2025届高考生物一轮总复习真题演练必修2第五单元遗传的基本规律伴性遗传与人类遗传病第24讲自由组合定律的拓展题型突破

第24讲自由组合定律的拓展题型突破1．（2024·高考全国卷甲）植物的性状有的由1对基因限制，有的由多对基因限制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶，果皮有齿皮和网皮。为了探讨叶形和果皮这两特性状的遗传特点，某小组用基因型不同的甲、乙、丙、丁4种甜瓜种子进行试验，其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交试验及结果见下表（试验②中F1自交得F2）。试验亲本F1F2①甲×乙1/4缺刻叶齿皮，1/4缺刻叶网皮，1/4全缘叶齿皮，1/4全缘叶网皮—②丙×丁缺刻叶齿皮9/16缺刻叶齿皮，3/16缺刻叶网皮，3/16全缘叶齿皮，1/16全缘叶网皮回答下列问题：（1）依据试验①可推断这2对相对性状的遗传均符合分别定律，推断的依据是_____________________________________________________。依据试验②，可推断这2对相对性状中的显性性状是__________________________________________________________。（2）甲、乙、丙、丁中属于杂合体的是_________________。（3）试验②的F2中纯合体所占的比例为__________________________________________________。（4）假照试验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1，而是45∶15∶3∶1，则叶形和果皮这两特性状中由1对等位基因限制的是，推断的依据是_____________________________________________________。解析：（1）分别分析2对性状，试验①甲×乙，F1中缺刻叶∶全缘叶＝1∶1，齿皮∶网皮＝1∶1，说明2对相对性状的杂交均属于测交类型，所以其遗传符合分别定律。试验②中F2性状分别比为9∶3∶3∶1，说明F1为双显性个体，由此可推断缺刻叶（相关基因用A表示）和齿皮（相关基因用B表示）为显性性状，F1缺刻叶齿皮植株基因型为AaBb。（2）试验②丙（缺刻叶网皮A_bb）×丁，F1基因型为AaBb，由此可推断丙和丁的基因型分别为AAbb和aaBB；甲和丙均为缺刻叶网皮但基因型不同，因此甲的基因型为Aabb，结合试验①中F1的性状可推断乙的基因型为aaBb，所以甲、乙、丙、丁中属于杂合体的是甲和乙。（3）试验②的F2中纯合体有AABB（1/16）、AAbb（1/16）、aaBB（1/16）、aabb（1/16）4种，共占1/4。（4）假照试验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮是45∶15∶3∶1，则缺刻叶∶全缘叶＝15∶1，齿皮∶网皮＝3∶1，其中缺刻叶∶全缘叶＝15∶1，为9∶3∶3∶1的变形，由此可推断叶形性状由2对等位基因限制，果皮性状由1对等位基因限制。答案：（1）试验①的F1中缺刻叶∶全缘叶＝1∶1，齿皮∶网皮＝1∶1缺刻叶、齿皮（2）甲、乙（3）1/4（4）果皮性状试验②的F1全为缺刻叶齿皮，而F2中缺刻叶∶全缘叶＝15∶1，齿皮∶网皮＝3∶12．（2024·北京等级考）番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变更。果实颜色由果皮和果肉颜色确定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关探讨。（1）果皮颜色由一对等位基因限制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，F1自交所得F2果皮颜色及比例为_______________________________________________________。（2）野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基因B突变为b）果肉橙色。用甲、乙进行杂交试验，结果如图1所示。据此，写出F2中黄色的基因型：_________________________。（3）深化探讨发觉，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如图2所示。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。依据上述代谢途径，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的缘由是_____________________________________________________。（4）有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜色与甲相同，但A并未突变，而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达，敲除野生型中的C基因，其表型与M相同。进一步探讨发觉，M中C基因的序列未发生变更，但其甲基化程度始终很高。推想果实成熟与C基因甲基化水平变更有关。欲为此推想供应证据，合理的方案包括，并检测C的甲基化水平及表型。①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型解析：（1）果皮颜色由一对等位基因限制，假设相关基因为D/d，果皮黄色与果皮无色的番茄杂交所得F1果皮为黄色，说明黄色对无色为显性，F1基因型为Dd，F1自交所得F2会发生性状分别，依据基因的分别定律，F2果皮颜色及比例为黄色∶无色＝3∶1。（2）由题干信息可知，两种单基因突变体均为纯合子，则果肉黄色的番茄甲的基因型为aaBB，果肉橙色的番茄乙的基因型为AAbb，甲、乙杂交所得F1的基因型为AaBb，表型为红色，依据F1自交所得F2的表型及数量可推知：A－B－（红色）∶aaB－（黄色）∶A－bb、aabb（橙色）≈9∶3∶4，故F2中黄色个体的基因型为aaBB和aaBb。（3）“基因A→酶A”途径和“基因H→酶H”途径均可催化前体物质2的生成，当基因A突变为a时，基因型为aabb的个体仍可通过“基因H→酶H”途径积累前体物质2；而基因B突变为b使酶B不能合成，前体物质2无法转变为番茄红素，最终使前体物质2积累，果肉呈橙色。（4）C基因可调控A基因的表达，M中的C基因发生甲基化，且甲基化程度很高，M果肉颜色呈黄色。欲证明果实成熟与C基因甲基化水平变更有关，可以变更植株中原本的C基因甲基化水平，方法有三种：一是将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M，M中C基因甲基化程度降低，促使A基因表达，果实呈红色；二是敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因，野生型中C基因甲基化程度上升，果实呈黄色；三是将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型，使野生型中C基因甲基化程度上升，果实呈黄色。将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M，会使M中C基因甲基化程度更高，果实照旧为黄色，不能为题述推想供应证据。答案：（1）黄色∶无色＝3∶1（2）aaBB、aaBb（3）基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素（4）①②④3．（2024·辽宁选择考）水稻为二倍体雌雄同株植物，花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z，这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变（显性基因突变为隐性基因）导致。回答下列问题：（1）进行水稻杂交试验时，应首先除去未成熟花的全部，并套上纸袋。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交，F1自交，F2的表型及比例为____________________________。（2）为推断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系，育种人员进行了杂交试验，杂交组合及F1叶色见表。试验分组母本父本F1叶色第1组WX浅绿第2组WY绿第3组WZ绿第4组XY绿第5组XZ绿第6组YZ绿试验结果表明，W的浅绿叶基因与突变体的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步推断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上，育种人员将第4、5、6三组试验的F1自交，视察并统计F2的表型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换，预料如下两种状况将出现的结果：①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，结果为______________________________________________________。②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上，Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上，结果为_________________。（3）叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。探讨发觉，突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换，造成mRNA上对应位点碱基发生变更，导致翻译出的肽链变短。据此推想，与正常基因转录出的mRNA相比，突变基因转录出的mRNA中可能发生的变更是______________________________________________________。解析：（1）水稻为雌雄同株植物，进行水稻杂交试验时，应首先除去母本未成熟花的全部雄蕊，并套上纸袋。假设突变体W的基因型为aa，则W与野生型纯合绿叶水稻（AA）杂交，F1基因型为Aa，F1自交，F2的表型及比例为绿叶（1AA、2Aa）∶浅绿叶（1aa）＝3∶1。（2）假设突变体W、X、Y、Z的隐性突变基因分别为a、b、c、d。W与X杂交，假设W（aa）的浅绿叶基因与X（bb）的浅绿叶基因属于等位基因，则F1（ab）叶色为浅绿色，假设W（aaBB）的浅绿叶基因与X（AAbb）的浅绿叶基因属于非等位基因，则F1（AaBb）叶色为绿色，由于表格中W与X杂交，F1为浅绿叶，因此W的浅绿叶基因与X的浅绿叶基因属于等位基因；而W与Y、Z杂交，F1的叶色全为绿色，因此W的浅绿叶基因与Y、Z的浅绿叶基因属于非等位基因。若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，则第4组X（eq\o\al(b,C)||eq\o\al(b,C)）与Y（eq\o\al(B,c)||eq\o\al(B,c)）杂交，产生F1（eq\o\al(B,c)||eq\o\al(b,C)），F1自交，F2的基因型为1bbCC、2BbCc、1BBcc，叶色为绿色∶浅绿色＝1∶1，同理可推导第5、6组F2的叶色也为绿色∶浅绿色＝1∶1。若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上，Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上，则第4组X与Y杂交产生F1，F1自交，F2的叶色为绿色∶浅绿色＝1∶1；而第5组X（bbDD）与Z（