核心素养微专题7 科学探究(2) 变异类型的科学探究-【创新教程】2025年高考生物总复习大一轮教师用书word（人教版 双选）

科学探究(二) 变异类型的科学探究 [素养必备] 1．从变异个体的数量上辨析 2．从基因的种类、数量和位置上辨析 3．利用四个“关于”区分三种变异 (1)关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。 (2)关于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基的缺失、增添，属于基因突变。 (3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。 (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，一般不改变基因的量，转基因技术会改变基因的量；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。 4．利用“假说—演绎法”探究变异的类型 (1)假说—演绎法的基本内容 (2)变异类型实验探究题的答题模板 提醒： ①根据题目中的信息，要提出全部的假设，不能有遗漏； ②对所提出的每一个假设，都要有相应的结果和结论； ③反推——根据结论来推结果，即若结论是正确的，则必然会对应一个正确的结果，这是解题的关键。 [素养训练] 1．某二倍体生物，让其显性纯合个体(AA)与隐性个体(aa)杂交，子代中偶然发现了1只表型为隐性的个体，关于该变异个体出现的原因不正确的是(　　) A．基因突变　　　　 B．染色体结构变异 C．染色体数目变异 D．互换 解析：D　[根据题意可知，某二倍体生物，让其显性纯合个体(AA)与隐性个体(aa)杂交，子代正常情况下均为Aa，但是子代中偶然发现了1只表型为隐性的个体，该个体可能是基因型为aa，即发生了基因突变；基因型也可能是Oa，即发生了个别染色体缺失的现象，发生了染色体数目的变异，或者也可能是A所在的染色体部分片段缺失所致，即发生了染色体结构的变异现象。综上所述，A、B、C都可能是导致变异个体出现的原因，而互换不会引起该个体变异的现象。] 2．某植株的一条染色体发生缺失突变，含有该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)，以该植株为父本可以进行测交实验。下列相关叙述中错误的是(　　) A．图中的变异类型是染色体结构变异 B．如果没有其他变异，则测交后代中全部表现为白色性状 C．如果测交后代有红色性状出现，只能是2和3之间发生了互换 D．如果图中的四个基因只有3上的B变成b，说明发生了基因突变 解析：C　[由题可知，图中的染色体发生片段缺失，属于染色体结构变异，A正确；由于含有该缺失染色体的花粉不育，以该植株为父本可以进行测交实验，如果没有其他变异，则测交后代中全部表现为白色性状， B正确；如果测交后代有红色性状出现，最可能的原因是在减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体发生互换，缺失染色体上的B基因交换到了正常染色体上，从而产生了带有B基因的正常雄配子，可发生在3与1或2之间，4与1或2之间，C错误；如果图中的四个基因只有3上的B变成b，说明发生了基因突变， D正确。] 3．鹦鹉的毛色由两对独立遗传的基因A、a和B、b控制，如图所示，其中B、b位于Z染色体上。某人所养的一对绿色鹦鹉产下一只白色鹦鹉和一只蓝色雌性鹦鹉甲，甲的左翅上带有白色斑点，假设基因突变只改变一对等位基因中的一个基因，缺失一条常染色体的个体能够存活。下列关于甲左翅上白色斑点产生原因的分析，错误的是(　　) A．若甲产生的原因是基因突变，变异细胞的基因型为aaZbW B．若甲产生的原因是基因重组，变异细胞中a基因发生重新组合 C．若甲产生的原因是染色体结构变异，变异细胞中含A的片段缺失 D．若甲产生的原因是染色体数目变异，变异细胞中缺少一条常染色体 解析：B　[蓝色雌性鹦鹉的基因型为A_ZbW，若甲产生的原因是基因突变，变异细胞的基因型为aaZbW，A正确；基因重组发生在有性生殖过程中，不会导致后代某部分出现异常性状，B错误；若甲产生的原因是染色体结构变异，变异细胞中A基因随着染色体片段的缺失而缺失，从而表现出a的性状，C正确；若甲产生的原因是染色体数目变异，变异细胞中含有A基因的染色体缺失，可能出现白色斑点，D正确。] 4．某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如(一、二、三、四)图所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法中不正确的是(　　) A．配子一的变异属于基因重组，发生在减数Ⅰ分裂过程中 B．配子二发生了染色体变异，最可能发生在减数分裂Ⅱ过程中 C．配子三发生了染色体易位，原因可能是基因b转移到非同源染色体上 D．配子四的变异属于基因突变，原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失 解析：D　[由题中图示可知：该生物的基因型为AaBb，这两对基因的遗传遵循自由组合定律，配子一产生的原因是在减数分裂Ⅰ的后期，非同源染色体上非等位基因发生了自由组合，这属于基因重组的来源之一，A正确；配子二形成的原因是：在减数分裂Ⅱ的后期，携带有基因A的两条姐妹染色单体分开后所形成的两条子染色体未分离，这属于染色体变异，B正确；a和b是位于非同源染色体上的非等位基因，而在形成的配子三中，基因a和b位于同一条染色体上，原因可能是b基因所在的染色体片段转移到a基因所在的非同源染色体上，该变异属于染色体结构变异中的易位，C 正确；配子四产生的原因可能是：染色体复制时发生错误或其他原因导致基因A或a所在的染色体片段缺失，此种变异属于染色体变异，D错误。] 5．燕麦雌雄同株，颖片颜色有三种，黑颖(Y_R_或yyR_)、黄颖(Y_rr)、白颖(yyrr)，两对基因分别位于两对同源染色体上。