课时3基因表达的调控、基因频率计算、育种

课时3基因表达的调控、基因频率计算、育种eq\a\vs4\al\co1()考情速览热点考情DNA损伤的修复机制①2024·河北卷，3；①2023·辽宁卷，18；②2023·浙江6月选考，16表观遗传①2024·贵州卷，5；②2024·湖南卷，5；③2024·黑吉辽卷，9；④2024·广东卷，10；⑤2024·甘肃卷，6；⑥2024·安徽卷，11；①2023·山东卷，7；②2023·海南卷，11；③2023·天津卷，6；④2023·河北卷，7；⑤2023·福建卷，7；⑥2023·广东卷，17；①2022·辽宁卷，16雄性不育与三系法杂交水稻①2024·广东卷，14；②2024·全国甲卷，32；①2023·海南卷，15；②2023·北京卷，19；①2019·北京卷，30；①2022·河北卷，20；②2022·湖南卷，19焦点1表观遗传与基因表达的调控【知识盘查】1.表观遗传调节机制DNA修饰DNA甲基化是目前研究较充分的表观遗传修饰形式(如下图)。DNA甲基化可在空间上阻碍RNA聚合酶与DNA的结合组蛋白修饰常见的表观遗传修饰包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、糖基化等。组蛋白的表观遗传修饰会导致染色体结构改变，导致基因不能表达(基因沉默)或高表达(如图)。2.真核细胞基因表达的调控(1)基因表达的转录调控①转录增强调控：其他因素调控使相关基因转录增强，如下图中组蛋白修饰后与DNA结合紧密程度发生改变，若结合程度变小，则促进基因表达属于转录增强调控。②转录抑制调控：其他因素调控使相关基因转录抑制。如诱导物诱导的阻遏蛋白对基因表达的调控、基因甲基化导致的基因不表达等均为转录抑制调控。(2)基因表达的转录后调控①RNA干扰：mRNA转录后不能翻译，如图所示为miRNA导致的靶基因mRNA不翻译，进而被降解。RN具有很高的特异性，只降解与之序列相应的单个内源基因的mRNA。RN抑制基因表达具有很高的效率，而且相对很少量的dsRNA分子(数量远远少于内源mRNA的数量)就能完全抑制相应基因的表达。RN抑制基因表达的效应具有以下特点：可以穿过细胞界限，在不同细胞间长距离传递和维持信号甚至传播至整个有机体以及可遗传。②蛋白质加工水平的调控：蛋白质分子的功能依赖于特定的空间结构，肽链合成后的加工与基因能否表达出特定的遗传性状密切相关，如分子伴侣调控的基因表达。【曾经这样考】1.(2024·广东卷，10)研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfh1的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于()A.基因突变 B.染色体变异C.基因重组 D.表观遗传答案D解析组蛋白修饰属于表观遗传的范畴，D符合题意。2.(2024·安徽卷，11)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是()种类细胞内定位转录产物RNA聚合酶Ⅰ核仁5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNARNA聚合酶Ⅱ核质mRNARNA聚合酶Ⅲ核质tRNA、5SrRNA注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。A.线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶B.基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同D.编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁答案C解析线粒体和叶绿体中都含有DNA，线粒体和叶绿体基因转录时使用的是各自的RNA聚合酶，A正确；若基因的DNA发生甲基化修饰，导致RNA聚合酶不能与该基因的启动子正常结合启动转录过程，则会影响基因表达，B正确；分析表格可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但两种酶催化形成的rRNA种类不同，且酶具有专一性，故两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶Ⅰ的化学本质为蛋白质，其表达时先在细胞核内转录形成mRNA，mRNA再通过核孔进入细胞质中进行翻译，最终定位在核仁，D正确。