五年2018-2022高考生物真题按知识点分类汇编32-基因的分离定律-综合题、实验题(含解析)
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一、综合题
1.(2022年全国统一高考生物试卷(全国甲卷))玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序,叶腋长雌花序),但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。
(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种,需进行人工传粉,具体做法是_____________。
(2)乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株;F1自交,F2中雌株所占比例为_____________,F2中雄株的基因型是_____________;在F2的雌株中,与丙基因型相同的植株所占比例是_____________。
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状,可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性,则实验结果是_____________;若非糯是显性,则实验结果是_____________。
2.(2021年福建省学业水平选择性考试生物试题)某一年生植物甲和乙是具有不同优良性状的品种,单个品种种植时均正常生长。欲获得兼具甲乙优良性状的品种,科研人员进行杂交实验,发现部分F1植株在幼苗期死亡。已知该植物致死性状由非同源染色体上的两对等位基因(A/a和B/b)控制,品种甲基因型为aaBB,品种乙基因型为_ _bb。回答下列问题:
(1)品种甲和乙杂交,获得优良性状F1的育种原理是___________。
(2)为研究部分F1植株致死的原因,科研人员随机选择10株乙,在自交留种的同时,单株作为父本分别与甲杂交,统计每个杂交组合所产生的F1表现型,只出现两种情况,如下表所示。
甲(母本)
乙(父本)
F1
aaBB
乙-1
幼苗期全部死亡
乙-2
幼苗死亡:成活=1:1
①该植物的花是两性花,上述杂交实验,在授粉前需要对甲采取的操作是___________、___________。
②根据实验结果推测,部分F1植株死亡的原因有两种可能性:其一,基因型为A_B_的植株致死;其二,基因型为___________的植株致死。
③进一步研究确认,基因型为A_B_的植株致死,则乙-1的基因型为___________。
(3)要获得全部成活且兼具甲乙优良性状的F1杂种,可选择亲本组合为:品种甲(aaBB)和基因型为___________的品种乙,该品种乙选育过程如下:
第一步:种植品种甲作为亲本
第二步:将乙-2自交收获的种子种植后作为亲本,然后___________统计每个杂交组合所产生的F1表现型。
选育结果:若某个杂交组合产生的F2全部成活,则___________的种子符合选育要求。
3.(2022年新高考湖南生物高考真题)中国是传统的水稻种植大国,有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中,发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题:
(1)突变型1叶片为黄色,由基因C突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代,F3成年植株中黄色叶植株占______。
(2)测序结果表明,突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,由5'-GAGAG-3'变为5'-GACAG-3',导致第______位氨基酸突变为______,从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理_____________________________________。(部分密码子及对应氨基酸:GAG谷氨酸;AGA精氨酸;GAC天冬氨酸;ACA苏氨酸;CAG谷氨酰胺)
(3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段,用限制酶处理后进行电泳(电泳条带表示特定长度的DNA片段),其结果为图中___(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(4)突变型2叶片为黄色,由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变?______(填“能”或“否”),用文字说明理由_____________________________________。
4.(2022年6月新高考浙江生物高考真题)某种昆虫野生型为黑体圆翅,现有3个纯合突变品系,分别为黑体锯翅、灰体圆翅和黄体圆翅。其中体色由复等位基因A1/A2/A3控制,翅形由等位基因B/b控制。为研究突变及其遗传机理,用纯合突变品系和野生型进行了基因测序与杂交实验。回答下列问题:
(1)基因测序结果表明,3个突变品系与野生型相比,均只有1个基因位点发生了突变,并且与野生型对应的基因相比,基因长度相等。因此,其基因突变最可能是由基因中碱基对发生___________导致。
(2)研究体色遗传机制的杂交实验,结果如表1所示:
表1
杂交组合
P
F1
F2
♀
♂
♀
♂
♀
♂
Ⅰ
黑体
黄体
黄体
黄体
3黄体:1黑体
3黄体:1黑体
Ⅱ
灰体
黑体
灰体
灰体
3灰体:1黑体
3灰体:1黑体
Ⅲ
灰体
黄体
灰体
灰体
3灰体:1黄体
3灰体:1黄体
注:表中亲代所有个体均为圆翅纯合子。
根据实验结果推测,控制体色的基因A1(黑体)、A2(灰体)和A3(黄体)的显隐性关系为___________(显性对隐性用“>”表示),体色基因的遗传遵循___________定律。
(3)研究体色与翅形遗传关系的杂交实验,结果如表2所示:
表2
杂交组合
P
F1
F2
♀
♂
♀
♂
♀
♂
Ⅳ
灰体圆翅
黑体锯翅
灰体圆翅
灰体圆翅
6灰体圆翅:2黑体圆翅
3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅
Ⅴ
黑体锯翅
灰体圆翅
灰体圆翅
灰体锯翅
3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅
3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅
根据实验结果推测,锯翅性状的遗传方式是___________,判断的依据是___________。
(4)若选择杂交Ⅲ的F2中所有灰体圆翅雄虫和杂交Ⅴ的F2中所有灰体圆翅雌虫随机交配,理论上子代表现型有___________种,其中所占比例为2/9的表现型有哪几种?___________。
(5)用遗传图解表示黑体锯翅雌虫与杂交Ⅲ的F1中灰体圆翅雄虫的杂交过程。
5.(2022年新教材湖北生物高考真题(部分试题))“端稳中国碗,装满中国粮”,为了育好中国种,科研人员在杂交育种与基因工程育种等领域开展了大量的研究。二倍体作物M的品系甲有抗虫、高产等多种优良性状,但甜度不高。为了改良品系甲,增加其甜度,育种工作者做了如下实验;
【实验一】遗传特性及杂交育种的研究
在种质资源库中选取乙、丙两个高甜度的品系,用三个纯合品系进行杂交实验,结果如下表。
杂交组合
F1表现型
F2表现型
甲×乙
不甜
1/4甜、3/4不甜
甲×丙
甜
3/4甜,1/4不甜
乙×丙
甜
13/16甜、3/16不甜
【实验二】甜度相关基因的筛选
通过对甲、乙、丙三个品系转录的mRNA分析,发现基因S与作物M的甜度相关。
【实验三】转S基因新品系的培育
提取品系乙的mRNA,通过基因重组技术,以Ti质粒为表达载体,以品系甲的叶片外植体为受体,培有出转S基因的新品系。
根据研究组的实验研究,回答下列问题:
(1)假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,则乙、丙杂交的F2中表现为甜的植株基因型有_____种。品系乙基因型为_______。若用乙×丙中F2不甜的植株进行自交,F3中甜∶不甜比例为_____。
(2)下图中,能解释(1)中杂交实验结果的代谢途径有___________。
(3)如图是S基因的cDNA和载体的限制性内切核酸酶(限制性核酸内切酶)酶谱。为了成功构建重组表达载体,确保目的基因插入载体中方向正确,最好选用_____________酶切割S基因的cDNA和载体。
(4)用农杆菌侵染品系甲叶片外植体,其目的是________。
(5)除了题中所示的杂交育种和基因工程育种外,能获得高甜度品系,同时保持甲的其他优良性状的育种方法还有___________(答出2点即可)。
6.(2022年新教材北京生物高考真题)番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程,导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制,科学家进行了相关研究。
(1)果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色,F1自交所得F2果皮颜色及比例为_______。
(2)野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体,甲(基因A突变为a)果肉黄色,乙(基因B突变为b)果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验,结果如下图1。据此,写出F2中黄色的基因型:_______。
(3)深入研究发现,成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色,当番茄红素量较少时,果肉呈黄色,而前体物质2积累会使果肉呈橙色,如下图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶,但H在果实中的表达量低。根据上述代谢途径,aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是_______。
