2018-2019学年高中生物第四章生物的变异微专题五生物的变异的解题方法学案.docx

微专题五生物的变异的解题方法学习目标1.结合实例强化对三种变异类型的理解。2.理解染色体组的概念。3.掌握五种育种方式的过程及其主要特点。一、理性思维：三种可遗传变异的比较例1下图中图1为等位基因A、a间的转化关系图，图2为黑腹果蝇(2n8)的单体图，图3为某动物的精原细胞形成的四个精细胞的示意图，则图1、2、3分别发生何种变异()A.基因突变染色体畸变基因重组B.基因突变染色体畸变染色体畸变C.基因重组基因突变染色体畸变D.基因突变基因重组基因突变答案A解析等位基因A、a是由基因突变形成的，图1反映了突变的多方向性和可逆性；图2黑腹果蝇正常体细胞的染色体数为8条，图中则有7条，此变异应属于染色体数目变异；图3形成了四个染色体各不相同的精细胞，可推断出某动物的初级精母细胞在减数第一次分裂时同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，属于基因重组。方法总结列表比较三种可遗传变异项目基因突变基因重组染色体畸变概念基因结构的改变，包括DNA分子上碱基对的缺失、增加或替换控制不同性状的基因的重新组合染色体结构和数目的变化时间减数第一次分裂前的间期；有丝分裂的间期减数第一次分裂的四分体时期(交叉互换)；减数第一次分裂后期细胞分裂期类型自发突变；诱发突变非同源染色体上的非等位基因的自由组合；同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换；基因的拼接染色体结构变异；染色体数目变异范围任何生物真核生物有性生殖过程中真核生物本质产生新的基因，不改变基因数量产生新的基因型，不产生新基因可引起基因数量和排列顺序的变化意义生物变异的根本来源，为生物进化提供原始材料生物多样性的重要原因，对生物进化有重要意义对生物进化有一定意义变式1细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是()A.染色体不分离或不能够移向两极，导致染色体数目变异B.非同源染色体自由组合，导致基因重组C.染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变D.非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异答案B解析有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体不分离或不能移向两极，从而导致染色体数目变异；非同源染色体自由组合，导致基因重组只能发生在减数分裂过程中；有丝分裂和减数分裂的间期都能发生染色体复制，受诱变因素影响，可导致基因突变；非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中。二、模型构建：染色体数目非整倍变异例2(2018温州测试)某家族中有白化病和色盲的致病基因，下图表示基因型为AaXBXb的个体产生的一个卵细胞(分裂过程不考虑基因突变)。下列相关判断中正确的是()A.该基因型细胞的产生只与基因重组有关B.由于次级卵母细胞分裂过程中出现异常而产生该细胞C.和属于同源染色体D.若该卵细胞与一表现型正常男子产生的精子受精，后代患白化病的概率为0答案C解析该基因型细胞的产生属于染色体畸变；基因型为AaXBXb的个体产生的一个卵细胞，正常情况下其基因型为AXB或AXb或aXB或aXb。图中所示卵细胞为不正常的卵细胞，aXBXb。异常卵细胞的形成，可能是由减数第一次分裂时同源染色体没有分离而进入同一个次级卵母细胞造成的，这个次级卵母细胞减数第二次分裂时着丝粒正常分裂；和是减数第一次分裂后期，未分离的两条X染色体，属于同源染色体；正常男子基因型为AAXBY或AaXBY，与该异常卵细胞aXBXb结合，可能产生基因型为aa的白化病患者。方法总结染色体数目非整倍变异的成因(1)常染色体数目的增减：假设某生物体细胞中含有2n条染色体，减数分裂时，某对同源染色体没有分开或者姐妹染色单体没有分开，导致产生含有(n1)、(n1)条染色体的配子，如图所示。(2)性染色体数目的增减：性染色体数目的增加或减少与精子、卵细胞形成过程中的染色体分配的异常有关。减数第一次分裂和减数第二次分裂染色体分配异常，产生的结果不同，总结如下表所示。卵原细胞减数分裂异常(精原细胞减数分裂正常)精原细胞减数分裂异常(卵原细胞减数分裂正常)不正常卵细胞不正常子代不正常精子不正常子代M时异常XXXXX、XXYXYXXYOXO、YOOXOM时异常XXXXX、XXYXXXXXOXO、YOYYXYYOXO变式2(2018嘉兴测试)在黑腹果蝇(2n8)中，缺失一条点状染色体的个体(单体，如图所示)仍可以存活，而且能够繁殖后代，若两条点状染色体均缺失则不能存活。