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高考生物二輪復習專題專練
(10)　“致死效應”“配子不育”與特殊遺傳現象分析
從“高度”上研究高考
[典例]　(2022·全國甲卷)某種自花傳粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色體上。A/a控制花粉育性，含A的花粉可育；含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色，紅花對白花為顯性。若基因型為AaBb的親本進行自交，則下列敘述錯誤的是(　 )
A．子一代中紅花植株數是白花植株數的3倍
B．子一代中基因型為aabb的個體所占比例是1/12
C．親本產生的可育雄配子數是不育雄配子數的3倍
D．親本產生的含B的可育雄配子數與含b的可育雄配子數相等
[解析]　分析題意可知，兩對等位基因獨立遺傳，故含a的花粉育性不影響B和b基因的遺傳，所以Bb自交，子一代中紅花植株B_∶白花植株bb＝3∶1，A正確；基因型為AaBb的親本產生的雌配子種類和比例為AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，由于含a的花粉50%可育，故雄配子種類及比例為AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶2∶1∶1，所以子一代中基因型為aabb的個體所占比例為1/4×1/6＝1/24，B錯誤；由于含a的花粉50%可育，50%不可育，故親本產生的可育雄配子是A＋1/2a，不育雄配子為1/2a，由于Aa個體產生的A∶a＝1∶1，故親本產生的可育雄配子數是不育雄配子的3倍，C正確；兩對等位基因獨立遺傳，所以Bb自交，親本產生的含B的雄配子數和含b的雄配子數相等，D正確。
[答案]　B
從“深度”上提升知能
1．“配子不育”和“致死效應”
(1)配子不育包括完全不育和部分不育，若某基因型的雄(或雌)配子完全不育，則子代不會出現相應基因型的純合子；若某基因型的雄(或雌)配子部分不育，則可根據配子的基因型及不育比例，計算出后代的基因型及比例。
(2)常見的致死類型包括配子致死和合子致死兩大類。配子致死是指致死基因在配子時期發生作用，從而不能形成有活力的配子的現象。合子致死是指致死基因在胚胎時期或成體階段發生作用，從而不能形成活的幼體或出現個體夭折的現象。
2．與一對等位基因(Aa)相關的異常遺傳性狀分離比
3．兩對相對性狀遺傳的異常分離比
F1(AaBb)自交，F2正常情況下的性狀分離比為9∶3∶3∶1，異常情況如下：
從“寬度”上拓展訓練
1．(2021·山東高考)果蠅星眼、圓眼由常染色體上的一對等位基因控制，星眼果蠅與圓眼果蠅雜交，子一代中星眼果蠅∶圓眼果蠅＝1∶1，星眼果蠅與星眼果蠅雜交，子一代中星眼果蠅∶圓眼果蠅＝2∶1。缺刻翅、正常翅由 X 染色體上的一對等位基因控制，且 Y染色體上不含有其等位基因，缺刻翅雌果蠅與正常翅雄果蠅雜交所得子一代中，缺刻翅雌果蠅∶正常翅雌果蠅＝1∶1，雄果蠅均為正常翅。若星眼缺刻翅雌果蠅與星眼正常翅雄果蠅雜交得 F1，下列關于 F1的說法錯誤的是(　 )
A．星眼缺刻翅果蠅與圓眼正常翅果蠅數量相等
B．雌果蠅中純合子所占比例為1/6
C．雌果蠅數量是雄果蠅的二倍
D．缺刻翅基因的基因頻率為 1/6
