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核心素养微专题之科学思维
(三)分离定律的遗传特例分析命题方向1分离定律中的致死问题【思维能力形成】【典例】(
2021.山东模拟)小鼠的毛色性状由X染色体上的一对等位基因(B/b)控制,只含B基因表现为黑斑,只含b基因表现为白斑,同时含有B和b基因的个体表现为黑白斑小鼠的尾长性状由常染色体上一对等位基因(T/t)控制T对t完全显性用一只长尾黑斑雌鼠与一只短尾白斑雄鼠为亲本进行杂交获得多只子代(B)其中无论雌雄都有长尾和短尾个体回答下列问题⑴根据F的结果(填“能”或“不能”)判断出长尾与短尾的显隐性亲本长尾黑斑鼠的基因型是B中短尾白斑雄鼠所占比例是O⑵研究人员进一步让B中雌雄个体随机交配,统计F2中长尾与短尾个体之比约为23(无性别差异)据此推测,出现此结果最可能的原因是,请设计杂交实验加以证明:(写出实验思路、结果及结论)【能力支撑】彼此之间有显隐性关系,表现特定的性状最常见的是人类ABO血型的遗传涉及三个基因——【AF、i组成六种基因型:11荣[B[B眄[A]B行【思维能力检验】
1.安达卢西亚鸡的毛色有蓝色、黑色和白点三种,且由一对等位基因(B、b)控制如表为相关遗传实验研究结果,下列叙述错误的是A.蓝色安达卢西亚鸡的基因型为Bb黑色鸡和白点鸡都是纯合子B.蓝色的安达卢西亚鸡群随机交配,产生的后代有三种表现型C.黑色安达卢西亚鸡群随机交配,产生的后代中约有1/3为白点鸡D.一只蓝色安达卢西亚母鸡,如不考虑交叉互换和基因突变很!]该鸡的【解析】选C根据第3组黑色鸡与白点鸡杂交后代都是蓝色鸡,说明蓝色安达卢西亚鸡的基因型为Bb黑色鸡和白点鸡都是纯合子A项正确;蓝色的安达卢西亚鸡群随机交配产生的后代有三种基因型,分别为BB、Bb、bb表现型也有黑色、蓝色和白点三种B项正确;黑色安达卢西亚鸡都是纯合子,让其随机交配产生的后代中只有黑色安达卢西亚鸡C项错误;一只蓝色安达卢西亚母鸡的基因型为Bb若不考虑交叉互换和基因突变,其一个次级卵母细胞的毛色基因组成为BB或bbD项正确.某二倍体植物的性别是由3个等位基因aD、a+、决定的,其中对a+、ad为显性a+对ad为显性基因决定雄性a+基因决定雌雄同株ad基因决定雌性若没有基因突变发生,下列叙述正确的是()A.自然条件下,该植物的基因型最多有6种B.通过杂交的方法能获得纯合二倍体雄性植株C.利用花药离体培养可直接获得纯合二倍体雄性植株D.若子代中1/4是雌株,则母本一定是雌雄同株【解析】选D自然条件下,该植物的基因型最多有5种,不可能有aDaDaD基因决定雄性,两个雄性无法杂交A错误;需要双亲分别提供aD的配子,而aD对a\ad为显性,因此不可能通过杂交的方法获得纯合二倍体雄性植株B错误;利用花药离体培养得到的是单倍体,需加倍才能获得纯合二倍体雄性植株C错误;若子代中1/4是雌株3@呗双亲均含al且能提供的配子的概率为1/2则母本一定是a+ad(雌雄同株)D正确.(2021•潍坊模拟)镶嵌显性是我国遗传学家谈家桢在研究异色瓢虫斑纹遗传特征时发现的一种遗传现象,即双亲的性状在B同一个体的不同部位表现出来,形成镶嵌图式如图是异色瓢虫两种纯合子杂交实验的结果,有关叙述错误的是()sAsA\sFsF-pCTy:均色型XJLX黑缘型鞘翅前缘有黑色斑I鞘翅后缘有黑色斑/^^^\SASE^^^新类型1^鞘翅的前缘和后缘均有黑色斑I缘型京类型均色型A.瓢虫鞘翅斑纹的遗传遵循基因分离定律2中的黑缘型与均色型均为纯合子C.除去F2中的黑缘型,其他个体间随机交配F3中新类型占2/9D.新类型个体中SA在鞘翅前缘为显性SE在鞘翅后缘为显性【解析】选配瓢虫鞘翅斑纹由一对等位基因控制,遵循基因的分配定律A正确;Sase个体间自由交配F2中应出现3种基因型SASA SASE SESE=121根据图中信息可知黑缘型SASA与均色型SESE均为纯合子B正确;除去F2中的黑缘型,新类型和均色型个体比例为SASESESE=21个体间随机交配产生配子种类及比例为SA:SE=12R中新类型占2xl/3x2/3=4/9C错误;F1表现为鞘翅的前缘和后缘均有黑色斑,说明SA在鞘翅前缘为显性SE在鞘翅后缘为显性D正确.已知果蝇的长翅与残翅是一对相对性状,且长翅V对残翅v为显性但遗传学家在不同温度下培养长翅果蝇幼虫彳导到不同的结果,如表所示请结合所学知识回答问题长翅果蝇幼虫B35-37℃处理6〜24h后培养残翅果蝇⑴这个实验说明基因与性状是怎样的关系O⑵果蝇B的残翅性状能否遗传原因是⑶人们将果蝇B的残翅性状称为表型模拟,若现有一残翅果蝇,如何判断它是否是表型模拟请设计鉴定方案
①方法步骤:A.oB.0
②结果分析:A.B.【解析】⑴由于两组果蝇均为长翅果蝇幼虫,而所处的温度不同,导致表型也不同,这个实验说明基因与性状的关系是基因控制生物的性状,而性状的形成同时还受到环境的影响
(2)由题意可知,果蝇B的残翅性状是由环境造成的,其遗传物质并没有改变,因此属于不可遗传变异⑶这只残翅果蝇的基因型有两种可能:表型模拟的V_和隐性纯合的vv此时一般用隐性纯合突破法用该未知基因型的残翅果蝇与残翅果蝇w正常交配,并将孵化出的幼虫放在25温度条件下培养,后代如果出现长翅果蝇,则该残翅果蝇的基因型为V_属于表型模拟;后代如果全为残翅果蝇,则该残翅果蝇的基因型为wo答案:⑴基因控制生物的性状,而性状的形成同时还受到环境的影响⑵不能遗传这种残翅性状是单纯由于环境条件的改变而引起的,其遗传物质(基因型)并没有发生改变⑶
①A.让这只残翅果蝇与在正常温度条件下发育成的异性残翅果蝇(基因型为vv)交配B.使其后代在25℃温度条件下发育
②A.若后代均为残翅果蝇,则该果蝇基因型为vvB.若后代有长翅果蝇出现,则说明该果蝇属于表型模拟【加固训练拔高】
1.控制某种安哥拉兔长毛(H9和短毛出4的等位基因位于常染色体上雄兔中HL对Hs为显性,雌兔中Hs对Hl为显性请分析回答相关问题:⑴长毛和短毛在安哥拉兔群的雄兔和雌兔中显隐性关系刚好相反但该相对性状的遗传不属于伴性遗传,为什么生的一窝后代中雌兔全为短毛厕子代雌兔的基因型为,为什么⑶现用多对基因型杂合的亲本杂交F长毛兔与短毛兔的比例为【解析】⑴根据题干信息“控制某种安哥拉兔长毛(H和短毛(H》的等位基因位于常染色体上”,该相对性状的遗传不属于伴性遗传
(2)根据题干信息“雄兔中心对Hs为显性”,基因型为HLHS的雄兔的表现型是长毛“雌兔中Hs对仍为显性”,亲代长毛雌兔的基因型为削耻子代雌兔全为短毛,其必有一个Hs基因,所以子代雌兔的基因型为HlHso3P:HlHsxHlHsJ^F1:1HLHL2耻於由于HLHS在雌兔中表现为短毛,在雄兔中表现为长毛,所以子代中长毛短毛=11答案1因为控制安哥拉兔长毛和短毛的等位基因位于常染色体上⑵长毛HLHS因为雌兔中短毛HS对长毛HL为显性,而子代雌兔全为短毛,所以必有一个基因;又因母本是长毛兔,基因型为此品只能传心给子代,所以子代雌兔的基因型为HlHs311【易错警示】从性遗传羊伴性遗传从性遗传是指由常染色体上基因控制的性状,在表现型上受个体性别影响的现象这种现象主要通过性激素起作用从性遗传和伴性遗传的表现型都与性别有密切的联系,但它们是两种截然不同的遗传方式从性遗传的基因在传递时并不与性别相联系,其与位于性染色体1Z基因的传递有本质区别从性遗传的本质为:表现型=基因型+环境条件性激素种类及含量差异
2.观赏植物藏报春是一种多年生草本植物,两性花、异花传粉在温度为20~25℃的条件下,红色A对白色a为显性基因型AA和Aa为红花,基因型aa为白花,若将开红花的藏报春移到30℃的环境中,基因型AA、Aa也为白花请回答下列问题⑴根据基因型为AA的藏报春在不同温度下表现型不同,说明,温度对藏报春花颜色的影响最可能是由于温度影响⑵现有一株开白花的藏报春,如何判断它的基因型?
