热点专题突破系列(四)变异的遗传分析

热点专题突破系列(四) 变异的遗传分析,【三年考情分析】 在近三年高考试题中，变异知识常常与有丝分裂或减数分裂结合起来，考查其对子细胞种类的影响，而且多以非选择题的形式出现，主要从以下两个角度考查： (1)变异与细胞分裂：三年12考，如2014天津T9、2014四川T11、2014北京T30、2014江苏T28、2013广东T25等。 (2)变异与遗传规律：三年8考，2014浙江T32、2014山东T28、2014江苏T33、2013山东T27等。,【热点分类突破】 类型一变异与细胞分裂 1.基因突变： (1)主要原因：DNA复制发生差错。 (2)主要时期：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。,2.基因重组：,3.染色体变异： (1)发生于有丝分裂过程中：染色体复制完成纺锤体形成受阻细胞中染色体数目加倍。 (2)发生于减数分裂过程中。 纺锤体的形成受阻出现染色体数目加倍的生殖细胞生殖细胞结合后形成多倍体。 个别同源染色体未分离或姐妹染色单体未分离分裂后的细胞中个别染色体的数目发生变化，如常染色体类型(21三体综合征)和性染色体类型(性腺发育不良)。,染色体结构发生变化，会发生染色体结构变异。 二倍体的单倍体没有同源染色体，进行减数分裂时，染色体不会两两配对。,【考题回访】 1.(2015哈尔滨模拟)果蝇的性染色体有如下异常情况：XXX与OY(无X染色体)为胚胎期致死型、XXY为可育雌蝇、XO(无Y染色体)为不育雄蝇。生物学家完成多次重复实验，发现白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交，F1有1/2 000的概率出现白眼雌蝇和不育的红眼雄蝇。若用A和a表示控制果蝇红眼、白眼的等位基因(位于X染色体上)，下列叙述错误的是(),A.亲本红眼雄蝇不正常的减数分裂产生异常的精子致使例外出现 B.亲本白眼雌蝇不正常的减数分裂产生异常的卵细胞致使例外出现 C.F1白眼雌蝇的基因型为XaXaY D.F1不育的红眼雄蝇的基因型为XAO 【解析】选A。根据题干可知，亲本白眼雌蝇和红眼雄蝇的基因型分别为XaXa和XAY，F1的不育的红眼雄蝇的基因型为XAO，XA来自雄蝇，同时F1白眼雌蝇的基因型为XaXaY，因此确定亲本雌蝇减数分裂异常，产生了没有X染色体和含有两条X染色体的卵细胞。,【知识总结】生物变异与配子生成情况图解 (1)图中无同源染色体、着丝点分裂、细胞质均等分裂，应为次级精母细胞或第一极体，不可能为次级卵母细胞。 (2)造成B、b不同的原因有基因突变(间期)或交叉互换(减前期)。若题目中问造成B、b不同的根本原因，则应考虑可遗传变异中的最根本来源基因突变。,(3)产生配子情况：,2.(2015长沙模拟)突变基因杂合细胞进行有丝分裂时，出现了如下图所示的染色体片段交换，这种染色体片段交换的细胞继续完成有丝分裂后，可能产生的子细胞是() 正常基因纯合细胞突变基因杂合细胞 突变基因纯合细胞 A.B.C.D.,【解题指南】解答本题的关键有两点： (1)图示的染色体片段交换后变成AaAa(假设交换前是Aa)。 (2)有丝分裂后期，两条姐妹染色单体分开后进入不同的细胞中。 【解析】选D。假设正常基因为A，突变基因为a，染色体片段发生交叉互换后，每条染色体上均有基因A和a。在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色单体分离，这样细胞中出现4条染色体，分别含有基因A、a、A、a，到有丝分裂末期，这些染色体平均分配到不同的细胞中，可能有如下几种情况：两个A同时进入某一细胞中，两个a同时进入另一个细胞中；A和a进到某一细胞中。,3.(2015济南模拟)下图是某种高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。图中不可能反映的是() A.图甲细胞表明该动物发生了基因重组 B.图乙细胞由于完成DNA复制解开双螺旋容易发生基因突变 C.图丙细胞中1与2的片段部分交换属于基因重组 D.图丙细胞表示发生自由组合,【解析】选A。根据题干可知，图甲、图乙、图丙分别是同一种动物的细胞分裂示意图。图甲细胞中着丝点已分裂，而且有同源染色体，是有丝分裂，造成两条相同染色体上基因不同的原因是基因突变；基因重组通常发生在减数分裂过程中，所以图甲细胞不能进行基因重组。图乙细胞处于分裂间期，容易发生基因突变。