第五章 基因突变及其他变异-2024-2025学年高一生物下学期期末复习（人教版2019必修2）（解析版）

基因突变及其他变异明明考点一、基因突变（一）基因突变的实例与概念1.实例一：镰刀型细胞贫血症，发生的根本原因是：基因碱基对的替换。2.实例二：细胞癌变（1）外因:致癌因子的作用，致癌因子的种类：物理致癌因子：化学致癌因子：生物致癌因子：（2）内因:原癌基因和抑癌基因发生基因突变（3）癌变细胞的特点：无限增殖；细胞表面糖蛋白减少，细胞容易发生转移；细胞的形态结构发生改变。3.概念:DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和替换，而引起的基因结构的改变。4.基因突变的类型:自发突变和诱发突变（二）基因突变的发生时间、原因、特点、结果与意义1.基因突变发生的时间：在生物体生长发育的各个时期均可发生基因突变,但主要发生在有丝分裂前的间期和减数分裂Ⅰ前的间期。2.原因：类别举例引发突变原因外因物理因素紫外线、X射线损伤细胞内DNA化学因素亚硝酸盐、碱基类似物改变核酸碱基生物因素某些病毒影响宿主细胞DNA内因DNA分子复制偶尔发生错误基因突变的类型类型范围对肽链的影响备注替换小只改变1个氨基酸的种类或不改变替换的结果也可能使肽链合成提前终止，或延后增添大插入位置前不影响，影响插入位置后的序列①增添或缺失的位置越靠前，对肽链的影响越大；

②增添或缺失的碱基数是3的倍数，则仅影响个别氨基酸缺失大缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列增添或缺失3个碱基小增添或缺失位置增加或缺失1个氨基酸4.特点（1）普遍性:几乎所有生物均可发生基因突变。（2）随机性:基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期、细胞内不同的DNA分子上、同一DNA分子的不同部位。（3）低频性:自然状态下,突变频率很低。（4）不定向性:一个基因可以向不同方向发生突变产生复等位基因,还可能发生回复突变。（5）有的有害,有的有利,部分为中性突变(既无害也无利)。5.结果:可产生等位基因。6.意义：（1）是新基因产生的途径。（2）是生物变异的根本来源。（3）产生生物进化的原材料。7.基因突变不一定导致生物性状改变原因:（1）密码子的简并性；（2）隐性突变；（3）非编码区的突变；（4）突变后不表达。【易错提醒】(1）无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。(2）基因突变一定会导致基因结构的改变，但不一定引起生物性状的改变。(3）基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。(4）生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，因为生殖细胞在形成（即减数分裂）过程中对外界环境变化更敏感。(5）基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。(6）基因突变不等于DNA分子中碱基的增添、缺失或替换。二、基因重组1.概念：（1）发生过程：真核生物有性生殖过程中。（2）实质：控制不同性状的基因重新组合。2.类型类型发生时间发生重组的原因图示特点自由组合型减数第一次分裂后期同源染色体分开,等位基因分离,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上非等位基因间重组①只产生新的基因型,并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(有新性状组合);②发生于真核生物有性生殖的核遗传中(DNA重组技术除外);③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多交叉互换型减数第一次分裂四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体之间发生互换,导致基因重组人工重组类外源DNA导入受体细胞人为有目的进行的不同种生物间的基因组合3.结果:产生新的基因型。4.意义（1）是生物变异的来源之一。（2）为生物进化提供材料。（3）是形成生物多样性的重要原因之一。5.姐妹染色单体上出现等位基因的原因不用变异类型细胞细胞时期有丝分裂后期减数第二次分裂减数第二次分裂出现等位基因的原因若亲代基因型为AA，则由基因突变导致，A→a。若亲代基因型为aa，则由基因突变导致，a→A。同左因两条子染色体上颜色不一致，则为交叉互换。三、染色体变异（一）变异类型染色体变异包括染色体数目的变异和染色体结构的变异。（二）染色体结构变异1.类型：类型图像联会异常实例缺失人的5号染色体片段缺失导致猫叫综合征重复果蝇的棒状眼倒位人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产易位人类慢性粒细胞白血病2.结果：可导致染色体上的基因数目或排列顺序发生改变（三）染色体数目变异类型实例染色体数目的增减21三体综合征以染色体组形式成倍增减三倍体无子西瓜1.类型及实例2.染色体组（1）如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为=2\*ROMANII、=3\*ROMANIII、=4\*ROMANIV、X或=2\*ROMANII、=3\*ROMANIII、=4\*ROMANIV、Y。（2）组成特点①形态上:细胞中的一组非同源染色体,在形态上各不相同。②功能上:控制生物遗传和变异的一组染色体,在功能上各不相同。单倍体、二倍体和多倍体项目单倍体二倍体多倍体发育起点配子受精卵受精卵植株特点①植株弱小②高度不育正常可育①茎秆粗壮②叶、果实、种子较大③营养物质含量丰富体细胞中染色体组数≥12≥3四、秋水仙素和低温诱导植物染色体数目的变化的原因：抑制纺锤体的形成。【提示】(1)染色体片段的交换一定是染色体结构变异吗?【答案】不一定，也可能基因重组。(2)多倍体不可育就等于不可遗传变异吗?【答案】不是四、辨析基因突变、基因重组与染色体结构变异1.辨析基因突变和染色体结构变异（1）一看基因种类：即看染色体上的基因种类是否发生改变，若发生改变则为基因突变，由基因中碱基的替换、增添或缺失所致（2）二看基因位置：若基因种类和基因数日未变，但染色体上的基因位置改变，应为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”2.如何辨析染色体结构变异与基因重组？【答案】易位发生在非同源染色体之间，交叉互换发生在同源染色体之间。交叉互换易位3.辨析基因突变与基因重组交叉互换易位(1)根据细胞分裂方式判断①如果是有丝分裂中姐妹染色单体上的基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同,则可能发生了基因突变或互换(基因重组),如图乙。(2)根据变异前体细胞的基因型判断①如果亲代基因型为AA或aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。②如果亲代基因型为Aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变或互换(基因重组)。五、染色体组数及单倍体、二倍体、多倍体的判断1.染色体组数量的判断方法 （1）染色体形态法：同一形态的染色体→有几条就有几个染色体组。如上图中有个染色体组。（2）等位基因个数法：控制同一性状的等位基因→有几个就有几个染色体组。如AAabbb个体中有个染色体组。2.“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体一看发育来源：配子发育的是单倍体，受精卵发育过来的是二倍体或多倍体。六、显性突变和隐性突变的判断由隐性基因突变成显性基因叫显性突变;由显性基因突变成隐性基因叫隐性突变。（1）若在当代植株中表现新性状,且突变性状由一对等位基因控制。①若该等位基因位于常染色体上,则为显性突变,即aa突变为Aa,直接表现新性状。②若该等位基因位于X染色体上,则雌性个体中为显性突变,雄性个体中可能为显性突变,也可能为隐性突变:XaXa突变为XAXa;XaY突变为XAY或者XAY突变为XaY。③若该等位基因位于Z染色体上,则雄性个体中为显性突变,雌性个体中可能为显性突变,也可能为隐性突变:ZaZa突变为ZAZa;ZaW突变为ZAW或者ZAW突变为ZaW。（2）若在当代植株中未表现新性状,则为隐性突变,用当代植株进行自交,子代出现不同表现型,新出现的性状为隐性性状。注意:一般不考虑两个基因同时发生突变,即AA不考虑其突变为aa。四、人类遗传病单基因遗传病常染色体显性遗传病并指、多指、软骨发育不全(1)男女患病概率相等(2)连续遗传常染色体隐性遗传病白化病、苯丙酮尿症(1)男女患病概率相等(2)隐性纯合发病伴X显性遗传病抗维生素D佝偻病、遗传性慢性肾炎(1)女性患者多于男性(2)连续遗传(3)男患者的母亲、女儿一定患病伴X隐性遗传病红绿色盲、血友病、进行性肌营养不良(1)男性患者多于女性(2)有交叉遗传和隔代遗传现象(3)女患者的父亲和儿子一定患病伴Y遗传病外耳道多毛症具有“男性代代传”的特点多基因遗传病原发性高血压、青少年型糖尿病、唇裂(1)常表现出家族聚集现象(2)易受环境影响(3)在群体中发病率较高染色体异常遗传病21三体综合征、猫叫综合征、性腺发育不良往往造成较严重的后果,甚至胚胎期就引起自然流产五、育种（一）杂交育种1.原理:基因重组。2.过程（1）培育杂合子品种：选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即所需品种)。（2）培育隐性纯合子品种：选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1自交F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。（3）培育显性纯合子品种①植物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型,连续自交至不发生性状分离为止。②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,选择后代表型一致的F2个体。3.优点:操作简便,可以把多个品种的优良性状集中在一起。4.缺点:育种时间长。（二）诱变育种1.原理:基因突变。2.过程：X射线、紫外线，烟硝酸盐处理萌发的种子。3.优点：（1）可以提高突变频率,在较短时间内获得更多的优良变异类型。（2）大幅度地改良某些性状。4.缺点:有利变异个体往往不多,需要进行大量筛选。（三）单倍体育种(以二倍体植物为例)1.原理:染色体变异。2.方法过程？花药离体培养获得单倍体，然后用秋水仙素处理单倍体幼苗获得可育个体。3.优点:明显缩短育种年限,所得个体均为纯合体。4.缺点:技术复杂。（四）多倍体育种1.原理:染色体变异。2.处理材料:用秋水仙素处理萌发的幼苗。3.实例:三倍体无子西瓜【提问】两次传粉的意义？三倍体西瓜无子的原因？【答案】第一次授粉是获得三倍体，第二次授粉是为了刺激三倍体西瓜的发育。三倍体西瓜细胞中存在三个染色体组，联会紊乱，无法减数分裂形成配子。【重点】1.根据育种目的和育种要求选择育种方法2.结合实验材料选择育种方法（1）有些植物如小麦、水稻等,杂交实验较难操作,则最简便的方法是自交。水稻杂交育种也可以通过雄性不育系作母本,与其他品系水稻进行杂交。（2）若为动物,杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交,而应通过测交实验直接判断基因型。（3）若为营养繁殖类,如土豆、红薯等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。（4）若为原核生物,不能运用杂交育种,细菌的育种一般采用诱变育种和基因工程育种。测题型测题型1．基因突变是生物变异的根本来源，下列叙述错误的是（）A．所有生物都能发生基因突变B．自然状态下，基因突变的频率是很高的C．基因突变可以发生在个体发育的任何时期D．有的基因突变对生物的生存是有利的【答案】B【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。【详解】A、基因突变具有普遍性，所有生物都能发生基因突变，A正确；B、自然状态下，基因突变的频率是很低的，B错误；C、基因突变具有随机性，表现在：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，也可以发生在细胞内的不同DNA分子上，同一DNA分子的不同部位，C正确；D、基因突变大多数是有害的，但有的突变对生物的生存是有利的，D正确。故选B。2．DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫做基因突变，关于基因突变，下列说法正确的是（

