变异、育种与进化1．已知水稻的高秆(A)对矮秆(a)为显性，抗病(B)对感病(b)是显性，两对等位基因位于两对同源染色体上。水稻育种过程如图所示。(1)若图示代表单倍体育种法培育矮秆抗病(aaBB)水稻新品种的过程，选择的亲本的基因型是AABB和aabb，F1通过②生成甲组植株幼苗，②表示____________，甲组植株的基因型有______________种。甲组植株经过③处理，获得乙组植株，③过程所用试剂的作用是________，对乙组植株进行筛选，获得基因型为aaBB的水稻种子。(2)若图示代表利用杂交育种的方法选育矮秆抗病(aaBB)水稻新品种的过程，②表示________，确定甲组植株中表现为矮秆抗病的水稻是否为理想类型最合适的方法是______________________。(3)水稻属于二倍体，每个染色体组中含有12条染色体，在利用水稻根尖细胞进行有丝分裂观察时，应观察根尖________区的细胞；观察到染色体排列在赤道板上时，细胞中共有________条染色体。解析 由题干知，水稻为纯合子，选择基因型为AABB和aabb的亲本杂交，培养出基因型为aaBB的水稻新品种。单倍体育种过程中，先通过杂交得到基因型为AaBb的个体，通过②花药离体培养形成四种单倍体，再经过秋水仙素处理，使染色体加倍，从中筛选出矮秆抗病类型。在杂交育种过程中，先通过杂交得到基因型为AaBb的个体，让其自交，从中筛选出矮秆抗病类型，矮秆抗病类型有两种基因型，通过连续自交，筛选出后代不发生性状分离的纯合子。水稻的体细胞中有2×12＝24(条)染色体，有丝分裂中期，细胞内染色体已经复制，但数目没有发生变化，还是24条。答案 (1)花药离体培养 4 阻止纺锤体的形成，使染色体数目加倍(2)自交 让其连续自交，观察后代是否出现性状分离(3)分生 245\n2．已知玉米的黄粒(D)对紫粒(d)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现选择纯种紫粒抗病与黄粒不抗病为亲本杂交得到F1，F1自交得到F2，从而获取黄粒抗病植株进行深入研究。请根据材料分析回答：(1)上述育种过程所依据的原理是______________。(2)正常情况下，在F2的黄粒抗病类型中，能稳定遗传的个体所占的比例为________。(3)我国科学家应用X射线对玉米进行处理，从经过处理的后代中选育并成功获得抗病性强的优良个体。该过程中，要进行“选育”的根本原因是________。(4)某研究小组利用F1获得的一组自交及测交结果如下表：表现型相交方式黄粒抗病紫粒抗病黄粒不抗病紫粒不抗病自交(后代)89830513846测交(后代)210207139131对以上结果甲、乙两同学作出了自己的判断。甲同学认为是基因重组的结果，乙同学认为玉米在种植过程中发生了染色体变异，从而使数据偏离正常值。①你认为________同学的判断正确，理由是F1的自交和测交后代中均出现了________数量偏离正常值的现象，这种偏离可能是由________引起的。②为探究该同学的判断是否正确，你的思路是________，并在实验过程中严格控制________。解析 (1)经分析可知，该育种方法为杂交育种，依据的原理是基因重组。(2)F2的黄粒抗病类型的基因型为D_R_，其中能稳定遗传的是纯合子，基因型为DDRR，在黄粒抗病类型中所占的比例为1/9。(3)用X射线处理能诱发基因突变，基因突变是不定向的且大多是有害变异，故要经过筛选获得抗病性强的优良个体。(4)①理论上F1自交后代的性状分离比应约为9∶3∶3∶1，F1测交后代的性状分离比应约为1∶1∶1∶1，但实际是黄粒不抗病和紫粒不抗病个体都偏少，可能是不抗病类型部分死亡导致的。②为探究甲同学的判断是否正确，可在控制病虫害的情况下重复自交和测交实验，观察后代的类型和比例。答案 (1)基因重组 (2)1/9(3)基因突变是多方向性的(不定向的)并且有利变异不多(4)①甲 不抗病类型 病虫害 ②F1重复自交及测交(或重复实验) 影响因素(或病虫害)3．(2022·青岛检测)玉米是进行遗传学实验的良好材料，其宽叶基因T与窄叶基因t是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的宽叶植株A，其细胞中9号染色体如图一。请分析回答下列问题。5\n(1)该宽叶植株的变异类型属于________。(2)以植株A为父本，正常的窄叶植株为母本进行杂交，需在花期进行套袋和________等操作。若产生的F1中，发现了一株宽叶植株B，其染色体及基因组成如图二。分析该植株出现的原因是由于_________________________。(3)若(2)中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，那么以植株B为父本进行测交，后代的表现型及比例是________，其中得到的染色体异常植株占________。