长句应答(三) “假说—演绎法”解答变异类型的确定
[考题例证]
(2023·浙江1月选考节选)某昆虫的性别决定方式为XY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 P F1 F2
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= 3∶1
丙 卷翅突变体、卷翅突变体 卷翅红眼∶ 直翅红眼= 2∶1 卷翅红眼∶ 直翅红眼= 1∶1
丁 卷翅突变体、野生型 卷翅红眼∶ 直翅红眼= 1∶1 卷翅红眼∶ 直翅红眼= 2∶3
注:表中F1为1对亲本的杂交后代,F2为F1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X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F2表型及其比例为 , 则可判定紫红眼基因位于常染色体上。
(2)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,已知灰体对黑体完全显性,灰体(黑体)和红眼(紫红眼)分别由常染色体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;实验的具体操作不要求)
①实验思路:
第一步:选择 进行杂交获得F1, 。
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。
[解题策略]
1.解法指导
“假说—演绎”策略的解题思路为当没有坐标图和规律作为依据时,需先结合题干找出待解决的问题,再列举出各种合理假说,接着通过演绎推理得出预期结果,最后将检验结果是否符合题目要求作为作答依据,主要用于回答遗传变异的实验探究题目。
2.解题模板
针对需要解决的问题→作出假设→根据假设对杂交组合进行演绎推理→得出结论(或设计出杂交实验)。
3.模板应用
题序 (1) (2)
提出 问题 紫红眼基因位于常染色体还是X染色体上 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
作出 假设 位于常染色体 遵循自由组合定律
位于X染色体 不遵循自由 组合定律
演绎 推理 若位于常染色体→F2表型及其比例为直翅红眼雌性∶直翅紫红眼雌性∶直翅红眼雄性∶直翅紫红眼雄性=3∶1∶3∶1 实验方案:选用能区分开两种不同假设的方案。 黑体突变体和紫红眼突变体杂交得F1,F1随机交配得F2,统计F2表型及其比例
若位于X染色体→F2表型及其比例为直翅红眼雌性∶直翅红眼雄性∶直翅紫红眼雄性=2∶1∶1
得出 结论 题目已假定在常染色体上 F2表型及其比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1→遵循自由组合定律
F2表型及其比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1→不遵循自由组合定律
【答案】 (1)隐性 乙 性别 直翅红眼雌∶直翅紫红眼雌∶直翅红眼雄∶直翅紫红眼雄=3∶1∶3∶1
(2)①黑体突变体和紫红眼突变体 F1随机交配得F2 ②灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1 灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1
【解析】 (1)根据表中乙组杂交数据,F1红眼个体相互交配,F2中出现紫红眼,可确定紫红眼属于隐性突变。若要确定紫红眼基因是位于常染色体上还是位于X染色体上,需要对乙杂交组合各代昆虫的性别进行鉴定,若F2雌雄个体中表型之比均为3∶1,即直翅红眼雌∶直翅紫红眼雌∶直翅红眼雄∶直翅紫红眼雄=3∶1∶3∶1,则可判定控制紫红眼的基因位于常染色体上。
(2)假设控制眼色的基因为B、b,控制体色的基因为D、d,题中已知雄性个体的同源染色体不会发生交叉互换,也就是说雌性个体可能会发生交叉互换。若遵循自由组合定律,则DdBb随机交配得到的后代表型及比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1;若不遵循自由组合定律,即2对基因位于一对同源染色体上,雄性DdBb产生的配子为Db和dB,雌性个体若未发生交叉互换,产生的配子也为Db和dB,雌性个体若发生交叉互换,产生的配子为Db、dB、DB、db,无论雌性个体是否发生交叉互换结果都为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1。
[技法应用]
1.(2025·广东汕头模拟)鹦鹉(ZW型性别决定)的毛色有白色、蓝色、黄色和绿色,由A/a和B/b两对等位基因共同决定,其中有一对等位基因只位于Z染色体上,相关作用机理如图所示。研究人员用纯合蓝色鹦鹉和纯合黄色鹦鹉进行了如下两个杂交实验。回答下列问题。
杂交实验一 P∶蓝色鹦鹉(♀)×黄色鹦鹉(♂)→F1:黄色鹦鹉(♀)∶绿色鹦鹉(♂)=1∶1;
杂交实验二 P∶黄色鹦鹉(♀)×蓝色鹦鹉(♂)→F1:绿色鹦鹉(♀)∶绿色鹦鹉(♂)=1∶1。
(1)鹦鹉毛色的遗传遵循基因的 定律。该实例体现了基因表达产物和性状的关系是 。
(2)鹦鹉的次级精母细胞中有 条Z染色体。杂交实验一中,F1雌性鹦鹉的基因型是 ,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为 (不考虑性别)。
(3)杂交实验二中,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2中绿色雄性鹦鹉的基因型共有 种。欲判断F2中某只绿色雄性鹦鹉的基因型,可让其与多只 (填表型)杂交,若后代只出现绿色和黄色鹦鹉,则可判断其基因型为 。
(4)控制鹦鹉羽毛有条纹(D)和无条纹(d)的基因位于另一对常染色体上。两只纯合鹦鹉杂交,F1全部表现为黄色条纹,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为黄色条纹∶黄色无纹∶白色条纹∶白色无纹=7∶1∶3∶1。推测F2出现该表型比可能是由于基因型为 的雄配子不育导致的。若要验证上述推测,可进行的杂交实验是 , 预测该杂交实验的结果为 。
【答案】 (1)分离和自由组合 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的
性状
(2)1或2 BbZaW 绿色鹦鹉∶黄色鹦鹉∶蓝色鹦鹉∶白色鹦鹉=3∶3∶1∶1
(3)4 白色(雌性)鹦鹉 BBZAZa
(4)Bd 让F1中雄性鹦鹉测交(或与隐性纯合子杂交) 子代中没有黄色无纹鹦鹉出现
