高考二轮复习生物课件（新高考新教材）大题分析与表达练3变异与育种

3变异与育种1234561.(2023·湖南模拟)某种雌雄异株的植物(XY型),其叶片有宽叶和窄叶,受两对等位基因A/a、B/b的控制,花色有淡红色和白色,受等位基因D/d的控制。研究人员利用野生型的纯合窄叶淡红色花植株和纯合宽叶白色花植株为材料进行正反交实验,F1均为宽叶淡红色花,让F1进行自由交配产生F2,F2的结果如图所示。回答下列问题。123456(1)根据实验结果分析,该种植物的叶形和花色的隐性性状分别是

、

。亲本的基因型组合是

。(2)若题中三对等位基因的遗传均遵循自由组合定律,则F2的性状分离比是

。

(3)从F2中发现一株变异植株甲(基因型为Dd),其3号染色体的变异情况如图所示。已知基因D/d位于3号染色体上,其他染色体均正常,且变异不涉及基因D/d。窄叶白色花aabbDD×AABBdd45∶15∶3∶1123456①植株甲的3号染色体发生的具体变异类型是

。

②取植株甲的花药进行离体培养获得单倍体植株,其原理是

,该组织培养的脱分化阶段和再分化阶段的培养条件的主要区别是_____________________________________________________________________________________________________(答出1点)。

③已知只含异常3号染色体的花粉不参与受精作用,现有植株甲和各种纯合花色的该种野生型植物,为鉴定异常染色体上的基因是D还是d,请设计一次杂交实验进行探究。写出实验思路和预期结果及结论。实验思路:

。

预期结果及结论:_______________________________________________________________________________________________。

染色体片段缺失植物细胞的全能性

脱分化阶段一般不需要光照,而再分化阶段需要;脱分化阶段和再分化阶段对细胞分裂素和生长素的比例要求不同让植株甲作父本与白色花植株杂交,统计子代的表型

若子代全表现为淡红色花,则异常染色体上的基因是d;若子代全表现为白色花,则异常染色体上的基因是D123456解析

(1)由题表中数据可知,让纯合窄叶淡红色花植株和纯合宽叶白色花植株为材料进行正反交实验,F1均表现为宽叶淡红色花,说明宽叶对窄叶为显性、淡红色花对白色花为显性,且性状与性别无关,相关基因均位于常染色体上,F2中宽叶∶窄叶≈15∶1,说明该性状由两对独立遗传的基因控制,且F1相关基因型是AaBb,淡红色花∶白色花≈3∶1,说明F1相关基因型是Dd,可进一步推知,亲本(纯合窄叶淡红色花植株和纯合宽叶白色花植株)的基因型组合是aabbDD×AABBdd。(2)F2中宽叶∶窄叶≈15∶1,淡红色花∶白色花≈3∶1,三对等位基因的遗传遵循自由组合定律,则F2的性状分离比为45∶15∶3∶1。123456(3)①3号染色体部分缺失,发生的是染色体片段缺失变异。②取植株甲的花药进行离体培养获得单倍体植株,利用的是植物组织培养技术,其原理是植物细胞的全能性,根本原因是花药细胞含有发育所需要的全套遗传物质;组织培养的脱分化阶段和再分化阶段的培养条件的主要区别是脱分化阶段一般不需要光照,而再分化阶段需要;脱分化阶段和再分化阶段对细胞分裂素和生长素的比例要求不同。③由于含异常3号染色体的花粉不参与受精作用,因此植株甲作为父本才能探究异常染色体上的基因是D还是d,且选择纯合的白色花植株(dd)作母本与其杂交,并统计子代的表型。若基因D位于异常染色体上,用D-表示,则其基因型为D-d,子代均为白色花植株;若基因d位于异常染色体上,用d-表示,其基因型为Dd-,子代全为淡红色花植株。1234562.(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

。

51/3123456(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”)。

替换Ⅲ123456(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_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。

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123456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。1234563.(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。123456(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116123456(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

。

AB1/6123456(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2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∶1123456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。123456(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。1234564.(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%。

常显性三(或3)123456(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

。

能够稳定遗传的DD基因型个体具有纯合致死效应123456②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)。123456(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。

雌2∶11∶1123456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%。123456(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

。123456(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。1234565.(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。123456(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

。常相等1/8123456(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。

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

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123456(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+、D3+表示)。甲乙丙123456①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。

D2DD2+D3+或D2D2D3+D3染色体数目变异,染色体结构变异青123456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。123456(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体观察,若Z(性)染色体形态相同且结构正常,则为基因突变导致。123456(4)位点1只含D2的蛋壳为青色,因双突变体致死,青色的基因型是D2D2D3+D3+或D2D2D3+D3。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,该过程染色体变异类型为染色体数目变异、染色体结构变异。图乙产生配子基因型为ZD2D3+、WD2+、Z、WD2+D2D3+,图丙所示的雄蚕交配,雄蚕产生的配子基因型为ZD2D3、ZD2+D3,已知突变基因D2会明显提高鹌鹑的产蛋量,应选择青色的后代个体用于生产。1234566.(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∶1123456B/b实验二的F1中卵形叶只在雌株中出现,性状与性别相关联,基因B/b位于Z染色体上含Zb的雌配子致死AaZBZb123456(3)取实验一F1中卵形叶雌株并对其进行射线处理