浙江选考版高考新导学大一轮复习第19讲生物变异的来源与应用讲义生物解析版Word文档下载推荐.docx
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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。
“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
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
①突变可能发生在非编码蛋白质的脱氧核苷酸序列中。
②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。
③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，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
重复
倒位
易位
图解
联会
图像
结果
①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；
②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B
B.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 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
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（2n＝4）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①和②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1∶1∶2
答案 C
解析 该生物（2n＝4）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①和②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1∶2∶2，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
①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。
②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）
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
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ab
B.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
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
①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。
②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
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①～④分别表示不同的变异，下列有关分析正确的是（ ）
A.①②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.④一定是由于染色体结构变异中的重复导致的
D.③表示染色体结构变异中的缺失
解析 ①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；
②表示易位，不一定发生在减数第一次分裂前期，A错误；
①属于基因重组，②④属于染色体畸变，③属于基因突变，它们都属于可遗传的变异，B正确；
④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复，C错误；
③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
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。
基因突变和染色体畸变。
辐射诱变、化学诱变。
（4）特点
①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。
②能在较短时间内有效改良生物品种的某些性状。
③改良作物品质，增强抗逆性。
3.单倍体育种
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F1→F1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
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。
（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，①～⑥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①③⑤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）④⑥的育种原理分别是什么？
提示 ④的育种原理为基因突变，⑥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①②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④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
①操作简单；
②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”
①育种时间长；
②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
①提高变异频率，加快育种进程；
②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
①明显缩短育种年限；
②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
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
①能定向地改变生物的遗传性状；
②目的性强；
③育种周期短；
④克服了远缘杂交不亲和的障碍
①技术复杂；
②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
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
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？
__________（填“能”或“不能”），原因是__________________________________________。
答案
（1）BBEE bbee（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
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
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
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