高考生物一轮复习重难点专项 专题24 遗传规律的探究和验证实验
展开高考一轮生物复习策略
1、落实考点。
一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后,要找出重点和疑点;通过结合复习资料,筛选出难点和考点,有针对地重点复习。这就需要在掌握重点知识的同时,要善于进行知识迁移和运用,提高分析归纳的能力。
2、注重理论联系实际,高三生物的考试并不仅仅是考概念,学会知识的迁移非常重要,并要灵活运用课本上的知识。
不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题,图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图,但它源于教材而又高于教材,是对教材内容和图表的变换、深化、拓展,使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时,还要重点“攻坚”,突出对重点和难点知识的理解和掌握。
这部分知识通常都是学生难于理解的内容,做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题,重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔,思而不学则殆。
这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
专题24 遗传规律的探究和验证实验
一、“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,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1,则符合基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法
F1测交后代的性状比例为1∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1,则符合基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
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、实验探究不同对基因在染色体上的位置关系
1.判断基因是否位于不同对同源染色体上
以AaBb为例,若两对等位基因分别位于两对同源染色体上,则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比,如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等变式),也会出现致死背景下特殊的性状分离比,如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。在涉及两对等位基因遗传时,若出现上述性状分离比,可考虑基因位于两对同源染色体上。
2.完全连锁遗传现象中的基因确定
基因完全连锁(不考虑交叉互换)时,不符合基因的自由组合定律,其子代也呈现特定的性状分离比,如下图所示:
3.判断外源基因整合到宿主染色体上的类型
外源基因整合到宿主染色体上有多种类型,有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的一条上,其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比;若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体上的一条上,各个外源基因的遗传互不影响,则会表现出自由组合定律的现象。
解题技巧
确定基因位置的4个判断方法
(1)判断基因是否位于一对同源染色体上
以AaBb为例,若两对等位基因位于一对同源染色体上,不考虑交叉互换,则产生两种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现两种表现型;若两对等位基因位于一对同源染色体上,考虑交叉互换,则产生四种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现四种表现型。
(2)判断基因是否易位到一对同源染色体上
若两对基因遗传具有自由组合定律的特点,却出现不符合自由组合定律的现象,可考虑基因转移到同一对同源染色体上的可能,如由染色体易位引起的变异。
(3)判断外源基因整合到宿主染色体上的类型
外源基因整合到宿主染色体上有多种类型,有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的一条上,其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比;若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体上的一条上,各个外源基因的遗传互不影响,则会表现出自由组合定律的现象。
(4)判断基因是否位于不同对同源染色体上
以AaBb为例,若两对等位基因分别位于两对同源染色体上,则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比,如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等变式),也会出现致死背景下特殊的性状分离比,如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。在涉及两对等位基因遗传时,若出现上述性状分离比,可考虑基因位于两对同源染色体上。
一、单选题
1.某种昆虫的性别决定方式是XY型,其灰体和黄体受一对等位基因控制。为探究这对基因的遗传方式,某同学用一只灰体雌虫与一只黄体雄虫杂交,子代中♀灰体: ♀黄体:♂灰体:♂黄体为1:1:1:1。下列说法正确的是( )
A.若基因位于常染色体上,则可以确定显隐性
B.若基因位于X染色体上,则灰体为隐性性状
C.若黄体为显性,则基因一定只位于常染色体上
D.若灰体为显性,则基因一定只位于X染色体上
【答案】C
【分析】
1、基因的分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、设黄体和灰体这对相对性状是由B/b基因控制的,先假设基因是位于X染色体还是位于常染色体上,再假设显隐性,对几种假设进行演绎推理,看其是否符合题意。
【详解】
A、若基因位于常染色体上,根据题干信息,亲本是灰体雌蝇和黄体雌蝇,子代雌蝇中灰体∶黄体=1∶1,雄蝇中灰体∶黄体=1∶1,故无论显性性状是灰体还是黄体,均可以出现此结果,无法判断显隐性,A错误;
B、基因只位于X染色体上,若灰色为显性,子代雄蝇中灰体∶黄体=1∶1,则亲本灰体雌蝇基因型为XBXb,黄体雄蝇基因型为XbY,两者杂交后代♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1,符合题意;若黄色为显性,则亲本基因型为XbXb、XBY,则后代均为黄体,不符合题意,B错误;
C、黄色为显性,若基因位于X染色体上,则亲本基因型为XbXb、XBY,则后代雌性均为黄体,不符合题意;若基因位于常染色体上,则亲本基因型为bb、Bb,则后代可以出现♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为1∶1∶1∶1,比例符合题意,所以若黄色为显性,则基因一定只位于常染色体上,C正确;
D、灰色为显性,若位于X染色体上,则亲本灰体雌蝇基因型为XBXb,黄体雄蝇基因型为XbY,两者杂交后代♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1,符合题意;若基因位于常染色体上,则亲本基因型为Bb、bb, 杂交后代可以出现♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1,符合题意,所以若灰色为显性,基因无论位于X染色体还是常染色体均符合题意,D错误。
故选C。
2.如图是某雌雄异体生物4个不同品系的体细胞中部分染色体示意图,图中字母代表染色体上携带的基因,所涉及的等位基因间均为完全显性。在仅考虑所涉及基因的情况下,下列相关叙述错误的是( )
A.若要F1中仅出现1种表型,必须选择甲和丙做亲本
B.若要F1中出现2种表型,必须选择乙和丙做亲本
C.若要F1出现4种基因型,可以选择甲和乙做亲本
D.若要F1出现6种基因型,必须选择乙和丁做亲本
【答案】A
【分析】
本题虽然涉及三对等位基因,但只分析D/d这对等位基因可知,在甲、乙、丙、丁不同品系细胞中均为纯合子,相互杂交,子代只出现一种基因型(表型),对答案的选择不会产生影响,故可不做考虑,只需要考虑A/a与B/b基因即可。对A/a与B/b的考虑可以用分解组合法。
【详解】
A、若要F1出现一种表型,可以选择甲与乙、甲与丙、甲与丁进行杂交,子代的表型均为双显性,也可以选择丙与丁进行杂交,子代的表型均为一显性一隐性,A错误;
B、若要F1出现两种表型,则只能乙与丙杂交(Aa×AA、Bb×bb,子代表型为1×2=2种),B正确;
C、若要F1出现4种基因型,需要选择杂合子和纯合子进行杂交,如甲与乙(AA×Aa、BB×Bb,子代基因型为2×2=4种)、乙与丙(Aa×AA、Bb×bb,子代基因型为2×2=4种),C正确;
D、若要F1出现6种基因型,则只能是乙与丁杂交(Aa×Aa、Bb×bb,子代基因型为3×2=6种),D正确。
故选A。
3.小麦的高产对低产为显性,抗病对不抗病为显性。下列四个杂交组合及结果中,不能验证上述两对性状的遗传遵循基因的自由组合定律的是( )
A.高产抗病×低产抗病→高产抗病:高产不抗病:低产抗病:低产不抗病=3:1:3:1
B.高产抗病×低产不抗病→高产抗病:高产不抗病:低产杭病:低产不抗病=1:1:1:1
C.高产抗病×高产不抗病→高产抗病:高产不抗病:低产抗病:低产不抗病=3:3:1:1
D.高产不抗病×低产抗病→高产抗病:高产不抗病:低产抗病:低产不抗病=1:1:1:1
【答案】D
【分析】
1、基因的自由组合定律的实质是: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;在减数分裂的过程中,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、要验证控制两对性状的基因遵循自由组合定律,选择的杂交亲本中至少需有一个为双杂合子,如YyRr,只有这样的基因型中的两对等位基因在减数分裂时才发生基因的自由组合,然后通过自交或测交的结果来验证上述两对性状的遗传是否遵循基因的自由组合定律。
【详解】
A、高产抗病×低产抗病→高产抗病:高产不抗病:低产抗病:低产不抗病=3:1:3:1,分析该实验,子代中高产:低产=1:1,抗病:不抗病=3:1,可知亲本的基因型为高产抗病(YyRr)×低产抗病(yyRr),亲本之一为YyRr,该亲本在减数分裂产配子时,两对等位基因可自由组合,A正确;
B、高产抗病×低产不抗病→高产抗病:高产不抗病:低产杭病:低产不抗病=1:1:1:1,分析该实验,子代中高产:低产=1:1,抗病:不抗病=1:1,可知亲本的基因型为高产抗病(YyRr)×低产不抗病(yyrr),亲本之一为YyRr,该亲本在减数分裂产配子时,两对等位基因可自由组合,B正确;
C、高产抗病×高产不抗病→高产抗病:高产不抗病:低产抗病:低产不抗病=3:3:1:1,分析该实验,子代中高产:低产=3:1,抗病:不抗病=1:1,可知亲本的基因型为高产抗病(YyRr)×高产不抗病(Yyrr),亲本之一为YyRr,该亲本在减数分裂产配子时,两对等位基因可自由组合,C正确;
D、高产不抗病×低产抗病→高产抗病:高产不抗病:低产抗病:低产不抗病=1:1:1:1,分析该实验,子代中高产:低产=1:1,抗病:不抗病=1:1,可知亲本的基因型为高产不抗病(Yyrr)×低产抗病(yyRr),双亲都只有一对等位基因,双亲在减数分裂产配子时,不能发生两对等位基因的自由组合,因此该实验不能验证上述两对性状的遗传遵循基因自由组合定律,D错误。
故选D。
二、综合题
4.果蝇是优秀的模式生物,科学家开展以下研究活动。
(一)研究性状与温度的关系
正常翅对残翅为显性。残翅果蝇相互交配后,将孵化出的幼虫一部分置于25℃的环境中培养,得到的果蝇全为残翅;另一部分在31℃的环境中培养,得到一些正常翅的果蝇(M果蝇)。
(1)用M果蝇与残翅果蝇杂交,后代在25℃下培养仍为残翅,可推测,M果蝇的基因型与残翅果蝇的基因型_____(填“相同”或“不同”)。综合分析说明环境、基因与性状的关系是_____。
(二)研究基因与染色体的关系
果蝇的灰体对黄体是显性性状,由X染色体上的1对等位基因(用A/a表示)控制;长翅对残翅是显性性状,由常染色体上的1对等位基因(用B/b表示)控制。回答下列问题:
