高考热点四 变异类型的实验探究-【创新教程】2027年高考生物艺考生文化课百日冲关学生用书

ㄧ生物学 方)可能是母方减数分裂Ⅱ异常，两条X染色体不分离 所致，C正确；若某个体为6号染色体父源UPD(一对6 号染色体都来自父方)患者，6号染色体上隐性基因控制 的性状可能会因为表观遗传等原因，也不一定都会表 现，D错误。] 2.A「分析题意可知，三体是染色体数目多了一条的变 异，属于染色体数目变异，该变异可在光学显微镜下观 察到，A正确；导致单亲异二体的原因最可能是减数分 裂I异常，而单亲同二体出现可能是减数分裂Ⅱ后期姐 妹染色单体分裂异常，故不一定发生在同一时期，B错 误；据题图可知，复合型单亲二体和片段性单亲二体都 有一条染色体完全来自母亲，而另外一条染色体来自父 亲染色体其中一条的部分片断，该变异可能发生在胚胎 早期有丝分裂过程中，C错误：若题图中单亲同二体是红 绿色盲患者，则其母亲可能是红绿色盲携带者，只是在 产生错误的卵子时将致病基因传递给该个体，D错误。] 3.B[5对性染色体是通过祖先XY性染色体与多对古老 的常染色体之间发生非同源的片段交换而产生的，所以 5对性染色体经历多次的易位而形成，A正确；5对性染 色体中，有的Y染色体长，有的Y染色体短小，B错误； 祖先XY性染色体与多对古老的常染色体之间发生非同 源的片段交换，则X1染色体上的等位基因可能出现在 Y5染色体上，C正确；祖先XY性染色体与多对古老的 常染色体之间发生非同源的片段交换，则针鼹基因组与 祖先相比基因排列顺序发生明显改变，D正确。门 4.解析：(1)存有假母系遗传现象（子代总是表达母本基因型 决定的性状)，根据F,圆形卵相互交配，后代F?圆形：椭 圆形=3：1，符合一对等位基因的性状分离比，则说明 圆形卵是显性性状，且蚕卵形状的遗传符合基因分离定 律，F。的基因型为BB、Bb、bb。F。中的个体自由交配后 F3基因型及比例为BB:Bb:bb=1:2:1,则可知F 后代中圆形个体中纯合子所占的比例为1/3。 (2)要证明某基因位于性染色体上，常用的组合为：两条 性染色体同型的隐性个体X两条性染色体不同型的显 性个体（纯合子），这样就可以得到具有相对性状的雌雄 性个体，将其区分开，而若是位于常染色体上，雌雄后代 的表型均一致。故若要通过杂交实验证明Os基因位于 Z染色体上，杂交方案为：让雄性油蚕(ZZ“)与雌性正 常蚕(Z“W)杂交；杂交结果为：子代雌性为油蚕(ZW), 雄性为正常蚕(Z“Z“)。 (3)①图2中经Y射线处理后，10号常染色体的带有A 基因的片段转移到W性染色体上，这种发生在非同源染 色体之间的染色体片段的转移变异类型为染色体结构 变异中的易位：研究人员利用W,通过杂交培育了基因型 为aaZW,A的种蚕，该种蚕与白卵雄蚕杂交，白卵雄蚕基因 型为aaZZ,则得到的后代基因型及表型为：aaZZ(白卵雄 蚕)、aZWA(黑卵雌蚕)，即子代中白卵孵化为雄蚕。 ②普通蚕中无m、n隐性致死基因（基因型为aaZMN ZMN aaZMN W),利用家蚕平衡致死体系(aazNM)获得雄蚕， 将家蚕平衡致死体系(aatNZM)与普通蚕的雌蚕(aaZW) 进行杂交，会出现：子代中雌蚕(aazmN W、aaZW)致死， 存活的全为雄蚕(daZMNZN、aaZMN ZM),从而繁育雄蚕。 答案：(1)BB、Bb、bbF,出现3：1的分离比1/3 (2)ZZ“与ZW子代雌性为油蚕，雄性为正常蚕 (3)①染色体结构变异白色②让家蚕平衡体系中的 雄蚕(aazmN ZMn)与普通蚕的雌蚕(aaZMN W)杂交，子代中 雌蚕(aaZmN W、aaZMn W)致死，存活的全为雄蚕 (daZMN ZmN、daZMN ZM) 27 高考热点四变异类型的实验探究 热点聚焦 [例1][解析](1)分析题意可知，让甲与野生型(WT)杂 交，F,自交后代中耐高温植株约占1/4，即出现3：1的 性状分离比，符合基因分离定律，说明这对相对性状是 由一对等位基因控制的，并且耐高温为隐性性状。 (2)本实验的目的是探究甲、乙两种突变体是否为同一 基因突变导致，则可使纯合突变体甲与纯合突变体乙进 行杂交后，F再自交得F。,观察F和F,的表型及比例 (不考虑互换)。