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2023北京高考总复习生物 专题十二 基因的自由组合定律（试题word）
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这是一份2023北京高考总复习生物 专题十二 基因的自由组合定律（试题word），共33页。
专题十二 基因的自由组合定律
高频考点
考点一 孟德尔两对相对性状的杂交实验
该考点重点考查两对相对性状的杂交实验分析以及对其延伸内容的理解。
基础
1.(2021浙江6月选考,3,2分)某玉米植株产生的配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。若该个体自交,其F1中基因型为YyRR个体所占的比例为( )
A.1/16 B.1/8 C.1/4 D.1/2
答案 B
2.(2020广东六校联盟,11)下列关于孟德尔遗传实验和遗传定律的叙述,正确的是( )
A.孟德尔设计测交实验的目的是检测F1的基因型
B.孟德尔设计正交和反交实验,增强了实验的严谨性
C.孟德尔两大遗传定律的细胞学基础都发生在有丝分裂
D.假说中具有不同基因型的配子之间随机结合,体现了自由组合定律的实质
答案 B
重难
3.(2020北京石景山一模,7)在家鸡中,显性基因C是彩羽必需的,另一基因I为其抑制因子,白来航鸡(CCII)和白温多特鸡(ccii)羽毛均为白色,而两品种杂交F2中出现了3/16的彩色羽毛,以下推测不正确的是( )
A.基因C和I位于非同源染色体上 B.F1个体的羽毛均为白色
C.F2白羽的基因型有4种 D.F2彩羽个体中有1/3纯合子
答案 C
4.(2017浙江11月选考,24,2分)豌豆子叶的黄色对绿色为显性,种子的圆粒对皱粒为显性,且两对性状独立遗传。以1株黄色圆粒和1株绿色皱粒的豌豆作为亲本,杂交得到F1,其自交得到的F2中黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=9∶3∶15∶5,则黄色圆粒的亲本产生的配子种类有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
答案 B
综合
5.(2020全国Ⅱ,32,11分)控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示,且位于3对同源染色体上。现有表现型不同的4种植株:板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交,子代表现型均与甲相同;乙和丁杂交,子代出现个体数相近的8种不同表现型。回答下列问题:
(1)根据甲和丙的杂交结果,可知这3对相对性状的显性性状分别是 。
(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果,可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为 、 、 和 。
(3)若丙和丁杂交,则子代的表现型为 。
(4)选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交,统计子代个体性状。若发现叶形的分离比为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1,则植株X的基因型为 。
答案 (1)板叶、紫叶、抗病 (2)AABBDD AabbDd aabbdd aaBbdd (3)花叶绿叶感病、花叶紫叶感病 (4)AaBbdd
考点二 基因自由组合定律及应用
该考点主要训练内容为自由组合定律的内容及相关计算,多结合实验探究进行考查。
基础
1.(2020北京丰台二模,5)油菜黄籽显性突变体Ⅰ与油菜黑籽品系Ⅱ和Ⅲ进行了如图杂交实验,下列叙述正确的是( )
A.一对相对性状黄籽和黑籽由一对等位基因控制
B.上述两组杂交实验F1的显性基因的个数依次为1和2
C.油菜黑籽品系Ⅱ和品系Ⅲ依次为纯合子和杂合子
D.上述两组杂交实验F2的基因型依次有4种和9种
答案 B
重难
2.(2022全国甲,6,6分)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是( )
A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
答案 B
3.(2020北京东城期末,7)某种昆虫长翅(A)对残翅(a)、直翅(B)对弯翅(b)、有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性,控制这三对性状的基因位于常染色体上。如图表示某一个体的基因组成,若不考虑同源染色体上非姐妹染色单体的互换,以下判断正确的是( )
A.图中A与B互为等位基因,A与D互为非等位基因
B.该个体的一个初级精母细胞所产生的精细胞基因型有四种
C.控制翅长与翅型的两对等位基因遗传时遵循自由组合定律
D.若该个体与隐性个体测交,后代基因型比例为1∶1∶1∶1
答案 D
综合
4.(2022全国甲,32,12分)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序,叶腋长雌花序),但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。
(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种,需进行人工传粉,具体做法是 。
(2)乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株;F1自交,F2中雌株所占比例为 ,F2中雄株的基因型是 ;在F2的雌株中,与丙基因型相同的植株所占比例是 。
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状,可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性,则实验结果是 ;
若非糯是显性,则实验结果是 。
答案 (1)在母本甲雄蕊成熟前去雄并对母本甲的雌花套袋,待雌蕊和花粉成熟后对甲进行人工传粉,再对母本甲的雌花套袋 (2)1/4 bbTT和bbTt 1/4 (3)糯玉米植株的果穗上籽粒全为糯,非糯玉米植株的果穗上籽粒有糯和非糯两种 非糯玉米植株的果穗上籽粒全为非糯,糯玉米植株的果穗上籽粒有糯和非糯两种
5.(2022全国乙,32,12分)某种植物的花色有白、红和紫三种,花的颜色由花瓣中色素决定,色素的合成途径是:白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制,酶2的合成由基因B控制,基因A和B位于非同源染色体上。回答下列问题。
(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交,子代植株表现型及其比例为 ;子代中红花植株的基因型是 ;子代白花植株中纯合体所占的比例是 。
(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲,若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型,请写出所选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。
答案 (1)紫花∶红花∶白花=3∶3∶2 AAbb、Aabb 1/2
(2)所选用的亲本基因型:AAbb。
预期实验结果和结论:若子代全为红花,则待测白花纯合体基因型为aabb;若子代全为紫花,则待测白花纯合体基因型为aaBB。
6.(2021湖南,17,12分)油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当地降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关试验,如图所示。
①P♀S × ♂Z
F1
F2高秆515 半矮秆34 ②P♀Z × ♂S
F1
F2高秆596 半矮秆40
③ P Z × S
F1×S
F2 高秆211 半矮秆69
回答下列问题:
(1)根据F2表现型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是 ,杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有 种结合方式,且每种结合方式概率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是 。
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3-Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为 。产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为 (用A、a;B、b;C、c……表示基因)。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,能否验证自由组合定律? 。
答案 (1)半矮秆性状由位于两对常染色体上的隐性纯合基因控制遗传 16 F1通过减数分裂产生配子的过程中,等位基因会随着同源染色体的分开而分离、位于非同源染色体上的非等位基因会随着非同源染色体的自由组合而组合,从而产生比例相等的各种类型配子 (2)7∶4∶4 aaBb、Aabb 否
7.(2021山东,22,16分)番茄是雌雄同花植物,可自花受粉也可异花受粉。M、m基因位于2号染色体上,基因型为mm的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上,基因型为RR、Rr、rr的植株表现型分别为:正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成,导入H基因的转基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和(交叉)互换。
(1)基因型为Mm的植株连续自交两代,F2中雄性不育植株所占比例为 。 雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为 ,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机受粉,则F2中可育晚熟红果植株所占比例为 。
(2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙,植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交,在形成配子时喷施NAM,F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因,则以上所得F1的体细胞中含有 个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,则H基因插入了 所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是 。
