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五年(2021-2025)高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題06基因分離定律和自由組合定律考點(diǎn)五年考情(2021-2025)命題趨勢(shì)考點(diǎn)1基因的分離定律(5年3考)2024、2023、2021年都有考查1.高考側(cè)重于對(duì)分離定律的應(yīng)用的考查,如遺傳概率的計(jì)算,致死效應(yīng),復(fù)等位基因的遺傳問題等。2.自由組合定律及其應(yīng)用是高考的必考內(nèi)容之一,幾乎年年都考,選擇題和非選擇題都有,尤其側(cè)重于遺傳概率的計(jì)算,9:3:3:1的變式等的考查??键c(diǎn)2基因的自由組合定律(5年3考)2025、2023、2022年都有考查考點(diǎn)01基因分離定律1.(2024·北京·高考真題)摩爾根和他的學(xué)生們繪出了第一幅基因位置圖譜,示意圖如圖,相關(guān)敘述正確的是(
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果蠅X染色體上一些基因的示意圖A.所示基因控制的性狀均表現(xiàn)為伴性遺傳B.所示基因在Y染色體上都有對(duì)應(yīng)的基因C.所示基因在遺傳時(shí)均不遵循孟德爾定律D.四個(gè)與眼色表型相關(guān)基因互為等位基因【答案】A〖祥解〗該圖是摩爾根和學(xué)生繪出的第一個(gè)果蠅各種基因在染色體上相對(duì)位置的圖。由圖示可知,控制果蠅圖示性狀的基因在該染色體上呈線性排列,果蠅的短硬毛和棒眼基因位于同一條染色體上?!驹斘觥緼、圖為X染色體上一些基因的示意圖,性染色體上基因控制的性狀總是與性別相關(guān)聯(lián),圖所示基因控制的性狀均表現(xiàn)為伴性遺傳,A正確;B、X染色體和Y染色體存在非同源區(qū)段,所以Y染色體上不一定含有與所示基因?qū)?yīng)的基因,B錯(cuò)誤;C、在性染色體上的基因(位于細(xì)胞核內(nèi))仍然遵循孟德爾遺傳規(guī)律,因此,圖所示基因在遺傳時(shí)遵循孟德爾分離定律,C錯(cuò)誤;D、等位基因是指位于一對(duì)同源染色體相同位置上,控制同一性狀不同表現(xiàn)類型的基因,圖中四個(gè)與眼色表型相關(guān)基因位于同一條染色體上,其基因不是等位基因,D錯(cuò)誤。故選A。2.(2021·北京·高考真題)社會(huì)上流傳著一些與生物有關(guān)的說法,有些有一定的科學(xué)依據(jù),有些違反生物學(xué)原理。以下說法中有科學(xué)依據(jù)的是()A.長(zhǎng)時(shí)間燉煮會(huì)破壞食物中的一些維生素B.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能殺死害蟲就一定對(duì)人有毒C.消毒液能殺菌,可用來清除人體內(nèi)新冠病毒D.如果孩子的血型和父母都不一樣,肯定不是親生的【答案】A〖祥解〗血型分為四種,即A,B,AB,O。血型是指紅細(xì)胞上所含的抗原不同而言,紅細(xì)胞上只含A抗原的稱A型,含有B抗原的稱B型,既有A抗原又有B抗原的稱為AB型,既沒有A抗原也沒有B抗原的稱為O型。ABO血型受ABO三種基因控制,A基因控制A抗原產(chǎn)生,B基因控制B抗原產(chǎn)生,O基因控制不產(chǎn)生A和B兩種抗原,而基因都是成對(duì)存在,控制ABO血型的基因可有六種不同組合,即AA,AO,BB,BO,AB,OO,而每個(gè)人只有其中一對(duì)。【詳析】A、維生素會(huì)受到高溫破壞,加熱、光照、長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存等都會(huì)造成維生素的流失和分解,A正確;B、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對(duì)非靶標(biāo)生物無毒性,B錯(cuò)誤;C、消毒液只能殺死表面的病毒細(xì)菌,但無法清除體內(nèi)的病毒,C錯(cuò)誤;D、如果孩子的血型和父母都不一樣,也可能是親生的,如A型血和B型血的父母也可以生出O型血的孩子,D錯(cuò)誤。故選A。3.(2024·北京·高考真題)玉米是我國栽培面積最大的農(nóng)作物,籽粒大小是決定玉米產(chǎn)量的重要因素之一,研究籽粒的發(fā)育機(jī)制,對(duì)保障糧食安全有重要意義。(1)研究者獲得矮稈玉米突變株,該突變株與野生型雜交,F(xiàn)1表型與相同,說明矮稈是隱性性狀。突變株基因型記作rr。(2)觀察發(fā)現(xiàn),突變株所結(jié)籽粒變小。籽粒中的胚和胚乳經(jīng)受精發(fā)育而成,籽粒大小主要取決于胚乳體積。研究發(fā)現(xiàn),R基因編碼DNA去甲基化酶,親本的該酶在本株玉米所結(jié)籽粒的發(fā)育中發(fā)揮作用。突變株的R基因失活,導(dǎo)致所結(jié)籽粒胚乳中大量基因表達(dá)異常,籽粒變小。野生型及突變株分別自交,檢測(cè)授粉后14天胚乳中DNA甲基化水平,預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果為。(3)已知Q基因在玉米胚乳中特異表達(dá),為進(jìn)一步探究R基因編碼的DNA去甲基化酶對(duì)Q基因的調(diào)控作用,進(jìn)行如下雜交實(shí)驗(yàn),檢測(cè)授粉后14天胚乳中Q基因的表達(dá)情況,結(jié)果如表1。表1組別雜交組合Q基因表達(dá)情況1RRQQ(♀)×RRqq(♂)表達(dá)2RRqq(♀)×RRQQ(♂)不表達(dá)3rrQQ(♀)×RRqq(♂)不表達(dá)4RRqq(♀)×rrQQ(♂)不表達(dá)綜合已有研究和表1結(jié)果,闡述R基因?qū)ε呷橹蠶基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制。(4)實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)另外一個(gè)籽粒變小的突變株甲,經(jīng)證實(shí),突變基因不是R或Q。將甲與野生型雜交,F(xiàn)1表型正常,F(xiàn)1配子的功能及受精卵活力均正常。利用F1進(jìn)行下列雜交實(shí)驗(yàn),統(tǒng)計(jì)正常籽粒與小籽粒的數(shù)量,結(jié)果如表2。表2組別雜交組合正常籽粒:小籽粒5F1(♂)×甲(♀)3:16F1(♀)×甲(♂)1:1已知玉米子代中,某些來自父本或母本的基因,即使是顯性也無功能。①根據(jù)這些信息,如何解釋基因與表2中小籽粒性狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系?請(qǐng)?zhí)岢瞿愕募僭O(shè)。②若F1自交,所結(jié)籽粒的表型及比例為,則支持上述假設(shè)。【答案】(1)野生型(2)野生型所結(jié)籽粒胚乳中DNA甲基化水平低于突變株(3)母本R基因編碼的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平,使母本Q基因在胚乳中表達(dá):對(duì)父本的Q基因不起激活作用。父本R基因?qū)基因不起激活作用(4)突變性狀受兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因控制,兩對(duì)基因同時(shí)無活性才表現(xiàn)為小籽粒,其中一對(duì)等位基因在子代中,來自母本的不表達(dá),來自父本的表達(dá)正常籽粒:小籽粒=7:1〖祥解〗【關(guān)鍵能力】(1)信息獲取與加工題干關(guān)鍵信息所學(xué)知識(shí)信息加工矮稈是隱性性狀顯隱性性狀的植株雜交,子一代全為顯性性狀矮稈玉米突變株與野生型雜交,子代表型與野生型相同R基因編碼DNA去甲基化酶,突變株的R基因失活DNA甲基化影響植株的表觀遺傳野生型R基因正常,能編碼DNA去甲基化酶,催化DNA去甲基化,野生型及突變株分別自交,野生型植株所結(jié)籽粒胚乳中DNA甲基化水平更低(2)邏輯推理與論證【詳析】(1)若矮稈是隱性性狀,矮稈玉米突變株與野生型雜交,子代表型與野生型相同。(2)野生型R基因正常,能編碼DNA去甲基化酶,催化DNA去甲基化,所以野生型及突變株分別自交,野生型植株所結(jié)籽粒胚乳中DNA甲基化水平更低。(3)由組別2、4可知,母本中的R基因編碼的DNA去甲基化酶無法為父本提供的Q基因去甲基化,由組別3可知父本中R基因編碼的DNA去甲基化酶不能對(duì)母本上所結(jié)籽粒的胚乳中的Q基因發(fā)揮功能。結(jié)合前面的研究成果:親本的該酶在本株玉米所結(jié)籽粒的發(fā)育中發(fā)揮作用,可得母本R基因編碼的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平,使母本Q基因在胚乳中表達(dá):對(duì)父本的Q基因不起激活作用。父本R基因?qū)基因不起激活作用。(4)①甲與野生型雜交得到的子代為正常個(gè)體,說明小籽粒為隱性性狀。F1與甲雜交屬于測(cè)交,F(xiàn)1作父本時(shí),結(jié)果出現(xiàn)正常籽粒:小籽粒=3:1,推測(cè)該性狀受到兩對(duì)等位基因的控制,且只有不含顯性基因的個(gè)體表現(xiàn)為小籽粒。F1作母本時(shí),與甲雜交,后代正常籽粒:小籽粒=1:1,結(jié)合題目中“已知玉米子代中,某些來自父本或母本的基因,即使是顯性也無功能”推測(cè),母本產(chǎn)生配子時(shí)有一對(duì)等位基因是不發(fā)揮功能的。因此提出的假設(shè)為:籽粒變小受到兩對(duì)等位基因的控制,任意一對(duì)等位基因中的顯性基因正常發(fā)揮功能的個(gè)體表現(xiàn)為正常籽粒,沒有顯性基因或顯性基因均無法正常發(fā)揮功能的個(gè)體表現(xiàn)為小籽粒,其中有一對(duì)等位基因的顯性基因來自母本的時(shí)候無法發(fā)揮功能。②F1自交,F(xiàn)1產(chǎn)生的精子中含顯性基因正常發(fā)揮功能的配子:不含顯性基因的配子=3:1,F(xiàn)1產(chǎn)生的卵細(xì)胞中含顯性基因正常發(fā)揮功能的配子:不含顯性基因的配子和含顯性基因不發(fā)揮功能的配子=1:1,所以F1自交所結(jié)籽粒的表型及比例為正常籽粒:小籽粒=(1-1/4×1/2):(1/4×1/2)=7:1。4.(2023·北京·高考真題)二十大報(bào)告提出“種業(yè)振興行動(dòng)”。油菜是重要的油料作物,篩選具有優(yōu)良性狀的育種材料并探究相應(yīng)遺傳機(jī)制,對(duì)創(chuàng)制高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種意義重大。(1)我國科學(xué)家用誘變劑處理野生型油菜(綠葉),獲得了新生葉黃化突變體(黃化葉)。突變體與野生型雜交,結(jié)果如圖甲,其中隱性性狀是。
