高考生物精准备考一轮全国通用版讲义必修二第三单元生物变异育种和进化

第三单元eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,,,))生物变异、育种和进化eq\a\vs4\al(第1讲基因突变和基因重组)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(1.基因突变的特征和原因?Ⅱ?,2.基因重组及其意义?Ⅱ?)))eq\a\vs4\al(考点一基因突变)[思维导图·成一统][基础速练·固根基]1．判断下列说法的正误(1)X射线处理既可以引起基因突变，也可能导致染色体变异(√)(2)由基因B1突变的等位基因B2可能是由于碱基对替换或碱基对插入造成的(√)(3)突变基因序列模板链的1个G突变为A，推测密码子发生的变化可以是由CGA突变为UGA(√)(4)DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或替换，导致基因突变(√)(5)观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置(×)(6)人类镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是基因突变(√)(7)基因突变通常发生在DNA→RNA的过程中(×)(8)基因是具有遗传效应的DNA片段，HIV的遗传物质是RNA，不能发生基因突变(×)(9)若没有外界因素的影响，基因就不会发生突变(×)(10)诱变获得的突变体多数表现出优良性状(×)(11)基因突变的方向是由环境决定的(×)(12)为了确定在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现的一株红花豌豆是否是基因突变的结果，应检测和比较红花植株与白花植株中花色基因的DNA序列(√)2．连线基因突变的特点3．连线诱发基因突变的因素[师说考点·解疑难]1．基因突变的原因及与进化的关系2．基因突变对蛋白质与性状的影响(1)基因突变对蛋白质的影响：碱基对影响范围对氨基酸序列的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列增添大不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列(2)基因突变不一定导致生物性状改变的原因：①突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段。②基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。[归纳拓展]与基因突变有关的四个知识点细胞分裂在细胞分裂间期，DNA复制时，DNA分子双链打开，脱氧核苷酸链极其不稳定，容易发生碱基对的变化细胞癌变癌细胞是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致生物育种诱变育种是利用基因突变的原理进行的生物进化基因突变为生物进化提供原始材料[研透考情·备高考]考向一直接考查基因突变及其结果1．(2016·江苏高考)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是()A．杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点B．基因pen的自然突变是定向的C．基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料D．野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离解析：选C抗药靶位点使杀虫剂不能与靶位点结合；基因突变是不定向的；基因突变能为生物进化提供原材料；野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间只是基因型不同，仍属于同种生物，不存在生殖隔离。2．(2016·天津高考)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：枯草杆菌核糖体S12蛋白第55—58位的氨基酸序列链霉素与核糖体的结合在含链霉素培养基中的存活率(%)野生型…-P-eq\x(K)-K-P-…能0突变型…-P-eq\x(R)-K-P-…不能100注：P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸。下列叙述正确的是()A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变解析：选A根据表中信息可知，链霉素通过与野生型枯草杆菌的核糖体的结合，抑制翻译过程，进而起到杀菌作用，突变型枯草杆菌中核糖体S12蛋白氨基酸序列改变，使链霉素不能与核糖体结合，从而对链霉素产生抗性；突变型与野生型相比只是一个氨基酸的不同，因此是碱基对的替换造成的，而非缺失；基因突变具有不定向性，链霉素只是对突变体起筛选作用。[归纳拓展]关于基因突变的“一定”和“不一定”问题(1)基因突变一定会引起基因结构的改变，即基因中碱基排列顺序的改变。(2)基因突变不一定会引起生物性状的改变。(3)基因突变不一定都产生等位基因。病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。(4)基因突变不一定都能遗传给后代。①基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可能通过无性生殖传递给后代。②如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。考向二依据性状改变判断基因突变的类型3．(2016·海南高考)依据中心法则，若原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，则该DNA序列的变化是()A．DNA分子发生断裂B．DNA分子发生多个碱基增添C．DNA分子发生碱基替换D．DNA分子发生多个碱基缺失解析：选C原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，可能的原因是DNA分子发生碱基替换。碱基增添或缺失均会导致多个氨基酸序列的改变。4．下面为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是()A．①处插入碱基对G—CB．②处碱基对A—T替换为G—CC．③处缺失碱基对A—TD．④处碱基对G—C替换为A—T解析：选B根据图中1168位的甘氨酸的密码子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的，那么1169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG，由此可推知该基因发生的突变是②处碱基对A－T被替换为G－C。5．编码酶X的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶Y。下表显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正确的是()比较指标①②③④酶Y活性/酶X活性100%50%10%150%酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目11小于1大于1A．状况①一定是因为氨基酸序列没有变化B．状况②一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50%C．状况③可能是因为突变导致了终止密码位置变化D．状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加解析：选C基因突变引起氨基酸种类替换后，蛋白质的功能不一定发生变化；蛋白质功能取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构，状况②中酶Y与酶X的氨基酸数目相同，所以肽键数不变；状况③氨基酸数目减少，最可能的原因是突变导致了终止密码位置提前；基因突变不会导致tRNA种类改变。[归纳拓展]基因突变类型的“二确定”(1)确定突变的形式：若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增添或缺失。(2)确定替换的碱基对：一般根据突变前后转录成mRNA的碱基序列判断，若只有一个碱基不同，则该碱基所对应的基因中的碱基即为替换碱基。eq\a\vs4\al(考点二基因重组)[思维导图·成一统][基础速练·固根基]1．