预期实验结果： ①若两突变基因为同一基因突变所致，纯合突变体甲与 纯合突变体乙进行杂交，子代全是突变体，即F,和F,都 耐高温： ②若两突变基因是同源染色体上的非等位基因（两对基 因均位于3号染色体上)，假设突变体甲基因型为aaBB, 突变体乙基因型为AAbb,则甲、乙杂交F,为AaBb,由 于两对基因在一对同源染色体上，所以F,产生的配子 为Ab和aB,则F,自交产生的F,为AaBb:AAbb: aaBB=2:1:1,表型为不耐高温：耐高温=1：1： ③若两突变基因是非同源染色体上的非等位基因，即符 合基因的自由组合定律，假设突变体甲基因型为aaBB, 突变体乙基因型为AAbb,则甲、乙杂交F为AaBb,表 型为不耐高温，F自交，F。表现为AB:(Abb十aaB十 aabb)=9:7,即F,不耐高温：耐高温=9：7。 (3)①由图1可知，F,在减数分裂I前期（或四分体时 期)，3号染色体的同源染色体的非姐妹染色单体发生了 互换（交叉互换），产生F,中相应的植株；自交可提高纯 合子比例，故用F。植株进行自交，可获得纯合重组植株 R1R5。 ②对R1一R5进行分子标记及耐高温性检测，据图可知 植株R3和R4之间的差别是caps3~caps4,但是R3耐 高温，R4不耐高温，所以在分子标记caps3~caps4之间 发生了基因突变。 (4)实验设计应该遵循对照原则，为了验证“高温胁迫下 雏持较高的蜡质含量是水稻耐高温的必要条件”，则对 照组为突变体甲，实验组为敲除基因OsWR2的突变体 甲，以检测两组植株是否耐高温。设计思路：对照组为 突变体甲，实验组为敲除基因OsWR2的突变体甲；将两 种水稻置于高温环境中，一段时间后，检测水稻表皮蜡 质含量及高温耐性。实验结果显示：实验组水稻植株蜡 质含量低于对照组，且不耐高温。 [答案](1)隐性1 (2)①F和F。都耐高温 ②F,不耐高温，F:不耐高温：耐高温=1：1 ③F,不耐高温，F,不耐高温：耐高温=9：7 (3)①减数分裂I前（四分体时期）自交 ②caps3caps4 (4)敲除基因OsWR2的突变体甲高温环境实验组 水稻植株蜡质含量低于对照组，且不耐高温 [例2][解析](1)由图甲可知，果蝇眼形由正常眼转变为 棒眼是染色体部分位置重复，是染色体结构变异的 结果。 (2)结合题图乙可知，棒眼雌果蝇(XBXb)产生的配子的 类型及比例是XB:X=1:1,野生正常眼雄果蝇XY) 产生的配子的类型及比例是X:Y=1:1,二者杂交后 代的基因型及比例是XX:XBY:XX:XY=1: 1:1:1,其中X出Y致死，因此雌性：雄性=2：1；雌性 个体占2/3。F:雌性个体产生的配子的类型及比例是 XB:X=1:3,雄果蝇产生的配子的类型及比例是 X:Y=1:1,二者随机交配产生后代的基因型及比例 是XX:XdY:XX:XY=1:1:3:3,其中XY致 死，因此雌雄果蝇的比例是4：3。 (3)红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XY)为亲本杂 交，正常情况下F,果蝇的基因型应为XRX(红眼雌果 蝇)和XRY(红眼雄果蝇)，如果M果蝇是由环境引起 的，其基因型应为XRY;如果M是由亲代果蝇发生基因 突变造成的，其基因型应为XY;如果是亲本雌果蝇在 减数分裂时X染色体不分离产生了一个不含性染色体 的卵细胞造成的，则M的基因型应为X)。可以用M 果蝇与正常白眼雌果蝇(XX)进行杂交，观察子代表型 来判断。若是由环境引起的：XRY×XX,子代的表型 应是红眼雌果蝇：白眼雄果蝇=1：1，若是基因突变造 成的：X'YX XX子代的表型应是全为白眼：若是亲代 雌果蝇减数分裂时X染色体不分离造成的：M果蝇 (XO)应该是雄性不育个体，它和白眼雌果蝇杂交无 后代。 [答案](1)染色体结构变异 (2)2/3XdBY4:3 (3)用M和多只正常白眼雌果蝇杂交，观察子代表型 子代全为白眼没有子代 [例3][解析](1)有丝分裂中期，细胞中染色体的形态清 晰，数目稳定，故欲判断某植株是否为单体，可以用光学 显微镜观察处于有丝分裂中期的细胞。水稻中的单体 属于可遗传变异中的染色体数目变异。