2023届高考生物二轮复习生物的变异和育种作业含答案

这是一份2023届高考生物二轮复习生物的变异和育种作业含答案，共37页。
第六单元　生物的变异与进化
专题14　生物的变异
甲组
简单情境
1.巴氏小体(2022华附、省实、广雅、深中联考,15)雌性杂合玳瑁猫的毛皮上有黑色和黄色随机镶嵌的斑块,其中黄色(B)对黑色(b)为显性,B/b只在X染色体上。根据Lyon假说,该现象产生的原因是正常雌性哺乳动物在胚胎发育早期,细胞中的一条X染色体随机高度螺旋化失活形成巴氏小体,且该细胞分裂产生的后代细胞中这条X染色体均处于失活状态。下列分析错误的是(　　)
A.该遗传机制的目的是使X染色体上的基因在两种性别中有近乎相等的表达水平
B.推测其他生物存在雄性X染色体基因高表达或者雌性两条X染色体基因均处于低表达的遗传机制
C.雄性玳瑁猫的出现可能是因为发生了染色体数目变异
D.推测性染色体组成为XXX或XXXX的雌猫中只有1个巴氏小体
答案　D　雌性杂合玳瑁猫的基因型为XBXb,根据题干“细胞中的一条X染色体随机高度螺旋化失活形成巴氏小体,且该细胞分裂产生的后代细胞中这条X染色体均处于失活状态”,故该遗传机制的目的是使X染色体上的基因在两种性别中有近乎相等的表达水平,A正确;若X染色体有两条或多条时,只有一条可以正常表达,所以推测其他生物存在雄性X染色体基因高表达或者雌性两条X染色体基因均处于低表达的遗传机制,B正确;雄性玳瑁猫若出现,说明其基因型为XBXbY,推测雌猫减数分裂异常,发生了染色体数目变异,C正确;推测性染色体组成为XXX或XXXX的雌猫中有2个或3个巴氏小体,D错误。
知识拓展　巴氏小体是一条高度螺旋且失活的X染色体。若X染色体有两条或多条时,巴氏小体数比X染色体数少1。
复杂情境
2.染色体易位(2022广州一模,16)如图表示一对表型正常夫妇的原始生殖细胞及其患病儿子体细胞中的①和②、③和④两对染色体,父亲的染色体均为正常结构。儿子患病的原因只与这两对染色体有关。下列叙述正确的是(　　)

A.母亲的③和④两条染色体结构有所差异,可能是一对性染色体
B.儿子细胞中的①、②、③、④构成了一个染色体组
C.母亲的②和③染色体之间发生了易位
D.该对夫妇再生一个不携带异常染色体的女儿的概率是1/4
答案　C　与父亲正常的染色体相比较,可看出母亲细胞中的②染色体的一段移接到了③染色体上,这发生在非同源染色体之间,属于染色体结构变异中的易位,C正确;对比分析母亲和父亲的两对同源染色体,相似度较大,说明这两对同源染色体均为常染色体,而不是性染色体,A错误;①和②为一对同源染色体,③和④为一对同源染色体,一个染色体组中都是非同源染色体,B错误;母亲产生的卵细胞类型及比例为①③∶①④∶②③∶②④=1∶1∶1∶1,其中不携带异常染色体的概率为1/4,父亲产生的精子均正常,因此该对夫妇再生一个不携带异常染色体的女儿的概率是1/4×1/2=1/8,D错误。
3.家蚕育种(2022汕头一模,20)中国是用桑蚕丝织绸最早的国家,自古即以“丝国”闻名于世。家蚕的性别决定方式是ZW型。与雌蚕相比,雄蚕产丝多且质量高。科学家利用诱变技术,使其孵出来的都是雄蚕,部分育种过程如下:①应用电离辐射,得到两种Z染色体上具有显性基因(A、B)的雄蚕品系P1和P2,如图1所示。②利用γ射线诱变得到雌蚕品系P3,使Z染色体的一个片段移接到W染色体上,该片段上带有a和b基因,如图2所示。③选择合适的亲本杂交。回答以下问题:

图1

图2
(1)以上育种过程涉及的变异类型有　　　　　　　。 
(2)萨顿依据基因和染色体的行为存在明显的　　　　关系,推测出　　　　　　　　　。
(3)A为红体色基因,a为体色正常基因,B为痕迹翅基因,b为正常翅基因。雄蚕受精卵中有2个显性基因会使胚胎致死,而雌蚕受精卵有1个显性基因且没有其等位基因就会使胚胎致死,其他情况均正常。
①P1和P3杂交后代中红体色的概率为　　　　　,P2与野生型雌蚕杂交后代的雌雄比为　　　　　。 
②为了选育出雄蚕,选择P2和P3杂交得F1,从F1中筛选出体色正常、痕迹翅的雌蚕与P1杂交得F2,从F2中筛选出　　　　　(基因型)的雄蚕与野生型雌蚕杂交得F3,F3全为雄蚕,雌蚕在胚胎期死亡。在大量的实验中,F3中有少数雌蚕存活下来,可能的原因是　　　　
　　　　　。 
答案　(1)基因突变、染色体变异　(2)平行关系　基因位于染色体上　(3)①1/2　1∶2　②ZaBZAb　发生了基因突变
解析　(1)P1和P2涉及的变异类型为基因突变,P3涉及的变异类型为染色体结构变异。(2)萨顿依据基因和染色体的行为存在明显的平行关系,提出基因在染色体上的假说。(3)A/a为一对等位基因,B/b为另一对等位基因,雄蚕中含有两个显性基因时胚胎致死,雌蚕中含有1个显性基因且没有其等位基因时胚胎致死,①P1(ZAbZab)和P3(ZWab)杂交后代的基因型及比例为ZAbWab∶ZAbZ∶ZabWab∶ZabZ=1∶1∶1∶1,其中红体色的概率为1/2。P2(ZaBZab)与野生型雌蚕(ZabW)杂交后代基因型及比例为ZaBZab∶ZabZab∶ZaBW∶ZabW=1∶1∶1∶1,其中ZaBW致死,因此后代的雌雄比为雌∶雄=1∶2。②P2(ZaBZab)和P3(ZWab)杂交得F1,基因型及比例为ZaBZ∶ZabZ∶ZaBWab∶ZabWab=1∶1∶1∶1,其中体色正常、痕迹翅的雌蚕的基因型为ZaBWab,与P1(ZAbZab)杂交,后代的基因型及比例为ZaBZAb∶ZaBZab∶ZAbWab∶ZabWab=1∶1∶1∶1,筛选出的雄蚕的基因型为ZaBZAb,与野生型雌蚕(ZabW)杂交,后代的基因型及比例为ZaBZab∶ZAbZab∶ZaBW∶ZAbW=1∶1∶1∶1,其中ZaBW和ZAbW全部致死,后代只有雄蚕。在大量的实验中,F3中有少数雌蚕存活下来,可能的原因是发生了基因突变。
复杂陌生情境
4.染色体并联(2022珠海质检,16)果蝇的性别决定与X染色体的数量有关。受精卵中含有两条X染色体才能产生足够的雌性化信号,从而发育为雌蝇,没有X染色体的受精卵无法发育。遗传学家得到一批基因型为XaXa的黄体雌果蝇(　表示两条染色体并联,并联的X染色体在减数分裂时无法分离)。将这些雌蝇与灰体雄蝇(XAY)杂交,子代中只有灰体雄蝇和黄体雌蝇,且比例为1∶1。下列分析错误的是(　　)
A.实验所用黄体雌果蝇不能产生染色体数目正常的配子
B.染色体组成为XXX的受精卵不能正常发育为个体
C.子代中的灰体雄蝇的性染色体只有一条X染色体
D.子代中雌雄果蝇交配,后代雌性中黄体的概率为1/2
答案　D　根据题意,实验所用黄体雌果蝇基因型为XaXa,并联的染色体在减数分裂时无法分离,因而不能产生染色体数目正常的配子,产生的2种异常配子中一种含有两条并联染色体,另一种不含有X染色体,A正确;基因型为XAXaXa的果蝇无法存活,说明染色体组成为XXX的受精卵不能正常发育为个体,B正确;子代中灰体雄蝇基因型为XAO,性染色体只有一条X染色体,C正确;子代中雌蝇基因型为XaXaY,雄蝇基因型为XAO,雌雄果蝇交配后代雌性基因型为XaXaO,全部表现为黄体,D错误。
名师点睛　分析题意可知,黄体雌蝇XaXa与灰体雄蝇XAY杂交,子代基因型为XAXaXa、XaXaY、XAO、YO,由于子代中只有灰体雄蝇和黄体雌蝇,且比例为1∶1,又已知基因型为YO的受精卵没有X染色体无法发育,故可推测基因型为XAXaXa的果蝇无法存活,基因型为XaXaY的果蝇为黄体雌蝇,基因型为XAO的果蝇为灰体雄蝇。
5.蜜蜂遗传(2022湛江一模,14)蜜蜂的一个蜂群包括一只蜂王、几只雄蜂和众多工蜂。蜂王和工蜂都由受精卵发育形成,雄蜂直接由卵细胞发育形成。蜂王专职产卵,雄蜂同蜂王交尾,工蜂负责采集花粉、喂养幼虫、清理蜂房等。研究人员发现工蜂有两个类群,“卫生”蜂(会开蜂房盖、能移走死蛹)和“非卫生”蜂(不会开蜂房盖、不能移走死蛹),为研究工蜂这种清理蜂房行为的遗传规律,进行如下杂交实验:

下列分析错误的是(　　)
A.工蜂清理蜂房的行为中,“非卫生”工蜂的行为是显性性状
B.清理蜂房的行为受2对基因控制,遵循基因自由组合定律
C.测交实验应选择F1蜂王作母本与“卫生”蜂的雄蜂进行交配
D.测交后代中纯合体工蜂的表现型是不会开蜂房盖、不能移走死蛹
答案　D　亲代“非卫生”蜂的蜂王与“卫生”蜂的雄蜂杂交,F1均为“非卫生”蜂,可判断“非卫生”行为是显性性状,A正确;在测交后代中,出现4种比例相等的表现型个体,说明清理蜂房行为受2对基因控制,遵循基因自由组合定律,B正确;设控制该性状的基因用A/a和B/b表示,因为测交后代为比例相等的4种类型,测交的亲本为AaBb(“非卫生”母本)和aabb(“卫生”父本),测交后代的工蜂分别为AaBb(不会开蜂房盖、不能移走死蛹)、Aabb(不会开蜂房盖、能移走死蛹,或会开蜂房盖、不能移走死蛹)、aaBb(会开蜂房盖、不能移走死蛹,或不会开蜂房盖、能移走死蛹)和aabb(会开蜂房盖、能移走死蛹),C正确,D错误。
乙组
复杂情境
1.染色体变异与新种质的培育(2022长沙雅礼中学月考七,14)(不定项)棉花是我国的重要经济作物。已知棉株的花为两性花,科学家研究发现棉花的一个染色体组含13条染色体(n=13),二倍体棉种染色体组分为A、B、C、D、E、F、G共7类,由其中三类染色体组组成的三交种异源四倍体拓宽了棉属遗传资源,为选育具有突破性状的棉花新品种提供了新种质,其培育过程如图所示,下列相关叙述中正确的是　(　　)

A.亚洲棉和野生棉杂交时需要经过去雄→套袋→人工授粉→套袋
B.亚洲棉根尖分生区中可能含有染色体组组成为AA和AAAA的细胞
C.通过秋水仙素处理异源二倍体的幼苗或萌发的种子可以得到异源四倍体
D.三交种异源四倍体植株具备茎秆粗壮、果实和种子比较大的优点
答案　ABC　棉花为两性花,一朵花中既有雄蕊又有雌蕊,进行人工杂交时,需要在花粉成熟前去掉母本的雄蕊并套袋,以防雌蕊受粉,再进行人工授粉,并套袋,防止外来花粉的干扰,A正确;亚洲棉根尖分生区细胞进行有丝分裂,细胞中可含有26条染色体,染色体组组成为AA,也可含有52条染色体,染色体组组成为AAAA,B正确;使用秋水仙素处理异源二倍体的幼苗或萌发的种子,可抑制纺缍体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,使染色体数目加倍,得到异源四倍体,C正确;三交种异源四倍体植株含有3个不同的染色体组,其在减数分裂的过程中联会紊乱,故该异源四倍体植株一般是不可育的,难以产生种子,D错误。
名师点睛　多倍体育种的原理是染色体变异。人工诱导多倍体的方法有低温处理、秋水仙素诱发等,目前常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素可作用于正在分裂的细胞,能抑制纺缍体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,使得细胞中的染色体数目加倍。
复杂陌生情境
2.平衡易位与PCR扩增(2022 T8联考二模,24)如果两条非同源染色体相互交换染色体片段,叫作相互易位,相互易位虽然引起染色体片段位置的改变,但仍保留了基因的总数,故也称为平衡易位,如图1所示:

相互易位的纯合体在减数分裂时的配对是正常的,跟原来未易位的染色体相似。在相互易位杂合体中,由于同源部分的紧密配对,出现了富有特征的十字形图像,随着分裂的进行,成为一个圆圈或8字形(如图2),这说明4个着丝粒是两两随机移向两极的。

(1)染色体结构变异往往会导致基因在染色体上的　　　　　　的改变,从而使性状改变。但一般情况下,相互易位的纯合体和杂合体表型正常,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)相互易位的纯合子能产生　　　　种配子。一个相互易位杂合体在形成配子时,一部分配子中的染色体片段有缺失和重复,可引起受精卵的不良遗传效应。一个正常人和相互易位杂合体婚配,产生表型正常的子代的概率是　　　　。 
(3)为了降低平衡易位导致的遗传病的发病率,提高产前诊断的准确性,可采取的诊断方法最好是　　　　　　。 
(4)研究人员利用PCR技术研究相互易位区段,为了提高PCR扩增的特异性,他应该适当　　　　(填“提高”或“降低”)复性温度,这样做的原因是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)数目和排列顺序　相互易位的纯合染色体和杂合染色体仍含有个体所需的全套基因,并能正常表达,维持机体正常生命活动　(2)1　1/3　(3)基因诊断(基因治疗)　(4)提高　当复性温度提高时,只有引物与模板碱基匹配程度高,才能结合到模板上,而引物与模板匹配度低的区域则不能结合,这样扩增出来的产物种类少,特异性增强
解析　(1)染色体结构的变异包括染色片段的缺失、重复、倒位和易位,往往会导致基因在染色体上的数目和排列顺序发生改变。一般情况下,相互易位的纯合体和杂合体由于仍含有个体所需的全套基因,并能正常表达,故可维持机体正常生命活动。(2)相互易位的纯合体在减数分裂时的配对是正常的,进行正常的减数分裂产生一种配子。一个相互易位杂合体在形成配子时,4个着丝粒是两两随机移向两极的,以图中十字形为例,两两随机组合,可产生组合及比例为(ABCDE+LMNO)∶(ABCNO+LMDE)∶(ABCDE+ABCNO)∶(LMDE+LMNO)∶(ABCDE+LMDE)∶(ABCNO+LMNO)=1∶1∶1∶1∶1∶1,其中正常配子占2/6=1/3,因此一个正常人和相互易位杂合体婚配,产生表现型正常的子代的概率是1/3。(3)进行产前诊断降低平衡易位导致的遗传病的发病率最有效的方法是基因诊断。(4)PCR包括变性、复性(退火)、延伸三步,当复性温度提高时,只有引物与模板碱基匹配程度高,才能结合到模板上,而引物与模板匹配度低的区域则不能结合,这样扩增出来的产物种类少,特异性增强。
名师点睛　虽然平衡易位导致的遗传病属于染色体变异遗传病,但染色体片段位置改变后基因的总数不变,故第(3)问中无法通过染色体水平的观察进行判断。

