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必考大题(二)　遗传与进化
(时间:30分钟　分值:50分)
1.(11分)(2025·山东临沂开学考)果蝇的触角长度性状(长触角和短触角)、体色性状(黑色和白色)分别由A/a、B/b两对等位基因控制,显隐性未知。为研究其遗传机制,科研人员让长触角黑色体色的雌蝇与短触角白色体色的雄蝇进行杂交。F1代果蝇均为长触角黑色体色。F1个体间随机交配,F2中表型及数量关系如表所示。不考虑X和Y染色体的同源区段、交换、突变以及雌雄配子均致死的情况,完成下列问题。
表型 长触角 黑色体 色雌蝇 长触角 白色体 色雄蝇 长触角 黑色体 色雄蝇 短触角 黑色体 色雌蝇 短触角 黑色体 色雄蝇 短触角 白色体 色雄蝇
数量/ 只 122 58 62 60 33 29
(1)(3分)由表中数据分析可知,控制触角长度的基因位于　　　　染色体上,控制体色的基因位于　　　　染色体上,果蝇的触角长度和体色的遗传　　　　(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律。
(2)(4分)上述杂交实验F2中长触角黑色体色雌蝇的基因型有　　　　种,其中纯合子占长触角黑色体色雌蝇群体的比例为　　　　　　。
(3)(4分)请利用上述实验中的果蝇为实验材料,设计实验探究触角长度异常比例的原因。
实验思路:选择F1代雄果蝇与F2代短触角黑色体色雌蝇进行杂交,观察并统计后代的性状及比例。
预期结果和结论:
①若后代中长触角:短触角的比例为1∶1,则可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②若后代中长触角:短触角的比例为1∶2,则可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.(12分)(2025·河北唐山模拟)果蝇是研究遗传实验的经典模式生物。已知等位基因A、a控制果蝇翅型中卷翅与正常翅,等位基因B、b控制眼型中大眼与小眼(大眼为显性性状,且等位基因B/b位于常染色体上)。为了研究这两对相对性状的遗传机制(不考虑基因位于XY染色体同源区段情况),实验小组选择卷翅大眼雌果蝇与正常翅小眼雄性果蝇杂交,得到F1代雌果蝇为正常翅大眼∶正常翅小眼=1∶1,雄果蝇为卷翅大眼∶卷翅小眼=1∶1。分析回答下列问题:
(1)(2分)果蝇作为遗传学实验经典研究材料的优点有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(答出两点即可)
(2)(4分)果蝇卷翅和正常翅相对性状中,显性性状为　　　　　　　　。两对等位基因A/a与Bb在遗传中　　　　(填“遵循”或“不遵循”)基因自由组合定律。荧光原位杂交的方法也可以快速准确判定控制两对相对性状的基因是否遵循自由组合定律,已知等位基因A和a被标记为黄色,B和b被标记为绿色,对亲本雄果蝇四分体时期的细胞进行荧光标记后在荧光显微镜下观察,记录四分体中荧光的颜色和数量。若控制翅型和眼型这两对相对性状的基因遵循自由组合定律,则会有一个四分体中出现　　　　　　　　个黄色荧光点,另一个四分体出现　　　　　　　　个绿色荧光点。
(3)(2分)让子一代雌、雄果蝇相互交配,则F2代果蝇的表型及比例为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)(4分)若子一代雌、雄果蝇相互交配,F2代果蝇的表型及比例为正常翅大眼∶正常翅小眼∶卷翅大眼∶卷翅小眼=2∶3∶2∶3,则原因可能是　　　　　　　　(仅考虑某种基因型受精卵致死情况)。请以F2代果蝇为实验材料,设计一代杂交实验证明该原因,简要写出实验方案和预期结果。