判断下列说法的正误(1)减数第二次分裂时，非姐妹染色单体之间自由组合(×)(2)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间自由组合，导致基因重组(×)(3)同源染色体的非姐妹染色单体的交换可引起基因重组(√)(4)纯合子自交因基因重组导致子代性状分离(×)(5)一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体存在基因重组(×)(6)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组(×)(7)非同源染色体自由组合，导致在减数分裂过程中发生基因重组(√)(8)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生的生命活动是基因突变和基因重组(√)2．据图填空下图a、b为减数第一次分裂不同时期的细胞图像，那么(1)a图发生基因重组的原因是：等位基因随非姐妹染色单体交换。(2)b图发生基因重组的原因是：非等位基因随非同源染色体自由组合。3．区分基因突变与基因重组(1)填表比较基因突变和基因重组：项目基因突变基因重组变异本质基因分子结构发生改变原有基因的重新组合发生时期一般发生于细胞分裂间期减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期适用范围所有生物(包括病毒)进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物结果产生新基因(等位基因)，控制新性状产生新基因型，不产生新基因意义是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料生物变异的重要来源，有利于生物进化应用人工诱变育种杂交育种联系通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础(2)根据图示确定细胞分裂的类型和变异的类型：图示分裂类型有丝分裂减数分裂变异类型基因突变基因突变或基因重组[题组练透·过考点]题组一基因重组的类型及意义1．下列有关基因重组的说法，错误的是()A．基因重组是生物变异的根本来源B．基因重组能够产生多种基因型C．有性生殖过程可发生基因重组D．非同源染色体上的非等位基因可发生重组解析：选A生物变异的根本来源是基因突变；基因重组能够形成新的基因型；基因重组发生于有性生殖过程中；非同源染色体上的非等位基因在减数第一次分裂的后期发生基因的自由组合。2．(2017·盐城期中)下列有关基因重组的叙述，正确的是()A．基因重组只能发生于真核生物的有性生殖过程中B．基因重组发生于有丝分裂或减数分裂的后期C．基因重组是通过产生新的基因而影响生物性状的D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能解析：选D肺炎双球菌(原核生物)转化实验以及转基因技术都可发生基因重组；基因重组可发生在减数第一次分裂的前期或者后期，不能发生在有丝分裂过程中；基因重组通过产生新的基因型影响生物的性状；花药内形成精子的过程中可发生基因重组，根尖细胞只能进行有丝分裂，不能发生基因重组。题组二细胞分裂图中基因突变和基因重组的判断3．右图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断()A．此细胞含有4个染色体组，8个DNA分子B．此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDdC．此细胞发生的一定是显性突变D．此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组解析：选D图示细胞有2个染色体组，8个DNA分子；细胞中正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，即基因重组；图中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因为D和d，其对应的同源染色体上含有d、d，但不能确定的是D突变成d，还是d突变成D，故可能发生的是隐性突变，也可能发生的是显性突变。4．某雄性动物的基因型为AaBb。如图是其一个精原细胞减数分裂过程中的两个不同时期细胞分裂图像。相关叙述正确的是()A．图甲细胞处于减数第一次分裂，称为初级精母细胞B．由图甲可知，该精原细胞在分裂过程中发生了基因突变C．由图乙可知，另三个精细胞的基因型分别为ab、AB、ABD．在减Ⅰ后期，移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b解析：选D图甲细胞中没有同源染色体，处于减数第二次分裂前期，为次级精母细胞；由图甲可知，四分体时期染色体发生交叉互换，由此引起的变异属于基因重组；该细胞经减数分裂形成的四个精子，可能发生过交叉互换，如果发生交叉互换，则其基因型分别为AB、aB、Ab、ab；根据图中细胞中的基因及染色体颜色可知，该细胞在减数第一次分裂前期发生过交叉互换，在减数第一次分裂后期，移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b。[归纳拓展]从三个方面判断基因重组和基因突变(1)根据亲代基因型判断：①如果亲代基因型为BB或bb，而后代中出现b或B的原因是基因突变。②如果亲代细胞的基因型为Bb，而子代细胞中出现BB或bb的原因是基因突变或交叉互换。(2)根据细胞分裂方式判断：①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变。②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能是基因突变或交叉互换。(3)根据染色体图示判断：①如果是有丝分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因不同，则为基因突变的结果。(如图甲)②如果是减数第一次分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因(同白或同黑)不同，则为基因突变的结果。(如图甲)③如果是减数第二次分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因(颜色不一致)不同，则为交叉互换(基因重组)的结果。(如图乙)[课堂练真题—明高考规律]1．(2015·海南高考)关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是()A．等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因B．X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率C．基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变D．在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变解析：选B基因突变具有不定向性，等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因；X射线的照射会影响基因B和基因b的突变率；基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变；在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变。2．(2015·江苏高考)经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是()A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异解析：选A变异具有不定向性，不存在主动适应。X射线可导致生物体发生基因突变或染色体变异。白花植株与原紫花品种杂交，若后代都是紫花植株，则白花植株是隐性突变的结果，若后代都是白花或既有白花又有紫花，则是显性突变的结果。白花植株的自交后代中若出现白花植株，则是可遗传变异；若全是紫花植株，则是不遗传变异。3．(2013·海南高考)某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是()A．该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的B．基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同C．基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码D．基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中解析：选D新基因的产生依靠基因突变，基因突变包括碱基对的缺失、增添和替换；B1和B2基因的碱基排列顺序不同，其转录的mRNA碱基序列不同，但是由于密码子的简并性，其翻译合成蛋白质可能相同也可能不同；生物指导蛋白质合成的过程中，使用同一套密码子；B1和B2为等位基因，存在于一对同源染色体上，故而可以存在于同一个体细胞中。但是二倍体生物的配子中的遗传物质减半，不考虑染色体变异的情况下，配子中只含有一个染色体组，不可能含有两个等位基因，故B1和B2基因不可以存在于同一个配子中。4．