广西2020版高考生物一轮复习高频考向练2遗传变异与育种含解析新人教.pdf

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1、1 遗传、变异与育种遗传、变异与育种 1 1.玉米是雌雄同株植物(顶部生雄花序,中部生雌花序),体细胞中染色体有 20 条(2n=20)。下面以 玉米为材料来完成相关的实验。 (1)将发芽的玉米种子研磨液过滤置于试管中,加入斐林试剂,55 水浴加热 2 min,试管中如果出 现砖红色沉淀,则说明有 的存在。 (2)将水培的玉米幼苗置于冰箱低温室(4 )诱导培养 36 h,欲观察染色体的形态和数目,需用显微 镜观察根尖分生区处于 期的细胞,细胞中染色体的形态有 种,数量可能是 条。 (3)在一个育种实验中,采用植株 A、B 玉米进行下图所示的实验。请回答下列问题。 三种授粉方式所获得的玉米粒色如

2、下表: 授粉 方式 紫红粒玉 米/粒 黄粒玉 米/粒 587196 0823 412386 在进行以上三种授粉实验时,常需要将雌、雄花序在人工授粉前和授粉后用袋子罩住,目的是防 止 。 用 G 代表显性基因,g 代表隐性基因,则植株 A 和植株 B 的基因型分别为 ,的子代中,紫 红色玉米粒的基因型是 。 若只进行这一种实验,根据表中的实验结果,如何进一步设计实验确定玉米粒色的显隐性关 系? 。 答案 (1)还原糖 (2)有丝分裂中 10 20 或 40 (3)混入别的花粉(实验要求以外的花粉落在雌蕊柱头上) Gg、gg GG、Gg 将紫红粒玉米和黄粒玉米培养成植株,分别进行同株异花传粉(自交

3、),观察 后代的性状 解析 (1)还原糖与斐林试剂发生反应,在 55 水浴加热的条件下生成砖红色沉淀。(2)处于有丝分 裂中期的细胞,染色体形态比较稳定,数目比较清晰,因此观察染色体的形态和数目,需用显微镜观 察根尖分生区处于有丝分裂中期的细胞。细胞中染色体的形态有 10 种。低温能够导致一些细胞中 的染色体数加倍,处于有丝分裂中期的细胞中的染色体数可能为 20 条或 40 条。(3)人工授粉前 后,雌、雄花序都进行套袋处理,其目的是防止混入别的花粉(实验要求以外的花粉落在雌蕊柱头上), 进而对实验结果产生干扰。和是自交,是杂交,由三种授粉的结果可知,紫红粒为显性,黄 粒为隐性。若只进行这一种

4、实验,要进一步设计实验确定玉米粒色的显隐性关系,可将紫红粒 玉米和黄粒玉米培养成植株,分别进行同株异花传粉(自交),观察后代玉米种子的颜色,出现性状分 离的亲本所具有的性状为显性性状。 2 2 2.某科研人员野外考察时,发现了一种闭花受粉植物。该植物的花有红、粉、白三种颜色(若花色 由一对等位基因控制,用 A、a 表示;若受多对等位基因控制,用 A、a,B、b表示);茎秆的无刺、 有刺(用 R、r 表示)是另一种性状。为了研究上述性状的遗传,用红花有刺植株(甲)、白花有刺植 株(乙)、白花无刺植株(丙和丁)进行如下实验: 组 别 P PF F1F F2 一 甲(红花有刺)乙 (白花有刺) 红花

5、 有刺 红花有刺粉花有刺白花有刺=9 61 二 丙(白花无刺)乙 (白花有刺) 白花 有刺 白花有刺白花无刺=31 三 丁(白花无刺)乙 (白花有刺) 红花 有刺 红花有刺粉花有刺白花有刺白花 无刺=2718316 回答下列问题。 (1)茎秆有刺属于 性状,花色基因的遗传遵循 定律。 (2)第一组杂交实验中,F2中粉花有刺的基因型为 。 (3)分析表中三组杂交实验可知,实验中没有出现红花无刺和粉花无刺类型,原因可能是无刺基因纯 合时,红花和粉花基因不能表达。现有第三组杂交实验的 F1红花有刺植株若干,可用测交实验验证 此推测。 第三组杂交实验的 F1基因型为 ;测交实验时用该 F1与基因型为

