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1、高频考向练2遗传、变异与育种1.(2016河北衡水中学二模,31)某严格自花传粉的二倍体植物(2n),野生型为红花,突变型为白花。研究人员围绕花色性状的显隐性关系和花色控制基因及在染色体上的定位,进行了以下相关实验。请分析回答问题。(1)在甲地的种群中,该植物出现一株白花突变型植株。让白花植株自交,若后代,说明该突变型为纯合子。将该白花植株与野生型杂交,子一代为红花植株,子二代红花植株与白花植株的比为31,出现该结果的条件是:红花和白花受等位基因控制,且基因完全显性;配子具有相同成活率及受精能力并能随机结合;受精卵的发育能力及各基因型植株存活率相同。(2)在乙地的种群中,该植物也出现了一株白花
2、突变型植株,且和甲地的白花突变同为隐性突变。为确定甲、乙两地的白花突变是否由相同的等位基因控制,可将杂交,当子一代表现型为时,可确定两地的白花突变型由不同的等位基因控制;若子二代中表现型及比例为时,可确定白花突变型由两对等位基因控制,且两对等位基因位于非同源染色体上。(3)单体(2n-1)可用于基因的染色体定位。人工构建该种植物的单体系(红花)应有种单体。若白花由隐性基因控制,将白花突变植株与该种植物单体系中的全部单体分别杂交,留种并单独种植,当子代出现表现型及比例为时,可将白花突变基因定位于染色体。(4)三体(2n+1)也可用于基因的染色体定位。若白花由一对隐性突变基因控制,将白花突变型植株
3、与三体系(红花纯合)中全部三体分别杂交,留种并单独种植,当子二代出现表现型及比例为时,可将白花突变基因定位。答案(1)不发生性状分离(全为白花植株)一对(2)甲、乙两地的白花突变型植株红花植株红花植株白花植株=97(3)n红花植株白花植株=11该单体所缺少的(4)红花植株白花植株=315解析(1)在甲地的种群中,该植物出现一株白花突变型植株。让该白花植株自交,若后代不出现性状分离,说明该突变型是纯合子。将该白花植株与野生型杂交,若子一代为红花植株,子二代红花植株与白花植株的比为31,该实验结果符合基因分离定律,出现该结果的条件是:该相对性状受一对等位基因控制,且是完全显隐性;配子具有相同成活率
4、及受精能力并能随机结合;受精卵的发育能力及各基因型植株存活率相同。(2)为确定甲、乙两地的白花突变是否由相同的等位基因控制,将两株白花突变型植株进行杂交,如果后代都是白花植株,说明白花突变型是同一对等位基因。如果子一代都是红花植株,说明白花突变型不是由同一对等位基因控制的。如果子二代中表现型为红花白花为97(双杂合子杂交),说明白花突变型是由两对等位基因控制的。(3)该二倍体植株有2n条染色体,一个染色体组含有n条染色体,该单体系是一个染色体组中的任意一条染色体缺失,故在该种植物的单体系(红花)应有n种单体。白花由隐性基因控制,将白花突变型植株与该种植物单体系中的全部单体分别杂交,留种并种植,
5、当子代出现表现型及比例为红花植株白花植株=11,说明白花突变基因应位于该单体所缺少的染色体上,其余的都应是红白为31。(4)若白花由一对隐性突变基因控制,将白花突变型植株与三体系(红花纯合)中全部三体杂交,留种并单独种植,当子二代出现表现型及比例为红花植株白花植株=351,可将白花突变基因定位。因为子一代中有1/2Aa和1/2AAa,前者是红花白花为31,后者是红花白花为351,综合应是315。2.(2016湖北黄冈中学月考,33)某学校生物小组在一块较为封闭的地里发现了一些野生植株,花色有红色和白色两种,茎秆有绿茎和紫茎两种,同学们分组对该植物的花色、茎色进行遗传方式的研究。请根据实验结果进
6、行分析。第一组:取90对亲本进行实验第二组:取绿茎和紫茎的植株各1株亲本杂交组合F1表现型交配组合F1表现型A:30对亲本红花红花36红花1白花D:绿茎紫茎绿茎紫茎=11B:30对亲本红花白花5红花1白花E:紫茎自交全为紫茎C:30对亲本白花白花全为白花F:绿茎自交由于虫害,植株死亡(1)从第一组花色遗传的结果来看,花色的隐性性状为,最可靠的判断依据是组。(2)若任取B组的一株亲本红花植株使其自交,其子一代表现型的情况是。(3)由B组可以判定,该种群中显性纯合子与杂合子的比例约为。(4)从第二组茎色遗传的结果来看,隐性性状为,判断依据的是组。(5)如果F组正常生长繁殖,其子一代表现型的情况是。
