大题突破(二) 遗传规律类
典|例|示|范
(2024·河北高考23题)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,其自交子代即为目的株系。
【解题思路】
1.逻辑推理与假说演绎
(1)性状显隐性的判断
若只考虑瓜皮颜色,实验①②F1都为深绿,F2中深绿∶浅绿(绿条纹)=3∶1,说明该性状遵循基因的分离定律,且浅绿(绿条纹)为隐性。
(2)性状遗传方式的假说演绎
假说一:瓜皮颜色的性状遗传是由复等位基因控制,遗传图解如下:
①AA×a1a1→Aa1 3A_∶1a1a1
②AA×a2a2→Aa23A_∶1a2a2
假说二:瓜皮颜色的性状遗传是由非等位基因控制的,遗传图解如下:
①AABB×AAbb→AABb3AAB_∶1AAbb
②AABB×aaBB→AaBB3A_BB∶1aaBB
实验验证假说:从实验①和②的亲本中选用P2、P3 进行杂交
a1a1×a2a2→a1a2(非深绿色)
AAbb×aaBB→AaBb(深绿色)
2.遗传现象分析与概率计算
3.电泳检测与基因定位
(1)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的配子,而包括15号植株在内的半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,非同源染色体自由组合,随后F1产生的具有来自P11号染色体的配子与具有来自P21号染色体的配子受精。
(2)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。稳定遗传的圆形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。
同|向|题|组
1.(2024·江苏扬州模拟)科研人员得到4种浅红眼的果蝇突变体A、B、C和D,将它们分别与野生型红眼果蝇进行杂交实验,结果如表所示(“+”表示红眼,“m”表示浅红眼)。
组别 亲本果蝇 F1果蝇 的表型 F2果蝇的 表型及数量
雌性 雄性 雌性 雄性 雌性 雄性
+ m + m
Ⅰ A 野生型 + + 762 242 757 239
Ⅱ B 野生型 + + 312 101 301 105
Ⅲ C 野生型 + m 114 104 111 102
Ⅳ D 野生型 + m 160 151 155 149
(1)据表分析,4种突变体均是单基因的 性突变果蝇。
(2)突变位点在常染色体上的突变体有 ,判断理由是
。突变
体C和D的突变位点都在 染色体上。
(3)为进一步探究A、B两种突变体的浅红眼突变基因位点的关系,科研人员进行了系列杂交实验。
①先进行“♀A×♂B”杂交,若F1果蝇 ,说明A、B的浅红眼是同一基因突变所致;若F1果蝇 ,说明A、B的浅红眼是不同基因突变所致。
②若已证明A、B的浅红眼是不同基因突变所致,让上述实验的F1果蝇相互交配,如果F2果蝇表型及比例为 ,则A、B的突变基因位于一对同源染色体上且不发生互换;如果F2果蝇表型及比例为 ,则B的突变基因位于另一对常染色体上。
(4)进行“♂B×♀D”杂交,发现F1果蝇既有红眼也有浅红眼,再让F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇表型及比例为 ,F2的浅红眼雌果蝇中杂合子的比例为 。
2.(2024·安徽六安模拟)家兔的毛色有野鼠色、黑色和褐色之分,受常染色体上两对等位基因共同控制。D、d为控制颜色的基因,D基因控制黑色,d基因控制褐色;E、e为控制颜色分布的基因,E基因控制颜色分布不均匀,体色均为野鼠色,e基因控制颜色分布均匀,体色表现为相应颜色。研究人员利用不同毛色的纯种家兔进行了杂交实验,结果如下图。回答下列问题:
实验一
P 野鼠色兔×黑色兔
F1 野鼠色兔
随机交配
F2 野鼠色兔∶黑色兔
3 ∶ 1
实验二
P 野鼠色兔×褐色兔
F1 野鼠色兔
随机交配
F2 野鼠色兔∶黑色兔∶褐色兔
12 ∶ 3 ∶ 1
(1)基因D、d和E、e的遗传遵循 定律,野鼠色兔的基因型有 种。
(2)实验一中,F1野鼠色兔的基因型为 ,F2野鼠色兔与褐色兔杂交,其后代表型及比例为 。
(3)实验二中,F2野鼠色兔中性状能稳定遗传的个体占 。若实验一F2中一只野鼠色雄兔和实验二F2中一只野鼠色雌兔杂交,后代中野鼠色兔的概率为 。
