大題集訓（三）變異育種類突破

1.（2022?寧夏模擬）某種植物的花色分為白色、紅色和紫色。基因a

純合時，植物開白色花；有A基因存在，且基因b純合時，植物開

紅色花。現有親本甲白花、乙紅花、丙紫花植株，甲白花植株X乙紅

花植株，子一代（FD表型比是紫花：白花：紅花=1：2：1,丙紫花

植株自交，子一代（FD表型比是紫花：紅花=3：1。回答下列問題：

⑴若兩對等位基因獨立遺傳，那么甲、乙植株的基因型分別為

;丙紫花植株基因型為o

⑵科研人員用X射線處理該種植物，發生如圖所示的變異。

B：：1?B：2h

①X射線2X射線

處理處理

過程①X射線處理可能使B基因內部發生了,引

起基因堿基排列順序的改變。過程②發生的染色體結構變異稱為

,會導致基因在染色體上的發生改

變。

解析由題意可知，白花植株的基因型為aa_,紅花植株的基因型

為A_bbo（1）根據題意，甲與乙雜交，子一代紫花：白花：紅花=

1：2：1,且甲為白花（aa_）,乙為紅花（A_bb）,可判斷甲的基因型

為aaBb,乙的基因型為Aabb;丙紫花自交，子一代表型為紫花：紅

花=3：1,說明丙植株中一對基因為純合，一對基因為雜合，且紅花

基因型為A_bb,故可判斷丙基因型為AABb。（2）分析題圖可知，過

程①X射線處理使一條染色體上的B基因突變為b基因，即發生了

基因突變，其遺傳信息發生改變，說明B基因內部發生了堿基的替

換、增添或缺失，引起基因堿基排列順序的改變。過程②的處理導致

B基因所在的染色體片段移接到另一條非同源染色體上，即發生了染

色體結構變異中的易位。該變異會導致基因在染色體上的數目或排列

順序發生改變。

答案⑴aaBb、AabbAABb

⑵堿基的替換、增添或缺失易位數目或排列順序

2.(2022?廈門模擬)水稻是雌雄同花植物，花小且密集，導致雜交育

種工作繁瑣復雜。“雜交水稻之父”袁隆平率先提出“三系配套

法”，即通過培育雄性不育系、保持系和恢復系來培育雜交水稻，過

程如圖所示。已知水稻的花粉是否可育受細胞質基因(S、N)和細胞核

基因(R、r)共同控制，其中N和R表示可育基因，S和r表示不育基

因。只有當細胞質基因為S且細胞核基因型為rr［記為S(rr)］時，水

稻才表現為雄性不育，其余基因型均表現為雄性可育。

保持系保持系X雄性不育系雄性不育系X恢復系恢復系

?II?

保持系雄性不育系雜交種恢復系

回答下列問題：

⑴細胞質中的可育基因N和不育基因S(填“是”或“不

是“)等位基因，理由是_______________________________________。

⑵恢復系是指與不育系雜交后可使子代恢復雄性可育特征的品系。

雄性可育的基因型有種，恢復系水稻的基因型為o

選育恢復系水稻需滿足的條件有(填序號)。

①恢復能力強，結實率高②優良性狀多③花期與不育系接近④

花藥發達，花粉量多，易于傳播⑤花期與保持系接近

⑶為了持續獲得雄性不育系水稻，應使用雄性不育系與保持系進行

雜交，其雜交組合為(填序號)。

(DS(rr)XS(rr)S(rr)XN(RR)

(3)S(rr)XN(Rr)S(rr)XN(rr)

(4)通過“三系配套法”培育出的雜交水稻基因型為o雜種

子代在多種性狀上均優于兩個純合親本的現象稱為。利用雄

性不育系進行育種的優點是O

解析(1)N和S是細胞質基因，它們不位于一對同源染色體上，故

不是等位基因。(2)雄性可育的基因型有5種，分別是N(RR)、N(Rr)、

N(rr)、S(RR)、S(Rr)0S(RR)、N(RR)與雄性不育S(rr)雜交后可使

子代恢復雄性可育特征，故恢復系水稻的基因型為S(RR)、N(RR)O

選育恢復系水稻需滿足恢復能力強、結實率高，優良性狀多，花期與

不育系接近，花藥發達、花粉量多、易于傳播等條件，①②③④正確。

⑶雄性不育系基因型為S(rr),為了持續獲得雄性不育系水稻，應使

用雄性不育系S(rr)與N(ir)保持系進行雜交。(4)恢復系水稻的基因型

為S(RR)、N(RR),雄性不育系基因型為S(rr),故通過“三系配套

法”培育出的雜交水稻基因型為S(Rr)。雜種子代在多種性狀上均優

于兩個純合親本的現象稱為雜種優勢。利用雄性不育系進行育種的優

點是免去育種過程中人工去雄的繁瑣操作。

答案(1)不是N和S是細胞質基因，它們不位于一對同源染色體

上

⑵5S(RR)>N(RR)①②③④

⑶④

(4)S(Rr)雜種優勢免去育種過程中人工去雄的繁瑣操作

3.(2022?石家莊模擬)科研人員在一個野生型的(XY型性別決定方式)

