层级二 关键突破提升练
突破点1 常规及特殊遗传现象试题的解题规律和方法
1.(2025·山东卷)果蝇体节发育与分别位于2对常染色体上的等位基因M、m和N、n有关,M对m、N对n均为显性。其中1对为母体效应基因,只要母本该基因为隐性纯合,子代就体节缺失,与自身该对基因的基因型无关;另1对基因无母体效应,该基因的隐性纯合子体节缺失。下列基因型的个体均体节缺失,能判断哪对等位基因为母体效应基因的是 ( )
A.MmNn
B.MmNN
C.mmNN
D.Mmnn
2.(不定项)某植物无性染色体,性别由两对等位基因决定,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。自然种群中该植物只有雄株和雌株(各占一半),已知该植物没有染色体互换和遗传致死现象。下列叙述正确的是( )
A.两对等位基因的遗传可能遵循基因的自由组合定律
B.该群体中雄株基因型为MmFf,雌株基因型为mmff
C.m基因和f基因在群体中的基因频率均为3/4
D.通过单倍体育种可获得雌雄同体的该植株
3.研究发现某昆虫的体色,灰色和黑色是一对相对性状,分别由基因A、a控制,但是基因A的外显率为80%(即具有A基因的个体只有80%是灰色,其余20%的个体为黑色)。现将一对相对性状的亲本杂交,下列判断正确的是( )
A.若只考虑体色,F1黑色个体都是纯合子
B.亲本的杂交组合方式只有2种
C.若F1灰色个体与黑色个体之比为3∶2,亲本的基因型一定相同
D.F1自由交配,获得的F2灰色个体和黑色个体的比例与F1相同
4.(2024·浙江卷)某昆虫的翅型有正常翅和裂翅,体色有灰体和黄体,控制翅型和体色的两对等位基因独立遗传,且均不位于Y染色体上。研究人员选取一只裂翅黄体雌虫与一只裂翅灰体雄虫杂交,F1表型及比例为裂翅灰体雌虫∶裂翅黄体雄虫∶正常翅灰体雌虫∶正常翅黄体雄虫=2∶2∶1∶1。让全部F1相同翅型的个体自由交配,F2中裂翅黄体雄虫占F2总数的( )
A.1/12
B.1/10
C.1/8
D.1/6
5.(2024·湖北卷)不同品种烟草在受到烟草花叶病毒(TMV)侵染后症状不同。研究者发现品种甲受TMV侵染后表现为无症状(非敏感型),而品种乙则表现为感病(敏感型)。甲与乙杂交,F1均为敏感型;F1与甲回交所得的子代中,敏感型与非敏感型植株之比为3∶1。对决定该性状的N基因测序发现,甲的N基因相较于乙的缺失了2个碱基对。下列叙述正确的是( )
A.该相对性状由一对等位基因控制
B.F1自交所得的F2中敏感型和非敏感型的植株之比为13∶3
C.发生在N基因上的2个碱基对的缺失不影响该基因表达产物的功能
D.用DNA酶处理该病毒的遗传物质,然后导入正常乙植株中,该植株表现为感病
6.(不定项)三叶草(2n)的花色由A/a和B/b两对等位基因控制,A基因控制红色素的合成,B基因控制蓝色素的合成,含A、B基因的三叶草开紫花,不含A、B基因的三叶草开白花。现将纯合紫花与白花三叶草杂交得F1,F1全为紫花三叶草,F1自交得F2,F2三叶草中紫花∶红花∶蓝花∶白花=41∶7∶7∶9。不考虑基因突变和致死,下列叙述正确的是 ( )
A.A/a和B/b基因的遗传均遵循基因的分离定律
B.F2与F1三叶草基因型相同的个体占5/16
C.F1形成配子时,有1/4的细胞在四分体时期染色体发生了互换
D.F2中的红花三叶草与蓝花三叶草杂交,子代中白花三叶草占9/49
7.(2025·江苏卷)某昆虫眼睛的颜色受独立遗传的两对等位基因控制,黄眼基因B对白眼基因b为显性,基因A存在时,眼色表现为黑色,基因a不影响B和b的作用。现有3组杂交实验,结果如下。请回答下列问题。
组别 ① ② ③
P F1 F2
(1)组别①F1黑眼个体产生配子的基因组成有 ;F2中黑眼个体基因型有 种。
(2)组别②亲本的基因型为 ;F2中黑眼个体随机杂交,后代表型及比例为 。
(3)组别③的亲本基因型组合可能有 。
(4)已知该昆虫性别决定方式为XO型,XX为雌性,XO为雄性。若X染色体上有一显性基因H,抑制A基因的作用。基因型为aaBBXhXh和AAbbXHO的亲本杂交,F1相互交配产生F2。
F2中黑眼、黄眼、白眼表型的比例为 ;F2中白眼个体基因型有 种。
F2白眼雌性个体中,用测交不能区分出的基因型有 。
若要从F2群体中筛选出100个纯合黑眼雌性个体,理论上F2的个体数量至少需有 个。
8.(2024·贵州卷)已知小鼠毛皮的颜色由一组位于常染色体上的复等位基因B1(黄色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制。现有甲(黄色短尾)、乙(黄色正常尾)、丙(鼠色短尾)、丁(黑色正常尾)4种基因型的雌雄小鼠若干,某研究小组对其开展了系列实验,结果如图所示。
回答下列问题。
(1)基因B1、B2、B3之间的显隐性关系是 。实验③中的子代比例说明了 ,其黄色子代的基因型是 。
(2)小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型共有 种,其中基因型组合为 的小鼠相互交配产生的子代毛皮颜色种类最多。
(3)小鼠短尾(D)和正常尾(d)是一对相对性状,短尾基因纯合时会导致小鼠在胚胎期死亡。小鼠毛皮颜色基因和尾形基因的遗传符合自由组合定律,若甲雌雄个体相互交配,则子代表型及比例为 ;为测定丙产生的配子类型及比例,可选择丁个体与其杂交,选择丁的理由是 。
突破点2 伴性遗传与遗传系谱图、电泳图谱分析
9.(2025·北京卷)抗维生素D佝偻病是一种伴X染色体显性遗传病。正常女子与男患者所生子女患该病的概率是( )
A.男孩100%
B.女孩100%
C.男孩50%
D.女孩50%
10.(2025·湖北卷)研究表明,人类女性体细胞中仅有一条X染色体保持活性,从而使女性与男性体细胞中X染色体基因表达水平相当。基因G编码G蛋白,其等位基因g编码活性低的g蛋白。缺失G基因的个体会患某种遗传病。图示为该疾病的一个家族系谱图,已知Ⅱ-1不含g基因。随机选取Ⅲ-5体内200个体细胞,分析发现其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白。下列叙述正确的是( )
A.Ⅲ-3个体的致病基因可追溯源自Ⅰ-2
B.Ⅲ-5细胞中失活的X染色体源自母方
C.Ⅲ-2所有细胞中可能检测不出g蛋白
D.若Ⅲ-6与某男性婚配,预期生出一个不患该遗传病男孩的概率是1/2
11.图1是某种伴X染色体隐性遗传病的家族系谱图,致病基因用d表示,已知女性每个细胞所含的两条X染色体中,总有随机的一条保持紧缩状态而失活。图2是提取该家系部分成员与该病基因有关的DNA片段并进行PCR,然后产物用限制酶Ⅰ酶切后进行电泳,基因d有两个酶切位点,基因D只有1个。下列叙述错误的是( )
图1
图2
A.失活染色体的DNA不会随生殖细胞遗传给下一代
B.基因D和基因d之间碱基序列的差异是碱基替换造成的
C.若Ⅱ-5的丈夫不患该病,不考虑基因突变的情况下他们所生子女一定不患该病
D.若将Ⅱ-1有关DNA也做上述处理,电泳结果不可能只有3条带
12.(2024·全国新课标卷)某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1,F1自交得F2。对个体的DNA进行PCR检测,产物的电泳结果如图所示,其中①~⑧为部分F2个体,上部2条带是一对等位基因的扩增产物,下部2条带是另一对等位基因的扩增产物,这2对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是( )
