第四章 微专题六 遗传变异相关的解题方法-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一生物必修2遗传与进化教师用书（浙科版2019）

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遗传的变异。 2．关系辨析 3．区分三种可遗传的变异 (1)关于“互换” 项目 交叉互换(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对的插入或缺失 在染色体上发生了染色体片段的重复或缺失 基因的数目和位置不改变，基因的结构改变 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 染色体畸变 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；染色体畸变不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。 例1　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 答案　C 解析　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。 例2　若图甲中①和②为一对同源染色体，③和④为另一对同源染色体，图中字母表示基因，“”表示着丝粒，则图乙～图戊中染色体结构变异的类型依次是(　　) A．缺失、重复、倒位、易位 B．缺失、重复、易位、倒位 C．重复、缺失、倒位、易位 D．重复、缺失、易位、倒位 答案　A 解析　图乙中②号染色体丢失了D基因，形成缺失；图丙中①号染色体多了一个C基因，形成重复；图丁中①号染色体上的“BC”基因位置发生颠倒，形成倒位；图戊中②号染色体与③号染色体间相互交换了部分片段，形成易位。 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而进入同一子细胞或含A的姐妹染色单体分离后形成的两条染色体进入同一子细胞。 (2)体细胞是AaBb杂合类型发生异常 ①若形成的配子是AaB或Aab或ABb或aBb类型，则形成的原因是MⅠ时，同源染色体未分离进入同一子细胞。 ②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MⅡ时，姐妹染色单体分离后形成的两条染色体进入同一子细胞。 (3)亲代为AaXBY，产生配子时发生异常 ①若配子中出现Aa或XY在一起，则MⅠ异常。 ②若配子中A—a分开，X—Y分开，出现两个AA/aa或两个XX/YY，则是MⅡ异常。 ③若配子中无性染色体或无A也无a，则是MⅠ或MⅡ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 ①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。 ②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交叉互换。 (2)根据细胞分裂方式判断 ①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。 ②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交叉互换的结果，如图乙。 ③如果是MⅡ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。 ④如果是MⅡ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交叉互换的结果，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2n＋1；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2n－1。 例3　如图是一个基因型为AaBb的精原细胞在减数分裂过程中产生的一个次级精母细胞。下列说法错误的是(　　) A．图示细胞中的变异可能是基因突变或基因重组 B．图示细胞中的A、a随同源染色体的分离可能进入不同精细胞中 C．该精原细胞进行减数分裂可能只形成AB、aB、ab三种基因型的细胞 D．该精原细胞同时产生的另一个次级精母细胞的基因组成可能是aabb 答案　B 解析　题图所示细胞为MⅡ后期的次级精母细胞，该细胞中无同源染色体。 例4　黑腹果蝇的第Ⅳ号染色体多1条(Ⅳ号三体)或者少1条(Ⅳ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Ⅳ号染色体上，利用黑腹果蝇Ⅳ号单体和Ⅳ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＝1∶1 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_____________。 (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 Ⅳ 号染色体上，为什么？ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (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第Ⅳ号染色体上，支持该结论的实验结果是_________________________。 