植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为 。
(3)若植株甲的细胞中仅含1个H基因,在不喷施NAM的情况下,利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案。
答案 (1)1/6 MmRr 5/12 (2)0 M基因 必须有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因 1/2n (3)以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或:利用雄性不育植株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)
易混易错
易混
1.整体与局部(2021北京朝阳期中,15)普通水稻不含耐盐基因、含有吸镉基因(A)。科学家将普通水稻的两个位于6号染色体上的吸镉基因敲除(相当于成为基因a)获得了低镉稻甲,并向另一普通水稻的两条2号染色体上分别导入一个耐盐基因(B)获得了海水稻乙,然后让甲和乙杂交获得F1,F1自交获得F2。下列描述错误的是( )
A.F1的表现型为高镉耐盐的海水稻
B.F2中低镉非耐盐稻所占比例为3/16
C.F2的低镉耐盐水稻中纯合子占1/3
D.耐盐基因和吸镉基因能自由组合
答案 B
2.自交与测交的3∶1(2020北京丰台期末,8)甘蓝的叶色受两对等位基因控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。下列有关叙述正确的是( )
分组
亲本组合
子代情况
实验一
绿叶(甲)×绿叶(甲)
绿叶
实验二
绿叶(甲)×紫叶(乙)
绿叶∶紫叶=1∶3
A.这两对等位基因位于一对同源染色体上
B.由实验二的测交实验可以推出紫叶为显性性状
C.子代紫叶甘蓝自交后代的表现型之比为1∶15
D.紫叶甘蓝隐性基因不表达导致叶片不含叶绿素
答案 B
3.亲本型配子与重组型配子(2022北京海淀期末,4)隐性基因b(黑色体色)、st(鲜红眼色)和h(钩状刚毛)是位于野生型果蝇三个常染色体上的基因。用三对基因均杂合的雌蝇进行测交实验,据表分析不合理的是( )
测交亲本
子代性状及其数量
杂合雌蝇×黑色鲜红
黑色鲜红253、黑色256、鲜红238、野生型253
杂合雌蝇×钩状鲜红
钩状鲜红236、鲜红255、钩状250、野生型259
杂合雌蝇×黑色钩状
黑色钩状25、黑色484、钩状461、野生型30
A.基因b与基因st是连锁的
B.测交子代中野生型个体为杂合子
C.各组均发生过基因重组
D.杂合雌蝇产生的配子中BH少于Bh
答案 A
题型模板
题型一 自由组合定律的计算技巧
典型模型
拆分法
模型特征:位于非同源染色体上的多对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律,其中每对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律,计算时可将遵循基因自由组合定律的多对等位基因拆分成每对等位基因的分离定律计算,最后用乘法原理进行组合推算。
1.(2014海南,22,2分)基因型为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交,假定这7对等位基因自由组合,则下列有关其子代的叙述,正确的是( )
A.1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为5/64
B.3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现的概率为35/128
C.5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为67/256
D.7对等位基因纯合个体出现的概率与7对等位基因杂合个体出现的概率不同
答案 B
2.(2021全国乙,6,6分)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上,下列说法错误的是( )
A.植株A的测交子代会出现2n种不同表现型的个体
B.n越大,植株A测交子代中不同表现型个体数目彼此之间的差异越大
C.植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
D.n≥2时,植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
答案 B
变式题型
变式1 逆向组合法
模型特征:可依据子代表型及相应遗传基本规律逆向推导亲本基因型,再利用亲本基因型进行相应的推导和计算。
3.(2020浙江7月选考,23,2分)某植物的野生型(AABBcc)有成分R,通过诱变等技术获得3个无成分R的稳定遗传突变体(甲、乙和丙)。突变体之间相互杂交,F1均无成分R。然后选其中一组杂交的F1(AaBbCc)作为亲本,分别与3个突变体进行杂交,结果见表:
杂交编号
杂交组合
子代表(现)型(株数)
Ⅰ
F1×甲
有(199),无(602)
Ⅱ
F1×乙
有(101),无(699)
Ⅲ
F1×丙
无(795)
注:“有”表示有成分R,“无”表示无成分R
用杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株杂交,理论上其后代中有成分R植株所占比例为 ( )
A.21/32 B.9/16 C.3/8 D.3/4
答案 A
变式2 棋盘法(配子异常)
模型特征:在配子存在致死、育性异常等情况下,直接推导子代性状分离比时可能会出现换算错误的情况,可利用棋盘法进行分析,以便保证在各基因型配子比例和为1的情况下统计子代表型及比例。
4.(2021北京平谷一模,8)研究发现水稻品种甲和乙的配子部分不育,这种不育机制与位于非同源染色体上的两对基因(A、a和B、b)有关。甲的基因型为AABB,乙的基因型为aabb。Aa杂合子所产生的含a的雌配子不育;Bb杂合子所产生的含b的雄配子不育。甲乙杂交得到F1,下列叙述正确的是( )
A.F1经过减数分裂产生可育的雄配子及比例是AB∶Ab=1∶1
B.F1自交子代基因型及比例是AABB∶AaBB∶AABb∶AaBb=1∶1∶1∶1
C.F1雌雄配子随机结合导致非同源染色体上的基因自由组合
D.F1分别作父本和母本与乙杂交子代基因型及比例相同
答案 B
实践应用
5.(2020北京,21,12分)遗传组成不同的两个亲本杂交所产生的杂种一代,产量等多个性状常优于双亲,这种现象称为杂种优势。获得具有杂种优势的杂合种子是提高水稻产量的重要途径。
(1)中国是最早种植水稻的国家,已有七千年以上历史。我国南方主要种植籼稻,北方主要种植粳稻。籼稻和粳稻是由共同的祖先在不同生态环境中,经过长期的 ,进化形成的。
(2)将多个不同的籼稻、粳稻品种间进行两两杂交,获得三种类型F1(分别表示为籼-籼,籼-粳,粳-粳)。统计F1的小花数、干重等性状的平均优势(数值越大,杂种优势越明显),结果如图1。可知籼-粳具有更强的杂种优势,说明两个杂交亲本的 差异越大,以上性状的杂种优势越明显。
图1
(3)尽管籼-粳具有更强的杂种优势,但由于部分配子不育,使结实率低,从而制约籼-粳杂种优势的应用。研究发现,这种不育机制与位于非同源染色体上的两对基因(A1、A2和B1、B2)有关。通常情况下,籼稻的基因型为A1A1B1B1,粳稻为A2A2B2B2。A1A2杂合子所产生的含A2的雌配子不育;B1B2杂合子所产生的含B2的雄配子不育。
①根据上述机制,补充籼稻×粳稻产生F1及F1自交获得F2的示意图,用以解释F1结实率低的原因。
②为克服籼-粳杂种部分不育,研究者通过杂交、连续多代回交和筛选,培育出育性正常的籼-粳杂交种,过程如图2。通过图中虚线框内的连续多代回交,得到基因型A1A1B1B1的粳稻。若籼稻作为连续回交的亲本,则不能得到基因型A2A2B2B2的籼稻,原因是F1(A1A2B1B2)产生基因型为 的配子不育。
图2
③在产量低的甲品系水稻中发现了A、B基因的等位基因A3、B3(广亲和基因),含有广亲和基因的杂合子,雌雄配子均可育。请写出利用甲品系培育出育性正常的籼-粳杂交稻的流程。(用文字或图示作答均可)
答案 (1)选择 (2)遗传组成(背景)
(3)①
P 籼稻A1A1B1B1×A2A2B2B2粳稻
↓
F1 A1A2B1B2
↓⊗
F2
雌配子
A1B1
A1B2
A2B1(不育)
A2B2(不育)
A1B1
A1A1B1B1
A1A1B1B2
✕
✕
A2B1
A1A2B1B1
A1A2B1B2
✕
✕
A1B2(不育)
✕
✕
✕
✕
A2B2(不育)
✕
✕
✕
✕
②A2B2 ③用甲品系(A3A3B3B3)与粳稻(籼稻)杂交获得F1,F1与粳稻(籼稻)连续多代回交、筛选基因型为A2A3B2B3 (A1A3B1B3)的植株,最终获得A2A3B2B3 (A1A3B1B3)粳稻(籼稻)。通过自交、筛选获得A3A3B3B3 的粳稻(籼稻),再与籼稻A1A1B1B1(粳稻A2A2B2B2)杂交,得到育性正常的籼-粳杂交种(A1A3B1B3/A2A3B2B3)。
或
甲品系(A3A3B3B3)×粳稻(籼稻)
↓
F1 × 粳稻(籼稻)
↓
筛选基因型为A2A3B2B3的植株(A1A3B1B3的植株)
↓×粳稻(籼稻)
↓(连续多代)
筛选基因型为A2A3B2B3的粳稻(A1A3B1B3的籼稻)
↓⊗
筛选基因型为A3A3B3B3的粳稻(籼稻)
×
籼稻A1A1B1B1(粳稻A2A2B2B2)
↓
籼-粳杂交种(A1A3B1B3/A2A3B2B3)(育性正常)
题型二 自由组合定律的异常分离比计算
变式题型
变式1 基因互作
模型特征:遵循自由组合定律的两对或多对等位基因,可能通过各自表达的蛋白质相互影响,使得杂合子自交后代出现异常的性状分离比。
1.(2020四川雅安三诊,6)出现频率极低的孟买血型是由两对等位基因I/i(第9号同源染色体上含有IA、IB、i中的一个或两个基因)和H/h(位于第19号同源染色体上)相互作用产生的,使ABO血型的表型发生改变,其作用机理如图所示,以下叙述错误的是( )
A.孟买血型说明表型是基因型和环境共同作用的结果
B.若某一地区人群全为HH,则该地区人群中ABO血型的基因型有6种
C.父母基因型分别为IAiHh、IBiHh,生出O型血孩子的概率为7/16
D.父母均为AB型也可能生出O型血孩子,根据ABO血型不能准确判断亲子关系
答案 A
变式2 显性累加
模型特征:显性累加效应是指各显性基因均具有相同的作用,且作用效果随显性基因数目的增加而增加,多对等位基因均杂合的个体进行自交,子代性状会出现典型的正态曲线分布特征。
2.(2021北京西城二模,21)小麦为自花传粉作物。小麦种皮的颜色分为红色和白色,红色有深有浅。研究者通过杂交实验对其遗传规律进行了研究,结果如表1。
表1 小麦杂交实验结果
组合
亲本
F1
F2
1
中度红色×
白色
淡红色
红色(中度红色1、淡红色2)∶白色=3∶1
2
深暗红色×
白色
深红色
红色(深暗红色1、暗红色6、中度深红色15、深红色20、中度红色15、淡红色6)∶白色=63∶1
(1)小麦种皮颜色的遗传遵循 定律,判断的理由是 。
(2)组合2中F1植株的基因型为 。(控制种皮颜色的基因用R1、r1、R2、r2……表示)
