第七單元　專題突破9　聚焦變異熱點題型-2025年高中生物大一輪復習講義人教版

專題突破9聚焦變異熱點題型課標要求1.概述堿基的替換、增添或缺失會引發(fā)基因中堿基序列的改變。2.闡明進行有性生殖的生物在減數(shù)分裂過程中，染色體所發(fā)生的自由組合和互換會導致控制不同性狀的基因重組，從而使子代出現(xiàn)變異。3.舉例說明染色體結構和數(shù)目的變異都可能導致生物性狀的改變甚至死亡?？记榉治?.變異類型的判定2023·湖南·T92022·湖南·T192021·廣東·T202.基因定位問題2021·遼寧·T25題型一探究某一變異性狀是否為可遺傳變異的方法基本模型典例突破1．某種魚因其顏色艷麗而成為重要的觀賞魚品種。研究發(fā)現(xiàn)該種魚某品系的體色由鱗片顏色和皮膚底色共同作用形成，其中鱗片有土耳其綠鱗、皇室藍鱗、鐵銹藍鱗，由基因B/b控制。皮膚有黃皮和紅皮，由基因R/r控制。研究人員現(xiàn)用一批不同體色的純合雌魚和雄魚進行雜交獲得F1，F(xiàn)1雌雄個體隨機交配獲得F2，實驗結果如下表所示(不考慮X、Y染色體的同源區(qū)段)。請回答以下問題：項目親本F1體色F2體色及分離比實驗一鐵銹藍鱗黃皮♀×土耳其綠鱗紅皮♂皇室藍鱗紅皮鐵銹藍鱗紅皮∶土耳其綠鱗紅皮∶皇室藍鱗紅皮∶鐵銹藍鱗黃皮∶土耳其綠鱗黃皮∶皇室藍鱗黃皮＝3∶3∶6∶1∶1∶2實驗二鐵銹藍鱗黃皮♂×土耳其綠鱗紅皮♀皇室藍鱗紅皮鐵銹藍鱗紅皮∶土耳其綠鱗紅皮∶皇室藍鱗紅皮∶鐵銹藍鱗黃皮∶土耳其綠鱗黃皮∶皇室藍鱗黃皮＝3∶3∶6∶1∶1∶2某同學在重復上述實驗時，在F1中發(fā)現(xiàn)了一尾皇室藍鱗黃皮雄魚。該魚黃皮性狀的出現(xiàn)，推測可能發(fā)生了基因突變，也可能僅僅是由于環(huán)境引起的表型改變。請利用親本中已有個體設計雜交實驗，通過一次雜交對上述原因進行探究。(請寫出實驗思路及實驗結果)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案實驗思路：讓該黃皮雄魚與黃皮雌魚雜交，觀察并統(tǒng)計子代表型。預期結果和結論：若子代全為黃皮，則是由基因突變引起的；若子代紅皮∶黃皮＝1∶1，則僅僅由環(huán)境因素引起。解析由題意可知，該魚黃皮性狀若是由基因突變引起的，則該雄魚的基因型為rr；若是由環(huán)境改變引起的，且基因型未變，則該雄魚的基因型為Rr，通過測交實驗可確定該雄魚的基因型。題型二基因突變的類型與判斷方法基本模型1．類型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(顯性突變：aa→Aa當代表現(xiàn),隱性突變：AA→Aa當代不表現(xiàn)，,一旦表現(xiàn)即為純合))2．判斷方法：選取突變體與其他已知未突變體(即野生型)雜交，根據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。(1)若后代全表現(xiàn)野生型性狀，則突變體由隱性突變產生。(2)若后代全表現(xiàn)突變型性狀，則突變體由顯性突變產生。(3)若后代既有突變型又有野生型性狀，則突變體由顯性突變產生。典例突破2．(2024·大連高三模擬)葉色突變體的研究可提高人們對葉綠素代謝、葉綠體發(fā)育和光合作用機制的了解。研究發(fā)現(xiàn)某野生型水稻葉片綠色由基因C控制。研究者以誘變劑處理野生型水稻品系后，經篩選得到葉綠素含量較低的黃化突變體甲、乙(都能正常生長，光合產量較低)?；卮鹣铝袉栴}：(1)研究發(fā)現(xiàn)C1基因純合時幼苗期致死，可推知基因C突變成C1屬于______________(填“顯性突變”或“隱性突變”)，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________。突變體甲連續(xù)自交2代，F(xiàn)2成年植株中綠色葉植株占__________。