答案　(1)基因突变　染色体数目变异(或染色体畸变)　(2)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 Ⅳ 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)乙组F1的测交子代出现野生型∶无眼＝1∶1；丙组F1的测交子代出现野生型∶无眼＝2∶1(或丙组一半F1的测交子代出现野生型∶无眼＝1∶1，一半F1的测交子代出现野生型∶无眼＝5∶1) 解析　(1)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，属于染色体数目变异。(2)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。(3)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。假如控制这对相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Aa×aa→Aa∶aa＝1∶1，则乙组F1的测交子代出现野生型∶无眼＝1∶1，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Aa∶AAa＝1∶1，正常无眼果蝇与丙组的F1测交，后代出现野生型∶无眼＝2∶1(或丙组一半F1的测交子代出现野生型∶无眼＝1∶1，一半F1的测交子代出现野生型∶无眼＝5∶1)，此实验结果支持控制该相对性状的基因位于第 Ⅳ 号染色体上。 三、育种方法的比较 1．三倍体无籽西瓜的培育 培育过程如下： (1)两次传粉 (2)三倍体西瓜无籽的原因：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 转基因技术育种 原理 基因重组 基因突变 染色体数目变异 基因重组 处理方法 先杂交后连续自交，选优 用化学或物理方法处理生物 花药离体培养，人工诱导单倍体植株 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞内 优点 将优良性状集中到一起 能提高突变率，加速育种进程 可获得纯合子，明显缩短育种年限 具有果实较大、营养价值高、抗逆性强等优良性状 定向改造生物的遗传性状 缺点 育种年限长 需处理大量生物材料 技术难度大 发育迟缓，结实率低 可能会引起生态危害；技术难度大 4.如何辨别育种方式 (1)杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。 (2)诱变育种：涉及诱变因子，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。 (3)单倍体育种：常用方法为花药离体培养，然后用秋水仙素处理幼苗诱导染色体加倍，一般形成可育的纯合植株。 (4)多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 (5)转基因技术育种：与原有生物相比，出现了新的基因。 5．根据不同育种目标选择不同育种方案 育种目标 育种方案 集中双亲优良性状 单倍体育种(明显缩短育种年限) 杂交育种(耗时较长，但简便易行) 对原品系实施“定向”改造 转基因技术育种 让原品系产生新性状 诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状) 使原品系营养器官“增大”或“加强” 多倍体育种 例5　下列关于育种方法的叙述，正确的是(　　) A．用杂交的方法进行育种，从F1自交后代中可筛选出符合人类需要的优良品种 B．用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的植株具备更多优良性状 C．用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所有的新品种自交后代中约有1/4为纯合子 D．用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的新品种和原品种杂交一定能产生可育后代 答案　A 解析　诱变育种的生物学原理为基因突变，基因突变具有多数有害性和多方向性的特点，故诱变后的植株不一定比诱变前的植株具备更多优良性状，B错误；用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，产生的新品种全为纯合子，其自交后代也全为纯合子，C错误；二倍体植株染色体加倍后成为四倍体植株，四倍体植株和原二倍体植株杂交得到的三倍体植株是高度不育的，D错误。 例6　水稻是我国主要的粮食作物之一，改善水稻的遗传性状是育种工作者不断努力的目标。如图表示培育优质水稻的一些途径。请回答下列问题： (1)以矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得到F1，F1自交产生F2，F2中不能稳定遗传的个体占______________，选F2中的矮秆抗病的水稻植株让其进行自交，子代中ddRR∶ddRr＝______________。 (2)若要在较短时间内获得矮秆抗病水稻，可选图中__________(用图中序号和箭头表示)途径所用的方法。其中⑦途径的常用方法是____________________________________________。 (3)科学工作者欲培育能产生人体蛋白的水稻新品种，图中________(用图中序号和箭头表示)途径最为合理可行，该育种方式所利用的原理为__________________。 (4)图中________(用图中序号和箭头表示)途径具有多方向性。 