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文檔簡介
第第頁2025年高考生物二輪復習:遺傳實驗的解題方法講義一、判斷顯隱性的常用方法1.根據子代性狀判斷顯隱性2.根據子代性狀分離比判斷:①具有一對相對性狀的親本雜交→子代性狀分離比為3∶1→分離比為3的性狀為顯性性狀。②具有兩對相對性狀的親本雜交→子代性狀分離比為9∶3∶3∶1→分離比為9的兩種性狀都為顯性性狀。3.遺傳病的顯隱性判斷(1)依據系譜圖:①雙親正常→子代患病→隱性遺傳病,即“有中生無”是隱性。②雙親患病→子代正常→顯性遺傳病,即“無中生有”是顯性。(2)依據調查結果:若人群中發病率高,且具有代代相傳現象,一般是顯性遺傳病;若人群中發病率較低,且具有隔代遺傳現象,一般是隱性遺傳病。【典例1】(2020·全國Ⅰ卷)已知果蠅的長翅和截翅由一對等位基因控制。多只長翅果蠅進行單對交配(每個瓶中有1只雌果蠅和1只雄果蠅),子代果蠅中長翅∶截翅=3∶1。據此無法判斷的是()A.長翅是顯性性狀還是隱性性狀B.親代雌蠅是雜合子還是純合子C.該等位基因位于常染色體還是X染色體上D.該等位基因在雌蠅體細胞中是否成對存在【典例2】(2023·新課標卷)果蠅常用作遺傳學研究的實驗材料。果蠅翅型的長翅和截翅是一對相對性狀,眼色的紅眼和紫眼是另一對相對性狀,翅型由等位基因T/t控制,眼色由等位基因R/r控制。某小組以長翅紅眼、截翅紫眼果蠅為親本進行正反交實驗,雜交子代的表型及其比例分別為:長翅紅眼雌蠅∶長翅紅眼雄蠅=1∶1(雜交①的實驗結果);長翅紅眼雌蠅∶截翅紅眼雄蠅=1∶1(雜交②的實驗結果)。回答下列問題:(1)根據雜交結果可以判斷,翅型的顯性性狀是________,判斷的依據是_______________。(2)根據雜交結果可以判斷,屬于伴性遺傳的性狀是______,判斷的依據是_____。雜交①親本的基因型是____,雜交②親本的基因型是_____________。(3)若雜交①子代中的長翅紅眼雌蠅與雜交②子代中的截翅紅眼雄蠅雜交,則子代翅型和眼色的表型及其比例為_____________________。【典例3】(2024·貴州卷)已知小鼠毛皮的顏色由一組位于常染色體上的復等位基因B1(黃色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制。現有甲(黃色短尾)、乙(黃色正常尾)、丙(鼠色短尾)、丁(黑色正常尾)4種基因型的雌雄小鼠若干,某研究小組對其開展了系列實驗,結果如圖所示。回答下列問題:(1)基因B1、B2、B3之間的顯隱性關系是。實驗③中的子代比例說明了,其黃色子代的基因型是。
(2)小鼠群體中與毛皮顏色有關的基因型共有種,其中基因型組合為的小鼠相互交配產生的子代毛皮顏色種類最多。
(3)小鼠短尾(D)和正常尾(d)是一對相對性狀,短尾基因純合時會導致小鼠在胚胎期死亡。小鼠毛皮顏色基因和尾形基因的遺傳符合自由組合定律,若甲雌雄個體相互交配,則子代表型及比例為;為測定丙產生的配子類型及比例,可選擇丁個體與其雜交,選擇丁的理由是。
二、鑒定純合子與雜合子的四種方法1.自交法(對雌雄同花植物來說最簡便)2.測交法(更適于動物)3.花粉鑒定法4.單倍體育種鑒定法先用花粉離體培養形成單倍體植株,再用秋水仙素處理獲得純種植株,根據子代植株性狀進行確定。【典例1】(2022·浙江6月卷)番茄的紫莖對綠莖為完全顯性。欲判斷一株紫莖番茄是否為純合子,下列方法不可行的是()A.讓該紫莖番茄自交B.與綠莖番茄雜交C.與純合紫莖番茄雜交D.與雜合紫莖番茄雜交【典例2】有一觀賞魚品系體色為桔紅帶黑斑,野生型為橄欖綠帶黃斑,該性狀由一對等位基因控制。某養殖者在繁殖桔紅帶黑斑品系時發現,后代中2/3為桔紅帶黑斑,1/3為野生型性狀,下列敘述錯誤的是()A.桔紅帶黑斑品系的后代中出現性狀分離,說明該品系為雜合子B.突變形成的桔紅帶黑斑基因具有純合致死效應C.自然繁育條件下,桔紅帶黑斑性狀容易被淘汰D.通過多次回交,可獲得性狀不再分離的桔紅帶黑斑品系【典例3】(2024·新課標卷)某種瓜的性型(雌性株/普通株)和瓜刺(黑刺/白刺)各由1對等位基因控制。雌性株開雌花,經人工誘雄處理可開雄花,能自交;普通株既開雌花又開雄花。回答下列問題。(1)黑刺普通株和白刺雌性株雜交得F1,根據F1的性狀不能判斷瓜刺性狀的顯隱性,則F1瓜刺的表現型及分離比是。若要判斷瓜刺的顯隱性,從親本或F1中選擇材料進行的實驗及判斷依據是
。
(2)王同學將黑刺雌性株和白刺普通株雜交,F1均為黑刺雌性株,F1經誘雄處理后自交得F2,能夠驗證“這2對等位基因不位于1對同源染色體上”這一結論的實驗結果是。
(3)白刺瓜受消費者青睞,雌性株的產量高。在王同學實驗所得雜交子代中,篩選出白刺雌性株純合體的雜交實驗思路是
。
驗證孟德爾定律的四種方法【典例1】(2024·全國甲卷)果蠅翅型、體色和眼色性狀各由1對獨立遺傳的等位基因控制,其中彎翅、黃體和紫眼均為隱性性狀,控制灰體/黃體性狀的基因位于X染色體上。某小組以純合體雌蠅和常染色體基因純合的雄蠅為親本雜交得F1,F1相互交配得F2。在翅型、體色和眼色性狀中,F2的性狀分離比不符合9∶3∶3∶1的親本組合是()A.直翅黃體♀×彎翅灰體♂B.直翅灰體♀×彎翅黃體♂C.彎翅紅眼♀×直翅紫眼♂D.灰體紫眼♀×黃體紅眼♂【典例2】(2023·浙江1月卷)某昆蟲的性別決定方式為XY型,野生型個體的翅形和眼色分別為直翅和紅眼,由位于兩對同源染色體上兩對等位基因控制。研究人員通過誘變育種獲得了紫紅眼突變體和卷翅突變體昆蟲。為研究該昆蟲翅形和眼色的遺傳方式,研究人員利用紫紅眼突變體、卷翅突變體和野生型昆蟲進行了雜交實驗,結果見下表。雜交組合PF1F2甲紫紅眼突變體﹑紫紅眼突變體直翅紫紅眼直翅紫紅眼乙紫紅眼突變體、野生型直翅紅眼直翅紅眼∶直翅紫紅眼=3∶1丙卷翅突變體、卷翅突變體卷翅紅眼∶直翅紅眼=2∶1卷翅紅眼∶直翅紅眼=1∶1丁卷翅突變體、野生型卷翅紅眼∶直翅紅眼=1∶1卷翅紅眼∶直翅紅眼=2∶3注:表中F1為1對親本的雜交后代,F2為F1全部個體隨機交配的后代,假定每只昆蟲的生殖力相同。回答下列問題:(1)紅眼基因突變為紫紅眼基因屬于(填“顯性”或“隱性”)突變。若要研究紫紅眼基因位于常染色體還是X染色體上,還需要對雜交組合的各代昆蟲進行鑒定.鑒定后,若該雜交組合的F2表型及其比例為,則可判定紫紅眼基因位于常染色體上。(2)根據雜交組合丙的F1表型比例分析,卷翅基因除了控制翅形性狀外,還具有純合效應。(3)若讓雜交組合丙的F1和雜交組合丁的F1全部個體混合,讓其自由交配,理論上其子代(F2)表型及其比例為。(4)又從野生型(灰體紅眼)中誘變育種獲得隱性純合的黑體突變體,已知灰體對黑體完全顯性,灰體(黑體)和紅眼(紫紅眼)分別由常染色體的一對等位基因控制。欲探究灰體(黑體)基因和紅眼(紫紅眼)基因的遺傳是否遵循自由組合定律。現有3種純合品系昆蟲:黑體突變體﹑紫紅眼突變體和野生型。請完善實驗思路,預測實驗結果并分析討論(說明:該昆蟲雄性個體的同源染色體不會發生交換;每只昆蟲的生殖力相同,且子代的存活率相同;實驗的具體操作不作要求)①實驗思路:第一步:選擇進行雜交獲得F1,。第二步:觀察記錄表型及個數,并做統計分析。②預測實驗結果并分析討論:Ⅰ:若統計后的表型及其比例為,則灰體(黑體)基因和紅眼(紫紅眼)基因的遺傳遵循自由組合定律。Ⅱ:若統計后的表型及其比例為,則灰體(黑體)基因和紅眼(紫紅眼)基因的遺傳不遵循自由組合定律。【典例3】(2023·河北卷)某家禽等位基因M/m控制黑色素的合成(MM與Mm的效應相同),并與等位基因T/t共同控制喙色,與等位基因R/r共同控制羽色。研究者利用純合品系P1(黑喙黑羽)、P2(黑喙白羽)和P3(黃喙白羽)進行相關雜交實驗,并統計F1和F2的部分性狀,結果見表。實驗親本F1F21P1×P3黑喙9/16黑喙,3/16花喙(黑黃相間),4/16黃喙2P2×P3灰羽3/16黑羽,6/16灰羽,7/16白羽回答下列問題:(1)由實驗1可判斷該家禽喙色的遺傳遵循定律,F2的花喙個體中純合體占比為。
