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主题微课(一) 遗传的基本规律
主题微课(二) 伴性遗传与人类遗传病
主题微课(三) 基因定位
01
02
03
01
主题微课(一) 遗传的基本规律
深化点(一) 多维度辨析自交和自由交配类问题
1.不同条件下连续自交和自由交配的分析
(1)通过关键词确定交配类型
(2)确定杂交组合
(3)连续自交和自由交配的异同
在没有任何干预的条件下,自交和自由交配都不改变基因频率,但连续自交能降低杂合子(Aa)的基因型频率,自由交配不改变各基因型的频率。
2.自交和自由交配的概率计算
(1)自交的概率计算
杂合子(Aa)连续自交n代,杂合子比例为(1/2)n,纯合子比例为1-(1/2)n,
显性纯合子比例=隐性纯合子比例=[1-(1/2)n]×1/2。
(2)自由交配的概率计算——配子法
如某种生物的基因型AA占1/3,Aa占2/3,个体间可以自由交配,求后代中基因型和表型的概率
子代基因型及概率为4/9AA、4/9Aa、1/9aa,子代表型及概率为8/9显性(A_)、1/9隐性(aa)。
[例1] (2024·安阳模拟)某植物种群中只有Aa、aa两种基因型的个体。若让Aa自交,所得后代(甲)表型之比为2∶1;若让Aa与aa测交,所得后代(乙)表型之比为1∶1。若让甲与乙随机交配,则下列叙述错误的是 ( )
A.甲所产生的配子种类及比例为A∶a=1∶2
B.乙所产生的配子种类及比例为A∶a=1∶3
C.甲与乙随机交配的后代中aa占6/11
D.甲与乙随机交配的后代中Aa占5/12
√
[解析] 根据题干信息分析可知,甲的基因型及其比例为Aa∶aa
=2∶1,因此甲所产生的配子种类及比例为A∶a=1∶2;乙的基因型及其比例为Aa∶aa=1∶1,则乙所产生的配子种类及比例为A∶a=1∶3,A、B正确。甲与乙随机交配的后代中aa占2/3×3/4÷(1-1/3×1/4)=6/11,Aa占1-6/11=5/11,C正确,D错误。
深化点(二) 遗传规律常规题型的解题思路
1.“逆向组合法”推断亲本基因型
(两对基因位于两对同源染色体上)
(1)解题思路:将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析,再运用乘法定理进行逆向组合。
(2)几种常见分离比分析
注:9∶3∶3∶1有许多变式,如9∶7、9∶6∶1、13∶3、15∶1,也适合此分析。
2.利用分离比的和确定亲本基因型
具有两对相对性状的亲本杂交,若子代性状分离比的和为16,则亲本应该是双杂合子自交,即AaBb×AaBb;若子代性状分离比的和为8(如5∶3),则是双杂合子和单杂合子杂交,如AaBb×aaBb或AaBb
×Aabb。
[例2] (2024·甘肃高考)自然群体中太阳鹦鹉的眼色为棕色,现于饲养群体中获得了甲和乙两个红眼纯系。为了确定眼色变异的遗传方式,某课题组选取甲和乙品系的太阳鹦鹉做正反交实验,F1雌雄个体间相互交配,F2的表型及比例如下表。回答下列问题(要求基因符号依次使用A/a,B/b)。
表型 棕眼雄 红眼雄 棕眼雌 红眼雌
正交 6/16 2/16 3/16 5/16
反交 3/16 5/16 3/16 5/16
(1)太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制,判断的依据为_________
_________________________________________________;其中一对基因位于Z染色体上,判断依据为__________________________________
___________________________________________________。
[解析] 据表格信息可知,在正交实验中F2的表型及比例为6∶2∶
3∶5,在反交实验中,F2的表型及比例为3∶5∶3∶5,均是9∶3∶3∶1的变式,故可判断太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制;由于正反交实验中,F2的表型比例不同,且正交实验的F2中,雌、雄个体的表型比例也不同,说明其中一对基因位于Z染色体上。
F2的表型
比例(6∶2∶3∶5或3∶5∶3∶5)是9∶3∶3∶1的变式
正反交实验中,F2的表型比例不同,且正
交实验的F2中,雌、雄个体的表型比例也不同(合理即可)
(2)正交的父本基因型为________,F1基因型及表型为___________
_______________________。
[解析] 依据正交结果,F2中棕眼∶红眼=9∶7,说明棕眼性状为双显性个体,红眼为单显性或双隐性个体;鹦鹉的性别决定方式为ZW型,在雄性个体中,棕眼占6/8=3/4×1,在雌性个体中,棕眼占3/8=3/4×1/2,故可推知,F1的基因型为AaZBZb、AaZBW,表型均为棕眼;由于亲本均为红眼纯系,则其基因型为aaZBZB(父本)、AAZbW(母本)。
aaZBZB
AaZBW;表型均为棕眼
AaZBZb、
(3)反交的母本基因型为__________,F1基因型及表型为_________
_____________________________。
[解析] 依据反交结果,结合第(2)问分析可知,亲本的基因型为AAZbZb(父本)、aaZBW(母本),则F1的基因型为AaZBZb、AaZbW,对应的表型依次为棕眼、红眼。
aaZBW
AaZbW;表型分别为棕眼、红眼
AaZBZb、
(4)下图为太阳鹦鹉眼色素合成的可能途径,写出控制酶合成的基因和色素的颜色: ____________________________________________
_________。
①为基因A(或B);②为基因B(或A);③为红色;
④为棕色
[解析] 结合以上分析可知,棕眼性状为双显性个体,红眼为单显性或双隐性个体,故可知基因①为A(或B),控制酶1的合成,促进红色前体物合成红色中间物,基因②为B(或A),控制酶2的合成,促进红色中间物合成棕色产物。
深化点(三) “致死效应”或“配子不育”遗传问题分析
1.合子纯合致死
(1)显性纯合致死
①一对等位基因的显性纯合致死,杂合子自交后代性状分离比为2∶1。
②两对等位基因的遗传
AA和BB同时存在时致死,则AaBb×AaBb→8(2AABb+2AaBB+4AaBb)∶3A_bb∶3aaB_∶1aabb。
AA和BB都致死,则AaBb×AaBb→4AaBb∶2Aabb∶2aaBb∶1aabb。
AA或BB致死,则AaBb×AaBb→6AaB_∶2Aabb∶3aaB_∶1aabb或6A_Bb∶3A_bb∶2aaBb∶1aabb。
(2)隐性纯合致死
①一对等位基因的隐性纯合致死,杂合子自交后代性状全为显性性状。
②两对等位基因遗传,设亲本基因型为AaBb,符合自由组合定律,则:
类型 自交后代比例 原因分析
aa或bb致死 3∶1 a基因(或b基因)纯合致死,9A_B_∶3A_bb
(或9A_B_∶3aaB_)
aa和bb同时 存在时致死 9∶3∶3 aabb纯合致死,9A_B_∶3A_bb∶3aaB_
aa和bb 都致死 全显性 A_bb、aaB_、aabb都致死,9A_B_存活
2.配子致死或配子不育
(1)一对等位基因的遗传
①若是显性花粉致死:Aa×Aa→1Aa∶1aa。
②若是隐性花粉致死:Aa×Aa→全为显性;
XAXa×XaY→1XAY∶1XaY。
(2)两对等位基因的遗传
设亲本基因型为AaBb,符合自由组合定律,在确定配子致死情况下
①若AB♂(或♀)配子致死,则AaBb自交后代表型比例为5∶3∶3∶1。
②若Ab或aB ♂(或♀)配子致死,则AaBb自交后代表型比例为7∶3∶1∶1。
③若ab ♂(或♀)配子致死,则AaBb自交后代表型比例为8∶2∶2。
[例3] (2023·全国乙卷)某种植物的宽叶/窄叶由等位基因A/a控制,A基因控制宽叶性状;高茎/矮茎由等位基因B/b控制,B基因控制高茎性状。这2对等位基因独立遗传。为研究该种植物的基因致死情况,某研究小组进行了两个实验,实验①:宽叶矮茎植株自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎=2∶1;实验②:窄叶高茎植株自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎=2∶1。下列分析及推理中错误的是 ( )
A.从实验①可判断A基因纯合致死,从实验②可判断B基因纯合致死
B.实验①中亲本的基因型为Aabb,子代中宽叶矮茎的基因型也为Aabb
C.若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为AaBb
D.将宽叶高茎植株进行自交,所获得子代植株中纯合子所占比例为1/4
√
[解析] 实验①宽叶矮茎植株(A_bb)自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎=2∶1,可推知亲本宽叶矮茎植株的基因型为Aabb,子代中宽叶矮茎植株的基因型也为Aabb,A基因纯合致死;实验②窄叶高茎植株(aaB_)自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎=2∶1,可推知亲本窄叶高茎植株的基因型为aaBb,子代中窄叶高茎植株的基因型也为aaBb,B基因纯合致死,A、B正确。由以上分析可知,A基因纯合致死,B基因纯合致死,若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为AaBb,C正确。将宽叶高茎植株(AaBb)进行自交,子代植株的基因型为4/9AaBb、2/9Aabb、2/9aaBb、1/9aabb,其中纯合子所占的比例为1/9,D错误。
考法(一) 遗传规律的常规题型
1.(2024·怀化三模)栽培小豆的种皮多为红色,此外还有白色、绿色、褐色等各种类型。种皮的颜色受到R/r、G/g、B/b等多对独立遗传的等位基因控制,其代谢途径如图所示。已知隐性基因均不能编码酶调控代谢过程,下列分析正确的是( )
微 课 测 评 作 业
A.纯合红豆植株与纯合绿豆植株杂交,F1所结种子全为白豆或绿豆
B.纯合红豆植株与纯合白豆植株杂交,F1所结种子为红豆、绿豆或褐豆
C.纯合白豆植株与纯合绿豆植株杂交,F1所结种子全为绿豆或红豆
D.等位基因均杂合的褐豆植株自交,F1所结种子不能出现四种颜色
√
解析:纯合红豆植株(RRggBB或者RRggbb)与纯合绿豆植株(RRGGbb)杂交,F1基因型为RRGgBb或者RRGgbb,所结种子全为褐豆或者绿豆,A错误;纯合红豆植株(RRggBB或者RRggbb)与纯合白豆植株(rrGGBB、rrGGbb、rrggBB、rrggbb)杂交,F1基因型为RrGgBB、RrGgBb、RrggBB、RrggBb、RrGgbb、Rrggbb,F1所结种子为红豆、绿豆或褐豆,B正确;
纯合白豆植株(rrGGBB、rrGGbb、rrggBB、rrggbb)与纯合绿豆植株(RRGGbb)杂交,F1基因型及所结种子表型为RrGGBb(褐色)、RrGGbb (绿色)、RrGgBb (褐色)、RrGgbb (绿色),即F1所结种子全为绿豆或褐豆,C错误;等位基因均杂合的植株自交,即RrGgBb自交,F1所结种子可能出现四种颜色,D错误。
2.(2024·汕头二模)某观赏性植物花色受3对独立遗传的等位基因A/a、B/b、D/d控制,其中基因B控制黄色素合成,基因b无色素合成功能,基因D可将黄色素转变为红色素。A/a不直接控制色素合成,但基因A可抑制基因B的表达。现利用3个纯合品系红色植株甲、白色植株乙、白色植株丙进行杂交实验,结果如表所示。下列推断错误的是 ( )
杂交组合 F1表型 F2表型及比例
实验一:甲×乙 白花 白花∶红花=13∶3
实验二:甲×丙 白花 白花∶红花∶黄花=12∶3∶1
A.植株甲、丙的基因型分别为aaBBDD、AABBdd
B.实验一中F2白花自交后代不发生性状分离的占3/13
C.实验二中F2红花随机交配后代中黄花占1/9
D.白色植株乙、丙杂交后代全部表现为白花
√
解析:由题意可知,黄花的基因型为aaB_dd,红花的基因型为aaB_D_,白花的基因型为A_ _ _ _ _、aabb_ _。纯合红色植株甲的基因型为aaBBDD,实验一中F2表型及比例为白花∶红花=13∶3,由于后代无黄花的基因型,故推测乙的基因型为AAbbDD;实验二中F2表型及比例为白花∶红花∶黄花=12∶3∶1,推测丙的基因型为AABBdd,A正确;实验一亲本的基因型为aaBBDD×AAbbDD,F1的基因型为AaBbDD,F2的白花植株的基因型为4/13AaBbDD、2/13AaBBDD、2/13AABbDD、1/13AABBDD、1/13aabbDD、2/13AabbDD、1/13AAbbDD,自交后代不发生性状分离的有AABbDD、AABBDD、aabbDD、AabbDD、AAbbDD,共占7/13,B错误;
实验二亲本的基因型为aaBBDD×AABBdd,F1的基因型为AaBBDd,F2红花的基因型为1/3aaBBDD、2/3aaBBDd,产生配子的种类及比例为aBd∶aBD=1∶2,F2红花随机交配后代中黄花(aaB_dd)占1/3×1/3=
1/9,C正确;白色植株乙(AAbbDD)、丙(AABBdd)杂交,子代的基因型为AABbDd,全部表现为白花,D正确。
考法(二) 致死、配子不育等特殊遗传现象
3.(2024·南平一模)某基因型为Aa的自花传粉植物,其花色红花(A)对白花(a)显性。下列叙述正确的是( )
A.若子代中红花∶粉花∶白花=1∶2∶1,说明花色的遗传不符合基因的分离定律
B.若亲代产生配子时,含a基因的花粉有一半致死,则子代性状分离比为5∶1
C.若子代中基因型与表型比例均为1∶1,说明基因型为Aa的个体致死
D.若子代基因型为aa的个体有一半致死,则子代的性状分离比为7∶1
√
解析:若子代中红花∶粉花∶白花=1∶2∶1,说明红花的基因型为AA,粉花的基因型为Aa,白花的基因型为aa,花色的遗传符合基因的分离定律,A错误;若亲代产生配子时,含a基因的花粉有一半致死,那么产生雄配子的种类及比例为A∶a=2∶1,产生雌配子的种类及比例为A∶a=1∶1,子代白花(aa)的比例为1/3×1/2=1/6,子代红花(A_)的比例为1-1/6=5/6,则子代性状分离比为5∶1,B正确;若基因型为Aa的个体致死,那么与题意基因型为Aa自交不符,C错误;在正常情况下,Aa自交,子代红花∶白花=3∶1,若子代基因型为aa的个体有一半致死,则子代的性状分离比为6∶1,D错误。
4.水稻细胞中由M基因编码的某种毒性蛋白,对雌配子没有影响,但会导致同株水稻一定比例的不含该基因的花粉死亡,从而改变后代分离比,使其有更多的机会遗传下去。现让基因型为Mm的水稻自交,F1中三种基因型个体的比例为MM∶Mm∶mm=3∶4∶1,F1随机传粉获得F2。下列分析正确的是 ( )
A.F1产生雄配子的比例为M∶m=4∶1
B.F2中基因型为Mm的个体所占比例大于1/2
C.种群内个体基因型全为mm,不影响逐代正常繁衍
D.从亲本到F1,再到F2,M的基因频率始终保持不变
√
解析:基因型为Mm的水稻自交,F1中基因型为mm的个体所占比例为1/8,亲本产生的雌配子正常,说明亲本花粉中含m基因的概率为1/4,即M基因编码的某种毒性蛋白会使同株水稻2/3含m基因的花粉死亡,故F1产生的雄配子中M∶m=3∶1,A错误;F1随机传粉,雌配子M=5/8,雌配子m=3/8,雄配子M=3/4,雄配子m=1/4,F2中基因型为Mm的个体所占比例为5/8×1/4+3/4×3/8=7/16,B错误;结合题干可知,基因型为mm的个体能正常产生花粉,若种群内个体基因型全为mm,不影响逐代正常繁衍,C正确;每一代都会有含m基因的花粉死亡,故从亲本到F1,再到F2,M的基因频率会越来越高,D错误。
02
主题微课(二) 伴性遗传与人类遗传病
深化点(一) 分析性染色体不同区段遗传规律
1.辨明X、Y染色体“三种”不同区段
2.X、Y染色体的来源及传递规律
男性(XY) X来自母亲,Y来自父亲。X只能传给女儿,Y则传给儿子
女性(XX) 其中一条X来自母亲,另一条X来自父亲。向下一代传递时,任何一条X既可传给女儿,又可传给儿子
3.基因仅在X染色体上的遗传特点
4.X、Y染色体同源区段上基因的遗传特点 (基因用A、a表示)
(1)涉及同源区段的基因型:女性为XAXA、XAXa、XaXa,男性为XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。
(2)遗传性状与性别的关系如图
[例1] (2024·衡水模拟)某一年生植物的性别决定方式为XY型,X、Y染色体上具有同源区段,该区段可存在等位基因。现有同源区段上某对基因(D、d)均为杂合子的雌雄个体构成的种群(假设雄性个体的基因型均相同,且不考虑基因突变和染色体变异,产生的后代均存活)。下列说法正确的是 ( )
A.该种群个体的基因型有XDXd、XDYd、XdYD 三种类型
B.当F1的雌性有两种表型时,D基因位于雄性的X染色体上
C.当F1的雄性有两种表型时,D基因位于雄性的Y染色体上
D.X、Y染色体同源区段上基因的遗传仍然遵循基因的分离定律
√
[解析] 种群中均为杂合子,雌性的基因型均为XDXd ,由题意可知,雄性的基因型只有一种,即XDYd或XdYD,因此种群中的基因型有两种类型,A错误;当F1的雌性有两种表型时,亲本雄性的基因型为XdYD,D基因位于雄性的Y染色体上,B错误;当F1的雄性有两种表型时,亲本雄性的基因型为XDYd,D基因位于雄性的X染色体上,C错误;X、Y 染色体同源区段上基因的遗传仍然遵循基因的分离定律,D正确。
深化点(二) 遗传系谱图与电泳图谱的综合分析
1.“程序法”分析遗传系谱图中的遗传方式
2.基因检测
3.电泳图谱
(1)琼脂糖凝胶电泳原理
带电粒子 DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷或负电荷
迁移动力 与方向 在电场的作用下,带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳
迁移速率 在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关
检测 凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来
(2)电泳图谱的信息获取
DNA电泳图中每个条带代表对应碱基数的片段,通过比较,可以确定目标条带片段的长度以及与其他条带的关系。再结合系谱图,可用于确定某些个体的基因型。
[例2] (2024·安徽高考)一个具有甲、乙两种单基因遗传病的家族系谱图如下。甲病是某种家族遗传性肿瘤,由等位基因A/a控制;乙病是苯丙酮尿症,因缺乏苯丙氨酸羟化酶所致,由等位基因B/b控制,两对基因独立遗传。回答下列问题。
(1)据图可知,两种遗传病的遗传方式为:甲病____________________;乙病____________________。推测Ⅱ-2的基因型是_______。
[解析] 由家庭系谱图可知,Ⅰ-1和Ⅰ-2患甲病,生了一个正常的女儿Ⅱ-3,所以甲病是常染色体显性遗传病;Ⅰ-1和Ⅰ-2都不患乙病,生了一个患乙病的女儿Ⅱ-2,所以乙病是常染色体隐性遗传病。Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型都是AaBb,Ⅱ-2两病兼患,但是她的儿子Ⅲ-2不患甲病,推断Ⅱ-2的基因型是Aabb。
常染色体显性遗传病
常染色体隐性遗传病
Aabb
(2)我国科学家研究发现,怀孕母体的血液中有少量来自胎儿的游离DNA,提取母亲血液中的DNA,采用PCR方法可以检测胎儿的基因状况,进行遗传病诊断。该技术的优点是____________________________
___________________ (答出2点即可)。
操作简便、准确安全、快速等
(答出2点,合理即可)
[解析] 提取母亲血液中的DNA,采用PCR方法可以检测胎儿的基因状况,进行遗传病诊断。该技术操作简便,而且利用的是怀孕母体的血液中来自胎儿的游离DNA,所以准确安全、快速。
(3)科研人员对该家系成员的两个基因进行了PCR扩增,部分成员扩增产物凝胶电泳图如下。据图分析,乙病是由于正常基因发生了碱基______所致。假设在正常人群中乙病携带者的概率为1/75,若Ⅲ-5与一个无亲缘关系的正常男子婚配,生育患病孩子的概率为_______;若Ⅲ-5和Ⅲ-3婚配,生育患病孩子的概率是前一种婚配的____倍。因此,避免近亲结婚可以有效降低遗传病的发病风险。
缺失
1/900
25
[解析] 根据家族系谱图可知,Ⅲ-2的基因型是aabb,所以A/a基因扩增带的第一个条带是a,第二个条带是A;B/b基因扩增带的第一个条带是B,第二个条带是b,b条带比B短,所以乙病是由于正常基因发生了碱基缺失所致。由于甲病是常染色体显性遗传病,且Ⅲ-5与正常男子均不患甲病,所以Ⅲ-5与正常男子婚配所生孩子不患甲病,故只考虑乙病。Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型都是Bb,Ⅱ-5的基因型是2/3Bb、1/3BB,Ⅱ-6的基因型是BB(根据电泳图判断),推出Ⅲ-5的基因型是1/3Bb、2/3BB;
Ⅲ-5和无亲缘关系的正常男子婚配,该正常男性是乙病携带者的概率是1/75,则后代患病的概率是1/3×1/75×1/4=1/900。Ⅲ-3和Ⅲ-5均不患甲病,故只考虑乙病。根据电泳图判断Ⅱ-4和Ⅱ-6的基因型均为BB,据家族系谱图判断,Ⅱ-5和Ⅱ-3的基因型相同均为1/3BB、2/3Bb,所以Ⅲ-5和Ⅲ-3的基因型相同均为1/3Bb、2/3BB。若Ⅲ-5和Ⅲ-3婚配,生育患病孩子的概率是1/3×1/3×1/4=1/36,生育患病孩子的概率是前一种婚配的1/36÷1/900=25倍。
(4)近年来,反义RNA药物已被用于疾病治疗。该类药物是一种短片段RNA,递送到细胞中,能与目标基因的mRNA互补结合形成部分双链,影响蛋白质翻译,最终达到治疗目的。上述家系中,选择_____基因作为目标,有望达到治疗目的。
A
[解析] 反义RNA药物能与目标基因的mRNA互补结合形成部分双链,影响蛋白质翻译,最终达到治疗目的。因为甲病是显性遗传病,影响A基因的表达可以达到治疗的目的,所以在题述家系中,可以选择A基因作为目标。
考法(一) 伴性遗传的类型和遗传特点
1.(2024·洛阳模拟)先天性夜盲症是X染色体上的一种遗传病,在人群中男性患者多于女性患者。一对表型正常的夫妇生有一个正常的女儿和一个患先天性夜盲症的孩子。下列相关叙述错误的是( )
A.由表现正常的夫妇生有患先天性夜盲症的孩子,可知致病基因为隐性
B.患病孩子为男孩,该致病基因来源于孩子的祖母或外祖母
微 课 测 评 作 业
√
C.表现正常的女儿与表现正常的男性结婚,后代可能出现先天性夜盲症患者
D.先天性夜盲症女性患者的儿子和父亲一定是患者,女儿也可能是患者
解析:因表现正常的夫妇生有患先天性夜盲症的孩子,可确定致病基因为隐性,A正确;根据“先天性夜盲症是X染色体上的一种遗传病”和A项分析可知,该病为伴X染色体隐性遗传病,患病孩子为男孩,其母亲为携带者,该致病基因来源于孩子的外祖母或外祖父,B错误;
表现正常的女儿可能是携带者,与表现正常的男性结婚,后代可能出现先天性夜盲症患者,C正确;先天性夜盲症女性患者的致病基因一定传给儿子,且其致病基因之一一定来自父亲,可确定女性患者的儿子和父亲一定是患者,如果该女性和男性患者结婚,女儿一定患病,若和正常男性结婚,女儿则表现正常,D正确。
2.(2024·张家口三模)桑蚕(2N=56)的性别决定方式为ZW型,其性染色体组成如下图所示。结圆形茧(A)对结椭圆形茧(a)为显性,基因A/a位于常染色体上。体色正常(B)对体色油质透明(b)为显性,基因B/b位于图示Ⅰ2区域。以下叙述错误的是 ( )
A.在研究桑蚕的基因组时,共需测定29条染色体上DNA的碱基序列
B.若两桑蚕杂交后代中结椭圆形茧体色油质透明的雄蚕比例为1/16,则亲代基因型为AaZBZb、AaZbW
C.体色正常雌蚕和体色油质透明雄蚕杂交,可通过体色判断子代的性别
D.位于同源区段Ⅱ上的基因与常染色体上的基因控制的性状在遗传特点上相同
√
解析:桑蚕有27对常染色体和一对性染色体ZW,因此在研究桑蚕的基因组时,共需测定27+ZW共29条染色体上DNA的碱基序列,A正确;若两桑蚕杂交后代中结椭圆形茧体色油质透明的雄蚕比例为1/16,即后代中aaZbZb的占比为1/16,也就是后代中aa、ZbZb的占比均为1/4,可知亲本基因型为AaZBZb、AaZbW,B正确;