【解析】 (1)据题意分析可知,鹦鹉毛色的遗传遵循基因的分离和自由组合定律。鹦鹉毛色体现了基因表达产物和性状的关系是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
(2)鹦鹉的次级精母细胞中有1(减数分裂Ⅱ前、中期)或2(减数分裂Ⅱ后、末期)条Z染色体。杂交实验一中,F1雌性鹦鹉的基因型是BbZaW,F1雄性鹦鹉的基因型是BbZAZa。F1雌雄鹦鹉随机交配,得到F2的表型及比例为绿色(B ZA )∶黄色(B Za )∶蓝色(bbZA )∶白色(bbZa )=3∶3∶1∶1。
(3)杂交实验二中,F1雌雄鹦鹉的基因型分别是BbZAW和BbZAZa,其随机交配得到的F2中,绿色雄性鹦鹉(B ZAZ-)的基因型共有4种。欲判断F2中某只绿色雄性鹦鹉的基因型,可让其与多只白色雌性鹦鹉(bbZaW)杂交,若后代只出现绿色和黄色鹦鹉,则可判断其基因型为BBZAZa。
(4)两只纯合鹦鹉杂交,F1全部表现为黄色条纹,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为黄色条纹∶黄色无纹∶白色条纹∶白色无纹=7∶1∶3∶1,符合9∶3∶3∶1的变式,所以F1的基因型是BbDd,推测F2出现该表型比可能是由于基因型为Bd的雄配子不育导致的。若要验证上述推测,可让F1中雄性鹦鹉测交,若子代中无黄色无纹鹦鹉出现,则说明该推测正确。
2.(2025·山东淄博模拟)果蝇的体色由多对基因控制,野生型果蝇为灰体。现有黄体、黑体和黑檀体三种体色的果蝇单基因突变体(只有一对基因与野生型果蝇不同,不考虑互换和其他突变)。为探究果蝇体色基因的位置及显隐性关系,进行了下列实验。
项目 亲本 F1的表型
实验一 黄体(雌)×野生型(雄) 雌性均为灰体,雄性均为黄体
实验二 黑体(雌)×黑檀体(雄) 均为灰体
实验三 黄体(雌)×黑檀体(雄) 雌性均为灰体,雄性均为黄体
(1)黄体的遗传方式为 。
通过分析三组杂交实验结果可知,相对于灰体,三种突变性状中表现为隐性性状的有
。野生型果蝇产生三种体色的单基因突变体体现了基因突变的 (填“不定向性”或“随机性”)。
(2)根据实验三不能确定黑檀体基因的位置,理由是 。
若黑檀体基因位于X染色体上,将实验三中的F1果蝇相互交配,则F2的表型及比例是
。
(3)已知基因T、t位于果蝇的常染色体上。当t纯合时对雄果蝇无影响,但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇。让一只TT纯合灰体雌果蝇与一只tt黄体雄果蝇杂交,所得F1雌雄果蝇随机交配,F2的表型及比例为 。从上述亲本和F1中选取材料,设计实验进一步验证t纯合时会使雌果蝇性反转成雄果蝇。请写出实验思路并预期实验结果:
。
【答案】 (1)伴X染色体隐性遗传 黄体、黑檀体、黑体 随机性
(2)无论黑檀体基因是否位于常染色体上,得到F1的表型均相同 灰体雌蝇∶黄体雌蝇∶黄体雄蝇∶黑檀体雄蝇=1∶1∶1∶1
(3)灰体雌∶灰体雄∶黄体雄=3∶3∶2 实验思路:让F1中灰体雌果蝇与亲本黄体雄果蝇交配,观察统计子代的性别比例。预期结果:子代雌雄果蝇个体数量比例为1∶3
【解析】 (1)实验一的结果表现为性状表现与性别有关,因而可推测该性状遗传表现为伴性遗传的特征,且灰体对黄体为显性,相关基因位于X染色体上。实验二中F1果蝇均为灰体果蝇,据此可推测控制黑体和黑檀体两种性状的基因为非等位基因,且均为隐性,据此可知三种突变性状表现为隐性性状的为黄体、黑檀体、黑体。题中显示黄体、黑体和黑檀体三种体色的果蝇均为单基因突变体,且为不同的基因发生突变的结果,因而显示这些性状的出现是基因突变的结果,说明了基因突变具有随机性。
(2)根据实验三不能确定黑檀体基因的位置,因为无论黑檀体基因是否位于常染色体上,得到F1的表型均相同,即亲本的基因型为AAXbXb或XAbXAb(黄体)、aaXBY或XaBY(黑檀体)(相关基因用A/a、B/b表示)。若控制黑檀体的基因位于X染色体上,则亲本的基因型为XAbXAb(黄体)、XaBY(黑檀体),F1的基因型为XAbXaB、XAbY,二者相互交配产生F2的基因型为XAbXAb、XAbXaB、XAbY、XaBY,即F2的灰体雌蝇∶黄体雌蝇∶黄体雄蝇∶黑檀体雄蝇=1∶1∶1∶1。
(3)已知基因T、t位于果蝇的常染色体上。当t纯合时对雄果蝇无影响,但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇,让一只TT纯合灰体雌果蝇与一只tt黄体雄果蝇杂交,亲本的基因型可表示为TTXBXB、ttXbY,所得F1雌雄果蝇的基因型为TtXBXb、TtXBY,F1随机交配,F2的基因型和表型为6T XBX-(灰体雌)、3T XBY(灰体雄)、3T XbY(黄体雄)、2ttXBX-(灰体雄)、1ttXbY(黄体雄)、1ttXBY(灰体雄),可见灰体雌∶灰体雄∶黄体雄=3∶3∶2。为了验证t纯合时会使雌果蝇性反转成雄果蝇。可让F1中灰体雌果蝇(TtXBXb)与亲本黄体雄果蝇(ttXbY)交配,获得足够多的后代,观察统计子代的性别比例。则后代的基因型和表型为1TtXBXb(灰体雌)、1TtXbXb(黄体雌)、1TtXBY(灰体雄)、1TtXbY(黄体雄)、1ttXBXb(灰体雄)、1ttXbXb(黄体雄)、1ttXBY(灰体雄)、1ttXbY(黄体雄),可见,子代雌雄果蝇个体数量比例为1∶3,则可证明上述结论。
专题综合限时练(三) 遗传
(时间:60分钟 分值:82分)
选择题第1～15题每题3分;非选择题第16题13分,第17～18题每题12分,除标注外,每空
2分。
一、单选题
1.(2025·广东惠州一模)在研究遗传规律和遗传物质过程中,科学家积累了大量的研究方法和经验,下列叙述错误的是( )
[A]孟德尔的测交实验结果是对自己所提出的遗传因子传递假说的巧妙验证
[B]35S标记的噬菌体侵染实验说明了亲代噬菌体蛋白质外壳并未进入大肠杆菌
[C]沃森和克里克提出DNA双螺旋结构,揭示了基因表达中密码子的简并性
[D]艾弗里运用“减法原理”,证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
【答案】 C
【解析】 孟德尔提出遗传因子传递假说后,通过测交实验,即让子一代与隐性纯合子杂交,根据实验结果验证了自己的假说;用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,进行噬菌体侵染大肠杆菌实验,结果放射性主要存在于上清液,说明亲代噬菌体蛋白质外壳并未进入大肠杆菌;沃森和克里克提出DNA双螺旋结构,主要揭示了DNA的分子结构。而密码子的简并性是指一种氨基酸可能有多种密码子编码,这与DNA双螺旋结构的提出并无关联;艾弗里在肺炎链球菌转化实验中,运用“减法原理”,逐步去除细胞提取物中的各种成分,通过对比实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质。
