遗传基本定律中的F2特殊性状分离比归类
遗传基本定律中的F2特殊性状分离比归类
高考对遗传基本定律的考查,历来是一个重点。其中对F2特殊性状分离比的考查是近年来的一个热点。这类试题能够很好地体现学生的理解能力、变通思维能力等。本文试图对F2特殊性状分离比进行系统地归纳和整理,以期广大师生能从中获得启发。
1 基因互作
1.1 概述
两对独立遗传的的非等位基因在表达时,有时会因基因之间的相互作用,而使杂交后代的性状分离比偏离9:3:3:1的孟德尔比例,称为基因互作。基因互作的各种类型中,杂种后代表现型及比例虽然偏离正常的孟德尔遗传,但基因的传递规律仍遵循自由组合定律。基因互作的各种类型及其表现型比例如下表:
基因互作概念 F2比例 相当于自由的类型 组合的比例 显性上位 两对等位基因同时控制某一性状时,其中一对基因12:3:1 (9:3):3:1
的显性状态对另一对基因(无论显隐性)有遮盖作
用,即当一对基因为显性时表现一种性状,另一对
基因为显性而第一对基因为隐性时,表现另一种性
状,两对基因都为隐性时表现第三种性状
隐性上位 两对等位基因同时控制某一性状时,其中一对基因9:3:4 9:3:(3:1)
的隐性状态对另一对基因起遮盖作用
显性互补 两对等位基因同时控制某一性状时,当两对基因都9:7 9:(3:3:1)
为显性时(无论纯合还是杂合),表现为一种性状;
当只有一对基因是显性,或两对基因都是隐性时,
表现为另一种性状
重叠作用 两对等位基因同时控制某一性状时,当两对基因都15:1 (9:3:3):1
为显性或一对基因为显性,另一对为隐性时,表现
一种性状,两对基因均为隐性时表现另一种性状
积加作用 两对等位基因同时控制某一性状时,当两对基因都9:6:1 9:(3:3):1
为显性时表现一种性状,只有一对基因是显性时表
现另一种性状,两对基因均为隐性时表现第三种性
状
抑制作用 两对等位基因同时控制某一性状时,其中一对基因13:3 (9:3:1:):3
的显性状态对另一对基因的表现有抑制作用,但其
本身并不控制任何性状
1.2 高考名题赏析
【题1】 (2010全国理综I,33)现有4个纯合南瓜品种,其中2个品种的果形表现为圆形(圆甲和圆乙),1个表现为扁盘形(扁盘),1个表现为长形(长)。用这4个南瓜品种做了3个实验,结果如下:
实验1:圆甲×圆乙,F1为扁盘,F2中扁盘:圆:长 = 9 :6 :1
实验2:扁盘×长,F1为扁盘,F2中扁盘:圆:长 = 9 :6 :1
实验3:用长形品种植株的花粉分别对上述两个杂交组合的F1植株授粉,其后代中扁盘:圆:长均等于1 :2 :1。综合上述实验结果,请回答:
(1)南瓜果形的遗传受__对等位基因控制,且遵循__________定律。
(2)若果形由一对等位基因控制用A、a表示,若由两对等位基因控制用A、a和B、
b表示,以此类推,则圆形的基因型应为____________,扁盘的基因型应为________,长形的基因型应为____________。
(3)为了验证(1)中的结论,可用长形品种植株的花粉对实验1得到的F2植株授粉,单株收获F2中扁盘果实的种子,每株的所有种子单独种植在一起得到一个株系。观察多个这样的株系,则所有株系中,理论上有1/9的株系F3果形均表现为扁盘,有__的株系F3果形的表现型及数量比为扁盘:圆 = 1 :1 ,有__的株系F3果形的表现型及数量比为____________________。
【命题意图】 主要考查遗传的基本规律的知识和理解能力。
【解析】 第(1)小题,根据实验1和实验2中F2的分离比 9 :6 :1可以看出,南瓜果形的遗传受2对等位基因控制,且遵循基因的自由组合定律。
第(2)小题,根据实验1和实验2的F2的分离比 9 :6 :1可以推测出,扁盘形应为A_B_,长形应为aabb,两种圆形为A_bb和aaB_。
第(3)小题中,F2扁盘植株共有4种基因型,其比例为:1/9AABB、2/9AABb、4/9AaBb和2/9AaBB,测交后代分离比分别为:1/9A_B_;2/9(1/2A_B_:1/2A_bb);4/9(1/4A_B_:1/4Aabb:1/4aaBb:1/4aabb);2/9(1/2A_B_:1/2aaB_)。
【答案】
(1)2 基因的自由组合
(2)AAbb、Aabb、aaBb、aaBB AABB、AABb、AaBb、AaBB aabb
(3)4/9 4/9 扁盘:圆:长 = 1 :2 :1
【题2】 (2010全国新课标,32)某种自花受粉植物的花色分为白色、红色和紫色。现有4个纯合品种:l个紫色(紫)、1个红色(红)、2个白色(白甲和白乙)。用这4个品种做杂交实验,结果如下:
实验1:紫×红,Fl表现为紫,F2表现为3紫:1红;
实验2:红×白甲,Fl表现为紫,F2表现为9紫:3红:4白;
实验3:白甲×白乙,Fl表现为白,F2表现为白;
实验4:白乙×紫,Fl表现为紫,F2表现为9紫:3红:4白。
综合上述实验结果,请回答:
(1)上述花色遗传所遵循的遗传定律是 。
(2)写出实验1(紫×红)的遗传图解(若花色由一对等位基因控制,用A、a表示,若由两对等位基因控制,用A、a和B、b表示,以此类推)。遗传图解为 。
(3)为了验证花色遗传的特点,可将实验2(红×白甲)得到的F2植株自交,单株收获F2中紫花植株所结的种子,每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系,观察多个
这样的株系,则理论上,在所有株系中有4/9的株系F3花色的表现型及其数量比为 。
【答案】 (1)自由组合定律 (2)如图
或
(3)9紫:3红:4白
【题3】 (2010安徽,4)南瓜的扁形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基因控制
(A、a和B、b),这两对基因独立遗传。现将2株圆形南瓜植株进行杂交,F1收获的全是扁盘形南瓜;F1自交,F2获得137株扁盘形、89株圆形、15株长圆形南瓜。据此推断,亲代圆形南瓜株的基因型分别是
A.aBB和Aabb B .aaBb和Aabb C. Aabb和aaBB D.AABB和aabb
【命题意图】 考查有关基因自由组合定律中的非等位基因间的相互作用
【解析】 两对等位基因控制一对相对性状的遗传,由两圆形的南瓜杂交后代全为扁盘形可知,两亲本均为纯合子,而从F1自交,F2的表现型及比例接近9∶6∶1看出,F1必为双杂合子。所以本题是考查基因间的累加作用:两种显性基因同时存在时产生一种性状,单独存在时能分别表示相似的性状,两种基因均为隐性时又表现为另一种性状,F2代表现型有3种,比值为9∶6∶1。
【答案】 C
【题4】 (2009年福建,27)某种牧草体内形成氰的途径为:前体物质→产氰糖苷→氰 。基因A控制前体物质生成产氰糖苷,基因B控制产氰糖苷生成氰。表现型与基因型之
(1)在有氰牧草(AABB)后代中出现的突变那个体(AAbb)因缺乏相应的酶而表现无氰性状,如果基因b与B的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同,则翻译至mRNA的该点时发生的变化可能是:编码的氨基酸,或者是。
(2)与氰形成有关的二对基因自由组合。若两个无氰的亲本杂交,F1均表现为氰,则F1与基因型为aabb的个体杂交,子代的表现型及比例为 。
(3)高茎与矮茎分别由基因E、e控制。亲本甲(AABBEE)和亲本乙(aabbee)杂交,F1均表现为氰、高茎。假设三对等位基因自由组合,则F2中能稳定遗传的无氰、高茎个体占 。
(4)以有氰、高茎与无氰、矮茎两个能稳定遗传的牧草为亲本,通过杂交育种,可能
无法获得既无氰也无产氰糖苷的高茎牧草。请以遗传图解简要说明。
【命题意图】 考查基因对性状的控制的有关知识。
【解析】 ⑴如果基因b与B的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同,则翻译至mRNA的该位点时发生的变化可能是:编码的氨基酸(种类)不同(错义突变),或者是合成终止(或翻译终止)(无义突变),(该突变不可能是同义突变)。
⑵依题意,双亲为AAbb和aaBB,F1为AaBb,AaBb与aabb杂交得1AaBb,1aaBb,1Aabb,1aabb,子代的表现型及比例为有氰︰无氰=1︰3(或有氰︰有产氰糖苷、无氰︰无产氰糖苷、无氰=1︰1︰2)。
