高考生物一轮复习必修2微专题10生物变异类型的判断及应用课件(共28张PPT)

(共28张PPT)
微专题十　生物变异类型的判断及应用
必修2　遗传与进化
专|题|整|合
一、基因突变类型的实验探究
1．显性突变与隐性突变的判断
(1)突变类型
(2)判定方法
2．一对基因突变和两对基因突变的判断
(1)两种突变来自一对基因突变(隐性突变)
(2)两种突变来自两对基因突变(隐性突变)
二、不同突变体是否为同一位点突变的判断
若红花(野生型)有两种白花隐性突变品系，则控制这两种白花突变的基因间的位置关系可能存在以下三种情况，可通过杂交实验进行判断。
项目 野生型 白花1 白花2
互为等位基因 AA a1a1 a2a2
非同源染色体上
的非等位基因
实验设计方法：将突变株1与突变株2进行杂交，根据是否转化为野生型个体判断突变基因对应的位置。
项目 野生型 白花1 白花2
同源染色体上
的非等位基因
三、染色体变异、基因重组和基因突变的显微判断
染色体变异在光学显微镜下能观察到，而基因突变和基因重组不能，所以可通过显微观察法辨别染色体变异，即制作临时装片，观察有丝分裂中期染色体是否发生变异，若有，则为染色体变异，否则为基因突变或基因重组(此处注意，若基因突变引起细胞结构改变也可间接用显微镜判断，例如显微镜下观察血细胞涂片，若发现镰刀状红细胞，可判断发生了基因突变)。
四、利用单体、三体或缺体判断特定基因是否位于特定染色体上
1．利用单体定位
2．利用三体定位
3．利用染色体片段缺失定位
对|点|落|实
1．(2024·南京高三模拟)某植物突变株表现为黄叶(aa)，用该突变株分别与不含a基因的5号单体(5号染色体缺失一条)、绿叶纯合的5号三体杂交得F1，F1自交得F2。若单体和三体产生的配子均可育，但一对同源染色体均缺失的个体致死。则关于F1和F2，下列说法错误的是(　　)
A．分析突变株与5号单体的杂交后代F1，可确定A、a是否位于5号染色体上
B．若突变株与5号单体杂交得到的F2中黄叶∶绿叶＝5∶3，则A、a基因位于5号染色体上
C．若A、a基因不位于5号染色体，则突变株与5号三体杂交得到的F2中黄叶∶绿叶＝1∶3
D．若突变株与5号三体杂交得到的F2中绿叶∶黄叶＝31∶5，则A、a基因位于5号染色体上
答案：B
解析：若A、a位于5号染色体上，则突变体基因型为aa，而单体绿叶纯合植株的基因型为AO(O代表缺失基因)，二者杂交后代为Aa∶aO＝1∶1，表现为绿叶和黄叶。若A、a不位于5号染色体上，则突变体基因型为aa，而单体绿叶纯合植株的基因型为AA，二者杂交后代均为
Aa，表现为绿叶，A正确；若A、a基因位于5号染色体上，则突变体基因型为aa，而单体绿叶纯合植株的基因型为AO，二者杂交后代为Aa∶aO＝1∶1，表现为绿叶和黄叶，F1中Aa自交后代A_＝1/2×3/4＝3/8，aa＝1/2×1/4＝1/8，aO自交后代为aa＝1/2×1/4＝1/8、aO＝1/2×1/2＝1/4，由于一对同源染色体均缺失的个体致死，所以致死个体为1/2×1/4＝1/8，所以F2中黄叶∶绿叶＝4∶3，B错误；若A、a基因不位于5号染色体上，则突变体基因型为aa，而三体绿叶纯合植株的基因型为AA，二者杂交后代均为Aa，表现为绿叶。F1自交，F2基因型及比
例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，黄叶∶绿叶＝1∶3，C正确；若A、a基因位于5号染色体上，则突变体基因型为aa，而三体绿叶纯合植株的基因型为AAA，AAA产生的配子为1/2AA、1/2A，因此二者杂交后代为1/2AAa、1/2Aa，均为绿叶，AAa产生的配子类型及比例为AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶2∶1，AAa自交后代黄叶aa的比例＝1/2×1/6× 1/6＝1/72，Aa自交产生的后代中黄叶aa的比例＝1/2×1/4＝1/8，因此F1自交后代黄叶占1/72＋1/8＝10/72＝5/36，绿叶占31/36，即绿叶∶黄叶＝31∶5，D正确。
2．(2022·湖南高考19题)中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题：
(1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代，F3成年植株中黄色叶植株占________。
