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2020江苏高考生物二轮讲义:2专题七 遗传的基本规律和人类遗传病
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专题七 遗传的基本规律和人类遗传病
1.孟德尔遗传实验的科学方法(C) 2.基因的分离定律和自由组合定律(C) 3.伴性遗传(C)
4.人类遗传病的类型(A) 5.人类遗传病的监测和预防(B) 6.人类基因组计划及其意义(A)
►[疏漏诊断]
1.孟德尔遗传规律的正误判断
(1)孟德尔以豌豆为研究材料,采用人工杂交的方法,发现了基因分离与自由组合定律(√)
(2)孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型(×)
(3)在孟德尔两对相对性状杂交实验中,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。其中,F1产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子的数量之比为1∶1(×)
(4)假定五对等位基因自由组合,则杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的子代中,有一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的个体所占比率是1/32(×)
2.与伴性遗传相关的正误判断
(5)摩尔根等人以果蝇为研究材料,通过统计后代雌雄个体眼色性状分离比,认同了基因位于染色体上的理论(√)
(6)性染色体上的基因都与性别决定有关(×)
(7)基因和染色体行为存在明显的平行关系,所以基因全部位于染色体上(×)
(8)含X染色体的配子是雌配子,含Y染色体的配子是雄配子(×)
(9)某对表现型正常的夫妇生出了一个红绿色盲的儿子和一个表现型正常的女儿,该女儿与一个表现型正常的男子结婚,生出一个红绿色盲基因携带者的概率是1/4(×)
►[长句冲关]
1.概述性知识
(1)表现型、基因型及环境之间的关系是表现型是由基因型和环境共同决定的。
(2)自由组合定律的实质是同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(3)研究基因位于染色体上的实验证据时,摩尔根及其同事提出的假说是控制白眼的基因在X染色体上,而Y染色体不含有它的等位基因。
2.程序性诱问
(4)孟德尔一对相对性状的杂交实验中,实现3∶1的分离比必须同时满足的条件有哪些?请分析。
观察子代样本数目足够多;F1形成的两种配子数目相等且生活力相同;雌雄配子结合的机会相等;F2不同基因型的个体存活率相等。
(5)萨顿提出基因在染色体上,他得出这一推论的依据是基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
(6)若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表现型,但比例为42%∶8%∶8%∶42%,试解释出现这一结果的可能原因:A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上,且部分初级性母细胞发生交叉互换,产生四种类型的配子,其比例为42%∶8%∶8%∶42%。
(7)用一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型,据此推测基因的位置及造成性别比例改变的可能原因:基因位于X染色体上,显性基因纯合时致死(或雄性显性个体致死)。
热考命题1 孟德尔定律及其应用[学生用书P41]
1.(2019·高考江苏卷)杜洛克猪毛色受独立遗传的两对等位基因控制,毛色有红毛、棕毛和白毛三种,对应的基因组成如表。请回答下列问题:
毛色
红毛
棕毛
白毛
基因组成
A_B_
A_bb、aaB_
aabb
(1)棕毛猪的基因型有________种。
(2)已知两头纯合的棕毛猪杂交得到的F1均表现为红毛,F1雌雄交配产生F2。
①该杂交实验的亲本基因型为________________________________________________________________________。
②F1测交,后代表现型及对应比例为________________________________________________________________________。
③F2中纯合个体相互交配,能产生棕毛子代的基因型组合有________种(不考虑正反交)。
④F2的棕毛个体中纯合体的比例为________。F2中棕毛个体相互交配,子代白毛个体的比例为________。
(3)若另一对染色体上有一对基因I、i,I基因对A和B基因的表达都有抑制作用,i基因不抑制,如I_A_B_表现为白毛。基因型为IiAaBb的个体雌雄交配,子代中红毛个体的比例为________,白毛个体的比例为________。
解析:(1)结合表格分析,棕毛猪的基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,共4种。(2)①亲本都为纯合棕毛猪,F1均表现为红毛,则F1的基因型为AaBb,亲本基因型为AAbb和aaBB。②据题干信息,控制猪毛色的两对等位基因独立遗传,则两对基因在遗传时遵循基因的自由组合定律。F1(AaBb)与aabb进行测交,后代的基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,表现型及比例为红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1。③F1雌雄交配产生F2,F2的基因型有A_B_、A_bb、aaB_、aabb,其中纯合个体的基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb,其中AAbb×aabb、aaBB×aabb、AAbb×AAbb、aaBB×aaBB,共4种组合能产生棕毛子代。④F2中棕毛个体的基因型为A_bb、aaB_,所占比例为6/16,纯合棕毛个体所占比例为2/16,则F2的棕毛个体中纯合体的比例为1/3。F2中棕毛个体的基因型及比例为AAbb∶Aabb∶aaBB∶aaBb=1∶2∶1∶2,其中1/3Aabb(♀)×1/3aaBb(♂)、1/3Aabb(♂)×1/3aaBb(♀)、1/3Aabb×1/3Aabb、1/3aaBb×1/3aaBb组合后代可以出现白毛,所占比例为(1/3)×(1/3)×(1/2)×(1/2)×2+(1/3)×(1/3)×(1/4)+(1/3)×(1/3)×(1/4)=1/9。(3)据题干信息,I、i位于另一对同源染色体上,则I/i与A/a、B/b在遗传时也遵循自由组合定律。基因型为IiAaBb的雌雄个体交配,后代红毛个体的基因型应为iiA_B_,其所占比例为(1/4)×(9/16)=9/64,后代白毛个体的基因型为I_____、iiaabb,其所占比例为3/4+(1/4)×(1/16)=49/64。
答案:(1)4 (2)①AAbb和aaBB ②红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1 ③4 ④1/3 1/9 (3)9/64 49/64
2.(2017·高考江苏卷,T32)人类某遗传病受一对基因(T、t)控制。3个复等位基因IA、IB、i控制ABO血型,位于另一对染色体上。A血型的基因型有IAIA、IAi,B血型的基因型有IBIB、IBi,AB血型的基因型为IAIB,O血型的基因型为ii。两个家系成员的性状表现如下图,Ⅱ3和Ⅱ5均为AB血型,Ⅱ4和Ⅱ6均为O血型。请回答下列问题:
(1)该遗传病的遗传方式为____________。Ⅱ2基因型为Tt的概率为________。
(2)Ⅰ5个体有________种可能的血型。Ⅲ1为Tt且表现A血型的概率为________。
(3)如果Ⅲ1与Ⅲ2婚配,则后代为O血型、AB血型的概率分别为________、________。
(4)若Ⅲ1与Ⅲ2生育一个正常女孩,可推测女孩为B血型的概率为________。若该女孩真为B血型,则携带致病基因的概率为________。
解析:(1)由Ⅰ1、Ⅰ2正常而Ⅱ1患病,可知该病为常染色体隐性遗传病。Ⅰ1、Ⅰ2的基因型均为Tt,则Ⅱ2的基因型为1/3TT、2/3Tt。(2)因Ⅱ5为AB血型,基因型为IAIB,则Ⅰ5至少含IA与IB之一,故可能为A血型(IAIA、IAi)、B血型(IBIB、IBi)、AB血型(IAIB),共3种。Ⅰ1、Ⅰ2的基因型均为Tt,Ⅱ3的基因型是1/3TT、2/3Tt,产生的配子为2/3T、1/3t。Ⅰ3的基因型为tt,则Ⅱ4的基因型是Tt,产生的配子为1/2T、1/2t,则Ⅲ1为Tt的概率是(2/3×1/2+1/3×1/2)/(1-1/3×1/2)=3/5。Ⅱ3的血型(AB型)的基因型是IAIB、Ⅱ4的血型(O型)的基因型是ii,则Ⅲ1为A血型的概率是1/2,故Ⅲ1为Tt且表现A血型的概率为3/5×1/2=3/10。(3)由题干信息可推知,Ⅲ1和Ⅲ2的基因型都是1/2IAi、1/2IBi,产生的配子都是1/4IA、1/4IB、1/2i,则他们生出O血型ii孩子的概率是1/2×1/2=1/4,生出AB血型孩子的概率是1/4×1/4×2=1/8。(4)Ⅲ1和Ⅲ2生育正常女孩为B血型的概率,等同于Ⅲ1和Ⅲ2生出B血型孩子的概率,由第(3)问可知,Ⅲ1和Ⅲ2产生的配子都是1/4IA、1/4IB、1/2i,则Ⅲ1和Ⅲ2生出B血型孩子的概率为1/4×1/4+2×1/4×1/2=5/16。该正常女孩携带致病基因的概率与该女孩是否为B血型无关,由第(2)问可知Ⅲ1的基因型是3/5Tt、2/5TT(产生的配子为7/10T、3/10t),Ⅲ2的基因型是1/3TT、2/3Tt(产生的配子为2/3T、1/3t),则他们生育的正常女孩携带致病基因的概率与生育正常孩子携带致病基因的概率相同,即(7/10×1/3+3/10×2/3)/(1-3/10×1/3)=13/27。
答案:(1)常染色体隐性 2/3 (2)3 3/10 (3)1/4 1/8 (4)5/16 13/27
本考点主要考查遗传规律的应用及概率计算,意在考查学生由图表获取的信息能力和分析推理能力。
1.两大遗传定律的实质
2.一对等位基因相关的分离比
(1)若正常完全显性,则Aa×Aa→3(A_)∶1aa。
(2)若是不完全显性,则Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa。
(3)若是显性纯合致死,则Aa×Aa→2Aa∶1aa。
(4)若是隐性纯合致死,则Aa×Aa→全为显性。
(5)若是显性花粉致死,则Aa×Aa→1Aa∶1aa。
(6)若是隐性花粉致死,则Aa×Aa→全为显性;XAXa×XaY→1(XAY)∶1(XaY)。
3.两对及两对以上等位基因相关的性状分离比
(1)自由组合正常
①常染色体上的两对等位基因(AaBb)
②常染色体上的三对等位基因(AaBbCc)
③AaXBXb×AaXBY(A、a控制白化病,B、b控制色盲)
(2)基因互作变式
AaBb自交后代比例
AaBb测交后代比例
9∶(3+3)∶1→9∶6∶1
1∶2∶1
9∶(3+3+1)→9∶7
1∶3
(9+3)∶3∶1→12∶3∶1
2∶1∶1
(9+3+3)∶1→15∶1
3∶1
9∶3∶(3+1)→9∶3∶4
1∶1∶2
1∶(2+2)∶(1+4+1)∶
(2+2)∶1→1∶4∶6∶4∶1
0∶0∶1∶2∶1
(9+3+1)∶3→13∶3
3∶1
(3)纯合致死变式
(4)完全连锁
(5)部分连锁与部分组合
1.人的能卷舌与不能卷舌是一对相对性状,由一对等位基因控制。下表为某兴趣小组调查得到的相关数据。回答下列问题:
组别
家庭数
父母表现型
能卷舌子女
不能卷舌子女
Ⅰ
24
都能卷舌
28
5
Ⅱ
41
只有一个
能卷舌
33
22
(1)根据调查结果判断显性性状为________,为了初步探究等位基因是否位于X染色体上,调查组应该增加的操作是________________________________________________________________________。
(2)若相关基因位于常染色体上,那么第Ⅰ组调查结果中能卷舌与不能卷舌的子女数量比与3∶1相差甚远的合理的解释是________________________________________________________________________。
一对能卷舌的夫妇已经生了一个不能卷舌的孩子,若全面放开生育政策,则他们二胎(单胎)和三胎(单胎)中只有一人能卷舌的概率为________。
(3)另一个小组对同卵双胞胎也进行了能否卷舌的相关调查,结果如图所示。
该小组选择同卵双胞胎进行调查的原因是________________________________________________________________________,
该调查结果说明了________________________________________________________________________。
解析:(1)据组别Ⅰ,父母都能卷舌,却生出了不能卷舌的子女,可判断出能卷舌为显性性状。若要判断相关基因是否在X染色体上,需要看子代的表现型是否和性别相关联,需统计后代男、女中能卷舌和不能卷舌的比例。若后代男女中相关表现型的比例相同,则该基因位于常染色体上,若男女中相关表现型的比例不同,则该基因位于X染色体上。也可以统计不能卷舌(母)、能卷舌(父)家庭子女的情况来判断。(2)若相关基因位于常染色体上,设相关基因为A、a,那么组别Ⅰ亲代父母的基因型组合有Aa×Aa、AA×Aa、AA×AA,因此后代中能卷舌与不能卷舌的分离比不符合3∶1。能卷舌的父母生了一个不能卷舌的孩子,则亲本的基因型都为Aa,能卷舌父母生出不能卷舌孩子的概率为1/4,生出能卷舌孩子的概率为3/4,能卷舌父母生育的二胎(单胎)和三胎(单胎)中只有一人能卷舌存在两种情况,即二胎能卷舌、三胎不能卷舌和二胎不能卷舌、三胎能卷舌,其概率为(1/4)×(3/4)×2=3/8。(3)同卵双胞胎的核遗传物质完全相同,可以通过对同卵双胞胎能卷舌和不能卷舌情况的调查来研究环境对性状的影响。
答案:(1)能卷舌 统计能卷舌与不能卷舌在男、女中的比例[或统计不能卷舌(母)、能卷舌(父)家庭子女的情况]
(2)父母中既有纯合子,也有杂合子 3/8
(3)同卵双胞胎核遗传物质完全相同,可以研究环境对其性状的影响 能否卷舌受到基因与环境的共同影响(或环境也能影响能否卷舌的性状)
2.(2019·高考全国卷Ⅱ)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一系列实验。
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)植株杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3
回答下列问题。
(1)甘蓝叶色中隐性性状是________,实验①中甲植株的基因型为________。
(2)实验②中乙植株的基因型为________,子代中有________种基因型。
(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是____________________;若杂交子代均为紫叶,则丙植株所有可能的基因型是____________________;若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1,则丙植株的基因型为________。
解析:(1)(2)根据题干信息可知,甘蓝叶色受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为隐性性状,其他基因型的个体均表现为显性性状。由于绿叶甘蓝(甲)植株的自交后代都表现为绿叶,且绿叶甘蓝(甲)和紫叶甘蓝(乙)的杂交后代中绿叶∶紫叶=1∶3,可推知甲植株的基因型为aabb,乙植株的基因型为AaBb。实验②中aabb(甲)×AaBb(乙)→Aabb(紫叶)、AaBb(紫叶)、aaBb(紫叶)、aabb(绿叶),故实验②中子代有4种基因型。(3)紫叶甘蓝(丙)的可能基因型为AABB、AABb、AAbb、AaBb、AaBB、Aabb、aaBB、aaBb,甲植株与紫叶甘蓝(丙)植株杂交,可能出现的结果为:aabb×Aabb→Aabb(紫叶)、aabb(绿叶)或aabb×aaBb→aaBb(紫叶)、aabb(绿叶)或aabb×AABB→AaBb(紫叶)或aabb×AABb→AaBb(紫叶)、Aabb(紫叶)或aabb×AAbb→Aabb(紫叶)或aabb×AaBB→AaBb(紫叶)、aaBb(紫叶)或aabb×aaBB →aaBb(紫叶)或aabb×AaBb→3紫叶∶1绿叶,故若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是Aabb、aaBb;若杂交子代均为紫色,则丙植株所有可能的基因型是AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb。aabb×AABB→F1:AaBb(紫叶),F1自交,F2的基因型为9/16A_B_(紫叶)、3/16A_bb(紫叶)、3/16aaB_(紫叶)、1/16aabb(绿叶),即紫叶∶绿叶=15∶1。
答案:(1)绿色 aabb
(2)AaBb 4
(3)Aabb、aaBb AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb AABB
3.果蝇的灰身、黑身是一对相对性状(相关基因用A、a表示),长翅、残翅是一对相对性状(相关基因用B、b表示),A、a和B、b位于两对同源染色体上。在25 ℃环境中培养可发育为长翅果蝇的幼虫,如果在35 ℃环境中培养,成体为残翅。现有两只果蝇杂交,将F1幼虫随机均分为甲、乙两组。甲组在25 ℃环境中培养,成体的表现型及比例如图1和图2所示。乙组在35 ℃环境中培养。请回答下列问题:
(1) A、a和B、b两对基因的遗传均遵循________定律。
(2)亲代雌、雄果蝇的基因型分别为________________。
(3)F1中黑身长翅果蝇的基因型为________,乙组果蝇的表现型为________,纯合子所占比例为________。
(4)为检测F1中灰身长翅雌果蝇(X)的基因型,让其与________(写个体来源及表现型)雄果蝇杂交,若F2幼虫________________________________________________________________________,
则X果蝇为纯合子。
(5)由以上分析可知,生物的表现型由________________________________________________________________________
决定。
解析:(1)同源染色体上等位基因的遗传遵循基因的分离定律。(2)仅考虑体色,根据甲组成体雌性和雄性中灰身与黑身的比例均为3∶1,可判断双亲相关的基因型均为Aa;仅考虑翅形,根据甲组成体雌性和雄性中长翅与残翅的比例均为3∶1,可判断双亲相关的基因型均为Bb。因此双亲的基因型均为AaBb。(3)AaBb×AaBb,F1中黑身长翅果蝇的基因型为aaBB或aaBb;乙组在35 ℃环境中培养,仅考虑翅形,成体均表现为残翅,故乙组表现型为灰身残翅和黑身残翅,纯合子所占比例为4/16=1/4。
(4)检测F1中灰身长翅雌果蝇(X)的基因型,可采用测交方法,让其与甲组中黑身残翅雄果蝇杂交,若F2幼虫在25 ℃环境中培养,成体全为灰身长翅,则X果蝇为纯合子。(5)生物的表现型由基因和环境共同决定。
答案:(1)基因的分离 (2)AaBb、AaBb (3)aaBB或aaBb 灰身残翅和黑身残翅 1/4 (4)甲组中黑身残翅 在25 ℃环境中培养,成体全为灰身长翅 (5)基因和环境共同
4.研究人员对荞麦的若干性状进行了研究,包括花果落粒性、瘦果棱形状、花药大小等性状,已知控制这些性状的基因都不位于同一对同源染色体上。实验选择两株纯合荞麦作为亲本进行杂交获得F1,让F1自交得到F2,实验结果见表。请回答下列问题:
性状
母本
父本
F1
F2(共320株)
花果落粒性
(落、不落)
不落
落
落
落∶不落=240∶80
瘦果棱形状
(尖、圆)
圆
尖
尖
尖∶圆=238∶82
花药大小
(正常、小)
正常
小
正常
正常∶小=
183∶137(9∶7)
(1)由实验结果可知,上述三种性状中,由一对等位基因控制的是________________________________________________________________________。
在该荞麦群体内,与这三对相对性状有关的表现型共有________种,基因型共有________种。F2的植株中,花果落粒、尖棱、正常花药的植株占________。
(2)仅考虑花药大小这对性状(相应的基因用A/a、B/b、C/c……表示),父本、母本的基因型分别为__________。F2的小花药植株中纯合子所占比例为________。如果让F2的植株自交,不发生性状分离的植株理论上有________株。
(3)从F2中随机选择一株正常花药植株与一株小花药植株杂交,杂交后代全部是正常花药植株的概率为________。
解析:(1)根据F1自交所得F2中的相关性状分离比为3∶1可知,花果落粒性、瘦果棱形状均由一对等位基因控制。而根据F2中的相关性状分离比为9∶7可知,花药大小是由两对等位基因控制的。与这三对性状有关的表现型有2×2×2=8(种),相关基因型由四对基因构成,共有3×3×3×3=81(种)。由题表可知,花果落粒、尖棱、正常花药均为显性性状,在F2中花果落粒、尖棱、正常花药个体占(3/4)×(3/4)×(9/16)=81/256。(2)花药大小由2对等位基因(A、a,B、b)控制,A_B_个体表现为正常花药,其他基因型个体表现为小花药,根据F2的相关性状分离比为9∶7,可知F1的基因型为AaBb,则父本、母本的基因型分别为aabb、AABB。F2的小花药植株中纯合子有三种基因型,分别为AAbb、aaBB、aabb,故F2的小花药植株中纯合子占3/7。F2自交,不发生性状分离的植株基因型有AABB(1/16)、A_bb(3/16)、aaB_(3/16)、aabb(1/16),共占1/2,因此,F2自交不发生性状分离的植株理论上有320×(1/2)=160(株)。(3)从F2中选择一株正常花药植株与一株小花药植株杂交,杂交后代全部为正常花药植株的杂交组合有以下几种情况:AABB(1/9)与小花药植株中任意一种类型、AABb(2/9)与aaBB(1/7)、AaBB(2/9)与AAbb(1/7),故杂交后代全部是正常花药植株的概率为1/9+(2/9)×(1/7)+(2/9)×(1/7)=11/63。
答案:(1)花果落粒性、瘦果棱形状 8 81 81/256 (2)aabb、AABB 3/7 160 (3)11/63
热考命题2 伴性遗传与人类遗传病[学生用书P43]
1.(多选)(2019·高考江苏卷,T25)下图为某红绿色盲家族系谱图,相关基因用XB、Xb表示。人的MN血型基因位于常染色体上,基因型有3种:LMLM(M型)、LNLN(N型)、LMLN(MN型)。已知Ⅰ1、Ⅰ3为M型,Ⅰ2、Ⅰ4为N型。下列叙述正确的是( )
A.Ⅱ3的基因型可能为LMLNXBXB
B.Ⅱ4的血型可能为M型或MN型
