2025屆高考生物二輪總復(fù)習(xí)大題分析與表達(dá)練3變異與育種

3.變異與育種(分值:45分)1.(2024·浙江杭州二模)(13分)某昆蟲(2n=8)的紅眼和朱紅眼受一對(duì)等位基因A/a控制。對(duì)一群純合朱紅眼雄蟲的精巢進(jìn)行誘變處理,再分別與純合紅眼雌蟲雜交,得到F1。多數(shù)雜交組合所得F1均為紅眼,但有一只雄蟲與純合紅眼雌蟲雜交后得到的F1為一半紅眼一半朱紅眼。為了解釋這一現(xiàn)象,提出了如下假設(shè):朱紅眼為隱性性狀,該雄蟲發(fā)生如圖所示突變。兩個(gè)a基因同時(shí)存在可以遮蓋住一個(gè)A基因控制的性狀,從而使Aaa個(gè)體呈現(xiàn)出a基因控制的性狀?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)依據(jù)假設(shè),若該雜交組合的F1自由交配,所得F2的表型及比例為。

(2)該假設(shè)的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的,可以觀察該雜交組合的F1中朱紅眼個(gè)體有絲分裂中期細(xì)胞并制作來(lái)確認(rèn)。Aaa個(gè)體呈現(xiàn)朱紅眼可能是因?yàn)閮蓚€(gè)a基因的表達(dá)產(chǎn)物,效果超過(guò)了一個(gè)A基因的表達(dá)產(chǎn)物。

(3)上述假設(shè)還可通過(guò)測(cè)定每個(gè)細(xì)胞中a基因表達(dá)的的含量來(lái)驗(yàn)證。依據(jù)此理論,若存在AAaa個(gè)體,推測(cè)其表型為。

(4)為進(jìn)一步證明兩個(gè)a基因控制的性狀可以遮蓋住一個(gè)A基因控制的性狀,向基因型為的受精卵中導(dǎo)入一個(gè)含a基因的重組質(zhì)粒,得到的成蟲全為朱紅眼,表明該理論是正確的。將該只朱紅眼成蟲與純合紅眼個(gè)體雜交,若子代表型及比例為,則表明a基因的插入位點(diǎn)在含A/a基因之外的染色體上。

(5)上一步得到的轉(zhuǎn)基因朱紅眼成蟲意外的呈現(xiàn)出了殘翅的性狀(同批次未轉(zhuǎn)基因受精卵發(fā)育而來(lái)的均為長(zhǎng)翅個(gè)體),最有可能的原因是。

答案(1)紅眼∶朱紅眼=1∶1(2)重復(fù)染色體組型(染色體核型)累加(寫積累或疊加或更多均可)(3)mRNA、蛋白質(zhì)紅眼(4)Aa紅眼∶朱紅眼=3∶1(5)a基因插入長(zhǎng)翅基因片段中,導(dǎo)致長(zhǎng)翅基因發(fā)生基因突變失去作用解析(1)依據(jù)假設(shè),朱紅眼為隱性性狀,有一只雄蟲與純合紅眼雌蟲雜交后得到的F1為一半紅眼一半朱紅眼,基因型為Aa、Aaa,比例是1∶1,自由交配按照配子法計(jì)算,雌雄配子都是A∶a∶aa=2∶1∶1,后代基因型為AA、Aa的比例為1/2×1/2+2×1/2×1/4=1/2,表型及比例為紅眼∶朱紅眼=1∶1。(2)染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復(fù)、倒位、易位,題圖所示突變兩個(gè)a基因同時(shí)存在一條染色體上,屬于重復(fù);有絲分裂中期細(xì)胞是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最好時(shí)間,所以可以選擇有絲分裂中期細(xì)胞制作染色體組型來(lái)觀察,基因是看不到的;兩個(gè)a基因同時(shí)存在可以遮蓋住一個(gè)A基因控制的性狀,可能是因?yàn)閮蓚€(gè)a基因的表達(dá)產(chǎn)物一起疊加超過(guò)了單個(gè)A的表達(dá)產(chǎn)物,從而使Aaa個(gè)體呈現(xiàn)出a基因控制的性狀。(3)基因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩大階段,轉(zhuǎn)錄結(jié)果是產(chǎn)生mRNA,翻譯結(jié)果產(chǎn)生蛋白質(zhì),特定的基因表達(dá)產(chǎn)生特定的mRNA、蛋白質(zhì);若存在AAaa個(gè)體,兩個(gè)A基因的表達(dá)產(chǎn)物要超過(guò)兩個(gè)a基因的,性狀呈現(xiàn)顯性性狀紅眼。(4)證明兩個(gè)a基因控制的性狀可以遮蓋住一個(gè)A基因控制的性狀,采用轉(zhuǎn)基因技術(shù),向基因型為Aa的受精卵中導(dǎo)入一個(gè)含a基因的重組質(zhì)粒,得到的成蟲基因型就是Aaa,性狀全為朱紅眼,表明該理論是正確的;若a基因的插入位點(diǎn)在含A/a基因之外的染色體上,則相當(dāng)于A、a、a分別在三條染色體上,該個(gè)體減數(shù)分裂時(shí)產(chǎn)生配子為A、a、Aa、aa,比例為1∶1∶1∶1,純合紅眼基因型AA產(chǎn)生配子為A,故二者雜交后代表型及比例為紅眼∶朱紅眼=3∶1,其中朱紅眼基因型為Aaa。(5)轉(zhuǎn)基因朱紅眼成蟲意外的呈現(xiàn)出了殘翅的性狀(同批次未轉(zhuǎn)基因受精卵發(fā)育而來(lái)的均為長(zhǎng)翅個(gè)體),最有可能的原因是a基因插入長(zhǎng)翅基因片段中,導(dǎo)致長(zhǎng)翅基因發(fā)生基因突變失去原來(lái)的作用。2.(2024·四川綿陽(yáng)模擬)(10分)李振聲院士獲得了2006年度國(guó)家最高科技獎(jiǎng),其主要成就是實(shí)現(xiàn)了小麥同偃麥草的遠(yuǎn)緣雜交,培育出了多個(gè)小偃麥品種。請(qǐng)回答下列有關(guān)小麥遺傳育種的問(wèn)題。(1)如果小偃麥早熟(A)對(duì)晚熟(a)是顯性,抗干熱(B)對(duì)不抗干熱(b)是顯性(兩對(duì)基因自由組合),在研究這兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中,以某親本與雙隱性純合子雜交,F1性狀分離比為1∶1,請(qǐng)寫出此親本可能的基因型:。