2.(2025·湖南长沙三模)某生物研究小组用含有32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,然后进行适当的保温、搅拌和离心,检测上清液与沉淀物的放射性。下列相关叙述正确的是( )
[A]32P标记的基团是T2噬菌体DNA的基本骨架
[B]搅拌的目的是使T2噬菌体的蛋白质与其DNA分离
[C]上清液中出现放射性的原因是保温时间过长或过短
[D]该实验与格里菲思的实验均采用了分离DNA和蛋白质的思路
【答案】 C
【解析】 32P标记的磷酸与脱氧核糖交替连接,构成T2噬菌体DNA的基本骨架;搅拌的目的是使吸附在细菌上的T2噬菌体的外壳与细菌分离;保温时间过长(有释放出的子代T2噬菌体)或过短(有噬菌体未侵染大肠杆菌),都会导致上清液中出现放射性;格里菲思的实验是用两种不同类型的肺炎链球菌感染小鼠,并不涉及DNA和蛋白质的分离。
3.(2025·河南郑州模拟)放射自显影技术可用于区分DNA复制的方向,复制开始时,首先用低放射性的3H脱氧胸苷作原料进行培养,一定时间后转移到含有高放射性的原料中进行培养,在放射自显影图像上观察比较放射性标记的强度,结果如图甲和图乙。图丙和图丁分别表示不同DNA复制过程模式图。下列说法错误的是( )
[A]图甲、图乙分别对应图丙、图丁代表的DNA复制方式
[B]若解旋酶移动速率恒定,图丙表示的复制方式比图丁表示的复制方式效率高
[C]⑤⑥复制完成后,两条完整子链中G与C含量之和相等
[D]②③⑤是不连续复制,其模板链的3′端都指向解旋方向
【答案】 A
【解析】 由图可知,图丙表示双向复制,复制起始点区域利用低放射性原料,其放射性低,两侧的新合成区域利用高放射性原料,其放射性高,图丁表示单向复制,复制起始点区域利用的是低放射性原料,因此放射性低,右侧的新合成区域利用的是高放射性原料,因此放射性高,故图甲、图乙分别对应图丁、图丙代表的DNA复制方式;由图可知,图丙表示双向复制,图丁表示单向复制,若解旋酶移动速率恒定,图丙表示的复制方式比图丁表示的复制方式效率高;⑤⑥复制完成后两条链互补,所以两条完整子链中G与C含量之和相等;由图可知,②③⑤是不连续复制,由于DNA聚合酶只能从5′向3′方向延伸子链,因此每条子链延伸的方向都是从5′向3′,因此其模板链的3′端都指向解旋方向。
4.(2025·安徽蚌埠三模)痕迹器官指的是在发育中退化,失去功能,只留残迹的器官。如鲸和海牛的后肢已经退化,但体内仍保留着后肢骨痕迹。下列叙述正确的是( )
[A]人在胚胎发育早期出现的鳃裂和尾都是痕迹器官
[B]鲸和海牛的后肢骨痕迹,说明它们起源于陆地动物
[C]根据痕迹器官判断生物间的亲缘关系是最直接的证据
[D]痕迹器官的退化是因不再使用而退化后获得的,且能遗传给后代
【答案】 B
【解析】 人在胚胎发育早期出现的鳃裂和尾,在胚胎发育过程中会逐渐消失,它们是胚胎发育过程中出现的结构,并非在个体发育中失去功能只留残迹的痕迹器官;鲸和海牛体内保留后肢骨痕迹,而后肢是陆地动物适应陆地行走等活动的重要结构,这可以作为它们起源于陆地动物的一个证据;化石是研究生物进化最直接的证据,根据痕迹器官判断生物间的亲缘关系不是最直接的证据;痕迹器官的退化是长期自然选择的结果,是可遗传变异在进化过程中的体现,并非单纯因不再使用而退化后获得且能遗传,拉马克的“用进废退”学说已被现代生物进化理论所修正。
5.(2025·江苏宿迁模拟)某植物的叶片深绿色(R)为野生型,浅绿色(r)为突变型。蛋白R和蛋白r分别是核基因R和核基因r的表达产物,其部分氨基酸(用字母表示)序列如图所示,字母上方的数字表示氨基酸在序列中的位置,①②③表示突变位点。下列说法错误的是( )
[A]基因R突变为基因r时发生过碱基的替换、增添
[B]基因R突变为基因r时在408位碱基后增加了两个碱基
[C]控制该性状的基因在遗传时符合基因的分离定律
[D]该基因中发生了三处变化,说明基因突变具有随机性
【答案】 B
【解析】 蛋白R与蛋白r相比,第12和38位氨基酸只改变了氨基酸的种类,则说明基因R突变为基因r,发生过碱基的替换,第136位氨基酸后增加了一个氨基酸,则说明基因R突变为基因r时在408位碱基后增加了三个碱基对,则说明基因R突变为基因r,发生过碱基的增添;控制合成蛋白R与蛋白r的核基因R与核基因r是等位基因,则遗传时符合基因的分离定律;该基因中发生了三处变化,说明基因突变具有随机性。
6.(2025·河北沧州三模)衣藻(N=17)属于单细胞低等真核藻类,在环境条件较好时进行无性繁殖,在环境条件不好时进行有性生殖,其过程如图所示。下列叙述错误的是( )
[A]衣藻的细胞具有细胞核
[B]衣藻的合子中含有17条染色体
[C]衣藻形成的配子中不含同源染色体
[D]衣藻的可遗传变异类型是突变和基因重组
【答案】 B
【解析】 衣藻属于单细胞低等真核藻类,真核细胞具有细胞核;衣藻的配子中含有17条染色体,两个配子结合形成合子,合子中染色体数目为2N=34条;衣藻是单倍体生物,其形成的配子中不含同源染色体;衣藻是真核生物,可遗传变异类型包括突变(基因突变和染色体变异)和基因重组。
7.(2025·贵州遵义三模)已知果蝇灰身和黑身是由一对等位基因控制的相对性状。现有纯合灰身和纯合黑身的雌、雄果蝇若干,研究者任取两只不同表型的果蝇进行杂交实验,不考虑X、Y同源区段和基因突变。下列相关推断不合理的是( )
[A]若基因位于常染色体上,根据子代表型可以判断显隐性关系
[B]若基因位于X染色体上,将亲本果蝇进行正反交结果不同
[C]若基因位于常染色体上,则该基因与X染色体上的基因独立遗传
[D]若子代雌性全为灰身,雄性全为黑身,可判断黑身对灰身为显性
【答案】 D
【解析】 若基因位于常染色体上,根据子代表型可以判断显隐性关系,子代表现出的性状为显性性状;若基因位于X染色体上,其遗传与性别相关联,将亲本果蝇进行正反交结果不同;若基因位于常染色体上,则该基因与X染色体上的基因独立遗传,遵循基因的自由组合定律;若子代雌性全为灰身,雄性全为黑身,则遗传与性别相关联,基因位于X染色体上,用B/b表示控制体色的基因,若亲本基因型为XbXb×XBY,子代灰身雌性的基因型为XBXb,黑身雄性基因型为XbY,即黑身为隐性。
8.(2025·广东佛山二模)研究发现肺炎克雷伯菌能以非编码RNA的局部为模板,通过多轮滚环逆转录产生cDNA,如图所示。当肺炎克雷伯菌被噬菌体侵染后,会以单链cDNA为模板合成双链cDNA,表达出氨基酸序列重复的蛋白质,抑制细菌自身生长,阻止噬菌体复制。相关叙述正确的是( )
