2023届高考生物二轮复习实验探究二变异型探究实验学案

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这是一份2023届高考生物二轮复习实验探究二变异型探究实验学案，共7页。

1．判断二倍体基因突变显隐性的方法

(1)已知性状的显隐性，若发生显性突变，1个基因突变就会导致出现突变性状(aa→Aa)；若发生隐性突变需要2个基因同时突变才能出现突变性状(AA→aa)，概率极低。因此若突变发生的当代就出现了突变性状，一般为显性突变。

(2)若性状的显隐性未知，让突变个体自交，若子代出现性状分离，说明该突变个体为杂合子，突变性状为显性；若子代未出现性状分离，说明该突变个体是纯合子，再让该突变个体和野生型个体进行杂交，确定显隐性。

2．假说—演绎法探究变异类型

先假设是某种类型的变异，再根据杂交结果和每一种变异类型的特点，进行判断。

『强化训练』

1．(2022·广东高三专题练习)某二倍体植物(雌雄同花、闭花授粉)的红花和白花为一对相对性状。研究人员用纯合的红花植株与纯合的白花植株杂交，F1全开红花，F1自交，F2表现型为红花∶白花＝27∶37。回答下列问题：

(1)根据实验结果判断，红花和白花的遗传遵循____________________定律，该定律的实质是___________________。

(2)F2白花植株的基因型有________种，其中纯合子的比例为________，若取F2的一株红花植株，让其进行自交，子代的表现型及比例可能为_____________________________________(写全所有可能性)。

(3)科研人员在研究过程中发现了一株矮杆隐性突变体和一株窄叶隐性突变林，两种隐性突变体的发现说明基因突变具有_____________________________________________________特点。为了定位相关基因在染色体上的位置，研究人员利用相关技术获得了各种野生型三体植株，已知减数分裂时不能配对的染色体随机移向细胞的一极。若要定位窄叶基因是否位于2号染色体，可选择窄叶突变体与2号染色体三体植株杂交，F1植株中的三体植株自交。若F2的表现型及比例为________________，则说明窄叶基因位于2号染色体上；若F2的表现型及比例为________________，则说明窄叶基因不位于2号染色体上。同样的方法可以对矮杆基因进行定位，若结果显示矮杆基因和窄叶基因均位于2号染色体上，则让上述两种突变体杂交，F1自交，F2的表现型及比例为_________________________(不考虑交叉互换)。

【解析】　(1)根据F2表现型为红花∶白花＝27∶37，一共64种组合方式，可确定该相对性状受三对等位基因控制，遵循自由组合定律，且红花的基因型为A_B_C_，其他基因型均表现为白花。自由组合定律的实质是在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)若控制红花和白花三对基因分别用A/a、B/b、C/c表示，则F1的基因型为AaBbCc，F2的基因型共有3×3×3＝27种，纯合子有2×2×2＝8种，红花的基因型为A_B_C_(共2×2×2＝8种)，其中红花植株的纯合子有1种，故F2白花植株的基因型有27－8＝19种，其中纯合子的比例为＝(8－1)/(64－3×3×3)＝7/37。取F2的一株红花植株，让其进行自交，若其基因型为AABBCC，子代的表现型全部为红花；若其基因型为AaBBCC或AABbCC或AABBCc，子代的表现型为红花∶白花＝3∶1；若其基因型为AaBbCc，子代的表现型为红花∶白花＝9∶7；若其基因型为AaBbCC或AABbCc或AaBBCc，子代的表现型为红花∶白花＝27∶37。(3)基因突变的随机性是指基因突变在生物个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生，在研究过程中发现了一株矮杆隐性突变体和一株窄叶隐性突变林，即基因突变发生在不同部位，说明两种突变体的形成体现了基因突变的随机性。若窄叶基因位于2号染色体上，且基因用d表示，则宽叶基因用D表示，则F1三体植株的基因型为DDd，F1自交，产生的配子以及比例为D∶d∶Dd∶DD＝2∶1∶2∶1，则F2中出现窄叶的概率为1/6×1/6＝1/36，F2性状分离比为宽叶∶窄叶＝(1－1/36)∶1/36＝35∶1。若窄叶基因不位于2号染色体上，F1三体植株关于宽叶和窄叶的基因型为Dd，Dd×Dd→D_∶dd＝3∶1，即自交F2性状分离比为宽叶∶窄叶＝3∶1。若矮杆基因也位于2号染色体上，且基因用e表示，则上述两种突变体的基因型分别为ddEE和DDee，二者杂交，F1基因型为DdEe，且D基因与e基因位于一条染色体，d基因与E基因位于另一条染色体，F1产生的配子以及比例为De∶dE＝1∶1，其自交F2为DDee∶DdEe∶ddEE＝1∶2∶1，即F2表现型及比例为宽叶矮杆∶窄叶高杆∶宽叶高杆＝1∶1∶2。