C.Ⅱ2是红绿色盲基因携带者的概率为1/2
D.Ⅲ1携带的Xb可能来自Ⅰ3
解析:选AC。红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病。分析系谱图可知,Ⅱ1为红绿色盲患者(XbY),可逆推出Ⅰ2的基因型为XBXb,则Ⅱ3关于红绿色盲的基因型可能为XBXb或XBXB,据题干可知;Ⅰ1、Ⅰ2关于血型的基因型分别为LMLM、LNLN,则Ⅱ3关于血型的基因型为LMLN,综合分析Ⅱ3的基因型可能为LMLNXBXB、LMLNXBXb,A正确;Ⅰ3、Ⅰ4关于血型的基因型分别为LMLM、LNLN,故Ⅱ4关于血型的基因型为LMLN ,为MN型,B错误;只考虑红绿色盲,Ⅰ1的基型因为XBY,Ⅰ2的基因型为XBXb,故Ⅱ2是红绿色盲携带者的概率为1/2,C正确;Ⅰ3的红绿色盲基因只能传给女儿,无法传给Ⅱ4,因此Ⅲ1的色盲基因不能来自Ⅰ3,D错误。
2.(2018·高考江苏卷,T12)通过羊膜穿刺术等对胎儿细胞进行检查,是产前诊断的有效方法。下列情形一般不需要进行细胞检查的是( )
A.孕妇妊娠初期因细菌感染引起发热
B.夫妇中有核型异常者
C.夫妇中有先天性代谢异常者
D.夫妇中有明显先天性肢体畸形者
解析:选A。羊膜穿刺术属于产前诊断,主要是确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病,如本题中的B、C、D项都需要进行产前诊断;A项孕妇妊娠初期因细菌感染引起发热不需要进行羊膜穿刺检查。
3.(2015·高考江苏卷,T30)由苯丙氨酸羟化酶基因突变引起的苯丙氨酸代谢障碍,是一种严重的单基因遗传病,称为苯丙酮尿症(PKU),正常人群中每70人有1人是该致病基因的携带者(显、隐性基因分别用A、a表示)。图1是某患者的家族系谱图,其中Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3及胎儿Ⅲ1(羊水细胞)的DNA经限制酶MspⅠ消化,产生不同的片段(kb表示千碱基对),经电泳后用苯丙氨酸羟化酶cDNA探针杂交,结果见图2。请回答下列问题:
图1
图2
(1)Ⅰ1、Ⅱ1的基因型分别为________。
(2)依据cDNA探针杂交结果,胎儿Ⅲ1的基因型是________。Ⅲ1长大后,若与正常异性婚配,生一个正常孩子的概率为________。
(3)若Ⅱ2和Ⅱ3生的第2个孩子表型正常,长大后与正常异性婚配,生下PKU患者的概率是正常人群中男女婚配生下PKU患者的________倍。
(4)已知人类红绿色盲症是伴X染色体隐性遗传病(致病基因用b表示),Ⅱ2和Ⅱ3色觉正常,Ⅲ1是红绿色盲患者,则Ⅲ1两对基因的基因型是________。若Ⅱ2和Ⅱ3再生一正常女孩,长大后与正常男性婚配,生一个红绿色盲且为PKU患者的概率为________。
解析:(1)由正常亲代Ⅰ1和Ⅰ2生了患病女儿Ⅱ1可推知PKU(苯丙酮尿症)为常染色体隐性遗传病,且Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均为Aa,Ⅱ1的基因型为aa。
(2)根据Ⅱ1的基因型为aa,并结合电泳后的杂交结果可知,a基因片段为19 kb的那条杂交条带,A基因片段为23 kb的那条杂交条带,Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ1均具有两条杂交条带,所以他们的基因型均为Aa。由题意可知,正常人群中每70人有1人是该致病基因的携带者,所以正常人群中Aa基因型出现的概率为1/70。Ⅲ1(Aa)长大后与正常异性婚配后生下正常孩子的概率为:1-(1/70×1/4)=279/280。
(3)Ⅱ2和Ⅱ3的基因型均为Aa,他们所生的正常孩子中基因型是Aa的概率为2/3(AA的概率为1/3),孩子长大后与正常异性婚配生患病孩子的概率为2/3×1/70×1/4=1/420。正常人群中男女婚配,生患病孩子的概率为1/70×1/70×1/4=1/19 600。所以Ⅱ2和Ⅱ3所生的正常孩子长大后与正常异性婚配所生患病孩子的概率是正常人群中男女婚配所生患病孩子的46.67倍(1/420÷1/19 600=19 600/420≈46.67)。
(4)对于红绿色盲症来说,由色觉正常的Ⅱ2和Ⅱ3生了患病的Ⅲ1可知,Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别为XBY和XBXb, Ⅲ1的基因型为XbY。上面已推知Ⅲ1与PKU相关的基因型为Aa,所以Ⅲ1的基因型为AaXbY。Ⅱ2和Ⅱ3再生一个正常女孩,针对红绿色盲症的基因型为1/2XBXb或1/2XBXB。这个女孩长大后与正常男性(XBY)婚配,生红绿色盲孩子的概率为1/2×1/4=1/8。上面已经推出Ⅱ2和Ⅱ3所生不患PKU的正常孩子长大后与正常异性婚配生患病孩子的概率为1/420。所以,Ⅱ2和Ⅱ3所生正常女孩长大后与正常男性婚配,生两病皆患孩子的概率为1/8×1/420=1/3 360。
答案:(1)Aa、aa (2)Aa 279/280 (3)46.67 (4)AaXbY 1/3 360
4.(2018·高考江苏卷,T33)以下两对基因与鸡羽毛的颜色有关:芦花羽基因B对全色羽基因b为显性,位于Z染色体上,而W染色体上无相应的等位基因;常染色体上基因T的存在是B或b表现的前提,tt时为白色羽。各种羽色表型见下图。请回答下列问题:
(1)鸡的性别决定方式是____________型。
(2)杂交组合TtZbZb×ttZBW子代中芦花羽雄鸡所占比例为____________,用该芦花羽雄鸡与ttZBW杂交,预期子代中芦花羽雌鸡所占比例为____________。
(3)一只芦花羽雄鸡与ttZbW杂交,子代表现型及其比例为芦花羽∶全色羽=1∶1,则该雄鸡基因型为________。
(4)一只芦花羽雄鸡与一只全色羽雌鸡交配,子代中出现了2只芦花羽、3只全色羽和3只白色羽鸡,两个亲本的基因型为____________,其子代中芦花羽雌鸡所占比例理论上为____________。
(5)雏鸡通常难以直接区分雌雄,芦花羽鸡的雏鸡具有明显的羽色特征(绒羽上有黄色头斑)。如采用纯种亲本杂交,以期通过绒羽来区分雏鸡的雌雄,则亲本杂交组合有(写出基因型)________________________________________________________________________。
解析:(1)鸡的性别决定方式为ZW型。(2)TtZbZb×ttZBW,子代有(1/2Tt∶1/2tt)(1/2ZBZb∶1/2ZbW),其中芦花羽雄鸡(TtZBZb)占1/2×1/2=1/4,该芦花羽雄鸡与ttZBW杂交,子代有(1/2Tt∶1/2tt)(1/4ZBZb∶1/4ZBZB∶1/4ZbW∶1/4ZBW),芦花羽雌鸡(TtZBW)所占比例为1/2×1/4 =1/8。(3)芦花羽雄鸡(T_ZBZ-)与ttZbW杂交,子代表现为芦花羽∶全色羽=1∶1,没有白色羽出现,所以该雄鸡基因型为TTZBZb。(4)一只芦花羽雄鸡(T_ZBZ-)与一只全色羽雌鸡(T_ZbW)交配,子代出现芦花羽、全色羽和白色羽(tt),所以两亲本的基因型为TtZBZb和TtZbW,其子代中芦花羽雌鸡(T_ZBW)所占比例理论上为3/4×1/4=3/16。(5)若通过绒羽来区分雏鸡的雌雄,必须让子代雌雄表现出不同性状,可用含ZbZb的雄鸡和含ZBW的雌鸡作亲本,同时两亲本至少有一方含有TT基因,则亲本杂交组合有TTZbZb×TTZBW、TTZbZb×ttZBW、ttZbZb×TTZBW。
答案:(1)ZW (2)1/4 1/8 (3)TTZBZb
(4)TtZBZb×TtZbW 3/16 (5)TTZbZb×TTZBW; TTZbZb×ttZBW; ttZbZb×TTZBW
本考点主要考查伴性遗传原理规律在人类遗传病及生产实践中的分析应用。要学会分析遗传系谱图及概率计算,针对具体的遗传病能提出合理的防治措施。要具有一定的分析推理能力,学会伴性遗传原理在实践中的运用。
1.辨明X、Y染色体“三种”不同区段
2.牢记“两类”仅位于X染色体上基因的遗传特点
3.理清X、Y染色体同源区段上基因的遗传特点
4.遗传系谱图中遗传病类型的判断技巧
1.(2019·高考全国卷Ⅰ)某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形,宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是( )
A.窄叶性状只能出现在雄株中,不可能出现在雌株中
B.宽叶雌株与宽叶雄株杂交,子代中可能出现窄叶雄株
C.宽叶雌株与窄叶雄株杂交,子代中既有雌株又有雄株
D.若亲本杂交后子代雄株均为宽叶,则亲本雌株是纯合子
解析:选C。控制宽叶和窄叶的基因位于X染色体上,宽叶对窄叶为显性,含基因b的花粉不育,可推出不存在窄叶雌株(XbXb),A正确。宽叶雌株中有纯合子与杂合子,杂合宽叶雌株作母本时,子代雄株可为宽叶,也可为窄叶;纯合宽叶雌株作母本时,子代雄株全为宽叶,B、D正确。当窄叶雄株作父本时,由于含基因b的花粉不育,故后代只有雄性个体,C错误。
2.某药用植物是雌雄异株的二倍体植物(2N=46),其性别决定类型为XY型,宽叶与窄叶为一对相对性状,由基因A、a控制。请回答下列问题:
(1)若对该药用植物进行基因组测序,需要测________条染色体。
(2)某海岛上一大型该药用植物的窄叶种群中,偶然发现一株雌性宽叶植株,若已知该变异由一个基因突变引起,则该突变属于________(填“显性”或“隐性”)突变,为探究该突变基因是位于常染色体上还是位于X染色体上,让该宽叶雌株与窄叶雄株杂交,得到F1,选F1中________植株作父本,________植株作母本杂交得F2,观察F2的叶型。若________________________________________________________________________,
则该突变基因位于常染色体上;若________________________________________________________________________,
则该突变基因位于X染色体上。
(3)若控制其宽叶和窄叶的基因(用A、a表示)位于X和Y染色体同源区段,现利用人工诱变的方式使某窄叶雄株的一个基因发生突变获得一株宽叶雄株,该宽叶雄株的基因型为________,现利用该种群中宽叶或窄叶雌株和上述宽叶雄株进行杂交,若杂交亲本的基因型组合为________________________________________________________________________________,
可依据其子代幼苗叶的宽窄区分雌雄。
解析:(1)该药用植物是二倍体生物,体细胞中含有两个染色体组,共46条染色体,其中常染色体22对(44条),性染色体1对(X、Y或X、X),因此对其进行基因组测序时,需要测22+X、Y染色体上所有的基因,因此要测24条染色体。(2)由于只有一个基因突变,所以该植株是杂合子,表现出来的叶型为显性性状,即宽叶是显性性状,该突变属于显性突变。已知性状的显隐性,判断相关基因是位于X染色体上还是位于常染色体上,应选用隐性雌株和显性雄株进行杂交,题中只给出了宽叶(显性)雌株和窄叶(隐性)雄株,所以先让该宽叶雌株与窄叶雄株杂交,得到F1,选F1中宽叶植株作父本,窄叶植株作母本杂交得F2,观察F2植株叶的表现型及比例:如果F2中雄株全为窄叶,雌株全为宽叶,说明突变基因位于X染色体上;如果子代雌雄株中均有宽叶和窄叶,说明突变基因位于常染色体上。(3)分析题干信息可知,该宽叶雄株基因型为XAYa或XaYA。现利用该种群中宽叶或窄叶雌株和上述宽叶雄株进行杂交,若杂交亲本的基因型组合为XAYa与XaXa,其后代 XAXa(宽叶)和XaYa(窄叶),可依据其子代幼苗叶的宽窄区分雌雄;若杂交亲本的基因型组合为XaYA与XaXa,其后代为XaXa(窄叶)和XaYA(宽叶),也可依据其子代幼苗叶的宽窄区分雌雄。
答案:(1)24
(2)显性 宽叶 窄叶 后代雌雄株皆有宽叶和窄叶 后代雌株全为宽叶,雄株全为窄叶
(3)XAYa或XaYA XAYa与XaXa或XaYA与XaXa
3.乌骨鸡具有药用、观赏等价值,乌骨鸡乌肤的品质与产蛋率均是在杂交育种过程中需要重点考虑的问题。研究发现,乌骨鸡肤色受隐性基因(d)和显性增色基因(B)的控制,其基因型与表现型的关系如表所示。研究人员用川南常羽乌骨雄鸡(深乌肤)与白肤蛋鸡(浅肤)的杂交来研究肤色间的遗传关系及其杂交效果,F1中雄鸡均为浅乌肤,雌鸡均为深乌肤,回答下列问题:
基因型
表现型
B_ZdZd(或ZdW)
深乌肤
B_ZDZ-(或ZDW)
浅乌肤
bbZ-Z-(或Z—W)
浅肤
(1)乌骨鸡肤色的遗传遵循________定律。杂交亲本的基因型为________________________________________________________________________。
(2)用F1中雌鸡与亲本川南常羽乌骨雄鸡回交,回交后代肤色表现型为________。让回交后代自由交配,后代雌鸡中深乌肤个体所占比例为________。这表明适当引入浅肤血缘后,仍可保持后代乌骨鸡的乌肤性状。据此初步推断,研究人员用川南常羽乌骨雄鸡(深乌肤)与白肤蛋鸡(浅肤)杂交的目的是________________________________________________________________________。
(3)对选育出的439只纯合乌骨鸡进行肤色观察时发现,有4.3%的个体由初生时的深乌肤变成浅乌肤,而绝大多数鸡的肤色没有发生变化,保持初生时的乌肤性状。由此推测,乌骨鸡乌肤性状的形成是________________________________________________________________________。
解析:(1)据题中信息可知,D、d基因位于Z染色体上,B、b基因位于常染色体上,两对基因位于两对同源染色体上,则乌骨鸡肤色的遗传遵循基因的自由组合定律。据题干信息,亲本川南常羽乌骨雄鸡(B_ZdZd)与白肤蛋鸡(bbZ-W)杂交,子代雄鸡均为浅乌肤B_ZDZ-,ZD由亲本雌鸡提供,逆推亲本雌鸡的基因型为bbZDW,子代雄鸡表现型一致,雌鸡表现型一致,说明亲本都是纯合子,进一步推断可知,亲本雄鸡的基因型为BBZdZd。(2)F1中雌鸡的基因型为BbZdW,其与亲本川南常羽乌骨雄鸡(BBZdZd)回交,回交后代的基因型为B_ZdZd、B_ZdW,都表现为深乌肤。F1个体(1/4BBZdZd、1/4BbZdZd、1/4BBZdW、1/4BbZdW)自由交配,分析后代雌鸡中深乌肤个体所占的比例只需分析1/2BB与1/2Bb随机交配后代中B_所占的比例,1/2BB与1/2Bb产生b配子的概率为1/4,则B_所占的比例为1-(1/4)×(1/4)=15/16,因此后代雌鸡中深乌肤个体所占比例为15/16。据题干信息,乌骨鸡乌肤的品质与产蛋率均是在杂交过程中需要重点考虑的问题,而题中适当引入浅肤血缘后,仍可保持乌骨鸡的乌肤性状,因此推断,研究人员用川南常羽乌骨鸡与白肤蛋鸡杂交的目的是提高乌骨鸡的产蛋率。(3)据题干信息,选育的439只纯合乌骨鸡中有4.3%的个体由初生时的深乌肤变为浅乌肤,而绝大多数鸡的肤色没有发生变化,由此推测,乌骨鸡乌肤性状的形成既受基因控制,也受环境因素影响。
答案:(1)基因的自由组合(或基因的分离定律和基因的自由组合) BBZdZd、bbZDW
(2)深乌肤 15/16 获得较高产蛋率的乌骨鸡(提高乌骨鸡的产蛋率)
(3)由遗传因素决定的,同时也受环境因素的影响
4.下图为某单基因(用A、a表示)遗传病的系谱图,Ⅲ2、Ⅲ3为双胞胎,不考虑突变,请回答相关问题:
(1)该病的遗传方式为________,能确定基因型的个体为
________________________________________________________________________。
(2)已知Ⅲ2、Ⅲ3为异卵双胞胎,若Ⅲ1患病,Ⅲ2、Ⅲ3基因型不同的概率为________,如果Ⅲ1不患病,Ⅲ2、Ⅲ3基因型同为AA的概率为________。
(3)若该病在人群中的发病率为1/400,则Ⅱ7与正常男性婚配生患病男孩的概率为________。
答案:(1)常染色体隐性遗传 Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ4、Ⅱ2、Ⅱ5
(2)4/9 1/4
(3)1/126
热考命题3 “特殊”遗传现象重点题型[学生用书P45]
1.(2018·高考江苏卷,T6)一对相对性状的遗传实验中,会导致子二代不符合3∶1性状分离比的情况是( )
A.显性基因相对于隐性基因为完全显性
B.子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等,雄配子中也相等
C.子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异,雌配子无差异
D.统计时子二代3种基因型个体的存活率相等
解析:选C。子一代产生的雄配子中两种类型配子活力有差异,不满足雌雄配子随机结合这一条件,则子二代不符合3∶1的性状分离比,C项符合题意。
2.(多选)(2016·高考江苏卷,T24)人类ABO血型有9号染色体上的3个复等位基因(IA,IB和i)决定,血型的基因型组成见下表。若一AB型血红绿色盲男性和一O型血红绿色盲携带者的女性婚配,下列叙述正确的是( )
血型
A
B
AB
O
基因型
IAIA,IAi
IBIB,IBi
IAIB
ii
A.他们生A型血色盲男孩的概率为1/8
B.他们生的女儿色觉应该全部正常
C.他们A型血色盲儿子和A型血色盲正常女性婚配,有可能生O型血色盲女儿
D.他们B型血色盲女儿和AB型血色觉正常男性婚配,生B型血色盲男孩的概率为1/4
解析:选ACD。假设与色觉相关的基因用D、d表示。对照表格,AB型血红绿色盲男性的基因型是IAIBXdY,O型血红绿色盲携带者女性的基因型是iiXDXd,他们生A型血色盲男孩的概率为(1/2)×(1/4)=1/8,A项正确;红绿色盲男性和红绿色盲携带者的女性所生女儿关于色觉的基因型是XDXd、XdXd,可能患红绿色盲,B项错误;AB型血红绿色盲男性和一O型血红绿色盲携带者的女性所生的A型血色盲儿子的基因型为IAiXdY,A型血色觉正常女性的基因型可能为IAiXDXd、IAIAXDXd、IAIAXDXD、IAiXDXD,两者婚配,有可能生O型血色盲女儿(iiXdXd),C项正确;AB型血红绿色盲男性和一O型血红绿色盲携带者的女性婚配,他们所生的B型血色盲女儿的基因型为IBiXdXd,AB型血色觉正常男性的基因型为IAIBXDY,两者婚配,生B型血色盲男孩的概率为(1/2)×(1/2)=1/4,D项正确。
本考点主要考查结合遗传规律分析特殊遗传情况,意在考查学生对遗传规律的理解能力和灵活运用能力。
1.(多选)某科研小组将一对圆眼刚毛的雌、雄果蝇进行杂交,发现其子代的表现型及数目如表所示(Y染色体上无相关基因),下列分析错误的是( )
性状
性别
圆眼刚毛
圆眼截毛
棒眼刚毛
棒眼截毛
雄
310
105
315
104
雌
312
106
0
0
A.题中基因的遗传不遵循基因自由组合定律
B.由子代性别比推测可能存在致死效应
C.在子代圆眼刚毛雌果蝇中纯合子占1/6
D.让子代圆眼截毛果蝇杂交,后代纯合子占2/3
解析:选AC。亲代均为圆眼刚毛果蝇,子代出现棒眼、截毛性状,说明圆眼(A)和刚毛(B)为显性性状,且在子代雌、雄果蝇中,均存在刚毛∶截毛≈3∶1,说明控制刚毛(B)和截毛(b)的基因位于常染色体上,而棒眼性状只在子代雄果蝇中出现,说明控制圆眼(A)和棒眼(a)的基因位于X染色体上,两对基因分别位于两对同源染色体上,符合基因的自由组合定律,A错误;子代中雄∶雌=(310+105+315+104)∶(312+106)=834∶418≈2∶1,而不是1∶1,说明雌果蝇中存在致死效应,B正确;根据前面的分析可知,亲本的基因型为BbXAXa和BbXAY,且子代雌果蝇的致死率约为50%,且致死效应只发生在雌性个体中,说明致死基因型是XAXA,而不是XAXa(母本存活),因此,子代圆眼刚毛雌果蝇中纯合子(BBXAXA)出现的概率为0,C错误;已知子代圆眼截毛果蝇的基因型为bbXAXa和bbXAY,则后代的基因型及比例为bbXAXA(致死)∶bbXAXa∶bbXAY∶bbXaY=1∶1∶1∶1,由此可知,后代纯合子占2/3,D正确。
2.(2019·湖北武汉模拟)某种二倍体动物的血型是由位于某对同源染色体同一位点上的基因KA、KB、KE、k决定的;KA、KB、KE为共显性基因,且对k均为完全显性。推测这类动物血型的表现型和基因型依次有( )
A.4种和7种 B.6种和10种
C.7种和10种 D.8种和9种
解析:选C。若不考虑共显性的情况,则这类动物血型的表现型有KA_、KB_、KE_和kk,共4种,再考虑共显性的情况,其表现型还有KAKB、KAKE和KBKE,共3种,因此,这类动物血型的表现型共有7种;4种基因型的纯合子共有4种,杂合子有C=6(种),基因型共10种。
3.“母性效应”是指子代某一性状的表现型由母体的核基因型决定,而不受本身基因型的支配。椎实螺是一种雌雄同体的软体动物,一般通过异体受精繁殖,但若单独饲养,也可以进行自体受精,其螺壳的旋转方向有左旋和右旋的区分。旋转方向符合“母性效应”,遗传过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.与螺壳旋转方向有关的基因的遗传不遵循基因的分离定律
B.螺壳表现为左旋的个体和表现为右旋的个体的基因型都有3种
C.让图示中F2个体进行自交,其后代螺壳都将表现为右旋
D.欲判断某左旋椎实螺的基因型,可用任意的右旋椎实螺作为父本进行交配
解析:选D。与螺壳旋转方向有关的基因是一对等位基因,且F1自交后代出现三种基因型,其比例是1∶2∶1,说明与螺壳旋转方向有关的基因的遗传遵循基因的分离定律,A项错误。螺壳表现为左旋,说明母本的基因型为dd,故螺壳表现为左旋的个体的基因型为dd或Dd(2种);螺壳表现为右旋,说明母本的基因型为DD或Dd,故螺壳表现为右旋的个体的基因型为DD、dd或Dd(3种),B项错误。“母性效应”是指子代某一性状的表现型由母体的核基因型决定,而不受本身基因型的支配。因此,让图示中F2个体进行自交,基因型为Dd和DD的个体的子代螺壳都将表现为右旋,而基因型为dd的个体的子代螺壳将表现为左旋,C项错误。左旋椎实螺的基因型是Dd或dd,欲判断某左旋椎实螺的基因型,可用任意的右旋椎实螺作父本进行交配,若左旋椎实螺基因型为dd,则子代螺壳均为左旋;若左旋椎实螺基因型为Dd,则子代螺壳均为右旋,D项正确。
4.(多选)某甲虫的有角和无角受等位基因T/t控制,而牛的有角和无角受等位基因F/f控制,如表所示(子代雌雄个体数相当)。下列相关叙述错误的是( )
物种
有角
无角
某甲虫
雄性
TT、Tt
tt
雌性
—
TT、Tt、tt
牛
雄性
FF、Ff
ff
雌性
FF
Ff、ff
A.两头有角牛交配,子代中出现的无角牛为雌性,有角牛为雄性
B.无角雄牛与有角雌牛交配,子代雌性个体和雄性个体中均既有无角,也有有角
C.基因型均为Tt的雄甲虫和雌甲虫交配,子代中有角与无角的比为3∶5
D.如子代中有角甲虫均为雄性、无角甲虫均为雌性,则两只亲本甲虫的基因型一定为TT×TT
