高考生物二轮复习基础保分专题07《遗传规律与伴性遗传》学案(含详解)
展开基础保分专题七 遗传规律与伴性遗传
NO.1 学前自主测评
[选择题—练明高频考点]
考点一 孟德尔遗传定律及相关比例的变式应用
1.(泉州质检)下列与生物遗传有关的叙述,正确的是( )
A.非等位基因之间存在着相互作用,形成配子时进行自由组合
B.自由组合定律的实质是指F1产生的雌、雄配子之间自由组合
C.测交方法可用于检测F1的基因型和F1产生配子的种类及比例
D.杂合子随机交配,子代性状分离比是3∶1或9∶3∶3∶1
解析:选C 非同源染色体上的非等位基因在形成配子时才进行自由组合;自由组合定律的实质是指F1通过减数分裂产生配子时,随着非同源染色体的自由组合导致非同源染色体上的非等位基因自由组合;测交实验可用于检测F1的基因型,还可检测F1产生配子的种类及比例;D选项描述的随机交配的杂合子,并不知道其中含有的基因对数和基因间的关系,所以无法预测子代性状分离比。
2.某昆虫的触角有长触角、中触角和无触角三种,分别受位于一对常染色体上的基因M、M1、M2控制,且具有完全显隐性关系。某研究小组做了如图所示杂交实验,其中无触角亲本是纯合子。下列叙述正确的是( )
A.M、M1、M2在遗传中遵循自由组合定律
B.M对M1为显性,M1对M2为显性
C.该昆虫关于触角的基因型有6种
D.亲本的基因型分别为M2M1、M1M1
解析:选C M、M1、M2位于一对同源染色体上,属于复等位基因,在遗传中遵循分离定律;亲本是中触角和无触角(纯合子),子一代没有无触角,有中触角和长触角,由此判断,中触角对长触角为显性,长触角对无触角为显性,因此M1对M为显性,M对M2为显性;该昆虫关于触角的基因型有M1M1、MM、M2M2、M1M、M1M2、MM2,共6种;据选项B推断的基因显隐性关系可知,亲本中触角的基因型为M1M,无触角的基因型为M2M2。
3.(南通模拟)水稻花粉粒中淀粉的非糯性对糯性为显性(以W、w表示相关基因),非糯性的花粉粒遇碘呈蓝黑色,糯性的花粉粒遇碘呈橙红色。用纯种的非糯性圆花粉粒水稻与纯种的糯性长花粉粒水稻进行杂交,F1全为圆粒非糯性品种(花粉粒形状相关基因以A、a表示)。取F1成熟花粉,加碘染色后在显微镜下观察并记载花粉粒的类型及数目,结果如下表所示。下列相关分析错误的是( )
花粉粒类型
蓝黑色圆形
蓝黑色长形
橙红色圆形
橙红色长形
数目
28
26
27
26
A.两对相对性状中圆花粉粒、非糯性属于显性
B.实验结果表明F1能产生4种比例相等的雄配子
C.两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律
D.橙红色圆粒花粉细胞的基因组成为wwAA或wwAa
解析:选D 用纯种的非糯性圆花粉粒水稻与纯种的糯性长花粉粒水稻进行杂交,F1全为圆粒非糯性品种,说明圆花粉粒、非糯性属于显性。亲本纯种的非糯性圆花粉粒水稻与纯种的糯性长花粉粒的基因型分别是WWAA、wwaa,F1的基因型为WwAa,分析表中信息可知:F1能产生4种比例相等的雄配子,两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律。橙红色圆粒花粉细胞的基因组成为wA。
4.(成都模拟)玉米的某一性状有野生型和突变型,由一对基因B和b控制,杂合子中有87.5%的个体表现为突变型。某一个玉米群体自交,F1中出现两种表现型。下列有关分析错误的是( )
A.F1的基因频率与亲本相比不会发生改变
B.亲本可均为突变型
C.F1中的杂合子自交后代突变型∶野生型=11∶5
D.F1自由交配产生的F2中,突变型与野生型的比例会发生改变
解析:选D 某一个玉米群体自交,F1中出现两种表现型,说明该群体的基因型为Bb,B的基因频率为1/2,b的基因频率为1/2,Bb自交后,F1为1/4BB、1/2Bb、1/4bb,B的基因频率为1/2,b的基因频率为1/2,两者基因频率不会发生改变。杂合子Bb中有87.5%(7/8)的个体表现为突变型,则亲本可均为突变型。F1中的杂合子Bb自交后代,突变型所占的比例为BB(1/4)+Bb(2/4×7/8)=11/16;野生型所占的比例为bb(1/4)+Bb(2/4×1/8)=5/16,所以F1中的杂合子自交后代突变型∶野生型=11∶5。F1(1/4BB、1/2Bb、1/4bb)自由交配,F2中BB为1/4、Bb为1/2、bb为1/4,前后代基因型频率不变,表现型比例也不发生改变。
5.某种一年生自花传粉植物,其叶形由1对等位基因(椭圆形叶D、掌形叶d)控制。现以基因型为Dd的椭圆形叶植株作为亲本进行实验观察,发现第2代、第3代、第4代中椭圆形叶和掌形叶植株的比例均为2∶1。下列叙述错误的是( )
A.椭圆形叶植株产生含有D的雄配子和含d的雄配子的比例是1∶1
B.掌形叶植株可能无法产生可育的配子
C.第3代植株中D基因的频率为50%
D.该性状遗传遵循孟德尔分离定律
解析:选C 亲本Dd产生的雄配子和雌配子中都有D和d两种,每种性别的两种配子之比都为1∶1;致死的是含DD的椭圆形叶植株,另外每代中的掌形叶植株可能无法产生可育的配子,即不能产生子代;由于每代植株中Dd∶dd=2∶1,所以每代植株中D基因频率都为1/3,d基因频率都为2/3;该性状由一对等位基因控制,杂合子(Dd)在产生配子时,D和d彼此分离,进入到不同配子中遗传给后代,遵循孟德尔分离定律。
6.在某小鼠种群中,毛色受三个复等位基因(AY、A、a)控制,AY决定黄色、A决定灰色、a决定黑色,基因位于常染色体上,其中基因AY纯合时会导致小鼠在胚胎时期死亡,且基因AY对基因A、a为显性,A对a为显性,现用AYA和AYa两种黄毛鼠杂交得F1,F1个体自由交配,下列有关叙述正确的是( )
A.该鼠种群中的基因型有6种
B.F1中雄鼠产生的不同种类配子的比例为1∶2∶1
C.F2中A的基因频率是1/4
D.F2中黄鼠所占比例为1/2
解析:选D 根据题意分析可知:AYA和AYa两种黄毛鼠杂交得F1,F1为1AYAY(死亡)、1AYA(黄色)、1AYa(黄色)、1Aa(灰色),因此黄色∶灰色=2∶1,AY的基因频率=1/3,A的基因频率=1/3,a的基因频率=1/3,F1个体自由交配,F2为AYAY(死亡)=1/9、AYA(黄色)=2/9、AYa(黄色)=2/9、Aa(灰色)=2/9、AA(灰色)=1/9、aa(黑色)=1/9,因此F2中AYA(黄色)∶AYa(黄色)∶Aa(灰色)∶AA(灰色)∶aa(黑色)=2∶2∶2∶1∶1,则F2中黄色∶灰色∶黑色=4∶3∶1。由于基因AY纯合时会导致小鼠在胚胎时期死亡,所以该鼠种群中存活小鼠毛色的基因型有AYA、AYa、AA、Aa、aa,共5种;F1中雄鼠的基因型有AYA、AYa、Aa,比例为1∶1∶1,所以雄鼠产生的不同种类配子比例为AY∶A∶a=1∶1∶1;F2中A的基因频率=(2+2+2)÷(2×2+2×2+2×2+1×2+1×2)=3/8;F2中黄色∶灰色∶黑色=4∶3∶1,因此F2中黄鼠所占比例为1/2。
考点二 伴性遗传与人类遗传病
7.下列有关性染色体及伴性遗传的叙述,正确的是( )
A.性染色体上的基因控制的性状都与性别决定有关
B.ZW型性别决定的生物,含W染色体的配子是雌配子
C.生物细胞中的染色体都可分为性染色体和常染色体
D.正常情况下,表现正常的夫妇不可能生出色盲儿子
解析:选B 性染色体上的基因有的并不控制性别,如色盲基因。ZW型性别决定的生物中,雌性的性染色体组成为异型的,即ZW;雄性的性染色体组成为同型的,即ZZ,由此可推知含W染色体的配子是雌配子。生物的性别决定方式有多种,只有由性染色体决定性别的生物才有性染色体和常染色体之分。红绿色盲属于伴X染色体隐性遗传病,若母亲为携带者,则可能生出色盲儿子。
8.已知果蝇的直毛与分叉毛为一对相对性状(显性基因用A表示,隐性基因用a表示)。现选取两只亲代果蝇杂交,所得F1中直毛雌果蝇121只,分叉毛雌果蝇0只,直毛雄果蝇60只,分叉毛雄果蝇61只。则F1产生的卵细胞中具有A和a的比例及精子中具有A和a的比例分别是( )
A.3∶1,3∶1 B.1∶1,3∶1
C.1∶1,1∶1 D.3∶1,1∶1
解析:选D 依题意可知:F1中的雌果蝇均为直毛,雄果蝇直毛∶分叉毛≈1∶1,说明性状的表现与性别相关联,控制毛型的基因位于X染色体上,且直毛为显性性状,双亲的基因型分别为XAXa、XAY。F1雌果蝇的基因型为1/2XAXA、1/2XAXa,产生的卵细胞为3/4XA、1/4Xa,即产生的卵细胞中具有A和a的比例为3∶1;F1雄果蝇的基因型为1/2XAY、1/2XaY,产生的精子为1/4XA、1/4Xa、1/2Y,即产生的精子中具有A和a的比例为1∶1。
9.(届高三·安阳测评)为确定果蝇A性状和B性状的相对显隐性,某研究者将正常的具有A性状的雄果蝇与染色体组成为XXY的具有B性状的雌果蝇进行杂交,得F1。已知控制A性状和B性状的基因均位于果蝇的Y染色体上且位置相同,在减数分裂过程中,染色体组成为XXY的细胞,其两条染色体可移向细胞一极,另一条移向另一极;染色体组成为XXY的个体为可育雌性,染色体组成为XYY的个体为可育雄性,染色体组成为XXX和YY的个体致死。下列叙述错误的是( )
A.亲本雌果蝇可产生4种配子,F1的雌雄比例为1∶1
B.A性状和B性状的遗传雌雄果蝇中都可能出现
C.若雄性后代表现为A性状∶B性状=4∶1,则A性状是显性
D.若雄性后代表现为A性状∶B性状=3∶2,则B性状是显性
解析:选D 根据题意可知,亲本雌果蝇的染色体组成为XXY,其产生的4种雌配子及比例为2X、2XY、1XX、1Y,亲本雄果蝇的染色体组成为XY,其产生的配子有1X和1Y。F1中个体的性染色体组成及比例为2XX(雌性)、2XXY(雌性)、1XXX(致死)、1XY(雄性)、2XY(雄性)、2XYY(雄性)、1XXY(雌性)、1YY(致死),因此,F1的雌雄比例为5∶5=1∶1;已知控制A性状和B性状的基因均位于果蝇的Y染色体上且位置相同,且染色体组成为XXY的个体为可育雌性,染色体组成为XYY的个体为可育雄性,由此可推知A性状和B性状的遗传雌雄果蝇中都可能出现;亲本中正常的具有A性状的雄果蝇基因型设为XYA,其产生的配子有1X和1YA,亲本染色体组成为XXY的具有B性状的雌果蝇的基因型设为XXYB,其产生的配子有2X、2XYB、1XX、1YB,则F1雄果蝇有1XYB、2XYA、2XYAYB。若雄性后代表现为A性状∶B性状=4∶1,说明XYAYB表现为A性状,则A性状是显性。结合C选项分析,若B性状是显性,说明XYAYB表现为B性状,则雄性后代表现为A性状∶B性状=2∶3。
10.(张家界模拟)如图所示某家族的遗传系谱图,Ⅱ3和Ⅱ6患有某种单基因遗传病,其他成员正常。不考虑突变,下列对控制该遗传病的等位基因所在染色体、致病基因的显隐性情况的描述,不可能的是( )
A.等位基因位于常染色体上,致病基因为隐性
B.等位基因仅位于X染色体上,致病基因为显性
C.等位基因位于常染色体上,致病基因为显性
D.等位基因位于X和Y染色体上,致病基因为隐性
解析:选B 据图分析,Ⅱ3、Ⅱ6有病,Ⅱ4、Ⅱ5正常,而他们的后代都正常,则该病可能是常染色体上的显性基因控制的遗传病,也可能是常染色体上的隐性基因控制的遗传病;由于Ⅱ3有病,其女儿(Ⅲ7)正常,则该病不可能是伴X染色体显性遗传病;由于Ⅱ6有病,其儿子正常,因此该病不可能是伴X染色体隐性遗传病,但是可能是位于X、Y染色体同源区的隐性遗传病。
11.(南京模拟)血友病是伴X染色体隐性遗传病,下图中两个家系都有血友病患者(相关基因为H、h),Ⅲ2和Ⅲ3婚后生下一个性染色体组成是XXY非血友病的儿子(Ⅳ2),家系中的其他成员性染色体组成均正常。下列有关叙述错误的是( )
A.图示家系中,Ⅱ1基因型只有1种,Ⅲ3基因型有2种可能
B.若Ⅳ1和正常男子结婚,所生育的子女中患血友病的概率是1/4
C.Ⅳ2性染色体异常的原因一定是Ⅲ3在形成配子时同源染色体XX没有分开
D.若Ⅳ3是女性,出生前可使用由基因H制成的基因探针进行产前诊断
解析:选C 血友病是伴X染色体隐性遗传病,Ⅱ1基因型为XHXh,Ⅲ3基因型可能为XHXH、XHXh;Ⅲ2是血友病患者,则Ⅳ1的基因型是XHXh,其与正常男子XHY结婚,所生育的子女中患血友病的概率是1/4;Ⅳ2的性染色体组成为XXY,且不患血友病,其父亲患血友病,则说明其两条X染色体都来自母亲Ⅲ3,可能是Ⅲ3在形成配子时同源染色体XX没有分开或姐妹染色单体XX没有分开;若Ⅳ3是女性,出生前可使用由基因H制成的基因探针进行产前诊断。
12.TaySachs病是一种单基因隐性遗传病,患者的一种溶酶体酶完全没有活性,导致神经系统损坏,患者通常在4岁前死亡。在中欧某地区的人群中,该病发病率高达1/3 600。下列相关叙述正确的是( )
A.TaySachs病的致病基因通过杂合子在亲子代间传递
B.正常个体的溶酶体能合成部分水解酶
C.该病杂合子不发病是因为显性基因抑制了隐性基因的表达
D.在中欧该地区约60人中就有一个该病致病基因的携带者
解析:选A TaySachs病是一种单基因隐性遗传病,因患者在4岁前死亡,该病的致病基因只能通过杂合子在亲子代之间传递;正常个体的溶酶体含有多种水解酶,但自身不能合成水解酶,水解酶的合成场所为核糖体;TaySachs病是一种单基因隐性遗传病,该病杂合子不发病是因为靠显性基因所产生的酶足以维持正常的性状,并不是因为显性基因抑制了隐性基因的表达;设致病基因为a,正常基因为A,据题意可计算a、A的基因频率为:a=1/60,A=59/60。据此可计算出正常人群中携带者的概率是:2Aa/(AA+2Aa)=(2×59/60×1/60)/[(59/60×59/60)+(2×59/60×1/60)]=2/61,约为1/30,即在中欧该地区约30人中就有一个该病致病基因的携带者。
[非选择题—练通综合交汇]
13.畜禽中色素相关性状是重要的品种特征。为揭示鸭的喙色遗传规律,研究者用两个品系的黑喙鸭与黄喙(无色素)鸭杂交,F1的不同表现型的个体数如下图;从F1中选取不同喙色个体进行杂交,结果如下表。
杂交组合
F1喙色
F2表现型及比例
一
黑×黑
黑∶花∶黄=9∶3∶4
二
黑×黄
黑∶花∶黄=3∶1∶4
三
黄×黄
全黄
(1)鸭喙色的遗传由两对等位基因(A/a、B/b)控制,据表中组合______________可知,这两对基因的遗传遵循______________定律。
(2)已知组合二中F1黄喙鸭的基因型为Aabb,则________基因控制黑色素的合成,________基因影响黑色素在喙部的沉积,由此推测花喙形成的原因是__________________________________________。
(3)已知本实验亲代黄喙鸭的基因型为aabb,由图中结果推测品系甲中黑喙鸭的基因型为_______和_______。杂交组合三F2中黄喙纯合子所占比例为________。
解析:(1)杂交组合一中F2的性状分离比为黑∶花∶黄=9∶3∶4(为9∶3∶3∶1的变式),说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律;此外,杂交组合二的F2有3种表现型的个体,也能说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。(2)结合对(1)的分析可知:黑喙鸭的基因型为A_B_。已知组合二中F1黄喙鸭的基因型为Aabb,则B基因控制黑色素的合成,A基因影响黑色素在喙部的沉积,由此推测花喙(aaB_)形成的原因:能合成黑色素,但色素未能沉积在整个喙部,造成喙部黑黄相间。(3)已知本实验亲代黄喙鸭的基因型为aabb。分析图示:黄喙鸭aabb与品系甲中的黑喙鸭杂交,F1中有极少数的黄喙鸭,其余均为黑喙鸭,说明品系甲的黑喙鸭中有少量杂合子,其基因型为AABB和AABb。因黄喙鸭aabb与品系乙中的黑喙鸭杂交所得F1中没有黄喙鸭,所以黄喙鸭aabb与品系甲中黑喙鸭的杂交,其子代基因型均为Aabb。在杂交组合三中,F1中的黄喙鸭(Aabb)与黄喙鸭(Aabb)杂交,F2的基因型及其比例为AAbb∶Aabb∶aabb=1∶2∶1,均为黄喙,其中黄喙纯合子所占比例为1/2。
答案:(1)一、二 自由组合 (2)B A 能合成黑色素,但色素未能沉积在整个喙部,造成喙部黑黄相间
(3)AABB AABb 1/2
14.某昆虫有白色、黄色、绿色三种体色,由两对等位基因A-a、B-b控制,相关色素的合成原理如下图所示,请据图回答问题:
(1)图中①与②、③与④过程均可说明基因与性状关系是___________________________________________________________________________。
(2)在绿色昆虫中,只有绿色的体表细胞含有绿色色素,其根本原因是__________________________________。
(3)两只绿色昆虫杂交,子代出现了3/16的黄色昆虫,此两只绿色昆虫的基因型为________________,子代中白色昆虫的性别情况是________________。
(4)现有一只未知基因型的白色雌虫Q;请从未知基因型的绿色、白色和黄色雄虫中选材,设计一个一次性杂交实验,以准确测定Q的基因型(写出相关的实验思路、预测实验结果并得出相应的结论)。
实验思路:_____________________________________________________________。
预期实验结果和结论:若子代的雌虫体色均为绿色,则Q的基因型是____________。
若______________________________________,则Q的基因型是AaXbXb。
若______________________________________,则Q的基因型是____________。
解析:(1)图中①③表示基因控制酶的合成,②④表示酶催化过程,由此说明基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状的。(2)绿色昆虫中,只有皮肤细胞才呈现绿色,这是遗传信息的执行情况不同,即基因选择性表达的结果,相关基因只在皮肤细胞表达。(3)据题意可知,雌性昆虫基因型为A_XBX-,雄性昆虫基因型为A_XBY,后代出现的黄色昆虫的基因型为aaXB_,比例为3/16(=1/4×3/4),说明亲本两只绿色昆虫的基因型分别为AaXBXb、AaXBY,因此后代白色昆虫(_ _XbY)只能是雄虫。(4)未知基因型的白色雌虫Q的基因型可能为AAXbXb、AaXbXb、aaXbXb,为了鉴定其基因型,可以让其与黄色雄虫aaXBY杂交,观察并统计子代的体色和性别情况。若子代的雌虫体色均为绿色(AaXBXb),说明Q的基因型是AAXbXb。若子代雌虫体色为绿色∶黄色=1∶1(或绿雌∶黄雌∶白雄=1∶1∶2),则Q的基因型是AaXbXb。若子代的雌虫体色均为黄色(或黄雌∶白雄=1∶1),则Q的基因型是aaXbXb。
答案:(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状 (2)不同细胞中遗传信息的执行情况不同所致(不同细胞中基因选择性表达的结果)
(3)AaXBXb、AaXBY 全部为雄虫 (4)让白色雌虫Q与黄色雄虫杂交得子代,观察并统计子代的体色和性别情况 AAXbXb 子代雌虫体色为绿色∶黄色=1∶1(或绿雌∶黄雌∶白雄=1∶1∶2) 子代的雌虫体色均为黄色(或黄雌∶白雄=1∶1) aaXbXb
15.(届高三·广州测评)已知某二倍体植物的宽叶和窄叶是由等位基因A、a控制的一对相对性状,抗病和感病是由等位基因B、b控制的另一对相对性状。研究小组让某宽叶抗病植株自交,所得子一代表现型及比例为宽叶抗病∶宽叶感病∶窄叶抗病∶窄叶感病=5∶3∶3∶1。根据以上实验结果回答问题:
(1)该植物的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,这两对相对性状的显性性状为____________。
(2)该研究小组推测子一代出现上述比例的原因可能是亲本中基因型为________的雄配子不育,若该推测正确,则子一代中基因型与亲本相同的个体所占比例为________。
(3)该研究小组通过秋水仙素处理培育出基因型为AAaa的四倍体植株,若该四倍体植株所产生的不同配子均可育,其自交所得F1中能稳定遗传的个体占________,该过程________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
(4)请以题干中所述的亲本和子一代为材料,设计遗传实验判断子一代出现上述比例是亲本中某基因型的雄配子不育造成的还是亲本中某基因型的雌配子不育造成的。(简要写出实验思路即可)
解析:(1)由题意“某宽叶抗病植株自交后代的性状分离比为5∶3∶3∶1(实质是9∶3∶3∶1的变式)”可推知,该植物的这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律,宽叶和抗病是两对相对性状中的显性性状,亲本的基因型为AaBb。(2)若将子一代的性状分离比(5∶3∶3∶1)拆开来分析,则有宽叶∶窄叶=2∶1,抗病∶感病=2∶1,推测亲本中基因型为AB的雄配子可能不育。若该推测正确,亲本产生的雌配子及其比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,产生的雄配子及其比例为Ab∶aB∶ab=1∶1∶1,则亲本自交产生的子一代中基因型与亲本相同的个体(AaBb)所占比例为1/4(AB)×1/3(ab)+2×1/4(Ab)×1/3(aB)=1/4。(3)基因型为AAaa的四倍体植株产生的配子及比例为AA∶Aa∶aa=1∶4∶1,其自交后代中能稳定遗传的个体(AAAA和aaaa)所占比例为1/6(AA)×1/6(AA)+1/6(aa)×1/6(aa)=1/18。该过程只涉及一对等位基因,没有涉及非同源染色体上的非等位基因,所以不遵循基因的自由组合定律。(4)为了判断子一代出现上述比例是亲本中某基因型的雄配子不育造成的还是亲本中某基因型的雌配子不育造成的,可以让题干所述亲本宽叶抗病植株分别作为父本和母本进行测交实验,再根据后代的表现型及比例进行判断即可。
答案:(1)遵循 宽叶和抗病 (2)AB 1/4 (3)1/18 不遵循 (4)让题干所述亲本宽叶抗病植株与子一代中窄叶感病植株进行正反交实验,分别观察后代的表现型及比例。
NO.2 练后循图忆知
[知识深化拓展]
1.理清基因分离定律和自由组合定律的关系及相关比例(填图)
2.辨明性状分离比出现偏离的原因
(1)具有一对相对性状的杂合子自交:
Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa
①2∶1⇒显性纯合致死,即AA个体不存活。
②全为显性⇒隐性纯合致死,即aa个体不存活。
③1∶2∶1⇒不完全显性,即AA、Aa、aa的表现型各不相同。
(2)两对相对性状的遗传现象:
①自由组合定律的异常分离比:
F1:AaBbF2 正常情况下,F2的性状分离比为9∶3∶3∶1,异常情况下:
②基因完全连锁现象:
图1
图2
[常考题点练通]
孟德尔遗传实验的科学方法及遗传基本概念的应用
1.(2018·江苏高考)一对相对性状的遗传实验中,会导致子二代不符合3∶1性状分离比的情况是( )
A.显性基因相对于隐性基因为完全显性
B.子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等,雄配子中也相等
C.子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异,雌配子无差异
D.统计时子二代3种基因型个体的存活率相等
解析:选C 子一代产生的雄配子中2种类型配子的活力有差异,会使2种类型配子比例偏离1∶1,从而导致子二代不符合3∶1的性状分离比。
