(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题4 实验探究（三） 判断变异类型的探究实验(含解析)

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1．(经典高考题)一对相对性状可受多对等位基因控制，如某种植物花的紫色(显性)和白色(隐性)，这对相对性状就受多对等位基因控制。科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系，且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。某同学在大量种植该紫花品系时，偶然发现了1株白花植株，将其自交，后代均表现为白花。假设该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异，若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的，还是属于上述5个白花品系中的一个，则：
(1)该实验的思路_________________________________________________________________。
(2)预期的实验结果及结论_________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交，观察子代花色
(2)在5个杂交组合中，如果子代全为紫花，说明该白花植株是新等位基因突变形成的；在5个杂交组合中，如果4个组合的子代为紫花，1个组合的子代为白花，说明该白花植株属于这5个白花品系之一
解析　分两种情况做假设，即①该白花植株是一个新等位基因突变造成的；②该白花植株属于题述5个白花品系中的一个。用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交，观察杂交后代的花色是否有差别。
2．(2016·全国Ⅲ，32节选)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子________代中能观察到该显性突变的性状；最早在子________代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子________代中能分离得到显性突变纯合子；最早在子________代中能分离得到隐性突变纯合子。
答案　一　二　三　二
解析　AA植株发生隐性突变后基因型变为Aa，而aa植株发生显性突变后基因型也变为Aa，该种植物自花受粉，所以不论是显性突变还是隐性突变，子一代为Aa时在子二代中的基因型都有AA、Aa和aa三种，故最早可在子一代观察到该显性突变的性状(A_)；最早在子二代中观察到该隐性突变的性状(aa)；显性纯合子和隐性纯合子均出现于子二代，且隐性纯合子一旦出现，即可确认为纯合，从而可直接分离出来，而显性纯合子的分离，却需再令其自交一代至子三代，若不发生性状分离方可认定为纯合子，进而分离出来。


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。

1．(2019·山东泰安二模)请回答下列与生物遗传和变异相关的问题：
(1)某自花传粉的植物为高茎，偶然发现一株矮茎植株，若想确定该矮茎植株的出现是基因突变还是环境条件引起的，最简单的实验操作是________________________，观察植株的表现型及比例。若____________________，则矮茎的出现是环境条件引起的；若________________，则矮茎的出现是基因突变的结果。
(2)某种XY型性别决定的植物中，含有染色体片段缺失的配子能正常完成受精作用，缺失染色体的配子会致死。该植物的花色由位于X染色体上的一对等位基因B、b控制，只有B基因的植物开红花，当B、b基因同时存在时开粉花，只有b基因的植株开白花；植株中缺乏控制花色的基因时植株致死。用紫外线照射粉花植株，为确定该植株发生了X染色体缺失还是染色体片段缺失，让该植株与白花雄株杂交，观察后代的表现型及比例。
①若后代________________，则该植株出现了染色体片段缺失，但花色基因未缺失；
②若后代________________，则该植株出现了花色基因B所在的片段缺失；
③若后代________________，则该植株出现了X染色体缺失。
答案　(1)取矮茎植株的种子若干，种在相同且适宜的环境条件下　后代全为高茎　矮茎∶高茎＝3∶1
(2)①红花∶粉红花∶白花＝1∶1∶2　②雌∶雄＝2∶1
③粉花雌∶红花雄＝1∶1或子代全为白花
解析　(1)为证明该矮茎植株的出现是基因突变还是环境条件引起的，可取矮茎植株的种子若干，种在相同且适宜的环境条件下，若后代全为高茎，则是由环境条件引起的，若是基因突变引起的，该植株矮茎的基因型为杂合子(如Aa)，自交子代表现型及比例为矮茎∶高茎＝3∶1。(2)若粉花植株的出现是染色体片段缺失引起的，但花色基因未缺失，则粉花植株的基因型为XBXb，与XbY杂交，子代红花∶粉花∶白花＝1∶1∶2；若出现B基因片段缺失，则粉花植株的基因型为XXb，与XbY杂交，后代基因型及比例为XXb∶XbXb∶XbY∶XY＝1∶1∶1∶1，其中XY个体致死，因此雌、雄比例为2∶1；若为B所在的X染色体缺失，则粉花植株的基因型为Xb，与XbY杂交，粉花植株只能产生Xb的配子，故子代全为白花，若为b所在的染色体缺失，则粉花植株的基因型为XB，与XbY杂交，故子代粉花雌∶红花雄＝1∶1。
2．果蝇的眼色由两对基因(A/a和R/r)控制，已知A和R同时存在时果蝇表现为红眼，其余情况为白眼，且其中R/r仅位于X染色体上。
实验：一只纯合白眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，正常F1全为红眼(偶见一只雌果蝇为XXY，记为“M”；还有一只白眼雄果蝇，记为“N”)。
(1)由题可知A/a位于常染色体上，且亲本白眼雄果蝇基因型为________，其不可能与R/r一样位于X染色体上的理由是：______________________________________________________。
请用遗传图解表示出以上实验过程(产生正常F1果蝇)。
(2)M果蝇能正常产生配子，其最多能产生X、Y、XY和________四种类型的配子，其对应比例为____________。
(3)N果蝇出现的可能原因有：①环境改变引起表现型变化，但基因型未变；②亲本雄果蝇发生某个基因突变；③亲本雌果蝇发生某个基因突变；④亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离而产生XO型果蝇(XO为缺一条性染色体的不育雄性)，请利用现有材料设计简便的杂交实验，确定N果蝇出现的原因。
实验步骤：________________________，然后观察子代雌果蝇的表现型及比例。
结果预测：Ⅰ.若________________，则是环境改变；
Ⅱ.若________________，则是亲本雄果蝇基因突变；
Ⅲ.若________________，则是亲本雌果蝇基因突变；
Ⅳ.若________________，则是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。
答案　(1)AAXrY　若A/a与R/r都在X染色体上，则纯合白眼雌果蝇的雄性子代也只能是白眼　如图所示
P　白眼雌果蝇(aaXRXR)×白眼雄果蝇(AAXrY)
↓
F1 红眼雌果蝇(AaXRXr) 红眼雄果蝇(AaXRY)
比例　　　　1　　 　 ∶　　　　1
(2)XX　2∶1∶2∶1
(3)实验步骤：将N果蝇与F1红眼雌果蝇交配
结果预测：Ⅰ.红眼∶白眼＝3∶1　Ⅱ.红眼∶白眼＝1∶1　Ⅲ.红眼∶白眼＝3∶5　Ⅳ.无子代
解析　(1)由题意知，A和R同时存在时果蝇表现为红眼，则F1全为红眼时，亲代纯合白眼雌果蝇与白眼雄果蝇的基因型应分别为aaXRXR、AAXrY。(2)XXY果蝇产生的配子类型有X、XY、Y、XX四种，其比例为X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。(3)欲确认N果蝇(白眼雄性)出现的原因，可将N果蝇与F1红眼雌果蝇(AaXRXr)杂交，观察子代雌果蝇的表现型及比例。若由环境改变引起，则N果蝇基因型为AaXRY，它与F1红眼雌果蝇杂交，子代雌果蝇的基因型为3/4A_XRX－、1/4aaXRX－，即红眼∶白眼＝3∶1；若是亲本雄果蝇基因A突变为a，则N果蝇基因型为aaXRY，它与F1红眼雌果蝇杂交，子代雌果蝇表现型及比例为红眼∶白眼＝1∶1；若是亲本雌果蝇基因R突变为r，则N果蝇基因型为AaXrY，它与F1红眼雌果蝇杂交，子代雌果蝇中3/8红眼(A_XRXr)、5/8白眼(A_XrXr、aaXRXr、aaXrXr)；若是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离，则N果蝇为XO型不育雄性，它与F1红眼雌果蝇杂交将无子代产生。
3．某自花受粉的二倍体植物(2n＝10)有多对容易区分的相对性状，部分性状受相关基因控制的情况如表。D、d与B、b两对等位基因在染色体上的位置如图所示。请回答下列问题：