若干这样的黑腹果蝇单体相互交配，其后代为单体的比例为() A.1 B.C. D.答案D解析假设正常黑腹果蝇为AA，缺失一条点状染色体的个体为Aa，两条点状染色体均缺失的个体为aa。单体黑腹果蝇相互交配，即AaAa1AA、2Aa、1aa(死亡)，则后代中有的正常个体，有的单体，有的个体死亡，所以后代中单体的比例为。三、理性思维：染色体组的判定例3如图表示细胞中所含的染色体，下列有关叙述正确的是()A.图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组B.如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体C.如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体D.图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体答案C解析图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b有同源染色体，含有3个染色体组；如果图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体；图d中只含有1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的。方法总结1.细胞中染色体组数的判断方法(1)根据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。下图所示的细胞中所含的染色体组数分别是：a为3个，b为2个，c为1个。(2)根据基因型判断：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组每个染色体组内不含等位或相同基因。下图所示的细胞中，它们所含的染色体组数分别是：a为4个，b为2个，c为3个，d为1个。(3)根据染色体数与形态数的比值判断：染色体数与形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组，如玉米的体细胞中共有20条染色体，10种形态，则玉米含有2个染色体组。2.细胞分裂图像中染色体组数的判断以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目中所给图像中的染色体组数。如下图所示：(1)图a为减数第一次分裂前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。(2)图b为减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有1个染色体组，染色体组中有2条染色体。(3)图c为减数第一次分裂后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。(4)图d为有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有4个染色体组，每个染色体组有2条染色体。变式3观察如图ah所示的细胞图，关于它们所含的染色体组数的叙述，正确的是()A.细胞中含有一个染色体组的是h图B.细胞中含有二个染色体组的是c、d、f图C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图D.细胞中含有四个染色体组的是e图答案C解析细胞中含有一个染色体组的是d、g图，A错误；细胞中含有二个染色体组的是c、h图，B错误；细胞中含有三个染色体组的是a、b图，C正确；细胞中含有四个染色体组的是e、f图，D错误。四、归纳与概括：五种育种方法的分析和应用例4育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、转基因技术育种等，下面对这五种育种方法的叙述，正确的是()A.涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体畸变B.都不可能产生定向的可遗传变异 C.都在细胞水平上进行操作D.都不能通过产生新基因从而产生新性状答案A解析杂交育种和转基因技术育种的原理为基因重组，单倍体、多倍体育种的原理为染色体畸变，诱变育种的原理为基因突变和染色体畸变。