⑶亲本甲(AABBEE)和亲本乙(aabbee)杂交,F1 为AaBbEe,则F2中能稳定遗传的无氰、高茎个体为AAbbEE 、aaBBEE、aabbEE,占1/4×1/4×1/4+1/4×1/4×1/4+1/4×1/4×1/4=3/64。
⑷ 以有氰、高茎(AABBEE)与无氰、矮茎(AAbbee)两个能稳定遗传的牧草为亲本杂交,遗传图解如下:
AABBEE × AAbbee
↓
AABbEe
↓
后代中没有符合要求的aaB_E_或aabbE_的个体,因此无法获得既无氰也无产氰糖苷的高茎牧草。
【答案】 (1)(种类)不同 合成终止(或翻译终止)
(2)有氰︰无氰=1︰3(或有氰︰有产氰糖苷、无氰︰无产氰糖苷、无氰=1︰1︰2)。
(3)3/64
(4) AABBEE×AAbbee
↓
AABbEe
↓
后代中没有符合要求的aaB_E_或aabbE_的个体
【题5】 (2008年宁夏,29Ⅰ)某植物的花色由两对自由组合的基因决定。显性基因A和B同时存在时,植株开紫花,其他情况开白花。请回答:
开紫花植株的基因型有 种,其中基因型是 的紫花植株自交,子代表现为紫花植株:白花植株=9:7。基因型为 和 的紫花植株各自自交,子代表现为紫花植株:白花植株=3:1。基因型为 的紫花植株自交,子代全部表现为紫花植株。
【命题意图】 考查基因自由组合定律的基础知识和分析推理能力。
【解析】 由题意可知,A B 开紫花,其他(A bb、aa B 、aabb)都开白花。故开紫花的基因型有AaBb、AaBB、AABb、AABB四种情况。基因型为AaBb的植株自交,子代开紫花的植株所占的比例为:3/4×3/4=9/16,由此可推知子代中紫花植株:白花植株=9:7。基因型为AaBB的植株自交,产生A BB和aaBB的比例为3:1;同理, 基因型为AABb的植株自交,产生AAB 和AAbb的比例为3:1,子代表现为紫花植株:白花植株=3:1。基因型为AABB的紫花植株自交子代全部是AABB,表现为紫花植株。
【答案】 4 AaBb AaBB AABb AABB
【题6】 (2008年全国II,31)(17分)某种植物块根的颜色由两对自由组合的基
因共同决定。只要基因R存在,块根必为红色,rrYY或rrYy为黄色,rryy为白色;在基因M存在时果实为复果型,mm为单果型。现要获得白色块根、单果型的三倍体种子。
(1)请写出以二倍体黄色块根、复果型(rrYyMm)植株为原始材料,用杂交育种的方法得到白色块根、单果型三倍体种子的主要步骤。
(2)如果原始材料为二倍体红色块根、复果型的植株,你能否通过杂交育种方法获得白色块根、单果型的三倍体种子?为什么?
【命题意图】 考查基因自由组合定律的知识和分析解决实际问题的能力、实验探究能力、综合应用能力。
【解析】 (1)考查杂交育种和多倍体育种的方法、过程。可以先根据自由组合定律选育出白色块根、单果型的二倍体种子;然后再比照教材中三倍体无子西瓜的培育过程,设计实验过程即可。基本思路是: ①二倍体植株(rrYyMm)自交,得到种子;②从自交后代中选择白色块根、单果型的二倍体植株,并收获种子(甲);③播种种子价甲,长出的植株经秋水仙素处理得到白色块根、单果型的四倍体植株,并收获种子(乙);④播种甲、乙两种种子,长出植株后,进行杂交,得到白色块根、单果型的三倍体种子。
(2)利用表现型写出可能的基因型,进而推测出后代可能的基因型。因为显性性状可能有多种基因型,杂交或自交会出现多种基因型,所以在未知红色块根、复果型植株的基因型时,不一定能达到题目要求。
【答案】 (1)步骤:①杂交;②筛选出具有特定表现型的个体;③获得多倍体;④再次杂交(四倍体与二倍体杂交),获得三倍体。
(2)不一定 因为表现型为红色块根、复果型的植株有多种基因型,其中只有基因型为本RrYyMm或RryyMm的植株自交后代才能出现基因型rryymm的二倍体植株。
【题7】 (2008年广东,33)玉米植株的性别决定受两对基因(B-b,T-t)的支配,这两对基因位于非同源染色体上,玉米植株的性别和基因型的对应关系如下表,请回答下列问题:
(1)基因型为bbTT的雄株与BBtt的雌株杂交,F1的基因型为________,表现型为_______;F1自交,F2的性别为_________,分离比为________。
(2)基因型为________的雄株与基因为_________的雌株杂交,后代全为雄株。
(3)基因型为________的雄株与基因型为_________的雌株杂交,后代的性别有雄株和雌株,且分离比为1:1。
【答案】
(1)F1的基因型为BbTt, 表现型为雌雄同株异花。F1自交F2的性别为雌雄同株异花、雄株、雌株,分离比为:9:3:4。
(2)基因型为bbTT的 雄株与基因型为bbtt的雌株杂交,后代全为雄株。
(3)基因型为bbTt 的雄株与基因型为bbtt的雌株杂交,后代的性别有雄株、雌株,且分离比为1:1。
【题8】 (2009年上海生物,29)小麦的粒色受不连锁的两对基因R1和r1、和R2和r2控制。R1和R2决定红色,r1和r2决定白色,R对r不完全显性,并有累加效应,所以麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深。将红粒R1R1R2R2与白粒r1r1r2r2杂交得F1,F1自交得F2,则F2的表现型有
A.4种 B.5种 C.9种 D.10种
【解析】 本题的关键是“麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深”,也就是颜色主要
与R的多少有关,F2中的R有4、3、2、1和0五种情况,对应有五种表现型。
【答案】 B
1.3 典例剖析
【例1】 人类的皮肤中含有黑色素,皮肤的颜色是由两对独立遗传的基因(A和a,B和b)所控制;显性基因A和B可以使黑色素量增加,两者增加的量相等,且可以累加。若某一纯种黑人与某纯种白人配婚,后代肤色为黑白中间色;如果该后代与同基因型的异性婚配,其子代可能出现的基因型种类和不同表现型的比例分别为
A.3种 3:1 B.3种 1:2:1
C.9种 1:4:6:4:1 D.9种 9:3:3:1
【命题意图】 考查基因自由组合定律的知识和分析解决实际问题的能力。
【解析】 根据题中条件可知,纯种黑人与纯种白人婚配后,后代的基因型为AaBb,那么与同基因型的人婚配后的基因型种类为9种,分别为AABB 1/16、AaBB 2/16、AABb 2/16、AaBb 4/16、Aabb 1/16、Aabb 2/16、aaBB 1/16、aaBb 2/16、aabb 1/16。根据题中显隐性关系,表现型相同的有AaBB(2/16)与AABb(2/16);AAbb(1/16)与aaBB(1/16)、AaBb(4/16);Aabb(2/16)与aaBb(2/16);还有AABB1/16和aabb1/16两种表现型,因此应该有5种表现型,其比例为1:4:6:4:1。
【答案】 C
【例2】 香豌豆中,当A、B两个显性基因都存在时,花色为红色(基因Aa、Bb独立遗传)。一株红花香豌豆与基因型为Aabb植株杂交,子代中有3/8的个体开红花,若让此株自花受粉,则后代红花香豌豆中纯合子占
A.1/4 B.1/9 C.1/2 D.3/4
【命题意图】 考查基因自由组合定律的知识和分析解决实际问题的能力。
【解析】 根据意知,可推知此红花香豌豆的基因型为AaBb。欲求基因型为AaBb的个体自交,后代红花香豌豆中纯合子占的比例,可按照分解相乘的思想,先单独分析:Aa×Aa→1/4 AA、1/2Aa、1/4aa;Bb×Bb→1/4BB、1/2Bb、1/4bb。因此,子代中出现红花(A_ B_)的概率为:3/4×3/4=9/16;红花纯合子的概率为:1/4×1/4=1/16。后代红花香豌豆中纯合子占1/9。
【答案】 B
【例3】 蚕的黄色茧(Y)对白色茧(y)是显性,抑制黄色出现的基因(I)对黄色出现的基因(i)是显性。现用杂合白色茧(IiYy)蚕相互交配,后代中白色茧对黄色茧的分离比是
A. 3:1 B. 13:3 C. 1:1 D.15:1
【命题意图】 考查基因自由组合定律的知识和理解能力。
【解析】 根据题意可知:只有基因型为iiY _的个体才表现为黄色茧,而基因型为I_Y _、I_ yy和 iiyy的个体都表现为白色茧。当杂合白色茧(IiYy)蚕相互交配时,后代中白色茧:黄色茧=13:3。
【答案】 B
【例4】 某植株从环境中吸收前体物质经一系列代谢过程合成紫色素,此过程由A、a和B、b两对等位基因共同控制(如图所示)。其中具紫色素的植株开紫花,不能合成紫色素的植株开白花。据图所作的推测不正确的是 ...