(2014·北京高考)拟南芥的A基因位于1号染色体上，影响减数分裂时染色体交换频率，a基因无此功能；B基因位于5号染色体上，使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒分离，b基因无此功能。用植株甲(AaBB)与植株乙(AAbb)作为亲本进行杂交实验，在F2中获得了所需的植株丙(aabb)。(1)花粉母细胞减数分裂时，联会形成的________经染色体分离、姐妹染色单体分开，最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。(2)a基因是通过将T-DNA插入到A基因中获得的，用PCR法确定T-DNA插入位置时，应从图1中选择的引物组合是________。图1(3)就上述两对等位基因而言，F1中有_____种基因型的植株。F2中表现型为花粉粒不分离的植株所占比例应为______。(4)杂交前，乙的1号染色体上整合了荧光蛋白基因C、R。两代后，丙获得C、R基因(图2)。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。图2①丙获得了C、R基因是由于它的亲代中的______________在减数分裂形成配子时发生了染色体交换。②丙的花粉母细胞进行减数分裂时，若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换，则产生的四个花粉粒呈现出的颜色分别是______________________________。③本实验选用b基因纯合突变体是因为：利用花粉粒不分离的性状，便于判断染色体在C和R基因位点间________________，进而计算出交换频率。通过比较丙和________的交换频率，可确定A基因的功能。解析：(1)减数分裂过程中会形成四分体，发生同源染色体的分离。(2)确定T-DNA“插入”位置，需要扩增T-DNA两侧的A基因片段，由于DNA复制时，子链延伸方向为5′端→3′端，故选择Ⅱ和Ⅲ片段作为引物。(3)亲本甲(AaBB)和乙(AAbb)杂交，F1基因型为AABb、AaBb。则F2中，出现花粉粒不分离植株(bb)的概率为25%。(4)①亲本乙中C、R基因与A基因位于1号染色体上。由于丙的双亲在减数第一次分裂四分体时期，染色体发生了交叉互换，造成C、R基因在F2中与a基因位于同一条染色体上。②丙的花粉母细胞在减数分裂时发生交叉互换，造成一条染色单体上同时含有C、R基因，一条染色单体上没有C、R基因，其余两条正常，所以四个花粉粒颜色分别为蓝色、红色、蓝和红叠加色、无色。③本实验利用花粉粒不分离的性状，判断染色体在C、R基因间是否发生交换和交换次数，通过对丙(aa)和乙(AA)个体进行对比，可确定A基因对交换频率的影响。答案：(1)四分体同源(2)Ⅱ和Ⅲ(3)225%(4)①父本和母本②蓝色、红色、蓝和红叠加色、无色③交换与否和交换次数乙[课下练模拟—试自身能力]一、选择题1．下列可遗传变异的来源属于基因突变的是()A．将四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交，产生三倍体无子西瓜B．某人由于血红蛋白氨基酸发生改变，导致镰刀型细胞贫血症C．艾弗里的肺炎双球菌转化实验中S型菌的DNA和R型菌混合培养出现S型菌D．黄色圆粒豌豆自交后代不但有黄色圆粒，还出现了黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒解析：选BA为染色体变异，C、D为基因重组。2．(2018·南平一模)下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是()①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A．① B．①②C．①②③ D．②③④解析：选B杂交育种的原理是基因重组，①符合；基因工程的原理是基因重组，②符合；太空椒是诱变育种的成果，原理是基因突变，③不符合；体细胞克隆技术培养出克隆牛属于无性生殖，与基因重组无关，④不符合。3．下列各项属于基因重组的是()A．基因型为Dd的个体自交后代发生性状分离B．雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体C．YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型D．杂合高茎与矮茎豌豆测交的后代有高茎和矮茎解析：选C杂合子Dd个体自交后代发生性状分离的过程中只涉及一对等位基因的分离，基因重组涉及两对以上等位基因；基因重组发生在减数分裂产生配子时，不是受精过程中；YyRr产生四种类型配子过程中存在基因重组；杂合高茎与矮茎豌豆测交过程中只涉及一对等位基因的分离。4．(2018·长沙一模)已知某DNA片段上有基因A、无效片段和基因B，其分布如图所示，现将某外来DNA片段(m)插入位点a或b，下列关于变异类型的说法正确的是()A．若m为无效片段且插入位点a，则发生了基因突变B．若m为无效片段且插入位点b，则发生了染色体变异C．若m为有效片段且插入位点a，则发生了基因重组D．若m为有效片段且插入位点b，则发生了染色体变异解析：选C基因是有遗传效应的DNA片段，若m为无效片段则m不是基因，插入无效片段中的位点a，不会发生基因突变；若m为无效片段且插入位点b，则会造成基因B发生改变，该变异属于基因突变；若m为有效片段，则m具有遗传效应，插入位点a后，无效片段有了遗传效应，则发生了基因重组；若m为有效片段，插入位点b后，导致基因B失去原有的遗传效应，并且m也具有遗传效应，则发生了基因突变、基因重组。5．化学诱变剂EMS能使基因中的G烷基化后与T配对，CLH2基因控制合成叶绿素水解酶。研究人员利用EMS处理野生型大白菜(叶片浅绿色)种子，获得CLH2基因突变的植株甲(叶片深绿色)和乙(叶片黄色)。下列叙述正确的是()A．植株乙叶片呈黄色，说明其叶绿素水解酶失去活性B．获得植株甲和乙，说明EMS可决定CLH2基因突变的方向C．若植株甲自交获得叶片浅绿色的植株，说明浅绿色为隐性性状D．EMS处理后，CLH2基因复制一次可出现G—C替换为A—T的现象解析：选CCLH2基因控制合成叶绿素水解酶，CLH2基因突变的植株乙叶片呈黄色，说明其叶绿素水解酶活性较高。获得植株甲和乙，说明CLH2基因突变是不定向的。若植株甲(叶片深绿色)自交获得叶片浅绿色的植株，即发生性状分离，说明浅绿色为隐性性状。化学诱变剂EMS能使基因中的G烷基化，烷基化的G与T配对，由于DNA的复制方式是半保留复制，因此EMS处理后，CLH2基因需经两次复制才可出现G—C替换为A—T的现象。6．下图为小鼠结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。以下表述错误的是()A．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果B．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因C．小鼠细胞的染色体上本来就存在着与癌变有关的基因D．与正常细胞相比，癌细胞的表面发生了变化解析：选B细胞癌变是细胞中原癌基因与抑癌基因发生突变的结果。由图示可知：细胞癌变是4处基因突变累积的结果。发生突变的基因不位于等位基因的位置，故其不是等位基因；与正常细胞相比，癌细胞表面的糖蛋白等物质减少。7．(2018·咸阳测试)化学诱变剂羟胺能使胞嘧啶的氨基羟化，氨基羟化的胞嘧啶只能与腺嘌呤配对。育种学家常用适宜浓度的羟胺溶液浸泡番茄种子以培育番茄新品种。羟胺处理过的番茄不会出现()A．番茄种子的基因突变频率提高B．DNA序列中C－G转换成T－AC．DNA分子的嘌呤数目大于嘧啶数目D．体细胞染色体数目保持不变解析：选C氨基羟化的胞嘧啶只能与腺嘌呤配对，并没有改变DNA中嘌呤与嘧啶进行配对的规则，所以不会出现DNA分子中的嘌呤数目大于嘧啶数目的情况。8．下图表示的是控制正常酶Ⅰ的基因突变后引起的氨基酸序列的改变。①、②两种基因突变分别是()A．碱基对的替换、碱基对的缺失B．碱基对的缺失、碱基对的增添C．碱基对的替换、碱基对的增添或缺失D．碱基对的增添或缺失、碱基对的替换解析：选C从图中可以看出，突变①只引起一个氨基酸的改变，所以应属于碱基对的替换。突变②引起多个氨基酸的改变，所以应属于碱基对的增添或缺失。9．B基因在人肝脏细胞中的表达产物是含100个氨基酸的B-100蛋白，而在人小肠细胞中的表达产物是由前48个氨基酸构成的B-48蛋白。研究发现，小肠细胞中B基因转录出的mRNA靠近中间位置某一CAA密码子上的C被编辑成了U。以下判断错误的是()A．肝脏和小肠细胞中的B基因结构有差异B．B-100蛋白和B-48蛋白的空间结构不同C．B-100蛋白前48个氨基酸序列与B-48蛋白相同D．小肠细胞中编辑后的mRNA第49位密码子是终止密码UAA解析：选A肝脏细胞和小肠细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的，含有相同的基因。含100个氨基酸的B-100蛋白和含48个氨基酸的B-48蛋白的空间结构不同。根据题干信息可知，B-100蛋白前48个氨基酸序列与B-48蛋白相同。