2024年高考生物大一轮必修2复习讲义：：热点微练5 攻克生物变异的实验探究题

(时间：15分钟)

1.(2023·湖南师大附中调研)某昆虫(XY型性别决定)的眼色受两对等位基因控制，对纯合野生型红眼昆虫进行多次射线处理，得到两种单基因隐性突变品系：突变品系1和突变品系2。这两种突变品系均表现为白眼，不考虑X、Y染色体的同源区段，回答下列相关问题：

(1)若这两种突变品系是由不同对等位基因突变导致的，则体现了基因突变的________特点。

(2)请设计实验探究突变品系1和突变品系2的突变基因是由同一对等位基因突变导致的还是由不同对等位基因突变导致的，请写出实验方案，并得出实验结果及结论。

实验方案：___________________________________________________________。

实验结果及结论：______________________________________________________

____________________________________________________________________。

(3)若让突变品系1的雌性昆虫与突变品系2的雄性昆虫杂交，得到F1，再让F1随机交配，所得F2的表型及比例为红眼雌性∶白眼雌性∶红眼雄性∶白眼雄性＝6∶2∶3∶5，据此推断突变基因在染色体上的分布情况是___________________________________________________________________。

若让F2中雌雄昆虫随机交配，则F3中红眼昆虫∶白眼昆虫＝________。

答案　(1)随机性　(2)实验方案：让突变品系1和突变品系2的昆虫进行交配，观察后代的表型及比例　实验结果及结论：若后代都表现为白眼，则是由同一对等位基因突变导致的；若后代中出现红眼昆虫，则是由不同对等位基因突变导致的　(3)一对等位基因位于常染色体上，另一对等位基因位于X染色体上　39∶25

解析　(1)在射线照射下，不同基因发生突变体现的是基因突变的随机性；一个基因发生不同方向的突变体现的是基因突变的不定向性。(2)假设两对等位基因分别为A/a、B/b，据题干信息可知，野生型红眼品系的基因型为AABB，突变品系1和突变品系2都是单基因隐性突变体，若是由同一对等位基因突变导致的，则突变品系1的基因型可以表示为a1a1BB，突变品系2的基因型可以表示为a2a2BB，二者杂交后代的基因型为a1a2BB，表型为白眼，若突变基因位于性染色体上，也是同样的结果。若是由不同对等位基因突变导致的，分为以下两种情况：若基因都位于常染色体上，则突变品系1的基因型为aaBB，突变品系2的基因型为AAbb，二者杂交后代的基因型为AaBb，表型全部为红眼；若其中有一对基因位于性染色体上，二者的杂交后代也会出现双显性个体，即出现红眼个体。(3)分析F2的表型及比例，红眼∶白眼＝9∶7，为9∶3∶3∶1的变式，则控制眼色的两对基因位于两对同源染色体上，雌性昆虫中红眼∶白眼＝6∶2，雄性昆虫中红眼∶白眼＝3∶5，雌雄眼色表型比例不同，说明其中有一对基因位于X染色体上。设两对等位基因中，B、b位于X染色体上，则突变品系1的雌性昆虫与突变品系2的雄性昆虫杂交，亲本的基因型组合有AAXbXb×aaXBY和aaXBXB×AAXbY两种形式，AAXbXb×aaXBY→AaXBXb、AaXbY，F2的表型及比例为红眼雌性∶白眼雌性∶红眼雄性∶白眼雄性＝3∶5∶3∶5，不符合题意；aaXBXB×AAXbY→AaXBXb、AaXBY，F2的表型及比例为红眼雌性∶白眼雌性∶红眼雄性∶白眼雄性＝6∶2∶3∶5，符合题意。F2中AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝1∶1∶1∶1，F2产生配子的情况为A∶a＝1∶1，雌配子中XB∶Xb＝3∶1，雄配子中XB∶Xb∶Y＝1∶1∶2，F2随机交配，F3中A_出现的概率为1－1/4＝3/4，XB_出现的概率为13/16，基因A和B同时存在时昆虫表现为红眼，则F3中红眼昆虫出现的概率为(3/4)×(13/16)＝39/64，故红眼昆虫∶白眼昆虫＝39∶25。

2.(2023·东北育才中学调研)某种鱼因其颜色艳丽而成为重要的观赏鱼品种。研究发现该种鱼某品系的体色由鳞片颜色和皮肤底色共同作用形成，其中鳞片有土耳其绿鳞、皇室蓝鳞、铁锈蓝鳞，由基因B/b控制。皮肤有黄皮和红皮，由基因R/r控制。研究人员现用一批不同体色的纯合雌鱼和雄鱼进行杂交获得F1，F1雌雄个体随机交配获得F2，实验结果如下表所示(不考虑X、Y染色体的同源区段)。请回答以下问题：