(2)科學(xué)家克隆出導(dǎo)致新生葉黃化的基因,與野生型相比,它在DNA序列上有一個(gè)堿基對(duì)改變,導(dǎo)致突變基因上出現(xiàn)了一個(gè)限制酶B的酶切位點(diǎn)(如圖乙)。據(jù)此,檢測(cè)F2基因型的實(shí)驗(yàn)步驟為:提取基因組DNA→PCR→回收擴(kuò)增產(chǎn)物→→電泳。F2中雜合子電泳條帶數(shù)目應(yīng)為條。
(3)油菜雄性不育品系A(chǔ)作為母本與可育品系R雜交,獲得雜交油菜種子S(雜合子),使雜交油菜的大規(guī)模種植成為可能。品系A(chǔ)1育性正常,其他性狀與A相同,A與A1雜交,子一代仍為品系A(chǔ),由此可大量繁殖A。在大量繁殖A的過程中,會(huì)因其他品系花粉的污染而導(dǎo)致A不純,進(jìn)而影響種子S的純度,導(dǎo)致油菜籽減產(chǎn)。油菜新生葉黃化表型易辨識(shí),且對(duì)產(chǎn)量沒有顯著影響??茖W(xué)家設(shè)想利用新生葉黃化性狀來提高種子S的純度。育種過程中首先通過一系列操作,獲得了新生葉黃化的A1,利用黃化A1生產(chǎn)種子S的育種流程見圖丙。
①圖丙中,A植株的綠葉雄性不育子代與黃化A1雜交,篩選出的黃化A植株占子一代總數(shù)的比例約為。②為減少因花粉污染導(dǎo)致的種子S純度下降,簡(jiǎn)單易行的田間操作用?!敬鸢浮?1)黃化葉(2)用限制酶B處理3(3)1/2在開花前把田間出現(xiàn)的綠葉植株除去〖祥解〗基因突變是DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或替換而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。堿基對(duì)的增添、缺失或替換如果發(fā)生在基因的非編碼區(qū),則控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列不會(huì)發(fā)生改變;如果發(fā)生在編碼區(qū),則可能因此基因控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變?!驹斘觥浚?)野生型油菜進(jìn)行自交,后代中既有野生型又有葉黃化,由此可以推測(cè)黃化葉是隱性性狀。(2)檢測(cè)F2基因型的實(shí)驗(yàn)步驟為::提取基因組DNA→PCR→回收擴(kuò)增產(chǎn)物→用限制酶B處理→電泳。野生型基因電泳結(jié)果有一條帶,葉黃化的基因電泳結(jié)果有兩條帶,則F2中雜合子電泳條帶數(shù)目應(yīng)為3條。(3)①品系A(chǔ)1育性正常,其他性狀與A相同,A與A1雜交,子一代仍為品系A(chǔ),推測(cè)不育基因位于細(xì)胞質(zhì)中,A植株的綠葉雄性不育子代仍為雄性不育,且為綠葉雜合子,與黃化A1(aabb)雜交,后代中一半黃化,一半綠葉,篩選出的黃化A植株(Aabb)占子一代總數(shù)的比例約為1/2。②A不純會(huì)影響種子S的純度,為減少因花粉污染導(dǎo)致的種子S純度下降,應(yīng)在開花前把田間出現(xiàn)的綠葉植株除去。5.(2022·北京·高考真題)番茄果實(shí)成熟涉及一系列生理生化過程,導(dǎo)致果實(shí)顏色及硬度等發(fā)生變化。果實(shí)顏色由果皮和果肉顏色決定。為探究番茄果實(shí)成熟的機(jī)制,科學(xué)家進(jìn)行了相關(guān)研究。(1)果皮顏色由一對(duì)等位基因控制。果皮黃色與果皮無色的番茄雜交的F1果皮為黃色,F(xiàn)1自交所得F2果皮顏色及比例為。(2)野生型番茄成熟時(shí)果肉為紅色?,F(xiàn)有兩種單基因純合突變體,甲(基因A突變?yōu)閍)果肉黃色,乙(基因B突變?yōu)閎)果肉橙色。用甲、乙進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下圖1。據(jù)此,寫出F2中黃色的基因型:。(3)深入研究發(fā)現(xiàn),成熟番茄的果肉由于番茄紅素的積累而呈紅色,當(dāng)番茄紅素量較少時(shí),果肉呈黃色,而前體物質(zhì)2積累會(huì)使果肉呈橙色,如下圖2。上述基因A、B以及另一基因H均編碼與果肉顏色相關(guān)的酶,但H在果實(shí)中的表達(dá)量低。根據(jù)上述代謝途徑,aabb中前體物質(zhì)2積累、果肉呈橙色的原因是。(4)有一果實(shí)不能成熟的變異株M,果肉顏色與甲相同,但A并未突變,而調(diào)控A表達(dá)的C基因轉(zhuǎn)錄水平極低。C基因在果實(shí)中特異性表達(dá),敲除野生型中的C基因,其表型與M相同。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)M中C基因的序列未發(fā)生改變,但其甲基化程度一直很高。推測(cè)果實(shí)成熟與C基因甲基化水平改變有關(guān)。欲為此推測(cè)提供證據(jù),合理的方案包括,并檢測(cè)C的甲基化水平及表型。①將果實(shí)特異性表達(dá)的去甲基化酶基因?qū)隡②敲除野生型中果實(shí)特異性表達(dá)的去甲基化酶基因③將果實(shí)特異性表達(dá)的甲基化酶基因?qū)隡④將果實(shí)特異性表達(dá)的甲基化酶基因?qū)胍吧汀敬鸢浮?1)黃色∶無色=3∶1(2)aaBB、aaBb(3)基因A突變?yōu)閍,但果肉細(xì)胞中的基因H仍表達(dá)出少量酶H,持續(xù)生成前體物質(zhì)2;基因B突變?yōu)閎,前體物質(zhì)2無法轉(zhuǎn)變?yōu)榉鸭t素(4)①②④〖祥解〗1、基因分離定律的實(shí)質(zhì)是:在雜合體的細(xì)胞中,位于一對(duì)同源染色體的等位基因,具有一定的獨(dú)立性;在減數(shù)分裂形成配子的過程中,等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離,分別進(jìn)入兩個(gè)配子中,獨(dú)立的隨配子遺傳給后代。2、基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)是:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合。3、甲、乙為兩種單基因純合突變體,甲(基因A突變?yōu)閍)果肉黃色,乙(基因B突變?yōu)閎)果肉橙色。由圖1可知,F(xiàn)2比值約為為9:3:4,F(xiàn)1基因型為AaBb,紅色基因型為A_B_,黃色為aaB_,橙色為A_bb、aabb,甲乙基因型分別為aaBB、AAbb?!驹斘觥浚?)果皮黃色與果皮無色的番茄雜交的F1果皮為黃色,說明黃色是顯性性狀,F(xiàn)1為雜合子,則F1自交所得F2果皮顏色及比例為黃色∶無色=3∶1。(2)由圖可知,F(xiàn)2比值約為為9:3:4,說明F1基因型為AaBb,則F2中黃色的基因型aaBB、aaBb。(3)由題意和圖2可知,成熟番茄的果肉由于番茄紅素的積累而呈紅色,當(dāng)番茄紅素量較少時(shí),果肉呈黃色,而前體物質(zhì)2積累會(huì)使果肉呈橙色,則存在A或H,不在B基因時(shí),果肉呈橙色。因此,aabb中前體物質(zhì)2積累、果肉呈橙色的原因是基因A突變?yōu)閍,但果肉細(xì)胞中的基因H仍表達(dá)出少量酶H,持續(xù)生成前體物質(zhì)2;基因B突變?yōu)閎,前體物質(zhì)2無法轉(zhuǎn)變?yōu)榉鸭t素。(4)C基因表達(dá)的產(chǎn)物可以調(diào)控A的表達(dá),變異株M中C基因的序列未發(fā)生改變,但其甲基化程度一直很高,欲檢測(cè)C的甲基化水平及表型,可以將果實(shí)特異性表達(dá)的去甲基化酶基因?qū)隡,使得C去甲基化,并檢測(cè)C的甲基化水平及表型;或者敲除野生型中果實(shí)特異性表達(dá)的去甲基化酶基因,檢測(cè)野生型植株C的甲基化水平及表型,與突變植株進(jìn)行比較;也可以將果實(shí)特異性表達(dá)的甲基化酶基因?qū)胍吧?,檢測(cè)野生型C的甲基化水平及表型。而將果實(shí)特異性表達(dá)的甲基化酶基因?qū)隡無法得到果實(shí)成熟與C基因甲基化水平改變有關(guān),故選①②④。6.(2021·北京·高考真題)玉米是我國重要的農(nóng)作物,研究種子發(fā)育的機(jī)理對(duì)培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的玉米新品種具有重要作用。(1)玉米果穗上的每一個(gè)籽粒都是受精后發(fā)育而來。我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了甲品系玉米,其自交后的果穗上出現(xiàn)嚴(yán)重干癟且無發(fā)芽能力的籽粒,這種異常籽粒約占1/4。籽粒正常和干癟這一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳遵循孟德爾的定律。上述果穗上的正常籽粒均發(fā)育為植株,自交后,有些植株果穗上有約1/4干癟籽粒,這些植株所占比例約為。(2)為闡明籽粒干癟性狀的遺傳基礎(chǔ),研究者克隆出候選基因A/a。將A基因?qū)氲郊灼废抵校@得了轉(zhuǎn)入單個(gè)A基因的轉(zhuǎn)基因玉米。假定轉(zhuǎn)入的A基因已插入a基因所在染色體的非同源染色體上,請(qǐng)從下表中選擇一種實(shí)驗(yàn)方案及對(duì)應(yīng)的預(yù)期結(jié)果以證實(shí)“A基因突變是導(dǎo)致籽粒干癟的原因”。實(shí)驗(yàn)方案預(yù)期結(jié)果I.轉(zhuǎn)基因玉米×野生型玉米II.轉(zhuǎn)基因玉米×甲品系III.轉(zhuǎn)基因玉米自交IV.