山东专用2021高考生物一轮复习第七单元生物的变异育种与进化复习提升课10变异相关实验探究演练解析版 4页

变异相关实验探究 ‎1．(2019·广东江门一模)水稻(2n＝24)，花小，两性花，杂交育种工作量大。水稻的紫叶鞘对绿叶鞘、宽叶对窄叶、抗病对感病完全显性，各受一对等位基因控制且不考虑交叉互换。‎ ‎(1)现有紫叶鞘(甲)和绿叶鞘(乙)两个纯系水稻品种间行种植。若要获得甲为父本，乙为母本的杂交种子，需对________(填“甲”或“乙”)植株进行(操作)并套袋隔离，待父本植株花粉成熟后人工授粉并套袋隔离，种子成熟后收获________(填“甲”或“乙”)植株上结的种子即为杂交种子。‎ ‎(2)某杂种 F1 自交， F2 表现型及比例是宽叶抗病∶宽叶感病∶窄叶抗病∶窄叶感病＝5∶3∶3∶1。若 F2出现该比例的原因是 F1 中某种基因型的花粉不育，则 F2 宽叶抗病植株中基因型为双杂合个体所占的比例为________。‎ ‎(3)若纯种宽叶感病植株与窄叶感病植株杂交的后代中，偶然发现一株窄叶感病个体，请你对此现象给出的两种合理解释是：①__________________________________________‎ ‎②___________________________________________________。‎ 解析　(1)若要获得甲为父本乙为母本的杂交种子，需对母本植株(乙)进行去雄并套袋隔离，待父本植株花粉成熟后人工授粉再进行套袋隔离。甲(AA)为父本乙(aa)为母本，因此种子成熟后收获乙植株上结的种子即为杂交种子，其基因型为Aa。‎ ‎(2)结合分析可知，控制两对性状的基因能自由组合且宽叶和抗病为显性，遵循自由组合定律，亲本的表现型为宽叶抗病。正常情况下，双杂合个体自交后代的性状比为9∶3∶3∶1，现在出现的比例为5∶3∶3∶1，说明亲本中基因型的双显性的花粉不育，假设以上两对性状由A、a和B、b控制，因此花粉AB不育，因此F2宽叶抗病植株中基因型以及比例为AaBB∶AABb∶AaBb＝1∶1∶3，因此双杂合个体所占的比例为3/5。‎ ‎(3)纯种宽叶感病植株基因型为AAbb，窄叶感病基因型为aabb，后代基因型为Aabb，表现型为宽叶感病。偶然发现一株窄叶感病个体，两种可能的解释是：①纯种宽叶个体在产生配子时发生了基因突变，宽叶基因突变为窄叶基因，其窄叶感病植株的基因型为(aabb)；②纯种宽叶个体产生的配子中含 A 的染色体片段缺失，含宽叶基因的染色体片段缺失，其窄叶感病植株的基因型为(abb)。‎ 答案　(1)乙　乙　(2)3/5　(3)①纯种宽叶个体在产生配子时发生了基因突变　②纯种宽叶个体产生的配子中含 A 的染色体片段缺失 ‎2．果蝇为XY型性别决定，与人的性别决定方式不同的是，果蝇由受精卵中的X染色体的数目决定雌性或雄性。如表为果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况。‎ - 4 -‎ 受精卵中性染色体组成 发育情况 XX、XXY 雌性、可育 XY、XYY 雄性、可育 XXX、YO(没有X染色体)、YY 胚胎期死亡 XO(没有Y染色体)‎ 雄性、不育 已知果蝇中红眼(A)对白眼(a)为显性，基因位于X染色体某一片段上，若该片段缺失则X染色体记为X－，其中XX－为可育雌果蝇，X－Y因缺少相应基因而死亡。用红眼雄果蝇(XAY)与白眼雌果蝇(XaXa)杂交得到F1，发现F1中有一只例外白眼雌果蝇。现将该白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇杂交产生F2。根据F2性状判断该白眼雌果蝇产生的原因：‎ ‎(1)若子代_____________________，则是由亲代配子基因突变所致；‎ ‎(2)若子代_____________________，则是由X染色体片段缺失所致；‎ ‎(3)若子代_____________________，则是由染色体数目变异所致。‎ 解析　红眼雄果蝇(XAY)与白眼雌果蝇(XaXa)杂交，正常情况下产生的后代是红眼雌果蝇(XAXa)∶白眼雄果蝇(XaY)＝1∶1。现在出现一只例外白眼雌果蝇，其染色体及其基因组成可能为①XaXa或②XaX－或③XaXaY。若为①XaXa，则子代雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，且雌雄果蝇数量之比为1∶1，这种情况是由亲代配子基因突变所致；若为②XaX－，则子代雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，且雌雄果蝇数量之比为2∶1，这种情况是由X染色体片段缺失所致；若为③XaXaY(可产生的配子及其比例为Xa∶XaY∶XaXa∶Y＝2∶2∶1∶1)，则子代红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝4∶1∶1∶4(或雌雄个体中均有红眼和白眼两种性状)，这种情况是由性染色体数目变异所致。‎ 答案　(1)白眼雄果蝇∶红眼雌果蝇＝1∶1　(2)红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1　(3)红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝4∶1∶1∶4(或雌雄个体中均有红眼和白眼两种性状)‎ ‎3．(2019·北京海淀模拟)二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活，但在黑腹果蝇中，点状染色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活，而且能够繁殖后代。