小专题7遗传的基本规律和伴性遗传

小专题7 遗传的基本规律和伴性遗传孟德尔利用“假说—演绎”的方法发现了两大遗传规律。下列对其研究过程的分析,正确的是(D)A.在豌豆杂交、F1自交和测交的实验基础上提出问题假说的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的”C.为了验证所作出的假说是否正确 ,设计并完成了正交和反交实验D.先研究一对相对性状的遗传 ,再研究两对或多对相对性状的遗传解析:测交是为了验证假说是否正确所做的实验 ;假说的核心内容是“F1在产生配子时,成对的遗传因子彼此分离”,基因位于染色体上是由摩尔根等人发现的;验证假说是否正确,需要进行测交实验;先研究一对相对性状的遗传,再研究两对或多对相对性状的遗传。2.(2016·山西太原模拟)西红柿果肉颜色红色和紫色为一对相对性状,红色为显性。用杂合的红果肉西红柿自交获得F1,将F1中表现型为红果肉的西红柿自交得到F2,以下叙述正确的是(C)A.F2中无性状分离B.F2中性状分离比为 3∶1C.F2红果肉个体中杂合子占 2/5D.F2中首先出现能稳定遗传的紫果肉西红柿解析:若控制西红柿果肉颜色红色和紫色的基因分别用 D、d表示,杂合的红果肉西红柿自交获得 F1,将F1中表现型为红果肉的西红柿自交得F2,由于F1中,红果肉西红柿中基因型为 DD的个体占1/3,基因型为Dd的个体占2/3,则F2中基因型为dd的个体占(2/3)×(1/4)=1/6,F 2中性状分离比为 5∶1,其中红果肉个体中纯合子与杂合子比为(1/3+2/3×1/4)∶(2/3×1/2)=3∶2,杂合子占2/5,在F1中即能出现稳定遗传的紫果肉西红柿。3.(2016·河南开封一模)基因A、a和N、n分别控制某种植物的花色和花瓣形状,这两对基因独立遗传,其基因型和表现型的关系如表。一亲本与白色宽花瓣植株杂交,得到F1,对F1进行测交,得到F2,F2的表现型及比例是:粉红中间型花瓣∶粉红宽花瓣∶白色中间型花瓣∶白色宽花瓣=1∶1∶3∶3。该亲本的表现型最可能是(C)A.红色窄花瓣 B.白色中间型花瓣C.粉红窄花瓣 D.粉红中间型花瓣解析:控制该植物花色和花瓣形状的两对基因能独立遗传,所以遵循自由组合定律。根据题意并结合表中数据,F1测交得到F2的基因型及比例为AaNn∶Aann∶aaNn∶aann=1∶1∶3∶3,其中Aa∶aa=1∶3,Nn∶nn=1∶1,所以F1基因型及比例应为AaNn∶aaNn=1∶1,其亲本基因型组合为AaNN×aann,其中白色宽花瓣亲本的基因型为aann,所以其另一个亲本基因型应为 AaNN,对应表现型为粉红窄花瓣。4.(2016·陕西全真模拟)已知某种植物籽粒的红色和白色为一对相对性状,这一对相对性状受到多对等位基因的控制。某研究小组将若干个籽粒红色与白色的纯合亲本杂交,结果如图所示,下列相关说法正确的是(B)控制红色和白色相对性状的基因分别位于两对同源染色体上第Ⅰ、Ⅱ组杂交组合产生的子一代的基因型可能有3种C.第Ⅲ组杂交组合产生的子一代的基因型可能有3种D.第Ⅰ组的子一代测交后代中红色和白色的比例为3∶1解析:根据第Ⅲ组产生F2比例为63∶1,可知白粒所占比例为,由()n=,n=3,所以该相对性状受到三对等位基因的控制,且该三对等1的基因型中三对位基因独立遗传,位于三对同源染色体上,第Ⅲ组F基因均杂合。由第Ⅰ、Ⅱ组F2性状分离比为3∶1和15∶1可知,F1分别为一对基因杂合两对基因纯合和两对基因杂合一对基因纯合,所11种,第以第Ⅰ组F的基因型可能有3种,第Ⅱ组F的基因型可能有31Ⅰ组F测交后代应为红色∶白色=1∶1。某个鼠群有基因纯合致死现象(在胚胎时期就使个体死亡),该鼠群的体色有黄色(Y)和灰色(y),尾巴有短尾(D)和长尾(d)。任意取雌雄两只黄色短尾鼠经多次交配,F1的表现型为黄色短尾∶黄色长尾∶灰色短尾∶灰色长尾=4∶2∶2∶1。则下列相关说法不正确的是(C)A.两个亲本的基因型均为YyDdB.F1中黄色短尾个体的基因型均为YyDdC.F1中只有部分显性纯合子在胚胎时期死亡D.F1中黄色长尾和灰色短尾的基因型分别是 Yydd、yyDd解析:任意取雌雄两只黄色短尾鼠 (Y D )经过多次交配,产生的F1中有黄色和灰色,有短尾和长尾,说明两亲本的基因型均为YyDd;YyDd×YyDd,正常情况下,F1中黄色短尾∶黄色长尾∶灰色短尾∶灰色长尾=9∶3∶3∶1,但实际比例为4∶2∶2∶1。说明基因型为YY 、 DD的个体均致死;故F1中黄色短尾个体的基因型为YyDd,黄色长尾个体的基因型为 Yydd,灰色短尾个体的基因型为yyDd。人们在野兔中发现了一种使毛色为褐色的基因(R)位于X染色体上。已知没有X染色体的胚胎是致死的。如果褐色的雌兔(染色体组成为XO)与正常灰色(r)雄兔交配,预期子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分别为(B)A.3/4、1∶1B.2/3、2∶1C.1/2、1∶2D.1/3、1∶1解析:由于褐色的雌兔的基因型为 XRO,正常灰色雄兔的基因型为 XrY,因此它们产生的卵细胞的种类有 XR、O,精子的种类有 Xr、Y。因此后代有XRXr、XRY、XrO、OY,由于没有X染色体的胚胎是致死的 ,因此子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分别为 和2∶1。用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体,根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是(C)A.曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4B.曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4C.曲线Ⅳ的Fn中纯合子的比例比上一代增加(1/2)n+1D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等解析:若Aa分别连续自交和随机交配并淘汰隐性个体 ,则后代都为(1/4AA+1/2Aa+1/4aa), 淘汰掉aa则F1Aa的基因型比例都是 2/3。而若F1再自交则其后代是1/3AA+2/3Aa(1/4AA+1/2Aa+1/4aa),淘汰掉以后,得到的后代F2是3/5AA+2/5Aa,Aa所占的比例是0.4;若F1再随机交配则可先计算出F1的A和a的基因频率分别为2/3和1/3,依据遗传平衡可计算出F2中AA=4/9、Aa=4/9、aa=1/9,淘汰aa之后则Aa=1/2,由此推知图中曲线Ⅱ是随机交配并淘汰aa的曲线,曲线Ⅲ是自交并淘汰aa的曲线;曲线Ⅱ所示F2的A、a基因频率分别为3/4和1/4,则随机交配后代中AA=9/16、Aa=6/16、aa=1/16,淘汰aa后,则F3中Aa的基因型频率为 2/5。Aa分别连续自交和随机交配不淘汰隐性个体,F1Aa的基因型频率都是 1/2,若F1再随机交配,后代的基因型频率不会发生改变,则图中曲线Ⅰ是 Aa随机交配的曲线。而若F1再连续自交,Aa的基因型频率=(1/2)n,F2中Aa=1/4,则可推知图中曲线Ⅳ是自交的结果,曲线Ⅳ的Fn中纯合子的比例是 1-(1/2) n,则比上一代Fn-1增加的数值是[1-(1/2) n]-[1-(1/2) n-1]=(1/2) n;连续自交和随机交配这两者都不存在选择 ,所以不会发生进化,A和a的基因频率都不会改变。8.(2016

·河北保定调研

)如图为某单基因遗传病的系谱图

,人群中此病的患病概率约为

1/10000

。下列分析正确的是

(

D )A.此病可能是伴X染色体显性遗传病B.若Ⅰ1和Ⅰ2均携带致病基因,则Ⅱ2是携带者的概率为 1/2C.若Ⅰ1和Ⅰ2的后代患病概率为 1/4,则此病为常染色体隐性遗传病D.若Ⅱ2携带致病基因,则Ⅱ3与该地区无亲缘关系的正常男子婚配 ,子女患病概率约为 1/303解析:根据Ⅰ1、Ⅰ2不患病,Ⅱ1患病,可判断该病为隐性遗传病;若Ⅰ1和Ⅰ2都携带致病基因,则为常染色体隐性遗传病,所以Ⅱ2为携带者的概率为2/3;若Ⅰ1和Ⅰ2后代患病概率为1/4,此病可能是常染色体隐性遗传病,也可能是伴X染色体隐性遗传病;若Ⅱ2为携带者,则该病为常染色体隐性遗传病,设其基因为A、a,则Ⅱ2的基因型为Aa或AA,人群中此病的患病概率(基因型为aa)约为1/10000,则a基因频率为1/100,A基因频率为99/100,Aa基因型频率为198/10000,AA基因型频率为9801/10000,所以正常男子基因型为Aa的概率约为198/9999,为AA的概率约为9801/9999,Ⅱ3与正常男子婚配,子女患病的概率为2/3×198/9999×1/4=1/303。铜代谢障碍导致的Wilson病(由D、d基因控制)在人群中的发病率为10-8,已知一个正常女性与正常男性生了一个患Wilson病的女儿。另科学统计表明:人类红绿色盲(由B、b基因控制)在男性中占7%。在不受其他因素干扰的条件下,下列叙述正确的是(C)A.人群中,控制Wilson病的D的基因频率为0.01%,控制红绿色盲的Xb的基因频率为7%B.若要设计实验调查红绿色盲女性在人群中的发病率 ,预期调查的实验结果约为0.49%C.人群中一对表现型正常的夫妇婚配 ,预期子代男孩患红绿色盲的概率是7/107D.预期同时患Wilson病和红绿色盲的孩子在人群中所占的比例为7.49×10-10解析:根据题意判断Wilson病为常染色体隐性遗传病,由dd=10-8,推出人群中d的基因频率为10-4;红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病,根据男性中的基因型频率Bb可计算得男性中b的基因频率:93%XY、7%XY,X为7%,推理可得女性中、人群中Xb的基因频率都为7%。在人群中随机调查红绿色盲女性的发病率,调查的实验结果与理论值应基本吻合,理论上因女性中 XbXb的基因型频率为 7%×7%=0.49%,故人群中XbXb基因型频率为0.49%×(1/2)=0.245%。根据XB=93%、Xb=7%,计算得女性的基因型及其频率为 XBXB(93%×93%)、XBXb(2×93%×7%)、XbXb(7%×7%),可得XBXb在正常女性中占的比例为2×93%×7%÷[(93%)2+2×93%×7%]=14/107;表现型正常的夫妇婚配类型有①XBXB×XBY、②XBXb×XBY两种,根据14/107XBXb×XBY婚配可得男孩患病的概率为(14/107)×(1/2)=7/107。因人群中Wilson病(dd)、红绿色盲女孩、红绿色盲男孩发病率分别为 10-8、0.245%、3.5%,故同时患两种病的孩子在人群中所占的比例为(0.245%+3.5%)×10-8=3.745×10-10。10.某哺乳动物背部的皮毛颜色由常染色体复等位基因 A1、A2和A3控制,且A1、A2和A3任何两个基因组合在一起,各基因都能正常表达,下图表示基因对背部皮毛颜色的控制关系。下列说法错误的是(D)体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢从而控制性状该动物种群中关于体色共有六种基因型,纯合子有三种C.若一白色雄性个体与多个黑色异性个体交配的后代有三种毛色 ,则其基因型为A2A3D.分析图可知,该动物体色为白色的个体一定为纯合子解析:基因控制生物性状的途径有两条 ,一是通过控制酶的合成来控制代谢过程从而控制性状 ,二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。本题图中体现了第一条途径 ;A1、A2、A3三个复等位基因两两组合,纯合子有A1A1、A2A2、A3A3三种;黑色个体的基因型只能是 A1A3,该白色雄性个体与多个黑色异性个体交配,后代出现三种毛色,白色个体基因型只能是A2A2或A2A3或A3A3,若为A2A2,子代只能有A1A2棕色和A2A3白色两种类型,若为A2A3,则子代会有A1A2棕色、A1A3黑色和A2A3、A3A3白色三种类型,若为A3A3,子代会有A1A3黑色和A3A3白色两种类型;从图中信息可以发现,只要缺乏酶1,体色就为白色,白色个体的基因型有A2A2、A3A3和A2A3三种,而A2A3属于杂合子。安哥拉兔的长毛和短毛是由一对基因控制的性状。用纯种安哥拉兔进行杂交实验,产生大量的F1和F2个体,杂交亲本及实验结果如下表。实验一长毛(♂)×短毛(♀)雄兔全为长毛1F雌兔全为短毛实验二F1雌、雄个体交配F雄兔长毛∶短毛=3∶12雌兔长毛∶短毛=1∶3请回答:(1)在(填“雌”或“雄”)兔中,长毛为显性性状。用多只纯种短毛雌兔与F2长毛雄兔杂交,子代性状和比例为

