2019-2020年高考生物 第三单元 第1讲 生物的变异教学案 新人教版必修2.doc

2019-2020年高考生物 第三单元 第1讲 生物的变异教学案 新人教版必修2xx备考最新考纲1基因重组及其意义()。2.基因突变的特征和原因()。3.染色体结构变异和数目变异()。4.实验：低温诱导染色体加倍。考点1基因突变的概念、特征、原因及应用(5年17考)(xx全国新课标、天津卷、海南卷、广东卷、浙江卷、北京卷，xx北京卷、广东卷、海南卷)基因突变1概念DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。图解突变原因如下：2分析基因结构中碱基对的增添、缺失、替换对生物的影响碱基对影响范围对氨基酸的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变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3.特点4意义思维激活基因突变为什么常发生于DNA复制时？提示在DNA复制时，稳定的双螺旋首先解开形成单链DNA，这时DNA的稳定性会大大下降，极易受到外界因素干扰使原来的碱基序列发生变化，导致基因发生突变。5讨论基因突变不一定导致生物性状改变的原因(1)不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起基因突变，不引起性状变异。(2)由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也不引起性状的改变。(3)某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但并不影响蛋白质的功能。(4)隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。易错警示！4个与基因突变有关的易错点(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，但却不一定引起生物性状的改变。(3)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。(4)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。思维激活1连一连连线表示诱发基因突变的因素物理因素a亚硝酸、碱基类似物化学因素 b某些病毒生物因素 c紫外线、X射线答案cab2思考感悟分析教材“镰刀型细胞贫血症”形成的直接原因和根本原因分别是什么？提示直接原因：血红蛋白结构异常；根本原因：控制血红蛋白的基因由突变成，发生了碱基对的替换。考查基因突变的原因分析1(福建理综，5)下图为人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1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是()。A处插入碱基对GCB处碱基对AT替换为GCC处缺失碱基对ATD处碱基对GC替换为AT解析首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为TTC，确定赖氨酸的密码子为AAG，处插入、缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变，处碱基对替换后密码子为AAA还是赖氨酸，处碱基对替换密码子为GAG，对应谷氨酸。答案B综合考查基因突变的类型及推断2(xx课标，31)一对毛色正常鼠交配，产下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常。分析认为，鼠毛色出现异常的原因有两种：一是基因突变的直接结果(控制毛色基因的显隐性未知，突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因)；二是隐性基因携带者之间交配的结果(只涉及亲本常染色体上一对等位基因)。假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活。为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代。请预测结果并作出分析。(1)如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为_，则可推测毛色异常是_性基因突变为_性基因的直接结果，因为_。(2)如果不同窝子代出现两种情况，一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为_，另一种是同一窝子代全部表现为_鼠，则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果。解析本题考查基因分离定律的应用及基因突变的相关知识。(1)若毛色异常鼠为基因突变所致，则毛色正常鼠应为纯合子，被发现的毛色异常鼠应为杂合子。则题干中的交配实验，其子代中表现型比例为毛色正常鼠毛色异常鼠11。(2)设控制毛色的基因为A、a，若毛色异常鼠的出现是隐性基因携带者之间交配的结果，则一对毛色正常鼠交配有：AaAa1 AA2Aa1 aa，用毛色异常的雄鼠(aa)分别与其同一窝的多只毛色正常雌鼠交配，可能出现两种情况：Aaaa1 Aa1 aa；AAaaAa。答案(1)11隐显只有两个隐性纯合亲本中一个亲本的一个隐性基因突变为显性基因时，才能得到每窝毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为11的结果(其他合理答案也可)(2)11毛色正常技法提炼1基因突变的类型及性状表现特点(1)显性突变：如aA，该突变一旦发生即可表现出相应性状。