R、r基因所在的染色体若发生片段缺失(R、r基因不丢失)将会导致花粉败育，但雌配子可育。回答下列问题： (1)燕麦颖片颜色的遗传遵循　　　　　　　　　　　　　定律。若要用基因型为Yyrr的黄颖植株，快速培育出纯合的黄颖植株，最佳方法是　　　　　　　　育种。 (2)黑颖燕麦基因型有　　　　　　　　 　　　种。现有一株基因型为YYRr的黑颖燕麦植株，请设计实验，探究该植株R、r基因所在染色体片段是否缺失以及缺失情况____ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (写出实验思路，预期实验结果及结论) 解析：(1)燕麦颖片颜色受两对等位基因控制，这两对基因分别位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。单倍体育种能明显缩短育种年限，用基因型为Yyrr的黄颖植株，快速培育出纯合的黄颖植株，可先进行花药离体培养获得Yr、yr的单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体的幼苗，便可得到YYrr的纯合黄颖植株。 (2)黑颖燕麦的基因型为Y_R_或yyR_，共有2×2＋2＝6种基因型。根据题干信息，R、r基因所在的染色体若发生片段缺失(R、r基因不丢失)将会导致花粉败育，但雌配子可育。现以基因型为YYRr的黑颖燕麦植株为实验材料探究R、r基因所在染色体片段是否缺失以及缺失情况，实验思路可以选取该燕麦植株自交，观察并统计子代表型及比例，若R、r基因所在的染色体没发生片段缺失，则后代的基因型及比例是YYR_∶YYrr＝3∶1，即表型及比例是黑颖∶黄颖＝3∶1。若R基因所在的染色体发生片段缺失，则亲本产生的雌配子是YR∶Yr＝1∶1，亲本雄性产生的配子是Yr，后代的基因型及比例是YYRr∶YYrr＝1∶1，表型及比例是黑颖∶黄颖＝1∶1；若r基因所在的染色体发生片段缺失，则亲本产生的雌配子是YR∶Yr＝1∶1，亲本雄性产生的配子是YR，后代的基因型及比例是YYRR∶YYRr＝1∶1，表型全都是黑颖。也可以选该燕麦植株作父本，用黄颖或白颖作母本进行杂交实验，观察并统计子代表型及比例。①若子代黑颖∶黄颖＝1∶1，则R、r基因所在的染色体没发生片段缺失。②若子代全为黄颖，则R基因所在的染色体发生片段缺失。③若子代全为黑颖，则r基因所在的染色体发生片段缺失。 答案：(1)自由组合　单倍体　(2)6　方案一：用该燕麦植株自交，观察并统计子代表型及比例。 ①若子代黑颖∶黄颖＝3∶1，则R、r基因所在的染色体没发生片段缺失。 ②若子代黑颖∶黄颖＝1∶1，则R基因所在的染色体发生片段缺失。 ③若子代全为黑颖，则r基因所在的染色体发生片段缺失。 方案二：选该燕麦植株作父本，用黄颖或白颖作母本进行杂交实验，观察并统计子代表型及比例。 ①若子代黑颖∶黄颖＝1∶1，则R、r基因所在的染色体没发生片段缺失。 ②若子代全为黄颖，则R基因所在的染色体发生片段缺失。 ③若子代全为黑颖，则r基因所在的染色体发生片段缺失。 6．在一片黑麦田中出现了少量的抗病植株，经确认抗病性状是黑麦细胞中一个基因突变而来。用株系法育种(选择这些抗病植株自交单株收获它所结的种子，每株的所有种子单独种在一起可得到一个株系)选育抗病品种。其中一个株系中抗病∶染病＝35∶1(用A、a表示相关基因)，有人根据该株系中出现的性状分离比，提出了三种假说。假说一：该株系亲本中含抗病基因的染色体多了一条；假说二：该株系亲本由于低温抑制纺锤体的形成导致染色体加倍；假说三：该株系亲本产生的雌配子育性正常，而含有某基因的花粉成活率很低。 (1)在抗病与染病这对相对性状中抗病是　　性状。基因突变指__________________ ________________________________________________________________________。 (2)假说一成立，则该株系亲本产生的配子种类及比例是________________________。 (3)假说二成立，该株系的基因型共有　　　种。 (4)请设计实验验证假说三成立(要求写出子代性状及数量比)____________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由分析可知，抗病植株自交后代出现了抗病和染病，说明抗病为显性。基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失，从而引起的基因碱基序列的改变。 (2)若假说一成立，则亲本的基因型是AAa，进行减数分裂时，两条同源染色体分开，第三条随机移向两极，则产生的配子及比例是A∶Aa∶AA∶a＝2∶2∶1∶1。 (3)若假说二成立，则亲本的基因型是AAaa，减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，则产生的配子及比例是AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，自交后代共产生AAAA、AAAa、AAaa、Aaaa、aaaa 5种基因型。 (4)若假说三成立，则做父本产生的配子是A∶a＝17∶1，母本产生的配子是A∶a＝1∶1，为了证明做父本时存在a基因致死现象，可进行测交实验，即将亲本的抗病植株(Aa)为父本，以染病黑麦(aa)为母本进行测交实验，测交后代的性状及比例是抗病∶染病＝17∶1，以亲本抗病植株(Aa)为母本，以染病黑麦为父本(aa)进行测交实验，测交后代的性状及比例是抗病∶染病＝1∶1。 答案：(1)显性　DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失，从而引起的 基因碱基序列的改变 (2)AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2　(3)5　(4)以亲本为父本，以染病黑麦为母本进行测交实验，测交后代的性状及比例是抗病∶染病＝17∶1；以亲本为母本，以染病黑麦为父本进行测交实验，测交后代的性状及比例是抗病∶染病＝1∶1 学科网（北京）股份有限公司 $$