①在人工控制的20~25温度条件下种植藏报春,选取开白花的植株作亲本A;
②在期,去除待鉴定的白花藏报春(亲本B)的雄蕊,并套纸袋;
③待亲本B的雌蕊成熟后并套
⑤预期结果:若杂交后代都开白花很U待鉴定藏报春的基因型为交后代既有红花,又有白花则待鉴定藏报春的基因型为【解析】⑴基因型为AA的藏报春在不同温度下表现型不同,说明其表现型是基因型和环境共同作用的结果温度对藏报春花颜色的影响最可能是由于温度影响了酶的活性,间接影响其性状⑵在植物杂交实验中,去雄要在花蕾期完成,去雄的植株应作为母本观察的指标是花的颜色,该实验的培养温度应为20-25C排除温度对实物结果的影响,实验的预期结果有三种:一是杂交后代只开白花说明待鉴定藏报春的基因型为aa二是杂交后代只开红花,说明待鉴定藏报春的基因型为AA三是杂交后代既有红花,又有白花,说明待鉴定藏报春的基因型为Aao答案
(1)生物的表现型是基因型与环境共同作用的结果(或环境影响基因的表达)酶的活性⑵
②花蕾
③取亲本A的花粉授于亲本B
④20~25℃花的颜色
⑤aa都开红花Aa.分析推断能力:考生要具备根据题目中信息“用一只长尾黑斑雌鼠与一只短尾白斑雄鼠为亲本进行杂交获得多只子代FD其中无论雌雄都有长尾和短尾个体”等关键条件,结合知识储备分析实验现象,推断造成这一现象的能力.信息转化能力:考生要理解杂交内涵,具有将“性状由X染色体上的一对等位基因B/b控制,只含B基因表现为黑斑,只含b基因表现为白斑,同时含有B和b基因的个体表现为黑白斑”这一信息转化成推出黑斑、白斑的小鼠基因型及对应的表现型能力【思路点拨】点拨1根据B的结果,不能判断出长尾与短尾的显隐性,因为无论ttxTt还是Ttxtt均可出现上述结果;根据分析,亲本长尾黑斑鼠的基因型是TtXBXB或ttXBxB短尾白斑雄鼠的基因型是ttXbY或TtXbY两者杂交,不可能出现TY白斑的基因型,故B中短尾白斑雄鼠所占比点拨⑵:Fi中雌雄个体随机交配即l/2Tt与l/2tt个体间的随机交配则配子为1/4T、3/4t正常情况下F2中基因型比例为1/16TT.6/16Tts9/16注而统计F2中长尾与短尾个体之比约为23应为TT致死,故Tt:tt=6/169/16=23;为验证此结论,可让Fi的雌雄长尾鼠随机交配,观察和统计子代的表现型及比例,若子代中长尾鼠与短尾鼠之比约为21则可推知长尾基因TT纯合个体致死答案:⑴不能TtXBX13或ttXBxB0⑵长尾基因(TT)纯合个体致死思路:让(B的)雌雄长尾鼠(随机)交配观察和统计子代的表现型及比例结果:子代中长尾鼠与短尾鼠之比约为21结论:长尾基因(TT)纯合个体致死【思维能力提升】能力提升点:分离定律中的致死问题⑴隐性致死:隐性基因纯合时对个体有致死作用如镰刀型细胞贫血症(红细胞异常,使人死亡)植物中的白化基因使植物不能形成叶绿素不能进行光合作用而死亡
(2)显性致死显性基因具有致死作用如人的神经胶症基因(皮肤畸形生长,智力严重缺陷出现多发性肿瘤等症状)显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死,若为显性纯合致死,杂合子自交,后代中显性性状:隐性性状=21⑶配子致死:致死基因在配子时期发挥作用,从而不能形成有活力的配子的现象
