高中生物第5章基因突变及其他变异微专题七遗传变异相关的解题方法学案新人教版必修2整理.docx

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高中生物第5章基因突变及其他变异微专题七遗传变异相关的解题方法学案新人教版必修2整理

2018-2019学年高中生物第5章基因突变及其他变异微专题七遗传变异相关的解题方法学案新人教版必修2

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微专题七　遗传变异相关的解题方法

［学习目标］　1.了解三种可遗传变异的区别。

2.学会染色体组的判定方法。

一、基因突变、基因重组和染色体变异的区别

例1

　（2018·合肥联考）下图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像,其中能够体现基因重组的是（　　）

A．①③B．①④C．②③D．②④

答案　B

解析　图①表示四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换,能够实现基因重组；图②表示染色体结构变异中的染色体易位；图③表示有丝分裂后期，着丝点分裂导致两套相同的染色体分别移向细胞两极，在这个过程中不发生基因重组；图④表示减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合,即基因重组。

方法总结

1．三种变异的共同点

基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变,都是可遗传变异,但不一定遗传给后代。

三种变异都为生物的进化提供了原材料。

2．三组变异的图形识别

（1）染色体结构变异与基因突变图形辨析

图中①②③分别属于染色体结构变异的缺失、重复和倒位,原有基因的数目或排列顺序发生改变；④为基因突变，产生了⑤所指的新基因n.

（2）易位与交叉互换图形辨析

图中甲为非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。

乙为同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组。

（3）三体与三倍体的图形辨析

图A中只有一种形态的染色体有三条,而其他均两条，则判断为三体。

图B中每种形态的染色体都是三条，且是由受精卵发育而来,是三倍体，两者都属于染色体数目的变异。

3．变异水平问题

变异类型

变异水平

显微观察结果

可发生的细胞分裂方式

基因突变

分子水

平变异

显微镜下不可见

二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂

基因重组

减数分裂

染色体变异

细胞水

平变异

显微镜下可见

有丝分裂、减数分裂

4.不同生物变异的来源

（1）病毒的可遗传变异的来源是基因突变。

（2）原核生物可遗传变异的来源是基因突变。

（3）真核生物可遗传变异的来源

①进行无性生殖时--基因突变和染色体变异。

②进行有性生殖时——基因突变、基因重组和染色体变异。

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；有丝分裂间期和减数第一次分裂前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、染色体组的判定

例2

　下图所示为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1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄配子或雌配子发育而成的。

方法总结

1．细胞中染色体组数判断方法

（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为减数第一次分裂的前期,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为减数第一次分裂的末期后的细胞或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为减数第一次分裂的后期，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2

　单倍体经一次秋水仙素处理，可得到（　　）

①一定是二倍体　②一定是多倍体　③二倍体或多倍体

④一定是杂合子　⑤含两个染色体组的个体可能是纯合子

A．①④B．②⑤C．③⑤D．③④

答案　C

解析　单倍体中不一定只含有一个染色体组,故秋水仙素处理后可得到二倍体或多倍体，可能是纯合子，也可能是杂合子.

1．（2018·辽宁东北育才期中）一只杂合长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇杂交,产生一只三体长翅雄果蝇，其基因可能为AAa或Aaa。

已知三体在减数分裂过程中，三条中随机两条配对，剩余一条随机分配至细胞一极.为确定该三体果蝇的基因组成（不考虑基因突变），让其与残翅雌果蝇测交，下列说法正确的是（　　）

A．AAa产生的原因只能为父本减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开

B．Aaa产生的原因只能为母本减数第一次分裂时姐妹染色单体没有分开

C．如果后代表现型及比例为长翅∶残翅＝5∶1,则该三体果蝇的基因组成为Aaa

D．如果后代表现型及比例为长翅∶残翅＝1∶1，则该三体果蝇的基因组成为AAa

答案　A

解析　根据题意可知，一只杂合长翅雄果蝇（Aa）与一只残翅雌果蝇（aa）杂交，若产生基因型为AAa的三体，a来自母本,则AA来自父本，原因是父本减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开,A项正确;基因型为Aaa的三体产生的原因可能有两种：