野生型玉米×甲品系①正常籽粒:干癟籽?!?:1②正常籽粒:干癟籽?!?:1③正常籽粒:干癟籽?!?:1④正常籽粒:干癟籽?!?5:1(3)現(xiàn)已確認(rèn)A基因突變是導(dǎo)致籽粒干癟的原因,序列分析發(fā)現(xiàn)a基因是A基因中插入了一段DNA(見圖1),使A基因功能喪失。甲品系果穗上的正常籽粒發(fā)芽后,取其植株葉片,用圖1中的引物1、2進(jìn)行PCR擴(kuò)增,若出現(xiàn)目標(biāo)擴(kuò)增條帶則可知相應(yīng)植株的基因型為。(4)為確定A基因在玉米染色體上的位置,借助位置已知的M/m基因進(jìn)行分析。用基因型為mm且籽粒正常的純合子P與基因型為MM的甲品系雜交得F1,F(xiàn)1自交得F2。用M、m基因的特異性引物,對(duì)F1植株果穗上干癟籽粒(F2)胚組織的DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增結(jié)果有1、2、3三種類型,如圖2所示。統(tǒng)計(jì)干癟籽粒(F2)的數(shù)量,發(fā)現(xiàn)類型1最多、類型2較少、類型3極少。請(qǐng)解釋類型3數(shù)量極少的原因?!敬鸢浮?1)分離2/3(2)III④/II③(3)Aa(4)基因Aa與Mm在一對(duì)同源染色體上(且距離近),其中a和M在同一條染色體上;在減數(shù)分裂過程中四分體/同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生了交換,導(dǎo)致產(chǎn)生同時(shí)含有a和m的重組型配子數(shù)量很少;類型3干癟籽粒是由雌雄配子均為am的重組型配子受精而成。因此,類型3干癟籽粒數(shù)量極少?!枷榻狻?、基因分離定律的實(shí)質(zhì):進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí),等位基因隨同源染色體分離而分離,分別進(jìn)入不同的配子中,隨配子獨(dú)立遺傳給后代;位于性染色體上的基因控制的性狀的遺傳總是和性別相關(guān)聯(lián),叫伴性遺傳,伴性遺傳也遵循分離定律。2、基因突變:(1)DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失,而引起的基因堿基序列的改變,叫作基因突變。(2)基因突變的特點(diǎn):普遍性、隨機(jī)性、不定向性、多害少利性等?!驹斘觥浚?)分析題干信息:“甲品系玉米,其自交后的果穗上出現(xiàn)嚴(yán)重干癟且無發(fā)芽能力的籽粒,這種異常籽粒約占1/4”,即甲品系籽粒正常,其自交后代出現(xiàn)性狀分離,且籽粒正?!酶砂T=3∶1,可知籽粒正常和干癟這一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳遵循孟德爾的分離定律。假設(shè)籽粒正常和干癟這一對(duì)相對(duì)性狀由基因A/a控制,則甲品系基因型為Aa。上述果穗上的正常籽?;蛐蜑?/3AA或2/3Aa,均發(fā)育為植株,自交后,有些植株果穗上有約1/4干癟籽粒,這些植株基因型為Aa,所占比例約為2/3。(2)分析題意可知,假定A基因突變是導(dǎo)致籽粒干癟的原因,由于轉(zhuǎn)入的單個(gè)A基因已插入a基因所在染色體的非同源染色體上,則甲品系玉米基因型為Aa,野生型玉米的基因型為00AA(0表示沒有相關(guān)基因),轉(zhuǎn)基因甲品系玉米的基因型為A0Aa,且導(dǎo)入的A基因與細(xì)胞內(nèi)原有的A/a基因之間遺傳遵循自由組合定律,要證實(shí)該假設(shè)正確,應(yīng)可選擇方案III轉(zhuǎn)基因玉米自交,依據(jù)自由組合定律可知,子代為④正常籽粒(9A-A-、3A-aa、300A-):干癟籽粒(100aa)≈15:1;或選擇方案II轉(zhuǎn)基因玉米A0Aa×甲品系00Aa雜交,子代為③正常籽粒(3A0A-、1A0aa、300A-):干癟籽粒(00aa)≈7:1。(3)已知A基因突變是導(dǎo)致籽粒干癟的原因,序列分析發(fā)現(xiàn)a基因是A基因中插入了一段DNA,使A基因功能喪失,甲品系果穗上的正常籽粒發(fā)芽后,取其植株葉片,用圖1中的引物1、2進(jìn)行PCR擴(kuò)增,若出現(xiàn)目標(biāo)擴(kuò)增條帶則可知相應(yīng)植株中含有a基因,即其基因型為Aa。(4)用基因型為mm且籽粒正常的純合子P(基因型為AAmm)與基因型為MM的甲品系(基因型為AaMM)雜交得F1,基因型為1/2AAMm、1/2AaMm,F(xiàn)1自交得F2。用M、m基因的特異性引物,對(duì)F1植株果穗上干癟籽粒F2胚組織的DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增結(jié)果有1、2、3三種類型,基因型分別為aaMM、aaMm、aamm。若兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上,則類型3的數(shù)量應(yīng)該與類型1的數(shù)量同樣多,而實(shí)際上類型3數(shù)量極少,原因可能是:由于基因Aa與Mm在一對(duì)同源染色體上(且距離近),其中a和M在同一條染色體上;在減數(shù)分裂過程中四分體/同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生了交換,導(dǎo)致產(chǎn)生同時(shí)含有a和m的重組型配子數(shù)量很少;類型3干癟籽粒是由雌雄配子均為am的重組型配子受精而成。因此,類型3干癟籽粒數(shù)量極少?!尽狐c(diǎn)石成金』】本題結(jié)合基因工程考查基因分離定律和基因自由組合定律的應(yīng)用,以及基因位置的判斷的相關(guān)知識(shí),思維含量較大,要求學(xué)生能夠理解遺傳定律的實(shí)質(zhì),依據(jù)題干信息準(zhǔn)確分析,得出結(jié)論。考點(diǎn)02基因自由組合定律1.(2023·北京·高考真題)純合親本白眼長(zhǎng)翅和紅眼殘翅果蠅進(jìn)行雜交,結(jié)果如圖。F2中每種表型都有雌、雄個(gè)體。根據(jù)雜交結(jié)果,下列推測(cè)錯(cuò)誤的是()
A.控制兩對(duì)相對(duì)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(jié)果符合自由組合定律【答案】A〖祥解〗基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或自由組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合?!驹斘觥緼、白眼雌蠅與紅眼雄果蠅雜交,產(chǎn)生的F1中白眼均為雄性,紅眼均為雌性,說明性狀表現(xiàn)與性別有關(guān),則控制眼色的基因位于X染色體上,同時(shí)說明紅眼對(duì)白眼為顯性;另一對(duì)相對(duì)性狀的果蠅雜交,無論雌雄均表現(xiàn)為長(zhǎng)翅,說明長(zhǎng)翅對(duì)產(chǎn)殘翅為顯性,F(xiàn)2中每種表型都有雌、雄個(gè)體,無論雌雄均表現(xiàn)為長(zhǎng)翅∶殘翅=3∶1,說明控制果蠅翅形的基因位于常染色體上,A錯(cuò)誤;B、若控制長(zhǎng)翅和殘翅的基因用A/a表示,控制眼色的基因用B/b表示,則親本的基因型可表示為AAXbXb,aaXBY,二者雜交產(chǎn)生的F1中雌性個(gè)體的基因型為AaXBXb,B正確;C、親本的基因型可表示為AAXbXb,aaXBY,F(xiàn)1個(gè)體的基因型為AaXBXb、AaXbY,則F2白眼殘翅果蠅的基因型為aaXbXb、aaXbY,這些雌雄果蠅交配的結(jié)果依然為殘翅白眼,即子代表型不變,C正確;D、根據(jù)上述雜交結(jié)果可知,控制眼色的基因位于X染色體上,控制翅型的基因位于常染色體上,可見,上述雜交結(jié)果符合自由組合定律,D正確。故選A。2.(2025·北京·高考真題)Usher綜合征(USH)是一種聽力和視力受損的常染色體隱性遺傳病,分為α型、β型和γ型。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)至少有10個(gè)不同基因的突變都可分別導(dǎo)致USH。在小鼠中也存在相同情況。(1)兩個(gè)由單基因突變引起的α型USH的家系如圖。①家系1的II-2是攜帶者的概率為。②家系1的II-1與家系2的II-2之間婚配,所生子女均正常,原因是。(2)基因間的相互作用會(huì)使表型復(fù)雜化。例如,小鼠在單基因G或R突變的情況下,gg表現(xiàn)為α型,rr表現(xiàn)為γ型,而雙突變體小鼠ggrr表現(xiàn)為α型。表型正常的GgRr小鼠間雜交,F(xiàn)1表型及占比為:正常9/16、α型3/8、γ型1/16。F1的α型個(gè)體中雜合子的基因型有。(3)r基因編碼的RN蛋白比野生型R蛋白易于降解,導(dǎo)致USH。因此,抑制RN降解是治療USH的一種思路。已知RN通過蛋白酶體降解,但抑制蛋白酶體的功能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,因而用于治療的藥物需在增強(qiáng)RN穩(wěn)定性的同時(shí),不抑制蛋白酶體功能。紅色熒光蛋白與某蛋白的融合蛋白以及綠色熒光蛋白與RN的融合蛋白都通過蛋白酶體降解,研究者制備了同時(shí)表達(dá)這兩種融合蛋白的細(xì)胞,在不加入和加入某種藥物時(shí)均分別測(cè)定兩種熒光強(qiáng)度。如果該藥物符合要求,則加藥后的檢測(cè)結(jié)果是。(4)將野生型R基因連接到病毒載體上,再導(dǎo)入患者內(nèi)耳或視網(wǎng)膜細(xì)胞,是治療USH的另一種思路。為避免對(duì)患者的潛在傷害,保證治療的安全性,用作載體的病毒必須滿足一些條件。請(qǐng)寫出其中兩個(gè)條件并分別加以解釋。【答案】(1)2/3家系1和家系2的USH是由不同基因突變引起的(2)ggRr、Ggrr(3)綠色熒光強(qiáng)度較強(qiáng),紅色熒光強(qiáng)度不變(4)條件1:病毒不能具有致病性。解釋:如果病毒具有致病性,會(huì)對(duì)患者的健康造成額外的傷害,無法保證治療的安全性。條件2:病毒不能在宿主細(xì)胞內(nèi)自主復(fù)制。