(2)為探究M/m基因的分子作用機制,研究者對P1和P3的M/m基因位點進行PCR擴增后電泳檢測,并對其調控的下游基因表達量進行測定,結果見圖1和圖2。由此推測M基因發生了堿基的而突變為m,導致其調控的下游基因表達量,最終使黑色素無法合成。
(3)實驗2中F1灰羽個體的基因型為,F2中白羽個體的基因型有種。若F2的黑羽個體間隨機交配,所得后代中白羽個體占比為,黃喙黑羽個體占比為。
(4)利用現有的實驗材料設計調查方案,判斷基因T/t和R/r在染色體上的位置關系(不考慮染色體交換)。調查方案:。
結果分析:若(寫出表型和比例),則T/t和R/r位于同一對染色體上;否則,T/t和R/r位于兩對染色體上。
四、確定基因位置的實驗設計1.確定基因位于細胞質還是細胞核2.確定基因位于常染色體還是性染色體上法一:法二、法三:法四:法五:3.確定基因位于常染色體上還是X、Y染色體同源區段上法一:法二:4.探究基因是僅位于X染色體上還是位于X、Y染色體的同源區段上法一(最常用的方法):法二:5.確定基因位于幾號常染色體上(1)利用已知基因定位舉例:①已知基因A與a位于2號染色體上②已知基因A與a位于2號染色體上,基因B與b位于4號染色體上,另外一對基因C和c控制紅花和白花,為了定位C和c的基因位置,利用純合紅花和白花的植株進行雜交實驗,并對相關個體相關的基因進行PCR擴增和電泳分離,檢測結果如下,依據結果可知c基因在a基因所在的2號染色體上。(2)利用三體定位(3)利用單體定位利用染色體片段缺失定位【典例1】(2023·湖北卷)人的某條染色體上A、B、C三個基因緊密排列,不發生互換。這三個基因各有上百個等位基因(例如:A1~An均為A的等位基因)。父母及孩子的基因組成如表。下列敘述正確的是 ()父親母親兒子女兒基因組成A23A25B7B35C2C4A3A24B8B44C5C9A24A25B7B8C4C5A3A23B35B44C2C9A.基因A、B、C的遺傳方式是伴X染色體遺傳B.母親的其中一條染色體上基因組成是A3B44C9C.基因A與基因B的遺傳符合基因的自由組合定律D.若此夫妻第3個孩子的A基因組成為A23A24,則其C基因組成為C4C5【典例2】已知果蠅的長翅和截翅由一對等位基因控制。多只長翅果蠅進行單對交配(每個瓶中有1只雌果蠅和1只雄果蠅),子代果蠅中長翅∶截翅=3∶1。據此無法判斷的是()A.長翅是顯性性狀還是隱性性狀B.親代雌蠅是雜合子還是純合子C.該等位基因位于常染色體還是X染色體上D.該等位基因在雌蠅體細胞中是否成對存在【典例3】(2024·全國甲卷)袁隆平研究雜交水稻,對糧食生產具有突出貢獻。回答下列問題。(1)用性狀優良的水稻純合體(甲)給某雄性不育水稻植株授粉,雜交子一代均表現雄性不育;雜交子一代與甲回交(回交是雜交后代與兩個親本之一再次交配),子代均表現雄性不育;連續回交獲得性狀優良的雄性不育品系(乙)。由此推測控制雄性不育的基因(A)位于(填“細胞質”或“細胞核”)。
(2)將另一性狀優良的水稻純合體(丙)與乙雜交,F1均表現雄性可育,且長勢與產量優勢明顯,F1即為優良的雜交水稻。丙的細胞核基因R的表達產物能夠抑制基因A的表達。基因R表達過程中,以mRNA為模板翻譯產生多肽鏈的細胞器是。F1自交子代中雄性可育株與雄性不育株的數量比為。
(3)以丙為父本與甲雜交(正交)得F1,F1自交得F2,則F2中與育性有關的表現型有種。反交結果與正交結果不同,反交的F2中與育性有關的基因型有種。
【典例4】(2022·江蘇卷)大蠟螟是一種重要的實驗用昆蟲,為了研究大蠟螟幼蟲體色遺傳規律,科研人員用深黃、灰黑、白黃3種體色的品系進行了系列實驗,正交實驗數據如表(反交實驗結果與正交一致)。請回答下列問題。表1深黃色與灰黑色品系雜交實驗結果雜交組合子代體色深黃灰黑深黃(P)♀×灰黑(P)♂21130深黃(F1)♀×深黃(F1)♂1526498深黃(F1)♂×深黃(P)♀23140深黃(F1)♀×灰黑(P)♂10561128表2深黃色與白黃色品系雜交實驗結果雜交組合子代體色深黃黃白黃深黃(P)♀×白黃(P)♂023570黃(F1)♀×黃(F1)♂5141104568黃(F1)♂×深黃(P)♀132712930黃(F1)♀×白黃(P)♂0917864表3灰黑色與白黃色品系雜交實驗結果雜交組合子代體色灰黑黃白黃灰黑(P)♀×白黃(P)♂012370黃(F1)♀×黃(F1)♂7541467812黃(F1)♂×灰黑(P)♀142813420黃(F1)♀×白黃(P)♂011241217(1)由表1可推斷大蠟螟幼蟲的深黃體色遺傳屬于染色體上性遺傳。
(2)深黃、灰黑、白黃基因分別用Y、G、W表示,表1中深黃的親本和F1個體的基因型分別是,表2、表3中F1基因型分別是。群體中,Y、G、W三個基因位于對同源染色體。
(3)若從表2中選取黃色雌、雄個體各50只和表3中選取黃色雌、雄個體各50只,進行隨機雜交,后代中黃色個體占比理論上為。
(4)若表1、表2、表3中深黃和黃色個體隨機雜交,后代會出現種表現型和種基因型。
(5)若表1中兩親本的另一對同源染色體上存在純合致死基因S和D(兩者不發生交換重組),基因排列方式為,推測F1互交產生的F2深黃與灰黑的比例為;在同樣的條件下,子代的數量理論上是表1中的。
【典例5】油菜物種Ⅰ(2n=20)與Ⅱ(2n=18)雜交產生的幼苗經秋水仙素處理后,得到一個油菜新品系(注:Ⅰ的染色體和Ⅱ的染色體在減數分裂中不會相互配對)。(1)秋水仙素通過抑制分裂細胞中的形成,導致染色體加倍;獲得的植株進行自交,子代(會/不會)出現性狀分離。
(2)觀察油菜新品系根尖細胞有絲分裂,應觀察區的細胞,處于分裂后期的細胞中含有條染色體。
(3)該油菜新品系經多代種植后出現不同顏色的種子,已知種子顏色由一對基因A/a控制,并受另一對基因R/r影響。用產黑色種子植株(甲)、產黃色種子植株(乙和丙)進行以下實驗:組別親代F1表現型F1自交所得F2的表現型及比例實驗一甲×乙全為產黑色種子植株產黑色種子植株∶產黃色種子植株=3∶1實驗二乙×丙全為產黃色種子植株產黑色種子植株∶產黃色種子植株=3∶13①由實驗一得出,種子顏色性狀中黃色對黑色為性。
②分析以上實驗可知,當基因存在時會抑制A基因的表達。實驗二中丙的基因型為,F2產黃色種子植株中雜合子的比例為。
③有人重復實驗二,發現某一F1植株,其體細胞中含R/r基因的同源染色體有三條(其中兩條含R基因),請解釋該變異產生的原因:。讓該植株自交,理論上后代中產黑色種子的植株所占比例為。
