PAGEPAGE28第19講生物變異的來源與應用[考綱要求]1.基因重組(a)。2.基因突變(b)。3.染色體畸變(a)。4.雜交育種、誘變育種、單倍體育種和多倍體育種(a)。5.雜交育種和誘變育種在農業生產中的應用(b)。6.轉基因技術(a)。7.生物變異在生產上的應用(c)。8.轉基因生物和轉基因食品的平安性(b)。考點一生物變異的來源1.變異的類型(1)不遺傳的變異：環境因素引起的變異，遺傳物質沒有變更，不能遺傳給后代。(2)可遺傳的變異：遺傳物質變更所引起的變異。(3)可遺傳的變異來源：基因重組、基因突變、染色體畸變。2.基因重組3.基因突變提示分析基因突變未引起生物性狀變更的緣由(1)從密碼子與氨基酸的對應關系分析：密碼子具有簡并性，不同的密碼子有可能翻譯出相同的氨基酸。(2)從基因型與表現型的關系分析：由純合子中的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。4.染色體畸變(1)染色體結構變異(2)染色體數目變異①概念：生物細胞中染色體數目的增加或削減。②類型a.整倍體變異：體細胞的染色體數目以染色體組的形式成倍增加或削減。b.非整倍體變異：體細胞中個別染色體的增加或削減。③基本概念a.染色體組：一般將二倍體生物的一個配子中的全部染色體稱為染色體組，其中包含了該種生物的一整套遺傳物質。b.單倍體：體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體。c.二倍體：由受精卵發育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體。d.多倍體：由受精卵發育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。提示“三體”≠“三倍體”三體是二倍體(含兩個染色體組)，只是其中某形態的染色體多出了一條，其余染色體均為兩兩相同；三倍體則是指由受精卵發育而來的體細胞中含三個染色體組的個體，其每種形態的染色體為“三三相同”。(1)基因重組是有性生殖生物發生變異的重要來源(√)(2)下面兩圖均表示發生了基因重組(×)(3)基因突變是生物變異的根原來源，是全部生物都可發生的變異類型(√)(4)發生在體細胞中的基因突變一般不能傳給后代，因此屬于不行遺傳的變異(×)(5)染色體畸變只發生在減數分裂過程中(×)(6)非同源染色體之間的片段互換并沒有導致細胞內基因種類和數目的變更，所以生物的性狀也保持不變(×)(7)單倍體體細胞中不肯定只含有一個染色體組(√)下列是細胞分裂示意圖，回答下列問題：(1)假如圖甲是有絲分裂后期圖像，兩條子染色體上的兩個基因不同，則為基因突變的結果。(2)假如圖乙是減數其次次分裂后期圖像，兩條子染色體(同白或同黑)上的兩基因不同，則為基因突變的結果。(3)假如圖丙是減數其次次分裂后期圖像，兩條子染色體(顏色不一樣)上的兩基因不同，則為交叉互換(基因重組)的結果。1.基因突變的緣由與結果分析2.基因突變對性狀的影響(1)基因突變對蛋白質的影響堿基對影響范圍對氨基酸序列的影響替換小除非終止密碼提前出現，否則只變更1個氨基酸或不變更氨基酸序列增加大不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列缺失大不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列(2)基因突變不肯定導致生物性狀變更的緣由①突變可能發生在非編碼蛋白質的脫氧核苷酸序列中。②基因突變后形成的密碼子與原密碼子確定的是同一種氨基酸。③基因突變若為隱性突變，如AA→Aa，不會導致性狀的變更。3.染色體結構變異及其與基因突變、交叉互換的區分項目缺失重復倒位易位圖解聯會圖像結果①染色體結構變異的機理是染色體上某一片段斷裂后，發生了缺失或錯誤的連接，使位于染色體上的基因數目和排列依次發生變更，進而變更生物的性狀，其對生物體一般是不利的；②在光學顯微鏡下可見，可進一步通過分析染色體組型來區分類型(1)染色體結構變異中的缺失是指染色體片段的丟失，從而引起片段上多個基因也隨之丟失；而基因突變中的缺失是指基因中少數堿基對的丟失，從而引起基因結構的變更。換言之，前者的發生將導致整個基因的丟失，基因數量削減；后者的發生將導致某基因變成其等位基因，基因數量不變。(2)染色體結構變異中的易位發生在非同源染色體之間，基因在染色體上的排列依次發生變更；而基因重組中的交叉互換發生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，基因的數目和排列依次沒有變更。(3)基因突變、基因重組和染色體結構變異都能導致DNA分子結構的變更，但能變更基因的“質”的僅是基因突變。命題點一基因重組1.下列有關基因重組的敘述中，正確的是()A.基因型為Aa的個體自交，因基因重組而導致子代性狀分別B.基因A因替換、增加或缺失部分堿基而形成它的等位基因a，這屬于基因重組C.造成同卵雙生姐妹間性狀差異的主要緣由是基因重組D.YyRr自交后代出現不同于親本的新類型過程中發生了基因重組答案D解析基因型為Aa的個體自交，因基因分別而導致子代性狀分別，這里只涉及一對等位基因，不會發生基因重組，A錯誤；基因A因替換、增加或缺失部分堿基而形成它的等位基因a，這屬于基因突變，B錯誤；造成同卵雙生姐妹間性狀差異的主要緣由是環境因素，C錯誤；YyRr自交后代出現不同于親本的新類型過程中發生了基因重組，D正確。