答案　(1)3/4　3∶2　(2)⑤→⑦→⑧　花药离体培养　(3)③→④　基因重组　(4)①→② 解析　题图中①→②途径表示诱变育种，③→④途径表示转基因技术育种，⑤→⑥途径表示杂交育种，⑤→⑦→⑧途径表示单倍体育种，⑨→⑩途径表示多倍体育种。(1)用矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)水稻杂交，得到F1(DdRr)，F1自交产生F2，F2中不能稳定遗传的个体即杂合子占1－4/16＝3/4。F2中矮秆抗病水稻基因型为1/3ddRR、2/3ddRr，自交后子代中ddRR占1/3＋2/3×1/4＝1/2，ddRr占2/3×1/2＝1/3，故ddRR∶ddRr＝3∶2。(2)要尽快获得矮秆抗病类型新品种，应该采用单倍体育种的方式，即图中⑤→⑦→⑧途径。将F1的花药经过离体培养后，便可以得到单倍体植株。(3)培育能产生人体蛋白的水稻新品种，应该用转基因技术育种的方式，即图中③→④途径，所利用的原理是基因重组。(4)诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有多方向性，因此图中①→②途径具有多方向性。 1．(2024·杭州高一期中)豌豆为二倍体(2n＝14)植物，某研究小组发现某豌豆的染色体组成如图所示，其中1、2为染色体编号，2上无对应于Ⅰ的同源区段，Ⅱ为1、2染色体的同源区段，下列叙述正确的是(　　) A．1、2是一对性染色体，1号是X染色体 B．Ⅰ区段可能来自2号染色体片段的易位 C．若2号是正常染色体，则1发生了染色体片段重复 D．若1号是正常染色体，则2发生了染色体片段缺失 答案　D 解析　因为豌豆为雌雄同花植株，1、2染色体虽然有差异，但不是一对性染色体， A错误；1、2染色体中，2上无对应于Ⅰ的同源区段，Ⅱ为1、2染色体的同源区段，说明1染色体的非同源染色体区段，可能是易位或2号染色体片段缺失所致，但肯定不是来自2号染色体，因为易位是非同源染色体间发生的，B错误；若2号是正常染色体，则1可能发生了非同源染色体间的易位，C错误；若1号是正常染色体，则2发生了染色体片段缺失，D正确。 2．下列关于配子基因型异常发生时期的判断，正确的是(　　) 选项 个体基因型 配子基因型 异常发生时期 A Dd D、D、dd MⅠ B AaBb AaB、AaB、b、b MⅡ C XaY XaY、XaY MⅠ D AaXBXb AAXBXb、XBXb、a、a MⅡ 答案　C 解析　A中配子基因型发生异常是在MⅡ时期；B中配子基因型发生异常是在MⅠ时期；D中配子基因型发生异常是在MⅠ及MⅡ时期。故选C。 3．(2024·温州高一期末)某动物(2n＝4)的基因型为AABb，如图是某细胞分裂时期的示意图，①②代表染色体，不考虑图示以外的其他变异。下列叙述错误的是(　　) A．与该细胞同时产生的另一细胞基因型为Abb B．该细胞可能是次级精母细胞或第一极体 C．该细胞的形成过程发生了基因重组和染色体畸变 D．①②组成1个染色体组，含1套完整的遗传信息 答案　C 解析　该细胞不含同源染色体，着丝粒分裂，处于减数第二次分裂的后期，细胞质均等分裂，可能是次级精母细胞或第一极体，该动物的基因型为AABb，B基因所在染色体上含有A基因，说明发生了染色体结构变异中的易位，该细胞的基因型为AABB(A)，说明与该细胞同时产生的另一细胞基因型为Abb，基因重组是指控制不同性状的基因重新组合，该过程没有发生基因重组，A、B正确，C错误；该图中①②是2条非同源染色体，组成1个染色体组，含1套完整的遗传信息，D正确。 4．(2024·浙南名校高一期中)已知西瓜早熟(A)对晚熟(a)为显性，皮厚(B)对皮薄(b)为显性，沙瓤(C)对紧瓤(c)为显性，控制上述三对性状的基因独立遗传。现有三个纯合的西瓜品种甲(AABBcc)、乙(aabbCC)、丙(AAbbcc)，某课题组进行如图所示的育种过程。下列有关说法错误的是(　　) A．③⑨⑩幼苗体细胞中的染色体组数均不同 B．与⑤植物相比，⑥植株的果实更大，含糖量更高 C．获得⑦幼苗常采用的技术手段是花药离体培养技术 D．为获得早熟、皮薄、沙瓤的纯种西瓜，最好选用品种乙和丙进行杂交育种 答案　A 解析　③有2个染色体组，秋水仙素能让染色体加倍，⑥有4个染色体组，⑨有3个染色体组，⑦有1个染色体组，⑩有2个染色体组，因此③⑩幼苗体细胞中的染色体组数相同，A错误；⑥植株的染色体数目加倍，与⑤植物相比，⑥植株的果实更大，含糖量更高，B正确；图中⑦幼苗是由花药离体培养得到的单倍体，C正确；提供的三个纯合的西瓜为品种甲(AABBcc)、乙(aabbCC)、丙(AAbbcc)，为获得早熟、皮薄、沙瓤的纯种西瓜(AAbbCC)，最好选用品种乙和丙进行杂交，D正确。 5．下列有关生物育种实例与原理相符的是(　　) A．无籽西瓜的培育——基因重组 B．高产青霉菌株——基因突变 C．用花粉(Ab)培育成幼苗，再用秋水仙素处理获得纯种植株(AAbb)——基因突变 D．培育矮秆抗病小麦——染色体结构变异 答案　B 6．几种性染色体异常果蝇的性别、育性(可育/不可育)等如图所示，请据图回答下列问题： (1)正常果蝇在MⅠ中期的细胞内染色体组数为____组，在MⅡ后期的细胞中染色体条数是______条。 (2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、________和________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为____________________________。 (3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)交配，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F1自由交配得F2，F2中灰身红眼与黑身白眼的比例为________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为________。 (4)以红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表型变化，但基因型不变；第二种是亲本果蝇______________________________；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时________________________。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。 实验步骤：_____________________________________________________________________。 结果预测： Ⅰ .若________________________________________________________________________，则为第一种情况； Ⅱ .若________________________________________________________________________，则为第二种情况； Ⅲ.若________________________________________________________________________，则为第三种情况。 答案　(1)2　8　(2)XrY　Y　XRXr、XRXrY (3)3∶1　1/18　(4)发生了基因突变　X染色体不分离(发生了染色体畸变)　让M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表型　Ⅰ.子代出现红眼(雌)果蝇　Ⅱ.子代全部为白眼　Ⅲ.无子代产生 解析　(1)分析题图可知，正常果蝇是二倍体，每个染色体组含有4条染色体。MⅠ中期，染色体已复制，但数目未变，故此时染色体组数为2组。MⅠ形成的子细胞中染色体数目减半，MⅡ后期，由于着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，为8条。(2)基因型为XrXrY的个体中含有3条同源染色体，在MⅠ后期，同源染色体分离，随机移向细胞的两极，所以，最多能产生Xr、XrXr、XrY和Y四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为XRXr、XRXrY。(3)黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)×灰身红眼雄果蝇(AAXRY)→F1(AaXRXr、AaXrY)，F1自由交配得F2，F2中灰身红眼果蝇(A_XRXr、A_XRY)所占比例为3/4×1/2＝3/8，黑身白眼果蝇(aaXrXr、aaXrY)所占比例为1/4×1/2＝1/8，两者的比例为3∶1。从F2灰身红眼雌果蝇(A_XRXr)和灰身白眼雄果蝇(A_XrY)中各随机取一只杂交，子代中出现黑身果蝇(aa)的概率为2/3×2/3×1/4＝1/9；出现白眼果蝇(XrXr、XrY)的概率为1/2，因此子代中出现黑身白眼果蝇的概率为1/9×1/2＝1/18。(4)以红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(M果蝇)，M果蝇出现有三种可能原因：一是环境因素，二是亲本果蝇发生了基因突变，产生了基因型为Xr的卵细胞，三是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离，形成了不含性染色体的卵细胞。三种可能情况下，M果蝇基因型分别为XRY、XrY、XrO。因此，本实验可以让M果蝇与正常白眼雌果蝇(XrXr)杂交，统计子代果蝇的表型。第一种情况下，XRY与XrXr杂交，子代雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼；第二种情况下，XrY与XrXr杂交，子代全部为白眼；第三种情况下，XrO不育，因此与XrXr杂交，没有子代产生。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章 生物的变异 <<< 微专题六 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遗传的变异。 2.关系辨析 3.区分三种可遗传的变异 (1)关于“互换” 项目 交叉互换(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对的插入或缺失 在染色体上发生了染色体片段的重复或缺失 基因的数目和位置不改变，基因的结构改变 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 染色体畸变 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；染色体畸变不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。 例1　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 √ 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。 