返回列表 发新帖

[疑难探讨] 染色体变异的应用例析

[复制链接] 4
回复
37
查看
打印 上一主题 下一主题

1111

主题

1165

帖子

7465

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
7465
楼主
发表在  2019-7-15 23:56:11  | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 | 阅读模式
染色体变异的应用例析



陕西省旬邑中学 燕亚军


高二生物《遗传与变异》中生物的变异提到了三种类型:基因突变、基因重组和染色体变异,前两者基因重组在孟德尔遗传定理中作了系统详细描述,基因突变在变异一章进行了重点详实描述,而染色体变异内容虽说庞杂,教材中描述却很简单,但这一知识点在一些题中却考查的深奥灵活,针对此,我主要就染色体结构和数量变异里边较简单的两种变化为例进行分析,目的主要是想和各位同行探讨交流心得:

1、应用单体或三体。

方法:把新发现的隐性突变型的纯合体,与缺少不同染色体的野生型逐一杂交,如果后代具有新发现隐性性状的突变型,而且这种突变型与野生型的比例为1∶1,就说明这个新发现的隐性基因正好在缺少了的这条染色体上。

例:具有隐性基因ey(无眼)的果蝇纯合体,与野生型正常眼的“单体IV果蝇”杂交,子一代正好是野生型数:无眼型数=1∶1。这就证明,ey基因就在果蝇的第四染色体上。

如把果蝇的无眼个体(ey/ey,复眼小或无)与正常个体交配,子一代为野生型,子二代分离为野生型 3∶无眼 1(图1)。 但如将无眼个体(ey/ey)与第4染色体单体的正常个体(+)杂交,则子一代分离为野生型1∶无眼1(图2)。

  








野生型1∶无眼1是单体生物的子一代分离比。从上面的实验中,知道ey基因呈现单体的分离比,同时知道一个亲体的第4染色体是单数(2n—1),所以这就证明,ey基因是在第4染色体上。
  第4染色体为三个的果蝇(2n+1)形态变化较小,身上刚毛稍稍粗些。
  







如把无眼果蝇(ey/ey)与第4染色体三体的果蝇(+/+/+)交配,子一代全为野生型(图3)。如把子一代的三体果蝇(+/+/ey)与无眼果蝇(ey/ey)杂交,则下代分离为野生型5∶无眼1(图4)。

  野生型5∶无眼1,这是三体生物的测交分离比,与一般的测交分离比1∶1不同。这同样证明了,ey基因是在第4染色体上的。






训练1:番茄是二倍体植物(染色体2N=24)。有一种三体,其6号染色体的同源染色体有三条(比正常的番茄多了一条6号染色体)。三体在减数分裂联会时,形成一个二价体和一个单价体;3条同源染色体中的任意2条随意配对联会,另1条同源染色体不能配对,减数第一次分裂的后期,组成二价体的同源染色体正常分离,组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极,而其他如5号染色体正常配对、分离(如图所示)。