体色正常雌蚕ZBW和体色油质透明雄蚕ZbZb杂交,后代雌蚕基因型均为ZbW(体色油质透明)、雄蚕基因型均为ZBZb(体色正常),可通过体色判断子代的性别,C正确;位于同源区段Ⅱ上的基因在遗传上与性别相关联,如雌性的Z染色体上的基因只能来自父本、只能传递给雄性后代,与常染色体上的基因控制的性状在遗传特点上不同,D错误。
考法(二) 遗传系谱图分析与概率计算
3.(2024·衡水模拟)某家系中甲(A/a)、乙(B/b)两种单基因遗传病的遗传系谱如图1,两病独立遗传且相关基因都不位于Y染色体上,其中一种为伴性遗传。图2是用限制酶对乙病相关个体基因处理并进行电泳的结果图。下列叙述错误的是( )
A.乙病属于常染色体隐性遗传病
B.根据电泳结果,可确定Ⅰ2基因型为Bb,Ⅱ4比Ⅰ2少一个条带,则基因型为BB
C.若人群中乙病的发病率为1/256,Ⅲ1与某正常男性结婚,所生孩子正常的概率为25/51
D.Ⅲ3同时患甲病和乙病,基因型为bbXAXa
√
解析:根据Ⅱ2、Ⅱ3不患乙病而Ⅲ3患乙病可知,乙病为常染色体隐性遗传病,A正确;乙病为常染色体隐性遗传病,Ⅲ3患乙病,基因型为bb,则Ⅱ2和Ⅱ3基因型均为Bb,Ⅰ2基因型为BB或Bb,由于Ⅱ4、Ⅲ5基因型均为bb,则Ⅱ5基因型为Bb,因此对比不同个体的电泳条带可知,下面两条条带是b基因被限制酶切割后电泳的结果,而最上面的一条条带表示B基因,因此Ⅰ2的基因型是Bb,Ⅱ4为bb,B错误;
甲病为伴性遗传病,根据Ⅲ3和Ⅲ4子代不患甲病可知,甲病为伴X染色体显性遗传病,Ⅱ2只患甲病,而Ⅲ3同时患甲病和乙病,可推知Ⅱ2的基因型为BbXAY,则Ⅱ3的基因型为BbXaXa,Ⅲ1只患甲病,其母亲正常,基因型为1/3BBXAXa、2/3BbXAXa,若Ⅲ1与正常男性(B_XaY)结婚,由于人群中乙病的发病率为1/256,故b的基因频率为1/16,B的基因频率为15/16,正常人群中Bb的概率为(2×1/16×15/16)÷(1-1/256)=2/17,所生子代患乙病的概率为2/17×2/3×1/4=1/51,不患乙病的概率为50/51,患甲病的概率为1/2,不患甲病的概率为1/2,故所生孩子正常的概率为50/51×1/2=
25/51,C正确;Ⅱ3基因型为BbXaXa,故Ⅲ3关于甲病的基因型为XAXa,Ⅲ3基因型为bbXAXa,D正确。
4.(2024·南阳模拟)溶酶体贮积症(LSD)是一种单基因遗传病,患者由于缺乏溶酶体酶,导致物质不能正常降解,在体内蓄积引起疾病。下图1为某LSD患者的家系图,图2为利用探针对该家系部分成员进行检测的结果。已知LSD在人群中的发病率为1/8 100,不考虑基因突变和X、Y染色体同源区段。下列相关叙述正确的是 ( )
A.LSD为常染色体隐性遗传病或伴X染色体隐性遗传病
B.该家族中一定为杂合子的全部个体有Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ3、Ⅲ2、Ⅲ3
C.图2检测原理是探针能与特定基因的DNA双链进行碱基互补配对
D.Ⅳ2与表型正常的男性婚配,生育患LSD孩子的概率为1/273
√
解析:由Ⅲ1、Ⅲ2正常而Ⅳ1患病可知,该病为隐性遗传病,无论是常染色体隐性遗传病还是伴X染色体隐性遗传病,均与图1中系谱的特征吻合,但Ⅲ1为正常男性,由图2基因探针杂交结果可知,其同时含正常基因和突变基因,可以判断该病为常染色体隐性遗传病,A错误。Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ3、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3、Ⅲ4、Ⅲ5均表现正常,说明均有正常基因,且都有患病的儿子或患病的父亲,说明均含有致病基因,一定是杂合子,B错误。
图2检测原理是探针能与特定基因解旋后的一条链进行碱基互补配对,C错误。假设该病由基因A/a控制,分析图1可知,Ⅳ1患病,Ⅲ1、Ⅲ2正常,可知Ⅳ2的基因型为1/3AA、2/3Aa;人群中该病发病率为1/8 100,即aa的基因型频率为1/8 100,则a的基因频率为1/90,正常男性基因型为89/91AA、2/91Aa,故Ⅳ2与表型正常的男性婚配,生育患LSD孩子的概率为2/3×2/91×1/4=1/273,D正确。
03
主题微课(三) 基因定位
深化点(一) 一对等位基因位置关系的判定
实验法判断基因是位于常染色体、X(Z)染色体还是X、Y(Z、W)染色体同源区段上的思路:
1.(2024·衡水三模)已知昆虫的灰体(A)对黑檀体(a)为显性,红眼(W)对白眼(w)为显性且位于X染色体上。现有纯种的灰体红眼和黑檀体白眼雌雄昆虫若干,用纯种的灰体红眼雌昆虫与黑檀体白眼雄昆虫杂交,F1无论雌雄都为灰体红眼。欲进一步探究:①探究A、a这对等位基因是在 X染色体上还是在常染色体上;②探究这两对等位基因是否遵循自由组合定律。不考虑突变和染色体互换,则按下列杂交方法及判断依据,不能得出实验结论的是 ( )
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A.探究实验①:纯种黑檀体雌昆虫与纯种灰体雄昆虫杂交,根据子代表型判断
B.探究实验①:F1雌昆虫与纯种灰体雄昆虫杂交,根据F2的雌昆虫表型及比例判断
C.探究实验②:F1雌雄昆虫之间相互交配,根据F2的表型及比例判断
D.探究实验②:F1雌昆虫与白眼黑檀体雄昆虫测交,根据F2表型及比例判断
√
解析:纯种黑檀体雌昆虫(aa或XaXa)与纯种灰体雄昆虫(AA或XAY)杂交,若子代中雌昆虫全为灰体,雄昆虫全为黑檀体,则基因位于X染色体上,否则位于常染色体上,A不符合题意;F1雌昆虫(Aa或XAXa)与纯种灰体雄昆虫(AA或XAY)杂交,无论基因位于常染色体还是X染色体,F2的雌昆虫均为灰体,故不能判断,B符合题意;
F1雌雄个体之间相互交配,若两对基因遵循自由组合定律,则F2的表型及比例为灰体红眼∶灰体白眼∶黑檀体红眼∶黑檀体白眼=9∶3∶3∶1,否则不遵循,C不符合题意;F1雌昆虫与白眼黑檀体雄昆虫测交,若两对基因遵循自由组合定律,则F2的表型及比例为灰体红眼∶灰体白眼∶黑檀体红眼∶黑檀体白眼=1∶1∶1∶1,否则不遵循,D不符合题意。
2.果蝇(2N=8)的长翅(B)与短翅(b)、红眼(R)与白眼(r)是两对相对性状,两对基因均不位于Y染色体上。为研究其遗传机制,选取一对雌雄果蝇进行杂交,F1表型及数量如下表:
F1 长翅红眼 长翅白眼 短翅红眼 短翅白眼
雌蝇/只 151 0 52 0
雄蝇/只 77 75 25 26
(1)果蝇的长翅与短翅中隐性性状为_______。果蝇眼色性状的遗传遵循______定律。
解析:由题中表格可知,一对雌、雄果蝇进行杂交,F1雌、雄果蝇中长翅与短翅之比均接近3∶1,且长翅与短翅的比例在性别间无差异,所以是常染色体遗传,且长翅是显性性状,短翅是隐性性状;而红眼和白眼,F1中雌果蝇中只有红眼,雄果蝇中红眼∶白眼≈1∶1,即性状与性别相关联,说明基因位于X染色体上,且红眼是显性性状,白眼是隐性性状,眼色性状的遗传遵循基因的分离定律。
短翅
分离
(2)亲代雌果蝇的基因型为__________,F1长翅红眼雄果蝇中,杂合子占的比例为_____。
解析:由(1)可知,由于F1雌、雄果蝇中长翅与短翅之比均接近3∶1,且长翅是显性性状,所以亲本相关基因型都为Bb;而红眼和白眼,F1雌果蝇中只有红眼,雄果蝇中红眼∶白眼≈1∶1,且红眼是显性性状,所以亲本基因型为XRXr×XRY,即亲代雌果蝇的基因型为BbXRXr 。BbXRXr ×BbXRY杂交,F1长翅红眼雄果蝇的基因型有2种,分别为BBXRY、BbXRY,BbXRY
为杂合子,在F1长翅红眼雄果蝇中占的比例为2/3。
BbXRXr
2/3
(3)在一个稳定遗传的灰身果蝇种群中,偶然出现了一只黑身雌果蝇。研究得知黑身由隐性基因控制,但尚未明确控制灰身与黑身的基因是位于常染色体上,还是X染色体上,请完善以下实验方案,并得出相应结论。
实验方案:让___________________________________杂交,统计后代情况
①若子代中__________,那么黑身基因位于常染色体上。
②若子代中__________________________________,那么黑身基因位于X染色体上。
黑身雌果蝇与原种群中的灰身雄果蝇
全为灰身
雌果蝇全部为灰身,雄果蝇全为黑身
解析:由题意可知,该实验的目的是探究控制灰身与黑身的基因是位于常染色体上,还是X染色体上,且已知黑身是隐性性状,如果位于常染色体上,则该黑身雌果蝇的基因型是ee(用E/e表示相关基因),如果该基因位于X染色体上,则该黑身雌果蝇的基因型是XeXe。实验方案:让黑身雌果蝇与原种群中的灰身雄果蝇杂交,由于该种群是一个稳定遗传的灰身果蝇种群,所以原种群中的灰身为纯合子。
①如果黑身基因位于常染色体上,则ee×EE→Ee,后代全为灰身。
②如果黑身基因位于X染色体上,则XeXe×XEY→XEXe、XeY,后代雌果蝇全部为灰身,雄果蝇全为黑身。
深化点(二) 两(多)对等位基因位置关系的判定
实验法判断两(多)对等位基因位于一对还是两对同源染色体上,实质是确定两对等位基因的遗传是遵循自由组合定律,还是遵循连锁与互换规律。
1.如图所示,图中A/a、B/b、D/d这三对等位基因的遗传都遵循分离定律;图中基因A/a与D/d(或基因B/b与D/d)分别位于两对同源染色体上,其遗传遵循自由组合定律;图中基因A/a和B/b位于一对同源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律。
2.根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置(以AaBb自交为例)
性状分离比 9∶3∶3∶1 3∶1 1∶2∶1
位置图示
3.(2024·阳泉三模)现有三个纯合的水稻浅绿叶突变体X、Y、Z,突变位点不同,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变。X、Y、Z两两杂交后,三组杂交实验的F1均为绿色叶,为判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否位于同一对染色体上,育种人员将三组杂交实验的F1自交,观察并统计F2的表型及比例。下列预测结果正确的是 ( )
A.若三组F2均为绿叶∶浅绿叶=9∶7,则X、Y、Z的浅绿叶基因均位于同一对染色体上
B.若三组F2均为绿叶∶浅绿叶=1∶1,则X、Y、Z的浅绿叶因均位于同一对染色体上
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√
C.若三组F2中绿叶∶浅绿叶的比例有一组为9∶7,两组为1∶1,则X、Y、Z的浅绿叶基因位于两对不同染色体上
D.若三组F2均为绿叶∶浅绿叶=15∶1,则X、Y、Z的浅绿叶基因位于三对不同染色体上
解析:假设X、Y、Z的基因型分别为aaBBCC、AAbbCC、AABBcc,X、Y、Z两两杂交后的基因型分别为AaBbCC、AaBBCc、AABbCc,若浅绿叶基因均位于同一对染色体上,第1组F1的自交后代F2为1aaBBCC(浅绿叶)、1AAbbCC(浅绿叶),2AaBbCC(绿叶),即绿叶∶浅绿叶=1∶1,同理第2组和第3组的结果也是绿叶∶浅绿叶=1∶1,A错误,B正确;若浅绿叶基因位于两对不同染色体上,三组F2中两组为绿叶∶浅绿叶=9∶7,一组为绿叶∶浅绿叶=1∶1,C错误;若浅绿叶基因位于三对不同染色在上,三组杂交的结果均为绿叶∶浅绿叶=9∶7,D错误。
4.(2023·浙江1月选考)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
杂交组合 P F1 F2
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。
(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
解析:只考虑眼色性状,分析甲组亲本和后代的表型,可知紫红眼突变体为纯合子;根据乙组F1的表型、F2的表型及比例可知,红眼对紫红眼为显性,即紫红眼突变体为隐性突变体。欲判断相关基因在常染色体上还是在性染色体上,可对杂交组合乙各代的性别进行统计,若相关基因在常染色体上,则F2的表型及比例与性别无关。
(2)根据杂交组合丙的F1表型比例分析,卷翅基因除了控制翅形性状外,还具有纯合_______效应。
解析:杂交组合丙的亲本都为卷翅个体,F1出现了性状分离(卷翅∶直翅=2∶1),可判断卷翅为显性性状,据亲本、Fl及F2的表型可知,控制翅形的基因具有显性纯合致死效应。
致死
(3)若让杂交组合丙的F1和杂交组合丁的F1全部个体混合,让其自由交配,理论上其子代(F2)表型及其比例为____________________________。
解析:根据杂交组合丙和杂交组合丁的后代有关眼色的表型都为红眼可知,这两组杂交实验中的个体有关眼色的基因型都为纯合的,故在计算后代的表型和比例时不用考虑眼色,只分析翅形即可。设与翅形相关的基因为A、a,则杂交组合丙的F1中与翅形有关的基因型及比例为Aa∶aa=2∶1;杂交组合丁的F1中与翅形有关的基因型及比例为Aa∶aa=1∶1;
卷翅红眼∶直翅红眼=4∶5
由于F1是一对亲本的杂交后代,且每只昆虫的生殖力相同,假设理论上两组杂交组合的亲本均可产生100只昆虫,实际上杂交组合丙F1的个体数为75只,基因型为Aa的个体数为50只,基因型为aa的个体数为25只,而杂交组合丁F1的个体数为100只,基因型为Aa的个体数为50只,基因型为aa的个体数为50只,让它们自由交配,群体中基因型为Aa的个体占100÷175=4/7,基因型为aa的个体占75÷175=3/7,则产生A配子的概率为2/7,产生a配子的概率为5/7。所以后代的表型及比例为(用配子法表示):
2/7A 5/7a
2/7A 4/49AA(致死) 10/49Aa(卷翅)
5/7a 10/49Aa(卷翅) 25/49aa(直翅)
综上,后代的表型及比例为卷翅红眼∶直翅红眼=4∶5。
(4)又从野生型(灰体红眼)中诱变育种获得隐性纯合的黑体突变体,已知灰体对黑体为完全显性,灰体(黑体)和红眼(紫红眼)分别由常染色体上的一对等位基因控制。欲探究灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传是否遵循自由组合定律。现有3种纯合品系昆虫:黑体突变体、紫红眼突变体和野生型。请完善实验思路,预测实验结果并分析讨论。(说明:该昆虫雄性个体的同源染色体不会发生交换;每只昆虫的生殖力相同,且子代的存活率相同;实验的具体操作不作要求)
①实验思路
第一步:选择__________________________进行杂交获得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。
黑体突变体与紫红眼突变体
F1随机交配得F2
灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体
红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1
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。
解析:欲判断控制体色和眼色的基因的遗传是否遵循自由组合定律(即解决控制两对相对性状的两对等位基因在两对同源染色体上还是在一对同源染色体上的问题),可先获得双杂合子(F1),然后让双杂合子随机交配得F2,对F2的表型及比例进行统计和分析就可确定基因的位置。
灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体
红眼=2∶1∶1
假设控制灰体和黑体的基因分别为B和b,控制红眼和紫红眼的基因分别为D和d,让纯合黑体红眼昆虫(bbDD)与纯合灰体紫红眼昆虫(BBdd)杂交,所得F1(BbDd)表现为灰体红眼,让F1进行随机交配得F2,对F2的表型及比例进行分析。若控制体色和眼色的基因的遗传遵循自由组合定律,则F2的表型及比例为灰体红眼(B_D_)∶灰体紫红眼(B_dd)∶黑体红眼(bbD_)∶黑体紫红眼(bbdd)=9∶3∶3∶1;若控制体色和眼色的基因的遗传不遵循自由组合定律,由题中信息该昆虫雄性个体的同源染色体不会发生交(互)换,可知F1中的雄性个体可产生两种数量相同的配子(bD和Bd),
若雌性个体在产生配子的过程中发生交(互)换,则可产生四种配子(bD、Bd、bd、BD),不管这四种配子的比例为多少,最后所得F2中表型及比例均为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1,若雌性个体产生配子时不发生交(互)换,F2的表型及比例也为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1。
深化点(三)利用单体、三体、缺体以及其他方法定位特定基因的位置
1.利用单体进行基因定位
2.利用三体进行基因定位
微点拨:基因型为Aaa的三体产生的配子类型及比例为Aa∶a∶A∶aa=2∶2∶1∶1;基因型为AAA的三体产生的配子类型及比例为AA∶A=1∶1;基因型为aaa的三体产生的配子类型及比例为aa∶a=1∶1。
3.利用染色体片段缺失进行基因定位
5.染色体数目变异类型多样,其中缺失一条染色体称为单体(2n-1),增加一条染色体称为三体(2n+1)。黑腹果蝇是遗传学研究的常用材料,染色体组成如图所示。Ⅳ号染色体(点状染色体)单体和三体的果蝇均能够繁殖,回答下列问题:
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(1)果蝇的性别决定方式为______。Ⅳ号染色体单体的雌性黑腹果蝇减数分裂产生的配子种类有___种,染色体数量分别为_______条。
解析:由题图可知,果蝇的性别决定方式为XY型。Ⅳ号染色体单体的雌性黑腹果蝇体细胞中有7条染色体,减数分裂产生配子时,同源染色体分离,单个的Ⅳ号染色体随机移向一极,形成的配子中含有的染色体数为3条或4条,配子种类共两种。
XY型
2
3和4
(2)在黑腹果蝇群体中偶然出现一只染色体正常的无眼果蝇,已知无眼为隐性性状,野生型为显性性状,受一对等位基因控制,但是不确定这对等位基因是位于Ⅲ号还是Ⅳ号染色体上,科研人员分成两个小组分别进行了以下实验,请补充完成以下探究实验:
①甲组:取Ⅳ号染色体单体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交,若子一代表型及比例约为____________________,说明这对等位基因位于Ⅲ号染色体上;若子一代表型及比例约为____________________,说明这对等位基因位于Ⅳ号染色体上。
野生型∶无眼=1∶0
野生型∶无眼=1∶1
解析:已知无眼为隐性性状,野生型为显性性状,受一对等位基因控制,假设用A、a来表示。
①甲组:若这对等位基因位于Ⅲ号染色体上,后代的遗传与Ⅳ号染色体无关,亲本的基因型分别为AA、aa,子一代全为野生型(Aa),即野生型∶无眼=1∶0;若这对等位基因位于Ⅳ号染色体上,Ⅳ号染色体单体野生型果蝇只含有一个显性基因(假设用O表示缺失一条染色体,即基因型为AO),与该无眼果蝇(aa)杂交,后代会出现野生型(Aa)和无眼(Oa)两种,比例为1∶1。
②乙组:若无眼基因位于Ⅳ号染色体上,Ⅳ号染色体三体野生型果蝇(AAA)产生的配子种类及比例为AA∶A=1∶1,与该无眼果蝇(aa)杂交,子一代全为野生型,基因型及比例为AAa∶Aa=1∶1,子一代雌雄果蝇杂交,基因型为AAa的个体产生的配子及比例为AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,基因型为Aa的个体产生的配子及比例为A∶a=1∶1,则产生的基因型为a的雌雄配子均占1/3,后代无眼果蝇所占的比例为1/3×1/3=1/9,野生型果蝇所占的比例为1-1/9=8/9,即子二代表型及分离比为野生型∶无眼=8∶1。
6.(2024·衡水模拟)某XY型植物的叶型有宽叶和窄叶两种,取纯合亲本进行杂交,结果如下:
宽叶(♀)×窄叶(♂)→F1宽叶→自由交配→F2宽叶∶窄叶=15∶1
窄叶(♀)×宽叶(♂)→F1宽叶→自由交配→F2宽叶∶窄叶=15∶1
(1)若叶型受一对等位基因A/a控制,且A对a为完全显性,则该基因位于_____染色体上,理由是__________________________________
_________。F2出现15∶1的原因可能与某种配子致死有关,若该植株的雌配子正常,则F1产生的具有受精能力的雄配子的类型和比例为____________。
常
一对表型不同的纯合亲本正交、反交
结果相同
A∶a=7∶1
回答下列问题:
解析:亲本宽叶和窄叶进行正反交,F1均为宽叶,F1自交后代均为宽叶∶窄叶=15∶1,说明控制叶型的基因位于常染色体上。若叶型受一对等位基因A/a控制,且F2中A_∶aa=15∶1,雌配子中A∶a=1∶1,则雄配子中A∶a=7∶1。
(2)若叶型受两对独立遗传的等位基因(用B/b、D/d表示)控制,则F2宽叶植株的基因型有____种,F2宽叶中基因型相同的雌雄个体相互交配,后代不发生性状分离的基因型除BBDD、bbDD外还有_________________
_______。若从F1测交后代中选取全部宽叶植株随机交配,子代出现宽叶植株的概率为_________。
8
BBdd、BbDD、
BBDd
119/144
解析:若叶型受两对独立遗传的等位基因(用B/b、D/d表示)控制,则F1的基因型为BbDd,F1自由交配后F2宽叶植株(B_D_、bbD_、B_dd)的基因型有8种,F2宽叶中基因型相同的雌雄个体相互交配,后代不发生性状分离的基因型除BBDD、bbDD外还有BBdd、BbDD、BBDd。若从F1测交后代中选取全部宽叶植株(1/3BbDd、1/3bbDd、1/3Bbdd),产生配子的为1/12BD、1/4Bd、1/4bD、5/12bd,随机交配,子代出现宽叶植株(B_D_、bbD_、B_dd)的概率为1-5/12×5/12=119/144。
(3)若该植物抗病对感病为完全显性,受某常染色体上的基因E/e控制。科研团队发现了一株2号染色体缺失一小段的植株,且缺失纯合子致死。为确定E/e基因是否位于2号染色体及是否位于该缺失片段上,用正常隐性(e)个体与2号染色体缺失一小段的显性纯合个体杂交得F1,F1随机交配得F2,统计F2的表型及比例。
若F2中抗病∶感病=3∶1,则____________________________;若______________________,则E/e基因位于2号染色体但不在缺失片段上;若____________________,则E/e基因位于2号染色体,且在缺失片段上。
则E/e基因不位于2号染色体
F2中抗病∶感病=11∶4
F2中抗病∶感病=7∶8
解析:若E/e不位于2号染色体上,则ee能产生一种配子e,EE能产生一种配子E,雌雄配子随机结合,得到F1为Ee,F1产生的配子为1/2E、1/2e,雌雄配子随机结合,得到F2为1/4EE、2/4Ee、1/4ee,EE、Ee表现为显性,ee表现为隐性,比例为(1+2)∶1=3∶1。若E/e位于2号染色体上,但基因不在缺失片段上(假设缺失片段的染色体用+表示,即2号染色体缺失一小段的显性纯合子为EE+),则ee能产生一种配子e,EE+能产生两种配子E∶E+=1∶1,雌雄配子随机结合,得到F1为1/2Ee、1/2E+e,F1产生的配子为1/4E、1/2e、1/4E+,雌雄配子随机结合,得到F2为1/16EE、1/8EE+、1/4Ee、1/4E+e、1/4ee、1/16E+E+(致死),EE、EE+、Ee、E+e表现为显性,ee表现为隐性,比例为(1+2+4+4)∶4=11∶4。
若E/e位于2号染色体上,且基因在缺失片段上,则ee能产生一种配子e,EO(假设缺失片段的染色体用O表示)能产生两种配子E∶O=1∶1,雌雄配子随机结合,得到F1为1/2Ee、1/2eO,F1产生的配子为1/4E、1/2e、1/4O,雌雄配子随机结合,得到F2为1/16EE、1/8EO、1/4Ee、1/4eO、1/4ee、1/16OO(致死),EE、EO、Ee表现为显性,eO、ee表现为隐性,比例为(1+2+4)∶(4+4)=7∶8。
7.(2024·河北高考)西瓜瓜形(长形、椭圆形和圆形)和瓜皮颜色(深绿、绿条纹和浅绿)均为重要育种性状。为研究两类性状的遗传规律,选用纯合体P1(长形深绿)、P2(圆形浅绿)和P3(圆形绿条纹)进行杂交。为方便统计,长形和椭圆形统一记作非圆,结果见表。
实验 杂交组合 F1表型 F2表型和比例
① P1×P2 非圆深绿 非圆深绿∶非圆浅绿∶圆形深绿∶圆形浅绿=9∶3∶3∶1
② P1×P3 非圆深绿 非圆深绿∶非圆绿条纹∶圆形深绿∶圆形绿条纹=9∶3∶3∶1
回答下列问题:
(1)由实验①结果推测,瓜皮颜色遗传遵循______________定律,其中隐性性状为______。
