易错点09 生物的变异和育种-备战2022年高考生物考试易错题

学而优·教有方PAGEPAGE1易错点09生物的变异和育种易错题【01】对三种可遗传变异的差异分不清易错题【02】对育种过程的原理和步骤理解不到位易错题【03】对变异影响的杂交后代性状（分离比）的改变不能正确分析01对三种可遗传变异的差异分不清（2020天津高考）一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是（）A．基因突变B．同源染色体非姐妹染色单体交叉互换C．染色体变异D．非同源染色体自由组合【错因】没有正确理解选项中四种变异可能造成的变异结果，就会发生误选。【问诊】基因突变可能会产生新的等位基因，染色体变异会产生染色体数目的改变或结构的改变（染色体上的基因数目增、减或位置改变），B、C都属于基因重组的类型，但从图中看出一个DdTt的精原细胞产生了DT，Dt，dT和dt四种精子，而正常的减数分裂只能产生四个两种类型的精子，所以最可能的原因是这个精原细胞在减数第一次分裂前期，同源染色体非姐妹染色体单体之间发生了交叉互换，产生四种精子。【答案】B【叮嘱】减数分裂过程：（1）减数第一次分裂间期：染色体的复制。（2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。（3）减数第二次分裂过程：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。本题需要考生识记减数分裂的基本过程，结合图中四个细胞的基因型进行分析。1．（2021·浙江1月选考）野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼，是由于某个染色体中发生了如下图所示变化，a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体畸变中的（）A．缺失 B．重复 C．易位 D．倒位2．（2021·河北高考）图中①、②和③为三个精原细跑，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是（）A．①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会B．②经减数分裂形成的配子有一半正常C．③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子D．①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到02对育种过程的原理和步骤理解不到位（2020新课标Ⅲ）普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示（其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体）。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：（1）在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是________。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有__________条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是__________（答出2点即可）。（2）若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有_______（答出1点即可）。（3）现有甲、乙两个普通小麦品种（纯合体），甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路_______。【错因】对染色体变异和基因重组两个原理在育种中的基本应用掌握不好，是本题出错的原因。【问诊】图中是普通小麦育种的过程，一粒小麦和斯氏麦草杂交形成杂种一，经过加倍后形成拟二粒小麦AABB，在和滔氏麦草杂交获得杂种二ABD，然后加倍形成普通小麦AABBDD。秋水仙素可以抑制纺锤丝的形成，导致细胞染色体数目加倍。【详解】（1）杂种一是一粒小麦和斯氏麦草杂交的产物，细胞内含有一粒小麦和斯氏麦草各一个染色体组，所以细胞内不含同源染色体，不能进行正常的减数分裂，因此高度不育；普通小麦含有6个染色体组，每个染色体组有7条染色体，所以体细胞有42条染色体；多倍体植株通常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。（2）人工诱导植物细胞染色体加倍可以采用秋水仙素处理。（3）为获得稳定遗传的抗病抗倒伏的小麦，可以利用杂交育种，设计思路如下：将甲和乙两品种杂交获得F1，将F1植株进行自交，选取F2中既抗病又抗倒伏的、且自交后代不发生性状分离的植株，即为稳定遗传的抗病又抗倒伏的植株。【答案】（1）无同源染色体，不能进行正常的减数分裂42营养物质含量高、茎秆粗壮（2）秋水仙素处理（3）甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株【叮嘱】本题考查染色体变异和育种的知识，考生理解多倍体育种的过程是本题的难点，同时设计实验需要理解杂交育种的步骤。1.（2020天津）小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一，如制作优质面包需强筋面粉，制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因（A/a，B1/B2，D1/D2）分别位于三对同源染色体上，控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白（HMW），从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1，F1自交得F2，以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。基因基因的表达亲本F1育种目标产物（HMW）小偃6号安农91168强筋小麦弱筋小麦A甲++++-B1乙-++-+B2丙+-++-D1丁+-+-+D2戊-+++-注：“+”表示有相应表达产物；“-”表示无相应表达产物据表回答：（1）三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制________来控制生物体的性状。（2）在F1植株上所结的F2种子中，符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为________，符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为________。（3）为获得纯合弱筋小麦品种，可选择F2中只含________________产物的种子，采用________________等育种手段，选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。2．（2021·浙江1月选考）水稻雌雄同株，从高秆不抗病植株（核型2n=24）（甲）选育出矮秆不抗病植株（乙）和高秆抗病植株（丙）。甲和乙杂交、甲和丙杂交获得的F1均为高秆不抗病，乙和丙杂交获得的F1为高秆不抗病和高秆抗病。高秆和矮秆、不抗病和抗病两对相对性状独立遗传，分别由等位基因A（a）、B（b）控制，基因B（b）位于11号染色体上，某对染色体缺少1条或2条的植株能正常存活。甲、乙和丙均未发生染色体结构变异，甲、乙和丙体细胞的染色体DNA相对含量如图所示（甲的染色体DNA相对含量记为1.0）。回答下列问题：（1）为分析乙的核型，取乙植株根尖，经固定、酶解处理、染色和压片等过程，显微观察分裂中期细胞的染色体。其中酶解处理所用的酶是________，乙的核型为__________。（2）甲和乙杂交获得F1，F1自交获得F2。F1基因型有_______种，F2中核型为2n-2=22的植株所占的比例为__________。（3）利用乙和丙通过杂交育种可培育纯合的矮秆抗病水稻，育种过程是_________。（4）甲和丙杂交获得F1，F1自交获得F2。写出F1自交获得F2的遗传图解。