(1)在方框中绘出三体番茄减数第一次分裂后期图解。(只要画出5、6号染色体就可以,并用“5、6号”字样标明相应的染色体)[来源:
(2)设三体番茄的基因型为AABBb,则花粉的基因型及其比例是___________。则根尖分生区连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为________。
(3)从变异的角度分析,三体的形成属于________,形成的原因是______________________________________________________。
(4)以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本,以正常叶型(DDD)的三体番茄为母本(纯合体)进行杂交。试回答下列问题:
①假设D(或d)基因不在第6号染色体上,使F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交,杂交子代叶型的表现型及比例为________。
②假设D(或d)基因在第6号染色体上,使F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交,杂交子代叶型的表现型及比例为________。
解析:(1)因6号染色体有3条,所以在减数第一次分裂后期,同源染色体分离使细胞一极有2条6号染色体和1条5号染色体,另一极有1条5号染色体和1条6号染色体。(2)BBb中,BB到一极,b到另一极有1种情况;Bb到一极,B到另一极有两种情况,故花粉的基因型及比例为ABB∶ABb∶AB∶Ab=1∶2∶2∶1;因根尖分生区细胞分裂方式为有丝分裂,故得到的子细胞的基因型仍为AABBb。(3)三体属于染色体数目变异,可由减数第一次分裂后期同源染色体未分离或减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离而产生的配子与正常减数分裂形成的配子结合形成的受精卵发育而形成。(4)D或d不在第6号染色体上时,F1的基因型为Dd,其与dd杂交,子代基因型为Dd∶dd=1∶1,故杂交子代叶型的表现型及比例为正常叶型∶马铃薯叶型=1∶1。D或d在第6号染色体上时,F1三体植株的基因型为DDd,其产生的配子种类及比例为DD∶Dd∶D∶d=1∶2∶2∶1,即d占1/6,故F1与二倍体马铃薯叶型dd杂交,其子代中马铃薯叶型占1/6,正常叶型占5/6,故杂交子代叶型的表现型及比例为正常叶型∶马铃薯叶型=5∶1。
答案:(1)如图 (2)ABB∶ABb∶AB∶Ab=1∶2∶2∶1 AABBb (3)染色体(数目)变异 减数第一次分裂有一对同源染色体未分开或是减数第二次分裂有一对姐妹染色单体未分开,而是移向了同一极,这样形成的异常配子和正常减数分裂形成的配子结合成的受精卵发育而成;(4)①正常叶型∶马铃薯叶型=1∶1 ②正常叶型∶马铃薯叶型=5∶1
练习1:动物多为二倍体,缺失一条染色体是单体(2n-1)。大多数动物的单体不能存活,但在黑腹果蝇中,点状染色体(4号染色体)缺失一条也可以存活,而且能够繁殖后代,可以用来进行遗传学研究。

(1)某果蝇体细胞染色体组成如右图:该果蝇的性别是 ,对其进行基因组测序时,需测定的染色体是 (填图中字母)。

(2)从变异角度看,单体属于 。请参照上面果蝇染色体组成示意图,绘制出能繁殖后代的单体果蝇的染色体组成。

(3)果蝇群体中存在无眼个体,无眼基因位于常染色体上,将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配,子代的表现型及比例如下表:


无眼

野生型

F1

0

85

F2

79

245


据表判断,显性性状为 ,理由是

(4)根据(3)中判断结果,可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)4号染色体单体果蝇交配,探究无眼基因是否位于4号染色体上。请完成以下实验设计:

实验步骤:



实验结果预测及结论:

,则说明无眼基因位于4号染色体上;


2利用染色体缺失

方法:人工方法造成染色体的不同位置发生断裂,形成各种缺失类型,分别与待定定位的染色体某隐性基因个体杂交,后代呈现杂合体,如果隐性基因表达,证明该隐性基因位于缺失的区域上。

训练2:布里奇斯发现了一种翅膀后端边缘缺刻(缺刻翅)的红眼雌果蝇(控制该翅型和眼色的基因只位于X染色体上),并用这种果蝇做了如图甲所示的实验:

(1)假设缺刻翅是由X染色体上控制翅型的基因发生突变引起的,与正常翅是一对等位基因控制的相对性状.如果缺刻翅由隐性基因控制,则后代中不应该有 果蝇出现;如果缺刻翅是由显性基因控制,则后代中应该有 果蝇出现.实验结果与上述假设是否相符:
(2)布里奇斯认为“X染色体片段缺失”是导致图甲所示实验现象的原因.为证实这一猜测,科研工作者对表现型为 的果蝇做了唾液腺染色体的检查,显微镜下观察到如图乙所示联会时 配对的片段,从而证实了布里奇斯的猜测.
(3)从果蝇的眼色性状分析,后代雌蝇有两种表现型,说明亲代雌性亲本产生了 种类型的配子.从理论上分析图甲所示的实验,子代的表现型应该有 种类型.
(4)从图甲中雌性亲本所产生的配子分析,子代中自眼缺刻个体只出现雌性的原因是:含白眼缺刻基因的X染色体片段缺失的雌配子受精后所形成的受精卵发育成

