体上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相关联的现象。
【详解】G、g只位于X染色体上,则该雄性基因型可能是XGY或XgY,杂合子雌性基因型为XGXg。
若该雄性基因型为XGY,与XGXg杂交产生的F1基因型分别为XGXG、XGXg、XGY、XgY,在亲本与F1组成的群体中,父本XGY的G基因来自于其母亲,因此G不表达,该父本呈现白色;当母本XGXg的G基因来自于其母亲,g基因来自于其父亲时,该母本的g基因表达,表现为灰色,当母本XGXg的g基因来自于其母亲,G基因来自于其父亲时,该母本的G基因表达,表现为黑色,因此母本表现型可能为灰色或黑色;F1中基因型为XGXG的个体必定有一个G基因来自于父本,G基因可以表达,因此F1中的XGXG表现为黑色;XGXg个体中G基因来自于父本,g基因来自于母本,因此G基因表达,g基因不表达,该个体表现为黑色;XGY的G基因来自于母本,G基因不表达,因此该个体表现为白色;XgY个体的g基因来自于母本,因此g基因不表达,该个体表现为白色,综上所述,在亲本杂交组合为XGY和XGXg的情况下,F1中的XGXG、XGXg一定表现为黑色,当母本XGXg也为黑色时,该群体中黑色个体比例为3/6,即1/2;当母本XGXg为灰色时,黑色个体比例为2/6,即1/3。
若该雄性基因型为XgY,与XGXg杂交产生的F1基因型分别为XGXg、XgXg、XGY、XgY,在亲本与F1组成的群体中,父本XgY的g基因来自于其母亲,因此不表达,该父本呈现白色;根据上面的分析可知,母本XGXg依然是可能为灰色或黑色;F1中基因型为XGXg的个体G基因来自于母本,g基因来自于父本,因此g表达,G不表达,该个体表现为灰色;XgXg个体的两个g基因必定有一个来自于父本,g可以表达,因此该个体表现为灰色;XGY的G基因来自于母本,G基因不表达,因此该个体表现为白色;XgY个体的g基因来自于母本,因此g基因不表达,该个体表现为白色,综上所述,在亲本杂交组合为XgY和XGXg的情况下,F1中所有个体都不表现为黑色,当母本XGXg为灰色时,该群体中黑色个体比例为0,当母本XGXg为黑色时,该群体中黑色个体比例为1/6。
综合上述两种情况可知,BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.某哺乳动物的毛色由3对位于常染色体上的等位基因决定,其中A基因编码的酶1可使黄色素转化为褐色素,B基因编码的酶2可使该褐色素转化为黑色素,D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达,相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。现用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,均为黄色,中毛色表型分离比为黄色:褐色:黑色=52:3:9。下列说法错误的是( )
A.决定毛色的三对基因位于非同源染色体上
B.毛色为黄色的个体的基因型有21种,其中纯合子有6种
C.上述两个纯合黄色品种的基因型分别是AAbbDD、aaBBdd
D.AaBbdd的个体多次杂交,子代表型分离比为黄色:褐色:黑色=4:3:9
【答案】C
【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;由题意知,控制该动物毛色的三对等位基因独立遗传,因此遵循自由组合定律;由题意知,A_B_dd表现为黑色,A_bbdd表现为褐色,由于D抑制A的表达,因此A_ _ _D_表现为黄色,aa__ __也表现为黄色。
【详解】A、若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄:褐:黑=52:3:9的数量比,F2加起来总共52+3+9=64份,64=43,所以决定毛色的三对基因位于非同源染色体上,A正确;
B、根据题意可知,A_ _ _D_、aa_ _ _ _都表现为黄色,所以黄色个体的基因型为2×3×2+1×3×3=21种,纯合子种类=1×2×1+1×2×2=6,B正确;
C、若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄:褐:黑=52:3:9的数量比,F2加起来总共52+3+9=64份,可知F1产生了8种配子,所以能推出F1的基因型为AaBbDd,亲本都是纯合黄色品种,而黄色的基因型为A__ __D_和aa___ _,所以亲本的基因型为AABBDD和aabbdd或AAbbDD和aaBBdd,C错误;
D、AaBbdd的个体多次杂交,先计算AaBb这两对等位基因的杂交后代,可知A_B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1,dd杂交后代不会发生性状分离,组合后A_B_dd:A_bbdd:aaB_dd:aabbdd=9:3:3:1,所以黑色:褐色:黄色=9:3:4,D正确。
故选C。
3.某种昆虫的性染色体组成为XY型,长翅(A)对短翅(a)为完全显性,常染色体上的隐性基因b纯合会使雌性个体表现为雄性且不能产生配子。利用该种昆虫进行了如图所示的杂交实验,下列推断正确的是( )
A.亲本的基因型分别为BbXaXa和BbXAYA
B.F1中雄性可育个体的基因型有4种
C.F1能产生四种比例相等的雄配子
D.F1自由交配产生的F2中雌性纯合子占比为2/5
【答案】C
【分析】基因分离定律的实质: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,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、依据题干信息,长翅(A)对短翅(a)为完全显性,则短翅雌昆虫的基因为XaXa,长翅雄昆虫的基因型可能为XAY(控制该性状的基因位于X、Y染色体的非同源区段),XAYA、XAYa、XaYA(控制该性状的基因位于X、Y染色体的同源区段),依据杂交实验结果可推知,只有亲本的杂交组合为:XaXaXaYA,F1才能出现短翅雌昆虫,长翅雄昆虫,F1雌昆虫中(XaXa),有1/4变为雄性,结合信息“常染色体上的隐性基因b纯合会使雌性个体表现为雄性且不能产生配子”,可推知亲本的基因型为BbXaXa和BbXaYA,A错误;
B、结合A项,P:BbXaXaBbXaYAF1:B-XaXa(短翅雌性)、bbXaXa(短翅雄性、但不能产生配子)、B-XaYA(长翅翅雄性)、bbXaYA(长翅翅雄性),雄性可育个体的基因型有BBXaYA、BbXaYA、bbXaYA,共3种,B错误;
C、结合B项,F1中雄性可育个体的基因型及比例为:BBXaYA:BbXaYA:bbXaYA=1:2:1,按照拆分法,可求得,F1中,雄配子及比例为:BXa:BYA:bXa:bYA=1:1:1:1,即F1能产生四种比例相等的雄配子,C正确;
D、结合B项,F1中短翅雌性的基因型及比例为1/3BBXaXa,2/3BbXaXa,其可以产生的雌配子为2/3BXa、1/3bXa,结合C项,F1中可产生的雄配子为:1/4BXa、1/4BYA、1/4bXa、1/4bYA,故F1自由交配产生的F2中雌性纯合子占比为2/31/4+1/31/4=1/4,D错误。
故选C。
4.某植物为二倍体雌雄同株同花植物,自然状态下可以自花受粉或异花受粉。其花色受A(红色)、a1(斑红色)、a2(条红色)、a3(白色)4个复等位基因控制,4个复等位基因显隐性关系为A>a1>a2>a3。a2是一种“自私基因”,在产生配子时会导致同株一定比例的其他花粉死亡,使其有更多的机会遗传下去。基因型为a2a3的植株自交,F1中条红色:白色=5:1.下列叙述正确的是( )
