綜合專題一-遺傳與變異綜合

綜合專題一遺傳與變異綜合類型一條件基因突變與遺傳綜合例1果蠅的野生型和突變型為一對相對性狀,受X染色體上的一對等位基因控制,現(xiàn)用一對野生型雌雄果蠅雜交,因某一親本在減數(shù)分裂形成配子時(shí)發(fā)生基因突變,子代中出現(xiàn)了一只突變型雄果蠅,下列判斷最合理的是 (

)A.該突變型雄果蠅的出現(xiàn)一定是因?yàn)轱@性基因突變?yōu)殡[性基因B.該突變型雄果蠅的出現(xiàn)一定是因?yàn)殡[性基因突變?yōu)轱@性基因C.該突變型雄果蠅的出現(xiàn)是因?yàn)楦副拘纬膳渥訒r(shí)發(fā)生了基因突變D.該突變型雄果蠅的出現(xiàn)是因?yàn)槟副拘纬膳渥訒r(shí)發(fā)生了基因突變D[解析]該突變型雄果蠅的出現(xiàn)可能是由顯性基因突變?yōu)殡[性基因引起的,也可能是由隱性基因突變?yōu)轱@性基因引起的,A、B錯(cuò)誤;雄果蠅的X染色體只能來自母本,故該突變型雄果蠅的出現(xiàn)是因?yàn)槟副拘纬膳渥訒r(shí)發(fā)生了基因突變,C錯(cuò)誤,D正確。例2用一定劑量的X射線對純合野生型果蠅進(jìn)行誘變處理,得到一只雄性突變型果蠅。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),突變性狀是由某條染色體上的一個(gè)基因(位于常染色體、X染色體或X、Y染色體同源區(qū)段)發(fā)生突變引起的。(1)

(填“能”或“不能”)直接比較突變前后基因的堿基對多少,原因是

。由于基因突變具有

的特點(diǎn),所以要用一定劑量的X射線進(jìn)行誘變處理。

[解析](1)基因突變是由堿基對的增添、缺失和替換引起基因結(jié)構(gòu)的改變,堿基對數(shù)量可能增加、減少或不變,所以不能直接比較突變前后基因的堿基對多少。由于基因突變具有不定向性的特點(diǎn),所以要用一定劑量的X射線進(jìn)行誘變處理。不能

基因突變是由堿基對的增添、缺失和替換引起基因結(jié)構(gòu)的改變,堿基對數(shù)量可能增加、減少,也可能不變不定向性(2)某學(xué)習(xí)小組根據(jù)分析,推測出若突變性狀為隱性,則突變基因只能在

上;經(jīng)過研究證明,該突變性狀為顯性,于是他們設(shè)計(jì)了雜交實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定突變基因所在染色體的位置。

①雜交實(shí)驗(yàn)方案:將該突變型果蠅與

果蠅雜交,統(tǒng)計(jì)子代表現(xiàn)型及比例。

X染色體野生型雌②預(yù)期結(jié)果與結(jié)論:Ⅰ.若

,則突變基因位于常染色體上;

Ⅱ.若

,則突變基因位于X、Y染色體同源區(qū)段,且突變基因在Y染色體上;

Ⅲ.若子代表現(xiàn)型及比例為野生型雄性∶突變型雌性=1∶1,則突變基因位于X染色體上,或位于X、Y染色體同源區(qū)段,且突變基因在X染色體上。該突變果蠅的基因型為

(相關(guān)基因用A、a表示)。

子代無論雌雄都表現(xiàn)為野生型∶突變型=1∶1子代雄果蠅都是突變型,雌果蠅中無突變型XAY或XAYa[解析]

(2)如果該突變?yōu)殡[性突變,假如該基因位于X染色體上,只要一個(gè)基因突變,果蠅就會(huì)變?yōu)橥蛔冃?而假如該基因位于常染色體上,需要兩個(gè)基因都突變才能變?yōu)橥蛔冃?因此突變基因只能位于X染色體上。如果突變性狀為顯性,要用雜交實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定突變基因所在染色體的位置,也就是說顯隱關(guān)系已知,進(jìn)一步判斷基因位置,一般用雌隱雄顯雜交組合,也就是該突變型雄果蠅與野生型雌果蠅雜交,如果后代無論雌雄野生型和突變型之比為1∶1,則基因位于常染色體上;如果后代雄果蠅全為突變型,則基因位于X、Y染色體同源區(qū)段且突變基因位于Y染色體上;如果后代表現(xiàn)型及比例為野生型雄性∶突變型雌性=1∶1,則突變基因位于X染色體上,或位于X、Y染色體同源區(qū)段且突變基因在X染色體上。該突變果蠅的基因型為XAY或XAYa?！炯挤ㄌ釤挕?/p>