A.只有基因A和基因B同时存在,该植株才能表现紫花性状
B.基因型为aaBb的植株不能利用前体物质合成中间物质,所以不能产生紫色素
C.AaBb×aabb的子代中,紫花植株与白花植株的比例为1: 3
D.基因型为Aabb的植株自交后代必定发生性状分离
【命题意图】 考查基因自由组合定律的知识和分析解决实际问题的能力。
【解析】 由图解可知,紫色素是否合成与酶A、酶B有关,而酶AB分别由基因AB控制,故A对。基因型为aaBb的植物不能合成酶A,也就不能合成中间物质,所以不能产生紫色素,故B对。AaBb × aabb的子代基因型分别为AaBb,aaBb,Aabb,aabb四种,只有AaBb基因型的个体才能合成紫色素,故C对。Aabb的植株自交后代可能发生性状分离。故D错。
【答案】 D
【例5】 萝卜的根形是由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定的。现用两个纯合的圆形块根萝卜作亲本进行杂交。F1全为扁形块根。F1自交后代F2中扁形块根、圆形块根、长形块根的比例为9:6:1,则F2扁形块根中杂合子所占的比例为 ( )
A.9/16 B.1/2 C.8/9 D.1/4
【命题意图】 考查基因自由组合定律的知识和理解能力。
【解析】 假如两对等位基因分别用A、a和B、b表示,根据题意可推知扁形块根、圆形块根、长形块根的基因型分别为:A_B_、A_bb和aaB_、aabb,用于杂交的两个纯合的圆形块根萝卜的基因型分别为AAbb和aaBB。扁形块根占F2的概率为3/4 × /3/4=9/16,其中纯合子占F2的概率为14 × /1/4=1/16,因此,F2扁形块根中杂合子所占的比例为8/9。
【答案】 C
【例6】 小麦种皮红粒对白粒为显性,由两对等位基因(R1与r1、R2与r2)控制,符合自由组合定律。现有红粒对白粒纯种亲本杂交,结果如下:
P: 红粒 × 白粒
↓
F1: 红粒
↓ 自交
F2: 红粒 白粒
15/16 : 1/16
种皮红色深浅程度的差异与所具有的决定红色的基因(R1、R2)数目多少有关。含显性基因越多,红色越深,F2的红色子粒可分为深红、红色、中等红、淡红四种。
(1)请写出F2中中等红色小麦的基因型及所占比例: 。
(2)从F2中选出淡红色子粒的品系进行自交,其后代的表现型比例为 。
【命题意图】 考查基因自由组合定律的知识。
【解析】 淡红色子粒基因型为R1r1r2r2 或r1r1R2r2,自交后代的表现型及比例为:中等红:淡红:白=1:2:1
【答案】 (1)R1r1R2r2(或R1R2 r1r2等) 3/8 (2)中等红:淡红:白=1:2:1
【例7】 燕麦的颖色受两对基因控制。已知黑颖(用字母A表示)对黄颖(用字母B表示)为显性,且只要A存在,植株就表现为黑颖。双隐性则出现白颖。现用纯种黄颖与
纯种黑颖杂交,F1全为黑颖,Fl自交产生的F2中,黑颖:黄颖:白颖=12:3:1。请回答下面的问题:
(1)F2的性状分离比说明基因A(d)与B(b)的遗传遵循基因的 定律。F2中白颖的基因型为 ,黄颖占所有非黑颖总数的比例是 。
(2)请用遗传图解的方式表示出题目所述杂交过程(包括亲本、F1及F2各代的基因型和表现型)。
【命题意图】 考查基因自由组合定律的知识。
【解析】 由题可知黄颖的基因型为aaBB或aaBb,由F2的比例可知基因A(a)与B(b)的遗传遵循基因的自由组合规律。
【答案】 (1)自由组合 aabb 3/4
【例8】 遗传学的研究知道,家兔的毛色是受A、a和B、b两对等位基因控制的。其中,基因A决定黑色素的形成;基因B决定黑色素在毛皮内的分布;没有黑色素的存在,就谈不上黑色素的分布。这两对基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者选用野生纯合子的家兔进行了如下图的杂交实验:
P 灰色 × 白色
↓
F1 灰色
↓自交(同代基因型相同的异性个体相交)
F2 灰色 黑色 白色
9 : 3 : 4
请分析上述杂交实验图解,回答下列问题:
(1)控制家兔毛色的两对基因在遗传方式上__________(符合;不完全符合;不符合) 孟德尔遗传定律,其理由是__________________________________。
(2)表现型为灰色的家兔中,基因型最多有__________种;表现型为黑色的家兔中,纯合子基因型为____________________。
(3)在F2表现型为白色的家兔中,与亲本基因型相同的占__________;与亲本基因型不同的个体中,杂合子占____________________。
(4)育种时,常选用某些野生纯合的黑毛家兔与野生纯合的白毛家兔进行杂交,在其后代中,有时可得到灰毛兔,有时得不到灰毛兔,请试用遗传图解说明原因?