解釋:若病毒能自主復(fù)制,可能會(huì)在患者體內(nèi)大量增殖,引發(fā)不可控的反應(yīng),對(duì)患者造成潛在傷害〖祥解〗人類遺傳病分為單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體異常遺傳?。海?)單基因遺傳病包括常染色體顯性遺傳病(如并指)、常染色體隱性遺傳病(如白化?。?、伴X染色體隱性遺傳病(如血友病、色盲)、伴X染色體顯性遺傳病(如抗維生素D佝僂?。?。【詳析】(1)①已知USH是常染色體隱性遺傳病,設(shè)控制該病的基因?yàn)閍。家系1中I-1和I-2表現(xiàn)正常,生了一個(gè)患病的兒子II-1(基因型為aa),根據(jù)基因的分離定律,可知I-1和I-2的基因型均為Aa。II-2表現(xiàn)正常,其基因型可能為AA或Aa,AA的概率為1/3,Aa的概率為2/3,即家系1的II-2是攜帶者(Aa)的概率為2/3。②因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)至少有10個(gè)不同基因的突變都可分別導(dǎo)致USH,家系1和家系2的USH是由不同基因突變引起的。假設(shè)家系1是A基因發(fā)生突變導(dǎo)致的,家系2是B基因發(fā)生突變導(dǎo)致的(A、B為不同基因位點(diǎn)),家系1的II-1基因型可能為aaBB,家系2的II-2基因型可能為AAbb,他們之間婚配,后代基因型為AaBb,均表現(xiàn)正常。(2)已知小鼠單基因G或R突變的情況下,gg表現(xiàn)為α型,rr表現(xiàn)為γ型,雙突變體小鼠ggrr表現(xiàn)為α型,表型正常的GgRr小鼠間雜交,F(xiàn)1表型及占比為:正常9/16、α型3/8、γ型1/16,說明F1中α型個(gè)體的基因型有g(shù)gRR、ggRr、ggrr、Ggrr。其中雜合子的基因型有g(shù)gRr、Ggrr。(3)因?yàn)榧t色熒光蛋白與某蛋白的融合蛋白以及綠色熒光蛋白與RN的融合蛋白都通過蛋白酶體降解,藥物要求在增強(qiáng)RN穩(wěn)定性的同時(shí),不抑制蛋白酶體功能。那么加入藥物后,與不加入藥物對(duì)比,綠色熒光蛋白與RN的融合蛋白降解減少,綠色熒光強(qiáng)度較強(qiáng),而紅色熒光蛋白與某蛋白的融合蛋白仍正常通過蛋白酶體降解,紅色熒光強(qiáng)度不變。(4)用作載體的病毒滿足的條件有:①病毒不能具有致病性,如果病毒具有致病性,會(huì)對(duì)患者的健康造成額外的傷害,無法保證治療的安全性。②病毒不能在宿主細(xì)胞內(nèi)自主復(fù)制,若病毒能自主復(fù)制,可能會(huì)在患者體內(nèi)大量增殖,引發(fā)不可控的反應(yīng),對(duì)患者造成潛在傷害。3.(2022·北京·高考真題)番茄果實(shí)成熟涉及一系列生理生化過程,導(dǎo)致果實(shí)顏色及硬度等發(fā)生變化。果實(shí)顏色由果皮和果肉顏色決定。為探究番茄果實(shí)成熟的機(jī)制,科學(xué)家進(jìn)行了相關(guān)研究。(1)果皮顏色由一對(duì)等位基因控制。果皮黃色與果皮無色的番茄雜交的F1果皮為黃色,F(xiàn)1自交所得F2果皮顏色及比例為。(2)野生型番茄成熟時(shí)果肉為紅色?,F(xiàn)有兩種單基因純合突變體,甲(基因A突變?yōu)閍)果肉黃色,乙(基因B突變?yōu)閎)果肉橙色。用甲、乙進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下圖1。據(jù)此,寫出F2中黃色的基因型:。(3)深入研究發(fā)現(xiàn),成熟番茄的果肉由于番茄紅素的積累而呈紅色,當(dāng)番茄紅素量較少時(shí),果肉呈黃色,而前體物質(zhì)2積累會(huì)使果肉呈橙色,如下圖2。上述基因A、B以及另一基因H均編碼與果肉顏色相關(guān)的酶,但H在果實(shí)中的表達(dá)量低。根據(jù)上述代謝途徑,aabb中前體物質(zhì)2積累、果肉呈橙色的原因是。(4)有一果實(shí)不能成熟的變異株M,果肉顏色與甲相同,但A并未突變,而調(diào)控A表達(dá)的C基因轉(zhuǎn)錄水平極低。C基因在果實(shí)中特異性表達(dá),敲除野生型中的C基因,其表型與M相同。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)M中C基因的序列未發(fā)生改變,但其甲基化程度一直很高。推測(cè)果實(shí)成熟與C基因甲基化水平改變有關(guān)。欲為此推測(cè)提供證據(jù),合理的方案包括,并檢測(cè)C的甲基化水平及表型。①將果實(shí)特異性表達(dá)的去甲基化酶基因?qū)隡②敲除野生型中果實(shí)特異性表達(dá)的去甲基化酶基因③將果實(shí)特異性表達(dá)的甲基化酶基因?qū)隡④將果實(shí)特異性表達(dá)的甲基化酶基因?qū)胍吧汀敬鸢浮?1)黃色∶無色=3∶1(2)aaBB、aaBb(3)基因A突變?yōu)閍,但果肉細(xì)胞中的基因H仍表達(dá)出少量酶H,持續(xù)生成前體物質(zhì)2;基因B突變?yōu)閎,前體物質(zhì)2無法轉(zhuǎn)變?yōu)榉鸭t素(4)①②④〖祥解〗1、基因分離定律的實(shí)質(zhì)是:在雜合體的細(xì)胞中,位于一對(duì)同源染色體的等位基因,具有一定的獨(dú)立性;在減數(shù)分裂形成配子的過程中,等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離,分別進(jìn)入兩個(gè)配子中,獨(dú)立的隨配子遺傳給后代。2、基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)是:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合。3、甲、乙為兩種單基因純合突變體,甲(基因A突變?yōu)閍)果肉黃色,乙(基因B突變?yōu)閎)果肉橙色。由圖1可知,F(xiàn)2比值約為為9:3:4,F(xiàn)1基因型為AaBb,紅色基因型為A_B_,黃色為aaB_,橙色為A_bb、aabb,甲乙基因型分別為aaBB、AAbb。【詳析】(1)果皮黃色與果皮無色的番茄雜交的F1果皮為黃色,說明黃色是顯性性狀,F(xiàn)1為雜合子,則F1自交所得F2果皮顏色及比例為黃色∶無色=3∶1。(2)由圖可知,F(xiàn)2比值約為為9:3:4,說明F1基因型為AaBb,則F2中黃色的基因型aaBB、aaBb。(3)由題意和圖2可知,成熟番茄的果肉由于番茄紅素的積累而呈紅色,當(dāng)番茄紅素量較少時(shí),果肉呈黃色,而前體物質(zhì)2積累會(huì)使果肉呈橙色,則存在A或H,不在B基因時(shí),果肉呈橙色。因此,aabb中前體物質(zhì)2積累、果肉呈橙色的原因是基因A突變?yōu)閍,但果肉細(xì)胞中的基因H仍表達(dá)出少量酶H,持續(xù)生成前體物質(zhì)2;基因B突變?yōu)閎,前體物質(zhì)2無法轉(zhuǎn)變?yōu)榉鸭t素。(4)C基因表達(dá)的產(chǎn)物可以調(diào)控A的表達(dá),變異株M中C基因的序列未發(fā)生改變,但其甲基化程度一直很高,欲檢測(cè)C的甲基化水平及表型,可以將果實(shí)特異性表達(dá)的去甲基化酶基因?qū)隡,使得C去甲基化,并檢測(cè)C的甲基化水平及表型;或者敲除野生型中果實(shí)特異性表達(dá)的去甲基化酶基因,檢測(cè)野生型植株C的甲基化水平及表型,與突變植株進(jìn)行比較;也可以將果實(shí)特異性表達(dá)的甲基化酶基因?qū)胍吧?,檢測(cè)野生型C的甲基化水平及表型。而將果實(shí)特異性表達(dá)的甲基化酶基因?qū)隡無法得到果實(shí)成熟與C基因甲基化水平改變有關(guān),故選①②④。1.(2025·北京大興·模擬預(yù)測(cè))拉布拉多獵犬毛色分為黑色、巧克力色和米白色,受兩對(duì)等位基因控制。將純合黑色犬與米白色犬雜交,F(xiàn)1均為黑色犬。將F1黑色犬相互交配,F(xiàn)2犬毛色及比例為黑色:巧克力色:米白色=9:3:4。下列有關(guān)分析,正確的是(
)A.米白色相對(duì)于黑色為顯性B.F2巧克力色犬相互交配,后代米白色犬比例為C.F2米白色犬有3種基因型D.F2米白色犬相互交配,后代可能發(fā)生性狀分離【答案】C〖祥解〗假設(shè)控制拉布拉多獵犬毛色的等位基因?yàn)锳/a和B/b。將F1黑色犬相互交配,F(xiàn)2犬毛色及比例為黑色:巧克力色:米白色=9:3:4,符合9:3:3:1的變式,故推測(cè)F1帶黑色犬的基因型為AaBb。由于親本為純合黑色犬與米白色犬,且F1黑色犬基因型為AaBb,故黑色個(gè)體基因型應(yīng)為A_B_,米白色犬基因型為aa__,巧克力色犬基因型為A_bb。(或米白色犬基因型為__bb,巧克力色犬基因型為aaB_。)這兩種情況只影響基因型,不影響計(jì)算結(jié)果。【詳析】A、黑色犬基因型為A_B_,為顯性個(gè)體,A錯(cuò)誤;B、F2巧克力色犬中,AAbb占,Aabb占,其中A配子概率為,a配子概率為,b配子概率為1,當(dāng)F2巧克力色犬相互交配時(shí),后代中米白色犬a(chǎn)a__,所占比例為××1=,(另一種情況同理結(jié)果也相同),B錯(cuò)誤;C、F1黑色犬基因型為AaBb,故F2米白色犬基因型有aaBB,aaBb,aabb,共3種。(或AAbb,Aabb,aabb,也為3種),C正確;D、F2米白色犬基因型有aaBB、aaBb、aabb。當(dāng)F2米白色犬相互交配時(shí),子代基因型只可能是aa__,均為米白色,(另一種情況同理結(jié)果也相同),D錯(cuò)誤。故選C。2.(2025·北京大興·模擬預(yù)測(cè))與X染色體相比,Y染色體在不同猿類物種之間的差異很大,而且含有許多物種特有的序列。不同猿類物種Y染色體之間的一個(gè)顯著差異是它們的長(zhǎng)度。DNA重復(fù)序列的數(shù)量和類型的差異是造成染色體長(zhǎng)度差異的部分原因。下列敘述正確的是()A.猿類近親物種之間不存在生殖隔離B.X染色體與Y染色體屬于同源染色體,在減數(shù)第一次分裂的后期聯(lián)會(huì)C.Y染色體上DNA重復(fù)序列的數(shù)量和類型的差異可能是發(fā)生缺失、易位導(dǎo)致的D.Y染色體上DNA重復(fù)序列的數(shù)量和類型的差異可能發(fā)生了基因突變【答案】C〖祥解〗染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復(fù)、易位、倒位等。