[A]肺炎克雷伯菌能合成逆转录酶是其阻止噬菌体复制的基础
[B]双链cDNA转录产生的mRNA中含有多个终止密码子
[C]cDNA的基本组成元素是C、H、O、P
[D]cDNA的合成不需要引物的引导
【答案】 A
【解析】 由题可知,肺炎克雷伯菌能以非编码RNA的局部为模板,通过多轮滚环逆转录产生cDNA,当肺炎克雷伯菌被噬菌体侵染后,会以单链cDNA为模板合成双链cDNA,然后表达出氨基酸序列重复的蛋白质,抑制细菌自身生长,从而阻止噬菌体复制,肺炎克雷伯菌能合成逆转录酶是其阻止噬菌体复制的基础;双链cDNA转录产生的mRNA能表达出氨基酸序列重复的蛋白质,应只含有1个终止密码子;cDNA的基本组成元素是C、H、O、N、P;以单链cDNA为模板合成双链cDNA需要引物的引导才能进行。
9.(2025·四川乐山三模)下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现,50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是( )
[A]环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
[B]DNA甲基化导致的性状改变并不会遗传给后代
[C]酶E的作用是催化DNA复制中磷酸二酯键形成
[D]DNA甲基化不会改变碱基序列和生物个体表型
【答案】 A
【解析】 由题可知,50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大,说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素;DNA甲基化导致的性状改变会遗传给后代,这种现象为表观遗传;酶E的作用是催化DNA发生甲基化;DNA甲基化不改变碱基序列,但会影响生物个体表型。
10.(2025·湖南常德三模)玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体,在群体足够大且没有其他因素干扰时,每个群体内随机交配一代后获得F1,各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图。下列分析正确的是( )
[A]只有p=a时,亲代群体才可能只含有杂合体
[B]p=c时,F1自交一代,子代中纯合体比例为5/9
[C]p=a时,隐性纯合体F1中所占的比例为1/9
[D]0
【答案】 D
【解析】 当亲代群体中只含有杂合体时,H和h的基因频率均为1/2,由图可知,a小于1/2;当H的基因频率为c时,Hh与HH的基因型频率相等,根据遗传平衡定律可得2c(1-c)=c2,解得c=2/3,即H的基因频率为2/3,h的基因频率为 1/3,则F1中,HH=4/9,Hh=4/9,hh=1/9,F1自交一代,子代中纯合体的概率为4/9×1+4/9×1/2+1/9×1=7/9;当H的基因频率为a时,Hh与hh的基因型频率相等,根据遗传平衡定律可得 2a(1-a)=(1-a)2,解得a=1/3,即H的基因频率为1/3,h的基因频率为2/3,所以F1中,隐性纯合体所占的概率为2/3×2/3=4/9;一对等位基因的各基因型频率之和等于1,且一个等位基因的频率等于它的纯合体基因型频率+1/2杂合体基因型频率,因此当011.(2025·安徽滁州二模)某植物的花色特征由两对分别位于不同染色体上的等位基因(A/a与B/b)共同决定。当A基因为纯合状态(即AA)时,会导致种子无法萌发。现有一株基因型为AaBb的个体进行自交,后代花色中各表型之间的比例不可能为( )
[A]8∶3∶1 [B]4∶2∶2∶1
[C]6∶3∶2∶1 [D]2∶1
【答案】 B
【解析】 基因型为AaBb的个体自交产生的后代的基因型为1AABB(不萌发)、2AABb(不萌发)、1AAbb(不萌发)、2AaBB、4AaBb、2Aabb、1aaBB、2aaBb、1aabb,即相应的表型比可以是8(2AaBB、4AaBb、2Aabb)∶3(1aaBB、2aaBb)∶1(1aabb);还可以是6(2AaBB、4AaBb)∶3(1aaBB、2aaBb)∶2(2Aabb)∶1(1aabb);还可以是8(2AaBB、4AaBb、2Aabb)∶4(1aaBB、2aaBb、1aabb)=2∶1。
12.(2025·四川成都三模)某种牛(XY型生物)的有角和无角是一对相对性状,A基因控制有角性状,a基因控制无角性状,A/a位于常染色体上。雄牛Aa表现为有角,雌牛Aa表现为无角。现有一群有角雄牛与无角雌牛随机交配,后代雄牛3/8无角,雌牛1/8有角。不考虑致死和突变,下列相关说法正确的是( )
[A]亲代雄牛的基因型为Aa或AA
[B]像有角与无角这种与性别相关联的现象属于伴性遗传
[C]F1中的杂合子所占比例为1/4
[D]F1随机交配,F2中有角牛的比例为3/8
【答案】 D
【解析】 由题可知,有角雌牛的基因型为AA,由于F1中雌牛中有角占1/8,而1/8=1/4×1/2,结合亲代雄牛全有角(A ),雌牛全无角,可推出亲代雄牛产生的雄配子为1/2A、1/2a,亲代雄牛基因型均为Aa;亲代雌牛产生的雌配子为1/4A、3/4a,亲代雌牛的基因型及比例为Aa∶aa=
1∶1;伴性遗传中相关基因位于性染色体上,控制有角与无角性状的基因位于常染色体上;有角雄牛(Aa)与无角雌牛(1Aa、1aa)随机交配,F1个体中AA∶Aa∶aa=1∶4∶3,A基因频率为3/8,a基因频率为5/8,得出F2中AA所占比例为9/64,Aa所占比例为30/64,aa所占比例为25/64,故F2中有角牛所占比例为9/64+30/64×1/2=3/8。
13.(2025·甘肃白银三模)梅花鹿(2n=66)的体细胞染色体中有两对中间着丝粒染色体,马鹿(2n=68)的体细胞染色体中有一对中间着丝粒染色体,它们的杂交后代不可育。不考虑突变,下列叙述错误的是( )
[A]梅花鹿和马鹿杂交,其后代的体细胞中最多有134条染色体
[B]梅花鹿和马鹿杂交,其后代正常体细胞中有3条中间着丝粒染色体
[C]梅花鹿和马鹿杂交产生后代,丰富了两个物种的种群基因库
[D]梅花鹿和马鹿杂交,后代不育主要是后代无同源染色体,减数分裂时不能联会
【答案】 C
【解析】 由梅花鹿和马鹿的染色体可知,梅花鹿和马鹿杂交,F1的正常体细胞中有67条染色体,处于有丝分裂后期和末期的细胞有134条染色体;梅花鹿和马鹿杂交,其后代正常体细胞中有3条中间着丝粒染色体,其中有2条来自梅花鹿,1条来自马鹿;梅花鹿和马鹿杂交产生的后代不可育,故梅花鹿和马鹿杂交产生后代不能丰富两个物种的种群基因库;梅花鹿和马鹿杂交产生的后代不育,主要原因是其后代无同源染色体,在减数分裂过程中不能联会。