(2)隐性突变：如Aa，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。2验证基因突变实验设计的思路(1)验证生物变异是基因突变还是环境影响：可以把矮秆植株与原始亲本种植在相同的环境条件下，观察比较两者的表现型是否相同，若相同则说明变异是由环境引起的。(2)验证基因突变的显隐性：可让矮秆植株和原始亲本杂交，若出现性状分离，则说明为显性突变，若没有出现性状分离，则说明为隐性突变。考点2基因重组及其类型(5年11考)(xx北京卷、四川卷、福建卷、山东卷、浙江卷，xx全国大纲卷、海南卷、北京卷、安徽卷)1基因重组图解及分析分析并填空(1)实质：控制不同性状的基因重新组合。(2)类型(3)结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。(4)意义：形成生物多样性的重要原因之一。2基因突变与基因重组的比较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间通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的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综合考查生物变异的类型1(原创题)下面描述的生物变异属于可遗传的变异且生物界各种生物都有可能产生的是()。长在边际的玉米比田中心的玉米粗壮产量高流感病毒有几百个变种，且新亚种不断产生“R型活菌加热杀死的S型菌”后代产生S型活菌果蝇的白眼豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒人类的红绿色盲人类的镰刀型细胞贫血症猫叫综合征高山草甸多倍体植物居多A BC D解析是光照、CO2供应等差异引起不遗传的变异；、的成因为基因突变；类似于转基因技术，是广义的基因重组；是基因重组；、依次是染色体结构变异和数目变异，根据题干要求，只有基因突变属于生物界各种生物都可以发生的可遗传的变异。答案C归纳提升生物界中各生物类群的变异(1)不可遗传的变异：仅由环境因素引起，如水肥、光照、激素处理等，而遗传物质没有改变。(2)可遗传的变异：因遗传物质改变而引起的变异。只有基因突变(为什么？)真核生物所有生物都可通过基因突变产生新基因，使本物种基因库增加“原始材料”，促进生物进化发展；基因重组和染色体变异是真核生物特有的。综合考查细胞分裂图中的变异类型判断2.右图是基因型为AAXBY的个体产生的一个异常精细胞，下列相关叙述中，正确的是()。A与该细胞来源相同的另3个精细胞的基因型分别为AY、aY、A B该细胞中a基因可能来自基因突变，也可能来自基因重组 C该异常精细胞可能是由次级精母细胞分裂异常所产生的D和可能是同源染色体或姐妹染色单体分开后的染色体 解析根据图示，该异常精细胞的基因型为aXBXB，则另外3个精细胞的基因型分别为AY、AY、A或AY、AY、a；该细胞中a基因只能来自基因突变；该异常细胞的产生是减数第二次分裂后期，X染色体上2条姐妹染色单体分开后移向同一极所致；和是姐妹染色单体分开后的染色体。答案C归纳提升细胞分裂图与变异类型(1)根据细胞分裂图来确定变异的类型对A、B图分析A图B图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(2)变异类型与细胞分裂的关系变异类型细胞分裂方式基因突变可发生于无丝分裂、有丝分裂、减数分裂基因重组可发生于减数分裂染色体变异可发生于有丝分裂、减数分裂考点3分析染色体的变异(5年18考)(xx福建卷、安徽卷、山东卷，xx山东卷、广东卷、海南卷、天津卷、江苏卷)一、染色体结构的变异连线表示染色体结构变异的类型名师点睛基因突变，名义上是基因在变，其实是基因内部碱基在变，基因的数目和位置都未变；染色体变异，名义上是染色体在变，其实是染色体内部基因在变，基因的数目和位置都改变。二、染色体数目变异及其应用1观察雄果蝇染色体组成图，概括染色体组的组成特点(1)从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。(2)从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。(3)从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。2单倍体、二倍体和多倍体的判断(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，其体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。(2)如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成，则无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。拓展归纳单倍体、二倍体和多倍体的比较单倍体二倍体多倍体发育来源配子受精卵染色体组1至多个23个或3个以上形成原因自然成因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件剧变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形成过程特点植株弱小，高度不育正常可育果实、种子较大，营养物质含量丰富，生长发育延迟，结实率低举例蜜蜂的雄蜂几乎全部的动物和过半数的高等植物香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦3.