3.(2024·甘肃卷，6)癌症的发生涉及原癌基因和抑癌基因一系列遗传或表观遗传的变化，最终导致细胞不可控的增殖。下列叙述错误的是()A.在膀胱癌患者中，发现原癌基因H－ras所编码蛋白质的第十二位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸，表明基因突变可导致癌变B.在肾母细胞瘤患者中，发现抑癌基因WT1的高度甲基化抑制了基因的表达。表明表观遗传变异可导致癌变C.在神经母细胞瘤患者中，发现原癌基因N－myc发生异常扩增，基因数目增加，表明染色体变异可导致癌变D.在慢性髓细胞性白血病患者中，发现9号和22号染色体互换片段，原癌基因abl过度表达，表明基因重组可导致癌变答案D解析在膀胱癌患者中，发现原癌基因H－ras所编码蛋白质的第十二位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸，可能是由于碱基的替换造成的，属于基因突变，表明基因突变可导致癌变，A正确；原癌基因N－myc发生异常扩增，基因数目增加，属于染色体变异，表明染色体变异可导致癌变，C正确；在慢性髓细胞性白血病患者中，发现9号和22号染色体互换片段，原癌基因abl过度表达，表明染色体变异可导致癌变，D错误。【还会这样考】1.(2024·山东菏泽一模)科学家对一些小鼠的遗传基因施行了人为突变，导致小鼠的记忆力出现缺陷。然后将这些小鼠置于特定环境下进行刺激，引起它们的注意，并提供各种玩具进行频繁的练习。两个星期后，这些小鼠的记忆力(并非记忆的信息)缺陷得到了恢复。这些小鼠的后代即使没有做过玩具练习，其记忆力也未表现出缺陷。下列相关叙述正确的是()A.特定环境下进行刺激一定使亲本小鼠的遗传物质发生了基因突变B.若亲本DNA发生了甲基化，甲基化可以通过DNA复制直接遗传给子代C.若亲本DNA发生了甲基化，甲基化可以通过抑制翻译从而影响生物性状D.推测上述实例属于表现遗传，亲代小鼠DNA的碱基排列顺序未改变答案B解析特定环境刺激不一定使小鼠发生了基因突变，A错误；甲基化是可遗传的，B正确；甲基化通过抑制转录从而影响生物性状，C错误；上述实例不一定属于表现遗传，可能是基因突变引起的，D错误。2.(2024·山东临沂高三检测)有研究表明，在真核细胞中，转录因子(TFⅡ)(一种具有调控作用的蛋白质)能促进DHFR基因的表达。长链非编码RNA(lncRNA)是一种不能翻译为蛋白质的功能性RNA分子。lncRNA能够和DHFR基因的启动子区域结合形成RNA－DNA复合物，从而抑制TFⅡ与DHFR基因的结合。下列说法正确的是()A.lncRNA和其他RNA的合成场所均是细胞核B.促进lncRNA的合成，有利于DHFR基因的表达C.lncRNA和DHFR基因合成时均以核糖核苷酸为原料D.DHFR基因、lncRNA与TFⅡ的合成均遵循碱基互补配对原则答案D解析细胞质中(线粒体中也有少量DNA)也有RNA的合成，A错误；lncRNA能够和DHFR基因的启动子区域结合形成RNA－DNA复合物，从而抑制TFⅡ与DHFR基因的结合，转录因子(TFⅡ)能促进DHFR基因的表达，故促进lncRNA的合成，不利于DHFR基因的表达，B错误；lncRNA合成时以核糖核苷酸为原料，DHFR基因合成时以脱氧核糖核苷酸为原料，C错误；DHFR基因(复制)、lncRNA(转录)与TFⅡ的合成(转录和翻译)均遵循碱基互补配对原则，D正确。3.(不定项)(2024·山东潍坊模拟)遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是遗传印记重要的方式之一。印记是在配子发生和个体发育过程中获得的，在下一代配子形成时印记重建。下图为遗传印记对转基因鼠的Igf2基因(存在有功能型A和无功能型a两种基因)表达和传递影响的示意图，被甲基化的基因不能表达。下列说法错误的是()A.雌配子中印记重建后，A基因碱基序列保持不变B.由图中配子形成过程中印记发生的机制，可以断定亲代雌鼠的A基因来自它的父方C.亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa，表型相同D.亲代雌鼠与雄鼠杂交，子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝3∶1答案CD解析甲基化影响基因表达，碱基序列并没有改变，A正确；由图中配子形成过程中印记发生的机制可知，雌鼠的A基因未甲基化，可以断定亲代雌鼠的A基因来自其父方，B正确；亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa，但表型不同，原因是体细胞里发生甲基化的等位基因不同，且甲基化的基因不能表达，C错误；设甲基化分别用A′、a′表示，亲代雌鼠基因型为Aa，产生配子为甲基化A′∶甲基化a′＝1∶1，雄鼠基因型为Aa，产生的配子为未甲基化A∶未甲基化a＝1∶1，子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝1∶1，D错误。焦点2基因频率的计算及其在遗传概率计算中的应用【知识盘查】1.利用遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率2.X染色体上基因频率和基因型频率的相关计算(以色盲为例，相关基因用B、b表示)(1)男性中相关基因频率和基因型频率的关系应用：当基因位于X染色体上时，在雄性个体中，某一基因的频率等于该基因型的频率，求出了相关的基因型频率，就等于求出了基因频率。(2)人群中色盲基因频率的关系人群中色盲基因的频率＝男性中色盲基因的频率＝女性中色盲基因的频率(3)色盲在男性和女性中发病率的关系3.自交与自由交配中基因频率的计算自交杂合子自交，基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐上升，杂合子比例逐渐下降，但基因频率不变自由交配在无突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变【曾经这样考】1.(2024·湖北卷，14)某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是()A.该种群有11%的个体患该病B.该种群h基因的频率是10%C.只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有6种D.若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，H基因频率不变答案B解析分析题干信息可知，雌性个体中有1/10患甲病，且该病由Z染色体上h基因决定，所以h的基因频率为10%，该种群中患该病的个体的基因型有ZhW和ZhZh，由于雌性和雄性个体数的比例为1∶1，该种群患病概率为(10%＋10%×10%)×1/2＝5.5%，A错误，B正确；只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型有ZHZH、ZHZh、ZhZh、ZHW、ZhW，共5种，C错误；若某病毒使该种群患甲病雄性个体(ZhZh)减少10%，则种群中h基因频率降低，H基因频率应增大，D错误。2.(2022·重庆卷，17)人的扣手行为属于常染色体遗传，右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述正确的是()A.该群体中两个左型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为3/50B.该群体中两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为25/324C.该群体下一代AA基因型频率为0.16，aa基因型频率为0.64D.