專題五 作業(yè)（五）生物變異類型的判斷及實驗探究

專題四作業(yè)（五）生物變異類型的判斷及實驗探究一、選擇題1．某生物基因組成及基因在染色體上的位置關(guān)系如圖所示，該生物性原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成了如圖所示的幾種配子。關(guān)于這幾種配子形成過程中所發(fā)生的變異，下列說法中錯誤的是()A．甲的變異屬于基因重組，發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ過程中B．乙的變異屬于染色體數(shù)目變異，發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ過程中C．丙的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，可能是基因b轉(zhuǎn)移到非同源染色體上D．丁的變異屬于基因突變，在光學(xué)顯微鏡下可觀察到堿基序列發(fā)生了改變解析：選D甲形成過程中，在減數(shù)分裂Ⅰ后期，發(fā)生了非同源染色體上非等位基因的自由組合，屬于基因重組，A正確；乙形成的原因是減數(shù)分裂Ⅱ后期，姐妹染色單體分開后形成的子染色體移向同一極，這屬于染色體數(shù)目變異，B正確；a和b是非同源染色體上的基因，而丙中a和b位于同一條染色體上，原因可能是基因b轉(zhuǎn)移到非同源染色體上，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，C正確；丁的變異產(chǎn)生了新的等位基因，屬于基因突變，基因突變是DNA中堿基序列的改變，在光學(xué)顯微鏡下觀察不到，D錯誤。2．果蠅的某個基因若發(fā)生突變，會出現(xiàn)純合致死效應(yīng)(胚胎致死)。請分析下列說法錯誤的是()A．如果是常染色體上的隱性突變，與多對野生型果蠅雜交，后代不會出現(xiàn)突變型個體B．如果是常染色體上的顯性突變，一對突變型果蠅雜交后代性狀分離比為2∶1C．如果是X染色體上的隱性突變，為了探究一只雄果蠅在受到致變因素后是否發(fā)生該突變，可選野生型雌果蠅與之雜交，通過后代雌雄的比例來推測D．如果是X染色體上的隱性突變，為了探究一只雌果蠅在受到致變因素后是否發(fā)生該突變，可選野生型雄果蠅與之雜交，通過后代雌雄的比例來推測解析：選C如果是常染色體上的隱性突變(相應(yīng)的基因用a表示)，與多對野生型果蠅(AA)雜交，后代不會出現(xiàn)突變型個體(aa)，A正確。如果是常染色體上的顯性突變(相應(yīng)的基因用A表示)，一對突變型果蠅雜交(Aa×Aa)，后代基因型及比例為AA(胚胎致死)∶Aa∶aa＝1∶2∶1，因此后代性狀分離比為2∶1，B正確。如果是X染色體上的隱性突變(相應(yīng)的基因用a表示)，為了探究一只雄果蠅在受到致變因素后是否發(fā)生該突變，若選野生型雌果蠅(XAXA)與之雜交，無論該雄果蠅是否發(fā)生基因突變，后代雌雄比均為1∶1，因此不能通過后代雌雄比例來推測，C錯誤。如果是X染色體上的隱性突變(相應(yīng)的基因用a表示)，為了探究一只雌果蠅在受到致變因素后是否發(fā)生該突變，可選野生型雄果蠅(XAY)與之雜交，若該雌果蠅未發(fā)生基因突變，即XAXA×XAY，則后代雌雄比為1∶1；若該雌果蠅發(fā)生基因突變，即XAXa×XAY，則后代雌雄比為2∶1，因此可通過后代雌雄比例來推測，D正確。3．(2023·順義統(tǒng)考)染色體片段缺失的雜合子生活力降低但能存活，片段缺失的純合子常因此死亡?？刂乒壖t眼和白眼的基因位于X染色體上，且紅眼對白眼為顯性，現(xiàn)有一紅眼雄蠅(甲)與一白眼雌蠅(乙)雜交，子代中出現(xiàn)一例染色體數(shù)目正常的白眼雌蠅(丙)。相關(guān)敘述不正確的是()A．正常情況下，甲與乙雜交后代中只有紅眼雌蠅和白眼雄蠅B．丙的出現(xiàn)可能是甲的精子產(chǎn)生了基因突變或X染色體片段缺失C．丙與正常紅眼雄蠅雜交，統(tǒng)計后代雌雄比可確定其變異類型D．