新高考版《生物》资料：专题十二基因的自由组合定律

新高考版《生物》资料：专题十二基因的自由组合定律新高考版《生物》资料：专题十二基因的自由组合定律PAGE/PAGE1新高考版《生物》资料：专题十二基因的自由组合定律专题十二基因的自由组合定律考点一两对相对性状的杂交实验1.(2021浙江6月选考,3,2分)某玉米植株产生的配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1.若该个体自交,其F1中基因型为YyRR个体所占的比例为()A.1/16B.1/8C.1/4D.1/2答案B该玉米植株产生配子的种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1,所以该玉米的基因型为YyRr,将两对等位基因分开考虑,Yy个体自交产生Yy的概率为1/2,Rr个体自交产生RR的概率为1/4,故该玉米自交,F1中基因型为YyRR个体所占比例为1/2×1/4=1/8,B正确.考点二自由组合定律及其应用1.(2022湖南,15,4分)果蝇的红眼对白眼为显性,为伴X遗传,灰身与黑身、长翅与截翅各由一对基因控制,显隐性关系及其位于常染色体或X染色体上未知.纯合红眼黑身长翅雌果蝇与白眼灰身截翅雄果蝇杂交,F1相互杂交,F2中体色与翅型的表现型及比例为灰身长翅∶灰身截翅∶黑身长翅∶黑身截翅=9∶3∶3∶1.F2表现型中不可能出现()A.黑身全为雄性B.截翅全为雄性C.长翅全为雌性D.截翅全为白眼答案ACF2中,灰身长翅∶灰身截翅∶黑身长翅∶黑身截翅=9∶3∶3∶1,这说明控制灰身与黑身、长翅与截翅的两对等位基因独立遗传,且灰身和长翅为显性性状.若F2中黑身全为雄性,说明果蝇的体色遗传与性别相关,为伴X遗传,则亲本果蝇基因型为XbXb和XBY(设黑身与灰身由基因B/b控制),F1基因型为XBXb、XbY,F2基因型为XbXb(黑身雌)、XBXb(灰身雌)、XbY(黑身雄)、XBY(灰身雄),F2中黑身也有雌性,假设不成立,A不可能;同理,若果蝇的翅型遗传与性别相关,为伴X遗传,亲本基因型为XADXAD和XadY(设红眼与白眼由基因A/a控制,长翅与截翅由基因D/d控制),F1基因型为XADXad、XADY,F2基因型及比例为:XADXAD(红眼长翅雌)∶XADXad(红眼长翅雌)∶XADY(红眼长翅雄)∶XadY(白眼截翅雄)=1∶1∶1∶1,故B、D可能存在,C不可能.2.(2022全国甲,6,6分)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上.A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育.B/b控制花色,红花对白花为显性.若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是()A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等答案B某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上,说明这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,基因型为AaBb的亲本自交,可以拆分成Aa自交和Bb自交,再将后代自由组合,图示如下:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合互不干扰,所以子一代中红花植株(1/4BB+1/2Bb)数是白花植株(1/4bb)数的3倍,A正确.Aa自交,子一代的基因型及比例为1/3AA、1/2Aa、1/6aa;Bb自交,子一代的基因型及比例为1/4BB、1/2Bb、1/4bb,所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/6×1/4=1/24,B错误.该亲本产生的雄配子种类及比例为1/2A(可育)、1/4a(可育)、1/4a(不育),故该亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍,C正确.由于基因A/a与基因B/b的分离或组合互不干扰,且从基因B/b的角度考虑,该亲本产生的雄配子为1/2B、1/2b,因此该亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等,D正确.3.(2022山东,17,3分)(不定项)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制,其中基因A控制紫色,a无控制色素合成的功能.基因B控制红色,b控制蓝色.基因I不影响上述2对基因的功能,但i纯合的个体为白色花.所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花.现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙,它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色.不考虑突变,根据表中杂交结果,下列推断正确的是()杂交组合F1表型F2表型及比例甲×乙紫红色紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4乙×丙紫红色紫红色∶红色∶白色=9∶3∶4A.让只含隐性基因的植株与F2测交,可确定F2中各植株控制花色性状的基因型B.让表中所有F2的紫红色植株都自交一代,白花植株在全体子代中的比例为1/6C.若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则该植株可能的基因型最多有9种D.若甲与丙杂交所得F1自交,则F2表型比例为9紫红色∶3靛蓝色∶3红色∶1蓝色答案BC基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花,靛蓝色个体甲AAbbII、红色个体丙aaBBII与白色乙____ii杂交所得F1均为紫红色A_B_Ii,可推知白色乙的基因型为AABBii,甲×乙所得的F1基因型为AABbIi,F2为紫红色(AAB_I_)∶靛蓝色(AAbbI_)∶白色(AAB_ii、AAbbii)=9∶3∶4;乙×丙所得的F1基因型为AaBBIi,F2为紫红色(A_BBI_)∶红色(aaBBI_)∶白色(A_BBii、aaBBii)=9∶3∶4.若只用含隐性基因的植株aabbii与F2中的白花植株测交,后代均为白花,不能确定F2中白花植株的基因型,A错误.甲×乙杂交组合中F2的紫红色植株基因型及比例为AABbIi∶AABBIi∶AABbII∶AABBII=4∶2∶2∶1,乙×丙杂交组合中F2的紫红色植株基因型及比例为AaBBIi∶AABBIi∶AaBBII∶AABBII=4∶2∶2∶1,其中II∶Ii=1∶2,让题表中所有F2的紫红色植株自交一代,白花植株(含ii)在全体子代中的比例为2/3×1/4=1/6,B正确.若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则亲本基因型为(____Ii),该植株可能的基因型最多有9种(3×3),C正确.题表两个杂交组合只可说明A/a、B/b中的其中一对与I/i符合自由组合定律,无法得知A/a、B/b是否符合自由组合定律;甲与丙杂交所得F1为AaBbII,若A/a和B/b位于一对同源染色体上,F1产生的配子及比例为AbI∶aBI=1∶1,F2表型比为紫红色(AaBbII)∶靛蓝色(AAbbII)∶红色(aaBBII)=2∶1∶1;若A/a和B/b位于两对同源染色体上,F2表型比为紫红色(A_B_II)∶靛蓝色(A_bbII)∶红色(aaB_II)∶蓝色(aabbII)=9∶3∶3∶1,D错误.4.(2021湖北,19,2分)甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种.甲分别与乙、丙杂交产生F1,F1自交产生F2,结果如下表.组别杂交组合F1F21甲×乙红色籽粒901红色籽粒,699白色籽粒2甲×丙红色籽粒630红色籽粒,490白色籽粒根据结果,下列叙述错误的是()A.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则F2玉米籽粒性状比为9红色∶7白色B.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则玉米籽粒颜色可由三对基因控制C.组1中的F1与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色∶1白色D.组2中的F1与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色∶1白色答案C组1中的F2中红色∶籽粒∶白色∶籽粒∶约为9∶7,组2中的F2中红色籽粒∶白色籽粒=9∶7,可判断红色籽粒至少含有两对显性基因,且F1均为双杂合个体.根据甲与乙、丙杂交后代均为双杂合个体,可判断玉米籽粒颜色至少由三对基因控制,B正确.5.(2021全国乙,6,6分)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状).已知植株A的n对基因均杂合.理论上,下列说法错误的是()A.植株A的测交子代会出现2n种不同表现型的个体B.n越大,植株A测交子代中不同表现型个体数目彼此之间的差异越大C.植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等D.n≥2时,植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数答案B该植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制,且杂合子表现显性性状,植株A的n对基因均杂合,每对基因测交子代均有两种表现型,根据乘法原理,n对基因重组后子代会出现2×2×……×2(共n个2)=2n种不同表现型且比例为1∶1∶1∶……∶1(共2n个1),植株A测交子代中不同表现型个体数目均相等,A正确,B错误;测交子代n对基因均杂合和纯合子的比例均为1/2n,C正确;测交子代中纯合子的比例是1/2n,杂合子的比例为1-1/2n,当n≥2时,杂合子的比例大于纯合子的比例,D正确.6.(2020浙江7月选考,18,2分)若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制,其中De和Df分别对d完全显性.毛发形状由基因H(卷毛)、h(直毛)控制.控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传.基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配.下列说法正确的是()A.若De对Df共显性、H对h完全显性,则F1有6种表现型B.若De对Df共显性、H对h不完全显性,则F1有12种表现型C.若De对Df不完全显性、H对h完全显性,则F1有9种表现型D.若De对Df完全显性、H对h不完全显性,则F1有8种表现型答案B完全显性是指具有相对性状的两个亲本杂交,所得的F1与显性亲本的表现完全一致的现象.不完全显性是指具有相对性状的两个亲本杂交,所得的F1表现为双亲的中间类型的现象.共显性是指具有相对性状的两个亲本杂交,所得的F1个体同时表现出双亲的性状.若De对Df共显性,则Ded和Dfd杂交子代有4种表现型;H对h完全显性,则Hh和Hh杂交子代有2种表现型,控制两种性状的等位基因独立遗传,根据乘法原则,DedHh和DfdHh杂交子代有8种表现型,A错误.若H对h不完全显性,则Hh和Hh杂交子代有3种表现型,结合A项对De和Df的分析,可知DedHh和DfdHh杂交子代有12种表现型,B正确.若De对Df不完全显性,则Ded和Dfd杂交子代有4种表现型;H对h完全显性,则Hh和Hh杂交子代有2种表现型,DedHh和DfdHh杂交子代有8种表现型,C错误.若De对Df完全显性,Ded和Dfd杂交子代有3种表现型;H对h不完全显性,则Hh和Hh杂交子代有3种表现型,DedHh和DfdHh杂交子代有9种表现型,D错误.7.(2020浙江7月选考,23,2分)某植物的野生型(AABBcc)有成分R,通过诱变等技术获得3个无成分R的稳定遗传突变体(甲、乙和丙).突变体之间相互杂交,F1均无成分R.