该群体下一代A基因频率为0.4，a基因频率为0.6答案B解析该群体中两个左型扣手的人(基因型均为aa)婚配，后代左型扣手的概率为1，A错误；根据AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64，分别是4/25、1/5、16/25，可知人群中A的基因频率＝0.16＋0.20×1/2＝13/50，则a的基因频率＝1－13/50＝37/50，该群体中两个右型扣手的人婚配，人群中右型扣手的杂合子所占概率为1/5÷(4/25＋1/5)＝5/9，二者后代左型扣手(基因型为aa)的概率为5/9×5/9×1/4＝25/324，B正确；由B选项分析可知，人群中A的基因频率＝13/50，a的基因频率37/50，根据遗传平衡定律，下一代AA基因型频率为(13/50)2＝169/2500＝0.0676，aa基因型频率为(37/50)2＝0.5476，C错误；根据遗传平衡定律，每一代的基因频率都不变，下一代A基因频率为(0.16＋0.20×1/2)＝0.26，a基因频率为1－0.26＝0.74，D错误。3.(2024·江西卷，4)某水果的W基因(存在多种等位基因)影响果实甜度。研究人员收集到1000棵该水果的植株，它们的基因型及对应棵数如表。据表分析，这1000棵植株中W1的基因频率是()基因型W1W2W1W3W2W2W2W3W3W4W4W4棵数21111422411626075A.16.25% B.32.50% C.50.00% D.67.50%答案A解析W1的基因频率为W1占全部等位基因数的比值，即[(211＋114)÷(1000×2)]×100%＝16.25%，A正确。【还会这样考】1.(2024·山东济南高三检测)果蝇的红眼和白眼是一对相对性状，其中红眼是显性性状，由位于X染色体上的W基因控制。选用若干红眼雌果蝇和白眼雄果蝇作为亲代杂交，每代果蝇再随机交配，统计各代雌、雄果蝇中w基因频率的变化，曲线如右图所示。若每代能繁殖出足够数量的个体，下列叙述错误的是()A.亲本果蝇的基因型为XWXw和XwYB.每一代果蝇群体中w基因频率均为2/3C.每代雌性与雄性中W基因频率之和的1/2与下一代雌性个体中W的基因频率相等D.子三代雌性中w基因频率为11/16，雄性中w基因的频率为5/8答案B解析根据图示，亲代红眼雌果蝇基因型为XWXw，白眼雄果蝇基因型为XwY，A正确；根据题意，亲本红眼雌果蝇全为XWXw，雄果蝇为XwY，但雌雄个体的数量不一定相等，则群体中w基因频率不一定为2/3，B错误；由于每代雌性个体中的W基因来自上一代的雌性与雄性亲本的W基因，因此每代雌性与雄性中W基因频率之和的1/2与下一代雌性个体中W的基因频率相等，C正确；根据题意，亲本红眼雌果蝇全为XWXw，雄果蝇为XwY，第一代为XWXw∶XWY∶XwXw∶XwY＝1∶1∶1∶1，随机交配产生的子二代为XWXW∶XWXw∶XwXw∶XWY∶XwY＝1∶4∶3∶2∶6，随机交配产生的子三代为XWXW∶XWXw∶XwXw∶XWY∶XwY＝3∶14∶15∶12∶20，则子三代雌性中w基因频率为14/32×1/2＋15/32＝22/32＝11/16，雄性中w基因的频率为20/(12＋20)＝20/32＝5/8，D正确。2.(2024·湖南雅礼中学调研)理想条件下，种群基因频率和基因型频率在遗传中保持不变的现象称为遗传平衡。囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，不同区域囊鼠深色表型频率及D基因频率如图所示。下列叙述正确的是()A.将浅色岩区的囊鼠种群转移到深色熔岩床区，该种群关于体色的遗传能保持遗传平衡B.深色熔岩床区囊鼠种群中的d基因在该种群基因库中所占比例为30%C.自然选择直接作用于不同个体的基因型，改变基因频率D.单纯的基因重组不会引起囊鼠种群中D或d基因频率的改变答案D解析将浅色岩区的囊鼠种群转移到深色熔岩床区，由于毛色与环境有较大差异，可能易被天敌捕食等，关于体色的遗传不能保持遗传平衡，A错误；深色熔岩床区d基因占基因D与d总数的比例为30%，但囊鼠种群基因库中还存在其他基因，B错误；自然选择作用于不同个体的表型，从而改变基因频率，C错误。3.(2024·山东枣庄高三检测)在一个雌雄数量相等的生物种群中，若种群中a的基因频率为80%，A的基因频率为20%。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多次繁殖过程，Ⅰ阶段该种群没有自然选择，定期随机取样计算出A和a的基因频率变化曲线如图所示。则下列说法错误的是()A.在Ⅰ阶段中，该种群没有进化，种群的基因型频率可能不发生变化B.阶段Ⅰ中种群的起始基因型可能全为纯合子C.两曲线的交点时刻，Aa的基因型频率最高D.