高考生物一轮复习大题加固练二遗传规律与伴性遗传综合题解析

高考生物一轮复习大题加固练二遗传规律与伴性遗传综合题解析

大题加固练(二)　遗传规律与伴性遗传综合题 ‎1．中国女科学家屠呦呦因发现抗疟药青蒿素而获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖。为获得青蒿素高产植株，科学家做了大量实验。已知黄花蒿茎的形状有圆柱形和菱形两种，由一对等位基因A、a控制；茎的颜色有青色、红色和紫色三种，由两对等位基因B、b和C、c控制；这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。研究表明，相同种植条件下，黄花蒿单株干重圆柱形高于菱形；青蒿素的含量(mg/kg干重)紫秆植株高于红秆植株、红秆植株高于青秆植株。请回答下列相关问题：‎ ‎(1)孟德尔运用________法，归纳出了遗传学两大定律，为杂交实验提供了理论基础。‎ ‎(2)若将一青秆植株和一红秆植株杂交，F1全为青秆，F1自交，得到的F2中有青秆124株、红秆31株、紫秆10株，则亲本青秆和红秆植株的基因型分别是_____，F2青秆植株中能稳定遗传的个体占________。‎ ‎(3)若上述F1各种茎色植株中均有圆柱形茎和菱形茎的植株，则单株青蒿素产量最高的植株表现型是________。为了确定F2中该表现型的植株中是否存在不能稳定遗传的个体，最简单的方法是_______________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ 解析：(1)孟德尔运用假说—演绎法，归纳出了遗传学两大定律。(2)F1全为青秆，F1自交，得到的F2中有青秆124株、红秆31株、紫秆10株，由F2青秆∶红秆∶紫秆＝12∶3∶1(9∶3∶3∶1的变式)可得出，不含B、C基因的双隐性个体为紫秆，F1为双杂合子(BbCc)，因此亲本青秆和红秆植株的基因型分别是BBcc和bbCC或bbCC和BBcc。F2青秆植株基因型为B_C_和B_cc或B_C_和bbC_，因此F2青秆植株能稳定遗传的个体占2/12＝1/6。(3)因为青蒿素的含量紫秆植株高于红秆植株、红秆植株高于青秆植株，因此紫秆植株青蒿素的含量最高，又因为黄花蒿单株干重圆柱形高于菱形，因此单株青蒿素产量最高的植株表现型为圆柱形紫秆，确定F2中的圆柱形紫秆植株中是否存在不能稳定遗传的个体，最简单的方法为自交，即让F2表现型为圆柱形紫秆的植株自交，看后代是否出现菱形茎。‎ 答案：(1)假说—演绎　(2)BBcc和bbCC或bbCC和BBcc　1/6　(3)圆柱形紫秆　让F2中表现型为圆柱形紫秆的植株自交，看后代是否出现菱形茎 ‎2．某种鸟类头顶羽毛的红色和灰色为一对相对性状(由基因A、a控制，红羽为显性性状)。现有两只纯合的亲本杂交情况如下：灰羽父本×红羽母本→F1中雄性全为红羽，雌性全为灰羽。生物兴趣小组同学对该遗传现象进行分析后，在观点上出现了分歧：‎ ‎(1)甲组同学认为顶羽颜色的遗传为伴性遗传，判断的依据：由F1的性状分离情况可以看出，顶羽颜色的遗传与性别相关联。由伴性遗传的定义可知，控制该性状的基因一定位于性染色体上，属于伴性遗传。你认为该观点正确吗，为什么？____________________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙组同学认为是从性遗传，即决定性状的基因在常染色体上，在雌、雄个体中有不同表现型的遗传现象。无论雌雄，AA个体均为红羽，aa个体均为灰羽；但Aa雌性个体为灰羽，Aa雄性个体为红羽。