解析:(1)假定果蝇的缺刻翅或正常翅由基因B(b)控制,如果缺刻翅由隐性基因控制,则亲代中缺刻翅雌性果蝇的基因型是XbXb,正常翅雄性果蝇的基因型是XBY,
XbXb×XBY→XBXb(正常翅♀)和XbY(缺刻翅♂),后代中无题图中的刻缺翅♀和正常翅♂;
如果缺刻翅由显性性基因控制则有亲代中缺刻翅雌性果蝇的基因型是XBXb,正常翅雄性果蝇的基因型是XbY,杂交后代应是XBXb×XbY→XBXb(缺刻翅♀)、
XbXb(正常翅♀),XbY(正常翅♂),XBY(缺刻翅♂),题图中缺少刻缺翅♂.实验结果与假设不符.
(2)布里奇斯认为“X染色体片段缺失”是导致图甲所示实验现象的原因.为证实这一猜 测,科研工作者对表现型为刻缺翅♀的果蝇做了唾液腺染色体的检查,显微镜下观察 到如图乙所示联会时X染色体配对的片段,从而证实了布里奇斯的猜测.
(3)雄性果蝇只产生一种含X染色体的配子,所以从果蝇的眼色性状分析,后代雌蝇有两种表现型,说明亲代雌性亲本产生了2种类型的配子.亲代雄果蝇也产生2种配子,所以从理论上分析图甲所示的实验,子代的表现型应该有四种类型.
(4)X染色体缺失导致缺刻翅性状,同时缺失的部分包括控制眼色的基因,所以子代中自眼缺刻个体只出现雌性的原因是:含白眼缺刻基因的X染色体片段缺失的雌配子受精后所形成的受精卵发育成刻缺翅白眼♀.

答案:(1)刻缺翅♀和正常翅♂刻缺翅♂不相符
(2)刻缺翅♀X染色体 (3)两 四 (4)发育成刻缺翅白眼♀

训练3:2009年诺贝尔生理学或医学奖授予因发现端粒和端粒酶如何保护染色体的三位学者。端粒是真核细胞内染色体末端的DNA重复片段,功能是完成染色体末端的复制,防止染色体融合、重组和降解。它们在细胞分裂时不能被完全复制,因而随分裂次数的增加而缩短,除非有端粒酶的存在。端粒酶主要成分是RNA和蛋白质,其含有引物特异识别位点,能以自身RNA为模板,合成端粒DNA并加到染色体末端,使端粒延长,从而延长细胞的寿命甚至使其永生化。研究表明:如果细胞中不存在端粒酶的活性,染色体将随每次分裂而变得越来越短,而且细胞的后代因必需基因的丢失,最终死亡。
(1)染色体末端发生错误融合属于染色体结构变异中的________,结果使染色体上基因的________发生改变。
(2)端粒酶中,蛋白质成分的功能类似于________酶。体外培养正常纤维细胞,细胞中的端粒的长度与细胞增殖能力呈____________(正相关、负相关)关系。
(3)研究人员将小鼠体内一条常染色体上控制端粒酶基因B敲除,培育出一只基因型为B+B-的雄性小鼠(B+表示具有B基因,B-表示去除了B基因),欲利用这只雄性小鼠选育B-B-雌性小鼠,用来与B+B-小鼠交配的亲本是________,杂交子代的基因型是________________,让F1代中雌雄小鼠随机交配,子代中符合题意要求的个体的概率是________。
(4)遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失,若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子,若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活,缺失纯合子常导致个体死亡。
现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交,子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的,还是由于基因突变引起的?
方法一:_________________________________________________________。
方法二:_________________________________________________________。
解析:(1)染色体发生错误融合导致非同源染色体间的结构发生改变,属于染色体结构变异中的易位。染色体结构变异使染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变,而导致生物性状的改变。(2)由题意可知端粒本身具有以RNA为模板合成DNA的功能,因此其功能类似于逆转录酶,它的存在与否决定了染色体端粒的长短,从而决定了细胞增殖的次数。(3)由于原雌性小鼠中的基因型只有B+B+,欲利用B+B-的雄性小鼠获得B-B-的雌性小鼠,方法必然为:B+B-(♂)×B+B+(♀)?→F1(B+B-和B+B+)?→F1中雌雄小鼠随机交配获得F2中有B-B-雌性小鼠。F1的雌雄性小鼠的基因型均为B+B-、B+B+且比例相等,因此F1随机交配产生的F2中B-B-雌性小鼠的比例=1/2×1/2×1/4×1/2=1/32。(4)方法一:用显微镜检测的方法观察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生改变,确定该变异是来自基因突变还是染色体缺失造成的。方法二:利用题干信息:缺失纯合子导致个体死亡这一现象,可将该果蝇与红眼雄果蝇杂交,观察并统计子代雌雄性个体数目的比例来确定该变异的来源。若为基因突变,则XaXa×XAY?→XAXa、XaY,子代雌雄比例为1∶1;若该变异为染色体缺失造成,则XaX×XAY→XAXa、XAX、XaY、XY(致死),子代雌雄比例为2∶1。
答案:(1)易位 数量、顺序 (2)逆转录 正相关[来源:学|科|网]
(3)B+B+雌性小鼠 B+B+、B+B- 1/32 
(4)方法一:取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片,显微镜下观察染色体结构,若染色体正常,可能是基因突变引起的;反之可能是染色体缺失造成的
  方法二:选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为1∶1,则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的;若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2∶1,则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。
练习2:果蝇翅膀后端边缘的缺刻性状是X染色体的一段缺失所导致的变异,属于伴X显性遗传,缺刻翅红眼雌蝇(没有白眼基因)与正常翅白眼雄蝇杂交,F1出现了缺刻翅白眼雌果蝇且雌雄比为2:1,下列叙述错误的是:
A.亲本缺失片段恰好位于X染色体上红眼基因所在的位置
B.F1缺刻翅白眼雌蝇的X染色体一条片段缺失,另一条带有白眼基因
C.缺刻翅雄蝇不能存活,F1雄蝇的成活率比雌蝇少一半
D.X染色体发生的片段缺失无法用光学显微镜直接观察