方法总结列表比较几种育种方法育种方法处理方法原理特点实例杂交育种通过杂交使亲本优良性状组合在一起基因重组使不同个体的优良性状集中到一个个体中；育种年限长大麦矮秆抗病新品种的培育诱变育种物理(射线照射、激光处理)或化学(秋水仙素、硫酸二乙酯)方法处理动、植物和微生物基因突变和染色体畸变加快育种进程，大幅度改良某些性状；有利变异个体不多，需大量处理供试材料青霉素高产菌株的培育单倍体育种花药离体培养后用秋水仙素处理染色体畸变明显缩短育种年限，可获得纯合优良品种；技术复杂，多限于植物大麦矮秆抗病新品种的培育多倍体育种用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗染色体畸变植株茎秆粗壮，果实、种子比较大，营养物质含量高；发育延迟、结实率低无籽西瓜、含糖量高的甜菜转基因技术育种将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞内基因重组定向地改造生物的遗传性状；可能会引起生态危机，技术难度大抗虫棉变式4现有小麦种质资源包括：高产、感病；低产、抗病；高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是(多选)()A.利用、品种间杂交筛选获得aB.对品种进行染色体加倍处理筛选获得bC.a、b和c的培育均可采用诱变育种方法D.用转基因技术将外源抗旱基因导入中获得c答案CD解析利用、品种间杂交后筛选可获得a，A错误；染色体加倍并不改变原有的基因，只有通过诱变育种，可由选育出b，B错误；诱变育种和转基因技术均可获得原品种不具有的新性状，C、D正确。1.经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是()A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存B.X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体畸变C.通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变D.观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传的变异答案A解析白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变，不一定有利于生存，A项错误；X射线可引起基因突变和染色体畸变，B项正确；应用杂交实验，通过观察其后代的表现型及比例，可以确定是显性突变还是隐性突变，C项正确；白花植株自交后代若有白花后代，可确定为可遗传的变异，否则为不遗传变异，D项正确。2.利用普通二倍体西瓜培育出三倍体无籽西瓜，该育种方法称为()A.多倍体育种 B.诱变育种C.单倍体育种 D.转基因技术答案A解析三倍体无籽西瓜是通过普通二倍体西瓜与其经诱导加倍得到的四倍体西瓜杂交获得的，这种育种方法属于多倍体育种，A正确。3.(2017浙江诸暨中学期中)如图表示果蝇体细胞中的一对同源染色体，图中字母表示对应位置上的三对等位基因，下列与此相关的叙述中，正确的是()A.该对染色体上最多有三对基因B.D、d控制果蝇不同的性状C.E和e最本质的区别是两者碱基对的排列顺序不同D.减数分裂过程中图示非等位基因发生自由组合答案C解析题图甲中的同源染色体上有多对等位基因，图中标出的为3对，A错误；D、d为等位基因，控制果蝇的一对相对性状，B错误；基因E和e为等位基因，其本质区别是碱基对的排列顺序不同，C正确；题图中的非等位基因为同源染色体上的非等位基因，不能发生自由组合，D错误。4.某生物(2n42)两条不同的染色体相互连接形成了一条异常染色体(如图)，该异常染色体在减数分裂联会时三条染色体配对，染色体分离时，任意一条移向一极，另外两条移向另一极。下列叙述正确的是()A.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞B.在减数分裂过程中可观察到20个四分体C.该生物的配子中可能含有20、21、22条染色体D.不考虑其他染色体该生物体可产生6种配子且比例相同答案D解析观察异常染色体应选择处于分裂中期的细胞，因为此时染色体形态稳定，数目清晰，便于观察，A错误；该生物含有21对同源染色体，其中两条不同的染色体相互连接形成了一条异常染色体，该异常染色体在减数分裂联会时三条染色体配对，因此在减数分裂过程中只能观察到19个四分体，B错误；该生物产生的正常配子含有21条染色体，由于异常染色体在减数分裂联会时三条染色体配对，染色体分离时，任意一条移向一极，另外两条移向另一极，因此异常的配子中可能含有20、21条染色体，因此该生物的配子中可能含有20、21条染色体，C错误；异常染色体在减数分裂联会时三条染色体配对，染色体分离时，任意一条移向一极，另外两条移向另一极，因此不考虑其他染色体，该生物体可产生6种配子且比例相同，D正确。5.在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中，偶然发现几只小鼠在出生第二周后开始脱毛，以后终生保持无毛状态。为了解该性状的遗传方式，研究者设置了6组小鼠交配组合，统计相同时间段内繁殖结果如下。组合编号交配组合产仔次数6617466子代小鼠总数(只)脱毛920291100有毛122711001340注：纯合脱毛，纯合脱毛，纯合有毛，纯合有毛，杂合，杂合。