動物種群中偶然發現了一只突變型的雄性個體。現用C、c表示控制

突變型與野生型這一相對性狀的等位基因。為了研究該突變型性狀的

遺傳方式，科研人員將此雄性個體與多只野生型雌性個體交配，Fi

中雌、雄均有50%的突變型個體且雌雄數量相當。回答下列問題：

⑴推測該突變型性狀的遺傳方式是，判

斷依據是

⑵突變型個體出現的根本原因是基因突變，在一個動物種群中偶然

出現一只突變型個體，這說明基因突變具有的特點為O

⑶科研人員在進一步研究中發現，控制突變型性狀的基因屬于印記

基因（即來自一方親本的同源基因表達，而來自另一親本的不表達）。

科研人員從上述F1和野生型種群中選擇材料，進行了如下兩組雜交

實驗：

甲組：Fi中的突變型雌性個體X野生型雄性個體一F2全為野生型；

乙組：Fi中的突變型雄性個體X野生型雌性個體一F2中雌、雄個體

都既有突變型又有野生型。

①根據印記基因的遺傳特點，推測出現上述雜交結果的原因是

②當來自父本和母本的控制突變型性狀的基因同時存在時,控制突變

型性狀的基因均不能表達。若讓Fi中突變型雌、雄個體雜交，用遺

傳圖解表示雜交過程。若讓Fi中雌、雄個體隨機交配，則F2中出現

突變型個體的概率為o

解析（1）由于Fi中雌雄均有50%的突變型個體且雌雄數量相當，可

推知該性狀的遺傳與性別無關，故為常染色體遺傳；又因為Fi中有

突變型個體，故突變型為顯性性狀，因此該突變型性狀的遺傳方式是

常染色體顯性遺傳。（2）根據題干信息”在一個動物種群中偶然出現

一只突變型個體”，說明基因突變具有低頻性的特點。（3）①甲組親

本的交配過程為Fi：宇Cc（突變型）xdVc（野生型）fF2：Cc（野生型）、

cc（野生型），說明C基因在子代中沒有表達。乙組親本的交配過程為

Fi：cfCc（突變型）X￥cc（野生型）fF2：Cc（突變型）、cc（野生型）,說

明C基因在子代中表達。甲組與乙組區別在于C基因的來源不同，

再根據“控制突變型性狀的基因屬于印記基因（即來自一方親本的同

源基因表達，而來自另一親本的不表達）”，可判斷出來自親代雌性

個體的控制突變型性狀的基因在子代中不表達，來自親代雄性個體的

控制突變型性狀的基因在子代中可以表達。②若讓F1中突變型雌、

雄個體雜交，具體遺傳圖解見答案。若讓Fi中雌、雄個體隨機交配,

Fi中雌雄個體的基因型及比例均為l/2Cc、l/2cc,則能產生突變型個

體的交配組合為C?l/2Cc（突變型）義早l/2cc（野生型）、dl/2Cc（突變

型）X早l/2Cc（突變型），故F2出現突變型個體的概率為1/2X1/2X1/2

+1/2X1/2X1/4=3/16。

答案（1）常染色體顯性遺傳Fi雌、雄個體均有突變型：野生型=

1：1,性狀與性別無關，為常染色體遺傳；又因為突變型個體和野生

型個體的雜交后代中有突變型個體，故突變型為顯性性狀

（2）低頻性

⑶①來自親代雄性個體的控制突變型性狀的基因在子代中可以表

達，來自親代雌性個體的控制突變型性狀的基因在子代中不表達

②

突變型突變型

雄性個沫雌性個底

CcxCc

表型突變型野生型野竺型野生型

比例I:3-

3/16

4.（2021?湖南）油菜是我國重要的油料作物，油菜株高適當的降低對

抗倒伏及機械化收割均有重要意義。某研究小組利用純種高稈甘藍型

油菜Z,通過誘變培育出一個純種半矮稈突變體S。為了闡明半矮稈

突變體S是由幾對基因控制、顯隱性等遺傳機制，研究人員進行了

相關試驗，如圖所示。

①P9SXCTZ②P9ZXCTS③PZxS

AF.壇

F,高稈烽矮稈F,高桿峰矮稈F，高稈?半矮稈

515345964021169

回答下列問題：

⑴根據F2表型及數據分析，油菜半矮稈突變體S的遺傳機制是

_____________________________________________________，雜交

組合①的Fi產生各種類型的配子比例相等，自交時雌雄配子有

種結合方式，且每種結合方式機率相等。Fi產生各種類型

配子比例相等的細胞遺傳學基礎是

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑵將雜交組合①的F2所有高稈植株自交，分別統計單株自交后代的