_______________03对变异影响的杂交后代性状（分离比）的改变不能正确分析（2020山东）玉米是雌雄同株异花植物，利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系，该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts，Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表现正常，乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响，进行了以下实验：实验一：品系M（TsTs）×甲（Atsts）→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1实验二：品系M（TsTs）×乙（Atsts）→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1（1）实验一中作为母本的是______________，实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为__________（填：雌雄同株、雌株或雌雄同株和雌株）。（2）选取实验一的F1抗螟植株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知，甲中转入的A基因与ts基因_____________（填：是或不是）位于同一条染色体上，F2中抗螟雌株的基因型是_____________。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交，子代的表现型及比例为_____________。（3）选取实验二的F1抗螟矮株自交，F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1，由此可知，乙中转入的A基因_____________（填：位于或不位于）2号染色体上，理由是_____________。F2中抗螟矮株所占比例低于预期值，说明A基因除导致植株矮小外，还对F1的繁殖造成影响，结合实验二的结果推断这一影响最可能是_____________。F2抗螟矮株中ts基因的频率为_____________，为了保存抗螟矮株雌株用于研究，种植F2抗螟矮株使其随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为_____________。【错因】本题在考查转基因技术的基础上还加入了基因重组的分析，使题目的分析难度加深了一个档次，考生需要把插入一个A基因的玉米看做杂合子再进行后续的分析，无法领会这一点的考生就无从下手无法画遗传图解去进行解题。【问诊】根据题意可知，基因Ts存在时表现为雌雄同株，当基因突变为ts后表现为雌株，玉米雌雄同株M的基因型为TsTs，则实验中品系M作为父本，品系甲和乙的基因型为tsts，则作为母本。由于基因A只有一个插入到玉米植株中，因此该玉米相当于杂合子，可以看做为AO，没有插入基因A的植株基因型看做为OO，则分析实验如下：实验一：品系M（OOTsTs）×甲（AOtsts）→F1AOTsts抗螟雌雄同株1：OOTsts非抗螟雌雄同株1；让F1AOTsts抗螟雌雄同株自交，若基因A插入到ts所在的一条染色体上，则F1AOTsts抗螟雌雄同株产生的配子为Ats、OTs，那么后代为1AAtsts抗螟雌株：2AOTsts抗螟雌雄同株：1OOTsTs非抗螟雌雄同株，该假设与题意相符合，因此说明实验一中基因A与基因ts插入到同一条染色体上。实验二：品系M（OOTsTs）×乙（AOtsts）→F1AOTsts抗螟雌雄同株矮株1：OOTsts非抗螟雌雄同株正常株高1，选取F1AOTsts抗螟雌雄同株矮株自交，后代中出现抗螟雌雄同株：抗螟雌株：非抗螟雌雄同株：非抗螟雌株=3：1：3：1，其中雌雄同株：雌株=3:1，抗螟：非抗螟=1:1，说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象，说明基因A与基因ts没有插入到同一条染色体上，则基因A与基因ts位于非同源染色体上，符合基因自由组合定律，其中雌雄同株：雌株=3:1，但是抗螟：非抗螟=1:1不符合理论结果3:1，说明有致死情况出现。【详解】（1）根据题意和实验结果可知，实验一中玉米雌雄同株M的基因型为TsTs，为雌雄同株，而甲品系的基因型为tsts，为雌株，只能做母本，根据以上分析可知，实验二中F1的OOTsts非抗螟植株基因型为OOTsts，因此为雌雄同株。（2）根据以上分析可知，实验一的F1AOTsts抗螟雌雄同株自交，后代F2为1AAtsts抗螟雌株：2AOTsts抗螟雌雄同株：1OOTsTs非抗螟雌雄同株，符合基因分离定律的结果，说明实验一中基因A与基因ts插入到同一条染色体上，后代中抗螟雌株的基因型为AAtsts，将F2中AAtsts抗螟雌株与AOTsts抗螟雌雄同株进行杂交，AAtsts抗螟雌株只产生一种配子Ats，AOTsts抗螟雌雄同株作为父本产生两种配子，即Ats、OTs，则后代为AAtsts抗螟雌株：AOTsts抗螟雌雄同株=1:1。（3）根据以上分析可知，实验二中选取F1AOTsts抗螟雌雄同株矮株自交，后代中出现抗螟雌雄同株：抗螟雌株：非抗螟雌雄同株：非抗螟雌株=3：1：3：1，其中雌雄同株：雌株=1:1，抗螟：非抗螟=1:1，说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象，故乙中基因A不位于基因ts的2号染色体上，且F2中抗螟矮株所占比例小于理论值，说明A基因除导致植株矮小外，还影响了F1的繁殖，根据实验结果可知，在实验二的F1中，后代AOTsts抗螟雌雄同株矮株：OOTsts非抗螟雌雄同株正常株高=1:1，则说明含A基因的卵细胞发育正常，而F2中抗螟矮株所占比例小于理论值，故推测最可能是F1产生的含基因A的雄配子不育导致后代中雄配子只产生了OTs和Ots两种，才导致F2中抗螟矮株所占比例小于理论值的现象。根据以上分析可知，实验二的F2中雌雄同株：雌株=3:1，故F2中抗螟矮植株中ts的基因频率不变，仍然为1/2；根据以上分析可知，F2中抗螟矮株的基因型雌雄同株为1/3AOTsTs、2/3AOTsts，雌株基因型为AOtsts，由于F1含基因A的雄配子不育，则1/3AOTsTs、2/3AOTsts产生的雄配子为2/3OTs、1/3Ots，AOtsts产生的雌配子为1/2Ats、1/2Ots，故雌株上收获的籽粒发育成的后代中抗螟矮植株雌株AOtsts所占比例为1/2×1/3=1/6。【答案】（1）甲雌雄同株（2）是AAtsts抗螟雌雄同株∶抗螟雌株=1∶1（3）不位于抗螟性状与性别性状间是自由组合的，因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上含A基因的雄配子不育1/21/6【点睛】本题考查基因分离定律和自由组合定律的知识点，要求学生掌握基因分离定律和自由组合定律的实质和常见的分离比，能够根据题意和实验结果分析相关个体的基因型及其比例，充分利用题干中的条件和比例推导导致后代比例异常的原因，这是该题考查的难点，能够利用配子法计算相关个体的比例，这是突破该题的重点。1.（2021北京）玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。（1）玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的________定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株所占比例约为________。（2）为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础，研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中，获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”________。实验方案预期结果I．转基因玉米×野生型玉米II．转基因玉米×甲品系III．转基因玉米自交IV．野生型玉米×甲品系①正常籽粒：干瘪籽粒≈1：1②正常籽粒：干瘪籽粒≈3：1③正常籽粒：干瘪籽粒≈7：1④正常籽粒：干瘪籽粒≈15：1（3）现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA（见图1），使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为_________。（4）为确定A基因在玉米染色体上的位置，借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒（F2）胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，如图2所示。统计干瘪籽粒（F2）的数量，发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因________。2．（2020天津高考）小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一，如制作优质面包需强筋面粉，制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因（A/a，B1/B2，D1/D2）分别位于三对同源染色体上，控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白（HMW），从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1，F1自交得F2，以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。基因基因的表达产物（HMW）亲本F1育种目标小偃6号安农91168强筋小麦弱筋小麦A甲++++-B1乙-++-+B2丙+-++-D1丁+-+-+D2戊-+++-注：“+”表示有相应表达产物；“-”表示无相应表达产物据表回答：（1）三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制________来控制生物体的性状。（2）在F1植株上所结的F2种子中，符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为________，符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为________。（3）为获得纯合弱筋小麦品种，可选择F2中只含________________产物的种子，采用______________等育种手段，选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。错1.（2021·浙江6月选考）α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，其中第1-138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明（）A.该变异属于基因突变B.基因能指导蛋白质的合成C.DNA片段的缺失导致变异D.该变异导致终止密码子后移2.（2021天津）某患者被初步诊断患有SC单基因遗传病，该基因位于常染色体上。调查其家系发现，患者双亲各有一个SC基因发生单碱基替换突变，且突变位于该基因的不同位点。调查结果见下表。个体母亲父亲姐姐患者表现型正常正常正常患病SC基因测序结果[605G/A][731A/G][605G/G]；[731A/A]？注：测序结果只给出基一条链（编码链）的碱基序列[605G/A]示两条同源染色体上SC基因编码链的第605位碱基分别为G和A，其他类似。若患者的姐姐两条同源染色体上SC基因编码链的第605和731位碱基可表示为下图1，根据调查结果，推断该患者相应位点的碱基应为（）A.B.C.D.3.（2021福建）水稻等作物在即将成熟时，若经历持续的干热之后又遇大雨天气，穗上的种子就容易解除休眠而萌发。脱落酸有促进种子休眠的作用，同等条件下，种子对脱落酸越敏感，越容易休眠。研究发现，XM基因表达的蛋白发生变化会影响种子对脱落酸的敏感性。XM基因上不同位置的突变影响其蛋白表达的情况和产生的种子休眠效应如下图所示。下列分析错误的是（）A.位点1突变会使种子对脱落酸的敏感性降低B.位点2突变可以是碱基对发生替换造成的C.可判断位点3突变使XM基因的转录过程提前终止D.位点4突变的植株较少发生雨后穗上发芽的现象4．（2021·湖南高考）血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB-100结合形成低密度脂蛋白（LDL），LDL通过与细胞表面受体结合，将胆固醇运输到细胞内，从而降低血浆中胆固醇含量。PCSK9基因可以发生多种类型的突变，当突变使PCSK9蛋白活性增强时，会增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少。下列叙述错误的是（）A．引起LDL受体缺失的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高B．PCSK9基因的有些突变可能不影响血浆中LDL的正常水平C．引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高D．编码apoB-100的基因失活会导致血浆中胆固醇含量升高5．（2021·广东高考真题）人类（2n=46）14号与21号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表现型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物（如图），在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律（不考虑交叉互换），下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是（）A．观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞B．男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体C．女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体D．女性携带者的卵子可能有6种类型（只考虑图中的3种染色体）6.（2020年浙江1月）某条染色体经处理后，其结构发生了如图所示的变化。这种染色体结构的变异属于()A.缺失 B.倒位 C.重复 D.易位7.（2020江苏）下列叙述中与染色体变异无关的是()A.通过孕妇产前筛查，可降低21三体综合征的发病率B.通过连续自交，可获得纯合基因品系玉米C.通过植物体细胞杂交，可获得白菜-甘蓝D.通过普通小麦和黑麦杂交，培育出了小黑麦8.（2020江苏）某膜蛋白基因在其编码区的5′端含有重复序列CTCTTCTCTTCTCTT，下列叙述正确的是()A.CTCTT重复次数改变不会引起基因突变B.CTCTT重复次数增加提高了该基因中嘧啶碱基的比例C.若CTCTT重复6次，则重复序列之后编码的氨基酸序列不变D.CTCTT重复次数越多，该基因编码的蛋白质相对分子质量越大9.（2020北京）已知控制玉米某两对相对性状的基因在同一染色体上。但偶然发现这两对基因均杂合的某玉米植株，自交后代的性状分离比为9：3：3：1。出现此现象的原因可能是该染色体上其中一对基因所在的染色体片段()A.发生180°颠倒 B.重复出现C.移至非同源染色体上 D.发生丢失10.（2020全国Ⅰ卷）遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：（1）生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是________________。（2）在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是________________，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是____________。11.（2020北京）杂交水稻生产技术是我国现代农业研究的一项重要成果，使我国的水稻产量得到大幅度提高，为我国和世界粮食安全作出了重要贡献。（1）让具有某种相对性状的水稻纯合子杂交，研究者根据F1、F2的表现型及比例可作出的判断包括__________，以及通过比较正、反交结果可推断控制该性状的基因是否位于细胞核中。（2）1970年袁隆平团队在水稻（野生型）中发现了一株雄性不育植株（雄蕊异常，不能产生有功能的花粉；雌蕊正常，接受外来的正常花粉能受精结实）。通过分析下图所示的杂交实验，研究者发现该雄性不育性状是由细胞质基因和细胞核基因共同控制的。上述杂交实验中子代的细胞质基因均由母本提供。用S表示细胞质不育基因，N表示细胞质可育基因。用R（R1、R2）表示细胞核中可恢复育性的基因，其等位基因r（r1、r2）无此功能。只有当细胞质中含有S基因，细胞核中r基因纯合时，植株才表现出雄性不育性状。其他类型的基因组合均为雄性可育。通过杂交实验一可生产杂交种子（利用雄性不育株生产雄性可育的F1种子，供生产使用）；通过杂交实验二可用来繁殖不育系（每年繁殖出基因型相同且雄性不育的植株）。请以遗传图解的形式写出杂交实验一和杂交实验二的亲本及F1的基因型（不要求写配子基因型）。（3）研究发现细胞质中S基因（在线粒体DNA上）编码的蛋白质可阻碍水稻花粉发育，进而导致雄性不育，而R基因能够消除S基因对花粉发育的不利影响。