五、根據性狀判斷性別選擇同型性染色體(XX或ZZ)隱性個體與異型性染色體(XY或ZW)顯性個體雜交,具體分析如下:【典例1】(2022·湖南卷)(不定項)果蠅的紅眼對白眼為顯性,為伴X遺傳,灰身與黑身、長翅與截翅各由一對基因控制,顯隱性關系及其位于常染色體或X染色體上未知。純合紅眼黑身長翅雌果蠅與白眼灰身截翅雄果蠅雜交,F1相互雜交,F2中體色與翅型的表現型及比例為灰身長翅∶灰身截翅∶黑身長翅∶黑身截翅=9∶3∶3∶1。F2表現型中不可能出現()A.黑身全為雄性B.截翅全為雄性C.長翅全為雌性D.截翅全為白眼【典例2】(2022…全國乙卷)依據雞的某些遺傳性狀可以在早期區分雌雄,提高養雞場的經濟效益。已知雞的羽毛性狀蘆花和非蘆花受1對等位基因控制。蘆花雞和非蘆花雞進行雜交,正交子代中蘆花雞和非蘆花雞數目相同,反交子代均為蘆花雞。下列分析及推斷錯誤的是()A.正交親本中雌雞為蘆花雞,雄雞為非蘆花雞B.正交子代和反交子代中的蘆花雄雞均為雜合體C.反交子代蘆花雞相互交配,所產雌雞均為蘆花雞D.僅根據羽毛性狀蘆花和非蘆花即可區分正交子代性別【典例3】(2024·江西卷)(多選)某種鳥類的羽毛顏色有黑色(存在黑色素)、黃色(僅有黃色素,沒有黑色素)和白色(無色素)3種。該性狀由2對基因控制,分別是Z染色體上的1對等位基因A/a(A基因控制黑色素的合成)和常染色體上的1對等位基因H/h(H基因控制黃色素的合成)。對圖中雜交子代的描述,正確的是()A.黑羽、黃羽和白羽的比例是2∶1∶1B.黑羽雄鳥的基因型是HhZAZaC.黃羽雌鳥的基因型是HhZaZaD.白羽雌鳥的基因型是hhZaW【典例4】(2024·浙江1月卷)某昆蟲的性別決定方式為XY型,張翅(A)對正常翅(a)是顯性,位于常染色體;紅眼(B)對白眼(b)是顯性,位于X染色體。從白眼正常翅群體中篩選到一只雌性的白眼張翅突變體,假設個體生殖力及存活率相同,將此突變體與紅眼正常翅雜交,子一代群體中有張翅和正常翅且比例相等,若子一代隨機交配獲得子二代,子二代中出現紅眼正常翅的概率為()A.9/32 B.9/16 C.2/9 D.1/9【典例5】(2024·山東卷)如圖為人類某單基因遺傳病的系譜圖。不考慮X、Y染色體同源區段和突變,下列推斷錯誤的是()A.該致病基因不位于Y染色體上B.若Ⅱ-1不攜帶該致病基因,則Ⅱ-2一定為雜合子C.若Ⅲ-5正常,則Ⅱ-2一定患病D.若Ⅱ-2正常,則據Ⅲ-2是否患病可確定該病遺傳方式【典例6】(2023·北京卷)純合親本白眼長翅和紅眼殘翅果蠅進行雜交,結果如圖。F2中每種表型都有雌、雄個體。根據雜交結果,下列推測錯誤的是()A.控制兩對相對性狀的基因都位于X染色體上B.F1雌果蠅只有一種基因型C.F2白眼殘翅果蠅間交配,子代表型不變D.上述雜交結果符合自由組合定律【典例7】(2022·重慶卷)人卵細胞形成過程如圖所示。在輔助生殖時對極體進行遺傳篩查,可降低后代患遺傳病的概率。一對夫妻因妻子高齡且是血友病a基因攜帶者(XAXa),需進行遺傳篩查。不考慮基因突變,下列推斷正確的是()A.若第二極體的染色體數目為22,則卵細胞染色體數目一定是24B.若第一極體的染色體數目為23,則卵細胞染色體數目一定是23C.若減數分裂正常,且第二極體X染色體有1個a基因,則所生男孩一定患病D.若減數分裂正常,且第一極體X染色體有2個A基因,則所生男孩一定患病【典例8】(2023·海南卷)家雞(2n=78)的性別決定方式為ZW型。慢羽和快羽是家雞的一對相對性狀,且慢羽(D)對快羽(d)為顯性。正常情況下,快羽公雞與慢羽母雞雜交,子一代的公雞均為慢羽,母雞均為快羽;子二代的公雞和母雞中,慢羽與快羽的比例均為1∶1。回答下列問題。(1)正常情況下,公雞體細胞中含有個染色體組,精子中含有條W染色體。
(2)等位基因D/d位于染色體上,判斷依據是
。(3)子二代隨機交配得到的子三代中,慢羽公雞所占的比例是。
(4)家雞羽毛的有色(A)對白色(a)為顯性,這對等位基因位于常染色體上。正常情況下,1只有色快羽公雞和若干只白色慢羽母雞雜交,產生的子一代公雞存在種表型。
(5)母雞具有發育正常的卵巢和退化的精巢,產蛋后由于某種原因導致卵巢退化,精巢重新發育,出現公雞性征并且產生正常精子。某雞群中有1只白色慢羽公雞和若干只雜合有色快羽母雞,設計雜交實驗探究這只白色慢羽公雞的基因型。簡要寫出實驗思路、預期結果及結論(已知WW基因型致死)。2025年高考生物二輪復習:遺傳實驗的解題方法講義·教師版一、判斷顯隱性的常用方法1.根據子代性狀判斷顯隱性2.根據子代性狀分離比判斷:①具有一對相對性狀的親本雜交→子代性狀分離比為3∶1→分離比為3的性狀為顯性性狀。②具有兩對相對性狀的親本雜交→子代性狀分離比為9∶3∶3∶1→分離比為9的兩種性狀都為顯性性狀。3.遺傳病的顯隱性判斷(1)依據系譜圖:①雙親正常→子代患病→隱性遺傳病,即“有中生無”是隱性。②雙親患病→子代正常→顯性遺傳病,即“無中生有”是顯性。(2)依據調查結果:若人群中發病率高,且具有代代相傳現象,一般是顯性遺傳病;若人群中發病率較低,且具有隔代遺傳現象,一般是隱性遺傳病。【典例1】(2020·全國Ⅰ卷)已知果蠅的長翅和截翅由一對等位基因控制。多只長翅果蠅進行單對交配(每個瓶中有1只雌果蠅和1只雄果蠅),子代果蠅中長翅∶截翅=3∶1。據此無法判斷的是()A.長翅是顯性性狀還是隱性性狀B.親代雌蠅是雜合子還是純合子C.該等位基因位于常染色體還是X染色體上D.該等位基因在雌蠅體細胞中是否成對存在解析:選C。已知果蠅的長翅與截翅由一對等位基因控制,多只長翅果蠅進行單對交配,子代果蠅中長翅∶截翅=3∶1,說明子代中新出現的性狀截翅為隱性性狀,長翅是顯性性狀,A不符合題意。假設長翅受A基因控制,截翅受a基因控制,若該對等位基因位于常染色體上,則親代雌雄果蠅的基因型均為Aa時,子代果蠅可以出現長翅∶截翅=3∶1的現象;若該對等位基因位于X染色體上,則親代雌果蠅的基因型為XAXa,雄果蠅的基因型為XAY時,子代果蠅也可以出現長翅∶截翅=3∶1的現象,所以該對等位基因位于常染色體上還是位于X染色體上是無法判斷的,C符合題意。不論該對等位基因位于常染色體上還是位于X染色體或X、Y染色體的同源區段上,親代雌果蠅都是雜合子,且該等位基因在雌果蠅體細胞中都成對存在,B、D不符合題意。【典例2】(2023·新課標卷)果蠅常用作遺傳學研究的實驗材料。果蠅翅型的長翅和截翅是一對相對性狀,眼色的紅眼和紫眼是另一對相對性狀,翅型由等位基因T/t控制,眼色由等位基因R/r控制。某小組以長翅紅眼、截翅紫眼果蠅為親本進行正反交實驗,雜交子代的表型及其比例分別為:長翅紅眼雌蠅∶長翅紅眼雄蠅=1∶1(雜交①的實驗結果);長翅紅眼雌蠅∶截翅紅眼雄蠅=1∶1(雜交②的實驗結果)。回答下列問題:(1)根據雜交結果可以判斷,翅型的顯性性狀是________,判斷的依據是_______________。(2)根據雜交結果可以判斷,屬于伴性遺傳的性狀是______,判斷的依據是_____。雜交①親本的基因型是____,雜交②親本的基因型是_____________。(3)若雜交①子代中的長翅紅眼雌蠅與雜交②子代中的截翅紅眼雄蠅雜交,則子代翅型和眼色的表型及其比例為_____________________。