）A．基因突变导致基因的结构、基因的数量和位置也发生了改变B．基因突变和基因重组都能为生物进化提供原材料C．基因突变如发生在配子中，可遗传给后代：若发生在体细胞中，一定不能遗传D．基因突变一定要有外界诱发因素的作用才可以发生【答案】B【分析】基因突变是指由于DNA分子中发生碱基对的增添、替换和缺失，而引起的基因结构的改变；基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，可为生物的进化提供最初的原材料。【详解】A、基因突变会导致基因的结构发生改变，基因的数量和位置并没有发生改变，A错误；B、基因突变和基因重组都是可遗传变异，都能为生物进化提供原材料，B正确；C、基因突变如发生在配子中，可通过有性生殖遗传给后代；若发生在体细胞中，可通过无性生殖遗传给后代，C错误；D、基因突变不一定要有外界诱发因素的作用才可以发生，基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误引起，D错误。故选B。3．表皮生长因子受体（EGFR）是一种跨膜蛋白，它是某原癌基因的表达产物。在癌细胞中，表皮生长因子与EGFR均异常表达，二者结合后能激活信号通路，促进细胞增殖及转移。2024年3月，我国一科研团队发现细胞中的SERPINE2蛋白能够抑制肝癌细胞膜上EGFR的降解。下列相关叙述错误的是（

