（浙江选考）2020版高考生物新导学大一轮复习 第19讲 生物变异的来源与应用（含解析）讲义.docx

第19讲生物变异的来源与应用考纲要求1.基因重组(a)。2.基因突变(b)。3.染色体畸变(a)。4.杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种(a)。5.杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用(b)。6.转基因技术(a)。7.生物变异在生产上的应用(c)。8.转基因生物和转基因食品的安全性(b)。考点一生物变异的来源1.变异的类型(1)不遗传的变异：环境因素引起的变异，遗传物质没有改变，不能遗传给后代。(2)可遗传的变异：遗传物质改变所引起的变异。(3)可遗传的变异来源：基因重组、基因突变、染色体畸变。2.基因重组3.基因突变提醒分析基因突变未引起生物性状改变的原因(1)从密码子与氨基酸的对应关系分析：密码子具有简并性，不同的密码子有可能翻译出相同的氨基酸。(2)从基因型与表现型的关系分析：由纯合子中的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。4.染色体畸变(1)染色体结构变异(2)染色体数目变异概念：生物细胞中染色体数目的增加或减少。类型a.整倍体变异：体细胞的染色体数目以染色体组的形式成倍增加或减少。b.非整倍体变异：体细胞中个别染色体的增加或减少。基本概念a.染色体组：一般将二倍体生物的一个配子中的全部染色体称为染色体组，其中包含了该种生物的一整套遗传物质。b.单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。c.二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。d.多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。提醒“三体”“三倍体”三体是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体多出了一条，其余染色体均为两两相同；三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”。(1)基因重组是有性生殖生物发生变异的重要来源()(2)下面两图均表示发生了基因重组()(3)基因突变是生物变异的根本来源，是所有生物都可发生的变异类型()(4)发生在体细胞中的基因突变一般不能传给后代，因此属于不可遗传的变异()(5)染色体畸变只发生在减数分裂过程中()(6)非同源染色体之间的片段互换并没有导致细胞内基因种类和数目的改变，所以生物的性状也保持不变()(7)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组()下列是细胞分裂示意图，回答下列问题：(1)如果图甲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。(2)如果图乙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。(3)如果图丙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。1.基因突变的原因与结果分析2.基因突变对性状的影响(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除非终止密码提前出现，否则只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列增加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突变可能发生在非编码蛋白质的脱氧核苷酸序列中。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。基因突变若为隐性突变，如AAAa，不会导致性状的改变。3.染色体结构变异及其与基因突变、交叉互换的区别项目缺失重复倒位易位图解联会图像结果染色体结构变异的机理是染色体上某一片段断裂后，发生了缺失或错误的连接，使位于染色体上的基因数目和排列顺序发生改变，进而改变生物的性状，其对生物体一般是不利的；在光学显微镜下可见，可进一步通过分析染色体组型来区别类型(1)染色体结构变异中的缺失是指染色体片段的丢失，从而引起片段上多个基因也随之丢失；而基因突变中的缺失是指基因中少数碱基对的丢失，从而引起基因结构的改变。换言之，前者的发生将导致整个基因的丢失，基因数量减少；后者的发生将导致某基因变成其等位基因，基因数量不变。(2)染色体结构变异中的易位发生在非同源染色体之间，基因在染色体上的排列顺序发生改变；而基因重组中的交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，基因的数目和排列顺序没有改变。(3)基因突变、基因重组和染色体结构变异都能导致DNA分子结构的改变，但能改变基因的“质”的仅是基因突变。命题点一基因重组1.下列有关基因重组的叙述中，正确的是()A.基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离B.基因A因替换、增加或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，这属于基因重组C.造成同卵双生姐妹间性状差异的主要原因是基因重组D.YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型过程中发生了基因重组答案D解析基因型为Aa的个体自交，因基因分离而导致子代性状分离，这里只涉及一对等位基因，不会发生基因重组，A错误；基因A因替换、增加或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，这属于基因突变，B错误；造成同卵双生姐妹间性状差异的主要原因是环境因素，C错误；YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型过程中发生了基因重组，D正确。