①Aaa由含有a基因的卵细胞和含有Aa基因的精子结合形成的受精卵发育而来，②Aaa由含有aa基因的卵细胞和含有A基因的精子发育而来。

①中含有Aa基因的精子产生的原因是父本减数第一次分裂时含有A、a基因的同源染色体没有分离（减数第二次分裂正常）,②中含有aa基因的卵细胞产生的原因是母本减数第一次分裂时含a、a基因的同源染色体没有分开，或是减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开，B项错误；如果该三体果蝇的基因组成为Aaa，产生的配子类型及比例是A∶aa∶Aa∶a＝1∶1∶2∶2，与残翅雌果蝇（aa）测交，后代的基因型及比例为Aa∶aaa∶Aaa∶aa＝1∶1∶2∶2，则长翅∶残翅＝1∶1，C项错误；如果该三体果蝇的基因组成为AAa，产生的配子类型及比例是AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，与残翅雌果蝇（aa）测交，后代的基因型及比例为AAa∶aa∶Aaa∶Aa＝1∶1∶2∶2，则长翅∶残翅＝5∶1，D项错误。

2．（2017·赣州期末）如图①②③④分别表示不同的变异类型,基因a、a′仅有图③所示片段的差异。

相关叙述正确的是（　　）

A．图中4种变异中能够遗传的变异是②③④

B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失

C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复

D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换

答案　C

解析　图中4种变异都属于可遗传的变异，A项错误；图③中的变异属于基因突变，B项错误；图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复,C项正确；图①表示同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换（基因重组），而图②表示易位，发生在非同源染色体之间,D项错误.

3．（2018·汕头质检）如图是四种生物的体细胞示意图，A、B图中的字母代表细胞中染色体上的基因，C、D图代表细胞中染色体情况,那么最可能属于多倍体的细胞是（　　）

答案　D

解析　根据题图可推知，A、B、C、D中分别具有4个、1个、2个、4个染色体组，则A、D有可能为多倍体，但有丝分裂过程的前期和中期，每条染色体上含有两条姐妹染色单体，而姐妹染色单体上含有相同的基因，则一对同源染色体可能具有相应的4个基因，如图A。

故最可能属于多倍体的细胞是D。

4．（2017·桂林十八中高二上开学考）如图是甲、乙两种生物的体细胞内染色体情况示意图，则染色体数与图示相同的甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为（　　）

A．甲:

AaBb　乙:

AAaBbb

B．甲：

AaaaBBbb　乙：

AaBB

C．甲：

AAaaBbbb　乙：

AaaBBb

D．甲：

AaaBbb　乙：

AAaaBbbb

答案　C

解析　分析题图可知，甲图中含有4个染色体组，等位基因为4个，因此，甲生物的基因型可表示为AAaaBbbb,乙图含有3个染色体组，等位基因有3个，乙生物的基因型可表示为AaaBBb.

5．（2017·马鞍山一中期中）果蝇具有繁殖速度快、培养周期短、染色体数目少、可区分的性状多等特点，是遗传学研究的好材料。

请回答下列有关问题：

（1）果蝇的体细胞有____对染色体，该果蝇是______性。

（2）摩尔根利用X射线照射处理红眼果蝇,之所以能获得白眼果蝇是因为发生了________________.

（3）图1为果蝇的原始生殖细胞中染色体组成及染色体上部分基因分布的示意图，该果蝇的基因型是________，该果蝇最多能产生________种卵细胞.

（4）一个如图1所示的卵原细胞产生了一个ADXW的极体,那么与该极体同时产生的卵细胞基因型为________或________。

（5）图2是该果蝇Ⅳ号染色体结构发生异常时出现的情况，该异常属于________。

答案　

（1）4　雌　

（2）基因突变　（3）AaDDXWXw　4　（4）ADXW　aDXw　（5）易位

解析　

（1）果蝇的体细胞有4对同源染色体，是二倍体生物，该果蝇的性染色体组成为XX，属于雌性.

（2）X射线照射处理红眼果蝇从而获得了白眼果蝇，这是由于X射线照射导致果蝇发生了基因突变。

（3）该果蝇是雌果蝇，其基因型为AaDDXWXw，又由于三对等位基因分别位于三对同源染色体上，该果蝇最多能产生的卵细胞为2×1×2＝4（种）.（4）如果卵原细胞产生了一个ADXW的极体，那么,如果该极体是由次级卵母细胞产生的,则与该极体同时产生的卵细胞基因型为ADXW，如果该极体是由第一极体经过减数第二次分裂产生的，则卵细胞的基因型为aDXw。

（5）从图2中可以看出该染色体异常属于一条染色体上的片段移接到另一条非同源染色体上,这种变化叫易位.

