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新人教生物學一輪復習素養加強課
7　生物變異類型的實驗探究
1．可遺傳變異與不可遺傳變異及判斷方法
(1)可遺傳變異與不可遺傳變異
①不可遺傳變異環境變化，遺傳物質未變
②
(2)判斷方法
—
2．顯性突變與隱性突變的判斷
(1)突變類型
(2)判定方法——交配法
—
3．染色體變異與基因突變的判斷
(1)判斷依據：光學顯微鏡下能觀察到的是染色體變異，不能觀察到的是基因突變。
(2)具體操作：制作正常個體與待測變異個體的有絲分裂臨時裝片，找到中期圖進行染色體結構與數目的比較，可以判斷是否發生了染色體變異。
1．蘆筍的幼苗是一種名貴蔬菜，又名石刁柏，為XY型性別決定。在某野生型窄葉種群中偶見幾株闊葉蘆筍幼苗，雌雄株都有。請回答下列問題：
(1)僅從染色體分析，雄性蘆筍幼苗產生的雄配子類型將有________種，比例為________。
(2)有人對闊葉蘆筍幼苗的出現進行分析，認為可能有兩種原因：一種是基因突變，另一種是染色體組加倍成為多倍體。請設計一個簡單的實驗鑒定闊葉蘆筍出現的原因：___________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)現已證實闊葉為基因突變的結果，為確定是顯性突變還是隱性突變，選用多株突變型闊葉蘆筍雌、雄株進行雜交，并統計后代表型。
若________________________，則為________。
若________________________，則為________。
(4)現已證實闊葉是顯性突變所致，由于雄株蘆筍幼苗產量高于雌株，養殖戶希望在幼苗期就能區分雌雄，為了探求可行性，于是求助于科研工作者。技術人員先用多株野生型窄葉雌株與突變型闊葉雄株雜交，請推斷該技術人員做此實驗的意圖：_____________。若雜交實驗結果出現__________，養殖戶的心愿可以實現。
[解析]　(1)由于蘆筍為XY型性別決定，雄性植株的染色體組成為XY。僅從染色體分析，減數分裂產生的雄配子類型為2種，即X∶Y＝1∶1。(2)解釋見答案。(3)選用多株突變型闊葉蘆筍雌、雄株雜交，若雜交后代出現了野生型窄葉，則闊葉植株的出現為顯性突變所致；若雜交后代僅出現闊葉突變型，則闊葉植株的出現為隱性突變所致。(4)選用多對野生型窄葉雌性植株與突變型闊葉雄性植株作為親本雜交。若雜交后代野生型窄葉全為雄株，突變型闊葉全為雌株，則這對基因位于X染色體上；若雜交后代中，野生型和突變型雌、雄均有，則這對基因位于常染色體上。該技術人員做此實驗的意圖是通過雜交實驗判斷控制闊葉的基因是否在X染色體上。
[答案]　(1)2　1∶1　(2)將野生型植株和闊葉植株的根尖分生區制成裝片，用顯微鏡觀察有絲分裂中期細胞內的染色體數目，若觀察到闊葉植株的染色體加倍，則說明是染色體組加倍的結果，否則為基因突變　(3)后代出現野生型窄葉　顯性突變　后代都為突變型闊葉　隱性突變　(4)通過雜交實驗判斷控制闊葉的基因是否在X染色體上　后代中雌株都為突變型闊葉，雄株都為野生型窄葉
2．除草劑敏感型的大豆經輻射獲得抗性突變體，且敏感基因與抗性基因是一對等位基因。出現該突變體的原因可能是親本在產生配子時發生了基因突變或染色體片段缺失(突變只涉及一個親本的一條染色體，若一對同源染色體都缺失相同片段時胚胎致死，且各配子的活力相同)。
(1)大豆對除草劑的抗性和敏感這對性狀在遺傳時遵循________定律。
(2)若抗性突變體是由于純合親本在產生配子時發生了基因突變，則該突變是________(填“隱性”或“顯性”)突變，該突變體的基因型為________(用A、a表示)。若抗性突變體是親本在產生配子時發生染色體片段缺失，則原敏感型大豆的基因型為________，突變體基因型為________(缺失的基因用0表示)。
(3)請利用上述材料設計一個遺傳實驗(只做一代遺傳實驗)來探究該抗性突變體大豆出現的原因為(2)問中的哪一種情況(要求：寫出實驗方案并預期實驗結果和結論)。
實驗方案：_________________________________________________________。