(2)若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇(BBXAY)作为亲本杂交得到F1,F1相互交配得F2,则F2中灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅=_____,F2中灰体长翅雌蝇出现的概率为_____。
(3)请用灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇为实验材料,写出F1的基因型及比例是_____。
【答案】相同 生物的性状是基因与环境共同作用的结果 3∶1∶3∶1 3/16 XAXa∶XAY=1∶1
【分析】
(1)正常翅对残翅为显性,正常翅和残翅的遗传遵循基因的分离定律,同时也受环境的影响。(2)对于果蝇而言,控制灰体的基因A与控制黄体的基因a位于X染色体上,控制长翅的基因B与控制残翅的基因b位于常染色体上,说明这两对基因控制的性状的遗传遵循基因的自由组合定律,基因A与a控制的性状的遗传表现为伴性遗传。
【详解】
(1)由题意可知:正常翅为显性性状,残翅果蝇为隐性纯合子。残翅果蝇相互交配后孵化出的幼虫,一部分置于25℃的环境中培养,得到的果蝇全为残翅;另一部分在31℃的环境中培养,得到一些正常翅的果蝇(M果蝇)。让M果蝇与残翅果蝇杂交,后代在25℃条件下培养仍为残翅,说明M果蝇的正常翅不是由遗传物质的改变引起的,而是由孵化温度所致,因此M果蝇的基因型与残翅果蝇的基因型相同。由此可知,生物的性状是基因和环境共同作用的结果。
(2)黄体残翅雌果蝇(bbXaXa)与灰体长翅雄果蝇(BBXAY)杂交所得F1的基因型为BbXAXa、BbXaY。F1相互交配所得F2中,灰体长翅(3B_XAXa+3B_XAY)∶灰体残翅(1bbXAXa+1bbXAY)∶黄体长翅(3B_XaXa+3B_XaY)∶黄体残翅(1bbXaXa+1bbXaY)=3∶1∶3∶1,F2中灰体长翅雌蝇出现的概率为3/16。
(3)灰体纯合子雌果蝇的基因型为XAXA,黄体雄果蝇的基因型为XaY,二者杂交所得F1的基因型及比例是XAXa∶XAY=1∶1。
【点睛】
本题考查学生对基因的分离定律与基因的自由组合定律的实质和使用条件、伴性遗传等相关知识的识记和理解能力,以及获取信息、分析问题的能力。
5.孝感市境内地形变化大,丘陵和平原、森林和湿地都有呈现,很多地方生长着一种二倍体野生植物,该植物属于XY型性别决定。研究人员发现,该植物的花瓣有白色、粉红色、红色和紫色四种。花瓣的颜色由花青素决定,花青素的形成由位于两对常染色体上的等位基因(A、a和B、b)共同控制。请回答下列问题:
(1)基因A与a与基因B与b在遗传时,一定遵循基因自由组合定律,原因是__________________。
(2)与豌豆杂交实验相比,该植物的杂交实验不必进行的实验步骤是___________________________。
(3)研究人员还发现,该植物花瓣的单瓣和重瓣是一对相对性状。现有单瓣、重瓣植株若干,欲探究控制这对相对性状的基因是位于常染色体上,还是位于X染色体特有区段上。请设计实验方案予以确定。
①实验设计思路是: _____________________________________________。
②预期的实验结果和相应的实验结论是: ________________________________。
【答案】两对基因位于两对(常)染色体上 母本去雄 将单瓣植株与重瓣植株进行正交和反交实验,观察其子代的表现型是否一致 若其子代的表现型一致,则基因位于常染色体;若其子代的表现型不一致,则基因位于X染色体特有区段
【分析】
性别决定是指雌雄异体生物决定性别的方式,其中XY型性别决定的生物,雌性的性染色体组成为XX,雄性的性染色体组成为XY。基因的分离定律是研究一对等位基因在传宗接代中的传递规律。
【详解】
(1)基因A与a、B与b是位于两对常染色体上的等位基因,故在遗传时遵循基因自由组合定律。
(2)根据题意分析,该植物属于XY型性别决定,说明该植物属于雌雄异株的植物。雌株上开有雌花(只有雌蕊),雄株上开有雄花(只有雄蕊),而豌豆植株上的花为两性花(既有雌蕊、又有雄蕊),所以与豌豆植株的杂交实验相比,该植物的杂交实验不必进行母本去雄。
(3)①欲探究控制花瓣的单瓣和重瓣这对相对性状的基因是位于常染色体上,还是位于X染色体特有区段上,可将单瓣植株与重瓣植株进行正交和反交实验,即单瓣植株♀×重瓣植株♂与重瓣植株♀×单瓣植株♂,观察后代的表现型是否一致。
②若该等位基因位于常染色体上,则其正、反交后代的表现型一致;若该等位基因位于X染色体特有区段上,则其正、反交子代的表现型不一致。
【点睛】
解题关键:在未知显隐性的情况下,判断控制相对性状的一对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上,可进行正交和反交实验,据子代性状表现是否与性别相关联予以确认。
6.某二倍体租物雌雄异株,性别决定方式为XY型。该植物的茎色为绿色和紫色、叶型为宽叶与窄叶,分别由一对等位基因控制。将多株纯合紫色宽叶雌株与多株纯合绿色窄叶雄株进行杂交得到F1,F1随机交配,统计F2表现型及其数量如图甲所示。请回答:
(1)据图甲可知,两对相对性状中显性性状分别是______________、_____________;控制茎色和叶型的两对等位基因遵循基因的自由组合定律,依据是_____________。
(2)由图甲可判断控制宽叶和窄叶的等位基因位于性染色体上,依据是_____________,但不能确定该等位基因是位于X染色体还是位于X和Y染色体的同源区段(如图乙所示)。现有各种纯合植株供选择,请设计一个杂交实验来判断该等位基因在性染色体上的位置_____________。(要求写出实验思路、预期结果及结论)
【答案】紫色 宽叶 F2中紫色宽叶:紫色窄叶:绿色宽叶:绿色窄叶=9:3:3:1 F2中雌株全为宽叶,雄株中宽叶:窄叶=1:1 实验思路:将多株纯合的宽叶雄株与多株纯合的窄叶雌株杂交,观察并统计子代的表现型及其比例。
预期结果及结论:
①若子代中雌雄植株全为宽叶,则控制宽叶和窄叶的等位基因位于X和Y染色体的同源区段;
②若子代中雌株全为宽叶、雄株全为窄叶,则控制宽叶和窄叶的等位基因位于X染色体
【分析】
分析图甲,F2的雄株中紫色:绿色=3:1,宽叶:窄叶=1:1;F2的雌株中紫色:绿色=3:1,宽叶:窄叶=1:0。
【详解】
(1)由图甲分析可知,F2的雄株中紫色:绿色=3:1,宽叶:窄叶=1:1;F2的雌株中紫色:绿色=3:1,宽叶:窄叶=1:0;,由此可推出绿色和紫色这对相对性状由常染色体上的基因控制,并且紫色是显性性状;宽叶和窄叶由性染色体上的基因控制,宽叶是显性性状。F2中紫色宽叶:紫色窄叶:绿色宽叶:绿色窄叶=9:3:3:1,所以控制茎色和叶型的两对等位基因遵循基因的自由组合定律。
(2)由图甲统计出F2的雌株中宽叶:窄叶=1:0,雄株中宽叶:窄叶=1:1,性状与性别相关联,所以控制宽叶和窄叶的等位基因位于性染色体上。要确定该等位基因是位于X染色体还是位于X和Y染色体的同源区段,设计实验如下:实验思路:将多株纯合的宽叶雄株与多株纯合的窄叶雌株杂交,观察并统计子代的表现型及其比例。预期结果及结论:①若子代中雌雄植株全为宽叶,则控制宽叶和窄叶的等位基因位于X和Y染色体的同源区段;②若子代中雌株全为宽叶、雄株全为窄叶,则控制宽叶和窄叶的等位基因位于X染色体。
【点睛】
本题主要考查伴性遗传和基因的自由组合定律的相关知识,关键点是根据题干中的比例分析出基因在染色体上的位置和显隐性关系,推出基因型,结合自由组合定律进行解答,还考查了考生设计遗传学实验的能力。
7.果蝇的刚毛与截毛是一对相对性状,粗眼与细眼是一对相对性状,分别由等位基因(D、d)和等位基因(F、f)控制,其中只有一对等位基因位于性染色体上。现有多只粗眼刚毛雄果蝇与多只细眼刚毛雌果蝇(雌果蝇的基因型彼此相同)随机交配(假定每对果蝇产生的子代数目相同),F1全为细眼,其中雄性全为刚毛,雌性刚毛:截毛=3:1,(不考虑突变)。回答下列问题:
(I)D、d和F、f的遗传_____(选填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,理由是____________________。
(2)亲本中细眼刚毛雌果蝇的基因型是_____,粗眼刚毛雄果蝇可能的基因型及其比例是__________。F1中的所有的雌雄果蝇随机交配,只考虑刚毛和截毛一对相对性状,产生的F2表现型及其比例是__________。其中纯合子的比例是____________________。
(3)现有细眼刚毛雌果蝇,请设计实验探究其是否为纯合子,请写出实验思路及结果和结论。
实验思路:__________________________________________________;
预测结果及结论:__________________________________________________。
【答案】遵循 D、d位于常染色体上,而F、f位于性染色体上(或“控制性状的两对等位基因位于两对同源染色体上”) FFXDXd ffXdYD∶ffXDYD=1∶1 雌性刚毛∶雌性截毛∶雄性刚毛=3∶1∶4 1/2 选择多只基因型为ffXdYd的雄性果蝇与该只待测果蝇杂交,统计子代表现型及其比例 如果子代雌果蝇和雄果蝇都是细眼刚毛果蝇,则被测果蝇为纯合子,否则为杂合子
【分析】
基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,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。
【详解】
(1)根据F1的性状表现可知,控制刚毛和截毛的基因位于性染色体上,题干又有“其中只有一对等位基因位于性染色体上”的信息,可知控制粗眼和细眼的基因位于常染色体上,所以D、d和F、f的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)根据亲本和F1的表现型可知,刚毛对截毛为显性,细眼对粗眼为显性。再根据亲本以及F1的表现型及其比例可推知,细眼刚毛雌果蝇的基因型是FFXDXd;亲本雄性中存在ffXdYD、ffXDYD两种基因型,设XdYD所占比例为a,则两种基因型的雄性个体产生的含X染色体的雄配子及比例为Xd∶XD=a∶(1-a),由于所有雌性亲本的基因型相同,均为XDXd,产生的雌配子基因型及比例为Xd∶XD=1∶1,则(1/2)a=1/4,所以a为1/2,即亲本中的雄果蝇基因型及其比例为ffXdYD∶ffXDYD=1∶1。只考虑刚毛和截毛一对相对性状,F1雌果蝇的基因型及比例为1/4XDXD、1/2XDXd、1/4XdXd,雄果蝇的基因型是1/2XDYD和1/2XdYD,雌性配子及其比例是(1/2XD+1/2Xd),雄性配子及其比例是(1/4XD+1/4Xd+1/2YD),所以随机交配产生的子代表现型及其比例是雌性刚毛∶雌性截毛:雄性刚毛=3∶1∶4,其中纯合子和杂合子各占一半。
(3)纯合的细眼刚毛雌果蝇基因型是FFXDXD,杂合的刚毛雌性果蝇是FfXDXd或FFXDXd或FfXDXD,可以用测交法探究其是否为纯合子,即实验思路为:选择多只基因型为ffXdYd的雄性果蝇与之交配,统计子代表现型及其比例。
如果是纯合子,则子代雌果蝇和雄果蝇都是细眼刚毛果蝇;
如果是被测果蝇的基因型是FfXDXd,则子代的表现型及其比例是:细眼刚毛雌果蝇∶细眼刚毛雄果蝇∶粗眼截毛雌果蝇∶粗眼截毛雄果蝇=1∶1∶1∶1;
如果被测果蝇的基因型是FFXDXd,则子代的表现型及其比例是:细眼刚毛雌果蝇∶细眼截毛雄果蝇∶细眼刚毛雄果蝇∶细眼截毛雄果蝇=1∶1∶1∶1;
如果被测果蝇的基因型是FfXDXD,则子代的表现型及其比例是:细眼刚毛雌果蝇∶细眼刚毛雄果蝇∶粗眼刚毛雌果蝇∶粗眼刚毛雄果蝇=1∶1∶1∶1
【点睛】
熟知自由组合的实质和应用是解答本题的关键,能根据后代的表现型判断基因的位置和亲本的基因型是解答本题的前提,掌握伴性遗传的规律和应用是解答本题的另一关键。
8.果蝇具有繁殖快、易饲养等特点,是常用的遗传学实验材料,其体色有黄身(A)、黑身(a)之分,翅型有长翅(B)、残翅(b)之分。现有两种纯合果蝇杂交得F1,F1自由交配产生的F2出现4种类型且比例为5:3∶3∶1,已知果蝇有一种配子不具有受精能力。回答下列问题:
(1)果蝇体色与翅型的遗传遵循__________定律。
(2)不具有受精能力配子的基因组成__________。两纯合亲本果蝇的基因型为__________。F2黄身长翅果蝇中两对基因均杂合的比例为__________。
(3)若让F2黑身长翅果蝇自由交配,则子代的表现型及比例为__________。
(4)现有多种不同类型的果蝇,从中选取黑身残翅的果蝇和双杂合的黄身长翅果蝇为材料作为亲本通过杂交实验来探究上述不具有受精能力的配子是精子还是卵细胞,设计杂交实验思路是:__________。
结果推断:①若__________,则不具有受精能力的配子是精子。
②若__________,则不具有受精能力的配子是卵细胞。
