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高考生物二輪復習綜合專題1
遺傳與變異綜合
基因突變與遺傳綜合
1 果蠅的野生型和突變型為一對相對性狀,受X染色體上的一對等位基因控制,現用一對野生型雌雄果蠅雜交,因某一親本在減數分裂形成配子時發生基因突變,子代中出現了一只突變型雄果蠅,下列判斷最合理的是 (　D　)
A.該突變型雄果蠅的出現一定是因為顯性基因突變為隱性基因
B.該突變型雄果蠅的出現一定是因為隱性基因突變為顯性基因
C.該突變型雄果蠅的出現是因為父本形成配子時發生了基因突變
D.該突變型雄果蠅的出現是因為母本形成配子時發生了基因突變
[解析] 該突變型雄果蠅的出現可能是由顯性基因突變為隱性基因引起的,也可能是由隱性基因突變為顯性基因引起的,A、B錯誤;雄果蠅的X染色體只能來自母本,故該突變型雄果蠅的出現是因為母本形成配子時發生了基因突變,C錯誤,D正確。
2 用一定劑量的X射線對純合野生型果蠅進行誘變處理,得到一只雄性突變型果蠅。進一步研究發現,突變性狀是由某條染色體上的一個基因(位于常染色體、X染色體或X、Y染色體同源區段)發生突變引起的。
(1)　不能　(填“能”或“不能”)直接比較突變前后基因的堿基對多少,原因是　基因突變是由堿基對的增添、缺失和替換引起基因結構的改變,堿基對數量可能增加、減少,也可能不變　。由于基因突變具有　不定向性　的特點,所以要用一定劑量的X射線進行誘變處理。
(2)某學習小組根據分析,推測出若突變性狀為隱性,則突變基因只能在　X染色體上　上;經過研究證明,該突變性狀為顯性,于是他們設計了雜交實驗進一步確定突變基因所在染色體的位置。
①雜交實驗方案:將該突變型果蠅與　野生型雌　果蠅雜交,統計子代表現型及比例。
②預期結果與結論:
Ⅰ.若　子代無論雌雄都表現為野生型∶突變型=1∶1　,則突變基因位于常染色體上;
Ⅱ.若　子代雄果蠅都是突變型,雌果蠅中無突變型　,則突變基因位于X、Y染色體同源區段,且突變基因在Y染色體上;
Ⅲ.若子代表現型及比例為野生型雄性∶突變型雌性=1∶1,則突變基因位于X染色體上,或位于X、Y染色體同源區段,且突變基因在X染色體上。該突變果蠅的基因型為　XAY或XAYa　(相關基因用A、a表示)。
[解析] (1)基因突變是由堿基對的增添、缺失和替換引起基因結構的改變,堿基對數量可能增加、減少或不變,所以不能直接比較突變前后基因的堿基對多少。由于基因突變具有不定向性的特點,所以要用一定劑量的X射線進行誘變處理。(2)如果該突變為隱性突變,假如該基因位于X染色體上,只要一個基因突變,果蠅就會變為突變型,而假如該基因位于常染色體上,需要兩個基因都突變才能變為突變型,因此突變基因只能位于X染色體上。如果突變性狀為顯性,要用雜交實驗進一步確定突變基因所在染色體的位置,也就是說顯隱關系已知,進一步判斷基因位置,一般用雌隱雄顯雜交組合,也就是該突變型雄果蠅與野生型雌果蠅雜交,如果后代無論雌雄野生型和突變型之比為1∶1,則基因位于常染色體上;如果后代雄果蠅全為突變型,則基因位于X、Y染色體同源區段且突變基因位于Y染色體上;如果后代表現型及比例為野生型雄性∶突變型雌性=1∶1,則突變基因位于X染色體上,或位于X、Y染色體同源區段且突變基因在X染色體上。該突變果蠅的基因型為XAY或XAYa。
【技法提煉】 顯性突變與隱性突變的判定
(1)理論基礎:受到物理、化學和生物因素的影響,AA個體如果突變成Aa個體,則突變性狀在當代不會表現出來,只有Aa個體自交后代才會有aa變異個體出現,因此這種變異個體一旦出現即是純合子。相反,如果aa個體突變成Aa個體,則當代就會表現出突變性狀。