答案:(1)長翅親本是長翅和截翅果蠅,雜交①子代全是長翅(2)翅型翅型的正反交實驗結果不同RRXTXT、rrXtYrrXtXt、RRXTY(3)長翅紅眼雌蠅∶截翅紅眼雌蠅∶長翅紅眼雄蠅∶截翅紅眼雄蠅∶長翅紫眼雌蠅∶截翅紫眼雌蠅∶長翅紫眼雄蠅∶截翅紫眼雄蠅=3∶3∶3∶3∶1∶1∶1∶1解析:(1)具有相對性狀的親本雜交,子一代所表現出的性狀是顯性性狀,分析題意可知,僅考慮翅型,親本是長翅和截翅果蠅,雜交①子代全是長翅,說明長翅對截翅是顯性性狀。(2)分析題意,實驗①和實驗②是正反交實驗,兩組實驗中翅型在子代雌、雄果蠅中表現不同(正反交實驗結果不同),說明該性狀位于X染色體上,屬于伴性遺傳;根據實驗結果可知,翅型的相關基因位于X染色體,且長翅是顯性性狀,而眼色的正反交結果無差異,說明基因位于常染色體,且紅眼為顯性性狀,雜交①長翅紅眼、截翅紫眼果蠅的子代表型及其比例為長翅紅眼雌蠅(R_XTX-)∶長翅紅眼雄蠅(R_XTY)=1∶1,其中XT來自母本,說明親本中雌性是長翅紅眼,基因型為RRXTXT,而雜交②長翅紅眼、截翅紫眼果蠅的子代表型及其比例為長翅紅眼雌蠅(R_XTX-)∶截翅紅眼雄蠅(R_XtY)=1∶1,其中的Xt只能來自母本,說明親本中雌性是截翅紫眼,基因型是rrXtXt,故可推知雜交①親本的基因型是RRXTXT、rrXtY,雜交②的親本基因型是rrXtXt、RRXTY。(3)若雜交①子代中的長翅紅眼雌蠅(RrXTXt)與雜交②子代中的截翅紅眼雄蠅(RrXtY)雜交,兩對基因逐對考慮,則Rr×Rr→R_∶rr=3∶1,即紅眼∶紫眼=3∶1,XTXt×XtY→XTXt∶XtXt∶XTY∶XtY=1∶1∶1∶1,即表現為長翅雌蠅∶截翅雌蠅∶長翅雄蠅∶截翅雄蠅=1∶1∶1∶1,則子代的表型及其比例為長翅紅眼雌蠅∶截翅紅眼雌蠅∶長翅紅眼雄蠅∶截翅紅眼雄蠅∶長翅紫眼雌蠅∶截翅紫眼雌蠅∶長翅紫眼雄蠅∶截翅紫眼雄蠅=3∶3∶3∶3∶1∶1∶1∶1。【典例3】(2024·貴州卷)已知小鼠毛皮的顏色由一組位于常染色體上的復等位基因B1(黃色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制。現有甲(黃色短尾)、乙(黃色正常尾)、丙(鼠色短尾)、丁(黑色正常尾)4種基因型的雌雄小鼠若干,某研究小組對其開展了系列實驗,結果如圖所示。回答下列問題:(1)基因B1、B2、B3之間的顯隱性關系是。實驗③中的子代比例說明了,其黃色子代的基因型是。
(2)小鼠群體中與毛皮顏色有關的基因型共有種,其中基因型組合為的小鼠相互交配產生的子代毛皮顏色種類最多。
(3)小鼠短尾(D)和正常尾(d)是一對相對性狀,短尾基因純合時會導致小鼠在胚胎期死亡。小鼠毛皮顏色基因和尾形基因的遺傳符合自由組合定律,若甲雌雄個體相互交配,則子代表型及比例為;為測定丙產生的配子類型及比例,可選擇丁個體與其雜交,選擇丁的理由是。
答案:(1)B1對B2、B3為顯性,B2對B3為顯性B1基因具有純合致死效應,即B1B1個體致死B1B3、B1B2(2)5B1B3與B2B3(3)黃色短尾∶黃色正常尾∶鼠色短尾∶鼠色正常尾=4∶2∶2∶1丁的基因型為B3B3dd,為隱性純合子,可選其與丙測交來測定丙產生的配子類型及比例解析:(1)根據實驗③甲(黃色)和乙(黃色)雜交,子代出現鼠色,可判斷B1對B2為顯性,再結合實驗①甲(黃色)和丁(黑色)雜交,子代表型及比例為黃色∶鼠色=1∶1,而黑色未出現,說明B1、B2對B3為顯性,即B1、B2、B3的顯隱性關系為B1對B2、B3為顯性,B2對B3為顯性,由實驗②乙×丁→子代黃色∶黑色=1∶1可知,乙的基因型為B1B3。實驗③甲、乙(B1B3)均為黃色,子代出現鼠色,可推測甲的基因型為B1B2,親本為B1B2×B1B3,子代比例為黃色∶鼠色=2∶1,說明黃色個體中有純合致死現象,即B1B1個體致死,故黃色子代的基因型為B1B2、B1B3。(2)小鼠群體中與毛皮顏色有關的基因型有B1B2、B1B3、B2B2、B3B3、B2B3,其中基因型組合為B1B3、B2B3的小鼠相互交配,產生的子代毛皮顏色種類為三種,種類最多。(3)同時考慮毛皮顏色和尾形時,甲(黃色短尾)的基因型為B1B2Dd(DD個體致死),兩對等位基因的遺傳遵循自由組合定律,甲雌雄個體交配,子代黃色∶鼠色=2∶1,短尾∶正常尾=2∶1,故子代表型及比例為黃色短尾∶黃色正常尾∶鼠色短尾∶鼠色正常尾=4∶2∶2∶1。丙的基因型為B2_Dd,可通過測交實驗測定丙產生的配子種類及比例,故可選擇與隱性純合子丁(B3B3dd)進行測交,由后代的表型及比例可推測丙產生的配子類型及比例。二、鑒定純合子與雜合子的四種方法1.自交法(對雌雄同花植物來說最簡便)2.測交法(更適于動物)3.花粉鑒定法4.單倍體育種鑒定法先用花粉離體培養形成單倍體植株,再用秋水仙素處理獲得純種植株,根據子代植株性狀進行確定。【典例1】(2022·浙江6月卷)番茄的紫莖對綠莖為完全顯性。欲判斷一株紫莖番茄是否為純合子,下列方法不可行的是()A.讓該紫莖番茄自交B.與綠莖番茄雜交C.與純合紫莖番茄雜交D.與雜合紫莖番茄雜交解析:選C。番茄的紫莖對綠莖為完全顯性,讓該紫莖番茄自交,若后代全為紫莖,則該紫莖番茄為純合子,若后代發生性狀分離,則該紫莖番茄為雜合子,A法可行;讓該紫莖番茄與綠莖番茄雜交,若后代全為紫莖,則該紫莖番茄為純合子,若后代既有紫莖也有綠莖,則該紫莖番茄為雜合子,B法可行;讓該紫莖番茄與純合紫莖番茄雜交,不論該紫莖番茄是否為純合子,后代均全為紫莖,C法不可行;讓該紫莖番茄與雜合紫莖番茄雜交,若后代全為紫莖,則該紫莖番茄為純合子,若后代既有紫莖也有綠莖,則該紫莖番茄為雜合子,D法可行。【典例2】有一觀賞魚品系體色為桔紅帶黑斑,野生型為橄欖綠帶黃斑,該性狀由一對等位基因控制。某養殖者在繁殖桔紅帶黑斑品系時發現,后代中2/3為桔紅帶黑斑,1/3為野生型性狀,下列敘述錯誤的是()A.桔紅帶黑斑品系的后代中出現性狀分離,說明該品系為雜合子B.突變形成的桔紅帶黑斑基因具有純合致死效應C.自然繁育條件下,桔紅帶黑斑性狀容易被淘汰D.通過多次回交,可獲得性狀不再分離的桔紅帶黑斑品系解析:選D。桔紅帶黑斑品系繁殖時,后代中2/3為桔紅帶黑斑,1/3為橄欖綠帶黃斑,這說明桔紅帶黑斑品系為雜合子,且桔紅帶黑斑基因具有純合致死效應,A、B正確;由于桔紅帶黑斑基因純合致死,在自然繁育時,桔紅帶黑斑基因的基因頻率降低,因此桔紅帶黑斑性狀容易被淘汰,C正確;由于桔紅帶黑斑基因純合致死,多次回交也不會獲得性狀不分離的桔紅帶黑斑品系,D錯誤。【典例3】(2024·新課標卷)某種瓜的性型(雌性株/普通株)和瓜刺(黑刺/白刺)各由1對等位基因控制。雌性株開雌花,經人工誘雄處理可開雄花,能自交;普通株既開雌花又開雄花。回答下列問題。(1)黑刺普通株和白刺雌性株雜交得F1,根據F1的性狀不能判斷瓜刺性狀的顯隱性,則F1瓜刺的表現型及分離比是。若要判斷瓜刺的顯隱性,從親本或F1中選擇材料進行的實驗及判斷依據是
。
(2)王同學將黑刺雌性株和白刺普通株雜交,F1均為黑刺雌性株,F1經誘雄處理后自交得F2,能夠驗證“這2對等位基因不位于1對同源染色體上”這一結論的實驗結果是。
(3)白刺瓜受消費者青睞,雌性株的產量高。在王同學實驗所得雜交子代中,篩選出白刺雌性株純合體的雜交實驗思路是
。