7、(6)A、B两组杂交后代没有出现31或11的分离比,试解释原因:。导学号93420232答案(1)白色A(2)全为红花或红花白花=31(3)21(4)紫茎D组和E(5)绿茎紫茎=31(6)红花个体既有纯合子,又有杂合子,因此,后代没有出现31或11的一定的分离比解析(1)由A组中“红花红花”后代出现性状分离可以判定白花为隐性性状。依据C组不能作出判断,因为若亲代全为显性纯合子或至少有一方为显性纯合子,后代也会出现这种情况。(2)B组亲本中的任意一株红花植株,可能是纯合子也可能是杂合子,因此自交后代出现的情况是全为红花或红花白花=31。(3)B组中的白花个体为隐性纯合子,因此F1中51就代表了亲
8、代中的所有红花亲本所产生配子的比,即显性配子隐性配子=51。如果设显性基因为R,RR占红花的比例为x,Rr占红花的比例为y,则x+1/2y1/2y=51,即xy=2,则RRRr=21。(4)第二组的情况与第一组不同,第一组类似于群体调查结果,第二组为两亲本杂交情况,D组亲本一个为杂合子,一个为隐性纯合子,可判定为测交类型;再根据E组可判定紫茎亲本为隐性纯合子。(5)杂合子自交,后代将出现31 的性状分离比。(6)亲本中的红花个体既有纯合子,又有杂合子,因此杂交组合有多种情况(如A组可能有RRRR、RRRr、RrRr三种情况;B组有RRrr、Rrrr两种情况),所以后代不会出现31或11的分离比
9、。3.(2016甘肃天水一中三次考,63)某农科院培育出新品种香豌豆(自花传粉,闭花受粉),其花的颜色有红、白两种,茎的性状由两对独立遗传的核基因控制,但不清楚花色性状的核基因控制情况,回答以下问题。(1)若花色由A、a这对等位基因控制,且该植物种群中自然条件下红色植株均为杂合子,则红色植株自交后代的表现型及其比例。(2)若花色由A、a,B、b这两对等位基因控制,现有一基因型为AaBb的植株,其体细胞中相应基因在DNA上的位置及控制花色的生化流程如下图。花色的两对基因符合孟德尔的定律。该植株自交时(不考虑基因突变和交叉互换现象),后代中纯合子的表现型为,红色植株占。(3)假设茎的性状由C、c,
10、D、d两对等位基因控制,只有d基因纯合时植株表现为细茎,只含有D一种显性基因时植株表现为中粗茎,其他表现为粗茎。那么基因型为CcDd的植株自然状态下繁殖,理论上子代的表现型及比例为。答案(1)红色白色=21(2)分离白色1/2(3)粗茎中粗茎细茎=934解析(1)由题意可知,种群中的红色均为杂合子,因此该种群红色是显性,而只有出现显性纯合致死才能有该现象出现,则红色植株自交后代分离比应该为1AA(致死)2Aa1aa,所以后代表现型比例是红色白色=21。(2)若花色由A、a,B、b两对等位基因控制,两对等位基因位于一对同源染色体上,减数分裂形成配子的过程中等位基因随同源染色体的分离而分离,因此符
11、合分离定律。根据分离定律基因型为AaBb的植株自交时产生雌雄配子Ab、aB各两种,因此后代基因型及比例为1AAbb2AaBb1aaBB,表现型及比例为红色白色=11,所以红色占1/2,纯合子不能同时合成两种酶都是白色。(3)由题意可知,茎有粗、中粗和细三种。茎的形状由两对独立遗传的核基因控制,因此C、c和D、d两对等位基因控制的茎的形状符合自由组合定律,又因为该花是闭花授粉,基因型为CcDd的植株自然状态下繁殖是自交,所以后代基因型及比例为9C_D_3C_dd3ccD_1ccdd,由于只有d基因纯合时植物表现为细茎,只含有D一种显性基因时植株表现为中粗茎,其他表现为粗茎,所以表现型及比例为粗茎
12、中粗茎细茎=934。4.小鼠饲养简单、繁殖速度较快,可作为遗传学研究的实验材料。一个常规饲养的小鼠种群中个体均为黑毛。该种群中偶然发现几只小鼠出现无毛性状,无毛小鼠既有雌性也有雄性。(有毛与无毛基因用A、a表示)交配组合编号第一组第二组第三组第四组第五组第六组交配组合无毛有毛有毛无毛无毛有毛有毛无毛有毛无毛有毛无毛产仔次数6617466子代小鼠数量只有毛(+)6+614+1356+5406+721+19无毛(+)3+310+1014+156+500(1)由上表判断,无毛基因的遗传方式为。(2)由表中数据可知,基因的频率将呈下降趋势,其下降的原因可能是。(3)进一步研究发现,无毛基因表达的蛋白质
