高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 染色体变异学案及答案

[科学方法]

1．判定突变性状是否为可遗传的变异

(1)判定方法

(2)将变异个体置于与原来类型相同的环境下种植或养育等，观察变异性状是否消失。若不消失，则为可遗传的变异；反之，则为不遗传的变异。

2．基因突变与基因重组的判断

3．显性突变和隐性突变的判断

(1)显性突变和隐性突变

①显性突变(即a→A)：该突变一旦发生，即aa→Aa，在当代就能表现出新的突变性状。

②隐性突变(即A→a)：该突变一旦发生，即AA→Aa，第一代突变体中突变性状一般不能表现出来；只有当隐性基因纯合时，突变性状才能表现出来，且突变性状一旦表现，即可稳定遗传。

(2)判断方法

选用突变型与原始亲本(纯合子)进行杂交(植物可采用自交)：若子代只表现原有的性状，则突变型为隐性性状；若子代既表现出突变性状，又表现出原有性状，则突变型为显性性状。

4．染色体变异与基因突变的判断

(1)判断依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。

(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。

[对应练习]

1．某省农科院在培育新品种小麦种子时，发现某纯合矮秆抗病小麦品种在自然状态下自交却出现了少数高秆后代。研究人员不能确定该性状的出现是基因突变的结果，还是环境引起的。为检验是何种原因导致高秆小麦的出现，可选择的最简便的操作方案是(　　)

A．让种植在良好环境下的高秆小麦自交，观察后代的性状表现

B．让得到的高秆小麦与纯合矮秆小麦杂交，观察后代的性状表现

C．用显微镜观察高秆小麦细胞的染色体，确认其是否发生了基因突变

D．以上方案都不合理

A　[基因突变是可遗传的变异，而环境引起的性状的改变属于不遗传的变异，小麦自交不需要去雄和传粉，若是基因突变后代会发生性状分离，因此最佳方案是让该变异植株进行自交，观察后代的性状再作出判断，A正确；将得到的高秆小麦与纯合矮秆小麦杂交，观察后代的性状表现也可以做出判断，但该方案还需进行人工异花授粉，操作较为复杂，不是最佳方案，B错误；用显微镜观察高秆小麦细胞的染色体，不能确认其是否发生了基因突变，C错误；根据以上分析可知，以上方案理论上有可行的，D错误。]

2．已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)是显性。现用有尾鸡(甲群体)交配产生的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状(乙群体)。为研究胰岛素在小鸡孵化过程中是否引起基因突变，可行性方案是(　　)

A．甲群体×甲群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素

B．乙群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素

C．甲群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素

D．甲群体×乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素

D　[要研究注射胰岛素是否引起乙群体基因突变，方案A中没有用乙群体做杂交，故方案A不可行；方案B、C用到乙群体交配，但孵化早期又向卵内注射胰岛素，则无法确定乙群体是否发生了基因突变，故方案B、C不可行；方案D的杂交用到乙群体，且孵化早期不向卵内注射胰岛素干扰子代表现，故甲群体×乙群体，若子代均有尾，则没有引起基因突变，若子代有无尾出现，则引起了基因突变，故方案D可行。]

3．一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型(一般均为纯合子)变为突变型。让该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。由此可以推断，该雌鼠的突变为  (　　)

A．显性突变

B．隐性突变

C．Y染色体上的基因突变

D．X染色体上的基因突变

A　[由于这只野生型雄鼠为纯合子，而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变，F1的雌、雄鼠中均出现性状分离，所以该突变基因为显性基因，即该突变为显性突变，突变基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上。故选A。]

4．某植物为严格自花传粉植物，在野生型窄叶种群中偶见几株阔叶幼苗。回答下列问题：

(1)判断该变异性状是否能够通过有性生殖遗传，最为简便的方法是待该阔叶幼苗长大成熟后，让其自交，观察后代是否出现________性状。

(2)研究发现，该变异性状能够通过有性生殖遗传。有人对阔叶幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是基因突变，二是染色体加倍成为多倍体。 请设计一个简单的实验快速鉴定阔叶幼苗出现的原因。_______________

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(3)已知该性状是通过基因突变产生的，若要判断该突变是显性突变还是隐性突变，应选择的实验方案是阔叶植株与窄叶植株杂交。

①若后代________，说明该突变为隐性突变；

②若后代________，说明该突变为显性突变。

[解析]　(1)判断该变异性状是否能够通过有性生殖遗传，最为简便的方法是待该阔叶幼苗长大成熟后，让其自交，观察后代是否出现阔叶性状。

(2)由于染色体变异可通过在显微镜下观察其染色体变化来确定，而基因突变在显微镜下观察不到其变化，故最简单的实验设计是取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目；若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变。

(3)要判断该突变是显性突变还是隐性突变，应选择阔叶植株与窄叶植株杂交。

①若杂交后代全为窄叶，说明窄叶对阔叶为显性，则阔叶为隐性突变所致；

②若杂交后代出现阔叶，说明阔叶对窄叶为显性，则阔叶为显性突变所致。

[答案]　(1)阔叶　(2)取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目；若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变　(3)①全为窄叶　②出现阔叶