答案:(1)黑刺∶白刺=1∶1選擇親本中黑刺普通株或F1中黑刺(或白刺)普通株進行自交,若后代全為黑刺(或白刺),則黑刺(或白刺)為隱性性狀;若后代既有黑刺也有白刺,則黑刺(或白刺)為顯性形狀(2)F2中的表型及比例為黑刺雌性株∶黑刺普通株∶白刺雌性株∶白刺普通株=9∶3∶3∶1(3)將F2中的白刺雌性株經誘雄處理后分別自交,子代中全為白刺雌性株的親本為純合體,子代中既有白刺雌性株,也有白刺普通株的親本為雜合體(或選擇F2中白刺雌性株分別與白刺普通株雜交,若后代都為白刺雌性株,則該白刺雌性株為純合體;若后代白刺雌株∶白刺普通株=1∶1,則該白刺雌性株為雜合體)解析:(1)黑刺普通株和白刺雌性株雜交,F1瓜刺的表型及比例是黑刺∶白刺=1∶1時,不能判斷瓜刺性狀的顯隱性,此時親本顯性個體為雜合子,若要判斷瓜刺的顯隱性,可從親本中選擇黑刺普通株或F1中選擇黑刺(或白刺)普通株進行自交,若后代全為黑刺(或白刺),則黑刺(或白刺)為隱性性狀,若后代既有黑刺也有白刺,則黑刺(或白刺)為顯性性狀。(2)將黑刺雌性株和白刺普通株雜交,F1均為黑刺雌性株,說明黑刺、雌性株為顯性。假設控制瓜刺的基因用A、a表示,控制瓜性型的基因用B、b表示,則F1的基因型為AaBb。F1經誘雄處理(性狀改變而基因型不變)后,自交得F2,若這2對等位基因位于非同源染色體上,則遵循自由組合定律,F2的表型及比例應為黑刺雌性株∶黑刺普通株∶白刺雌性株∶白刺普通株=9∶3∶3∶1。(3)王同學實驗所得F2中白刺雌性株的基因型為aaBb或aaBB,利用其為材料獲得白刺雌性株純合體的思路:將F2中的白刺雌性株經誘雄處理后分別自交,子代全為白刺雌性株的親本為純合體(aaBB),子代中既有白刺雌性株,也有白刺普通株的親本為雜合體(aaBb)。也可用F2中白刺雌性株與白刺普通株(aabb)雜交,若該白刺雌性株為純合子(aaBB),則后代都為白刺雌性株;若該白刺雌性株為雜合子(aaBb),則后代白刺雌性株∶白刺普通株=1∶1。驗證孟德爾定律的四種方法【典例1】(2024·全國甲卷)果蠅翅型、體色和眼色性狀各由1對獨立遺傳的等位基因控制,其中彎翅、黃體和紫眼均為隱性性狀,控制灰體/黃體性狀的基因位于X染色體上。某小組以純合體雌蠅和常染色體基因純合的雄蠅為親本雜交得F1,F1相互交配得F2。在翅型、體色和眼色性狀中,F2的性狀分離比不符合9∶3∶3∶1的親本組合是()A.直翅黃體♀×彎翅灰體♂B.直翅灰體♀×彎翅黃體♂C.彎翅紅眼♀×直翅紫眼♂D.灰體紫眼♀×黃體紅眼♂解析:選A。設控制直翅和彎翅性狀的基因為A、a,紅眼和紫眼的基因為B、b,灰體和黃體的基因為D、d,A選項的遺傳圖解如下:故F2的性狀分離比不符合9∶3∶3∶1的親本組合是A項。【典例2】(2023·浙江1月卷)某昆蟲的性別決定方式為XY型,野生型個體的翅形和眼色分別為直翅和紅眼,由位于兩對同源染色體上兩對等位基因控制。研究人員通過誘變育種獲得了紫紅眼突變體和卷翅突變體昆蟲。為研究該昆蟲翅形和眼色的遺傳方式,研究人員利用紫紅眼突變體、卷翅突變體和野生型昆蟲進行了雜交實驗,結果見下表。雜交組合PF1F2甲紫紅眼突變體﹑紫紅眼突變體直翅紫紅眼直翅紫紅眼乙紫紅眼突變體、野生型直翅紅眼直翅紅眼∶直翅紫紅眼=3∶1丙卷翅突變體、卷翅突變體卷翅紅眼∶直翅紅眼=2∶1卷翅紅眼∶直翅紅眼=1∶1丁卷翅突變體、野生型卷翅紅眼∶直翅紅眼=1∶1卷翅紅眼∶直翅紅眼=2∶3注:表中F1為1對親本的雜交后代,F2為F1全部個體隨機交配的后代,假定每只昆蟲的生殖力相同。回答下列問題:(1)紅眼基因突變為紫紅眼基因屬于(填“顯性”或“隱性”)突變。若要研究紫紅眼基因位于常染色體還是X染色體上,還需要對雜交組合的各代昆蟲進行鑒定.鑒定后,若該雜交組合的F2表型及其比例為,則可判定紫紅眼基因位于常染色體上。(2)根據雜交組合丙的F1表型比例分析,卷翅基因除了控制翅形性狀外,還具有純合效應。(3)若讓雜交組合丙的F1和雜交組合丁的F1全部個體混合,讓其自由交配,理論上其子代(F2)表型及其比例為。(4)又從野生型(灰體紅眼)中誘變育種獲得隱性純合的黑體突變體,已知灰體對黑體完全顯性,灰體(黑體)和紅眼(紫紅眼)分別由常染色體的一對等位基因控制。欲探究灰體(黑體)基因和紅眼(紫紅眼)基因的遺傳是否遵循自由組合定律。現有3種純合品系昆蟲:黑體突變體﹑紫紅眼突變體和野生型。請完善實驗思路,預測實驗結果并分析討論(說明:該昆蟲雄性個體的同源染色體不會發生交換;每只昆蟲的生殖力相同,且子代的存活率相同;實驗的具體操作不作要求)①實驗思路:第一步:選擇進行雜交獲得F1,。第二步:觀察記錄表型及個數,并做統計分析。②預測實驗結果并分析討論:Ⅰ:若統計后的表型及其比例為,則灰體(黑體)基因和紅眼(紫紅眼)基因的遺傳遵循自由組合定律。Ⅱ:若統計后的表型及其比例為,則灰體(黑體)基因和紅眼(紫紅眼)基因的遺傳不遵循自由組合定律。答案:(1)隱性乙性別直翅紅眼雌性∶直翅紫紅眼雌性∶直翅紅眼雄性∶直翅紫紅眼雄性=3∶1∶3∶1(2)致死(3)卷翅紅眼∶直翅紅眼=4∶5(4)①黑體突變體和紫紅眼突變體F1隨機交配得F2②灰體紅眼∶灰體紫紅眼∶黑體紅眼∶黑體紫紅眼=9∶3∶3∶1灰體紅眼∶灰體紫紅眼∶黑體紅眼=2∶1∶1解析:(1)雜交組合乙中,紫紅眼突變體和紅眼野生型雜交,F1全為紅眼,可知紅眼對紫紅眼為顯性,因此紅眼基因突變為紫紅眼基因屬于隱性突變。若要研究紅眼基因(設為A)和紫紅眼基因(設為a)位于常染色體還是X染色體上,可對雜交組合乙的各代昆蟲進行性別鑒定,若該對基因位于常染色體上,則F2雌性或雄性群體中,直翅紅眼∶直翅紫紅眼均為3∶1。若該對基因位于X染色體上,則親代為XaY×XAXA,F1為XAY、XAXa,F2為XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1。(2)雜交組合丙中,卷翅突變體雜交,F1中出現了直翅,表明卷翅對直翅為顯性(設由B、b基因控制),卷翅突變體雜交,F1中卷翅∶直翅為2∶1而不是3∶1,表明B基因純合致死,控制翅形的基因位于常染色體上(若位于X染色體上且存在B基因純合致死效應,則該群體中無卷翅突變體雄性,而丙雜交組合為卷翅突變體雌、雄雜交,與題意不符。若位于X、Y染色體的同源區段上且存在B基因純合致死效應,則丙雜交組合F2中卷翅∶直翅=4∶3,與題意不符),因此卷翅基因除了控制翅形性狀外,還具有純合致死效應。(3)雜交組合丙和丁中的F1全為紅眼(基因型為AA),由于每只昆蟲的生殖力相同,雜交組合丙的F1中為BB(致死)∶Bb∶bb=1∶2∶1,雜交組合丁的F1中Bb∶bb=1∶1,因此F1混合個體中Bb∶bb=(2/4+1/2)∶(1/4+1/2)=4∶3,則F1配子為B∶b=2∶5,F1自由交配產生的F2中BB∶Bb∶bb=4∶20∶25,由于BB致死,F2中表型及比例為卷翅紅眼∶直翅紅眼=20∶25=4∶5。(4)欲探究灰體(黑體)基因(設為D/d)與紅眼(紫紅眼)基因的遺傳是否遵循自由組合定律,可選擇雙雜合的F1個體隨機交配進行判斷,故可選擇黑體突變體(AAdd)與紫紅眼突變體(aaDD)雜交,獲得的F1的基因型為AaDd。F1隨機交配獲得F2,若這兩對等位基因的遺傳遵循自由組合定律,則F2表型及比例為紅眼灰體(A_D_)∶紅眼黑體(A_dd)∶紫紅眼灰體(aaD_)∶紫紅眼黑體(aadd)=9∶3∶3∶1。這兩對等位基因的遺傳不遵循自由組合定律,則F1只能產生Ad和aD兩種數量相等的配子,F2表型及比例為紅眼黑體(AAdd)∶紅眼灰體(AaDd)∶紫紅眼灰體(aaDD)=1∶2∶1。【典例3】(2023·河北卷)某家禽等位基因M/m控制黑色素的合成(MM與Mm的效應相同),并與等位基因T/t共同控制喙色,與等位基因R/r共同控制羽色。研究者利用純合品系P1(黑喙黑羽)、P2(黑喙白羽)和P3(黃喙白羽)進行相關雜交實驗,并統計F1和F2的部分性狀,結果見表。實驗親本F1F21P1×P3黑喙9/16黑喙,3/16花喙(黑黃相間),4/16黃喙2P2×P3灰羽3/16黑羽,6/16灰羽,7/16白羽回答下列問題:(1)由實驗1可判斷該家禽喙色的遺傳遵循定律,F2的花喙個體中純合體占比為。