基因突變和X染色體片段缺失兩種變異均可通過顯微鏡觀察解析：選D果蠅的紅眼對白眼為顯性，若用A、a基因分別表示果蠅的紅眼與白眼，則紅眼雄蠅(甲)的基因型為XAY，白眼雌蠅(乙)的基因型為XaXa，正常情況下，甲與乙雜交后代的基因型及表型為XAXa(紅眼雌蠅)、XaY(白眼雄蠅)，A正確。結(jié)合A選項的分析，甲的基因型為XAY，乙的基因型為XaXa，雜交后子代中出現(xiàn)一例染色體數(shù)目正常的白眼雌蠅(丙)，丙的基因型可能為XaXa(甲的精子產(chǎn)生了基因突變導(dǎo)致)或XOXa(O表示甲的精子X染色體片段缺失，剛好丟失了含A基因的片段)，B正確。結(jié)合B選項的分析，丙的基因型可能為XaXa或XOXa，丙與正常紅眼雄蠅(XAY)雜交，若為基因突變(XaXa)，則子代雌性均為紅眼，雄性均為白眼，且雌雄果蠅數(shù)之比為1∶1；若為染色體片段的缺失(XOXa)，則雜交子代中雌蠅數(shù)與雄蠅數(shù)之比為2∶1(雄果蠅中片段缺失的純合子個體死亡)，故丙與正常紅眼雄蠅雜交，統(tǒng)計后代雌雄比可確定其變異類型，C正確；染色體片段的缺失光學(xué)顯微鏡下可以觀察，但是基因突變用顯微鏡觀察不到，D錯誤。二、非選擇題4．野生型絳花三葉草為兩性花，雌雄蕊均能正常發(fā)育。某課題組從培養(yǎng)的絳花三葉草中分離出發(fā)生隱性突變的甲、乙兩種雄性不育單基因突變體。該課題組為研究這兩種突變體是同一基因突變還是不同基因突變所致，設(shè)計了以下兩種雜交方案：方案1：突變體甲×突變體乙→F1，觀察并統(tǒng)計F1雄性可育與雄性不育的比例。方案2：突變體甲×野生型→F1甲，突變體乙×野生型→F1乙，F(xiàn)1甲×F1乙→F2，觀察并統(tǒng)計F2雄性可育與雄性不育的比例。(1)方案1________(填“可行”或“不可行”)，原因是_____________________________________________________________________________________________________________。(2)若方案2的F2中雄性可育∶雄性不育＝________，則這兩種突變體由同一基因突變所致。(3)若已確定這兩種突變體是由不同基因突變所致，________(填“能”或“不能”)依據(jù)F2雄性可育與雄性不育的比例確定不同的突變基因是否位于一對同源染色體上。(4)若已確定這兩種突變體是由位于一對同源染色體上的不同基因突變所致，F(xiàn)1甲與F1乙雜交時，________(填“可能”或“不可能”)由于互換而導(dǎo)致子代出現(xiàn)雄性不育植株。解析：(1)根據(jù)題干信息，甲、乙均為雄性不育，故不能完成雜交產(chǎn)生后代，方案1不可行。(2)根據(jù)方案2分析，突變體甲×野生型→F1甲，突變體乙×野生型→F1乙，F(xiàn)1甲、F1乙均為雜合子，攜帶雄性不育突變基因。若這兩種突變體由同一基因突變所致，遵循分離定律，二者雜交得F2，F(xiàn)2中雄性可育∶雄性不育為3∶1。(3)若已確定這兩種突變體是由不同基因突變所致，假設(shè)野生型基因型為AABB，突變體甲基因型為aaBB，突變體乙為AAbb，則F1甲基因型為AaBB，F(xiàn)1乙基因型為AABb，若位于一對同源染色體上，則雜交后代F2全為雄性可育；若位于兩對同源染色體上，則遵循自由組合定律，雜交后代F2也全為雄性可育，因此不能依據(jù)F2雄性可育與雄性不育的比例確定不同的突變基因是否位于一對同源染色體上。(4)若確定這兩種突變體是由位于一對同源染色體上的不同基因突變所致，F(xiàn)1甲與F1乙的染色體及基因關(guān)系如圖所示(a、b為隱性突變基因)：二者雜交時，不可能由于片段互換而導(dǎo)致子代出現(xiàn)雄性不育植株。答案：(1)不可行突變體甲和突變體乙均為雄性不育，不能雜交(2)3∶1(3)不能(4)不可能5．玉米非糯性基因(A)對糯性基因(a)為顯性，植株紫色基因(B)對植株綠色基因(b)為顯性，這兩對等位基因分別位于第9號和第6號染色體上?，F(xiàn)有非糯性紫株、非糯性綠株和糯性紫株三個純種品系供實驗選擇。(1)若要驗證基因的自由組合定律，應(yīng)選擇的雜交組合是__________________________。