2024届苏教版高考生物一轮复习素养加强课7运用演绎与推理进行生物变异类型的实验探究课件

这是一份2024届苏教版高考生物一轮复习素养加强课7运用演绎与推理进行生物变异类型的实验探究课件，共33页。
1．探究某一变异性状是否为可遗传变异的方法(1)两类变异的本质区别是遗传物质是否改变，遗传物质改变则可能遗传给后代，环境引起性状改变但遗传物质未变则不能遗传给后代。是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点，新性状能否遗传是实验设计的出发点。(2)实验设计的方法：与原来类型在特定的相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为不可遗传变异。某些情况下也可以通过自交观察后代是否发生性状分离。
2．基因突变的类型与判断方法(1)显性突变和隐性突变的判断①类型
显性突变：aa→Aa（当代表现）隐性突变：AA→Aa（当代不表现，一旦表现即为 纯合子）
②判定方法a．选取突变体与其他已知未突变纯合子杂交，据子代性状表现判断。b．让突变体自交，观察子代有无性状分离来判断。(2)突变基因具体位置的判断①利用野生型的个体与缺失不同基因的突变体比较，根据有无特定酶的活性判断编码该酶的基因对应的位置。②将一缺失未知基因片段的突变株与已知的缺失不同基因片段的突变株分别培养，根据是否转化为野生型个体判断未知个体的缺失基因对应的位置。
3．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，若发现镰状红细胞，可判断发生了基因突变)。
4．运用假说—演绎法解决生物变异类型问题的一般步骤通过挖掘“假说—演绎法”的内涵，运用它解答遗传设计题时分解为3步：提出假说，正向演绎推理(结论→结果)，逆向答题(结果→结论)。
1．(2022·江苏海门中学高三开学考试)果蝇是良好的遗传学材料，请回答下列遗传相关问题：
Ⅰ.研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因n。且该基因与棒眼基因B始终连在一起，如下图所示。n在纯合(XnBXnB、XnBY)时能使胚胎致死。依据所给信息回答下列问题：
(1)若棒眼雌果蝇(XnBXb)与野生正常眼雄果蝇(XbY)杂交，子代果蝇的表型有3种，分别是棒眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和____________，其中雄果蝇占____________。(2)将野生正常眼雄果蝇用X射线处理后，性状没有发生改变。为检验其X染色体上是否发生新的隐性致死突变a，用棒眼雌果蝇(XnBXb)与之杂交，得到的F1有3种表型如(1)题，从中选取棒眼雌果蝇和正常眼雄果蝇进行杂交，得到F2。
①若经X射线处理后的野生正常眼雄果蝇细胞中，发生了新的隐性致死突变(该致死基因也在纯合时使胚胎致死，并与正常眼基因b始终连在一起)，则F2中雌果蝇应占________________。②若经X射线处理后的野生正常眼雄果蝇细胞中，未发生新的隐性致死突变，则F2中雌果蝇应占________________。
Ⅱ.对于果蝇来说，Y染色体上没有决定性别的基因，在性别决定中失去了作用。正常情况下XX表现为雌性，而XY表现为雄性。染色体异常形成的性染色体组成为XO(仅有一条性染色体)的果蝇发育为雄性，而性染色体为XXY的果蝇则发育为雌性。在果蝇遗传学实验中，科学家发现有时会出现两条性染色体融合形成并联(XX、XY)复合染色体。(3)用普通野生型雌性灰果蝇(X＋X＋)和隐性突变体雄性黄果蝇(XyY)杂交，后代果蝇的表型为________________。
(4)用一只隐性突变体雌性黄果蝇与普通野生型雄性灰果蝇杂交，子代中有的个体胚胎时期死亡，生活的个体雌性均为黄果蝇，雄性均为灰果蝇，显微镜检测发现有的死亡胚胎中出现并联复合染色体。请回答：亲本________________(填“雌”或“雄”)性产生了复合染色体；子代中死亡率为________________。子代存活雌、雄个体的基因型分别是________________。
[解析]　(1)若棒眼雌果蝇(XnBXb)与野生正常眼雄果蝇(XbY)杂交，理论上后代会产生棒眼雌果蝇(XnBXb)、正常眼雌果蝇(XbXb)、棒眼雄果蝇致死(XnBY)、正常眼雄果蝇(XbY)，所以子代果蝇的表型只有3种，其中雄果蝇占1/3。(2)将野生正常眼雄果蝇(XbY)用X射线处理后，性状没有发生改变。为检验其X染色体上是否发生新的隐性致死突变a，用棒眼雌果蝇(XnBXb)与之杂交，得到的F1有3种表型：棒眼雌果蝇(XnBXb)、正常眼雌果蝇(XbXb)、正常眼雄果蝇(XbY)，从中选取棒眼雌果蝇(XnBXb)
