生物变异类型的判断与实验探究
高中生物教案:探究遗传变异及自然选择的实验设计与结果分析

高中生物教案:探究遗传变异及自然选择的实验设计与结果分析实验目的本实验主要旨在帮助高中生深入理解遗传变异和自然选择在进化过程中的作用,通过实际操作观察和分析结果来加深对这一重要概念的理解。
实验材料及设备•小麦种子(不同颜色的小麦种子)•手套、显微镜、玻璃片•路易斯温格培养皿或其他适当容器•土壤或基质实验步骤1.提前准备不同颜色的小麦种子,可以使用红色、黄色和白色等不同颜色的种子。
2.在数个路易斯温格培养皿(或其他容器)中放入一定量的土壤或基质,使其表面平整。
3.将不同颜色的小麦种子随机均匀地撒在培养皿上。
4.保持培养皿内湿度适宜,并放置于适当的条件下,如恒温箱或阳台等。
5.观察并记录每个颜色小麦种子的生长情况,包括发芽率、株高等。
建议每天观察并记录一次,连续观察一段时间(如一周)。
6.分析结果,并考虑以下问题:•不同颜色小麦种子的生长情况有何差异?•是否存在某个颜色的小麦种子在特定环境条件下更具优势?•这种差异可能与遗传变异和自然选择有关吗?结果分析通过对实验数据进行分析,可以得出以下结论: 1. 在相同环境条件下,不同颜色的小麦种子可能表现出不同的生长情况。
例如,某些颜色的小麦种子可能比其他颜色的种子具有更好的适应性和生存能力。
2. 这种差异可能与遗传变异和自然选择有关。
在自然界中,倾向于对环境更适应的个体或特征会更容易幸存下来,繁殖后代,并将其有利基因传递给下一代。
3. 遗传变异指不同个体或群体之间基因型的差异,在这个实验中可以通过不同颜色的小麦种子来表示。
4. 自然选择是指在特定环境条件下那些在生存和繁殖方面具有优势的个体更有可能留下后代并传递自己的基因。
这种现象可以通过小麦种子的生长情况来观察和分析。
小结通过设计和进行实验,高中生可以深入了解遗传变异和自然选择对物种进化过程的重要作用。
实验结果也将帮助他们理解物种适应环境和改变的机制,并培养他们对科学探究的兴趣与能力。
同时,通过记录并分析数据,高中生还能培养观察、实验设计以及结果分析与推理等科学研究技巧。
【备考2024】生物高考一轮复习:第21讲 染色体变异

【备考2024】生物高考一轮复习第21讲染色体变异[课标要求] 举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。
[核心素养] (教师用书独具)1.通过染色体变异基本原理及其在生物学中意义的理解,建立起进化与适应的观点。
(生命观念)2.通过三种可遗传变异的比较及育种方法的比较,培养归纳与概括的能力。
(科学思维)3.通过低温诱导植物染色体数目的变化、生物变异类型的判断与实验探究以及育种方案的选择与设计,培养实验设计及结果分析的能力。
(科学探究)考点1染色体变异1.染色体数目的变异(1)染色体数目变异的类型①细胞内个别染色体的增加或减少。
②细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。
(2)染色体组①概念在大多数生物的体细胞中,染色体都是两两成对的,也就是说含有两套非同源染色体,其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
②举例野生马铃薯的染色体组:12条形态和功能不同的非同源染色体(3)单倍体、二倍体和多倍体项目单倍体二倍体多倍体概念体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体体细胞中含有两个染色体组的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体发育起点配子受精卵(通常是)受精卵(通常是)植株特点①植株弱小;②高度不育正常可育①茎秆粗壮;②叶片、果实和种子较大;③营养物质含量都有所增加体细胞染色体组数≥1 2 ≥3三倍体和四倍体形成过程形成原因自然原因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件剧变(如低温)人工诱导花药离体培养秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(1)变异类型、图解及实例(连线)提示:①—c—Ⅰ②—d—Ⅱ③—a—Ⅳ④—b—Ⅲ(2)结果:使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,导致性状的变异。
(3)对生物体的影响:大多数对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。
1.DNA分子中发生三个碱基的缺失不会导致染色体结构变异。
(√) 2.染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响。
高考生物专题精研课9 利用假说—演绎法解决生物变异类实验探究题