(3)小麦在收获前若遇阴雨天,易发生在穗上发芽的现象,降低产量和品质,所以穗发芽抗性是优质小麦的重要性状之一。研究发现红色小麦的穗发芽抗性普遍高于白色小麦。将多个品种红色小麦种植于同一实验田,统计穗发芽率,结果如表2。
表2 不同品种红色小麦的基因组成及其穗发芽率
品种
基因组成
穗发芽率平均值(%)
1
R1R1R2R2R3R3
18.1
2
r1r1R2R2R3R3
36.9
3
R1R1r2r2R3R3
41.6
4
R1R1R2R2r3r3
35.2
5
r1r1r2r2R3R3
50.5
6
r1r1R2R2r3r3
53.5
7
R1R1r2r2r3r3
60.9
① 据表推测,控制小麦穗发芽抗性的基因与控制种皮颜色的基因的关系可能是 或 。
② 统计过程中发现,同一品种的小麦植株穗发芽率变化幅度较大,试分析原因: 。
(4)研究发现,小麦种皮的红色是由类黄酮生物合成途径产生的儿茶酸和花青素形成的,R基因表达产物是促进该途径关键酶基因转录的转录因子,儿茶酸可调节种子对脱落酸的敏感性,从而增强穗发芽抗性。请用图解的形式(文字和“→”)表示R基因是如何控制相关性状的。
答案 (1)自由组合 杂交组合2的F2中白花比例为1/64,即1/4×1/4×1/4,由此说明该性状由3对等位基因独立遗传控制 (2)R1r1R2r2R3r3 (3)①为同一基因 连锁遗传 ②小麦穗发芽抗性还与其他基因有关
(4)
注:“+”表示促进
变式3 致死现象
模型特征:某些致死现象会导致性状分离比或表型比例发生变化,主要类型包括隐性致死、纯合致死、显性致死、不完全致死、胚胎致死、个体致死、平衡致死等,通常可通过测交后代比例或自交子代性状分离比体现。
3.(2021北京海淀期中,10)番茄的单式花序和复式花序是一对相对性状,由A、a基因决定。番茄花的颜色黄色和白色是一对相对性状,由B、b基因决定。将纯合的单式花序黄色花植株与复式花序白色花植株进行杂交,所得F1均为单式花序黄色花。将F1分别作母本和父本,进行测交,所得后代的表型和数量如图所示,下列分析不正确的是( )
A.番茄的单式花序和黄色花为显性性状
B.这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
C.F1自交后代中复式花序白色花植株占1/16
D.F1产生的基因型为ab的花粉可能有2/3不育
答案 C
4.(2020北京东城二模,6)在小鼠的一个自然种群中,体色有黄色(Y)和灰色(y),尾巴有短尾(D)和长尾(d)。两对相对性状的遗传符合自由组合定律。任取一对黄色短尾个体进行杂交,F1的表型为黄色短尾∶黄色长尾∶灰色短尾∶灰色长尾=4∶2∶2∶1。实验中发现有些基因型有致死现象(胚胎致死)。以下说法错误的是( )
A.黄色短尾亲本能产生4种正常配子
B.F1中致死个体的基因型共有4种
C.表型为黄色短尾的小鼠的基因型只有1种
D.若让F1中的灰色短尾雌雄鼠自由交配,则F2中灰色短尾鼠占2/3
答案 B
变式4 不完全显性
模型特征:显性基因相对于隐性基因为不完全显性,会导致子代性状出现非9∶3∶3∶1的异常分离比,通常可用类似于(1∶2∶1)(3∶1)的拆分方式、乘法原理等解决。
5.(2020浙江7月选考,18,2分)若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制,其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状由基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配。下列说法正确的是( )
A.若De对Df共显性、H对h完全显性,则F1有6种表(现)型
B.若De对Df共显性、H对h不完全显性,则F1有12种表(现)型
C.若De对Df不完全显性、H对h完全显性,则F1有9种表(现)型
D.若De对Df完全显性、H对h不完全显性,则F1有8种表(现)型
答案 B
变式5 连锁
模型特征:若两对或多对等位基因位于一对同源染色体上,则二者的遗传不遵循基因的自由组合定律,表现为连锁遗传。当个体基因型为AaBb时,若为完全连锁,则自交子代表型比例可能为3∶1(A、B位于同一条染色体上)或1∶2∶1(A、b位于同一条染色体上);若为不完全连锁,该个体会产生四种配子,但比例并非1∶1∶1∶1,而是出现两多两少的情况,一般题目中会用测交的方式给出信息。
6.(2021北京朝阳期中,8)萝卜的花有紫色和白色、大花和小花,分别由两对等位基因(A和a,B和b)控制。现选用纯合紫色小花植株与白色大花植株杂交,F1表现为紫色大花,F1自交后代表型及比例为紫色小花∶紫色大花∶白色大花=1∶2∶1。以下推测不正确的是( )
A.控制萝卜花色和大小的两对等位基因的遗传符合基因的自由组合定律
B.如果只研究花色性状,则F1紫色花自交后代性状分离比为3∶1
C.如果不考虑变异情况,F3中不存在紫色大花的纯合体
D.F1测交后代表型及比例为紫色小花∶白色大花=1∶1
答案 A
实践应用
7.(2020北京海淀二模,21)科研人员对野生型水稻诱变处理,筛选得到籽粒中抗性淀粉(RS)含量较高的纯合品系(B品系)。
(1)科研人员将B品系与野生型进行杂交,F1自交获得F2。对野生型、B品系和F2个体的RS进行检测,结果如图1所示。据此判断,S基因对s基因为 (填“完全”或“不完全”)显性。
图1
(2)为进一步确认s基因控制高RS性状,科研人员将T-DNA插入野生型个体的S基因中(如图2),得到杂合子。杂合子自交,得到子代个体,利用PCR技术对野生型和子代的部分个体进行基因型检测,结果如图3所示。
图2
图3
①据图2可知,T-DNA插入基因S中导致S基因发生的变异是 。据图3分析,与3号基因型相同的个体在子代中所占比例为 。
②如果2、3、4号个体籽粒中RS含量高低的关系是 ,则可进一步确认s基因控制高RS性状。
(3)研究发现,水稻非糯性基因(Wx)影响淀粉的含量,Wx基因包括Wxa和Wxb基因,Wx基因与s基因位于非同源染色体上。为研究Wxa和Wxb基因对s基因作用的影响,科研人员用B 品系(ssWxaWxa)和另一野生型(SSWxbWxb)进行杂交,F1自交获得F2。测定不同基因型个体RS含量,结果如图4。
图4
①分析该实验结果,推测Wx基因对s基因作用的影响是 ,作出推测的依据是 。
②若依据籽粒的RS性状来统计F2个体,性状及比例约为 ,则符合上述推测。
(4)抗性淀粉(RS)难以在消化道中被酶解,若B品系水稻推广种植并进入百姓餐桌,有助于预防 等疾病的发生。
答案 (1)不完全 (2)①基因突变 1/2 ② 4号>3号>2号 (3)①s基因提高RS含量依赖于Wxa,Wxb基因没有此作用 仅有Wxb时,RS含量低,与野生型相近,存在Wxa时RS含量与B品系相近 ②高RS∶中RS∶低RS=3∶6∶7 (4)糖尿病(或肥胖症、肠道疾病等,合理即可)
题型三 通过杂交等判断基因位置
典型模型
交配实验法
模型特征:利用突变体杂交的方式判断基因的位置关系,两突变体进行杂交,子代若依然为突变体,则两突变基因为等位基因,若子代表现为野生型,则两突变基因为非等位基因,可将子代个体自交或随机交配,依据分离比判断基因的具体位置。
1.(2020北京海淀期末,3)果蝇的眼色有一种隐性突变体——猩红眼(r1 r1)。研究者获得了两个新的朱砂眼隐性突变体——朱砂眼a(r2 r2)和朱砂眼b(r3 r3),做了如表杂交实验。据此分析不合理的是( )
组别
亲本组合
F1
Ⅰ
朱砂眼a × 猩红眼
野生型
Ⅱ
朱砂眼a × 朱砂眼b
朱砂眼
Ⅲ
朱砂眼b × 猩红眼
野生型
A.r1和r2不是等位基因
B.r2和r3是等位基因
C.r1和r3一定位于非同源染色体上
D.Ⅲ组F1的自交后代一定出现性状分离
答案 C
2.(2021北京海淀二模,8)家蚕的体色由多对等位基因共同控制,野生型家蚕的体色为白色。在实验中偶然获得两种黄体色纯合突变品系M和N,研究者进行了如下杂交实验。
实验一:M与野生型正反交,F1均为黄体色;F1随机交配,F2中黄色∶白色=3∶1
实验二:M与N杂交,所得F1与野生型杂交,F2中黄色∶白色=3∶1
下列分析不正确的是( )
A.M的黄体色可能是单基因显性突变的结果
B.控制M黄体色的基因位于性染色体上
C.控制M和N的黄体色基因位于非同源染色体上
D.M与N杂交,所得F1随机交配,F2中黄色∶白色=15∶1
答案 B 变式题型
变式 基因工程插入目的基因的位置判断
模型特征:基因工程中目的基因的插入是随机的,若为双拷贝或多拷贝插入,插入细胞染色体中的基因可能位于同一条染色体上、一对同源染色体上、两对同源染色体上,可依据杂交或自交进行判断。
3.(2017浙江4月选考,28,2分)若利用根瘤农杆菌转基因技术将抗虫基因和抗除草剂基因转入大豆,获得若干转基因植株(T0代),从中选择抗虫抗除草剂的单株S1、S2和S3,分别进行自交获得T1代,T1代性状表现如图所示。已知目的基因能1次或多次插入并整合到受体细胞染色体上,下列叙述正确的是( )
A.抗虫对不抗虫表现为完全显性,抗除草剂对不抗除草剂表现为不完全显性
B.根瘤农杆菌Ti质粒携带的抗虫和抗除草剂基因分别插到了S2的2条非同源染色体上,并正常表达
C.若给S1后代T1植株喷施适量的除草剂,让存活植株自交,得到的自交一代群体中不抗虫抗除草剂的基因型频率为1/2
D.若取S3后代T1纯合抗虫不抗除草剂与纯合不抗虫抗除草剂单株杂交,得到的子二代中抗虫抗除草剂的纯合子占1/9
答案 C
实践应用
4.(2022北京朝阳期中,21)大白菜起源于中国,为两年生草本植物,第一年以营养生长为主,第二年春季抽薹开花,是重要的蔬菜作物。研究大白菜抽薹的调控机制可为育种提供理论依据。
(1)研究者将早抽薹突变体甲和乙分别与野生型白菜(性状表现如图)杂交,F2均为野生型∶突变体=3∶1,说明甲和乙的突变性状均由 基因控制。通过 实验发现后代为野生型∶突变体=1∶1,可验证上述结论。
(2)为研究甲、乙的突变基因在染色体上的位置关系,研究者提出三种假设:
①甲、乙突变基因为等位基因。
②甲、乙的突变基因为同源染色体上的非等位基因。
③甲、乙的突变基因为非同源染色体上的非等位基因。
请从下表中选择一种实验方案进行验证,并预期三种假设对应的子代表型及比例。
实验方案
预期结果
Ⅰ.甲×野生型→F1,F1×乙→F2
Ⅱ.甲×野生型→F1(甲),乙×野生型→F1(乙)
F1(甲)×F1(乙)→F2
Ⅲ.甲×乙→F1,F1自交→F2
Ⅳ.甲×乙→F1,F1×野生型→F2
A.F1全表现为野生型
B.F1全表现为早抽薹
C.F1出现野生型和早抽薹,比例约为3∶1
D.F2全表现为野生型
E.F2全表现为早抽薹
F.F2出现野生型和早抽薹,比例约为9∶7
G.F2出现野生型和早抽薹,比例约为3∶1
H.F2出现野生型和早抽薹,比例约为1∶1
实验方案应选择 ,三种假设的预期分别是① ;② ;③ 。(用表中的序号或字母作答)
(3)进一步发现突变基因为B基因,并对甲的B基因进行测序结果如下:
注:非模板链下面的字母代表相应的氨基酸,*处无对应氨基酸
据图可知,由于 使甲的B基因突变,其指导合成的mRNA上的碱基为 的终止密码子提前出现,最终导致蛋白质的 改变,功能异常。
(4)基因B表达一种甲基转移酶,可通过催化染色体中组蛋白的甲基化来影响F基因的表达,F基因是开花的主要抑制基因。研究者进一步做了如图所示检测,据图在方框中以箭头和文字的形式进一步解释早期抽薹表型出现的原因。
(5)大白菜的主要食用部位为叶片,过早抽薹会降低叶球的产量和质量,你认为本研究结果在大白菜育种中有何价值?
