第5章 基因突变及其他变异 单元综合提升-【金版新学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，不定项）

该高中生物学单元复习讲义通过表格梳理关键信息、图示分析变异过程、知识框架归纳要点，系统构建“不同变异类型的判断与分析”“雄性不育在育种中的应用”两大专题体系，清晰呈现变异类型判定方法、核质互作不育机制等重难点及内在逻辑联系。 讲义亮点在于结合高考真题设计分层练习，如2024山东卷变异机制分析题通过“信息处理-思维路径”引导科学思维，题后总结提炼变异判定“细胞类型-分裂方式-镜检”三步法，帮助基础学生掌握方法，优秀学生深化逻辑推理，为教师实施精准教学提供清晰路径。

单元综合提升 一、不同变异类型的判断与分析 (2024·山东卷)某二倍体生物通过无性繁殖①获得二倍体子代的机制有3种：①配子中染色体复制1次；②减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂；③减数分裂Ⅰ细胞不分裂，减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞②。某个体的1号染色体所含全部基因如图所示，其中A1、A2为显性基因，a1、a2为隐性基因。该个体通过无性繁殖获得了某个二倍体子代，该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等③。已知发育为该子代的细胞在四分体时，1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组④。不考虑突变，获得该子代的所有可能机制为(　　) A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ [信息处理] 关键信息 分析理解 ① 无性繁殖，不考虑受精作用 ② 三种方式都与减数分裂异常有关 ③ 要求获得的子代显性基因数和隐性基因数相等 ④ 发生了互换并导致基因重组 [思维路径]　(1)根据④画出复制并互换的初级性母细胞图如下： (2)结合上图根据三种方式分别判断： 方式1：该细胞产生的配子为A1A2、A2a1、A1a2、a1a2，若为配子中染色体复制1次获得的，A2a1、A1a2加倍后形成的二倍体都符合题目要求，①正确； 方式2：若减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂，则该子代体细胞为A1A2A2a2或A1a1a2a2，显性基因数与隐性基因数一定不相等，②错误； 方式3：每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞，若未互换的两条染色体进入1个细胞或者发生互换后的两条染色体进入1个细胞，由这个细胞发育的个体就符合题意，③正确。 [规范作答]　B 1．可遗传的变异类型的判定 (1)看细胞类型：体细胞中不会发生基因重组(狭义)，可发生基因突变、染色体变异；初级精(卵)母细胞中，这三种变异类型均可发生。 (2)看细胞分裂方式：基因突变和染色体变异在有丝分裂、减数分裂等过程中均可发生；基因重组(狭义)仅发生于减数分裂过程中。 (3)数据统计：若众多子代中出现一个变异性状个体，首先考虑突变(基因突变或染色体变异)；若子代出现了与亲本性状不同的重组类型，考虑基因重组。 (4)镜检：若变异可用光学显微镜观察到，则应该是染色体变异。 (5)看染色体图像 ①DNA分子上基因的增加或缺失属于染色体变异(如图1所示)；DNA分子上基因数目不变，但基因中若干碱基增添或缺失属于基因突变(如图2所示)。 ②染色体片段交换发生在非同源染色体之间属于易位，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间属于互换。 2．缺失、单体、三体与多倍体判定 (1)单体与单倍体 ①单体指的是细胞中某种染色体比正常染色体少了一条，这样的个体称为单体。 ②单倍体是由配子发育而来的，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。 (2)三体与三倍体 ①三体指的是细胞中某种染色体比正常染色体多出一条，这样的个体称为三体，如人类的21三体综合征患者体细胞内含有3条21号染色体，共47条染色体。 ②三倍体是指由受精卵发育而来的，体细胞中含有三个染色体组的个体。如二倍体有子西瓜含22条染色体，三倍体无子西瓜含有33条染色体。 对点练1.