为研究其中的机制，分析了不同基因型水稻的线粒体不育基因表达情况，结果见下表：N（r1r1r2r2）S（r1r1r2r2）S（R1R1r2r2）S（r1r1R2R2）S（R1R1R2R2）不育基因转录的mRNA—++++++++不育基因编码的蛋白质—+++++—水稻育性性状育性正常雄性不育部分花粉可育部分花粉可育育性正常根据表中结果，从R基因影响线粒体不育基因S表达的角度，解释R基因恢复育性可能的机制。12.（2021辽宁）水稻为二倍体雌雄同株植物，花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z，这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变（显性基因突变为隐性基因）导致。回答下列问题：（1）进行水稻杂交实验时，应首先除去__________未成熟花的全部__________，并套上纸袋。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交，F1自交，F2的表现型及比例为__________。（2）为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系，育种人员进行了杂交实验，杂交组合及F1叶色见下表。实验分组母本父本F1叶色第1组WX浅绿第2组WY绿第3组WZ绿第4组XY绿第5组XZ绿第6组YZ绿实验结果表明，W的浅绿叶基因与突变体__________的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上，育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交，观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换，预测如下两种情况将出现的结果：①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，结果为__________。②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上，Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上，结果为__________。（3）叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。研究发现，突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换，造成mRNA上对应位点碱基发生改变，导致翻译出的肽链变短。据此推测，与正常基因转录出的mRNA相比，突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是__________。易错点09生物的变异和育种易错题【01】对三种可遗传变异的差异分不清易错题【02】对育种过程的原理和步骤理解不到位易错题【03】对变异影响的杂交后代性状（分离比）的改变不能正确分析01对三种可遗传变异的差异分不清（2020天津高考）一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是（）A．基因突变B．同源染色体非姐妹染色单体交叉互换C．染色体变异D．非同源染色体自由组合【错因】没有正确理解选项中四种变异可能造成的变异结果，就会发生误选。【问诊】基因突变可能会产生新的等位基因，染色体变异会产生染色体数目的改变或结构的改变（染色体上的基因数目增、减或位置改变），B、C都属于基因重组的类型，但从图中看出一个DdTt的精原细胞产生了DT，Dt，dT和dt四种精子，而正常的减数分裂只能产生四个两种类型的精子，所以最可能的原因是这个精原细胞在减数第一次分裂前期，同源染色体非姐妹染色体单体之间发生了交叉互换，产生四种精子。【答案】B【叮嘱】减数分裂过程：（1）减数第一次分裂间期：染色体的复制。（2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。（3）减数第二次分裂过程：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。本题需要考生识记减数分裂的基本过程，结合图中四个细胞的基因型进行分析。1．（2021·浙江1月选考）野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼，是由于某个染色体中发生了如下图所示变化，a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体畸变中的（）A．缺失 B．重复 C．易位 D．倒位【答案】B【解析】分析图示可知，与正常眼相比，棒眼的该染色体上b片段重复了一个，超棒眼的该染色体上b片段重复了两个，因此棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体结构变异中的重复，即染色体上增加了某个相同片段。因此B正确，ACD错误。2．（2021·河北高考）图中①、②和③为三个精原细跑，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是（）A．①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会B．②经减数分裂形成的配子有一半正常C．③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子D．①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到【答案】C【解析】①细胞中有四条染色体，为两对同源染色体，在减数第一次分裂前期两对同源染色体联会，A正确；②细胞减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极，最终产生的配子为1/12AR、1/12Ar、1/12aar、1/12aaR、1/6AaR、1/6Aar、1/6ar、1/6aR，其中正常配子为1/12AR、1/12Ar、1/6ar、1/6aR，刚好占一半，B正确；③细胞减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4个配子，2种基因型，为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C错误；①发生了染色体结构变异中的易位，②发生了染色体数目变异，理论上通过观察染色体的结构和细胞中的染色体数目就可以观察到，D正确。02对育种过程的原理和步骤理解不到位（2020新课标Ⅲ）普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示（其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体）。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：（1）在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是________。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有__________条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是__________（答出2点即可）。（2）若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有_______（答出1点即可）。（3）现有甲、乙两个普通小麦品种（纯合体），甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路_______。【错因】对染色体变异和基因重组两个原理在育种中的基本应用掌握不好，是本题出错的原因。【问诊】图中是普通小麦育种的过程，一粒小麦和斯氏麦草杂交形成杂种一，经过加倍后形成拟二粒小麦AABB，在和滔氏麦草杂交获得杂种二ABD，然后加倍形成普通小麦AABBDD。秋水仙素可以抑制纺锤丝的形成，导致细胞染色体数目加倍。【详解】（1）杂种一是一粒小麦和斯氏麦草杂交的产物，细胞内含有一粒小麦和斯氏麦草各一个染色体组，所以细胞内不含同源染色体，不能进行正常的减数分裂，因此高度不育；普通小麦含有6个染色体组，每个染色体组有7条染色体，所以体细胞有42条染色体；多倍体植株通常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。