特训6 变异与育种问题分析1．(2022·河北五校第二次联考)豌豆腋生花对顶生花(花的位置性状)为显性，红花对白花为显性，高茎对矮茎为显性，一对相对性状只受一对等位基因控制。现有三个纯合品系，甲：顶生红花高茎(aaBBDD)，乙：腋生白花高茎(AAbbDD)，丙：腋生红花矮茎(AABBdd)。回答下列问题：(1)为确定控制这三对相对性状的基因是否分别位于三对同源染色体上。某同学让甲×乙，乙×丙分别得到F1，再让F1自交。统计发现两个杂交组合的F2均出现了四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1。由此确定这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。该同学的实验设计是否合理，为什么？(2)如果这三对基因独立遗传，请利用上述三个品系培育出顶生白花矮茎品种，写出你的育种方案。要求：①操作简单；②用遗传图解表示其过程(可以结合适当文字说明，只需要写出所选育品种的基因型、表现型，不需要写比例)。答案 (1)不合理，该方案只能确定A、a和B、b分别位于两对同源染色体上，B、b和D、d分别位于两对同源染色体上，但不能确定A、a和D、d的位置关系。(2)选择上述F2中表现型为顶生白花高茎和顶生红花矮茎的植株继续杂交，获得F1后自交获得F2，其中表现型为顶生白花矮茎的植株即为所育纯种。解析 (1)甲、乙杂交后，得到的F1自交，F2出现了四种表现型且比例为9∶3∶3∶1，该结果能说明A、a和B、b这两对基因位于两对同源染色体上，其遗传符合自由组合定律，同理，乙、丙杂交后得到F1，F1自交得到的F2出现了四种表现型且比例为9∶3∶3∶1，则可得出B、b和D、d基因位于两对同源染色体上，但A、a和D、d的遗传是否符合自由组合定律，还要用甲、丙杂交后的子一代自交，观察其F26\n性状表现及比例才能推断。(2)分析如下关键点：育种目标——培育出顶生白花矮茎品种；育种材料——甲、乙、丙三种纯合植株；育种要求——操作简单；表示方法——遗传图解＋文字说明(写出基因型和表现型不需要写比例)。方法一：可按答案给出的方法。方法二：用其中的两种品系杂交，子一代与另一品系杂交，子二代再自交，得到的子三代中种植后可选出顶生白花矮茎品种。方法三：可使甲、乙杂交，同时使乙与丙杂交，得到的两种子一代再杂交，子二代自交，将子三代种植后可选择出顶生白花矮茎品种。2．(2022·济南模拟)红薯是杂合子，生产中通常使用薯块繁殖，不同品种杂交后代往往表现出优于双亲的性状，即杂种优势。现要尽快选育出抗病(Aa)抗盐(Bb)的红薯新品种并进行大面积推广。请完成下列问题：(1)进行杂交育种的亲本的基因型是________________。(2)请用遗传图解的形式，写出红薯品种间杂交育种的程序。答案 (1)aaBb和Aabb(2)遗传图解如下解析 (1)根据题意分析，红薯是杂合子，不同品种杂交后代往往表现出优于双亲的性状，实验的目的是选育出基因型为AaBb的红薯新品种并进行大面积推广，说明原有红薯是单杂合子，因此选择基因型为Aabb与aaBb的个体进行杂交，选育后代中的双显性个体即可。(2)基因型为Aabb与aaBb的个体进行杂交，子一代的基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb，其遗传图解见答案。3．(2022·成都第二次诊断)某雌雄同株植物有红花和白花两种类型，A基因控制红色色素的合成。研究人员将红花植株与白花植株杂交，F1都开红花，F1自交所得F2中红花植株与白花植株的比例为3∶1。在连续繁殖红花品系的过程中，偶然发现一株白花植株(突变体M)，研究人员将突变体M进行自交，发现子代中红花植株的比例只占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是由亲代红花植株体内一个A基因发生突变而形成的，基因型表示为AA＋，正常白花植株基因型为aa；假说二：突变体M是由亲代红花植株体内一个b基因发生突变而形成的，基因型表示为AABb，正常白花植株基因型为aabb，这两对基因独立遗传。