14.(2025·广西贵港三模)研究人员用X射线处理野生型纯合果蝇种群,筛选得到了一个裂翅突变品系。为确定翅型基因的遗传规律,进行了以下的杂交实验。下列有关叙述错误的是( )
组别 亲本 F1
裂翅♀ 裂翅♂ 野生型♀ 野生型♂
实验 一 裂翅♀× 野生型♂ 102 99 102 109
实验 二 裂翅♂× 野生型♀ 86 82 86 92
实验三:将F1裂翅果蝇随机交配,得到后代中裂翅有201只,野生型有99只。
[A]裂翅突变性状是由常染色体上的显性基因控制的
[B]裂翅突变基因纯合会导致果蝇个体死亡
[C]本实验中所有亲本和子代中的裂翅果蝇是杂合子
[D]F1所有果蝇随机交配的后代中裂翅个体应占2/3
【答案】 D
【解析】 根据实验一和二的结果,正反交的后代中裂翅♀∶裂翅♂∶野生型♀∶野生型♂比例接近1∶1∶1∶1,可推测裂翅突变基因位于常染色体上。实验三中F1裂翅果蝇随机交配后,后代中裂翅与野生型的比例接近2∶1,可推测裂翅是显性性状;实验三中F1裂翅果蝇随机交配后,后代中裂翅与野生型的比例接近2∶1,因此裂翅突变基因纯合能导致果蝇死亡;由于裂翅突变基因是显性基因,其纯合会导致果蝇死亡,因此不论亲代还是子代,裂翅果蝇都是杂合子;F1果蝇中裂翅(Aa)与野生型(aa)的比例约为1∶1,则群体中A基因频率为1/4,a基因频率为3/4。它们自由交配后应得到AA∶Aa∶aa=1∶6∶9,但由于AA致死,因此后代的Aa∶aa=
6∶9=2∶3,因此裂翅个体在后代中的比例是2/5。
15.(2025·山东德州二模)果蝇的红眼与朱红眼、有眼与无眼分别由基因A/a、B/b控制,两对基因均不位于Y染色体上。现用一只无眼雄蝇和多只红眼雌蝇交配,F1为红眼雌∶红眼雄∶朱红眼雄=4∶3∶1;让F1红眼雌蝇和朱红眼雄蝇随机交配,得到的F2如下表。下列说法错误的是( )
F2 红眼 朱红眼 无眼
雌蝇 21/63 3/63 7/63
雄蝇 21/63 3/63 8/63
[A]基因A/a和B/b的遗传遵循自由组合定律
[B]两对相对性状中属于显性性状的分别是红眼和有眼
[C]亲本红眼雌蝇的基因型有BBXAXa和BBXAXA
[D]F2无眼雌蝇中纯合子所占的比例为1/7
【答案】 D
【解析】 亲代一只无眼雄蝇和多只红眼雌蝇交配,F1为红眼雌∶红眼雄∶朱红眼雄=4∶3∶1,F1全为有眼,所以B/b位于常染色体上,且有眼为显性性状,雌性全为红眼,雄性既有红眼又有朱红眼,说明A/a位于X染色体上,且红眼为显性性状;一只无眼雄蝇和多只红眼雌蝇交配,F1全为有眼,说明亲代是bb和BB,子代中雌性全为红眼,说明亲代雄性果蝇基因型是XAY,子代雄性出现朱红眼,且红眼∶朱红眼=3∶1,说明亲代雌性果蝇基因型中有XAXa,但也含有XAXA,二者比例为1∶1,所以亲代基因型是bbXAY和BBXAXa、BBXAXA;根据亲本基因型,F1中朱红眼雄性果蝇基因型是BbXaY,雌性红眼果蝇基因型有3/4BbXAXA和1/4BbXAXa,F1红眼雌蝇与朱红眼雄蝇随机交配,两对基因分开计算,子代中BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,雄性产生的配子Xa∶Y=1∶1,雌性产生的配子XA∶Xa=7∶1,雌配子随机结合,后代基因型为XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY=7∶1∶7∶1,将B/b和A/a自由组合用棋盘法表示:
项目 7XAXa 1XaXa 7XAY 1XaY
1BB 21红眼 雌性 3朱红眼 雌性 21红眼 雄性 3朱红眼 雄性
2Bb
1bb 8无眼雌性 8无眼雄性
根据表格可以判断,bbXaXa的无眼雌性果蝇死亡,所以F2无眼雌蝇中没有纯合子。
二、非选择题
16.(13分)(2025·云南红河二模)色盲有多种类型。其中控制红色觉的基因A突变可能导致红色盲的产生;控制绿色觉的基因B突变可能导致绿色盲的产生;控制蓝色觉的基因d突变可能导致蓝色盲的产生。红、绿色盲均为伴X染色体隐性遗传,蓝色盲为常染色体显性遗传。回答下列问题。
(1)当色觉基因突变后,相应视蛋白的氨基酸序列和功能发生改变从而影响色觉,这体现了基因表达产物与性状的关系是 。
(2)若一绿色盲男性与一红色盲女性婚配(不考虑染色体互换、突变等因素),子代的红绿色觉表型及比例可能为 或 。
(3)A、d基因的遗传 (1分)(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,理由是
。
(4)X染色体上有一个红色觉基因和一个或多个绿色觉基因,只有完整的红色觉基因和距离红色觉基因最近的绿色觉基因才能在视网膜中表达,如图中的甲、乙。若减数分裂时两条X染色体发生不等交换导致产生嵌合基因,就会形成图中丙、丁所示的异常X染色体。现有一对色觉正常的夫妇(基因型均为纯合子),生了一个患色盲的儿子。不考虑体细胞中X染色体的失活,则这对夫妇中丈夫的X染色体可为图中的 ;色盲儿子的X染色体可为图中的 。
【答案】 (1)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
(2)红绿色觉正常女性∶红色盲男性=1∶1 红绿色觉正常女性∶绿色盲女性∶红色盲男性∶红绿色盲男性=1∶1∶1∶1
(3)遵循 A基因位于X染色体上,d基因位于常染色体上,即A、d基因位于非同源染色体上
(4)甲或乙 丙或丁
【解析】 (1)基因通过转录和翻译过程表达出蛋白质,当色觉基因突变后,相应视蛋白(基因表达产物)的氨基酸序列和功能发生改变从而影响色觉(性状),这体现了基因表达产物与性状的关系是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(2)已知红、绿色盲均为伴X染色体隐性遗传,绿色盲男性的基因型为XAbY,红色盲女性的基因型可能为XaBXaB或XaBXab。当女性基因型为XaBXaB时,二者婚配,子代基因型为XAbXaB、XaBY,红绿色觉表型及比例为红绿色觉正常女性∶红色盲男性=1∶1;当女性基因型为XaBXab时,二者婚配,子代基因型为XAbXaB∶XAbXab∶XaBY∶XabY=1∶1∶1∶1,表型及比例为红绿色觉正常女性∶绿色盲女性∶红色盲男性∶红绿色盲男性=1∶1∶1∶1。
(3)因为A基因位于X染色体上,d基因位于常染色体上,它们位于非同源染色体上,故A、d基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
