2024届高考生物一轮总复习课时验收评价三十三生物变异的实验设计及分析

课时验收评价（三十三） 生物变异的实验设计及分析

1．一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后，产生的F1中野生型与突变型之比为2∶1，且雌雄个体之比也为2∶1，这个结果从遗传学角度可作出的合理解释是(　 )

A．该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雌配子致死

B．该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死

C．该突变为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死

D．X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死

解析：选B　突变型雌果蝇的后代中雄性有1/2死亡，说明该雌性果蝇为杂合子，该突变可能为X染色体显性突变，若含该突变基因的雌配子致死，则子代中会出现一种表型，且不会引起雌雄个体数量的差异，A错误；如果该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死，假设相关基因用D、d表示，则子代为XDXd(突变型♀)、XdXd(野生型♀)、XDY(死亡)、XdY(野生型♂)，B正确；若X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死，则子代中会出现一种表型，且不会引起雌雄个体数量的差异，D错误。

2．经某种药物处理的红眼雄果蝇(XBY)与野生型纯合红眼雌果蝇(XBXB)杂交得F1，F1均为红眼且雌∶雄＝1∶1，F1随机交配，观察并统计F2的情况。下列关于亲本雄蝇基因突变情况的描述，不正确的是(　 )

A．若F2中红眼∶白眼＝3∶1，则可能发生了隐性突变

B．若F2中雌雄果蝇均为红眼，则可能没发生基因突变

C．若F2中雌∶雄＝1∶2，则可能发生隐性突变导致纯合个体全部死亡

D．若F2中雌∶雄介于1∶1和2∶1之间，则可能发生隐性突变导致纯合个体部分死亡

解析：选C　若为隐性突变，则F2中的基因型有XBXB、XBXb、XBY、XbY，即表型为红眼∶突变眼＝3∶1，且雄性中有隐性突变体，A正确；若为隐性致死突变，F2中XbY死亡，则F2中雌∶雄＝2∶1，C错误；若为隐性不完全致死突变，则F2中雌∶雄比为介于2∶1和1∶1之间，D正确；若不发生突变，则F2中基因型有XBXB、XBY，即表型为红眼，且雄性中无隐性突变体，B正确。

3.雄蚕产丝量比雌蚕高。右图为雄蚕两条Z染色体上分别带有一个致死基因(Ⅰ′、Ⅱ′)，利用该雄蚕与野生型雌蚕杂交，子代雌蚕均胚胎致死，雄蚕均可正常发育。下列说法正确的是(　 )

A．Ⅰ′为隐性突变、Ⅱ′为显性致死突变

B．Ⅰ′为显性突变、Ⅱ′为隐性致死突变

C．所获得的子代雄蚕基因型与亲代相同

D．Ⅰ′、Ⅱ′所在区域没有发生互换

解析：选D　子代雌蚕均胚胎致死，雄蚕均可正常发育，可判断Ⅰ′、Ⅱ′均为隐性致死突变，且Ⅰ′、Ⅱ′所在区域没有发生互换，A、B错误，D正确；所获得的子代雄蚕有一条Z染色体来自野生型雌蚕，其上都是正常基因，而亲代雄蚕两条Z染色体上都含隐性致死基因，C错误。

4．已知果蝇的红眼和白眼由X染色体上A、a基因控制，XO型(只有一条性染色体)个体为不育的雄果蝇。将红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交，理论上F1雌性全为红眼，雄性全为白眼。观察发现，在上述杂交中，2 000～3 000只白眼雄果蝇中出现了一只红眼雄果蝇M。为探究果蝇M出现的原因，将果蝇M与正常白眼雌果蝇杂交，下列分析错误的是(　 )

A．如果没有子代产生，则果蝇M的基因型为XAO

B．如果要判断果蝇M是否为XO型，可以通过显微镜检查确定

C．如果子代雌雄果蝇均为白眼，则果蝇M的出现是仅由环境改变引起

D．如果子代雄性全为红眼，雌性全为白眼，则果蝇M的出现为基因突变的结果

解析：选D　由题意可知，XO型(只有一条性染色体)个体为不育的雄果蝇，如果没有子代，则果蝇M发生了染色体缺失，其基因型为XAO，A正确；染色体变异可以在光学显微镜下观察到，所以要判断果蝇M是否为XO型，可以通过显微镜检查确定，B正确；果蝇M与正常白眼雌果蝇杂交，后代均为白眼，则果蝇M的基因型为XaY，因此果蝇M的出现是仅由环境改变引起，C正确；果蝇M与正常白眼雌果蝇杂交，若子代雄性全为白眼，雌性全为红眼，则果蝇M的基因型为XAY，是基因突变的结果，D错误。

5．果蝇的红眼和白眼是一对相对性状，缺刻翅和正常翅是另一对相对性状，分别受一对等位基因控制。现用一些纯合亲本果蝇进行杂交实验，结果如表：

(1)缺刻翅和正常翅这对相对性状中显性性状是________。

(2)这两对相对性状的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)研究者在组别2的F1中偶然发现了一只缺刻翅雌果蝇。出现该果蝇的原因可能是亲本果蝇在形成配子时发生了基因突变，也可能是染色体片段缺失。请你选择合适的材料，设计杂交实验方案来判断出现该缺刻翅果蝇的原因。(注：各型配子活力相同；雄性个体一条染色体片段缺失时胚胎致死。)