若A和a的基因频率保持不变，该种群不可能形成新物种答案D解析在Ⅰ阶段中，该种群没有进化，种群的基因型频率不发生变化，A正确；阶段Ⅰ中A和a的基因频率都不变，种群的起始基因型可能全为纯合子，B正确；两曲线的交点时刻，A和a的基因频率均为0.5，Aa的基因型频率最高为2×50%×50%＝50%，C正确；若A和a的基因频率保持不变，但其他基因的基因频率可能变化，产生生殖隔离，形成新物种，D错误。焦点3育种【知识盘查】【曾经这样考】1.(2023·江苏卷，10)2022年我国科学家发布燕麦基因组，揭示了燕麦的起源与进化，燕麦进化模式如图所示。下列相关叙述正确的是()A.燕麦是起源于同一祖先的同源六倍体B.燕麦是由AA和CCDD连续多代杂交形成的C.燕麦多倍化过程说明染色体数量的变异是可遗传的D.燕麦中A和D基因组同源性小，D和C同源性大答案C解析结合燕麦进化模式图可知，燕麦的六个染色体组来源于不同的祖先种，属于异源六倍体，A错误；燕麦是由含A基因组的个体和含C、D基因组的个体杂交后，染色体数目加倍形成的，B错误；由图可知燕麦多倍化过程中发生了染色体数量的改变，且能遗传给后代，C正确；燕麦中A和D基因组分离在约350万年前，C和D基因组分离在约800万年前，故A和D基因组同源性大，C和D基因组同源性小，D错误。2.(2023·北京卷，19)二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是重要的油料作物，筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制，对创制高产优质新品种意义重大。(1)我国科学家用诱变剂处理野生型油菜(绿叶)，获得了新生叶黄化突变体(黄化叶)。突变体与野生型杂交，结果如图甲，其中隐性性状是________________。(2)科学家克隆出导致新生叶黄化的基因，与野生型相比，它在DNA序列上有一个碱基对改变，导致突变基因上出现了一个限制酶B的酶切位点(如图乙)。据此，检测F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→________→电泳。F2中杂合子电泳条带数目应为________条。(3)油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系R杂交，获得杂交油菜种子S(杂合子)，使杂交油菜的大规模种植成为可能。品系A1育性正常，其他性状与A相同，A与A1杂交，子一代仍为品系A，由此可大量繁殖A。在大量繁殖A的过程中，会因其他品系花粉的污染而导致A不纯，进而影响种子S的纯度，导致油菜籽减产。油菜新生叶黄化表型易辨识，且对产量没有显著影响。科学家设想利用新生叶黄化性状来提高种子S的纯度。育种过程中首先通过一系列操作，获得了新生叶黄化的A1，利用黄化A1生产种子S的育种流程见图丙。①图丙中，A植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交，筛选出的黄化A植株占子一代总数的比例约为________。②为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，简单易行的田间操作是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)黄化叶(2)用限制酶B处理3(3)①50%②在开花前把田间出现的绿叶植株除去解析(1)野生型油菜进行自交，后代中既有野生型又有叶黄化叶，由此可以推测黄化叶是隐性性状。(2)检测F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→用限制酶B处理→电泳。野生型基因电泳结果有一条带，叶黄化的基因电泳结果有两条带，则F2中杂合子电泳条带数目应为3条。(3)①由丙图可知，A与黄花A1杂交，子一代出现的绿叶雄性不育株为杂合子，因此A植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交相当于测交，故筛选出的黄化A植株占子一代总数的比例约为50%。②A不纯会影响种子S的纯度，为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，应在开花前把田间出现的绿叶植株除去。