解析:由实验①可知,P1(长形深绿)与P2(圆形浅绿)杂交,F1全为非圆(包括长形和椭圆形)深绿,F2出现性状分离,且深绿∶浅绿=3∶1,推测瓜皮颜色的遗传遵循基因的分离定律,且浅绿为隐性性状。
(基因的)分离
浅绿
(2)由实验①和②结果不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若要进行判断,还需从实验①和②的亲本中选用________进行杂交。若F1瓜皮颜色为________,则推测两基因为非等位基因。
解析:据题表分析可知,由实验①和实验②的结果不能判断控制浅绿和绿条纹性状的基因的关系。若要进行判断,需选择分别具有浅绿性状和绿条纹性状的个体进行杂交,故可选择实验①和实验②亲本中的P2和P3进行杂交。若两基因为非等位基因,设分别为A/a、B/b,则浅绿的基因型可能为AAbb(或aaBB),而绿条纹的基因型可能为aaBB(或AAbb),则二者杂交得到的F1基因型为AaBb,表现为深绿色。
P2、P3
深绿
(3)对实验①和②的F1非圆形瓜进行调查,发现均为椭圆形,则F2中椭圆深绿瓜植株的占比应为______。若实验①的F2植株自交,子代中圆形深绿瓜植株的占比为________。
解析:调查实验①和②的F1非圆形瓜发现全为椭圆形瓜,且亲本长形和圆形均为纯合子,则F1椭圆形为杂合子,F2非圆瓜中有1/3为长形,2/3为椭圆形,故F2中椭圆深绿瓜植株占比为9/16×2/3=3/8。
3/8
15/64
由题意可设实验①中瓜形基因为M/m,瓜皮颜色基因为N/n(根据实验①和②的结果不能判断瓜皮颜色中控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系,但实验①中只涉及深绿和浅绿性状,可用一对基因N/n表示)则,P1基因型为MMNN,P2基因型为mmnn,由实验①F2的表型和比例可知,圆形深绿瓜的基因型为mmN_。实验①中F2植株自交子代能产生圆形深绿瓜植株的基因型有MmNN、MmNn、mmNN、mmNn,其在F2中所占比例分别为1/8、1/4、1/16、1/8,自交子代中圆形深绿瓜的占比为1/8×1/4+1/4
×3/16+1/16×1+1/8×3/4=15/64。
(4)SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR。SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体。在P1和P2中SSR1长度不同,SSR2长度也不同。为了对控制瓜皮颜色的基因进行染色体定位,电泳检测实验①F2中浅绿瓜植株、P1和P2的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如图。据图推测控制瓜皮颜色的基因位于____染色体。检测结果表明,15号植株同时含有两亲本的SSR1和SSR2序列,同时具有SSR1的根本原因是_______________________________________
____________________________________________,同时具有SSR2的根本原因是________________________________________________。
9号
F1在减数分裂Ⅰ前期发生染色体片段互换,
产生了同时含P1、P2的SSR1和浅绿色基因的配子
F1减数分裂时同源染色体分离,非同源染色体自由组合
解析:电泳检测实验①F2中浅绿瓜植株、P1和P2的SSR1和SSR2的扩增产物,由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中都含有P2亲本的SSR1,而SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体上,故推测控制瓜皮颜色的基因位于9号染色体上。
由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中只有15号植株含有亲本P1的SSR1,推测根本原因是F1在减数分裂Ⅰ前期发生染色体片段互换,产生了同时含P1、P2的SSR1和浅绿色基因的配子;而包括15号植株在内的多数植株同时含有两亲本的SSR2,根本原因是F1减数分裂时同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合。
(5)为快速获得稳定遗传的圆形深绿瓜株系,对实验①F2中圆形深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。选择检测结果为___________________________________的植株,不考虑交换,其自交后代即为目的株系。
解析:为快速获得稳定遗传的深绿瓜株系,对实验①F2中深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。稳定遗传的深绿瓜株系应是纯合子,其深绿基因最终来源于亲本P1,故应选择SSR1的扩增产物条带与P1亲本相同的植株。
SSR1的扩增产物条带与P1亲本相同主题微课(一) 遗传的基本规律
深化点(一) 多维度辨析自交和自由交配类问题
1.不同条件下连续自交和自由交配的分析
(1)通过关键词确定交配类型
(2)确定杂交组合
(3)连续自交和自由交配的异同
在没有任何干预的条件下,自交和自由交配都不改变基因频率,但连续自交能降低杂合子(Aa)的基因型频率,自由交配不改变各基因型的频率。
2.自交和自由交配的概率计算
(1)自交的概率计算
杂合子(Aa)连续自交n代,杂合子比例为(1/2)n,纯合子比例为1-(1/2)n,
显性纯合子比例=隐性纯合子比例=[1-(1/2)n]×1/2。
(2)自由交配的概率计算——配子法
如某种生物的基因型AA占1/3,Aa占2/3,个体间可以自由交配,求后代中基因型和表型的概率
子代基因型及概率为4/9AA、4/9Aa、1/9aa,子代表型及概率为8/9显性(A_)、1/9隐性(aa)。
[例1] (2024·安阳模拟)某植物种群中只有Aa、aa两种基因型的个体。若让Aa自交,所得后代(甲)表型之比为2∶1;若让Aa与aa测交,所得后代(乙)表型之比为1∶1。若让甲与乙随机交配,则下列叙述错误的是 ( )
A.甲所产生的配子种类及比例为A∶a=1∶2
B.乙所产生的配子种类及比例为A∶a=1∶3
C.甲与乙随机交配的后代中aa占6/11
D.甲与乙随机交配的后代中Aa占5/12
听课记录:
深化点(二) 遗传规律常规题型的解题思路
1.“逆向组合法”推断亲本基因型 (两对基因位于两对同源染色体上)
(1)解题思路:将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析,再运用乘法定理进行逆向组合。
(2)几种常见分离比分析
注:9∶3∶3∶1有许多变式,如9∶7、9∶6∶1、13∶3、15∶1,也适合此分析。
2.利用分离比的和确定亲本基因型
具有两对相对性状的亲本杂交,若子代性状分离比的和为16,则亲本应该是双杂合子自交,即AaBb×AaBb;若子代性状分离比的和为8(如5∶3),则是双杂合子和单杂合子杂交,如AaBb×aaBb或AaBb×Aabb。
[例2] (2024·甘肃高考)自然群体中太阳鹦鹉的眼色为棕色,现于饲养群体中获得了甲和乙两个红眼纯系。为了确定眼色变异的遗传方式,某课题组选取甲和乙品系的太阳鹦鹉做正反交实验,F1雌雄个体间相互交配,F2的表型及比例如下表。回答下列问题(要求基因符号依次使用A/a,B/b)。
表型 棕眼雄 红眼雄 棕眼雌 红眼雌
正交 6/16 2/16 3/16 5/16
反交 3/16 5/16 3/16 5/16
(1)太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制,判断的依据为 ;其中一对基因位于Z染色体上,判断依据为 。
(2)正交的父本基因型为 ,F1基因型及表型为
。
(3)反交的母本基因型为 ,F1基因型及表型为
。
(4)下图为太阳鹦鹉眼色素合成的可能途径,写出控制酶合成的基因和色素的颜色:
。
深化点(三)“致死效应”或“配子不育”遗传问题分析
1.合子纯合致死
(1)显性纯合致死
①一对等位基因的显性纯合致死,杂合子自交后代性状分离比为2∶1。
②两对等位基因的遗传
AA和BB同时存在时致死,则AaBb×AaBb→8(2AABb+2AaBB+4AaBb)∶3A_bb∶3aaB_∶1aabb。
AA和BB都致死,则AaBb×AaBb→4AaBb∶2Aabb∶2aaBb∶1aabb。
AA或BB致死,则AaBb×AaBb→6AaB_∶2Aabb∶3aaB_∶1aabb或6A_Bb∶3A_bb∶2aaBb∶1aabb。
(2)隐性纯合致死
①一对等位基因的隐性纯合致死,杂合子自交后代性状全为显性性状。
②两对等位基因遗传,设亲本基因型为AaBb,符合自由组合定律,则:
类型 自交后代 比例 原因分析
aa或bb致死 3∶1 a基因(或b基因)纯合致死,9A_B_∶3A_bb(或9A_B_∶3aaB_)
aa和bb同时 存在时致死 9∶3∶3 aabb纯合致死,9A_B_∶3A_bb∶3aaB_
aa和bb 都致死 全显性 A_bb、aaB_、aabb都致死,9A_B_存活
2.配子致死或配子不育
(1)一对等位基因的遗传
①若是显性花粉致死:Aa×Aa→1Aa∶1aa。
②若是隐性花粉致死:Aa×Aa→全为显性;XAXa×XaY→1XAY∶1XaY。
(2)两对等位基因的遗传
设亲本基因型为AaBb,符合自由组合定律,在确定配子致死情况下
①若AB♂(或♀)配子致死,则AaBb自交后代表型比例为5∶3∶3∶1。
②若Ab或aB♂(或♀)配子致死,则AaBb自交后代表型比例为7∶3∶1∶1。
③若ab♂(或♀)配子致死,则AaBb自交后代表型比例为8∶2∶2。
[例3] (2023·全国乙卷)某种植物的宽叶/窄叶由等位基因A/a控制,A基因控制宽叶性状;高茎/矮茎由等位基因B/b控制,B基因控制高茎性状。这2对等位基因独立遗传。为研究该种植物的基因致死情况,某研究小组进行了两个实验,实验①:宽叶矮茎植株自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎=2∶1;实验②:窄叶高茎植株自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎=2∶1。下列分析及推理中错误的是 ( )
A.从实验①可判断A基因纯合致死,从实验②可判断B基因纯合致死
B.实验①中亲本的基因型为Aabb,子代中宽叶矮茎的基因型也为Aabb
C.若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为AaBb
D.将宽叶高茎植株进行自交,所获得子代植株中纯合子所占比例为1/4
听课记录:
[微课测评作业]
考法(一) 遗传规律的常规题型
1.(2024·怀化三模)栽培小豆的种皮多为红色,此外还有白色、绿色、褐色等各种类型。种皮的颜色受到R/r、G/g、B/b等多对独立遗传的等位基因控制,其代谢途径如图所示。已知隐性基因均不能编码酶调控代谢过程,下列分析正确的是 ( )
A.纯合红豆植株与纯合绿豆植株杂交,F1所结种子全为白豆或绿豆
B.纯合红豆植株与纯合白豆植株杂交,F1所结种子为红豆、绿豆或褐豆
C.纯合白豆植株与纯合绿豆植株杂交,F1所结种子全为绿豆或红豆
D.等位基因均杂合的褐豆植株自交,F1所结种子不能出现四种颜色
2.(2024·汕头二模)某观赏性植物花色受3对独立遗传的等位基因A/a、B/b、D/d控制,其中基因B控制黄色素合成,基因b无色素合成功能,基因D可将黄色素转变为红色素。A/a不直接控制色素合成,但基因A可抑制基因B的表达。现利用3个纯合品系红色植株甲、白色植株乙、白色植株丙进行杂交实验,结果如表所示。下列推断错误的是 ( )
杂交组合 F1表型 F2表型及比例
实验一:甲×乙 白花 白花∶红花=13∶3
实验二:甲×丙 白花 白花∶红花∶黄花= 12∶3∶1
A.植株甲、丙的基因型分别为aaBBDD、AABBdd
B.实验一中F2白花自交后代不发生性状分离的占3/13
C.实验二中F2红花随机交配后代中黄花占1/9
D.白色植株乙、丙杂交后代全部表现为白花
考法(二) 致死、配子不育等特殊遗传现象
3.(2024·南平一模)某基因型为Aa的自花传粉植物,其花色红花(A)对白花(a)显性。下列叙述正确的是 ( )
A.若子代中红花∶粉花∶白花=1∶2∶1,说明花色的遗传不符合基因的分离定律
B.若亲代产生配子时,含a基因的花粉有一半致死,则子代性状分离比为5∶1
C.若子代中基因型与表型比例均为1∶1,说明基因型为Aa的个体致死
D.若子代基因型为aa的个体有一半致死,则子代的性状分离比为7∶1
4.水稻细胞中由M基因编码的某种毒性蛋白,对雌配子没有影响,但会导致同株水稻一定比例的不含该基因的花粉死亡,从而改变后代分离比,使其有更多的机会遗传下去。现让基因型为Mm的水稻自交,F1中三种基因型个体的比例为MM∶Mm∶mm=3∶4∶1,F1随机传粉获得F2。下列分析正确的是 ( )
A.F1产生雄配子的比例为M∶m=4∶1
B.F2中基因型为Mm的个体所占比例大于1/2
C.种群内个体基因型全为mm,不影响逐代正常繁衍
D.从亲本到F1,再到F2,M的基因频率始终保持不变
主题微课(二) 伴性遗传与人类遗传病
深化点(一) 分析性染色体不同区段遗传规律
1.辨明X、Y染色体“三种”不同区段
2.X、Y染色体的来源及传递规律
男性(XY) X来自母亲,Y来自父亲。X只能传给女儿,Y则传给儿子
女性(XX) 其中一条X来自母亲,另一条X来自父亲。向下一代传递时,任何一条X既可传给女儿,又可传给儿子
3.基因仅在X染色体上的遗传特点
4.X、Y染色体同源区段上基因的遗传特点 (基因用A、a表示)
(1)涉及同源区段的基因型:女性为XAXA、XAXa、XaXa,男性为XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。
(2)遗传性状与性别的关系如图
[例1] (2024·衡水模拟)某一年生植物的性别决定方式为XY型,X、Y染色体上具有同源区段,该区段可存在等位基因。现有同源区段上某对基因(D、d)均为杂合子的雌雄个体构成的种群(假设雄性个体的基因型均相同,且不考虑基因突变和染色体变异,产生的后代均存活)。下列说法正确的是 ( )
A.该种群个体的基因型有XDXd、XDYd、XdYD 三种类型
B.当F1的雌性有两种表型时,D基因位于雄性的X染色体上
C.当F1的雄性有两种表型时,D基因位于雄性的Y染色体上
D.X、Y染色体同源区段上基因的遗传仍然遵循基因的分离定律
听课记录:
深化点(二) 遗传系谱图与电泳图谱的综合分析
1.“程序法”分析遗传系谱图中的遗传方式
2.基因检测
3.电泳图谱
(1)琼脂糖凝胶电泳原理
带电粒子 DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷或负电荷
迁移动力 与方向 在电场的作用下,带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳
迁移速率 在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关
检测 凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来
(2)电泳图谱的信息获取
DNA电泳图中每个条带代表对应碱基数的片段,通过比较,可以确定目标条带片段的长度以及与其他条带的关系。再结合系谱图,可用于确定某些个体的基因型。
[例2] (2024·安徽高考)一个具有甲、乙两种单基因遗传病的家族系谱图如下。甲病是某种家族遗传性肿瘤,由等位基因A/a控制;乙病是苯丙酮尿症,因缺乏苯丙氨酸羟化酶所致,由等位基因B/b控制,两对基因独立遗传。回答下列问题。
(1)据图可知,两种遗传病的遗传方式为:甲病 ;乙病 。推测Ⅱ 2的基因型是 。
(2)我国科学家研究发现,怀孕母体的血液中有少量来自胎儿的游离DNA,提取母亲血液中的DNA,采用PCR方法可以检测胎儿的基因状况,进行遗传病诊断。该技术的优点是
(答出2点即可)。
(3)科研人员对该家系成员的两个基因进行了PCR扩增,部分成员扩增产物凝胶电泳图如下。据图分析,乙病是由于正常基因发生了碱基 所致。假设在正常人群中乙病携带者的概率为1/75,若Ⅲ 5与一个无亲缘关系的正常男子婚配,生育患病孩子的概率为 ;若Ⅲ 5和Ⅲ 3婚配,生育患病孩子的概率是前一种婚配的 倍。因此,避免近亲结婚可以有效降低遗传病的发病风险。
(4)近年来,反义RNA药物已被用于疾病治疗。该类药物是一种短片段RNA,递送到细胞中,能与目标基因的mRNA互补结合形成部分双链,影响蛋白质翻译,最终达到治疗目的。上述家系中,选择 基因作为目标,有望达到治疗目的。
[微课测评作业]
考法(一) 伴性遗传的类型和遗传特点
1.(2024·洛阳模拟)先天性夜盲症是X染色体上的一种遗传病,在人群中男性患者多于女性患者。一对表型正常的夫妇生有一个正常的女儿和一个患先天性夜盲症的孩子。下列相关叙述错误的是 ( )
A.由表现正常的夫妇生有患先天性夜盲症的孩子,可知致病基因为隐性
B.患病孩子为男孩,该致病基因来源于孩子的祖母或外祖母
C.表现正常的女儿与表现正常的男性结婚,后代可能出现先天性夜盲症患者
D.先天性夜盲症女性患者的儿子和父亲一定是患者,女儿也可能是患者
2.(2024·张家口三模)桑蚕(2N=56)的性别决定方式为ZW型,其性染色体组成如图所示。结圆形茧(A)对结椭圆形茧(a)为显性,基因A/a位于常染色体上。体色正
常(B)对体色油质透明(b)为显性,基因B/b位于图示Ⅰ2区域。以下叙述错误的是 ( )
A.在研究桑蚕的基因组时,共需测定29条染色体上DNA的碱基序列
B.若两桑蚕杂交后代中结椭圆形茧体色油质透明的雄蚕比例为1/16,则亲代基因型为AaZBZb、AaZbW
C.体色正常雌蚕和体色油质透明雄蚕杂交,可通过体色判断子代的性别
D.位于同源区段Ⅱ上的基因与常染色体上的基因控制的性状在遗传特点上相同
考法(二) 遗传系谱图分析与概率计算
3.(2024·衡水模拟)某家系中甲(A/a)、乙(B/b)两种单基因遗传病的遗传系谱如图1,两病独立遗传且相关基因都不位于Y染色体上,其中一种为伴性遗传。图2是用限制酶对乙病相关个体基因处理并进行电泳的结果图。下列叙述错误的是 ( )
A.乙病属于常染色体隐性遗传病
B.根据电泳结果,可确定Ⅰ2基因型为Bb,Ⅱ4比Ⅰ2少一个条带,则基因型为BB
C.若人群中乙病的发病率为1/256,Ⅲ1与某正常男性结婚,所生孩子正常的概率为25/51
D.Ⅲ3同时患甲病和乙病,基因型为bbXAXa
4.(2024·南阳模拟)溶酶体贮积症(LSD)是一种单基因遗传病,患者由于缺乏溶酶体酶,导致物质不能正常降解,在体内蓄积引起疾病。下图1为某LSD患者的家系图,图2为利用探针对该家系部分成员进行检测的结果。已知LSD在人群中的发病率为1/8 100,不考虑基因突变和X、Y染色体同源区段。下列相关叙述正确的是 ( )
A.LSD为常染色体隐性遗传病或伴X染色体隐性遗传病
B.该家族中一定为杂合子的全部个体有Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ3、Ⅲ2、Ⅲ3
C.图2检测原理是探针能与特定基因的DNA双链进行碱基互补配对
D.Ⅳ2与表型正常的男性婚配,生育患LSD孩子的概率为1/273
主题微课(三) 基因定位
深化点(一) 一对等位基因位置关系的判定
实验法判断基因是位于常染色体、X(Z)染色体还是X、Y(Z、W)染色体同源区段上的思路:
[微课测评作业]
1.(2024·衡水三模)已知昆虫的灰体(A)对黑檀体(a)为显性,红眼(W)对白眼(w)为显性且位于X染色体上。现有纯种的灰体红眼和黑檀体白眼雌雄昆虫若干,用纯种的灰体红眼雌昆虫与黑檀体白眼雄昆虫杂交,F1无论雌雄都为灰体红眼。欲进一步探究:①探究A、a这对等位基因是在 X染色体上还是在常染色体上;②探究这两对等位基因是否遵循自由组合定律。不考虑突变和染色体互换,则按下列杂交方法及判断依据,不能得出实验结论的是 ( )
A.探究实验①:纯种黑檀体雌昆虫与纯种灰体雄昆虫杂交,根据子代表型判断
B.探究实验①:F1雌昆虫与纯种灰体雄昆虫杂交,根据F2的雌昆虫表型及比例判断
C.探究实验②:F1雌雄昆虫之间相互交配,根据F2的表型及比例判断
D.探究实验②:F1雌昆虫与白眼黑檀体雄昆虫测交,根据F2表型及比例判断
2.果蝇(2N=8)的长翅(B)与短翅(b)、红眼(R)与白眼(r)是两对相对性状,两对基因均不位于Y染色体上。为研究其遗传机制,选取一对雌雄果蝇进行杂交,F1表型及数量如下表:
F1 长翅红眼 长翅白眼 短翅红眼 短翅白眼
雌蝇/只 151 0 52 0
雄蝇/只 77 75 25 26
(1)果蝇的长翅与短翅中隐性性状为 。果蝇眼色性状的遗传遵循 定律。
(2)亲代雌果蝇的基因型为 ,F1长翅红眼雄果蝇中,杂合子占的比例为 。
(3)在一个稳定遗传的灰身果蝇种群中,偶然出现了一只黑身雌果蝇。研究得知黑身由隐性基因控制,但尚未明确控制灰身与黑身的基因是位于常染色体上,还是X染色体上,请完善以下实验方案,并得出相应结论。
实验方案:让 杂交,统计后代情况
①若子代中 ,那么黑身基因位于常染色体上。
②若子代中
,那么黑身基因位于X染色体上。
深化点(二) 两(多)对等位基因位置关系的判定
实验法判断两(多)对等位基因位于一对还是两对同源染色体上,实质是确定两对等位基因的遗传是遵循自由组合定律,还是遵循连锁与互换规律。
1.如图所示,图中A/a、B/b、D/d这三对等位基因的遗传都遵循分离定律;图中基因A/a与D/d(或基因B/b与D/d)分别位于两对同源染色体上,其遗传遵循自由组合定律;
图中基因A/a和B/b位于一对同源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律。
2.根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置(以AaBb自交为例)
性状分离比 9∶3∶3∶1 3∶1 1∶2∶1
位置图示
[微课测评作业]
3.(2024·阳泉三模)现有三个纯合的水稻浅绿叶突变体X、Y、Z,突变位点不同,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变。X、Y、Z两两杂交后,三组杂交实验的F1均为绿色叶,为判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否位于同一对染色体上,育种人员将三组杂交实验的F1自交,观察并统计F2的表型及比例。下列预测结果正确的是 ( )
A.若三组F2均为绿叶∶浅绿叶=9∶7,则X、Y、Z的浅绿叶基因均位于同一对染色体上
B.若三组F2均为绿叶∶浅绿叶=1∶1,则X、Y、Z的浅绿叶因均位于同一对染色体上
C.若三组F2中绿叶∶浅绿叶的比例有一组为9∶7,两组为1∶1,则X、Y、Z的浅绿叶基因位于两对不同染色体上
D.若三组F2均为绿叶∶浅绿叶=15∶1,则X、Y、Z的浅绿叶基因位于三对不同染色体上
4.(2023·浙江1月选考)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。
(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)根据杂交组合丙的F1表型比例分析,卷翅基因除了控制翅形性状外,还具有纯合 效应。
(3)若让杂交组合丙的F1和杂交组合丁的F1全部个体混合,让其自由交配,理论上其子代(F2)表型及其比例为 。
(4)又从野生型(灰体红眼)中诱变育种获得隐性纯合的黑体突变体,已知灰体对黑体为完全显性,灰体(黑体)和红眼(紫红眼)分别由常染色体上的一对等位基因控制。欲探究灰体(黑体)基因和红眼(紫红眼)基因的遗传是否遵循自由组合定律。现有3种纯合品系昆虫:黑体突变体、紫红眼突变体和野生型。请完善实验思路,预测实验结果并分析讨论。(说明:该昆虫雄性个体的同源染色体不会发生交换;每只昆虫的生殖力相同,且子代的存活率相同;实验的具体操作不作要求)
①实验思路
第一步:选择 进行杂交获得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。
深化点(三)利用单体、三体、缺体以及其他方法定位
特定基因的位置
1.利用单体进行基因定位
2.利用三体进行基因定位
微点拨:基因型为Aaa的三体产生的配子类型及比例为Aa∶a∶A∶aa=2∶2∶1∶1;基因型为AAA的三体产生的配子类型及比例为AA∶A=1∶1;基因型为aaa的三体产生的配子类型及比例为aa∶a=1∶1。