解析:选ABD。已知牛的有角/无角性状遗传属于“从性遗传”,雌性有角牛的基因型一定为FF,则子代个体中一定含有基因F,所以,子代的无角牛一定为雌性,有角牛可能为雌性或雄性,A错误;无角雄牛(ff)和有角雌牛(FF)交配,子代(Ff)雌性表现为无角、雄性表现为有角,B错误;由表格信息可知,某甲虫的有角性状只存在于雄性个体中,属于限性遗传,当基因型为Tt的雌、雄甲虫交配时,子代雄性甲虫中有角∶无角=3∶1,而子代雌性甲虫均为无角,另外,子代雄性∶雌性=1∶1,因此,子代中有角∶无角=3∶5,C正确;由于雌性甲虫的表现型与基因型无关,若子代中雄性甲虫均为有角,则亲本甲虫的基因型为TT×TT或TT×Tt或TT×tt,D错误。
热考命题4 遗传实验设计预测[学生用书P46]
1.(2019·高考全国卷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。
解析:(1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子通常表现为显性性状。(2)欲验证基因的分离定律,可采用自交法和测交法。根据题意,现有在自然条件下获得的具有一对相对性状的玉米子粒若干,其显隐性未知,若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律,可让两种性状的玉米分别自交,若某些亲本自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律;若子代没有出现3∶1的性状分离比,说明亲本均为纯合子,在子代中选择两种性状的玉米杂交得F1,F1自交得F2,若F2出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。也可让两种性状的玉米杂交,若F1只表现一种性状,说明亲本均为纯合子,让F1自交得F2,若F2出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律;若F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,说明该亲本分别为杂合子和纯合子,则可验证分离定律。
答案:(1)显性性状
(2)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。(任答两种即可)
2.(2019·高考全国卷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________________________。
解析:(1)由题图可知,翅外展基因与粗糙眼基因分别位于两对同源染色体上,二者能自由组合,两对相对性状的纯合子杂交,F2中翅外展正常眼(一隐一显)个体所占比例是3/16。紫眼基因与翅外展基因位于同一对染色体上,二者不能自由组合。(2)焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇杂交,后代雄蝇中不会出现焦刚毛个体;若反交,子代雄蝇全部为白眼,雌蝇全部为红眼,即子代中白眼个体出现的概率为1/2。(3)欲验证自由组合定律,可以用双杂合个体自交或测交。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,所得F1的表现型为红眼灰体,F1相互交配所得F2的表现型及分离比是红眼灰体∶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,需要分析位于X染色体上的基因,所以要分析红眼/白眼这对相对性状,此时F2的表现型及比例是红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2∶1∶1。
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
3.(2018·高考全国卷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”)。
解析:(1)控制果蝇有眼/无眼性状的基因无论是位于X染色体上还是常染色体上,两亲本杂交,子代中雌雄个体都可能会出现数量相同的有眼和无眼个体,因此不能根据表中给出的杂交结果判断控制有眼/无眼性状基因的位置。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上,只有当无眼为显性性状时,子代雌雄个体中才会出现有眼和无眼性状的分离。(2)假设控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上,可让表中杂交子代中无眼果蝇(♀)和无眼果蝇(♂)交配,观察子代的性状表现。若子代中无眼∶有眼=3∶1,则无眼为显性性状,若子代全为无眼,则无眼为隐性性状。(3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上,则控制三对性状的基因独立遗传。由题表所示杂交结果可知,灰体、长翅性状为显性。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中三对等位基因都杂合,故F1相互交配后,F2中有2×2×2=8(种)表现型。如果黑檀体长翅无眼所占比例为3/64=(1/4)×(3/4)×(1/4),说明无眼性状为隐性。
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
本考点常以非选择题的形式考查学生的科学思维和科学探究能力,遗传实验设计题为高考必考题,信息量大、难度高,也是高考生物学科的压轴题、拉分题。
1.设计杂交实验,判断性状的显隐性
2.3种方法鉴定个体基因型(纯合子或杂合子)
3.验证遗传两大定律的常用方法
4.确定基因的位置
(1)调查统计法确定基因位置
(2)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。
(3)常染色体遗传与伴X染色体遗传
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⇒
(4)伴X染色体遗传与XY染色体同源区段遗传
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:
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:
(5)常染色体遗传与XY染色体同源区段遗传
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。
1.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。统计果蝇的眼色和性别;
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;
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。
2.(2019·潍坊高三期末)果蝇繁殖能力强、具有多对易于区分的相对性状,是遗传学研究的经典实验材料。某小组利用纯合的棒眼、后胸正常、灰身、正常肢、且为CO2敏感型的雄性果蝇,与纯合的圆眼、后胸变形、黑身、短肢、且为CO2耐受型的雌性果蝇进行杂交得到F1,F1雌雄个体相互交配得到F2,统计F2的表现型及比例如下表所示(不考虑基因突变):
眼形
性别
后胸正常、灰身、正常肢∶后胸正常、黑身、短肢∶
后胸变形、灰身、正常肢∶后胸变形、黑身、短肢
CO2的
耐受性
1/2
棒眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
全为耐受型
1/2雄
9∶3∶3∶1
1/2
圆眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
1/2雄
9∶3∶3∶1
请回答下列问题:
(1)根据实验结果推断,显性性状是________________________________。
(2)根据实验结果推断,控制果蝇眼形的基因位于________(填“常”或“X”)染色体上,理由是________。
(3)请解释F2中性状分离比出现9∶3∶3∶1的原因:______________________________。
(4)根据实验结果推断,控制果蝇对CO2的耐受性的基因最可能位于________。为证实该推断,可选择____________________的杂交组合,观察后代的表现型,作为对照。
答案:(1)棒眼、后胸正常、灰身、正常肢
(2)X 若位于常染色体上,F2的性状分离比应该为3∶1,与结果不符,故为伴X染色体遗传
(3)控制胸型的基因位于一对常染色体上,控制体色和肢型的基因共同位于另一对常染色体上,且未发生交叉互换
(4)线粒体 CO2耐受型雄性果蝇和CO2敏感型雌性果蝇
3.已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因(A、a)控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因的位置(X染色体或常染色体)是未知的。下面是3位同学所做的研究。据此回答下列问题:
(1)甲同学用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1。通过甲同学的实验结果,你可以作出________种合理的假设。
(2)现有数量相等的灰体和黄体果蝇,且每种体色的果蝇雌雄各半。乙同学只做一代杂交实验,即可证明这对相对性状的显隐性关系和该等位基因的位置,乙同学的杂交方案是________________________________________________________________________。
(3)若已知灰体为显性性状、黄体为隐性性状,丙同学通过对一长期自由交配的果蝇群体进行抽样调查,解决了该等位基因的位置问题。
①调查方案:寻找________(填体色)的果蝇进行调查,统计________________________。
②预测调查结果:
若________________________________________________________________________,
则控制该性状的基因位于常染色体上。
若________________________________________________________________________,
则控制该性状的基因位于X染色体上。
解析:(1)亲本是灰体雌蝇和黄体雄蝇,后代中灰体∶黄体=1∶1,性状显隐性无法判断,假设灰体是显性,则亲本基因型可以是XAXa(灰体雌蝇)和XaY(黄体雄蝇),果蝇体色的遗传方式为伴X染色体遗传,符合题意;亲本基因型也可以是Aa(灰体雌蝇)和aa(黄体雄蝇),也符合题意;假设灰体是隐性,亲本基因型可以是aa和Aa,其后代表现型及比例为灰体雌性∶黄体雌性∶灰体雄性∶黄体雄性=1∶1∶1∶1,符合题意;当亲本基因型是XaXa和XAY时,后代雌蝇全为黄体,雄蝇全为灰体,不符合题意。综上,通过甲同学的实验结果,可以作出3种合理的假设。(2)本题相关性状显隐性未知,所以要确定该对等位基因的位置,应该选择正反交实验,即多对灰体雌蝇×黄体雄蝇和多对黄体雌蝇×灰体雄蝇(或多对灰体果蝇与黄体果蝇进行正反交),观察正反交结果是否一致。若一致说明相关基因位于常染色体上,若不一致说明相关基因位于X染色体上,并且可以判断显隐性。(3)①在一长期进行自由交配的果蝇群体中寻找黄体果蝇进行调查,统计黄体果蝇的性别比例。②若黄体果蝇中雄性与雌性个体数目差不多,说明该性状与性别无关,控制该性状的基因位于常染色体上。若黄体果蝇中雄性个体数目显著多于雌性,说明该性状与性别相关,控制该性状的基因位于X染色体上。或①在一长期进行自由交配的果蝇群体中寻找灰体果蝇进行调查,统计灰体果蝇的性别比例。②若灰体果蝇中雄性与雌性个体数目差不多,说明该性状与性别无关,控制该性状的基因位于常染色体上。若灰体果蝇中雌性个体数目显著多于雄性,说明该性状与性别相关,控制该性状的基因位于X染色体上。
答案:(1)3 (2)多对灰体雌蝇×黄体雄蝇和多对黄体雌蝇×灰体雄蝇(或多对灰体果蝇与黄体果蝇进行正反交)
(3)①黄体 黄体果蝇的性别比例 ②黄体果蝇中雄性与雌性个体数目差不多 黄体果蝇中雄性个体数目显著多于雌性[或①灰体 灰体果蝇的性别比例 ②灰体果蝇中雄性与雌性个体数目差不多 灰体果蝇中雌性个体数目显著多于雄性]
4.(2019·广州高三模拟)某雌雄异株的二倍体植物,其性别决定方式为XY型。科研人员将抗虫基因M导入该植物一雄株的某条染色体上,使之具有抗虫性。请设计杂交实验来确定基因M所在的染色体,写出简单的思路。
(1)杂交实验过程:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)预期结果及结论:
①若产生的后代中________________,则基因M最可能位于X染色体上;
②若产生的后代中________________,则基因M最可能位于Y染色体上;
③若产生的后代中________________,则基因M位于常染色体上。
解析:(1)将抗虫基因M导入该植物一雄株的某条染色体上,使该雄株具有抗虫性,说明含抗虫基因的染色体只有一条,含相应染色体的个体具有抗虫性状,不含相应染色体的个体不具有抗虫性状。让该抗虫雄株与正常雌株杂交,检测后代的抗虫性。(2)运用假说—演绎法进行推理分析是解答探究类遗传题的关键。①假设基因M位于X染色体上,则该抗虫雄株与正常雌株杂交,后代中仅雌株具有抗虫性,与性别相关;②假设基因M位于Y染色体上,则该抗虫雄株与正常雌株杂交,后代中仅雄株具有抗虫性,与性别相关;③假设基因M位于常染色体上,则该抗虫雄株与正常雌株杂交,后代中不论雌雄均既有抗虫植株,又有不抗虫植株,与性别无关。
答案:(1)让该(抗虫)雄株与(正常)雌株杂交,检测后代的抗虫性 (2)①仅雌株具有抗虫性 ②仅雄株具有抗虫性 ③不论雌雄均既有抗虫植株,又有不抗虫植株
[学生用书P139(单独成册)]
1.(2019·高考全国卷Ⅱ)某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株(植株甲)进行了下列四个实验。
①让植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离
②用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代均为全缘叶
③用植株甲给羽裂叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1
④用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1
其中能够判定植株甲为杂合子的实验是( )
A.①或② B.①或④
C.②或③ D.③或④
解析:选B。实验①中植株甲自交,子代出现了性状分离,说明作为亲本的植株甲为杂合子。实验④中植株甲与另一具有相同性状的个体杂交,后代出现3∶1的性状分离比,说明亲本均为杂合子。在相对性状的显隐性不确定的情况下,无法依据实验②或③判定植株甲为杂合子。
2.(2019·高考全国卷Ⅲ)假设在特定环境中,某种动物基因型为BB和Bb的受精卵均可发育成个体,基因型为bb的受精卵全部死亡。现有基因型均为Bb的该动物1 000对(每对含有1个父本和1个母本),在这种环境中,若每对亲本只形成一个受精卵,则理论上该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为( )
A.250、500、0 B.250、500、250
C.500、250、0 D.750、250、0
解析:选A。由题意可知,1 000对基因型均为Bb的亲本交配,每对亲本只形成一个受精卵,若不考虑致死,一对基因型为Bb的亲本产生基因型为BB、Bb、bb的受精卵的概率分别为1/4、2/4、1/4,1 000对基因型均为Bb的亲本交配,产生基因型为BB、Bb、bb的受精卵的数目分别为250、500、250,由于基因型为bb的受精卵全部死亡,所以该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为250、500、0,A项符合题意。
3.下列遗传现象可以用孟德尔遗传规律解释的是( )
A.R型肺炎双球菌转化成S型菌
B.正常双亲生出21三体综合征患儿
C.同一个豆荚中的豌豆既有圆粒也有皱粒
D.患线粒体遗传病的母亲生出的孩子均患此病
解析:选C。R型肺炎双球菌转化为S型菌不能用孟德尔遗传规律解释,A不符合题意;21三体综合征属于染色体异常遗传病,B不符合题意;同一个豆荚中的豌豆有圆粒和皱粒可以用孟德尔的基因分离定律解释,C符合题意;患线粒体遗传病的母亲生出的孩子均患此病,该病由细胞质中基因控制,而孟德尔遗传规律只适用于细胞核内基因的遗传,D不符合题意。
4.女娄菜为XY型性别决定的雌雄异株植物,其植株绿色(A)对金黄色(a)是显性,且A、a基因仅位于X染色体上。研究发现,含a的花粉粒有60%不能成活。现用杂合的绿色雌株与金黄色雄株杂交获得F1,F1随机传粉获得F2,则F2中金黄色植株所占比例为( )
A.7/17 B.9/17
C.7/20 D.9/20
解析:选B。杂合的绿色雌株基因型为XAXa,产生两种比例相等的雌配子;金黄色雄株的基因型为XaY,由于含a的花粉粒有60%不能成活,因此它产生的两种雄配子类型及比例为Xa∶Y=2∶5。杂交后代F1的基因型及比例为XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY=2∶2∶5∶5,F1产生的雌配子类型及比例为XA∶Xa=1∶3,产生的雄配子类型及比例为XA∶Xa∶Y=5∶2∶10,F1随机传粉获得的F2中金黄色植株所占比例为(3/4)×(2/17)+(3/4)×(10/17)=9/17,B项正确。
5.家蚕的性别决定方式是ZW型,其幼虫结茧情况受一对等位基因Lm(结茧)和Lme(不结茧)控制。在家蚕群体中,雌蚕不结茧的比例远大于雄蚕不结茧的比例。下列叙述正确的是( )
A.Lm基因和Lme基因位于W染色体上,Lm基因为显性基因
B.Lm基因和Lme基因位于Z染色体上,Lm基因为显性基因
C.Lm基因和Lme基因位于W染色体上,Lme基因为显性基因
D.Lm基因和Lme基因位于Z染色体上,Lme基因为显性基因
解析:选B。家蚕的性别决定方式为ZW型,其幼虫结茧情况受一对等位基因Lm(结茧)和Lme(不结茧)控制,且雌蚕(ZW)不结茧的比例远大于雄蚕(ZZ)不结茧的比例,说明Lm基因和Lme基因位于Z染色体上,Lme(不结茧)基因是隐性性状,Lm基因为显性基因,故选B。
6.果蝇(2N=8)因个体小、繁殖周期短、相对性状明显等特点,常用来作为遗传学实验材料。若下列选项中的每对等位基因独立控制一对相对性状(基因A、B、C…控制的为显性性状,基因a、b、c…控制的为隐性性状,且A对a为完全显性,B对b为完全显性……),在不考虑基因突变和交叉互换的情况下,两亲本杂交得到F1,以后每代随机交配。下列关于几组杂交实验的说法,正确的是( )
A.若AABB×aabb和AAbb×aaBB的F2个体的表现型及比例不同,则A/a与B/b独立遗传
B.若AAXBXB×aaXbY为正交实验,则反交实验产生的F2个体与正交实验产生的F2个体的基因型和表现型种类相同
C.若AABB与aabb杂交得F1,F1随机交配得到的F2个体的表现型比例为9∶3∶3∶1,则Fn个体的表现型比例也为9∶3∶3∶1
D.若AABBCCDDEEFF与aabbccddeeff杂交,F2一定能够产生64种基因型的配子
解析:选C。两亲本杂交得到的F1的基因型都是AaBb,若两对等位基因独立遗传,则F1果蝇自由交配得到的F2的表现型比例都为9∶3∶3∶1,A错误;正交实验AAXBXB×aaXbY得到的F1的基因型为AaXBXb、AaXBY,F1果蝇自由交配得到的F2中A/a控制的性状分离比为显性∶隐性=3∶1,B/b控制的性状雌性都为显性,而雄性中显性和隐性都存在,反交实验AAXBY×aaXbXb得到的F1的基因型为AaXBXb、AaXbY,F1果蝇自由交配得到的F2中A/a控制的性状分离比为显性∶隐性=3∶1,B/b控制的性状雌性和雄性都有显性和隐性,且雌性与雄性中显性与隐性的比例都为1∶1,B错误;AABB和aabb杂交得到F1,F1果蝇自由交配得到的F2个体的表现型比例为9∶3∶3∶1,说明两对基因独立遗传,F2产生的配子的基因型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,随机交配后各代配子的基因频率不变,因此Fn个体的表现型比例仍是9∶3∶3∶1,C正确;AABBCCDDEEFF×aabbccddeeff得到的F1个体的基因型为AaBbCcDdEeFf,若每对基因独立遗传,F2能产生的配子种类为26=64(种),当有连锁情况发生时,F2产生的配子种类数少于64种,D错误。
7.(2019·安徽安庆高三期末)人工单性化养殖有很高的经济价值,下图是某科研小组用性反转方法研究某种鱼(2N=32)的性别决定方式(XY/ZW)的实验过程。其中含有睾丸酮(MT)的饲料能将雌性仔鱼转化为雄鱼,含有雌二醇(ED)的饲料能将雄性仔鱼转化为雌鱼,但性反转的鱼遗传物质不变,后代的性别仍由性染色体决定(染色体组成为WW的发育成超雌鱼,YY的发育成超雄鱼)。下列分析错误的是( )
A.若P=1∶0,Q=1∶3,则该种鱼类的性别决定方式为XY型
B.若P=3∶1,Q=0∶1,则该种鱼类的性别决定方式为ZW型
C.雌鱼乙只产生一种卵细胞,雄鱼丁产生的精子有两种
D.超雌鱼(超雄鱼)×正常雄鱼(正常雌鱼)→子代性别只有一种
解析:选C。若该种鱼类的性别决定方式为XY型,则XX×XX→XX,子代中只有雌性,即P=1∶0, XY×XY→XX∶XY∶YY=1∶2∶1,即Q=1∶3, A项正确。若该种鱼类的性别决定方式为ZW型,则ZW×ZW→ZZ∶ZW∶WW=1∶2∶1,即P=3∶1, ZZ×ZZ→ZZ,子代中只有雄性,即P=0∶1,B项正确。若该种鱼类的性别决定方式为XY型,则雌鱼乙只产生一种卵细胞,雄鱼丁产生的精子有两种;若该种鱼类的性别决定方式为ZW型,则雌鱼乙产生两种卵细胞,雄鱼丁只产生一种精子,C项错误。YY×XX→XY或WW×ZZ→ZW,子代性别均只有一种,D项正确。
8.某常染色体隐性遗传病是由于编码某种跨膜蛋白的基因缺失了三个碱基对,该遗传病不影响患者的生存及生育能力。对该遗传病进行调查,发病率为1/2 500。下列说法错误的是( )
A.该常染色体隐性遗传病是基因突变的结果
B.发病率的调查要选择足够多的患者进行调查
C.若随机婚配,该地区体内细胞有致病基因的人占99/2 500
D.通过遗传咨询和产前诊断能降低该遗传病的发病率
解析:B。根据题干信息该遗传病是“由于编码某种跨膜蛋白的基因缺失了三个碱基对”可知,该常染色体隐性遗传病是基因突变的结果,A正确;发病率的调查要在人群中随机调查,B错误;若相关基因用A、a表示,则aa为患者,该病的发病率为1/2 500,则a的基因频率为1/50,A的基因频率为49/50,该地区基因型为Aa和aa的个体体内细胞中都含有致病基因,因此含有致病基因的人占(1/50)2+2×(1/50)×(49/50)=99/2 500,C正确;通过遗传咨询和产前诊断能降低该遗传病的发病率,D正确。
9.芦笋是雌雄异株二倍体,雄株性染色体组成为XY,雌株性染色体组成为XX(YY型个体能正常存活且可育)。芦笋幼茎可食用,雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。下列有关叙述正确的是( )
A.丁的染色体数目是甲的二倍
B.丁培育过程中有减数分裂的发生
C.乙、丙性染色体组成分别为XY、XX
