资源简介 遗传变异相关的解题方法一、生物变异类型的辨析1.类型:根据遗传物质是否改变,变异分为可遗传的变异和不可遗传的变异。2.关系辨析3.区分三种可遗传变异(1)关于“互换”项目 交换 染色体易位图解区别 发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间 发生在非同源染色体之间属于基因重组 属于染色体结构变异(2)关于“缺失或重复”项目 基因突变 染色体片段缺失或重复图解区别 在一个基因内部发生了碱基对的增添或缺失 在染色体上发生了染色体片段的重复或缺失基因的数量和位置不改变,基因的种类改变 基因的数量发生改变(3)关于变异与分裂方式变异类型 变异水平 显微观察结果 细胞分裂方式基因突变 分子水平变异 光学显微镜下不可见 二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂基因重组 减数分裂染色体变异 细胞水平变异 光学显微镜下可见 有丝分裂、减数分裂(4)关于变异的“质”和“量”:基因突变改变基因的质,不改变基因的量;基因重组不改变基因的质,一般也不改变基因的量;染色体变异不改变基因的质,会改变基因的量或基因的排列顺序。例1 图甲、乙、丙、丁分别表示不同的变异类型,其中图丙中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法正确的是( )A.图甲、乙都表示染色体结构变异中的易位,发生在减数分裂前期ⅠB.图丙表示染色体结构变异中的缺失C.图丁可能表示染色体结构变异中的缺失或重复D.如图所示的4种变异中能够遗传的是图甲和图丙所示的变异例2 下列有关变异的叙述,错误的是( )A.非同源染色体上的非等位基因之间可发生基因重组B.相对于DNA病毒,RNA病毒更容易发生基因突变C.染色体结构变异均可导致基因的种类和数量发生改变D.有丝分裂和减数分裂过程中均可发生染色体数量变异二、细胞分裂异常与生物变异1.配子中染色体出现异常的原因(1)体细胞是纯合子AABB,若形成的配子是AAB类型,则形成的原因是含A的同源染色体未分离进入同一子细胞或含A的姐妹染色单体分开后形成的两条染色体进入同一子细胞。(2)体细胞是AaBb杂合类型发生异常①若形成的配子是AaB或Aab或ABb或aBb类型,则形成的原因是减数第一次分裂时,同源染色体未分离进入同一子细胞。②若形成的配子是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb类型,则形成的原因是减数第二次分裂时,姐妹染色单体分开后形成的两条染色体进入同一子细胞。(3)亲本为AaXBY,产生配子时发生异常①若配子中出现Aa或XY在一起,则减数第一次分裂异常。②若配子中A—a分开,X—Y分开,但出现AA/aa或XX/YY,则是减数第二次分裂异常。③若配子中无性染色体或无A也无a,则是减数第一次分裂或减数第二次分裂异常。2.姐妹染色单体上存在等位基因的原因(1)根据变异前体细胞的基因型①如果亲本基因型为AA或aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。②如果亲本基因型为Aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交换。(2)根据细胞分裂方式判断①如果有丝分裂中姐妹染色单体分离形成的子染色体上基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能是基因突变,也可能是同源染色体的非姐妹染色单体之间交换的结果,如图乙。③如果是减数分裂后期Ⅱ,两条子染色体(颜色一致)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图丙。④如果是减数分裂后期Ⅱ,两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同,则为同源染色体的非姐妹染色单体之间交换的结果,如图丁。3.三体、三倍体与单体三体指的是二倍体生物体细胞核中的一对同源染色体多了一条染色体的个体,其染色体组成表示为2n+1,如21三体综合征,先天性睾丸发育不全综合征(47,XXY)等;而三倍体是指由受精卵发育而成的体细胞中含有三个染色体组的个体,其染色体组成表示为3n;单体指的是二倍体生物体细胞核中的一对同源染色体少了一条染色体的个体,其染色体组成表示为2n-1,如性腺发育不全综合征(45,XO)。例3 下列关于配子基因型异常发生时期的判断,正确的是( )选项 个体基因型 配子基因型 异常发生时期A Dd D、D、dd 减数第一次分裂B AaBb AaB、AaB、b、b 减数第二次分裂C XaY XaY、XaY 减数第一次分裂D AaXBXb AAXBXb、XBXb、a、a 减数第二次分裂例4 如图中甲、乙为某精原细胞(基因型为AaBb)在减数分裂过程中产生的两个细胞,下列叙述正确的是( )A.图甲细胞中存在A、a基因可能是因为同源染色体非姐妹染色单体发生交换或基因突变B.图甲细胞分裂结束形成的每个子细胞中各含有两个染色体组C.图乙细胞处于减数分裂后期Ⅱ,其子细胞为精细胞或极体D.图乙细胞已开始胞质分裂,细胞中染色体数与体细胞的相同三、有关变异类型的实验探究1.判定突变性状是否为可遗传的变异(1)判定方法变异个体自交或与其他个体杂交(2)将变异个体置于与原来类型相同的环境下种植或养育等,观察变异性状是否消失。若不消失,则为可遗传的变异;反之,则为不可遗传的变异。2.判断突变性状的显隐性(1)显性突变和隐性突变①显性突变(即a→A):该突变一旦发生,即aa→Aa,在当代就能表现出新的突变性状。②隐性突变(即A→a):该突变一旦发生,即AA→Aa,第一代突变体中突变性状一般不能表现出来;只有当隐性基因纯合时,突变性状才能表现出来,且突变性状一旦表现,即可稳定遗传。(2)判断方法选用突变型与原始亲本(纯合子)进行杂交(植物可采用自交):若子代只表现原有的性状,则突变型为隐性性状;若子代全表现突变性状或既表现出突变性状,又表现出原有性状,则突变型为显性性状。