苏教版必修2同步讲义及练习第四章 12.docx

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苏教版必修2同步讲义及练习第四章12

微专题七　遗传变异的相关解题方法

[学习目标]　1.了解三种可遗传变异的区别。

2.学会变异类型的判断方法。

一、基因突变、基因重组和染色体变异的区别

例1

　（2018·合肥联考）下图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像，其中能够体现基因重组的是（　　）

A.①③B.①④C.②③D.②④

答案　B

解析　图①表示四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，能够实现基因重组；图②表示染色体结构变异中的易位；图③表示有丝分裂后期，着丝点分裂导致两套相同的染色体分别移向细胞两极，在这个过程中不发生基因重组；图④表示减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组。

方法总结

1.三种变异的共同点

基因突变、基因重组和染色体变异都会引起遗传物质的改变，都是可遗传变异，但不一定遗传给后代。

三种变异都为生物的进化提供了原材料。

2.三组变异的图形识别

（1）染色体结构变异与基因突变图形辨析

图中①②③分别属于染色体结构变异的缺失、重复和倒位，原有基因的数目或排列顺序发生改变；④为基因突变，产生了⑤所指的新基因n。

（2）易位与交叉互换图形辨析

图中甲为非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。

乙为同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组。

（3）三体与三倍体的图形辨析

图A中只有一种形态的染色体有三条，而其他均有两条，则判断为三体。

图B中每种形态的染色体都是三条，且是由受精卵发育而来的，是三倍体，两者都属于染色体数目的变异。

3.变异水平问题

变异类型

变异水平

显微观察结果

可发生的细胞分裂方式

基因突变

分子水平变异

显微镜下不可见

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

显微镜下可见

有丝分裂、减数分裂

4.不同生物变异的来源

（1）病毒的可遗传变异的来源是基因突变。

（2）原核生物可遗传变异的来源是基因突变。

（3）真核生物可遗传变异的来源

①进行无性生殖时——基因突变和染色体变异。

②进行有性生殖时——基因突变、基因重组和染色体变异。

变式1

　细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是（　　）

A.染色体不分离或不能够移向两极，导致染色体数目变异

B.非同源染色体自由组合，导致基因重组

C.染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变

D.非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异

答案　B

解析　有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体不分离或不能移向两极，从而导致染色体数目变异；非同源染色体自由组合，导致基因重组只能发生在减数分裂过程中；有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期都能发生染色体复制，受诱变因素影响，可导致基因突变；非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中。

二、变异类型的判断方法

例2

　如图是某二倍体（AABb）动物的几个细胞分裂示意图。

下列据图判断错误的是（　　）

A.甲细胞表明该动物发生了基因突变

B.乙细胞表明该动物最可能在减数第一次分裂的间期发生了基因突变

C.丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生了交叉互换

D.甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代

答案　D

解析　据题干中甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂示意图分析可知：

甲细胞处于有丝分裂后期，染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果；乙细胞处于减数第二次分裂后期，其染色体上基因A与a不同，没有交叉互换的特征只能是基因突变的结果；丙细胞也处于减数第二次分裂后期，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的。

若甲细胞分裂产生体细胞，产生的变异一般不遗传给后代。

方法总结

1.关于基因突变、基因重组和染色体变异的判断

（1）“三看法”判断基因突变与基因重组

①一看亲子代基因型

a.如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。

b.如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。

②二看细胞分裂方式

a.如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。

b.如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。

③三看细胞分裂图

a.如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两个基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。

b.如果是减数第二次分裂后期图像，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，如图乙。

c.如果是减数第二次分裂后期图像，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，如图丙。

（2）若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。

2.判断可遗传变异和不可遗传变异的方法

（1）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。

（2）与原来类型在相同环境下种植，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。

（3）自交观察后代是否发生性状分离。

变式2

　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）①预期最可能的结果：

____________________________________________________。

②对上述预期结果的解释：

____________________________________________________

__________________________________________________________________________。

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使矮茎玉米长成高茎，但不能改变细胞的遗传物质（其他正确答案也可）