完善多倍体和单倍体育种(1)培育三倍体无子西瓜原理：染色体数目以染色体组的形式成倍增加。过程(2)培育抗病高产植株原理：染色体数目以染色体组的形式成倍减少，再用秋水仙素处理，形成纯合子。实例：抗病高产植株(aaBB)的选育过程易错警示！4个与染色体数目变异有关的点(1)单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程，花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。(2)通过细胞融合也可获得多倍体，如二倍体体细胞和配子细胞融合可得到三倍体。(3)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组因为大部分的生物是二倍体，所以一般认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的单倍体中体细胞含有不止一个染色体组。(4)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同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，通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。考查染色体结构变异1(xx试题调研)科学家以玉米为实验材料进行遗传实验，实验过程和结果如图所示。则F1中出现绿株的根本原因是()。A在产生配子的过程中，等位基因分离B射线处理导致配子中染色体数目减少C射线处理导致配子中染色体结构缺失D射线处理导致控制茎颜色的基因发生突变解析射线的处理使紫株配子的一条染色体发生了部分片段的缺失，致使与控制紫色有关的基因随染色体片段的缺失而丢失，因此F1中出现绿株。答案C解题指导解答本题应抓住如下两个关键：关键1：理清“基因突变”、“染色体数目变异”与“染色体结构变异”的内涵即(1)基因突变“基因内部”脱氧核者的序列改变，产生新基因。(2)染色体数目变异染色体“数目”发生了个别或整倍性增减。(3)染色体结构变异染色体“某片段”增添、缺失、倒们或移接于非同源染色体上。关键2：巧抓题图及选项信息并结合关键1破题。题图信息显示射线照射后紫株染色体丢失了PL基因所在的片段，含该染色体的花粉与正常绿株杂交即可产生绿株子代。其中并未发生染色体数目减少，也未发生茎色基因脱氧核苷酸序列改变(未产生新基因)，由此可排除A、B、D选项所述状况。考查染色体数目变异及其判定方法2(经典题)下列是对ah所示的细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是()。A细胞中含有一个染色体组的是h图B细胞中含有两个染色体组的是g、e图C细胞中含有三个染色体组的是a、b图D细胞中含有四个染色体组的是f、c图解析此题主要考查染色体组的概念及染色体组数目的识别。形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。如图e，每种染色体含有4个，所以含有四个染色体组，d图中，同音字母仅有一个，所以该图只有一个染色体组。由此，我们可知：a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，g图含有一个染色体组。答案C技法提炼染色体组数量的判断方法(1)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。如下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中有3条，c中两两相同，d中各不相同，则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。(2)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，此时染色体上无姐妹染色单体，如图所示：(dg中依次含4、2、3、1个染色体组)(3)据染色体数/形态数的比值判断染色体数/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。如果蝇该比值为8条/4种形态2，则果蝇含2个染色体组。对点强化下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是()。A一个染色体组不含同源染色体B由受精卵育受成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体C单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组D人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗解析染色体组中不含有同源染色体。判断单倍体不是看体细胞中染色体组的数目，而是看发育的起点。人工诱导多倍体的方法有多种，如低温、秋水仙素处理等。答案D题后反思1三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，都是可遗传变异，但不一定遗传给后代。2三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”，则基因突变“点”的变化(点的质变，但数目不变)；基因重组“点”的结合或交换(点的质与量均不变)；染色体变异“线段”发生结构或数目的变化；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)；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)。