13、使甲状腺激素受体的功能下降。通过表中两组数据对比,能较清晰地说明这种现象。这种蛋白质的产生使甲状腺激素的功能不能正常发挥。(4)如果上述第二组亲本小鼠继续交配产仔,发现后代中出现一只白毛雄性个体,该雄性个体与第二组的子代有毛雌性个体交配,后代中雌性均为白毛,雄性均为黑毛,则白毛基因的遗传方式为。上述交配产生的后代中,表现型及其比例为,其中无毛个体的基因型为。(黑毛与白毛基因用B、b表示)答案(1)常染色体隐性遗传(2)无毛(或a)亲本中有无毛个体时产仔次数少;子代中无毛个体出生比例少于正常情况;无毛个体在胚胎时期部分致死(答出其中1点即可)(3)第三组、第四组促进新陈代谢、促进生长发育(答对一
14、项即可)(4)伴X染色体显性遗传白毛雌性黑毛雄性无毛雌性无毛雄性=3311(或白毛黑毛无毛=332)aaXBXb和aaXbY解析(1)一个常规饲养的小鼠种群中个体均为黑毛,该种群中偶然发现几只小鼠出现无毛性状,表明无毛为隐性性状,而六组杂交结果中子代雌、雄个体中有毛和无毛比例相当,为常染色体遗传。故无毛基因的遗传方式为常染色体隐性遗传。(2)由表中数据可知,有毛小鼠数量远大于无毛小鼠数量,即无毛基因的频率将呈下降趋势。下降的原因有亲本中有无毛个体时产仔次数少,子代中无毛个体出生比例偏低等。(3)无毛基因表达的蛋白质使甲状腺激素受体的功能下降,细胞不能识别甲状腺激素并与之结合,甲状腺激素无法传递
15、加强代谢和生长发育功能的信息给细胞,导致小鼠不能正常生长代谢。第三组亲代都是有毛,第四组亲代都是无毛,第三组子代数量远远大于第四组,表明有毛能够保证正常体温从而保证正常繁殖。(4)白毛雄性个体与第二组的子代有毛雌性个体交配,后代中雌性均为白毛,雄性均为黑毛,表明白毛为显性基因,位于X染色体上,即亲代为AaXBYAaXbXb,用分离定律解决自由组合问题:AaAa,子代为1/4AA、2/4Aa、1/4aa;XBYXbXb,子代为1/2XBXb、1/2XbY;后代中,表现型及其比例为3/8A_XBXb(白毛雌鼠)、3/8A_XbY(黑毛雄鼠)、1/8aaXBXb(无毛雌鼠)、1/8aaXbY(无毛雄
16、鼠)。5.(2016河南六市一联,32)生物中缺失一条染色体的个体叫单体(2n-1)。大多数动物的单体不能存活,但在黑腹果蝇(2n=8)中,号染色体缺失一条也可以存活,而且能够繁殖后代,可以用它来进行遗传学研究。(1)正常果蝇群体中存在短肢及正常肢个体,两只正常肢个体果蝇相互交配的子代的表现型及比例如下表:F1短肢正常肢39(雌)、41(雄)119(雌)、121(雄)控制肢型的基因位于染色体上,理由是。(2)号单体果蝇的次级精母细胞中,无号染色体的次级精母细胞与非单体果蝇的次级精母细胞染色体数目相比(答出多或少及具体数目)。(3)现有号单体正常肢、号单体短肢、非单体正常肢、非单体短肢雌雄果蝇若
17、干,欲探究控制肢型的基因是否位于号染色体上,设计思路是:可随机选取一只与一只雌雄果蝇交配,观察子代果蝇中是否出现果蝇来判断(后代数量满足统计学要求,单体可通过显微镜观察)。导学号93420233答案(1)常F1正常肢与短肢的果蝇中雌雄个体数相当(2)少1或少2或少5或多2(3)单体正常肢非单体短肢短肢单体解析(1)根据表格数据分析,正常肢相互交配,后代出现了短肢,说明短肢是隐性性状。又因为后代正常肢和短肢的果蝇中雌雄个体数相当,说明没有性别的差异,控制该性状的基因应该在常染色体上。(2)号单体果蝇的次级精母细胞中,无号染色体的次级精母细胞中染色体数为3个或6个(后期),非单体果蝇的次级精母细胞
18、染色体数目为4个或8个(后期),所以无号染色体的次级精母细胞的染色体数目与非单体果蝇的次级精母细胞相比少1或少2或少5或多2个。(3)欲探究控制肢型的基因是否位于号染色体上,可随机选取一只单体正常肢与一只非单体短肢雌雄果蝇交配,观察子代短肢果蝇中是否出现单体果蝇来判断。6.(2016云南省高中复习统考二,32)肌营养不良症是一种遗传性疾病,有的是常染色体显性遗传,有的是常染色体隐性遗传,也有伴X染色体隐性遗传。(1)某人患肌营养不良症,其父母双方均正常,则可推测该病为(填“显性”或“隐性”)遗传病。若该患者为女性,则可推测致病基因位于(填“常染色体”或“X染色体”)上。为什么?。(2)对某杜氏