D.植株甲、乙、丙的形成过程均有基因重组
解析:选B。丁的染色体数目与甲的染色体数目相同,A错误;在乙与丙杂交的过程中,乙、丙通过减数分裂产生配子,B正确;如果植株乙为雄株,其性染色体组成为YY,则植株丙为雌株,其性染色体组成为XX,如果植株乙为雌株,其性染色体组成为XX,则植株丙为雄株,其性染色体组成为YY,C错误;植株甲的形成利用的是植物组织培养技术,这一过程中没有发生减数分裂,也就没有发生基因重组,植株乙和丙的培育过程中雄株通过减数分裂产生花粉,该过程发生了基因重组,D错误。
10.(2019·南京、盐城一模)下图为某遗传病患者的染色体核型图,下列有关叙述正确的是( )
A.患者表现为女性,该遗传病属染色体异常遗传病
B.患者的性腺中,初级性母细胞内能形成23个四分体
C.患者体细胞中,含有的性染色体可能是0条或1条或2条
D.该图是从患者体内提取处于有丝分裂后期的细胞观察获得
解析:选A。据染色体核型图可知,患者的染色体核型为(45,XO),为特纳式综合征患者,表现为女性,此患者比正常女性少了一条X染色体,属染色体异常遗传病,A正确,患者只有45条染色体,因此患者的性腺中,初级性母细胞内能形成22个四分体,B错误;患者体细胞中,在有丝分裂后期有2条X染色体,其他时期及不进行有丝分裂时含有1条X染色体,C错误;有丝分裂中期,染色体形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察。该图是从患者体内提取处于有丝分裂中期细胞观察获得,D错误。
11.(多选)(2019·高考海南卷改编)人苯丙酮尿症由常染色体上的隐性基因m控制,在人群中的发病率极低。理论上,下列推测正确的是( )
A.人群中M和m的基因频率均为1/2
B.人群中男性和女性患苯丙酮尿症的概率相等
C.苯丙酮尿症患者母亲的基因型为Mm和mm的概率相等
D.苯丙酮尿症患者与正常人婚配所生儿子患苯丙酮尿症的概率为0或1/2
解析:选BD。各种基因型的比例未知,人群中M和m的基因频率无法计算,A错误;该病为常染色体隐性遗传病,人群中男性和女性患苯丙酮尿症的概率相等,B正确;苯丙酮尿症患者(基因型为mm)母亲基因型可能为Mm或mm,概率无法计算,C错误;苯丙酮尿症患者即mm与正常人婚配(MM或Mm)所生儿子患苯丙酮尿症即mm的概率为0或1/2,D正确。
12.(多选)(2019·徐州质检)下图是某校学生根据调查结果绘制的垂体性侏儒的家系图(显隐性基因用A、a表示),调查中还发现仅Ⅱ4患有红绿色盲(显、隐性基因用B、b表示)。下列相关分析正确的是( )
A.垂体性侏儒是伴X染色体显性遗传病
B.Ⅱ6为色盲基因携带者的概率为1/2
C.Ⅲ9的基因型为AAXBY或AaXBY
D.若Ⅲ9和Ⅲ10近亲婚配,生下患病孩子的概率是3/8
解析:选BCD。根据题意分析可知,Ⅱ6和Ⅱ7均正常,但他们却有一个患病的女儿Ⅲ10,可见垂体性侏儒是常染色体隐性遗传病,A错误;因为仅Ⅱ4患有红绿色盲,可知Ⅰ1为红绿色盲携带者(XBXb),而Ⅱ6表现正常,其为色盲基因携带者的概率为1/2,B正确;由上述分析可知,关于垂体性侏儒病而言,Ⅲ8基因型为aa,则Ⅱ3和Ⅱ4基因型均为Aa,故Ⅲ9的基因型为AA或Aa;关于色盲病而言,因为仅Ⅱ4患有红绿色盲,则Ⅲ9的基因型为XBY,故Ⅲ9的基因型为AAXBY或AaXBY,C正确;由题意和上述分析可知,关于垂体性侏儒病,Ⅲ9的基因型为1/3AA或2/3Aa,Ⅲ10基因型为aa,故两者婚配后代患病概率aa=(2/3)×(1/2)=1/3,正常概率为2/3;关于色盲病,Ⅲ9的基因型为XBY,因为Ⅱ6为色盲基因携带者的概率为1/2,故Ⅲ10基因型为XBXb概率=(1/2)×(1/2)=1/4,XBXB概率=3/4,两者婚配后代患色盲的概率=1/16,正常概率=15/16,故若Ⅲ9和Ⅲ10近亲婚配,生下患病孩子的概率=1-两病皆不患=1-[(2/3)×(15/16)]=3/8,D正确。
13.多指是由基因A、a控制的遗传病。黏多糖贮积症MPSⅡA型(缺少黏多糖水解酶)患者均为男性且幼年期死亡,患者的母亲都是携带者,由基因M、m控制。如图是这两种病的遗传系谱图,回答下列相关问题。
(1)黏多糖贮积症MPSⅡA型的遗传方式是________。
(2)幼年期死亡的Ⅲ2,关于黏多糖贮积症MPSⅡA型的致病基因,最初来源于图中的个体________。女性中只有该病致病基因的携带者,而无患者的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Ⅱ3的基因型是________。若该个体与父亲是正常指的多指男性婚配,后代出现两病都患的孩子的概率为________。
(4)若医学检测发现,由于某种原因,Ⅱ5产生的含有隐性基因a的精子有1/3死亡,无法参与受精作用,则Ⅱ5与Ⅱ6婚配,后代手指正常的概率为________。
解析:(1)据题干信息分析可知,黏多糖贮积症MPSⅡA型的遗传方式为伴X染色体隐性遗传。(2)题干信息表明,男性黏多糖贮积症MPSⅡA型患者在幼年期死亡,可知Ⅱ1和Ⅰ2无该病致病基因,因此推测Ⅲ2含有的该病致病基因来自Ⅱ2,Ⅱ2含有该病致病基因,且来自Ⅰ1。由于男性黏多糖贮积症MPSⅡA型患者在幼年期死亡,则成年男性不携带该病致病基因,其原始生殖细胞不产生含有该病致病基因的配子,因此女性中只有该病致病基因的携带者而无该病患者。(3)由Ⅱ5、Ⅱ6患多指,Ⅲ3正常可知,多指为常染色体显性遗传病,Ⅰ1正常,基因型为aaXMXm,Ⅱ3正常,故Ⅰ2基因型为AaXMY,Ⅱ3正常,则其基因型为aaXMXm或aaXMXM,可能性各占1/2。父亲是正常指的该多指男性的基因型是AaXMY,则Ⅱ3与该多指男性婚配,生出患多指孩子的概率为1/2,生出患黏多糖贮积症MPSⅡA型孩子的概率为1/8,故生出两病都患的孩子的概率为1/2×1/8=1/16。(4)Ⅱ5关于多指的基因型是Aa,产生精子的类型及比例为A∶a=1∶1,产生的含隐性基因a的精子有1/3死亡,则成活精子的类型及比例为A∶a=3∶2,即成活精子的类型及所占比例为3/5A、2/5a。Ⅱ6关于多指的基因型是Aa,因此Ⅱ5与Ⅱ6婚配,生出手指正常孩子的概率为2/5×1/2=1/5。
答案:(1)伴X染色体隐性遗传
(2)Ⅰ1 男性患者在幼年期死亡,即成年男性不携带该病致病基因,其原始生殖细胞经减数分裂不产生含有该病致病基因的精子
(3)aaXMXm或aaXMXM 1/16
(4)1/5
14.(2019·高考海南卷)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”)。
解析:(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,则甲的基因型为aaBb;若乙测交后代:高茎顶花∶矮茎顶花=1∶1,则乙的基因型为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。
答案:(1)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。 (2)矮茎腋花、aaBb 高茎顶花、Aabb 高茎腋花∶高茎顶花∶矮茎腋花∶矮茎顶花=1∶1∶1∶1 (3)aabb 1∶1 相同
15.某种山羊的性别决定方式为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(A 、a)控制;黑毛和白毛由等位基因(B、b)控制,且黑毛对白毛为显性。请回答下列问题:
(1)现用多对纯合有角公羊(AA)和纯合无角母羊(aa)杂交,结果如下:
公羊
母羊
P
纯合有角
纯合无角
F1
有角
无角
F2
有角∶无角=3∶1
有角∶无角=1∶3
对上述实验结果的一种合理解释为:在公羊中,AA和Aa基因型决定有角,aa基因型决定无角;在母羊中,________基因型决定有角,________基因型决定无角。
(2)为了确定基因B、b是位于X染色体上还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,根据这一实验数据无法作出准确判断,还需要补充数据,如统计子二代________________,若________________,则基因B、b位于X染色体上。
(3)假设第(1)题中解释成立,且基因B、b位于常染色体上,两对基因独立遗传。现用多对杂合无角黑毛公羊和杂合有角黑毛母羊杂交,得到足够多的一代,则F1的基因型有________种。让多只纯合无角白毛母羊与F1中成年有角黑毛公羊交配,所得子代中母羊的表现型及比例为________________。
解析:(1)已知控制有角与无角的基因位于常染色体上。现用多对纯合有角公羊和纯合无角母羊杂交,所得F1的基因型为Aa,结合题干信息可判断基因型为Aa的公羊表现为有角,基因型为Aa的母羊表现为无角。根据题表实验结果可推测,公羊中AA和Aa基因型决定有角,aa基因型决定无角;母羊中AA基因型决定有角,Aa、aa基因型决定无角。(2)已知黑毛对白毛为显性,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,仅根据这一实验数据无法作出准确判断,因为无论该对基因位于常染色体上,还是位于X染色体上,子二代中性状分离比均为黑毛∶白毛=3∶1。若想进一步判断,还需要统计子二代公羊和母羊的性状分离比是否一致,若白色个体全为雄性,或黑色个体中雌性与雄性的数量比为2∶1,则可判断基因B、b位于X染色体上。(3)若第(1)题中解释成立,且基因B、b位于常染色体上,两对基因独立遗传。杂合无角黑毛公羊的基因型为aaBb,杂合有角黑毛母羊的基因型为AABb,
二者杂交所得F1的基因型为AaBB、AaBb和Aabb,共3种。结合分析可知,纯合无角白毛母羊的基因型为aabb,F1中成年有角黑毛公羊的基因型为1/3AaBB、2/3AaBb,纯合无角白毛母羊和F1中成年有角黑毛公羊交配得到F2,F2中母羊的表现型及比例为无角黑毛∶无角白毛=2∶1。
答案:(1)AA Aa 、aa (2)公羊(母羊)性状分离比(公羊和母羊的性状分离比是否一致) 白色个体全为雄性(黑色个体中雌性与雄性的数量比为2∶1或毛色性状与性别相关联) (3)3 无角黑毛∶无色白毛=2∶1
16.北方草原上某种鼠的种群中体色有灰色、黑色和褐色三种,由两对具有完全显隐性关系的等位基因M、m和T、t控制。与体色形成有关物质的代谢过程如图,其中基因M控制合成酶1,基因T控制合成酶2,基因t控制合成酶3。甲物质对细胞有害,在体内积累过多会导致小鼠过早死亡,约有半数不能活到成年。根据题干和图示信息回答下列问题:
(1)基因表达过程中与酶的合成有关的RNA有________种,它们共同参与的过程是________。
(2)基因型为mm的个体呈灰色的原因是不能合成中间产物乙,推测可能的原因:________________。写出种群中灰色鼠的基因型________________。
(3)让两只基因型为MmTt的黑色鼠多次杂交,若M、m和T、t两对基因的遗传符合自由组合定律,则后代成年后表现型及比例为________。若后代只有灰色鼠和黑色鼠,且成年后两者的比例为1∶6,则M、m和T、t两对基因的遗传是否符合自由组合定律?________,请在下图中画出此种情况下两个亲本鼠两对基因在染色体上的位置(如图所示,竖线表示染色体,可用黑点表示基因在染色体上的位点并标明基因),并写出子代成年鼠的基因型及比例________。
答案:(1)3 翻译 (2)m基因不能表达,无法合成酶1(或m基因表达合成的酶无活性,不能催化物质乙的合成) mmTt、mmTT、mmtt (3)黑色∶褐色∶灰色=9∶3∶2 不符合 如图所示 MMTT∶MmTt∶mmtt=2∶4∶1
17.(2019·镇江期末检测)下图是M、N两个家族的遗传系谱图,且M、N家族携带的是同一种单基因遗传病,请据图回答下列问题:
(1)由遗传系谱图判断,该单基因遗传病的遗传方式可能是________________________________________________________________________。
(2)据调查,该遗传病在人群中的发病率男性远远高于女性。家族M中Ⅱ5的致病基因来自________,家族M中基因型(与该病有关基因)一定相同的个体有________:若Ⅲ9与Ⅲ10婚配,他们的后代携带有致病基因的概率为________。
(3)人类ABO血型由第9号常染色体上的3个复等位基因(IA、IB和i)决定,血型的基因型组成见下表。
血型
A
B
AB
O
基因型
IAIA,IAi
IBIB,IBi
IAIB
ii
①决定ABO血型的基因在遗传时遵循________定律。
②若M家族的9号是O型血、N家族的10号是AB型血,二者色觉正常,他们已生了一个色盲男孩,则他们再生一个A型血色盲男孩的概率为________。
③人类有多种血型系统,ABO血型和Rh血型是其中的两种。目前Rh血型系统的遗传机制尚未明确,若Rh血型是另一对常染色体上的等位基因R和r控制,RR和Rr表现为Rh阳性,rr表现为Rh阴性。若某对夫妇,丈夫和妻子的血型均为AB型—Rh阳性,且已生出一个血型为AB型—Rh阴性的儿子,则再生一个血型为AB型—Rh阳性女儿的概率为________。
解析:(1)由N家族中Ⅱ7和Ⅱ8表现正常,而Ⅲ10患病可推测该病为常染色体隐性病或伴X染色体隐性遗传病。(2)由于该遗传病在人群中的发病率男性远远高于女性,此病最可能为伴X染色体隐性遗传,所以Ⅱ5的两个隐性基因分别来自Ⅰ1和Ⅰ2;M家族中基因型相同的有Ⅰ2和Ⅲ9(均为携带者);设相关基因用A、a表示,若Ⅲ9(XAXa) 与Ⅲ10(XaY)婚配,后代携带有致病基因(XAXa+XaXa+XaY)的概率为3/4。(3)①决定ABO血型的三个复等位基因在遗传时遵循基因分离定律。②假设与色觉相关的基因用H、h表示,据题干(已生了一个色盲男孩)可知,关于血型Ⅲ9的基因型为ii,Ⅲ10的基因型为IAIB,关于色盲Ⅲ9的基因型为XHXh,Ⅲ10的基因型为XHY,再生一个A型血色盲男孩(IAiXhY)的概率为:(1/2)×(1/4)=1/8。③丈夫和妻子的血型均为AB型,再生一个血型为AB型孩子的概率为1/2;丈夫和妻子的血型均为Rh阳性,已生出Rh阴性的儿子,可推测丈夫和妻子基因型均为Rr,再生一个Rh阳性女儿的概率为(3/4)×(1/2),即再生一个血型为AB型—Rh阳性女儿的概率为(1/2)×(3/4)×(1/2)=3/16。
答案:(1)常染色体隐性遗传或伴X染色体隐性遗传
(2)Ⅰ1和Ⅰ2 Ⅰ2、Ⅲ9 3/4
(3)①分离 ②1/8 ③3/16
18.女娄菜(2N=46)为雌雄异株植物,其性别决定方式为XY型。女娄菜茎均为绿色,有人在田间偶尔发现了一株紫茎女娄菜。请回答下列问题:
(1)请利用现有女娄菜为材料,探究女娄菜绿茎与紫茎这对性状的显隐性关系。
实验方案:__________________________________________________________。
结果预测及结论:______________________________________________________________。
(2)若绿茎对紫茎为显性,且受等位基因B/b控制,绿茎植株与紫茎植株杂交,F1均表现为绿茎。欲探究B/b基因位于何种染色体上,让子一代绿茎自交,子二代绿茎∶紫茎=3∶1,分别统计子二代中雌雄个体中绿茎与紫茎比例。若______________________________________________,则说明基因B/b位于常染色体上;若____________________________________________________,则说明基因B/b位于X染色体上。
(3)已知绿茎(B)、紫茎(b),红花(D)、白花(d),椭圆形叶(E)、披针形叶(e)三对等位基因均位于常染色体上,若纯合绿茎红花椭圆形叶植株与纯合紫茎白花披针形叶植株杂交,子一代均为绿茎红花椭圆形叶植株。子一代自交,子二代中绿茎白花椭圆形叶植株所占比例为9/16,则说明三对基因位于________对同源染色体上。现用绿茎红花椭圆形叶植株(BbDdEe)与紫茎白花披针形叶植株(bbddee)杂交,若后代绿茎红花椭圆形叶∶绿茎红花披针形叶∶紫茎白花椭圆形叶∶紫茎白花披针形叶=1∶1∶1∶1,则________________两对等位基因位于一对同源染色体上;若后代绿茎红花椭圆形叶∶绿茎白花披针形叶∶紫茎红花椭圆形叶∶紫茎白花披针形叶=1∶1∶1∶1,则________________两对等位基因位于一对同源染色体上。
解析:(1)要判断紫茎和绿茎的显隐性,可选择紫茎和绿茎女娄菜杂交,分析后代的表现型。由题干信息可推测该紫茎女娄菜应由基因突变产生,有可能为隐性突变,也有可能为显性突变。若为隐性突变,由题干信息,女娄菜茎均为绿色,可知该绿茎植物为纯合子,选择绿茎和紫茎的女娄菜杂交,若后代都是绿茎,即可证明绿茎是显性性状;若为显性突变,突变后得到的紫茎植物可能是纯合子或杂合子,选择绿茎与紫茎女娄菜杂交,若后代都为紫茎或既有紫茎也有绿茎,即可判断绿茎为隐性性状,紫茎为显性性状。(2)本题采用假设法进行分析,假设控制茎色的基因位于常染色体上,则亲本的基因型为BB、bb,F1的基因型为Bb,F2的基因型为1/4BB、2/4Bb、1/4bb,雌雄个体中都是绿茎∶紫茎=3∶1;假设控制茎色的基因位于X染色体上,据题干信息,可知亲本绿茎植株的基因型为XBXB、紫茎植株的基因型为XbY,F1的基因型为XBXb、XBY,F2的基因型为XBXB、XBXb、XBY、XbY,满足题干F2中绿茎∶紫茎=3∶1,F2中雌性个体均为绿茎,雄性个体中绿茎∶紫茎=1∶1。(3)据题干信息,纯合绿茎红花椭圆形叶植株与纯合紫茎白花披针形叶植株的基因型分别为BBDDEE、bbddee,二者杂交所得F1的基因型为BbDdEe,若三对等位基因位于三对同源染色体上,F2中绿茎白花椭圆形叶B_ddE_的概率为(3/4)×(1/4)×(3/4)=9/64,而不是9/16,进一步推断可知这三对基因中有两对位于同一对同源染色体上,三对基因位于两对同源染色体上。BbDdEe与bbddee杂交,后代绿茎红花椭圆形叶∶绿茎红花披针形叶∶紫茎白花椭圆形叶∶紫茎白花披针形叶=1∶1∶1∶1,可判断B/b、D/d两对等位基因位于一对同源染色体上。若后代中绿茎红花椭圆形叶∶绿茎白花披针形叶∶紫茎红花椭圆形叶∶紫茎白花披针形叶=1∶1∶1∶1,可判断D/d、E/e两对等位基因位于一对同源染色体上。
答案:(1)用绿茎和紫茎女娄菜杂交,观察子代的表现型 如果子一代植株均表现为绿茎,则绿茎为显性;如果子一代植株均表现为紫茎或同时出现紫茎和绿茎,则紫茎为显性 (2)雌雄个体中绿茎与紫茎之比均为3∶1 雌性个体均为绿茎,雄性个体绿茎∶紫茎=1∶1
(3)两 B/b、D/d D/d、E/e
19.据报道,某种“海水稻”具有耐盐性,其灌溉用水可以使用半咸水,能节约淡水资源。控制水稻的耐盐性和不耐盐性的基因组成有两种可能,据此提出两种假设。假设一,水稻的耐盐性是由位于一对同源染色体上的一对等位基因(A、a)控制;假设二,水稻的耐盐性是由位于两对染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制。其耐盐性和基因型的对应关系如表:
假设
假设一
假设二
可能
表现型
耐盐
不耐盐
耐盐
不耐盐
基因型类型
A_
①
②
A_bb、aaB_、aabb
请回答下列问题:
(1)根据所提供的假设,推测表中①②分别为________、________。
(2)若该对相对性状由一对等位基因控制,现以耐盐杂合品种为亲本,至少需要连续进行________次自交,可培育筛选得到耐盐纯合体。
(3)若假设二成立,现提供“纯种不耐盐”水稻植株若干作为亲本进行实验验证,其中不能选为实验材料的是基因型为________的植株,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)若水稻的耐盐性由一对同源染色体上的一对等位基因控制,A_表现为耐盐,则aa表现为不耐盐。若水稻的耐盐性由位于两对染色体上的两对等位基因控制,不耐盐植株的基因组成为A_bb、aaB_、aabb,则基因型为A_B_的个体表现为耐盐。(2)若该对相对性状由一对等位基因控制,基因型为Aa的亲本自交,得到的F1的基因型为AA、Aa和aa,F1再进行一次自交才能筛选出基因型为AA的个体。(3)若假设二成立,纯合不耐盐植株的基因型为AAbb、aaBB、aabb,只有基因型为aaBB和AAbb的植株作为亲本进行杂交,才能获得基因型为AaBb的耐盐植株,不能用基因型为aabb的植株作为实验材料。
答案:(1)aa A_B_ (2)两(或二) (3)aabb 据表,纯合不耐盐植株的基因型有AAbb、aaBB、aabb三种,其中只有当基因型为aaBB和AAbb的植株作为亲本进行杂交,才可获得基因型为AaBb的耐盐植株[或从结果分析,aabb与任何亲本杂交,都不能得到耐盐植株/只有AAbb与aaBB杂交才能得到耐盐植株(A_B_)]
20.将一只无眼灰体雌果蝇与一只有眼灰体雄果蝇杂交(不考虑相关基因位于Y染色体上)。子代表现型及比例如表:
眼
性别
灰体∶黑檀体
1/2有眼
雌∶雄=1∶1
雌3∶1
雄3∶1
1/2无眼
雌∶雄=1∶1
雌3∶1
雄3∶1
(1)根据上述杂交结果,________(填“能”或“不能”)判断控制果蝇灰体/黑檀体性状的基因是位于X染色体上还是常染色体上,判断的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)根据上述杂交结果,可以判断果蝇无眼性状一定不是位于X染色体上的________(填“显性”或“隐性”)性状。
(3)某同学以上述果蝇为实验材料,设计只用一个杂交组合实验来判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因的显隐性关系和基因的位置。
实验思路:让上述实验中的子代无眼雌果蝇与无眼雄果蝇杂交,统计后代的表现型。
预期实验结果并得出结论:
①若后代中有眼只在雄果蝇中出现,则无眼基因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②若后代雌雄果蝇中都有无眼和有眼出现,则无眼基因________;
③若后代中雌雄果蝇全为无眼,则无眼基因________。
解析:(1)根据两灰体果蝇杂交,后代中出现了黑檀体,说明灰体对黑檀体为显性。假设控制灰体和黑檀体的基因分别为B和b,如果这对基因位于X染色体上,则两亲本的基因型为XBXb、XBY,则后代中只有雄果蝇才能出现黑檀体,进一步推测可知B、b基因位于常染色体上。(2)无眼雌果蝇与有眼雄果蝇杂交,如果控制这对性状的基因位于X染色体上,且无眼为隐性性状,则后代中的有眼全为雌果蝇,无眼全为雄果蝇,与题中结果不符,因此,无眼性状一定不是位于X染色体上的隐性性状。
(3)如果控制有眼和无眼性状的基因位于X染色体上,则无眼对有眼为显性;如果控制有眼和无眼性状的基因位于常染色体上,则这对相对性状的显、隐性关系无法确定。假设控制有眼和无眼的基因为A、a。若控制有眼和无眼性状的基因位于X染色体上,则题表中的无眼雌雄果蝇的基因型分别为XAXa、XAY,二者的杂交后代中有眼性状只在雄果蝇中出现。若控制有眼和无眼性状的基因位于常染色体上,且无眼基因为显性基因,则题表中的无眼雌雄果蝇的基因型为Aa、Aa,二者的杂交后代中雌雄果蝇都有有眼和无眼。若控制有眼和无眼性状的基因位于常染色体上,且无眼基因为隐性基因,则题表中的无眼雌雄果蝇杂交的后代均为无眼。
答案:(1)能 如果控制果蝇灰体/黑檀体性状的基因位于X染色体上,后代雌果蝇不会出现黑檀体(黑檀体果蝇都是雄果蝇),因此基因位于常染色体上 (2)隐性 (3)①位于X染色体上且为显性 ②位于常染色体上且为显性 ③位于常染色体上且为隐性
