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重难聚焦练⑦　探究变异的类型
一、单项选择题
1．　已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)为显性。现用有尾鸡(甲群体)自交产生的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状(乙群体)。为研究胰岛素在小鸡孵化过程中是否引起基因突变，可行性方案是 (　　)
A．甲群体×甲群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素
B．乙群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素
C．甲群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素
D．甲群体×乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素
答案　D
解析　在孵化早期，向有尾鸡卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状，无尾性状的产生可能有两个原因：一是胰岛素诱导基因突变(a→A)，二是胰岛素影响了发育进程。要探究小鸡无尾性状产生的原因，可以让乙群体与甲群体(aa)杂交，在孵化早期不向卵内注射胰岛素，观察孵化出的小鸡的性状，如果全为有尾鸡，则为胰岛素影响了发育进程，即是不可遗传的变异；如果还有无尾性状产生，则为基因突变。
2．　已知小麦无芒(A)与有芒(a)为一对相对性状，用适宜的诱变方式处理花药可导致基因突变。为了确定基因A是否突变为基因a，有人设计了以下4个杂交组合，杂交前对每个组合中父本的花药进行诱变处理，然后与未经处理的母本进行杂交。若要通过对杂交子一代表现型的分析来确定该基因是否发生突变，则最佳的杂交组合是 (　　)
A．♂ 无芒×♀有芒(♂ AA×♀aa)
B．♂ 无芒×♀有芒(♂ Aa×♀aa)
C．♂ 无芒×♀无芒(♂ Aa×♀Aa)
D．♂ 无芒×♀无芒(♂ AA×♀Aa)
答案　A
解析　由于显性基因对隐性基因具有显性作用，如果A基因发生突变变为a基因，这时无芒的纯合子父本AA产生含a的雄配子，当遇到含a的雌配子时，形成受精卵aa，将来发育的植株表现为隐性性状，所以最佳的杂交组合父本为显性纯合子，母本为隐性纯合子。
3．　玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下，用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9∶3∶3∶1。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其F1仍表现为非糯非甜粒，但某一F1植株自交，产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是 (　　)
A．发生了染色体易位
B．染色体组数目整倍增加
C．基因中碱基对发生了替换
D．基因中碱基对发生了增减
答案　A
解析　由纯合非糯非甜粒与糯性甜粒玉米杂交，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9∶3∶3∶1可知，玉米非糯对糯性为显性，非甜粒对甜粒为显性，且控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，F1的基因组成如图1。在偶然发现的一个杂交组合中，由某一F1植株自交后代只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型可知，控制这两对相对性状的两对等位基因不遵循自由组合定律，可能的原因是：这两对相对性状的基因发生了染色体易位。其F1的基因组成如图2或图3。故A选项较为合理，而B、C、D选项均不能对该遗传现象作出合理的解释。

4．　在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是(双选) (　　)

A．甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性
B．乙图中出现的这种变异属于染色体变异
C．甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中
D．甲、乙两图中的变异类型不能用显微镜观察检验
答案　AB
解析　甲图中发生的是染色体变异，属于染色体中某一片段位置颠倒，属于结构的变异；乙图中在着丝点分裂时，两条姐妹染色单体移向了同一极，使子细胞中染色体多或少了一条，也属于染色体变异。染色体可以用显微镜观察到。乙图只会出现在有丝分裂中，甲图可出现在减数分裂中，也可出现在有丝分裂中，故C、D错误。
5．　如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是(　　)

A．①处插入碱基对G—C
B．②处碱基对A—T替换为G—C
C．③处缺失碱基对A—T
D．④处碱基对G—C替换为A—T
答案　B
解析　由题干分析得知，WNK4基因对应的正常蛋白质中赖氨酸的密码子为AAG，基因突变后仅仅导致了相应蛋白质中1 169位氨基酸由赖氨酸变成了谷氨酸，即氨基酸的类型发生了改变，而其他氨基酸的种类和数目没有发生变化，因而只可能是WNK4基因中碱基对类型发生了替换，而非缺失或增加，经分析，②处碱基对A—T替换为G—C。
6．　某种高秆植物经理化因素处理，在其后代中发现个别矮秆植株，如何设计实验鉴定与矮秆性状出现相关的问题(只需写出实验步骤)：
(1)是基因突变，还是环境影响：_______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若是基因突变，是显性突变，还是隐性突变：______________________________
________________________________________________________________________
_______________
答案　(1)将矮秆植株连同原始亲本一起种植，保持土壤和栽培条件尽量一致，观察比较两者的表现型
(2)第一年将矮秆植株和原始亲本杂交得F1，第二年种植F1种子，观察其表现型
解析　(1)必须体现“二者种植在相同的环境条件下，看表现型是否相同”。(2)必须体现“将矮秆植株和原始亲本杂交得F1，第二年种植F1种子，观察其表现型”。
7．　将果蝇进行诱变处理后，其染色体上可发生隐性突变、隐性致死突变或不发生突变等情况，遗传学家想设计一个实验检测上述三种情况。
检测X染色体上的突变情况：实验时，将经诱变处理的红眼雄果蝇与野生型纯合红眼雌果蝇筛选配(B表示红眼基因)，得F1，使F1单对筛选配，分别饲养，观察F2的分离情况。