2.某植株的一条染色体发生缺失畸变，含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)。若以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是()A.减数分裂时姐妹染色单体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答案D解析从题中信息可知，突变植株为父本，其减数分裂产生的雄配子为和，其中不育。正常情况下，测交后代的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，说明父本减数分裂过程中产生了含B基因的可育花粉，而产生这种花粉最可能的原因是减数第一次分裂过程中同源染色体联会时非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，故D最符合题意。基因重组类型比较重组类型同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因间的重组DNA分子重组技术发生时间减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂后期在体外将目的基因与载体重组后导入细胞内，并与细胞内基因重组发生机制同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换导致姐妹染色单体上的基因重新组合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的重组目的基因经载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组命题点二基因突变3.(2019宁波模拟)编码酶a的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变成酶b。如图显示了与酶a相比，酶b可能出现的四种情况，下列叙述正确的是()A.情况1一定是因为氨基酸序列没有变化B.情况2可能是因为肽链的空间结构发生变化C.情况3可能是因为突变导致终止密码子位置后移D.由情况3和情况4可以得出肽链越长活性越高答案B解析密码子具有简并性，所以基因中某个碱基被替换后形成的密码子决定的氨基酸并不一定改变，情况1中酶活性不变且氨基酸数目不变，可能是因为氨基酸序列没有变化，也可能是氨基酸序列虽然改变但不影响酶的活性，A错误；情况2中酶活性降低，但氨基酸数目没有改变，可能是因为肽链的空间结构发生变化，B正确；情况3中酶活性降低且氨基酸数目减少，可能是因为突变导致了终止密码子的位置前移，C错误；由情况2、3、4可知，并不是肽链越长活性越高，D错误。4.下图是某基因型为AABb的生物(2n4)细胞分裂示意图。下列叙述正确的是()A.图甲中细胞正在进行减数第二次分裂B.图甲所示分裂过程中可能发生基因重组C.图乙中和上相应位点的基因A、a一定是基因突变造成的D.图乙细胞中染色体、染色单体和核DNA数量之比为112答案C解析该生物(2n4)体细胞含有4条染色体，图甲中细胞每一极均有4条染色体，应为有丝分裂后期，A项错误；有丝分裂过程中不会发生基因重组，B项错误；该生物体细胞中不含有a基因，图乙中姐妹染色单体和上相应位点的基因A、a一定是基因突变造成的，C项正确；图乙细胞中染色体、染色单体和核DNA数量之比为122，D项错误。“对比法”判断姐妹染色单体上等位基因的来源(1)根据细胞分裂方式如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换，如图乙。(2)根据变异前体细胞的基因型(适用减数分裂)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。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交叉互换。命题点三染色体组与生物倍性的判断5.下列关于如图所示细胞中所含的染色体的叙述，正确的是()A.图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组B.如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体C.如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体D.图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体答案C解析分析细胞中的染色体形态可知，图a含有4个染色体组，图b含有3个染色体组，A错误；如果图b代表的生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b代表的生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体，B错误；图c含有2个染色体组，若图c是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体，C正确；图d只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的，D错误。6.如图为某高等动物的一组细胞分裂图像，下列分析判断正确的是()A.丙产生的子细胞的基因型为AB和abB.甲、乙、丙三个细胞中均含有两个染色体组C.甲细胞形成乙细胞过程中产生的基因突变通常能遗传到子代个体中D.丙细胞产生子细胞的过程中发生了非等位基因自由组合答案B解析根据甲中染色体上的基因分布情况可知，丙产生的子细胞的基因型只有AB一种，A错误；甲、乙、丙三个细胞中均含有两个染色体组，B正确；甲乙表示有丝分裂，属于体细胞的增殖过程，而体细胞突变一般不遗传给子代，C错误；非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂过程中，丙细胞处于减数第二次分裂后期，其产生子细胞的过程中不发生非等位基因自由组合，D错误。