然后选其中一组杂交的F1(AaBbCc)作为亲本,分别与3个突变体进行杂交,结果见表:杂交编号杂交组合子代表现型(株数)ⅠF1×甲有(199),无(602)ⅡF1×乙有(101),无(699)ⅢF1×丙无(795)注:“有”表示有成分R,“无”表示无成分R用杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株杂交,理论上其后代中有成分R植株所占比例为()A.21/32B.9/16C.3/8D.3/4答案A杂交Ⅰ中,F1×甲的子代中有∶无=1∶3,即A_B_cc占1/4,可推出甲的基因型为AAbbcc或aaBBcc,继而得到子代中有成分R植株的基因型为A_Bbcc(AABbcc∶AaBbcc=1∶1)或AaB_cc(AaBBcc∶AaBbcc=1∶1);杂交Ⅱ中,由于F1×乙的子代中有∶无=1∶7,即A_B_cc占1/8,则可推出乙的基因型为aabbcc,继而得到子代中有成分R植株的基因型为AaBbcc.那么,杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株杂交,即A_Bbcc×AaBbcc或AaB_cc×AaBbcc.以前一杂交组合计算,由Bb×Bb得到B_为3/4,由A_×Aa得到A_为7/8,所以其后代中有成分R植株所占比例为3/4×7/8=21/32,后一杂交组合同理,A正确.8.(2018浙江4月选考,28,2分)为研究某种植物3种营养成分(A、B和C)含量的遗传机制,先采用CRISPR/Cas9基因编辑技术,对野生型进行基因敲除突变实验,经分子鉴定获得3个突变植株(M1、M2和M3).其自交一代结果见表,表中高或低指营养成分含量高或低.植株(表现型)自交一代植株数目(表现型)野生型(A低B低C高)150(A低B低C高)M1(A低B低C高)60(A高B低C低)181(A低B低C高)79(A低B低C低)M2(A低B低C高)122(A高B低C低)91(A低B高C低)272(A低B低C高)M3(A低B低C高)59(A低B高C低)179(A低B低C高)80(A低B低C低)下列叙述正确的是()A.从M1自交一代中取纯合的(A高B低C低)植株,与M2基因型相同的植株杂交,理论上其杂交一代中只出现(A高B低C低)和(A低B低C高)两种表现型,且比例一定是1∶1B.从M2自交一代中取纯合的(A低B高C低)植株,与M3基因型相同的植株杂交,理论上其杂交一代中,纯合基因型个体数∶杂合基因型个体数一定是1∶1C.M3在产生花粉的减数分裂过程中,某对同源染色体有一小段没有配对,说明其中一个同源染色体上一定是由基因敲除缺失了一个片段D.可从突变植株自交一代中取A高植株与B高植株杂交,从后代中选取A和B两种成分均高的植株,再与C高植株杂交,从杂交后代中能选到A、B和C三种成分均高的植株答案A本题以对突变体植物实验分析结果为背景,考查学生获得信息、分析问题、解决问题的能力,属于对科学思维素养中模型与建模、批判性思维等要素的考查.由3个突变植株(M1、M2和M3)的表现型与野生型的表现型相同可知三种突变均为隐性突变,从突变植株自交一代植株的表现型比例来看,均是双杂合子自交后代9∶3∶3∶1表现型比例的变形,可以推出M1、M2、M3均为双杂合子,各对基因之间遵循自由组合定律.因此野生型的基因型为AABBCC,由野生型基因型为AABBCC及表现型A低B低C高推出,A、B、C三种基因间的关系如图:M1、M2和M3的基因型可能为AaBbCC、AABbCc、AaBBCc,由表中数据可知:M1自交一代A高B低C低∶A低B低C高∶A低B低C低≈3∶9∶4;M2自交一代A高B低C低∶A低B高C低∶A低B低C高≈4∶3∶9;M3自交一代A低B高C低∶A低B低C高∶A低B低C低≈3∶9∶4.若突变体基因型为AaBbCC,则自交一代为9A_B_CC(A低B低C高)∶3A_bbCC(A高B低C低)∶3aaB_CC(A低B低C低)∶1aabbCC(A低B低C低),与M1自交一代结果相同,因此M1基因型为AaBbCC;若突变体基因型为AABbCc,则自交一代为9AAB_C_(A低B低C高)∶3AAB_cc(A低B高C低)∶3AAbbC_(A高B低C低)∶1AAbbcc(A高B低C低),与M2自交一代结果相同,因此M2基因型为AABbCc;若突变体基因型为AaBBCc,则自交一代为9A_BBC_(A低B低C高)∶3A_BBcc(A低B高C低)∶3aaBBC_(A低B低C低)∶1aaBBcc(A低B低C低),与M3自交一代结果相同,因此M3基因型为AaBBCc.M1自交一代中纯合的(A高B低C低)植株基因型为AAbbCC,与M2基因型相同的植株即AABbCc杂交,子代表现型分别为AABbC_(A低B低C高)∶AAbbC_(A高B低C低)=1∶1,A正确;M2自交一代中纯合的(A低B高C低)植株基因型为AABBcc,与M3基因型相同的植株即AaBBCc杂交,子代基因型分别为AABBCc、AABBcc、AaBBCc、AaBBcc,其中,纯合基因型个体数∶杂合基因型个体数=1∶3,B错误;采用CRISPR/Cas9基因编辑技术对野生型进行基因敲除,其原理是先将双链DNA断裂,后在DNA自我修复过程中随机插入、缺失或替换几个甚至几十个碱基,这种变异本质上还是基因突变,而M3在产生花粉的减数分裂过程中,某对同源染色体有一小段没有配对,很可能是其中一个同源染色体发生了染色体结构变异如缺失、重复等而导致的,而不是因为基因敲除,C错误;A高植株的基因型为A_bb__,B高植株的基因型为A_B_cc,C高植株的基因型为A_B_C_,不可能培养出A、B两种成分均高的植株,更不可能培养出A、B和C三种成分均高的植株,D错误.9.(2017课标全国Ⅱ,6,6分)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能.若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则杂交亲本的组合是()A.AABBDD×aaBBdd,或AAbbDD×aabbddB.aaBBDD×aabbdd,或AAbbDD×aaBBDDC.aabbDD×aabbdd,或AAbbDD×aabbddD.AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbdd答案D本题通过问题探讨的形式考查对自由组合定律的分析与判断,属于对科学思维素养的考查.根据题干中的信息可以确定这三对基因的关系,用图表示:黄色毛个体的基因型为aa____或者A___D_,褐色毛个体的基因型为A_bbdd,黑色毛个体的基因型为A_B_dd;根据F2中表现型数量比为52∶3∶9可得比例之和为52+3+9=64,即43,说明F1的基因型中三对基因均为杂合,四个选项中只有D选项子代三对基因均杂合,D正确,A、B、C错误.10.(2016课标全国Ⅲ,6,6分)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花.若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株.根据上述杂交实验结果推断,下列叙述正确的是()A.F2中白花植株都是纯合体B.F2中红花植株的基因型有2种C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多答案D根据题意,由纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花,F1自交得到的F2植株中红花∶白花≈9∶7,可推知红花与白花由两对独立遗传的等位基因控制(假设相关基因用A、a和B、b表示),即两对等位基因位于两对同源染色体上,C错误;双显性(A_B_)基因型(4种)的植株表现为红花,B错误;单显性(A_bb和aaB_)和双隐性(aabb)基因型的植株均表现为白花,所以F2中白花植株有的为纯合体,有的为杂合体,A错误;F2中白花植株共有5种基因型,比红花植株(4种)基因型种类多,D正确.方法技巧对F1植株自交产生的F2植株利用统计学方法处理,得出“红花∶白花≈9∶7”是解答本题的突破口.11.(2015海南单科,12,2分)下列叙述正确的是()A.孟德尔定律支持融合遗传的观点B.孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中C.按照孟德尔定律,AaBbCcDd个体自交,子代基因型有16种D.按照孟德尔定律,对AaBbCc个体进行测交,测交子代基因型有8种答案D本题考查孟德尔的遗传定律的相关知识.孟德尔定律不支持融合遗传的观点,A错误;孟德尔定律描述的过程发生在减数分裂过程中,B错误;AaBbCcDd个体自交,子代基因型有34种,C错误;AaBbCc能产生8种配子,而aabbcc只产生1种配子,故AaBbCc测交子代基因型有8种,D正确.知识拓展融合遗传的观点由达尔文提出,主张子代的性状是亲代性状的平均结果,如黑人和白人通婚后生下的小孩肤色是中间色.融合遗传的观点与孟德尔的颗粒遗传相违背,被认为是错误的.12.(2014海南单科,22,2分)基因型为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交,假定这7对等位基因自由组合,则下列有关其子代的叙述,正确的是()A.1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为5/64B.3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现的概率为35/128C.5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为67/256D.7对等位基因纯合个体出现的概率与7对等位基因杂合个体出现的概率不同答案BAaBbDdEeGgHhKk自交,后代中每对等位基因自交后代中纯合子和杂合子的概率各占1/2,所以自交子代中1对杂合、6对纯合的个体有C71=7种类型(利用数学排列组合方法进行分析),且每种类型出现的概率均为(1/2)7=1/128,故此类个体出现的概率为C71(1/2)7=7/128,A错误;同理,自交子代中3对杂合、4对纯合的个体占C73(1/2)7=35/128,B正确;自交子代中5对杂合、2对纯合的个体有C75(1/2)7=21/128,C错误;自交子代中713.(2013海南单科,16,2分)人类有多种血型系统,MN血型和Rh血型是其中的两种.MN血型由常染色体上的1对等位基因M、N控制,M血型的基因型为MM,N血型的基因型为NN,MN血型的基因型为MN;Rh血型由常染色体上的另1对等位基因R和r控制,RR和Rr表现为Rh阳性,rr表现为Rh阴性;这两对等位基因自由组合.若某对夫妇中,丈夫和妻子的血型均为MN型-Rh阳性,且已生出1个血型为MN型-Rh阴性的儿子,则再生1个血型为MN型-Rh阳性女儿的概率是()A.3/8B.3/16C.1/8D.1/16答案B根据题意,父母的基因型均为MNRr,根据基因的分离定律,所生后代基因型为MN的概率为1/2,为Rh阳性的概率为3/4,故再生1个血型为MN型-Rh阳性女儿的概率是1/2×1/2×3/4=3/16.14.(2013天津理综,5,6分)大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制.用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验,结果如图.据图判断,下列叙述正确的是()P黄色×黑色F1灰色F2灰色黄色黑色米色9∶3∶3∶1A.黄色为显性性状,黑色为隐性性状B.F1与黄色亲本杂交,后代有两种表现型C.F1和F2中灰色大鼠均为杂合体D.F2黑色大鼠与米色大鼠杂交,其后代中出现米色大鼠的概率为1/4答案B根据遗传图谱分析可知,该性状的遗传受两对等位基因控制,若假设分别由A、a与B、b控制,则基因型与表现型之间的对应关系为A_B_(灰色)、A_bb(黄色或黑色)、aaB_(黑色或黄色)、aabb(米色);F1的基因型为AaBb,与黄色亲本AAbb(或aaBB)杂交,后代有A_Bb(或AaB_)(灰色)、A_bb(aaB_)(黄色)两种表现型;F1中灰色大鼠肯定为杂合子,而F2中灰色大鼠可能为纯合子,也可能为杂合子;F2中黑色大鼠(aaB_或A_bb)与米色大鼠aabb杂交有2/3aaBb(或Aabb)×aabb和1/3aaBB(或AAbb)×aabb,后代中出现米色大鼠的概率为2/3×1/2=1/3.15.(2022浙江6月选考,28,10分)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(的).