图丙细胞中同源染色体正在分开，是减数第一次分裂，1与2的片段部分交换，是同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换，是基因重组；图丙细胞中同源染色体分离，非同源染色体自由组合。,【延伸探究】 (1)图丙细胞中1与4发生片段交换，属于什么变异？为什么？ 提示：易位。1与4属于非同源染色体。 (2)若图甲与图丙都发生基因突变，遗传给后代的可能性哪个大？试解释原因。 提示：图丙。图甲细胞分裂产生的是体细胞，一般不遗传给后代。,4.(2015衢州模拟)在细胞分裂过程中出现了甲、乙两种情况，则对这两种情况及其结果的解释正确的是(),甲图分裂的结果会出现染色体数目变异 乙图分裂会导致基因重组 甲图中有一对同源染色体未分离 乙图的子细胞中有染色体片段重复与缺失的现象 A.B.C.D.,【解析】选C。甲图细胞分裂后，一条染色体的着丝点分裂形成的两条染色体移向了细胞的同一极，会导致一个子细胞少一条染色体，另一个子细胞多一条染色体，因而导致染色体数目变异，正确，错误；乙图同源染色体中的非姐妹染色单体交叉互换，导致基因重组，不会出现染色体片段的重复与缺失。,5.(2015苏州模拟)如图分别表示不同的变异类型，其中图中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法正确的是(),A.图都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期 B.图中的变异属于染色体结构变异中的缺失 C.图中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复 D.图中4种变异能够遗传的是 【解析】选C。图表示基因重组中的交叉互换，因为其发生在同源染色体之间；图表示染色体结构变异中的易位，因为其发生在非同源染色体之间；图表示基因突变中碱基对的缺失；图表示染色体的缺失或重复。图中4种变异都是可遗传的变异。,【加固训练】细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传变异，其中仅发生在减数分裂过程中的变异是() A.染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异 B.染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变 C.非同源染色体自由组合，导致基因重组 D.非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异,【解析】选C。有丝分裂过程中和减数分裂过程中，均可能发生染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异；有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期均发生DNA分子的复制，在DNA复制过程中DNA分子不稳定，容易发生突变；基因重组发生在有性生殖产生生殖细胞的过程中，而非同源染色体自由组合只发生在减数第一次分裂后期同源染色体分离的时候；染色体结构的变异既可以发生在有丝分裂过程中，又可以发生在减数分裂过程中。,类型二变异与遗传规律 1.基因突变： 按性状表现可把基因突变分为显性突变和隐性突变，判断突变显隐性的方法一般是让突变个体和原有个体进行杂交，根据后代的性状表现进行判断。 若后代表现为原有性状，则为隐性突变；若后代出现突变性状，则为显性突变。,2.基因重组： 基因重组实质是生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合，有两种类型：交叉互换和自由组合，基因重组后仍然符合基因的自由组合定律。,3.染色体变异： 染色体变异后，仍然符合基因的分离定律和自由组合定律，可用遗传图解解决。 (1)部分基因缺失：可用0代替缺失的基因，然后分析遗传图解，如XAXaXAY，若a基因缺失，则变成XAX0XAYXAXA、XAY、X0XA、X0Y。 (2)染色体缺失：可用0代替缺失的染色体，然后分析遗传图解，如XAXaXAY，若Xa缺失，则变成XA0XAYXAXA、XAY、0XA、0Y。,【考题回访】 1.(2015临沂模拟)A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于1号和2号这一对同源染色体上，1号染色体上有部分来自其他染色体的片段，如下图所示。