【答案】基因的自由组合 AB AAbb和aaBB 3/5 黑身长翅:黑身残翅=8:1 以黑身残翅的果蝇为母本,双杂合的黄身长翅果蝇为父本;然后再以黑身残翅的果蝇为父本,双杂合的黄身长翅果蝇为母本进行杂交,观察子代表现型及比例 若以双杂合的黄身长翅果蝇为父本的一组实验中,后代只有3种表现型且黑身长翅:黑身残翅:灰身残翅等于1:1:1,而另一组中灰身长翅:黑身长翅:黑身残翅:灰身长翅等于1:1:1:1时 若以双杂合的黄身长翅果蝇为母本的一组实验中,后代只有3种表现型且黑身长翅:黑身残翅:灰身长翅等于1:1:1,而另一组中灰身长翅:黑身长翅:黑身残翅:灰身长翅等于1:1:1:1时
【分析】
根据题意分析可知:用两种纯合果蝇杂交,F2出现4种类型且比例为5:3:3:1,是9:3:3:1的特殊情况之一,遵循基因的自由组合定律。由于已知果蝇有一种精子不具有受精能力,而F2比例为5:3:3:1,说明该精子的基因组成为AB。
【详解】
(1)由于F2出现4种类型且比例为5:3:3:1,所以果蝇体色与翅型的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)由题意知,两种纯合果蝇杂交,子二代的表现型及比例是5:3:3:1,组合方式是12种,相当于3×4,又知某种精子不具有受精能力,由此推测基因型为AB的精子不能进行受精;且F1的基因型是AaBb,亲本果蝇的基因型是AAbb与aaBB;F2黄身长翅果蝇的基因型是AaBB、AABb、AaBb,比例为1:1:3,所以双杂合子的比例为3/5。
(3)F2黑身长翅的基因型是aaBB、aaBb,比例为1:2,所以aB配子的比例为2/3,ab配子的比例为1/3,若让F2黑身长翅果蝇自由交配,则子代的表现型及比例为黑身长翅:黑身残翅=(2/3×2/3+2/3×1/3×2):(1/3×1/3)=8:1。
(4)由题意可知,该实验的目的是验证不能完成受精的精子的基因型,可以用测交实验进行验证,即以黑身残翅的果蝇为母本,双杂合的黄身长翅果蝇为父本;然后再以黑身残翅的果蝇为父本,双杂合的黄身长翅果蝇为母本进行杂交,观察子代表现型及比例:
①若以双杂合的黄身长翅果蝇为父本的一组实验中,后代只有3种表现型且黑身长翅:黑身残翅:灰身残翅等于1:1:1,而另一组中灰身长翅:黑身长翅:黑身残翅:灰身长翅等于1:1:1:1时,则不具有受精能力的配子是精子。
②若以双杂合的黄身长翅果蝇为母本的一组实验中,后代只有3种表现型且黑身长翅:黑身残翅:灰身长翅等于1:1:1,而另一组中灰身长翅:黑身长翅:黑身残翅:灰身长翅等于1:1:1:1时,则不具有受精能力的配子是卵细胞。
【点睛】
本题考查基因自由组合定律的应用以及实验分析能力,意在考查学生的分析和理解能力,解题的关键是根据信息分析。
9.小麦的毛颖和光颖是一对相对性状(由基因D、d控制),抗锈病与感锈病是另一对相对性状(由基因 R、r 控制),这两对性状的独立遗传。以纯种毛颖感锈病植株(甲)和纯种光颖抗锈病植株(乙)为亲本进行杂交,F1均为毛颖抗锈病植株。再用 F1与丙进行杂交得 F2,F2有四种表型,对每对相对性状的植株数目进行统计,结果如图:
(1)两对相对性状中,显性性状分别是_____________。
(2)亲本甲、乙的基因型分别是________、__________。
(3)丙的基因型是_________,F2中基因型为ddRr的个体所占的比例为___________。
(4)若要快速培育能稳定遗传的毛颖抗锈病植株,可取F1的花粉离体培养获得_____________植株,然后用一定浓度的秋水仙素处理,使这些植株________,再从中选择毛颖抗锈病植株单独种植。
【答案】毛颖和抗锈病 DDrr ddRR ddRr 1/4 单倍体 染色体数目加倍(恢复正常植株的染色体数目/成为二倍体)。
【分析】
根据题意和图示分析可知:纯种毛颖感锈病植株(甲)和纯种光颖抗锈病植株(乙)为亲本进行杂交,F1均为毛颖抗锈病植株,说明毛颖相对于光颖是显性性状,抗锈相对于感锈是显性性状,则甲的基因型为DDrr,乙的基因型为ddRR。F1DdRr与丙进行杂交,抗锈病:感锈病=3:1,毛颖:光颖=1:1,则丙的基因型为Ddrr。
【详解】
(1)以纯种毛颖感锈病植株(甲)和纯种光颖抗锈病植株(乙)为亲本进行杂交,F1均为毛颖抗锈病植株(丙),由此可知,显性性状是毛颖、抗锈病。
(2)根据分析可知,亲本甲的基因型是DDrr,亲本乙的基因型是ddRR。
(3)结合题意分析可知,F1的基因型为DdRr。单独分析抗锈病和感锈病这一对相对性状,F2中抗锈病:感锈病=3:1,说明F1和丙中相关基因型均为Rr;单独分析毛颖和光颖这一对相对性状,F2中毛颖:光颖=1:1,则F1和丙中相关基因型分别为Dd、dd,综上可知丙的基因型是ddRr。F2中基因型为ddRr的个体所占的比例为1/2×1/2=1/4。
(4)若要快速培育能稳定遗传的毛颖抗锈病植株,可取F1的花粉离体培养获得单倍体植株,然后用一定浓度的秋水仙素处理,秋水仙素可抑制细胞分裂过程中纺锤体形成,使这些植株染色体数目加倍,从中选择毛颖抗锈病植株即为所需的纯合子。
【点睛】
本题结合柱形图,考查基因自由组合定律及应用,首先要求考生掌握基因分离定律和自由组合定律的实质,准确判断显隐性;其次能利用逐对分析法,根据后代分离比,推断出丙的基因型。
10.某植物的三个基因A、b、d分别控制①、②、③三种酶的合成,在三种酶的催化下可使一种无色物质经一系列转化变为紫色物质。基因A、B、D分别对基因a、b、d为完全显性。假设该生物体内紫色物质的合成必须由无色物质通过下面的途径转化而来(如图所示),据图回答下列问题:
(1)如果三对等位基因分别位于三对同源染色体上,则基因型为AaBbDd的两个亲本杂交,出现紫色子代的概率为________。
(2)如果要探究b、d两个基因是否位于两对同源染色体上,可以选用______________(基因型)的亲本自交,统计后代的性状分离比的方案进行验证。若后代出现_______________的结果。则证明b、d两个基因位于是位于两对同源染色体上
(3)如果A、a、B、b两对等位基因在染色体上的位置为,在没有突变、交叉互换的情况下,对基因型为AaBbDD的个体进行测交实验,后代的表现型及性状分离比为_________________________。
【答案】3/64 AABbDd 白色∶蓝色∶紫色≈12∶3∶1 白色∶无色≈1∶1
【分析】
分析图解:图中三对基因控制一对相对性状,无色的基因型可表示为aa____,白色的基因型为A_B___,蓝色的基因型为A_bbD_,紫色的基因型为A_bbdd。
【详解】
(1)如果三对等位基因分别位于三对同源染色体上,则三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,可按分离定律先计算每对等位基因的概率,再相乘,基因型为AaBbDd的两个亲本杂交,出现紫色子代(A_bbdd)的概率=3/4×1/4×1/4=3/64。
(2)如果要探究b、d两个基因位于两对同源染色体上,可以用基因型为AABbDd的个体自交,若后代出现白色:蓝色:紫色≈12:3:1,则b、d两个基因位于两对同源染色体上;若后代性状分离未出现上述比例,则b、d两个基因不是位于两对同源染色体上。
(3)若像题干所示,A与B连锁,a与b连锁,在没有发生突变、交叉互换的情况下,对基因型为AaBbDD的个体进行测交(与aabbdd杂交)实验,由于该个体只能产生ABD:abD=1:1两种类型的配子,测交后代基因型及比例为AaBbDd:aabbDd=1:1,因此后代的表现型及其比例为白色:无色=1:1。
【点睛】
本题考查了基因自由组合定律的应用,具有一定的难度,要求考生能够根据题图判断各相关表现型对应的基因型,再根据基因的自由组合定律计算后代的表现型及比例。
11.某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了下列实验:
实验①:让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶;
实验②:让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株进行杂交,子代个体中绿叶:紫叶=l :3。回答下列问题:
(l)实验①中甲植株的基因型为____________。实验②中乙植株的基因型为_________,子代中有_______种基因型。
(2)甘蓝子粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制。现有在自然条件下获得的一些饱满甘蓝子粒和凹陷甘蓝子粒,某兴趣小组欲用这两种甘蓝子粒为材料验证分离定律。请补充完整验证思路及预期结果。
①两种甘蓝分别自交,若某些甘蓝自交后,子代出现_____________的性状分离比,则可验证分离定律。
②两种甘蓝分别自交,选择子代未发生性状分离的甘蓝杂交,F1自交,得到F2,若F2中出现___________的性状分离比,则可验证分离定律。
③让子粒饱满的甘蓝和子粒凹陷的甘蓝杂交,若某些甘蓝F1都表现一种性状,则用F1自交,得到F2,若_______________________,则可验证分离定律。
④让子粒饱满的甘蓝和子粒凹陷的甘蓝杂交,若某些甘蓝________________________,则可验证分离定律。
【答案】aabb AaBb 4 3:1 3:1 F2中出现3:l的性状分离比 F1表现两种性状,且表现为l:l的性状分离比
【分析】
根据题意可知,隐性性状对应的基因型为aabb,显性性状对应的基因型有A-B-、A-bb、aaB-。
根据甲自交后代全是绿叶可知,甲是绿叶纯合子;根据甲和乙杂交,后代中绿叶:紫叶=1:3可知,乙是杂合子,即乙紫叶是显性性状,绿叶是隐性性状。且甲的基因型为aabb,乙的基因型为AaBb。
【详解】
(1)由上分析可知,甲的甲的基因型为aabb,乙的基因型为AaBb。甲和乙杂交的后代有四种基因型:AaBb、Aabb、aaBb、aabb。
(2)要验证分离定律,需要首先获得杂合子。可以通过自交、测交或花粉鉴定的方法验证分离定律。设控制甘蓝子粒的饱满与凹陷的基因为A/a。
①分别让饱满甘蓝和凹陷甘蓝自交,若某些甘蓝自交后代出现3:1性状分离,说明该甘蓝为显性性状,且为杂合子,可以验证基因的分离定律。
②两种甘蓝分别自交,选择子代未发生性状分离的甘蓝即AA和aa杂交,F1即Aa自交,得到F2,若F2中出现3:1的分离比,则可验证分离定律。
③让子粒饱满的甘蓝和子粒凹陷的甘蓝杂交,若某些甘蓝F1都表现一种性状,说明亲本的组合为AA和aa,子一代的基因型为Aa,则用F1自交,得到F2,若F2中出现3:l的性状分离比,则可验证基因的分离定律。
④让子粒饱满的甘蓝和子粒凹陷的甘蓝杂交,若某些甘蓝F1表现两种性状,且表现为l:l的性状分离比,即可验证基因的分离定律。且说明亲本的组合为Aa和aa。
【点睛】
本题的难点在于基因分离定律的验证,需要先获得杂合子,杂合子自交后代出现3:1的分离比,或测交后代1:1的比例,均可验证基因的分离定律。
12.报春花的花色表现为白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)一对相对性状,由两对等位基因(A和a,B和b)共同控制,显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色锦葵色素的代谢过程,但当显性基因B存在时即抑制其表达(生化机制如图所示)。据此回答;
(1)开白花的纯种植株的基因型是___________________________。
(2)通过本图解说明基因与控制的性状之间的关系是____________ 。
(3)为了培育出能稳定遗传的黄色品种,某同学用开白花的纯种植株设计了图实验:
Ⅰ.选择基因型为________的两个品种进行杂交,得到F1种子;
Ⅱ.F1种子种下得F1植株,F1自交得F2种子;
Ⅲ..F2种子种下得F2植株,F2自交,并选择开黄花的植株的种子混合留种;
Ⅳ.重复步骤Ⅲ若干代,直到后代不出现性状分离为止。
根据上述实验,回答相关问题:
①若F1植株能产生比例相等的四种配子,说明这两对基因遵循的遗传定律是________。
②F2植株中开黄花和白花之比为________,在这些开黄花的植株上所结的种子中黄色纯合子纯合子占________。
【答案】AABB、aaBB和aabb
两对等位基因通过控制酶的合成决定一对相对性状 AABB和aabb
基因自由组合 3:13 1/2
【分析】
1、根据题意和图示分析可知:图示为决定报春花花色的生化机制。显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色素的代谢过程,显性基因B存在时可抑制其表达,因此开黄色报春花植株的基因型为A_bb,开白色报春花植株的基因型为A_B_、aaB_、aabb。
2、基因可以控制蛋白质的合成直接控制生物性状,也可以通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状。
【详解】