(2)為探究M/m基因的分子作用機制,研究者對P1和P3的M/m基因位點進行PCR擴增后電泳檢測,并對其調控的下游基因表達量進行測定,結果見圖1和圖2。由此推測M基因發生了堿基的而突變為m,導致其調控的下游基因表達量,最終使黑色素無法合成。
(3)實驗2中F1灰羽個體的基因型為,F2中白羽個體的基因型有種。若F2的黑羽個體間隨機交配,所得后代中白羽個體占比為,黃喙黑羽個體占比為。
(4)利用現有的實驗材料設計調查方案,判斷基因T/t和R/r在染色體上的位置關系(不考慮染色體交換)。調查方案:。
結果分析:若(寫出表型和比例),則T/t和R/r位于同一對染色體上;否則,T/t和R/r位于兩對染色體上。
答案:(1)自由組合(或“孟德爾第二”)1/3(2)增添下降(3)MmRr(或“MmRrTt”)51/90(4)對實驗2中F2個體的喙色和羽色進行調查統計F2中黑喙灰羽∶花喙黑羽∶黑喙白羽∶黃喙白羽=6∶3∶3∶4解析:(1)由題干信息可知,該家禽喙色由M/m和T/t共同控制,實驗1的F2中喙色表型有三種,比例為9∶3∶4,是9∶3∶3∶1的變式,因此,家禽喙色的遺傳遵循自由組合(孟德爾第二)定律。F2中花喙個體(有黑色素合成)的基因型有兩種,分別為MMtt(1/16)和Mmtt(2/16),其中純合體MMtt占比為1/3。(2)由實驗1結果可知,針對M/m基因位點,P1基因型為MM,P3基因型為mm,對P1的M基因PCR擴增后產物大小約為1200bp,而P3的m基因大小約為7800bp,推測M基因發生了堿基的增添而突變為m。由圖2知,當M基因突變為m后,其調控的下游基因表達量明顯下降,最終影響了黑色素的合成。(3)由題干信息可知,該家禽羽色由M/m和R/r共同控制,實驗2的F2中羽色表型有三種,比例為3∶6∶7,是9∶3∶3∶1的變式,因此F1灰羽個體基因型為MmRr。F2的黑羽和灰羽個體共占9/16,基因型為M_R_。白羽占7/16,基因型共5種,分別為mmRR(1/16)、mmRr(2/16)、MMrr(1/16)、Mmrr(2/16)和mmrr(1/16)。F2中基因型為M_R_的黑羽和灰羽的比例為3∶6,因此,F2黑羽個體在基因型為M_R_的個體中占比為1/3。由于MM和Mm的表型效應相同,黑羽個體中兩種基因型及其占比為MMRR(1/3)和MmRR(2/3)。黑羽個體隨機交配所得后代中,白羽個體(mmRR)的占比為2/3×2/3×1/4=1/9。由實驗1和實驗2結果可知,黃喙個體基因型為mmT_和mmtt,黑羽的基因型為M_RR,因此該家禽中不存在黃喙黑羽的個體,即黃喙黑羽個體占比為0。(4)綜合實驗1和實驗2的結果可知,P1的基因型為MMTTRR,P2的基因型為MMTTrr,P3的基因型為mmttRR。利用現有材料進行調查實驗,判斷T/t和R/r在染色體上的位置關系,需要選擇對TtRr雙雜合個體隨機交配的子代進行統計分析。實驗2中的F1基因型為MmTtRr,因此應對實驗2的F2個體喙色和羽色進行調查統計。如果T/t和R/r在同一對染色體上,由親本的基因型可知F1個體中三對基因在染色體上的位置關系如圖。不考慮染色體互換,F1可產生等比例的四種雌雄配子MTr、MtR、mTr、mtR。雌雄配子隨機結合,產生的F2表型及比例為黑喙灰羽(M_TtRr)∶花喙黑羽(M_ttRR)∶黑喙白羽(M_TTrr)∶黃喙白羽(mmTTrr、mmTtRr、mmttRR)=6∶3∶3∶4。四、確定基因位置的實驗設計1.確定基因位于細胞質還是細胞核2.確定基因位于常染色體還是性染色體上法一:法二、法三:法四:法五:3.確定基因位于常染色體上還是X、Y染色體同源區段上法一:法二:4.探究基因是僅位于X染色體上還是位于X、Y染色體的同源區段上法一(最常用的方法):法二:5.確定基因位于幾號常染色體上(1)利用已知基因定位舉例:①已知基因A與a位于2號染色體上②已知基因A與a位于2號染色體上,基因B與b位于4號染色體上,另外一對基因C和c控制紅花和白花,為了定位C和c的基因位置,利用純合紅花和白花的植株進行雜交實驗,并對相關個體相關的基因進行PCR擴增和電泳分離,檢測結果如下,依據結果可知c基因在a基因所在的2號染色體上。(2)利用三體定位(3)利用單體定位利用染色體片段缺失定位【典例1】(2023·湖北卷)人的某條染色體上A、B、C三個基因緊密排列,不發生互換。這三個基因各有上百個等位基因(例如:A1~An均為A的等位基因)。父母及孩子的基因組成如表。下列敘述正確的是 ()父親母親兒子女兒基因組成A23A25B7B35C2C4A3A24B8B44C5C9A24A25B7B8C4C5A3A23B35B44C2C9A.基因A、B、C的遺傳方式是伴X染色體遺傳B.母親的其中一條染色體上基因組成是A3B44C9C.基因A與基因B的遺傳符合基因的自由組合定律D.若此夫妻第3個孩子的A基因組成為A23A24,則其C基因組成為C4C5解析:選B。由題干可知,A、B、C的三對等位基因位于一對同源染色體上,若其遺傳為伴X染色體遺傳,則父親只含每對等位基因中的一個,A錯誤;父親的基因組成為A23A25B7B35C2C4,母親的基因組成為A3A24B8B44C5C9,再結合女兒的基因組成分析可知,母親的A3B44C9連鎖(即在一條染色體上),A24B8C5連鎖,父親的A23B35C2連鎖,A25B7C4連鎖,B正確;基因A和B在一條染色體上,其遺傳不遵循基因的自由組合定律,C錯誤;結合B項分析可知,若第3個孩子的A基因組成為A23A24,則C基因組成為C2C5,D錯誤。【典例2】已知果蠅的長翅和截翅由一對等位基因控制。多只長翅果蠅進行單對交配(每個瓶中有1只雌果蠅和1只雄果蠅),子代果蠅中長翅∶截翅=3∶1。據此無法判斷的是()A.長翅是顯性性狀還是隱性性狀B.親代雌蠅是雜合子還是純合子C.該等位基因位于常染色體還是X染色體上D.該等位基因在雌蠅體細胞中是否成對存在解析:選C。已知果蠅的長翅與截翅由一對等位基因控制,多只長翅果蠅進行單對交配,子代果蠅中長翅∶截翅=3∶1,說明子代中新出現的性狀截翅為隱性性狀,長翅是顯性性狀,A不符合題意。假設長翅受A基因控制,截翅受a基因控制,若該對等位基因位于常染色體上,則親代雌雄果蠅的基因型均為Aa時,子代果蠅可以出現長翅∶截翅=3∶1的現象;若該對等位基因位于X染色體上,則親代雌果蠅的基因型為XAXa,雄果蠅的基因型為XAY時,子代果蠅也可以出現長翅∶截翅=3∶1的現象,所以該對等位基因位于常染色體上還是位于X染色體上是無法判斷的,C符合題意。不論該對等位基因位于常染色體上還是位于X染色體或X、Y染色體的同源區段上,親代雌果蠅都是雜合子,且該等位基因在雌果蠅體細胞中都成對存在,B、D不符合題意。【典例3】(2024·全國甲卷)袁隆平研究雜交水稻,對糧食生產具有突出貢獻。回答下列問題。(1)用性狀優良的水稻純合體(甲)給某雄性不育水稻植株授粉,雜交子一代均表現雄性不育;雜交子一代與甲回交(回交是雜交后代與兩個親本之一再次交配),子代均表現雄性不育;連續回交獲得性狀優良的雄性不育品系(乙)。由此推測控制雄性不育的基因(A)位于(填“細胞質”或“細胞核”)。