单体水稻在减 数分裂时，未联会的染色体随机移向一极，能产生染色 体数目正常与不正常的两种配子，受精作用时正常配子 相互结合产生染色体数目正常的子代，不正常配子相互 结合、正常配子与不正常配子结合产生染色体数目不正 常的子代。 (2)四分体是指减数分裂I前期联会的一对同源染色 体。单体水稻由于缺少1条染色体，只有11对同源染色 体，则其在减数分裂时能形成11个正常的四分体。三体 水稻植株进行减数分裂时，三条同源染色体中的两条移 向一极，另一条移向另一极，则次级精母细胞中的染色 体数可能为13条或12条；当次级精母细胞处于减数分 裂Ⅱ后期时，染色体变为26或24条，所以有4种可能的 情况。 (3)若基因B、b不位于11号染色体上，则亲本的基因型 为bb和BB,选择F,中的三体水稻与早熟水稻杂交，即 Bb和bb杂交，F。中正常熟水稻：早熟水稻=1：1；若 基因B、b位于11号染色体上，则亲本基因型为bb和 BBB,选择F,中的三体水稻与早熟水稻杂交，即BBb和 bb杂交，由于BBb产生配子的种类及比例为B:Bb: BB:b=2:2:1:1,则F,中正常熟水稻：早熟水稻 =5:1。 [答案](1)中期染色体数目变异单体水稻在减数 分裂时，未联会的染色体随机移向一极，导致产生的配 子中有的染色体数目正常，有的不正常，所以自交产生 的子代中会出现染色体数目正常与不正常的个体 (2)114/四 (3)正常熟水稻：早熟水稻=1：1正常熟水稻：早熟 水稻=5：1 对点集训 1.C[假设突变株基因b位于3号染色体上，突变株（了）X 3一三体（早），突变株的基因型为ee,三体绿叶纯合体植 株的基因型为EEE,F,的基因型为EEe、Ee,F,中三体 (EEe)与黄叶(ee)进行杂交，F1中三体产生的配子种类 及比例为：E:Ee:EE:e=2:2:1:1,F的基因型种 27 讲解册参考答案 类及比例为Ee:Eee:EEe:ee=22:1:1,表型及比例为 黄叶：绿叶=5：1。突变株（了）X7一三体（♀），突变株 的基因型为ee,三体绿叶纯合体植株的基因型为EE,F 的基因型为Ee,F1中三体(Ee)与黄叶(ee)进行杂交，F 中三体产生的配子种类及比例为E:e=1：1,F2的基 因型种类及比例为Ee:ee=1：1,表型及比例为黄叶： 绿叶=1：1。与题意相符，故突变株基因e位于3号染 色体上，F,中三体的概率是1/2，AB正确：F,中的3一三 体(EE)减数分裂能产生四种不同基因型的配子，配子 种类及比例为E:Ee:EE:e=2:2:1:1,C错误；突 变株基因e位于3号染色体上，三体(3号染色体三体和 7号染色体三体)绿叶纯合植株基因型分别为EEE或 EE,D正确。] 2.解析：(1)用红花突变株I和突变株Ⅱ分别与野生型白 花植株杂交，统计分析子代表型及比例。若子一代均为 白花，说明红花为隐性性状。若子一代全为红花或出现 红花：白花=1：1，则说明红花为显性性状。 (2)①两红花突变株可能由一对相同基因发生隐性突变 导致的，也可能是不同的基因发生隐性突变的结果。若 进行鉴定是那种突变导致的，可以将红花突变【和红花 突变Ⅱ杂交，若子一代为红花，则两红花突变是由一对 相同基因发生隐性突变导致的；若为白花，则两红花突 变是由两对不同基因发生隐性突变的结果，如：若由一 对相同基因突变则aa X aa·aa都为白花；若由两对不同 的基因突变aaBBX AAbb·AaBb都为红花。 ②已知上述两红花突变株由两对不同的基因突变所致， 且两对基因独立遗传。将子一代(AaBb)自交，统计子二 代的表型及比例为白花(A_B_）:红花(A_bb、aaB_ aabb)=9t7。 答案：(1)白花×红花突变株I白花×红花突变株Ⅱ (2)①子一代为红花子一代为白花 ②白花：红花=9：7 3.解析：(1)果蝇的相对性状易区分、子代数量多、繁殖快、 生长周期短、易饲养，因此常用作遗传学材料。 (2)根据摩尔根利用果蝇做的杂交实验可以看出红眼对 白眼为显性，由于F,中只有白眼表现为雄性，且结合X 染色体交叉遗传的特征推测相关基因位于X染色体上， 若相关基因用A/表示，则F,中红眼雌果蝇的基因型 为XAX、亲代白眼雄果蝇的基因型为XY,二者杂交产 生的后代的基因型为XX”、X”X、XY、XY,且它们的 比例均等，可见后代中白眼雌果蝇占1/4，该交配方式叫 做回交，通过回交可使后代具有更多的回交亲本的遗传 特性。 (3)摩尔根根据实验结果，作出白眼基因只位于X染色 体的假说。那么根据假说，可以设计这样一个实验进行 演绎推理：选择白眼雌果蝇(X“X")和红眼雄果蝇(XAY) 进行交配，若假说成立，那么子代将出现雌果蝇都是红 眼(XAX“),雄果蝇都是白眼(X“Y)。最后再通过实验来 检验实验结果与演绎是否相符，这种研究方法就叫假 说一演绎法，该研究方法的一般思路为提出问题·做出 假说·演绎推理·实验验证·得出结论。 (4)某果蝇种群中灰体(D)对黑檀体(d)为显性，灰体纯 合果蝇与黑檀体果蝇杂交，后代中出现一只黑檀体果 蝇，原因可能是亲本果蝇产生配子过程中发生了基因突 变或染色体片段缺失，即该黑檀体果蝇的基因型为dd 或dO(O代表缺失染色体)，又知一对同源染色体都缺失 相同片段胚胎致死，各型配子活力相同。为了确定该果 蝇出现的原因进行如下实验： |生物学 实验步骤：用该黑檀体果蝇与基因型为Dd的果蝇杂交， 获得F;F,自由交配，观察、统计F,的表型及比例。 结果预测： a.若该黑檀体果蝇的基因型为dd,即由于基因突变产 生，则子代的基因型为Dd和dd,二者比例为1：1，则该 群体的配子类型及比例为D:d=1:3,则F:中dd个体 的比例为3/4×3/4=9/16，即F,中灰体：黑檀体 =7:9: b.若该黑檀体果蝇的基因型为dO,即由于D基因所在 染色体缺失造成，则子代的基因型为Dd、dd、DO、dO,比 例均等，该群体中配子的类型及比例为D:d:)=1: 2:1,则Fg中黑檀体占比为1/2×1/2+1/2×1/4×2= 8/16,灰体个体比例为1/4×1/4+1/4×1/2×2+1/4× 1/4×2=7/16,00个体致死，因此，则灰体：黑檀体 =7:8。 (5)组合I:MmNn X mmnn后代只有暗红眼和白眼，说 明两对基因连锁，连锁的后代比例为暗红眼：白眼= 1:1,而组合Ⅱ为暗红眼：棕眼：朱红眼：白眼=43： 7:7：43,说明F,作父本时，减数分裂I过程中，眼色基 因之间的染色体片段没有发生互换，F,作母本时发生了 互换。由于亲本的基因型为MMNN和mmnn,因此F 中M基因与N基因在同一条染色体上，杂交组合Ⅱ中 后代暗红眼：棕眼：朱红眼：白眼=43：7：7：43，则 F产生的雌配子的类型及其比例是MN：Mn:mN: mn=43:7:7:43。 答案：(1)相对性状易区分、子代数量多、繁殖快、生长周 期短、易饲养、染色体数量少等 (2)1/4回交 (3)白眼雌果蝇和红眼雄果蝇假说一演绎法 (4)7：97:8 (5)母本在 MN:Mn:mN:mn=43:7:7:43 4.解析：(1)由题干和题图可知，7号染色体I出现了片段 m的缺失，该变异属于染色体结构变异中的缺失；又因 为片段m缺失的花粉会失去受精活力，因此7号染色体 工只能来自母方的卵细胞。 (2)片段m缺失的花粉会失去受精活力，因此I来自卵 细胞，无A或基因的卵细胞也不能完成受精，因此推 断出A/a基因一定不在片段m上，故植林甲具有一对相 关基因，又因为植株甲为浅绿色，有且只有一个A基因， 故推断出植株甲的基因型为Aa, (3)为了进一步确定植株甲的A基因是在染色体I还是 Ⅱ上，可将植株甲进行自交得到子一代，待子一代长成 成熟植株后，观察并统计子一代的表型及比例：若植株 甲体细胞中基因A位于染色体I上，则植株甲产生的精 细胞只有一种a,卵细胞有两种A、a,子一代会产生Aa、 aa两种基因型的植株，但aa在幼苗时期会死亡，成熟植 株就只出现浅绿色植株（也可能是幼苗期表现为浅绿色 植株：黄色植株=1：1)；若植株甲体细胞中基因A位 于染色体Ⅱ上，则植株甲产生的精细胞只有一种A,卵 细胞有两种A、a,子一代会产生AA、Aa两种基因型的 植株，成熟植株就分别表现为深绿色植株和浅绿色植 株，且比例为1：1。 答案：(1)缺失母方 (2)Aa片段m缺失的花粉会失去受精活力，因此I来 自卵细胞，而无A或a基因的卵细胞也不能完成受精， 则I上有A或a基因，又因为植株甲只含一个A基因， 故其基因型为Aa 21 (3)植株甲进行自交得到F,,待成熟后（可不写或可观察 幼苗期)，观察并统计F的表型及比例全为浅绿色植株 (或浅绿色植株：黄色植株=1：1)深绿色植株：浅绿 色植株=1：1 5.