［对点训练]

题组一　基因突变、基因重组和染色体变异的区别

1．（2015·海南，21）下列关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是（　　）

A．基因突变都会导致染色体结构变异

B．基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变

C．基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变

D．基因突变与染色体结构变异通常都能用光学显微镜观察

答案　C

解析　基因突变只是基因中个别碱基对的替换、增添和缺失,而染色体结构变异是关于染色体中某个片段的增加、缺失、倒位、易位的情况，所以基因突变不会导致染色体结构变异，A错误；基因突变中若发生碱基对的替换，可能因为密码子的简并性，不会改变氨基酸的种类，进而表现型也不会改变，若突变个体之前为一个显性纯合子AA，突变成为Aa,个体的表现型也可能不改变,B错误；基因突变中碱基对的替换、增添、缺失，都会引起基因中碱基序列发生改变，染色体结构变异中染色体某个片段的增加、缺失、倒位、易位的情况也会导致染色体中碱基序列发生改变，C正确；基因突变是染色体的某个位点上基因的改变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体结构变异是可以用显微镜直接观察到的，D错误。

2．如图表示某种生物中的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中①和②、③和④互为同源染色体，图a和图b中的部分染色体转移造成的生物变异分别属于（　　）

A．图a和图b均为染色体结构变异

B．图a为基因重组,图b为染色体结构变异

C．图a为染色体结构变异，图b为基因重组

D．图a和图b均为基因重组

答案　B

解析　图a为四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组;图b是非同源染色体之间互换片段,属于染色体结构变异中的易位.

3．（2017·河南漯河高一下期末）下列有关生物变异的叙述，正确的是（　　）

A．即使遗传物质不发生改变，生物也可能出现变异性状

B．在细胞分裂过程中，如果染色体数目发生了变化,则说明发生了染色体变异

C．在减数分裂过程中，如果同源染色体之间发生了交叉互换，则说明发生了染色体结构变异

D．如果某果蝇的长翅基因缺失，则说明其发生了基因突变

答案　A

解析　环境条件的改变也能引起生物变异,但遗传物质不发生改变，A正确；有丝分裂后期染色体数目加倍，末期又减半,没有发生染色体变异,B错误；如果同源染色体之间发生了交叉互换，说明发生了基因重组，C错误；如果果蝇的长翅基因缺失，说明发生了染色体结构变异中的缺失，D错误.

4．减数分裂过程中出现染色体数目异常，可能导致的遗传病是（　　）

A．先天性愚型B．原发性高血压

C．猫叫综合征D．苯丙酮尿症

答案　A

解析　先天性愚型是第21号染色体多了一条；原发性高血压是多基因遗传病;猫叫综合征是第5号染色体部分缺失；苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病。

5．遗传学检测两个人体细胞中的两种基因组成，发现甲为AaB，乙为AABb。

对于甲缺少一个基因的原因分析,错误的是（　　）

A．染色体结构变异B．染色体数目变异

C．基因突变D．可能是男性

答案　C

解析　甲中缺少一个基因的原因可能是该基因在X染色体上，Y染色体上没有相应的基因或等位基因，也可能是染色体部分片段的缺失，还有一种可能是该细胞中缺少了一条染色体。

基因突变只能改变基因的类型而不能改变基因的数目.

6．如图是某个二倍体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）。

据图判断不正确的是（　　）

A．该动物的性别是雄性

B．乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组

C．1与2的片段交换属于基因重组,1与4的片段交换属于易位

D．乙细胞不能进行基因重组且含有4个染色体组

答案　B

解析　由甲细胞质均等分裂可知，该动物为雄性,A正确;乙为有丝分裂过程，A与a的差异只能是基因突变,不可能发生基因重组,B错误，D正确；1、2互为同源染色体，交换相应片段属于基因重组，1、4互为非同源染色体，交换片段属于易位，C正确。

7．下图为某哺乳动物某个DNA分子中控制毛色的a、b、c三个基因的分布状况，其中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。

有关叙述正确的是（　　）

A．c基因碱基对缺失，属于染色体变异

B．在减数分裂四分体时期的交叉互换，可发生在a、b之间

C．Ⅰ、Ⅱ中发生的碱基对的替换,属于基因突变

D．基因与性状之间并不都是一一对应关系

答案　D

解析　基因中碱基对缺失，属于基因突变,A错误；在减数分裂四分体时期的交叉互换,发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，B错误;题干中已经提示“其中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列”,不是基因,基因是指有遗传效应的DNA分子片段，故Ⅰ、Ⅱ中发生的碱基对替换，不属于基因突变,C错误；性状和基因有一一对应的关系，也有多对等位基因决定一种性状或一对基因影响多对性状的，D正确。

题组二　染色体组的判定

8．（2017·济南一中高一下期末）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,1B．Aaaa,8

C．AaBbCcDd,8D．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.