(1)已知、组子代中脱毛、有毛性状均不存在性别差异，说明相关基因位于_染色体上。(2)组的繁殖结果表明脱毛、有毛性状是由_基因控制的，相关基因的遗传符合_定律。(3)组的繁殖结果说明，小鼠表现出的脱毛性状不是_影响的结果。(4)在封闭小种群中，偶然出现的基因突变属于_。此种群中同时出现几只脱毛小鼠的条件是_。(5)测序结果表明，突变基因序列模板链中的1个G突变为A，推测密码子发生的变化是_(填选项前的符号)。a.由GGA变为AGA b.由CGA变为GGAc.由AGA变为UGA d.由CGA变为UGA(6)研究发现，突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质，推测出现此现象的原因是蛋白质合成_。答案(1)常(2)一对等位孟德尔分离(3)环境因素(4)自发突变突变基因的频率足够高(5)d(6)提前终止解析(1)、组可看成正交和反交实验，由于两组实验结果中性状与性别无关，所以可判断相关基因位于常染色体上。(2)通过对组的分析可知，一对杂合子相交，后代产生了性状分离，结果接近于31，所以可知该性状由细胞核内染色体上的一对等位基因控制，符合孟德尔的分离定律。(3)组的交配组合为一对纯合子，后代性状未发生分离，所以小鼠表现出的脱毛性状不是由环境因素引起的，而是由基因控制的。(4)在封闭的小种群中，小鼠未受到人为因素干扰，这样的基因突变属于自发突变。要使封闭小种群中同时出现几只突变个体，则条件应该是种群中存在较多突变基因，即突变基因频率应足够高。(5)模板链上的G对应密码子上的C，而模板链上的A对应密码子上的U，所以模板链中的1个G突变为A，则密码子上应是一个C变为U，所以选项d符合。(6)突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显变小，说明蛋白质的合成提前终止。对点训练题组一生物变异的来源1.(2018浙江名校协作体)中国农科院已成功培育出自然界没有的八倍体小黑麦，其产量比当地小麦产量高30%40%，且蛋白质含量高，抗逆性强。该育种原理是()A.基因突变 B.基因重组C.染色体畸变 D.基因工程答案C解析培育八倍体小黑麦的育种原理为染色体畸变。2.在体育竞技比赛中，都要对运动员进行包括基因兴奋剂在内的各类兴奋剂的严格检测。基因兴奋剂是注入运动员体内新的基因，以提高运动员的成绩，从变异角度分析，此方式属于()A.基因突变 B.基因重组C.细胞癌变 D.染色体畸变答案B解析基因兴奋剂是给运动员注入新的基因，以改变基因的方式提高运动员的成绩，属于导入外源基因，是一种基因重组。3.改良缺乏某种抗病性的棉花品种，不宜采用的方法是()A.诱变育种 B.单倍体育种 C.转基因技术育种 D.杂交育种答案B解析诱变育种、转基因技术育种和杂交育种均可获得抗病基因，而单倍体育种不能。4.图分别表示不同的变异。下列有关分析正确的是()A.都表示易位，发生在减数第一次分裂的前期B.四种变异都属于可遗传的变异类型C.一定是由于染色体结构变异中的重复导致的D.表示染色体结构变异中的缺失答案B解析图表示交叉互换属于基因重组，发生在减数第一次分裂的四分体时期；表示易位，不一定发生在减数分裂的四分体时期，A错误；属于基因重组，属于染色体畸变，属于基因突变，它们都属于可遗传的变异，B正确；图中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复，C错误；图中的变异属于基因突变，D错误。5.(2017湖州期末)人类Y染色体上有编码睾丸决定因子的基因SRY，该基因可引导原始性腺细胞发育成睾丸而不是卵巢。如图为一家四口的性染色体组成情况，下列叙述错误的是()A.丙和丁的行为通常都趋向于男性B.丙的形成最有可能是甲发生基因突变的结果C.丁的形成最有可能是甲在产生配子时M异常导致的D.理论上丁可产生的正常配子约占答案B解析分析题图可知，丙、丁均含有SRY基因，因此两者均趋向于男性，A正确；SRY基因位于Y染色体，X染色体上不存在其等位基因，因此，丙的形成最可能是交叉互换的结果，B错误；分析丁可知，同时含有甲个体的X、Y染色体，两条染色体应在减数第一次分裂后期分离，因此丁的产生可能是甲在产生配子时M异常导致的，C正确；丁产生的配子及其比例为XBXbXBYXbYYXBXb111111，正常配子的比例为，D正确。题组二染色体组的判定6.如图是某种生物体细胞内染色体情况示意图，则该种生物的基因型以及染色体组数可表示为()A.ABCd,1 B.Aaaa,8C.AaBbCcDd,8 D.BBBbDDdd,4答案D解析细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组。由图分析，该细胞中的染色体组数为4，某一基因及其等位基因共有4个，D正确。7.下图中字母代表正常细胞中所含有的基因。