顯性突變與隱性突變的判定(1)理論基礎(chǔ):受到物理、化學(xué)和生物因素的影響,AA個(gè)體如果突變成Aa個(gè)體,則突變性狀在當(dāng)代不會(huì)表現(xiàn)出來,只有Aa個(gè)體自交后代才會(huì)有aa變異個(gè)體出現(xiàn),因此這種變異個(gè)體一旦出現(xiàn)即是純合子。相反,如果aa個(gè)體突變成Aa個(gè)體,則當(dāng)代就會(huì)表現(xiàn)出突變性狀。(2)判斷方法:選擇突變體與其他已知未突變體雜交,通過觀察后代變異性狀的比例來判斷基因突變的類型。此外,植物還可以利用突變體自交觀察后代有無性狀分離來進(jìn)行顯性突變與隱性突變的判定。類型二染色體變異與遺傳綜合例3現(xiàn)有長翅(TT)雌果蠅和殘翅(tt)雄果蠅雜交,子一代中偶然出現(xiàn)了一只殘翅果蠅。下列關(guān)于該殘翅果蠅形成原因的分析,不合理的是 (

)A.該殘翅果蠅的基因型為Tt,其殘翅性狀是環(huán)境影響的結(jié)果B.親本雄果蠅在減數(shù)分裂過程中,一條染色體丟失了t基因片段C.親本雌果蠅在減數(shù)分裂過程中,一條染色體丟失了T基因片段D.親本雌果蠅減數(shù)分裂時(shí),一條染色體上的T基因突變?yōu)閠基因B[解析]若該殘翅果蠅的基因型為Tt,其殘翅性狀是環(huán)境影響的結(jié)果,A正確;若親本雄果蠅在減數(shù)分裂過程中,一條染色體丟失了t基因片段,則子代的基因型為TO或Tt,均表現(xiàn)為長翅,B錯(cuò)誤;若親本雌果蠅在減數(shù)分裂過程中,一條染色體丟失了T基因片段,則子代的基因型可能為tO,表現(xiàn)為殘翅,C正確;親本雌果蠅減數(shù)分裂時(shí),一條染色體上的T基因突變?yōu)閠基因,則子代基因型可能為tt,表現(xiàn)為殘翅,D正確。例4番茄為自花傳粉植物。正常情況下紫株圓果(紫株A)與綠株長果雜交,F1均為紫株圓果,所得F1自交,F2中紫株圓果∶紫株長果∶綠株圓果∶綠株長果=9∶3∶3∶1。

研究人員將紫株圓果(紫株A)用X射線照射后再與綠株長果雜交,發(fā)現(xiàn)子代有1株綠株圓果(綠株B),其他均為紫株圓果。出現(xiàn)綠株B的原因可能是基因突變,也可能是含有紫株基因的一條染色體片段丟失(注:一條染色體片段缺失不影響個(gè)體生存)。(1)番茄的株色和果形中顯性性狀為

。番茄的株色與果形是由

基因控制的。

紫株、圓果非同源染色體上的非等位(或兩對同源染色體上的兩對等位)[解析]

(1)由題目信息可知,紫株圓果(紫株A)與綠株長果雜交,F1均為紫株圓果,可知紫株對綠株是顯性性狀,圓果對長果是顯性性狀。又根據(jù)“F2中紫株圓果∶紫株長果∶綠株圓果∶綠株長果=9∶3∶3∶1”可知,兩對性狀的遺傳符合基因的自由組合定律。設(shè)控制紫株和綠株的基因?yàn)锳、a,控制圓果和長果的基因?yàn)锽、b。則紫株A的基因型為AABB。(2)若出現(xiàn)綠株B的原因是子代紫株圓果的一個(gè)基因發(fā)生了突變,將綠株B與正常純合的紫株圓果雜交,F1再自交得F2,則F1的基因型有

