大题分析与表达练3 变异与育种类大题突破1.(2021福建福州高三期中)现在的栽培香蕉是由尖叶蕉和长梗蕉这两个原始野生种,通过自交或杂交进化而来的。尖叶蕉的染色体组成和染色体数可以表示为2N=AA=22,长梗蕉的染色体组成和染色体数可以表示为2N=BB=22。回答下列问题。(1)尖叶蕉和长梗蕉杂交后代的染色体为 条;杂交后代(AB)是否可育取决于 。 (2)现在的栽培香蕉几乎都是三倍体香蕉,可食性状最初是由尖叶蕉(2N=AA)杂交多倍化而产生的,同时在育种中引入来自长梗蕉(2N=BB)的染色体组,使香蕉带有抗病、抗旱和抗寒等性状。请尝试写出培育AAB型香蕉的步骤(用字母、箭头表示育种步骤,并标注相应文字进行说明)。(3)三倍体香蕉由于不能产生正常配子,只能通过 生殖繁衍后代,从而导致香蕉面临枯萎病的威胁,感染了病菌的香蕉大面积减产,甚至绝收。有人说,三倍体香蕉正在走向灭绝,该说法的依据是 。你对挽救三倍体香蕉有什么合理的建议? 。 2.(2021陕西咸阳模拟)玉米是雌雄同株异花植物,有高茎和矮茎两种类型,已知高茎和矮茎为一对相对性状,A基因控制高茎,a基因控制矮茎。在连续繁殖高茎玉米品系的过程中,偶然发现一株矮茎玉米(突变体M),研究人员让突变体M进行自交,发现子代中高茎玉米植株的比例只占1/4,为了解释此现象,有人提出下面两种假说。假说一:突变体M是由纯种高茎玉米植株体内一个A基因发生突变形成的,基因型表示为AA+。假说二:突变体M是由纯种高茎玉米植株体内一个b基因发生突变形成的,基因型表示为AABb,这两对基因独立遗传。回答下列问题。(1)如果假说一成立,突变体M植株自交后代出现高茎玉米和矮茎玉米,其中高茎玉米植株的基因型为 。突变体M植株与正常矮茎玉米植株杂交得到F1,F1自由交配的后代中,矮茎玉米植株所占比例为 。 (2)如果假说二成立,则突变体M与正常纯合高茎玉米植株杂交得到F1,F1的基因型及其比例为 。据此推测B基因对A基因的作用效应可能是 。 (3)以突变体M和正常矮茎玉米植株为材料,设计杂交实验对假说一和假说二进行验证,请写出实验思路,并预测实验结果及结论。3.(2021山东潍坊三模)育种工作对农业生产意义重大。早在栽培植物出现之初人类简单地种植和采收活动中,就已有了作物育(选)种的萌芽。随着科学技术的不断发展,人们在生产实践中不断探索新的方法,使得育种工作进入了一个崭新的历程。回答下列问题。(1)我国古代劳动人民采用的育种方式是选择育种,这种育种方式的最大缺点
是 。 (2)假设A、b代表玉米的优良基因,这两种基因是独立遗传的。现有AABB、aabb两个品种,若要培育出优良品种AAbb,某同学设计了如下方案。该方法的育种原理是 ,最早可以从 (填“F1”或“F2”)开始筛选。这一育种方法的缺陷之一是需要多代自交,用时长。为克服这一缺陷,可以采取另一种育种方案,简要写出该方案的流程: 。 (3)作为杂交育种重要分支的回交(两个亲本杂交获得的F1再和亲本之一杂交,称作回交)育种,越来越受到育种专家的重视,这是因为在育种工作中,单纯一次杂交并不能保证将某些优良性状整合到待推广的品种之中。回交可将单一优良基因导入某一品种并使之尽快纯合。回交获得的F1记作BC1F1(BC1F1自交繁殖的后代,就是BC1F2),它与用作回交的亲本再次回交,获得的F1就是BC2F1,依次类推。其中用作回交的原始亲本为轮回亲本,一般是具有许多优良性状的待推广品种;另一个杂交亲本称为非轮回亲本,一般具有轮回亲本没有的一两个优良性状。它们和后代之间的关系如下图所示。①假如非轮回亲本甲的基因型是AA,轮回亲本乙的基因型是aa,F1自交得到的F2和回交的BC1F1,a基因的频率分别为 、 ,由此可以看出,回交后代的基因频率向 亲本偏移。 ②“明恢63”是杂交籼稻的一个优良品种,具备很多优良性状,但易患白叶枯病。现以高抗白叶枯病的显性纯合基因植物(简称“高抗”)为材料,采用回交的方法获得高抗白叶枯病“明恢63”品系的“BC3F1”,之后采用自交和抗病性鉴定相结合的方法,获得高抗白叶枯病的“明恢63”的品系。