(答题要求:写出亲本和杂交后代的基因型和表现型,并试作简要说明)
【命题意图】 考查遗传基本定律的知识和探究性实验的能力。
【解析】 (1)(2)(3)(4)
【答案】 (1)符合 在等位基因分离的同时,位于非同源染色体上的非等位基因发生了自由组合(2分)
(2)4种 AAbb
(3)1/4 2/3
(4)图解1: P AAbb × aabb
黑色 ↓ 白色
F1 Aabb
黑色
说明;如果黑色基因型为AAbb的家兔,与白色基因型为aabb的家兔进行杂交,后代中不会出现灰色兔。
图解2: P AAbb × aaBB
黑色 ↓ 白色
F1 AaBb
灰色
说明:如果黑色基因型为AAbb的家兔,与白色基因型为aaBB的家兔进行杂交,后代中可出现灰色兔。
【例9】 金鱼是鲫鱼的后代,其丰富多彩的体色、婀娜飘逸的鳍条等多种观赏性状大多是人工选择的结果。这些性状有一定经济价值,受到遗传学家的重视。有学者利用紫色和灰色金鱼进行了如下几组实验:
A组:紫色金鱼雌雄交配,后代均为紫色个体;
B组:纯种灰色金鱼与紫色金鱼杂交。无论正交、反交,F1代均为灰色个体;
C组:用B中的F1与紫色金鱼杂交,统计后代中灰色个体为2867个,紫色个体为189个,比例约为15:1。
(1)通过 组实验,可以否定该相对性状只受一对等位基因控制。
(2)B组实验结果可以说明① ;② 。
(3)一条雌性金鱼的眼型表现为异型眼,该异型眼与双亲及周围其他个体的眼型都不同,假如已知该眼型由核内显性基因E控制,则该变异来源最可能是 。
(4)让(3)中的异型眼金鱼与正常眼雄鱼杂交,得到足够多的F1个体,统计发现FI表现型及比例为异型眼雌:异型眼雄:正常眼雌:正常眼雄=1:1:1:1。此结果说明(3)中的异型眼金鱼为 (纯合子、杂合子), (可以确定、无法确定)该基因位于常染色体上。
(5)如果已确定该异型眼金鱼为杂合子,且基因位于常染色体上。请设计一个获得该性状的纯种品系的培育方案(只写出大致的设计思路即可)。
【命题意图】 考查遗传基本定律的知识和探究性实验的能力。
【解析】 (1)根据分离定律可以判断,在相对性状只受一对等位基因控制的情况下,F2性状分离比为3:1;在相对性状受两对等位基因控制的情况下,F2性状分离比为9:3:3:1,但是在两对独立遗传的的非等位基因表达时,有时会因基因之间的相互作用,而使杂交后代的性状分离比偏离9:3:3:1的孟德尔比例,有可能呈现题目中的现象。
(2)依据题干信息“纯种灰色金鱼与紫色金鱼杂交,无论正交、反交,F1代均为灰色个体”, 根据细胞核遗传时,正交和反交的结果一致可知,金鱼的灰色与紫色这对相对性状为细胞核遗传;另外,根据显性性状和隐性性状的概念(具有相对性状的亲本杂交,F1中显现出来的性状称为显性性状,F1中未显现出来的性状称为隐性性状)可判断出灰色性状为显性性状。
(3)生物变异的根本来源是基因突变。
(4)现已知突变型性状(异型眼)为显性(E)。可用析用假设——演绎法来分析和判断异型眼金鱼的基因型及其所在位置。具体分析如下:
①假设异型眼金鱼的基因型为纯合子(EE),突变基因位于常染色体上,则有:♀EE×♂ee→F2:Ee,即F2的雌、雄中均为异型眼,这与题目所呈现的事实不符合,即假设不成立。
②假设异型眼金鱼的基因型为纯合子(EE),突变基因位于X染色体上,则有:♀XEXE×♂XeY→F2:XEXe、XEY,即F2的雌、雄中均为异型眼,这与题目所呈现的事实不符合,即假设不成立。
③假设异型眼金鱼的基因型为杂合子(Ee),突变基因位于常染色体上,则有:♀Ee×♂ee→F2:Ee、ee,即F2的雌、雄中均既有异型眼异、又有正常眼雌,这与题目所呈现的事实符合。
④假设异型眼金鱼的基因型为杂合子(XEXe),突变基因位于X染色体上,则有:♀XEXe×♂XeY→F2:XEXe、XeXe、XEY、XeY,即F2的雌、雄中均既有异型眼异、又有正常眼雌,这与题目所呈现的事实符合。
综合上述分析,可知:可以判断异型眼金鱼的基因型为杂合子,但无法判断突变基因位于基因位于常染色体上还是X染色体上。
(5)在已确定该异型眼金鱼为杂合子,且基因位于常染色体上的情况下,欲获得该性状的纯种品系,可以根据基因分离定律的基本知识设计出培育方案:
让该异型眼金鱼(Ee)与异性正常眼金鱼(ee)杂交获得F1(Ee 、ee);让F1中的异型眼(Ee)雌、雄个体相互交配获得F2(EE、Ee、ee);让F2中异型眼金鱼分别与异性正常眼金鱼(ee)进行测交,根据后代的性状表现,从而选出F2中的纯合雌、雄个体保留为亲本。
【答案】 (1)C
(2)①该性状为细胞核遗传(或该性状不是细胞质遗传)②灰色性状为显性
(3)基因突变
(4)杂合子 无法确定
(5)大致思路:让该鱼与正常鱼杂交获得F1;让F1中的异型眼雌、雄个体相互交配获得F2;通过测交选出F2中的纯合雌、雄个体保留为亲本
1.4 同步专项训练
【专项训练1】 牡丹花的花色种类多种多样,其中白色的是不含花青素,深红色的含花青素最多,花青素含量的多少决定着花瓣颜色的深浅,由两对独立遗传的基因(A和a、B和b)所控制;显性基因A和B可以使花青素量增加,两者增加的量相等,并且可以累加。若一深红色的牡丹同一白色的牡丹杂交,就能得到中等红色的个体,若这些个体自交其子代将出现的花色的种类和比例分别是
A.3种 9:6:1 B.4种 9:3:3:1
C.5种 1:4:6:4:1 D.6种 1:4:3:3:4:1
【命题意图】 考查对自由组合定律的理解及灵活运用能力。
【解析】 由题干叙述可知,中等红色的个体基因型为AaBb,自交后代的基因型及比例为:分别为AABB:AaBB:AABb:AaBb:AAbb :Aabb:aaBB:aaBb:aabb=1:2:2:4:1:2:1:2:1。因显性基因A和B可以使花青素量增加,两者增加的量相等,并且可以累加,所以后代的基因组合会有5种情况,分别为4个显性基因、3个显性基因、2个显性基因、1个显性基因、0个显性基因,共有5种表现型,其比例为1:4:6:4:1。
【答案】 C
【专项训练2】 香豌豆中紫花与白花是一对相对性状,由非同源染色体上的两对基因
共同控制,只有当同时存在两个显性基因(A和B)时,花中的紫色素才合成。下列说法正
确的是
A.AaBb的紫花香豌豆自交,后代中紫花和白花之比为9:7
B.若杂交后代性状分离比为3:5,则亲本基因型只能是AaBb和aaBb
C.紫花香豌豆自交,后代中紫花和白花的比例一定是比3:1
D.白花香豌豆与白花香豌豆相交,后代不可能出现紫花香豌豆
【命题意图】 考查基因自由组合定律的知识和分析解决实际问题的能力。
【解析】 A项正确:基因型为AaBb紫花香豌豆自交,由于Aa×Aa→3/4A_、1/4aa;
Bb×Bb→3/4B_、1/4bb,子代中紫花出现(A_ B_)的概率为:3/4×3/4=9/16;白花出现的概
率为:1-9/16,紫花:白花=9:7。
B项错误:杂交后代性状分离比为3:5,则亲本基因型还可能是AaBb和Aabb(运用对
称思想)。
C项错误:紫花香豌豆的基因型为A_ B_,共有4种,不同基因型紫花香豌豆自交,后
代中紫花和白花出现的情况比较复杂,并不一定是比3:1。
D项错误:基因型A_bb和aaB_白花香豌豆相交,后代有可能出现紫花香豌豆。
【答案】 B
【专项训练3】 在牧草中,白花三叶草有两个稳定遗传的品种,叶片内含氰(HCN)
的和不含氰的。现已研究查明,白花三叶草的叶片内的氰化物是经下列生化途径产生的; 基
因D、H分别决定产氰糖昔酶和氰酸酶的合成,d、h无此功能。现有月个不产氰的品种杂
交,发F1全部产氰。F1自交得F2,F2中有产氰的,也有不产氰的。请回答下列问题:
(1)氰在牧草叶肉细胞的__________(细胞器)中。两个不产氰亲本的基因型是______
和__________,在F2中产氰和不产氟的理论比为___________。
(2)在不产氰叶片提取液中分别加入含氰糖苷或氰酸酶,有可能在提取液中得到氰(可
监测)。请你根据此原理设计实验推断F2中不产氰的植株基因型,写出有关设计思及对F2
中不产氰的植株基因型的推论过程。___________________________________________。
(3)由上述结果可以看出基固与生物性状的关系是______________________________。
【答案】
(1)液泡 DDhh ddHH 9:7
(2)取待检植株的叶片制成提取液,先在提取液中加入含氰糖苷,检测有无氰生成,
若有氰生成,则植株的基因型为ddHH或ddHh。如果无氰生成,则继续在提取液中加入氰
酸酶,若有氰生成则植株的基因型为DDhh或Ddhh,无氰生成则基因型为ddhh。.(或先在
提取液中加入氰酸酶,若在提取液检测到氰,则植株的基因型为DDhh或Ddhh,若无氰生
成,则继续在其中加入含氰糖苷,如果在提取液中能检测到氰,植株的基因型为ddHH或
ddHh,若无氰生成,则植株的基因型为ddhh,强调推论与基因型要对应)
(3)基因通过控制酶的合成控制生物的代谢从而控制生物的性状、有的性状由一对以
上的基因决定
【专项训练4】 某植物正常时是雌雄同株植物,其基因型为A_B_。但基因型aaB_
的
植株为雄株,基因型A_bb、aabb的植株为雌株。现将aabb与AaBb的植株杂交,其后代植
(1)该种植物的性别是由什么决定的?这两对等位基因的遗传遵循什么规律?判断的
依据是什么?
(2)如果要使后代只产生雄株和雌株,需选用何种基因型的亲本杂交?
