中小学教育资源及组卷应用平台
高考生物一轮复习 遗传的基本规律
一.选择题(共5小题)
1.(2025 河南)植物细胞质雄性不育由线粒体基因控制,可被核恢复基因恢复育性。现有甲(雄性不育株,38条染色体)和乙(可育株,39条染色体)两份油菜。甲与正常油菜(38条染色体)杂交后代均为雄性不育,甲与乙杂交后代中可育株:雄性不育株=1:1,可育株均为39条染色体。下列推断错误的是( )
A.正常油菜的初级卵母细胞中着丝粒数与核DNA分子数不等
B.甲乙杂交后代的可育株含细胞质雄性不育基因和核恢复基因
C.乙经单倍体育种获得的40条染色体植株与甲杂交,F1均可育
D.乙的次级精母细胞与初级精母细胞中的核恢复基因数目不等
2.(2025 河南)现有二倍体植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株:突变株均为3:1。甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株:突变株=9:6(等位基因可依次使用A/a、B/b……)。下列叙述错误的是( )
A.甲的基因型是AaBB或AABb
B.F2出现异常分离比是因为出现了隐性纯合致死
C.F2植株中性状能稳定遗传的占
D.F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有6种
3.(2025 湖北)我国科学家对三万余株水稻进行筛选,成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT,发现该基因编码GA20氧化酶,从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量,能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是( )
A.该研究表明基因与性状是一一对应关系
B.ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C.可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平
D.该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
4.(2025 湖北)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F1种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是( )
性状 黄色 绿色 圆粒 皱粒
个数(粒) 25 7 20 12
A.32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B.实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C.不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D.该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
5.(2025 山东)果蝇体节发育与分别位于2对常染色体上的等位基因M、m和N、n有关,M对m、N对n均为显性。其中1对为母体效应基因,只要母本该基因为隐性纯合,子代就体节缺失,与自身该对基因的基因型无关;另1对基因无母体效应,该基因的隐性纯合子体节缺失。下列基因型的个体均体节缺失,能判断哪对等位基因为母体效应基因的是( )
A.MmNn B.MmNN C.mmNN D.Mmnn
二.多选题(共1小题)
(多选)6.(2025 选择性)中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因(R/r)控制。将外源绿色蛋白基因(G)导入到纯合的黄卵(rr)、结白茧雌蚕的Z染色体上,获得结绿茧的亲本1,与纯合的红卵、结白茧雄蚕(亲本2)杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A.F1雌蚕均表现出红卵、结绿茧表型
B.F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRGG、rr等类型
C.F1随机交配得到的F2中,红卵、结绿茧的个体比例是
D.F2中红卵、结绿茧的个体随机交配,子代中目的个体的比例是
三.解答题(共11小题)
7.(2025 四川)水稻的叶色(紫色、绿色)是一对相对性状,由两对等位基因(A/a、D/d)控制;其籽粒颜色(紫色、棕色和白色)也由两对等位基因控制。为研究水稻叶色和粒色的遗传规律,有人用纯合的水稻植株进行了杂交实验,结果如表。回答下列问题(不考虑基因突变、染色体变异和互换)。
实验 亲本 F1表型 F2表型及比例
实验1 叶色:紫叶×绿叶 紫叶 紫叶:绿叶=9:7
实验2 粒色:紫粒×白粒 紫粒 紫粒:棕粒:白粒=9:3:4
(1)实验1中,F2的绿叶水稻有 种基因型;实验2中,控制水稻粒色的两对基因 (填“能”或“不能”)独立遗传。
(2)研究发现,基因D/d控制水稻叶色的同时,也控制水稻的粒色。已知基因型为BBdd的水稻籽粒为白色,则紫叶水稻籽粒的颜色有 种;基因型为Bbdd的水稻与基因型为 的水稻杂交,子代籽粒的颜色最多。
(3)为探究A/a和B/b的位置关系,用基因型为AaBbDD的水稻植株M与纯合的绿叶棕粒水稻杂交,若A/a和B/b位于非同源染色体上,则理论上子代植株的表型及比例为 。
(4)研究证实A/a和B/b均位于水稻的4号染色体上,继续开展如下实验,请预测结果。
①若用红色和黄色荧光分子分别标记植株M细胞中的A、B基因,则在一个处于减数分裂Ⅱ的细胞中,最多能观察到 个荧光标记。
②若植株M自交,理论上子代中紫叶紫粒植株所占比例为 。
8.(2025 云南)冬瓜果面有蜡粉可提高果实抗病、耐日灼和耐储性。为探究冬瓜果面有蜡粉的遗传方式并对蜡粉基因(用“A”“a”表示)进行定位,研人员进行定位,科研人员进行了一系列杂交实验,结果如表。
植株总数/株 果面有蜡粉株数/株 果面无蜡粉株数/株
P1 30 30 0
P2 30 0 30
F1 523 523 0
F2 574 430 144
注:F1为P1和P2杂交后代,F2为F1自交后代。
回答下列问题:
(1)根据杂交结果可知,果面蜡粉的遗传遵循基因的 定律,依据是 。
(2)实验证明蜡粉性状的改变是由基因突变引起的,突变基因上出现了一个限制酶H的切割位点,可用于在苗期筛选出果实表面有蜡粉的植株,据此设计引物进行植株基因型鉴定的步骤为:提取基因组DNA→ 目的DNA片段→限制酶H切割扩增产物→电泳。结果显示P1植株为1条条带,P2植株为2条条带,则F2中有蜡粉植株为 条条带,限制酶H的切割位点位于 (填“A”、“a”或“A和a”)上。
(3)用表中材料设计实验,验证(1)中得到的结论,写出所选材料及遗传图解。
9.(2025 湖南)未成熟豌豆豆荚的绿色和黄色是一对相对性状,科研人员揭示了该相对性状的部分遗传机制。回答下列问题:
(1)纯合绿色豆荚植株与纯合黄色豆荚植株杂交,F1只有一种表型。F1自交得到的F2中,绿色和黄色豆荚植株数量分别为297株和105株,则显性性状为 。
(2)进一步分析发现:相对于绿色豆荚植株,黄色豆荚植株中基因H(编码叶绿素合成酶)的上游缺失非编码序列G。为探究G和下游H的关系,研究人员拟将某绿色豆荚植株的基因H突变为h(突变位点如图a所示,h编码的蛋白无功能),然后将获得的Hh植株与黄色豆荚植株杂交,思路如图a:
①为筛选Hh植株,根据突变位点两侧序列设计一对引物提取待测植株的DNA进行PCR。若扩增产物电泳结果全为预测的1125bp,则基因H可能未发生突变,或发生了碱基对的 ;若H的扩增产物能被酶切为699bp和426bp的片段,而h的酶切位点丧失,则图b(扩增产物酶切后电泳结果)中的 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的是Hh植株。
②若图a的F1中绿色豆荚:黄色豆荚=1:1,则F1中黄色豆荚植株的基因型为 [书写以图a中亲本黄色豆荚植株的基因型(ΔG+H)/(ΔG+H)为例,其中“ΔG”表示缺失G],据此推测F1中黄色豆荚植株产生的遗传分子机制是 。
③若图a的F1中两种基因型植株的数量无差异,但豆荚全为绿色,则说明 。
10.(2025 广东)在繁育陶赛特绵羊的过程中,发现一只臀部骨骼肌尤为发达、产肉量高(美臀)的个体。研究发现,美臀性状由单基因(G/g)突变所导致,以常染色体显性方式遗传。此外,美臀性状仅在杂合子中,且G基因来源于父本时才会表现;母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状。
回答下列问题:
(1)育种人员将美臀公羊和野生型正常母羊杂交,子一代中美臀羊的理论比例为 ;选择子一代中的美臀羊杂交,子二代中美臀羊的理论比例为 。
(2)由于羊角具有一定的伤害性,育种人员尝试培育美臀无角羊。陶赛特绵羊另一条常染色体上R基因的隐性突变导致无角性状产生,如图a进行杂交,P美臀有角羊应作为 (填“父本”或“母本”),便于从F1中选择亲本;若要实现F3中美臀无角个体比例最高,应在F2中选择亲本基因型为 。
(3)研究发现,美臀性状由G基因及其附近基因(图b)共同参与调控,其中D基因调控骨骼肌发育,其高表达使羊产生美臀性状;M基因的表达则抑制D基因的表达。来自父本的G基因使D基因高表达,而来自母本、具有相同序列的G基因只促进M基因的表达,这种遗传现象属于 ,GG基因型个体的体型正常,推测其原因 。
(4)在育种过程中,较难实现美臀无角性状稳定遗传,考虑到胚胎操作过程较繁琐,可采集并保存 ,用于美臀无角羊的人工繁育。
11.(2025 河南)某二倍体植物松散株型与紧凑株型是一对相对性状,紧凑株型适合高密度种植,利于增产。研究人员获得了一个紧凑株型的植株,为研究控制该性状的基因,将其与纯合松散株型植株杂交,F1均为松散株型,F2中松散株型:紧凑株型=3:1,控制该相对性状的基因为A/a。回答下列问题:
(1)该紧凑株型性状由 (填“A”或“a”)基因控制。
(2)在A基因编码蛋白质的区域中插入一段序列得到a基因(图1),a基因表达的肽链比A基因表达的肽链短。造成此现象的原因是 。
(3)研究人员设计了3条引物(P1~P3),位置如图1(→表示引物5'→3'方向)。以3个F2单株(甲、乙、丙)的DNA为模板,使用不同引物组合进行PCR扩增,琼脂糖凝胶电泳结果分别为图2﹣A和2﹣B(不考虑PCR结果异常)。
①图2﹣A中使用的引物组合是 ;丙单株无扩增条带的原因是 。
②结合图2﹣A的扩增结果,在图2﹣B中,参照甲的条带补充乙与丙的电泳条带(将正确条带涂黑)。
③使用图2﹣A中的引物组合扩增F2全部样本,有扩增条带松散株型:无扩增条带松散株型= 。
