高考知识能力提升专题7不可遗传变异与可遗传变异判断.docx
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高考知识能力提升专题7不可遗传变异与可遗传变异判断
高考知识能力提升专题7
不可遗传变异与可遗传变异判断
1.类型
（1）表现型=基因型+环境
（2）不可遗传变异：
仅受环境因素影响，性状改变但遗传物质未改变。
变异性状不可以遗传给子代。
（3）可遗传变异：
由遗传物质引起的变异，可传给下一代。
包括基因突变、基因重组和染色体变异三种类型。
2.判断
（1）方法一：
自交法
①过程：
将变异个体进行自交，观察子代是否出现亲本的表现型。
②判断：
若子代未出现亲本的性状，则为不可遗传变异；若子代出现亲本的性状，则为可遗传变异。
③图解：
变异个体⇒自交实验⇒
（2）方法二：
杂交法
①过程：
将变异个体与野生型进行杂交，观察F1个体是否出现亲本的表现型，若未出现将F1个体相互杂交，观察F2个体是否出现亲本的表现型。
②判断：
若F1、F2均未出现亲本的性状，则为不可遗传变异；若F1或F2出现亲本的性状，则为可遗传变异。
③图解：
变异个体×野生型⇒F1相互杂交⇒
【典例1】（2021·山东省潍坊高三开学考试）请分析下列有关果蝇遗传的相关问题：
I在一个自然果蝇种群中，灰身与黑身为一对相对性状（由A、a控制）；棒眼与正常眼为一对相对性状（由B、b控制）。
现有两果蝇杂交，得到F1表现型和数目（只）如下表。
请据图回答：
灰身棒眼
灰身正常眼
黑身棒眼
黑身正常眼
雌蝇
156
0
50
0
雄蝇
70
82
26
23
（1）该种群中控制灰身与黑身的基因位于___________染色体上，控制棒眼与正常眼的基因位于________染色体上。
（2）亲代雌雄果蝇的基因型分别为___________、___________。
（3）F1中黑身棒眼雌雄果蝇随机交配，F2的表现型及其比例为___________。
II控制果蝇眼色的基因仅位于X染色体上，红眼（R）对白眼（r）为显性。
研究发现，眼色基因会因染色体片段缺失而丢失（记为X0）；若果蝇两条性染色体上都无眼色基因则其无法存活。
在一次用纯合红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）的杂交实验中，子代出现了一只白眼雌果蝇。
用这只白眼雌果蝇与红眼雄果蝇进行杂交实验，对后代表现型及雌雄比例进行分析，可判断子代白眼雌果蝇出现的原因。
实验结果预测和结论：
（1）若子代果蝇_________________________________，且雌:
雄=1：
1，则是环境条件改变导致的不可遗传的变异。
（2）若子代果蝇_________________________________，且雌:
雄=1:
1，则是基因突变导致的。
（3）若子代果蝇_________________________________，且雌:
雄=2:
1，则是染色体片段缺失导致的。
【答案】常XAaXBXbAaXBY黑身棒眼雌蝇：
黑身棒眼雄蝇：
黑身正常眼雄蝇=4：
3：
1雌性全红眼，雄性红眼：
白眼=1：
1雌性全红眼，雄性全白眼雌性全红眼，雄性全白眼
【分析】
分析表格可知，子代中黑身和灰身的比例与性别无关，属于常染色体遗传。
而子代中棒眼和红眼与性别相关联，属于性染色体遗传。
由此确定，这两对基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。
【详解】
I
（1）子代雌蝇中黑身∶灰身=50∶156≈1∶3，雄蝇中黑身∶灰身=（26+23）∶（70+82）≈1∶3，雌雄比例相等，故控制灰身与黑身的基因位于常染色体。
子代雌蝇全是棒眼，雄蝇棒眼∶正常眼=（70+26）∶（82+23）≈1∶1，雌雄比例不等，故控制棒眼与正常眼的基因位于X染色体。
（2）子代黑身∶灰身=1∶3，亲本相关基因型为Aa×Aa；子代雌蝇全是棒眼，雄蝇中，棒眼∶正常眼=1∶1，亲本相关基因型为XBXb×XBY，故亲本基因型为AaXBXb和AaXBY。
（3）F1中黑身棒眼雌果蝇的基因型及其比例为1/2aaXBXb和1/2aaXBXB，F1中黑身棒眼雄蝇的基因型为aaXBY。
因此，有2种杂交组合∶①aaXBXb×aaXBY，子代为（1/2）×（1/2黑身棒眼雌蝇∶1/4黑身棒眼雄蝇∶1/4黑身正常眼雄蝇）。