染色體結(jié)構(gòu)的改變,會(huì)使排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變,導(dǎo)致性狀的變異?!驹斘觥緼、不同物種之間存在生殖隔離,A錯(cuò)誤;B、X染色體與Y染色體屬于同源染色體,在減數(shù)第一次分裂前期聯(lián)會(huì),B錯(cuò)誤;C、染色體結(jié)構(gòu)變異(如缺失、易位)可能會(huì)導(dǎo)致Y染色體上DNA重復(fù)序列數(shù)量和類型的差異,C正確;D、DNA重復(fù)序列的數(shù)量和類型的差異是造成染色體長(zhǎng)度差異的部分原因,基因突變不會(huì)改變?nèi)旧w的長(zhǎng)度,D錯(cuò)誤。故選C。3.(2025·北京海淀·二模)白三葉的花瓣通常為白色、偶然發(fā)現(xiàn)一株紅花突變體。研究者進(jìn)行下圖所示雜交實(shí)驗(yàn),以分析白三葉的花色遺傳。下列推測(cè)錯(cuò)誤的是()A.紅花為隱性性狀B.花色的遺傳遵循自由組合定律C.F1測(cè)交后代中紅花約占1/4D.F2白花自交后代不發(fā)生性狀分離【答案】D〖祥解〗紅花和白花雜交,F(xiàn)1全是白花,說明白花是顯性性狀,根據(jù)F2中白花:紅花=15:1可知,該性狀至少受兩對(duì)基因控制,且兩對(duì)基因位于兩對(duì)同源染色體上?!驹斘觥緼、由親本到F1可知,紅花是隱性性狀,A正確;B、根據(jù)F2中白花:紅花=15:1可知,該性狀至少受兩對(duì)基因控制,且兩對(duì)基因位于兩對(duì)同源染色體上,即花色的遺傳遵循基因的自由組合定律,B正確;C、假設(shè)相關(guān)基因?yàn)锳和a、B和b,則F1的基因型為AaBb,紅花的基因型為aabb,其余基因型表現(xiàn)為白花,F(xiàn)1測(cè)交后代中基因型以及比例為AaBb:aaBb:Aabb:aabb=1:1:1:1,故F1測(cè)交后代中紅花(aabb)占1/4,C正確;D、F2白花中基因型為AaBb、Aabb、aaBb的個(gè)體自交后代都會(huì)發(fā)生性狀分離,D錯(cuò)誤。故選D。4.(2025·北京·模擬預(yù)測(cè))玉米的抗病和易感病性狀受兩對(duì)等位基因A/a和B/b控制。研究人員選擇抗病母本與易感病父本進(jìn)行雜交,F(xiàn)1全部為抗病,F(xiàn)1自交得F2.可利用PCR技術(shù)確定兩對(duì)基因在染色體上的相對(duì)位置關(guān)系(不考慮交叉互換)。親本、F1和F2群體中所有個(gè)體PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的電泳結(jié)果如圖所示,則F1中A/a和B/b在染色體上的位置關(guān)系正確的是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】A〖祥解〗基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì):進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中,位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離,分別進(jìn)入不同的配子中,隨配子獨(dú)立遺傳給后代,同時(shí)位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合。【詳析】由母本與F1代全部為抗性,可知母本基因型為AABB,父本基因型為aabb;根據(jù)親代的PCR檢測(cè)結(jié)果,以及F2的PCR檢測(cè)結(jié)果中并未出現(xiàn)AAbb與aaBB的類型,在不考慮交叉互換的前提下,說明兩對(duì)基因位于同一對(duì)染色體上,A正確,BCD錯(cuò)誤。故選A。5.(2025·北京西城·二模)番茄莖的顏色由A/a控制,果肉顏色由B/b控制。兩株雜合番茄雜交,子代植株表型和數(shù)量為:紫莖紅果肉305株、紫莖黃果肉110株、綠莖紅果肉328株、綠莖黃果肉97株。根據(jù)結(jié)果不能得出的結(jié)論是()A.果肉紅色對(duì)黃色為顯性性狀B.A/a和B/b位于非同源染色體上C.親本基因型為AaBb和aaBbD.綠莖自交后代不發(fā)生性狀分離【答案】D〖祥解〗分析題意可知,對(duì)于莖顏色,根據(jù)子代紫莖:綠莖≈1:1,所以親本關(guān)于莖顏色的基因型為Aa×aa,但無法判斷紫莖和綠莖的顯隱性。對(duì)于果肉顏色,根據(jù)子代紅果肉:黃果肉≈3:1,所以親本關(guān)于果肉顏色的基因型為Bb×Bb,紅果肉為顯性,黃果肉為隱性?!驹斘觥緼、在該雜交實(shí)驗(yàn)的子代中,紅果肉植株數(shù)量為305+328=633株,而黃果肉植株數(shù)量為110+97=207株,比例約為3:1,可知紅色對(duì)黃色為顯性性狀,A正確;B、將兩對(duì)相對(duì)性狀綜合起來看,兩對(duì)等位基因雜交后代的實(shí)際性狀分離比為紫莖紅果肉:紫莖黃果肉:綠莖紅果肉:綠莖黃果肉=305:110:328:97,比例約為3:1:3:1,可知A/a和B/b位于非同源染色體上,B正確;C、對(duì)于莖顏色,根據(jù)子代紫莖:綠莖≈1:1,所以親本關(guān)于莖顏色的基因型為Aa×aa。對(duì)于果肉顏色,根據(jù)子代紅果肉:黃果肉≈3:1,所以親本關(guān)于果肉顏色的基因型為Bb×Bb。綜合起來,親本完整的基因型就是AaBb×aaBb,C正確;D、無法判斷紫莖和綠莖的顯隱性,當(dāng)綠莖為aa時(shí),自交后代不會(huì)出現(xiàn)性狀分離;當(dāng)綠莖為Aa時(shí),自交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離,D錯(cuò)誤。故選D。6.(2025·北京東城·二模)T1是小鼠胚胎存活的關(guān)鍵基因,T1基因被切割后會(huì)導(dǎo)致功能喪失。研究者構(gòu)建如表中的3種轉(zhuǎn)基因小鼠。下列相關(guān)敘述不合理的是(
)雌鼠甲(轉(zhuǎn)基因純合子)雄鼠乙雄鼠丙轉(zhuǎn)入基因的位置常染色體X染色體Y染色體轉(zhuǎn)入的基因及功能基因A:轉(zhuǎn)錄出的RNA特異性結(jié)合T1基因,引導(dǎo)C蛋白切割T1基因基因C:表達(dá)C蛋白,在A基因RNA的引導(dǎo)下,切割T1基因A.可利用顯微注射將目的基因?qū)胧芫?,獲得轉(zhuǎn)基因小鼠B.將甲與乙雜交,子代雌鼠胚胎因T1功能缺失而未能存活C.將甲與丙雜交,獲得F1與野生型交配,F(xiàn)2只有雌鼠存活D.該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制性別,節(jié)省養(yǎng)殖資源和人力成本【答案】C〖祥解〗T1是小鼠胚胎存活的關(guān)鍵基因,T1基因被切割后會(huì)導(dǎo)致功能喪失。基因A:轉(zhuǎn)錄出的RNA特異性結(jié)合T1基因,引導(dǎo)C蛋白切割T1基因?;駽:表達(dá)C蛋白,在A基因RNA的引導(dǎo)下,切割T1基因。則當(dāng)基因A與基因C同時(shí)存在于轉(zhuǎn)基因小鼠中時(shí),小鼠會(huì)在胚胎時(shí)期死亡?!驹斘觥緼、可利用顯微注射將目的基因?qū)胧芫?,獲得轉(zhuǎn)基因小鼠,A正確;B、設(shè)插入基因A的雌鼠甲(轉(zhuǎn)基因純合子)基因型是AAXOXO(O代表無相應(yīng)基因),雄鼠乙的基因型為OOXCYO,雄鼠丙的基因型為OOXOYC,將甲與乙雜交,子代為AOXCXO,AOXOYO。AOXCXO因?yàn)榛駻與基因C同時(shí)存在,基因A轉(zhuǎn)錄出的RNA特異性結(jié)合T1基因,引導(dǎo)C蛋白切割T1基因,導(dǎo)致AOXCXO(子代雌鼠)胚胎因T1功能缺失而未能存活,B正確;C、將甲(AAXOXO)與丙(OOXOYC)雜交,獲得F1為AOXOXO,AOXOYC,AOXOYC胚胎時(shí)期死亡,剩下AOXOXO,其與野生型(OOXOYO)交配后代雌鼠(AOXOXO)和雄鼠(AOXOYO)都能存活,C錯(cuò)誤;D、甲與乙雜交,子代雌鼠胚胎因T1功能缺失而未能存活,甲與丙雜交,子代雄鼠胚胎因T1功能缺失而未能存活,所以該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制性別,節(jié)省養(yǎng)殖資源和人力成本,D正確。故選C。7.(2025·北京豐臺(tái)·二模)摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中,紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅雜交,F(xiàn)1全為紅眼,F(xiàn)2中兩只果蠅眼色表型一致的概率為()A.3/4 B.5/8 C.1/16 D.9/16【答案】B〖祥解〗根據(jù)摩爾根的實(shí)驗(yàn)過程,白眼雄果蠅與野生型的紅眼雌果蠅交配,F(xiàn)1都是紅眼,說明紅眼為顯性性狀,F(xiàn)2中,紅眼:白眼=3:1,所以符合基因的分離定律?!驹斘觥坑H代紅眼雌果蠅基因型是XAXA,白眼雄性果蠅基因型是XaY,F(xiàn)1基因型是XAXa和XAY,所以F2XAXA:XAXa:XAY:XaY=1:1:1:1,表現(xiàn)為紅眼:白眼=3:1,所以F2中果蠅顏色一致的概率為3/4×3/4+1/4×1/4=5/8。故選B。8.(2025·北京朝陽·一模)FFEVF癲癇病是一種單基因遺傳病。正常基因的PCR產(chǎn)物被NdeI酶切成230bp和31bp兩段,致病基因的PCR產(chǎn)物(252bp)不能被切割。下圖為某家族系譜圖及部分個(gè)體的PCR產(chǎn)物酶切結(jié)果。下列分析正確的是(
)
