小专题7 遗传的基本规律和伴性遗传
1.(2018北京海淀二模)遗传学家在两个纯种小鼠品系中均发现了眼睛变小的隐性突变个体,欲通过一代杂交实验确定这两个隐性突变基因是否为同一基因的等位基因,下列方案正确的是( C ) A.突变个体与本品系正常个体杂交 B.突变个体与非本品系正常个体杂交 C.两个品系突变个体之间相互交配
D.同一品系突变个体之间相互交配
解析:基因突变具有不定向性,根据题意,纯种小鼠(AA)发生隐性突变形成的两个眼睛变小的突变个体1(a1a1)和突变个体2(a2a2);现欲通过一代杂交实验确定这两个隐性突变基因(a1和a2)是否为同一基因的等位基因(即突变个体1和突变个体2的小眼性状是一对相对性状),可让纯种突变个体1(a1a1)和突变个体2(a2a2)杂交,若子代只有一种性状(眼型)出现,则a1和a2是同一基因的等位基因;反之不是同一基因的等位基因,所以选C。 2.(2018辽宁大连调研)假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法,包括“提出问题、作出假设、演绎推理、验证假设、得出结论”五个基本环节。利用该方法孟德尔发现了两个遗传规律。下列有关分析正确的是( B ) ①孟德尔发现的遗传规律可以解释所有有性生殖生物的核遗传现象 ②提出问题是建立在豌豆纯合亲本杂交和F1自交遗传实验基础上的 ③孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控 制的”
④为了验证作出的假设是否正确,孟德尔设计并完成了测交实验 A.①② B.②④ C.②③ D.③④
解析:孟德尔利用豌豆纯合亲本杂交和F1自交,发现了性状分离现象和自由组合现象,对这些现象提出问题,针对这两个问题分别作出相应的假设,即成对的遗传因子的分离及不同对遗传因子可以自由组合,在此基础上,演绎推理若用杂交子一代与隐性个体交配可能产生的结果,再通过测交实验对推理进行检验,最后获得结论。孟德尔未提出“基因”这一概念,孟德尔的两大遗传规律能够很好地解释核中常染色体上基因的传递,对质基因及性染色体上的基因的某些遗传现象不能很好地解释。
3.(2018广东惠州调研)控制两对相对性状的基因自由组合,结果F2的性状分离比分别为9∶7、9∶6∶1和15∶1,那么F1与隐性个体测交,得到的性状分离比分别是( A ) A.1∶3、1∶2∶1和3∶1 B.3∶1、4∶1和1∶3
C.1∶2∶1、4∶1和3∶1 D.3∶1、3∶1和1∶4
解析:9∶7比例的出现,说明当具有双显基因时表现一种性状,单显和双隐表现的是同一种性状,则测交后代性状分离比为1∶3;9∶6∶1比例的出现说明双显表现的是一种性状,单显表现的是一种性状,双隐表现的是一种性状,则测交后代性状分离比为1∶2∶1;同理,15∶1比例的出现,说明双显、单显表现的是一种性状,双隐表现的是另一种性状,则测交后代的性状分离比为3∶1;故选A。
4.(2018广东江门调研)下列有关性状与性染色体叙述,错误的是( B ) A.ZW型性别决定的生物,雄性体细胞中性染色体大小相同
B.性染色体上的基因都与性别决定有关
C.XY型性别决定的生物,体细胞中含有性染色体 D.伴性遗传不一定有交叉遗传现象
解析:ZW型性别决定的生物,雄性体细胞中性染色体为ZZ,大小相同,A正确;决定性别的基因位于性染色体上,但是性染色体上的基因不都与性别决定有关,B错误;XY型性别决定的生物,体细胞中含有性染色体XX或XY,C正确;伴X染色体隐性遗传具有交叉遗传、隔代遗传的特点,而伴X显性遗传没有交叉遗传的特点,D正确。 5.(2018北京东城零模)三叶草的野生型能够产生氰酸。用两个无法产生氰酸的纯合品系(突变株1和突变株2)及野生型进行杂交实验,得到下表所示结果。据此无法判断( C )
