江苏专版高三生物一轮复习必修2第六单元素养加强课6生物变异类型的实验探究课件

第六单元生物的变异和进化必修2

遗传与进化素养加强课6生物变异类型的实验探究1．探究某一变异性状是否为可遗传变异的方法

②让突变体自交(或雌雄个体相互交配)，观察后代有无性状分离从而进行判断。若后代出现性状分离，则突变性状为显性性状；若后代没有出现性状分离，则突变性状为隐性性状。3．不同突变体是否为同一位点突变的判断实验设计方法：将突变株1与突变株2进行杂交，根据是否转化为野生型个体判断突变基因对应的位置。4．染色体变异、基因重组和基因突变的显微判断染色体变异在光学显微镜下能观察到，而基因突变和基因重组不能，所以可通过显微观察法辨别染色体变异，即制作临时装片，观察有丝分裂中期染色体是否发生变异，若有，则为染色体变异，否则为基因突变或基因重组(此处注意，若基因突变引起细胞结构改变也可间接用显微镜判断，例如，显微镜下观察血细胞涂片，若发现镰状红细胞，可判断发生了基因突变)。1．(2023·江苏南通高三校考阶段练习)某植物性别决定为XY型，控制该植物宽叶(B)和窄叶(b)的基因位于X染色体上，含窄叶基因(b)的花粉不育。基因D和d位于常染色体上，基因型为DD、Dd和dd的植株分别表现为大花瓣、小花瓣和无花瓣，无花瓣植物不能吸引昆虫传粉，无法产生后代。回答下列问题：(1)两对基因的遗传遵循________定律。实际种植中不存在________植株，原因是_________________________________________________________________。(2)宽叶小花瓣雌株与宽叶小花瓣雄株杂交，F1中窄叶无花瓣植株占1/16，则亲本基因型组合为_________________；F1随机交配，则F2中小花瓣植株占比为________，无花瓣宽叶植株占________。自由组合窄叶雌株

由于父本无法提供正常的Xb配子，故雌性后代中无基因型为XbXb的个体DdXBXb、DdXBY4/95/54

(3)研究发现该植株的红花(R)和白花(r)的基因位于常染色体上。某纯合红花种子经辐射处理后从中筛选出甲植株，甲产生的各种配子活性相同且无致死，且基因均能正常表达。将甲与正常白花植株杂交并筛选(如下图所示)，请回答：①辐射处理获得植株中发生的变异类型是_______________，甲减数分裂产生配子的基因型为__________________。②筛选2不用光学显微镜就能选出“含异常染色体的个体”，因为只有表型为________的植株染色体形态正常，其余表型均含异常染色体。染色体结构变异RXR、XR、RY、Y红花雄性[解析]

(1)由题意可知，控制该植物宽叶(B)和窄叶(b)的基因位于X染色体上，基因D和d位于常染色体上，故两对基因的遗传遵循自由组合定律。窄叶性状个体的基因型为XbXb或XbY，由于父本无法提供正常的Xb配子，故雌性后代中无基因型为XbXb的个体，故窄叶性状只能出现在雄性植株中。(2)宽叶小花瓣雌株基因型为DdXBX－，宽叶小花瓣雄株基因型为DdXBY，F1中窄叶无花瓣植株，即ddXbY占1/16，子代出现窄叶，亲本必然有Xb基因，推断出亲本的基因型组合为DdXBXb×DdXBY，则F1中两对基因概率分别为1/4DD、1/2Dd、1/4dd和1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBY、1/4XbY，其中含窄叶基因(b)的花粉不育，即XbY不能产生Xb的配子，无花瓣植物不能吸引昆虫传粉，无法产生后代，即dd不产生配子，则F1中两对基因的配子概率分别为2/3D、1/3d和3/4XB、1/4Xb的雌配子、1/3XB、2/3Y的雄配子，故F2的表型为小花瓣Dd＝2×2/3×1/3＝4/9，两对基因自由组合之后，F2的表型为无花瓣宽叶雌株∶无花瓣宽叶雄株＝(1/9×1/3)∶(1/9×3/4×2/3)＝(2/54)∶(3/54)，故F2的表型为无花瓣宽叶植株＝2/54＋3/54＝5/54。(3)①由图示可知，经过辐射处理后，R基因所在染色体与X染色体发生了易位，属于染色体结构变异。变异后甲的基因型为RXRY，减数分裂过程发生同源染色体的分离与非同源染色体的自由组合，因此产生的配子的基因型为RXR、XR、RY、Y。②白花正常植株基因型为rrXX，其产生的配子基因型是rX，则F1个体基因型是RrXRX、RrXY、rXRX、rXY，其中XR与只含一个R/r基因的均是不正常染色体，可以看出上述F1个体中只有RrXY(红花雄性)是正常的，其余均含有不正常染色体。因此筛选2可不用光学显微镜就能选出“含异常染色体的个体”，因为只有表型为红花雄性植株染色体形态正常，其余表型均含异常染色体。2．(2023·江苏南通高一海安高级中学校考期中)果蝇是遗传学实验的良好实验材料。如图是雄性果蝇体细胞染色体示意图。请回答下列问题：(1)据图写出该果蝇产生的一个配子的染色体组成__________________________________。如果对果蝇进行基因组测序，需要测定________条染色体上DNA的碱基序列。(2)若果蝇无眼性状产生的分子机制是由于控制正常眼的基因中间缺失一段较大的DNA片段所致，则该变异类型是__________。(3)若果蝇Y染色体上的一个片段转移到Ⅳ染色体上，则该变异类型是____________。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X(或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y)5基因突变染色体易位(4)已知果蝇正常翅(B)对小翅(b)为显性，遗传学家针对果蝇该对相对性状进行了相应的遗传实验。实验一：父本母本子一代正常翅小翅正常翅(♀)∶小翅(♂)＝1∶1实验二：遗传学家将一个DNA片段导入子一代正常翅雌蝇的体细胞中，通过DNA重组和克隆技术获得一只转基因小翅果蝇。研究发现：插入的DNA片段本身不控制具体的性状，但会抑制B基因的表达，使个体表现为小翅，b基因的表达不受该片段影响；若果蝇的受精卵无控制该性状的基因(B、b)，将造成胚胎致死。请回答：由实验一可知，控制果蝇该对相对性状的基因位于______染色体上，子一代雄蝇的基因型是________。XXbY