A.II-2和II-4均含致病基因B.FFEVF是常染色體顯性遺傳病C.IV-1與正常男性婚配子女均不患病D.此病是正?;虬l(fā)生堿基替換所致【答案】B〖祥解〗幾種常見的單基因遺傳病及其特點(diǎn):1、伴X染色體隱性遺傳?。喝缂t綠色盲、血友病等,其發(fā)病特點(diǎn):(1)男患者多于女患者;(2)隔代交叉遺傳,即男患者將致病基因通過女兒傳給他的外孫。2、伴X染色體顯性遺傳?。喝缈咕S生素D性佝僂病,其發(fā)病特點(diǎn):(1)女患者多于男患者;(2)世代相傳。3、常染色體顯性遺傳病:如多指、并指、軟骨發(fā)育不全等,其發(fā)病特點(diǎn):患者多,多代連續(xù)得病。4、常染色體隱性遺傳病:如白化病、先天聾啞、苯丙酮尿癥等,其發(fā)病特點(diǎn):患者少,個(gè)別代有患者,一般不連續(xù)?!驹斘觥緼B、FFEVF癲癇病具有連續(xù)遺傳的特點(diǎn),為顯性遺傳病,如果是伴X顯性遺傳,則III-5應(yīng)該患病,不符合題意,所以FFEFV表現(xiàn)為常染色體顯性遺傳,符合系譜圖中患者分布的特點(diǎn),則II-2和II-4都正常,均不含致病基因,A錯(cuò)誤,B正確;C、IV-1與正常男性婚配,IV-1為顯性雜合子,其子女可能患病,C錯(cuò)誤;D、正?;蛎盖泻鬄?30bp和31bp,致病基因(252bp)不能被切割,說明正常基因的酶切位點(diǎn)因堿基缺失而消失,D錯(cuò)誤。故選B。9.(2025·北京海淀·一模)將純合白花、普通葉、非麻色種皮豌豆與純合紫花、半無葉、麻色種皮豌豆進(jìn)行雜交,結(jié)果如下圖。根據(jù)雜交結(jié)果,下列有關(guān)推測(cè)錯(cuò)誤的是(
)A.種皮顏色的遺傳遵循基因的分離定律B.花色與葉型基因位于一對(duì)同源染色體上C.F2麻色種皮、普通葉個(gè)體中純合子約占1/9D.F1測(cè)交后代中,紫花、麻色種皮約占1/2【答案】B〖祥解〗基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或自由組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合?!驹斘觥緼、F2中麻色種皮(110+39=149):非麻色種皮(38+13=51)接近3:1,符合基因分離定律中雜合子自交性狀分離比,說明種皮顏色的遺傳遵循基因的分離定律,A正確;B、F2中紫花(110+39=149):白花(38+13=51)接近3:1,普通葉(110+38=148):半無葉(39+13=52)接近3:1,且紫花普通葉、白花普通葉、紫花半無葉、白花半無葉的比例接近9:3:3:1,說明花色與葉型基因遵循自由組合定律,即花色與葉型基因位于兩對(duì)同源染色體上,B錯(cuò)誤;C、僅考慮種皮顏色和葉型,種皮顏色中麻色種皮是顯性(設(shè)為A),葉型中普通葉是顯性(設(shè)為B),兩對(duì)等位基因自由組合,F(xiàn)1基因型為AaBb,F(xiàn)2麻色種皮(A-)占3/4,普通葉(B-)占3/4,麻色種皮、普通葉個(gè)體(A-B-)占9/16,其中純合子AABB占1/16,所以F2麻色種皮、普通葉個(gè)體中純合子約占1/9,C正確;D、僅考慮花色和種皮顏色,根據(jù)F2中,紫花性狀與麻色種皮性狀捆綁,白花性狀與非麻色種皮性狀捆綁,則說明控制花色和種皮的基因連鎖,設(shè)花色中紫花為顯性(C),種皮顏色中麻色為顯性(A),F(xiàn)1基因型為CcAa(其中c、a基因連鎖),測(cè)交即CcAa×ccaa,后代紫花、麻色種皮(CcAa)約占1/2,D正確。故選B。10.(2025·北京·一模)研究者利用野生型小鼠(WT)、無毛突變小鼠品系甲和乙進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),結(jié)果如表所示。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(
)組別PF1F1自交獲得F2一WT×甲有毛有毛:無毛=3:1二WT×乙有毛有毛:無毛=3:1三甲×乙有毛有毛:無毛=9:7A.小鼠有毛和無毛是一對(duì)相對(duì)性狀B.甲、乙無毛品系均為隱性突變體C.甲、乙無毛突變基因?yàn)榈任换駾.組別三F1測(cè)交子代約為1/4有毛【答案】C〖祥解〗自由組合的實(shí)質(zhì):當(dāng)具有兩對(duì)(或更多對(duì))相對(duì)性狀的親本進(jìn)行雜交,在子一代產(chǎn)生配子時(shí),在等位基因分離的同時(shí),非同源染色體上的基因表現(xiàn)為自由組合。其實(shí)質(zhì)是非等位基因自由組合,即一對(duì)染色體上的等位基因與另一對(duì)染色體上的等位基因的分離或組合是彼此間互不干擾的,各自獨(dú)立地分配到配子中去。因此也稱為獨(dú)立分配定律?!驹斘觥緼、相對(duì)性狀是同一性狀的不同表現(xiàn)形式,小鼠有毛和無毛是一對(duì)相對(duì)性狀,A正確;B、組別一和二的F1相互交配,F(xiàn)2均為有毛∶無毛=3∶1,因此甲、乙無毛品系均為隱性突變體,B正確;C、組3中F1的有毛相互交配,后代有毛∶無毛=9∶7,為9∶3∶3∶1的變式,因此甲、乙無毛突變基因?yàn)榉峭慈旧w上的非等位基因,C錯(cuò)誤;D、組別三中有毛為雙顯性狀,F(xiàn)1(AaBb)測(cè)交(與aabb雜交)子代約為1/4有毛(AaBb),3/4為無毛(Aabb、aaBb、aabb),D正確。故選C。11.(2025·北京順義·一模)下列交配方式與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟黄ヅ涞氖牵?/p>
)A.鑒別豌豆紅花和白花的顯隱性關(guān)系——測(cè)交B.育種中不斷提高抗病品種的純合度——自交C.鑒別結(jié)紅果的番茄植株是否為純合子——自交D.判斷紫茉莉枝條顏色的遺傳是否為質(zhì)遺傳——正反交【答案】A〖祥解〗鑒別方法:(1)鑒別一只動(dòng)物是否為純合子,可用測(cè)交法;(2)鑒別一棵植物是否為純合子,可用測(cè)交法和自交法,其中自交法最簡(jiǎn)便;(3)鑒別一對(duì)相對(duì)性狀的顯性和隱性,可用雜交法和自交法(只能用于植物);(4)提高優(yōu)良品種的純度,常用自交法;【詳析】A、測(cè)交是讓待測(cè)個(gè)體與隱性純合子雜交。若用測(cè)交鑒別豌豆紅花和白花的顯隱性關(guān)系,只能判斷出待測(cè)個(gè)體是純合子還是雜合子,無法直接確定顯隱性關(guān)系。要鑒別顯隱性關(guān)系,應(yīng)采用雜交的方式,讓紅花和白花豌豆雜交,子代所表現(xiàn)出的性狀即為顯性性狀,A符合題意;B、自交可使雜合子后代發(fā)生性狀分離,通過不斷自交并篩選,可提高抗病品種的純合度,B不符合題意;C、對(duì)于結(jié)紅果的番茄植株,自交若后代不發(fā)生性狀分離,則該植株為純合子;若后代發(fā)生性狀分離,則為雜合子,所以自交可鑒別其是否為純合子,C不符合題意;D、正反交實(shí)驗(yàn)可用于判斷遺傳方式。若紫茉莉枝條顏色的遺傳是質(zhì)遺傳,正反交結(jié)果會(huì)不同,且子代性狀總是與母本相同;若正反交結(jié)果相同,則不是質(zhì)遺傳,D不符合題意。故選A。12.(2025·北京石景山·一模)引起人類患亨廷頓舞蹈癥的基因位于4號(hào)染色體上。下圖為某家庭遺傳系譜圖及家庭成員該基因的酶切電泳結(jié)果。下列判斷不正確的是()A.該病的遺傳方式是常染色體顯性遺傳B.該致病基因發(fā)生了堿基對(duì)的增添C.Ⅱ1與正常女子結(jié)婚,生育正常孩子的概率為1/2D.Ⅱ3患4-三體的原因是I1的卵原細(xì)胞減數(shù)分裂II后期異?!敬鸢浮緿〖祥解〗由圖可知,Ⅱ-1為亨廷頓舞蹈癥患者,有兩條基因電泳帶,說明Ⅱ-1是雜合子,所以亨廷頓舞蹈癥應(yīng)屬于常染色體顯性遺傳病?!驹斘觥緼、Ⅱ-1為亨廷頓舞蹈癥患者,有兩條基因電泳帶,說明Ⅱ-1是雜合子,所以亨廷頓舞蹈癥應(yīng)屬于常染色體顯性遺傳病,A正確;B、Ⅱ-2正常,對(duì)應(yīng)1200bp的電泳帶,即該條帶為正?;?,則1280bp對(duì)應(yīng)的條帶為突變基因,說明該致病基因發(fā)生了堿基對(duì)的增添,B正確;C、Ⅱ-1(Aa)與正常女子aa結(jié)婚,生育正常孩子Aa的概率為1/2,C正確;D、Ⅱ-3的父親為I-2(aa),母親為I-1(Aa),若Ⅱ-3的基因型為Aaa,可能是Aa的卵細(xì)胞和a的精子的結(jié)合,則是母親減數(shù)第一次分裂異常引起,也可能是A卵細(xì)胞和aa精子結(jié)合,則是父親減數(shù)第一次或減數(shù)第二次分裂異常,D錯(cuò)誤。故選D。13.(2025·北京房山·一模)下圖是某單基因遺傳病患者的家族系譜圖和相關(guān)基因的電泳帶譜(不考慮基因突變)。下列有關(guān)分析正確的是(
)A.該病遺傳方式為常染色體隱性遺傳 B.Ⅰ2、Ⅱ2的基因型不一定相同C.Ⅲ2初級(jí)精母細(xì)胞含4個(gè)致病基因 D.Ⅲ4患該病的概率為1/8【答案】D〖祥解〗電泳的原理:待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、性狀不同,使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度,從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離?!驹斘觥緼、若該病為常染色體隱性遺傳,Ⅱ1和Ⅱ2的基因應(yīng)該相同,都為雜合子,與電泳結(jié)果不同,因此該病為伴X染色體的隱性遺傳,A錯(cuò)誤;B、據(jù)電泳圖可知,Ⅱ2攜帶致病基因是雜合子,其父親I1只能傳遞給她正?;颍虼似渲虏』騺碜杂贗2,I2正常,因此與Ⅱ2一樣是雜合子,B錯(cuò)誤;C、Ⅲ2初級(jí)精母細(xì)胞完成了DNA的復(fù)制,由于致病基因只存在于X染色體上,因此Ⅲ2初級(jí)精母細(xì)胞含有2個(gè)致病基因,C錯(cuò)誤;D、假設(shè)控制該病的致病基因?yàn)閎,正?;?yàn)锽,據(jù)題干分析可知,I1基因型為XBY,I2基因型為XBXb,Ⅱ4表型正常,其基因型為1/2XBXB或1/2XBXb,Ⅱ5的基因型為XBY。因此兩者生出患病的Ⅲ4的概率為1/2×1/4=1/8,D正確。故選D。14.(2025·北京豐臺(tái)·一模)遺傳學(xué)家摩爾根用偶然發(fā)現(xiàn)的一只白眼雄果蠅與野生型紅眼雌果蠅雜交,F(xiàn)1全為紅眼,F(xiàn)1雌雄交配,F(xiàn)2中紅眼雌蠅:紅眼雄蠅:白眼雄蠅=2:1:1.下列雜交實(shí)驗(yàn)?zāi)軐籽刍蚨ㄎ挥趫D中Ⅰ區(qū)段的是(