答案 (1)隐性 测交(将两杂交获得的F1分别与隐性亲本杂交) (2)Ⅲ BE AH AF (3)碱基(对)替换 UAG 肽链缩短、(空间)结构 (4)B基因突变→甲基转移酶结构和功能异常→染色体组蛋白甲基化水平降低→F基因表达水平下降→解除对开花的抑制→白菜提前抽薹开花 (5)初步揭示了大白菜抽薹的分子机制,可用于培育晚抽薹新品种。
情境应用
简单情境
1.金鱼尾型遗传(2022北京石景山一模,5)金鱼的臀鳍和尾鳍由两对独立遗传的等位基因A/a、B/b控制。以双臀鳍双尾鱼和单臀鳍单尾鱼为亲本进行实验,结果见下图。下列叙述不正确的是( )
A.F2中单臀鳍单尾鱼的基因型有3种
B.F1测交后代中单臀鳍双尾鱼的比例为1/4
C.亲本的基因型组合为AABB与aabb或AAbb与aaBB
D.F2中双臀鳍双尾鱼与F1杂交,后代中单尾鱼的概率为1/6
答案 C
2.拉布拉多猎犬的毛色遗传实验(2022北京海淀一模,4)拉布拉多猎犬毛色分为黑色、巧克力色和米白色,受两对等位基因控制。将纯合黑色犬与米白色犬杂交,F1均为黑色犬。将F1黑色犬相互交配,F2犬毛色及比例为黑色︰巧克力色∶米白色=9∶3∶4。下列有关分析,正确的是( )
A.米白色相对于黑色为显性
B.F2米白色犬有3种基因型
C.F2巧克力色犬相互交配,后代米白色犬比例为1/16
D.F2米白色犬相互交配,后代可能发生性状分离
答案 B
3.通过性状比确定相关基因的对数和位置关系(2022北京顺义一模,6)两纯合玉米杂交得到F1,F1自交得到F2,F2籽粒表型及比例为紫色非甜∶紫色甜∶白色非甜∶白色甜=27∶9∶21∶7。下列判断错误的是( )
A.白色对紫色是显性性状
B.F2非甜籽粒中杂合子占2/3
C.籽粒口味性状受一对等位基因控制
D.籽粒颜色性状受两对等位基因控制
答案 A
4.香豌豆的遗传杂交实验(2022北京西城二模,4)遗传学家用香豌豆所做的部分杂交实验及结果如下表,判断正确的是( )
组别
杂交亲本组合
F1表型
F2表型及数量
1
白花品种甲×
红花
全为
红花
红花182、
白花59
2
白花品种甲×
白花品种乙
全为
红花
红花1 832、
白花1 413
3
紫花、长花粉粒×
红花、圆花粉粒
均为
紫长
紫长4 831、紫圆390、
红长393、红圆1 338
4
紫花、圆花粉粒×
红花、长花粉粒
均为
紫长
紫长226、紫圆95、
红长97、红圆1
A.红花、白花性状由一对等位基因控制
B.第2组F2白花的基因型只有1种
C.第3组和第4组F1的基因型相同
D.第3、4组两对性状遗传遵循自由组合定律
答案 C
复杂情境
5.番茄抗病与感病相关基因的位置关系(2022北京东城一模,21)番茄细菌性斑点病会降低番茄产量、破坏番茄口味。研究番茄的抗病机理对农业生产具有重要意义。
(1)番茄的抗病和易感病为一对 。利用番茄抗病品系甲培育出两种纯合突变体,突变体1表现为中度易感病(患病程度介于抗病和易感病之间),突变体2表现为易感病。研究人员进行了如下杂交实验,结果见下表。
杂交组合
F1植株数量(株)
F1自交得到的
F2植株数量(株)
抗
病
中度
易感病
易感
病
抗
病
中度
易感病
易感
病
品系甲×突变体1
7
1
0
36
11
0
品系甲×突变体2
7
0
0
25
0
7
①上述杂交实验结果表明,显性性状为 ;推测突变体1和突变体2均为单基因突变体,判断依据是 。
②品系甲与突变体1杂交,F1中出现1株中度易感病的原因可能有 。
A.品系甲自交的结果
B.突变体1自交的结果
C.品系甲产生配子的过程中抗病基因发生了突变
D.突变体1产生配子的过程中发生了基因重组
(2)已知品系甲中存在抗病基因D,为确定突变体1、2的突变基因与基因D的位置关系,利用D基因缺失的易感病番茄品系乙(其他遗传信息均与品系甲相同)进行了如下杂交实验,结果见下表。
杂交组合
F1植株数量(株)
F1自交得到的F2植株数量(株)
抗
病
中度
易感病
易感
病
抗
病
中度
易感病
易感
病
品系乙×突变体1
0
9
0
0
71
25
品系乙×突变体2
0
10
0
0
32
30
①突变体1中突变基因与基因D在染色体上的关系为 。
②请用遗传图解解释品系乙与突变体2的杂交结果(要求写出F1的配子)。
答案 (1)相对性状 ①抗病 F2的性状分离比均为3∶1 ②B、C (2)①互为等位基因 ②设控制突变体2的基因为A/a,遗传图解如下:
F2
雌配子
中度易感病∶易感病=1∶1
审题解题
(2021北京海淀期末,21)野生型果蝇眼色是暗红色,暗红色源自棕色素与朱红色素的叠加。棕色素与朱红色素的合成分别受B/b、N/n基因的控制。
(1)品系甲为一种棕色素与朱红色素合成均受抑制的白眼纯合突变体。
①研究人员用品系甲与野生型果蝇进行正反交实验,所得F1均为暗红眼。推测控制眼色色素合成的两对基因均位于 (填“常”或“性”)染色体上,品系甲的基因型为 。
②进一步将F1个体与品系甲进行正反交实验,所得F2的表型如表所示。
杂交组合
父本
母本
F2表型及比例
Ⅰ
F1
品系甲
暗红眼∶白眼=1∶1
Ⅱ
品系甲
F1
暗红眼∶棕色眼∶朱红眼∶白眼=
43∶7∶7∶43
根据F2的表型及比例,推测这两对基因的位置关系是 。根据表中数据,推测组合Ⅰ与组合Ⅱ的F2表型及比例不同的原因是 。
(2)多次重复上述杂交组合Ⅰ时,发现极少数实验中所得F2全为暗红眼,而重复杂交组合Ⅱ,所得F2的表型及比例不变。初步推测有个别F1雄蝇所产生的携带 基因的精子不育,这种F1雄蝇被称为雄蝇T。
(3)野生型果蝇及品系甲均为SD+基因纯合子,研究人员发现雄蝇T的一个SD+基因突变为SD基因,SD基因编码G蛋白,G蛋白可与特定的DNA序列结合,导致精子不育。
①据此判断SD基因对SD+基因为 (填“显性”或“隐性”)。
②研究人员将雄蝇T与品系甲杂交,选取子代中的雄果蝇与品系甲雌果蝇杂交,所得后代全为暗红眼,由此推测SD基因与B/b、N/n基因在染色体上的位置关系为 。
③进一步用射线照射雄蝇T,得到一只变异的雄蝇X,两者体内部分染色体及等位基因(SD、SD+)如图所示。将X与品系甲的雌果蝇杂交,所得子代全为雌果蝇,且暗红眼与白眼比例约为1∶1。据此推测,精子不育现象与染色体上一段DNA序列r有关(其在同源染色上体相同位置对应的序列记为R),请在雄蝇X的图中标注序列r和序列R可能的位置。
④在雄蝇T的次级精母细胞中均可检测到蛋白G,且次级精母细胞数目与普通F1雄蝇无显著差异。推测雄蝇T特定类型精子不育的机理是 。
补充设问
审题方法设问① 依据题干中的“将雄蝇T与品系甲杂交,选取子代中的雄果蝇与品系甲雌果蝇杂交,所得后代全为暗红眼”“X与品系甲的雌果蝇杂交,所得子代全为雌果蝇,且暗红眼与白眼比例约为1∶1”可得出何种信息?