2.(2017·海南高考)遗传学上的平衡种群是指在理想状态下,基因频率和基因型频率都不再改变的大种群。某哺乳动物的平衡种群中,栗色毛和黑色毛由常染色体上的1对等位基因控制。下列叙述正确的是( )
A.多对黑色个体交配,每对的子代均为黑色,则说明黑色为显性
B.观察该种群,若新生的栗色个体多于黑色个体,则说明栗色为显性
C.若该种群栗色与黑色个体的数目相等,则说明显隐性基因频率不等
D.选择1对栗色个体交配,若子代全部表现为栗色,则说明栗色为隐性
解析:选C 若所选多对黑色个体均为纯合子,不论黑色是否为显性,其后代均为黑色,不能判断显隐性关系;若该种群原来就是栗色个体占多数,即便栗色为隐性,新生个体中栗色个体也会多于黑色个体;相关基因用A、a表示,若栗色与黑色个体数相等,则AA+Aa=aa,所以A≠a;若所选栗色个体为纯合子,无论栗色是否为显性,其子代全部为栗色,由此不能说明栗色的显隐性。
亲子代基因型、表现型的推断及相关计算
3.(2017·全国卷Ⅱ)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则杂交亲本的组合是( )
A.AABBDD×aaBBdd,或AAbbDD×aabbdd
B.aaBBDD×aabbdd,或AAbbDD×aaBBDD
C.aabbDD×aabbdd,或AAbbDD×aabbdd
D.AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbdd
解析:选D F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,总数为64,故F1中应有3对等位基因,且遵循自由组合定律,对各项进行逐项分析即可得出答案。A项,AABBDD×aaBBdd的F1中只有2对等位基因,AAbbDD×aabbdd的F1中也只有2对等位基因;B项,aaBBDD×aabbdd的F1中只有2对等位基因,AAbbDD×aaBBDD的F1中也只有2对等位基因;C项,aabbDD×aabbdd的F1中只有1对等位基因,且F1、F2都是黄色,AAbbDD×aabbdd的F1中只有2对等位基因。A、B、C项中的亲本组合都不符合。D项,AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbdd的F1中含有3对等位基因,F1均为黄色,F2中毛色表现型会出现黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,符合要求。
4.(2016·全国卷Ⅲ)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株。根据上述杂交实验结果推断,下列叙述正确的是( )
A.F2中白花植株都是纯合体
B.F2中红花植株的基因型有2种
C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上
D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
解析:选D 本题的切入点在“若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株”上,相当于测交后代表现出1∶3的分离比,可推断该相对性状受两对等位基因控制,且两对基因独立遗传。设相关基因为A、a和B、b,则A_B_表现为红花,A_bb、aaB_、aabb表现为白花,因此F2中白花植株中既有纯合体又有杂合体;F2中红花植株的基因型有AaBb、AABB、AaBB、AABb 4种;控制红花与白花的两对基因独立遗传,位于两对同源染色体上;F2中白花植株的基因型有5种,红花植株的基因型有4种。
“逆向组合法”推断亲本基因型
(1)方法: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,再运用乘法原理进行逆向组合。
(2)题型示例:
①1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb);
②3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb);
③3∶1⇒(3∶1)×1⇒(Aa×Aa)(BB×_ _)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×_ _)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
④⇒AaBb×AaBb
巧用遗传学比例解答遗传类问题
5.已知某种植物籽粒的红色和白色为一对相对性状,这一对相对性状受到多对等位基因的控制。某研究小组将若干个籽粒红色与白色的纯合亲本杂交,结果如图所示。下列相关说法错误的是( )
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
P 红粒×白粒 红粒×白粒 红粒×白粒
↓ ↓ ↓
F1 红粒 红粒 红粒
↓ ↓ ↓
F2 红粒∶白粒 红粒∶白粒 红粒∶白粒
3∶1 15∶1 63∶1
A.控制红色和白色相对性状的基因分别位于三对同源染色体上
B.第Ⅰ、Ⅱ组杂交组合产生的子一代的基因型均可能有3种
C.第Ⅲ组杂交组合中子一代的基因型只有1种
D.第Ⅰ组的子一代测交后代中红色和白色的比例为3∶1
解析:选D 根据第Ⅲ组产生的F2的比例为63∶1,总份数为64(43),说明控制该性状的基因有三对,它们分别位于三对同源染色体上,并且F1的基因型只有AaBbCc1种;根据第Ⅰ、Ⅱ组F2的性状比例分别为3∶1、15∶1可知,第Ⅰ组的F1的基因型中只有一对基因为杂合,另两对基因为隐性纯合,则第Ⅰ组的子一代的基因型有3种,第Ⅱ组的F1的基因型中有两对基因为杂合,另一对基因为隐性纯合,则第Ⅱ组的子一代的基因型有3种;由于第Ⅰ组的子一代只能产生两种配子,因此,它与aabbcc个体测交产生的后代中红色和白色的比例为1∶1。
6.已知某植株的高产与低产这对相对性状受一对等位基因M、m控制,生物兴趣小组的同学用300对亲本均分为3组进行了下表所示的实验一:
组别
杂交方案
杂交结果
甲
高产×高产
高产∶低产=14∶1
乙
高产×低产
高产∶低产=5∶1
丙
低产×低产
全为低产
该植株的花色遗传可能由一对或多对等位基因控制(依次用字母A、a;B、b;C、c……表示)。为探究花色遗传,生物兴趣小组做了实验二:将甲、乙两个白花品系杂交得F1,F1都开紫花,F1自花受粉产生F2,收获的F2中紫花162株,白花126株。根据实验结果,分析回答问题:
(1)由实验一的结果可知,甲组的结果不符合3∶1,其原因是________________________________________________________________________,
乙组的高产亲本中纯合子与杂合子的比例为_________。
(2)分析实验二可知,紫花和白花这对相对性状至少受________对等位基因的控制,其遗传遵循____________定律。若只考虑最少对等位基因控制该相对性状的可能,则F1的基因型为______________。
(3)现用两紫花高产植株杂交,子代F1中有紫花高产∶紫花低产∶白花高产∶白花低产=9∶3∶3∶1,淘汰白花植株,让其余植株自由传粉,子代中M基因的频率是________。
解析:(1)甲组高产与高产杂交,后代出现了低产,说明低产是隐性性状;若亲本都是杂合子,则后代的性状分离比为3∶1,而实际上的比例是14∶1,说明亲本高产有的是纯合子,有的是杂合子;乙组高产(M_)与低产(mm)杂交,后代性状分离比为5∶1,说明亲本产生含M配子的概率为5/6,含m配子的概率为1/6,则亲本中MM∶Mm=2∶1。(2)F2中紫花162株,白花126株,比例为9∶7,说明子一代是双杂合子AaBb,所以紫花和白花这对相对性状至少受两对等位基因的控制,其遗传遵循基因的自由组合定律。(3)因为控制产量基因与控制花色基因是独立遗传的,所以淘汰白花植株不影响M基因的频率。高产与高产杂交,后代高产∶低产=3∶1,则说明亲本都是Mm,自交后代基因型及比例为MM∶Mm∶mm=1∶2∶1,则M基因的频率为50%。
答案:(1)高产亲本植株既有纯合子又有杂合子 2∶1
(2)两 基因的自由组合 AaBb (3)50%
利用“性状比之和”,判断控制遗传性状基因的对数
(1)依据:如果题目中给出的数据是比例的形式,或者给出的性状个体数之间的比值接近“常见”性状比的话,可以将性状比中各个数值相加。自交情况下,得到的总和是4的几次方,就说明自交的亲代中含有几对等位基因;测交情况下,得到的总和是2的几次方,则该性状就由几对等位基因控制。
(2)实例:当自交后代表现型比例为9∶3∶3∶1(各数值加起来是16,即42)或测交结果是1∶1∶1∶1(各数值加起来是4,即22)时,可立即判断为由两对同源染色体上的两对等位基因控制的性状。同理,如果题目中自交后代性状比中的数值加起来是256(即44)或测交后代表现型比例中的数值加起来是16(即24),可立即判断为由四对同源染色体上的四对等位基因控制的性状。
[知识深化拓展]
1.理清性染色体及其不同区段上基因的遗传规律
(1)X、Y染色体的来源及传递规律:
①男性(XY):X只能传给女儿,Y则传给儿子。
②女性(XX):任何一条既可来自母亲,也可来自父亲。向下一代传递时,任何一条既可传给女儿,又可传给儿子。
(2)仅在X染色体上基因的遗传特点:
①伴X染色体显性
遗传病的特点
a.发病率女性高于男性;
b.世代遗传;
c.男患者的母亲和女儿一定患病
②伴X染色体隐性
遗传病的特点
a.发病率男性高于女性;
b.隔代交叉遗传;
c.女患者的父亲和儿子一定患病
(3)X、Y染色体同源区段遗传特点:
①涉及同源区段的基因型女性为XAXA、XAXa、XaXa,男性为XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。(基因用A、a表示)
②遗传性状与性别的关系如下
左图性状表现与性别有关,而右图性状表现与性别无关。
2.掌握判断性状遗传方式的两类方法
(1)遗传系谱图中遗传病类型的判断:(填图)
(2)特殊类型的判断:
①性状的显隐性:
②遗传方式:在右图所示的遗传图谱中,若已知男性亲本不携带致病基因(无基因突变),则该病一定为伴X隐性遗传病。
[常考题点练通]
伴性遗传的类型和遗传特点
1.(2015·全国卷Ⅰ)抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病,短指为常染色体显性遗传病,红绿色盲为X染色体隐性遗传病,白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病遗传特征的叙述,正确的是( )
A.短指的发病率男性高于女性
B.红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者
C.抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性
D.白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现
解析:选B 常染色体遗传病的男性与女性发病率相等;X染色体隐性遗传病的女性患者,其父亲和儿子一定是患者;X染色体显性遗传病的女性发病率大于男性发病率;白化病属于常染色体隐性遗传病,不会在一个家系的几代人中连续出现。
2.基因组成为XBXbY的甲,其父患色盲、其母表现正常。下列分析中可能性较大的是( )
①甲母亲减数第一次分裂中,2条X染色体未分开而是一起进入了次级卵母细胞 ②甲母亲减数第二次分裂中,2条X染色体未分开而是一起进入了卵细胞 ③甲父亲减数第一次分裂中,2条性染色体未分开而是一起进入了次级精母细胞 ④甲父亲减数第二次分裂中,2条性染色体未分开而是一起进入了精细胞
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
解析:选B 甲父母的基因型分别是XbY、XBX-。甲的基因型为XBXbY,其中XB一定来自母亲、Y一定来自父亲,Xb可能来自父亲也可能来自母亲,不论来自哪一方,都是减数第一次分裂时,同源染色体没有分离的结果。
3.人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,但存在着同源区(Ⅱ)和非同源区(Ⅰ、Ⅲ),如右图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.若某病是由位于非同源区段Ⅲ上的致病基因控制的,则患者均为男性
B.若X、Y染色体上存在一对等位基因,则该对等位基因位于同源区(Ⅱ)上
C.若某病是由位于非同源区段Ⅰ上的显性基因控制的,则男性患者的儿子一定患病
D.若某病是由位于非同源区段Ⅰ上的隐性基因控制的,则患病女性的儿子一定是患者
解析:选C 由题图可以看出Ⅲ片段位于Y染色体上,X染色体上无对应的部分,因此若某病是位于Ⅲ片段上致病基因控制的,则患者均为男性;由题图可知Ⅱ片段是X、Y染色体的同源区段,因此在该部位会存在等位基因;由题图可知Ⅰ片段位于X染色体上,Y染色体上无对应区段,若该区段的疾病由显性基因控制,男患者致病基因总是传递给女儿,则女儿一定患病,而儿子是否患病由母方决定;若某病是位于Ⅰ片段上隐性致病基因控制的,儿子的X染色体一定来自母方,因此患病女性的儿子一定是患者。
X、Y染色体的传递规律
(1)在儿子的X1Y中,X1来自其母亲,Y来自其父亲。向下一代传递时,X1只能传给女儿,Y则只能传给儿子。
(2)在女儿的X2X3中,一条来自其父亲,一条来自其母亲。向下一代传递时,X2、X3中任何一条既可传给女儿,又可传给儿子。
(3)一对染色体组成为X1Y、X2X3的夫妇生两个女儿,则女儿中来自父亲的都为X1,且是相同的;但来自母亲的可能为X2,也可能为X3,不一定相同。
人类遗传病及遗传系谱图分析
4.(2016·全国卷Ⅰ)理论上,下列关于人类单基因遗传病的叙述,正确的是( )
A.常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
B.常染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
C.X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
D.X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
解析:选D 联系遗传平衡定律进行分析。常染色体隐性遗传病在男性和女性中的发病率相等,均等于该病致病基因的基因频率的平方。常染色体显性遗传病在男性和女性中的发病率相等,均等于1减去该病隐性基因的基因频率的平方。X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于1减去该病隐性基因的基因频率的平方。因男性只有一条X染色体,男性只要携带致病基因便患病,故X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率。
5.在人类遗传病的调查过程中,发现6个患单基因遗传病的家庭并绘制了相应的系谱图(见下图)。6个家庭中的患者不一定患同一种遗传病,在不考虑突变和性染色体同源区段的情况下,下列分析正确的是( )
A.家系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ符合红绿色盲的遗传
B.若图中患者患同一种遗传病,则致病基因可能位于性染色体上
C.若①携带致病基因,则该夫妇再生一个患病女儿的概率为1/8
D.若①不携带致病基因,则Ⅰ中患者的一个细胞中最多可存在4个致病基因
解析:选C 母亲患色盲,儿子一定患色盲,家系Ⅴ不符合红绿色盲的遗传;根据家系Ⅱ中双亲正常,女儿患病,可判断该病为常染色体隐性遗传病;若①携带致病基因,则该病属于常染色体隐性遗传病,该夫妇再生一个患病女儿的概率为(1/4)×(1/2)=1/8;若①不携带致病基因,则该病属于伴X染色体隐性遗传病,Ⅰ中男患者只有一条X染色体,细胞有丝分裂的M期可存在2个致病基因。
6.下图表示某遗传病的系谱图(假设该遗传病受基因A/a控制),若该地区正常人群中每100人中有1人为该病基因的携带者,下列叙述正确的是( )
A.该遗传病的遗传方式是常染色体隐性遗传或伴X染色体隐性遗传
B.Ⅲ5的基因型与Ⅲ1的基因型相同,与Ⅳ1的基因型相同的概率为1/2
C.若Ⅳ1与一个患有该病的男性结婚,则他们生一个不患该病的女儿的概率为1/3
D.若Ⅲ4与该地一个表现正常的女性结婚,则他们生育一个患该遗传病孩子的概率为1/300
解析:选C 据图分析,Ⅲ1、Ⅲ2正常,其儿子有病,说明该病是隐性遗传病。又因为Ⅱ4有病,其儿子正常,说明该病不是伴X隐性遗传病,则该病为常染色体隐性遗传病;根据图示分析可知,Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ5与Ⅲ6的基因型都是Aa,而Ⅳ1的基因型为Aa的概率为2/3;已知Ⅳ1的基因型为Aa的概率为2/3,与患有该病的男性aa结婚,后代发病率为2/3×1/2=1/3,因此他们生一个不患该病的女儿的概率=(1-1/3)×1/2=1/3;根据题干信息可知,该地表现正常的人中携带者(Aa)的概率是1/100,Ⅲ4基因型为Aa,因此Ⅲ4与该地一个表现正常的女性结婚,他们生育一个患该遗传病孩子的概率=1/100×1/4=1/400。
把握“正常人群”中杂合子的取值
针对常染色体隐性遗传病而言,正常人群应包含AA、Aa两种基因型,倘若求解“与人群中某正常异性结婚”求“生一患病孩子的概率”类问题时切不可直接认定该异性的基因型为Aa,即不可用2×A%×a%作为人群中正常人群为杂合子的概率,必须先求得Aa、AA概率,即该异性的Aa%=×100%。
致死现象与特殊性状分离比
7.(2016·全国卷Ⅱ)果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制,且对于这对性状的表现型而言,G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。用一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型。据此可推测:雌蝇中( )
A.这对等位基因位于常染色体上,G基因纯合时致死
B.这对等位基因位于常染色体上,g基因纯合时致死
C.这对等位基因位于X染色体上,g基因纯合时致死
D.这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死
解析:选D 结合选项,并根据题干信息:子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型,可知这对等位基因位于X染色体上。若亲代雄蝇为显性个体,则子代雌蝇不可能有两种表现型,故亲代雄蝇应为隐性个体,基因型为XgY,说明受精卵中不存在g基因(即G基因纯合)时会致死。由于亲代表现型不同,故亲代雌蝇为显性个体,且基因型为XGXg,子一代基因型为XGXg、XgXg、XGY(死亡)、XgY。综上分析,这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死。
8.果蝇的某一对相对性状由等位基因N/n控制,其中一个基因在纯合时能使合子致死(注:NN、XnXn、XnY等均视为纯合子)。有人用一对果蝇杂交,得到F1果蝇共185只,其中雄蝇63只。下列叙述错误的是( )
A.上述结果不能判定出是N基因还是n基因纯合致死
B.可以判定出上述实验亲本中雌性果蝇的基因型
C.若F1雌性果蝇共有一种表现型,则致死基因为n
D.若致死基因为N,让F1果蝇随机交配,理论上F2成活个体中基因N的频率为1/8
解析:选D 根据题干信息分析,一对果蝇杂交所得F1果蝇中雌雄比例接近于2∶1,说明该果蝇的个体中雄性一半致死,所以相关基因位于X染色体上,且亲本中雌性果蝇为杂合子,基因型为XNXn,杂交后代的基因型有四种,比例是1∶1∶1∶1,其中一种雄性基因型致死,但是无法判断是N基因还是n基因纯合致死;若致死基因是n,则雄性亲本为XNY,与XNXn果蝇杂交,F1雌性的基因型为XNXN、XNXn,只有一种表现型;若致死基因为N,则雄性亲本为XnY,与XNXn果蝇杂交,F1雌性为XNXn、XnXn,雄性为XnY,则F2成活个体为1XNXn、3XnXn、3XnY,所以N的基因频率为1/11。
比例失调与致死类型的确认
(1)针对一对等位基因:杂合子自交子代若出现显、隐性比为2∶1,则表明AA致死。
(2)针对两对等位基因:双杂合子自交子代总组合数应为“16”,倘若总组合数偏离16,则缺少的比例可能是致死所致,对照9∶3∶3∶1可确认致死类型及比例,高考中最常涉及的是出现“15”组合数字,则表明有1/16比例致死,对照亲本基因型,可确认该比例所涉及的基因型。
(3)性别比例失调与致死类型确认:
①若发生隐性纯合致死,则XAXa×XAY,杂交子代中会呈现♀∶♂=2∶1的失调性别比例。
②若XA花粉致死,则XAXa×XAY,杂交子代中无雌性个体。
伴性遗传与常染色体遗传的自由组合
9.(2017·全国卷Ⅰ)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染色体上;长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性,位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1雄蝇中有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是( )
A.亲本雌蝇的基因型是BbXRXr
B.F1中出现长翅雄蝇的概率为3/16
C.雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同
D.白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体
解析:选B F1雄蝇中有1/8为白眼残翅(bbXrY),1/8=1/4×1/2,可推出亲本的基因型为BbXRXr、BbXrY;F1中出现长翅雄蝇的概率为3/4(长翅)×1/2(雄性)=3/8;亲本雌蝇产生XR和Xr两种配子,亲本雄蝇产生Xr和Y两种配子,在雌、雄亲本产生的配子中Xr均占1/2;白眼残翅雌蝇的基因型为bbXrXr,减数分裂形成的极体的基因型可为bXr。
10.(2018·江苏高考)以下两对基因与鸡羽毛的颜色有关:芦花羽基因B对全色羽基因b为显性,位于Z染色体上,而W染色体上无相应的等位基因;常染色体上基因T的存在是B或b表现的前提,tt时为白色羽。各种羽色表型见下图。请回答下列问题:
(1)鸡的性别决定方式是________型。
(2)杂交组合TtZbZb×ttZBW子代中芦花羽雄鸡所占比例为________,用该芦花羽雄鸡与ttZBW杂交,预期子代中芦花羽雌鸡所占比例为________。
(3)一只芦花羽雄鸡与ttZbW杂交,子代表现型及其比例为芦花羽∶全色羽=1∶1,则该雄鸡基因型为____________。
(4)一只芦花羽雄鸡与一只全色羽雌鸡交配,子代中出现了2只芦花羽、3只全色羽和3只白色羽鸡,两个亲本的基因型为__________________,其子代中芦花羽雌鸡所占比例理论上为________。