例2　若图甲中①和②为一对同源染色体，③和④为另一对同源染色体，图中字母表示基因，“”表示着丝粒，则图乙～图戊中染色体结构变异的类型依次是 A.缺失、重复、倒位、易位 B.缺失、重复、易位、倒位 C.重复、缺失、倒位、易位 D.重复、缺失、易位、倒位 √ 图乙中②号染色体丢失了D基 因，形成缺失；图丙中①号染 色体多了一个C基因，形成重 复；图丁中①号染色体上的 “BC”基因位置发生颠倒，形 成倒位；图戊中②号染色体与③号染色体间相互交换了部分片段，形成易位。 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而进入同一子细胞或含A的姐妹染色单体分离后形成的两条染色体进入同一子细胞。 (2)体细胞是AaBb杂合类型发生异常 ①若形成的配子是AaB或Aab或ABb或aBb类型，则形成的原因是MⅠ时，同源染色体未分离进入同一子细胞。 ②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MⅡ时，姐妹染色单体分离后形成的两条染色体进入同一子细胞。 (3)亲代为AaXBY，产生配子时发生异常 ①若配子中出现Aa或XY在一起，则MⅠ异常。 ②若配子中A—a分开，X—Y分开，出现两个AA/aa或两个XX/YY，则是MⅡ异常。 ③若配子中无性染色体或无A也无a，则是MⅠ或MⅡ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 ①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。 ②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交叉互换。 (2)根据细胞分裂方式判断 ①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。 ②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交叉互换的结果，如图乙。 ③如果是MⅡ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。 ④如果是MⅡ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交叉互换的结果，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2n＋1；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2n－1。 例3　如图是一个基因型为AaBb的精原细胞在减数分裂过程中产生的一个次级精母细胞。下列说法错误的是 A.图示细胞中的变异可能是基因突变或基因重组 B.图示细胞中的A、a随同源染色体的分离可能进入不同 精细胞中 C.该精原细胞进行减数分裂可能只形成AB、aB、ab三种 基因型的细胞 D.该精原细胞同时产生的另一个次级精母细胞的基因组成可能是aabb √ 题图所示细胞为MⅡ后期的次级精母细胞，该细胞中无同源染色体。 例4　黑腹果蝇的第Ⅳ号染色体多1条(Ⅳ号三体)或者少1条(Ⅳ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Ⅳ号染色体上，利用黑腹果蝇Ⅳ号单体和Ⅳ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＝1∶1 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____________________________。 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＝1∶1 乙 无眼×正常野生型 野生型 丙 无眼×野生型三体 野生型 基因突变 染色体数目变异(或染色体畸变) 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Ⅳ号染色体上，为 什么？ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 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＝1∶1 乙 无眼×正常野生型 野生型 丙 无眼×野生型三体 野生型 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Ⅳ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 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。 (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 性状的基因位于第Ⅳ号 染色体上，支持该结论的实验结果是_______________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________。 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＝1∶1 乙 无眼×正常野生型 野生型 丙 无眼×野生型三体 野生型 乙组F1的测交子代出现野生型∶无眼＝1∶1；丙组F1的测交子代出现野生型∶无眼＝2∶1(或丙组一半F1的测交子代出现野生型∶无眼＝1∶1，一半F1的测交子代出现野生型∶无眼＝5∶1) 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。