例5 玉米籽粒种皮有黄色和白色之分,植株有高茎和矮茎之分(高茎为显性性状)。据此回答下列问题:(1)种皮的颜色是由细胞中的色素决定的,已知该色素不是蛋白质,那么基因控制种皮的颜色是通过控制________________________________实现的。(2)矮茎玉米幼苗经特殊处理,可以长成高茎植株。为了探究该变异性状是否可稳定遗传,生物科技小组设计了如下实验方案,请你写出实验预期结果及相关结论。①实验步骤:a.在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前,分别用纸袋将雌穗、雄穗套住,防止异株之间传粉。b.雌花、雄花成熟后,人工授粉,使其自交。c.雌穗上种子成熟后,收藏保管,第二年播种观察。②实验预期结果及相关结论:a.________________________________________________________________________________________________________________________________________________。b.________________________________________________________________________________________________________________________________________________。例6 芦笋是一种名贵蔬菜,为XY型性别决定的雌雄异株植物。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶雌雄株芦笋,雌雄株都有。请回答下列问题:(1)有人对阔叶芦笋的出现进行分析,认为可能有两种原因:一是基因突变,二是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验探究阔叶芦笋出现的原因。(2)现已证实出现阔叶芦笋为基因突变的结果,为确定是显性突变还是隐性突变,应选用多株阔叶雌雄株芦笋进行杂交,并统计后代的表型。若____________________________________,则为隐性突变。(3)若已经知道出现阔叶芦笋是显性突变所致,由于雄株芦笋产量高于雌株,种植户希望在幼苗期就能区分雌雄,为了探求可行性,技术人员先用多株野生型雌株与阔叶雄株杂交,试推断该技术人员做此实验的意图:____________________________________________________________________________________________________________________。若杂交实验结果为__________________________________________________________,则种植户的心愿可以实现。方法归纳 基因突变和染色体变异的判断染色体通过染色后制作成临时玻片标本可在显微镜下观察到,因此染色体变异可利用显微镜进行检测;基因突变属于分子水平的变异,不能用显微镜检测。因此欲确定是基因突变还是染色体变异,可直接利用显微镜检测法,还可利用杂交实验法,通过观察子代性状比例或者性别比例来说明。四、育种方法的比较1.三倍体无子西瓜的培育培育过程:(1)两次传粉(2)三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中,由于染色体联会紊乱,不能产生可育的配子。2.单倍体育种(1)方法(2)优点:能明显缩短育种年限。3.几种育种方法的比较育种类型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种原理 基因重组 基因突变 染色体数量的变异处理方法 先杂交后连续自交,选优 用化学或物理方法处理生物 花药离体培养,人工诱导单倍体植株 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗优点 将优良性状集中到一起 能提高突变率,加速育种进程 可获得纯合子,明显缩短育种年限 器官较大,营养价值高等优良性状缺点 育种年限长 需要处理大量生物材料 技术难度大 发育迟缓,结实率低例7 下列有关育种的叙述,正确的是( )A.太空育种的原理为基因突变及基因重组B.三倍体植物不能由受精卵发育而来C.单倍体植物的培育与细胞的全能性表达有关D.杂交育种和诱变育种都能产生新基因例8 经测定,经太空育种后棉花具有棉桃大、抗病抗虫性强、结桃率高等优点,亩产籽棉350 kg左右。如图所示为育种专家对棉花品种的培育过程。下列相关叙述错误的是( )A.太空育种依据的原理主要是基因突变B.粉红棉M的出现是染色体片段缺失的结果C.深红棉S与白色棉N杂交产生深红棉的概率为1/4D.粉红棉M自交产生白色棉N的概率为1/41.如图①~④表示二倍体生物出现的不同类型变异,下列有关说法正确的是( )A.①表示染色体结构变异中的易位B.②表示染色体结构变异中的易位C.③表示染色体结构变异中的倒位D.变异后的④个体为三倍体2.(2024·无锡高一期中)如图是基因型为AaBb的某二倍体雌性动物的细胞分裂图像,下列有关叙述正确的是( )A.图示结果可能是互换或基因突变所致B.该细胞中有6条染色单体C.该细胞中含有3对同源染色体D.伴随该细胞形成的卵细胞的基因型为aB或AB3.如图所示,将二倍体植株①和②杂交得到③,再将③做进一步处理。下列对此分析错误的是( )A.由⑤得到⑥的育种原理是基因重组B.图中秋水仙素的作用是使染色体数量加倍C.若③的基因型是AaBbdd,则⑨的基因型可能是aBdD.③→④过程中,所产生的变异都有利于生产4.已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)是显性。现用有尾鸡(甲群体)交配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5.(多选)(2024·扬州高一月考)养蚕业中,雄蚕的吐丝量比雌蚕高且蚕丝质量好,但大规模鉴别雌雄是非常困难的。科学研究发现,家蚕染色体上的基因B使蚕卵呈黑色,不含基因B的蚕卵呈白色。