2020版高考生物一轮复习 高考加强课（十四）生物变异的判断及相关实验探究练习（含解析）新人教版

1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.生物变异的判断及相关实验探究一、生物变异的判断【考题范例】如图显示一对表现型正常的夫妇及其智障儿子细胞中的两对染色体(不考虑受精和胚胎发育过程中的任何情况)，造成儿子异常的根本原因是()A．父亲染色体上的基因发生突变B．母亲染色体上的基因发生突变C．母亲染色体发生缺失D．母亲染色体发生易位[审答提示](1)观察双亲的两对染色体，可知母亲的染色体发生了易位，但表现型正常；(2)对比儿子的染色体，可知儿子的异常由母亲提供的异常染色体造成的。解析：选D。由图示可看出：父亲的染色体正常(同源染色体的大小、形态一致)，母亲的染色体异常。若把图示亲本细胞中的染色体按从左到右编号为1、2、3、4，其中1与2为一对同源染色体，3与4为一对同源染色体。与父亲正常的染色体比较，可看出母亲细胞中2号染色体的一段移接到了3号染色体上，属于染色体结构变异中的易位。由此可推断造成儿子异常的根本原因是母亲染色体发生易位。【备考锦囊】生物变异类型的判定方法1．生物类型推断法生物类型→病毒→基因突变→原核生物→基因突变→真核生物→基因突变、基因重组和染色体变异2．细胞分裂方式推断法2细胞分裂方式→二分裂→基因突变→无丝分裂→基因突变、染色体变异→有丝分裂→基因突变、染色体变异→减数分裂→基因突变、基因重组和染色体变异3．显微镜辅助推断法4．变异水平推断法(1)(2)【应考提升】1．因为环境温度的骤降，某育种工作者选取的高茎(DD)豌豆植株与矮茎(dd)豌豆植株杂交产生的F1全为髙茎；但其中有一F1植株自交得到的F2中出现了髙茎∶矮茎＝35∶1，据此可判断该F1植株变异的来源最可能是()A．基因突变B．基因重组C．染色体结构变异D．染色体数目变异解析：选D。某育种工作者选取的高茎(DD)豌豆植株与矮茎(dd)豌豆植株杂交产生的F1全为髙茎，基因型为Dd，其自交后代的性状分离比是3∶1，而其中有一F1植株自交得到的F2中出现了髙茎∶矮茎＝35∶1，隐性性状出现的比例是1/36，可能是由于F1植株Dd发生了染色体数目的加倍，基因型为DDdd，其产生的配子及其比例为DD∶Dd∶dd＝1∶4∶1，dd的概率为1/6，则后代dddd的概率为1/36，符合题意。2．下图为某二倍体生物减数分裂简图(图中只表示某一对染色体的变化情况)，据图分析下列说法正确的是()3A．图甲中配子①②的产生是因为减数第二次分裂异常形成B．图甲中配子③与一个正常配子结合可能产生猫叫综合征患者C．图乙中A与a、B与b会发生非等位基因的自由组合D．图乙如表示一个卵原细胞，则形成的一个卵细胞基因型可能为AB解析：选D。图甲中配子①②内的染色体属于同源染色体，由此可推知配子①②的产生是因为减数第一次分裂异常形成(同源染色体未分离)的，A项错误；猫叫综合征患者是由于第5号染色体短臂缺失(5p缺失)所引起的染色体缺失综合征，属于染色体结构变异。而图甲中配子③内将缺少一条染色体，属于染色体数目变异，故B项错误；图乙中A与a、B与b位于同一对染色体上，所以不能发生非等位基因的自由组合，C项错误；图乙如表示一个卵原细胞，且在四分体时期在非姐妹染色单体之间发生交叉互换，则形成的一个卵细胞基因型可能为AB，D项正确。3．有一玉米植株(二倍体)，它的一条9号染色体有缺失，另一条9号染色体正常。该植株9号染色体上决定糊粉层颜色的基因是杂合的，缺失的染色体带有产色素的显性基因A，而正常的染色体带有无色隐性基因a。已知含有缺失染色体的花粉不能成活。若以该杂合玉米植株为父本，在测交后代中，有10%的有色籽粒出现。下列解释合理的是()A．减数分裂时正常染色体的基因a突变为AB．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合D．染色体组数目整倍增加解析：选B。根据题意，该杂合玉米植株为父本，正常情况下能产生分别含A、a基因的两种配子，其中A基因在缺失的染色体上，且含缺失染色体的配子是不育的，所以该植株测交后代正常情况下都是无色籽粒，但由于部分初级精母细胞减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换，产生了含A基因的正常染色体，使测交后代中部分出现了有色籽粒。B正确；如果是减数分裂时正常染色体的基因a突变为A，因基因突变频率很低，则测交子代应是极少数为有色籽粒，故A错误；自由组合发生在减数第一次分裂后期非同源染色体之间，故C错误；染色体组数目整倍增加，可育的配子中也不含A基因，测交后代不会出现有色籽粒，故D错误。二、利用“假说—演绎法”探究变异的类型【考题范例】果蝇的灰体(E)对黑檀体(e)为显性；短刚毛和长刚毛是一对相对性状，由一对等位基因(B，b)控制。这两对基因位于常染色体上且独立遗传。用甲、乙、丙三只果蝇进行杂交实验，4杂交组合、F1表现型及比例如下：灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇。出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE、Ee和ee的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因。(注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同)实验步骤：①用该黑檀体果蝇与基因型为_______________的果蝇杂交，获得F1；②F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例。结果预测：Ⅰ.如果F2表现型及比例为______________，则为基因突变；Ⅱ.如果F2表现型及比例为_________________，则为染色体片段缺失。[审答提示](1)与黑檀体果蝇杂交的果蝇的基因型有两种选择；(2)运用逆向思维的方法解决该问题。解析：灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，正常情况下后代基因型是Ee，在后代中出现了一只黑檀体果蝇，如果是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变，则这只果蝇的基因型是ee，如果是亲本果蝇在产生配子过程中染色体片段缺失，则基因型是0e。