大題分析與表達練3　變異與育種類大題突破1.(2021福建福州高三期中)現(xiàn)在的栽培香蕉是由尖葉蕉和長梗蕉這兩個原始野生種,通過自交或雜交進化而來的。尖葉蕉的染色體組成和染色體數(shù)可以表示為2N=AA=22,長梗蕉的染色體組成和染色體數(shù)可以表示為2N=BB=22。回答下列問題。(1)尖葉蕉和長梗蕉雜交后代的染色體為　　　　條;雜交后代(AB)是否可育取決于　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(2)現(xiàn)在的栽培香蕉幾乎都是三倍體香蕉,可食性狀最初是由尖葉蕉(2N=AA)雜交多倍化而產(chǎn)生的,同時在育種中引入來自長梗蕉(2N=BB)的染色體組,使香蕉帶有抗病、抗旱和抗寒等性狀。請嘗試寫出培育AAB型香蕉的步驟(用字母、箭頭表示育種步驟,并標注相應文字進行說明)。(3)三倍體香蕉由于不能產(chǎn)生正常配子,只能通過　　　　生殖繁衍后代,從而導致香蕉面臨枯萎病的威脅,感染了病菌的香蕉大面積減產(chǎn),甚至絕收。有人說,三倍體香蕉正在走向滅絕,該說法的依據(jù)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。你對挽救三倍體香蕉有什么合理的建議?　?　。?2.(2021陜西咸陽模擬)玉米是雌雄同株異花植物,有高莖和矮莖兩種類型,已知高莖和矮莖為一對相對性狀,A基因控制高莖,a基因控制矮莖。在連續(xù)繁殖高莖玉米品系的過程中,偶然發(fā)現(xiàn)一株矮莖玉米(突變體M),研究人員讓突變體M進行自交,發(fā)現(xiàn)子代中高莖玉米植株的比例只占1/4,為了解釋此現(xiàn)象,有人提出下面兩種假說。假說一:突變體M是由純種高莖玉米植株體內(nèi)一個A基因發(fā)生突變形成的,基因型表示為AA+。假說二:突變體M是由純種高莖玉米植株體內(nèi)一個b基因發(fā)生突變形成的,基因型表示為AABb,這兩對基因獨立遺傳。回答下列問題。(1)如果假說一成立,突變體M植株自交后代出現(xiàn)高莖玉米和矮莖玉米,其中高莖玉米植株的基因型為　　　　　。突變體M植株與正常矮莖玉米植株雜交得到F1,F1自由交配的后代中,矮莖玉米植株所占比例為　　　　　　。?(2)如果假說二成立,則突變體M與正常純合高莖玉米植株雜交得到F1,F1的基因型及其比例為　　　　　　　　　　　　　　　　。據(jù)此推測B基因?qū)基因的作用效應可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(3)以突變體M和正常矮莖玉米植株為材料,設計雜交實驗對假說一和假說二進行驗證,請寫出實驗思路,并預測實驗結(jié)果及結(jié)論。3.(2021山東濰坊三模)育種工作對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大。早在栽培植物出現(xiàn)之初人類簡單地種植和采收活動中,就已有了作物育(選)種的萌芽。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,人們在生產(chǎn)實踐中不斷探索新的方法,使得育種工作進入了一個嶄新的歷程?；卮鹣铝袉栴}。(1)我國古代勞動人民采用的育種方式是選擇育種,這種育種方式的最大缺點 是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(2)假設A、b代表玉米的優(yōu)良基因,這兩種基因是獨立遺傳的?，F(xiàn)有AABB、aabb兩個品種,若要培育出優(yōu)良品種AAbb,某同學設計了如下方案。