染色体组数及单倍体、二倍体和多倍体的判断(1)染色体组数的判断方法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。根据基因型判断：控制同一性状的基因出现几次，就含有几个染色体组每个染色体组内不含等位基因或相同基因。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。(2)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，即含有几个染色体组，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。(3)“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体命题点四染色体畸变7.(2018温州期末)下列有关染色体畸变的叙述，正确的是()A.整倍体变异必然导致基因数量的增加B.易位发生在同源染色体之间或非同源染色体之间C.缺失是由于基因内少数或个别碱基对的丢失D.染色体结构变异导致了染色体上基因数目和排列顺序的变化答案D解析整倍体变异必然导致基因数量的增加或减少，A错误；易位只能发生在非同源染色体之间，B错误；基因内少数或个别碱基对的丢失属于基因突变，C错误；染色体结构变异导致了染色体上基因数目和排序的变化，D正确。8.下图分别表示不同的变异，下列有关分析正确的是()A.都表示易位，发生在减数第一次分裂前期B.四种变异都属于可遗传变异类型C.一定是由于染色体结构变异中的重复导致的D.表示染色体结构变异中的缺失答案B解析表示交叉互换(导致基因重组)，发生在减数第一次分裂的四分体时期；表示易位，不一定发生在减数第一次分裂前期，A错误；属于基因重组，属于染色体畸变，属于基因突变，它们都属于可遗传的变异，B正确；中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复，C错误；中的变异属于基因突变，D错误。考点二生物变异在生产上的应用1.杂交育种(1)含义：有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种的方法。一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培养出新品种。(2)育种原理：基因重组。(3)方法：杂交自交选种自交。2.诱变育种(1)含义：利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。(2)育种原理：基因突变和染色体畸变。(3)方法：辐射诱变、化学诱变。(4)特点诱发突变可明显提高基因的突变率和染色体的畸变率，即可提高突变频率。能在较短时间内有效改良生物品种的某些性状。改良作物品质，增强抗逆性。3.单倍体育种(1)含义：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。(2)原理：染色体数目变异。(3)优点(4)单倍体育种程序用常规方法获得杂种F1F1花药离体培养形成愈伤组织，并诱导其分化成幼苗用秋水仙素处理幼苗，获得可育的纯合植株。4.多倍体育种(1)方法：用秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等，使染色体加倍。(2)诱导剂作用机理：抑制细胞分裂时纺锤体的形成，因此染色体虽已复制，但不能分离，最终导致染色体数目加倍。(3)实例：三倍体无籽西瓜的培育5.转基因技术(1)含义：指利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因(外源基因)转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。(2)原理：基因重组。(3)过程：用人工方法将目的基因导入受体细胞目的基因整合到受体细胞的染色体上目的基因在受体细胞内得以表达，并能稳定遗传。(4)特点：定向改变生物性状。(1)依据基因重组原理，采用的育种方法可有杂交育种和转基因育种()(2)Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离()(3)单倍体育种的目的是获得单倍体植株()(4)单倍体育种过程中常用秋水仙素对单倍体的幼苗或萌发的种子进行处理以诱导染色体加倍()(5)多倍体植物器官大，细胞也大，营养物质含量较高，因此在生产上有较高的利用价值()(6)单倍体育种和多倍体育种都要用到植物的组织培养技术()(7)转基因育种是一种定向的育种方法()图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，表示培育水稻新品种的过程，请分析：(1)图中哪种途径为单倍体育种？其为什么能缩短育种年限？提示图中过程表示单倍体育种。采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此缩短了育种年限。(2)的育种原理分别是什么？提示的育种原理为基因突变，的育种原理为染色体畸变。(3)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过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到目标的育种途径为过程。(4)杂交育种选育从F2开始的原因是什么？其实践过程中一定需要连续自交吗？为什么？提示因为从F2开始发生性状分离。不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要在F2出现该性状个体即可。(5)原核生物常选哪种育种方式，为什么？提示诱变育种。原核生物无减数分裂，不能进行杂交育种，所以一般选诱变育种。