(2)研究体色遗传机制的杂交实验,结果如表所示:杂交组合PF1F2♀♂♀♂♀♂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,结果如表所示:杂交组合PF1F2♀♂♀♂♀♂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.答案(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)遗传图解解析(1)基因突变包括碱基对的增添、缺失和替换,碱基对发生替换可使基因长度不变.(2)杂交Ⅰ中,亲本为黑体和黄体,F1均表现为黄体,说明黄体对黑体为显性,同理可判断杂交Ⅱ中灰体对黑体为显性,杂交Ⅲ中灰体对黄体为显性,故基因A1(黑体)、A2(灰体)、A3(黄体)的显隐性关系为A2>A3>A1.复等位基因位于同源染色体的相同位置,控制生物的相对性状,故其遗传遵循基因的分离定律.(3)只考虑锯翅和圆翅,杂交Ⅳ中,圆翅与锯翅杂交,F1全为圆翅,则圆翅为显性性状;杂交Ⅴ中,母本为锯翅,父本为圆翅,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅,说明翅形性状的遗传与性别相关联,故锯翅性状的遗传方式是伴X染色体隐性遗传.(4)杂交Ⅲ中亲本的基因型为A2A2XBXB(灰体圆翅)和A3A3XBY(黄体圆翅),其F2中灰体圆翅雄虫的基因型及比例为1/3A2A2XBY、2/3A2A3XBY;杂交Ⅴ中亲本的基因型为A1A1XbXb和A2A2XBY,其F2中灰体圆翅雌虫的基因型及比例为1/3A2A2XBXb、2/3A2A1XBXb.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,理论上子代为(8/9灰体、1/9黄体)×(1/2圆翅雌虫、1/4圆翅雄虫、1/4锯翅雄虫),故子代表现型有6种,其中所占比例为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,杂交Ⅲ的F1中灰体圆翅雄虫的基因型为A2A3XBY,二者杂交过程的遗传图解见答案.解后反思1.“隐母和显父”杂交组合在解答遗传题时有重要应用,可用于分析判断相关基因是位于常染色体上,还是位于X染色体上,如本题杂交Ⅴ实验结果的分析判断.2.在随机交配过程中,灵活运用配子法进行计算,可快速推导出子代基因型及比例,进而推导出子代表现型及比例,如本题第(4)小题的分析判断.16.(2022全国甲,32,12分)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.