(4)已知一对色觉正常的夫妇(基因型均为纯合子),生了一个患色盲的儿子。因为父亲只含一条X染色体,且色觉正常,结合图中信息,正常情况下完整的红色觉基因和距离红色觉基因最近的绿色觉基因才能在视网膜中表达,所以丈夫的X染色体可为图中的甲或乙;儿子患色盲,根据图中丙、丁所示的异常X染色体形成的原因(减数分裂时两条X染色体发生不等交换导致产生嵌合基因),色盲儿子的X染色体可为图中的丙或丁。
17.(12分)(2025·四川内江三模)为精细定位水稻4号染色体上的抗虫基因,用纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代多次自交,得到一系列抗虫或易感水稻单株。对亲本及后代单株
4号染色体上的多个不连续位点进行测序,部分结果按碱基位点顺序排列如下表。回答下列
问题。
位点1 位点2 位点3 位点4 位点5 位点6
测 序 结 果 A/A A/A A/A A/A A/A A/A 纯合抗虫 水稻亲本
G/G G/G G/G G/G G/G G/G 纯合易感 水稻亲本
G/G G/G A/A A/A A/A A/A 抗虫水稻1
A/G A/G A/G A/G A/G G/G 抗虫水稻2
A/G G/G G/G G/G G/G A/A 易感水稻1
示例:A/G表示同源染色体相同位点,一个DNA上为A—T碱基对,另一个DNA上为G—C碱基对。
(1)据表推测可知,水稻同源染色体的 (1分)之间发生了随机互换,该过程发生在减数分裂过程中的 (1分)时期。
(2)水稻4号染色体上的抗虫基因与其DNA的关系可描述为 。
(3)纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代自交一次,可得到 种基因型的水稻植株,原因是 。
(4)据表推测,易感水稻1的4号染色体的位点1—2之间和 之间发生过交换,抗虫基因可能位于位点 之间。
【答案】 (1)非姐妹染色单体 联会
(2)抗虫基因是有遗传效应的DNA片段
(3)3 子一代能产生2种比例相等的配子,雌雄配子随机结合,后代有3种基因型
(4)5—6 2—6
【解析】 (1)由于亲本均为纯合子,其中抗虫水稻的两条4号染色体上的DNA各个位点均为A—T碱基对,易感水稻两条4号染色体上各个位点均为C—G碱基对,二者杂交的子一代中,1条 4号染色体上的DNA各个位点均为A—T碱基对,另一条4号染色体上的DNA各个位点均为C—G碱基对,若无同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换,杂合抗虫水稻应该与子一代一致,根据表格信息可知,出现抗虫水稻1、2和易感水稻1的原因是同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生互换,该过程发生在减数分裂Ⅰ前期,即联会时期。
(2)抗虫基因是有遗传效应的DNA片段,位于 4号染色体上。
(3)纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代属于杂合子,杂合子可以产生2种比例相等的配子,自交一次,雌雄配子随机组合,可以得到3种基因型的后代。
(4)易感水稻1的4号染色体的位点2—5与纯合易感水稻亲本相同,都是G/G,没有发生交换,位点1及位点6与纯合易感水稻亲本不相同,说明位点1—2,5—6之间均发生过交换。由题表分析可知,抗虫水稻1和2的相同点为在位点3、4、5中都至少有一条DNA有A—T碱基对,所以抗虫基因可能位于2—6之间。
18.(12分)(2025·山东菏泽二模)阿尔茨海默病(AD)是神经元受损疾病,T蛋白沉积是其病理学表现之一。T蛋白会导致果蝇相关神经元受损,复眼结构异常,因而果蝇可作为模型生物用于该病研究。研究者将外源基因导入野生型果蝇先获得甲、乙、丙3个纯合品系,进而再构建出AD果蝇。不考虑X和Y染色体同源区段、突变和同源染色体互换等情况。请回答下列问题。
品系 插入的基因 基因功能
甲 G基因 激活T基因表达
乙 T基因 T基因在视网膜光感受神经元内表达,复眼结构异常
丙 P基因/ F基因 P基因表达出P蛋白,F基因表达可使果蝇出现绿翅
注:T基因不能独立表达;P、F基因被插入同一条常染色体不同位置上。
(1)为确定G基因、T基因在染色体上的位置并得到AD果蝇,研究者进行了如图实验。由实验可知:G基因、T基因分别插入到 (1分)染色体上。可以通过 (1分)(填“实验Ⅰ”或“实验Ⅱ”)中F1个体相互对照证明G基因具有激活T基因表达的作用。
(2)研究发现,T基因表达产物积累形成的AD患者常伴有P基因突变。有人提出“P基因的表达产物对神经元具有保护作用”的假说。为培育出纯合的AD果蝇并验证上述假说,进行如下实验:
①选择上述实验 (1分)的F1相互交配,子代可同时出现纯合的雌雄AD果蝇。子代中纯合AD果蝇占比为 。
②将选育出的纯合雄性AD果蝇与品系丙雌性蝇杂交得到F1,观察F1 (1分)性个体的表型,若为 ,则可验证假说。
(3)选择②中的F1相互交配得到F2。已知T基因与F基因位于非同源染色体上,观察并统计F2表型复眼结构正常个体中,绿翅雌果蝇所占比例为 ;F2复眼结构异常的果蝇中基因型种类有 种。
【答案】 (1)X、常 实验Ⅱ
(2)①Ⅰ 1/8 ②雌 复眼结构正常
(3)12/29 4
【解析】 (1)假设染色体上没有基因G、T的相应位置用基因g、t表示,根据正反交结果不同可知,G基因或T基因存在于X染色体上,假设G基因在X染色体上,T基因在常染色体上,甲作为母本,乙作为父本时,甲母本的基因型为ttXGXG,乙父本的基因型为TTXgY,杂交获得的子一代基因型为TtXGXg、TtXGY,雌雄果蝇均同时含有G基因和T基因,因此均出现复眼结构异常;甲作为父本,乙作为母本时,甲父本基因型为ttXGY,乙母本基因型为TTXgXg,子一代基因型为TtXGXg,TtXgY,雌性复眼结构均异常,雄性复眼结构均正常。假设T基因在X染色体上,G基因在常染色体上,甲作为母本,乙作为父本时,甲母本的基因型为GGXtXt,乙父本的基因型为ggXTY,杂交获得的子一代基因型为GgXTXt、GgXtY,雌性复眼结构均异常,雄性复眼结构均正常;甲作为父本,乙作为母本时,甲父本基因型为GGXtY,乙母本基因型为ggXTXT,子一代基因型为GgXTXt,GgXTY,雌雄果蝇均同时含有G基因和T基因,均出现复眼结构异常。综合分析,G基因、T基因分别插入到X染色体、常染色体上。实验Ⅱ子一代基因型为TtXGXg,TtXgY,雌性同时含有G、T基因,复眼结构异常,雄性只有T基因,没有G基因,复眼结构正常,因此可通过实验Ⅱ中F1个体相互对照证明G基因具有激活T基因表达的作用。
(2)①题中实验Ⅰ的子一代基因型为TtXGXg、TtXGY,F1相互交配,子二代可出现TTXGXG和TTXGY纯合的AD果蝇,实验Ⅱ无法通过F1相互交配获得纯合的AD雌果蝇。子代中纯合AD果蝇占比为1/4×1/2=1/8。