6、的个 体杂交。 若测交后代基因型有 种,表现型及比例 为 ,则支持该推测。 答案 (1)显性 基因的自由组合 (2)AAbbRR、AabbRR、aaBBRR、aaBbRR (3)AaBbRr aabbrr 8 红花有刺粉花有刺白花有刺白花无刺=1214 解析 (1)组别二的亲本为无刺有刺,F1为有刺,因此有刺为显性性状;根据组别一中 F2植株花色的 表现型及比例为红花粉花白花=961,可推断花色由两对等位基因控制,其遗传遵循基因的 自由组合定律。(2)据(1)分析,红花植株的基因型为 A_B_,粉花植株的基因型为 A_bb、aaB_,白花 植株的基因型为 aabb。茎秆有刺植株的基因型为 R_

7、。由于组别一亲本都表现为有刺,F1和 F2也都 表现为有刺,说明组别一有刺植株的基因型都是 RR,则 F2中粉花有刺植株的基因型为 AAbbRR、 AabbRR、aaBBRR、aaBbRR。(3)组别三的 F2出现红花、粉花和白花三种性状,说明 F1的基因型为 AaBb, F2出现有刺和无刺两种性状,则 F1的基因型为 Rr。综合分析,F1的基因型为 AaBbRr。用基因 型分别为 AaBbRr 和 aabbrr 的植株进行测交实验,若推测成立,则后代植株的基因型有 8 种,表现型 有 4 种,比例为红花有刺粉花有刺白花有刺白花无刺=(1/41/2)(1/21/2) (1/41/2)(111/

8、2)=1214。 3 3.某农科院培育出新品种香豌豆(自花传粉,闭花受粉),其花的颜色有红、白两种,茎的粗细由两对 独立遗传的核基因控制,但不清楚花色性状的核基因控制情况。请回答以下问题。 3 (1)若花色由 A、a 这对等位基因控制,且该植物种群中自然条件下红色植株均为杂合子,则红色植 株自交后代的表现型及其比例为 。 (2)若花色由 A、a,B、b 这两对等位基因控制,现有一基因型为 AaBb 的植株,其体细胞中相应基因 在 DNA 上的位置及控制花色的生化流程如下图。 控制花色的两对基因的遗传符合孟德尔的 定律。 该植株自交时(不考虑基因突变和交叉互换现象),后代中纯合子的表现型为 ,红

9、色植株 占 。 (3)假设茎的粗细由 C、c,D、d 两对等位基因控制,只有 d 基因纯合时植株表现为细茎,只含有 D 一 种显性基因时植株表现为中粗茎,其他表现为粗茎。那么基因型为 CcDd 的植株自然状态下繁殖,理 论上子代的表现型及比例为 。 答案 (1)红色白色=21 (2)基因分离 白色 1/2 (3)粗茎中粗茎细茎=934 解析 (1)由题意可知,种群中的红色均为杂合子,因此该种群红色是显性,而只有显性纯合致死才能 有该现象出现,则红色植株自交后代分离比应该为 1AA(致死)2Aa1aa,所以后代表现型比例是红 色白色=21。(2)若花色由 A、a,B、b 两对等位基因控制,两对等

10、位基因位于一对同源染色体上, 减数分裂形成配子的过程中等位基因随同源染色体的分离而分离,因此符合基因分离定律。根据基 因分离定律,基因型为 AaBb 的植株自交时,产生雌雄配子 Ab、aB 各两种,因此后代基因型及比例为 1AAbb2AaBb1aaBB,表现型及比例为红色白色=11,所以红色占 1/2,纯合子不能同时合成两 种酶,所以都是白色。(3)由题意可知,茎有粗、中粗和细三种,茎的粗细由两对独立遗传的核基因 控制,因此 C、c 和 D、d 两对等位基因的遗传符合基因自由组合定律,又因为该花是闭花受粉,基因 型为 CcDd 的植株自然状态下繁殖是自交,所以后代基因型及比例为 9C_D_3C