A.花色基因的遗传遵循孟德尔自由组合定律
B.两株花色不同植株杂交,子代花色最多有4种
C.等比例的Aa1与a2a3植株随机交配,F1中含“自私基因”的植株所占比例为15/28
D.基因型为a2a3的植株自交,F1条红色植株中能稳定遗传的占2/5
【答案】D
【分析】题干分析,植物的花色受4个复等位基因控制,遵循基因的分离定律,a2a3的植株自交,F1中条红色∶白色=5∶1。a3a3所占的比例为1/6=1/2×1/3,说明a2能使1/2a的花粉致死。
【详解】A、由题意可知,花色的遗传受4个复等位基因控制,遵循基因的分离定律,A错误;
B、这4个复等位基因之间是完全显性的关系,则两株花色不同的植株杂交,子代花色最多有3种,B错误;
C、a2a3的植株自交,F1中条红色∶白色=5∶1。a3a3所占的比例为1/6=1/2×1/3,说明a2能使1/2a3的花粉致死。故等比例的Aa1与a2a3植株随机交配,产生的雌配子为1/4A、1/4a1、1/4a2、1/4a3,产生的雄配子为 2/7A、2/7a1、2/7a2、1/7a3,则含有a2植株比例为1/4+2/7-1/4×2/7=13/28,C错误;
D、基因型为a2a3的植株自交,F1中条红色∶白色=5∶1。白色所占的比例为1/6=1/2×1/3,说明a2能使1/2a3的花粉致死,所以产生的雄配子比例为a2:a3=2:1,雌配子的种类和比例为a2:a3=1:1,后代的基因型及比例为a2a2:a2a3:a2a3:a3a3=2:2:1:1,则F1条红色植株中能稳定遗传的占2/5,D正确。
故选D。
题型5 多个考点综合多选习题
1.研究发现,人类的ABO血型决定系统中存在一种被称为顺AB型(cisAB)的现象。cisAB发生的原因是决定血型的基因IA和其等位基因IB发生连锁,位于同一条染色体上。如果一条染色体上存在这两种基因,则不论另一条染色体基因如何,该个体血型都是AB型。现有一血型为O型(ii)男性和cisAB女性婚配,生了一个血型为O型的男孩。下列说法正确的是( )
A.cisAB形成的原因是发生了染色体易位
B.该对夫妇再生一个孩子血型为AB型的概率是1/2
C.该cisAB女性形成的变异可能发生在减数分裂过程中
D.该对夫妇所生孩子血型可能是A型、B型、AB型或O型
【答案】BC
【分析】人类的ABO血型是受9号染色体上的IA、IB和i三个复等位基因所控制的,其中IA和IB对i基因均为显性,且IA和IB为并显性关系,即两者同时存在时,能表现各自作用,则A型血型有两种基因型IATA和IAi,B型血型有两种基因型吧IBIB和IBi,AB型基因型为IAIB,O型基因型为ii。
【详解】A、cisAB发生的原因是决定血型的基因IA和其等位基因IB发生连锁,位于同一条染色体上,其变异类型是染色体倒位和同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的基因重组,A错误;
B、一血型为O型(ii)男性和cisAB女性婚配,生了一个血型为O型的男孩,则cisAB女性的基因型为IABi,则该对夫妇再生一个孩子血型为AB型的概率是1/2,B正确;
C、该cisAB女性的变异类型是染色体倒位和同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的基因重组,故形成的变异可能发生在减数分裂过程中,C正确;
D、该对夫妇的基因型为ii和IABi,所生孩子的基因型为ii和IABi,所生孩子血型可能是AB型或O型,D错误。
故选BC。
2.甘蓝型油菜花的花色通常以黄色为主,也有白色,乳白色、金黄色等,为探究花色基因的遗传机理,研究人员进行了如下杂交实验。下列说法正确的是( )
组别 P F1 F2
甲组 白色×金黄色 金黄色 金黄色∶乳白色∶白色=9∶3∶4
乙组 黄色×乳白色 金黄色 金黄色∶黄色∶乳白色=9∶3∶4
A.甘蓝型油菜花色至少受三对等位基因控制
B.甲、乙两组的F1进行杂交,子代乳白色个体占比为1/4
C.某隐性纯合个体与金黄色亲本杂交,F2中白色个体占比为1/64
D.亲本中的白色与黄色个体杂交,F2中黄色个体占比可能为3/16
【答案】ABD
【分析】1、基因的分离定律的实质:在杂合体的细胞中,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。
【详解】A、甲组中F2出现金黄色∶乳白色∶白色=9∶3∶4,为9:3:3:1的变式,乙组中,F2出现金黄色∶黄色∶乳白色=9∶3∶4,也为9:3:3:1的变式,但表型不同,故可推知,甘蓝型油菜花色至少受三对等位基因控制,A正确;
B、结合A项,若甘蓝型油菜花花色由三对基因控制,则可推知,甲组中白色的基因型为aabbDD,金黄色的基因型为AABBDD,F1金黄色的基因型为AaBbDD,乳白色的基因型为A -bbDD,白色的基因型为aa - - DD,则乙组中,乳白色的基因型为AAbbDD,黄色的基因型为AABBdd,F1金黄色的基因型为AABbDd,F2中会出现,黄色AAB - dd的概率为3/16,则乳白色的基因型为AAbb- - ,综上,乳白色的基因型为A-bb- -,甲、乙两组的F1进行杂交,即AaBbDDAABbDd乳白色(A - bbD- )的概率为11/41=1/4,B正确;
C、结合B项可知,某隐性纯合个体(aabbdd)与金黄色亲本(AABBDD)F1:金黄色(AaBbDd)F2:白色(基因型为aa - - D-)所占的概率为:1/413/4=3/16,C错误;
D、结合B项可知,亲本中白色个体的基因型为aabbDD,黄色个体的基因型为AABBdd,二者杂交,F1的基因型为AaBbDd,如果A和d、a和D在一条染色体上,则F1产生的配子及比例为AbD:Abd:aBD:aBd=1:1:1:1,F1自交,F2黄色个体(A-B-dd)所占的概率为3/41/41=3/16,D正确。
故选ABD。
3.玉米9号染色体上的C基因存在时,籽粒颜色表现为有色,否则就为白色;Ds基因存在时,C基因不能合成色素,Ds基因若从原来位置上断裂或脱落,C基因又能重新得以表达;Ac基因存在时,Ds基因从染色体上断裂、解离,Ac基因不存在时,Ds基因不从染色体上断裂、不解离,三种基因的位置如图所示,该机制仅发生在籽粒中。基因型为CCDsDsAcAc和ccdsdsacac的个体杂交得到,自交得到。下列相关叙述错误的是( )
A.基因型为CCDsDsAcAc的玉米的籽粒有色的原因是发生了基因突变
B.中有色个体所占比例为9/16
C.中的有色个体自交后代中有色:白色=11:25
D.若自交,有一半的初级精母细胞联会时等位基因C/c或Ds/ds发生了一次互换,则中ccdsdsacac的个体所占比例为3/64
【答案】AC
【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。
【详解】A、基因型为 CCDsDsAcAc 的玉米,由于 Ac 基因存在,使 Ds 基因从染色体上断裂、解离,C 基因能表达从而籽粒有色,这是基因位置变化导致的,不是基因突变,A错误;
B、F1的基因型为CcDsdsAcac,F1自交得到 F2,由于C、Ds位于一条染色体上,C_Ds_Ac_表示为有色,F2 中有色个体(C_Ds_Ac_)所占比例为9/16,B正确;
C、F2中有色个体的基因型及比例为CCDsDsAcAc:CCDsDsAcac:CcDsdsAcAc:CcDsdsAcac=1:2:2:4,F2 中的有色个体自交后代中有色的比例为1/9+2/9×3/4+2/9×3/4+4/9×9/16=25/36,白色的比例为1-25/36=11/36,因此F2 中的有色个体自交后代中有色:白色=25:11,C错误;
D、F1的基因型为CcDsdsAcac,在正常情况下,其产生雌雄配子的基因型及概率为CDsAc:CDsac:cdsac:cdsAc=1:1:1:1,若 F1 自交,有一半的初级精母细胞联会时等位基因C/c或Ds/ds发生了一次互换,只考虑CcDsds,其产生雄配子种类及比例为CDs:cds:Cds:cDs=3:3:1:1,则雄性F1产生配子的基因型及概率为CDsAc:CDsac:cdsac:cdsAc:CdsAc:Cdsac:cDsac:cDsAc=3:3:3:3:1:1:1:1,则 F2 中ccdsdsacac的个体所占比例为1/4×3/16=3/64,D正确。
故选AC。
4.某二倍体两性花植物2号染色体上的m基因是雄性不育基因,M对m为完全显性,幼苗紫茎对绿茎为显性,由等位基因B、b控制。将苗期紫茎雄性可育和苗期绿茎雄性不育两纯合亲本杂交,F1自交,统计F2表型,结果如表所示。为研究此植物杂合子的特点,将两纯合品系甲和乙进行杂交,发现其杂交种花粉中均存在某种杀死花粉的毒蛋白,约有一半的花粉因缺少对应的解毒蛋白而造成花粉败育。研究发现编码这两种蛋白的基因均只位于品系乙12号染色体的R区,该区的基因不发生交换,如图所示。下列说法正确的是( )
F2 总株数 可育株 不育株
紫茎 750 660 90
绿茎 250 90 160
A.F1中基因MB(mb)位于一条染色体上,减数分裂I时所在染色体发生片段交换
B.甲乙的杂交种花粉中ORF3基因表达出功能蛋白至少在减数分裂Ⅰ结束后
C.甲乙的杂交种自交后代中12号染色体都来自品系乙的个体占1/4
D.F1测交后代表现为紫茎可育:紫茎不育:绿茎可育:绿茎不育=4:1:1:4
【答案】ABD
【分析】将苗期紫茎雄性可育(BBMM)和苗期绿茎雄性不育(bbmm)两纯合亲本杂交,F1的基因型为BbMm,F1自交,F2中紫茎可育:紫茎不育:绿茎可育:绿茎不育=66:9:9:16,其结果不符合9:3:3:1及其变式,不符合基因的自由组合定律。
【详解】A、将苗期紫茎雄性可育(BBMM)和苗期绿茎雄性不育(bbmm)两纯合亲本杂交,F1的基因型为BbMm,F1自交,F2中紫茎可育:紫茎不育:绿茎可育:绿茎不育=66:9:9:16,其结果不符合9:3:3:1及其变式,不符合基因的自由组合定律,因此这两对等位基因位于一对染色体上,即F1中基因MB(mb)位于一条染色体上,若基因MB(mb)位于一条染色体上,且不发生交叉互换,F1产生的配子比例应为 MB∶mb = 1∶1,F2的表现型比例应为紫茎可育∶绿茎不育 = 3∶1,而实际F2中紫茎可育∶紫茎不育∶绿茎可育∶绿茎不育的比例并非如此,说明减数分裂 I 时所在染色体发生了片段交换,A正确;
B、因为杂交种花粉中约有一半的花粉因缺少对应的解毒蛋白而造成花粉败育,说明在减数分裂产生花粉的过程中,ORF3 基因表达出功能蛋白发挥作用,至少在减数分裂 Ⅰ 结束后,花粉发育过程中发挥解毒作用,B正确;
C、甲乙杂交种中乙12 号染色体 R 区有 ORF2 基因(毒蛋白基因)和 ORF3 基因(解毒蛋白基因),甲 12 号染色体 R 区无相关基因。由于该区基因不发生交换,自交时含甲 12 号染色体的花粉约有一半败育,只有含乙 12 号染色体的花粉全部可育,因此F1自交时产生雄配子的类型及比例为甲12号染色体:乙12号染色体=1:2,雌配子中含甲或乙 12 号染色体的概率均为 1/2,所以后代中 12 号染色体都来自品系乙的个体占1/2×2/3=1/3,C错误;
D、由A可知,F1减数分裂 I 时所在染色体发生了片段交换,根据F2的绿茎不育占16/(66+9+9+16)=16%,可推断F1通过减数分裂产生的雌雄配子中mb=40%,子一代减数分裂过程发生了交叉互换,会产生两多(相等)两少(相等)的四种配子,因此,其比例是MB:mB:Mb:mb=4:1:1:4,所以F1测交,测交后代会有四种表现型,比例应接近4:1:1:4,D正确。
故选ABD。
5.某二倍体植株的花因含胡萝卜素呈红色,基因P、W、Y分别控制胡萝卜素合成途径中所需的三种关键酶的合成。该植株的单倍体隐性突变体中,P基因突变体为粉红花,W基因突变体为白花,Y基因突变体为黄花。为验证这些突变所产生的影响,研究者构建了几种双基因突变单倍体,花的颜色如表所示。下列说法正确的是( )
W基因突变 Y基因突变
P基因突变 白色 粉红色
W基因突变 白色
A.三种基因影响胡萝卜素合成途径的顺序为W基因、 P基因、Y 基因
B.胡萝卜素合成途径中各物质的颜色依次为白色、黄色、粉红色、红色
C.粉红花纯合体与黄花纯合体杂交,子代花色表现为红花或黄花
D.三对基因均杂合的二倍体植株杂交,后代中红花植株占27/64
【答案】AC
【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。
【详解】A、从表格中可以看出,当 W 基因突变时,无论其他基因情况如何,花都是白色,说明 W 基因控制的步骤在最前面;当 P 基因突变且 Y基因正常时为粉红花,所以Y基因控制的步骤在P基因之后,因此,三种基因影响胡萝卜素合成途径的顺序为 W 基因、P 基因、Y 基因,A正确;
B、W 基因突变体为白花,说明 W 基因控制的酶参与合成的前体物质为白色;P 基因突变体为粉红花,说明 P 基因控制的酶参与合成的物质为粉红色;Y 基因突变体为黄花,说明 Y 基因控制的酶参与合成的物质为黄色;含胡萝卜素呈红色。由A可知,三种基因影响胡萝卜素合成途径的顺序为 W 基因、P 基因、Y 基因,因此胡萝卜素合成途径中各物质的颜色依次为白色、粉红色、黄色、红色,B错误;
C、粉红花纯合体(WWppyy或WWppYY)与黄花纯合体(WWPPyy)杂交,子代基因型为 WWPpyy或WWPpYy,表现为黄花或红花,C正确;
D、若三对基因独立遗传,则三对基因均杂合的二倍体植株(PpWwYy)杂交,后代中红花植株(P_W Y_)占的比例为 3/4×3/4×3/4=27/64,但由于题干中没有说明这三对基因是否独立遗传,因此无法得出该结论,D错误。
故选AC。
6.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,a无控制色素合成的功能。基因B控制红色,b控制蓝色。基因I不影响上述2对基因的功能,但i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A_B_I_和A_bbI_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 F1表型 F2表型及比例
甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4
乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色=9∶3∶4
A.让只含隐性基因的植株与F2测交,可确定F2中各植株控制花色性状的基因型
B.让表中所有F2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1/6
C.若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则该植株可能的基因型最多有9种
D.若甲与丙杂交所得F1自交,则F2表型比例为9紫红色∶3靛蓝色∶3红色∶1蓝色
【答案】BC
【分析】题意分析,基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花,基因型为aaB_I_表现为红色,_ _ _ _ii表现为白色。杂交组合一中F2的性状分离比为紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4,为9∶3∶3∶1的变式,说明相关的两对等位基因的遗传符合基因自由组合定律,同理根据乙、丙杂交结果,也说明相关的等位基因的遗传符合基因自由组合定律。根据F2中性状表现确定亲本甲、乙和丙的基因型依次为AAbbII、AABBii,aaBBII。
【详解】A、当植株是白花时候,其基因型为_ _ _ _ii,与只含隐性基因的植株与F2测交仍然是白花,无法鉴别它的具体的基因型,A错误;
B、甲×乙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AABbIi:AABBIi:AABbII:AABBII=4:2:2:1。乙×丙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AaBBIi:AABBIi:AaBBII:AABBII=4:2:2:1。其中II:Ii=1:2所以白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4=1/6,B正确;
C、若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则亲本为(_ _ _ _Ii),则该植株可能的基因型最多有9种(3×3),C正确;
D、由于题中不能说明相关基因A/a和B/b是否在同一对同源染色体上,则可分为两种情况,第一种情况,当三对等位基因分别位于三对同源染色体上,甲与丙杂交所得F1的基因型为AaBbII,其自交的子二代的表现型比为紫红色(A_B_II):靛蓝色花(A_bbII):红色(aaB_II):蓝色(aabblI)=9:3:3:1;第二种情况,当A/a和B/b两对等位基因位于一对染色体上时,子二代的表现型比为紫红色(A aBbII):靛蓝色花(AAbbII):红色(aaBBII)=2:1:1,D错误。
故选BC。
7.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】ABD
【分析】根据题干信息“,带有S基因的染色体片段可转接到 X 染色体上”,一个基因为 XYS 的受精卵中的 S 基因丢失,记为XY;
由该受精卵发育成能产生可育雌配子的小鼠,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,则该雄鼠肯定含有S基因,且体细胞中有两条性染色体,所以其基因型只能是XYS,XSY,XSX,如果是两条性染色体都含S基因,则子代全为雄性,无法交配。
【详解】根据分析如果雄鼠的基因型是XYS,当其和该雌鼠XY杂交,由于YSY致死,所以F1中XX∶XY∶XYS=1∶1∶1,雌性∶雄性为2∶1,当F1杂交,雌性产生配子及比例3X∶1Y,雄性产生的配子1X∶1YS,随机交配后,3XX∶3XYS∶1XY∶1YSY(致死),所以雌性∶雄性=4∶3;
如果雄鼠的基因型是XSY,当其和该雌鼠XY杂交,F1中XSX∶XSY∶XY=1∶1∶1,雄性∶雌性=2∶1,雄性可以产生的配子及比例为1X∶2XS∶1Y,雌性产生的配子及比例1X∶1Y,随机结合后,1XX∶1XY∶2XSX∶2XSY∶1XY∶1YY,雌性∶雄性=3∶4。
如果雄鼠的基因型是XSX,当其和该雌鼠XY杂交,F1中XSX∶XSY∶XX∶XY=1∶1∶1∶1,雌性∶雄性=1∶1,随机交配,雌性产生的配子3X∶1Y,雄性产生的配子2XS∶1X∶1Y,随机结合后,6XSX∶2XSY∶3XX∶1XY∶3XY∶1YY(致死),雄性∶雌性=8∶7。
故选ABD。
8.人类血型由两对独立遗传的等位基因I、i和H、h相互作用产生。如图所示大多数人的ABO血型是由IA、IB和i基因决定的,而当无法产生H抗原时,则出现极为罕见的孟买型血,由于细胞膜上没有A、B抗原,孟买型血的表型也记为O型。现有一位O型血男士与A型血女士生育了一个AB型血的孩子。异体输血时,若输入抗原与自身抗原不相同时会发生排斥反应。下列说法正确的是( )
A.这对亲本的基因型组合可能有12种方式
B.子代AB型血的孩子基因型一定是HhIAIB
C.2个O型血的人可能生出A型或B型血的后代
D.O型血个体之间输血不会发生排斥反应
【答案】ABC
【分析】根据题干信息“当无法产生H抗原时,则出现极为罕见的孟买型血,由于细胞膜上没有A、B抗原,孟买型血的表型也记为O型”,所以A型血基因型是H_IAIA和H_IAi,B型血基因型H_IBIB和H_IBi,AB血型基因型是H_IAIB,O型血基因型是hh__和H_ii。
【详解】A、一位O型血男士与A型血女士(H_IAIA或H_IAi)生育了一个AB型血(H_IAIB)的孩子,说明该男士一定含有IB基因,表现为O型血,则该男士基因型为hh_IB,所以该男士基因型有hhIAIB、hhIBIB和hhIBi三种,女士基因型有HHIAIA、HhIAIA、HhIAIi、HHIAi四种情况,所以亲本组合方式有3×4=12,A正确;
B、AB血型孩子的基因型为H_IAIB,由于该男士基因型为hh__,所以这对夫妇子代AB型血的孩子基因型一定是HhIAIB,B正确;
C、2个O型血的人如果基因型是hhIAIA和HHii,则后代基因型是HhIAi,表现为A型血,如果亲代基因型是hhIBIB和HHii,则后代基因型是HhIBi,表现为O型血,C正确;
D、O型血个体基因型不同,含有的抗原不同,如果两个O型血基因型不同,则细胞表面抗原不同,异体输血时,会发生排斥反应,D错误。
故选ABC。
9.果蝇Ⅱ号染色体上的基因A(卷翅)对基因a(正常翅)为显性,基因F(星状眼)对基因f(正常眼)为显性,基因A和基因F均属于纯合致死基因。果蝇品系M全部为卷翅星状眼,且该品系内的果蝇相互杂交后代也均为卷翅星状眼。现有一该品系的果蝇与经诱变处理后的一只正常眼正常翅雄果蝇X交配,从F1中挑选一只卷翅雄蝇与品系M的雌蝇杂交,在F2中选取卷翅正常眼的雌雄个体相互交配。不考虑减数分裂中的交换,下列说法正确的是( )
A.品系M果蝇中基因A和F位于同一条染色体上,所以不会自由组合
B.若F3全部是卷翅果蝇,则果蝇X的Ⅱ号染色体上发生了纯合致死突变
C.若F3中有1/3的个体为新突变型,则果蝇X的Ⅱ号染色体上发生了隐性突变
D.若F3中有3/4的个体为新突变型,则果蝇X的Ⅱ号染色体上发生了显性突变
【答案】BC
【分析】1、分析题意,基因A和基因F均属于纯合致死基因,果蝇品系M全部为卷翅星状眼(AaFf),且该品系内的果蝇相互杂交后代也均为卷翅星状眼(AaFf),可推出果蝇品系M中基因A与f位于同一条染色体,a与F位于同一条染色体。
2、依据题意,绘制大致的遗传图解如下:
【详解】A、结合分析,A/a和F/f这两对等位基因均位于Ⅱ号染色体上,不遵循自由组合定律,但是果蝇品系M中基因A与f位于同一条染色体,a与F位于同一条染色体。A错误;
B、结合分析遗传图解,正常眼正常翅雄果蝇X的基因型为aaff,与品系M交配得到的F1为卷翅正常眼(Aaff)和正常翅星状眼(aaFf),F1中挑选一只卷翅雄蝇(Aaff)与品系M的雌蝇杂交,F2为卷翅正常眼(Aaff):卷翅星状眼(AaFf):正常翅星状眼(aaFf)=1:1:1,F2中选取卷翅正常眼(Aaff)的雌雄个体相互交配,F3中理论上应为卷翅正常眼(Aaff):正常翅正常眼(aaff)=2:1。若F3全部是卷翅果蝇,说明正常翅正常眼(aaff)致死,则果蝇X的Ⅱ号染色体上发生了纯合致死突变,B正确;
C、结合分析遗传图解和B选项的分析,若F3中有1/3的个体为新突变型,即正常翅正常眼(aaff)个体为新突变型,则果蝇X的Ⅱ号染色体上发生了隐性突变,C正确;
D、结合分析遗传图解和B选项的分析,若果蝇X的Ⅱ号染色体上发生了显性突变,则F3中全部为新突变型,D错误。
故选BC。
题型六 形成异常配子及位于一对染色体上综合题目
