2019-2020年高中生物 第三单元 生物的变异导学案 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中生物 第三单元 生物的变异导学案 新人教版必修2考纲展示1.基因突变的特征和原因() 2.基因重组及其意义()一、复习目标：知道基因突变的特征和原因，清楚基因重组及其意义。复习重点：基因突变的特征和原因，能进行基因重组知识的应用复习难点：基因突变的特征和原因二、课前知识梳理一、基因突变1.实例:镰刀型细胞贫血症症状红细胞呈镰刀状,易破裂,使人患溶血性贫血病因血红蛋白多肽链上一个谷氨酸被缬氨酸替换根本原因血红蛋白基因(DNA)上一个碱基对被替换,即由图示2.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。3.基因突变的原因、特点、时间和意义原因内因DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起基因结构的改变外因某些诱变因素:物理因素、化学因素和生物因素特点(1)普遍性:在生物界中普遍存在(2)随机性:生物个体发育的任何时期和部位(3)低频性:突变频率很低(4)不定向性:可以产生一个以上的等位基因发生时间DNA复制时(如有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期)意义新基因产生的途径;生物变异的根本来源;生物进化的原始材料无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒的DNA复制均可发生基因突变。 (1)基因突变一定会引起性状改变吗?(2)基因突变会改变基因的数量吗?【答案】 (1)不一定。(2)不会,基因突变是基因内部部分碱基对种类和数目的改变,是分子水平上的变化,不涉及基因位置与数量的改变。二、基因重组1.概念: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。2.类型(1)减数分裂形成配子时,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因自由组合。图示如下:(2)减数分裂四分体时期,同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而发生交换。图示如下:3.意义:是生物变异的来源之一,是生物多样性的重要原因,对生物的进化也具有重要意义。三、典例引领，变式内化例1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【解析】 DNA分子中没有I元素,所以131I不会插入DNA分子或替换其中的碱基而引起基因突变。积聚在细胞内的131I可能诱发基因突变或染色体断裂、缺失、易位等染色体结构变异,这种变异若发生在体细胞,则不可能传递给下一代。【答案】 C不同生物可遗传变异的来源(1)病毒可遗传变异的来源基因突变。(2)原核生物可遗传变异的来源基因突变。(3)真核生物可遗传变异的来源进行无性生殖时基因突变和染色体变异;进行有性生殖时基因突变、基因重组和染色体变异。例2(xx江苏卷,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(见上图)。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】 该植株的基因型为Bb,其配子的基因型为B或b,而含B的配子由于染色体缺失而不育,所以,这种个体作为父本只能产生含b的可育配子,如果产生了红色后代,可能是基因突变,但基因突变的频率太低,无法解释这种现象,而交叉互换会导致该个体产生一定量的含B的可育配子。B项叙述是产生配子过程中的正常情况,不会导致变异出现;C项中的现象不会存在。【答案】 D例3(xx北京卷,30)在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中,偶然发现几只小鼠在出生第二周后开始脱毛,以后终生保持无毛状态。为了解该性状的遗传方式,研究者设置了6组小鼠交配组合,统计相同时间段内的繁殖结果如下。组合编号交配组合产仔次数6617466子代小鼠总数(只)脱毛920291100有毛122711001340注:纯合脱毛,纯合脱毛,纯合有毛,纯合有毛,杂合,杂合(1)已知、组子代中脱毛、有毛性状均不存在性别差异,说明相关基因位于染色体上。(2)组的繁殖结果表明脱毛、有毛性状是由基因控制的,相关基因的遗传符合定律。(3)组的繁殖结果说明,小鼠表现出的脱毛性状不是影响的结果。(4)在封闭小种群中,偶然出现的基因突变属于。此种群中同时出现几只脱毛小鼠的条件是。(5)测序结果表明,突变基因序列模板链中的1个G突变为A,推测密码子发生的变化是(填选项前的符号)。a.由GGA变为AGA b.由CGA变为GGA c.由AGA变为UGA d.由CGA变为UGA(6)研究发现,突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质,推测出现此现象的原因是蛋白质合成。进一步研究发现,该蛋白质会使甲状腺激素受体的功能下降,据此推测脱毛小鼠细胞的下降,这就可以解释表中数据显示的雌性脱毛小鼠的原因。【答案】 (1)常(2)一对等位孟德尔分离(3)环境因素(4)自发/自然突变突变基因的频率足够高(5)d(6)提前终止代谢速率产仔率低四、目标检测1.变异是生物的基本特征之一,下列不属于细菌产生的可遗传变异有()基因突变基因重组染色体变异环境条件的变化染色单体互换非同源染色体上非等位基因自由组合A.B. C.D.