(4)有一果实不能成熟的变异株M,果肉颜色与甲相同,但A并未突变,而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达,敲除野生型中的C基因,其表型与M相同。进一步研究发现M中C基因的序列未发生改变,但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与C基因甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据,合理的方案包括_______,并检测C的甲基化水平及表型。
①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M
②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因
③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M
④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型
7.(2022年新教材江苏生物高考真题)大蜡螟是一种重要的实验用尾虫,为了研究大蜡螟幼虫体色遗传规律。科研人员用深黄、灰黑、白黄3种体色的品系进行了系列实验,正交实验数据如下表(反交实验结果与正交一致)。请回答下列问题。
表1深黄色与灰黑色品系杂交实验结果
杂交组合
子代体色
深黄
灰黑
深黄(P)♀×灰黑(P)♂
2113
0
深黄(F1)♀×深黄(F1)♂
1526
498
深黄(F1)♂×深黄(P)♀
2314
0
深黄(F1)♀×灰黑(P)♂
1056
1128
(1)由表1可推断大蜡螟幼虫的深黄体色遗传属于__________________染色体上__________________性遗传。
(2)深黄、灰黑、白黄基因分别用Y、G、W表示,表1中深黄的亲本和F1个体基因型分别是__________________,表2、表3中F1基因型分别是__________________。群体中Y、G、W三个基因位于一对同源染色体。
(3)若从表2中选取黄色(YW)雌、雄个体各50只和表3中选取黄色(GW)雌、雄个体各50只,进行随机杂交,后代中黄色个体占比理论上为__________________。
表2深黄色与白黄色品系杂交实验结果
杂交组合
子代体色
深黄
黄
白黄
深黄(P)♀×白黄(P)♂
0
2357
0
黄(F1)♀×黄(F1)♂
514
1104
568
黄(F1)♂×深黄(P)♀
1327
1293
0
黄(F1)♀×白黄(P)♂
0
917
864
表3灰黑色与白黄色品系杂交实验结果
杂交组合
子代体色
灰黑
黄
白黄
灰黑(P)♀×白黄(P)♂
0
1237
0
黄(F1)♀×黄(F1)♂
754
1467
812
黄(F1)♂×灰黑(P)♀
754
1342
0
黄(F1)♀×白黄(P)♂
0
1124
1217
(4)若表1、表2、表3中深黄(YY♀、YG♀♂)和黄色(YW♀♂、GW♀♂)个体随机杂交,后代会出现__________________种表现型和__________________种基因型。
(5)若表1中两亲本的另一对同源染色体上存在纯合致死基因S和D(两者不发生交换重组),基因排列方式为__________________,推测F1互交产生的F2深黄与灰黑的比例为__________________;在同样的条件下,子代的数量理论上是表1中的__________________。
8.(2021年全国高考甲卷理综生物试题)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)根据实验①可判断这2对相对性状的遗传均符合分离定律,判断的依据是_____。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体的是__________。
(3)实验②的F2中纯合体所占的比例为__________。
(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__________。
9.(山东省2021年普通高中学业水平等级考试生物试题)番茄是雌雄同花植物,可自花受粉也可异花受粉。M、m 基因位于 2号染色体上,基因型为 mm 的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育。基因型为 MM、Mm 的植株表现为大花、可育。R、r 基因位于 5 号染色体上,基因型为 RR、Rr、rr 的植株表现型分别为:正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的 H 基因控制某种酶的合成,导入 H 基因的转基因番茄植株中,H 基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含 H 基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。
(1)基因型为 Mm 的植株连续自交两代,F2 中雄性不育植株所占的比例为____________。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为________,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机受粉,则 F2 中可育晚熟红果植株所占比例为____________。
(2)已知 H 基因在每条染色体上最多插入 1 个且不影响其他基因。将 H 基因导入基因型为 Mm 的细胞并获得转基因植株甲和乙,植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交,在形成配子时喷施 NAM,F1 均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因,则以上所得 F1 的体细胞中含有________个 H 基因。若植株甲的体细胞中仅含 1个 H 基因,则 H 基因插入了________所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含 n 个 H 基因,则 H 基因在染色体上的分布必须满足的条件是________,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施 NAM,则子一代中不含 H 基因的雄性不育植株所占比例为____________。
(3)若植株甲的细胞中仅含一个 H 基因,在不喷施 NAM 的情况下,利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案______________。
10.(海南省2021年普通高中学业水平选择性考试生物试题)科研人员用一种甜瓜(2n)的纯合亲本进行杂交得到F1,F1经自交得到F2,结果如下表。
性状
控制基因及其所在染色体
母本
父本
F1
F2
果皮底色
A/a,4号染色体
黄绿色
黄色
黄绿色
黄绿色:黄色≈3:1
果肉颜色
B/b,9号染色体
白色
橘红色
橘红色
橘红色:白色≈3:1
果皮覆纹
E/e,4号染色体
F/f,2号染色体
无覆纹
无覆纹
有覆纹
有覆纹:无覆纹≈9:7
已知A、E基因同在一条染色体上,a、e基因同在另一条染色体上,当E和F同时存在时果皮才表现出有覆纹性状。不考虑交叉互换、染色体变异、基因突变等情况,回答下列问题。
(1)果肉颜色的显性性状是____________。
(2)F1的基因型为____________,F1产生的配子类型有____________种。
(3)F2的表现型有____________种,F2中黄绿色有覆纹果皮、黄绿色无覆纹果皮、黄色无覆纹果皮的植株数量比是____________,F2中黄色无覆纹果皮橘红色果肉的植株中杂合子所占比例是____________。
11.(2021年浙江高考选考试卷(6月))利用转基因技术,将抗除草剂基因转入纯合不抗除草剂水稻(2n)(甲),获得转基因植株若干。从转基因后代中选育出纯合矮秆抗除草剂水稻(乙)和纯合高秆抗除草剂水稻(丙)。用甲、乙、丙进行杂交,F2结果如下表。转基因过程中,可发生基因突变,外源基因可插入到不同的染色体上。高秆(矮秆)基因和抗除草剂基因独立遗传,高秆和矮秆由等位基因 A(a)控制。有抗除草剂基因用B+表示、无抗除草剂基因用 B-表示:
杂交组合
F2的表现型及数量(株)
矮杆抗除草剂
矮杆不抗除草剂
高杆抗除草剂
高杆不抗除草剂
甲×乙
513
167
0
0
甲×丙
109
37
313
104
乙×丙
178
12
537
36
回答下列问题:
(1)矮秆对高秆为__________性状,甲×乙得到的F1产生__________种配子。
(2)为了分析抗除草剂基因在水稻乙、丙叶片中的表达情况,分别提取乙、丙叶片中的RNA并分离出__________,逆转录后进行PCR扩增。为了除去提取 RNA中出现的DNA污染,可采用的方法是__________。
(3)乙×丙的 F2中,形成抗除草剂与不抗除草剂表现型比例的原因是__________。
(4)甲与丙杂交得到F1,F1再与甲杂交,利用获得的材料进行后续育种。写出F1与甲杂交的遗传图解__________。
12.(2021年河北高考生物试卷(新高考))我国科学家利用栽培稻(H)与野生稻(D)为亲本,通过杂交育种方法并辅以分子检测技术,选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段(含有耐缺氮基因TD),L7的7号染色体上带有D的染色体片段(含有基因SD),两个品系的其他染色体均来自于H(图1)。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交,利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测,对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测,检测结果以带型表示(图2)。
回答下列问题:
(1)为建立水稻基因组数据库,科学家完成了水稻__________条染色体的DNA测序。
(2)实验一F2中基因型TDTD对应的是带型__________。理论上,F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为__________。
(3)实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108,表明F2群体的基因型比例偏离__________定律。进一步研究发现,F1的雌配子均正常,但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常,推测无活性的花粉带有__________(填“SD”或“SH”)基因。