假如控制这对相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Aa×aa→Aa∶aa＝1∶1，则乙组F1的测交子代出现野生型∶无眼＝1∶1，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Aa∶AAa＝1∶1，正常无眼果蝇与丙组的F1测交，后代出现野生型∶无眼＝2∶1(或丙组一半F1的测交子代出现野生型∶无眼＝1∶1，一半F1的测交子代出现野生型∶无眼＝5∶1)，此实验结果支持控制该相对性状的基因位于第Ⅳ号染色体上。 三、育种方法的比较 1.三倍体无籽西瓜的培育 培育过程如下： 第一次传粉：杂交获得三倍体种子 第二次传粉：刺激子房发育成果实 (1)两次传粉 (2)三倍体西瓜无籽的原因：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 转基因技术育种 原理 基因重组 基因突变 染色体数目变异 基因重组 处理方法 先杂交后连续自交，选优 用化学或物理方法处理生物 花药离体培养，人工诱导单倍体植株 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞内 育种类型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 转基因技 术育种 优点 将优良性状集中到一起 能提高突变率，加速育种进程 可获得纯合子，明显缩短育种年限 具有果实较大、营养价值高、抗逆性强等优良性状 定向改造生物的遗传性状 缺点 育种年限长 需处理大量生物材料 技术难度大 发育迟缓，结实率低 可能会引起生态危害；技术难度大 4.如何辨别育种方式 (1)杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。 (2)诱变育种：涉及诱变因子，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。 (3)单倍体育种：常用方法为花药离体培养，然后用秋水仙素处理幼苗诱导染色体加倍，一般形成可育的纯合植株。 (4)多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 (5)转基因技术育种：与原有生物相比，出现了新的基因。 5.根据不同育种目标选择不同育种方案 育种目标 育种方案 集中双亲优良性状 单倍体育种(明显缩短育种年限) 杂交育种(耗时较长，但简便易行) 对原品系实施“定向”改造 转基因技术育种 让原品系产生新性状 诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状) 使原品系营养器官“增大”或 “加强” 多倍体育种 例5　下列关于育种方法的叙述，正确的是 A.用杂交的方法进行育种，从F1自交后代中可筛选出符合人类需要的优良 品种 B.用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的植株具备 更多优良性状 C.用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所有的新品种自交后代中约 有1/4为纯合子 D.用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的新品种和原品种杂交 一定能产生可育后代 √ 诱变育种的生物学原理为基因突变，基因突变具有多数有害性和多方向性的特点，故诱变后的植株不一定比诱变前的植株具备更多优良性状，B错误； 用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，产生的新品种全为纯合子，其自交后代也全为纯合子，C错误； 二倍体植株染色体加倍后成为四倍体植株，四倍体植株和原二倍体植株杂交得到的三倍体植株是高度不育的，D错误。 例6　水稻是我国主要的粮食作物之一， 改善水稻的遗传性状是育种工作者不断 努力的目标。如图表示培育优质水稻的 一些途径。请回答下列问题： (1)以矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病 (DDRR)水稻为亲本进行杂交，得到F1， F1自交产生F2，F2中不能稳定遗传的个 体占_____，选F2中的矮秆抗病的水稻植株让其进行自交，子代中ddRR∶ ddRr＝_____。 3/4 3∶2 题图中①→②途径表示诱变育种，③→④途径表示转基因技术育种，⑤→⑥途径表示杂交育种，⑤→⑦→⑧途径表示单倍体育种，⑨→⑩途径表示多倍体育种。用矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)水稻杂交，得到F1(DdRr)，F1自交产生F2， F2中不能稳定遗传的个体即杂合子占1－4/16＝3/4。F2中矮秆抗病水稻基因型为1/3ddRR、2/3ddRr，自交后子代中ddRR占1/3＋2/3×1/4＝1/2，ddRr占2/3×1/2＝1/3，故ddRR∶ddRr＝3∶2。 (2)若要在较短时间内获得矮秆抗病水稻，可选图中____________(用图中序号和箭头表示)途径所用的方法。其中⑦途径的常用方法是_____________。 ⑤→⑦→⑧ 花药离体培养 要尽快获得矮秆抗病类型新品种，应该采用单倍体育种的方式，即图中⑤→⑦→⑧途径。将F1的花药经过离体培养后，便可以得到单倍体植株。 (3)科学工作者欲培育能产生人体蛋白的水稻新品种，图中_______(用图中序号和箭头表示)途径最为合理可行，该育种方式所利用的原理为________。 ③→④ 基因重组 培育能产生人体蛋白的水稻新品种，应该用转基因技术育种的方式，即图中③→④途径，所利用的原理是基因重组。 (4)图中________(用图中序号和箭头表 示)途径具有多方向性。 ①→② 诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有多方向性，因此图中①→②途径具有多方向性。 1.(2024·杭州高一期中)豌豆为二倍体(2n＝14)植物，某研究小组发现某豌豆的染色体组成如图所示，其中1、2为染色体编号，2上无对应于Ⅰ的同源区段，Ⅱ为1、2染色体的同源区段，下列叙述正确的是 A.1、2是一对性染色体，1号是X染色体 B.Ⅰ区段可能来自2号染色体片段的易位 C.若2号是正常染色体，则1发生了染色体片段重复 D.若1号是正常染色体，则2发生了染色体片段缺失 √ 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 因为豌豆为雌雄同花植株，1、2染色体虽然有 差异，但不是一对性染色体， A错误； 1、2染色体中，2上无对应于Ⅰ的同源区段，Ⅱ 为1、2染色体的同源区段，说明1染色体的非同源染色体区段，可能是易位或2号染色体片段缺失所致，但肯定不是来自2号染色体，因为易位是非同源染色体间发生的，B错误； 若2号是正常染色体，则1可能发生了非同源染色体间的易位，C错误；若1号是正常染色体，则2发生了染色体片段缺失，D正确。 跟踪训练 2.下列关于配子基因型异常发生时期的判断，正确的是 选项 个体基因型 配子基因型 异常发生时期 A Dd D、D、dd MⅠ B AaBb AaB、AaB、b、b MⅡ C XaY XaY、XaY MⅠ D AaXBXb AAXBXb、XBXb、a、a MⅡ √ A中配子基因型发生异常是在MⅡ时期；B中配子基因型发生异常是在MⅠ时期；D中配子基因型发生异常是在MⅠ及MⅡ时期。故选C。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 3.(2024·温州高一期末)某动物(2n＝4)的基因型为AABb，如图是某细胞分裂时期的示意图，①②代表染色体，不考虑图示以外的其他变异。下列叙述错误的是 A.与该细胞同时产生的另一细胞基因型为Abb B.该细胞可能是次级精母细胞或第一极体 C.该细胞的形成过程发生了基因重组和染色体畸变 D.①②组成1个染色体组，含1套完整的遗传信息 √ 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 该细胞不含同源染色体，着丝粒分裂，处于减数第二次 分裂的后期，细胞质均等分裂，可能是次级精母细胞或 第一极体，该动物的基因型为AABb，B基因所在染色体 上含有A基因，说明发生了染色体结构变异中的易位，该 细胞的基因型为AABB(A)，说明与该细胞同时产生的另一细胞基因型为Abb，基因重组是指控制不同性状的基因重新组合，该过程没有发生基因重组，A、B正确，C错误； 该图中①②是2条非同源染色体，组成1个染色体组，含1套完整的遗传信息，D正确。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 4.(2024·浙南名校高一期中)已知西瓜早熟(A)对晚熟(a)为显性，皮厚(B)对皮薄(b)为显性，沙瓤(C)对紧瓤(c)为显性，控制上述三对性状的基因独立遗传。现有三个纯合的西瓜品种甲(AABBcc)、乙(aabbCC)、丙(AAbbcc)，某课题组进行如图所示的育种过程。下列有关说法错误的是 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 A.③⑨⑩幼苗体细胞中的染色体 组数均不同 B.与⑤植物相比，⑥植株的果实 更大，含糖量更高 C.获得⑦幼苗常采用的技术手段 是花药离体培养技术 D.为获得早熟、皮薄、沙瓤的纯种西瓜，最好选用品种乙和丙进行杂交 育种 √ 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 ③有2个染色体组，秋水仙素 能让染色体加倍，⑥有4个染 色体组，⑨有3个染色体组， ⑦有1个染色体组，⑩有2个 染色体组，因此③⑩幼苗体 细胞中的染色体组数相同，A错误； ⑥植株的染色体数目加倍，与⑤植物相比，⑥植株的果实更大，含糖量更高，B正确； 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 图中⑦幼苗是由花药离体培养 得到的单倍体，C正确； 提供的三个纯合的西瓜为品种 甲(AABBcc)、乙(aabbCC)、丙 (AAbbcc)，为获得早熟、皮薄、 沙瓤的纯种西瓜(AAbbCC)，最好选用品种乙和丙进行杂交，D正确。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 5.下列有关生物育种实例与原理相符的是 A.无籽西瓜的培育——基因重组 B.高产青霉菌株——基因突变 C.用花粉(Ab)培育成幼苗，再用秋水仙素处理获得纯种植株(AAbb) ——基因突变 D.培育矮秆抗病小麦——染色体结构变异 √ 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 6.几种性染色体异常果蝇的性别、育性 (可育/不可育)等如图所示，请据图回答 下列问题： (1)正常果蝇在MⅠ中期的细胞内染色体 组数为____组，在MⅡ后期的细胞中染色体条数是___条。 1 2 3 4 5 6 2 8 跟踪训练 分析题图可知，正常果蝇是二倍体， 每个染色体组含有4条染色体。