(3)育种工作者利用基因型为AaBb的正常株,采用单倍体育种方法,获得了正常株、
雌株、雄株三种表现型的纯合子植株(正常株、雌株、雄株性状可用肉眼分辨)。请画出其
培育过程的简要示意图。
(4)要获得该植物转基甲的新品种,其方法之一是:将获取的目的基因与
__________________重组,并导入愈伤组织细胞中,经过培养发育成完整的植株。在培养过
程中,除了所需要的营养成分外,还应当注意添加和调整_________________________两种
激素的比例。
【答案】 ⑴由基因决定的;遵循基因的分离定律和基因的自由组合定律;从测交后代
植株类型及其数目,可推知基因型为AaBb的植株产生了四种不同的配子,且比值接近
1:1:1:1。说明在配子形成过程中,发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合。
⑵杂交亲本的基因型:aabb×aaBb
⑶
AaBb
↓
配子(花粉粒) AB Ab aB ab
组织培养 ↓ ↓ ↓ ↓
单倍体植株幼苗 AB Ab aB ab
秋水仙素处理 ↓ ↓ ↓ ↓
纯合体植株 AABB AAbb aaBB aabb
表现型 正常株 雌株 雄株 雌株
⑷质粒或病毒(运载体)
细胞分裂素和生长素
2 致死作用
2.1 概述
致死作用指某些致死基因的存在使配子或个体死亡。常见致死基因的类型如下:
(1)隐性致死:指隐性基因存在于一对同源染色体上时,对个体有致死作用。如镰刀
型细胞贫血症(HsbHsb)。植物中白化基因(bb),使植物不能形成叶绿素,植物因此不能
进行光合作用而死亡;正常植物的基因型为BB或Bb。
(2)显性致死:指显性基因具有致死作用,通常为显性纯合致死。如人的神经胶质症
(皮肤畸形生长,智力严重缺陷,出现多发性肿瘤等症状)。
(3)配子致死:指致死基因在配子时期发生作用,从而不能形成有活力的配子的现象。
(4)合子致死:指致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用,从而不能形成活的幼体
或个体早夭的现象。
2.2 高考名题赏析
【题1】 (2010山东理综,26)100年来,果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备
受重视。请根据以下信息回答问题:
(1)黑体残翅果蝇与灰体长翅果蝇杂交,F1全为灰体长翅。用F1雄果蝇进行测交,
测交后代只出现灰体长翅200只、黑体残翅198只。如果用横线(_____)表示相关染色体,
用A.a和B.b分别表示体色和翅型的基因,用点()表示基因位置,亲本雌雄果蝇的基
因型可分别图示为_____和_____。F1雄果蝇产生的配子的基因组成图示为_____。
(2)卷刚毛弯翅果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交,在F1中所有雄果蝇都是直刚毛直翅,所有雄果蝇都是卷刚毛直翅。控制刚毛和翅型的基因分别位于_____和_____染色体上(如
果在性染色体上,请确定出X或Y),判断前者的理由是______。控制刚毛和翅型的基因
分别用D.d和E、e表示,F1雌雄果蝇的基因型分别为_____和_____。F1雌雄果蝇互交,
F2中直刚毛弯翅果蝇占得比例是______。
(3)假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死),无其他性状效应。根据
隐性纯合体的死亡率,隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶
然受到了X射线辐射,为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变,请设
计杂交实验并预测最终实验结果。
实验步骤:①____________________;
②____________________;
③____________________。
结果预测:I如果________________,则X染色体上发生了完全致死突变;
II如果_______________,则X染色体上发生了不完全致死突变;
III如果_______________,则X染色体上没有发生隐性致死突变。
(2)根据F1中刚毛性状可以判断,控制该性状的基因位于性染色体上,因为该性状的
某一表现在雌雄个体中比例不同。又因为子代中雌果蝇的刚毛性状与亲代中的雄果蝇相同,
雄果蝇的刚毛性状与亲代中的雌果蝇相同,所以可判断该基因位于X染色体上。控制翅形
的基因位于常染色体上,因为F1雌雄果蝇表现型相同。根据提干信息可以判断F1雌雄果蝇
的基因型分别是EeXDXd 、EeXdY,F2中直刚毛弯翅果蝇占的比例=1/2×1/4=1/8。
(3)为了探究该果蝇的致死突变情况,可以选择该果蝇与正常雌果蝇杂交,得F1,再
用F1互交(或F1雌蝇与正常雄蝇杂交),最后F2中雄蝇所占比例(或统计F2中雌雄蝇所
占比例)。根据具体情况做出结果预测。因为题中已经交代了该突变基因位于X染色体上,
设该隐性基因用f表示。若没有发生隐性致死突变,则F2中雌雄比例为1:1;若发生完全
致死突变,则F2中雌:雄=2:1;若发生不完全致死突变,则F2中雌:雄在1:1~2:1之
间。
【题2】 (2009年四川,31)大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验:
(1)大豆子叶颜色(BB表现深绿;Bb表现浅绿;bb呈黄色,幼苗阶段死亡)和花叶
①组合一中父本的基因型是_____________,组合二中父本的基因型是
_______________。
②用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交,在F2的成熟植株中,表现型的种类有
_____________________________________________,其比例为_____________。
③用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F1,F1随机交配得到的F2成熟群体中,B基因的
基因频率为________________。
④将表中F1的子叶浅绿抗病植株的花粉培养成单倍体植株,再将这些植株的叶肉细胞
制成不同的原生质体。如要得到子叶深绿抗病植株,需要用_________________基因型的原
生质体进行融合。
⑤请选用表中植物材料设计一个杂交育种方案,要求在最短的时间内选育出纯合的子叶
深绿抗病大豆材料。
(2)有人试图利用细菌的抗病毒基因对不抗病大豆进行遗传改良,以获得抗病大豆品
种。
①构建含外源抗病毒基因的重组DNA分子时,使用的酶有______________________。
②判断转基因大豆遗传改良成功的标准是__________________________________,具体
的检测方法________________________________________________________。
(3)有人发现了一种受细胞质基因控制的大豆芽黄突变体(其幼苗叶片明显黄化,长
大后与正常绿色植株无差异)。请你以该芽黄突变体和正常绿色植株为材料,用杂交实验的
方法,验证芽黄性状属于细胞质遗传。(要求:用遗传图解表示)
【解析】 本题考查的知识点如下:
1.亲子代基因的判断及比例概率的计算
2.育种方案的设计
3.基因工程的相关问题
4.实验设计验证问题
1.亲子代基因的判断及比例概率的计算
第①题中有表格中提供的杂交的结果以及题目中关于性状基因的描述,不难推断出组合
一中父本的基因型是BbRR,组合二中父本的基因型是BbRr;第②题,表中F1的子叶浅绿
抗病(BbRr)植株自交
结果如下:B_R_ ——其中有3/16BBR_(深绿抗病)和3/8BbR_ (浅绿抗病)
B_rr ——其中有1/16BBrr(深绿不抗病)和1/8Bbrr(浅绿不抗病)
bbR_ (死)
bbrr(死)