(4)研究发现,在实验二F2黑色兔群体中偶然出现一只灰色可育突变雄兔,经检测,其基因型为DdeeGg,G基因会影响D和d的表达,导致家兔黑色或褐色淡化为灰色或黄色。为探究D、d和G、g在染色体上的位置关系,科研人员让该雄兔与多只褐色雌兔杂交,观察并统计后代的表型及比例。
①若后代出现: ,则两对基因位于两对同源染色体上。
②若后代出现:黑色兔与黄色兔数量比接近1∶1,则该突变雄兔细胞中D、d和G、g在染色体上的位置关系是 (不考虑互换)。
提示:完成课后作业 第一部分 大题突破(二)
4 / 4专题四 遗传的基本规律和人类遗传病
【主干知识·网络构建】
提出假说 验证假说 等位基因 同源染色体 非同源染色体 非同源染色体 萨顿 摩尔根 染色体异常 10产前诊断
疑点必查
1.①所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制,且相对性状为完全显性;②每一代不同类型的配子都能发育良好,且不同配子结合机会相等;③所有后代都处于比较一致的环境中,且存活率相同
2.测交实验是在已知显隐性的基础上进行的验证性实验
3.用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交,取F1花粉加碘液染色,在显微镜下观察,结果为半数呈蓝黑色,半数呈橙红色
4.人单、双眼皮的形成既受基因(假设为A/a)控制,也与眼睑中一条提上睑肌纤维的发育有关。父母的基因型可能是AA或Aa,但由于提上睑肌纤维发育不完全而表现单眼皮。所生子女遗传了父母的双眼皮基因A,提上睑肌纤维发育完全,表现为双眼皮
5.22条常染色体以及X和Y2条性染色体
6.易饲养,繁殖快,子代数量多,相对性状明显
7.受精卵不能发育或在胚胎发育的早期就死亡了
8.2∶1
9.不一定
10.正常基因取代或修补患者细胞中有缺陷的基因
【必备知识·自主落实】
主干知识整合
1.1∶1 1∶1∶1∶1
2.(1) 隐性 纯合子 杂合子 纯合子 杂合子
纯合子 杂合子
(2)3∶1 9∶3∶3∶1 1∶1 1∶1∶1∶1 1∶1
1∶1∶1∶1
3.(1)①女儿 儿子 (2)低 男 高 女
(3)①XAYA、XAYa、XaYA、XaYa
4.伴Y染色体 伴X染色体隐性 伴X染色体显性
易错易混辨析
1.(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
2.(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
原因原理阐释
1.提示:糯玉米的果穗上只有糯籽粒,非糯玉米的果穗上有糯和非糯两种籽粒 非糯玉米的果穗上只有非糯籽粒,糯玉米的果穗上有糯和非糯两种籽粒
2.提示:EeFf×eeff。杂交后代表型及比例为高茎红花∶高茎白花∶矮茎红花∶矮茎白花=1∶1∶1∶1的亲本基因型有两种,一种为EeFf×eeff,两对基因分别位于两对同源染色体上,可验证自由组合定律;另一种为eeFf×Eeff,两对基因可以位于同一对同源染色体上,不能够验证自由组合定律
3.提示:自交后代耐盐∶不耐盐=3∶1的植物其亲本只在一条染色体上导入了耐盐基因。自交后代耐盐∶不耐盐=15∶1的植物,其亲本在两条非同源染色体上导入了耐盐基因
4.提示:①控制灰色、白色和长翅、残翅的两对等位基因位于两对同源染色体上(或控制灰色、白色和长翅、残翅的两对等位基因符合自由组合定律);②灰色(显性)纯合果蝇致死(或含有灰色基因的雌雄配子不能结合)
5.提示:A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上,减数分裂时部分初级性母细胞发生互换,产生四种类型的配子,其比例为21∶4∶4∶21
6.提示:不是。若互为等位基因,杂交后代雌果蝇为朱红眼或白眼,不可能出现野生型红眼
7.提示:选择金色公鸡(ZsZs)和银色母鸡(ZSW)杂交,子代金色鸡均为母鸡,银色鸡均为公鸡
【命题前沿·深化拓展】
突破点1
命题点1
典例引导
A 从白眼正常翅群体中筛选到一只雌性的白眼张翅突变体,假设个体生殖力及存活率相同,将此突变体与红眼正常翅杂交,子一代群体中有张翅和正常翅且比例相等,推知雌性的白眼张翅突变体基因型为AaXbXb,红眼正常翅基因型为aaXBY,子一代群体基因型及比例为aaXBXb∶AaXBXb∶aaXbY∶AaXbY=1∶1∶1∶1,子一代随机交配获得子二代,aa与Aa随机交配获得aa的概率为:3/4×3/4=9/16,XBXb与XbY随机交配得到XBY和XBXb的概率为1×1/2=1/2,因此子二代中出现红眼正常翅,即aaXBY和aaXBXb的概率为9/16×1/2=9/32,A正确,B、C、D错误。