(5)雏鸡通常难以直接区分雌雄,芦花羽鸡的雏鸡具有明显的羽色特征(绒羽上有黄色头斑)。如采用纯种亲本杂交,以期通过绒羽来区分雏鸡的雌雄,则亲本杂交组合有______________________________________________________(写出基因型)。
解析:(1)鸡的性别决定方式为ZW型。(2)根据题意可知,不同羽色鸡的基因型为T_ZB_(芦花羽),T_ZbZb、T_ZbW(全色羽),tt_ _(白色羽)。TtZbZb×ttZBW子代中芦花羽雄鸡(TtZBZb)所占的比例为1/2(Tt)×1/2(ZBZb)=1/4。用该芦花羽雄鸡(TtZBZb)与ttZBW个体杂交,预期子代中芦花羽雌鸡所占比例为1/2(Tt)×1/4(ZBW)=1/8。(3)一只芦花羽雄鸡(T_ZBZ-)和ttZbW个体杂交,子代芦花羽∶全色羽=1∶1,由子代芦花羽和全色羽的基因型中都有T可推知,亲本芦花羽雄鸡一定是TT,则子代1∶1的性状分离比是由基因B、b决定的,所以芦花羽雄鸡的基因型为TTZBZb。(4)一只芦花羽雄鸡(T_ZBZ-)和一只全色羽雌鸡(T_ZbW)交配,后代出现白色羽鸡(tt),说明两亲本的相关基因型均为Tt。又因为有全色羽鸡(T_ZbZb或T_ZbW)出现,所以亲本芦花羽雄鸡的基因型为TtZBZb,全色羽雌鸡的基因型为TtZbW。两亲本杂交,其子代中芦花羽雌鸡(T_ZBW)所占比例理论上为3/4(T_)×1/4(ZBW)=3/16。(5)芦花羽鸡的雏鸡具有明显的羽色特征,且tt时,雌、雄鸡均表现为白色羽,人们利用这些特点,让后代某一性别的都是芦花羽鸡,另一性别的都为全色羽鸡,则亲本一方必须是显性纯合子TT,这样的纯合亲本组合有TTZbZb×TTZBW,TTZbZb×ttZBW,ttZbZb×TTZBW。
答案:(1)ZW (2)1/4 1/8 (3)TTZBZb
(4)TtZBZb、TtZbW 3/16 (5)TTZbZb×TTZBW;TTZbZb×ttZBW;ttZbZb×TTZBW
一、形成生命观念
1.在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列表述正确的是( )
A.实验过程中孟德尔都必须在豌豆开花前对母本去雄
B.F1产生基因型为YR的卵细胞和精子数量之比为1∶1
C.F1自交产生的黄色圆粒豌豆中能够稳定遗传的个体占1/9
D.基因的自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞的自由组合
解析:选C 在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,纯合亲本杂交产生F1的实验需要在豌豆开花前对母本去雄,F1自交的实验不需要对母本去雄;F1的卵原细胞和精原细胞经过减数分裂,各自分别产生卵细胞和精子,它们的数量没有一定的比例;F1自交产生的黄色圆粒豌豆(基因型为Y_R_)中能够稳定遗传的个体(基因型为YYRR)占1/9;自由组合定律是指F1产生配子时,在同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2.(2019届高三·大同诊断)家鼠的灰毛和黑毛由一对等位基因控制,灰毛对黑毛为显性。现有一只灰毛雌鼠(M),为了确定M是否为纯合子(就毛色而言),让M与一只黑毛雄鼠交配,得到一窝共4个子代。不考虑变异,下列分析不合理的是( )
A.若子代出现黑毛鼠,则M一定是杂合子
B.若子代全为灰毛鼠,则M一定是纯合子
C.若子代中灰毛雄鼠∶黑毛雌鼠=3∶1,则M一定是杂合子
D.若子代中灰毛雄鼠∶黑毛雌鼠=1∶1,则M一定是杂合子
解析:选B 因灰毛对黑毛为显性,灰毛雌鼠M与一只黑毛雄鼠交配,若子代出现黑毛鼠,则M一定是杂合子;因子代的数量非常少,即使子代全为灰毛鼠,也不能确定M一定是纯合子。
二、具备社会责任
3.美国国家人类基因组研究院确认了X染色体上有1 098个蛋白质编码基因,有趣的是,这1 098个基因中只有54个在对应的Y染色体上有相应功能的等位基因,而Y染色体上仅有大约78个基因。这些基因的异常会导致伴性遗传病,下列有关叙述正确的是( )
A.人类基因组研究的是24条染色体上基因中的脱氧核苷酸序列
B.X、Y染色体上等位基因的遗传与性别无关
C.次级精母细胞中可能含有0或1或2条X染色体
D.伴X染色体遗传病具有交叉遗传、男性发病率大于女性的特点
解析:选C 人类基因组研究的是24条染色体上DNA分子中脱氧核苷酸序列,而不是基因中的脱氧核苷酸序列;X、Y染色体同源区上基因的遗传仍然与性别相关联;次级精母细胞中,含有X染色体数目可能为0(含有Y染色体的次级精细胞)或1(MⅡ前期、中期)或2(MⅡ后期);伴X染色体遗传病包括伴X隐性遗传病和伴X显性遗传病,其中伴X隐性遗传病具有交叉遗传、男性发病率大于女性的特点。
4.(2018·连云港模拟)白化病是一种常染色体隐性遗传病,杜氏肌营养不良(DMD)是一种肌肉萎缩的遗传病。下图为研究人员调查的一个DMD家族系谱图,已知Ⅱ3、Ⅱ9均不带有任何致病基因。相关叙述错误的是( )
A.与DMD相关的基因是X染色体上的隐性基因
B.Ⅱ8是纯合子的概率为0
C.Ⅳ19为杂合子的概率是5/8
D.Ⅳ22患DMD可能由缺失一条X染色体所致
解析:选C 分析系谱图可知,Ⅱ3和Ⅱ4均正常但其儿子中出现DMD患者,说明DMD属于隐性遗传病;由于Ⅱ3不带有任何致病基因,后代有患病的儿子,且图中DMD患者男性明显多于女性,所以其致病基因位于X染色体上。Ⅱ8有患DMD病的儿子,所以其基因型一定是杂合子。已知白化病是隐性遗传病,Ⅲ17表现正常,但其女儿Ⅳ22为两病均患的女性,则Ⅲ17的基因型是AaXBXb,Ⅲ18的基因型是AaXBY,因为Ⅳ19表现正常,所以Ⅳ19与白化病有关的基因型为AA∶Aa=1∶2,与DMD有关的基因型为XBXB∶XBXb=1∶1,因此Ⅳ19为杂合子的概率是1-(1/3×1/2)=5/6。Ⅳ22为女性DMD患者,但其父亲正常,可能是由于缺失一条X染色体所致。
三、运用科学思维
5.已知某植物的叶形受等位基因A、a和B、b控制,花色受等位基因C、c和D、d控制,如表所示。
叶形
花色
宽叶
窄叶
紫花
白花
基因控制情况
A和B基因同时存在
A和B基因最多含一种
C和D基因至少含有一种
不含C和D基因
现有基因型为aaBbCcdd的植株,该植株与下列哪种基因型的植株杂交可判断B、b和C、c这两对等位基因是否遵循孟德尔自由组合定律( )
A.aabbccdd B.AAbbccDD
C.aaBbCcDD D.AABbCcdd
解析:选D 根据题意,其中一亲本的基因型为aaBbCcdd,若另一亲本为aabbccdd,则杂交子代的基因型为aaBbCcdd、aabbCcdd、aaBbccdd和aabbccdd,对应表现型及其比例为窄叶紫花∶窄叶白花=1∶1,由于子代表现型中无宽叶类型参与自由组合,所以不能判断B、b和C、c这两对等位基因是否遵循孟德尔自由组合定律;若另一亲本为AAbbccDD,则杂交子代的基因型为AaBbCcDd、AaBbccDd、AabbCcDd和AabbccDd,对应表现型及其比例为宽叶紫花∶窄叶紫花=1∶1,由于子代表现型中没有白花类型参与自由组合,所以不能判断B、b和C、c这两对等位基因是否遵循孟德尔自由组合定律;若另一亲本为aaBbCcDD,则子代表现型全为窄叶紫花,由于子代表现型中没有宽叶和白花参与自由组合,所以不能判断B、b和C、c这两对等位基因是否遵循孟德尔自由组合定律;若另一亲本为AABbCcdd,则子代表现型及其比例为宽叶紫花∶窄叶紫花∶宽叶白花∶窄叶白花=9∶3∶3∶1,由于子代表现型中呈现出两对相对性状的自由组合,所以能判断B、b和C、c这两对等位基因遵循孟德尔自由组合定律。
6.假设某一地区白化病的致病基因频率为a,红绿色盲的致病基因频率为b,抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c。下列相关叙述错误的是( )
A.该地区正常个体中白化病致病基因携带者所占的比例为2a/(1+a)
B.该地区男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b2
C.该地区女性个体中不患抗维生素D佝偻病的个体所占的比例为(1-c)2
D.该地区女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的个体所占的比例为b2(2c-c2)
解析:选B 已知白化病为常染色体隐性遗传病,致病基因频率为a,则正常基因频率为1-a,因此该地区正常个体中白化病致病基因携带者所占的比例=2×(1-a)×a÷[2×(1-a)×a+(1-a)×(1-a)]=2a/(1+a);已知红绿色盲为伴X隐性遗传病,致病基因频率为b,则该地区男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b;已知抗维生素D佝偻病为伴X显性遗传病,致病基因频率为c,则正常基因的频率为1-c,因此该地区女性个体中不患抗维生素D佝偻病的个体所占的比例为(1-c)2;该地区女性个体中,患有红绿色盲的概率为b2,患有抗维生素D佝偻病的概率为1-(1-c)2=2c-c2,因此同时患有两种病的概率为b2(2c-c2)。
7.某雌雄异株植物的花色由三个复等位基因A1、A2和A3控制,且A1、A2和A3中任何两个基因组合在一起,各基因都能正常表达,如图表示基因对花色的控制关系,下列叙述正确的是( )
A.花色的表达体现了基因通过控制酶的合成来直接控制生物性状
B.红花植株与纯合白花植株杂交,后代中可能出现红色∶白色=1∶1
C.若两植株杂交后代同时出现四种花色,则亲本植株一定为橙色和紫色
D.若杂合白花植株与橙花植株杂交,则后代中白色个体和橙色个体所占比例相同
解析:选C 据图可知,基因A1、A2和A3通过控制酶的合成间接控制花色;红花植株A1A1与纯合白花植株A2A2或A3A3杂交,后代应为A1A2(橙色)或A1A3(紫色);杂交后代同时出现四种花色,则亲本植株均含有A1,且含有A2或A3,一定为A1A2(橙色)和A1A3(紫色);杂合白花植株A2A3与橙花植株A1A2杂交,后代中白色个体(A2A2、A2A3)和橙色个体(A1A2)比例为2∶1。
四、注重科学探究
8.(2019届高三·临沂测评)某二倍体自花传粉的植物的花色受多对等位基因控制,花色遗传的机制如图所示,请回答下列问题:
―→
(1)某蓝花植株自交,其自交子代中蓝花个体与白花个体的数量比约为27∶37,这表明该蓝花植株细胞中控制蓝色色素合成的多对基因________(填“是”或“不是”)分别位于不同对同源染色体上,不同基因型的蓝花植株分别自交,子代中出现蓝花个体的概率除了27/64外,还可能是______________。
(2)现有甲、乙、丙3个基因型不同的纯合红花株系,它们两两杂交产生的子代均表现为紫花。若用甲、乙、丙3个红花纯合品系,通过杂交实验来确定某种纯合白花株系有关花色的基因组成中存在几对(或3对或4对)隐性纯合基因,请写出实验设计思路,预测结果并得出实验结论(不考虑基因突变、染色体变异、交叉互换等情况)。
实验思路:____________________________________________________________。
实验结果和结论:
①若__________________________________________,则该白花株系的基因型中存在2对隐性纯合基因;
②若__________________________________________,则该白花株系的基因型中存在3对隐性纯合基因;
③若__________________________________________,则该白花株系的基因型中存在4对隐性纯合基因。
解析:(1)分析图示可知蓝色基因型是A_B_D_ee,红色基因型是_ _ _ _ _ _E_,而紫色基因型是A_B_C_D_E_。当蓝花植株自交,其自交子代中蓝花个体与白花个体的数量比约为27∶37,因为是64的变形,这表明该蓝花植株细胞中控制蓝色色素合成的多对基因遵循基因的自由组合定律,这多对基因分别位于不同对的同源染色体上。不同基因型的蓝花植株分别自交,子代中出现蓝花个体的概率除了27/64外,还可能是9/16(有两对基因是双杂合,一对基因是纯合的)或3/4(两对基因是纯合的,一对基因是杂合的)或1(三对基因都是纯合的)。(2)根据题意可知,这三个品系的基因显隐性会互补,且都应只有一对基因是隐性的即应该是aaBBDDEE,AAbbDDEE和AABBddEE。如果用甲、乙、丙3个红花纯合品系,通过杂交实验来确定某种纯合白花株系有关花色的基因组成中存在几对(或3对或4对)隐性纯合基因时,可以让该白花植株分别与甲、乙、丙杂交,分别统计子代花色类型。如果其中两组杂交子代全为紫花,另一组子代全为红花,则该白花株系的基因型中存在2对隐性纯合基因(如aaBBDDee);如果其中一组子代全开紫花,另两组子代全开红花,则该白花株系的基因型中存在3对隐性纯合基因(如aabbDDee);如果三组杂交子代全开红花,则该白花株系的基因型中存在4对隐性纯合基因即aabbddee。
答案:(1)是 9/16或3/4或1 (2)让该白花植株分别与甲、乙、丙杂交,分别统计子代花色类型 ①其中两组杂交子代全为紫花,另一组子代全为红花 ②其中一组子代全开紫花,另两组子代全开红花 ③三组杂交子代全开红花
9.眼皮肤白化病(OCA)是一种与黑色素合成有关的疾病,该病患者的白化症状可表现在虹膜、毛发及皮肤。
(1)图1为黑色素细胞结构示意图,由图可知,黑素体是由________产生的具膜结构,其中的________能催化黑色素的生成。黑色素以膜泡转运方式在不同细胞结构间进行转移,体现了生物膜具有________。
(2)根据图2遗传系谱初步判断,假设该病仅由一对等位基因控制,则其遗传方式为________________。
(3)遗传学家对OCA的类型及发病原因进行了进一步研究,结果如下表:
类型
染色体
原因
性状
OCA1
11号
酪氨酸酶基因突变
虹膜、毛发、皮肤均呈现白色
OCA2
15号
P基因突变
①OCA1突变类型又分为A型和B型,体现了基因突变具有________特点。A型患者毛发均呈白色,B型患者症状略轻,推测出现上述现象的原因是B型__________________________________________。
②P蛋白缺乏的黑色素细胞中黑素体pH异常,但酪氨酸酶含量正常,推测OCA2患病原因是________________________________。
③研究发现OCA1与OCA2均为隐性突变造成的,请解释图2子代均正常的原因。____________________________________________________________________。
解析:(1)据图,黑素体是由高尔基体产生的具膜结构,其中的(酪氨酸)酶能催化黑色素的生成。黑色素以膜泡转运方式在不同细胞结构间进行转移,体现了生物膜具有流动性。(2)由于第Ⅰ代均为患者,而后代有正常女性,说明该遗传病为常染色体显性遗传病。(3)①基因突变可以突变为A型、B型,说明基因突变具有不定向性。毛发出现白色的原因是酪氨酸酶基因突变,若酪氨酸酶失去活性,则毛发均为白色;若酪氨酸酶尚有部分活性,则患者症状略轻。②P基因突变导致P蛋白缺乏,且pH异常,但酪氨酸酶含量正常,说明OCA2患病原因是黑素体内的pH变化导致酪氨酸酶活性降低。③OCA1与OCA2均为隐性突变造成的,说明亲代中OCA1患者的两条11号染色体均发生基因突变,其两条15号染色体均正常,亲代中OCA2患者的两条11号染色体均正常,其两条15号染色体均发生突变,则子代个体均为杂合子(不存在隐性纯合基因),为正常个体。
答案:(1)高尔基体 (酪氨酸)酶 流动性 (2)常染色体显性 (3)①不定向性(多方向性) 突变基因编码的酪氨酸酶尚有部分活性 ②黑素体内的pH变化导致酪氨酸酶活性降低 ③Ⅰ代个体分别为不同类型患者(OCA1或OCA2),Ⅱ代个体均为杂合子(不存在隐性纯合基因)
重难增分专题二
高考4个必考主观大题精细研究——“遗传类”题目
第1课时 精研高考真题——明考点·查不足
高频考点(一) 亲子代基因型和表现型互推及概率计算
(说明:加※的设问是针对本考点的设问,下同)
1.(2018·全国卷Ⅱ,T32)某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状,豁眼雌禽产蛋能力强。已知这种家禽的性别决定方式与鸡相同,豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制,且在W染色体上没有其等位基因。回答下列问题:
※(1)用纯合体正常眼雄禽与豁眼雌禽杂交,杂交亲本的基因型为______________;理论上,F1个体的基因型和表现型为____________________,F2雌禽中豁眼禽所占的比例为________。
※(2)为了给饲养场提供产蛋能力强的该种家禽,请确定一个合适的杂交组合,使其子代中雌禽均为豁眼,雄禽均为正常眼。写出杂交组合和预期结果,要求标明亲本和子代的表现型、基因型。
※(3)假设M/m基因位于常染色体上,m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼,而MM和Mm对个体眼的表现型无影响。以此推测,在考虑M/m基因的情况下,若两只表现型均为正常眼的亲本交配,其子代中出现豁眼雄禽,则亲本雌禽的基因型为________,子代中豁眼雄禽可能的基因型包括______________。
解析:(1)纯合体正常眼雄禽的基因型是ZAZA,豁眼雌禽的基因型是ZaW,两者杂交,F1个体的基因型是ZAZa和ZAW,雌雄禽表现型都为正常眼。F2雌禽的基因型及比例为ZAW∶ZaW=1∶1,其中豁眼禽所占的比例是1/2。(2)选亲本为豁眼雄禽(ZaZa)和正常眼雌禽(ZAW)杂交,杂交组合和预期结果见答案。(3)由题中信息可知,m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼。两只表现型均为正常眼的亲本交配,其子代中出现了豁眼雄禽,则子代中豁眼雄禽的基因型可能是ZaZaM_、ZaZamm。由题中信息可以判断,正常眼雄性亲本的基因型可能是ZaZamm、ZAZamm、ZAZaMM和ZAZaMm,正常眼雌性亲本的基因型是ZaWmm,则子代中豁眼雄禽的基因型可能是ZaZaMm、ZaZamm。
答案:(1)ZAZA,ZaW ZAW、ZAZa,雌雄均为正常眼 1/2
(2)杂交组合:豁眼雄禽(ZaZa)×正常眼雌禽(ZAW)
预期结果:子代雌禽为豁眼(ZaW),雄禽为正常眼(ZAZa)
(3)ZaWmm ZaZaMm,ZaZamm
2.(2016·全国卷Ⅱ,T32)某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状,各由一对等位基因控制(前者用D、d表示,后者用F、f表示),且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交,实验结果如下:
回答下列问题:
(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为________,果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为________。
※(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为________________________。
※(3)若无毛黄肉B自交,理论上,下一代的表现型及比例为________________________。
※(4)若实验3中的子代自交,理论上,下一代的表现型及比例为________________________________________________________________________。
※(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有__________________________。
解析:(1)由实验3有毛白肉A与无毛黄肉C杂交的子代都是有毛黄肉,可判断果皮有毛对无毛为显性性状,果肉黄色对白色为显性性状。(2)依据性状与基因的显隐性对应关系,可确定有毛白肉A的基因型是D_ff,无毛黄肉B的基因型是ddF_,因有毛白肉A和无毛黄肉B的子代果皮都表现为有毛,则有毛白肉A的基因型是DDff;又因有毛白肉A和无毛黄肉B的子代黄肉∶白肉为1∶1,则无毛黄肉B的基因型是ddFf;由有毛白肉A(DDff)与无毛黄肉C(ddF_)的子代全部为有毛黄肉可以推测,无毛黄肉C的基因型为ddFF。(3)无毛黄肉B(ddFf)自交后代的基因型为ddFF∶ddFf∶ddff=1∶2∶1,故后代表现型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1。(4)实验3中亲代的基因型是DDff和ddFF,子代为有毛黄肉,基因型为DdFf,其自交后代表现型及比例为有毛黄肉(9D_F_)∶有毛白肉(3D_ff)∶无毛黄肉(3ddF_)∶无毛白肉(1ddff)=9∶3∶3∶1。(5)实验2中无毛黄肉B(ddFf)与无毛黄肉C(ddFF)杂交,子代无毛黄肉的基因型为ddFF和ddFf。
答案:(1)有毛 黄肉 (2)DDff、ddFf、ddFF (3)无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1 (4)有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1 (5)ddFF、ddFf
找规律——“形异质同”学通法
析个性
第1题考查ZW型性染色体遗传,重点考查不同杂交组合中亲子代基因型和表现型的推导和根据杂交目的确定亲本杂交组合;第2题第(2)(3)(4)(5)小题通过杂交实验判断常染色体上基因控制的性状遗传的相对性,进而判断亲子代基因型和表现型,并进行简单的概率计算
找共性
两个题目虽然考查形式不同,但考查角度相似,都考查了亲子代基因型和表现型互推及简单概率计算的有关问题。解答此类问题的主要思路是利用基因的分离定律解决基因的自由组合定律问题,先分析一对相对性状的遗传,再拓展到两对、三对及多对相对性状的遗传
高频考点(二) 遗传系谱图中性状遗传方式的判断和概率计算
1.(2017·江苏高考,T32)人类某遗传病受一对基因(T、t)控制。3个复等位基因IA、IB、i控制ABO血型,位于另一对染色体上。A血型的基因型有IAIA、IAi,B血型的基因型有IBIB、IBi,AB血型的基因型为IAIB,O血型的基因型为ii。两个家系成员的性状表现如图,Ⅱ3和Ⅱ5均为AB血型,Ⅱ4和Ⅱ6均为O血型。请回答下列问题:
※(1)该遗传病的遗传方式为______________。Ⅱ2基因型为Tt的概率为________。
※(2)Ⅰ5个体有________种可能的血型。Ⅲ1为Tt且表现A血型的概率为________。
※(3)如果Ⅲ1与Ⅲ2婚配,则后代为O血型、AB血型的概率分别为________、________。
※(4)若Ⅲ1与Ⅲ2生育一个正常女孩,可推测女孩为B血型的概率为________。若该女孩真为B血型,则携带致病基因的概率为________。