1.科学家对果蝇进行研究时,偶然发现展翅和粘胶眼(控制基因均位于3号染色体)两种突变性状,并存在致死现象,对其进行单对杂交实验,结果如表。
组合 亲本组合 F1 F2(由F1展翅粘胶眼雌雄果蝇杂交获得)
组合一 展翅×展翅 展翅:野生型=2:1 \
组合二 粘胶眼×粘胶眼 粘胶眼:野生型=2:1 \
组合三 展翅×粘胶眼 展翅粘胶眼:展翅:粘胶眼:野生型=1:1:1:1 大量展翅粘胶眼、少量展翅、少量粘胶眼、极少野生型
(1)展翅、粘胶眼相对野生型的显隐性关系分别是 。组合一、二中F1的分离比不为3:1的原因最可能是 。
(2)组合三F2中出现非展翅粘胶眼是因为极少数性原细胞形成配子时展翅基因与粘胶眼基因之间发生了交换。若选用展翅粘胶眼为亲本自由交配多代,展翅基因与粘胶眼基因的基因频率会 (填“下降”或“上升”),这样 (填“有利于”或“不利于")展翅基因和粘胶眼基因的保持和研究,理由是 。
(3)经研究,果蝇2号染色体存在颠倒片段,可确保参与受精的配子2号染色体上的基因未发生交换。翻翅基因(Cy)和星状眼基因(S)均位于2号染色体上,且纯合致死。将某品系翻翅星状眼雌雄果蝇杂交,后代均为翻翅星状眼,这样的品系称为平衡致死系。据此 分析推测,要保持一个稳定的平衡致死系统应具备的条件是 (写出两条即可,不考虑突变)。
(4)平衡致死系可用于检测果蝇相应染色体上的其他突变基因类型(如显性、隐性、是否致死等)。欲判断诱变处理后的野生型雄果蝇2号染色体上是否发生了非Cy和 S等位的基因突变,研究人员设计如下实验。
①将待测雄果蝇与平衡致死系翻翅星状眼雌果蝇杂交得F1,F1出现 ,说明待测雄果蝇未发生显性突变或发生了显性致死突变。
②选取F1中翻翅雄果蝇,再与平衡致死系的雌果蝇单对交配,分别饲养,杂交得到F2。在 F2中选取翻翅个体相互交配,得到F3。观察并统计F3表型及比例。
预测结果与结论:
若F3中 ,则说明待测雄果蝇2号染色体上未发生基因突变。
若F3中 ,则说明待测雄果蝇2号染色体上发生了隐性且致死的基因突变。若F3中翻翅:新性状=2:1,则说明待测雄果蝇2号染色体上 。
【答案】(1) 显性、显性 显性基因纯合致死
(2) 下降 不利于 展翅基因与粘胶眼基因显性纯合致死,随着 培养代数增加,展翅基因与粘胶眼基因的基因频率会逐渐降低,直至消失
(3)一对同源染色体的两条染色体各含一个非等位致死基因;致死基因间未发生交换
(4) 翻翅:星状眼=1:1(不出现新性状) 翻翅:野生型=2:1 全为翻翅 发生了隐性不致死的基因突变
【分析】1、分离定律的实质:位于同源染色体上的等位基因,随同源染色体的分开而分离。
2、自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因,随非同源染色体的自由组合而组合。
【详解】(1)组合一和组合二中均出现了性状分离,故展翅和粘胶眼是显性性状,野生型是隐性性状。根据基因分离定律的实质可知,无致死情况下,F1的分离比应为3:1,当存在显性纯合致死时,F1的分离比应为2:1。
(2)由组合一和组合二可知,展翅基因与粘胶眼基因显性纯合致死,若选用展翅粘胶眼为亲本自由交配多代,随着培养代数增加,展翅基因与粘胶眼基因的基因频率会逐渐降低,直至消失,不利于展翅基因和粘胶眼基因的保持和研究。
(3)据题意可知,翻翅基因(Cy)和星状眼基因(S)均位于2号染色体上,且纯合致死。野生型用+表示,即基因型Cy+/Cy+,S+/S+均致死,只有基因型Cy+/S+杂合子存活,则一对同源染色体的两条染色体各含一个非等位致死基因(如图所示),致死基因间未发生交换。
(4)①诱变处理后的雄果蝇与平衡致死系的雌果蝇基因型为++/++(突变)、Cy+/S+,F1的基因型Cy+/++、Cy+/++(突变)、S+/++、S+/++(突变)四种。若待测雄果蝇未发生显性突变或发生了显性致死突变,则F1的基因型只有Cy+/++和S+/++两种,表现型及比例为翻翅:星状眼=1:1。
②选取F1中翻翅雄果蝇Cy+/++,再与平衡致死系的雌果蝇Cy+/S+单对交配,杂交得到F2。F2的基因型为Cy+/Cy+(致死),Cy+/S+,Cy+/++,S+/++,在 F2中选取翻翅个体Cy+/++相互交配,得到F3,基因型及比例为Cy+/Cy+:Cy+/++:++/++=0:2:1,
若待测雄果蝇2号染色体上未发生基因突变,Cy+/++表现为翻翅,++/++表现为野生型,即翻翅:野生型=2:1。
若待测雄果蝇2号染色体上发生了隐性且致死的基因突变,++/++表现为致死,只有Cy+/++,即全部为翻翅。
若待测雄果蝇2号染色体上发生了隐性不致死的基因突变,Cy+/++表现为翻翅,++/++表现为新性状,即翻翅:新性状=2:1。
2.栽培番茄果实成熟后表现为红色和黄色,极少的野生番茄因能积累花青素呈现蓝色。与花青素合成、降解有关的基因为T/t和E/e,两对基因独立遗传且控制花青素合成的基因表现为完全显性。现有蓝色亲本1和非蓝色亲本2、3、4,用特定引物对亲本的基因T/t、E/e进行扩增,E的片段长度为138bp,e的片段长度为117bp,用限制酶切割基因T/t片段,T能被切割,t不能被切割,电泳结果如图1。
(1)亲本1的基因型为 。亲本1和2杂交得到的果实均为蓝色,亲本1和3杂交得到的果实均为浅蓝色,说明T/t、E/e基因中,降解花青素的基因是 。浅蓝色自交后代所结番茄成熟后的颜色及比例为 。
(2)SSR是DNA中简单的核苷酸重复序列,具有多样性,染色体上不同的基因可与特定的SSR连锁遗传,常用SSR标签进行基因定位。科研人员利用SSR标签对亲本1、3以及、中部分个体进行检测,结果如图2。
基因T/t、E/e所在的染色体分别是 ,与基因T连锁的SSR是 。除图2所示基因型外,非蓝色番茄的基因型还可为 。
(3)利用亲本2的体细胞经诱变培养获得一株能合成花青素的突变株,利用突变株与亲本2杂交,后代成熟果实中蓝色与非蓝色的比例接近1:1,而突变株自交后代成熟果实中,蓝色与非蓝色的比例却接近2:1,原因可能是 。
(4)经检测上述突变基因(原种群中不存在该突变基因)与基因T位于相同的染色体上,但不确定两基因是否为等位基因,已知同源染色体上的非等位基因之间可发生互换。为探究两基因的关系,科研人员让突变株与亲本1杂交获得,单株种植收获种子,同一株植株的种子混合种植,观察统计成熟果实的颜色。
①若两基因是等位基因,则 ;②若 ,则两基因是非等位基因。
【答案】(1) TTee/eeTT E 蓝色。蓝色:浅蓝色:非蓝色=3:6:7
(2) T/t位于10号染色体,E/e位于5号染色体 SSR4 TtEE/EETt
(3)控制花青素合成的基因突变成显性基因、且純合致死
(4) 一部分F1个体得到的F2果实全表现为蓝色 ,另一部分表现为蓝色:非蓝色=3:1 部分F1个体得到F2果实中,出现大量蓝色,极少数为非蓝色
【分析】与花青素合成、降解有关的基因为T/t和E/e,两对基因独立遗传,遵循基因的自由组合定律。
【详解】(1)根据题意信息可知,E的片段长度为138bp,e的片段长度为117bp,用限制酶切割基因T/t片段,T能被切割,t不能被切割,蓝色亲本1基因型为TTee,亲本2为ttee,亲本3为ttEE,亲本4为TtEE。极少的野生番茄因能积累花青素呈现蓝色,亲本1与亲本2杂交,F1(Ttee)全为蓝色,亲本1和3杂交得到的F1(TtEe)果实均为浅蓝色,说明降解花青素的基因是E。浅蓝色F1(TtEe)自交,E/e位点分离为EE : Ee : ee = 1 : 2 : 1。EE(显性纯合):完全降解,非蓝色。Ee(显性杂合):部分降解,浅蓝色。ee(隐性纯合):不降解, 两对基因自由组合,(T_:tt)为3:1,(EE:Ee:ee)为1:2:1,蓝色。蓝色:浅蓝色:非蓝色=3:6:7。