(1)开黄花的报春花植株的基因型是AAbb、Aabb,开白花的基因型是A_B_、aaB_、aabb,其中纯种白花植株的基因型是AABB、aaBB和aabb。
(2)通过本图解说明基因与控制的性状之间的关系是两对等位基因通过控制酶的合成决定一对相对性状。
(3)利用AABB、aaBB和aabb三个纯种白色报春花品种培育出能稳定遗传的黄色品种,则该黄色品种的基因型应为AAbb。故该实验过程应选择AABB和aabb两个纯种白色品种进行杂交,得到F1种子(AaBb)。
(4)①若F1植株能产生比例相等的四种配子,说明这两对基因遵循的遗传定律是基因自由组合。②F1植株自交,即AaBb自交,得到的F2为白色A_B_:白色aaB_:黄色A_bb:白色aabb=9:3:3:1,所得F2植株中黄花植株与白花植株的比值理论上为3:13.若将F2中所有开黄花(A_bb)植物进行自交,所得子代中能稳定遗传的黄色纯合子所占比例为1/3+2/3×1/2=1/2。
【点睛】
本题结合图解,考查基因自由组合定律的实质及应用,要求学生掌握基因自由组合定律的实质,能根据报春花花色的遗传机理,判断黄花和白花相应的基因型,再计算相关概率。
13.果蝇体型小、繁殖快、染色体数目少、性状易于区分,是常用的遗传学实验材料。
Ⅰ. 果蝇体色有黄身(H)、黑身(h)之分,翅型有长翅(V)、残翅(v)之分,其体色与翅型的遗传遵循基因自由组合定律。现有两种纯合果蝇杂交得F1,F1自由交配产生的F2出现4种类型且比例为5∶3∶3∶1,已知果蝇有一种精子不具有受精能力。分析回答下列问题:
(1)不具有受精能力精子的基因组成是_______。两纯合亲本果蝇的基因型为__________。F2黄身长翅果蝇中两对基因均杂合的比例为_______。
(2)现有多种不同类型的果蝇,从中选取亲本通过杂交实验来验证上述不具有受精能力的精子的基因型。
①杂交组合:选择___________________________________进行杂交。
②结果推断:若后代出现_______________,则第(2)小题的判断成立。
Ⅱ.已知果蝇的性别决定方式为XY型,染色体组成包括3对常染色体和一对性染色体。其中位于X和Y这对同源染色体上的基因可分为I(X、Y的同源区段)或Ⅱ(仅位于X染色体上)或Ⅲ(仅位于Y染色体上)区段。某科研小组选择纯合的刚毛和纯合的截毛果蝇进行正反交实验,结果F1全为刚毛。甲同学认为控制刚毛和截毛这对相对性状的基因位于常染色体上;乙同学认为控制刚毛和截毛这对相对性状的基因也可位于___________(选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区段。请从亲本和F1代中各选一种性状的果蝇为杂交实验对象,设计一代杂交实验支持乙的说法(要求写出实验思路预期结果及结论)。实验思路:______________________;结果及结论:_________________________。
【答案】HV HHvv 和 hhVV 3/5 黑身残翅的果蝇为母本,双杂合的黄身长翅果蝇(F1雄果蝇)为父本 黄身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶1∶1 I 让亲本截毛雌性果蝇 Xa Xa 和 F1刚毛雄性果蝇(Xa YA或 XA Ya)杂交,统计子代的表型与性别的关系 结果为截毛雌∶刚毛雄=1∶1 或刚毛雌∶截毛雄=1∶1,说明乙的说法是正确的
【分析】
基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,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。
题意分析:用两种纯合果蝇杂交得F1,F1自由交配产生的F2,F2出现4种类型且比例为5∶3∶3∶1,是9∶3∶3∶1的特殊情况之一,遵循基因的自由组合定律。由于已知果蝇有一种精子不具有受精能力,而F2比例为5∶3∶3∶1,说明决定双显性状的精子不具有受精能力,所以该精子的基因组成为HV。
【详解】
Ⅰ.(1)由于F2出现4种类型且比例为5∶3∶3∶1,是9∶3∶3∶1的特殊情况(有一种精子不具有受精能力),所以果蝇体色与翅型的遗传遵循基因的自由组合定律,由于双显类型减少了四份,因此可推测不能受精的是基因型为HV的配子,且F1的基因型是HhVv,由于不具有受精能力精子的基因组成是HV,具有受精能力精子的基因组成是Hv、hV、hv,比例为1∶1∶1;卵细胞的基因组成是HV、Hv、hV、hv,比例为1∶1∶1∶1.所以F2黄身长翅果蝇的基因型只有HHVv、HhVV、HhVv三种,且比例为(1/3×1/4)∶(1/3×1/4)∶(1/3×1/4×3)=1∶1∶3,所以双杂合子的比例为3/5。
(2)要想通过杂交实验来验证不能完成受精作用的精子的基因型,需要通过测交实验来完成,则选取的杂交组合为:黑身残翅的果蝇做母本、双杂合的黄身长翅果蝇做父本,杂交后代中若出现黄身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶1∶1,则验证了不具有受精能力精子的基因型为HV。
Ⅱ.某科研小组选择纯合的刚毛和纯合的截毛果蝇进行正反交实验,结果F1全为刚毛。甲同学认为控制刚毛和截毛这对相对性状的基因位于常染色体上;乙同学认为控制刚或位于毛和截毛这对相对性状的基因也可位于“I”区段,因为相关基因位于常染色体上和I区段均表现为正反交结果相同。由于子一代表现为刚毛,因此,刚毛对截毛为显性。若相关基因位于X、Y同源区,则亲本的基因型为Xa Xa、XAYA或XAXA、Xa Ya,子一代的基因为XA Xa、XaYA或为XA Xa、XAYa,据此可设计实验如下,选择亲本中的截毛雌果蝇与子一代中刚毛雄果蝇进行杂交,观察后代若后代的性状表现,若后代表现为截毛雌∶刚毛雄=1∶1 或刚毛雌∶截毛雄=1∶1,说明乙的说法是正确的。 。
【点睛】
熟知基因自由组合定律的实质与应用是解答本题的关键,能根据杂交结果突破致死配子类型是解答本题的前提,掌握伴性遗传的规律和应用是解答本题的另一关键。
14.植物的性状有的由1对基因控制,有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶,果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点,某小组用基因型不同的甲乙丙丁4种甜瓜种子进行实验,其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下表(实验②中F1自交得F2)。
实验
亲本
F1
F2
①
甲×乙
1/4缺刻叶齿皮,1/4缺刻叶网皮
1/4全缘叶齿皮,1/4全缘叶网皮
/
②
丙×丁
缺刻叶齿皮
9/16缺刻叶齿皮,3/16缺刻叶网皮
3/16全缘叶齿皮,1/16全缘叶网皮
回答下列问题:
(1)对实验①F1分别统计,缺刻叶∶全缘叶=1∶1,齿皮∶网皮=1∶1,每对相对性状结果都符合_____交的结果,可判断这2对相对性状的遗传均符合基因的______定律。根据实验②,可判断这2对相对性状中的显性性状是____________________。
(2)甲乙丙丁中属于杂合子的是__________。
(3)实验②的F2中纯合子所占的比例为__________。
(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1,而是45∶15∶3∶1,则叶形和果皮这两个性状中由1对等位基因控制的是__________,判断的依据是________________________________________________________。
【答案】测 分离 缺刻叶和齿皮 甲和乙 1/4 果皮 F2中齿皮∶网皮=48∶16=3∶1,说明受一对等位基因控制
【分析】
分析题表,实验②中F1自交得F2,F1全为缺刻叶齿皮,F2出现全缘叶和网皮,可以推测缺刻叶对全缘叶为显性(相关基因用A和a表示),齿皮对网皮为显性(相关基因用B和b表示),且F2出现9∶3∶3∶1。说明两对性状由两对基因控制,遵循自由组合定律。
【详解】
(1)实验①中F1表现为1/4缺刻叶齿皮,1/4缺刻叶网皮,1/4全缘叶齿皮,1/4全缘叶网皮,分别统计两对相对性状,缺刻叶∶全缘叶=1∶1,齿皮∶网皮=1∶1,每对相对性状结果都符合测交的结果,说明这2对相对性状的遗传均符合分离定律;根据实验②,F1全为缺刻叶齿皮,F2出现全缘叶和网皮,可以推测缺刻叶对全缘叶为显性,齿皮对网皮为显性。
(2)根据已知条件,甲、乙、丙、丁的基因型不同,其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮(A-bb),实验①杂交的F1结果类似于测交,说明甲为杂合子,基因型为Aabb,则乙的基因型为aaBb,实验②的F2出现9∶3∶3∶1,则F1的基因型为AaBb,则丙的基因型为AAbb,丁的基因型为aaBB,甲、乙、丙、丁中属于杂合体的是甲和乙。
(3)实验②的F2中纯合体基因型为1/16AABB,1/16AAbb,1/16aaBB,1/16aabb,所有纯合体占F2的比例为1/4。
(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮=45∶15∶3∶1,分别统计两对相对性状,缺刻叶∶全缘叶=60∶4=15∶1,可推知叶形受两对等位基因控制,齿皮∶网皮=48∶16=3∶1,可推知果皮受一对等位基因控制。
【点睛】
本题考查基因的分离定律和自由组合定律,难度一般,需要根据子代结果分析亲代基因型,并根据杂交结果判断是否符合分离定律和自由组合定律,查考遗传实验中分析与计算能力。
15.假如你在一个花卉繁育基地工作。有一天,你突然发现有一种本来开白花的花卉,出现了两株红花植株,你立刻意识到它的观赏价值和研究价值。你打算通过实验研究两株红花植株出现的原因,经过查阅资料,该植物为二倍体,严格自花传粉。假设红花突变株Ⅰ和红花突变株Ⅱ均由单基因突变引起,且自交后代均为红花。请回答:
(1)若想通过杂交实验验证上述两株红花突变株均为隐性,请写出该实验的杂交组合:_________________、______________。
(2)①上述两红花突变株可能由一对相同基因发生隐性突变导致的(如突变株Ⅰ和突变株Ⅱ基因型均为aa),也可能是由两对不同的基因发生隐性突变的结果(如突变株Ⅰ基因型为aaBB,突变株Ⅱ基因型均为AAbb)。请补充设计实验方案予以探究。
实验方案:红花突变株I×红花突变株II
预期结果和结论:
若______________________,则两红花突变是由一对相同基因发生隐性突变导致。
若____________________,则两红花突变是由两对不同基因发生隐性突变导致的。
②若上述两红花突变株由两对不同的基因突变所致,且两对基因独立遗传。请完成进一步实验探究方案。(假定实验过程中不发生基因突变及交叉互换)
实验方案:将F1自交,预期结果F2的表现型及比例______________。
【答案】白花×红花突变株I 白花×红花突变株Ⅱ 子一代为红花 子一代为白花 白花:红花=9:7
【分析】
如果白花突变株Ⅰ和株Ⅱ突变是由一对等位基因控制的,则基因型都是aa,两株白花植株杂交后代的基因型是aa,都表现为白花;如果受两对等位基因控制,则两地的白花植株的基因型分别是AAbb、aaBB, 二者杂交子一代的基因型是AaBb,都表现为红花。两对等位基因分别位于2对同源染色体上,则遵循自由组合定律,按照自由组合定律解答。
【详解】
(1)用红花突变株Ⅰ和株Ⅱ分别与野生型白花植株杂交,单株统计后代。若子一代均为白花,说明红花为隐性性状。若子一代全为红花或出现红花:白花=1:1,则说明红花为显性性状。
(2)①两红花突变株可能由一对相同基因发生隐性突变导致的,也可能是不同的基因发生隐性突变的结果。若进行鉴定是那种突变导致的,可以将红花突变Ⅰ和红花突变Ⅱ杂交,若子一代为红花,则两红花突变由一对相同基因发生隐性突变导致的;若为白花,则两红花突变由不同的基因发生隐性突变的结果,如:若由一对相同基因突变则aaaa→aa都为白花;若由2对不同的基因突变aaBBAAbb→AaBb都为红花。
②已知上述两红花突变株由两对不同的基因突变所致,且两对基因独立遗传。将子一代(AaBb)自交,统计子二代的表现型及比例子二代为白花(A_B_):红花(A_bb、aaB_、aabb)=9 :7。
【点睛】
本题考查基因分离定律和自由组合定律的实质,旨在考查学生理解所学知识的要点,把握知识的内在联系,并学会应用演绎推理的方法设计遗传实验,预期结果并获取结论。
16.水稻的高杆对矮杆为完全显性,由一对等位基因控制(A、a),抗病对易感病为完全显性,由另一对等位基因控制(B、b),现有纯合高杆抗病(P1)和纯合矮杆易感病(P2)的两种亲本杂交,所得F1自交,多次重复实验,统计F2的表现型及比例都近似得到如下结果:高杆抗病:高杆易感病:矮杆抗病:矮杆易感病=66:9:9:16。据实验结果回答下列问题:
(1)上述两对等位基因之间_______(遵循/不遵循)基因的自由组合定律,原因是_______。
