(新高考)2023年高考生物一轮复习讲义第7单元微专题六利用“假说—演绎法”解决生物变异实验探究题(含解析)

微专题六　利用“假说—演绎法”解决生物变异实验探究题

题型一　探究某一变异性状是否为可遗传变异的方法

1．两类变异的本质区别：新性状能否遗传。

2．实验设计方法

(1)与原来类型在特定的相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为不可遗传变异。

(2)某些情况下也可以通过自交观察后代是否发生性状分离。

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1．研究者用X射线照射紫株玉米(AA)后，用该玉米花粉给绿株玉米(aa)授粉，F1幼苗中出现少量绿苗。下列叙述不正确的是(　　)

A．可通过观察少量绿苗的长势判断是否可遗传

B．推测X射线照射可导致A基因突变为a

C．推测X射线照射可导致带有A基因的染色体片段缺失

D．可通过显微镜观察染色体的形态初步判断变异的原因

答案　A

解析　若判断该种性状是否可遗传，应将绿苗自交看是否产生绿苗后代，不应该观察F1，A错误；亲本中紫株的基因型为AA，绿株的基因型为aa，F1幼苗中出现少量绿苗，说明X射线照射可能导致A基因突变为a，B正确；带有A基因的染色体片段缺失也可能会导致后代出现绿苗，C正确；如果是染色体片段缺失，可以用显微镜观察到，基因突变无法用显微镜直接观察，因此可通过显微镜观察染色体的形态初步判断变异的原因，D正确。

2．果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性，长翅(D)对残翅(d)为显性。正常果蝇的眼色为暗红色，是由朱砂色(f)和褐色(g)叠加形成的，朱砂色眼基因f和褐色眼基因g不发生互换。上述基因都位于2号染色体上。研究表明，位于一对同源染色体上位置相距非常远的两对等位基因，与非同源染色体上的两对等位基因在形成配子时的比例很接近而难以区分。在减数分裂时，雌果蝇的非姐妹染色单体间发生互换，而雄果蝇则不会发生。回答下列问题：

(1)控制眼色的基因(F/f、G/g)在遗传时遵循________定律，该定律的实质是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)用一只基因型为FfGg的雄果蝇与一只眼色为________雌果蝇进行测交实验，若结果显示为褐色眼∶朱砂色眼＝1∶1，则雄果蝇中基因的位置关系为_____________________

___________________________________________________。

(3)某生物小组成员利用基因型为DdBb的雌雄果蝇进行杂交实验，探究控制体色和翅型的基因是否在染色体上相距非常远。

①基因型为DdBb的雄果蝇正常体细胞中，控制翅型和体色基因可能的位置情况请在图中表示出来。(注意：图不一定全部使用)

②若控制翅型和体色的基因相距非常远，则亲本中雌果蝇产生的配子种类及比例约为____________。

③若杂交后子代的表型比为____________________________________，则可以证实控制翅型和体色的基因在染色体上相距非常远。

(4)用一对刚毛雌雄果蝇交配后，子代雌果蝇刚毛∶截毛＝149∶1，而雄果蝇中刚毛∶截毛＝74∶76。对于截毛雌果蝇的出现，生物小组成员做出如下假设：

假设一：该雌果蝇发生基因突变；

假设二：该雌果蝇生活的环境改变导致性状改变。

请设计实验方案，探究产生截毛雌果蝇的原因：(写出实验思路并预期实验结果及结论)________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)基因的分离　在减数分裂形成配子过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入不同配子中，独立地遗传给后代　(2)暗红色　基因f、G位于同一条染色体上，基因F、g位于另外一条同源染色体上　(3)①如图所示

②DB∶Db∶dB∶db＝1∶1∶1∶1　③2∶1∶1或5∶1∶1∶1　(4)方案一：实验思路：将该雌果蝇与刚毛雄果蝇杂交，将子代在正常环境下培养，观察子代雄果蝇的表型及比例。

实验结果与结论：若子代雄果蝇中出现刚毛，则是该雌果蝇生活的环境导致的性状改变；若子代雄果蝇均为截毛，则是该雌果蝇发生了基因突变。

方案二：实验思路：将该雌果蝇与截毛雄果蝇杂交，将子代在正常环境下培养，观察子代果蝇的表型及比例。

实验结果及结论：若子代果蝇中出现刚毛，则是该雌果蝇生活的环境导致的性状改变；若子代果蝇均为截毛，则是该雌果蝇发生了基因突变。

题型二　基因突变的类型与判断方法

显性突变和隐性突变的判断

(1)类型

(2)判定方法

①选取突变体与其他已知未突变纯合子杂交，据子代性状表现判断。

②让突变体自交，观察子代有无性状分离来判断。

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3．某植物为严格自花传粉植物，在野生型窄叶种群中偶见几株阔叶幼苗。回答下列问题：

(1)判断该变异性状是否能够遗传，最为简便的方法是____________________________

________________________________________________________________________。

(2)有人对阔叶幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是基因突变，二是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶幼苗出现的原因。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)已知该性状是通过基因突变产生的，若要判断该突变是显性突变还是隐性突变，应选择的实验方案是________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

①若后代______________，说明该突变为隐性突变；

②若后代______________，说明该突变为显性突变。

答案　(1)待该阔叶幼苗长大成熟后，让其自交，观察后代是否出现阔叶性状

(2)取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区细胞制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变