实验12低温诱导植物染色体数目的变化(5年3考)(xx福建，xx广东)要点突破完善实验原理、步骤和现象动漫演示更形象见课件光盘思维激活做低温诱导植物染色体数目变化实验时，实验的关键点及注意事项有哪些？提示1.选材(1)选用的实验材料既要容易获得，又要便于观察；(2)常用的观察材料有蚕豆(染色体较洋葱少故首选)、洋葱、大蒜等。2试剂及用途(1)卡诺氏液：固定细胞形态；(2)改良苯酚品红染液：使染色体着色；(3)解离液体积分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液(11)：使组织中的细胞相互分离开。3根尖培养(1)培养不定根：要使材料湿润以利生根；(2)低温诱导：应设常温、低温4 、0 三种，以作对照，否则实验设计不严密。4固定用卡诺氏固定液(无水酒精3份冰醋酸1份或无水乙醇6份氯仿3份冰醋酸1份)是为了杀死固定细胞，使其停留在一定的分裂时期以利于观察。典例透析【典例】(福建理综，3)下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是()。A原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极B解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色D观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变解析低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向两极；卡诺氏液用于染色体的固定，解离液为盐酸酒精混合液；低温诱导染色体加倍的时期是前期，大多数细胞处于间期；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以用于染色体的染色。答案C技法提炼低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂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0.51 h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，使细胞之间的联系变得疏松质量分数为15%的盐酸与体积分数为9 5%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10 min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35 min使染色体着色对点强化(原创题)用浓度为质量浓度为2%的秋水仙素处理植物分生组织56 h，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(2N16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)针对以上的问题，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23 mm。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问题。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)该实验和秋水仙素处理的共同实验原理是_ _。(5)若在显微镜下观察时，细胞中染色体数可能为_ _。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(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，使细胞不能正常进行有丝分裂(2)培养温度/5101520常温40注：设计的表格要达到以下两个要求：至少做两个温度的对照；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，在第三步中不能再观察染色体加倍的动态变化(4)抑制纺锤体的形成，染色体不能被拉向细胞两极，结果染色体数目加倍(5)2N16、4N32、8N64(加倍后的细胞有丝分裂后期)(一)基因突变的三个易错点易错点1基因突变就是“DNA中碱基对的增添、缺失、改变”点拨基因突变DNA中碱基对的增添、缺失、改变基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。易错点2基因突变只发生在分裂间期点拨引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。易错点3将基因突变的结果“产生新基因”与“产生等位基因”混淆点拨不同生物的基因组组成不同，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，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。(二)染色体结构变异与其他变异的三个易混点易混点1“易位”与“交叉互换”分不清点拨易位与交叉互换的区别染色体易位交叉互换图解区别发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生于非同源染色体之间属于染色体结构变异属于基因重组可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到易混点2染色体结构变异与基因突变界定不清点拨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，属于细胞水平上的变化，显微镜下可观察到！