。(3)安哥拉兔的长毛和短毛性状既与

有关,

又与有关。如果用A1和A2分别表示长毛基因和短毛基因,请画出实验二的遗传图解。解析:(1)纯种安哥拉长毛雄兔与短毛雌兔进行杂交所产生F1应都是杂合子,对杂合子来说,雄兔表现长毛,雌兔表现短毛,杂合子雌、雄个体交配,后代杂合子占1/2,显性纯合子与隐性纯合子各占1/4,根据两实验结果可判断:对雄兔来说长毛是显性性状,短毛是隐性性状;对雌兔来说,短毛是显性性状,长毛是隐性性状。用A1和A2分别表示长毛基因和短毛基因,F2长毛雄兔的基因型中纯合A1A1占1/3,杂合A1A2占2/3,纯种短毛雌兔基因型是 A2A2,F2长毛雄兔和多只纯种短毛雌兔杂交后代 ,有两种基因型,即2/3A1A2、1/3A2A2,子代性状和比例为雌兔全为短毛 ,雄兔有长毛有短毛且比例为 2∶1。实验说明安哥拉兔的长毛和短毛性状既与基因型有关,又与雌雄有关。遗传图解中应标出亲代和子代的基因型和表现型。答案:(1)雄雌兔全为短毛,雄兔有长毛有短毛且比例为2∶1基因型雌雄(4)孟德尔通过研究豌豆七对相对性状的遗传(括号中为控制相应相对性状的一对等位基因):豆粒饱满和皱缩(R/r)、子叶黄色和绿色(I/i)、花冠红色和白色(A/a)、成熟豆荚分节和不分节(V/v)、未成熟豆荚绿色和黄色(Gp/gp)、花腋生和顶生(Fa/fa)和植株高和矮(Le/le),成功发现遗传学中的两大定律。已知豌豆单倍体含七条染色体,其中第Ⅱ和Ⅵ条染色体上不含以上基因。据此回答以下问题:(1)豌豆作为杂交实验材料具有很多优点,如:(答出两点即可)。试从蛋白质功能的角度,解释在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中,所观察的七种性状的F1中,隐性基因控制的性状不体现的原因是 。请结合人类抑癌基因产生的蛋白质功能分析 ,人类抑癌基因所产生的致癌突变是 (填“显性突变”或“隐性突变”)。研究发现以上七对等位基因并不都是非同源染色体上的非等位基因。如若以上某两对相对性状杂交实验子二代数据符合自由组合定律,在不知道基因在染色体上位置的情况下,对此现象可以有以下两种解释:解释一:控制两对相对性状的基因位于 染色体上。解释二:控制两对相对性状的基因位于同源染色体上 ,但两对基因相隔较远,导致处于减数第一次分裂前期细胞中约有 %的细胞发生了同源染色体的非姐妹染色单体上某对基因之间的交叉互换。解析:本题考查遗传规律的应用。(1)孟德尔遗传实验成功很重要的一点就是选材正确。豌豆是严格自花传粉植物,自然状态下是纯种;具有稳定的易于区分的相对性状;豌豆花比较大,易于做人工杂交实验。(2)某基因决定的蛋白质功能无或较弱,或不表达蛋白质,当与另一决定蛋白质功能强的基因一起构成杂合子时,自然显现出来的是后者所决定的性状,故决定蛋白质无功能或功能较弱,或不表达蛋白质的基因为隐性基因。抑癌基因本身的功能是阻止细胞不正常的增殖,其致癌突变必定是功能失去型,所以致癌突变是隐性突变。(3)子二代数据符合自由组合定律,则子一代必须能产生四种配子且比例为1∶1∶1∶1,两对基因可以是非同源染色体上的非等位基因或者是同源染色体上的非等位基因。如果是同源染色体上的非等位基因,只要某对基因发生交叉互换,子一代双杂合个体也可以产生四种配子,但要求所有的细胞减数第一次分裂前期都发生交叉互换,才能保证四种配子的比例为1∶1∶1∶1。