遗传学家利用X射线处理雌蚕甲,最终获得突变体丁,流程如图所示(染色体未按实际大小比例画出),由此实现多养雄蚕。下列有关叙述正确的是( )A.X射线处理,既可以引起基因突变也可以引起染色体结构变异B.使用光学显微镜观察细胞中染色体形态,可区分乙、丙个体C.将突变体丁与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,可实现对子代的大规模性别鉴定D.③过程中,丙与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,子代中有1/2的个体基因型为bbZWB6.(2023·淮安高一统考)果蝇的红眼(R)对白眼(r)为显性。染色体异常会导致果蝇的性别和育性发生变化。如图分别表示几种性染色体异常果蝇的性别、育性等,请据图回答下列问题:(1)果蝇是遗传学最常用的实验材料,因其具有___________________(至少答出2点)的优点。(2)正常雄果蝇在有丝分裂后期细胞中含有______个染色体组,________种形态。(3)纯合的红眼雌果蝇(XRXRY)通过减数分裂可产生XRXR、Y、________和__________的配子。(4)用白眼雌果蝇(XX)和红眼雄果蝇(XY)杂交,在F1群体中发现一只白眼雌果蝇(P)。若只考虑P果蝇出现原因的两种可能:第一种是环境改变引起表型变化,但基因型未变:第二种是亲本果蝇发生基因突变。请设计简便的杂交实验,确定P果蝇的出现是由哪一种原因引起的。实验步骤:①用P果蝇与红眼雄果蝇杂交,获得F1;②观察、统计________________________________________。结果预测:a.若________________________则是由环境改变引起的;b.若________________________则是由基因突变引起的。7.二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活,但在黑腹果蝇中,点状染色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活,而且能够繁殖后代,两条同时缺失不能存活。回答下列问题:(1)形成单体的变异类型属于_______________________________________________。(2)果蝇群体中存在无眼个体,无眼基因位于常染色体上,将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配,子代的表型及比例如表:项目 无眼 野生型F1 0 85F2 79 245根据表中数据的结果,某同学利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。请完成以下实验设计:步骤一:让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,获得子代;步骤二:统计子代的性状及分离比,并记录。实验结果预测及结论:①若子代中_____________________________________,则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上。②若子代中____________________________________,则说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。(3)若实验结果预测及结论①成立,同学们继续让F1雌、雄果蝇之间进行自由交配,则F2中有繁殖能力的个体中正常无眼果蝇所占的比例为__________。答案精析例1 C [图甲表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交换,发生在减数分裂前期Ⅰ的四分体时期,属于基因重组,A错误;图丙中基因2与基因1相比,多了1个碱基对,属于基因突变,B错误;图丁中弯曲的部位表示其在同源染色体上没有配对的片段,可能是上面的染色体重复了一段,或下面的染色体缺失了一段,C正确;图中4种变异都能够遗传,D错误。]例2 C [减数分裂后期Ⅰ非同源染色体上的非等位基因的自由组合,属于基因重组,A正确;RNA病毒的遗传物质是RNA,RNA一般为单链结构,相对于DNA病毒,RNA病毒更容易发生基因突变,B正确;染色体结构变异不一定会导致基因的种类和数量发生改变,如倒位,C错误。]例3 C [A项中配子基因型发生异常是在减数第二次分裂时期;B项中配子基因型发生异常是在减数第一次分裂时期;D项中配子基因型发生异常是在减数第一次分裂及减数第二次分裂时期。]例4 D [该生物的基因型为AaBb,而图甲次级精母细胞中含有A和a基因,图乙次级精母细胞中含有a和a基因,可见,图甲次级精母细胞中a基因是A基因突变形成的,A错误;图甲细胞分裂形成的子细胞只含有一个染色体组,B错误;精原细胞减数分裂不能形成极体,图乙细胞处于减数分裂后期Ⅱ,其子细胞为精细胞,C错误。]例5 (1)酶的合成控制代谢过程 (2)②a.若子代玉米苗有高茎植株,说明该处理引起的变异能够遗传 b.若子代玉米苗全部是矮茎植株,说明该处理引起的变异不能遗传解析 (1)基因对性状的控制有两种途径:一是通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状;二是通过控制酶的合成控制代谢过程,进而间接控制生物性状。因为色素不是蛋白质,显然基因不能直接控制其合成,只能通过控制酶的合成来实现对该性状的间接控制。(2)如果变异的高茎是由环境引起的,遗传物质没有改变,则自交后代的植株全部都是矮茎。如果遗传物质发生了改变,则自交后代仍然会有高茎植株存在。例6 (1)取野生型窄叶植株和阔叶植株的根尖分生区制成临时玻片标本,用显微镜观察处于有丝分裂中期的细胞内的染色体数量,若观察到阔叶植株的染色体数量加倍,则说明阔叶芦笋的出现是染色体加倍成多倍体的结果,否则为基因突变 (2)后代都为阔叶植株 (3)通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上 后代雌株都为阔叶,雄株都为窄叶解析 选用多株野生型雌株与突变型雄株作为亲本杂交,若杂交后代中雌株都为阔叶,雄株都为窄叶,则这对基因位于X染色体上;若杂交后代中雌、雄均有窄叶和阔叶,则这对基因位于常染色体上。