新人教生物学一轮复习素养加强课：7　生物变异类型的实验探究（含答案）

新人教生物学一轮复习素养加强课
7　生物变异类型的实验探究
1．可遗传变异与不可遗传变异及判断方法
(1)可遗传变异与不可遗传变异
①不可遗传变异环境变化，遗传物质未变
②
(2)判断方法
—
2．显性突变与隐性突变的判断
(1)突变类型
(2)判定方法——交配法
—
3．染色体变异与基因突变的判断
(1)判断依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。
(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较，可以判断是否发生了染色体变异。
1．芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜，又名石刁柏，为XY型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。请回答下列问题：
(1)仅从染色体分析，雄性芦笋幼苗产生的雄配子类型将有________种，比例为________。
(2)有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一种是基因突变，另一种是染色体组加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶芦笋出现的原因：___________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株突变型阔叶芦笋雌、雄株进行杂交，并统计后代表型。
若________________________，则为________。
若________________________，则为________。
(4)现已证实阔叶是显性突变所致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，于是求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型窄叶雌株与突变型阔叶雄株杂交，请推断该技术人员做此实验的意图：_____________。若杂交实验结果出现__________，养殖户的心愿可以实现。
[解析]　(1)由于芦笋为XY型性别决定，雄性植株的染色体组成为XY。仅从染色体分析，减数分裂产生的雄配子类型为2种，即X∶Y＝1∶1。(2)解释见答案。(3)选用多株突变型阔叶芦笋雌、雄株杂交，若杂交后代出现了野生型窄叶，则阔叶植株的出现为显性突变所致；若杂交后代仅出现阔叶突变型，则阔叶植株的出现为隐性突变所致。(4)选用多对野生型窄叶雌性植株与突变型阔叶雄性植株作为亲本杂交。若杂交后代野生型窄叶全为雄株，突变型阔叶全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代中，野生型和突变型雌、雄均有，则这对基因位于常染色体上。该技术人员做此实验的意图是通过杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。
[答案]　(1)2　1∶1　(2)将野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变　(3)后代出现野生型窄叶　显性突变　后代都为突变型阔叶　隐性突变　(4)通过杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上　后代中雌株都为突变型阔叶，雄株都为野生型窄叶
2．除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是一对等位基因。出现该突变体的原因可能是亲本在产生配子时发生了基因突变或染色体片段缺失(突变只涉及一个亲本的一条染色体，若一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死，且各配子的活力相同)。
(1)大豆对除草剂的抗性和敏感这对性状在遗传时遵循________定律。
(2)若抗性突变体是由于纯合亲本在产生配子时发生了基因突变，则该突变是________(填“隐性”或“显性”)突变，该突变体的基因型为________(用A、a表示)。若抗性突变体是亲本在产生配子时发生染色体片段缺失，则原敏感型大豆的基因型为________，突变体基因型为________(缺失的基因用0表示)。
(3)请利用上述材料设计一个遗传实验(只做一代遗传实验)来探究该抗性突变体大豆出现的原因为(2)问中的哪一种情况(要求：写出实验方案并预期实验结果和结论)。
实验方案：_________________________________________________________。