3.(8分)(2024·湖北三模)某种自花传粉植物的大叶(A)与小叶(a)、耐旱(B)与非耐旱(b)这两对相对性状各受一对等位基因控制。群体中具有大叶耐旱、大叶非耐旱、小叶耐旱、小叶非耐旱四种表型的植株,为研究这些植株的基因型,进行了相关遗传学实验。回答下列问题:
(1)(4分)某大叶耐旱植株甲的一个原始雄性生殖细胞经减数分裂产生了AB、Ab、aB、ab四种基因型的花粉,推测该原始雄性生殖细胞在减数分裂的四分体时期,位于同源染色体上的　　　　　　(填“等位基因”或“非等位基因”)随着非姐妹染色单体之间的互换而发生了交换。据现有结果　　　　　　(填“能”或“不能”)判断基因A/a与B/b是位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(4分)研究小组进行了相关杂交实验,结果如下。
实验一:大叶耐旱植株乙自交,F1表现为大叶耐旱∶小叶非耐旱=2∶1。
实验二:大叶耐旱植株丙自交,F1均表现为大叶耐旱。F1任意单株测交,F2均表现为大叶非耐旱∶小叶耐旱=1∶1。
①据上述实验可推测:A、a、B、b这四个基因中　　　　　　　　纯合时会致死。植株丙自交不发生性状分离,请提出合理的解释　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②若解释成立,那么,群体中大叶耐旱、大叶非耐旱、小叶耐旱、小叶非耐旱四种植株的基因型分别是　　　　　　　　　　　　。为获得自交不发生性状分离的大叶耐旱植株,请从群体中选择植株作为亲本,设计杂交实验,使子一代中所有的大叶耐旱植株一定为所需植株。杂交的亲本的组合是　　　　　　　　　　　　　　　　(写表型)。
4.(9分)(2025·河北保定开学考)我国先民在1万年前就开始了野生稻的驯化。经过不断改良,现代稻产量不断提高。回答下列问题:
(1)(2分)在驯化和改良的过程中,野生稻种群的　　　　发生变化进而进化为现代稻。现代稻有多种品系,体现了　　　　多样性。
(2)(2分)研究人员经诱变育种获得了对某种病害具有抗性的两种水稻品系甲和乙(甲、乙均为单基因突变体,且相关基因为非等位基因),研究人员将其分别与野生型(易感病)水稻杂交,如下表所示。
实验 杂交组合 F1表型 F2表型
① 品系甲× 野生型 抗病 抗病∶易感病 =3∶1
② 品系乙× 品系乙 抗病∶易感病 =2∶1
由实验①可知,品系甲的　　　　　　性状为显性性状。若实验②F1中的水稻自交得F2,则易感病植株所占比例为　　　　　　。
(3)(5分)为探究品系甲和品系乙的突变基因在染色体上的位置关系,请设计一种实验方案并预期实验结果和结论(不考虑互换)。
实验方案: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
预期实验结果和结论:
若　　　　　　　　　　　　,则突变体1、2的突变基因为非同源染色体上的非等位基因;若　　　　　　　　　　　　　　　　,则突变体1、2的突变基因为同源染色体上的非等位基因。
5.(10分)(2025·湖北联考)平衡致死遗传现象首先在果蝇中被发现,是指一对同源染色体上分别带有两个非等位的致死基因(不存在染色体互换),任意一个致死基因纯合即致死,成活的个体均为杂合子。平衡致死品系内的个体自由交配可以将杂合状态永久保存,省去了后期选育的繁杂。回答下列问题:
(1)(2分)现有一批纯合野生型直翅果蝇,经诱变处理后得到裂翅突变体品系。已知裂翅和直翅由一对等位基因A/a控制。现将裂翅突变体与纯合野生型直翅果蝇杂交,后代既有裂性状翅又有直翅,则裂翅对直翅为　　　　(填“隐性”或“显性”),该裂翅突变体的基因型为　　　　。
(2)(2分)经研究发现,该裂翅基因纯合致死。将A/a控制的存活与致死看作一对相对性状,则隐性性状为　　　　(填“存活”或“致死”)。