）A．EGFR增多可能会引起肝细胞癌变B．肝癌细胞中某些代谢活动会增强C．肝癌细胞易扩散和转移与其膜上糖蛋白减少有关D．SERPINE2基因甲基化可促进肝癌细胞的转移【答案】D【分析】1、细胞癌变的外因：是受到致癌因子的作用；内因：原癌基因和抑制基因发生突变的结果.2、癌细胞的主要特征：（1）无限分裂增殖；（2）形态结构变化；（3）细胞物质改变：如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。癌细胞膜表面含肿瘤抗原，肝癌细胞含甲胎蛋白等。【详解】A、EGFR是原癌基因的表达产物，数量增多可能会引起肝细胞癌变，A正确；B、根据癌细胞的特点可知，肝癌细胞中增殖、呼吸等代谢活动会增强，B正确；C、肝癌细胞上糖蛋白减少，细胞间黏着力降低，易于扩散和转移，C正确；D、SERPINE2基因甲基化导致SERPINE2蛋白含量降低，对EGFR降解的抑制作用降低，EGFR含量减少，可抑制肝癌细胞的转移，D错误。故选D。4．在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间经常会发生片段的互换。如图是某一基因型为AaBbCc雌性果蝇的一个细胞中，发生三条染色单体参与交换的情形，下列相关说法正确的是（）A．该过程非等位基因间实现了自由组合B．此细胞该过程中至少有三个DNA分子的碱基序列发生改变C．此细胞最终能形成四种配子细胞D．该现象是生物变异的根本来源【答案】B【分析】可遗传的生物变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，基因重组包括非同源染色体上非等位基因的自由组合以及同源染色体中非姐妹染色单体的互换导致的非等位基因的重新组合；染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异两类。【详解】A、同源染色体上非姐妹染色单体间的互换导致位于同源染色体上的非等位基因的重新组合，但不能实现自由组合，A错误；B、据图可知，发生三条染色单体的交换，因此细胞该过程中至少有三个DNA分子的碱基序列发生改变，B正确；C、雌性果蝇一个卵原细胞进行减数分裂，最终能形成一个一种卵细胞，C错误；D、该现象是同源染色体上非姐妹染色单体间的互换导致位于同源染色体上的非等位基因的重新组合，基因突变才是生物变异的根本来源，D错误。故选B。5．种植神舟十六号带回地球的一批小麦种子，有可能出现高产、优质、耐盐碱、抗病能力强等表型。下列叙述不正确的是（）A．太空环境可提高小麦种子的突变率B．强辐射可能改变基因的碱基序列C．太空的微重力能够避免有害突变的产生D．产生的新表型不一定能够稳定遗传【答案】C【分析】航天育种是诱变育种，利用失重、宇宙射线等手段诱发生物基因突变，诱变育种具有的优点是可以提高突变率，缩短育种周期，以及能大幅度改良某些性状，缺点是成功率低，有利变异的个体往往不多；此外需要大量处理诱变材料才能获得所需性状。【详解】A、太空中微重力、强辐射等环境会诱发基因突变的，可提高小麦种子的突变率，A正确；B、强辐射会改变基因的碱基序列，导致基因结构发生改变，即导致基因突变，B正确；C、太空育种是借助太空中微重力、强辐射等环境条件来诱发基因突变的，基因突变具有不定向性、多数有害性的特点，太空的微重力不能够避免有害突变的产生，C错误；D、基因突变具有不定向性，故产生的新表型不一定能够稳定遗传，D正确。故选C。6．下图是甲、乙两种单基因遗传病系谱图，4号不携带甲病致病基因，其双亲均携带一个单碱基替换导致的乙病基因，且突变位点不同。对家庭部分成员一对同源染色体上控制乙病的基因进行测序，非模板链测序结果见下表。不考虑X、Y染色体的同源区段，以下分析不正确的是（

）家庭成员1245测序结果……G……A…………A……A……第412位

第420位……G……A…………G……G……第412位

第420位？……G……A…………G……A……第412位

第420位A．无法判断甲病的显隐性B．乙病基因位于X染色体C．4号控制乙病的基因测序结果为D．1号和2号生一个不患乙病孩子的概率是3/4【答案】B【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。【详解】A、由于4号不携带甲病致病基因，不患甲病的4号与3号甲病患者的儿子6号患甲病，则甲病可能为常染色体显性遗传病、伴X染色体隐性遗传病或伴X染色体显性遗传病，即无法确定甲病的显隐性，A正确；B、根据图可知，乙病为隐性遗传病，双亲均携带一个单碱基替换导致的乙病基因，分析非模板链的测序结果可知，1号男性个体存在乙病基因的等位基因，不考虑X、Y染色体的同源区段，乙病基因不位于X染色体，B错误；C、分析题图可知，4号为乙病患者，其控制乙病的基因测序结果应为，C正确；D、1号和2号均携带一个单碱基替换导致的乙病基因，二人生一个不患乙病孩子的概率=1/4+1/2=3/4，D正确。故选B。7．野生型豌豆子叶黄色（Y）对突变型豌豆子叶绿色（y）为显性，Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白。两种蛋白质都能进入叶绿体，它们的部分氨基酸序列如下图。SGRY蛋白质能促使叶绿素降解，使子叶由绿色变为黄色：SGRy蛋白能减弱叶绿素降解，使子叶维持“常绿”。下列叙述正确的是（）（注：序列中的字母是氨基酸缩写，序列上方的数字表示该氨基酸在序列中的位置，①、②、③表示发生突变的位点）A．位点①②突变导致了该蛋白的功能丧失B．位点③的突变导致了该蛋白的功能改变C．黑暗条件下突变型豌豆子叶的表现型为“常绿”D．Y基因突变为y基因的根本原因是碱基发生缺失【答案】B【分析】题图分析：SGRY蛋白和SGRy有3处变异，①处氨基酸由T变成S，②处氨基酸由N变成K，可以确定是基因相应的碱基对发生了替换，③处多了一个氨基酸，所以可以确定是发生了碱基对的增添。【详解】A、从图中可以看出SGRY蛋白的第12和38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体，根据题意，SGRy和SGRY都能进入叶绿体，说明①、②处的变异没有改变其功能，A错误；B、由题干可知，SGRy和SGRY两种蛋白质都能进入叶绿体，由③处变异引起的突变型的SGRy蛋白功能的改变，该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”，B正确；C、叶绿素的合成需要光照，黑暗条件下叶绿素的合成受阻，子叶呈黄色，C错误；D、根据图可以看出，突变型的SGRy蛋白和野生型的SGRY蛋白有3处变异，①处氨基酸由T变成S，②处氨基酸由N变成K，可以确定是基因相应的碱基对发生了替换，③处多了一个氨基酸，故可以确定是发生了碱基对的增添，D错误。故选B。8．我国大面积栽培的水稻有粳稻（主要种植在北方）和籼稻（主要种植在南方）。研究发现粳稻的bZP73基因通过一系列作用，增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比，籼稻的bZP73基因中有1个脱氧核苷酸不同，从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。判断下列表述正确的是（