解析　如果玉米的高茎变异是由环境引起的，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，则自交后代仍然会有高茎存在。

1.（2018·辽宁东北育才期中）一只杂合长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇杂交，产生一只三体长翅雄果蝇，其基因型可能为AAa或Aaa。

已知三体在减数分裂过程中，三条中随机两条配对，剩余一条随机分配至细胞一极。

为确定该三体果蝇的基因型（不考虑基因突变），让其与残翅雌果蝇测交，下列说法正确的是（　　）

A.AAa产生的原因只能为父本减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开

B.Aaa产生的原因只能为母本减数第一次分裂时姐妹染色单体没有分开

C.如果后代表现型及比例为长翅∶残翅＝5∶1，则该三体果蝇的基因型为Aaa

D.如果后代表现型及比例为长翅∶残翅＝1∶1，则该三体果蝇的基因型为AAa

答案　A

解析　根据题意可知，一只杂合长翅雄果蝇（Aa）与一只残翅雌果蝇（aa）杂交，若产生基因型为AAa的三体，a来自母本，则AA来自父本，原因是父本减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开，A项正确；基因型为Aaa的三体产生的原因可能有两种：

①Aaa由含有a基因的卵细胞和含有Aa基因的精子结合形成的受精卵发育而来，②Aaa由含有aa基因的卵细胞和含有A基因的精子发育而来。

①中含有Aa基因的精子产生的原因是父本减数第一次分裂时含有A、a基因的同源染色体没有分离（减数第二次分裂正常），②中含有aa基因的卵细胞产生的原因是母本减数第一次分裂时含a、a基因的同源染色体没有分开，或是减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开，B项错误；如果该三体果蝇的基因组成为Aaa，产生的配子类型及比例是A∶aa∶Aa∶a＝1∶1∶2∶2，与残翅雌果蝇（aa）测交，后代的基因型及比例为Aa∶aaa∶Aaa∶aa＝1∶1∶2∶2，则长翅∶残翅＝1∶1，C项错误；如果该三体果蝇的基因组成为AAa，产生的配子类型及比例是AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，与残翅雌果蝇（aa）测交，后代的基因型及比例为AAa∶aa∶Aaa∶Aa＝1∶1∶2∶2，则长翅∶残翅＝5∶1，D项错误。

2.（2018·赣州期末）如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。

相关叙述正确的是（　　）

A.图中4种变异中能够遗传的变异是②③④

B.③中的变异属于染色体结构变异中的缺失

C.④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复

D.①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换

答案　C

解析　图中4种变异都属于可遗传的变异，A项错误；图③中的变异属于基因突变，B项错误；图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复，C项正确；图①表示同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换（基因重组），而图②表示易位，发生在非同源染色体之间，D项错误。

3.（2018·武汉高一检测）下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像，请根据图像判定每个细胞发生的变异类型（　　）

A.①基因突变　②基因突变　③基因突变

B.①基因突变或基因重组　②基因突变　③基因重组

C.①基因突变　②基因突变　③基因突变或基因重组

D.①基因突变或基因重组　②基因突变或基因重组　③基因重组

答案　C

解析　图中①②分别属于有丝分裂的中期和后期，A与a所在的DNA分子都是经过复制而得到的，由于交叉互换只发生在减数分裂过程中，所以图中①②的变异只能属于基因突变；③属于减数第二次分裂的后期，由于减数分裂过程中可以发生交叉互换，所以不能确定A与a的不同是基因突变还是基因重组的结果。

4.（2018·潍坊质检）洋葱根尖分生区细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因可能是（　　）

A.复制出现差错

B.发生过交叉互换

C.联会发生紊乱

D.发生了自由组合

答案　A

解析　根尖分生区细胞进行的是有丝分裂，着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，说明发生了基因突变，可能是DNA复制时出现差错。