該方法的育種原理是　　　　　　,最早可以從　　　　(填“F1”或“F2”)開始篩選。這一育種方法的缺陷之一是需要多代自交,用時長。為克服這一缺陷,可以采取另一種育種方案,簡要寫出該方案的流程:　?　。?(3)作為雜交育種重要分支的回交(兩個親本雜交獲得的F1再和親本之一雜交,稱作回交)育種,越來越受到育種專家的重視,這是因為在育種工作中,單純一次雜交并不能保證將某些優(yōu)良性狀整合到待推廣的品種之中。回交可將單一優(yōu)良基因?qū)肽骋黄贩N并使之盡快純合。回交獲得的F1記作BC1F1(BC1F1自交繁殖的后代,就是BC1F2),它與用作回交的親本再次回交,獲得的F1就是BC2F1,依次類推。其中用作回交的原始親本為輪回親本,一般是具有許多優(yōu)良性狀的待推廣品種;另一個雜交親本稱為非輪回親本,一般具有輪回親本沒有的一兩個優(yōu)良性狀。它們和后代之間的關(guān)系如下圖所示。①假如非輪回親本甲的基因型是AA,輪回親本乙的基因型是aa,F1自交得到的F2和回交的BC1F1,a基因的頻率分別為　　　　　、　　　　　,由此可以看出,回交后代的基因頻率向　　　　親本偏移。?②“明恢63”是雜交秈稻的一個優(yōu)良品種,具備很多優(yōu)良性狀,但易患白葉枯病?，F(xiàn)以高抗白葉枯病的顯性純合基因植物(簡稱“高抗”)為材料,采用回交的方法獲得高抗白葉枯病“明恢63”品系的“BC3F1”,之后采用自交和抗病性鑒定相結(jié)合的方法,獲得高抗白葉枯病的“明恢63”的品系。請參照回交育種過程,寫出用兩種親本培育“BC3F1”過程的圖解。4.綠斑螳螂的眼型受等位基因D、d控制,其中DD對應大眼,Dd對應小眼,dd對應無眼。眼睛顏色受等位基因E、e控制,紅眼對褐眼為顯性。兩對等位基因分別位于兩對常染色體上。請回答下列問題。(1)基因型為DdEe的雌、雄綠斑螳螂個體之間隨機交配,子代的基因型有　　　　種,表型有　　　　種。子代無眼螳螂中純合子占　　　　。?(2)現(xiàn)有一只小眼雄性綠斑螳螂,其細胞中基因D、d所在的兩條染色體中有一條存在片段缺失,且基因D或d不在缺失片段上。已知含有缺失片段染色體的精子約有50%不育,若探究有片段缺失的染色體是基因D所在的染色體還是基因d所在的染色體,應讓該螳螂與　　　　　　　個體交配并觀察統(tǒng)計子代的表型及其比例。?實驗結(jié)果預期:①若子代表型及其比例為　　　　　　　　,則該個體基因D所在染色體存在片段缺失;? ②若子代表型及其比例為　　　　　　　　,則該個體基因d所在染色體存在片段缺失。?5.(2021北京昌平區(qū)二模)染色體操作作為現(xiàn)代遺傳育種的重要技術(shù),在提高水產(chǎn)動物育種效率方面有廣闊的發(fā)展前景。下圖是人工誘導多倍體貝類的原理示意圖,其中A組是正常發(fā)育的二倍體。請回答下列問題。(1)多倍體育種通過增加　　　　　　數(shù)目的方法來改造生物的遺傳基礎,從而培育出符合要求的優(yōu)良品種。為檢測培育出來的品種是否符合要求,可借助顯微鏡觀察處于有絲分裂　　　　期的細胞。?(2)為抑制極體的釋放,可在前期用秋水仙素處理　　　　　　　　細胞,其原理是抑制　　　　的形成。?(3)與二倍體相比,多倍體往往具有個體大、產(chǎn)量高、抗病力強等優(yōu)點。圖中　　　　組處理培育出的　　　　倍體種苗,可避免因生殖造成的肉質(zhì)退化、產(chǎn)后染病死亡等不良現(xiàn)象,除了圖中的處理外,還可采用的處理方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(4)僅用經(jīng)紫外線照射的滅活精子與正常的卵細胞受精時,精子起到刺激卵細胞發(fā)育成新個體的作用,精核并不與卵核融合,A組照此處理將形成　　　　　倍體。