答案(1)在花粉未成熟时去除甲的雄花花序,给雌花花序套袋;采集丁的成熟花粉,涂抹在甲的雌花花序上,再套上纸袋(2)1/4bbTT和bbTt1/4(3)非糯玉米植株的果穗上有糯玉米的籽粒,糯玉米植株的果穗上全部为糯玉米的籽粒糯玉米植株的果穗上有非糯玉米的籽粒,非糯玉米植株的果穗上全部为非糯玉米的籽粒解析(1)为避免其他花粉的影响,需在母本甲花粉未成熟时去雄并对母本甲的雌花花序套袋,采集丁的成熟花粉,涂抹在甲的雌花花序上,再套上纸袋.(2)结合题干信息可知,表(现)型和基因型的对应关系为雄株(bbT_)、雌株(B_tt、bbtt)、雌雄同株(B_T_).由于雌株乙和雄株丁杂交,F1全部表现为雌雄同株(B_T_),因此可知乙、丙和丁的基因型分别为BBtt、bbtt和bbTT,F1的基因型为BbTt;在F1自交得到的F2中,雄株的基因型为bbTT和bbTt,雌株的基因型为__tt,雌株所占比例为1×1/4=1/4;雌株中BBtt、Bbtt、bbtt所占比例分别为1/4、2/4、1/4,则与丙基因型相同的植株所占比例为1/4.(3)题述间行种植的玉米既有自交,也有杂交;若糯为显性,则糯玉米植株的果穗上籽粒全为糯,非糯玉米植株的果穗上籽粒有糯和非糯两种;若非糯为显性,则非糯玉米植株的果穗上籽粒全为非糯,糯玉米植株的果穗上籽粒有糯和非糯两种.17.(2022全国乙,32,12分)某种植物的花色有白、红和紫三种,花的颜色由花瓣中色素决定,色素的合成途径是:白色红色紫色.其中酶1的合成由基因A控制,酶2的合成由基因B控制,基因A和B位于非同源染色体上.回答下列问题.(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交,子代植株表现型及其比例为;子代中红花植株的基因型是;子代白花植株中纯合体所占的比例是.