（2）人工诱导植物细胞染色体加倍可以采用秋水仙素处理。（3）为获得稳定遗传的抗病抗倒伏的小麦，可以利用杂交育种，设计思路如下：将甲和乙两品种杂交获得F1，将F1植株进行自交，选取F2中既抗病又抗倒伏的、且自交后代不发生性状分离的植株，即为稳定遗传的抗病又抗倒伏的植株。【答案】（1）无同源染色体，不能进行正常的减数分裂42营养物质含量高、茎秆粗壮（2）秋水仙素处理（3）甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株【叮嘱】本题考查染色体变异和育种的知识，考生理解多倍体育种的过程是本题的难点，同时设计实验需要理解杂交育种的步骤。1.（2020天津）小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一，如制作优质面包需强筋面粉，制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因（A/a，B1/B2，D1/D2）分别位于三对同源染色体上，控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白（HMW），从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1，F1自交得F2，以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。基因基因的表达亲本F1育种目标产物（HMW）小偃6号安农91168强筋小麦弱筋小麦A甲++++-B1乙-++-+B2丙+-++-D1丁+-+-+D2戊-+++-注：“+”表示有相应表达产物；“-”表示无相应表达产物据表回答：（1）三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制________来控制生物体的性状。（2）在F1植株上所结的F2种子中，符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为________，符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为________。（3）为获得纯合弱筋小麦品种，可选择F2中只含________________产物的种子，采用________________等育种手段，选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。【解析】（1）由题干信息可知，小麦的三对等位基因（A/a，B1/B2，D1/D2）可控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白，从而影响面筋强度，这体现了基因可通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状。（2）由题中信息可知，小偃6号和安农91168的基因组成分别为，所要选育的强筋小麦的基因组成为，弱筋小麦的基因组成为；F1的基因组成为，F1植株上所结的F2种子中符合强筋小麦育种目标的种子（基因组成为）所占比例为1×1/4×1/4=1/16，符合弱筋小麦育种目标的种子（基因组成为）所占比例为0。（3）弱筋小麦的基因组成为，若要获得纯合弱筋小麦品种，可选择F2中只含甲、乙、丁产物的种子，采用人工诱变、基因工程等育种手段进行选育。【答案】（1）蛋白质的结构（2）1/16；0（3）甲、乙、丁；诱变、基因工程、将其与不含甲产物的小麦品种进行杂交2．（2021·浙江1月选考）水稻雌雄同株，从高秆不抗病植株（核型2n=24）（甲）选育出矮秆不抗病植株（乙）和高秆抗病植株（丙）。甲和乙杂交、甲和丙杂交获得的F1均为高秆不抗病，乙和丙杂交获得的F1为高秆不抗病和高秆抗病。高秆和矮秆、不抗病和抗病两对相对性状独立遗传，分别由等位基因A（a）、B（b）控制，基因B（b）位于11号染色体上，某对染色体缺少1条或2条的植株能正常存活。甲、乙和丙均未发生染色体结构变异，甲、乙和丙体细胞的染色体DNA相对含量如图所示（甲的染色体DNA相对含量记为1.0）。回答下列问题：（1）为分析乙的核型，取乙植株根尖，经固定、酶解处理、染色和压片等过程，显微观察分裂中期细胞的染色体。其中酶解处理所用的酶是________，乙的核型为__________。（2）甲和乙杂交获得F1，F1自交获得F2。F1基因型有_______种，F2中核型为2n-2=22的植株所占的比例为__________。（3）利用乙和丙通过杂交育种可培育纯合的矮秆抗病水稻，育种过程是_________。（4）甲和丙杂交获得F1，F1自交获得F2。写出F1自交获得F2的遗传图解。_______________【解析】分析题图信息可知：甲（高秆不抗病植株）和乙（矮秆不抗病植株）杂交、甲（高秆不抗病植株）和丙（高秆抗病植株）杂交获得的F1均为高秆不抗病，说明高杆对矮杆为显性，不抗病对抗病为显性，则甲为显性纯合子AABB，据此分析作答。（1）植物细胞有细胞壁，胞间层有果胶，这将导致压出的片子没有效果，应经过酶解处理，除去细胞之间的果胶层，故酶解处理时所用酶为果胶酶；该水稻核型为2n=24，则染色体可分为12组，每组含有2条，分析题图可知，乙的11号染色体减少一半，推测其11号染色体少了一条，故乙的核型为2n-1=23。（2）结合分析可知：甲基因型为AABB，基因B（b）位于11号染色体上，乙缺失一条11号染色体，且表现为矮秆不抗病植株，故其基因型为aaBO，则甲（AABB）与乙（aaBO）杂交，F1为AaBB：AaBO=1：1，共2种；F1自交，其中AaBB自交，子代核型均为2n=24；其中AaBO（产生配子为AB、AO、aB、aO），自交子代2n-2=22的植株（即缺失两条染色体的植株）所占比例为1/2×1/4（4/16）=1/8。（3）若想让乙aaBO（矮秆不抗病植株）与丙AAbb（高秆抗病植株）通过杂交育种可培育纯合的矮秆抗病水稻（aabb），可通过以下步骤实现：乙和丙杂交获得F1（AaBb），取F1中高秆不抗病的植株进行自交，从F2代中选取矮秆抗病植株（aabb），即为所选育类型。（4）甲植株基因型为AABB，丙植株基因型为AAbb，两者杂交，F1基因型为AABb，F1自交获得F2的遗传图解如下：。【答案】（1）果胶酶2n-1=23（2）21/8（3）乙和丙杂交获得F1，取F1中高秆不抗病的植株进行自交，从F2代中选取矮秆抗病植株（4）03对变异影响的杂交后代性状（分离比）的改变不能正确分析（2020山东）玉米是雌雄同株异花植物，利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系，该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts，Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表现正常，乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响，进行了以下实验：实验一：品系M（TsTs）×甲（Atsts）→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1实验二：品系M（TsTs）×乙（Atsts）→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1（1）实验一中作为母本的是______________，实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为__________（填：雌雄同株、雌株或雌雄同株和雌株）。（2）选取实验一的F1抗螟植株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知，甲中转入的A基因与ts基因_____________（填：是或不是）位于同一条染色体上，F2中抗螟雌株的基因型是_____________。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交，子代的表现型及比例为_____________。（3）选取实验二的F1抗螟矮株自交，F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1，由此可知，乙中转入的A基因_____________（填：位于或不位于）2号染色体上，理由是_____________。F2中抗螟矮株所占比例低于预期值，说明A基因除导致植株矮小外，还对F1的繁殖造成影响，结合实验二的结果推断这一影响最可能是_____________。