(2)從野生型和突變體甲葉片細胞中獲取控制上述葉片顏色的基因片段，用限制酶處理后進行電泳(電泳條帶表示特定長度的DNA片段)，結果如圖，屬于突變體甲的是__________(填“Ⅱ”或“Ⅲ”)，判斷理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)某研究小組擬探究基因C2是顯性突變還是隱性突變(已知C2基因不存在致死情況)，將突變體甲與突變體乙進行雜交，支持隱性突變的雜交結果是____________________________。答案(1)顯性突變基因C1純合時幼苗期致死，說明突變體甲都是雜合子，這種雜合子表現(xiàn)出突變性狀，說明控制突變性狀的基因C1為顯性基因3/5(2)Ⅲ突變體甲為雜合子，同時具有C和C1兩個基因(3)黃化∶綠色＝1∶1解析(1)突變體甲是由基因C突變?yōu)镃1所致，基因C1純合時幼苗期致死，說明突變體甲都是雜合體，這種雜合子表現(xiàn)出突變性狀，說明控制突變性狀的基因C1為顯性基因。突變體甲的基因型是CC1，由于C1C1致死，甲自交一次后CC1∶CC＝2∶1，自交兩次后，CC1∶CC＝2∶3，即成年植株中綠色葉植株占3/5。(2)野生型只含有一種條帶，說明1000bp的條帶是C基因的條帶，750bp和250bp的條帶是C1基因的條帶，突變體甲全為雜合子，除含有突變基因C1外還含有一個正?；駽，所以Ⅲ是突變體甲。(3)突變體乙不存在致死情況，將突變體甲與突變體乙進行雜交，若是隱性突變，則突變體乙為純合子，甲是CC1，乙是C2C2，二者雜交后代C1C2∶CC2＝1∶1，即黃化∶綠色＝1∶1。題型三不同突變體是否為同一位點突變的判斷基本模型若紅花(野生型)有兩種白花隱性突變品系，則控制這兩種白花突變的基因間的位置關系可能存在以下三種情況，可通過雜交實驗進行判斷。項目野生型白花1白花2互為等位基因AAa1a1a2a2非同源染色體上的非等位基因同源染色體上的非等位基因實驗設計方法：將突變株1與突變株2進行雜交，根據(jù)是否轉化為野生型個體判斷突變基因對應的位置。典例突破3．某野生型二倍體植物(雌雄同株)花的花瓣數(shù)目均為4瓣，研究人員用一定劑量的某種化學試劑處理該植物的種子后，播種得到了兩個不同突變型的植株(突變型1和突變型2)，均表現(xiàn)為花瓣數(shù)目明顯多于4瓣。回答下列問題：(1)若上述兩個突變型植株均為基因突變所致，請設計一個簡便的實驗判斷其發(fā)生的基因突變屬于顯性突變還是隱性突變：__________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若已證實上述兩個突變型植株均發(fā)生的是隱性突變，但不知道突變型1和突變型2是否是由同一對基因發(fā)生的突變所致。為此，某同學將突變型1與突變型2進行雜交得到F1，發(fā)現(xiàn)F1均表現(xiàn)為野生型。由此可推測_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若上述推測成立，為進一步確定突變型1和突變型2發(fā)生突變的基因是否位于一對同源染色體上，該同學將F1繼續(xù)進行自交得到F2。請預期實驗結果并得出相應結論：①若F2的表型及比例為野生型∶突變型＝9∶7，則_________________________________；②若__________________________________，則___________________________________。答案(1)分別用突變型1、突變型2進行自交，觀察并統(tǒng)計子代的表型(2)突變型1和突變型2所對應的不是同一對基因發(fā)生的突變(3)①突變型1和突變型2所對應的基因不位于一對同源染色體上(或位于兩對同源染色體上或位于非同源染色體上)②F2的表型及比例為野生型∶突變型＝1∶1突變型1和突變型2所對應的基因位于一對同源染色體上解析(1)要通過實驗判斷發(fā)生的基因突變屬于顯性突變還是隱性突變，對于雌雄同株的植物而言最簡便的方式就是自交，因此實驗思路為：分別用突變型1、突變型2進行自交，觀察并統(tǒng)計子代的表型，若自交后代既有正常植株又有突變型植株，說明發(fā)生的基因突變是顯性突變，若自交后代只有突變型植株，說明發(fā)生的基因突變是隱性突變。