和正常眼雄果蝇(XbY)进行杂交，如果F2中雄果蝇全部死亡，雌果蝇占100%，说明经X射线处理后的野生正常眼雄果蝇细胞中发生了新的隐性致死突变；如果F2中雌果蝇占2/3，说明经X射线处理后的野生正常眼雄果蝇细胞中，未发生新的隐性致死突变。(3)根据题意，灰色对黄色为显性，两果蝇的后代基因型为X＋Xy(雌性灰身)、X＋Y(雄性灰身)。
(4)因为灰色基因存在于亲本雄性灰果蝇体内，而后代雄性是灰果蝇，只有在卵细胞不含X性染色体的情况下，即性染色体为O的卵细胞与含X＋的精子结合才能产生此种情况，由此推测，雌性果蝇减数分裂异常，导致产生XyXy和O的卵细胞，与X＋、Y的精子结合，子代果蝇的基因型为XyXyX＋(胚胎致死)、XyXyY(黄色雌性)、X＋O(灰色雄性)、YO(胚胎致死)，子代死亡率为50%。
[答案]　(1)正常眼雌果蝇　1/3(2)①100%　②2/3(3)雌性灰身、雄性灰身(4)雌　50%　XyXyY、X＋O
2．(2022·江苏常州模拟预测)拟南芥(2n＝10)是常用的植物遗传分子育种模式生物，科研人员以拟南芥为研究材料逐步开展了如下相关实验。请分析并回答下列相关问题：(1)细胞核型放射性自显影：取1个正常的拟南芥花粉母细胞，所有核DNA均用32P标记，然后在含31P的培养基中先进行1次有丝分裂再进行1次减数分裂。若不考虑交叉互换，则减数第一次分裂完成后得到的子细胞中含有放射性的细胞占比为____________，减数分裂得到的子细胞中最多有________________条带放射性的染色体。
(2)细胞荧光染色法制片：采用荧光染色法对花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目进行显微观察，以下为镜检时拍摄的4幅图片。图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为________________(用字母和箭头表示)，图b细胞所处时期及染色体行为特点为________________。
(3)异常细胞核型分析：拟南芥种群中偶尔会出现少一条5号染色体的单体(2n－1)和多一条5号染色体的三体(2n＋1)，这种变异属于________________。若5号同源染色体上存在一对等位基因A/a，且该三体植株的基因型为Aaa，则该三体植株能产生的配子类型有________________种，其中a配子所占的比例约为______________ __________________。
(4)对突变体进行基因定位：研究人员在拟南芥中发现了黄叶(yy)性状的突变体，为探究Y/y是否位于5号染色体上，用该突变株与单体绿叶纯合植株杂交得F1。已知单体产生的配子均可育，而一对同源染色体均缺失的个体致死。通过突变体与单体杂交的F1即可进行基因定位：若________________，则说明Y/y位于5号染色体上；若________________，则说明Y/y不位于5号染色体上。
[解析]　(1)细胞核型放射性自显影：取1个正常的拟南芥花粉母细胞，所有核DNA均用32P标记，然后在含31P的培养基中先进行1次有丝分裂，则产生的子代细胞中所有的DNA均带有32P标记，且均是一条链带有标记，然后进行减数分裂，经过减数分裂前的间期复制后，细胞中的每个共用着丝粒的染色体均为只有一个染色单体带有32P标记，此后进入减数分裂过程。若不考虑交叉互换，由于细胞中的每条染色体均带有标记(其中的一个染色单体带有标记)，且减数第一
次分裂过程中发生的是同源染色体的分离，因此经过减数第一次分裂完成后得到的子细胞均含有放射性，即带有放射性的细胞占比为100%，要求子细胞中最多含有的放射性染色体的数目，则可考虑减数第一次分裂后形成的子细胞中的5条带有放射性的染色体经过着丝粒分裂后都进入到一个子细胞中的特殊情况，即减数分裂得到的子细胞中最多有5条带放射性的染色体。
(2)a图的5对同源染色体正在配对，散乱地分布在细胞中，因此a图为联会时期；b图中配对的染色体排列在赤道面附近，因此为减数第一次分裂中期；c图形成了两个子细胞，且每个子细胞中染色体的着丝点排列在赤道板上，因此c图为减数第二次分裂中期；e图为减数第二次分裂末期，形成了4个子细胞，因此其分裂的先后顺序为a→b→c→d。图b细胞中同源染色体成对(四分体)排在细胞中央赤道面的部位，为减数第一次分裂中期。
