2024届高考 二轮复习 大题分析与表达练变异与育种作业（山东版）

3变异与育种1.(2023·山东德州三模)小麦属于异源多倍体生物,有四倍体(4n=28,可用AABB表示)、六倍体(6n=42,可用AABBDD表示)等多种,其中六倍体小麦为普通小麦。普通小麦的籽粒有黑粒、白粒之分,分别由基因E、e控制,黑粒小麦相对于白粒小麦营养价值更高,但易感病。小麦雄性育性性状由等位基因R、r控制。偃麦草(2n=14)的7号染色体携带显性抗病基因G。科研人员利用偃麦草与四倍体小麦杂交可获得抗病六倍体普通小麦,利用该小麦、雄性不育白粒小麦及黑粒小麦为亲本培育抗病黑粒雄性不育小麦新品种。(1)为确定基因E的位置,科研人员构建了4号染色体三体纯合黑粒小麦,该小麦与白粒小麦杂交得到F1,若F1中三体小麦自交,后代表型及比例为,则说明基因E位于4号染色体上。

(2)SSR是DNA中的简单重复序列,不同染色体的SSR差异很大,可利用电泳技术将其分开,用于基因的定位。为确定基因R、r是否位于4号染色体上,研究者提取亲本及F2中雄性不育植株和可育植株4号染色体的DNA,检测4号染色体上特异的SSR部分结果如下图所示:据此判断,雄性不育基因为(填“显性”或“隐性”)基因,且(填“位于”或“不位于”)4号染色体上,判断依据是。F2可育植株中电泳结果与个体1相同的个体占。研究发现E基因位于4号染色体上,将亲本中的雄性不育个体与黑粒小麦杂交后自交,后代出现黑粒雄性不育纯合个体,分析其原因是。

(3)抗病六倍体普通小麦与纯合黑粒雄性不育小麦杂交,得到F1,F1形成配子过程中发现来自偃麦草7号染色体与来自普通小麦的7号染色体不能正常联会,而是随机分配到不同配子中,据此分析,F1最终能产生种配子。研究发现F1中某个体的来自偃麦草的7号染色体与来自小麦的7号染色体融合形成一条染色体,该个体可产生含21条染色体(n型)和含20条染色体(n-1型)两种配子,其中能参与受精的配子中n型配子占80%。让该个体自交,后代出现正常抗病纯合个体的概率为。

2.(2023·山东联考模拟)染色体平衡易位又称为相互易位,是指两条染色体发生断裂后相互交换,形成两条新的衍生染色体,基因总数未丢失,大部分平衡易位对基因表达和个体发育无严重影响,但对雌雄配子的活性有相同的影响。平衡易位(只考虑非同源染色体间片段的互换)杂合子的情况比较复杂,这和易位区段的长短有关。当易位区段较长时,在减数分裂Ⅰ的前期,由于同源部分的配对,而出现富有特征性的“+”字形结构,称为“四射体”,如图1所示;如果易位区段很短,两对非同源染色体之间可以不发生联会,各自独立。(1)已知“四射体”中的每一条染色体在减数分裂Ⅰ的后期会随机移向一极,不考虑突变、交换等其他变异类型,仅考虑发生相互易位的两对同源染色体及其上基因,则易位杂合子理论上产生的配子种类数为。

图1(2)若图1中的“四射体”是在某雌性果蝇体内发现的,下列相关叙述正确的是。A.果蝇该体细胞内含有6种形态不同的染色体B.观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期的细胞C.平衡易位导致基因在不同的染色体上重新排列,属于基因重组D.通过基因检测可以确定某个体是否为平衡易位者(3)只考虑“四射体”中的染色体两两分离的情况,若各种配子均可育,各种类型后代都能存活,则一只易位杂合子雌果蝇与正常雄果蝇交配产生的子代中染色体正常的果蝇所占的比例为。

(4)已知果蝇的2号染色体上带有褐眼基因bw(对应的野生型基因为bw+),3号染色体上带有黑檀体基因e(对应的野生型基因为e+)。将2号和3号染色体的短片段易位的纯合野生型乙果蝇(作父本)与染色体正常的隐性纯合子甲果蝇(作母本)杂交得到F1(杂交过程如图2所示),F1中的雄果蝇与母本进行回交,理论上后代的表型及比例为