(2)蓝色亲本1基因型为TTee,亲本2为ttee,亲本3为ttEE,亲本4为TtEE,与亲本1比较,F2蓝色个体的基因型为TTee或Ttee,特有的基因是t,结合SSR电泳结果,t与SSR5相关,推测基因T/t位于10号染色体上,则SSR4与TT相关联。根据基因型和表型的关系可知,蓝色和浅蓝色个体均含有T基因,不含有E,E与SSR1相关联,E/e位于5号染色体上。根据题意信息可知,非蓝色可能由两种原因有无法合成花青素(tt__)或者能合成但完全降解(TTEE、TtEE ),所以除图2所示ttEE、ttEe、ttee、TTEE基因型外,非蓝色番茄的基因型还有TtEE。
(3)突变株能合成花青素,与亲本2(ttee)杂交,后代为Tt(蓝色) : tt(非蓝色)= 1:1。突变株自交后代基因型为TT(致死) : Tt(蓝色) : tt(非蓝色)= 1:2:1,实际存活比例为蓝色 : 非蓝色 = 2:1,说明控制花青素合成的基因t突变成显性基因T、且純合致死。
(4)突变基因与T位于相同的染色体上,但不确定两基因是否为等位基因,已知同源染色体上的非等位基因之间可发生互换。让突变株与亲本1杂交获得F1,F1单株种植收获种子,同一株植株的种子混合种植,观察统计成熟果实的颜色。若两基因是等位基因,则突变株基因型为T1T,F1的基因型为T1T或Tt,自交后代一部分F1个体得到的F2果实全表现为蓝色 ,另一部分表现为蓝色:非蓝色=3:1。若两基因是非等位基因,则突变株基因型为ttAa,F1的基因型为TtAa或Ttaa,同源染色体上的非等位基因之间可发生互换,但互换率较低,部分F1个体得到F2果实中,出现大量蓝色,极少数为非蓝色,另一部分表现为蓝色:非蓝色=3:1。
3.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】 1/6 MmRr 5/12 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 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】分析题干信息:番茄是雌雄同花植物,可自花受粉也可异花受粉,即可自交亦可杂交。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,可知基因M、m 和R、r 位于非同源染色体上,遵循自由组合定律。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。
【详解】(1)基因型为 Mm 的植株自交,F1中 MM∶Mm∶mm=1∶2∶1 ,其中 MM、Mm 的植株表现为大花、可育, mm 的植株只产生可育雌配子,故只有1/3 MM和2/3Mm能够自交,则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,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机受粉,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,则F1中有9种基因型,分别为:1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr,雌配子种类及比例为:MR∶Mr∶mR∶mr=1∶1∶1∶1,,雄配子种类及比例为: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。
(2)已知细菌中的 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。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,则 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,植株甲和乙分别与雄性不育植株mm杂交,在形成配子时喷施 NAM,则含 H 基因的雄配子死亡,F1 均表现为雄性不育mm,说明含有M基因的雄配子死亡,即有H 基因插入了M基因所在的染色体上。若植株甲和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因,以上所得F1 均表现为雄性不育,说明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,则 H 基因插入了M基因所在的染色体上,即H与M基因连锁。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1/2n。
(3)若植株甲的细胞中仅含一个 H 基因,且H 基因插入了M基因所在的染色体上,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) 。
【点睛】本题考查基因自由组合定律的相关知识,意在考查考生运用所学知识解决实际问题的能力,难度较大。
4.玉米是雌雄同株异花植物,利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系,该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts,Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株,但由于A基因插入的位置不同,甲植株的株高表现正常,乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响,进行了以下实验:
实验一:品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1
实验二:品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1
(1)实验一中作为母本的是 ,实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为 (填:雌雄同株、雌株或雌雄同株和雌株)。
(2)选取实验一的F1抗螟植株自交,F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知,甲中转入的A基因与ts基因 (填:是或不是)位于同一条染色体上,F2中抗螟雌株的基因型是 。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交,子代的表现型及比例为 。
(3)选取实验二的F1抗螟矮株自交,F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1,由此可知,乙中转入的A基因 (填:位于或不位于)2号染色体上,理由是 。 F2中抗螟矮株所占比例低于预期值,说明A基因除导致植株矮小外,还对F1的繁殖造成影响,结合实验二的结果推断这一影响最可能是 。F2抗螟矮株中ts基因的频率为 ,为了保存抗螟矮株雌株用于研究,种植F2抗螟矮株使其随机受粉,并仅在雌株上收获籽粒,籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为 。
【答案】 甲 雌雄同株 是 AAtsts 抗螟雌雄同株∶抗螟雌株=1∶1 不位于 抗螟性状与性别性状间是自由组合的,因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上 含A基因的雄配子不育 1/2 1/6
【分析】根据题意可知,基因Ts存在时表现为雌雄同株,当基因突变为ts后表现为雌株,玉米雌雄同株M的基因型为TsTs,则实验中品系M作为父本,品系甲和乙的基因型为tsts,则作为母本。由于基因A只有一个插入到玉米植株中,因此该玉米相当于杂合子,可以看做为AO,没有插入基因A的植株基因型看做为OO,则分析实验如下:
实验一:品系M(OOTsTs)×甲(AOtsts)→F1AOTsts抗螟雌雄同株1:OOTsts非抗螟雌雄同株1;让F1AOTsts抗螟雌雄同株自交,若基因A插入到ts所在的一条染色体上,则F1AOTsts抗螟雌雄同株产生的配子为Ats、OTs,那么后代为1AAtsts抗螟雌株:2AOTsts抗螟雌雄同株:1OOTsTs非抗螟雌雄同株,该假设与题意相符合,因此说明实验一中基因A与基因ts插入到同一条染色体上。
实验二:品系M(OOTsTs)×乙(AOtsts)→F1AOTsts抗螟矮株雌雄同株1:OOTsts非抗螟正常株高雌雄同株1,选取F1AOTsts抗螟矮株雌雄同株自交,后代中出现抗螟雌雄同株:抗螟雌株:非抗螟雌雄同株:非抗螟雌株=3:1:3:1,其中雌雄同株:雌株=3:1,抗螟:非抗螟=1:1,说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象,说明基因A与基因ts没有插入到同一条染色体上,则基因A与基因ts位于非同源染色体上,符合基因自由组合定律,其中雌雄同株:雌株=3:1,但是抗螟:非抗螟=1:1不符合理论结果3:1,说明有致死情况出现。
【详解】(1)根据题意和实验结果可知,实验一中玉米雌雄同株M的基因型为TsTs,为雌雄同株,而甲品系的基因型为tsts,为雌株,只能作母本,根据以上分析可知,实验二中F1的非抗螟植株基因型为OOTsts,因此为雌雄同株。
(2)根据以上分析可知,实验一的F1AOTsts抗螟雌雄同株自交,后代F2为1AAtsts抗螟雌株:2AOTsts抗螟雌雄同株:1OOTsTs非抗螟雌雄同株,符合基因分离定律的结果,说明实验一中基因A与基因ts插入到同一条染色体上,后代中抗螟雌株的基因型为AAtsts,将F2中AAtsts抗螟雌株与AOTsts抗螟雌雄同株进行杂交,AAtsts抗螟雌株只产生一种配子Ats,AOTsts抗螟雌雄同株作为父本产生两种配子,即Ats、OTs,则后代为AAtsts抗螟雌株:AOTsts抗螟雌雄同株=1:1。
(3)根据以上分析可知,实验二中选取F1AOTsts抗螟矮株雌雄同株自交,后代中出现抗螟雌雄同株:抗螟雌株:非抗螟雌雄同株:非抗螟雌株=3:1:3:1,其中雌雄同株:雌株=3:1,抗螟:非抗螟=1:1,说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象,故乙中基因A不位于基因ts的2号染色体上,且F2中抗螟矮株所占比例小于理论值,说明A基因除导致植株矮小外,还影响了F1的繁殖,根据实验结果可知,在实验二的F1中,后代AOTsts抗螟矮株雌雄同株:OOTsts非抗螟正常株高雌雄同株=1:1,则说明含A基因的卵细胞发育正常,而F2中抗螟矮株所占比例小于理论值,故推测最可能是F1产生的含基因A的雄配子不育导致后代中雄配子只产生了OTs 和Ots两种,才导致F2中抗螟矮株所占比例小于理论值的现象。根据以上分析可知,实验二的F2中雌雄同株:雌株=3:1,故F2中抗螟矮植株中ts的基因频率不变,仍然为1/2;根据以上分析可知,F2中抗螟矮株的基因型雌雄同株为1/3AOTsTs、2/3AOTsts,雌株基因型为AOtsts,由于F1含基因A的雄配子不育,则1/3AOTsTs、2/3AOTsts产生的雄配子为2/3OTs、1/3Ots,AOtsts产生的雌配子为1/2Ats、1/2Ots,故雌株上收获的籽粒发育成的后代中抗螟矮植株雌株AOtsts所占比例为1/2×1/3=1/6。
【点睛】本题考查基因分离定律和自由组合定律的知识点,要求学生掌握基因分离定律和自由组合定律的实质和常见的分离比,能够根据题意和实验结果分析相关个体的基因型及其比例,充分利用题干中的条件和比例推导导致后代比例异常的原因,这是该题考查的难点,能够利用配子法计算相关个体的比例,这是突破该题的重点。
5.秀丽隐杆线虫(简称“线虫”)是遗传学中重要的模式生物。线虫有雌雄同体(XX,2n=12)和雄虫(XO,2n-1=11)两种性别,雄虫仅占群体的0.2%。雌雄同体能自体受精或与雄虫交配,但雌雄同体的不同个体之间不能交配。
(1)正常情况下,线虫产生雄性后代的交配方式为 (填“自交”“杂交”或“自交和杂交”)。仅有雌雄同体线虫即可完成线虫种群的延续,自然界中雄虫存在的意义是 。
(2)线虫的正常培养温度为20℃,研究发现将雌雄同体线虫置于30℃一段时间,收回正常培养环境后,种群中雄虫比例会升高,推测升高温度使雌雄同体线虫的减数分裂发生了异常,该异常具体表现为 。
(3)研究发现常染色体上的Tra-1基因对线虫的性别决定起重要作用,不具有Tru-1基因的线虫都会发育为雄虫。现通过转基因技术破坏线虫受精卵的一个Tra-1基因,使其发育成熟后自体受精获得F1,F1自体受精获得的F2中性别及比例为 。将F2放置在适宜环境中使其不断自体受精,理论上正常Tra-1基因的基因频率变化趋势为 。
(4)QF/QUAS是人工合成的基因表达调控系统,QF表达产物能够与诱导型启动子(QUAS结合,并驱动下游基因的表达。科研人员将QF插入雄虫的一条Ⅱ号染色体上,将一个QUAS—红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的一条染色体上。现利用上述转基因线虫进行杂交得F1,F1中红色荧光个体相互交配得到F2,得到如下实验结果。
F1 F2
红色荧光个体:无色个体=1:3 红色荧光个体:无色个体=9:7
①仅根据上述杂交结果 (填“能”或“不能”)判断QUAS—红色荧光蛋白融合基因是否插入Ⅱ号染色体上,依据是 。
②进一步调查发现F2中雌雄同体和雄虫中的体色比例不同,推测最可能的原因是 ,若统计F2中无色雄虫占比是 ,说明推测是正确的。
【答案】(1) 杂交 使后代呈现多样性,以适应多变的自然环境
(2)减数分裂Ⅰ后期两条X染色体未分开或减数分裂Ⅱ后期X姐妹染色单体未分
(3) 雌雄同体:雄虫=5:1 上升
(4) 能 F2杂交结果显示表型及比例是9:7,符合基因的自由组合定,可确定QUAS—红色荧光蛋白基因没有插入Ⅱ号染色体上 QUAS—红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的X染色体上 5/16
【分析】1、基因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自由组合是互不干扰的;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;
2、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上总是和性别相关,这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】(1)因为雌雄同体的不同个体之间不能交配,雌雄同体能自体受精或与雄虫交配,而雄性后代是由含X的卵细胞和含O的精子结合形成的,含O的精子只能来自雄虫,所以正常情况下,线虫产生雄性后代的交配方式为杂交;仅有雌雄同体线虫即可完成线虫种群的延续,自然界中雄虫存在的意义是通过与雌雄同体交配,增加遗传多样性,因为杂交过程中基因的重新组合会产生更多的变异类型,使后代呈现多样性,有利于种群在自然选择中更好地适应多变的自然环境,推动种群的进化;
(2)正常情况下雌雄同体产生的配子都含X染色体。将雌雄同体线虫置于30℃一段时间后,种群中雄虫比例升高,雄虫的性染色体为XO,说明减数分裂Ⅰ后期两条X的同源染色体染色体未分开或减数分裂Ⅱ后期X姐妹染色单体未分离,导致产生了不含X染色体的配子,这些不含X染色体的配子与含X染色体的配子结合,就会产生XO的雄虫;