F2抗螟矮株中ts基因的频率为_____________，为了保存抗螟矮株雌株用于研究，种植F2抗螟矮株使其随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为_____________。【错因】本题在考查转基因技术的基础上还加入了基因重组的分析，使题目的分析难度加深了一个档次，考生需要把插入一个A基因的玉米看做杂合子再进行后续的分析，无法领会这一点的考生就无从下手无法画遗传图解去进行解题。【问诊】根据题意可知，基因Ts存在时表现为雌雄同株，当基因突变为ts后表现为雌株，玉米雌雄同株M的基因型为TsTs，则实验中品系M作为父本，品系甲和乙的基因型为tsts，则作为母本。由于基因A只有一个插入到玉米植株中，因此该玉米相当于杂合子，可以看做为AO，没有插入基因A的植株基因型看做为OO，则分析实验如下：实验一：品系M（OOTsTs）×甲（AOtsts）→F1AOTsts抗螟雌雄同株1：OOTsts非抗螟雌雄同株1；让F1AOTsts抗螟雌雄同株自交，若基因A插入到ts所在的一条染色体上，则F1AOTsts抗螟雌雄同株产生的配子为Ats、OTs，那么后代为1AAtsts抗螟雌株：2AOTsts抗螟雌雄同株：1OOTsTs非抗螟雌雄同株，该假设与题意相符合，因此说明实验一中基因A与基因ts插入到同一条染色体上。实验二：品系M（OOTsTs）×乙（AOtsts）→F1AOTsts抗螟雌雄同株矮株1：OOTsts非抗螟雌雄同株正常株高1，选取F1AOTsts抗螟雌雄同株矮株自交，后代中出现抗螟雌雄同株：抗螟雌株：非抗螟雌雄同株：非抗螟雌株=3：1：3：1，其中雌雄同株：雌株=3:1，抗螟：非抗螟=1:1，说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象，说明基因A与基因ts没有插入到同一条染色体上，则基因A与基因ts位于非同源染色体上，符合基因自由组合定律，其中雌雄同株：雌株=3:1，但是抗螟：非抗螟=1:1不符合理论结果3:1，说明有致死情况出现。【详解】（1）根据题意和实验结果可知，实验一中玉米雌雄同株M的基因型为TsTs，为雌雄同株，而甲品系的基因型为tsts，为雌株，只能做母本，根据以上分析可知，实验二中F1的OOTsts非抗螟植株基因型为OOTsts，因此为雌雄同株。（2）根据以上分析可知，实验一的F1AOTsts抗螟雌雄同株自交，后代F2为1AAtsts抗螟雌株：2AOTsts抗螟雌雄同株：1OOTsTs非抗螟雌雄同株，符合基因分离定律的结果，说明实验一中基因A与基因ts插入到同一条染色体上，后代中抗螟雌株的基因型为AAtsts，将F2中AAtsts抗螟雌株与AOTsts抗螟雌雄同株进行杂交，AAtsts抗螟雌株只产生一种配子Ats，AOTsts抗螟雌雄同株作为父本产生两种配子，即Ats、OTs，则后代为AAtsts抗螟雌株：AOTsts抗螟雌雄同株=1:1。（3）根据以上分析可知，实验二中选取F1AOTsts抗螟雌雄同株矮株自交，后代中出现抗螟雌雄同株：抗螟雌株：非抗螟雌雄同株：非抗螟雌株=3：1：3：1，其中雌雄同株：雌株=1:1，抗螟：非抗螟=1:1，说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象，故乙中基因A不位于基因ts的2号染色体上，且F2中抗螟矮株所占比例小于理论值，说明A基因除导致植株矮小外，还影响了F1的繁殖，根据实验结果可知，在实验二的F1中，后代AOTsts抗螟雌雄同株矮株：OOTsts非抗螟雌雄同株正常株高=1:1，则说明含A基因的卵细胞发育正常，而F2中抗螟矮株所占比例小于理论值，故推测最可能是F1产生的含基因A的雄配子不育导致后代中雄配子只产生了OTs和Ots两种，才导致F2中抗螟矮株所占比例小于理论值的现象。根据以上分析可知，实验二的F2中雌雄同株：雌株=3:1，故F2中抗螟矮植株中ts的基因频率不变，仍然为1/2；根据以上分析可知，F2中抗螟矮株的基因型雌雄同株为1/3AOTsTs、2/3AOTsts，雌株基因型为AOtsts，由于F1含基因A的雄配子不育，则1/3AOTsTs、2/3AOTsts产生的雄配子为2/3OTs、1/3Ots，AOtsts产生的雌配子为1/2Ats、1/2Ots，故雌株上收获的籽粒发育成的后代中抗螟矮植株雌株AOtsts所占比例为1/2×1/3=1/6。【答案】（1）甲雌雄同株（2）是AAtsts抗螟雌雄同株∶抗螟雌株=1∶1（3）不位于抗螟性状与性别性状间是自由组合的，因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上含A基因的雄配子不育1/21/6【点睛】本题考查基因分离定律和自由组合定律的知识点，要求学生掌握基因分离定律和自由组合定律的实质和常见的分离比，能够根据题意和实验结果分析相关个体的基因型及其比例，充分利用题干中的条件和比例推导导致后代比例异常的原因，这是该题考查的难点，能够利用配子法计算相关个体的比例，这是突破该题的重点。1.（2021北京）玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。（1）玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的________定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株所占比例约为________。（2）为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础，研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中，获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”________。实验方案预期结果I．转基因玉米×野生型玉米II．转基因玉米×甲品系III．转基因玉米自交IV．野生型玉米×甲品系①正常籽粒：干瘪籽粒≈1：1②正常籽粒：干瘪籽粒≈3：1③正常籽粒：干瘪籽粒≈7：1④正常籽粒：干瘪籽粒≈15：1（3）现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA（见图1），使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为_________。（4）为确定A基因在玉米染色体上的位置，借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒（F2）胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，如图2所示。统计干瘪籽粒（F2）的数量，发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因________。【解析】1、基因分离定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子时，等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代；位于性染色体上的基因控制的性状的遗传总是和性别相关联，叫伴性遗传，伴性遗传也遵循分离定律。2、基因突变：（1）DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。（2）基因突变的特点：普遍性、随机性、不定向性、多害少利性等。【小问1详解】分析题干信息：“甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4”，即甲品系籽粒正常，其自交后代出现性状分离，且籽粒正常∶干瘪=3∶1，可知籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。假设籽粒正常和干瘪这一对相对性状由基因A/a控制，则甲品系基因型为Aa。上述果穗上的正常籽粒基因型为1/3AA或2/3Aa，均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株基因型为Aa，所占比例约为2/3。【小问2详解】分析题意可知，假定A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，由于转入的单个A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，则甲品系玉米基因型为Aa，野生型玉米的基因型为00AA（0表示没有相关基因），转基因甲品系玉米的基因型为A0Aa，且导入的A基因与细胞内原有的A/a基因之间遗传遵循自由组合定律，要证实该假设正确，应可选择方案III转基因玉米自交，依据自由组合定律可知，子代为④正常籽粒（9A-A-、3A-aa、300A-）：干瘪籽粒（100aa）≈15：1；或选择方案II转基因玉米A0Aa×甲品系00Aa杂交，子代为③正常籽粒（3A0A-、1A0aa、300A-）：干瘪籽粒（00aa）≈7：1。