专题七 遗传的基本规律和人类遗传病
1.孟德尔遗传实验的科学方法(C) 2.基因的分离定律和自由组合定律(C) 3.伴性遗传(C)
4.人类遗传病的类型(A) 5.人类遗传病的监测和预防(B) 6.人类基因组计划及其意义(A)
►[疏漏诊断]
1.孟德尔遗传规律的正误判断
(1)孟德尔以豌豆为研究材料,采用人工杂交的方法,发现了基因分离与自由组合定律(√)
(2)孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型(×)
(3)在孟德尔两对相对性状杂交实验中,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。其中,F1产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子的数量之比为1∶1(×)
(4)假定五对等位基因自由组合,则杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的子代中,有一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的个体所占比率是1/32(×)
2.与伴性遗传相关的正误判断
(5)摩尔根等人以果蝇为研究材料,通过统计后代雌雄个体眼色性状分离比,认同了基因位于染色体上的理论(√)
(6)性染色体上的基因都与性别决定有关(×)
(7)基因和染色体行为存在明显的平行关系,所以基因全部位于染色体上(×)
(8)含X染色体的配子是雌配子,含Y染色体的配子是雄配子(×)
(9)某对表现型正常的夫妇生出了一个红绿色盲的儿子和一个表现型正常的女儿,该女儿与一个表现型正常的男子结婚,生出一个红绿色盲基因携带者的概率是1/4(×)
►[长句冲关]
1.概述性知识
(1)表现型、基因型及环境之间的关系是表现型是由基因型和环境共同决定的。
(2)自由组合定律的实质是同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(3)研究基因位于染色体上的实验证据时,摩尔根及其同事提出的假说是控制白眼的基因在X染色体上,而Y染色体不含有它的等位基因。
2.程序性诱问
(4)孟德尔一对相对性状的杂交实验中,实现3∶1的分离比必须同时满足的条件有哪些?请分析。
观察子代样本数目足够多;F1形成的两种配子数目相等且生活力相同;雌雄配子结合的机会相等;F2不同基因型的个体存活率相等。
(5)萨顿提出基因在染色体上,他得出这一推论的依据是基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
(6)若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表现型,但比例为42%∶8%∶8%∶42%,试解释出现这一结果的可能原因:A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上,且部分初级性母细胞发生交叉互换,产生四种类型的配子,其比例为42%∶8%∶8%∶42%。
(7)用一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型,据此推测基因的位置及造成性别比例改变的可能原因:基因位于X染色体上,显性基因纯合时致死(或雄性显性个体致死)。
热考命题1 孟德尔定律及其应用[学生用书P41]
1.(2019·高考江苏卷)杜洛克猪毛色受独立遗传的两对等位基因控制,毛色有红毛、棕毛和白毛三种,对应的基因组成如表。请回答下列问题:
毛色
红毛
棕毛
白毛
基因组成
A_B_
A_bb、aaB_
aabb
(1)棕毛猪的基因型有________种。
(2)已知两头纯合的棕毛猪杂交得到的F1均表现为红毛,F1雌雄交配产生F2。
①该杂交实验的亲本基因型为________________________________________________________________________。
②F1测交,后代表现型及对应比例为________________________________________________________________________。
③F2中纯合个体相互交配,能产生棕毛子代的基因型组合有________种(不考虑正反交)。
④F2的棕毛个体中纯合体的比例为________。F2中棕毛个体相互交配,子代白毛个体的比例为________。
(3)若另一对染色体上有一对基因I、i,I基因对A和B基因的表达都有抑制作用,i基因不抑制,如I_A_B_表现为白毛。基因型为IiAaBb的个体雌雄交配,子代中红毛个体的比例为________,白毛个体的比例为________。
解析:(1)结合表格分析,棕毛猪的基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,共4种。(2)①亲本都为纯合棕毛猪,F1均表现为红毛,则F1的基因型为AaBb,亲本基因型为AAbb和aaBB。②据题干信息,控制猪毛色的两对等位基因独立遗传,则两对基因在遗传时遵循基因的自由组合定律。F1(AaBb)与aabb进行测交,后代的基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,表现型及比例为红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1。③F1雌雄交配产生F2,F2的基因型有A_B_、A_bb、aaB_、aabb,其中纯合个体的基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb,其中AAbb×aabb、aaBB×aabb、AAbb×AAbb、aaBB×aaBB,共4种组合能产生棕毛子代。④F2中棕毛个体的基因型为A_bb、aaB_,所占比例为6/16,纯合棕毛个体所占比例为2/16,则F2的棕毛个体中纯合体的比例为1/3。F2中棕毛个体的基因型及比例为AAbb∶Aabb∶aaBB∶aaBb=1∶2∶1∶2,其中1/3Aabb(♀)×1/3aaBb(♂)、1/3Aabb(♂)×1/3aaBb(♀)、1/3Aabb×1/3Aabb、1/3aaBb×1/3aaBb组合后代可以出现白毛,所占比例为(1/3)×(1/3)×(1/2)×(1/2)×2+(1/3)×(1/3)×(1/4)+(1/3)×(1/3)×(1/4)=1/9。(3)据题干信息,I、i位于另一对同源染色体上,则I/i与A/a、B/b在遗传时也遵循自由组合定律。基因型为IiAaBb的雌雄个体交配,后代红毛个体的基因型应为iiA_B_,其所占比例为(1/4)×(9/16)=9/64,后代白毛个体的基因型为I_____、iiaabb,其所占比例为3/4+(1/4)×(1/16)=49/64。
答案:(1)4 (2)①AAbb和aaBB ②红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1 ③4 ④1/3 1/9 (3)9/64 49/64
2.(2017·高考江苏卷,T32)人类某遗传病受一对基因(T、t)控制。3个复等位基因IA、IB、i控制ABO血型,位于另一对染色体上。A血型的基因型有IAIA、IAi,B血型的基因型有IBIB、IBi,AB血型的基因型为IAIB,O血型的基因型为ii。两个家系成员的性状表现如下图,Ⅱ3和Ⅱ5均为AB血型,Ⅱ4和Ⅱ6均为O血型。请回答下列问题:
(1)该遗传病的遗传方式为____________。Ⅱ2基因型为Tt的概率为________。
(2)Ⅰ5个体有________种可能的血型。Ⅲ1为Tt且表现A血型的概率为________。
(3)如果Ⅲ1与Ⅲ2婚配,则后代为O血型、AB血型的概率分别为________、________。
(4)若Ⅲ1与Ⅲ2生育一个正常女孩,可推测女孩为B血型的概率为________。若该女孩真为B血型,则携带致病基因的概率为________。
解析:(1)由Ⅰ1、Ⅰ2正常而Ⅱ1患病,可知该病为常染色体隐性遗传病。Ⅰ1、Ⅰ2的基因型均为Tt,则Ⅱ2的基因型为1/3TT、2/3Tt。(2)因Ⅱ5为AB血型,基因型为IAIB,则Ⅰ5至少含IA与IB之一,故可能为A血型(IAIA、IAi)、B血型(IBIB、IBi)、AB血型(IAIB),共3种。Ⅰ1、Ⅰ2的基因型均为Tt,Ⅱ3的基因型是1/3TT、2/3Tt,产生的配子为2/3T、1/3t。Ⅰ3的基因型为tt,则Ⅱ4的基因型是Tt,产生的配子为1/2T、1/2t,则Ⅲ1为Tt的概率是(2/3×1/2+1/3×1/2)/(1-1/3×1/2)=3/5。Ⅱ3的血型(AB型)的基因型是IAIB、Ⅱ4的血型(O型)的基因型是ii,则Ⅲ1为A血型的概率是1/2,故Ⅲ1为Tt且表现A血型的概率为3/5×1/2=3/10。(3)由题干信息可推知,Ⅲ1和Ⅲ2的基因型都是1/2IAi、1/2IBi,产生的配子都是1/4IA、1/4IB、1/2i,则他们生出O血型ii孩子的概率是1/2×1/2=1/4,生出AB血型孩子的概率是1/4×1/4×2=1/8。(4)Ⅲ1和Ⅲ2生育正常女孩为B血型的概率,等同于Ⅲ1和Ⅲ2生出B血型孩子的概率,由第(3)问可知,Ⅲ1和Ⅲ2产生的配子都是1/4IA、1/4IB、1/2i,则Ⅲ1和Ⅲ2生出B血型孩子的概率为1/4×1/4+2×1/4×1/2=5/16。该正常女孩携带致病基因的概率与该女孩是否为B血型无关,由第(2)问可知Ⅲ1的基因型是3/5Tt、2/5TT(产生的配子为7/10T、3/10t),Ⅲ2的基因型是1/3TT、2/3Tt(产生的配子为2/3T、1/3t),则他们生育的正常女孩携带致病基因的概率与生育正常孩子携带致病基因的概率相同,即(7/10×1/3+3/10×2/3)/(1-3/10×1/3)=13/27。
答案:(1)常染色体隐性 2/3 (2)3 3/10 (3)1/4 1/8 (4)5/16 13/27
本考点主要考查遗传规律的应用及概率计算,意在考查学生由图表获取的信息能力和分析推理能力。
1.两大遗传定律的实质
2.一对等位基因相关的分离比
(1)若正常完全显性,则Aa×Aa→3(A_)∶1aa。
(2)若是不完全显性,则Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa。
(3)若是显性纯合致死,则Aa×Aa→2Aa∶1aa。
(4)若是隐性纯合致死,则Aa×Aa→全为显性。
(5)若是显性花粉致死,则Aa×Aa→1Aa∶1aa。
(6)若是隐性花粉致死,则Aa×Aa→全为显性;XAXa×XaY→1(XAY)∶1(XaY)。
3.两对及两对以上等位基因相关的性状分离比
(1)自由组合正常
①常染色体上的两对等位基因(AaBb)
②常染色体上的三对等位基因(AaBbCc)
③AaXBXb×AaXBY(A、a控制白化病,B、b控制色盲)
(2)基因互作变式
AaBb自交后代比例
AaBb测交后代比例
9∶(3+3)∶1→9∶6∶1
1∶2∶1
9∶(3+3+1)→9∶7
1∶3
(9+3)∶3∶1→12∶3∶1
2∶1∶1
(9+3+3)∶1→15∶1
3∶1
9∶3∶(3+1)→9∶3∶4
1∶1∶2
1∶(2+2)∶(1+4+1)∶
(2+2)∶1→1∶4∶6∶4∶1
0∶0∶1∶2∶1
(9+3+1)∶3→13∶3
3∶1
(3)纯合致死变式
(4)完全连锁
(5)部分连锁与部分组合
1.人的能卷舌与不能卷舌是一对相对性状,由一对等位基因控制。下表为某兴趣小组调查得到的相关数据。回答下列问题:
组别
家庭数
父母表现型
能卷舌子女
不能卷舌子女
Ⅰ
24
都能卷舌
28
5
Ⅱ
41
只有一个
能卷舌
33
22
(1)根据调查结果判断显性性状为________,为了初步探究等位基因是否位于X染色体上,调查组应该增加的操作是________________________________________________________________________。
(2)若相关基因位于常染色体上,那么第Ⅰ组调查结果中能卷舌与不能卷舌的子女数量比与3∶1相差甚远的合理的解释是________________________________________________________________________。
一对能卷舌的夫妇已经生了一个不能卷舌的孩子,若全面放开生育政策,则他们二胎(单胎)和三胎(单胎)中只有一人能卷舌的概率为________。
(3)另一个小组对同卵双胞胎也进行了能否卷舌的相关调查,结果如图所示。
该小组选择同卵双胞胎进行调查的原因是________________________________________________________________________,
该调查结果说明了________________________________________________________________________。
解析:(1)据组别Ⅰ,父母都能卷舌,却生出了不能卷舌的子女,可判断出能卷舌为显性性状。若要判断相关基因是否在X染色体上,需要看子代的表现型是否和性别相关联,需统计后代男、女中能卷舌和不能卷舌的比例。若后代男女中相关表现型的比例相同,则该基因位于常染色体上,若男女中相关表现型的比例不同,则该基因位于X染色体上。也可以统计不能卷舌(母)、能卷舌(父)家庭子女的情况来判断。(2)若相关基因位于常染色体上,设相关基因为A、a,那么组别Ⅰ亲代父母的基因型组合有Aa×Aa、AA×Aa、AA×AA,因此后代中能卷舌与不能卷舌的分离比不符合3∶1。能卷舌的父母生了一个不能卷舌的孩子,则亲本的基因型都为Aa,能卷舌父母生出不能卷舌孩子的概率为1/4,生出能卷舌孩子的概率为3/4,能卷舌父母生育的二胎(单胎)和三胎(单胎)中只有一人能卷舌存在两种情况,即二胎能卷舌、三胎不能卷舌和二胎不能卷舌、三胎能卷舌,其概率为(1/4)×(3/4)×2=3/8。(3)同卵双胞胎的核遗传物质完全相同,可以通过对同卵双胞胎能卷舌和不能卷舌情况的调查来研究环境对性状的影响。
答案:(1)能卷舌 统计能卷舌与不能卷舌在男、女中的比例[或统计不能卷舌(母)、能卷舌(父)家庭子女的情况]
(2)父母中既有纯合子,也有杂合子 3/8
(3)同卵双胞胎核遗传物质完全相同,可以研究环境对其性状的影响 能否卷舌受到基因与环境的共同影响(或环境也能影响能否卷舌的性状)
2.(2019·高考全国卷Ⅱ)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一系列实验。
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)植株杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3
回答下列问题。
(1)甘蓝叶色中隐性性状是________,实验①中甲植株的基因型为________。
(2)实验②中乙植株的基因型为________,子代中有________种基因型。
(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是____________________;若杂交子代均为紫叶,则丙植株所有可能的基因型是____________________;若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1,则丙植株的基因型为________。
解析:(1)(2)根据题干信息可知,甘蓝叶色受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为隐性性状,其他基因型的个体均表现为显性性状。由于绿叶甘蓝(甲)植株的自交后代都表现为绿叶,且绿叶甘蓝(甲)和紫叶甘蓝(乙)的杂交后代中绿叶∶紫叶=1∶3,可推知甲植株的基因型为aabb,乙植株的基因型为AaBb。实验②中aabb(甲)×AaBb(乙)→Aabb(紫叶)、AaBb(紫叶)、aaBb(紫叶)、aabb(绿叶),故实验②中子代有4种基因型。(3)紫叶甘蓝(丙)的可能基因型为AABB、AABb、AAbb、AaBb、AaBB、Aabb、aaBB、aaBb,甲植株与紫叶甘蓝(丙)植株杂交,可能出现的结果为:aabb×Aabb→Aabb(紫叶)、aabb(绿叶)或aabb×aaBb→aaBb(紫叶)、aabb(绿叶)或aabb×AABB→AaBb(紫叶)或aabb×AABb→AaBb(紫叶)、Aabb(紫叶)或aabb×AAbb→Aabb(紫叶)或aabb×AaBB→AaBb(紫叶)、aaBb(紫叶)或aabb×aaBB →aaBb(紫叶)或aabb×AaBb→3紫叶∶1绿叶,故若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是Aabb、aaBb;若杂交子代均为紫色,则丙植株所有可能的基因型是AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb。aabb×AABB→F1:AaBb(紫叶),F1自交,F2的基因型为9/16A_B_(紫叶)、3/16A_bb(紫叶)、3/16aaB_(紫叶)、1/16aabb(绿叶),即紫叶∶绿叶=15∶1。
答案:(1)绿色 aabb
(2)AaBb 4
(3)Aabb、aaBb AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb AABB
3.果蝇的灰身、黑身是一对相对性状(相关基因用A、a表示),长翅、残翅是一对相对性状(相关基因用B、b表示),A、a和B、b位于两对同源染色体上。在25 ℃环境中培养可发育为长翅果蝇的幼虫,如果在35 ℃环境中培养,成体为残翅。现有两只果蝇杂交,将F1幼虫随机均分为甲、乙两组。甲组在25 ℃环境中培养,成体的表现型及比例如图1和图2所示。乙组在35 ℃环境中培养。请回答下列问题:
(1) A、a和B、b两对基因的遗传均遵循________定律。
(2)亲代雌、雄果蝇的基因型分别为________________。
(3)F1中黑身长翅果蝇的基因型为________,乙组果蝇的表现型为________,纯合子所占比例为________。
(4)为检测F1中灰身长翅雌果蝇(X)的基因型,让其与________(写个体来源及表现型)雄果蝇杂交,若F2幼虫________________________________________________________________________,
则X果蝇为纯合子。
(5)由以上分析可知,生物的表现型由________________________________________________________________________
决定。
解析:(1)同源染色体上等位基因的遗传遵循基因的分离定律。(2)仅考虑体色,根据甲组成体雌性和雄性中灰身与黑身的比例均为3∶1,可判断双亲相关的基因型均为Aa;仅考虑翅形,根据甲组成体雌性和雄性中长翅与残翅的比例均为3∶1,可判断双亲相关的基因型均为Bb。因此双亲的基因型均为AaBb。(3)AaBb×AaBb,F1中黑身长翅果蝇的基因型为aaBB或aaBb;乙组在35 ℃环境中培养,仅考虑翅形,成体均表现为残翅,故乙组表现型为灰身残翅和黑身残翅,纯合子所占比例为4/16=1/4。
(4)检测F1中灰身长翅雌果蝇(X)的基因型,可采用测交方法,让其与甲组中黑身残翅雄果蝇杂交,若F2幼虫在25 ℃环境中培养,成体全为灰身长翅,则X果蝇为纯合子。(5)生物的表现型由基因和环境共同决定。
答案:(1)基因的分离 (2)AaBb、AaBb (3)aaBB或aaBb 灰身残翅和黑身残翅 1/4 (4)甲组中黑身残翅 在25 ℃环境中培养,成体全为灰身长翅 (5)基因和环境共同
4.研究人员对荞麦的若干性状进行了研究,包括花果落粒性、瘦果棱形状、花药大小等性状,已知控制这些性状的基因都不位于同一对同源染色体上。实验选择两株纯合荞麦作为亲本进行杂交获得F1,让F1自交得到F2,实验结果见表。请回答下列问题:
性状
母本
父本
F1
F2(共320株)
花果落粒性
(落、不落)
不落
落
落
落∶不落=240∶80
瘦果棱形状
(尖、圆)
圆
尖
尖
尖∶圆=238∶82
花药大小
(正常、小)
正常
小
正常
正常∶小=
183∶137(9∶7)
(1)由实验结果可知,上述三种性状中,由一对等位基因控制的是________________________________________________________________________。
在该荞麦群体内,与这三对相对性状有关的表现型共有________种,基因型共有________种。F2的植株中,花果落粒、尖棱、正常花药的植株占________。
(2)仅考虑花药大小这对性状(相应的基因用A/a、B/b、C/c……表示),父本、母本的基因型分别为__________。F2的小花药植株中纯合子所占比例为________。如果让F2的植株自交,不发生性状分离的植株理论上有________株。
(3)从F2中随机选择一株正常花药植株与一株小花药植株杂交,杂交后代全部是正常花药植株的概率为________。
解析:(1)根据F1自交所得F2中的相关性状分离比为3∶1可知,花果落粒性、瘦果棱形状均由一对等位基因控制。而根据F2中的相关性状分离比为9∶7可知,花药大小是由两对等位基因控制的。与这三对性状有关的表现型有2×2×2=8(种),相关基因型由四对基因构成,共有3×3×3×3=81(种)。由题表可知,花果落粒、尖棱、正常花药均为显性性状,在F2中花果落粒、尖棱、正常花药个体占(3/4)×(3/4)×(9/16)=81/256。(2)花药大小由2对等位基因(A、a,B、b)控制,A_B_个体表现为正常花药,其他基因型个体表现为小花药,根据F2的相关性状分离比为9∶7,可知F1的基因型为AaBb,则父本、母本的基因型分别为aabb、AABB。F2的小花药植株中纯合子有三种基因型,分别为AAbb、aaBB、aabb,故F2的小花药植株中纯合子占3/7。F2自交,不发生性状分离的植株基因型有AABB(1/16)、A_bb(3/16)、aaB_(3/16)、aabb(1/16),共占1/2,因此,F2自交不发生性状分离的植株理论上有320×(1/2)=160(株)。(3)从F2中选择一株正常花药植株与一株小花药植株杂交,杂交后代全部为正常花药植株的杂交组合有以下几种情况:AABB(1/9)与小花药植株中任意一种类型、AABb(2/9)与aaBB(1/7)、AaBB(2/9)与AAbb(1/7),故杂交后代全部是正常花药植株的概率为1/9+(2/9)×(1/7)+(2/9)×(1/7)=11/63。
答案:(1)花果落粒性、瘦果棱形状 8 81 81/256 (2)aabb、AABB 3/7 160 (3)11/63
热考命题2 伴性遗传与人类遗传病[学生用书P43]
1.(多选)(2019·高考江苏卷,T25)下图为某红绿色盲家族系谱图,相关基因用XB、Xb表示。人的MN血型基因位于常染色体上,基因型有3种:LMLM(M型)、LNLN(N型)、LMLN(MN型)。已知Ⅰ1、Ⅰ3为M型,Ⅰ2、Ⅰ4为N型。下列叙述正确的是( )
A.Ⅱ3的基因型可能为LMLNXBXB
B.Ⅱ4的血型可能为M型或MN型
C.Ⅱ2是红绿色盲基因携带者的概率为1/2
D.Ⅲ1携带的Xb可能来自Ⅰ3