杂交 突变株1×野生型 突变株2×野生型 突变株1×突变株2 A.氰酸生成至少受两对基因控制 B.突变株1是隐性突变纯合子
C.突变株2的突变基因催化氰酸合成 D.不足以推测两品系突变基因的功能
F1 有氰酸 无氰酸 无氰酸 F2 240无氰酸,780有氰酸 1 324无氰酸,452有氰酸 1 220无氰酸,280有氰酸 解析:根据题意和图表分析可知,由于野生型、突变株1、突变株2均为纯合子,因此可以根据杂交亲本的表现型以及后代表现型的比例确定突变株的基因型。突变株1×野生型杂交后代为有氰酸,并且自交后代比例约为1∶3,因此可推测F1的基因型是Aabb或aaBb;突变株2×野生型杂交后代为无氰酸,并且自交后代比例约为3∶1,因此可推测F1的基因型是AABb或AaBB;突变株1×突变株2杂交后代为无氰酸,并且自交后代比例约为13∶3,因此可推测F1的基因型是AaBb;所以突变株1和突变株2的基因型是aabb、AABB。根据分析,氰酸生成至少受两对基因控制,遵循基因的自由组合定律,A正确;由于突变株1和野生型杂交后代为有氰酸,所以突变株1是隐性突变纯合子,B正确;由于突变株1和突变株2杂交后代为无氰酸,说明突变株2的突变基因不能催化氰酸合成,C错误;根据实验数据,不足以推测两品系突变基因的功能,D正确。
6.(2018广东深圳一模)甲、乙两种单基因遗传病分别由基因A、a和D、d控制,图一为两种病的家系图,图二为Ⅱ10体细胞中两对同源染色体上相关基因定位示意图。以下分析不正确的是( C )
A.甲病为常染色体隐性遗传病
Dd
B.Ⅱ6个体的基因型为aaXX
C.Ⅲ13个体是杂合子的概率为1/2
D.Ⅲ12与Ⅲ14婚配后代正常的概率为5/48
解析:分析图一,Ⅱ9和Ⅱ10均不患甲病但Ⅲ13是患甲病女性,说明甲病是常染色体隐性遗传病,A正确。由Ⅱ6和Ⅱ7均患乙病但Ⅲ12是正常男性,说明乙病是显性遗传病,结合图二可知乙病是伴X染色体显性遗传病,所以Ⅱ6个体的基因型为aaXX,B正确。Ⅲ13个体患甲病,基因型是aa,则Ⅱ9和Ⅱ10的基因型均为Aa;由系谱图结合图
DDDd
二可知Ⅱ10乙病的基因型是XY;Ⅰ3和Ⅰ4都患乙病但Ⅱ8正常,则Ⅰ3和Ⅰ4的基因型是XY和XX,所以Ⅱ9的基
DDDdDDDd
因型是XX∶XX=1∶1,则Ⅲ13个体的基因型是XX∶XX=3∶1,即Ⅲ13个体是杂合子的概率为1/4,C错误。同理Ⅲ14的基因型是XX∶XX=3∶1,AA∶Aa=1∶2,Ⅲ12的基因型是AaXY,Ⅲ12与Ⅲ14婚配,后代不患甲病的概率是1-2/3×1/4=5/6,不患乙病的概率是1/4×1/2=1/8,所以Ⅲ12与Ⅲ14婚配后代正常的概率为5/6×1/8= 5/48,D正确。
7.(2018甘肃庆阳一模)某雌雄同株植物,其花色受两对等位基因的控制,A基因控制红花素的合成,B基因具有削弱红花素合成的作用,且BB和Bb削弱的程度不同,BB个体表现为白花。现用一红花植株与纯合白花植株进行人工杂交(子代数量足够多),产生的F1表现为粉红花∶白花=1∶1,让F1中的粉红花个体自交,产生的F2中白花∶粉红花∶红花=7∶4∶3。请回答下列问题:
(1)F2中的异常分离比除了与B基因的修饰作用外,还与F2中的某些个体致死有关,F2中致死个体的基因型是 ;如果只考虑致死现象而不考虑其他因素(生物变异和自然选择),让F2中的所有个体再连续自交多代,请分析比较A和a的基因频率变化: 。
