高阶思维应用4“致死效应”与特殊遗传现象-2025版世纪金榜二轮生物收官专项辅导与训练

高阶思维应用4“致死效应”与特殊遗传现象思维探究【情境】“自私基因”是指双亲杂交后,父本或母本中能控制其自身的DNA片段优先遗传给后代的基因。例如,研究发现,R基因是水稻的一种“自私基因”,它编码的毒性蛋白对雌配子没有影响,但会导致同株水稻一定比例的不含该基因的花粉死亡,通过这种方式来改变后代分离比。R2d2是小鼠中的“自私基因”,总想着让自己能优先地被遗传给后代;R2d2是小鼠第2号染色体上的一个DNA片段,含有Cw22基因的多个拷贝;当Cw22基因的拷贝数达到7甚至更多之后,R2d2就变得“自私”起来了;在雌性小鼠体内,含有Cw22多拷贝的染色体会排挤不含R2d2的其他染色体,从而更容易被分配到卵子中。【探究】(1)“自私基因”其自私性的意义是。

(2)研究发现某生物的基因家族存在一种显性“自私基因”A,在产生配子时,A基因能导致体内不含A基因的雄配子一半死亡,而不影响雌配子的活力;现将基因型为Aa的植株自交,F1基因型及比例为。

(3)小鼠中的“自私基因”R2d2的遗传不遵循孟德尔的分离定律的原因是。

【解析】(1)“自私基因”能控制其自身的DNA片段优先遗传给后代,从而在遗传上占据更加优势的地位。(2)在产生配子时A基因能导致体内不含A基因的雄配子一半死亡,而不影响雌配子的活力。基因型为Aa的植株可以产生2/3A雄配子、1/3a雄配子,可以产生1/2A雌配子、1/2a雌配子,则F1基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1/3∶(1/3+1/6)∶1/6=2∶3∶1。(3)在雌性小鼠体内,含有Cw22多拷贝的染色体会排挤不含R2d2的其他染色体,从而更容易被分配到卵子中,因此小鼠中的“自私基因”R2d2更容易传给后代。答案:(1)使亲本自身的遗传信息能更多地传递给子代,从而在遗传上占据更加优势的地位(2)AA∶Aa∶aa=2∶3∶1(3)孟德尔的遗传定律认为,后代继承亲代一对基因的概率是相等的,但小鼠中的“自私基因”R2d2更容易传给后代思维源点致死效应类型分析1.一对等位基因致死:(1)正推法(知致死求比例):先将无致死配子列出来,再计算致死后的比例,最后重新调整配子比例(换比)。例如a雄配子中有1/3可以存活,Aa自交,求子代的性状分离比。雌配子雄配子A1/2→3/4原比换比a1/2→1/6→1/4原比存活换比A1/2AA(3/8)Aa(1/8)a1/2Aa(3/8)aa(1/8)(2)逆推法(知比例求致死):可通过方程5步法解决,例如因雄配子致死而导致后代出现AA∶Aa∶aa=2∶5∶3,求雄配子致死情况。①设X:(AA+Aa)∶aa=7∶3<3∶1,说明含A的雄配子有致死,可设含A的雄配子有X存活。②算比:A雄配子占X/2,a为1/2,此时A+a≠1。③换比:A占剩余雄配子的X/(1+X),a占1/(1+X),雌配子A/a各占1/2。④列棋盘:配子雄配子A[X/(1+X)]a[1/(1+X)]雌配子A(1/2)1/2×X/(1+X)1/2×1/(1+X)a(1/2)1/2×X/(1+X)1/2×1/(1+X)⑤得结果:AA=1/2×X/(1+X),aa=1/2×1/(1+X),AA∶aa=2∶3,计算出X即可。[提醒]①含A的花粉致死50%,只影响雄配子。②含A的配子致死50%,影响雌雄配子。③花粉致死50%,不会影响A和a的比例。④Aa自交,F1中A_∶aa=2∶1,AA显性纯合致死。2.两对等位基因致死:配子ABAbaBabABAABBAABbAaBBAaBbAbAABbAAbbAaBbAabbaBAaBBAaBbaaBBaaBbabAaBbAabbaaBbaabb(1)含A或B的雄配子致死,则后代中没有AABB个体,出现3∶1∶3∶1。(2)含AB的雄配子致死,出现5∶3∶3∶1,后代中没有AABB个体。(3)含单显aB或Ab雄配子致死,出现7∶3∶1∶1。(4)含ab雄配子致死,则后代中没有aabb个体,出现8∶2∶2∶0。[提醒]致死改变子代雌雄比例隐性致死基因位于X染色体上,设有关基因为A、a,XAXa×XAY,子代雌雄比例是2∶1。3.染色体致死:(1)染色体缺失配子致死:染色体缺失导致配子致死,不能进行受精作用产生后代的现象。(2)染色体缺失纯合子致死:染色体缺失导致纯合子致死的现象,即二倍体生物中存在一条染色体缺失的个体能够存活,而两条染色体缺失的个体不能存活。迁移应用1.(2024·淮安一模)某种老鼠的体色由复等位基因A1、A2和a决定,A1决定黄色且纯合时胚胎致死,A2决定灰色,a决定黑色,A1对A2为显性,A2对a为显性。下列叙述错误的是()A.黄色个体与灰色个体杂交,子代可能全为黄色B.灰色个体与黑色个体杂交,子代可能出现灰色∶黑色=1∶1C.黄色个体与黑色个体杂交,子代可能出现黄色∶灰色=1∶1D.黄色个体与灰色个体杂交,子代可能出现黄色∶灰色∶黑色=2∶1∶1【解析】选A。