高考生物總復習 熱點專題突破系列(四)變異的遺傳分析課件 新人教版.ppt
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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染色體結構發(fā)生變化,會發(fā)生染色體結構變異。 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】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】解答本題的關鍵有兩點: (1)圖示的染色體片段交換后變成AaAa(假設交換前是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。假設正?;驗锳,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果的解釋正確的是( ),①甲圖分裂的結果會出現(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構變異中的缺失 C.圖④中的變異屬于染色體結構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表示染色體結構變異中的易位,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,導致染色體結構變異,【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;染色體結構的變異既可以發(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合。 (2)Ⅳ號染色體是常染色體,設有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。相關實驗如下,請回答有關問題。 (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;這兩種配子自由結合的后代中的白粒個體是兩個沒有E的配子結合的結果,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構和數(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,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來判斷基因的位置:若與性別無關,則位于常染色體上;若與性別有關,則位于性染色體上。,- 配套講稿:
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