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2023届高考生物二轮复习遗传规律及遗传病学案
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[考纲要求] 1.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ) 2.基因的分离定律和自由组合定律(Ⅱ) 3.伴性遗传(Ⅱ) 4.人类遗传病的类型(Ⅰ) 5.人类遗传病的监测和预防(Ⅰ) 6.人类基因组计划及意义(Ⅰ)
真题探究——深析真题明考向
1.(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
答案 D
解析 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。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,A错误;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错误;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,C错误;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,D正确。
2.(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
答案 D
解析 理论上,若常染色体隐性遗传病的致病基因频率为p,则男性和女性中的发病率均为p2,A错误;若常染色体显性遗传病的致病基因频率为q,则正常基因频率为1-q,男性和女性中正常的概率均为(1-q)2,患病概率均为1-(1-q)2=2q-q2,B错误;若X染色体隐性遗传病的致病基因频率为n,则男性(X-Y)中的发病率为n,D正确;若X染色体显性遗传病的致病基因频率为m,则正常基因频率为1-m,女性中正常的概率为(1-m)2,患病概率为1-(1-m)2=2m-m2,C错误。
3.(2020·全国卷Ⅱ)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
解析 (1)甲(板叶紫叶抗病)与丙(花叶绿叶感病)杂交,子代表现型与甲相同,可知显性性状为板叶、紫叶、抗病,甲为显性纯合子,基因型为AABBDD。
(2)已知显性性状为板叶、紫叶、抗病,再根据甲乙丙丁的表现型和杂交结果可推知,甲、乙、丙、丁的基因型分别为AABBDD、AabbDd、aabbdd、aaBbdd。
(3)若丙(aabbdd)和丁(aaBbdd)杂交,子代基因型和表现型为aabbdd(花叶绿叶感病)和aaBbdd(花叶紫叶感病)。
(4)已知杂合子自交分离比为3∶1,测交比为1∶1,故X与乙杂交,叶形分离比为3∶1,则为Aa×Aa杂交,叶色分离比为1∶1,则为Bb×bb杂交,能否抗病分离比为1∶1,则为Dd×dd杂交,由于乙的基因型为AabbDd,可知X的基因型为AaBbdd。
4.(2019·全国卷Ⅰ)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示。回答下列问题。
(1)同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交,F2中翅外展正常眼个体出现的概率为________。图中所列基因中,不能与翅外展基因进行自由组合的是________。
(2)同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇进行杂交(正交),则子代雄蝇中焦刚毛个体出现的概率为________;若进行反交,子代中白眼个体出现的概率为________。
(3)为了验证遗传规律,同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1,F1相互交配得到F2。那么,在所得实验结果中,能够验证自由组合定律的F1表现型是________,F2表现型及其分离比是______________________________________;验证伴性遗传时应分析的相对性状是______________,能够验证伴性遗传的F2表现型及其分离比是________________________________________。
答案 (1)3/16 紫眼基因 (2)0 1/2
(3)红眼灰体 红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体=9∶3∶3∶1 红眼/白眼 红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2∶1∶1
解析 (1)依题意可知,同学甲所用果蝇的基因型为dpdpruru(翅外展粗糙眼)和DpDpRuRu(野生型正常翅正常眼纯合子),两者杂交产生F1,F1的基因型为DpdpRuru,根据自由组合定律,F2中翅外展正常眼(dpdpRuRu或dpdpRuru)个体出现的概率为1/4×3/4=3/16。图中所列基因中,紫眼基因与翅外展基因在同一条染色体上,不能进行自由组合。
(2)依题意可知,同学乙所用果蝇的基因型为XsnwY(焦刚毛白眼雄果蝇)和XSnWXSnW(野生型直刚毛红眼纯合子雌果蝇),两者杂交(正交),后代雌雄果蝇均为直刚毛红眼(XSnWXsnw和XSnWY),则子代雄果蝇中出现焦刚毛的概率为0。若进行反交(XsnwXsnw和XSnWY),子代中雌果蝇均为直刚毛红眼(XSnWXsnw)、雄果蝇均为焦刚毛白眼(XsnwY),故子代出现白眼的概率为1/2。
(3)依题意可知,同学丙所用果蝇的基因型为eeXwY(白眼黑檀体雄果蝇)和EEXWXW(野生型红眼灰体纯合子雌果蝇),两者杂交产生F1,F1的基因型为EeXWXw和EeXWY,两对基因能够自由组合,故能够验证自由组合定律的F1的表现型是红眼灰体雌果蝇、红眼灰体雄果蝇。F2的表现型及其比例是(3灰体∶1黑檀体)(3红眼∶1白眼),即红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体=9∶3∶3∶1。验证伴性遗传时相应基因在性染色体上,故应分析的相对性状是红眼和白眼,能够验证伴性遗传的F2的表现型及其比例是红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇=2∶1∶1。
5.(2019·全国卷Ⅲ)玉米是一种二倍体异花传粉作物,可作为研究遗传规律的实验材料。玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制。回答下列问题。
(1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子通常表现的性状是________。
(2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒,若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律,写出两种验证思路及预期结果。
答案 (1)显性性状
(2)思路及预期结果
①两种玉米分别自交,若某些玉米自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
②两种玉米分别自交,在子代中选择两种纯合子进行杂交,F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
③让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交,如果F1都表现一种性状,则用F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
④让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交,如果F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
解析 (1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子同时具有显性基因和隐性基因,显性基因表达后会掩盖隐性性状,所以杂合子通常表现出的性状为显性性状。
(2)玉米是异花传粉作物,茎顶开雄花,叶腋开雌花,因此自然条件下可能是杂合的,也可能是纯合的,故要用这两种玉米子粒作为材料验证分离定律,首先要确定饱满和凹陷的显隐性关系,再采用自交法和测交法验证。①自交法:自交后代的性状分离比为3∶1,则符合基因的分离定律。②测交法:若测交后代的性状分离比为1∶1,则符合基因的分离定律。结合本题题干提供的实验材料,进行合理设计即可。
6.(2018·全国卷Ⅰ)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”)。
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
解析 (1)分析题干可知,两亲本分别为无眼和有眼,子代中有眼∶无眼=1∶1,且没有体现出性别差异不能判断控制有眼和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,且有眼为显性(用基因E表示),则亲本基因型分别为XeXe和XEY,子代的基因型为XEXe和XeY,表现为有眼为雌性,无眼为雄性,子代雌雄个体中没有同时出现有眼与无眼的性状,不符合题意,因此显性性状是无眼。