）A．粳稻和籼稻的两个bZP73基因在杂合子中可以发生重组B．bZP73蛋白质的1个氨基酸的差异是由基因重组导致的C．bZP73基因的1个核苷酸的差异是由基因突变导致的D．基因的碱基序列改变，一定会导致表达的蛋白质失去活性【答案】C【分析】根据“粳稻相比，籼稻的bZIP73基因中有一个脱氧核苷酸不同，导致两种水稻相应蛋白质存在一个氨基酸差异。”可知，粳稻和籼稻的差异是基因突变的结果。【详解】A、粳稻和籼稻的两个bZP73基因是等位基因，在杂合子中不可以发生重组，A错误；BC、bZIP73基因的1个核苷酸的差异是由基因突变导致的，同时导致的1个氨基酸的差异不是基因重组造成的，B错误，C正确；D、由于密码子具有简并性，所以基因的碱基序列改变，仍然编码同一种氨基酸，所以蛋白质也不会失去活性，D错误。故选C。9．M基因位于常染色体上，编码M蛋白，参与听觉产生。M基因纯合突变诱发耳聋，一耳聋患儿M基因存在2个片段的异常，患儿及其听觉正常双亲M基因的片段1和片段2序列信息如图所示，以下描述错误的是（

）A．片段1突变的M基因，M蛋白的肽链可能变短B．片段2突变的M基因，可能表达正常M蛋白C．虽然双亲M基因均发生突变，但是听觉正常D．M基因突变的形式，体现基因突变的不定向性【答案】B【分析】1、基因突变：DNA分子中发生的碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。2、分析题图可知：（1）父亲：与母亲M基因的正常片段1相比，父亲M基因的片段1发生了碱基的替换和增添。（2）母亲：与父亲M基因的正常片段2相比，母亲M基因的片段2发生了碱基的替换。（3）M基因纯合突变诱发耳聋，代表M基因上的片段1与片段2都发生突变才会导致患病，不论是片段1或者片段2，两者其中一个发生突变，都不会患病。【详解】A、分析题图可知，与母亲M基因的正常片段1相比，父亲M基因的片段1发生了碱基的替换和增添，其中这部分突变的碱基序列，转录可能会产生终止密码子，使翻译提前结束，从而导致肽链可能会变短，A正确；B、分析题图可知，与父亲M基因的正常片段2相比，母亲M基因的片段2发生了碱基的替换，A替换了C，导致转录产生密码子的改变，从而无法表达出正常的M蛋白，B错误；C、分析题图可知，M基因纯合突变诱发耳聋，代表M基因上的片段1与片段2都发生突变才会导致患病，不论是片段1或者片段2，两者其中一个发生突变，都不会患病，所以双亲M基因均发生突变，但听觉正常，C正确；D、基因的不定向性指的是一个基因可以发生不同的突变，分析题图可知，M基因上的碱基序列片段不仅可以发生增添，也可以发生替换，即M基因可以发生不同的突变，D正确。故选B。10．油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产，萝卜具有抗线虫病基因。科研人员以萝卜和油菜为亲本杂交，通过下图所示部分途径获得抗线虫病油菜。下列相关描述，正确的是（

）注：方框中每个大写英文字母表示一个染色体组A．F1植株因同源染色体联会紊乱而高度不育B．BC1细胞中染色体组的组成为AACCRRC．BC2植株群体的染色体数目范围为38—47条D．BC2再与萝卜不断回交并筛选可获所需品种【答案】C【分析】分析图可知，油菜的基因型为AACC，含有38条染色体，可以形成基因型为AC的配子，含有19条染色体；萝卜的基因型为RR，含有18条染色体，可以形成基因型为R的配子，含有9条染色体；异源多倍体的基因型为AACCRR，含有56条染色体，可以形成基因型为ACR的配子，含有28条染色体。【详解】A、F1植株细胞中一半染色体来自油菜，一半来自萝卜，无同源染色体，A错误；B、油菜的基因型为AACC，可以形成基因型为AC的配子；异源多倍体的基因型为AACCRR，可以形成基因型为ACR的配子，油菜与异源多倍体杂交后，可以形成基因型为AACCR的BC1，B错误；C、由于方框中每个大写英文字母表示一个染色体组，由萝卜基因型为RR，2n=18，得R代表的一个染色体组含有9条染色体，同理A和C代表的染色体组中染色体数之和为19，故基因型为AACCR的BC1在形成配子时，R代表的染色体组中的染色体随机分配到配子中，故配子中含有的染色体数目最少为19条，最多为28条；与油菜形成的含有19条染色体的AC配子结合后，得到的BC2植株中的染色体数目为38～47，C正确；D、筛选BC2植株中胞囊线虫抗性强的个体与油菜(AACC)多代回交，可以不断提高抗线虫病基因在子代中的含量和稳定性，D错误。故选C。11．利用秋水仙素诱导产生多倍体时，秋水仙素作用于细胞周期的（）A．间期 B．前期 C．中期 D．后期【答案】B【分析】利用秋水仙素诱导产生多倍体，秋水仙素能抑制纺锤体的形成，而纺锤体形成于有丝分裂的前期，故秋水仙素作用于细胞周期的前期。【详解】秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，从而使细胞染色体数目加倍。而在有丝分裂过程中，纺锤体的形成发生在分裂前期，所以秋水仙素作用于细胞周期的前期，B正确，ACD错误。故选B。12．减数分裂时姐妹染色单体可分别将自身两端粘在一起，着丝粒分裂后，2个环状染色体互锁在一起，如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，分别进入2个子细胞，交换的部分大小可不相等，位置随机。下列相关叙述错误的是（

）A．上图所处的细胞正在进行减数第二次分裂B．两个环状染色体片段的交换属于基因重组C．上述染色体互换造成后代的变异属于可遗传变异D．若该个体基因型为Ee，则子细胞的基因型可能是EE【答案】B【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时，从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程，这个过程中DNA复制一次，细胞分裂两次，产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。【详解】A、由题意可知，环状染色体形成是减数分裂时姐妹染色单体因着丝粒分裂后形成的，因此图示所处的细胞正在进行减数第二次分裂，A正确；B、两个环状染色体片段的交换属于易位，即染色体变异，不属于基因重组，B错误；C、染色体互换会造成配子中染色体发生改变，遗传物质发生了改变，产生的这种变异属于可遗传变异，C正确；D、若该个体基因型为Ee，复制后基因型为EEee，如果在减数第二次分裂后期姐妹染色单分开而未分离就可能会产生EE的配子，D正确。故选B。13．育种工作者用某二倍体植物（2n=14）培育出一个如图所示的三体品种（带有易位片段的染色体不能参与联会），下列说法错误的是（