该现象说明基因与____________之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。‎ ‎(3)为确定该基因在染色体上的位置，两组同学采取了相同的杂交实验手段：‎ ‎___________________________________________________________________，‎ 观察并统计后代的表现型及比例。‎ ‎①若__________________，则甲组同学观点正确；‎ ‎②若__________________，则乙组同学观点正确。‎ 解析：(1)关于伴性遗传定义的理解，不要颠倒题设和结论：因为基因在性染色体上，所以位于性染色体上的基因控制的性状的遗传与性别相关联；不是与性别相关联的性状均由位于性染色体上的基因控制。(2)基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物的性状。(3)若想确定该基因是位于性染色体上还是常染色体上，可以让F1中的雌、雄个体相互交配。若基因位于性染色体上，则P：ZaZa×ZAW→F1：ZAZa×ZaW→F2：ZAZa∶ZAW∶ZaZa∶ZaW＝红羽雄性∶红羽雌性∶灰羽雄性∶灰羽雌性＝1∶1∶1∶1；若基因在常染色体上符合从性遗传，则P：AA×aa→F1：Aa(雄性红羽、雌性灰羽)相互交配→F2：1AA∶2Aa∶1aa(雄性中红羽∶灰羽＝3∶1，雌性中红羽∶灰羽＝1∶3)。‎ 答案：(1)不正确，伴性遗传指的是位于性染色体上的基因控制的性状的遗传与性别相关联，而不是与性别相关联的性状均由位于性染色体上的基因控制　(2)基因产物、环境、基因(或“基因产物、环境”，合理均可)　(3)让F1中的雌、雄个体相互交配　①红羽雄性∶红羽雌性∶灰羽雄性∶灰羽雌性＝1∶1∶1∶1　②红羽雄性∶灰羽雄性＝3∶1、红羽雌性∶灰羽雌性＝1∶3‎ ‎3．某自然种群中的雌、雄异株植物为XY型性别决定，该植物的花色(白色、蓝色和紫色)由位于常染色体上的等位基因A、a和X染色体上的等位基因B、b共同控制，其紫花形成的生化途径如图所示。研究者用射线处理雄性紫花植株(纯合子)的花粉并授到雌性蓝花植株上，发现在F1雄性中出现了1株白化植株。‎ ‎(1)镜检表明，F1‎ 雄性中出现了1株白花植株的原因是射线照射导致一条染色体上含有A基因的区段缺失(用O表示缺失的那个基因)。由此可推知亲本中雌性蓝花植株的基因型为________，F1白花植株的基因型为________。‎ ‎(2)用杂交方法也能验证上述变异类型，原理是：虽然一条染色体区段缺失不影响个体生存，但是当两条染色体均缺失相同区段时有致死效应。当杂交后代出现致死效应时，就会出现特殊的性状比例。实验过程为：‎ ‎①选F1雄性白花植物与纯合的雌性蓝花植株杂交，得到种子(F2)；‎ ‎②种植F2，F2雌雄植株杂交，得到种子(F3)；‎ ‎③种植F3并统计花的颜色及比例。当F3植株中蓝花∶白花为________时，即可验证上述变异类型。‎ 解析：(1)根据题中紫花形成的生化途径示意图可知，紫花性状需要A基因和B基因都存在才表现，蓝花性状需要A基因存在同时B基因不存在时才表现，当无A基因时表现为白花。雄性紫花植株(纯合子)基因型为AAXBY，正常情况下能产生AXB和AY两种配子。根据题中信息子代出现1株雄性白花植株的原因是射线照射导致一条染色体上含有A基因的区段缺失，则参与受精的异常配子为OY(O表示缺失的那个基因)，而雌性蓝花植株基因型可能为A_XbXb，只有aXb配子与OY结合才能形成OaXbY个体，从而呈现雄性白花，即亲本中雌性蓝花植株的基因型为AaXbXb。