2024年高中生物新教材同步必修第二冊 第5章　微專題五　遺傳變異相關(guān)的解題方法

遺傳變異相關(guān)的解題方法一、生物變異類型的辨析1．類型根據(jù)遺傳物質(zhì)是否改變，變異分為可遺傳的變異和不遺傳的變異。注：表觀遺傳雖堿基序列未改變，但屬于可遺傳變異。2．關(guān)系辨析3．利用四個“關(guān)于”區(qū)分三種變異(1)關(guān)于“互換”：同源染色體上的非姐妹染色單體之間的互換，屬于基因重組；非同源染色體之間的交換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。(2)關(guān)于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重復(fù)(增加)，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；DNA分子上若干堿基的缺失、增添(增加)，屬于基因突變。(3)關(guān)于變異的“質(zhì)”和“量”：基因突變改變基因的質(zhì)，不改變基因的量；基因重組不改變基因的質(zhì)，一般不改變基因的量；染色體變異不改變基因的質(zhì)，會改變基因的量或基因的排列順序。(4)關(guān)于變異與分裂方式變異類型變異水平細胞分裂方式基因突變分子水平變異二分裂、無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂基因重組減數(shù)分裂染色體變異細胞水平變異有絲分裂、減數(shù)分裂例1圖甲、乙、丙、丁分別表示不同的變異類型，其中圖丙中的基因2由基因1變異而來。下列有關(guān)說法正確的是()A．圖甲、乙都表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ的前期B．圖丙表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失C．圖丁可能表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù)D．如圖所示的4種變異中能夠遺傳的是圖甲和圖丙所示的變異答案C解析圖甲表示同源染色體的非姐妹染色單體間的互換，發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ的四分體時期，屬于基因重組，A錯誤；圖丙中基因2與基因1相比，多了1對堿基，屬于基因突變，B錯誤；圖丁中彎曲的部位表示其在同源染色體上沒有配對的片段，可能是上面的染色體重復(fù)了一段，或者是下面的染色體缺失了一段，C正確；圖中4種變異都能夠遺傳，D錯誤。例2下列有關(guān)變異的敘述，錯誤的是()A．非同源染色體上的非等位基因之間可發(fā)生基因重組B．一般情況下，相對于DNA病毒，RNA病毒更容易發(fā)生基因突變C．染色體結(jié)構(gòu)變異均可導(dǎo)致基因的種類和數(shù)目發(fā)生改變D．有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可發(fā)生染色體數(shù)目變異答案C解析減數(shù)分裂Ⅰ后期非同源染色體上的非等位基因的自由組合，屬于基因重組，A正確；染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位只改變了基因的排列順序，C錯誤。二、細胞分裂異常與生物變異1．配子中染色體出現(xiàn)異常的原因(1)體細胞是純合子AABB，若形成的配子是AAB類型，則形成的原因是含A的同源染色體未分離進入同一子細胞或含A的姐妹染色單體分開后進入同一子細胞。(2)體細胞是AaBb雜合類型發(fā)生異常①若形成的配子是AaB或Aab或ABb或aBb類型，則形成的原因是減數(shù)分裂Ⅰ時，同源染色體未分離進入同一子細胞。②若形成的配子是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb類型，則形成的原因是減數(shù)分裂Ⅱ時，姐妹染色單體分開后進入同一子細胞。