(3)假设正常Tra - 1基因用A表示,破坏后的用a表示。受精卵的基因型为Aa,发育成熟后自体受精(Aa×Aa),F1的基因型及比例为AA:Aa:aa = 1:2:1。AA和Aa发育为雌雄同体,aa发育为雄虫。F1中雌雄同体(1/3AA、2/3Aa)自体受精,1/3AA自交后代全是AA(雌雄同体),2/3Aa自交后代为2/3×(1/4AA +1/2Aa+1/4aa),即1/6AA(雌雄同体)、1/3Aa(雌雄同体)、1/6aa(雄虫)。所以F2中雌雄同体:雄虫=(1/3+1/6+1/3):1/6=5:1;在不断自体受精过程中,aa(雄虫)不能进行自体受精,会逐渐被淘汰,A(即Tra-1基因)基因频率会不断上升;
(4)①若两对基因位于非同源染色体上,遵循自由组合定律,F1中红色荧光个体(假设为双杂合子)相互交配,F2中红色荧光个体(双显性状):无色个体(其他三种性状组合)=9:7,这是自由组合定律中9:3:3:1的变式 。若QUAS—红色荧光蛋白融合基因插入Ⅱ号染色体上,即两对基因位于一对同源染色体上,不遵循自由组合定律,F2的性状分离比不会是9:7。所以仅根据上述杂交结果能判断QUAS—红色荧光蛋白融合基因没有插入Ⅱ号染色体上,依据是F2中红色荧光个体:无色个体=9:7,符合基因自由组合定律的性状分离比;
②乙组同学另选一对亲代蝇进行以上的杂交实验,发现F2中雄雄果蝇中翅色比例不同,最可能的原因是QUAS-红色荧光蛋白基因可能插入雌雄同体线虫的X染色体上。假设QF基因用A表示,无QF基因用a表示,QUAS—红色荧光蛋白基因用B表示,无该基因用b表示,由于F2中红色荧光个体:无色个体=9:7,可知F1红色荧光个体是双杂合子(假设为AaBb)。又因为QF插入雄虫的一条Ⅱ号染色体上,QUAS—红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的一条染色体上,若控制体色的基因位于X染色体上,且F2中红色荧光个体:无色个体=9:7,则F1中红色荧光个体基因型为AaXBXb(雌雄同体)和AaXBO(雄虫),雌雄同体的不同个体之间不能交配,只能与雄虫交配,F2中无色雄虫(aaXO、A_XbO)的比例为1/4×1/2+3/4×1/4=5/16。所以若统计F2中无色雄虫占比是5/16,说明推测是正确的。
6.某植物的性型有全雌株(只开雌花)、雌雄同株(开单性花,植株上既有雌花、又有雄花)和完全株(开两性花,同一朵花里既有雄蕊、又有雌蕊)3种类型,该性状由两对等位基因D/d、E/e控制,其中基因E决定雌花、基因d决定两性花,此外,雌维同株又可分为P-A型(雌花占40%)和P-B型(雌花占70%)。该植物存在雌配子致死现象,不考虑突变和染色体互换。
(1)让纯合的雌雄同株的雄花给纯合的完全株雌蕊授粉,在完全株上收获F1种子。随机种植部分F1种子,这些种子全部发育成全雌株;其余F1种子在发育过程中喷洒适量的外源赤霉素(可诱导全雌株开大量雄花),成熟后进行自交,获得F2种子。继续种植F2种子,这些种子发育成的植株表型及数量为全雌株(200株)、雌雄同株(121株)和完全株(160株)。
①基因E/e、D/d的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律;该植物基因型为 的雌配子存在致死现象。
②F2中全雌株的基因型有 种。F2能自交的植株中,自交后代不发生性状分离的个体占 。
(2)让两株纯合的P-A型和P-B型该植物杂交,F1均为P-A型,F1自交,F2有25%的植株为P-B型,其余为P-A型,说明 是显性性状。假设控制该对相对性状的基因N/n与基因E/e、D/d位于非同源染色体上,则基因型为EeDdNn的种子在萌发时喷洒适量的外源赤霉素后进行自交,后代中P-A型植株占 。
(3)为确定基因N/n与基因E/e、D/d的位置关系,选取(2)中基因型为EeDdNn的植株的自交后代的叶片,利用PCR和电泳检测每株植株中相关基因的情况,并将检测群体中所有植株按PCR产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则进行归类(各基因的PCR产物通过电泳均可区分),结果如图所示。
由图可知,基因N/n与基因E/e、D/d的位置关系是 (用横线表示染色体,用点表示基因)。若该基因型为EeDdNn的植株进行测交,则测交后代群体的电泳图谱对应图中的类型 (填序号)。
【答案】(1) 遵循 DE 3 5/7
(2) P-A型 3/4
(3) ④⑤⑦
【分析】基因自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;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。
【详解】(1)①F2的植株表型及数量为全雌株(200株)、雕雄同株(121株)和完全株(160株),即全雌株:雕雄同株:完全株≈5:3:4,由于该植物存在雌配子致死现象,因此可推测DE的雌配子存在致死现象,基因E/e、D/d的遗传遵循基因的自由组合定律。
②由题干信息可知,雌株的基因型为D_E_,雌雄同株的基因型为ddE_,完全株的基因型为_ _ee,由于DE的雌配子存在致死现象,因此F2中全雌株的基因型有3种,分别是DdEe、DDEe、DdEE。F2中雌雄同株和完全株可以自交,雌雄同株的基因型为ddE_,完全株的基因型为_ _ee,其中雌雄同株中纯合子(1/7)不发生性状分离,完全株(4/7)都不发生性状分离,故自交后代不发生性状分离的个体占5/7。
(2)具有相对性状的亲本杂交,F1表现出来的性状为显性性状,因此可知P-A型为显性性状,P-B型为隐性性状。基因N/n与基因E/e、D/d位于非同源染色体上,因此三对等位基因遵循基因的自由组合定律,基因型为EeDdNn的种子在萌发时喷洒适量的外源赤霉素后,可诱导全雌株开大量雄花,进行自交,后代中P-A型植株占3/4。
(3)三对等位基因位于不同的同源染色体上,因此位置为,若该基因型为EeDdNn的植株进行测交,即与eeddnn个体杂交,EeDdNn作母本,产生的ED的雌配子致死,因此只能产生EdN、Edn、eDN、eDn、edN、edn的配子,测交后代的基因型为EeddNn、Eeddnn、eeDdNn、eeDdnn、eeddNn、eeddnn,测交后代群体的电泳图谱对应图中的类型④⑤⑦。
7.玉米是雌雄异花植物,高茎(D)对矮茎(d)为显性,D和d基因位于2号染色体上。科研工作者将一个外源抗玉米螟基因A和一个外源抗除草剂基因B导入一株杂合高茎玉米体内。每个A、B基因分别紧密连锁一个花粉致死基因,使得含有A或B的花粉死亡。不考虑染色体互换和基因突变。
(1)玉米和豌豆常作为遗传学实验材料,是因为二者 (答出2点)。
(2)A和B分别与花粉致死基因紧密连锁的意义是 。欲判断A和B基因的插入位置,可将该高茎玉米作母本与基因型为 的父本杂交,统计子代矮茎个体的性状及比例。
①若子代出现单抗除草剂:单抗玉米螟:双不抗:双抗=1:1:1:1,将A和B基因在染色体上的位置绘到图中 (注:用“”形式表示,其中横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置)。
②若子代出现 ,则A和B基因分别位于两条非同源染色体上,且其中一条为2号染色体;
③若子代出现 ,则A和B基因分别位于一对同源染色体的两条染色体上;
④若子代出现 ,则A和B基因位于一条染色体上。
(3)将该高茎玉米自交,假设A、B基因插入位置符合(2)中情况③,则子代中单抗玉米螟的高茎个体所占比例为 。
【答案】(1)具有易于区分的相对性状、子代数目多、繁殖周期短
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