)A.白眼雄蠅×F1紅眼雌蠅B.白眼雌蠅×野生型紅眼雄蠅C.白眼雌蠅×F1紅眼雄蠅D.白眼雌蠅×F2紅眼雄蠅【答案】B〖祥解〗?jīng)Q定性別的基因位于性染色體上,但性染色體上的基因不都決定性別,性染色體上的遺傳方式都與性別相關(guān)聯(lián),稱為伴性遺傳?!驹斘觥恳恢话籽坌酃壟c野生型紅眼雌果蠅雜交,F(xiàn)1全為紅眼,說明紅眼是顯性性狀,且性狀與性別相關(guān)聯(lián),說明相關(guān)基因位于X染色體,可能是同源區(qū)段或非同源區(qū)段:要證明白眼基因位于X染色體的I區(qū)段(即與Y染色體不同源的區(qū)段),可以讓隱性純合子雌性與顯性雄性個(gè)體雜交,即讓帶有白眼等位基因的雌蠅(設(shè)為XbXb)與野生型紅眼雄蠅(XBY或XBYB)雜交:若該基因確在X染色體非同源區(qū)段,則雜交后F?所有雌蠅均表現(xiàn)紅眼(XBXb),而所有雄蠅均表現(xiàn)白眼(XbY);而若位于同源區(qū)段,則雜交后子代雌雄個(gè)體都是顯性(XBXb、XbYB),B正確,ACD錯(cuò)誤。故選B。15.(2025·北京·模擬預(yù)測(cè))水稻分為粳稻和秈稻,兩者的雜交種在產(chǎn)量、抗逆性等方面具備比雙親更好的特性,但是雜交種的育性通常較差。為探究雜交稻的育性機(jī)理,科學(xué)家進(jìn)行了如下研究。(1)粳稻秈稻雜交后代育性較低,原因是粳稻和秈稻之間差異較大。(2)水稻育性受到C1/C2和D1/D2兩對(duì)等位基因調(diào)控。已知它們位于一對(duì)同源染色體上,且不發(fā)生交換,秈稻和粳稻的基因型分別為C1C1D1D1、C2C2D2D2.為解釋雜交稻不育,科學(xué)家提出了“組分互作假說”——當(dāng)水稻同時(shí)具有C1、D1和D2三種基因時(shí),由于三者表達(dá)產(chǎn)物的相互作用,雄配子育性降低。為驗(yàn)證該假說是否成立,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①推測(cè)E4(M)細(xì)胞中育性基因表達(dá)蛋白的情況:。②為排除遺傳背景差異對(duì)組分互作的影響,研究者將E4(M)與粳稻T65進(jìn)行雜交,提取并檢測(cè)F1中的RNA,以檢驗(yàn)D1基因是否能正常的表達(dá)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示,m1-mg為E4(M)和T65的雜交F1。該實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組為T65與E4雜交得到的F1代所測(cè)得的數(shù)據(jù),可以用其作為對(duì)照組的理由包括。A.此個(gè)體中同時(shí)具有C1和D1基因
B.此個(gè)體中形成C1-D1-D2復(fù)合物C.此個(gè)體的花粉為半不育性
D.此個(gè)體含有粳稻和秈稻的所有基因上述結(jié)果是否支持“組分互作假說”?請(qǐng)做出判斷并簡(jiǎn)述理由。③為了進(jìn)一步驗(yàn)證RNA干擾對(duì)于水稻育性的影響,研究者在上述E4(M)和T65雜交后代F1中挑選出一株雄配子育性恢復(fù)的個(gè)體,收集其自交后產(chǎn)生的種子,這些種子的基因型及比例應(yīng)為。(3)后續(xù)的研究表明,單一C1、D1或D2的功能缺失均能夠恢復(fù)粳秈稻雜交種的雄配子育性,且不會(huì)影響其他的性狀?;蚓庉嫾夹g(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)特定基因敲除?,F(xiàn)有分別具備不同優(yōu)良性狀的秈稻品種1和粳稻品種2,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)操作流程,利用基因編輯技術(shù)獲得同時(shí)具備品種1和品種2優(yōu)良性狀的純合新品系。【答案】(1)遺傳(2)只表達(dá)C1蛋白ABCF1中沒有D1基因的表達(dá),表現(xiàn)為可育,對(duì)照SS有D1基因表達(dá),表現(xiàn)為半不育支持C1C1D1D1:C1C2D1D2:C2C2D2D2=1:2:1(3)擇秈稻1粳稻2雜交,得到F1;用基因編輯技術(shù)敲除F1中的C1、D1或D2基因,再讓F1自交,篩選純合子(C1C1d1d1、C2C2d1d1等),選擇兼具兩親本優(yōu)良的個(gè)體〖祥解〗基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì):進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子的過程中,位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離,分別進(jìn)入不同的配子中,隨配子獨(dú)立遺傳給后代,同時(shí)位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合。【詳析】(1)粳稻和秈稻之間遺傳差異較大,所以雜交后代育性較低。(2)①粳稻E4品系基因是C1C1D1D,轉(zhuǎn)入了D1的干擾RNA后,D1基因的mRNA與干擾RNA結(jié)合,導(dǎo)致不能合成相應(yīng)的蛋白質(zhì),因此E4(M)中只表達(dá)C1蛋白。②E4(M)基因型是C1C1D1D1,粳稻T65(C2C2D2D2)進(jìn)行雜交,F(xiàn)1的基因型是C1C2D1D2,作為對(duì)照。AB、該個(gè)體基因型是C1C2D1D2,所以具有C1和D1基因,個(gè)體可以形成C1-D1-D2復(fù)合物,AB正確;C、根據(jù)題干信息“當(dāng)水稻同時(shí)具有C1、D1和D2三種基因時(shí),由于三者表達(dá)產(chǎn)物的相互作用,雄配子育性降低”,所以F1表現(xiàn)為半不育,C正確;D、此個(gè)體含有粳稻和秈稻的部分基因,D錯(cuò)誤。故選ABC。實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出,F(xiàn)1中沒有D1基因的表達(dá),表現(xiàn)為可育,對(duì)照SS有D1基因表達(dá),表現(xiàn)為半不育,所以支持組分互作假說。③F1的基因型是C1C2D1D2,由于C1/C2和D1/D2兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上,且不發(fā)生交換,所以F1產(chǎn)生的配子及比例為C1D1:C2D2=1:1,隨機(jī)結(jié)合后,子代C1C1D1D1:C1C2D1D2:C2C2D2D2=1:2:1。(3)利用基因編輯技術(shù)獲得同時(shí)具備品種1和品種2優(yōu)良性狀的純合新品系,可以選擇秈稻1(C1C1D1D1)和粳稻2(C2C2D2D2)雜交,得到F1(C1C2D1D2)。用基因編輯技術(shù)敲除F1中的C1、D1或D2基因(如敲除D1,基因型變?yōu)镃1C2d1D2,d1為缺失)。自交F1(C1C2d1D2),篩選純合子(C1C1d1d1、C2C2d1d1等),選擇兼具兩親本優(yōu)良性狀的純合個(gè)體(如C1C1d1d1或C2C2d1d1)16.(2025·北京·模擬預(yù)測(cè))水稻是一種自花受粉的二倍體作物,也是全球最重要的糧食作物之一、水稻稻穗的大小和穗粒數(shù)決定水稻產(chǎn)量,通過雜交可獲得具備雜種優(yōu)勢(shì)的水稻。(1)雄性不育植株可省去人工去雄操作,為生產(chǎn)帶來便利。用性狀優(yōu)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(xiàn)雄性不育;雜交子一代與甲回交,子代均表現(xiàn)雄性不育;連續(xù)回交獲得性狀優(yōu)良的雄性不育品系(乙)。由此推測(cè)控制雄性不育的基因(A)位于(填“細(xì)胞質(zhì)”或“細(xì)胞核”)。(2)將另一性狀優(yōu)良的水稻純合體(丙)與乙雜交,F(xiàn)1均表現(xiàn)雄性可育,且長(zhǎng)勢(shì)與產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯。丙的細(xì)胞核基因T的表達(dá)產(chǎn)物能夠抑制基因A的表達(dá)。以丙為父本與甲雜交(正交)得F1,F(xiàn)1自交得F2,反交結(jié)果與正交結(jié)果不同,反交的F2中表現(xiàn)型及其比例為。(3)研究人員發(fā)現(xiàn),水稻穗粒數(shù)多少與D基因有關(guān)。若D基因中第301位堿基G突變?yōu)門,則內(nèi)含子不能被正常剪接,導(dǎo)致水稻穗粒數(shù)減少(如下圖甲所示)。為在種植前確認(rèn)不同水稻中D基因是否發(fā)生突變,研究人員以待測(cè)水稻總DNA為模版,設(shè)計(jì)引物1為5'-GCTTCACTTCTCTGCTTGTG-3',引物2為進(jìn)行PCR(從下列選項(xiàng)中選擇)。a.5'—TTCAACTCTCGTTAAATCAT—3'
b.5'—ATGATTTAACGAGAGTTGAA—3'c.5'—TACTAAATTGCTCTCAACTT—3'