解析：選D　由題意可知，果蠅星眼、圓眼由常染色體上的一對等位基因控制，星眼果蠅與圓眼果蠅雜交，子一代中星眼果蠅∶圓眼果蠅＝1∶1，屬于測交；星眼果蠅與星眼果蠅雜交，子一代中星眼果蠅∶圓眼果蠅＝2∶1，則星眼為顯性性狀，且星眼基因純合致死，假設相關基因用A、a表示。缺刻翅、正常翅由 X 染色體上的一對等位基因控制，且 Y染色體上不含有其等位基因，缺刻翅雌果蠅與正常翅雄果蠅雜交所得子一代中，缺刻翅雌果蠅∶正常翅雌果蠅＝1∶1，雄果蠅均為正常翅，可知缺刻翅為顯性性狀，正常翅為隱性性狀，且缺刻翅雄果蠅致死，假設相關基因用B、b表示，則雌蠅中沒有基因型為XBXB的個體。親本星眼缺刻翅雌果蠅基因型為AaXBXb，星眼正常翅雄果蠅基因型為AaXbY，則F1中星眼缺刻翅果蠅(只有雌蠅，基因型為AaXBXb，比例為2/3×1/3＝2/9)與圓眼正常翅果蠅(1/9aaXbXb、1/9aaXbY)數量相等，A正確；雌果蠅中純合子基因型為aaXbXb，在雌果蠅中所占比例為1/3×1/2＝1/6，B正確；由于缺刻翅雄果蠅致死，故雌果蠅數量是雄果蠅的二倍，C正確；F1中XBXb∶XbXb∶XbY＝1∶1∶1，則缺刻翅基因XB的基因頻率為1/(2×2＋1)＝ 1/5，D錯誤。
2．某自花傳粉植物的抗病與不抗病(分別由基因A、a控制)、寬葉和窄葉(分別由基因B、b控制)兩對相對性狀獨立遺傳。該植物在繁殖過程中，存在一種或幾種配子不育或合子致死(某基因純合致死或某基因型致死)現象。下列有關基因型為AaBb的植株自交，后代出現抗病寬葉、不抗病寬葉、抗病窄葉、不抗病窄葉比例的原因的分析，錯誤的是(　 )
A．若為5∶1∶1∶1，可能是基因型為Ab和aB的花粉不育
B．若為4∶2∶2∶1，可能是基因A和基因B純合致死
C．若為5∶3∶3∶1，可能是基因型為AB的花粉不育
D．若為6∶3∶3∶1，可能是基因A純合致死
解析：選D　若基因型為Ab和aB的花粉不育，則AaBb的植株可產生雄配子AB∶ab＝1∶1，產生雌配子AB∶ab∶Ab∶aB＝1∶1∶1∶1，根據配子法可得后代出現抗病寬葉(A－B－)∶不抗病寬葉(aaBb)∶抗病窄葉(Aabb)∶不抗病窄葉(aabb)＝5∶1∶1∶1，A正確；若基因A和基因B純合致死，基因型為AaBb的植株自交，后代中抗病寬葉(A－B－)∶不抗病寬葉(aaBb)∶抗病窄葉(Aabb)∶不抗病窄葉(aabb)＝4∶2∶2∶1，B正確；若基因型為AB的花粉不育，則AaBb的植株可產生雄配子Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1，產生雌配子AB∶ab∶Ab∶aB＝1∶1∶1∶1，根據配子法可得后代出現抗病寬葉(A－B－)∶不抗病寬葉(aaB－)∶抗病窄葉(A－bb)∶不抗病窄葉(aabb)＝5∶3∶3∶1，C正確；若基因A純合致死，基因型為AaBb的植株自交，后代中抗病寬葉(A－B－)∶不抗病寬葉(aaB－)∶抗病窄葉(Aabb)∶不抗病窄葉(aabb)＝6∶3∶2∶1，D錯誤。
3．(2022·山東高考)家蠅Y染色體由于某種影響斷成兩段，含s基因的小片段移接到常染色體獲得XY′個體，不含s基因的大片段丟失。含s基因的家蠅發育為雄性，只含一條X染色體的雌蠅胚胎致死，其他均可存活且繁殖力相同。M、m是控制家蠅體色的基因，灰色基因M對黑色基因m為完全顯性。如圖所示的兩親本雜交獲得F1，從F1開始逐代隨機交配獲得Fn。不考慮交換和其他突變，關于F1至Fn，下列說法錯誤的是(　 )
A．所有個體均可由體色判斷性別
B．各代均無基因型為MM的個體
C．雄性個體中XY′所占比例逐代降低
D．雌性個體所占比例逐代降低