解题思路设问② 答题时遇到填写两个或两对基因的关系及位置关系时应该如何作答?答案 (1)①常 bbnn ②位于一对同源染色体上,且B与N连锁,b与n连锁 F1作父本时,减数第一次分裂过程中,眼色基因之间的染色体片段不发生互换;F2作母本时,发生了互换 (2)b、n (3)①显性 ②SD基因与B、N基因位于同一条染色体上 如图所示(注:序列r位于Y染色体易位的片段上,序列R位于携带SD基因的染色体上的相同位点)
(4)SD基因编码的蛋白G可与序列r相互作用,使含有序列r的精细胞发育异常并死亡
补充设问答案 设问① 雄蝇T的遗传特性为:当其作父本、品系甲作母本杂交时,子代均为暗红眼,根据题干信息,雄蝇T和品系甲杂交,子代的雄果蝇与品系甲雌果蝇杂交,所得后代也均为暗红眼,可知子代的雄性遗传特性与雄蝇T完全相同,可以此作为突破口判断相应基因的位置关系。雄蝇T经射线照射后变异为雄蝇X,X出现了子代无雄蝇的情况,说明X产生的含Y染色体的精子全部不育,结合题图可知,控制不育的相关序列易位到了Y染色体上。
设问② 涉及基因关系时,需判断是相同基因、等位基因还是非等位基因,涉及两对基因时还需指明是同源染色体上的非等位基因,还是非同源染色体上的非等位基因;涉及基因的位置关系时,需判断是位于一对同源染色体上(是否连锁),还是位于两对同源染色体上。
专题十二 基因的自由组合定律
高频考点
考点一 孟德尔两对相对性状的杂交实验
该考点重点考查两对相对性状的杂交实验分析以及对其延伸内容的理解。
基础
1.(2021浙江6月选考,3,2分)某玉米植株产生的配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。若该个体自交,其F1中基因型为YyRR个体所占的比例为( )
A.1/16 B.1/8 C.1/4 D.1/2
答案 B
2.(2020广东六校联盟,11)下列关于孟德尔遗传实验和遗传定律的叙述,正确的是( )
A.孟德尔设计测交实验的目的是检测F1的基因型
B.孟德尔设计正交和反交实验,增强了实验的严谨性
C.孟德尔两大遗传定律的细胞学基础都发生在有丝分裂
D.假说中具有不同基因型的配子之间随机结合,体现了自由组合定律的实质
答案 B
重难
3.(2020北京石景山一模,7)在家鸡中,显性基因C是彩羽必需的,另一基因I为其抑制因子,白来航鸡(CCII)和白温多特鸡(ccii)羽毛均为白色,而两品种杂交F2中出现了3/16的彩色羽毛,以下推测不正确的是( )
A.基因C和I位于非同源染色体上 B.F1个体的羽毛均为白色
C.F2白羽的基因型有4种 D.F2彩羽个体中有1/3纯合子
答案 C
4.(2017浙江11月选考,24,2分)豌豆子叶的黄色对绿色为显性,种子的圆粒对皱粒为显性,且两对性状独立遗传。以1株黄色圆粒和1株绿色皱粒的豌豆作为亲本,杂交得到F1,其自交得到的F2中黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=9∶3∶15∶5,则黄色圆粒的亲本产生的配子种类有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
答案 B
综合
5.(2020全国Ⅱ,32,11分)控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示,且位于3对同源染色体上。现有表现型不同的4种植株:板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交,子代表现型均与甲相同;乙和丁杂交,子代出现个体数相近的8种不同表现型。回答下列问题:
(1)根据甲和丙的杂交结果,可知这3对相对性状的显性性状分别是 。
(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果,可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为 、 、 和 。
(3)若丙和丁杂交,则子代的表现型为 。
(4)选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交,统计子代个体性状。若发现叶形的分离比为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1,则植株X的基因型为 。
答案 (1)板叶、紫叶、抗病 (2)AABBDD AabbDd aabbdd aaBbdd (3)花叶绿叶感病、花叶紫叶感病 (4)AaBbdd
考点二 基因自由组合定律及应用
该考点主要训练内容为自由组合定律的内容及相关计算,多结合实验探究进行考查。
基础
1.(2020北京丰台二模,5)油菜黄籽显性突变体Ⅰ与油菜黑籽品系Ⅱ和Ⅲ进行了如图杂交实验,下列叙述正确的是( )
A.一对相对性状黄籽和黑籽由一对等位基因控制
B.上述两组杂交实验F1的显性基因的个数依次为1和2
C.油菜黑籽品系Ⅱ和品系Ⅲ依次为纯合子和杂合子
D.上述两组杂交实验F2的基因型依次有4种和9种
答案 B
重难
2.(2022全国甲,6,6分)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是( )
A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
答案 B
3.(2020北京东城期末,7)某种昆虫长翅(A)对残翅(a)、直翅(B)对弯翅(b)、有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性,控制这三对性状的基因位于常染色体上。如图表示某一个体的基因组成,若不考虑同源染色体上非姐妹染色单体的互换,以下判断正确的是( )
A.图中A与B互为等位基因,A与D互为非等位基因
B.该个体的一个初级精母细胞所产生的精细胞基因型有四种
C.控制翅长与翅型的两对等位基因遗传时遵循自由组合定律
D.若该个体与隐性个体测交,后代基因型比例为1∶1∶1∶1
答案 D
综合
4.(2022全国甲,32,12分)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序,叶腋长雌花序),但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。
(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种,需进行人工传粉,具体做法是 。
(2)乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株;F1自交,F2中雌株所占比例为 ,F2中雄株的基因型是 ;在F2的雌株中,与丙基因型相同的植株所占比例是 。
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状,可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性,则实验结果是 ;
若非糯是显性,则实验结果是 。
答案 (1)在母本甲雄蕊成熟前去雄并对母本甲的雌花套袋,待雌蕊和花粉成熟后对甲进行人工传粉,再对母本甲的雌花套袋 (2)1/4 bbTT和bbTt 1/4 (3)糯玉米植株的果穗上籽粒全为糯,非糯玉米植株的果穗上籽粒有糯和非糯两种 非糯玉米植株的果穗上籽粒全为非糯,糯玉米植株的果穗上籽粒有糯和非糯两种
5.(2022全国乙,32,12分)某种植物的花色有白、红和紫三种,花的颜色由花瓣中色素决定,色素的合成途径是:白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制,酶2的合成由基因B控制,基因A和B位于非同源染色体上。回答下列问题。
(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交,子代植株表现型及其比例为 ;子代中红花植株的基因型是 ;子代白花植株中纯合体所占的比例是 。
(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲,若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型,请写出所选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。
答案 (1)紫花∶红花∶白花=3∶3∶2 AAbb、Aabb 1/2
(2)所选用的亲本基因型:AAbb。
预期实验结果和结论:若子代全为红花,则待测白花纯合体基因型为aabb;若子代全为紫花,则待测白花纯合体基因型为aaBB。
6.(2021湖南,17,12分)油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当地降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关试验,如图所示。
①P♀S × ♂Z
F1
F2高秆515 半矮秆34 ②P♀Z × ♂S
F1
F2高秆596 半矮秆40
③ P Z × S
F1×S
F2 高秆211 半矮秆69
回答下列问题:
(1)根据F2表现型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是 ,杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有 种结合方式,且每种结合方式概率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是 。
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3-Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为 。产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为 (用A、a;B、b;C、c……表示基因)。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,能否验证自由组合定律? 。
答案 (1)半矮秆性状由位于两对常染色体上的隐性纯合基因控制遗传 16 F1通过减数分裂产生配子的过程中,等位基因会随着同源染色体的分开而分离、位于非同源染色体上的非等位基因会随着非同源染色体的自由组合而组合,从而产生比例相等的各种类型配子 (2)7∶4∶4 aaBb、Aabb 否
7.(2021山东,22,16分)番茄是雌雄同花植物,可自花受粉也可异花受粉。M、m基因位于2号染色体上,基因型为mm的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上,基因型为RR、Rr、rr的植株表现型分别为:正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成,导入H基因的转基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和(交叉)互换。
(1)基因型为Mm的植株连续自交两代,F2中雄性不育植株所占比例为 。 雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为 ,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机受粉,则F2中可育晚熟红果植株所占比例为 。