预期结果和结论：______________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)敏感基因与抗性基因是一对等位基因，因此大豆对除草剂的抗性和敏感这对性状在遗传时遵循分离定律。(2)由于纯合亲本在产生配子时发生了基因突变，产生了抗性突变体，则该突变是显性突变。若用A、a表示，则该突变体的基因型为Aa。若原敏感型大豆的基因型为AA(或aa)，则发生染色体片段缺失后，突变体的性状没有改变，由此推得原敏感型大豆为杂合子(Aa)，且含A的染色体片段缺失。突变体基因型为a0。(3)通过一代杂交实验来探究该抗性突变体大豆出现的原因，最简单的实验方案是让该突变体自交，观察并统计子一代的表型及比例，确定其变异类型。对于子代的表型及比例的推导可采取“倒推”的思路去分析，即若发生了基因突变，则该突变体自交后子代出现抗性和敏感两种表型，且比例为3∶1；若发生了染色体片段缺失，则子代全是抗性型。
[答案]　(1)分离　(2)显性　Aa　Aa　a0　(3)让该突变体自交，观察并统计子一代的表型及比例
若子代出现抗性和敏感两种表型(且比例为3∶1)，则是发生了基因突变。若子代全是抗性型，则是发生了染色体片段缺失
(教师用书独具)
(2021·湖北黄冈高三模拟)果蝇的眼色由两对基因(A/a和R/r)控制，已知A和R同时存在时果蝇表现为红眼，其余情况为白眼，且其中R/r仅位于X染色体上。
实验：一只纯合白眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，正常F1全为红眼(偶见一只雌果蝇为XXY，记为“M”；还有一只白眼雄果蝇，记为“N”)。
(1)由题可知A/a位于常染色体上，且亲本白眼雄果蝇基因型为________，其不可能与R/r一样位于X染色体上的理由是_______________________________
_____________________________________________________________________。
(2)M果蝇能正常产生配子，其最多能产生X、Y、XY和XX四种类型的配子，其对应比例为________________。
(3)N果蝇出现的可能原因有①环境改变引起表型变化，但基因型未变；②亲本雄果蝇发生某个基因突变；③亲本雌果蝇发生某个基因突变；④亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离而产生XO型果蝇(XO为缺一条性染色体的不育雄性)，请利用现有材料设计简便的杂交实验，确定N果蝇出现的原因。
实验步骤：_____________，然后观察子代雌果蝇的表型及比例。
结果预测：Ⅰ．若____________，则是环境改变；
Ⅱ．若____________，则是亲本雄果蝇基因突变；
Ⅲ．若____________，则是亲本雌果蝇基因突变；
Ⅳ．若____________，则是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。
[解析]　(1)若A/a与R/r都在X染色体上，则纯合白眼雌果蝇的雄性子代也只能是白眼，与已知不符，并由此推出亲本白眼雄果蝇基因型为AAXrY。(2)M果蝇(XXY)是三体果蝇，能正常产生配子，其最多能产生X、Y、XY和XX四种类型的配子，其对应比例为2∶1∶2∶1。(3)据分析可知，欲确定N果蝇出现的原因。可将N果蝇与F1雌蝇(AaXRXr)交配，然后观察子代雌果蝇的性状及比例。Ⅰ．若是环境改变引起的表型的改变，则N果蝇的基因型为AaXRY，F1雌蝇基因型为AaXRXr，二者杂交，分别分析每一对基因，子代雌果蝇的基因型为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1；XRXR∶XRXr＝1∶1。A和R同时存在时果蝇表现为红眼，其余情况为白眼，故子代雌果蝇性状及比例为红眼∶白眼＝3∶1；Ⅱ．若亲本雄果蝇基因突变，则N果蝇的基因型为aaXRY，F1雌蝇基因型为AaXRXr，二者杂交，子代雌果蝇的基因型为Aa∶aa＝1∶1，XRXR∶XRXr＝1∶1，子代雌果蝇性状及比例为红眼∶白眼＝1∶1；Ⅲ．若亲本雌果蝇基因突变，则N果蝇的基因型为AaXrY，F1雌蝇基因型为AaXRXr，二者杂交，子代雌果蝇的基因型为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，XRXr∶XrXr＝1∶1，子代雌果蝇性状及比例为红眼∶白眼＝3∶5。Ⅳ．若是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离而产生XO型果蝇，由于XO为缺一条性染色体的不育雄性，与F1雌蝇杂交，没有子代产生。
[答案]　(1)AAXrY　若A/a与R/r都在X染色体上，则纯合白眼雌果蝇的雄性子代也只能是白眼　(2)2∶1∶2∶1　(3)将N果蝇与F1红眼雌果蝇交配　红眼∶白眼＝3∶1　红眼∶白眼＝1∶1　红眼∶白眼＝3∶5　无子代
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