遗传学家认为该DNA片段插入果蝇染色体上的位置有4种可能(如图)，为确定具体的插入位置，进行了相应的杂交实验。实验方案：让该转基因小翅果蝇与非转基因小翅雄性果蝇杂交，统计子代的表型种类及比例。(不考虑其他变异类型)结果与结论：①若子代小翅雌蝇∶正常翅雌蝇∶小翅雄蝇∶正常翅雄蝇＝1∶1∶1∶1，则该DNA片段的插入位置属于第1种情况；②若子代全为小翅，且雌雄比例为1∶1，则该DNA片段的插入位置属于第________种情况；③若子代小翅雌蝇∶正常翅雌蝇∶小翅雄蝇∶正常翅雄蝇＝3∶1∶3∶1(或正常翅∶小翅＝1∶3)，则该DNA片段的插入位置属于第________种情况；④若子代全为小翅，且雌雄比例为2∶1(或小翅雌蝇∶小翅雄蝇＝2∶1)，则该DNA片段的插入位置属于第________种情况。324[解析]

(1)果蝇的一个配子中含有一个染色体组，一个染色体组有4条染色体，为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y；果蝇属于XY型性别决定生物，故对其基因组测序需测3条常染色体和2条性染色体(X和Y)，共5条染色体。(2)控制正常眼的基因中间缺失一段较大的DNA片段，这是基因中碱基的缺失导致基因结构改变，属于基因突变。(3)若果蝇Y染色体上的一个片段转移到Ⅳ染色体上，发生在非同源染色体上片段的转移，属于染色体结构变异中的易位。(4)由杂交结果可知，子代中雌雄表型不同，说明该对相对性状是X染色体上等位基因控制的性状。据此推出亲本为XBY、XbXb，子代为XbY和XBXb，子一代小翅雄蝇的基因型为XbY。分析题意可知，插入的DNA片段会抑制B基因的表达，使个体表现为小翅，但b基因的表达不受该片段影响；若果蝇的受精卵无控制该性状的基因(B、b)，将造成胚胎致死，据此分析：如果该DNA片段的插入位置属于第2种可能性，即插入另外一对同源染色体上，根据题干信息，让该转基因小翅果蝇与非转基因小翅雄性果蝇(XbY)杂交，后代中有1/2的个体含有该DNA片段，1/2的个体不含有该DNA片段，含有DNA片段的个体，B不表达，后代表型为小翅雌蝇∶正常翅雌蝇∶小翅雄蝇∶正常翅雄蝇＝3∶1∶3∶1(或正常翅∶小翅＝1∶3)。如果该DNA片段的插入位置属于第3种可能性，即插入到与B基因所在的同一条染色体上，让该转基因小翅果蝇与非转基因小翅雄性果蝇(XbY)杂交，由于B基因不能表达，则后代全为小翅，不会出现正常翅，且雌雄比例为1∶1。如果该DNA片段的插入位置属于第4种可能性，即插入到B基因中，则B基因破坏，如果还存在b基因则表型为小翅，如果没有b则胚胎致死，故后代表型全为小翅，且雌雄比例为2∶1(小翅雌蝇∶小翅雄蝇＝2∶1)。3．(2023·江苏淮安高三统考阶段练习)某二倍体雌雄同株植物的茎色紫色对绿色为显性，受等位基因A/a控制。科学家用X射线处理某纯合紫株的花药后，将获得的花粉对绿株进行授粉，得到的F1中只出现了1株绿株(M)。请回答下列问题：(1)等位基因是通过________产生的，等位基因A、a的根本区别是_______________________________________________________________。(2)若M是由基因突变造成的，则________(填“A”或“a”)发生了突变，发生突变的时间最可能为___________________。若M的出现是由染色体变异引起的，而且变异的配子活力不受影响(两条染色体异常的受精卵不能发育)，则对M出现的合理解释是______________________________________________________________________。基因突变脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同(碱基或碱基对排列顺序不同)A减数分裂Ⅰ前的间期发生了染色体中含A基因片段的缺失或A基因所在的染色体整条缺失(3)已知每株植物所结种子的数目相同，请设计最简便的杂交实验探究M的出现是由基因突变还是由染色体变异导致的。请补充实验思路及预期实验结果。实验思路：_____________________________________，观察统计后代的性状分离比。预期结果：若后代紫茎∶绿茎＝3∶1，则M植株的出现为基因突变引起的；若后代紫茎∶绿茎＝________，则M植株的出现为染色体变异引起的。将M与纯合紫茎杂交，得到F1，F1自交6∶1[解析]

(1)基因突变产生了等位基因，等位基因A、a的根本区别是脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同。(2)若M是由基因突变造成的，则应是A发生了隐性突变，发生突变的时间最可能为减数分裂Ⅰ前的间期；若M的出现是由染色体变异引起的，则可能是在减数分裂过程中发生了染色体中含A基因片段的缺失或A基因所在的染色体整条缺失。(3)要想探究M的出现是由基因突变还是由染色体变异导致的，将M与纯合紫茎杂交，得到F1，F1自交，观察统计后代的性状分离比。若