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操作简单；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”育种时间长；局限于同一种或亲缘关系较近的个体诱变育种基因突变或染色体畸变提高变异频率，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；能排除显隐性干扰，提高效率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的遗传性状；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.育种实验设计举例(1)利用杂交育种培育宽叶抗病植株(2)利用单倍体育种培育宽叶抗病植株(3)利用多倍体育种培育无籽西瓜命题点一育种方法及实例1.(2018浙江超级全能生联考)太空育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的育种新途径，它是利用强辐射、微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植物种子发生变异的。这种育种方式属于()A.诱变育种B.杂交育种C.多倍体育种D.基因工程育种答案A解析在强辐射、微重力和高真空等太空综合环境因素诱发下，DNA分子容易发生碱基对的缺失、增加或替换，从而导致基因结构的改变，这种变异属于基因突变。2.(2019浙江五校联考)下列关于育种的叙述，正确的是()A.杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化等手段培养新品种B.紫外线照射能增加DNA分子上的碱基发生变化的概率导致染色体畸变C.诱导单倍体的染色体加倍获得的纯合子，即为可育良种D.在单倍体与多倍体的育种中，通常用秋水仙素处理萌发的种子答案A解析杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化等手段培养新品种，A正确；紫外线照射能增加DNA分子上的碱基发生变化的概率，从而使基因结构发生改变的概率增大，B错误；诱导单倍体的染色体加倍获得的纯合子，经选择淘汰后可选育出可育良种，C错误；在单倍体育种中通常用秋水仙素处理幼苗，而在多倍体育种中通常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，D错误。命题点二杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用3.(2018湖州一中期末)“天宫二号”空间实验室为探索空间植物生长、发育提供了良好的在轨研究平台，研究人员能够直接观察不同植物的种子在太空中从萌发、生长、开花到结籽的全过程，得以更好地了解和掌握未来太空农业发展的可能。下列有关太空培养植物的说法错误的是()A.在太空微重力条件下，种子萌发时可能会发生基因突变B.植物在太空结出的种子萌发后性状不一定发生改变C.太空植物开花结籽过程中的变异来源主要是基因突变D.植物在太空的生长过程中可能会发生染色体畸变答案C解析种子萌发时，细胞分裂旺盛，在太空微重力条件下，可能会发生基因突变，A正确；植物在太空结出的种子不一定发生基因突变，若发生基因突变，由于密码子的简并性，发生基因突变的种子萌发后性状不一定发生改变，B正确；太空植物开花结籽过程中的变异来源主要是基因重组，C错误；植物在太空的生长过程中进行细胞分裂，所以可能会发生染色体畸变，D正确。4.在家兔中黑毛(B)对褐毛(b)是显性，短毛(E)对长毛(e)是显性，遵循基因的自由组合定律。现有纯合黑色短毛兔、褐色长毛兔、褐色短毛兔三个品种。请回答：(1)设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案：第一步：让基因型为_的兔子和基因型为_的异性兔子杂交，得到F1。第二步：让F1_，得到F2。第三步：选出F2中表现型为黑色长毛兔的个体，让它们各自与表现型为_的异性兔杂交，分别观察每对兔子产生的子代，若后代足够多且_，则该F2中的黑色长毛兔即为能稳定遗传的黑色长毛兔。(2)该育种方案的原理是_。(3)在上述方案的第三步能否改为让F2中表现型为黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若两只兔子所产生的子代均为黑色长毛，则这两只兔子就是能稳定遗传的黑色长毛兔？为什么？_(填“能”或“不能”)，原因是_。答案(1)BBEEbbee(顺序可对调)雌雄个体相互交配褐色长毛兔(或褐色短毛兔)不出现性状分离(2)基因重组(3)不能两只黑色长毛的雌雄兔子交配，所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只是能稳定遗传的解析(1)要想获得能稳定遗传的黑色长毛兔(BBee)，应选择黑色短毛兔(BBEE)和褐色长毛兔(bbee)作为亲本杂交，但是获得的F1全为杂合子，因此必须让F1雌雄个体之间相互交配，在F2中选择出黑色长毛兔，然后再通过测交的方法选择出后代不发生性状分离的个体即可。(2)杂交育种的原理是基因重组。(3)黑色长毛兔的基因型为B_ee，如果让黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只能稳定遗传，并不能确定这两只兔子就是能稳定遗传的黑色长毛兔。命题点三转基因技术、转基因生物和转基因食品的安全性5.下列有关转基因食品和转基因生物的叙述中，正确的是()A.转基因食品只能用作牲畜饲料B.转基因食品与非转基因食品的营养物质种类差别很大C.目前对转基因食品的安全性仍然存在争议D.目前我国对农业转基因生物的研究和试验尚未作出具体规定答案C解析转基因食品也可以食用，A错误；转基因食品与非转基因食品的营养物质种类差别不大，B错误；目前对转基因食品的安全性仍然存在争议，C正确；我国针对农业转基因生物的研究和试验颁布了转基因食品卫生管理办法等一系列法规，D错误。6.