2.某植株的一條染色體發生缺失畸變，含該缺失染色體的花粉不育，缺失染色體上具有紅色顯性基因B，正常染色體上具有白色隱性基因b(如圖)。若以該植株為父本，測交后代中部分表現為紅色性狀。下列說明最合理的是()A.減數分裂時姐妹染色單體1或2上的基因b突變為BB.減數其次次分裂時姐妹染色單體3與4自由分別C.減數其次次分裂時非姐妹染色單體之間自由組合D.減數第一次分裂時非姐妹染色單體之間交叉互換答案D解析從題中信息可知，突變植株為父本，其減數分裂產生的雄配子為和，其中不育。正常狀況下，測交后代的表現型應都為白色性狀，而題中已知測交后代中部分為紅色性狀，說明父本減數分裂過程中產生了含B基因的可育花粉，而產生這種花粉最可能的緣由是減數第一次分裂過程中同源染色體聯會時非姐妹染色單體之間發生了交叉互換，故D最符合題意。基因重組類型比較重組類型同源染色體上非等位基因的重組非同源染色體上非等位基因間的重組DNA分子重組技術發生時間減數第一次分裂四分體時期減數第一次分裂后期在體外將目的基因與載體重組后導入細胞內，并與細胞內基因重組發生機制同源染色體非姐妹染色單體之間的交叉互換導致姐妹染色單體上的基因重新組合非同源染色體自由組合導致非同源染色體上非等位基因間的重組目的基因經載體導入受體細胞，導致受體細胞中基因重組命題點二基因突變3.(2024·寧波模擬)編碼酶a的基因中某個堿基被替換時，表達產物將變成酶b。如圖顯示了與酶a相比，酶b可能出現的四種狀況，下列敘述正確的是()A.狀況1肯定是因為氨基酸序列沒有變更B.狀況2可能是因為肽鏈的空間結構發生變更C.狀況3可能是因為突變導致終止密碼子位置后移D.由狀況3和狀況4可以得出肽鏈越長活性越高答案B解析密碼子具有簡并性，所以基因中某個堿基被替換后形成的密碼子確定的氨基酸并不肯定變更，狀況1中酶活性不變且氨基酸數目不變，可能是因為氨基酸序列沒有變更，也可能是氨基酸序列雖然變更但不影響酶的活性，A錯誤；狀況2中酶活性降低，但氨基酸數目沒有變更，可能是因為肽鏈的空間結構發生變更，B正確；狀況3中酶活性降低且氨基酸數目削減，可能是因為突變導致了終止密碼子的位置前移，C錯誤；由狀況2、3、4可知，并不是肽鏈越長活性越高，D錯誤。4.下圖是某基因型為AABb的生物(2n＝4)細胞分裂示意圖。下列敘述正確的是()A.圖甲中細胞正在進行減數其次次分裂B.圖甲所示分裂過程中可能發生基因重組C.圖乙中①和②上相應位點的基因A、a肯定是基因突變造成的D.圖乙細胞中染色體、染色單體和核DNA數量之比為1∶1∶2答案C解析該生物(2n＝4)體細胞含有4條染色體，圖甲中細胞每一極均有4條染色體，應為有絲分裂后期，A項錯誤；有絲分裂過程中不會發生基因重組，B項錯誤；該生物體細胞中不含有a基因，圖乙中姐妹染色單體①和②上相應位點的基因A、a肯定是基因突變造成的，C項正確；圖乙細胞中染色體、染色單體和核DNA數量之比為1∶2∶2，D項錯誤。“對比法”推斷姐妹染色單體上等位基因的來源(1)依據細胞分裂方式①假如是有絲分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，則為基因突變的結果，如圖甲。②假如是減數分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，可能發生了基因突變或交叉互換，如圖乙。(2)依據變異前體細胞的基因型(適用減數分裂)①假如親代基因型為AA或aa，則引起姐妹染色單體上A與a不同的緣由是基因突變。②假如親代基因型為Aa，則引起姐妹染色單體上A與a不同的緣由是基因突變或交叉互換。命題點三染色體組與生物倍性的推斷5.下列關于如圖所示細胞中所含的染色體的敘述，正確的是()A.圖a含有2個染色體組，圖b含有3個染色體組B.假如圖b表示體細胞，則圖b代表的生物肯定是三倍體C.假如圖c代表由受精卵發育成的生物的體細胞，則該生物肯定是二倍體D.圖d代表的生物肯定是由卵細胞發育而成的，是單倍體答案C解析分析細胞中的染色體形態可知，圖a含有4個染色體組，圖b含有3個染色體組，A錯誤；假如圖b代表的生物是由配子發育而成的，則圖b代表的生物是單倍體，假如圖b代表的生物是由受精卵發育而成的，則圖b代表的生物是三倍體，B錯誤；圖c含有2個染色體組，若圖c是由受精卵發育而成的，則該細胞所代表的生物肯定是二倍體，C正確；圖d只含1個染色體組，肯定是單倍體，可能是由雄性配子或雌性配子發育而成的，D錯誤。6.如圖為某高等動物的一組細胞分裂圖像，下列分析推斷正確的是()A.丙產生的子細胞的基因型為AB和abB.甲、乙、丙三個細胞中均含有兩個染色體組C.甲細胞形成乙細胞過程中產生的基因突變通常能遺傳到子代個體中D.丙細胞產生子細胞的過程中發生了非等位基因自由組合答案B解析依據甲中染色體上的基因分布狀況可知，丙產生的子細胞的基因型只有AB一種，A錯誤；甲、乙、丙三個細胞中均含有兩個染色體組，B正確；甲→乙表示有絲分裂，屬于體細胞的增殖過程，而體細胞突變一般不遺傳給子代，C錯誤；非等位基因的自由組合發生在減數第一次分裂過程中，丙細胞處于減數其次次分裂后期，其產生子細胞的過程中不發生非等位基因自由組合，D錯誤。染色體組數及單倍體、二倍體和多倍體的推斷(1)染色體組數的推斷方法①依據染色體形態推斷：細胞內形態相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。下圖所示的細胞中所含的染色體組數分別是：a為3個，b為2個，c為1個。