(2)如果決定小偃麥抗寒與不抗寒的一對(duì)基因在葉綠體DNA上,以抗寒晚熟與不抗寒早熟的純合親本雜交,要得到抗寒早熟個(gè)體,需要表型為的個(gè)體作母本。

(3)小偃麥有藍(lán)粒品種。如果有一藍(lán)粒小偃麥變異株,籽粒變?yōu)榘琢?經(jīng)檢查,體細(xì)胞缺少一對(duì)染色體,如果將這一變異小偃麥同正常小偃麥雜交,得到的F1自交,請(qǐng)從減數(shù)分裂和受精作用分析F2中出現(xiàn)染色體數(shù)目正常與不正常個(gè)體的原因:

。

(4)除小偃麥外,我國(guó)也實(shí)現(xiàn)了普通小麥與黑麥的遠(yuǎn)緣雜交。普通小麥(六倍體)配子中的染色體數(shù)為21,配子形成時(shí)處于減數(shù)分裂Ⅱ后期的每個(gè)細(xì)胞中的染色體數(shù)為;普通小麥與黑麥(二倍體)雜交,F1體細(xì)胞中的染色體組數(shù)為,由此F1可進(jìn)一步育成小黑麥。

答案(1)AaBB或Aabb或AABb或aaBb(2)抗寒晚熟(3)F1通過(guò)減數(shù)分裂能產(chǎn)生正常與不正常的兩種配子;正常配子相互結(jié)合產(chǎn)生正常的F2;不正常配子相互結(jié)合、正常配子與不正常配子結(jié)合產(chǎn)生不正常的F2(4)424解析(1)由于以某親本與雙隱性純合子(aabb)雜交后代出現(xiàn)1∶1的性狀分離比,故親本的一對(duì)等位基因是雜合的,另一對(duì)是純合的,故此親本的基因型可能為AaBB、Aabb、AABb、aaBb中的一種。(2)位于葉綠體DNA上的基因是通過(guò)母本遺傳給子代,表現(xiàn)為母系遺傳。已知決定小偃麥抗寒與不抗寒的一對(duì)基因在葉綠體DNA上,若以抗寒晚熟(aa)與不抗寒早熟(AA)的純合親本雜交,要得到抗寒早熟個(gè)體,需用表型為抗寒晚熟的個(gè)體作母本,得到的F1全部為抗寒。(3)依題意可知,一株藍(lán)粒小偃麥的籽粒變?yōu)榘琢Ｊ怯捎谄潴w細(xì)胞缺少一對(duì)染色體引起的,若將這一變異小偃麥同正常小偃麥雜交,得到的F1較正常植株少了一條染色體。F1通過(guò)減數(shù)分裂能產(chǎn)生正常與不正常(缺少一條染色體)的兩種配子;正常配子相互結(jié)合產(chǎn)生正常的F2;不正常配子相互結(jié)合、正常配子與不正常配子結(jié)合產(chǎn)生不正常的F2。(4)由于普通小麥(六倍體)配子中的染色體數(shù)為21,故減數(shù)分裂Ⅱ后期染色體數(shù)加倍,所以為42條。六倍體普通小麥與二倍體黑麥雜交,F1(四倍體)體細(xì)胞中染色體組數(shù)為4。3.(2024·湖南永州二模)(11分)玉米是雌雄同株異花的農(nóng)作物。玉米種子的正常與干癟性狀由一對(duì)等位基因A/a控制,干癟種子沒(méi)有發(fā)芽能力;玉米的育性受另一對(duì)等位基因M/m控制,其中基因型為MM、Mm的個(gè)體可產(chǎn)生可育的雌雄配子,mm個(gè)體表現(xiàn)為雄性不育(不能產(chǎn)生花粉)。(1)將基因型為MM的正常玉米種子種植,開(kāi)花時(shí)隨機(jī)授粉,成熟后收獲全部種子(F1),發(fā)現(xiàn)有1/9籽粒為干癟種子。干癟性狀是(填“顯性”或“隱性”)性狀,親本中雜合子所占比例為。