12.(2025 河北)T﹣DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法,研究者将带有卡那霉素抗性基因的T﹣DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内,使其突变为丧失功能的a基因,花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题:
(1)基因内碱基的增添、缺失或 都可导致基因突变。
(2)以Aa植株为 (填“父本”或“母本”)与野生型拟南芥杂交,F1中卡那霉素抗性植株的占比为0,其反交的F1中卡那霉素抗性植株的占比为 。
(3)为进一步验证基因A的功能,将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a,该植株会产生 种基因型的可育花粉,其中具有a基因的花粉占比为 。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测,电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型,其中Ⅰ型植株占比为 。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株,其原因为 。
(4)实验中还获得了一个E基因被T﹣DNA插入突变为e基因的植株,e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系,进行下列实验:
①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交,筛选出基因型为 的F1植株。
②选出的F1植株自交获得F2。不考虑其他突变,若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0,E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为 ;若两对基因位于非同源染色体,该类植株的占比为 。除了上述两种占比,分析该类植株还可能的其他占比和原因: 。
13.(2025 江苏)某昆虫眼睛的颜色受独立遗传的两对等位基因控制,黄眼基因B对白眼基因b为显性,基因A存在时,眼色表现为黑色,基因a不影响B和b的作用。现有3组杂交实验,结果如图。请回答下列问题:
(1)组别①F1黑眼个体产生配子的基因组成有 ;F2中黑眼个体基因型有 种。
(2)组别②亲本的基因型为 ;F2中黑眼个体随机杂交,后代表型及比例为 。
(3)组别③的亲本基因型组合可能有 。
(4)已知该昆虫性别决定方式为XO型,XX为雌性,XO为雄性。若X染色体上有一显性基因H,抑制A基因的作用。基因型为aaBBXhXh和AAbbXHO的亲本杂交,F1相互交配产生F2。
(ⅰ)F2中黑眼、黄眼、白眼表型的比例为 ;F2中白眼个体基因型有 种。
(ⅱ)F2白眼雌性个体中,用测交不能区分出的基因型有 。
(ⅲ)若要从F2群体中筛选出100个纯合黑眼雌性个体,理论上F2的个体数量至少需有 个。
14.(2025 选择性)某芸香科植物分泌腔内的萜烯等化合物可抗虫害,纯合栽培品种(X)果实糖分含量高,叶全缘,但没有分泌腔;而野生纯合植株(甲)叶缘齿状,具有发达的分泌腔。我国科研人员发现A基因和B基因与该植物叶缘形状、分泌腔形成有关。对植株甲进行基因敲除后得到植株乙、丙、丁,其表型如下表。回答下列问题。
植株 叶缘 分泌腔
甲(野生型) 齿状 有
乙(敲除A基因) 全缘 无
丙(敲除B基因) 齿状 无
丁(敲除A基因和B基因) 全缘 无
(1)由表分析可知,控制叶缘形状的基因是 ,控制分泌腔形成的基因是 。
(2)为探究A基因和B基因之间的调控关系,在植株乙中检测到B基因的表达量显著减少,而植株丙中A基因的表达量无变化,说明 。
(3)为探究A基因与B基因在染色体上的位置关系,不考虑突变及其他基因的影响,选择表中的植株进行杂交,可选择的亲本组合是 。F1自交得到F2若F2的表型及比例为 ,则A、B基因位于两对同源染色体上。在此情况下结合图中杂交结果,可推测栽培品种(X)的 (填“A”“B”或“A和B”)基因功能缺陷,可引入相应基因来提高栽培品种的抗虫品质。
15.(2025 山东)某二倍体两性花植物的花色由2对等位基因A、a和B、b控制,该植物有2条蓝色素合成途径。基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B;另外,只要有酶A或酶B存在,就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素。已知基因a和基因b不编码蛋白质,无蓝色素时植物的花为白花。相关杂交实验及结果如表所示,不考虑其他突变和染色体互换;各配子和个体活力相同。
组别 亲本杂交组合 F1 F2
实验一 甲(白花植株)×乙(白花植株) 全为蓝花植株 蓝花植株:白花植株=10:6
实验二 AaBb(诱变)(♂)×aabb(♀) 发现1株三体蓝花植株,该三体仅基因A或a所在染色体多了1条
(1)据实验一分析,等位基因A、a和B、b的遗传 (填“符合”或“不符合”)自由组合定律。实验一的F2中,蓝花植株纯合体的占比为 。
(2)已知实验二中被诱变亲本在减数分裂时只发生了1次染色体不分离。实验二中的F1三体蓝花植株的3种可能的基因型为AAaBb、 。请通过1次杂交实验,探究被诱变亲本染色体不分离发生的时期。已知三体细胞减数分裂时,任意2条同源染色体可正常联会并分离,另1条同源染色体随机移向细胞任一极。
实验方案: (填标号),统计子代表型及比例。
①三体蓝花植株自交
②三体蓝花植株与基因型为aabb的植株测交
预期结果:若 ,则染色体不分离发生在减数分裂Ⅰ;否则,发生在减数分裂Ⅱ。
(3)已知基因B→b只由1种染色体结构变异导致,且该结构变异发生时染色体只有2个断裂的位点。为探究该结构变异的类型,依据基因B所在染色体的DNA序列,设计了如图所示的引物,并以实验一中的甲、乙及F2中白花植株(丙)的叶片DNA为模板进行了PCR,同1对引物的扩增产物长度相同,结果如图所示,据图分析,该结构变异的类型是 。丙的基因型可能为 ;若要通过PCR确定丙的基因型,还需选用的1对引物是 。
16.(2025 选择性)科学家系统解析了豌豆7对性状的遗传基础,以下为部分实验,回答下列问题。
(1)将控制花腋生和顶生性状的基因定位于4号染色体上,用F/f表示。在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生:顶生约为3:1,符合孟德尔的 定律。
(2)然而,某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象 (填“能”或“不能”)用基因突变来解释,原因是 。
(3)定位于6号染色体上的基因D/d可能与(2)中的现象有关。为了验证这个假设,用两种纯种豌豆杂交得到F1,F1自交产生的F2表型和基因型的对应关系如下表,表格内“+”、“﹣”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型 顶生表型
基因型 FF Ff ff 基因型 FF Ff ff
DD + + ﹣ DD ﹣ ﹣ +
Dd + + ﹣ Dd ﹣ ﹣ +
dd + + + dd ﹣ ﹣ ﹣
结果证实了上述假设,则F2中腋生:顶生的理论比例为 ,并可推出(2)中顶生亲本的基因型是 。
(4)研究发现群体中控制黄色子叶的Y基因有两种突变形式y﹣1和y﹣2,基因结构示意图如下。Y突变为y﹣1导致其表达的蛋白功能丧失,Y突变为y﹣2导致 。y﹣1和y﹣2纯合突变体都表现为绿色子叶。
在一次y﹣1纯合体与y﹣2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释上述现象? (填“①”或“②”或“③”)。若此F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生 个具有正常功能Y基因的子细胞。
17.(2025 浙江)谷子(2n=18)俗称小米,是起源于我国的重要粮食作物,自花传粉。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色,由等位基因E和e控制,其中白色(ee)是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是谷子的主要病害之一。抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种,欲选育黄色抗锈病的品种。回答下列问题:
(1)授粉前,将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45~46℃温水中10min,目的是 ,再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰,对授粉后的谷穗进行 处理。同时,以栽培种为父本进行反交。
(2)正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病,F2的表型及其株数如下表所示。
表型 黄色抗锈病 浅黄色抗锈病 白色抗锈病 黄色感锈病 浅黄色感锈病 白色感锈病
F2(株) 120 242 118 40 82 39
从F2中选出黄色抗锈病的甲和乙,浅黄色抗锈病的丙。甲自交子一代全为黄色抗锈病,乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病,丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病。
①栽培种与农家种杂交获得的F1产生 种基因型的配子,甲的基因型是 ,乙连续自交得到的子二代中,纯合黄色抗锈病的比例是 。杂交选育黄色抗锈病品种,利用的原理是 。
②写出乙×丙杂交获得子一代的遗传图解。
(2)谷子的祖先是野生青狗尾草(2n=18)。20世纪80年代开始,作物栽培中长期大范围施用除草剂,由于除草剂的 作用,抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子,可采用的方法有 (答出2点即可)。
高考生物一轮复习 遗传的基本规律
参考答案与试题解析
一.选择题(共5小题)
1.(2025 河南)植物细胞质雄性不育由线粒体基因控制,可被核恢复基因恢复育性。现有甲(雄性不育株,38条染色体)和乙(可育株,39条染色体)两份油菜。甲与正常油菜(38条染色体)杂交后代均为雄性不育,甲与乙杂交后代中可育株:雄性不育株=1:1,可育株均为39条染色体。下列推断错误的是( )
A.正常油菜的初级卵母细胞中着丝粒数与核DNA分子数不等
B.甲乙杂交后代的可育株含细胞质雄性不育基因和核恢复基因
C.乙经单倍体育种获得的40条染色体植株与甲杂交,F1均可育
D.乙的次级精母细胞与初级精母细胞中的核恢复基因数目不等
【考点】基因的分离定律的实质及应用;细胞的减数分裂.