②依據基因型推斷：限制同一性狀的基因出現幾次，就含有幾個染色體組——每個染色體組內不含等位基因或相同基因。下圖所示的細胞中，它們所含的染色體組數分別是：a為4個，b為2個，c為3個，d為1個。(2)依據染色體數與形態數的比值推斷：染色體數與形態數比值意味著每種形態染色體數目的多少，每種形態染色體有幾條，即含有幾個染色體組，如玉米的體細胞中共有20條染色體，10種形態，則玉米含有2個染色體組。(3)“二看法”推斷單倍體、二倍體與多倍體命題點四染色體畸變7.(2024·溫州期末)下列有關染色體畸變的敘述，正確的是()A.整倍體變異必定導致基因數量的增加B.易位發生在同源染色體之間或非同源染色體之間C.缺失是由于基因內少數或個別堿基對的丟失D.染色體結構變異導致了染色體上基因數目和排列依次的變更答案D解析整倍體變異必定導致基因數量的增加或削減，A錯誤；易位只能發生在非同源染色體之間，B錯誤；基因內少數或個別堿基對的丟失屬于基因突變，C錯誤；染色體結構變異導致了染色體上基因數目和排序的變更，D正確。8.下圖①～④分別表示不同的變異，下列有關分析正確的是()A.①②都表示易位，發生在減數第一次分裂前期B.四種變異都屬于可遺傳變異類型C.④肯定是由于染色體結構變異中的重復導致的D.③表示染色體結構變異中的缺失答案B解析①表示交叉互換(導致基因重組)，發生在減數第一次分裂的四分體時期；②表示易位，不肯定發生在減數第一次分裂前期，A錯誤；①屬于基因重組，②④屬于染色體畸變，③屬于基因突變，它們都屬于可遺傳的變異，B正確；④中的變異屬于染色體結構變異中的缺失或重復，C錯誤；③中的變異屬于基因突變，D錯誤。考點二生物變異在生產上的應用1.雜交育種(1)含義：有目的地將兩個或多個品種的優良性狀組合在一起，培育出更優良的新品種的方法。一般可以通過雜交、選擇、純合化等手段培育出新品種。(2)育種原理：基因重組。(3)方法：雜交→自交→選種→自交。2.誘變育種(1)含義：利用物理、化學因素誘導生物發生變異，并從變異后代中選育新品種的過程。(2)育種原理：基因突變和染色體畸變。(3)方法：輻射誘變、化學誘變。(4)特點①誘發突變可明顯提高基因的突變率和染色體的畸變率，即可提高突變頻率。②能在較短時間內有效改良生物品種的某些性狀。③改良作物品質，增加抗逆性。3.單倍體育種(1)含義：利用單倍體作為中間環節產生具有優良性狀的可育純合子的育種方法。(2)原理：染色體數目變異。(3)優點eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(縮短育種年限,解除顯隱性干擾，提高效率))(4)單倍體育種程序用常規方法獲得雜種F1→F1花藥離體培育形成愈傷組織，并誘導其分化成幼苗→用秋水仙素處理幼苗，獲得可育的純合植株。4.多倍體育種(1)方法：用秋水仙素處理萌發的種子、幼苗等，使染色體加倍。(2)誘導劑作用機理：抑制細胞分裂時紡錘體的形成，因此染色體雖已復制，但不能分別，最終導致染色體數目加倍。(3)實例：三倍體無籽西瓜的培育5.轉基因技術(1)含義：指利用分子生物學和基因工程的手段，將某種生物的基因(外源基因)轉移到其他生物物種中，使其出現原物種不具有的新性狀的技術。(2)原理：基因重組。(3)過程：用人工方法將目的基因導入受體細胞→目的基因整合到受體細胞的染色體上→目的基因在受體細胞內得以表達，并能穩定遺傳。(4)特點：定向變更生物性狀。(1)依據基因重組原理，采納的育種方法可有雜交育種和轉基因育種(√)(2)Aa自交，因基因重組導致子代發生性狀分別(×)(3)單倍體育種的目的是獲得單倍體植株(×)(4)單倍體育種過程中常用秋水仙素對單倍體的幼苗或萌發的種子進行處理以誘導染色體加倍(×)(5)多倍體植物器官大，細胞也大，養分物質含量較高，因此在生產上有較高的利用價值(√)(6)單倍體育種和多倍體育種都要用到植物的組織培育技術(×)(7)轉基因育種是一種定向的育種方法(√)圖中甲、乙表示水稻兩個品種，A、a和B、b分別表示位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，①～⑥表示培育水稻新品種的過程，請分析：(1)圖中哪種途徑為單倍體育種？其為什么能縮短育種年限？提示圖中①③⑤過程表示單倍體育種。采納花藥離體培育獲得的單倍體植株，經人工誘導染色體加倍后，植株細胞內每對染色體上的基因都是純合的，自交后代不會發生性狀分別，因此縮短了育種年限。(2)④⑥的育種原理分別是什么？提示④的育種原理為基因突變，⑥的育種原理為染色體畸變。(3)圖中最簡便及最難以達到育種目標的育種途徑分別是哪個過程？提示圖中最簡便的育種途徑為①②過程所示的雜交育種，但育種周期較長；最難以達到目標的育種途徑為④過程。(4)雜交育種選育從F2起先的緣由是什么？其實踐過程中肯定須要連續自交嗎？為什么？提示因為從F2起先發生性狀分別。不肯定須要連續自交。若選育顯性優良純種，須要連續自交篩選直至性狀不再發生分別；若選育隱性優良純種，則只要在F2出現該性狀個體即可。(5)原核生物常選哪種育種方式，為什么？提示誘變育種。原核生物無減數分裂，不能進行雜交育種，所以一般選誘變育種。1.