故该技术人员做此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。例7 C [太空育种的原理为基因突变,A错误;二倍体与四倍体杂交产生三倍体,B错误;诱变育种能产生新基因,但杂交育种不能产生新基因,D错误。]例8 C [由题图可知,白色棉(BB)经过太空育种突变为深红棉S(bb),该过程发生了基因突变,太空育种依据的原理主要是基因突变,A正确;由题图可知,粉红棉M与深红棉S相比缺失了一段带有b基因的染色体片段,故粉红棉M的出现是染色体片段缺失的结果,B正确;深红棉S的基因型为bb,白色棉N不含B或b基因,二者杂交产生的子代为粉红棉M,不会产生深红棉S(bb),C错误;粉红棉M自交产生的子代性状比为深红棉S∶粉红棉M∶白色棉N=1∶2∶1,白色棉N在子代中所占比例为1/4,D正确。]跟踪训练1.B [①表示同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换,属于基因重组,A错误;②表示非同源染色体之间片段的交换,属于染色体结构变异中的易位,B正确;③表示染色体结构变异中的重复或缺失,C错误;变异后的④个体中多了一条染色体,为三体,而不是三倍体,D错误。]2.D [根据题意可知,该生物的基因型为AaBb,根据图示染色体的颜色可知,A和a出现在该细胞内的原因是A、a所在的同源染色体的非姐妹染色单体交换,A错误;该细胞中姐妹染色单体分离,因此细胞内没有染色单体,有6条染色体,B错误;该细胞着丝粒断裂,不含同源染色体,处于减数第二次分裂的后期,C错误;图示是雌性动物体内处于减数第二次分裂后期的图像,细胞质均等分裂,为极体,则伴随该细胞形成的次级卵母细胞的基因型为AaBB,因此卵细胞的基因型为aB或AB,D正确。]3.D [分析题图可知,⑤→⑥过程表示的是杂交育种的自交阶段,遵循的原理为基因重组;秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,进而使染色体数量加倍;③→⑨过程是花药离体培养,所得到的幼苗是单倍体,若③的基因型为AaBbdd,则⑨的基因型可能为aBd、abd、ABd、Abd;③→④过程中多次射线处理萌发的种子应为诱变育种,由于突变是不定向的,所以产生的性状有可能是有利的,也有可能是有害的。]4.D [要研究注射胰岛素是否引起乙群体基因突变,方案A中没有用乙群体做杂交实验,故方案A不可行;方案B、C用到了乙群体交配,但孵化早期又向卵内注射胰岛素,则无法确定乙群体是否发生了基因突变,故方案B、C不可行;方案D的杂交用到了乙群体,且孵化早期不向卵内注射胰岛素干扰子代表现,故甲群体×乙群体,若子代均有尾,则没有引起基因突变,若子代有无尾出现,则引起了基因突变,故方案D可行。]5.ABC [分析图示可知,X射线处理雌蚕甲,其B基因突变成b基因,属于基因突变,再用X射线处理雌蚕乙,常染色体上的B基因所在片段转移到W染色体上,属于易位,即X射线处理可以引起基因突变和染色体结构变异,A正确;乙与丙的区别在于B基因所在片段的位置,染色体的形态结构有所差异,使用光学显微镜观察细胞中染色体形态,可区分乙、丙个体,B正确;将突变体丁(bbZWB)与bbZZ的雄蚕杂交,子代雄性全为蚕卵呈白色,雌性全为蚕卵呈黑色,因此可实现对子代的大规模性别鉴定,C正确;丙的基因型为bOZWB,与bbZZ的雄蚕杂交,子代为bbZWB的概率是1/2×1/2=1/4,D错误。]6.(1)繁殖速度快、易饲养、相对性状明显等 (2)4 5 (3)XRY XR (4)②F1的表型 F1雄果蝇中出现红眼 F1雄果蝇全为白眼解析 (1)果蝇是遗传学最常用的实验材料,因其具有繁殖速度快、易饲养、相对性状明显等优点。(2)正常果蝇是二倍体生物,有2个染色体组,每个染色体组含有4条染色体。正常雄果蝇在有丝分裂后期的细胞内染色体由于着丝粒分裂,染色体组数变为4个,染色体有5种形态(3种常染色体、一种X染色体形态、一种Y染色体形态)。(3)纯合的红眼雌果蝇(XRXRY)产生配子的过程中,由于性染色体为三条,其中任意两条配对正常分离,而另一条随机移向一极,产生含两条或一条性染色体的配子,可以是XR或者Y单独移向一极,配子种类及比例为2XR∶2XRY∶1XRXR∶1Y。(4)分析题干信息可知,该实验的目的是设计实验探究该白眼雌果蝇P的变异是单纯由环境改变引起表型变化,还是基因突变引起的,如果是单纯由环境改变引起表型变化,则该性状不能遗传,如果是基因突变引起的,该变异可以遗传,因此可以用该白眼雌果蝇P与红眼雄果蝇(XRY)杂交,获得F1,并观察、统计F1的表型。结果预测:若F1雄果蝇中出现红眼,推测出P的基因型为XRXr,则白眼雌果蝇P是由环境改变引起的;若F1雄果蝇全为白眼,推测出P的基因型为XrXr,则白眼雌果蝇P是由基因突变引起的。7.(1)染色体(数目)变异 (2)①野生型果蝇∶无眼果蝇=1∶1 ②全为野生型果蝇 (3)4/15解析 (1)某对染色体缺失一条的个体叫作单体,属于染色体(数目)变异。(2)F1中全为野生型,F2中野生型和无眼的比例接近3∶1,所以野生型为显性性状。根据上述结果,某同学利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上,设相关基因用A、a表示。实验结果预测及结论:①若无眼基因位于Ⅳ号染色体上,因为无眼果蝇(aa)产生配子的基因型为a,而野生型(纯合)Ⅳ号染色体单体果蝇(AO)产生的配子的基因型及比例为A∶O=1∶1(O表示缺失的染色体),所以让无眼果蝇与野生型Ⅳ号染色体单体果蝇交配,后代野生型果蝇(Aa)和无眼果蝇(aO)的比例为1∶1;②若无眼基因不在Ⅳ号染色体上,野生型果蝇的基因型为AA,无眼果蝇的基因型为aa,二者进行交配,后代基因型为Aa,全是野生型。