随着基因工程的兴起，人们越来越关注转基因生物和转基因食品的安全性问题。下列相关叙述错误的是()A.公众应科学理性地对待转基因生物和转基因食品B.基因工程在医、农、林等领域具有广阔的应用前景C.在我国生产及销售转基因食品的行为都是违法的D.国家应通过相关法律法规科学管理转基因生物答案C解析公众应科学理性地对待转基因生物和转基因食品，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食，A正确；基因工程由于能定向改造生物，在医、农、林等领域具有广阔的应用前景，B正确；在我国生产及销售转基因食品的行为是合法的，但需要标明转基因食品，C错误；我国对转基因生物及其产品的安全性问题十分重视，采取了许多必要的措施以保证其安全性，还应通过相关法律法规科学管理转基因生物，D正确。命题点四生物变异在生产上的应用7.(2018浙江金、丽、衢十二校联考)油菜细胞中有一种中间代谢产物简称PEP，在两对独立遗传的等位基因A、a和B、b的控制下，可转化为油脂和蛋白质。某科研小组研究出产油率更高的油菜品种，基本原理如下图。下列说法错误的是()A.促进物质C的形成可以提高产油率B.基因A与物质C在化学组成上的区别是前者含有胸腺嘧啶和脱氧核糖C.过程和过程所需的嘌呤碱基数量不一定相同D.基因A和基因B位置的互换属于基因重组答案D解析由图可知，物质C的合成会抑制基因B的表达，进而抑制PEP转化为蛋白质，促进PEP转化为油脂，提高产油率，A正确；基因A与物质C(双链RNA)在化学组成上的区别是前者含有胸腺嘧啶和脱氧核糖，后者含有尿嘧啶和核糖，B正确；过程和过程的模板链不同，因此二者所需的嘌呤碱基数量不一定相同，C正确；两对基因独立遗传，即基因A和基因B在非同源染色体上，因此基因A和基因B位置的互换属于染色体畸变，D错误。8.如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n58)为材料培育无籽猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是()A.和都可用秋水仙素处理来实现B.若是自交，则产生AAAA的概率为1/16C.AA植株和AAAA植株是不同的物种D.若是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87答案B解析和都可用秋水仙素处理来实现染色体数目加倍，A项正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AAAaaa141，所以AAaa自交产生AAAA的概率1/61/61/36，B项错误；二倍体AA植株与四倍体AAAA植株杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C项正确；该生物一个染色体组含有染色体58229条，所以三倍体植株体细胞中染色体数目为29387条，D项正确。命题点五遗传育种实验设计9.玉米长果穗(H)对短果穗(h)为显性，黄粒(F)对白粒(f)为显性，两对基因独立遗传。现有甲(HHFF)、乙(hhFF)、丙(HHff)三个品系的纯种玉米。请回答问题：(1)将甲与短果穗白粒植株杂交得F1，F1再与某植株杂交，后代的表现型及比例为长果穗黄粒短果穗黄粒31，那么该植株的基因型是_。(2)为提高产量，在生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗白粒和短果穗黄粒两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(HhFf)玉米杂交种的目的，科研人员设计了如图所示的快速育种方案：图中的处理方法A和B分别是指_、_。以上育种过程中所依据的两个遗传学原理是_。答案(1)HhFF(2)花药离体培养秋水仙素处理基因重组、染色体畸变解析(1)纯种长果穗黄粒与短果穗白粒玉米杂交得F1，F1的基因型为HhFf，F1与某植株杂交，后代的表现型及比例为长果穗黄粒短果穗黄粒31，所以该植株的基因型为HhFF。(2)图中的处理方法A和B分别是指花药离体培养、秋水仙素处理。以上育种过程中所依据的两个遗传学原理是基因重组、染色体畸变。10.如图表示小麦的三个品系的部分染色体及基因组成。、表示染色体，D为矮秆基因，T为抗白粉病基因，R为抗矮黄病基因，均为显性，d为高秆基因。乙品系是通过基因工程获得的品系，丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来(图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段)。请据图回答下列问题：(1)普通小麦为六倍体，染色体数为42，若每个染色体组包含的染色体数相同，则小麦的一个染色体组含有_条染色体。(2)乙品系的变异类型是_，丙品系的变异类型是_。(3)抗白粉病基因在控制蛋白质合成的翻译阶段，_沿着_移动，氨基酸相继地加到延伸中的肽链上。(4)甲和丙杂交得到F1，若减数分裂中甲与丙因差异较大不能正常配对，将随机移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对，则F1产生的配子中DdR占_(用分数表示)。(5)甲和乙杂交得到F1，请画出F1能产生dT配子的次级精母细胞的分裂后期图(假设不发生交叉互换，只需画出、染色体，要求标出相应基因)。(6)假设甲和乙杂交得到的F1的基因型为DdTt，请用遗传图解和必要的文字表示F1经单倍体育种得到矮秆抗白粉病纯合子的过程(请写在下面的虚线框内)。答案(1)7(2)基因重组染色体结构变异(3)核糖体mRNA(4)1/4(5)如图所示(6)如图所示解析(1)普通小麦体细胞中有6个染色体组，42条染色体，所以其细胞的一个染色体组含有7条染色体。(2)乙品系是转基因技术的应用，其原理是基因重组。丙品系中，普通小麦的号染色体上黑色部分的染色体片段来自偃麦草，偃麦草与普通小麦属于两个不同的物种，没有同源染色体，所以在培育丙品系的过程中发生了染色体片段由偃麦草转移到普通小麦的号染色体上的现象，这属于染色体结构变异。