遺傳變異大題突破限時練15

(時間：40分鐘

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)1.(2024·全國甲卷，32改編)袁隆平研究雜交水稻，對糧食生產(chǎn)具有突出貢獻?；卮鹣铝袉栴}。 (1)用性狀優(yōu)良的水稻純合體(甲)給某雄性不育水稻植株授粉，雜交子一代均表現(xiàn)雄性不育；雜交子一代與甲回交(回交是雜交后代與兩個親本之一再次交配)，子代均表現(xiàn)雄性不育；連續(xù)回交獲得性狀優(yōu)良的雄性不育品系(乙)。由此推測控制雄性不育的基因(A)位于________(填“細胞質(zhì)”或“細胞核”)。細胞質(zhì)(2)將另一性狀優(yōu)良的水稻純合體(丙)與乙雜交，F(xiàn)1均表現(xiàn)雄性可育，且長勢與產(chǎn)量優(yōu)勢明顯，F(xiàn)1即為優(yōu)良的雜交水稻。丙的細胞核基因R的表達產(chǎn)物能夠抑制基因A的表達?；騌表達過程中，以mRNA為模板翻譯產(chǎn)生多肽鏈的細胞器是________。F1自交子代中雄性可育株與雄性不育株的數(shù)量比為______________________。(3)以丙為父本與甲雜交(正交)得F1，F(xiàn)1自交得F2，則F2中與育性有關(guān)的表型有________種。反交結(jié)果與正交結(jié)果不同，反交的F2中與育性有關(guān)的基因型有________種。核糖體3∶113解析

(1)假如控制雄性不育的基因(A)位于細胞核，則F1的基因組成為Aa，F(xiàn)1與甲(aa)回交產(chǎn)生的子代中雄性不育∶雄性可育＝1∶1，與題目所給信息不符；假如控制雄性不育的基因(A)位于細胞質(zhì)，因為受精卵中的細胞質(zhì)大部分來自卵細胞，雄性不育植株只能作母本，其子代全部表現(xiàn)為雄性不育，與題目所給信息吻合。(2)多肽鏈的合成(翻譯)場所是核糖體。乙只能作母本，子代都含有A基因。根據(jù)題意，丙和乙雜交，F(xiàn)1均表現(xiàn)為雄性可育，可推出F1均具有基因R，進而推出丙的核基因組成為RR，乙的核基因組成為rr，F(xiàn)1的基因組成為A(Rr)，F(xiàn)1自交子代的基因組成及比例為A(RR)∶A(Rr)∶A(rr)＝1∶2∶1，雄性可育株和雄性不育株的數(shù)量比為3∶1。(3)分析可知，甲的基因組成為a(rr)，丙的核基因組成為RR，以丙作父本與甲雜交，得到的F1的基因組成為a(Rr)，F(xiàn)1自交得到的F2的基因組成有a(RR)、a(Rr)和a(rr)，全部表現(xiàn)為可育。以丙作母本與甲雜交(反交)，所得結(jié)果與正交結(jié)果不同，則丙的基因組成為A(RR)，得到的F1的基因組成為A(Rr)，F(xiàn)1自交得到的F2的基因組成有A(RR)、A(Rr)和A(rr)，即與育性有關(guān)的基因型有3種。2.(2024·九省聯(lián)考江西卷，21)對水稻品種“淮稻7號”誘變，獲得白葉枯病“類病變”突變體lmp2(基因型aa)，它在沒有病原菌侵染的情況下能自發(fā)形成類似白葉枯病表型。從突變體中克隆出位于9號染色體上的關(guān)鍵基因a(本題中如涉及更多的基因，名稱依次按照B/b、C/c、D/d……命名)?；卮鹣铝袉栴}： (1)將突變體與野生型(簡稱WT，表型正常，基因型AA)水稻1雜交，F(xiàn)1表型均為野生型，其基因型為________；F1自交，F(xiàn)2中野生型與突變體比例為________。Aa3∶1(2)分析突變體的a基因全序列及其編碼產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)，突變體的a基因是野生型水稻1的A基因內(nèi)插入654bp(堿基對)片段形成的，其編碼的肽鏈長度比野生型A基因編碼的肽鏈短，其原因是654bp片段的插入產(chǎn)生了新的______________。終止密碼子(3)比對水稻基因組發(fā)現(xiàn)，野生型水稻的3號染色體上也存在上述654bp序列。為探究突變體產(chǎn)生的原因，在野生型水稻的3號染色體和突變體水稻的9號染色體上654bp序列外側(cè)各設(shè)計一對引物，對野生型、突變體基因組DNA進行PCR，產(chǎn)物的凝膠電泳結(jié)果如圖(M為核酸分子量大小的標準參照物)。據(jù)圖分析突變體lmp2產(chǎn)生的原因是_______________________________________________________________________。 3號染色體上的654bp序列移接到了9號染色體上，形成了突變體(4)若用該突變體與野生型水稻2雜交，F(xiàn)1全為野生型，F(xiàn)1自交，F(xiàn)2野生型和突變體比例為15∶1，則該突變體與野生型水稻1、2雜交結(jié)果存在差異的原因是_______________________________________________________________________________，突變體、野生型水稻1和野生型水稻2的基因型依次為________、________和________。野生型水稻1的3號染色體上的654bp序列從3號染色體移除，但沒有插入9號染色體上aabbAAbbAABB(5)為了解A蛋白(由基因A編碼)在自然界的起源和進化，研究人員比較了生物甲、乙、丙……的A蛋白序列與水稻A蛋白序列的差異氨基酸個數(shù)，并成功解析了各物種間的親緣關(guān)系，結(jié)果如下表。如果水稻與上述各種生物的親緣關(guān)系由近而遠依次為甲、乙、丙，在下表中填寫最合理的數(shù)字。生物名稱甲乙丙丁戊……差異氨基酸個數(shù)2______468……3解析