要快速培育出純合子,可采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?6.(2021山東日照模擬)油蠶(ZW型)的有斑點和無斑點是一對受等位基因A、a控制的相對性狀,在沒有變異的情況下,讓有斑點雌油蠶與無斑點雄油蠶雜交,子代雌性個體中既有有斑點油蠶也有無斑點油蠶。若該對基因僅位于Z染色體上時,ZW視為純合?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題。(1)控制油蠶有、無斑點的基因的位置和顯隱性的假設情況有多種,如控制有、無斑點的基因位于常染色體上,有斑點對無斑點為顯性。請說出其他所有合理的假設:?　。?(2)若已知無斑點對有斑點為顯性,要通過一次雜交實驗確認控制有斑點和無斑點的基因在染色體上的位置,可以選擇的親本組合是?　。?(3)若已知無斑點對有斑點為顯性,相關(guān)基因位于Z染色體上,則有斑點油蠶在　　　　(填“雌性”或“雄性”)中數(shù)量較多。某小組同學用雌性有斑點油蠶與某純合無斑點雄性油蠶雜交,雜交前對該雄性油蠶進行誘變處理,F1中出現(xiàn)了雄性有斑點油蠶,若該性狀的產(chǎn)生是由基因突變造成的,則雄性親本產(chǎn)生的配子中發(fā)生了　　　　(填“顯性”或“隱性”)突變。也有人提出可能是染色體片段缺失導致的,請設計實驗進行判斷,實驗思路為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,若子代　　　　　　　　,則為染色體片段缺失引起的。(不含A、a基因中的任何一個時會使受精卵死亡)? 大題分析與表達練3　變異與育種類大題突破1.答案(1)22　A和B兩染色體組的染色體是否能聯(lián)會(2)(3)無性　三倍體香蕉主要通過無性生殖產(chǎn)生后代,后代不發(fā)生基因重組,遺傳多樣性(變異)減少,易受同一疾病的影響　用沒有被病毒感染的組織進行植物組織培養(yǎng),獲得脫毒苗解析:(1)尖葉蕉的染色體組成和染色體數(shù)可以表示為2N=AA=22,長梗蕉的染色體組成和染色體數(shù)可以表示為2N=BB=22,尖葉蕉和長梗蕉雜交后代為2N=AB=22,染色體為22條。雜交后代(AB)是否可育取決于A和B兩染色體組的染色體是否能聯(lián)會。(2)由題意可得:(3)三倍體香蕉由于不能產(chǎn)生正常配子,只能通過無性生殖繁衍后代,從而導致香蕉面臨枯萎病的威脅,感染了病菌的香蕉大面積減產(chǎn),甚至絕收。有人說,三倍體香蕉正在走向滅絕,該說法的依據(jù)是三倍體香蕉主要通過無性生殖產(chǎn)生后代,后代不發(fā)生基因重組,遺傳多樣性(變異)減少,易受同一疾病的影響。建議用沒有被病毒感染的組織進行植物組織培養(yǎng),獲得脫毒苗。2.答案(1)AA　11/16(2)AABb∶AAbb=1∶1　抑制A基因的表達(3)實驗思路:將突變體M與正常矮莖玉米植株雜交,選取F1中的矮莖玉米植株再自交,觀察F2的表型。實驗結(jié)果及結(jié)論:若F2均為矮莖,則假說一成立;若F2既有高莖又有矮莖,則假說二成立。解析:(1)如果假說一成立,突變體M的基因型表示為AA+,A、A+屬于等位基因,因此突變體M植株自交,后代有A+A+、AA+、AA三種基因型,其中只有AA表現(xiàn)為高莖。