MⅠ 中期，染色体已复制，但数目未变， 故此时染色体组数为2组。MⅠ形成 的子细胞中染色体数目减半，MⅡ后期，由于着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，为8条。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 (2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、 XrXr、____和____四种类型的配子。 该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子 代中红眼雌果蝇的基因型为_____________。 1 2 3 4 5 6 XrY Y XRXr、XRXrY 基因型为XrXrY的个体中含有3条同源染色体，在MⅠ后期，同源染色体分离，随机移向细胞的两极，所以，最多能产生Xr、XrXr、XrY和Y四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为XRXr、XRXrY。 跟踪训练 (3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红 眼雄果蝇(AAXRY)交配，F1雌果蝇表现 为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。 F1自由交配得F2，F2中灰身红眼与黑身白眼的比例为______，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为____。 1 2 3 4 5 6 3∶1 1/18 跟踪训练 黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)×灰身红 眼雄果蝇(AAXRY)→F1(AaXRXr、 AaXrY)，F1自由交配得F2，F2中灰 身红眼果蝇(A_XRXr、A_XRY)所占 比例为3/4×1/2＝3/8，黑身白眼果蝇(aaXrXr、aaXrY)所占比例为1/4×1/2＝1/8，两者的比例为3∶1。从F2灰身红眼雌果蝇(A_XRXr)和灰身白眼雄果蝇(A_XrY)中各随机取一只杂交， 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 子代中出现黑身果蝇(aa)的概率为2/3×2/3×1/4＝1/9；出现白眼果蝇(XrXr、XrY)的概率为1/2，因此子代中出现黑身白眼果蝇的概率为1/9×1/2＝1/18。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 (4)以红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇 (XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一 只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出 现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表型变化，但基因型不变；第二种是亲本果蝇_______________；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时________________________________。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。 1 2 3 4 5 6 发生了基因突变 X染色体不分离(发生了染色体畸变) 跟踪训练 实验步骤：________________________ _____________________。 结果预测： Ⅰ.若____________________，则为第一种情况； Ⅱ.若_______________，则为第二种情况； Ⅲ.若___________，则为第三种情况。 1 2 3 4 5 6 让M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表型 子代出现红眼(雌)果蝇 子代全部为白眼 无子代产生 跟踪训练 以红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇 (XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现 一只白眼雄果蝇(M果蝇)，M果蝇出 现有三种可能原因：一是环境因素，二是亲本果蝇发生了基因突变，产生了基因型为Xr的卵细胞，三是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离，形成了不含性染色体的卵细胞。三种可能情况下，M果蝇基因型分别为XRY、XrY、XrO。因此，本实验可以让M果蝇与正常白眼雌果蝇(XrXr)杂交，统计子代果蝇的表型。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 第一种情况下，XRY与XrXr杂交， 子代雌果蝇全部为红眼，雄果蝇 全部为白眼；第二种情况下，XrY 与XrXr杂交，子代全部为白眼；第 三种情况下，XrO不育，因此与XrXr杂交，没有子代产生。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 第四章 生物的变异 <<< $$