解析：選D　由題圖所示兩親本雜交獲得F1，從F1開始逐代隨機交配獲得Fn，所有個體中含有M基因的個體同時含有s基因，即雄性個體均表現為灰色，雌性個體不會含有M基因，只含有m基因，故表現為黑色，因此所有個體均可由體色判斷性別，A正確；含有Ms基因的個體表現為雄性，基因型為MsMs的個體需要親本均含有Ms基因，而兩個雄性個體不能雜交，B正確；假設不含X染色體的基因用O表示。雌性親本產生的配子為mX，雄性親本產生的配子為MsX、MsO、mX、mO，F1中只含一條X染色體的雌蠅胚胎致死，則F1個體的基因型為1/3MsmXX(XXY′，表現為雄性)、1/3MsmXO(XY′，表現為雄性)、1/3mmXX(XX，表現為雌性)。所以F1產生的雄配子為3/8 MsX、3/8mX、1/8mO、1/8MsO，產生的雌配子為mX。則F2個體的基因型為3/8MsmXX(XXY′，表現為雄性)、3/8mmXX(XX，表現為雌性)、1/8mmXO(致死)、1/8MsmXO(XY′，表現為雄性)。故F2雄性個體中，XY′所占比例為1/4，而在F1雄性個體中，XY′所占比例為1/2，依此類推，雄性個體中XY′所占比例逐代降低，C正確；在F2中，雌性個體所占比例為3/7，而在F1中，雌性個體所占比例為1/3，依此類推，雌性個體所占比例逐代升高，D錯誤。
4．
果蠅的卷翅和直翅受常染色體上一對等位基因A、a控制。某研究小組以基因型為Aa的果蠅為研究對象，研究隨機交配情況下子代A基因頻率的變化，得到如圖所示的結果。下列分析錯誤的是(　 )
A．基因型為a的雄配子或雌配子不能受精
B．基因型為a的雄配子和雌配子不能受精
C．基因型aa的受精卵不能發育或胚胎致死
D．基因型aa的受精卵只有50%能正常發育
解析：選ABD　若基因型為a的雄配子或雌配子不能受精，親本基因型為Aa，隨機交配后，則F1的基因型及比例為AA∶Aa＝1∶1，F1A的基因頻率應為75%，A錯誤；若基因型為a的雄配子和雌配子不能受精，種群中只有基因型為AA的個體，沒有基因型為Aa和aa的個體，B錯誤；若基因型為aa的受精卵不能發育或胚胎致死，親本基因型為Aa，隨機交配后，Fn的基因型比例為AA∶Aa＝n∶2，F1A的基因頻率約為66.6%，F2A的基因頻率為75%；F3A的基因頻率為80%，F4A的基因頻率約為83.3%，C正確；若基因型aa的受精卵只有50%能正常發育，親本基因型為Aa，隨機交配后，F1的基因型及比例為AA∶Aa∶aa＝2∶4∶1，F1A的基因頻率＝2/7＋1/2×4/7≈57.1%，D錯誤。
[微課微練·一點一評]
一、選擇題
1．某自花傳粉植物的花色有紅色、黃色和橙色三種，由兩對等位基因A/a、B/b控制，現以紅花植株為親本進行自交，F1表型及比例為紅色∶黃色∶橙色＝9∶3∶4。下列相關敘述錯誤的是(　 )
A．親本紅花植株的基因型為AaBb
B．F1橙色植株中雜合子所占比例為1/2
C．F1中自交后代不發生性狀分離的植株占1/4
D．讓F1黃色與橙色植株雜交可判斷黃色植株的基因型
解析：選C　以紅花植株為親本進行自交，F1的表型及比例是紅色∶黃色∶橙色＝9∶3∶4，是9∶3∶3∶1的變式，則親本的基因型為AaBb，A正確；橙色植株的基因型及比例為1/4aabb、1/4aaBB、2/4aaBb(或1/4aabb、1/4AAbb、2/4Aabb)，F1橙色植株中雜合子所占比例為1/2，B正確；F1基因型為9/16A_B_、3/16A_bb、3/16aaB_、1/16aabb，自交后代不發生性狀分離的植株占3/8，C錯誤；若黃色植株的基因型為AAbb或Aabb，則橙色植株的基因型為aa－－，二者雜交，若雜交后代中有橙色植株，則黃色植株的基因型為Aabb，若雜交后代中無橙色植株，則黃色植株的基因型為AAbb，D正確。
2.果蠅3號染色體上的基因L1和L2分別決定了果蠅的裂翅和正常翅，當L1基因純合時會導致胚胎不能正常發育而死亡。研究人員發現，某裂翅果蠅品系的3號染色體上存在另一對基因D、d，其中D基因也有純合致死的效應(如圖)。下列分析錯誤的是(　 )
A．上述每對基因在遺傳時都遵循分離定律
B．果蠅控制裂翅的基因只能以雜合子的形式連續遺傳
C．該品系雌雄果蠅相互交配，L1與D基因的頻率保持不變
D．若該品系雌雄果蠅相互交配后代出現一定比例的正常翅，最可能的原因是發生了基因突變