练习3:将果蝇进行诱变处理后,其染色体上可发生隐形突变、硬性致死突变或不发生突变等情况,遗传学家想设计实验检测出上述三种情况。
Ⅰ.检测X染色体上的突变情况:
实验时,将经诱变处理的红眼雄果蝇与野生型纯合红眼雌果蝇交配(B表示红眼基因),得F1,使F1单对交配,分别饲养,观察F2的分离情况。
P ♀XBXB × ♂XY(待测果蝇)

F1 X XB × XBY 单对交配

F2 XBXB X XB XBY X Y
♀ ♀ ♂ ♂
预期结果和结论:
若F2中表现型为3:1,且雄性中有隐性突变体,则说明
若F2中表现型均为红眼,且雄性中无隐性突变体,则说明
若F2中♀:♂=2:1,则说明
Ⅱ.检测常染色体上的突变情况:
(1)果蝇中有一种翻翅平衡致死系,翻翅平衡致死系个体的体细胞中一条2号染色体上有一显性基因Cy(翻翅),这是纯合致死的;另一条2号染色体上有另一显性基因S(星状眼),也是纯合致死的。
①翻翅平衡致死系的雌雄个体相互交配,其遗传图解如下,请补充完善:


F1
③由上述遗传图解,可以得出的结论是
(2)现有一批经诱变处理的雄果蝇,遗传学家用翻翅作标志性状,利用上述平衡致死系设计了如下的杂交实验,通过三代杂交实验,就可以判断出这批雄果蝇2号染色体的其他位置上是否带有隐性突变或隐性致死突变基因,用m和n表示要鉴定的野生型果蝇的两条2号染色体,如下图所示:

将诱变处理后的雄果蝇与“翻翅平衡致死系”的雌蝇交配,得F1,F1有_____种类型的个体(不考虑雌雄差异);
在F1中选取翻翅雄蝇,再与“翻翅平衡致死系”的雌蝇单对交配,分别饲养,得到F2,F2有_____种类型的个体(不考虑雌雄差异);
在F2中选取翻翅雌雄个体相互交配,得到F3。预期结果和结论:
ⅰ.如果F3中有1/3左右的野生型果蝇,则说明