②aaXBXB×aaXBY，子代为（1/2）×（1/2黑身棒眼雌蝇∶1/2黑身棒眼雄蝇）。
因此，F2表现型及比例为：
黑身棒眼雌蝇∶黑身棒眼雄蝇∶黑身正常眼雄蝇=（1/4+1/4）∶（1/8+1/4）∶（1/8）=4∶3∶1。
II
（1）若是环境条件改变导致的不可遗传的变异，则这只白眼雌果蝇的基因型为XRXr，其与红眼雄果蝇（XRY）进行杂交，子代果蝇的基因型及比例为1/4XRXR、1/4XRY、1/4XRXr、1/4XrY，则雌∶雄=1∶1，且雌性全红眼，雄性红眼∶白眼=1∶1。
（2）若是基因突变导致的，则这只白眼雌果蝇的基因型为XrXr，其与红眼雄果蝇（XRY）进行杂交，子代果蝇的基因型及比例为1/2XRXr、1/2XrY，则雌∶雄=1∶1，且雌性全为红眼，雄性全为白眼。
（3）若染色体片段缺失导致的，则这只白眼雌果蝇的基因型为XrX0，其与红眼雄果蝇（XRY）进行杂交，子代果蝇的基因型及比例为1/4XRXr、1/4X0Y（无法存活）、1/4XRX0、1/4XrY，则雌∶雄=2∶1，且雌性全为红眼，雄性全为白眼。
【点睛】
解答本题的关键是掌握基因的分离定律、基因的自由组合定律，及染色体变异等知识，并能运用定律进行相关计算。
可遗传变异和不遗传变异的比较
性状的变异
可遗传变异
不可遗传变异
是否遗传
可以遗传给后代
不遗传给下一代，一般只表现在当代。
原因
遗传物质发生改变的
仅由环境因素造成，遗传物质没有发生变化。
1．（2021·湖北·高考真题）某地区的小溪和池塘中生活着一种丽鱼，该丽鱼种群包含两种类型的个体：
一种具有磨盘状齿形，专食蜗牛和贝壳类软体动物；另一种具有乳突状齿形，专食昆虫和其他软体动物。
两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代。
针对上述现象，下列叙述错误的是（）
A．丽鱼种群牙齿的差异属于可遗传的变异
B．两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应
C．丽鱼种群产生的性状分化可能与基因突变和重组有关
D．两种不同齿形丽鱼的基因库差异明显，形成了两个不同的物种
【答案】D
【分析】
1、可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的变异；不可遗传的变异是由环境引起的，遗传物质没有发生变化。
可遗传的变异的来源主要有3个：
基因重组、基因突变和染色体变异。
2、生物进化的实质在于种群基因频率的改变，突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程中的三个基本环节，在这个过程中，突变和基因重组是产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，自然选择下群体基因库中基因频率的改变，并不意味着新物种的形成，因为基因交流并未中断，群体分化并未超出种的界限。
只有通过隔离才能最终出现新种，隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】
A、据题意可知，两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代，说明丽鱼种群牙齿的差异属于遗传物质发生变化的变异，属于可遗传的变异，A正确；
B、两种齿形的丽鱼的食物类型不同，两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应，B正确；
C、突变和基因重组是产生生物进化的原材料，因此丽鱼种群产生的性状分化可能与基因突变和重组有关，C正确；
D、物种之间的界限是生殖隔离，两种不同齿形丽鱼的基因库差异明显，但不知是否存在生殖隔离，无法判断是否形成了两个不同的物种，D错误。
故选D。
2．（2021·贵州·贵阳一中模拟预测）可遗传变异能够为生物的进化提供原材料，下面有关变异的说法正确的是（ ）
A．农业生产中培育的三倍体无子西瓜，由于无法正常减数分裂产生配子，所以属于不可遗传的变异
B．培育青霉素高产菌株需要通过诱导突变使青霉菌基因重组，属于可遗传变异
C．R型活菌培养基中加入S型菌DNA，培养一段时间后部分R型活菌转变为S型活菌属于可遗传变异
D．花药离体培养的单倍体植株弱小且高度不育，属于不可遗传的变异
【答案】C
【分析】