(4)以L7和L12为材料,选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X(图3)。主要实验步骤包括:①________________________________________;②对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型__________的植株即为目的植株。
(5)利用X和H杂交得到F1,若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同,雌配子均有活性,则F2中与X基因型相同的个体所占比例为__________。
13.(北京市2021年普通高中学业水平等级性考试生物试题)玉米是我国重要的农作物,研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的________定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒,这些植株所占比例约为________。
(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础,研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中,获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”________。
实验方案
预期结果
I.转基因玉米×野生型玉米
II.转基因玉米×甲品系
III.转基因玉米自交
IV.野生型玉米×甲品系
①正常籽粒:干瘪籽粒≈1:1
②正常籽粒:干瘪籽粒≈3:1
③正常籽粒:干瘪籽粒≈7:1
④正常籽粒:干瘪籽粒≈15:1
(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1),使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为_________。
(4)为确定A基因在玉米染色体上的位置,借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1,F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,如图2所示。
统计干瘪籽粒(F2)的数量,发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因________。
14.(2020年山东省高考生物试卷(新高考))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_____________。
15.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(北京卷))水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。
(1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对__________。为判断某抗病水稻是否为纯合子,可通过观察自交子代____________来确定。
(2)现有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三个水稻抗病品种,抗病(R)对感病(r)为显性,三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的DNA序列设计特异性引物,用PCR方法可将样本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。
①甲品种与感病品种杂交后,对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果(下图)推测可抗病的植株有____________。
②为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合,选育新的纯合抗病植株,下列育种步骤的正确排序是________。
a.甲×乙,得到F1
b.用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株
c.R1r1R2r2r3r3植株×丙,得到不同基因型的子代
d.用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到不同基因型的子代
(3)研究发现,水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白,也需要Mp基因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活。若基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻,被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染,推测这两种水稻的抗病性表现依次为___________。
(4)研究人员每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3),几年后甲品种丧失了抗病性,检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是______________。
(5)水稻种植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种,将会引起Mp种群__________,使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失,无法在生产中继续使用。
(6)根据本题所述水稻与Mp的关系,为避免水稻品种抗病性丧失过快,请从种植和育种两个方面给出建议__________________________。
(上海市2019年普通高中学业水平等级考试试题)肺囊性纤维化(CF)是一种遗传病。患者肺功能不完善,影响正常生活。图是某患者甲组遗传病系谱。
16.该遗传病是由_____染色体上的_____(显性/隐性)控制的。
17.不考虑基因突变,1-1可能不含有致病基因的细胞有 。
A.卵细胞 B.初级卵母细胞 C.第一极体 D.次级卵母细胞
为了避免患者胎儿的出生,要做基因检测。已知CF基因有260对碱基。对该家族相关成员CF蛋白基因进行基因检测,用BSTvI酶来切割,结果如表2所示:
Ⅰ-1
Ⅱ-1
Ⅱ-2
Ⅱ-5
91bp
√
√
√
169bp
√
√
√
260bp
√
√
18.据表判断,CF上BSTvI的酶切位点有__个,Ⅱ-1基因型为___。
19.为了避免患病胎儿的出生,Ⅱ-6是否需要进一步做CF基因检测,为什么?_________________________________________________________________________。
20.从根本上治疗遗传病的方法是 。
A.加强锻炼 B.摄入CF蛋白 C.基因检测 D.将CF基因导入肺部上皮细胞
二、实验题
21.(2019年全国统一高考生物试卷(新课标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___________。
22.(2019年海南省高考生物试卷)某自花传粉植物的矮茎/高茎、腋花/顶花这两对相对性状各由一对等位基因控制,这两对等位基因自由组合。现有该种植物的甲、乙两植株,甲自交后,子代均为矮茎,但有腋花和顶花性状分离;乙自交后,子代均为顶花,但有高茎和矮茎性状分离。回答下列问题。
(1)根据所学的遗传学知识,可推断这两对相对性状的显隐性。仅通过对甲、乙自交实验结果的分析进行推断的思路是_____________________________________。
(2)经分析,确定高茎和腋花为显性性状,若用A/a表示控制茎高度的基因、B/b表示控制花位置的基因,则甲的表现型和基因型分别是________________________,乙的表现型和基因型分别是______________________________;若甲和乙杂交,子代的表现型及其分离比为_______________。
(3)若要验证甲和乙的基因型,可用测交的方法,即用另一植株丙分别与甲、乙进行杂交,丙的基因型为___________,甲、乙测交子代发生分离的性状不同,但其分离比均为______________________,乙测交的正反交结果______________(填“相同”或“不同”)。
23.(2019年北京市高考生物试卷)油菜是我国重要的油料作物,培育高产优质新品种意义重大。油菜的杂种一代会出现杂种优势(产量等性状优于双亲),但这种优势无法在自交后代中保持,杂种优势的利用可显著提高油菜籽的产量。
(1)油菜具有两性花,去雄是杂交的关键步骤,但人工去雄耗时费力,在生产上不具备可操作性。我国学者发现了油菜雄性不育突变株(雄蕊异常,肉眼可辨),利用该突变株进行的杂交实验如下:
①由杂交一结果推测,育性正常与雄性不育性状受_________对等位基因控制。在杂交二中,雄性不育为_________性性状。
②杂交一与杂交二的F1表现型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个基因(A1、A2、A3)决定。品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3。根据杂交一、二的结果,判断A1、A2、A3之间的显隐性关系是_________。
(2)利用上述基因间的关系,可大量制备兼具品系1、3优良性状的油菜杂交种子(YF1),供农业生产使用,主要过程如下:
①经过图中虚线框内的杂交后,可将品系3的优良性状与_________性状整合在同一植株上,该植株所结种子的基因型及比例为_________。
②将上述种子种成母本行,将基因型为_________的品系种成父本行,用于制备YF1。
③为制备YF1,油菜刚开花时应拔除母本行中具有某一育性性状的植株。否则,得到的种子给农户种植后,会导致油菜籽减产,其原因是_________。