基因突变是“基因内部结构”的改变；属于分子水平上的变化，显微镜下观察不到。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。如图所示：易混点3将“可遗传”理解成了“可育性”点拨“可遗传”可育：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状这与仅由环境引起的不遗传的变异有着本质区别。如无子番茄的“无子”原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状是不可以保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”。纠错演练1.图1显示出某物种的三条染色体及其上排列着的基因(图中字母所示)。试判断图2中列出的(1)、(2)、(3)、(4)如变化依次属于下列变异中的()。 染色体结构变异染色体数目变异基因重组基因突变A. BC. D解析本题考查基因突变和染色体变异的相关内容：由图可知：(1)染色体缺失了O、B、q三个基因，属于染色体结构变异；(2)是一对同源染色体，与图示相比，bQ和Bq之间发生交换，所以是基因重组；(3)是M突变为m，所以是基因突变；(4)是两条非同源染色体之间发生片段交换，所以是染色体结构变异。答案B2.(xx东城区检测)下列有关可遗传变异的叙述，不正确的是()。A.精子和卵细胞随机结合，导致基因重组B.DNA复制时碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变C.非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异D.着丝点分裂后，子染色体不能移向细胞两极，导致染色体数目变异解析基因重组是由减数第一次分裂后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合导致的非同源染色体上的非等位基因自由组合引起的，或者是由减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的交叉互换引起的；基因突变是由DNA碱基对的增添、缺失或改变引起的；非同源染色体之间交换一部分片段，属于染色体结构变异中的易位；着丝点分裂后，子染色体不能移向细胞两极，导致染色体数目变异。答案A1(xx江苏单科，14)某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是 ()。A减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为BB减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离C减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合D减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换解析本题主要考查减数分裂、遗传定律的基本知识。从题中信息可知，突变植株为父本，减数分裂产生的雄配子为和，后者花粉不育。正常情况下，测交后代表现型应都为白色性状，而题中已知测交后代中部分为红色性状，推知父本减数分裂过程中产生了含B基因的正常染色体的可育花粉，而产生这种花粉最可能的原因是减I时同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，故D最符合题意。题中缺乏判断最可能发生了基因突变的相关信息，减时姐妹染色单体分开与此题出现的现象无关，减时没有非姐妹染色单体的自由组合，故A、B、C均不符合题意。答案D2(xx广东理综，6)科学家用人工合成的染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常。关于该重组酵母菌的叙述，错误的是 ()。A还可能发生变异B表现型仍受环境的影响C增加了酵母菌的遗传多样性D改变了酵母菌的进化方向解析本题主要考查生物变异和进化的相关知识。重组的酵母菌还可能发生基因突变和染色体变异，A正确；表现型是基因型和环境相互作用的结果，B正确；重组酵母菌的遗传物质发生了改变，增加了酵母菌的遗传多样性，C正确；生物进化的方向是由自然选择决定的，染色体变异不能改变酵母菌的进化方向，D错误。答案D3(xx海南单科，24)玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下，用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9331。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其F1仍表现为非糯非甜粒，但某一F1植株自交，产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是 ()。A发生了染色体易位B染色体组数目整倍增加C基因中碱基对发生了替换D基因中碱基对发生了增减解析本题考查染色体结构变异的知识。由“纯合非糯非甜粒与糯性甜粒玉米杂交，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9331”可知，玉米非糯对糯性为显性，非甜粒对甜粒为显性，且控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，F1的基因组成可用下图1表示。在偶然发现的一个杂交组合中，由某“一F1植株自交后代只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型”可知，此控制两对相对性状的两对等位基因不遵循自由组合定律，可能的原因是：该两对相对性状的基因发生了染色体易位，其F1的基因组成可用下图2表示。