）A．如果只考虑图示基因，此三体能产生2种雌配子B．减数分裂时可形成7个四分体C．可用光学显微镜区分三体与正常植株D．此三体品种培育的原理与杂交育种相同【答案】D【分析】根据题意和图示分析可知：植物在减数分裂过程中，同源染色体联会并分离，形成染色体数目减半的配子。图中三体新品种，多了一条易位片段的染色体。【详解】A、由于带有易位片段的染色体不能参与联会，因此图示的三体品种经减数分裂只能产生基因型为mr和MmRr的2种雌配子，A正确；B、由于正常体细胞中含有14条染色体，该三体新品种的体细胞中多了一条带有易位片段的染色体，因为含易位片段的染色体不能联会，所以在减数分裂联会时能形成7个正常的四分体，B正确；C、染色体可用光学显微镜观察到，所以能区分三体与正常植株，C正确；D、此三体品种培育的原理与杂交育种不同，前者是染色体变异，后者是基因重组，D错误。故选D。14．染色体片段缺失的杂合子生活力降低但能存活，片段缺失的纯合子常导致个体死亡。控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，现有一红眼雄果蝇（甲）与一白眼雌果蝇（乙）杂交，子代中出现一例染色体数目正常的白眼雌果蝇（丙）。相关叙述不正确的是（

）A．正常情况下，甲与乙杂交后代中只有红眼雌蝇和白眼雄蝇B．丙的出现可能是甲的精子产生了基因突变或X染色体片段缺失C．丙与正常红眼雄蝇杂交，统计后代雌雄比可确定其变异类型D．基因突变和X染色体片段缺失两种变异均可通过显微镜观察【答案】D【分析】果蝇的红眼对白眼为显性，若用A、a基因表示果蝇的红眼与白眼，则红眼雄果蝇（甲）的基因型为XAY，白眼雌果蝇（乙）的基因型为XaXa，正常情况下，甲与乙杂交后代的基因型及表现型为：XAXa（红眼雌蝇）、XaY（白眼雄果蝇）；染色体片段的缺失光学显微镜下可以观察，但是基因突变用显微镜观察不到。【详解】A、果蝇的红眼对白眼为显性，若用A、a基因表示果蝇的红眼与白眼，则红眼雄果蝇（甲）的基因型为XAY，白眼雌果蝇（乙）的基因型为XaXa，正常情况下，甲与乙杂交后代的基因型及表现型为：XAXa（红眼雌蝇）、XaY（白眼雄果蝇），A正确；B、结合A选项的分析，甲的基因型为XAY，乙的基因型为XaXa，杂交后子代中出现一例染色体数目正常的白眼雌果蝇（丙），丙的基因型可能XaXa（甲的精子产生了基因突变导致）或XOXa（甲的精子X染色体片段缺失，刚好丢失了含A基因的片段），B正确；C、结合B选项的分析，丙的基因型可能XaXa（甲的精子产生了基因突变导致）或XOXa（甲的精子X染色体片段缺失，刚好丢失了含A基因的片段），丙与正常红眼雄蝇（XAY）杂交，若为基因突变（XaXa），则子代雌性均为红眼，雄性均为白眼，且雌雄果蝇数之比为1:1；若为染色体片段的缺失（XOXa），则杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为2:1（雄果蝇中片段缺失的纯合子个体死亡），故丙与正常红眼雄蝇杂交，统计后代雌雄比可确定其变异类型，C正确；D、染色体片段的缺失光学显微镜下可以观察，但是基因突变用显微镜观察不到，D错误。故选D。15．下图为五倍体栽培棉的培育过程，字母A、D、E均代表一个染色体组，每组有13条染色体。下列叙述正确的是（

）A．该过程属于单倍体育种B．栽培棉含有65条染色体C．秋水仙素可抑制染色体的着丝粒分裂D．栽培棉育性高，可留种继续种植【答案】B【分析】单倍体育种：一般是利用花药、花粉作外植体进行组织培养，经染色体加倍后产生纯合二倍体，再经过田间育种试验，获得优良新品种，其原理为染色体变异。在单倍体育种过程中通常采用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体数目加倍，秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成，从而使细胞内染色体数目加倍。【详解】A、识图分析可知，图示是两个二倍体品种先杂交，后经秋水仙素加倍处理，因此属于多倍体育种，A错误；B、AADD与EE杂交，其中A、D、E各代表一个染色体组，所得F1染色体组成为ADE，秋水仙素处理得到的F2为AADDEE，F2与AADD杂交，最终得到的栽培棉染色体组成应为AADDE，A、D、E所代表的每一个染色体组中各含13条染色体，故栽培棉AADDE应含有5个染色体组，共65条染色体，B正确；C、秋水仙素的作用原理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，染色体着丝粒分裂并未被抑制，C错误；D、根据以上分析可知，栽培棉染色体组成为AADDE，减数分裂时AA、DD可各自正常联会，而E只有一个染色体组，减数分裂时无法联会，育性差，D错误。故选B。16．同源四倍体植物减数分裂联会时，同源区段配对会形成不同的结果，进而产生不同染色体数目的配子，如图（短箭头表示在细胞分裂后期，相应着丝点移动的方向）。相关叙述不正确的是（

）A．用秋水仙素处理二倍体植物种子，可培育同源四倍体B．1个四价体和2个二价体均可实现同源染色体的均等分配C．图示1个三价体包含3条同源染色体、3个DNA分子D．图示解释了同源四倍体通常可育，但育性却有所降低【答案】C【分析】秋水仙素作用的机理：人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理，目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来可能发育成多倍体植株。【详解】A、秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目加倍，所以可用秋水仙素处理萌发的二倍体植物种子培育出同源四倍体植物，A正确；B、结合图示可以看出，1个四价体和2个二价体均可实现同源染色体的均等分配，B正确；C、联会时的染色体含有染色单体，因此图示1个三价体含有3条染色体、6条染色单体、6个DNA分子，C错误；D、同源染色体联会和分离异常，不易产生正常的配子，从而导致同源四倍体育性低，D正确。故选C。17．研究人员以野生型拟南芥为材料获得了细胞中染色体互换片段的品系甲（下图）。品系甲自交后代染色体组成及个体数见下表。由于部分种类配子不育，三种染色体组成的个体比例接近1：2：1。下列叙述错误的是（