【专题】信息转化法;减数分裂;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】D
【分析】甲是雄性不育的个体,由于雄性不育基因由细胞质控制,所以甲作为母本,子代都含有不育基因,表现为雄性不育。
【解答】解:A、初级卵母细胞中由于染色体进行了复制,所以每条染色体上有2个DNA分子,而每条染色体上有一个着丝粒,所以着丝粒数目和DNA分子数不等,A正确;
B、甲是雄性不育株,38条染色体,乙是可育植株,有39条染色体,甲只能作为母本,后代细胞质都来源于甲,植物细胞质雄性不育由线粒体基因控制,所以理论上后代都是不育的,但甲乙杂交子代中可育株:雄性不育株=1:1,说明了后代含有细胞质雄性不育基因(来自于甲)和核恢复基因,B正确;
C、乙有39条染色体,减数分裂产生的精子含有19条或20条染色体,其中多的一条中含有核恢复基因,经过单倍体育种获得的含有40条染色体的植株都含有核可育基因,当其与甲杂交时,子代都含有核可育基因,所以子代都是可育的,C正确;
D、乙的初级精母细胞中含有2个核恢复基因,同源染色体分开后,形成的次级精母细胞有两种,一种只有19条染色体,这种不含核恢复基因,一种含有20条染色体,这种含有核恢复基因,由于前期和中期有姐妹染色单体,后期着丝粒分开,所以此时核恢复基因数目和初级精母细胞中核恢复基因数目是相等的,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查育种、基因分离定律、减数分裂的知识,需要掌握题干中雄性不育的原理,理解减数分裂的过程结合选项分析作答。
2.(2025 河南)现有二倍体植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株:突变株均为3:1。甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株:突变株=9:6(等位基因可依次使用A/a、B/b……)。下列叙述错误的是( )
A.甲的基因型是AaBB或AABb
B.F2出现异常分离比是因为出现了隐性纯合致死
C.F2植株中性状能稳定遗传的占
D.F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有6种
【考点】基因的自由组合定律的实质及应用.
【专题】正推法;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】D
【分析】自由组合定律实质:控制两对相对性状的等位基因相互独立,互不融合,在形成配子时,等位基因随着同源染色体分开而分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。即一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的,是各自独立地分配到配子中去的。
【解答】解:A、已知植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株:突变株均为3:1,可知正常株为显性性状,突变株为隐性性状,甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株:突变株=9:6,为9:3:3:1的变式,可知杂交后代F1基因型为AaBb,正常株的基因型为A﹣B﹣,基因型为aabb的植株会死亡,其余基因型的植株为突变株。所以甲、乙自交后代中的突变株基因型分别为aaBB、AAbb或AAbb、aaBB,由于甲和乙自交后代中某性状的正常株(A﹣B﹣):突变株均为3:1,故甲的基因型是AaBB或AABb,A正确;
B、F1基因型为AaBb,自交后代F2应该出现9:(6+1)的分离比,出现异常分离比是因为出现了隐性纯合aabb致死,B正确;
C、F2植株中正常株的基因型为1AABB、2AaBB、2AABb、4AaBb,突变株的基因型为1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb,其中性状能稳定遗传(自交后代不发生性状分离)的有1AABB、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb,占,C正确;
D、F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有:AABB×AaBB、AABB×AABb、AABB×AaBb、AaBB×AABb、AaBB×AaBb、AABb×AaBb6种杂交组合,和4种基因型AABB、AaBB、AABb、AaBb自交,故亲本组合有10种,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查基因分离定律的实质及应用,要求考生识记基因分离定律的实质,能紧扣表格中F2正常株与突变株的比例,推断亲本中的基因型,再结合所学的知识准确答题。
3.(2025 湖北)我国科学家对三万余株水稻进行筛选,成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT,发现该基因编码GA20氧化酶,从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量,能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是( )
A.该研究表明基因与性状是一一对应关系
B.ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C.可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平
D.该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
【考点】等位基因、基因型与表型的概念;基因、蛋白质与性状的关系.
【专题】材料分析题;归纳推理;正推法;基因与性状关系;理解能力.
【答案】A
【分析】1、基因对性状的控制有两种方式:
①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢,进而间接控制生物的性状,如白化病、豌豆的粒形;
②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状,如镰状细胞贫血,囊性纤维化。
2、生物的有些性状是受单基因控制的(如豌豆的高茎和矮茎,由一对等位基因控制),而有些性状是由多对基因来决定的(如人的身高)。
【解答】解:A、ATT基因通过调控赤霉素合成,最终使植物具有耐碱和耐热两种性状,体现了一个基因影响多个性状,说明ATT基因与性状不是一一对应关系,A错误;
B、基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢,进而间接控制生物的性状。由题干可知,AAT基因编码GA20氧化酶,说明ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状,B正确;
C、ATT基因编码GA20氧化酶可调控赤霉素的生物合成,故可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平,C正确;
D、克隆出的耐碱—耐热基因能减少碱性和高温环境对植株的损伤,故克隆ATT基因后,可通过转基因技术培育耐碱—耐热水稻新品种,D正确;
故选:A。
【点评】本题考查基因、蛋白质与性状的关等知识,要求考生识记基因表达的过程,掌握基因、蛋白质和性状的关系等内容。
4.(2025 湖北)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F1种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是( )
性状 黄色 绿色 圆粒 皱粒
个数(粒) 25 7 20 12
A.32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B.实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C.不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D.该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
【考点】一对相对性状杂交实验及“假说—演绎”分析.
【专题】归纳推理;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】C
【分析】两对相对性状的黄色圆粒豌豆实验,遵循基因的自由组合定律。F1黄色圆粒豌豆(YyRr)在减数分裂过程中,同源染色体分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,能产生4种配子,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2的个体包括:Y_R_:Y_rr:yyR_:yyrr=9:3:3:1。
【解答】解:A、黄色圆粒种子理论值为18粒(32),绿色皱粒为2粒(32)。但实际数据中,黄色和圆粒的总数分别为25和20,无法直接推导组合性状的具体数值,A错误;
B、圆粒与皱粒比为5:3,可能因R配子活力低于r,但由于样本太少,所以不能确定含R基因配子的活力低于含r基因的配子,B错误;
C、由于样本量小(仅4个豆荚,32粒种子),不同批次摘取豆荚可能因抽样误差导致表型比波动,C正确;
D、圆粒与皱粒实际比为5:3,不符合分离定律预期的3:1,同时样本数目太少,所以不支持孟德尔分离定律,D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了基因的自由组合定律的相关应用,需要学生掌握自由组合定律的实质。
5.(2025 山东)果蝇体节发育与分别位于2对常染色体上的等位基因M、m和N、n有关,M对m、N对n均为显性。其中1对为母体效应基因,只要母本该基因为隐性纯合,子代就体节缺失,与自身该对基因的基因型无关;另1对基因无母体效应,该基因的隐性纯合子体节缺失。下列基因型的个体均体节缺失,能判断哪对等位基因为母体效应基因的是( )
A.MmNn B.MmNN C.mmNN D.Mmnn
【考点】基因的自由组合定律的实质及应用.
【专题】正推法;遗传信息的转录和翻译;理解能力.
【答案】B
【分析】自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
【解答】解:A、MmNn基因中无隐性纯合子,但两对基因都是杂合子,无法判断哪对等位基因为母体效应基因,A错误;
B、MmNN基因中无隐性纯合子,说明体节缺失是由于母体效应基因,其中Mm为杂合子,母本含有mm隐性纯合子,MmNN才表现为体节缺失,B正确;
CD、mmNN中mm为隐性纯合子,可能是其本身隐性纯合子,表现为体节缺失,也可能是亲本是含有隐性纯合子mm,因此表现型为体节缺失,无法判定mm是具有母体效应基因还是本身隐性纯合出现得体节缺失,同理,Mmnn中,nn可能是其本身隐性纯合子,表现为体节缺失,也可能是亲本是含有隐性纯合子导致,C、D错误。
故选:B。
【点评】本题考查基因自由组合定律的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
二.多选题(共1小题)
(多选)6.(2025 选择性)中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因(R/r)控制。将外源绿色蛋白基因(G)导入到纯合的黄卵(rr)、结白茧雌蚕的Z染色体上,获得结绿茧的亲本1,与纯合的红卵、结白茧雄蚕(亲本2)杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A.F1雌蚕均表现出红卵、结绿茧表型
B.F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRGG、rr等类型
C.F1随机交配得到的F2中,红卵、结绿茧的个体比例是
D.F2中红卵、结绿茧的个体随机交配,子代中目的个体的比例是
【考点】基因的自由组合定律的实质及应用;伴性遗传.