(2)若兩個突變型植株均發(fā)生的是隱性突變，將突變型1與突變型2進行雜交得到F1，若F1均表現(xiàn)為野生型，說明突變型1和突變型2不是由同一對基因發(fā)生的突變所致。(3)假設控制突變型1的基因為a，控制突變型2的基因為b。根據(jù)F2的表型及比例為野生型∶突變型＝9∶7，說明F1的基因型為AaBb，并且這兩對等位基因位于兩對同源染色體上，符合基因的自由組合定律。若這兩對等位基因位于同一對同源染色體上，即突變型1和突變型2所對應的基因是連鎖遺傳的，則將F1繼續(xù)進行自交得到F2的表型及比例為野生型∶突變型＝1∶1。題型四染色體變異、基因重組和基因突變的顯微判斷基本模型染色體變異在光學顯微鏡下能觀察到，而基因突變和基因重組不能，所以可通過顯微觀察法辨別染色體變異，即制作臨時裝片，觀察有絲分裂中期染色體是否發(fā)生變異，若有，則為染色體變異，否則為基因突變或基因重組(此處注意，若基因突變引起細胞結構改變也可間接用顯微鏡判斷，例如，顯微鏡下觀察血細胞涂片，若發(fā)現(xiàn)鐮刀狀紅細胞，可判斷發(fā)生了基因突變)。典例突破4．生物學研究中會用到模式生物，它們通常具有生長繁殖周期短、遺傳信息清楚、生命力頑強等特點。果蠅可作為模式生物，1933年、1946年、1995年和2011年，6位研究果蠅的科學家先后4次獲得諾貝爾獎。果蠅的正常翅和缺刻翅由位于X染色體上的一對等位基因(A/a)控制，Y染色體上沒有它的等位基因。某科研小組用射線照射一對正常翅果蠅產生的受精卵，由這些受精卵發(fā)育成的F1個體中出現(xiàn)了一只缺刻翅雌性(只考慮一種類型的變異)，將該果蠅與純合正常翅的雄果蠅雜交產生F2?；卮鹣铝袉栴}：(1)若缺刻翅的出現(xiàn)是基因突變的結果，當F2中出現(xiàn)缺刻翅時，并不能確定是否發(fā)生了顯性突變(基因a突變?yōu)榛駻)，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。若想證明缺刻翅的出現(xiàn)是發(fā)生顯性基因突變的結果，可采取的簡單做法是______________________________________________________________________________________________，結果為________________________________________________________________時，缺刻翅基因為A。(2)若F2中正常翅∶缺刻翅＝2∶1，顯微鏡下觀察到F1中該缺刻翅雌果蠅體內有五種形態(tài)的染色體，則這種變異屬于________________，解釋出現(xiàn)以上結果的原因：_____________________________________________________________________________________________。答案(1)無論缺刻翅是顯性突變還是隱性突變，后代都會出現(xiàn)缺刻翅統(tǒng)計F2中缺刻翅的性別比例雌、雄果蠅中均有缺刻翅(或缺刻翅中雌∶雄＝1∶1)(2)(X)染色體結構變異正常翅對缺刻翅為顯性，射線照射引起受精卵中X染色體上A基因片段缺失，F(xiàn)1中缺刻翅雌果蠅的基因型為XaXO(O表示缺失)，該雌果蠅與正常翅的雄果蠅XAY雜交，F(xiàn)2中XOY的胚胎(個體)致死題型五利用單體、三體或缺體判斷特定基因是否位于特定染色體上基本模型1．利用單體定位2．利用三體定位3．利用染色體片段缺失定位典例突破5．(2023·南京高三模擬)某植物突變株表現(xiàn)為黃葉(aa)，用該突變株分別與不含a基因的5號單體(5號染色體缺失一條)、綠葉純合的5號三體雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2。若單體和三體產生的配子均可育，但一對同源染色體均缺失的個體致死。則關于F1和F2，下列說法錯誤的是()A．分析突變株與5號單體的雜交后代F1，可確定A、a是否位于5號染色體上B．若突變株與5號單體雜交得到的F2中黃葉∶綠葉＝5∶3，則A、a基因位于5號染色體上C．若A、a基因不位于5號染色體，則突變株與5號三體雜交得到的F2中黃葉∶綠葉＝1∶3D．