【解析】 细菌属于原核生物,没有染色体,进行无性生殖,因此细菌产生的可遗传变异只有基因突变,没有其他类型。【答案】 C2.下图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。据图判断错误的是()A.该动物的性别为雄性B.乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组C.1与2或1与4的片段交换,前者属于基因重组,后者属于染色体结构变异D.丙细胞不能进行基因重组【解析】 根据题干可知,甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图。甲图中同源染色体正在分离,是减数第一次分裂后期的特征;乙图中着丝点分开,而且有同源染色体,是有丝分裂后期的特征;丙图中着丝点分开,而且没有同源染色体,是减数第二次分裂后期的特征。甲和丙细胞质都是均等分裂,故该动物性别应为雄性。由于基因重组发生在减数分裂过程中,所以乙细胞不可能进行基因重组。1与2的片段交换,是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;1与4的片段交换,属于非同源染色体间的交换,会改变染色体上基因的数目和排列顺序,属于染色体结构变异。丙细胞属于减数第二次分裂后期,不能进行基因重组。【答案】 B3.下列细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象,又有可能发生基因突变现象的是()A.心肌细胞B.成熟的红细胞 C.根毛细胞D.精原细胞【解析】 基因重组发生在减数分裂过程中,A、B、C中细胞都不再分裂,不可能发生基因重组。【答案】 D4.(xx江苏卷改编,22)下列变异中,不可能在有丝分裂和减数分裂的过程中都能产生的变异是()A.DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变,导致基因突变B.非同源染色体之间发生自由组合,导致基因重组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.着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极,导致染色体数目变异【解析】 基因突变和染色体变异在有丝分裂和减数分裂中都可以发生,而基因重组只发生在减数分裂过程中。【答案】 B5.(xx海南卷,11)野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长,用射线照射野生型大肠杆菌得到一突变株,该突变株在基本培养基上培养时必须添加氨基酸甲后才能生长。对这一实验结果的解释,不合理的是()A.野生型大肠杆菌可以合成氨基酸甲B.野生型大肠杆菌代谢可能不需要氨基酸甲C.该突变株可能无法产生氨基酸甲合成所需的酶D.该突变株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能丧失【解析】 由题干知,野生型大肠杆菌能合成氨基酸甲,突变株不能合成氨基酸甲。【答案】 B五、分层配餐A组题1.下列关于基因重组的说法不正确的是()A.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属于基因重组B.减数分裂四分体时期,由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换,可导致基因重组C.减数分裂过程中,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组D.一般情况下,花药内可发生基因重组,而根尖则不能【解析】 控制不同性状的基因重新组合,为基因重组。减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间交换可导致基因重组;非同源染色体上的非等位基因自由组合也可导致基因重组。减数分裂过程中存在基因重组,而根尖细胞只能进行有丝分裂,所以不会发生基因重组。【答案】 B2.子代不同于亲代的性状,主要来自基因重组,下列图解中哪些过程可以发生基因重组?()A.B. C.D.【解析】 基因重组发生在减数分裂过程中,包括基因的自由组合与交叉互换。题图中两个遗传图解都未发生交叉互换。都是减数分裂产生配子的过程,但是只有一对等位基因,没有发生基因重组,有两对等位基因,产生了四种配子,发生了基因的自由组合,是两对相同基因,不发生基因的自由组合。【答案】 D3.下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化,对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)()A.第6位的C被替换为T B.第9位与第10位之间插入1个TC.第100、101、102位被替换为TTT D.第103至105位被替换为1个T【解析】 基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起基因结构的改变。因密码子具有简并性,发生碱基替换后,不同的密码子可能决定同一种氨基酸,基因控制的性状可能不发生改变,即使发生改变,也只是一个氨基酸有变化;碱基的增添或缺失,改变了原有碱基的排列顺序,一般会引起基因控制的性状发生改变,且变化位置越靠前,性状的改变越大。因此B项对多肽的氨基酸序列影响最大。