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熱點專題突破系列(四) 變異的遺傳分析,【三年考情分析】 在近三年高考試題中，變異知識常常與有絲分裂或減數(shù)分裂結(jié)合起來，考查其對子細胞種類的影響，而且多以非選擇題的形式出現(xiàn)，主要從以下兩個角度考查： (1)變異與細胞分裂：三年12考，如2014天津T9、2014四川T11、2014北京T30、2014江蘇T28、2013廣東T25等。 (2)變異與遺傳規(guī)律：三年8考，2014浙江T32、2014山東T28、2014江蘇T33、2013山東T27等。,【熱點分類突破】 類型一 變異與細胞分裂 1.基因突變： (1)主要原因：DNA復制發(fā)生差錯。 (2)主要時期：有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。,2.基因重組：,3.染色體變異： (1)發(fā)生于有絲分裂過程中：染色體復制完成→紡錘體形成受阻→細胞中染色體數(shù)目加倍。 (2)發(fā)生于減數(shù)分裂過程中。 ①紡錘體的形成受阻→出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍的生殖細胞→生殖細胞結(jié)合后形成多倍體。 ②個別同源染色體未分離或姐妹染色單體未分離→分裂后的細胞中個別染色體的數(shù)目發(fā)生變化，如常染色體類型(21三體綜合征)和性染色體類型(性腺發(fā)育不良)。,③染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，會發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異。 ④二倍體的單倍體沒有同源染色體，進行減數(shù)分裂時，染色體不會兩兩配對。,【考題回訪】 1.(2015·哈爾濱模擬)果蠅的性染色體有如下異常情況：XXX與OY(無X染色體)為胚胎期致死型、XXY為可育雌蠅、XO(無Y染色體)為不育雄蠅。生物學家完成多次重復實驗，發(fā)現(xiàn)白眼雌蠅與紅眼雄蠅雜交，F(xiàn)1有1/2 000的概率出現(xiàn)白眼雌蠅和不育的紅眼雄蠅。若用A和a表示控制果蠅紅眼、白眼的等位基因(位于X染色體上)，下列敘述錯誤的是( ),A.親本紅眼雄蠅不正常的減數(shù)分裂產(chǎn)生異常的精子致使例外出現(xiàn) B.親本白眼雌蠅不正常的減數(shù)分裂產(chǎn)生異常的卵細胞致使例外出現(xiàn) C.F1白眼雌蠅的基因型為XaXaY D.F1不育的紅眼雄蠅的基因型為XAO 【解析】選A。根據(jù)題干可知，親本白眼雌蠅和紅眼雄蠅的基因型分別為XaXa和XAY，F(xiàn)1的不育的紅眼雄蠅的基因型為XAO，XA來自雄蠅，同時F1白眼雌蠅的基因型為XaXaY，因此確定親本雌蠅減數(shù)分裂異常，產(chǎn)生了沒有X染色體和含有兩條X染色體的卵細胞。,【知識總結(jié)】生物變異與配子生成情況圖解 (1)圖中無同源染色體、著絲點分裂、細胞質(zhì)均等分裂，應為次級精母細胞或第一極體，不可能為次級卵母細胞。 (2)造成B、b不同的原因有基因突變(間期)或交叉互換(減Ⅰ前期)。若題目中問造成B、b不同的根本原因，則應考慮可遺傳變異中的最根本來源——基因突變。,(3)產(chǎn)生配子情況：,2.(2015·長沙模擬)突變基因雜合細胞進行有絲分裂時，出現(xiàn)了如下圖所示的染色體片段交換，這種染色體片段交換的細胞繼續(xù)完成有絲分裂后，可能產(chǎn)生的子細胞是( ) ①正?；蚣兒霞毎? ②突變基因雜合細胞 ③突變基因純合細胞 A.①② B.①③ C.②③ D.①②③,【解題指南】解答本題的關(guān)鍵有兩點： (1)圖示的染色體片段交換后變成AaAa(假設(shè)交換前是Aa)。 (2)有絲分裂后期，兩條姐妹染色單體分開后進入不同的細胞中。 