(2)已知白花纯合体的基因型有2种.现有1株白花纯合体植株甲,若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型,请写出所选用的亲本基因型、预期实验结果和结论.答案(1)紫∶红∶白=3∶3∶2AAbb、Aabb1/2(2)所选用的亲本基因型:AAbb.预期实验结果和结论:若子代均为紫花,则植株甲的基因型为aaBB;若子代均为红花,则植株甲的基因型为aabb.解析根据题干信息可知:紫花植株基因型为A_B_,红花植株基因型为A_bb,白花植株的基因型为aa__.(1)红花杂合体植株基因型为Aabb,其与基因型为AaBb的紫花植株杂交,子代的表现型为紫花(1AABb、2AaBb)、红花(1AAbb、2Aabb)、白花(1aaBb、1aabb),所以子代中紫花∶红花∶白花=3∶3∶2,子代红花植株的基因型为AAbb、Aabb,子代白花植株中纯合体占1/2.(2)植株甲白花纯合体的基因型为aaBB或aabb,现要选用1种纯合体亲本与其杂交1次来确定其基因型,则可选择红花纯合体AAbb与之杂交.若白花纯合体基因型为aaBB,子代均为紫花(AaBb);若白花纯合体基因型为aabb,子代均为红花(Aabb).选择紫花纯合体AABB进行杂交时需要两代实验才可判断,不符合题述要求.18.(2022湖北,24,18分)“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的品系甲具有抗虫、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,结果如表所示.【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,培育出转S基因的新品系.根据研究组的实验研究,回答下列问题: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(1)假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,则乙、丙杂交的F2中表现型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和载体的限制性核酸内切酶(限制性内切核酸酶)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).

答案(1)7aabb1∶5(2)①③(3)XbaⅠ和HindⅢ(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、诱变育种解析(1)由题意可知,甲为不甜的纯合子,故基因型为AAbb.乙和丙为高甜纯合子,根据甲和乙杂交后代可知,F1基因型为Aabb,推出乙的基因型为aabb.根据甲和丙杂交后代可知,F1的基因型为AABb,推出丙的基因型为AABB.乙和丙杂交,F1的基因型为AaBb,F2中A_bb表现为不甜,其他均表现为甜,故甜的植株基因型有7种.乙和丙杂交中,F2不甜植株的基因型为A_bb,A_bb自交,具体分析为1/3AA自交后代为1/3AA,2/3Aa自交后代为2/3(1/4AA+1/2Aa+1/4aa),bb自交后代为bb,故F3中不甜的植株A_bb占5/6,即F3中甜∶不甜=1∶5.(2)代谢途径①表明产生甜物质的基因型有aa__(aaB_、aabb)和__B_(A_B_、aaB_),符合题意;代谢途径②表明产生甜物质的基因型有__bb、A___,不符合题意;代谢途径③表明产生不甜物质的基因型有A_bb,符合题意;代谢途径④表明产生不甜物质的基因型有aaB_,不符合题意.(3)确保目的基因和载体正向连接,最好用两种限制酶切割,因此不宜选用EcoRⅠ;观察S基因,不能用BamHⅠ,会切断S基因;观察载体,不能用SalⅠ.综合分析,选用的两种限制酶为XbaⅠ和HindⅢ.(4)农杆菌细胞含有Ti质粒,侵染植物细胞后,可将上面的T-DNA转移到被侵染的细胞,并将其整合到该细胞的染色体DNA上.根据农杆菌的这种特点,可将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞.(5)可以通过单倍体育种缩短育种年限,还可以诱变育种,获得甜度高的突变基因,从而获得相应品种.19.(2022辽宁,25,12分)某雌雄同株二倍体观赏花卉的抗软腐病与易感软腐病(以下简称“抗病”与“易感病”)由基因R/r控制,花瓣的斑点与非斑点由基因Y/y控制.为研究这两对相对性状的遗传特点,进行系列杂交实验,结果见表.组别亲本杂交组合F1表型及数量抗病非斑点抗病斑点易感病非斑点易感病斑点1抗病非斑点×易感病非斑点710240002抗病非斑点×易感病斑点1321291271403抗病斑点×易感病非斑点728790774抗病非斑点×易感病斑点18301720(1)如表杂交组合中,第1组亲本的基因型是,第4组的结果能验证这两对相对性状中的遗传符合分离定律,能验证这两对相对性状的遗传符合自由组合定律的一组实验是第组.

(2)将第2组F1中的抗病非斑点植株与第3组F1中的易感病非斑点植株杂交,后代中抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为.

(3)用秋水仙素处理该花卉,获得了四倍体植株.秋水仙素的作用机理是

.

现有一基因型为YYyy的四倍体植株,若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离(不考虑其他变异),则产生的配子类型及比例分别为,其自交后代共有种基因型.

(4)用X射线对该花卉A基因的显性纯合子进行诱变,当A基因突变为隐性基因后,四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更.