针对练习
1.B 若甲组植株连续自交n代,乙组植株连续自由交配n代,则甲组子代植株的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=(2n-1)∶2∶(2n-1),乙组子代植株的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。由此可知,随着n值的增大,甲、乙两组子代植株中A基因的频率均保持不变,A基因在各代的基因频率均为50%,随着n值的增大,甲组子代植株中的基因型频率、表型比例、纯合子所占比例改变,乙组子代植株中的基因型频率、表型比例、纯合子所占比例保持不变,B正确,A、C、D错误。
2.D 据题意分析,A/a与B/b两对基因符合基因自由组合定律,A_bb表现为红色肉,aaB_表现为黄色肉,A_B_、aabb表现为白色肉,亲本纯合的红色肉和黄色肉浆果基因型分别是AAbb、aaBB,F1基因型是AaBb,F1自交得到的F2基因型、表型的对应关系以及所占比例如下:9/16A_B_(白色肉)、3/16A_bb(红色肉)、3/16aaB_(黄色肉)、1/16aabb(白色肉),其中白色肉占比10/16,白色肉纯合子占比2/16,白色肉杂合子占比8/16,因此F2白色肉个体中杂合子约占4/5,A正确;F1测交,测交后代基因型、表型的对应关系及占比如下:1/4AaBb(白色肉)、1/4Aabb(红色肉)、1/4aaBb(黄色肉)、1/4aabb(白色肉),B正确;F1基因型为AaBb,由题干可知,A、B基因同时存在时,二者的转录产物mRNA会形成杂合双链结构,无法为翻译提供模板,导致A、B两基因无法正常表达,基因型为AaBb表现为白色肉,C正确;自由交配的题型通常先计算雌雄配子比例,再通过雌雄配子随机结合分析子代基因型、表型及比例。F1自交产生的F2中,红色肉个体中基因型及占比为:2/3Aabb、1/3AAbb,经减数分裂分别产生2/3Ab、1/3ab的雌配子与2/3Ab、1/3ab的雄配子,雌雄配子随机结合后,F3基因型、表型的对应关系及占比如下:4/9AAbb(红色肉)、4/9Aabb(红色肉)、1/9aabb(白色肉),因此F3中红色肉∶白色肉=8∶1,D错误。
3.B 由题干信息可知,果蝇的正常刚毛(B)对截刚毛(b)为显性,这一对等位基因位于性染色体上;常染色体上的隐性基因t纯合时,会使性染色体组成为XX的个体成为不育的雄性个体。截刚毛♀和正常刚毛♂杂交,截刚毛♀∶截刚毛♂(tt引起的XX个体成为不育雄性个体)∶正常刚毛♂=3∶1∶4,即不考虑tt影响的情况下,雌性全为截刚毛、雄性全为正常刚毛,则B和b基因位于X和Y的同源区段,且亲本基因型为XbXb、XbYB,截刚毛♀∶截刚毛♂=3∶1,说明子代中,T_∶tt=3∶1,则亲代相关基因型组合为Tt、Tt。综上所述,亲本基因型为TtXbXb、TtXbYB,A错误;亲本基因型为TtXbXb、TtXbYB,F1中雄性个体的基因型有4种,分别为ttXbXb(不育)、TTXbYB、TtXbYB、ttXbYB,可育雄性个体的比例为1∶2∶1;F1中雌性个体的基因型有2种,即TTXbXb∶TtXbXb=1∶2,B正确;F1中雄性个体的精子类型及比例为TXb∶tXb∶TYB∶tYB=1∶1∶1∶1,F1中雌性个体的卵细胞的基因型及比例为TXb∶tXb=2∶1,若自由交配产生F2,其中雌性个体的基因型及比例为TTXbXb∶TtXbXb=2∶3,纯合子的比例为2/5,截刚毛雄性个体(ttXbXb)所占比例为1/4×1/3=1/12,C、D错误。
命题点2
典例引导
(1)B1对B2、B3为显性,B2对B3为显性 基因型B1B1的个体死亡且B2对B3为显性 B1B2、B1B3 (2)5 B1B3和B2B3 (3)黄色短尾∶黄色正常尾∶鼠色短尾∶鼠色正常尾=4∶2∶2∶1 丁是隐性纯合子B3B3dd