解析：(1)长翅雄果蝇和残翅雌果蝇杂交，F,的长翅（♀）： 残翅（了）=1：1，子代翅形性状和性别相关联，可知基 因位于X染色体上，且长翅是显性，残翅是隐性，亲本的 基因型为XXXXDY。 (2)星眼雄果蝇和正常眼雌果蝇杂交，F,的雌雄个体中星 眼：正常眼=3：1，子代性状和性别无关联，可知基因 位于常染色体上，且星眼是显性、正常眼是隐性，由于亲本 是一群个体，亲代的基因型为BBX bb、BXbb,且BB:Bb 比例为1：1，综上所述：星眼长翅雄果蝇的基因型为 1/2BBXY或1/2 BbXPY,正常眼残翅雌果蝇的基因型为 bbXX。对于雄果蝇来说，一个次级精母细胞中可能没 有Y染色体、只有X染色体，可能有Y染色体但处于减 数分裂Ⅱ的前期和中期，也可能有Y染色体但处于减数 分裂Ⅱ的后期，因此Y染色体数目是0或1或2条。 (3)只考虑正常眼和星眼，F,的基因型及比例为Bb:bb =3:1,F,雌、雄果蝇随机交配，其B配子比例是3/8、b 配子比例是5/8，随机交配后，F,的基因型是9/64BB、 30/64Bb、25/64bb,则星眼：正常眼=39：25。 (4)亲本雄果蝇是BB或Bb,亲本雌果蝇是bb,F,种群中 出现一只表型为星眼的三体雄果蝇。若眼形基因在2号 染色体上，则该三体雄果蝇是BBb或Bbb,若眼形基因 不在2号染色体上，则该三体雄果蝇是Bb。若是BBb, 其配子是1/6BB、1/3Bb、1/3B、1/6b,与多只正常眼雌果 蝇杂交，子代是星眼：正常眼=5：1：若是Bbb,其配子 是1/3Bb、1/3b、1/6bb、1/6B,与多只正常眼雌果蝇杂交， 子代是星眼：正常眼=1：1。若眼形基因不在2号染色 体上，则该三体雄果蝇Bb,与多只正常眼雌果蝇杂交，子 代是星眼：正常眼=1：1。 答案：(1)X只有当D、d基因位于X染色体上，后代才 会出现雌果蝇均为长翅，雄果蝇均为残翅（或答“子代翅 形性状与性别相关联”也可给分) (2)BBXDY、BbXDY0或1或2 (3)39:25 (4)是不一定 专题八动物生命活动的调节 网络重构 ①抗体、细胞因子、溶菌酶等②免疫监视③条件反射 ④非条件反射⑤反射弧⑤外周神经系统⑦局部电 流⑧双向⑨单向⑩促甲状腺激素释放激素①体 液②胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等®下丘脑 神经一体液调节⑤醛固酮血浆、组织液、淋巴液 ①神经一体液一免疫调节网络 No.1知识查漏 1./2.×3.×4./5.×6.×7.×8.× 9.×10./ No.2概念清障 1.提示：需要在动作电位恢复静息电位的过程中，八和 K的运输方式为主动运输，需要消耗ATP 2.提示：短时间内使神经递质大量释放，从而有效实现神 经兴奋的快速传递 3.提示：静息电位与神经元内的K外流相关，而与N无 关，所以神经元轴突外N浓度的改变并不影响静息电 位。动作电位与神经元外的Na内流相关，细胞外Na 浓度降低，细胞内外Na浓度差变小，Na内流减少，动 作电位值下降。高考热点四 热点 1.一对基因突变和两对基因突变的判断 (1)两种突变来自一对基因突变（隐性突变） 突变1 AA 杂交 aja (野生型) 突变2 88 (突变型) (2)两种突变来自两对基因突变（隐性突变） 突变1 AABB aaBB. 杂交 AaBb (野生型) 突变2AAbb (野生型) [例1]为适应全球气候逐渐变暖的大趋势， 研究水稻耐高温的调控机制，对水稻遗传 改良具有重要意义。请回答相关问题。 (1)研究者获得了一株耐高温突变水稻甲， 高温下该突变水稻表皮蜡质含量较高。让 甲与野生型(WT)杂交，F,自交后代中耐 高温植株约占1/4，说明耐高温为性 状，且最可能由对等位基因控制。 (2)另外一株耐高温突变水稻乙为隐性突 变，其基因位于水稻的3号染色体上，为探 究甲、乙两种突变体是否为同一基因突变 所致。科学家让突变体甲与突变体乙进行 杂交后，F1自交得F2,统计分析F,和F2 的表型及比例。不考虑再次发生突变或染 色体互换，预期实验结果和结论。 ①若 说明两个突变基因为同一基因； ②若 说明两个突变基因是同源染色体上的非等 位基因； ③若 说明两个突变基因是非同源染色体上的非 等位基因。 (3)为进一步确定突变位点，研究者进行了 系列实验，如图所示。 77 第一篇专题七 变异与进化ㄧ 异类型的实验探究 聚焦 分 WT 3号染色体3号染色体 I0 F i*0 F2 图1 caps1 caps2 caps3 caps4 caps5 caps6 caps7 WT R4 甲 注：caps为3号染色体上的分子标记 图2 耐高温率(%) 020406080100 R2 图3 ①图1中F,处于 期时3号染色体发生互换，产生F2中 相应的植株，然后用F,植株进行 可获得纯合重组植株R1~R5。 ②对R1~R5进行分子标记及耐高温性检 测，结果如图2、图3所示。分析可知，耐 高温突变基因位于分子标记 之间。 (4)基因OsWR2的表达能促进水稻表皮 蜡质的合成。为了验证“高温胁迫下维持 较高的蜡质含量是水稻耐高温的必要条 件”，研究小组以突变体甲为对照组， 为实验组，将两种水稻置于 一段时间后，检测水稻表皮蜡质含量及耐 高温性。实验结果显示 |生物学 2.不同变异类型实验常用的探究方法 改变可能导致该性状变异的环境，并继 不可遗传 续培养（自交），若该变异性不能遗传给 的变异 后代，则为环境改变引起的不可遗传的 变异 突变体自交，后代若发生性状分离，则 基因突变 一为显性突变；若不发生性状分离，则为 隐性突变 染色体上的 染色体上的基因缺失体自交，后代出 基因缺失 现不育个体，性状分离比异常 显微镜直接观察法，比较染色体数目 染色体数 是否正常：变异个体进行测交，子代分 目变异 离比异常 基因重组一自交或测交等遵循基因自由组合定律 [例2] 果蝇是遗传学常用的材料（如图所 示)。回答下列有关遗传学的问题。 OX染色体上的某区段 OO 基因型XX XBXb XBXB 表型正常眼 棒眼 棒眼 甲 (1)图甲表示对雌果蝇眼形的遗传研究结 果，由图分析，果蝇眼形由正常眼转变为棒 眼是由 导 致的。 (2)研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系 X"X,其细胞中的一条X染色体上携带隐性 致死基因d,且该基因与棒眼基因B始终连 在一起，如图乙所示。纯合(X出XdB、XY) 时能使胚胎致死。若棒眼雌果蝇(XXb) 与野生正常眼雄果蝇(XY)杂交，F,果蝇 中雌果蝇的比例为 ,致死 胚胎的基因型 若F,雌雄果蝇 随机交配，则产生的F,中雌雄比例为 (3)几种性染色体异常果蝇的性别、育性等 如图所示： XXY XO XXX OY (雌性、可育)（雄性、不育） (死亡) (死亡) 用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇 (XY)为亲本杂交，在F,群体中发现一只 白眼雄果蝇（记为“M”)。M果蝇出现的原 因有三种可能：第一种是环境改变引起表 型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇 发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减 数分裂时X染色体不分离。请设计简便 的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一 种原因引起的。 实验方案： 结果预测： I.若子代雌性果蝇全部为红眼，雄性果蝇 全部为白眼，则是环境改变； Ⅱ.若 ,则是基因突变； Ⅲ.若 ,则是减数分裂时 X染色体不分离。 3.