实验方案：_______________________________________________________________。

结果预测：

Ⅰ.若__________________________，则为基因突变；

Ⅱ.若____________________，则为染色体片段缺失。

解析：(1)缺刻翅♀×正常翅♂→后代中雌性个体只有正常翅，说明正常翅对缺刻翅为显性。亲本的基因型为XbXb和XBY，F1的基因型为XBXb和XbY。(2)由第1组实验结果可判断控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，由于控制这两对相对性状的两对等位基因都位于X染色体上，即位于同一对同源染色体上，所以这两对相对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律。(3)由于组别2的F1中雌果蝇应该都是正常翅，现偶然发现了一只缺刻翅雌果蝇，可能是亲本果蝇在形成配子时发生了基因突变，也可能是染色体片段缺失，而雄性个体一条染色体片段缺失时胚胎致死。因此，可让这只缺刻翅雌果蝇(XbXb或XbO)与正常翅雄果蝇(XBY)杂交，观察子代表型及比例。Ⅰ.如果子代中正常翅(XBXb)∶缺刻翅(XbY)＝1∶1，即雌性∶雄性＝1∶1，说明亲本果蝇在形成配子时发生了基因突变；Ⅱ.由于雄性个体一条染色体片段缺失时胚胎致死，如果子代中正常翅(XBXb和XBO)∶缺刻翅[XbY和OY(胚胎致死)]＝2∶1，即雌性∶雄性＝2∶1，说明亲本果蝇在形成配子时发生了染色体片段缺失。

答案：(1)正常翅　(2)不遵循　控制这两对相对性状的两对等位基因位于同一对同源染色体上

(3)让这只缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交，观察子代表型及比例

Ⅰ.正常翅∶缺刻翅＝1∶1或雌性∶雄性＝1∶1

Ⅱ.正常翅∶缺刻翅＝2∶1或雌性∶雄性＝2∶1

6．芦笋为XY型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。

(1)一株基因型为BbXaY的雄株，若此雄株的一个精原细胞减数分裂时产生了一个基因型为BbbXa的精子，则另外三个精子的基因型分别为________________。

(2)有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是基因突变，二是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶芦笋出现的原因：__________________________________________________________________________________________________________________。

(3)现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株阔叶雌雄株进行交配，并统计后代表型。

若____________________，则为______________。

若____________________，则为______________。

(4)已经知道阔叶是显性突变所致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，种植户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型雌株与阔叶雄株杂交，进行此实验的意图是____________________________。若杂交实验结果出现______________________________，种植户的心愿可以实现。

解析：(1)一株基因型为BbXaY的雄株，若此雄株的一个精原细胞减数分裂时产生了一个基因型为BbbXa的精子，则减数分裂Ⅰ后期，含有基因B和基因b的同源染色体未分离，形成了基因型为YY和BBbbXaXa的次级精母细胞。减数分裂Ⅱ后期，含有基因b的染色体的着丝粒分裂后，子染色体未分离，移向了细胞同一极，因此另外三个精子的基因型分别为BXa、Y、Y。(2)由于染色体加倍成为多倍体可在显微镜下观察到，而基因突变在显微镜下观察不到，故最简单的实验设计是取野生型窄叶植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，显微观察有丝分裂中期细胞内染色体数目。若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变。(3)选用多株阔叶突变型雌、雄交配，若为显性突变所致，则杂交后代出现野生型窄叶；若为隐性突变所致，则杂交后代仅出现突变型阔叶。(4)选用多对野生型雌株与突变型雄株作为亲本杂交。若杂交后代野生型窄叶全为雄株，突变型阔叶全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型窄叶和突变型阔叶雌、雄均有，则这对基因位于常染色体。故该技术人员进行此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。

答案：(1)BXa、Y、Y　(2)用显微镜观察野生型植株和阔叶植株细胞内染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变　(3)后代出现窄叶　显性突变　后代都为阔叶　隐性突变　(4)通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上　后代雌株都为阔叶，雄株都为窄叶

7．[压轴考法·适情选做]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。科学家用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)。

(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”)，发生突变的时间最可能为____________________；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，某科研人员利用杂交实验进行探究：用________________________杂交得到F1，F1自交，统计后代________________。若后代________________________，则为基因突变导致的；若后代________________________，则为染色体变异引起的。

解析：(1)基因突变产生等位基因，等位基因A、a的根本区别是基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同。(2)如果M是基因突变引起的，最可能发生突变的时期是减数分裂前的间期，DNA复制时A基因突变成a基因。若M的出现是由染色体变异引起的，该变异可能是减数分裂过程中A基因所在的染色体片段缺失或A基因所在的染色体整条缺失。(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，可以让M与纯合紫株亲本进行杂交得到F1，让F1自交得到F2，统计F2中茎色的性状分离比进行判断。如果是基因突变，M的基因型为aa，F1的基因型为Aa，F1自交，F2表型及比例是紫茎∶绿茎＝3∶1；如果是染色体变异，M的基因型可以写成aO，F1的基因型及比例是Aa∶AO＝1∶1，只考虑Aa自交，后代表型及比例是紫茎∶绿茎＝3∶1；只考虑AO，自交后代AA∶AO∶OO＝1∶2∶1，由于OO受精卵不能发育，因此所有F1自交，F2表型及比例为紫茎∶绿茎＝6∶1。

答案：(1)基因突变　脱氧核苷酸的排列顺序不同　(2)A　减数分裂前的间期　在减数分裂过程中发生了A基因所在的染色体片段的缺失或A基因所在的染色体整条缺失　(3)绿株M与紫株纯合亲本　茎色的性状分离比　紫色∶绿色＝3∶1　紫色∶绿色＝6∶1