育種的類型、原理及優缺點比較名稱原理優點缺點雜交育種基因重組①操作簡潔；②使分散在同一物種不同品種中的多個優良性狀集中于同一個體上，即“集優”①育種時間長；②局限于同一種或親緣關系較近的個體誘變育種基因突變或染色體畸變①提高變異頻率，加快育種進程；②大幅度改良某些性狀有利變異少，需處理大量試驗材料(有很大盲目性)單倍體育種染色體數目變異①明顯縮短育種年限；②能解除顯隱性干擾，提高效率技術困難且需與雜交育種協作多倍體育種染色體數目變異操作簡潔，能較快獲得所需品種所獲品種發育延遲，牢固率低，一般只適用于植物基因工程育種基因重組①能定向地變更生物的遺傳性狀；②目的性強；③育種周期短；④克服了遠緣雜交不親和的障礙①技術困難；②平安性問題多2.育種試驗設計舉例(1)利用雜交育種培育寬葉抗病植株(2)利用單倍體育種培育寬葉抗病植株(3)利用多倍體育種培育無籽西瓜命題點一育種方法及實例1.(2024·浙江超級全能生聯考)太空育種是集航天技術、生物技術和農業育種技術于一體的育種新途徑，它是利用強輻射、微重力和高真空等太空綜合環境因素誘發植物種子發生變異的。這種育種方式屬于()A.誘變育種 B.雜交育種C.多倍體育種 D.基因工程育種答案A解析在強輻射、微重力和高真空等太空綜合環境因素誘發下，DNA分子簡潔發生堿基對的缺失、增加或替換，從而導致基因結構的變更，這種變異屬于基因突變。2.(2024·浙江五校聯考)下列關于育種的敘述，正確的是()A.雜交育種一般通過雜交、選擇、純合化等手段培育新品種B.紫外線照耀能增加DNA分子上的堿基發生變更的概率導致染色體畸變C.誘導單倍體的染色體加倍獲得的純合子，即為可育良種D.在單倍體與多倍體的育種中，通常用秋水仙素處理萌發的種子答案A解析雜交育種一般通過雜交、選擇、純合化等手段培育新品種，A正確；紫外線照耀能增加DNA分子上的堿基發生變更的概率，從而使基因結構發生變更的概率增大，B錯誤；誘導單倍體的染色體加倍獲得的純合子，經選擇淘汰后可選育出可育良種，C錯誤；在單倍體育種中通常用秋水仙素處理幼苗，而在多倍體育種中通常用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗，D錯誤。命題點二雜交育種和誘變育種在農業生產中的應用3.(2024·湖州一中期末)“天宮二號”空間試驗室為探究空間植物生長、發育供應了良好的在軌探討平臺，探討人員能夠干脆視察不同植物的種子在太空中從萌發、生長、開花到結籽的全過程，得以更好地了解和駕馭將來太空農業發展的可能。下列有關太空培育植物的說法錯誤的是()A.在太空微重力條件下，種子萌發時可能會發生基因突變B.植物在太空結出的種子萌發后性狀不肯定發生變更C.太空植物開花結籽過程中的變異來源主要是基因突變D.植物在太空的生長過程中可能會發生染色體畸變答案C解析種子萌發時，細胞分裂旺盛，在太空微重力條件下，可能會發生基因突變，A正確；植物在太空結出的種子不肯定發生基因突變，若發生基因突變，由于密碼子的簡并性，發生基因突變的種子萌發后性狀不肯定發生變更，B正確；太空植物開花結籽過程中的變異來源主要是基因重組，C錯誤；植物在太空的生長過程中進行細胞分裂，所以可能會發生染色體畸變，D正確。4.在家兔中黑毛(B)對褐毛(b)是顯性，短毛(E)對長毛(e)是顯性，遵循基因的自由組合定律。現有純合黑色短毛兔、褐色長毛兔、褐色短毛兔三個品種。請回答：(1)設計培育出能穩定遺傳的黑色長毛兔的育種方案：第一步：讓基因型為________的兔子和基因型為______的異性兔子雜交，得到F1。其次步：讓F1__________________________________________________，得到F2。第三步：選出F2中表現型為黑色長毛兔的個體，讓它們各自與表現型為_______________的異性兔雜交，分別視察每對兔子產生的子代，若后代足夠多且_______________，則該F2中的黑色長毛兔即為能穩定遺傳的黑色長毛兔。(2)該育種方案的原理是________________。(3)在上述方案的第三步能否改為讓F2中表現型為黑色長毛的雌雄兔子兩兩相互交配，若兩只兔子所產生的子代均為黑色長毛，則這兩只兔子就是能穩定遺傳的黑色長毛兔？為什么？__________(填“能”或“不能”)，緣由是__________________________________________。答案(1)BBEEbbee(依次可對調)雌雄個體相互交配褐色長毛兔(或褐色短毛兔)不出現性狀分別(2)基因重組(3)不能兩只黑色長毛的雌雄兔子交配，所產生的子代均為黑色長毛，只能說明這兩只黑色長毛兔中至少有一只是能穩定遺傳的解析(1)要想獲得能穩定遺傳的黑色長毛兔(BBee)，應選擇黑色短毛兔(BBEE)和褐色長毛兔(bbee)作為親本雜交，但是獲得的F1全為雜合子，因此必需讓F1雌雄個體之間相互交配，在F2中選擇出黑色長毛兔，然后再通過測交的方法選擇出后代不發生性狀分別的個體即可。(2)雜交育種的原理是基因重組。(3)黑色長毛兔的基因型為B_ee，假如讓黑色長毛的雌雄兔子兩兩相互交配，若所產生的子代均為黑色長毛，只能說明這兩只黑色長毛兔中至少有一只能穩定遺傳，并不能確定這兩只兔子就是能穩定遺傳的黑色長毛兔。命題點三轉基因技術、轉基因生物和轉基因食品的平安性5.下列有關轉基因食品和轉基因生物的敘述中，正確的是()A.轉基因食品只能用作牲畜飼料B.轉基因食品與非轉基因食品的養分物質種類差別很大C.目前對轉基因食品的平安性仍舊存在爭議D.目前我國對農業轉基因生物的探討和試驗尚未作出詳細規定答案C解析轉基因食品也可以食用，A錯誤；轉基因食品與非轉基因食品的養分物質種類差別不大，B錯誤；目前對轉基因食品的平安性仍舊存在爭議，C正確；我國針對農業轉基因生物的探討和試驗頒布了《轉基因食品衛生管理方法》等一系列法規，D錯誤。