A1决定黄色且纯合时胚胎致死,则黄色个体的基因型为A1A2或A1a,其与灰色个体(A2A2或A2a)杂交,子代可能为黄色和灰色,也可能是黄色、灰色和黑色,不可能全为黄色,A错误;灰色个体的基因型为A2A2或A2a,其与黑色个体(aa)杂交,子代可能全灰色,也可能出现灰色∶黑色=1∶1,B正确;黄色个体的基因型为A1A2或A1a,与黑色个体(aa)杂交,子代可能为黄色∶灰色=1∶1,也可能是黄色和黑色,C正确;黄色个体(A1a)与灰色个体(A2a)杂交,子代可能出现黄色(A1A2、A1a)∶灰色(A2a)∶黑色(aa)=2∶1∶1,D正确。【加固训练】豌豆植株的高茎和矮茎为一对相对性状,由一对等位基因B/b控制,高茎为显性,紫花和白花为一对相对性状,由另一对等位基因D/d控制,紫花为显性,两对基因独立遗传。已知含b的花粉育性为含B花粉育性的50%,若基因型为BBDD和bbdd的亲本杂交,子一代自然种植,则子二代的表型及比例为()A.高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花=12∶4∶6∶2B.高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花=12∶6∶4∶2C.高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花=15∶5∶3∶1D.高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花=15∶3∶5∶1【解析】选C。两对基因独立遗传,基因型为BbDd的该种植株自交,若含b的花粉育性为含B花粉育性的50%,先独立分析等位基因B/b:Bb自交,雄配子是2/3B,1/3b,雌配子是1/2B,1/2b,因此子代隐性(bb)个体占比是1/3×1/2=1/6,显性个体占比是1-1/6=5/6,则显性∶隐性=5∶1。再独立分析D/d:Dd自交,子代显性∶隐性=3∶1,因此基因型为BbDd的该种植株自交,子二代的表型及比例是高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花=15∶5∶3∶1,即C正确。2.雌雄异株植物女娄菜的性别决定方式为XY型,植株的绿色和金黄色由一对等位基因控制,由于某种类型的致死使得金黄色性状仅存在于雄株中。现有两株绿色女娄菜杂交,F1表型及比例为绿色雌株∶绿色雄株∶金黄色雄株=2∶1∶1,不考虑基因位于X染色体和Y染色体的同源区段。下列分析错误的是()A.控制绿色和金黄色的基因遵循分离定律,金黄色为隐性性状B.控制女娄菜颜色的基因位于X染色体上,F1绿色雌株中杂合子占1/2C.金黄色仅存在于雄株中的原因是隐性基因纯合会导致个体死亡D.F1植株随机传粉得到的F2表型及比例为绿色雌株∶绿色雄株∶金黄色雄株=2∶3∶1【解析】选C。根据两株绿色女娄菜杂交,F1中绿色植株∶金黄色植株=3∶1,可判断金黄色为隐性性状,控制绿色和金黄色的基因遵循分离定律,A正确;F1中女娄菜子代性状表现与性别相关联(在雌雄个体中表型及比例不一致),因此控制植株颜色的基因位于X染色体上,假设基因用B、b表示,亲本雌株的基因型为XBXb,亲本雄株的基因型为XBY,F1绿色雌株中杂合子(基因型为XBXb)占1/2,B正确;雄株可以出现金黄色(基因型为XbY),可排除b基因纯合致死和b基因雌配子致死,因此金黄色仅存在于雄株中的原因为含b基因的雄配子致死,不会出现XbXb的金黄色雌株,C错误;F1植株基因型及比例为XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY=1∶1∶1∶1,F1雌雄植株随机传粉,含b基因的雄配子致死,其中雌配子类型及比例为XB∶Xb=3∶1,雄配子类型及比例为XB∶Y=1∶2,因此F2中绿色雌株∶绿色雄株∶金黄色雄株=2∶3∶1,D正确。3.(2024·吉安二模)果蝇的红眼(B)对褐眼(b)为显性,灰体(E)对黑檀体(e)为显性。作为父本的红眼灰体雄果蝇染色体发生易位,如图所示,母本染色体正常,两者杂交F1能正常发育。F1中的雄蝇与母本杂交,F2中只出现红眼灰体和褐眼黑檀体两种表型,且性状比1∶1。不考虑互换,下列分析合理的是()A.图中父本产生的配子约有1/2不能存活B.F1产生的带有B基因的雄配子是致死的C.F1产生的带有E基因的雄配子是致死的D.F2含有1、3或2、4染色体的个体死亡【解析】选D。据图分析,父本产生BE配子,母本产生be配子,形成的F1为BbEe,根据仅有的信息无法判断父本产生的配子约有1/2不能存活,A错误;母本只能产生be配子,而F1中的雄蝇与母本杂交产生红眼灰体,说明F1产生的带有B基因的雄配子不可能都致死,B错误;母本只能产生be配子,而F1中的雄蝇与母本杂交产生褐眼黑檀体,说明F1产生的带有E基因的雄配子不可能都致死,C错误;F1中的雄蝇与母本杂交,F2中只出现红眼灰体和褐眼黑檀体两种表型,且性状比1∶1,说明雄配子Be、bE致死,也从而说明F2含有1、3或2、4染色体的个体死亡,D正确。4.某实验室在野生型果蝇纯合群体中发现多只裂翅突变体(单个基因发生突变,雌雄个体均有)。研究发现突变体是一个双平衡致死系,即与裂翅基因所在染色体同源的另一条染色体上,还存在一个隐性致死基因(n),如图,G或n基因纯合时都会导致果蝇死亡。回答下列问题:(1)裂翅基因属于(填“显性”或“隐性”)基因,判断依据是。

