备战2025年高考二轮复习生物（山东版）大题分析与表达练2遗传推理与实验设计（Word版附解析）(1)

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观点一:玉米的粒色受两对独立遗传的等位基因A/a、B/b控制,A和B同时存在表现为紫色粒,其余为白色粒。
观点二:玉米的粒色受一对等位基因A/a控制,但含某种基因的部分花粉不育,导致F2的性状分离比偏离3∶1。
回答下列问题。
(1)依据观点一,可推测亲本的基因型是 ,F2中紫色粒的基因型有 种,F2白色粒中纯合子的比例是 。
(2)依据观点二,可推测F1产生的含 (填“A”或“a”)基因的部分花粉不育。
(3)为验证两种观点,以亲本中的白色粒植株和F1植株为实验材料进行测交,F1植株应为 (填“父本”或“母本”),若子代出现的表型及比例是 ,则观点一成立;若子代出现的表型及比例是 ,则观点二成立。
答案(1)AABB和aabb 4 3/7
(2)A
(3)父本 紫色粒∶白色粒=1∶3 紫色粒∶白色粒=1∶7
解析(1)依据观点一,玉米的粒色受两对独立遗传的等位基因A/a、B/b控制,由此可知控制玉米的粒色的两对基因遵循自由组合定律,A和B同时存在表现为紫色粒,其余为白色粒,用纯种的紫色粒玉米植株与白色粒玉米植株为亲本,杂交得F1,均为紫色粒,F1自交得到F2,F2中表型及比例为紫色粒∶白色粒=9∶7,由此可知,F1的基因型为AaBb,亲本的基因型为AABB和aabb;F2中紫色粒的基因型有4种(AABB、AaBB、AABb、AaBb),F2白色粒中纯合子的比例是3/7(1/7AAbb、1/7aaBB、1/7aabb)。(2)依据观点二,纯种的紫色粒玉米植株与白色粒玉米植株为亲本,杂交得F1,均为紫色粒,F1自交得到F2,F2中表型及比例为紫色粒∶白色粒=9∶7;由此可知,紫色粒为显性性状,F1的基因型为Aa,F1产生的卵细胞的基因型及其比例为A∶a=1∶1,设F1产生的花粉中基因型为a的概率为x,而F2白色粒aa的概率为7/16,则1/2×x=7/16,则x=7/8,由此可知,F1产生的花粉的基因型及其比例为A∶a=1∶7,则导致F2的性状分离比偏离3∶1,是因为F1产生的含A基因的部分花粉不育。(3)为验证两种观点,以亲本中的白色粒植株和F1植株为实验材料进行测交,F1植株应为父本,若子代出现的表型及比例是紫色粒∶白色粒=1∶3,则观点一成立;若子代出现的表型及比例是紫色粒∶白色粒=1∶7,则观点二成立。
2.(2024·山东德州二模)(16分)果蝇的长翅对残翅为显性,由基因A/a控制;刚毛对截毛为显性,由基因B/b控制,两对等位基因独立遗传。研究人员用X射线处理野生型果蝇,培育出两个亮红眼常染色体单基因纯合突变品系甲和乙,以及1只体色为褐色的雌性单基因突变体丙。
(1)研究人员选取某雄果蝇与残翅截毛果蝇杂交,F1中雌雄果蝇均表现为长翅∶残翅=1∶1,但雌蝇全表现为截毛,雄蝇全表现为刚毛。据此分析,基因A/a和基因B/b分别是位于 上的等位基因,该雄果蝇的基因型为 。
(2)野生型果蝇分别与品系甲、乙交配,F1均为野生型,F1自由交配,F2中亮红眼个体所占比例均为1/4。若将品系甲和乙交配,子代的表型为 。野生型雄果蝇与突变体丙交配,F1中褐色雌蝇∶野生型雄蝇∶野生型雌蝇=1∶1∶1。研究发现,果蝇丙的突变基因只位于X染色体上,则果蝇丙发生的是 (填“显性”或“隐性”)突变,出现该异常比例的原因可能是 。
(3)若选择品系甲的雄果蝇与突变体丙杂交得F1,F1自由交配,F2中眼色正常且体色为褐色的雌蝇所占比例为 ,褐色基因的频率为 。
(4)研究发现一只果蝇W减数分裂时,存在如图所示的两对染色体异常联会情况。减数分裂Ⅰ后期,异常联会的染色体两两分离,形成的配子中基因存在缺失或重复时表现不育(其他染色体联会正常,图中每条染色体只表示了一条染色单体,不考虑其他变异和环境因素的影响)。染色体结构变异往往会导致个体性状的改变,但果蝇W表现正常,可能的原因是 。一只染色体组成正常的果蝇与果蝇W交配,产生染色体组成正常子代的概率是 。
答案(1)常染色体、XY同源区段 AaXbYB
(2)均为亮红眼或均为野生型 显性 突变基因使雄性个体致死
(3)3/28 1/11
(4)果蝇W细胞中染色体上控制个体性状的基因数目和结构没有改变,并能正常表达 1/2
解析(1)用雄果蝇与残翅截毛雌果蝇杂交,F1中雌雄果蝇均表现为长翅∶残翅=1∶1,说明基因A/a位于常染色体上,亲本关于长翅和残翅的基因型为Aa×aa;F1中雌果蝇全表现为截毛,雄果蝇全表现为刚毛,性状与性别相关联,说明基因B/b位于性染色体上,F1中雄果蝇全为刚毛,说明基因B位于Y染色体上,亲本关于截毛和刚毛的基因型为XbXb×XbYB,因此该雄果蝇的基因型为AaXbYB。
(2)野生型果蝇分别与品系甲、乙交配,F1均为野生型,F1自由交配,F2中亮红眼个体所占比例均为1/4。若品系甲、乙的突变仅涉及一对等位基因,假设野生型的基因型为AA,亮红眼品系甲的基因型为a2a2,亮红眼品系乙的基因型为a1a1,将品系甲、乙杂交,子代的基因型为a1a2,表型为亮红眼;若品系甲、乙的突变涉及两对等位基因,假设野生型的基因型为EEFF,亮红眼品系甲的基因型为EEff,亮红眼品系乙的基因型为eeFF,将品系甲、乙杂交,子代的基因型为EeFf,表型为野生型。褐色的雌性单基因突变体丙与纯合野生型雄果蝇杂交,F1中褐色雌蝇∶野生型雄蝇∶野生型雌蝇=1∶1∶1,由于野生型为纯合子,F1出现两种表型(褐色和野生型),因此褐色为杂合子,故果蝇丙发生的是显性突变;与理论上1∶1∶1∶1相比少了褐色雄性,可知为伴性遗传,且显性纯合在雄性中致死。
(3)假设褐色突变体丙的基因型为AAXHXh(假设H/h控制体色),品系甲的雄果蝇为a2a2XhY(A对a2为显性),选择品系甲的雄果蝇(a2a2XhY)与突变体丙(AAXHXh)杂交,F1为Aa2XHXh、Aa2XhXh和Aa2XHY、Aa2XhY,F1相互交配,求F2中眼色正常且体色为褐色的雌蝇(A_XHX-)的比例,先计算A_的概率等于3/4(F1的Aa2和Aa2交配产生),再计算XHX-,计算时要考虑XHY致死,F1中的雌性个体1/2XHXh和1/2XhXh与雄性个体XhY交配产生的子代中有1/2×1/4=1/8XHY死亡,子代中的XHX-本来等于1/2×1/4=1/8,去除致死的情况,子代中的XHX-等于1/7,因此F2的A_XHX-=3/4×1/7=3/28。仅考虑体色,F1产生雌配子的概率及比例为XH∶Xh=1∶3,雄配子的概率及比例为Xh∶Y=1∶1,F2的基因型及比例为XHXh∶XhXh∶XHY(致死)∶XhY=1∶3∶1∶3,褐色基因(XH)的频率为1÷(2+6+3)=1/11。
(4)果蝇W存在两对染色体异常联会情况,但由于果蝇W细胞中染色体上控制个体性状的基因数目和结构没有改变,并能正常表达,因此果蝇W表现正常。由题干信息“减数分裂Ⅰ后期,异常联会的染色体两两分离”可知,该育性异常的果蝇两两分开的方式有相间分离即含有基因M、Y、N、R的染色体移向细胞的一极,即产生基因型为MYNR的配子,含有基因M、R、Y、N的染色体移向细胞的另一极,产生基因型为MRYN的配子,以该方式分开形成的两种配子均可育;相邻分离:包括上下分开或左右分开,上下分开时,产生基因型为MYYN和MRRN的配子,同理,左右分开时会产生基因型为YMMR和YNNR的配子,基因存在缺失或重复时表现不育,故果蝇W产生配子的种类及比例为MYNR∶MRYN∶MYYN∶MRRN∶YMMR∶YNNR=2∶2∶1∶1∶1∶1,仅MYNR、MRYN可育,因此一只染色体组成正常的果蝇与果蝇W交配,产生染色体组成正常子代的概率是1/2。
3.(2024·黑龙江大庆三模)(12分)二倍体植物喷瓜的性别受基因G/g+/g控制,G(雄株)、g+(两性株或雌雄同株)和g(雌株)互为等位基因。该植物花冠形状有轮状和阔钟状两种表型,由另一对基因B/b控制。现有阔钟状雄株和轮状雌株杂交,F1的表型及比例为轮状雄株∶轮状两性株∶阔钟状雄株∶阔钟状两性株=1∶1∶1∶1。回答下列问题。
(1)基因G/g+/g之间的显隐性关系为 (显性对隐性用“>”表示),G/g+/g在遗传中遵循 定律。
(2)据题中遗传现象分析,能否确定轮状和阔钟状的显隐性关系,选择回答Ⅰ或Ⅱ。
Ⅰ、若能,则显性性状为 。
Ⅱ、若不能,从F1中选择材料设计遗传实验加以确定,最简便的方案是 。
(3)若花冠轮状对阔钟状为显性,则雄性亲本的基因型为 。现在其F1中发现一基因型为BBb的变异雄株,推测其形成原因是母本在产生配子的过程中发生了染色体结构变异中的重复或染色体未分离导致的染色体数目变异。为确定变异来源,可选择花冠表型为 的正常雌株与该变异雄株杂交(注:若该变异雄株为染色体未分离导致的,则B、B、b位于3条同源染色体上,在减数分裂时,3条同源染色体中任意配对的两条彼此分离,另一条随机移向细胞一极;上述两种变异对配子的形成及活力无影响),观察并统计其子代的表型及数量比。
①若子代中轮状植株∶阔钟状植株= ,则该变异为染色体结构变异中的重复;
②若子代中轮状植株∶阔钟状植株= ,则该变异为染色体未分离导致的染色体数目变异。
答案(1)G>g+>g 分离
(2)Ⅱ、取花冠轮状和阔钟状两性株分别自交,观察子代花冠表型是否发生性状分离(观察并统计子代表型及比例)
(3)bbGg+ 阔钟状 1∶1 5∶1
解析(1)由题意可知,雄株与雌株杂交后,F1雄株与两性株的比例为1∶1,可推出亲本雄株为Gg+,雌株为gg,F1中雄株为Gg,两性株为g+g,说明基因G/g+/g之间的显隐性关系为G>g+>g;G/g+/g互为等位基因,在遗传中遵循基因的分离定律。(2)由题意可知,亲本花冠形状属于测交类型(性状比例为1∶1),即Bb×bb,不能确定二者的显隐性关系;针对植物而言,确定基因型最简便的方案是自交,故可选择雌雄同株轮状和阔钟状分别自交,观察子代花冠表型及比例,子代出现性状分离的亲本为显性性状。(3)由(1)可知,若花冠轮状对阔钟状为显性,则杂交中雄性亲本阔钟状雄株的基因型为bbGg+;由题意可知,F1该雄株基因型为BBbGg,可通过测交手段进行检测,即选择雌株基因型为bbgg,表型为阔钟状。只分析花冠表型,若发生染色体重复,则该雄株(BBb)可产生的配子的基因型及比例为BB∶b=1∶1,其测交子代中轮状植株∶阔钟状植株=1∶1;若发生染色体未正常分离,则该雄株(BBb)可产生的配子的基因型及比例为B∶BB∶Bb∶bb=2∶1∶2∶1,其测交子代中轮状植株∶阔钟状植株=5∶1。
4.(2024·山东菏泽二模)(15分)控制果蝇性状的基因位于线粒体DNA、常染色体、X染色体、Y染色体和X、Y染色体同源区段等。现有野生型(灰身长翅刚毛)纯合雌雄果蝇若干,某科研小组培育出突变体:黑身长翅截毛雄蝇(甲)、灰身残翅刚毛雌蝇(乙)和雄蝇(丙)。甲、乙杂交,子一代雌雄果蝇都为灰身长翅刚毛,再让子一代雌蝇与丙交配,子二代统计结果如下表所示。表中数据与理论上比例相同,杂交过程中不存在致死和突变现象,各种配子活力相同。黑身灰身、长翅残翅和刚毛截毛三对相对性状的基因分别用A/a、B/b和D/d表示。
(1)雄蝇丙的表型是 。控制截毛的基因为 (填“显性”或“隐性”)基因,位于 上,利用题干中的果蝇设计实验探究截毛的遗传方式。
实验思路: (最多设计两次杂交实验);
预测结果及结论: 。
(2)已知雌果蝇同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。画出子一代雌蝇A/a、B/b这两对基因在染色体上相对位置关系图。(注:用“”形式表示,其中横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置)。
仅考虑体色和翅形遗传,子一代雌蝇与另一品系基因型相同雄蝇交配,子代中黑身残翅的概率为1/25,已知雄果蝇的同源染色体的非姐妹染色单体之间不发生互换,则子代中灰身长翅的概率为 。
(3)子一代中某只雌蝇产生一个AABb的卵,推测该果蝇形成该卵最可能的原因是 。
(4)截毛基因和刚毛基因cDNA中转录的非模板链部分测序如下(“-”表示缺少一个碱基):
由此可知,刚毛基因突变成截毛基因发生了碱基对的 ,造成蛋白质翻译在第 位氨基酸后提前终止(终止密码子:UAA、UAG、UGA,起始密码子:AUG)。
答案(1)黑身残翅刚毛 隐性 X染色体或X、Y染色体同源区段 让甲和子一代的雌果蝇杂交获得截毛雌果蝇,再让截毛雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇杂交,统计后代的性状及其比例 若后代雌果蝇全为刚毛,雄果蝇全为截毛,则截毛基因位于X染色体上;若后代无论雌、雄均为刚毛,则截毛基因位于X、Y染色体的同源区段上
(2) 27/50
(3)在四分体时期含有B和b基因的片段发生互换,在减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后形成的两条染色体进入同一个细胞
(4)缺失和替换 448
解析(1)甲、乙杂交,子一代雌雄果蝇都为灰身长翅刚毛,说明灰身、长翅、刚毛为显性性状,再让子一代雌蝇与丙交配,子二代统计结果为雌果蝇中灰身∶黑身=1∶1,长翅∶残翅=1∶1,全为刚毛;雄果蝇中灰身∶黑身=1∶1,长翅∶残翅=1∶1,刚毛∶截毛=1∶1,说明控制体色和翅形的基因位于常染色体上,且是测交类型,而控制刚毛和截毛的基因位于X染色体或X、Y染色体同源区段上,且刚毛对截毛为显性性状,由于雌果蝇的刚毛基因来自亲本的雄果蝇,所以丙的表型是黑身残翅刚毛。利用题干中的果蝇设计实验探究截毛的遗传方式的实验思路:让甲和子一代的雌果蝇杂交获得截毛雌果蝇,再让截毛雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇杂交,统计后代的性状及其比例。若基因仅位于X染色体上,则甲的基因型是XdY,子一代雌果蝇的基因型是XDXd,杂交获得的截毛雌果蝇为XdXd,该雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇XDY杂交,后代的雌果蝇全为刚毛,雄果蝇全为截毛;若基因位于X、Y染色体的同源区段上,则甲的基因型是XdYd,子一代雌果蝇的基因型是XDXd,杂交获得的截毛雌果蝇为XdXd,该雌果蝇和野生型纯合刚毛雄果蝇XDYD杂交,后代的雌、雄果蝇全为刚毛。
(2)由于子二代灰身∶黑身=1∶1,长翅∶残翅=1∶1,但是两对性状组合之后的比例不是1∶1∶1∶1,说明控制体色和翅形的基因位于同一对常染色体上,由于雌果蝇中灰身长翅刚毛∶灰身残翅刚毛∶黑身长翅刚毛∶黑身残翅刚毛=16∶84∶84∶16,说明子一代的基因型是AaBb,A和b在一条染色体上、a和B在另一条染色体上。根据信息判断,子一代的基因型是AaBb(子一代的基因型是AaBb,基因A和b在一条染色体上、基因a和B在另一条染色体上),与另一品系基因型相同雄蝇交配,后代出现黑身残翅的概率为1/25,说明虽然它们的基因型相同,但是由于雄果蝇的同源染色体的非姐妹染色单体之间不发生互换,且后代出现黑身残翅,所以雄果蝇是基因A和B在一条染色体上、基因a和b在另一条染色体上,只产生AB、ab两种雄配子,配子概率是1/2,据此计算ab雌配子的概率:1/2×ab雌配子的概率=1/25,得出ab雌配子的概率是2/25,进而推出AB雌配子的概率是2/25,Ab雌配子的概率=aB雌配子的概率=21/50,雌雄配子随机结合,后代灰身长翅的概率是21/50×1/2+21/50×1/2+2/25×1/2+2/25×1/2+2/25×1/2=27/50。
(3)子一代中某只雌蝇产生一个AABb的卵,推测该果蝇形成该卵最可能的原因是在四分体时期含有B和b基因的片段发生互换,在减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后形成的两条染色体进入同一个细胞。
(4)据图判断,刚毛基因突变成截毛基因发生了碱基对的缺失和替换,造成蛋白质翻译在第448位氨基酸后提前终止。图中的从第7位碱基开始编码氨基酸,1 351~1 353位碱基对应的是终止密码子。所以编码氨基酸的碱基一共是1 350-6,据此推断mRNA上的碱基一共是1 344,三个碱基是一个密码子,编码一种氨基酸,1 344÷3=448。
表型
雌蝇
雄蝇
灰身长翅刚毛
16
8
灰身残翅刚毛
84
42
黑身长翅刚毛
84
42
黑身残翅刚毛
16
8
灰身长翅截毛
0
8
灰体残翅截毛
0
42
黑身长翅截毛
0
42
黑身残翅截毛
0
8