解析:(1)由Ⅰ1、Ⅰ2正常而Ⅱ1患病,可知该病为常染色体隐性遗传病。Ⅰ1、Ⅰ2的基因型均为Tt,则Ⅱ2的基因型为1/3TT、2/3Tt。(2)因Ⅱ5为AB血型,基因型为IAIB,则Ⅰ5至少含IA与IB之一,故可能为A血型(IAIA、IAi)、B血型(IBIB、IBi)、AB血型(IAIB),共3种。Ⅰ1、Ⅰ2的基因型均为Tt,则Ⅱ3的基因型是1/3TT、2/3Tt,产生的配子为2/3 T、1/3 t。Ⅰ3的基因型为tt,则Ⅱ4的基因型是Tt,产生的配子为1/2T、1/2 t,则Ⅲ1为Tt的概率是(2/3×1/2+1/3×1/2)/(1-1/3×1/2)=3/5。Ⅱ3的血型(AB型)的基因型是IAIB、Ⅱ4的血型(O型)的基因型是ii,则Ⅲ1为A血型的概率是1/2,故Ⅲ1为Tt且表现A血型的概率为3/5×1/2=3/10。(3)由题干信息可推知,Ⅲ1和Ⅲ2的基因型都是1/2 IAi、1/2 IBi,产生的配子都是1/4 IA、1/4 IB、1/2 i,则他们生出O血型孩子的概率是1/2×1/2=1/4,生出AB血型孩子的概率是1/4×1/4×2=1/8。(4)Ⅲ1和Ⅲ2生育正常女孩为B血型的概率,等同于Ⅲ1和Ⅲ2生出B血型孩子的概率,由第(3)问可知,Ⅲ1和Ⅲ2产生的配子都是1/4IA、1/4IB、1/2 i,则Ⅲ1和Ⅲ2生出B血型孩子的概率为1/4×1/4+2×1/4×1/2=5/16。该正常女孩携带致病基因的概率与该女孩是否为B血型无关,由第(2)问可知Ⅲ1的基因型是3/5Tt、2/5TT(产生的配子为7/10T、3/10t),Ⅲ2的基因型是1/3TT、2/3Tt(产生的配子为2/3T、1/3t),则他们生育的正常女孩携带致病基因的概率与生育正常孩子携带致病基因的概率相同,即(7/10×1/3+3/10×2/3)/(1-3/10×1/3)=13/27。
答案:(1)常染色体隐性 2/3 (2)3 3/10 (3)1/4 1/8 (4)5/16 13/27
2.(2014·全国卷Ⅱ,T32)山羊性别决定方式为XY型。下图所示的系谱图表示了山羊某种性状的遗传,图中深色表示该种性状的表现者。
已知该性状受一对等位基因控制,在不考虑染色体变异和基因突变的条件下,回答下列问题:
※(1)据系谱图推测,该性状为________(填“隐性”或“显性”)性状。
※(2)假设控制该性状的基因仅位于Y染色体上,依照Y染色体上基因的遗传规律,在第Ⅲ代中表现型不符合该基因遗传规律的个体是______________(填个体编号)。
※(3)若控制该性状的基因仅位于X染色体上,则系谱图中一定是杂合子的个体是______________(填个体编号),可能是杂合子的个体是________(填个体编号)。
解析:(1)由于图中Ⅱ1和Ⅱ2不表现该性状而生下具有该性状的公羊,说明该性状为隐性性状。(2)若控制该性状的基因位于Y染色体上,则该性状只在公羊中体现,不在母羊中体现;Ⅱ3(具有该性状)后代Ⅲ3应无该性状,而Ⅲ4应具有该性状;Ⅱ1(不具有该性状)后代Ⅲ1应该不具有该性状,因此在第Ⅲ代中表现型不符合该基因遗传规律的个体是Ⅲ1、Ⅲ3和Ⅲ4。(3)若控制该性状的基因仅位于X染色体上,Ⅲ1具有该性状,而Ⅱ2不具有该性状,则Ⅱ2肯定为杂合子。由于Ⅲ3是具有该性状的母羊,Ⅱ4是不具有该性状的母羊,则Ⅱ4肯定为杂合子。由于Ⅱ3是具有该性状的公羊,Ⅰ2是不具有该性状的母羊,则Ⅰ2肯定为杂合子,因此系谱图中一定是杂合子的个体是Ⅰ2、Ⅱ2、Ⅱ4。由于Ⅲ1是具有该性状的公羊,则其X染色体一定来自Ⅱ2(杂合子),而Ⅱ1是不具有该性状的公羊,因此系谱图中可能是杂合子的只有Ⅲ2。
答案:(1)隐性 (2)Ⅲ1、Ⅲ3和Ⅲ4 (3)Ⅰ2、Ⅱ2、Ⅱ4 Ⅲ2
找规律——“形异质同”学通法
析个性
第1题根据等位基因和复等位基因的特点运用基因分离定律考查遗传病的遗传方式及血型判断,再根据常染色体遗传的特点来分析子代携带致病基因的概率;第2题是对已经给出的遗传系谱图分析性状的遗传方式和个体的基因型
找共性
两个题目的考查角度相同,都考查了遗传系谱图中性状遗传方式的判断和概率计算的问题。解答此类问题要明确伴性遗传和常染色体遗传的类型和遗传特点,熟练掌握各类经典遗传系谱图的分析方法,注重归纳特殊类型遗传系谱图的分析技巧和解题规律
高频考点(三) 基因在染色体位置的判断和基因定位的实验设计与分析
1.(2018·全国卷Ⅰ,T32)果蝇体细胞有4对染色体,其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上,控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交,杂交子代的表现型及其比例如下:
眼
性别
灰体长翅∶灰体残翅∶黑檀体长翅∶黑檀体残翅
1/2有眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
1/2雄
9∶3∶3∶1
1/2无眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
1/2雄
9∶3∶3∶1
回答下列问题:
※(1)根据杂交结果,________(填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上,根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断,显性性状是________,判断依据是_______________________________________________________。
(2)若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上,请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性(要求:写出杂交组合和预期结果)。
(3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上,用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交,F1相互交配后,F2中雌雄均有________种表现型,其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时,则说明无眼性状为________(填“显性”或“隐性”)。
解析:(1)由于无眼和有眼性状的显隐性无法判断,所以无论基因位于常染色体还是X染色体上,无眼雌性个体和有眼雄性个体杂交,其后代都有可能出现有眼雌性∶有眼雄性∶无眼雌性∶无眼雄性=1∶1∶1∶1。因此通过子代的性状分离比无法判断控制果蝇无眼/有眼性状的基因的位置。若控制果蝇有眼/无眼性状的基因位于X染色体上,由于子代雄性个体中同时出现了无眼和有眼两种性状,说明亲代雌性果蝇为杂合体,杂合体表现出的无眼性状为显性性状。(2)若控制无眼/有眼性状的基因位于常染色体上,杂交子代无眼∶有眼=1∶1,则说明亲本为显性杂合体和隐性纯合体测交,根据测交结果,子代两种性状中,一种为显性杂合体,一种为隐性纯合体,所以可选择均为无眼的雌雄个体进行杂交,观察子代的性状表现,若子代中无眼∶有眼=3∶1,则无眼为显性性状;若子代全部为无眼,则无眼为隐性性状。(3)由题意知,控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上,控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上,控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上,它们的遗传符合自由组合定律。现将具有三对相对性状的纯合亲本杂交,F1为杂合体(假设基因型为AaBbDd),F1相互交配后,F2有2×2×2=8(种)表现型。根据表格中的性状分离比9∶3∶3∶1可知,黑檀体为隐性性状,长翅为显性性状,若子代黑檀体(1/4)长翅(3/4)无眼(?)的概率为3/64,则无眼的概率为1/4,无眼为隐性性状。
答案:(1)不能 无眼 只有当无眼为显性时,子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离 (2)杂交组合:无眼×无眼 预期结果:若子代中无眼∶有眼=3∶1,则无眼为显性性状;若子代全部为无眼,则无眼为隐性性状 (3)8 隐性
2.(2018·全国卷Ⅲ,T31)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验,杂交涉及的四对相对性状分别是:红果(红)与黄果(黄)、子房二室(二)与多室(多)、圆形果(圆)与长形果(长)、单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如下表。
组别
杂交组合
F1表现型
F2表现型及个体数
甲
红二×黄多
红二
450红二、160红多、150黄二、50黄多
红多×黄二
红二
460红二、150红多、160黄二、50黄多
乙
圆单×长复
圆单
660圆单、90圆复、90长单、160长复
圆复×长单
圆单
510圆单、240圆复、240长单、10长复
回答下列问题:
※(1)根据表中数据可得出的结论是:控制甲组两对相对性状的基因位于________________上,依据是________________________;控制乙组两对相对性状的基因位于____________(填“一对”或“两对”)同源染色体上,依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交,结合表中数据分析,其子代的统计结果不符合________的比例。
解析:(1)由于表中数据显示,甲组F2的表现型及比例为红二∶红多∶黄二∶黄多≈ 9∶3∶3∶1,该比例符合基因的自由组合定律的性状分离比,所以控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上。乙组F2的表现型中,每对相对性状表现型的比例都符合3∶1,即圆形果∶长形果=3∶1,单一花序∶复状花序=3∶1。而圆单∶圆复∶长单∶长复不符合9∶3∶3∶1的性状分离比,其遗传不符合自由组合定律,所以控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。(2)根据乙组的相对性状表现型分离比可知,控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上,所以用“长复(隐性纯合子)”分别与乙组的两个F1进行杂交,不会出现测交结果为1∶1∶1∶1的比例。
答案:(1)非同源染色体 F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶3∶3∶1 一对 F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1,而两对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1 (2)1∶1∶1∶1
3.(2017·全国卷Ⅰ,T32)某种羊的性别决定为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性。回答下列问题:
(1)公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,则理论上,子一代群体中母羊的表现型及其比例为____________________;公羊的表现型及其比例为__________________。
※(2)某同学为了确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,我们认为根据这一实验数据,不能确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若________________,则说明M/m是位于X染色体上;若______________,则说明M/m是位于常染色体上。
(3)一般来说,对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有________种;当其仅位于X染色体上时,基因型有________种;当其位于X和Y染色体的同源区段时(如图所示),基因型有______种。
解析:(1)根据题中已知条件,交配的公羊和母羊均为杂合子,则子代的基因型为NN∶Nn∶nn=1∶2∶1,已知母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角,则子一代群体中母羊的表现型及比例为有角∶无角=1∶3;公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角,nn无角,则子一代群体中公羊的表现型及比例为有角∶无角=3∶1。(2)若M/m位于常染色体上,则白毛个体中雌雄比例为1∶1;若M/m位于X染色体上,则子二代的基因型为XMXM、XMXm、XMY、XmY,其中白色个体均为雄性。(3)一般来说,对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,其基因型有AA、Aa、aa3种;当其仅位于X染色体上时,其基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY,共5种;当其位于X和Y染色体的同源区段时,其基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XaYa、XAYa、XaYA,共7种。
答案:(1)有角∶无角=1∶3 有角∶无角=3∶1
(2)白毛个体全为雄性 白毛个体中雄性∶雌性=1∶1
(3)3 5 7
4.(2017·全国卷Ⅲ,T32)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系:①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换,回答下列问题:
※(1)若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上,请以上述品系为材料,设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
※(2)假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上,请以上述品系为材料,设计实验对这一假设进行验证。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
解析:(1)实验思路:要确定三对等位基因是否分别位于三对染色体上,根据实验材料,可将其拆分为判定每两对等位基因是否位于两对染色体上,如利用①和②杂交,得到F1,再让F1雌雄个体自由交配,观察F2的表现型及比例来判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上。同理用②和③杂交判定基因E/e和B/b是否位于两对染色体上,用①和③杂交判定基因E/e和A/a是否位于两对染色体上。预期实验结果(以判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上为例):①aaBBEE×②AAbbEE→F1→F2,F2个体中关于刚毛和眼的表现型及比例为有眼正常刚毛∶有眼小刚毛∶无眼正常刚毛∶无眼小刚毛=9∶3∶3∶1。同理②与③杂交、①与③杂交后再进行F1雌雄个体自由交配,F2中均出现四种表现型,且比例为9∶3∶3∶1。实验结论:①×②→F1→F2,等位基因A/a和B/b位于两对染色体上。②×③→F1→F2,等位基因E/e和B/b位于两对染色体上。①×③→F1→F2,等位基因E/e和A/a位于两对染色体上。综合上述情况,得出A/a、B/b、E/e这三对等位基因分别位于三对染色体上。(2)实验思路:要验证A/a和B/b这两对等位基因都位于X染色体上,可通过①aaBBEE、②AAbbEE两种实验材料,利用正反交实验,观察F1雄性个体中刚毛和眼两对性状,如果正反交结果均不相同,则A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。预期实验结果:正交♀①EEXaBXaB×②EEXAbY→F1:♀全部为有眼正常刚毛正常翅,全部为无眼正常刚毛正常翅。反交①EEXaBY×♀②EEXAbXAb→F1:♀全部为有眼正常刚毛正常翅,♂全部为有眼小刚毛正常翅。实验结论:A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。
答案:(1)选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合,分别得到F1和F2,若各杂交组合的F2中均出现四种表现型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这三对等位基因分别位于三对染色体上;若出现其他结果,则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上。(2)选择①×②杂交组合进行正反交,观察F1中雄性个体的表现型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同,则证明这两对等位基因都位于X染色体上。
5.(2016·全国卷Ⅰ,T32)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体∶♀黄体∶灰体∶黄体为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请根据上述结果,回答下列问题:
※(1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性?____________。
※(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果。)
解析:(1)同学甲的实验是用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代无论雌雄均有灰体和黄体,且比例均为1∶1。根据以上实验结果,不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,也不能判断黄体与灰体的显隐性,因为若控制黄体的基因位于常染色体上,也符合上述实验结果。(2)同学乙的结论是控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。若要证明同学乙的这一结论,可以用同学甲得到的子代果蝇为材料设计杂交实验。先假设同学乙的结论成立,则同学甲的杂交实验用图解表示如下:
可从F1中选取果蝇作亲本进行以下两组杂交实验,根据子代的表现来证明同学乙的结论。
实验1
实验1的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体。
实验2
实验2的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体。
答案:(1)不能
(2)实验1:杂交组合:♀黄体×灰体
预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体
实验2:杂交组合:♀灰体×灰体
预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体
找规律——“形异质同”学通法
析个性
第1、2题第(1)小题是根据杂交后代的性状分离比判断基因在染色体上的位置;第3题第(2)小题和第5题是补充完善已有杂交实验的思路并验证基因在染色体上的位置;第4题根据题目要求考生设计杂交实验,探究基因在染色体上的位置
找共性
基因在染色体位置的判断和基因定位的实验设计与分析是高考命题的热点,已经连续多年进行考查,虽然考查的形式不完全相同,但考查问题的角度基本相同,都是通过设计合理杂交实验或对已有杂交实验分析,探究基因在染色体上的位置。此类问题大致可分为两类:一是根据自由组合定律,判断控制不同性状的非等位基因是位于同源染色体上还是位于非同源染色体上;二是根据常染色体遗传和伴性遗传的特点判断控制相对性状的基因是位于常染色体还是位于性染色体上。解答此类问题要理解基因的分离定律和自由组合定律与伴性遗传的概念及其联系,灵活运用假说—演绎法,熟练掌握常规类型的判断方法,归纳总结特殊类型的解题方法
能力强化(一) 遗传类题目的思维能力——运用“假说—演绎法”
1.假说—演绎法的基本内容
2.假说—演绎法在解题时的应用
用此法解答题目的流程是先作假设,然后根据假设进行演绎推理(一般要通过画遗传图解)得出结果,再由结果得出结论。但在具体应用时,应注意:
(1)根据题目中的信息,要提出全部的假设,不能有遗漏。
(2)对所提出的每一个假设,都要做出一个相应的结果和结论。
(3)反推——根据结论来推结果,即若结论是正确的,则必然会对应一个正确的结果,这是解题的关键。
[典例1] (2014·全国卷Ⅰ,T32)现有两个纯合的某作物品种:抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种。已知抗病对感病为显性,高秆对矮秆为显性,但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。
回答下列问题:
(1)在育种实践中,若利用这两个品种进行杂交育种,一般来说,育种的目的是获得具有____________优良性状的新品种。
(2)杂交育种前,为了确定F2代的种植规模,需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果,需要满足3个条件:条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律;其余两个条件是__________________________________________________。
(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件,可用测交实验来进行检验,请简要写出该测交实验的过程。
[解题示范]
[答案] (1)抗病矮秆 (2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律;控制这两对性状的基因位于非同源染色体上 (3)将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交,产生F1,让F1与感病矮秆杂交。
能力强化(二) 遗传类题目的解题能力——运用“三步法”
[典例2] (2017·全国卷Ⅱ,T32)人血友病是伴X隐性遗传病。现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女儿与一个非血友病的男子结婚,并已怀孕。回答下列问题:
(1)用“◇”表示尚未出生的孩子,请画出该家系的系谱图,以表示该家系成员血友病的患病情况。
(2)小女儿生出患血友病男孩的概率为________;假如这两个女儿基因型相同,小女儿生出血友病基因携带者女孩的概率为________。
(3)已知一个群体中,血友病的基因频率和基因型频率保持不变,且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1%,则该男性群体中血友病致病基因频率为________;在女性群体中携带者的比例为________。
[解题示范]
第一步:通读题目抓关键信息,能答的顺势答出来
第(1)小题:题目所给信息有“血友病是伴X隐性遗传病”“非血友病夫妇的大女儿生出了一个患病男孩”等,据此可推知这对夫妇的两个女儿表现型均正常,且大女儿为血友病基因的携带者。题目要求画出系谱图,难度不大,但关键是如何规范地画出,如果不规范,就会失分。正确画遗传系谱图的方法如下:
(1)画遗传系谱图的规范:“□”表示正常男性,“○”表示正常女性。男女患者分别用“■”“●”表示。
(2)画遗传系谱图的要求:系谱图画完后,还必须在图的右上侧写出相关的图例说明,如:“□”表示正常男性,“○”表示正常女性,“■”表示男患者,“●”表示女患者。如果遗传系谱图中子代数量较多,还必须在图的左侧用“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”等表明世代。
第二步:化第一步的答案为解题信息,再通读全题稳答中档题
第(2)小题:是第(1)小题的延伸,解答本小题需借用第(1)小题的答案进行分析。由题干信息及第(1)小题的答案可知,小女儿是血友病基因携带者的概率为1/2,则她与正常男子婚配,生出患血友病男孩的概率为1/2×1/4=1/8;设相关基因为H、h,假如这两个女儿基因型相同,即都为血友病基因携带者(XHXh),则小女儿所生后代基因型可能为XHXH、XHXh、XHY、XhY,是血友病基因携带者女孩的概率为1/4。
第三步:细审题目深挖信息,集中精力拿下拉分题
第(3)小题:解答本小题的关键,是对题中“男性群体中血友病患者的比例为1%”这一信息的理解。据已有知识,男性的性染色体组成是XY,只有一条X染色体,因此男性群体中血友病患者的比例就是血友病基因的基因频率,再由“男性群体和女性群体的该病致病基因频率相等”这一信息可知,在女性群体中致病基因的频率也是1%,则正常基因的频率是99%,因此在女性群体中携带者的比例是2×1%×99%=1.98%。
[答案] (1)
(2)1/8 1/4 (3)0.01 1.98%
失分点(一) 不能灵活处理遗传规律中的比例关系
[典例1] (2018·潍坊模拟)某种雌雄同株植物的花色由两对等位基因(A与a、B与b)控制,叶片宽度由等位基因D与d控制,三对基因分别位于不同对的同源染色体上。已知花色有三种表现型:紫花(A_B_)、粉花(A_bb)和白花(aaB_或aabb)。如表所示为某校的同学所做的杂交实验的结果,请分析回答下列问题。
组别
亲本组合
F1的表现型及比例
紫花宽叶
粉花宽叶
白花宽叶
紫花窄叶
粉花窄叶
白花窄叶
甲
紫花宽叶×紫花窄叶
9/32
3/32
4/32
9/32
3/32
4/32
乙
紫花宽叶×白花宽叶
9/16
3/16
0
3/16
1/16
0
丙
粉花宽叶×粉花窄叶
0
3/8
1/8
0
3/8
1/8
(1)若只考虑花色的遗传,乙组产生的F1中紫花植株全部自交,其子代植株的基因型共有________种,其中粉花植株所占的比例为________。
(2)该植株自然状态下既能自由交配又能相互杂交,若只考虑叶片宽度的遗传,现将纯种宽叶植株与纯种窄叶植株杂交,产生的F1再自交产生F2。若将F2中所有窄叶植株除去,让宽叶植株自由交配,产生F3,则F3中宽叶∶窄叶=________。
[满分指导]
错误答案
正确答案
(1)9 1/8 (2)8∶1
错答分析
在进行概率计算时,若存在淘汰或致死情况时,应先将理论上所有的基因型及比例列出,再除去致死或淘汰类型后,重新计算其他个体所占比例。
第(1)题错答2/32的原因在于确定F1紫花植株所占比例时出现问题,F1紫花植株中基因型AaBb所占比例为2/3,而不是1/2。
第(2)题错答3∶1的原因在于除去窄叶植株后的比例计算失误。除去窄叶植株后,F2中DD和Dd所占比例分别为1/3和2/3,而不是原来的1/4和1/2
失分点(二) 不能正确区分伴性遗传和从性遗传
[典例2] (2018·石家庄模拟)从性遗传是指由位于常染色体上的基因所控制的性状受个体性别影响的现象,如同为杂合子的雄性个体与雌性个体的表现型不同。雄蚕性染色体组成为ZZ,雌蚕性染色体组成为ZW,绿色茧基因(G)与白色茧基因(g)是一对等位基因,现仅提供一只纯种结绿色茧雌性家蚕与一只纯种结白色茧雄性家蚕交配,产生的F1中,凡雌性家蚕全结白色茧,雄性家蚕全结绿色茧。
根据以上事实,________(填“能”或“不能”)确定家蚕茧色的遗传方式是伴性遗传,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[满分指导]
错误答案
正确答案
不能 当控制茧色的基因位于Z染色体上时(伴性遗传),ZGW×ZgZg→ZGZg∶ZgW=1∶1,即F1中雌性全结白色茧,雄性全结绿色茧;而当控制茧色的基因位于常染色体上时(从性遗传),GGZW×ggZZ→GgZZ∶GgZW=1∶1,子代中性状也可出现题干中所述情况;因此不能判断家蚕茧色的遗传方式是伴性遗传还是从性遗传
错答分析
错答的原因在于不能正确区分从性遗传和伴性遗传,它们的关系总结如下:
(1)不同点:①基因位置不同。符合伴性遗传的基因位于性染色体上,而符合从性遗传的基因位于常染色体上。有些基因虽然位于常染色体上,但由于受到性激素的作用,因而使得它在不同性别个体中的表达不同,这种遗传现象称为从性遗传。从性遗传性状虽可在两性中表现,但在两性中的发生频率及杂合子基因型在不同性别个体中的表现型是不同的,这种性状称为从性显性。②遗传特点不同。从性遗传正反交结果相同,伴性遗传正反交结果往往不同。可根据此特点区分遗传方式。
(2)相同点:①从性遗传和伴性遗传均遵循分离定律。②从性遗传和伴性遗传均与性别相关联,因此性状表现与性别有关不一定是伴性遗传
[课堂强化训练]
1.某种雌雄异株(XY型)的二倍体高等植株,其花色由两对等位基因(A/a和B/b)控制。现有一株白花植株和一株橙花植株杂交,F1全为红花植株,F1自交得F2,F2中有红花植株95株,橙花植株31株,白花植株40株。请回答下列相关问题:
(1)该植物花色的遗传遵循____________________定律。
(2)若控制花色的两对基因位于常染色体上,亲本中白花植株的基因型为__________,F2中红花植株的基因型有__________种。
(3)若F2中橙花植株全为雄株,则控制花色的两对基因的位置可能为___________________________________,
F1红花植株的基因型为__________________________。
解析:(1)F2中有红花植株95株,橙花植株31株,白花植株40株,即红花∶橙花∶白花≈9∶3∶4,说明该植物花色的遗传遵循基因的自由组合定律。(2)若控制花色的两对基因位于常染色体上,则红花的基因型为A_B_,橙花的基因型为A_bb,白花的基因型为aaB_、aabb;或者橙花的基因型为aaB_,白花的基因型为A_bb、aabb。一株白花植株和一株橙花植株杂交,F1全为红花植株,则F1红花植株为AaBb,亲本白花植株为AAbb或aaBB。F2中红花植株的基因型为A_B_,有4种。(3)若F2中橙花植株全为雄株,说明其性状与性别相关联,由于这两对等位基因遵循自由组合定律,则这两对等位基因位于非同源染色体上。因此控制花色的两对基因的位置可能为一对基因位于常染色体上,另一对基因位于X染色体上。若A、a位于常染色体上,B、b位于X染色体上,F1红花植株的基因型为AaXBXb和AaXBY;若A、a位于X染色体上,B、b位于常染色体上,F1红花植株的基因型为BbXAXa和BbXAY。
答案:(1)基因的自由组合 (2)AAbb或aaBB 4
(3)一对基因位于常染色体上,另一对基因位于X染色体上 AaXBXb和AaXBY(或BbXAXa和BbXAY)
2.果蝇是二倍体动物,是生物遗传学常用的实验材料。请回答下列问题:
(1)果蝇常染色体上控制某一性状的复等位基因有6种,则在群体中决定这一性状的基因型的种类数最多有______种。
(2)果蝇某性状受一对等位基因控制,突变型雄蝇只能产生雄性子代,如图为该性状遗传系谱图,已知Ⅱ3无突变基因。该突变性状由________染色体上的隐性基因控制,Ⅲ11的突变基因来自________。随着果蝇不断繁殖,果蝇群体中该突变基因的基因频率________(填“下降”“上升”或“不变”)。研究发现,突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显大于突变前基因表达的蛋白质,推测出现此现象的原因是________________________________________________________________________。
(3)研究人员对某只果蝇进行基因检测,发现它的体细胞基因型为AaB,若该果蝇发生了变异,该基因型中只有一个基因B出现的原因可能是________________________________________________________________________
__________________________。
解析:(1)果蝇常染色体上控制某一性状的复等位基因有6种,则在群体中决定这一性状的基因型的种类数最多有C+6=21(种)。(2)根据题意和系谱图分析可知:Ⅱ3与Ⅱ4正常,子代Ⅲ8为突变型,且Ⅱ3无突变基因,可推知该突变性状由X染色体上的隐性基因控制。图中Ⅲ11的突变基因只能来自Ⅱ7。突变型雄蝇只能产生雄性子代,说明突变型雄蝇只能产生一种含Y染色体的有活力的精子。即每一代都会有一部分含突变基因的配子致死,造成果蝇群体中该突变基因的基因频率逐代下降。突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显大于突变前基因表达的蛋白质,说明合成的肽链变长了,推测出现此现象的原因是蛋白质合成延迟终止。(3)如果某果蝇体细胞基因型为AaB,且该果蝇发生了染色体变异,可能是由含有基因B(或b)的染色体片段缺失或整条染色体缺失造成的。
答案:(1)21 (2)X Ⅱ7 下降 蛋白质合成延迟终止
(3)基因B(或b)所在的染色体整条缺失或含有基因B(或b)的染色体片段缺失(合理即可)
3.某昆虫(XY型性别决定)的体色由两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制,如图1所示,某研究小组为探究控制该昆虫的体色基因在染色体上的位置,利用纯合亲本进行正反交实验,如图2所示,回答下列问题:
图1
正交:灰色(♀)×白色()→F1黑色(♀)∶灰色()=1∶1
反交:白色(♀)×灰色()→F1黑色(♀、)
图2
(1)从图1可知,基因控制性状的方式是______________________________________。
(2)根据正反交实验及结果,作出合理的假说是__________________________。
(3)根据你的假说,F1灰色个体的基因型是__________。
(4)请从上述实验材料中选择适合的个体与双隐性个体杂交,设计实验来验证你的假说。
①实验思路:____________________________________。
②预期实验结果:若_______________________________________假说成立。
解析:(1)从图1可知,基因通过控制酶1、酶2的合成,来决定昆虫的体色。说明基因控制性状的方式是基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状。(2)由于正反交结果不一致,说明其控制体色的基因可能位于X染色体上,但A、a和B、b为独立遗传,说明其中一对位于常染色体上,另一对位于X染色体上。假设A、a位于X染色体上,B和b位于常染色体上,则正交为灰色(bbXAXA)与白色(_ _XaY)杂交,子代有黑色雌性(B_ XAXa),说明亲本中白色的基因型为BBXaY,由于灰色的基因型为bbXAXA、bbXAXa、bbXAY,因此子代中不可能出现灰色,则说明合理的假说是A、a位于常染色体上,B和b位于X染色体上。(3)若A、a位于常染色体上,B和b位于X染色体上,则正交为灰色(AAXbXb)与白色(aaX—Y)杂交,子代有黑色雌性(A_ XBX—),说明亲本中白色的基因型为aaXBY,则可推出子代中灰色的基因型为AaXbY。(4)见答案。
答案:(1)基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状 (2)A和a基因位于常染色体上,B和b基因位于X染色体上 (3)AaXbY
(4)可从以下答案选取其一即可
答案一:①以纯合双隐性个体为母本与F1中的黑色雄性个体为父本进行杂交,观察子代个体的表现型及比例
②子代个体中黑色(♀)∶白色(♀)∶灰色()∶白色()=1∶1∶1∶1
答案二:①以纯合双隐性个体为母本与F1中的灰色雄性个体为父本进行杂交,观察子代个体的表现型及比例
②子代个体中灰色(♀)∶白色(♀)∶灰色()∶白色()=1∶1∶1∶1
答案三:①以纯合双隐性个体为父本与F1中的黑色雌性个体为母本进行杂交,观察子代个体的表现型及比例
②子代雌雄个体中均表现为黑色∶灰色∶白色=1∶1∶2
4.研究发现,黑腹果蝇X染色体的一段缺失(用X0表示)会带来特殊的表现型。在野生型果蝇中,发现一种翅膀后端边缘缺刻的红眼雌蝇,这一突变被命名为缺刻。实验证明它是由一种伴性的显性基因所传递,但在表达上有一般显性所不能解释的特点,最重要的是从来没有出现过缺刻雄性果蝇。用缺刻红眼雌蝇和正常翅白眼雄蝇杂交,其F1出现如图所示结果,请回答下列问题:
(1)果蝇眼色的遗传遵循基因的_____________定律。
(2)从来没有出现过缺刻雄果蝇,可能的原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)F1的雌果蝇中出现白眼的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)F1的雌果蝇产生的卵细胞种类及比例是_____________________,若将F1中雄果蝇精原细胞X染色体上的DNA用32P标记后进行减数分裂,产生的一个次级精母细胞中含32P的DNA有_____________个。
解析:(1)果蝇眼色是由X染色体上的一对等位基因控制的,因此遗传遵循基因的分离定律。(2)根据遗传图解可知,W缺失纯合致死或缺少W基因的果蝇不能存活,因此不会出现缺刻雄果蝇。(3)分析图解可知,缺失染色体上缺失了红眼基因W,含该缺失染色体的卵细胞与含白眼基因w的精子结合发育成白眼雌果蝇。(4)F1的雌果蝇的基因型有1/2X0Xw、1/2XWXw,因此产生的卵细胞种类及比例是XW∶Xw∶X0=1∶2∶1;由于精原细胞中性染色体为XY,若将F1中雄果蝇精原细胞X染色体上的DNA用32P标记后进行减数分裂,由于减数第一次分裂后期X和Y染色体分离,产生的一个次级精母细胞可能含有X染色体或Y染色体,因此含32P的DNA有2或0个。
答案:(1)分离 (2)W缺失纯合致死或缺少W基因的果蝇不能存活(答“含有X染色体缺失W基因的雄果蝇不能存活”也可)
(3)F1中部分雌果蝇的显性基因W缺失,w基因表达,表现w基因控制的性状(或缺失染色体上缺失了红眼基因W,含该缺失染色体的卵细胞与含白眼基因w的精子结合发育成白眼雌果蝇 )
(4)XW∶Xw∶X0=1∶2∶1 2或0
第2课时 全析高考题型——学技法·补短板
1.豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物,自然状态下一般都是纯种,用其做杂交实验,结果既可靠又便于分析。
2.基因分离定律的实质:在杂合子细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性;减数分裂形成配子时,等位基因会随同源染色体分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
3.基因自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
4.位于性染色体上的基因,在遗传上总是与性别相关联,该现象称伴性遗传。
5.伴X隐性遗传男性X染色体上的相关基因只能从母亲那里传来,以后只能传给女儿,即存在交叉遗传特点。
6.人类遗传病通常是指由于遗传物质的改变而引起的人类疾病,主要分为单基因遗传病、多基因遗传病及染色体异常遗传病三大类。
7.调查遗传病发病率宜选择单基因遗传病,在广大人群中随机取样调查;调查遗传病患病方式宜在患者家系中进行。
题型一
遗传性状显、隐性的判断是解答遗传类试题的基础。试题常以两种形式呈现:一是实验结果分析型,即据杂交实验结果判断性状显隐性,此种类型往往由获取自交结果判断,只要自交后代出现了不同于亲本性状的类型即可判断出显隐性;二是实验设计型,即通过设计杂交实验判断显隐性,常用的方法有自交法、杂交法和假设法等。
[典例1] 请回答有关性状显隐性的问题:
(1)黄瓜是雌雄同株异花的二倍体植物。果皮颜色(绿色和黄色)受一对等位基因控制,为了判断这对相对性状的显隐性关系。甲、乙两同学分别从某种群中随机选取两个个体进行杂交实验:
①甲同学选取绿色果皮植株与黄色果皮植株进行正交与反交,观察F1的表现型。请问是否一定能判断显隐性?__________,为什么?____________________________________。
②乙同学做了两个实验,实验一:绿色果皮植株自交;实验二:上述绿色果皮植株做父本,黄色果皮植株做母本进行杂交,观察F1的表现型。
a.若实验一后代有性状分离,即可判断__________为显性。
b.若实验一后代没有性状分离,则需通过实验二进行判断。
若实验二后代__________________,则绿色为显性;
若实验二后代__________________,则黄色为显性。
(2)已知控制果蝇的直毛和非直毛性状的基因是位于X染色体上的一对等位基因。实验室现有从自然界捕获的,有繁殖能力的直毛雌、雄果蝇各一只和非直毛雌、雄果蝇各一只,某同学想通过一代杂交实验确定这对相对性状的显隐性关系。下面是他的实验方案的部分内容,请补充完善。
取______________________________进行杂交实验。
若______________________________,则亲本雄果蝇性状为显性性状;
若______________________________,则亲本雄果蝇性状为隐性性状。
[解题师说]
一、学题型技法
实验法判断性状的显隐性
二、学答题策略
1.先稳解基础小题——保住分
第(1)题难度较低,主要考查考生对显性性状、隐性性状概念的理解,以及采用杂交的方法判断性状的显隐性,属于常规题目。
2.再慎推难度小题——创满分
第(2)题难度较大,若要通过一代杂交实验确定这对相对性状的显隐性关系,可选用不同性状的亲本杂交,运用假说—演绎法和倒推法,写出亲本可能的基因型分别进行分析,最后得出实验结果及结论。
[解析] (1)①正交与反交实验可以判断是细胞核遗传还是细胞质遗传,或者判断是常染色体遗传还是伴性遗传,若两亲本均为纯合子,也可用来判断显隐性关系,但如果显性亲本是杂合子,则不能判断显隐性关系。②a.绿色果皮植株自交,如果后代发生性状分离,说明绿色果皮的黄瓜是杂合子,杂合子表现的性状是显性性状,因此可以判断绿色是显性性状。b.若实验一后代没有性状分离,说明绿色植株是纯合子,绿色可能是显性性状(AA,用A表示显性基因,a表示隐性基因),也可能是隐性性状(aa),则需通过实验二进行判断:如果绿色果皮是显性性状,上述绿色果皮植株做父本,与黄色果皮植株做母本进行杂交,杂交后代都是绿色果皮,也就是AA(绿色)×aa(黄色)→Aa(绿色);如果黄色是显性性状,则绿色果皮植株(aa)与黄色果皮(A_)植株杂交,则杂交后代会出现黄色果皮(Aa)。(2)要求通过一代杂交实验确定这对相对性状中的显隐性关系,故选择不同性状的亲本杂交可达到目的,如图1、2、3所示(假设这对等位基因用A、a表示)。
若子代雌果蝇不表现母本性状(如图2),则亲本雄果蝇性状为显性。若子代雌果蝇表现出母本性状(如图1、3),则亲本雄果蝇性状为隐性。
[答案] (1)①不能 如果显性亲本为杂合子时,后代会同时出现黄色和绿色两种表现型,不能判断显隐性关系 ②a.绿色 b.都表现为绿色果皮 出现黄色果皮(全部为黄色或黄色∶绿色=1∶1)
(2)两只不同性状的雌、雄果蝇 子代雌果蝇不表现母本性状 子代雌果蝇表现出母本性状 (只要杂交方案与相应结果分析正确,合理即可)
三、防细节失分
(1)掌握常规方法。解答遗传类问题要将常规方法和经典题型烂熟于心,才能快速解题,如本题第(1)题即是利用常规杂交法、自交法判断性状显隐性。
(2)灵活处理特殊类型问题。遗传类题既有经典题,又常遇到特殊类型的题目,如本题第(2)题即是判断性状显隐性的特殊类型,只有在伴性遗传的条件下才可判断。在复习中应多注重归纳总结这类特殊问题。
[对点训练]
1.玉米的非糯性与糯性是一对相对性状,非糯性子粒及花粉中含直链淀粉,遇碘液变蓝黑色;糯性子粒及花粉中含支链淀粉,遇碘液变橙红色。现有纯种的非糯性玉米和纯种的糯性玉米。据此回答下列问题:
(1)要验证控制这对性状的基因遵循基因的分离定律,可采用的用时较短的实验方法是________________________________________________________________________。
(写出思路即可)
(2)若要探究非糯性与糯性的显隐性关系,请写出实验思路并预测实验结果和结论:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)用纯种的非糯性玉米和纯种的糯性玉米杂交,取F1花粉加碘液染色,在显微镜下观察,若半数花粉呈蓝黑色,半数花粉呈橙红色,则可证明控制这对性状的基因遵循基因的分离定律 (2)用纯种的非糯性玉米和纯种的糯性玉米杂交,若F1全为糯性玉米,则糯性为显性性状;若F1全为非糯性玉米,则非糯性为显性性状
题型二
待测个体基因组成的判断主要有两种考查形式:一是根据杂交后代的性状或性状分离比推导基因型,解题的关键是熟知分离定律的相关规律;二是设计实验,判定个体基因组成,植物常用自交法和测交法,动物常用测交法(显、隐性性状已知)。
[典例2] 豌豆所含的止杈素、赤霉素和植物凝集素等物质,具有抗菌消炎,增强新陈代谢的功能。育种工作者选取的高茎(DD)豌豆植株与矮茎(dd)豌豆植株杂交,F1全为高茎;但是其中有一株F1植株(甲)自交得到的F2中出现了高茎∶矮茎=35∶1的性状分离比。请回答:
(1)正常情况下,F1植株自交,后代的性状分离比为__________________,其实质是F1在产生配子时,________________。
(2)对“高茎∶矮茎=35∶1的性状分离比”的解释是:①由于环境条件骤变如低温的影响,可能在该植株的种子或幼苗时期,通过________________________(原理),使幼苗发育成基因型为__________的植株(甲)。②该植株(甲)产生的配子基因组成及比例是______________________,从而合理地解释了植株甲自交产生的性状分离比。
(3)请设计实验确定植株(甲)的基因型,写出实验思路并预测实验结果:___________________________________________________________________________。
[解题师说]
一、学题型技法
实验法判断个体的基因组成
(1)自交法:此法主要用于植物,而且是最简便的方法。
(2)测交法:待测对象若为雄性动物,注意与多个隐性雌性个体交配,以产生更多的后代个体,使结果更有说服力。
(3)单倍体育种法:对于植物个体来说,如果条件允许,取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,根据处理后植株的性状即可推知待测亲本的基因型。
(4)花粉鉴定法:对于某些植物不同基因组成的花粉会与某种染色剂产生特定的颜色反应。据此用某种染色剂对检测植株的花粉处理,通过观察颜色变化判断基因组成。
二、学答题策略
1.先稳解基础小题——保住分
第(1)题十分简单,主要考查F1植株自交,正常情况下后代的性状分离比,以及分离定律的实质。