6.隨著基因工程的興起，人們越來越關注轉基因生物和轉基因食品的平安性問題。下列相關敘述錯誤的是()A.公眾應科學理性地對待轉基因生物和轉基因食品B.基因工程在醫、農、林等領域具有廣袤的應用前景C.在我國生產及銷售轉基因食品的行為都是違法的D.國家應通過相關法律法規科學管理轉基因生物答案C解析公眾應科學理性地對待轉基因生物和轉基因食品，正確的做法應當是趨利避害，不能因噎廢食，A正確；基因工程由于能定向改造生物，在醫、農、林等領域具有廣袤的應用前景，B正確；在我國生產及銷售轉基因食品的行為是合法的，但須要標明轉基因食品，C錯誤；我國對轉基因生物及其產品的平安性問題非常重視，實行了很多必要的措施以保證其平安性，還應通過相關法律法規科學管理轉基因生物，D正確。命題點四生物變異在生產上的應用7.(2024·浙江金、麗、衢十二校聯考)油菜細胞中有一種中間代謝產物簡稱PEP，在兩對獨立遺傳的等位基因A、a和B、b的限制下，可轉化為油脂和蛋白質。某科研小組探討出產油率更高的油菜品種，基本原理如下圖。下列說法錯誤的是()A.促進物質C的形成可以提高產油率B.基因A與物質C在化學組成上的區分是前者含有胸腺嘧啶和脫氧核糖C.過程①和過程②所需的嘌呤堿基數量不肯定相同D.基因A和基因B位置的互換屬于基因重組答案D解析由圖可知，物質C的合成會抑制基因B的表達，進而抑制PEP轉化為蛋白質，促進PEP轉化為油脂，提高產油率，A正確；基因A與物質C(雙鏈RNA)在化學組成上的區分是前者含有胸腺嘧啶和脫氧核糖，后者含有尿嘧啶和核糖，B正確；過程①和過程②的模板鏈不同，因此二者所需的嘌呤堿基數量不肯定相同，C正確；兩對基因獨立遺傳，即基因A和基因B在非同源染色體上，因此基因A和基因B位置的互換屬于染色體畸變，D錯誤。8.如圖是利用野生獼猴桃種子(aa,2n＝58)為材料培育無籽獼猴桃新品種(AAA)的過程，下列敘述錯誤的是()A.③和⑥都可用秋水仙素處理來實現B.若④是自交，則產生AAAA的概率為1/16C.AA植株和AAAA植株是不同的物種D.若⑤是雜交，產生的AAA植株的體細胞中染色體數目為87答案B解析③和⑥都可用秋水仙素處理來實現染色體數目加倍，A項正確；植株AAaa減數分裂產生的配子種類及比例為AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，所以AAaa自交產生AAAA的概率＝1/6×1/6＝1/36，B項錯誤；二倍體AA植株與四倍體AAAA植株雜交產生的AAA為不育的三倍體，因此AA植株和AAAA植株是不同的物種，C項正確；該生物一個染色體組含有染色體58÷2＝29條，所以三倍體植株體細胞中染色體數目為29×3＝87條，D項正確。命題點五遺傳育種試驗設計9.玉米長果穗(H)對短果穗(h)為顯性，黃粒(F)對白粒(f)為顯性，兩對基因獨立遺傳。現有甲(HHFF)、乙(hhFF)、丙(HHff)三個品系的純種玉米。請回答問題：(1)將甲與短果穗白粒植株雜交得F1，F1再與某植株雜交，后代的表現型及比例為長果穗黃粒∶短果穗黃粒＝3∶1，那么該植株的基因型是________。(2)為提高產量，在生產中運用的玉米種子都是雜交種。現有長果穗白粒和短果穗黃粒兩個玉米雜合子品種，為了達到長期培育長果穗黃粒(HhFf)玉米雜交種的目的，科研人員設計了如圖所示的快速育種方案：圖中的處理方法A和B分別是指__________________、________________。以上育種過程中所依據的兩個遺傳學原理是________________________。答案(1)HhFF(2)花藥離體培育秋水仙素處理基因重組、染色體畸變解析(1)純種長果穗黃粒與短果穗白粒玉米雜交得F1，F1的基因型為HhFf，F1與某植株雜交，后代的表現型及比例為長果穗黃粒∶短果穗黃粒＝3∶1，所以該植株的基因型為HhFF。(2)圖中的處理方法A和B分別是指花藥離體培育、秋水仙素處理。以上育種過程中所依據的兩個遺傳學原理是基因重組、染色體畸變。10.如圖表示小麥的三個品系的部分染色體及基因組成。Ⅰ、Ⅱ表示染色體，D為矮稈基因，T為抗白粉病基因，R為抗矮黃病基因，均為顯性，d為高稈基因。乙品系是通過基因工程獲得的品系，丙品系由一般小麥與近緣種偃麥草雜交后，經多代選育而來(圖中黑色部分是來自偃麥草的染色體片段)。請據圖回答下列問題：(1)一般小麥為六倍體，染色體數為42，若每個染色體組包含的染色體數相同，則小麥的一個染色體組含有__________條染色體。(2)乙品系的變異類型是________________，丙品系的變異類型是________________。(3)抗白粉病基因在限制蛋白質合成的翻譯階段，________________沿著____________移動，氨基酸相繼地加到延長中的肽鏈上。(4)甲和丙雜交得到F1，若減數分裂中Ⅰ甲與Ⅰ丙因差異較大不能正常配對，將隨機移向細胞的任何一極，而其他染色體正常配對，則F1產生的配子中DdR占__________(用分數表示)。(5)甲和乙雜交得到F1，請畫出F1能產生dT配子的次級精母細胞的分裂后期圖(假設不發生交叉互換，只需畫出Ⅰ、Ⅱ染色體，要求標出相應基因)。(6)假設甲和乙雜交得到的F1的基因型為DdTt，請用遺傳圖解和必要的文字表示F1經單倍體育種得到矮稈抗白粉病純合子的過程(請寫在下面的虛線框內)。答案(1)7(2)基因重組染色體結構變異(3)核糖體mRNA(4)1/4(5)如圖所示(6)如圖所示解析(1)一般小麥體細胞中有6個染色體組，42條染色體，所以其細胞的一個染色體組含有7條染色體。