【解析】選D。假設(shè)正常基因為A，突變基因為a，染色體片段發(fā)生交叉互換后，每條染色體上均有基因A和a。在有絲分裂后期，著絲點分裂，染色單體分離，這樣細胞中出現(xiàn)4條染色體，分別含有基因A、a、A、a，到有絲分裂末期，這些染色體平均分配到不同的細胞中，可能有如下幾種情況：①兩個A同時進入某一細胞中，兩個a同時進入另一個細胞中；②A和a進到某一細胞中。,3.(2015·濟南模擬)下圖是某種高等動物的幾個細胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體，字母代表染色體上帶有的基因)。圖中不可能反映的是( ) A.圖甲細胞表明該動物發(fā)生了基因重組 B.圖乙細胞由于完成DNA復制解開雙螺旋容易發(fā)生基因突變 C.圖丙細胞中1與2的片段部分交換屬于基因重組 D.圖丙細胞表示發(fā)生自由組合,【解析】選A。根據(jù)題干可知，圖甲、圖乙、圖丙分別是同一種動物的細胞分裂示意圖。圖甲細胞中著絲點已分裂，而且有同源染色體，是有絲分裂，造成兩條相同染色體上基因不同的原因是基因突變；基因重組通常發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，所以圖甲細胞不能進行基因重組。圖乙細胞處于分裂間期，容易發(fā)生基因突變。圖丙細胞中同源染色體正在分開，是減數(shù)第一次分裂，1與2的片段部分交換，是同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換，是基因重組；圖丙細胞中同源染色體分離，非同源染色體自由組合。,【延伸探究】 (1)圖丙細胞中1與4發(fā)生片段交換，屬于什么變異？為什么？ 提示：易位。1與4屬于非同源染色體。 (2)若圖甲與圖丙都發(fā)生基因突變，遺傳給后代的可能性哪個大？試解釋原因。 提示：圖丙。圖甲細胞分裂產(chǎn)生的是體細胞，一般不遺傳給后代。,4.(2015·衢州模擬)在細胞分裂過程中出現(xiàn)了甲、乙兩種情況，則對這兩種情況及其結(jié)果的解釋正確的是( ),①甲圖分裂的結(jié)果會出現(xiàn)染色體數(shù)目變異 ②乙圖分裂會導致基因重組 ③甲圖中有一對同源染色體未分離 ④乙圖的子細胞中有染色體片段重復與缺失的現(xiàn)象 A.①④ B.②③ C.①② D.①③④,【解析】選C。甲圖細胞分裂后，一條染色體的著絲點分裂形成的兩條染色體移向了細胞的同一極，會導致一個子細胞少一條染色體，另一個子細胞多一條染色體，因而導致染色體數(shù)目變異，①正確，③錯誤；乙圖同源染色體中的非姐妹染色單體交叉互換，導致基因重組，不會出現(xiàn)染色體片段的重復與缺失。,5.(2015·蘇州模擬)如圖①②③④分別表示不同的變異類型，其中圖③中的基因2由基因1變異而來。下列有關(guān)說法正確的是( ),A.圖①②都表示易位，發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期 B.圖③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 C.圖④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復 D.圖中4種變異能夠遺傳的是①③ 【解析】選C。圖①表示基因重組中的交叉互換，因為其發(fā)生在同源染色體之間；圖②表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，因為其發(fā)生在非同源染色體之間；圖③表示基因突變中堿基對的缺失；圖④表示染色體的缺失或重復。圖中4種變異都是可遺傳的變異。,【加固訓練】細胞的有絲分裂和減數(shù)分裂都可能產(chǎn)生可遺傳變異，其中僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程中的變異是( ) A.