(2)测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5′—GAGAG—3′变为5′—GACAG—3′，导致第_________位氨基酸突变为________，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理_____________________。(部分密码子及对应氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA苏氨酸；CAG谷氨酰胺)
(3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳(电泳条带表示特定长度的DNA片段)，其结果为图中________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(4)突变型2叶片为黄色，由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变？____________(填“能”或“否”)，用文字说明理由________________________________________________。
答案：(1)2/9　(2)243　谷氨酰胺　基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄　(3)Ⅲ　(4)能　若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代C2C表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变，突变型2(C2C)与突变型1(C1C)杂交，子代表型及比例应为黄色叶植株∶绿色叶植株＝3∶1，与题意不符
解析：(1)由题意可知，基因C1纯合幼苗期致死，因此突变型1是杂合子，C1是基因C发生显性突变的结果，突变型1的基因型为C1C，突变型1自交1代成年植株中黄色叶植株占2/3，绿叶植株占1/3；连续自交2代成年植株中黄色叶植株占2/5，绿叶植株占3/5，因此连续自交3代成年植株中黄色叶植株占2/9。
(2)由于mRNA上相邻的三个碱基构成一个密码子，第727位碱基正好是第243位氨基酸对应密码子的第一个碱基，该密码子由GAG变成CAG，第243位氨基酸也变成了谷氨酰胺；叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果，而色素不是蛋白质，从基因控制性状的角度推测，基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄。
(3)由题意可知，由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点，突变型1的基因型为C1C，基因C不会被限制酶切割，基因C1被限制酶切割成750 bp和250 bp两段，突变型1的基因被限制酶处理后，电泳结果应该形成3条带，即1 000 bp、750 bp和250 bp，即Ⅲ。
(4)用突变型2(C2_)与突变型1(C1C)杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代C2C表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%；若突变型2为显性突变，突变型2(C2C)与突变型1(C1C)杂交，子代表型及比例应为黄∶绿＝3∶1，与题意不符。故C2是隐性突变。
3．某野生型二倍体植物(雌雄同株)花的花瓣数目均为4瓣，研究人员用一定剂量的某种化学试剂处理该植物的种子后，播种得到了两个不同突变型的植株(突变型1和突变型2)，均表现为花瓣数目明显多于4瓣。回答下列问题：
(1)若上述两个突变型植株均为基因突变所致，请设计一个简便的实验判断其发生的基因突变属于显性突变还是隐性突变：______________ __________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)若已证实上述两个突变型植株均发生的是隐性突变，但不知道突变型1和突变型2是否是由同一对基因发生的突变所致。为此，某同学将突变型1与突变型2进行杂交得到F1，发现F1均表现为野生型。由此可推测____________________________________________________________ ____________________________________________________________。
(3)若上述推测成立，为进一步确定突变型1和突变型2发生突变的基因是否位于一对同源染色体上，该同学将F1继续进行自交得到F2。请预期实验结果并得出相应结论：