(3)上述辨别并拔除特定植株的操作只能在油菜刚开花时(散粉前)完成,供操作的时间短,还有因辨别失误而漏拔的可能。有人设想:“利用某一直观的相对性状在油菜开花前推断植株的育性”,请用控制该性状的等位基因(E、e)及其与A基因在染色体上的位置关系展示这一设想 ____________________。
24.(【省级联考】浙江省2019届高三4月选考生物试题)某种昆虫眼色的野生型和朱红色、野生型和棕色分别由等位基因A、a和B、b控制,
两对基因分别位于两对同源染色体上。为研究其遗传机制,进行了杂交实验,结果见下表:
回答下列问题:
(1)野生型和朱红眼的遗传方式为______,判断的依据是______。
(2)杂交组合丙中亲本的基因型分别为______和______,F1中出现白眼雄性个体的原因是______。
(3)以杂交组合丙F1中的白眼雄性个体与杂交组合乙中的雌性亲本进行杂交,用遗传图解表示该过程____。
参考答案:
1.(1)对母本甲的雌花花序进行套袋,待雌蕊成熟时,采集丁的成熟花粉,撒在甲的雌蕊柱头上,再套上纸袋。
(2) 1/4 bbTT、bbTt 1/4
(3) 糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒 非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
【分析】雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株、甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株),可推断出甲的基因型为BBTT,乙、丙基因型可能为BBtt或bbtt,丁的基因型为bbTT。
【详解】(1)杂交育种的原理是基因重组,若甲为母本,丁为父本杂交,因为甲为雌雄同株异花植物,所以在花粉未成熟时需对甲植株雌花花序套袋隔离,等丁的花粉成熟后再通过人工授粉把丁的花粉传到甲的雌蕊柱头后,再套袋隔离。
(2)根据分析及题干信息“乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株”,可知乙基因型为BBtt,丁的基因型为bbTT,F1基因型为BbTt,F1自交F2基因型及比例为9B_T_(雌雄同株):3B_tt(雌株):3bbT_(雄株):1bbtt(雌株),故F2中雌株所占比例为1/4,雄株的基因型为bbTT、bbTt,雌株中与丙基因型相同的比例为1/4。
(3)假设糯和非糯这对相对性状受A/a基因控制,因为两种玉米均为雌雄同株植物,间行种植时,既有自交又有杂交。若糯性为显性,基因型为AA,非糯基因型为aa,则糯性植株无论自交还是杂交,糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株杂交子代为糯性籽粒,自交子代为非糯籽粒,所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理,非糯为显性时,非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。
2.(1)基因重组
(2) 去雄 套袋 aaBb AAbb
(3) aabb 用这些植株自交留种的同时,单株作为父本分别与母本甲杂交 对应父本乙自交收获
【分析】分析题意可知,品种甲基因型为aaBB,品种乙基因型为_ _bb,乙的基因型可能有AAbb、Aabb、aabb,甲与乙杂交,子代基因型可能为AaBb、aaBb,据此分析作答。
(1)
品种甲和乙杂交,可以集合两个亲本的优良性状,属于杂交育种,原理是基因重组。
(2)
①该植物的花是两性花,为避免自花授粉和其它花粉干扰,在上述杂交实验,在授粉前需要对甲采取的操作是去雄和套袋处理。
②据题意可知,品种甲基因型为aaBB,品种乙基因型为_ _bb,又因为单个品种种植时均正常生长,品种乙基因型可能为AAbb、Aabb,aabb,则与aaBB杂交后F1基因型为AaBb或aaBb,进一步可推测部分F1植株致死的基因型为AaBb或aaBb。
③若进一步研究确认致死基因型为A_B_,则乙-1基因型应为AAbb,子代AaBb全部死亡。
(3)
由于A-B-的个体全部死亡,故不能选择AAbb类型与甲杂交,要获得全部成活且兼具甲乙优良性状的F1杂种,可选择亲本组合为:品种甲(aaBB)和基因型为aabb的纯合品种乙杂交,具体过程如下:
第一步:种植品种甲(aaBB)作为亲本;
第二步:将乙-2(Aabb)自交收获的种子种植后作为亲本,然后用这些植株自交留种(保留aabb种子)的同时,单株作为父本分别与母本甲杂交,统计每个杂交组合所产生的F1表现型。
第三步:若某个杂交组合产生的F2全部成活,则证明该父本基因型为aabb,对应父本乙自交收获的种子符合要求,可保留制种。
【点睛】解答本题的关键是根据题意明确乙可能的基因型,并根据题目“幼苗死亡:成活=1:1”推测乙-2个体的基因型,进而作答。
3.(1)2/9
(2) 243 谷氨酰胺 基因突变影响与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄
(3)Ⅲ
(4) 能 若C2是隐性突变,则突变型2为纯合子,则子代CC2表现为绿色,C1C2表现为黄色,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变,突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交,子代表型及比例应为黄∶绿=3∶1,与题意不符
【分析】(1)基因突变具有低频性,一般同一位点的两个基因同时发生基因突变的概率较低;
(2)mRNA中三个相邻碱基决定一个氨基酸,称为一个密码子。
【详解】(1)突变型1叶片为黄色,由基因C突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死,说明突变型1应为杂合子,C1对C为显性,突变型1自交1代,子一代中基因型为1/3CC、2/3CC1,子二代中3/5CC、2/5CC1,F3成年植株中黄色叶植株占2/9。
(2)突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,由5'-GAGAG-3'变为5'-GACAG-3',突变位点前对应氨基酸数为726/3=242,则会导致第243位氨基酸由谷氨酸突变为谷氨酰胺。叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果,而色素不是蛋白质,从基因控制性状的角度推测,基因突变影响与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄。
(3)突变型1应为杂合子,由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。Ⅰ应为C酶切、电泳结果,II应为C1酶切、电泳结果,从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段,用限制酶处理后进行电泳,其结果为图中Ⅲ。
(4)用突变型2(C2_)与突变型1(CC1)杂交,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2是隐性突变,则突变型2为纯合子,则子代CC2表现为绿色,C1C2表现为黄色,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变,突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交,子代表型及比例应为黄∶绿=3∶1,与题意不符。故C2是隐性突变。
4.(1)替换
(2) A2>A3>A1 分离
(3) 伴X染色体隐性遗传 杂交V的母本为锯翅,父本为圆翅,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅
(4) 6 灰体圆翅雄虫和灰体锯翅雄虫
(5)
【分析】根据题干信息可知,控制体色的A1/ A2/ A3是复等位基因,符合基因的分离定律,并且由表1的F1和F2雌雄个体表现型一致,可知控制体色的基因位于常染色体上。只看翅型,从表2的组合V,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅,性状与性别相关联,可知控制翅型的基因位于X染色体上,所以控制体色和控制翅型的基因符合基因的自由组合定律。
(1)
由题干信息可知,突变的基因 “与野生型对应的基因相比长度相等”,基因突变有碱基的增添、缺失和替换三种类型,突变后基因长度相等,可判定是碱基的替换导致。
(2)
由杂交组合Ⅰ的F1可知,黄体(A3)对黑体(A1)为显性;由杂交组合Ⅱ可知,灰体(A2)对黑体(A1)为显性,由杂交组合Ⅲ可知,灰体(A2)对黄体(A3)为显性,所以三者的显隐性关系为黄体对黑体为显性,灰体对黄体对黑体为显性,即A2>A3>A1,由题意可知三个体色基因为复等位基因,根据等位基因概念“位于同源染色体上控制相对性状的基因”可知,体色基因遵循基因分离定律。
(3)
分析杂交组合V,母本为锯翅,父本为圆翅,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅,性状与性别相关联,可知控制锯翅的基因是隐性基因,并且在X染色体上,所以锯翅性状的遗传方式是伴X染色体隐性遗传。
(4)
表1中亲代所有个体均为圆翅纯合子,杂交组合Ⅲ的亲本为灰体(基因型A2A2)和黄体(基因型A3A3),F1的灰体基因型为A2A3,雌雄个体相互交配,子代基因型是A2A2(灰体):A2A3(灰体):A3A3(黄体)=1:2:1,所以杂交组合Ⅲ中F2的灰体圆翅雄虫基因型为1/3 A2A2XBY和2/3 A2A3XBY;杂交组合Ⅴ中,只看体色这对相对性状,因为F1只有一种表现型,故亲本为A1A1´ A2A2,F1基因型为A1A2,雌雄个体相互交配,F2基因型为A1A1(黑体):A1A2(灰体):A2A2(灰体)=1:2:1;只看杂交组合Ⅴ中关于翅型的性状,亲本为XbXb´XBY,F1基因型为XBXb,XbY,F1雌雄个体相互交配,F2的圆翅雌虫的基因型为XBXb,所以杂交组合Ⅴ的F2的灰体圆翅雌虫基因型为1/3 A2A2XBXb,2/3 A1A2 XBXb。控制体色和翅型的基因分别位于常染色体和X染色体,符合自由组合定律,可先按分离定律分别计算,再相乘,所以杂交组合Ⅲ中F2的灰体圆翅雄虫和杂交组合Ⅴ的F2的灰体圆翅雌虫随机交配,只看体色,A2A2、A2A3和A2A2、 A1A2随机交配,雄配子是1/3A3、2/3A2,雌配子是1/3A1、2/3A2,子代基因型为4/9 A2A2(灰体)、2/9 A2A3(灰体)、2/9 A1A2(灰体)、1/9 A1A3(黄体),可以出现灰体(占8/9)和黄体(占1/9)2种体色;只看翅型,XBY与XBXb杂交,子代基因型为1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBY、1/4XbY,雌性只有圆翅1种表现型,雄性有圆翅和锯翅2种表现型,所以子代的表现型共有2×3=6种。根据前面所计算的子代表现型,2/9=8/9(灰体)×1/4(圆翅雄虫或锯翅雄虫),故所占比例为2/9的表现型有灰体圆翅雄虫和灰体锯翅雄虫。