(2)要通过一个杂交实验来确定无眼性状在常染色体上的显隐性,最简单的方法是可以选择表中杂交子代中雌雄果蝇均为无眼的性状进行杂交实验,若无眼为显性性状,则表中杂交子代中无眼雌雄果蝇均为杂合子,则该子代果蝇中无眼∶有眼=3∶1;若无眼为隐性性状,则表中杂交子代中无眼雌雄果蝇均为隐性纯合子,则该子代果蝇全部为无眼。
(3)表格中灰体长翅∶灰体残翅∶黑檀体长翅∶黑檀体残翅=9∶3∶3∶1,可分析出显性性状为灰体(用基因A表示)和长翅(用基因B表示),有眼和无眼不能确定显隐性关系(用基因C或c表示),灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体的基因型可写为AABB__和aabb__,可推出F1的基因型为AaBbCc,F1个体间相互交配,F2的表现型为2×2×2=8(种)。F2中黑檀体(Aa×Aa→1/4aa)长翅(Bb×Bb→3/4B_)无眼所占比例为3/64时,可知无眼所占比例为1/4,则无眼为隐性性状。
7.(2020·山东等级考)玉米是雌雄同株异花植物,利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系,该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts,Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株,但由于A基因插入的位置不同,甲植株的株高表现正常,乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响,进行了以下实验:
实验一:品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1
实验二:品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1
(1)实验一中作为母本的是________,实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为________(填“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株和雌株”)。
(2)选取实验一的F1抗螟植株自交,F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知,甲中转入的A基因与ts基因________(填“是”或“不是”)位于同一条染色体上,F2中抗螟雌株的基因型是________。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交,子代的表现型及比例为______________________________。
(3)选取实验二的F1抗螟矮株自交,F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1,由此可知,乙中转入的A基因________(填“位于”或“不位于”)2号染色体上,理由是__________________________________________________。F2中抗螟矮株所占比例低于预期值,说明A基因除导致植株矮小外,还对F1的繁殖造成影响,结合实验二的结果推断这一影响最可能是________________________。F2抗螟矮株中ts基因的频率为________,为了保存抗螟矮株雌株用于研究,种植F2抗螟矮株使其随机受粉,并仅在雌株上收获籽粒,籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为________。
答案 (1)甲 雌雄同株
(2)是 AAtsts 抗螟雌雄同株∶抗螟雌株=1∶1
(3)不位于 抗螟性状与性别性状间是自由组合的,因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上 含A基因的雄配子不育 1/2 1/6
解析 (1)根据题意和实验结果可知,实验一中玉米品系M的基因型为TsTs,为雌雄同株,而甲品系的基因型为tsts,为雌株,只能做母本。实验二中F1肯定含Ts,所以为雌雄同株。
(2)根据题意实验一中品系M不含A基因,基因型可表示为OOTsTs,甲只有一条染色体上含有A基因,基因型可表示为AOtsts,则实验一的F1中抗螟植株基因型为AOTsts,F1抗螟雌雄同株自交,后代F2为抗螟雌株∶抗螟雌雄同株∶非抗螟雌雄同株=1∶2∶1,符合基因分离定律的结果,说明实验一中基因A插入到2号染色体上,而且甲的基因型为AOtsts,则一定是基因A与基因ts连锁。则F2中抗螟雌株基因型为AAtsts,抗螟雌雄同株基因型为AOTsts,将F2中抗螟雌株与抗螟雌雄同株进行杂交,AAtsts抗螟雌株只产生一种配子Ats,AOTsts抗螟雌雄同株作为父本产生两种配子,即Ats、OTs,则后代为AAtsts抗螟雌株∶AOTsts抗螟雌雄同株=1∶1。
(3)同(2)可知,实验二中品系M基因型为OOTsTs,乙基因型为AOtsts,选取实验二中F1中AOTsts抗螟雌雄同株矮株自交,后代中出现抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株∶非抗螟雌株约为3∶1∶3∶1,其中雌雄同株∶雌株=3∶1,抗螟∶非抗螟=1∶1,说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象,故乙中基因A不位于基因ts所在的2号染色体上。正常情况下F2基因型及比例为抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株∶非抗螟雌株=9∶3∶3∶1,F2中抗螟矮株所占比例小于理论值,由题意可知是A基因影响了F1的繁殖,所以应该是配子致死而不是胚胎致死,根据实验二结果可知,F1中AOTsts抗螟矮株雌雄同株∶OOTsts非抗螟正常株高雌雄同株=1∶1,则说明含A基因的卵细胞发育正常,故推测最可能是F1产生的含基因A的雄配子不育导致后代中雄配子只产生了OTs和Ots两种,才导致F2中抗螟矮株所占比例小于理论值的现象。根据以上分析可知,实验二的F2中雌雄同株∶雌株=3∶1,故F2中抗螟矮株中ts的基因频率不变,仍然为1/2;根据以上分析可知,F2中抗螟矮株的雌雄同株基因型为1/3AOTsTs、2/3AOTsts,雌株基因型为AOtsts,由于含基因A的雄配子不育,则1/3AOTsTs、2/3AOTsts产生的雄配子为2/3OTs、1/3Ots,AOtsts产生的雌配子为1/2Ats、1/2Ots,故雌株上收获的籽粒发育成的后代中抗螟矮株雌株AOtsts所占比例为1/2×1/3=1/6。
考点
全国Ⅰ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
基因的分
离定律
T32(1)
[4分]
T32(2)
[4分]
T5
[6分]
★★★
基因
的自
由组
合定
律
自由组
合定律
内容及
应用
T32(3)
[4分]
★
9∶3∶
3∶1
变式及应用
伴性遗传
T32
[12分]
T6[6分]
T32(2)(3)
[8分]
T32(1)
[4分]
T5[6分]
T32
[11分]
★★
★★
人类遗传病
T6
[6分]
★
每年本专题
考查的分值
18分
18分
12分
17分
6分
五年
均分
14.2分
考点
全国Ⅱ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
基因的分
离定律
T5[6分]
★
基因
的自
由组
合定
律
自由组
合定律
内容及
应用
T32
[12分]
T6[6分]
T32
[11分]
★★★
9∶3∶
3∶1
变式及应用
T32
[12分]
★
伴性遗传
T6[6分]
T32
[12分]
★
★
人类遗传病
T32
[12分]
★
每年本专题
考查的分值
18分
18分
12分
18分
11分
五年
均分
15.4分
考点
全国Ⅲ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
基因的分
离定律
T32(3)
[8分]
T6
[6分]
T32
[9分]
★
★
基因
的自
由组
合定
律
自由组
合定律
内容及
应用
T32(1)
[6分]
T31
[10分]
★
★
9∶3∶
3∶1
变式及应用
T6
[6分]
★
伴性遗传
T32(2)
[6分]
★
人类遗传病
每年本专题
考查的分值
14分
12分
10分
15分
五年
均分
10.2分
1.戈谢病是患者由于缺乏β-葡糖苷酶-葡糖脑苷脂酶从而引起不正常的葡萄糖脑苷脂在细胞内积聚所致,患者肝脾肿大。下图是用凝胶电泳的方法得到的某患者家系带谱,据图分析,下列推断不正确的是( )
A.该病为常染色体隐性遗传病
B.2号为该病携带者,5号为杂合子的概率为2/3
C.1号和2号再生一个正常男孩的概率为3/8
D.该病可通过测羊水中酶的活性来进行产前诊断
答案 B
解析 分析系谱图可知,图中父母双亲正常但其儿子4号患病,说明该病是隐性遗传病;结合凝胶电泳法得到的患者家系带谱可知,1号具有控制该性状的一对基因,不可能位于X染色体上,故该病只能是常染色体隐性遗传病,A正确;由上述分析可知,5号为杂合子,B错误;1号和2号均为该病携带者,因此1号和2号再生一个正常男孩的概率是×=,C正确;根据题意可知,该病患者由于缺乏β-葡糖苷酶—葡糖脑苷脂酶从而引起不正常的葡萄糖脑苷脂在细胞内积聚,导致患者肝脾肿大,因此可通过检测羊水中酶的活性来进行产前诊断,D正确。