请参照回交育种过程,写出用两种亲本培育“BC3F1”过程的图解。4.绿斑螳螂的眼型受等位基因D、d控制,其中DD对应大眼,Dd对应小眼,dd对应无眼。眼睛颜色受等位基因E、e控制,红眼对褐眼为显性。两对等位基因分别位于两对常染色体上。请回答下列问题。(1)基因型为DdEe的雌、雄绿斑螳螂个体之间随机交配,子代的基因型有 种,表型有 种。子代无眼螳螂中纯合子占 。 (2)现有一只小眼雄性绿斑螳螂,其细胞中基因D、d所在的两条染色体中有一条存在片段缺失,且基因D或d不在缺失片段上。已知含有缺失片段染色体的精子约有50%不育,若探究有片段缺失的染色体是基因D所在的染色体还是基因d所在的染色体,应让该螳螂与 个体交配并观察统计子代的表型及其比例。 实验结果预期:①若子代表型及其比例为 ,则该个体基因D所在染色体存在片段缺失;
②若子代表型及其比例为 ,则该个体基因d所在染色体存在片段缺失。 5.(2021北京昌平区二模)染色体操作作为现代遗传育种的重要技术,在提高水产动物育种效率方面有广阔的发展前景。下图是人工诱导多倍体贝类的原理示意图,其中A组是正常发育的二倍体。请回答下列问题。(1)多倍体育种通过增加 数目的方法来改造生物的遗传基础,从而培育出符合要求的优良品种。为检测培育出来的品种是否符合要求,可借助显微镜观察处于有丝分裂 期的细胞。 (2)为抑制极体的释放,可在前期用秋水仙素处理 细胞,其原理是抑制 的形成。 (3)与二倍体相比,多倍体往往具有个体大、产量高、抗病力强等优点。图中 组处理培育出的 倍体种苗,可避免因生殖造成的肉质退化、产后染病死亡等不良现象,除了图中的处理外,还可采用的处理方法是 。 (4)仅用经紫外线照射的灭活精子与正常的卵细胞受精时,精子起到刺激卵细胞发育成新个体的作用,精核并不与卵核融合,A组照此处理将形成 倍体。要快速培育出纯合子,可采取的措施是 。 6.(2021山东日照模拟)油蚕(ZW型)的有斑点和无斑点是一对受等位基因A、a控制的相对性状,在没有变异的情况下,让有斑点雌油蚕与无斑点雄油蚕杂交,子代雌性个体中既有有斑点油蚕也有无斑点油蚕。若该对基因仅位于Z染色体上时,ZW视为纯合。回答下列相关问题。(1)控制油蚕有、无斑点的基因的位置和显隐性的假设情况有多种,如控制有、无斑点的基因位于常染色体上,有斑点对无斑点为显性。请说出其他所有合理的假设: 。 (2)若已知无斑点对有斑点为显性,要通过一次杂交实验确认控制有斑点和无斑点的基因在染色体上的位置,可以选择的亲本组合是 。 (3)若已知无斑点对有斑点为显性,相关基因位于Z染色体上,则有斑点油蚕在 (填“雌性”或“雄性”)中数量较多。某小组同学用雌性有斑点油蚕与某纯合无斑点雄性油蚕杂交,杂交前对该雄性油蚕进行诱变处理,F1中出现了雄性有斑点油蚕,若该性状的产生是由基因突变造成的,则雄性亲本产生的配子中发生了 (填“显性”或“隐性”)突变。也有人提出可能是染色体片段缺失导致的,请设计实验进行判断,实验思路为 ,若子代 ,则为染色体片段缺失引起的。(不含A、a基因中的任何一个时会使受精卵死亡)
大题分析与表达练3 变异与育种类大题突破1.答案(1)22 A和B两染色体组的染色体是否能联会(2)(3)无性 三倍体香蕉主要通过无性生殖产生后代,后代不发生基因重组,遗传多样性(变异)减少,易受同一疾病的影响 用没有被病毒感染的组织进行植物组织培养,获得脱毒苗解析:(1)尖叶蕉的染色体组成和染色体数可以表示为2N=AA=22,长梗蕉的染色体组成和染色体数可以表示为2N=BB=22,尖叶蕉和长梗蕉杂交后代为2N=AB=22,染色体为22条。杂交后代(AB)是否可育取决于A和B两染色体组的染色体是否能联会。(2)由题意可得:(3)三倍体香蕉由于不能产生正常配子,只能通过无性生殖繁衍后代,从而导致香蕉面临枯萎病的威胁,感染了病菌的香蕉大面积减产,甚至绝收。