）染色体组成个体数（株）1，1，2，291，1'，2，2'231'，1'，2'，2'8其他类型0A．染色体1'和2'片段互换属于染色体结构变异B．染色体1和1'在减数分裂I后期彼此分离C．品系甲可产生染色体组成为1，2和1'，2'的配子，比例为1：1D．品系甲与野生型杂交后代的染色体组成有4种【答案】D【分析】染色体结构变异的基本类型：（1）缺失：染色体中某一片段的缺失例如，猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，因为患病儿童哭声轻，音调高，很像猫叫而得名．猫叫综合征患者的两眼距离较远，耳位低下，生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍；果蝇的缺刻翅的形成也是由于一段染色体缺失造成的。（2）重复：染色体增加了某一片段果蝇的棒眼现象就是X染色体上的部分重复引起的。（3）倒位：染色体某一片段的位置颠倒了180度，造成染色体内的重新排列如女性习惯性流产（第9号染色体长臂倒置）。（4）易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上或同一条染色体上的不同区域如惯性粒白血病（第14号与第22号染色体部分易位，夜来香也经常发生这样的变异）。【详解】A、染色体1'和2'是非同源染色体，二者之间片段互换属于染色体结构变异中的易位，A正确；B、染色体1和1'为同源染色体，在减数分裂I后期会发生同源染色体分离，因此1和1'彼此分离，B正确；C、根据品系甲自交后代染色体组成及个体数可知，品系甲可产生染色体组成为1，2和1'，2'的配子，比例为1∶1，其产生的染色体组成为1，2'和1'，2配子表现不育，C正确；D、品系甲可产生染色体组成不同的2种配子，据此可推测品系甲与野生型杂交后代的染色体组成有2种，D错误。故选D。18．以豌豆种子为材料进行实验，发现藻糖-6-磷酸(T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。其合成转化途径如下图。假设认为：海藻糖通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累，而形成圆粒；反之，则为皱粒。（U为基因启动子）请从①～④选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供证据，下列说法不合理的是（

）①U-R基因

②U-S基因

③突变体R植株

④U-P植株（将U-P基因转入野生型获得的纯合植株）A．①④转基因植株与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒B．②③转基因植株与突变体R植株相比，转基因植株种子的淀粉含量增加，为圆粒C．②④转基因植株与U-P植株相比，R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒D．①③转基因植株与突变体R植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒【答案】B【分析】分析题意可知，本实验的目的是验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累，而形成圆粒；反之，则为皱粒。实验设计应遵循对照与单一变量原则。

【详解】A、①④(U-P植株，P基因表达较高)，与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒，可以为该假说提供证据，A正确；B、转基因植株可以表达出S酶和突变的R基因，不能表达出海藻糖和正常的R基因，所以与突变体R植株相比，转基因植株种子淀粉含量不变，仍为皱粒，B错误；C、②④转基因植株（可以合成大量的S酶和T6P）与U-P植株相比，R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒，C正确；D、①③转基因植株与突变体R植株相比，转基因植物的R基因转录提高，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒，D正确；故选B。19．研究者观察到某一雄性哺乳动物（2n=24）处于四分体时期的初级精母细胞中期的两对同源染色体发生了特殊的联会显现，形成了如下图所示的“四射体”，图中的字母为染色体区段的标号，数字为染色体的标号。若减数第一次分裂后期“四射体”的4条染色体随机的两两分离，并且只有遗传信息完整的精子才能成活。以下分析中，不正确的是（

）A．除去“四射体”外，处于四分体时期的该初级精母细胞中还有10个四分体B．出现“四射体”的原因是s-s、w-w、t-t、v-v均为同源区段，所以发生联会C．若不考虑致死，从染色体的组合（①-④组合）来看，该动物能产生5种精子D．由于只有遗传信息完成的精子才能成活，推测该动物产生的精子有1/3会能存活【答案】C【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类：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地增加或减少。题图分析，非同源染色体上出现了同源区段，进行了联会，属于染色体结构变异。【详解】A、由于该哺乳动物体细胞中含有12对24条染色体，正常情况下，可形成12个四分体，所以除去“四射体”外，处于四分体时期的该初级精母细胞中还有10个四分体，A正确；B、在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对形成四分体，而出现“四射体”的原因是s-s、w-w、t-t、v-v均为同源区段，所以发生联会，B正确；C、减数第一次分裂后期四条染色体随机两两分离，图中四条染色体共有6种分离方式，能产生①②、③④、①④、②③、①③、②④共6种精子，C错误；D、结合C项可知，该联会过程会产生六种精子，而遗传信息不丢失的配子才成活，含①、③或②、④的配子可以成活，推测该动物产生的精子有2/3会致死，即1/3存活，D正确。故选C。【点睛】20．一对父本和母本通过有性生殖产生的后代，个体之间总会存在一些差异，这种差异主要来自（

