2019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 浙科版必修2.doc
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1、1微专题五微专题五 生物的变异的解题方法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
2、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减数第一次分裂的四分细胞分裂期2间期;有丝分裂的间期体时期(交叉互换);减数第一次分裂后期类型自发突变;诱发突变非同源染色体上的非等位基因的自由
3、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
4、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3B.由于次级卵母细胞分裂过程中出现异常而产生该
5、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
6、 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XXXXX、XXYXYXXYM时异常 OXO、YOOXOXX
7、XXX、XXYXXXXXOXO、YOYYXYYM时异常OXO4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.1 2C. D.1 32 3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1 4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 。1 21 42 3
8、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,
9、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5(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
10、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
11、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( )6A.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;
12、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
13、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,需大量处青霉素高产菌株的培育7理供试材料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
14、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
15、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8B.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
16、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
17、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( )9A.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞B.在
18、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
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