(3)親代為AaXBY，產(chǎn)生配子時發(fā)生異常①若配子中出現(xiàn)Aa或XY在一起，則減數(shù)分裂Ⅰ異常。②若配子中A—a分開，X—Y分開，出現(xiàn)兩個AA/aa或兩個XX/YY，則是減數(shù)分裂Ⅱ異常。③若配子中無性染色體或無A也無a，則是減數(shù)分裂Ⅰ或Ⅱ異常。2．姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因的原因分析(1)一定源自基因突變eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(體細胞中發(fā)生,發(fā)生時間在間期,親代基因純合))?一定是基因突變(2)一定源自互換eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(姐妹染色單體的其中一條有兩種顏色))?一定是互換(3)無任何提示，則上述兩種情況都有可能。3．三體、三倍體與單體(1)概念①三體指的是二倍體生物體細胞核中的一對同源染色體多了一條染色體的個體。②三倍體是指由受精卵發(fā)育而成的體細胞中含有三個染色體組的個體。③單體指的是二倍體生物體細胞核中的一對同源染色體少了一條染色體的個體。(2)單體和三體形成配子的分析項目單體三體減數(shù)分裂“減半”配子的種類與比例A∶O＝1∶1(O表示不含有該染色體)AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2例3如圖中甲、乙為一個基因型為AaBb的精原細胞在減數(shù)分裂過程中產(chǎn)生的兩個細胞，下列相關(guān)敘述正確的是()A．圖甲細胞中存在A、a基因可能是因為同源染色體非姐妹染色單體發(fā)生交換或基因突變B．圖甲細胞分裂結(jié)束形成的每個子細胞中各含有兩個染色體組C．圖乙細胞處于減數(shù)分裂Ⅱ后期，其子細胞為精細胞或極體D．圖乙細胞已開始胞質(zhì)分裂，細胞中染色體數(shù)與體細胞的相同答案D解析該生物的基因型為AaBb，而圖甲次級精母細胞含有A和a基因，圖乙次級精母細胞含有a和a基因，可見，圖甲次級精母細胞中a基因是A基因突變形成的，A錯誤；圖甲細胞分裂形成的子細胞中只含有一個染色體組，B錯誤；精原細胞減數(shù)分裂不能形成極體，圖乙細胞處于減數(shù)分裂Ⅱ后期，其子細胞為精細胞，C錯誤。例4二倍體生物體細胞中某對同源染色體多了一條的個體，稱為三體(2n＋1，配子育性及結(jié)實率與二倍體相同)。科學(xué)家利用人工構(gòu)建的一系列增加了不同染色體的野生型水稻三體，分別與野生型水稻的隱性突變體(2n＝24)雜交，獲得F1，F(xiàn)1植株單獨種植，自交得到F2，分別統(tǒng)計各自F2的表型和比例，可以判斷突變基因在染色體上的位置。下列相關(guān)說法錯誤的是()A．減數(shù)分裂過程中某對同源染色體未分離移向同一極，可能會導(dǎo)致子代中出現(xiàn)三體B．需構(gòu)建24種野生型水稻三體，分別與隱性突變體雜交才能確定突變基因的位置C．若某F1植株子代中野生型與突變型的比例為35∶1，說明突變基因位于該三體所在的染色體上D．若突變基因不位于該三體所在的染色體上，則F1植株子代中野生型與突變型的比例為3∶1答案B解析減數(shù)分裂過程中某對同源染色體未分離移向一極或減數(shù)分裂Ⅱ后期著絲粒分裂后形成的子染色體未分離并移向一極都可能會導(dǎo)致配子中多一條染色體，從而使子代中出現(xiàn)三體，A正確；水稻(2n＝24)有12對同源染色體，要確定突變基因的位置，需構(gòu)建12種野生型水稻三體分別與隱性突變體雜交，B錯誤；假設(shè)相關(guān)基因用A、a表示，若突變基因位于三體所在的染色體上，隱性突變體的基因型為aa，相關(guān)野生型三體的基因型為AAA，二者雜交，F(xiàn)1的基因型有兩種，Aa和AAa，其中Aa植株自交后代比例為3∶1，AAa的植株產(chǎn)生的配子為AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶2∶1，其中a占1/6，自交后代中野生型與突變型的比例為35∶1，C正確；若突變基因不位于三體所在的染色體上，則某隱性突變體的基因型為aa，相關(guān)野生型三體的基因型為AA，二者雜交，F(xiàn)1的基因型為Aa，自交后代(即F1植株子代)中野生型與突變型比例為3∶1，D正確。