丙组
简单情境
1.抗黄叶病香蕉新品种(2022北京海淀一模,5)栽培品种香蕉染色体组成为AAA(字母代表染色体组),易患黄叶病。野生蕉染色体组成为BB,含有纯合的抗黄叶病基因。经过杂交、筛选,获得染色体组成为AAB的抗黄叶病香蕉新品种。下列有关叙述,不正确的是(　　)
A.栽培品种高度不育
B.新品种含有三个染色体组
C.新品种细胞中无同源染色体
D.栽培品种减数分裂时联会紊乱
答案　C　栽培品种香蕉染色体组成为AAA,为三倍体,减数分裂过程中联会紊乱,会产生大量不育配子,表现为高度不育,A、D正确;新品种香蕉的染色体组成为AAB,有三个染色体组,其中两个A染色体组均来自栽培品种香蕉,在减数分裂时可正常联会,B染色体组中的染色体是无法联会的,B正确,C错误。
易错警示　本题中的字母代表染色体组而并非基因,在做题时要注意区分。
陌生情境
2.拟南芥染色体的平衡易位(2022北京东城二模,7)研究人员以野生型拟南芥为材料获得了细胞中染色体互换片段的品系甲(如图)。品系甲自交后代染色体组成及个体数见下表。由于部分种类配子不育,三种染色体组成的个体比例接近1∶2∶1。下列叙述错误的是(　　)
染色体组成
个体数(株)
1122
9
11'22'
23
1'1'2'2'
8
其他类型
0
　




A.染色体1'和2'片段互换属于染色体结构变异
B.染色体1和1'在减数分裂Ⅰ后期彼此分离
C.品系甲可产生染色体组成为12和1'2'的配子,比例为1∶1
D.品系甲与野生型杂交后代的染色体组成有4种
答案　D　依据题图可知,该变异为非同源染色体之间发生的片段互换和移接,为易位,属于染色体结构变异,A正确;染色体1和1'为同源染色体,其分离发生在减数第一次分裂后期,B正确;依据表格中的数据,1122、1'1'2'2'个体分别是由染色体组成为12、1'2'的雌雄配子结合形成的,而11'22'可以由染色体组成为12和1'2'的配子结合而成,据此判断品系甲可产生染色体组成为12和1'2'的配子,比例为1∶1,C正确;依据C中的描述,品系甲(11'22')与野生型(1122)杂交,子代的染色体组成有1122和11'22'两种,D错误。
复杂情境
3.提高油菜种子的含油量的育种技术(2022北京丰台二模,21)油菜种子是中国最重要的植物油来源之一。研究者以甘蓝型油菜为材料,通过多种育种技术来提高油菜种子的含油量。
(1)甘蓝型油菜是由甘蓝(2n=18)和白菜(2n=20)种间杂交,再经过　　　　　处理后形成的　　　　倍体。 
(2)种子油脂的积累包含油脂合成和降解的动态平衡过程。研究人员欲探究脂类水解酶基因Bn在油脂积累过程中的作用,用化学试剂EMS诱变野生型植株,并筛选出Bn基因的突变体1(C位点突变)和突变体2(D位点突变)。将两种突变体分别与野生型连续杂交再自交,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。从自交子代中分离得到不同单突变纯合子,种植后检测种子含油量,却发现均小于未经EMS处理的野生型。 
(3)进一步通过杂交和基因型鉴定,筛选得到了C和D双突变纯合子、C和D双位点正常纯合子,种植后测定种子含油量,结果如图1。

图1
该实验结果说明Bn基因表达后促进了种子油脂消减,依据是　　　　　　　　　　　　。由于①②的种子含油量小于③,利用突变体进行的连续杂交并未达到目的,试从诱变的特点分析可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)研究人员利用CRISPR/Cas9技术“编辑”另一活力更强的品系R的Bn基因,再自交得到Bn基因纯合突变体,测定其种子含油量和油体面积,结果如图2、图3。

图2

图3
结果表明,突变的Bn基因表达后,结合(3)(4)的实验结果分析,利用CRISPR/Cas9技术获得的Bn基因突变纯合子与诱变育种相比,除了缩短育种年限外,还具有的显著优势是　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)种子成熟末期,油脂合成和消减的动态平衡能够确保种子休眠以防过早发芽。欲将Bn基因突变纯合子用于农业生产,还需进一步调查　　　　、萌发后根长等种子活力指标。若活力指标与野生型相比　　　　,则可推广应用。 
答案　(1)染色体加倍/秋水仙素/低温(答出其中1点即可)　(异源)四　(2)保留突变基因,使其余基因(遗传背景)尽可能与野生型一致　(3)①的种子含油量大于②　诱变具有随机性,可能引起其他油脂代谢的相关基因突变　(4)会增大油体面积,提高种子含油量(顺序可变),可以实现某个基因(或Bn基因)的精准编辑,对其他基因影响小　(5)出芽率　无明显差异(甚至更高)
解析　(1)甘蓝(2n=18)和白菜(2n=20)种间杂交,F1染色体组成为2n=19,减数分裂时联会紊乱,难以产生可育配子,表现为高度不育,故可在其幼苗阶段用低温或秋水仙素进行处理,诱导染色体数目加倍,形成四倍体(4n=38)。(2)结合题干信息“将两种突变体分别与野生型连续杂交再自交”可知,该育种过程选用的是回交,即利用野生型作为回交亲本,与突变体和其杂交产生的子代再进行连续杂交并逐代筛选,最终获得引入了突变基因且其余遗传信息几乎与野生型完全相同的个体。(3)依据图1可知,C、D双突变纯合子(①)与未经EMS处理的野生型(③)相比,种子含油量略微降低,C、D双位点正常纯合子(②)的Bn基因可表达出具有正常功能的Bn蛋白,其种子含油量显著低于双突变纯合子(①),说明Bn基因表达后促进了种子油脂削减。理论上若种子含油量仅与Bn基因有关,C、D双位点正常纯合子的表型应与野生型的表型一致,但①②组含油量低于③组,说明还有其他的基因参与种子含油量的调控,可说明诱变产生的基因突变具有随机性,可能引起其他油脂代谢相关基因突变。(4)相比于EMS化学诱变处理,CRISPR/Cas9技术可通过gRNA与靶基因的碱基互补配对,实现定点突变。利用该技术获得的Bn基因纯合突变体仅Bn基因突变,依据图2可知,相较于品系R,Bn基因突变纯合子的种子含油量和油体面积显著升高,说明突变的Bn基因表达后提高了种子的含油量和油体面积。(5)虽然Bn基因突变纯合子的种子含油量和油体面积高于野生型品系R,但还需检测其种子休眠和萌发是否受到影响,若种子休眠和萌发受影响,则不可推广种植,故可通过调查Bn基因突变纯合子和品系R的出芽率、萌发后根长等活力指标,若突变型的活力指标与品系R无显著差异或高于品系R,则可推广应用。
知识拓展　CRISPR/Cas9基因编辑技术是一种定点编辑基因的技术,技术核心为Cas9蛋白(核酸内切酶,作用于DNA,可水解磷酸二酯键)和gRNA(向导RNA,可与靶基因碱基互补配对),二者在细胞内形成复合物,gRNA指导Cas9蛋白对靶基因进行靶向编辑。
4.水稻抗稻瘟相关基因(2022北京海淀一模,21)稻瘟病菌侵染可导致水稻患稻瘟病,水稻细胞通过合成过氧化氢,启动“免疫”反应,抵抗稻瘟病菌。
(1)科研人员将纯合稻瘟病抗性突变体M与表型为易感病的野生型(WT)植株杂交,F1均表现为易感病,F1自交,F2的表型及比例为易感病∶抗性=3∶1。据此可初步判断,突变体M的抗性性状由　　　　性基因控制。 
(2)对WT和抗性突变体M的R基因进行测序分析,结果如图1。