小肠细胞中的表达产物是由前48个氨基酸构成的B-48蛋白，可见小肠细胞中编辑后的mRNA第49位密码子是终止密码，且根据题干信息可知，该终止密码为UAA。10．(2018·沈阳一模)一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后，产生的F1中全为野生型雌果蝇，这个结果从遗传学角度分析，原因最可能的是()A．该突变基因为X染色体显性突变，且含该突变基因的雌配子致死B．该突变基因为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死C．该突变基因为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个性致死D．X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死解析：选C如果该突变基因为X染色体显性突变，假设突变基因为D，则杂交组合为XDXd×XdY，若含突变基因的雌配子或雄性个体致死，则后代会出现基因型为XdY的雄性个性，与题干中“F1中全为野生型雌果蝇”不符。如果该突变基因为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死，假设突变基因为d，则杂交组合为XdXd×XDY，则子代全为XDXd(野生型雌果蝇)。如果X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死，假设发生缺失X染色体为X－，则杂交组合为XX－×XY，故子代为1XX(野生型)∶1XY(野生型)，与题干不符。二、非选择题11．(2018·南昌模拟)下图表示细胞中出现的异常mRNA被SURF复合物识别而发生降解的过程，该过程被称为NMD作用，能阻止有害异常蛋白的表达。NMD作用常见于人类遗传病中，如我国南方地区高发的地中海贫血症(AUG、UAG分别为起始和终止密码子)。(1)图中异常mRNA与正常mRNA长度相同，推测终止密码子提前出现的原因是基因中发生了________________________________________________________________________。(2)异常mRNA来自突变基因的________________，其降解产物为________________。如果异常mRNA不发生降解，细胞内就会产生肽链较____________的异常蛋白。(3)常染色体上的正常β-珠蛋白基因(A＋)既有显性突变(A)，又有隐性突变(a)，两者均可导致地中海贫血症。据下表分析：基因型aaA＋AA＋a表现型重度贫血中度贫血轻度贫血原因分析能否发生NMD作用能②能β-珠蛋白合成情况①合成少量合成少量个表中①②处分别为：①__________________________；②____________________；除表中所列外，贫血患者的基因型还有________________________________________________________________________。解析：(1)图中异常mRNA与正常mRNA长度相同，推测终止密码子提前出现的原因是基因中发生了碱基对的替换。(2)突变后的异常基因通过转录过程形成异常mRNA，mRNA的基本组成单位是核糖核苷酸，因此mRNA降解产物是核糖核苷酸；分析题图可知，异常mRNA中终止密码子比正常RNA中的终止密码子提前出现，因此如果异常mRNA不发生降解，细胞内翻译过程会产生肽链较短的异常蛋白质。(3)分析表格中的信息可知，基因型A＋A和A＋a分别表现为中度贫血和轻度贫血，合成的β-珠蛋白少，基因型为aa的个体重度贫血，不能合成β-珠蛋白；根据题干可知，基因的显隐性关系为：A＞A＋＞a；A＋a的个体能发生NMD作用，体内只有正常基因的表达产物，所以表现为轻度贫血；基因型为aa的个体能发生NMD作用，无β-珠蛋白合成，表现为重度贫血；基因型为AA＋的个体表现为中度贫血，说明其异常珠蛋白基因的表达未能被抑制，因此不能发生NMD作用，导致异常蛋白合成。由题意可知，显性突变(A)和隐性突变(a)均可导致地中海贫血症，因此除表中所列外，贫血患者的基因型还有AA、Aa。答案：(1)碱基替换(2)转录核糖核苷酸短(3)无合成不能AA、Aa12．下面图甲表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，图乙是一个家族中该病的遗传系谱图(Hbs代表致病基因，HbA代表正常的等位基因)，请据图回答(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)：(1)图甲中①过程发生的时间是________________________________。②过程表示________。(2)α链碱基组成为________，β链碱基组成为________。(3)镰刀型细胞贫血症的致病基因位于________染色体上，属于________性遗传病。(4)Ⅱ8基因型是____________，Ⅱ6和Ⅱ7再生一个患病男孩的概率为________。要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为________。(5)若图甲中正常基因片段中CTT突变为CTC，由此控制的生物性状是否可能发生改变？________。为什么？________________________________________________。解析：(1)图甲中①过程表示DNA的复制，可以发生在减数第一次分裂前的间期，也可能发生在有丝分裂的间期。②过程表示DNA的转录。(2)突变后形成的DNA的α链上三个碱基为CAT，转录后形成的密码子是GUA。(3)根据遗传系谱图中Ⅰ3与Ⅰ4→Ⅱ9，可推断出该病的遗传方式为常染色体隐性遗传。(4)I3的基因型和I4的基因型都为HbAHbs，则Ⅱ8的基因型可能是HbAHbA或HbAHbs。Ⅱ6和Ⅱ7有一个患病的孩子，所以二者的基因型都为HbAHbs，生育患病男孩的概率＝1/2×1/2×1/2＝1/8。要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为显性纯合子。(5)若图甲中正常基因片段中CTT突变为CTC，表达决定的氨基酸种类不变，性状也不会发生变化。答案：(1)减数分裂前的间期或有丝分裂间期DNA转录(2)CATGUA(3)常隐(4)HbAHbA或HbAHbs1/8HbAHbA(5)不会突变后密码子决定的氨基酸没变13．(2018·郴州质检)人类有一种肥厚性心肌病(HMC)，主要症状有劳力性呼吸困难，严重者呈端坐呼吸或阵发性夜间呼吸困难。一般在30岁以上发病，常有家族史。在某个连续传递三代的该心脏病家族中(遗传系谱图如图1所示)，第1代发病情况不详，第2～4代共有7人发病，男女发病机会均等。请分析回答：(1)依据遗传系谱图推断，肥厚性心肌病最可能的遗传方式为________________。(2)经研究发现，此病患者的α-原肌凝蛋白(α-Tm)结构异常，提取Ⅲ1和Ⅲ2的DNA，测序结果发现，Ⅲ2的α-Tm基因序列仅有T1(图2)一种，而Ⅲ1的α-Tm基因序列有T1和T2(图3)两种。①根据T1基因和T2基因碱基序列推断，Ⅲ1的α-原肌凝蛋白结构变异的根本原因是________，T1基因与T2基因的关系为________。②依据遗传系谱图和基因测序结果________(填“可以”或“不可以”)确定HMC的遗传方式，Ⅲ5和Ⅲ6生育一个终生正常孩子的概率为________。(3)研究发现，α-Tm基因序列有多种变异，体现了基因突变是________(填“定向”或“不定向”)的，α-Tm基因的突变________(填“一定”或“不一定”)会导致α-原肌凝蛋白结构变异，原因是______________________，该机制的意义是降低突变的多害性。(4)Ⅰ1和Ⅰ2在30岁前的心脏状况最可能为__________，该实例说明表现型是由________________决定的。解析：(1)根据遗传系谱图，该家族第2～4代中每代都有患者，男女发病机会均等，该病最可能为常染色体显性遗传病。(2)①对照T1基因和T2基因碱基序列，可发现T2基因的一对碱基(C－G)与T1基因不同，发生了碱基对替换，属于基因突变。基因突变产生新基因，为原基因的等位基因。②根据基因测序结果，Ⅲ1的α-Tm基因序列有T1和T2(图3)两种，可知Ⅲ1为杂合子，表现为肥厚性心肌病，说明该病为显性遗传病，Ⅳ1为男患者，其母为正常，该病为常染色体显性遗传病。Ⅲ5为隐性纯合子，Ⅲ6为杂合子，所生子代正常的概率为1/2。(3)α-Tm基因序列有多种变异，证明基因突变是不定向的，具有多方向性；基因突变不一定导致其控制合成的蛋白质变异，因为一种氨基酸可以有多种密码子。(4)据题意知，人肥厚性心肌病一般在30岁以上发病，故Ⅰ1和Ⅰ2在30岁前的心脏状况应表现为正常，说明表现型是基因型与环境共同作用的结果。答案：(1)常染色体显性遗传(2)①基因突变(碱基对的替换/改变)等位基因②可以1/2(3)不定向不一定一种氨基酸对应多种密码子(密码子的简并性)(4)正常基因型与环境共同14．射线诱变可使同一基因突变，也可使不同基因突变。