2.研究发现,二倍体曼陀罗11号染色体为3条时会导致果实发育为球形。为研究其遗传特性,用球形果曼陀罗和正常曼陀罗进行杂交实验,结果如下表所示。
杂交
母本
父本
子代球形果比例
1
球形果
正常
25%
2
正常
球形果
0%
由此推测,球形果曼陀罗自花受粉的子代中,球形果的比例约为( )
A.12.5% B.25%
C.50% D.100%
答案 B
解析 由题意可知,球形果母本形成的雌配子种类和比例是:含两条11号染色体的雌配子∶含一条11号染色体的雌配子=1∶3,球形果父本只能形成含一条11号染色体的雄配子,球形果曼陀罗自花受粉,子代正常果∶球形果=3∶1,球形果在子代中占25%,B正确。
3.果蝇的翻翅对正常翅为显性(A、a),星状眼对正常眼为显性(B、b),两对基因均位于常染色体上。同学甲用一只基因型为AaBb的翻翅星状眼雌果蝇(记为M)与一只正常翅正常眼雄果蝇杂交,同时也让一只基因型为AaBb的翻翅星状眼雄果蝇(记为N)与一只正常翅正常眼雌果蝇杂交,后代表现型及比例都为翻翅正常眼∶正常翅星状眼=1∶1。请回答:
(1)根据甲同学的实验结果分析,控制这两对相对性状的基因位于________(填“一”或“两”)对同源染色体上,理由是
__________________________________________________________________________________________________________________。
(2)若让M、N果蝇杂交,后代雌雄果蝇只有AaBb一种基因型,最合理的解释是________________________。根据这一解释,以M、N两果蝇杂交的后代雌雄果蝇为亲本,逐代自由交配,则后代中A基因的基因频率将________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)同学乙用基因型为Aabb的雌果蝇和基因型为aaBb的雄果蝇杂交,发现子代果蝇中翻翅星状眼∶翻翅正常眼∶正常翅星状眼∶正常翅正常眼=1∶1∶1∶1,于是得出了这两对基因独立遗传的结论。你同意该同学的观点吗?请说明理由。
___________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)一 后代的表现型及比例说明AaBb的个体只能产生2种配子,Ab∶aB=1∶1,两对基因不遵循自由组合规律
(2)存在显性基因纯合致死现象 不变
(3)不同意。无论两对基因是否位于一对同源染色体上,Aabb和aaBb的个体均能产生两种比例相同的配子,子代的表现型一致
解析 (1)一只基因型为AaBb的雌果蝇M与一只基因型aabb的雄果蝇杂交和一只基因型为AaBb的雄果蝇N与一只基因型aabb的雌果蝇杂交,都属于测交实验,而后代表现型及比例都为翻翅正常眼∶正常翅星状眼=1∶1,可知AaBb的个体只产生了两种配子,即Ab∶aB=1∶1,可推测A和b基因位于一条染色体上,a和B基因位于另一条染色体上,两对基因不遵循自由组合定律。
(2)若让M、N果蝇杂交,后代雌雄果蝇只有AaBb一种基因型,同时从题干信息可以看出aabb个体能够存活,因此是因为A基因或B基因纯合时都能致死,才会导致后代出现雌雄果蝇只有AaBb一种基因型。根据这一解释,以M、N两果蝇杂交的后代雌雄果蝇为亲本,逐代自由交配,产生的后代基因型都是AaBb,则后代中A基因的基因频率不变。
(3)无论是否连锁,Aabb均能产生Ab和ab两种数量相等的配子,aaBb也均能产生aB和ab两种数量相等的配子,基因型为Aabb的雌果蝇和aaBb的雄果蝇杂交后代果蝇中翻翅星状眼∶翻翅正常眼∶正常翅星状眼∶正常翅正常眼均为1∶1∶1∶1,所以不能由该实验结果判断两对基因是否独立遗传,即不同意该同学由此得出这两对基因独立遗传的结论。
4.某XY型性别决定的雌雄异株植物的花色由多对等位基因共同控制,科研人员发现该植物群体中,所有开白花的植株均为雄株。为探究其遗传方式,科研人员选了4株植物(雌雄各2株)做了两组杂交实验,结果发现两组杂交实验的结果完全相同,具体如下表所示,请回答下列相关问题:
杂交组合
F1的表现型及比例
F2的表现型及比例
一
白花雄株×红花雌株
均为红花
雌株全开红花;雄株中,
红花∶白花=15∶1
二
红花雄株×红花雌株
(1)对上述实验结果合理解释:
①白花性状只在雄株表现,________(填“属于”或“不属于”)伴性遗传。
②白花性状由________对等位基因控制,________(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔的遗传定律。
③控制花色的基因在染色体上的位置状况为________。
A.全部位于常染色体上
B.全部位于Y染色体上
C.全部位于X染色体上
D.有一对位于X染色体上,其余位于常染色体上
E.有一对位于Y染色体上,其余位于常染色体上
④只要雄株含有________个显性基因即表现为红花。
(2)依据上述解释,杂交组合二红花雌株的基因型为________。(用A、a,B、b,C、c……表示)
(3)请从F1和F2中选择植株,设计简便的实验验证上述解释:
实验方案:_______________________________________________________。
支持该解释的预期结果:
_______________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)①不属于 ②2 遵循 ③A ④1
(2)aabb或AAbb或aaBB
(3)方案:让F2中的白花雄株与F1中的雌株交配,统计子代的花色的表现型及比例
预期结果:子代植株的花色中红花∶白花=7∶1(或子代雌株均开红花,雄株中红花∶白花=3∶1)
解析 (1)依据信息“白花性状只在雄株表现”,可以推知,该遗传为伴Y遗传或者从性遗传,又根据题中所给杂交结果可以排除伴Y遗传,故可以初步推断为从性遗传,不属于伴性遗传。又从杂交组合二可以看出,后代雄性性状分离比符合9∶3∶3∶1的变式,可以判定白花性状由2对位于常染色体上的等位基因控制,遵循孟德尔的遗传规律,白花所占比例为1/16,即双隐才表现为白花,故雄株中只要有1个显性基因,就表现为红花。
(2)组合二中的植株,不仅要求为红花,还要求杂交后子一代为AaBb,故亲本植株基因型(雄×雌)可以是AABB×aabb或aaBB×AAbb或AAbb×aaBB,红花雌株基因型可以为aabb或AAbb或aaBB,需要特别注意的是,当其基因型为aabb时,只能是雌株。
(3)本小问是典型的设计测交实验验证假说。白花雄株为aabb,为双隐个性,雌性选F1的雌株(双杂合)。
5.野生型果蝇为灰身、长翅。灰身基因(A)突变后出现黑身表型,长翅基因(B)突变后出现残翅表型。已知控制这两对性状的基因都位于常染色体上。用灰身长翅(P1)与黑身残翅(P2)两种果蝇进行的杂交实验结果如下:
杂交实验一
P: 黑身残翅 灰身长翅
P2(♀) × P1(♂)
↓
F1: 灰身长翅∶黑身残翅
占比: 50% 50%
杂交实验二
P: 灰身长翅 黑身残翅
P1(♀) × P2(♂)
↓
F1:灰身长翅∶黑身残翅∶灰身残翅∶黑身长翅
占比:40% 40% 10% 10%
根据这两对基因的DNA序列进行常规PCR检测,对杂交实验一亲本、子代的检测结果见图1。
(1)由P2的表现型可以推测其基因型是________。根据杂交实验一与相关基因检测结果,推测P1亲本的基因型是________。
(2)基因突变是由于DNA序列中发生了碱基对的替换、________或增添(加)而引起的改变。由图1的检测结果可以推测:果蝇B基因内碱基对的增加导致B→b的突变。判断的依据是:
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)对杂交实验二中的亲本、子代的基因组DNA进行检测,亲本及亲本型子代检测结果见图2。请将新组合表现型果蝇的检测结果图绘在图2中的横线上。
(4)分析杂交实验二后代中出现4种表型,且数量不等的原因是:
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)aabb AaBb
(2)缺失 因为b基因的PCR扩增片段比B基因增加了100bp,所以b基因是由B基因经过碱基对增添突变而来
(3)
(4)P1亲本产生配子过程中,同源染色体的非姐妹染色单体发生了一定比例的交叉互换,产生了重组型配子,但发生交叉互换的比例较低;P2亲本只产生一种基因型的配子
解析 (1)P2为黑身残翅,双隐性个体基因型为aabb,F1中出现黑身残翅,双隐性个体,则P1为双杂合子即AaBb。由后代黑身残翅∶灰身长翅=1∶1,推测两对等位基因位于一对同源染色体上,A和B在一条染色体上,a和b在一条染色体上。
(2)由图1的PCR结果可知:B基因有600碱基对,b基因有700碱基对,因此果蝇B→b的突变是由于B基因内碱基对的增加所致。
(3)图2说明杂交实验二中亲本基因组成为AaBb和aabb,杂交实验二的F1出现的4种表现型是两多两少,且两两相等,其中亲本类型多,重组类型少,推测P1亲本雌果蝇产生了4种卵细胞(AB、ab、Ab、aB),数量两两相等,其中AB、ab多,Ab、aB少,而P2亲本雄果蝇只产生一种基因组成为ab的精子,因此后代的基因组成为AaBb、aabb、Aabb、aaBb。新组合表现型果蝇的扩增条带见答案。