可遗传变异是由遗传物质引起的变异，可传给下一代。
可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的变异；不可遗传的变异是由环境引起的，遗传物质没有发生变化。
可遗传的变异的来源主要有3个：
基因重组、基因突变和染色体变异。
【详解】
A、三倍体无子西瓜的育种方法是多倍体育种，原理是染色体变异，属于可遗传变异，A错误；
B、培育青霉素高产菌株是人工诱导基因突变，不是基因重组，B错误；
C、R型活菌部分转化为S型活菌，原理是基因重组，属于可遗传变异，C正确；
D、单倍体植株的培育属于染色体数目变异，是可遗传变异，D错误；
故选C。
3．（2021·山东济南·三模）某二倍体自花传粉植物，叶形、株高和花色性状都分别受一对等位基因控制。
某实验小组选取宽叶矮茎白花甲品系的植株与狭叶高茎白花乙品系的植株杂交，除了一株植株表现为宽叶高茎黄花外，F1代中其它植株都表现为宽叶高茎白花。
为了确定该宽叶高茎黄花植株的基因型，实验小组将该植株分别与甲、乙品系植株进行杂交，获得的子代中宽叶高茎黄花个体所占比例分别为1／4和1／2。
上述过程中未发生染色体变异。
回答下列问题：
（1）F1代中偶然出现的黄色花色属于___________变异（填“可遗传”或“不可遗传”），产生这种变异的来源是___________________。
（2）由题干数据分析，控制叶形、株高和花色这三对相对性状的三对等位基因中遵循自由组合定律的是_____________________________________________。
在F1中的黄花植株与甲、乙品系植株杂交的子代中，就上述三对等位基因而言白花植株的基因型有_______种。
（3）若要快速培育能稳定遗传的宽叶高茎黄花植株，可采用的育种方法是__________，具体操作过程为________。
【答案】可遗传基因突变控制叶形的基因和控制株高的基因，控制株高的基因和控制花色的基因4单倍体育种取F1代中宽叶高茎黄花植株的花粉进行花药离体培养获得单倍体幼苗，然后用秋水仙素（或低温）处理单倍体幼苗获得正常二倍体植株，从中挑选出宽叶高茎黄花植株即为纯合体
【分析】
单倍体育种法：
对于植物个体来说，如果条件允许，取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，根据植株的性状即可推知待测亲本的基因型。
【详解】
（1）F1代中偶然出现的黄色花色属于可遗传变异，产生这种变异的来源是基因突变。
（2）由题干数据分析，控制叶形、株高和花色这三对相对性状的三对等位基因中遵循自由组合定律的是控制叶形的基因和控制株高的基因，控制株高的基因和控制花色的基因。
在F1中的黄花植株与甲、乙品系植株杂交的子代中，就上述三对等位基因而言白花植株的基因型有4种。
（3）若要快速培育能稳定遗传的宽叶高茎黄花植株，可采用的育种方法是单倍体育种，具体操作过程为取F1 代中宽叶高茎黄花植株的花粉进行花药离体培养获得单倍体幼苗，然后用秋水仙素（或低温）处理单倍体幼苗获得正常二倍体植株，从中挑选出宽叶高茎黄花植株即为纯合体。
【点睛】
本题考查遗传变异、自由组合定律、单倍体育种，意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
4．（2022·重庆南开中学模拟预测）兰花螳螂雌性雄性的性染色体组成分别为XXXO，为探究温度对其个体发育的影响，研究小组选取纯合的长翅兰花螳螂与残翅兰花螳螂正、反交，孵化6天后将F1幼虫随机分为A、B两组，A组在正常温度（25℃）条件下培养均为长翅；B组在36℃条件处理12小时后置于25℃下培养，得到15%的残翅。
（1）根据A组实验结果判断，兰花螳螂长翅的遗传方式是__________________。
（2）研究小组对B组实验结果进行分析，认为B组F1中残翅的出现不是基因突变引起的，判断依据是_______________________。
（3）研究小组推测B组残翅的变异属于不可遗传的变异，是温度通过影响了__________________进而影响了生物的性状。
请从上述材料中选择适当个体，设计实验对上述推测进行演绎推理________________。
（要求：
写出实验思路、预测实验结果，结论）
（4）综合以上分析，说明基因、环境和性状之间的关系是____________________________。