(2)F2中出现了亲本所没有的新的性状组合,产生这种现象的根本原因______________________。
(3)有人针对上述实验结果提出了假说:
①控制上述性状的两对等位基因位于____对同源染色体上。
②F1通过减数分裂产生的雌雄配子的基因型及比例均为____________________。
③雌雄配子随机结合。
(4)为验证上述假说,有人设计一个简单的实验并预期实验结果。
①实验设计思路:应选择上述实验材料中的_________(从“P1”“P2”“F1”中选择)进行杂交, 观察并统计子代的表现型及比例。
②实验结果:若所得子代出现四种表现型及比例为高杆抗病:高杆易感病:矮杆抗病:矮杆易感病=4:1:1:4,则假说成立。
(5)若假说成立,则F2中纯合子所占的比例为__________。
【答案】不遵循 F1(AaBb)自交,多次重复实验,F2四种表现型的近似比值都不为9:3:3:1 有性生殖过程中,在减数第一次分裂的四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换,进行了基因重组 一 AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4 F1与P2 17/50
【分析】
1、基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、分析每一对性状,在F2代都符合3∶1,因此控制抗病和易感病的等位基因都符合基因分离定律。但分析两对等位基因之间关系,即不符合9∶3∶3∶1,也不属于它的变式,因此它们不遵循基因自由组合定律。最可能的原因是两对基因位于一对同源染色体上,在减数分裂时发生了四分体的交叉互换造成的。
【详解】
(1)由于F2的表现型及比例是高杆抗病∶高杆易感病∶矮杆抗病∶矮杆易感病=66∶9∶9∶16,不符合9∶3∶3∶1,也不属于它的变式,即F1(AaBb)自交,多次重复实验,F2四种表现型的近似比值都不为9:3:3:1,因此它们不遵循基因自由组合定律。
(2)F2代中出现了亲本所没有的新的性状组合,产生这种现象的根本原因是有性生殖过程中,在减数第一次分裂的四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换,进行了基因重组。
(3)①由于遵循基因的分离定律而不遵循基因自由组合定律,可假设两对等位基因位于一对同源染色体上;②假设F1通过减数分裂产生的雌雄配子的比例都是AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4;③雌雄配子随机结合。
(4)如果(3)中假设成立,那么通过测交的方式,后代也应该会出现这一结果。可选择上述实验材料中的F1(AaBb)与P2(aabb)进行杂交,若上述假设成立,则F1产生的雌雄配子的种类和比例都是AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4,则杂交结果为高杆抗病∶高杆易感病∶矮杆抗病∶矮杆易感病=4∶1∶1∶4,若出现上述结果,说明假说成立。
(5)若假说成立,F1产生的雌雄配子的种类和比例都是AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4,则F2中纯合子(AABB、AAbb、aaBB、aabb)所占比例为4/10×4/10+1/10×1/10+1/10×1/10+4/10×4/10=34%=17/50。
【点睛】
本题考查基因分离定律和基因连锁交换定律的相关知识,这要求学生对孟德尔定律的深入理解,同时也考查学生对生物学数据的分析抽象能力及设计实验的能力。
17.某种蝴蝶紫翅(B)对黄翅(b)为显性,绿眼(R)对白眼(r)为显性,两对基因位于常染色体上且独立遗传。现有紫翅白眼与黄翅绿眼的亲代个体杂交,F1均为紫翅绿眼,F1雌雄个体相互交配得到F2共1335只,其中紫翅1012只,黄翅323只,绿眼1008只,白眼332只。请回答下列问题。
(1)由此判断亲代基因型为______________,F2中紫翅白眼个体数量约为______________只。
(2)F2中重组类型是____________________。
(3)现欲确定F2中一只黄翅绿眼雄性蝴蝶的基因型,最好采取_________的方法,请简述实验思路与结果结论。
实验思路:________________________________,观察并记录后代表型。
预测实验结果结论:
①若后代个体中______________,则该个体基因型为bbRr。
②若后代个体中__________________,则该个体基因型为bbRR。
【答案】BBrr、bbRR 250 紫翅绿眼和黄翅白眼 测交 让该蝴蝶与多只(黄翅)白眼的雌性蝴蝶交配 (黄翅)绿眼和(黄翅)白眼比例为1∶1 (黄翅)绿眼
【分析】
基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,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。
题意分析:蝴蝶紫翅(B)对黄翅(b)为显性,绿眼(R )对白眼(r)为显性,两对基因分别位于两对常染色体上,遵循基因的自由组合定律。紫翅白眼与黄翅绿眼的亲代个体杂交,F1均为紫翅绿眼,F1雌雄个体相互交配得到F2,其中紫翅∶黄翅=1022∶313≈3∶1,绿眼∶白眼=1033∶302≈3∶1,说明F1紫翅绿眼的基因型为BbRr。
【详解】
(1)由于亲代表现型为紫翅白眼与黄翅绿眼,F1紫翅绿眼的基因型为BbRr,所以亲代基因型为BBrr、bbRR,F2中紫翅白眼个体所占比例为3/4×1/4=3/16;
(2)F2中有四种表现型,分别为紫翅绿眼、紫翅白眼、黄翅绿眼和黄翅白眼,其中重组类型是紫翅绿眼和黄翅白眼;
(3)黄翅绿眼的基因型为bbRR、bbRr。现欲确定F2中一只黄翅绿眼雄性蝴蝶的基因型,最好采取测交的方法,即让该黄翅绿眼雄性蝴蝶与多只黄翅白眼的雌性蝴蝶交配,观察并记录后代表现型。
若该个体基因型为bbRr,则后代个体黄翅绿眼和黄翅白眼比例为1∶1(或后代出现黄翅白眼)。
若该个体基因型为bbRR,则后代个体均为黄翅绿眼。
【点睛】
熟知自由组合定律的实质与应用是解答本题的关键,能利用基因自由组合定律解答实际问题是解答本题的另一关键,掌握基因自由组合定律的相关计算是解答本题的必备能力。
18.某雌雄同株异花多年生植物,其叶有宽叶(A)和窄叶(a),茎有紫茎(B)和绿茎(b),现用两纯合品种杂交,所得F1 再进行自交,F 2中宽叶紫茎∶宽叶绿茎∶窄叶紫茎∶窄叶绿茎=7∶1∶3∶1,已知该植物有一种基因组成的精子不具受精能力。请回答下列问题:
(l)亲本基因型为_________________。
(2)不具受精能力的精子基因组成为________,参照孟德尔实验验证过程,若要验证这一结论,可以选择F 为父本与表现型为_____________的植株杂交,若结果为_______________________________(写出表现型和比例),则该结论成立。
(3)现有某宽叶紫茎植株M与基因型为aaBB的植株杂交,若正反交结果在表现型的比例上不同,则M的基因型为_________。
【答案】AABB和aabb Ab 窄叶绿茎 宽叶紫茎∶窄叶紫茎∶窄叶绿茎=1∶1∶1 AaBb
【分析】
基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,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。
题意分析,根据两纯合品种杂交所得F1再进行自交F2中宽叶紫茎∶宽叶绿茎∶窄叶紫茎∶窄叶绿茎=7∶1∶3∶1,且7∶1∶3∶1是9∶3∶3∶1的变式,所以两对基因符合自由组合定律。由于F2中A-bb中减少了2份,结合题干信息“该植物有一种基因组成的精子不具受精能力”若不具备受精能力的精子是ab,则F2代不会出现窄叶绿茎aabb 的个体故,可推知Ab的精子不具备受精能力。
【详解】
(1)根据F2中宽叶紫茎∶宽叶绿茎∶窄叶紫茎∶窄叶绿茎=7∶1∶3∶1,且7∶1∶3∶1是9∶3∶3∶1的变式,可以推出两对基因遵循自由组合定律。根据分析可知Ab的精子不具备受精能力故群体中不含AAbb的个体,根据F2中性状分离比可知F1的基因型为AaBb,故两纯合亲本的基因型为AABB和aabb。
(2)由分析可知,不具受精能力的精子基因组成为Ab,若要验证这一结论可以选择F1为父本与表现型为窄叶绿茎aabb的植株杂交,理论上F1产生的雄配子种类和比例为 AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,若Ab的精子不具有受精能力则实际F1产生的雄配子种类和比例为 AB∶aB∶ab=1∶1∶1,窄叶绿茎的植株产生的雌配子为ab,故F1为父本与表现型为窄叶绿茎的植株杂交的子代为宽叶紫茎∶窄叶紫茎∶窄叶绿茎=1∶1∶1,即子代有3中表现型。
(3)某宽叶紫茎植株M(A_B_)与基因型为aaBB的植株杂交,由于Ab的精子不具有受精能力,所以若正反交结果在表现型上的比例不同则说明M能产生Ab的配子,故M的基因型为AaBb。
【点睛】
熟知自由组合定律的实质与应用是解答本题的关键,能根据杂交结果进行合理分析并得出正确的结论是解答本题的必备能力,本题重点考查学生利用自由组合定律解答实际问题的能力。
19.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,结果如下表。若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___________。
(2)请画出题中控制花色的三对等位基因在染色体上的位置关系图。____________
(3)请按规范书写杂交组合③的遗传图解,要求写出配子。____________
【答案】AaBbRr
【分析】
1、基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
2、由题意知,基因型为A_B_R_表现为红花,其他基因表现为白花,A_B_R_与aaBBrr杂交,子代红花:白花=1:3,说明红花的基因型为AaB_Rr,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;A_B_R_与aabbRR杂交,子代红花:白花=1:3,说明其可以产生AB、Ab、aB、ab4种数量相等的配子,3对基因中有2对基因位于一对同源染色体上,因此B(b)、R(r)不遵循自由组合定律,BR连锁,br连锁。
【详解】
(1)根据红花植株(A_B_R_) x aabbrr→25%红花植株(AaBbRr)、75%白花植株,说明亲本红花植株中能产生四种数量相等的配子;根据红花植株(A_ B_ R_) xaaBBrr→25% 红花植株( AaB_ Rr)、75%白花植株,说明亲本红花植株中含有a、r基因,且能产生四种数量相等的配子,根据红花植株(A_ B_ R_) xaabbRR→25% 红花植株( AaBbR-)、75%白花植株,说明亲本红花植株中含有a、b基因,且能产生四种数量相等的配子,所以,该红花植株的基因型为AaBbRr,且有两对基因连锁。
(2)假设三对基因自由组合,该红花植株( AaBbRr) aabbrr,后代应该有18红花植株(A_ _B_ _R _),与实验结果不符,可推知三对基因存在连锁关系,通过比较三组杂交实验的结果,可推知r、b位于一条染色体上,R、B位于同源的另一条染色体上,A、a位于另外一对同源染色体上。故控制花色的三对等位基因在染色体上的位置关系图:
(3)杂交组合③的遗传图解如下:
【点睛】
本题考查基因分离定律和自由组合定律的知识点,考查学生获取信息和应用知识的能力。
20.某自花传粉植物的红花/白花、高茎/矮茎这两对相对性状各由一对等位基因控制,A/a表示控制花颜色的基因,B/b表示控制茎高度的基因,这两对等位基因独立遗传。现有该种植物的甲、乙两植株,甲自交后,子代均为白花,但有高茎和矮茎性状分离;乙自交后,子代均为矮茎,但有红花和白花性状分离。请回答下列问题:
(1)根据题干信息推测,植株甲可能的基因型是______。
(2)进一步实验研究,最终确定红花和高茎为显性性状,则植株甲的基因型是______,植株乙的基因型是______。若将植株甲与植株乙杂交的F1中的红花植株拔掉2/3,则F2中的高茎植株的比例是______。
(3)请以甲和乙为材料,设计杂交实验,验证A/a与B/b基因遵循基因自由组合定律。
实验步骤:让甲和乙杂交得F1,取F1中的红花高茎植株______,统计F2的表现型及其比例。预期结果:________________________________________________。
【答案】AABb或aaBb aaBb Aabb 3/8 方案一:实验步骤:自交
方案二:实验步骤:与白花矮茎杂交
方案三:实验步骤:与红花矮茎杂交