(4)由(3)知P1亲本雌果蝇产生了4种卵细胞(AB、ab、Ab、aB),数量两两相等,其中AB、ab多,Ab、aB少,说明P1在形成卵细胞时发生了染色体交叉互换。
6.科研人员得到4种浅红眼的果蝇突变体A、B、C和D,将它们分别与野生型红眼果蝇进行杂交实验,结果如表所示(“+”表示红眼,“m”表示浅红眼)。
组别
亲本果蝇
F1果蝇的表现型
F2果蝇的表现型及数量
雌性
雄性
雌性
雄性
雌性
雄性
+
m
+
m
Ⅰ
A
野生型
+
+
762
242
757
239
Ⅱ
B
野生型
+
+
312
101
301
105
Ⅲ
C
野生型
+
m
114
104
111
102
Ⅳ
D
野生型
+
m
160
151
155
149
(1)据表分析,4种突变体均是单基因的________性突变果蝇。
(2)突变位点在常染色体上的突变体有________,判断理由是对应的杂交实验中F1和F2果蝇的眼色表现________________。
(3)突变位点一定在相同染色体上的突变体是________,判断理由是______________________________________________,表明它们的突变位点都在________染色体上。
(4)为探究不同浅红眼突变基因位点之间的关系,科研人员以不同突变体为材料进行了系列杂交实验。
①先进行“♀A×♂B”杂交,发现在F1果蝇中,所有个体均表现为浅红眼,由此得出的结论是
_________________________________________________________________。
②又进行“♀B×♂C”杂交,发现F1果蝇全部表现为红眼。再让F1雌雄果蝇相互交配,发现在F2果蝇中红眼个体与浅红眼个体数量的比值约为9∶7。由此判断,在F2雌性果蝇中红眼个体的比例为________,在F2雄性果蝇中红眼个体的比例为________。
答案 (1)隐
(2)A和B 均与性别无关
(3)C和D Ⅲ、Ⅳ组杂交结果,F1雌果蝇的眼色总是与父本相同,F1雄果蝇的眼色则总是与母本相同 X
(4)①A、B两种突变体的浅红眼突变基因位点相同 ②3/4 3/8
解析 (1)、(2)、(3)由题目可知,Ⅰ、Ⅱ组突变体与野生型杂交,F1表现型均与野生型一样为红眼,F2果蝇红眼与浅红眼的比例约为3∶1,由此可知突变体A、B的浅红眼性状为隐性性状,且相对性状由一对等位基因控制,由于F2的表现型与性别无关,可知等位基因位于常染色体上。Ⅲ、Ⅳ组杂交结果显示眼色表现型与性别相关,F1雌果蝇的眼色与父本相同,F1雄果蝇的眼色与母本相同,出现交叉遗传现象,说明突变体C、D的突变基因位于X染色体上。
(4)假设果蝇突变体A、B、C和D的突变基因分别用a、b、c、d表示。
①“♀A×♂B”杂交,若a、b位于同源染色体的不同位置或非同源染色体上,♀A(aaBB)×♂B(AAbb)所得F1果蝇基因型应为AaBb,所有个体应均为红眼;若a、b位于同源染色体的相同位置,♀A(aa)×♂B(bb)所得F1果蝇基因型应为ab,所有个体应均为浅红眼,与实验结果一致。②“♀B×♂C”杂交,由之前的结果可知b、c两个基因位于非同源染色体上,这两对等位基因的遗传符合自由组合定律。♀B(bbXCXC)×♂C(BBXcY)所得F1果蝇(BbXCXc、BbXCY)全为红眼。F1雌雄果蝇交配,F2中红眼雌性果蝇个体(B_XCX-)的比例为3/4×1/2=3/8,占雌性果蝇的比例为3/4。F2中红眼雄性果蝇个体(B_XCY)的比例为3/4×1/4=3/16,占F2雄性果蝇的比例为3/8。
核心考点——重点难点全突破
考点1 模式生物
1 动物:果蝇、小鼠、线虫等
(1)果蝇作为模式生物的主要优点
①个体小,生命周期短(一般12天),易于大量培养和进行突变体的筛选。
②胚胎发育速度快(前13次卵裂每次只间隔9分钟),易于观察卵裂、早期胚胎发生、躯体模式形成和各器官结构的变化。
③具有几十个易于诱变分析的遗传特征,具有各种大量的突变体。
④只有4对染色体,组成简单,基因组测序已于2000年基本完成,其基因组大约编码13600个基因,在数量上比线虫还少。
⑤幼虫体腔内的各对“成虫盘”相应发育为成虫不同器官结构,是研究细胞分化的绝佳材料。
⑥相对高等动物而言,果蝇在基因分子进化、细胞生长、代谢、分化、繁殖和器官发生等方面具有保守性,其研究成果对探讨其他生物的遗传发育规律具有重要的指导价值。
(2)小鼠作为模式生物的主要优点
①成熟早,繁殖力强。
②体形小,易于饲养管理。
③性情温顺,胆小怕惊。
④对外来刺激极为敏感。
⑤便于提供同胎和不同品系动物。
⑥小鼠的基因组改造技术成熟,且生理生化和发育过程和人类相似,基因组和人类99%同源,所以人类疾病的小鼠模型可以基本上真实模拟人类疾病的发病过程及对药物的反应。
⑦由于小鼠基因组计划已基本完成,小鼠可以作为遗传学研究材料。
(3)线虫作为模式生物的主要优点
①可以在实验室内培养。
②生命周期短(3.5 d)。
③存在雌雄同体和雄性两类不同的生物型。
④体细胞数目少且透明可见。
⑤能观察到生殖细胞的发生及种质颗粒的传递过程。
⑥基因组序列已全部测出。
2 植物:豌豆、拟南芥等
(1)拟南芥作为模式生物的主要优点
十字花科植物。拟南芥是自花受粉植物,其基因组在高等植物中算是很小的(大约为12500万碱基对和5对染色体),基因高度纯合,用理化因素处理突变率很高,容易获得各种代谢功能的缺陷型,是进行遗传学研究的好材料,被科学家誉为“植物中的果蝇”。
(2)玉米作为模式生物的主要优点
雌雄同株异花(单性花),自然条件下考虑自由交配,显性个体既有纯合子也有杂合子。
(3)豌豆作为模式生物的主要优点
雌雄同株同花(两性花),自然条件下考虑自交,显性个体一般为纯合子。
3 微生物:大肠杆菌、酵母菌等
大肠杆菌作为外源基因表达的宿主,遗传背景清楚,技术操作与培养条件简单,是应用最广泛、最成功的表达体系。大肠杆菌对于分子生物学的发展有巨大的贡献,人们使用大肠杆菌发现了遗传物质是DNA,解析了氨基酸密码子、DNA半保留复制机制和基因的表达调控等重要的机制。酵母菌基因与高等真核生物基因具有同源性,人们利用酵母菌发现了真核细胞周期调控机制。
考点2 研究方法
1 假说演绎法
发现问题→提出假说→演绎推理→实验验证→得出结论
2 调查法
调查某种遗传病的发病率;调查某种病的遗传方式
(1)调查遗传病发病率和遗传方式的范围不同,前者在人群中随机抽样调查(社会调查),而后者在某种遗传病患病家系中调查(家系调查)。
(2)家族性疾病并不一定就是遗传病,如传染病;先天性疾病也不一定就是遗传病,如药物引起的器官受损。
(3)携带致病基因的个体不一定患病,不携带致病基因的个体也可能患病。
(4)受一对(不是1个)等位基因控制的单基因遗传病符合孟德尔遗传定律,且常被选作人类遗传病的调查类型。
1.下列关于孟德尔探索遗传规律“假说—演绎”法的叙述中,不正确的是( )
A.“一对相对性状遗传实验中F2出现3∶1的性状分离比”属于假说的内容
B.“F1(Aa)能产生数量相等的2种配子(A∶a=1∶1)”属于推理内容
C.“决定相对性状的遗传因子在体细胞中成对存在”属于假说的内容
D.“测交实验”是为了对推理过程及结果进行的验证过程
答案 A
解析 “F2出现3∶1的性状分离比”是孟德尔根据几组不同对相对性状的杂交实验得出的实验结果,不属于孟德尔假说的内容,A错误。
2.(2017·江苏高考)下列关于人类遗传病的叙述,正确的是( )
A.遗传病是指基因结构改变而引发的疾病
B.具有先天性和家族性特点的疾病都是遗传病
C.杂合子筛查对预防各类遗传病具有重要意义
D.遗传病再发风险率估算需要确定遗传病类型
答案 D
解析 遗传病是由遗传物质发生改变引起的疾病,并不单是由基因结构改变引起的,A错误;先天性和家族性疾病不一定是遗传病,B错误;杂合子筛查对预防隐性遗传病有重要意义,C错误;遗传病再发风险率估算需要确定遗传病类型,D正确。
考点3 分离定律和自由组合定律及应用
1 两大遗传定律的实质
2 两大遗传定律中出现的比例
(1)分离定律
①基因位置:同源染色体上的一对基因
②具有一对相对性状的杂合子自交出现的比例
若正常完全显性,则Aa×Aa→3(A_)∶1aa。
若是不完全显性,则Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa。
若是显性纯合致死,则Aa×Aa→2Aa∶1aa。
若是隐性纯合致死,则Aa×Aa→全为显性。
若是显性配子致死,则Aa×Aa→1Aa∶1aa。
若是隐性配子致死,则Aa×Aa→全为显性。
(2)自由组合定律
①基因位置:非同源染色体上的非等位基因
②自由组合定律的规律
AaBb×AaBb→9A_B_ 3A_bb 3aaB_ 1aabb
AaBb×aabb→1AaBb 1Aabb 1aaBb 1aabb
③自由组合定律中9∶3∶3∶1的常见变式
测交时相应比例为:
1∶1∶1∶1
↑
1∶2∶1←1∶1∶1∶1→1∶1∶1∶1
↓
1∶1∶2、1∶2∶1、3∶1、1∶3、3∶1、2∶1∶1
3 遗传平衡定律:(HardyWeinberg定律)
理想条件下,种群基因频率和基因型频率保持恒定。
显性基因A的频率为p,隐性基因a的频率为q,p+q=1,
♀
♂
A(p)
a(q)
A(p)
AA(p2)
Aa(pq)
a(q)
Aa(pq)
aa(q2)
p+q=1 (p+q)2=1 p2+2pq+q2=1
基因型频率为:AA=p2 Aa=2pq aa=q2
4 基因分离定律和自由组合定律的应用
分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。掌握这些定律不仅有助于人们正确地解释生物界