11、_dd3ccD_1ccdd, 由于只有 d 基因纯合时植物表现为细茎,只含有 D 一种显性基因时植株表现为中粗茎,其他表现为 粗茎,所以表现型及比例为粗茎中粗茎细茎=934。 4 4.豚鼠毛的颜色由两对等位基因(E 和 e,F 和 f)控制,其中一对等位基因控制色素的合成,另一对等 位基因控制颜色的深度,豚鼠毛的颜色与基因型的对应关系见下表。 基因 型 E_ffE_FfE_FF 或 ee_ 豚鼠 毛颜 色 黑色灰色白色 某课题小组用一只基因型为 EeFf 的雄性灰毛豚鼠探究两对等位基因(E 和 e,F 和 f)在染色体上的 位置,进行了以下实验,请补充完整并作出相应预测。 (1)实验假设:两对

12、等位基因(E 和 e,F 和 f)在染色体上的位置有以下三种类型。 4 (2)实验方 法: ,观察并统计其子代豚鼠毛的颜色和比例。 (3)可能的实验结果(不考虑交叉互换)及相应结论: 若子代豚鼠表现为 ,则两对基因分别位于两对同源染色体上,符合 图中第一种类型; 若子代豚鼠表现为 ,则两对基因在一对同源染色体上,符合图 中第二种类型; 若子代豚鼠表现为 ,则两对基因在一对同源染色体上,符合图中第 三种类型。(请在 C 图中标出基因在染色体上的位置) 答案 (2)让这只基因型为 EeFf 的雄性灰毛豚鼠与多只隐性纯合雌性白毛豚鼠进行测交 (3)灰毛黑毛白毛=112 灰毛白毛=11 黑毛白毛=11

13、 如下图 解析 (2)判断豚鼠基因在染色体上的位置需用测交法,故让这只基因型为 EeFf 的雄性灰毛豚鼠与 多只隐性纯合雌性白毛豚鼠进行测交。(3)若基因的位置是第一种类型,则这两对基因的遗传遵循 基因的自由组合定律,测交后代有 4 种基因型:EeFf、Eeff、eeFf 和 eeff,表现型为灰毛黑毛 白毛=112;若基因的位置是第二种类型,该个体可产生 EF 和 ef 两种配子,测交后代为 EeFf(灰 色)eeff(白色)=11;第三种类型如答案图所示,该个体可产生 Ef 和 eF 两种配子,测交后代为 Eeff(黑色)eeFf(白色)=11。 5 5.某二倍体鸟类雄鸟的性染色体组成是

14、ZZ,雌鸟的性染色体组成是 ZW。长腿和短腿由等位基因 A、 a 控制,羽毛的灰色和白色由等位基因 B、b 控制。某生物科研小组进行了如下两组实验。 实验一:长腿灰羽()长腿灰羽()长腿灰羽雌鸟 3/16、长腿白羽雌鸟 3/16、短腿灰羽雌鸟 1/16、短腿白羽雌鸟 1/16、长腿灰羽雄鸟 3/8、短腿灰羽雄鸟 1/8。 实验二:长腿白羽()短腿灰羽()长腿灰羽雌鸟 1/4、长腿白羽雌鸟 1/4、短腿灰羽雌鸟 1/4、 短腿白羽雌鸟 1/4。 请回答下列问题。 (1)根据杂交实验推断,A、a 和 B、b 两对等位基因中,位于 Z 染色体上的是 ,控制这两对性 状的基因的遗传符合 定律。 (2)

