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第5章　基因突變及其他變異
微專題五　有關遺傳變異的?？碱}型
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微考點1　幾種育種方法的比較
方法 原理 適用
條件 優點 不足 處理方式
雜交
育種 基因
重組 物種具有所需性狀 操作簡單，可得到多種性狀組合 獲得純種
耗時較長 雜交、連續自交和篩選
單倍體育種 染色體變異 選育性狀為顯性性狀時，可顯著縮短育種時間 操作相對復雜 用秋水仙素 處理或低溫 誘導單倍體 幼苗
多倍體育種 染色體變異 物種具有所需性狀 可獲得營養物 質含量高的品種 生長期延長，結實率低 用秋水仙素 或低溫處理 萌發的種子 或幼苗
方法 原理 適用條件 優點 不足 處理方式
人工
誘變
育種 基因
突變 各品種暫 無所需性狀 提高基因突變的頻率，創造所需基因和性狀 不一定能獲得所需性狀；可能失去優良性狀；篩選范圍大、時間長 物理、化 學、生物因 素誘變
②誘變育種與雜交育種相比，前者能產生前所未有的新基因，創造變異新類型；后者 不能產生新基因，只是實現現有基因的重新組合。
③雜交育種與雜種優勢不同：雜交育種是在雜交后代的眾多類型中選擇符合育種目標 的個體進一步培育，直到獲得能穩定遺傳的具有優良性狀的新品種；雜種優勢主要是 利用雜種F1的優良性狀，并不要求遺傳上的穩定。
（1）與雜交育種有關的幾個注意點
①雜交育種不一定需要連續自交。若選育顯性優良純種，需要連續自交、篩選，直到 不再發生性狀分離；若選育隱性優良純種，則只要在子代中出現該性狀的個體即可。
（2）根據育種目標選擇育種方式
（3）根據方法特點選擇育種方式
C
A. 途徑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的育種原理分別為基因重組、染色體
變異、基因突變
B. 培養優良品種aabb時，途徑Ⅱ最顯著的優點并沒有得
到充分體現
C. 過程④⑤可以用特定的化學藥品處理萌發的種子，從
而達到育種目的
D. 過程③涉及花藥離體培養，過程①②⑥涉及雜交或自交
解析：途徑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ使用的方法分別是雜交育種、單倍體育種、誘變育種，育種原理 分別為基因重組、染色體變異、基因突變，A正確；單倍體育種最顯著的優點是明顯 縮短育種年限，但是當培育隱性純合個體時，該優點沒有得到充分體現，B正確；過 程④常用一定濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗，單倍體玉米不能產生種子，C錯誤。
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微考點2　生物變異類型的判斷
1. 變異的類型
2. 利用四個“關于”區分三種變異
（1）關于“互換”：同源染色體上的非姐妹染色單體之間的互換，屬于基因重組； 非同源染色體之間的交換，屬于染色體結構變異中的易位。
（2）關于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重復（增加），屬于染色 體結構變異；DNA分子上若干堿基的缺失、增添（增加），屬于基因突變。
（3）關于變異的“質”和“量”：基因突變改變基因的質，不改變基因的量；基因 重組不改變基因的質，一般不改變基因的量；染色體變異不改變基因的質，會改變基 因的量或基因的排列順序。
（4）關于變異與分裂方式
變異類型 變異水平 顯微觀察結果 細胞分裂方式
基因突變 分子水平變異 光學顯微鏡下不可見 二分裂、無絲分裂、有 絲分裂、減數分裂
基因重組 減數分裂
染色體變異 細胞水平變異 光學顯微鏡下可見 有絲分裂、減數分裂
A. 圖甲、乙都表示染色體結構變異中的易位，發生在減數分裂Ⅰ的前期
B. 圖丙表示染色體結構變異中的缺失
C. 圖丁表示染色體結構變異中的缺失或重復