三、有關(guān)變異類型的實驗探究1．判定突變性狀是否為可遺傳的變異(1)判定方法eq\a\vs4\al\co1(變異個體自,交或與其他,個體雜交)——eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(此變異再次出現(xiàn)))可遺傳的變異,\o(→,\s\up7(此變異不再出現(xiàn)))不遺傳的變異))(2)將變異個體置于與原來類型相同的環(huán)境下種植或養(yǎng)育等，觀察變異性狀是否消失。若不消失，則為可遺傳的變異；反之，則為不遺傳的變異。2．判斷突變性狀的顯隱性(1)顯性突變和隱性突變①顯性突變(即a→A)：該突變一旦發(fā)生，即aa→Aa，在當(dāng)代就能表現(xiàn)出新的突變性狀。②隱性突變(即A→a)：該突變一旦發(fā)生，即AA→Aa，第一代突變體中突變性狀一般不能表現(xiàn)出來；只有當(dāng)隱性基因純合時，突變性狀才能表現(xiàn)出來，且突變性狀一旦表現(xiàn)，即可穩(wěn)定遺傳。(2)判斷方法選用突變型與原始親本(純合子)進行雜交(植物可采用自交)：若子代只表現(xiàn)原有的性狀，則突變型為隱性性狀；若子代既表現(xiàn)出突變性狀，又表現(xiàn)出原有性狀，則突變型為顯性性狀。例5一對毛色正常的鼠交配，產(chǎn)下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色異常，有人分析認為，鼠毛色出現(xiàn)異常的原因有兩種：一是基因突變的直接結(jié)果(控制毛色基因的顯隱性未知，突變只涉及一個親本常染色體上一對等位基因中的一個基因)；二是隱性基因攜帶者之間交配的結(jié)果(只涉及親本常染色體上一對等位基因)。假定這只雄鼠能正常生長發(fā)育，并具有生殖能力，后代可成活。為探究該鼠毛色異常的原因，用上述毛色異常的雄鼠分別與其同一窩的多只雌鼠交配，得到多窩子代。請預(yù)測結(jié)果并作出分析。(1)如果每窩子代中毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例均為________，則可推測毛色異常是________性基因突變?yōu)開_______性基因的直接結(jié)果，因為______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如果不同窩子代出現(xiàn)兩種情況，一種是同一窩子代中毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例為________，另一種是同一窩子代全部表現(xiàn)為________鼠，則可推測毛色異常是隱性基因攜帶者之間交配的結(jié)果。答案(1)1∶1隱顯只有兩個隱性純合親本中一個親本的一個隱性基因突變?yōu)轱@性基因時，才能得到每窩毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例均為1∶1的結(jié)果(2)1∶1毛色正常解析(1)根據(jù)題干信息“突變只涉及一個親本常染色體上一對等位基因中的一個基因”分析，且產(chǎn)生了新性狀(毛色異常)，設(shè)相關(guān)基因用A、a表示，則只能是由aa突變?yōu)锳a才會出現(xiàn)性狀的改變，則兩親本和同窩中的雌鼠的基因型均為aa，毛色異常雄鼠的基因型為Aa，所以雜交子代毛色異?！妹?∶1。(2)根據(jù)題中“隱性基因攜帶者之間交配的結(jié)果”分析，親代基因型均為Aa，毛色異常雄鼠的基因型為aa，毛色正常同窩中的雌鼠的基因型為AA或者Aa。