(2)將另一性狀優良的水稻純合體(丙)與乙雜交,F1均表現雄性可育,且長勢與產量優勢明顯,F1即為優良的雜交水稻。丙的細胞核基因R的表達產物能夠抑制基因A的表達。基因R表達過程中,以mRNA為模板翻譯產生多肽鏈的細胞器是。F1自交子代中雄性可育株與雄性不育株的數量比為。
(3)以丙為父本與甲雜交(正交)得F1,F1自交得F2,則F2中與育性有關的表現型有種。反交結果與正交結果不同,反交的F2中與育性有關的基因型有種。
答案:(1)細胞質(2)核糖體3∶1(3)13解析:(1)若控制雄性不育的基因(A)位于細胞核,用水稻純合體(甲)給某雄性不育水稻植株(A_)授粉,雜交子一代均表現雄性不育,則推測親本基因型為aa(甲)×AA,雜交子一代為Aa(雄性不育),子一代(Aa)與甲(aa)回交,子代表型及比例為Aa(雄性不育)∶aa(雄性可育)=1∶1,不符合題意。若控制雄性不育的基因(A)位于細胞質,用水稻純合體(甲)給某雄性不育水稻植株授粉,雜交子一代均表現雄性不育(性狀和母本相同),雜交子一代(雄性不育,作母本)與甲回交,子代均表現雄性不育(性狀和母本相同),符合題意。(2)核糖體為蛋白質產生的場所。由題干信息可知,丙的細胞核基因R的表達產物能夠抑制基因A表達,且丙為純合子,故推知丙的基因型為(a或A)RR(注:質基因寫在括號中,以便區分),乙的基因型為(A)rr,丙與乙(雄性不育,只能作母本)雜交,F1基因型為(A)Rr,F1自交,只考慮質基因,質基因來自母本,子代均為(A);只考慮核基因,子代基因型及比例為R_∶rr=3∶1,(A)R_表現為雄性可育,(A)rr表現為雄性不育,故子代中雄性可育株與雄性不育株的數量比為3∶1。(3)甲的基因型為(a)rr,丙的基因型為(a或A)RR,由于反交結果與正交結果不同,則丙的基因型為(A)RR。以丙為父本與甲雜交(正交)得F1,F1基因型為(a)Rr,F1自交得F2,F2基因型為(a)RR、(a)Rr、(a)rr,均為雄性可育,因此F2中與育性有關的表型為1種。以甲為父本與丙雜交(反交)得F1,F1基因型為(A)Rr,F1自交得F2,F2基因型為(A)RR(雄性可育)、(A)Rr(雄性可育)、(A)rr(雄性不育),反交的F2中與育性有關的基因型有3種。【典例4】(2022·江蘇卷)大蠟螟是一種重要的實驗用昆蟲,為了研究大蠟螟幼蟲體色遺傳規律,科研人員用深黃、灰黑、白黃3種體色的品系進行了系列實驗,正交實驗數據如表(反交實驗結果與正交一致)。請回答下列問題。表1深黃色與灰黑色品系雜交實驗結果雜交組合子代體色深黃灰黑深黃(P)♀×灰黑(P)♂21130深黃(F1)♀×深黃(F1)♂1526498深黃(F1)♂×深黃(P)♀23140深黃(F1)♀×灰黑(P)♂10561128表2深黃色與白黃色品系雜交實驗結果雜交組合子代體色深黃黃白黃深黃(P)♀×白黃(P)♂023570黃(F1)♀×黃(F1)♂5141104568黃(F1)♂×深黃(P)♀132712930黃(F1)♀×白黃(P)♂0917864表3灰黑色與白黃色品系雜交實驗結果雜交組合子代體色灰黑黃白黃灰黑(P)♀×白黃(P)♂012370黃(F1)♀×黃(F1)♂7541467812黃(F1)♂×灰黑(P)♀142813420黃(F1)♀×白黃(P)♂011241217(1)由表1可推斷大蠟螟幼蟲的深黃體色遺傳屬于染色體上性遺傳。
(2)深黃、灰黑、白黃基因分別用Y、G、W表示,表1中深黃的親本和F1個體的基因型分別是,表2、表3中F1基因型分別是。群體中,Y、G、W三個基因位于對同源染色體。
(3)若從表2中選取黃色雌、雄個體各50只和表3中選取黃色雌、雄個體各50只,進行隨機雜交,后代中黃色個體占比理論上為。
(4)若表1、表2、表3中深黃和黃色個體隨機雜交,后代會出現種表現型和種基因型。
(5)若表1中兩親本的另一對同源染色體上存在純合致死基因S和D(兩者不發生交換重組),基因排列方式為,推測F1互交產生的F2深黃與灰黑的比例為;在同樣的條件下,子代的數量理論上是表1中的。
答案:(1)常顯(2)YY、YGYW、WG一(3)1/2(4)46(5)3∶11/2解析:(1)由表1中深黃×灰黑所得子代為深黃及F1深黃雌雄個體交配所得子代為深黃∶灰黑≈3∶1知,深黃對灰黑為顯性;正反交實驗結果相同,說明相應基因位于常染色體上。(2)由表中數據推知,Y、G、W三個基因位于一對同源染色體上,該種昆蟲體色受復等位基因Y、G、W控制。表1深黃×灰黑→后代全深黃,說明親本的基因型分別為YY、GG,F1深黃的基因型為YG;表2中深黃×白黃→后代全黃,F1雌雄交配,后代深黃∶黃∶白黃≈1∶2∶1,說明深黃對白黃為不完全顯性,F1黃色的基因型為YW;同理依據表3信息知,灰黑對白黃為不完全顯性,F1黃色的基因型為GW。(3)從表2、3中選出的黃色雌性個體(YW∶GW=1∶1)產生的卵細胞基因型及比例為Y∶G∶W=1∶1∶2,選出的黃色雄性個體(YW∶GW=1∶1)產生的精子基因型及比例為Y∶G∶W=1∶1∶2。個體隨機交配,理論上子代黃色個體YW+GW有1/4×1/2×2+1/4×1/2×2=1/2。(4)選出的深黃(YY、YG)、黃色(YW、GW)個體產生的精子、卵細胞基因型均有Y、G、W三種,子代基因型有YY、YG、YW、GW、GG、WW6種,表現型有深黃(YY、YG)、黃(YW、GW)、灰黑(GG)和白黃(WW)4種。(5)S、D基因純合致死,只考慮致死基因,親本基因型為S+D+,親本雜交子代S+S+(致死)∶S+D+∶D+D+(致死)=1∶2∶1,F1均為S+D+。S、D基因與控制體色性狀的基因位于兩對同源染色體上,兩者的遺傳互不干擾。只考慮體色,F1(YG)互交,后代深黃∶灰黑=3∶1。只考慮致死基因,因后代S+S+(致死)∶S+D+∶D+D+(致死)=1∶2∶1,故在致死條件下子代數量理論上是無致死條件下(表1)子代數量的一半。【典例5】油菜物種Ⅰ(2n=20)與Ⅱ(2n=18)雜交產生的幼苗經秋水仙素處理后,得到一個油菜新品系(注:Ⅰ的染色體和Ⅱ的染色體在減數分裂中不會相互配對)。(1)秋水仙素通過抑制分裂細胞中的形成,導致染色體加倍;獲得的植株進行自交,子代(會/不會)出現性狀分離。
(2)觀察油菜新品系根尖細胞有絲分裂,應觀察區的細胞,處于分裂后期的細胞中含有條染色體。
(3)該油菜新品系經多代種植后出現不同顏色的種子,已知種子顏色由一對基因A/a控制,并受另一對基因R/r影響。用產黑色種子植株(甲)、產黃色種子植株(乙和丙)進行以下實驗:組別親代F1表現型F1自交所得F2的表現型及比例實驗一甲×乙全為產黑色種子植株產黑色種子植株∶產黃色種子植株=3∶1實驗二乙×丙全為產黃色種子植株產黑色種子植株∶產黃色種子植株=3∶13①由實驗一得出,種子顏色性狀中黃色對黑色為性。