(2)判斷方法:選擇突變體與其他已知未突變體雜交,通過觀察后代變異性狀的比例來判斷基因突變的類型。此外,植物還可以利用突變體自交觀察后代有無性狀分離來進行顯性突變與隱性突變的判定。
染色體變異與遺傳綜合
3 現有長翅(TT)雌果蠅和殘翅(tt)雄果蠅雜交,子一代中偶然出現了一只殘翅果蠅。下列關于該殘翅果蠅形成原因的分析,不合理的是 (　B　)
A.該殘翅果蠅的基因型為Tt,其殘翅性狀是環境影響的結果
B.親本雄果蠅在減數分裂過程中,一條染色體丟失了t基因片段
C.親本雌果蠅在減數分裂過程中,一條染色體丟失了T基因片段
D.親本雌果蠅減數分裂時,一條染色體上的T基因突變為t基因
[解析] 若該殘翅果蠅的基因型為Tt,其殘翅性狀是環境影響的結果,A正確;若親本雄果蠅在減數分裂過程中,一條染色體丟失了t基因片段,則子代的基因型為TO或Tt,均表現為長翅,B錯誤;若親本雌果蠅在減數分裂過程中,一條染色體丟失了T基因片段,則子代的基因型可能為tO,表現為殘翅,C正確;親本雌果蠅減數分裂時,一條染色體上的T基因突變為t基因,則子代基因型可能為tt,表現為殘翅,D正確。
4 番茄為自花傳粉植物。正常情況下紫株圓果(紫株A)與綠株長果雜交,F1均為紫株圓果,所得F1自交,F2中紫株圓果∶紫株長果∶綠株圓果∶綠株長果=9∶3∶3∶1。 研究人員將紫株圓果(紫株A)用X射線照射后再與綠株長果雜交,發現子代有1株綠株圓果(綠株B),其他均為紫株圓果。出現綠株B的原因可能是基因突變,也可能是含有紫株基因的一條染色體片段丟失(注:一條染色體片段缺失不影響個體生存)。
(1)番茄的株色和果形中顯性性狀為　紫株、圓果　。番茄的株色與果形是由　非同源染色體上的非等位(或兩對同源染色體上的兩對等位)　基因控制的。
(2)若出現綠株B的原因是子代紫株圓果的一個基因發生了突變,將綠株B與正常純合的紫株圓果雜交,F1再自交得F2,則F1的基因型有　2　種,F2的表現型及比例是　紫株圓果∶綠株圓果∶紫株長果∶綠株長果=21∶7∶3∶1　。
(3)若出現綠株B的原因是含有紫株基因的一條染色體片段丟失,則可以利用細胞學方法進行驗證。實驗設計思路是　選擇綠株B,在顯微鏡下對其處于有絲分裂中期的細胞的染色體進行觀察和比較　。
[解析] (1)由題目信息可知,紫株圓果(紫株A)與綠株長果雜交,F1均為紫株圓果,可知紫株對綠株是顯性性狀,圓果對長果是顯性性狀。又根據“F2中紫株圓果∶紫株長果∶綠株圓果∶綠株長果=9∶3∶3∶1”可知,兩對性狀的遺傳符合基因的自由組合定律。設控制紫株和綠株的基因為A、a,控制圓果和長果的基因為B、b。則紫株A的基因型為AABB。(2)紫株圓果(紫株A)的基因型為AABB,與綠株長果(aabb)雜交,后代應該全部是紫株圓果(AaBb),偶然發現子代有1株綠株圓果(綠株B),若出現綠株圓果(綠株B)的原因是子代紫株圓果(AaBb)一個基因發生了突變,則綠株B的基因型為aaBb,將綠株B與正常純合的紫株圓果AABB雜交,F1的基因型及比例為AaBB∶AaBb=1∶1,Aa自交后代中紫株∶綠株=3∶1,1/2BB、1/2Bb自交后代中,長果(bb)的比例為1/2×1/4=1/8,則圓果占1-1/8=7/8,故圓果∶長果=7∶1,故F2的表現型及比例是紫株圓果∶綠株圓果∶紫株長果∶綠株長果=21∶7∶3∶1。(3)若要驗證出現綠株B的原因是含有紫株基因的一條染色體片段丟失,則可以選擇綠株B,在顯微鏡下對其處于有絲分裂中期的細胞的染色體進行觀察和比較。
