新教材浙科版高中生物必修2學(xué)案第4章素能提升課遺傳變異相關(guān)的重點(diǎn)題型與解題方法

基因突變、基因重組與染色體變異的比較[素能建構(gòu)]比較項(xiàng)目基因突變基因重組染色體變異變異本質(zhì)基因堿基序列的改變?cè)谢虻闹匦陆M合染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目發(fā)生改變發(fā)生時(shí)間有絲分裂前的間期和減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ前期和后期細(xì)胞分裂前的間期或分裂期適用范圍生物種類所有生物均可發(fā)生自然狀態(tài)下，真核生物真核生物細(xì)胞增殖過(guò)程均可發(fā)生生殖類型無(wú)性生殖、有性生殖有性生殖無(wú)性生殖、有性生殖產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生新的基因產(chǎn)生新基因型，沒(méi)產(chǎn)生新基因沒(méi)產(chǎn)生新基因，基因數(shù)目或順序發(fā)生變化鑒定方法光鏡下均無(wú)法檢出，可根據(jù)是否有新性狀或新性狀組合確定光鏡下可檢出意義生物變異的根本來(lái)源，為生物的進(jìn)化提供了豐富的原材料生物變異的來(lái)源之一，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要的意義對(duì)生物進(jìn)化有一定意義應(yīng)用誘變育種雜交育種單倍體、多倍體育種聯(lián)系①三者均屬于可遺傳變異，都為生物的進(jìn)化提供了原材料②基因突變產(chǎn)生新的基因，是生物變異的根本來(lái)源③基因突變是基因重組的基礎(chǔ)④基因重組是生物變異的來(lái)源之一[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．如圖①②③④分別表示不同的變異類型，基因a、b僅有圖③所示片段的差異。下列相關(guān)敘述正確的是()①②③④A．圖中4種變異中能夠遺傳的變異只有①③B．③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失C．④中的變異可能是染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù)D．①②都屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位C[可遺傳的變異包括基因突變、基因重組和染色體變異，因此圖中4種變異都能夠遺傳給后代，A錯(cuò)誤；③中的變異屬于基因突變中堿基對(duì)的插入或缺失，而不是染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失，B錯(cuò)誤；④中的變異可能是染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù)，C正確；圖①是同源染色體非姐妹染色單體之間交叉互換，屬于基因重組，圖②是非同源染色體之間交換片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，D錯(cuò)誤。]2．某二倍體生物，讓其顯性純合個(gè)體(AA)與隱性個(gè)體(aa)雜交，子代中偶然發(fā)現(xiàn)了1只表現(xiàn)為隱性的個(gè)體，關(guān)于該變異個(gè)體出現(xiàn)的原因不正確的是()A．基因突變 B．染色體結(jié)構(gòu)變異C．染色體數(shù)目變異 D．交叉互換D[根據(jù)題意可知，某二倍體生物，讓其顯性純合個(gè)體(AA)與隱性個(gè)體(aa)雜交，子代正常情況下均為Aa，但是子代中偶然發(fā)現(xiàn)了1只表現(xiàn)為隱性的個(gè)體，該個(gè)體可能是基因型為aa，即發(fā)生了基因突變；基因型也可能是Oa，即發(fā)生了個(gè)別染色體缺失的現(xiàn)象，發(fā)生了染色體數(shù)目的變異，或者也可能是A所在的染色體部分片段缺失所致，即發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)的變異現(xiàn)象。綜上所述，A、B、C都可能是導(dǎo)致變異個(gè)體出現(xiàn)的原因，而交叉互換不會(huì)引起該個(gè)體變異的現(xiàn)象，故選D。]3．視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因(R)是一種抑癌基因，雜合子(Rr)仍具有抑癌功能。雜合子在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，一旦體細(xì)胞的雜合性丟失形成純合子(rr)或半合子(r)就會(huì)失去抑癌的功能而導(dǎo)致惡性轉(zhuǎn)化。如圖為視網(wǎng)膜母細(xì)胞增殖過(guò)程中雜合性丟失的可能機(jī)制，下列分析正確的是()A．