②分析以上實驗可知,當基因存在時會抑制A基因的表達。實驗二中丙的基因型為,F2產黃色種子植株中雜合子的比例為。
③有人重復實驗二,發現某一F1植株,其體細胞中含R/r基因的同源染色體有三條(其中兩條含R基因),請解釋該變異產生的原因:。讓該植株自交,理論上后代中產黑色種子的植株所占比例為。
答案:(1)紡錘體不會(2)分生76(3)①隱②RAARR10/13③植株丙在減數第一次分裂后期含R基因的同源染色體未分離(或植株丙在減數第二次分裂后期含R基因的姐妹染色單體未分開)1/48解析:本題主要考查遺傳變異的相關知識。(1)秋水仙素通過抑制細胞分裂中紡錘體的形成,導致染色體加倍,獲得的植株為染色體加倍的純合子,純合子自交子代不會出現性狀分離。(2)油菜新品系體細胞中染色體數目為(10+9)×2=38,要觀察植物有絲分裂,應觀察根尖分生區細胞,處于有絲分裂后期的油菜新品系根尖細胞中染色體數目加倍,為76條。(3)①由實驗一,甲(黑)×乙(黃)→F1全黑,可推知,黑色為顯性性狀,黃色為隱性性狀。②分析實驗二,F2中黑∶黃=3∶13,可確定R基因存在時抑制A基因的表達,丙的基因型為AARR,乙的基因型為aarr,F2中黑色種子的基因型為A_rr,黃色種子的基因型及所占比例為9/16A_R_、3/16aaR_和1/16aarr,其黃色種子中純合子基因型及所占比例為1/13AARR、1/13aaRR、1/13aarr,則F2黃色種子中雜合子的比例為10/13。③實驗二中,正常F1的基因型為AaRr,而異常F1為AaRRr,可能是丙在減Ⅰ后期含R基因的同源染色體未分離或減Ⅱ后期含R基因的姐妹染色單體未分離,從而產生異常配子ARR;AaRRr自交,后代中產黑色(A_rr)種子植株的概率為34×16×16易錯警示注意RRr產生配子的種類及比例為RR∶r∶R∶Rr=1∶1∶2∶2,r配子占的比例為1/6。五、根據性狀判斷性別選擇同型性染色體(XX或ZZ)隱性個體與異型性染色體(XY或ZW)顯性個體雜交,具體分析如下:【典例1】(2022·湖南卷)(不定項)果蠅的紅眼對白眼為顯性,為伴X遺傳,灰身與黑身、長翅與截翅各由一對基因控制,顯隱性關系及其位于常染色體或X染色體上未知。純合紅眼黑身長翅雌果蠅與白眼灰身截翅雄果蠅雜交,F1相互雜交,F2中體色與翅型的表現型及比例為灰身長翅∶灰身截翅∶黑身長翅∶黑身截翅=9∶3∶3∶1。F2表現型中不可能出現()A.黑身全為雄性B.截翅全為雄性C.長翅全為雌性D.截翅全為白眼解析:選AC。F2中,灰身長翅∶灰身截翅∶黑身長翅∶黑身截翅=9∶3∶3∶1,這說明控制灰身與黑身、長翅與截翅的兩對等位基因獨立遺傳,且灰身和長翅為顯性性狀。若F2中黑身全為雄性,說明果蠅的體色遺傳與性別相關,為伴X遺傳,則親本果蠅基因型為XbXb和XBY(設黑身與灰身由基因B/b控制),F1基因型為XBXb、XbY,F2基因型為XbXb(黑身雌)、XBXb(灰身雌)、XbY(黑身雄)、XBY(灰身雄),F2中黑身也有雌性,假設不成立,A不可能;同理,若果蠅的翅型遺傳與性別相關,為伴X遺傳,親本基因型為XADXAD和XadY(設紅眼與白眼由基因A/a控制,長翅與截翅由基因D/d控制),F1基因型為XADXad、XADY,F2基因型及比例為:XADXAD(紅眼長翅雌)∶XADXad(紅眼長翅雌)∶XADY(紅眼長翅雄)∶XadY(白眼截翅雄)=1∶1∶1∶1,故B、D可能存在,C不可能。【典例2】(2022…全國乙卷)依據雞的某些遺傳性狀可以在早期區分雌雄,提高養雞場的經濟效益。已知雞的羽毛性狀蘆花和非蘆花受1對等位基因控制。蘆花雞和非蘆花雞進行雜交,正交子代中蘆花雞和非蘆花雞數目相同,反交子代均為蘆花雞。下列分析及推斷錯誤的是()A.正交親本中雌雞為蘆花雞,雄雞為非蘆花雞B.正交子代和反交子代中的蘆花雄雞均為雜合體C.反交子代蘆花雞相互交配,所產雌雞均為蘆花雞D.僅根據羽毛性狀蘆花和非蘆花即可區分正交子代性別解析:選C。雞的性別決定為ZW型,蘆花雞和非蘆花雞進行雜交,正交子代中蘆花雞和非蘆花雞數目相同,反交子代均為蘆花雞,這表明蘆花為顯性性狀,且蘆花基因位于Z染色體上。假設相關基因用B/b表示,則正交組合的親子代為ZBW(蘆花♀)×ZbZb(非蘆花♂)→ZBZb(蘆花♂)∶ZbW(非蘆花♀)=1∶1,反交組合的親子代為ZbW(非蘆花♀)×ZBZB(蘆花♂)→ZBZb(蘆花♂)、ZBW(蘆花♀),A、B正確;反交子代蘆花雞相互交配(ZBZb×ZBW),所產雌雞有蘆花(ZBW)和非蘆花(ZbW)兩種類型,C錯誤;正交組合的子代中蘆花雞均為雄性,非蘆花雞均為雌性,D正確。【典例3】(2024·江西卷)(多選)某種鳥類的羽毛顏色有黑色(存在黑色素)、黃色(僅有黃色素,沒有黑色素)和白色(無色素)3種。該性狀由2對基因控制,分別是Z染色體上的1對等位基因A/a(A基因控制黑色素的合成)和常染色體上的1對等位基因H/h(H基因控制黃色素的合成)。對圖中雜交子代的描述,正確的是()A.黑羽、黃羽和白羽的比例是2∶1∶1B.黑羽雄鳥的基因型是HhZAZaC.黃羽雌鳥的基因型是HhZaZaD.白羽雌鳥的基因型是hhZaW解析:AD。分析題干信息,A基因控制黑色素的合成,存在黑色素時羽毛顏色為黑色,故黑羽雌鳥的基因型為__ZAW,黑羽雄鳥的基因型為__ZAZ_;H基因控制黃色素的合成,僅有黃色素,沒有黑色素時,羽毛顏色為黃色,故黃羽雌鳥的基因型為H_ZaW,黃羽雄鳥的基因型為H_ZaZa;無色素時,羽毛顏色為白色,故白羽雌鳥的基因型為hhZaW,白羽雄鳥的基因型為hhZaZa。兩對基因分別分析,Hh×hh→Hh∶hh=1∶1,ZAW×ZaZa→ZAZa∶ZaW=1∶1,據此分析如下:因此A、D正確。【典例4】(2024·浙江1月卷)某昆蟲的性別決定方式為XY型,張翅(A)對正常翅(a)是顯性,位于常染色體;紅眼(B)對白眼(b)是顯性,位于X染色體。從白眼正常翅群體中篩選到一只雌性的白眼張翅突變體,假設個體生殖力及存活率相同,將此突變體與紅眼正常翅雜交,子一代群體中有張翅和正常翅且比例相等,若子一代隨機交配獲得子二代,子二代中出現紅眼正常翅的概率為()A.9/32 B.9/16 C.2/9 D.1/9解析:選A。白眼張翅突變體雌性(AaXbXb)與紅眼正常翅雄性(aaXBY)雜交,F1基因型及比例為Aa∶aa=1∶1(A∶a=1∶3),XBXb∶XbY=1∶1,子一代隨機交配,F2中出現紅眼正常翅(aaXB_)的概率為3/4×3/4×1/2=9/32。【典例5】(2024·山東卷)如圖為人類某單基因遺傳病的系譜圖。不考慮X、Y染色體同源區段和突變,下列推斷錯誤的是()A.該致病基因不位于Y染色體上B.若Ⅱ-1不攜帶該致病基因,則Ⅱ-2一定為雜合子C.若Ⅲ-5正常,則Ⅱ-2一定患病D.若Ⅱ-2正常,則據Ⅲ-2是否患病可確定該病遺傳方式解析:選D。設題中相關基因用A、a表示。由圖知,患者不都為男性,故該致病基因不位于Y染色體上,A正確。若Ⅱ-1不攜帶致病基因,其兒子Ⅲ-3患病,所以該病不可能是常染色體隱性遺傳病,若該病
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