A.①②个体均为杂合体,F2中③所占的比例大于⑤
B.还有一种F2个体的PCR产物电泳结果有3条带
C.③和⑦杂交子代的PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同
D.①自交子代的PCR产物电泳结果与④电泳结果相同的占1/2
13.短指症是一种单基因遗传病,相关基因用H/h表示。其病因是BMPR基因编码的骨形态发生蛋白受体的第486位氨基酸由精氨酸转变为谷氨酰胺,导致患者的成骨细胞不能分化为正常骨细胞。下图为某短指症家族的系谱图(Ⅰ-2不携带该致病基因)。下列叙述错误的是( )
A.短指症属于显性遗传病,Ⅱ-3的基因型为Hh
B.若Ⅱ-3再生育一孩(Ⅲ-2),其基因型与Ⅰ-1相同的概率为1/4
C.可以通过基因检测来确定Ⅱ-2是否患短指症
D.异常BMPR产生的根本原因是其基因发生了碱基对的替换
14.(不定项)(2024·黑吉辽卷)位于同源染色体上的短串联重复序列(STR)具有丰富的多态性。跟踪STR的亲本来源可用于亲缘关系鉴定。分析下图家系中常染色体上的STR(D18S51)和X染色体上的STR(DXS10134,Y染色体上没有)的传递,不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A.Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/2
B.Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为3/4
C.Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/4
D.Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为0
15.AAT是血浆中重要的蛋白酶抑制剂,能保护机体免受蛋白酶的损伤。AAT基因缺陷将引发一系列病症,其中PiM正常的AAT基因,绝大多数正常人的基因型是PiMPiM,PiZPiZ个体血浆中的AAT重度缺乏,PiSPiS个体血浆中的AAT轻度缺乏,但均出现AAT缺乏症。图甲是AAT缺乏症患者的遗传系谱图。对图中部分个体进行了PiM、PiZ和PiS基因检测,结果如图乙所示。下列分析正确的是 ( )
甲
乙
A.由遗传系谱图可知,AAT缺乏症的遗传方式为常染色体显性遗传
B.从基因型分析,Ⅰ-4、Ⅱ-3、Ⅲ-2的血浆中AAT浓度依次降低
C.临床上通过检测Ⅱ-5的血浆中AAT浓度就能确定其基因型
D.若Ⅲ-3与基因型相同的女性结婚,所生的正常孩子中含有PiZ基因的概率是2/3
16.研究发现某种昆虫(性别决定为XY型)的2号常染色体上的基因B、b可影响它的性别,无B存在时,性染色体组成为XX的个体发育为雄性不育个体;该昆虫体色中褐色(D)对灰色(d)为显性。为了研究其遗传特点,某小组让灰色雌性个体与褐色雄性个体杂交,所得F1中灰色雄性∶褐色雌性∶褐色雄性=4∶3∶1。不考虑X、Y染色体的同源区段,回答下列问题。
(1)B、b和D、d基因的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,理由是 。
(2)亲本雌、雄个体的基因型分别为 和 ,F1雄性个体的基因型有 种,其中不育个体的比例为 。
(3)若F1自由交配产生F2,则F2中褐色雄性个体所占比例为 ,F2雌性个体中杂合子的比例为 。
17.(2024·河北卷)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的基因之间的关系。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① F2中浅绿瓜植株、P1和P2的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如下图所示。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① F2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。
参考答案
突破点1 常规及特殊遗传现象试题的解题规律和方法
1.B 解析 要判断哪对等位基因为母体效应基因,需依据母体效应基因(母本隐性纯合则子代体节缺失,与子代表型无关)和无母体效应基因(隐性纯合子体节缺失)的特点分析。MmNn个体体节缺失,可确定是因母本某基因隐性纯合(若为母体效应基因),但不能判断哪对等位基因存在母体效应,A项错误。MmNN个体体节缺失,其原因是母本某对基因隐性纯合,且该基因为母体效应基因,子代NN,说明亲代个体都含有N基因,故存在母体效应的不是N/n,而是M/m,据此可判断,B项正确。mmNN个体体节缺失,其原因可以是M/m是母体效应基因,母本mm会使子代体节缺失;也可以是M/m无母体效应,由于隐性纯合子体节缺失,不能判断,同理Mmnn个体体节缺失也无法判断,C、D两项错误。
2.BC 解析 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,则M和F连锁,m和f连锁,故其不符合自由组合定律,A项错误;由题意知,m基因决定雄性不育,f基因决定雌性可育,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,B项正确;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项正确;由于该植物没有染色体互换,不能产生基因型为Mf的花粉,也不能产生基因型为MMff的雌雄同体植株,D项错误。
3.C 解析 在不能确定亲本基因型的情况下,由题意可知黑色个体的基因型有三种,即AA、Aa、aa,在只考虑控制体色的基因的情况下,F1黑色个体不都是纯合子,A项错误;由题意可知,灰色个体的基因型有AA、Aa两种,黑色个体的基因型有AA、Aa、aa三种,因此,亲本的杂交组合方式有6种,B项错误;若F1灰色个体与黑色个体之比为3∶2,则亲本的基因型均为Aa,即亲本基因型一定相同,C项正确;若题中亲本的基因型为AA和aa,则F1的基因型为Aa,表型及比例为灰色∶黑色=4∶1,F1自由交配,F2的基因型为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,因为具有A基因的个体只有80%是灰色,其余20%的个体为黑色,则F2的表型及比例为灰色∶黑色=3/4×4/5∶(1/4+3/4×1/5)=3∶2,D项错误。