D. 如圖所示的4種變異中能夠遺傳的是圖甲、丙所示變異
C
解析：圖甲表示同源染色體的非姐妹染色單體間的互換，發生在減數分裂四分體時 期，屬于基因重組，A錯誤；圖丙中基因2與基因1相比，多了1個堿基對，屬于基因 突變，B錯誤；圖丁中彎曲的部位表示在其同源染色體上沒有配對的片段，可能是上 面的染色體重復了一段，或下面的染色體缺失了一段，屬于染色體結構變異，C正 確；圖中4種變異都能夠遺傳，D錯誤。
A. 如果①基因序列整體缺失，則最有可能發生了基因突變
B. 如果在射線誘導下②與③發生了位置互換，則屬于基因重組
C. ②基因序列中的某個堿基發生替換，但未引起性狀的改變，也屬于基因突變
D. 如果③基因序列中缺失了20個堿基對，則屬于染色體結構變異
解析：如果①基因序列整體缺失，則最有可能發生了染色體結構變異，A錯誤；同一 條染色體上的基因排列順序改變，屬于染色體結構變異（倒位），B錯誤；發生在基 因內部的堿基排列順序的改變都是基因突變，但由于密碼子具有簡并性等原因，基因 突變不一定會導致性狀的改變，C正確；基因內部堿基缺失屬于基因突變，D錯誤。
C
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微考點3　細胞分裂異常與生物變異
1. 配子中染色體出現異常的原因
（1）體細胞基因型是AABB，若形成的配子是AAB類型，則形成的原因是含A的同源 染色體未分離進入同一子細胞或含A的姐妹染色單體分開后進入同一子細胞。
（2）體細胞基因型是AaBb雜合類型發生異常
①若形成的配子是AaB或Aab或ABb或aBb類型，則形成的原因是減數分裂Ⅰ時，同源 染色體未分離進入同一子細胞。
②若形成的配子是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb類型，則形成的原 因是減數分裂Ⅱ時，姐妹染色單體分開后進入同一子細胞。
（3）親代為AaXBY，產生配子時發生異常
①若配子中出現Aa或XY在一起，則是減數分裂Ⅰ異常。
②若配子中A－a分開，X－Y分開，出現兩個AA/aa或兩個XX/YY，則是減數分 裂Ⅱ異常。
③若配子中無性染色體或無A也無a，則是減數分裂Ⅰ或Ⅱ異常。
2. 缺失、單體、三體與多倍體的遺傳
幾種?？碱愋彤a生配子的分析方法
注：分析三體產生的配子類型時，為了避免混淆，可以進行標號，如AAa，可以記為 A1A2a，則染色體的三種分離方式為1A1A2、1a，1A1、1A2a，1A2、1A1a，最后把A合 并即可得到各種配子的比例。
A. 該四倍體中所含染色體組數最多的細胞不含染色單體
B. 該四倍體的一個染色體組中不含控制相對性狀的等位基因
C. 該四倍體產生配子的類型及比例為AA∶Aa∶aa＝1∶6∶1
D. 該四倍體的出現可能是由于二倍體的減數分裂出現差錯，產生了染色體數目異常 的配子
C
解析：該四倍體中所含染色體組數最多的細胞處于有絲分裂的后期或末期，細胞內不
含染色單體，A正確；生物的一個染色體組為一套非同源染色體，不含控制相對性狀
的等位基因，B正確；基因型為AAaa的個體產生配子的類型及比例為AA∶Aa∶aa＝
1∶4∶1，C錯誤；若二倍體的減數分裂出現差錯，形成了含有兩個染色體組的配
子，兩個異常配子結合，可發育為四倍體，D正確。
B
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微考點4　變異類型的實驗探究
1. 判定突變性狀是否為可遺傳的變異
（1）判定方法
變異個體自
交或與其他
個體雜交——
（2）將變異個體置于與原來類型相同的環境下種植或養育等，觀察變異性狀是否消 失。若不消失，則為可遺傳的變異；反之，則為不可遺傳的變異。
2. 顯性突變和隱性突變的判斷方法
（1）基因突變的兩種類型
（2）兩種突變的判定方法
[典例6] 幾種性染色體異常果蠅的性別、育性（可育/不可育）等如圖所示。
（1）正常果蠅在減數分裂Ⅰ中期的細胞內染色體組數為 　　　，在減數分裂Ⅱ后期的細 胞中染色體數是 　　　。
2
8