【小问3详解】已知A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA，使A基因功能丧失，甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株中含有a基因，即其基因型为Aa。【小问4详解】用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P（基因型为AAmm）与基因型为MM的甲品系（基因型为AaMM）杂交得F1，基因型为1/2AAMm、1/2AaMm，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒F2胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，基因型分别为aaMM、aaMm、aamm。若两对等位基因位于两对同源染色体上，则类型3的数量应该与类型1的数量同样多，而实际上类型3数量极少，原因可能是：由于基因Aa与Mm在一对同源染色体上（且距离近），其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。【答案】（1）①.分离②.2/3（2）III④/II③（3）Aa（4）基因Aa与Mm在一对同源染色体上（且距离近），其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。2．（2020天津高考）小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一，如制作优质面包需强筋面粉，制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因（A/a，B1/B2，D1/D2）分别位于三对同源染色体上，控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白（HMW），从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1，F1自交得F2，以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。基因基因的表达产物（HMW）亲本F1育种目标小偃6号安农91168强筋小麦弱筋小麦A甲++++-B1乙-++-+B2丙+-++-D1丁+-+-+D2戊-+++-注：“+”表示有相应表达产物；“-”表示无相应表达产物据表回答：（1）三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制________来控制生物体的性状。（2）在F1植株上所结的F2种子中，符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为________，符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为________。（3）为获得纯合弱筋小麦品种，可选择F2中只含________________产物的种子，采用______________等育种手段，选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。【解析】本题联系基因的自由组合定律和育种的相关知识综合考查遗传学相关规律的应用。由题意分析得知，亲本小偃6号基因型为AAB2B2D1D1，安农91168的基因型为AAB1B1D2D2，育种目标中强筋小麦基因型为AAB2B2D2D2，弱筋小麦基因型为aaB1B1D1D1，由此再结合自由组合定律解题即可。（1）由题意“控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白，从而影响面筋强度”可知，三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

（2）由分析可知，亲本小偃6号基因型为AAB2B2D1D1，安农91168的基因型为AAB1B1D2D2，则F1的基因型为AAB1B2D1D2，而育种目标中强筋小麦基因型为AAB2B2D2D2，弱筋小麦基因型为AAB1B1D1D1，根据自由组合定律可得出，F2中符合强筋小麦育种目标的种子占1×1/4×1/4=1/16，符合弱筋小麦育种目标的种子占0。

（3）为获得纯合弱筋小麦品种（aaB1B1D1D1），能从F2中选择的只能是AAB1B1D1D1，即含有甲、乙和丁产物的小麦种子。由于小麦AAB1B1D1D1没有a基因，要想获得aaB1B1D1D1，则需要通过诱变或基因工程使其获得a基因，或通过将其与不含甲产物的小麦品种进行杂交以获得aa的个体。【答案】（1）蛋白质的结构（2）1/160（3）甲、乙、丁诱变、基因工程、将其与不含甲产物的小麦品种进行杂交错1.（2021·浙江6月选考）α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，其中第1-138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明（）A.该变异属于基因突变B.基因能指导蛋白质的合成C.DNA片段的缺失导致变异D.该变异导致终止密码子后移【答案】C【解析】该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的，故属于基因突变，A不符合题意；基因结构的改变导致了相应蛋白质的改变，说明基因能指导蛋白质的合成，B不符合题意；分析题意可知，该变异发生了一个碱基对的缺失，而非DNA片段的缺失，C符合题意；α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，说明变异后形成的蛋白质中氨基酸数目增多，可推测该变异导致终止密码子后移，D不符合题意。2.（2021天津）某患者被初步诊断患有SC单基因遗传病，该基因位于常染色体上。调查其家系发现，患者双亲各有一个SC基因发生单碱基替换突变，且突变位于该基因的不同位点。调查结果见下表。个体母亲父亲姐姐患者表现型正常正常正常患病SC基因测序结果[605G/A][731A/G][605G/G]；[731A/A]？注：测序结果只给出基一条链（编码链）的碱基序列[605G/A]示两条同源染色体上SC基因编码链的第605位碱基分别为G和A，其他类似。若患者的姐姐两条同源染色体上SC基因编码链的第605和731位碱基可表示为下图1，根据调查结果，推断该患者相应位点的碱基应为（）A.B.C.D.【答案】A【解析】根据题意写出父亲和母亲生下正常女儿的同源染色体上模板链上碱基组合如下图所示：由于女儿表现型是正常的，所以第605号正常的碱基是G，731号正常的碱基是A，结合女儿DNA上的基因，可以推测母亲同源染色体上模板链的碱基如下：父亲同源染色体上模板链的碱基如下：因此他们生下患病的孩子的同源染色体上的碱基是两条链上都发生了突变，即：3.（2021福建）水稻等作物在即将成熟时，若经历持续的干热之后又遇大雨天气，穗上的种子就容易解除休眠而萌发。脱落酸有促进种子休眠的作用，同等条件下，种子对脱落酸越敏感，越容易休眠。研究发现，XM基因表达的蛋白发生变化会影响种子对脱落酸的敏感性。XM基因上不同位置的突变影响其蛋白表达的情况和产生的种子休眠效应如下图所示。下列分析错误的是（）A.位点1突变会使种子对脱落酸的敏感性降低B.位点2突变可以是碱基对发生替换造成的C.可判断位点3突变使XM基因的转录过程提前终止D.位点4突变的植株较少发生雨后穗上发芽的现象【答案】C【解析】种子正常休眠，主要由脱落酸起作用，而位点1突变则无XM蛋白产生，休眠减少，可推测脱落酸作用减弱，即敏感性降低，A正确；比较表中位点2突变和无突变表达的蛋白质图示，蛋白质长度相同，只是中间有一小段氨基酸序列不同，可推测该突变可能是碱基对发生替换造成的，B正确；比较表中位点3突变和无突变表达的蛋白质图示，蛋白质长度变短，可推测模板mRNA上的终止密码提前，翻译提前终止，C错误；位点4突变是XM蛋白的表达倍增，使得种子对脱落酸的敏感性增强，雨后穗上的种子不易解除休眠而萌发，D正确。4．（2021·湖南高考）血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB-100结合形成低密度脂蛋白（LDL），LDL通过与细胞表面受体结合，将胆固醇运输到细胞内，从而降低血浆中胆固醇含量。