(2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙,植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交,在形成配子时喷施NAM,F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因,则以上所得F1的体细胞中含有 个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,则H基因插入了 所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是 。
植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为 。
(3)若植株甲的细胞中仅含1个H基因,在不喷施NAM的情况下,利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案。
答案 (1)1/6 MmRr 5/12 (2)0 M基因 必须有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因 1/2n (3)以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或:利用雄性不育植株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)
易混易错
易混
1.整体与局部(2021北京朝阳期中,15)普通水稻不含耐盐基因、含有吸镉基因(A)。科学家将普通水稻的两个位于6号染色体上的吸镉基因敲除(相当于成为基因a)获得了低镉稻甲,并向另一普通水稻的两条2号染色体上分别导入一个耐盐基因(B)获得了海水稻乙,然后让甲和乙杂交获得F1,F1自交获得F2。下列描述错误的是( )
A.F1的表现型为高镉耐盐的海水稻
B.F2中低镉非耐盐稻所占比例为3/16
C.F2的低镉耐盐水稻中纯合子占1/3
D.耐盐基因和吸镉基因能自由组合
答案 B
2.自交与测交的3∶1(2020北京丰台期末,8)甘蓝的叶色受两对等位基因控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。下列有关叙述正确的是( )
分组
亲本组合
子代情况
实验一
绿叶(甲)×绿叶(甲)
绿叶
实验二
绿叶(甲)×紫叶(乙)
绿叶∶紫叶=1∶3
A.这两对等位基因位于一对同源染色体上
B.由实验二的测交实验可以推出紫叶为显性性状
C.子代紫叶甘蓝自交后代的表现型之比为1∶15
D.紫叶甘蓝隐性基因不表达导致叶片不含叶绿素
答案 B
3.亲本型配子与重组型配子(2022北京海淀期末,4)隐性基因b(黑色体色)、st(鲜红眼色)和h(钩状刚毛)是位于野生型果蝇三个常染色体上的基因。用三对基因均杂合的雌蝇进行测交实验,据表分析不合理的是( )
测交亲本
子代性状及其数量
杂合雌蝇×黑色鲜红
黑色鲜红253、黑色256、鲜红238、野生型253
杂合雌蝇×钩状鲜红
钩状鲜红236、鲜红255、钩状250、野生型259
杂合雌蝇×黑色钩状
黑色钩状25、黑色484、钩状461、野生型30
A.基因b与基因st是连锁的
B.测交子代中野生型个体为杂合子
C.各组均发生过基因重组
D.杂合雌蝇产生的配子中BH少于Bh
答案 A
题型模板
题型一 自由组合定律的计算技巧
典型模型
拆分法
模型特征:位于非同源染色体上的多对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律,其中每对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律,计算时可将遵循基因自由组合定律的多对等位基因拆分成每对等位基因的分离定律计算,最后用乘法原理进行组合推算。
1.(2014海南,22,2分)基因型为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交,假定这7对等位基因自由组合,则下列有关其子代的叙述,正确的是( )
A.1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为5/64
B.3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现的概率为35/128
C.5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为67/256
D.7对等位基因纯合个体出现的概率与7对等位基因杂合个体出现的概率不同
答案 B
2.(2021全国乙,6,6分)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上,下列说法错误的是( )
A.植株A的测交子代会出现2n种不同表现型的个体
B.n越大,植株A测交子代中不同表现型个体数目彼此之间的差异越大
C.植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
D.n≥2时,植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
答案 B
变式题型
变式1 逆向组合法
模型特征:可依据子代表型及相应遗传基本规律逆向推导亲本基因型,再利用亲本基因型进行相应的推导和计算。
3.(2020浙江7月选考,23,2分)某植物的野生型(AABBcc)有成分R,通过诱变等技术获得3个无成分R的稳定遗传突变体(甲、乙和丙)。突变体之间相互杂交,F1均无成分R。然后选其中一组杂交的F1(AaBbCc)作为亲本,分别与3个突变体进行杂交,结果见表:
杂交编号
杂交组合
子代表(现)型(株数)
Ⅰ
F1×甲
有(199),无(602)
Ⅱ
F1×乙
有(101),无(699)
Ⅲ
F1×丙
无(795)
注:“有”表示有成分R,“无”表示无成分R
用杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株杂交,理论上其后代中有成分R植株所占比例为 ( )
A.21/32 B.9/16 C.3/8 D.3/4
答案 A
变式2 棋盘法(配子异常)
模型特征:在配子存在致死、育性异常等情况下,直接推导子代性状分离比时可能会出现换算错误的情况,可利用棋盘法进行分析,以便保证在各基因型配子比例和为1的情况下统计子代表型及比例。
4.(2021北京平谷一模,8)研究发现水稻品种甲和乙的配子部分不育,这种不育机制与位于非同源染色体上的两对基因(A、a和B、b)有关。甲的基因型为AABB,乙的基因型为aabb。Aa杂合子所产生的含a的雌配子不育;Bb杂合子所产生的含b的雄配子不育。甲乙杂交得到F1,下列叙述正确的是( )
A.F1经过减数分裂产生可育的雄配子及比例是AB∶Ab=1∶1
B.F1自交子代基因型及比例是AABB∶AaBB∶AABb∶AaBb=1∶1∶1∶1
C.F1雌雄配子随机结合导致非同源染色体上的基因自由组合
D.F1分别作父本和母本与乙杂交子代基因型及比例相同
答案 B
实践应用
5.(2020北京,21,12分)遗传组成不同的两个亲本杂交所产生的杂种一代,产量等多个性状常优于双亲,这种现象称为杂种优势。获得具有杂种优势的杂合种子是提高水稻产量的重要途径。
(1)中国是最早种植水稻的国家,已有七千年以上历史。我国南方主要种植籼稻,北方主要种植粳稻。籼稻和粳稻是由共同的祖先在不同生态环境中,经过长期的 ,进化形成的。
(2)将多个不同的籼稻、粳稻品种间进行两两杂交,获得三种类型F1(分别表示为籼-籼,籼-粳,粳-粳)。统计F1的小花数、干重等性状的平均优势(数值越大,杂种优势越明显),结果如图1。可知籼-粳具有更强的杂种优势,说明两个杂交亲本的 差异越大,以上性状的杂种优势越明显。
图1
(3)尽管籼-粳具有更强的杂种优势,但由于部分配子不育,使结实率低,从而制约籼-粳杂种优势的应用。研究发现,这种不育机制与位于非同源染色体上的两对基因(A1、A2和B1、B2)有关。通常情况下,籼稻的基因型为A1A1B1B1,粳稻为A2A2B2B2。A1A2杂合子所产生的含A2的雌配子不育;B1B2杂合子所产生的含B2的雄配子不育。
①根据上述机制,补充籼稻×粳稻产生F1及F1自交获得F2的示意图,用以解释F1结实率低的原因。
②为克服籼-粳杂种部分不育,研究者通过杂交、连续多代回交和筛选,培育出育性正常的籼-粳杂交种,过程如图2。通过图中虚线框内的连续多代回交,得到基因型A1A1B1B1的粳稻。若籼稻作为连续回交的亲本,则不能得到基因型A2A2B2B2的籼稻,原因是F1(A1A2B1B2)产生基因型为 的配子不育。
图2
③在产量低的甲品系水稻中发现了A、B基因的等位基因A3、B3(广亲和基因),含有广亲和基因的杂合子,雌雄配子均可育。请写出利用甲品系培育出育性正常的籼-粳杂交稻的流程。(用文字或图示作答均可)
答案 (1)选择 (2)遗传组成(背景)
(3)①
P 籼稻A1A1B1B1×A2A2B2B2粳稻
↓
F1 A1A2B1B2
↓⊗
F2
雌配子
A1B1
A1B2
A2B1(不育)
A2B2(不育)
A1B1
A1A1B1B1
A1A1B1B2
✕
✕
A2B1
A1A2B1B1
A1A2B1B2
✕
✕
A1B2(不育)
✕
✕
✕
✕
A2B2(不育)
✕
✕
✕
✕
②A2B2 ③用甲品系(A3A3B3B3)与粳稻(籼稻)杂交获得F1,F1与粳稻(籼稻)连续多代回交、筛选基因型为A2A3B2B3 (A1A3B1B3)的植株,最终获得A2A3B2B3 (A1A3B1B3)粳稻(籼稻)。通过自交、筛选获得A3A3B3B3 的粳稻(籼稻),再与籼稻A1A1B1B1(粳稻A2A2B2B2)杂交,得到育性正常的籼-粳杂交种(A1A3B1B3/A2A3B2B3)。
或
甲品系(A3A3B3B3)×粳稻(籼稻)
↓
F1 × 粳稻(籼稻)
↓
筛选基因型为A2A3B2B3的植株(A1A3B1B3的植株)
↓×粳稻(籼稻)
↓(连续多代)
筛选基因型为A2A3B2B3的粳稻(A1A3B1B3的籼稻)
↓⊗
筛选基因型为A3A3B3B3的粳稻(籼稻)
×
籼稻A1A1B1B1(粳稻A2A2B2B2)
↓
籼-粳杂交种(A1A3B1B3/A2A3B2B3)(育性正常)
题型二 自由组合定律的异常分离比计算
变式题型
变式1 基因互作
模型特征:遵循自由组合定律的两对或多对等位基因,可能通过各自表达的蛋白质相互影响,使得杂合子自交后代出现异常的性状分离比。
1.(2020四川雅安三诊,6)出现频率极低的孟买血型是由两对等位基因I/i(第9号同源染色体上含有IA、IB、i中的一个或两个基因)和H/h(位于第19号同源染色体上)相互作用产生的,使ABO血型的表型发生改变,其作用机理如图所示,以下叙述错误的是( )
A.孟买血型说明表型是基因型和环境共同作用的结果
B.若某一地区人群全为HH,则该地区人群中ABO血型的基因型有6种
C.父母基因型分别为IAiHh、IBiHh,生出O型血孩子的概率为7/16
D.父母均为AB型也可能生出O型血孩子,根据ABO血型不能准确判断亲子关系
答案 A
变式2 显性累加
模型特征:显性累加效应是指各显性基因均具有相同的作用,且作用效果随显性基因数目的增加而增加,多对等位基因均杂合的个体进行自交,子代性状会出现典型的正态曲线分布特征。
2.(2021北京西城二模,21)小麦为自花传粉作物。小麦种皮的颜色分为红色和白色,红色有深有浅。研究者通过杂交实验对其遗传规律进行了研究,结果如表1。
表1 小麦杂交实验结果
组合
亲本
F1
F2
1
中度红色×
白色
淡红色
红色(中度红色1、淡红色2)∶白色=3∶1
2
深暗红色×
白色
深红色
红色(深暗红色1、暗红色6、中度深红色15、深红色20、中度红色15、淡红色6)∶白色=63∶1