(3)(2分)将裂翅突变体进行自由交配,发现后代只有裂翅,推测裂翅品系中存在平衡致死现象,若另一种致死基因为B,则两对等位基因的位置关系应为下图中的　　　　　　　　。
(4)(4分)现已知红眼对紫眼为显性,基因位于2号染色体,灰体对黑檀体为显性,基因位于3号染色体。现提供表格所示的三种纯合品系,确定裂翅基因是否位于2号染色体上。
品系名称 基因位置 品系特征
黑檀体 3号染色体 红眼、黑檀体、直翅
紫眼 2号染色体 紫眼、灰体、直翅
野生型 红眼、灰体、直翅
杂交方案:
第一步:将裂翅突变体与上表纯合品系中的　　　　(填品系名称)进行杂交得F1;
第二步:选择F1中表型为　　　　的果蝇与上表纯合品系中的　　　　(品系名称)进行杂交得F2,统计F2的表型及比例。
预期结果:若F2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,
则裂翅基因不在2号染色体上。
必考大题(二)　遗传与进化
1.(1)常　X　遵循　(2)4　1/8　(3) 含有A基因的雌配子表现为50%存活　含有A基因的雄配子表现为50%存活
解析　(1)科研人员让长触角黑色体色的雌蝇与短触角白色体色的雄蝇进行杂交,F1代果蝇均为长触角黑色体色,说明长触角对短触角为显性,体色黑色对白色为显性。F1个体间随机交配,F2中长触角∶短触角的比例约为2∶1,且性状表现与性别无关,说明控制触角长度的基因位于常染色体上,而F2中雌蝇均为黑色体色,而雄果蝇中体色性状表现均等,表现约为1∶1,说明控制体色的基因位于X染色体上,进而可推测果蝇的触角长度和体色的遗传遵循自由组合定律,因为相关基因位于两对同源染色体上。(2)果蝇的触角长度性状(长触角和短触角)、体色性状(黑色和白色)分别由A/a、B/b两对等位基因控制,则上述杂交实验亲本的基因型可表示为AAXBXB、aaXbY,F1的基因型为AaXBXb、AaXBY,F2中长触角∶短触角的比例约为2∶1,则可能存在A基因的雌配子或雄配子有一半致死的情况(由于亲本的基因型为AAXBXB,因而说明AA纯合不致死),则F2中长触角黑色体色雌蝇的基因型有4种,相关基因型以及所占份数为1AAXBXB、3AaXBXB、1AAXBXb、3AaXBXb,其中纯合子占长触角黑色体色雌蝇群体的比例为1/8。(3)为探究触角长度异常比例的原因,设计实验选择F1代雄果蝇(AaXBY)与F2代短触角黑色体色雌蝇(aaXBX-)进行杂交,观察并统计后代的性状及比例。预期结果和结论:①若后代中长触角∶短触角的比例约为1∶1,则可能的原因是含有A基因的雌配子表现为50%存活。②若后代中长触角∶短触角的比例为1∶2,则可能的原因是含有A基因的雄配子表现为50%存活。
2.(1)具有易于区分的相对性状;子代数量多,便于数学统计分析;易于饲养,繁殖速度快;染色体数量少,便于遗传分析　(2)正常翅　遵循　二/2　四/4　(3)正常翅大眼∶正常翅小眼∶卷翅大眼∶卷翅小眼=7∶9∶7∶9　(4)基因型为BB的果蝇致死　实验方案:从F2代果蝇中选择表型为大眼的雌、雄个体相互交配,观察后代的表型和比例。预期结果:子代的表型及比例为大眼∶小眼=2∶1
解析　(1)由于果蝇具有易于区分的相对性状;子代数量多,便于数学统计分析;易于饲养,繁殖速度快;染色体数量少,便于遗传分析等优点,因此遗传学中常选用果蝇作为实验材料。(2)只考虑翅型,亲代是雌果蝇为卷翅,雄果蝇为正常翅,后代雌果蝇全是正常翅,雄果蝇全是卷翅,说明正常翅是显性,基因位于性染色体上,据题意可知,等位基因B、b控制眼型中大眼与小眼,基因位于常染色体上,两对基因位于两对同源染色体上,说明遵循基因自由组合定律。