(2)如果结论成立，则F1雄性白花基因型为OaXbY，它与纯合的雌性蓝花植株(AAXbXb)杂交后，因亲本中只含b基因不含B基因，因此后代不可能有B基因，只需要分析A基因即可。这样F2的基因型为AO和Aa，二者随机交配(A的基因频率为2/4、a的基因频率为1/4、O的基因频率为1/4)，后代中OO不存活，存活个体中Oa和aa分别占2/15和1/15，它们表现为白色，其他的占12/15，都呈蓝色，即F3植株中蓝花与白花比例为4∶1。‎ 答案：(1)AaXbXb　OaXbY　(2)4∶1　‎ ‎4．CMT1腓骨肌萎缩症(由基因A、a控制)是一种最常见的外周神经退行性遗传病。有一种鱼鳞病(由基因B、b控制)是由某基因缺失或突变造成微粒体类固醇、硫酸胆固醇和硫酸类固醇合成障碍引起的。为探究两种病的遗传方式，某兴趣小组进行了广泛的社会调查，绘制了甲、乙两个典型家庭的遗传系谱图。请回答下列问题：‎ ‎(1)请你判断，CMT1腓骨肌萎缩症的遗传方式为______________，鱼鳞病最可能的遗传方式为______________。‎ ‎ (2)为了进一步探究鱼鳞病的遗传方式，某兴趣小组请医学院的老师对乙家庭中的Ⅰ3、Ⅰ4和Ⅱ7的鱼鳞病基因进行切割、电泳，得到的基因电泳图如下。‎ ‎①Ⅰ2的基因型为____________；Ⅱ5的基因型为______________。‎ ‎②二孩政策全面放开，Ⅱ2和Ⅱ3想再生一个孩子，他们生一个正常孩子的概率为________。‎ ‎(3)咨询医学院的老师得知，腓骨肌萎缩症群体发病率约为1/2 500，则Ⅱ5与Ⅱ6生一个正常子女的概率为________。受传统观念影响，Ⅱ5和Ⅱ6婚后想生一个男孩，则他们生出正常男孩的概率为________。‎ 解析：(1)根据表现型正常的Ⅰ1和Ⅰ2生有患腓骨肌萎缩症的女儿Ⅱ1可确定，腓骨肌萎缩症为常染色体隐性遗传病；根据双亲Ⅰ3、Ⅰ4，Ⅱ2、Ⅱ3均正常，却都有一个患鱼鳞病的儿子，可推断鱼鳞病最可能为伴X染色体隐性遗传病。(2)根据电泳图谱，Ⅰ3无鱼鳞病致病基因，可确定鱼鳞病为伴X染色体隐性遗传病。①由Ⅰ1和Ⅰ2的表现型及子女的患病情况可推知：Ⅰ1的基因型为AaXBY，Ⅰ2的基因型为AaXBXb。Ⅰ3与Ⅰ4生出一个患两病的Ⅱ7，因此，Ⅰ3的基因型为AaXBY，Ⅰ4的基因型为AaXBXb，因此，对于腓骨肌萎缩症来说，Ⅱ5的基因型为1/3AA或2/3Aa，对于鱼鳞病来说，其基因型为1/2XBXB或1/2XBXb，即Ⅱ5的基因型为AAXBXB或AaXBXB或AAXBXb或AaXBXb。②Ⅲ1是两病都患男性，因此Ⅱ2、Ⅱ3的基因型应为AaXBXb和AaXBY，他们再生一个孩子患腓骨肌萎缩症的概率为1/4，患鱼鳞病的概率为1/4，正常子女的概率为(1－1/4)×(1－1/4)＝9/16。(3)腓骨肌萎缩症群体发病率约为1/2 500，即aa基因型频率为1/2 500，因此a的基因频率为1/50，A的基因频率为49/50，则Ⅱ6基因型为Aa的概率为2×(1/50)×(49/50)/[(49/50)×(49/50)＋2×(1/50)×(49/50)]＝2/51，因此，Ⅱ5、Ⅱ6子女中患腓骨肌萎缩症的概率为(2/3)×(2/51)×(1/4)＝1/153，患鱼鳞病的概率为(1/2)×(1/4)＝1/8，因此，子女正常的概率为(1－1/153)×(1－1/8)＝133/153。如果想生男孩，则患鱼鳞病概率为(1/2)×(1/2)＝1/4，则他们生出正常男孩的概率为(1－1/153)×(1－1/4)＝38/51。‎ 答案：(1)常染色体隐性遗传　伴X染色体隐性遗传　(2)①AaXBXb　AAXBXB或AaXBXB或AAXBXb或AaXBXb　②9/16　(3)133/153　38/51‎ ‎5．