突變體M植株與正常矮莖玉米植株(aa)雜交得到F1,F1的基因型及其比例為Aa∶A+a=1∶1,產(chǎn)生的配子類型及其比例為A∶A+∶a=1∶1∶2,F1自由交配的后代中,矮莖玉米植株(AA+、A+A+、A+a、aa)所占比例為(1/4)×(1/4)×2+(1/4)×(1/4)+(1/4)×(1/2)×2+(1/2)×(1/2)=11/16。 (2)如果假說二成立,則突變體M(矮莖,基因型為AABb)與正常純合高莖玉米植株(基因型為AAbb)雜交得到F1,F1的基因型及其比例為AABb∶AAbb=1∶1。據(jù)此推測B基因抑制A基因的表達。(3)若對假說一和假說二進行驗證,可將突變體M與正常矮莖玉米植株雜交,選取F1中的矮莖玉米植株再自交,觀察F2的表型。如果假說一成立,F1中矮莖植株的基因型為A+a,自交后代都表現(xiàn)為矮莖,即F2不出現(xiàn)高莖;如果假說二成立,突變體M的基因型為AABb,正常矮莖玉米植株的基因型為aabb,F1矮莖個體的基因型為AaBb,自交后代會出現(xiàn)高莖。3.答案(1)育種周期長,可選擇的范圍是有限的(2)基因重組　F2　AABB×aabb→F1→花藥離體培養(yǎng)→單倍體幼苗→秋水仙素處理→選擇純合AAbb植株(3)1/2　3/4　輪回解析:(1)選擇育種是利用生物的變異,通過長期選擇,汰劣留良,獲得優(yōu)良品種,這種育種方式的最大缺點是育種周期長,而且可選擇的范圍是有限的。(2)利用兩品種雜交得到的F1自交,再選擇F2中符合要求的個體連續(xù)自交,直到獲得AAbb純種植株,該方法為雜交育種,依據(jù)F1產(chǎn)生配子時來自不同親本的基因自由組合,即基因重組的原理,該方法最早可以從F2開始篩選。這一育種方法的缺陷之一是需要多代自交,用時長。為克服這一缺陷,可以采取單倍體育種的方法,該方案的流程為AABB×aabb→F1→花藥離體培養(yǎng)→單倍體幼苗→秋水仙素處理→選擇純合AAbb植株。秋水仙素處理后獲得的均為純合子,因而大大縮短了育種年限。(3)假如非輪回親本甲的基因型是AA,輪回親本乙的基因型是aa,F1自交得到的F2的基因型為1/4AA、1/2Aa、1/4aa,a基因的頻率為1/4+(1/2)×(1/2)=1/2;回交的BC1F1的基因型為1/2Aa、1/2aa,a基因的頻率為1/2+(1/2)×(1/2)=3/4,由此可以看出,回交后代的基因頻率向輪回親本偏移。以高抗白葉枯病的顯性純合基因植物(簡稱“高抗”)為材料,采用回交的方法獲得高抗白葉枯病“明恢63”品系的“BC3F1”,應進行三次回交,之后采用自交和抗病性鑒定相結(jié)合的方法,獲得高抗白葉枯病的“明恢63”的品系。4.答案(1)9　5　1/2　(2)多只無眼雌性　小眼∶無眼=1∶2　小眼∶無眼=2∶1解析:(1)兩對等位基因位于兩對同源染色體上,其遺傳遵循基因的自由組合定律,基因型為DdEe的雌、雄綠斑螳螂個體之間隨機交配,子代的基因型有3×3=9(種),dd對應無眼,則相應個體沒有眼色表現(xiàn),表型有2×2+1=5(種)。子代無眼螳螂基因型為1/4ddEE、1/2ddEe、1/4ddee,純合子占1/2。(2)小眼雄性綠斑螳螂體細胞中基因D、d所在的一對同源染色體中有一條缺失部分片段,且缺失部分不包括基因D、d。若探究有片段缺失的染色體是基因D所在的染色體還是基因d所在的染色體,應讓該螳螂與多只無眼雌性個體(dd)交配并觀察統(tǒng)計子代的表型及其比例。若有片段缺失的染色體是基因D所在的染色體,則該個體可產(chǎn)生含D和d的兩種可育精子,且比例為D∶d=1∶2,而無眼雌性個體(dd)只能產(chǎn)生一種卵細胞(d),雌、雄配子隨機結(jié)合,子代基因型及其比例為Dd∶dd=1∶2,表型及其比例為小眼∶無眼=1∶2。