有人说,三倍体香蕉正在走向灭绝,该说法的依据是三倍体香蕉主要通过无性生殖产生后代,后代不发生基因重组,遗传多样性(变异)减少,易受同一疾病的影响。建议用没有被病毒感染的组织进行植物组织培养,获得脱毒苗。2.答案(1)AA 11/16(2)AABb∶AAbb=1∶1 抑制A基因的表达(3)实验思路:将突变体M与正常矮茎玉米植株杂交,选取F1中的矮茎玉米植株再自交,观察F2的表型。实验结果及结论:若F2均为矮茎,则假说一成立;若F2既有高茎又有矮茎,则假说二成立。解析:(1)如果假说一成立,突变体M的基因型表示为AA+,A、A+属于等位基因,因此突变体M植株自交,后代有A+A+、AA+、AA三种基因型,其中只有AA表现为高茎。突变体M植株与正常矮茎玉米植株(aa)杂交得到F1,F1的基因型及其比例为Aa∶A+a=1∶1,产生的配子类型及其比例为A∶A+∶a=1∶1∶2,F1自由交配的后代中,矮茎玉米植株(AA+、A+A+、A+a、aa)所占比例为(1/4)×(1/4)×2+(1/4)×(1/4)+(1/4)×(1/2)×2+(1/2)×(1/2)=11/16。
(2)如果假说二成立,则突变体M(矮茎,基因型为AABb)与正常纯合高茎玉米植株(基因型为AAbb)杂交得到F1,F1的基因型及其比例为AABb∶AAbb=1∶1。据此推测B基因抑制A基因的表达。(3)若对假说一和假说二进行验证,可将突变体M与正常矮茎玉米植株杂交,选取F1中的矮茎玉米植株再自交,观察F2的表型。如果假说一成立,F1中矮茎植株的基因型为A+a,自交后代都表现为矮茎,即F2不出现高茎;如果假说二成立,突变体M的基因型为AABb,正常矮茎玉米植株的基因型为aabb,F1矮茎个体的基因型为AaBb,自交后代会出现高茎。3.答案(1)育种周期长,可选择的范围是有限的(2)基因重组 F2 AABB×aabb→F1→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→选择纯合AAbb植株(3)1/2 3/4 轮回解析:(1)选择育种是利用生物的变异,通过长期选择,汰劣留良,获得优良品种,这种育种方式的最大缺点是育种周期长,而且可选择的范围是有限的。(2)利用两品种杂交得到的F1自交,再选择F2中符合要求的个体连续自交,直到获得AAbb纯种植株,该方法为杂交育种,依据F1产生配子时来自不同亲本的基因自由组合,即基因重组的原理,该方法最早可以从F2开始筛选。这一育种方法的缺陷之一是需要多代自交,用时长。为克服这一缺陷,可以采取单倍体育种的方法,该方案的流程为AABB×aabb→F1→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→选择纯合AAbb植株。秋水仙素处理后获得的均为纯合子,因而大大缩短了育种年限。(3)假如非轮回亲本甲的基因型是AA,轮回亲本乙的基因型是aa,F1自交得到的F2的基因型为1/4AA、1/2Aa、1/4aa,a基因的频率为1/4+(1/2)×(1/2)=1/2;回交的BC1F1的基因型为1/2Aa、1/2aa,a基因的频率为1/2+(1/2)×(1/2)=3/4,由此可以看出,回交后代的基因频率向轮回亲本偏移。以高抗白叶枯病的显性纯合基因植物(简称“高抗”)为材料,采用回交的方法获得高抗白叶枯病“明恢63”品系的“BC3F1”,应进行三次回交,之后采用自交和抗病性鉴定相结合的方法,获得高抗白叶枯病的“明恢63”的品系。4.答案(1)9 5 1/2 (2)多只无眼雌性 小眼∶无眼=1∶2 小眼∶无眼=2∶1解析:(1)两对等位基因位于两对同源染色体上,其遗传遵循基因的自由组合定律,基因型为DdEe的雌、雄绿斑螳螂个体之间随机交配,子代的基因型有3×3=9(种),dd对应无眼,则相应个体没有眼色表现,表型有2×2+1=5(种)。子代无眼螳螂基因型为1/4ddEE、1/2ddEe、1/4ddee,纯合子占1/2。(2)小眼雄性绿斑螳螂体细胞中基因D、d所在的一对同源染色体中有一条缺失部分片段,且缺失部分不包括基因D、d。若探究有片段缺失的染色体是基因D所在的染色体还是基因d所在的染色体,应让该螳螂与多只无眼雌性个体(dd)交配并观察统计子代的表型及其比例。若有片段缺失的染色体是基因D所在的染色体,则该个体可产生含D和d的两种可育精子,且比例为D∶d=1∶2,而无眼雌性个体(dd)只能产生一种卵细胞(d),雌、雄配子随机结合,子代基因型及其比例为Dd∶dd=1∶2,表型及其比例为小眼∶无眼=1∶2。若有片段缺失的染色体是基因d所在的染色体,则该个体可产生含D和d