将纯合深眼色果蝇用射线诱变处理，得到两种隐性突变品系，性状均为浅眼色，两突变品系杂交，子一代雌性均为深眼色，雄性均为浅眼色。回答下列问题：(1)基因突变是指DNA分子中____________________，从而引起基因结构的改变。射线诱变可以使不同的基因突变，这体现了基因突变具有________的特点。(2)有人认为两种突变品系有可能是同一基因突变的结果，你是否赞同这种观点？________，理由是______________________________________。(3)若上述两种突变品系是两对不同基因分别突变的结果，则突变基因在染色体上的分布情况是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若让子一代自由交配，子二代性状表现如下：深眼色浅眼色雄性4396雌性204196则突变基因在染色体上的分布情况是________________，子二代中出现深眼色雄蝇的最可能原因是________________________________________。解析：(3)若上述两种突变品系是两对不同基因分别突变的结果，则突变基因在染色体上的分布情况是一对位于常染色体上，另一对位于X染色体上或者两对均位于X染色体上。假设这两对基因为A/a、B/b，若一对位于常染色体上，另一对位于X染色体上，则亲本的基因型由AAXBXB和AAXBY变成AAXbXb和aaXBY，亲本杂交后得到的子代的基因型为AaXBXb(深色眼)和AaXbY(浅色眼)；若两对均位于X染色体上，则亲本的基因型由XABXAB和XABY变成XaBXaB和XAbY，亲本杂交后得到的子代的基因型为XAbXaB(深色眼)和XaBY(浅色眼)。(4)由表可知，子二代性状表现雄性基本为浅眼色，而雌性中深眼色∶浅眼色＝1∶1，则突变基因在染色体上的分布情况是两对均位于X染色体上，子二代中出现深眼色雄蝇的最可能原因是子一代雌蝇产生配子时，X染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换。答案：(1)碱基对的增添、缺失或替换随机性(2)不赞同若为同一基因发生突变，两突变品系杂交后代应全为浅眼色(3)一对位于常染色体上，另一对位于X染色体上或者两对均位于X染色体上(4)两对均位于X染色体上子一代雌蝇产生配子时，X染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换eq\a\vs4\al(第2讲染色体变异和生物育种)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(1.染色体结构变异和数目变异?Ⅱ?,2.生物变异在育种上的应用?Ⅱ?,3.转基因食品的安全?Ⅰ?,4.实验：低温诱导染色体加倍)))eq\a\vs4\al(考点一染色体结构变异)[思维导图·成一统][基础速练·固根基]1．判断下列叙述的正误(1)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化(×)(2)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化(√)(3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异(×)(4)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力(×)(5)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(×)2．观察下列图示，填出变异类型(1)甲、乙、丙、丁所示变异类型分别属于缺失、重复、倒位、基因突变。(2)可在显微镜下观察到的是甲、乙、丙。(3)基因数目和排列顺序未变化的是丁。3．连线染色体结构变异的类型4．据图示辨析染色体的易位与交叉互换(1)图1是易位，图2是交叉互换。(2)发生对象：图1发生于非同源染色体之间，图2发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间。(3)变异类型：图1属于染色体结构变异，图2属于基因重组。(4)可在光学显微镜下观察到的是图1，观察不到的是图2。[题组练透·过考点]题组一染色体结构变异的原因及类型1．下列关于染色体结构变异的叙述，错误的是()A．外界因素可提高染色体断裂的频率B．染色体缺失了某段，可使生物性状发生变化C．一条染色体某一段颠倒180°后，生物性状不发生变化D．染色体结构变异一般可在显微镜下直接检验解析：选C染色体结构变异是由于某些自然条件或人为因素造成的，这些变化可导致生物性状发生相应的改变。倒位是某段染色体的位置颠倒，使其中的基因位置发生了改变，也可导致生物的性状发生变化。题组二染色体结构变异与基因突变的判断2．(2015·海南高考)关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是()A．基因突变都会导致染色体结构变异B．基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C．基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D．基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察解析：选C基因突变不会导致染色体结构变异；基因突变不一定会导致个体表现型改变；基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变；基因突变在光学显微镜下是不可见的，染色体结构变异可用光学显微镜观察到。3．(2016·上海高考)导致遗传物质变化的原因有很多，下图中字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是()A．突变和倒位 B．重组和倒位C．重组和易位 D．易位和倒位解析：选D①中少了基因a、b，多了基因j，是非同源染色体间发生了片段交换，属于染色体结构变异中的易位；②中基因c、d、e位置发生了颠倒，属于染色体结构变异中的倒位。4．(2018·银川模拟)家蚕属于ZW型性别决定的二倍体生物，含有异型性染色体ZW的为雌性。下图所示为家蚕正常卵原细胞及几种突变细胞的第2对常染色体和性染色体。以下分析正确的是()A．正常卵原细胞产生的雌配子类型有四种，该过程受基因控制B．突变细胞Ⅰ发生了基因突变或基因重组C．突变细胞Ⅰ和突变细胞Ⅱ所发生的变异都能够通过显微镜观察到D．突变细胞Ⅲ中A和a的分离符合基因的分离定律解析：选A正常卵原细胞中常染色体和性染色体在减数分裂时自由组合，可产生四种雌配子，生命活动从根本上来说均是受基因控制的；与正常卵原细胞相比，可看出突变细胞Ⅰ应是发生了基因突变；突变细胞Ⅱ发生了染色体缺失，可在显微镜下看到，基因突变不能在显微镜下看到；突变细胞Ⅲ中A和a位于非同源染色体上，在减数分裂时遵循基因的自由组合定律。[归纳拓展]染色体结构变异与基因突变的区别(1)变异范围不同：①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的改变，这种变化在光学显微镜下观察不到。②染色体结构的变异：是在染色体水平上的变异，涉及染色体某一片段的改变，这一片段可能含有若干个基因，这种变化在光学显微镜下可观察到。(2)变异的方式不同：基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失和替换三种类型；染色体结构的变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。它们的区别可用下图表示。(3)变异的结果不同：①染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异，但未形成新的基因。②基因突变是基因结构的改变，包括DNA碱基对的替换、增添和缺失，基因突变导致新基因的产生，但基因数目不变，生物的性状不一定改变。题组三染色体结构变异与基因重组的判断5．(2018·合肥联考)如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．①③ B．①④C．②③ D．②④解析：选B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染色体易位。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。6．生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。下面甲、乙两模式图分别表示细胞分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。丙图是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是()A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组B．甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果C．