‎ 项目 无眼 野生型 F1‎ ‎0‎ ‎85‎ F2‎ ‎79‎ ‎245‎ ‎(1)果蝇群体中存在无眼个体，无眼基因位于常染色体上，将无眼果蝇个体与野生型纯合个体交配，子代的表现型及比例如表：‎ 据此判断，显性性状为________________，理由是______________________________。‎ - 4 -‎ ‎(2)根据上述判断结果，可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配，探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。‎ 请完成以下实验设计：‎ 实验步骤：‎ 让正常无眼果蝇与野生型(纯合)Ⅳ号染色体单体果蝇交配，获得子代；统计子代的__________________，并记录。‎ 实验结果预测及结论：‎ ‎①若子代中出现_________________________，则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上；‎ ‎②若子代全为______________，说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。‎ 解析　(1)由表中数据可知，F1全为野生型，F2中野生型∶无眼约为3∶1，所以野生型是显性性状。(2)要判断无眼基因是否在Ⅳ号染色体上，让正常无眼果蝇与野生型(纯合)Ⅳ号染色体单体果蝇交配，假设控制无眼的基因为b，如果无眼基因位于Ⅳ号染色体上，则亲本为bb×BO(BO表示缺失一条染色体)，子代中会出现bO∶Bb＝1∶1，即无眼果蝇∶野生型果蝇＝1∶1。如果无眼基因不在Ⅳ号染色体上，则亲本为bb×BB，子代全为野生型。‎ 答案　(1)野生型　F1全为野生型(F2中野生型∶无眼约为3∶1)　(2)表现型及比例　①野生型果蝇和无眼果蝇且比例为1∶1　②野生型 ‎4．(2019·河南洛阳一模)果蝇是遗传学研究的经典实验材料。果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上的一对等位基因控制，且刚毛(B)对截毛(b)为显性；控制果蝇红眼的基因(R)只存在于X染色体上，如右图所示。请回答下列问题：‎ ‎(1)上述两对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律，原因是___________________ ________________________________。‎ ‎(2)若只考虑刚毛和截毛这对相对性状，则果蝇种群中刚毛雄果蝇的基因组成除图示外，还有________种。现将两只刚毛果蝇杂交，子代雌果蝇全为刚毛，雄果蝇中既有刚毛，又有截毛，则亲代中雌果蝇的基因型是____________。‎ ‎(3)科研人员发现，果蝇的灰身(H)对黑身(h)为显性，H、h位于常染色体上，纯合灰身果蝇与黑身果蝇杂交，后代中出现一只黑身果蝇(甲)，甲的出现可能是亲本果蝇在产生配子的过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。研究人员利用基因型为HH的果蝇(乙)进行相关实验，弄清了原因。试对实验结果进行预测(假定一对同源染色体缺失相同片段时胚胎致死，各基因型配子活力相同)。‎ 实验步骤：‎ ‎①将甲和乙杂交，获得F1；‎ - 4 -‎ ‎②F1自由交配，观察并统计F2的表现型及比例。‎ 结果预测：‎ ‎①若F2表现型及比例为___________________，则甲的出现是基因突变导致的；‎ ‎②若F2表现型及比例为___________________，则甲的出现是染色体片段缺失导致的。‎ 解析　(1)由于控制这两对相对性状的两对等位基因位于一对同源染色体上(或控制这两对相对性状的两对等位基因都在性染色体上，或控制这两对相对性状的两对等位基因连锁)，故这两对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律。(2)由于果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上的一对等位基因控制，则刚毛雄果蝇的基因型为XBYB、XbYB、XBYb，故基因组成除图示外，还有2种。由于子代雄果蝇中既有刚毛，又有截毛，说明其雄果蝇中Y染色体上应该为b基因，亲代雌果蝇为XBXb，雄果蝇为XBYb。(3)由于果蝇的灰身(H)对黑身(h)为显性，H、h位于常染色体上，纯合灰身果蝇(HH)与黑身果蝇(hh)杂交，后代为灰身果蝇(Hh)，但后代中出现一只黑身果蝇(甲)，甲的出现可能是亲本果蝇在产生配子的过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。若亲本果蝇在产生配子的过程中发生了基因突变，则甲的基因型为hh，将甲(hh)和乙(HH)杂交，获得F1(Hh)；F1(Hh)自由交配，因此F2的表现型及比例为灰身(1/4HH、2/4Hh)∶黑身(1/4hh)＝3∶1；若亲本果蝇在产生配子的过程中发生了染色体片段缺失，则甲的基因型为hO, 将甲(hO)和乙(HH)杂交，获得F1(Hh、HO)；F1(1/2Hh、1/2HO)自由交配，则其H的基因频率为1/2，h的基因频率为1/4，O的基因频率为1/4，由于一对同源染色体缺失相同片段时胚胎致死，因此F2的灰身果蝇(H_)的概率为1/4(HH)＋1/4(Hh)＋1/4(HO)＝3/4，黑身果蝇(h_)的概率为1/16(hh)＋1/8(hO)＝3/16，即F2的表现型及比例为灰身∶黑身＝4∶1。‎ 答案　(1)控制这两对相对性状的两对等位基因位于一对同源染色体上(或控制这两对相对性状的两对等位基因都在性染色体上，或控制这两对相对性状的两对等位基因连锁)　(2)2　XBXb　(3)①灰身∶黑身＝3∶1　②灰身∶黑身＝4∶1‎ - 4 -‎