19、肌营养不良症家族的成员进行基因诊断,得到如下遗传系谱图。据图分析,该病的遗传方式为。若3同时是杜氏肌营养不良基因和红绿色盲基因的携带者,3不患这两种病,不考虑交叉互换,说明3所携带的两种致病基因(填“分别位于两条X染色体上”或“位于同一条X染色体上”)。答案(1)隐性常染色体因为该隐性遗传病患者为女性,会有两个致病基因,其中一个必然来自父方,而其父亲不患该病,所以致病基因位于常染色体上(2)伴X染色体隐性遗传病位于同一条X染色体上解析(1)某人患肌营养不良症,其父母双方均正常,则可推测该病为隐性遗传病。若该隐性遗传病患者为女性,会有两个致病基因,其中一个必然来自父方,而其父亲不患该病,所以致病
20、基因位于常染色体上。(2)据图分析,的表现都正常,生了一个患病的男孩,由此可见该病为隐性遗传病;同时图中还看出该患病男孩的致病基因来自于母亲,即具有一个致病基因就患病,因此该病为伴X染色体隐性遗传病。若3同时是杜氏肌营养不良基因和红绿色盲基因的携带者,3不患这两种病,不考虑交叉互换,说明3 所携带的两种致病基因位于同一条X染色体上。如果两个致病基因位于两条X染色体上,而3将肯定有一条X染色体来自3,结果可能是患杜氏肌营养不良或患红绿色盲。7.(2016北京城西区期末,24)在栽培某种农作物(2n=42)的过程中,有时会发现单体植株(2n-1),例如有一种单体植株比正常植株缺少一条6号染色体,称
21、为6号单体植株。(1)6号单体植株的变异类型为,该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂过程中未分离。(2)6号单体植株在减数第一次分裂时能形成个四分体。如果该植株能够产生数目相等的n型和n-1型配子,则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为。(3)科研人员利用6号单体植株进行杂交实验,结果如下表所示。杂交亲本实验结果6号单体()正常二倍体()子代中单体占75%,正常二倍体占25%6号单体()正常二倍体()子代中单体占4%,正常二倍体占96%单体在减数分裂时,形成的n-1型配子(填“多于”“等于”或“少于”)n型配子,这是因为6号染色体往往在减数第一次分裂过程中因无法而丢失。n-1型配子对
22、外界环境敏感,尤其是其中的(填“雌”或“雄”)配子育性很低。(4)现有该作物的两个品种,甲品种抗病但其他性状较差(抗病基因R位于6号染色体上),乙品种不抗病但其他性状优良,为获得抗病且其他性状优良的品种,理想的育种方案是以乙品种6号单体植株为(填“父本”或“母本”)与甲品种杂交,在其后代中选出单体,再连续多代与杂交,每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株,最后使该单体,在后代中挑选出RR型且其他性状优良的新品种。答案(1)染色体变异(染色体数目变异)6号染色体的同源染色体或姐妹染色单体(2)20正常二倍体(2n)单体(2n-1)缺体(2n-2)=121(3)多于联会(无法形成四分体)雄(4)母
23、本乙品种6号单体自交解析(1)由题可知,6号单体植株比正常植株缺少一条6号染色体,属于染色体数目变异,该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂第一次分裂后期6号染色体的同源染色体未分离或减数第二次分裂的后期姐妹染色单体未分离。(2)该农作物(2n=42)有21对同源染色体,由于缺少一条6号染色体,故6号单体植株在减数第一次分裂时能形成20个四分体。如果该植株能够产生数目相等的n型和n-1型配子,则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为正常二倍体(2n)单体(2n-1)缺体(2n-2)=121。(3)由表格可知,与6号单体()正常二倍体()相比,6号单体()正常二倍体()杂交的子代中单体数量多,即单体在减数分裂时,形成的n-1型配子多于n型配子,这是因为6号染色体往往在减数第一次分裂过程中因无法联会而丢失。n-1 型配子对外界环境敏感,尤其是其中的雄配子育性很低。(4)通过杂交育种的方法可以将优良性状集中到一个个体上,理想的育种方案是以乙品种6号单体植株为母本与甲品种杂交,在其后代中选出单体,再连续多代与乙品种6号单体杂交,每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株,最后使该单体自交,在后代中挑选出RR型且其他性状优良的新品种。7