可以选择EE的个体与这只果蝇杂交，如果这只果蝇的基因型是ee，则F1全是灰体(Ee)，则F1自由交配，F2表现型及比例为灰体∶黑檀体＝3∶1。如果这只果蝇的基因型是0e，则F1全是灰体(Ee、E0)，F1自由交配，由于一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死，F2表现型及比例为灰体∶黑檀体＝4∶1。也可以选择Ee的个体与这只果蝇杂交，如果这只果蝇的基因型是ee，则F1灰体∶黑檀体＝1(ee)∶1(Ee)，则F1自由交配，F2表现型及比例为灰体∶黑檀体＝7∶9。如果这只果蝇的基因型是0e，则F1灰体(Ee、E0)，黑檀体(0e、ee)，F1自由交配，由于一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死，F2表现型及比例为灰体∶黑檀体＝7∶8。答案：答案一：①EE②Ⅰ.灰体∶黑檀体＝3∶1Ⅱ.灰体∶黑檀体＝4∶1答案二：①Ee②Ⅰ.灰体∶黑檀体＝7∶9Ⅱ.灰体∶黑檀体＝7∶8【备考锦囊】1．假说—演绎法的基本内容52．假说—演绎法在解题时的应用用此法解答题目的流程是先作假设，然后根据假设进行演绎推理(一般要通过画遗传图解)得出结果，再由结果得出结论。但在具体应用时，应注意：(1)根据题目中的信息，要提出全部的假设，不能有遗漏；(2)对所提出的每一个假设，都要有相应的结果和结论；(3)反推——根据结论来推结果，即若结论是正确的，则必然会对应一个正确的结果，这是解题的关键。【应考提升】1．一只杂合长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇杂交，产生一只三体长翅雄果蝇，其基因可能为AAa或Aaa。已知三体在减数分裂过程中，三条中随机两条配对，剩余一条随机分配至细胞一极。为确定该三体果蝇的基因组成(不考虑基因突变)，让其与残翅雌果蝇测交，下列说法正确的是()A．AAa产生的原因只能为父本减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开B．Aaa产生的原因只能为母本减数第一次分裂时姐妹染色单体没有分开C．如果后代表现型比例为长翅∶残翅＝5∶1，则该三体果蝇的基因组成为AaaD．如果后代表现型比例为长翅∶残翅＝1∶1，则该三体果蝇的基因组成为AAa解析：选A。根据题意可知，一只杂合长翅雄果蝇(Aa)与一只残翅雌果蝇(aa)杂交，若产生基因型为AAa的三体，a来自母本，则AA来自父本，原因是父本减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开，A项正确；基因型为Aaa的三体产生的原因可能有两种：①Aaa由含有a基因的卵细胞和含有Aa基因的精子结合形成的受精卵发育而来，②Aaa由含有aa基因的卵细胞和含有A基因的精子发育而来。①中含有Aa基因的精子产生的原因是父本减数第一次分裂时含有A、a基因的同源染色体没有分离(减数第二次分裂正常)，②中含有aa基因的卵细胞产生的原因是母本减数第一次分裂时含a、a基因的同源染色体没有分开，或是减数第二次分裂时姐妹染色单体形成的子染色体没有分开，故B项错误；如果该三体果蝇的基因组成为Aaa，产生的配子类型及比例是A∶aa∶Aa∶a＝1∶1∶2∶2，与残翅雌果蝇(aa)测交，后代的基因型及比例为Aa∶aaa∶Aaa∶aa＝1∶1∶2∶2，则长翅∶残翅＝1∶1，故C项错误；如果该三体果蝇的基因组成为AAa，产生的配子类型及比例是AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，与残翅雌果蝇(aa)测交，后代的基因型及比例为AAa∶aa∶Aaa∶Aa＝1∶1∶2∶2，则长翅∶残翅＝5∶1，故D项错误。2．某二倍体自花授粉植物，高茎(H)对矮茎(h)为显性，红花(M)对白花(m)为显性，控制这两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上(各型配子活力相同；控制某一性状的基6因都缺失时，受精卵不能发育，缺失基因用“o”表示)。下列有关叙述正确的是()A．基因型为HhhMM高茎红花植株的出现是染色体数目变异导致的B．基因型为HoMM高茎红花植株的出现不可能是染色体结构变异导致的C．基因型为hoMm矮茎红花植株的出现可能是染色体数目变异导致的D．基因型为hoMm矮茎红花的植株自交，子代染色体结构正常的植株占1/3解析：选D。因H、h与M、m位于一对同源染色体上，所以基因型为HhhMM高茎红花植株的出现是染色体结构的变异导致的，A错误；基因型为HoMM高茎红花植株的出现是染色体结构变异(缺失)导致的，B错误；基因型为hoMm矮茎红花植株的出现是染色体结构变异缺失导致的，C错误；基因型为hoMm矮茎红花的植株自交，后代hh∶ho∶oo＝1∶2∶1，其中oo的受精卵不能发育，所以子代染色体结构正常的植株占1/3，D正确。3．几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。(1)正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为________，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是________条。(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、________和________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为________。(3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为________。(4)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。实验步骤：_________________________________________。结果预测：Ⅰ.若________________，则是环境改变；Ⅱ.若________________，则是基因突变；Ⅲ.若________________，则是减数分裂时X染色体不分离。解析：(1)果蝇体细胞中染色体数为8