【还会这样考】1.(2024·山东泰安二模)杂交水稻的无融合生殖指的是不发生雌、雄配子的细胞核融合而产生种子的一种无性繁殖方式。无融合生殖过程主要由两个基因控制：含基因A的植株形成雌配子时，减数第一次分裂异常，减数第二次分裂正常，导致雌配子染色体数目加倍；含基因P的植株产生的雌配子不经过受精作用直接发育成个体。雄配子的发育不受基因A、P的影响。下列说法错误的是()A.基因型为AaPp的水稻自交，子代基因型与亲代相同B.基因型为Aapp的水稻自交，子代基因型为AaappC.利用无融合生殖技术可以获得母本单倍体植株D.利用无融合生殖技术可以保持作物的杂种优势答案B解析基因型为AaPp的水稻自交，由于含基因A的植株形成AaPp雌配子，含基因P的植株产生的雌配子不能进行受精作用，直接发育成个体，子代基因型仍为AaPp，A正确；基因型为Aapp的水稻自交，含基因A的植株形成Aapp雌配子时，作父本时产生的雄配子是Ap和ap，受精作用后产生的子代基因型为AAappp和Aaappp，B错误；如基因型为aaPP的母本，可产生aP的配子，aP可直接发育成个体，因此利用无融合生殖技术可以获得母本单倍体植株，C正确；如果基因型为AaPp的个体具有优良性状，其自交后代的基因型不变，利用无融合生殖技术可以保持作物的杂种优势，D正确。2.(2024·山东烟台一模)水稻为二倍体雌雄同株植物，是重要的粮食作物。科研人员对水稻易感病品系甲诱变后，利用多种育种方法培育出两种纯合抗病突变品系乙和丙。甲与乙杂交，F1全为抗病，F1自交，F2表现为抗病∶易感病＝3∶1；甲与丙杂交，F1全为抗病，F1自交，F2表现为抗病∶易感病＝1∶1。(1)根据上述杂交实验可判断________为显性性状，依据是____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)推测乙为单基因突变体，其依据是__________________________________________________________________________________________________。研究发现抗病突变对甲与丙杂交产生的F1的繁殖力造成了影响，根据杂交实验结果推测，这一影响应为__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知乙的抗病突变基因位于2号染色体上。为确定丙的抗病突变基因是否也位于2号染色体上，请利用上述水稻品系设计杂交实验进行探究，简要写出实验思路并预期实验结果和结论______________________________________________________________________________________________________________。(4)经研究确定，丙的抗病突变发生在2号染色体上，并且甲与丙杂交获得的抗病杂交种同时具有抗倒伏、品质好的优势。该杂交种不能直接留种使用，需年年制种，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。为解决上述问题，可利用基因工程将一个隐性纯合致死基因导入到抗病杂交种的________染色体上，培育成转基因抗病杂交种。答案(1)抗病易感病品系甲与纯合抗病突变体杂交，F1均为抗病(2)甲与乙杂交得F1，F1自交后F2表现为抗病∶易感病＝3∶1，符合分离定律，因此乙为单基因突变体含有抗病基因的雌配子或者雄配子不育(3)实验思路：使突变品系乙和丙杂交，F1自交，观察并记录F2的表型及比例预期结果和结论：若F2均为抗病，说明丙的抗病突变基因也位于2号染色体上，若F2抗病∶易感病＝7∶1，则说明丙的抗病突变基因不位于2号染色体上(4)杂交种为杂合子，自交后代会发生性状分离不含抗病基因的2号解析(1)分析可知，品系甲易感病，纯合突变体乙和突变体丙均抗病，无论是甲与乙杂交还是甲与丙杂交，F1均为抗病，说明抗病为显性。(2)甲与乙杂交得F1，F1自交后F2表现为抗病∶易感病＝3∶1，符合分离定律，因此乙为单基因突变体；甲与丙杂交，F1全为抗病，F1自交，F2表现为抗病∶易感病＝1∶1，意味着F1中父本或者母本一方只能提供易感病基因，因此可能含有抗病基因的雌配子或者雄配子不育。