(3)让阔叶植株与窄叶植株杂交　①全为窄叶　②出现阔叶

题型三　不同突变体是否为同一位点突变的判断

实验设计方法：将突变株1与突变株2进行杂交，根据是否转化为野生型个体判断突变基因对应的位置。

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4．相对野生型红眼果蝇而言，白眼、朱红眼、樱桃色眼均为隐性突变性状，基因均位于X染色体上。为判断三种影响眼色的突变是否为染色体同一位点的基因突变，实验过程和结果如下。下列叙述正确的是(　　)

实验一：白眼♀×樱桃色眼♂→樱桃色眼♀∶白眼♂＝1∶1

实验二：白眼♀×朱红眼♂→红眼♀∶白眼♂＝1∶1

A．白眼与樱桃色眼是同一基因的不同突变

B．由实验一可知樱桃色眼对白眼为隐性

C．控制4种眼色的基因互为等位基因

D．4种眼色基因的遗传遵循基因自由组合定律

答案　A

解析　分析实验一，白眼♀×樱桃色眼♂，后代雌性性状表现与父本相同，雄性性状表现与母本相同，说明白眼和樱桃色眼受X染色体上的一对等位基因控制，且樱桃色眼对白眼为显性，A正确，B错误；分析实验二，白眼♀×朱红眼♂，后代雌性都表现为红眼，雄性性状表现与母本相同，说明白眼和朱红眼不是X染色体上同一位点的基因突变，C错误；根据题干可知，两对等位基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，D错误。

5．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的表型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和同源染色体非姐妹染色单体的互换，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______________________________________________________。

答案　(1)母本　雄蕊　绿叶∶浅绿叶＝3∶1　(2)Y、Z　①三组均为绿叶∶浅绿叶＝1∶1　②第4组绿叶∶浅绿叶＝1∶1；第5组和第6组绿叶∶浅绿叶＝9∶7　(3)终止密码子提前出现

题型四　染色体变异、基因重组和基因突变的显微判断

染色体变异在光学显微镜下能观察到，而基因突变和基因重组不能，所以可通过显微观察法辨别染色体变异，即制作临时装片，观察有丝分裂中期染色体是否发生变异，若有，则为染色体变异，否则为基因突变或基因重组(此处注意，若基因突变引起细胞结构改变也可间接用显微镜判断，例如显微镜下观察血细胞涂片，若发现镰刀状红细胞，可判断发生了基因突变)。

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6．蜜蜂是一类营社会性生活的昆虫。嗅觉在它们的生存和繁衍过程中具有非常重要的作用。已知蜂王(可育)和工蜂(不育)均为雌蜂(2n＝32)，是由受精卵发育而来的；雄蜂(n＝16)是由卵细胞直接发育而来的。研究发现，在嗅觉正常的蜂群中出现了部分无嗅觉的蜜蜂，现针对蜜蜂的嗅觉进行一系列遗传学实验。回答下列问题：

(1)用一只无嗅觉蜂王与一只嗅觉正常雄蜂交配，其后代F1中雌蜂均嗅觉正常，雄蜂均无嗅觉。在相对性状中________(填“嗅觉正常”或“无嗅觉”)是显性性状，判断的依据是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)用F1中的蜂王和雄蜂交配，F2中出现了两种新的表型，即传统气味型(嗅觉系统只能识别传统的气味分子，而不能识别非典型气味分子)和非典型气味型(嗅觉系统只能识别非典型气味分子，而不能识别传统的气味分子)，已知嗅觉正常型蜜蜂均能识别传统和非典型两类气味分子。杂交结果如下：

F1嗅觉正常型♀×无嗅觉型♂

↓

∶∶∶

①分析可知，蜜蜂嗅觉的相关性状至少由___________________________________________对等位基因控制。

②若F2雌雄蜜蜂中四种表型的比例为1∶1∶1∶1，则说明相关基因在染色体上的位置关系是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

其中，F2中嗅觉正常型个体的基因型有____________________________________种。

(3)研究发现，蜜蜂体内气味受体分为传统气味受体(由R1基因控制合成)和非典型气味受体(由R2基因控制合成)。已知，雄蜂个体中上述基因所在染色体的相应片段缺失则会致死，雌蜂个体中上述基因所在同源染色体的相应片段均缺失才会致死。用紫外线照射F1中嗅觉正常的蜂王，其后代只出现传统气味型和无嗅觉型，分析造成这种现象的可能原因有：①F1蜂王的卵原细胞中含有R2基因的染色体片段缺失；②_____________________________________。

请利用上述信息，采用两种较为简便的方法确定造成这种现象的原因：________________________________________________________________________。

答案　(1)嗅觉正常　无嗅觉的蜂王与嗅觉正常的雄蜂杂交，其后代中由受精卵发育成的雌蜂嗅觉均正常　(2)①两　②位于两对同源染色体上　两　(3)②F1蜂王的卵原细胞中基因R2发生了隐性突变(或基因R2突变为隐性基因)　方法一：用显微镜观察F1蜂王的卵原细胞内是否发生了染色体片段缺失　方法二：统计经紫外线照射的蜂王的雄性后代数量，若明显少于其他蜂王的雄性后代，则说明发生了染色体片段缺失；若雄性后代数量相差不大，则说明发生了基因突变