(2)基因型為AaMm的植株自交,發(fā)現(xiàn)F1植株中雄性可育植株與雄性不育植株的比例為2∶1,則可判斷A/a、M/m兩對(duì)等位基因位于(填“一對(duì)”或“兩對(duì)”)同源染色體上,理由是。F1植株開(kāi)花后隨機(jī)授粉,正常種子與干癟種子的比例為。

(3)在玉米雜交育種過(guò)程中,為了持續(xù)獲得雄性不育植株,將雄配子致死基因B、紅色胚帶熒光基因R(正常玉米為黃色胚)和花粉育性恢復(fù)基因M(使雄性不育植株恢復(fù)育性)構(gòu)成緊密連鎖的“組件”(無(wú)互換發(fā)生),可通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)將單個(gè)“組件”導(dǎo)入雄性不育植株細(xì)胞的一條染色體上。該轉(zhuǎn)基因植株自交產(chǎn)生的黃色種子即為雄性不育種子,其比例為。(以上植株均不含a基因)

(4)將單個(gè)基因B、R和M構(gòu)成的緊密連鎖“組件”(無(wú)互換發(fā)生)導(dǎo)入雄性不育植株細(xì)胞的染色體②上(如圖),將此轉(zhuǎn)基因植株作母本與基因型為MM的玉米雜交,F1自交,假設(shè)所有卵細(xì)胞均可受精,F2植株中雄性不育植株所占比例為。

答案(1)隱性2/3(2)一對(duì)若兩對(duì)等位基因位于2對(duì)同源染色體上,則F1植株中雄性可育植株與雄性不育植株的比例為3∶15∶1(3)1/2(4)3/16解析(1)基因型為MM的正常玉米籽粒,開(kāi)花時(shí)隨機(jī)授粉,成熟后收獲全部種子(F1),發(fā)現(xiàn)有1/9籽粒為干癟種子,則可知干癟為隱性性狀,正常為顯性性狀;親本正常籽?；蛐蜑锳AMM、AaMM,設(shè)AaMM所占比例為x,則親代產(chǎn)生的aM配子比例為x/2,F1中干癟種子的比例為(x/2)2=1/9,解得x為2/3,故親代雜合子所占比例為2/3。(2)基因型為AaMm的植株自交,發(fā)現(xiàn)F1植株中雄性可育植株與雄性不育植株的比例為2∶1,而由于基因型為aa的種子無(wú)發(fā)芽能力,若兩對(duì)等位基因位于2對(duì)同源染色體上,則F1植株中雄性可育植株與雄性不育植株的比例為3∶1;若兩對(duì)等位基因位于1對(duì)同源染色體上,則F1植株中雄性可育植株與雄性不育植株的比例為2∶1或3∶0,則可判斷A/a、M/m兩對(duì)等位基因分別位于一對(duì)同源染色體上,且A和m在同一條染色體上,a和M在同一條染色體上。F1植株中雄性可育植株(AaMm)∶雄性不育植株(AAmm)=2∶1,雄性不育只能作母本,根據(jù)A和m、a和M的連鎖關(guān)系可知,雌配子種類及比例為2/3Am、1/3aM,雄配子種類及比例為1/2Am、1/2aM,干癟種子的比例為1/3×1/2=1/6,即正常種子與干癟種子的比例為5∶1。(3)該轉(zhuǎn)基因植株可以產(chǎn)生基因型及比例為m∶BRM=1∶1的雌配子和基因型為m的雄配子,后代基因型為mm或BRMm,其中mm為黃色胚且雄性不育,其比例為1/2。(4)圖中所示植株與基因型為MM的玉米雜交,F1的基因型及比例為Mm∶MmBRM=1∶1,Mm自交后代雄性不育植株mm占1/4,占F2植株的1/2×1/4=1/8;MmBRM能產(chǎn)生的雄配子為M∶m=1∶1,雌配子為MBRM∶M∶mBRM∶m=1∶1∶1∶1,而自交后代中雄性不育植株mm的比例為1/2×1/4=1/8,占F2植株的1/2×1/8=1/16;因此,F2植株中雄性不育植株所占比例為1/8+1/16=3/16。4.(2024·湖南衡陽(yáng)模擬)(11分)中國(guó)是世界上第一個(gè)成功研發(fā)和推廣雜交水稻的國(guó)家。雜交水稻具有個(gè)體高度雜合性,雜種后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離,需要年年制種?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)科研人員在水稻自然群體中發(fā)現(xiàn)了一株光敏感雄性不育農(nóng)墾58S(突變株),這種不育性隨日照的長(zhǎng)短而發(fā)生變化。為探究影響農(nóng)墾58S花粉育性的因素,科研人員用碘—碘化鉀對(duì)農(nóng)墾58S的花粉進(jìn)行染色,染成藍(lán)色表示花粉可育,結(jié)果如表1所示。表1不同的光溫條件花粉的染色率短日照低溫(12h,22℃)41.9%短日照高溫(12h,28℃)30.2%長(zhǎng)日照低溫(14h,22℃)5.1%長(zhǎng)日照高溫(14h,28℃)0分析以上信息,可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是。