所以出现了子叶深绿抗病:子叶深绿不抗病:子叶浅绿抗病:子叶浅绿不抗病 3:1:6:
2 的性状分离比; 第③题中 BB×Bb
1/2BB 1/2Bb
随机交配的结果如下:1/2BB×
1/2BB 1/4BB
1/2Bb×1/2B b 1/16BB 1/8Bb 1/16bb(死)
1/2BB(♀)×1/2Bb(♂) 1/8BB 1/8Bb
1/2BB(♂)×1/2Bb(♀) 1/8BB 1/8Bb
所以后代中F2成熟群体中有9/16BB 6/16Bb (1/16bb死),即二者的比值为3:2
所以在成活的个体中有3/5BB 、2/5Bb,计算B基因频率=3/5+2/5×1/2=4/5=80%;
2.育种方案的设计
第④题中欲获得子叶深绿抗病(BBR_)植株,则需要BR与BR、BR与Br 的单倍体
植株的原生质体融合;第⑤题考察了杂交育种方案的设计,要求选用表中植物材料设计获得
BBRR的植株,最短的时间内可用组合一的父本植株自交,在子代中选出子叶深绿类型即为
纯合的子叶深绿抗病大豆材料。
3.基因工程的相关问题
第(2)题中考察了基因工程用到的工具酶,以及目的基因是否表达的检测问题。在基
因工程中用到的酶有限制性内切酶和DNA连接酶 欲检测目的基因是否表达可用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株,观察比较植株的
抗病性
4.实验设计验证问题
本题要求验证芽黄性状属于细胞质遗传,首先明确细胞质遗传属于母系遗传,即如果母
本出现芽黄性状,则子代全出现芽黄性状,这样可以通过芽黄突变体和正常绿色植株进行正
反交实验来验证芽黄性状属于细胞质遗传。
【答案】 (1) ①BbRR BbRr
②子叶深绿抗病:子叶深绿不抗病:子叶浅绿抗病:子叶浅绿不抗病 3:1:6:2
③80%
④BR与BR、BR与Br
⑤用组合一的父本植株自交,在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深
绿抗病大豆材料。
(2)①限制性内切酶和DNA连接酶
②培育的植株具有病毒抗体
用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株,观察比较植株的抗病性
(3)
【题3】 (2008年北京理综,4)无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状,按基因的分离定律遗传。为了选育纯种的无尾猫,让无尾猫自交多代,但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫,其余均为无尾猫。由此推断正确的是
A.猫的有尾性状是由显性基因控制的
B.自交后代出现有尾猫是基因突变所致
C.自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子
D.无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2
【命题意图】 考查基因的分离定律在生产和生活上的应用及分析推理能力。
【解析】 无尾猫自交后代有两种表现型,即无尾猫和有尾猫,因此可判断出猫的无尾性状是由显性基因控制的,A项错误。后代出现有尾猫是性状分离的结果,B项错误。假设无尾和有尾是由一对等位基因(A、a)控制, 无尾猫自交多代,但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫,其余均为无尾猫,说明显性纯合致死,因此自交后代无尾猫中只有杂合子,C项错误。无尾猫(Aa)与有尾猫(aa)杂交后代中: 1/2 为Aa(无尾),1/2 为aa(有尾),D项正确。
【答案】 D
【题4】 (2004年全国理综II,30)在一些性状的遗传中,具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育,导致后代中不存在该基因型的个体,从而使性状的分离比例发生变化。小鼠毛色的遗传就是一个例子。
一个研究小组,经大量重复实验,在小鼠毛色遗传的研究中发现:
A、黑色鼠与黑色鼠杂交,后代全为黑色鼠
B、黄色鼠与黄色鼠杂交,后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为2:1
C、黄色鼠与黑色鼠杂交,后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为1:1
根据上述实验结果,回答下列问题:(控制毛色的显性基因用A表示,隐性基因用a表示)
(1)黄色鼠的基因型是___________,黑色鼠的基因型是___________。
(2)推测不能完成胚胎发育的合子的基因型是___________。
(3)写出上述B、C两个杂交组合的遗传图解。
【命题意图】 考查基因分离定律及解决实际问题的能力。
【解析】 根据黄色鼠与黄色鼠杂交后代出现既有黄色鼠又有黑色鼠的性状分离现象可推出:亲代的黄色鼠均为杂合子,黄色对黑色为显性性状。又根据后代中黄色与黑色的比例为2:1可知:基因型为AA的合子不能完成胚胎发育,黄色鼠的基因型为Aa。
【答案】 (1)Aa;aa (2)AA (3)如下图:
B、 Aa × Aa
黄色 ↓ 黄色
1AA : 2Aa : 1aa
黄色 黑色
C、 Aa × aa
黄色 ↓ 黑色
1Aa : 1aa
黄色 黑色
2.3 典例剖析
【例1】 某种鼠中,黄鼠基因A对灰鼠基因a为显性,短尾基因B对长尾基因b为显性,且基因A或b在纯合时使胚胎致死,这两对基因是独立遗传的。现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配,理论上所生的子代表现型比例为
A.2:1 B.9:3:3:1 C.4:2:2:1 D.1:1:1:1
【命题意图】 考查基因的自由组合定律及分析推理能力。
【解析】 可采用分解相乘的思想,即先单独分析,再按照乘法定律综合考虑。单独分析:杂合的黄色鼠交配,基因型为AA的受精卵,因胚胎致死而不能存活,结果子代鼠中,黄鼠(Aa)与灰鼠(aa)的比例为2:1;杂合的短尾鼠交配,基因型为bb的受精卵,因胚胎致死而不能存活,结果子代鼠中只有短尾鼠(BB、Bb)能够存活。综合考虑:子代鼠中黄色短尾鼠: 灰色短尾鼠= 2:1。
【答案】 A
【例2】 (2008许昌、新乡、平顶山模拟)剪秋罗是雌雄异体的高等植物,有宽叶(B)和窄叶(b)两种类型,控制这两种性状的基因只位于X染色体上。研究发现基因(b)可使花粉致死。请选择合适的亲本,进行一次杂交,使杂交后代只有雄株,且宽叶和窄叶的个体数量相等(只要求写出遗传图解)。
【命题意图】 考查X隐性遗传的知识及理解问题的能力、分析推理能力、正确使用图解表达生物学事实的能力。
【解析】 解题思路可用逆向思维的方式。后代只有雄株,则其父本的基因型为XbY;若子代雄株宽窄叶各一半,说明母本提供的配子基因型为XB、Xb,比例为1:1,则母本的基因型为XBXb。可用遗传图解表示如下:
答案一: P XBXb × XbY
宽叶雌株 ↓ 窄叶雄株
F1 XBY XbY
宽叶雄株 窄叶雄株
1 : 1
答案二: P 宽叶雌株 窄叶雄株
XBXb × XbY
配子 XB Xb Xb(致死) Y
XB Y Xb Y
F1 宽叶雄株 窄叶雄株
1 : 1
【答案】 见解析。
【例3】 某种雌雄异株的植物有宽叶和窄叶两种类型,宽叶由显性基因B控制,窄叶由隐性基因b控制,B和b均位于X染色体上。基因b使雄配子致死。请回答:
(1)若后代全为宽叶雄性个体,则其亲本基因型为___________。
(2)若后代全为宽叶,雌雄植株各半时,则其亲本基因型为___________。
(3)若后代全为雄株,宽叶和窄叶个体各半时,则其亲本基因型为___________。
(4)若后代性别比例为1:1,宽叶个体占3/4,则其亲本基因型为___________。
【命题意图】 考查X隐性遗传的知识及分析推理能力,属于应用层次。
