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(共32张PPT)
聚焦细胞分裂、遗传、变异三者的联系
高考生物重难点强化专练6
1.减数分裂与遗传规律
遗传定律的本质如图所示：
强化1　细胞分裂与遗传、变异的关系
（1）细胞分裂与基因突变
任何方式的细胞分裂过程中，都有遗传物质的复制，在生物体内或体外各种因素的影响下，都可导致DNA复制过程中发生差错，从而发生基因突变。
2.变异类型与细胞分裂的关系
（2）减数分裂与基因重组
①减数分裂Ⅰ后期，因非同源染色体上的非等位基因自由组合，发生基因重组。
②减数分裂Ⅰ前期（四分体时期），因同源染色体的非姐妹染色单体互换导致基因重组。
方 法 规 律
结合分裂图像判定变异类型及配子种类
（1）图示细胞有可能是次级精母细胞，也有可能是极体。
①若个体基因型为AABB或aaBB，则造成姐妹染色单体上基因不同的原因是基因突变。
②若个体基因型为AaBB或AaBb，则造成姐妹染色单体上基因不同的原因最可能的是互换，也有可能是基因突变。
（2）判断原因后，可通过还原联会时期的图解，推测产生子细胞的基因型。
①若个体基因型为AABB（aaBB），因为该细胞发生基因突变，产生配子基因型为AB、AB、AB、aB（aB、aB、aB、AB）。
②若个体基因型为AaBB，且该细胞只发生基因突变，产生配子基因型为AB、AB、AB、aB（显性突变）或aB、aB、aB、AB（隐性突变）。
③若个体基因型为AaBb，且该细胞只发生基因突变，产生配子基因型为Ab、Ab、AB、aB（显性突变）或ab、ab、aB、AB（隐性突变）。
④若个体基因型为AaBB（AaBb），且该细胞只发生互换，产生配子基因型为AB、aB、aB、AB（Ab、ab、aB、AB）。
（3）细胞分裂与染色体变异
有丝分裂和减数分裂过程中都可能会发生染色体变异。
①染色体结构变异：染色体片段的缺失、重复、倒位、易位常发生于减数分裂Ⅰ的前期和有丝分裂前期。
②染色体数目变异
a.个别染色体数目异常（染色体多体或缺体）：减数分裂Ⅰ个别同源染色体未分离，或减数分裂Ⅱ个别染色体的姐妹染色单体形成的染色体未分离。
b.多倍体：由于纺锤体形成异常，导致姐妹染色单体形成的染色体不分离，染色体数目加倍。
方 法 规 律
染色体异常分离导致配子异常的分析
如果减数分裂Ⅰ异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数分裂Ⅱ一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：
题型1　结合细胞学基础考查遗传规律的本质
1.某研究所将拟南芥的三个抗盐基因SOS1、SOS2、SOS3导入玉米体内，成功筛选出整合的耐盐植株（三个基因都表达才表现为高耐盐性状）。图甲、乙、丙表示三个基因随机整合的情况，让三株转基因植株自交，对后代高耐盐性状个体的叙述错误的是（　D　）
D
A.三个抗盐基因在整合过程中随机整合到1条或同源或非同源染色体上属于基因重组
B.三个抗盐基因在甲株自交中遵循分离定律，在乙和丙株自交中遵循自由组合定律
C.让三株转基因植株自交，其中甲株自交后代获得高耐盐性状的个体比例最大
D.让三株转基因植株自交，其中丙株自交后代获得高耐盐性状的个体比例最大
解析：设三个抗盐基因SOS1、SOS2、SOS3分别用A、B、D来表示，植株甲可产生两种类型的配子，ABD和abd，比例为1∶1，遵循分离定律，植株乙可产生ABD、AbD、aBd、abd这四种类型的配子，比例为1∶1∶1∶1，植株丙可产生AbD、Abd、aBD、aBd这四种类型的配子，比例为1∶1∶1∶1，均遵循自由组合定律，B正确；让甲自交，后代高耐盐性状的个体比例是3/4，让乙自交，后代高耐盐性状的个体比例是9/16，让丙自交，后代高耐盐性状的个体比例是6/16，甲株自交后代获得高耐盐性状的个体比例最大，C正确，D错误。
题型2　染色体数目异常与细胞分裂的关系
2.（2022·湖北卷）为了分析某21三体综合征患儿的病因，对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因（A1～A4）进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如图所示。关于该患儿致病原因的叙述，错误的是（　D　）