1是由減數(shù)分裂導(dǎo)致含R的染色體移到另一個(gè)細(xì)胞中所形成的半合子(r)B．2可能是由分裂時(shí)染色體分離不正常而導(dǎo)致純合子(rr)的產(chǎn)生C．1、2、3、4的變異都可以通過(guò)顯微鏡觀察出來(lái)D．1、2、3、4的變異有的對(duì)身體有利，有的對(duì)身體不利B[視網(wǎng)膜母細(xì)胞增殖方式是有絲分裂，1是有絲分裂導(dǎo)致含R的染色體移到另一個(gè)細(xì)胞中所形成的半合子(r)，A錯(cuò)誤；2可能是有絲分裂后期染色體分離不正常而導(dǎo)致的，B正確；4屬于基因突變，顯微鏡下觀察不到，1、3的變異可以通過(guò)顯微鏡觀察出來(lái)，C錯(cuò)誤；據(jù)題干可知，圖中無(wú)論哪種變異都會(huì)形成純合子(rr)或半合子(r)，對(duì)身體都是有害的，D錯(cuò)誤。]幾種育種方法的比較[素能建構(gòu)]雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種原理基因重組基因突變?nèi)旧w數(shù)目變異染色體數(shù)目變異基因重組常用方法雜交、自交利用物理因素或化學(xué)因素誘導(dǎo)花藥離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理單倍體幼苗用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗導(dǎo)入目的基因優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單，目標(biāo)性強(qiáng)，集中優(yōu)良性狀提高突變率，加快育種進(jìn)程，大幅度地改良某些性狀縮短育種年限，加快育種進(jìn)程植株莖稈粗壯，器官大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富目的性強(qiáng)，定向改變生物的遺傳性狀缺點(diǎn)育種年限長(zhǎng)，局限于親緣關(guān)系較近的個(gè)體處理材料較多，突變后有利性狀少技術(shù)復(fù)雜，成活率低發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率較低，只適用于植物技術(shù)要求較高，有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)實(shí)例培育雜交小麥、水稻等培育高產(chǎn)青霉素菌株水稻的單倍體育種培育三倍體無(wú)籽西瓜培育抗蟲(chóng)棉(1)根據(jù)育種目標(biāo)選擇育種方式(2)根據(jù)方法特點(diǎn)選擇育種方式[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1.某生物的基因型為AaBB，通過(guò)下列技術(shù)可以分別將它轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵禄蛐偷纳铮孩貯ABB②aB③AaBBC④AAaaBBBB。則以下排列正確的是()A．誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、花藥離體培養(yǎng)、細(xì)胞融合B．雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種C．花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)D．多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)B[①將生物的基因型由AaBB轉(zhuǎn)變?yōu)锳ABB，采用的技術(shù)是雜交育種；②將生物的基因型由AaBB轉(zhuǎn)變?yōu)閍B，采用的技術(shù)是花藥離體培養(yǎng)；③將生物的基因型由AaBB轉(zhuǎn)變?yōu)锳aBBC，采用的技術(shù)是轉(zhuǎn)基因技術(shù)；④將生物的基因型由AaBB轉(zhuǎn)變?yōu)锳AaaBBBB，采用的技術(shù)是多倍體育種，故選B。]2．下列有關(guān)生物變異和育種的敘述，正確的是()A．單倍體育種的目的是獲得莖稈粗壯、營(yíng)養(yǎng)豐富的植株B．雜交育種可將優(yōu)良性狀從一個(gè)物種轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物種C．誘變育種能定向改變生物的性狀，獲得人們所需的品種D．秋水仙素在單倍體育種和多倍體育種過(guò)程中的作用相同D[一般來(lái)講，單倍體育種的目的是獲得能夠穩(wěn)定遺傳的純合子，A錯(cuò)誤；雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法，B錯(cuò)誤；誘變育種的原理是基因突變，而基因突變具有不定向性，C錯(cuò)誤；秋水仙素在單倍體育種和多倍體育種過(guò)程中的作用相同，都是抑制紡錘體的形成，D正確。]3．