以具有正常叶舌的水稻纯系的种子为材料，进行辐射诱变实验。将辐射后的种子单独隔离种植，发现甲、乙两株的后代均可分离出无叶舌突变株，且正常株与无叶舌突变株的分离比均为3∶1。经观察，这些叶舌突变都能真实遗传。请回答：‎ ‎(1)甲和乙的后代均出现3∶1的分离比，表明辐射诱变处理均导致甲、乙中各有________(填“一”“二”或“多”)个基因发生突变。‎ ‎(2)甲株后代中，无叶舌突变基因的频率为________。‎ 将甲株的后代种植在一起，让其随机传粉一代，只收获正常株上所结的种子，若每株的结实率相同，则其中无叶舌突变类型的基因型频率为________。‎ ‎(3)现要研究甲、乙两株叶舌突变是发生在同一对基因上，还是发生在两对基因上，请以上述实验中的甲、乙后代分离出的正常株和无叶舌突变株为实验材料，设计杂交实验并予以判断。‎ ‎①实验设计思路：选取甲、乙后代的________进行单株杂交，统计F1的表现型及比例。‎ ‎②预测实验结果及结论：____________________________________。‎ 解析：(1)已知亲本是纯合的正常叶舌，将辐射诱变后的种子单独隔离种植(自交)，甲、乙两株的后代中，正常株与无叶舌突变株的分离比均为3∶1，说明正常株对无叶舌的突变株是显性，进而说明甲、乙中各有1个基因发生了隐性突变。(2)若与甲株叶舌类型相关的基因用A和a表示，则甲株的基因型为Aa，其后代的基因型及其比例为1/4AA、2/4Aa、1/4aa，所以无叶舌突变基因的频率即a的频率＝纯合子的频率＋1/2杂合子的频率＝[1/4＋(1/2)×(1/2)]×100%＝50%。将甲株的后代种植在一起，让其随机传粉一代，只收获正常株(1/3AA和2/3Aa)上所结的种子，若每株的结实率相同，则其中无叶舌突变类型(aa)的基因型频率为(1/3)×(1/2)＝1/6(正常株母本中产生a配子的概率为1/3，父本中产生a配子的概率为1/2)。(3)①依题意可知：该实验研究的目的是探究甲、乙两株叶舌突变是发生在同一对基因上，还是发生在两对基因上，所选取的实验材料应含有突变基因，因此实验设计思路是：选取甲、乙后代的无叶舌突变株进行单株杂交，统计F1的表现型及比例。②若甲、乙两株叶舌突变是发生在同一对基因上，则甲、乙后代的无叶舌突变株的基因型均为aa，二者杂交后得到的F1全为无叶舌突变株(aa)；若甲、乙两株叶舌突变发生在两对基因上，则甲、乙后代的无叶舌突变株的基因型分别为aaBB和AAbb，二者杂交后得到的F1全为正常植株(AaBb)。(注：B和b表示与乙株叶舌类型相关的基因)‎ 答案：(1)一　(2)50%(或1/2)　16.7%(或1/6)　(3)①无叶舌突变株　②若F1全为无叶舌突变株，则甲、乙两株叶舌突变发生在同一对基因上；若F1全为正常植株，则甲、乙两株叶舌突变发生在两对基因上 ‎6．(2017·山东菏泽模拟)玉米的紫株和绿株由6号染色体上一对等位基因(N、n)控制，正常情况下紫株与绿株杂交，子代均为紫株。育种工作者用X射线照射紫株A后再与绿株杂交，发现子代有紫株732株、绿株2株(绿株B)。为研究绿株B出现的原因，让绿株B与正常纯合的紫株C杂交得到F1，F1再严格自交得到F2，观察F2的表现型及比例，并做相关分析。‎ ‎ (1)假设一：X射线照射紫株A导致其发生了基因突变。基因突变的实质是____________________。如果此假设正确，则F1的基因型为________；F1自交得到的F2中，紫株所占的比例应为________。‎ ‎(2)假设二：X射线照射紫株A导致其6号染色体断裂，含有基因N的片段缺失(注：一条染色体片段缺失不影响个体生存，两条同源染色体缺失相同的片段个体死亡)。