图1
据图1可知,与WT中R基因序列相比,抗性突变体M的R基因发生了　　　　缺失。该突变基因控制合成的蛋白质中,氨基酸　　　　　　发生改变,导致该蛋白质空间结构改变,生理功能丧失。 
(3)WT和突变体M均无A基因。科研人员将A基因导入WT中(A基因与R基因不在同一染色体上),筛选得到纯合植株N,表现为抗稻瘟病。
①将植株N与突变体M杂交,F1均表现为抗性,F1自交,若F2的表型及比例为　　　　,则支持“A基因抑制R基因的表达”的推测。 
②利用现代生物技术可验证上述推测成立,下表为供选的材料、处理和预期结果。
水稻植株材料
a
WT
b
突变体M
c
植株N
对材料的处理
d
转入R基因
e
敲除R基因
f
转入A基因
g
敲除A基因
预期结果
h
R基因表达
i
R基因不表达

现有两个不同方案,方案一实验组为bfi,方案二实验组为cgh。请评价哪一方案更为合理,并阐述理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)研究表明,稻瘟病菌侵染WT过程中,正常R蛋白促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,导致植株感病。综合上述研究,完善稻瘟病菌侵染后,WT、突变体M或植株N中,细胞内发生的“免疫”反应过程图。请在三种植株中任选一种植株,从A蛋白、R基因和过氧化氢三个角度分析。
答案　(1)隐　(2)G/C碱基对　数目和排列顺序　(3)①抗病∶易感病=13∶3　②方案二更合理;方案二中植株N具有正常R基因,敲除A基因后能检测R基因表达情况,可验证A基因是否抑制R基因表达;方案一中突变体M的R基因发生突变,无法表达正常R蛋白,不适合作为实验材料　(4)(三种植株中任选一种植株作答即可)WT植株:没有A基因→R基因正常表达R蛋白→促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,故过氧化氢不积累→植株表现为感病;突变体M:没有A基因→R基因碱基对缺失,R蛋白表达异常→无法促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,导致过氧化氢积累→植株表现为抗病;植株N:有A基因→A基因抑制R基因,R基因不能正常表达R蛋白→无法促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,导致过氧化氢积累→植株表现为抗病
解析　(1)纯合稻瘟病抗性突变体M与表型为易感病的野生型(WT)植株杂交,F1均表现为易感病,F2的表型及比例为易感病∶抗性=3∶1,可知该相对性状由一对等位基因控制,抗病相对易感病为隐性。(2)依据R基因的检测结果可知,突变体M的R基因内部发生了G/C碱基对的缺失,导致其转录生成的mRNA中密码子发生重排,使其翻译形成的蛋白质中氨基酸的数目及排列顺序发生改变,最终导致蛋白质的结构和功能异常。(3)结合(2),WT植株和突变体M的基因型可写为RR、rr,WT和突变体M均无A基因,可知WT和突变体M的基因型分别为aaRR(感病)、aarr(抗病),将A基因导入WT构建转基因植株,经筛选获得的纯合植株N的基因型为AARR,表现为抗病(可知基因型为A_R_的植株表现型为抗病)。将植株N和突变体M杂交,F1基因型为AaRr,要想得到“A基因抑制R基因表达”的推论,F1自交后代表型、基因型及比例应为抗病∶感病=(A_R_、A_rr、aarr)∶aaR_=13∶3。方案一中,实验材料为突变体M,基因型为aarr,基因组成中无R基因,即使向其细胞中导入A基因,也无法得知A基因是否会抑制R基因表达,故该方案不可行。方案二中,实验材料为植株N,其基因型为AARR,表现为抗病,若敲除A基因后植株R基因表达,表现为感病,则推测成立。(4)WT(aaRR)无A基因,R基因能正常表达R蛋白,促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,“免疫”反应无法启动,植株表现为感病;突变体M(aarr)细胞内无A基因,但其R基因内部发生了碱基对缺失,其编码的蛋白无法促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解,导致植株体内过氧化氢积累,“免疫”反应启动,表现为抗病;植株N(AARR)有A基因,R基因的表达被抑制,R蛋白含量降低,过氧化氢酶催化过氧化氢分解减少,导致植株体内过氧化氢积累,“免疫”反应启动,表现为抗病。

丁组
简单情境
1.图解小麦育种(2022南京三模,18)如图1表示黑小麦(2n)与白小麦(2n)的杂交结果,图2表示以图1中F2黑小麦为材料利用染色体消失法诱导单倍体技术获得纯合小麦的流程。下列相关叙述正确的是(多选)(　　)