(3)在翻译过程中，核糖体沿着mRNA移动，氨基酸相继地加到延伸中的肽链上。(4)减数分裂中甲与丙因差异较大不能正常配对，故F1可产生4种基因型的配子：DdR、D、dR和不含这两种基因的配子，其中DdR占1/4。(5)次级精母细胞分裂后期的上下对应的两条染色体，由一条染色体复制而来，对应的两条染色体上基因和染色体形态都应相同。(6)单倍体育种过程中，先经花药离体培养得到单倍体幼苗，然后用秋水仙素处理使染色体数目加倍得到纯合的二倍体，再从中选出符合要求的个体。探究真题预测考向1.(2017浙江11月选考)人类的镰刀形细胞贫血症是由于血红蛋白基因中一个碱基对AT替换成了TA，引起血红蛋白结构改变所致。该实例不能说明的是()A.该变异属于致死突变B.基因突变是可逆的C.碱基对替换会导致遗传信息改变D.基因控制生物性状答案B解析人类的镰刀形细胞贫血症，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡，A正确；题干中只是提到了碱基对AT替换为TA，并未体现基因突变的可逆性，B错误；碱基对替换导致了基因结构的改变，即导致了遗传信息的改变，C正确；该实例体现了基因控制生物性状，D正确。2.除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是1对等位基因。下列叙述正确的是()A.突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因B.突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型C.突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链答案A解析A项，突变体若为1条染色体的片段缺失所致，缺失后表现为抗性突变体，则可推测出除草剂敏感型的大豆是杂合子，缺失片段中含有显性基因，缺失后即表现了隐性基因控制的性状；B项，突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则会导致控制该性状的一对基因都丢失，经诱变后不可能使基因从无到有；C项，突变体若为基因突变所致，由于基因突变具有多方向性，所以经诱变可能恢复为敏感型；D项，抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，若该碱基对不在基因的前端(对应起始密码)就能编码肽链，肽链的长短变化需要根据突变后对应的密码子是否为终止密码子来判断。3.(2018浙江11月选考，11)某种染色体结构变异如图所示。下列叙述正确的是()A.染色体断片发生了颠倒B.染色体发生了断裂和重新组合C.该变异是由染色单体分离异常所致D.细胞中的遗传物质出现了重复和缺失答案B解析由题图可知，两条染色体是非同源染色体，并相互移接了一部分重新组合，该变异属于易位。4.(2018全国，6)某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断，下列说法不合理的是()A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到XD.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移答案C解析突变体M不能在基本培养基上生长，但可在添加了氨基酸甲的培养基上生长，说明该突变体不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失，A项正确；大肠杆菌属于原核生物，自然条件下其变异类型只有基因突变，故其突变体是由于基因发生突变而得来的，B项正确；大肠杆菌的遗传物质是DNA，突变体M的RNA与突变体N混合培养不能得到X，C项错误；突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移，使基因发生重组，产生了新的大肠杆菌X，D项正确。5.(2015浙江，32)某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答：(1)自然状态下，该植物一般都是_合子。(2)若采用诱变育种，在射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有_和有害性这三个特点。(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中_抗病矮茎个体，再经连续自交等_手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的_。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为_。(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有_。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。答案(1)纯(2)多方向性、稀有性(3)选择纯合化年限越长高茎中茎矮茎169(4)细胞的全能性、基因重组和染色体畸变如下图解析(1)由于该植物是自花且闭花授粉植物，所以在自然状态下一般都是纯合子。(2)诱变育种时，要用射线处理种子的原理是基因突变。由于基因突变具有多方向性、稀有性和多害性等特点，所以需要处理大量种子。(3)如果采用杂交育种的方式，将上述两个亲本杂交，得F1，F1自交所得F2中选出抗病矮茎个体(R_D_E_)，再通过连续自交及逐代淘汰的手段，最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种(RRDDEE)。一般情况下，控制性状的基因数量越多，则需进行多次的自交和筛选操作才能得到所需的纯合品种，因此其育种过程所需年限越长。若只考虑茎的高度，F1(DdEe)在自然状态下繁殖即自交后，F2中表现型及比例为9矮茎(9D_E_)6中茎(3D_ee、3ddE_)1高茎(1ddee)。