染色體不分離或不能移向兩極，導致染色體數(shù)目變異 B.染色體復制時受誘變因素影響，導致基因突變 C.非同源染色體自由組合，導致基因重組 D.非同源染色體某片段移接，導致染色體結(jié)構(gòu)變異,【解析】選C。有絲分裂過程中和減數(shù)分裂過程中，均可能發(fā)生染色體不分離或不能移向兩極，導致染色體數(shù)目變異；有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期均發(fā)生DNA分子的復制，在DNA復制過程中DNA分子不穩(wěn)定，容易發(fā)生突變；基因重組發(fā)生在有性生殖產(chǎn)生生殖細胞的過程中，而非同源染色體自由組合只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分離的時候；染色體結(jié)構(gòu)的變異既可以發(fā)生在有絲分裂過程中，又可以發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。,類型二 變異與遺傳規(guī)律 1.基因突變： 按性狀表現(xiàn)可把基因突變分為顯性突變和隱性突變，判斷突變顯隱性的方法一般是讓突變個體和原有個體進行雜交，根據(jù)后代的性狀表現(xiàn)進行判斷。 若后代表現(xiàn)為原有性狀，則為隱性突變；若后代出現(xiàn)突變性狀，則為顯性突變。,2.基因重組： 基因重組實質(zhì)是生物體進行有性生殖過程中，控制不同性狀的基因重新組合，有兩種類型：交叉互換和自由組合，基因重組后仍然符合基因的自由組合定律。,3.染色體變異： 染色體變異后，仍然符合基因的分離定律和自由組合定律，可用遺傳圖解解決。 (1)部分基因缺失：可用0代替缺失的基因，然后分析遺傳圖解，如XAXa×XAY，若a基因缺失，則變成XAX0×XAY→XAXA、XAY、X0XA、X0Y。 (2)染色體缺失：可用0代替缺失的染色體，然后分析遺傳圖解，如XAXa×XAY，若Xa缺失，則變成XA0×XAY→XAXA、XAY、0XA、0Y。,【考題回訪】 1.(2015·臨沂模擬)A、a和B、b是控制兩對相對性狀的兩對等位基因，位于1號和2號這一對同源染色體上，1號染色體上有部分來自其他染色體的片段，如下圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是( ),A.A和a、B和b均遵循基因的分離定律 B.可以通過顯微鏡來觀察這種染色體移接現(xiàn)象 C.染色體片段移接到1號染色體上的現(xiàn)象稱為基因重組 D.同源染色體上非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換后可能產(chǎn)生4種配子,【解題指南】解答本題時，需要注意以下兩點： (1)“其他染色體的片段”來自非同源染色體。 (2)顯微鏡能夠觀察染色體變異。 【解析】選C。A、a和B、b是控制兩對相對性狀的兩對等位基因，所以每對等位基因分別遵循基因分離定律；染色體變異在顯微鏡下可以觀察到；非同源染色體片段移接到1號染色體上的現(xiàn)象叫做易位；同源染色體上非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換后可能產(chǎn)生4種配子：AB、Ab、aB、ab。,【延伸探究】A和a堿基排列順序是否相同？A和a、B和b遵循基因的自由組合定律嗎？ 提示：A和a是等位基因，控制同一性狀的不同表現(xiàn)型，二者堿基排列順序不同。A和a、B和b位于同一對同源染色體上，不遵循基因的自由組合定律。,2.(2015·泰安模擬)一只突變型的雌果蠅與一只野生型雄果蠅交配后，產(chǎn)生的F1中野生型與突變型之比為2∶1。且雌雄個體之比也為2∶1，這個結(jié)果從遺傳學角度分析，合理的解釋是( ) A.該突變基因為X染色體顯性突變，且含該突變基因的雌配子致死 B.該突變基因為X染色體顯性突變，且含該突變基因的雄性個體致死 C.