(5)
黑体锯翅雌虫的基因型为A1A1XbXb,由(4)解析可知,杂交组合Ⅲ的F1灰体雄虫基因型为A2A3,所以灰体圆翅雄虫的基因型为A2A3XBY,二者杂交的遗传图解如下:
5.(1) 7 aabb 1∶5
(2)①③
(3)XbaⅠ、HindⅡ
(4)通过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞
(5)单倍体育种、诱变育种
【分析】农杆菌转化法:取Ti质粒和目的基因构建基因表达载体、将基因表达载体转入农杆菌、将农杆菌导入植物细胞、将植物细胞培育为新性状植株。
杂交育种:杂交→自交→选优;诱变育种:物理或化学方法处理生物,诱导突变;单倍体育种:花药离体培养、秋水仙素加倍;多倍体育种:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗;基因工程育种:将一种生物的基因转移到另一种生物体内。
【详解】(1)甲为纯合不甜品系,基因型为AAbb,根据实验一结果可推得乙基因型为aabb,丙基因型为AABB,乙、丙杂交的F2基因型有3×3=9种,假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,F2中表现为甜的植株基因型有7种。若用乙×丙中F2不甜的植株进行自交,F3中不甜比例=1/3+2/3×3/4=5/6,F3中甜∶不甜比例为1∶5。
(2)不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,只有A导致不甜,当A与B同时存在时,表现为甜,故选①③。
(3)为了成功构建重组表达载体,不破坏载体关键结构和目的基因,确保目的基因插入载体中方向正确,最好选用XbaⅠ、HindⅡ酶切割S基因的cDNA和载体。
(4)用农杆菌侵染品系甲叶片外植体,可以通过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞。
(5)除了题中所示的杂交育种和基因工程育种外,能获得高甜度品系,同时保持甲的其他优良性状的育种方法还有单倍体育种、诱变育种。
6.(1)黄色∶无色=3∶1
(2)aaBB、aaBb
(3)基因A突变为a,但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H,持续生成前体物质2;基因B突变为b,前体物质2无法转变为番茄红素
(4)①②④
【分析】1、基因分离定律的实质是:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体的等位基因,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,分别进入两个配子中,独立的随配子遗传给后代。
2、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。
3、甲、乙为两种单基因纯合突变体,甲(基因A突变为a)果肉黄色,乙(基因B突变为b)果肉橙色。由图1可知,F2比值约为为9:3:4,F1基因型为AaBb,红色基因型为A_B_,黄色为aaB_,橙色为A_bb、aabb,甲乙基因型分别为aaBB、AAbb。
【详解】(1)果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色,说明黄色是显性性状,F1为杂合子,则F1自交所得F2果皮颜色及比例为黄色∶无色=3∶1。
(2)由图可知,F2比值约为为9:3:4,说明F1基因型为AaBb,则F2中黄色的基因型aaBB、aaBb。
(3)由题意和图2可知,成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色,当番茄红素量较少时,果肉呈黄色,而前体物质2积累会使果肉呈橙色,则存在A或H,不在B基因时,果肉呈橙色。因此,aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是基因A突变为a,但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H,持续生成前体物质2;基因B突变为b,前体物质2无法转变为番茄红素。
(4)C基因表达的产物可以调控A的表达,变异株M中C基因的序列未发生改变,但其甲基化程度一直很高,欲检测C的甲基化水平及表型,可以将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M,使得C去甲基化,并检测C的甲基化水平及表型;或者敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因,检测野生型植株C的甲基化水平及表型,与突变植株进行比较;也可以将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型,检测野生型C的甲基化水平及表型。而将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M无法得到果实成熟与C基因甲基化水平改变有关,故选①②④。
7.(1) 常 显
(2) YY、YG YW、GW
(3)50%##1/2
(4) 4 6
(5) 3∶1 50%##1/2
【分析】正反交常用来判断基因的位置,若正反交的结果相同,则基因位于常染色体上,若正反交结果不同,其中一组的子代表型与性别有关,则基因位于性染色体上。
【详解】(1)一对表现为相对性状的亲本杂交,子一代表现的性状为显性性状,深黄(P)♀×灰黑(P)♂,F1表现为深黄色,所以深黄色为显性性状。深黄(F1)♀×深黄(F1)♂,后代深黄∶灰黑≈3∶1,根据题意,反交实验结果与该正交实验结果相同,说明大蜡螟幼虫的深黄体色遗传属于常染色体上显性遗传。
(2)根据表1深黄(P)♀×灰黑(P)♂,F1表现为深黄色,可知亲本深黄为显性纯合子,基因型为YY,亲本灰黑的基因型为GG,则F1个体的基因型为YG,表2中深黄(P)♀×白黄(P)♂,子代只有黄色,可知深黄的基因型为YY,白黄的基因型为WW,子一代基因型为YW,表现为黄。表3中灰黑(P)♀×白黄(P)♂,子代只有黄色,则灰黑的基因型为GG,白黄的基因型为WW,故子一代基因型为GW。Y、G、W三个基因控制一种性状,因此位于一对同源染色体上。
(3)表2中黄色个体的基因型为YW,表3中黄色个体的基因型为GW,若从表2中选取黄色雌、雄个体各50只和表3中选取黄色雌、雄个体各50只进行随机杂交,即YW×GW,则后代基因型及比例为YG∶YW∶GW∶WW=1∶1∶1∶1,黄色个体(YW+GW)占1/2。
(4)表1深黄色基因型为YY和YG,表2中黄色个体的基因型为YW,表3中黄色的基因型为GW,表1、表2、表3中深黄和黄色个体随机杂交,即YY、YG、YW和GW随机杂交,则该群体产生的配子类型为Y、G、W,子代YY、YG表现为深黄色,YW、GW表现为黄色,GG表现为灰黑色,WW表现为白黄色,故后代会出现4种表型和6种基因型。
(5)表1的子一代基因型为YG,若两亲本的另一对同源染色体上存在纯合致死基因S和D(两者不发生交换重组),基因的排列方式为, 则子一代基因型为YGDS,互交后代基因型为Y_DD(3/4×1/4)、Y_DS(3/4×1/2)、Y_SS(3/4×1/4),GGDD(1/4×1/4)、GGDS(1/4×1/2)、GGSS(1/4×1/4),根据DD、SS纯合致死,所以F2深黄与灰黑的比例为3∶1,由于DS占1/2,所以在同样的条件下,子代的数量理论上是表1中的1/2。
8. 基因型不同的两个亲本杂交,F1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测交的结果,说明这2对相对性状的遗传均符合分离定律 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。
【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,实验①杂交的F1结果类似于测交,实验②的F2出现9∶3∶3∶1,则F1的基因型为AaBb,综合推知,甲的基因型为Aabb,乙的基因型为aaBb,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。
9. 1/6 MmRr 5/12 0 M基因 必须有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因 1/2n 以雄性不育植株为母本、植体甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或:利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)
【分析】分析题干信息:番茄是雌雄同花植物,可自花受粉也可异花受粉,即可自交亦可杂交。M、m 基因位于 2号染色体上,基因型为 mm 的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育。基因型为 MM、Mm 的植株表现为大花、可育。R、r 基因位于 5 号染色体上,基因型为 RR、Rr、rr 的植株表现型分别为:正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果,可知基因M、m 和R、r 位于非同源染色体上,遵循自由组合定律。细菌中的 H 基因控制某种酶的合成,导入 H 基因的转基因番茄植株中,H 基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含H 基因的雄配子死亡。
【详解】(1)基因型为 Mm 的植株自交,F1中 MM∶Mm∶mm=1∶2∶1 ,其中 MM、Mm 的植株表现为大花、可育, mm 的植株只产生可育雌配子,故只有1/3 MM和2/3Mm能够自交,则F2 中雄性不育植株mm所占的比例为2/3×1/4=1/6。雄性不育植株mm与野生型植株杂交所得可育(Mm)晚熟红果(Rr)杂交种的基因型为MmRr,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机受粉,即自由交配,两对等位基因自由组合,产生的配子有MR、Mr、mR、mr,比例为1∶1∶1∶1,则F1中有9种基因型,分别为:1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr,雌配子种类及比例为:MR∶Mr∶mR∶mr=1∶1∶1∶1,,雄配子种类及比例为:MR∶Mr∶mR∶mr=2∶2∶1∶1,则 F2 中可育晚熟红果植株(基因型为M--Rr )所占比例为 1/4×3/6+1/4×3/6+1/4×2/6+1/4×2/6=
10/24,即5/12。
(2)已知细菌中的 H 基因控制某种酶的合成,导入 H 基因的转基因番茄植株中,H 基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含 H 基因的雄配子死亡。H 基因在每条染色体上最多插入 1 个且不影响其他基因。将 H 基因导入基因型为 Mm 的细胞,并获得转基因植株甲和乙,则 H 基因的可能位置有:插入了M基因所在的染色体上、插入了m基因所在的染色体上、插入了2号染色体以外的染色体上,植株甲和乙分别与雄性不育植株mm杂交,在形成配子时喷施 NAM,则含 H 基因的雄配子死亡,F1 均表现为雄性不育mm,说明含有M基因的雄配子死亡,即有H 基因插入了M基因所在的染色体上。若植株甲和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因,以上所得F1 均表现为雄性不育,说明F1 的体细胞中含有0个 H 基因。若植株甲的体细胞中仅含 1个 H 基因,则 H 基因插入了M基因所在的染色体上,即H与M基因连锁。若植株乙的体细胞中含 n 个 H 基因,则 H 基因在染色体上的分布必须满足的条件是必须有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含 H 基因的雄性不育植株所占比例为1/2n。
(3)若植株甲的细胞中仅含一个 H 基因,且H 基因插入了M基因所在的染色体上,在不喷施 NAM 的情况下,以雄性不育植株mm为母本、植体甲HMm为父本进行杂交,雌配子种类为m,雄配子为HM、m,则子代中大花植株(基因型为HMm)即为与植株甲基因型相同的植株(或:利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株) 。
【点睛】本题考查基因自由组合定律的相关知识,意在考查考生运用所学知识解决实际问题的能力,难度较大。
10.(1)橘红色
(2) AaBbEeFf 8
(3) 6 9:3:4
5/6
【分析】分析表格数据可知,控制果肉颜色的B、b基因位于9号染色体,控制果皮底色的A、a基因和控制果皮覆纹中的E、e基因均位于4号染色体,且A和E连锁,a和e连锁;控制果皮覆纹E、e和F、f的基因分别位于4和2号染色体上,两对基因独立遗传,且有覆纹基因型为E-F-,无覆纹基因型为E-ff、eeF-、eeff,据此分析作答。
【详解】(1)结合表格分析可知,亲本分别是白色和橘红色杂交,F1均为橘红色,F1杂交,子代出现橘红色:白色=3:1的性状分离比,说明橘红色是显性性状。
(2)由于F2中黄绿色:黄色≈3:1,可推知F1应为Aa,橘红色:白色≈3:1,F1应为Bb,有覆纹:无覆纹≈9:7,则F1应为EeFf,故F1基因型应为AaBbEeFf;由于A和E连锁,a和e连锁,而F、f和B、b独立遗传,故F1产生的配子类型有2(AE、ae)×2(F、f)×2(B、b)=8种。
(3)结合表格可知,F2中关于果肉颜色的表现型有2种,由于A、E基因同在一条染色体上,a、e基因同在另一条染色体上,单独观察果皮底色及果皮覆纹的表现型,有无覆纹黄绿色、无覆纹黄色、有覆纹黄绿色三种表现型,故F2的表现型有2×3=6种;由于A和E连锁,a和e连锁。F2中基因型为A-E-的为3/4,aaee的为1/4,F2中黄绿色有覆纹果皮(A-E-F-)、黄绿色无覆纹果皮(A-E-ff)、黄色无覆纹果皮(aaeeF-、aaeeff)的植株数量比是(3/4×3/4):(3/4×1/4):(1/4×3/4+1/4×1/4)=9:3:4;F2中黄色无覆纹果皮中的纯合子占1/2,橘红色果肉植株中纯合子为1/3,纯合子所占比例为1/6,故杂合子所占比例是1-1/6=5/6。
【点睛】解答本题的关键是明确三对性状与对应基因的关系,并能根据图表信息确定相关基因型,进而分析作答。
11. 隐性 2 mRNA 用 DNA 酶处理提取的 RNA 乙和丙的抗除草剂基因位于非同源染色体上,乙和丙上抗除草剂基因的遗传遵循自由组合定律
【分析】1、甲×乙杂交组合的F2 性状比为3∶1,是由一对基因控制的分离定律;
2、甲×丙杂交组合的F2 性状比为9∶3∶3∶1,是由两对基因控制的自由组合定律;
3、乙×丙杂交组合的F2 性状比为45∶15∶3∶1,是(3∶1)3的变式,由三对独立遗传基因控制的自由组合定律。
【详解】(1)根据杂交组合“乙×丙”,只分析高矮这一对相对性状,乙(纯合矮杆)与丙(纯合高杆)杂交,F2中矮杆∶高杆=(178+12)∶(537+36)=1∶3,可知矮杆是隐性性状,乙丙的基因型分别为aa和AA。
根据杂交组合“甲×乙”,只分析是否抗除草剂这一对相对性状,甲(纯合不抗除草剂)与乙(纯合抗除草剂)杂交,F2中抗除草剂∶不抗除草剂=(513+0)∶(167+0)=3∶1,可知抗除草剂是显性性状,又知矮杆是隐性性状,所以甲乙的基因型分别为aaB-B-和aaB+B+。故甲×乙得到的F1基因型为aaB+B-,所以其能产生aB+ 和aB-两种配子。
(2)目的基因的提取可采用逆转录法,即以控制目的蛋白的mRNA为模板,通过逆转录的方法合成目的基因,所以应从乙、丙叶片中提取并分离出抗除草剂基因的mRNA。若要除去RNA中的DNA污染,可利用酶的专一性,使用DNA(水解)酶处理即可(酶解法)。
(3)乙×丙的F2中,抗除草剂∶不抗除草剂 =(178+537)∶(12+36)≈15∶1,是9∶3∶3∶1的变式(9+3+3)∶1,同时又根据题干“外源基因可插入到不同的染色体上”,说明乙和丙的抗除草剂基因位于非同源染色体上,乙和丙上抗除草剂基因的遗传遵循自由组合定律。
(4)根据杂交组合“甲×丙”,F2中矮杆抗除草剂∶矮杆不抗除草剂∶高杆抗除草剂∶高杆不抗除草剂=109∶37∶313∶104=3∶1∶9∶3,说明控制两对性状的基因位于非同源染色体上,遵循自由组合定律。所以甲(aaB-B-)与丙(AAB+B+)杂交得到的F1基因型为AaB+B-,F1 (AaB+B-)与甲(aaB-B-)的杂交遗传图解为:
【点睛】掌握自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合。乙和丙的抗除草剂基因是因为导入不同对的同源染色体上,所以遵循自由组合定律。
12. 12 Ⅲ 1∶2∶1 (基因)分离 SD 将L7和L12杂交,获得F1后自交 α和Ⅲ 1/80
【分析】分析题意和条带可知:L12的12号染色体上含有耐缺氮基因TD,其基因型为TDTD;L7的7号染色体上含有基因SD,基因型为SDSD;H的12号染色体上的基因为TH,7号染色体上的基因为SH,基因型为SHSHTHTH;TD与TH,SD与SH遵循基因分离和自由组合定律。
【详解】(1)水稻为雌雄同株的植物,没有性染色体和常染色体之分,分析题图可知,水稻含有12对同源染色体,即有24条染色体,故对水稻基因组测序,需要完成12条染色体的DNA测序;
(2)实验一是将L12(基因型TDTD)与H(基因型THTH)杂交,F1的基因型为TDTH,F2的基因型分别为TDTD∶TDTH∶THTH=1∶2∶1,其中TDTD对应的是带型与亲本L12对应的条带相同,即条带Ⅲ,理论上,F2中产生带型Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ的个体数量比为1∶2∶1;
(3)实验二是将L7(基因型SDSD)与H(基因型SHSH)杂交,F1的基因型为SDSH,理论上F2的基因型分别为SDSD∶SDSH∶SHSH=1∶2∶1,其中SDSD对应的是带型与亲本L7对应的条带相同,即条带α,SDSH对应条带为β,SHSH对应条带为γ,理论上,F2中产生带型Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ的个体数量比为1∶2∶1。实际上F2中产生带型α、β、γ的个体数量分别为12、120和108,表明F2群体的基因型比例偏离分离定律;进一步研究发现,F1的雌配子均正常,但部分花粉无活性;已知只有一种基因型的花粉异常,而带型α,即SDSD的个体数量很少,可推测无活性的花粉带有SD基因;
(4)已知TD与TH,SD与SH两对基因分别位于7号和12号染色体上,两对等位基因遵循自由组合定律,以L7和L12为材料,选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X,基因型为SDSDTDTD;同时考虑两对等位基因,可知L7的基因型为SDSDTHTH,L12的基因型为SHSHTDTD,①将L7和L12杂交,获得F1(SDSHTDTH)后自交,②对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型α和Ⅲ的植株即为目的植株;
(5)实验二中SDSD∶SDSH∶SHSH=12∶120∶108=1∶10∶9,可知花粉中SD∶SH=1∶9,利用X(基因型为SDSDTDTD)和H(基因型为SHSHTHTH)杂交得到F1,基因型为SDSHTDTH,若F1产生的SD花粉无活性,所占比例与实验二结果相同,即雄配子类型及比例为:SDTD∶SDTH∶SHTD∶SHTH=1∶1∶9∶9,雌配子均有活性,类型及比例为SDTD∶SDTH∶SHTD∶SHTH =1∶1∶1∶1,则F2中基因型为SDSDTDTD的个体所占比例为1/4×1/20=1/80。
【点睛】本题考查基因分离定律和基因自由组合定律的应用的相关知识,意在考查考生把握知识间相互联系,运用所学知识解决生物学实际问题的能力,难度较大。
13.(1) 分离 2/3
(2)III ④/II ③
(3)Aa
(4)基因Aa与Mm在一对同源染色体上(且距离近),其中a和M在同一条染色体上;在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少;类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此,类型3干瘪籽粒数量极少。