3.利用染色体片段缺失进行基因定位
[微课测评作业]
5.染色体数目变异类型多样,其中缺失一条染色体称为单体(2n-1),增加一条染色体称为三体(2n+1)。黑腹果蝇是遗传学研究的常用材料,染色体组成如图所示。Ⅳ号染色体(点状染色体)单体和三体的果蝇均能够繁殖,回答下列问题:
(1)果蝇的性别决定方式为 。Ⅳ号染色体单体的雌性黑腹果蝇减数分裂产生的配子种类有 种,染色体数量分别为 条。
(2)在黑腹果蝇群体中偶然出现一只染色体正常的无眼果蝇,已知无眼为隐性性状,野生型为显性性状,受一对等位基因控制,但是不确定这对等位基因是位于Ⅲ号还是Ⅳ号染色体上,科研人员分成两个小组分别进行了以下实验,请补充完成以下探究实验:
①甲组:取Ⅳ号染色体单体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交,若子一代表型及比例约为 ,说明这对等位基因位于Ⅲ号染色体上;若子一代表型及比例约为 ,说明这对等位基因位于Ⅳ号染色体上。
②乙组:取Ⅳ号染色体三体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交,子一代全为野生型,子一代雌雄果蝇杂交,若子二代表型及分离比为 ,则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上。
6.(2024·衡水模拟)某XY型植物的叶型有宽叶和窄叶两种,取纯合亲本进行杂交,结果如下:
宽叶(♀)×窄叶(♂)→F1宽叶→自由交配→F2宽叶∶窄叶=15∶1
窄叶(♀)×宽叶(♂)→F1宽叶→自由交配→F2宽叶∶窄叶=15∶1
回答下列问题:
(1)若叶型受一对等位基因A/a控制,且A对a为完全显性,则该基因位于 染色体上,理由是 。F2出现15∶1的原因可能与某种配子致死有关,若该植株的雌配子正常,则F1产生的具有受精能力的雄配子的类型和比例为 。
(2)若叶型受两对独立遗传的等位基因(用B/b、D/d表示)控制,则F2宽叶植株的基因型有 种,F2宽叶中基因型相同的雌雄个体相互交配,后代不发生性状分离的基因型除BBDD、bbDD外还有 。若从F1测交后代中选取全部宽叶植株随机交配,子代出现宽叶植株的概率为 。
(3)若该植物抗病对感病为完全显性,受某常染色体上的基因E/e控制。科研团队发现了一株2号染色体缺失一小段的植株,且缺失纯合子致死。为确定E/e基因是否位于2号染色体及是否位于该缺失片段上,用正常隐性(e)个体与2号染色体缺失一小段的显性纯合个体杂交得F1,F1随机交配得F2,统计F2的表型及比例。
若F2中抗病∶感病=3∶1,则 ;若 ,则E/e基因位于2号染色体但不在缺失片段上;若 ,则E/e基因位于2号染色体,且在缺失片段上。
7.(2024·河北高考)西瓜瓜形(长形、椭圆形和圆形)和瓜皮颜色(深绿、绿条纹和浅绿)均为重要育种性状。为研究两类性状的遗传规律,选用纯合体P1(长形深绿)、P2(圆形浅绿)和P3(圆形绿条纹)进行杂交。为方便统计,长形和椭圆形统一记作非圆,结果见表。
实验 杂交 组合 F1表型 F2表型和比例
① P1×P2 非圆 深绿 非圆深绿∶非圆浅绿∶圆形深绿∶圆形浅绿=9∶3∶3∶1
② P1×P3 非圆 深绿 非圆深绿∶非圆绿条纹∶圆形深绿∶圆形绿条纹=9∶3∶3∶1
回答下列问题:
(1)由实验①结果推测,瓜皮颜色遗传遵循 定律,其中隐性性状为 。
(2)由实验①和②结果不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若要进行判断,还需从实验①和②的亲本中选用 进行杂交。若F1瓜皮颜色为 ,则推测两基因为非等位基因。
(3)对实验①和②的F1非圆形瓜进行调查,发现均为椭圆形,则F2中椭圆深绿瓜植株的占比应为 。若实验①的F2植株自交,子代中圆形深绿瓜植株的占比为 。
(4)SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR。SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体。在P1和P2中SSR1长度不同,SSR2长度也不同。为了对控制瓜皮颜色的基因进行染色体定位,电泳检测实验①F2中浅绿瓜植株、P1和P2的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如图。据图推测控制瓜皮颜色的基因位于 染色体。检测结果表明,15号植株同时含有两亲本的SSR1和SSR2序列,同时具有SSR1的根本原因是 ,同时具有SSR2的根本原因是
。
(5)为快速获得稳定遗传的圆形深绿瓜株系,对实验①F2中圆形深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。选择检测结果为 的植株,不考虑交换,其自交后代即为目的株系。
课堂抓重难点·讲增分点
主题微课(一)
[例1] 选D 根据题干信息分析可知,甲的基因型及其比例为Aa∶aa=2∶1,因此甲所产生的配子种类及比例为A∶a=1∶2;乙的基因型及其比例为Aa∶aa=1∶1,则乙所产生的配子种类及比例为A∶a=1∶3,A、B正确。甲与乙随机交配的后代中aa占2/3×3/4÷(1-1/3×1/4)=6/11,Aa占1-6/11=5/11,C正确,D错误。
[例2] 解析:(1)据表格信息可知,在正交实验中F2的表型及比例为6∶2∶3∶5,在反交实验中,F2的表型及比例为3∶5∶3∶5,均是9∶3∶3∶1的变式,故可判断太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制;由于正反交实验中,F2的表型比例不同,且正交实验的F2中,雌、雄个体的表型比例也不同,说明其中一对基因位于Z染色体上。
(2)依据正交结果,F2中棕眼∶红眼=9∶7,说明棕眼性状为双显性个体,红眼为单显性或双隐性个体;鹦鹉的性别决定方式为ZW型,在雄性个体中,棕眼占6/8=3/4×1,在雌性个体中,棕眼占3/8=3/4×1/2,故可推知,F1的基因型为AaZBZb、AaZBW,表型均为棕眼;由于亲本均为红眼纯系,则其基因型为aaZBZB(父本)、AAZbW(母本)。
(3)依据反交结果,结合第(2)问分析可知,亲本的基因型为AAZbZb(父本)、aaZBW(母本),则F1的基因型为AaZBZb、AaZbW,对应的表型依次为棕眼、红眼。
(4)结合以上分析可知,棕眼性状为双显性个体,红眼为单显性或双隐性个体,故可知基因①为A(或B),控制酶1的合成,促进红色前体物合成红色中间物,基因②为B(或A),控制酶2的合成,促进红色中间物合成棕色产物。
答案:(1)F2的表型比例(6∶2∶3∶5或3∶5∶3∶5)是9∶3∶3∶1的变式 正反交实验中,F2的表型比例不同,且正交实验的F2中,雌、雄个体的表型比例也不同(合理即可) (2)aaZBZB AaZBZb、AaZBW;表型均为棕眼 (3)aaZBW AaZBZb、AaZbW;表型分别为棕眼、红眼 (4)①为基因A(或B);②为基因B(或A);③为红色;④为棕色
[例3] 选D 实验①宽叶矮茎植株(A_bb)自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎=2∶1,可推知亲本宽叶矮茎植株的基因型为Aabb,子代中宽叶矮茎植株的基因型也为Aabb,A基因纯合致死;实验②窄叶高茎植株(aaB_)自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎=2∶1,可推知亲本窄叶高茎植株的基因型为aaBb,子代中窄叶高茎植株的基因型也为aaBb,B基因纯合致死,A、B正确。由以上分析可知,A基因纯合致死,B基因纯合致死,若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为AaBb,C正确。将宽叶高茎植株(AaBb)进行自交,子代植株的基因型为4/9AaBb、2/9Aabb、2/9aaBb、1/9aabb,其中纯合子所占的比例为1/9,D错误。
微课测评作业
1.选B 纯合红豆植株(RRggBB或者RRggbb)与纯合绿豆植株(RRGGbb)杂交,F1基因型为RRGgBb或者RRGgbb,所结种子全为褐豆或者绿豆,A错误;纯合红豆植株(RRggBB或者RRggbb)与纯合白豆植株(rrGGBB、rrGGbb、rrggBB、rrggbb)杂交,F1基因型为RrGgBB、RrGgBb、RrggBB、RrggBb、RrGgbb、Rrggbb,F1所结种子为红豆、绿豆或褐豆,B正确;纯合白豆植株(rrGGBB、rrGGbb、rrggBB、rrggbb)与纯合绿豆植株(RRGGbb)杂交,F1基因型及所结种子表型为RrGGBb(褐色)、RrGGbb (绿色)、RrGgBb (褐色)、RrGgbb (绿色),即F1所结种子全为绿豆或褐豆,C错误;等位基因均杂合的植株自交,即RrGgBb自交,F1所结种子可能出现四种颜色,D错误。
2.选B 由题意可知,黄花的基因型为aaB_dd,红花的基因型为aaB_D_,白花的基因型为A_ _ _ _ _、aabb_ _。纯合红色植株甲的基因型为aaBBDD,实验一中F2表型及比例为白花∶红花=13∶3,由于后代无黄花的基因型,故推测乙的基因型为AAbbDD;实验二中F2表型及比例为白花∶红花∶黄花=12∶3∶1,推测丙的基因型为AABBdd,A正确;实验一亲本的基因型为aaBBDD×AAbbDD,F1的基因型为AaBbDD,F2的白花植株的基因型为4/13AaBbDD、2/13AaBBDD、2/13AABbDD、1/13AABBDD、1/13aabbDD、2/13AabbDD、1/13AAbbDD,自交后代不发生性状分离的有AABbDD、AABBDD、aabbDD、AabbDD、AAbbDD,共占7/13,B错误;实验二亲本的基因型为aaBBDD×AABBdd,F1的基因型为AaBBDd,F2红花的基因型为1/3aaBBDD、2/3aaBBDd,产生配子的种类及比例为aBd∶aBD=1∶2,F2红花随机交配后代中黄花(aaB_dd)占1/3×1/3=1/9,C正确;白色植株乙(AAbbDD)、丙(AABBdd)杂交,子代的基因型为AABbDd,全部表现为白花,D正确。
3.选B 若子代中红花∶粉花∶白花=1∶2∶1,说明红花的基因型为AA,粉花的基因型为Aa,白花的基因型为aa,花色的遗传符合基因的分离定律,A错误;若亲代产生配子时,含a基因的花粉有一半致死,那么产生雄配子的种类及比例为A∶a=2∶1,产生雌配子的种类及比例为A∶a=1∶1,子代白花(aa)的比例为1/3×1/2=1/6,子代红花(A_)的比例为1-1/6=5/6,则子代性状分离比为5∶1,B正确;若基因型为Aa的个体致死,那么与题意基因型为Aa自交不符,C错误;在正常情况下,Aa自交,子代红花∶白花=3∶1,若子代基因型为aa的个体有一半致死,则子代的性状分离比为6∶1,D错误。
4.选C 基因型为Mm的水稻自交,F1中基因型为mm的个体所占比例为1/8,亲本产生的雌配子正常,说明亲本花粉中含m基因的概率为1/4,即M基因编码的某种毒性蛋白会使同株水稻2/3含m基因的花粉死亡,故F1产生的雄配子中M∶m=3∶1,A错误;F1随机传粉,雌配子M=5/8,雌配子m=3/8,雄配子M=3/4,雄配子m=1/4,F2中基因型为Mm的个体所占比例为5/8×1/4+3/4×3/8=7/16,B错误;结合题干可知,基因型为mm的个体能正常产生花粉,若种群内个体基因型全为mm,不影响逐代正常繁衍,C正确;每一代都会有含m基因的花粉死亡,故从亲本到F1,再到F2,M的基因频率会越来越高,D错误。
主题微课(二)
[例1] 选D 种群中均为杂合子,雌性的基因型均为XDXd ,由题意可知,雄性的基因型只有一种,即XDYd或XdYD,因此种群中的基因型有两种类型,A错误;当F1的雌性有两种表型时,亲本雄性的基因型为XdYD,D基因位于雄性的Y染色体上,B错误;当F1的雄性有两种表型时,亲本雄性的基因型为XDYd,D基因位于雄性的X染色体上,C错误;X、Y 染色体同源区段上基因的遗传仍然遵循基因的分离定律,D正确。
[例2] 解析:(1)由家庭系谱图可知,Ⅰ-1和Ⅰ-2患甲病,生了一个正常的女儿Ⅱ-3,所以甲病是常染色体显性遗传病;Ⅰ-1和Ⅰ-2都不患乙病,生了一个患乙病的女儿Ⅱ-2,所以乙病是常染色体隐性遗传病。Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型都是AaBb,Ⅱ-2两病兼患,但是她的儿子Ⅲ-2不患甲病,推断Ⅱ-2的基因型是Aabb。
(2)提取母亲血液中的DNA,采用PCR方法可以检测胎儿的基因状况,进行遗传病诊断。该技术操作简便,而且利用的是怀孕母体的血液中来自胎儿的游离DNA,所以准确安全、快速。
(3)根据家族系谱图可知,Ⅲ-2的基因型是aabb,所以A/a基因扩增带的第一个条带是a,第二个条带是A;B/b基因扩增带的第一个条带是B,第二个条带是b,b条带比B短,所以乙病是由于正常基因发生了碱基缺失所致。由于甲病是常染色体显性遗传病,且Ⅲ-5与正常男子均不患甲病,所以Ⅲ-5与正常男子婚配所生孩子不患甲病,故只考虑乙病。Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型都是Bb,Ⅱ-5的基因型是2/3Bb、1/3BB,Ⅱ-6的基因型是BB(根据电泳图判断),推出Ⅲ-5的基因型是1/3Bb、2/3BB;Ⅲ-5和无亲缘关系的正常男子婚配,该正常男性是乙病携带者的概率是1/75,则后代患病的概率是1/3×1/75×1/4=1/900。Ⅲ-3和Ⅲ-5均不患甲病,故只考虑乙病。根据电泳图判断Ⅱ-4和Ⅱ-6的基因型均为BB,据家族系谱图判断,Ⅱ-5和Ⅱ-3的基因型相同均为1/3BB、2/3Bb,所以Ⅲ-5和Ⅲ-3的基因型相同均为1/3Bb、2/3BB。若Ⅲ-5和Ⅲ-3婚配,生育患病孩子的概率是1/3×1/3×1/4=1/36,生育患病孩子的概率是前一种婚配的1/36÷1/900=25倍。
(4)反义RNA药物能与目标基因的mRNA互补结合形成部分双链,影响蛋白质翻译,最终达到治疗目的。因为甲病是显性遗传病,影响A基因的表达可以达到治疗的目的,所以在题述家系中,可以选择A基因作为目标。
答案:(1)常染色体显性遗传病 常染色体隐性遗传病 Aabb
(2)操作简便、准确安全、快速等(答出2点,合理即可) (3)缺失 1/900 25 (4)A
微课测评作业
1.选B 因表现正常的夫妇生有患先天性夜盲症的孩子,可确定致病基因为隐性,A正确;根据“先天性夜盲症是X染色体上的一种遗传病”和A项分析可知,该病为伴X染色体隐性遗传病,患病孩子为男孩,其母亲为携带者,该致病基因来源于孩子的外祖母或外祖父,B错误;表现正常的女儿可能是携带者,与表现正常的男性结婚,后代可能出现先天性夜盲症患者,C正确;先天性夜盲症女性患者的致病基因一定传给儿子,且其致病基因之一一定来自父亲,可确定女性患者的儿子和父亲一定是患者,如果该女性和男性患者结婚,女儿一定患病,若和正常男性结婚,女儿则表现正常,D正确。
2.选D 桑蚕有27对常染色体和一对性染色体ZW,因此在研究桑蚕的基因组时,共需测定27+ZW共29条染色体上DNA的碱基序列,A正确;若两桑蚕杂交后代中结椭圆形茧体色油质透明的雄蚕比例为1/16,即后代中aaZbZb的占比为1/16,也就是后代中aa、ZbZb的占比均为1/4,可知亲本基因型为AaZBZb、AaZbW,B正确;体色正常雌蚕ZBW和体色油质透明雄蚕ZbZb杂交,后代雌蚕基因型均为ZbW(体色油质透明)、雄蚕基因型均为ZBZb(体色正常),可通过体色判断子代的性别,C正确;位于同源区段Ⅱ上的基因在遗传上与性别相关联,如雌性的Z染色体上的基因只能来自父本、只能传递给雄性后代,与常染色体上的基因控制的性状在遗传特点上不同,D错误。
3.选B 根据Ⅱ2、Ⅱ3不患乙病而Ⅲ3患乙病可知,乙病为常染色体隐性遗传病,A正确;乙病为常染色体隐性遗传病,Ⅲ3患乙病,基因型为bb,则Ⅱ2和Ⅱ3基因型均为Bb,Ⅰ2基因型为BB或Bb,由于Ⅱ4、Ⅲ5基因型均为bb,则Ⅱ5基因型为Bb,因此对比不同个体的电泳条带可知,下面两条条带是b基因被限制酶切割后电泳的结果,而最上面的一条条带表示B基因,因此Ⅰ2的基因型是Bb,Ⅱ4为bb,B错误;甲病为伴性遗传病,根据Ⅲ3和Ⅲ4子代不患甲病可知,甲病为伴X染色体显性遗传病,Ⅱ2只患甲病,而Ⅲ3同时患甲病和乙病,可推知Ⅱ2的基因型为BbXAY,则Ⅱ3的基因型为BbXaXa,Ⅲ1只患甲病,其母亲正常,基因型为1/3BBXAXa、2/3BbXAXa,若Ⅲ1与正常男性(B_XaY)结婚,由于人群中乙病的发病率为1/256,故b的基因频率为1/16,B的基因频率为15/16,正常人群中Bb的概率为(2×1/16×15/16)÷(1-1/256)=2/17,所生子代患乙病的概率为2/17×2/3×1/4=1/51,不患乙病的概率为50/51,患甲病的概率为1/2,不患甲病的概率为1/2,故所生孩子正常的概率为50/51×1/2=25/51,C正确;Ⅱ3基因型为BbXaXa,故Ⅲ3关于甲病的基因型为XAXa,Ⅲ3基因型为bbXAXa,D正确。
4.选D 由Ⅲ1、Ⅲ2正常而Ⅳ1患病可知,该病为隐性遗传病,无论是常染色体隐性遗传病还是伴X染色体隐性遗传病,均与图1中系谱的特征吻合,但Ⅲ1为正常男性,由图2基因探针杂交结果可知,其同时含正常基因和突变基因,可以判断该病为常染色体隐性遗传病,A错误。Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ3、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3、Ⅲ4、Ⅲ5均表现正常,说明均有正常基因,且都有患病的儿子或患病的父亲,说明均含有致病基因,一定是杂合子,B错误。图2检测原理是探针能与特定基因解旋后的一条链进行碱基互补配对,C错误。假设该病由基因A/a控制,分析图1可知,Ⅳ1患病,Ⅲ1、Ⅲ2正常,可知Ⅳ2的基因型为1/3AA、2/3Aa;人群中该病发病率为1/8 100,即aa的基因型频率为1/8 100,则a的基因频率为1/90,正常男性基因型为89/91AA、2/91Aa,故Ⅳ2与表型正常的男性婚配,生育患LSD孩子的概率为2/3×2/91×1/4=1/273,D正确。
主题微课(三)
1.选B 纯种黑檀体雌昆虫(aa或XaXa)与纯种灰体雄昆虫(AA或XAY)杂交,若子代中雌昆虫全为灰体,雄昆虫全为黑檀体,则基因位于X染色体上,否则位于常染色体上,A不符合题意;F1雌昆虫(Aa或XAXa)与纯种灰体雄昆虫(AA或XAY)杂交,无论基因位于常染色体还是X染色体,F2的雌昆虫均为灰体,故不能判断,B符合题意;F1雌雄个体之间相互交配,若两对基因遵循自由组合定律,则F2的表型及比例为灰体红眼∶灰体白眼∶黑檀体红眼∶黑檀体白眼=9∶3∶3∶1,否则不遵循,C不符合题意;F1雌昆虫与白眼黑檀体雄昆虫测交,若两对基因遵循自由组合定律,则F2的表型及比例为灰体红眼∶灰体白眼∶黑檀体红眼∶黑檀体白眼=1∶1∶1∶1,否则不遵循,D不符合题意。
2.解析:(1)由题中表格可知,一对雌、雄果蝇进行杂交,F1雌、雄果蝇中长翅与短翅之比均接近3∶1,且长翅与短翅的比例在性别间无差异,所以是常染色体遗传,且长翅是显性性状,短翅是隐性性状;而红眼和白眼,F1中雌果蝇中只有红眼,雄果蝇中红眼∶白眼≈1∶1,即性状与性别相关联,说明基因位于X染色体上,且红眼是显性性状,白眼是隐性性状,眼色性状的遗传遵循基因的分离定律。
(2)由(1)可知,由于F1雌、雄果蝇中长翅与短翅之比均接近3∶1,且长翅是显性性状,所以亲本相关基因型都为Bb;而红眼和白眼,F1雌果蝇中只有红眼,雄果蝇中红眼∶白眼≈1∶1,且红眼是显性性状,所以亲本基因型为XRXr×XRY,即亲代雌果蝇的基因型为BbXRXr 。BbXRXr ×BbXRY杂交,F1长翅红眼雄果蝇的基因型有2种,分别为BBXRY、BbXRY,BbXRY为杂合子,在F1长翅红眼雄果蝇中占的比例为2/3。
(3)由题意可知,该实验的目的是探究控制灰身与黑身的基因是位于常染色体上,还是X染色体上,且已知黑身是隐性性状,如果位于常染色体上,则该黑身雌果蝇的基因型是ee(用E/e表示相关基因),如果该基因位于X染色体上,则该黑身雌果蝇的基因型是XeXe。实验方案:让黑身雌果蝇与原种群中的灰身雄果蝇杂交,由于该种群是一个稳定遗传的灰身果蝇种群,所以原种群中的灰身为纯合子。
①如果黑身基因位于常染色体上,则ee×EE→Ee,后代全为灰身。
②如果黑身基因位于X染色体上,则XeXe×XEY→XEXe、XeY,后代雌果蝇全部为灰身,雄果蝇全为黑身。
答案:(1)短翅 分离 (2)BbXRXr 2/3 (3)黑身雌果蝇与原种群中的灰身雄果蝇 ①全为灰身 ②雌果蝇全部为灰身,雄果蝇全为黑身
3.选B 假设X、Y、Z的基因型分别为aaBBCC、AAbbCC、AABBcc,X、Y、Z两两杂交后的基因型分别为AaBbCC、AaBBCc、AABbCc,若浅绿叶基因均位于同一对染色体上,第1组F1的自交后代F2为1aaBBCC(浅绿叶)、1AAbbCC(浅绿叶),2AaBbCC(绿叶),即绿叶∶浅绿叶=1∶1,同理第2组和第3组的结果也是绿叶∶浅绿叶=1∶1,A错误,B正确;若浅绿叶基因位于两对不同染色体上,三组F2中两组为绿叶∶浅绿叶=9∶7,一组为绿叶∶浅绿叶=1∶1,C错误;若浅绿叶基因位于三对不同染色在上,三组杂交的结果均为绿叶∶浅绿叶=9∶7,D错误。
4.解析:(1)只考虑眼色性状,分析甲组亲本和后代的表型,可知紫红眼突变体为纯合子;根据乙组F1的表型、F2的表型及比例可知,红眼对紫红眼为显性,即紫红眼突变体为隐性突变体。欲判断相关基因在常染色体上还是在性染色体上,可对杂交组合乙各代的性别进行统计,若相关基因在常染色体上,则F2的表型及比例与性别无关。
(2)杂交组合丙的亲本都为卷翅个体,F1出现了性状分离(卷翅∶直翅=2∶1),可判断卷翅为显性性状,据亲本、Fl及F2的表型可知,控制翅形的基因具有显性纯合致死效应。
(3)根据杂交组合丙和杂交组合丁的后代有关眼色的表型都为红眼可知,这两组杂交实验中的个体有关眼色的基因型都为纯合的,故在计算后代的表型和比例时不用考虑眼色,只分析翅形即可。设与翅形相关的基因为A、a,则杂交组合丙的F1中与翅形有关的基因型及比例为Aa∶aa=2∶1;杂交组合丁的F1中与翅形有关的基因型及比例为Aa∶aa=1∶1;由于F1是一对亲本的杂交后代,且每只昆虫的生殖力相同,假设理论上两组杂交组合的亲本均可产生100只昆虫,实际上杂交组合丙F1的个体数为75只,基因型为Aa的个体数为50只,基因型为aa的个体数为25只,而杂交组合丁F1的个体数为100只,基因型为Aa的个体数为50只,基因型为aa的个体数为50只,让它们自由交配,群体中基因型为Aa的个体占100÷175=4/7,基因型为aa的个体占75÷175=3/7,则产生A配子的概率为2/7,产生a配子的概率为5/7。所以后代的表型及比例为(用配子法表示):
2/7A 5/7a
2/7A 4/49AA(致死) 10/49Aa(卷翅)
5/7a 10/49Aa(卷翅) 25/49aa(直翅)
综上,后代的表型及比例为卷翅红眼∶直翅红眼=4∶5。
(4)欲判断控制体色和眼色的基因的遗传是否遵循自由组合定律(即解决控制两对相对性状的两对等位基因在两对同源染色体上还是在一对同源染色体上的问题),可先获得双杂合子(F1),然后让双杂合子随机交配得F2,对F2的表型及比例进行统计和分析就可确定基因的位置。假设控制灰体和黑体的基因分别为B和b,控制红眼和紫红眼的基因分别为D和d,让纯合黑体红眼昆虫(bbDD)与纯合灰体紫红眼昆虫(BBdd)杂交,所得F1(BbDd)表现为灰体红眼,让F1进行随机交配得F2,对F2的表型及比例进行分析。若控制体色和眼色的基因的遗传遵循自由组合定律,则F2的表型及比例为灰体红眼(B_D_)∶灰体紫红眼(B_dd)∶黑体红眼(bbD_)∶黑体紫红眼(bbdd)=9∶3∶3∶1;若控制体色和眼色的基因的遗传不遵循自由组合定律,由题中信息该昆虫雄性个体的同源染色体不会发生交(互)换,可知F1中的雄性个体可产生两种数量相同的配子(bD和Bd),若雌性个体在产生配子的过程中发生交(互)换,则可产生四种配子(bD、Bd、bd、BD),不管这四种配子的比例为多少,最后所得F2中表型及比例均为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1,若雌性个体产生配子时不发生交(互)换,F2的表型及比例也为灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1。