预期结果和结论：
(1)若F2中表现型为3∶1，且雄性中有隐性突变体，则说明_________________________。
(2)若F2中表现型均为红眼，且雄性中无隐性突变体，则说明_______________________。
(3)若F2中♀∶♂＝2∶1，则说明____________________________________________。
答案　(1)发生了隐性突变　(2)没有发生突变　(3)发生了隐性致死突变
解析　图解中给出了F2的四种基因型，若X染色体上发生隐性突变，则F2中表现型为3∶1，且雄性中有隐性突变体；若X染色体上没发生突变，则F2中表现型均为红眼，且雄性中无隐性突变体；若X染色体上发生隐性致死突变，则F2中♀∶♂＝2∶1。
8．　100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题：
假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死)，无其他性状效应。根据隐性纯合子的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。
实验步骤①____________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
结果预测：
Ⅰ.如果________________________，则X染色体上发生了完全致死突变；
Ⅱ.如果________________________，则X染色体上发生了不完全致死突变；
Ⅲ.如果________________________，则X染色体上没有发生隐性致死突变。
答案　实验步骤：①让这只雄蝇与正常雌蝇杂交　②F1互交(或：F1雌蝇与正常雄蝇杂交)　③统计F2中雄蝇所占比例(或：统计F2中雌雄蝇比例)
结果预测：Ⅰ.F2中雄蝇占1/3(或F2中雌∶雄＝2∶1)
Ⅱ.F2中雄蝇占的比例介于1/3至1/2之间(或F2中雌∶雄在1∶1～2∶1之间)
Ⅲ.F2中雄蝇占1/2(或F2中雌∶雄＝1∶1)
解析　为了探究该果蝇的致死突变情况，可以选择该果蝇与多只正常雌果蝇交配，产生数目较多的F1，再用F1中多只雌果蝇与正常雄果蝇杂交，根据后代雌雄比例，做出推断。
9．　请回答下列有关遗传和变异的问题。
(1)水稻(2n＝24)正常植株(E)对矮生植株(e)为显性。
①在♀EE×♂ee杂交中，若E基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子中染色体数目为______________条。
②假设两种纯合突变体甲和乙都是由控制株高的E基因突变产生的，检测甲、乙中突变基因所在的DNA转录的mRNA(a、b)，发现a中第二个密码子中的第二个碱基由U变为C，b中第二个密码子中的第二个碱基前多了一个C。与正常植株相比，____________突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因：_________
________________________________________________________________________。
(2)遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失引起的变异叫缺失，缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。现有一红眼雄果蝇XBY与一白眼雌果蝇XbXb杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的。
方法一：__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方法二：________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)①13或11　②乙　乙突变体比甲突变体的蛋白质中氨基酸的改变可能更多(或甲突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变，乙突变体的蛋白质氨基酸序列可能从第二个氨基酸开始都发生改变)
(2)方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构。若染色体正常，则可能是基因突变引起的，反之，则可能是缺失引起的
方法二：将该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数的比为1∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数的比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的
解析　在减数第一次分裂时，若同源染色体未分离，则产生的雌配子染色体数目为(12＋1)条或(12－1)条。由于mRNA上的一个密码子由3个碱基组成，当密码子的一个碱基发生替换时，通常只有一个氨基酸发生改变；当插入一个碱基时，可能使后续的mRNA碱基序列发生改变，从而使其控制合成的氨基酸发生大面积改变。可以根据染色体变异和基因突变的水平不同，用显微镜观察区别；还可以将该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，观察子代的雌雄比例。
10．以下分别表示几种不同的育种方法，请分析回答：

(1)A过程中，由物种P突变为物种P1。在指导蛋白质合成时，③处的氨基酸由物种P的____________改变成了________。(缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天冬氨酸GAC)
(2)B过程所示的育种方法叫做________________，该方法最常用的做法是在①处_________________________
(3)C表示的育种方法是____________，若要在F2中选出最符合要求的新品种，最简便的方法是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)D过程中，②常用的方法是________________，与C过程相比，D方法的突出优点是____________________。
答案　(1)天冬氨酸　缬氨酸　(2)多倍体育种　用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗　(3)杂交育种　从F2中选出符合要求的个体连续自交，直至得到不发生性状分离的个体
(4)花药离体培养　明显缩短育种年限
解析　A所示为基因突变，根据突变结果，很容易推知突变之后氨基酸的变化。B所示是八倍体小黑麦的育种过程，属于多倍体育种。C所示是典型的杂交育种过程。D所示育种方法是通过配子发育成的幼苗完成的，属于单倍体育种。