【解析】 (1)子代宽叶雄株的基因型为XBY,所以其母本提供的配子的基因型必然均是XB,即该母本的基因型XBXB。因为子代全为雄性,所以父本只提供含Y的雄配子。由此推测父本提供的X配子必然全为致死的Xb,所以父本的基因型为XbY。可用遗传图解表示如下:
P 宽叶雌株 窄叶雄株
XBXB × XbY
↓
配子 XB Xb(致死) Y
X Y B
F1 宽叶雄株
1
(2)若后代有雌株出现,则父本的基因型为XBY;后代中雄株均为宽叶,即母本提供的都是XB的配子,所以母本的基因型为XBXB。可用遗传图解表示如下:
P XBXB × XBY
宽叶雌株 ↓ 宽叶雄株
F1 XBXB XBY
宽叶雌株 宽叶雄株
1 : 1
(3)若后代全为雄株,其父本的基因型为XbY;若子代雄株宽窄叶各一半,说明母本
、提供的配子基因型为XB、Xb,比例为1:1。由此推出母本的基因型为XBXb。可用遗传图解
表示如下:
P XBXb × XbY
宽叶雌株 ↓ 窄叶雄株
F1 XBY XbY
宽叶雄株 窄叶雄株
1 : 1
(4)后代有雌株出现,父本的基因型为XBY,则其子代雌性中全部个体为宽叶(占全部子代数的1/2);若使子代的雄性个体既有宽叶,又有窄叶,其母本的基因型必然为XBXb。可用遗传图解表示如下:
P XBXb × XBY
宽叶雌株 宽叶雄株
↓
F1 XB XB XB Xb XB Y Xb Y
宽叶雌株 宽叶雌株 宽叶雄株 窄叶雄株
3 : 1
【答案】 (1)XBXB、XbY(2)XBXB、XBY(3)XBXb、XbY(4)XBXb、XBY
2.4 同步专项训练
【专项训练1】 某动物学家饲养的一种老鼠,黄色皮毛不能纯种传代,而灰色皮毛能纯种传代,且有:黄×黄→2黄:1灰,灰×灰→灰,则决定此种老鼠黄色皮毛的基因是
A.X染色体上的显性基因 B.X染色体上的隐性基因
C.常染色体上的显性基因 D.常染色体上的隐性基因
【答案】 C
【专项训练2】 鼠的毛色和尾长短都属于完全显性,分别由两对常染色体上的两对基因(A、a和B、b)控制,其中一对基因具有纯合胚胎致死效应。现用黄色长尾鼠与黄色长尾鼠交配,F1的表现型为黄色长尾和灰色长尾,比例为2:l,灰色短尾鼠与灰色短尾鼠交配,
Fl的表现型为灰色短尾和灰色长尾,比例为3:l。分析并回答下列问题:
(1)鼠的这两对相对性状中显性性状为 和 。
(2)鼠控制 (毛色、尾长短)的基因具有 (显性、隐性)纯合胚胎致死效应。
(3)若用基因型为。AaBb的雌雄鼠杂交,子代个体的表现型及其比例是
。
(4)若用黄色长尾雄鼠与一雌鼠杂交,Fl胚胎无致死,且个体表现型有黄色短尾、黄色长尾、灰色短尾、灰色长尾,则母本的基因型为 。
【答案】 (1)黄色 短尾 (2)毛色 显性 (3)黄色短尾:黄色长尾:灰色短尾:灰色长尾=6:2:3:1 (4)aaBb
【专项训练3】 小鼠毛色的黄与灰、尾形的弯曲与正常各为一对相对性状,分别由等位基因R、r和T、t控制。在毛色遗传中,具有某种纯合基因型的合子不能完成胚胎发育。从鼠群中选择多只基因型相同的雌鼠作母本,多只基因型相同的雄鼠作父本,杂交所得F1
①控制毛色的基因在 染色体上,不能完成胚胎发育的合子的基因型是 。 ②父本的基因型是 ,母本的基因型是 。
③让F1代的全部黄毛尾正常雄鼠与黄毛尾弯曲雌鼠杂交,F2代中灰毛鼠弯曲雌鼠占的比例为 。
④若F1代出现了一只正常尾雌鼠,欲通过杂交实验探究这只雌鼠是否是基因突变的结果还是由环境因素引起的,写出能达到这一目的的杂交亲本,并做出相应的实验结果预期。
亲本组合: 。
预期实验结果:
i.若是由基因突变导致,则杂交后代的表现为; ii.若是由环境因素导致,则杂交后代的表现为
【答案】 ①常 RR ②RrXTY RrXTXt ③1/8
④有两种方案:有两种方案,答任何一种均可,但前后要对应
方案一:尾正常雌尾 尾弯曲雄尾
i.后代雌鼠全为弯曲尾,雄鼠全为正常尾
ii后代雄鼠出现完全尾
方案二:尾正常雌鼠 尾正常雄鼠
i后代全为正常尾
ii后代出现弯曲尾
【专项训练4】 一个雌果蝇的后代中,雄性个体仅为雌性个体的一半,下列解释正确的是
A.雄果蝇产生的含Y染色体的精子是只含X染色体的一半
B.形成受精卵时,参与形成受精卵的Y精子少
C.在果蝇的X染色体上有一个显性致死基因
D.在果蝇的X染色体上有一个隐性致死基因
【解析】 在果蝇产生的精子中,含有Y染色体的精子与含有X染色体的精子之比为1:1;在受精作用的过程中,含有Y染色体的精子、含有X染色体的精子与卵细胞结合的机会是相等的(或随机的)。若X染色体上有一个显性致死,则含有该基因的亲本就不能成
活,无所谓产生后代;若X染色体上有一个隐性致死基因,则该双亲的基因型为XAXa和XAY,其后代中只有XaY的个体不能成活,在这种情况下,后代中的雄性个体仅为雌性个体的一半。
【答案】 D
3 从性遗传
3.1 概述
从性遗传指某些常染色体上的基因控制的性状表达时代,杂合子表现型从属于性别的现象。常见的从性遗传现象有人类秃头性状的遗传、绵羊的有角和无角等。
3.2 典例剖析
【例1】 在人类中,男人的秃头为显性,女人秃头为隐性。现有一非秃头女子,其妹妹秃头,弟弟非秃头,与一个父亲非秃头的秃头男子婚配,则他们婚后生一个秃头子女的概率是___________。
【命题意图】 考查对特殊遗传现象的理解能力和相关的生物学计算能力。
【解析】 人类秃头是常染色体上的基因S控制的一种比较特殊的遗传现象。在男性表现为显性(SS,Ss秃头,),而女性只有在显性纯合时(SS)才秃头,女性不秃头则包括基因型为Ss、ss两种情况。了解题干中暗含的这层意思是影响解题的关键因素。
(1)推导双亲基因型。
据题意知:男子的基因型为Ss;女子的基因型为2/3Ss或1/3ss(该女子非秃头,必含有s基因,据“其妹妹秃头,弟弟非秃头”推知其父母的基因型均为Ss,则不难推知“该女子非秃头”的基因型是:2/3Ss或1/3ss)
(2)概率计算。
①若基因型为Ss的男子与基因型为2/3Ss的女性婚配,则后代子女中秃头的情况为: P男秃=2/3×3/4×1/2=3/12
P女秃=2/3×1/4×1/2=1/12
②若基因型为Ss的男子与基因型为1/3ss的女性婚配,则后代子女中秃头的情况为: P男秃=1/3×1/2×1/2=1/12
P女秃=1/3×0×1/2=0
综合①②,则他们婚后生一个秃头子女的概率是:P秃头=3/12+1/12+1/12=5/12
【答案】 5/12
【例2】 绵羊的有角(H)对无角(h)是显性,白毛(B)对黑毛(b)为显性,两对基因分别位于两对常染色体上。其中羊角的基因型为杂合子(Hh)时,雌羊无角,雄羊有角。现让一只有角黑毛公羊与多只基因型相同的无角白毛母羊交配,产生足够多的子代。子代雄羊中有角与无角各一半,白毛与黑毛各一半;子代雌羊全部为无角羊,白毛与黑毛各一半。请回答:
(1)推断双亲的基因型:______________________。
(2)从上述子代中挑选出一只有角白毛公羊与多只基因型为Hhbb母羊交配,产生足够多的子代,用遗传图解表示子代雌雄个体表现型及比例。
【命题意图】 考查自由组合定律的知识和应用能力。
【解析】 根据题意可知,(1)这只有角黑毛公羊(H_bb)无角白毛母羊(_hB_)交配,子代雄羊中出现无角半,雌羊全部为无角羊,且雌雄羊中白毛与黑毛各一半子代,则父本基因型为Hhbb,母本基因型为hhBb。(2)由父本和母本基因型可知,从子代中挑选出的这只有角白毛公羊基因型为HhBb,它与基因型为Hhbb母羊交配,遗传图解如下:
P ♀Hhbb × ♂HhBb
↓
F1 1/8 HHBb 1/8HHbb 2/8HhBb 2/8Hhbb 1/8hhBb 1/8hhbb
雄性子代:有角白毛:有角黑毛:无角白毛:无角黑毛=3:3:1:1
雌性子代:有角白毛:有角黑毛:无角白毛:无角黑毛=1:1:3:3
【答案】 (1)父本:Hhbb;母本:hhBb
(2)雄性子代:有角白毛:有角黑毛:无角白毛:无角黑毛=3:3:1:1
雌性子代:有角白毛:有角黑毛:无角白毛:无角黑毛=1:1:3:3
【例3】 绵羊伴性遗传的基因位于X或Y染色体上,从性遗传的基因位于常染色体上,从性遗传是指常染色体上的基因所控制的性状在表现型上受个体性别影响的现象。