A.考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常
B.考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常
C.不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常
D.不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常
D
解析：如果发生互换，卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常，A2、A3所在的染色体可进入同一个卵细胞，A正确；考虑同源染色体互换，卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常，A2、A3所在的染色体可进入同一个卵细胞，B正确；不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常，C正确；不考虑同源染色体互换，患儿含有三个不同的等位基因，不可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常，D错误。
题型3　结合细胞学基础考查变异类型的判断
3.（2020·天津卷）一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系如图。导致该结果最可能的原因是（　B　）
A.基因突变
B.同源染色体非姐妹染色单体间发生互换
C.染色体变异
D.非同源染色体自由组合
B
解析：一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，四个精细胞的基因型分别是DT、Dt、dT、dt，说明在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了互换，B项符合题意；若一个基因发生突变，则一个精原细胞产生的四个精细胞有三种类型，A项不符合题意；图中没有发生染色体变异，C项不符合题意；若不发生基因突变以及同源染色体非姐妹染色单体的互换，则非同源染色体自由组合，一个精原细胞产生的四个精细胞有两种类型，D项不符合题意。
遗传和变异密切相关，两者又是进化的基础，变异类型可通过配子等方式遗传。考题往往设置变异情境，进行相关遗传规律分析，或设计遗传实验判断变异类型等。
1.设计实验判断基因突变的类型
（1）类型
①显性突变：如a→A，该突变一旦发生当代即可表现出相应性状。
②隐性突变：如A→a，在突变个体当代不表现出新性状，隐性基因纯合时才表现出来，且突变性状一旦在生物个体中表现出来，即可稳定遗传。
强化2　生物遗传与变异的关系
（2）判定方法
方法 观察与结论
选取具有突变性状的个体（突变体/型）与原始亲本进行杂交（植物可自交） 若子代只表现原有的性状，则控制相对性状的基因的突变是隐性突变
若子代既表现突变性状又表现出原有的性状，则控制相对性状的基因的突变是显性突变
选择突变体与其他已知未突变体（野生型）杂交 通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型
2.设计实验判断突变基因在染色体上位置（详见微专题5）
3.判断外源基因插入位置（详见微专题5）
题型1　生物变异与遗传规律综合考查
1.（2022·汕头一模）中国是用桑蚕丝织绸最早的国家，自古即以“丝国”闻名于世。家蚕的性别决定方式是ZW型。与雌蚕相比，雄蚕产丝多且质量高。科学家利用诱变技术使其孵出来的都是雄蚕，部分育种过程如下：①应用电离辐射，得到两种Z染色体上具有显性基因（A、B）的雄蚕品系P1和P2，如图1所示。②利用γ射线诱变得到雌蚕品系P3，使Z染色体的一个片段移接到W染色体上，该片段上带有a和b基因，如图2所示。③选择合适的亲本杂交。回答以下问题：
图1
图2
（1）以上育种过程涉及的变异类型有 　基因突变、染色体变异　 。