(1)突變體的基因型為aa，野生型水稻1的基因型為AA，F(xiàn)1表型均為野生型，基因型為Aa，F(xiàn)1自交，F(xiàn)2中野生型(AA和Aa)與突變體(aa)比例為3∶1。(2)突變體的a基因是野生型水稻1的A基因內(nèi)插入654bp(堿基對)片段形成的，其編碼的肽鏈長度比野生型A基因編碼的肽鏈短，說明翻譯提前終止了，可能是654bp片段的插入產(chǎn)生了新的終止密碼子。(3)根據(jù)電泳圖譜可知，野生型3號染色體上的片段為754bp，突變體3號染色體上的片段為100bp，減少了654bp，野生型9號染色體上的片段為200bp，突變體9號染色體上的片段為854bp，增加了654bp，由此推測3號染色體上的654bp序列移接到了9號染色體上，形成了突變體。(4)若用該突變體與野生型水稻2雜交，F(xiàn)1全為野生型，F(xiàn)1自交，F(xiàn)2野生型和突變體比例為15∶1，為9∶3∶3∶1的變式，說明野生型與突變體至少受兩對等位基因控制且遵循自由組合定律，假設(shè)位于3號染色體上的相關(guān)基因為B/b，只有當這兩對基因為隱性時表現(xiàn)為突變體，則突變體的基因型為aabb，野生型水稻2的基因型應(yīng)為AABB，由于突變體與野生型水稻1雜交，F(xiàn)1自交，F(xiàn)2中野生型水稻1與突變體比例為3∶1，說明野生型水稻1的基因型為AAbb，可推測該突變體與野生型水稻1、2雜交結(jié)果存在差異的原因是野生型水稻1的3號染色體上的654bp序列從3號染色體移除，但沒有插入9號染色體上。(5)如果水稻與上述各種生物的親緣關(guān)系由近而遠依次為甲、乙、丙，說明氨基酸差異個數(shù)越小親緣關(guān)系越近，則水稻與乙的差異氨基酸個數(shù)應(yīng)介于甲和丙之間，所以水稻與乙的差異氨基酸個數(shù)為3。3.(2024·黑吉遼卷，24)作物在成熟期葉片枯黃，若延長綠色狀態(tài)將有助于提高產(chǎn)量。某小麥野生型在成熟期葉片正?？蔹S(熟黃)，其單基因突變純合子m1在成熟期葉片保持綠色的時間延長(持綠)?；卮鹣铝袉栴}。 (1)將m1與野生型雜交得到F1，表型為________(填“熟黃”或“持綠”)，則此突變?yōu)殡[性突變(A1基因突變?yōu)閍l基因)。推測A1基因控制小麥熟黃，將A1基因轉(zhuǎn)入________個體中表達，觀察獲得的植株表型可驗證此推測。熟黃持綠(2)突變體m2與m1表型相同，是A2基因突變?yōu)閍2基因的隱性純合子，A2基因與A1基因是非等位的同源基因，序列相同。A1、A2、a1和a2基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈簡要信息如圖1。據(jù)圖1可知，與野生型基因相比，a1基因發(fā)生了___________，a2基因發(fā)生了___________，使合成的mRNA都提前出現(xiàn)了___________，翻譯出的多肽鏈長度變________，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，活性喪失。A1(A2)基因編碼A酶，圖2為檢測野生型和兩個突變體葉片中A酶的酶活性結(jié)果，其中________號株系為野生型的數(shù)據(jù)。堿基的替換堿基的增添終止密碼子短①(3)A1和A2基因位于非同源染色體上，m1的基因型為________，m2的基因型為________。若將m1與m2雜交得到F1，F(xiàn)1自交得到F2，F(xiàn)2中自交后代不發(fā)生性狀分離個體的比例為________。圖1 圖2a1a1A2A2A1A1a2a21/2或50%解析