4.B 解析 翅型有正常翅和裂翅,假设控制翅型的基因为A、a,体色有灰体和黄体,假设控制体色的基因为B、b。控制翅型和体色的两对等位基因独立遗传,可知两对基因的遗传遵循自由组合定律。研究人员选取一只裂翅黄体雌虫与一只裂翅灰体雄虫杂交,F1表型及比例为裂翅灰体雌虫∶裂翅黄体雄虫∶正常翅灰体雌虫∶正常翅黄体雄虫=2∶2∶1∶1,分析F1表型可以发现,雌虫全为灰体,雄虫全为黄体,又因为控制翅型和体色的两对等位基因均不位于Y染色体上,因此可推测控制体色的基因位于X染色体上,且黄体为隐性性状。裂翅黄体雌虫与裂翅灰体雄虫杂交,F1出现了正常翅的性状,可以推测裂翅为显性性状,正常翅为隐性性状,且子代雌雄的表型比例相同,可推知控制体色的基因位于常染色体上。由以上分析可以推出亲本裂翅黄体雌虫的基因型为AaXbXb,裂翅灰体雄虫的基因型为AaXBY。AaXbXb和AaXBY杂交,正常情况下,F1中裂翅∶正常翅=3∶1,实际得到F1中裂翅∶正常翅=2∶1,推测存在AA致死。AaXbXb和AaXBY杂交,F1表型及比例为裂翅灰体雌虫(AaXBXb)∶裂翅黄体雄虫(AaXbY)∶正常翅灰体雌虫(aaXBXb)∶正常翅黄体雄虫(aaXbY)=2∶2∶1∶1。将两对基因分开计算,先分析Aa和Aa,子代Aa∶aa=2∶1,让全部F1相同翅型的个体自由交配,即2/3Aa自由交配、1/3aa自由交配,2/3Aa自由交配,因AA致死,子代为1/3Aa、1/6aa;1/3aa自由交配,子代为1/3aa,因此子代中Aa∶aa=2∶3,即Aa占2/5,aa占3/5。再分析XBXb和XbY,后代产生XbY的概率是1/4,综上可知,F2中裂翅黄体雄虫(AaXbY)占F2总数的比例为(2/5)×(1/4)=1/10。
5.D 解析 甲为非敏感型,乙为敏感型,甲与乙杂交,F1均为敏感型,说明敏感型为显性性状;F1与甲回交所得的子代中,敏感型与非敏感型植株之比为3∶1,是1∶1∶1∶1的变式,说明该相对性状由两对等位基因控制,A项错误;只要显性基因存在,就表现为显性,所以F1自交所得的F2中敏感型和非敏感型的植株之比为15∶1,B项错误;甲的N基因相较于乙的缺失了2个碱基对,但在甲中表现为非敏感型,在乙中表现为敏感型,说明这2个碱基对的缺失影响该基因表达产物的功能,C项错误;烟草花叶病毒是RNA病毒,用DNA酶处理不会破坏其分子结构,所以用DNA酶处理该病毒的遗传物质,并将其导入正常乙植株中,该植株表现为感病,D项正确。
6.ABD 解析 由题可知,白花三叶草基因型为aabb,纯合紫花三叶草基因型为AABB,红花三叶草基因型为A_bb,蓝花三叶草基因型为aaB_,白花三叶草(aabb)与纯合紫花三叶草(AABB)杂交,F1基因型为AaBb,F1自交得F2,F2三叶草中紫花∶红花∶蓝花∶白花=41∶7∶7∶9,即A_∶aa=(41+7)∶(7+9)=3∶1,同理B_∶bb=(41+7)∶(7+9)=3∶1,A/a和B/b基因的遗传均遵循基因的分离定律,A项正确。由于F2的比例不是9∶3∶3∶1或其变式,因此两对基因的遗传不符合自由组合定律,F1紫花三叶草的基因型为AaBb,且A、B基因位于一条染色体上,a、b基因位于同源的另一条染色体上。根据F2中白花三叶草(aabb)所占比例为9/64分析,F1产生的四种配子的比例为AB∶Ab∶aB∶ab=3∶1∶1∶3,F2中AaBb所占比例为20/64,即5/16,B项正确。若不发生互换,F1产生的两种配子为AB∶ab=1∶1,现F1产生的四种配子的比例为AB∶Ab∶aB∶ab=3∶1∶1∶3,说明F1形成配子时,有1/2的细胞在减数分裂Ⅰ前期染色体发生了互换,C项错误。F2中的红花三叶草(1/7AAbb、6/7Aabb)与蓝花三叶草(1/7aaBB、6/7aaBb)杂交,红花三叶草产生的配子类型及比例为Ab∶ab=4∶3,蓝花三叶草产生的配子类型及比例为aB∶ab=4∶3,子代中白花三叶草(aabb)占3/7×3/7=9/49,D项正确。
7.答案 (1)AB、Ab、aB、ab 6
(2)AABB、aaBB 黑眼∶黄眼=8∶1
(3)AaBB×aaBB、AaBb×aaBB、AaBB×aaBb、Aabb×aaBB
(4)(i)12∶15∶5 8
(ii)aabbXhXh和aabbXHXh
(iii)3 200
解析 (1)由组别①F2表型及比例(黑眼∶黄眼∶白眼=12∶3∶1),可推知F1黑眼的基因型为AaBb(因基因A存在时为黑眼,aaB_为黄眼,aabb为白眼)。根据基因的自由组合定律,AaBb产生配子为AB、Ab、aB、ab。F2中黑眼的基因型为A___,基因型有AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb,共6种。
(2)由组别②F2表型黑眼∶黄眼=3∶1(黄眼的基因型为aaB_,黑眼的基因型为A_BB),可推知F1黑眼的基因型为AaBB。逆推亲本,黑眼(A_BB)×黄眼(aaBB)得到F1全为黑眼(AaBB),故亲本为AABB×aaBB。F2黑眼的基因型及比例为1/3AABB、2/3AaBB,产生配子种类及比例为AB∶aB=2∶1。后代黄眼(aaBB)占(1/3)×(1/3)=1/9,黑眼占1-1/9=8/9,故表型及比例为黑眼∶黄眼=8∶1。
(3)由组别③F1黑眼∶黄眼=1∶1,可推知杂交组合需满足“F1中A_(黑眼)和aa(黄眼)比例为1∶1”。故亲本关于A/a的基因组合应为Aa×aa,由于F1中未出现白眼(bb),故亲本关于B/b的基因组合为BB×BB、Bb×BB、BB×bb,则可能的亲本组合为AaBB×aaBB、AaBb×aaBB、AaBB×aaBb、Aabb×aaBB。
(4)(i)已知X染色体上的显性基因H抑制A基因的作用,亲本基因型为aaBBXhXh(黄眼雌虫)和AAbbXHO(白眼雄虫)杂交,F1基因型为AaBbXHXh(黄眼雌虫)、AaBbXhO(黑眼雄虫)。F1(AaBbXHXh和AaBbXhO)相互交配产生的F2中黑眼(A___Xh_)占(3/4)×1×(1/2)=3/8,黄眼(aaB___、A_B_XH_)占(1/4)×(3/4)×1+(3/4)×(3/4)×(1/2)=15/32,白眼(aabb__、A_bbXH_)占(1/4)×(1/4)×1+(3/4)×(1/4)×(1/2)=5/32,故三种表型比例为12∶15∶5。F2白眼个体中基因型为aabb__的有4种,基因型为A_bbXH_的有4种,共8种。
(ii)F2白眼雌性个体的基因型为AAbbXHXh、AabbXHXh、aabbXhXh、aabbXHXh,分别与aabbXhO测交,AAbbXHXh测交后代表型及比例为黑眼∶白眼=1∶1,AabbXHXh测交后代表型及比例为黑眼∶白眼=1∶3,aabbXHXh和aabbXhXh测交后代均表现白眼,无法区分。
(iii)F2中纯合黑眼雌性(AABBXhXh、AAbbXhXh)占比为1/4(AA)×1/2(BB+bb)×1/4(XhXh)=1/32。若筛选100个,需要F2个体数至少为100÷(1/32)=3 200(个)。
8.答案 (1)B1对B2、B3为显性,B2对B3为显性 B1基因具有纯合致死效应,即B1B1个体致死 B1B3、B1B2
(2)5 B1B3与B2B3
(3)黄色短尾∶黄色正常尾∶鼠色短尾∶鼠色正常尾=4∶2∶2∶1 丁的基因型为B3B3dd,为隐性纯合子,可选其与丙测交来测定丙产生的配子类型及比例
解析 (1)根据实验③甲(黄色)和乙(黄色)杂交, 子代出现鼠色,可判断B1对B2为显性,再结合实验①甲(黄色)和丁(黑色)杂交,子代表型及比例为黄色∶鼠色=1∶1,而黑色未出现,说明B1、B2对B3为显性,即B1、B2、B3的显隐性关系为B1对B2、B3为显性,B2对B3为显性。由实验②乙×丁→子代黄色∶黑色=1∶1可知,乙的基因型为B1B3。实验③甲、乙均为黄色,子代出现鼠色,可推测甲的基因型为B1B2,亲本为B1B2×B1B3,子代表型及比例为黄色∶鼠色=2∶1,说明黄色个体中有纯合致死现象,即B1B1个体致死,故黄色子代的基因型为B1B2、B1B3。(2)小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有B1B2、B1B3、B2B2、B3B3、B2B3,其中基因型组合为B1B3、B2B3的小鼠相互交配,产生的子代毛皮颜色种类为三种,种类最多。(3)同时考虑毛皮颜色和尾形时,甲(黄色短尾)的基因型为B1B2Dd(DD个体致死),两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,甲雌雄个体交配,子代黄色∶鼠色=2∶1,短尾∶正常尾=2∶1,故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。丙的基因型为B2_Dd,可通过测交实验测定丙产生的配子种类及比例,故可选择与隐性纯合子丁(B3B3dd)进行测交,由后代的表型及比例可推测丙产生的配子类型及比例。