方案四:实验步骤:与白花高茎杂交 预期结果:红花高茎:红花矮茎:白花高茎:白花矮茎=9:3:3:1
预期结果:红花高茎:红花矮茎:白花高茎:白花矮茎=1:1:1:1
预期结果:红花高茎:红花矮茎:白花高茎:白花矮茎=3:3:1:1
预期结果:红花高茎:红花矮茎:白花高茎:白花矮茎=3:1:3:1
【分析】
纯合子自交不发生性状分离,杂合子自交发生性状分离现象。根据甲自交后代有高茎和矮茎可知,甲涉及茎高度的基因型为Bb,乙自交后代有红花和白花,故乙涉及花色的基因型为Aa。
【详解】
(1)根据甲自交后代全是白花,但有高茎和矮茎之分,说明涉及茎高度的基因型为Bb,涉及花色的基因型为纯合,又因为无法确定花色的显隐性,故甲的基因型可能是AABb或aaBb。
(2)结合题干信息和分析可知,甲花色基因纯合,株高基因杂合;植株乙花色基因杂合,株高基因纯合。又因为红花和高茎为显性,而子代全为矮茎。可知乙的表现型为矮茎红花,基因型为Aabb。同理可知甲为aaBb。因为两对基因独立遗传,所以拔出2/3红花对茎高的遗传不构成影响。亲本为Bb和bb,子一代为Bb:bb=1:1,子一代自交后代中高茎个体占1/2×3/4=3/8。
(3)亲本分别为:Aabb和aaBb,杂交产生的红花高茎为双杂合AaBb,其余个体为红花矮茎Aabb、白花高茎aaBb、白花矮茎aabb。要验证自由组合定律,可用双杂合AaBb自交,若两对基因符合基因的自由组合定律,则自交后代会出现红花高茎:红花矮茎:白花高茎:白花矮茎=9:3:3:1分离比。
【点睛】
验证基因自由组合定律时,一定会用到双杂合。可用方法有:双杂合自交,见9:3:3:1;双杂合测交,见1:1:1:1。
21. 番茄的花色和叶的宽窄分别由两对等位基因A、a和B、b控制。现以红色窄叶植株自交,子代红色窄叶∶红色宽叶∶白色宽叶=9∶6∶1.请回答下列问题∶(注∶番茄是两性花,属于自花传粉植物)
(1)上述两对相对性状的遗传遵循_________________定律,这两对相对性状的隐性性状分别是___________________________。
(2)请写出上述自交后代中红色宽叶的基因型________________________________。
(3)将上述自交子代中红色宽叶作父本、白色宽叶作母本进行杂交,在人工授粉之前需对白色宽叶的花蕾作________处理。理论上杂交子代出现白色宽叶的比例为________。
【答案】自由组合 白色、宽叶 AAbb、Aabb、aaBB、aaBb 去雄、套袋 1/3
【分析】
红色窄叶植株自交,子代红色窄叶∶红色宽叶∶白色宽叶=9∶6∶1,该比例为9∶3∶3∶1的变式,说明两对基因遵循自由组合定律,且A_B_为红色窄叶,A_bb和aaB_为红色宽叶,aabb为白色宽叶。
【详解】
(1)根据分析,两对相对性状的遗传遵循自由组合定律,红色窄叶自交,子代出现了白色和宽叶,说明白色和宽叶为隐性性状。
(2)由于子代中红色宽叶的比例为6/16,所以其基因型是A_bb和aaB_,具体包括AAbb、Aabb、aaBB、aaBb。
(3)由于该植物可以进行自交,所以如果进行杂交实验需要在人工授粉之前需对白色宽叶的花蕾作去雄和套袋处理;红色宽叶基因型及比例为1AAbb∶1aaBB∶2Aabb∶2aaBb,能够产生的配子Ab∶aB∶ab=1∶1∶1,和白色宽叶aabb杂交,子代Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1,所以白色宽叶的比例为1/3。
【点睛】
本题考查基因自由组合定律及应用,首先要求考生掌握基因自由组合定律的实质,能根据题干信息判断出两对相对性状的显隐性关系及亲本的基因型;其次能根据“9∶6∶1”(属于9∶3∶3∶1的变式)判断出F1的基因型,再准确判断。
22.果蝇是遗传学研究中常用的模式生物。遗传学家利用果蝇揭示了一系列的遗传学经典规律,对发育生物学、分子生物学和遗传学等作出了重大贡献。回答下列问题:
(1)果蝇作为遗传学研究中常用的实验材料,优点有_______________(答出两点)。
(2)果蝇的正常肢(R)和短肢(r)是一对相对性状,长翅(D)和残翅(d)山是另一对相对性状,控制这
两对性状的基因均位于常染色体上。现让某正常肢残翅果蝇和短肢长翅果蝇交配,所得F1的表现型及比例为正常肢长翅∶正常肢残翅∶短肢长翅∶短肢残翅=1∶1∶1∶1。
①据上述杂交实验,能否判断这两对基因能独立遗传,并说明理由___________________。
②请以F1中的果蝇为实验材料,设计一次杂交实验来验证这两对基因能独立遗传。杂交方案:___________________ ;
预期结果:________________________________________________________________。
(3)果蝇的眼色有多种,其中白色、栗色和红色受两对独立遗传的基因E/e和B/b控制,基因控制眼色的途径如图所示。
某纯合白眼雌果蝇和纯合栗眼雄果蝇交配,所得F1中雌果蝇全表现为红眼,雄果蝇全表现为白眼,则亲本的基因型组合为________________。让F1中的雌雄果蝇随机交配,子代雌果蝇中栗眼果蝇占___________。
【答案】相对性状明显、染色体数日少、易饲养、繁殖周期短 否(不能);亲本的基因型组合为Rrdd×rrDd,这两对基因无论是位于一对还是两对同源染色体上,杂交子代的性状分离比都是1∶1∶ 1∶1 杂交方案一:让F1中的正常肢长翅雌雄果蝇随机交配杂交方案二:让F1中的正常肢长翅果蝇和短肢残翅果蝇交配 预期结果:子代的表现型及比例为正常肢长翅∶正常肢残翅∶短肢长翅∶短肢残翅=9∶3∶3∶1预期结果:子代的表现型及比例为正常肢长翘∶正常肢残翅∶短肢长翅∶短肢残翅—1∶1∶1∶1 BBXeXe×bbXEY 1/8
【分析】
结合题图分析,白眼雌性亲本基因型为ee__,栗眼雄性亲本基因型为E_bb,又F1红眼雌蝇基因型为E_B_,则白眼雌性亲本含有B基因,两个纯系亲本杂交,可知亲本基因型为eeBB和EEbb,子代的基因型都为EeBb,但是F1雌果蝇与雄果蝇表现型不同,性状与性别相关联,可知有一对等位基因位于X染色体上。根据F1中雌雄个体的表现型,可判断是E、e位于X染色体上,由题中“白色、栗色和红色受两对独立遗传的基因E/e和B/b控制”可知,B、b基因位于常染色体上。
【详解】
(1)果蝇具有相对性状明显、染色体数日少、易饲养、繁殖周期短等有点,常用作遗传学研究中的实验材料。
(2)①据上述杂交实验,不能判断这两对基因能独立遗传,亲本的基因型组合为Rrdd×rrDd,这两对基因无论是位于一对还是两对同源染色体上,杂交子代的性状分离比都是1∶1∶ 1∶1。
②要验证这两对基因能独立遗传,实验设方案如下:杂交方案一:让F1中的正常肢长翅雌雄果蝇随机交配杂交方案二:让F1中的正常肢长翅果蝇和短肢残翅果蝇交配。杂交方案一预期结果:子代的表现型及比例为正常肢长翅∶正常肢残翅∶短肢长翅∶短肢残翅=9∶3∶3∶1。杂交方案二预期结果:子代的表现型及比例为正常肢长翘∶正常肢残翅∶短肢长翅∶短肢残翅=1∶1∶1∶1。
(3)结合题图分析,白眼雌性亲本基因型为ee__,栗眼雄性亲本基因型为E_bb,又F1红眼雌蝇基因型为E_B_,则白眼雌性亲本含有B基因,两个纯系亲本杂交,可知亲本基因型为eeBB和EEbb,子代的基因型都为EeBb,但是F1雌果蝇与雄果蝇表现型不同,性状与性别相关联,可知有一对等位基因位于X染色体上。根据F1中雌雄个体的表现型,可判断是E、e位于X染色体上,由题中“白色、栗色和红色受两对独立遗传的基因E/e和B/b控制”可知,B、b基因位于常染色体上,因此亲本的基因型组合为BBXeXe×bbXEY,F1的基因型为BbXEXe,BbXeY,让F1中的雌雄果蝇随机交配,子代雌果蝇中栗眼果蝇占1/2×1/2×1/2×1=1/8。
【点睛】
本题主要考查孟德尔的自由组合定律,两对等位基因独立遗传,认真分析题图,掌握判定基因在染色体上的位置是解题关键。
23.果蝇中控制长翅和残翅的基因用A、a表示,圆眼和棒眼的基因用B、b表示,控制翅型和眼型的基因不位于Y染色体上。某科研小组用果蝇进行杂交实验,如下表所示:
亲本组合
F1表现型及比例
性别
长翅圆眼
残翅圆眼
长翅棒眼
残翅棒眼
实验一长翅圆眼(♂)×长翅圆眼(♀)
雄性
3
1
3
1
雌性
5
2
0
0
实验二:长翅棒眼(♀)×残翅圆眼(♂)
雄性
0
0
1
1
雌性
1
1
0
0
(1)果蝇翅型和眼型的隐性性状分别是___________、___________。
(2)决定翅型的基因位于___________,决定眼型的基因位于___________。
(3)实验一中,子代残翅圆眼雌果蝇中杂合子占____________。雌性子代中存在致死现象,死亡个体基因型可能为______________________。
(4)为进一步确定死亡个体的基因型,请利用实验一、二中亲本为材料设计新的杂交实验:杂交实验选取___________与___________作为亲本进行杂交。若子代雌性个体翅型分离比为___________,则杂合子个体死亡。
【答案】残翅 棒眼 常染色体上 X染色体上 1/2 AAXBXB或AAXBXb 长翅圆眼雄蝇 长翅棒眼雌蝇 2:1
【分析】
根据题干和表格数据“双亲均为长翅圆眼,子一代雄果蝇中,长翅:残翅=3:1,雌果蝇中,长翅:残翅=5:2”,推测长翅是显性性状,且翅型与性别无关,位于常染色体上;雌性都是圆眼,雄果蝇中圆眼:棒眼=1:1,说明圆眼和棒眼与性别有关,位于性染色体上,所以亲本基因型是AaXBXb、AaXBY,子一代雄性个体基因型是A-XBY、A-XbY 、 aaXBY 、aaXbY。 子一代雌性个体基因型是A-XBX-、aaXBX-。基因A、a与B、b分别位于两对同源染色体上,因此遵循自由组合定律。
实验二中子一代雄性个体只有棒眼,长翅:残翅=1:1,基因型为AaXbY、 aaXbY,子一代雌性个体都是圆眼,长翅:残翅=1:1,基因型为AaXBXb、 aaXBXb。所以亲本基因型为AaXbXb,aaXBY。
【详解】
(1)由分析可知,长翅对残翅是显性,圆眼对棒眼是显性。
(2)由分析可知,决定翅型的基因位于常染色体上,决定眼型的基因位于X染色体上。
(3)实验一中,亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY,子代残翅圆眼雌果蝇aaXBXB:aaXBXb=1:1,因此杂合子占1/2。雌果蝇中长翅圆眼:残翅圆眼=5:2(不是3:1),说明长翅存在致死现象,即AA致死,因此雌性子代中死亡个体基因型可能为AAXBXB或AAXBXb。
(4)实验二中亲本基因型为AaXbXb,aaXBY,子一代雄性个体基因型为AaXbY aaXbY,子一代雌性个体基因型为AaXBXb、 aaXBXb。进一步确定死亡个体的基因型,可以利用实验二中亲本长翅棒眼雌蝇AaXbXb和实验一中亲本长翅圆眼雄蝇AaXBY杂交。若子代雌性个体翅型分离比为AaXBXb:aaXBXb= 2:1,则个体AAXBXb死亡,AaXBXb个体存活。
【点睛】
本题重点考查孟德尔基因自由组合定律。难点是致死原因的分析。写出个体基因型是解决本题的关键。
24.呈现植物花色的色素,一般是由无色的化合物经过一步或多步酶促反应生成,下图表示合成色素的两种途径,不能合成色素的个体开白花。请回答下列的问题:(假定相关基因都是独立遗传的.且不考虑基因突变)
(1)无论是途径一还是途径二,基因控制性状的方式都是_____________________。
(2)途径一中只有白花和红花两种类型,将一纯合的白花植株与一纯合的红花植株杂交,可以有三种组合(写出基因型):___________、___________和______________,三个组合得到的F1再自交得到F2,F2的表现型及其比例分别是__________、__________和______________。
(3)途径二中红色素和蓝色素都能合成的植株则开紫花,现有蓝花、白花和红花三种纯合植株数株,请选择合适的材料,用两种方法证明A,a和B、b遵循基因的自由组合定律。
方法一:________________________________。
方法二:______________________________。
【答案】通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状 AABB×AAbb AABB×aabb AABB×aaBB 红花:白花=3:1 红花:白花=9:7 红花:白花=3:1 方法一:选择纯合蓝花植株与纯合红花植株杂交得F1,F1再自交得F2,若F2表现型及比例是紫花:蓝花:红花:白花=9:3:3:1,则说明A、a和B、b遵循基因的自由组合定律 方法二:选择纯合蓝花植株与纯合红花植株杂交得F1,F1再与白花植株杂交,若F2表现型及比例是紫花:蓝花:红花:白花=1:1:1:1,则说明A、a和B、b遵循基因的自由组合
【分析】
根据题图分析可知,途径一:只有AB基因同时存在时,才会生成红色素,白花基因型有aabb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,分析途径二,存在基因A时,为蓝色花,蓝色花的基因型为AAbb、Aabb,存在基因 B 时为红色花,红色花的基因型为aaBB、aaBb,其余基因型为白色花。