下面①～④列舉了四種育種方法，有關(guān)的敘述錯(cuò)誤的是()A.第①種方法一般從F2開(kāi)始選種，因?yàn)閺腇2開(kāi)始出現(xiàn)新的性狀組合B．在第②種方法中，若F1中n對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳，則單倍體幼苗有3n種類型C．第③種育種方法的作用機(jī)理是秋水仙素抑制紡錘體形成D．第④種方法中衛(wèi)星搭載的種子應(yīng)當(dāng)選用萌發(fā)的種子或幼苗B[①是雜交育種，其原理是基因重組，F(xiàn)2因性狀分離出現(xiàn)重組性狀，所以一般從F2開(kāi)始選種，A正確；②是單倍體育種，若F1中n對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳，非等位基因之間將遵循基因自由組合定律，F(xiàn)1產(chǎn)生的配子有2n種，單倍體幼苗有2n種類型，B錯(cuò)誤；③是多倍體育種，秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，使細(xì)胞不能正常分裂，從而使細(xì)胞中染色體數(shù)加倍，C正確；萌發(fā)的種子或幼苗因細(xì)胞分裂旺盛，容易誘導(dǎo)基因突變，可作為誘變育種的材料，D正確。]生物變異類型的實(shí)驗(yàn)探究[素能建構(gòu)]利用“假說(shuō)—演繹法”探究變異的類型1．假說(shuō)—演繹法的基本內(nèi)容2．變異類型實(shí)驗(yàn)探究題的答題模板提醒：(1)根據(jù)題目中的信息，要提出全部的假設(shè)，不能有遺漏；(2)對(duì)所提出的每一個(gè)假設(shè)，都要有相應(yīng)的結(jié)果和結(jié)論；(3)反推——根據(jù)結(jié)論來(lái)推結(jié)果，即若結(jié)論是正確的，則必然會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)正確的結(jié)果，這是解題的關(guān)鍵。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1.已知豌豆(2n＝14)的花色受非同源染色體上的兩對(duì)基因A、a和B、b控制。紅花(A)對(duì)白花(a)為完全顯性。B基因?yàn)樾揎椈?，淡化花的顏色，BB與Bb的淡化程度不同：前者淡化為白色，后者淡化為粉紅色?，F(xiàn)將一株純合的紅花植株和一株白花植株(aaBB)雜交產(chǎn)生的大量種子(F1)用射線處理后萌發(fā)，F(xiàn)1植株中有一株白花，其余為粉紅花。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)關(guān)于F1白花植株產(chǎn)生的原因，科研人員提出了以下幾種假說(shuō)：假說(shuō)一：F1種子發(fā)生了一條染色體丟失；假說(shuō)二：F1種子發(fā)生了上述基因所在的一條染色體部分片段(含相應(yīng)基因)缺失；假說(shuō)三：F1種子一條染色體上的某個(gè)基因發(fā)生了突變。①經(jīng)顯微鏡觀察，F(xiàn)1白花植株________期四分體的個(gè)數(shù)為7個(gè)，可以否定假說(shuō)一；②已知4種不同顏色的熒光可以對(duì)A、a和B、b基因進(jìn)行標(biāo)記。經(jīng)顯微鏡觀察，F(xiàn)1白花植株的小孢子母細(xì)胞(同動(dòng)物的初級(jí)精母細(xì)胞)中熒光點(diǎn)的數(shù)目為_(kāi)_______個(gè)，可以否定假說(shuō)二。(2)現(xiàn)已確定種子萌發(fā)時(shí)某個(gè)基因發(fā)生了突變。①有人認(rèn)為：F1種子一定發(fā)生了A→a的隱性突變。該說(shuō)法是否正確？________，原因是_________________。②專家認(rèn)為：F1種子中另一對(duì)基因發(fā)生了一次顯性突變(突變基因與A、B基因不在同一條染色體上)，突變基因的產(chǎn)物可以抑制A基因的功能，但對(duì)a、B、b無(wú)影響。若假設(shè)正確，F(xiàn)1白花植株自交，子代表型及比例為_(kāi)______________________。(3)生物體的性狀是由基因與基因、________________以及基因與環(huán)境之間相互作用，精確調(diào)控的結(jié)果，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以對(duì)此提供一些依據(jù)。解析：(1)①出現(xiàn)四分體是減數(shù)第一次分裂前期的重要特征，因此用顯微鏡觀察四分體應(yīng)在F1白花植株減數(shù)第一次分裂的前期，此植物共有14條染色體，可形成7個(gè)四分體。如果觀察到F1白花植株有7個(gè)四分體，說(shuō)明沒(méi)有丟失染色體；如果F1種子發(fā)生了一條染色體丟失，只會(huì)觀察到6個(gè)四分體。