(4)若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将花药进行离体培养得到单倍体，继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有细胞的全能性及基因重组和染色体畸变。其遗传图解见答案。课时作业一、选择题1.下图中甲、乙分别表示两种果蝇的一个染色体组，丙表示果蝇的X染色体及其携带的部分基因。下列有关叙述正确的是()A.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常B.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同C.丙中过程，可能是发生在X和Y的非姐妹染色单体之间的易位D.丙中所示变异都可归类于染色体结构变异答案D解析与甲相比，乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙杂交产生的F1在减数分裂过程中1号染色体不能正常联会，不能产生正常配子，A项错误；因为乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙的1号染色体上的基因排列顺序不完全相同，B项错误；丙中过程基因的位置发生颠倒，属于倒位，C项错误；丙中过程染色体片段发生改变，属于染色体结构变异中的易位，都属于染色体结构变异，D项正确。2.(2018浙江超级全能生8月联考)如图为某遗传病人的染色体组型图，图中箭头所指的染色体异常，据图判断该遗传病的病因最可能是()A.基因重组B.染色体结构变异中的缺失C.染色体结构变异中的易位D.染色体数目变异答案C解析分析题图可知，12号染色体少了一部分，而8号染色体多了一部分，说明该病人的12号染色体的一部分移接到8号染色体上，这种现象称为染色体易位，C项正确。3.下列图示过程可存在基因重组的是()答案A解析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。4.(2018杭州一中一模)诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种都是传统的育种技术，转基因技术是20世纪90年代发展起来的新技术。下列叙述错误的是()A.杂交育种和单倍体育种过程中通常都涉及基因重组原理B.采用上述技术的目的是获得具有所需性状的品种C.上述技术中，仅多倍体育种会选育出与原物种生殖隔离的个体D.与传统育种比较，转基因技术的优势是能使物种出现新基因和性状答案D解析与传统育种比较，转基因技术的优势是能使物种出现新基因型和性状组合类型，D错误。5.下图是高产糖化酶菌株的育种过程，下列有关叙述错误的是()出发菌株挑取200个单细胞菌株选出50株选出5株多轮重复筛选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又可能导致染色体畸变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答案D解析X射线既可改变基因的碱基序列引起基因突变，又能造成染色体片段损伤导致染色体畸变；图中是高产糖化酶菌株的人工定向选择过程，通过此筛选过程获得的高产菌株的其他性状未必符合生产要求，故不一定能直接用于生产；诱变可提高基因的突变率，但每轮诱变相关基因的突变率不一定都会明显提高。6.如图是三种因相应结构发生替换而产生的变异的示意图，下列相关叙述正确的是()A.三种变异都一定引起性状的改变B.和都是染色体结构变异C.和均可发生于有丝分裂过程中D.三种变异均可为生物进化提供原材料答案D解析三种变异不一定都引起性状的改变，A错误；表示基因重组，表示染色体结构变异，B错误；基因重组发生在减数分裂过程中，染色体结构变异可发生于有丝分裂过程中，C错误；三种变异均可为生物进化提供原材料，D正确。7.(2019绍兴联考)利用单倍体育种可培育烟草新品种，下列有关叙述错误的是()A.基因重组是产生不同基因型单倍体幼苗的遗传基础B.单倍体幼苗是通过人工组织培养得到的C.染色体加倍后可依据表现型选出具有优良性状的纯合子D.单倍体育种得到的植株小而弱且高度不育答案D解析在单倍体育种过程中亲本产生花粉粒时存在基因重组，故基因重组是产生不同基因型单倍体幼苗的遗传基础，A正确；单倍体幼苗是通过人工组织培养得到的，B正确；染色体加倍后可依据表现型选出具有优良性状的纯合子，C正确；单倍体植株小而弱且高度不育，但单倍体育种得到的新品种是正常的可育植株，D错误。8.某生物(2n42)两条不同的染色体相互连接形成了一条异常染色体(如图)，该异常染色体在减数分裂联会时三条染色体配对，染色体分离时，任意一条移向一极，另外两条移向另一极。下列叙述正确的是()A.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞B.在减数分裂过程中可观察到20个四分体C.该生物的配子中可能含有20、21、22条染色体D.不考虑其他染色体，该生物体可产生6种配子且比例相同答案D解析观察异常染色体应选择处于分裂中期的细胞，因为此时染色体形态稳定，数目清晰，便于观察，A错误；该生物含有21对同源染色体，其中两条不同的染色体相互连接形成了一条异常染色体，该异常染色体在减数分裂联会时三条染色体配对，因此在减数分裂过程中只能观察到19个四分体，B错误；该生物产生的正常配子含有21条染色体，由于异常染色体在减数分裂联会时三条染色体配对，染色体分离时，任意一条移向一极，另外两条移向另一极，因此异常的配子中可能含有20、21条染色体，因此该生物的配子中可能含有20、21条染色体，C错误；异常染色体在减数分裂联会时三条染色体配对，染色体分离时，任意一条移向一极，另外两条移向另一极，因此不考虑其他染色体，该生物体可产生6种配子且比例相同，D正确。9.