解析:选AC。红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病。分析系谱图可知,Ⅱ1为红绿色盲患者(XbY),可逆推出Ⅰ2的基因型为XBXb,则Ⅱ3关于红绿色盲的基因型可能为XBXb或XBXB,据题干可知;Ⅰ1、Ⅰ2关于血型的基因型分别为LMLM、LNLN,则Ⅱ3关于血型的基因型为LMLN,综合分析Ⅱ3的基因型可能为LMLNXBXB、LMLNXBXb,A正确;Ⅰ3、Ⅰ4关于血型的基因型分别为LMLM、LNLN,故Ⅱ4关于血型的基因型为LMLN ,为MN型,B错误;只考虑红绿色盲,Ⅰ1的基型因为XBY,Ⅰ2的基因型为XBXb,故Ⅱ2是红绿色盲携带者的概率为1/2,C正确;Ⅰ3的红绿色盲基因只能传给女儿,无法传给Ⅱ4,因此Ⅲ1的色盲基因不能来自Ⅰ3,D错误。
2.(2018·高考江苏卷,T12)通过羊膜穿刺术等对胎儿细胞进行检查,是产前诊断的有效方法。下列情形一般不需要进行细胞检查的是( )
A.孕妇妊娠初期因细菌感染引起发热
B.夫妇中有核型异常者
C.夫妇中有先天性代谢异常者
D.夫妇中有明显先天性肢体畸形者
解析:选A。羊膜穿刺术属于产前诊断,主要是确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病,如本题中的B、C、D项都需要进行产前诊断;A项孕妇妊娠初期因细菌感染引起发热不需要进行羊膜穿刺检查。
3.(2015·高考江苏卷,T30)由苯丙氨酸羟化酶基因突变引起的苯丙氨酸代谢障碍,是一种严重的单基因遗传病,称为苯丙酮尿症(PKU),正常人群中每70人有1人是该致病基因的携带者(显、隐性基因分别用A、a表示)。图1是某患者的家族系谱图,其中Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3及胎儿Ⅲ1(羊水细胞)的DNA经限制酶MspⅠ消化,产生不同的片段(kb表示千碱基对),经电泳后用苯丙氨酸羟化酶cDNA探针杂交,结果见图2。请回答下列问题:
图1
图2
(1)Ⅰ1、Ⅱ1的基因型分别为________。
(2)依据cDNA探针杂交结果,胎儿Ⅲ1的基因型是________。Ⅲ1长大后,若与正常异性婚配,生一个正常孩子的概率为________。
(3)若Ⅱ2和Ⅱ3生的第2个孩子表型正常,长大后与正常异性婚配,生下PKU患者的概率是正常人群中男女婚配生下PKU患者的________倍。
(4)已知人类红绿色盲症是伴X染色体隐性遗传病(致病基因用b表示),Ⅱ2和Ⅱ3色觉正常,Ⅲ1是红绿色盲患者,则Ⅲ1两对基因的基因型是________。若Ⅱ2和Ⅱ3再生一正常女孩,长大后与正常男性婚配,生一个红绿色盲且为PKU患者的概率为________。
解析:(1)由正常亲代Ⅰ1和Ⅰ2生了患病女儿Ⅱ1可推知PKU(苯丙酮尿症)为常染色体隐性遗传病,且Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均为Aa,Ⅱ1的基因型为aa。
(2)根据Ⅱ1的基因型为aa,并结合电泳后的杂交结果可知,a基因片段为19 kb的那条杂交条带,A基因片段为23 kb的那条杂交条带,Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ1均具有两条杂交条带,所以他们的基因型均为Aa。由题意可知,正常人群中每70人有1人是该致病基因的携带者,所以正常人群中Aa基因型出现的概率为1/70。Ⅲ1(Aa)长大后与正常异性婚配后生下正常孩子的概率为:1-(1/70×1/4)=279/280。
(3)Ⅱ2和Ⅱ3的基因型均为Aa,他们所生的正常孩子中基因型是Aa的概率为2/3(AA的概率为1/3),孩子长大后与正常异性婚配生患病孩子的概率为2/3×1/70×1/4=1/420。正常人群中男女婚配,生患病孩子的概率为1/70×1/70×1/4=1/19 600。所以Ⅱ2和Ⅱ3所生的正常孩子长大后与正常异性婚配所生患病孩子的概率是正常人群中男女婚配所生患病孩子的46.67倍(1/420÷1/19 600=19 600/420≈46.67)。
(4)对于红绿色盲症来说,由色觉正常的Ⅱ2和Ⅱ3生了患病的Ⅲ1可知,Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别为XBY和XBXb, Ⅲ1的基因型为XbY。上面已推知Ⅲ1与PKU相关的基因型为Aa,所以Ⅲ1的基因型为AaXbY。Ⅱ2和Ⅱ3再生一个正常女孩,针对红绿色盲症的基因型为1/2XBXb或1/2XBXB。这个女孩长大后与正常男性(XBY)婚配,生红绿色盲孩子的概率为1/2×1/4=1/8。上面已经推出Ⅱ2和Ⅱ3所生不患PKU的正常孩子长大后与正常异性婚配生患病孩子的概率为1/420。所以,Ⅱ2和Ⅱ3所生正常女孩长大后与正常男性婚配,生两病皆患孩子的概率为1/8×1/420=1/3 360。
答案:(1)Aa、aa (2)Aa 279/280 (3)46.67 (4)AaXbY 1/3 360
4.(2018·高考江苏卷,T33)以下两对基因与鸡羽毛的颜色有关:芦花羽基因B对全色羽基因b为显性,位于Z染色体上,而W染色体上无相应的等位基因;常染色体上基因T的存在是B或b表现的前提,tt时为白色羽。各种羽色表型见下图。请回答下列问题:
(1)鸡的性别决定方式是____________型。
(2)杂交组合TtZbZb×ttZBW子代中芦花羽雄鸡所占比例为____________,用该芦花羽雄鸡与ttZBW杂交,预期子代中芦花羽雌鸡所占比例为____________。
(3)一只芦花羽雄鸡与ttZbW杂交,子代表现型及其比例为芦花羽∶全色羽=1∶1,则该雄鸡基因型为________。
(4)一只芦花羽雄鸡与一只全色羽雌鸡交配,子代中出现了2只芦花羽、3只全色羽和3只白色羽鸡,两个亲本的基因型为____________,其子代中芦花羽雌鸡所占比例理论上为____________。
(5)雏鸡通常难以直接区分雌雄,芦花羽鸡的雏鸡具有明显的羽色特征(绒羽上有黄色头斑)。如采用纯种亲本杂交,以期通过绒羽来区分雏鸡的雌雄,则亲本杂交组合有(写出基因型)________________________________________________________________________。
解析:(1)鸡的性别决定方式为ZW型。(2)TtZbZb×ttZBW,子代有(1/2Tt∶1/2tt)(1/2ZBZb∶1/2ZbW),其中芦花羽雄鸡(TtZBZb)占1/2×1/2=1/4,该芦花羽雄鸡与ttZBW杂交,子代有(1/2Tt∶1/2tt)(1/4ZBZb∶1/4ZBZB∶1/4ZbW∶1/4ZBW),芦花羽雌鸡(TtZBW)所占比例为1/2×1/4 =1/8。(3)芦花羽雄鸡(T_ZBZ-)与ttZbW杂交,子代表现为芦花羽∶全色羽=1∶1,没有白色羽出现,所以该雄鸡基因型为TTZBZb。(4)一只芦花羽雄鸡(T_ZBZ-)与一只全色羽雌鸡(T_ZbW)交配,子代出现芦花羽、全色羽和白色羽(tt),所以两亲本的基因型为TtZBZb和TtZbW,其子代中芦花羽雌鸡(T_ZBW)所占比例理论上为3/4×1/4=3/16。(5)若通过绒羽来区分雏鸡的雌雄,必须让子代雌雄表现出不同性状,可用含ZbZb的雄鸡和含ZBW的雌鸡作亲本,同时两亲本至少有一方含有TT基因,则亲本杂交组合有TTZbZb×TTZBW、TTZbZb×ttZBW、ttZbZb×TTZBW。
答案:(1)ZW (2)1/4 1/8 (3)TTZBZb
(4)TtZBZb×TtZbW 3/16 (5)TTZbZb×TTZBW; TTZbZb×ttZBW; ttZbZb×TTZBW
本考点主要考查伴性遗传原理规律在人类遗传病及生产实践中的分析应用。要学会分析遗传系谱图及概率计算,针对具体的遗传病能提出合理的防治措施。要具有一定的分析推理能力,学会伴性遗传原理在实践中的运用。
1.辨明X、Y染色体“三种”不同区段
2.牢记“两类”仅位于X染色体上基因的遗传特点
3.理清X、Y染色体同源区段上基因的遗传特点
4.遗传系谱图中遗传病类型的判断技巧
1.(2019·高考全国卷Ⅰ)某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形,宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是( )
A.窄叶性状只能出现在雄株中,不可能出现在雌株中
B.宽叶雌株与宽叶雄株杂交,子代中可能出现窄叶雄株
C.宽叶雌株与窄叶雄株杂交,子代中既有雌株又有雄株
D.若亲本杂交后子代雄株均为宽叶,则亲本雌株是纯合子
解析:选C。控制宽叶和窄叶的基因位于X染色体上,宽叶对窄叶为显性,含基因b的花粉不育,可推出不存在窄叶雌株(XbXb),A正确。宽叶雌株中有纯合子与杂合子,杂合宽叶雌株作母本时,子代雄株可为宽叶,也可为窄叶;纯合宽叶雌株作母本时,子代雄株全为宽叶,B、D正确。当窄叶雄株作父本时,由于含基因b的花粉不育,故后代只有雄性个体,C错误。
2.某药用植物是雌雄异株的二倍体植物(2N=46),其性别决定类型为XY型,宽叶与窄叶为一对相对性状,由基因A、a控制。请回答下列问题:
(1)若对该药用植物进行基因组测序,需要测________条染色体。
(2)某海岛上一大型该药用植物的窄叶种群中,偶然发现一株雌性宽叶植株,若已知该变异由一个基因突变引起,则该突变属于________(填“显性”或“隐性”)突变,为探究该突变基因是位于常染色体上还是位于X染色体上,让该宽叶雌株与窄叶雄株杂交,得到F1,选F1中________植株作父本,________植株作母本杂交得F2,观察F2的叶型。若________________________________________________________________________,
则该突变基因位于常染色体上;若________________________________________________________________________,
则该突变基因位于X染色体上。
(3)若控制其宽叶和窄叶的基因(用A、a表示)位于X和Y染色体同源区段,现利用人工诱变的方式使某窄叶雄株的一个基因发生突变获得一株宽叶雄株,该宽叶雄株的基因型为________,现利用该种群中宽叶或窄叶雌株和上述宽叶雄株进行杂交,若杂交亲本的基因型组合为________________________________________________________________________________,
可依据其子代幼苗叶的宽窄区分雌雄。
解析:(1)该药用植物是二倍体生物,体细胞中含有两个染色体组,共46条染色体,其中常染色体22对(44条),性染色体1对(X、Y或X、X),因此对其进行基因组测序时,需要测22+X、Y染色体上所有的基因,因此要测24条染色体。(2)由于只有一个基因突变,所以该植株是杂合子,表现出来的叶型为显性性状,即宽叶是显性性状,该突变属于显性突变。已知性状的显隐性,判断相关基因是位于X染色体上还是位于常染色体上,应选用隐性雌株和显性雄株进行杂交,题中只给出了宽叶(显性)雌株和窄叶(隐性)雄株,所以先让该宽叶雌株与窄叶雄株杂交,得到F1,选F1中宽叶植株作父本,窄叶植株作母本杂交得F2,观察F2植株叶的表现型及比例:如果F2中雄株全为窄叶,雌株全为宽叶,说明突变基因位于X染色体上;如果子代雌雄株中均有宽叶和窄叶,说明突变基因位于常染色体上。(3)分析题干信息可知,该宽叶雄株基因型为XAYa或XaYA。现利用该种群中宽叶或窄叶雌株和上述宽叶雄株进行杂交,若杂交亲本的基因型组合为XAYa与XaXa,其后代 XAXa(宽叶)和XaYa(窄叶),可依据其子代幼苗叶的宽窄区分雌雄;若杂交亲本的基因型组合为XaYA与XaXa,其后代为XaXa(窄叶)和XaYA(宽叶),也可依据其子代幼苗叶的宽窄区分雌雄。
答案:(1)24
(2)显性 宽叶 窄叶 后代雌雄株皆有宽叶和窄叶 后代雌株全为宽叶,雄株全为窄叶
(3)XAYa或XaYA XAYa与XaXa或XaYA与XaXa
3.乌骨鸡具有药用、观赏等价值,乌骨鸡乌肤的品质与产蛋率均是在杂交育种过程中需要重点考虑的问题。研究发现,乌骨鸡肤色受隐性基因(d)和显性增色基因(B)的控制,其基因型与表现型的关系如表所示。研究人员用川南常羽乌骨雄鸡(深乌肤)与白肤蛋鸡(浅肤)的杂交来研究肤色间的遗传关系及其杂交效果,F1中雄鸡均为浅乌肤,雌鸡均为深乌肤,回答下列问题:
基因型
表现型
B_ZdZd(或ZdW)
深乌肤
B_ZDZ-(或ZDW)
浅乌肤
bbZ-Z-(或Z—W)
浅肤
(1)乌骨鸡肤色的遗传遵循________定律。杂交亲本的基因型为________________________________________________________________________。
(2)用F1中雌鸡与亲本川南常羽乌骨雄鸡回交,回交后代肤色表现型为________。让回交后代自由交配,后代雌鸡中深乌肤个体所占比例为________。这表明适当引入浅肤血缘后,仍可保持后代乌骨鸡的乌肤性状。据此初步推断,研究人员用川南常羽乌骨雄鸡(深乌肤)与白肤蛋鸡(浅肤)杂交的目的是________________________________________________________________________。
(3)对选育出的439只纯合乌骨鸡进行肤色观察时发现,有4.3%的个体由初生时的深乌肤变成浅乌肤,而绝大多数鸡的肤色没有发生变化,保持初生时的乌肤性状。由此推测,乌骨鸡乌肤性状的形成是________________________________________________________________________。
解析:(1)据题中信息可知,D、d基因位于Z染色体上,B、b基因位于常染色体上,两对基因位于两对同源染色体上,则乌骨鸡肤色的遗传遵循基因的自由组合定律。据题干信息,亲本川南常羽乌骨雄鸡(B_ZdZd)与白肤蛋鸡(bbZ-W)杂交,子代雄鸡均为浅乌肤B_ZDZ-,ZD由亲本雌鸡提供,逆推亲本雌鸡的基因型为bbZDW,子代雄鸡表现型一致,雌鸡表现型一致,说明亲本都是纯合子,进一步推断可知,亲本雄鸡的基因型为BBZdZd。(2)F1中雌鸡的基因型为BbZdW,其与亲本川南常羽乌骨雄鸡(BBZdZd)回交,回交后代的基因型为B_ZdZd、B_ZdW,都表现为深乌肤。F1个体(1/4BBZdZd、1/4BbZdZd、1/4BBZdW、1/4BbZdW)自由交配,分析后代雌鸡中深乌肤个体所占的比例只需分析1/2BB与1/2Bb随机交配后代中B_所占的比例,1/2BB与1/2Bb产生b配子的概率为1/4,则B_所占的比例为1-(1/4)×(1/4)=15/16,因此后代雌鸡中深乌肤个体所占比例为15/16。据题干信息,乌骨鸡乌肤的品质与产蛋率均是在杂交过程中需要重点考虑的问题,而题中适当引入浅肤血缘后,仍可保持乌骨鸡的乌肤性状,因此推断,研究人员用川南常羽乌骨鸡与白肤蛋鸡杂交的目的是提高乌骨鸡的产蛋率。(3)据题干信息,选育的439只纯合乌骨鸡中有4.3%的个体由初生时的深乌肤变为浅乌肤,而绝大多数鸡的肤色没有发生变化,由此推测,乌骨鸡乌肤性状的形成既受基因控制,也受环境因素影响。
答案:(1)基因的自由组合(或基因的分离定律和基因的自由组合) BBZdZd、bbZDW
(2)深乌肤 15/16 获得较高产蛋率的乌骨鸡(提高乌骨鸡的产蛋率)
(3)由遗传因素决定的,同时也受环境因素的影响
4.下图为某单基因(用A、a表示)遗传病的系谱图,Ⅲ2、Ⅲ3为双胞胎,不考虑突变,请回答相关问题:
(1)该病的遗传方式为________,能确定基因型的个体为
________________________________________________________________________。
(2)已知Ⅲ2、Ⅲ3为异卵双胞胎,若Ⅲ1患病,Ⅲ2、Ⅲ3基因型不同的概率为________,如果Ⅲ1不患病,Ⅲ2、Ⅲ3基因型同为AA的概率为________。
(3)若该病在人群中的发病率为1/400,则Ⅱ7与正常男性婚配生患病男孩的概率为________。
答案:(1)常染色体隐性遗传 Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ4、Ⅱ2、Ⅱ5
(2)4/9 1/4
(3)1/126
热考命题3 “特殊”遗传现象重点题型[学生用书P45]
1.(2018·高考江苏卷,T6)一对相对性状的遗传实验中,会导致子二代不符合3∶1性状分离比的情况是( )
A.显性基因相对于隐性基因为完全显性
B.子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等,雄配子中也相等
C.子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异,雌配子无差异
D.统计时子二代3种基因型个体的存活率相等
解析:选C。子一代产生的雄配子中两种类型配子活力有差异,不满足雌雄配子随机结合这一条件,则子二代不符合3∶1的性状分离比,C项符合题意。
2.(多选)(2016·高考江苏卷,T24)人类ABO血型有9号染色体上的3个复等位基因(IA,IB和i)决定,血型的基因型组成见下表。若一AB型血红绿色盲男性和一O型血红绿色盲携带者的女性婚配,下列叙述正确的是( )
血型
A
B
AB
O
基因型
IAIA,IAi
IBIB,IBi
IAIB
ii
A.他们生A型血色盲男孩的概率为1/8
B.他们生的女儿色觉应该全部正常
C.他们A型血色盲儿子和A型血色盲正常女性婚配,有可能生O型血色盲女儿
D.他们B型血色盲女儿和AB型血色觉正常男性婚配,生B型血色盲男孩的概率为1/4
解析:选ACD。假设与色觉相关的基因用D、d表示。对照表格,AB型血红绿色盲男性的基因型是IAIBXdY,O型血红绿色盲携带者女性的基因型是iiXDXd,他们生A型血色盲男孩的概率为(1/2)×(1/4)=1/8,A项正确;红绿色盲男性和红绿色盲携带者的女性所生女儿关于色觉的基因型是XDXd、XdXd,可能患红绿色盲,B项错误;AB型血红绿色盲男性和一O型血红绿色盲携带者的女性所生的A型血色盲儿子的基因型为IAiXdY,A型血色觉正常女性的基因型可能为IAiXDXd、IAIAXDXd、IAIAXDXD、IAiXDXD,两者婚配,有可能生O型血色盲女儿(iiXdXd),C项正确;AB型血红绿色盲男性和一O型血红绿色盲携带者的女性婚配,他们所生的B型血色盲女儿的基因型为IBiXdXd,AB型血色觉正常男性的基因型为IAIBXDY,两者婚配,生B型血色盲男孩的概率为(1/2)×(1/2)=1/4,D项正确。
本考点主要考查结合遗传规律分析特殊遗传情况,意在考查学生对遗传规律的理解能力和灵活运用能力。
1.(多选)某科研小组将一对圆眼刚毛的雌、雄果蝇进行杂交,发现其子代的表现型及数目如表所示(Y染色体上无相关基因),下列分析错误的是( )
性状
性别
圆眼刚毛
圆眼截毛
棒眼刚毛
棒眼截毛
雄
310
105
315
104
雌
312
106
0
0
A.题中基因的遗传不遵循基因自由组合定律
B.由子代性别比推测可能存在致死效应
C.在子代圆眼刚毛雌果蝇中纯合子占1/6
D.让子代圆眼截毛果蝇杂交,后代纯合子占2/3
解析:选AC。亲代均为圆眼刚毛果蝇,子代出现棒眼、截毛性状,说明圆眼(A)和刚毛(B)为显性性状,且在子代雌、雄果蝇中,均存在刚毛∶截毛≈3∶1,说明控制刚毛(B)和截毛(b)的基因位于常染色体上,而棒眼性状只在子代雄果蝇中出现,说明控制圆眼(A)和棒眼(a)的基因位于X染色体上,两对基因分别位于两对同源染色体上,符合基因的自由组合定律,A错误;子代中雄∶雌=(310+105+315+104)∶(312+106)=834∶418≈2∶1,而不是1∶1,说明雌果蝇中存在致死效应,B正确;根据前面的分析可知,亲本的基因型为BbXAXa和BbXAY,且子代雌果蝇的致死率约为50%,且致死效应只发生在雌性个体中,说明致死基因型是XAXA,而不是XAXa(母本存活),因此,子代圆眼刚毛雌果蝇中纯合子(BBXAXA)出现的概率为0,C错误;已知子代圆眼截毛果蝇的基因型为bbXAXa和bbXAY,则后代的基因型及比例为bbXAXA(致死)∶bbXAXa∶bbXAY∶bbXaY=1∶1∶1∶1,由此可知,后代纯合子占2/3,D正确。
2.(2019·湖北武汉模拟)某种二倍体动物的血型是由位于某对同源染色体同一位点上的基因KA、KB、KE、k决定的;KA、KB、KE为共显性基因,且对k均为完全显性。推测这类动物血型的表现型和基因型依次有( )
A.4种和7种 B.6种和10种
C.7种和10种 D.8种和9种
解析:选C。若不考虑共显性的情况,则这类动物血型的表现型有KA_、KB_、KE_和kk,共4种,再考虑共显性的情况,其表现型还有KAKB、KAKE和KBKE,共3种,因此,这类动物血型的表现型共有7种;4种基因型的纯合子共有4种,杂合子有C=6(种),基因型共10种。
3.“母性效应”是指子代某一性状的表现型由母体的核基因型决定,而不受本身基因型的支配。椎实螺是一种雌雄同体的软体动物,一般通过异体受精繁殖,但若单独饲养,也可以进行自体受精,其螺壳的旋转方向有左旋和右旋的区分。旋转方向符合“母性效应”,遗传过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.与螺壳旋转方向有关的基因的遗传不遵循基因的分离定律
B.螺壳表现为左旋的个体和表现为右旋的个体的基因型都有3种
C.让图示中F2个体进行自交,其后代螺壳都将表现为右旋
D.欲判断某左旋椎实螺的基因型,可用任意的右旋椎实螺作为父本进行交配
解析:选D。与螺壳旋转方向有关的基因是一对等位基因,且F1自交后代出现三种基因型,其比例是1∶2∶1,说明与螺壳旋转方向有关的基因的遗传遵循基因的分离定律,A项错误。螺壳表现为左旋,说明母本的基因型为dd,故螺壳表现为左旋的个体的基因型为dd或Dd(2种);螺壳表现为右旋,说明母本的基因型为DD或Dd,故螺壳表现为右旋的个体的基因型为DD、dd或Dd(3种),B项错误。“母性效应”是指子代某一性状的表现型由母体的核基因型决定,而不受本身基因型的支配。因此,让图示中F2个体进行自交,基因型为Dd和DD的个体的子代螺壳都将表现为右旋,而基因型为dd的个体的子代螺壳将表现为左旋,C项错误。左旋椎实螺的基因型是Dd或dd,欲判断某左旋椎实螺的基因型,可用任意的右旋椎实螺作父本进行交配,若左旋椎实螺基因型为dd,则子代螺壳均为左旋;若左旋椎实螺基因型为Dd,则子代螺壳均为右旋,D项正确。
4.(多选)某甲虫的有角和无角受等位基因T/t控制,而牛的有角和无角受等位基因F/f控制,如表所示(子代雌雄个体数相当)。下列相关叙述错误的是( )
物种
有角
无角
某甲虫
雄性
TT、Tt
tt
雌性
—
TT、Tt、tt
牛
雄性
FF、Ff
ff
雌性
FF
Ff、ff
A.两头有角牛交配,子代中出现的无角牛为雌性,有角牛为雄性
B.无角雄牛与有角雌牛交配,子代雌性个体和雄性个体中均既有无角,也有有角
C.基因型均为Tt的雄甲虫和雌甲虫交配,子代中有角与无角的比为3∶5
D.如子代中有角甲虫均为雄性、无角甲虫均为雌性,则两只亲本甲虫的基因型一定为TT×TT
解析:选ABD。已知牛的有角/无角性状遗传属于“从性遗传”,雌性有角牛的基因型一定为FF,则子代个体中一定含有基因F,所以,子代的无角牛一定为雌性,有角牛可能为雌性或雄性,A错误;无角雄牛(ff)和有角雌牛(FF)交配,子代(Ff)雌性表现为无角、雄性表现为有角,B错误;由表格信息可知,某甲虫的有角性状只存在于雄性个体中,属于限性遗传,当基因型为Tt的雌、雄甲虫交配时,子代雄性甲虫中有角∶无角=3∶1,而子代雌性甲虫均为无角,另外,子代雄性∶雌性=1∶1,因此,子代中有角∶无角=3∶5,C正确;由于雌性甲虫的表现型与基因型无关,若子代中雄性甲虫均为有角,则亲本甲虫的基因型为TT×TT或TT×Tt或TT×tt,D错误。