若雄鼠與同窩中基因型為Aa的雌鼠交配，后代毛色異?！妹?∶1；若雄鼠與同窩中基因型為AA的雌鼠交配，后代基因型都為Aa，即毛色全部表現(xiàn)正常。例6蘆筍又名石刁柏，是一種名貴蔬菜，為XY型性別決定的雌雄異株植物。在某野生型窄葉種群中偶見幾株闊葉蘆筍，雌雄株都有。請回答下列問題：(1)有人對闊葉蘆筍的出現(xiàn)進行分析，認為可能有兩種原因：一是基因突變，二是染色體加倍成為多倍體。請設(shè)計一個簡單的實驗探究闊葉蘆筍出現(xiàn)的原因。_______________________________________________________________________________。(2)現(xiàn)已證實出現(xiàn)闊葉蘆筍為基因突變的結(jié)果，為確定是顯性突變還是隱性突變，應(yīng)選用多株闊葉蘆筍進行雜交，并統(tǒng)計后代的表型。若________________________________________，則為隱性突變。(3)若已經(jīng)知道出現(xiàn)闊葉蘆筍是顯性突變所致，由于雄株蘆筍產(chǎn)量高于雌株，種植戶希望在幼苗期就能區(qū)分雌雄，為了探求可行性，技術(shù)人員先用多株野生型雌株與闊葉雄株雜交，試推斷該技術(shù)人員做此實驗意圖：______________________________________________________________________________________________________________________________________。若雜交實驗結(jié)果為_______________________________________________________________，則種植戶的心愿可以實現(xiàn)。答案(1)取野生型窄葉植株和闊葉植株的根尖分生區(qū)制成裝片，用顯微鏡觀察處于有絲分裂中期的細胞內(nèi)的染色體數(shù)目，若觀察到闊葉植株的染色體數(shù)目加倍，則說明闊葉蘆筍的出現(xiàn)是染色體加倍成多倍體的結(jié)果，否則為基因突變(2)后代都為闊葉植株(3)通過該雜交實驗判斷控制闊葉的基因是否在X染色體上后代雌株都為闊葉，雄株都為窄葉解析選用多株野生型雌株與突變型雄株作為親本雜交，若雜交后代中雌株都為闊葉，雄株都為窄葉，則這對基因位于X染色體上；若雜交后代中雌、雄均有窄葉和闊葉，則這對基因位于常染色體上。故該技術(shù)人員做此實驗的意圖是通過該雜交實驗判斷控制闊葉的基因是否在X染色體上。1．(2022·江蘇淮安高一期末)下列關(guān)于生物變異的敘述，正確的是()A．染色體上某個基因的缺失所引起的變異屬于基因突變B．基因突變使DNA的序列發(fā)生變化后，性狀就會發(fā)生改變C．某染色體片段移接到另一染色體上可能引起染色體結(jié)構(gòu)變異D．基因型分別為AABB、aabb的個體雜交，后代基因型為AaBb的原因是發(fā)生了基因重組答案C解析染色體上某個基因的缺失所引起的變異屬于染色體變異，基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失，而引起基因堿基序列的改變，A錯誤；基因突變使DNA的堿基序列發(fā)生變化，由于密碼子的簡并性等原因，性狀可能不會發(fā)生改變，B錯誤；某染色體片段移接到另一染色體上可能引起染色體結(jié)構(gòu)變異(易位)，C正確；基因重組是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，基因型分別為AABB、aabb的個體雜交，后代基因型為AaBb的原因是親代分別產(chǎn)生了AB配子和ab配子，沒有體現(xiàn)非等位基因重新組合，沒有體現(xiàn)基因重組，D錯誤。2．