(3)使突变品系乙和丙杂交，F1自交，观察并记录F2的表型及比例。若丙的抗病突变基因也位于2号染色体上则遵循分离定律，若丙的抗病突变基因位于其他染色体上则遵循自由组合定律且含有抗病基因的雌配子或者雄配子不育。因此若F2均抗病，说明丙的抗病突变基因也位于2号染色体上，若F2抗病∶易感病＝7∶1，则说明丙的抗病突变基因位于其他染色体上。(4)丙的抗病突变发生在2号染色体上，该杂交种不能直接留种使用，是因为杂交种为杂合子，自交后代会发生性状分离出现易感病个体。利用基因工程将一个隐性纯合致死基因导入到抗病杂交种的不含抗病基因所在的2号染色体上，会使后代中易感病个体死亡，培育成转基因抗病杂交种。

限时练14基因表达的调控、基因频率计算、育种(时间：30分钟分值：50分)【精准强化】焦点1表观遗传与基因表达的调控1.(2024·山东枣庄高三检测)脊椎动物一些基因的活性与基因调控区域或其周围特定胞嘧啶的甲基化有关，甲基化使基因失活，相应地非甲基化和低甲基化能活化基因的表达。奢侈基因是与组织特异性表达有关的基因，在特定组织中保持非甲基化或低甲基化状态，而在其他组织中呈甲基化状态。下列说法正确的是()A.奢侈基因的甲基化过程碱基序列不变，不能遗传给后代B.胰岛素基因在胰岛A细胞中可能呈甲基化状态C.呼吸酶基因可能在所有细胞中呈甲基化状态D.奢侈基因的甲基化可能影响基因的翻译答案B解析甲基化过程碱基序列不变，可以遗传给后代，A错误；胰岛A细胞不产生胰岛素，胰岛素基因可能呈甲基化状态，B正确；所有细胞都需要呼吸，呼吸酶基因都需要表达，不可能呈甲基化状态，C错误；奢侈基因的甲基化可能影响基因的转录，D错误。2.(2024·湖南雅礼中学调研)mRNA5′端的N6－腺苷酸甲基化(m6A)修饰以及3′端的ployA修饰是一种重要的转录后基因表达调控方式。现已明确3′端ployA尾的长度随着翻译的进行逐渐变短。如图是真核细胞中翻译的示意图。下列叙述正确的是()A.一个mRNA上串联着多个核糖体，大大提高了每个核糖体的翻译速率B.ployA修饰可能与维持mRNA的稳定、调控翻译过程等有关C.mRNA的m6A修饰可通过DNA复制传递给下一代D.mRNA5′端的甲基化修饰通过RNA聚合酶催化完成答案B解析一个mRNA上串联着多个核糖体，可以同时翻译多条肽链，提高了翻译效率，但不会提高每个核糖体的翻译速率，A错误；mRNA的m6A修饰不能通过DNA复制传递给下一代，C错误；RNA聚合酶的作用是催化合成RNA，与mRNA5′端的甲基化修饰无关，D错误。焦点2基因频率相关的计算3.(2024·北京朝阳区期中)某岛经历旱灾后，研究者调查了该岛内以植物种子为食的中地雀的数量，得到如表所示结果(L和S为一对等位基因)。下列叙述错误的是()基因型/表型LL/喙较大LS/喙居中SS/喙较小旱灾后存活的中地雀数量/只61714旱灾中死亡的中地雀数量/只14155存活率/%30.053.173.7A.旱灾前L基因的频率为50.7%B.L及S基因的频率在旱灾前后均发生了变化C.基因重组是S基因频率升高的原因D.旱灾后植物种子体积可能小于旱灾前答案C解析由表可知，旱灾前基因型为LL、LS和SS的个体数分别为6＋14＝20(只)、17＋15＝32(只)、14＋5＝19(只)，进而推出旱灾前L基因的频率＝(20×2＋32)/(20×2＋32×2＋19×2)≈50.7%，S基因的频率＝(19×2＋32)/(20×2＋32×2＋19×2)≈49.3%，A正确；旱灾后L基因的频率＝(6×2＋17)/(6×2＋17×2＋14×2)≈39.2%，S基因的频率＝(14×2＋17)/(6×2＋17×2＋14×2)≈60.8%，故L及S基因的频率在旱灾前后均发生了变化，B正确；一般认为，基因重组只是原有基因的重新组合，不会引起种群基因频率发生改变，C错误；旱灾后喙较小的中地雀存活率较高，而此种中地雀以体积较小的植物种子为食，故推测旱灾后植物种子体积可能小于旱灾前，D正确。4.(2024·河北承德调研)在一个够大的、随机交配的种群中，在没有迁移、突变和自然选择作用的条件下，基因频率在世代间不发生变化，这样的种群叫作平衡群体。某种群中一对等位基因A、a在世代间的遗传情况如下图所示，下列叙述错误的是()A.该种群世代相传时不同基因型的雌雄个体间可以随机交配且后代存活率相同B.