PCSK9基因可以发生多种类型的突变，当突变使PCSK9蛋白活性增强时，会增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少。下列叙述错误的是（）A．引起LDL受体缺失的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高B．PCSK9基因的有些突变可能不影响血浆中LDL的正常水平C．引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高D．编码apoB-100的基因失活会导致血浆中胆固醇含量升高【答案】C【解析】LDL受体缺失，则LDL不能将胆固醇运进细胞，导致血浆中的胆固醇含量升高，A正确；由于密码子的简并性，PCSK9基因的某些突变不一定会导致PCSK9蛋白活性发生改变，则不影响血浆中LDL的正常水平，B正确；引起PCSK9蛋白活性增强的基因突变会导致细胞表面LDL受体数量减少，使血浆中胆固醇的含量增加，C错误；编码apoB-100的基因失活，则apoB-100蛋白减少，与血浆中胆固醇结合形成LDL减少，进而被运进细胞的胆固醇减少，使血浆中的胆固醇含量升高，D正确。5．（2021·广东高考真题）人类（2n=46）14号与21号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表现型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物（如图），在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律（不考虑交叉互换），下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是（）A．观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞B．男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体C．女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体D．女性携带者的卵子可能有6种类型（只考虑图中的3种染色体）【答案】C【解析】14/21平衡易位染色体，是通过染色体易位形成，属于染色体变异，可通过显微镜观察染色体形态观察14/21平衡易位染色体，而有丝分裂中期染色体形态固定，故观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞，A正确；题干信息可知，14/21平衡易位染色体，由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，故男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体，B正确；由于发生14/21平衡易位染色体，该女性卵母细胞中含有45条染色体，经过减数分裂该女性携带者的卵子最多含23种形态不同的染色体，C错误；女性携带者的卵子可能有6种类型（只考虑图6中的3种染色体）分别是：①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④含有14号染色体的卵细胞、⑤14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥含有21号染色体的卵细胞，D正确。6.（2020年浙江1月）某条染色体经处理后，其结构发生了如图所示的变化。这种染色体结构的变异属于()A.缺失 B.倒位 C.重复 D.易位【答案】B【解析】观察题图可知，染色体片段3、4、5的位置发生了颠倒，这种染色体结构的变异属于倒位，B正确。7.（2020江苏）下列叙述中与染色体变异无关的是()A.通过孕妇产前筛查，可降低21三体综合征的发病率B.通过连续自交，可获得纯合基因品系玉米C.通过植物体细胞杂交，可获得白菜-甘蓝D.通过普通小麦和黑麦杂交，培育出了小黑麦【答案】B【解析】连续自交获得纯合基因品系玉米的过程中不涉及染色体变异，B符合题意；21三体综合征属于染色体变异遗传病，植物体细胞杂交获得白菜-甘蓝的过程中发生了染色体变异，普通小麦和黑麦杂交培育出小黑麦属于多倍体育种，原理是染色体变异，A、C、D不符合题意。8.（2020江苏）某膜蛋白基因在其编码区的5′端含有重复序列CTCTTCTCTTCTCTT，下列叙述正确的是()A.CTCTT重复次数改变不会引起基因突变B.CTCTT重复次数增加提高了该基因中嘧啶碱基的比例C.若CTCTT重复6次，则重复序列之后编码的氨基酸序列不变D.CTCTT重复次数越多，该基因编码的蛋白质相对分子质量越大【答案】C【解析】由题意可知该膜蛋白基因含有重复序列，若CTCTT重复次数改变，则由于碱基对的增添或缺失基因结构发生改变，即会发生基因突变，A错误；CTCTT重复次数增加，该基因中嘧啶碱基的比例不变，B错误；CTCTT重复6次，碱基对增加数量是3的整数倍，重复序列之后的密码子没有变化，所以编码的氨基酸序列不变，C正确；CTCTT重复次数增多，可能会影响该基因的功能，该基因编码的蛋白质相对分子质量可能变大，也可能变小，D错误。9.（2020北京）已知控制玉米某两对相对性状的基因在同一染色体上。但偶然发现这两对基因均杂合的某玉米植株，自交后代的性状分离比为9：3：3：1。出现此现象的原因可能是该染色体上其中一对基因所在的染色体片段()A.发生180°颠倒 B.重复出现C.移至非同源染色体上 D.发生丢失【答案】C【解析】控制玉米某两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，正常情况下，两对基因均杂合的玉米植株自交，后代不可能出现9：3：3：1的比例，而题干中自交后代出现了该比例，出现此现象的原因可能是其中有一对基因所在的染色体片段转移到非同源染色体上，C正确。10.（2020全国Ⅰ卷）遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：（1）生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是________________。（2）在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是________________，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是____________。【解析】（1）交叉互换型基因重组发生在减数第一次分裂前期同源染色体联会过程中，在该过程中非姐妹染色单体之间进行交叉互换；自由组合型基因重组发生在减数第一次分裂后期，伴随着非同源染色体的自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。（2）诱变育种过程中，突变体一般为杂合体，即控制新性状的基因型是杂合的，不能稳定遗传；对于杂合体，可以采用连续自交和不断选择的方法，获得纯合体，即通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。【答案】（1）在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组（2）控制新性状的基因是杂合的；通过自交筛选性状能稳定遗传的子代11.（2020北京）杂交水稻生产技术是我国现代农业研究的一项重要成果，使我国的水稻产量得到大幅度提高，为我国和世界粮食安全作出了重要贡献。（1）让具有某种相对性状的水稻纯合子杂交，研究者根据F1、F2的表现型及比例可作出的判断包括__________，以及通过比较正、反交结果可推断控制该性状的基因是否位于细胞核中。（2）1970年袁隆平团队在水稻（野生型）中发现了一株雄性不育植株（雄蕊异常，不能产生有功能的花粉；雌蕊正常，接受外来的正常花粉能受精结实）。通过分析下图所示的杂交实验，研究者发现该雄性不育性状是由细胞质基因和细胞核基因共同控制的。上述杂交实验中子代的细胞质基因均由母本提供。用S表示细胞质不育基因，N表示细胞质可育基因。用R（R1、R2）表示细胞核中可恢复育性的基因，其等位基因r（r1、r2）无此功能。只有当细胞质中含有S基因，细胞核中r基因纯合时，植株才表现出雄性不育性状。其他类型的基因组合均为雄性可育。通过杂交实验一可生产杂交种子（利用雄性不育株生产雄性可育的F1种子，供生产使用）；通过杂交实验二可用来繁殖不育系（每年繁殖出基因型相同且雄性不育的植株）。请以遗传图解的形式写出杂交实验一和杂交实验二的亲本及F1的基因型（不要求写配子基因型）。（3）研究发现细胞质中S基因（在线粒体DNA上）编码的蛋白质可阻