(3)黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交,F1的基因型 为AaXRXr、AaXrY,F2中灰身红眼果蝇所占比例为3/4(A_)×1/2(XRXr、 XRY)=3/8,黑身白眼果蝇所占比例为1/4(aa)×1/2(XrXr、XrY)=1/8,故两者的 比例为3∶1。从F2灰身红眼雌果蝇(A_XRXr)和灰身白眼雄果蝇(A_XrY)中 各随机选取一只杂交,子代中出现黑身果蝇(aa)的概率为 2/3(Aa)×2/3(Aa)×1/4=1/9,出现白眼的概率为1/2(XrXr、XrY),因此子代中 出现黑身白眼果蝇的概率为1/9×1/2=1/18。(4)由题干信息可知,三种可能 情况下,M果蝇的基因型分别为XRY、XrY、XrO。因此,本实验可以用M果 蝇与正常白眼雌果蝇(XrXr)杂交,统计子代果蝇的眼色。第一种情况下,基 因型为XRY与XrXr的果蝇杂交,子代雌果蝇全部为红眼,雄果蝇全部为白眼; 第二种情况下,基因型为XrY与XrXr的果蝇杂交,子代全部是白眼;第三种情 况下,由题图可知,XrO的个体不育,因此其与XrXr的果蝇杂交,没有子代产生。
(2)两种突变涉及两对基因(隐性突变)
【典例突破】
2.某二倍体植物(2n=24)的红花与白花受3对等位基因的控制(相关基因用A、 a,B、b和D、d表示),同时含有A、B与D基因的植株开红花,其余的植株开 白花。在对每株红花植株的自交后代进行统计时,研究人员发现某些红花 植株能稳定遗传,某些红花植株自交会出现性状分离。体细胞中缺失了一 条染色体的个体称作单体,缺失了一条1号染色体的个体称作1单体,缺失了 一条2号染色体的个体称作2单体,以此类推。现有用AABBDD植株培育成 的12种红花单体,某学者将其与基因型为aabbdd的植株进行杂交,并对12组 杂交组合的子代性状分别进行统计。回答下列问题。
专题04生物变异类型的判断【实验攻略】备战2024年高考生物热点实验分析与预测

专题04 生物变异类型的判断目录导航一、真题考法归纳考法01 借助基因突变实质考查生命观念考法02 借助细胞癌变的原理、特点考查科学探究考法03 借助染色体组的概念和特点考查生命观念考法04 借助生物育种原理考查社会责任新考法借助变异类型判断考查科学探究(三体定位和单体定位)二、常考热点实验梳理三、实验热点专练四、实验命题预测链合成提前终止。
科研人员成功合成了一种tRNA(sup—tRNA),能帮助A基因第401位碱基发生无义突变的成纤维细胞表达出完整的A蛋白。
该 sup—tRNA对其他蛋白的表达影响不大。
过程如下图。
下列叙述正确的是()A.基因模板链上色氨酸对应的位点由UGG突变为UAGB.该sup—tRNA修复了突变的基因A,从而逆转因无义突变造成的影响C.该sup—tRNA能用于逆转因单个碱基发生插入而引起的蛋白合成异常D.若A基因无义突变导致出现UGA,则此sup—tRNA无法帮助恢复读取【答案】D【解析】基因是有遗传效应的DNA片段,DNA中不含碱基U,A错误;由图可知,该sup-tRNA 并没有修复突变的基因A,但是在sup-tRNA作用下,能在翻译过程中恢复读取,进而抵消因无义突变造成的影响,B错误;由图可知,该sup-tRNA能用于逆转因单个碱基发生替换而引起的蛋白合成异常,C错误;若A基因无义突变导致出现UGA,由于碱基互补原则,则此sup-tRNA 只能帮助AUC恢复读取UAG,无法帮助UGA突变恢复读取,D正确。
2.(2021·浙江·统考高考真题)α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成,其中第1~138个氨基酸完全相同,其余氨基酸不同。
该变异是由基因上编码第 139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。
该实例不能说明()A.该变异属于基因突变B.基因能指导蛋白质的合成C.DNA片段的缺失导致变异D.该变异导致终止密码子后移【答案】C【解析】该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的,故属于基因突变,A不符合题意;基因结构的改变导致了相应蛋白质的改变,说明基因能指导蛋白质的合成,B 不符合题意;分析题意可知,该变异发生了一个碱基对的缺失,而非DNA片段的缺失,C符合题意;α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146 个氨基酸组成,说明变异后形成的蛋白质中氨基酸数目增多,可推测该变异导致终止密码子后移,D不符合题意。
高中生物必修二 学习笔记 第5章 微专题五 遗传变异相关的解题方法

遗传变异相关的解题方法一、生物变异类型的辨析1.类型根据遗传物质是否改变,变异分为可遗传的变异和不遗传的变异。
注:表观遗传虽碱基序列未改变,但属于可遗传变异。
2.关系辨析3.利用四个“关于”区分三种变异(1)关于“互换”:同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换,属于基因重组;非同源染色体之间的交换,属于染色体结构变异中的易位。
