第5章-微专题(五)-遗传变异相关的解题方法课件

微专题(五)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(同源染色体非姐妹染色单体之间的互换)染色体易位图解区别发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生于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的增添或缺失在染色体上发生了染色体片段的增加(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目发生改变(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，发生在减数分裂的前期B.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解析图甲表示同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，发生在减数分裂的四分体时期，属于基因重组，A错误；图丙中基因2与基因1相比，多了1对碱基，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(2020北京西城区月考)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目发生改变D.有丝分裂和减数分裂过程中均可发生染色体数目变异解析减数分裂后期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；相对于DNA病毒，RNA病毒的遗传物质是单链，更容易发生基因突变，B正确；染色体结构变异不一定导致基因的种类和数目发生改变，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进入同一子细胞。(2)体细胞是AaBb杂合类型发生异常若形成的配子是AaB或Aab或ABb或aBb类型，则形成的原因是减数分裂时，同源染色体未分离进入同一子细胞。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分裂时，姐妹染色单体分开后进入同一子细胞。(3)亲代为AaXBY，产生配子时发生异常若配子中出现Aa或XY在一起，则减数分裂异常。若配子中Aa分开，XY分开，出现两个AA/aa或两个XX/YY，则是减数分裂异常。若配子中无性染色体或无A也无a，则是减数分裂或异常。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如果亲代基因型为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。如果亲代基因型为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互换。(2)根据细胞分裂方式判断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。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互换的结果，如图乙。如果是减数分裂后期，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。如果是减数分裂后期，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互换的结果，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2n1；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；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2n1。例3下列关于配子基因型异常发生时期的判断，正确的是解析A项中配子基因型发生异常是在减数分裂时期；B项中配子基因型发生异常是在减数分裂时期；D项中配子基因型发生异常是在减数分裂及减数分裂时期。选项个体基因型配子基因型异常发生时期ADdD、D、dd减数分裂BAaBbAaB、AaB、b、b减数分裂CXaYXaY、XaY减数分裂DAAXBXbAAXBXb、XBXb、a、a减数分裂例4图中甲、乙为一个基因型为AaBb的精原细胞在减数分裂过程中产生的两个细胞，下列叙述正确的是A.甲图细胞中存在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.甲图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.乙图细胞处于减数分裂后期，其子细胞为精细胞或极体D.乙图细胞已开始胞质分裂，细胞中染色体数与体细胞的相同解析该生物的基因型为AaBb，而甲图次级精母细胞含有A和a基因，乙图次级精母细胞含有a和a基因，可见，甲图次级精母细胞中a是A基因突变形成的，A错误；甲图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，乙图细胞处于减数分裂后期，其子细胞为精细胞，C错误。例5黑腹果蝇的第号染色体多1条(号三体)或者少1条(号单体)都可以生活，而且还能繁殖后代。科学家在一群野生型黑腹果蝇品系中，偶然发现了无眼果蝇。为探究控制无眼性状的基因是否在第号染色体上，利用黑腹果蝇号单体和号三体进行如下实验。组别亲本(P)类型F1的表型和比例甲无眼野生型单体野生型无眼11乙无眼正常野生型野生型丙无眼野生型三体野生型请根据上述实验，回答下列问题：(1)从变异类型看，无眼性状的产生来源于_，三体和单体属于_。基因突变染色体(数目的)变异解析通过基因突变可以产生新的基因，进而产生新的表型，因此无眼性状的产生来源于基因突变，而三体与单体的产生是由于单条染色体的增加或减少，属于染色体(数目的)变异。(2)若只做甲组实验，能否依据结果确定控制无眼性状的基因是否位于第号染色体上，为什么？_。解析只有先确定无眼性状的显隐性，才能判断其位于几号染色体上。不能。因为只做甲组实验，不能确定性状显隐性关系，若无眼性状为显性，甲组无眼为杂合子，则无论该等位基因位于第号染色体还是其他常染色体上，甲组杂交实验均能出现表中的结果(3)科学家利用正常无眼果蝇对乙、丙两组的F1分别进行测交实验，进一步证实了控制该相对性状的基因位于号染色体上，支持该结论的实验结果是_。乙组F1的测交子代出现野生型无眼11；丙组F1的测交子代出现野生型无眼21(或丙组一半F1的测交子代出现野生型无眼11，一半F1的测交子代出现野生型无眼51)解析无眼果蝇与正常野生型果蝇杂交，后代全为野生型，说明无眼性状由隐性基因控制，而野生型性状由显性基因控制。假如控制这对性状的等位基因为A、a，则乙组亲本的杂交组合为aa(无眼)AA(正常野生型)，F1的基因型为Aa。正常无眼果蝇与乙组的F1测交，即AaaaAaaa11，则乙组F1的测交子代出现野生型无眼11，丙组的杂交组合为aa(无眼)AAA(野生型三体)，F1的基因型及比例为AaAAa11，正常无眼果蝇与丙组的F1测交，后代出现野生型无眼21(或丙组一半F1的测交子代出现野生型无眼11，一半F1的测交子代出现野生型无眼51)，此实验结果支持控制该相对性状的基因位于号染色体上。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(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显性突变(即aA)：该突变一旦发生，即aaAa，在当代就能表现出新的突变性状。隐性突变(即Aa)：该突变一旦发生，即AAAa，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6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。酶的合成来控制代谢过程解析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体的性状；二是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。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。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。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解析如果高茎变异是环境引起的，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7芦笋是一种名贵蔬菜，又名石刁柏，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装片，用显微镜观察处于有丝分裂中期的细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，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。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装片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：(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目的变异处理方法