若有片段缺失的染色體是基因d所在的染色體,則該個體可產(chǎn)生含D和d 的兩種可育精子,且比例為D∶d=2∶1,而無眼雌性個體(dd)只能產(chǎn)生一種卵細胞(d),子代基因型及其比例為Dd∶dd=2∶1,表型及其比例為小眼∶無眼=2∶1。5.答案(1)染色體組　中(2)初級卵母細胞和次級卵母(或卵母)　紡錘體(3)B、C　三　先通過D處理培育出四倍體,再與正常的二倍體雜交(4)單　用滅活的精子與C組(或D組)的卵細胞受精解析:(1)多倍體育種通過增加染色體組數(shù)目的方法來改造生物的遺傳基礎。選擇處于有絲分裂中期的細胞進行觀察,看是否符合要求。(2)在前期用秋水仙素處理初級卵母細胞和次級卵母細胞,抑制紡錘體的形成,從而抑制極體的釋放。(3)題圖中B、C組處理培育出的三倍體種苗,可避免因生殖造成的肉質(zhì)退化、產(chǎn)后染病死亡等不良現(xiàn)象,除了圖中的處理外,還可采用的處理方法是先通過D處理培育出四倍體,再與正常的二倍體雜交。(4)滅活精子起到刺激卵細胞發(fā)育成新個體的作用,精核并不與卵核融合,A組照此處理將形成單倍體。第二極體是減數(shù)分裂Ⅱ形成的,C組是抑制第二極體釋放的結(jié)果,D組是抑制卵裂的結(jié)果,故要快速培育出純合子,可用滅活的精子與C組(或D組)的卵細胞受精。6.答案(1)控制有、無斑點的基因位于常染色體上,無斑點對有斑點為顯性;控制有、無斑點的基因位于Z染色體上,無斑點對有斑點為顯性(2)純合無斑點雌油蠶與純合有斑點雄油蠶(3)雌性　隱性　讓F1中出現(xiàn)的雄性有斑點油蠶與某雌性有斑點油蠶雜交(其他答案合理即可)　雄性∶雌性=2∶1解析:(1)分析題干信息可作出的假設有以下幾種:①控制有、無斑點的基因位于常染色體上,有斑點對無斑點為顯性,則親本基因型為♀Aa×♂aa,子代雌油蠶中既有有斑點個體也有無斑點個體,符合題意;②控制有、無斑點的基因位于常染色體上,無斑點對有斑點為顯性,則親本基因型為♀aa×♂Aa,子代雌性油蠶中既有有斑點個體也有無斑點個體,符合題意;③控制有、無斑點的基因位于Z染色體上,無斑點對有斑點為顯性,則親本基因型為♀ZaW×♂ZAZa,子代雌性個體的基因型為ZaW、ZAW,既有有斑點個體也有無斑點個體,符合題意;④控制有、無斑點的基因位于Z染色體上,有斑點對無斑點為顯性,則親本基因型為♀ZAW×♂ZaZa,子代雌性個體的基因型均為ZaW,只有無斑點個體,不符合題意。(2)無斑點對有斑點為顯性,要通過一次雜交實驗判斷相關(guān)基因位于常染色體上還是Z染色體上,可選擇純合有斑點雄油蠶和純合無斑點雌油蠶雜交,若相關(guān)基因位于常染色體上,AA×aa→Aa,則后代都表現(xiàn)為無斑點;若相關(guān)基因位于Z染色體上,ZAW×ZaZa→ZAZa、ZaW,后代雄性個體都表現(xiàn)為無斑點,雌性個體都表現(xiàn)為有斑點。(3)若基因位于Z染色體上,由于雄性油蠶有兩條Z染色體,這兩條Z染色體上均攜帶隱性基因時才表現(xiàn)為有斑點,而雌性油蠶只有一條Z染色體,只要有一個斑點基因則表現(xiàn)為有斑點,故群體中雌性個體有斑點的概率大于雄性。正常情況下ZaW×ZAZA→ZAZa、ZAW,F1雄性個體均表現(xiàn)為無斑點,F1中出現(xiàn)有斑點的雄性個體可能是親本雄性油蠶產(chǎn)生的配子中A基因突變成了a基因,即發(fā)生了隱性突變。不含A、a中的任何一個時,受精卵死亡,判斷F1中出現(xiàn)有斑點雄油蠶是基因突變還是染色體片段缺失引起的,可選擇F1中出現(xiàn)的雄性有斑點油蠶與某雌性有斑點油蠶(ZaW)雜交,若是基因突變引起的,則子代均表現(xiàn)為有斑點,且雄性∶雌性=1∶1;若是染色體片段缺失引起的,子代也均為有斑點個體,但雄性∶雌性=2∶1。