解析:(1)根据图中杂交组合②可知,B1对B3为显性;根据图中杂交组合③可知,B1对B2为显性;根据图中杂交组合①可知,B2对B3为显性,故B1对B2、B3为显性,B2对B3为显性。实验③中的子代比例说明基因型为B1B1的个体死亡且B2对B3为显性,其黄色子代的基因型是B1B2、B1B3。(2)根据(1)可知,小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有B1B2、B1B3、B2B2、B2B3、B3B3,共有5种。其中B1B3和B2B3交配后代的毛色种类最多,共有黄色、鼠色和黑色3种。(3)根据题意,甲的基因型是B1B2Dd,则该基因型的雌雄个体相互交配,子代表型及比例为黄色短尾∶黄色正常尾∶鼠色短尾∶鼠色正常尾=4∶2∶2∶1。丙为鼠色短尾,其基因型表示为B2_Dd,为测定丙产生的配子类型及比例,可采用测交的方法,即丁个体与其杂交,理由是丁是隐性纯合子B3B3dd。
针对练习
4.D 这两对基因分别位于两对常染色体上,故这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律,A正确;等位基因的根本区别是碱基对(脱氧核苷酸)排列顺序不同,B正确;亲本为黄花粗秆植株,自交后代出现了蓝花、细秆的个体,说明黄花、粗秆为显性性状,且亲本为EeGg,根据子一代蓝花细秆占1/28=1/4×1/7,可知亲本之一产生的配子eg占1/7,即eg的雄配子或雌配子1/2致死(即雄配子或雌配子的种类和比例为:EG∶eG∶Eg∶eg=2∶2∶2∶1),子一代基因型种类不受影响,故F1中黄花粗秆植株的基因型(E_G_)有2×2=4种,C正确,D错误。
5.C 分析题意,M基因决定雄性可育,m基因决定雄性不育;F基因决定雌性不育,f基因决定雌性可育,该植物自然繁殖群体中只有雄株和雌株,且比例相等,说明M和F连锁,m和f连锁,A错误;由题意知,M决定雄性可育,m决定雄性不育;F决定雌性不育,f决定雌性可育,因此雌株的基因型是mmff,由于雌株不产生含有MF的雌配子,因此雄株的基因型是MmFf,即不可能出现MMFF的类型,B错误;正常情况下,该群体中雄株基因型是MmFf,雌株基因型是mmff,m的基因频率=3/4,f的基因频率也是3/4,C正确;雌雄同株的Mmff出现,可能是父本发生基因重组(四分体时期互换)导致的,也可能是基因突变导致的,D错误。
6.C 由题意可知:对于眼形来说,亲本都为有眼,子代雌雄个体都出现无眼,说明有眼为显性性状,子代雌雄个体表型比例不同,可能是因为某种配子致死,导致雄性无眼个体减少;对于翅形来说:亲本均为裂翅,而正常翅只在雄性中出现,说明控制翅形的基因位于X染色体上,裂翅为显性性状,由于两对等位基因只有一对基因位于X染色体上,则控制有眼与无眼的基因位于常染色体,由此推知,亲本的基因型为DdXFXf、DdXFY,F1中没有无眼、正常翅雄性个体,说明无眼、正常翅雄性个体可能胚胎致死,其基因型为ddXfY,A、B正确;若将F1有眼个体随机交配,则F1中DD占1/3,Dd占2/3,d的基因频率为1/3,D的基因频率为2/3。雌性中XFXF占1/2,XFXf占1/2,则Xf的基因频率为1/4,XF的基因频率为3/4,雄性中XFY占1/2,XfY占1/2,则Xf的基因频率为1/4,XF的基因频率为1/4,Y的基因频率为1/2,让F1有眼个体随机交配,则后代成活个体中,有眼正常翅雌性个体的概率为(1-1/3×1/3)×(1/4×1/4)÷(1-1/3×1/3×1/4×1/2)=4/71,C错误;验证上述胚胎致死个体的基因型是否成立,可选择无眼正常翅雌性个体和无眼裂翅雄性个体杂交,观察并统计后代的表型及比例,若杂交后代只有雌性个体(或只有无眼裂翅雌性个体),则上述观点成立,D正确。
命题点3
典例引导
(1)不遵循 结合表中信息可以看出,基因型为aB∶Ab=1∶1,因而可推测,等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上 能 (2)