答案(1)RRYy、rrYy抗病与易感病2(2)3∶3∶1∶1(3)抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍YY∶Yy∶yy=1∶4∶15(4)低解析(1)两种性状分别分析,第1组双亲为抗病×易感病,后代全为抗病,说明抗病对易感病为显性,且亲本抗病为显性纯合子;双亲均为非斑点,后代非斑点∶斑点≈3∶1,说明非斑点对斑点为显性,且亲本非斑点均为Yy,故亲本基因型为RRYy、rrYy.第2组抗病(R_)×易感病(rr)→抗病∶易感病≈1∶1,可知亲本抗病基因型为Rr;非斑点(Y_)×斑点(yy)→非斑点∶斑点≈1∶1,可知亲本为Yy×yy,故亲本基因型为RrYy×rryy;同理可推出第3组亲本基因型为Rryy×rrYy,第4组亲本基因型为RrYY×rryy.第4组,亲本抗病(Rr)与易感病(rr)杂交,Rr产生了两种比例大致相等的配子,可验证分离定律;非斑点(YY)与斑点(yy)杂交,子代均为非斑点,亲本均只能产生一种配子,不能验证分离定律,故该组能验证抗病与易感病性状的遗传符合分离定律.第2组的亲本基因型为RrYy和rryy,后代基因型及比例为RrYy∶Rryy∶rrYy∶rryy≈1∶1∶1∶1(可验证亲本RrYy产生了4种比例大致相等的配子,rryy仅产生了ry一种基因型的配子),故第2组可验证两对相对性状的遗传符合自由组合定律.(2)第2组F1中的抗病非斑点植株的基因型为RrYy,第3组F1中的易感病非斑点植株的基因型为rrYy,二者杂交所得后代为抗病非斑点(RrY_)∶易感病非斑点(rrY_)∶抗病斑点(Rryy)∶易感病斑点(rryy)=3∶3∶1∶1.(3)不考虑其他变异时,基因型为YYyy的四倍体植株减数分裂过程中,四条同源染色体两两分离,设该植株基因型为Y1Y2y1y2,则产生的配子类型及比例分别为Y1Y2∶y1y2∶Y1y1∶Y2y2∶Y1y2∶Y2y1=1∶1∶1∶1∶1∶1,即产生的配子类型及比例分别为YY∶Yy∶yy=1∶4∶1,其自交后代基因型用棋盘法可表示为:配子♂YYYyyy♀YYYYYYYYYyYYyyYyYYYyYYyyYyyyyyYYyyYyyyyyyy基因型有YYYY、YYYy、YYyy、Yyyy、yyyy,共5种.(4)用X射线对该二倍体花卉A基因纯合子进行诱变,当A基因突变为隐性基因后,该花卉基因型可变为Aa,用秋水仙素诱导得到的四倍体基因型为AAaa;自交后代中,二倍体产生的雌、雄配子均为1/2A、1/2a,则产生隐性性状(aa)的概率为1/4,四倍体产生的雌、雄配子均为1/6AA、1/6aa、2/3Aa,则产生隐性性状(aaaa)的概率为1/36,故四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体低.20.(2022北京,18,11分)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,结果如图1.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.图2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M②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M④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型答案(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解析(1)果皮颜色由一对等位基因控制,假设相关基因为D/d,果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色,这说明黄色对无色为显性,F1基因型为Dd,F1自交所得F2会发生性状分离,根据基因分离定律,F2果皮颜色及比例为黄色∶无色=3∶1.(2)由题干信息可知,果肉黄色的番茄甲的基因型为aaBB,果肉橙色的番茄乙的基因型为AAbb,甲、乙杂交所得F1的基因型为AaBb,表型为红色,F1自交所得F2中A_B_(红色)∶aaB_(黄色)∶A_bb、aabb(橙色)≈9∶3∶4,故F2中黄色个体的基因型为aaBB和aaBb.(3)基因型为aabb的个体不能通过“基因A→酶A”催化前体物质2的生成,但可通过“基因H→酶H”催化前体物质2的生成;基因B突变为b使酶B不能合成,前体物质2无法转变为番茄红素,最终使前体物质2积累,果肉呈橙色.(4)C基因可调控A基因的表达,M中的C基因发生甲基化,且甲基化程度很高,M果肉颜色呈黄色.欲证实果实成熟与C基因甲基化水平改变有关,方法有三,一是将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M,M中C基因甲基化程度降低,促使A基因表达,果实呈红色;二是敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因,野生型中C基因甲基化程度升高,果实呈黄色;三是将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型,使野生型中C基因甲基化程度升高,果实呈黄色.将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M,会使M中C基因甲基化程度更高,果实依旧为黄色,不能为题述推测提供证据.21.(2021浙江6月选考,28,10分)(10分)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结果如表.转基因过程中,可发生基因突变,外源基因可插入不同的染色体上.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)矮秆抗除草剂矮秆不抗除草剂高秆抗除草剂高秆不抗除草剂甲×乙51316700甲×丙10937313104乙×丙1781253736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.答案(除标明外,每空1分)(1)隐性2(2)mRNA用DNA酶处理提取的RNA(3)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(2分)(4)(4分)解析(1)由表中乙(矮秆)和丙(高秆)杂交,F2的表现型及数量比例为矮秆∶高秆=(178+12)∶(537+36)≈1∶3可知,矮秆对高秆为隐性性状.由表中甲与乙杂交,F2的表现型及数量比例为矮秆抗除草剂∶矮秆不抗除草剂=513∶167≈3∶1可知,F1只有一对基因杂合,抗除草剂对不抗除草剂为显性,则甲基因型为aaB-B-,乙基因型为aaB+B+,丙基因型为AAB+B+,则甲、乙杂交所得F1基因型为aaB+B-,可以产生2种配子(aB+、aB-).(2)为了分析抗除草剂基因在水稻乙、丙叶片中的表达情况,可检测抗除草剂基因是否转录出了mRNA.为了除去提取RNA中出现的DNA污染,可以利用酶的专一性,即利用DNA酶只水解DNA而不水解RNA的特性将DNA除去.(3)乙×丙的F2中,抗除草剂与不抗除草剂的表现型比例为(178+537)∶(12+36)=715∶48≈15∶1(9∶3∶3∶1的变式),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)遗传图解见答案.22.(2021浙江1月选考,28,10分)(10分)水稻雌雄同株,从高秆不抗病植株(核型2n=24)(甲)选育出矮秆不抗病植株(乙)和高秆抗病植株(丙).甲和乙杂交、甲和丙杂交获得的F1均为高秆不抗病,乙和丙杂交获得的F1为高秆不抗病和高秆抗病.高秆和矮秆、不抗病和抗病两对相对性状独立遗传,分别由等位基因A(a),B(b)控制,基因B(b)位于11号染色体上,某对染色体缺少1条或2条的植株能正常存活.甲、乙和丙均未发生染色体结构变异,甲、乙和丙体细胞的染色体DNA相对含量如图所示(甲的染色体DNA相对含量记为1.0).回答下列问题:(1)为分析乙的核型,取乙植株根尖,经固定、酶解处理、染色和压片等过程,显微观察分裂中期细胞的染色体.其中酶解处理所用的酶是,乙的核型为.

(2)甲和乙杂交获得F1,F1自交获得F2.F1基因型有种,F2中核型为2n-2=22的植株所占的比例为.

(3)利用乙和丙通过杂交育种可培育纯合的矮秆抗病水稻,育种过程是.