答案:(1)隐性 乙 性别 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 (2)致死 (3)卷翅红眼∶直翅红眼=4∶5 (4)①黑体突变体与紫红眼突变体 F1随机交配得F2 ②Ⅰ.灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼∶黑体紫红眼=9∶3∶3∶1 Ⅱ.灰体红眼∶灰体紫红眼∶黑体红眼=2∶1∶1
5.解析:(1)由题图可知,果蝇的性别决定方式为XY型。Ⅳ号染色体单体的雌性黑腹果蝇体细胞中有7条染色体,减数分裂产生配子时,同源染色体分离,单个的Ⅳ号染色体随机移向一极,形成的配子中含有的染色体数为3条或4条,配子种类共两种。
(2)已知无眼为隐性性状,野生型为显性性状,受一对等位基因控制,假设用A、a来表示。
①甲组:若这对等位基因位于Ⅲ号染色体上,后代的遗传与Ⅳ号染色体无关,亲本的基因型分别为AA、aa,子一代全为野生型(Aa),即野生型∶无眼=1∶0;若这对等位基因位于Ⅳ号染色体上,Ⅳ号染色体单体野生型果蝇只含有一个显性基因(假设用O表示缺失一条染色体,即基因型为AO),与该无眼果蝇(aa)杂交,后代会出现野生型(Aa)和无眼(Oa)两种,比例为1∶1。
②乙组:若无眼基因位于Ⅳ号染色体上,Ⅳ号染色体三体野生型果蝇(AAA)产生的配子种类及比例为AA∶A=1∶1,与该无眼果蝇(aa)杂交,子一代全为野生型,基因型及比例为AAa∶Aa=1∶1,子一代雌雄果蝇杂交,基因型为AAa的个体产生的配子及比例为AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,基因型为Aa的个体产生的配子及比例为A∶a=1∶1,则产生的基因型为a的雌雄配子均占1/3,后代无眼果蝇所占的比例为1/3×1/3=1/9,野生型果蝇所占的比例为1-1/9=8/9,即子二代表型及分离比为野生型∶无眼=8∶1。
答案:(1)XY型 2 3和4 (2)①野生型∶无眼=1∶0 野生型∶无眼=1∶1 ②野生型∶无眼=8∶1
6.解析:(1)亲本宽叶和窄叶进行正反交,F1均为宽叶,F1自交后代均为宽叶∶窄叶=15∶1,说明控制叶型的基因位于常染色体上。若叶型受一对等位基因A/a控制,且F2中A_∶aa=15∶1,雌配子中A∶a=1∶1,则雄配子中A∶a=7∶1。
(2)若叶型受两对独立遗传的等位基因(用B/b、D/d表示)控制,则F1的基因型为BbDd,F1自由交配后F2宽叶植株(B_D_、bbD_、B_dd)的基因型有8种,F2宽叶中基因型相同的雌雄个体相互交配,后代不发生性状分离的基因型除BBDD、bbDD外还有BBdd、BbDD、BBDd。若从F1测交后代中选取全部宽叶植株(1/3BbDd、1/3bbDd、1/3Bbdd),产生配子的为1/12BD、1/4Bd、1/4bD、5/12bd,随机交配,子代出现宽叶植株(B_D_、bbD_、B_dd)的概率为1-5/12×5/12=119/144。
(3)若E/e不位于2号染色体上,则ee能产生一种配子e,EE能产生一种配子E,雌雄配子随机结合,得到F1为Ee,F1产生的配子为1/2E、1/2e,雌雄配子随机结合,得到F2为1/4EE、2/4Ee、1/4ee,EE、Ee表现为显性,ee表现为隐性,比例为(1+2)∶1=3∶1。若E/e位于2号染色体上,但基因不在缺失片段上(假设缺失片段的染色体用+表示,即2号染色体缺失一小段的显性纯合子为EE+),则ee能产生一种配子e,EE+能产生两种配子E∶E+=1∶1,雌雄配子随机结合,得到F1为1/2Ee、1/2E+e,F1产生的配子为1/4E、1/2e、1/4E+,雌雄配子随机结合,得到F2为1/16EE、1/8EE+、1/4Ee、1/4E+e、1/4ee、1/16E+E+(致死),EE、EE+、Ee、E+e表现为显性,ee表现为隐性,比例为(1+2+4+4)∶4=11∶4。若E/e位于2号染色体上,且基因在缺失片段上,则ee能产生一种配子e,EO(假设缺失片段的染色体用O表示)能产生两种配子E∶O=1∶1,雌雄配子随机结合,得到F1为1/2Ee、1/2eO,F1产生的配子为1/4E、1/2e、1/4O,雌雄配子随机结合,得到F2为1/16EE、1/8EO、1/4Ee、1/4eO、1/4ee、1/16OO(致死),EE、EO、Ee表现为显性,eO、ee表现为隐性,比例为(1+2+4)∶(4+4)=7∶8。
答案:(1)常 一对表型不同的纯合亲本正交、反交结果相同 A∶a=7∶1 (2)8 BBdd、BbDD、BBDd 119/144 (3)则E/e基因不位于2号染色体 F2中抗病∶感病=11∶4 F2中抗病∶感病=7∶8
7.解析:(1)由实验①可知,P1(长形深绿)与P2(圆形浅绿)杂交,F1全为非圆(包括长形和椭圆形)深绿,F2出现性状分离,且深绿∶浅绿=3∶1,推测瓜皮颜色的遗传遵循基因的分离定律,且浅绿为隐性性状。
(2)据题表分析可知,由实验①和实验②的结果不能判断控制浅绿和绿条纹性状的基因的关系。若要进行判断,需选择分别具有浅绿性状和绿条纹性状的个体进行杂交,故可选择实验①和实验②亲本中的P2和P3进行杂交。若两基因为非等位基因,设分别为A/a、B/b,则浅绿的基因型可能为AAbb(或aaBB),而绿条纹的基因型可能为aaBB(或AAbb),则二者杂交得到的F1基因型为AaBb,表现为深绿色。
(3)调查实验①和②的F1非圆形瓜发现全为椭圆形瓜,且亲本长形和圆形均为纯合子,则F1椭圆形为杂合子,F2非圆瓜中有1/3为长形,2/3为椭圆形,故F2中椭圆深绿瓜植株占比为9/16×2/3=3/8。由题意可设实验①中瓜形基因为M/m,瓜皮颜色基因为N/n(根据实验①和②的结果不能判断瓜皮颜色中控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系,但实验①中只涉及深绿和浅绿性状,可用一对基因N/n表示)则,P1基因型为MMNN,P2基因型为mmnn,由实验①F2的表型和比例可知,圆形深绿瓜的基因型为mmN_。实验①中F2植株自交子代能产生圆形深绿瓜植株的基因型有MmNN、MmNn、mmNN、mmNn,其在F2中所占比例分别为1/8、1/4、1/16、1/8,自交子代中圆形深绿瓜的占比为1/8×1/4+1/4×3/16+1/16×1+1/8×3/4=15/64。
(4)电泳检测实验①F2中浅绿瓜植株、P1和P2的SSR1和SSR2的扩增产物,由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中都含有P2亲本的SSR1,而SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体上,故推测控制瓜皮颜色的基因位于9号染色体上。由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中只有15号植株含有亲本P1的SSR1,推测根本原因是F1在减数分裂Ⅰ前期发生染色体片段互换,产生了同时含P1、P2的SSR1和浅绿色基因的配子;而包括15号植株在内的多数植株同时含有两亲本的SSR2,根本原因是F1减数分裂时同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合。
(5)为快速获得稳定遗传的深绿瓜株系,对实验①F2中深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。稳定遗传的深绿瓜株系应是纯合子,其深绿基因最终来源于亲本P1,故应选择SSR1的扩增产物条带与P1亲本相同的植株。
答案:(1)(基因的)分离 浅绿 (2)P2、P3 深绿 (3)3/8 15/64 (4)9号 F1在减数分裂Ⅰ前期发生染色体片段互换,产生了同时含P1、P2的SSR1和浅绿色基因的配子 F1减数分裂时同源染色体分离,非同源染色体自由组合 (5)SSR1的扩增产物条带与P1亲本相同
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目 录
01
习题讲评课Ⅰ 选择小题夯基提速练
02
习题讲评课Ⅱ 基准考法大题保分练
03
习题讲评课Ⅲ 创新考法大题增分练
1
习题讲评课Ⅰ 选择小题夯基提速练
1.(2024·成都模拟)某植物开红花或白花由一对等位基因A/a控制。让多个开红花的亲本植株自交,F1的表型及比例为红花∶白花=11∶1(不考虑致死等其他情况)。下列有关分析错误的是( )
A.红花对白花为显性
B.亲本红花植株多数为杂合子
C.F1中纯合子占多数
D.F1产生的配子中含A基因的更多
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解析:让多个开红花的亲本植株自交,F1的表型及比例为红花∶白花=11∶1,子代出现性状分离,说明红花对白花为显性,A正确;红花植株的基因型为AA或Aa,因为只有基因型为Aa的红花自交才能出现白花,假设红花群体中Aa所占的比例为x,则子代白花的比例可表示为1/4x
=1/12,x=1/3,即亲代红花中两种基因型的比例为AA∶Aa=2∶1,故亲本红花植株多数为纯合子,B错误;
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亲代中AA∶Aa=2∶1,则F1中杂合子Aa的比例为1/3×1/2=1/6,纯合子的比例为5/6,F1中纯合子占多数,C正确;亲代中AA∶Aa=2∶1,F1中AA的比例为2/3+1/3×1/4=9/12,Aa占比为1/6,aa比例为1/3×1/4=1/12,则a基因频率为1/12+1/6×1/2=2/12=1/6,A=5/6,因此F1产生的配子中含A基因的更多,D正确。
2.某二倍体植物的株高受复等位基因A+、A和a控制,其中A+对A和a为显性,A对a为显性,A控制高茎,A+和a基因均控制矮茎,且两者控制的性状无差别。某随机交配的种群中A+、A和a的基因频率相等,下列有关叙述错误的是 ( )
A.该群体中的矮茎植株存在4种基因型
B.该群体中高茎植株所占的比例为1/3
C.矮茎植株之间杂交,若后代出现高茎,则高茎占1/4
D.高茎植株之间杂交,若后代出现矮茎,则矮茎占1/4
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解析:A+对A和a为显性,A对a为显性,因此高茎植株有AA和Aa两种基因型,而矮茎植株有A+A+、A+A、A+a和aa四种基因型,A正确;已知A+、A和a的基因频率相等,即各基因频率均为1/3,该群落中高茎植株的基因型为AA和Aa两种,其所占的比例为1/3×1/3+2×1/3×1/3=1/3,B正确;矮茎植株之间杂交,若后代出现高茎,则亲本的杂交组合为A+A×
A+A、A+A×A+a或A+A×aa,后代高茎植株(AA、Aa)所占的比例为1/4或1/2,C错误;高茎植株之间杂交,若后代出现矮茎,则杂交亲本为Aa×
Aa,子代aa占1/4,D正确。
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3.(2024·晋中模拟)从性遗传又称性控遗传,是指由常染色体上基因控制的性状,在表型上受个体性别影响的现象。如绵羊的有角和无角受常染色体上一对等位基因控制,有角基因H为显性,无角基因h为隐性,在杂合子(Hh)中,公羊表现为有角,母羊则无角,下列叙述错误的是 ( )
A.杂合子公羊和母羊表现不同说明有角基因H的表现受性别影响
B.两头有角羊交配,生了一头无角小羊,该无角小羊基因型为hh
C.杂合子公羊和母羊杂交,子代公羊中有角∶无角=3∶1
D.两头无角羊杂交,子代出现有角羊,则亲本基因型为Hh、hh
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解析:有角基因H为显性,无角基因h为隐性,在杂合子(Hh)中,公羊表现为有角,母羊则无角,杂合子公羊和母羊表现不同说明有角基因H的表现受性别影响,A正确;两头有角羊交配,生了一头无角小羊,即一只有角(HH)母羊生了一只无角小羊,说明其所生小羊一定是Hh,B错误;杂合子(Hh)公羊和母羊杂交,子代中HH∶Hh∶hh=1∶2∶1,由于Hh公羊表现为有角,故子代公羊中有角∶无角=3∶1,C正确;若两只无角绵羊交配,其中无角公羊的基因型只能为hh,无角母羊的基因型为Hh或hh,若后代中出现有角羊,则该有角羊的基因型只能为Hh,是公羊,并可进一步推知母本基因型为Hh,即亲本基因型为Hh、hh,D正确。
4.(2024·昆明模拟)果蝇的灰体和黑檀体是一对相对性状,分别由基因A、a控制,但是基因A的外显率为75%,即具有A基因的个体只有75%是灰体,其余25%的个体为黑檀体。现将一对相对性状的亲本果蝇杂交,下列判断正确的是 ( )
A.若子代表型比例为3∶1,则亲本基因型相同
B.若子代表型比例为3∶5,则亲本基因型相同
C.若子代表型比例为9∶7,则亲本基因型相同
D.若子代表型比例为1∶1,则亲本基因型相同
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解析:子代表型比例为3∶1,亲本基因型可能为AA×AA或AA×Aa或AA×aa,A错误;子代表型比例为3∶5,亲本基因型为Aa×aa,B错误;子代表型比例为9∶7,亲本基因型为Aa×Aa,C正确;一对相对性状的亲本杂交,子代表型比例不可能为1∶1,D错误。
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5.(2024·榆林三模)某二倍体植株的花色有红色(显性)和白色(隐性)两种,受等位基因R/r控制。现有一株2号染色体单体(2号同源染色体缺失一条的个体)的纯合红花植株,让该单体植株与正常的白花植株杂交,得F1,F1自交得F2,植株成熟后观察并统计F2花色及比例。已知一对同源染色体都缺失的植株不能存活。下列有关说法错误的是 ( )
A.若F2中红花∶白花=3∶4,则等位基因R/r位于2号染色体上
B.若F2中红花∶白花=3∶1,则等位基因R/r不位于2号染色体上
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C.若F2中单体植株所占比例为1/4,则确定等位基因R/r位于2号染色体上
D.若F2中的单体植株有红花和白花,则确定等位基因R/r不位于2号染色体上
解析:若等位基因R/r位于2号染色体上,2号单体的纯合红花基因型记为RO(缺失染色体的标记为O),与正常白花(基因型rr)杂交,F1中基因型及比例为Rr∶Or=1∶1,
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F1自交,F2基因型及比例为RR∶Rr∶rr∶rO∶OO=1∶2∶2∶2∶1,因OO不能存活,所以F2中红花∶白花=3∶4,单体植株∶正常植株=2∶5,且单体植株均为红花,A正确,C错误;若等位基因不位于2号染色体上,2号单体的纯合红花植株与正常白花植株杂交,F1自交,F2中红花∶白花=3∶1,且单体植株既有红花也有白花,B、D正确。
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6.(2024·衡水模拟)某二倍体植物的性别决定方式为XY型,子代数目众多。其圆叶和椭圆叶、紫茎和绿茎、高产和低产分别由等位基因A/a、B/b、D/d控制,且等位基因A/a位于X染色体上。植株甲和植株乙(圆叶绿茎高产)杂交,统计F1单一表型的数量,结果如图所示。下列推测或叙述最合理的是 ( )
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A.植株甲的表型为圆叶紫茎低产
B.植株乙的基因型为BbDdXAXa
C.等位基因B/b和D/d独立遗传
D.该植物不适合作为遗传实验材料
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解析:根据题干及图示信息可知,圆叶对椭圆叶为显性,但紫茎和绿茎、低产和高产的显隐性无法确定,由于F1中圆叶∶椭圆叶≈3∶1,紫茎∶绿茎≈1∶1 ,低产∶高产≈1∶1 ,植株乙的表型为圆叶绿茎高产,所以植株甲的表型为圆叶紫茎低产,A合理;由于紫茎和绿茎、低产和高产的显隐性无法确定,因此植物乙的基因型无法确定,B不合理;等位基因B/b和D/d 所在染色体的情况无法确定,C不合理;该植物子代数目多,有多对易于区分的相对性状,适合作为遗传学实验材料,D不合理。
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7.(2024·宜昌三模)已知果蝇的红眼和白眼这对相对性状受一对等位基因控制,现选用多对果蝇进行如下两组杂交:红眼雌蝇×白眼雄蝇、白眼雌蝇×红眼雄蝇。不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段,下列推测错误的是 ( )
A.若两组杂交的子一代中都是红眼个体多于白眼个体,则红眼为显性
B.若两组杂交的子一代眼色的遗传都与性别无关,则基因位于常染色体上
C.若其中一组杂交的子一代雄性全为红眼,雌性全为白眼,则红眼为显性
D.若其中一组杂交的子一代雄性全为白眼,雌性全为红眼,则基因位于X染色体上
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解析:一对等位基因控制的表型,其杂合子表现为显性,故显性表型中包含2种基因型,而隐性表型仅1种基因型,因此显性表型的数量往往多于隐性表型,故若题中两个杂交组合的子一代中都是红眼个体多于白眼个体,则红眼为显性,A正确;若两个杂交组合的子一代眼色的遗传都与性别无关,即无论正交还是反交,后代表型及比例一致,则基因位于常染色体上,B正确;若其中一个组合中子一代雄性全为红眼,雌性全为白眼,则白眼为显性,C错误;若其中一个组合中子一代雄性全为白眼,雌性全为红眼,则眼色的遗传与性别相关,基因位于X染色体上,D正确。
8.在调查一个家猪家系时发现其中存在有睾丸雌性化的个体,表现为雌性个体,但不可育。进一步研究发现这是由X染色体上的突变基因t控制的。现从该家系中选取一对家猪交配并产生后代,子代表型情况如图,下列叙述合理的是 ( )
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A.F1中雌雄比应为2∶1
B.雌性化的个体其性染色体组成会由XY转变为XX
C.F1有睾丸雌性化个体与雄性个体杂交,子代只有雌性个体
D.若F1雌雄个体随机交配,理论上F2雌雄比应为5∶3
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解析:雌性家猪与雄性家猪杂交,F1中出现了有睾丸雌性化个体,可判断亲本的基因型为XtX×XY,F1雌雄比应为3∶1,A错误;雌性化的个体是由X染色体上的突变基因t控制的,其性染色体组成不会由XY转变为XX,B错误;F1有睾丸雌性化个体不育,不能与雄性个体杂交产生后代,C错误;F1可育的雌雄个体基因型为XtX、XX、XY,产生的雌配子为1/4Xt、3/4X,产生的雄配子为1/2X、1/2Y,理论上F2雌雄比应为5∶3,D正确。
9.(2024·中山模拟)桑蚕卵色由基因B、b控制,B基因表达产物使其发育为黑色,b基因表达产物使其发育为褐色。卵细胞质中不含等位基因,桑蚕卵细胞质内有大量B或b基因产物,直接决定后代卵色的表型。下列叙述正确的是 ( )
A.含基因B和含基因b的桑蚕杂交,F1可能由黑色卵发育而来
B.含基因B和含基因b的桑蚕杂交,F1相互交配,F2由黑色卵发育而来
C.若某桑蚕由黑色卵发育而来,则这只桑蚕的双亲至少有一个是黑色卵
D.若两只桑蚕均由黑色卵发育而来,则它们杂交产生的子代也均为黑色
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解析：含基因B和含基因b的桑蚕杂交,当母本含有基因B时,F1由黑色卵发育而来,A正确;子代桑蚕卵色由母本基因型决定,含基因B和含基因b的桑蚕杂交,F1基因型可能为bb,卵细胞质中含基因b的产物,若F1相互交配,则F2卵色可表现为褐色,B错误;若某桑蚕由黑色卵发育而来,则这只桑蚕的双亲可能均为褐色卵发育来的杂合子或母本为褐色卵发育来的杂合子、父本为褐色卵发育来的纯合子,C错误;若两只桑蚕均由黑色卵发育而来,但其中的母本基因型可以是bb,此时它们杂交可以产生褐色子代,D错误。
10.(2024·开封开学考试)人类某种遗传病,基因型EE都患病,Ee有1/3患病,ee都正常。一对新婚夫妇表现正常,妻子的母亲是Ee患者,她的父亲和丈夫的家族中均无该病患者,请推测这对夫妇的子女中患病的概率是 ( )
A.1/15 B.1/10
C.1/12 D.1/3
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11
12
3
解析：根据题干信息分析可知,该新婚夫妇中的女性的基因型为Ee或ee,由于基因型为Ee的个体有1/3患病,ee都正常,所以该正常女性为Ee基因型的概率占(1/2×2/3)÷(1-1/2×1/3)=2/5,ee占3/5,由于丈夫的家族中无该病患者,所以丈夫的基因型为ee。则这对新婚夫妇的子女基因型为Ee的概率是2/5×1/2=1/5。由于Ee的人有1/3患病,ee的人都正常,所以这对夫妇的子女中患病的概率是1/5×1/3=1/15。
11.(2024·泸州开学考试)某雌雄同株植物的花色有红花和白花两种表型,叶型有宽叶和窄叶两种表型,这两对相对性状受3对等位基因的控制。研究小组将两株纯合亲本杂交得到F1,F1自交得到F2,F2的表型及比例为红花宽叶∶红花窄叶∶白花宽叶∶白花窄叶=27∶9∶21∶7。下列说法正确的是 ( )
A.F1减数分裂会产生8种比例相等的配子
B.F1植株进行测交,后代中红花∶白花=3∶1
C.F2中的白花植株自交,后代中可能会出现红花植株
D.F2红花宽叶中不能稳定遗传的个体所占的比例为25/27
√
1
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3
解析：F2的表型及比例为红花宽叶∶红花窄叶∶白花宽叶∶白花窄叶=27∶9∶21∶7,F2共有64(43)个组合数,遵循基因自由组合定律,故花色和叶型相关的3对等位基因是独立遗传的,F2中红花∶白花=9∶7,宽叶∶窄叶=3∶1,说明花色受两对等位基因控制,叶型受一对等位基因控制,假设控制花色的基因为A/a、B/b,控制叶型的基因为D/d,因此F1的基因型为AaBbDd,故F1减数分裂会产生8种比例相等的配子,A正确;
1
2
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3
只考虑花色的遗传,F2中的红花∶白花=9∶7,说明红花为双显性状,则红花的基因型为A_B_,白花的基因型为A_bb、aaB_、aabb,F1植株(AaBb)进行测交,后代中红花∶白花=1∶3,B错误;白花植株(A_bb、aaB_、aabb)自交不会出现红花植株(A_B_),C错误;F2红花宽叶植株中纯合子有1/3(DD)×1/9(AABB)=1/27,则不能稳定遗传(杂合子)的个体所占比例为1-1/27=26/27,D错误。
12.(2024·佛山三模)不孕症是一类病因复杂的疾病,其中“卵子死亡”导致的不孕症属于一种单基因遗传病。图1表示与该病有关的正常基因P1与致病基因P2对应片段中某种限制酶酶切位点,图2是某患病家系图,对家系中部分成员的相关基因用上述限制酶处理后进行凝胶电泳检测,结果如图3。下列说法正确的是 ( )
12
1
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3
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7
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12
3
A.P2是由P1发生碱基的增添或缺失产生的
B.该病属于常染色体隐性遗传病
C.Ⅱ4基因型与Ⅰ1基因型相同
D.Ⅱ6与正常女性婚配生出患者的概率是1/4
√
1
2
4
5
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7
8
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11
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3
解析：分析图1可知,P1和P2的基因长度一样,但某种限制酶的酶切位点有一处不同,说明P2是由P1发生碱基的替换产生的,A错误。据图2和图3可知,Ⅱ4患病,其基因型为P1P2,说明该病不是常染色体隐性遗传病,B错误。分析图3可知,Ⅰ1和Ⅱ4电泳结果一样,但性别不同,说明基因P1和P2不位于性染色体上而是位于常染色体上,两者的基因型相同,C正确。