故A选项较为合理，而B、C、D选项均不能对遗传现象作出合理的解释。答案A4(xx山东理综，27)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，其对应的密码子将由_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中自交性状不分离植株所占的比例为_；用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交，后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为_。(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 _。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一个HH型配子，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：_；观察、统计后代表现型及比例。结果预测：.若_，则为图甲所示的基因组成；.若_，则为图乙所示的基因组成；.若_，则为图丙所示的基因组成。解析(1)由起始密码子(mRNA上)为AUG可知，基因M和基因R转录的模板分别为b链和a链。对M基因来说，箭头处C突变为A，对应的mRNA上的即是G变成U，所以密码子由GUC变成UUC；正常情况下，基因成对出现，若此植株的基因为RR，则DNA复制后，R基因最多可以有4个。(2)F1为双杂合子，这两对基因又在非同源染色体上，所以符合自由组合定律，F2中自交后性状不分离的指的是纯合子，F2中的纯合子占，F2中宽叶高茎植株有四种基因型MMHHMmHHMMHhMmHh1224，它们分别与mmhh测交，后代宽叶高茎窄叶矮茎41。(3)减数分裂第一次分裂应是同源染色体彼此分离，H和h应该随着分开，而现在出现了Hh，说明最可能的原因是联会时同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换，形成了基因型为Hh的次级性母细胞；配子中应只能含一个基因H，且在4号只有一条染色体的情况下，说明错误是发生在减数第二次分裂时，着丝点分裂后而姐妹染色单体分开形成的子染色体没有移向两极而是移向同一极进入同一配子中。(4)确定基因型可用测交的方法，依题意选择缺失一条染色体的植株mr与该宽叶红花突变体进行测交。若为图甲所示的基因组成，即MMRr与moro，后代为MmRr、MoRo、Mmrr、Moro，宽叶红花宽叶白花11，若为图乙所示的基因组成，即MMRo与moro，后代为MmRr、MoRo、Mmro、Mooo(幼胚死亡)，宽叶红花宽叶白花21；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21。(本题不用自交法，M、R位于同一对同源染色体上，分离时连锁，若子代宽叶红花宽叶白花31，说明亲本花色的基因为Rr；若为乙或丙，子代个体全为宽叶红花，不能区分)答案(1)GUCUUC4a(2)41(3)(4号)染色体发生了交叉互换减数第二次分裂时，姐妹染色单体形成的染色体未发生正常分离(4)让该宽叶红花突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交，收集并种植种子，长成植株子代宽叶红花宽叶白花11子代宽叶红花宽叶白花21子代中宽叶红花窄叶白花21(时间：30分钟)基础对点练考纲对点夯基础考点一基因突变与基因重组()1(xx山东枣庄期末)下列关于基因重组的说法不正确的是 ()。A减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合属于基因重组B受精作用过程中配子的自由组合属于基因重组C我国科学家培育抗虫棉，利用的原理是基因重组D将活的R菌与加热杀死的S菌混合，部分R菌转化为S菌属于基因重组解析自然状况下，基因重组有两种情况：非同源染色体的自由组合可能导致非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换可实现染色单体上的基因重组。人工转基因属于基因重组；受精作用过程中配子的自由组合不属于基因重组。答案B2如图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是()。该细胞一定发生了基因突变该细胞一定发生了基因重组该细胞可能发生了基因突变该细胞可能发生了基因重组A B C D解析由于图中没有同源染色体，同时着丝点分开，可以确定该细胞为减数第二次分裂后期的图像。同时注意到该细胞中，由两条姐妹染色单体形成的子染色体中所含的基因不完全相同，分别是B、b，其原因可能是减数第一次分裂前的间期染色体复制出现错误，发生了基因突变，也可能是减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，使得两姐妹染色单体上的基因不完全相同。答案A3(xx山东日照模拟)由于基因突变，细胞中有一种蛋白质在赖氨酸残基(位置)上发生了变化。已知赖氨酸的密码子为AAA或AAG；天冬氨酸的密码子为GAU或GAC；甲硫氨酸的密码子为AUG。根据已知条件，你认为基因模板链上突变后的脱氧核苷酸和替代赖氨酸的氨基酸分别是 ()。