①若F2的表型及比例为野生型∶突变型＝9∶7，则______________ ____________________________________________________________；
②若____________________________________________________，
则______________________________________________________。
答案：(1)分别用突变型1、突变型2进行自交，观察并统计子代的表型　(2)突变型1和突变型2所对应的不是同一对基因发生的突变　(3)①突变型1和突变型2所对应的基因不位于一对同源染色体上(或位于两对同源染色体上或位于非同源染色体上)　②F2的表型及比例为野生型∶突变型＝1∶1　突变型1和突变型2所对应的基因位于一对同源染色体上
解析：(1)要通过实验判断其发生的基因突变属于显性突变还是隐性突变，对于雌雄同株的植物而言，最简便的方式就是自交，因此实验思路为：分别用突变体1、突变体2进行自交，观察并统计子代的表型。若后代出现正常植株和突变型植株，说明发生的基因突变是显性突变；若后代只有突变型植株，说明发生的基因突变是隐性突变。
(2)将突变型1与突变型2进行杂交得到F1，若F1均表现为野生型，说明突变型1和突变型2不是同一对基因发生的突变所致；若F1均表现为突变型，说明突变型1和突变型2是同一对基因发生的突变所致。
(3)假设控制突变型1的基因为a，控制突变型2的基因为b。根据F2的表型及比例为野生型∶突变型＝9∶7，说明F1的基因型为AaBb，并且这两对等位基因各位于一对同源染色体上，符合自由组合定律。若这两对等位基因位于同一对同源染色体上，即突变型1和突变型2所对应的基因是连锁的，则将F1继续进行自交得到F2的表型及比例为野生型∶突变型＝1∶1。
4．生物学研究中会用到模式生物，它们通常具有生长繁殖周期短、遗传信息清楚、生命力顽强等特点。果蝇可作为模式生物，1933年、1946年、1995年和2011年，6位研究果蝇的科学家先后4次获得诺贝尔奖。果蝇的正常翅和缺刻翅由位于X染色体上的一对等位基因(A/a)控制，Y染色体上没有它的等位基因。某科研小组用射线照射一对正常翅果蝇产生的受精卵，由这些受精卵发育成的F1个体中出现了一只缺刻翅雌性(只考虑一种类型的变异)，将该果蝇与纯合正常翅的雄果蝇杂交产生F2。回答下列问题：
(1)若缺刻翅的出现是基因突变的结果，当F2中出现缺刻翅时，并不能确定是否发生了显性突变(基因a突变为基因A)，原因是_____________ ____________________________________________________________。
若想证明缺刻翅的出现是发生显性基因突变的结果，可采取的简单做法是________________________________________________________ ____________________________________________________________，结果为________________________________时，缺刻翅基因为A。
(2)若F2中正常翅∶缺刻翅＝2∶1，显微镜下观察到F1中该缺刻翅雌果蝇体内有五种形态的染色体，则这种变异属于__________________，解释出现以上结果的原因：______________________________________ ____________________________________________________________。
答案：(1)无论缺刻翅是显性突变还是隐性突变，后代都会出现缺刻翅　统计F2中缺刻翅的性别比例　雌、雄果蝇中均有缺刻翅(或缺刻翅中雌∶雄＝1∶1)　(2)(X)染色体结构变异　正常翅对缺刻翅为显性，射线照射引起受精卵中X染色体上A基因片段缺失，F1中缺刻翅雌果蝇的基因型为XaXO(O表示缺失)，该雌果蝇与正常翅的雄果蝇XAY杂交，F2中XOY的胚胎(个体)致死
解析：(1)因为无论缺刻翅为显性基因突变还是隐性基因突变，后代都会出现缺刻翅，因此无法根据后代是否出现缺刻翅作为判断依据，但可统计F2中缺刻翅的性别比例，当雌、雄果蝇中均有缺刻翅(或缺刻翅中雌∶雄＝1∶1)时，说明发生了显性突变，出现了缺刻翅基因A。
(2)雌性果蝇细胞内应有四种类型的染色体，当出现五种形态的染色体时，说明发生了染色体结构变异。当正常翅对缺刻翅为显性，射线照射引起受精卵中X染色体上A基因片段缺失，F1中缺刻翅雌蝇的基因型为XaXO，该雌蝇与正常翅的雄蝇XAY杂交，F2中XOY的胚胎(个体)致死，F2中会出现正常翅∶缺刻翅＝2∶1。