【答案】　(1)(基因的)自由组合　在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合

(2)19　7/37　全部为红花或者红花∶白花＝3∶1或红花∶白花＝9∶7或红花∶白花＝27∶37

(3)随机性　宽叶∶窄叶＝35∶1　宽叶∶窄叶＝3∶1　宽叶矮杆∶窄叶高杆∶宽叶高杆＝1∶1∶2

2．(2022·宁夏银川一中模拟)棉花是雌雄同花的经济作物，棉纤维的长绒和短绒(由A、a基因控制)、白色和红色(由B、b基因控制)为两对相对性状。由于长绒浅红棉深受消费者青睐，为了获得长绒浅红棉新品种，育种专家对长绒深红棉M的萌发种子进行电离辐射处理，得到下图所示的两种变异植株。回答下列问题：

(1)下列变异与植株M1形成过程发生的变异类型相同的是(　　)

A．镰刀型贫血症的形成

B．人类猫叫综合征的形成

C．果蝇棒状眼的形成

D．人类21三体综合征的形成

(2)诱变得到的长绒浅红棉植株M1自交后代出现了新型白色棉，该白色棉的体细胞中含有________个b基因。

(3)若要确定某一长绒浅红棉植株的基因组成及位置关系是上图中的M1还是M2，请设计一个最简便的遗传实验方案。写出实验思路：__________________，观察并统计子代的表现型种类。预期结果及结论：若子代出现__________种表现型，则为M1。若子代出现________种表现型，则为M2。

【解析】　(1)图中M1形成的原因是染色体片段缺失，而镰刀型贫血症的形成是基因突变的结果，A错误；人类猫叫综合征的形成是5号染色体片段缺失一段导致的，与图中M1形成的原因相同，B正确；果蝇棒状眼的形成是染色体片段增加一段导致的，而图中M1形成的原因是染色体片段缺失，C错误；人类21三体综合征的形成原因是21号染色体增加了一条导致的，与图中M1形成的原因不同，D错误。故选B。(2)若用O表示缺失了b基因的Ⅱ号染色体，则诱变得到的长绒浅红棉植株M1关于棉花绒色的基因型可表示为bO，其自交后代的基因型可表示为bb、bO、OO，可见其中出现的新型白色棉的基因型为OO，即该白色棉的体细胞中含有0个b基因。(3)若要确定某一长绒浅红棉植株的基因组成及位置关系是上图中的M1还是M2，最简便的方法是自交，将长绒浅红棉植株自交，观察并统计子代表现型及比例。若该长绒浅红棉为M1，其基因型可表示为AabO，其自交产生的后代的表现型为2×3＝6种，分别为长绒红色、短绒红色、长绒浅红色、短绒浅红色、长绒新白色、短绒新白色；若该长绒浅红棉为M2，其基因型可表示为AabO，其产生的配子类型为AO∶ab＝1∶1，其自交产生的基因型和表现型为1AAOO(长绒新白色)、2AabO(长绒浅红色)、1aabb(短绒深红色)，共3种表现型。