(3)若实验结果预测及结论①成立,正常无眼果蝇(aa)与野生型(纯合)单体果蝇(AO)交配,F1的基因型及比例为aO∶Aa=1∶1,继续让F1雌、雄果蝇(产生的雌、雄配子基因型都是1/4A、1/2a、1/4O)之间进行自由交配,则F2中正常无眼果蝇(aa)所占的比例为1/2×1/2=1/4,致死个体(OO)所占的比例为1/4×1/4=1/16,因此有繁殖能力的个体中正常无眼果蝇(aa)所占的比例为4/15。(共64张PPT)微专题六遗传变异相关的解题方法第三章 生物的变异<<<一、生物变异类型的辨析1.类型:根据遗传物质是否改变,变异分为可遗传的变异和不可遗传的变异。2.关系辨析项目 交换 染色体易位图解 区别 发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间 发生在非同源染色体之间属于基因重组 属于染色体结构变异3.区分三种可遗传变异(1)关于“互换”项目 基因突变 染色体片段缺失或重复图解 区别 在一个基因内部发生了碱基对的增添或缺失 在染色体上发生了染色体片段的重复或缺失基因的数量和位置不改变,基因的种类改变 基因的数量发生改变(2)关于“缺失或重复” (3)关于变异与分裂方式变异类型 变异水平 显微观察结果 细胞分裂方式基因突变 分子水平变异 光学显微镜下不可见 二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂基因重组 减数分裂染色体变异 细胞水平变异 光学显微镜下可见 有丝分裂、减数分裂(4)关于变异的“质”和“量”:基因突变改变基因的质,不改变基因的量;基因重组不改变基因的质,一般也不改变基因的量;染色体变异不改变基因的质,会改变基因的量或基因的排列顺序。 例1 图甲、乙、丙、丁分别表示不同的变异类型,其中图丙中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法正确的是A.图甲、乙都表示染色体结构变异中的易位,发生在减数分裂前期ⅠB.图丙表示染色体结构变异中的缺失C.图丁可能表示染色体结构变异中的缺失或重复D.如图所示的4种变异中能够遗传的是图甲和图丙所示的变异√图甲表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交换,发生在减数分裂前期Ⅰ的四分体时期,属于基因重组,A错误;图丙中基因2与基因1相比,多了1个碱基对,属于基因突变,B错误;图丁中弯曲的部位表示其在同源染色体上没有配对的片段,可能是上面的染色体重复了一段,或下面的染色体缺失了一段,C正确;图中4种变异都能够遗传,D错误。例2 下列有关变异的叙述,错误的是A.非同源染色体上的非等位基因之间可发生基因重组B.相对于DNA病毒,RNA病毒更容易发生基因突变C.染色体结构变异均可导致基因的种类和数量发生改变D.有丝分裂和减数分裂过程中均可发生染色体数量变异√减数分裂后期Ⅰ非同源染色体上的非等位基因的自由组合,属于基因重组,A正确;RNA病毒的遗传物质是RNA,RNA一般为单链结构,相对于DNA病毒,RNA病毒更容易发生基因突变,B正确;染色体结构变异不一定会导致基因的种类和数量发生改变,如倒位,C错误。二、细胞分裂异常与生物变异1.配子中染色体出现异常的原因(1)体细胞是纯合子AABB,若形成的配子是AAB类型,则形成的原因是含A的同源染色体未分离进入同一子细胞或含A的姐妹染色单体分开后形成的两条染色体进入同一子细胞。(2)体细胞是AaBb杂合类型发生异常①若形成的配子是AaB或Aab或ABb或aBb类型,则形成的原因是减数第一次分裂时,同源染色体未分离进入同一子细胞。②若形成的配子是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb类型,则形成的原因是减数第二次分裂时,姐妹染色单体分开后形成的两条染色体进入同一子细胞。(3)亲本为AaXBY,产生配子时发生异常①若配子中出现Aa或XY在一起,则减数第一次分裂异常。②若配子中A—a分开,X—Y分开,但出现AA/aa或XX/YY,则是减数第二次分裂异常。③若配子中无性染色体或无A也无a,则是减数第一次分裂或减数第二次分裂异常。2.姐妹染色单体上存在等位基因的原因(1)根据变异前体细胞的基因型①如果亲本基因型为AA或aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。②如果亲本基因型为Aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交换。(2)根据细胞分裂方式判断①如果有丝分裂中姐妹染色单体分离形成的子染色体上基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能是基因突变,也可能是同源染色体的非姐妹染色单体之间交换的结果,如图乙。③如果是减数分裂后期Ⅱ,两条子染色体(颜色一致)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图丙。④如果是减数分裂后期Ⅱ,两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同,则为同源染色体的非姐妹染色单体之间交换的结果,如图丁。3.三体、三倍体与单体三体指的是二倍体生物体细胞核中的一对同源染色体多了一条染色体的个体,其染色体组成表示为2n+1,如21三体综合征,先天性睾丸发育不全综合征(47,XXY)等;而三倍体是指由受精卵发育而成的体细胞中含有三个染色体组的个体,其染色体组成表示为3n;单体指的是二倍体生物体细胞核中的一对同源染色体少了一条染色体的个体,其染色体组成表示为2n-1,如性腺发育不全综合征(45,XO)。选项 个体基因型 配子基因型 异常发生时期A Dd D、D、dd 减数第一次分裂B AaBb AaB、AaB、b、b 减数第二次分裂C XaY XaY、XaY 减数第一次分裂D AaXBXb AAXBXb、XBXb、a、a 减数第二次分裂例3 下列关于配子基因型异常发生时期的判断,正确的是√A项中配子基因型发生异常是在减数第二次分裂时期;B项中配子基因型发生异常是在减数第一次分裂时期;D项中配子基因型发生异常是在减数第一次分裂及减数第二次分裂时期。