②假设染色体上没有基因P、F的相应位置,用基因p、f表示,由题可知,选育出的纯合雄性AD果蝇基因型为ppffTTXGY,品系丙雌性蝇基因型为PPFFttXgXg,杂交得到F1的基因型为PpFfTtXGXg和PpFfTtXgY,研究表明T基因表达产物积累形成的AD患者常伴有P基因突变,有人提出假说:P基因的表达产物对神经元具有保护作用。F1雌性个体同时具有P、T和G基因,T和G基因存在时本身复眼结构异常,但P基因表达产物对神经元具有保护作用,因此雌性个体复眼结构会正常。
(3)②中的F1基因型为PpFfTtXGXg和PpFfTtXgY,由于P、F基因连锁,仅考虑P、F基因时,子代基因型种类及比例为PPFF∶PpFf∶ppff=1∶2∶1,仅考虑T基因时,子代基因型种类及比例为T ∶tt=3∶1,仅考虑G基因时,子代基因型种类及比例为XGXg∶XgXg∶XGY∶XgY=
1∶1∶1∶1,有P基因存在时复眼结构均正常;P基因不存在,且同时存在T、G基因时,复眼结构异常,其余情况复眼结构均正常,复眼结构正常的概率为3/4+1/4(1-3/4×1/2)=29/32。同时含有P、F基因才能表现为绿翅,绿翅雌果蝇所占比例为3/8,因此表型复眼结构正常个体中绿翅雌果蝇所占比例为(3/8)÷(29/32)=12/29。p基因存在,且同时存在T、G基因时,复眼结构异常,即ppffT XGY、ppffT XGXg的基因型为复眼结构异常,共有2+2=4种基因型。 (共27张PPT)
长句应答(三)“假说—演绎法”解答变异类型的确定
[考题例证]
(2023·浙江1月选考节选)某昆虫的性别决定方式为XY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 P F1 F2
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=
3∶1
丙 卷翅突变体、卷翅突变体 卷翅红眼∶
直翅红眼=
2∶1 卷翅红眼∶
直翅红眼=
1∶1
丁 卷翅突变体、野生型 卷翅红眼∶
直翅红眼=
1∶1 卷翅红眼∶
直翅红眼=
2∶3
注:表中F1为1对亲本的杂交后代,F2为F1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X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F2表型及其比例为
, 则可判定紫红眼基因位于常染色体上。
隐性
乙
性别
直翅红眼雌∶直翅紫红眼雌∶直翅红眼雄∶直翅紫红眼雄=3∶1∶3∶1
【解析】 (1)根据表中乙组杂交数据,F1红眼个体相互交配,F2中出现紫红眼,可确定紫红眼属于隐性突变。若要确定紫红眼基因是位于常染色体上还是位于X染色体上,需要对乙杂交组合各代昆虫的性别进行鉴定,若F2雌雄个体中表型之比均为3∶1,即直翅红眼雌∶直翅紫红眼雌∶直翅红眼雄∶直翅紫红眼雄=3∶1∶3∶1,则可判定控制紫红眼的基因位于常染色体上。
(2)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,已知灰体对黑体完全显性,灰体(黑体)和红眼(紫红眼)分别由常染色体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;实验的具体操作不要求)
①实验思路:
第一步:选择 进行杂交获得F1,
。
第二步:观察记录表型及个数,并做统计分析。
黑体突变体和紫红眼突变体
F1随机交配得F2
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。
灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=
灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1
9∶3∶3∶1
【解析】 (2)假设控制眼色的基因为B、b,控制体色的基因为D、d,题中已知雄性个体的同源染色体不会发生交叉互换,也就是说雌性个体可能会发生交叉互换。若遵循自由组合定律,则DdBb随机交配得到的后代表型及比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1;若不遵循自由组合定律,即2对基因位于一对同源染色体上,雄性DdBb产生的配子为Db和dB,雌性个体若未发生交叉互换,产生的配子也为Db和dB,雌性个体若发生交叉互换,产生的配子为Db、dB、DB、db,无论雌性个体是否发生交叉互换结果都为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1。
[解题策略]
1.解法指导
“假说—演绎”策略的解题思路为当没有坐标图和规律作为依据时,需先结合题干找出待解决的问题,再列举出各种合理假说,接着通过演绎推理得出预期结果,最后将检验结果是否符合题目要求作为作答依据,主要用于回答遗传变异的实验探究题目。
2.解题模板
针对需要解决的问题→作出假设→根据假设对杂交组合进行演绎推理→得出结论(或设计出杂交实验)。
3.模板应用
题序 (1) (2)
提出
问题 紫红眼基因位于常染色体还是X染色体上 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
作出
假设 位于常染色体 遵循自由组合定律
位于X染色体 不遵循自由
组合定律
演绎
推理 若位于常染色体→F2表型及其比例为直翅红眼雌性∶直翅紫红眼雌性∶直翅红眼雄性∶直翅紫红眼雄性=3∶1∶3∶1 实验方案:选用能区分开两种不同假设的方案。
黑体突变体和紫红眼突变体杂交得F1,F1随机交配得F2,统计F2表型及其比例
若位于X染色体→F2表型及其比例为直翅红眼雌性∶直翅红眼雄性∶直翅紫红眼雄性=2∶1∶1
得出
结论 题目已假定在常染色体上 F2表型及其比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=
9∶3∶3∶1→遵循自由组合定律
F2表型及其比例为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1→不遵循自由组合定律
[技法应用]
1.(2025·广东汕头模拟)鹦鹉(ZW型性别决定)的毛色有白色、蓝色、黄色和绿色,由A/a和B/b两对等位基因共同决定,其中有一对等位基因只位于Z染色体上,相关作用机理如图所示。研究人员用纯合蓝色鹦鹉和纯合黄色鹦鹉进行了如下两个杂交实验。回答下列问题。
(1)鹦鹉毛色的遗传遵循基因的 定律。该实例体现了基因表达产物和性状的关系是
。
【解析】 (1)据题意分析可知,鹦鹉毛色的遗传遵循基因的分离和自由组合定律。鹦鹉毛色体现了基因表达产物和性状的关系是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
