2017卓越学案高考总复习·生物第7单元生物变异、育种和进化学案
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　　三体、单体的相关问题分析
　　二倍体生物每对染色体有2条，针对二倍体生物而言，若某一对染色体多了1条则是三体，若某一对染色体少了1条则为单体，三体、单体的遗传是染色体变异中的难点，近几年，也是高考的热点。
　　(2016•安徽宿州模拟)图1表示果蝇体细胞的染色体组成，图2表示果蝇性染色体X和Y的非同源区段和同源区段。已知控制果蝇刚毛(B)和截毛(b)的等位基因位于X、Y染色体的同源区段。
　　请分析回答：
　　(1)基因B和b的根本区别是______________________________________，它们所控制性状的遗传遵循______________定律。若只考虑这对基因，截毛雄果蝇的基因型可表示为________。
　　(2)若某雄果蝇X染色体的非同源区段有一显性致病基因，与正常雌果蝇交配，后代发病率为________；若此雄果蝇Y染色体的非同源区段同时存在另一致病基因，与正常雌果蝇交配，后代发病率为________。
　　(3)研究人员发现，果蝇群体中偶尔会出现Ⅳ-三体(Ⅳ号染色体多一条)的个体。从变异类型分析，此变异属于__________________。已知Ⅳ-三体的个体均能正常生活，且可以繁殖后代，则三体雄果蝇减数分裂过程中，次级精母细胞中Ⅳ号染色体的数目可能有________条(写出全部可能的数目)。从染色体组成的角度分析，此种三体雄果蝇经减数分裂可产生________种配子，与正常雌果蝇杂交，子一代中正常个体和三体的比例为________。
　　[解析]　(1)等位基因的本质区别就在于脱氧核苷酸(或碱基)序列的不同；一对等位基因的遗传遵循基因分离定律；由题可知，控制果蝇刚毛(B)和截毛(b)的等位基因位于X、Y染色体的同源区段，截毛雄果蝇的基因型可表示为XbYb。(2)若某雄果蝇X染色体的非同源区段有一显性致病基因，与正常雌果蝇交配，则后代雄果蝇全部正常，雌果蝇全部发病；若此雄果蝇Y染色体的非同源区段同时存在另一致病基因，与正常雌果蝇交配后代雄果蝇也全部发病。(3)染色体变异有结构变异和数目变异两种，Ⅳ号染色体多一条属于染色体数目变异，Ⅳ-三体雄果蝇减数分裂过程中，次级精母细胞中Ⅳ号染色体的数目可能有1条、2条或4条，此三体雄果蝇在减数分裂形成的配子中，含1条Ⅳ号染色体与含2条Ⅳ号染色体的数目相等，所以它与正常雌果蝇杂交，子一代中正常个体和三体的比例为1∶1。
　　[答案](1)脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序不同　基因的分离　XbYb
　　(2)50%　100%　(3)染色体数目变异　1、2、4　4　1∶1
　　[方法技巧]　三体：若亲本的基因型为Aaa，则产生配子的种类及比例为A∶a∶aa∶Aa＝1∶2∶1∶2，且产生的配子中一半正常，一半异常。
　　单体：若亲本的基因型为AO(O表示缺失的一条染色体)，则产生配子的种类及比例为A∶O＝1∶1，且产生的配子中一半正常一半异常。
　　[突破训练]　(2016•吉林实验中学模拟)动物中缺失一条染色体的个体叫单体(2n－1)。大多数动物的单体不能存活，但在黑腹果蝇(2n＝8)中，点状染色体(4号染色体)缺失一条也可以存活，而且能够繁殖后代，可以用来进行遗传学研究。
　　(1)某果蝇体细胞染色体组成如图，则该果蝇的性别是________，从变异类型看，单体属于________________。
　　(2)4号染色体单体的果蝇所产生的配子中的染色体数目为__________________。
　　(3)果蝇群体中存在短肢个体，短肢基因位于常染色体上，将短肢果蝇个体与纯合正常肢个体交配得F1，F1自由交配得F2，子代的表现型及比例如表所示。据表判断，显性性状为________，理由是______________________________。
　　短肢 正常肢
　　F1 0 85
　　F2 79 245
　　(4)根据判断结果，可利用非单体的短肢果蝇与正常肢(纯合)4号染色体单体果蝇交配，探究短肢基因是否位于4号染色体上。请完成以下实验设计。
　　实验步骤：
　　①让非单体的短肢果蝇个体与正常肢(纯合)4号染色体单体果蝇交配，获得子代；
　　②统计子代的性状表现，并记录。
　　实验结果预测及结论：
　　a．若________________________________________，则说明短肢基因位于4号染色体上；
　　b．若____________________，则说明短肢基因不位于4号染色体上。
　　(5)若通过(4)确定了短肢基因位于4号染色体上，则将非单体的正常肢(杂合)果蝇与短肢4号染色体单体果蝇交配，后代出现短肢果蝇的概率为__________。
　　(6)图示果蝇与另一果蝇杂交，若出现图示果蝇的某条染色体上的所有隐性基因都在后代中表达，可能的原因是______________________________________________(不考虑突变、非正常生殖和环境因素)；若果蝇的某一性状的遗传特点是子代第20讲　基因突变和基因重组
　　[考纲点击]　1.基因重组及其意义(Ⅱ)　2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)
　　一、基因突变
　　1．概念：由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。
　　2．实例：镰刀型细胞贫血症
　　3．基因突变要点归纳
　　⇒时间有丝分裂间期减数第一次分裂前的间期⇒原因内因：DNA分子复制时偶尔发生错误外因：物理因素、化学因素、病毒等诱发产生⇒结果可产生新的等位基因在配子中，传递给后代在体细胞中，一般不能通过有性生殖遗传⇒特点在自然界中是普遍存在的随机发生的不定向的自然状态下，突变频率很低大多对生物体是有害的⇒意义新基因产生的途径生物变异的根本来源生物进化的原始材料
　　4．诱发因素[连一连]
　　二、基因重组
　　1．实质
　　控制不同性状的基因重新组合。
　　2．类型
　　(1)自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
　　(2)交叉互换型：四分体的非姐妹染色单体的交叉互换。
　　(3)人工重组型：转基因技术，即基因工程。
　　3．结果
　　产生新的基因型，导致重组性状出现。
　　4．意义
　　基因重组的结果是导致生物性状的多样性，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。