6\n回答下列问题：(1)如果假说一成立，突变体M自交后代出现红花和白花，产生这种现象的根本原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；突变体M与正常白花植株杂交得F1，F1自由交配的后代中，白花植株的比例是_______。(2)如果假说二成立，推测B基因的作用效应可能是____________________；突变体M自交后代中白花植株的基因型是________。(3)请利用突变体M和正常白花植株为材料，设计杂交实验对假说一和假说二进行验证。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)实验思路：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。实验结果及结论：若______________________________________________________，则假说一成立；若_____________________________________________________________，则假说二成立。答案 (1)A和A＋会随同源染色体的分开而分离，并独立地随配子遗传给后代 11/16 (2)抑制A基因的表达 AABB或AABb (3)实验思路：将突变体M与正常白花植株杂交，选取F1中的白花植株再自交，观察F2的表现型 实验结果及结论：F2不出现红花植株 F2出现红花植株解析 (1)突变体M的基因型为AA＋，突变体M自交后代出现红花和白花，产生这种现象的根本原因是A和A＋会随同源染色体的分开而分离，并独立地随配子遗传给后代。根据假说一可知：P AA＋(突变体M) × aa(正常白花植株) ↓F1 1/2Aa(红花)、1/2A＋a(白花) ↓自由交配雄配子F2雌配子1/4A1/4A＋1/2a1/4A1/16AA(红花)1/16AA＋(白花)1/8Aa(红花)1/4A＋1/16AA＋(白花)1/16A＋A＋(白花)1/8A＋a(白花)1/2a1/8Aa(红花)1/8A＋a(白花)1/4aa(白花)综合上述分析可知，突变体M与正常白花植株杂交得F1，F16\n自由交配的后代中，白花植株的比例是11/16。(2)根据题干信息，若假说二成立，突变基因不是A的等位基因，对其不具有显隐性，则只能是抑制了基因A的表达，则亲本红花植株的基因型为AAbb，突变体M白花植株的基因型为AABb，其自交后代的基因型为AABB(白花)、AABb(白花)、AAbb(红花)。(3)为验证假说一成立还是假说二成立，可将突变体M与正常的白花植株杂交，取F1中的白花植株再自交，观察F2的表现型。若假说一成立，则F1中的白花植株基因型为A＋a，F2的基因型为A＋A＋(白花)、A＋a(白花)、aa(白花)，即F2都为白花。若假说二成立，则F1中的白花植株基因型为AaBb，F1自交，F2中有红花和白花。综合上述分析可知，若F2不出现红花植株，则假说一成立；若F2出现红花植株，则假说二成立。4．黑麦为二倍体，1个染色体组中含有7条染色体，分别记为1～7号，其中任何1条染色体缺失均会造成单体，即二倍体黑麦中共有7种单体。单体在减数分裂时，未配对的染色体随机移向细胞的一极。产生的配子可以随机结合，后代出现二倍体、单体和缺体(即缺失一对同源染色体)三种类型。利用单体遗传可以进行基因的定位。请回答问题：(1)鉴别7种不同的单体可以采用的最简单的方法是__________________________。(2)单体在减数分裂时，可以产生两种染色体组成不同的配子，比例是________。(3)已知黑麦的抗病与不抗病是一对相对性状，且抗病对不抗病为显性，但不知控制该性状的基因位于哪条染色体上。若某纯合品种黑麦表现为抗病，且为7号染色体单体。将该抗病单体植株与不抗病的正常二倍体植株杂交，通过分析后代的表现型可以判断抗病基因是否位于7号染色体上。①若后代表现为_______________________________________________________，则该基因位于7号染色体上；②若后代表现为_____________________________________________________，则该基因不位于7号染色体上。