若突變株與5號三體雜交得到的F2中綠葉∶黃葉＝31∶5，則A、a基因位于5號染色體上答案B解析若A、a位于5號染色體上，則突變體基因型為aa，而單體綠葉純合植株的基因型為AO(O代表缺失基因)，二者雜交后代為Aa∶aO＝1∶1，表現(xiàn)為綠葉和黃葉。若A、a不位于5號染色體上，則突變體基因型為aa，而單體綠葉純合植株的基因型為AA，二者雜交后代均為Aa，表現(xiàn)為綠葉，A正確；若A、a基因位于5號染色體上，則突變體基因型為aa，而單體綠葉純合植株的基因型為AO，二者雜交后代為Aa∶aO＝1∶1，表現(xiàn)為綠葉和黃葉，F(xiàn)1中Aa自交后代A_＝1/2×3/4＝3/8，aa＝1/2×1/4＝1/8，aO自交后代為aa＝1/2×1/4＝1/8、aO＝1/2×1/2＝1/4，由于一對同源染色體均缺失的個體致死，所以致死個體為1/2×1/4＝1/8，所以F2中黃葉∶綠葉＝4∶3，B錯誤；若A、a基因不位于5號染色體上，則突變體基因型為aa，而三體綠葉純合植株的基因型為AA，二者雜交后代均為Aa，表現(xiàn)為綠葉。F1自交，F(xiàn)2基因型及比例為AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，黃葉∶綠葉＝1∶3，C正確；若A、a基因位于5號染色體上，則突變體基因型為aa，而三體綠葉純合植株的基因型為AAA，AAA產生的配子為1/2AA、1/2A，因此二者雜交后代為1/2AAa、1/2Aa，均為綠葉，AAa產生的配子類型及比例為AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶2∶1，AAa自交后代黃葉aa的比例＝1/2×1/6×1/6＝1/72，Aa自交產生的后代中黃葉aa的比例＝1/2×1/4＝1/8，因此F1自交后代黃葉占1/72＋1/8＝10/72＝5/36，綠葉占31/36，即綠葉∶黃葉＝31∶5，D正確。課時精練1．觀察發(fā)現(xiàn)某閉花受粉的二倍體植物(2n)，野生型開紅花，突變型開白花。為了確定花色性狀的顯隱性關系和花色控制基因及其在染色體上的定位，研究人員進行實驗如下。請分析回答下列問題：(1)在甲種群中，該植物出現(xiàn)一株白花突變株A。將該白花突變株A與野生型雜交，子一代為紅花植株，子二代紅花植株和白花植株比為3∶1，據(jù)此可推測：該紅花和白花受____________等位基因控制，且基因完全顯性。(2)在乙種群中，該植物也出現(xiàn)了一株白花突變株B，且與白花突變株A同為隱性突變。為確定白花突變株A、B是否由相同的等位基因控制，可將____________雜交，當子一代表現(xiàn)為____________時，可確定兩株白花突變體是由不同的等位基因控制；若子一代自然繁殖獲得的子二代中表型及比例為____________時，可確定白花突變由獨立遺傳的兩對等位基因控制。(3)缺體(2n－1)可用于基因的染色體定位。人工構建該種植物的缺體系(紅花)應有________種缺體。將白花突變株A與該種植物缺體系中的全部缺體分別雜交，留種并單獨種植，當子二代出現(xiàn)表型及比例為____________________時，可將白花突變基因定位于____________染色體上。(4)三體(2n＋1)也可用于基因的染色體定位。若白花由一對隱性突變基因控制，將白花突變植株與三體系(紅花純合)中全部三體分別雜交，留種并單獨種植，當子二代出現(xiàn)表型及比例為______________________時，可對此白花突變基因進行定位。答案(1)一對(2)白花突變株A、B紅花紅花∶白花＝9∶7(3)n紅花∶白花＝1∶1該缺體所缺少的(4)紅花∶白花＝31∶5解析(1)白花植株與野生型雜交，子一代全為紅花，子二代紅花∶白花＝3∶1，說明遵循基因的分離定律，紅花和白花受一對等位基因控制，且基因完全顯性。(2)已知甲、乙兩種群的白花突變均為隱性突變，要確定甲、乙兩種群的白花突變是否由相同的等位基因控制，可將白花突變株A、B雜交。若白花突變由不同的等位基因控制(設相關基因用A/a、B/b表示)，則兩株突變體基因型為AAbb和aaBB，兩者雜交，子一代基因型均為AaBb，表現(xiàn)為紅花；子一代自交，子二代表型及比例為紅花(A_B_)∶白花(A_bb＋aaB_＋aabb)＝9∶7。