【答案】 B4下列情况引起的变异属于基因重组的是()非同源染色体上非等位基因的自由组合一条染色体的某一片段移接到另一条染色体上同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换A.B.C.D.【解析】 属于染色体结构变异,属于基因突变。【答案】 CB组题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GC B.处碱基对AT替换为GCC.处缺失碱基对AT D.处碱基对GC替换为AT【解析】 该基因突变只导致1 169位一个氨基酸的改变,说明发生的是碱基对的替换,由基因序列可知,赖氨酸密码子为AAG,谷氨酸的密码子为GAG或GAA,只有GAG是AAG替换一个碱基对后对应的密码子,由此推知发生的突变为处碱基对AT替换为GC。【答案】 B6.以下有关基因重组的叙述,错误的是()A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组B.同源染色体上非姐妹染色单体的交换可引起基因重组C.纯合子自交因基因重组导致子代性状分离D.同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关【解析】 基因重组主要指减数分裂过程中非同源染色体的自由组合和四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换。有性生殖过程中的可遗传变异主要是基因重组。纯合子自交后代不会发生性状分离。【答案】 C7.如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对,不可能的后果是()A.没有蛋白质产物 B.翻译为蛋白质时在缺失位置终止C.所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸D.翻译的蛋白质中,缺失部位以后的氨基酸序列发生变化【解析】 基因的中部若缺少1个核苷酸对,该基因仍然能表达,但是表达产物(蛋白质)的结构会发生变化,有可能出现下列情况:翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸(即缺失部位以后的氨基酸序列发生变化)。【答案】 A8.一对夫妇表现型正常,但他们生了一个色盲女孩,这个女孩的出现的原因很可能是 ()A.卵细胞形成的过程中发生了基因突变 B.精子的形成过程中发生了基因突变C.父亲的体细胞发生了基因突变 D.母亲的体细胞发生了基因突变【解析】 色盲女孩的基因型为XbXb,而其父母表现型正常,即父亲的基因型为XBY,母亲为XBXB或XBXb,女孩的两条X染色体分别来自父亲和母亲,母亲有可能产生Xb的卵细胞,而父亲要产生Xb的精子只能通过基因突变。【答案】 B9.右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】 据图分析该图为减后期图像,细胞两极所含的基因不完全相同,分别是ABD、AbD。其原因可能是发生了基因突变,也可能是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,发生了基因重组。【答案】 A10.育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株,经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是()A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C.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D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系【解析】 因突变性状在当代显现,若该突变为隐性突变,则突变株为隐性纯合子,其自交后代仍为隐性纯合子。若该突变为显性突变,突变株为杂合子,故该变异植株自交可产生“一秆双穗”纯合子。碱基对的增添、缺失或替换,通过显微镜观察不出来。将该株水稻的花粉离体培养后,需诱导加倍,再筛选可稳定遗传的高产品系。【答案】 BC组题11.由于基因突变,导致某蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。根据以下图、表回答问题:第一个字母第二个字母第三个字母UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAG(1)图中过程发生的场所是 ,过程叫。(2)除赖氨酸以外,图解中X是密码子表中哪一种氨基酸的可能性最小? 。原因是。(3)若图中X是甲硫氨酸,且链(模板链)与链只有一个碱基不同,那么链不同于链上的那个碱基是。(4)从表中可看出密码子具有的特点。【解析】 (1)过程为翻译过程,发生在核糖体上,过程是转录过程。(2)赖氨酸的密码子为AAA或AAG,与表中各种氨基酸的密码子比较,丝氨酸的密码子AGU或AGC和赖氨酸的密码子相差最大,有两个碱基不同。(3)甲硫氨酸的密码子为AUG,应该是由密码子AAG变化而来的,说明号链上的TAC由号链上的TTC替换一个碱基而来。(4)表中显示,有些氨基酸可以由两个或两个以上的密码子决定,即密码子具有简并性。【答案】 (1)核糖体转录(2)丝氨酸要同时突变两个碱基 (3)A (4)简并性12.如下图甲表示人类镰刀型细胞贫血症的病因,乙是在一个家族中该病的遗传系谱图(控制基因用B、b表示)。已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG,请根据图回答下面的问题。