如图是某二倍体动物细胞的分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断下列叙述正确的是()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答案D解析图示细胞有2个染色体组，8个DNA分子；该细胞正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组；题图中有一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因分别是D和d，其对应的同源染色体上的基因是d、d，可推知发生了基因突变，但不能确定是显性突变，还是隐性突变；此动物体细胞的基因型可能是AaBbCcDd或AaBbCcdd。10.观察甲、乙图示，下列相关说法正确的是()A.图甲所示细胞减数分裂时只能形成2种子细胞B.正常情况下，图乙所示的一个细胞经减数分裂能够产生4种子细胞C.若图甲所示个体自交，不考虑基因突变和交叉互换，所得F1的基因型有4种D.若图乙所示个体测交，后代基因型的比例是1111答案D解析若图甲所示细胞发生交叉互换，可形成4种子细胞，A项错误；图乙所示的一个细胞(、)经减数分裂可产生1种或2种子细胞，B项错误；图甲所示个体自交，不考虑基因突变和交叉互换，所得F1的基因型有bbCC、BbCc、BBcc3种，C项错误；图乙个体经减数分裂形成bC、bc、BC、Bc4种配子，与配子bc结合后，后代基因型的比例是1111，D项正确。11.(2018稽阳9月联考)某雌雄异株植物(XY型性别决定)的花色由两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制，两对基因控制有色物质合成的关系如下图。取紫花雄株甲与白花雌株乙杂交，F1红花雄株紫花雌株11。下列叙述错误的是()A.紫花雄株甲可产生2种不同基因型的配子B.用酶A的抑制剂喷施红花植株后出现白花，该变异为不遗传的变异C.基因B在转录时，DNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合D.基因A发生突变后植株表现为白花，该突变属于生化突变答案C解析根据题意可知，紫花雄株甲、白花雌株乙的基因型分别为AAXBY、aaXbXb，AAXBY产生两种不同基因型的配子，即AXB和AY，A正确；用酶A的抑制剂喷施红花植株，只影响其代谢过程，不改变其遗传物质，该变异为不遗传的变异，B正确；转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合，C错误；基因A发生突变后，影响了植株的代谢过程，植株表现为白花，该突变属于生化突变，D正确。12.(2018浙江金、丽、衢十二校联考)将物种(2n20)与物种(2n18)杂交可产生子代，对将做如图所示处理(注：的染色体和的染色体在减数分裂过程中不会相互配对)。以下说法正确的是()A.图中过程皆可发生B.是一个新物种C.由到过程发生了等位基因分离、非同源染色体上非等位基因自由组合D.由到的过程不可能发生基因突变答案B解析根据题干信息并结合图形分析可知，物种和物种之间存在生殖隔离，不能产生可育后代，所以图中不能自交产生后代，即图中到的过程是不存在的，A错误；和杂交得到不可育的后代，经秋水仙素处理，的染色体加倍形成的是一个新物种，B正确；由到过程表示的是诱变育种，此过程中细胞进行的是有丝分裂，而等位基因分离、非同源染色体上非等位基因自由组合发生在减数分裂过程中，C错误；由到的过程表示的是多倍体育种，可能发生基因突变，D错误。二、非选择题13.在栽培某种农作物(2n42)的过程中，有时会发现单体植株(2n1)，例如有一种单体植株就比正常植株缺少一条6号染色体，称为6号单体植株。请回答：(1)6号单体植株的变异类型为_，该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂过程中_未分离而形成异常配子所致。(2)如果该植株能够产生数目相等的n型和n1型配子，则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为_。(3)科研人员利用6号单体植株进行杂交实验，结果如下表所示。杂交亲本实验结果6号单体()正常二倍体()子代中单体占75%，正常二倍体占25%6号单体()正常二倍体()子代中单体占4%，正常二倍体占96%单体在减数分裂时，形成的n1型配子_(填“多于”“等于”或“少于”)n型配子，这是因为6号染色体往往在减数第一次分裂过程中因无法_而丢失。n1型配子对外界环境敏感，尤其是_(填“雌”或“雄”)配子的育性很低。(4)现有该作物的两个品种，甲品种抗病但其他性状较差(抗病基因R位于6号染色体上)，乙品种不抗病但其他性状优良，为获得抗病且其他性状优良的品种，理想的育种方案是：以乙品种6号单体植株为_(填“父本”或“母本”)与甲品种杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与_杂交，每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株，最后使该单体_，在后代中即可挑选出RR型且其他性状优良的新品种。答案(1)染色体畸变(或染色体数目变异)6号染色体的同源染色体或姐妹染色单体(2)正常二倍体(2n)单体(2n1)缺体(2n2)121(3)多于联会(或形成四分体)雄(4)母本乙品种6号单体自交解析(1)6号单体植株比正常植株缺少一条6号染色体，故6号单体植株的变异类型为染色体数目变异，该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂过程中6号染色体的同源染色体或姐妹染色单体未分离而形成异常配子所致。(2)如果该植株能够产生数目相等的n型和n1型配子，则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为正常二倍体(2n)单体(2n1)缺体(2n2)121。(3)据表格数据可知，单体在减数分裂时，形成的n1型配子多于n型配子，这是因为6号染色体往往在减数第一次分裂过程中因无法联会形成四分体而丢失。据表格数据可知，n