種,F2的表現(xiàn)型及比例是

。

[解析](2)紫株圓果(紫株A)的基因型為AABB,與綠株長果(aabb)雜交,后代應(yīng)該全部是紫株圓果(AaBb),偶然發(fā)現(xiàn)子代有1株綠株圓果(綠株B),若出現(xiàn)綠株圓果(綠株B)的原因是子代紫株圓果(AaBb)一個(gè)基因發(fā)生了突變,則綠株B的基因型為aaBb,將綠株B與正常純合的紫株圓果AABB雜交,F1的基因型及比例為AaBB∶AaBb=1∶1,Aa自交后代中紫株∶綠株=3∶1,1/2BB、1/2Bb自交后代中,長果(bb)的比例為1/2×1/4=1/8,則圓果占1-1/8=7/8,故圓果∶長果=7∶1,故F2的表現(xiàn)型及比例是紫株圓果∶綠株圓果∶紫株長果∶綠株長果=21∶7∶3∶1。2紫株圓果∶綠株圓果∶紫株長果∶綠株長果=21∶7∶3∶1(3)若出現(xiàn)綠株B的原因是含有紫株基因的一條染色體片段丟失,則可以利用細(xì)胞學(xué)方法進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是

。[解析](3)若要驗(yàn)證出現(xiàn)綠株B的原因是含有紫株基因的一條染色體片段丟失,則可以選擇綠株B,在顯微鏡下對其處于有絲分裂中期的細(xì)胞的染色體進(jìn)行觀察和比較。選擇綠株B,在顯微鏡下對其處于有絲分裂中期的細(xì)胞的染色體進(jìn)行觀察和比較

【技法提煉】

染色體變異與基因突變的判別

①判別依據(jù):光學(xué)顯微鏡下能觀察到的是染色體變異,不能觀察到的是基因突變。

②具體操作:制作正常個(gè)體與待測變異個(gè)體的有絲分裂臨時(shí)裝片,找到分裂中期圖像進(jìn)行染色體結(jié)構(gòu)與數(shù)目的比較可以判斷是否發(fā)生了染色體變異。

類型三遺傳、變異與減數(shù)分裂綜合應(yīng)用例5圖中甲表示某動(dòng)物卵原細(xì)胞中的一對同源染色體,圖乙表示該卵原細(xì)胞形成的卵細(xì)胞中的一條染色體。若只考慮圖中字母所表示的基因,下列分析正確的是 (

)A.該卵原細(xì)胞形成的第一極體的基因組成為aeDB.甲中基因E與e的分離可發(fā)生在有絲分裂后期C.形成乙的次級卵母細(xì)胞中不存在同源染色體,但可能存在等位基因D.甲形成乙的過程中發(fā)生了基因重組和染色體結(jié)構(gòu)變異C[解析]由圖甲可知,該動(dòng)物的基因型為AaEeDd,且三對基因位于一對同源染色體上;由圖乙可知,該卵細(xì)胞中染色體上出現(xiàn)d,說明發(fā)生了交叉互換,次級卵母細(xì)胞的基因型為AAEEDd,第一極體的基因型為aaeeDd,A錯(cuò)誤;甲中基因E與e的分離可發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期,B錯(cuò)誤;該卵原細(xì)胞分裂的過程中可能發(fā)生了交叉互換,故形成乙的次級卵母細(xì)胞中不存在同源染色體,但可能存在等位基因,C正確;甲形成乙的過程中未發(fā)生染色體變異,D錯(cuò)誤。例6[2019·江蘇卷]圖為初級精母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)的一對同源染色體示意圖,圖中1~8表示基因。不考慮突變的情況下,下列敘述正確的是 (

)A.1與2、3、4互為等位基因,與6、7、8互為非等位基因B.同一個(gè)體的精原細(xì)胞有絲分裂前期也應(yīng)含有基因1~8C.1與3都在減數(shù)第一次分裂分離,1與2都在減數(shù)第二次分裂分離D.1分別與6、7、8組合都能形成重組型的配子B[解析]圖中1、5基因所在的染色單體與2、6基因所在的染色單體為連接在同一著絲點(diǎn)上的姐妹染色單體,與3、7和4、8所在的染色單體為非姐妹染色單體,不考慮基因突變,1和2為相同基因,與3、4可能互為等位基因,與5、6、7、8互為非等位基因,A錯(cuò)誤。精原細(xì)胞有絲分裂前期與其進(jìn)行減數(shù)分裂形成的初級精母細(xì)胞含有的基因種類相同,即也應(yīng)含有基因1~8,B正確。若2與3發(fā)生交叉互換,則1與3在減數(shù)第二次分裂時(shí)分離,1與2在減數(shù)第一次分裂時(shí)分離,C錯(cuò)誤。如果發(fā)生交叉互換,1可能與7或8形成重組型配子;如果不發(fā)生交叉互換,1與6、7、8都不能形成重組型配子,D錯(cuò)誤?！炯挤ㄌ釤挕?/p>