(4)合子致死:致死基因在胚胎时期或幼体阶段发挥作用,从而不能形成活的幼体或个体的现象无论哪一种致死情况,只要掌握好分离定律的实质及一对相对性状遗传的各种组合方式和分离比结合题目中的信息,通过和正常杂交对比就可以判断出造成比例异常的可能原因【思维能力检验】.某种品系鼠的毛色灰色和黄色是一对相对性状,科学家进行了大量的杂交实验得到了如下结果,由此推断不正确的是()A.杂交组合
①后代不发生性状分离亲本为纯合子B.由杂交组合
②可判断鼠的黄色毛基因是显性基因C.杂交组合
②后代黄色毛鼠既有杂合子也有纯合子D.鼠毛色这对相对性状的遗传符合基因的分离定律【解析】选C由杂交组合
②的结果可知,黄色为显性性状,灰色为隐性性状,且杂交组合
②中的双亲为杂合子;杂交组合
①中的亲子代均表现为隐性性状(灰色),因此,亲本均为隐性纯合子;结合杂交组合
②后代中2/3黄色、1/3灰色,可知导致这一现象的原因可能是黄色个体纯合致死,因此,杂交组合
②后代黄色毛鼠都是杂合子没有纯合子.某玉米品种含一对等位基因A和a其中a基因纯合的植株花粉败育,即不能产生花粉,含A基因的植株完全正常现有基因型为Aa的玉米若干,每代均为自由交配直至F2F2植株中正常植株与花粉败育植株的比例为()A.11B.31C.51D.71【解析】选C亲本Aa自由交配产生B的基因型及比例为AA Aaaa=l21B自由交配,产生的雌配子为A2A、l/2a由于aa的花粉败育因而产生的雄配子为2/3A、1/3a雌雄配子随机结合,产生的后代中花粉败育植株(aa)占1/6则正常植株占5/6故选C项.果蝇缺失1条染色体仍能正常生存和繁殖,缺失2条则致死II号染色体上的翻翅对正常翅为显性缺失1条II号染色体的翻翅果蝇与缺失1条II号染色体的正常翅果蝇杂交,关于B的叙述错误的是()A.染色体数正常的果蝇占1/3B.翻翅果蝇占2/3C.染色体数正常的翻翅果蝇占2/9D.染色体数正常的翻翅果蝇占1/3【解析】选C假设翻翅基因用A表示正常翅基因用a表示,缺失1条n号染色体的翻翅果蝇基因型为AO缺失1条II号染色体的正常翅果蝇的基因型为aO则子代基因型为AO、aO、Aa、00(致死)其中A0和Aa为翻翅果蝇aO为正常翅果蝇,其比例为111故染色体数正常的果蝇占1/3翻翅果蝇占2/3染色体数正常的翻翅果蝇占1/3A、B、D项正确C项错误【加固训练•拔高】100年来,果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视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子的死亡率,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1实验步骤:
①;
②③0⑵结果预测
①如果则X染色体上发生了完全致死突变;
②如果则X染色体上发生了不完全致死突变;
③如果则X染色体上没有发生隐性致死突变【解析】⑴由题干可知,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子的死亡率,隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变实验目的是探究受X射线辐射的雄果蝇X染色体上是否发生了隐性致死突变,由此可知该突变基因位于X染色体上假设该隐性基因用a表示,正常基因用A表示,绘BXAXaXAYF;互相交配F2XaXaXAXaXAYXaY
(2)若发生完全致死突变,则XaY个体全部死亡F2中雄蝇所占比例为1/3;若发生的是不完全致死突变,则XaY个体部分死亡F2中雄蝇所占比例介于1/3至1/2之间;若未发生隐性致死突变,则XaY个体全部存活F2中雄蝇占1/20答案
(1)实验步骤:
①让该只雄蝇与正常纯种雌蝇杂交得Fi
②R互相交配(或R雌蝇与正常雄蝇交配)得到F2
③统计F2中雄蝇所占比例(或统计F2中雌雄蝇比例)⑵结果预测:
①F2中雄蝇占1/3(或F2中雌雄二21)
②F2中雄蝇占的比例介于1/3至1/2之间(或F2中雌雄在11~21之间)
③F2中雄蝇占1/2(或F2中雌雄二11)命题方向2分离定律表型异常分析【思维能力形成】【典例】控制人的A、B、0血型的基因有1荣F、i其中[A和1B都对i为显性I与F为共显性但是,对于每个人来说只能有其中的两个基因即A型血的基因型为IAIA或IAi;B型血的基因型为IBI或IBiAB型血的基因型为IAIB0型血的基因型为瓦如图为某一家族的系谱图,其中甲、乙、丙、丁的血型未知F列关于甲~丁所有可能的血型正确的是()A.甲可能的血型为两种:0型、B型B.乙可能的血型为一种:0型C.丙可能的血型为一种:A型D.丁可能的血型为两种:0型、B型【能力支撑】L分析推断能力:考生要具备根据题目中信息和条件才隹断甲、乙、丙、丁的血型的能力即要具备依据题干中有关条件和现象分析推断问题实质和原因的能力
2.信息转化能力:考生要理解复等位基因的内涵,具有将遗传系谱图相关信息转化成推测甲、乙、丙、丁未知基因型及对应的表型能力即具有将文字信息、图表信息等转化成解题信息的能力【思路点拨】点拨A人类的A、B、血型是受
1、1B、i三个复等位基因所控制的IA和IB对i基因均为显性I和F都对i为显性关系,即两者同时存在时能表现各自的性状亲代均为A型血PH或6则子代乙、丙基因型可能为IAI\IAi或ii乙的儿子是A型血,故甲的基因型一定不是Fib甲的基因型可能为臼荣我、画》巴企点拨民乙可能是型或A型血;点拨C、D根据分析及丙、丁的女儿为AB型血可以判断出丙为A型(FIA、用)血,丁为B型(FF和㈣)或ab型(IA*血,二者均不可能是o型血口J【思维能力提升】能力提升点:表型异常分析⑴不完全显性:若等位基因A和a分别控制红花和白花,在完全显性时,基因型为Aa的个体自交,后代中红白二31;在不完全显性时,基因型为Aa的个体自交后代中红AA粉红Aa白aa=l21⑵从性遗传:指常染色体上的基因,由于性别的差异而在男女性分布比例上或表现程度上出现差别如秃顶男性的基因型为Bb、bb秃顶女性的基因型只有bb如表所示此类问题仍然遵循基因的基本遗传规律解答的关键是准确区分基因型和表型的关系⑶表型模拟:生物的表型二基因型+环境,由于受环境影响,导致表型与基因型不符合的现象如果蝇长翅V和残翅v的遗传受温度的影响,其表型、基因型与环境的关系如表所示4复等位基因:复等位基因是指一对同源染色体的同一位置上的基因可以有多个复等位基因尽管有多个但遗传时仍符合分离定律组别PFi1黑色x监色黑色曲色=112白点义蓝色蓝色白点=113黑色x白点全为监色实验材料实验处理结果长翅果蝇幼虫A25℃条件培养长翅果蝇杂交组合亲本后代
①灰色X灰色灰色
②黄色X黄色2/3]/3灰色
③灰色X英色1/2史色、1/2灰色BBBbbb男性非秃顶秃顶秃顶女性非秃顶非秃顶秃顶基因型温度25℃正常温度35℃VV、Vv长翅残翅VV残翅。
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