ABCD基因模板链上突变后的脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸替代赖氨酸的氨基酸天冬氨酸天冬氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸解析基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变，根据题意，只有赖氨酸(密码子为AAG)和甲硫氨酸(密码子为AUG)能符合此规律。即在模板链上，赖氨酸对应的TTC中的T突变为A，成为TAC，指导生成甲硫氨酸(密码子为AUG)。答案D4(xx山东滨州一模，22)下列有关基因突变和基因重组的叙述正确的是()。A获得能产生人胰岛素的大肠杆菌原理是基因突变B非同源染色体片段之间局部交换可导致基因重组C同源染色体上的基因也可能发生基因重组D发生在水稻根尖内的基因重组比发生在花药中的更容易遗传给后代解析获得能产生人胰岛素的大肠杆菌属于基因工程，原理是基因重组，A错误；非同源染色体片段之间局部交换属于染色体结构变异中的易位，不是基因重组，B错误；同源染色体上的基因在减四分体时期可以在非姐妹染色单体之间发生交叉互换即发生基因重组，C正确；发生在花药中的变异比发生在水稻根尖内的更容易遗传给后代，而且基因重组只发生在减数分裂中，所以水稻根尖内不能发生基因重组，D错误。答案C考点二染色体结构变异、数目变异及低温诱导染色体数目加倍5(xx长沙一中一模)下列关于染色体组、单倍体和多倍体的叙述中，正确的是 ()。A卵细胞中含有的全部染色体称为一个染色体组B某生物体细胞中含有三个染色体组，则该生物为三倍体生物C含一个染色体组的个体是单倍体，单倍体含有的染色体组数都是单数D人工诱导多倍体常用的方法是低温诱导染色体数目加倍和秋水仙素处理萌发的种子或幼苗解析四倍体生物的卵细胞中含有两个染色体组，A错误。单倍体中也可能含有三个染色体组，B错误。单倍体也可能含有两个染色体组，染色体组数可能是双数，C错误。低温诱导和秋水仙素处理都可使染色体数目加倍，D正确。答案D6(xx扬州中学模考)下图中不属于染色体结构畸变的是 ()。解析C项所示为两条同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，属于基因重组。答案C7如图是四种生物的体细胞示意图，A、B中的字母代表细胞中染色体上的基因，C、D代表细胞中染色体情况，那么最可能属于多倍体的细胞是 ()。解析根据题图可推知，A、B、C、D中分别具有4个、1个、2个、4个染色体组。但有丝分裂过程的前期和中期，每条染色体上含有两条姐妹染色单体，而姐妹染色单体上含有相同的基因，则一对同源染色体可能具有相应的4个基因，如A。故最可能属于多倍体的细胞是D。答案D8下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述中，正确的是()。A洋葱的不定根在冰箱的低温室内诱导36 h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝点分裂B改良苯酚品红染液的作用是固定和染色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低温诱导不会抑制染色体着丝点的分裂而是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；改良苯酚品红染液的作用是染色，不能用于固定；显微镜下观察，发生染色体数目加倍的只有少数细胞，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，但可能是正常的有丝分裂。答案C提能强化练考点强化重能力9(xx豫东豫北十校联考)果蝇灰体对黄体为显性，相关基因E、e位于X染色体上。用X射线处理一只灰体雄蝇，然后将其与黄体雌蝇杂交，数千只子代(F1)中出现一只灰体雄蝇。检测发现，这只灰体雄蝇Y染色体上多了一段带有E基因的片段。下列判断不正确的是 ()。A亲代灰体雄蝇变异发生在胚胎时期B实验结果说明突变具有低频性CF1中灰体雄蝇的出现是染色体结构变异的结果DF1灰体雄蝇与黄体雌蝇交配，后代雄蝇都是灰体解析如果亲代灰体雄蝇变异发生在胚胎时期(此时Y染色体上多了一段带有E基因的片段)，则后代中的雄蝇将均为灰体，这与题中信息矛盾；数千只子代(F1)中出现一只灰体雄蝇，说明突变具有低频性；Y染色体上多了一段带有E基因的片段属于染色体结构变异；由于F1灰体雄蝇的Y染色体上带有E基因，因此，该灰体雄蝇的后代中雄性个体均为灰体。答案A10(xx青岛一模)Le基因是豌豆株高性状的决定性基因，与赤霉素合成有关，其等位基因(符号T、t)只相差1个核苷酸。隐性基因t产生的酶活性(反应效应)相当于正常酶的。下列叙述中正确的是 ()。ALe基因可直接控制赤霉素合成BTT和tt杂交产生的F1植株具有的酶活性是正常植株中酶活性的C豌豆矮性状起因于基因Le的缺失D用适宜浓度的赤霉素溶液处理tt幼苗，也能使它生长为高植株解析本题考查基因分离定律的应用、基因控制生物性状的方式、基因突变等，意在考查考生获取信息、分析理解的能力。赤霉素不是蛋白质，由此可推测Le基因可能是通过控制酶的合成来控制赤霉素的合成，A错误。TT和tt杂交得到的F1(Tt)表现为正常植株，酶活性与正常植株相同，B错误。豌豆高性状由Le基因(T基因)决定，矮性状起因于Le基因的突变，C错误。用适宜浓度的赤霉素处理基因型为tt的幼苗，赤霉素能促进细胞的伸长，从而获得高植株，D正确。答案D11.(xx济南模拟)选取生理状况相同的二倍体草莓(2N14)幼苗若干，随机分组，每组30株，用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼芽，实验结果如图所示。下列有关叙述中正确的是()。A秋水仙素可以导致染色体数目和结构变异B实验的自变量是秋水仙素溶液浓度和处理时间C0.2%的秋水仙素溶液阻断中心体形成纺锤体的能力更强，诱导成功率更高D高倍镜下观察草莓芽尖细胞的临时装片，发现分裂中期染色体数目均为28解析本题考查染色体变异的应用，意在考查考生的识图分析和推理能力。秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成导致细胞内染色体数目加倍，引起的变异属于染色体数目变异，故A项错误；草莓属于高等植物，细胞中没有中心体，故C项错误；观察草莓的芽尖细胞临时装片，大多处于分裂中期的细胞中染色体数目未加倍，故D项错误。答案B12(xx辽宁大连双基测试)普通果蝇的第3号染色体上的三个基因，按猩红眼桃色眼三角翅脉(StPDI)的顺序排列；同时，这三个基因在另一种果蝇中的顺序是StDIP，我们把这种染色体结构变异方式称为倒位。仅仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别。据此，下列说法正确的是 ()。A倒位和发生在同源染色体之间的交叉互换一样，属于基因重组B倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会C自然情况下，这两种果蝇之间不能产生可育子代D由于倒位没有改变基因的种类，发生倒位的果蝇性状不变解析倒位属于染色体结构变异，发生在非同源染色体间，而交叉互换属于基因重组，发生在同源染色体间；倒位后的染色体与其同源染色体部分区段仍能发生联会；倒位可能会导致果蝇性状发生改变。答案C大题冲关练综合创新求突破13(xx江苏盐城调研)如图为某植物种群(雌雄同花且为纯合子)中甲植株的A基因(扁茎)和乙植株的B基因(缺刻叶)发生突变的过程。已知A基因和B基因是独立遗传的，请分析该过程，回答下列问题。(1)简述上图两个基因发生突变的过程：_。(2)突变产生的a基因与A基因的关系是_，a基因与B基因的关系是_。(3)若a基因与b基因分别控制圆茎和圆叶，则突变后的甲、乙两植株的基因型分别为_、_，表现型分别为_、_。(4)请你利用突变后的甲、乙两植株作为实验材料，设计杂交实验程序，培育出具有圆茎圆叶的观赏植物品种_。解析由题干信息可知，A基因与B基因突变均是由碱基对改变导致脱氧核苷酸序列变化。突变产生的新基因与原基因互为等位基因，由于该突变为隐性突变，故突变后性状并未发生变化。答案(1)DNA复制的过程中一个碱基被另一个碱基取代，导致基因的碱基序列发生了改变(2)等位基因非等位基因(3)AaBBAABb扁茎缺刻叶扁茎缺刻叶(4)将甲、乙两植株分别自交；选取甲子代中表现型为圆茎缺刻叶(aaBB)的植株与乙子代中表现型为扁茎圆叶(AAbb)的植株进行杂交，获得扁茎缺刻叶(AaBb)；让得到的扁茎缺刻叶自交，从子代中选择圆茎圆叶植株即为所需品种(也可用遗传图解表示)14几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。(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_，在减数第二次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_。(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：_。结果预测：.若_，则是环境改变；.若_，则是基因突变；.若_，则是减数分裂时X染色体不分离。解析本题综合考查了减数分裂、伴性遗传、基因的自由组合定律及变异类型的鉴定等知识。正常果蝇有4对同源染色体，其中一对为性染色体，另外三对为常染色体。(1)减数第一次分裂过程中细胞内的染色体数目与正常体细胞中相同，果蝇属于二倍体，细胞内有2个染色体组；经减数第一次分裂后，形成的子细胞中染色体数目减半，但由于在减数第二次分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分离，导致染色体数目加倍，所以减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是8条。(2)白眼雌果蝇(XrXrY)的卵原细胞在进行减数分裂产生配子的过程中，由于性染色体有三条，所以会出现联会紊乱现象，这样最多可形成Xr、XrXr、XrY、Y四种配子。若让该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)交配，则子代中红眼雌果蝇的基因型见下表：配子配子XrXrXrXrYYXRXRXr(红眼)XRXrXr(死亡) XRXrY(红眼)Y(3)根据题中提供的信息，aaXrXrAAXRYF1，F1中雌果蝇的基因型是AaXRXr，雄果蝇的基因型为AaXrY，F2中灰身红眼黑身白眼31。F2中灰身红眼雌果蝇的基因型为：AaXRXr、AAXRXr，灰身白眼雄果蝇的基因型为：AaXrY、AAXrY，它们随机交配后，子代中出现黑身白眼(aaXr_)的概率为。(4)根据题中的信息，可让M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，若为环境改变引起的，则不会改变M果蝇的正常遗传，即.若子代出现红眼(雌)果蝇，则是环境改变引起的。.若M果蝇是因基因突变引起，则后代会全部表现为白眼。.若是因减数分裂时X染色体不分离引起的，该雄果蝇的基因型为XrO，表现为不育，则无子代产生。答案(1)28(2)XrYY(注：两空顺序可颠倒)XRXr、XRXrY(3)31(4)M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型.子代出现红眼(雌)果蝇.子代表现型全部为白眼.无子代产生15(xx山东省实验中学月考)请回答下列与基因突变有关的问题。(1)基因突变在不受外来因素影响时，也可在细胞分裂的间期由于_发生错误而自发产生。(2)基因突变不一定导致性状发生改变，原因之一是密码子具有_