如果此假设正确，则绿株B能产生________种配子，F1的表现型为____________；F1自交得到的F2中，紫株所占比例应为__________。‎ ‎(3)上述杂交实验中玉米植株颜色的遗传遵循________________规律。‎ ‎(4)利用细胞学方法可以验证假设二是否正确。操作时最好选择上图中的________(植株)，在显微镜下常对其减数分裂细胞中的染色体进行观察和比较，原因是____________________________________________________________。‎ 解析：(1)假设一：X射线照射紫株A导致其发生了基因突变，基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失和替换，其实质是基因结构的改变。紫株A变异后与绿株(nn)杂交，后代有绿株出现，说明紫株A的基因型为Nn，绿株B的基因型为nn。绿株B(nn)与正常纯合的紫株C(NN)杂交，F1的基因型为Nn；F1自交得到F2，F2中紫株(N_)所占的比例应为3/4。(2)假设二：X射线照射紫株A导致其发生了染色体变异，即绿株B的一条染色体缺失含有基因N的片段，因此其能产生2种配子，一种配子含有基因n，另一种配子6号染色体缺失含N的片段，绿株B与正常纯合的紫株C(NN)杂交，F1有两种基因型(比例相等)：Nn和NO(缺失含N的染色体片段)，均表现为紫株；F1自交得到的F2，由于两条同源染色体缺失相同的片段个体死亡，所以F2中紫株所占比例应为6/7。(3)玉米植株的颜色是受一对等位基因控制的，因此该性状的遗传遵循基因的分离定律。(4)基因突变是点突变，在显微镜下无法观察到，而染色体变异可在显微镜下观察到，所以假设二可以通过细胞学的方法来验证。‎ 答案：(1)基因中碱基对的替换、增添和缺失(基因结构的改变)　Nn　3/4　(2)2　全部为紫株　6/7　(3)基因的分离　(4)绿株B　联会的染色体处于配对状态，可以观察6号染色体是否相同 ‎7．(2017·河北石家庄模拟)果蝇的眼色由两对基因(A、a和B、b)控制，其中B、b仅位于X染色体上。A和B同时存在时果蝇表现为红眼，B存在而A不存在时为粉红眼，其余情况为白眼。‎ ‎(1)B基因的表达需要经过________________两个过程，在后一过程中，需要特异性识别氨基酸的________________作为运载工具。‎ ‎(2)为确定A、a和B、b这两对基因是否遵循自由组合定律，现用纯合粉红眼雄果蝇和纯合红眼雌果蝇杂交得F1，F1雌雄个体交配产生F2，请预期实验结果： ‎ ‎①如果F2雌性表现型及比例为________，雄性表现型及比例为________，则两对基因都位于X染色体上，不遵循自由组合定律。‎ ‎②如果F2雌性表现型及比例为________，雄性表现型及比例为________，则两对基因遵循自由组合定律。‎ ‎(3)如果实验结果与②相同，则果蝇种群中白眼雄果蝇的基因型为________。‎ 解析：(1)基因表达包括转录和翻译；在翻译时tRNA与氨基酸特异性结合，转运氨基酸。‎ ‎(2)‎ 假设情况 P F1‎ F2‎ 都位于X 染色体 XaBY×‎ XABXAB XABXaB、‎ XABY ‎♂1XABY∶1XaBY ‎♀1XABXAB∶1XABXaB 遵循自由 组合定律 aaXBY×‎ AAXBXB AaXBY、‎ AaXBXB ‎♂‎3A_XBY∶1aaXBY ‎♀‎3A_XBXB∶1aaXBXB ‎(3)如果两对基因遵循自由组合定律，雄蝇的基因型有aaXBY(粉红眼)、AaXBY(红眼)、AAXBY(红眼)，aaXbY(白眼)、AaXbY(白眼)、AAXbY(白眼)。