）A．基因突变 B．染色体变异 C．基因分离 D．基因重组【答案】D【分析】生物的变异包括可遗传变异和不可遗传变异，其中可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异；基因突变是生物变异的根本来源，基因重组是生物变异的重要来源，基因突变、基因重组和染色体变异都可以为生物进化提供原材料。【详解】基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。在有性生殖过程中，由于父本和母本的遗传特质基础不同，当二者杂交时，基因重新组合，就能使子代产生变异，通过这种来源产生的变异是非常丰富的。故选D。二、非选择题21．我国育种工作者发现了一株花药萎缩、雌蕊正常的雄性不育突变体小麦。为将此雄性不育基因应用于小麦育种，研究者进行了相关实验。(1)突变体小麦（2n=6X=42，AABBDD）是异源六倍体，其中A、B和D代表三个不同的。(2)用雄性不育株与正常小麦杂交，后代稳定出现雄性不育株与可育株，且比例接近，据此推测雄性不育与可育由一对等位基因（M/m）控制，且雄性不育是显性性状。为确定雄性不育基因在染色体上的位置，研究者进行了图1所示的杂交实验。小麦减数分裂时不成对的染色体随机移向两极，且常呈落后状态，大约有50%被遗弃在细胞质中，最终被降解。图1中不育株与四倍体可育小麦（2n=4X=28，AABB）杂交，所得F1均与正常小麦进行杂交，连续进行此操作，统计发现每代不育个体占比，可知不育M基因位于D组染色体。(3)为对M基因进行精确定位，实验人员培育了含有D染色体组的可育小麦（AABBDD）和Dn进行杂交实验（图2）。Dn为可育小麦D组染色体端体系列（端体是指只含有着丝粒和一个臂的染色体，“D1L”表示D组1号染色体均只有长臂，其余染色体正常；“D7S”表示D组7号染色体均只有短臂，其余染色体正常）。雄性不育株与D1S杂交，观察F2植株育性和1号染色体形态是否正常，统计植株数量。据此判断M基因在D组染色体上的具体位置：①若，则M基因位于D组1号染色体短臂。②若，则M基因位于D组1号染色体长臂。③若，则M基因不位于D组1号染色体。(4)研究发现控制小麦茎秆长度的基因R/r与M/m位于同一对染色体上，其中矮秆为显性性状。请选择下列实验材料设计杂交实验，写出遗传图解，以实现用矮秆性状标记雄性不育基因。实验材料：纯合高秆雄性不育小麦、杂合高秆雄性不育小麦、野生型小麦、纯合的矮秆可育小麦。【答案】(1)染色体组(2)1：1逐代下降(3)可育染色体异常：不育染色体正常：不育染色体异常：可育染色体正常≈多：多：少：少，且前两种个体数量接近、后两种个体数量接近可育染色体异常：不育染色体正常≈1：1可育染色体异常：不育染色体正常：不育染色体异常：可育染色体正常≈1：1：1：1(4)【分析】1、基因分离定律的实质：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。2、基因自由组合定律的实质是：等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。3、减数分裂过程中同源染色体上的基因交叉互换导致控制不同性状的非等位基因重新组合（在配子中）。【详解】（1）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；每个染色体组包括形态和功能不同的非同源染色体。突变体小麦（2n=6X=42，AABBDD）是异源六倍体，其中A、B和D代表三个不同的染色体组。（2）雄性不育株基因型为AABBDD，正常小麦基因型为AABB，用雄性不育株（AABBDD）与正常小麦（AABB）杂交，后代稳定出现雄性不育株（AABBDD）与可育株（AABB），可见，雄性不育株（AABBDD）作为母本产生的配子为ABDD和AB，而父本产生配子为AB，由于雄性不育株（AABBDD）产生的ABDD：AB=1：1，可见用雄性不育株与正常小麦杂交，后代稳定出现雄性不育株与可育株，且比例接近1：1。假设不育M基因位于D组染色体上，则根据题意：小麦减数分裂时不成对的染色体随机移向两极，且常呈落后状态，大约有50%被遗弃在细胞质中，最终被降解，不育株（AABBD）产生的配子ABD：AB=1：2，而四倍体可育小麦产生配子为AB，则所得F1均与正常小麦进行杂交，连续进行此操作，统计发现每代不育个体（AABBD）占比逐代降低。（3）分析题图可知，用雄性不育株（AABBDD）与D1S（端体可育株mm）杂交得F1，则F1为D1S端体杂合子，表现为不育（根据第（2）问可知，不育为显性性状），且小麦减数分裂时不成对的染色体随机移向两极，且常呈落后状态，大约有50%被遗弃在细胞质中，最终被降解；用正常可育小麦（隐性）为F1中的不育株授粉，然后筛选出F2中的不育株进行细胞学观察；①若可育染色体异常：不育染色体正常：不育染色体异常：可育染色体正常≈多：多：少：少，且前两种个体数量接近、后两种个体数量接近，则M基因位于D组1号染色体短臂。②若可育染色体异常：不育染色体正常≈1：1，则M基因位于D组1号染色体长臂。③若可育染色体异常：不育染色体正常：不育染色体异常：可育染色体正常≈1：1：1：1，则M基因不位于D组1号染色体。（4）可选择杂合高秆雄性不育rrMm为母本，与纯合高秆雄性不育RRmm为父本进行杂交，选择矮秆雄性不育与高秆可育杂交，从而选择矮秆不育即为目标个体，遗传图解如下：22．铜绿假单胞菌（Pa）是临床上造成感染的主要病原菌之一，多见于烧伤、创伤等受损部位。由于Pa耐受多种抗生素，常导致治疗失败。为解决上述问题，噬菌体治疗逐渐受到关注。(1)在侵染Pa时，噬菌体的尾丝蛋白通过与Pa细胞壁上的脂多糖结合进而吸附在Pa表面。不同噬菌体的尾丝蛋白不同，使噬菌体的侵染具有高度的。(2)PA1和PAO1是Pa的两种菌株。科研人员从某地污水中分离到一株可同时高效吸附并侵染PA1和PAO1的变异噬菌体，对其尾丝蛋白基因进行测序，部分结果如下图所示。据图可知，与野生型噬菌体相比，变异噬菌体的尾丝蛋白基因发生了碱基替换，使尾丝蛋白，变异后的尾丝蛋白能同时结合两种Pa的脂多糖。(3)将噬菌体加入PA1菌液中，培养30min后菌液变澄清，即大部分PA1已被裂解。将菌液涂布在固体培养基上培养，一段时间后出现少量菌落，即为噬菌体耐受菌（PAlr），对PA1和PAlr的DNA进行测序比对，PAlr丢失了部分DNA序列，其中含有脂多糖合成的关键基因galU。为验证galU的丢失是导致PAlr耐受噬菌体的原因，请利用下列选项完善表格中的实验设计和预期结果。组别1234处理方法PA1+噬菌体Ⅰ敲除galU基因的PA1+噬菌体Ⅱ在固体培养基上培养预期结果较多噬菌斑无噬菌斑Ⅲ较多噬菌斑注：在固体培养基上，噬菌体侵染导致宿主细菌死亡形成的空斑即为噬菌体。①PAl