仅考虑A、a这对等位基因，各世代基因频率不变，该种群属于平衡群体C.图中“？”处代表F2的基因型及比例，推测应为AA∶Aa∶aa＝4∶12∶9D.该种群另一对仅位于X染色体上的基因B、b也遵循上图中的遗传规律答案D解析分析题图可知，该种群世代相传时不同基因型的雌雄个体间可以随机交配且后代存活率相同，A正确；仅考虑A、a这对等位基因，A基因频率为0.4，a基因频率为0.6，各世代基因频率不变，该种群属于平衡群体，B正确；F1产生的配子A∶a＝2∶3，且不同基因型的雌雄个体间可以随机交配，计算可得F2的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝4∶12∶9，C正确；仅位于X染色体上的基因B、b与常染色体上基因的遗传规律不同，D错误。5.(2024·安徽宣城二模)某二倍体动物种群有100个个体，其体色由常染色体上的三个等位基因B1、B2、b控制。对这些个体的基因B1、B2、b进行全片段的PCR扩增，利用凝胶电泳统计结果如图所示。下列说法正确的是()A.B1、B2、b基因片段中长度最短的是B1B.等位基因B1、B2、b的基因频率大小为b>B2>B1C.该种群中B1、B2、b基因构成了种群的基因库D.B1、B2可能是由b基因通过碱基替换形成的答案B解析片段长度短的电泳速度更快，距离点样孔更远，因此三个等位基因B1、B2、b片段中长度最长的是B1，最短的是b，A错误；种群中b的基因频率为(20×2＋10＋30)÷200×100%＝40%，种群中B1的基因频率为(12×2＋10＋20)÷200×100%＝27%，种群中B2的基因频率为(8×2＋20＋30)÷200×100%＝33%，因此三个基因频率的大小为b>B2>B1，B正确；种群的基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，即该种群中B1、B2、b基因不能构成种群的基因库，C错误；由A项分析可知，B1、B2、b的片段长度中最短的是b，因此B1、B2可能是由b基因通过碱基增添形成的，D错误。焦点3育种6.(2024·北京东城一模)我国科学家利用红鲫鱼(2n＝100，RR，字母代表染色体组)与团头鲂(2n＝48，BB)进行育种，首次实现在脊椎动物中将不同染色体数目的亲本杂交形成多倍体(如图)。下列说法错误的是()A.形成杂交多倍体过程中发生了染色体数目变异B.杂交种1不育，因此对自然环境中的鱼类资源干扰较小C.推测杂交种2可能产生了与体细胞染色体数相同的配子D.杂交种3的获得说明杂交种2与团头鲂不存在生殖隔离答案D解析形成多倍体过程中染色体数目增加，属于染色体数目变异，A正确；由题图可知杂交种1是三倍体，含有红鲫鱼的2个染色体组和团头鲂的1个染色体组，减数分裂时会出现联会紊乱而不育，因此对自然环境中的鱼类资源干扰较小，B正确；题图中杂种3(5n＝172，RRBBB)是由杂种2(4n＝148，RRBB)和团头鲂(2n＝48，BB)杂交产生的，由此推测杂交种2可能产生了与体细胞染色体数相同的配子(4n＝148，RRBB)，并与团头鲂产生的正常配子(n＝24，B)相结合而产生杂种3(5n＝172，RRBBB)，C正确；杂种3(5n＝172，RRBBB)含有红鲫鱼的2个染色体组和团头鲂的3个染色体组，减数分裂时会出现联会紊乱而不育，说明杂交种2与团头鲂存在生殖隔离，D错误。【综合提升】7.(2023·广东湛江一模)多种恶性肿瘤的发生与细胞内结合GTP的RAS蛋白含量增加密切相关，与之相关的代谢过程如图所示，下列情况中不易导致恶性肿瘤产生的是()A.SOS基因启动子发生甲基化B.野生型NF－1基因变为突变型C.NF－1基因所在的染色体发生染色体缺失D.RAS基因发生突变使RAS蛋白结合GTP的能力增强答案A解析当染色体上的SOS基因启动子发生甲基化后，会抑制SOS基因的表达，使SOS蛋白减少，结合GTP的RAS蛋白含量减少，不易形成恶性肿瘤，A符合题意；染色体上的野生型NF－1基因变为突变型，导致有活性的NF－1蛋白减少，结合GTP的RAS蛋白含量增加，易形成恶性肿瘤，B不符合题意；NF－1基因所在的染色体发生染色体缺失可能造成NF－1基因的缺失，使有活性的NF－1蛋白减少，结合GTP的RAS蛋白含量增加，易形成恶性肿瘤，C不符合题意；RAS基因发生突变，使其表达产物结合GTP的