(4)为了探究植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，请设计一个简便的杂交实验：实验步骤：______________________________________结果预测：若________________________则说明T基因位于异常染色体上。若________________________则说明T基因位于正常染色体上。(5)研究者发现玉米体细胞内2号染色体上存在两个纯合致死基因E、F，从而得到“平衡致死系”的玉米，其基因与染色体关系如右图所示。该品系的玉米随机自由交配(不考虑交叉互换和基因突变)，其子代中杂合子的概率是________；子代与亲代相比，子代中F基因的频率________(上升/下降/不变)。解析 (1)由图一中右侧染色体缺失一段，可知该宽叶植株的变异类型为染色体结构变异中的“缺失”。(2)进行杂交实验时需在花期进行套袋和人工授粉等操作，由图二可知，宽叶植株B的基因型为Ttt。其产生原因为父本在减Ⅰ后期同源染色体未分离，产生了Tt花粉(无正常9号染色体的花粉不能正常参与受精作用，故花粉基因型不可能为T)。(3)植株B作为父本，产生的花粉类型为t∶Tt∶tt＝2∶2∶1，则测交后代基因型及比例为tt∶Ttt∶ttt＝2∶2∶1，其表现型为宽叶∶窄叶＝2∶3，其中得到的染色体异常植株占3/5。5\n(4)为探究植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，为方便操作，可让植株A自交，若T位于异常染色体上，则只产生t雄配子，若T位于正常染色体上，则可产生T雄配子，前者自交结果为Tt∶tt＝1∶1(宽叶∶窄叶＝1∶1)，后者自交结果为Tt∶TT＝1∶1(全表现宽叶)。(5)由题干信息知，玉米体细胞的2号染色体上，存在E、F两个纯合致死基因，则Ef、eF雌配子与Ef、eF雄配子自由交配，产生子代的基因型为EEff、EeFf、eeFF，其中只有EeFf能成活，其余两种纯合子均致死，F基因的频率恒为50%。答案 (1)缺失(染色体结构变异)(2)人工授粉 父本减数第一次分裂过程中同源染色体未分离(3)宽叶∶窄叶＝2∶3 3/5(4)实验步骤：让植株A进行自交产生F1，观察统计F1的表现型及比例结果预测：F1中宽叶∶窄叶＝1∶1 F1全为宽叶(5)1 不变4．图1和图2分别表示甲、乙果蝇某染色体上的部分基因(果蝇甲和果蝇乙是亲子代关系)。请据图回答问题。(1)与图1中的染色体相比，图2中的染色体发生了________________；图1中染色体上控制白眼性状的基因与控制棒眼性状的基因根本区别在于________。(2)图1中染色体上所呈现的基因不一定能在后代中全部表达，主要原因有________________________________________________________________________________________________________________(至少回答两点)。(3)果蝇的灰身性状和黄身性状是由常染色体上的一对等位基因控制的，让一对杂合的雌、雄果蝇交配，产生大量的子代，发现子代中灰身∶黄身＝2∶1，出现上述现象的原因是_________________________________。(4)人类和果蝇都是XY型性别决定，人类、果蝇的性染色体与性别的关系如下表所示。性别性染色体人类果蝇XY雄性雄性5\nXX雌性雌性XXX超雌性超雌性(不存活)XXY雄性雌性XO雌性雄性XYY超雄性雄性①人类男性的性别取决于是否含________染色体，雄果蝇的性别取决于________________________。②有一性染色体组成为XO的女性色盲患者，其双亲色觉正常，该患者染色体异常的原因最可能与________(填“父亲”或“母亲”)有关。解析 (1)分析图1与图2可知，黄身、白眼基因所在的染色体片段出现倒置，这属于染色体结构变异；不同基因的根本区别是其脱氧核苷酸排列顺序不同。(2)子代中图1所示染色体上的基因并不是全部表达，其原因有很多，比如基因选择性表达、杂合体中隐性基因不能表达、基因的表达与环境有关等。(3)正常情况下，一对杂合的雌、雄果蝇交配后代中性状分离比应为3∶1，而此处为灰身∶黑身＝2∶1，则说明灰身是显性性状且显性基因纯合致死。(4)根据表中信息，人类男性的性别取决于是否含Y染色体；雄果蝇的性别取决于X染色体的数目。双亲色觉正常，生一性染色体组成为XO的女性色盲患者，说明其染色体异常的原因最可能与父亲有关。答案 (1)染色体结构变异(或倒位) 脱氧核苷酸排列顺序不同(或碱基对的排列顺序不同)(2)基因的选择性表达；杂合体时，隐性基因不能表达；基因的表达与环境有关(3)灰身是显性性状且显性基因纯合致死(4)①Y X染色体的数目 ②父亲5