【技法提煉】 染色體變異與基因突變的判別
①判別依據:光學顯微鏡下能觀察到的是染色體變異,不能觀察到的是基因突變。
②具體操作:制作正常個體與待測變異個體的有絲分裂臨時裝片,找到分裂中期圖像進行染色體結構與數目的比較可以判斷是否發生了染色體變異。
遺傳、變異與減數分裂綜合應用
5 圖H1-1中甲表示某動物卵原細胞中的一對同源染色體,圖乙表示該卵原細胞形成的卵細胞中的一條染色體。若只考慮圖中字母所表示的基因,下列分析正確的是 (　C　)
圖H1-1
A.該卵原細胞形成的第一極體的基因組成為aeD
B.甲中基因E與e的分離可發生在有絲分裂后期
C.形成乙的次級卵母細胞中不存在同源染色體,但可能存在等位基因
D.甲形成乙的過程中發生了基因重組和染色體結構變異
[解析] 由圖甲可知,該動物的基因型為AaEeDd,且三對基因位于一對同源染色體上;由圖乙可知,該卵細胞中染色體上出現d,說明發生了交叉互換,次級卵母細胞的基因型為AAEEDd,第一極體的基因型為aaeeDd,A錯誤; 甲中基因E與e的分離可發生在減數第一次分裂后期,B錯誤;該卵原細胞分裂的過程中可能發生了交叉互換,故形成乙的次級卵母細胞中不存在同源染色體,但可能存在等位基因,C正確;甲形成乙的過程中未發生染色體變異,D錯誤。
6 [2019·江蘇卷] 圖H1-2為初級精母細胞減數分裂時的一對同源染色體示意圖,圖中1~8表示基因。不考慮突變的情況下,下列敘述正確的是 (　B　)
圖H1-2
A.1與2、3、4互為等位基因,與6、7、8互為非等位基因
B.同一個體的精原細胞有絲分裂前期也應含有基因1~8
C.1與3都在減數第一次分裂分離,1與2都在減數第二次分裂分離
D.1分別與6、7、8組合都能形成重組型的配子
[解析] 圖中1、5基因所在的染色單體與2、6基因所在的染色單體為連接在同一著絲點上的姐妹染色單體,與3、7和4、8所在的染色單體為非姐妹染色單體,不考慮基因突變,1和2為相同基因,與3、4可能互為等位基因,與5、6、7、8互為非等位基因,A錯誤。精原細胞有絲分裂前期與其進行減數分裂形成的初級精母細胞含有的基因種類相同,即也應含有基因1~8,B正確。若2與3發生交叉互換,則1與3在減數第二次分裂時分離,1與2在減數第一次分裂時分離,C錯誤。如果發生交叉互換,1可能與7或8形成重組型配子;如果不發生交叉互換,1與6、7、8都不能形成重組型配子,D錯誤。
【技法提煉】 根據細胞分裂方式判定變異類型
(1)如果是有絲分裂過程中姐妹染色單體上的基因不同,則為基因突變的結果。
(2)如果是減數分裂過程中姐妹染色單體上的基因不同,則可能是基因突變或交叉互換的結果。
利用單體(2n-1,即缺失了一條染色體)將基因定位到具體的染色體上
7 小黑麥為二倍體生物,1個染色體組中含有7條染色體,分別記為1~7號,其中任意1條染色體缺失均會造成單體,即共有7種單體。單體在減數分裂時,未配對的染色體隨機移向細胞的一極,產生的配子成活率相同且可以隨機結合,后代出現二倍體、單體和缺體(即缺失一對同源染色體)三種類型。利用單體遺傳可以進行基因的定位。
(1)每一種單體產生的配子中,含有的染色體數目為　6或7　條。
(2)已知小黑麥的抗病(B)與不抗病(b)是一對相對性狀,但不知道控制該性狀的基因位于幾號染色體上。若某品種小黑麥為抗病純合子(無b基因也視為純合子),且為7號染色體單體,將該抗病單體與　不抗病的正常二倍體　雜交,通過分析子一代的表現型可以判斷抗病基因是否位于7號染色體上。