突破点2 伴性遗传与遗传系谱图、电泳图谱分析
9.B 解析 “抗维生素D佝偻病是一种伴X染色体显性遗传病”,设相关基因为A/a,则正常男性、女性的基因型为XaY、XaXa,体细胞中出现XA则为患者。正常女子与男患者婚配,即XaXa×XAY→XAXa(患病女性)、XaY(不患病男性),比例为1∶1,B项符合题意。
10.C 解析 由Ⅱ-1不含g基因且Ⅲ-3患病可知,该病为伴X染色体隐性遗传病。Ⅲ-3的基因型为XgY,Ⅱ-1的基因型为XGY,则Ⅱ-2的基因型为XGXg,其中Xg来自Ⅰ-1,所以Ⅲ-3个体的致病基因可追溯源自Ⅰ-1,A项错误。由题目“随机选取Ⅲ-5体内200个体细胞,分析发现其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白”可知,含有G、g的X染色体都可能会失活,含有G的X染色体来自父亲Ⅱ-4,B项错误。Ⅲ-2的基因型可能为XGXG或者XGXg,若其基因型为XGXG,则检测不出g蛋白,C项正确。Ⅱ-3的基因型为XgXg,Ⅱ-4的基因型为XGY,Ⅲ-6的基因型为XGXg。Ⅲ-6与某男性婚配,预期生出一个不患该遗传病男孩的概率是1/4,D项错误。
11.A 解析 由电泳结果可知,限制酶Ⅰ能将基因D切割成310 bp和118 bp两个片段,将基因d切成310 bp和118 bp两个片段的基础上,又将310 bp这个片段切成217 bp和93 bp两段,可知,Ⅰ-1、Ⅱ-3和Ⅱ-4的基因型都是XDXd,而Ⅱ-3和Ⅱ-4的d基因来自Ⅰ-1,可见失活染色体的DNA可以随生殖细胞遗传给下一代,A项错误;由电泳结果可知,基因D和基因d的长度是相等的,它们之间碱基序列的差异是碱基对替换造成的,B项正确;由电泳条带可知,Ⅱ-5的基因型是XDXD,她的丈夫若不患该病,那么他们的孩子也不会携带该病基因,因此都不会患该病,C项正确;Ⅱ-1若是纯合子,电泳结果是2条带,若是携带者,电泳结果是4条带,D项正确。
12.D 解析 由于不知显隐性关系,设题图中自上至下4条带分别代表基因A、a、B、b,则F1的基因型为AaBb,①和②的基因型分别为AaBB和Aabb,③和⑤的基因型分别为AABb和AABB,在F2中分别占1/8和1/16,A项正确。F2有9种基因型,除题图中的基因型外,还有aaBb,其PCR产物电泳结果会有3条带,B项正确。⑦的基因型为aabb,③与⑦杂交子代的基因型有Aabb和AaBb 2种,而②和⑧的基因型分别为Aabb和AaBb,C项正确。①自交子代的基因型及所占比例为1/4AABB、1/2AaBB和1/4aaBB,与④电泳结果相同的占1/4,D项错误。
13.B 解析 根据系谱图分析,Ⅰ-2不携带致病基因,一定会遗传给Ⅱ-2一个正常基因,Ⅱ-2患病,则该病为常染色体显性遗传病,Ⅱ-3的基因型为Hh,A项正确;Ⅱ-3(Hh)与Ⅱ-4(hh)所生Ⅲ-1基因型为Hh,再生育一孩,其基因型及概率为1/2Hh、1/2hh,Ⅰ-1的基因型为Hh,因此,其基因型与Ⅰ-1相同的概率为1/2,B项错误;短指症属于常染色体显性遗传病,可通过基因检测胎儿的基因型,判断是否患病,C项正确;由于BMPR中仅一个氨基酸发生改变,故推测短指症的发生可能是因为BMPR基因发生碱基对的替换,D项正确。
14.ABD 解析 假设Ⅰ-1一对同源染色体(常染色体)上的两个D18S51分别用A1、A2表示,Ⅰ-2一对同源染色体(常染色体)上的两个D18S51分别用A3、A4表示。Ⅱ-1得到A1的概率为1/2,Ⅱ-2得到A1的概率为1/2,Ⅲ-1得到A1的概率为(1/2)×(1/2)=1/4,Ⅱ-1与Ⅲ-1都得到A1的概率=(1/2)×(1/4)=1/8。同理,Ⅱ-1与Ⅲ-1都得到A2、A3、A4的概率分别为1/8,1/8,1/8。Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率=(1/8)×4=1/2,A项正确。按照同样的方法可得,Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/2,C项错误。假设Ⅰ-1一对X染色体上的两个DXS10134分别用B1、B2表示,Ⅰ-2 X染色体上的DXS10134用B3表示。Ⅱ-1得到B1的概率为1/2,得到B2的概率为1/2,得到B3的概率为1;Ⅱ-2得到B1的概率为1/2,得到B2的概率为1/2,得到B3的概率为1;Ⅲ-1得到B1概率=(1/2)×(1/2)=1/4,得到B2的概率=(1/2)×(1/2)=1/4,得到B3的概率=1×(1/2)=1/2。Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率=(1/2)×(1/4)+(1/2)×(1/4)+1×(1/2)=3/4,B项正确。DXS10134位于X染色体上,Ⅲ-1的X染色体来自Ⅰ-1或Ⅰ-2,Ⅱ-4的X染色体来自Ⅰ-3和Ⅰ-4,所以Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为0,D项正确。
15.D 解析 由图甲可知,Ⅰ-1和Ⅰ-2均正常,生出患病女儿Ⅱ-3,说明该病为常染色体隐性遗传,A项错误;PiM、PiZ和PiS基因控制合成的AAT含量的关系是PiM>PiS>PiZ,由图乙可知,Ⅰ-4的基因型为PiSPiS,Ⅱ-3的基因型为PiZPiZ,Ⅲ-2的基因型为PiZPiS,因不清楚PiZ、PiS的显隐性关系,所以不能判断Ⅲ-2与Ⅱ-3以及Ⅰ-4与Ⅲ-2的AAT含量关系,B项错误;即使基因型相同的个体,血清的AAT浓度也会存在个体差异,所以检测Ⅱ-5血清的AAT浓度不能确定其基因型,C项错误;Ⅲ-3的基因型为PiMPiZ,与基因型相同的人婚配,所生的正常孩子基因型包括1/3PiMPiM、2/3PiMPiZ,含有PiZ基因的概率是2/3,D项正确。
16.答案 (1)遵循 灰色雌性个体与褐色雄性个体杂交,所得F1的雌雄个体的体色及比例不同,说明D、d在X染色体上,又已知B、b在2号常染色体上,因此遵循自由组合定律(合理即可)
(2)BbXdXd BbXDY 4 1/5
(3)7/24 4/5