(1)小麦种皮颜色的遗传遵循 定律,判断的理由是 。
(2)组合2中F1植株的基因型为 。(控制种皮颜色的基因用R1、r1、R2、r2……表示)
(3)小麦在收获前若遇阴雨天,易发生在穗上发芽的现象,降低产量和品质,所以穗发芽抗性是优质小麦的重要性状之一。研究发现红色小麦的穗发芽抗性普遍高于白色小麦。将多个品种红色小麦种植于同一实验田,统计穗发芽率,结果如表2。
表2 不同品种红色小麦的基因组成及其穗发芽率
品种
基因组成
穗发芽率平均值(%)
1
R1R1R2R2R3R3
18.1
2
r1r1R2R2R3R3
36.9
3
R1R1r2r2R3R3
41.6
4
R1R1R2R2r3r3
35.2
5
r1r1r2r2R3R3
50.5
6
r1r1R2R2r3r3
53.5
7
R1R1r2r2r3r3
60.9
① 据表推测,控制小麦穗发芽抗性的基因与控制种皮颜色的基因的关系可能是 或 。
② 统计过程中发现,同一品种的小麦植株穗发芽率变化幅度较大,试分析原因: 。
(4)研究发现,小麦种皮的红色是由类黄酮生物合成途径产生的儿茶酸和花青素形成的,R基因表达产物是促进该途径关键酶基因转录的转录因子,儿茶酸可调节种子对脱落酸的敏感性,从而增强穗发芽抗性。请用图解的形式(文字和“→”)表示R基因是如何控制相关性状的。
答案 (1)自由组合 杂交组合2的F2中白花比例为1/64,即1/4×1/4×1/4,由此说明该性状由3对等位基因独立遗传控制 (2)R1r1R2r2R3r3 (3)①为同一基因 连锁遗传 ②小麦穗发芽抗性还与其他基因有关
(4)
注:“+”表示促进
变式3 致死现象
模型特征:某些致死现象会导致性状分离比或表型比例发生变化,主要类型包括隐性致死、纯合致死、显性致死、不完全致死、胚胎致死、个体致死、平衡致死等,通常可通过测交后代比例或自交子代性状分离比体现。
3.(2021北京海淀期中,10)番茄的单式花序和复式花序是一对相对性状,由A、a基因决定。番茄花的颜色黄色和白色是一对相对性状,由B、b基因决定。将纯合的单式花序黄色花植株与复式花序白色花植株进行杂交,所得F1均为单式花序黄色花。将F1分别作母本和父本,进行测交,所得后代的表型和数量如图所示,下列分析不正确的是( )
A.番茄的单式花序和黄色花为显性性状
B.这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
C.F1自交后代中复式花序白色花植株占1/16
D.F1产生的基因型为ab的花粉可能有2/3不育
答案 C
4.(2020北京东城二模,6)在小鼠的一个自然种群中,体色有黄色(Y)和灰色(y),尾巴有短尾(D)和长尾(d)。两对相对性状的遗传符合自由组合定律。任取一对黄色短尾个体进行杂交,F1的表型为黄色短尾∶黄色长尾∶灰色短尾∶灰色长尾=4∶2∶2∶1。实验中发现有些基因型有致死现象(胚胎致死)。以下说法错误的是( )
A.黄色短尾亲本能产生4种正常配子
B.F1中致死个体的基因型共有4种
C.表型为黄色短尾的小鼠的基因型只有1种
D.若让F1中的灰色短尾雌雄鼠自由交配,则F2中灰色短尾鼠占2/3
答案 B
变式4 不完全显性
模型特征:显性基因相对于隐性基因为不完全显性,会导致子代性状出现非9∶3∶3∶1的异常分离比,通常可用类似于(1∶2∶1)(3∶1)的拆分方式、乘法原理等解决。
5.(2020浙江7月选考,18,2分)若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制,其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状由基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配。下列说法正确的是( )
A.若De对Df共显性、H对h完全显性,则F1有6种表(现)型
B.若De对Df共显性、H对h不完全显性,则F1有12种表(现)型
C.若De对Df不完全显性、H对h完全显性,则F1有9种表(现)型
D.若De对Df完全显性、H对h不完全显性,则F1有8种表(现)型
答案 B
变式5 连锁
模型特征:若两对或多对等位基因位于一对同源染色体上,则二者的遗传不遵循基因的自由组合定律,表现为连锁遗传。当个体基因型为AaBb时,若为完全连锁,则自交子代表型比例可能为3∶1(A、B位于同一条染色体上)或1∶2∶1(A、b位于同一条染色体上);若为不完全连锁,该个体会产生四种配子,但比例并非1∶1∶1∶1,而是出现两多两少的情况,一般题目中会用测交的方式给出信息。
6.(2021北京朝阳期中,8)萝卜的花有紫色和白色、大花和小花,分别由两对等位基因(A和a,B和b)控制。现选用纯合紫色小花植株与白色大花植株杂交,F1表现为紫色大花,F1自交后代表型及比例为紫色小花∶紫色大花∶白色大花=1∶2∶1。以下推测不正确的是( )
A.控制萝卜花色和大小的两对等位基因的遗传符合基因的自由组合定律
B.如果只研究花色性状,则F1紫色花自交后代性状分离比为3∶1
C.如果不考虑变异情况,F3中不存在紫色大花的纯合体
D.F1测交后代表型及比例为紫色小花∶白色大花=1∶1
答案 A
实践应用
7.(2020北京海淀二模,21)科研人员对野生型水稻诱变处理,筛选得到籽粒中抗性淀粉(RS)含量较高的纯合品系(B品系)。
(1)科研人员将B品系与野生型进行杂交,F1自交获得F2。对野生型、B品系和F2个体的RS进行检测,结果如图1所示。据此判断,S基因对s基因为 (填“完全”或“不完全”)显性。
图1
(2)为进一步确认s基因控制高RS性状,科研人员将T-DNA插入野生型个体的S基因中(如图2),得到杂合子。杂合子自交,得到子代个体,利用PCR技术对野生型和子代的部分个体进行基因型检测,结果如图3所示。
图2
图3
①据图2可知,T-DNA插入基因S中导致S基因发生的变异是 。据图3分析,与3号基因型相同的个体在子代中所占比例为 。
②如果2、3、4号个体籽粒中RS含量高低的关系是 ,则可进一步确认s基因控制高RS性状。
(3)研究发现,水稻非糯性基因(Wx)影响淀粉的含量,Wx基因包括Wxa和Wxb基因,Wx基因与s基因位于非同源染色体上。为研究Wxa和Wxb基因对s基因作用的影响,科研人员用B 品系(ssWxaWxa)和另一野生型(SSWxbWxb)进行杂交,F1自交获得F2。测定不同基因型个体RS含量,结果如图4。
图4
①分析该实验结果,推测Wx基因对s基因作用的影响是 ,作出推测的依据是 。
②若依据籽粒的RS性状来统计F2个体,性状及比例约为 ,则符合上述推测。
(4)抗性淀粉(RS)难以在消化道中被酶解,若B品系水稻推广种植并进入百姓餐桌,有助于预防 等疾病的发生。
答案 (1)不完全 (2)①基因突变 1/2 ② 4号>3号>2号 (3)①s基因提高RS含量依赖于Wxa,Wxb基因没有此作用 仅有Wxb时,RS含量低,与野生型相近,存在Wxa时RS含量与B品系相近 ②高RS∶中RS∶低RS=3∶6∶7 (4)糖尿病(或肥胖症、肠道疾病等,合理即可)
题型三 通过杂交等判断基因位置
典型模型
交配实验法
模型特征:利用突变体杂交的方式判断基因的位置关系,两突变体进行杂交,子代若依然为突变体,则两突变基因为等位基因,若子代表现为野生型,则两突变基因为非等位基因,可将子代个体自交或随机交配,依据分离比判断基因的具体位置。
1.(2020北京海淀期末,3)果蝇的眼色有一种隐性突变体——猩红眼(r1 r1)。研究者获得了两个新的朱砂眼隐性突变体——朱砂眼a(r2 r2)和朱砂眼b(r3 r3),做了如表杂交实验。据此分析不合理的是( )
组别
亲本组合
F1
Ⅰ
朱砂眼a × 猩红眼
野生型
Ⅱ
朱砂眼a × 朱砂眼b
朱砂眼
Ⅲ
朱砂眼b × 猩红眼
野生型
A.r1和r2不是等位基因
B.r2和r3是等位基因
C.r1和r3一定位于非同源染色体上
D.Ⅲ组F1的自交后代一定出现性状分离
答案 C
2.(2021北京海淀二模,8)家蚕的体色由多对等位基因共同控制,野生型家蚕的体色为白色。在实验中偶然获得两种黄体色纯合突变品系M和N,研究者进行了如下杂交实验。
实验一:M与野生型正反交,F1均为黄体色;F1随机交配,F2中黄色∶白色=3∶1
实验二:M与N杂交,所得F1与野生型杂交,F2中黄色∶白色=3∶1
下列分析不正确的是( )
A.M的黄体色可能是单基因显性突变的结果
B.控制M黄体色的基因位于性染色体上
C.控制M和N的黄体色基因位于非同源染色体上
D.M与N杂交,所得F1随机交配,F2中黄色∶白色=15∶1
答案 B 变式题型
变式 基因工程插入目的基因的位置判断
模型特征:基因工程中目的基因的插入是随机的,若为双拷贝或多拷贝插入,插入细胞染色体中的基因可能位于同一条染色体上、一对同源染色体上、两对同源染色体上,可依据杂交或自交进行判断。
3.(2017浙江4月选考,28,2分)若利用根瘤农杆菌转基因技术将抗虫基因和抗除草剂基因转入大豆,获得若干转基因植株(T0代),从中选择抗虫抗除草剂的单株S1、S2和S3,分别进行自交获得T1代,T1代性状表现如图所示。已知目的基因能1次或多次插入并整合到受体细胞染色体上,下列叙述正确的是( )
A.抗虫对不抗虫表现为完全显性,抗除草剂对不抗除草剂表现为不完全显性
B.根瘤农杆菌Ti质粒携带的抗虫和抗除草剂基因分别插到了S2的2条非同源染色体上,并正常表达
C.若给S1后代T1植株喷施适量的除草剂,让存活植株自交,得到的自交一代群体中不抗虫抗除草剂的基因型频率为1/2
D.若取S3后代T1纯合抗虫不抗除草剂与纯合不抗虫抗除草剂单株杂交,得到的子二代中抗虫抗除草剂的纯合子占1/9
答案 C
实践应用
4.(2022北京朝阳期中,21)大白菜起源于中国,为两年生草本植物,第一年以营养生长为主,第二年春季抽薹开花,是重要的蔬菜作物。研究大白菜抽薹的调控机制可为育种提供理论依据。
(1)研究者将早抽薹突变体甲和乙分别与野生型白菜(性状表现如图)杂交,F2均为野生型∶突变体=3∶1,说明甲和乙的突变性状均由 基因控制。通过 实验发现后代为野生型∶突变体=1∶1,可验证上述结论。
(2)为研究甲、乙的突变基因在染色体上的位置关系,研究者提出三种假设:
①甲、乙突变基因为等位基因。
②甲、乙的突变基因为同源染色体上的非等位基因。
③甲、乙的突变基因为非同源染色体上的非等位基因。
请从下表中选择一种实验方案进行验证,并预期三种假设对应的子代表型及比例。
实验方案
预期结果
Ⅰ.甲×野生型→F1,F1×乙→F2
Ⅱ.甲×野生型→F1(甲),乙×野生型→F1(乙)
F1(甲)×F1(乙)→F2
Ⅲ.甲×乙→F1,F1自交→F2
Ⅳ.甲×乙→F1,F1×野生型→F2
A.F1全表现为野生型
B.F1全表现为早抽薹
C.F1出现野生型和早抽薹,比例约为3∶1
D.F2全表现为野生型
E.F2全表现为早抽薹
F.F2出现野生型和早抽薹,比例约为9∶7
G.F2出现野生型和早抽薹,比例约为3∶1
H.F2出现野生型和早抽薹,比例约为1∶1
实验方案应选择 ,三种假设的预期分别是① ;② ;③ 。(用表中的序号或字母作答)
(3)进一步发现突变基因为B基因,并对甲的B基因进行测序结果如下:
注:非模板链下面的字母代表相应的氨基酸,*处无对应氨基酸
据图可知,由于 使甲的B基因突变,其指导合成的mRNA上的碱基为 的终止密码子提前出现,最终导致蛋白质的 改变,功能异常。
(4)基因B表达一种甲基转移酶,可通过催化染色体中组蛋白的甲基化来影响F基因的表达,F基因是开花的主要抑制基因。研究者进一步做了如图所示检测,据图在方框中以箭头和文字的形式进一步解释早期抽薹表型出现的原因。
(5)大白菜的主要食用部位为叶片,过早抽薹会降低叶球的产量和质量,你认为本研究结果在大白菜育种中有何价值?
答案 (1)隐性 测交(将两杂交获得的F1分别与隐性亲本杂交) (2)Ⅲ BE AH AF (3)碱基(对)替换 UAG 肽链缩短、(空间)结构 (4)B基因突变→甲基转移酶结构和功能异常→染色体组蛋白甲基化水平降低→F基因表达水平下降→解除对开花的抑制→白菜提前抽薹开花 (5)初步揭示了大白菜抽薹的分子机制,可用于培育晚抽薹新品种。
情境应用
简单情境
1.金鱼尾型遗传(2022北京石景山一模,5)金鱼的臀鳍和尾鳍由两对独立遗传的等位基因A/a、B/b控制。以双臀鳍双尾鱼和单臀鳍单尾鱼为亲本进行实验,结果见下图。下列叙述不正确的是( )
A.F2中单臀鳍单尾鱼的基因型有3种
B.F1测交后代中单臀鳍双尾鱼的比例为1/4
C.亲本的基因型组合为AABB与aabb或AAbb与aaBB
D.F2中双臀鳍双尾鱼与F1杂交,后代中单尾鱼的概率为1/6
答案 C
2.拉布拉多猎犬的毛色遗传实验(2022北京海淀一模,4)拉布拉多猎犬毛色分为黑色、巧克力色和米白色,受两对等位基因控制。将纯合黑色犬与米白色犬杂交,F1均为黑色犬。将F1黑色犬相互交配,F2犬毛色及比例为黑色︰巧克力色∶米白色=9∶3∶4。下列有关分析,正确的是( )
A.米白色相对于黑色为显性
B.F2米白色犬有3种基因型
C.F2巧克力色犬相互交配,后代米白色犬比例为1/16
D.F2米白色犬相互交配,后代可能发生性状分离
答案 B
3.通过性状比确定相关基因的对数和位置关系(2022北京顺义一模,6)两纯合玉米杂交得到F1,F1自交得到F2,F2籽粒表型及比例为紫色非甜∶紫色甜∶白色非甜∶白色甜=27∶9∶21∶7。下列判断错误的是( )
A.白色对紫色是显性性状
B.F2非甜籽粒中杂合子占2/3
C.籽粒口味性状受一对等位基因控制
D.籽粒颜色性状受两对等位基因控制
答案 A
4.香豌豆的遗传杂交实验(2022北京西城二模,4)遗传学家用香豌豆所做的部分杂交实验及结果如下表,判断正确的是( )
组别
杂交亲本组合
F1表型
F2表型及数量
1
白花品种甲×
红花
全为
红花
红花182、
白花59
2
白花品种甲×
白花品种乙
全为
红花
红花1 832、
白花1 413
3
紫花、长花粉粒×
红花、圆花粉粒
均为
紫长
紫长4 831、紫圆390、
红长393、红圆1 338
4
紫花、圆花粉粒×
红花、长花粉粒
均为
紫长
紫长226、紫圆95、
红长97、红圆1
A.红花、白花性状由一对等位基因控制
B.第2组F2白花的基因型只有1种
C.第3组和第4组F1的基因型相同
D.第3、4组两对性状遗传遵循自由组合定律
答案 C
复杂情境
5.番茄抗病与感病相关基因的位置关系(2022北京东城一模,21)番茄细菌性斑点病会降低番茄产量、破坏番茄口味。研究番茄的抗病机理对农业生产具有重要意义。
(1)番茄的抗病和易感病为一对 。利用番茄抗病品系甲培育出两种纯合突变体,突变体1表现为中度易感病(患病程度介于抗病和易感病之间),突变体2表现为易感病。研究人员进行了如下杂交实验,结果见下表。
杂交组合
F1植株数量(株)
F1自交得到的
F2植株数量(株)
抗
病
中度
易感病
易感
病
抗
病
中度
易感病
易感
病
品系甲×突变体1
7
1
0
36
11
0
品系甲×突变体2
7
0
0
25
0
7
①上述杂交实验结果表明,显性性状为 ;推测突变体1和突变体2均为单基因突变体,判断依据是 。
②品系甲与突变体1杂交,F1中出现1株中度易感病的原因可能有 。
A.品系甲自交的结果
B.突变体1自交的结果
C.品系甲产生配子的过程中抗病基因发生了突变
D.突变体1产生配子的过程中发生了基因重组
(2)已知品系甲中存在抗病基因D,为确定突变体1、2的突变基因与基因D的位置关系,利用D基因缺失的易感病番茄品系乙(其他遗传信息均与品系甲相同)进行了如下杂交实验,结果见下表。
杂交组合
F1植株数量(株)
F1自交得到的F2植株数量(株)
抗
病
中度
易感病
易感
病
抗
病
中度
易感病
易感
病
品系乙×突变体1
0
9
0
0
71
25
品系乙×突变体2
0
10
0
0
32
30
①突变体1中突变基因与基因D在染色体上的关系为 。
②请用遗传图解解释品系乙与突变体2的杂交结果(要求写出F1的配子)。
答案 (1)相对性状 ①抗病 F2的性状分离比均为3∶1 ②B、C (2)①互为等位基因 ②设控制突变体2的基因为A/a,遗传图解如下:
F2
雌配子
中度易感病∶易感病=1∶1
审题解题
(2021北京海淀期末,21)野生型果蝇眼色是暗红色,暗红色源自棕色素与朱红色素的叠加。棕色素与朱红色素的合成分别受B/b、N/n基因的控制。
(1)品系甲为一种棕色素与朱红色素合成均受抑制的白眼纯合突变体。
①研究人员用品系甲与野生型果蝇进行正反交实验,所得F1均为暗红眼。推测控制眼色色素合成的两对基因均位于 (填“常”或“性”)染色体上,品系甲的基因型为 。
②进一步将F1个体与品系甲进行正反交实验,所得F2的表型如表所示。
杂交组合
父本
母本
F2表型及比例
Ⅰ
F1
品系甲
暗红眼∶白眼=1∶1
Ⅱ
品系甲
F1
暗红眼∶棕色眼∶朱红眼∶白眼=
43∶7∶7∶43
根据F2的表型及比例,推测这两对基因的位置关系是 。根据表中数据,推测组合Ⅰ与组合Ⅱ的F2表型及比例不同的原因是 。
(2)多次重复上述杂交组合Ⅰ时,发现极少数实验中所得F2全为暗红眼,而重复杂交组合Ⅱ,所得F2的表型及比例不变。初步推测有个别F1雄蝇所产生的携带 基因的精子不育,这种F1雄蝇被称为雄蝇T。
(3)野生型果蝇及品系甲均为SD+基因纯合子,研究人员发现雄蝇T的一个SD+基因突变为SD基因,SD基因编码G蛋白,G蛋白可与特定的DNA序列结合,导致精子不育。
①据此判断SD基因对SD+基因为 (填“显性”或“隐性”)。
②研究人员将雄蝇T与品系甲杂交,选取子代中的雄果蝇与品系甲雌果蝇杂交,所得后代全为暗红眼,由此推测SD基因与B/b、N/n基因在染色体上的位置关系为 。
③进一步用射线照射雄蝇T,得到一只变异的雄蝇X,两者体内部分染色体及等位基因(SD、SD+)如图所示。将X与品系甲的雌果蝇杂交,所得子代全为雌果蝇,且暗红眼与白眼比例约为1∶1。据此推测,精子不育现象与染色体上一段DNA序列r有关(其在同源染色上体相同位置对应的序列记为R),请在雄蝇X的图中标注序列r和序列R可能的位置。
④在雄蝇T的次级精母细胞中均可检测到蛋白G,且次级精母细胞数目与普通F1雄蝇无显著差异。推测雄蝇T特定类型精子不育的机理是 。
补充设问
审题方法设问① 依据题干中的“将雄蝇T与品系甲杂交,选取子代中的雄果蝇与品系甲雌果蝇杂交,所得后代全为暗红眼”“X与品系甲的雌果蝇杂交,所得子代全为雌果蝇,且暗红眼与白眼比例约为1∶1”可得出何种信息?
解题思路设问② 答题时遇到填写两个或两对基因的关系及位置关系时应该如何作答?答案 (1)①常 bbnn ②位于一对同源染色体上,且B与N连锁,b与n连锁 F1作父本时,减数第一次分裂过程中,眼色基因之间的染色体片段不发生互换;F2作母本时,发生了互换 (2)b、n (3)①显性 ②SD基因与B、N基因位于同一条染色体上 如图所示(注:序列r位于Y染色体易位的片段上,序列R位于携带SD基因的染色体上的相同位点)
(4)SD基因编码的蛋白G可与序列r相互作用,使含有序列r的精细胞发育异常并死亡
补充设问答案 设问① 雄蝇T的遗传特性为:当其作父本、品系甲作母本杂交时,子代均为暗红眼,根据题干信息,雄蝇T和品系甲杂交,子代的雄果蝇与品系甲雌果蝇杂交,所得后代也均为暗红眼,可知子代的雄性遗传特性与雄蝇T完全相同,可以此作为突破口判断相应基因的位置关系。雄蝇T经射线照射后变异为雄蝇X,X出现了子代无雄蝇的情况,说明X产生的含Y染色体的精子全部不育,结合题图可知,控制不育的相关序列易位到了Y染色体上。
设问② 涉及基因关系时,需判断是相同基因、等位基因还是非等位基因,涉及两对基因时还需指明是同源染色体上的非等位基因,还是非同源染色体上的非等位基因;涉及基因的位置关系时,需判断是位于一对同源染色体上(是否连锁),还是位于两对同源染色体上。
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