5.（2018·马鞍山一中期中）果蝇具有繁殖速度快、培养周期短、染色体数目少、可区分的性状多等特点，是遗传学研究的好材料。

请回答下列有关问题：

（1）果蝇的体细胞有____对染色体，该果蝇是______性。

（2）摩尔根利用X射线照射处理红眼果蝇，之所以能获得白眼果蝇是因为发生了______。

（3）图1为果蝇的原始生殖细胞中染色体组成及染色体上部分基因分布的示意图，该果蝇的基因型是________，该果蝇最多能产生________种卵细胞。

（4）一个如图1所示的卵原细胞产生了一个ADXW的极体，那么与该极体同时产生的卵细胞基因型为________或________。

（5）图2是该果蝇Ⅳ号染色体结构发生异常时出现的情况，该异常属于________。

答案　

（1）4　雌　

（2）基因突变　（3）AaDDXWXw　4　（4）ADXW　aDXw　（5）易位

解析　

（1）果蝇的体细胞有4对同源染色体，是二倍体生物，该果蝇的性染色体组成为XX，属于雌性。

（2）X射线照射处理红眼果蝇从而获得了白眼果蝇，这是由于X射线照射导致果蝇发生了基因突变。

（3）该果蝇是雌果蝇，其基因型为AaDDXWXw，又由于三对等位基因分别位于三对同源染色体上，该果蝇最多能产生的卵细胞为2×1×2＝4（种）。

（4）如果卵原细胞产生了一个ADXW的极体，那么，如果该极体是由次级卵母细胞产生的，则与该极体同时产生的卵细胞基因型为ADXW，如果该极体是由第一极体经过减数第二次分裂产生的，则卵细胞的基因型为aDXw。

（5）从图2中可以看出该染色体异常属于一条染色体上的片段移接到另一条非同源染色体上，这种变异叫易位。

[对点训练]

题组一　基因突变、基因重组和染色体变异的区别

1.下列关于染色体变异和基因突变的主要区别的叙述，错误的是（　　）

A.染色体结构变异是染色体的一个片段缺失、重复、倒位或易位等，而基因突变则是DNA分子中碱基对的替换、增加或缺失

B.原核生物与真核生物均可以发生基因突变，但只有真核生物能发生染色体变异

C.基因突变一般是微小突变，其对生物体影响较小，而染色体结构变异是较大的变异，其对生物体影响较大

D.染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别，而基因突变则不能

答案　C

解析　基因突变是分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基对的改变，在光学显微镜下观察不到，原核生物和真核生物都可以发生；染色体结构变异是染色体的一个片段的变化，只有真核生物可以发生；基因突变和染色体结构变异都可能对生物体产生较大影响。

2.（2017·黑龙江双鸭山期中）某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。

减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。

下列叙述正确的是（　　）

A.图甲所示的变异属于基因重组

B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞

C.如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种

D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代

答案　D

解析　分析图示可知：

一条14号和一条21号染色体相互连接时，还丢失了一小段染色体，说明是染色体变异而不是基因重组，A项错误；染色体在细胞分裂中期形态比较固定，所以观察异常染色体应选择处于分裂中期的细胞，B项错误；减数分裂时同源染色体发生分离，应该产生（14号和21号、异常，14号和异常、21号，14号、异常和21号）共6种精子，C项错误；当配对的三条染色体中，正常的14号和21号两条染色体在一起时，就能产生正常的精子，因而该男子与正常女子婚配能生育出染色体组成正常的后代，D项正确。

3.（2018·河南漯河高一下期末）下列有关生物变异的叙述，正确的是（　　）

A.即使遗传物质不发生改变，生物也可能出现变异性状

B.在细胞分裂过程中，如果染色体数目发生了变化，则说明发生了染色体变异

C.在减数分裂过程中，如果同源染色体之间发生了交叉互换，则说明发生了染色体结构变异

D.如果某果蝇的长翅基因缺失，则说明其发生了基因突变

答案　A

解析　环境条件的改变也能引起生物性状的变异，但遗传物质不发生改变，A正确；有丝分裂后期染色体数目加倍，末期又减半，没有发生染色体变异，B错误；如果同源染色体之间发生了交叉互换，说明发生了基因重组，C错误；如果果蝇的长翅基因缺失，说明发生了染色体结构变异中的缺失，D错误。