　　1．基因突变4要点
　　(1)3个来源：碱基对的增添、缺失和替换。
　　(2)3个诱变因素：物理因素、化学因素、生物因素。
　　(3)5个特点：普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性。
　　(4)3个意义。
　　①新基因产生的途径。
　　②生物变异的根本来源。
　　③生物进化的原始材料。
　　2．基因重组3要点
　　(1)1个时期：发生在有性生殖过程中。
　　(2)2个来源：非同源染色体的自由组合；同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换。
　　(3)1个意义：形成生物多样性的重要原因。
　　考法一　基因突变的理解和判断
　　1．基因突变的机理
　　2．基因突变对生物性状的影响
　　(1)引起生物性状的改变
　　如某些碱基对的增添、缺失和替换后引起遗传信息改变，引起部分氨基酸改变，改变蛋白质的结构和功能，从而引起生物性状的改变。(如下表)
　　碱基对 影响范围 对氨基酸的影响
　　替换 小 只改变1个氨基酸或不改变
　　增添 大 不影响插入位置前的序列，只影响插入位置后的序列
　　缺失 大 不影响缺失位置前的序列，只影响缺失位置后的序列
　　(2)基因突变不一定导致生物性状的改变
　　①基因中不具有转录功能的片段中的“突变”不引起性状改变。
　　②由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也可能不引起性状的改变。
　　③某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但并不影响蛋白质的功能。
　　④隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。
　　3．与基因突变有关的四个知识点
　　一、染色体结构的变异
　　1．类型[连一连]
　　2．结果
　　使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
　　二、染色体数目的变异
　　1．类型
　　(1)细胞内个别染色体的增加或减少，如21三体综合征。
　　(2)细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少，如多倍体、单倍体。
　　2．染色体组
　　(1)概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体叫做一个染色体组。
　　(2)组成：如图为一雄性果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
　　3．多倍体
　　(1)概念：由受精卵发育而来，体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体。
　　(2)特点：多倍体植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量丰富。
　　(3)应用：人工诱导多倍体。
　　①方法：用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。
　　②原理：秋水仙素或低温处理能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍。
　　4．单倍体
　　(1)概念：由未受精的生殖细胞发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
　　(2)特点：与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，且高度不育。
　　(3)应用：单倍体育种。
　　①方法：花药离体培养。
　　②过程：花药――→离体培养单倍体植株――→秋水仙素处理纯合子幼苗――→筛选所需品种。
　　③优点：a.明显缩短育种年限。
　　b．获得稳定遗传的纯合子，自交后代不发生性状分离。
　　1．染色体变异的两种类型
　　(1)结构变异：包括染色体片段的重复、缺失、倒位、易位。
　　(2)数目变异：包括个别染色体增减、染色体组成倍增减。
　　2．染色体组两个组成特点
　　(1)从形态上看：一个染色体组中所含的染色体各不相同。
　　(2)从功能上看：一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因。
　　3．染色体组成倍增减的两种类型
　　(1)单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
　　(2)多倍体：由受精卵发育而来的，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
　　4．单倍体的两个特点：植株弱小，高度不育。
　　5．多倍体的两个特点
　　(1)茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大。
　　(2)糖类和蛋白质等营养物质的含量较高。
　　6．人工诱导多倍体的两种方法：低温诱导、秋水仙素处理。
　　7．单倍体育种的三个流程：杂交、花药离体培养、秋水仙素处理。
　　考法一　利用对比法考查染色体结构的1变异
　　1．染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
　　(1)染色体结构变异与基因突变的判断
　　①主要区别
　　a．染色体结构变异是“线”的变化，变异程度大，在光学显微镜下可见。基因突变是“点”的变化，是DNA分子内部碱基对的变化，在光学显微镜下不可见。
　　b．染色体结构变异改变基因的位置或数量，基因突变不改变基因的位置和数量。
　　②区别图示
　　[提醒]　欲通过显微镜观察法界定基因突变与染色体结构变异需取“分生组织”制片，因为不分裂的细胞，并不出现染色体。
　　(2)“缺失”问题
　　DNA分子上→—若干基因的缺失→染色体变异—若干碱基对的缺失→基因突变
　　(3)变异水平问题
　　变异类型 变异水平 显微观察结果
　　基因突变 分子水平变异 显微镜下不可见
　　基因重组
　　染色体变异 细胞水平变异 显微镜下可见
　　2.染色体易位与交叉互换的区别
　　项目 染色体易位 交叉互换
　　图解
　　区别 发生于非同源 发生于同源染色体的
　　染色体之间 属于基因重组
　　非姐妹染色单体间 在显微镜下观察不到