（2）白眼雌果蠅（XrXrY）最多能產生Xr、XrXr、 　　　　和____________________ 四種類型的配子。該果蠅與紅眼雄果蠅（XRY）雜交，子代中紅眼雌果蠅的基 因型為 　　　　　　　　。
（3）用黑身白眼雌果蠅（aaXrXr）與灰身紅眼雄果蠅（AAXRY）雜交，F1雌果蠅表 現為灰身紅眼，雄果蠅表現為灰身白眼。F1自由交配得F2，F2中灰身紅眼與黑身白眼 果蠅的比例為 　　　　，從F2灰身紅眼雌果蠅和灰身白眼雄果蠅中各隨機選取一只雜 交，子代中出現黑身白眼果蠅的概率為 　　　　。
XrY
Y（兩空順序可顛倒）
XRXr、XRXrY
3∶1
1/18
（4）以紅眼雌果蠅（XRXR）與白眼雄果蠅（XrY）為親本雜交，在F1群體中發現一 只白眼雄果蠅（記為“M”）。M果蠅出現的原因有三種可能：第一種是環境改變引 起表型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅 　　　　　　　　　；第三種是親本 雌果蠅在減數分裂時 　　　　　　　　　。請設計簡便的雜交實驗，確定M果蠅的 出現是由哪一種原因引起的。
實驗步驟： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
結果預測：
發生了基因突變
X染色體分離異常
M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表型
Ⅰ.若 　　　　　　　　　　　　　，則為第一種情況；
Ⅱ.若 　　　　　　　　　　　，則為第二種情況；
子代出現紅眼（雌）果蠅
子代表型全部為白眼
Ⅲ.若 　　　　　　　，則為第三種情況。
無子代產生
解析：（1）正常果蠅是二倍體，每個染色體組含有4條染色體。減數分裂Ⅰ中期，染 色體已復制，但數目未變，故此時染色體組數為2。減數分裂Ⅰ形成的子細胞中染色體 數目減半，減數分裂Ⅱ后期，由于著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，染色體數目暫時 加倍，為8條。（2）基因型為XrXrY的個體中含有三條同源染色體，在減數分裂Ⅰ后 期，同源染色體分離，隨機移向細胞的兩極，所以最多能產生Xr、XrXr、XrY和Y四 種類型的配子。該果蠅與紅眼雄果蠅（XRY）雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型可通 過寫遺傳圖解得出（注意運用圖中信息確定果蠅的表型，如XRXrXr死亡）。（3）黑 身白眼雌果蠅（aaXrXr）×灰身紅眼雄果蠅（AAXRY）→F1（AaXRXr、AaXrY），F1 自由交配得F2，F2中灰身紅眼果蠅（A_XRXr、A_XRY）所占比例為（3/4）×（1/2） ＝3/8，黑身白眼果蠅（aaXrXr、aaXrY）所占比例為（1/4）×（1/2）＝1/8，兩者的 比例為3∶1。
從F2灰身紅眼雌果蠅（A_XRXr）和灰身白眼雄果蠅（A_XrY）中各隨機選取一只雜交， 子代中出現黑身果蠅（aa）的概率為（2/3）×（2/3）×（1/4）＝1/9；出現白眼果蠅 （XrXr、XrY）的概率為1/2，因此子代中出現黑身白眼果蠅的概率為（1/9）×（1/2） ＝1/18。（4）以紅眼雌果蠅（XRXR）與白眼雄果蠅（XrY）為親本雜交，在F1群體 中發現一只白眼雄果蠅（M果蠅），M果蠅出現有三種可能原因，一是題目中已提示 的環境因素，二是親本果蠅發生了基因突變，產生了基因型為Xr的卵細胞，三是親本 雌果蠅在減數分裂時X染色體分離異常，形成了不含性染色體的卵細胞。三種可能情 況下，M果蠅的基因型分別為XRY、XrY、XrO。因此，本實驗可以用M果蠅與正常白 眼雌果蠅（XrXr）雜交，統計子代果蠅的眼色。第一種情況下，XRY與XrXr雜交，子 代雌性果蠅全部為紅眼，雄性果蠅全部為白眼；第二種情況下，XrY與XrXr雜交，子 代全部是白眼；第三種情況下，XrO不育，因此與XrXr雜交，沒有子代產生。

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