【分析】1、基因分离定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子时,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;位于性染色体上的基因控制的性状的遗传总是和性别相关联,叫伴性遗传,伴性遗传也遵循分离定律。
2、基因突变:(1)DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫作基因突变。(2)基因突变的特点:普遍性、随机性、不定向性、多害少利性等。
【详解】(1)分析题干信息:“甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4”,即甲品系籽粒正常,其自交后代出现性状分离,且籽粒正常∶干瘪=3∶1,可知籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。假设籽粒正常和干瘪这一对相对性状由基因A/a控制,则甲品系基因型为Aa。上述果穗上的正常籽粒基因型为1/3AA或2/3Aa,均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒,这些植株基因型为Aa,所占比例约为2/3。
(2)分析题意可知,假定A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,由于转入的单个A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,则甲品系玉米基因型为Aa,野生型玉米的基因型为00AA(0表示没有相关基因),转基因甲品系玉米的基因型为A0Aa,且导入的A基因与细胞内原有的A/a基因之间遗传遵循自由组合定律,要证实该假设正确,应可选择方案III转基因玉米自交,依据自由组合定律可知,子代为④正常籽粒(9A-A-、3A-aa、300A-):干瘪籽粒(100aa)≈15:1;或选择方案II转基因玉米A0Aa×甲品系00Aa杂交,子代为③正常籽粒(3A0A-、1A0aa、300A-):干瘪籽粒(00aa)≈7:1。
(3)已知A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA,使A基因功能丧失,甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株中含有a基因,即其基因型为Aa。
(4)用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P(基因型为AAmm)与基因型为MM的甲品系(基因型为AaMM)杂交得F1,基因型为1/2AAMm、1/2AaMm,F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒F2胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,基因型分别为aaMM、aaMm、aamm。若两对等位基因位于两对同源染色体上,则类型3的数量应该与类型1的数量同样多,而实际上类型3数量极少,原因可能是:由于基因Aa与Mm在一对同源染色体上(且距离近),其中a和M在同一条染色体上;在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少;类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此,类型3干瘪籽粒数量极少。
【点睛】本题结合基因工程考查基因分离定律和基因自由组合定律的应用,以及基因位置的判断的相关知识,思维含量较大,要求学生能够理解遗传定律的实质,依据题干信息准确分析,得出结论。
14. 甲 雌雄同株 是 AAtsts 抗螟雌雄同株∶抗螟雌株=1∶1 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
【分析】根据题意可知,基因Ts存在时表现为雌雄同株,当基因突变为ts后表现为雌株,玉米雌雄同株M的基因型为TsTs,则实验中品系M作为父本,品系甲和乙的基因型为tsts,则作为母本。由于基因A只有一个插入到玉米植株中,因此该玉米相当于杂合子,可以看做为AO,没有插入基因A的植株基因型看做为OO,则分析实验如下:
实验一:品系M(OOTsTs)×甲(AOtsts)→F1AOTsts抗螟雌雄同株1:OOTsts非抗螟雌雄同株1;让F1AOTsts抗螟雌雄同株自交,若基因A插入到ts所在的一条染色体上,则F1AOTsts抗螟雌雄同株产生的配子为Ats、OTs,那么后代为1AAtsts抗螟雌株:2AOTsts抗螟雌雄同株:1OOTsTs非抗螟雌雄同株,该假设与题意相符合,因此说明实验一中基因A与基因ts插入到同一条染色体上。
实验二:品系M(OOTsTs)×乙(AOtsts)→F1AOTsts抗螟矮株雌雄同株1:OOTsts非抗螟正常株高雌雄同株1,选取F1AOTsts抗螟矮株雌雄同株自交,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=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,说明基因A与基因ts没有插入到同一条染色体上,则基因A与基因ts位于非同源染色体上,符合基因自由组合定律,其中雌雄同株:雌株=3:1,但是抗螟:非抗螟=1:1不符合理论结果3:1,说明有致死情况出现。
【详解】(1)根据题意和实验结果可知,实验一中玉米雌雄同株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,根据以上分析可知,实验二中F1的非抗螟植株基因型为OOTsts,因此为雌雄同株。
(2)根据以上分析可知,实验一的F1AOTsts抗螟雌雄同株自交,后代F2为1AAtsts抗螟雌株:2AOTsts抗螟雌雄同株:1OOTsTs非抗螟雌雄同株,符合基因分离定律的结果,说明实验一中基因A与基因ts插入到同一条染色体上,后代中抗螟雌株的基因型为AAtsts,将F2中AAtsts抗螟雌株与AOTsts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)根据以上分析可知,实验二中选取F1AOTsts抗螟矮株雌雄同株自交,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=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的2号染色体上,且F2中抗螟矮株所占比例小于理论值,说明A基因除导致植株矮小外,还影响了F1的繁殖,根据实验结果可知,在实验二的F1中,后代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,而F2中抗螟矮株所占比例小于理论值,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中抗螟矮植株中ts的基因频率不变,仍然为1/2;根据以上分析可知,F2中抗螟矮株的基因型雌雄同株为1/3AOTsTs、2/3AOTsts,雌株基因型为AOtsts,由于F1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植株雌株AOtsts所占比例为1/2×1/3=1/6。
【点睛】本题考查基因分离定律和自由组合定律的知识点,要求学生掌握基因分离定律和自由组合定律的实质和常见的分离比,能够根据题意和实验结果分析相关个体的基因型及其比例,充分利用题干中的条件和比例推导导致后代比例异常的原因,这是该题考查的难点,能够利用配子法计算相关个体的比例,这是突破该题的重点。
15. 性状 性状是否分离 1和3 a、c、d、b 感病、抗病 Mp的A1基因发生了突变 (A类)基因(型)频率改变 将含有不同抗病基因的品种轮换/间隔种植;将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中
【详解】【分析】该题主要考查遗传定律的应用、基因、蛋白质与性状的关系及育种方法的有关知识。要获得纯合的新品种,结合题意,首先通过不同品种杂交,将不同的抗性结合到一起,再通过自交使之出现纯合子,最后用PCR技术筛选出纯合子植株作为稳定遗传的新品种。
【详解】(1)水稻的抗病与感病符合同一种生物的同一性状的不同表现型,是一对相对性状;通过观察自交子代是否发生性状分离来确定纯合子、杂合子的情况;
(2)①甲品种与感病品种杂交后,对不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果分析,植株1只有和M的200bp的基因相同的基因,基因型为R1R1,植株3有和M相同的基因,基因型为R1r1,植株2只有和M的400bp的基因相同的基因,基因型为r1r1,所以1和3为抗病植株,2为感病植株;
②为了在较短时间内选育新的纯合抗病植株,先让甲、乙杂交得到子一代,再用子一代(R1r1R2r2r3r3)植株与丙(r1r1r2r2R3R3)杂交,得到四种不同基因型的子代,然后用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到9种不同基因型的子代, 最后用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株;
(3)基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻被基因型a1a1A2A2a3a3为的Mp侵染,因只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活,基因型为R1R1r2r2R3R3的水稻没有R2蛋白与Mp的A2蛋白结合,抗病反应不能被激活;基因型为r1r1R2R2R3R3的水稻中有与A2蛋白结合的相应的R2蛋白,抗病反应能被激活,因此这两种水稻的抗病性表现依次为感病、抗病;
(4)每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3.),几年后甲品种丧失了抗病性,由于水稻的基因没有变异,只能是 Mp(A1A1a2a2a3a3)的A1基因发生突变,使甲品种R1蛋白没有A1蛋白与之结合,抗病反应不能被激活,丧失抗性 ;
(5)由于Mp有多种不同基因型的个体,而单一抗病类型的水稻只对其中一种Mp有抗性,长期种植这一种类型将会引起Mp种群中其他类型的个体大量繁殖,其A基因频率升高,该品种不能对其他类型的Mp有抗性,导致其抗病性逐渐减弱直至丧失,无法再生产中继续使用;