(1)黄皮和红皮两种性状中，________是显性性状。B/b和R/r两对基因的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律 ，理由是___________________________________________________________________。

(2)实验一中亲本的基因型为________。通过上述实验可以说明控制该种鱼体色的基因不在性染色体上，判断依据是

___________________________________________________________________。

(3)某同学在重复上述实验时，在F1中发现了一尾皇室蓝鳞黄皮雄鱼。该鱼黄皮性状的出现，推测可能发生了基因突变，也可能仅仅是由于环境引起的表型改变。请利用亲本中已有个体设计杂交实验，通过一次杂交对上述原因进行探究。(请写出实验思路及实验结果)

答案　(1)红皮　遵循　F1雌雄个体随机交配得到的F2中，体色及比例符合9∶3∶3∶1的变式

(2)bbrr和BBRR或 BBrr和bbRR　上述两组实验为正反交实验，实验结果相同，说明B/b和R/r两对基因均位于常染色体上

(3)实验思路：让该黄皮雄鱼与黄皮雌鱼杂交，观察并统计子代表型　预期结果和结论：若子代全为黄皮，则是由基因突变引起的；若子代红皮∶黄皮＝1∶1，则仅仅由环境因素引起

解析　(1)由实验一和实验二亲本黄皮和红皮个体杂交，F1全为红皮，可知红皮对黄皮为显性。F1雌雄个体随机交配得到的F2中，铁锈蓝鳞∶土耳其绿鳞∶皇室蓝鳞＝1∶1∶2，红皮∶黄皮＝3∶1，F1个体基因型为BbRr，F2体色及比例符合9∶3∶3∶1的变式，因此遵循自由组合定律。

(2)由F1全为皇室蓝鳞红皮可知亲本为bbrr或BBRR或BBrr和bbRR。两组实验为正反交实验，实验结果相同，与性别无关，因此该种鱼体色的遗传不属于伴性遗传。(3)由题意可知，若是基因突变引起的，则该雄鱼的基因型为rr；若是环境改变引起的，且基因型未变，则该雄鱼的基因型为Rr，通过测交实验可确定该雄鱼的基因型。

3.(2023·西安五校联考)某二倍体雌雄同株植物的茎色紫色对绿色为显性，受等位基因A/a的控制。利学家用X射线处理某纯合紫株的花药后，将获得的花粉对绿株进行授粉，得到的F1中出现了1株绿株(M)。请回答下列问题：

(1)等位基因是通过________产生的，等位基因A、a的根本区别是___________________________________________________________________。

(2)若M是由基因突变造成的，则发生突变的基因是________(填“A”或“a”)；若M的出现是由染色体变异引起的，而且变异的配子活力不受影响(两条染色体异常的受精卵不能发育)，则对M出现的合理解释是_____________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

(3)为了确定M是由基因突变导致的还是由染色体变异引起的，请利用杂交实验进行探究，写出实验的设计思路和预测结果及结论。实验设计思路：_____________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

预测结果及结论：______________________________________________________

____________________________________________________________________。

答案　(1)基因突变　脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同　(2)A　在减数分裂过程中发生了A基因的缺失或A基因所在的染色体整条缺失　(3)用绿株M与紫株纯合亲本杂交得到F1，F1自交，统计后代茎色的性状分离比　若后代紫色∶绿色＝3∶1，则为基因突变导致的；若后代紫色∶绿色＝6∶1，则为染色体变异引起的

解析　(1)对该植物而言，基因是有遗传效应的DNA片段，等位基因的产生是由于基因突变，等位基因的根本区别是碱基(脱氧核糖核苷酸)的排列顺序不同。

(2)根据题干信息，对紫株AA的花药进行诱变处理，然后对绿株aa授粉，子代出现了绿株。如果M是由基因突变造成的，说明A配子突变成a；如果是由染色体变异产生的，则是在紫株减数分裂过程中发生了含A基因的缺失或A基因所在的基因整条缺失，紫株产生了不含控制该性状的染色体的配子和绿株(产生含a的配子)结合，子代只含a，表现为绿株。(3)如果M是基因突变产生的，则其基因型是aa；如果是由染色体变异引起的，则缺少一个基因，基因型记为aO。实验思路：选择绿株M与紫株纯合亲本(AA)杂交得到F1，F1自交，统计后代茎色的性状分离比。实验结果：如果是由基因突变导致的，则F1的基因型是Aa，自交后代中AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，表现为紫色∶绿色＝3∶1。如果是由染色体变异引起的，则F1的基因型1/2Aa和1/2AO。只考虑Aa自交，子二代表型及比例是紫色∶绿色＝3∶1；只考虑AO，自交后代AA∶AO∶OO＝1∶2∶1，表现为紫色∶绿色＝3∶0，因此所有子一代自交，子二代紫茎∶绿茎＝6∶1。