(2)用于人工杂交的红花植株和白花植株的基因型分别是 。
(3)某白花纯合子自交产生的后代中出现了红花个体,分析其原因可能有二:一是环境因素引起的,二是由于发生了基因突变。为了研究属于何种原因,请你设计一个实验,假定实验过程中环境因素不影响基因所决定的
D
D
D
d
d
Dd
性状的表达,且如果发生了基因突变只能是一个基因发生了突变。 实验思路: 。 实验结果及结论:① 。
② 。
解析:(1)F1中的粉红花植株的基因型是AaBb,其自交后代中如果没有致死现象发生,结果为白花(aa +A BB)∶粉红花(A Bb)∶红花(A bb)=7∶6∶3,而题中给出的比例为7∶4∶3,所以致死植株的基因型应为AABb;由于致死的个体是AABb,致死一个个体就淘汰两个A基因,所以A的基因频率降低,而a的基因频率则上升。(2)人工杂交实验中选用的是红花植株和纯合白花植株,红花植株的基因型是Aabb或AAbb,纯合白花植株的基因型可能是aaBB或aabb或AABB,在六种杂交组合中,只有aaBB和Aabb的杂交后代粉红花∶白花=1∶1,所以可以确定亲本中白花植株的基因型是aaBB,红花植株是Aabb。(3)该白花纯合子的基因型是aaBB或aabb或AABB,如果是由于基因突变产生了红花个体(且只有一个基因发生了突变),则突变后的基因型应为Aabb,是由aabb中的一个a基因突变而来的,可以用自交法进行探究,如果是由于发生了基因突变引起的,则Aabb自交后代中有两种表现类型,其比例是红花∶白花≈3∶1;如果是环境因素引起的,则该植株自交后代中只有白花。
答案:(1)AABb A的基因频率下降,a的基因频率上升 (2)Aabb、aaBB
(3)用该红花植株自交
①如果后代中只有白花植株,则属于环境因素引起的
②如果后代中红花∶白花≈3∶1,则属于基因突变引起的
8.(2018广东佛山一模)现有一对青年男女(如图中Ⅲ-2与Ⅲ4),在登记结婚前进行遗传咨询。经了解,双方家庭遗传系谱图如下,其中甲遗传病相关基因为A、a,乙遗传病相关基因为B、b。
(1)从上述系谱图判断,甲病的遗传方式为 ,乙病最可能的遗传方式为 。
(2)若Ⅲ1不携带乙病致病基因,则继续分析下列问题。
①Ⅰ1的基因型为 ,Ⅲ5的基因型为 。
②受传统观念影响,Ⅲ2和Ⅲ4婚后想生男孩,则他们生出正常男孩的概率为 。 ③Ⅲ2的哥哥和一个患有某种遗传病的女性结婚了。该病为常染色体显性遗传病,在人群中的发病率为19%,则他们生出的小孩不患该病的概率为 。
(3)Ⅲ3和Ⅲ4为同卵双胞胎,其表现型存在部分差异,除因环境影响外,导致性状差异的原因主要是基因 。
(4)经查证,甲病是由于体内某种氨基酸因酶缺乏而不能转化成另一种氨基酸所引起的,说明基因可以通过控制 ,进而控制生物性状。
解析:(1)根据分析可判定:甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传,乙病最可能的遗传方式为伴X染色体隐性遗传。(2)若Ⅲ1不携带乙病致病基因,而Ⅱ1患乙病,所以可判断乙病为伴X染色体隐性遗传。①Ⅰ1只患
b
乙病,而其女儿患甲病,所以Ⅰ1的基因型为AaXY,Ⅲ5只患甲病,但不知Ⅱ4的基因型,所以Ⅲ5的基因型为aaXX或aaXX。②由于Ⅱ1患乙病,Ⅱ2患甲病,所以Ⅲ2的基因型为AaXX,由于Ⅲ5患甲病,所以Ⅲ4
BB
