不同变异类型的判断方法(谭家学)

不同变异类型的判断方法

谭家学（湖北省十堰市郧阳区第二中学442500）

生物的性状既受基因控制，又受环境的影响，按变异能否遗传分为可遗传变异和不可遗传变异两种。可遗传的变异又分为基因突变、基因重组和染色体变异。变异类型的探究方法是理解生物变异的基础。

一、判断可遗传变异和不可遗传变异的方法

两类变异的本质区别即遗传物质是否改变，改变则能遗传给后代，环境引起性状改变但遗传物质未改变则不能遗传；故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。

方法一：利用变异类型与原来的未发生变异类型杂交，观察子二代表现结果，若后代仍有该变异性状（或出现性状分离），则为遗传物质改变引起的可遗传变异；若后代无该变异性状，则为环境引起的不可遗传变异。

方法二：将变异类型的子代与原来的未发生变异的类型种植（饲养）在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则变异由环境引起的是不可遗传变异，否则是由遗传物质改变引起的可遗传变异。

【例1】玉米植株有高茎、矮茎之分。据此完成下列问题：矮茎玉米幼苗经适宜浓度的生长素类似物处理，可以长成高茎植株。为了探究该变异性状是否能稳定遗传，生物科技小组设计实验方案如下。请你写出实验预期及相关结论，并回答问题。

（1）实验步骤：

①在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前，分别用纸袋将雌穗、雄穗套住，防止异株之间传粉。

②雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。

③雌穗上种子成熟后，收藏保管，第二年播种观察。

（2）实验预期及相关结论：

①；②。（3）问题：

①预期最可能的结果：。

②对上述预期结果的解释：。【解析】如果玉米的高茎变异是环境引起的，遗传物质没有改变，则自交后代的植株都是矮茎；如果遗传物质发生了改变，则自交后代便会有高茎存在。

【答案】（2）①子代玉米苗有高茎植株，说明生长素类似物引起的变异能够遗传

②子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生长素类似物引起的变异不能遗传

（3）①子代玉米植株全是矮茎

②适宜浓度的生长素类似物能促进细胞的伸长生长，但不能改变细胞的遗传物质

二、判断基因突变与基因重组的方法

方法一：根据亲代基因型判断：如果亲代基因型为BB或bb，则引起B与b不同的原因是基因突变；如果亲代基因型为Bb，则引起B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。

方法二：根据细胞分裂方式判断：①若为体细胞有丝分裂（如根尖分生区细胞、受精卵等）中染色体上基因不同，则是基因突变的结果；②若为减数分裂过程中染色体上基因不同，则可能是基因突变（间期）或基因重组（减数第一次分裂）的结果。

方法三：根据染色体图示判断：①如果是有丝分裂后期图中，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果；②如果是减数第二次分裂后期图中，两条子染色体（同白或同黑）上的两基因不同，则为基因突变的结果；③如果是减数第二次分裂后期图中，两条子染色体（颜色不一致）上的两基因不同，则为交叉互换（基因重组）的结果。

【例2】（2016年湖北十堰市冲刺模拟）甲图是某哺乳动物体细胞中部分染色体及其上的基因示意图，乙、丙、丁图为该动物的处于不同分裂时期的染色体示意图。下列叙述正确的是

A．甲、乙、丙图示细胞中都含有同源染色体，8条染色单体出现

B．在乙、丙、丁图示细胞中，仅乙为有丝分裂且含4个染色体组

C．甲、丙图示细胞均含有两个染色体组，丁图细胞为次级精母细胞

D．甲图所示两姐妹染色单体携带的基因不同，原因可能是发生过基因突变或交叉互换【解析】选B。甲、乙、丙图示细胞中都含有同源染色体，甲、丙细胞中出现8条染色单体，乙细胞中没有染色单体，A项错误；在乙、丙、丁图示细胞中，仅乙为有丝分裂，因乙细胞中形态相同的染色体有4条，所以有4个染色体组，B项正确；甲、丙图示细胞均含有两个染色体组，因该哺乳动物为雌性，所以丁图细胞为次级卵母细胞或极体，C项错误；甲细胞中有一条染色体的两条姐妹染色体单体上具有等位基因，且处于有丝分裂前期，其原因可能是发生过基因突变，D项错误。

三、判断基因突变与染色体变异的方法

方法一：镜检。在显微镜下观察，若染色体形态、数目、结构发生了改变，为染色体变异；否则，为基因突变。

方法二：观察是否有新基因（新性状）。染色体结构变异使排列在染色体上的“基因数目或排列顺序”发生改变，从而导致性状的变异。基因突变是“基因结构”的改变，包括DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失。基因突变导致“新基因”的产生，染色体结构变异未形成新的基因。

【例3】（2016·新课标Ⅲ卷）基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。

回答下列问题：

（1）基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者。（2）在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以为单位的变异。

（3）基因突变既可由显性基因突变为隐性基因（隐性突变），也可由隐性基因突变为显性基因（显性突变）。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子代中能观察到该显性突变的性状；最早在子代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子代中能分离得到隐性突变纯合体。

【答案】（1）少（2）染色体（3）一二三二

【解析】（1）基因突变是指基因中发生的碱基对的替换、增添和缺失，只涉及一个基因中部分碱基对的数目或排列顺序的改变；而染色体变异涉及染色体某一片段的改变或染色体组形式增减或个别染色体增减，所以往往改变多个基因的碱基对数目和排列顺序，基因突变涉及的碱基对数目较少。（2）染色体变异可分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。所以在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生染色体为单位的变异。（3）AA植株发生隐性突变后基因型变为Aa，而aa植株发生显性突变后基因型也可变为Aa，题目中已知在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，所以不论是显性突变还是隐性突变，在子一代中的基因型都是Aa，该基因型个体表现显性性状，最早可在子一代观察到显性突变的性状；该种植物自花传粉，且子一代基因型为Aa，则子二代的基因型有AA、Aa、aa三种，故最早在子二代中观察到该隐性突变的性状（aa）；子一代虽然出现了显性突变纯合体（AA），但与基因型Aa的杂合子区分不开，需要再自交一代，若后代不发生性状分离，才可证明基因型为AA，故最早在子三代中分离得到显性突变体（AA）；只有隐性突变纯合体（aa）才表现隐性性状，所以该性状一经出现，即可确定是纯合体，故最早在子二代中分离得到隐性突变纯合体（aa）。

四、判断染色体结构变异中的易位与基因重组中的交叉互换的方法

方法：若发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，为基因重组中的交叉互换，在光学显微镜下观察不到；若是染色体在断裂后在非同源染色体之间差错结合，更换位置，则为染色体结构变异中的易位，在光学显微镜下可以观察到。

【例4】下图1、图2表示某种生物的两种染色体行为示意图，其中①和②、③和④互为同源染色体，则两图所示的变异（）