(2)乙品系是轉基因技術的應用，其原理是基因重組。丙品系中，一般小麥的Ⅰ號染色體上黑色部分的染色體片段來自偃麥草，偃麥草與一般小麥屬于兩個不同的物種，沒有同源染色體，所以在培育丙品系的過程中發生了染色體片段由偃麥草轉移到一般小麥的Ⅰ號染色體上的現象，這屬于染色體結構變異。(3)在翻譯過程中，核糖體沿著mRNA移動，氨基酸相繼地加到延長中的肽鏈上。(4)減數分裂中Ⅰ甲與Ⅰ丙因差異較大不能正常配對，故F1可產生4種基因型的配子：DdR、D、dR和不含這兩種基因的配子，其中DdR占1/4。(5)次級精母細胞分裂后期的上下對應的兩條染色體，由一條染色體復制而來，對應的兩條染色體上基因和染色體形態都應相同。(6)單倍體育種過程中，先經花藥離體培育得到單倍體幼苗，然后用秋水仙素處理使染色體數目加倍得到純合的二倍體，再從中選出符合要求的個體。探究真題預料考向1.(2024·浙江11月選考)人類的鐮刀形細胞貧血癥是由于血紅蛋白基因中一個堿基對A－T替換成了T－A，引起血紅蛋白結構變更所致。該實例不能說明的是()A.該變異屬于致死突變B.基因突變是可逆的C.堿基對替換會導致遺傳信息變更D.基因限制生物性狀答案B解析人類的鐮刀形細胞貧血癥，使人患溶血性貧血，嚴峻時會導致死亡，A正確；題干中只是提到了堿基對A－T替換為T－A，并未體現基因突變的可逆性，B錯誤；堿基對替換導致了基因結構的變更，即導致了遺傳信息的變更，C正確；該實例體現了基因限制生物性狀，D正確。2.除草劑敏感型的大豆經輻射獲得抗性突變體，且敏感基因與抗性基因是1對等位基因。下列敘述正確的是()A.突變體若為1條染色體的片段缺失所致，則該抗性基因肯定為隱性基因B.突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致，則再經誘變可復原為敏感型C.突變體若為基因突變所致，則再經誘變不行能復原為敏感型D.抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，則該抗性基因肯定不能編碼肽鏈答案A解析A項，突變體若為1條染色體的片段缺失所致，缺失后表現為抗性突變體，則可推想出除草劑敏感型的大豆是雜合子，缺失片段中含有顯性基因，缺失后即表現了隱性基因限制的性狀；B項，突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致，則會導致限制該性狀的一對基因都丟失，經誘變后不行能使基因從無到有；C項，突變體若為基因突變所致，由于基因突變具有多方向性，所以經誘變可能復原為敏感型；D項，抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，若該堿基對不在基因的前端(對應起始密碼)就能編碼肽鏈，肽鏈的長短變更須要依據突變后對應的密碼子是否為終止密碼子來推斷。3.(2024·浙江11月選考，11)某種染色體結構變異如圖所示。下列敘述正確的是()A.染色體斷片發生了顛倒B.染色體發生了斷裂和重新組合C.該變異是由染色單體分別異樣所致D.細胞中的遺傳物質出現了重復和缺失答案B解析由題圖可知，兩條染色體是非同源染色體，并相互移接了一部分重新組合，該變異屬于易位。4.(2024·全國Ⅰ，6)某大腸桿菌能在基本培育基上生長，其突變體M和N均不能在基本培育基上生長，但M可在添加了氨基酸甲的基本培育基上生長，N可在添加了氨基酸乙的基本培育基上生長。將M和N在同時添加氨基酸甲和乙的基本培育基中混合培育一段時間后，再將菌體接種在基本培育基平板上，發覺長出了大腸桿菌(X)的菌落。據此推斷，下列說法不合理的是()A.突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丟失B.突變體M和N都是由于基因發生突變而得來的C.突變體M的RNA與突變體N混合培育能得到XD.突變體M和N在混合培育期間發生了DNA轉移答案C解析突變體M不能在基本培育基上生長，但可在添加了氨基酸甲的培育基上生長，說明該突變體不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性丟失，A項正確；大腸桿菌屬于原核生物，自然條件下其變異類型只有基因突變，故其突變體是由于基因發生突變而得來的，B項正確；大腸桿菌的遺傳物質是DNA，突變體M的RNA與突變體N混合培育不能得到X，C項錯誤；突變體M和N在混合培育期間發生了DNA轉移，使基因發生重組，產生了新的大腸桿菌X，D項正確。5.(2015·浙江，32)某自花且閉花授粉植物，抗病性和莖的高度是獨立遺傳的性狀。抗病和感病由基因R和r限制，抗病為顯性；莖的高度由兩對獨立遺傳的基因(D、d，E、e)限制，同時含有D和E表現為矮莖，只含有D或E表現為中莖，其他表現為高莖。現有感病矮莖和抗病高莖兩品種的純合種子，欲培育純合的抗病矮莖品種。請回答：(1)自然狀態下，該植物一般都是____合子。(2)若采納誘變育種，在γ射線處理時，須要處理大量種子，其緣由是基因突變具有______________________和有害性這三個特點。(3)若采納雜交育種，可通過將上述兩個親本雜交，在F2等分別世代中________抗病矮莖個體，再經連續自交等________手段，最終得到穩定遺傳的抗病矮莖品種。據此推想，一般狀況下，限制性狀的基因數越多，其育種過程所需的____________。