。而实际上只产生了野生型和双突变体两种类型后代,推测其原因最可能是。若假说成立,则F1中雌雄果蝇互交,子代表型及比例为。

图23.(2023·安徽芜湖二模)拟南芥(2N=10)是自花受粉植物,基因高度纯合,易获得突变型,是一种经典模式植物。(1)对拟南芥基因组测序,需要测定条染色体的DNA序列。

(2)拟南芥的A基因决定雄配子育性,A失活会使雄配子育性减少1/2;研究者将某种抗性基因插入野生型植株(AA)的A中,获得了“敲除”A基因的抗性植株甲(表示为Aa)。进行杂交实验:甲(♂)×野生型(♀),则所结种子中,基因型为Aa的种子所占比例为。

(3)拟南芥叶片绿色由长度为1000个碱基对的基因B(1000bp)控制。植株乙叶片为黄色,由基因B突变为B1(1000bp)所致,基因B1纯合导致幼苗期致死。在B基因突变为B1基因的过程中发生的碱基对变化为。突变成的B1基因产生了一个限制酶酶切位点。从植株乙的细胞中获取控制叶片颜色的基因片段,用限制酶处理后进行电泳(电泳条带表示特定长度的DNA片段),其结果为图中(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

(4)植株丙叶片为黄色,由基因B的另一突变基因B2所致。用植株乙与丙杂交,子代中黄色叶与绿色叶植株各占50%。能不能确定B2是显性突变还是隐性突变?(填“能”或“不能”),理由是

。

4.(2023·辽宁沈阳二模)在对果蝇的遗传学研究中,科学家常采用不同的方法构建并保存能稳定遗传特定基因的品系。请回答下列问题。(1)现有黑身果蝇雌雄若干,置于适宜环境中繁殖数代,在某一代繁殖后,科学家发现极少量灰身雌雄果蝇。让这些灰身果蝇自由交配,后代中有1/4的果蝇体色为黑身,且雌雄数量相等。①出现极少量灰身果蝇的原因最可能是位于(填“常”或“性”)染色体上的控制体色的基因发生了(填“显性”或“隐性”)突变。

②为了保存控制灰身的基因,科学家尝试构建并保存灰身果蝇品系:将发现的灰身果蝇作为亲本进行自由交配,子代去除黑身果蝇,让灰身果蝇自由交配数代,每次交配后都去除黑身果蝇,自由交配代后控制灰身的基因的频率达到75%。

(2)已知果蝇的展翅是由Ⅲ号染色体上的显性基因D控制,且D基因具有纯合致死效应,现有展翅果蝇雌雄若干。①不能通过(1)中②的方法来构建并保存展翅果蝇品系,原因是

。

②为了构建并保存展翅果蝇品系,科学家引入Ⅲ号染色体上的另一具有纯合致死效应的粘胶眼基因G。将粘胶眼正常翅果蝇和正常眼展翅果蝇交配,选取子代中的粘胶眼展翅果蝇相互交配,后代只有粘胶眼展翅果蝇,称为粘胶眼展翅平衡致死系。请在图中画出粘胶眼展翅平衡致死系个体G/g基因和D/d基因在Ⅲ号染色体上的位置(图中染色体上的黑色横线代表基因的位置)。(3)平衡致死系可用于基因定位。为研究控制体色的基因是否位于Ⅲ号染色体上,科学家选取粘胶眼展翅平衡致死系黑身雄果蝇与纯合正常眼正常翅灰身雌果蝇作为亲本杂交获得子一代,选取子一代中的(填“雌”或“雄”)果蝇与亲本杂交。不考虑变异的情况下,若后代中灰身∶黑身=,则控制体色的基因位于Ⅲ号染色体上;若后代中灰身∶黑身=,则控制体色的基因不位于Ⅲ号染色体上。

5.(2023·重庆模拟)鹌鹑(ZW)到了繁殖期,颈后部有的会长出长羽冠,有的长出短羽冠,长羽冠受显性基因G控制,即使携带G基因也只在成年后的繁殖期才表现出来。现有一繁殖期表现出短羽冠的雄性和一繁殖期表现出长羽冠的雌性鹌鹑杂交,繁殖出一雄一雌两只幼体。对4个个体进行相关基因检测,电泳结果如图示(对应个体标签丢失且不考虑Z、W染色体的同源区段)。回答下列问题。(1)控制羽冠基因G/g位于染色体上,理论上,子代幼体中雌性短羽冠鹌鹑和雄性短羽冠鹌鹑在数量上表现为。