(3)該嚴格自花傳粉的二倍體植物有2n條染色體，n對同源染色體，每次只需缺一對同源染色體中的任意一條，共需構建n種缺體；白花由一對隱性突變基因控制，若相關的基因用A和a表示，則該白花的基因型為aa，若該紅花缺體缺少的染色體上含有相應的基因，則其基因型為AO(O表示缺少相應的基因)，那么白花(aa)與紅花缺體(AO)雜交，子一代的表型及比例為紅花(Aa)∶白花(aO)＝1∶1。(4)假設相關的基因用A和a表示。依題意可知，白花的基因型為aa，三體紅花純合植株的基因型為AAA(產生的配子基因型及比例為A∶AA＝1∶1)，F(xiàn)1的基因型為1/2Aa、1/2AAa；1/2Aa自交所得F2中白花(aa)占1/2×1/4＝1/8；AAa產生的配子及比例為1/6AA、1/6a、1/3Aa、1/3A，所以1/2AAa自交所得F2中白花(aa)占1/2×1/6×1/6＝1/72；綜上分析：在F2中，白花植株占1/8＋1/72＝5/36，紅花植株占1－5/36＝31/36，即F2的表型及比例為紅花∶白花＝31∶5。2．野生型紅眼果蠅群體中出現(xiàn)了朱紅眼(基因a)、亮紅眼(基因b)和朱砂眼(基因d)三種單基因隱性突變果蠅?，F(xiàn)有朱紅眼、亮紅眼、朱砂眼三個純合品系，各品系果蠅不含其他品系的突變基因。讓朱紅眼品系果蠅和亮紅眼品系果蠅正反交，F(xiàn)1均為野生型，讓F1的雌果蠅和朱砂眼品系的雄果蠅雜交，F(xiàn)2也均為野生型。實驗小組準備了若干支試管，從F2中隨機選擇雌雄果蠅各1只放入每支試管并用紗布密封，讓各試管的果蠅繼續(xù)繁殖一代產生F3，發(fā)現(xiàn)F3的各試管中突變型果蠅所占比例不同，其中突變型果蠅所占比例最大的試管中，雌性群體中野生型∶突變型＝9∶7，雄性群體中野生型∶突變型＝9∶23?；卮鹣铝袉栴}：(1)分析題意可知，a、b、d基因位于________對同源染色體上。某同學認為這3個基因中僅有一個基因位于X染色體上，你認為位于X染色體上的基因是__________，判斷的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)根據(jù)題意分析，突變型果蠅所占比例最大的試管中，最初加入的雌雄果蠅的基因型分別為________________________；各試管中突變型果蠅所占比例最小的試管中，突變型果蠅所占比例為________，且均為________(填“雌性”或“雄性”)。(3)某實驗小組在亮紅眼品系果蠅群體中偶然發(fā)現(xiàn)了一只猩紅眼雄果蠅，經檢測該猩紅眼突變體是野生型紅眼果蠅單基因隱性突變產生b1的結果，請你設計一次雜交實驗判斷b1和b基因是否為等位基因，寫出雜交實驗方案及實驗結果和結論：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)3d朱紅眼品系果蠅和亮紅眼品系果蠅正反交，F(xiàn)1均為野生型，因此a和b基因均位于常染色體上，而F3的雌雄群體中突變型果蠅所占的比例不同，因此必然有一對基因位于X染色體上，即d基因位于X染色體上(答案合理即可)(2)AaBbXDXd、AaBbXDY1/4雄性(3)讓該猩紅眼雄果蠅與若干只亮紅眼雌果蠅雜交，若雜交后代為猩紅眼或亮紅眼，則b1和b基因是等位基因，若雜交后代全部為野生型，則b1和b基因不是等位基因(答案合理即可)解析(1)根據(jù)題意可知，F(xiàn)3的各試管中突變型果蠅所占比例不同，突變型果蠅所占比例最大的試管中親本的雌雄果蠅均含3對等位基因，雜交后代雌性群體中野生型占9/16，雄性群體中野生型占9/32，由于雌雄個體各占一半，因此整體中野生型所占比例為1/2×9/16＋1/2×9/32＝27/64＝(3/4)3，因此3對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律，即3對基因位于3對同源染色體上。由于朱紅眼品系果蠅和亮紅眼品系果蠅正反交，F(xiàn)1均為野生型，因此a和b基因均位于常染色體上，而F3的雌雄群體中突變型所占比例不同，因此必然有一對基因位于X染色體上，即d基因位于X染色體上。