的基因型为 1/3AAXY、2/3AaXY,因此,他们生出正常男孩的概率为(1-2/3×1/4)×1/4=5/24。③假设控制该遗传病的基因为D、d,已知该发病率为19%,则正常(dd)的概率为81%,d的基因频率为90%,D的基因频率为10%,由此可计算人群中DD的基因型频率为10%×10%=1%,Dd的基因型频率=2×10%×90%=18%,所以患病妻子的基因型为DD的概率为1%÷(18%+1%)=1/19,其后代均患该病;患病妻子的基因型为Dd的概率为18%÷(18%+1%)=18/19,其后代患该病的概率为18/19×1/2=9/19,所以他们所生的子女不患该病的概率是
BB
Bb
B
b
1-(1/19+9/19)=9/19。(3)Ⅲ3和Ⅲ4为同卵双胞胎,其表现型存在部分差异,除因环境影响外,导致性状差异的原因主要是基因突变。(4)甲病是由于体内某种酶缺乏而引起的,说明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物性状。
答案:(1)常染色体隐性遗传 伴X染色体隐性遗传
bBBBb
(2)①AaXY aaXX或aaXX ②5/24 ③9/19 (3)突变 (4)酶的合成来控制代谢
9.(2018河南三门峡质检)某二倍体植物的花瓣有白色、紫色、红色、粉红色四种,花瓣颜色的形成原理如图所示。研究人员将白花植株的花粉授给紫花植株,得到的F1全部表现为红花,然后让F1进行自交得到F2。回答下列问题:
(1)基因A指导合成的酶发挥作用的场所最可能是 。该植物花瓣颜色遗传说明基因与性状的数量关系是 。
(2)亲本中白花植株的基因型为 ,授粉前需要去掉紫花植株的雄蕊,原因是 ,去掉雄蕊的时间应该是 。
(3)F1红花植株的基因型为 ,F2中白花∶紫花∶红花∶粉红花的比例为 。F2中自交后代不会发生性状分离的植株占 。
(4)研究人员发现矮茎植株种群中出现了高茎性状的雌雄个体,若高茎性状为基因突变所致,并且为显性性状,请你设计一个简单实验方案证明突变基因位于X染色体上(X、Y染色体非同源区段)还是常染色体上。杂交组合:将多对矮茎雌性植株与高茎雄性植株作为亲本进行杂交,观察子代的表现型(注:高茎、矮茎基因分别用D、d表示)。 结果预测
①若杂交后代 , 则突变基因位于常染色体上;
②若杂交后代 ,
则突变基因位于X染色体上;
③用遗传图解表示第②种预测过程。 ;解析:(1)植物花瓣中的色素位于液泡,故基因A指导合成的酶发挥作用的场所最可能是液泡。由题图知,该植物花瓣的颜色由两对基因控制,说明两对基因控制一种性状。(2)由题图可知,白花基因型为aa 、紫花基因型为A bb、红花基因型为A Bb、粉红花基因型为A BB。让白花(父本)和紫花(母本)杂交,F1全为红花,则白花亲本的基因型为aaBB,紫花亲本的基因型为AAbb。杂交前对母本去雄是为了阻止该花自花传粉,故去除雄蕊的时间是雄蕊成熟之前。(3)由(2)可知F1的基因型为AaBb,F1自交产生的F2有9种基因型,白花有1aaBB、2aaBb、1aabb,紫花有1AAbb、2Aabb,红花有2AABb、4AaBb,粉红花有1AABB、2AaBB,因此F2中白花∶紫花∶红花∶粉红花的比例为4∶3∶6∶3;F2中自交后代不会发生性状分离的是1AABB、1aaBB、2aaBb、1aabb、1AAbb,所占比例为6/16,即3/8。(4)要确定突变基因位于X染色体上还是常染色体上,可将多对隐性纯合子作母本与显性纯合子作父本进行杂交。①若杂交后代表现型与性别无关,则突变基因位于常染色体上;②若杂交后代雄株全表现为隐性性状,雌株全表现为显性性状,则突变基因位于X染色体上。若突变基因位于X染色
ddD
体上,则矮茎的基因型为XX,高茎的基因型是XY,遗传图解如下:
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