【答案】常染色体显性遗传基因突变有低频性，而B组F1中15%频率较高温度影响酶的活性从而影响基因表达导致生物变异选取B组中残翅个体自由交配，在25℃下培育子代，若子代恢复长翅或子代中长翅∶残翅=3∶1，则推测合理，若子代仍为残翅，则推测不合理基因控制生物的性状而性状的形成还受到环境的影响
【分析】
基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换，而引起的基因结构的改变，基因突变的结果是产生新基因，因此基因突变时生物变异的根本来源，为生物的进化提供了最初的原材料。
基因突变具有普遍性、随机性、低频性、不定向性和多害少利性。
生物的性状是由基因控制的，但同时也受环境的影响，因此说，表现型=基因型+环境。
【详解】
（1）由于A组的结果为正常温度（25℃）条件下培养获得且均为长翅，性状表现与性别无关，因此可知兰花螳螂长翅的遗传方式是常染色体显性遗传。
（2）研究小组对B组实验结果分析认为，基因突变具有低频性，而B组F1中15%的表现残翅，15%异常频率表现较高，因此认为，F1中残翅的出现不是基因突变的结果，而可能是环境引起的。
（3）研究小组推测B组残翅的变异属于不可遗传的变异，变异的原因是温度通过影响了酶的活性影响代谢过程进而影响了生物的性状。
为了证明上述结论设计实验如下：
选取B组中残翅个体自由交配获得子代，在25℃下培养，若子代中有长翅出现或子代中长翅∶残翅=3∶1，则推测合理，若子代仍为残翅，则推测不合理。
（4）基因、环境和性状之间的关系表现为生物的性状是由基因控制的，但同时也受环境的影响，换句话说，基因控制生物的性状而性状的形成还受到环境的影响，即表现型=基因型+环境。
【点睛】
熟知基因突变的概念和特点是解答本题的关键，学会遗传学的实验设计是解答本题的另一关键！
根据杂交结果辨别性状的遗传类型也是本题的考点之一。
5．（2012·山东·高考真题）几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。
（1）正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为________，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是_________条。
（2）白眼雌果蝇（XrXrY）最多能产生Xr、XrXr_______和______四种类型的配子。
该果蝇与红眼雄果蝇（XRY）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为_________。
（3）用黑身白眼雌果蝇（aaXrXr）与灰身红眼雄果蝇（AAXRY）杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。
F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为_____。
（4）用红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记为“M”）。
M果蝇出现的原因有三种可能：
第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时期X染色体不分离。
请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤：
__________。
结果预测：
Ⅰ.若_____________，则是环境改变；
Ⅱ.若_____________，则是基因突变；
Ⅲ.若_____________，则是减数分裂时X染色体不分离。
【答案】28XrYYXRXrXRXrY3︰11/18M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型I子代出现红眼（雌）果蝇II子代表现型全部为白眼III无子代产生
【详解】
（1）正常的果蝇为二倍体生物，正常体细胞中染色体组成为3对常染色体+XX（雌果蝇）或3对常染色体+XY（雄果蝇）。
在减数第一次分裂中期果蝇细胞中，含有4对即8条染色体，含有16个核DNA分子，含两个染色体组；在果蝇细胞减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂而导致染色体及染色体组数目短暂加倍，此时细胞内的染色体数和体细胞相同即8条。