2.再慎推难度小题——创满分
第(2)(3)题难度很大。(2)题主要考查染色体变异、分离定律与自由组合定律的实质以及雌雄配子的随机结合。要正确判断出四倍体DDdd所产生的配子的种类及比值,需明确四倍体DDdd在减数分裂产生配子时,配子中的基因只有体细胞的一半,同时4个等位基因间的分离与组合是随机的,进入同一个配子的是4个等位基因中的任意2个,故产生配子的种类及比例为DD∶Dd∶dd=1∶4∶1。由于受精时,雌雄配子的结合是随机的,所以子二代表现型的比值为高茎∶矮茎=35∶1。(3)题要确定植株(甲)的基因型,可用测交的方法,即子一代豌豆(DDdd)和矮茎豌豆(dd)杂交。
[解析] (1)正常情况下,高茎(DD)豌豆植株与矮茎(dd)豌豆植株杂交,F1全为高茎(Dd),由于F1在产生配子时,位于同源染色体上的等位基因(D/d)分离,F2出现高茎∶矮茎=3∶1的性状分离比。(2)某F1高茎植株自交,出现F2的性状分离比为35∶1的原因分析:在F1植株的种子或幼苗时期,可能由于遭遇环境条件骤变如低温的影响,在细胞分裂过程中,纺锤体的形成受到抑制,染色体数目加倍,使幼苗发育成基因型为DDdd的植株。该植株(DDdd)产生的配子基因组成及比例为DD∶Dd∶dd=1∶4∶1,则在F2出现的矮茎(dddd)占1/6×1/6=1/36,其余为高茎。(3)测定个体的基因型,常常选择测交方式,即用该F1豌豆和正常矮茎豌豆(dd)测交,统计测交子代的表现型及其比例。由于矮茎豌豆只产生d一种配子,而该F1高茎豌豆的基因型若为DDdd,则产生三种基因型的配子,即DD∶Dd∶dd=1∶4∶1,则测交后代应均为三倍体,相关基因型及比例为DDd∶Ddd∶ddd=1∶4∶1,所以表现型及比例为高茎∶矮茎=5∶1。
[答案] (1)高茎∶矮茎=3∶1 等位基因分离
(2)抑制纺锤体形成(使染色体数目加倍) DDdd DD∶Dd∶dd=1∶4∶1 (3)选择矮茎豌豆对植株(甲)进行异花传粉,若杂交后代高茎∶矮茎=5∶1,则F1植株(甲)的基因型为DDdd
三、防细节失分
(1)迁移交汇:在解答遗传类题目时,对于异常性状分离比,既要考虑遗传问题,又要注意将知识迁移交汇到变异等知识中。
(2)方法不当:在第(3)小题选取杂交方法时,不能选取甲自交的方法,因题干中已有甲自交及其后代性状分离比(35∶1),因此可用测交法。
[对点训练]
2.(2018·安庆二模)果蝇复眼的眼色有白色、红色、棕色和暗红色4种,控制机理如图所示(相关基因独立遗传)。
回答下列问题:
(1)野生型果蝇的眼色都是暗红色,其纯合体的基因型是___________。野生型果蝇的一对等位基因发生隐性突变形成的纯合体,称为单隐性突变纯合体,眼色有___________种,任何两种单隐性突变纯合体的杂交后代眼色都是___________。
(2)野生型果蝇的两对等位基因发生隐性突变形成的纯合体,称为双重隐性突变纯合体,眼色都是__________。科学家培育了3种基因型不同的双重隐性突变纯合体品系,分别为品系1、品系2、品系3,通过如下杂交实验来确定它们的基因型:
品系1×品系2→子代眼色全部白色
品系1×品系3→子代眼色全部红色
品系2×品系3→子代眼色全部___________色
根据以上实验结果,可以判断品系1、2、3的基因型分别是_________________________________。
解析:(1)野生型果蝇的眼色都是暗红色,其纯合体的基因型是AABBDD。据题意可知,单隐性突变纯合体有AAbbDD(棕眼)、AABBdd(红眼)和aaBBDD(白眼),共3种;任何两种单隐性突变纯合体的杂交后代中一定含有三种显性基因,所以其杂交后代的眼色都是暗红色。(2)必须含两种及两种以上的显性基因才表现为有色,所以野生型果蝇的两对等位基因发生隐性突变形成的纯合体,由于只含1种显性基因,所以其眼色都是白色。根据题意,双重隐性突变纯合体包括三种:aabbDD、aaBBdd和AAbbdd。若aabbDD×aaBBdd→aaBbDd,则表现型为全为白色;若AAbbdd×aabbDD→AabbDd,则表现型为全为棕色;若aaBBdd×AAbbdd→AaBbdd,则表现型为全为红色;结合题意三个品系的杂交结果分析,品系1、2、3的基因型分别是aaBBdd、aabbDD、AAbbdd。
答案:(1)AABBDD 3 暗红色
(2)白色 棕 aaBBdd、aabbDD、Aabbdd
题型三
此类题目常有以下几种考查形式:一是设计实验验证性状遗传符合的遗传规律;二是以实验设计与分析题形式考查基因在染色体上的位置,即符合自由组合定律,还是基因连锁问题;三是直接根据实验结果判断基因在染色体上的位置。无论哪种形式,其实质都是分离定律和自由组合定律的验证,常用的方法有自交法和测交法,植物还可利用花粉鉴定法和单倍体育种法。
[典例3] 玉米是一年生雌雄同株异花传粉植物,其籽粒的颜色受两对等位基因A、a和B、b控制。A基因存在时,能合成酶Ⅰ;B基因存在时,酶Ⅱ的合成受到控制。籽粒颜色的转化关系为:白色黄色紫色。研究发现纯合紫粒玉米的花粉完全败育,不具备受精能力,其他类型玉米的花粉正常。将杂合白粒玉米和纯合紫粒玉米进行间行种植,F1中收获得到的玉米共有三种类型:白粒、黄粒和紫粒。回答下列问题:
(1)从F1中随机选取一粒玉米,能否通过颜色直接判断其母本是白粒玉米还是紫粒玉米?并阐明理由。
(2)请用F1为实验材料设计一代杂交实验,以验证A、a和B、b基因符合自由组合定律。(要求:写出实验方案,并预期实验结果。)
[解题师说]
一、学题型技法
“实验法”验证遗传定律
验证方法
结论
自交法
F1自交后代的性状分离比为(3∶1)n,则符合基因的分离定律(n=1)或自由组合定律(n≥2)
测交法
F1测交后代比例为(1∶1)n,则符合基因的分离定律(n=1)或自由组合定律(n≥2)
花粉鉴定法
若有两种花粉,比例为1∶1,则符合分离定律
若有四种花粉,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律
单倍体育种法
取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型,比例为1∶1,则符合分离定律
取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有四种表现型,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律
二、学答题策略
1.先稳解基础小题——保住分
第(1)题难度一般,主要考查考生的审题并获取信息的能力,然后结合基因的自由组合定律进行分析即可。
2.再慎推难度小题——创满分
第(2)题难度较大,主要考查基因的自由组合定律及其实验验证,常用自交或测交法,要求考生能够设计实验方案并分析可能的实验结果及结论。
[解析] (1)依据题干信息“A基因存在时,能合成酶 Ⅰ;B基因存在时,酶 Ⅱ 的合成受到抑制”及籽粒颜色的转化关系判定杂合白粒玉米基因型为aaBb,纯合紫粒玉米的基因型为AAbb。因为纯合紫粒玉米的花粉完全败育,故其上所结玉米籽粒基因型为AaBb或Aabb,表现型为黄色或紫色;而白色籽粒一定是杂合白粒玉米(aaBb)自交所得。(2)据(1)小题分析,F1中黄色玉米籽粒基因型为AaBb,若让其自交,后代表现型及比例为黄粒∶紫粒∶白粒=9∶3∶4,即可验证A、a和B、b基因符合基因自由组合定律。
[答案] (1)能,由于纯合紫粒玉米花粉完全败育,紫粒植株上收获到的玉米为杂交的结果,子代为黄粒或紫粒;白粒植株上收获到的玉米为自交的结果,子代均为白粒。所以F1中白粒的母本为白粒玉米,紫粒或黄粒的母本为紫粒玉米。
(2)实验方案:选择F1中黄粒玉米自交,统计后代籽粒表现型种类及比例。
实验结果:后代黄粒∶紫粒∶白粒=9∶3∶4。
三、防细节失分
(1)材料选取:关于遗传杂交类实验,材料选取要按题目要求,本题要求以F1为实验材料,不能随意自选材料。
(2)方法选取:对植物杂交实验而言,优先选用自交法,因杂交法操作过程繁琐。
[对点训练]
3.某动物毛色的深浅由三对等位基因控制,分别用A/a、B/b、C/c表示,显性基因有加深颜色的作用,作用效果相同且具有累加效应。没有显性基因的个体为白色。请回答下列问题:
(1)控制毛色的基因型有______种。进一步研究表明毛色的深浅与相关细胞中的一些小分子有机物色素有关,这说明了基因可以通过控制__________________________________来决定毛色。
(2)控制毛色的三对等位基因在细胞中有三种分布情况:
①位于三对同源染色体上;②位于两对同源染色体上;③位于一对同源染色体上。现有基因型为AABBCC和aabbcc的两亲本杂交(不考虑交叉互换和突变),请设计实验证明。
实验步骤:
①两亲本杂交得F1;
②F1个体间相互交配得到F2,观察统计__________以及有色与白色的颜色比。
实验结论:
①若F2毛色有7种且有色与白色的比例为63∶1,说明这三对等位基因位于三对同源染色体上。
②若F2毛色有7种且颜色比为__________,说明这三对等位基因位于两对同源染色体上。
③若F2毛色有__________种,说明这三对等位基因位于一对同源染色体上。
解析:(1)控制毛色的基因由A和a、B和b、C和c这三对等位基因控制,由于每对基因可以构成3种基因型,因此,控制毛色的基因型有3×3×3=27(种);由于色素的本质不是蛋白质,所以基因控制毛色是通过控制合成色素的酶的合成来实现的。(2)AABBCC×aabbcc→F1(AaBbCc),若想知道控制毛色的三对等位基因在细胞中的分布情况,需要统计子代毛色的种类数以及有色与白色的颜色比。①若F2毛色有7种且有色∶白色=63∶1,说明这三对等位基因位于三对同源染色体上。②假设A、B在同源染色体的一条染色体上,a、b在同源染色体的另一条染色体上,C、c在另外一对同源染色体上,F1为AaBbCc,计算F2时,将AB、ab作为整体,与C、c按照两对基因的自由组合定律计算,出现白色的概率是1/4×1/4=1/16,因此有色的概率是15/16,有色与白色的比例为15∶1。③如果A、B、C在同源染色体的一条染色体上,a、b、c在同源染色体的另一条染色体上,则将ABC、abc各作为一整体,按基因的分离定律计算,F2出现的基因型分别是AABBCC、AaBbCc和aabbcc,相应的毛色就只有3种。
答案:(1)27 酶的合成,再由酶催化色素的合成
(2)子代毛色种类 15∶1 3
题型四
此类试题是全国卷高考命题的热点,考查角度主要是通过设计实验或实验分析,判断控制性状的基因是位于常染色体、X染色体,还是位于X、Y染色体的同源区段上。解答此类问题可用杂交法和统计法,选取合理的杂交组合是杂交法的关键,统计法主要适用于判断常染色体遗传和伴性遗传问题。
[典例4] 已知果蝇长翅和短翅为一对相对性状,受一对等位基因(A/a)控制,现有长翅和短翅雌雄果蝇若干,某同学让一只雌性长翅果蝇与一只雄性长翅果蝇杂交,子一代中表现型及其分离比为长翅∶短翅=3∶1。回答下列问题:
(1)依据上述实验结果,可以确定__________为显性性状。
(2)依据上述实验结果,无法确定等位基因是位于常染色体上,还是X染色体上。若要判断基因的位置,还需要统计子一代翅型与性别的关系。
①若________________________________________,则基因位于常染色体上。
②若________________________________________,则基因位于X染色体上。
(3)根据子一代翅型与性别的关系上,可以确定该等位基因位于X染色体,但是无法确定该等位基因位于X和Y染色体的同源区段(如图所示)还是非同源区段(只位于X染色体)。请用适合的果蝇为材料设计一个杂交实验,判断基因位于X和Y染色体的同源区段还是非同源区段。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
(4)如果该性状由常染色体上两对等位基因(A/a,B/b)控制,当A和B同时存在时表现为长翅,其他情况为短翅,双亲两对基因均为杂合子,子代出现上述比例满足的条件是______________________________,______________________________。
[解题师说]
一、学题型技法
实验法判断基因位于常染色体、X染色体还是X、Y染色体同源区段上
二、学答题策略
1.先稳解基础小题——保住分
第(1)(2)题难度较低。(1)题考查性状分离;(2)题运用假说—演绎法和倒推法,写出两种情况的基因型进行分析即可。
2.再慎推难度小题——创满分
第(3)(4)题难度较大。(3)题若要通过一次杂交实验确定该等位基因是位于X和Y染色体的同源区段还是只位于X染色体上,可选用多对隐性(短翅)雌果蝇与显性(长翅)雄果蝇杂交,然后运用实验法(如假说—演绎法和倒推法),写出亲本可能的基因型分别进行分析,最后得出实验结果及结论。(4)题主要考查分离定律与自由组合定律的实质。
[解析] (1) 一只雌性长翅果蝇与一只雄性长翅果蝇杂交,子一代中出现了短翅个体,说明长翅对短翅为显性。 (2)①若基因位于常染色体上,则双亲的基因型均为Aa,子一代性状分离比在雌雄果蝇中相同,均为长翅(A_)∶短翅(aa)=3∶1。②若基因位于X染色体上,则双亲的基因型分别为XAXa、XAY,子一代的基因型及其比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,雌性都为长翅,雄性既有长翅又有短翅。(3)判断基因位于X和Y染色体的同源区段还是非同源区段上,可选择多对短翅(♀)与长翅()进行杂交得到F1,观察并分析F1的表现型及其比例。若基因位于X和Y染色体的同源区段上,则短翅(♀)的基因型为XaXa,长翅()的基因型为XAYA或XaYA或XAYa,F1会出现雄性长翅果蝇(XaYA);若基因位于X和Y染色体的非同源区段,则短翅(♀)的基因型为XaXa,长翅()的基因型为XAY,F1雄性果蝇都为短翅(XaY)。(4)如果该性状由常染色体上两对等位基因(A/a,B/b)控制,当A和B同时存在时表现为长翅,其他情况为短翅,双亲两对基因均为杂合子,子代出现上述比例(长翅∶短翅=3∶1)满足的条件是:A和B位于同一条染色体上,a和b位于同一条染色体上,减数分裂时同源染色体的非姐妹染色单体之间无交叉互换。
[答案] (1)长翅 (2)子一代性状分离比在雌雄果蝇中相同 雌性都为长翅,雄性既有长翅又有短翅 (3)选择多对短翅(♀) 与长翅()进行杂交得到F1, 若F1出现雄性长翅果蝇,则基因位于X和Y染色体的同源区段;若F1雄性果蝇都为短翅,则基因位于X和Y染色体的非同源区段。 (4)A和B位于同一条染色体上,a和b位于同一条染色体上 减数分裂时同源染色体非姐妹染色单体无交叉互换
三、防细节失分
(1)合理选取杂交组合:在解答基因定位类题目时,选取杂交组合是关键。优先选用隐性♀×纯合显性♂,也可选用杂合♀×纯合显性。
(2)规范表达结论。在第(3)小题,应先预期实验结果,据此得出实验结论,常以“若……,则……”描述,不可先说结论,再说结果。
[对点训练]
4.果蝇灰身(A)对黑身(a)为显性,刚毛(B)对截毛(b)为显性。现有纯合灰身刚毛和纯合黑身截毛果蝇若干,两种纯合果蝇均有雄有雌。
(1)一只刚毛雌蝇与截毛雄蝇交配,得到的子一代雌雄个体全部为刚毛。子一代雌雄交配,子二代表现型及其比例为雌性刚毛∶雄性刚毛∶雄性截毛为2∶1∶1。则____________ (填“能”或“不能”)判断B/b基因只位于X染色体上,还是在X和Y染色体同源区段上。如果能,请说明理由;如果不能,请从题干所给果蝇中选取材料设计实验,写出亲本组合方式,并预期实验结果和结论。___________________________________________________。
(2)若上一小题的亲代为纯合灰身刚毛雌蝇和纯合黑身截毛雄蝇,且A/a基因位于常染色体上,B/b位于X和Y染色体同源区段上,则子一代的基因型为___________________;其子二代的基因型有__________种,雌蝇中纯合灰身刚毛所占的比例为________。
解析:(1)若B/b基因只位于X染色体上,则亲本刚毛雌蝇(XBXB)与截毛雄蝇(XbY)杂交,子一代雌雄个体全部为刚毛(XBXb、XBY),子一代雌雄交配,子二代为雌性刚毛(XBXB、XBXb)∶雄性刚毛(XBY)∶雄性截毛(XbY)=2∶1∶1。若B/b基因在X和Y染色体同源区段,则亲本刚毛雌蝇(XBXB)与截毛雄蝇(XbYb)杂交,子一代雌雄个体全部为刚毛(XBXb、XBYb),子一代雌雄交配,子二代为雌性刚毛(XBXB、XBXb)∶雄性刚毛(XBYb)∶雄性截毛(XbYb)=2∶1∶1。两者结果一致,因此不能判断B/b基因只位于X染色体上,还是在X和Y染色体同源区段上。选取题干中的截毛雌蝇与刚毛雄蝇交配,可判断出B/b基因只位于X染色体上,还是在X和Y染色体同源区段上。若B/b基因只位于X染色体上,则截毛雌蝇(XbXb)与刚毛雄蝇(XBY)交配,F1中有刚毛(XBXb)和截毛(XbY);若B/b基因在X和Y染色体同源区段,则截毛雌蝇(XbXb)与刚毛雄蝇(XBYB)交配,F1中只有刚毛果蝇(XBXb、XbYB)。(2)若A/a基因位于常染色体上,B/b基因位于X和Y染色体同源区段上,则纯合灰身刚毛雌蝇(AAXBXB)与纯合黑身截毛雄蝇(aaXbYb)杂交,子一代的基因型为AaXBXb和AaXBYb。子一代杂交,仅考虑A/a基因,子二代为1/4AA、1/2Aa、1/4aa,仅考虑B/b基因,子二代为1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBYb、1/4XbYb,则子二代的基因型有3×4=12(种)。雌蝇中纯合灰身刚毛(AAXBXB)所占的比例为1/4×1/2=1/8。
答案:(1)不能 亲本组合:让纯合截毛雌蝇与纯合刚毛雄蝇交配。预期实验结果和结论:若F1中有刚毛和截毛,则B/b基因位于X染色体上;若F1中只有刚毛,则B/b基因位于X和Y染色体同源区段上 (2)AaXBXb和AaXBYb 12 1/8
题型五
生物变异类型包括环境改变引起的不可遗传变异及基因突变、基因重组和染色体变异三种可遗传变异。通过设计实验判断某一性状变异的原因是常考题型。解答此类问题常用假说—演绎法,即先假设是某种类型的变异,根据杂交结果与实际情况进行判断。
[典例5] 果蝇的眼色由两对基因(A/a和R/r)控制,已知A和R同时存在时果蝇表现为红眼,其余情况为白眼,且其中R/r仅位于X染色体上。
实验:一只纯合白眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交,正常F1全为红眼(偶见一只雌果蝇为XXY,记为“M”;还有一只白眼雄果蝇,记为“N”)。
(1)由题可知A/a位于常染色体上,且亲本白眼雄果蝇基因型为________,其不可能与R/r一样位于X染色体上的理由是:______________________________________。请用遗传图解表示出以上实验过程(产生正常F1果蝇)。
(2)M果蝇能正常产生配子,其最多能产生X、Y、XY和__________四种类型的配子,其对应比例为__________。
(3)N果蝇出现的可能原因是:①环境改变引起表现型变化,但基因型未变;②亲本雄果蝇发生某个基因突变;③亲本雌果蝇发生某个基因突变;④亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离而产生XO型果蝇(XO为缺一条性染色体的不育雄性),请利用现有材料设计简便的杂交实验,确定N果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤:________________,然后观察子代雌果蝇的性状及比例。
结果预测:Ⅰ.若__________________,则是环境改变;
Ⅱ.若________________,则是亲本雄果蝇基因突变;
Ⅲ.若________________,则是亲本雌果蝇基因突变;
Ⅳ.若__________________,则是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。
[解题师说]
一、学题型技法
变异类型的一般判断方法
1.可遗传变异与不可遗传变异的判断
2.基因突变与基因重组的判断
3.显性突变与隐性突变的判断
(1)类型
(2)判断方法:
①选取突变体与其他已知未突变体杂交,据子代性状表现判断。
②让突变体自交,观察子代有无性状分离而判断。
4.染色体变异与基因突变的判断
(1)判断依据:光学显微镜下能观察到的是染色体变异,不能观察到的是基因突变。
(2)具体操作:制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片,找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。
5.变异类型实验探究题的答题模板
二、学答题策略
1.先稳解基础小题——保住分
第(1)(2)题难度较低。(1)题由题干信息即可推知亲本及子代果蝇的基因型。对于A/a不可能与R/r一样位于X染色体的原因,可用假说—演绎法,若A/a和R/r都位于X染色体上,即亲本基因型为XaRXaR、XArY,子代基因型为XArXaR、XaRY,则纯合白眼雌果蝇的雄性子代也只能是白眼,与F1全为红眼不符,假设错误。(2)题M果蝇(XXY)在减数分裂产生配子时,任意两条同源染色体联会,剩下一条染色体不能联会,联会的两条性染色体分别移向细胞的两极,不能联会的染色体随机的移向任意一极。因此,M果蝇产生的配子种类及比例为X∶Y∶XY∶XX=2∶1∶2∶1。
2.再慎推难度小题——创满分
第(3)题难度较大。主要考查考生综合运用染色体变异、基因的分离定律和自由组合定律、伴性遗传等相关知识解决问题的能力。解答本题的关键是正确推断出四种可能的情况下N果蝇的基因型,并通过遗传图解推出可能的实验结果及结论。
[解析] (1)由题意知,A和R同时存在时果蝇表现为红眼,则F1全为红眼时,亲代纯合白眼雌果蝇与白眼雄果蝇的基因型应分别为aaXRXR、AAXrY。(2)XXY果蝇产生的配子类型有X、XY、Y、XX四种,其比例为X∶Y∶XY∶XX=2∶1∶2∶1。(3)欲确认N果蝇(白眼雄性)出现的原因,可将N果蝇与F1红眼雌果蝇杂交,观察子代雌果蝇的性状及比例。若由环境改变引起,则N果蝇基因型为AaXRY,它与AaXRXr果蝇杂交子代雌果蝇的基因型为3/4A_XRX-、1/4aaXRX-,即红眼∶白眼=3∶1;若是亲本雄果蝇基因突变,则N果蝇基因型为aaXRY,它与F1红眼雌果蝇杂交,子代雌果蝇表现型应为红眼∶白眼=1∶1;若是亲本雌果蝇基因突变,则N果蝇基因型为AaXrY,它与F1红眼雌果蝇杂交,子代雌果蝇中3/8红眼、5/8白眼;若是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离,则N果蝇为XO型不育雄性,它与F1红眼雌果蝇杂交将无子代产生。
[答案] (1)AAXrY 若A/a与R/r都在X染色体上,则纯合白眼雌果蝇的雄性子代也只能是白眼
(2)XX 2∶1∶2∶1
(3)将N果蝇与F1红眼雌果蝇交配
Ⅰ.红眼∶白眼=3∶1 Ⅱ.红眼∶白眼=1∶1
Ⅲ.红眼∶白眼=3∶5 Ⅳ.无子代
三、防细节失分
(1)解释“原因”类题目注意事项。在回答“原因”“理由”类问题时,可从正面回答,也可从反面回答,即“如果不这样,则会出现……”,如本题第(1)小题。
(2)假设法解答变异类型判断类题目。在解答本题第(3)小题时,可按题目的4种情况进行假设,再选取合理的杂交亲本,据子代性状差异予以判断。
[对点训练]