(2)F1中雌雄鹌鹑相互杂交,子代繁殖期出现雄性短羽冠的概率为。

(3)鹌鹑的喙有黄色(F)和褐色(f),取多对短羽冠褐喙雄鹌鹑与长羽冠黄喙雌鹌鹑杂交,F1雄性均表现为长羽冠黄喙,雌性均表现为长羽冠褐喙。①上述两对等位基因(填“遵循”或“不遵循”)基因自由组合定律,理由是

。

②几个生物兴趣小组多次重复上述实验,偶然间发现F1雄性中出现一只褐喙。小组成员猜测以下三种可能:F基因所在染色体出现了缺失;出现了性反转;出现了基因突变。请你设计最简单实验进行判断:,若结果表现为,则为基因突变导致。

(4)研究发现鹌鹑突变基因D2和D3分别位于10号染色体的位点1和位点2,如图所示。已知双突变纯合子致死且突变基因D2会明显提高鹌鹑的产蛋量。位点1只含D2的蛋壳为青色,位点2只含D3的蛋壳为白色,其他的蛋壳为淡黄色(野生基因用D2+、甲乙丙①鹌鹑蛋壳表现为青色的个体基因型为。

②育种工作者经处理得到了如图乙所示雌性鹌鹑,其一条10号染色体上含D3基因的片段缺失后与W染色体结合。该过程发生的染色体变异类型有

。

③若利用图乙与图丙所示个体交配,可选育蛋壳为色的后代个体用于生产。

6.(2023·广东模拟)某雌雄异株植物(ZW)的红果和黄果由基因A/a控制,叶片菱形和卵形由基因B/b控制,两对基因独立遗传,实验人员选择红果菱形雄株(甲)、红果卵形雌株(乙)、黄果菱形雌株(丙)进行了下表所示实验。不考虑Z、W染色体的同源区段,回答下列问题。实验亲本F1一甲×乙红果菱形雌株∶红果卵形雌株∶黄果菱形雌株∶黄果卵形雌株=3∶3∶1∶1二甲×丙红果菱形雄株∶黄果菱形雄株∶红果菱形雌株∶红果卵形雌株∶黄果菱形雌株∶黄果卵形雌株=2∶2∶1∶1∶1∶1(1)根据实验二结果分析,两对等位基因中位于Z染色体上的是基因,判断的依据是

。

(2)实验一中,F1全为雌株的原因可能是,植株甲的基因型是。

(3)取实验一F1中卵形叶雌株并对其进行射线处理,进行培育后与杂合的菱形叶雄株杂交,分别统计F2单株的表型及比例,发现其中一个株系的F2中雌、雄株都表现为菱形叶∶卵形叶=1∶1。已确定该结果的出现与同源染色体片段转移有关。①发生的具体同源染色体片段转移是,且需要满足的条件是(从配子的可育性方面作答)。

②若让该株系F2的菱形叶雌、雄株杂交,则其F3的表型及比例是(写出性别)。

③为验证该染色体片段转移,实验人员选择该株系F2中(填“雄株”“雌株”或“雄株和雌株”)与正常的雌、雄植株细胞制成临时装片,在显微镜下观察并比较它们的性染色体结构。与正常植株相比,若,则可初步证明该株系确实发生了染色体片段转移。

