2023届高考生物二轮复习大题集训(三)变异育种类突破作业含答案

大题集训(三)　变异育种类突破

1．(2022·宁夏模拟)某种植物的花色分为白色、红色和紫色。基因a纯合时，植物开白色花；有A基因存在，且基因b纯合时，植物开红色花。现有亲本甲白花、乙红花、丙紫花植株，甲白花植株×乙红花植株，子一代(F1)表型比是紫花∶白花∶红花＝1∶2∶1，丙紫花植株自交，子一代(F1)表型比是紫花∶红花＝3∶1。回答下列问题：

(1)若两对等位基因独立遗传，那么甲、乙植株的基因型分别为________________；丙紫花植株基因型为________________。

(2)科研人员用X射线处理该种植物，发生如图所示的变异。

过程①X射线处理可能使B基因内部发生了________________，引起基因碱基排列顺序的改变。过程②发生的染色体结构变异称为____________，会导致基因在染色体上的________________发生改变。

解析　由题意可知，白花植株的基因型为aa__，红花植株的基因型为A_bb。(1)根据题意，甲与乙杂交，子一代紫花∶白花∶红花＝1∶2∶1，且甲为白花(aa__)，乙为红花(A_bb)，可判断甲的基因型为aaBb，乙的基因型为Aabb；丙紫花自交，子一代表型为紫花∶红花＝3∶1，说明丙植株中一对基因为纯合，一对基因为杂合，且红花基因型为A_bb，故可判断丙基因型为AABb。(2)分析题图可知，过程①X射线处理使一条染色体上的B基因突变为b基因，即发生了基因突变，其遗传信息发生改变，说明B基因内部发生了碱基的替换、增添或缺失，引起基因碱基排列顺序的改变。过程②的处理导致B基因所在的染色体片段移接到另一条非同源染色体上，即发生了染色体结构变异中的易位。该变异会导致基因在染色体上的数目或排列顺序发生改变。

答案　(1)aaBb、Aabb　AABb

(2)碱基的替换、增添或缺失　易位　数目或排列顺序

2．(2022·厦门模拟)水稻是雌雄同花植物，花小且密集，导致杂交育种工作繁琐复杂。“杂交水稻之父”袁隆平率先提出“三系配套法”，即通过培育雄性不育系、保持系和恢复系来培育杂交水稻，过程如图所示。已知水稻的花粉是否可育受细胞质基因(S、N)和细胞核基因(R、r)共同控制，其中N和R表示可育基因，S和r表示不育基因。只有当细胞质基因为S且细胞核基因型为rr[记为S(rr)]时，水稻才表现为雄性不育，其余基因型均表现为雄性可育。

回答下列问题：

(1)细胞质中的可育基因N和不育基因S________(填“是”或“不是”)等位基因，理由是_____________________________________。

(2)恢复系是指与不育系杂交后可使子代恢复雄性可育特征的品系。雄性可育的基因型有________种，恢复系水稻的基因型为________。选育恢复系水稻需满足的条件有________(填序号)。

①恢复能力强，结实率高　②优良性状多　③花期与不育系接近　④花药发达，花粉量多，易于传播　⑤花期与保持系接近

(3)为了持续获得雄性不育系水稻，应使用雄性不育系与保持系进行杂交，其杂交组合为________(填序号)。

①S(rr)×S(rr)　　　　 S(rr)×N(RR)

③S(rr)×N(Rr)   S(rr)×N(rr)

(4)通过“三系配套法”培育出的杂交水稻基因型为________。杂种子代在多种性状上均优于两个纯合亲本的现象称为________。利用雄性不育系进行育种的优点是_________________________________。

解析　(1)N和S是细胞质基因，它们不位于一对同源染色体上，故不是等位基因。(2)雄性可育的基因型有5种，分别是N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)。S(RR)、N(RR)与雄性不育S(rr)杂交后可使子代恢复雄性可育特征，故恢复系水稻的基因型为S(RR)、N(RR)。选育恢复系水稻需满足恢复能力强、结实率高，优良性状多，花期与不育系接近，花药发达、花粉量多、易于传播等条件，①②③④正确。(3)雄性不育系基因型为S(rr)，为了持续获得雄性不育系水稻，应使用雄性不育系S(rr)与N(rr)保持系进行杂交。(4)恢复系水稻的基因型为S(RR)、N(RR)，雄性不育系基因型为S(rr)，故通过“三系配套法”培育出的杂交水稻基因型为S(Rr)。杂种子代在多种性状上均优于两个纯合亲本的现象称为杂种优势。利用雄性不育系进行育种的优点是免去育种过程中人工去雄的繁琐操作。