答案:(1)严格自花传粉,自然状态下是纯种;具有稳定的易于区分的相对性状;花比较大,易于做人工杂交实验等 (选两点,合理即可) (2)隐性基因表达的蛋白质功能无或弱 ,或根本不表达蛋白质 隐性突变(3)非同源 100生物研究性学习小组的同学对某地区人类的甲病和乙病两类遗传病进行调查。以下是他们研究过程中得到的一些材料。材料一:调查中发现甲病在患有该病的家族中发病率较高,往往是世代相传;乙病的发病率较低,往往是隔代相传。材料二:统计甲病和乙病在该地区万人中表现情况(见表):表现型有甲病无甲病有甲病无甲病人数无乙病有乙病有乙病无乙病性别男性27915064465女性2811624701材料三:绘制甲病和乙病在某一家族中的系谱图如图所示(甲、乙病分别由核基因A和a、B和b控制):请分析回答下面的问题。根据材料一和二可以推断,控制甲病的基因最可能位于染色体上,控制乙病的基因最可能位于 染色体上,主要理由是。从来源看,导致甲、乙病产生的根本原因是 。分析两种遗传病的家族系谱图,可以得出:①Ⅰ3的基因型为 ,Ⅱ6的基因型为 。②Ⅲ10为纯合子的概率为。③Ⅳ11患甲病的概率为,只患乙病的概率为。因此,Ⅲ9和Ⅲ10若生育性后代,其患病的可能性会更低些。若该地区的某对表兄妹(都表现正常)婚配,后代中患遗传病的概率将 ,其原因是。禁止近亲结婚是控制人类遗传疾病的重要措施,除此以外,你还会提出怎样的建议来有效预防遗传疾病的发生?。解析:(1)由材料一和材料二可以推断,甲病男女患者人数基本相同,说明甲病与性别无关,甲病在患有该病的家族中发病率较高,属于常染色体显性遗传病。乙病男性患者明显多于女性患者,说明乙病与性别有关,控制乙病的基因最可能位于X染色体上,乙病的发病率较低,是隐性遗传病。从来源看,导致甲、乙病产生的根本原因是基因突变。①由于Ⅰ3只患乙病,所以其基因型为aaXbY。Ⅱ6表现正常,所以其基因型为aaXBXB或aaXBXb。②由于Ⅱ7和Ⅱ8个体的基因型为aaXBXb和aaXBY,所以Ⅲ10的基因型为aaXBXB或aaXBXb,是纯合子的概率为。③根据Ⅱ 6正常,可知Ⅲ9的基因型为AaXBY,又Ⅲ10的基因型为aaXBXB或aaXBXb,所以Ⅳ11患甲病的概率为 ,只患乙病的概率为××=,Ⅲ9和Ⅲ10若生育女孩则不患乙病,所以如果是女性后代,其患病的可能性会更低些。(3)由于表兄妹属于近亲,他们携带同种隐性致病基因的可能性较大 ,所以婚配后代中患遗传病的概率将增加。遗传病的监测和预防的手段有遗传咨询和产前诊断。遗传咨询通常分四个步骤进行:了解家庭病史,对是否患有某种遗传病作出诊断→分析遗传病的传递方式→推算出后代的再发风险率→向咨询对象提出防治对策和建议。答案:(1)常X甲病男女患者人数基本相同,乙病男性患者多于女性患者基因突变(2)①aaXbY aaXBXB或aaXBXb ② ③ 女增加表兄妹之间一部分基因相同(或携带同种隐性致病基因的可能性较大)遗传咨询,产前诊断14.某种小鼠的体色由复等位基因控制:A控制黄色,a1控制灰色,a2控制黑色。雄性中有黄色、灰色和黑色,而雌性无论哪种基因型都表现为黑色。该复等位基因序列位于常染色体上,A对a1、a2为显性,a1对a2为显性。小鼠有短尾(D)和长尾(d)两种性状,相关基因在X染色体上。现有黑色长尾雌鼠与多只黑色短尾雄鼠杂交,F1中雌鼠全是黑色短尾,雄鼠全为黄色长尾。若让F1中雌雄鼠相互杂交得F2,则F2中雄鼠的表现型及比例为。生物学家研究发现该种群小鼠的背上有硬棘毛,在实验室内封闭饲养时,偶然发现了一只无硬棘毛的雄性小鼠,且其终身保留无硬棘毛性状,若让该无硬棘毛的雄性小鼠与有硬棘毛雌鼠交配,F1全有硬棘毛,F1雌雄小鼠自由交配,后代小鼠中25只有硬棘毛,8只无硬棘毛(无硬棘