‎ 答案：(1)转录和翻译　tRNA ‎(2)①全为红眼　红眼∶粉红眼＝1∶1‎ ‎②红眼∶粉红眼＝3∶1　红眼∶粉红眼＝3∶1‎ ‎(3)aaXbY、AaXbY、AAXbY ‎8．在一个自然果蝇种群中，灰身与黑身为一对相对性状(由A、a控制)；棒眼与红眼为一对相对性状(由B、b控制)。现有两果蝇杂交，得到F1表现型和数目(只)如下表。请据图回答：‎ 灰身棒眼 灰身红眼 黑身棒眼 黑身红眼 雌蝇 ‎156‎ ‎0‎ ‎50‎ ‎0‎ 雄蝇 ‎70‎ ‎82‎ ‎26‎ ‎23‎ ‎(1)该种群中控制灰身与黑身的基因位于________染色体；控制棒眼与红眼的基因位于________染色体。‎ ‎(2)亲代雌雄果蝇的基因型分别为____________、____________。‎ ‎(3)F1中黑身棒眼雌雄果蝇随机交配，F2的表现型及其比例为_________。‎ ‎(4)1915年，遗传学家Bridges发现用红眼雌果蝇与X射线处理过的棒眼雄果蝇进行杂交，总能在某些杂交组合的F1‎ 中发现红眼雌果蝇。该种红眼雌果蝇的出现可能是由于父本发生了基因突变，也可能是父本棒眼果蝇X染色体上缺失了显性基因B。已知没有B或b基因的受精卵是不能发育成新个体的。‎ 请你设计简单的杂交实验检测F1中红眼雌果蝇出现的原因。‎ 杂交方法： _____________。‎ 结果预测及结论：‎ 若子代________________________，则是由于基因突变。‎ 若子代________________________，则是由于父本棒眼果蝇X染色体上缺失了显性基因B。‎ 解析：(1)子代雌蝇中黑身∶灰身＝50∶156≈1∶3，雄蝇中黑身∶灰身＝(26＋23)∶(70＋82)≈1∶3，故控制灰身与黑身的基因位于常染色体。子代雌蝇全是棒眼，雄蝇中棒眼∶红眼＝(70＋26)∶(82＋23)≈1∶1，故控制棒眼与红眼的基因位于X染色体。(2)子代黑身∶灰身≈1∶3，亲本相关基因型为Aa×Aa；子代雌蝇全是棒眼，雄蝇中棒眼∶红眼≈1∶1，亲本相关基因型为XBXb×XBY，故亲本基因型为AaXBXb和AaXBY。(3)F1中黑身棒眼雌果蝇为aaXBXb()、aaXBXB()，黑身棒眼雄果蝇为aaXBY，故有2种杂交组合：①aaXBXb×aaXBY，子代为×(黑身棒眼雌蝇∶黑身棒眼雄蝇∶黑身红眼雄蝇)。②aaXBXB×aaXBY，子代为×(黑身棒眼雌蝇∶黑身棒眼雄蝇)，故F2表现型及其比例为：黑身棒眼雌蝇∶黑身棒眼雄蝇∶黑身红眼雄蝇＝(＋)∶(＋)∶＝4∶3∶1。(4)根据题意用假说—演绎法解决，要探究F1中红眼雌果蝇的出现是由于父本发生了基因突变还是父本棒眼果蝇X染色体缺失了显性基因B，必须让该F1中红眼雌果蝇与棒眼雄蝇杂交，统计子代表现型和比例，作为判断。如果是由于父本基因突变，则该红眼雌果蝇为XbXb，而棒眼雄蝇为XBY，杂交子代为1XBXb∶1XbY，即子代棒眼雌果蝇∶红眼雄果蝇＝1∶1。如果是由于父本棒眼果蝇X染色体缺失，则该红眼雌果蝇为XXb，而棒眼雄蝇为XBY，杂交子代为1XBXb∶1XbY∶1XBX∶1XY(致死)，即子代棒眼雌果蝇∶红眼雄果蝇＝2∶1。‎ 答案：(1)常　X　(2)AaXBXb　AaXBY ‎(3)黑身棒眼雌蝇∶黑身棒眼雄蝇∶黑身红眼雄蝇＝4∶3∶1‎ ‎(4)让F1中红眼雌果蝇与正常棒眼雄果蝇杂交，统计子代表现型及其比例 棒眼雌果蝇∶红眼雄果蝇接近1∶1(或雌果蝇∶雄果蝇数量比接近1∶1)‎ 棒眼雌果蝇∶红眼雄果蝇接近2∶1(或雌果蝇∶雄果蝇数量比接近2∶1)‎