(2)分子標(biāo)記(SSR)是DNA中的簡(jiǎn)單重復(fù)序列,常用于染色體的特異性標(biāo)記,非同源染色體以及不同品種的同源染色體上SSR的重復(fù)單位和次數(shù)不同?？蒲腥藛T將農(nóng)墾58S與野生型植株58N雜交獲得F1,F1自交獲得F2,再提取親本和F2中單株的葉肉細(xì)胞DNA,利用染色體上特異的SSR進(jìn)行擴(kuò)增。R2708是12號(hào)染色體上的一種分子標(biāo)記,親本農(nóng)墾58S的分子標(biāo)記為a,野生型58N的分子標(biāo)記為b,F2群體中R2708標(biāo)記基因型和育性的關(guān)系如表2所示。表2R2708基因型株數(shù)雄性可育植株的比例aa286.1%ab5775.6%bb3180.9%①統(tǒng)計(jì)F2植株的育性時(shí),植株最可能是在的環(huán)境條件下培養(yǎng)。

②根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知,農(nóng)墾58S的突變基因(填“位于”或“不位于”)12號(hào)染色體上,且屬于(填“顯性”或“隱性”)突變基因,判斷依據(jù)是

。

(3)雜種優(yōu)勢(shì)是雜種在體型、生長(zhǎng)率、繁殖力及行為特征方面均比親本優(yōu)越的現(xiàn)象。請(qǐng)你利用農(nóng)墾58S育性的特性,設(shè)計(jì)一個(gè)育種方案來(lái)培育水稻雜交種和保存光敏感雄性不育農(nóng)墾58S:

。

答案(1)農(nóng)墾58S的育性主要由日照長(zhǎng)度決定,溫度對(duì)其也有一定影響(2)①長(zhǎng)日照②位于隱性12號(hào)染色體上的基因和育性相關(guān),且與農(nóng)墾58S(aa)相比,雜合子(ab)可育植株的比例明顯較高,說(shuō)明突變性狀為隱性性狀(3)在長(zhǎng)日照高溫條件下,將農(nóng)墾58S與野生型58N混合種植,農(nóng)墾58S所結(jié)的種子即為雜交種;在短日照低溫條件下,單獨(dú)種植農(nóng)墾58S,將其所結(jié)的種子留種解析(1)據(jù)表格分析,短日照條件下花粉的育性都顯著高于長(zhǎng)日照條件,說(shuō)明農(nóng)墾58S的育性與日照長(zhǎng)度有關(guān),短日照低溫和短日照高溫相比,自變量是溫度,發(fā)現(xiàn)高溫條件下花粉的育性低于低溫,長(zhǎng)日照低溫和長(zhǎng)日照高溫也如此,說(shuō)明農(nóng)墾58S的育性與溫度有關(guān)。綜上分析,農(nóng)墾58S的育性主要由日照長(zhǎng)度決定,