甲 乙(1)图甲中表示的遗传信息传递过程分别是:,;过程发生的时间是,主要场所是。(2)链碱基组成:,链碱基组成:。(3)镰刀型细胞贫血症致病基因位于染色体上,属于性遗传病。(4)图乙中,2的基因型是,要保证5婚配后代不患此病,从理论上说其配偶的基因型必须为。(5)若正常基因片段中的CTT突变成CTC,由此控制的生物性状是否可能发生变化?为什么? 。【答案】 (1)复制转录有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期细胞核(2)CATGUA(3)常隐(4)BbBB(5)不会;因为当基因中的CTT突变成CTC时,转录的信使RNA上的密码子由GAA变成GAG,两个密码子决定的氨基酸均为谷氨酸,所以性状不变13.(xx广东卷,28)子叶黄色(Y,野生型)和绿色(y,突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色。(1)在黑暗条件下,野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图1。其中,反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是。图1图2(2)Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白,其部分氨基酸序列见图2。据图2推测,Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的和,进一步研究发现,SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体,可推测,位点的突变导致了该蛋白的功能异常,从而使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”。【解析】 (1)综合题目信息可知,突变型豌豆的SGRy蛋白调控叶绿素降解的能力减弱,从而使其子叶和叶片维持“常绿”。所以在黑暗条件下,野生型豌豆的叶片总叶绿素含量下降快,下降幅度大;突变型豌豆的叶片总叶绿素含量下降慢,下降幅度小。(2)根据图2可以看出,突变型的SGRy蛋白和野生型的SGRY有3处变异,处氨基酸由T变成S,处氨基酸由N变成K,可以确定是基因中相应的碱基发生了替换,处多了一个氨基酸,所以可以确定是发生了碱基的增添;从图2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,说明处的变异没有改变其功能;所以突变型的SGRy蛋白功能的改变就是由处变异引起。 【答案】 (1)A(2)替换增加教学案 主备人：杨晓红教学案 主备人：杨晓红必修二 遗传与进化课题 第三单元生物的变异、育种与进化第2讲染色体变异和人类遗传病考纲展示1.染色体结构变异和数目变异()2.生物变异在育种上的应用()3.人类遗传病的类型()4.人类遗传病的监测和预防()5.人类基因组计划及意义()6.实验:低温诱导染色体加倍7.实验:调查常见的人类遗传病一、复习目标：知道染色体结构变异和数目变异，生物变异在育种上的应用，清楚人类遗传病的类型，进一步巩固实验低温诱导染色体加倍和调查常见的人类遗传病。复习重点：染色体结构变异和数目变异，生物变异在育种上的应用，人类遗传病的类型 复习难点：生物变异在育种上的应用，实验低温诱导染色体加倍二、课前知识梳理一、染色体变异1.染色体结构变异的类型类型具体变化图解实例结果缺失缺失某一片段猫叫综合征染色体上基因数目或排列顺序改变,从而导致性状变异重复增加某一片段果蝇的棒状眼倒位某一片段位置颠倒易位某一片段移接到另一条非同源染色体上人慢性粒细胞白血病2.数目变异(1)细胞内个别染色体增加或减少。(2)细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。二、染色体组、二倍体、单倍体和多倍体1.染色体组:细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。2.二倍体、多倍体、单倍体的比较二倍体多倍体单倍体概念由受精卵发育而成的个体由配子发育而成的个体体细胞中含2个染色体组的个体体细胞中含3个或3个以上染色体组的个体体细胞中含本物种配子染色体数目的个体植物特点正常果实、种子较大,生长发育延迟,结实率低植株弱小,高度不育举例几乎全部动物、过半数高等植物香蕉(三倍体)、无子西瓜(三倍体)、普通小麦(六倍体)玉米、小麦的单倍体,雄蜂3.应用(1)人工诱导多倍体方法:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。原理细胞有丝分裂细胞中染色体数目加倍多倍体植株(2)单倍体育种方法:花药(花粉)离体培养。过程:花药单倍体植株能正常生殖的纯合子新品种优点:明显缩短育种年限;获得能稳定遗传的纯合子。三、人类遗传病及类型1.概念:人类遗传病指由于遗传物质的改变而引起的人类疾病。2.类型类型含义遗传方式病例单基因遗传病受一对等位基因控制的遗传病显性常染色体显性遗传病并指、多指、软骨发育不全伴X染色体显性遗传病抗维生素D佝偻病隐性常染色体隐性遗传病白化病、先天性聋哑伴X染色体隐性遗传病色盲、血友病、进行性肌营养不良多基因遗传病受两对以上等位基因控制的遗传病原发性高血压、无脑儿染色体异常遗传病染色体结构、数目异常引起的遗传病常染色体病21三体综合征性染色体病性腺发育不良四、遗传病的监测和预防主要手段产前诊断意义在一定程度上有效地预防遗传病的产生和发展五、人类基因组计划与人体健康1.