4.（2018·郑州联考）双亲正常，生出了一个染色体组成为44＋XXY的孩子，关于此现象的分析，正确的是（　　）

A.若孩子不患色盲，出现的异常配子一定为父亲产生的精子

B.若孩子患色盲，出现的异常配子一定为母亲产生的卵细胞

C.若该孩子长大后能产生配子，则产生含有X染色体配子的概率是

D.正常双亲的骨髓造血干细胞中含有23个四分体

答案　B

解析　根据题意分析可知，双亲正常生出一个染色体组成为44＋XXY的孩子，则该孩子是由染色体组成分别为22＋Y的精子和22＋XX的卵细胞结合形成的或22＋XY的精子和22＋X的卵细胞结合形成的，如果孩子不患色盲，并且双亲的表现型正常，出现的异常配子可能为父亲产生的精子，也可能是母亲产生的卵细胞，A项错误；色盲的遗传方式为伴X染色体隐性遗传，如果孩子患色盲，则色盲基因只能来自母亲，则出现的异常配子一定为母亲产生的卵细胞，B项正确；如果该孩子长大后能产生配子，则配子类型及比例为X∶XY∶XX∶Y＝2∶2∶1∶1，则含有X染色体配子的概率占，C项错误；四分体出现在减数第一次分裂前期，而正常双亲的骨髓造血干细胞只能进行有丝分裂，故不会出现四分体，D项错误。

5.遗传学检测两个人体细胞中的两种基因组成，发现甲为AaB，乙为AABb。

对于甲缺少一个基因的可能的原因分析，错误的是（　　）

A.染色体结构变异B.染色体数目变异　C.基因突变D.可能是男性

答案　C

解析　甲中缺少一个基因的原因可能是该基因在X染色体非同源区段上，Y染色体上没有相应的基因或等位基因，也可能是染色体部分片段的缺失，还有一种可能是该细胞中缺少了一条染色体。

基因突变只能改变基因的类型而不能改变基因的数目。

6.（2018·西安调研）甲磺酸乙酯（EMS）能使鸟嘌呤变成7乙基鸟嘌呤，后者不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。

为获得更多的水稻变异类型，育种专家常用适宜浓度的EMS溶液浸泡种子后再进行大田种植。

下列叙述错误的是（　　）

A.使用EMS浸泡种子可以提高基因突变的频率

B.EMS的处理可使DNA序列中G—C碱基对发生改变

C.获得的变异植株细胞核DNA中的嘌呤含量高于嘧啶

D.经EMS处理后，水稻体细胞中的染色体数目保持不变

答案　C

解析　人工使用EMS浸泡种子能使鸟嘌呤变成7乙基鸟嘌呤，DNA序列中的G—C碱基对发生改变，能提高基因突变的频率，A、B正确；获得的变异植株细胞核的DNA分子是双螺旋结构，严格遵循碱基互补配对原则，嘌呤碱基与嘧啶碱基配对，二者含量相等，C错误；EMS只是使鸟嘌呤变成7乙基鸟嘌呤，即碱基对的替换，属于基因突变，没有改变染色体数目，D正确。

7.A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于一对同源染色体上，其中一条染色体上有部分来自其他染色体的片段，如图所示。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A.A和a、B和b均符合基因的分离定律

B.可以通过显微镜来观察这种染色体移接现象

C.其他染色体的片段移接到该染色体上的现象称为基因重组

D.同源染色体上非姐妹染色单体发生交叉互换后可能产生4种配子

答案　C

解析　同源染色体上成对的基因都遵循基因分离定律，A正确；题中染色体片段移接的现象称为易位，属于染色体结构变异，可以通过显微镜观察到，B正确，C错误；减数分裂过程中不发生变异的情况下可产生两种配子，有交叉互换的话，考虑两对基因，可能产生4种配子，D正确。