②由于減數(shù)第一次分裂前的間期，染色體進(jìn)行復(fù)制，其上的基因也復(fù)制，導(dǎo)致染色體上的基因加倍，因此用4種不同顏色的熒光對(duì)A、a和B、b基因進(jìn)行標(biāo)記，經(jīng)顯微鏡觀察，F(xiàn)1白花植株的小孢子母細(xì)胞(同動(dòng)物的初級(jí)精母細(xì)胞)中熒光點(diǎn)的數(shù)目為8個(gè)，可以否定假說(shuō)二，說(shuō)明F1種子發(fā)生了一條染色體沒(méi)有發(fā)生片段缺失，否則熒光點(diǎn)的數(shù)目會(huì)小于8個(gè)。(2)①F1植株的基因型為AaBb，而白色植株的基因型為aaB_或A_BB，因此，F(xiàn)1植株中有一株白色的原因可能是發(fā)生了A→a的隱性突變，導(dǎo)致F1植株的基因型由AaBb(粉色)變?yōu)閍aBb(白色)，也可能是發(fā)生b→B的顯性突變，導(dǎo)致F1的基因型由AaBb(粉色)變?yōu)锳aBB，而基因型為AaBB的植株也開(kāi)白色。因此有人認(rèn)為F1種子一定發(fā)生了A→a的隱性突變，該說(shuō)法不正確。②據(jù)題意可知，另外一對(duì)基因與A、B基因不在同一條染色體上，因此這三對(duì)等位基因的遺傳遵循基因的自由組合定律。設(shè)另一對(duì)等位基因?yàn)镃、c，據(jù)題意F1種子中另一對(duì)基因發(fā)生了一次顯性突變，且突變基因的產(chǎn)物可以抑制A基因的功能，但對(duì)a、B、b無(wú)影響，因此F1白花植株的基因型為AaBbCc，結(jié)合題意“突變基因的產(chǎn)物可以抑制A基因的功能，但對(duì)a、B、b無(wú)影響”可知F1白花植株自交產(chǎn)生的后代植株的基因型、表型及所占比例：紅色基因型為A_bbcc，所占比例為3/4×1/4×1/4＝3/64，粉色基因型為A_Bbcc，所占比例為3/4×1/2×1/4＝3/32，白色基因型分別為A_BBC_、A_BbC_、A_BBcc、A_bbC_、aaB_C_、aaB_cc、aabbC_、aabbcc，所占比例為1－3/64－3/32＝55/64，因此若假設(shè)正確，F(xiàn)1白花植株自交，子代表型及比例為紅花∶粉紅花∶白花＝3∶6∶55。(3)生物體的性狀是由基因與基因、基因與基因的產(chǎn)物以及基因與環(huán)境之間相互作用，精確調(diào)控的結(jié)果，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以對(duì)此提供一些依據(jù)。答案：(1)①減數(shù)第一次分裂前②8(2)①不正確當(dāng)發(fā)生b→B的顯性突變時(shí)，基因型為AaBB的植株也開(kāi)白花②紅花∶粉紅花∶白花＝3∶6∶55(3)基因與基因的產(chǎn)物2．小黑麥為二倍體生物，1個(gè)染色體組中含有7條染色體，分別記為1～7號(hào)，其中任何1條染色體缺失均會(huì)造成單體，即共有7種單體。單體在減數(shù)分裂時(shí)，未配對(duì)的染色體隨機(jī)移向細(xì)胞的一極，產(chǎn)生的配子成活率相同且可以隨機(jī)結(jié)合，后代出現(xiàn)二倍體單體和缺體(缺失一對(duì)同源染色體)三種類型。利用單體遺傳可以進(jìn)行基因的定位。(1)若需區(qū)分7種不同的單體，可以利用顯微鏡觀察________進(jìn)行判斷。(2)每一種單體產(chǎn)生的配子中，含有的染色體數(shù)目為_(kāi)_______條。(3)已知小黑麥的抗病(B)與不抗病(b)是一對(duì)相對(duì)性狀，但不知道控制該性狀的基因位于幾號(hào)染色體上。若某品種小黑麥為抗病純合子(無(wú)b基因也視為純合子)，且為7號(hào)染色體單體，將該抗病單體與________雜交，通過(guò)分析子一代的表型可以判斷抗病基因是否位于7號(hào)染色體上。①若子一代表現(xiàn)為_(kāi)___________________________，則該基因位于7號(hào)染色體上。②若子一代表現(xiàn)為_(kāi)___________________________，則該基因不位于7號(hào)染色體上。(4)若已確定抗病基因位于7號(hào)染色體上，則該抗病單體自交，子一代表型及比例為_(kāi)_____________________。解析：(1)可以在有絲分裂中期時(shí)觀察染色體形態(tài)、數(shù)目等，并且一個(gè)染色體組中的每條染色體的形態(tài)、大小均不同，因此若需區(qū)分7種不同的單體，可以利用顯微鏡觀察染色體的形態(tài)和大小進(jìn)行判斷。(2)單體的體細(xì)胞染色體數(shù)目為14－1＝13(條)，并且單體在減數(shù)分裂時(shí)，未配對(duì)的染色體隨機(jī)移向細(xì)胞的一極，因此每一種單體產(chǎn)生的配子中，含有的染色體數(shù)目為6或7條。(3)要判斷抗病基因是否位于7號(hào)染色體上，可將該抗病單體與不抗病的正常二倍體雜交，通過(guò)分析子一代的表型可以判斷抗病