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(共11张PPT)
专题练3　利用假说—演绎法解决生物变异类型实验探究题
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1.(3分)染色体片段缺失的杂合子生活力降低但能存活,片段缺失的纯合子常因此死亡。控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上,且红眼对白眼为显性,现有一红眼雄蝇(甲)与一白眼雌蝇(乙)杂交,子代中出现一例染色体数目正常的白眼雌蝇(丙)。相关叙述不正确的是(　　)
A.正常情况下,甲与乙杂交后代中只有红眼雌蝇和白眼雄蝇
B.丙的出现可能是甲的精子产生了基因突变或X染色体片段缺失
C.丙与正常红眼雄蝇杂交,统计后代雌雄比可确定其变异类型
D.基因突变和X染色体片段缺失两种变异均可通过显微镜观察
D
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解析 果蝇的红眼对白眼为显性,若用A、a基因分别表示果蝇的红眼与白眼,则红眼雄蝇(甲)的基因型为XAY,白眼雌蝇(乙)的基因型为XaXa,正常情况下,甲与乙杂交后代的基因型及表型为XAXa(红眼雌蝇)、XaY(白眼雄蝇),A项正确;甲的基因型为XAY,乙的基因型为XaXa,杂交后子代中出现一例染色体数目正常的白眼雌蝇(丙),丙的基因型可能为XaXa(甲的精子产生了基因突变导致)或XOXa(O表示甲的精子X染色体片段缺失,刚好丢失了含A基因的片段),B项正确;丙的基因型可能为XaXa或XOXa,丙与正常红眼雄蝇(XAY)杂交,若为基因突变(XaXa),则子代雌性均为红眼,雄性均为白眼,且雌雄果蝇数之比为1∶1,若为染色体片段的缺失(XOXa),则杂交子代中雌蝇数与雄蝇数之比为2∶1(雄蝇中片段缺失的纯合子个体死亡),故丙与正常红眼雄蝇杂交,统计后代雌雄比可确定其变异类型,C项正确;染色体片段的缺失在光学显微镜下可以观察,但是基因突变用显微镜观察不到,D项错误。
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2.(8分)(2022·湖南卷)中国是传统的水稻种植大国,有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中,发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题。
(1)突变型1叶片为黄色,由基因C突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代,F3成年植株中黄色叶植株占　　　　　。
(2)测序结果表明,突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,由
5'-GAGAG-3'变为5'-GACAG-3',导致第　　　位氨基酸突变为　　　　,从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理:
　　　　　　　　 　　　　　　　　　　。(部分密码子及对应氨基酸:GAG谷氨酸;AGA精氨酸;GAC天冬氨酸;ACA苏氨酸;CAG谷氨酰胺)
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谷氨酰胺
基因突变影响与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄
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(3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段,用限制酶处理后进行电泳(电泳条带表示特定长度的DNA片段),其结果为图中
　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(4)突变型2叶片为黄色,由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变 　　　　　(填“能”或“否”),用文字说明理由:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
Ⅲ
能
突变型1和突变型2杂交后,只有突变型2表现为隐性突变,子代才可能出现黄色叶植株与绿色叶植株各占50%
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解析 (1)基因C1纯合幼苗期致死,相当于显性纯合致死,杂合子自交淘汰显性纯合个体,F1中CC∶CC1=1∶2,F2中CC∶CC1=3∶2,3/5CC自交产生的子代均为绿色,2/5CC1自交产生1/10CC、1/5CC1、1/10C1C1,其中1/10C1C1致死,所以F3成年植株中黄色叶植株占2/9。(2)由于三个碱基决定一个氨基酸,因此第727位碱基前共有242个密码子,说明第727位碱基对应第243个密码子的第一位,由于是编码序列,密码子由GAG突变为CAG,对应的氨基酸由谷氨酸变为谷氨酰胺。基因突变影响与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄。(3)突变体为杂合子,被限制酶处理后应该有三种类型的DNA片段,因此结果为Ⅲ。(4)若突变型2为显性突变,突变型2(CC2)与突变型1(CC1)杂交,子代表型及比例为黄∶绿=3∶1,与题意不符。只有突变型2为隐性突变,突变型1和突变型2杂交子代才可能出现黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。
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3.(7分)(2025·广东汕头模拟)玉米是进行遗传学实验的良好材料,其宽叶基因T与窄叶基因t是位于9号染色体上的一对等位基因,已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用,现有基因型为Tt的宽叶植株A,其细胞中9号染色体如图一。回答下列问题。
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(1)为了探究植株A的T基因是位于正常染色体,还是位于异常染色体上,请设计一个最简便的杂交实验(不考虑互换的发生)。
实验方案:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
结果预测:若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则T基因位于异常染色体上;若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则T基因位于正常染色体上。
(2)以植株A为父本,正常的窄叶植株为母本进行杂交,在产生的F1中偶然发现了一株宽叶植株B,其染色体组成如图二,基因型为Ttt。分析该植株出现的原因是_______________________________________________________
　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。
让植株A进行自交产生F1,观察统计F1的表型及比例　
若F1中宽叶∶窄叶=1∶1(或出现窄叶)
若F1中宽叶∶窄叶=1∶0(或只有宽叶或未出现窄叶)
父本植株A在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体未分离,产生了含Tt的精子,该精子与母本的t卵细胞受精形成Ttt的植株
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(3)研究者发现玉米体细胞内2号染色体上存在两个纯合致死基因E、F,从而得到“平衡致死系”的玉米,其基因与染色体关系如图三所示。该品系的玉米随机自由交配(不考虑互换和基因突变),其子代中杂合子的概率是　　　。
100%
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解析 (1)为了确定植株A的T基因位于正常染色体上还是异常染色体上,可以通过实验来判断,由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用,且玉米是雌雄同株植物,自交是最简便的方法。因此可让植株A进行自交产生F1,观察统计F1的表型及比例。若F1中宽叶∶窄叶=1∶1(或出现窄叶),说明T基因位于异常染色体上;若F1中宽叶∶窄叶=1∶0(或只有宽叶或未出现窄叶),说明T基因位于正常染色体上。
(2)由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用,即含有T的精子不能参与受精作用,所以宽叶植株B(Ttt)中有一个t来自母本,其中的T和t都来自父本。由此可见,该植株出现的原因是父本减数分裂Ⅰ过程中同源染色体未分离,产生了含Tt的精子,该精子与母本产生的含t的卵细胞受精形成基因型为Ttt的植株。
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(3)由图三可知,等位基因E、e和F、f位于一对同源染色体上,该玉米(EeFf)会产生Ef和eF两种比例相等的配子,根据分离定律可知,其自由交配的情况下产生的个体的基因型为1EEff、1eeFF、2EeFf,由于E、F是两个纯合致死基因,则后代只有EeFf一种基因型。因此,该品系的玉米随机自由交配,其子代全为杂合子。

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