(2)关于“缺失或增加”:DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加),属于染色体结构变异;DNA分子上若干碱基的缺失、增添(增加),属于基因突变。
(3)关于变异的“质”和“量”:基因突变改变基因的质,不改变基因的量;基因重组不改变基因的质,一般不改变基因的量;染色体变异不改变基因的质,会改变基因的量或基因的排列顺序。
(4)关于变异与分裂方式变异类型变异水平细胞分裂方式基因突变分子水平变异二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂基因重组减数分裂染色体变异细胞水平变异有丝分裂、减数分裂例1图甲、乙、丙、丁分别表示不同的变异类型,其中图丙中的基因2由基因1变异而来。
下列有关说法正确的是()A.图甲、乙都表示染色体结构变异中的易位,发生在减数分裂Ⅰ的前期B .图丙表示染色体结构变异中的缺失C .图丁可能表示染色体结构变异中的缺失或重复D .如图所示的4种变异中能够遗传的是图甲和图丙所示的变异例2 下列有关变异的叙述,错误的是( )A .非同源染色体上的非等位基因之间可发生基因重组B .一般情况下,相对于DNA 病毒,RNA 病毒更容易发生基因突变C .染色体结构变异均可导致基因的种类和数目发生改变D .有丝分裂和减数分裂过程中均可发生染色体数目变异二、细胞分裂异常与生物变异1.配子中染色体出现异常的原因(1)体细胞是纯合子AABB ,若形成的配子是AAB 类型,则形成的原因是含A 的同源染色体未分离进入同一子细胞或含A 的姐妹染色单体分开后进入同一子细胞。
(2)体细胞是AaBb 杂合类型发生异常①若形成的配子是AaB 或Aab 或ABb 或aBb 类型,则形成的原因是减数分裂Ⅰ时,同源染色体未分离进入同一子细胞。
高中生物科学思维(7) 生物变异类型的判断

高中生物科学思维(7)生物变异类型的判断(2020·天津卷)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞,其基因与染色体的位置关系如图。
导致该结果最可能的原因是()A.基因突变B.同源染色体非姐妹染色单体交叉互换C.染色体变异D.非同源染色体自由组合解析:一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞,四个精细胞的基因型分别是DT、Dt、dT、dt,说明在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换,B项符合题意;若一个基因发生突变,则一个精原细胞产生的四个精细胞,有三种类型,A项不符合题意;图中没有发生染色体变异,C项不符合题意;若不发生基因突变以及同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换,则非同源染色体自由组合,一个精原细胞产生的四个精细胞,有两种类型,D项不符合题意。
答案:B1.从变异个体的数量上辨析2.从基因的种类、数量和位置上辨析3.利用四个“关于”区分三种变异(1)关于“互换”:同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换,属于基因重组;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。
(2)关于“缺失或增加”:DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加),属于染色体结构变异;DNA分子上若干碱基的缺失、增添,属于基因突变。
(3)关于变异的水平:基因突变、基因重组属于分子水平的变化,在光学显微镜下观察不到;染色体变异属于细胞水平的变化,在光学显微镜下可以观察到。
(4)关于变异的“质”和“量”:基因突变改变基因的质,不改变基因的量;基因重组不改变基因的质,一般不改变基因的量,转基因技术会改变基因的量;染色体变异不改变基因的质,会改变基因的量或基因的排列顺序。
1.某二倍体生物,让其显性纯合个体(AA)与隐性个体(aa)杂交,子代中偶然发现了1只表现为隐性的个体,关于该变异个体出现的原因不正确的是()A.基因突变B.染色体结构变异C.染色体数目变异D.互换解析:让该二倍体生物显性纯合个体(AA)与隐性个体(aa)杂交,子代正常情况下均为Aa,但是子代中偶然发现了1只表现为隐性的个体,该个体可能是基因型为aa,即发生了基因突变;基因型也可能是Oa,即发生了个别染色体缺失的现象,发生了染色体数目的变异,或者也可能是A所在的染色体部分片段缺失所致,即发生了染色体结构变异现象。
高考生物语言表达(5) 判断变异类型的实验探究