解析 (1)灰色雌性个体与褐色雄性个体杂交,所得F1中灰色雄性∶褐色雌性∶褐色雄性=4∶3∶1,雄性∶雌性=5∶3(即由1/4雌性转变为雄性),亲本又是可育的,说明亲本基因型均为Bb,雌性全为褐色,且褐色雌性中有1/4发育成雄性不育个体,即子代中体色与性别有关,说明D、d在X染色体上,由题意可知,B、b在常染色体上,说明这两对等位基因是非同源染色体上的非等位基因,遗传遵循自由组合定律。(2)结合(1)可知,亲本基因型为BbXdXd、BbXDY,且无B存在时,性染色体组成为XX的个体发育为雄性不育个体,则F1中雄性个体的基因型有__XdY(3种)+bbXDXd(不育)共4种,其中不育个体比例为(1/4×1/2)/(1/2+1/4×1/2)=1/5。(3)若F1(雌性1/3BBXDXd、2/3BbXDXd,雄性1/4BBXdY、2/4BbXdY、1/4bbXdY,bbXDXd不可育)可产生雌配子2/6BXD、2/6BXd、1/6bXD、1/6bXd,雄配子1/4BXd、1/4BY、1/4bXd、1/4bY,自由交配产生F2,则F2中褐色雄性个体(__XDY+bbXDX-)所占比例为3/6×1/2+1/6×1/4=7/24,F2雌性个体(B_X-X-)中纯合子(BBXdXd)的比例为(2/6×1/4)/(1/2-1/6×1/4-1/6×1/4)=1/5,则杂合子的比例为4/5。
17.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的配子 F1产生的具有来自P1 1号染色体的配子与具有来自P2 1号染色体的配子受精
(5)SSR1的扩增产物条带与亲本P1相同
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中瓜皮颜色出现性状分离,且深绿∶浅绿=3∶1,推测瓜皮颜色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绿条纹和浅绿的基因之间的关系。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,即可选择实验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B/b、C/c,则P2关于浅绿的基因型可能为BBcc(或bbCC),而P3关于绿条纹的基因型可能为bbCC(或BBcc),则二者杂交得到的F1关于瓜皮颜色的基因型为BbCc,表现为深绿色。(3)因为实验①的F1非圆形瓜均为椭圆形,亲本中长形和圆形均为纯合子,则F1椭圆形为杂合子,F2中有1/2为椭圆形,有3/4为深绿色,故F2中椭圆深绿瓜植株占比为(1/2)×(3/4)=3/8。设控制瓜形的基因为A/a,控制浅绿的基因型为bbCC,则P1基因型为AABBCC,P2基因型为aabbCC,由实验①中F2的表型和比例可知,圆形深绿瓜的基因型为aaB_CC,则实验①中F2植株自交能产生圆形深绿瓜植株的基因型及比例为1/8AaBBCC、1/4AaBbCC、1/16aaBBCC、1/8aaBbCC,故F2植株自交,子代中圆形深绿瓜植株所占比例为(1/8)×(1/4)+(1/4)×(3/16)+(1/16)×1+(1/8)×(3/4)=15/64。若控制浅绿的基因型为BBcc,可得出同样的结果。(4)电泳检测实验① F2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产生的具有来自P1 1号染色体的配子与具有来自P2 1号染色体的配子受精。(5)为快速获得稳定遗传的深绿瓜株系,对实验① F2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的扩增产物条带与亲本P1相同的植株。
18层级一 基础夯实自测练
1.现有一只黑豚鼠,研究人员希望确定它是否携带白毛的隐性等位基因。已知该黑豚鼠的亲本都为黑豚鼠。以下方法中最佳的是( )
A.将该黑豚鼠与另一只黑豚鼠交配,寻找白毛后代
B.寻找该黑豚鼠身上的白色毛发
C.将该黑豚鼠与白毛豚鼠交配,寻找白毛后代
D.寻找该黑豚鼠的亲本所产后代中是否存在白毛后代
2.(2024·全国甲卷)果蝇翅型、体色和眼色性状各由1对独立遗传的等位基因控制,其中弯翅、黄体和紫眼均为隐性性状,控制灰体、黄体性状的基因位于X染色体上。某小组以纯合体雌蝇和常染色体基因纯合的雄蝇为亲本杂交得F1,F1相互交配得F2。在翅型、体色和眼色性状中,F2的性状分离比不符合9∶3∶3∶1的亲本组合是( )
A.直翅黄体♀×弯翅灰体♂
B.直翅灰体♀×弯翅黄体♂
C.弯翅红眼♀×直翅紫眼♂
D.灰体紫眼♀×黄体红眼♂
3.(2024·北京卷)摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱,示意图如图,相关叙述正确的是 ( )
果蝇X染色体上一些基因的示意图
A.所示基因控制的性状均表现为伴性遗传
B.所示基因在Y染色体上都有对应的基因
C.所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律
D.四个与眼色表型相关基因互为等位基因
4.(2025·湖北卷)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F1种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是( )
性状 黄色 绿色 圆粒 皱粒
个数/粒 25 7 20 12
A.32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B.实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C.不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D.该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
5.(不定项)果蝇的性别是由早期胚胎的性指数(X染色体数目与常染色体组数之比,即X∶A)所决定的。X∶A=1时发育为雌性,若基因M发生突变,则发育为雄性;X∶A=0.5时,无法激活基因M而发育为雄性。已知Y染色体只决定雄蝇的可育性,M/m基因仅位于X染色体上,不考虑其他变异。下列说法正确的是( )
A.对果蝇基因组测序,应测定5条染色体上DNA的碱基序列
B.染色体组成为XXY的个体,一定发育为雌性
C.XMXm和XmY的果蝇杂交子代雌雄之比为1∶3
D.XMXM和XMO的果蝇杂交子代雌雄之比为1∶1
6.家蚕是ZW型性别决定的经济动物。科研人员利用基因工程将一个致死基因(D)分别导入多只雌蚕的细胞内,已知具有基因D的蚕在持续低温(如10 ℃)条件下培养会死亡,在20 ℃条件下培养正常存活。现欲利用转基因雌蚕与普通雄蚕交配,选育在一定条件下只产生雄蚕的“种蚕”。下列操作或分析错误的是( )
A.将部分子代置于10 ℃下培养用于鉴定基因D插入的位置,部分子代置于20 ℃下培养
B.若10 ℃下培养的子代一半死亡,且雌雄比例相当,说明该种雌蚕及其子代可留种
C.若10 ℃下培养存活下来的子代均为雌性,说明基因D插入Z染色体上
D.若10 ℃下培养的子代一半死亡,且均为雌性,说明20 ℃下培养的子代雌蚕可作“种蚕”
7.(2023·辽宁卷)萝卜是雌雄同花植物,其贮藏根(萝卜)红色、紫色和白色由一对等位基因W、w控制,长形、椭圆形和圆形由另一对等位基因R、r控制。一株表型为紫色椭圆形萝卜的植株自交,F1的表型及其比例如下表所示。回答下列问题。
F1 表型 红色 椭圆形 红色 圆形 紫色 长形 紫色 椭圆形 紫色 圆形 白色 长形 白色 椭圆形 白色 圆形
比例 1 2 1 2 4 2 1 2 1
注:假设不同基因型植株个体及配子的存活率相同。
(1)控制萝卜颜色和形状的两对基因的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)孟德尔第二定律。
(2)为验证上述结论,以F1为实验材料,设计实验进行验证:
①选择萝卜表型为 和红色长形的植株作亲本进行杂交实验。
②若子代表型及其比例为 ,则上述结论得到验证。
(3)表中F1植株纯合子所占比例是 ;若表中F1随机传粉,F2植株中表型为紫色椭圆形萝卜的植株所占比例是 。
(4)食品工艺加工需大量使用紫色萝卜,为满足其需要,可在短时间内大量培育紫色萝卜种苗的技术是 。
8.杂交育种是提高水稻产量的重要途径,但由于水稻为两性花、花小,因此找到合适的雄性不育系是杂交育种的关键。研究发现一种光温敏不育株的形成与4号染色体上的M基因突变有关,M基因编码一个在花药中高效表达的GMC氧化还原酶,突变会导致光温敏雄性不育。细胞学分析表明,突变体在高温下花粉外壁发生异常,导致花粉破裂,但低温下外壁第二层的结构虽然变薄但仍然完整。
(1)由题可知水稻花粉育性这一表型由 决定。M基因通过 ,进而控制生物体的性状。
(2)该光温敏雄性不育型作为 与野生型杂交后,F1自交,F1植株上收获的种子中光温敏雄性不育型占1/4;说明不育型是由 (填“显性”或“隐性”)基因决定的;以F2雄性不育株为母本,授以F2其他植株花粉,收获的种子中光温敏雄性不育型所占比例为 ,但是无法直接辨别不育和可育种子。
(3)为了解决这一分辨种子育性的难题,科学家尝试将单个绿色荧光蛋白基因g导入野生型植物的 染色体上,将改造后的野生型和光温敏雄性不育型杂交,选择 种子单独种植,从子代中选择 种子即为光温敏雄性不育型。
9.果蝇的卷翅、直翅由一对等位基因A、a控制,红眼、紫眼由另一对等位基因D、d控制。为确定控制果蝇翅形和眼色的两对等位基因在染色体上的位置,实验小组用果蝇的纯合品系进行了杂交实验,结果如图。回答下列问题。
(1)分析实验结果可知:翅形的显性性状是 ,判断的依据是 ;眼色基因位于 染色体上,紫眼是 (填“显”或“隐”)性性状。
(2)分析结果发现,翅形基因可能位于常染色体上,也可能位于X、Y染色体同源区段。请从上述实验材料中选择果蝇进行一次杂交实验来确定。
杂交方案:选 杂交,统计子代雄性的表型。
预期结果:若子代雄性的表型为 ,则翅形基因位于常染色体上;若子代雄性的表型为 ,则翅形基因位于X、Y染色体同源区段。
参考答案
1.C 解析 检测待测个体基因型最常用的方法为测交法,即用待测的黑豚鼠个体与白毛豚鼠隐性个体杂交,若后代出现白毛豚鼠,则该黑豚鼠携带白毛的隐性等位基因;若后代全为黑豚鼠,则该黑豚鼠很可能不携带白毛的隐性等位基因。
2.A 解析 根据题意,3对性状分别由独立遗传的3对等位基因控制,可设控制果蝇翅型、体色和眼色的3对等位基因分别为A/a、B/b、C/c。A项中亲本的基因型为AAXbXb×aaXBY,F1的基因型为AaXBXb、AaXbY,F1相互交配得F2,F2的表现型及比例为直翅灰体(A_XB_)∶直翅黄体(A_XbXb、A_XbY)∶弯翅灰体(aaXB_)∶弯翅黄体(aaXbXb、aaXbY)=3∶3∶1∶1,A项符合题意。B项中亲本的基因型为AAXBXB×aaXbY,F1的基因型为AaXBXb、AaXBY,F1相互交配得F2,F2的表现型及比例为直翅灰体(A_XB_)∶直翅黄体(A_XbY)∶弯翅灰体(aaXB_)∶弯翅黄体(aaXbY)=9∶3∶3∶1,B项不符合题意。C项中亲本的基因型为aaCC×AAcc,F1的基因型为AaCc,F1相互交配得F2,F2的表现型及比例为直翅红眼(A_C_)∶直翅紫眼(A_cc)∶弯翅红眼(aaC_)∶弯翅紫眼(aacc)=9∶3∶3∶1,C项不符合题意。D项中亲本的基因型为ccXBXB×CCXbY,F1的基因型为CcXBXb、CcXBY,F1相互交配得F2,F2的表现型及比例为灰体红眼(C_XB_)∶灰体紫眼(ccXB_)∶黄体红眼(C_XbY)∶黄体紫眼(ccXbY)=9∶3∶3∶1,D项不符合题意。
3.A 解析 题图为果蝇X染色体上一些基因的示意图,性染色体上基因控制的性状总是与性别相关联,题图所示基因控制的性状均表现为伴性遗传,A项正确;X染色体和Y染色体存在非同源区段,所以Y染色体上不一定含有与题图所示基因对应的基因,B项错误;在性染色体上的基因(位于细胞核内)的遗传仍然遵循孟德尔遗传规律,因此,题图所示基因在遗传时遵循孟德尔分离定律,C项错误;等位基因是指位于一对同源染色体相同位置上,控制同一性状不同表现类型的基因,图中四个与眼色表型相关基因位于同一条染色体上,不是等位基因,D项错误。
4.C 解析 题目中样本量过少,实际值与理论值差距大,无法根据理论比值计算相应的数据,A项不合理。样本量过少,误差较大,无法得出可靠结论,B项不合理、C项合理。由于数据量小,且数据与3∶1偏离严重,因此无法得出支持孟德尔分离定律的相关结论,D项不合理。
5.AC 解析 对果蝇基因组测序,应测定5条染色体上DNA的碱基序列,即3条常染色体+X+Y,A项正确。X∶A=1时,激活性别相关基因M进而发育为雌性,若基因M发生突变,则发育为雄性;X∶A=0.5时,无法激活基因M而发育为雄性,已知Y染色体只决定雄蝇的可育性,染色体组成为XXY的个体,可能发育为雌性也可能发育为雄性,B项错误。基因型为XMXm的果蝇产生雌配子XM、Xm,基因型为XmY的果蝇产生雄配子Xm、Y,后代基因型为XMXm(雌性)、XMY(雄性)、XmXm(雄性)、XmY(雄性),雌雄比例为1∶3,C项正确。已知Y染色体决定雄蝇的可育性,因此XMO为不可育雄蝇,故无法通过杂交产生后代,D项错误。
6.B 解析 转基因雌蚕与普通雄蚕交配后产生的子代,有一半个体携带基因D,但是基因D插入的位置不确定,因此需要将部分子代置于10 ℃下培养,通过观察子代死亡情况鉴定基因D插入的位置,部分子代置于20 ℃下培养用于选出所需类型后留种,A项正确;若10 ℃下培养的子代一半死亡,且雌雄比例相当,说明基因D插入常染色体上,该种雌蚕及其子代不可留种,B项错误;若10 ℃下培养,存活下来的子代均为雌性,说明基因D插入Z染色体上,亲本雌蚕的基因型为ZDW,C项正确;若10 ℃下培养的子代一半死亡,且均为雌性,说明基因D插入W染色体上,亲本雌蚕的基因型为ZWD,其与普通雄蚕交配,产生的后代在10 ℃下培养时只有雄性能存活,因此20 ℃下培养的子代雌蚕可作“种蚕”,D项正确。
7.答案 (1)遵循
(2)紫色椭圆形 紫色椭圆形∶紫色长形∶红色椭圆形∶红色长形=1∶1∶1∶1
(3)1/4 1/4
(4)植物组织培养
解析 (1)F1中红色长形∶红色椭圆形∶红色圆形∶紫色长形∶紫色椭圆形∶紫色圆形∶白色长形∶白色椭圆形∶白色圆形=1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1,为9∶3∶3∶1的变式,故控制两对性状的基因的遗传遵循孟德尔第二定律。
(2)F1中红色∶紫色∶白色=1∶2∶1,长形∶椭圆形∶圆形=1∶2∶1,则亲本紫色椭圆形萝卜的基因型为WwRr。以F1为实验材料,验证(1)中的结论,可选择萝卜表型为紫色椭圆形和红色长形的植株作亲本进行杂交实验,得F2,若表型及其比例为紫色椭圆形∶紫色长形∶红色椭圆形∶红色长形=1∶1∶1∶1,则上述结论得到验证。
(3)紫色椭圆形萝卜(WwRr)的植株自交,得到F1,表中F1植株纯合子的基因型为WWRR、WWrr、wwRR、wwrr,所占比例是1/4。若表中F1随机传粉,只考虑萝卜颜色,F1的基因型及其比例为WW∶Ww∶ww=1∶2∶1,产生的配子类型及其比例为W∶w=1∶1,雌雄配子随机结合,子代中紫色个体(Ww)占1/2;只考虑萝卜形状,F1的基因型及其比例为RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,产生的配子类型及其比例为R∶r=1∶1,雌雄配子随机结合,子代中椭圆形个体(Rr)占1/2,因此,F2植株中表型为紫色椭圆形萝卜的植株所占比例是1/2×1/2=1/4。
