备战2025年高考二轮复习生物（山东版）大题分析与表达练3变异与育种（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考二轮复习生物（山东版）大题分析与表达练3变异与育种（Word版附解析），共5页。试卷主要包含了玉米是雌雄同株异花的农作物等内容，欢迎下载使用。

(1)表1中杂交组合一与二互为 实验。胚乳是由精子与母本产生的两个极核融合后发育而成的,每个极核的染色体组成均与卵细胞一致。
表1
上述杂交组合一和二中F1胚乳的基因型分别是 。据此研究人员对胚乳颜色形成的机制作出如下推测。
推测一:可能与胚乳中R基因的数量有关;
推测二:可能与胚乳中R基因的来源有关。
(2)为证实上述推测,研究人员利用突变体甲进行了相关实验。
表2
①突变体甲的形成过程如上图所示,形成甲的过程中发生的变异类型是 。
②表2中杂交结果仅支持推测 ,理由是 。
(3)研究人员推测在雌配子形成过程中,M基因表达产物可以降低R基因甲基化水平,使其表达不被抑制。现有M基因纯合突变体乙(mmRR)、野生型紫色玉米(MMRR)和黄色玉米(MMrr)。欲通过杂交实验验证上述推测,请写出实验组的方案并预期结果: 。
答案(1)正反交 RRr和Rrr
(2)易位(或染色体结构变异) 二 基因型为Rrr与RRrr的胚乳R基因数量不同,但来源均相同,表型一致都为杂色,说明子代胚乳颜色与R基因的数量无关(或基因型为RRr和RRrr的胚乳中R基因数量相同,但来源不同,表型不一致,分别为紫色和杂色,说明子代胚乳颜色与R基因的来源有关)
(3)突变体乙(mmRR)做母本与黄色玉米(MMrr)做父本杂交,子代胚乳表现为杂色
解析(1)杂交组合一是紫色RR(♀)×黄色rr(♂),杂交组合二是紫色RR(♂)×黄色rr(♀),组合一和二互为正反交实验;胚乳是由精子与母本产生的两个极核融合后发育而成的,每个极核的染色体组成均与卵细胞一致。胚乳是含有一整套精子染色体的三倍体。杂交组合一中极核的基因型是R,雄配子基因型是r,则F1胚乳的基因型RRr;杂交组合二中极核的基因型是r,雄配子基因型是R,则F1胚乳的基因型Rrr。
(2)①突变体甲中10号染色体的r基因所在的染色体片段易位到1号染色体上,1号染色体上的相应片段易位到10号染色体上,故形成甲的过程中发生的变异类型是易位(或染色体结构变异)。
②杂交组合三是野生型rr(♀)×甲Rr(♂),极核的基因型是r,F1出现少量基因型为RRrr的胚乳,则甲产生的雄配子的基因型是RR,则可知突变体甲产生配子时,减数分裂Ⅱ后期含有R基因的10号染色体的姐妹染色单体未分开,导致产生RR型精子,与两个r型极核结合,产生了RRrr型胚乳。F1胚乳基因型为RRr和RRrr的胚乳中R基因数量相同,但来源不同,表型不一致,分别为紫色和杂色,说明子代胚乳颜色与R基因的来源有关,故表2中杂交结果仅支持推测二(由于亲代和子代中R数量相同)。
(3)M基因表达产物可以降低R基因甲基化水平,使其表达不被抑制,欲验证该推测,则需要产生不含M基因同时含R的极核,需要用突变体乙(mmRR)做母本,黄色玉米(MMrr)做父本,根据题(2)R基因来自父本,胚乳表现为杂色,R基因来自母本,胚乳表现为紫色,子代胚乳MmmRRr的R基因来自母本,理论上是紫色,但由于产生雌配子过程中,m基因不降低R基因甲基化水平,表达被抑制,子代胚乳MmmRRr表现为杂色。
2.(2024·四川绵阳模拟)(10分)李振声院士获得了2006年度国家最高科技奖,其主要成就是实现了小麦同偃麦草的远缘杂交,培育出了多个小偃麦品种。请回答下列有关小麦遗传育种的问题。
(1)如果小偃麦早熟(A)对晚熟(a)是显性,抗干热(B)对不抗干热(b)是显性(两对基因自由组合),在研究这两对相对性状的杂交实验中,以某亲本与双隐性纯合子杂交,F1性状分离比为1∶1,请写出此亲本可能的基因型: 。
(2)如果决定小偃麦抗寒与不抗寒的一对基因在叶绿体DNA上,以抗寒晚熟与不抗寒早熟的纯合亲本杂交,要得到抗寒早熟个体,需要表型为 的个体作母本。
(3)小偃麦有蓝粒品种。如果有一蓝粒小偃麦变异株,籽粒变为白粒,经检查,体细胞缺少一对染色体,如果将这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交,得到的F1自交,请从减数分裂和受精作用分析F2中出现染色体数目正常与不正常个体的原因:
。
(4)除小偃麦外,我国也实现了普通小麦与黑麦的远缘杂交。普通小麦(六倍体)配子中的染色体数为21,配子形成时处于减数分裂Ⅱ后期的每个细胞中的染色体数为 ;普通小麦与黑麦(二倍体)杂交,F1体细胞中的染色体组数为 ,由此F1可进一步育成小黑麦。