图1

图2
A.图1的黑小麦自交过程中发生了基因重组
B.图1的F2白小麦中纯合子的概率为3/7
C.图2所示流程获得的小麦全部是纯合子
D.图2的玉米和黑小麦之间不存在生殖隔离
答案　ABC　分析图1可知,F2中的黑小麦与白小麦的比例为9∶7,由此推断,该性状受两对等位基因控制,且遵循基因的自由组合定律,F1为双杂合子,其产生配子的减数分裂过程中发生了自由组合型基因重组,F2白小麦中纯合子的概率为3/7,A、B正确;分析图2可知,由受精卵到单倍体胚的过程中,来自玉米的染色体全部丢失,这样单倍体胚细胞中只有来自黑小麦的一组染色体,经加倍后,所得小麦均为纯合子,C正确;玉米和黑小麦之间存在生殖隔离,D错误。
2.单倍体育种应用(2022江苏新高考基地学校四联,9)某植物的重瓣花与单瓣花是常染色体上基因A、a控制的一对相对性状。选用一株单瓣花植株自交,F1中单瓣花和重瓣花各占50%。对F1单瓣花植株进行花粉离体培养后再用秋水仙素处理,获得的全为重瓣花植株。下列叙述错误的是(　　)
A.该植株可能是含A基因花粉败育,a基因花粉育性正常
B.让单瓣花植株每代都自由交配,F3个体中Aa∶aa=1∶7
C.秋水仙素能使纺锤丝断裂,从而抑制着丝粒的分裂
D.花粉离体培养需经历多个阶段,体现了细胞的全能性
答案　C　根据题干信息可知,重瓣花与单瓣花是常染色体上基因A、a控制的一对相对性状。一株单瓣花植株自交,F1中单瓣花和重瓣花各占50%,重瓣花的出现说明单瓣为显性性状,也说明该株单瓣花植株为杂合子,其基因型为Aa,取花粉进行单倍体育种,理论上获得植株AA∶aa=1∶1,但所得植株只表现为重瓣(aa),说明亲代单瓣花中含A基因的花粉不育,而含a基因的花粉可育,A正确。由于含有A的花粉不育,因此单瓣花的基因型是Aa,雄性个体只能产生a配子;而雌性个体可以产生A和a配子。单瓣花植株自交,子一代基因型及其比例是Aa∶aa=1∶1,产生的雌配子为A∶a=1∶3,因此F2个体中基因型及比例为Aa∶aa=1∶3,相应产生的雌配子为A∶a=1∶7,F3个体中Aa∶aa=1∶7,B正确。秋水仙素作用的机理是抑制纺锤体的形成进而引起染色体数目加倍,秋水仙素不影响着丝粒的分裂,C错误。细胞全能性是指细胞分裂分化后仍然具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,花粉离体培养需经历多个阶段,最终形成了植株,体现了细胞的全能性,D正确。
复杂情境
3.三体的遗传机制(2022苏北七市三模,16)Ⅳ号染色体三体(体细胞含3条Ⅳ号染色体)的果蝇明显特征是体表有粗刚毛,其产生含有1条或2条Ⅳ号染色体的配子活性相当且受精后均能正常发育。现有无眼雄果蝇(ey/ey,位于Ⅳ号染色体)与Ⅳ号染色体三体雌果蝇(+/+/+,野生型)杂交,F1全为野生型,F1中粗刚毛雌果蝇与无眼雄果蝇杂交得F2。相关叙述正确的是(多选)(　　)
A.F1中粗刚毛果蝇占1/2
B.F1粗刚毛雌果蝇能产生4种比例相等的配子
C.F2中无眼个体体表均有粗刚毛
D.F2野生型果蝇中粗刚毛个体占3/5
答案　AD　结合题干信息“无眼雄果蝇(ey/ey,位于Ⅳ号染色体)与Ⅳ号染色体三体雌果蝇(+/+/+,野生型)杂交,F1全为野生型”分析,无眼雄果蝇只产生一种类型的雄配子ey,三体雌果蝇能产生2种雌配子,它们是+/+∶+=1∶1,由此可知F1的基因型为+/+/ey∶+/ey=1∶1,又因为Ⅳ号染色体三体的果蝇明显特征是体表有粗刚毛,由此可知基因型为+/+/ey的个体为粗刚毛,其在F1中占1/2,A正确;F1粗刚毛雌果蝇(+/+/ey)产生的配子种类及比例为+/+∶+/ey∶+∶ey=1∶2∶2∶1,B错误;F2中无眼个体的基因型是ey/ey,体表不具有粗刚毛,C错误;根据F1粗刚毛雌果蝇产生的配子及比例,可知F2野生型果蝇中粗刚毛个体占3/5,D正确。
4.牙鲆鱼P品系的培育(2022南京中华中学期末,6)牙鲆鱼(染色体数目2n=48)的性别决定方式为XY型。研究人员设法使牙鲆鱼次级卵母细胞(处于减数第二次分裂后期)直接发育为新个体,称为初代P品系。取部分初代P品系胚胎在高温下培养,这些胚胎发育成为雄鱼。让这些雄鱼与正常温度下发育成的P品系雌鱼交配,可以产生二代P品系。下列相关叙述正确的是(　　)
A.次级卵母细胞中性染色体为X或Y染色体
B.初代P品系鱼胚胎细胞染色体有4n=96条
C.二代P品系在正常温度下会发育为雌鱼
D.牙鲆鱼性别由环境温度决定,与性染色体无关
答案　C　次级卵母细胞中性染色体为X染色体,不可能为Y染色体,A错误;由题干可知,牙鲆鱼是二倍体,含有2个染色体组,初代P品系是牙鲆鱼次级卵母细胞(处于减数第二次分裂后期)直接发育为的新个体,因此其胚胎细胞染色体数目为48,B错误;初代P品系性染色体为XX,在高温下发育成为雄鱼,与正常温度下发育成的P品系雌鱼(XX)交配,产生的二代P品系性染色体都为XX,故二代P品系在正常温度下会发育为雌鱼,C正确;在正常温度下XX发育形成雌性个体,XY发育为雄性,在高温下XX发育成雄鱼,说明牙鲆鱼性别表现受性染色体和发育温度的共同影响,D错误。
5.用簇毛麦与普通小麦培育新品种(2022扬州中学4月考,14)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状结合到普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的普通小麦的花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得大量含28条染色体的杂种植株。下列叙述错误的是(　　)
A.簇毛麦能与普通小麦杂交成功,证明二者不存在生殖隔离
B.培养幼胚细胞的过程需要应用植物组织培养技术
C.获得的杂种植株相互杂交得到可育植株的概率极低
D.利用秋水仙素处理杂种植株的幼苗可以获得可育植株
答案　A　簇毛麦与普通小麦是两个不同物种,它们之间存在生殖隔离,A错误;将杂种幼胚离体培养,产生愈伤组织,进而获得大量含28条染色体的杂种植株,运用了植物组织培养技术,B正确;杂种植株在减数分裂时染色体不能联会(完全无同源染色体),因此一般产生正常的配子,所以得到可育植株的概率极低,C正确;杂种植株的染色体加倍后,在减数分裂时染色体能正常联会,因而能产生可育植株,D正确。
6.转基因与育种(2022南京师大附中期初,23)番茄是雌雄同花植物,可自花授粉也可异花授粉。M、m基因位于2号染色体上,基因型为 mm的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上,基因型为RR、Rr、rr的植株表型分别为正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成,导入H基因的转基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。
(1)基因型为Mm的植株连续自交两代,F2中雄性不育植株所占的比例为　　　　。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为　　　　,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机授粉,则F2中可育晚熟果植株所占比例为　　　　,其中纯合子占　　　　。 
(2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙,植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交,在形成配子时喷施NAM,F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因,则以上所得F1的体细胞中含有　　　个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,则H基因插入了　　　　(填“2号”“5号”“X”或“Y”)染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为　　　　。 
(3)若植株甲的细胞中仅含1个H基因,在不喷施NAM的情况下,利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)1/6　MmRr　5/8　2/15　(2)0　2号　有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因　(1/2)n　(3)以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)
解析　分析题干信息:番茄是雌雄同花植物,可自花授粉也可异花授粉,即可自交亦可杂交。M、m基因位于2号染色体上,基因型为 mm的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育,基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上,基因型为RR、Rr、rr的植株表型分别为正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。可知基因M、m和R、r位于非同源染色体上,遵循自由组合定律。(1)基因型为Mm的植株自交,F1中MM∶Mm∶ mm=1∶2∶1,其中MM、Mm的植株表现为大花、可育, mm的植株只产生可育雌配子,故只有1/3MM和2/3Mm能够自交,则F2中雄性不育植株 mm所占的比例为2/3×1/4=1/6。雄性不育植株 mm与野生型植株杂交所得可育(Mm)晚熟红果(Rr)杂交种的基因型为MmRr,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机授粉,即自由交配,则亲本产生的配子有MR、Mr、mR、mr,比例为1∶1∶1∶1,则F1中有9种基因型,分别为1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr,F1雌配子种类及比例为MR∶Mr∶mR∶mr=1∶1∶1∶1,F1雄配子种类及比例为MR∶Mr∶mR∶mr=2∶2∶1∶1,则F2中可育晚熟红果植株(基因型为M_Rr)所占比例为1/4×3/6+1/4×3/6+1/4×2/6+1/4×2/6=10/24,F2中可育晚熟黄果植株(基因型为M_rr)所占比例为1/4×3/6+1/4×2/6=5/24,因此F2中可育晚熟果植株所占比例为10/24+5/24=5/8,其中纯合子(即MMrr)占1/4×2/6÷5/8=2/15。(2)已知细菌中的H基因控制某种酶的合成,导入H基因的转基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞,并获得转基因植株甲和乙,则H基因的可能位置有插入了M基因所在的染色体上、插入了m基因所在的染色体上、插入了2号染色体以外的染色体上,植株甲和乙分别与雄性不育植株 mm杂交,在形成配子时喷施NAM,则含H基因的雄配子死亡,F1均表现为雄性不育 mm,说明含有M基因的雄配子死亡,即有H基因插入了M基因所在的染色体(即2号染色体)上。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因,以上所得F1的体细胞中含有0个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,则H基因插入了M基因所在的染色体上,即H与M基因连锁。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为(1/2)n。(3)若植株甲的细胞中仅含一个H基因,且H基因插入了M基因所在的染色体上,在不喷施NAM的情况下,以雄性不育植株 mm为母本、植株甲HMm为父本进行杂交,雌配子为m,雄配子为HM、m,则子代中大花植株(基因型为HMm)即为与植株甲基因型相同的植株(或利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)。
7.运用染色体变异选育雄蚕(2022苏北七市三模,23)家蚕(2n=56)是ZW型性别决定生物,雄蚕产的丝有弹性好等优点。为尽早筛选出雄蚕以提高效益,科研人员进行了如下育种实验(家蚕卵的颜色受10号染色体上紧密连锁的两对基因A、a和B、b控制,其中黑色卵由A、B共同决定)。请回答下列问题。