【专题】正推法;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】BCD
【分析】1、位于性染色体上的基因控制的性状在遗传时总是与性别相关联,而位于常染色体上的基因控制的性状在遗传时一般与性别无关;
2、题干信息分析:蚕卵颜色由常染色体上一对等位基因(R/r)控制,红色、黄色是这对等位基因控制的不同表现型。将外源绿色蛋白基因(G)导入到纯合的黄卵(rr)、结白茧雌蚕的Z染色体上,得到亲本1,其基因型为rrZGW。亲本2是纯合的红卵、结白茧雄蚕,基因型为RRZgZg。
【解答】解:A、亲本1为rrZGW,亲本2为RRZgZg,F1中雌蚕基因型为RrZgW,表现为红卵、结白茧,而不是红卵、结绿茧,A错误;
B、F1雄蚕基因型为RrZGZg,初级精母细胞的基因组成为RRrrZGZGZgZg,减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,形成的次级精母细胞的基因组成可能有RRGG(RRZGZG)、rr(rr不考虑Z染色体上基因时)等类型,B正确;
C、F1的基因型为雄蚕RrZGZg,雌蚕RrZgW。先分析常染色体上的基因,Rr×Rr,后代R_:rr=3:1;再分析Z染色体上的基因,ZGZg×ZgW,后代ZGZg:ZGW:ZgZg:ZgW=1:1:1:1。红卵、结绿茧个体的基因型为R﹣ZGZg、R﹣ZGW。R﹣的比例为,ZGZg和ZGW的比例各为,所以红卵、结绿茧的个体比例是,C正确;
D、F2中红卵、结绿茧的个体:R﹣ZGZg和R﹣ZGW,R﹣中RR:Rr=1:2,产生的配子R:r=2:1,随机交配得RR:Rr:rr=4:4:1,故RR占;ZGZg和ZGW随机交配,子代的基因型及比例为ZGZG:ZGW:ZGZg:ZgW=1:1:1:1,其中ZGZG和ZGW占,因此F2中红卵、结绿茧的个体(R﹣ZGZg和R﹣ZGW)随机交配,子代中目的个体的比例是,D正确。
故选:BCD。
【点评】本题考查自由组合定律的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
三.解答题(共11小题)
7.(2025 四川)水稻的叶色(紫色、绿色)是一对相对性状,由两对等位基因(A/a、D/d)控制;其籽粒颜色(紫色、棕色和白色)也由两对等位基因控制。为研究水稻叶色和粒色的遗传规律,有人用纯合的水稻植株进行了杂交实验,结果如表。回答下列问题(不考虑基因突变、染色体变异和互换)。
实验 亲本 F1表型 F2表型及比例
实验1 叶色:紫叶×绿叶 紫叶 紫叶:绿叶=9:7
实验2 粒色:紫粒×白粒 紫粒 紫粒:棕粒:白粒=9:3:4
(1)实验1中,F2的绿叶水稻有 5 种基因型;实验2中,控制水稻粒色的两对基因 能 (填“能”或“不能”)独立遗传。
(2)研究发现,基因D/d控制水稻叶色的同时,也控制水稻的粒色。已知基因型为BBdd的水稻籽粒为白色,则紫叶水稻籽粒的颜色有 2 种;基因型为Bbdd的水稻与基因型为 bbDd或BbDd 的水稻杂交,子代籽粒的颜色最多。
(3)为探究A/a和B/b的位置关系,用基因型为AaBbDD的水稻植株M与纯合的绿叶棕粒水稻杂交,若A/a和B/b位于非同源染色体上,则理论上子代植株的表型及比例为 紫叶紫粒:紫叶棕粒:绿叶紫粒:绿叶棕粒=1:1:1:1 。
(4)研究证实A/a和B/b均位于水稻的4号染色体上,继续开展如下实验,请预测结果。
①若用红色和黄色荧光分子分别标记植株M细胞中的A、B基因,则在一个处于减数分裂Ⅱ的细胞中,最多能观察到 4 个荧光标记。
②若植株M自交,理论上子代中紫叶紫粒植株所占比例为 或 。
【考点】基因的自由组合定律的实质及应用.
【专题】归纳推理;正推法;基因分离定律和自由组合定律;解决问题能力.
【答案】(1)5;能
(2)2;bbDd或BbDd
(3)紫叶紫粒:紫叶棕粒:绿叶紫粒:绿叶棕粒=1:1:1:1
(4)4;或
【分析】基因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的同时,位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【解答】解:(1)实验1中,紫叶与绿叶杂交,F1表型为紫叶,F2表型及比例为:紫叶:绿叶=9:7,9:7是9:3:3:1的变式,说明两对等位基因的遗传遵循自由组合,并且不连锁也没有发生互换,因此F1的基因型是AaDd,F2中A_D_表现为紫叶,A_dd、aaD_、aabb表现为绿叶,故F2的绿叶水稻有5种基因型:AAdd、Aadd、aaDD、aaDd、aadd。实验2中,紫粒与白粒杂交,F1表型为紫粒,F2表型及比例为:紫粒:棕粒:白粒=9:3:4,9:3:4也是9:3:3:1的变式,说明两对等位基因的遗传遵循自由组合,并且不连锁也没有发生互换,故控制水稻粒色的两对基因能独立遗传。
(2)由题干可知,基因D/d控制水稻叶色的同时,也控制水稻的粒色。已知基因型为BBdd的水稻籽粒为白色,则实验2中,紫粒与白粒杂交,F1表型为紫粒,F2表型及比例为紫粒(B_D_):棕粒(bbD_):白粒(B_dd、bbdd)=9:3:4,则紫粒基因型为BBDD、BbDD、BBDd、BbDd,白粒基因型为BBdd、Bbdd、bbdd,棕粒基因型为bbDD、bbDd。由(1)分析可知,A_D_表现为紫叶,紫叶水稻基因型有AADD、AaDD、AADd、AaDd,则紫叶水稻籽粒的颜色有紫粒和棕粒,共2种。基因型为Bbdd的水稻与基因型为bbDd(或BbDd)的水稻杂交,子代出现的籽粒的颜色最多(都有3种),Bbdd×bbDd→Bbdd(白粒)、BbDd(紫粒)、bbdd(白粒)、bbDd(棕粒);Bbdd×BbDd→BBdd(白粒)、BBDd(紫粒)、Bbdd(白粒)、BbDd(紫粒)、bbdd(白粒)、bbDd(棕粒)。
(3)为探究A/a和B/b的位置关系,用基因型为AaBbDD的水稻植株M与纯合的绿叶棕粒aabbDD水稻杂交,若A/a和B/b位于非同源染色体上,则两对基因自由组合,AaBbDD×aabbDD→1AaBbDD(紫叶紫粒):1AabbDD(紫叶棕粒):1aaBbDD(绿叶紫粒):1aabbDD(绿叶棕粒)。
(4)若证实A/a和B/b均位于水稻的4号染色体上,则两对基因连锁,继续开展如下实验:
①若用红色和黄色荧光分子分别标记基因型为AaBbDD的植株M细胞中的A、B基因,若A和B在一条染色体上,则在一个处于减数分裂Ⅱ的基因型为AABB的细胞中,最多能观察到2个红色和2个黄色,共4个荧光标记。
②若A和B在一条染色体上,a和b在另一条染色体上,基因型为AaBbDD的植株M自交,理论上子代基因型为1AABBDD(紫叶紫粒)、2AaBbDD(紫叶紫粒)、1aabbDD(绿叶棕粒),则紫叶紫粒植株所占比例为。若A和b在一条染色体上,a和B在一条染色体上,基因型为AaBbDD的植株M自交,理论上子代基因型为1AAbbDD(紫叶棕粒)、2AaBbDD(紫叶紫粒)、1aaBBDD(绿叶紫粒),则紫叶紫粒植株所占比例为。
故答案为:
(1)5;能
(2)2;bbDd或BbDd
(3)紫叶紫粒:紫叶棕粒:绿叶紫粒:绿叶棕粒=1:1:1:1
(4)4;或
【点评】本题主要考查基因的分离定律等相关知识点,意在考查学生对相关知识点的理解和掌握。
8.(2025 云南)冬瓜果面有蜡粉可提高果实抗病、耐日灼和耐储性。为探究冬瓜果面有蜡粉的遗传方式并对蜡粉基因(用“A”“a”表示)进行定位,研人员进行定位,科研人员进行了一系列杂交实验,结果如表。
植株总数/株 果面有蜡粉株数/株 果面无蜡粉株数/株
P1 30 30 0
P2 30 0 30
F1 523 523 0
F2 574 430 144
注:F1为P1和P2杂交后代,F2为F1自交后代。
回答下列问题:
(1)根据杂交结果可知,果面蜡粉的遗传遵循基因的 分离 定律,依据是 F2中出现3:1的性状分离比,符合一对等位基因的遗传规律 。
(2)实验证明蜡粉性状的改变是由基因突变引起的,突变基因上出现了一个限制酶H的切割位点,可用于在苗期筛选出果实表面有蜡粉的植株,据此设计引物进行植株基因型鉴定的步骤为:提取基因组DNA→ PCR扩增 目的DNA片段→限制酶H切割扩增产物→电泳。结果显示P1植株为1条条带,P2植株为2条条带,则F2中有蜡粉植株为 1或3 条条带,限制酶H的切割位点位于 a (填“A”、“a”或“A和a”)上。
(3)用表中材料设计实验,验证(1)中得到的结论,写出所选材料及遗传图解。 选用材料:F1植株和P2植株;遗传图解
【考点】基因的分离定律的实质及应用.
【专题】正推法;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】(1)分离 F2中出现3:1的性状分离比,符合一对等位基因的遗传规律
(2)PCR扩增 1或3 a
(3)选用材料:F1植株和P2植株;遗传图解:
【分析】基因分离定律: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。
【解答】解:(1)根据杂交结果可知,果面蜡粉的遗传遵循基因的分离定律,因为F1自交得到的F2中,果面有蜡粉株数与果面无蜡粉株数之比约为3:1(430:144≈3:1),符合基因分离定律中杂合子自交后代性状分离比3:1的比值。
(2)要进行植株基因型鉴定,在提取基因组DNA后,需要通过PCR扩增目的DNA片段。P1植株为1条条带,P2植株为2条条带,说明P1为纯合子且其基因不能被限制酶H切割(假设P1基因型为AA),P2为纯合子且其基因能被限制酶H切割(假设P2基因型为aa),限制酶H的切割位点位于a上。F1基因型为Aa,F2中有蜡粉的植株基因型为AA或Aa。AA只有1条条带(不能被切割),Aa会有3条条带(A不能被切割为1条,a被切割为2条),所以F2中有蜡粉的植株为1条或3条条带。
(3)验证分离定律,采用测交的方法,所选材料:F1植株Aa与P2植株aa(测交实验可以验证基因的分离定律),遗传图解:。
故答案为:
(1)分离 F2中出现3:1的性状分离比,符合一对等位基因的遗传规律
(2)PCR扩增 1或3 a
(3)选用材料:F1植株和P2植株;遗传图解:
【点评】本题考查基因分离定律的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
9.(2025 湖南)未成熟豌豆豆荚的绿色和黄色是一对相对性状,科研人员揭示了该相对性状的部分遗传机制。回答下列问题:
(1)纯合绿色豆荚植株与纯合黄色豆荚植株杂交,F1只有一种表型。F1自交得到的F2中,绿色和黄色豆荚植株数量分别为297株和105株,则显性性状为 绿色 。
(2)进一步分析发现:相对于绿色豆荚植株,黄色豆荚植株中基因H(编码叶绿素合成酶)的上游缺失非编码序列G。为探究G和下游H的关系,研究人员拟将某绿色豆荚植株的基因H突变为h(突变位点如图a所示,h编码的蛋白无功能),然后将获得的Hh植株与黄色豆荚植株杂交,思路如图a:
①为筛选Hh植株,根据突变位点两侧序列设计一对引物提取待测植株的DNA进行PCR。若扩增产物电泳结果全为预测的1125bp,则基因H可能未发生突变,或发生了碱基对的 替换 ;若H的扩增产物能被酶切为699bp和426bp的片段,而h的酶切位点丧失,则图b(扩增产物酶切后电泳结果)中的 Ⅱ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的是Hh植株。
②若图a的F1中绿色豆荚:黄色豆荚=1:1,则F1中黄色豆荚植株的基因型为 (G+h)/(△G+H) [书写以图a中亲本黄色豆荚植株的基因型(ΔG+H)/(ΔG+H)为例,其中“ΔG”表示缺失G],据此推测F1中黄色豆荚植株产生的遗传分子机制是 黄色亲本植株中缺失G序列,导致基因H表达量降低(或不表达),不能合成叶绿素(或叶绿素合成量少),豆荚表现为黄色 。
③若图a的F1中两种基因型植株的数量无差异,但豆荚全为绿色,则说明 G序列对H基因的表达没有影响(或影响很小) 。
【考点】基因的分离定律的实质及应用;基因的自由组合定律的实质及应用.