（2）在减数分裂的过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，最后产生了染色体数目减半的配子。
通过减数分裂可推知，XrXrY个体会产生Xr、XrY、XrXr和Y四种卵子。
XrXrY与红眼雄果蝇（XRY）杂交，子代的基因型共有XRXr、XRXrY、XRXrXr、XRY、XrY、XrYY、XrXrY、YY，其中能存活的红眼雌果蝇的基因型为XRXr或XRXrY。
（3）用黑身白眼雌果蝇（aaXrXr）与灰身红眼雄果蝇（AAXRY）杂交，F1雌果蝇（AaXRXr）表现为灰身红眼，雄果蝇（AaXrY）表现为灰身白眼。
AaXRXr×AaXrY，其子代F2中灰身和黑身之比为3︰1，白眼和红眼之比为1︰1，灰身红眼和黑身白眼果蝇之比为3︰1；F2灰身果蝇中杂合子占2/3，子代中黑身占2/3×2/3×1/4=1/9，F2红眼雌果蝇基因型为XRXr，白眼雄果蝇为XrY，子代中白眼果蝇占1/2，故F3中出现黑身白眼果蝇的概率为1/9×1/2=1/18。
（4）若白眼雄果蝇的出现是由环境改变引起的，其基因型仍为XRY，若是由亲本基因突变引起的，则其基因型为XrY，若是由于第三种原因引起的，则其基因型为XrO，它们分别与多只白眼雌果蝇杂交，后代表现型不同，据此可确定是何种原因导致的。
【点睛】
本题以果蝇性染色体数目异常为背景，综合考查了果蝇性状的遗传、变异的基础知识，考查了遗传实验的设计与分析能力，考查了识图与获取信息、处理信息的能力。
属于对理解、应用层次的考查。
6．（2022·四川凉山·二模）鸡是ZW型性别决定，ZZ为公鸡，ZW为母鸡。
但外界环境有时能使母鸡长出公鸡的羽毛，发出公鸡样的啼声，发生性反转成为公鸡。
请回答下列问题：
（1）性反转公鸡产生精子过程中，会发生同源染色体两两配对，这种现象叫___________，该时期因能发生________________而形成更多种类的配子，使同一双亲的后代呈现多样性。
（2）让一只性反转公鸡与正常母鸡交配，子代中母鸡与公鸡的比例是_____________，形成该比例的原因是性染色体组成为______________的受精卵不能发育。
（3）鸡的芦花（B）与非芦花（b）为一对相对性状，基因位于Z染色体上。
现有一芦花母鸡与非芦花公鸡杂交，子代中出现一只非芦花公鸡。
为了确定这只非芦花公鸡的出现是因基因突变引起，还是由于性反转造成的，让将该非芦花公鸡与多只母鸡进行交配，观察子代的表现型及比例（请预期实验结果及相应结论）
①________________；
②_________________。
【答案】联会交叉互换（基因重组）2:
1WW如果子代中母鸡与公鸡的数量比为1∶1，则是基因突变造成的如果子代中母鸡与公鸡的数量比为2∶1，则是性反转造成的
【分析】
鸡是ZW型性别决定，即母鸡的性染色体组合是ZW，公鸡的性染色体组合是ZZ。
母鸡发生性反转后，其遗传物质并没有发生改变，所以由母鸡经性反转形成的公鸡的性染色体组合仍为ZW，WW染色体组合的受精卵是不能存活的。
【详解】
（1）减数分裂产生配子时，会发生同源染色体两两配对，这种现象叫联会，该时期的同源染色体的非姐妹染色单体之间因能发生交叉互换（基因重组）而形成更多种类的配子，使同一双亲的后代呈现多样性。
（2）母鸡发生性反转后，其遗传物质并没有发生改变，所以由母鸡经性反转形成的公鸡的性染色体组合为ZW，与母鸡（ZW）交配后产生的后代中性染色体组合理论上是ZZ∶ZW∶WW=1∶2∶1，但WW染色体组合的受精卵是不能存活的，所以，后代性别比例为母鸡∶公鸡=2∶1。
（3）将该非芦花公鸡与多只母鸡进行交配，①如果这只非芦花公鸡的出现是因基因突变引起的，则非芦花公鸡的基因型为ZbZb，与芦花母鸡（ZBW）杂交，子代中母鸡与公鸡的数量比为1∶1；②如果这只非芦花公鸡的出现是因性反转造成的，则非芦花公鸡基因型为ZbW，与芦花母鸡（ZBW）杂交，由于WW的个体不能存活，故子代中母鸡（ZBW、ZbW）与公鸡（ZBZb）的数量比为2∶1。
【点睛】
本题考查通过遗传实验，考查基因分离定律的实质及应用，首先要求考生掌握基因分离定律的实质，解决本题需要学生理解母鸡发生性反转后，其遗传物质并没有发生改变。
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