【详解】
(1)图中基因控制生物性状的方式相同,都是通过控制酶的合成控制细胞代谢,进而控制生物体的性状。
(2)途径一中白花植株基因型是A_bb和aa__,其中纯合子的基因型有AAbb、aabb和aaBB三种;红花植株的基因型是A_B_,其中纯合子的基因型是AABB,所以纯合的白花植株与一纯合的红花植株杂交组合有AABB×AAbb;AABB×aabb;AABB×aaBB,得到的F1基因型分别是AABb、AaBb、AaBB,F1再自交得到F2的基因型是AAB_(红花):AAbb(白花)=3:1、A_B_(红花):[A_bb+aa_ _(白花)]=9:7、A_BB(红花):aaBB(白花)=3:1。
(3)验证两对基因遵循基因的自由组合定律,可先选择纯合蓝花植株与纯合红花植株杂交得F1,然后可以采用自交和测交两种方法进行验证。
方法一:选择纯合蓝花植株与纯合红花植株杂交得F1, F1再自交得F2,若F2表现型及比例是紫花:蓝花:红花:白花=9:3:3:1,则说明 A、a和B、b遵循基因的自由组合定律。
方法二:选择纯合蓝花植株与纯合红花植株杂交得F1,F1再与白花植株杂交,若F2表现型及比例是紫花:蓝花:红花:白花= 1:1:1:1,则说明A、a和B、b遵循基因的自由组合。
【点睛】
本题以花色的遗传规律为背景考查基因分离定律和自由组合定律的实质,基因对性状的控制途径,旨在考查分析推理能力和实验设计能力,并应用相关知识结合题干信息讲行推理、综合解答问题。
25.已知某昆虫(性别决定为 XY 型)体色有灰身和黑身,由一对等位基因(A、a)控制,刚毛性状有直刚毛和焦刚毛,由一对等位基因(B、b)控制,控制这些性状的等位基因均不在 Y 染色体上,且其中只有一对等位基因位于常染色体上。已知某种基因型的雄配子致死,研究小组做了如下杂交实验:
组别
亲本
子一代表型以及比例
实验①
灰身直刚毛(♀)×黑身直刚毛(♂)
灰身直刚毛∶灰身焦刚毛=3∶1
实验②
纯种黑身直刚毛(♀)×灰身焦刚毛(♂)
灰身直刚毛(♀)∶灰身直刚毛(♂)∶黑身直刚毛(♂)=1∶1∶1
(1)控制果蝇体色的基因位于_______染色体(填“X”或“常”),这两对等位基因的遗传遵循 __________定律。
(2)实验②亲本的基因型为______________,其 F1中出现“1∶1∶1”性状分离比的原因是基因型为______________的雄配子致死。
(3)在实验①的F1中,选择雌性直刚毛与焦刚毛雄性相互交配产生 F2,F2代直刚毛个体中纯合个体所占比例为___________。
(4)请用遗传图解表示实验①的杂交过程__________。
【答案】常 自由组合 aaXBXB和AaXbY aXb 2/3
【分析】
1、由题干可知,控制两对性状的基因均不在Y染色体上,且只有一对等位基因位于常染色体上,则说明另一对等位基因位于X染色体上,二者遵循自由组合定律。
2、分别分析每对性状的遗传:由实验①可知,亲本为灰身和黑身杂交,后代均为灰身,说明灰身为显性,亲本均为直刚毛,子代出现了焦刚毛,说明直刚毛为显性。实验②中,假设控制灰身和黑身的等位基因(A、a)位于X染色体上,则亲本雌果蝇为黑身(隐性性状),子代雄果蝇应该全部为黑身,这与实验②子代雄果蝇有灰身不符合,所以可知控制灰身和黑身的等位基因(A、a)位于常染色体上;控制直刚毛和焦刚毛的等位基因(B、b)位于X染色体上。
3、根据上述分析,可进一步推断两实验的亲本基因型,实验①AAXBXb和aaXBY,实验②亲本纯种黑身直刚毛雌果蝇基因型为aaXBXB,子代出现了黑身,说明亲本灰身焦刚毛雄果蝇基因型为AaXbY。
【详解】
(1)由分析可知,控制果蝇体色的基因位于常染色体上,这两对等位基因位于不同的同源染色体上,其遗传遵循自由组合定律。
(2)由分析可知,实验②亲本的基因型为aaXBXB和AaXbY,如果没有“某种基因型的雄配子致死”,则F1应该为AaXBXb∶aaXBXb∶AaXBY∶aaXBY=1∶1∶1∶1,与实验 ②实际结果“灰身直刚毛(♀)∶灰身直刚毛(♂)∶黑身直刚毛(♂)=1∶1∶1”对比可知,实际结果中缺少aaXBXb的个体。aaXBXb是由母本aaXBXB产生的雌配子aXB和父本AaXbY产生的雄配子aXb结合而得,所以可知F1中出现“1∶1∶1”性状分离比的原因是基因型为aXb的雄配子致死。
(3)由分析可知实验①亲本为AAXBXb和aaXBY,F1为AaXBXB∶AaXBXb∶AaXBY∶AaXbY=1∶1∶1∶1,选择雌性直刚毛(AaXBXB∶AaXBXb=1∶1)与焦刚毛雄性(AaXbY)相互交配。雌性(AaXBXB∶AaXBXb=1∶1)产生雌配子为AXB∶AXb∶aXB∶aXb=(1/2×1/2+1/2×1/4)∶(1/2×1/4)∶(1/2×1/2+1/2×1/4)∶(1/2×1/4)=3∶1∶3∶1,焦刚毛雄性(AaXbY)产生雄配子为AY∶AXb∶aY∶aXb=1∶1∶1∶1,又知基因型为aXb的雄配子致死,所以雄配子为AY∶AXb∶aY=1∶1∶1,只研究直刚毛性状,则F1产生的雌配子为XB∶Xb=3∶1,产生的雄配子为Xb∶Y=1∶2,F2中直刚毛个体(XBXb+XBY)所占比例为3/4×1/3+3/4×2/3=3/4,直刚毛纯合子为XBY,所占直刚毛个体的比例为3/4×2/3=1/2,所以F2代直刚毛个体中纯合个体所占比例为1/2÷3/4=2/3。
(4)实验①的杂交过程遗传图解为: 。
【点睛】
本题考查考生分析处理信息,灵活运用所学知识的能力和遗传计算能力。题目关键点和易错点在于“假设控制灰身和黑身的等位基因(A、a)位于X染色体上”和“aXb的雄配子致死”。题目涉及遗传规律的灵活运用,复杂的遗传计算,并且“aXb的雄配子致死”在后续计算中容易漏落,所以题目难度很大。
26.某昆虫群体中存在三种体色:黑色、灰色和白色。选一只黑色雄虫与多只白色雌虫杂交,F1体色表现为黑色:灰色=1:1,且无性别差异(不考虑突变)。根据杂交结果,甲、乙同学提出了不同的假设。请回答下列问题。
(1)甲同学的假设:该昆虫的体色是由常染色体上的复等位基因(R1控制黑色,R2控制灰色,R3控制白色)控制的。
①甲同学认为体色基因位于常染色体上,其判断的依据是_____。基因R1、R2、R3的碱基对数目_____(填“一定相同”“一定不同”或“不一定相同”)。
②根据上述杂交结果确定体色基因之间的显隐性关系为_____。
(2)乙同学的假设:该昆虫的体色是由常染色体上的两对等位基因Aa、B/b控制的,两对基因都有显性基因的个体呈黑色,仅一对基因有显性基因的个体呈灰色,两对基因都没有显性基因的个体呈白色。
①亲本雌虫基因型为aabb,雄虫的基因型为AaBB或_____。
②根据上述杂交实验结果无法确定这两对等位基因的遗传是否遵循自由组合定律,理由是_____。
③请利用F1为材料设计实验,探究这两对等位基因是否遵循自由组合定律(写出实验思路、预期可能出现的结果并得出相应结论)。_____
【答案】两亲本杂交,F1体色无性别差异 不一定相同 R1对R2和R3为显性,R2对R3为显性 AABb 无论这两对等位基因位于同一对染色体上,还是位于非同源染色体(分别位于两对同源染色体)上,一只黑色雄虫AaBB或AABb与多只白色雌虫(aabb)杂交,F1体色表现都为黑色:灰色=1:1 实验思路:选F1中黑色雌、雄个体相互交配,观察并统计子代表现型及比例。
可能出现的结果及相应结论:若子代体色及比例为:黑色:灰色:白色=9:6:1,则这两对等位基因遵循自由组合定律;若子代体色及比例为黑色:灰色=3:1,则这两对等位基因不遵循自由组合定律。
【分析】
基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,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。
基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,这会导致基因结构的改变,进而产生新基因。
.复等位基因是指:在同源染色体相对应的位置上存在两种以上不同形式的等位基因,称为复等位基因
【详解】
(1)①一只黑色雄虫与多只白色雌虫杂交,F1体色表现为黑色∶灰色=1∶1,且无性别差异,据此甲同学推测该昆虫的体色是由常染色体上的复等位基因(R1控制黑色,R2控制灰色,R3控制白色)控制的。基因R1、R2、R3的碱基对数目不一定相同,因为复等位基因的产生是基因突变的结果,而基因突变是基因结构中碱基对的增添、缺失和改变引起的。
②根据黑色个体与白色个体杂交后代表现为黑色和灰色,据此可知黑色对灰色,灰色对白色为显性,即R1对R2和R3为显性,R2对R3为显性。
(2)乙同学根据上述结果做出的假设是该昆虫的体色是由常染色体上的两对等位基因Aa、B/b控制的,两对基因都有显性基因的个体呈黑色,仅一对基因有显性基因的个体呈灰色,两对基因都没有显性基因的个体呈白色。则①亲本雌虫基因型为aabb,雄虫的基因型为AaBB或AABb。
②无论这两对等位基因位于同一对染色体上,还是位于非同源染色体(分别位于两对同源染色体)上,一只黑色雄虫AaBB或AABb与多只白色雌虫(aabb)杂交,F1体色表现都为黑色∶灰色=1∶1,因此无法确定两对等位基因的关系。
③为探究这两对等位基因是否遵循自由组合定律,根据题目信息可知,应选择F1中的黑色个体进行自由交配,观察并统计子代表现型及比例。若子代体色及比例为:黑色∶灰色∶白色=9∶6∶1,则这两对等位基因遵循自由组合定律;若子代体色及比例为黑色∶灰色=3∶1,则这两对等位基因不遵循自由组合定律。
【点睛】
熟知分离定律和自由组合定律的实质和应用是解答本题的关键,能根据题目中的相关信息进行合理分析并得出正确的结论是解答本题的必备能力。
27.蝗虫的性别是由性染色体的数目决定的,雌性为22+XX,雄性为22+X。蝗虫体色褐体(B)对黑体(b)为显性,复眼正常(E)对异常(e)为显性。现有两组纯合子杂交,实验结果如下:
①褐体复眼异常雄虫黑体复眼正常雌虫→F1雌性褐体正常眼:雄性褐体正常眼=320:317。
②褐体复眼异常雌虫×黑体复眼正常雄虫→F1雌性褐体正常眼:雄性褐体异常眼:雌性褐体异常眼=319:321:1
回答下列问题:
(1)实验①与实验②的杂交方式称为____________,这种杂交方式可用于验证____________。
(2)实验①中,亲本的基因型为____________,理论上F2的基因型共有____________种,其中雌性个体中表现为黑体复眼正常的概率为____________。
(3)实验②中F1出现了1只例外的复眼异常雌虫则出现该蝗虫可能的原因是____________。
【答案】正交和反交 细胞核遗传或细胞质遗传;性状与性别的关系(复眼性状与性别有关,体色性状与性别无关) BBXe和bbXEXE 12 1/4 亲本雌性个体减数第一次分裂时两条同源染色体未分离或减数第二次分裂时X染色体上的姐妹染色单体未分离或亲本雄性个体配子发生基因突变(XE突变为Xe)
【分析】
1、蝗虫的性别决定为XO型,根据题意,雄性蝗虫为XO(缺少一条性染色体),雌性为XX,则从染色体数目分析,则雄蝗虫能产生两种精子。
2、实验①是褐体复眼异常雄虫×黑体复眼正常雌虫,F1雌性褐体正常眼:雄性褐体正常眼=320:317,接近1:1,雌雄表现型一致,说明控制体色性状的基因不在X染色上。
3、实验②是褐体复眼异常雌虫×黑体复眼正常雄虫,F1雌性褐体正常眼:雄性褐体异常眼:雌性褐体异常眼=319:321:1,复眼性状与性别有关,说明控制复眼性状的基因在X染色体上,这1只例外的复眼异常雌虫是可遗传变异的结果。
【详解】
(1))实验①是褐体复眼异常雄虫×黑体复眼正常雌虫,实验②是褐体复眼异常雌虫×黑体复眼正常雄虫,实验①中褐体复眼异常作为父本,实验②则为母本,该杂交方式为正交和反交。正交和反交实验在遗传学中广泛应用,一般用于验证细胞核遗传或细胞质遗传以及性状与性别的关系(复眼性状与性别有关,体色性状与性别无关)
(2)据分析可知,控制体色性状的基因不在X染色上,控制复眼性状的基因在X染色体上,则实验①中,亲本的基因型为BBXe和bbXEXE。他们杂交产生F1的基因型为,BbXEXe和BbXE,相互交配理论上F2的基因型共有3×4=12种。其中雌性个体中表现为黑体复眼正常(bbXEXe和bbXEXE)的概率为1/4。
(3)实验②亲本的基因型为BBXE和bbXeXe,则F1出现的这只例外的复眼异常雌虫,可能是因为亲本雌性个体减数第一次分裂时两条同源染色体未分离或减数第二次分裂时X染色体上的姐妹染色单体未分离,产生了bXeXe的卵细胞和B的精子结合形成BbXeXe导致,也可能是亲本雄性个体配子发生基因突变(XE突变为Xe)。
【点睛】
本题考查伴性遗传的相关知识,要求考生掌握伴性遗传的特点,能根据题干信息准确推断这两对等位基因所在的染色体位置,能根据杂交实验结果,分析异常后代出现的原因,属于理解和应用层次的考查。