乙图是由于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的结果D．甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中解析：选D分析甲图，一对同源染色体中一条出现突起，可能是此染色体发生片段重复或另一条染色体出现缺失，属于染色体结构变异；分析乙图，左边染色体为tt，另一端却不是等位基因，其等位基因位于图中左边的另一条非同源染色体上，这说明s或w在非同源染色体间发生基因转移，属于染色体结构变异；甲、乙两图中每条染色体都含有两条染色单体，且都发生同源染色体配对，所以发生于减数第一次分裂前期，丙图为四分体时期同源染色体的交叉互换。[归纳拓展]易位与交叉互换的区别项目染色体易位交叉互换图解区别位置发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间原理属于染色体结构变异属于基因重组观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到eq\a\vs4\al(考点二染色体数目变异)[思维导图·成一统][基础速练·固根基]1．判断下列叙述的正误(1)多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会(×)(2)染色体组整倍性、非整倍性变化必然导致基因种类的增加(×)(3)三倍体植物不能由受精卵发育而来(×)(4)通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型(√)(5)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关(√)(6)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体(×)(7)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组(√)2．精子和卵细胞中，一定不含同源染色体吗提示：不一定。二倍体生物的配子中不含同源染色体，四倍体生物的配子中含有同源染色体。3.基因型如右图的个体产生配子的种类及比例是AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。[师说考点·解疑难]1．染色体组数的判断方法(1)根据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。下图所示的细胞中所含的染色体组数分别是：a为3个，b为2个，c为1个。(2)根据基因型判断：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组——每个染色体组内不含等位或相同基因。下图所示的细胞中，它们所含的染色体组数分别是：a为4个，b为2个，c为3个，d为1个。(3)根据染色体数与形态数的比值判断：染色体数与形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组，如玉米的体细胞中共有20条染色体，10种形态，则玉米含有2个染色体组。2．单倍体、二倍体和多倍体的判断方法一看生物发育起点，二看生物体细胞中染色体组数。(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，其体细胞中有几个染色体组，该生物就是几倍体。(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，则无论体细胞中含几个染色体组，都叫单倍体。(3)单倍体、二倍体和多倍体可由下图区分：注：x为一个染色体组的染色体数，a、b为正整数。[研透考情·备高考]考向一染色体组的分析与判断1．下列关于染色体组的说法，正确的是()A．21三体综合征患者体细胞中含有3个染色体组B．四倍体水稻的单倍体植株体细胞中含2个染色体组C．一个染色体组中的染色体大小、形态一般相同D．体细胞中含有3个染色体组的个体即为三倍体解析：选B21三体综合征患者体细胞的第21号染色体共3条，这样的异常染色体组称为三体，不同于正常的三个染色体组；染色体组中的染色体大小、形态一般不同；由受精卵发育且体细胞中含有3个染色体组的个体称为三倍体。2．(2018·唐山模拟)如图表示某高等植物卵细胞内染色体数目和染色体形态模式图，此植物胚细胞、叶肉细胞内染色体组数和染色体数目分别是()A．12、8和36、24 B．6、6和24、24C．8、8和24、24 D．8、16和24、48解析：选B图示植物卵细胞内，染色体有4种形态，大小、形状相同的染色体各有3条，则有3个染色体组，每个染色体组内有4条染色体，所以体细胞中的染色体组数和染色体总数分别为6组和24条。胚细胞和叶肉细胞都经受精卵有丝分裂而来，与其他正常体细胞相同。[归纳拓展]细胞分裂图像中染色体组数的确定以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目中所给图像中的染色体组数。如下图所示：①图a为减数第一次分裂的前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组。②图b为减数第一次分裂的末期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有1个染色体组。③图c为减数第一次分裂的后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组。④图d为有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有4个染色体组。考向二单倍体、二倍体和多倍体的成因及特点3．下列有关单倍体的叙述，错误的是()①未经受精的卵细胞发育成的植株，一定是单倍体②含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体④基因型是aaaBBBCcc的植株一定是单倍体⑤基因型是Abcd的生物体一般是单倍体A．③④⑤ B．②③④C．①③⑤ D．②④⑤解析：选B由配子发育而来的个体称为单倍体，细胞中含一个染色体组的个体一般为单倍体，单倍体不一定只有一个染色体组。4．下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是()A．组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体B．由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体C．含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组D．人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗解析：选D一个染色体组中的染色体是非同源染色体，减数分裂中能联会的染色体是同源染色体；二倍体指的是由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体；含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组，例如小麦的单倍体含有三个染色体组；人工诱导多倍体的方法是用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。[易错点拨]关于单倍体与多倍体的三个易误点误认为单倍体的体细胞中只有一个染色体组指正因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子发育成的个体体细胞中含有不止一个染色体组误认为单倍体育种与多倍体育种的操作对象相同指正两种育种方式都出现了染色体加倍情况：单倍体育种操作对象是单倍体幼苗，多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗误认为单倍体都不育指正二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代考向三生物变异类型的实验探究5．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：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。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：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之比为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之比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。[归纳拓展]有关“变异”的三点归纳(1)可遗传变异和不可遗传变异：①两类变异的本质区别即遗传物质是否改变，改变则可遗传给后代，仅由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判断是否是可遗传变异的方法：a．