答案　(1)不是　N和S是细胞质基因，它们不位于一对同源染色体上

(2)5　S(RR)、N(RR)　①②③④

(3)④　

(4)S(Rr)　杂种优势　免去育种过程中人工去雄的繁琐操作

3．(2022·石家庄模拟)科研人员在一个野生型的(XY型性别决定方式)动物种群中偶然发现了一只突变型的雄性个体。现用C、c表示控制突变型与野生型这一相对性状的等位基因。为了研究该突变型性状的遗传方式，科研人员将此雄性个体与多只野生型雌性个体交配，F1中雌、雄均有50%的突变型个体且雌雄数量相当。回答下列问题：

(1)推测该突变型性状的遗传方式是________________________，判断依据是__________________________________________________

__________________________________________________________。

(2)突变型个体出现的根本原因是基因突变，在一个动物种群中偶然出现一只突变型个体，这说明基因突变具有的特点为________。

(3)科研人员在进一步研究中发现，控制突变型性状的基因属于印记基因(即来自一方亲本的同源基因表达，而来自另一亲本的不表达)。科研人员从上述F1和野生型种群中选择材料，进行了如下两组杂交实验：

甲组：F1中的突变型雌性个体×野生型雄性个体→F2全为野生型；

乙组：F1中的突变型雄性个体×野生型雌性个体→F2中雌、雄个体都既有突变型又有野生型。

①根据印记基因的遗传特点，推测出现上述杂交结果的原因是____________________________________________________________________________________________________________________。

②当来自父本和母本的控制突变型性状的基因同时存在时，控制突变型性状的基因均不能表达。若让F1中突变型雌、雄个体杂交，用遗传图解表示杂交过程。若让F1中雌、雄个体随机交配，则F2中出现突变型个体的概率为________。

解析　(1)由于F1中雌雄均有50%的突变型个体且雌雄数量相当，可推知该性状的遗传与性别无关，故为常染色体遗传；又因为F1中有突变型个体，故突变型为显性性状，因此该突变型性状的遗传方式是常染色体显性遗传。(2)根据题干信息“在一个动物种群中偶然出现一只突变型个体”，说明基因突变具有低频性的特点。(3)①甲组亲本的交配过程为F1：♀Cc(突变型)×cc(野生型)→F2：Cc(野生型)、cc(野生型)，说明C基因在子代中没有表达。乙组亲本的交配过程为F1：Cc(突变型)×♀cc(野生型)→F2：Cc(突变型)、cc(野生型)，说明C基因在子代中表达。甲组与乙组区别在于C基因的来源不同，再根据“控制突变型性状的基因属于印记基因(即来自一方亲本的同源基因表达，而来自另一亲本的不表达)”，可判断出来自亲代雌性个体的控制突变型性状的基因在子代中不表达，来自亲代雄性个体的控制突变型性状的基因在子代中可以表达。②若让F1中突变型雌、雄个体杂交，具体遗传图解见答案。若让F1中雌、雄个体随机交配，F1中雌雄个体的基因型及比例均为1/2Cc、1/2cc，则能产生突变型个体的交配组合为1/2Cc(突变型)×♀1/2cc(野生型)、1/2Cc(突变型)×♀1/2Cc(突变型)，故F2出现突变型个体的概率为1/2×1/2×1/2＋1/2×1/2×1/4＝3/16。

答案　(1)常染色体显性遗传　F1雌、雄个体均有突变型∶野生型＝1∶1，性状与性别无关，为常染色体遗传；又因为突变型个体和野生型个体的杂交后代中有突变型个体，故突变型为显性性状

(2)低频性

(3)①来自亲代雄性个体的控制突变型性状的基因在子代中可以表达，来自亲代雌性个体的控制突变型性状的基因在子代中不表达

②

3/16

4．(2021·湖南)油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z，通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制，研究人员进行了相关试验，如图所示。

回答下列问题：

(1)根据F2表型及数据分析，油菜半矮秆突变体S的遗传机制是______________________________________________________，杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等，自交时雌雄配子有________种结合方式，且每种结合方式机率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是__________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。

(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表型及比例，分为三种类型，全为高秆的记为F3－Ⅰ，高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3－Ⅱ，高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3－Ⅲ。产生F3－Ⅰ、F3－Ⅱ、F3－Ⅲ的高秆植株数量比为________。产生F3－Ⅲ的高秆植株基因型为________(用A、a；B、b；C、c……表示基因)。用产生F3－Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，能否验证自由组合定律？ ________。