(2)取多对裂翅突变体进行杂交,F1均为裂翅,则双平衡致死系的特点是,该特性应用于育种的优点是。

(3)让裂翅红眼雌性突变体与正常翅白眼雄性野生型个体杂交(眼色基因位于X染色体上,用B/b表示),F1雌雄果蝇中均有红眼和白眼,亲本的基因型为。

【解析】(1)由题干可知,该群体为野生型正常翅纯合群体,发生单个基因突变即可出现裂翅个体,说明裂翅由G(显性)基因控制。(2)由题干可知,G基因纯合会导致果蝇死亡,若G基因位于X染色体上,则雄性中不会出现裂翅个体XGY,与雌雄个体均有裂翅突变体不符,因此可推知G/g这一对基因位于常染色体上。多对裂翅突变体(仅考虑G/g这一对基因时,基因型应为Gg)进行杂交,F1均为裂翅,说明F1中gg个体全部死亡,结合题干“与裂翅基因所在染色体同源的另一条染色体上,还存在一个隐性致死基因(n)”和“n基因纯合时会导致果蝇死亡”推知,g基因与n基因在同一条染色体上,则G基因与N基因在一条染色体上,这样的裂翅突变体(基因型为GgNn)会产生GN配子和gn配子,形成的F1中GGNN和ggnn个体全部死亡,只有GgNn个体存活,即得到的F1全为双平衡致死系,这样的双平衡致死系(杂交品种)可以保证后代全为杂合子,优良性状得以遗传下去。(3)仅考虑B/b这一对基因,裂翅红眼雌性突变体与正常翅白眼雄性野生型个体杂交,F1雌雄果蝇中均有红眼和白眼,说明母本产生Xb和XB两种雌配子,