人类基因组计划的目的:测定人类基因组的全部DNA序列,解读其中包含的遗传信息。2.意义:通过人类基因组计划,人类可以清晰地认识到人类基因的组成、结构、功能及其相互关系,对于人类疾病的诊治和预防具有重要意义。三、典例引领，变式内化例1如图是各细胞中所含的染色体的示意图,据图回答下列问题。(1)图中可表示二倍体生物体细胞的是;可表示三倍体生物体细胞的是;可表示单倍体生物体细胞的是;肯定表示单倍体细胞的是。(2)若A、B、D分别表示由受精卵发育而成的生物体的体细胞,则A、B、D所代表的生物体分别为。(3)若A、B、D分别表示由未受精的卵细胞发育而成的生物体细胞,则A、B、D所代表的生物体分别为。(4)每个染色体组中含有2条染色体的细胞是。(5)C细胞中有同源染色体对。(6)若图D表示一个含4条染色体的有性生殖的细胞,它是由倍体个体的性原细胞经后产生的。【解析】 (1)根据图示细胞中染色体的特点可以看出,图A、B、C、D分别含两个、三个、一个、四个染色体组,则A可表示二倍体细胞,B可表示三倍体细胞,C一定是单倍体细胞,D可表示四倍体细胞,而A、B、C、D都可表示单倍体细胞。(2)若A、B、D分别由受精卵发育而来,则所代表的生物体分别表示二倍体、三倍体、四倍体。(3)若A、B、D分别表示由未受精卵发育来的生物体细胞,则均为单倍体。(4)只有图B所示细胞的一个染色体组含2条染色体。(5)C图中不含同源染色体。(6)若图D表示一个含4条染色体的生殖细胞,则其亲本为八倍体。【答案】 (1)ABA、B、C、DC(2)二倍体、三倍体、四倍体(3)单倍体、单倍体、单倍体(4)B(5)0(6)八 减数分裂比较：单倍体育种与多倍体育种单倍体育种多倍体育种方法花药离体培养获得单倍体,再用秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗优点明显缩短育种年限器官大,营养成分含量高,产量增加缺点技术复杂,需要与杂交育种配合多倍体植物生长周期延长,结实率降低举例例2(xx江苏卷,28)科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中,育成了抗叶锈病的小麦,育种过程见图。图中A、B、C、D表示4 个不同的染色体组,每组有7条染色体,C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题:(1)异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的后代,经方法培育而成,还可用植物细胞工程中方法进行培育。(2)杂交后代染色体组的组成为,进行减数分裂时形成个四分体,体细胞中含有条染色体。(3)杂交后代中C组的染色体减数分裂时易丢失,这是因为减数分裂时这些染色体。(4)为使杂交后代的抗病基因稳定遗传,常用射线照射花粉,使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上,这种变异称为。【解析】 (1)一定浓度的秋水仙素能抑制纺锤体的形成,从而使分裂的细胞染色体数目增加,经培养后得到所需多倍体植株;植物细胞工程中的植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和障碍,可得到异缘植物。(2)异源多倍体AABBCC经减数分裂得到的配子为ABC,普通小麦AABBDD植株经减数分裂得到的配子是ABD,所以杂交后代的染色体组的组成为AABBCD;题干中指出A、B、C、D表示4个不同的染色体组,每组有7条染色体,杂交后代AABBCD在减数分裂时AA能形成7个四分体,BB能形成7个四分体,CD不能形成四分体,因为是非同源关系;杂交后代AABBCD中含有的染色体条数为67=42。(3)在减数分裂时,C组染色体因没有同源染色体配对,联会紊乱,所以在减数分裂时易丢失。(4)染色体结构变异主要包括4种类型:缺失,重复,倒位,易位,其中含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上,这种变异属于染色体结构变异中的易位。【答案】 (1)秋水仙素诱导染色体数目加倍植物体细胞杂交(2)AABBCD1442(3)无同源染色体配对(4)染色体结构变异例3下列人类常见疾病中,能依据孟德尔遗传规律预测后代患病几率的是()A.地方性甲状腺肿 B.原发性高血压 C.艾滋病 D.先天性聋哑【解析】 地方性甲状腺肿属于因缺乏碘导致的疾病,艾滋病属于因病毒感染导致的疾病,它们都不属于遗传病,因此A、C两项均错误;原发性高血压属于多基因遗传病,先天性聋哑属于单基因遗传病。【答案】 D例4四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多,为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温,设计如下实验。(1)实验主要材料:大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精溶液、显微镜、改良苯酚品红染液。(2)实验步骤取五个培养皿,编号并分别加入纱布和适量的水。将培养皿分别放入-4 、0 、的恒温箱中1 h。 。分别取根尖 cm,放入中固定0.5 h1 h,然后用冲洗2次。制作装片:解离制片。低倍镜观察,并记录结果。(3)实验结果:染色体加倍率最高的一组所对应的温度为最佳低温。(4)实验分析设置实验步骤的目的是。对染色体染色还可以用、等。除低温外,也可以诱导染色体数目加倍,原理是。【解析】 本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温,所以温度为自变量。不同温度处理是为了进行相互对照,在DNA复制时尽可能使细胞处于设定温度中,以排除室温的干扰。【答案】 (2)4 8 12 取大蒜随机均分为五组,分别放入五个培养皿中,并在各自温度下恒温诱导36 h0.51卡诺氏液体积分数为95%的酒精溶液漂洗染色统计每组视野中的染色体加倍率(4)将培养皿放在不同温度下恒温处理,是为了进行相互对照;恒温处理1 h是为了排除室温对实验结果的干扰龙胆紫溶液醋酸洋红液秋水仙素抑制纺锤体的形成例5某研究学习小组在调查人群中的遗传病时,以“研究病的遗传方式”为子课题。下列子课题中最为简单可行、所选择的调查方法最为合理的是()A.研究猫叫综合征的遗传方式,在学校内随机抽样调查B.研究红绿色盲的遗传方式,在患者家系中调查C.研究青少年型糖尿病,在患者家系中进行调查D.研究艾滋病的遗传方式,在市中心随机抽样调查【解析】 糖尿病是由多基因控制的遗传病,遗传方式不确定;艾滋病是传染病,而非遗传病;研究遗传病的遗传方式不能随机抽样,应通过调查患者家系的发病情况和发病规律,然后推测其遗传方式。【答案】 B四、目标检测1.(xx广东卷,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】 重组后的酵母菌有可能发生变异,表现型仍受环境的影响,A、B项正确;重组酵母菌发生了染色体结构的变异,增加了遗传的多样性,C项正确;生物进化的方向是由自然选择决定的,不会因染色体结构变异而改变,D项错误。【答案】 D2.(xx海南卷,19)关于植物染色体变异的叙述,正确的是()A.染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加B.染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生C.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化D.染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化【解析】 染色体组整倍性变化导致染色体数目变化,但基因种类不变;染色体组非整倍性变化不会有新基因产生;染色体片段的重复不会导致基因种类的变化,染色体片段的缺失可能会导致基因种类减少,也可能不变。【答案】 D3.小麦高秆(A)对矮秆(a)为显性,抗病(B)对易感病(b)为显性,下图表示培育矮秆抗病品种的几种途径,下列相关说法正确的是()A.过程的原理是基因突变,最大优点是育种周期短B.过程使用的试剂是秋水仙素,在有丝分裂间期发挥作用C.过程为单倍体育种,可明显缩短育种年限D.过程的子代中纯合子所占比例是2/3【解析】 根据图示,是诱变育种,其原理是基因突变,最大的优点是方法简单,能大幅度改良性状,由于诱变育种具有盲目性,育种时间可能很长,A项错误;过程使用的试剂是秋水仙素,秋水仙素抑制纺锤体的形成,是在有丝分裂前期发挥作用,B项错误;过程和为单倍体育种,C项错误;产生的aaBB占1/3,aaBb占2/3,经过过程产生的子代中aaBB占(1/3+1/6),aabb占1/6。所以纯合子的比例是2/3。【答案】 D4.已知西瓜的染色体数目2n=22,请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题。(1)图中过程所用的试剂分别是和。(2)培育无子西瓜A的育种方法称为。无子西瓜A的体细胞中有个染色体组。(3)过程中形成单倍体植株所采用的方法是。该过程利用了植物细胞的性。(4)为确认某植株是否为单倍体,应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体,观察的最佳时期为。(5)选用品种乙的花粉刺激三倍体植株的目的是。【解析】 获取信息:图中表示培育三倍体无子西瓜;表示用生长素刺激子房膨大形成无子西瓜;表示花药离体培养得到单倍体;表示杂交育种。思考分析【答案】 (1)秋水仙素生长素(2)多倍体育种3(3)花药离体培养全能(4)有丝分裂中期(5)提供生长素五、分层配餐A组题1.如图和表示发生在常染色体上的变异,和所表示的变异类型分别属于()A.易位和重组B.易位和易位C.重组和易位D.重组和重组【解析】 是发生于同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;是发生于非同源染色体之间的易位,属于染色体结构变异。【答案】 C2.下列有关变异的说法正确的是()A.染色体中DNA的一个碱基缺失属于染色体结构变异B.染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察C.在有性生殖过程中发生基因重组D.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体增倍【解析】 染色体中DNA的一个碱基缺失属于基因突变。染色体变异可以用光学显微镜直接观察,而基因突变一般不可以用光学显微镜直接观察。秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制纺锤体的形成,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。【答案】 C3.下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述,不正确的是()A.一个染色体组中不含同源染色体B.由受精卵发育成的,体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体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】 人工诱导多倍体的方法很多,最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,自然界中多倍体主要是低温诱导产生的;染色体组中不含同源染色体;单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组,如四倍体的单倍体植株体细胞中含2个染色体组。【答案】 D4.某生物(2N)正常体细胞中含8条染色体,则图中表示一个染色体组的是()【解析】 2N代表该生物体细胞内有2个染色体组,即二倍体生物,体细胞中有8条染色体,则每个染色体组有4条染色体。而一个染色体组中的染色体形态、大小各不相同,符合的只有A项。【答案】 A5.下图是果蝇体细胞的染色体组成,以下说法正确的是()A.染色体1、2、4、5组成果蝇的一个染色体组B.染色体3、6之间的交换属于基因重组C.控制果蝇红眼或白眼的基因位于2号染色体上D.染色体2、3、6、7组成果蝇的一个染色体组【解析】 染色体组中无同源染色体,果蝇的一个染色体组应含4条非同源染色体。同源染色体的染色单体之间的交叉互换属于基因重组,而3、6为非同源染色体,其交换为染色体结构变异,控制眼色的基因位于X染色体(1)上。据以上分析可知D项正确。【答案】 DB组题6.下图是对某种遗传病在双胞胎中共同发病率的调查结果。a、b分别代表异卵双胞胎和同卵双胞胎中两者均发病的百分比。据图判断下列叙述中错误的是()A.同卵双胞胎比异卵双胞胎更易同时发病 B.同卵双胞胎同时发病的概率受非遗传因素影响C.异卵双胞胎中一方患病时,另一方可能患病 D.同卵双胞胎中一方患病时,另一方也患病【解析】 同卵双胞胎是由一个受精卵形成的,遗传物质相同,异卵双胞胎由不同的受精卵发育而来,遗传物质组成有差异,因此同卵双胞胎同时患病的可能性明显高;由于生物性状是基因和环境共同作用的结果,因此即使是同卵双胞胎,对于同种疾病的发病率也不是100%。【答案】 D7.关于“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验,正确的叙述是()A.可能出现三倍体细胞 B.多倍体细胞形成的比例常达100%C.多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期D.多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会【解析】 “低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的原理是低温抑制纺锤体的形成,使染色体复制后的细胞不能分裂成两个子细胞,使染色体数目成倍地增加,因此不可能形成三倍体,A项错误;在低温诱导时,不是所有的细胞都发生变异,因此多倍体细胞形成的比例不可能达到100%,B项错误;多倍体细胞形成的过程只到中期,故无完整的细胞周期,C项正确;非同源染色体重组发生在减数分裂过程中,根尖细胞只能进行有丝分裂,D项错误。【答案】 C8.下列关于人类遗传病的叙述,错误的是()A.单基因突变可以导致遗传病 B.染色体结构的改变可以导致遗传病C.近亲婚配可增加隐性遗传病的发病风险 D.环境因素对多基因遗传病的发病无影响【解析】 人类遗传病分单基因遗传病、多基因遗传病和染色体遗传病。单基因突变可引起单基因遗传病。这三类遗传病的发病都受环境因素的影响,其中多基因遗传病更易受环境的影响。近亲结婚由于夫妇双方携带相同隐性致病基因的概率大,所以婚后所生后代患隐性遗传病的概率增加。【答案】 D9.在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异,甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是()甲图中发生了染色体结构变异乙图中出现的这种变异属于染色体数目变异甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验A.B.C.D.【解析】 甲图发生了染色体结构变异,乙图发生了染色体数目变异,甲、乙两图中的变化均可发生在有丝分裂或减数分裂过程中。【答案】 C10.人类遗传病中,抗维生素D佝偻病是由X染色体上的显性基因控制的,甲家庭中丈夫患抗维生素D佝偻病,妻子表现正常;乙家庭中,夫妻都表现正常,但妻子的弟弟患红绿色盲。从优生角度考虑,甲、乙家庭应分别选择生育()A.男孩、男孩B.女孩、女孩C.男孩、女孩D.女孩、男孩【解析】 甲家庭中丈夫X染色体上的显性致病基因一定能随X染色体传给女儿而使女儿患病,乙家庭中妻子虽表现正常,但由弟弟是色盲患者可推断妻子可能是色盲基因携带者,则其儿子有可能患色盲。【答案】 C11.“人类基因组计划”中的基因测序工作所测定的是()A. DNA的碱基对排列顺序 B. RNA碱基排列顺序C.蛋白质的氨基酸排列顺序 D. DNA的基因排列顺序【解析】 人类基因组计划测定的是人类24条染色体(22条常染色体+XY)的DNA碱基对的排列顺序。【答案】 AC组题12.洋葱(2n=16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比)的影响,某研究性学习小组进行了相关实验,实验步骤如下:将洋葱的老根去除,经水培生根后取出。将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%秋水仙素溶液中,分别培养24 h、36 h、48 h;秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0 h、12 h、24 h、36 h。剪取根尖,用Carnoy固定液(用3份无水乙醇、1份冰乙酸混匀)固定8 h,然后将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中58 min。将根尖取出,放入盛有清水的培养皿中漂洗。用石炭酸品红试剂染色。制片、镜检;计数、拍照。实验结果:不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。秋水仙素溶液处理清水培养时间/h质量分数/%时间/h01224360.012410.7113.6814.1914.46369.9411.9913.5913.62487.9810.0612.2211.970.1247.749.0911.0710.86366.127.879.989.81485.976.687.988.56请分析上述实验,回答有关问题:(1)步骤中“将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中”的作用是。(2)步骤为了获得相应的观察视野,镜检时正确的操作方法 。(3)根据所学的知识推测,石炭酸品红试剂是一种性染料。(4)为了统计数据更加科学,计数时应采取的方法是。(5)根据上表结果可以得出如下初步结论:质量分数为秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高;本实验的各种处理中,提高细胞分裂指数的最佳方法是。(6)下面为一位同学在步骤所拍摄的显微照片,形成细胞a的最可能的原因是 。【解析】 染色体易被碱性染料染成深色,所以石炭酸品红试剂是一种碱性染料。若要计数更准确、科学,应对同一个装片选取多个视野。表中数据显示,质量分数为0.01%的秋水仙素溶液诱导后细胞分裂指数较高,各种处理中用0.01%秋水仙素溶液诱导24 h,再在清水中培养36 h后的方法最佳。图示显微照片显示a细胞内染色体数目比其他分裂期细胞中染色体数目少,说明秋水仙素处理发生在纺锤体形成之后,细胞染色体没有加倍。【答案】 (1)使组织中细胞相互分离开来(2)先在低倍镜下观察,缓慢移动装片,发现理想视野后换用高倍镜(3)碱(4)每组装片观察多个视野(5)0.01%0.01%秋水仙素溶液诱导24 h,再在清水中培养36 h(6)秋水仙素处理发生在上一个细胞周期纺锤体形成之后13.(xx浙江卷,32)玉米的抗病和不抗病(基因为A、a)、高秆和矮秆(基因为B、b)是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子(甲),研究人员欲培育抗病高秆玉米,进行以下实验:取适量的甲,用合适剂量的射线照射后种植,在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株(乙)和不抗病高秆1株(丙)。将乙与丙杂交,F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆,选取F1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗,经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。另一实验表明,以甲和丁为亲本进行杂交,子一代均为抗病高秆。请回答:(1)对上述1株白化苗的研究发现,控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA,因此该基因不能正常,功能丧失,无法合成叶绿素,表明该白化苗的变异具有的特点,该变异类型属于。(2)上述培育抗病高秆玉米的实验运用了、单倍体育种和杂交育种技术,其中杂交育种技术依据的原理是。花药离体培养中,可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株,也可通过诱导分化成获得再生植株。(3)从基因组成看,乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生种配子。(4)请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。【解析】 (1)控制合成叶绿素的基因缺失了一段DNA,实际上是缺失了一小段碱基序列,导致该基因突变,从而不能正常表达(不能控制合成叶绿素)。植物不能合成叶绿素,则不能生存,所以体现了该变异具有有害性的特点。(2)用射线照射甲得到不同的植株属于诱变育种,将乙与丙杂交得到F1属于杂交育种,利用花药离体培养,再用秋水仙素处理幼苗属于单倍体育种;杂交育种技术依据的原理是基因重组;植物组织培养中,可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株,也可通过诱导愈伤组织分化成胚状体获得再生植株。(3)由抗病矮秆(乙)和不抗病高秆植株(丙)都是由不抗病矮秆(甲,基因型是aabb)诱变而来,以及两者杂交F1有四种表现型可以推出乙、丙的基因型分别是Aabb和aaBb,乙和丙杂交得到的抗病高秆植株的基因型是AaBb,经减数分裂可产生4种配子。(4)作遗传图解必须写出亲代的表现型、基因型、杂交符号、产生的配子以及F1的基因型、表现型及其比例。【答案】 (1)表达有害性基因突变(2)诱变育种基因重组胚状体(3)4(4)