解析：（1）P1和P2涉及的变异类型为基因突变，P3涉及的变异类型为染色体结构的变异。
基因突变、染色体变异　
（2）A为红体色基因，a为体色正常基因，B为痕迹翅基因，b为正常翅基因。A或B在雄蚕受精卵中有2个会使胚胎致死，而在雌蚕受精卵有1个显性基因且没有其等位基因就会使胚胎致死，其他情况均正常。
①P1和P3杂交后代中红体色的概率为 　1/2　 ，P2与野生型雌蚕杂交后代的雌雄比为 　1∶2　 。
②为了选育出雄蚕，选择P2和P3杂交得F1，从F1中筛选出体色正常、痕迹翅的雌蚕与P1杂交得F2，从F2中筛选出 　ZaBZAb　 的雄蚕与野生型雌蚕杂交得F3，F3全为雄蚕，雌蚕在胚胎期死亡。在大量的实验中，F3中有少数雌蚕存活下来，可能的原因是 　发生了基因突变　 。
1/2　
1∶2　
ZaBZAb　
发生了基因突变　
解析：（2）A/a为一对等位基因，B/b为另一对等位基因。雄蚕中含有2个A基因或2个B基因时胚胎致死，雌蚕中含有1个显性基因且没有等位基因时胚胎致死，①P1和P3杂交，后代的基因型及比例为ZAbWab∶ZAbZ∶ZabWab∶ZabZ＝1∶1∶1∶1，其中红体色的概率为1/2。P2与野生型雌蚕（ZabW）杂交，后代基因型及比例为ZaBZab∶ZabZab∶ZaBW∶ZabW＝1∶1∶1∶1，其中ZaBW致死，因此后代的雌雄比为雌∶雄＝1∶2。
②P2和P3杂交得F1，基因型及比例为ZaBZ∶ZabZ∶ZaBWab∶ZabWab＝1∶1∶1∶1，其中体色正常、痕迹翅的雌蚕的基因型为ZaBWab，与P1（ZAbZab）杂交，后代的基因型及比例为ZaBZAb∶ZaBZab∶ZAbWab∶ZabWab＝1∶1∶1∶1，筛选出的雄蚕的基因型为ZaBZAb，与野生型雌蚕（ZabW）杂交，后代的基因型及比例为ZaBZab∶ZAbZab∶ZaBW∶ZAbW＝1∶1∶1∶1，其中ZaBW和ZAbW全部致死，后代只有雄蚕。在大量的实验中，F3中有少数雌蚕存活下来，可能的原因是发生了基因突变。
题型2　利用“假说—演绎法”判断变异类型
2.（2022·汕头质监）果蝇的正常翅和卷翅是一对相对性状，由一对等位基因控制（相关基因用A、a表示）。将卷翅雌性果蝇与正常翅雄性果蝇交配，F1表现为卷翅∶正常翅＝1∶1，将F1中的卷翅个体相互交配，F2表现为卷翅∶正常翅＝2∶1。回答下列问题（不考虑XY染色体同源区段遗传）：
（1）根据实验结果判断，卷翅为 　显　 性性状。卷翅个体相互交配，后代出现卷翅和正常翅的现象称为 　性状分离　 。
解析：（1）F1中的卷翅个体相互交配，F2表现为卷翅∶正常翅＝2∶1，杂合子自交后代同时出现显性和隐性性状，这种现象叫性状分离，所以可确定卷翅为显性性状。
显　
性状分离　
（2）F2表现为卷翅∶正常翅＝2∶1的原因是 　A基因纯合致死　 。根据题干信息判断，卷翅基因应位于 　常　 染色体上，原因是 　若卷翅基因只位于X染色体上，F1卷翅个体都是雌性（或F1卷翅∶正常翅＝1∶2），与题干不符　 。
解析：（2）F2表现为卷翅∶正常翅＝2∶1的原因是A基因纯合致死。根据题干信息，判断卷翅基因应位于常染色体上，若卷翅基因只位于X染色体上，F1卷翅个体都是雌性（或F1卷翅∶正常翅＝1∶2），与题干不符。
A基因纯合致死　
常　
若卷翅基因只位于X染色体上，F1卷
翅个体都是雌性（或F1卷翅∶正常翅＝1∶2），与题干不符　
（3）研究发现，一些卷翅果蝇体内还存在一个显性突变基因B（表现为星状眼，等位基因为b），该基因纯合致死，与卷翅基因分别位于一对同源染色体的两条染色体上，这样的果蝇品系称为平衡致死品系。
①平衡致死品系的雌雄个体相互交配，后代的基因型是 　AaBb　 。
②该品系可用于检测出常染色体上未知基因突变的类型，确定突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体，技术路线如图。在F1挑选卷翅雄果蝇与该品系的雌果蝇作单对交配，子代分开饲养，之后各自在F2中选取卷翅的雌雄个体相互交配。若有些杂交组合在F3的表型及比例为 　野生型∶突变型＝2∶1　 ，说明该染色体发生了隐性突变。
AaBb　
野生型∶突变型＝2∶1　