該突變基因為X染色體隱性突變，且含該突變基因的雄性個體致死 D.X染色體片段發(fā)生缺失可導致突變型，且缺失會導致雌配子致死,【解題指南】解答本題的技巧： (1)判斷是“含該突變基因的雄性個體致死”，還是“含該突變基因的雌配子致死”。由于后代雌雄個體之比為2∶1，因此確定該變異為X染色體上的突變，并且很可能是“含有該突變基因的雄性個體致死”。 (2)判斷顯性突變還是隱性突變。,【解析】選B。如果該突變基因為X染色體顯性突變，且含該突變基 因的雌配子致死，假設(shè)突變基因為D，則雜交組合為XDXd×XdY，由于 XD配子致死，子代為1XdXd(野生)∶1XdY(野生)；如果該突變基因為X 染色體顯性突變，且含該突變基因的雄性個體致死，假設(shè)突變基因 為D，則雜交組合為XDXd×XdY，子代為1XDXd(突變)∶1XdXd(野生)∶ 1XDY(突變)∶1XdY(野生)，由于XDY致死，因此F1中野生型與突變型 之比為2∶1，且雌雄個體之比也為2∶1；如果該突變基因為X染色體 隱性突變，且含該突變基因的雄性個體致死，假設(shè)突變基因為d，則,雜交組合為XdXd×XDY，則子代全為XDXd(野生)；如果X染色體片段發(fā)生缺失可導致突變型，且缺失會導致雌配子致死，假設(shè)發(fā)生缺失X染色體為X-，則雜交組合為XX-×XY，雌配子X-致死，故子代為1XX(野生)∶1XY(野生)。,3.(2013·廣東高考改編)果蠅紅眼對白眼為顯性，控制這對性狀的基因位于X染色體。果蠅缺失1條Ⅳ號染色體仍能正常生存和繁殖，缺失2條則致死。一對都缺失1條Ⅳ號染色體的紅眼果蠅雜交(親本雌果蠅為雜合子)，F(xiàn)1中( ) A.白眼雄果蠅占1/8 B.紅眼雌果蠅占1/4 C.染色體數(shù)正常的紅眼果蠅占1/4 D.缺失1條Ⅳ號染色體的白眼果蠅占1/4,【解題指南】解答本題時需關(guān)注以下兩點： (1)減數(shù)分裂形成配子時，同源染色體分離，進入不同配子中，受精時雌雄配子隨機結(jié)合。 (2)Ⅳ號染色體是常染色體，設(shè)有Ⅳ號染色體為A，無Ⅳ號染色體為a，則題目就變成：AaXBXb和AaXBY進行雜交，其中aa致死。,【解析】選C。本題考查伴性遺傳。由題可知，紅眼和白眼在X染色體上，則XBXb和XBY交配后代的基因型為XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY= 1∶1∶ 1∶1。親本中均缺失1條Ⅳ號染色體，因此后代中缺失1條Ⅳ號染色體的占1/2，缺失2條Ⅳ號染色體的和染色體正常的均占1/4，缺失2條Ⅳ號染色體的果蠅不能存活，因此后代染色體正常的占1/3，缺失1條Ⅳ號染色體的占2/3。因此后代白眼雄果蠅占1/4，紅眼雌果蠅占1/2，染色體數(shù)目正常的紅眼果蠅占3/4×1/3=1/4，缺失1條Ⅳ號染色體的白眼果蠅占1/4×2/3=1/6，因此答案為C。,4.(2015·晉江模擬)科學家們用長穗偃麥草(二倍體)與普通小麥(六倍體)雜交培養(yǎng)小麥新品種——小偃麥。相關(guān)實驗如下，請回答有關(guān)問題。 (1)長穗偃麥草與普通小麥雜交，子一代體細胞中染色體組數(shù)為 。長穗偃麥草與普通小麥雜交所得的子一代不育，可用 處理子一代幼苗，獲得可育的小偃麥。,(2)小偃麥中有個品種為藍粒小麥(40W+2E)，40W來自普通小麥的染色體，2E表示攜帶有控制藍色色素合成基因的一對長穗偃麥草染色體。若丟失了長穗偃麥草的一條染色體，則形成藍粒單體小麥(40W+1E)，這屬于 變異。為了獲得白粒小偃麥(一對長穗偃麥草染色體缺失)，可將藍粒單體小麥自交，在減數(shù)分裂過程中，產(chǎn)生兩種配子，其染色體組成分別為 和 ，這兩種配子自由結(jié)合，產(chǎn)出的后代中白粒小偃麥的染色體組成是 。,(3)為了確定白粒小偃麥的染色體組成，需要做細胞學實驗進行鑒定。取該小偃麥的 作實驗材料，制成臨時裝片進行觀察，其中 期細胞染色體最清晰。