【生物】2019届一轮复习人教版7-1基因突变、基因重组和染色体变异学案

【生物】2019届一轮复习人教版7-1基因突变、基因重组和染色体变异学案

第七单元　生物的变异、育种与进化 考纲参照 ‎1.基因重组及其意义(Ⅱ)‎ ‎2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)‎ ‎3.染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)‎ ‎4.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)‎ ‎5.转基因食品的安全(Ⅰ)‎ ‎6.人类遗传病的类型(Ⅰ)‎ ‎7.人类遗传病的监测和预防(Ⅰ)‎ ‎8.人类基因组计划及其意义(Ⅰ)‎ ‎9.现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)‎ ‎10.生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)‎ 考情回顾 本单元中生物的可遗传变异、人类遗传病、生物育种被考查的频率比较高,选择题常以章节内综合考查为主,非选择题则常对细胞分裂、遗传的基本规律、可遗传变异、人类遗传病、生物育种等进行综合考查。未来命题仍会以人类遗传病、生物育种等具体案例,考查分离定律、自由组合定律、伴性遗传、减数分裂等。现代生物进化理论中的遗传平衡定律也是一个高频考点,选择题和非选择题都曾出现过,复习备考中仍要给予关注 课时安排 基因突变、基因重组和染色体变异(1课时);人类遗传病(1课时);生物育种(1课时);现代生物进化理论(1课时)‎ 课时1　基因突变、基因重组和染色体变异 见《自学听讲》P135‎ 基因突变和其他变异 基因突变 ‎　　1.实例——镰刀型细胞贫血症 ‎2.概念和类型:碱基对的①　　　　、缺失和替换。 ‎ ‎3.原因、特点、发生时间和意义 原因 内因 DNA分子复制发生差错,DNA的碱基组成发生改变 外因 a.物理因素:紫外线、X射线及其他辐射 b.化学因素:亚硝酸、碱基类似物等 c.生物因素:某些病毒 特点 普遍性:一切生物都可以发生 ‎②　　　　:可以发生在生物个体发育的任何时期和细胞内　不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位 ‎ 低频性:自然状态下,突变频率很低 ‎③　　　　　:可以产生一个以上的等位基因 ‎ 多害少利性:多数基因突变会破坏生物体与现有环境的协调关系,而对生物有害 发生 时间 主要发生在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 是新基因产生的途径;是生物变异的④　　　　　;是生物进化的原始材料 ‎ 基因重组 ‎　　1.概念 基因重组是指在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、机制 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的重组 人为导致基因重组(DNA重组技术)‎ 发生的时间 减数第一次分裂⑤　　　　时期 ‎ 减数第一次分裂后期 体外⑥　　　　　与运载体重组并导入细胞内与受体细胞内基因重组 ‎ 发生的机制 同源染色体非姐妹染色单体之间⑦　　　　,导致染色单体上的基因重新组合 ‎ 同源染色体分开,⑧　　　　分离,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上非等位基因重组 ‎ 目的基因经运载体导入受体细胞,导致受体细胞中的基因重组 ‎(续表)‎ 图像示意 染色体变异 ‎　　1.染色体结构的变异 ‎(1)类型 ‎(2)结果 排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。‎ ‎(3)举例 猫叫综合征,是由人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。‎ ‎2.染色体数目的变异 ‎(1)类型 ‎1)细胞内⑨　　　　　　的增加或减少,如人类的21三体综合征,是由于21号染色体有3条。 ‎ ‎2)细胞内染色体数目以　　　　　的形式成倍地增加或减少,如单倍体、多倍体的形成等。 ‎ ‎(2)染色体组 ‎ ‎1)概念:细胞中的一组　　　　　　　,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。 ‎ ‎2)条件:a.一个染色体组中不含　　　　　　;b.一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同;c.一个染色体组中含有　　　　　　　的一整套基因,但不能重复。 ‎ ‎①增添　②随机性　③不定向性　④根本来源　⑤四分体　⑥目的基因　⑦交叉互换　⑧等位基因　⑨个别染色体　⑩染色体组　非同源染色体　同源染色体　控制生物性状 ‎1.自然条件下,基因突变频率很低,同时大多数基因突变对生物体是有害的,能否就此认为基因突变不能为生物进化提供原材料?‎ 提示　对于生物个体而言,发生自然突变的频率很低。但是一个物种往往是由许多个体组成的,就整个物种来看,在进化历程中产生的突变很多,其中有不少突变是有利突变,对生物的进化具有重要意义。因此,基因突变能够为生物进化提供原材料。‎ ‎2.同无性生殖相比,有性生殖产生的后代具有更大的变异性,其根本原因是什么?‎ 提示　产生新的基因组合的机会多。无性生殖不经过生殖细胞的结合由母体直接产生子代,子代基本保留了母体的特性;有性生殖过程需要亲本经过减数分裂产生有性生殖细胞,在减数分裂过程中会发生基因重组,从而产生多种类型的生殖细胞,这样导致后代具有较大的变异性。‎ ‎3.秋水仙素处理萌发的种子或幼苗是目前诱导细胞染色体数目加倍的最常用方法,为什么教材“诱导植物细胞染色体数目变化”的实验中却采用低温诱导的方法?‎ 提示　与秋水仙素相比,低温条件更容易创造和控制,成本低、对人体无害、易于操作。‎ 复习备考中,关注主干知识的同时,注意辨析基因突变、基因重组、染色体变异的区别,深刻理解单倍体、染色体组、基因组等易混概念,及时总结基因突变对蛋白质及性状的影响等。常见的考题有结合细胞分裂图或育种案例考查可遗传变异类型,考查可遗传变异在育种中的应用;结合遗传病案例,分析其根本原因;判断基因突变的显隐性,以及判断突变基因是位于常染色体上还是位于性染色体上。‎ 例1　某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的,如不考虑染色体变异,下列叙述错误的是(　　)。‎ A.该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的 B.基因B1和B2编码的蛋白质可以相同,也可以不同 C.基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码 D.基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中 解析　基因突变是由碱基对的增添、替换和缺失引起的;基因B1和B2转录形成的密码子排列顺序不同,因为密码子具有简并性,所以翻译形成的蛋白质可能相同,也可能不同;生物具有亲缘关系,共用一套密码子;B1和B2可同时存在于同一个体细胞中,二倍体的配子中B1和B2不能同时存在。‎ 答案　D 例2　(2017年锦州调研)家蚕是二倍体生物,含56条染色体,ZZ为雄性,ZW为雌性。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的A和a基因控制。雄蚕由于吐丝多,丝的质量好,更受蚕农青睐,但在幼蚕阶段,雌雄个体不易区分。于是,科学家采用下图所示的方法培育出了“限性斑纹雌蚕”来解决这个问题。相关说法正确的是(　　)。‎ A.要研究家蚕的基因组,只需要测定家蚕一个染色体组上的基因 B.图示变异家蚕的变异类型属于基因重组 C.在生产中,可利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出根据体色辨别幼蚕性别的后代 D.由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕所采用的育种方法是诱变育种 解析　要研究家蚕的基因组,需测定27条常染色体+Z染色体+W染色体,并不只是一个染色体组上的基因;图示常染色体上携带A基因的片段转移到W染色体上的现象,属于染色体结构变异;利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育后代,可以在幼虫阶段根据体色淘汰雌蚕保留雄蚕,从而满足生产需求;由变异家蚕培育限性斑纹雌蚕采用的育种方法为杂交育种。 ‎ 答案　C ‎1.基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变,是生物变异的根本来源。基因突变产生等位基因,可能产生新的表现型,为生物进化提供了原始材料。‎ ‎2.基因自发突变的原因:DNA复制发生错误。诱发基因突变的原因:X射线等损伤DNA,碱基类似物等改变DNA碱基,某些病毒的DNA影响宿主细胞的DNA。‎ ‎3.基因重组是指生物体在进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合的过程。基因重组既是生物进化的原材料,也是形成生物多样性的重要原因之一。从广义上看,基因重组的来源包括:①非同源染色体上非等位基因的自由组合;②基因的交叉互换(注意与易位区分开);③基因工程(又称为转基因技术,肺炎双球菌的转化的遗传实质是基因重组,此为基因工程的先驱研究)。‎ ‎4.二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。由配子(生殖细胞)直接发育形成的个体,不管有几个染色体组都叫单倍体。单倍体体细胞中所含有的染色体数目是本物种体细胞染色体数目的一半。由受精卵发育成的个体再按体细胞中的染色体组数可分为二倍体、三倍体等。‎ ‎5.低温、适宜浓度的秋水仙素都是通过抑制纺锤体的形成诱导染色体数目加倍的;卡诺氏液用于固定细胞形态,改良苯酚品红染液与醋酸洋红染液、龙胆紫染液一样都用于染色体染色。‎ ‎1.(2016年天津高考)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表:‎ 枯草杆菌 核糖体S12蛋白第 ‎55~58位的氨基酸序列 链霉素与核 糖体的结合 在含链霉素培养基 中的存活率(%)‎ 野生型 ‎…-P-K-K-P-…‎ 能 ‎0‎ 突变型 ‎…-P-R-K-P-…‎ 不能 ‎100‎ 注 P:脯氨酸;K:赖氨酸;R:精氨酸 ‎　下列叙述正确的是(　　)。‎ A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性 B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能 C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致 D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变 解析　本题以表格为信息载体,以基因突变为切入点,考查基因中碱基对的缺失、替换对性状的影响,综合考查获取信息能力。根据表格信息可知,枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是S12蛋白结构改变导致的,突变型能在含链霉素的培养基中存活,说明突变型具有链霉素抗性;翻译是在核糖体上进行的,所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能;野生型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸(第56位氨基酸)有差异,而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变,所以突变型的产生是碱基对的替换所致;根据题意可知,突变型枯草杆菌已存在对链霉素的抗性突变,不是链霉素诱发的,链霉素只能作为环境因素起到选择作用。‎ 答案　A ‎2.(2014年浙江高考)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一对等位基因。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 解析　本题主要考查基因突变及染色体变异的相关知识。由于敏感基因与抗性基因是1对等位基因,所以经诱变后,显性的敏感基因随染色体片段的缺失而消失,剩下的是隐性的抗性基因,A项正确。1对同源染色体的片段都缺失属于染色体变异,其概率极低,已经缺失的片段不可能再恢复,B项 错误。突变体若为基因突变所致,因突变具有不定向性,再经诱变具有恢复的可能,C项错误。敏感基因中的单个碱基对发生替换,导致该基因发生突变,可能使控制的肽链提前终止或者延长,不一定不能编码蛋白质,D项错误。‎ 答案　A ‎3.(2014年江苏高考节选)有一果蝇品系,其一种突变体的X染色体上存在ClB区段(用XClB表示)。B基因表现显性棒眼性状;l基因的纯合子在胚胎期死亡(XClBXClB与XClBY不能存活);ClB存在时,X染色体间非姐妹染色单体不发生交换;正常果蝇X染色体无ClB区段(用X+表示)。下图是研究X射线对正常眼果蝇X染色体诱变示意图,请回答下列问题:‎ ‎(1)为了鉴定X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变,需用正常眼雄果蝇与F1中　　　　果蝇杂交。 ‎ ‎(2)X染色体的诱变类型能在其杂交后代　　　　　果蝇中直接显现出来,且能计算出隐性突变频率,合理的解释是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)如果用正常眼雄果蝇与F1中　　　　果蝇杂交,不能准确计算出隐性突变频率,合理的解释是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 解析　(1)根据图中亲代(♀)XClBX+×(♂)X?Y→F1:XClBX?∶X+X?∶XClBY∶X+Y,所以鉴定X染色体上是否发生隐性突变,可用正常眼雄果蝇(X+Y)与F1棒眼雌性果蝇(XClBX?)进行杂交。 (2)因为F1棒眼雌性果蝇(XClBX?)的X?来源于亲代雄果蝇,所以其子代雄果蝇中X?Y中的X?来源于亲代雄果蝇,且ClB基因存在时X染色体间不会发生交换,Y 染色体无对应的等位基因。 (3)若用正常眼雄果蝇(X+Y)与F1正常眼雌性果蝇(X+X?)杂交,由于雌性X染色体间可能发生了交换,而不能准确计算出突变情况。‎ 答案　(1)棒眼雌性　(2)雄性　杂交后代中雄果蝇X染色体来源于亲代雄果蝇,且X染色体间未发生交换,Y 染色体无对应的等位基因　(3)正常眼雌性　X 染色体间可能发生了交换 见《自学听讲》P138‎ ‎1.(2016年海南高考)依据中心法则,若原核生物中的DNA编码序列发生变化后,相应蛋白质的氨基酸序列不变,则该DNA序列的变化是(　　)。‎ A.DNA分子发生断裂 B.DNA分子发生多个碱基增添 C.DNA分子发生碱基替换 D.DNA分子发生多个碱基缺失 解析　本题以原核生物的基因突变为切入点,考查基因指导蛋白质的合成。各种生物共用一套密码子,翻译时同一种氨基酸对应的密码子多数不止一种。原核生物的DNA编码序列发生变化后,转录的mRNA序列随之改变,当DNA分子发生碱基替换后,替换的碱基对应的mRNA密码子决定同一种氨基酸,则编码的蛋白质的氨基酸序列不变,因此判断DNA分子只能是发生了碱基替换。而碱基增添或缺失均会导致氨基酸序列的改变。‎ 答案　C ‎2.下图为细胞内染色体状态示意图。这种染色体状态表示已发生(　　)。‎ A.染色体易位　　　　B.基因重组 C.染色体倒位 D.姐妹染色单体之间的交换 答案　B ‎3.(2016年上海高考)导致遗传物质变化的原因有很多,图中字母代表不同基因,其中变异类型①和②依次是(　　)。‎ A.突变和倒位 B.重组和倒位 C.重组和易位 D.易位和倒位 解析　本题的命题素材直接取自教材中的有关染色体结构变异的插图。经过①过程的变异后,少了基因ab,多了基因J,是因为非同源染色体间发生了片段之间的交换,属于染色体结构变异中的易位;经过②过程的变异后,e、d基因和c基因位置颠倒了,属于倒位。‎ 答案　D ‎4.(2016年全国丙高考)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题:‎ ‎(1)基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者　　　　。 ‎ ‎(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以　　　　为单位的变异。 ‎ ‎(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子　　　　代中能观察到该显性突变的性状;最早在子　　　　代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子　　　　代中能分离得到显性突变纯合体;最早在子　　　　代中能分离得到隐性突变纯合体。 ‎ 解析　考查基因突变和染色体变异,涉及染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的辨析。(1)基因突变是指基因中发生的碱基对的替换、增添和缺失,属于分子水平的变异,只涉及一个基因中部分碱基对的数目或排列顺序的改变涉及的碱基对的数目较少;而染色体变异涉及染色体片段的改变或染色体组增减或个别染色体增减,所以往往会改变多个基因的数目和排列顺序,涉及碱基对的数目较多。(2)染色体数目的变异可以分为两类:细胞内个别染色体的增加或减少,细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。(3)AA植株发生隐性突变后基因型变为Aa,而aa植株发生显性突变后基因型也变为Aa,题目中已知在子一代中都得到了基因型为Aa的个体,所以不论是显性突变还是隐性突变,子一代中的基因型都有Aa,该基因型个体表现显性性状,故最早可在子一代观察到该显性突变的性状;该种植物自花受粉,且子一代中有基因型为Aa的个体,则子二代的基因型有AA、Aa和aa三种,故最早在子二代中观察到该隐性突变的性状(aa);子一代虽然出现了显性突变纯合体(AA),但与基因型为Aa的杂合体区分不开(都表现为显性性状),需要再自交一代,若后代不发生性状分离,才可分离得到基因型为AA的个体,故最早在子三代中分离得到显性突变纯合体(AA);只有隐性突变纯合体(aa)才表现隐性性状,所以该性状一经出现,即可确定是纯合体,故最早在子二代中分离得到隐性突变纯合体(aa)。‎ 答案　(1)少　(2)染色体　(3)一　二　三　二 基因突变 ‎1.概念 DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和替换,而引起的基因结构的改变。‎ ‎2.机理分析 ‎　　3.基因突变与对基因表达的影响 类型 影响范围 对蛋白质结构的影响 对蛋白质 功能的影响 碱基对替换 小 无或小 无,或小,或大 碱基对增添 大 突变位点前不受影响、突变位点后都受影响;突变位点越靠近基因首端,影响越大 一般较大 碱基对缺失 大 一般较大 ‎　　4.基因突变后生物性状不变的原因:基因突变发生在非编码区;基因突变后,其编码的mRNA上的密码子编码的氨基酸不变;显性纯合子突变为杂合子。‎ ‎5.显性突变与隐性突变的判断 显性突变即aa→Aa(当代表现),隐性突变即AA→Aa(当代不表现,一旦表现即出现纯合子);判断方法:①选取突变体与其他已知未突变体杂交,据子代性状表现判断;②让突变体自交,通过观察子代有无性状分离而判断。‎ 例1　(2017年青岛模拟)下图表示的是控制正常酶1的基因突变后所引起的氨基酸序列的改变。①②两种基因突变分别是(　　)。‎ A.碱基对的替换;碱基对的缺失 B.碱基对的缺失;碱基对的增添 C.碱基对的替换;碱基对的增添或缺失 D.碱基对的增添或缺失;碱基对的替换 解析　从图中可以看出,突变①只引起一个氨基酸的改变,所以应属于碱基对的替换;突变②引起突变位点以后的多个氨基酸发生改变,所以应属于碱基对的增添或缺失。‎ 答案　C 例2　(2015年海南高考)关于等位基因B和b发生突变的叙述,错误的是(　　)。‎ A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因 B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率 C.基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变 D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变 解析　基因突变具有不定向性,等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因;X射线的照射会提高基因B和基因b的突变率;基因突变包括组成基因的碱基对的增添、缺失、替换,因此基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换,在基因b的ATGCC序列中插入碱基C均可导致基因突变。‎ 答案　B 基因重组 ‎1.概念 控制不同性状的基因的重新组合。‎ ‎2.类型与机制 类型 自由组合 交叉互换 细菌转化 基因工程 发生 时间 减Ⅰ后期 减Ⅰ前期 ‎——‎ ‎——‎ 发生 机制 非同源染色体自由组合导致非同源染色体上的非等位基因重组 同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致同源染色体上的非等位基因重组 转化因子侵入感受态细胞,导致细胞中基因重组 目的基因经运载体导入受体细胞,导致受体细胞中基因重组 ‎　　3.结果与意义 ‎(1)产生新的基因型(不产生新的基因),导致重组性状出现。‎ ‎(2)基因重组是生物变异的来源之一,对生物的进化具有重要意义。‎ 例3　下列关于基因重组的叙述错误的是(　　)。‎ A.基因重组通常发生在有性生殖过程中 B.基因重组产生的变异能为生物进化提供原材料 C.同源染色体上的非等位基因可以发生重组 D.非同源染色体上的非等位基因不可以发生重组 解析　同源染色体上的非等位基因可以通过交叉互换发生重组,非同源染色体上的非等位基因通过自由组合发生重组。‎ 答案　D 染色体变异 ‎1.四种常见类型:‎ 缺失:染色体中某一片段缺失。‎ 重复:染色体中增加某一片段。‎ 易位:两条非同源染色体间片段的移接。‎ 倒位:染色体中某一片段位置颠倒。‎ ‎2.染色体结构变异及其与基因突变的辨析 ‎3.染色体数目变异 ‎(1)类型 ‎①细胞内个别染色体的增加或减少,如人类的21三体综合征、XYY男性。‎ ‎②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少,如单倍体、多倍体。‎ ‎(2)染色体组概念 ‎①从染色体来源看,一个染色体组中不含同源染色体,没有等位基因。‎ ‎②从形态、大小和功能看,一个染色体组中所含的染色体形态、大小各不相同。‎ ‎③从所含基因看,一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因。‎ ‎(3)二倍体、多倍体、单倍体的比较 项目 二倍体 多倍体 单倍体 染色体组 两个 三个或三个以上 一至多个 发育起点 受精卵 受精卵 配子 自然成因 正常有性生殖 减数分裂时同源染色体未分离形成的配子受精;染色体数目加倍 单性生殖(孤雌生殖或孤雄生殖)‎ 实例 几乎全部动物、多数高等植物 香蕉、普通小麦、马铃薯 雄蜂、花粉植株 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 ‎　　(4)多倍体的产生原理 ‎4.低温诱导植物细胞染色体数目变化(实验)‎ ‎(1)低温抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,细胞不能分裂成两个子细胞,于是染色体数目改变。‎ ‎(2)步骤:诱导培养→固定细胞形态→制作装片→观察比较。‎ ‎(3)现象:视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞。‎ ‎(4)实验中各种试剂的作用 ‎①卡诺氏液:固定细胞形态。‎ ‎②体积分数为95%的酒精:冲洗掉附着在根尖表面的卡诺氏液体。‎ ‎③解离液(质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精以1∶1的比例混合):使组织中的细胞相互分离。‎ ‎④清水:洗去解离液,防止解离过度影响染色。‎ ‎⑤改良苯酚品红染液:使染色体着色,便于观察染色体的形态、数目、行为。‎ ‎1.易位和交叉互换的区别 项目 易位 交叉互换 发生时期 有丝分裂和减数分裂时期 减数第一次分裂四分体时期 发生对象 非同源染色体之间 同源染色体的非姐妹染色单体之间 交换对象 非等位基因 等位基因 变异类型 染色体结构 基因重组 图示 观察 可在光学显微镜下观察到 在光学显微镜下观察不到 ‎　　2.二倍体、多倍体、单倍体的判断 由生殖细胞不经受精作用直接发育成的个体,不论其体细胞含几个染色体组,都是单倍体;由受精卵发育形成的个体,则根据其体细胞所含的染色体组数,有几个染色体组就叫几倍体,体细胞含三个或三个以上染色体组的统称为多倍体。‎ ‎　　3.染色体组数的判定 ‎(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。‎ ‎(2)根据基因型判断:若是体细胞,则控制同一性状的基因出现几次,就含几个染色体组(复制后的染色体除外),如基因型为AAaa的细胞,若是体细胞,则含四个染色体组;若是有丝分裂前期或中期的细胞则含两个染色体组。‎ 例4　(2016年江苏高考)下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是(　　)。‎ A.个体甲的变异对表型无影响 B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常 C.个体甲自交的后代,性状分离比为3∶1‎ D.个体乙染色体没有基因缺失,表型无异常 解析　本题以示意图作为信息载体,考查相关染色体变异对减数分裂、个体表现型以及子代的性状表现产生的影响。个体甲的变异属于缺失,可能影响表型。个体乙发生的变异是倒位,减数分裂形成的四分体在倒位区段内形成“倒位圈”。若含缺失染色体的配子可育,考虑一对等位基因,自交后代会出现“3∶1”的性状分离比;若含缺失染色体的配子不育,故其自交后代不会发生性状分离。个体乙染色体没有基因缺失,但发生倒位,表型往往异常。‎ 答案　B 例5　(2015年上海高考)下图显示一对表型正常的夫妇及其智障儿子细胞中的两对染色体(不考虑受精和胚胎发育过程中的任何情况),造成儿子异常的根本原因是(　　)。‎ A.父亲染色体上的基因发生突变 B.母亲染色体上的基因发生突变 C.母亲染色体发生缺失 D.母亲染色体发生易位 解析　由图示可看出:父亲的染色体正常(同源染色体的大小、形态一致),母亲的染色体异常。若把图示亲本细胞中的染色体按从左到右编号为1、2、3、4,其中1与2为一对同源染色体,3与4为一对同源染色体。与父亲正常的染色体比较,可看出母亲细胞中的2号染色体的一段移接到了3号染色体上,这发生在非同源染色体之间,属于染色体结构变异中的易位。由此可推断造成儿子异常的根本原因是母亲染色体发生易位。‎ 答案　D 例6　(2017年山东模拟)下图为来自某二倍体生物的染色体模式图,字母表示基因,下列有关判断错误的是(　　)。‎ A.1号染色体和3号染色体为同源染色体,4号染色体和5号染色体为非同源染色体 B.4号染色体和5号染色体发生了染色体结构变异 C.1~4号染色体不可能同时出现在一个细胞中 D.2号染色体和4号染色体在减数第一次分裂前期可以联会 解析　1号染色体含有的基因是fghj,3号染色体含有的基因是FGHJ,两者的基因互为等位基因,说明1号染色体和3号染色体为同源染色体。4号染色体含有的基因是FGHK,5号染色体含有的基因是JmnO,4号染色体和5号染色体都发生了染色体变异,且为非同源染色体,A、B项正确。1~4号染色体可能同时出现在一个有丝分裂后期的细胞中,其中1号染色体、2号染色体为分开的姐妹染色单体,3、4号染色体也是分开的姐妹染色单体,C项错误。根据以上分析可知2、4号染色体有同源区段,在减数第一次分裂前期可能会发生联会,D项正确。‎ 答案　C ‎　　1.真核生物基因突变产生它的等位基因,但病毒、原核生物的基因一般单个存在,不存在等位基因,基因突变后产生的是新基因。‎ ‎2.基因突变如果发生在减数分裂过程中,则可以通过配子传递给子代;基因突变如果发生在有丝分裂过程中,一般不遗传,但植物可以通过嫁接、组织培养等无性繁殖方式将基因突变传递给子代。‎ ‎3.单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组,二倍体的配子发育成的单倍体的体细胞中只有一个染色体组;但多倍体的配子发育成的单倍体的体细胞中有多个染色体组。‎ ‎4.单倍体并非都不育,二倍体的配子发育成的单倍体表现为高度不育;多倍体的配子如果含有同源染色体,则发育成的单倍体可育,并能产生后代。‎ 见《针对训练》P53‎ 基 础 题 ‎1、2、3、7、11‎ 拓 展 题 ‎4、5、6、8、9、10、12‎ 下列可遗传变异一定不引起染色体上DNA碱基对排列顺序发生改变的是(　　)。‎ A.基因突变　　　　　　　B.基因重组 C.染色体结构变异 D.染色体数目变异 解析　基因突变会导致碱基序列发生改变。基因重组也可导致DNA碱基排列顺序发生改变。染色体结构变异中的易位与倒位会导致DNA碱基排列顺序发生改变。染色体数目变异一定不会引起DNA碱基对排列顺序发生改变。‎ 答案　D 某生物小组种植了纯种高茎豌豆,自然状态下却出现了矮茎后代。小组成员有的认为是基因突变的结果,有的认为是环境引起的。为检验是何种原因导致矮茎豌豆的出现,该小组成员设计了如下几种实验方案,其中最简便的方案是(　　)。‎ A.分析种子中的基因序列 B.将矮茎种子在良好的环境条件下种植(让它们自交),再观察后代的性状表现 C.将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交,观察后代的性状表现 D.以上方案都不合理 解析　对于植物基因型的鉴定最简单的方法是自交,如果在良好环境条件下,自交后代中有矮茎的出现说明是基因突变引 起的,如果后代全是高茎说明是环境引起的不可遗传的变异,故选B项。‎ 答案　B 下图表示基因突变的一种情况,其中a、b是核酸链,c是肽链。下列说法正确的是(　　)。‎ A.a→b→c表示基因的复制和转录 B.图中由于氨基酸没有改变,所以没有发生基因突变 C.图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有简并性 D.除图示情况外,基因突变还包括染色体片段的缺失和增添 解析　由图可知,a→b→c表示基因的转录和翻译,A项错误;只要DNA中碱基对发生改变,该基因就发生了基因突变,B项错误;图中氨基酸没有发生改变,是由于密码子具有简并性,C项正确;染色体片段的缺失和增添属于染色体结构的变异,D项错误。‎ 答案　C 下图为细胞分裂过程示意图,有关说法正确的是(　　)。‎ ‎　　A.图甲中细胞只发生了减数分裂,该过程一定发生了基因突变 B.图乙中若其中一条染色体上有一个基因a,则另一极对应的染色体上可以是A或a C.上述三图所示的过程中,只会发生基因突变和基因重组 D.图丙中若发生了同源染色体的交叉互换,该变异属于倒位 解析　图甲中,细胞发生一次有丝分裂和一次减数分裂,该过程可能发生基因突变、基因重组和染色体变异;图乙中,一条染色体上有一个基因a,如果发生了基因突变,则另一极对应的染色体上可以是A,如果不发生基因突变,则是a;图丙中,减数第一次分裂前期,若同源染色体上非姐妹染色单体之间发生交叉互换,则该变异为基因重组。‎ 答案　B 一个基因型为AaBb的精原细胞,在减数分裂过程中发生图示甲或乙的变化,下列针对这两种变化的分析正确的是(　　)。‎ ‎　　解析　甲变化是基因A突变为a,减数分裂产生三种配子:AB、aB、ab;乙变化是交叉互换,属于基因重组,减数分裂产生四种配子:AB、aB、Ab、ab。‎ 答案　A 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的染色体数目减少 C.射线处理导致配子中染色体片段缺失 D.射线处理导致控制茎颜色的基因发生突变 解析　从图示看出,F1中出现绿株的根本原因是射线处理导致配子中染色体片段缺失。‎ 答案　C 下列关于染色体组的叙述正确的是(　　)。‎ ‎①一个体细胞中任意两个染色体组之间的染色体形态、数目一定相同　②一个染色体组携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息　③一个染色体组中各个染色体的形态和功能各不相同,互称为非同源染色体　④体细胞含有奇数个染色体组的个体,一般不能产生正常可育的配子　⑤一个高度分化的体细胞中,A、a两个基因不位于一个染色体组 A.②③⑤ B.①②③④‎ C.①③④ D.②③④⑤‎ 解析　本题考查对染色体组概念的理解。染色体组是指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,但是携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。若某个体的体细胞含有奇数个染色体组,则该细胞在减数分裂过程中,染色体联会时发生紊乱,一般不能形成正常可育的配子。高度分化的体细胞中不存在姐妹染色单体,一个染色体组内,不存在等位基因,A、a不能位于一个染色体组内。‎ 答案　D 水稻有12对同源染色体。用X射线处理水稻种子后,筛选出一株抗稻瘟病的植株Y,取其花药进行离体培养得到若干单倍体植株,其中抗病植株占50%,下列叙述中正确的是(　　)。‎ A.X射线诱发的基因突变为显性突变 B.植株Y连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代降低 C.单倍体植株的细胞在有丝分裂后期,共含有12条染色体 D.用花药离体培养获得的抗病植株,其细胞不具有全能性 解析　植物Y花药离体培养得到的单倍体中,抗病植株占50%,说明Y为杂合子,另Y表现为抗病,说明抗病为显性。植株Y连续自交,子代纯合抗病植株比例逐代升高。水稻的单倍体植株有丝分裂后期细胞内染色体数为24。单倍体植株的细胞具有全套遗传物质,也具有细胞的全能性。‎ 答案　A 科研人员围绕培育四倍体草莓进行了研究,实验中,每个实验组选取50株草莓幼苗,用秋水仙素溶液处理它们的幼芽,得到下图所示的结果。下列相关说法错误的是(　　)。‎ A.实验原理是秋水仙素能够抑制纺锤体的形成进而诱导形成多倍体 B.自变量是秋水仙素浓度和处理时间,所以各组草莓幼苗数量应该相等 C.由实验结果可知用0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗1天最容易成功 D.判断是否培育出四倍体草莓的简便方法是将四倍体草莓结出的果实与二倍体草莓结出的果实进行比较 解析　判断是否培育出四倍体草莓,可用显微镜观察其细胞内的染色体数,将四倍体草莓结出的果实与二倍体草莓结出的果实进行比较并不能准确判断出结果,因为草莓果实的大小受到外界环境等多种因素的影响。‎ 答案　D 下列有关生物变异的叙述中,正确的是(　　)。‎ A.基因重组导致杂合子Aa自交后代出现性状分离 B.三倍体西瓜、四倍体西瓜的培育原理是染色体变异,它们与二倍体西瓜属同一物种 C.基因突变、基因重组和染色体结构变异都可能引起DNA碱基序列的改变 D.花药离体培养过程中,基因重组、基因突变和染色体变异均有可能发生 解析　杂合子Aa只有一对等位基因,基因重组至少要有两对等位基因,Aa自交后代出现性状分离的原因是等位基因分离,A项错误。三倍体西瓜、四倍体西瓜的培育原理是染色体变异,三倍体西瓜不可育,与二倍体西瓜不是同一个物种,B项错误。基因突变的结果是导致基因结构改变,DNA碱基序列会发生改变;减数第一次分裂前期同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,可以实现基因重组,引起DNA碱基序列的改变;染色体结构变异中的易位、倒位等类型也可引起DNA碱基序列的改变,C项正确。花药离体培养过程中,细胞的增殖方式是有丝分裂,不会发生基因重组,D项错误。‎ 答案　C 某植物(2N=24)的正常植株(A)对矮生植株(a)为显性。现运用有关知识回答下列问题:‎ ‎ (1)右图为这种植物(基因型为Aa)　　　　分裂　　　　　时期部分染色体的示意图。图中显示了　　　　　条染色体。如果1号染色单体上的基因为A,则2号最可能是　　　　　。 ‎ ‎(2)若该植物AA(♀)×aa( ♂)时,A基因所在的那一对同源染色体在减数第一次分裂时不分离,则母本产生的雌配子染色体数目为　　　　　或　　　　　。若产生的卵细胞能顺利受精并发育,则所结种子的胚的基因型应该是　　　　　或　　　　　。此种变异类型属于可遗传变异中的　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)假设两种纯合突变体M和N都是由控制株高的A基因突变产生的,检测突变基因转录的mRNA,发现突变体M第二个密码子中的第二个碱基由C变为U,突变体N在第二个密码子中的第二个碱基前多了一个U。与正常植株相比,突变体　　　　　的株高变化更大,因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 解析　(1)由染色体的形态特点可知,此图所示细胞正处于减数分裂四分体时期,并且染色体发生了交叉互换。如果1号染色单体上的基因为A,由于交叉互换,2号染色单体上的基因为a。图中共有4个着丝点,4条染色体,8条染色单体。(2)正常进行减数分裂形成的配子的基因型为A,染色体数为12条。如果A基因所在的那一对同源染色体在减数第一次分裂时不分离,将形成基因型为AA或不含基因A的雌配子,对应的染色体数目为13条或11条。它们分别与雄配子(基因型为a)结合,形成的胚的基因型为AAa或a。(3)由题意可知,突变体M通常只改变一个氨基酸,突变体N可能从第二个氨基酸开始都发生了改变,即突变体N的蛋白质结构改变的可能性更大,相应性状改变的可能性也更大。‎ 答案　(1)减数　四分体　4　a　(2)13　11　AAa　a　染色体(数目)变异　(3)N 　突变体M的蛋白质通常改变1个氨基酸,而突变体N的蛋白质其氨基酸序列可能从第二个氨基酸开始都会发生改变 某二倍体高等植物的相对性状及基因控制情况见下表。现有一种群,其中基因型为AaBbCc的植株M若干株,基因型为aabbcc的植株N若干株,以及其他基因型的植株若干株。回答问题:‎ ‎　 　　　　　基因组成 表现型 等位基因　　　　　　　‎ 显性纯合 杂合 隐性纯合 A-a 红花 白花 B-b 宽叶 窄叶 C-c 粗茎 中粗茎 细茎 ‎(1)若用电离辐射处理该植物萌发的种子或幼苗,使B、b基因所在的染色体片段从原染色体(如图所示)随机断裂,然后随机结合在C、c所在染色体的末端,形成末端易位。已知单个(B或b)基因发生染色体易位的植株由于同源染色体不能正常联会是高度不育的。现将一植株在幼苗时用电离辐射处理,欲判定该植株是否发生易位或发生易位的类型,最简便的方法是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)对结果及结论的分析如下(只考虑B、b和C、c基因所控制的相对性状):‎ ‎①若出现6种表现型子代,则该植株　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若不能产生子代个体,则该植株发生　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③若子代表现型及比例为:宽叶粗茎∶窄叶细茎∶窄叶中粗茎=1∶1∶2,则B和b所在染色体都连在了C、c所在染色体的末端,且　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 解析　用假说-演绎法解决。让该植株自交,观察并统计子代表现型和比例。设没有发生染色体易位,则BbCc自交,子代为(1宽叶∶3窄叶)(1粗茎∶2中粗茎∶1细茎),有6种表现型。设单个(B或b)基因的染色体易位,则植株由于同源染色体不能正常联会而高度不育,故BbCc自交,不会产生子代。设B和b所在染色体都连在了C、c所在染色体的末端,那么有两种情况:①B基因连在C基因所在的染色体上,b基因连在c基因所在的染色体上,则BbCc自交,产生配子为:1BC∶1bc,故子代为1BBCC(宽叶粗茎)∶1bbcc(窄叶细茎)∶2BbCc(窄叶中粗茎);②B基因连在c基因所在的染色体上,b基因连在C基因所在的染色体上,则BbCc自交,产生配子为:1bC∶1Bc,故子代为1bbCC(窄叶粗茎)∶1BBcc(宽叶细茎)∶2BbCc(窄叶中粗茎)。‎ 答案　(1)让该植株自交,观察子代表现型　(2)①没有发生染色体易位　②单个(B或b)基因的染色体易位　③B基因连在C基因所在的染色体上,b基因连在c基因所在的染色体上