(2)根據(jù)題意，讓朱紅眼品系果蠅和亮紅眼品系果蠅進行正反交，F(xiàn)1均為野生型，F(xiàn)1雌果蠅的基因型為AaBbXDXD，朱砂眼品系的雄果蠅的基因型為AABBXdY，雜交后代的基因型為A_B_XDXd和A_B_XDY，其中雜交后代中突變型果蠅所占比例最大的試管中，親本的基因型組合為AaBbXDXd、AaBbXDY；突變型果蠅所占比例最小的試管中，親本的基因型組合為AABBXDXd、AABBXDY，雜交后代的突變型全部為朱砂眼，其基因型為AABBXdY，所占比例為1/4，且全部為雄性。(3)若要判斷b1和b基因是否為等位基因，可以讓該猩紅眼雄果蠅與若干只亮紅眼雌果蠅雜交，若b1和b基因是等位基因，則雜交組合為b1b1和bb，雜交后代基因型為b1b，可能表現(xiàn)為猩紅眼或亮紅眼；若b1和b基因不是等位基因，則雜交組合為b1b1BB(或)和B1B1bb(或)，雜交后代基因型為B1b1Bb(或、)，全部表現(xiàn)為野生型。3．某二倍體雌雄同株植物的莖色紫色對綠色為顯性，受等位基因A/a的控制?？茖W家用X射線處理某純合紫株的花藥后，將獲得的花粉對綠株進行授粉，得到的F1中出現(xiàn)了1株綠株(M)。請回答下列問題：(1)等位基因是通過____________產生的，等位基因A、a的根本區(qū)別是_____________________________________________________________________________________________。(2)若M是由基因突變造成的，則發(fā)生突變的基因是________(填“A”或“a”)；若M的出現(xiàn)是由染色體變異引起的，而且變異的配子活力不受影響(兩條染色體異常的受精卵不能發(fā)育)，則對M出現(xiàn)的合理解釋是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)為了確定M是由基因突變導致的還是由染色體變異引起的，請利用雜交實驗進行探究，寫出實驗的設計思路和預測結果及結論。實驗設計思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________________。預測結果及結論：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)基因突變脫氧核糖核苷酸的排列順序不同(2)A在減數(shù)分裂過程中發(fā)生了A基因的缺失或A基因所在的染色體整條缺失(3)用綠株M與紫株純合親本雜交得到F1，F(xiàn)1自交，統(tǒng)計后代莖色的性狀分離比若后代紫色∶綠色＝3∶1，則為基因突變導致的；若后代紫色∶綠色＝6∶1，則為染色體變異引起的解析(1)對該植物而言，基因是有遺傳效應的DNA片段，等位基因的產生是因為基因突變，等位基因的根本區(qū)別是堿基(脫氧核糖核苷酸)的排列順序不同。(2)根據(jù)題干信息，對紫株AA的花藥進行誘變處理，然后對綠株aa授粉，子代出現(xiàn)了綠株。如果M是由基因突變造成的，說明A配子突變成a；如果是由染色體變異產生的，則是在紫株減數(shù)分裂過程中發(fā)生了含A基因的缺失或A基因所在的染色體缺失，紫株產生了不含控制該性狀的染色體的配子和綠株(產生含a的配子)結合，子代只含a，表現(xiàn)為綠株。(3)如果M是基因突變產生的，則其基因型是aa；如果是由染色體變異引起的，則缺少一個基因，基因型記為aO。實驗思路：選擇綠株M與紫株純合親本(AA)雜交得到F1，F(xiàn)1自交，統(tǒng)計后代莖色的性狀分離比。實驗結果：如果是由基因突變導致的，則F1的基因型是Aa，自交后代中AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，表現(xiàn)為紫色∶綠色＝3∶1；如果是由染色體變異引起的，則F1的基因型為1/2Aa和1/2AO。只考慮Aa自交，F(xiàn)2表型及比例是紫色∶綠色＝3∶1；只考慮AO，自交后代AA∶AO∶OO＝1∶2∶1，表現(xiàn)為紫色∶綠色＝3∶0，因此所有F1自交，F(xiàn)2紫色∶綠色＝6∶1。