若只考慮莖的高度，親本雜交所得的F1在自然狀態下繁殖，則理論上F2的表現型及其比例為______________________。(4)若采納單倍體育種，該過程涉及的原理有___________________________________。請用遺傳圖解表示其過程(說明：選育結果只需寫出所選育品種的基因型、表現型及其比例)。答案(1)純(2)多方向性、稀有性(3)選擇純合化年限越長高莖∶中莖∶矮莖＝1∶6∶9(4)細胞的全能性、基因重組和染色體畸變如下圖解析(1)由于該植物是自花且閉花授粉植物，所以在自然狀態下一般都是純合子。(2)誘變育種時，要用γ射線處理種子的原理是基因突變。由于基因突變具有多方向性、稀有性和多害性等特點，所以須要處理大量種子。(3)假如采納雜交育種的方式，將上述兩個親本雜交，得F1，F1自交所得F2中選出抗病矮莖個體(R_D_E_)，再通過連續自交及逐代淘汰的手段，最終獲得能穩定遺傳的抗病矮莖品種(RRDDEE)。一般狀況下，限制性狀的基因數量越多，則需進行多次的自交和篩選操作才能得到所需的純合品種，因此其育種過程所需年限越長。若只考慮莖的高度，F1(DdEe)在自然狀態下繁殖即自交后，F2中表現型及比例為9矮莖(9D_E_)∶6中莖(3D_ee、3ddE_)∶1高莖(1ddee)。(4)若采納單倍體育種的方式獲得所需品種，首先需將花藥進行離體培育得到單倍體，繼而運用秋水仙素對其進行處理使其染色體數目加倍，該過程涉及的原理有細胞的全能性及基因重組和染色體畸變。其遺傳圖解見答案。課時作業一、選擇題1.下圖中甲、乙分別表示兩種果蠅的一個染色體組，丙表示果蠅的X染色體及其攜帶的部分基因。下列有關敘述正確的是()A.甲、乙雜交產生的F1減數分裂都正常B.甲、乙1號染色體上的基因排列依次相同C.丙中①過程，可能是發生在X和Y的非姐妹染色單體之間的易位D.丙中①②所示變異都可歸類于染色體結構變異答案D解析與甲相比，乙中的1號染色體發生了倒位，所以甲、乙雜交產生的F1在減數分裂過程中1號染色體不能正常聯會，不能產生正常配子，A項錯誤；因為乙中的1號染色體發生了倒位，所以甲、乙的1號染色體上的基因排列依次不完全相同，B項錯誤；丙中①過程基因的位置發生顛倒，屬于倒位，C項錯誤；丙中②過程染色體片段發生變更，屬于染色體結構變異中的易位，①②都屬于染色體結構變異，D項正確。2.(2024·浙江超級全能生8月聯考)如圖為某遺傳病人的染色體組型圖，圖中箭頭所指的染色體異樣，據圖推斷該遺傳病的病因最可能是()A.基因重組B.染色體結構變異中的缺失C.染色體結構變異中的易位D.染色體數目變異答案C解析分析題圖可知，12號染色體少了一部分，而8號染色體多了一部分，說明該病人的12號染色體的一部分移接到8號染色體上，這種現象稱為染色體易位，C項正確。3.下列圖示過程可存在基因重組的是()答案A解析B項中表示受精作用，不發生基因重組；C項中細胞處于減數其次次分裂后期，不發生基因重組；D項中只有一對等位基因A、a，只能發生基因分別，不能發生基因重組。4.(2024·杭州一中一模)誘變育種、雜交育種、單倍體育種、多倍體育種都是傳統的育種技術，轉基因技術是20世紀90年頭發展起來的新技術。下列敘述錯誤的是()A.雜交育種和單倍體育種過程中通常都涉及基因重組原理B.采納上述技術的目的是獲得具有所需性狀的品種C.上述技術中，僅多倍體育種會選育出與原物種生殖隔離的個體D.與傳統育種比較，轉基因技術的優勢是能使物種出現新基因和性狀答案D解析與傳統育種比較，轉基因技術的優勢是能使物種出現新基因型和性狀組合類型，D錯誤。5.下圖是高產糖化酶菌株的育種過程，下列有關敘述錯誤的是()動身菌株eq\o(→,\s\up7(X射線處理))挑取200個單細胞菌株eq\o(→,\s\up7(初篩))選出50株eq\o(→,\s\up7(復篩))選出5株eq\o(→,\s\up7(X射線處理))多輪重復篩選A.通過上圖篩選過程獲得的高產菌株未必能作為生產菌株B.X射線處理既可以引起基因突變又可能導致染色體畸變C.上圖篩選高產菌株的過程是定向選擇過程D.每輪誘變相關基因的突變率都會明顯提高答案D解析X射線既可變更基因的堿基序列引起基因突變，又能造成染色體片段損傷導致染色體畸變；圖中是高產糖化酶菌株的人工定向選擇過程，通過此篩選過程獲得的高產菌株的其他性狀未必符合生產要求，故不肯定能干脆用于生產；誘變可提高基因的突變率，但每輪誘變相關基因的突變率不肯定都會明顯提高。6.如圖是三種因相應結構發生替換而產生的變異的示意圖，下列相關敘述正確的是()A.三種變異都肯定引起性狀的變更B.②和③都是染色體結構變異C.②和③均可發生于有絲分裂過程中D.三種變異均可為生物進化供應原材料答案D解析①三種變異不肯定都引起性狀的變更，A錯誤；②表示基因重組，③表示染色體結構變異，B錯誤；②基因重組發生在減數分裂過程中，③染色體結構變異可發生于有絲分裂過程中，C錯誤；三種變異均可為生物進化供應原材料，D正確。7.(2024·紹興聯考)利用單倍體育種可培育煙草新品種，下列有關敘述錯誤的是()A.基因重組是產生不同基因型單倍體幼苗的遺傳基礎B.單倍體幼苗是通過人工組織培育得到的C.染色體加倍后可依據表現型選出具有優良性狀的純合子D.單倍體育種得到的植株小而弱且高度不育答案D解析在單倍體育種過程中親本產生花粉粒時存在基因重組，故基因重組是產生不同基因型單倍體幼苗的遺傳基礎，A正確；單倍體幼苗是通過人工組織培育得到的，B正確；染色體加倍后可依據表現型選出具有優良性狀的純合子，C正確；單倍體植株小而弱且高度不育，但單倍體育種得到的新品種是正常的可育植株，D錯誤。