答案：1.答案(1)黑粒∶白粒=35∶1(2)隐性位于F2中不育植株电泳带与亲本不育植株相同,而可育植株存在杂合现象1/3减数分裂形成配子过程中,一对4号染色体非姐妹染色单体片段互换,使基因r与基因E位于一条染色体上(3)416/25解析(1)若基因E位于4号染色体上,那么4号染色体三体纯合黑粒小麦,基因型为EEE,与白粒小麦(ee)杂交得到F1,F1中三体小麦基因型为EEe。EEe个体产生的配子基因型及比例为E∶Ee∶EE∶e=2∶2∶1∶1,后代中白粒小麦(ee)的占比为1/6×1/6=1/36,因此后代表型及比例为黑粒∶白粒=35∶1。(2)对比亲本、F2中可育与不可育植株4号染色体SSR的电泳结果,所有不育植株的电泳带均相同,可知基因R、r位于4号染色体上,且部分可育植株为杂合子,因此雄性不育基因为隐性基因。由电泳结果可知亲本的雄性育性基因均为纯合RR×rr,F1基因型为Rr,自交得到的F2中,RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,因此F2可育植株中电泳结果与个体1(RR)相同的个体占1/3。E基因位于4号染色体上,亲本中的雄性不育个体(eerr)与黑粒小麦(EERR)杂交获得F1的基因型为EeRr,正常产生的雄配子只有ER、er,后代出现黑粒雄性不育纯合个体(EErr),推测是由于减数分裂形成配子过程中,一对4号染色体非姐妹染色单体片段互换,使基因r与基因E位于一条染色体上。(3)由于F1形成配子过程中发现来自偃麦草7号染色体与来自普通小麦的7号染色体不能正常联会,而是随机分配到不同配子中,因此产生的配子存在只有偃麦草7号染色体、只有普通小麦的7号染色体、两者都有、两者都无4种类型。根据描述可知n型配子携带抗病基因占4/5,n-1型配子不携带抗病基因占1/5,所以后代出现正常抗病纯合个体的概率为4/5×4/5=16/25。2.答案(1)16(2)AB(3)1/6(4)野生型∶褐眼∶黑檀体∶褐眼黑檀体=1∶1∶1∶1染色体片段缺失或重复的雄配子致死野生型∶褐眼黑檀体=3∶1解析(1)若“四射体”中的每一条染色体在减数分裂Ⅰ的后期会随机移向一极,不考虑突变、交换等其他变异类型,仅考虑发生相互易位的两对同源染色体及其上基因,配子中含有1条染色体的有4种,含有2条染色体的有6种,含有3条染色体的有4种,含有4条染色体的有1种,不含相关染色体的为1种,则易位杂合子理论上产生的配子种类数为16种。(2)该体细胞内含有4种形态不同的正常染色体和2种形态不同的易位染色体,故含有6种形态不同的染色体,A项正确。有丝分裂中期的细胞中染色体数目清晰,形态稳定,故观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期的细胞,B项正确。平衡易位导致基因在不同的染色体上重新排列,属于染色体结构变异,不属于基因重组,C项错误。平衡易位者细胞中基因种类、数目均未发生改变,故无法通过基因检测判断,D项错误。(3)只考虑“四射体”中的染色体两两分离的情况,则易位杂合子雌果蝇能产生的配子类型为6种,其中染色体组成正常的配子只有1种,故与正常雄果蝇交配产生的子代中染色体正常的果蝇所占的比例为1/6。(4)根据题干信息,如果易位区段很短,两对非同源染色体之间可以不发生联会,各自独立,推测F1雄果蝇能产生四种类型配子:bw+e+,bwe+,bw+e,bwe,故其测交后代表型及比例为野生型∶褐眼∶黑檀体∶褐眼黑檀体=1∶1∶1∶1。而实际上只产生了野生型和双突变体两种类型后代,推测其原因最可能是染色体片段缺失或重复的雄配子即bwe+,bw+e类型配子致死。据题意,平衡易位对雌雄配子的活性有相同的影响,故能存活的雌雄配子都是b+we+∶bwe=1∶1,则F1中雌雄果蝇互交,子代表型及比例为野生型∶褐眼黑檀体=3∶1。3.答案(1)5(2)1/3(3)替换Ⅲ(4)能若B2是显性突变,则子代表型及比例为黄∶绿=3∶1(或1∶0),与题意不符,不可能是显性突变;若B2是隐性突变,则子代表型及比例为黄∶绿=1∶1,与题意一致解析(1)拟南芥是雌雄同株的二倍体植物,其基因组含有5条染色体,因此拟南芥基因组测序需要测定5条染色体的DNA序列。(2)由于A失活会使雄配子育性减少1/2,甲(♂)产生的配子为A∶a=2∶1,野生型(♀)产生的配子均为A,所以后代中Aa的种子占1/3。