15、实验一的亲本中雌性个体的基因型为 ,产生的 F1中 b 的基因频率为 。选 出 F1中的长腿灰羽个体随机交配,子代中长腿灰羽的概率为 。 (3)实验二中没有雄性个体是因为含有 基因的 (填“精子”或“卵细胞”)不 能参与受精作用。 (4)在自然环境中,白羽的鸟比灰羽的鸟更容易被天敌发现,则经过若干年后,种群中 B 的基因频率 将 (填“变大”“变小”“不变”或“无法判断”)。 (5)在鸟类的饲料中添加碱基类似物,发现子代出现多种多样的突变类型,说明基因突变具有 (特点)。 答案 (1)B、b 基因的自由组合 (2)AaZBW 1/3 7/9 5 (3)b 卵细胞 (4)变大 (5)不定向性 解

16、析 (1)根据实验一可知:长腿灰羽()长腿灰羽()杂交,后代雌性中既有灰羽,又有白羽,但 是雄性中只有灰羽,说明 B、b 基因位于 Z 染色体上。长腿、短腿在后代的雌性和雄性中都有,且都 是长腿短腿=31,说明控制腿长短的基因位于常染色体上。(2)长腿短腿=31,说明亲代基因 型为 Aa;灰羽雌鸟白羽雌鸟=11,雄鸟全为灰羽,说明亲代基因型为 ZBW 和 ZBZb。综合上述分析 可知,亲代基因型为 AaZBW 和 AaZBZb。只研究羽毛颜色的遗传,F1的基因型及比例为 ZBZBZBZbZBW ZbW=1111,因此 F1中 b 的基因频率为(1+1)/(4+2)=1/3。选出 F1中的长腿灰

17、羽个体随机交配, 由于每一对性状都遵循基因的分离定律,可以先将每一对性状拆开单独计算,之后再综合起来。对 于腿的长短这一对性状而言,子代中短腿的概率为 2/32/31/4=1/9,则长腿的概率为 1-1/9=8/9; 对于白羽和灰羽这一对性状而言,子代中白羽的概率为 1/21/4=1/8,则灰羽的概率为 1-1/8=7/8, 子代中长腿灰羽的概率为 8/97/8=7/9。(3)根据亲本的表现型:长腿白羽()短腿灰羽(),可 推知亲本的基因型大致为 A_ZbW、aaZBZb,再根据后代雌性中长腿灰羽占 1/4,长腿白羽占 1/4,短腿 灰羽占 1/4,短腿白羽占 1/4,可推知亲本雌性的基因型为

18、 AaZbW。正常情况下后代雄性的基因型应 该为 1/4AaZBZb、1/4aaZBZb、1/4AaZbZb、1/4aaZbZb,但是后代没有雄性,原因是母本产生的含有 b 基 因的卵细胞不能参与受精作用。(4)由于白羽的鸟比灰羽的鸟更容易被天敌发现,因此经过长期的 自然选择,白羽的鸟越来越少,因此种群中 b 的基因频率将变小,B 的基因频率将变大。(5)在鸟类的 饲料中添加碱基类似物,发现子代出现多种多样的突变类型,说明基因突变具有不定向性。 6 6.肌营养不良症是一种遗传性疾病,有的是常染色体显性遗传,有的是常染色体隐性遗传,也有伴 X 染色体隐性遗传。 (1)某人患肌营养不良症,其父母双

19、方均正常,则可推测该病为 (填“显性”或“隐性”)遗 传病。若该患者为女性,则可推测致病基因位于 (填“常染色体”或“X 染色体”) 上。为什 么? 。 (2)对某迪谢内肌营养不良家族的成员进行基因诊断,得到如下遗传系谱图。 据图分析,该病的遗传方式为 。若3同时是迪谢内肌 营养不良基因和红绿色盲基因的携带者,3不患这两种病,不考虑交叉互换,说明3所携带的两种 致病基因 (填“分别位于两条 X 染色体上”或“位于同一条 X 染色体 上”)。 答案 (1)隐性 常染色体 因为该隐性遗传病患者为女性,会有两个致病基因,其中一个必然来自 父方,而其父亲不患该病,所以致病基因位于常染色体上 (2)伴