ⅱ.如果F3中只有翻翅果蝇,则说明
ⅲ.如果F3中除翻翅果蝇外,还有1/3左右的突变型,则说明
④若该隐性突变发生在X染色体上,位于X与Y的非同源区段上,则采用上述的方案,应在_____(F1、F2、F3)代,就可得到结果。
练习4:果蝇正常眼由779个小眼组成,如果X染色体增加了棒状眼基因B所在的染色体片段,则小眼的数量显着减少,而表现出棒状眼变异。具体如下表所示:

基因型

XBXB

XBBXB

XBBXBB

XBBBXB

XBBBXBB

XBBBXBBB

表现型

正常眼

棒状眼

棒状眼

棒状眼

棒状眼

棒状眼

小眼数

779

358

68

45

36

25

(1)果蝇棒状眼变异是由于______的改变,使排列在染色体上的基因的______和______发生改变,而导致小眼数量不同,表现出各种棒状眼变异.

(2)基因型为______的棒状眼雌果蝇与正常的雄果蝇杂交,F1中雌果蝇小眼数量最多的是358个,最少的是45个,F2中雌果蝇小眼最多的是______个,最少的是多少______个.

(3)野生果蝇的其中一条II号染色体上经过诱变获得了一个新的隐性突变基因,现与其中一条III号染色体上增加了某段II号染色体片段的野生果蝇杂交.F1雌雄果蝇自由交配,若F2中突变型果蝇占______,则表明突变型基因位于II号染色体片段上:若F2中突变型果蝇占______,则表明突变基因不位于该II号染色体片段上.

练习答案:1.(1)雄性 aa’bcd(其他合理答案也可) (2)染色体变异(或染色体数目变异)见下图

(3)野生型 F1全为野生型(F2中野生型:无眼为3:1)  

(4)实验步骤: ①让正常无眼果蝇个体与野生型(纯合)4号染色体单体果蝇交配,获得子代;

②统计子代的性状表现,并记录。

实验结果预测及结论:

①若子代中出现野生型果蝇和无眼果蝇且比例为1:1

②若子代全为野生型,说明无眼基因不位于4号染色体上。

2.D
3.Ⅰ.①发生隐性突变②没发生隐性突变③发生隐性致死突变
Ⅱ.①如图所示
②“翻翅平衡致死系”的雌雄个体交配,其后代总是翻翅星状眼的个体,能非常稳定地遗传。
(2).①四;②三;③最初第2染色体上不带致死基因//最初第2染色体含有致死基因//最初第2染色体上会有隐性可见突变基因;④ F2。

4.(1)染色体结构 数目 位置(或排列顺序)

(2)XBBBXBB 358 25

(3) 9/256 1/16

关于染色体变异的内容复杂多样,考试的角度也很灵活新奇,但从上述例题我们可以看出,变异类复杂问题的考查都是建立在对遗传规律的深刻理解上,因此,要解答好遗传变异中的难、偏、怪题,方法依然是用孟德尔遗传规律的模式去应对作答。




  2014-03-21 人教网

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x

启幕一九.生物家园 - 论坛版权1、本站所有资源免费共享,发帖和回复等均可获得幕币和积分,可用于下载资源。
2、本贴内容为会员原创或转载自网络,纯属会员个人意见,与本论坛立场无关。
3、如本帖侵犯到任何版权问题,请立即告知本站,本站将及时予与删除并致以最深的歉意。

0

主题

44

帖子

118

积分

注册会员

Rank: 2

积分
118
沙发
发表于 2019-10-3 19:59:58  | 只看该作者
小白一个 顶一下

0

主题

56

帖子

132

积分

注册会员

Rank: 2

积分
132
板凳
发表于 2019-11-24 13:49:48  | 只看该作者
确实不错,顶先

0

主题

57

帖子

116

积分

注册会员

Rank: 2

积分
116
地板
发表于 2019-12-8 09:10:19  | 只看该作者
占位编辑

0

主题

46

帖子

130

积分

注册会员

Rank: 2

积分
130
5#
发表于 昨天 13:08  | 只看该作者
是爷们的娘们的都帮顶!大力支持

发表回复

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

快速回复 返回顶部 返回列表