(4)想要在短时间内大量培育紫色萝卜种苗,可以采用植物组织培养技术。
8.答案 (1)基因和环境 控制酶的合成来控制代谢
(2)母本 隐性 1/3
(3)4号 绿色(或能合成绿色荧光蛋白的) 非绿色
解析 (1)根据题意可知,光温敏不育株的形成与4号染色体上的M基因突变有关,突变体在高温下花粉外壁发生异常,导致花粉破裂,但低温下外壁第二层的结构虽然变薄但仍然完整,说明水稻花粉育性这一表型由基因和环境共同决定。M基因编码一个在花药中高效表达的GMC氧化还原酶,说明M基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物体的性状。
(2)光温敏雄性不育型在高温下不能产生雄配子,但可作为母本与野生型杂交,杂交的子一代为杂合子,F1自交后植株上收获的种子中光温敏雄性不育型占1/4,说明不育型是由隐性基因决定的,即光温敏雄性不育型的基因型为mm。F1植株上收获的种子基因型及比例为MM∶Mm∶mm=1∶2∶1,即F2植株的基因型及比例为MM∶Mm∶mm=1∶2∶1,以F2雄性不育株(mm)为母本,授以F2其他植株(2/3Mm、1/3MM)花粉,即花粉类型和比例为M∶m=2∶1,所以收获的种子中光温敏雄性不育型(mm)所占比例为1/3。
(3)为了解决这一分辨种子育性的难题,科学家尝试将单个绿色荧光蛋白基因g导入野生型植物的4号染色体上,使M基因与g连锁(记为Mg),将改造后的野生型(MgM)和光温敏雄性不育型(mm)杂交,子代基因型为Mgm、Mm,基因型为Mm的植株自交后代M_和mm都不带绿色荧光标记,因此不能区分是否为雄性不育个体,故应选择绿色种子(Mgm)单独种植,自交后代中mm不带绿色荧光标记,而野生型含Mg,带有绿色荧光标记,所以从子代中选择非绿色种子即为光温敏雄性不育型。
9.答案 (1)卷翅 亲代卷翅和直翅交配,子代都是卷翅 X 隐
(2)F1卷翅雌雄个体 直翅、卷翅 卷翅
解析 (1)具有相对性状的纯合子杂交,子一代表现出的性状是显性性状,分析题意,实验小组用果蝇的纯合品系进行了杂交实验,亲代卷翅和直翅交配,子代都是卷翅,说明翅形的显性性状是卷翅;亲代红眼雄性和紫眼雌性杂交,子一代雌性都是红眼,雄性都是紫眼,性状与性别相关联,说明该基因位于X染色体上,结合伴性遗传的特点可知紫眼是隐性性状。
(2)要确定翅形基因是位于常染色体上,还是位于X、Y染色体同源区段,可选择F1卷翅雌雄个体进行杂交,统计子代雄性的表型:若翅形基因位于常染色体上,则子一代雌雄个体的基因型都是Aa,杂交后子代雄性的基因型为A_、aa,表现为直翅、卷翅两种表型;若翅形基因位于X、Y染色体同源区段,则子一代雌雄个体的基因型是XAXa、XaYA,杂交后子代雄性的基因型为XAYA、XaYA,雄性都是卷翅。
8层级三 核心素养突破练
1.(不定项)水稻为二倍体植物,染色体组成为2n=24,若体细胞中某对同源染色体多出一条,数目为三条,则称为三体水稻,三体水稻减数分裂时同源染色体随机分离,产生两类配子,一类是n+1型,即配子含有两条该同源染色体,一类是n型,即配子含有一条该同源染色体。卵细胞为n+1型可育,花粉则不育。下列相关叙述错误的是( )
A.水稻三体产生的原因可能是在减数分裂Ⅰ后期初级精母细胞同源染色体未分离
B.基因型为AAa的三体自交,子代中基因型为AA的个体占1/9
C.不考虑染色体来源,水稻可产生三体的种类一共有24种
D.某种显性纯合三体和基因型为aa的正常个体杂交,比较F1自交结果可判断a基因是否位于含有3条染色体的同源染色体上
2.蚕豆病是一种单基因遗传病,患者因红细胞膜缺乏G6PD(葡萄糖-6-磷酸脱氢酶)导致红细胞不能抵抗一些氧化物而损伤,常表现为进食蚕豆后发生溶血性贫血。研究表明,GA、GB、g互为等位基因,且位于X染色体上,GA、GB控制合成G6PD,而g不能控制合成G6PD。图1所示为某家族蚕豆病遗传系谱图,图2所示为该家族部分成员相关基因的电泳图谱。请回答下列问题。
图1 某家族蚕豆病遗传系谱图
图2 该家族部分成员基因的电泳图谱
(1)蚕豆病患者食用新鲜蚕豆后往往会发生溶血性贫血,推测原因是 。
(2)正常情况下,图1中Ⅱ-9个体的基因型为 。图1中Ⅱ-7为患者,推测可能是基因突变的结果,也可能是表观遗传。为探究Ⅱ-7患病的原因,现对Ⅱ-7的GA、GB、g进行基因检测,观察电泳图谱:
①若出现一条电泳条带,则为 的结果,其基因型应为 ;
②若出现两条电泳条带,则为 的结果,其基因型应为 。
(3)雌性哺乳动物细胞中只有一条X染色体具有活性,就使得雌、雄动物之间虽X染色体的数量不同,但X染色体上基因产物的剂量是平衡的,这个过程称为剂量补偿。有研究表明部分女性杂合子(含g基因)表现出蚕豆病症状,推测原因是 。
3.某果蝇的1号染色体为性染色体,其灰身和黑身、长翅和残翅分别由两对等位基因A/a、B/b控制,两对基因均不位于Y染色体上。现有一群灰身长翅雄蝇和黑身残翅雌蝇杂交,F1的表型及比例为灰身长翅(♀)∶黑身长翅(♀)∶灰身残翅(♂)∶黑身残翅(♂)=3∶1∶3∶1,不考虑致死和基因突变的发生。请回答下列问题。
(1)上述两对相对性状的显性性状分别为 、 。
(2)F1的雄性个体能产生 种配子,取F1雌、雄个体随机交配,则F2中灰身与黑身个体的比例为 。
(3)现F1种群中出现一只表型为灰身的三体雄蝇(2号常染色体有三条),减数分裂时该染色体的任意两条移向细胞一极,剩下的一条移向细胞另一极。欲测定体色基因是否在2号染色体上,将该个体与多只黑身雌性个体(未发生染色体变异)杂交,请回答:
①若后代灰身与黑身个体的比例为 ,则该体色基因在2号染色体上;
②若后代灰身与黑身个体的比例为1∶1,则该体色基因 (填“是”“不是”或“不一定”)在2号染色体上。
4.小鼠Y染色体上的S基因决定雄性性别(在X染色体上无它的等位基因),含S基因的受精卵发育为雄性,不含S基因的受精卵发育为雌性,仅含Y染色体的受精卵不发育(注:S基因的数量和位置不影响配子的形成和受精能力)。小鼠的短尾、长尾是一对相对性状,分别由等位基因D、d控制。现有两个基因型为DdXYS的受精卵,其中一个受精卵发育成小鼠甲,另一个受精卵因S基因丢失发育成雌性小鼠乙。甲、乙小鼠杂交得到F1。除题中所述变异外,不考虑其他变异。回答下列问题。
(1)理论上,F1中短尾雄性占 ,其Y染色体来自 。
(2)研究人员统计F1的表型,发现短尾个体仅占2/3,针对其成因提出了两个假设,假设一:D基因纯合致死;假设二:基因型为D的精子致死率为 。若要进一步确定成因,可将F1中全部短尾个体随机交配得F2。若F2表型及比例为短尾∶长尾=2∶1,则假设一成立;若F2的表型及比例为 ,则假设二成立。
(3)若发育成甲的受精卵S基因转移到某条常染色体上,发生的变异类型为 。
请结合(2)中的假设一,预测F1的性别比例。
①当S基因转移到D所在的染色体上,F1中雌性∶雄性= ;
②当S基因转移到d所在的染色体上,F1中雌性∶雄性= ;
③当S基因转移到其他常染色体上,F1中雌性∶雄性=1∶1。