(2023·湖北卷)DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列，可检测识别区间的任意片段，并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位，如图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体(染色体上“－”表示杂交信号)，结果正确的是(　　) 答案：B 解析：果蝇体内存在两条Ⅱ号染色体，一条发生倒位，另一条没有发生倒位，发生倒位的染色体在间期进行DNA复制时，产生的另一条姐妹染色单体的相应区段也是倒位区段，两条姐妹染色单体上探针识别的区段分别位于着丝粒的两侧，而不发生倒位的另一条染色体的姐妹染色单体上探针识别的区段都位于着丝粒一侧，B符合题意。 对点练2.(2024·浙江1月选考)某精原细胞同源染色体中的一条发生倒位，如图甲。减数分裂过程中，由于染色体倒位，同源染色体联会时会形成倒位环，此时经常伴随同源染色体的互换，如图乙。完成分裂后，若配子中出现染色体片段缺失，染色体上增加某个相同片段，则不能存活，而出现倒位的配子能存活。下列叙述正确的是(　　) A．图甲发生了①至③区段的倒位 B．图乙细胞中Ⅱ和Ⅲ发生互换 C．该精原细胞减数分裂时染色体有片段缺失 D．该精原细胞共产生了3种类型的可育雄配子 答案：C 解析：由图甲可知是bcd发生了倒位，因此是①到④区段发生倒位，A错误；由图乙可知，细胞中染色单体Ⅱ和Ⅳ发生了互换，B错误；由题干可知，配子中出现染色体片段缺失或重复，则不能存活，出现倒位的配子能存活，经过倒位后互换，可能会形成四个配子：ABCDE(正常)、adcbe(倒位但能存活)、ABcda(缺失了e，不能存活)、ebCDE(缺失了A，不能存活)，因此该精原细胞共产生了2种类型的可育雄配子，C正确，D错误。 对点练3.(2025·广东惠州模拟)玉米籽粒黄色对白色为显性，受基因R和r控制。现有如图所示甲、乙两种三体纯合黄色玉米分别与正常白色玉米杂交，得到F1，F1中选择三体自交得到F2。下列分析错误的是(　　) A．若亲本黄色玉米为甲图所示三体，则F1三体产生的配子中R占1/4 B．若亲本黄色玉米为乙图所示三体，则F1基因型比甲的F1少一种 C．若F2中黄色∶白色＝35∶1，则亲本为甲图所示三体 D．若F2中黄色∶白色＝3∶1，则亲本为乙图所示三体 答案：A 解析：若亲本黄色玉米为甲图所示三体，则F1为1/2RRr、1/2Rr，其中F1三体(RRr)产生的配子及比例为R∶RR∶Rr∶r＝2∶1∶2∶1，R配子占1/3，A错误；若亲本为乙图所示三体，则F1基因型只有Rr，比甲的F1少一种，B正确；若亲本为甲图所示三体，则F1三体产生的配子中，r配子占1/6，则F2中白色玉米占1/6×1/6＝1/36，F2中黄色∶白色＝35∶1，C正确；若亲本为乙图所示三体，则F1的基因型为Rr，F2中黄色∶白色＝3∶1，D正确。 二、雄性不育在育种中的应用 (2023·海南卷)某作物的雄性育性与细胞质基因(P、H)和细胞核基因(D、d)相关①。现有该作物的4个纯合品种：①(P)dd(雄性不育)②、②(H)dd(雄性可育)、③(H)DD(雄性可育)、④(P)DD(雄性可育)，科研人员利用上述品种进行杂交实验，成功获得生产上可利用的杂交种③。下列有关叙述错误的是(　　) A．①和②杂交，产生的后代雄性不育 B．②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变 C．①和③杂交获得生产上可利用的杂交种，其自交后代出现性状分离，故需年年制种 D．①和③杂交后代作父本，②和③杂交后代作母本，二者杂交后代雄性可育和不育的比例为3∶1 [信息处理] 关键信息 分析理解 ① 雄性育性是细胞核和细胞质基因共同控制，细胞质基因只能母系遗传 ② 雄性不育不能自交，杂交时只能作母本 ③ 生产上能利用的必须是可育的 [思维路径]　①(P)dd(雄性不育)作为母本和②(H)dd(雄性可育)作为父本杂交，产生的后代的基因型均为(P)dd，表现为雄性不育，A正确；②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变，即表现为稳定遗传，B正确；①(P)dd(雄性不育)作为母本和③(H)DD(雄性可育)作为父本杂交，产生的后代的基因型为(P)Dd，为杂交种，自交后代会出现性状分离，因而需要年年制种，C正确；①和③杂交后代的基因型为(P)Dd，②和③杂交后代的基因型为(H)Dd，若前者作父本，后者作母本，则二者杂交的后代为(H)_ _，均为雄性可育，不会出现雄性不育，D错误。 [规范作答]　D 雄性不育是指两性植株个体不能产生雄配子，只能产生雌配子的现象，在杂交实验中不用去雄，直接可以作母本。有三种类型： (1)细胞核雄性不育：核基因控制的雄性不育，有显性核不育和隐性核不育，遗传方式符合孟德尔遗传规律。 (2)细胞质雄性不育：表现为母系遗传、花粉败育和雌穗正常。可以被显性核恢复基因恢复育性。 (3)核质互作不育型：是由核基因和细胞质基因相互作用共同控制的雄性不育类型。　　 对点练4.(2024·广东卷)雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料，研究者用基因型为AaCcFf的番茄植株自交，所得子代的部分结果见下图。其中，控制紫茎(A)与绿茎(a)、缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)的两对基因独立遗传，雄性可育(F)与雄性不育(f)为另一对相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是(　　) A．育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记 B．子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1∶1 C．子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1 D．出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果 答案：C 解析：根据绿茎株中绝大多数雄性不育，紫茎株中绝大多数雄性可育，可推测绿茎(a)和雄性不育(f)位于同一条染色体，紫茎(A)和雄性可育(F)位于同一条染色体，由子代雄性不育株中，缺刻叶∶马铃薯叶≈3∶1可知，缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)位于另一对同源染色体上。因此绿茎可以作为雄性不育材料筛选的标记，A错误。控制缺刻叶(C)、马铃薯叶(c)与控制雄性可育(F)、雄性不育(f)的两对基因位于两对同源染色体上，因此，子代雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例也约为3∶1，B错误。由于基因A和基因F位于同一条染色体，基因a和基因f位于同一条染色体，子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1，C正确。出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数分裂Ⅰ前期同源染色体非姐妹染色单体间互换的结果，D错误。 对点练5．(不定项)经多年努力，科学家培育出一种仅与一对基因有关的雄性不育系水稻(rr)，命名为“光温敏不育系(PTGMS)”，恢复系(RR)与雄性不育系杂交获得的F1(Rr)，全面恢复雄性可育而能自交结实。杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种F1在长势、繁殖率、抗逆性、产量和品质诸方面均比双亲优越的现象，通过“二系法”可持续获得具有杂种优势的杂交水稻，其构思如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．雄性不育系应用于水稻杂交育种，可以明显节省劳动成本 B．D为PTGMS，F为恢复系，E用于大田生产可结实 C．间行种植D、F，在高温或长日条件下，可获得供来年使用的恢复系和杂交种 D．间行种植D、E，在低温或短日条件下，可获得供来年使用的PTGMS和杂交种 答案：ABC 解析：使用雄性不育系育种，在杂交时不需要对母本进行去雄，既可以节省劳动力，又易保证杂交种的纯度，A正确；由图可知，D为光温敏不育系自交后代，依然为PTGMS，F为恢复系，E是杂交种，用于大田生产可结实，B正确；间行种植D、F，在高温或长日条件下，D只能作母本，F既可以作母本又可以作父本，在D上可获得杂交种，在F上可获得恢复系，C正确；间行种植D、E，在低温或短日条件下，在D植株上可获得杂交种和PTGMS，在E上可获得杂交种和PTGMS，杂交种和PTGMS无法分开，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $