2025年高考二轮复习生物大题分析与表达练3变异与育种

3.变异与育种(分值:44分)学生用书P251

1.(2024·浙江杭州二模)(13分)某昆虫(2n=8)的红眼和朱红眼受一对等位基因A/a控制。对一群纯合朱红眼雄虫的精巢进行诱变处理,再分别与纯合红眼雌虫杂交,得到F1。多数杂交组合所得F1均为红眼,但有一只雄虫与纯合红眼雌虫杂交后得到的F1为一半红眼一半朱红眼。为了解释这一现象,提出了如下假设:朱红眼为隐性性状,该雄虫发生如图所示突变。两个a基因同时存在可以遮盖住一个A基因控制的性状,从而使Aaa个体呈现出a基因控制的性状。回答下列问题。(1)依据假设,若该杂交组合的F1自由交配,所得F2的表型及比例为。

(2)该假设的变异属于染色体结构变异中的,可以观察该杂交组合的F1中朱红眼个体有丝分裂中期细胞并制作来确认。Aaa个体呈现朱红眼可能是因为两个a基因的表达产物,效果超过了一个A基因的表达产物。

(3)上述假设还可通过测定每个细胞中a基因表达的的含量来验证。依据此理论,若存在AAaa个体,推测其表型为。

(4)为进一步证明两个a基因控制的性状可以遮盖住一个A基因控制的性状,向基因型为的受精卵中导入一个含a基因的重组质粒,得到的成虫全为朱红眼,表明该理论是正确的。将该只朱红眼成虫与纯合红眼个体杂交,若子代表型及比例为,则表明a基因的插入位点在含A/a基因之外的染色体上。

(5)上一步得到的转基因朱红眼成虫意外的呈现出了残翅的性状(同批次未转基因受精卵发育而来的均为长翅个体),最有可能的原因是。

答案(1)红眼∶朱红眼=1∶1(2)重复染色体组型(染色体核型)累加(写积累或叠加或更多均可)(3)mRNA、蛋白质红眼(4)Aa红眼∶朱红眼=3∶1(5)a基因插入长翅基因片段中,导致长翅基因发生基因突变失去作用解析(1)依据假设,朱红眼为隐性性状,有一只雄虫与纯合红眼雌虫杂交后得到的F1为一半红眼一半朱红眼,基因型为Aa、Aaa,比例是1∶1,自由交配按照配子法计算,雌雄配子都是A∶a∶aa=2∶1∶1,后代基因型为AA、Aa的比例为1/2×1/2+2×1/2×1/4=1/2,表型及比例为红眼∶朱红眼=1∶1。(2)染色体结构变异包括缺失、重复、倒位、易位,题图所示突变两个a基因同时存在一条染色体上,属于重复;有丝分裂中期细胞是观察染色体形态和数目的最好时间,所以可以选择有丝分裂中期细胞制作染色体组型来观察,基因是看不到的;两个a基因同时存在可以遮盖住一个A基因控制的性状,可能是因为两个a基因的表达产物一起叠加超过了单个A的表达产物,从而使Aaa个体呈现出a基因控制的性状。(3)基因表达包括转录和翻译两大阶段,转录结果是产生mRNA,翻译结果产生蛋白质,特定的基因表达产生特定的mRNA、蛋白质;若存在AAaa个体,两个A基因的表达产物要超过两个a基因的,性状呈现显性性状红眼。(4)证明两个a基因控制的性状可以遮盖住一个A基因控制的性状,采用转基因技术,向基因型为Aa的受精卵中导入一个含a基因的重组质粒,得到的成虫基因型就是Aaa,性状全为朱红眼,表明该理论是正确的;若a基因的插入位点在含A/a基因之外的染色体上,则相当于A、a、a分别在三条染色体上,该个体减数分裂时产生配子为A、a、Aa、aa,比例为1∶1∶1∶1,纯合红眼基因型AA产生配子为A,故二者杂交后代表型及比例为红眼∶朱红眼=3∶1,其中朱红眼基因型为Aaa。(5)转基因朱红眼成虫意外的呈现出了残翅的性状(同批次未转基因受精卵发育而来的均为长翅个体),最有可能的原因是a基因插入长翅基因片段中,导致长翅基因发生基因突变失去原来的作用。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)424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∶15∶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·广东佛山二模)(10分)我国种植的水稻有籼稻和粳稻,籼稻广泛种植于南方,粳稻广泛种植于北方。选育籼粳杂交稻是南方水稻产业调整的重要措施。水稻单株产量主要由单株穗数、穗粒数和千粒重决定。Gnla基因(位于细胞核)通过编码细胞分裂素氧化酶,降低细胞分裂素含量,减少水稻枝梗,进而导致穗粒数减少。研究发现H品种籼稻的Gnla基因突变后能显著增加穗粒数,提高产量。目前,突变的Gnla基因广泛应用在籼稻上,但对粳稻的影响还未知,研究人员对此开展研究。研究过程如图所示,突变的Gnla基因对粳稻8号的产量影响如下表所示。注:每代均用突变的Gnla基因特异性片段进行检测并选择阳性植株继续实验。组别单株穗数一次枝梗数一次枝梗花数二次枝梗数二次枝梗花数千粒重/g突变型8.1613.0671.5947.49151.3127.06野生型11.5012.1671.5131.7398.1626.58回答下列问题。(1)H品种籼稻的Gnla基因突变后,,促进水稻枝梗数增加,从而提高穗粒数。

(2)F1~F3均和粳稻8号杂交并进行选择的目的是。检测F4时,阳性植株比例为。F7中Gnla基因的检测结果与的检测结果完全相同,即为目标植株。

(3)研究发现,突变的Gnla基因可显著提高粳稻8号的产量。据表分析,原因是

。

(4)J品种籼稻为感光型品种,粳稻8号为感温型品种,J品种籼稻和粳稻8号杂交后代的“籼(感光型)—粳(感温型)”性状会出现差异。已知感光型品种在南方生长期较短,在北方较长,感温型品种则相反。据此分析,如何根据生长期差异选育出适合在华南地区生长的“粳型”杂交稻品种?。

答案(1)无法表达细胞分裂素氧化酶,体内细胞分裂素积累(2)使后代获得粳稻8号的优良性状和突变的Gnla基因50%H品种纯合籼稻(3)实验组的二次枝梗数和二次枝梗花数明显增高且其对产量的影响大于因单株穗数减少而导致的产量减少(4)选择杂交后代中生长期长的单株,并经连续自交稳定后得到新品种解析(1)H品种籼稻的Gnla基因突变后,无法表达细胞分裂素氧化酶,体内细胞分裂素积累,导致细胞分裂素含量增加,从而促进水稻枝梗数增加,进而提高穗粒数。(2)F1~F3均和粳稻8号杂交并进行选择的目的是使后代获得粳稻8号的优良性状和突变的Gnla基因。由于F1为杂合子,且每代均选择阳性植株继续实验。因此,检测F4时,阳性植株比例为50%,F7中Gnla基因的检测结果与H品种纯合籼稻检测结果完全相同时,可得到纯合植株,即