答案(1)AaBB或Aabb或AABb或aaBb
(2)抗寒晚熟
(3)F1通过减数分裂能产生正常与不正常的两种配子;正常配子相互结合产生正常的F2;不正常配子相互结合、正常配子与不正常配子结合产生不正常的F2
(4)42 4
解析(1)由于以某亲本与双隐性纯合子(aabb)杂交后代出现1∶1的性状分离比,故亲本的一对等位基因是杂合的,另一对是纯合的,故此亲本的基因型可能为AaBB、Aabb、AABb、aaBb中的一种。
(2)位于叶绿体DNA上的基因是通过母本遗传给子代,表现为母系遗传。已知决定小偃麦抗寒与不抗寒的一对基因在叶绿体DNA上,若以抗寒晚熟(aa)与不抗寒早熟(AA)的纯合亲本杂交,要得到抗寒早熟个体,需用表型为抗寒晚熟的个体作母本,得到的F1全部为抗寒。
(3)依题意可知,一株蓝粒小偃麦的籽粒变为白粒是由于其体细胞缺少一对染色体引起的,若将这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交,得到的F1较正常植株少了一条染色体。F1通过减数分裂能产生正常与不正常(缺少一条染色体)的两种配子;正常配子相互结合产生正常的F2;不正常配子相互结合、正常配子与不正常配子结合产生不正常的F2。
(4)由于普通小麦(六倍体)配子中的染色体数为21,故减数分裂Ⅱ后期染色体数加倍,所以为42条。六倍体普通小麦与二倍体黑麦杂交,F1(四倍体)体细胞中染色体组数为4。
3.(2024·湖南永州二模)(11分)玉米是雌雄同株异花的农作物。玉米种子的正常与干瘪性状由一对等位基因A/a控制,干瘪种子没有发芽能力;玉米的育性受另一对等位基因M/m控制,其中基因型为MM、Mm的个体可产生可育的雌雄配子,mm个体表现为雄性不育(不能产生花粉)。
(1)将基因型为MM的正常玉米种子种植,开花时随机授粉,成熟后收获全部种子(F1),发现有1/9籽粒为干瘪种子。干瘪性状是 (填“显性”或“隐性”)性状,亲本中杂合子所占比例为 。
(2)基因型为AaMm的植株自交,发现F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为2∶1,则可判断A/a、M/m两对等位基因位于 (填“一对”或“两对”)同源染色体上,理由是 。F1植株开花后随机授粉,正常种子与干瘪种子的比例为 。
(3)在玉米杂交育种过程中,为了持续获得雄性不育植株,将雄配子致死基因B、红色胚带荧光基因R(正常玉米为黄色胚)和花粉育性恢复基因M(使雄性不育植株恢复育性)构成紧密连锁的“组件”(无互换发生),可通过转基因技术将单个“组件”导入雄性不育植株细胞的一条染色体上。该转基因植株自交产生的黄色种子即为雄性不育种子,其比例为 。(以上植株均不含a基因)
(4)将单个基因B、R和M构成的紧密连锁“组件”(无互换发生)导入雄性不育植株细胞的染色体②上(如图),将此转基因植株作母本与基因型为MM的玉米杂交,F1自交,假设所有卵细胞均可受精,F2植株中雄性不育植株所占比例为 。
答案(1)隐性 2/3
(2)一对 若两对等位基因位于2对同源染色体上,则F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为3∶1 5∶1
(3)1/2
(4)3/16
解析(1)基因型为MM的正常玉米籽粒,开花时随机授粉,成熟后收获全部种子(F1),发现有1/9籽粒为干瘪种子,则可知干瘪为隐性性状,正常为显性性状;亲本正常籽粒基因型为AAMM、AaMM,设AaMM所占比例为x,则亲代产生的aM配子比例为x/2,F1中干瘪种子的比例为(x/2)2=1/9,解得x为2/3,故亲代杂合子所占比例为2/3。(2)基因型为AaMm的植株自交,发现F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为2∶1,而由于基因型为aa的种子无发芽能力,若两对等位基因位于2对同源染色体上,则F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为3∶1;若两对等位基因位于1对同源染色体上,则F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为2∶1或3∶0,则可判断A/a、M/m两对等位基因分别位于一对同源染色体上,且A和m在同一条染色体上,a和M在同一条染色体上。