解析:(1)题中显示,表中该志愿者12个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同,结合表中信息可以看出,基因型为aB∶Ab=1∶1,因而可推测,等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上,因而其遗传不遵循自由组合定律。表中显示含有e的配子和不含e的配子的比例表现为1∶1,因而可推测e基因位于X染色体上,Y染色体上没有其对应的位置,根据表中精子类型和比例可以看出,AXe∶AY∶aXe∶aY=1∶1∶1∶1,即这两对等位基因表现为自由组合,因而能排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。(2)由题表可知,该志愿者的精子中Bd∶BD∶bd∶bD=2∶1∶1∶2,因为重组型配子概率小于非重组型配子概率,所以重组型配子(BD和bd)概率为1/3,非重组型配子(Bd、bD)概率为2/3。由“只要有1个显性基因就不患该病”可知,题述遗传病的患病个体的基因型为bbdd。该志愿者与某女性婚配生一个正常孩子的概率为17/18,则生出患病孩子的概率为1/18,该女性产生bd配子的概率为1/18÷1/6=1/3,若该女性含1个显性基因,则其基因型为Bbdd或bbDd,产生bd的概率均为1/2,不符合题意,故其基因型为BbDd。从概率上推断该配子是基因型为BbDd的个体产生的非重组型配子,且另一种非重组型配子为BD,即BD在一条染色体上,bd在另一条染色体上,这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图见答案。
针对练习
7.D 由图可知,染色单体2和3、3和4之间发生了染色体互换,A错误;由图可知,该细胞减数分裂产生的四个子细胞中,只有一个细胞中所含染色体未发生基因重组(CWX),该细胞产生的4个细胞中重组型占3/4,B错误;题干中所给两对基因均位于9号染色体上,不遵循自由组合规律,故该个体自交后代的性状分离比不是9∶3∶3∶1,C错误;图Ⅰ处于减数分裂Ⅰ前期,同源染色体联会,并且发生了染色体互换,下个时期为减数分裂Ⅰ中期,该时期的特点为同源染色体排列于赤道板两侧,D正确。
8.(1)基因A/a与基因D/d;基因B/b与基因D/d 图中AD∶aD∶Ad∶ad=1∶1∶1∶1,BD∶Bd∶bD∶bd=1∶1∶1∶1,说明基因A/a与基因D/d和基因B/b与基因D/d都位于非同源染色体上,其遗传都遵循自由组合定律 (2)在减数分裂Ⅰ时,雄性昆虫的基因A/a和基因B/b所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换 40%
(3)
(4)1/5 4∶3
解析:(1)分析电泳图谱可得,AB∶Ab∶aB∶ab=1∶4∶4∶1,AD∶Ad∶aD∶ad=1∶1∶1∶1,BD∶Bd∶bD∶bd=1∶1∶1∶1,可知该雄性昆虫的基因型为AaBbDd,形成配子时,A/a与D/d、B/b与D/d遵循自由组合定律。(2)若仅考虑A/a和B/b这两对等位基因,分析PCR检测结果发现AB∶Ab∶aB∶ab=1∶4∶4∶1,A/a与B/b不遵循自由组合定律,结合Ab与aB配子占比较高,推测A与b在同一条染色体上,a与B在同一条染色体上,出现AB和ab配子是因为该雄性个体在减数分裂Ⅰ时,雄性昆虫的基因A/a和基因B/b所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换;设发生互换的初级精母细胞为x个,则其产生的配子种类及个数为AB=Ab=aB=ab=x个,设未发生互换的初级精母细胞为y个,则其产生的配子种类及个数为Ab=aB=2y个,此时满足AB∶Ab∶aB∶ab=x∶(x+2y)∶(x+2y)∶x=1∶4∶4∶1,经计算可得y=(3/2)x,发生互换的初级精母细胞所占比例为x/(x+y),带入计算可求发生这种变异的初级精母细胞的比例为40%。(3)分析该雄性昆虫产生的精子电泳图谱可知,该雄性昆虫的基因型为AaBbDd,让其与残翅截毛(基因型为aadd)雌性个体杂交,F1中雌雄均表现为长翅∶残翅=1∶1,由此可判断控制长翅(A)和残翅(a)的等位基因位于常染色体上;F1中雌性全表现为截毛,雄性全表现为刚毛,雌雄性状分离不同,由此可判断控制刚毛(D)和截毛(d)的等位基因位于性染色体上,且D基因位于Y染色体上,d基因位于X染色体上;结合(1)(2)分析即可获得雄性昆虫关于该三对等位基因的分布,见答案。(4)该棒眼雌昆虫(XeMXm)与野生正常眼雄昆虫(XmY)杂交,F1中基因型及比例为XeMXm∶XmXm∶XmY=1∶1∶1,XeMY个体死亡,F1中XeM∶Xm=1∶4,由此可得F1中M基因的基因频率为1/5;F1中雌性个体基因型及比例为XeMXm∶XmXm=1∶1,产生雌配子种类及比例为XeM∶Xm=1∶3,雄性个体基因型为XmY,产生配子种类及比例为Xm∶Y=1∶1,F1雌雄昆虫随机交配,产生的F2中基因型及比例为XeMXm∶XmXm∶XeMY∶XmY=1∶3∶1∶3,其中XeMY个体死亡,因此雌雄性状分离比为4∶3。