4．科研工作者利用某二倍體植物(2n＝20)進行實驗。該植物的紅花和白花由5號染色體上的一對等位基因(D、d)控制。正常情況下純合紅花植株與白花植株雜交，子代均為紅花植株。育種工作者用X射線照射紅花植株A后，再使其與白花植株雜交，發(fā)現(xiàn)子代有紅花植株932株，白花植株1株(白花植株B)。請分析回答下列問題：(1)若對該植物基因組進行測序，發(fā)現(xiàn)一個DNA分子有3個堿基對發(fā)生了改變，但該DNA控制合成的蛋白質均正常，試說出兩種可能的原因：__________________________________，__________________________________________。(2)關于白花植株B產生的原因，科研人員提出了以下三種假設：假設一：X射線照射紅花植株A導致其發(fā)生了基因突變。假設二：X射線照射紅花植株A導致其5號染色體斷裂，含有基因D的片段缺失。假設三：X射線照射紅花植株A導致其5號染色體丟失一條。①經顯微鏡觀察，白花植株B減數(shù)分裂Ⅰ前期四分體為________個，則可以否定假設三。②若假設二成立，則如圖所示雜交實驗中，白花植株B能產生______種配子，F(xiàn)1自交得到的F2中，紅花植株所占的比例應為________。(注：一條染色體片段缺失不影響個體生存，兩條同源染色體缺失相同的片段則個體死亡)③若假設一成立，有人認為：白花植株A一定發(fā)生了D→d的隱性突變，請判斷該說法是否正確并說明原因：_______________________________________________________________。答案(1)該3個堿基對改變引起了密碼子改變，但對應的氨基酸未改變該3個堿基對改變發(fā)生于DNA的非基因序列(該3個堿基對改變發(fā)生于基因的非編碼區(qū))(2)①10②26/7③不正確，也可能是另一對基因發(fā)生了突變，抑制了D基因的功能解析(1)若對該植物基因組進行測序，發(fā)現(xiàn)一個DNA分子有3個堿基對發(fā)生了改變，該DNA控制合成的蛋白質均正常，則可能的原因為：發(fā)生改變的部位沒有發(fā)生在基因序列中，而是發(fā)生在非基因序列中；發(fā)生改變的部位發(fā)生在基因內部，但由于改變后轉錄出的密碼子和原來的密碼子決定的氨基酸種類相同，另外還可能發(fā)生改變的部位在該基因的非編碼區(qū)，上述現(xiàn)象的發(fā)生都不會引起相關蛋白質的改變。(2)①染色體變異可用顯微鏡觀察到，因此，若X射線照射紅花植株A導致其5號染色體丟失一條，進而產生了不含5號染色體的配子參與受精形成了白花植株B，即該白花植株中含有的染色體條數(shù)為19條，則白花植株B減數(shù)分裂Ⅰ前期四分體為9個，若觀察到10個，則可以否定假設三。②若假設二成立，即X射線照射紅花植株A導致其5號染色體斷裂，含有基因D的片段缺失，即產生了不含D基因的配子并參與受精形成了該白花植株，即白花植株中5號染色體丟失了一段。則圖中所示雜交實驗中，白花植株B能產生2種配子，即F1的基因型可表示為Dd、DO，各占1/2(其中O代表的是D基因缺失的5號染色體)，則F1自交得到的F2的基因型為1DD、2Dd、1dd、1DD、2DO、1OO(致死)，可見存活的7份個體中有6份表現(xiàn)為紅花，即紅花所占比例為6/7。③若假設一成立，則白花植株A未必一定發(fā)生了D→d的隱性突變，若是另一對基因發(fā)生了突變，抑制了D基因的功能，則同樣會產生白花植株B。5.玉米為雌雄同株異花二倍體植物，常作為遺傳學研究的實驗材料。植物三體、單體是遺傳學研究中非常重要的非整倍體材料，具有潛在的育種價值，與正常二倍體生物相比，三體是指某對同源染色體多了一條染色體的生物，單體是指某對同源染色體少了一條染色體的生物。三體植株在減數(shù)分裂時，配對的三條染色體任意兩條移向細胞一極，另外一條移向另一極?；卮鹣铝袉栴}：(1)與豌豆相比，玉米人工雜交無需去雄，其授粉前后的操作流程是____________________________________________________________________________________________(寫明關鍵階段處理時間)。(2)現(xiàn)有一種6號三體玉米植株，如圖所示，該玉米體細胞的抗病基因A和感病基因a位于6號染色體上，已知染色體數(shù)異常的雄配子不能參與受精，雌配子能參與受精。三體植株的變異類型是__________________?，F(xiàn)以該三體抗病植株為父本、以染色體正常感病植株為母本，后代的表型及比例是__________________。(3)少一條4號染色體的單體玉米植株可以正常生活且能正常減數(shù)分裂，可用于遺傳學研究，無4號染色體的玉米植株不能存活。玉米的紫株(H)對綠株(h)是顯性，這對基因位于某對常染色體上，現(xiàn)有綠株染色體正常植株、純合紫株染色體正常植株和純合紫株4號染色體單體植株作為實驗材料，探究基因H和h是否位于4號染色體上。請簡要寫出實驗思路、預期結果與結論。實驗思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________________。預期結果與結論：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)花蕾期套袋隔離→開花期人工傳粉→套袋隔離(2)染色體數(shù)目變異抗病∶感?。?∶2(3)純合的紫株4號單體植株與綠株染色體正常植株作為親本雜交獲得F1，觀察并統(tǒng)計F1中紫株與綠株的比例若F1中紫株∶綠株＝1∶0，則說明相關基因不在4號染色體上；若F1中紫株∶綠株＝1∶1，則說明相關基因在4號染色體上解析(1)兩性花人工雜交步驟：去雄→花蕾期套袋隔離(防止其他花粉干擾)→開花期人工傳粉→套袋隔離(防止其他花粉干擾)。與豌豆相比，玉米為單性花，無需去雄，其授粉前后的操作流程是：花蕾期套袋隔離(防止其他花粉干擾)→開花期人工傳粉→套袋隔離(防止其他花粉干擾)。(2)三體植株的出現(xiàn)是個別染色體比正常植株多了一條，因此該變異類型屬于染色體數(shù)目的變異。根據(jù)題意，父本的基因型為Aaa，產生雄配子比例為A∶aa∶Aa∶a＝1∶1∶2∶2，染色體數(shù)異常的雄配子不能參與受精，所以雄配子為A∶a＝1∶2，雌配子全為a，因此進行雜交，后代的表型及比例是抗病∶感病＝1∶2。6．某二倍體作物(2n＝24)的品系甲有抗蟲、高產等多種優(yōu)良性狀，但甜度不高。為了改良品系甲，增加其甜度，育種工作者在種質資源庫中選取乙、丙兩個高甜度的品系，用三個純合品系進行雜交實驗，結果如下表。若甜與不甜受一對等位基因控制，則相關基因用A/a表示；若受兩對等位基因控制，則相關基因用A/a、B/b表示，依此類推?；卮鹣铝袉栴}：雜交組合F1表型F2表型甲×乙不甜1/4甜、3/4不甜甲×丙甜3/4甜、1/4不甜乙×丙甜13/16甜、3/16不甜(1)分析實驗結果，確定甜味性狀的遺傳遵循__________定律，該定律的實質是_____________________________________________________________________________________。(2)據(jù)表分析，品系甲、乙、丙的基因型可能分別為__________。乙、丙雜交的F2中甜植株的基因型有____種，其中自交后代不會發(fā)生性狀分離的個體所占比例為________。(3)已知作物甲的抗病和不抗病分別受位于6號染色體上的D和d基因控制，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)一株抗病純合三體植株，該植株的變異類型屬于______________。為了確定該三體植株是否為6號染色體三體，請設計實驗并寫出實驗思路，預測實驗結果(已知染色體數(shù)異常的雄配子不能參與受精作用，雌配子均能參與受精作用)。實驗思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________________。實驗結果及結論：①若F2表型及比例為______________________，則說明該三體植株不是6號染色體三體；②若F2表型及比例為_____________________