解析：選D　上述兩對基因L1/L2和D/d位于一對同源染色體上，其遺傳時都遵循分離定律，但不遵循自由組合定律，A正確；由于當L1基因(控制裂翅)純合時會導致胚胎不能正常發育而死亡，因此群體中不存在裂翅的純合子，故果蠅控制裂翅的基因只能以雜合子的形式連續遺傳，B正確；該品系雌雄果蠅相互交配，子代基因型為L1L1dd(致死)、L1L2Dd、L2L2DD(致死)，因此子代中L1與D基因的頻率仍保持各為50%，C正確；若該品系雌雄果蠅相互交配后代出現一定比例的正常翅，說明親本產生了一定比例基因型為L2d的配子，由于基因突變的頻率較低，而互換經常發生，因此上述配子的形成最可能是減數分裂Ⅰ前期同源染色體的非姐妹染色單體之間發生了互換，D錯誤。
3．科研人員將某二倍體純合野生稻甲中的冷敏型基因r改造成耐冷型基因R，篩選得到純合耐冷突變體乙，甲和乙雜交，F1表現為耐冷型，F1自由交配得F2，F2耐冷型280株，冷敏型200株，比例為7∶5。科研人員提出一種假設：F1產生的雌配子育性正常，但某種花粉成活率較低。假設花粉成活率保持不變，則下列分析中支持上述假設的是(　 )
A．F2中冷敏型個體占5/12，耐冷型個體中雜合子占1/2
B．F1產生的精子中R基因與r基因的比例為1∶5
C．F1作父本與甲正交，后代耐冷型∶冷敏型為1∶1
D．F1作母本與甲反交，后代耐冷型∶冷敏型為1∶5
解析：選B　純合耐冷突變體乙由二倍體純合野生稻甲中的冷敏型基因r改造成耐冷型基因R獲取，純合耐冷突變體乙的基因型為RR，甲(rr)和乙雜交，F1表現為耐冷型，F1產生的雌配子育性正常，其中R∶r為1∶1，基因型為r的雌配子占1/2，F2中冷敏型個體(rr)占5/12，則F1產生的雄配子中r占5/6，R占1/6，耐冷型個體中基因型RR∶Rr＝(1/2×1/6)∶(1/2×5/6＋1/2×1/6)＝1∶6，因此耐冷型中雜合子占6/7，A錯誤，B正確；雌配子育性正常，F1作父本(Rr)與甲(rr)正交，雄配子R∶r為1∶5，雌配子均為r，后代耐冷型(Rr)∶冷敏型(rr)為1∶5，C錯誤；F1作母本(Rr)與甲(rr)反交，雄配子均為r，雌配子R∶r為1∶1，后代耐冷型(Rr)∶冷敏型(rr)為1∶1，D錯誤。
4．某XY型二倍體動物有圓眼(A)和三角眼(a)，長尾(B)和短尾(b)兩對相對性狀，其中A/a位于X染色體上，某小組進行了如圖實驗。下列敘述錯誤的是(　 )
A．由實驗一子代表型及比例可推測基因B/b位于常染色體上
B．實驗二中雌性親本的基因型為BBXAXa或BbXAXa
C．若讓實驗一F1中圓眼長尾個體相互雜交，則子代表型及比例為圓眼長尾雌∶圓眼短尾雌∶圓眼長尾雄∶圓眼短尾雄＝12∶4∶9∶3
D．由實驗一、二的結果可推測含Xa的卵細胞致死
解析：選D　由實驗一子代表型及比例為長尾雌∶長尾雄＝2∶1，短尾雌∶短尾雄＝2∶1，說明長尾(B)和短尾(b)這對相對性狀與性別無關，即基因B/b位于常染色體上，A正確；實驗二F1中♀∶♂＝2∶1，結合實驗一可推知XaY致死，故實驗二雌性親本相關基因為XAXa，實驗二F1均為長尾，由此可推知實驗二中雌性親本相關基因為BB或Bb，故實驗二中雌性親本的基因型為BBXAXa或BbXAXa，B正確；分析題圖可知，實驗一中親本的基因型為bbXAY、BbXAXa，則實驗一F1中圓眼長尾個體雌性的基因型為1/2BbXAXa、1/2BbXAXA，F1中圓眼長尾個體雄性的基因型為BbXAY，因此子代表型及比例為圓眼長尾雌∶圓眼短尾雌∶圓眼長尾雄∶圓眼短尾雄＝(4/7×3/4)∶(4/7×1/4)∶(3/7×3/4)∶(3/7×1/4)＝12∶4∶9∶3，C正確；由實驗一、二的結果可推測XaY致死，結合XAXa不致死，可知含Xa的卵細胞不致死，D錯誤。