例4 如图中甲、乙为某精原细胞(基因型为AaBb)在减数分裂过程中产生的两个细胞,下列叙述正确的是A.图甲细胞中存在A、a基因可能是因为同源染色体非姐妹染色单体发生交换或基因突变B.图甲细胞分裂结束形成的每个子细胞中各含有两个染色体组C.图乙细胞处于减数分裂后期Ⅱ,其子细胞为精细胞或极体D.图乙细胞已开始胞质分裂,细胞中染色体数与体细胞的相同√该生物的基因型为AaBb,而图甲次级精母细胞中含有A和a基因,图乙次级精母细胞中含有a和a基因,可见,图甲次级精母细胞中a基因是A基因突变形成的,A错误;图甲细胞分裂形成的子细胞只含有一个染色体组,B错误;精原细胞减数分裂不能形成极体,图乙细胞处于减数分裂后期Ⅱ,其子细胞为精细胞,C错误。三、有关变异类型的实验探究1.判定突变性状是否为可遗传的变异(1)判定方法变异个体自交或与其他个体杂交(2)将变异个体置于与原来类型相同的环境下种植或养育等,观察变异性状是否消失。若不消失,则为可遗传的变异;反之,则为不可遗传的变异。2.判断突变性状的显隐性(1)显性突变和隐性突变①显性突变(即a→A):该突变一旦发生,即aa→Aa,在当代就能表现出新的突变性状。②隐性突变(即A→a):该突变一旦发生,即AA→Aa,第一代突变体中突变性状一般不能表现出来;只有当隐性基因纯合时,突变性状才能表现出来,且突变性状一旦表现,即可稳定遗传。(2)判断方法选用突变型与原始亲本(纯合子)进行杂交(植物可采用自交):若子代只表现原有的性状,则突变型为隐性性状;若子代全表现突变性状或既表现出突变性状,又表现出原有性状,则突变型为显性性状。例5 玉米籽粒种皮有黄色和白色之分,植株有高茎和矮茎之分(高茎为显性性状)。据此回答下列问题:(1)种皮的颜色是由细胞中的色素决定的,已知该色素不是蛋白质,那么基因控制种皮的颜色是通过控制 实现的。酶的合成控制代谢过程基因对性状的控制有两种途径:一是通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状;二是通过控制酶的合成控制代谢过程,进而间接控制生物性状。因为色素不是蛋白质,显然基因不能直接控制其合成,只能通过控制酶的合成来实现对该性状的间接控制。(2)矮茎玉米幼苗经特殊处理,可以长成高茎植株。为了探究该变异性状是否可稳定遗传,生物科技小组设计了如下实验方案,请你写出实验预期结果及相关结论。①实验步骤:a.在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前,分别用纸袋将雌穗、雄穗套住,防止异株之间传粉。b.雌花、雄花成熟后,人工授粉,使其自交。c.雌穗上种子成熟后,收藏保管,第二年播种观察。②实验预期结果及相关结论:a. 。 b. 。 若子代玉米苗有高茎植株,说明该处理引起的变异能够遗传若子代玉米苗全部是矮茎植株,说明该处理引起的变异不能遗传如果变异的高茎是由环境引起的,遗传物质没有改变,则自交后代的植株全部都是矮茎。如果遗传物质发生了改变,则自交后代仍然会有高茎植株存在。例6 芦笋是一种名贵蔬菜,为XY型性别决定的雌雄异株植物。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶雌雄株芦笋,雌雄株都有。请回答下列问题:(1)有人对阔叶芦笋的出现进行分析,认为可能有两种原因:一是基因突变,二是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验探究阔叶芦笋出现的原因。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。取野生型窄叶植株和阔叶植株的根尖分生区制成临时玻片标本,用显微镜观察处于有丝分裂中期的细胞内的染色体数量,若观察到阔叶植株的染色体数量加倍,则说明阔叶芦笋的出现是染色体加倍成多倍体的结果,否则为基因突变(2)现已证实出现阔叶芦笋为基因突变的结果,为确定是显性突变还是隐性突变,应选用多株阔叶雌雄株芦笋进行杂交,并统计后代的表型。若 ,则为隐性突变。 (3)若已经知道出现阔叶芦笋是显性突变所致,由于雄株芦笋产量高于雌株,种植户希望在幼苗期就能区分雌雄,为了探求可行性,技术人员先用多株野生型雌株与阔叶雄株杂交,试推断该技术人员做此实验的意图: 。若杂交实验结果为 ,则种植户的心愿可以实现。后代都为阔叶植株通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上后代雌株都为阔叶,雄株都为窄叶选用多株野生型雌株与突变型雄株作为亲本杂交,若杂交后代中雌株都为阔叶,雄株都为窄叶,则这对基因位于X染色体上;若杂交后代中雌、雄均有窄叶和阔叶,则这对基因位于常染色体上。故该技术人员做此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。基因突变和染色体变异的判断方法归纳染色体通过染色后制作成临时玻片标本可在显微镜下观察到,因此染色体变异可利用显微镜进行检测;基因突变属于分子水平的变异,不能用显微镜检测。因此欲确定是基因突变还是染色体变异,可直接利用显微镜检测法,还可利用杂交实验法,通过观察子代性状比例或者性别比例来说明。四、育种方法的比较1.三倍体无子西瓜的培育培育过程:(1)两次传粉(2)三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中,由于染色体联会紊乱,不能产生可育的配子。2.单倍体育种(1)方法(2)优点:能明显缩短育种年限。3.几种育种方法的比较育种类型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种原理 基因重组 基因突变 染色体数量的变异处理方法 先杂交后连续自交,选优 用化学或物理方法处理生物 花药离体培养,人工诱导单倍体植株 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗优点 将优良性状集中到一起 能提高突变率,加速育种进程 可获得纯合子,明显缩短育种年限 器官较大,营养价值高等优良性状缺点 育种年限长 需要处理大量生物材料 技术难度大 发育迟缓,结实率低例7 下列有关育种的叙述,正确的是A.