(3)在B基因突变为B1基因的过程中,碱基对的数目不变,因此发生的是碱基对的替换。因为基因B1纯合导致幼苗期致死,所以植株乙的基因型为B1B,因此限制酶处理后进行电泳会出现三种长度的片段,因此选Ⅲ。(4)若B2是显性突变,植株丙为B2B时,子代为B1B2、B1B、B2B、BB,表型及比例为黄∶绿=3∶1。若植株丙为B2B2时,子代为B1B2、B2B,均为黄色,都与题干信息不符;若B2是隐性突变,植株丙为B2B2,则子代为B1B2、BB2,表型及比例为黄∶绿=1∶1,与题意一致。因此可以确定B2是隐性突变。4.答案(1)①常显性②三(或3)(2)①能够稳定遗传的DD基因型个体具有纯合致死效应②或(3)雌2∶11∶1解析(1)①黑身果蝇雌雄若干,置于适宜环境中繁殖数代出现极少量灰身果蝇,出现了新的性状,最可能是由于基因突变产生了新的基因,灰身果蝇自由交配,后代中有1/4的果蝇体色为黑身,且雌雄数量相等,说明灰身为显性,且灰身和黑身遗传与性别无关,故灰身为常染色体显性突变。②假设灰身和黑身由基因A、a控制,突变的灰身果蝇基因型为Aa,自由交配第一代子代灰身∶黑身=3∶1,除去黑身果蝇后,灰身纯合子AA:灰身杂合子Aa=1∶2,产生配子A的比例为2/3,配子a的比例为1/3,子一代的灰身果蝇自由交配产生第二代,灰身∶黑身=8∶1,子二代的果蝇中A的基因频率为2/3,A的基因频率小于75%,再让子二代的灰身果蝇进行自由交配,除去黑身果蝇后,AA:Aa=1∶1,配子A的比例为3/4,配子a的比例为1/4,子三代果蝇AA∶Aa∶aa=9∶6∶1,子三代A基因频率为3/4=75%,故自由交配三代后控制灰身的基因的频率达到75%。(2)①因为能够稳定遗传的DD基因型个体具有纯合致死效应,展翅的基因型为Dd,故不能通过(1)中②的方法(灰身果蝇作为亲本进行自由交配且每一代去掉黑身果蝇)来构建并保存展翅果蝇品系。②控制粘胶眼和正常眼、正常翅和展翅果蝇的两对基因均位于Ⅲ号染色体上,粘胶眼正常翅果蝇(Ggdd)和正常眼展翅果蝇(ggDd)交配,子代中粘胶眼展翅果蝇为GgDd,使之自由交配,后代只有粘胶眼展翅果蝇(GgDd),说明基因的位置为或。(3)粘胶眼展翅平衡致死系黑身雄果蝇(GgDdaa)与纯合正常眼正常翅灰身雌果蝇(ggddAA)杂交,子代基因型及比例为GgddAa∶ggDdAa=1∶1;可用测交的方法定位A/a是否位于Ⅲ号染色体上,故选取雌果蝇与亲本杂交,若后代中灰身∶黑身=2∶1,说明A/a基因与G/g和D/d基因连锁,则控制体色的基因位于Ⅲ号染色体上;若后代中灰身∶黑身=1∶1,说明A/a基因是独立遗传的,则控制体色的基因不位于Ⅲ号染色体上。5.答案(1)常相等(2)1/8(3)①遵循根据题意判断基因F/f位于Z染色体上,两对等位基因位于两对同源染色体上②取该褐喙雄性个体细胞制成临时装片进行染色体观察Z(性)染色体形态相同且结构正常(4)①D2D2D3+D3+或D2D2D3+D3解析(1)若基因在Z染色体上,繁殖期表现出短羽冠的雄性基因型为ZgZg,繁殖期表现出长羽冠的雌性鹌鹑基因型为ZGW,两者杂交子代为ZGZg和ZgW,根据电泳结果,4个个体为2个杂合子、2个纯合子,且2个纯合子基因型不同,和题目不符;若基因在常染色体上,短羽冠的雄性基因型为gg,长羽冠的雌性鹌鹑基因型为GG,子代的基因型为Gg,则1和3是子代,2和4是亲代。若短羽冠的雄性基因型为gg,长羽冠的雌性鹌鹑基因型为Gg,子代基因型为Gg和gg,与题目相符。因为基因在常染色体上,且即使携带G基因也只在成年后的繁殖期才表现出来,子代中雌性短羽冠鹌鹑和雄性短羽冠鹌鹑在数量上表现为1∶1。(2)F1中雌雄鹌鹑相互杂交,子代为GG∶Gg∶gg=1∶2∶1,出现雄性短羽冠的概率为1/2×1/4=1/8,但需要在繁殖期才表现出来。(3)多对短羽冠褐喙雄鹌鹑与长羽冠黄喙雌鹌鹑杂交,F1雄性均表现为黄喙,雌性均表现为褐喙,雌雄表现完全不同,说明基因位于Z染色体上,亲本的基因型是ZfZf和ZFW,两对等位基因位于两对同源染色体上,两对基因符合自由组合定律。F1雄性的基因型为ZFZf,雌性的基因型为ZfW,若F基因所在染色体出现了缺失则基因型为Z0Zf;出现了性反转则基因型为ZfW;出现了基因突变则基因型为ZfZf,若想判断属于哪种类型,可以取该褐喙雄性个体细胞制成临时装片进行染色