解析 (1)白花的出现是只受环境的影响还是基因突变的结果,可通过 A 和 B 分别自 交的方法,观察后代中是否再次出现白花进行判断。(2)若白花的出现是基因突变造成的, 将植株 A 和 B 分别与野生型豌豆植株杂交,子一代植株均开红花,子一代自交得到的子 二代中红花植株和白花植株的数量比均为 3∶1。据此推测白花性状的出现是隐性突变。 (3)①若 F1、F2 均开白花,则可确定植株 A、B 的白花突变是由同一对等位基因突变造成 的。②若 F1 均开红花,F2 中红花∶白花=9∶7,则可确定植株 A、B 的白花突变是由位 于非同源染色体上的两对非等位基因突变造成的。
(3)为探究两植株的白花突变是由同一对等位基因突变造成的,还是由非同源染色体 上的两对非等位基因突变造成的,研究人员在上述实验基础上继续进行以下实验。
实验步骤:将植株 A、B 进行杂交,观察、记录并统计 F1 及 F2 的表现型及比例。 实验结果及结论(不考虑交叉互换): ①若 F1、F2 均开白花,则可确定植株 A、B 的白花突变是由__同__一__对__等__位__基__因___突变 造成的。 ②若 F1 均开__红__花___,F2 中___红__花__∶__白__花__=__9_∶__7___,则可确植株 A、B 的白花突 变是由____位__于__非__同__源__染__色__体__上__的__两__对__非__等__位__基__因___突变造成的。
2.下图为一对雌雄果蝇体细胞的染色体图解,其中红眼(A)对白眼(a)为显性,长翅(D) 对残翅(d)为显性。下表为果蝇性染色体组成与其性别的关系,雌果蝇(XXY)产生的可育 配子中性染色体有 1 条或 2 条。请分析图和表回答以下问题:
性染色
体组成 XY XX XXX XXY XO XYY
高考生物二轮复习专题专练(18) 运用“假说—演绎法”构建判断变异类型题目的思维模型

高考生物二轮复习专题专练(18) 运用“假说—演绎法”构建判断变异类型题目的思维模型高考试题对于变异类型的判断主要有两种类型,一是通过设置新的情境(特别是借助染色体形态、数目示意图等),让考生判断变异类型,或通过不同变异类型的比较,揭示变异的原理、特点及意义;二是设计杂交实验,根据实验结果,判断生物变异的类型。
此类题目常利用“假说—演绎法”,围绕基因突变和染色体变异类型的判断,构建答题模型,破解考场的新情境问题。
题型一基因突变类型的实验探究从“高度”上研究高考[典例]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。
__________________________________________ ( 简要写出实验思路即可)。
(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________________________________________________________________________。
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生物变异类型的判断与实验探究
1.可遗传变异与不可遗传变异的判断
2.基因突变与基因重组的判断
3.显性突变与隐性突变的判断 显性突变:aa→Aa当代表现 (1)类型隐性突变:AA→Aa当代不表现,一旦表现 即为纯合子 (2)判断方法: ①选取突变体与其交,观察子代有无性状分离而判断。
2.某种雌雄异株的二倍体草本经济植物,其花色由同源染 色体上的一对基因控制,全为红色,在该种植物的一个 大型种群中,发现一株白色雌花,据此回答下列问题: (1)若已知该变异为一个基因突变引起的。某学生为探究 该突变基因位于常染色体上还是X染色体上,设计了如 下实验,请完善实验方案并确定该基因的位置。 实验步骤: ①根据突变植株的表现型确定则该突变属于_______(填 “显性”或“隐性”)突变。
结果预测: Ⅰ.若_______________________________________________, 则是环境改变; Ⅱ.若________________________________________________, 则是基因突变; Ⅲ.__________________________________________________, 则是减数分裂时X染色体不分离。
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。
5.变异类型实验探究题的答题模板
1.(2016· 庐江联考)芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜,又名石刀板,为 XY 型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼 苗,雌雄株都有。 (1) 仅 从 染 色 体 分 析 , 雄 性 芦 笋 幼 苗 产 生 的 精 子 类 型 将 有 ________种,比例为________。 (2)有人对阔叶芦笋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鉴定阔叶石刀板出现的原因。 ___________________________________________________ _________________________________________________。