普遍存在的遗传现象,还能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率,这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。
(1)在杂交育种中,人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的优良品种。
(2)在医学实践中,人们可以依据分离定律和自由组合定律,对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。
题型一 两大遗传定律的分析
1.(2020·河北衡水中学周测)孟德尔的“一对相对性状杂交实验”中,孟德尔对豌豆的七对相对性状单独分析时,F2总是出现3∶1的性状分离比,于是他提出假说并作了4点解释,以高茎(D)和矮茎(d)这一对相对性状为例,下列相关叙述正确的是( )
A.如果遗传因子不是独立遗传而是融合遗传,则F2仍会出现3∶1的性状分离比
B.若纯合个体的体细胞中每种遗传因子有4个(其他假说内容不变),则F2中高茎∶矮茎=15∶1
C.若形成配子时,成对的遗传因子不分离(其他假说内容不变),则F2中高茎∶矮茎=1∶1
D.若雌雄配子存活率不同,含d的花粉有1/2不育(其他假说内容不变),则F2中高茎∶矮茎=5∶1
答案 D
解析 如果遗传因子不是独立遗传而是融合遗传的,则DD与Dd的表现型不同,所以F2将不会出现严格的性状分离现象,A错误;如果纯合个体的体细胞中每种遗传因子有4个,则F1的基因型为DDdd,表现型是高茎,F1产生的为DD∶Dd∶dd=1∶4∶1,F2中高茎∶矮茎=(1-×)∶(×)=35∶1,B错误;若形成配子时,成对的遗传因子不分离(其他假说内容不变),则F1的基因型为DDdd,F2全为高茎,C错误;若雌雄配子存活率不同,含d的花粉有不育(其他假说内容不变),F1产生的卵细胞有D、d,花粉有D、d,则F2中高茎∶矮茎=5∶1,D正确。
2.(2019·山东省师大附中高三第二次模拟考试)如下为某植株自交产生后代过程,以下对此过程及结果的描述,错误的是( )
AaBbAB、Ab、aB、ab受精卵子代:N种表现型(9∶6∶1)
A.A、a与B、b的自由组合发生在①过程
B.②过程发生雌、雄配子的随机结合
C.M、N分别代表9、3
D.该植株测交后代表现型的比例为1∶2∶1
答案 C
解析 A、a与B、b的自由组合发生在减数第一次分裂的后期,A正确;②过程发生雌、雄配子的随机组合,即受精作用,B正确;①过程形成4种配子,则雌、雄配子的随机组合的方式M=4×4=16种,基因型=3×3=9种,表现型N为3种,C错误;该植株(AaBb)测交后代基因型以及比例为1(AaBb)∶1(Aabb)∶1(aaBb)∶1(aabb),由题文“子代:N种表现型(9∶6∶1)”可知,Aabb与aaBb同属一种表现型,则测交表现型的比例为1∶2∶1,D正确。
题型二 两大遗传定律出现的特殊比例
3.(从性遗传)如表表示控制秃顶这一性状的不同基因型在男女性别中的表现情况。下列判断正确的是( )
基因型
表现型
女
男
BB
秃顶
秃顶
Bb
正常
秃顶
bb
正常
正常
A.秃顶性状的遗传与红绿色盲遗传方式相同
B.控制这一性状的基因不遵循基因的分离定律
C.控制秃顶性状的基因是显性基因,且为不完全显性
D.基因型为Bb的男女表现型不同,原因可能是基因的表达受环境影响
答案 D
解析 由于男性秃顶的基因型是BB和Bb,正常的基因型是bb,所以秃顶性状的遗传不可能是伴X染色体隐性遗传,因此与红绿色盲遗传方式不相同,A错误;控制秃顶性状的基因为一对等位基因,所以遵循基因的分离定律,B错误;控制秃顶性状的基因是显性基因,属于完全显性,C错误;由于基因型为Bb的男孩和女孩的性状不相同,可推测该秃顶性状与性别有关,原因可能是基因的表达受环境影响,D正确。
4.(致死)某自花传粉植物两对独立遗传等位基因(A、a和B、b)分别控制两对相对性状,等位基因间均为完全显性。现基因型为AaBb的植物自交产生F1。下列分析中错误的是( )
A.若此植物存在AA个体致死现象,则上述F1中表现型的比例为6∶2∶3∶1
B.若此植物存在bb个体致死现象,则上述F1中表现型的比例为3∶1
C.若此植物存在AA一半致死现象,则上述F1中表现型的比例为15∶5∶6∶2
D.若此植物存在a花粉有1/2不育现象,则上述F1中表现型的比例为15∶5∶1∶1
答案 D
解析 两对相对性状由两对等位基因控制且独立遗传可以确定这两对基因遗传遵循自由组合定律,AaBb的植物自交产生F1的基因型及比例是A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,表现型分离比也为9∶3∶3∶1,若此植物存在AA个体致死现象,F1中AAB_、AAbb死亡,则F1中表现型的比例为6∶2∶3∶1,A正确;若此植物存在bb个体致死现象,则F1中A_bb和aabb死亡,因此F1中表现型的比例为3∶1,B正确;若此植物存在AA一半致死现象,则F1的A_B_中的AABb和AABB中有一半死亡,A_bb中的AAbb一半死亡,则F1中表现型的比例为(6+3/2)∶(2+1/2)∶3∶1=15∶5∶6∶2,C正确;若此植物存在a花粉有1/2不育现象,则雌配子AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,而雄配子AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1/2∶1/2,因此F1中表现型的比例为15∶5∶3∶1,D错误。
5.(互作)农作物的籽粒成熟后大部分掉落的特性称为落粒性,落粒性给水稻收获带来较大的困难。科研人员做了如图所示杂交实验,下列说法不正确的是( )
A.控制落粒性的两对基因位于非同源染色体上
B.杂合不落粒水稻自交后代不发生性状分离
C.F2中纯合不落粒水稻植株的比例为7/16
D.野生稻多表现落粒,利于水稻种群的繁衍
答案 C
解析 据如图所示杂交实验结果,F2出现落粒∶不落粒=9∶7,推知控制落粒性的两对基因位于非同源染色体上,遵循自由组合定律,A正确;杂合不落粒水稻为单显性,自交之后为单显性或双隐性,不发生性状分离,B正确;F2中纯合不落粒水稻植株占F2总体的3/16,C错误;野生稻多表现落粒,是生物长期进化的结果,利于水稻种群的繁衍,D正确。
6.(累加效应)某植物花色遗传受A、a和B、b两对等位基因控制。当不存在显性基因时,花色为白色,当存在显性基因时,随显性基因数量的增加,花色红色逐渐加深。现用两株纯合亲本植株杂交得F1,F1自交得F2,F2中有白花植株和4种红花植株,按红色由深至浅再到白的顺序统计出5种类型植株数量比例为1∶4∶6∶4∶1。下列说法正确的是( )
A.该植物的花色遗传不遵循基因的自由组合定律
B.亲本的基因型一定为AABB和aabb
C.F2中AAbb和aaBB个体的表现型与F1相同
D.用F1作为材料进行测交实验,测交后代有4种表现型
答案 C
解析 由题意可知,该植物花色遗传受A、a和B、b两对等位基因控制,且F2有16个(1+4+6+4+1=16)组合,说明该植物的花色遗传遵循基因的自由组合定律,且F1基因型为AaBb,亲本的基因型也可能是aaBB和AAbb,A、B错误;F1的基因型为AaBb,含有两个显性基因,故F2中AAbb和aaBB个体的表现型与F1相同,C正确;用F1作为材料进行测交实验,测交后代基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,共有3种表现型,D错误。
7.(不完全显性)孔雀鱼原产于南美洲,现已作为观赏鱼引入世界各国。在人工培育下,孔雀鱼产生了许多品系,其中蓝尾品系中浅蓝尾、深蓝尾和紫尾由一对等位基因B、b控制,且深蓝尾为显性性状。科研人员选用深蓝尾和紫尾孔雀鱼做杂交实验,结果如图所示:
(1)深蓝尾对紫尾是______________(填“完全显性”或“不完全显性”),若F2中浅蓝尾孔雀鱼随机交配,产生的子代中,深蓝尾个体占________。
(2)浅蓝尾与深蓝尾孔雀鱼仅从颜色上不容易区分,若想仅凭尾的颜色来确定某蓝尾孔雀鱼的尾色,需通过________实验,若子代表现型及比例是____________,则该蓝尾孔雀鱼的尾色为浅蓝色。
(3)研究发现B基因存在时不含该基因的雄配子一半失去活性,对雌配子无影响,则F1随机交配产生的后代表现型及比例为__________________________。
答案 (1)不完全显性 1/4
(2)测交 浅蓝尾∶紫尾=1∶1
(3)深蓝尾∶浅蓝尾∶紫尾=2∶3∶1
解析 (1)由遗传图解可知,F1随机交配产生的后代的表现型及比例是深蓝尾∶浅蓝尾∶紫尾=1∶2∶1,则F1基因型为Bb,F1随机交配产生的后代的基因型及比例是BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,因此深蓝尾对紫尾是不完全显性,相关遗传符合基因分离定律。浅蓝尾个体(Bb)随机交配产生的后代中,深蓝尾(BB)、浅蓝尾(Bb)、紫尾(bb)分别占1/4、1/2、1/4。
(2)通过测交实验可以区分基因型BB、Bb,如果该蓝尾孔雀鱼基因型是Bb,则测交后代的基因型及比例是Bb∶bb=1∶1,即浅蓝尾∶紫尾=1∶1,如果该蓝尾孔雀鱼基因型是BB,则测交后代的基因型都是Bb,都表现为浅蓝尾。
(3)由题意知,浅蓝尾雌性个体产生的雌配子的基因型及比例是B∶b=1∶1,雄性个体产生的具有受精能力的雄配子的基因型及比例是B∶b=2∶1,雌雄配子随机结合产生的后代的基因型及比例是BB∶Bb∶bb=2∶3∶1,即深蓝尾∶浅蓝尾∶紫尾=2∶3∶1。
8.(复等位基因)某二倍体雌雄同株植物雄性育性受一组复等位基因(位于同源染色体的相同位点上的两种以上的等位基因)控制,其中M为不育基因,Mf为恢复可育基因,m为可育基因,且其显隐性强弱关系为Mf>M>m。该种植物雄性不育植株不能产生可育花粉,但雌蕊发育正常。如表为雄性可育植株的杂交组合及结果,请分析回答问题。
杂交组合
亲本
子代植株
雄性可育
雄性不育
1
甲×甲
716株
242株
2
甲×乙
476株
481株
3
甲×丙
936株
0株
(1)该种植物雄性不育与可育的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)基因分离定律。
(2)该种植物雄性不育植株的基因型为________,其在杂交育种的操作过程中,最显著的优点是__________________________。
(3)现有某雄性不育植株丁,请从甲、乙、丙三种雄性可育植株中选择合适的材料来鉴定植株丁的基因型。简要写出实验思路并预期实验结果及结论。
①实验思路:
_________________________________________________________________________________________________________________________________。
②预期实验结果和结论:
________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)遵循
(2)MM或Mm 不需要对母本去雄(或不需要去雄)
(3)①选择丁(♀)和乙(♂)进行杂交,将丁所结的种子全部播种,统计子代植株的表现型及比例 ②若子代植株全部表现为雄性不育,则丁的基因型为MM;若子代植株中雄性可育∶雄性不育=1∶1,则丁的基因型为Mm
解析 (1)由题意可知,该种植物雄性育性受一组复等位基因控制,其遗传遵循基因分离定律。
(2)依据题意,复等位基因的显隐性强弱关系为Mf>M>m,则该种植物雄性不育植株的基因型有MM、Mm;对于雌雄同株的植物而言,在人工杂交时通常需对母本进行去雄处理,若以雄性不育品系作母本,则不需要进行去雄处理。
(3)结合题意分析,雄性可育植株的基因型有4种:MfMf、MfM、Mfm和mm。由杂交组合1可知,子代发生性状分离,且表现型比例约为3∶1,由此可推知甲的基因型为MfM;由杂交组合2可知,子代表现型比例约为1∶1,则乙的基因型为mm;由杂交组合3可知,子代全为雄性可育植株,则丙的基因型为MfMf。雄性不育植株丁的基因型为MM或Mm,为鉴定其基因型,可选择丁(♀)和乙(♂)进行杂交。
题型三 两大遗传定律的应用
9.一白化病女子与一正常的男子结婚后,生了一个患白化病的孩子。若他们再生两个孩子,则两个孩子中出现白化病患者的概率是( )
A.1/2 B.1/4
C.1/8 D.3/4
答案 D
解析 白化病为常染色体隐性遗传病,设控制肤色的相关基因为A、a,据题意可知,正常男子的基因型为Aa,其和患病女性(aa)婚配后代中,正常的概率为1/2,白化病的概率为1/2。
正常
白化
正常
两个孩子都正常
一个孩子白化
白化
一个孩子白化
两个孩子同时白化
两个孩子中出现白化病患者概率为++=或1-正常概率=1-1/4=3/4。
10.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。
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。
解析 (1)杂交育种的目的是获得同时具备两种优良性状的个体,即抗病矮秆的新品种。
(2)杂交育种的原理是基因重组,若控制两对相对性状的基因的遗传遵循基因的自由组合定律,则这两对相对性状应分别受一对等位基因控制,且两对基因必须位于两对同源染色体上。
(3)先由纯合的抗病高秆和感病矮秆杂交得到抗病高秆的杂合子,再与感病矮秆(隐性纯合子)杂交,如果后代出现抗病高秆∶感病高秆∶抗病矮秆∶感病矮秆=1∶1∶1∶1的性状分离比,则可说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
11.(2020·河北衡水中学周测)荨麻草雌雄异株,且经常出现雌雄败育(无花蕊)现象,杂交实验发现,F1总是无花蕊∶雄株∶雌株=2∶1∶1,再将F1雄株和雌株杂交,F2也出现无花蕊∶雄株∶雌株=2∶1∶1。怎么解释这种遗传现象呢?如下图解:
请进一步分析回答:
(1)以上图解,属于假说—演绎法的________环节,其核心内容至少包括:
①当基因A和基因B同时存在时(A_B_)和aabb一样不育(无花蕊);
②______________________________________________________________;
③不同对的基因可以自由组合(独立遗传)。有人对核心内容中的③提出质疑,你认为对此质疑有道理吗?理由是
_______________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)研究者采用________育种方法能很快得到纯合的雄株,准备将此雄株与天然雌株杂交,预测子代的性状及比例是________________。
答案 (1)提出假说 ②只含有A基因(不含B基因)时表现为雄株,只含有B基因(不含A基因)时表现为雌株(其他答案:基因型为A_bb的个体为雄株,基因型为aaB_的个体为雌株)
③有道理,因为当不同对的基因位于同对同源染色体上时,杂交的结果和以上解释相同,所以不能确定不同对基因可以自由组合(独立遗传)
(2)单倍体 无花蕊∶雄株=1∶1
考点4 伴性遗传及人类遗传病
1 如何进行遗传系谱图遗传病类型的判断
注:遗传系谱图解题思路的“二·二·二”
寻求“两”个关系:基因的显隐性关系;基因与染色体的关系。
找准“两”个开始:从子代开始;从隐性个体开始。
学会“双”向探究:逆向反推(从子代分离比着手);顺向直推(若表现型为隐性性状,可直接写出基因型;若表现型为显性性状,则先写出已知部分基因型,再看亲子代关系)。
2 应用
伴性遗传理论在医学和生产实践中应用广泛。根据伴性遗传的规律,可以推算后代的患病概率,从而指导优生。伴性遗传理论还可以指导育种工作。
1.甲乙两种遗传病均为单基因遗传病。某表现型正常的女性,其双亲表现型正常且父亲不携带致病基因,却有一个患甲病的哥哥和一个患乙病的弟弟,她与某乙病男患者婚配,生出的女孩表现型正常的概率以及生出一个患乙病女孩的概率分别是( )
A.3/4 1/8 B.1/4 1/4
C.3/8 1/4 D.1/2 1/8
答案 A
解析 根据题干信息,无中生有为隐性,且父亲不携带致病基因可知控制甲病和乙病的遗传方式均是伴X染色体隐性遗传病,设甲病用字母a表示,乙病用字母b表示,则双亲的基因型是XABY和XAbXaB,则该女子的基因型是1/2XABXAb、1/2XABXaB,与一患乙病的男性(XAbY)婚配,则后代所生女孩患病的概率是1/2×1/2XAbXAb,因此正常的概率是3/4,生出患乙病女孩(XAbXAb)的概率是1/2×1/4=1/8,A正确。
2.(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)__________________________。
答案 (1)ZW (2)1/4 1/8 (3)TTZBZb
(4)TtZBZb×TtZbW 3/16
(5)TTZbZb×TTZBW;TTZbZb×ttZBW;ttZbZb×TTZBW
解析 (1)鸡的性别决定方式是ZW型,雌鸡的性染色体组成为ZW,雄鸡的性染色体组成为ZZ。
(2)根据题意分析,TtZbZb与ttZBW杂交,后代芦花羽雄鸡(TtZBZb)所占比例为1/2×1/2=1/4;用该芦花羽雄鸡(TtZBZb)与ttZBW杂交,子代中芦花羽雌鸡(TtZBW)所占比例为1/2×1/4=1/8。
(3)芦花羽雄鸡的基因型为T_ZBZ-,与ttZbW杂交,由于后代没有出现白色羽,则该雄鸡的基因型一定为TT,又由于子代中芦花羽∶全色羽=1∶1,说明该雄鸡基因型为TTZBZb。
(4)一只芦花羽雄鸡(T_ZBZ-)与一只全色羽雌鸡(T_ZbW)交配,子代中出现了白色羽鸡,说明两个亲本都含有t,后代出现了3只全色羽,说明父本含有b基因,因此两个亲本的基因型为TtZBZb、TtZbW,则子代中芦花羽雌鸡(T_ZbW)所占比例为3/4×1/4=3/16。
(5)利用纯合亲本杂交,TTZbZb×TTZBW,后代雌鸡全部是全色羽,雄鸡全部是芦花羽;TTZbZb×ttZBW,后代雌鸡全部是全色羽,雄鸡全部是芦花羽;ttZbZb×TTZBW,后代雌鸡全部是全色羽,雄鸡全部是芦花羽。
3.下图中图1、图2是两个家庭关于甲、乙两种遗传病的遗传系谱图,请回答:
(1)若甲病为单基因遗传病,则其遗传方式是____________________。
(2)若乙病在人群中的发病人数很少,________(填“能”或“不能”)依此判断乙病属于常染色体隐性遗传,原因是
_______________________________________________________________。
(3)若乙病的遗传类型和红绿色盲的类型一样,与甲病有关的基因是A、a,与乙病有关的基因是B、b。图3表示Ⅰ3、Ⅰ4、Ⅱ5和Ⅱ10四个个体与甲病、乙病有关的基因经过电泳后形成的条带分布情况,4种基因分别对应4种条带。则条带3对应的基因是________,Ⅱ10的基因型是________。
(4)为降低遗传病的出生风险率,可以通过遗传咨询和____________等手段,对遗传病进行监测和预防。遗传病是指由于__________________________。
答案 (1)常染色体隐性遗传
(2)不能 乙病在人群中的发病人数很少属于发病率,不能根据发病率确定遗传方式(或者不知道人群中男女的发病比例)
(3)b AAXBXB
(4)产前诊断 遗传物质改变而引起的人类疾病
解析 (1)在图1中,根据Ⅰ1和Ⅰ2都不患病,生出的Ⅱ5女孩患甲病,可以推知甲病是常染色体隐性遗传。
(3)甲病是常染色体隐性遗传病,乙病是伴X染色体隐性遗传病,根据遗传系谱图,Ⅱ5患甲病,Ⅱ7患两病,则可推知是Ⅱ5的基因型是aaXBXb或aaXBXB,再根据图3电泳的条带数,可以推知Ⅱ5的基因型为aaXBXb,条带1为A,Ⅱ10既不患甲病,也不患乙病,且只有两条条带,说明其为纯合子,基因型为AAXBXB,条带1和条带4,分别代表A和B,Ⅱ9只患甲病不患乙病,则Ⅱ9的基因型为aaXBY,可推断其父亲Ⅰ4的基因型为AaXBY,根据图3电泳结果可知Ⅰ4有条带1、条带2、条带4,所以条带2代表a,故条带3代表b。
考点5 遗传问题的分析及探究
1 如何判断相对性状的显隐性
(1)杂交法
具有相对性状的亲本杂交,若
①子代只出现一种性状,子代表现的性状为显性性状。
②子代有两种性状,比例为1∶1,则改用两亲本各自自交进行判断。
(2)自交法
①若子代发生性状分离,则亲本性状为显性性状
②若子代不发生性状分离,则改用具有相对性状的亲本杂交进行判断。
2 如何判断某一具有显性性状的个体是纯合子还是杂合子?
3 如何判断控制某一性状的基因遵循分离定律,还是自由组合定律?
4 如何判断控制遗传性状的基因的对数
如果题目给出的数据是比例的形式,或给出的性状比接近“常见”性状比,则可将性状比中的数值相加。自交情况下,得到的总和是4的几次方,该性状就由几对等位基因控制;测交情况下,得到的总和是2的几次方,该性状就由几对等位基因控制。
例如,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。
5 判断基因位置
(1)细胞核遗传与细胞质遗传
①设计思路:正交与反交。
②结果:若正交与反交结果不同,且有母系遗传的特点,则为细胞质遗传;若正交与反交结果相同,则为细胞核遗传。
(2)基因位于常染色体上还是X染色体上
①若相对性状的显隐性是未知的,且亲本均为纯合子,则用正交和反交的方法判断,即:
正反交实验⇒
②若相对性状的显隐性已知,只需一个杂交组合判断基因的位置,则用隐性雌性个体与显性雄性纯合个体杂交方法判断,即:
隐性雌×显性雄⇒
(3)基因位于X染色体还是X、Y染色体同源区段
适用条件:已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
①基本思路一:用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状,即:
纯合隐性雌×纯合显性雄⇒
②基本思路二:用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。即:
杂合显性雌×纯合显性雄⇒
(4)基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段
①设计思路:隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交,获得的F1全表现为显性性状,再选子代中的雌雄个体杂交获得F2,观察F2表现型情况。即:
②结果推断
若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现,则该基因位于常染色体上。
若F2中雄性个体全表现为显性性状,雌性个体中既有显性性状又有隐性性状⇒该基因位于X、Y染色体的同源区段上。
6 判断两对基因是否位于同一对同源染色体上
(1)确定方法:选具有两对相对性状且纯合的雌、雄个体杂交得F1,再将F1中的雌、雄个体相互交配产生F2,统计F2中性状的分离比。
(2)结果与结论:若子代中出现9∶3∶3∶1(或9∶3∶3∶1的变式)的性状分离比,则控制这两对相对性状的两对基因不在同一对同源染色体上。若子代中没有出现9∶3∶3∶1(或9∶3∶3∶1的变式)的性状分离比,则控制这两对相对性状的两对基因位于同一对同源染色体上。
1.某植物的红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因(A、a、B、b、C、c、……)控制,当个体的基因型中每对基因都至少含有一个显性基因时才开红花,否则开白花。现将两个纯合的白花品系杂交,F1开红花,再将F1自交,F2中的白花植物占37/64。若不考虑变异,下列说法错误的是( )
A.每对基因的遗传均遵循分离定律
B.该植物花色的遗传至少受3对等位基因控制
C.F2红花植株中杂合子占26/27
D.F2白花植株中纯合子的基因型有4种
答案 D
解析 将两个纯合的白花品系杂交,F1开红花,再将F1自交,F2中白花植株占37/64,则红花植株占1-37/64=27/64=(3/4)3,可判断该植物花色的遗传至少受3对等位基因控制,且每对基因的遗传均遵循分离定律,A、B正确;根据题干信息“当个体的基因型中每对基因都至少含有一个显性基因时才开红花,否则开白花”,结合F2植株的表现型比例可知,F1红花植株的基因型为AaBbCc,F2红花植株(A_B_C_)中纯合子占(1/3)×(1/3)×(1/3)=1/27,故F2红花植株中杂合子占26/27,C正确;F1的基因型为AaBbCc,F2白花植株中纯合子的基因型有AAbbcc、AAbbCC、AABBcc、aaBBCC、aaBBcc、aabbcc、aabbCC,共7种,D错误。
2.(2020·山东省日照市第一中学高三考前模拟)选纯种果蝇进行杂交实验,正交:朱红眼♂×暗红眼♀,F1中只有暗红眼;反交:暗红眼♂×朱红眼♀,F1中雌性为暗红眼,雄性为朱红眼。若与上述性状相关的基因为E和e,则下列说法错误的是( )
A.正、反交实验可用于判断有关基因所在的染色体位置
B.反交的实验结果说明控制眼色的基因不在常染色体上
C.正、反交实验的F1中,雌性果蝇的基因型都是XEXe
D.若正、反交的F1中雌、雄果蝇均自由交配,则后代表现型的比例都是1∶1∶1∶1
答案 D
解析 正、反交实验可以用来区分常染色体遗传与伴性遗传,因此正反交实验可用于判断有关基因所在的染色体位置,A正确;正反交结果不同,且子代的表现型与性别有关,说明控制眼色的基因位于X染色体上,B正确;纯合朱红眼与暗红眼杂交(正交)时,F1都为暗红眼,说明暗红眼为显性性状,正交实验中纯种暗红眼♀(XEXE)×纯种朱红眼♂(XeY)得到的F1只有暗红眼:XEXe、XEY,其中雌果蝇的基因型为XEXe,反交实验中纯种朱红眼♀(XeXe)×纯种暗红眼♂(XEY)得到的F1雌性为暗红眼(XEXe),雄性为朱红眼(XeY),C正确;正交时F1基因型为XEXe、XEY,F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表现型的比例是1(XEY)∶2(XEXE、XEXe)∶1(XeY),反交实验中,F1雌性为暗红眼(XEXe),雄性为朱红眼(XeY),F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表现型的比例是1(XEXe)∶1(XeXe)∶1(XEY)∶1(XeY),D错误。
3.(2020·山东潍坊三模)果蝇的某野生型和突变型为一对相对性状,受一对等位基因控制。现用一只野生型雌果蝇与一只突变型雄果蝇进行杂交,子一代的雌、雄果蝇中野生型与突变型的比例都是1∶1。下列说法错误的是( )
A.若控制该相对性状的基因位于性染色体上,根据上述信息不能判定该基因是否位于X和Y染色体的同源区段上
B.若控制该相对性状的基因仅位于X染色体上,则可判定野生型是显性性状
C.若控制该相对性状的基因位于常染色体上,让子一代突变型的雌雄果蝇杂交,产生的下一代都是突变型,可判定突变型为显性性状
D.若控制该相对性状的基因位于常染色体上,让子一代野生型的雌雄果蝇杂交,产生的下一代出现性状分离,可判定野生型为显性性状
答案 C
解析 若控制该相对性状的基因位于性染色体上,当亲本野生型雌果蝇为杂合子,无论该基因位于X和Y染色体的同源区段上或是仅位于X染色体上,子一代的雌、雄果蝇中野生型与突变型的比例都是1∶1,A正确;若控制该相对性状的基因仅位于X染色体上,则亲本野生型雌果蝇应为杂合子才能使子一代表现型比例为1∶1,因此野生型是显性性状,B正确;若控制该相对性状的基因位于常染色体上,让子一代突变型的雌雄果蝇杂交,产生的下一代都是突变型,则突变型为隐性性状,子一代中突变型个体均为隐性纯合子,C错误;若控制该相对性状的基因位于常染色体上,让子一代野生型的雌雄果蝇杂交,产生的下一代出现性状分离,则子一代野生型个体为杂合子,因此可判定野生型为显性性状,D正确。
4.果蝇灰身和黑身分别由等位基因A、a控制,直毛和分叉毛分别由等位基因B、b控制。某兴趣小组同学将一只灰身分叉毛雄蝇与一只黑身直毛雌蝇杂交,发现子一代雌雄个体中均表现为灰身直毛∶灰身分叉毛∶黑身直毛∶黑身分叉毛=1∶1∶1∶1。回答下列问题(不考虑X、Y同源区段):
(1)根据上述实验结果,是否可以确定两对相对性状的遗传遵循自由组合定律?________。
(2)甲同学认为基因A、a位于常染色体上,你支持他的观点吗?________。理由是什么?
______________________________________________________________。
(3)乙同学认为基因B、b可能位于X染色体上,也有可能位于常染色体上。请你利用现有的亲本及F1果蝇为材料,设计一次杂交实验以确定基因B、b的位置(写出可行性方案并预期实验结果)。
答案 (1)否
(2)支持 只有基因A、a位于常染色体上时,子一代雌雄个体中灰身∶黑身才能均为1∶1
(3)方案一:选F1直毛雌雄果蝇相互交配,统计后代表现型
若雌蝇均为直毛,雄蝇一半直毛一半分叉毛,则基因B、b位于X染色体上
若雌蝇雄蝇均为直毛∶分叉毛=3∶1,则基因B、b位于常染色体上
方案二:选F1直毛雄蝇与分叉毛雌蝇交配,统计后代表现型
若雌蝇表现为直毛,雄蝇表现为分叉毛,则基因B、b位于X染色体上
若雌蝇雄蝇均为直毛∶分叉毛=1∶1,则基因B、b位于常染色体上
解析 (1)由子一代的表现型比例可知,灰身∶黑身=1∶1、直毛∶分叉毛=1∶1,表现型及比例符合测交实验的结果,如果两对等位基因位于两对同源染色体上,符合灰身直毛∶灰身分叉毛∶黑身直毛∶黑身分叉毛=1∶1∶1∶1,如果两对等位基因位于一对同源染色体上,如基因型为Aabb、aaBb,结果也是灰身直毛∶灰身分叉毛∶黑身直毛∶黑身分叉毛=1∶1∶1∶1,因此不能确定是否遵循自由组合定律。
(2)灰身雄性和黑身雌性的亲本杂交,子代雌雄个体表现型及比例均相同,即与性别无关,因此判断A、a位于常染色体上。
(3)如果B、b位于常染色体上,子一代直毛雌果蝇和直毛雄果蝇的基因型都是Bb,相互交配得到子二代的基因型及比例是B_∶bb=3∶1,雌果蝇和雄果蝇的直毛∶分叉毛都是3∶1;如果位于X染色体上,F1直毛雄果蝇的基因型是XBY,直毛雌果蝇的基因型是XBXb,杂交后代雌果蝇都是直毛,雄果蝇一半直毛、一半分叉毛。
5.(2020·河北衡水中学一模)某植物的花色由三对等位基因(A/a、B/b、R/r)共同控制,三种显性基因同时存在时表现为红花,其余均为白花。现用同一红花植株分别与三种白花植株杂交,结果如表。不考虑交叉互换和基因突变,回答下列问题:
组别
杂交组合
F1表现型及比例
①
红花植株×白花植株甲(AAbbrr)
红花∶白花=1∶3
②
红花植株×白花植株乙(aaBBrr)
红花∶白花=1∶3
③
红花植株×白花植株丙(aabbrr)
红花∶白花=1∶3
(1)据表中数据可初步判断:亲本红花植株的基因型为________。控制花色的三对等位基因中,A/a与B/b位于________(填“一对”或“两对”)同源染色体上;B/b与R/r位于________(填“一对”或“两对”)同源染色体上;A/a与R/r位于________(填“一对”或“两对”)同源染色体上。
(2)若要进一步验证A/a与B/b的位置关系,能否用白花植株甲、乙、丙为实验材料,设计杂交实验予以验证?若能,请写出杂交方案和预期结果;若不能,请说明理由
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)AaBbRr 一对 两对 两对
(2)不能,这三种白花植株均不含R基因,杂交后代全为白花,故无法对A/a与B/b的位置关系作出判断
解析 (1)基因型为A_B_R_表现为红花,其他基因型表现为白花(至少有一对基因隐性纯合),A_B_R_与AAbbrr杂交,子代红花∶白花=1∶3,说明红花的基因型为A_BbRr,可以产生BR、Br、bR、br四种配子,因此R(r)、B(b)遵循自由组合定律;A_BbRr与aaBBrr杂交,子代红花∶白花=1∶3,说明红花的基因型为AaBbRr,可以产生AR、Ar、aR、ar四种配子,因此R(r)、A(a)遵循自由组合定律;AaBbRr与aabbrr杂交,子代红花∶白花=1∶3,说明3对基因中有2对基因位于一对同源染色体上,因此A(a)、B(b)不遵循自由组合定律。
(2)由于红花植株的基因型为A_B_R_,而白花植株甲、乙、丙均不含R基因,其中任意两个白花植株杂交后代均为白花,故无法利用白花植株甲、乙、丙的杂交实验,对A/a与B/b的位置关系作出判断。
6.果蝇的灰体和黑体是一对相对性状,受基因A、a控制;红眼和粉红眼是一对相对性状,受基因B、b控制。现有甲、乙两个果蝇纯合品系,甲品系为黑体、粉红眼,乙品系为灰体、红眼。甲品系雄果蝇与乙品系雌果蝇杂交,F2为灰体红眼、灰体粉红眼、黑体红眼和黑体粉红眼,比例为9∶3∶3∶1。请回答下列问题:
(1)果蝇的上述性状中,显性性状是________。控制两对性状的基因独立遗传,判断依据是__________________。
(2)对两对基因在染色体上位置的假设有多种:
假设① 控制体色的基因和控制眼色的基因均位于常染色体
假设② 控制体色的基因位于常染色体,控制眼色的基因位于X染色体
假设③ 控制体色的基因位于常染色体,控制眼色的基因位于X、Y的同源区段
类似的合理假设还有________种。若要减少假设的种类,可补充F2表现型的________数据。
(3)请利用甲、乙两个品系果蝇设计实验,确定上述两对基因的位置为假设①、假设②还是假设③。要求写出杂交方案、预期实验结果并得出结论(实验结果不统计体色性状)。
答案 (1)灰体、红眼 F2分离比为9∶3∶3∶1
(2)2 性别
(3)将甲品系雌蝇与乙品系雄蝇杂交得F1,若F1均为红眼,则继续将F1雌、雄个体交配得F2,统计F2果蝇的眼色和性别。
若F2中红眼雌∶红眼雄∶粉红眼雌∶粉红眼雄=3∶3∶1∶1,则两对基因的位置为假设①;若F2中红眼雌∶红眼雄∶粉红眼雌=1∶2∶1,则两对基因的位置为假设③;若F1中雌蝇为红眼、雄蝇为粉红眼,则两对基因的位置为假设②。
总结归纳
归纳不同的杂交方法能解决的问题
(1)具有相对性状的纯合体杂交
①确定显性性状、隐性性状:看F1。
②杂交育种:综合双亲的基因,获得能稳定遗传的个体。
(2)自交
①确定显隐性。
②不断分离纯种个体(杂交育种中的重要应用)。
③鉴别纯合子、杂合子(通常用于植物育种)。
④证明遗传的基本定律:如果F2遵循9∶3∶3∶1规律,则遵循自由组合定律;如果F2遵循3∶1规律,则遵循分离定律。
(3)测交
①鉴别纯合子、杂合子(通常用于动物育种)。
②证明遗传的基本定律:如果符合1∶1∶1∶1,则遵循自由组合定律;如果符合1∶1,则遵循分离定律。
(4)正交、反交
①判断常染色体遗传、伴性遗传。
②判断核遗传、细胞质遗传。
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