(4)甲和丙杂交获得F1,F1自交获得F2.写出F1自交获得F2的遗传图解.答案(除标明外,每空1分)(1)果胶酶2n-1=23(2)21/8(2分)(3)乙和丙杂交获得F1,取F1中高秆不抗病的植株进行自交,从F2中选取矮秆抗病植株(2分)(4)(3分)解析(1)要分析乙的核型,需要取乙植株的根尖,经固定、果胶酶处理、染色和压片等过程,在显微镜下观察分裂中期细胞的染色体.据图可知,乙缺失了1条11号染色体,则其核型为2n-1=23.(2)根据甲、乙、丙的表现型以及相互杂交的子代表现型可判断,甲的基因型为AABB,乙的基因型为aaBO,甲和乙杂交得到的F1有1/2AaBB和1/2AaBO两种基因型,F1中的1/2AaBO自交会得到缺失2条11号染色体的植株,其占比为1/8.(3)利用乙(aaBO)和丙(AAbb)通过杂交育种培育纯合的矮秆抗病水稻(aabb),可先让乙和丙杂交获得F1,再取F1中的高秆不抗病植株进行自交,从F2中选取矮秆抗病植株.(4)甲(AABB)和丙(AAbb)杂交获得F1(AABb),F1自交获得的F2中高秆不抗病∶高秆抗病=3∶1,遗传图解见答案.23.(2021辽宁,25,10分)(10分)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花.现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突变为隐性基因)导致.回答下列问题:(1)进行水稻杂交实验时,应首先除去未成熟花的全部,并套上纸袋.若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1自交,F2的表现型及比例为.

(2)为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系,育种人员进行了杂交实验,杂交组合及F1叶色见表.实验分组母本父本F1叶色第1组WX浅绿第2组WY绿第3组WZ绿第4组XY绿第5组XZ绿第6组YZ绿实验结果表明,W的浅绿叶基因与突变体的浅绿叶基因属于非等位基因.为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上,育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交,观察并统计F2的表现型及比例.不考虑基因突变、染色体变异和互换,预测如下两种情况将出现的结果:

①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,结果为.

②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,结果为

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(3)叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b.研究发现,突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换,造成mRNA上对应位点碱基发生改变,导致翻译出的肽链变短.据此推测,与正常基因转录出的mRNA相比,突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是.

答案(1)母本雄蕊绿叶∶浅绿叶=3∶1(2)Y、ZF2的叶色全为绿色∶浅绿色=1∶1第4组F2的叶色为绿色∶浅绿色=1∶1,第5、6组F2的叶色为绿色∶浅绿色=9∶7(3)终止密码子提前出现解析(1)水稻为雌雄同株植物,进行水稻杂交实验时,应首先除去母本未成熟花的全部雄蕊,并套上纸袋.假设突变体W的基因型为aa,则W与野生型纯合绿叶水稻(AA)杂交,F1基因型为Aa,F1自交,F2的表现型及比例为绿叶(1AA、2Aa)∶浅绿叶(1aa)=3∶1.(2)假设突变体W、X、Y、Z的基因型分别为aa、bb、cc、dd,它们相对应的野生型的基因型分别为AA、BB、CC、DD.W与X杂交,假设W(aa)的浅绿叶基因与X(bb)的浅绿叶基因属于等位基因,则F1(ab)叶色为浅绿色,假设W(aaBB)的浅绿叶基因与X(AAbb)的浅绿叶基因属于非等位基因,则F1(AaBb)叶色为绿色,由于表格中W与X杂交,F1为浅绿叶,所以W的浅绿叶基因与X的浅绿叶基因属于等位基因;而W与Y杂交,W与Z杂交,F1的叶色全为绿色,所以W的浅绿叶基因与Y、Z的浅绿叶基因属于非等位基因.若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,则第4组X(bC‖bC)与Y(Bc‖Bc)杂交,F1(Bc‖bC)自交,F2的基因型为1bbCC、2BbCc、1BBcc,叶色为绿色∶浅绿色=1∶1,同理可推导第5、6组F2的叶色也为绿色∶浅绿色=1∶1.若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,则第4组X与Y杂交,F1自交,F2的叶色为绿色∶浅绿色=1∶1;而第5组X(bbDD)与Z(BBdd)杂交,F1(BbDd)自交,F2的基因型为9B_D_、3B_dd、3bbD_、1bbdd,叶色为绿色∶浅绿色=9∶7,第6组同理.(3)根据翻译出的肽链变短,可以推测突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是终止密码子提前出现.24.(2021山东,22,16分)(16分)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

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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1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

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答案(1)1/6MmRr5/12(2)0M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(3)以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或:利用雄性不育植株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)解析(1)基因型为Mm的植株自交一代,F1的基因型种类及比例为1/4MM、1/2Mm、1/4mm;F1中的mm雄性不育,不能进行自交,F1中的MM、Mm可以进行自交,F1中基因型为M_的植株中,1/3MM自交后代为1/3MM,2/3Mm自交后代为1/6MM、1/3Mm、1/6mm,据此推知F2中雄性不育植株所占的比例为1/6.基因型为mm的植株雄性不育,基因型为MM、Mm的植株可育,基因型为Rr的植株表现为晚熟红果,所以雄性不育植株(mm)与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为MmRr.以该杂交种MmRr为亲本连续种植,若每代均随机受粉,F1的基因型种类及比例为1/16MMRR、2/16MMRr、2/16MmRR、4/16MmRr、1/16MMrr、2/16Mmrr、1/16mmRR、2/16mmRr、1/16mmrr,F1随机受粉,F1产生的雌配子种类及比例为1/4MR、1/4Mr、1/4mR、1/4mr,由于基因型为mm的植株雄性不育,故F1产生的雄配子种类及比例为1/3MR、1/3Mr、1/6mR、1/6mr,雌配子与雄配子随机结合,可得出F2中可育晚熟红果植株(M_Rr)所占比例为5/12.(2)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.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(Mm)和乙(Mm)分别与雄性不育植株(mm)杂交,在形成配子时喷施NAM,F1均表现为雄性不育(mm),说明甲(Mm)和乙(Mm)产生的含M的雄配子均因为含H基因而死亡,只有含m的雄配子因为不含H基因而存活,而雄性不育植株(mm)产生的卵细胞也不含H基因,所以所得F1的体细胞中含有0个H基因.若植株甲(Mm)的体细胞中仅含1个H基因,因为甲(Mm)产生的含M的雄配子死亡了,所以可推知H基因插入了M基因所在的染色体上,造成了含M的雄配子死亡.若植株乙的体细胞中含n个H基因,因为乙(Mm)产生的含M的雄配子死亡了,而含m的雄配子存活,所以可推知必须有1个H基因位于M所在染色体上(使含M的雄配子死亡),且2条同源染色体上不能同时存在H基因(使含m的雄配子中每条染色体上均不含H基因).植株乙(Mm)与雄性不育植株杂交,植株乙(Mm)产生的不含H基因的雄配子的比例为1/2n,雄性不育植株(mm)产生的雌配子为m,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)植株甲的基因型为Mm,若植株甲的细胞中仅含一个H基因,则在不喷施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的方案为以植株甲为父本(Mm),雄性不育植株(mm)为母本进行杂交,子代有两种基因型Mm和mm,其中基因型为Mm的植株表现为大花,基因型为mm的植株表现为小花,子代中大花植株即为所需植株.25.(2021全国甲,32,12分)(12分)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.杂交实验及结果见表(实验②中F1自交得F2).实验亲本F1F2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