,【解析】(1)長穗偃麥草的配子有1個染色體組，普通小麥的配子有3個染色體組，所以F1體細胞中有4個染色體組；雖然染色體組數(shù)為偶數(shù)，但因為是兩個不同物種的染色體組合，所以F1屬于異源多倍體，在減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂。要想讓植株可育，需要用秋水仙素處理幼苗使染色體數(shù)目加倍。 (2)丟失一條染色體屬于染色體數(shù)目變異；藍粒單體小麥的染色體組成為40W+1E，則產(chǎn)生的配子有兩種，分別為20W和20W+1E；這兩種配子自由結(jié)合的后代中的白粒個體是兩個沒有E的配子結(jié)合的結(jié)果，染色體組成為40W。,(3)要觀察染色體，應選擇分裂旺盛的組織或器官作實驗材料，如根尖或芽尖；有絲分裂中期染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目最清晰，便于觀察。 答案：(1)4 秋水仙素 (2)染色體數(shù)目 20W 20W+1E 40W (3)根尖或芽尖 有絲分裂中,5.(2015·太原模擬)某種雌雄異株(XY型)的二倍體高等植物，控制株色(A、a)和葉形(B、b)兩對性狀的基因獨立遺傳，其中一對基因位于X染色體上。缺失一條常染色體的植株仍能正常生存和繁殖，缺失一條常染色體的雌雄配子成活率極低且相等，缺失一對常染色體的植株不能成活?，F(xiàn)有都缺失一條常染色體的純合植株雜交。結(jié)果如下圖，請據(jù)圖回答：,(1)控制葉形的基因位于 染色體上，親本的基因型是 。 (2)子一代中極少數(shù)紫色植株的基因型是 ，理論上綠色寬葉和綠色窄葉植株的數(shù)量比為 ，這兩種植株中是否存在染色體缺失的個體？ 。,(3)若上圖親本中只有一方缺失了一條常染色體，請利用上圖雜交實驗作出正確的判斷： ①若子代 ， 則親本中雌性植株缺失了一條常染色體； ②若子代 ， 則親本中雄性植株缺失了一條常染色體。,【解析】(1)F1中：♀全寬葉、♂全窄葉，與性別有關(guān)，所以控制葉形的基因位于X染色體上，且P基因型為XbXb和XBY；P的綠色與紫色雜交：A0×0a→Aa、A0(極少數(shù))、0a(極少數(shù))、00(不存活)。所以數(shù)量多的是顯性性狀，即綠色是顯性性狀。則親本基因型是A0XbXb和0aXBY。,(2)由于親本基因型是A0XbXb和0aXBY，所以子代基因型是AaXBXb、AaXbY、A0XBXb(極少數(shù))、A0XbY(極少數(shù))、0aXBXb(極少數(shù))、0aXbY(極少數(shù))、00XBXb(不存活)、00XbY(不存活)。所以子一代中極少數(shù)紫色植株的基因型是0aXBXb、0aXbY；理論上綠色寬葉和綠色窄葉植株的數(shù)量比為(1/6AaXBXb+1/6A0XBXb)∶(1/6AaXbY+1/6A0XbY)=1∶1；這兩種植株中存在染色體缺失的個體(A0XBXb和A0XbY)。,(3)①若親本中雌性植株缺失了一條常染色體，A0XbXb×aaXBY→ AaXBXb、AaXbY、0aXBXb(極少數(shù))、0aXbY(極少數(shù))，即雌雄植株中有綠色植株和極少數(shù)紫色植株(或出現(xiàn)極少數(shù)紫色植株)。 ②若親本中雄性植株缺失了一條常染色體，AAXbXb×0aXBY→ A0XBXb(極少數(shù))、A0XbY(極少數(shù))、AaXBXb、AaXbY，即雌雄植株都是綠色植株(無紫色植株)。,答案：(1)X A0XbXb和0aXBY (2)0aXBXb、0aXbY 1∶1 存在 (3)①雌雄植株中有綠色植株和極少數(shù)紫色植株(或出現(xiàn)極少數(shù)紫色植株) ②雌雄植株都是綠色植株(無紫色植株),【方法技巧】基因位置的判斷 根據(jù)性狀是否與性別有關(guān)來判斷基因的位置：若與性別無關(guān)，則位于常染色體上；若與性別有關(guān)，則位于性染色體上。,