下列有关叙述错误的是(),A.A和a、B和b均遵循基因的分离定律 B.可以通过显微镜来观察这种染色体移接现象 C.染色体片段移接到1号染色体上的现象称为基因重组 D.同源染色体上非姐妹染色单体发生交叉互换后可能产生4种配子,【解题指南】解答本题时，需要注意以下两点： (1)“其他染色体的片段”来自非同源染色体。 (2)显微镜能够观察染色体变异。 【解析】选C。A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，所以每对等位基因分别遵循基因分离定律；染色体变异在显微镜下可以观察到；非同源染色体片段移接到1号染色体上的现象叫做易位；同源染色体上非姐妹染色单体发生交叉互换后可能产生4种配子：AB、Ab、aB、ab。,【延伸探究】A和a碱基排列顺序是否相同？A和a、B和b遵循基因的自由组合定律吗？ 提示：A和a是等位基因，控制同一性状的不同表现型，二者碱基排列顺序不同。A和a、B和b位于同一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律。,2.(2015泰安模拟)一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后，产生的F1中野生型与突变型之比为21。且雌雄个体之比也为21，这个结果从遗传学角度分析，合理的解释是() A.该突变基因为X染色体显性突变，且含该突变基因的雌配子致死 B.该突变基因为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死 C.该突变基因为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死 D.X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死,【解题指南】解答本题的技巧： (1)判断是“含该突变基因的雄性个体致死”，还是“含该突变基因的雌配子致死”。由于后代雌雄个体之比为21，因此确定该变异为X染色体上的突变，并且很可能是“含有该突变基因的雄性个体致死”。 (2)判断显性突变还是隐性突变。,【解析】选B。如果该突变基因为X染色体显性突变，且含该突变基 因的雌配子致死，假设突变基因为D，则杂交组合为XDXdXdY，由于 XD配子致死，子代为1XdXd(野生)1XdY(野生)；如果该突变基因为X 染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死，假设突变基因 为D，则杂交组合为XDXdXdY，子代为1XDXd(突变)1XdXd(野生) 1XDY(突变)1XdY(野生)，由于XDY致死，因此F1中野生型与突变型 之比为21，且雌雄个体之比也为21；如果该突变基因为X染色体 隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死，假设突变基因为d，则,杂交组合为XdXdXDY，则子代全为XDXd(野生)；如果X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死，假设发生缺失X染色体为X-，则杂交组合为XX-XY，雌配子X-致死，故子代为1XX(野生)1XY(野生)。,3.(2013广东高考改编)果蝇红眼对白眼为显性，控制这对性状的基因位于X染色体。果蝇缺失1条号染色体仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死。一对都缺失1条号染色体的红眼果蝇杂交(亲本雌果蝇为杂合子)，F1中() A.白眼雄果蝇占1/8 B.红眼雌果蝇占1/4 C.染色体数正常的红眼果蝇占1/4 D.缺失1条号染色体的白眼果蝇占1/4,【解题指南】解答本题时需关注以下两点： (1)减数分裂形成配子时，同源染色体分离，进入不同配子中，受精时雌雄配子随机结合。 (2)号染色体是常染色体，设有号染色体为A，无号染色体为a，则题目就变成：AaXBXb和AaXBY进行杂交，其中aa致死。,【解析】选C。本题考查伴性遗传。由题可知，红眼和白眼在X染色体上，则XBXb和XBY交配后代的基因型为XBXBXBXbXBYXbY= 11 11。亲本中均缺失1条号染色体，因此后代中缺失1条号染色体的占1/2，缺失2条号染色体的和染色体正常的均占1/4，缺失2条号染色体的果蝇不能存活，因此后代染色体正常的占1/3，缺失1条号染色体的占2/3。