(1)若此突變?yōu)殡[性突變，則m1的基因型為a1a1，野生型的基因型為A1A1，m1×野生型→A1a1，表型為野生型，即熟黃。若要證明此推測，可將A1基因轉(zhuǎn)入持綠(或m1或突變型)個體中表達，若植株表現(xiàn)為熟黃，則可驗證此推測。(2)依據(jù)題干和圖1可知，A2基因與A1基因是非等位的同源基因，序列相同；突變體m2與m1表型相同，且均為對應(yīng)基因的隱性純合子；由于終止密碼子為UAA、UAG、UGA，可知對應(yīng)模板鏈上堿基為ATT、ATC、ACT。與野生型基因相比較，a1發(fā)生了堿基的替換即C→T，a2基因發(fā)生了堿基的增添，導(dǎo)致a1序列上提前出現(xiàn)了ACT，a2序列上都提前出現(xiàn)ACT，即合成的mRNA都提前出現(xiàn)了終止密碼子，導(dǎo)致翻譯出的多肽鏈長度變短，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，活性喪失。A1(A2)基因4.(2024·福州市質(zhì)檢)豌豆、玉米等是遺傳學上常用的模式生物。豌豆莖的長度、種子形狀和豆莢顏色這三種性狀分別由D/d、R/r、G/g三對等位基因控制。將高莖圓粒綠豆莢和矮莖皺粒黃豆莢兩種豌豆進行雜交，F(xiàn)1均為高莖圓粒綠豆莢，F(xiàn)1自交所得F2中高莖圓粒綠豆莢∶矮莖圓粒綠豆莢∶高莖皺粒黃豆莢∶矮莖皺粒黃豆莢＝9∶3∶3∶1。 (1)上述實驗結(jié)果表明不遵循自由組合定律的性狀是______________________ ______________________________，原因是控制這些性狀的基因位于______________________上。

種子形狀和豆莢顏色(圓粒和皺粒、綠豆莢和黃豆莢)一對同源染色體(2)R基因是編碼淀粉分支酶的基因，r基因的產(chǎn)生是由于該淀粉分支酶基因中插入一段外來序列。已知這段外來序列中含有一個限制酶Ⅰ的識別位點，用限制酶Ⅰ處理親本和F1的淀粉分支酶基因，再進行電泳，電泳結(jié)果如圖1所示。代表F1的條帶是____________，判斷①②③的基因型分別是__________________。①Rr、rr、RR(3)玉米9號染色體上存在控制籽粒顏色的基因(E/e，其中E控制紫色，e控制無色)和糯粒的基因(B/b，其中B控制非糯粒、b控制糯粒)?？茖W家以兩個玉米品系為材料進行如下雜交實驗(圖2)，圖中顯示父本、母本的9號染色體及其基因組成。①對F1中無色糯粒植株的染色體組成進行鏡檢觀察，發(fā)現(xiàn)有一條9號染色體形態(tài)正常，另一條無染色體結(jié)、有8號染色體的易位片段?？梢娺@種表型出現(xiàn)的原因是母本產(chǎn)生了重組類型的配子，其中一種如圖3左側(cè)所示，請在右側(cè)畫出另一種的染色體結(jié)構(gòu)，并標出相應(yīng)的基因。如圖所示②該發(fā)現(xiàn)為“基因在染色體上”的結(jié)論提供細胞學的直觀證據(jù)，試闡述理由。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。將同源染色體片段互換與性狀的重組聯(lián)系在一起。從而確定了控制性狀的基因與染色體片段的關(guān)系[或F1出現(xiàn)無色糯粒個體，可推知其基因型為eebb，母本產(chǎn)生的基因型為eb的配子來源于同源染色體(9號染色體)片段的交換，用顯微鏡可觀察到染色體發(fā)生片段交換]解析

(1)僅考慮莖的長度和種子形狀這兩對性狀，F(xiàn)2中高莖圓?！冒o圓粒∶高莖皺?！冒o皺粒＝9∶3∶3∶1，說明控制莖的高度和種子形狀這兩對性狀的基因的遺傳遵循自由組合定律；僅考慮莖的長度和豆莢顏色這兩對性狀，F(xiàn)2中高莖綠豆莢∶矮莖綠豆莢∶高莖黃豆莢∶矮莖黃豆莢＝9∶3∶3∶1，說明控制莖的高度和豆莢顏色這兩對性狀的基因的遺傳遵循自由組合定律；僅考慮種子形狀和豆莢顏色這兩對性狀，F(xiàn)2中圓粒綠豆莢∶皺粒黃豆莢＝(9＋3)∶(3＋1)＝3∶