【答案】　(1)B

(2)0

(3)将长绒浅红棉植株自交　6　3

3．(2022·辽宁模拟)科研人员对有色饱满玉米和无色凹陷玉米进行两组杂交实验。回答下列问题：

实验一：有色饱满×无色凹陷→F1有色饱满；

实验二：F1×无色凹陷→F2有色饱满(4032)，有色凹陷(149)、无色饱满(152)、无色凹陷(4035)。

(1)根据实验二可判断控制这两对相对性状的基因的遗传均遵循分离定律，判断的依据是____________________________________。

(2)若控制玉米籽粒的颜色和形状的基因分别用A/a、B/b表示，则实验一中亲本有色饱满玉米、无色凹陷玉米的基因型分别为______________。实验二中F2出现的四种表现型的比例不等于1∶1∶1∶1，从等位基因的位置角度考虑，原因是____________。若不考虑交叉互换和突变，实验一中F1自交所得F2的表现型及比例为__________________________。

(3)实验一的后代群体中偶然出现了一粒无色玉米(植株甲)，出现植株甲的原因可能是亲本玉米在产生配子的过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有正常纯合有色玉米(植株乙)与无色玉米(植株甲)，根据实验步骤预测结果，以探究其原因。(注：一对同源染色体都缺失时受精卵死亡，各基因型配子的活力相同)

①实验步骤：用植株甲与植株乙杂交，获得F1；让F1随机交配，观察并统计F2的表现型及比例。

②结果预测：_____________________________________。

【解析】　由实验一：有色饱满×无色凹陷→F1有色饱满，可知无色凹陷为双隐性个体，实验二可称为测交实验，测交实验可检测待测个体产生的配子种类及比例，由F2的表现型及比例可知，F1有色饱满个体产生了四种配子，且比例为4032∶149∶152∶4035，不为1∶1∶1∶1，说明两对基因位于一对同源染色体上(即连锁)，且在产生配子的过程中发生了交叉互换。(1)根据上述分析可知，有色饱满为双显性个体，无色凹陷为双隐性个体，则F1×无色凹陷杂交相当于测交，单独分析测交后代每对性状，有色∶无色＝1∶1，饱满∶凹陷＝1∶1，说明控制这两对相对性状的基因的遗传均遵循分离定律。(2)若控制玉米籽粒的颜色和形状的基因分别用A/a、B/b表示，根据有色饱满为双显性个体，有色饱满×无色凹陷→F1有色饱满，可知亲本均为纯合子，故亲本基因型为AABB、aabb，F1的基因型为AaBb，则实验二相当于测交实验，F2出现的四种表现型的比例不等于1∶1∶1∶1，说明两对基因不遵循自由组合定律，即两对基因应位于同一对同源染色体上。根据实验一可知A和B连锁，a和b连锁，故F1产生的配子为AB∶ab＝1∶1，F1自交所得F2的基因型为AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1，表现型及比例为有色饱满∶无色凹陷＝3∶1。(3)不考虑变异，纯合有色玉米与无色玉米进行杂交实验时，子代基因型是Aa，都表现为有色，该变异植株甲无色玉米如果是基因突变引起的，则变异植株的基因型是aa，与纯合有色玉米乙杂交，子一代为Aa，都表现为有色，子一代随机交配，子二代有色(A_)∶无色(aa)＝3∶1；如果是染色体片段缺失引起的，该变异植株的基因型记作aO，与纯合有色玉米杂交得到子一代基因型是Aa∶AO＝1∶1，都表现为有色，子一代有色玉米进行随机交配得到子二代，子一代产生的配子类型及比例是A∶a∶O＝2∶1∶1，雌雄配子随机结合，后代的基因型及比例是AA∶Aa∶AO∶aO∶aa∶OO＝4∶4∶4∶2∶1∶1，其中OO受精卵致死，因此子二代植株A_∶(aa＋aO)＝12∶3＝4∶1，即有色∶无色＝4∶1。