d.5'—AAGTTGAGAGCAATTTAGTA—3'對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物用限制酶A進(jìn)行酶切驗(yàn)證(結(jié)果如圖乙),其中6號(hào)植株(是/否)發(fā)生了突變。(4)研究人員獲得了稻穗顯著大于野生型的單基因純合突變體1和突變體2。①分別將兩種突變體與野生型水稻雜交,獲得的F1的稻穗(填“大于”、“小于”或“等于”)野生型,說明大穗為隱性性狀。將突變體1和突變體2雜交,子代穗子大于野生型的,說明兩種突變體突變基因的位置關(guān)系是。②為了研究突變體2的突變基因位于哪條染色體上,實(shí)驗(yàn)人員用該突變株作父本,與不同的三體野生型(三體比正常植株多一條染色體,產(chǎn)生配子時(shí)一對(duì)同源染色體正常聯(lián)會(huì),多余的一條同源染色體隨機(jī)分配)純合體植株雜交,選擇1中的三體與突變體植株雜交得,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表。母本F2表型及數(shù)量大穗正常穗9-三體12813212-三體33168注:9——三體、12——三體分別表示9號(hào)、12號(hào)染色體多了一條。據(jù)表分析,F(xiàn)1中的三體產(chǎn)生的配子類型及比例是(用T/t表示相關(guān)基因),由此可推知突變基因位于號(hào)染色體上?!敬鸢浮?1)細(xì)胞質(zhì)(2)雄性可育:雄性不育=3:1(3)b否(4)等于互為等位基因TT:Tt:T:t=1:2:2:112〖祥解〗三體是指染色體異常的一種情況,具體指細(xì)胞內(nèi)同源染色體數(shù)目異常,其中最常見的是二倍體生物某對(duì)同源染色體多出一條?!驹斘觥浚?)因?yàn)檫B續(xù)回交(父本為性狀優(yōu)良的水稻純合體甲),子代均表現(xiàn)雄性不育,說明雄性不育的遺傳物質(zhì)沒有因?yàn)榕c父本核基因的回交而改變,即控制雄性不育的基因不遵循細(xì)胞核基因的遺傳規(guī)律,由此推測(cè)控制雄性不育的基因(A)位于細(xì)胞質(zhì)。(2)反交結(jié)果與正交結(jié)果不同,說明涉及到細(xì)胞質(zhì)遺傳。因?yàn)榧诪樾坌钥捎也缓琓,所以雄性不育的基因(A)位于丙中。因甲丙為純合體,反交時(shí)F1基因型為Tt(A),F(xiàn)1自交得到F2的基因型及比例為TT(A):Tt(A):tt(A)=1:2:1。即雄性可育:雄性不育=3:1。(3)引物1與模板鏈中的堿基互補(bǔ)配對(duì),引物的延伸方向是5'→3',引物1設(shè)計(jì)區(qū)堿基序列與圖甲所示單鏈的序列相同,因此該單鏈不是引物1的模板鏈,是引物2的模板鏈,故引物2的堿基序列應(yīng)與所給序列堿基互補(bǔ)配對(duì),即5'—ATGATTTAACGAGAGTTGAA—3'。據(jù)圖甲可知目的基因的長(zhǎng)度為530bp,而6號(hào)的電泳片段為200多bp左右,說明仍能被限制酶切割,所以未發(fā)生基因突變。(4)將穗子顯著大于野生型的突變體與野生型水稻雜交,F(xiàn)1穗子大小與野生型的相等,因?yàn)殡p親是純合子,F(xiàn)1表現(xiàn)出的是顯性性狀,說明野生型是顯性性狀,大穗為隱性性狀。突變體1和2都是純合子,且突變性狀都為隱性性狀,若將突變體1與突變體2雜交,子代穗子大于野生型的,則說明兩種突變體突變基因的關(guān)系是互為等位基因。因?yàn)槿绻麨榉堑任换?,子代穗子等于野生型。若T/t位于與形成三體有關(guān)的染色體上,用該突變株(tt)作父本,與三體野生型純合體植株(TTT)雜交,F(xiàn)1的基因型為1/2Tt、1/2TTt,即三體的概率為1/2,選擇F1中的三體(TTt)與突變體植株(tt)雜交得F2,F(xiàn)2為Tt:Ttt:TTt:tt=2:2:1:1,即正常穗:大穗=5:1。若T/t基因不位于三體有關(guān)的染色體上,用該突變株(tt)作父本,與三體野生型純合體植株雜交,F(xiàn)1的基因型為Tt,選擇F1中的三體(Tt)與突變體植株(tt)雜交得F2,F(xiàn)2為Tt:tt=1:1,即正常穗:大穗=1:1。根據(jù)表格分析,該突變株基因r位于12號(hào)染色體上。17.(2025·北京·模擬預(yù)測(cè))斑馬魚可用于早期胚胎發(fā)育的研究,對(duì)脊椎動(dòng)物相關(guān)出生缺陷的預(yù)防性篩查具有重要價(jià)值。研究者利用野生型品系傳代過程中,偶然發(fā)現(xiàn)的一條表型正常的雌魚(T0)開展研究。(1)雌魚T0產(chǎn)生的后代,胚胎均轉(zhuǎn)變?yōu)楹J型,如圖1.研究者推測(cè),胚胎形狀的改變由隱性突變所致,將控制該性狀的野生型和突變型基因分別記為H、h。已知后代胚胎形狀僅由母本基因型決定,與子代基因型無關(guān)。若上述推測(cè)正確,則T0的母本基因型為。(2)為確定H/h基因在染色體上的位置,研究者開展下列實(shí)驗(yàn)。①科學(xué)家首先希望找到T0所在魚缸中的雌性hh個(gè)體。請(qǐng)補(bǔ)充雜交設(shè)計(jì)篩選方案,以證明T0所在魚缸的某一雄性個(gè)體基因型為hh。步驟一:待測(cè)魚雄魚和遺傳背景差異較大的另一野生型雌魚雜交,得到F1;步驟二:F1相互交配得到F2,選取雜交;步驟三:通過觀察F2后代的胚胎,即F3胚胎的表型:若,則說明待測(cè)雄魚為hh基因型。②定位克隆是鑒定突變基因的有效手段,不同遺傳背景的魚其基因組在相同簡(jiǎn)單重復(fù)序列位點(diǎn)的長(zhǎng)度不同。研究者將①的F2中HH、Hh定義為群體1,hh定義為群體2。通過PCR實(shí)驗(yàn),確定H基因位于21號(hào)染色體。為了精確定位到21號(hào)染色體的特定位點(diǎn),對(duì)以上3組簡(jiǎn)單重復(fù)序列位點(diǎn)進(jìn)行PCR,結(jié)果如圖2-1。依據(jù)F1個(gè)體生殖細(xì)胞染色體在減數(shù)分裂過程中的交叉互換現(xiàn)象,在圖2-2中標(biāo)注h基因最可能的位置。③通過基因定位,發(fā)現(xiàn)H基因位于21號(hào)染色體特定區(qū)段,突變體在H基因上游非編碼區(qū)插入7.3kb(千堿基對(duì))片段,測(cè)定mRNA含量如圖3。據(jù)圖3分析,這種插入突變影響H基因表達(dá)的可能機(jī)制是。(3)已知B蛋白在囊胚期后表達(dá),作為轉(zhuǎn)錄因子在胚胎背側(cè)表達(dá)促進(jìn)背部發(fā)育。為進(jìn)一步確認(rèn)H蛋白促進(jìn)背部體軸的發(fā)育的機(jī)制,科學(xué)家設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn),各組處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出一種可能的背部體軸發(fā)育假說?!敬鸢浮?1)Hh(2)每一條F2的雌魚分別與野生型雄魚有1/4的F2雜交后代胚胎均為葫蘆型,3/4的F2雜交后代胚胎均為野生型大片段插入破壞啟動(dòng)子,使H基因無法正常轉(zhuǎn)錄,造成胚胎發(fā)育異常。(3)H蛋白通過促進(jìn)B蛋白含量增加,促進(jìn)背部的發(fā)育。〖祥解〗胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)主要包括母系遺傳、非孟德爾式遺傳規(guī)律、正交反交結(jié)果差異、性狀的非分離性等核心特征?。其遺傳物質(zhì)通過細(xì)胞質(zhì)傳遞,具有與核遺傳不同的獨(dú)特機(jī)制。特點(diǎn)為:(1)母系遺傳?:子代性狀由母本細(xì)胞質(zhì)基因主導(dǎo),因受精時(shí)精子幾乎不貢獻(xiàn)細(xì)胞質(zhì)。例如,雜交水稻的雄性不育特性通過母系遺傳保持;(2)非孟德爾式遺傳?:不遵循顯隱性分離規(guī)律,后代不呈現(xiàn)固定比例的表型分離,例如玉米條紋葉的表型隨機(jī)分布;(3)正交與反交結(jié)果差異?:正反交實(shí)驗(yàn)中,F(xiàn)1代僅表現(xiàn)母本性狀(如紫茉莉葉色遺傳的正反交對(duì)比);(4)性狀的非消失性?:通過連續(xù)回交可置換母本核基因,但母本細(xì)胞質(zhì)基因控制的性狀仍穩(wěn)定存在(如水稻不育系的保持機(jī)制)?!驹斘觥浚?)已知后代胚胎形狀僅由母本基因型決定,與子代基因型無關(guān),雌魚T0產(chǎn)生的后代胚胎均為葫蘆型(突變型),說明T0的基因型為hh。因?yàn)橥蛔兪请[性突變,T0表現(xiàn)正常,其母本產(chǎn)生了含有h基因的配子才使T0基因型為hh,又因?yàn)門0母本表現(xiàn)正常,所以T0的母本基因型為Hh;(2)①步驟二:F1相互交配得到F2,選取F2中的每一條雌魚分別與待測(cè)雄魚雜交。因?yàn)楹蟠咛バ螤钣赡副净蛐蜎Q定,這樣通過觀察F3胚胎表型來判斷母本基因型,進(jìn)而推斷待測(cè)雄魚基因型;步驟三:若F3有1/4的F2雜交后代胚胎均為葫蘆型,3/4的F2雜交后代胚胎均為野生型,則說明待測(cè)雄魚為hh基因型;②從圖2-1可知,群體2(hh)在3M位點(diǎn)的條帶情況與群體1(HH、Hh)差異明顯,依據(jù)F1個(gè)體生殖細(xì)胞染色體在減數(shù)分裂過程中的交叉互換現(xiàn)象,h基因最可能位于21號(hào)染色體的3M位點(diǎn)附近,因此h基因最可能的位置關(guān)系為:;③非編碼區(qū)雖然不編碼蛋白質(zhì),但對(duì)基因的轉(zhuǎn)錄等表達(dá)過程有調(diào)控作用。在突變體在H基因上游非編碼區(qū)插入7.3kb片段后,觀察圖3可知突變體的mRNA含量明顯降低。因此插入突變影響H基因表達(dá)的可能機(jī)制是大片段插入破壞啟動(dòng)子,使H基因無法正常轉(zhuǎn)錄,造成胚胎發(fā)育異常;(3)觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果:野生型組有正常的H基因表達(dá)情況和較高的存活胚胎比例(53/53);只注入無關(guān)RNA的組(hh)存活胚胎比例為26/26;回補(bǔ)H與無關(guān)RNA的組,存活胚胎比例有所上升(39/41),說明H蛋白對(duì)胚胎存活有積極作用;回補(bǔ)H與B基因的mRNA互補(bǔ)的RNA的組,存活胚胎比例為47/50。當(dāng)注入與B基因的mRNA互補(bǔ)的RNA時(shí),會(huì)抑制B基因的表達(dá)(因?yàn)榛パa(bǔ)RNA會(huì)與B基因的mRNA結(jié)合,阻礙其翻譯過程),而此時(shí)胚胎存活情況也較好。
綜合分析可得,一種可能的背部體軸發(fā)育假說為:H蛋白通過促進(jìn)B蛋白基因的表達(dá),使蛋白含量增加,進(jìn)而促進(jìn)背部體軸的發(fā)育。18.(2025·北京西城·二模)蔬菜甘藍(lán)具有雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象,花為兩性花,開花后一株可結(jié)5000多粒種子。育種專家對(duì)甘藍(lán)雄性不育性狀進(jìn)行研究。(1)從甘藍(lán)純種優(yōu)良品系1中獲得一株雄性不育突變株(甲),甲與品系1雜交,子代中可育株約占1/2,推測(cè)甲的雄性不育性狀為性。后續(xù)研究證實(shí)
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