8.某生物(2n＝42)兩條不同的染色體相互連接形成了一條異樣染色體(如圖)，該異樣染色體在減數分裂聯會時三條染色體配對，染色體分別時，隨意一條移向一極，另外兩條移向另一極。下列敘述正確的是()A.視察異樣染色體應選擇處于分裂間期的細胞B.在減數分裂過程中可視察到20個四分體C.該生物的配子中可能含有20、21、22條染色體D.不考慮其他染色體，該生物體可產生6種配子且比例相同答案D解析視察異樣染色體應選擇處于分裂中期的細胞，因為此時染色體形態穩定，數目清楚，便于視察，A錯誤；該生物含有21對同源染色體，其中兩條不同的染色體相互連接形成了一條異樣染色體，該異樣染色體在減數分裂聯會時三條染色體配對，因此在減數分裂過程中只能視察到19個四分體，B錯誤；該生物產生的正常配子含有21條染色體，由于異樣染色體在減數分裂聯會時三條染色體配對，染色體分別時，隨意一條移向一極，另外兩條移向另一極，因此異樣的配子中可能含有20、21條染色體，因此該生物的配子中可能含有20、21條染色體，C錯誤；異樣染色體在減數分裂聯會時三條染色體配對，染色體分別時，隨意一條移向一極，另外兩條移向另一極，因此不考慮其他染色體，該生物體可產生6種配子且比例相同，D正確。9.如圖是某二倍體動物細胞的分裂示意圖，其中字母表示基因。據圖推斷下列敘述正確的是()A.此細胞含有4個染色體組，8個DNA分子B.此動物體細胞基因型肯定是AaBbCcDdC.此細胞發生的肯定是顯性突變D.此細胞既發生了基因突變又發生了基因重組答案D解析圖示細胞有2個染色體組，8個DNA分子；該細胞正在發生同源染色體的分別，非同源染色體上的非等位基因自由組合，即基因重組；題圖中有一條染色體的姐妹染色單體相同位置的基因分別是D和d，其對應的同源染色體上的基因是d、d，可推知發生了基因突變，但不能確定是顯性突變，還是隱性突變；此動物體細胞的基因型可能是AaBbCcDd或AaBbCcdd。10.視察甲、乙圖示，下列相關說法正確的是()A.圖甲所示細胞減數分裂時只能形成2種子細胞B.正常狀況下，圖乙所示的一個細胞經減數分裂能夠產生4種子細胞C.若圖甲所示個體自交，不考慮基因突變和交叉互換，所得F1的基因型有4種D.若圖乙所示個體測交，后代基因型的比例是1∶1∶1∶1答案D解析若圖甲所示細胞發生交叉互換，可形成4種子細胞，A項錯誤；圖乙所示的一個細胞(♀、♂)經減數分裂可產生1種或2種子細胞，B項錯誤；圖甲所示個體自交，不考慮基因突變和交叉互換，所得F1的基因型有bbCC、BbCc、BBcc3種，C項錯誤；圖乙個體經減數分裂形成bC、bc、BC、Bc4種配子，與配子bc結合后，后代基因型的比例是1∶1∶1∶1，D項正確。11.(2024·稽陽9月聯考)某雌雄異株植物(XY型性別確定)的花色由兩對獨立遺傳的等位基因(A、a和B、b)限制，兩對基因限制有色物質合成的關系如下圖。取紫花雄株甲與白花雌株乙雜交，F1紅花雄株∶紫花雌株＝1∶1。下列敘述錯誤的是()A.紫花雄株甲可產生2種不同基因型的配子B.用酶A的抑制劑噴施紅花植株后出現白花，該變異為不遺傳的變異C.基因B在轉錄時，DNA聚合酶與DNA分子的某一啟動部位相結合D.基因A發生突變后植株表現為白花，該突變屬于生化突變答案C解析依據題意可知，紫花雄株甲、白花雌株乙的基因型分別為AAXBY、aaXbXb，AAXBY產生兩種不同基因型的配子，即AXB和AY，A正確；用酶A的抑制劑噴施紅花植株，只影響其代謝過程，不變更其遺傳物質，該變異為不遺傳的變異，B正確；轉錄時，RNA聚合酶與DNA分子的某一啟動部位相結合，C錯誤；基因A發生突變后，影響了植株的代謝過程，植株表現為白花，該突變屬于生化突變，D正確。12.(2024·浙江金、麗、衢十二校聯考)將物種①(2n＝20)與物種②(2n＝18)雜交可產生子代③，對③將做如圖所示處理(注：①的染色體和②的染色體在減數分裂過程中不會相互配對)。以下說法正確的是()A.圖中過程皆可發生B.⑥是一個新物種C.由③到④過程發生了等位基因分別、非同源染色體上非等位基因自由組合D.由③到⑥的過程不行能發生基因突變答案B解析依據題干信息并結合圖形分析可知，物種①和物種②之間存在生殖隔離，不能產生可育后代，所以圖中③不能自交產生后代，即圖中⑤到⑨的過程是不存在的，A錯誤；①和②雜交得到不行育的后代③，經秋水仙素處理，③的染色體加倍形成的⑥是一個新物種，B正確；由③到④過程表示的是誘變育種，此過程中細胞進行的是有絲分裂，而等位基因分別、非同源染色體上非等位基因自由組合發生在減數分裂過程中，C錯誤；由③到⑥的過程表示的是多倍體育種，可能發生基因突變，D錯誤。二、非選擇題13.在栽培某種農作物(2n＝42)的過程中，有時會發覺單體植株(2n－1)，例如有一種單體植株就比正常植株缺少一條6號染色體，稱為6號單體植株。請回答：(1)6號單體植株的變異類型為________________，該植株的形成是因為親代中的一方在減數分裂過程中___________________________________________未分別而形成異樣配子所致。(2)假如該植株能夠產生數目相等的n型和n－1型配子，則自交后代(受精卵)的染色體組成類型及比例為_________________________________________________________________________________________________