【专题】正推法;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】(1)绿色
(2)替换;Ⅱ;(G+h)/(△G+H);黄色亲本植株中缺失G序列,导致基因H表达量降低(或不表达),不能合成叶绿素(或叶绿素合成量少),豆荚表现为黄色;G序列对H基因的表达没有影响(或影响很小)
【分析】判断性状显隐性通常有两种方法。一是具有相对性状的纯合亲本杂交,子一代所表现出来的性状就是显性性状,比如本题中纯合绿色豆荚植株与纯合黄色豆荚植株杂交,F1只有一种表型,此表型对应的性状即为显性性状。二是杂合子自交,后代出现性状分离,分离比中占比多的那个性状为显性性状,像本题F1自交得到F2,绿色和黄色豆荚植株数量比约为3:1,绿色植株数量多,所以绿色是显性性状。
【解答】解:(1)纯合绿色豆荚植株与纯合黄色豆荚植株杂交,F1只有一种表型,说明F1表现的性状为显性性状。F1自交得到F2,绿色和黄色豆荚植株数量比约为297:105=3:1,符合孟德尔分离定律中杂合子自交后代显性性状与隐性性状的分离比,所以显性性状为绿色。
(2)①若扩增产物电泳结果全为预测的1125bp,基因 H 可能未发生突变,若发生突变且产物长度不变,则可能是发生了碱基对的替换。H的扩增产物能被酶切为699bp和 426bp的片段,h的酶切位点丧失。Hh植株会产生两种类型的扩增产物,一种是H经酶切后的699bp和426bp片段,一种是h未被酶切的1125bp片段,所以图b中的Ⅱ对应的是Hh植株。
②Hh植株与黄色豆荚植株 (△G+H)/(△G+H) 杂交,若F1中绿色豆荚:黄色豆荚 =1:1,说明Hh植株产生了两种配子G+H 和G+h,且黄色豆荚植株只能产生含△G+H 的配子,所以F1中黄色豆荚植株的基因型为(G+h)/(△G+H)。产生的遗传分子机制是:黄色亲本植株中缺失G序列,导致基因H表达量降低(或不表达),不能合成叶绿素(或叶绿素合成量少),豆荚表现为黄色。
③若图a的F1中两种基因型植株的数量无差异,但豆荚全为绿色,说明虽然黄色亲本中基因H上游缺失G,但H基因仍能正常表达(或表达量足够)合成叶绿素,使豆荚表现为绿色,即G序列对H基因的表达没有影响(或影响很小)。
故答案为:
(1)绿色
(2)替换;Ⅱ;(G+h)/(△G+H);黄色亲本植株中缺失G序列,导致基因H表达量降低(或不表达),不能合成叶绿素(或叶绿素合成量少),豆荚表现为黄色;G序列对H基因的表达没有影响(或影响很小)
【点评】本题考查分离定律的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
10.(2025 广东)在繁育陶赛特绵羊的过程中,发现一只臀部骨骼肌尤为发达、产肉量高(美臀)的个体。研究发现,美臀性状由单基因(G/g)突变所导致,以常染色体显性方式遗传。此外,美臀性状仅在杂合子中,且G基因来源于父本时才会表现;母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状。
回答下列问题:
(1)育种人员将美臀公羊和野生型正常母羊杂交,子一代中美臀羊的理论比例为 ;选择子一代中的美臀羊杂交,子二代中美臀羊的理论比例为 。
(2)由于羊角具有一定的伤害性,育种人员尝试培育美臀无角羊。陶赛特绵羊另一条常染色体上R基因的隐性突变导致无角性状产生,如图a进行杂交,P美臀有角羊应作为 父本 (填“父本”或“母本”),便于从F1中选择亲本;若要实现F3中美臀无角个体比例最高,应在F2中选择亲本基因型为 Ggrr和ggRr 。
(3)研究发现,美臀性状由G基因及其附近基因(图b)共同参与调控,其中D基因调控骨骼肌发育,其高表达使羊产生美臀性状;M基因的表达则抑制D基因的表达。来自父本的G基因使D基因高表达,而来自母本、具有相同序列的G基因只促进M基因的表达,这种遗传现象属于 表观遗传 ,GG基因型个体的体型正常,推测其原因 来自母本的G基因促进M基因表达,抑制D基因的高表达 。
(4)在育种过程中,较难实现美臀无角性状稳定遗传,考虑到胚胎操作过程较繁琐,可采集并保存 精液 ,用于美臀无角羊的人工繁育。
【考点】基因的分离定律的实质及应用.
【专题】图文信息类简答题;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】(1)
(2)父本 Ggrr和ggRr
(3)表观遗传 来自母本的G基因促进M基因表达,抑制D基因的高表达
(4)精液
【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。
【解答】解:(1)由题意知,美臀公羊的基因型为Gg,且G来自父本,野生型正常母羊的基因型为gg,二者杂交,父本产生G和g 两种配子,母本产生g一种配子,子一代的基因型及比例为Gg:gg = 1:1。由于美臀性状仅在杂合子中且G基因来源于父本时才会表现,所以子代中美臀羊(Gg且G来自父本)的理论比例为。子一代中的美臀羊(Gg,G来自父本)杂交,雌雄配子均有G和g两种,则子二代的基因型及比例为GG:Gg:gg = 1:2:1。对于杂合子Gg,当G来自父本时表现美臀性状,Gg占,其中G来自父本的概率为,所以子二代中美臀羊的理论比例为 。
(2)因为母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状。若P美臀有角羊作为父本,可产生的含G基因的雄配子,据此可以在F1中更容易根据美臀性状选择出含有G基因的个体作为亲本,故P美臀有角羊应作为父本。根据题意,要在F3中获得尽可能多的美臀无角个体(Ggrr且G来自父本),则F2中选择Ggrr作为亲本之一,它产生两种配子为Gr和gr;选择ggRr作为另一亲本,它产生两种配子为gR和gr。两者杂交时,就可能产生美臀无角个体(Ggrr且G来自父本)。相比其他可能的亲本组合,这种组合产生美臀无角个体(Ggrr且G来自父本)的概率相对较高,所以应在F2中选择这两种基因型的个体作为亲本。(3)根据题意,来自父本和母本的G基因,具有相同序列,但由于来源不同而表现出不同的遗传效应,应属于表观遗传。GG基因型个体中,两个G基因分别来自父本和母本,来自父本的G基因使D基因高表达,但来自母本的G基因促进M基因表达,M基因的表达抑制D基因的表达,所以D基因不能持续高表达,导致GG基因型个体的体型正常。(4)根据题意,在育种过程中,较难实现美臀无角性状稳定遗传,考虑到胚胎操作过程较繁琐,可采集并保存美臀无角羊的精液(或精子),用于美臀无角羊的人工繁育,通过人工授精的方式繁殖后代。
故答案为:
(1)
(2)父本 Ggrr和ggRr
(3)表观遗传 来自母本的G基因促进M基因表达,抑制D基因的高表达
(4)精液
【点评】本题主要考查基因的分离定律和自由组合定律的相关知识,同时结合基因对性状的控制综合考查,要求学生具有综合分析问题和解决问题的能力。
11.(2025 河南)某二倍体植物松散株型与紧凑株型是一对相对性状,紧凑株型适合高密度种植,利于增产。研究人员获得了一个紧凑株型的植株,为研究控制该性状的基因,将其与纯合松散株型植株杂交,F1均为松散株型,F2中松散株型:紧凑株型=3:1,控制该相对性状的基因为A/a。回答下列问题:
(1)该紧凑株型性状由 a (填“A”或“a”)基因控制。
(2)在A基因编码蛋白质的区域中插入一段序列得到a基因(图1),a基因表达的肽链比A基因表达的肽链短。造成此现象的原因是 插入序列后,a基因中编码终止密码子的序列提前,a基因转录产生的mRNA提前终止翻译 。
(3)研究人员设计了3条引物(P1~P3),位置如图1(→表示引物5'→3'方向)。以3个F2单株(甲、乙、丙)的DNA为模板,使用不同引物组合进行PCR扩增,琼脂糖凝胶电泳结果分别为图2﹣A和2﹣B(不考虑PCR结果异常)。
①图2﹣A中使用的引物组合是 P2和P3 ;丙单株无扩增条带的原因是 丙的基因型为AA,无引物P3的结合序列,利用引物P2和P3扩增时,无法得到扩增产物 。
②结合图2﹣A的扩增结果,在图2﹣B中,参照甲的条带补充乙与丙的电泳条带(将正确条带涂黑)。
③使用图2﹣A中的引物组合扩增F2全部样本,有扩增条带松散株型:无扩增条带松散株型= 2:1 。
【考点】基因的分离定律的实质及应用;遗传信息的转录和翻译;DNA片段的扩增与电泳鉴定.