28.某种植物的紫花和白花这对相对性状受三对等位基因(A/a、B/b、D/d)控制,且每对等位基因都至少有一个显性基因时才开紫花。现有该种植物甲、乙、丙、丁4个不同的纯合白花品系,通过多次相互杂交实验,发现如下规律:
规律一:甲、乙、丙相互杂交,F1均开紫花,F2均表现为紫花:白花=9:7;
规律二:丁与其他纯合白花品系杂交,F1均开白花,F2仍全部开白花。
分析杂交实验规律,回答下列问题:
(1)该种植物的花色遗传符合_________________定律,判断的依据是_______________。
(2)假设偶然发现两株白花纯种植株,且这两株白花与紫花纯合品系均只有一对等位基因存在差异,请设计实验来确定两株白花植株的基因型是否相同。
实验思路:_________________。
预期实验结果和结论:
若______________________,则两株白花植株基因型不同。
若_______________,则两株白花植株基因型相同。
【答案】自由组合 规律一中F2均表现为紫花:白花=9:7,为9:3:3:1的变式 让两株白花植株杂交,观察并统计子代表现型及比例 子代表现型全为紫花 子代表现型全为白花
【分析】
分析题意可知:紫花植株基因型为A-B-D-,其余基因型的植株均开白花,甲、乙、丙相互杂交,F1均开紫花,F2均表现为紫花∶白花=9∶7,是9∶3∶3∶1的变形,说明F1有两对基因杂合,即甲、乙、丙均有两对基因显性纯合,且三对等位基因遵循自由组合定律。
【详解】
(1)由规律一中F2均表现为紫花∶白花=9∶7,是9∶3∶3∶1的变形,可知该种植物的花色遗传符合基因分离和自由组合(或自由组合)定律。
(2)假设偶然发现两株白花纯种植株,且这两株白花与紫花纯合品系AABBDD均只有一对等位基因存在差异,故这两株白花植株可能基因型为:AABBdd、AAbbDD、aaBBDD,实验目的是探究两株白花植株的基因型是否相同,若两株白花植株的基因型相同,则两株白花植株杂交的后代仍为纯合子,表现为白花,若两株白花植株的基因型不相同,则两株白花植株杂交的后代含有A-B-D,表现为紫花,所以实验思路如下:让两株白花植株杂交,观察并统计子代的表现型及比例。若两株白花植株基因型不同,如AABBdd、AAbbDD,杂交的子代表现型全为紫花。若两株白花植株基因型相同,如AABBdd,杂交的后代仍然是含有一对隐性基因,表现为白花。
【点睛】
本题考查自由组合定律的判断和应用,意在考查考生运用所学知识解决实际问题的能力,难度一般。
29.某雌雄同株植物的宽叶和窄叶由等位基因A、a控制,红花和白花由等位基因R、r控制。让两纯合植株杂交,得到的实验结果如下表所示。回答下列问题:
亲本组合
F1
F2
宽叶红花
宽叶红花
宽叶白花
窄叶红花
窄叶白花
宽叶白花×窄叶红花
98
102
61
63
20
(1)F2中出现四种表型的比例约为______________。研究小组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,且致死个体的基因型为_____________________。假说二:_____________________________。
(2)请利用上述实验中的植株为材料,设计一代杂交实验检验两种假说。简要写出实验设计思路,并指出支持假说二的预期实验结果。
实验设计思路:___________________________。
预期实验结果:___________________________________________。
(3)若假说二成立,则亲本的基因型为_______________。
【答案】5∶3∶3∶1 AaRR、AARr F1中基因型为AR的雌配子或雄配子致死 以F1中的宽叶红花植株作为父本或母本分别与F2中的窄叶白花测交(或以F1中的宽叶红花植株和F2中的窄叶白花进行正交和反交),观察并统计子代的表型及比例 若两种方式的测交实验(或正反交实验)中有一组子代出现宽叶白花∶窄叶白花∶窄叶红花=1∶1∶1(或子代不出现宽叶红花),则假说二成立 AArr、aaRR
【分析】
孟德尔在做两对杂交实验的时候,发现F2的分离比为9:3:3:1,提出性状是由基因控制的,并且两对等位基因独立遗传。F1在形成配子时,等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,产生四种不同的配子,进而雌雄配子结合得到F2分离比9:3:3:1。本题为9:3:3:1的变式应用,即存在致死现象,导致比例为5:3:3:1。
【详解】
(1)根据表格可知,F2中宽叶红花:宽叶白花:窄叶红花:窄叶白花=5:3:3:1,不是9:3:3:1,说明存在致死现象。若为假说一有两种基因型的个体致死,因为出现异常比例的是宽叶红花,正常情况下宽叶红花的基因型及比例为AARR:AARr:AaRR:AaRr=1:2:2:4,故致死个体的基因型为AARr和AaRR。还有一种可能性是F1中基因型为AR的雌配子或雄配子致死,后代也会出现5:3:3:1。
(2)因为根据测交后代的分离比,可推测测交亲本产生的配子及比例,故要验证两种假说哪种正确,可以选择F1中的宽叶红花(AaRr)作为父本或母本分别与F2中的窄叶白花(aarr)测交(或以F1中的宽叶红花(AaRr)植株和F2中的窄叶白花(aarr)进行正交和反交),观察子代的表现型并统计比例。如果是基因型为AR的雌配子或雄配子不育,则有一组测交后代不会出现宽叶红花(或子代出现宽叶白花∶窄叶白花∶窄叶红花=1∶1∶1),则假说二成立。
(3)若假说二成立,即F1中基因型为AR的雌配子或雄配子致死,根据题意亲本为纯合子,则亲本的基因型为AArr、aaRR。
【点睛】
本题解答的突破口为致死性状的原因分析,要学会处理表格信息,得到5:3:3:1,在此基础上进一步分析致死的两种可能的原因。
30.现有一批黄色圆粒和绿色皱粒豌豆种子(黄色、绿色分别由Y和y基因控制,圆粒、皱粒分别由R和r基因控制)。某学校生物兴趣小组的同学随机选取了一些黄色圆粒和绿色皱粒豌豆种子播种,并进行苗期管理,待植株处于花期时,将黄色圆粒豌豆植株作为母本与绿色皱粒豌豆植株进行杂交,最后收集所有黄色圆粒豌豆植株所结的种子并进行统计分析,结果发现后代只出现了黄色圆粒与黄色皱粒种子,且比值接近3: 1。
(1)豌豆是自花传粉植物,而且是闭花授粉,为了实现将上述黄色圆粒与绿色皱粒豌豆植株进行杂交,具体的操作过程是_____。
(2)根据上述实验结果可以推测,亲本的这一批黄色圆粒豌豆种子基因型为_____,你作出此推测的依据是_____。
(3)另一些同学利用这批豌豆种子开展实验时,想进步确定黄色圆粒豌豆种子的基因型,最简便的方法是什么?请简要写出你的实验思路。_____
【答案】在花蕾期,对黄色圆粒豌豆植株的花朵去雄,然后套上纸袋。待雌蕊成熟时,采集绿色皱粒豌豆植株的花粉,撒在去雄花的雌蕊柱头上,再套上纸袋(4分,“去雄”、“套袋”、“授粉”、“再套袋”每答一个给1分) YYRR和YYRr 后代豌豆种子全为黄色,说明亲本黄色豌豆为纯合子YY;后代豌豆种子出现了皱粒,说明亲代圆粒豌豆中含有r基因,但如果亲代圆粒豌豆全为Rr,后代圆粒和皱粒的性状分离比应该为1:1,不符合实验结果,说明圆粒中既有RR,也有Rr。(2分,其他合理说法也给分) 将黄色圆粒豌豆种子播种下去,形成植株后自然状态下长出种子,收集所结种子并进行统计分析(4分,“自然结种或自交”、“统计分析”每答一个给2分)
【分析】
测交可用于鉴定待测个体的基因型,测交结果可反应待测个体产生配子的种类和比例。将黄色圆粒豌豆植株作为母本与绿色皱粒豌豆植株进行杂交,后代只出现了黄色圆粒与黄色皱粒种子,且比值接近3∶1。说明母本产生的配子种类和比例为YR∶Yr=3∶1。
【详解】
(1)豌豆是自花传粉植物,而且是闭花授粉,为了实现将上述黄色圆粒与绿色皱粒豌豆植株进行杂交,需要在花蕾期,对黄色圆粒豌豆植株的花朵去雄,然后套上纸袋,以防止自花传粉。待雌蕊成熟时,采集绿色皱粒豌豆植株的花粉,撒在去雄花的雌蕊柱头上,再套上纸袋,以保证子代为杂交所得。
(2)已知黄色、绿色分别由Y和y基因控制,圆粒、皱粒分别由R和r基因控制,将黄色圆粒豌豆植株作为母本与绿色皱粒豌豆植株进行杂交,结果发现后代只出现了黄色圆粒与黄色皱粒种子,且比值接近3∶ 1,由于绿色皱粒只产生yr一种配子,根据子代只有黄色个体出现,说明母本黄色为YY,根据子代圆粒∶皱粒=3∶1,说明母本产生的雌配子中R∶r=3∶1,由于Rr产生的配子为R∶r=1∶1,所以可推测亲本雌株基因型有RR和Rr,综合考虑,亲本的这一批黄色圆粒豌豆种子基因型为YYRR和YYRr。(或后代豌豆种子全为黄色,说明亲本黄色豌豆为纯合子YY;后代豌豆种子出现了皱粒,说明亲代圆粒豌豆中含有r基因,但如果亲代圆粒豌豆全为Rr,后代圆粒和皱粒的性状分离比应该为1:1,不符合实验结果,说明圆粒中既有RR,也有Rr。)
(3)鉴定植物体的基因型,最简便的方法是自交,若要确定黄色圆粒豌豆种子的基因型,可将黄色圆粒豌豆种子播种下去,形成植株后自然状态下长出种子,收集所结种子并进行统计分析。若发生性状分离,说明其为杂合子,否则为纯合子。
【点睛】
本题考查杂交实验以及个体基因型的判断,意在考查考生对遗传定律实质的理解和应用能力。
31.果蝇的圆眼和棒眼由一对等位基因(A、a)控制,长翅和残翅由位于另一对染色体上的等位基因(B、b)控制。现有一对表现型为圆眼长翅的雌、雄果蝇进行杂交,产生的的表现型及比例如下表。回答下列问题:
圆眼长翅
圆眼残翅
棒眼长翅
棒眼残翅
雄果蝇
3
1
3
1
雌果蝇
6
1
0
0
(1)果蝇的翅形和眼型性状中属于伴性遗传的是______,判断的依据是______。
(2)据表分析,雌性亲本的基因型为______,圆眼长翅雄果蝇中杂合子的比例为______。
(3)中圆眼残翅雌果蝇所占比例低于预期值,推测其原因可能是某一种基因型的圆眼残翅雌果蝇不能存活。若该推测成立,请从果蝇中选取合适的个体,设计一次杂交实验进行探究,确定不能存活雌果蝇的基因型。______(简要写出实验方案,并预期实验结果与结论)
【答案】眼型 中无棒眼雌性(中棒眼只出现在雄性中) 2/3 实验方案一:让中的棒眼残翅雄果蝇与圆眼残翅雌果蝇进行杂交,观察后代的雌雄比例。
实验结果与结论:若后代中只有雄性,则基因型为的个体不能存活;若后代中雌雄比例为1:1,则基因型为的个体不能存活。
实验方案二:让中的圆眼残翅雄果蝇与圆眼残翅雌果蝇进行杂交,观察后代的雌雄比例。
实验结果与结论:若后代中雌雄比例为1:1,则基因型为的个体不能存活;若后代中雌雄比例为1:2,则基因型为的个体不能存活。
【分析】
根据题意采用逐对分析法:圆眼与圆眼杂交子代出现棒眼,则圆眼为显性性状,棒眼为隐性性状;杂交子代中圆眼雄性:圆眼雌性:棒眼雄性=4:7:4 ,子代中无棒眼雌性,说明该性状与性别相关联,故为伴X染色体遗传;长翅与长翅杂交子代出现残翅,则残翅为隐性性状;且雌雄个体中均有长翅和残翅,说明控制该性状的基因为常染色体遗传。至于雌雄中长翅和残翅的比值不相等,可能是雌性中存在致死的个体。
【详解】
(1)根据分析,眼型属于伴性遗传,其依据是F1中眼型性状与性别相关联,无棒眼雌性。
(2)根据分析,眼型属于伴性遗传,翅型常染色体遗传结合题表可推知,亲本的基因型为BbXAY和BbXAXa。F1圆眼长翅雄果蝇(1BBXAY、2BbXAY)中杂合子( BbXAY)的比例为2/3。
(3)结合(2)可知:两个亲本的基因型分别是BbXAXa和BbXAY,根据亲代基因型可知,子代中雌性圆眼长翅:圆眼残翅比例应为(1BBXAXA+1BBXAXa+2BbXAXA+2BbXAXa):(1bbXAXA+1bbXAXa)=6:2,而实际比例为6:1,因此可判定基因型为1bbXAXA或1bbXAXa的个体不能正常发育成活而死亡。若bbXAXa个体不能正常发育成活而死亡,则F1中圆眼残翅雌果蝇基因型bbXAXA,其与棒眼残翅雄果蝇(bbXaY)杂交,后代只有雄,或与圆眼残翅雄果蝇(bbXAY)杂交,后代中雌雄比例为1:1;若bbXAXA个体不能正常发育成活而死亡,则F1中圆眼残翅雌果蝇基因型bbXAXa。其与棒眼残翅雄果蝇(bbXaY)杂交,后代中雌雄比例为1:1,或与圆眼残翅雄果蝇(bbXAY)杂交,后代中雌雄比例为1:2。因此,为获得更准确的结论而进一步设计实验,可有如下两种方案:
方案一:让F1中的棒眼残翅雄果蝇与圆眼残翅雌果蝇进行杂交,观察后代的雌雄比例;若后代中只有雄性,则基因型为bbXAXa的个体不能存活;若后代中雌雄比例为1:1,则基因型为 bbXAXA的个体不能存活。
方案二:让F1中的圆眼残翅雄果蝇与圆眼残翅雌果蝇进行杂交,观察后代的雌雄比例;若后代中雌雄比例为1:1,则基因型为 bbXAXa的个体不能存活;若后代中雌雄比例为1:2,则基因型为 bbXAXA的个体不能存活。
【点睛】
本题考查基因自由组合定律的实质及应用、伴性遗传,要求考生掌握基因自由组合定律的实质,能根据表格中的数据判断两对相对性状的显隐性关系及亲本的基因型,再运用逐对分析法计算相关概率。
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