20、X 染色体隐性遗传病 位于同一条 X 染色体上 解析 (1)某人患肌营养不良症,其父母双方均正常,则可推测该病为隐性遗传病。若该隐性遗传病 患者为女性,会有两个致病基因,其中一个必然来自父方,而其父亲不患该病,所以致病基因位于常 染色体上。(2)据图分析,的表现都正常,生了一个患病的男孩,由此可见该病为隐性遗传病;同时 6 从图中还看出该患病男孩的致病基因来自母亲,即具有一个致病基因就患病,因此该病为伴 X 染色 体隐性遗传病。若3同时是迪谢内肌营养不良基因和红绿色盲基因的携带者,3不患这两种病, 不考虑交叉互换,说明3 所携带的两种致病基因位于同一条 X 染色体上。如果两个致病基因位于 两条

21、 X 染色体上,而3将肯定有一条 X 染色体来自3,患迪谢内肌营养不良或患红绿色盲,不可能 是正常个体。 7 7.在栽培某种农作物(2n=42)的过程中,有时会发现单体植株(2n-1),如有一种单体植株比正常植株 缺少一条 6 号染色体,称为 6 号单体植株。 (1)6 号单体植株的变异类型为 ,该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分 裂过程中 未分离。 (2)6 号单体植株在减数第一次分裂时能形成 个四分体。如果该植株能够产生数目相等的 n型和n-1 型配子,则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为(体细胞中一对同源染色体同时 缺失的植株称为缺 体) 。 (3)科研人员利用 6 号单体植

22、株进行杂交实验,结果如下表所示。 杂交亲本实验结果 6 号单体()正常 二倍体() 子代中单体占 75%,正 常二倍体占 25% 6 号单体()正常 二倍体() 子代中单体占 4%,正常 二倍体占 96% 单体在减数分裂时,形成的n-1 型配子 (填“多于”“等于”或“少于”)n型配子,这 是因为 6 号染色体往往在减数第一次分裂过程中因无法 而丢失。 n-1 型配子对外界环境敏感,尤其是其中的 (填“雌”或“雄”)配子育性很低。 (4)现有该作物的两个品种,甲品种抗病但其他性状较差(抗病基因 R 位于 6 号染色体上),乙品种不 抗病但其他性状优良,为获得抗病且其他性状优良的品种,理想的育种

23、方案是以乙品种 6 号单体植 株为 (填“父本”或“母本”)与甲品种杂交,在其后代中选出单体,再连续多代与 杂交,每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株,最后使该单体 ,在后代中挑选出 RR 型 且其他性状优良的新品种。 答案 (1)染色体变异(染色体数目变异) 6 号染色体的同源染色体或姐妹染色单体 (2)20 正常二倍体(2n)单体(2n-1)缺体(2n-2)=121 (3)多于 联会(无法形成四分体) 雄 (4)母本 乙品种 6 号单体 自交 解析 (1)由题可知,6 号单体植株比正常植株缺少一条 6 号染色体,属于染色体数目变异,该植株的 形成是因为亲代中的一方在减数第一次分裂后期 6

24、 号染色体的同源染色体未分离或减数第二次分 裂的后期姐妹染色单体未分离。(2)该农作物(2n=42)有 21 对同源染色体,由于缺少一条 6 号染色 体,故 6 号单体植株在减数第一次分裂时能形成 20 个四分体。如果该植株能够产生数目相等的n 型和n-1 型配子,则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为正常二倍体(2n)单体(2n-1) 7 缺体(2n-2)=121。(3)由表格可知,6 号单体()正常二倍体(),理论上,子代中单体和正常 二倍体各占 50%,而实际上单体占 75%,正常二倍体占 25%,说明单体在减数分裂时,形成的n-1 型 配子多于n型配子,这是因为 6 号染色体往往在减数第一次分裂过程中因无法联会而丢失。由第二 组杂交实验可知,n-1 型配子对外界环境敏感,尤其是其中的雄配子育性很低。(4)通过杂交育种的 方法可以将优良性状集中到一个个体上,理想的育种方案是以乙品种 6 号单体植株为母本与甲品种 杂交,在其后代中选出单体,再连续多代与乙品种 6 号单体杂交,每次均选择抗病且其他性状优良的 单体植株,最后使该单体自交,在后代中挑选出 RR 型且其他性状优良的新品种。