亲代卷翅大眼雌果蝇(B_XaXa)与正常翅小眼雄性果蝇(bbXAY)杂交,得到F1代雌果蝇为正常翅大眼∶正常翅小眼=1∶1,雄果蝇为卷翅大眼∶卷翅小眼=1∶1,因此亲代基因型为BbXaXa和bbXAY,亲本雄果蝇四分体时期基因型为bbbbXAXAYY,控制翅型和眼型这两对相对性状的基因遵循自由组合定律,因此bbbb所在染色体形成一个四分体,XAXAYY形成另外一个四分体,等位基因A和a被标记为黄色,B和b被标记为绿色,因此一个四分体中出现2个黄色荧光点,另一个四分体出现4个绿色荧光点。(3)据分析可知,亲代基因型为BbXaXa和bbXAY,两对等位基因遵循自由组合定律,可以用分离定律解自由组合定律,只考虑翅型,子一代雌、雄果蝇基因型为XAXa、XaY,子一代雌、雄果蝇相互交配,F2代果蝇(XAXa、XAY)正常翅∶(XaXa、XaY)卷翅=1∶1;只考虑眼型,子一代雌、雄果蝇基因型都为1/2Bb、1/2bb,都能产生1/4B和3/4b,子一代雌、雄果蝇相互交配,F2代果蝇小眼bb为3/4×3/4=9/16,大眼B_为1-9/16=7/16,两对综合考虑,F2代果蝇的表型及比例为正常翅大眼∶正常翅小眼∶卷翅大眼∶卷翅小眼=(1∶1)(7∶9)=7∶9∶7∶9。(4)据第三问分析可知,子一代雌、雄果蝇基因型都为1/2Bb、1/2bb,都能产生1/4B和3/4b,子一代雌、雄果蝇相互交配,F2代果蝇BB∶Bb∶bb=1∶6∶9,若F2代果蝇的表型及比例为大眼∶小眼=2∶3=6∶9,说明基因型为BB的果蝇致死。若要设计一代杂交实验证明基因型为BB的果蝇致死,可以从F2代果蝇中选择表型为大眼的雌、雄个体相互交配,观察后代的表型和比例,因为BB致死,子代的表型及比例为大眼∶小眼=2∶1。
3.(1)等位基因　不能　基因A/a与B/b无论位于一对还是两对同源染色体上,发生染色体互换后,一个AaBb的原始雄性生殖细胞经减数分裂均能产生四种基因型的花粉　(2)①A和B　植株丙的基因A与b位于同源染色体的一条上,基因a与B位于同源染色体的另一条上,且A基因、B基因纯合均致死,所以自交只保留了大叶耐旱植株　②AaBb、Aabb、aaBb、aabb　大叶非耐旱×小叶耐旱
解析　(1)一个原始雄性生殖细胞经减数分裂产生了AB、Ab、aB、ab四种基因型的花粉,推测该原始雄性生殖细胞的基因型是AaBb,其在减数分裂的四分体时期,位于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间的互换而发生了交换;基因A/a与B/b无论位于一对还是两对同源染色体上,发生染色体互换后,一个AaBb的原始雄性生殖细胞经减数分裂均能产生四种基因型的花粉,所以据现有结果不能判断基因A/a与B/b是位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上。(2)①由实验二可知,F1均表现为大叶耐旱,测交后代仅大叶非耐旱(Aabb)、小叶耐旱(aaBb)两种表型,故F1只能产生Ab、aB两种配子,故两对等位基因位于一对同源染色体上,且基因A和基因b在一条染色体上,基因a和基因B在一条染色体上,F1基因型为AaBb,结合题干“大叶耐旱植株丙自交,F1均表现为大叶耐旱”信息可知,丙基因型为AaBb,自交后代中AAbb、aaBB死亡,仅留下大叶耐旱(AaBb),而测交后代大叶非耐旱(Aabb)、小叶耐旱(aaBb)存活,故可知A、a、B、b这四个基因中A或B纯合时会致死;因此植株丙自交不发生性状分离的原因是植株丙的基因A与b位于同源染色体的一条上,基因a与B位于同源染色体的另一条上,且A基因、B基因纯合均致死,所以自交只保留了大叶耐旱植株(AaBb);②若A基因、B基因纯合均致死成立,则可以写出群体中大叶耐旱、大叶非耐旱、小叶耐旱、小叶非耐旱四种植株的基因型分别是AaBb、Aabb、aaBb、aabb;由于群体中大叶耐旱植株AaBb的基因连锁情况有多种,因此大叶耐旱植株AaBb无论是测交(与aabb杂交)还是自交,子一代中均有可能出现植株乙的类型(基因A与B位于同源染色体的一条上,基因a与b位于同源染色体的另一条上),不符合题目要求,若采用群体中的“大叶非耐旱(Aabb)×小叶耐旱(aaBb)”的杂交组合,子一代中所有的大叶耐旱植株,均是植株丙的类型,自交后代不会发生性状分离(实验二),符合题目要求,故杂交的亲本的组合是大叶非耐旱×小叶耐旱。
4.(1)基因频率　遗传　(2)抗病　3/5　(3)方案一:品系甲和品系乙杂交得F1,F1自交,观察F2表型及比例(方案二:品系甲和品系乙杂交得F1,让F1与野生型(易感病)测交,观察F2表型及比例)　F2中抗病∶易感病=23∶5(F2中抗病∶易感病=5∶3)　F2中抗病∶易感病∶=6∶1(F2中抗病∶易感病=3∶1)
解析　(1)在驯化和改良的过程中,野生稻种群的基因频率发生变化进而进化为现代稻,现代稻有多种品系,体现了遗传多样性;(2)由实验①可知,品系甲中抗病为显性性状;实验②F1中的抗病∶易感病=2∶1,说明抗病为显性,且显性纯合子致死,则F1水稻自交得F2,则抗病纯合∶抗病杂合∶易感病=(2/3×1/4)∶(2/3×1/2)∶(2/3×1/4+1/3)=1∶2∶3,又因为抗病纯合致死,则易感病植株所占比例为3/5;(3)方案一:探究品系甲和品系乙的突变基因在染色体上的位置关系,品系甲和品系乙杂交得F1,F1自交,观察F1及F2表型及比例。可设品系甲、品系乙和野生型的基因型分别为AAbb、aaBb、aabb。品系甲和品系乙杂交所得F1基因型为AaBb∶Aabb=1∶1。当品系甲、品系乙的突变基因为非同源染色体上的非等位基因时,F2中抗病∶易感病=23∶5;当品系甲、品系乙的突变基因为同源染色体上的非等位基因时,F2中抗病∶易感病=6∶1;方案二:探究品系甲和品系乙的突变基因在染色体上的位置关系,品系甲和品系乙杂交得F1,让F1与野生型(易感病)测交,观察F2表型及比例。可设品系甲、品系乙和野生型的基因型分别为AAbb、aaBb、aabb。品系甲和品系乙杂交所得F1为AaBb∶Aabb=1∶1。F1与野生型(易感病)测交,当品系甲、品系乙的突变基因为非同源染色体上的非等位基因时,F2中抗病∶易感病=5∶3;当品系甲、品系乙的突变基因为同源染色体上的非等位基因时,F2中抗病∶易感病=3∶1。
5.(1)显性　Aa　(2)存活　(3)①　(4)紫眼　裂翅红眼
紫眼　裂翅红眼∶直翅红眼∶裂翅紫眼∶直翅紫眼=1∶1∶1∶1
解析　(1)由题意知,将纯合的直翅个体经过突变得到的裂翅个体,且直翅和裂翅杂交后代既有直翅又有裂翅,如果裂翅是隐性,那么其和纯合的显性个体杂交后代肯定都是显性,不符合题目要求,所以裂翅是显性,其基因型为Aa。(2)已知裂翅是显性,且纯合致死,所以是AA致死,所以隐性性状aa是存活。(3)经研究者继续研究发现裂翅由显性基因A控制,AA纯合致死,并且裂翅基因所在同源染色体上还存在一个显性纯合致死基因(B),与裂翅基因完全连锁(即在减数分裂时同源染色体上的基因不发生互换)。则亲本裂翅果蝇的基因型为AaBb,由于BB纯合致死导致没有正常翅(aa)个体的出现,所以两对基因的位置关系是Ab连锁、aB连锁,即图①。(4)现已知红眼对紫眼为显性,基因位于2号染色体,则用D表示红眼,d表示紫眼,欲确定裂翅相关基因是否在2号染色体上,用2号染色体隐性突变体基因型为aadd(直翅紫眼)与亲本AaDD(裂翅红眼)进行杂交,F1为AaDd、aaDd分别表现为裂翅红眼和直翅红眼两种表型,再将F1中裂翅红眼(AaDd)与表中纯合的直翅紫眼(aadd)杂交,若裂翅基因不在2号染色体上,则翅型基因和眼型基因符合自由组合,F1与紫眼果蝇杂交后,F2为裂翅红眼(AaDd)∶直翅红眼(aaDd)∶裂翅紫眼(Aadd)∶直翅紫眼(aadd)=1∶1∶1∶1。

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