表型及比例，分為三種類型，全為高稈的記為F3-I,高稈與半矮

稈比例和雜交組合①、②的F2基本一致的記為F3-II,高稈與半矮

稈比例和雜交組合③的F2基本一致的記為F3—IIL產生F3—I、F3

一11、F3—ID的高稈植株數量比為O產生F3—III的高稈植

株基因型為（用A、a；B、b；C、C……表示基因）。用產生

F3-III的高稈植株進行相互雜交試驗，能否驗證自由組合定律？

解析（D根據雜交組合①和②，F2中高稈：半矮稈~15：1,是兩對

基因獨立遺傳時9：3：3：1的比例變形，故遵循基因的自由組合定

律，該性狀由兩對獨立遺傳的等位基因控制，且兩對均為隱性基因時

表現為半矮稈。雜交組合①的Fi為雙雜合子，減數分裂產生配子的

過程中，同源染色體彼此分離，非同源染色體自由組合，產生的雌雄

配子各有4種，且比例相同，因此雌雄配子結合的方式共有4X4=

16種。（2）將雜交組合①的F2“所有”高稈植株自交，Fz中高稈植株

1224121

有運AABB、運AABb、運AaBB、j^AaBb、運AAbb、運Aabb、運aaBB、

2i22i.1

yzaaBb。高稈植株中正AABB、TzAABb、正AaBB、正AAbb和正aaBB

7

自交后代均為高稈，即為F3-I,比例為微；AaBb自交后代高稈：

422

半矮稈=15：1,即為F3—II,比例為正；謔Aabb、涯aaBb自交后

代高稈：半矮稈=3：1,即為F3-m,比例為錯誤!；綜上可知，產

生F3-I、F3-II.F3-ni的高稈植株數量比為7：4：4。用產生

F3—ID的高稈植株Aabb和aaBb進行雜交，不能驗證基因的自由組

合定律，因為Aabb或aaBb產生配子時只能體現等位基因的分離，

不能體現非等位基因的自由組合。

答案（1）由兩對獨立遺傳的等位基因控制，且均為隱性基因時表現

為半矮稈16減數分裂I后期，同源染色體上的等位基因分離，非

同源染色體上的非等位基因自由組合

（2）7：4：4Aabb和aaBb否

5.（2022?蒲澤模擬）某科研小組以果蠅為材料進行了一系列的實驗。

⑴果蠅的灰身和黑身、剛毛和截毛各為一對相對性狀，分別由等位

基因E、e和F、f控制。科研人員用一對灰身剛毛果蠅進行了多次雜

交實驗，Fi的雄性個體表現為灰身剛毛：灰身截毛：黑身剛毛：黑

身截毛=3：3：1：1,雌性個體表現為灰身剛毛：灰身截毛：黑身剛

毛：黑身截毛=5：0：2：0。分析可知，灰身的遺傳方式是

o實驗結果與理論分析存在不吻合的情況，原

因可能是基因型為的受精卵不能正常發育成活。若假設成

立，Fi中基因e的頻率為（用分數表示）。

（2）現有果蠅的三個純合品系：品系①含有A、B基因，品系②含A、

b基因，品系③含a、B基因。關于這兩對基因在染色體上的分布有

以下三種假設，假設一：兩對基因都位于常染色體上；假設二：有一

對基因位于常染色體上，另一對位于X染色體上；假設三：兩對基

因都位于X染色體上。已知Y染色體上不存在相關基因。請以上述

品系為材料,選擇兩個品系設計雜交實驗,探究上述哪一種假設成立。

簡要寫出實驗思路：，根據子一代的情況作出

判斷。

預測實驗結果：若,則假設一成立；

若，則假設二成立；

若，則假設三成立。

解析（1）由題意可知，Fi中灰身：黑身=3：1,性狀與性別無關，

故灰身為顯性，且親本相關基因型均為Ee；Fi雄性中剛毛：截毛=

1：1,雌性全為剛毛，可知F、f基因位于X染色體上，且親本雌性

產生了XF、X，兩種配子，再結合親本的表型，可知親本相關基因型

為xFxf.XFY,且剛毛為顯性，綜上可知灰身的遺傳方式是常染色

體顯性遺傳，親本的基因型為EeXFxf和EeXFY。正常情況下親本雜