5.果蝇是遗传学研究的常用材料,果蝇有两对相对性状,分别是灰体和黄体、长翅和残翅。灰体和黄体受一对等位基因(A/a)控制,长翅和残翅受另一对等位基因(B/b)控制。小明同学用一只灰体长翅雌果蝇和一只灰体长翅雄果蝇杂交,子代表现为灰体长翅雌∶灰体残翅雌∶灰体长翅雄∶灰体残翅雄∶黄体长翅雄∶黄体残翅雄=6∶2∶3∶1∶3∶1。回答下列问题。
(1)这两对相对性状的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,理由是 。
(2)小明同学认为,灰体和黄体这对等位基因可能位于X染色体的非同源区段上,也可能位于X染色体与Y染色体的同源区段上,如果是后者,上述亲代中灰体长翅雄果蝇的基因型是 。
(3)现有纯合的灰体雌雄果蝇和黄体雌雄果蝇,小明同学要利用这些果蝇通过一次杂交了解该对等位基因在染色体上的位置,请帮他写出杂交的实验思路,并对结果进行预期和分析。
实验思路:选择 杂交,观察其子代中雄果蝇的表型:
①如果子代中雄果蝇 ,则该对基因位于X染色体的非同源区段上;
②如果子代中雄果蝇 ,则该对基因位于X染色体与Y染色体的同源区段上。
参考答案
1.ABC 解析 结合染色体变异类型分析,三体水稻的形成属于染色体数目变异,形成的原因是减数分裂Ⅰ后期一对同源染色体未分离,移向同一极,或者减数分裂Ⅱ后期某对姐妹染色单体未能分配到两个子细胞中,由于n+1型花粉不育,只能发生在卵细胞形成过程中,A项错误;基因型为AAa的三体自交,产生的雌配子的基因型及比例为A∶Aa∶AA∶a=2∶2∶1∶1,雄配子的基因型及比例为A∶a=2∶1,所以子代中基因型为AA的个体比例为1/3×2/3=2/9,B项错误;水稻为二倍体植物,染色体组成为2n=24,含有12对同源染色体,若不考虑染色体来源,水稻可产生三体的种类一共有12种,C项错误;如果a基因不位于该三体的染色体上,则aa和显性纯合子AA杂交,F1全为Aa,子代性状分离比为3∶1,如果a基因位于该三体的染色体上,则aa和显性纯合子AAA(母本)杂交,F1为1/2Aa、1/2AAa,自交子代性状分离比为(1/2×3/4+1/2×17/18)∶(1/2×1/4+1/2×1/18)=61∶11,D项正确。
2.答案 (1)新鲜蚕豆含有较多氧化物,蚕豆病患者因缺乏G6PD,导致红细胞不能抵抗氧化物而损伤
(2)XGAXGA或XGAXg ①基因突变 XgXg ②表观遗传 XGBXg
(3)女性杂合子中GA或GB所在的X染色体发生失活,无法合成G6PD,所以女性杂合子表现为蚕豆病症状(叙述合理即可)
解析 (1)根据题意,蚕豆病患者因红细胞膜缺乏G6PD导致红细胞不能抵抗氧化物而发生损伤,推测新鲜蚕豆含有较多氧化物。(2)根据图1和图2可确定3号基因型为XGAXg,4号基因型为XGAY,推测9号基因型为XGAXGA或XGAXg。①7号相关基因电泳图若为1个条带,则基因型应为XgXg,发生了基因突变;②若出现了2个条带,则基因型应为XGBXg,因为GB、g基因发生了表观遗传修饰导致其表达抑制。(3)根据题意分析,女性杂合子(含g基因)中GA或GB所在的X染色体发生失活,无法合成G6PD,所以女性杂合子表现出蚕豆病症状。
3.答案 (1)灰身 长翅
(2)4 39∶25
(3)5∶1 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)结合(1)的分析可知:亲本灰身长翅雄蝇的基因型为1/2AAXBY、1/2AaXBY,亲本黑身残翅雌蝇的基因型为aaXbXb,F1的基因型为3/4AaXbY、1/4aaXbY、3/4AaXBXb、1/4aaXBXb,F1的雄性个体能产生基因型分别为AXb、aXb、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个体(aa)杂交,后代灰身与黑身个体的比例为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,后代灰身与黑身个体的比例为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个体(aa)杂交,后代灰身与黑身个体的比例为1∶1。综上分析,若后代灰身与黑身个体的比例为1∶1,则该体色基因不一定在2号染色体上。
4.答案 (1)1/4 甲(或雄性亲本)
(2)50% 短尾∶长尾=35∶9
(3)易位(或染色体变异或染色体结构变异) ①2∶1 ②1∶2
解析 (1)根据题意,两个基因型为DdXYS的受精卵,其中一个受精卵发育成小鼠甲,另一个受精卵因S基因丢失发育成雌性小鼠乙。甲、乙小鼠杂交得到F1,Dd×Dd得到D_短尾的概率为3/4,由于仅含Y染色体的受精卵不发育,因此F1中雄性占1/3,短尾雄性占3/4×1/3=1/4,其Y染色体为YS,来自甲即雄性亲本。
(2)根据题意,F1的表型中短尾个体仅占2/3,说明长尾个体占1/3,即dd=1/3=1/2×2/3,而根据配子法,即精子中含有d的占2/3,则含有D的精子占1/3,因此精子的基因型及比例为D∶d=1∶2,因此基因型为D的精子致死率为50%;假设二成立,将F1中全部短尾个体随机交配得F2,F1中全部短尾个体的基因型及比例为DD∶Dd=1∶3,则产生的卵子基因型及比例为D∶d=5∶3,而基因型为D的精子致死率为1/2,产生的能存活的精子基因型及比例为D∶d=5∶6,因此F2中长尾的比例为6/11×3/8=9/44,则短尾的比例为1-9/44=35/44,则F2的表型及比例为短尾∶长尾=35∶9。
(3)若发育成甲的受精卵S基因转移到某条常染色体上,染色体的结构发生变异,因此发生的变异类型为易位(或染色体变异或染色体结构变异)。结合(2)中的假设一,则D基因纯合致死,根据题意,含S基因的受精卵发育为雄性,不含S基因的受精卵发育为雌性,甲、乙小鼠杂交得到F1。①当S基因转移到D所在的染色体上,杂交亲本DSd×Dd,则产生的F1基因型及比例为DSD∶DSd∶Dd∶dd=1∶1∶1∶1,由于D基因纯合致死,因此F1中雌性∶雄性=2∶1;②当S基因转移到d所在的染色体上,杂交亲本DdS×Dd,则产生的F1基因型及比例为DD∶Dd∶DdS∶ddS=1∶1∶1∶1,D基因纯合致死,F1中雌性∶雄性=1∶2。
5.答案 (1)遵循 控制灰体与黄体的基因在性染色体上,控制长翅与残翅的基因在常染色体上(或子代表现为灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅=9∶3∶3∶1) (2)BbXAYa (3)纯合的灰体雄果蝇与黄体雌果蝇 全为黄体 全为灰体
解析 (1)由于子代中雌性都是灰体,雄性有黄体和灰体,可以判断体色与性别相关,在性染色体上;而子代中无论雌雄,长翅∶残翅=3∶1,故控制灰体与黄体的基因在性染色体上,控制长翅与残翅的基因在常染色体上,两对基因分别位于不同对的染色体上,则遵循基因的自由组合定律。(2)由题干继续分析可知,假如灰体和黄体这对等位基因位于X染色体与Y染色体的同源区段上,且灰体长翅是显性性状,则亲代中灰体长翅雄果蝇的基因型是BbXAYa。(3)利用假说—演绎法去确定基因所在的位置。实验思路:选择纯合的灰体雄果蝇与黄体雌果蝇杂交,观察其子代中雄果蝇的表型(或观察其子代的表型)。①如果子代中雄果蝇全为黄体,雌果蝇全为灰体,则该对基因位于X染色体的非同源区段上(XaXa×XAY→XAXa和XaY);②如果子代中(雌)雄果蝇全为灰体,则该对基因位于X染色体与Y染色体的同源区段上(XaXa×XAYA→XAXa和XaYA)。
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