(3)异常细胞核型分析：拟南芥种群中偶尔会出现少一条5号染色体的单体(2n－1)和多一条5号染色体的三体(2n＋1)，这种变异属于以单个染色体为单位增加或减少的数目变异，即属于染色体数目变异。若5号同源染色体上存在一对等位基因A/a，且该三体植株的基因型为Aaa，这三条5号染色体在减数第一次分裂后期随机的呈两条和一条分开，则该三体植株能产生的配子类型有4种，其基因型和比例为Aa∶a∶A∶aa＝2∶2∶1∶1，显然其中a配子所占的比例约为1/3。
(4)对突变体进行基因定位：研究人员在拟南芥中发现了黄叶(yy)性状的突变体，为探究Y/y是否位于5号染色体上，用该突变株与单体绿叶纯合植株杂交得F1。已知单体产生的配子均可育，而一对同源染色体均缺失的个体致死。通过突变体与单体杂交的F1即可进行基因定位：若Y/y位于5号染色体上，则F1的基因型和表型为Yy和Oy(O表示5号染色体缺失)，表型及比例为绿色∶黄色＝1∶1；若Y/y不位于5号染色体上，则F1的基因型为Yy，全为绿色。
[答案]　(1)100%　5(2)a→b→c→d　处于减数第一次分裂中期，四分体排列在赤道板附近(3)染色体(数目)变异　4　1/3(4)二者杂交后代表现为绿色和黄色　二者杂交后代均表现为绿色
3．(2022·江苏连云港高三专题练习)玉米(2n＝20)种子颜色与糊粉层细胞含有的色素种类有关，糊粉层是由受精极核(2个极核和1个精子结合形成)发育而来，发育成同一种子的极核和卵细胞的基因型相同，参与受精的2个精子的基因型也相同。已知玉米糊粉层颜色由两对等位基因(Cl、C和Bz、bz)控制，其中基因Cl对C显性，且基因Cl抑制糊粉层细胞中色素的合成，基因Bz对bz显性，且基因Bz控制紫色色素合成，基因bz控制褐色色素合成。科研人员将甲(ClClBzBz)、乙(CCBzBz)玉米间行种植(如下图)，并进行相关杂交实验。请据图回答问题。
(1)玉米是遗传学研究的良好材料，具有________________等优点。玉米糊粉层细胞中含有________________条染色体。
(2)经分析，植株甲雌花序Ⅱ结出无色玉米，且种子糊粉层细胞的基因型是ClClCBzBzBz，植株乙雌花序Ⅳ所结玉米种子糊粉层细胞的基因型是________________________，植株乙雌花序Ⅲ所结玉米种子糊粉层颜色有________________。(3)将植株甲雌花序Ⅱ所结种子播种得到F1植株，让F1自交，F1植株上所结种子的糊粉层颜色及比例为________________。(4)为确定两对基因Cl、C和Bz、bz的位置关系，科研人员用基因型为CCbzbz和ClClBzBz的玉米植株杂交得F1，F1自交。若这两对基因位于非同源染色体上，则F1植株所结种子颜色及比例为___________。
(5)研究发现，两对基因Cl、C和Bz、bz均位于9号染色体上。Ds基因能从一条染色体转移到另一条染色体上，并诱导染色体断裂，断裂后不含着丝粒的片段易丢失。下图是某糊粉层细胞中相关基因位置及染色体断裂结果：
实验发现，某无色种子上出现了不同面积的褐色斑点，根据上图分析，出现褐色斑点的原因是________________________________，斑点面积越大，则染色体断裂发生的时期________________。
[解析]　(1)由于玉米后代数量多，有多对易于区分的相对性状等，所以玉米是遗传学研究的良好材料。糊粉层是由受精极核(2个极核和1个精子结合形成)发育而来，所以糊粉层细胞中含有30条染色体。(2)据分析可知，亲本甲的基因型为ClClBzBz，亲本乙的基因型为CCBzBz，则植株乙雌花序Ⅳ所结玉米种子糊粉层细胞的基因型是ClCCBzBzBz，植株乙雌花序Ⅲ所结玉米种子既有自花传粉也有异花传粉的种子，所以糊粉层颜色有无色、紫色。
(3)将植株甲雌花序Ⅱ进行人工授粉进行杂交，F1的基因型为ClCBzBz，则F1自交后代为Cl__BzBz∶CCBzBz＝3∶1，颜色及比例为无色∶紫色＝3∶1。(4)若两对基因Cl、C和Bz、bz位于非同源染色体上，则符合自由组合定律，CCbzbz和ClClBzBz的玉米植株杂交得F1，F1自交，则F1植株所结种子颜色及比例为无色∶紫色∶褐色＝12∶3∶1。(5)由于Cl、Bz基因缺失，bz基因表达，则无色种子上会出现不同面积的褐色斑点，若斑点面积越大，则染色体断裂发生的时期早。