【专题】图文信息类简答题;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】(1)a
(2)插入序列后,a基因中编码终止密码子的序列提前,a基因转录产生的mRNA提前终止翻译
(3)P2和P3 丙的基因型为AA,无引物P3的结合序列,利用引物P2和P3扩增时,无法得到扩增产物 2:1
【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,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【解答】解:(1)根据题意,将紧凑株型与纯合松散株型植株杂交,F1均为松散株型,可推知紧凑株型为隐性性状,由隐性基因a控制。
(2)分析题意,在A基因编码蛋白质的区域中插入一段序列得到a基因,a基因表达的肽链比A基因表达的肽链短,说明终止密码子提前出现,因此推测可能是A基因内部插入一段序列得到a基因后,使a基因中编码终止密码子的序列提前,a基因转录产生的mRNA提前终止翻译。
(3)①子二代中的基因型为AA、Aa、aa,根据图示可知,A和a基因上均含有P1和P2引物互补的序列,而P3引物识别的序列只有a基因中才存在,若选择引物P1和P2进行扩增,则A基因和a基因均能扩增出相应产物,只是a基因扩增的产物长度要大于A基因扩增的产物(a基因是在A基因编码蛋白质的区域中插入一段序列得到的),即AA的个体扩增产物的电泳条带与aa的个体扩增产物的电泳条带不同,且Aa的个体扩增产物的电泳条带应为两条,与图A不符;若选择引物P2和P3进行扩增,则只有Aa和aa的个体中因含有a基因而能扩增出产物,且扩增出的产物电泳条带相同,而AA的个体由于不含与P3引物结合的序列,因此不能扩增出产物,没有对应的电泳条带(2﹣A中出现的是a酶切后扩增的条带)。即图2﹣A中使用的引物组合是P2和P3,丙的基因型为AA,A中无引物P3的结合序列,故利用引物P2和P3扩增时,无法得到扩增产物。
②图A是利用引物P2和P3扩增后电泳的结果,则图B是利用引物P1和P2扩增的产物电泳的结果。由于a基因扩增出来的产物长度大于A基因扩增的产物,因此AA(松散株型)、aa(紧凑株型)基因的个体扩增的产物电泳时均只有一个条带,且aa基因的个体扩增的产物电泳时形成的电泳条带距离点样孔近(长度大),而Aa (松散株型)的个体扩增的产物电泳时会出现两个电泳条带,故乙与丙的电泳条带为。
③使用图2﹣A中的引物组合(P3和P2)扩增F2全部样本,由于只有含a基因的个体才能扩增出相应产物,且松散株型的基因组成为A﹣,而子二代中Aa:AA=2:1,所以使用图2﹣A中有扩增条带松散株型(Aa):无扩增条带松散株型(AA)=2:1。
故答案为:
(1)a
(2)插入序列后,a基因中编码终止密码子的序列提前,a基因转录产生的mRNA提前终止翻译
(3)P2和P3 丙的基因型为AA,无引物P3的结合序列,利用引物P2和P3扩增时,无法得到扩增产物 2:1
【点评】本题考查基因的分离定律的相关知识,同时结合凝胶电泳图综合考查,意在考查学生综合分析题目信息和图示信息的能力和解决问题的能力。
12.(2025 河北)T﹣DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法,研究者将带有卡那霉素抗性基因的T﹣DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内,使其突变为丧失功能的a基因,花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题:
(1)基因内碱基的增添、缺失或 替换 都可导致基因突变。
(2)以Aa植株为 父本 (填“父本”或“母本”)与野生型拟南芥杂交,F1中卡那霉素抗性植株的占比为0,其反交的F1中卡那霉素抗性植株的占比为 。
(3)为进一步验证基因A的功能,将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a,该植株会产生 3 种基因型的可育花粉,其中具有a基因的花粉占比为 。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测,电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型,其中Ⅰ型植株占比为 。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株,其原因为 a花粉不育,无法形成纯合aa植株 。
(4)实验中还获得了一个E基因被T﹣DNA插入突变为e基因的植株,e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系,进行下列实验:
①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交,筛选出基因型为 AaEe 的F1植株。
②选出的F1植株自交获得F2。不考虑其他突变,若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0,E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为 E/e和A/a连锁且无交换,F2中无同时含A和E的配子 ;若两对基因位于非同源染色体,该类植株的占比为 。除了上述两种占比,分析该类植株还可能的其他占比和原因: 若基因连锁但发生交换,正常植株占比介于0~ 。
【考点】基因的分离定律的实质及应用;基因的自由组合定律的实质及应用;基因突变的概念、原因、特点及意义.
【专题】图文信息类简答题;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】(1)替换
(2)父本
(3)3 a花粉不育,无法形成纯合aa植株(4)AaEe E/e和A/a连锁且无交换,F2中无同时含A和E的配子 若基因连锁但发生交换,正常植株占比介于0~
【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。
【解答】解:(1)基因突变是指DNA分子上碱基的增添、缺失或替换引起基因碱基序列的改变。
(2)以Aa植株为父本与野生型(AA)拟南芥杂交,其含a基因的花粉不育,含A基因的花粉可育,F1(AA)中卡那霉素抗性植株的占比为0;反交时,Aa植株作为母本,产生的A、a两种配子,比例为1:1,而野生型父本只产生一种含A基因花粉,F1基因型为Aa(抗性):AA(非抗性)=1:1,因此卡那霉素抗性植株占比为。
(3)将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体后,仅考虑基因A和a,植株基因型组成为2号染色体为Aa,3号染色体为AO。该植株会产生4种基因型的花粉,即AA、AO、Aa、aO,其中aO不育,即产生3种可育基因型的花粉(AA、AO、Aa),具有a基因的花粉占比为。该植株雌配子(AA、AO、Aa、aO)均可育,其自交所得到F1的基因型为AAAA:AAAO:AAOO:AAAa:AAaO:AAaa:AaOO:AaaO=1:2:1:2:3:1:1:1。分析图1和图2的电泳结果可知,Ⅰ型植株中含有A和a基因,Ⅱ型植株中含有A基因。其中Ⅰ型植株占比为。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株,其原因为a花粉不育,无法形成纯合aa植株。
(4)①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交,筛选出F1中AaEe植株(双杂合)。若E/e和A/a连锁且无交换,F2中无同时含A和E的配子(花粉或种子致死),正常植株占比为0。若两基因独立遗传,F1植株(AaEe)产生雌配子为AE:Ae:aE:ae=1:1:1:1,均可育,而雄配子AE:Ae=1;1,aE和ae不可育,利用棋盘法可知,F2为AAEE:AAEe:AaEE:AaEe=1:2:1:2,其中只有AAEE的花粉和自交所结种子均发育正常,即正常植株(AAEE)占比为。其他可能:若基因连锁但发生交换,正常植株占比介于0~。
故答案为:
(1)替换
(2)父本
(3)3 a花粉不育,无法形成纯合aa植株(4)AaEe E/e和A/a连锁且无交换,F2中无同时含A和E的配子 若基因连锁但发生交换,正常植株占比介于0~
【点评】本题考查自由组合定律的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
13.(2025 江苏)某昆虫眼睛的颜色受独立遗传的两对等位基因控制,黄眼基因B对白眼基因b为显性,基因A存在时,眼色表现为黑色,基因a不影响B和b的作用。现有3组杂交实验,结果如图。请回答下列问题:
(1)组别①F1黑眼个体产生配子的基因组成有 AB、Ab、aB、ab ;F2中黑眼个体基因型有 6 种。
(2)组别②亲本的基因型为 AABB和aaBB ;F2中黑眼个体随机杂交,后代表型及比例为 黑眼:黄眼=8:1 。
(3)组别③的亲本基因型组合可能有 AaBB和aaBB、AaBb和aaBB、AaBB和aaBb 。
(4)已知该昆虫性别决定方式为XO型,XX为雌性,XO为雄性。若X染色体上有一显性基因H,抑制A基因的作用。基因型为aaBBXhXh和AAbbXHO的亲本杂交,F1相互交配产生F2。
(ⅰ)F2中黑眼、黄眼、白眼表型的比例为 黑眼:黄眼:白眼=12:15:5 ;F2中白眼个体基因型有 8 种。
(ⅱ)F2白眼雌性个体中,用测交不能区分出的基因型有 aabbXHXh、aabbXhXh 。
(ⅲ)若要从F2群体中筛选出100个纯合黑眼雌性个体,理论上F2的个体数量至少需有 3200 个。
【考点】基因的自由组合定律的实质及应用;伴性遗传.