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,根据A和m、a和M的连锁关系可知,雌配子种类及比例为2/3Am、1/3aM,雄配子种类及比例为1/2Am、1/2aM,干瘪种子的比例为1/3×1/2=1/6,即正常种子与干瘪种子的比例为5∶1。(3)该转基因植株可以产生基因型及比例为m∶BRM=1∶1的雌配子和基因型为m的雄配子,后代基因型为mm或BRMm,其中mm为黄色胚且雄性不育,其比例为1/2。(4)图中所示植株与基因型为MM的玉米杂交,F1的基因型及比例为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能产生的雄配子为M∶m=1∶1,雌配子为MBRM∶M∶mBRM∶m=1∶1∶1∶1,而自交后代中雄性不育植株mm的比例为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为1/8+1/16=3/16。
4.(2024·山东淄博二模)(15分)科学家在玉米杂交实验中发现了用孟德尔遗传不可解释的现象。
(1)玉米的b1基因能够表达转录因子,参与花青素的合成。b1存在两个特殊的等位基因BI和B',BI和B'的纯合植株叶鞘分别表现为紫色和绿色。将BIBI和B'B'杂交,F1皆为绿色叶鞘,F1自交,根据孟德尔分离定律,预期F2的表型及比例为 。而科学家发现,F2皆为绿色叶鞘,将这些个体再自交数代,子代仍为绿色叶鞘。
(2)为探究其中机制,科学家进行了如下研究。
Ⅰ.对BI和B'基因进行 ,发现二者的碱基序列没有区别。
Ⅱ.检测BI和B'的启动子区域和编码区的甲基化程度,发现没有差别。
Ⅲ.检测BI和B'的表达状况,结果如图所示。
①检测结果表明,B'基因可以 (填“促进”或“抑制”)BI基因的转录。判断依据是 。
②F2、F3个体中mRNA的相对量与亲本B'B'相近,且均远低于亲本BIBI,说明 。
③科学家把上述现象称作副突变。副突变是基因间的相互作用,这种作用发生在 间,本实验中诱副突变基因和易副突变基因分别是 。
(3)已知RNAi能降解相应的mRNA,请据此提出一种假说解释副突变的作用机理: 。
(4)有人认为副突变现象在杂交育种中具有缩短育种年限的潜在应用,该说法是否有道理,并说出理由: 。
答案(1)绿色叶鞘∶紫色叶鞘=3∶1
(2)基因测序 抑制 F1的基因型为BIB',但mRNA相对量只略高于B'B'的mRNA相对量,且均远低于亲本BIBI的mRNA相对量 BI与B'分离后,B'的抑制作用不会解除 等位基因(或同源序列)
B'、BI
(3)发生副突变的基因能产生RNAi,RNAi与相应mRNA结合,降解mRNA
(4)有道理,副突变现象可以使杂交子代不会出现性状分离,性状能够稳定遗传,缩短育种年限
解析(1)BI和B'的纯合植株叶鞘分别表现为紫色和绿色。将BIBI和B'B'杂交,F1皆为绿色叶鞘,基因型为BIB'说明绿色为显性性状,F1自交,根据孟德尔分离定律,预期F2的表型及比例为绿色叶鞘∶紫色叶鞘=3∶1。
(2)要检测BI和B'基因的碱基序列需要对BI和B'基因进行基因测序。分析BI和B'表达状况的检测图,可知F1的基因型为BIB',但mRNA相对量只略高于B'B'的mRNA相对量,且均远低于亲本BIBI的mRNA相对量,因此检测结果表明,B'基因可以抑制BI基因的转录。由题意可知,F2皆为绿色叶鞘,将这些个体再自交数代,子代仍为绿色叶鞘,F2、F3个体中必然存在BI纯合植株,应表达紫色,但是实验结果不存在,并且F2、F3个体中mRNA的相对量与亲本B'B'相近,且均远低于亲本BIBI的mRNA相对量,说明BI与B'分离后,B'的抑制作用不会解除。科学家把上述现象称作副突变。副突变是基因间的相互作用,这种作用发生在BI和B'基因也就是等位基因之间,又因为B'基因起主导作用,因此本实验中诱副突变基因和易副突变基因分别是B'、BI。
(3)已知RNAi能降解相应的mRNA,据此提出解释副突变作用机理的假说,作用机理要联系突变以及RNAi和mRNA,因此假说为发生副突变的基因能产生RNAi,RNAi与相应mRNA结合,降解mRNA。
(4)副突变现象可以使杂交子代不会出现性状分离,性状能够稳定遗传,缩短育种年限,因此副突变现象在杂交育种中具有缩短育种年限的潜在应用。杂交组合
F1胚乳颜色
一
紫色RR(♀)×黄色rr(♂)
紫色
二
紫色RR(♂)×黄色rr(♀)
杂色
杂交组合
部分F1胚乳
基因型
颜色
三
野生型rr(♀)×甲Rr(♂)
Rrr
杂色
RRrr
杂色
四
野生型rr(♂)×甲Rr(♀)
RRr
紫色