突破点2
命题点1
典例引导
(1)② (2)③ S病为常染色体显性遗传病,而③中双亲正常,生了患病的女儿,为常染色体隐性遗传(合理即可) ①② (3)不能 根据电泳结果可确定2号和4号个体为纯合体,可能是显性纯合,也可能是隐性纯合;因为没给出2号和4号个体是否患病,无法确定其基因组成(合理即可) (4)该类型遗传病是常染色体显性遗传病,患病女性可能为杂合子,减数分裂Ⅰ后期,同源染色体上的等位基因分离,可产生正常卵细胞(合理即可)
解析:(1)根据家族病史可以绘制出遗传系谱图,进而确定遗传方式,计算特定个体的发病率。(2)分析遗传系谱图③,双亲正常,生了患病的女儿,则该遗传病一定为常染色体隐性遗传病。遗传系谱图①②中都存在双亲都患病但生了正常的孩子现象,说明致病基因为显性基因;①②中都存在男性患者的母亲或女儿正常,说明致病基因不在X染色体上,综合分析可知,遗传系谱图①②中的遗传病一定为常染色体显性遗传病。④中单基因遗传病可能为常染色体隐性遗传病。(3)根据电泳结果可确定2号和4号个体为纯合体,可能是显性纯合,也可能是隐性纯合;因为没给出2号和4号个体是否患病,故无法确定其基因组成。(4)因为该类型遗传病是常染色体显性遗传病,患病女性体细胞中可能同时含有致病基因和与之互为等位基因的非致病基因,减数分裂Ⅰ后期,随着同源染色体分离,位于同源染色体上的等位基因分离,可产生正常卵细胞。
针对练习
1.B 甲中2号和4号个体正常,含有两条带,排除伴性遗传病,若为常显,则1号个体应有两条条带,与图不符,因此仅根据家庭甲即可判断出该病为常染色体隐性遗传,A正确;该病为常染色体隐性遗传病,甲中Ⅰ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4以及乙中Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅱ-4都为杂合子,因此图示两个家庭中基因型相同的个体最多有6个,B错误;家庭甲4号个体与家庭乙4号个体均为GD致病基因的携带者,他们结婚后生下患病女孩的概率为1/4×1/2=1/8,C正确;家庭甲中Ⅰ-1与Ⅰ-2欲再生一孩子,可通过产前诊断,如通过基因检测来判断胎儿是否携带该病基因,D正确。
2.C 由图乙可知,Ⅰ3、Ⅰ4正常,生出患病女儿,说明该病为常染色体隐性遗传病,可推知Ⅱ2基因型为1/3AA、2/3Aa,由题意可知,A基因上没有限制酶EcoRⅠ的识别序列,但突变后的基因可能存在EcoRⅠ的识别序列,所以Ⅱ2的相关基因经EcoRⅠ完全酶切后,电泳结果为三个条带(一个条带为A、另两个条带为a酶切后的条带)的概率为2/3,A正确;Ⅱ3的相关基因经EcoRⅠ完全酶切后,电泳出现一个条带,说明Ⅱ3为纯合子AA,B正确;Ⅱ4的相关基因经EcoRⅠ完全酶切后,电泳出现一个条带(1 000 bp,说明突变后的基因不能被EcoRⅠ识别),不能说明Ⅰ3、Ⅰ4都为杂合子,C错误;Ⅱ1的相关基因经EcoRⅠ完全酶切后,电泳出现四个条带,说明亲本突变后的两个基因均能被EcoRⅠ识别,且识别序列不同,说明基因突变具有不定向性,D正确。
命题点2
典例引导
(1)a基因 (2)实验思路:选用不同性状的雌雄个体进行正反交实验,正交:有鳞毛雌性×无鳞毛雄性,反交:有鳞毛雄性×无鳞毛雌性。预期结果及结论:若正反交子代表型一致,且与性别无关,则该对等位基因位于常染色体上,子代表现出的性状为显性;若正反交子代表型不一致,一组子代雌雄个体各为一种性状,另一组子代雌雄个体性状相同,则该对等位基因位于Z染色体上,且子代雄性个体表现出的性状为显性。
解析:(1)只有位于非同源染色体上的非等位基因的遗传才遵循基因的自由组合定律,a基因与b基因均位于12号染色体上,二者不能进行自由组合。(2)判断性状的显隐性及基因位于常染色体上还是性染色体上,常选用雌雄个体为不同性状的纯合亲本进行正反交实验,实验思路、预期结果及结论详见答案。
针对练习