9．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．①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．②可以表示果蝇体细胞的基因组成

C．③可以表示21三体综合征患者体细胞的基因组成

D．④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①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，②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，③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,④可以表示其体细胞的基因组成，D正确。

10．以下二倍体生物的细胞中含有两个染色体组的是（　　）

①有丝分裂中期细胞　②有丝分裂后期细胞　③减数第一次分裂中期细胞　④减数第二次分裂中期细胞⑤减数第一次分裂后期细胞　⑥减数第二次分裂后期细胞

A．①②③B．①③⑤

C．①③⑤⑥D．①④⑤⑥

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。

11．（2015·天津，4）低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞，此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。

上述过程中产生下列四种细胞，下图所示为四种细胞的染色体行为（以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例），其中可出现的是（　　）

答案　B

解析　根据题中信息可知低温可使二倍体草鱼的卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，即减数第一次分裂无法正常进行，同源染色体不能分离，仍存在于同一个细胞中，A错误;当细胞继续分裂时，减数第二次分裂的后期，所有染色体的着丝点分裂，并在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，并且细胞质不均等分裂,B正确;通过该过程形成的卵细胞中应该含有2对同源染色体，C错误;根据题干信息，该三倍体的草鱼应含有三个染色体组，6条染色体，而D图中含有两个染色体组，6条染色体，D错误。

12．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.

［综合强化]

13．某男性表现型正常，其一条13号染色体与一条21号染色体发生了如图1所示变化。

该男性与某染色体组成正常的女性婚配，所生的三个子女染色体组成如图2所示。

据图回答：

（1）图1所示的染色体变异类型有__________________,该变异可发生在__________________分裂过程中，观察该变异最好选择处于____________（时期）的胚胎细胞。

（2）若不考虑其他染色体，在减数分裂时，图2中男性的三条染色体中，任意两条联会并正常分离,另一条随机移向细胞任一极，则其理论上产生的精子类型有________种,该夫妇生出正常染色体组成的孩子的概率为______。

参照4号个体的染色体组成情况,在图中画出3号个体的染色体组成。

答案　

（1）染色体结构和数目变异　有丝分裂和减数　有丝分裂中期

（2）6　

　如图

解析　

（1）根据图1可知，13号染色体与21号染色体结合形成了1条染色体，且发生了染色体片段的丢失，因此染色体变异类型有染色体结构和数目变异.该变异过程既可发生在减数分裂过程中，也可发生在有丝分裂过程中。

由于有丝分裂中期的细胞染色体形态比较固定，数目比较清晰，因此最好选择处于有丝分裂中期的胚胎细胞观察该变异.

（2）若图2中男性的三条染色体中，任意两条联会并正常分离，另一条随机移向细胞任一极，则理论上产生的精子类型有13号染色体和21号染色体、易位染色体、21号染色体和易位染色体、13号染色体、13号染色体和易位染色体、21号染色体共6种;该夫妇生出正常染色体（即13号和21号染色体）孩子的概率为

。

根据4号个体的染色体组成情况，3号（13三体）的染色体组成为2条13号染色体、1条易位染色体和一条21号染色体。

14.根据图中A～H所示的细胞图回答下列问题：

（1）细胞中含有一个染色体组的是________图。

（2）细胞中含有两个染色体组的是________图。

（3）细胞中含有三个染色体组的是________________图，它________（填“一定”或“不一定”）是三倍体.

（4）细胞中含有四个染色体组的是________________图，它________（填“可能”或“不可能”）是单倍体。

答案　

（1）D、G　

（2）C、H　（3）A、B　不一定　（4）E、F可能

解析　在细胞内，形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组.在细胞内,含有几个同音字母，就是含有几个染色体组。

确认是否为单倍体需看发育起点。

15．某植物的黄株和绿株是由1号染色体上的一对等位基因（T、t）控制的。

正常情况下，黄株与绿株杂交，子代均为黄株。

某研究小组用γ射线照射黄株Ⅰ后再与绿株杂交，发现子代有黄株506株、绿株3株（绿株Ⅱ）。

为研究绿株Ⅱ出现的原因，让绿株Ⅱ与正常纯合的黄株Ⅲ杂交,F1再自交得F2,观察F2的表现型及比例,并做相关分析。

（1）假设一：

γ射线照射黄株Ⅰ导致其发生了基因突变。

如果此假设正确，则F2的基因型有________种，黄株中杂合子占________。

（2）假设二：

γ射线照射黄株Ⅰ导致其1号染色体断裂，含有基因T