5.某生物兴趣小组调查发现,种植同一玉米纯合品种的甲、乙两个相邻地块中,甲地块玉米比乙地块玉米茎秆粗壮、叶片肥厚且颜色浓绿有光泽。两地块水、肥等环境因素基本相同,二者差异是由甲地块玉米喷洒了BEM(一种发酵产品)所致。该小组成员认为此变异可能由以下三种情况引起:①BEM诱发了玉米基因(显性)突变;②BEM仅仅影响了基因的表达,并没有引起遗传物质的改变;③BEM诱发了玉米染色体数目加倍。为判断这些假设的合理性及变异类型的原因,该小组根据所学知识展开讨论并确定了实验探究方案,根据题意回答下列问题:
(1)该小组最终认为假设①不成立,原因是_________________________________。
(2)该小组认为假设②可以成立,因为生物的性状是______________________的结果。为确定该假设是否正确,简单的方法是__________________________________________。
(3)该小组认为假设③也可以成立,因为多倍体植株具有____________________________的特点。为确定该假设是否正确,可用两种简单的方法鉴定:
方法一:______________________________________________________________
________________________________________________________________________;
方法二:杂交法,___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:与乙地块玉米相比,甲地块玉米的性状发生了变异,此变异有可能是不可遗传变异(即仅仅是由喷洒BEM引起,影响了基因的表达,其遗传物质没有发生改变),此类情况可用自交,通过观察后代性状的方法进行判定,但是需注意不可再喷洒BEM。由于基因突变具有不定向性和低频性,喷洒某种药物后不可能让众多植株发生同样的基因突变。题目中描述的植株特点类似于多倍体植株的特点,可用镜检的方法,也可根据三倍体无子的特点进行鉴定。
答案:(1)基因突变具有不定向性和低频性,喷洒BEM后,所有玉米不会发生同样的变异 (2)基因和环境因素共同作用 将甲地块产生的玉米种子再在甲地块种植,但不喷洒BEM,然后观察玉米的表现型 (3)茎秆粗壮、叶片和果实较大 用显微镜观察处于分裂中期的细胞染色体数目 让甲、乙两地块玉米杂交得到F1,种植F1观察其是否高度不育(或不结种子)
[主观大题·增分强训]
1.孟德尔以豌豆为实验材料进行杂交实验,并通过分析实验结果,发现了生物遗传的规律。请回答下列问题:
(1)用豌豆做遗传学实验材料容易取得成功,因为豌豆具有以下特征:__________________;__________________。
(2)豌豆的花色和花的位置分别由基因A、a和B、b控制,基因型为AaBb的豌豆植株自交获得的子代表现型及比例是红花顶生∶白花顶生∶红花腋生∶白花腋生=9∶3∶3∶1。由此可以看出,豌豆的花色和花的位置中显性性状分别是__________和__________,控制这两对相对性状的基因__________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
(3)将红花腋生与白花顶生豌豆植株作为亲本进行杂交得到F1,F1自交得到的F2表现型及比例是白花顶生∶红花顶生∶白花腋生∶红花腋生=15∶9∶5∶3,则F1的基因型是________________。若对上述F1植株进行测交,则子代表现型及比例是:红花顶生∶红花腋生∶白花顶生∶白花腋生=________________。
解析:(1)由于豌豆具有自花传粉、闭花受粉的特点,自然状态下一般为纯种;另外豌豆具有稳定的易于区分的性状,因此用豌豆做遗传学实验材料容易取得成功。(2)基因型为AaBb的豌豆植株自交,子代中红花∶白花=3∶1,顶生∶腋生=3∶1,则豌豆的花色和花的位置中显性性状分别是红花和顶生。由于子代的表现型及比例是红花顶生∶白花顶生∶红花腋生∶白花腋生=9∶3∶3∶1,则说明控制花色和花的位置的基因位于两对同源染色体上,控制这两对相对性状的基因遵循基因的自由组合定律。(3)红花腋生(A_bb)与白花顶生(aaB_)杂交得到F1,F1自交,F2中红花∶白花=3∶5,顶生∶腋生=3∶1,则对于花的位置来说,由于F2中顶生∶腋生=3∶1,则F1的基因型为Bb。若亲本中红花为AA,则F1为Aa,因此F2中红花∶白花=3∶1,但 F2中红花∶白花=3∶5,说明亲本中红花为Aa,则F1的基因型及比例是1/2AaBb、1/2aaBb。若对F1植株进行测交,即1/2AaBb与aabb杂交,后代为1/8AaBb、1/8Aabb、1/8aaBb、1/8aabb,1/2aaBb与aabb杂交,后代为1/4aaBb、1/4aabb,因此测交后代表现型及比例是红花顶生(1/8AaBb)∶红花腋生(1/8Aabb)∶白花顶生(3/8aaBb)∶白花腋生(3/8aabb)=1∶1∶3∶3。
答案:(1)自花传粉、闭花受粉 具有稳定的易于区分的性状 (2)红花 顶生 遵循 (3)AaBb、aaBb 1∶1∶3∶3
2.果蝇的缺刻翅是由染色体上一个片段缺失导致的,红眼(R)与白眼(r)由位于染色体上的一对等位基因控制。红眼缺刻翅雌果蝇与白眼正常翅雄果蝇杂交,子一代表现为白眼缺刻翅雌蝇∶红眼正常翅雌蝇∶红眼正常翅雄蝇=1∶1∶1。请回答下列问题:
(1)果蝇发生的可遗传变异,除染色体结构变异外,还有________________________________________________。
(2)染色体结构变异会使染色体上基因的____________发生改变,从而导致生物性状的改变。
(3)上述杂交结果产生的原因可能是该片段缺失发生在____________(填“常”或“X”)染色体上,并且________________________。
(4)子一代中白眼缺刻翅雌蝇与红眼正常翅雄蝇杂交,子二代的表现型及比例是___________________________。
解析:(1)果蝇发生的可遗传变异中,除染色体结构变异外,还有染色体数目变异、基因突变和基因重组。(2)染色体结构变异会使染色体上基因的数目或排列顺序发生改变。(3)根据题干可知,正常翅与缺刻翅的遗传与性别相关联,说明控制该性状的基因位于X染色体上,且X染色体片段缺失的雄果蝇致死。(4)若用X-表示片段缺失的X染色体,则F1中白眼缺刻翅雌蝇(XrX-r)与红眼正常翅雄蝇(XRY)杂交, F2的表现型及比例是红眼正常翅雌果蝇(XRXr)∶红眼缺刻翅雌果蝇(XRX-r)∶白眼正常翅雄果蝇(XrY)=1∶1∶1,而X-rY果蝇致死。
答案:(1)基因突变、基因重组和染色体数目变异 (2)数目或排列顺序 (3)X 缺少正常X染色体的个体致死 (4)红眼缺刻翅雌蝇∶红眼正常翅雌蝇∶白眼正常翅雄蝇=1∶1∶1
3.如图为雌雄果蝇体细胞的染色体和基因示意图。其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y表示染色体,D、d表示控制长翅、残翅的基因。据图回答问题:
(1)由图可知,雄果蝇的一个染色体组可表示为______________________。
(2)若图中两果蝇杂交,后代长翅∶残翅=3∶1,则说明D、d基因控制长翅、残翅性状的遗传遵循基因的_____________定律。
(3)已知果蝇有控制黑檀体和灰体的基因,将黑檀体长翅果蝇(纯合体)与灰体残翅果蝇(纯合体)杂交,获得的F1均为灰体长翅果蝇。将F1雌、雄果蝇自由交配,若F2雌雄果蝇群体中表现型均为灰体长翅、灰体残翅、黑檀体长翅、黑檀体残翅,且其比例接近于9∶3∶3∶1,则说明控制黑檀体和灰体的基因不在____________染色体上。
(4)若黑檀体(b)和灰体(B)位于Ⅲ号染色体上,正常腿(T)和短腿基因(t)位于Ⅳ号染色体上。任取两只雌、雄果蝇杂交,如果子代中灰体残翅短腿个体的比例是3/16,则这两只果蝇共有________种杂交组合(不考虑正、反交),其中亲代中雌雄不同的基因型组合是___________________。
解析:(1)染色体组是指细胞内的一组非同源染色体,图中雄果蝇的一个染色体组可表示为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y 。(2)图中两只杂合果蝇(Dd)杂交,后代长翅∶残翅=3∶1,则说明D、d基因控制长翅、残翅性状的遗传遵循基因的分离定律。(3)将黑檀体长翅果蝇(纯合体)与灰体残翅果蝇(纯合体)杂交,将F1雌、雄果蝇自由交配, F2果蝇群体中雌雄均表现为灰体∶黑檀体=3∶1,说明控制黑檀体和灰体的基因不在X染色体上,其性状表现与性别无关。(4)若黑檀体(b)和灰体(B)位于Ⅲ号染色体上,正常腿(T)和短腿基因(t)位于Ⅳ号染色体上,则这两对基因符合自由组合定律。子代中灰体残翅短腿个体的比例是3/16(可以表示为3/4×1/4×1或3/4×1/2×1/2),则这两只果蝇共有4种杂交组合(BbDdtt×BbDdtt、BbddTt×BbddTt、BbDdTt×Bbddtt、BbDdtt×BbddTt),其中亲代中雌雄不同的基因型组合是BbDdTt×Bbddtt、BbDdtt×BbddTt。
答案:(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X或 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y (2)分离 (3)Ⅱ号、性(X、Y) (4)4 BbDdTt×Bbddtt、BbDdtt×BbddTt
4.(2019届高三·天津六校联考)研究发现某种豚鼠毛色的遗传涉及4个等位基因(均位于常染色体上),其中Cb、Cs、Cc、Cx分别控制黑色、银色、乳白色和白色。为确定该组基因间的显隐性关系,某科研小组做了如下几组杂交实验:
根据上述实验结果分析回答下列问题:
(1)由实验一可知,豚鼠毛色中黑色与白色为____________________,其遗传方式遵循____________。
(2)据图分析,如果一个个体的表现型为黑色,则其基因型可能有_______种。乙和丙杂交后代中,银色个体占_______。
(3)已知复等位基因之间可相互突变。若发育成实验一中的豚鼠甲(黑色)的受精卵发生了基因突变,但并未改变表现型。为探究该个体突变的方向,请设计简单的实验,并完成结果预测及分析:
实验思路:让该只黑色雄性豚鼠与多只____________豚鼠交配,观察子代的表现型及比例。
结果预测及分析:
①若子代全为黑色,则说明突变后个体的基因型为________________;
②若子代的表现型及比例为________________,则说明突变后个体的基因型为CbCs;
③若子代的表现型及比例为________________,则说明突变后个体的基因型为____________。
解析:(1)豚鼠毛色中黑色与白色为相对性状,实验一的F1中黑色与白色的比例为3∶1,由此可知黑色对白色为显性,其遗传方式遵循分离定律。(2)根据实验二可知,黑色对银色为显性;根据实验三可知,乳白色对白色为显性;根据实验四可知,银色对乳白色为显性。4个基因的显隐性关系为Cb>Cs>Cc>Cx,一个黑色个体,其基因型可能有CbCb、CbCs、CbCc、CbCx 4种。乙(CbCx)和丙(CbCs)杂交后代中,银色个体占1/4。(3)发育成实验一中的豚鼠甲(黑色)的受精卵(CbCx)发生了基因突变,探究该个体突变的方向,应让该只黑色雄性豚鼠与多只白色雌性豚鼠交配,观察子代的表现型及比例。结果预测及分析:①若子代全为黑色,则说明突变后个体为显性纯合子,其基因型为CbCb; ②若突变后个体的基因型为CbCs,则子代的表现型及比例为黑色∶银色=1∶1;③若突变后个体的基因型为CbCc,则子代的表现型及比例为黑色∶乳白色=1∶1。
答案:(1)相对性状 分离定律 (2)4 1/4 (3)白色雌性 ①CbCb ②黑色∶银色=1∶1 ③黑色∶乳白色=1∶1 CbCc
5.果蝇的眼色受多对等位基因的控制。野生型果蝇的眼色是暗红色,现发现三个隐性的突变群体,眼色分别为白色、朱红色、棕色。以上群体均为纯合子,相关基因均位于常染色体中的非同源染色体上。
(1)实验中发现,隐性的突变群体中,任何两个隐性突变群体个体间的杂交后代都是暗红眼,说明眼色至少受__________对等位基因控制。
(2)现有一暗红色眼雄果蝇,控制眼色的基因型是杂合的,但不知有几对基因杂合,现将该果蝇与多只隐性的雌果蝇(控制眼色的基因都是隐性的)进行测交,请预测测交后代结果,并做出杂合基因有几对的结论。
①如果测交后代________________________,说明控制眼色的基因有一对杂合;
②如果测交后代________________________,说明控制眼色的基因有两对杂合。
解析:(1)由题干可知野生型果蝇的眼色有四种表现型并且都为纯合体,假设是受两对基因控制,AABB(表现型为暗红眼)、AAbb、aaBB、aabb可对应白眼、朱红眼、棕眼。但是当aaBB×aabb或者AAbb×aabb,后代就不是暗红眼,由此判断不是受两对基因控制。假设是受三对基因控制,AABBCC(表现型为暗红眼)、aaBBCC、AABBcc、AAbbCC表现型为白眼、朱红眼、棕眼,经过验证满足上述条件,可知眼色受三对等位基因控制。(2)暗红眼雄果蝇,控制眼色的基因型是杂合的,如果控制眼色的基因有一对杂合子,假设是AaBBCC,与aabbcc个体进行测交,则后代暗红眼占1/2;如果控制眼色的基因有两对杂合子,假设是AaBbCC,与aabbcc个体进行测交,则后代暗红眼占1/4。
答案:(1)3 (2)①暗红眼占1/2 ②暗红眼占1/4
6.(2018·郑州模拟)如图是雄性果蝇的染色体组成示意图,A、a、B、b表示位于染色体上的基因。请据图回答:
(1)基因A(长翅)对a(残翅)显性,基因B(红眼)对b(白眼)显性。该图代表的果蝇与另一雌性个体杂交。子代中,若长翅与残翅各占一半,雄性个体均为白眼,那么该雌性个体的基因型是________,子代中出现白眼雌蝇的概率是________。
(2)一只杂合长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇杂交,产生一只Ⅱ号染色体三体长翅雄果蝇。其基因组成可能为AAa或Aaa。AAa产生的原因为________________________________________________________________________。
为确定该三体果蝇的基因组成,让其与残翅雌果蝇测交(假设染色体组成正常的配子均可育,染色体数目异常的配子50%可育)。
如果后代表现型比例为_____________________________________________________,
则该三体果蝇的基因组成为Aaa。
如果后代表现型比例为_________________________________________________,则该三体果蝇的基因组成为AAa。
(3)一只野生型果蝇与一只突变型果蝇杂交,F1表现为野生型,F1个体自由交配,F2为1 593只野生型和107只突变型。由此推断该对相对性状受__________对基因控制,遵循________________定律。
解析:(1)果蝇的长翅与残翅由常染色体上的基因控制,该图代表的果蝇与另一雌性个体杂交,子代中若长翅与残翅各占一半,说明雌性亲本的基因型是aa;雄性个体均为白眼,说明亲本雌果蝇只产生一种含有Xb的配子,因此亲本基因型是aaXbXb。子代雌果蝇都含有XB基因,因此都表现为红眼。(2)杂合长翅雄果蝇的基因型是Aa,残翅雌果蝇的基因型是aa,当二者杂交产生基因型为AAa的三体时,a来自母本,因此AA来自父本,原因是父本减数第二次分裂时姐妹染色单体分开后进入同一个精细胞。由题意知,该三体果蝇的基因型是Aaa或AAa,为确定该三体果蝇的基因组成,让其与残翅雌果蝇测交;如果基因型是Aaa,产生的配子的类型及比例是A∶aa∶Aa∶a=1∶1∶2∶2,染色体数目异常的配子50%可育,因此可育配子的类型及比例是A∶aa∶Aa∶a=2∶1∶2∶4,测交后代的基因型及比例是Aa∶aaa∶Aaa∶aa=2∶1∶2∶4,长翅∶残翅=4∶5;如果该三体果蝇的基因型是AAa,产生的配子的类型及比例是AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,染色体数目异常的配子50%可育,因此可育配子的类型及比例是AA∶a∶Aa∶A=1∶2∶2∶4,测交后代的基因型及比例是AAa∶aa∶Aaa∶Aa=1∶2∶2∶4,长翅∶残翅=7∶2。(3)一只野生型果蝇与一只突变型果蝇杂交,F1表现为野生型,F1个体自由交配,F2为1 593只野生型和107只突变型,突变型∶野生型≈1∶15,由此推断该对相对性状受2对等位基因控制,且遵循基因的自由组合定律。
答案:(1)aaXbXb 0 (2)父本减数第二次分裂时姐妹染色单体分开后进入同一精细胞 长翅∶残翅=4∶5 长翅∶残翅=7∶2 (3)2 基因的自由组合
7.科学家在研究果蝇的羽化(从蛹变为蝇)昼夜节律过程中,克隆出野生型昼夜节律基因per及其三个等位基因pers、perL、perol。实验证明该组等位基因位于X染色体上。野生型果蝇的羽化节律周期为24 h,突变基因pers、perL、perol分别导致果蝇的羽化节律周期变为19 h、29 h和无节律。请回答下列问题:
(1)不同等位基因的产生体现了基因突变的________性。
(2)纯合pers突变体果蝇与纯合野生型果蝇进行正交和反交,F1果蝇的羽化节律周期一定不同的是________(填“雄蝇”或“雌蝇”)。
(3)果蝇的小翅和大翅受一对等位基因控制,大翅为显性。假设正常节律基因为显性、无节律perol基因为隐性。一只大翅正常节律的雌果蝇与一只小翅无节律的雄果蝇杂交后代中,大翅正常节律∶小翅正常节律∶大翅无节律∶小翅无节律=1∶1∶1∶1。根据杂交结果,____________(填“能”或“不能”)证明翅型基因在常染色体上,请作出解释:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)基因突变产生其等位基因,不同的等位基因的出现说明了基因突变具有不定向性。(2)纯合pers突变体雌果蝇(XpersXpers)与纯合野生型雄果蝇(XperY)杂交,后代雌果蝇基因型为XperXpers,雄果蝇基因型为XpersY;纯合pers突变体雄果蝇(XpersY)与纯合野生型雌果蝇(XperXper)杂交,后代雌果蝇基因型为XperXpers,雄果蝇基因型为XperY。由此可见,正反交后代中雌性的基因型和表现型均相同,而雄性的基因型和表现型不同,即F1果蝇的羽化节律周期一定不同的是雄蝇。(3)根据题意分析,实验结果是大翅正常节律∶小翅正常节律∶大翅无节律∶小翅无节律=1∶1∶1∶1,其遗传符合基因的自由组合定律,说明两对基因位于两对同源染色体上,而节律基因在X染色体上,所以翅型基因位于常染色体上。
答案:(1)不定向 (2)雄蝇 (3)能 根据实验结果可知控制这两对性状的基因能自由组合(或者符合自由组合规律),说明两对基因位于两对同源染色体上(或位于非同源染色体上),而节律基因在X染色体上,所以翅型基因位于常染色体上
8.果蝇体色黄色(A)对黑色(a)为显性,翅型长翅(B)对残翅(b)为显性。研究发现,用两种纯合果蝇杂交得到F1,F2中出现了5∶3∶3∶1的特殊性状分离比,请回答以下问题:
(1)同学们经分析提出了两种假说:
假说一:F2中有两种基因型的个体死亡,且致死的基因型为________________。
假说二:_______________________________________。
(2)请利用以上子代果蝇为材料,设计一代杂交实验判断两种假说的正确性(写出简要实验设计思路,并指出支持假说二的预期实验结果)。_______________________________。
解析:(1)两种纯合果蝇杂交得到F1,F1自交,F2中出现了5∶3∶3∶1的性状分离比,说明F1的基因型为AaBb,按自由组合定律,后代性状分离比应为9∶3∶3∶1,表现双显性的基因型应为4种,即:4/9AaBb、2/9AABb、2/9AaBB、1/9AABB,F2中出现了5∶3∶3∶1性状分离比,其中双显性表现型少了4/9,则说明致死的基因型是AaBB 和 AABb。假说二:雄配子或雌配子有一方中AB基因型配子致死或无受精能力,则双显性个体会减少4/9,F2中也会出现5∶3∶3∶1的性状分离比。(2)如需验证两种假说的正确性,必须进行测交,即让F1(AaBb)与F2中黑色残翅个体(aabb)杂交,观察子代的表现型及比例。按假说二推论,AB的雌配子或雄配子不育,则F1(AaBb)只能产生三种配子,且比例为1∶1∶1。因此测交后则只出现三种表现型,且比例为1∶1∶1。即若子代的表现型及比例为黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅=1∶1∶1,则假说二正确。
答案:(1)AaBB和AABb 基因型为AB的雌配子或雄配子致死 (2)实验思路:用F1与F2中黑色残翅个体杂交,观察子代的表现型及比例;
预期结果:若子代的表现型及比例为黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅=1∶1∶1,则假说二正确
9.(2019届高三·昆明四校调研)某昆虫为XY型性别决定,其种群中五彩翅和褐色翅为一对等位基因(A、a)控制的相对性状。如图表示此昆虫X染色体和Y染色体的结构,下表为两组杂交实验结果。请回答下列问题:
实验组别
父本翅色
母本翅色
F1翅色
杂交实验A
褐色翅
五彩翅
褐色翅
杂交实验B
五彩翅
褐色翅
褐色翅
(1)联系表中实验结果可知翅色基因A、a不可能位于图中的Ⅱ1片段,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若通过分析证明翅色基因A、a位于常染色体上,该昆虫种群中,AA个体占16%,aa个体占36%,则该种群随机交配产生的后代中A基因的频率为__________。
(2)昆虫的红眼(B)对白眼(b)为显性,为伴X遗传,残翅性状是由3号常染色体上的隐性突变基因(a)控制,现有纯合残翅红眼品系和纯合长翅白眼品系,欲通过杂交方法,在F2获得纯合残翅白眼品系,则可选用_________________________________两个亲本杂交,然后从F1中选用___________________________________杂交,在F2中选出符合上述要求的品系。
(3)野生型昆虫的翅形表现为长翅,残翅和小翅都是隐性突变性状,关于小翅基因的位置,有两种推测:①控制小翅的基因位于另一对染色体上;②控制小翅的基因与3号常染色体上A、a也是等位基因关系。现有长翅、残翅和小翅三种纯合品系(不包含双隐性品系),通过一次杂交实验加以判断,则选择的亲本杂交组合为__________。
若子代_____________,则推测①成立;若子代_____________,则推测②成立。
解析:(1)褐色翅(A)对五彩翅(a)为显性性状,若基因A、a位于Ⅱ1片段,则杂交实验A的子一代中应有两种翅色,且雌性全为褐色翅,雄性全为五彩翅,因此该对等位基因不可能位于图中的Ⅱ1片段;根据题意分析,AA个体占16%,aa个体占36%,则Aa个体占48%,随机交配不改变种群的基因频率,其产生的后代中A的基因频率为16%+1/2×48%=40%。(2)根据题意分析,若想在F2获得纯合残翅白眼品系,应该先获得含有两种隐性基因的雌雄性个体,因此应该选择长翅白眼雌(AAXbXb)与残翅红眼雄(aaXBY)杂交,产生的子一代为长翅红眼雌(AaXBXb)、长翅白眼雄(AaXbY),子二代会出现纯合残翅白眼品系(aaXbXb、aaXbY)。(3)根据题意分析,野生型昆虫的翅形表现为长翅,残翅和小翅都是隐性突变性状。为了判断控制长翅、残翅和小翅的基因是在一对染色体上的复等位基因,还是在两对同源染色体上,选择杂交的纯合亲本应表现为残翅和小翅,若子代出现长翅性状,说明控制小翅的基因位于另一对染色体上,遵循基因的自由组合定律,即推测①成立;若子代不出现长翅性状,则推测②成立。
答案:(1)若基因A、a位于Ⅱ1片段,则杂交实验A的子一代中应有两种翅色,且雌性全为褐色翅,雄性全为五彩翅 40% (2)长翅白眼雌(AAXbXb)、残翅红眼雄(aaXBY) 长翅红眼雌(AaXBXb)、长翅白眼雄(AaXbY)
(3)残翅和小翅 出现长翅性状 不出现长翅性状
1.(2019届高三·南昌六校联考)果蝇的眼色有红色、紫色和白色,受两对基因A、a和B、b控制。野生型果蝇眼色色素的产生必须有显性基因A,而显性基因B使色素呈紫色(但它处于隐性地位时眼色仍为红色),不产生色素的个体的眼睛呈白色。育种工作者选用两个纯系杂交得F1,F1雌雄交配得F2,结果如图所示,请分析回答下列问题:
(1)A、a和B、b分别位于_________、_________染色体上,它们的遗传遵循__________________定律。
(2)亲本白眼雄性的基因型是_________,F2红眼果蝇中与亲本基因型相同的占________。
(3)F2中表现型为红眼的雌雄果蝇随机交配,后代中白眼果蝇的概率为_________。
(4)育种时,常常选用野生型纯合白眼的雌果蝇与野生型纯合红眼雄果蝇进行杂交,在其后代中有时可以得到紫眼果蝇,有时得不到紫眼果蝇。请写出能得到紫眼果蝇的亲本的基因型:_________________________;不能得到紫眼果蝇的亲本的基因型:______________________。
解析:(1)依题意和图示分析可知:F2中有色眼∶白眼=3∶1,说明A、a位于常染色体上,F1中紫眼全为雌蝇、红眼全为雄蝇,说明性状的表现与性别相关联,B、b位于X染色体上,它们的遗传遵循基因的自由组合定律。(2)结合对(1)的分析可推知:亲本红眼雌果蝇和白眼雄性的基因型分别是AAXbXb和aaXBY,F1的基因型为AaXBXb和AaXbY,F2红眼果蝇占3/4A_×(1/4XbXb+1/4XbY)=3/8,其中AAXbXb占1/4AA×1/4XbXb=1/16,所以F2红眼果蝇中与亲本基因型相同的占1/16÷3/8=1/6。(3)果蝇眼色的色素的产生必须有显性基因A,否则为白色,因此求后代中白眼果蝇的概率,只研究A、a即可。F2中表现型为红眼的雌雄果蝇的基因型分别为1/3AA、2/3Aa,A配子占2/3,a配子占1/3,它们随机交配产生的后代中,白眼果蝇的概率为1/3×1/3=1/9。(4)野生型纯合白眼雌果蝇的基因型有aaXBXB、aaXbXb两种,野生型纯合红眼雄果蝇的基因型为AAXbY。当aaXBXB和AAXbY进行杂交时,其后代的基因型为AaXBXb、AaXBY,均为紫眼果蝇;当aaXbXb和AAXbY进行杂交时,其后代的基因型为AaXbXb、AaXbY,均为红眼果蝇。
答案:(1)常 X 基因的自由组合 (2)aaXBY 1/6
(3)1/9 (4)aaXBXB和AAXbY aaXbXb和AAXbY
2.已知某植物果实的形状受两对独立遗传的基因(D、d和Y、y)控制,其表现型与基因组合如下表。用果实为圆形的两植株为亲本杂交,F1的植株全为心形果实。回答下列问题:
果实形状
圆形
心形
三角形
基因型
D_YY、dd_ _
D_Yy
D_yy
(1)圆形果实亲本植株的基因组合是________________,F1自交后产生F2的表现型及比例是______________。
(2)F2圆形果实的植株共有_____种基因型。若让F2中的心形植株间随机受粉后得到的后代有90株,则F3心形约有________株。
(3)F1的种群中出现了一株圆形果实植株,已知是由一个基因突变而导致。请设计杂交实验来确定突变的基因。
实验方案:______________________________________。
实验结果及结论:______________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)果实为圆形的两植株为亲本杂交,F1的植株全为心形果实(基因型为D_Yy),说明亲本基因型为DDYY、ddyy;F1的基因型是DdYy,F1自交后产生F2的基因型有9种,表现型及比例是圆形(3/16D_YY+1/16ddyy+3/16ddY_)∶心形(6/16D_Yy)∶三角形(3/16D_yy)=7∶6∶3。(2)F2圆形果实植株的基因型有DDYY、DdYY、ddyy、ddYY、ddYy 5种;F2中的心形植株基因型为1/3DDYy和2/3DdYy,产生配子的基因型及比例为2/6DY、2/6Dy、1/6dY、1/6dy,F2中的心形植株间随机交配,产生的F3中心形植株DDYy占2/9、DdYy占2/9,若F3有90株,则心形植株约有40株。(3)如果因为一个基因突变使F1的种群中出现了一株圆形果实植株,由于F1的正常基因型为DdYy,则该突变的基因可能是y→Y或D→d,即突变的圆形果实植株基因型为DdYY或ddYy,可选择该圆形果实植株与双隐性圆形果实植株(基因型为ddyy)测交,如果突变的圆形果实植株基因型为ddYy,测交后代基因型为ddYy、ddyy,全为圆形植株,则是D基因突变为d;如果突变的圆形果实植株基因型为DdYY,测交后代的基因型为DdYy和ddYy,表现为心形∶圆形=1∶1,则是y基因突变为Y。
答案:(1)DDYY、ddyy 圆形∶心形∶三角形=7∶6∶3 (2)5 40 (3)让该圆形果实植株与双隐性圆形果实植株测交 若子代全为圆形植株,则D基因突变为d;若子代出现心形植株,则y基因突变为Y
3.某动物的Z染色体上有控制红眼(T)和白眼(t)、棒眼(B)和正常眼(b)等相对性状的基因,W染色体上没有这两对等位基因;该动物的繁殖周期短,子代较多。请回答下列问题:
(1)T和t、B和b这两对等位基因均____________(填“遵循”或“不遵循”)基因的分离定律。
(2)基因型为ZTBZtb的雄性个体与相同表现型的雌性个体交配,若不考虑交叉互换,所得子代中雌性个体的表现型为____________,雄性个体的表现型为____________。但实际上,雌性子代共有4种表现型,即红眼棒眼、红眼正常眼、白眼棒眼和白眼正常眼,其中红眼棒眼与白眼正常眼的比例约为____________。
(3)一只红眼棒眼雌性个体与一只____________(表现型)雄性个体测交,若子代出现白眼棒眼,则可能是____________________________所致。
解析:(1)T和t、B和b这两对等位基因均位于Z染色体上,分别遵循基因的分离定律。(2)根据题意,基因型为ZTBZtb的雄性个体与相同表现型的雌性个体(即基因型为ZTBW)交配, 若不考虑交叉互换,所得子代中雌性个体的基因型为ZTBW和ZtbW,其表现型分别为红眼棒眼和白眼正常眼;所得子代的雄性个体的基因型为ZTBZTB和ZTBZtb,其表现型均为红眼棒眼。如果亲本雄性个体产生配子时发生了部分交叉互换,则因交换产生的新类型雄配子及其比例为ZTb∶ZtB=1∶1,同时产生另外两种雄配子之比也为ZTB∶Ztb=1∶1,它们分别与雌性个体产生的雌配子(W)结合发育成的雌性个体的表现型(基因型)及其比例为红眼正常眼(ZTbW)∶白眼棒眼(ZtBW)=1∶1;同时另外两种配子结合产生的雌性个体的表现型及比例为红眼棒眼(ZTBW)∶白眼正常眼(ZtbW)=1∶1。(3)一只红眼棒眼雌性个体(ZTBW)与一只白眼正常眼雄性个体(ZtbZtb)测交,若子代出现白眼棒眼(ZtBW或ZtbZtB或ZtbZOB),则可能是亲本雄性个体中Z染色体上b基因突变为B基因或者雌性个体中T基因突变为t基因或者雌性个体中Z染色体上含T基因的染色体片段缺失所致。
答案:(1)遵循 (2)红眼棒眼或白眼正常眼 红眼棒眼 1∶1 (3)白眼正常眼 基因突变或染色体片段缺失
4.黑腹果蝇的第Ⅳ号染色体多1条(Ⅳ号三体)或者少1条(Ⅳ号单体)都可以生活,而且还能繁殖后代。科学家在一群野生型黑腹果蝇品系中,偶然发现了无眼果蝇。为探究控制无眼性状的基因是否在第Ⅳ号染色体上,利用黑腹果蝇Ⅳ号单体和Ⅳ号三体进行如下实验。
组别
亲本(P)类型
F1的表现型和比例
甲
无眼×野生型单体
野生型∶无眼=1∶1
乙
无眼×正常野生型
野生型
丙
无眼×野生型三体
野生型
请根据上述实验回答下列问题:
(1)从变异类型看,无眼性状的产生来源于__________,三体和单体属于__________。
(2)若只做甲组实验,能否依据结果确定控制无眼性状的基因位于Ⅳ号染色体上,为什么?____________________________________________________________________。
(3)科学家利用正常无眼果蝇对乙、丙两组的F1分别进行测交实验,进一步证实了控制该相对性状的基因位于Ⅳ号染色体上,支持该结论的实验结果是___________________________________________________________。
解析:(1)通过基因突变可以产生新的基因,进而产生新的表现型,因此无眼性状的产生来源于基因突变,而三体与单体分别属于染色体数目的增加或减少,属于染色体变异。(2)只做甲组实验,不能依据结果确定控制无眼性状的基因位于Ⅳ号染色体上,因为只做该组实验,不能确定性状显隐性关系,若无眼性状为显性,甲组无眼为杂合子,假设该等位基因位于Ⅳ号染色体上或其他常染色体上,甲组杂交实验均能出现相应的结果,只有先确定无眼性状的显隐性关系,然后才能判断其位于几号染色体上。(3)无眼果蝇与正常野生型果蝇杂交,后代全为野生型,说明无眼性状由隐性基因控制,而野生型性状由显性基因控制。假如控制这对性状的等位基因为A、a,则乙组的亲本的杂交组合为aa(无眼)×AA(正常野生型),F1的基因型为Aa。正常无眼果蝇与乙组的F1测交,即Aa×aa→1Aa∶1aa,即乙组F1的测交子代出现野生型∶无眼=1∶1;丙组的杂交组合为aa(无眼)×AAA(野生型三体),F1的基因型及所占比例为1/2Aa、1/2AAa,正常无眼果蝇与丙组的F1测交,一半F1的测交子代出现野生型∶无眼=1∶1,一半F1的测交子代出现野生型∶无眼=5∶1。
答案:(1)基因突变 染色体变异 (2)不能。因为只做该组实验,不能确定性状显隐性关系,若无眼性状为显性,甲组无眼为杂合子,假设该等位基因位于Ⅳ号染色体上或其他常染色体上,甲组杂交实验均能出现相应的结果 (3)乙组F1的测交子代出现野生型∶无眼=1∶1;丙组一半F1的测交子代出现野生型∶无眼=1∶1,一半F1的测交子代出现野生型∶无眼=5∶1
5.(2018·佳木斯测试)某雌雄异株的植物,其性别决定方式为XY型,该植物由基因A、a控制茎的高度(高茎和矮茎),由基因D、d控制花的颜色(红花、粉红花和白花,其中红花对白花为不完全显性)。科研人员用高茎红花植株和矮茎白花植株作为亲本进行正交和反交实验,所得F1均表现为高茎粉红花;让F1的雌雄植株进行杂交,所得F2的表现型及比例为高茎红花∶高茎粉红花∶高茎白花∶矮茎红花∶矮茎粉红花∶矮茎白花=3∶6∶3∶1∶2∶1。请回答下列问题:
(1)分析上述杂交实验结果,______(填“能”或“不能”)确定这两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律;若不考虑基因位于X、Y染色体同源区段的情况,______(填“能”或“不能”)确定这两对相对性状的遗传都不属于伴性遗传,作出后一项判断的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)科研人员对F2中高茎红花植株的基因型进行鉴定,最好采用______________法,即让F2中高茎红花植株与_________植株杂交,请预测结果并指出相应结论:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)科研人员将抗虫蛋白基因M导入该植物一雄株的某条染色体上,使之具备抗虫性状。为了确定基因M所在的染色体,可让该雄株与雌株杂交,测定后代的抗虫性。请补充以下推论:
①若产生的后代中________________________,则基因M最可能位于X染色体上;
②若产生的后代中________________________,则基因M最可能位于Y染色体上;
③若产生的后代中________________________,则基因M位于常染色体上。
解析:(1)结合子二代的性状分离比可以确定,这两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律;亲本植株进行的正交和反交实验结果是一致的,与性别决定无关,说明在不考虑基因位于X、Y染色体同源区段的情况下,控制两对相对性状的基因都在常染色体上,两对相对性状的遗传都不属于伴性遗传。(2)子一代基因型为AaDd,则子二代中高茎红花植株的基因型可能为AaDD或AADD,可以让其与aadd植株进行测交,根据后代是否发生性状分离判断其基因型。若子代均为高茎粉红花,则高茎红花植株的基因型为AADD;若子代中高茎粉红花植株与矮茎粉红花植株的数量比为1∶1,则高茎红花植株的基因型为AaDD。(3)①若产生的后代中仅雌株具备抗虫性,表现为与性别相关联,则说明基因M最可能位于X染色体上。②若产生的后代中仅雄株具备抗虫性,表现为与性别相关联,且只发生在雄性中,则说明基因M最可能位于Y染色体上。③若产生的后代中不论雌雄均有一半抗虫,一半不抗虫,表现为与性别无关,则说明基因M位于常染色体上。
答案:(1)能 能 亲本植株进行的正交和反交实验结果是一致的,与性别决定无关 (2)测交 矮茎白花 若子代均为高茎粉红花,则高茎红花植株的基因型为AADD;若子代中高茎粉红花植株与矮茎粉红花植株的数量比为1∶1(或子代出现矮茎粉红花植株),则高茎红花植株的基因型为AaDD (3)①仅雌株具备抗虫性 ②仅雄株具备抗虫性 ③不论雌雄均有一半抗虫,一半不抗虫
6.杂种优势泛指杂种品种即F1(杂合子)表现出的某些性状或综合性状优越于其亲本品种(纯系)的现象。现阶段,我国大面积推广种植的优质、高产玉米品种均为杂合子。请回答:
(1)在农业生产时,玉米杂交种(F1)的杂种优势明显,但是F2会出现杂种优势衰退现象。这可能是F1产生配子时发生了基因分离,使F2出现一定比例的________________________________________________________________________所致。
(2)玉米的大粒杂种优势性状由一对等位基因(A1A2)控制,现将若干大粒玉米杂交种平分为甲、乙两组,相同条件下隔离种植,甲组自然状态受粉,乙组人工控制自交受粉。若所有的种子均正常发育,第3年种植时甲组和乙组杂种优势衰退率(小粒所占比例)分别为__________、________。该实验的目的是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)玉米的大穗杂种优势性状由两对等位基因(B1/B2和C1/C2)共同控制,两对等位基因都纯合时表现为衰退的小穗性状。若大穗杂交种(B1B2C1C2)自交,F2表现衰退的小穗性状的概率为1/2,则说明这两对等位基因位于___________________。
解析:(1)在农业生产时,玉米杂交种(F1)的杂种优势明显,但是F2会出现杂种优势衰退现象。这可能是F1产生配子时发生了基因分离,使F2出现性状分离,杂合子∶纯合子=1∶1,即出现一定比例纯合子所致。(2)根据题意可知,只有杂合子才能表现杂种优势。甲组实验中自然状态受粉,进行的是随机交配,因此不管种植多少年,三种基因型的比例均为1/4A1A1、1/2A1A2、1/4A2A2,只有A1A2表现为杂种优势,因此衰退率为1/2;乙组人工控制自交受粉,第3年种植时就是自交产生的子二代后代分别为3/8A1A1、1/4A1A2、3/8A2A2,则乙组杂种优势衰退率为3/4。根据本实验采取的受粉方式及实验结果数据分析可知,该实验的目的是研究受粉方式对杂种优势衰退率的影响。(3)分析题意可知,如果两对基因位于两对同源染色体上,则会遵循基因的自由组合定律,在子一代中就会出现四种纯合子:B1B1C1C1、B1B1C2C2、B2B2C1C1、B2B2C2C2,即有1/4的衰退率;而大穗杂交种(B1B2C1C2)自交,F2出现衰退的小穗性状的概率为1/2,则说明这两对等位基因位于一对同源染色体上,且不发生交叉互换。
答案:(1)纯合子 (2)1/2 3/4 研究受粉方式对杂种优势衰退率的影响 (3)一对同源染色体上(且不发生交叉互换)
7.狗的体细胞中含有39对染色体,狗毛色的深浅与黑色素的合成有关,B基因控制真黑色素的合成,基因型为BB、Bb的狗的毛色分别为黑色、棕色,基因型为bb的狗的毛色为黄色,同时狗的毛色还受E、e基因的影响,当E基因存在时,真黑色素能够正常合成,当E基因不存在时,真黑色素不能合成,狗的毛色为黄色,B、b基因和E、e基因分别位于第12号和第19号染色体上,请回答下列问题:
(1)如果有一只黑色狗和一只棕色狗杂交,子代中黑、棕、黄三种颜色的狗都有,则亲本的基因型为__________。子代中黄色狗的基因型为________________。若这两只亲本狗再杂交一代生出一只黑色狗的概率为________,这只狗是纯合子的概率为________。
(2)狗的长毛(D)对短毛(d)为完全显性,现有健康成年纯种的黑色短毛雌狗(BBEEdd)、纯种的黄色长毛雄狗(bbEEDD)各若干只,请通过杂交实验确定基因D、d和基因B、b是否都位于第12号染色体上,并将下面的实验内容补充完整。
实验步骤:
①黑色短毛雌狗与黄色长毛雄狗交配产生子代F1,F1的表现型为________________。
②F1发育至成年,从F1中选出多对健康的雌雄狗进行杂交得F2,统计F2中的毛色和毛长。
实验结果分析:
F2的表现型及比例为___________________________________,则说明D、d基因不位于第12号染色体上;否则说明D、d基因位于第12号染色体上。
解析:(1)B、b基因和E、e基因分别位于第12号和第19号染色体上,因此它们的遗传遵循基因的自由组合定律。根据题意可知黑色狗的基因型为BBE_,棕色狗的基因型为BbE_,则子代中黄色狗的基因型只能为B_ee,则两只亲本的基因型为BBEe和BbEe,进一步推知子代中黄色狗的基因型为BBee、Bbee。这两只亲本狗再杂交,子代中黑色狗(BBE_)的概率为1/2×3/4=3/8,基因型为1/3BBEE、2/3BBEe,故纯合子的概率为1/3。(2)若D、d基因不位于第12号染色体上,黑色短毛雌狗(BBEEdd)×黄色长毛雄狗(bbEEDD)→F1表现型为棕色长毛(BbEEDd)。从F1中选取多对健康的雌雄狗杂交得F2,将F2中狗的毛色和毛长进行逐对分析,可以计算出F2中各种表现型及比例为黑色长毛(BBEED_)=1/4×3/4=3/16,黑色短毛(BBEEdd)=1/4×1/4=1/16,黄色长毛(bbEED_)=1/4×3/4=3/16,黄色短毛(bbEEdd)=1/4×1/4=1/16,棕色短毛(BbEEdd)=2/4×1/4=2/16,棕色长毛(BbEED_)=2/4×3/4=6/16,即黑色长毛∶黑色短毛∶棕色长毛∶棕色短毛∶黄色长毛∶黄色短毛=3∶1∶6∶2∶3∶1,若F2的实际情况与以上推测结果相符合,则说明D、d基因不位于第12号染色体上;否则,说明D、d基因位于第12号染色体上。
答案:(1)BBEe、BbEe BBee、Bbee 3/8 1/3 (2)棕色长毛 黑色长毛∶黑色短毛∶棕色长毛∶棕色短毛∶黄色长毛∶黄色短毛=3∶1∶6∶2∶3∶1
8.成人型多囊肾病具有明显的家族聚集性,一般在35岁以后逐渐发病,α珠蛋白3′HVR探针是该病早期诊断的常用方法。研究人员利用α珠蛋白3′HVR探针及电泳等相关技术对某患者家族(图1)的1~7号成员进行DNA检测,结果如图2所示。
请回答问题:
(1)研究发现该家族的成人型多囊肾病由显性基因控制,据图1分析,该病的致病基因位于______(填“常”“X”或“Y”)染色体上。
(2)人的16号染色体上α珠蛋白基因的3′端容易发生突变,α珠蛋白3′HVR探针能够根据__________________原则检测该区突变片段的差异,综合图1、图2结果分析,患者都具有的α珠蛋白基因片段是_________kbp。
(3)被检测的α珠蛋白基因与成人型多囊肾病基因高度连锁,可以推断:该致病基因位于_______号染色体上,且在染色体的位置上距离__________基因比较近。据此推测,若用3′HVR探针检测8号个体,可能出现的条带一条是6.8 kbp或2.6 kbp,另一条是__________kbp。
(4)假如3号个体患有该病,一般来说,其3′HVR探针检测条带与家族中1、2、4、5、6、7号个体中的____________不相同,主要依据是无亲缘关系的个体间α珠蛋白基因3′端高突变区DNA序列相同的概率很低。
(5)大量临床检测发现,该方法存在一定误差,有6%~8%结果显示α珠蛋白基因与成人型多囊肾病基因的遗传符合自由组合定律,对这种现象的解释是________________________________________________________。为更准确地进行早期诊断,你认为合理的思路可以是________________________________________。
解析:(1)成人型多囊肾病由显性基因控制,图1中4号男性和7号男性患病,而他们的母亲表现正常,说明致病基因不在X染色体上,5号女性也是患者,说明致病基因不在Y染色体上,因此该致病基因应该位于常染色体上。(2)α珠蛋白3′HVR探针能与待测DNA分子按碱基互补配对原则形成杂交带;图1中的2、4、5、7号个体都是患者,他们在图2中共同的DNA片段是7.0 kbp。(3)α珠蛋白基因在人的16号染色体上,如果成人型多囊肾病基因与α珠蛋白基因高度连锁,则成人型多囊肾病基因也在16号染色体上,据图2 α珠蛋白3′HVR探针的电泳结果可知,α珠蛋白基因和成人型多囊肾病基因都在7.0 kbp片段,说明成人型多囊肾病基因在染色体的位置上距离α珠蛋白基因比较近;据图1可知8号为表现正常个体,不含致病基因,他的16号染色体一条来自3号个体(电泳带是6.8 kbp或2.6 kbp),一条来自4号个体,电泳带是3.6 kbp。(4)由于无亲缘关系的个体间α珠蛋白基因3′端高突变区DNA序列相同的概率很低,假如3号个体患有该病,一般来说,其3′HVR探针检测条带与家族中1、2、4、5、6、7号个体中的任何一个都不相同。(5)控制两对相对性状的基因如果遵循基因的自由组合定律,说明非等位基因位于非同源染色体上,6%~8%结果显示α珠蛋白基因与成人型多囊肾病基因的遗传符合自由组合定律,即这些人的成人型多囊肾病的致病基因不位于16号染色体上。为更准确地进行早期诊断,可通过分析该致病基因特有的DNA序列,制成探针,进行基因诊断和定位。
答案:(1)常 (2)碱基互补配对 7.0 (3)16 α珠蛋白 3.6 (4)任何一个都 (5)这些人的成人型多囊肾病的致病基因不位于16号染色体上 分析该致病基因特有的DNA序列,制成探针,进行基因诊断和定位
高考生物二轮复习基础保分专题11《生物技术实践》学案(含详解): 这是一份高考生物二轮复习基础保分专题11《生物技术实践》学案(含详解),共23页。
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