三体、单体和染色体缺失在基因定位上的 应用 (1)利用三体进行基因定位 举例：正常隐性(aa)个体与7一三体(7号染色体有 三条)显性纯合子杂交得F1,F1三体与正常隐性个 体杂交得F2,统计F2的表型及比例 F2的表型比例为 F2的表型比例为 5:1,则基因位于71：1，则基因不位于 号染色体上 7号染色体上 (2)利用单体进行基因定位 举例：正常隐性(aa)个体与7一单体(7号染色体单 体)显性纯合子杂交得F1,统计F1的表型及比例 下1的表型比例为 F1全为显性，则基因 1:1,则基因位于7 不位于7号染色体上 号染色体上 (3)利用染色体缺失进行基因定位 举例：正常隐性(aa)个体与2号染色体缺失一小段 的显性个体杂交得F,F,随机交配得F2,统计F2 的表型及比例（注：缺失纯合子致死） F2的表型比例：F2的表型比例：F2的表型比例 为3：1，则基因 为11：4，则基因为7：8，则基因 不位于2号染色 位于2号染色体位于2号染色体 体上 上，且基因不在上，且基因在缺 缺失片段上 失片段上 [例3]二倍体生物体细胞中某对同源染色体 缺少一条的个体称为单体，增加一条的称 为三体。单体在减数分裂时，未联会的染 色体随机移向一极。三体在减数分裂时， 三条同源染色体中的任意两条移向一极， 另一条移向另一极。单体和三体常用来进 行基因定位，即测定基因所在的染色体。 已知水稻(2V=24)种群中普遍存在着各 对染色体的相应三体与单体植株。假设各 种配子育性相同，各种基因型的个体均能 成活。回答下列问题。 (1)欲判断某植株是否为单体，可以用光学 显微镜观察处于有丝分裂时期的细胞，则 观察的最佳时期是 。水稻中的单 体属于可遗传变异中的 。 调查发现，单体水稻自交产生 的子代中会出现染色体数目正常与不正常 的个体。请从减数分裂角度分析其原因是 对点 1.植物三体(2n+1)是遗传学研究中非常重要 的非整倍体材料，常用于基因定位。三体细 胞减数分裂时，任意配对的两条染色体分离 时，另一条染色体随机移向细胞的一极。某 黄豆突变株表现为黄叶(ee),为进行E/e基 因的染色体定位，研究人员用该突变株作父 本，分别与不同的三体(3号染色体三体和7 号染色体三体)绿叶纯合植株杂交，再选择 F,中的三体与黄叶植株杂交得F2,部分研 究结果如下（不考虑致死情况）： 杂交一：突变株()×3一三体（早）F1, F,中三体X黄叶→F2黄叶(21)，绿叶 (110) 杂交二：突变株()×7一三体（♀）F,, F,中三体×黄叶→F2黄叶(115)，绿叶 (120) 以下说法错误的是 79 第一篇专题七变异与进化 (2)单体水稻在减数分裂时，理论上能 形成 个正常的四分体。 正常情况下，三体水稻植株进行减数分裂 时，某个次级精母细胞中的染色体数有 种可能的情况。 (3)已知水稻的正常熟和早熟分别由基因 B、b控制。为判断基因B、b是否位于11 号染色体上，研究人员以二倍体早熟水稻 为父本与11号染色体的三体纯合正常熟 水稻杂交得F,,选择F,中的三体水稻与 二倍体早熟水稻杂交得到F2,观察并统计 F2的表型及比例。若 则基因B、b不位于11号染色体上；若 则基因B、b位于11号染色体上。 集训 A.突变株基因e位于3号染色体上 B.F,中出现三体的概率为1/2 C.F,中的3一三体减数分裂能产生两种不 同基因型的配子，比例为1：1 D.三体绿叶纯合植株的基因型为EEE 或EE 2.假如你在一个花卉繁育基地工作。有一天， 你突然发现有一种本来开白花的花卉，出现 了两株红花植株，你立刻意识到它的观赏价 值和研究价值。你打算通过实验研究两株 红花植株出现的原因，经过查阅资料，该植 物为二倍体，严格自花传粉。假设红花突变 株I和红花突变株Ⅱ均由单基因突变引起， 且自交后代均为红花。请回答： (1)若想通过杂交实验验证上述两株红花突 变株均为隐性，请写出该实验的杂交组合： |生物学 (2)①上述两红花突变株可能由一对相同基 因发生隐性突变导致的（如突变株I和突变 株Ⅱ基因型均为aa),也可能是由两对不同 的基因发生隐性突变的结果（如突变株I基 因型为aaBB,突变株Ⅱ基因型均为 AAbb)。请补充设计实验方案予以探究。 实验方案：红花突变株I×红花突变株Ⅱ 预期结果和结论： 若 ,则两红花突变 是由一对相同基因发生隐性突变导致。 若 ,则两红花突变是 由两对不同基因发生隐性突变导致的。 ②若上述两红花突变株由两对不同的基因 突变所致，且两对基因独立遗传。请完成进 一步实验探究方案。（假定实验过程中不发 生基因突变及互换) 实验方案：将F,自交，预期结果F2的表型 及比例为 3.早在一百多年前，果蝇就走进了科学家的实 验室，成为实验室里的明星模式生物，1907 年摩尔根在哥伦比亚大学建立了著名的蝇 室，形成了一个大的果蝇遗传学研究中心。 (1)果蝇作为遗传学研究中的明星模式生 物，其优点有 (至 少答两点)。 (2)摩尔根利用果蝇做了如图所示杂交实 验，此外他还将F,红眼雌果蝇与亲代白眼 雄果蝇进行交配，发现后代中白眼雌果蝇占 ,该交配方式称为 P红眼（雌）×白眼（雄） F 红眼（雌、雄） 互交 F2红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 (3)摩尔根根据实验结果，作出白眼基因只 位于X染色体的假说。那么根据假说，可 以设计这样一个实验进行演绎推理：选择 进行交配，若假说成立， 那么子代将出现雌果蝇都是红眼，雄果蝇都 是白眼。最后再通过实验来检验实验结果 与演绎是否相符，这种研究方法就叫作 (4)某果蝇种群中灰体(D)对黑檀体(d)为 显性，灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，后 代中出现一只黑檀体果蝇，原因可能是亲本 果蝇产生配子过程中发生了基因突变或染 色体片段缺失。已知一对同源染色体都缺 失相同片段胚胎致死，各型配子活力相同。 请完成下列实验步骤及结果预测。 实验步骤：用该黑檀体果蝇与基因型为Dd 的果蝇杂交，获得F1;F,自由交配，观察、统 计，的表型及比例。 结果预测：a.如果F,表型及比例为灰体： 黑檀体= ,则为基因突变； b.如果F2表型及比例为灰体：黑檀体= ,则为染色体片段缺失。 (5)该果蝇种群中眼色有四种，M基因控制 棕色素合成，N基因控制朱红色素合成。棕 色素和朱红色素同时存在时表现暗红眼，两 种色素都不存在时表现白眼。现将一只白 眼果蝇与纯合暗红眼果蝇杂交，F,全部为 暗红眼，F,与白眼果蝇杂交实验结果如下 表所示： 杂交组合 父本 母本 F2表型及比例 F 白眼 暗红眼：白眼=1：1 暗红眼：棕眼：朱红眼： 白眼 F 白眼=43：7：7：43 根据表中数据推测F,作 (父本/母 本)时发生了互换，F,的M基因与N基因 (在/不在)同一条染色体上，杂交组 合Ⅱ中，F,产生的雌配子的类型及其比例 是 4.玉米叶片叶绿素的合成由7 7号染色体 号染色体上一对等位基因 (A/a)控制。体细胞中含2 个A基因的玉米植株叶片呈 深绿色，含一个A基因的植株叶片呈浅绿 色，体细胞中没有A基因的植株叶片呈黄 色，会在幼苗期后死亡。现有一正常光照下 呈浅绿色的成熟玉米植株甲，其所有体细胞 中一条7号染色体的片段m发生缺失，记 为I;另一条正常的7号染色体记为Ⅱ（如 图所示)。片段m缺失的花粉会失去受精 活力，无A或a基因的卵细胞也不能完成受 精作用。回答下列问题。 (1)从染色体结构的角度分析，植株甲发生 的变异类型为 。 由于植株 甲所有体细胞中7号染色体I均发生片段 丢失，推测是其亲代在形成受精卵时， (填“父方”或“母方”)所提供的 7号染色体异常所致。 (2)根据m片段和A/a基因对玉米配子活 性的影响，可推测植株甲的基因型为 ,推测的理由为 (3)若要利用植株甲进一步确定其A基因 是在哪条染色体上，可将 若 81 第一篇专题七变异与进化 则A基因位于染色体I上；若 ,则A基因位于染色体Ⅱ上。 5.果蝇的正常眼和星眼、长翅和残翅分别由等 位基因B/b、D/d控制，两对基因均不在Y 染色体上。现有一群星眼长翅雄果蝇和正 常眼残翅雌果蝇杂交，F,的表型及比例为 星眼长翅（♀）：正常眼长翅（♀）：星眼残 翅()：正常眼残翅()=3：1：3：1。 不考虑致死情况和基因突变，回答下列 问题。 (1)基因D、d位于 染色体上，判断 依据是 (2)亲代雄果蝇的基因型为 其产生的一个次级精母细胞中含有 条Y染色体。 (3)让F,雌、雄果蝇随机交配，则F2中星眼 果蝇和正常眼果蝇的比例为 (4)若F,中出现一只表型为星眼的三体雄 果蝇(2号常染色体有三条)，减数分裂时2 号染色体的任意两条移向细胞一极，剩下的 一条移向细胞另一极。欲判断眼形基因是 否在2号染色体上，可让该果蝇与多只正常 眼雌果蝇杂交，统计分析子代表型及比例。 预期结果： ①若后代星眼：正常眼=5：1，则该眼形基 因 (是/不是/不一定)在2号染色 体上； ②若后代星眼：正常眼=1：1，则该眼形基 因 (是/不是/不一定)在2号染色 体上。