下列说法错误的是()A.可以表示经过秋水仙素处理后形成的四倍体西瓜的体细胞的基因组成B.可以表示果蝇体细胞的基因组成C.可以表示21-三体综合征患者体细胞的基因组成D.可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成答案A解析秋水仙素处理后的结果为染色体数目加倍，基因数目也加倍，而且基因至少为两两相同，图细胞的基因型为AAAa，不能表示经秋水仙素处理后的细胞的基因组成，A错误；果蝇为二倍体生物，可以表示果蝇体细胞的基因组成，B正确；21-三体综合征患者多出1条第21号染色体，可以表示其基因组成，C正确；雄性蜜蜂是由卵细胞直接发育成的个体，为单倍体，可以表示其体细胞的基因组成，D正确。8.以下二倍体生物的细胞中含有两个染色体组的是()有丝分裂中期细胞有丝分裂后期细胞减数第一次分裂中期细胞减数第二次分裂中期细胞减数第一次分裂后期细胞减数第二次分裂后期细胞A. B.C. D.答案C解析有丝分裂后期细胞中有四个染色体组；减数第二次分裂中期细胞中含一个染色体组。9.下图分别表示四个生物的体细胞，有关描述中正确的是()A.图中是单倍体的细胞有三个B.图中的丁一定是单倍体的体细胞C.每个染色体组中含有三条染色体的是甲、乙、丁D.与乙相对应的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等答案B解析判断染色体组的依据是相同形态染色体的个数，如甲、乙、丙、丁中分别含有三、三、二、一个染色体组，其中丁图一定是单倍体，而甲、乙、丙则可能分别是三、三、二倍体，也可能是单倍体；图乙细胞中含有3个染色体组，故与乙相对应的基因型可以是aaa和AaaBBBcccDDd等，而基因型是abc的个体体细胞中只含一个染色体组，基因型为aabbcc的个体体细胞中含两个染色体组，故B正确，A、C、D错误。题组三生物变异在生产上的应用10.下列几种育种方法，能改变原有基因的分子结构的是()A.杂交育种 B.诱变育种C.单倍体育种 D.多倍体育种答案B解析诱变育种原理是基因突变，也就是碱基对的增加、缺失或替换，使得基因上结构发生变化，能够改变原有基因的分子结构，产生新的基因。而杂交育种、单倍体育种和多倍体育种只能改变生物的基因型，不能改变原有基因的分子结构。11.现有基因型为AaBbDd(三对基因独立遗传)的玉米幼苗，希望获得基因型为AAbbDD的个体，要短时间内达到育种目标，下列育种方案最合理的是()A.通过多次射线处理，实现人工诱变B.通过连续自交、逐代筛选获得C.先用花药离体培养，再用秋水仙素处理D.先用秋水仙素处理，再用花药离体培养答案C解析基因型为AaBbDd的玉米幼苗，希望获得基因型为AAbbDD的个体，可通过诱变育种获得，但具盲目性；可通过杂交育种获得，但需要不断筛选、自交，育种周期较长；可通过单倍体育种获得，方案最合理；也可以先用秋仙素处理获得四倍体玉米后再花药离体培养获得，但是还要纯合鉴定，方法不是最好。12.(2017湖州期末)下列关于育种的叙述，错误的是()A.杂交育种利用的是基因重组原理B.人工诱变是指用化学试剂使基因发生改变C.缩短育种年限是单倍体育种的一个特点D.用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗是多倍体育种中效果较好的方法答案B解析杂交育种的原理是基因重组，A正确；人工诱变通过化学或物理方法使基因突变或染色体畸变，B错误；单倍体育种能够明显缩短育种年限，C正确；秋水仙素处理萌发的种子或幼苗能够快速获得染色体加倍的个体，D正确。13.将、两个植株杂交，得到，将再做进一步处理，如下图所示。下列分析错误的是()A.由到过程发生了等位基因的分离、非等位基因的自由组合B.获得和植株的原理不同C.若的基因型为AaBbdd，则植株中能稳定遗传的个体占总数的D.图中各种筛选过程利用的原理相同答案D解析到过程要进行减数分裂产生花粉，所以该过程发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合；到是诱变育种，原理是基因突变或染色体畸变，而到是多倍体育种，原理是染色体畸变；若的基因型为AaBbdd，则其自交后代只有纯合子才能稳定遗传，纯合子的概率是1。综合强化14.如图表示利用某种农作物和两个品种分别培育出、三个品种的过程，根据图示回答下列问题：(1)用和经、培育出的过程称为_育种，所依据的变异原理是_。(2)过程常用的方法是_，获得的一般称作_倍体。(3)过程采用的方法是用_处理的幼苗，之所以处理幼苗是因为_。(4)除了图中所示的育种方案外，还有_育种等。(5)请用遗传图解表示出上图中的和过程。答案(1)杂交基因重组(2)花药离体培养单(3)秋水仙素幼苗细胞分裂旺盛，容易被秋水仙素抑制其纺锤体的形成(4)诱变育种和转基因技术(5)如图所示解析(1)用和经、培育出的过程为杂交育种，其原理是基因重组。(