5．某雌雄異株植物的紅花(A)對白花(a)為顯性，種群(處于遺傳平衡)中紅花植株與白花植株的比例為3∶1，由于某種環境因素改變，含有基因A的雄配子一半不育，其余配子正常，該種群的個體間隨機交配得F1。下列敘述正確的是(　 )
A．親本中A的基因頻率為75%
B．親本與F1中基因型為Aa的個體所占的比例相同
C．該種群中的雄性個體會逐漸減少
D．F1中A的基因頻率約為58.3%
解析：選B　親本遵循遺傳平衡定律，且紅花∶白花＝3∶1，則aa＝1/4，a＝50%，A＝50%，故親本中A的基因頻率為50%，A錯誤；父本產生的可育配子類型及比例為A∶a＝1∶2，母本產生的配子類型及比例為A∶a＝1∶1，所以親本隨機交配產生的F1基因型及比例為AA∶Aa∶aa＝1∶3∶2，故親本與F1中基因型為Aa的個體所占的比例均為1/2，B正確；含有基因A的雄配子一半不育不影響后代的性別比例，后代中種群的雌雄個體比例依然是1∶1，C錯誤；F1中AA占1/6，Aa占1/2，aa占1/3，則A＝1/6＋1/2×1/2＝5/12，F1中A的基因頻率約為41.7%，D錯誤。
二、非選擇題
6．某果蠅品系D中，一條2號染色體上有一顯性基因Cy(翻翅，純合致死)，同時還有一個大倒位可抑制整條2號染色體的重組；另一條2號染色體上有另一顯性基因S(星狀眼，純合致死)。請回答下列問題。
(1)果蠅具有______________________(答出3點即可)等優點，常用作遺傳學研究的實驗材料。最早利用果蠅作為研究對象的摩爾根等，通過自主發明的測定基因在染色體相對位置的方法，繪制出了果蠅染色體的基因圖，從而說明____________。
(2)品系D中果蠅體細胞中的2號染色體的DNA堿基排列順序________(填“相同”或“不相同”)，位于該對染色體上決定翻翅和星狀眼基因的傳遞______(填“遵循”或“不遵循”)基因自由組合定律。
(3)若品系D的雌雄果蠅隨機交配，推測后代的基因型有______種，原因是____________________。
(4)欲利用品系D來檢測野生型果蠅的一條2號染色體上是否出現決定新性狀的隱性突變基因，進行如圖所示的雜交實驗(不考慮新的基因突變)：
①若F2的表型及比例為________________，說明待檢野生型果蠅的2號染色體上沒有決定新性狀的隱性突變基因。
②若F2的表型及比例為__________________，說明待檢野生型果蠅的2號染色體上有決定新性狀的隱性突變基因。
解析：(1)果蠅常用來作為遺傳學研究的材料是因為其具有易飼養、繁殖快、后代數量多、生長周期短、有易于區分的相對性狀等優點。摩爾根用果蠅作實驗材料證明了基因位于染色體上，其研究方法是假說—演繹法，繪制出了果蠅染色體的基因圖，從而說明基因在染色體上呈線性排列。(2)品系D中果蠅體細胞中的2號染色體上基因不同，故DNA堿基排列順序不相同。位于該對染色體上決定翻翅和星狀眼基因屬于連鎖關系，其傳遞不遵循基因自由組合定律。(3)若品系D(Cy＋＋S)的雌雄果蠅隨機交配，產生的配子種類及比例為Cy＋、＋S，推測后代的基因型有1種，原因是Cy基因和S基因純合致死。(4)①若待檢野生型果蠅的2號染色體上沒有決定新性狀的隱性突變基因，則F2的表型及比例為翻翅∶野生＝2∶1。②若待檢野生型果蠅的2號染色體上有決定新性狀的隱性突變基因，則F2的表型及比例為翻翅∶野生∶新性狀＝8∶3∶1。
答案：(1)相對性狀易區分、染色體數少、繁殖快、子代數量多(生長周期短)、體型小、易飼養管理　基因在染色體上呈線性排列　(2)不相同　不遵循　(3)1　Cy基因和S基因純合致死　(4)①翻翅∶野生＝2∶1　②翻翅∶野生∶新性狀＝8∶3∶1

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