3.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正确;F1雌昆虫与纯种灰体雄昆虫杂交,无论基因位于常染色体还是X染色体,F2的雌昆虫表型及比例均相同(均为灰体),故不能判断,B错误;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正确;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正确。
4.(1)灰身 长翅 (2)4 39∶25 (3)①5∶1 ②不一定
解析:(1)灰身雄蝇和黑身雌蝇杂交,F1雌雄蝇中的灰身与黑身个体的数量比均为3∶1,说明灰身为显性性状,控制体色的基因位于常染色体上。长翅雄蝇和残翅雌蝇杂交,F1雌蝇均为长翅、雄蝇均为残翅,说明长翅为显性性状,控制翅长的基因位于X染色体上。(2)假设控制灰身与黑身的基因分别是A和a、控制长翅和残翅的基因分别为R和r,结合对(1)的分析可知:亲本灰身长翅雄蝇的基因型为1/2AAXRY、1/2AaXRY,亲本黑身残翅雌蝇的基因型为aaXrXr,F1的基因型为3/4AaXrY、1/4aaXrY、3/4AaXRXr、1/4aaXRXr,F1的雄性个体能产生基因型分别为AXr、aXr、AY、aY的4种配子。只考虑灰身与黑身,F1产生的雌配子为3/8A、5/8a,F1产生的雄配子也为3/8A、5/8a;取F1雌、雄个体随机交配,在F2个体中,灰身∶黑身=(1-5/8×5/8)∶(5/8×5/8)=39∶25。(3)如果控制体色的基因在2号染色体上,则灰身三体雄蝇的基因型为AAa或Aaa。若该三体雄蝇的基因型为AAa,则其产生的配子及其比例为AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,将该个体与多只黑身雌性(aa)个体杂交,后代灰身与黑身的比值为5∶1;若该三体雄蝇的基因型为Aaa,则其产生的配子及其比例为A∶aa∶Aa∶a=1∶1∶2∶2,将该个体与多只黑身雌性(aa)个体杂交,后代灰身与黑身的比值为1∶1。如果控制体色的基因不在2号染色体上,则灰身的三体雄蝇的基因型为Aa,该三体雄蝇产生的配子及其比例为A∶a=1∶1,将该个体与多只黑身雌性(aa)个体杂交,后代灰身与黑身的比值为1∶1。综上分析,若后代灰身与黑身的比值为1∶1,则该体色基因不一定在2号染色体上。
5.(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)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:(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,说明控制叶形的基因位于常染色体上。若叶型受一对等位基因控制,且A-∶aa=15∶1,雌配子中A∶a=1∶1,则设雄配子A占比m,a占比为(1-m),A-∶aa=[mAA+mAa+(1-m)Aa]∶(1-m)aa=15∶1,解出m=7/8,因此F1植株产生的具有受精能力的雄配子基因型及比例是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,产生的配子为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。
大题突破(二) 遗传规律类
典例示范
(1)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的配子 F1产生的具有来自P11号染色体的配子与具有来自P21号染色体的配子受精 (5)SSR1的扩增产物条带与P1亲本相同
同向题组
1.(1)隐 (2)A和B 对应的杂交实验中F1和F2果蝇的眼色表现均与性别无关 X (3)①全为浅红眼 全为红眼(野生型) ②红眼∶浅红眼=1∶1 红眼∶浅红眼=9∶7 (4)红眼∶浅红眼=3∶5 3/5