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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

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答案(1)实验①F1中缺刻叶∶全缘叶=1∶1,齿皮∶网皮=1∶1缺刻叶、齿皮(2)甲、乙(3)1/4(4)果皮性状实验②F1全为缺刻叶齿皮,而F2中缺刻叶∶全缘叶=15∶1、齿皮∶网皮=3∶1解析(1)分别分析2对性状,实验①甲×乙,F1中缺刻叶∶全缘叶=1∶1,齿皮∶网皮=1∶1,说明2对相对性状的杂交均属于测交类型,所以其遗传符合分离定律.实验②中F2性状分离比为9∶3∶3∶1,说明F1缺刻叶齿皮为双显性个体,由此可判断缺刻叶(基因用A表示)和齿皮(基因用B表示)为显性性状,F1缺刻叶齿皮基因型为AaBb.(2)实验②丙(缺刻叶网皮A_bb)×丁,F1基因型为AaBb,由此可判断丙和丁的基因型分别为AAbb和aaBB;甲和丙均为缺刻叶网皮但基因型不同,因此甲的基因型为Aabb,结合实验①中F1的性状可判断乙的基因型为aaBb,所以甲乙丙丁中属于杂合体的是甲和乙.(3)实验②的F2中纯合体有AABB(1/16)、AAbb(1/16)、aaBB(1/16)、aabb(1/16)4种,共占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∶全缘叶网皮是45∶15∶3∶1,则缺刻叶∶全缘叶=15∶1,齿皮∶网皮=3∶1,其中缺刻叶∶全缘叶=15∶1,为9∶3∶3∶1的变形,由此可判断叶形性状由2对等位基因控制,果皮性状由1对等位基因控制.26.(2021湖南,17,12分)(12分)油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当地降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义.某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S.为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关试验,如图所示.①P♀S×♂Z

F1

F2高秆515半矮秆34②P♀Z×♂S

F1

F2高秆596半矮秆40③PZ×S

F1×S

F2高秆211半矮秆69回答下列问题:(1)根据F2表现型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是,杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有种结合方式,且每种结合方式概率相等.F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是

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(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3-Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ.产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为.产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为(用A、a;B、b;C、c……表示基因).用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,能否验证自由组合定律?.

答案(1)半矮秆性状由位于两对常染色体上的隐性纯合基因控制遗传16F1通过减数分裂产生配子的过程中,等位基因会随着同源染色体的分开而分离、位于非同源染色体上的非等位基因会随着非同源染色体的自由组合而组合,从而产生比例相等的各种类型配子(2)7∶4∶4aaBb、Aabb否解析(1)由杂交组合①、②的正、反交实验中F2表现型比例均约为15∶1可知,F1为双杂合子,油菜半矮秆突变体S为双隐性纯合子,故油菜半矮秆突变体S的遗传机制是半矮秆性状由位于两对常染色体上的隐性纯合基因控制遗传;用A/a、B/b表示相关基因,杂交组合①的F1基因型可表示为AaBb,则其产生的雌雄配子均为AB、Ab、aB、ab,自交时雌雄配子间的结合方式有16种;F1产生的各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是在减数分裂产生配子的过程中,等位基因会随着同源染色体的分开而分离、位于非同源染色体上的非等位基因会随着非同源染色体的自由组合而组合,从而产生比例相等的各种类型配子.(2)根据题意,杂交组合①的F2中高秆植株的基因型为A_B_、A_bb、aaB_,比例为9∶3∶3,自交后代为F3-Ⅰ的基因型有AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB,占比为7/15,自交后代为F3-Ⅱ的基因型有AaBb,占比为4/15,自交后代为F3-Ⅲ的基因型有Aabb和aaBb,占比为4/15,因此产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4.产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为Aabb和aaBb,若用这两种基因型的高秆植株进行相互杂交试验,由于在减数分裂产生配子的过程中,Aabb产生的配子为Ab和ab,aaBb产生的配子为aB和ab,都只能体现基因的分离,不能体现基因的自由组合,因此用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,不能验证自由组合定律.27.(2020课标全国Ⅱ,32,11分)控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示,且位于3对同源染色体上.现有表现型不同的4种植株:板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁).甲和丙杂交,子代表现型均与甲相同;乙和丁杂交,子代出现个体数相近的8种不同表现型.回答下列问题:(1)根据甲和丙的杂交结果,可知这3对相对性状的显性性状分别是.

(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果,可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为、、和.

(3)若丙和丁杂交,则子代的表现型为.

(4)选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交,统计子代个体性状.若发现叶形的分离比为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1,则植株X的基因型为.

答案(1)板叶、紫叶、抗病(2)AABBDDAabbDdaabbddaaBbdd(3)花叶绿叶感病、花叶紫叶感病(4)AaBbdd解析(1)甲(板叶紫叶抗病)和丙(花叶绿叶感病)进行杂交,子代表现型均与甲相同,可知甲、丙为纯合子,根据具有相对性状的纯合亲本杂交,子一代表现出来的性状为显性性状可知,板叶、紫叶、抗病为显性性状.(2)依据(1)可知,甲、丙植株的基因型分别是AABBDD、aabbdd.乙表现为板叶绿叶抗病,基因型为A_bbD_,丁表现为花叶紫叶感病,基因型为aaB_dd;乙和丁杂交,子代出现8种不同的表现型,根据具有一对等位基因的杂合子测交所得子代有两种表现型可知,乙、丁植株的基因型分别为AabbDd、aaBbdd.(3)丙(aabbdd)和丁(aaBbdd)进行杂交,控制叶形和能否抗病的两对等位基因为隐性纯合,稳定遗传,丙和丁杂交相当于基因型为Bb和bb的个体杂交,故子代的表现型为花叶紫叶感病、花叶绿叶感病.(4)乙的基因型为AabbD