(4)若已确定抗病基因位于7号染色体上，则该抗病单体自交，后代抗病与不抗病的比例为________。答案 (1)显微镜观察 (2)1∶1(3)①抗病和不抗病两种类型 ②抗病类型(4)3∶1解析 (1)1个染色体组中的7条染色体形态各不相同，因此不同的单体可以采用显微镜观察进行鉴别。(2)单体在减数分裂时，由于未配对的染色体随机移向细胞的一极，因此产生的两种配子数量相等。(3)若抗病基因位于7号染色体上，则该抗病单体产生含有抗病基因和不含抗病基因的两种配子，后代出现两种表现型；若该基因不位于7号染色体上，则为抗病纯合子，后代均为抗病类型。(4)若抗病基因位于7号染色体上，配子可以随机结合，后代中二倍体和单体均表现为抗病，缺体表现为不抗病，则后代中抗病与不抗病的比例为3∶1。5．(2022·广州毕业班测试)秀丽线虫的性别只有雄性(常染色体数目为10条，性染色体只有1条X，表示为XO)和雌雄同体(常染色体数目为10条，性染色体为XX)两种类型。雄性可使雌雄同体受精，雌雄同体可自体受精，但雌雄同体之间不能杂交。回答下列问题：6\n(1)科研人员用秀丽线虫研究其A基因和Z基因对肌细胞抽搐的影响，结果如图所示，分析可知，A基因突变会使抽搐的频率__________(填“增加”“降低”或“不变”)。____________(填组别)的结果证明了Z基因的存在能降低抽搐的频率。(2)秀丽线虫某性状的野生型(由基因D控制)对突变型(由基因d控制)为显性。科研人员将雌雄同体(XdXd)与雄性个体(XDO)混合培养，F1的基因型是______________________，选出其中表现为野生型的个体另行培养，所得F2的表现型及比例为________________________________________________________________________。答案 (1)增加 2、4和5 (2)XDXd、XdXd和XdO 野生型雌雄同体∶突变型雌雄同体＝3∶1解析 (1)对比分析2组与1组可知，A基因突变后秀丽线虫的抽搐频率增加。对比分析2组和4组可知，2组含正常Z基因，4组含突变Z基因，2组的抽搐频率低于4组；对比分析4组和5组可知，当5组转入Z基因后，其抽搐频率低于4组，说明Z基因的存在能降低抽搐频率。(2)据题干信息可知，雌雄同体与雄性混合培养，二者可进行交配，XdXd×XDO→XDXd、XdO，此外还存在雌雄同体自体受精，其后代基因型为XdXd。选出F1中野生型个体(XDXd)，雌雄同体自体受精，后代表现型及基因型为：3/4野生型雌雄同体(1XDXD、2XDXd)、1/4突变型雌雄同体(1XdXd)。6．(2022·云南毕业班联考)科研小组用某种昆虫的野生型雌性(XAXa)和雄性(XAY)个体杂交，子代中偶然出现一只雌性的突变型个体，若该突变个体的出现有三种可能性(基因突变、染色体结构变异或染色体数目变异)，不同变异类型相关基因在染色体上的分布情况如图。回答下列问题：(1)甲、乙、丙三种可能性中，属于染色体结构变异的是________，且是由于染色体片段________引起的。(2)若甲情况的出现是由基因突变引起的，则基因突变发生于______________(填“父本”“母本”或“父本或母本”)的减数分裂过程。6\n(3)若是乙情况则是________(填“父本”或“母本”)的减数第________次分裂异常导致的。答案 (1)丙 缺失 (2)父本 (3)母本 二解析 (1)雌性(XAXa)和雄性(XAY)个体杂交，子代雌性个体的基因型为XAXA和XAXa，甲、乙、丙属于突变个体，如题图所示，甲中两条染色体正常，出现的原因是基因突变，图乙中有2条X染色体和一条Y染色体，染色体多了一条，属于染色体数目变异，图丙中染色体缺失了一段，属于染色体结构变异。(2)正常情况下，子代雌性个体的基因型为XAXA和XAXa，这两条X染色体应该一条来自父方，一条来自母方，父方提供的染色体是XA，而此时甲的基因型是XaXa，所以基因突变发生在父本的减数分裂过程中。(3)乙多了一条X染色体，该染色体上携带的是a基因，所以是母本在减数第二次分裂过程中，姐妹染色单体分开后移向了细胞同一极而形成了XaXa的配子。6