解析:(1)分析表格:组别Ⅰ中,浅红眼的果蝇突变体A与野生型果蝇进行杂交,F1雌雄都为红眼,F2中雌雄都是红眼∶浅红眼≈3∶1,说明突变体A与性别无关,且为隐性突变;组别Ⅱ中,浅红眼的果蝇突变体B与野生型果蝇进行杂交,F1雌雄都为红眼,F2中雌雄都是红眼∶浅红眼≈3∶1,说明突变体B与性别无关,且为隐性突变;组别Ⅲ中,浅红眼的果蝇突变体雌性C与野生型雄果蝇进行杂交,F1雌性为红眼,雄性为浅红眼,说明突变体C(用c基因表示)与性别有关,突变体C为XcXc,为隐性突变;组别Ⅳ中,浅红眼的果蝇突变体雌性D与野生型雄果蝇进行杂交,F1雌性为红眼,雄性为浅红眼,说明突变体D(用d基因表示)与性别有关,突变体D为XdXd,为隐性突变。所以4种突变体均是单基因的隐性突变果蝇。(2)组别Ⅰ和Ⅱ中,浅红眼的果蝇突变体A、B分别与野生型果蝇进行杂交,F1雌雄都为红眼,F2中雌雄都是红眼∶浅红眼≈3∶1,说明突变体A和B的突变位点与性别无关,突变位点在常染色体上。由(1)可知,组别Ⅲ和Ⅳ中,突变体C和D的突变位点都在X染色体上。(3)①先进行“♀A×♂B”杂交,若A、B两种突变体的浅红眼突变基因位点相同,假设用a基因表示,则A和B都是aa,在F1果蝇中,所有个体均表现为浅红眼,若A、B两种突变体的浅红眼突变基因位点不同,假设用A、a和B、b基因表示,则A是aaBB,B是AAbb,在F1果蝇中,所有个体均表现为红眼。②若已证明A、B的浅红眼是不同基因突变所致,让上述实验的F1果蝇(AaBb)相互交配,若A、B的突变基因位于一对同源染色体上且不发生互换,则F2果蝇基因型及比例为aaBB∶AaBb∶AAbb=1∶2∶1,即F2果蝇表型及比例为红眼∶浅红眼=1∶1;若B的突变基因位于另一对常染色体上,则F2果蝇基因型及比例为AaBb∶aaB_∶A_bb∶aabb=9∶3∶3∶1,即F2果蝇表型及比例为红眼∶浅红眼=9∶7。(4)B突变位于常染色体上,D突变位于X染色体上,由于“♂B×♀D”杂交,F1果蝇既有红眼也有浅红眼,即亲本的基因型为bbXDY×BBXdXd,F1的基因型为BbXDXd、BbXdY,F1雌雄果蝇相互交配,F2果蝇基因型及比例为B_XDXd∶B_XdXd∶B_XDY∶B_XdY∶bbXDXd∶bbXdXd∶bbXDY∶bbXdY=3∶3∶3∶3∶1∶1∶1∶1,即红眼∶浅红眼=3∶5;F2的浅红眼雌果蝇(B_XdXd、bbXDXd、bbXdXd)共占5份,杂合浅红眼雌果蝇(BbXdXd、bbXDXd)占3份,因此F2的浅红眼雌果蝇中杂合子的比例为3/5。
2.(1)基因的自由组合 6 (2)DDEe 野鼠色兔∶黑色兔=2∶1 (3)1/3 8/9 (4)①黑色兔、灰色兔、黄色兔和褐色兔的数量比接近1∶1∶1∶1 ②位于一对同源染色体上(或D与g连锁,d与G连锁)
解析:(1)实验二中,野鼠色兔随机交配后F2中性状分离比为12∶3∶1,是9∶3∶3∶1的变式,说明基因D、d和E、e的遗传遵循基因的自由组合定律。野鼠色兔的基因型有DDEE、DDEe、DdEe、DdEE、ddEE、ddEe共6种。(2)分析题意可知:野鼠色兔基因型为D_E_和ddE_,黑色兔基因型为D_ee,褐色兔基因型为ddee,实验一中,野鼠色兔与黑色兔杂交,子一代野鼠色兔随机交配,F2中野鼠色兔∶黑色兔为3∶1,故实验一中,F1野鼠色兔的基因型为DDEe。F2野鼠色兔(1/3DDEE、2/3DDEe)与褐色兔(ddee)杂交,F2野鼠色兔所产生的配子为2/3DE、1/3De,故子代基因型为2/3DdEe、1/3Ddee,即其后代表型及比例为野鼠色兔∶黑色兔=2∶1。(3)实验二中,F1野鼠色兔的基因型为DdEe,F2野鼠色兔中(1DDEE、2DDEe、4DdEe、2DdEE、1ddEE、2ddEe)性状能稳定遗传的个体(1DDEE、2DdEE、1ddEE)占1/3。若实验一F2中一只野鼠色雄兔(1/3DDEE、2/3DDEe)和实验二F2中一只野鼠色雌兔(1DDEE、2DDEe、4DdEe、2DdEE、1ddEE、2ddEe)杂交,后代中野鼠色兔基因型为__E_,故可以只考虑E、e这对等位基因,因此可以简化为:F2中一只野鼠色雄兔(1/3EE、2/3Ee)和实验二F2中一只野鼠色雌兔(1/3EE、2/3Ee)杂交,得到ee的概率为2/3×2/3×1/4=1/9,故后代中野鼠色兔的概率为1-1/9=8/9。(4)科研人员让该雄兔(DdeeGg)与多只褐色雌兔(ddeegg)杂交,①若后代黑色兔、灰色兔、黄色兔和褐色兔的数量比接近1∶1∶1∶1,说明子代有4种基因型,即该雄兔(DdeeGg)产生了4种配子,则两对基因位于两对同源染色体上。②若后代黑色兔与黄色兔(有G的存在)数量比接近1∶1,则说明这两对等位基因位于一对同源染色体上,其中D与g位于1条染色体上,d与G位于同源染色体的另1条染色体上。
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