若为染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。b．变异类型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。c．观察变异类型自交后代是否发生性状分离。(2)三种变异的共同点：基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变，均属于可遗传的变异，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。(3)三种变异的实质解读：若把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段”，则：①基因突变——“点”的变化(“点”的质变，但数目不变)。②基因重组——“点”的结合或交换(“点”的质与量均不变)。③染色体变异——“线段”发生结构或数目的变化。a．染色体结构变异——“线段”的部分片段重复、缺失、倒位、易位(“点”的质不变，数目和位置可能变化)。b．染色体数目变异——个别“线段”增添、缺失或线段成倍增减(“点”的质不变，数目变化)。eq\a\vs4\al(考点三生物育种)[思维导图·成一统][基础速练·固根基]1．判断下列叙述的正误(1)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦(√)(2)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低(×)(3)花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种(×)(4)诱变育种和杂交育种均可形成新基因(×)(5)利用高产、感病小麦与高产、晚熟小麦品种间杂交筛选可获得高产、抗病小麦的品种(×)2．图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请思考(1)图中哪种途径为单倍体育种？提示：图中①、③、⑤过程表示单倍体育种。(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？提示：图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子，⑥处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。(3)④、⑥的育种原理分别是什么？提示：④的育种原理为基因突变，⑥的原理为染色体变异。(4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？提示：图中最简便的育种途径为①～②过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目标的途径为④过程。[师说考点·解疑难]1．育种的类型、原理及优缺点比较名称原理优点缺点杂交育种基因重组使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”①育种时间长②局限于同一种或亲缘关系较近的个体诱变育种基因突变提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状有利变异少，需处理大量实验材料(有很大盲目性)单倍体育种染色体数目变异明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程技术复杂且需与杂交育种配合多倍体育种染色体数目变异操作简单，能较快获得所需品种所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物基因工程育种基因重组能定向地改变生物遗传性状；目的性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍技术复杂，安全性问题多2．育种的一般操作步骤(1)杂交育种：①培育显性纯合子品种：a．植物：选取双亲(P)杂交(♀×)→F1eq\o(→,\s\up7(?))F2→选出表现型符合要求的个体eq\o(→,\s\up7(?))F3eq\o(→,\s\up7(?))……eq\o(→,\s\up7(?))选出稳定遗传的个体推广种植。b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。②培育隐性纯合子品种：选取双亲(P)杂交(♀×)→F1eq\o(→,\s\up7(?))F2→选出表现型符合要求的个体种植推广。③培育杂合子品种：在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。其特点是具有杂种优势，品种高产、抗性强，但种子只能种一年。培育基本步骤如下：选取符合要求的纯种双亲(P)杂交(♀×)→F1(即为所需品种)。(2)单倍体育种的基本步骤：实例：用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程，见图：(3)多倍体育种：实例：无子西瓜的培育。[研透考情·备高考]考向一生物育种过程分析及应用1．(2018·泉州联考)假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示，有关叙述错误的是()A．由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式的优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上B．与①②③过程的育种方法相比，⑤⑥过程的优势是明显缩短了育种年限C．图中A_bb的类型经过③过程，子代中AAbb与aabb的数量比是3∶1D．④过程在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶解析：选D由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式属于杂交育种，优点在于可以将两个或多个品种的优良性状组合在一个生物体上；⑤⑥过程的育种方式是单倍体育种，与杂交育种相比，明显缩短了育种年限；图中A_bb有AAbb和Aabb两种类型，数量比是1∶2，经过③过程，子代中AAbb与aabb的数量比是3∶1；④过程在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶是DNA连接酶。2．(2014·江苏高考)下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是()出发菌株eq\o(→,\s\up7(X射线处理),\s\do5())eq\a\vs4\al(挑取200个单细胞菌株)eq\o(→,\s\up7(初筛),\s\do5())选出50株eq\o(→,\s\up7(复筛))选出5株eq\o(→,\s\up7(X射线处理))多轮重复筛选A．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株B．X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异C．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程D．每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高解析：选D题图育种过程为诱变育种。因未进行酶活性检测等，故该过程获得的高产菌株不一定符合生产要求；X射线处理等物理因素既可以引起基因突变也可能引起染色体变异；题图筛选高产菌株是选择符合人类特定要求菌株的过程，属于人工选择，是定向的；诱变的突变率高于自发突变率，但不一定每轮诱变都是与高产相关的基因发生突变。[归纳拓展]准确解答遗传育种题目的三点必备(1)对涉及遗传图解的题目要书写规范。(2)对以图形为信息载体的题目，要对几种育种方法进行辨析并进行比较，牢记各种育种方法的原理、优缺点等内容。(3)根据育种要求选择合适的育种方案，需要明确各种育种方法的优点，从而达到育种目标。考向二生物育种方法的选择3．(2013·江苏高考)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是(多选)()A．利用①、③品种间杂交筛选获得aB．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得bC．a、b和c的培育均可采用诱变育种方法D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c解析：选CD欲获得高产、抗病品种，应利用①和②进行品种间杂交筛选；欲获得高产、早熟品种，则应对③进行诱变育种；诱变育种可以产生新基因，因此品种a、b、c都可以通过诱变育种获得；基因工程可定向改变生物性状，要获得高产、抗旱品种，可通过基因工程技术将外源抗旱基因导入③中来实现。4．