【专题】正推法;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】(1)AB、Ab、aB、ab 6
(2)AABB和aaBB 黑眼:黄眼=8:1
(3)AaBB和aaBB、AaBb和aaBB、AaBB和aaBb、Aabb和aaBB
(4)黑眼:黄眼:白眼=12:15:5 8 aabbXHXh、aabbXhXh 3200
【分析】分析题意可知,某昆虫眼睛的颜色受独立遗传的两对等位基因控制,遵循自由组合定律。
【解答】解:(1)组别①F2表型比例为12:3:1,为9:3:3:1的变式,可知F1的基因型是AaBb,产生AB、Ab、aB、ab4种配子。已知黄眼基因B对白眼基因b为显性,基因A存在时,眼色表现为黑色,基因a不影响B和b的作用,F2黑眼(A﹣B﹣、A﹣bb)个体共6种。
(2)组别②亲本黑眼和黄眼杂交子一代为黑眼,子二代黑眼:黄眼=3:1,可知黑眼子一代为AaBB,故亲本黑眼和黄眼的基因型为AABB和aaBB。F2中黑眼个体AABB、AaBB随机杂交,产生AB、aB的配子,后代基因型及比例为AABB:AaBB:aaBB=4:4:1,黑眼:黄眼=8:1。
(3)组别③的亲本黑眼和黄眼杂交子一代为黑眼:黄眼=1:1,故亲本基因型组合可能有AaBB和aaBB、AaBb和aaBB、AaBB和aaBb、Aabb和aaBB。
(4)(ⅰ)aaBBXhXh和AAbbXHO的亲本杂交,F1基因型为AaBbXHXh和AaBbXhO,雌雄相互交配产生F2,由于H抑制A基因的作用,故基因型为A﹣﹣﹣XHX h、A﹣﹣﹣XHO不能表现黑色,常染色体基因型有:1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb、1aabb,性染色体基因型为1XHXh、1XHO、1XhO、1XhXh,组合后黑眼:黄眼:白眼=12:15:5。F2中白眼个体基因型有AAbbXHXh、AAbbXHO、AabbXHXh、AabbXHO、aabbXHXh、aabbXHO、aabbXhO、aabbXhXh,共8种。
(ⅱ)F2白眼雌性个体有AAbbXHXh、AabbXHXh、aabbXHXh、aabbXhXh,用测交,即与aabbXhO杂交,AAbbXHXh测交后代白眼:黑眼=1:1,AabbXHXh测交后代白眼:黑眼=3:1,由于aabbXHX h、aabbXhXh测交后代都是全白眼,故这两种基因型不能区分。
(ⅲ)若要从F2群体中筛选出100个纯合黑眼雌性个体即AABBXhXh、AAbbXhXh,由于雌雄性比例是1:1,理论上F2的个体数量至少需有个100×32÷2×2=3200个。
故答案为:
(1)AB、Ab、aB、ab 6
(2)AABB和aaBB 黑眼:黄眼=8:1
(3)AaBB和aaBB、AaBb和aaBB、AaBB和aaBb、Aabb和aaBB
(4)黑眼:黄眼:白眼=12:15:5 8 aabbXHXh、aabbXhXh 3200
【点评】本题考查自由组合定律的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
14.(2025 选择性)某芸香科植物分泌腔内的萜烯等化合物可抗虫害,纯合栽培品种(X)果实糖分含量高,叶全缘,但没有分泌腔;而野生纯合植株(甲)叶缘齿状,具有发达的分泌腔。我国科研人员发现A基因和B基因与该植物叶缘形状、分泌腔形成有关。对植株甲进行基因敲除后得到植株乙、丙、丁,其表型如下表。回答下列问题。
植株 叶缘 分泌腔
甲(野生型) 齿状 有
乙(敲除A基因) 全缘 无
丙(敲除B基因) 齿状 无
丁(敲除A基因和B基因) 全缘 无
(1)由表分析可知,控制叶缘形状的基因是 A ,控制分泌腔形成的基因是 B 。
(2)为探究A基因和B基因之间的调控关系,在植株乙中检测到B基因的表达量显著减少,而植株丙中A基因的表达量无变化,说明 A基因促进B基因表达,而B基因不参与调控A基因表达 。
(3)为探究A基因与B基因在染色体上的位置关系,不考虑突变及其他基因的影响,选择表中的植株进行杂交,可选择的亲本组合是 甲和丁或乙和丙 。F1自交得到F2若F2的表型及比例为 齿状有分泌腔:齿状无分泌腔:全缘有分泌腔:全缘无分泌腔=9:3:3:1 ,则A、B基因位于两对同源染色体上。在此情况下结合图中杂交结果,可推测栽培品种(X)的 B (填“A”“B”或“A和B”)基因功能缺陷,可引入相应基因来提高栽培品种的抗虫品质。
【考点】基因的自由组合定律的实质及应用.
【专题】正推法;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】(1)A B
(2)A基因促进B基因表达,而B基因不参与调控A基因表达
(3)甲和丁或乙和丙 齿状有分泌腔:齿状无分泌腔:全缘有分泌腔:全缘无分泌腔=9:3:3:1 B
【分析】结合表格分析,野生型甲为齿状,有分泌腔,乙敲除A基因,表现为全缘,说明控制叶缘形状的基因是A;丙(敲除B基因)表现为无分泌腔,说明控制分泌腔形成的基因是B。
【解答】解:(1)由分析可知,控制叶缘形状的基因是A,控制分泌腔形成的基因是B。
(2)乙敲除A基因,检测到B基因的表达量显著减少,说明A基因可以促进B基因的表达;丙敲除B基因,A基因的表达量无变化,说明B基因不参与调控A基因的表达。
(3)假定基因敲除后用相应的小写字母表示,甲基因型为AABB,乙为aaBB,丙为AAbb,丁为aabb,要探究A基因与B基因在染色体上的位置关系,即探究两对基因是位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上,我们通常需要获得双杂合子AaBb进行自交,因此可选择的亲本组合是甲和丁或乙和丙,F1AaBb自交得到F2,若A、B基因位于两对同源染色体上,则满足自由组合定律,F2的表型及比例为齿状有分泌腔:齿状无分泌腔:全缘有分泌腔:全缘无分泌腔=9:3:3:1。图示中野生型甲和栽培品种杂交,子一代都有分泌腔,子一代自交,子二代有分泌腔:无分泌腔=3:1,B基因控制有分泌腔,说明栽培品种(X)B基因功能缺陷,可引入相应基因来提高栽培品种的抗虫品质。
故答案为:
(1)A B
(2)A基因促进B基因表达,而B基因不参与调控A基因表达
(3)甲和丁或乙和丙 齿状有分泌腔:齿状无分泌腔:全缘有分泌腔:全缘无分泌腔=9:3:3:1 B
【点评】本题考查自由组合定律的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
15.(2025 山东)某二倍体两性花植物的花色由2对等位基因A、a和B、b控制,该植物有2条蓝色素合成途径。基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B;另外,只要有酶A或酶B存在,就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素。已知基因a和基因b不编码蛋白质,无蓝色素时植物的花为白花。相关杂交实验及结果如表所示,不考虑其他突变和染色体互换;各配子和个体活力相同。
组别 亲本杂交组合 F1 F2
实验一 甲(白花植株)×乙(白花植株) 全为蓝花植株 蓝花植株:白花植株=10:6
实验二 AaBb(诱变)(♂)×aabb(♀) 发现1株三体蓝花植株,该三体仅基因A或a所在染色体多了1条
(1)据实验一分析,等位基因A、a和B、b的遗传 符合 (填“符合”或“不符合”)自由组合定律。实验一的F2中,蓝花植株纯合体的占比为 。
(2)已知实验二中被诱变亲本在减数分裂时只发生了1次染色体不分离。实验二中的F1三体蓝花植株的3种可能的基因型为AAaBb、 AaaBb、aaabb 。请通过1次杂交实验,探究被诱变亲本染色体不分离发生的时期。已知三体细胞减数分裂时,任意2条同源染色体可正常联会并分离,另1条同源染色体随机移向细胞任一极。
实验方案: ① (填标号),统计子代表型及比例。
①三体蓝花植株自交
②三体蓝花植株与基因型为aabb的植株测交
预期结果:若 子代蓝花:白花=5:3 ,则染色体不分离发生在减数分裂Ⅰ;否则,发生在减数分裂Ⅱ。
(3)已知基因B→b只由1种染色体结构变异导致,且该结构变异发生时染色体只有2个断裂的位点。为探究该结构变异的类型,依据基因B所在染色体的DNA序列,设计了如图所示的引物,并以实验一中的甲、乙及F2中白花植株(丙)的叶片DNA为模板进行了PCR,同1对引物的扩增产物长度相同,结果如图所示,据图分析,该结构变异的类型是 倒位 。丙的基因型可能为 aaBB或aaBb ;若要通过PCR确定丙的基因型,还需选用的1对引物是 F1/F2或R1/R2 。
【考点】基因的自由组合定律的实质及应用.
【专题】正推法;基因分离定律和自由组合定律;基因重组、基因突变和染色体变异;解决问题能力.