因此后代白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2，染色体数目正常的红眼果蝇占3/41/3=1/4，缺失1条号染色体的白眼果蝇占1/42/3=1/6，因此答案为C。,4.(2015晋江模拟)科学家们用长穗偃麦草(二倍体)与普通小麦(六倍体)杂交培养小麦新品种小偃麦。相关实验如下，请回答有关问题。 (1)长穗偃麦草与普通小麦杂交，子一代体细胞中染色体组数为。长穗偃麦草与普通小麦杂交所得的子一代不育，可用 处理子一代幼苗，获得可育的小偃麦。,(2)小偃麦中有个品种为蓝粒小麦(40W+2E)，40W来自普通小麦的染色体，2E表示携带有控制蓝色色素合成基因的一对长穗偃麦草染色体。若丢失了长穗偃麦草的一条染色体，则形成蓝粒单体小麦(40W+1E)，这属于变异。为了获得白粒小偃麦(一对长穗偃麦草染色体缺失)，可将蓝粒单体小麦自交，在减数分裂过程中，产生两种配子，其染色体组成分别为 和，这两种配子自由结合，产出的后代中白粒小偃麦的染色体组成是。,(3)为了确定白粒小偃麦的染色体组成，需要做细胞学实验进行鉴定。取该小偃麦的作实验材料，制成临时装片进行观察，其中期细胞染色体最清晰。,【解析】(1)长穗偃麦草的配子有1个染色体组，普通小麦的配子有3个染色体组，所以F1体细胞中有4个染色体组；虽然染色体组数为偶数，但因为是两个不同物种的染色体组合，所以F1属于异源多倍体，在减数分裂时联会紊乱。要想让植株可育，需要用秋水仙素处理幼苗使染色体数目加倍。 (2)丢失一条染色体属于染色体数目变异；蓝粒单体小麦的染色体组成为40W+1E，则产生的配子有两种，分别为20W和20W+1E；这两种配子自由结合的后代中的白粒个体是两个没有E的配子结合的结果，染色体组成为40W。,(3)要观察染色体，应选择分裂旺盛的组织或器官作实验材料，如根尖或芽尖；有丝分裂中期染色体的结构和数目最清晰，便于观察。 答案：(1)4秋水仙素 (2)染色体数目20W20W+1E40W (3)根尖或芽尖有丝分裂中,5.(2015太原模拟)某种雌雄异株(XY型)的二倍体高等植物，控制株色(A、a)和叶形(B、b)两对性状的基因独立遗传，其中一对基因位于X染色体上。缺失一条常染色体的植株仍能正常生存和繁殖，缺失一条常染色体的雌雄配子成活率极低且相等，缺失一对常染色体的植株不能成活。现有都缺失一条常染色体的纯合植株杂交。结果如下图，请据图回答：,(1)控制叶形的基因位于染色体上，亲本的基因型是 。 (2)子一代中极少数紫色植株的基因型是，理论上绿色宽叶和绿色窄叶植株的数量比为，这两种植株中是否存在染色体缺失的个体？。,(3)若上图亲本中只有一方缺失了一条常染色体，请利用上图杂交实验作出正确的判断： 若子代 ， 则亲本中雌性植株缺失了一条常染色体； 若子代 ， 则亲本中雄性植株缺失了一条常染色体。,【解析】(1)F1中：全宽叶、全窄叶，与性别有关，所以控制叶形的基因位于X染色体上，且P基因型为XbXb和XBY；P的绿色与紫色杂交：A00aAa、A0(极少数)、0a(极少数)、00(不存活)。所以数量多的是显性性状，即绿色是显性性状。则亲本基因型是A0XbXb和0aXBY。,(2)由于亲本基因型是A0XbXb和0aXBY，所以子代基因型是AaXBXb、AaXbY、A0XBXb(极少数)、A0XbY(极少数)、0aXBXb(极少数)、0aXbY(极少数)、00XBXb(不存活)、00XbY(不存活)。所以子一代中极少数紫色植株的基因型是0aXBXb、0aXbY；理论上绿色宽叶和绿色窄叶植株的数量比为(1/6AaXBXb+1/6A0XBXb)(1/6AaXbY+1/6A0XbY)=11；这两种植株中存在染色体缺失的个体(A0XBXb和A0XbY)。,(3)若亲本中雌性植株缺失了一条常染色体，A0XbXbaaXBY AaXBXb、AaXbY、0aXBXb(极少数)、0aXbY(极少数)，即雌雄植株中有绿色植株和极少数紫色植株(或出现极少数紫色植株)。 若亲本中雄性植株缺失了一条常染色体，AAXbXb0aXBY A0XBXb(极少数)、A0XbY(极少数)、AaXBXb、AaXbY，即雌雄植株都是绿色植株(无紫色植株)。,答案：(1)XA0XbXb和0aXBY (2)0aXBXb、0aXbY11存在 (3)雌雄植株中有绿色植株和极少数紫色植株(或出现极少数紫色植株) 雌雄植株都是绿色植株(无紫色植株),【方法技巧】基因位置的判断 根据性状是否与性别有关来判断基因的位置：若与性别无关，则位于常染色体上；若与性别有关，则位于性染色体上。,