1
2
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3
由以上分析可知,该病为常染色体显性遗传病,但患者仅为女性,结合图3可知,Ⅰ1的基因型为P1P2,表型为正常;Ⅰ2的基因型为P1P1,表型为正常;
Ⅱ6表型正常,基因型可能为P1P1或P1P2。正常女性的基因型为P1P1,两人婚配所生男孩全部正常,女孩患病概率为1/4,即Ⅱ6与正常女性婚配生出患者的概率是1/8,D错误。
2
习题讲评课Ⅱ 基准考法大题保分练
1.(10分)(2024·内江三模)玉米是一种雌雄同株异花(顶端长雄花序,叶腋长雌花序)的二倍体植物。研究人员将甜玉米与非甜玉米间行种植,收获时发现,非甜玉米的果穗上结有甜和非甜籽粒。已知甜与非甜是玉米胚乳的性状表现,由一对等位基因决定,其胚乳由胚珠中的2个极核(中央细胞的细胞核)和1个精子结合后发育而来。下图为极核形成的过程示意图,回答下列问题:
(1)据图分析可知,来自同一个大孢子的卵细胞与极核的核基因型 ______ (填“相同”或“不同”),原因是______________________________
______________________________________________________。
解析:根据题图可知,卵细胞与极核是由同一个大孢子经3次有丝分裂形成的,大孢子仅含一组染色体,在有丝分裂过程中,染色体经过复制后,精确地平均分配到子细胞中,因此来自同一个大孢子的卵细胞与极核的核基因型相同。
相同
大孢子仅含一组染色体,在有丝
分裂过程中,染色体经过复制后,精确地平均分配到子细胞中
(2)某同学认为,非甜玉米果穗上结有甜籽粒的原因有两种:①非甜玉米为隐性纯合子,其部分雌花序接受了______________的花粉;②非甜玉米为_________,其雌花序接受了非甜玉米的花粉或甜玉米的花粉或二者均有。
甜玉米(显性)
杂合子
解析:甜玉米与非甜玉米间行种植,非甜玉米果穗上结有甜籽粒的原因有两种可能:第一种情况是非甜玉米为隐性纯合子,在这种情况下,它的雌花序可能接受了甜玉米的花粉,由于甜玉米的基因为显性,所以当非甜玉米的部分雌花序接受了甜玉米的花粉后,通过受精作用,可以产生带有甜玉米基因的籽粒,这些籽粒就会表现为甜粒;第二种情况是非甜玉米是杂合子,这意味着它自身就携带有甜玉米的隐性基因,在这种情况下,无论它的雌花序是接受了非甜玉米的花粉还是甜玉米的花粉,或是两种花粉都接受了,都有可能产生带有甜玉米基因的籽粒,从而使这些籽粒表现为甜粒。
(3)若上述原因②成立,且统计发现某行非甜玉米果穗上所结甜籽粒与非甜籽粒的比例介于1∶1与1∶3,则说明非甜玉米雌花序接受了__________________________的花粉。就控制甜与非甜的基因而言,该行玉米果穗上所结籽粒胚乳细胞的基因型有____种。
解析:若上述原因②成立,即非甜玉米为杂合子(Aa),其雌花序如果只接受自身非甜玉米(Aa)的花粉,非甜玉米果穗上所结甜籽粒与非甜籽粒的比例为1∶3;其雌花序如果只接受甜玉米(aa)的花粉,非甜玉米果穗上所结甜籽粒与非甜籽粒的比例为1∶1。
非甜玉米(或自身)和甜玉米
4
因此如果统计发现某行非甜玉米果穗上所结甜籽粒与非甜籽粒的比例介于1∶1与1∶3,则说明非甜玉米雌花序接受了非甜玉米(或自身)和甜玉米的花粉。对于控制甜与非甜的基因而言,由于非甜玉米是杂合子,其基因型可以表示为Aa,则它的雌花序中2个极核基因型均为A或a。当它的雌花序接受甜玉米的花粉(基因型为a)时,产生的籽粒胚乳细胞的基因型为AAa、aaa;当它的雌花序接受非甜玉米的花粉(基因型为A或a)时,产生的籽粒胚乳细胞的基因型为AAa、AAA、aaa、Aaa,因此该行玉米果穗上所结籽粒胚乳细胞的基因型有4种类型。
2.(10分)(2024·全国甲卷)袁隆平研究杂交水稻,对粮食生产具有突出贡献。回答下列问题。
(1)用性状优良的水稻纯合体(甲)给某雄性不育水稻植株授粉,杂交子一代均表现雄性不育;杂交子一代与甲回交(回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配),子代均表现雄性不育;连续回交获得性状优良的雄性不育品系(乙)。由此推测控制雄性不育的基因(A)位于________(填“细胞质”或“细胞核”)。
细胞质
解析:若控制雄性不育的基因(A)位于细胞核,则杂交子一代的基因型为Aa,甲的基因型为aa,回交应出现基因型为aa的个体,即可育株,不符合题意;若控制雄性不育的基因(A)位于细胞质,则杂交子一代和回交子代均表现为雄性不育,符合题意。
(2)将另一性状优良的水稻纯合体(丙)与乙杂交,F1均表现雄性可育,且长势与产量优势明显,F1即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达。基因R表达过程中,以mRNA为模板翻译产生多肽链的细胞器是________。F1自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为_________。
核糖体
3∶1
解析:基因R表达过程中,以mRNA为模板翻译产生多肽链的细胞器是核糖体。由题意可知,丙的基因型为RR,乙的基因型为rr(A),括号内为细胞质基因,下同,丙与乙杂交,F1的基因型为Rr(A),表现为雄性可育,F1自交子代中雄性可育株的基因型为RR(A)、Rr(A),雄性不育株的基因型为rr(A),二者的数量比为3∶1。
(3)以丙为父本与甲杂交(正交)得F1,F1自交得F2,则F2中与育性有关的表型有____种。反交结果与正交结果不同,反交的F2中与育性有关的基因型有____种。
解析:由题意可知,甲的基因型为rr(a),以丙为父本与甲杂交,F1的基因型为Rr(a),F2不含基因A,均表现雄性可育,即与育性有关的表型只有1种;反交结果与正交结果不同,说明丙的细胞质基因为A,反交F1的基因型为Rr(A),F2中与育性有关的基因型有RR(A)、Rr(A)、rr(A),共3种。
1
3
3.(14分)(2024·海口三模)某雌雄同株植物红色素的合成由A/a基因控制(A对a为完全显性),其与B/b基因共同控制花色,与D/d基因共同控制茎色。科研人员为研究基因与表型之间的关系,设计并完成了以下实验,实验过程及结果如下表,回答下列问题:
实验 亲本 F1 F2
一 纯合深红花深红茎×纯合黄花白茎 深红花 深红花∶橙黄花∶黄花≈9∶3∶4
二 纯合深红花白茎×纯合黄花白茎 粉红茎 深红茎∶粉红茎∶白茎≈3∶6∶7
(1)由实验一可判断,该植物花色的遗传遵循_________定律。已知F2中出现橙黄花的原因是b基因控制黄花性状且部分抑制红色素的合成,则橙黄花的基因型为_______________。实验二F2的白茎植株中纯合子占比为______。
解析:由实验一可得,花色性状比例约为9∶3∶4,为9∶3∶3∶1变式,该植物花色的遗传遵循自由组合定律。已知F2中出现橙黄花的原因是b基因控制黄花性状且部分抑制红色素的合成,则橙黄花的基因型为Aabb、AAbb。实验二F2的白茎植株的基因型A_DD、aa_ _,粉红茎基因型为A_Dd,深红茎基因型为A_dd,故白茎植株中纯合子占比为3/7。
自由组合
Aabb、AAbb
3/7
(2)若将实验一的F1和实验二的F1杂交,子代中橙黄花深红茎占比为3/32,则子代中深红花深红茎植株的基因型有____种,占子代比例为_____。
解析:由上述分析可推知,实验一亲本为AABBdd×aabb_ _,F1为AaBb_d;实验二亲本为AABBDD×aabbdd,F1为AaBbDd。若将实验一的F1和实验二的F1杂交,子代中橙黄花深红茎A_bbdd占比为3/32=3/4×1/4
×1/2,故可推知实验一中F1为AaBbdd,则子代中深红花深红茎植株的基因型A_B_dd有2×2×1=4种,占子代比例为3/4×3/4×1/2=9/32。
4
9/32
(3)若已知该植物的宽叶对窄叶为显性,由基因G/g控制,为判断该基因是否位于Ⅱ号染色体上,现有纯合的Ⅱ号染色体单体植株(体细胞中缺少一条Ⅱ号染色体)和纯合的正常植株若干,应选择表型分别为_______的正常植株与_______单体植株杂交,若细胞中缺少一条Ⅱ号染色体的配子均可育且缺少两条Ⅱ号染色体的植株不能成活,F1的表型及比例为__________________,则说明该基因位于Ⅱ号染色体上,让F1继续自由交配,F2的表型及比例为_________________。
窄叶
宽叶
宽叶∶窄叶=1∶1
宽叶∶窄叶=7∶8
解析:应选择表型分别为窄叶的正常植株与宽叶单体植株杂交,若细胞中缺少一条Ⅱ号染色体的配子均可育且缺少两条Ⅱ号染色体的植株不能成活,F1的表型及比例为宽叶∶窄叶=1∶1,则说明该基因位于Ⅱ号染色体上,让F1继续自由交配,F1的基因型为Gg∶gO(O表示缺少一条Ⅱ号染色体)=1∶1,配子比为G∶g∶O=1∶2∶1,子代OO致死,可得宽叶∶窄叶=7∶8。
4.(12分)(2024·广东高考)遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)是一种罕见的口腔遗传病,严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年,我国科学家对某一典型的HGF家系(如图)进行了研究,发现ZNF862基因突变导致HGF发生。
回答下列问题:
(1)据图分析,HGF最可能的遗传方式是______________________。假设该致病基因的频率为p,根据最可能的遗传方式,Ⅳ2生育一个患病子代的概率为_______ (列出算式即可)。
解析:由题图可知,Ⅱ1不患病与患病的Ⅱ2生出患病的女儿Ⅲ3,可排除伴X染色体隐性遗传;Ⅲ4患病与不患病的Ⅲ5生出不患病的女儿Ⅳ4,可排除伴X染色体显性遗传;
常染色体显性遗传病
(1+p)/2
该家系中患该病的男性和女性数量相当且代代遗传,因此该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传。假设该病由基因A/a控制,则致病基因A的基因频率为p,正常基因a的基因频率为1-p,Ⅳ2的基因型为Aa,产生配子的基因型为1/2A和1/2a;正常人中基因型为AA的概率为p2,基因型为Aa的概率为2p(1-p),基因型为aa的概率为(1-p)2;Ⅳ2与基因型为AA的男性生育患病子代的概率为p2,与基因型为Aa的男性生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4,与基因型为aa的男性生育患病子代的概率为(1-p)2×1/2,故Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+(1-p)2×1/2=(1+p)/2。
(2)为探究ZNF862基因的功能,以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验,简要写出设计思路: ____________________________________
__________________________________________________________。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF,可制备携带该突变基因的转基因小鼠,然后比较___________________________的差异。
将正常细胞分为甲、乙两组,其中甲组敲
除ZNF862基因,观察甲、乙两组细胞表型从而探究该基因的功能
转基因小鼠和正常小鼠牙龈
解析:为探究ZNF862基因的功能,从细胞水平分析,可将正常细胞分为甲、乙两组,其中甲组敲除ZNF862基因,观察甲、乙两组细胞表型从而探究该基因的功能。从个体水平分析,通过比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈差异可得出该基因的功能。
(3)针对HGF这类遗传病,通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病 作出判断并说明理由。___________________________
___________。
解析:一般不通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病,因为该方式违反法律和伦理,且存在安全隐患。
不可以,违反法律和伦理,且存
在安全隐患
5.(14分)(2024·长春模拟)番茄是雌雄同株的植物,其紫茎和绿茎(由D、d控制)是一对相对性状,缺刻叶和马铃薯叶(由H、h控制)是一对相对性状,两对基因独立遗传。现利用三种不同基因型的番茄进行两组杂交,实验结果如表所示。据表分析回答下列问题。
实验编号 亲本表型 子代表型及比例
实验一 紫茎缺刻叶①×绿茎缺刻叶② 紫茎缺刻叶∶紫茎马铃薯叶=3∶1
实验二 紫茎缺刻叶③×绿茎缺刻叶② 紫茎缺刻叶∶紫茎马铃薯叶∶绿茎缺刻叶∶绿茎马铃薯叶=3∶1∶3∶1
(1)仅根据实验一的杂交结果,能判断出___(填“0”“1”或“2”)对相对性状的显隐性关系,隐性性状是_________________,根据实验一、二的结果可知,这两对等位基因的遗传遵循__________定律。
解析:实验一中,紫茎缺刻叶植株和绿茎缺刻叶植株杂交,后代全为紫茎,说明紫茎是显性性状,缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1,说明缺刻叶为显性性状,因此仅根据实验一的杂交结果,能判断出2对相对性状的显隐性关系,隐性性状是绿茎和马铃薯叶。根据实验一、二的结果可知,这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。
2
绿茎和马铃薯叶
自由组合
(2)亲本的紫茎缺刻叶①、紫茎缺刻叶③的基因型依次是______________。
解析:分析实验一:紫茎×绿茎→紫茎,可知紫茎①为DD,绿茎②为dd;缺刻叶×缺刻叶→缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1,可知缺刻叶①为Hh,故①为DDHh。分析实验二:紫茎×绿茎→紫茎∶绿茎=1∶1,可知紫茎③为Dd;缺刻叶×缺刻叶→缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1,可知缺刻叶③为Hh,故③为DdHh。
DDHh、DdHh
(3)紫茎缺刻叶①与紫茎缺刻叶③杂交,后代的表型及比例为__________________________________,后代的紫茎缺刻叶中能稳定遗传的个体占_____。
解析:紫茎缺刻叶①为DDHh,紫茎缺刻叶③为DdHh,二者杂交后代中,均为紫茎,且有缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1,故后代表型为紫茎缺刻叶∶紫茎马铃薯叶=3∶1;后代紫茎缺刻叶基因型为D_H_,能稳定遗传的基因型为DDHH,占后代紫茎缺刻叶的1/6。
紫茎缺刻叶∶紫茎马铃薯叶=3∶1
1/6
(4)若番茄的果实颜色由两对等位基因(A和a、B和b)控制,且基因的表达与性状的关系如图所示,为探究这两对等位基因是否位于同一对同源染色体上,某学生设计了如下实验:
实验步骤:让基因型为AaBb的植株自交,观察并统计子代植株上番茄果实的颜色和比例(不考虑染色体互换)。实验预测及结论:
①若子代晋茄果实颜色红色∶黄色为________,则A、a和B、b基因在两对同源染色体上。
②若子代番茄果实颜色红色∶黄色为_______,则A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和B在一条染色体上。
③若子代番茄果实颜色红色∶黄色为_______,则A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和b在一条染色体。
3∶13
0∶4
1∶3
解析:据题图分析,红色基因型为A_bb;黄色基因型为A_B_、aa_ _。
①若A、a和B、b基因在两对同源染色体上,则满足自由组合定律,基因型为AaBb的植株自交,子代红色基因型为A_bb,概率为3/4×1/4=3/16,黄色基因型为A_B_、aa_ _,概率为1-3/16=13/16,红色∶黄色=3∶13。
②若A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和B在一条染色体上,基因型为AaBb的植株只能产生两种配子,AB∶ab=1∶1,雌雄配子随机结合后,子代基因型为AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1,均为黄色,即红色∶黄色=0∶4。
③若A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和b在一条染色体,基因型为AaBb的植株只能产生两种配子,Ab∶aB=1∶1,雌雄配子随机结合后,子代基因型为AAbb∶AaBb∶aaBB=1∶3,即红色∶黄色=1∶3。
3
习题讲评课Ⅲ 创新考法大题增分练
1.(18分)(2024·黄冈泽二模)控制果蝇性状的基因位于线粒体DNA、常染色体、X染色体、Y染色体和XY染色体等。现有野生型(灰身长翅刚毛)纯合雌雄果蝇若干,某科研小组培育出突变体:黑身长翅截毛雄蝇(甲)、灰身残翅刚毛雌蝇(乙)和雄蝇(丙)。甲、乙杂交,子一代雌雄果蝇都为灰身长翅刚毛,再让子一代雌蝇与丙交配,子二代统计结果如下表所示。表中数据与理论上比例相同;杂交过程中不存在致死和突变现象,各种配子活力相同。黑身/灰身、长翅/残翅和刚毛/截毛三对相对性状的基因分别用A/a、B/b和D/d表示。
表型 雌蝇 雄蝇 表型 雌蝇 雄蝇
灰身长翅刚毛 16 8 灰身长翅截毛 0 8
灰身残翅刚毛 84 42 灰体残翅截毛 0 42
黑身长翅刚毛 84 42 黑身长翅截毛 0 42
黑身残翅刚毛 16 8 黑身残翅截毛 0 8
(1)雄蝇丙的表型是_______________。截毛的遗传方式可能是________________________________________,利用题干中的果蝇设计实验探究截毛的遗传方式。
实验思路: ________________________________________________
__________________________________________________________ (最多设计两次杂交实验);
预测结果及结论: __________________________________________
_______________________________________________________________________。
黑身残翅刚毛
伴X染色体隐性遗传或伴XY染色体隐性遗传
让甲和子一代的雌果蝇杂交获得截毛雌果蝇,再让截毛
雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇杂交,统计后代的性状及其比例
若后代雌果蝇全为刚毛,雄果蝇全为截毛,则截
毛基因位于X染色体上;若后代无论雌雄均为刚毛,则截毛基因位于XY
染色体上
解析:甲、乙杂交,子一代雌雄果蝇都为灰身长翅刚毛,说明灰身、长翅、刚毛为显性性状,再让子一代雌蝇与丙交配,子二代统计结果为雌果蝇中灰身∶黑身=1∶1,长翅∶残翅=1∶1,全为刚毛;雄果蝇中灰身∶黑身=1∶1,长翅∶残翅=1∶1,刚毛∶截毛=1∶1,说明控制体色和翅形的基因位于常染色体上,且是测交类型,而控制刚毛和截毛的基因位于性染色体上(伴X染色体隐性遗传或伴XY染色体隐性遗传),由于子二代雌果蝇的刚毛基因之一来自丙,所以丙的表型是黑身残翅刚毛。利用题干中的果蝇设计实验探究截毛的遗传方式的实验思路:让甲和子一代的雌果蝇杂交获得截毛雌果蝇,再让截毛雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇杂交,统计后代的性状及其比例。
若基因仅在X染色体上,则甲的基因型是XdY,子一代雌果蝇的基因型是XDXd,杂交获得的截毛雌果蝇为XdXd,该雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇XDY杂交,后代的雌果蝇全为刚毛,雄果蝇全为截毛;若基因在XY染色体上,则甲的基因型是XdYd,子一代雌果蝇的基因型是XDXd,杂交获得的截毛雌果蝇为XdXd,该雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇XDYD杂交,后代的雌雄果蝇全为刚毛。
(2)已知雌果蝇同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。在下面的虚线框中画出子一代雌蝇A/a、B/b这两对基因在染色体上相对位置关系图。(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)。
答案:
仅考虑体色和翅形遗传,子一代雌蝇与另一品系基因型相同雄蝇交配,子代中黑身残翅的概率为1/25,已知雄果蝇的同源染色体的非姐妹染色单体之间不发生互换,则子代中灰身长翅的概率为_________。
27/50
解析:由于子二代灰身∶黑身=1∶1,长翅∶残翅=1∶1,但是两对性状组合之后的比例不是1∶1∶1∶1,说明控制体色和翅形的基因位于同一对常染色体上,由于雌果蝇中灰身长翅刚毛∶灰身残翅刚毛∶黑身长翅刚毛∶黑身残翅刚毛=16∶84∶84∶16,而子一代的基因型是AaBb,说明Ab在一条染色体上、aB在另一条染色体上。由以上分析可知,子一代的基因型是AaBb(Ab在一条染色体上、aB在另一条染色体上),其与另一品系基因型相同雄蝇交配,后代出现黑身残翅的概率为1/25,说明虽然它们的基因型相同,
但是由于雄果蝇的同源染色体的非姐妹染色单体之间不发生互换,且后代出现黑身残翅,所以雄果蝇是AB在一条染色体上、ab在另一条染色体上,只产生AB、ab两种雄配子,概率均是1/2,据此计算ab雌配子的概率:1/2×ab雌配子的概率=1/25,得出ab雌配子的概率是2/25,进而推出AB雌配子的概率是2/25,Ab雌配子=aB雌配子的概率=21/50,雌雄配子随机结合,后代灰体长翅的概率是21/50×1/2+21/50×1/2+2/25×1/2
+2/25×1/2+2/25×1/2=27/50。
(3)子一代中某只雌蝇产生一个AABb的卵细胞,推测该果蝇形成该卵细胞最可能的原因是________________________________________
_____________________________________________________________。
解析:子一代中某只雌蝇产生一个AABb的卵细胞,推测该果蝇形成该卵细胞最可能的原因是在四分体时期含有B和b基因的片段发生互换,在减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后形成的两条染色体进入同一个细胞。
在四分体时期含有B和b基因的片段发生互换,
在减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后形成的两条染色体进入同一个细胞
(4)截毛基因和刚毛基因cDNA中转录的非模板链部分测序如下(“—”表示缺少一个碱基):
由此可知,刚毛基因突变成截毛基因发生了碱基的____________,造成蛋白质翻译在第_____位氨基酸后提前终止(终止密码子:UAA、UAG、UGA,起始密码子:AUG)。
缺失和替换
448
解析:据题图判断,刚毛基因突变成截毛基因发生了碱基的缺失和替换,造成蛋白质翻译在第448位氨基酸后提前终止。图中截毛基因从第7位碱基开始编码氨基酸,1 351~1 353位碱基对应的是终止密码子。所以编码氨基酸的碱基一共是1 350-6,据此推断mRNA上的碱基一共是1 344,三个碱基是一个密码子,编码一种氨基酸,1 344÷3=448。
2.(15分)某实验室在某果蝇品系中发现了一只卷翅突变体,经不断选育获得了紫眼卷翅果蝇品系(甲品系)。为了研究该品系相关基因的传递规律,研究人员做了一系列实验。
(1)甲品系果蝇与纯种野生型(红眼正常翅)果蝇进行杂交,结果如图1所示(正反交实验结果相同)。
①根据实验结果可判断,紫眼和红眼为一对相对性状,卷翅和正常翅也为一对相对性状,其中红眼是____性性状,卷翅的产生是因为果蝇发生了____性突变。
②实验正反交结果相同,由此可知果蝇的翅型属于_____染色体遗传。F2中纯合子的比例是_____。
显
显
常
1/6
③根据F2的表型及比例推测,决定_____性状的基因纯合致死。进一步研究发现,果蝇的正常翅基因(a)和甲品系的卷翅基因(A)位于2号染色体上,该染色体上还分布有某隐性致死基因(b)及等位基因(B)。甲品系内果蝇相互交配,后代均表现为卷翅,如图2所示。请根据该实验结果,在图2相应位置上标出F1中相关基因在2号染色体上的位置。
答案:如图所示
卷翅
解析:①分析题图1可知,甲品系果蝇(紫眼卷翅)与纯种野生型(红眼正常翅)果蝇进行杂交,后代全为红眼,说明红眼是显性性状;F1红眼卷翅果蝇自由交配后代中出现正常翅,说明正常翅为隐性性状,即卷翅的产生是因为果蝇发生了显性突变。
②实验正反交结果相同,由此可知果蝇的翅型属于常染色体遗传。根据F2的表型及比例可知,红眼∶紫眼=3∶1(用D和d表示),卷翅∶正常翅=2∶1(用A和a表示),故决定卷翅性状的基因纯合致死;F1红眼卷翅基因型为DdAa,F1红眼卷翅果蝇自由交配,只考虑A、a这对等位基因,F2中AA致死,则有2/3Aa、1/3aa,再考虑D、d这对等位基因,F2有1/4DD、1/2Dd、1/4dd,故F2中纯合子比例为1/3×1/2=1/6。
③由②分析可知,决定卷翅性状的基因纯合致死;已知果蝇的正常翅基因(a)和甲品系的卷翅基因(A)位于2号染色体上,该染色体上还分布有某隐性致死基因(b)及其等位基因(B)。甲品系内果蝇相互交配,后代均表现为卷翅,没有正常翅(aa)果蝇出现,说明正常翅果蝇的基因型均为aabb,表现为致死,由此可推知正常翅基因(a)与某隐性致死基因(b)连锁在同一条染色体上,则卷翅基因(A)与B基因连锁在同一条染色体上。图2中亲本卷翅果蝇的基因型均为AaBb,均能产生AB和ab两种配子,所以F1的基因型有AABB、AaBb和aabb,F1中相关基因在2号染色体上的位置见答案。
(2)该卷翅品系永久杂合,能够稳定保存两个致死基因,称为平衡致死系。研究人员从某实验室获得另一卷翅果蝇平衡致死系,具有卷翅基因(A+)和隐性致死基因(b+)。A+和A均由a突变而来,b+和b均由B突变而来。两个卷翅品系果蝇杂交,子代中卷翅与正常翅的数量比约为2∶1。(注:不考虑基因突变和互换。)
①从实验结果分析,可判断b和b+_____ (填“是”或“不是”)同一基因,依据是___________________。
②由实验结果推测,两个卷翅品系果蝇杂交子代中基因型为_________的个体不能存活。请用遗传图解表示。
不是
子代出现正常翅型
AA+BB
答案:如图所示
解析:①甲品系(AaBb)能产生AB和ab两种配子,另一卷翅果蝇平衡致死系(A+aBb+)果蝇能产生A+B和ab+两种配子,根据子代中出现了表型为正常翅(aabb+)的果蝇,可判断b和b+不是同一基因。
②两品系果蝇杂交,子代中卷翅与正常翅的数量比约为2∶1,说明基因型为AA+BB的个体不能存活,遗传图解见答案。
3.(17分)(2024·珠海二模)水稻是重要的粮食作物,穗粒数量和籽粒重量是决定其产量的两个关键性状,二者的量一般呈负相关,簇生稻(有三个籽粒簇生在一起)可在一定程度上实现上述两个性状的平衡优化。
(1)利用簇生稻和非簇生稻作亲本杂交得到F1,F1自交得到F2,结果如图1所示。根据图1结果______(填“能”或“不能”)作出“非簇生为隐性性状”的判断,理由是___________________________________________
_________。
不能
无论非簇生是显性还是隐性性状,都符合图1所示
遗传图解
解析:由图1可知,无论非簇生是显性还是隐性性状,都符合图1所示遗传图解,因此不能判断非簇生为隐性性状。
(2)研究发现,水稻的簇生与非簇生分别由等位基因CL和cl控制,非糯性与糯性由等位基因WX/wx控制。为探究上述2对等位基因在染色体上的相对位置关系,研究人员以弱簇生非糯性水稻植株甲的花粉为实验材料,用以上2对等位基因的引物进行PCR扩增后,电泳结果如图2所示(图2中花粉的基因型种类和比例与甲植株产生配子的理论值一致;不考虑致死)。
由图2结果可知,CL/cl与WX/wx的遗传_________ (填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,依据是____________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________。
不遵循
由电泳结果可知,甲植株的基因型为
CLclWXwx,其产生配子的类型及比例为CLWX∶CLwx∶clwx∶
clWX=1∶2∶1∶2,不符合基因自由组合定律产生配子的比例
解析:由电泳结果可知,甲植株的基因型为CLclWXwx,其产生配子的类型及比例为CLWX∶CLwx∶clwx∶clWX=1∶2∶1∶2,不符合基因自由组合定律产生配子的比例(1∶1∶1∶1),因此两对基因不遵循自由组合定律。
(3)为确定基因CL在染色体上的具体位置,研究人员利用非簇生稻与6号染色体片段缺失的簇生稻杂交,统计子代植株的表型及比例。
①若结果为____________________________________,
则表明基因CL在6号染色体上,且位于缺失片段中。
②若子代植株全表现为弱簇生,则_______ (填“能”或“不能”)说明CL基因不在6号染色体上,原因是________________________________
_________________________________________________________________________。
子代植株表现为弱簇生∶非簇生=1∶1
不能
CL基因不在6号染色体或CL基因在
6号染色体上但不位于缺失片段,后代都表现为弱簇生,所以无法确定CL基因位置
解析:由题意知非簇生的基因型为clcl,当CL基因位于6号染色体上,且位于缺失片段中时,由于该染色体片段缺失CL基因,故表现出弱簇生的性状,此时弱簇生(CLcl)×非簇生(clcl)→弱簇生(CLcl)∶非簇生(clcl)=1∶1。CL基因不在6号染色体或CL基因在6号染色体上但不位于缺失片段,簇生(CLCL)×非簇生(clcl)→弱簇生(CLcl),即后代都表现为弱簇生,所以无法确定CL基因位置。
(4)研究发现,编码植物激素油菜素甾醇(BR)代谢酶的基因(BRD3)也参与水稻簇生性状的形成,当BRD3特异性地在二级分枝分生组织(SBM)激活表达时会导致该部位的BR含量减少,使BR信号通路核心抑制子GSK2被激活,GSK2进而磷酸化转录因子OsMADS1,后者直接结合RCN2并促进其表达。RCN2被激活后延迟了SBM向小穗分生组织(SM)的转变,长出更多的二级分枝,并伴随着小穗梗长度缩短,使得穗粒更加紧凑,产生簇生现象,促进水稻产量提高。综合上述信息,试利用文字和箭头的形式构建BRD3参与调控簇生性状发生的模式图。
答案:
解析:由题意知,当BRD3特异性地在二级分枝分生组织(SBM)激活表达时会导致该部位的BR含量减少,使得GSK2被激活,进而磷酸化转录因子OsMADS1,OsMADS1直接结合RCN2并促进其表达,RCN2被激活后延迟了SBM向小穗分生组织(SM)的转变,产生簇生现象,模式图参见答案。习题讲评课Ⅰ 选择小题夯基提速练
(本卷每小题4分,满分48分)
1.(2024·成都模拟)某植物开红花或白花由一对等位基因A/a控制。让多个开红花的亲本植株自交,F1的表型及比例为红花∶白花=11∶1(不考虑致死等其他情况)。下列有关分析错误的是 ( )
A.红花对白花为显性
B.亲本红花植株多数为杂合子
C.F1中纯合子占多数
D.F1产生的配子中含A基因的更多
2.某二倍体植物的株高受复等位基因A+、A和a控制,其中A+对A和a为显性,A对a为显性,A控制高茎,A+和a基因均控制矮茎,且两者控制的性状无差别。某随机交配的种群中A+、A和a的基因频率相等,下列有关叙述错误的是 ( )
A.该群体中的矮茎植株存在4种基因型
B.该群体中高茎植株所占的比例为1/3
C.矮茎植株之间杂交,若后代出现高茎,则高茎占1/4
D.高茎植株之间杂交,若后代出现矮茎,则矮茎占1/4
3.(2024·晋中模拟)从性遗传又称性控遗传,是指由常染色体上基因控制的性状,在表型上受个体性别影响的现象。如绵羊的有角和无角受常染色体上一对等位基因控制,有角基因H为显性,无角基因h为隐性,在杂合子(Hh)中,公羊表现为有角,母羊则无角,下列叙述错误的是 ( )
A.杂合子公羊和母羊表现不同说明有角基因H的表现受性别影响
B.两头有角羊交配,生了一头无角小羊,该无角小羊基因型为hh
C.杂合子公羊和母羊杂交,子代公羊中有角∶无角=3∶1
D.两头无角羊杂交,子代出现有角羊,则亲本基因型为Hh、hh
4.(2024·昆明模拟)果蝇的灰体和黑檀体是一对相对性状,分别由基因A、a控制,但是基因A的外显率为75%,即具有A基因的个体只有75%是灰体,其余25%的个体为黑檀体。现将一对相对性状的亲本果蝇杂交,下列判断正确的是 ( )
A.若子代表型比例为3∶1,则亲本基因型相同
B.若子代表型比例为3∶5,则亲本基因型相同
C.若子代表型比例为9∶7,则亲本基因型相同
D.若子代表型比例为1∶1,则亲本基因型相同
5.(2024·榆林三模)某二倍体植株的花色有红色(显性)和白色(隐性)两种,受等位基因R/r控制。现有一株2号染色体单体(2号同源染色体缺失一条的个体)的纯合红花植株,让该单体植株与正常的白花植株杂交,得F1,F1自交得F2,植株成熟后观察并统计F2花色及比例。已知一对同源染色体都缺失的植株不能存活。下列有关说法错误的是 ( )
A.若F2中红花∶白花=3∶4,则等位基因R/r位于2号染色体上
B.若F2中红花∶白花=3∶1,则等位基因R/r不位于2号染色体上
C.若F2中单体植株所占比例为1/4,则确定等位基因R/r位于2号染色体上
D.若F2中的单体植株有红花和白花,则确定等位基因R/r不位于2号染色体上
6.(2024·衡水模拟)某二倍体植物的性别决定方式为XY型,子代数目众多。其圆叶和椭圆叶、紫茎和绿茎、高产和低产分别由等位基因A/a、B/b、D/d控制,且等位基因A/a位于X染色体上。植株甲和植株乙(圆叶绿茎高产)杂交,统计F1单一表型的数量,结果如图所示。下列推测或叙述最合理的是 ( )
A.植株甲的表型为圆叶紫茎低产
B.植株乙的基因型为BbDdXAXa
C.等位基因B/b和D/d独立遗传
D.该植物不适合作为遗传实验材料
7.(2024·宜昌三模)已知果蝇的红眼和白眼这对相对性状受一对等位基因控制,现选用多对果蝇进行如下两组杂交:红眼雌蝇×白眼雄蝇、白眼雌蝇×红眼雄蝇。不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段,下列推测错误的是 ( )
A.若两组杂交的子一代中都是红眼个体多于白眼个体,则红眼为显性
B.若两组杂交的子一代眼色的遗传都与性别无关,则基因位于常染色体上
C.若其中一组杂交的子一代雄性全为红眼,雌性全为白眼,则红眼为显性
D.若其中一组杂交的子一代雄性全为白眼,雌性全为红眼,则基因位于X染色体上
8.在调查一个家猪家系时发现其中存在有睾丸雌性化的个体,表现为雌性个体,但不可育。进一步研究发现这是由X染色体上的突变基因t控制的。现从该家系中选取一对家猪交配并产生后代,子代表型情况如图,下列叙述合理的是 ( )
A.F1中雌雄比应为2∶1
B.雌性化的个体其性染色体组成会由XY转变为XX
C.F1有睾丸雌性化个体与雄性个体杂交,子代只有雌性个体
D.若F1雌雄个体随机交配,理论上F2雌雄比应为5∶3
9.(2024·中山模拟)桑蚕卵色由基因B、b控制,B基因表达产物使其发育为黑色,b基因表达产物使其发育为褐色。卵细胞质中不含等位基因,桑蚕卵细胞质内有大量B或b基因产物,直接决定后代卵色的表型。下列叙述正确的是 ( )
A.含基因B和含基因b的桑蚕杂交,F1可能由黑色卵发育而来
B.含基因B和含基因b的桑蚕杂交,F1相互交配,F2由黑色卵发育而来
C.若某桑蚕由黑色卵发育而来,则这只桑蚕的双亲至少有一个是黑色卵
D.若两只桑蚕均由黑色卵发育而来,则它们杂交产生的子代也均为黑色
10.(2024·开封开学考试)人类某种遗传病,基因型EE都患病,Ee有1/3患病,ee都正常。一对新婚夫妇表现正常,妻子的母亲是Ee患者,她的父亲和丈夫的家族中均无该病患者,请推测这对夫妇的子女中患病的概率是 ( )
A.1/15 B.1/10
C.1/12 D.1/3
11.(2024·泸州开学考试)某雌雄同株植物的花色有红花和白花两种表型,叶型有宽叶和窄叶两种表型,这两对相对性状受3对等位基因的控制。研究小组将两株纯合亲本杂交得到F1,F1自交得到F2,F2的表型及比例为红花宽叶∶红花窄叶∶白花宽叶∶白花窄叶=27∶9∶21∶7。下列说法正确的是 ( )
A.F1减数分裂会产生8种比例相等的配子
B.F1植株进行测交,后代中红花∶白花=3∶1
C.F2中的白花植株自交,后代中可能会出现红花植株
D.F2红花宽叶中不能稳定遗传的个体所占的比例为25/27
12.(2024·佛山三模)不孕症是一类病因复杂的疾病,其中“卵子死亡”导致的不孕症属于一种单基因遗传病。图1表示与该病有关的正常基因P1与致病基因P2对应片段中某种限制酶酶切位点,图2是某患病家系图,对家系中部分成员的相关基因用上述限制酶处理后进行凝胶电泳检测,结果如图3。下列说法正确的是 ( )
A.P2是由P1发生碱基的增添或缺失产生的
B.该病属于常染色体隐性遗传病
C.Ⅱ4基因型与Ⅰ1基因型相同
D.Ⅱ6与正常女性婚配生出患者的概率是1/4
习题讲评课Ⅰ
1.选B 让多个开红花的亲本植株自交,F1的表型及比例为红花∶白花=11∶1,子代出现性状分离,说明红花对白花为显性,A正确;红花植株的基因型为AA或Aa,因为只有基因型为Aa的红花自交才能出现白花,假设红花群体中Aa所占的比例为x,则子代白花的比例可表示为1/4x=1/12,x=1/3,即亲代红花中两种基因型的比例为AA∶Aa=2∶1,故亲本红花植株多数为纯合子,B错误;亲代中AA∶Aa=2∶1,则F1中杂合子Aa的比例为1/3×1/2=1/6,纯合子的比例为5/6,F1中纯合子占多数,C正确;亲代中AA∶Aa=2∶1,F1中AA的比例为2/3+1/3×1/4=9/12,Aa占比为1/6,aa比例为1/3×1/4=1/12,则a基因频率为1/12+1/6×1/2=2/12=1/6,A=5/6,因此F1产生的配子中含A基因的更多,D正确。
2.选C A+对A和a为显性,A对a为显性,因此高茎植株有AA和Aa两种基因型,而矮茎植株有A+A+、A+A、A+a和aa四种基因型,A正确;已知A+、A和a的基因频率相等,即各基因频率均为1/3,该群落中高茎植株的基因型为AA和Aa两种,其所占的比例为1/3×1/3+2×1/3×1/3=1/3,B正确;矮茎植株之间杂交,若后代出现高茎,则亲本的杂交组合为A+A×A+A、A+A×A+a或A+A×aa,后代高茎植株(AA、Aa)所占的比例为1/4或1/2,C错误;高茎植株之间杂交,若后代出现矮茎,则杂交亲本为Aa×Aa,子代aa占1/4,D正确。
3.选B 有角基因H为显性,无角基因h为隐性,在杂合子(Hh)中,公羊表现为有角,母羊则无角,杂合子公羊和母羊表现不同说明有角基因H的表现受性别影响,A正确;两头有角羊交配,生了一头无角小羊,即一只有角(HH)母羊生了一只无角小羊,说明其所生小羊一定是Hh,B错误;杂合子(Hh)公羊和母羊杂交,子代中HH∶Hh∶hh=1∶2∶1,由于Hh公羊表现为有角,故子代公羊中有角∶无角=3∶1,C正确;若两只无角绵羊交配,其中无角公羊的基因型只能为hh,无角母羊的基因型为Hh或hh,若后代中出现有角羊,则该有角羊的基因型只能为Hh,是公羊,并可进一步推知母本基因型为Hh,即亲本基因型为Hh、hh,D正确。
4.选C 子代表型比例为3∶1,亲本基因型可能为AA×AA或AA×Aa或AA×aa,A错误;子代表型比例为3∶5,亲本基因型为Aa×aa,B错误;子代表型比例为9∶7,亲本基因型为Aa×Aa,C正确;一对相对性状的亲本杂交,子代表型比例不可能为1∶1,D错误。
5.选C 若等位基因R/r位于2号染色体上,2号单体的纯合红花基因型记为RO(缺失染色体的标记为O),与正常白花(基因型rr)杂交,F1中基因型及比例为Rr∶Or=1∶1,F1自交,F2基因型及比例为RR∶Rr∶rr∶rO∶OO=1∶2∶2∶2∶1,因OO不能存活,所以F2中红花∶白花=3∶4,单体植株∶正常植株=2∶5,且单体植株均为红花,A正确,C错误;若等位基因不位于2号染色体上,2号单体的纯合红花植株与正常白花植株杂交,F1自交,F2中红花∶白花=3∶1,且单体植株既有红花也有白花,B、D正确。
6.选A 根据题干及图示信息可知,圆叶对椭圆叶为显性,但紫茎和绿茎、低产和高产的显隐性无法确定,由于F1中圆叶∶椭圆叶≈3∶1,紫茎∶绿茎≈1∶1 ,低产∶高产≈1∶1 ,植株乙的表型为圆叶绿茎高产,所以植株甲的表型为圆叶紫茎低产,A合理;由于紫茎和绿茎、低产和高产的显隐性无法确定,因此植物乙的基因型无法确定,B不合理;等位基因B/b和D/d 所在染色体的情况无法确定,C不合理;该植物子代数目多,有多对易于区分的相对性状,适合作为遗传学实验材料,D不合理。
7.选C 一对等位基因控制的表型,其杂合子表现为显性,故显性表型中包含2种基因型,而隐性表型仅1种基因型,因此显性表型的数量往往多于隐性表型,故若题中两个杂交组合的子一代中都是红眼个体多于白眼个体,则红眼为显性,A正确;若两个杂交组合的子一代眼色的遗传都与性别无关,即无论正交还是反交,后代表型及比例一致,则基因位于常染色体上,B正确;若其中一个组合中子一代雄性全为红眼,雌性全为白眼,则白眼为显性,C错误;若其中一个组合中子一代雄性全为白眼,雌性全为红眼,则眼色的遗传与性别相关,基因位于X染色体上,D正确。
8.选D 雌性家猪与雄性家猪杂交,F1中出现了有睾丸雌性化个体,可判断亲本的基因型为XtX×XY,F1雌雄比应为3∶1,A错误;雌性化的个体是由X染色体上的突变基因t控制的,其性染色体组成不会由XY转变为XX,B错误;F1有睾丸雌性化个体不育,不能与雄性个体杂交产生后代,C错误;F1可育的雌雄个体基因型为XtX、XX、XY,产生的雌配子为1/4Xt、3/4X,产生的雄配子为1/2X、1/2Y,理论上F2雌雄比应为5∶3,D正确。
9.选A 含基因B和含基因b的桑蚕杂交,当母本含有基因B时,F1由黑色卵发育而来,A正确;子代桑蚕卵色由母本基因型决定,含基因B和含基因b的桑蚕杂交,F1基因型可能为bb,卵细胞质中含基因b的产物,若F1相互交配,则F2卵色可表现为褐色,B错误;若某桑蚕由黑色卵发育而来,则这只桑蚕的双亲可能均为褐色卵发育来的杂合子或母本为褐色卵发育来的杂合子、父本为褐色卵发育来的纯合子,C错误;若两只桑蚕均由黑色卵发育而来,但其中的母本基因型可以是bb,此时它们杂交可以产生褐色子代,D错误。
10.选A 根据题干信息分析可知,该新婚夫妇中的女性的基因型为Ee或ee,由于基因型为Ee的个体有1/3患病,ee都正常,所以该正常女性为Ee基因型的概率占(1/2×2/3)÷(1-1/2×1/3)=2/5,ee占3/5,由于丈夫的家族中无该病患者,所以丈夫的基因型为ee。则这对新婚夫妇的子女基因型为Ee的概率是2/5×1/2=1/5。由于Ee的人有1/3患病,ee的人都正常,所以这对夫妇的子女中患病的概率是1/5×1/3=1/15。
11.选A F2的表型及比例为红花宽叶∶红花窄叶∶白花宽叶∶白花窄叶=27∶9∶21∶7,F2共有64(43)个组合数,遵循基因自由组合定律,故花色和叶型相关的3对等位基因是独立遗传的,F2中红花∶白花=9∶7,宽叶∶窄叶=3∶1,说明花色受两对等位基因控制,叶型受一对等位基因控制,假设控制花色的基因为A/a、B/b,控制叶型的基因为D/d,因此F1的基因型为AaBbDd,故F1减数分裂会产生8种比例相等的配子,A正确;只考虑花色的遗传,F2中的红花∶白花=9∶7,说明红花为双显性状,则红花的基因型为A_B_,白花的基因型为A_bb、aaB_、aabb,F1植株(AaBb)进行测交,后代中红花∶白花=1∶3,B错误;白花植株(A_bb、aaB_、aabb)自交不会出现红花植株(A_B_),C错误;F2红花宽叶植株中纯合子有1/3(DD)×1/9(AABB)=1/27,则不能稳定遗传(杂合子)的个体所占比例为1-1/27=26/27,D错误。
12.选C 分析图1可知,P1和P2的基因长度一样,但某种限制酶的酶切位点有一处不同,说明P2是由P1发生碱基的替换产生的,A错误。据图2和图3可知,Ⅱ4患病,其基因型为P1P2,说明该病不是常染色体隐性遗传病,B错误。分析图3可知,Ⅰ1和Ⅱ4电泳结果一样,但性别不同,说明基因P1和P2不位于性染色体上而是位于常染色体上,两者的基因型相同,C正确。由以上分析可知,该病为常染色体显性遗传病,但患者仅为女性,结合图3可知,Ⅰ1的基因型为P1P2,表型为正常;Ⅰ2的基因型为P1P1,表型为正常;Ⅱ6表型正常,基因型可能为P1P1或P1P2。正常女性的基因型为P1P1,两人婚配所生男孩全部正常,女孩患病概率为1/4,即Ⅱ6与正常女性婚配生出患者的概率是1/8,D错误。
1 / 4习题讲评课Ⅱ 基准考法大题保分练
(本卷共5题,满分60分)
1.(10分)(2024·内江三模)玉米是一种雌雄同株异花(顶端长雄花序,叶腋长雌花序)的二倍体植物。研究人员将甜玉米与非甜玉米间行种植,收获时发现,非甜玉米的果穗上结有甜和非甜籽粒。已知甜与非甜是玉米胚乳的性状表现,由一对等位基因决定,其胚乳由胚珠中的2个极核(中央细胞的细胞核)和1个精子结合后发育而来。下图为极核形成的过程示意图,回答下列问题:
(1)据图分析可知,来自同一个大孢子的卵细胞与极核的核基因型 (填“相同”或“不同”),原因是
。
(2)某同学认为,非甜玉米果穗上结有甜籽粒的原因有两种:①非甜玉米为隐性纯合子,其部分雌花序接受了 的花粉;②非甜玉米为 ,其雌花序接受了非甜玉米的花粉或甜玉米的花粉或二者均有。
(3)若上述原因②成立,且统计发现某行非甜玉米果穗上所结甜籽粒与非甜籽粒的比例介于1∶1与1∶3,则说明非甜玉米雌花序接受了 的花粉。就控制甜与非甜的基因而言,该行玉米果穗上所结籽粒胚乳细胞的基因型有 种。
2.(10分)(2024·全国甲卷)袁隆平研究杂交水稻,对粮食生产具有突出贡献。回答下列问题。
(1)用性状优良的水稻纯合体(甲)给某雄性不育水稻植株授粉,杂交子一代均表现雄性不育;杂交子一代与甲回交(回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配),子代均表现雄性不育;连续回交获得性状优良的雄性不育品系(乙)。由此推测控制雄性不育的基因(A)位于 (填“细胞质”或“细胞核”)。
(2)将另一性状优良的水稻纯合体(丙)与乙杂交,F1均表现雄性可育,且长势与产量优势明显,F1即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达。基因R表达过程中,以mRNA为模板翻译产生多肽链的细胞器是 。F1自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为 。
(3)以丙为父本与甲杂交(正交)得F1,F1自交得F2,则F2中与育性有关的表型有 种。反交结果与正交结果不同,反交的F2中与育性有关的基因型有 种。
3.(14分)(2024·海口三模)某雌雄同株植物红色素的合成由A/a基因控制(A对a为完全显性),其与B/b基因共同控制花色,与D/d基因共同控制茎色。科研人员为研究基因与表型之间的关系,设计并完成了以下实验,实验过程及结果如下表,回答下列问题:
实验 亲本 F1 F2
一 纯合深红花深红茎×纯合黄花白茎 深红花 深红花∶橙黄花∶黄花≈9∶3∶4
二 纯合深红花白茎×纯合黄花白茎 粉红茎 深红茎∶粉红茎∶白茎≈3∶6∶7
(1)由实验一可判断,该植物花色的遗传遵循 定律。已知F2中出现橙黄花的原因是b基因控制黄花性状且部分抑制红色素的合成,则橙黄花的基因型为 。实验二F2的白茎植株中纯合子占比为 。
(2)若将实验一的F1和实验二的F1杂交,子代中橙黄花深红茎占比为3/32,则子代中深红花深红茎植株的基因型有 种,占子代比例为 。
(3)若已知该植物的宽叶对窄叶为显性,由基因G/g控制,为判断该基因是否位于Ⅱ号染色体上,现有纯合的Ⅱ号染色体单体植株(体细胞中缺少一条Ⅱ号染色体)和纯合的正常植株若干,应选择表型分别为 的正常植株与 单体植株杂交,若细胞中缺少一条Ⅱ号染色体的配子均可育且缺少两条Ⅱ号染色体的植株不能成活,F1的表型及比例为 ,则说明该基因位于Ⅱ号染色体上,让F1继续自由交配,F2的表型及比例为 。
4.(12分)(2024·广东高考)遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)是一种罕见的口腔遗传病,严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年,我国科学家对某一典型的HGF家系(如图)进行了研究,发现ZNF862基因突变导致HGF发生。
回答下列问题:
(1)据图分析,HGF最可能的遗传方式是 。假设该致病基因的频率为p,根据最可能的遗传方式,Ⅳ2生育一个患病子代的概率为 (列出算式即可)。
(2)为探究ZNF862基因的功能,以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验,简要写出设计思路:
。
为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF,可制备携带该突变基因的转基因小鼠,然后比较 的差异。
(3)针对HGF这类遗传病,通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病 作出判断并说明理由。 。
5.(14分)(2024·长春模拟)番茄是雌雄同株的植物,其紫茎和绿茎(由D、d控制)是一对相对性状,缺刻叶和马铃薯叶(由H、h控制)是一对相对性状,两对基因独立遗传。现利用三种不同基因型的番茄进行两组杂交,实验结果如表所示。据表分析回答下列问题。
实验编号 亲本表型 子代表型及比例
实验一 紫茎缺刻叶①×绿茎缺刻叶② 紫茎缺刻叶∶紫茎马铃薯叶=3∶1
实验二 紫茎缺刻叶③×绿茎缺刻叶② 紫茎缺刻叶∶紫茎马铃薯叶∶绿茎缺刻叶∶绿茎马铃薯叶=3∶1∶3∶1
(1)仅根据实验一的杂交结果,能判断出 (填“0”“1”或“2”)对相对性状的显隐性关系,隐性性状是 ,根据实验一、二的结果可知,这两对等位基因的遗传遵循 定律。
(2)亲本的紫茎缺刻叶①、紫茎缺刻叶③的基因型依次是 。
(3)紫茎缺刻叶①与紫茎缺刻叶③杂交,后代的表型及比例为 ,后代的紫茎缺刻叶中能稳定遗传的个体占 。
(4)若番茄的果实颜色由两对等位基因(A和a、B和b)控制,且基因的表达与性状的关系如图所示,为探究这两对等位基因是否位于同一对同源染色体上,某学生设计了如下实验:
实验步骤:让基因型为AaBb的植株自交,观察并统计子代植株上番茄果实的颜色和比例(不考虑染色体互换)。实验预测及结论:
①若子代晋茄果实颜色红色∶黄色为 ,则A、a和B、b基因在两对同源染色体上。
②若子代番茄果实颜色红色∶黄色为 ,则A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和B在一条染色体上。
③若子代番茄果实颜色红色∶黄色为 ,则A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和b在一条染色体。
习题讲评课Ⅱ
1.解析:(1)根据题图可知,卵细胞与极核是由同一个大孢子经3次有丝分裂形成的,大孢子仅含一组染色体,在有丝分裂过程中,染色体经过复制后,精确地平均分配到子细胞中,因此来自同一个大孢子的卵细胞与极核的核基因型相同。
(2)甜玉米与非甜玉米间行种植,非甜玉米果穗上结有甜籽粒的原因有两种可能:第一种情况是非甜玉米为隐性纯合子,在这种情况下,它的雌花序可能接受了甜玉米的花粉,由于甜玉米的基因为显性,所以当非甜玉米的部分雌花序接受了甜玉米的花粉后,通过受精作用,可以产生带有甜玉米基因的籽粒,这些籽粒就会表现为甜粒;第二种情况是非甜玉米是杂合子,这意味着它自身就携带有甜玉米的隐性基因,在这种情况下,无论它的雌花序是接受了非甜玉米的花粉还是甜玉米的花粉,或是两种花粉都接受了,都有可能产生带有甜玉米基因的籽粒,从而使这些籽粒表现为甜粒。
(3)若上述原因②成立,即非甜玉米为杂合子(Aa),其雌花序如果只接受自身非甜玉米(Aa)的花粉,非甜玉米果穗上所结甜籽粒与非甜籽粒的比例为1∶3;其雌花序如果只接受甜玉米(aa)的花粉,非甜玉米果穗上所结甜籽粒与非甜籽粒的比例为1∶1。因此如果统计发现某行非甜玉米果穗上所结甜籽粒与非甜籽粒的比例介于1∶1与1∶3,则说明非甜玉米雌花序接受了非甜玉米(或自身)和甜玉米的花粉。对于控制甜与非甜的基因而言,由于非甜玉米是杂合子,其基因型可以表示为Aa,则它的雌花序中2个极核基因型均为A或a。当它的雌花序接受甜玉米的花粉(基因型为a)时,产生的籽粒胚乳细胞的基因型为AAa、aaa;当它的雌花序接受非甜玉米的花粉(基因型为A或a)时,产生的籽粒胚乳细胞的基因型为AAa、AAA、aaa、Aaa,因此该行玉米果穗上所结籽粒胚乳细胞的基因型有4种类型。
答案:(1)相同 大孢子仅含一组染色体,在有丝分裂过程中,染色体经过复制后,精确地平均分配到子细胞中 (2)甜玉米(显性) 杂合子 (3)非甜玉米(或自身)和甜玉米 4
2.解析:(1)若控制雄性不育的基因(A)位于细胞核,则杂交子一代的基因型为Aa,甲的基因型为aa,回交应出现基因型为aa的个体,即可育株,不符合题意;若控制雄性不育的基因(A)位于细胞质,则杂交子一代和回交子代均表现为雄性不育,符合题意。
(2)基因R表达过程中,以mRNA为模板翻译产生多肽链的细胞器是核糖体。由题意可知,丙的基因型为RR,乙的基因型为rr(A),括号内为细胞质基因,下同,丙与乙杂交,F1的基因型为Rr(A),表现为雄性可育,F1自交子代中雄性可育株的基因型为RR(A)、Rr(A),雄性不育株的基因型为rr(A),二者的数量比为3∶1。
(3)由题意可知,甲的基因型为rr(a),以丙为父本与甲杂交,F1的基因型为Rr(a),F2不含基因A,均表现雄性可育,即与育性有关的表型只有1种;反交结果与正交结果不同,说明丙的细胞质基因为A,反交F1的基因型为Rr(A),F2中与育性有关的基因型有RR(A)、Rr(A)、rr(A),共3种。
答案:(1)细胞质 (2)核糖体 3∶1 (3)1 3
3.解析:(1)由实验一可得,花色性状比例约为9∶3∶4,为9∶3∶3∶1变式,该植物花色的遗传遵循自由组合定律。已知F2中出现橙黄花的原因是b基因控制黄花性状且部分抑制红色素的合成,则橙黄花的基因型为Aabb、AAbb。实验二F2的白茎植株的基因型A_DD、aa_ _,粉红茎基因型为A_Dd,深红茎基因型为A_dd,故白茎植株中纯合子占比为3/7。
(2)由上述分析可推知,实验一亲本为AABBdd×aabb_ _,F1为AaBb_d;实验二亲本为AABBDD×aabbdd,F1为AaBbDd。若将实验一的F1和实验二的F1杂交,子代中橙黄花深红茎A_bbdd占比为3/32=3/4×1/4×1/2,故可推知实验一中F1为AaBbdd,则子代中深红花深红茎植株的基因型A_B_dd有2×2×1=4种,占子代比例为3/4×3/4×1/2=9/32。
(3)应选择表型分别为窄叶的正常植株与宽叶单体植株杂交,若细胞中缺少一条Ⅱ号染色体的配子均可育且缺少两条Ⅱ号染色体的植株不能成活,F1的表型及比例为宽叶∶窄叶=1∶1,则说明该基因位于Ⅱ号染色体上,让F1继续自由交配,F1的基因型为Gg∶gO(O表示缺少一条Ⅱ号染色体)=1∶1,配子比为G∶g∶O=1∶2∶1,子代OO致死,可得宽叶∶窄叶=7∶8。
答案:(1)自由组合 Aabb、AAbb 3/7 (2)4 9/32 (3)窄叶
宽叶 宽叶∶窄叶=1∶1 宽叶∶窄叶=7∶8
4.解析:(1)由题图可知,Ⅱ1不患病与患病的Ⅱ2生出患病的女儿Ⅲ3,可排除伴X染色体隐性遗传;Ⅲ4患病与不患病的Ⅲ5生出不患病的女儿Ⅳ4,可排除伴X染色体显性遗传;该家系中患该病的男性和女性数量相当且代代遗传,因此该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传。假设该病由基因A/a控制,则致病基因A的基因频率为p,正常基因a的基因频率为1-p,Ⅳ2的基因型为Aa,产生配子的基因型为1/2A和1/2a;正常人中基因型为AA的概率为p2,基因型为Aa的概率为2p(1-p),基因型为aa的概率为(1-p)2;Ⅳ2与基因型为AA的男性生育患病子代的概率为p2,与基因型为Aa的男性生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4,与基因型为aa的男性生育患病子代的概率为(1-p)2×1/2,故Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+(1-p)2×1/2=(1+p)/2。
(2)为探究ZNF862基因的功能,从细胞水平分析,可将正常细胞分为甲、乙两组,其中甲组敲除ZNF862基因,观察甲、乙两组细胞表型从而探究该基因的功能。从个体水平分析,通过比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈差异可得出该基因的功能。
(3)一般不通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病,因为该方式违反法律和伦理,且存在安全隐患。
答案:(1)常染色体显性遗传病 (1+p)/2 (2)将正常细胞分为甲、乙两组,其中甲组敲除ZNF862基因,观察甲、乙两组细胞表型从而探究该基因的功能 转基因小鼠和正常小鼠牙龈 (3)不可以,违反法律和伦理,且存在安全隐患
5.解析:(1)实验一中,紫茎缺刻叶植株和绿茎缺刻叶植株杂交,后代全为紫茎,说明紫茎是显性性状,缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1,说明缺刻叶为显性性状,因此仅根据实验一的杂交结果,能判断出2对相对性状的显隐性关系,隐性性状是绿茎和马铃薯叶。根据实验一、二的结果可知,这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。
(2)分析实验一:紫茎×绿茎→紫茎,可知紫茎①为DD,绿茎②为dd;缺刻叶×缺刻叶→缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1,可知缺刻叶①为Hh,故①为DDHh。分析实验二:紫茎×绿茎→紫茎∶绿茎=1∶1,可知紫茎③为Dd;缺刻叶×缺刻叶→缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1,可知缺刻叶③为Hh,故③为DdHh。
(3)紫茎缺刻叶①为DDHh,紫茎缺刻叶③为DdHh,二者杂交后代中,均为紫茎,且有缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1,故后代表型为紫茎缺刻叶∶紫茎马铃薯叶=3∶1;后代紫茎缺刻叶基因型为D_H_,能稳定遗传的基因型为DDHH,占后代紫茎缺刻叶的1/6。
(4)据题图分析,红色基因型为A_bb;黄色基因型为A_B_、aa_ _。
①若A、a和B、b基因在两对同源染色体上,则满足自由组合定律,基因型为AaBb的植株自交,子代红色基因型为A_bb,概率为3/4×1/4=3/16,黄色基因型为A_B_、aa_ _,概率为1-3/16=13/16,红色∶黄色=3∶13。
②若A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和B在一条染色体上,基因型为AaBb的植株只能产生两种配子,AB∶ab=1∶1,雌雄配子随机结合后,子代基因型为AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1,均为黄色,即红色∶黄色=0∶4。
③若A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和b在一条染色体,基因型为AaBb的植株只能产生两种配子,Ab∶aB=1∶1,雌雄配子随机结合后,子代基因型为AAbb∶AaBb∶aaBB=1∶3,即红色∶黄色=1∶3。
答案:(1)2 绿茎和马铃薯叶 自由组合 (2)DDHh、DdHh (3)紫茎缺刻叶∶紫茎马铃薯叶=3∶1 1/6 (4)①3∶13 ②0∶4 ③1∶3
1 / 3习题讲评课Ⅲ 创新考法大题增分练
(本卷共3题,满分50分)
1.(18分)(2024·黄冈二模)控制果蝇性状的基因位于线粒体DNA、常染色体、X染色体、Y染色体和XY染色体等。现有野生型(灰身长翅刚毛)纯合雌雄果蝇若干,某科研小组培育出突变体:黑身长翅截毛雄蝇(甲)、灰身残翅刚毛雌蝇(乙)和雄蝇(丙)。甲、乙杂交,子一代雌雄果蝇都为灰身长翅刚毛,再让子一代雌蝇与丙交配,子二代统计结果如下表所示。表中数据与理论上比例相同;杂交过程中不存在致死和突变现象,各种配子活力相同。黑身/灰身、长翅/残翅和刚毛/截毛三对相对性状的基因分别用A/a、B/b和D/d表示。
表型 雌蝇 雄蝇 表型 雌蝇 雄蝇
灰身长翅刚毛 16 8 灰身长翅截毛 0 8
灰身残翅刚毛 84 42 灰体残翅截毛 0 42
黑身长翅刚毛 84 42 黑身长翅截毛 0 42
黑身残翅刚毛 16 8 黑身残翅截毛 0 8
(1)雄蝇丙的表型是 。截毛的遗传方式可能是
,利用题干中的果蝇设计实验探究截毛的遗传方式。
实验思路:
(最多设计两次杂交实验);
预测结果及结论:
。
(2)已知雌果蝇同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。在下面的虚线框中画出子一代雌蝇A/a、B/b这两对基因在染色体上相对位置关系图。(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)。
仅考虑体色和翅形遗传,子一代雌蝇与另一品系基因型相同雄蝇交配,子代中黑身残翅的概率为1/25,已知雄果蝇的同源染色体的非姐妹染色单体之间不发生互换,则子代中灰身长翅的概率为 。
(3)子一代中某只雌蝇产生一个AABb的卵细胞,推测该果蝇形成该卵细胞最可能的原因是
。
(4)截毛基因和刚毛基因cDNA中转录的非模板链部分测序如下(“—”表示缺少一个碱基):
由此可知,刚毛基因突变成截毛基因发生了碱基的 ,造成蛋白质翻译在第 位氨基酸后提前终止(终止密码子:UAA、UAG、UGA,起始密码子:AUG)。
2.(15分)某实验室在某果蝇品系中发现了一只卷翅突变体,经不断选育获得了紫眼卷翅果蝇品系(甲品系)。为了研究该品系相关基因的传递规律,研究人员做了一系列实验。
(1)甲品系果蝇与纯种野生型(红眼正常翅)果蝇进行杂交,结果如图1所示(正反交实验结果相同)。
①根据实验结果可判断,紫眼和红眼为一对相对性状,卷翅和正常翅也为一对相对性状,其中红眼是 性性状,卷翅的产生是因为果蝇发生了 性突变。
②实验正反交结果相同,由此可知果蝇的翅型属于 染色体遗传。F2中纯合子的比例是 。
③根据F2的表型及比例推测,决定 性状的基因纯合致死。进一步研究发现,果蝇的正常翅基因(a)和甲品系的卷翅基因(A)位于2号染色体上,该染色体上还分布有某隐性致死基因(b)及等位基因(B)。甲品系内果蝇相互交配,后代均表现为卷翅,如图2所示。请根据该实验结果,在图2相应位置上标出F1中相关基因在2号染色体上的位置。
(2)该卷翅品系永久杂合,能够稳定保存两个致死基因,称为平衡致死系。研究人员从某实验室获得另一卷翅果蝇平衡致死系,具有卷翅基因(A+)和隐性致死基因(b+)。A+和A均由a突变而来,b+和b均由B突变而来。两个卷翅品系果蝇杂交,子代中卷翅与正常翅的数量比约为2∶1。(注:不考虑基因突变和互换。)
①从实验结果分析,可判断b和b+ (填“是”或“不是”)同一基因,依据是 。
②由实验结果推测,两个卷翅品系果蝇杂交子代中基因型为 的个体不能存活。请用遗传图解表示。
3.(17分)(2024·珠海二模)水稻是重要的粮食作物,穗粒数量和籽粒重量是决定其产量的两个关键性状,二者的量一般呈负相关,簇生稻(有三个籽粒簇生在一起)可在一定程度上实现上述两个性状的平衡优化。
(1)利用簇生稻和非簇生稻作亲本杂交得到F1,F1自交得到F2,结果如图1所示。根据图1结果 (填“能”或“不能”)作出“非簇生为隐性性状”的判断,理由是 。
(2)研究发现,水稻的簇生与非簇生分别由等位基因CL和cl控制,非糯性与糯性由等位基因WX/wx控制。为探究上述2对等位基因在染色体上的相对位置关系,研究人员以弱簇生非糯性水稻植株甲的花粉为实验材料,用以上2对等位基因的引物进行PCR扩增后,电泳结果如图2所示(图2中花粉的基因型种类和比例与甲植株产生配子的理论值一致;不考虑致死)。
由图2结果可知,CL/cl与WX/wx的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,依据是
。
(3)为确定基因CL在染色体上的具体位置,研究人员利用非簇生稻与6号染色体片段缺失的簇生稻杂交,统计子代植株的表型及比例。
①若结果为 ,
则表明基因CL在6号染色体上,且位于缺失片段中。
②若子代植株全表现为弱簇生,则 (填“能”或“不能”)说明CL基因不在6号染色体上,原因是
。
(4)研究发现,编码植物激素油菜素甾醇(BR)代谢酶的基因(BRD3)也参与水稻簇生性状的形成,当BRD3特异性地在二级分枝分生组织(SBM)激活表达时会导致该部位的BR含量减少,使BR信号通路核心抑制子GSK2被激活,GSK2进而磷酸化转录因子OsMADS1,后者直接结合RCN2并促进其表达。RCN2被激活后延迟了SBM向小穗分生组织(SM)的转变,长出更多的二级分枝,并伴随着小穗梗长度缩短,使得穗粒更加紧凑,产生簇生现象,促进水稻产量提高。综合上述信息,试利用文字和箭头的形式构建BRD3参与调控簇生性状发生的模式图。
习题讲评课Ⅲ
1.解析:(1)甲、乙杂交,子一代雌雄果蝇都为灰身长翅刚毛,说明灰身、长翅、刚毛为显性性状,再让子一代雌蝇与丙交配,子二代统计结果为雌果蝇中灰身∶黑身=1∶1,长翅∶残翅=1∶1,全为刚毛;雄果蝇中灰身∶黑身=1∶1,长翅∶残翅=1∶1,刚毛∶截毛=1∶1,说明控制体色和翅形的基因位于常染色体上,且是测交类型,而控制刚毛和截毛的基因位于性染色体上(伴X染色体隐性遗传或伴XY染色体隐性遗传),由于子二代雌果蝇的刚毛基因之一来自丙,所以丙的表型是黑身残翅刚毛。利用题干中的果蝇设计实验探究截毛的遗传方式的实验思路:让甲和子一代的雌果蝇杂交获得截毛雌果蝇,再让截毛雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇杂交,统计后代的性状及其比例。若基因仅在X染色体上,则甲的基因型是XdY,子一代雌果蝇的基因型是XDXd,杂交获得的截毛雌果蝇为XdXd,该雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇XDY杂交,后代的雌果蝇全为刚毛,雄果蝇全为截毛;若基因在XY染色体上,则甲的基因型是XdYd,子一代雌果蝇的基因型是XDXd,杂交获得的截毛雌果蝇为XdXd,该雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇XDYD杂交,后代的雌雄果蝇全为刚毛。
(2)由于子二代灰身∶黑身=1∶1,长翅∶残翅=1∶1,但是两对性状组合之后的比例不是1∶1∶1∶1,说明控制体色和翅形的基因位于同一对常染色体上,由于雌果蝇中灰身长翅刚毛∶灰身残翅刚毛∶黑身长翅刚毛∶黑身残翅刚毛=16∶84∶84∶16,而子一代的基因型是AaBb,说明Ab在一条染色体上、aB在另一条染色体上。由以上分析可知,子一代的基因型是AaBb(Ab在一条染色体上、aB在另一条染色体上),其与另一品系基因型相同雄蝇交配,后代出现黑身残翅的概率为1/25,说明虽然它们的基因型相同,但是由于雄果蝇的同源染色体的非姐妹染色单体之间不发生互换,且后代出现黑身残翅,所以雄果蝇是AB在一条染色体上、ab在另一条染色体上,只产生AB、ab两种雄配子,概率均是1/2,据此计算ab雌配子的概率:1/2×ab雌配子的概率=1/25,得出ab雌配子的概率是2/25,进而推出AB雌配子的概率是2/25,Ab雌配子=aB雌配子的概率=21/50,雌雄配子随机结合,后代灰体长翅的概率是21/50×1/2+21/50×1/2+2/25×1/2+2/25×1/2+2/25×1/2=27/50。
(3)子一代中某只雌蝇产生一个AABb的卵细胞,推测该果蝇形成该卵细胞最可能的原因是在四分体时期含有B和b基因的片段发生互换,在减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后形成的两条染色体进入同一个细胞。
(4)据题图判断,刚毛基因突变成截毛基因发生了碱基的缺失和替换,造成蛋白质翻译在第448位氨基酸后提前终止。图中截毛基因从第7位碱基开始编码氨基酸,1 351~1 353位碱基对应的是终止密码子。所以编码氨基酸的碱基一共是1 350-6,据此推断mRNA上的碱基一共是1 344,三个碱基是一个密码子,编码一种氨基酸,1 344÷3=448。
答案:(1)黑身残翅刚毛 伴X染色体隐性遗传或伴XY染色体隐性遗传 让甲和子一代的雌果蝇杂交获得截毛雌果蝇,再让截毛雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇杂交,统计后代的性状及其比例 若后代雌果蝇全为刚毛,雄果蝇全为截毛,则截毛基因位于X染色体上;若后代无论雌雄均为刚毛,则截毛基因位于XY染色体上
(2) 27/50 (3)在四分体时期含有B和b基因的片段发生互换,在减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后形成的两条染色体进入同一个细胞 (4)缺失和替换 448
2.解析:(1)①分析题图1可知,甲品系果蝇(紫眼卷翅)与纯种野生型(红眼正常翅)果蝇进行杂交,后代全为红眼,说明红眼是显性性状;F1红眼卷翅果蝇自由交配后代中出现正常翅,说明正常翅为隐性性状,即卷翅的产生是因为果蝇发生了显性突变。
②实验正反交结果相同,由此可知果蝇的翅型属于常染色体遗传。根据F2的表型及比例可知,红眼∶紫眼=3∶1(用D和d表示),卷翅∶正常翅=2∶1(用A和a表示),故决定卷翅性状的基因纯合致死;F1红眼卷翅基因型为DdAa,F1红眼卷翅果蝇自由交配,只考虑A、a这对等位基因,F2中AA致死,则有2/3Aa、1/3aa,再考虑D、d这对等位基因,F2有1/4DD、1/2Dd、1/4dd,故F2中纯合子比例为1/3×1/2=1/6。
③由②分析可知,决定卷翅性状的基因纯合致死;已知果蝇的正常翅基因(a)和甲品系的卷翅基因(A)位于2号染色体上,该染色体上还分布有某隐性致死基因(b)及其等位基因(B)。甲品系内果蝇相互交配,后代均表现为卷翅,没有正常翅(aa)果蝇出现,说明正常翅果蝇的基因型均为aabb,表现为致死,由此可推知正常翅基因(a)与某隐性致死基因(b)连锁在同一条染色体上,则卷翅基因(A)与B基因连锁在同一条染色体上。图2中亲本卷翅果蝇的基因型均为AaBb,均能产生AB和ab两种配子,所以F1的基因型有AABB、AaBb和aabb,F1中相关基因在2号染色体上的位置见答案。
(2)①甲品系(AaBb)能产生AB和ab两种配子,另一卷翅果蝇平衡致死系(A+aBb+)果蝇能产生A+B和ab+两种配子,根据子代中出现了表型为正常翅(aabb+)的果蝇,可判断b和b+不是同一基因。
②两品系果蝇杂交,子代中卷翅与正常翅的数量比约为2∶1,说明基因型为AA+BB的个体不能存活,遗传图解见答案。
答案:(1)①显 显 ②常 1/6 ③卷翅 如图所示
(2)①不是 子代出现正常翅型 ②AA+BB 如图所示
3.解析:(1)由图1可知,无论非簇生是显性还是隐性性状,都符合图1所示遗传图解,因此不能判断非簇生为隐性性状。
(2)由电泳结果可知,甲植株的基因型为CLclWXwx,其产生配子的类型及比例为CLWX∶CLwx∶clwx∶clWX=1∶2∶1∶2,不符合基因自由组合定律产生配子的比例(1∶1∶1∶1),因此两对基因不遵循自由组合定律。
(3)由题意知非簇生的基因型为clcl,当CL基因位于6号染色体上,且位于缺失片段中时,由于该染色体片段缺失CL基因,故表现出弱簇生的性状,此时弱簇生(CLcl)×非簇生(clcl)→弱簇生(CLcl)∶非簇生(clcl)=1∶1。CL基因不在6号染色体或CL基因在6号染色体上但不位于缺失片段,簇生(CLCL)×非簇生(clcl)→弱簇生(CLcl),即后代都表现为弱簇生,所以无法确定CL基因位置。
(4)由题意知,当BRD3特异性地在二级分枝分生组织(SBM)激活表达时会导致该部位的BR含量减少,使得GSK2被激活,进而磷酸化转录因子OsMADS1,OsMADS1直接结合RCN2并促进其表达,RCN2被激活后延迟了SBM向小穗分生组织(SM)的转变,产生簇生现象,模式图参见答案。
答案:(1)不能 无论非簇生是显性还是隐性性状,都符合图1所示遗传图解 (2)不遵循 由电泳结果可知,甲植株的基因型为CLclWXwx,其产生配子的类型及比例为CLWX∶CLwx∶clwx∶clWX=1∶2∶1∶2,不符合基因自由组合定律产生配子的比例 (3)子代植株表现为弱簇生∶非簇生=1∶1 不能 CL基因不在6号染色体或CL基因在6号染色体上但不位于缺失片段,后代都表现为弱簇生,所以无法确定CL基因位置
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