　基因组成
表现型
等位基因
显性纯合
杂合
隐性纯合
A—a
红花
白花
B—b
窄叶
宽叶
D—d
粗茎
中粗茎
细茎

(1)如果要测定该植物的基因组，应该测定________条染色体上的________(填“基因”或“DNA”)序列。
(2)若表中三对等位基因分别位于三对常染色体上，在减数分裂形成配子时遵循____________定律。基因型为AaBbDd与aabbdd的两个植株杂交，子代中红花窄叶细茎植株占的比例为__________。
(3)已知电离辐射能使D、d基因所在的染色体片段发生断裂，分别随机结合在B、b所在染色体的末端，形成末端易位。仅一条染色体发生这种易位的植株将高度不育，现将上图基因型为BbDd的植株在幼苗时期用电离辐射处理，欲判定该植株是否发生易位及易位的类型，通过观察该植株自交后代的表现型及比例进行判断。(注：不考虑基因突变和交叉互换)
①若出现________种表现型的子代，则该植株没有发生染色体易位；
②若__________，则该植株仅有一条染色体发生末端易位；
③若D、d所在染色体片段均发生了易位，且d基因连在b基因所在的染色体上，D基因连在B基因所在的染色体上，则后代的表现型及比例为：___________________________________。
答案　(1)5　DNA　(2)自由组合　1/8　(3)①6　②无子代　③窄叶粗茎∶窄叶中粗茎∶宽叶细茎＝1∶2∶1
解析　(1)根据该二倍体植物体细胞内染色体总数为10，如果要测定该植物的基因组，应该测定1个染色体组中全部染色体上的DNA序列，即包含细胞中5条非同源染色体。(2)若表中三对等位基因分别位于三对常染色体上，则在减数分裂形成配子时遵循自由组合定律。基因型为AaBbDd与aabbdd的两个植株杂交，子代中红花窄叶细茎植株(A_B_dd)占的比例＝1/2×1/2×1/2＝1/8。(3)①如果基因型为BbDd个体没有发生易位，则遵循自由组合定律，后代会出现6种表现型，比例是(3B_∶1bb)(1DD∶2Dd∶1dd)＝3∶6∶3∶1∶2∶1。②根据题意知，仅一条染色体发生这种易位的植株将高度不育，因此如果该植株仅有一条染色体发生末端易位，则不会产生后代。③若D、d所在染色体片段均发生了易位，且d基因连在b基因所在的染色体上，D基因连在B基因所在的染色体上，则该植株产生的配子类型及比例是BD∶bd＝1∶1，因为雌、雄配子是随机结合的，因此自交后代的基因型及比例是BBDD∶BbDd∶bbdd＝1∶2∶1，表现型及其比例为窄叶粗茎∶窄叶中粗茎∶宽叶细茎＝1∶2∶1。