绵羊的有角和无角受一对等位基因控制,有角基因H为显性,无角基因h为隐性,一只有角公羊与一只无角母羊交配,生产多胎,所生小羊中,凡公羊性成熟后都表现为有角,凡母羊性成熟后都表现为无角。
(1)根据以上事实,说明是否为伴X遗传并说明理由;
(2)在上述事实的基础上,写出确定绵羊有角性状的遗传方式的方案,说明推理过程。
【信息解读】 从性遗传是指常染色体上的基因所控制的性状在表现型上受个体性别影响的现象。如人类秃头是常染色体上的基因S控制的一种特殊的遗传现象。在男性表现为显性(SS,Ss秃头),而女性只有在显性纯合时(SS)才秃头,杂合子(Ss)则不秃头。
在解题时要充分依据上述信息进行分析和推理。
【命题意图】 考查分离定律的知识和理解能力、分析推理能力、变通思维能力、实验与探究能力等。
【解析】
遗传方式 遗传特点
从性遗传 杂合子仅在雄性中表现,在雌性中不表现。
X染色体显性遗传 女性患者多于男性患者;父患女比患
X染色体隐性遗传 交叉遗传,男性患者多于女性患者;母患子比患
Y染色体遗传 父传子,子传孙,子子孙孙无穷尽
(1)可运用反证法进行分析和推理。
假如有角性状为伴X染色体遗传,则有XHY×XhXh→XHXh、XhY,即后代公羊应全部表现为无角,后代母羊应全部表现为有角,与题目所提供的事实不符。也就是说,绵羊的有角和无角不是伴X遗传。
(2)可运用假设演绎法进行分析和推理。
方案一、让有角公羊与多只无角母羊交配,观察后代小羊性成熟后的表现。
假设为伴Y染色体遗传,则后代中的公羊全部有角;假设为从性遗传,则后代公羊与母羊中均有有角、无角出现(或者后代中有有有角母羊出现)。
答案可描述为:若后代出现有角母羊,则可确定为从性遗传;若后代公羊全部有角,母羊全部无角,则说明是伴Y染色体遗传
方案一:选择无角公羊与多只无角母羊交配,观察后代小羊性状成熟后的表现。
假设为伴Y染色体遗传,则后代中的公羊全部无角;假设为从性遗传(公羊基因型为hh,母羊基因型为Hh、hh),则后代中有有角公羊出现。
答案可描述为:若杂交后代出现有角性状(公羊),则表明是从性遗传;若大量杂交后代均未出现有角(公羊)性状,则为伴Y染色体遗传
【答案】 (1)没有(1分)因为有角性状为显性性状,若为伴X染色体遗传,后代公羊应全部表现为无角,后代母羊应全部表现为有角,与上述事实不符(1分)
(2)方案一:选择无角公羊与多只母羊交配,观察后代小羊性状成熟后的表现。(4分)
推理过程:若杂交后代出现有角羊,则表明不是伴Y染色体遗传,即从性遗传,若大量杂交后代未出现有角性状,则为伴Y染色体遗传
方案二:选多只有角公羊,分别与多只无角母羊交配,观察后代小羊性成熟后的表现。(4分)
推理过程:若后代出现无角公羊,则可确定不是伴Y染色体遗传,即为从性遗传;若后代公羊全部有角,母羊全部无角,则说明是伴Y染色体遗传
4 性染色体畸变
4.1 概述
一般指由于个别性染色体的增加或减少,破坏了性染色体和常染色体之间的平衡,从而影响后的性别表现。
4.2 典例剖析
【例1】 雌果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞过程中常常发生同源染色体不分开
为探究果蝇控制眼色的基因是否位于性染色体上,著名的遗传学家摩尔根(T.H.Morgan)做了下列杂交实验。让白眼雄果蝇和红眼雌果蝇交配时,后代全部是红眼果蝇;让白眼雌果蝇和红眼雄果蝇交配时,子代雄性果蝇全是白眼的,雌性果蝇全是红眼的。
他的学生Bridges用白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配,子代大多数雄果蝇都是白眼,雌果蝇都是红眼,但有少数例外,大约每2000个子代个体中,有一个白眼雌蝇或红眼雄蝇,该红眼雄蝇不育。(排除基因突变)
(1)请用遗传图解解释Morgan的实验结果(设有关基因为B.b)。
(2)请用相应的文字和遗传图解(棋盘法),解释Bridges实验中为什么会出现例外。
(3)利用Bridges实验中获得的果蝇作实验材料,根据下列实验药品和用具,设计一个实验验证:你对Bridges实验中出现例外的解释是正确的。只要求写出实验思路,不要求写出每种药品和用具如何使用,并预测结果,得出结论。
实验药品和用具:显微镜,盖玻片,载玻片,镊子,解剖器,醋酸洋红染液,卡诺氏固定液(使染色体形态固定),培养皿,量筒,滴管等。
提示:专业技术人员在光学显微镜下,可以根据染色体的不同形态分辨出其是性染色体还是常染色体。
【答案】 (1)基因型为XrXr白眼雌果蝇在减数分裂形成卵细胞的过程中,少数的初级卵母细胞中的两条X染色体不分离,或少数的次级卵母细胞在减数第二次分裂过程中,
姐妹染色单体没有正常分离,结果形成了含有XrXr和不含X染色体的卵细胞,它们与正常精子结合,产生了基因型为的XrXrY和XR0的果蝇。 (2)雄 雌 红眼雌果蝇、白眼雄果蝇、白眼雌果蝇 (3)XRXr 和XRXrY XrY和XrYY
(4)P XrXrY × XrY
白眼雌果蝇 ↓ 白眼雄果蝇
F1 XrY XrYY XrXr XrXrY
白眼雄果蝇 白眼雄果蝇 白眼雌果蝇 白眼雌果蝇
【命题意图】 考查减数分裂、性别决定、伴性遗传的知识和分析推理能力等。
【解析】 (1)正常情况下,基因型为XrXr白眼雌果蝇所产生的卵细胞为Xr,基因型为XRY的红眼雄果蝇所产生的精子为XR、Y。受精后,子代的基因型和表现型分别是:XRXr(红眼雌果蝇)和XrY(白眼雄果蝇)。但在异常情况下,基因型为XrXr白眼雌果蝇在减数分裂形成卵细胞的过程中,少数的初级卵母细胞中的两条X染色体不分离,或少数的次级卵母细胞在减数第二次分裂过程中,姐妹染色单体没有正常分离,结果形成了含有XrXr和不含X染色体的卵细胞,它们与正常精子结合,产生了基因型为的XrXrY和XR0的果蝇。
可用遗传图解表示为:
P XrXr × XRY
白眼雌果蝇 红眼雄果蝇
↓ ↓
配子 XrXr Xr 0 XR Y
F1 XRXr XrY X
X
Y XR0 Rrr红眼雌性 白眼雄性 白眼雌性 红眼雌性
不育 胚胎致死
(2)果蝇是XY性别决定,正常情况下,雌果蝇中的X染色体,既可传给雄性后代,又可传给雌性后代;雄果蝇中的X染色体只可传给雌性后代,Y染色体传给雄性后代。F1中白眼雄果蝇的X染色体来自亲本中的雌果蝇,并将其传给F2中的红眼雌果蝇、白眼雄果蝇和白眼雌果蝇。
(3)通过遗传图解分析可知,F2中红眼雌果蝇的基因型是XRXr 和XRXrY ,白眼雄果蝇的基因型是XrY和XrYY。
F1 XrXr Y × XRY
白眼雌果蝇 红眼雄果蝇
↓ ↓
配子 XrXr Xr Xr Y Y XR Y
F2 RrRr XRY XrY XrYY XrXrY Rrr红眼雌性 红眼雄性 白眼雄性 白眼雌性 胚胎致死
(4)分析如下:
P XrXrY × XrY
白眼雌果蝇 ↓ 白眼雄果蝇
配子 XrXr Xr Xr Y Y Xr Y
F1 XrY XrYY
XrXr XrXrY XrXrXr YY
白眼雄性 白眼雄性 白眼雌性 白眼雌性 胚胎致死
【点拨】 解答减数分裂过程的“差错”问题时,理清减数分裂的脉络是关键。减数分裂的过程可简单表示为“两个分离”,即:第一次分裂时同源染色体的分裂和第二次分裂时染色单体的分离。做题时,如果能够画出简单示意图,此类问题就可迎刃而解。
【说明】 由于这类题目过难,在高考试题中出现的概率极低。但也是平时训练思维能力的佳题。师生可将此类问题,详细地进行分析、总结,确实实现举一反三的效果。
5 不完全显性
具有相对性状的亲本杂交后,F1显现中间类型的现象。例如紫茉莉的花色,纯合白花和红花杂交,子代表现为粉红色。如柴茉莉红花品系和白花品杂交,F1代即不是红花,也不是白花,而是粉红色花,F1自交产生的F2代有三种表型,红花,粉红花和白花,其比例为1:2:1。
另如,红白金鱼草的花色(红花、白花、粉红)也是不完全显性;金鱼中的透明金鱼(TT) × 普通金鱼(tt)→ F1 半透明(五花鱼)F1自交→F2 1/4透明金鱼 、2/4半透明、 1/4普通金鱼。
在平时的练习中,也会遇到如小麦高产(AA)、中产(Aa)、低产(aa)的类似问题。