【答案】(1)符合;
(2)AaaBb、aaabb;①;子代蓝花:白花=5:3
(3)倒位;aaBB或aaBb;F1/F2或R1/R2
【分析】基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B;另外,只要有酶A或酶B存在,就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素,说明A﹣B﹣和aabb表现为蓝花,A﹣bb和aaB﹣表现为白花。
【解答】解:(1)某二倍体两性花植物的花色由2对等位基因A、a和B、b控制,实验一,亲本甲白花植株和乙白花植株杂交,子一代均为蓝花植株,蓝花植株自交子二代蓝花植株:白花植株=10:6,为9:3:3:1的变式,满足自由组合定律,因此等位基因A、a和B、b的遗传符合自由组合定律。基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B;另外,只要有酶A或酶B存在,就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素,说明A﹣B﹣和aabb表现为蓝花,A_bb和aaB_表现为白花,蓝花纯合子为AABB和aabb,因此蓝花植株纯合体的占比为。
(2)已知该三体蓝花植株仅基因A或a所在染色体多了1条,且被诱变亲本在减数分裂时只发生了1次染色体不分离,同时含A、B个体或同时不含A、B个体表现为蓝花,可能的原因是减数第一次分裂含A和a的同源染色体未分离,产生AaB的配子,与母本产生的ab配子结合形成AaaBb蓝花个体;也可能是减数第一次分裂正常,减数第二次分裂含A的姐妹染色单体分离后移向同一极,从而产生AAB的配子,与母本产生的ab配子结合形成AAaBb的蓝花个体;也可能是减数第二次分裂后期,含a的姐妹染色单体分离后移向同一极,产生aab的配子,与母本产生的ab配子结合形成aaabb的蓝花个体。减数第一次分裂异常产生的三体蓝花植株基因型为AaaBb,减数第二次分裂异常产生的三体蓝花植株基因型为AAaBb或aaabb,无论自交还是测交,若子代都只有蓝花,则该蓝花植株基因型为aaabb,因此需要区分蓝花植株基因型为AaaBb还是AAaBb。若进行测交,AaaBb个体进行测交,利用分离定律思维求解,先考虑A、a基因,Aaa可以产生的配子种类及比例为A:a:Aa:aa=1:2:2:1,测交后代含A的个体和不含A的个体比值为1:1,再考虑B、b基因,测交的结果是Bb:bb=1:1,因此子代蓝花:白花=1:1;AAaBb个体进行测交,利用分离定律思维求解,先考虑A、a基因,AAa可以产生的配子种类及比例为A:a:AA:Aa=2:1:1:2,测交后代含A的个体和不含A的个体比值为5:1,再考虑B、b基因,测交的结果是Bb:bb=1:1,因此子代蓝花:白花=1:1,两种基因型的个体测交结果相同,无法进行判断。若进行自交,AaaBb个体进行测交,利用分离定律思维求解,先考虑A、a基因,Aaa可以产生的配子种类及比例为A:a:Aa:aa=1:2:2:1,含A的配子:不含A配子=1:1,自交后代含A的个体和不含A的个体比值为3:1,再考虑B、b基因,自交的结果是BB:Bb:bb=1:2:1,因此子代蓝花:白花=5:3;AAaBb个体进行自交,利用分离定律思维求解,先考虑A、a基因,AAa可以产生的配子种类及比例为A:a:AA:Aa=2:1:1:2,含A的配子:不含A配子=5:1,自交后代含A的个体和不含A的个体比值为35:1,再考虑B、b基因,自交的结果是BB:Bb:bb=1:2:1,因此子代蓝花:白花=1:1,蓝花:白花=(35×3+1):(35+3)=53:19,两种三体蓝花植株自交子代表型及比例不同,可以判断染色体分离异常发生的时期。
(3)染色体结构变异包括了染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。易位、缺失和重复会导致基因长度的改变,由题干信息同1对引物的扩增产物长度相同,说明该结构变异为倒位。甲、乙基因型为aaBB、AAbb,结合电泳结果可知,甲无论用哪一对引物扩增均能扩增出产物,引物是根据B基因的碱基序列设计的,因此判断甲的基因型为aaBB,乙的基因型为AAbb,F2白花的基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,丙用F2/R1扩增结果与甲相同,与乙不同,说明丙含有B基因,因此丙的基因型为aaBB或aaBb。根据电泳结果判断是F2和R2对应的DNA片段发生了倒位,使得基因B突变为b,倒位后获得的b基因,F1/R2引物对应的是同一条单链,F2/R1引物对应的是同一条单链,因此用F2/R1扩增,乙植物无法扩增出产物。为了确定丙的基因型,即确定是否含有b基因,可以选择引物F1/F2或R1/R2,由于B基因F1/F2引物对应的是同一条单链,R1/R2对应的另一条单链,因此无法扩增,而由于倒位,b基因可以正常扩增。
故答案为:
(1)符合;
(2)AaaBb、aaabb;①;子代蓝花:白花=5:3
(3)倒位;aaBB或aaBb;F1/F2或R1/R2
【点评】本题考查基因自由组合定律的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
16.(2025 选择性)科学家系统解析了豌豆7对性状的遗传基础,以下为部分实验,回答下列问题。
(1)将控制花腋生和顶生性状的基因定位于4号染色体上,用F/f表示。在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生:顶生约为3:1,符合孟德尔的 分离 定律。
(2)然而,某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象 不能 (填“能”或“不能”)用基因突变来解释,原因是 基因突变的频率很低 。
(3)定位于6号染色体上的基因D/d可能与(2)中的现象有关。为了验证这个假设,用两种纯种豌豆杂交得到F1,F1自交产生的F2表型和基因型的对应关系如下表,表格内“+”、“﹣”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型 顶生表型
基因型 FF Ff ff 基因型 FF Ff ff
DD + + ﹣ DD ﹣ ﹣ +
Dd + + ﹣ Dd ﹣ ﹣ +
dd + + + dd ﹣ ﹣ ﹣
结果证实了上述假设,则F2中腋生:顶生的理论比例为 13:3 ,并可推出(2)中顶生亲本的基因型是 ffDD、FFdd 。
(4)研究发现群体中控制黄色子叶的Y基因有两种突变形式y﹣1和y﹣2,基因结构示意图如下。Y突变为y﹣1导致其表达的蛋白功能丧失,Y突变为y﹣2导致 基因无法正常表达 。y﹣1和y﹣2纯合突变体都表现为绿色子叶。
在一次y﹣1纯合体与y﹣2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释上述现象? ① (填“①”或“②”或“③”)。若此F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生 20 个具有正常功能Y基因的子细胞。
【考点】基因的分离定律的实质及应用;基因的自由组合定律的实质及应用.
【专题】正推法;基因分离定律和自由组合定律;理解能力.
【答案】(1)分离
(2)不能;基因突变的频率很低
(3)13:3;ffDD、FFdd
(4)基因无法正常表达;①;20
【分析】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。
【解答】解:(1)豌豆花腋生和顶生性状属于相对性状,其由一对等位基因F/f控制,即一对等位基因控制的一对相对性状;大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生:顶生约为3:1,符合孟德尔的分离定律。
(2)基因突变具有低频性,不可能出现子代个体中20%以上表现为腋生,故此现象不能用基因突变来解释。
(3)F2中F_D_+F_dd+ffdd为腋生,ffD_为顶生,可见F2属于9:3:3:1变式,即F2中腋生(F_D_+F_dd+ffdd=9+3+1=13):顶生(ffD_=3)=13:3,可见F1基因型为FfDd,亲本两种纯种基因型为FFdd×ffDD。
(4)Y基因非编码区启动子区缺失了部分序列使得Y基因突变为y﹣2,导致RNA聚合酶无法识别并结合启动子,基因无法正常表达。Y控制黄色子叶,y﹣1因为编码区插入了一段DNA序列导致其表达的蛋白功能丧失,而y﹣2因为启动子区缺失了部分序列导致基因无法正常表达;在一次y﹣1纯合体与y﹣2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中y﹣1与y﹣2①位点发生断裂并交换能解释上述现象。在一次y﹣1纯合体与y﹣2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F1基因型为y﹣1y﹣2,1个基因型为y﹣1y﹣2的花粉母细胞经过减数分裂且减数分裂中发生一次①位点的交换,产生4个精细胞,其中只有1个具有正常功能Y基因,则F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生20个具有正常功能Y基因的子细胞。
故答案为:
(1)分离
(2)不能;基因突变的频率很低
(3)13:3;ffDD、FFdd
(4)基因无法正常表达;①;20
【点评】本题考查自由组合定律的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
17.(2025 浙江)谷子(2n=18)俗称小米,是起源于我国的重要粮食作物,自花传粉。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色,由等位基因E和e控制,其中白色(ee)是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是谷子的主要病害之一。抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种,欲选育黄色抗锈病的品种。回答下列问题:
(1)授粉前,将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45~46℃温水中10min,目的是 人工去雄 ,再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰,对授粉后的谷穗进行 套袋 处理。同时,以栽培种为父本进行反交。
(2)正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病,F2的表型及其株数如下表所示。
表型 黄色抗锈病 浅黄色抗锈病 白色抗锈病 黄色感锈病 浅黄色感锈病 白色感锈病
F2(株) 120 242 118 40 82 39
从F2中选出黄色抗锈病的甲和乙,浅黄色抗锈病的丙。甲自交子一代全为黄色抗锈病,乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病,丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病。
①栽培种与农家种杂交获得的F1产生 4 种基因型的配子,甲的基因型是 EERR ,乙连续自交得到的子二代中,纯合黄色抗锈病的比例是 。杂交选育黄色抗锈病品种,利用的原理是 基因重组 。
②写出乙×丙杂交获得子一代的遗传图解。
(2)谷子的祖先是野生青狗尾草(2n=18)。20世纪80年代开始,作物栽培中长期大范围施用除草剂,由于除草剂的 选择 作用,抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子,可采用的方法有 远缘杂交、体细胞杂交 (答出2点即可)。
【考点】基因的自由组合定律的实质及应用.
【专题】表格数据类简答题;基因分离定律和自由组合定律;解决问题能力.
【答案】(1)人工去雄;套袋
(2)①4;EERR;基因重组;
②
(3)选择;远缘杂交、体细胞杂交
【分析】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。
【解答】解:(1)授粉前将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45﹣46℃温水中10min,目的是人工去雄,防止自花传粉,因为谷子是自花传粉作物,这样做可以保证后续能接受农家种的花粉进行杂交。再授以农家种的花粉后,为防止其他花粉的干扰,对授粉后的谷穗进行套袋处理,以确保杂交的准确性。
(2)①正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病,说明浅黄色是不完全显性性状且抗锈病为显性性状。F2中出现了多种表型,且比例接近9:3:3:1的变形,由此可推测控制米粒颜色和锈病抗性的基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。F1的基因型为EeRr,能产生4种基因型的配子,分别为ER、Er、eR、er。甲自交子一代全为黄色抗锈病,说明甲为纯合子,基因型为EERR,乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病,说明乙的基因型为EERr,乙连续自交,F1中EERr占,EERR占,F1自交,F2中纯合黄色抗锈病(EERR)的比例为。杂交选育黄色抗锈病品种,利用的原理是基因重组,通过杂交使不同亲本的优良基因组合在一起。
②浅黄色抗锈病的丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病,其基因型为EeRR。乙(EERr)×丙(EeRR)杂交获得子一代的遗传图解如下:。
(3)由于除草剂的选择作用,抗除草剂的青狗尾草个体在生存竞争中更有优势,从而使抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子,可采用的方法有:远缘杂交,将抗除草剂的青狗尾草与谷子杂交,然后筛选出具有抗除草剂性状的子代进行培育;体细胞杂交,用纤维素酶和果胶酶去除两种植物的细胞壁,在进行原生质体融合,得到杂种细胞,使谷子获得抗除草剂的性状。
故答案为:
(1)人工去雄;套袋
(2)①4;EERR;基因重组;
②
(3)选择;远缘杂交、体细胞杂交
【点评】本题考查基因自由组合定律及运用的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)