要用基因型为AaBB的植物，培育出以下基因型的品种：①AaBb；②AaBBC；③AAaaBBBB；④aB。则对应的育种方法依次是()A．诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培养B．杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术解析：选A用基因型为AaBB的植物要培育出AaBb的品种，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AaBBC的品种，由于本物种没有C基因，所以必须通过转基因技术；要获得AAaaBBBB的品种，可通过细胞融合；要获得aB的品种，可利用花药离体培养。[归纳拓展]不同育种技术的特点和育种方案的选择(1)育种技术中的“四最”和“一明显”：①最简便的育种技术——杂交育种(但耗时较长)。②最具预见性的育种技术——转基因技术或细胞工程育种(但技术含量高)。③最盲目的育种——诱变育种(但可获得新基因，性状可较快稳定)。④最能提高产量的育种——多倍体育种(尤其是营养器官增大)。⑤可明显缩短育种年限的育种——单倍体育种。(2)据不同育种目标选择不同育种方案：育种目标育种方案集中双亲优良性状单倍体育种(明显缩短育种年限)杂交育种(耗时较长，但简便易行)对原品系实施“定向”改造基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状)使原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种eq\a\vs4\al(考点四低温诱导植物染色体数目的变化)[思维导图·成一统][基础速练·固根基]1．判断下列叙述的正误(1)显微镜下观察到的细胞是活细胞(×)(2)选材时常用分生组织的细胞(√)(3)卡诺氏液可使组织细胞互相分离开(×)(4)低温诱导和利用秋水仙素都能使染色体加倍(√)(5)该实验可观察到整个细胞分裂过程(×)(6)观察时视野中处于分裂间期的细胞最多(√)2．除低温诱导外，还有哪些常用的诱导染色体数目加倍的方法？试简述其原理提示：除低温诱导外，生产上还常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗来诱导染色体数目加倍。其原理是：秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。3．该实验所使用的染色试剂与“观察植物细胞的有丝分裂”中所使用的染色试剂相比，有何不同提示：前者用改良苯酚品红染液，使染色体着色，后者用龙胆紫或醋酸洋红液使染色体着色。4．二倍体幼苗经秋水仙素处理后，长成四倍体植株，所有的细胞中染色体数目是否都加倍提示：只有部分细胞中染色体数目加倍。[研透考情·备高考]1．下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是()A．洋葱的不定根在冰箱的低温室内诱导36h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝点分裂B．解离后直接用改良苯酚品红染液进行染色C．体积分数为95%的酒精可用于洗涤细胞固定过程中使用的卡诺氏液和解离细胞D．经过解离、漂洗、染色和制片，在显微镜下观察，发现所有细胞内的染色体数目都加倍解析：选C低温诱导不会抑制染色体着丝点的分裂，而是抑制纺锤体的形成使子染色体不能移向细胞的两极、细胞不能分裂成两个子细胞；解离后需经漂洗才能进行染色；显微镜下观察，染色体数目加倍的细胞只有少数，多数细胞处于分裂间期，看不到染色体，还有部分细胞有染色体，但可能进行正常的有丝分裂。2．(2018·南宁模拟)用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6h，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温(如4℃)处理水培的洋葱根尖(2N＝16条)时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢？请对这个问题进行实验探究。(1)针对以上问题，你作出的假设是__________________________________________。你提出此假设的依据是____________________________________________________。(2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格的形式列出来。(3)按照你的设计思路，以____________________________________________________作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是：第一步：剪取根尖0.5～1cm。第二步：按照________→________→________的操作顺序对根尖进行处理。第三步：将洋葱根尖制成临时装片，在显微镜下用一个分裂期的细胞观察染色体加倍的动态变化过程。根据该同学的实验设计回答：该同学设计的实验步骤有一处明显的错误，请指出错误所在，并加以改正。__________________________________________________________。(4)解离所用的试剂是______________________________，其作用是________________________________。(5)显微镜下观察到的细胞中染色体数可能为____________________________________________。解析：(1)探究实验中，假设是由探究的问题决定的，该实验探究的问题是低温是否也能诱导细胞内染色体加倍，由此得出该探究实验的假设。根据低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，推断低温状态下细胞不能正常进行有丝分裂，所以提出“低温能诱导细胞内染色体加倍”的假设。(2)设计表格时要注意题干中的要求是测量低温效应的时间，分别设置温度梯度和时间梯度两个实验变量。考虑到一般植物细胞周期的时间单位为h，因此表格内培养时间应以h为单位。(3)通过观察细胞内染色体的数目并和不经过低温处理的正常根尖细胞内染色体数目进行比较，从而得出实验结论。制作装片的步骤是：解离→漂洗→染色→制片。由于在解离时已经杀死根尖细胞，所以不会再观察到染色体加倍的动态变化。(4)解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1∶1混合而成的，解离液可使细胞的原生质凝固不发生变化，固定细胞的分裂相，以尽可能保持原来的结构供观察。(5)由于大部分细胞没有发生染色体加倍，其染色体数目仍为2N＝16条，部分细胞进行正常的有丝分裂，并处于后期，其染色体数目加倍，为4N＝32条，还有个别加倍后的细胞，进行有丝分裂，并处于后期，其细胞内染色体数目为8N＝64条。答案：(1)用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖，能够诱导细胞内染色体加倍低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂(2)培养时间培养温度5h10h15h20h常温4℃0℃注：设计的表格要达到两个要求：①至少做两个温度的对照；②间隔相等的培养时间进行取样。(3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体的数目解离漂洗染色细胞已被杀死，在第三步中不会再观察到染色体加倍的动态变化(4)质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1∶1混合液固定细胞的分裂相，以尽可能保持原来的结构供观察(5)16、32、64(加倍后的细胞有丝分裂后期)[归纳拓展]本实验中所用试剂的使用方法及其作用试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗用卡诺氏液处理的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖解离根尖细胞质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液解离根尖细胞蒸馏水浸泡解离后的根尖约10min漂洗根尖，去掉解离液改良苯酚品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5min使染色体着色[课堂练真题—明高考规律]1．(2016·江苏高考)右图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是()A．个体甲的变异对表型无影响B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常解析：选B个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失，由于基因互作，缺失了e基因对表型可