太空育种的原理为基因突变及基因重组B.三倍体植物不能由受精卵发育而来C.单倍体植物的培育与细胞的全能性表达有关D.杂交育种和诱变育种都能产生新基因√太空育种的原理为基因突变,A错误;二倍体与四倍体杂交产生三倍体,B错误;诱变育种能产生新基因,但杂交育种不能产生新基因,D错误。例8 经测定,经太空育种后棉花具有棉桃大、抗病抗虫性强、结桃率高等优点,亩产籽棉350 kg左右。如图所示为育种专家对棉花品种的培育过程。下列相关叙述错误的是A.太空育种依据的原理主要是基因突变B.粉红棉M的出现是染色体片段缺失的结果C.深红棉S与白色棉N杂交产生深红棉的概率为1/4D.粉红棉M自交产生白色棉N的概率为1/4√由题图可知,白色棉(BB)经过太空育种突变为深红棉S(bb),该过程发生了基因突变,太空育种依据的原理主要是基因突变,A正确;由题图可知,粉红棉M与深红棉S相比缺失了一段带有b基因的染色体片段,故粉红棉M的出现是染色体片段缺失的结果,B正确;深红棉S的基因型为bb,白色棉N不含B或b基因,二者杂交产生的子代为粉红棉M,不会产生深红棉S(bb),C错误;粉红棉M自交产生的子代性状比为深红棉S∶粉红棉M∶白色棉N=1∶2∶1,白色棉N在子代中所占比例为1/4,D正确。1.如图①~④表示二倍体生物出现的不同类型变异,下列有关说法正确的是A.①表示染色体结构变异中的易位B.②表示染色体结构变异中的易位C.③表示染色体结构变异中的倒位D.变异后的④个体为三倍体跟踪训练123456√7①表示同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换,属于基因重组,A错误;②表示非同源染色体之间片段的交换,属于染色体结构变异中的易位,B正确;③表示染色体结构变异中的重复或缺失,C错误;变异后的④个体中多了一条染色体,为三体,而不是三倍体,D错误。跟踪训练12345672.(2024·无锡高一期中)如图是基因型为AaBb的某二倍体雌性动物的细胞分裂图像,下列有关叙述正确的是A.图示结果可能是互换或基因突变所致B.该细胞中有6条染色单体C.该细胞中含有3对同源染色体D.伴随该细胞形成的卵细胞的基因型为aB或AB√跟踪训练1234567123456根据题意可知,该生物的基因型为AaBb,根据图示染色体的颜色可知,A和a出现在该细胞内的原因是A、a所在的同源染色体的非姐妹染色单体之间交换,A错误;该细胞中姐妹染色单体分离,因此细胞内没有染色单体,有6条染色体,B错误;该细胞着丝粒断裂,不含同源染色体,处于减数第二次分裂的后期,C错误;跟踪训练7123456图示是雌性动物体内处于减数第二次分裂后期的图像,细胞质均等分裂,为极体,则伴随该细胞形成的次级卵母细胞的基因型为AaBB,因此卵细胞的基因型为aB或AB,D正确。跟踪训练73.如图所示,将二倍体植株①和②杂交得到③,再将③做进一步处理。下列对此分析错误的是A.由⑤得到⑥的育种原理是基因重组B.图中秋水仙素的作用是使染色体数量加倍C.若③的基因型是AaBbdd,则⑨的基因型可能是aBdD.③→④过程中,所产生的变异都有利于生产√跟踪训练1234567分析题图可知,⑤→⑥过程表示的是杂交育种的自交阶段,遵循的原理为基因重组;秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,进而使染色体数量加倍;③→⑨过程是花药离体培养,所得到的幼苗是单倍体,若123456跟踪训练7③的基因型为AaBbdd,则⑨的基因型可能为aBd、abd、ABd、Abd;③→④过程中多次射线处理萌发的种子应为诱变育种,由于突变是不定向的,所以产生的性状有可能是有利的,也有可能是有害的。123456跟踪训练74.已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)是显性。现用有尾鸡(甲群体)交配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√跟踪训练1234567要研究注射胰岛素是否引起乙群体基因突变,方案A中没有用乙群体做杂交实验,故方案A不可行;方案B、C用到了乙群体交配,但孵化早期又向卵内注射胰岛素,则无法确定乙群体是否发生了基因突变,故方案B、C不可行;方案D的杂交用到了乙群体,且孵化早期不向卵内注射胰岛素干扰子代表现,故甲群体×乙群体,若子代均有尾,则没有引起基因突变,若子代有无尾出现,则引起了基因突变,故方案D可行。跟踪训练12345675.(多选)(2024·扬州高一月考)养蚕业中,雄蚕的吐丝量比雌蚕高且蚕丝质量好,但大规模鉴别雌雄是非常困难的。科学研究发现,家蚕染色体上跟踪训练1234567的基因B使蚕卵呈黑色,不含基因B的蚕卵呈白色。遗传学家利用X射线处理雌蚕甲,最终获得突变体丁,流程如图所示(染色体未按实际大小比例画出),由此实现多养雄蚕。下列有关叙述正确的是A.X射线处理,既可以引起基因突变也可以引起染色体结构变异B.使用光学显微镜观察细胞中染色体形态,可区分乙、丙个体C.将突变体丁与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,可实现对子代的大规模性别鉴定D.③过程中,丙与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,子代中有1/2的个体基因型为bbZWB跟踪训练123456√7√√分析图示可知,X射线处理雌蚕甲,其B基因突变成b基因,属于基因突变,再用X射线处理雌蚕乙,常染色体上的B基因所在片段转移到W染色体上,属于易位,即X射线处理可以引起基因突变和染色体结构变异,A正确;乙与丙的区别在于B基因所在片段的位置,染色体的形态结构有所差异,使用光学显微镜观察细胞中染色体形态,可区分乙、丙个体,B正确;跟踪训练1234567将突变体丁(bbZWB)与bbZZ的雄蚕杂交,子代雄性全为蚕卵呈白色,雌性全为蚕卵呈黑色,因此可实现对子代的大规模性别鉴定,C正确;丙的基因型为bOZWB,与bbZZ的雄蚕杂交,子代为bbZWB的概率是1/2×1/2=1/4,D错误。