热考命题4 遗传实验设计预测[学生用书P46]
1.(2019·高考全国卷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。
解析:(1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子通常表现为显性性状。(2)欲验证基因的分离定律,可采用自交法和测交法。根据题意,现有在自然条件下获得的具有一对相对性状的玉米子粒若干,其显隐性未知,若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律,可让两种性状的玉米分别自交,若某些亲本自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律;若子代没有出现3∶1的性状分离比,说明亲本均为纯合子,在子代中选择两种性状的玉米杂交得F1,F1自交得F2,若F2出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。也可让两种性状的玉米杂交,若F1只表现一种性状,说明亲本均为纯合子,让F1自交得F2,若F2出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律;若F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,说明该亲本分别为杂合子和纯合子,则可验证分离定律。
答案:(1)显性性状
(2)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。(任答两种即可)
2.(2019·高考全国卷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________________________。
解析:(1)由题图可知,翅外展基因与粗糙眼基因分别位于两对同源染色体上,二者能自由组合,两对相对性状的纯合子杂交,F2中翅外展正常眼(一隐一显)个体所占比例是3/16。紫眼基因与翅外展基因位于同一对染色体上,二者不能自由组合。(2)焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇杂交,后代雄蝇中不会出现焦刚毛个体;若反交,子代雄蝇全部为白眼,雌蝇全部为红眼,即子代中白眼个体出现的概率为1/2。(3)欲验证自由组合定律,可以用双杂合个体自交或测交。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,所得F1的表现型为红眼灰体,F1相互交配所得F2的表现型及分离比是红眼灰体∶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,需要分析位于X染色体上的基因,所以要分析红眼/白眼这对相对性状,此时F2的表现型及比例是红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2∶1∶1。
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
3.(2018·高考全国卷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”)。
解析:(1)控制果蝇有眼/无眼性状的基因无论是位于X染色体上还是常染色体上,两亲本杂交,子代中雌雄个体都可能会出现数量相同的有眼和无眼个体,因此不能根据表中给出的杂交结果判断控制有眼/无眼性状基因的位置。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上,只有当无眼为显性性状时,子代雌雄个体中才会出现有眼和无眼性状的分离。(2)假设控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上,可让表中杂交子代中无眼果蝇(♀)和无眼果蝇(♂)交配,观察子代的性状表现。若子代中无眼∶有眼=3∶1,则无眼为显性性状,若子代全为无眼,则无眼为隐性性状。(3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上,则控制三对性状的基因独立遗传。由题表所示杂交结果可知,灰体、长翅性状为显性。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中三对等位基因都杂合,故F1相互交配后,F2中有2×2×2=8(种)表现型。如果黑檀体长翅无眼所占比例为3/64=(1/4)×(3/4)×(1/4),说明无眼性状为隐性。
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
本考点常以非选择题的形式考查学生的科学思维和科学探究能力,遗传实验设计题为高考必考题,信息量大、难度高,也是高考生物学科的压轴题、拉分题。
1.设计杂交实验,判断性状的显隐性
2.3种方法鉴定个体基因型(纯合子或杂合子)
3.验证遗传两大定律的常用方法
4.确定基因的位置
(1)调查统计法确定基因位置
(2)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。
(3)常染色体遗传与伴X染色体遗传
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⇒
(4)伴X染色体遗传与XY染色体同源区段遗传
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:
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:
(5)常染色体遗传与XY染色体同源区段遗传
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。
1.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。统计果蝇的眼色和性别;
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;
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。
2.(2019·潍坊高三期末)果蝇繁殖能力强、具有多对易于区分的相对性状,是遗传学研究的经典实验材料。某小组利用纯合的棒眼、后胸正常、灰身、正常肢、且为CO2敏感型的雄性果蝇,与纯合的圆眼、后胸变形、黑身、短肢、且为CO2耐受型的雌性果蝇进行杂交得到F1,F1雌雄个体相互交配得到F2,统计F2的表现型及比例如下表所示(不考虑基因突变):
眼形
性别
后胸正常、灰身、正常肢∶后胸正常、黑身、短肢∶
后胸变形、灰身、正常肢∶后胸变形、黑身、短肢
CO2的
耐受性
1/2
棒眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
全为耐受型
1/2雄
9∶3∶3∶1
1/2
圆眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
1/2雄
9∶3∶3∶1
请回答下列问题:
(1)根据实验结果推断,显性性状是________________________________。
(2)根据实验结果推断,控制果蝇眼形的基因位于________(填“常”或“X”)染色体上,理由是________。
(3)请解释F2中性状分离比出现9∶3∶3∶1的原因:______________________________。
(4)根据实验结果推断,控制果蝇对CO2的耐受性的基因最可能位于________。为证实该推断,可选择____________________的杂交组合,观察后代的表现型,作为对照。
答案:(1)棒眼、后胸正常、灰身、正常肢
(2)X 若位于常染色体上,F2的性状分离比应该为3∶1,与结果不符,故为伴X染色体遗传
(3)控制胸型的基因位于一对常染色体上,控制体色和肢型的基因共同位于另一对常染色体上,且未发生交叉互换
(4)线粒体 CO2耐受型雄性果蝇和CO2敏感型雌性果蝇
3.已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因(A、a)控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因的位置(X染色体或常染色体)是未知的。下面是3位同学所做的研究。据此回答下列问题:
(1)甲同学用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1。通过甲同学的实验结果,你可以作出________种合理的假设。
(2)现有数量相等的灰体和黄体果蝇,且每种体色的果蝇雌雄各半。乙同学只做一代杂交实验,即可证明这对相对性状的显隐性关系和该等位基因的位置,乙同学的杂交方案是________________________________________________________________________。
(3)若已知灰体为显性性状、黄体为隐性性状,丙同学通过对一长期自由交配的果蝇群体进行抽样调查,解决了该等位基因的位置问题。
①调查方案:寻找________(填体色)的果蝇进行调查,统计________________________。
②预测调查结果:
若________________________________________________________________________,
则控制该性状的基因位于常染色体上。
若________________________________________________________________________,
则控制该性状的基因位于X染色体上。
解析:(1)亲本是灰体雌蝇和黄体雄蝇,后代中灰体∶黄体=1∶1,性状显隐性无法判断,假设灰体是显性,则亲本基因型可以是XAXa(灰体雌蝇)和XaY(黄体雄蝇),果蝇体色的遗传方式为伴X染色体遗传,符合题意;亲本基因型也可以是Aa(灰体雌蝇)和aa(黄体雄蝇),也符合题意;假设灰体是隐性,亲本基因型可以是aa和Aa,其后代表现型及比例为灰体雌性∶黄体雌性∶灰体雄性∶黄体雄性=1∶1∶1∶1,符合题意;当亲本基因型是XaXa和XAY时,后代雌蝇全为黄体,雄蝇全为灰体,不符合题意。综上,通过甲同学的实验结果,可以作出3种合理的假设。(2)本题相关性状显隐性未知,所以要确定该对等位基因的位置,应该选择正反交实验,即多对灰体雌蝇×黄体雄蝇和多对黄体雌蝇×灰体雄蝇(或多对灰体果蝇与黄体果蝇进行正反交),观察正反交结果是否一致。若一致说明相关基因位于常染色体上,若不一致说明相关基因位于X染色体上,并且可以判断显隐性。(3)①在一长期进行自由交配的果蝇群体中寻找黄体果蝇进行调查,统计黄体果蝇的性别比例。②若黄体果蝇中雄性与雌性个体数目差不多,说明该性状与性别无关,控制该性状的基因位于常染色体上。若黄体果蝇中雄性个体数目显著多于雌性,说明该性状与性别相关,控制该性状的基因位于X染色体上。或①在一长期进行自由交配的果蝇群体中寻找灰体果蝇进行调查,统计灰体果蝇的性别比例。②若灰体果蝇中雄性与雌性个体数目差不多,说明该性状与性别无关,控制该性状的基因位于常染色体上。若灰体果蝇中雌性个体数目显著多于雄性,说明该性状与性别相关,控制该性状的基因位于X染色体上。
答案:(1)3 (2)多对灰体雌蝇×黄体雄蝇和多对黄体雌蝇×灰体雄蝇(或多对灰体果蝇与黄体果蝇进行正反交)
(3)①黄体 黄体果蝇的性别比例 ②黄体果蝇中雄性与雌性个体数目差不多 黄体果蝇中雄性个体数目显著多于雌性[或①灰体 灰体果蝇的性别比例 ②灰体果蝇中雄性与雌性个体数目差不多 灰体果蝇中雌性个体数目显著多于雄性]
4.(2019·广州高三模拟)某雌雄异株的二倍体植物,其性别决定方式为XY型。科研人员将抗虫基因M导入该植物一雄株的某条染色体上,使之具有抗虫性。请设计杂交实验来确定基因M所在的染色体,写出简单的思路。
(1)杂交实验过程:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)预期结果及结论:
①若产生的后代中________________,则基因M最可能位于X染色体上;
②若产生的后代中________________,则基因M最可能位于Y染色体上;
③若产生的后代中________________,则基因M位于常染色体上。
解析:(1)将抗虫基因M导入该植物一雄株的某条染色体上,使该雄株具有抗虫性,说明含抗虫基因的染色体只有一条,含相应染色体的个体具有抗虫性状,不含相应染色体的个体不具有抗虫性状。让该抗虫雄株与正常雌株杂交,检测后代的抗虫性。(2)运用假说—演绎法进行推理分析是解答探究类遗传题的关键。①假设基因M位于X染色体上,则该抗虫雄株与正常雌株杂交,后代中仅雌株具有抗虫性,与性别相关;②假设基因M位于Y染色体上,则该抗虫雄株与正常雌株杂交,后代中仅雄株具有抗虫性,与性别相关;③假设基因M位于常染色体上,则该抗虫雄株与正常雌株杂交,后代中不论雌雄均既有抗虫植株,又有不抗虫植株,与性别无关。
答案:(1)让该(抗虫)雄株与(正常)雌株杂交,检测后代的抗虫性 (2)①仅雌株具有抗虫性 ②仅雄株具有抗虫性 ③不论雌雄均既有抗虫植株,又有不抗虫植株
[学生用书P139(单独成册)]
1.(2019·高考全国卷Ⅱ)某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株(植株甲)进行了下列四个实验。
①让植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离
②用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代均为全缘叶
③用植株甲给羽裂叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1
④用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1
其中能够判定植株甲为杂合子的实验是( )
A.①或② B.①或④
C.②或③ D.③或④
解析:选B。实验①中植株甲自交,子代出现了性状分离,说明作为亲本的植株甲为杂合子。实验④中植株甲与另一具有相同性状的个体杂交,后代出现3∶1的性状分离比,说明亲本均为杂合子。在相对性状的显隐性不确定的情况下,无法依据实验②或③判定植株甲为杂合子。
2.(2019·高考全国卷Ⅲ)假设在特定环境中,某种动物基因型为BB和Bb的受精卵均可发育成个体,基因型为bb的受精卵全部死亡。现有基因型均为Bb的该动物1 000对(每对含有1个父本和1个母本),在这种环境中,若每对亲本只形成一个受精卵,则理论上该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为( )
A.250、500、0 B.250、500、250
C.500、250、0 D.750、250、0
解析:选A。由题意可知,1 000对基因型均为Bb的亲本交配,每对亲本只形成一个受精卵,若不考虑致死,一对基因型为Bb的亲本产生基因型为BB、Bb、bb的受精卵的概率分别为1/4、2/4、1/4,1 000对基因型均为Bb的亲本交配,产生基因型为BB、Bb、bb的受精卵的数目分别为250、500、250,由于基因型为bb的受精卵全部死亡,所以该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为250、500、0,A项符合题意。
3.下列遗传现象可以用孟德尔遗传规律解释的是( )
A.R型肺炎双球菌转化成S型菌
B.正常双亲生出21三体综合征患儿
C.同一个豆荚中的豌豆既有圆粒也有皱粒
D.患线粒体遗传病的母亲生出的孩子均患此病
解析:选C。R型肺炎双球菌转化为S型菌不能用孟德尔遗传规律解释,A不符合题意;21三体综合征属于染色体异常遗传病,B不符合题意;同一个豆荚中的豌豆有圆粒和皱粒可以用孟德尔的基因分离定律解释,C符合题意;患线粒体遗传病的母亲生出的孩子均患此病,该病由细胞质中基因控制,而孟德尔遗传规律只适用于细胞核内基因的遗传,D不符合题意。
4.女娄菜为XY型性别决定的雌雄异株植物,其植株绿色(A)对金黄色(a)是显性,且A、a基因仅位于X染色体上。研究发现,含a的花粉粒有60%不能成活。现用杂合的绿色雌株与金黄色雄株杂交获得F1,F1随机传粉获得F2,则F2中金黄色植株所占比例为( )
A.7/17 B.9/17
C.7/20 D.9/20
解析:选B。杂合的绿色雌株基因型为XAXa,产生两种比例相等的雌配子;金黄色雄株的基因型为XaY,由于含a的花粉粒有60%不能成活,因此它产生的两种雄配子类型及比例为Xa∶Y=2∶5。杂交后代F1的基因型及比例为XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY=2∶2∶5∶5,F1产生的雌配子类型及比例为XA∶Xa=1∶3,产生的雄配子类型及比例为XA∶Xa∶Y=5∶2∶10,F1随机传粉获得的F2中金黄色植株所占比例为(3/4)×(2/17)+(3/4)×(10/17)=9/17,B项正确。
5.家蚕的性别决定方式是ZW型,其幼虫结茧情况受一对等位基因Lm(结茧)和Lme(不结茧)控制。在家蚕群体中,雌蚕不结茧的比例远大于雄蚕不结茧的比例。下列叙述正确的是( )
A.Lm基因和Lme基因位于W染色体上,Lm基因为显性基因
B.Lm基因和Lme基因位于Z染色体上,Lm基因为显性基因
C.Lm基因和Lme基因位于W染色体上,Lme基因为显性基因
D.Lm基因和Lme基因位于Z染色体上,Lme基因为显性基因
解析:选B。家蚕的性别决定方式为ZW型,其幼虫结茧情况受一对等位基因Lm(结茧)和Lme(不结茧)控制,且雌蚕(ZW)不结茧的比例远大于雄蚕(ZZ)不结茧的比例,说明Lm基因和Lme基因位于Z染色体上,Lme(不结茧)基因是隐性性状,Lm基因为显性基因,故选B。
6.果蝇(2N=8)因个体小、繁殖周期短、相对性状明显等特点,常用来作为遗传学实验材料。若下列选项中的每对等位基因独立控制一对相对性状(基因A、B、C…控制的为显性性状,基因a、b、c…控制的为隐性性状,且A对a为完全显性,B对b为完全显性……),在不考虑基因突变和交叉互换的情况下,两亲本杂交得到F1,以后每代随机交配。下列关于几组杂交实验的说法,正确的是( )
A.若AABB×aabb和AAbb×aaBB的F2个体的表现型及比例不同,则A/a与B/b独立遗传
B.若AAXBXB×aaXbY为正交实验,则反交实验产生的F2个体与正交实验产生的F2个体的基因型和表现型种类相同
C.若AABB与aabb杂交得F1,F1随机交配得到的F2个体的表现型比例为9∶3∶3∶1,则Fn个体的表现型比例也为9∶3∶3∶1
D.若AABBCCDDEEFF与aabbccddeeff杂交,F2一定能够产生64种基因型的配子
解析:选C。两亲本杂交得到的F1的基因型都是AaBb,若两对等位基因独立遗传,则F1果蝇自由交配得到的F2的表现型比例都为9∶3∶3∶1,A错误;正交实验AAXBXB×aaXbY得到的F1的基因型为AaXBXb、AaXBY,F1果蝇自由交配得到的F2中A/a控制的性状分离比为显性∶隐性=3∶1,B/b控制的性状雌性都为显性,而雄性中显性和隐性都存在,反交实验AAXBY×aaXbXb得到的F1的基因型为AaXBXb、AaXbY,F1果蝇自由交配得到的F2中A/a控制的性状分离比为显性∶隐性=3∶1,B/b控制的性状雌性和雄性都有显性和隐性,且雌性与雄性中显性与隐性的比例都为1∶1,B错误;AABB和aabb杂交得到F1,F1果蝇自由交配得到的F2个体的表现型比例为9∶3∶3∶1,说明两对基因独立遗传,F2产生的配子的基因型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,随机交配后各代配子的基因频率不变,因此Fn个体的表现型比例仍是9∶3∶3∶1,C正确;AABBCCDDEEFF×aabbccddeeff得到的F1个体的基因型为AaBbCcDdEeFf,若每对基因独立遗传,F2能产生的配子种类为26=64(种),当有连锁情况发生时,F2产生的配子种类数少于64种,D错误。
7.(2019·安徽安庆高三期末)人工单性化养殖有很高的经济价值,下图是某科研小组用性反转方法研究某种鱼(2N=32)的性别决定方式(XY/ZW)的实验过程。其中含有睾丸酮(MT)的饲料能将雌性仔鱼转化为雄鱼,含有雌二醇(ED)的饲料能将雄性仔鱼转化为雌鱼,但性反转的鱼遗传物质不变,后代的性别仍由性染色体决定(染色体组成为WW的发育成超雌鱼,YY的发育成超雄鱼)。下列分析错误的是( )
A.若P=1∶0,Q=1∶3,则该种鱼类的性别决定方式为XY型
B.若P=3∶1,Q=0∶1,则该种鱼类的性别决定方式为ZW型
C.雌鱼乙只产生一种卵细胞,雄鱼丁产生的精子有两种
D.超雌鱼(超雄鱼)×正常雄鱼(正常雌鱼)→子代性别只有一种
解析:选C。若该种鱼类的性别决定方式为XY型,则XX×XX→XX,子代中只有雌性,即P=1∶0, XY×XY→XX∶XY∶YY=1∶2∶1,即Q=1∶3, A项正确。若该种鱼类的性别决定方式为ZW型,则ZW×ZW→ZZ∶ZW∶WW=1∶2∶1,即P=3∶1, ZZ×ZZ→ZZ,子代中只有雄性,即P=0∶1,B项正确。若该种鱼类的性别决定方式为XY型,则雌鱼乙只产生一种卵细胞,雄鱼丁产生的精子有两种;若该种鱼类的性别决定方式为ZW型,则雌鱼乙产生两种卵细胞,雄鱼丁只产生一种精子,C项错误。YY×XX→XY或WW×ZZ→ZW,子代性别均只有一种,D项正确。
8.某常染色体隐性遗传病是由于编码某种跨膜蛋白的基因缺失了三个碱基对,该遗传病不影响患者的生存及生育能力。对该遗传病进行调查,发病率为1/2 500。下列说法错误的是( )
A.该常染色体隐性遗传病是基因突变的结果
B.发病率的调查要选择足够多的患者进行调查
C.若随机婚配,该地区体内细胞有致病基因的人占99/2 500
D.通过遗传咨询和产前诊断能降低该遗传病的发病率
解析:B。根据题干信息该遗传病是“由于编码某种跨膜蛋白的基因缺失了三个碱基对”可知,该常染色体隐性遗传病是基因突变的结果,A正确;发病率的调查要在人群中随机调查,B错误;若相关基因用A、a表示,则aa为患者,该病的发病率为1/2 500,则a的基因频率为1/50,A的基因频率为49/50,该地区基因型为Aa和aa的个体体内细胞中都含有致病基因,因此含有致病基因的人占(1/50)2+2×(1/50)×(49/50)=99/2 500,C正确;通过遗传咨询和产前诊断能降低该遗传病的发病率,D正确。
9.芦笋是雌雄异株二倍体,雄株性染色体组成为XY,雌株性染色体组成为XX(YY型个体能正常存活且可育)。芦笋幼茎可食用,雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。下列有关叙述正确的是( )
A.丁的染色体数目是甲的二倍
B.丁培育过程中有减数分裂的发生
C.乙、丙性染色体组成分别为XY、XX
D.植株甲、乙、丙的形成过程均有基因重组