题组二　变异类型的判断方法

8.如图是三种因相应结构发生替换而产生变异的示意图，下列相关判断错误的是（　　）

A.镰刀型细胞贫血症的变异类型类似于过程①

B.过程②的变异类型为基因重组，发生在减数第一次分裂前期

C.过程③能在光学显微镜下观察到

D.杂交育种的原理是过程③

答案　D

解析　镰刀型细胞贫血症的患病原因是基因突变，与过程①类似，A正确；过程②表示的是同源染色体中非姐妹染色单体之间的交叉互换，变异类型属于基因重组，发生在减数第一次分裂前期，B正确；过程③表示染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上而引起的变异，即易位，这属于染色体结构变异，在光学显微镜下能够观察到，C正确；杂交育种的原理是基因重组，D错误。

9.人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。

临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。

积聚在细胞内的131I可能直接（　　）

A.插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变

B.替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变

C.造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异

D.诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代

答案　C

解析　碘是人体甲状腺激素的构成元素，为组成人体的微量元素。

由于131I有放射性，能诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因突变，但这属于体细胞的基因突变，不会遗传给下一代，D项错误。

131I不是碱基类似物，故不能直接插入到DNA分子中，也不能替换DNA分子中的某一碱基，A、B项错误。

大剂量的放射性元素会引起染色体结构变异，C项正确。

10.下列图示过程可存在基因重组的是（　　）

答案　A

解析　A项中若两对等位基因位于非同源染色体上，则会发生基因重组；B项中表示受精作用，不发生基因重组；C项中细胞处于减数第二次分裂后期，不发生基因重组；D项中只有一对等位基因A、a，只能发生基因分离，不能发生基因重组。

11.染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的改变。

下图中，甲、乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊三图分别表示某染色体变化的三种情形。

则下列有关叙述正确的是（　　）

A.甲可以导致戊的形成

B.乙可以导致丙的形成

C.甲可以导致丁或戊两种情形的产生

D.乙可以导致戊的形成

答案　D

12.下列与生物变异有关的叙述，错误的是（　　）

A.同源染色体的非姐妹染色单体间的互换引起的变异是基因重组

B.γ射线处理使染色体上某基因数个碱基丢失引起的变异属于基因突变

C.三倍体无子西瓜的培育过程产生的变异属于可遗传的变异

D.体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体

答案　D

解析　同源染色体上的非姐妹染色单体间的交叉互换引起位于同源染色体上的等位基因重新组合，该变异属于基因重组；γ射线处理使染色体上某基因数个碱基丢失导致基因结构发生改变而引起的变异属于基因突变；三倍体无子西瓜的培育过程产生的变异是染色体数目变异，属于可遗传的变异；由受精卵发育而来的体细胞中含有两个染色体组的个体为二倍体，由配子直接发育而来的体细胞中含有两个染色体组的个体为单倍体。

[综合强化]

13.某植物（2n＝24）的正常植株（A）对矮生植株（a）为显性。

回答下列问题：

（1）如图为这种植物（基因型为Aa）__________分裂____________时期部分染色体的示意图。

如果1号染色单体上的基因为A，则2号最可能是________。

（2）若该植物AA（♀）×aa（♂）时，A基因所在的那一对同源染色体在减数第一次分裂时不分离，则母本产生的雌配子染色体数目为____或____。

此种变异类型属于可遗传变异中的____。

答案　

（1）减数　四分体　a　

（2）13　11　染色体（数目）变异

解析　

（1）分析图示可知，该图所示为生物细胞进行减数分裂四分体时期部分染色体的示意图。

2号和3号染色单体之间发生了交叉互换，因该植物的基因型为Aa，如果1号染色单体上的基因为A，则2号中与1号A相对应的基因最可能是a。

（2）该植物体细胞中的染色体数目为2n＝24条。

若A基因所在的那一对同源染色体在减数第一次分裂时不分离，则产生的次级卵母细胞中的染色体数目为13条或11条，所以该母本产生的雌配子染色体数目为13条或11条。

此种变异类型属于可遗传变异中的染色体数目变异。

14.（2018·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。

请回答下列问题：

（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__