②PAlr

③PAlr+噬菌体

④导入无关基因的PAlr+噬菌体

⑤导入galU基因的PA1+噬菌体

⑥导入galU基因的PAlt4+噬菌体

⑦无噬菌斑

⑧较多噬菌斑(4)Pa的细胞周期约为40min，根据题中信息，可推断PAlr的galU的丢失发生在噬菌体感染之（填“前”或“后”），噬菌体的感染起到了选择作用。(5)依据本研究，在使用噬菌体治疗Pa感染需注意。【答案】(1)特异性（专一性）(2)氨基酸序列改变，空间结构改变(3)③⑥⑦(4)前(5)治疗时，注意检测噬菌体和Pa细菌的类型，避免因噬菌体或Pa变异导致的治疗风险【分析】基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。表现为如下特点：普遍性：基因突变是普遍存在的；随机性：基因突变是随机发生的；不定向性：基因突变是不定向的；低频性：对于一个基因来说，在自然状态下，基因突变的频率是很低的；多害少益性：大多数突变是有害的；可逆性：基因突变可以自我恢复（频率低）。【详解】（1）由于在侵染Pa时，噬菌体的尾丝蛋白通过与Pa细胞壁上的脂多糖结合进而吸附在Pa表面，且不同噬菌体的尾丝蛋白不同，使噬菌体的侵染具有高度的特异性（专一性）这与相关蛋白质结构的特异性有关。（2）对两种菌株其尾丝蛋白基因进行测序，结果显示野生型噬菌体和变异噬菌体的碱基数量相同，但碱基的排列顺序发生改变，所以与野生型噬菌体相比，变异噬菌体的尾丝蛋白基因发生了碱基替换，即由T/A变成了G/C，使尾丝蛋白氨基酸序列改变，空间结构改变，变异后的尾丝蛋白能同时结合两种Pa的脂多糖。（3）为验证galU的丢失是导致PAlr耐受噬菌体的原因，可分为4组，第1组用PA1+噬菌体处理，第2组用③PAlr+噬菌体处理，第3组敲除galU后，用基因的PA1+噬菌体处理，第4组用⑥导入galU基因的PAlr4+噬菌体处理，然后在相同的固体培养基上培养，若galU的丢失是导致PAlr耐受噬菌体的原因，则预期结果为：第1组有较多噬菌斑，第2组无噬菌斑，第3组无噬菌斑，第4组有较多噬菌斑。（4）Pa的复制周期约为40min，根据题中信息：将噬菌体加入PA1菌液中，培养30min后菌液变澄清，即大部分PA1已被裂解，可判断PAlr的galU的丢失发生在噬菌体感染之前，噬菌体的感染对没有galU的个体起到了选择作用。（5）依据本研究，在使用噬菌体治疗Pa感染需治疗时，注意检测噬菌体和Pa细菌的类型，避免因噬菌体或Pa变异导致的治疗风险。23．某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，高茎（H）对矮茎（h）为显性，红花（R）对白花（r）为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。(1)基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图，起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A，其对应的密码子由变为。正常情况下，基因R在细胞中最多有个,其转录时的模板位于（填“a”或“b”）链中。(2)用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1，F1自交获得F2，F2中自交性状不发生分离的植株所占比例为。(3)基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞，最可能的原因是。(4)现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡）实验步骤：①；②观察、统计后代表型及比例。结果预测：Ⅰ.若，则为图甲所示的基因组成；Ⅱ.若，则为图乙所示的基因组成；Ⅲ.若，则为图丙所示的基因组成。【答案】(1)GUCUUC4/四a(2)1/4(3)减数第一次分裂时交叉互换(4)用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植物杂交宽叶红花与宽叶白花植株的比例为1：1宽叶红花与宽叶白花植物的比例为2：1宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2：1【分析】基因M、m与基因R、r在2号染色体上，则这两对基因表现为连锁遗传；基因H、h在4号染色体上，因此基因M、m与基因H、h或基因R、r与基因H、h可自由组合。【详解】（1）分析题图：图示为基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列，根据起始密码子（AUG）可以判断出基因M转录的模板链为b链（该链含有TAC），若b链中箭头所指的碱基C突变为A，则基因由CAG→AAG，因此其转录形成的密码子由GUC→UUC；正常情况下，基因R有2个，经过复制后数量最多，即有4个。同理，根据起始密码子（AUG）可以判断出基因R中转录的模板链为a链。（2）基因M、m在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上，因此基因M、m与基因H、h可自由组合。用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交得F1（MmHh），F1自交得F2，F2中纯合子所占的比例为1/4，即F2自交后代不发生性状分离植株所占的比例为1/4。（3）基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞，最可能的原因是，减数第一次分裂四分体时期发生了交叉互换。（4）根据题中信息可知，基因M和R位于2号染色体，因此只有选择缺失一条2号染色体的个体进行杂交，才能出现缺失纯合个体，检测植株的基因组成最简便的方法为自交，但是题干要求为杂交，故应选用测交方法来进行检测，因此选择缺失一条2号染色体的窄叶白花植株（moro）与该宽叶红花突变体进行杂交，观察、统计后代表型及比例。若为图甲所示的基因组成，即MMRr与moro杂交，后代为MmRr、MoRo、Moro、Mmrr，宽叶红花：宽叶白花=1：1；若为图乙所示的基因组成，即MMRo与moro杂交，后代为MmRr、MoRo、Mmro、Mooo（幼胚死亡），宽叶红花：宽叶白花=2：1；若为图丙所示的基因组成，即MoRo与moro，后代为MmRr、MoRo、moro、oooo（幼胚死亡），宽叶红花：窄叶白花=2：1。24．家蚕的性别决定方式为ZW型，家蚕蚕卵的颜色受常染色体上一对等位基因控制，蚕卵黑色（B）对白色（b）为显性，蚕卵孵化后可得到幼虫，幼虫发育为成虫后可吐丝，已知雄蚕比雌蚕吐丝多且蚕丝质量更好。某养蚕基地为了实现大规模养殖雄蚕达到蚕丝优质高产的目的，科研人员用技术手段处理雌蚕甲，获得了突变体乙，并希望通过对其进一步处理可尽早从子代蚕卵颜色即分辨出雌、雄蚕，如图是一部分育种过程，回答下列问题：(1)科研人员首先对雌蚕甲使用X射线处理，让其发生（填“显”或“隐”）性突变，得到突变体乙。若直接保留乙并让其和与乙性状相同的雄蚕杂交，并不能根据子代蚕卵的颜色分辨出雌、雄蚕，原因是。(2)为了能够从蚕卵颜色分辨出个体的性别，需要通过技术手段对突变体乙进行处理，以便将B基因所在片段移接到雌蚕的W染色体上，这样做的原因是。在该过程中，让突变体乙发生的变异类型是。(3)科研人员用X射线处理突变体乙后，得到突变体丙，并通过杂交手段获得了突变体丁。但突变体丁也不是需要的最终目标，现有各种表型的非突变体纯合雄蚕，请设计实验思路，利用突变体