分离和自由组合
基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(2)鹦鹉的次级精母细胞中有 条Z染色体。杂交实验一中,F1雌性鹦鹉的基因型是 ,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为
(不考虑性别)。
【解析】 (2)鹦鹉的次级精母细胞中有1(减数分裂Ⅱ前、中期)或2(减数分裂Ⅱ后、末期)条Z染色体。杂交实验一中,F1雌性鹦鹉的基因型是BbZaW,F1雄性鹦鹉的基因型是BbZAZa。F1雌雄鹦鹉随机交配,得到F2的表型及比例为绿色(B ZA )∶黄色(B Za )∶蓝色(bbZA )∶白色(bbZa )=
3∶3∶1∶1。
1或2
BbZaW
绿色鹦鹉∶黄色鹦鹉∶蓝色鹦鹉∶白色鹦鹉=3∶3∶1∶1
(3)杂交实验二中,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2中绿色雄性鹦鹉的基因型共有
种。欲判断F2中某只绿色雄性鹦鹉的基因型,可让其与多只
(填表型)杂交,若后代只出现绿色和黄色鹦鹉,则可判断其基因型为 。
【解析】 (3)杂交实验二中,F1雌雄鹦鹉的基因型分别是BbZAW和BbZAZa,其随机交配得到的F2中,绿色雄性鹦鹉(B ZAZ-)的基因型共有4种。欲判断F2中某只绿色雄性鹦鹉的基因型,可让其与多只白色雌性鹦鹉(bbZaW)杂交,若后代只出现绿色和黄色鹦鹉,则可判断其基因型为BBZAZa。
4
白色(雌性)鹦鹉
BBZAZa
(4)控制鹦鹉羽毛有条纹(D)和无条纹(d)的基因位于另一对常染色体上。两只纯合鹦鹉杂交,F1全部表现为黄色条纹,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为黄色条纹∶黄色无纹∶白色条纹∶白色无纹=7∶1∶3∶1。推测F2出现该表型比可能是由于基因型为 的雄配子不育导致的。若要验证上述推测,可进行的杂交实验是 ,
预测该杂交实验的结果为 。
Bd
让F1中雄性鹦鹉测交(或与隐性纯合子杂交)
子代中没有黄色无纹鹦鹉出现
【解析】 (4)两只纯合鹦鹉杂交,F1全部表现为黄色条纹,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为黄色条纹∶黄色无纹∶白色条纹∶白色无纹=
7∶1∶3∶1,符合9∶3∶3∶1的变式,所以F1的基因型是BbDd,推测F2出现该表型比可能是由于基因型为Bd的雄配子不育导致的。若要验证上述推测,可让F1中雄性鹦鹉测交,若子代中无黄色无纹鹦鹉出现,则说明该推测正确。
2.(2025·山东淄博模拟)果蝇的体色由多对基因控制,野生型果蝇为灰体。现有黄体、黑体和黑檀体三种体色的果蝇单基因突变体(只有一对基因与野生型果蝇不同,不考虑互换和其他突变)。为探究果蝇体色基因的位置及显隐性关系,进行了下列实验。
项目 亲本 F1的表型
实验一 黄体(雌)×野生型(雄) 雌性均为灰体,雄性均为黄体
实验二 黑体(雌)×黑檀体(雄) 均为灰体
实验三 黄体(雌)×黑檀体(雄) 雌性均为灰体,雄性均为黄体
(1)黄体的遗传方式为 。 通过分析三组杂交实验结果可知,相对于灰体,三种突变性状中表现为隐性性状的有 。野生型果蝇产生三种体色的单基因突变体体现了基因突变的 (填“不定向性”或“随机性”)。
伴X染色体隐性遗传
黄体、黑檀体、黑体
随机性
【解析】 (1)实验一的结果表现为性状表现与性别有关,因而可推测该性状遗传表现为伴性遗传的特征,且灰体对黄体为显性,相关基因位于X染色体上。实验二中F1果蝇均为灰体果蝇,据此可推测控制黑体和黑檀体两种性状的基因为非等位基因,且均为隐性,据此可知三种突变性状表现为隐性性状的为黄体、黑檀体、黑体。题中显示黄体、黑体和黑檀体三种体色的果蝇均为单基因突变体,且为不同的基因发生突变的结果,因而显示这些性状的出现是基因突变的结果,说明了基因突变具有随机性。
(2)根据实验三不能确定黑檀体基因的位置,理由是
。
若黑檀体基因位于X染色体上,将实验三中的F1果蝇相互交配,则F2的表型及比例是 。
无论黑檀体基因
是否位于常染色体上,得到F1的表型均相同
灰体雌蝇∶黄体雌蝇∶黄体雄蝇∶黑檀体雄蝇=1∶1∶1∶1
【解析】 (2)根据实验三不能确定黑檀体基因的位置,因为无论黑檀体基因是否位于常染色体上,得到F1的表型均相同,即亲本的基因型为AAXbXb或XAbXAb(黄体)、aaXBY或XaBY(黑檀体)(相关基因用A/a、B/b表示)。若控制黑檀体的基因位于X染色体上,则亲本的基因型为XAbXAb(黄体)、XaBY(黑檀体),F1的基因型为XAbXaB、XAbY,二者相互交配产生F2的基因型为XAbXAb、XAbXaB、XAbY、XaBY,即F2的灰体雌蝇∶黄体雌蝇∶黄体雄蝇∶黑檀体雄蝇=1∶1∶1∶1。
(3)已知基因T、t位于果蝇的常染色体上。当t纯合时对雄果蝇无影响,但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇。让一只TT纯合灰体雌果蝇与一只tt黄体雄果蝇杂交,所得F1雌雄果蝇随机交配,F2的表型及比例为
。从上述亲本和F1中选取材料,设计实验进一步验证t纯合时会使雌果蝇性反转成雄果蝇。请写出实验思路并预期实验结果:
。
灰体雌∶
实验思路:让F1中灰体雌果蝇与亲本黄体雄果蝇交配,观察统计子代的性别比例。预期结果:子代雌雄果蝇个体数量比例为1∶3
灰体雄∶黄体雄=3∶3∶2
【解析】 (3)已知基因T、t位于果蝇的常染色体上。当t纯合时对雄果蝇无影响,但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇,让一只TT纯合灰体雌果蝇与一只tt黄体雄果蝇杂交,亲本的基因型可表示为TTXBXB、ttXbY,所得F1雌雄果蝇的基因型为TtXBXb、TtXBY,F1随机交配,F2的基因型和表型为6T XBX-(灰体雌)、3T XBY(灰体雄)、3T XbY(黄体雄)、2ttXBX-(灰体雄)、1ttXbY(黄体雄)、1ttXBY(灰体雄),可见灰体雌∶灰体雄∶黄体雄=
3∶3∶2。为了验证t纯合时会使雌果蝇性反转成雄果蝇。可让F1中灰体雌果蝇(TtXBXb)与亲本黄体雄果蝇(ttXbY)交配,获得足够多的后代,观察统计子代的性别比例。则后代的基因型和表型为1TtXBXb(灰体雌)、1TtXbXb(黄体雌)、1TtXBY(灰体雄)、1TtXbY(黄体雄)、1ttXBXb(灰体雄)、1ttXbXb(黄体雄)、1ttXBY(灰体雄)、1ttXbY(黄体雄),可见,子代雌雄果蝇个体数量比例为1∶3,则可证明上述结论。