解析:选B。丁的染色体数目与甲的染色体数目相同,A错误;在乙与丙杂交的过程中,乙、丙通过减数分裂产生配子,B正确;如果植株乙为雄株,其性染色体组成为YY,则植株丙为雌株,其性染色体组成为XX,如果植株乙为雌株,其性染色体组成为XX,则植株丙为雄株,其性染色体组成为YY,C错误;植株甲的形成利用的是植物组织培养技术,这一过程中没有发生减数分裂,也就没有发生基因重组,植株乙和丙的培育过程中雄株通过减数分裂产生花粉,该过程发生了基因重组,D错误。
10.(2019·南京、盐城一模)下图为某遗传病患者的染色体核型图,下列有关叙述正确的是( )
A.患者表现为女性,该遗传病属染色体异常遗传病
B.患者的性腺中,初级性母细胞内能形成23个四分体
C.患者体细胞中,含有的性染色体可能是0条或1条或2条
D.该图是从患者体内提取处于有丝分裂后期的细胞观察获得
解析:选A。据染色体核型图可知,患者的染色体核型为(45,XO),为特纳式综合征患者,表现为女性,此患者比正常女性少了一条X染色体,属染色体异常遗传病,A正确,患者只有45条染色体,因此患者的性腺中,初级性母细胞内能形成22个四分体,B错误;患者体细胞中,在有丝分裂后期有2条X染色体,其他时期及不进行有丝分裂时含有1条X染色体,C错误;有丝分裂中期,染色体形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察。该图是从患者体内提取处于有丝分裂中期细胞观察获得,D错误。
11.(多选)(2019·高考海南卷改编)人苯丙酮尿症由常染色体上的隐性基因m控制,在人群中的发病率极低。理论上,下列推测正确的是( )
A.人群中M和m的基因频率均为1/2
B.人群中男性和女性患苯丙酮尿症的概率相等
C.苯丙酮尿症患者母亲的基因型为Mm和mm的概率相等
D.苯丙酮尿症患者与正常人婚配所生儿子患苯丙酮尿症的概率为0或1/2
解析:选BD。各种基因型的比例未知,人群中M和m的基因频率无法计算,A错误;该病为常染色体隐性遗传病,人群中男性和女性患苯丙酮尿症的概率相等,B正确;苯丙酮尿症患者(基因型为mm)母亲基因型可能为Mm或mm,概率无法计算,C错误;苯丙酮尿症患者即mm与正常人婚配(MM或Mm)所生儿子患苯丙酮尿症即mm的概率为0或1/2,D正确。
12.(多选)(2019·徐州质检)下图是某校学生根据调查结果绘制的垂体性侏儒的家系图(显隐性基因用A、a表示),调查中还发现仅Ⅱ4患有红绿色盲(显、隐性基因用B、b表示)。下列相关分析正确的是( )
A.垂体性侏儒是伴X染色体显性遗传病
B.Ⅱ6为色盲基因携带者的概率为1/2
C.Ⅲ9的基因型为AAXBY或AaXBY
D.若Ⅲ9和Ⅲ10近亲婚配,生下患病孩子的概率是3/8
解析:选BCD。根据题意分析可知,Ⅱ6和Ⅱ7均正常,但他们却有一个患病的女儿Ⅲ10,可见垂体性侏儒是常染色体隐性遗传病,A错误;因为仅Ⅱ4患有红绿色盲,可知Ⅰ1为红绿色盲携带者(XBXb),而Ⅱ6表现正常,其为色盲基因携带者的概率为1/2,B正确;由上述分析可知,关于垂体性侏儒病而言,Ⅲ8基因型为aa,则Ⅱ3和Ⅱ4基因型均为Aa,故Ⅲ9的基因型为AA或Aa;关于色盲病而言,因为仅Ⅱ4患有红绿色盲,则Ⅲ9的基因型为XBY,故Ⅲ9的基因型为AAXBY或AaXBY,C正确;由题意和上述分析可知,关于垂体性侏儒病,Ⅲ9的基因型为1/3AA或2/3Aa,Ⅲ10基因型为aa,故两者婚配后代患病概率aa=(2/3)×(1/2)=1/3,正常概率为2/3;关于色盲病,Ⅲ9的基因型为XBY,因为Ⅱ6为色盲基因携带者的概率为1/2,故Ⅲ10基因型为XBXb概率=(1/2)×(1/2)=1/4,XBXB概率=3/4,两者婚配后代患色盲的概率=1/16,正常概率=15/16,故若Ⅲ9和Ⅲ10近亲婚配,生下患病孩子的概率=1-两病皆不患=1-[(2/3)×(15/16)]=3/8,D正确。
13.多指是由基因A、a控制的遗传病。黏多糖贮积症MPSⅡA型(缺少黏多糖水解酶)患者均为男性且幼年期死亡,患者的母亲都是携带者,由基因M、m控制。如图是这两种病的遗传系谱图,回答下列相关问题。
(1)黏多糖贮积症MPSⅡA型的遗传方式是________。
(2)幼年期死亡的Ⅲ2,关于黏多糖贮积症MPSⅡA型的致病基因,最初来源于图中的个体________。女性中只有该病致病基因的携带者,而无患者的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Ⅱ3的基因型是________。若该个体与父亲是正常指的多指男性婚配,后代出现两病都患的孩子的概率为________。
(4)若医学检测发现,由于某种原因,Ⅱ5产生的含有隐性基因a的精子有1/3死亡,无法参与受精作用,则Ⅱ5与Ⅱ6婚配,后代手指正常的概率为________。
解析:(1)据题干信息分析可知,黏多糖贮积症MPSⅡA型的遗传方式为伴X染色体隐性遗传。(2)题干信息表明,男性黏多糖贮积症MPSⅡA型患者在幼年期死亡,可知Ⅱ1和Ⅰ2无该病致病基因,因此推测Ⅲ2含有的该病致病基因来自Ⅱ2,Ⅱ2含有该病致病基因,且来自Ⅰ1。由于男性黏多糖贮积症MPSⅡA型患者在幼年期死亡,则成年男性不携带该病致病基因,其原始生殖细胞不产生含有该病致病基因的配子,因此女性中只有该病致病基因的携带者而无该病患者。(3)由Ⅱ5、Ⅱ6患多指,Ⅲ3正常可知,多指为常染色体显性遗传病,Ⅰ1正常,基因型为aaXMXm,Ⅱ3正常,故Ⅰ2基因型为AaXMY,Ⅱ3正常,则其基因型为aaXMXm或aaXMXM,可能性各占1/2。父亲是正常指的该多指男性的基因型是AaXMY,则Ⅱ3与该多指男性婚配,生出患多指孩子的概率为1/2,生出患黏多糖贮积症MPSⅡA型孩子的概率为1/8,故生出两病都患的孩子的概率为1/2×1/8=1/16。(4)Ⅱ5关于多指的基因型是Aa,产生精子的类型及比例为A∶a=1∶1,产生的含隐性基因a的精子有1/3死亡,则成活精子的类型及比例为A∶a=3∶2,即成活精子的类型及所占比例为3/5A、2/5a。Ⅱ6关于多指的基因型是Aa,因此Ⅱ5与Ⅱ6婚配,生出手指正常孩子的概率为2/5×1/2=1/5。
答案:(1)伴X染色体隐性遗传
(2)Ⅰ1 男性患者在幼年期死亡,即成年男性不携带该病致病基因,其原始生殖细胞经减数分裂不产生含有该病致病基因的精子
(3)aaXMXm或aaXMXM 1/16
(4)1/5
14.(2019·高考海南卷)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”)。
解析:(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,则甲的基因型为aaBb;若乙测交后代:高茎顶花∶矮茎顶花=1∶1,则乙的基因型为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。
答案:(1)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。 (2)矮茎腋花、aaBb 高茎顶花、Aabb 高茎腋花∶高茎顶花∶矮茎腋花∶矮茎顶花=1∶1∶1∶1 (3)aabb 1∶1 相同
15.某种山羊的性别决定方式为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(A 、a)控制;黑毛和白毛由等位基因(B、b)控制,且黑毛对白毛为显性。请回答下列问题:
(1)现用多对纯合有角公羊(AA)和纯合无角母羊(aa)杂交,结果如下:
公羊
母羊
P
纯合有角
纯合无角
F1
有角
无角
F2
有角∶无角=3∶1
有角∶无角=1∶3
对上述实验结果的一种合理解释为:在公羊中,AA和Aa基因型决定有角,aa基因型决定无角;在母羊中,________基因型决定有角,________基因型决定无角。
(2)为了确定基因B、b是位于X染色体上还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,根据这一实验数据无法作出准确判断,还需要补充数据,如统计子二代________________,若________________,则基因B、b位于X染色体上。
(3)假设第(1)题中解释成立,且基因B、b位于常染色体上,两对基因独立遗传。现用多对杂合无角黑毛公羊和杂合有角黑毛母羊杂交,得到足够多的一代,则F1的基因型有________种。让多只纯合无角白毛母羊与F1中成年有角黑毛公羊交配,所得子代中母羊的表现型及比例为________________。
解析:(1)已知控制有角与无角的基因位于常染色体上。现用多对纯合有角公羊和纯合无角母羊杂交,所得F1的基因型为Aa,结合题干信息可判断基因型为Aa的公羊表现为有角,基因型为Aa的母羊表现为无角。根据题表实验结果可推测,公羊中AA和Aa基因型决定有角,aa基因型决定无角;母羊中AA基因型决定有角,Aa、aa基因型决定无角。(2)已知黑毛对白毛为显性,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,仅根据这一实验数据无法作出准确判断,因为无论该对基因位于常染色体上,还是位于X染色体上,子二代中性状分离比均为黑毛∶白毛=3∶1。若想进一步判断,还需要统计子二代公羊和母羊的性状分离比是否一致,若白色个体全为雄性,或黑色个体中雌性与雄性的数量比为2∶1,则可判断基因B、b位于X染色体上。(3)若第(1)题中解释成立,且基因B、b位于常染色体上,两对基因独立遗传。杂合无角黑毛公羊的基因型为aaBb,杂合有角黑毛母羊的基因型为AABb,
二者杂交所得F1的基因型为AaBB、AaBb和Aabb,共3种。结合分析可知,纯合无角白毛母羊的基因型为aabb,F1中成年有角黑毛公羊的基因型为1/3AaBB、2/3AaBb,纯合无角白毛母羊和F1中成年有角黑毛公羊交配得到F2,F2中母羊的表现型及比例为无角黑毛∶无角白毛=2∶1。
答案:(1)AA Aa 、aa (2)公羊(母羊)性状分离比(公羊和母羊的性状分离比是否一致) 白色个体全为雄性(黑色个体中雌性与雄性的数量比为2∶1或毛色性状与性别相关联) (3)3 无角黑毛∶无色白毛=2∶1
16.北方草原上某种鼠的种群中体色有灰色、黑色和褐色三种,由两对具有完全显隐性关系的等位基因M、m和T、t控制。与体色形成有关物质的代谢过程如图,其中基因M控制合成酶1,基因T控制合成酶2,基因t控制合成酶3。甲物质对细胞有害,在体内积累过多会导致小鼠过早死亡,约有半数不能活到成年。根据题干和图示信息回答下列问题:
(1)基因表达过程中与酶的合成有关的RNA有________种,它们共同参与的过程是________。
(2)基因型为mm的个体呈灰色的原因是不能合成中间产物乙,推测可能的原因:________________。写出种群中灰色鼠的基因型________________。
(3)让两只基因型为MmTt的黑色鼠多次杂交,若M、m和T、t两对基因的遗传符合自由组合定律,则后代成年后表现型及比例为________。若后代只有灰色鼠和黑色鼠,且成年后两者的比例为1∶6,则M、m和T、t两对基因的遗传是否符合自由组合定律?________,请在下图中画出此种情况下两个亲本鼠两对基因在染色体上的位置(如图所示,竖线表示染色体,可用黑点表示基因在染色体上的位点并标明基因),并写出子代成年鼠的基因型及比例________。
答案:(1)3 翻译 (2)m基因不能表达,无法合成酶1(或m基因表达合成的酶无活性,不能催化物质乙的合成) mmTt、mmTT、mmtt (3)黑色∶褐色∶灰色=9∶3∶2 不符合 如图所示 MMTT∶MmTt∶mmtt=2∶4∶1
17.(2019·镇江期末检测)下图是M、N两个家族的遗传系谱图,且M、N家族携带的是同一种单基因遗传病,请据图回答下列问题:
(1)由遗传系谱图判断,该单基因遗传病的遗传方式可能是________________________________________________________________________。
(2)据调查,该遗传病在人群中的发病率男性远远高于女性。家族M中Ⅱ5的致病基因来自________,家族M中基因型(与该病有关基因)一定相同的个体有________:若Ⅲ9与Ⅲ10婚配,他们的后代携带有致病基因的概率为________。
(3)人类ABO血型由第9号常染色体上的3个复等位基因(IA、IB和i)决定,血型的基因型组成见下表。
血型
A
B
AB
O
基因型
IAIA,IAi
IBIB,IBi
IAIB
ii
①决定ABO血型的基因在遗传时遵循________定律。
②若M家族的9号是O型血、N家族的10号是AB型血,二者色觉正常,他们已生了一个色盲男孩,则他们再生一个A型血色盲男孩的概率为________。
③人类有多种血型系统,ABO血型和Rh血型是其中的两种。目前Rh血型系统的遗传机制尚未明确,若Rh血型是另一对常染色体上的等位基因R和r控制,RR和Rr表现为Rh阳性,rr表现为Rh阴性。若某对夫妇,丈夫和妻子的血型均为AB型—Rh阳性,且已生出一个血型为AB型—Rh阴性的儿子,则再生一个血型为AB型—Rh阳性女儿的概率为________。
解析:(1)由N家族中Ⅱ7和Ⅱ8表现正常,而Ⅲ10患病可推测该病为常染色体隐性病或伴X染色体隐性遗传病。(2)由于该遗传病在人群中的发病率男性远远高于女性,此病最可能为伴X染色体隐性遗传,所以Ⅱ5的两个隐性基因分别来自Ⅰ1和Ⅰ2;M家族中基因型相同的有Ⅰ2和Ⅲ9(均为携带者);设相关基因用A、a表示,若Ⅲ9(XAXa) 与Ⅲ10(XaY)婚配,后代携带有致病基因(XAXa+XaXa+XaY)的概率为3/4。(3)①决定ABO血型的三个复等位基因在遗传时遵循基因分离定律。②假设与色觉相关的基因用H、h表示,据题干(已生了一个色盲男孩)可知,关于血型Ⅲ9的基因型为ii,Ⅲ10的基因型为IAIB,关于色盲Ⅲ9的基因型为XHXh,Ⅲ10的基因型为XHY,再生一个A型血色盲男孩(IAiXhY)的概率为:(1/2)×(1/4)=1/8。③丈夫和妻子的血型均为AB型,再生一个血型为AB型孩子的概率为1/2;丈夫和妻子的血型均为Rh阳性,已生出Rh阴性的儿子,可推测丈夫和妻子基因型均为Rr,再生一个Rh阳性女儿的概率为(3/4)×(1/2),即再生一个血型为AB型—Rh阳性女儿的概率为(1/2)×(3/4)×(1/2)=3/16。
答案:(1)常染色体隐性遗传或伴X染色体隐性遗传
(2)Ⅰ1和Ⅰ2 Ⅰ2、Ⅲ9 3/4
(3)①分离 ②1/8 ③3/16
18.女娄菜(2N=46)为雌雄异株植物,其性别决定方式为XY型。女娄菜茎均为绿色,有人在田间偶尔发现了一株紫茎女娄菜。请回答下列问题:
(1)请利用现有女娄菜为材料,探究女娄菜绿茎与紫茎这对性状的显隐性关系。
实验方案:__________________________________________________________。
结果预测及结论:______________________________________________________________。
(2)若绿茎对紫茎为显性,且受等位基因B/b控制,绿茎植株与紫茎植株杂交,F1均表现为绿茎。欲探究B/b基因位于何种染色体上,让子一代绿茎自交,子二代绿茎∶紫茎=3∶1,分别统计子二代中雌雄个体中绿茎与紫茎比例。若______________________________________________,则说明基因B/b位于常染色体上;若____________________________________________________,则说明基因B/b位于X染色体上。
(3)已知绿茎(B)、紫茎(b),红花(D)、白花(d),椭圆形叶(E)、披针形叶(e)三对等位基因均位于常染色体上,若纯合绿茎红花椭圆形叶植株与纯合紫茎白花披针形叶植株杂交,子一代均为绿茎红花椭圆形叶植株。子一代自交,子二代中绿茎白花椭圆形叶植株所占比例为9/16,则说明三对基因位于________对同源染色体上。现用绿茎红花椭圆形叶植株(BbDdEe)与紫茎白花披针形叶植株(bbddee)杂交,若后代绿茎红花椭圆形叶∶绿茎红花披针形叶∶紫茎白花椭圆形叶∶紫茎白花披针形叶=1∶1∶1∶1,则________________两对等位基因位于一对同源染色体上;若后代绿茎红花椭圆形叶∶绿茎白花披针形叶∶紫茎红花椭圆形叶∶紫茎白花披针形叶=1∶1∶1∶1,则________________两对等位基因位于一对同源染色体上。
解析:(1)要判断紫茎和绿茎的显隐性,可选择紫茎和绿茎女娄菜杂交,分析后代的表现型。由题干信息可推测该紫茎女娄菜应由基因突变产生,有可能为隐性突变,也有可能为显性突变。若为隐性突变,由题干信息,女娄菜茎均为绿色,可知该绿茎植物为纯合子,选择绿茎和紫茎的女娄菜杂交,若后代都是绿茎,即可证明绿茎是显性性状;若为显性突变,突变后得到的紫茎植物可能是纯合子或杂合子,选择绿茎与紫茎女娄菜杂交,若后代都为紫茎或既有紫茎也有绿茎,即可判断绿茎为隐性性状,紫茎为显性性状。(2)本题采用假设法进行分析,假设控制茎色的基因位于常染色体上,则亲本的基因型为BB、bb,F1的基因型为Bb,F2的基因型为1/4BB、2/4Bb、1/4bb,雌雄个体中都是绿茎∶紫茎=3∶1;假设控制茎色的基因位于X染色体上,据题干信息,可知亲本绿茎植株的基因型为XBXB、紫茎植株的基因型为XbY,F1的基因型为XBXb、XBY,F2的基因型为XBXB、XBXb、XBY、XbY,满足题干F2中绿茎∶紫茎=3∶1,F2中雌性个体均为绿茎,雄性个体中绿茎∶紫茎=1∶1。(3)据题干信息,纯合绿茎红花椭圆形叶植株与纯合紫茎白花披针形叶植株的基因型分别为BBDDEE、bbddee,二者杂交所得F1的基因型为BbDdEe,若三对等位基因位于三对同源染色体上,F2中绿茎白花椭圆形叶B_ddE_的概率为(3/4)×(1/4)×(3/4)=9/64,而不是9/16,进一步推断可知这三对基因中有两对位于同一对同源染色体上,三对基因位于两对同源染色体上。BbDdEe与bbddee杂交,后代绿茎红花椭圆形叶∶绿茎红花披针形叶∶紫茎白花椭圆形叶∶紫茎白花披针形叶=1∶1∶1∶1,可判断B/b、D/d两对等位基因位于一对同源染色体上。若后代中绿茎红花椭圆形叶∶绿茎白花披针形叶∶紫茎红花椭圆形叶∶紫茎白花披针形叶=1∶1∶1∶1,可判断D/d、E/e两对等位基因位于一对同源染色体上。
答案:(1)用绿茎和紫茎女娄菜杂交,观察子代的表现型 如果子一代植株均表现为绿茎,则绿茎为显性;如果子一代植株均表现为紫茎或同时出现紫茎和绿茎,则紫茎为显性 (2)雌雄个体中绿茎与紫茎之比均为3∶1 雌性个体均为绿茎,雄性个体绿茎∶紫茎=1∶1
(3)两 B/b、D/d D/d、E/e
19.据报道,某种“海水稻”具有耐盐性,其灌溉用水可以使用半咸水,能节约淡水资源。控制水稻的耐盐性和不耐盐性的基因组成有两种可能,据此提出两种假设。假设一,水稻的耐盐性是由位于一对同源染色体上的一对等位基因(A、a)控制;假设二,水稻的耐盐性是由位于两对染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制。其耐盐性和基因型的对应关系如表:
假设
假设一
假设二
可能
表现型
耐盐
不耐盐
耐盐
不耐盐
基因型类型
A_
①
②
A_bb、aaB_、aabb
请回答下列问题:
(1)根据所提供的假设,推测表中①②分别为________、________。
(2)若该对相对性状由一对等位基因控制,现以耐盐杂合品种为亲本,至少需要连续进行________次自交,可培育筛选得到耐盐纯合体。
(3)若假设二成立,现提供“纯种不耐盐”水稻植株若干作为亲本进行实验验证,其中不能选为实验材料的是基因型为________的植株,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)若水稻的耐盐性由一对同源染色体上的一对等位基因控制,A_表现为耐盐,则aa表现为不耐盐。若水稻的耐盐性由位于两对染色体上的两对等位基因控制,不耐盐植株的基因组成为A_bb、aaB_、aabb,则基因型为A_B_的个体表现为耐盐。(2)若该对相对性状由一对等位基因控制,基因型为Aa的亲本自交,得到的F1的基因型为AA、Aa和aa,F1再进行一次自交才能筛选出基因型为AA的个体。(3)若假设二成立,纯合不耐盐植株的基因型为AAbb、aaBB、aabb,只有基因型为aaBB和AAbb的植株作为亲本进行杂交,才能获得基因型为AaBb的耐盐植株,不能用基因型为aabb的植株作为实验材料。
答案:(1)aa A_B_ (2)两(或二) (3)aabb 据表,纯合不耐盐植株的基因型有AAbb、aaBB、aabb三种,其中只有当基因型为aaBB和AAbb的植株作为亲本进行杂交,才可获得基因型为AaBb的耐盐植株[或从结果分析,aabb与任何亲本杂交,都不能得到耐盐植株/只有AAbb与aaBB杂交才能得到耐盐植株(A_B_)]
20.将一只无眼灰体雌果蝇与一只有眼灰体雄果蝇杂交(不考虑相关基因位于Y染色体上)。子代表现型及比例如表:
眼
性别
灰体∶黑檀体
1/2有眼
雌∶雄=1∶1
雌3∶1
雄3∶1
1/2无眼
雌∶雄=1∶1
雌3∶1
雄3∶1
(1)根据上述杂交结果,________(填“能”或“不能”)判断控制果蝇灰体/黑檀体性状的基因是位于X染色体上还是常染色体上,判断的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)根据上述杂交结果,可以判断果蝇无眼性状一定不是位于X染色体上的________(填“显性”或“隐性”)性状。
(3)某同学以上述果蝇为实验材料,设计只用一个杂交组合实验来判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因的显隐性关系和基因的位置。
实验思路:让上述实验中的子代无眼雌果蝇与无眼雄果蝇杂交,统计后代的表现型。
预期实验结果并得出结论:
①若后代中有眼只在雄果蝇中出现,则无眼基因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②若后代雌雄果蝇中都有无眼和有眼出现,则无眼基因________;
③若后代中雌雄果蝇全为无眼,则无眼基因________。
解析:(1)根据两灰体果蝇杂交,后代中出现了黑檀体,说明灰体对黑檀体为显性。假设控制灰体和黑檀体的基因分别为B和b,如果这对基因位于X染色体上,则两亲本的基因型为XBXb、XBY,则后代中只有雄果蝇才能出现黑檀体,进一步推测可知B、b基因位于常染色体上。(2)无眼雌果蝇与有眼雄果蝇杂交,如果控制这对性状的基因位于X染色体上,且无眼为隐性性状,则后代中的有眼全为雌果蝇,无眼全为雄果蝇,与题中结果不符,因此,无眼性状一定不是位于X染色体上的隐性性状。
(3)如果控制有眼和无眼性状的基因位于X染色体上,则无眼对有眼为显性;如果控制有眼和无眼性状的基因位于常染色体上,则这对相对性状的显、隐性关系无法确定。假设控制有眼和无眼的基因为A、a。若控制有眼和无眼性状的基因位于X染色体上,则题表中的无眼雌雄果蝇的基因型分别为XAXa、XAY,二者的杂交后代中有眼性状只在雄果蝇中出现。若控制有眼和无眼性状的基因位于常染色体上,且无眼基因为显性基因,则题表中的无眼雌雄果蝇的基因型为Aa、Aa,二者的杂交后代中雌雄果蝇都有有眼和无眼。若控制有眼和无眼性状的基因位于常染色体上,且无眼基因为隐性基因,则题表中的无眼雌雄果蝇杂交的后代均为无眼。
答案:(1)能 如果控制果蝇灰体/黑檀体性状的基因位于X染色体上,后代雌果蝇不会出现黑檀体(黑檀体果蝇都是雄果蝇),因此基因位于常染色体上 (2)隐性 (3)①位于X染色体上且为显性 ②位于常染色体上且为显性 ③位于常染色体上且为隐性
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