的两种可育精子,且比例为D∶d=2∶1,而无眼雌性个体(dd)只能产生一种卵细胞(d),子代基因型及其比例为Dd∶dd=2∶1,表型及其比例为小眼∶无眼=2∶1。5.答案(1)染色体组 中(2)初级卵母细胞和次级卵母(或卵母) 纺锤体(3)B、C 三 先通过D处理培育出四倍体,再与正常的二倍体杂交(4)单 用灭活的精子与C组(或D组)的卵细胞受精解析:(1)多倍体育种通过增加染色体组数目的方法来改造生物的遗传基础。选择处于有丝分裂中期的细胞进行观察,看是否符合要求。(2)在前期用秋水仙素处理初级卵母细胞和次级卵母细胞,抑制纺锤体的形成,从而抑制极体的释放。(3)题图中B、C组处理培育出的三倍体种苗,可避免因生殖造成的肉质退化、产后染病死亡等不良现象,除了图中的处理外,还可采用的处理方法是先通过D处理培育出四倍体,再与正常的二倍体杂交。(4)灭活精子起到刺激卵细胞发育成新个体的作用,精核并不与卵核融合,A组照此处理将形成单倍体。第二极体是减数分裂Ⅱ形成的,C组是抑制第二极体释放的结果,D组是抑制卵裂的结果,故要快速培育出纯合子,可用灭活的精子与C组(或D组)的卵细胞受精。6.答案(1)控制有、无斑点的基因位于常染色体上,无斑点对有斑点为显性;控制有、无斑点的基因位于Z染色体上,无斑点对有斑点为显性(2)纯合无斑点雌油蚕与纯合有斑点雄油蚕(3)雌性 隐性 让F1中出现的雄性有斑点油蚕与某雌性有斑点油蚕杂交(其他答案合理即可) 雄性∶雌性=2∶1解析:(1)分析题干信息可作出的假设有以下几种:①控制有、无斑点的基因位于常染色体上,有斑点对无斑点为显性,则亲本基因型为♀Aa×♂aa,子代雌油蚕中既有有斑点个体也有无斑点个体,符合题意;②控制有、无斑点的基因位于常染色体上,无斑点对有斑点为显性,则亲本基因型为♀aa×♂Aa,子代雌性油蚕中既有有斑点个体也有无斑点个体,符合题意;③控制有、无斑点的基因位于Z染色体上,无斑点对有斑点为显性,则亲本基因型为♀ZaW×♂ZAZa,子代雌性个体的基因型为ZaW、ZAW,既有有斑点个体也有无斑点个体,符合题意;④控制有、无斑点的基因位于Z染色体上,有斑点对无斑点为显性,则亲本基因型为♀ZAW×♂ZaZa,子代雌性个体的基因型均为ZaW,只有无斑点个体,不符合题意。(2)无斑点对有斑点为显性,要通过一次杂交实验判断相关基因位于常染色体上还是Z染色体上,可选择纯合有斑点雄油蚕和纯合无斑点雌油蚕杂交,若相关基因位于常染色体上,AA×aa→Aa,则后代都表现为无斑点;若相关基因位于Z染色体上,ZAW×ZaZa→ZAZa、ZaW,后代雄性个体都表现为无斑点,雌性个体都表现为有斑点。(3)若基因位于Z染色体上,由于雄性油蚕有两条Z染色体,这两条Z染色体上均携带隐性基因时才表现为有斑点,而雌性油蚕只有一条Z染色体,只要有一个斑点基因则表现为有斑点,故群体中雌性个体有斑点的概率大于雄性。正常情况下ZaW×ZAZA→ZAZa、ZAW,F1雄性个体均表现为无斑点,F1中出现有斑点的雄性个体可能是亲本雄性油蚕产生的配子中A基因突变成了a基因,即发生了隐性突变。不含A、a中的任何一个时,受精卵死亡,判断F1中出现有斑点雄油蚕是基因突变还是染色体片段缺失引起的,可选择F1中出现的雄性有斑点油蚕与某雌性有斑点油蚕(ZaW)杂交,若是基因突变引起的,则子代均表现为有斑点,且雄性∶雌性=1∶1;若是染色体片段缺失引起的,子代也均为有斑点个体,但雄性∶雌性=2∶1。