解析：（3）①根据题意，卷翅基因A与显性突变基因B位于一对同源染色体的两条染色体上，又由（2）知AA纯合致死，故可推测A与b连锁，B与a连锁，所以平衡致死品系（基因型为AaBb）的雌雄个体相互交配，后代的基因型为AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1，由于AAbb和aaBB都致死，只剩基因型为AaBb的后代。
②在F1挑选卷翅雄果蝇与该品系的雌果蝇作单对交配，子代AAbb致死，剩下基因型为AaBb、Aabb和aaBb个体，子代分开饲养，之后各自在F2中选取卷翅的雌雄个体相互交配，即AaBb的雌雄个体相互交配，Aabb的雌雄个体相互交配，前者不含未知的突变基因，且后代只有一种表型；后者含有未知的突变基因，子代AAbb∶Aabb∶aabb＝1∶2∶1，其中AAbb致死，剩下的是基因型为Aabb和aabb的个体，由于突变基因与ab连锁，故aabb个体一定可以出现突变基因控制的性状，若此时出现野生型∶突变型＝2∶1，说明该染色体发生了隐性突变。
题型1　基于细胞分裂的遗传规律相关分析与计算
1.家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。在蚕卵孵化过程中，用X射线处理，发现细胞中基因及染色体的变化如图所示（其他基因及染色体均正常）。回答问题：
　 　
野生型 突变Ⅰ 突变Ⅱ
强化3　细胞分裂、遗传、变异的综合分析
（1）突变Ⅰ的变异类型为染色体结构变异中的 　缺失　 。突变Ⅱ个体减数分裂能产生 　4　 种基因型的卵细胞。
解析：（1）根据野生型个体中染色体可知，突变体Ⅰ发生了缺失；根据基因与染色体的关系，经减数分裂能产生4种类型的配子。
缺失　
4　
（2）家蚕野生性状（B）对突变性状（b）为显性，B、b均位于Z染色体上，已知基因b为致死基因。某生物兴趣小组欲设计实验探究基因b的致死类型，选择杂合野生型雄家蚕与突变型雌家蚕杂交，统计子代的表型及比例。
实验结果及结论：
①若后代中 　只有雌性家蚕，且野生性状∶突变性状＝1∶1（或野生性状雌蚕∶突变性状雌蚕＝1∶1）　 ， 说明基因b使雌配子致死；
②若后代中 　只有野生性状，且雌∶雄＝1∶1（或野生型雄性∶野生型雌性＝1∶1）　 ， 说明基因b使雄配子致死；
③若后代中 　雄性都是野生型，雌性既有野生型，又有突变型，且雌性与雄性的比值为2∶1（或野生型雄性∶突变型雌性∶野生型雌性＝1∶1∶1）　 ， 说明基因b纯合使雄性个体致死。
只有雌性家蚕，且野生性状∶突变性状＝1∶1（或野生性状雌蚕∶突
变性状雌蚕＝1∶1）　
只有野生性状，且雌∶雄＝1∶1（或野生型雄性∶野生型雌性＝
1∶1）　
雄性都是野生型，雌性既有野生型，又有突变型，且雌性与雄性的比
值为2∶1（或野生型雄性∶突变型雌性∶野生型雌性＝1∶1∶1）　
解析：（2）解答该类遗传题时，只要把结论当已知条件使用，得到预期的实验结果即可。若基因b使雌配子致死，则亲本的雌性只能产生W配子，所以后代只有野生型和突变型雌性个体；若基因b使雄配子致死，则亲本雄性只产生ZB配子，亲本雌性产生Zb、W两种卵细胞，后代表型是野生型雌性和野生型雄性，比例为1∶1；若基因b纯合使雄性个体致死，则子代没有ZbZb个体，有野生型雌性、野生型雄性和突变型雌性，比例为1∶1∶1。
题型2　减数分裂异常导致遗传病分析
2.ph染色体是指受电离辐射等影响，人类22号和9号染色体易位形成的新染色体（如图），导致细胞过度增殖，从而引起慢性粒细胞白血病，下列说法正确的是（　B　）
A. 这种变异与四分体时期的互换属于同一种变异类型
B. 这类白血病患者的异常染色体可通过显微镜观察到
C. 这类患者形成生殖细胞的过程中会出现联会异常，不可能生育出正常后代
D. 电离辐射也可以引起基因突变，具有定向改变的特点
B
解析：这种变异属于染色体结构的变异，而四分体时期的互换属于基因重组，A错误；染色体变异可以在光学显微镜下观察，B正确；由于发生染色体结构的易位，这类患者形成生殖细胞的过程中会出现联会异常，但也有可能产生正常的生殖细胞，生育出正常的后代，C错误；基因突变易受物理因素的影响，但基因突变具有不定向性，D错误。

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