預期結果和結論：______________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)敏感基因與抗性基因是一對等位基因，因此大豆對除草劑的抗性和敏感這對性狀在遺傳時遵循分離定律。(2)由于純合親本在產生配子時發生了基因突變，產生了抗性突變體，則該突變是顯性突變。若用A、a表示，則該突變體的基因型為Aa。若原敏感型大豆的基因型為AA(或aa)，則發生染色體片段缺失后，突變體的性狀沒有改變，由此推得原敏感型大豆為雜合子(Aa)，且含A的染色體片段缺失。突變體基因型為a0。(3)通過一代雜交實驗來探究該抗性突變體大豆出現的原因，最簡單的實驗方案是讓該突變體自交，觀察并統計子一代的表型及比例，確定其變異類型。對于子代的表型及比例的推導可采取“倒推”的思路去分析，即若發生了基因突變，則該突變體自交后子代出現抗性和敏感兩種表型，且比例為3∶1；若發生了染色體片段缺失，則子代全是抗性型。
[答案]　(1)分離　(2)顯性　Aa　Aa　a0　(3)讓該突變體自交，觀察并統計子一代的表型及比例
若子代出現抗性和敏感兩種表型(且比例為3∶1)，則是發生了基因突變。若子代全是抗性型，則是發生了染色體片段缺失
(教師用書獨具)
(2021·湖北黃岡高三模擬)果蠅的眼色由兩對基因(A/a和R/r)控制，已知A和R同時存在時果蠅表現為紅眼，其余情況為白眼，且其中R/r僅位于X染色體上。
實驗：一只純合白眼雌果蠅與一只白眼雄果蠅雜交，正常F1全為紅眼(偶見一只雌果蠅為XXY，記為“M”；還有一只白眼雄果蠅，記為“N”)。
(1)由題可知A/a位于常染色體上，且親本白眼雄果蠅基因型為________，其不可能與R/r一樣位于X染色體上的理由是_______________________________
_____________________________________________________________________。
(2)M果蠅能正常產生配子，其最多能產生X、Y、XY和XX四種類型的配子，其對應比例為________________。
(3)N果蠅出現的可能原因有①環境改變引起表型變化，但基因型未變；②親本雄果蠅發生某個基因突變；③親本雌果蠅發生某個基因突變；④親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離而產生XO型果蠅(XO為缺一條性染色體的不育雄性)，請利用現有材料設計簡便的雜交實驗，確定N果蠅出現的原因。
實驗步驟：_____________，然后觀察子代雌果蠅的表型及比例。
結果預測：Ⅰ．若____________，則是環境改變；
Ⅱ．若____________，則是親本雄果蠅基因突變；
Ⅲ．若____________，則是親本雌果蠅基因突變；
Ⅳ．若____________，則是親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離。
[解析]　(1)若A/a與R/r都在X染色體上，則純合白眼雌果蠅的雄性子代也只能是白眼，與已知不符，并由此推出親本白眼雄果蠅基因型為AAXrY。(2)M果蠅(XXY)是三體果蠅，能正常產生配子，其最多能產生X、Y、XY和XX四種類型的配子，其對應比例為2∶1∶2∶1。(3)據分析可知，欲確定N果蠅出現的原因。可將N果蠅與F1雌蠅(AaXRXr)交配，然后觀察子代雌果蠅的性狀及比例。Ⅰ．若是環境改變引起的表型的改變，則N果蠅的基因型為AaXRY，F1雌蠅基因型為AaXRXr，二者雜交，分別分析每一對基因，子代雌果蠅的基因型為AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1；XRXR∶XRXr＝1∶1。A和R同時存在時果蠅表現為紅眼，其余情況為白眼，故子代雌果蠅性狀及比例為紅眼∶白眼＝3∶1；Ⅱ．若親本雄果蠅基因突變，則N果蠅的基因型為aaXRY，F1雌蠅基因型為AaXRXr，二者雜交，子代雌果蠅的基因型為Aa∶aa＝1∶1，XRXR∶XRXr＝1∶1，子代雌果蠅性狀及比例為紅眼∶白眼＝1∶1；Ⅲ．若親本雌果蠅基因突變，則N果蠅的基因型為AaXrY，F1雌蠅基因型為AaXRXr，二者雜交，子代雌果蠅的基因型為AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，XRXr∶XrXr＝1∶1，子代雌果蠅性狀及比例為紅眼∶白眼＝3∶5。Ⅳ．若是親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離而產生XO型果蠅，由于XO為缺一條性染色體的不育雄性，與F1雌蠅雜交，沒有子代產生。
[答案]　(1)AAXrY　若A/a與R/r都在X染色體上，則純合白眼雌果蠅的雄性子代也只能是白眼　(2)2∶1∶2∶1　(3)將N果蠅與F1紅眼雌果蠅交配　紅眼∶白眼＝3∶1　紅眼∶白眼＝1∶1　紅眼∶白眼＝3∶5　無子代
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