2025年高考二輪復(fù)習(xí)生物大題分析與表達(dá)練3變異與育種

3.變異與育種(分值:44分)學(xué)生用書P251

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等位基因A/a控制。對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。回答下列問題。(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,效果超過了一個(gè)A基因的表達(dá)產(chǎn)物。

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

(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)育而來的均為長翅個(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基因插入長翅基因片段中,導(dǎo)致長翅基因發(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)育而來的均為長翅個(gè)體),最有可能的原因是a基因插入長翅基因片段中,導(dǎo)致長翅基因發(fā)生基因突變失去原來的作用。2.(2024·四川綿陽模擬)(10分)李振聲院士獲得了2006年度國家最高科技獎,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。請回答下列有關(guān)小麥遺傳育種的問題。(1)如果小偃麥早熟(A)對晚熟(a)是顯性,抗干熱(B)對不抗干熱(b)是顯性(兩對基因自由組合),在研究這兩對相對性狀的雜交實(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,故親本的一對等位基因是雜合的,另一對是純合的,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等位基因A/a控制,干癟種子沒有發(fā)芽能力;玉米的育性受另一對等位基因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兩對等位基因位于(填“一對”或“兩對”)同源染色體上,理由是。F1植株開花后隨機(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”(無互換發(fā)生),可通過轉(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)一對若兩對等位基因位于2對同源染色體上,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;親本正常籽粒基因型為AAMM、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的種子無發(fā)芽能力,若兩對等位基因位于2對同源染色體上,則F1植株中雄性可育植株與雄性不育植株的比例為3∶1;若兩對等位基因位于1對同源染色體上,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兩對等位基因分別位于一對同源染色體上,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·廣東佛山二模)(10分)我國種植的水稻有秈稻和粳稻,秈稻廣泛種植于南方,粳稻廣泛種植于北方。選育秈粳雜交稻是南方水稻產(chǎn)業(yè)調(diào)整的重要措施。水稻單株產(chǎn)量主要由單株穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重決定。Gnla基因(位于細(xì)胞核)通過編碼細(xì)胞分裂素氧化酶,降低細(xì)胞分裂素含量,減少水稻枝梗,進(jìn)而導(dǎo)致穗粒數(shù)減少。研究發(fā)現(xiàn)H品種秈稻的Gnla基因突變后能顯著增加穗粒數(shù),提高產(chǎn)量。目前,突變的Gnla基因廣泛應(yīng)用在秈稻上,但對粳稻的影響還未知,研究人員對此開展研究。研究過程如圖所示,突變的Gnla基因?qū)?號的產(chǎn)量影響如下表所示。注:每代均用突變的Gnla基因特異性片段進(jìn)行檢測并選擇陽性植株繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。組別單株穗數(shù)一次枝梗數(shù)一次枝?；〝?shù)二次枝梗數(shù)二次枝梗花數(shù)千粒重/g突變型8.1613.0671.5947.49151.3127.06野生型11.5012.1671.5131.7398.1626.58回答下列問題。(1)H品種秈稻的Gnla基因突變后,,促進(jìn)水稻枝梗數(shù)增加,從而提高穗粒數(shù)。

(2)F1~F3均和粳稻8號雜交并進(jìn)行選擇的目的是。檢測F4時(shí),陽性植株比例為。F7中Gnla基因的檢測結(jié)果與的檢測結(jié)果完全相同,即為目標(biāo)植株。

(3)研究發(fā)現(xiàn),突變的Gnla基因可顯著提高粳稻8號的產(chǎn)量。據(jù)表分析,原因是

。

(4)J品種秈稻為感光型品種,粳稻8號為感溫型品種,J品種秈稻和粳稻8號雜交后代的“秈(感光型)—粳(感溫型)”性狀會出現(xiàn)差異。已知感光型品種在南方生長期較短,在北方較長,感溫型品種則相反。據(jù)此分析,如何根據(jù)生長期差異選育出適合在華南地區(qū)生長的“粳型”雜交稻品種?。

答案(1)無法表達(dá)細(xì)胞分裂素氧化酶,體內(nèi)細(xì)胞分裂素積累(2)使后代獲得粳稻8號的優(yōu)良性狀和突變的Gnla基因50%H品種純合秈稻(3)實(shí)驗(yàn)組的二次枝梗數(shù)和二次枝?；〝?shù)明顯增高且其對產(chǎn)量的影響大于因單株穗數(shù)減少而導(dǎo)致的產(chǎn)量減少(4)選擇雜交后代中生長期長的單株,并經(jīng)連續(xù)自交穩(wěn)定后得到新品種解析(1)H品種秈稻的Gnla基因突變后,無法表達(dá)細(xì)胞分裂素氧化酶,體內(nèi)細(xì)胞分裂素積累,導(dǎo)致細(xì)胞分裂素含量增加,從而促進(jìn)水稻枝梗數(shù)增加,進(jìn)而提高穗粒數(shù)。(2)F1~F3均和粳稻8號雜交并進(jìn)行選擇的目的是使后代獲得粳稻8號的優(yōu)良性狀和突變的Gnla基因。由于F1為雜合子,且每代均選擇陽性植株繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。因此,檢測F4時(shí),陽性植株比例為50%,F7中Gnla基因的檢測結(jié)果與H品種純合秈稻檢測結(jié)果完全相同時(shí),可得到純合植株,即