(2)當(dāng)用X射線照射純合糯性紫株玉米花粉后，將其授于純合糯性綠株的個體上，發(fā)現(xiàn)在F1的734株中有2株為綠色。關(guān)于這2株綠色植株產(chǎn)生的原因，有兩種推測。推測一：少數(shù)花粉中紫色基因(B)突變?yōu)榫G色基因(b)，導(dǎo)致F1少數(shù)綠株的產(chǎn)生。推測二：6號染色體載有紫色基因(B)的區(qū)段缺失導(dǎo)致的。已知第6號染色體區(qū)段缺失的雌、雄配子可育，而缺失純合子(兩條同源染色體均缺失相同片段)致死。某同學(xué)設(shè)計了以下雜交實驗，以探究X射線照射花粉后產(chǎn)生的變異類型。實驗步驟第一步：選上述綠色植株與__________________純種品系雜交，得到F2；第二步：讓F2植株自交，得到F3；第三步：觀察并記錄F3__________________。結(jié)果預(yù)測及結(jié)論①若F3植株的____________，說明推測一成立；②若F3植株的____________，說明推測二成立。解析：(1)若要驗證基因的自由組合定律，雜交獲得的F1的基因型應(yīng)該是AaBb，因此選擇的親本是非糯性綠株(AAbb)和糯性紫株(aaBB)。(2)純合糯性紫株玉米的基因型是aaBB，產(chǎn)生的精子基因型是aB，純合糯性綠株的基因型是aabb，產(chǎn)生的卵細(xì)胞基因型是ab，正常情況下，雜交后代的基因型是aaBb，都是紫株。如果用X射線照射純合糯性紫株玉米花粉后，將其授于純合糯性綠株的個體上，發(fā)現(xiàn)在F1的734株中有2株為綠色，綠株出現(xiàn)的可能原因是精子中B基因突變形成b，或者精子中B基因所在的染色體片段缺失。僅考慮與植株顏色有關(guān)的基因，如果是基因突變引起的，該突變綠株的基因型是bb，與紫株純合品系雜交，F(xiàn)2的基因型是Bb，F(xiàn)2自交得到F3的基因型及比例是BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，表型及比例為紫株∶綠株＝3∶1；如果是染色體片段缺失引起的，則突變綠株的基因型用B－b表示，與紫株純合品系雜交，F(xiàn)2的基因型是Bb、BB－，比例是1∶1，Bb自交后代的基因型及比例是BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，BB－自交后代的基因型及比例是BB∶BB－∶B－B－＝1∶2∶1，其中B－B－致死，因此F2自交得到的F3的表型及比例是紫株∶綠株＝6∶1。答案：(1)非糯性綠株和糯性紫株(2)非糯性紫株(或糯性紫株)植株顏色及比例①紫色∶綠色＝3∶1②紫色∶綠色＝6∶16．(2023·汕頭模擬)某二倍體植物寬葉(M)對窄葉(m)為顯性，高莖(H)對矮莖(h)為顯性，紅花(R)對白花(r)為顯性?；騇、m與基因R、r在2號染色體上，基因H、h在4號染色體上?，F(xiàn)有一寬葉紅花突變體，推測其體細(xì)胞內(nèi)與該表型相對應(yīng)的基因組成為圖甲、乙、丙中的一種，其他同源染色體數(shù)目及結(jié)構(gòu)正?！，F(xiàn)只有各種缺失一條染色體的植株可供選擇，請設(shè)計一步雜交實驗，確定該突變體的基因組成是哪一種。注：各型配子活力相同；控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡。(1)實驗步驟：①_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②觀察、統(tǒng)計后代表型及比例。(2)結(jié)果預(yù)測：①若___________________________________________________________，則為圖甲所示的基因組成；②若_______________________________________________________________________，則為圖乙所示的基因組成；③若_______________________________________________________________________，則為圖丙所示的基因組成。