(6)为避免单一抗病类型的水稻品种抗病性丧失过快,可以将不同水稻抗病品种(甲、乙、丙)混种;育种时培养同时含有多对抗性基因的纯合子品种(如R1R1R2R2R3R3)。
【点睛】其一要抓住“只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活”这一条件,才能判断感病和抗病类型;其二单一抗病类型的水稻客观上对Mp起到选择作用,导致其他类型的Mp留下来,其中的A基因频率升高,这种水稻对这些Mp没有抗性,在生产上就没有价值了。
16. 常 隐 17.ACD 18. 1 AA 19.不需要 由表 可知,Ⅱ-5基因型为AA,Ⅱ-6基因型不管为什么,后代肯定含有A基因,不患病,因此不需要做基因检测 20.D
【分析】识图分析可知,图中亲代Ⅰ-1和Ⅰ-2表现正常,而子代中Ⅱ-2女儿表现为患者,即“无中生有为隐性,且女病父正非伴性”,故该病为常染色体隐性遗传病。假设用A、a基因控制该性状,则亲代Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型都为Aa,患者的基因型都为aa。
16.根据以上分析可知,该病为常染色体上隐性基因控制的遗传病。
17.由上分析可知,该病为常染色体隐性遗传病,根据后代有隐性纯合子可知,Ⅰ-1肯定是杂合子,其初级卵母细胞一定含有等位基因,即一定有正常基因和致病基因,次级卵母细胞、第一极体和卵细胞不一定含有致病基因,综上所述,故B不符合题意,A、C、D符合题意。故选ACD。
18.根据题意可知,CF基因有260对碱基,分析表格数据可知,91bp和169bp是正常CF基因酶切的结果,故推测正常基因含有1个BSTvI酶切点。根据表格数据可知,Ⅱ-1的基因被酶切后只产生了91bp和169bp的片段,说明Ⅱ-1的基因只有正常的CF基因,即基因型为AA。
19.根据表中数据分析可知,表中Ⅱ-5的基因被酶切后只产生了91bp和169bp的片段,说明Ⅱ-5的基因只有正常的CF基因,即基因型为AA,那么Ⅱ-5与Ⅱ-6婚配,无论Ⅱ-6的基因型是为什么,后代都有A基因,则表现正常,因此Ⅱ-6不需要做基因检测。
20.基因治疗是把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的,这是治疗遗传病的最有效的手段,因此将CF基因导入肺部上皮细胞属于基因治疗。综上所述,D正确,A、B、C错误。故选D。
【点睛】本题考查遗传病的知识点,要求学生掌握常见人类遗传病的类型和特点,能够正确分析系谱图判断遗传病的遗传方式,这是突破该题的关键,分析表中的数据获取有效信息,判断酶切的位点和相关个体的基因型,利用基因分离定律的知识点推导后代的基因型和发病情况,把握基因治疗的概念和意义,这是该题考查的重点。
21. 显性性状 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。
【分析】本题主要考查基因分离定律的相关知识。验证分离定律有两种方法:自交法(杂合子自交后代性状表现为3:1)和测交法(后代性状表现为1:1)
【详解】(1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子中存在控制该性状的一对等位基因,其通常表现的性状是显性性状。
(2) 玉米是异花传粉作物,茎顶开雄花,叶腋开雌花,因自然条件下,可能自交,也可能杂交,故饱满的和凹陷玉米子粒中可能有杂合的,也可能是纯合的,用这两种玉米子粒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。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。
【点睛】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。
22. 若甲为腋花,则腋花为显性,顶花为隐性,若甲为顶花,则腋花为隐性,顶花为显性;若乙为高茎,则高茎是显性,矮茎是隐性性状,若乙为矮茎,则矮茎为显性,高茎为隐性性状。 aaBb矮茎腋花 Aabb高茎顶花 高茎腋花:高茎顶花:矮茎腋花:矮茎顶花=1:1:1:1。 aabb 1:1 相同
【分析】基因分离定律:在生物的体细胞中,控制同一性状的的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
基因的自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
【详解】(1)根据甲自交后代出现腋花和顶花性状分离可以确定这对性状的显隐性,若甲为腋花,则腋花为显性,顶花为隐性,若甲为顶花,则腋花为隐性,顶花为显性;根据乙自交后代出现高茎和矮茎的性状分离可确定该性状的显隐性,若乙为高茎,则高茎是显性,矮茎是隐性性状,若乙为矮茎,则矮茎为显性,高茎为隐性性状。
(2)经分析,确定高茎和腋花为显性性状,若用A/a表示控制茎高度的基因、B/b表示控制花位置的基因,根据甲和乙的自交后代均出现性状分离可知,甲和乙均为杂合子,故甲的基因型为:aaBb,表现为矮茎腋花;乙的基因型为:Aabb,表现为高茎顶花。若甲aaBb和乙Aabb杂交,子代中AaBb高茎腋花:Aabb高茎顶花:aaBb矮茎腋花:aabb矮茎顶花=1:1:1:1。
(3)若要验证甲和乙的基因型,可用测交的方法,则丙应该为隐性纯合子aabb。分别与甲、乙进行测交,若甲测交后代:矮茎腋花:矮茎顶花=1:1,则甲基因型为aaBb;若乙测交后代:高茎顶花:矮茎顶花=1:1,则乙基因型为Aabb,而且甲乙测交后代的分离比均为1:1。由于自花传粉植物无性染色体,两对基因均在常染色体上,故乙测交的正反交结果相同,均为高茎顶花:矮茎顶花=1:1。
【点睛】若控制某对性状的基因位于常染色体上,则测交正反交的表现型一致;若控制该性状的基因位于X染色体上,则测交正反交结果不一致。
23. 一 显 A1对A2为显性;A2对A3为显性 雄性不育 A2A3:A3A3=1:1 A1A1 所得种子中混有A3A3自交产生的种子、A2A3 与A3A3杂交所产生的种子,这些种子在生产上无杂种优势且部分雄性不育
【分析】分析遗传图解,杂交一中,雄性不育植株与品系1杂交,F1全部育性正常,F1自交获得的F2中育性正常和雄性不育出现性状分离比为3:1,由此推测控制雄性不育和育性正常是一对相对性状,由一对等位基因控制。
杂交二中,亲本雄性不育与品系3杂交,后代全为雄性不育,说明雄性不育为显性,品系3 的性状为隐性。F1雄性不育与品系3杂交,后代育性正常:雄性不育比例为1:1,属于测交实验。
【详解】(1)①通过分析可知,育性正常与雄性不育性状受一对等位基因控制;杂交二中,雄性不育为显性性状。
②品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3,通过分析可知,杂交一A1为显性基因,A2为隐性,杂交二A2为显性,A3为隐性,由此推断A1、A2、A3之间的显隐性关系是:A1>A2>A3。
(2)①通过杂交二,可将品系3 (A3A3)的优良性状与雄性不育株(A2 A2)杂交,得到A2A3,再与A3A3杂交,得到A2A3:A3A3=1:1。
②将A2A3和A3A3种植成母本行,将基因型为A1A1的品系1种成父本行,制备YF1即A1A3。
③由于母本行是A2A3(雄性不育)和A3A3(雄性可育),父本行是A1A1(雄性可育),要得到YF1(A1A3),需要在油菜刚开花时应拔除母本行中A2A3(雄性不育,其雄蕊异常、肉眼可辨)植株,否则,所得种子中混有A3A3自交产生的种子、A2A3 与A3A3杂交所产生的种子,这些种子在生产上无杂种优势且部分雄性不育,种植后会导致减产。
(3)将E基因移入A2基因所在的染色体,将e基因移入A3基因所在的染色体,则表现E基因性状个体为不育,未表现E基因性状个体为可育,这样可以通过判断是否表现E基因性状而对A2A3和A3A3进行判断。
【点睛】本题考查基因分离定律的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力。
24. 伴X染色体隐性遗传 杂交组合甲的亲本均为野生型,F1中雌性个体均为野生型,而雄性个体中出现了朱红眼 BbXAXa BbXAY 两对等位基因均为隐性时表现为白色
【分析】根据杂交组合甲分析可得,等位基因A、a位于X染色体上;根据杂交组合乙分析可得,等位基因B、b位于常染色体上;同时结合杂交组合甲、乙、丙分析可知,白眼雄性个体是由于两对等位基因均呈隐性表达时出现。
【详解】(1)分析杂交组合甲可得,野生型和朱红眼的遗传方式受到性别影响,两个野生型亲本杂交,得到全是野生型的雌性后代和既有野生型又有朱红眼雄性后代,故野生型和朱红眼的遗传方式为伴X染色体隐性遗传;
(2)分析可得A、a基因位于X染色体上,后代中雌性无朱红眼,雄性有朱红眼,所以亲本基因型为XAXa和XAY,B、b基因位于常染色体上,后代中出现野生型:棕眼=3:1,故亲本基因型为Bb和Bb,因此杂交组合丙中亲本的基因型为BbXAXa和BbXAY;F1中出现白眼雄性个体的原因可以发现是由于A、a基因和B、b基因均呈隐性表达时出现;
(3)由于杂交组合丙中亲本的基因型为BbXAXa和BbXAY,故杂交组合丙F1中的白眼雄性个体的基因型为bbXaY,可产生的配子为bXa和bY,比例为1:1;由于B、b基因位于常染色体上,丙组F1中出现棕眼个体且没有朱红眼个体,故杂交组合乙中的雌性亲本的基因型为BbXAXA可产生的配子为BXA和bXA,比例为1:1;因此可获得后代基因型有BbXAXa、bbXAXa、BbXAY和bbXAY,且比例满足1:1:1:1,故遗传图解如下:
【点睛】此题考查基因分离定律和自由组合的应用、遗传的细胞学基础,侧重考查利用遗传学基本原理分析、解释遗传现象的能力,考查理解能力和科学思维能力。本题易错点在于判断白眼雄性个体的产生原因,白眼雄性个体的产生不是一个或两个的偶然原因,所以需要排除基因突变的可能性,又由于白眼雄性个体数量满足一定比例,我们才可判断白眼雄性个体是由于两个等位基因均为隐性表达时产生。
五年2018-2022高考生物真题按知识点分类汇编101-生实验与探究(含解析): 这是一份五年2018-2022高考生物真题按知识点分类汇编101-生实验与探究(含解析),共30页。试卷主要包含了单选题,综合题,实验题等内容,欢迎下载使用。
五年2018-2022高考生物真题按知识点分类汇编74-生物与环境-群落的物种组成及丰富度实验(含解析): 这是一份五年2018-2022高考生物真题按知识点分类汇编74-生物与环境-群落的物种组成及丰富度实验(含解析),共14页。试卷主要包含了单选题,综合题等内容,欢迎下载使用。
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