(1)品系1、品系2是γ射线处理导致　　　　　　(变异类型)的结果。本实验中选择黑色卵基因(A、B)和白色卵基因(a、b)进行新品种的培育,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)品系1、品系2卵的颜色分别是　　　　,若它们产生的配子活力相同、杂交后代均能正常发育,则后代出现品系4的概率是　　　　,黑色卵的概率是　　　　。 
(3)为了培育能尽早筛选出雄蚕的新品种,还需在上述杂交实验基础上进一步培育品系6(如图),则:
①在品系1~5中,为培育品系6应选择的杂交亲本是　　　　　　　　。 
②在生产实践中,品系4与品系6杂交,应选择　　　色卵孵化,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案　(1)染色体易位(或染色体结构变异)　两对基因紧密连锁,不易重组;易位到性染色体可通过卵的颜色尽早判断雌雄　(2)白色、黑色　1/16　3/4　(3)①品系4、品系5　②白　后代白色卵基因型为ZabZab,均为雄性;后代黑色卵基因型为ZabWAB,均为雌性
解析　(1)分析题图,可发现品系1、品系2是γ射线处理导致染色体结构变异的结果。本实验中选择黑色卵基因(A、B)和白色卵基因(a、b)进行新品种的培育,这是因为两对基因紧密连锁,所在部位的染色体片段不易发生交叉互换,因而两对基因不易发生重组;易位到性染色体可通过卵的颜色尽早判断雌雄。(2)分析题图可知品系1和品系2分别含有ab、Zab和AB、WAB,因此其卵的颜色分别是白色和黑色。由品系1、品系2的染色体和基因组成可知两者均能产生4种配子,它们杂交后代中出现品系4的概率是1/4(10Zab)×1/4(10WAB)=1/16,品系2产生的4种卵细胞中有3种含有AB,即它们杂交后代中黑色卵占3/4。(3)分析品系6可知,品系6是由10Zab的卵细胞和10Zab精子结合而来的,由此分析品系1~5,为培育品系6应选择的杂交亲本最好是品系4、品系5,后代出现品系6的概率较高。品系4与品系6杂交,后代中白色卵均为雄性,黑色卵均为雌性,所以根据题中目的应选择白色卵孵化。

戊组
简单情境
1.线粒体基因突变(2022潍坊二模,5)西藏夏尔巴人能适应高山缺氧的环境,研究发现其线粒体基因G3745A和T4216C发生了基因突变,使机体在能量代谢过程中提高了对氧气的利用效率,减少机体耗氧量;同时位于常染色体上的EPAS1、EGLN1等多个变异基因则通过适量增加血红蛋白浓度增强机体的携氧量。下列说法正确的是(　　)
A.基因发生突变后,其碱基序列一定发生改变
B.高山缺氧使夏尔巴人产生多种适应性变异基因
C.T4216C和EPAS1基因的遗传都遵循孟德尔的遗传定律
D.EPAS1、EGLN1等基因在人体成熟红细胞中持续表达增加血红蛋白浓度
答案　A　根据基因突变的概念可知,基因发生突变后,基因的碱基序列一定发生改变,A正确;基因突变是不定向的,高山缺氧使夏尔巴人适应缺氧环境的变异得以保留下来,B错误;基因在染色体上才能遵循孟德尔遗传定律,T4216C基因属于线粒体基因,不遵循孟德尔遗传定律,C错误;人体成熟红细胞没有细胞核及众多的细胞器,只有核糖体一种细胞器,而EPAS1、EGLN1等基因位于常染色体上,属于细胞核基因,人体成熟红细胞中不含这些基因,D错误。
名师点睛　基因突变后,基因的碱基序列一定改变,转录生成的mRNA的碱基序列一定改变,但翻译出来的蛋白质不一定改变。
2.原癌基因ABL易位(2022聊城二模,4)人体细胞内9号染色体上的原癌基因ABL易位至22号染色体BCR基因所在的区域,构成了一个可被红色荧光蛋白标记的BCR-ABL融合基因,造血干细胞中该融合基因的表达会导致细胞增殖失控而形成慢性粒细胞白血病。下列说法正确的是(　　)
A.ABL所在片段易位可能发生在有丝分裂过程中
B.人体细胞中ABL与BCR基因的融合属于基因重组
C.通过红色荧光点个数可以判定增殖失控细胞分裂的时期
D.造血干细胞增殖失控的根本原因是原癌基因ABL的表达
答案　A　易位属于染色体结构变异,该过程可以发生在有丝分裂过程中,A正确,B错误;红色荧光出现是由于形成了可被红色荧光蛋白标记的BCR-ABL融合基因,通过红色荧光点个数可以判定融合基因的个数,但不能判定增殖失控细胞分裂的时期(因为复制后的基因个数在前期、中期、后期、末期数目相同),C错误;BCR-ABL融合基因的表达会使造血干细胞出现增殖失控,原癌基因ABL的表达不会导致造血干细胞增殖失控,D错误。
复杂情境
3.异种杂合胚胎干细胞(2022泰安二模,14)中国科学院动物研究所科学工作者人工创建了世界首例以稳定二倍体形式存在的含有大鼠和小鼠两个物种全套染色体的异种杂合胚胎干细胞。首先通过哺乳动物单倍体胚胎干细胞技术,获得了只含有一套染色体的单倍体胚胎干细胞,包括各种细胞系。然后通过细胞融合技术将小鼠孤雄(雌)和大鼠孤雌(雄)单倍体干细胞融合,获得了异种杂合二倍体胚胎干细胞。下列说法错误的是(　　)
A.该技术创造性地突破了生殖隔离所导致的不同物种间无法获得二倍体细胞的障碍
B.孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞分别相当于有性生殖中的卵子和精子
C.该单倍体胚胎干细胞含一个染色体组,可直接培育成单倍体动物模型研究性状与基因的关系
D.该异种杂合二倍体胚胎干细胞能够分化形成各种类型的杂种体细胞
答案　C　大鼠和小鼠属于两个物种,存在生殖隔离,所以该技术创造性地突破了生殖隔离所导致的不同物种间无法获得二倍体细胞的障碍,A正确;异种杂合二倍体胚胎干细胞是由孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞融合得到的,且单倍体胚胎干细胞是由配子直接发育而来的,因此孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞分别相当于有性生殖中的卵子和精子,B正确;动物细胞的全能性受限制,该单倍体胚胎干细胞含一个染色体组,不能直接培育成单倍体动物,C错误;该异种杂合二倍体胚胎干细胞具有全能性,能够分化形成各种类型的杂种体细胞,D正确。
复杂陌生情境
4.果蝇的三体遗传(2022聊城二模,22,节选)果蝇是遗传学实验的模式生物。果蝇细胞内的Ⅳ染色体多一条(三体)可以存活并能够繁殖,但多两条(四体)时不能存活。果蝇正常眼(E)和无眼(e)是一对相对性状,基因E、e位于常染色体上。现有纯合的正常眼和无眼的Ⅳ染色体三体果蝇及正常果蝇,请完善探究E、e基因是否在Ⅳ号染色体上的实验方案并预期其结果及结论。
(1)选用　　　　　　　　　　　　作为亲本杂交得F1,选择F1三体自由交配得 F2。
(2)预期实验结果和结论:　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)纯合正常眼三体果蝇与正常无眼果蝇(或纯合无眼三体果蝇与正常的正常眼果蝇)　(2)若正常眼∶无眼=26∶1,则E、e基因在Ⅳ号染色体上;若正常眼∶无眼=3∶1,则E、e基因不在Ⅳ号染色体上(或若正常眼∶无眼=19∶8,则E、e基因在Ⅳ号染色体上;若正常眼∶无眼=3∶1,则E、e基因不在Ⅳ号染色体上)
解析　(1)为探究E、e是否在Ⅳ染色体上,有两种方案,方案一:选择纯合正常眼三体果蝇与正常无眼果蝇杂交得F1,选择F1三体自由交配得F2。(2)若该对等位基因不在Ⅳ号染色体上,无眼个体基因型为ee、正常眼果蝇基因型为EE,杂交得到的F1基因型为Ee,相互交配,子代E_(正常眼)∶ee(无眼)=3∶1;若该对等位基因在Ⅳ号染色体上,无眼个体基因型为ee、正常眼三体果蝇基因型为EEE,杂交得到的F1基因型为EEe(正常眼)和Ee(正常眼),选择三体EEe自由交配,EEe产生的配子及比例为E∶Ee∶EE∶e=2∶2∶1∶1,用棋盘法表示结果:

2E
2Ee
1EE
1e
2E
4正常眼
4正常眼
2正常眼
2正常眼
2Ee
4正常眼
致死
致死
2正常眼
1EE
2正常眼
致死
致死
1正常眼
1e
2正常眼
2正常眼
1正常眼
1无眼

所以正常眼∶无眼=26∶1。方案二:选择纯合无眼三体果蝇与正常的正常眼果蝇杂交,其思路同方案一。
己组
复杂情境
1.水稻的育性(2021天津和平一模,15)水稻的育性由一对等位基因M、m控制,基因型为MM和Mm的个体可产生正常的雌、雄配子,基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子,表现为雄性不育,基因M可使雄性不育个体恢复育性。
(1)通过转基因技术将基因M与雄配子致死基因A、蓝色荧光蛋白基因D一起,导入基因型为mm的个体中,并将其插入一条不含m基因的染色体,如图所示。基因型为mm的个体在育种过程中作为　　　　(填“父本”或“母本”), 该个体与育性正常的非转基因个体杂交,子代可能出现的基因型为　　　　。 

(2)图示的转基因个体自交,F1的基因型及比例为　　　=　　　　,其中雄性不育植株为　　　　(填“有”或“无”)荧光植株。 
(3)雄性不育植株不能通过自交将雄性不育的特性传递给它的子代,而育种工作者构建出的转基因植株的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)母本　Mm、mm　(2)ADMmm∶mm　1∶1　无　(3)可以产生m的雄配子和m的雌配子,自交后代可以产生雄性不育的mm
解析　(1)基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子,故其育种过程中只能作为母本;育性正常的非转基因个体的基因型为MM或Mm,则基因型为mm的个体与育性正常的非转基因个体杂交,子代可能的基因型为Mm、mm。(2)由图可知,转基因个体产生的雄配子为m,雌配子为m、ADMm,自交后代基因型及比例为ADMmm∶mm=1∶1。转基因植株自交后,产生的雄性不育植株的基因型为mm,无蓝色荧光蛋白基因,不会出现荧光,因此,雄性不育植株为无荧光植株。(3)由题可知,ADMmm为雄性可育植株,可以产生m的雄配子和m的雌配子,自交后代可产生雄性不育的mm。
2.雄性突变体菠菜(2021天津和平二模,16)育种专家为获得菠菜(2N=12,XY型)更多的突变体,先将其种子用EMS溶液浸泡,再在大田种植,发现雄性菠菜植株性状与野生植株有明显差异,并且该地区从未发现过该种性状的植株。请分析回答下列问题:
(1)为确定该雄性菠菜植株突变性状的产生原因是染色体变异还是基因突变,最直接的方法是利用高倍镜 
　。 
(2)经研究确定该突变性状是由一条染色体上的某个基因突变产生的。为了进一步了解突变基因的显隐性和所在的染色体,设计了如下杂交实验方案:将该突变雄株与多株野生纯合雌株杂交,观察并记录F1雌、雄植株中野生型和突变型的数量及有关比例,如表1。

F1
野生型
突变型
突变型/(野生型+突变型)
雄株
M1
M2
Q
雌株
N1
N2
P

表1
①若突变基因位于X染色体上且为显性时,则Q和P分别为　　　　。 
②若Q和P分别为1/2、1/2时,则突变性状的遗传方式为　　　　　　　　　遗传。 
(3)现已确认,突变性状和野生性状由常染色体上一对等位基因(B、b) 控制。育种专家利用现代生物技术进一步对此基因的结构进行检测, 结果如图所示。该基因内部有限制酶X识别序列,基因两侧分别有限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ识别序列,如表2。