下列關(guān)于配子基因型異常發(fā)生時期的判斷，正確的是()選項個體基因型配子基因型異常發(fā)生時期ADdD、D、dd減數(shù)分裂ⅠBAaBbAaB、AaB、b、b減數(shù)分裂ⅡCXaYXaY、XaY減數(shù)分裂ⅠDAaXBXbAAXBXb、XBXb、a、a減數(shù)分裂Ⅱ答案C解析A項中配子基因型發(fā)生異常是在減數(shù)分裂Ⅱ時期；B項中配子基因型發(fā)生異常是在減數(shù)分裂Ⅰ時期；D項中配子基因型發(fā)生異常是在減數(shù)分裂Ⅰ及減數(shù)分裂Ⅱ時期。3．已知某哺乳動物的基因型為MMNn，該動物減數(shù)分裂形成一個基因組成為MmN的配子，如圖所示。下列關(guān)于此配子形成的分析，正確的是()①該配子的形成過程發(fā)生了基因突變②該配子的形成與減數(shù)分裂Ⅰ時同源染色體非姐妹染色單體之間的交換有關(guān)③該配子的形成與減數(shù)分裂Ⅰ時同源染色體未分離有關(guān)④該配子的形成與減數(shù)分裂Ⅱ時姐妹染色單體未分開有關(guān)A．①③B．②④C．②③D．①④答案A解析分析題圖可知，該哺乳動物的基因型為MMNn，產(chǎn)生了基因組成為MmN的配子，說明發(fā)生了基因突變，與交換無關(guān)，所以①正確、②錯誤；在該配子中既有基因M，又有基因m，且兩條染色體來源不同，說明減數(shù)分裂Ⅰ時，基因M、m所在的同源染色體未發(fā)生分離，移向了細胞同一極，所以③正確、④錯誤，A正確。4.已知某一對染色體三體的植物在減數(shù)分裂Ⅰ過程中，3條同源染色體隨機移向細胞兩極，最終可形成含1條或2條該染色體的配子?，F(xiàn)有一個三體且1條染色體缺失(只含缺失染色體的花粉不能參與受精作用)的植株甲，其細胞中該染色體及基因型如圖所示。若甲自交，子代沒有染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目異常的個體比例為()A.eq\f(1,9)B.eq\f(2,15)C.eq\f(1,5)D.eq\f(7,18)答案B解析根據(jù)題意可知，該三體形成的雌配子及其比例為A∶aa∶a∶Aa＝1∶1∶2∶2，雄配子及其比例為aa∶a∶Aa＝1∶2∶2，因此若甲自交，子代沒有染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目異常的個體aa比例為eq\f(2,6)×eq\f(2,5)＝eq\f(2,15)，B正確。5．已知家雞的無尾(A)對有尾(a)是顯性?，F(xiàn)用有尾雞(甲群體)交配產(chǎn)生的受精卵來孵小雞，在孵化早期向卵內(nèi)注射微量胰島素，孵化出的小雞就表現(xiàn)出無尾性狀(乙群體)。為研究胰島素在小雞孵化過程中是否引起基因突變，可行性方案是()A．甲群體×甲群體，孵化早期不向卵內(nèi)注射胰島素B．乙群體×乙群體，孵化早期向卵內(nèi)注射胰島素C．甲群體×乙群體，孵化早期向卵內(nèi)注射胰島素D．甲群體×乙群體，孵化早期不向卵內(nèi)注射胰島素答案D解析要研究注射胰島素是否引起乙群體基因突變，方案A中沒有用乙群體做雜交，故方案A不可行；方案B、C用到乙群體交配，但孵化早期又向卵內(nèi)注射胰島素，則無法確定乙群體是否發(fā)生了基因突變，故方案B、C不可行；方案D的雜交用到乙群體，且孵化早期不向卵內(nèi)注射胰島素干擾子代表現(xiàn)，故甲群體×乙群體，若子代均有尾，則沒有引起基因突變，若子代有無尾出現(xiàn)，則引起了基因突變，故方案D可行。6．某嚴格自花傳粉的二倍體(2n)植物有窄葉和寬葉兩種表型，其中窄葉為顯性，受一對等位基因B、b控制。莖的粗細受另一對等位基因D、d控制，基因型DD表現(xiàn)為粗莖，Dd表現(xiàn)為中粗莖，dd表現(xiàn)為細莖，兩對基因獨立遺傳。請回答下列問題：(1)單體是指某對染色體缺失一條的個體，其染色體條數(shù)可以用2n－1來表示，從可遺傳變異的類型來看，單體屬于________________變異，鑒定此種變異最簡便的方法是________________。(2)若兩對等位基因B、b與D、d在染色體上的位置如圖所示。已知電離輻射能使D、d基因所在的染色體片段發(fā)生斷裂，分別隨機結(jié)合在B、b所