解析　(1)根据杂交组合①和②，F2中高秆∶半矮秆≈15∶1，是两对基因独立遗传时9∶3∶3∶1的比例变形，故遵循基因的自由组合定律，该性状由两对独立遗传的等位基因控制，且两对均为隐性基因时表现为半矮秆。杂交组合①的F1为双杂合子，减数分裂产生配子的过程中，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，产生的雌雄配子各有4种，且比例相同，因此雌雄配子结合的方式共有4×4＝16种。(2)将杂交组合①的F2“所有”高秆植株自交，F2中高秆植株有AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb。高秆植株中AABB、AABb、AaBB、AAbb和aaBB自交后代均为高秆，即为F3－Ⅰ，比例为；AaBb自交后代高秆∶半矮秆＝15∶1，即为F3－Ⅱ，比例为；Aabb、aaBb自交后代高秆∶半矮秆＝3∶1，即为F3－Ⅲ，比例为；综上可知，产生F3－Ⅰ、F3－Ⅱ、F3－Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4。用产生F3－Ⅲ的高秆植株Aabb和aaBb进行杂交，不能验证基因的自由组合定律，因为Aabb或aaBb产生配子时只能体现等位基因的分离，不能体现非等位基因的自由组合。

答案　(1)由两对独立遗传的等位基因控制，且均为隐性基因时表现为半矮秆　16　减数分裂Ⅰ后期，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合

(2)7∶4∶4　Aabb和aaBb　否

5．(2022·菏泽模拟)某科研小组以果蝇为材料进行了一系列的实验。

(1)果蝇的灰身和黑身、刚毛和截毛各为一对相对性状，分别由等位基因E、e和F、f控制。科研人员用一对灰身刚毛果蝇进行了多次杂交实验，F1的雄性个体表现为灰身刚毛∶灰身截毛∶黑身刚毛∶黑身截毛＝3∶3∶1∶1，雌性个体表现为灰身刚毛∶灰身截毛∶黑身刚毛∶黑身截毛＝5∶0∶2∶0。分析可知，灰身的遗传方式是____________________。实验结果与理论分析存在不吻合的情况，原因可能是基因型为________的受精卵不能正常发育成活。若假设成立，F1中基因e的频率为________(用分数表示)。

(2)现有果蝇的三个纯合品系：品系①含有A、B基因，品系②含A、b基因，品系③含a、B基因。关于这两对基因在染色体上的分布有以下三种假设，假设一：两对基因都位于常染色体上；假设二：有一对基因位于常染色体上，另一对位于X染色体上；假设三：两对基因都位于X染色体上。已知Y染色体上不存在相关基因。请以上述品系为材料，选择两个品系设计杂交实验，探究上述哪一种假设成立。

简要写出实验思路：____________________，根据子一代的情况作出判断。

预测实验结果：若____________________________，则假设一成立；

若____________________________，则假设二成立；

若____________________________，则假设三成立。

解析　(1)由题意可知，F1中灰身∶黑身＝3∶1，性状与性别无关，故灰身为显性，且亲本相关基因型均为Ee；F1雄性中刚毛∶截毛＝1∶1，雌性全为刚毛，可知F、f基因位于X染色体上，且亲本雌性产生了XF、Xf两种配子，再结合亲本的表型，可知亲本相关基因型为XFXf、XFY，且刚毛为显性，综上可知灰身的遗传方式是常染色体显性遗传，亲本的基因型为EeXFXf和EeXFY。正常情况下亲本杂交产生的后代中雌蝇的基因型为1EEXFXF、1EEXFXf、2EeXFXF、2EeXFXf、1eeXFXF、1eeXFXf，即F1雌性全部为刚毛，灰身∶黑身＝6∶2，但实际上是5∶2，说明存在致死的现象，原因可能是基因型为EEXFXF或EEXFXf的受精卵不能正常发育成活。若假设成立，F1中雄性个体中关于体色的基因型及其比例为1/4EE、1/2Ee、1/4ee，雌性个体中关于体色的基因型及其比例为1/8EE、4/8Ee、2/8ee，则F1群体中关于体色的基因型及其比例为3/15EE、8/15Ee、4/15ee，即F1中基因e的频率为4/15＋1/2×8/15＝8/15。(2)为了确定相关基因所处的位置，选择的亲本杂交后存在两对等位基因，因此需要选择品系②③进行杂交，由于需要判断是否位于性染色体上，因此需要选择这两个品系进行正反交实验，通过观察子代的表型确定基因的位置，因此实验思路为选择②③进行正反交，然后观察后代的性状表现。若后代的性状表现为两对性状的正反交结果均相同，则相关基因均位于常染色体上，因为常染色体上的基因决定的性状与性别无关，则假设一成立；若后代的性状表现为有一对性状的正反交结果相同，另一对不同，则有一对基因位于常染色体上，另一对位于X染色体上，即假设二成立；若后代的性状表现为两对性状的正反交结果均不同，则两对基因都位于X染色体上，即假设三成立。

答案　(1)常染色体显性遗传　EEXFXF或EEXFXf　8/15

(2)选择②③进行正反交　两对性状的正、反交结果相同　有一对性状的正反交结果相同，另一对不同　两对性状的正反交结果均不同