限制酶
识别序列和切割位点
EcoRⅠ
↓　　GAATTC
BamHⅠ
↓　 　GGATCC

表2
①由图可知该突变基因是由　　　　　　引起的基因结构的改变。已知限制酶X识别序列为CCGG ,若从某菠菜植株中分离出其中所含的各种B(b)基因部分区域,经限制酶X完全切割后,共出现170、220、290和 460对碱基四种片段,那么该菠菜植株的基因型是　　　　。 
②若利用PCR技术扩增B基因,设计引物序列的主要依据是　　　　,最好还应在两种引物的一端分别加上　　　　和　　　　序列,以便于后续的剪切和连接。 
答案　(1)观察突变雄株与野生型植株细胞中染色体的形态和数目,选择有丝分裂中期观察　(2)①0、1　②常染色体显性　(3)①碱基的替换　Bb　②B基因两端的部分核苷酸序列　EcoRⅠ　BamHⅠ
解析　(1)基因突变在显微镜下观察不到,而染色体变异可以通过显微镜观察,因此要判断该突变性状的产生原因是基因突变还是染色体变异,最直接的方法是在高倍镜下观察突变雄株与野生型植株细胞中染色体的形态和数目,选择有丝分裂中期观察。(2)①若突变基因位于X染色体上且为显性时,假设用A、a表示,亲本突变型雄株的基因型为XAY,野生型纯合雌株的基因型为XaXa ,杂交后代的基因型为XAXa、XaY,雌株都是突变型,雄株都是野生型,因此Q=0,P=1。②若Q和P分别为1/2、1/2时 ,雌雄的表型及其比例相同,说明控制性状的基因位于常染色体上,亲本是突变雄株与多株野生纯合雌株,后代表型及比例为野生型∶突变型=1∶1 ,说明突变型植株的基因型为Aa,野生型的基因型为aa,则该变异为常染色体显性突变。(3)①分析B和b基因的碱基序列,该基因突变是由碱基的替换导致的。分析题图,B基因中存在限制酶X的识别序列,该DNA分子被限制酶X切割产生290、170、 220对碱基三种片段,b基因中少了1个限制酶X的识别序列,因此b基因被切割成460、220对碱基两种片段,则出现290、170、220、460对碱基四种片段的基因型是Bb。②要扩增B基因,首先要依据B基因两端的部分核苷酸序列合成引物,然后还需在两种引物的一端分别加上限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ的识别序列,以便于后续的剪切和连接。
3.染色体异常稻(2021天津杨村一中开学考,15)袁隆平团队培育的进行自花传粉的“超级稻”亩产1 365公斤,创下了我国双季稻产量新高。研究发现水稻的7号染色体上的一对等位基因D/d与水稻的产量相关,D基因控制高产性状,d基因控制低产性状。水稻至少有一条正常的7号染色体才能存活。研究人员发现两株染色体异常稻(体细胞染色体如植株甲所示),请据图分析回答:

(1)植株甲的可遗传变异类型具体为　　　　　　　　,请简要写出区分该变异类型与基因突变最简单的鉴别方法:　　　　　　　　　　　　　。 
(2)已知植株甲的基因型为Dd,若要确定D基因位于正常还是异常的7号染色体上,请试用最简单的方法设计实验证明D基因的位置(请写出杂交组合预期结果及结论):
①　　　　　　　　　　,将种子种植后观察子代植株的产量,统计性状分离比; 
②若　　　　　　　　　　,则D基因在7号正常染色体上;若　　　　　　　　　　,D基因在7号异常染色体上。 
(3)经实验确定D基因位于异常染色体上,以植株甲为父本,正常的低产植株为母本进行杂交,子代中发现了一株植株乙。若植株乙的出现是精子异常所致,则具体原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)染色体结构变异(染色体片段缺失)　用光学显微镜观察区分　(2)让植株甲自交产生种子　子代均为高产植株(高产∶低产=1∶0)　子代高产∶低产=2∶1　(3)减数分裂Ⅰ后期,同源染色体(7号)未分离,移向同一极
解析　(1)与正常染色体比较可知,异常染色体为染色体片段缺失,属于染色体结构变异。基因突变是染色体某一位点上基因的改变,这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的,而染色体变异是可以用光学显微镜直接观察到的。(2)杂交组合预期结果及结论:①让植株甲自交产生种子,种植后观察统计后代植株的产量;②如果D基因位于正常7号染色体上,则自交结果因dd无正常7号染色体不能存活,全部为高产(1DD、2Dd);如果D基因位于异常7号染色体上,则自交结果因DD无正常7号染色体不能存活,高产(Dd)∶低产(dd)=2∶1。(3)植株甲作为父本,基因型为Dd,低产植株为母本,基因型为dd,经实验确定D基因位于异常染色体上,由图植株乙可知,产生的植株乙的基因型为Ddd。若植株乙的出现是精子异常所致,则可判断异常精子的基因型为Dd,产生的原因为减数分裂Ⅰ后期,两条7号染色体没有分开,移向了细胞的同一极。

庚组
简单情境
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.细胞癌变(2022浙江湖丽衢二模,6)下列关于癌细胞的叙述,错误的是(　　)
A.培养时不发生接触抑制
B.有无限增殖能力
C.由正常细胞转化而来
D.蛋白质合成能力减弱
答案　D　癌细胞由正常细胞转化而来,发生了基因突变,具有无限增殖能力,癌细胞失去了接触抑制特征,其表面的粘连蛋白很少或缺失而容易在组织间转移,但癌细胞的总体代谢比较强,蛋白质的合成能力并未减弱,D错误。
2.染色体异常配对(2022浙江宁波二模,6)染色体结构发生变化后,导致减数第一次分裂过程中染色体出现如图所示的现象(黑圈表示着丝粒)。该变异类型属于(　　)

A.缺失 B.易位
C.倒位 D.重复
答案　B　染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上,使得非同源染色体之间存在同源区段,从而在减数第一次分裂前期出现异常的配对现象,该变异类型属于染色体结构变异中的易位,B正确。
复杂情境
3.培育少籽(子)果实(2022浙南名校联考,9)在水果的栽培中,果实少籽(子)的品种更受欢迎。少籽品种的类型根据其培育原理可分为激素少籽、多倍体少籽和易位少籽。下列叙述错误的是(　　)
A.大棚种植环境下昆虫少,不利于番茄授(受)粉,通常使用生长素促进果实发育
B.三倍体西瓜虽然在减数分裂时同源染色体联会紊乱,但仍有可能产生正常配子
C.通过人工诱导,在染色体断裂处发生非同源片段的错误连接获得易位少籽个体
D.三种少籽品种均可通过有性繁殖获得子代,实现了较高的经济效益
答案　D　大棚种植环境下昆虫少,不利于番茄授(受)粉,利用生长素可促进子房发育,获得无籽(子)或少籽番茄,A正确;三倍体西瓜含有三个染色体组,在减数分裂产生配子时同源染色体联会紊乱,产生正常配子的概率较低,B正确;人工诱导可引起基因突变或染色体畸变(变异),因此处理后可获得易位少籽个体,C正确;三种少籽品种中,像三倍体西瓜这样的多倍体少籽品种高度不育,不能通过有性繁殖正常获得子代,D错误。
易错提醒　利用生长素处理得到的激素少籽番茄,若通过有性繁殖获得子代,则又会长出普通有籽果实。
4.变异与遗传病(2022浙江杭州二模,21)Menkes病是由ATP7A基因(编码含1 500个氨基酸的ATP7A蛋白)突变导致铜代谢障碍的伴X染色体隐性遗传病。现有两例患者,例1缺失了19对碱基,导致ATP7A蛋白第864位氨基酸开始改变,并缩短为882个氨基酸;例2缺失了1对碱基,导致ATP7A蛋白第1 016位氨基酸开始改变,并缩短为1 017个氨基酸。结合上述信息,下列推断最合理的是(　　)
A.若例2碱基缺失位置再缺失2对碱基,该患者有可能不患病
B.由于例1缺失的碱基比例2多,因此例1的症状比例2更严重
C.两例患者DNA上的遗传密码均改变,均出现提前的终止密码子
D.以上病例表明基因突变具有稀有(低频)性、多方向(不定向)性、多数有害性和可逆性
答案　A　 例2缺失了1对碱基,若在该位置再缺失2对碱基,影响了一个氨基酸的组成,可能导致引起的ATP7A蛋白的改变较小,该患者有可能不患病,A正确;例1缺失的碱基比例2多,导致ATP7A蛋白的氨基酸减少量也比例2多,但其所造成的影响不一定比例2大,B错误;遗传密码位于mRNA上,C错误;题述病例不能体现基因突变的稀有(低频)性和可逆性,D错误。