根據(jù)細(xì)胞分裂方式判定變異類型

(1)如果是有絲分裂過程中姐妹染色單體上的基因不同,則為基因突變的結(jié)果。

(2)如果是減數(shù)分裂過程中姐妹染色單體上的基因不同,則可能是基因突變或交叉互換的結(jié)果。

類型四利用單體(2n-1,即缺失了一條染色體)將基因定位到具體的染色體上例7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,其中任意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(即缺失一對同源染色體)三種類型。利用單體遺傳可以進(jìn)行基因的定位。(1)每一種單體產(chǎn)生的配子中,含有的染色體數(shù)目為

條。

[解析](1)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條或7條。6或7(2)已知小黑麥的抗病(B)與不抗病(b)是一對相對性狀,但不知道控制該性狀的基因位于幾號染色體上。若某品種小黑麥為抗病純合子(無b基因也視為純合子),且為7號染色體單體,將該抗病單體與

雜交,通過分析子一代的表現(xiàn)型可以判斷抗病基因是否位于7號染色體上。

①若子一代

,則該基因位于7號染色體上。

②若子一代

,則該基因不位于7號染色體上。

[解析](2)要判斷抗病基因是否位于7號染色體上,可將該抗病單體與不抗病的正常二倍體雜交,分析子一代的表現(xiàn)型。①若該基因位于7號染色體上,則親本基因型可以表示為BO、bb,兩者雜交產(chǎn)生的后代的基因型及比例為Bb∶bO=1∶1,即子一代表現(xiàn)為抗病和不抗病兩種類型。②如果該基因不位于7號染色體上,則親本基因型為BB、bb,雜交后代基因型將全為Bb,即子一代均表現(xiàn)為抗病類型。不抗病的正常二倍體表現(xiàn)為抗病和不抗病兩種類型均為抗病類型【技法提煉】

將隱性突變個(gè)體分別與該物種的n種單體(2n-1A、2n-1B、2n-1C……)進(jìn)行雜交,形成n個(gè)不同的雜交組合,統(tǒng)計(jì)n個(gè)雜交組合的子代性狀。若有n-1個(gè)雜交組合的F1均表現(xiàn)為全顯性性狀,只有1個(gè)雜交組合的F1顯性性狀∶隱性性狀=1∶1,則說明突變基因位于對應(yīng)的缺失染色體上。

類型五變異類型實(shí)驗(yàn)探究題的分析程序例8已知豌豆(2n=14)的花色受兩對獨(dú)立遺傳的基因控制,紅色(A)對白色(a)為顯性,B基因淡化花色,兩個(gè)B基因能淡化紅色為白色,一個(gè)B基因能淡化紅色為粉紅色。請據(jù)此分析下列問題:(1)豌豆中粉紅花植株基因型有

種,AABb植株的自交后代

(填“能”或“不能”)出現(xiàn)白花植株。

[解析](1)由題意分析可知,粉紅花的基因型是A_Bb,有2種基因型;AABb自交后代的基因型及比例是AABB∶AABb∶AAbb=1∶2∶1,其中AABB開白花。2能(2)若純合紅花植株與白花植株(aaBB)雜交,子代中出現(xiàn)一株白色植株,科研人員對其成因提出了三種假設(shè):假設(shè)一:丟失一條染色體所致;假設(shè)二:兩對基因中的一個(gè)基因發(fā)生了基因突變所致;假設(shè)三:A/a、B/b以外的另一對基因中的一個(gè)基因發(fā)生顯性突變所致(三對基因獨(dú)立遺傳)。Ⅰ.確定假設(shè)一是否正確的簡便方法是

。

Ⅱ.若假設(shè)二成立,則發(fā)生突變的基因可能是