(3)现已证实阔叶为基因突变的结果,为确定是显性突变还是隐 性突变,选用多株阔叶雌雄株进行交配,并统计后代表现型。 若____________________,则为_______________________。 若____________________,则为________________________。 (4)已经知道阔叶是显性突变所致,由于雄株芦笋幼苗产量高于 雌株,养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄,为了探求可行性, 求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型雌石刀板与阔叶 雄株杂交,你能否推断该技术人员做此实验的意图。_______ ____________________________________________________。 _____________。若杂交实验结果出现__________________, 养殖户的心愿可以实现。
3.决定玉米籽粒有色(C)和无色(c)、淀粉质(Wx)和蜡质(wx)的 基因位于9号染色体上,结构异常的9号染色体一端有染色 体结节,另一端有来自8号染色体的片段(如下图)。科学家 利用玉米染色体的特殊性进行了如图所示的研究。请回答 问题:
(1)8号染色体片段转移到9号染色体上的变异现象称为_____。 (2)如图中所示的母本在减数分裂形成配子时,这两对基因所在的 染色体________(填“能”或“不能”)发生联会。 (3)如图中所示的亲本杂交时,F1出现了四种表现型,其中表现型 为无色蜡质个体的出现,说明亲代________细胞在减数分裂过程 中,同源染色体的非姐妹染色单体间发生了________,产生了基 因型为________的重组型配子。 (4)由于异常的9号染色体上有________作为C和wx的细胞学标 记,所以可在显微镜下通过观察染色体来研究两对基因的重组现 象。将F1表现型为无色蜡质个体的组织细胞制成临时装片观察, 观察到________的染色体,可作为基因重组的细胞学证据。
4.(2012· 山东高考)几种性染色体异常果蝇的性别、育性等 如下图所示。
(1)正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组 数为________,在减数第二分裂后期的细胞中染色体数 是________条。
(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、________和 ________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交, 子代中红眼雌果蝇的基因型为__________________________。 (3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂 交,F1雌果蝇表现为灰身红眼,雄果蝇表现为灰身白眼。F2中 灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为________,从F2灰身红眼雌 果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交,子代中出现黑 身白眼果蝇的概率为________。
②让该白花雌株与红花雄株杂交,得到F1,选F1中________作 父本,________作母本杂交得F2。 ③观察F2植株花的颜色,并统计。 ④实验结果及预测: 若__________________________,则基因位于常染色体上; 若__________________________,则基因位于X染色体上。 (2)若需进一步判断该突变类型是基因突变还是染色体数目变 异,可分别取正常植株和突变植株的________制成装片,用显 微镜观察对比细胞___________________________。
(4)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交,在F1 群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有 三种可能:第一种是环境改变引起表现型变化,但基因型未 变;第二种是亲本果蝇发生基因突变;第三种是亲本雌果蝇在 减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验,确定M 果蝇的出现是由哪一种原因引起的。 实验步骤:________________________________________。