解析：確定該突變體的基因組成可用測交的方法，依據(jù)題意選擇缺失一條2號染色體的窄葉白花植株mOrO(缺失的基因用O表示)與該寬葉紅花突變體進行測交。若為圖甲所示的基因組成，即MMRr與mOrO雜交，后代基因型為MmRr、MORO、Mmrr、MOrO，表型及比例為寬葉紅花∶寬葉白花＝1∶1；若為圖乙所示的基因組成，即MMRO與mOrO雜交，后代基因型為MmRr、MORO、MmrO、MOOO(幼胚死亡)，表型及比例為寬葉紅花∶寬葉白花＝2∶1；若為圖丙所示的基因組成，即MORO與mOrO雜交，后代基因型為MmRr、MORO、mOrO、OOOO(幼胚死亡)，表型及比例為寬葉紅花∶窄葉白花＝2∶1。也可用缺失一條2號染色體的窄葉紅花植株進行雜交，結(jié)果預(yù)測見答案。答案答案一：(1)①用該寬葉紅花突變體與缺失一條2號染色體的窄葉白花植株雜交，收集并種植種子，長成植株(2)①子代寬葉紅花∶寬葉白花＝1∶1②子代寬葉紅花∶寬葉白花＝2∶1③子代寬葉紅花∶窄葉白花＝2∶1答案二：(1)①用該寬葉紅花突變體與缺失一條2號染色體的窄葉紅花植株雜交，收集并種植種子，長成植株(2)①子代寬葉紅花∶寬葉白花＝3∶1②子代全部為寬葉紅花③子代寬葉紅花∶窄葉紅花＝2∶17．(2023·南昌質(zhì)檢)果蠅是遺傳學(xué)實驗的模式生物，請回答下列與果蠅有關(guān)的問題。(1)果蠅Ⅱ號染色體上的體色和翅型分別由等位基因A、a和B、b控制。純種灰身長翅果蠅與純種黑身殘翅果蠅雜交，F(xiàn)1全部為灰身長翅。當(dāng)F1果蠅作父本測交時后代中灰身長翅∶黑身殘翅＝1∶1。F1果蠅作母本測交時后代中灰身長翅∶黑身殘翅∶灰身殘翅∶黑身長翅＝42∶42∶8∶8，多次重復(fù)上述雜交實驗后統(tǒng)計結(jié)果不變。分析其原因是有少量卵母細(xì)胞在減數(shù)分裂的__________時期發(fā)生了互換，F(xiàn)1作母本產(chǎn)生配子時至少有______的初級卵母細(xì)胞發(fā)生了互換。(2)果蠅細(xì)胞內(nèi)的Ⅳ號染色體多一條(三體)可以存活并能夠繁殖，但多兩條(四體)時不能存活。果蠅正常眼(E)和無眼(e)是一對相對性狀，正常眼相對于無眼為顯性，基因E、e位于常染色體上。現(xiàn)有純合的正常眼和無眼的Ⅳ號染色體三體果蠅及正常果蠅，請完善探究E、e基因是否在Ⅳ號染色體上的實驗方案并預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論。①選用__________________雜交組合作為親本雜交得F1，選擇F1三體自由交配得F2。②預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)題干信息可知，灰身對黑身為顯性，長翅對殘翅為顯性。則親本基因型是AABB和aabb，所以F1的基因型是AaBb，當(dāng)其進行測交時，由于A、a和B、b均位于Ⅱ號染色體上，理論上產(chǎn)生的配子類型及比例是AB∶ab＝1∶1，所以后代基因型及比例為AaBb∶aabb＝1∶1，即灰身長翅∶黑身殘翅＝1∶1。當(dāng)F1果蠅作母本測交時，子代出現(xiàn)灰身長翅∶黑身殘翅∶灰身殘翅∶黑身長翅＝42∶42∶8∶8，即出現(xiàn)了Aabb和aaBb的個體，說明有少量的卵母細(xì)胞在減數(shù)分裂的四分體時期發(fā)生了互換。根據(jù)后代的比例可以推測F1產(chǎn)生的配子為AB∶ab∶Ab∶aB＝42∶42∶8∶8，由于每個卵原細(xì)胞只產(chǎn)生1個卵細(xì)胞，所以發(fā)生了互換的卵細(xì)胞的比例為(8＋8)/(42＋42＋8＋8)×100%＝16%。(2)為探究E、e是否在Ⅳ號染色體上，有兩種方案。方案一：選擇純合正常眼三體果蠅與正常無眼果蠅雜交得F1，選擇F1三體自由交配得F2。若該對等位基因不在Ⅳ號染色體上，無眼個體基因型為ee、正常眼果蠅基因型為EE，雜交得到的F1基因型為Ee(正常眼)，F(xiàn)1三體自由交配，F(xiàn)2中E_(正常眼)∶ee(無眼)＝3∶1；若該對等位基因在Ⅳ號染