跟踪训练12345676.(2023·淮安高一统考)果蝇的红眼(R)对白眼(r)为显性。染色体异常会导致果蝇的性别和育性发生变化。如图分别表示几种性染色体异常果蝇的性别、育性等,请据图回答下列问题:跟踪训练1234567果蝇是遗传学最常用的实验材料,因其具有繁殖速度快、易饲养、相对性状明显等优点。(1)果蝇是遗传学最常用的实验材料,因其具有______________________ (至少答出2点)的优点。繁殖速度快、易饲养、相对性状明显等跟踪训练1234567(2)正常雄果蝇在有丝分裂后期细胞中含有 个染色体组, 种形态。45跟踪训练1234567正常果蝇是二倍体生物,有2个染色体组,每个染色体组含有4条染色体。正常雄果蝇在有丝分裂后期的细胞内染色体由于着丝粒分裂,染色体组数变为4个,染色体有5种形态(3种常染色体、一种X染色体形态、一种Y染色体形态)。跟踪训练1234567(3)纯合的红眼雌果蝇(XRXRY)通过减数分裂可产生XRXR、Y、 和 的配子。XRYXR跟踪训练1234567纯合的红眼雌果蝇(XRXRY)产生配子的过程中,由于性染色体为三条,其中任意两条配对正常分离,而另一条随机移向一极,产生含两条或一条性染色体的配子,可以是XR或者Y单独移向一极,配子种类及比例为2XR∶2XRY∶1XRXR∶1Y。跟踪训练1234567(4)用白眼雌果蝇(XX)和红眼雄果蝇(XY)杂交,在F1群体中发现一只白眼雌果蝇(P)。若只考虑P果蝇出现原因的两种可能:第一种是环境改变引起表型变化,但基因型未变:第二种是亲本果蝇发生基因突变。请设计简便的杂交实验,确定P果蝇的出现是由哪一种原因引起的。跟踪训练1234567实验步骤:①用P果蝇与红眼雄果蝇杂交,获得F1;②观察、统计 。结果预测:a.若__________________则是由环境改变引起的; b.若__________________则是由基因突变引起的。 F1的表型F1雄果蝇中出现红眼跟踪训练1234567F1雄果蝇全为白眼分析题干信息可知,该实验的目的是设计实验探究该白眼雌果蝇P的变异是单纯由环境改变引起表型变化,还是基因突变引起的,如果是单纯由环境改变引起表型变化,则该性状不能遗传,如果是基因突变引起的,该变异可以遗传,因此可以用该白眼雌果蝇P与红眼雄跟踪训练1234567果蝇(XRY)杂交,获得F1,并观察、统计F1的表型。结果预测:若F1雄果蝇中出现红眼,推测出P的基因型为XRXr,则白眼雌果蝇P是由环境改变引起的;若F1雄果蝇全为白眼,推测出P的基因型为XrXr,则白眼雌果蝇P是由基因突变引起的。跟踪训练1234567某对染色体缺失一条的个体叫作单体,属于染色体(数目)变异。7.二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活,但在黑腹果蝇中,点状染色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活,而且能够繁殖后代,两条同时缺失不能存活。回答下列问题:(1)形成单体的变异类型属于 。 跟踪训练1234567染色体(数目)变异(2)果蝇群体中存在无眼个体,无眼基因位于常染色体上,将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配,子代的表型及比例如表:根据表中数据的结果,某同学利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。请完成以下实验设计: 步骤一:让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,获得子代;步骤二:统计子代的性状及分离比,并记录。项目 无眼 野生型F1 0 85F2 79 245跟踪训练1234567实验结果预测及结论:①若子代中 ,则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上。项目 无眼 野生型F1 0 85F2 79 245跟踪训练1234567野生型果蝇∶无眼果蝇=1∶1F1中全为野生型,F2中野生型和无眼的比例接近3∶1,所以野生型为显性性状。根据上述结果,某同学利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上,设相关基因用A、a表示。实验结果预测及结论:若无眼基因位于Ⅳ号染色体上,因为无眼果蝇(aa)产生配子的基因型为a,而野生型(纯合)Ⅳ号染色体单体果蝇(AO)产生的配子的基因型及比例为A∶O=1∶1(O表示缺失的染色体),所以让无眼果蝇与野生型Ⅳ号染色体单体果蝇交配,后代野生型果蝇(Aa)和无眼果蝇(aO)的比例为1∶1;跟踪训练1234567若无眼基因不在Ⅳ号染色体上,野生型果蝇的基因型为AA,无眼果蝇的基因型为aa,二者进行交配,后代基因型为Aa,全是野生型。②若子代中 ,则说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。项目 无眼 野生型F1 0 85F2 79 245跟踪训练1234567全为野生型果蝇若实验结果预测及结论①成立,正常无眼果蝇(aa)与野生型(纯合)单体果蝇(AO)交配,F1的基因型及比例为aO∶Aa=1∶1,继续让F1雌、雄果蝇(产生的雌、雄配子基因型都是1/4A、1/2a、1/4O)之间进行自由交配,则F2中正常无眼果蝇(aa)所占的比例为1/2×1/2=1/4,致死个体(OO)所占的比例为1/4×1/4=1/16,因此有繁殖能力的个体中正常无眼果蝇(aa)所占的比例为4/15。(3)若实验结果预测及结论①成立,同学们继续让F1雌、雄果蝇之间进行自由交配,则F2中有繁殖能力的个体中正常无眼果蝇所占的比例为 。跟踪训练12345674/15 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第三章 微专题六 遗传变异相关的解题方法.docx 第三章 微专题六 遗传变异相关的解题方法.pptx