①若子一代　表現為抗病和不抗病兩種類型　,則該基因位于7號染色體上。
②若子一代　均為抗病類型　,則該基因不位于7號染色體上。
[解析] (1)單體的體細胞染色體數目為14-1=13(條),并且單體在減數分裂時,未配對的染色體隨機移向細胞的一極,因此每一種單體產生的配子中,含有的染色體數目為6條或7條。
(2)要判斷抗病基因是否位于7號染色體上,可將該抗病單體與不抗病的正常二倍體雜交,分析子一代的表現型。①若該基因位于7號染色體上,則親本基因型可以表示為BO、bb,兩者雜交產生的后代的基因型及比例為Bb∶bO=1∶1,即子一代表現為抗病和不抗病兩種類型。②如果該基因不位于7號染色體上,則親本基因型為BB、bb,雜交后代基因型將全為Bb,即子一代均表現為抗病類型。
【技法提煉】 將隱性突變個體分別與該物種的n種單體(2n-1A、2n-1B、2n-1C……)進行雜交,形成n個不同的雜交組合,統計n個雜交組合的子代性狀。若有n-1個雜交組合的F1均表現為全顯性性狀,只有1個雜交組合的F1顯性性狀∶隱性性狀=1∶1,則說明突變基因位于對應的缺失染色體上。
變異類型實驗探究題的分析程序
8 已知豌豆(2n=14)的花色受兩對獨立遺傳的基因控制,紅色(A)對白色(a)為顯性,B基因淡化花色,兩個B基因能淡化紅色為白色,一個B基因能淡化紅色為粉紅色。請據此分析下列問題:
(1)豌豆中粉紅花植株基因型有　2　種,AABb植株的自交后代　能　(填“能”或“不能”)出現白花植株。
(2)若純合紅花植株與白花植株(aaBB)雜交,子代中出現一株白色植株,科研人員對其成因提出了三種假設:
假設一:丟失一條染色體所致;
假設二:兩對基因中的一個基因發生了基因突變所致;
假設三:A/a、B/b以外的另一對基因中的一個基因發生顯性突變所致(三對基因獨立遺傳)。
Ⅰ.確定假設一是否正確的簡便方法是　顯微鏡下觀察該白色植株處于有絲分裂中期的細胞中的染色體條數是否為13條　。
Ⅱ.若假設二成立,則發生突變的基因可能是　A突變成a或b突變成B　。
Ⅲ.若變異來源為基因突變,某同學欲設計實驗確定該突變來源為假設二還是假設三,請寫出最簡便的實驗方案及預期結果。
實驗方案:　該白花植株自交,觀察自交后代的表現型及比例　。
預期結果:若子代　全是白花　,則假設二成立;
若子代　出現紅花、粉紅花、白花　,則假設三成立。
[解析] (1)由題意分析可知,粉紅花的基因型是A_Bb,有2種基因型;AABb自交后代的基因型及比例是AABB∶AABb∶AAbb=1∶2∶1,其中AABB開白花。
(2)純合紅花植株的基因型是AAbb,與白花植株(aaBB)雜交,子代基因型是AaBb,都表現為粉紅花,如果后代出現白花,Ⅰ:若是由于丟失一條染色體,則顯微鏡下觀察該白色植株中處于有絲分裂中期的細胞中的染色體條數為13條;Ⅱ:若是兩對基因中的一個基因發生了基因突變所致,則突變基因可能是A突變成a或者是b突變成B,該白花的基因型是aaBb或AaBB,不論哪一種基因型,自交后代都表現為白花;Ⅲ:如果是A/a、B/b以外的另一對基因(用C/c表示)中的一個基因發生顯性突變所致,該白花個體的基因型是AaBbCc,讓該白花植株自交,后代出現紅花、粉紅花、白花。
【技法提煉】 變異類型探究的常見步驟
第一步:明確實驗目的,確定自變量;
第二步:分類假設推理,依據假設推出實驗結果;
第三步:逆向作答,假設推出的結果即為實驗預期的結果,假設則成為結論。

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