必修二遺傳與進化

第四單元生物變異與育種最新考綱熱點提示1.基因重組及其意義Ⅱ2．基因突變的特征和原因Ⅱ3．染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異Ⅰ4．生物變異在育種上的應(yīng)用Ⅱ5．低溫誘導染色體加倍的探究實驗6．人類遺傳病的類型、監(jiān)測和預防Ⅰ7．人類基因組計劃及意義Ⅰ8．生物變異在育種上的應(yīng)用Ⅱ9．轉(zhuǎn)基因食品的安全問題Ⅰ實驗：調(diào)查常見的人類遺傳病1.基因突變的特征、原因與類型的判斷(堿基對的缺失、增添或替換)及其對性狀影響的結(jié)果分析2．基因重組在雜交育種和基因治療疾病方面的應(yīng)用3．染色體組的概念及單倍體、多倍體在育種上的應(yīng)用4．低溫誘導染色體加倍的實驗探究5．生物的遺傳和變異在育種方面的應(yīng)用及流程設(shè)計與比較6．人類常見遺傳病的類型判斷及遺傳圖譜分析7．如何調(diào)查“遺傳病發(fā)病率”與“遺傳方式”8．雜交育種、誘變育種、多倍體育種、基因工程育種等各種育種方式的原理、過程、優(yōu)缺點的分類與比較9．基因工程的簡單應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全問題1．概念：由于DNA分子中發(fā)生

的增添、缺失和替換，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。①堿基對2．實例：鐮刀型細胞貧血癥(1)直接原因：組成血紅蛋白分子的一個

被替換。(2)根本原因：控制血紅蛋白合成的基因中一個

改變。⑤氨基酸⑥堿基對3．基因突變的原因、特點、時間和意義原因內(nèi)因DNA分子中發(fā)生堿基對的

、增添和

，而引起基因結(jié)構(gòu)的改變外因某些誘變因素：、化學因素和

特點(1)

：在生物界中普遍存在；(2)

：可發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期和部位；(3)低頻性：突變頻率很低；(4)不定向性：可以產(chǎn)生一個以上的等位基因；(5)多害少利性：一般是有害的，少數(shù)有利發(fā)生時間DNA復制時，如有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期意義(1)

產(chǎn)生的途徑，(2)

的根本來源，(3)生物進化的原始材料⑦替換⑧缺失⑨物理因素生物因素?普遍性?隨機性?新基因?生物變異1：基因突變?yōu)槭裁闯０l(fā)生于DNA復制時？提示：在DNA復制時，穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)首先解開形成單鏈DNA，這時DNA的穩(wěn)定性會大大下降，極易受到外界因素或內(nèi)部因素干擾，使原來的堿基序列發(fā)生變化，導致基因發(fā)生突變。小貼士名師點撥基因突變的利害性主要取決于生物生存的環(huán)境，在某一環(huán)境中可能是有利的，而在另一環(huán)境中可能是有害的。1．概念：在生物體進行

的過程中，

的基因的重新組合。2．類型比較?有性生殖?控制不同性狀類型自由組合型交叉互換型發(fā)生時期減數(shù)第一次分裂的

時期發(fā)生范圍

上的

自由組合

隨非姐妹染色單體的交換而交換?減數(shù)第一次分裂后期?四分體?非同源染色體?非等位基因同源染色體上的等位基因3．意義：基因重組是

的來源之一，對生物進化具有重要意義。2：基因突變和基因重組的研究水平相同嗎？提示：不同，前者是分子水平，后者是細胞水平。生物變異名師點撥基因突變能產(chǎn)生新的基因，是生物變異的根本來源；基因重組能產(chǎn)生新的基因型，是生物變異的豐富來源。常見多倍體變異類型具體變化結(jié)果舉例染色體結(jié)構(gòu)變異缺失缺失某一片段染色體上的

改變，從而導致性狀變異貓叫綜合征重復增加某一片段易位某一片段移接到另一條非同源染色體上倒位某一片段位置顛倒染色體數(shù)目變異大量基因增加或減少，性狀改變幅度較大三倍體無子西瓜染色體組成倍地增加或減少基因的數(shù)目或排列順序個別染色體的增加或減少3：如何確認生物發(fā)生了染色體變異？提示：染色體變異中的結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異都屬于細胞的水平上的變化，在光學顯微鏡下能夠看到，因此通過觀察該生物具有分裂增生能力的組織中有絲分裂中期細胞中的染色體的變化，結(jié)合相應(yīng)特征就能確認。1．染色體組的概念：細胞中在

和

上各不相同，攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息的一組

。2．二倍體、多倍體和單倍體(1)二倍體：由

發(fā)育而成，體細胞含有

個染色體組的個體，包括幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物。形態(tài)功能非同源染色體受精卵兩(2)多倍體①概念：由

發(fā)育而成，體細胞含

染色體組的個體。其中，體細胞中含有

個染色體組的個體叫做三倍體，含有

個染色體組的個體叫四倍體。②分布：在植物中很常見，在動物中極少見。③優(yōu)點：與二倍體植株相比，多倍體植株常常是

，葉片、果實、種子都比較大，

和

等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。(3)單倍體：體細胞中含有

染色體數(shù)目的個體。受精卵三個或三個以上三四莖稈粗壯糖類蛋白質(zhì)本物種配子3．多倍體育種(1)方法：目前最常用且最有效的方法是用

處理萌發(fā)的種子或幼苗。(2)原理：當

作用于正在分裂的細胞時，能夠抑制

的形成，導致染色體不能移向細胞兩極，而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。秋水仙素秋水仙素紡錘體染色體數(shù)目加倍4．單倍體育種(2)優(yōu)點：明顯縮短了

。單倍體植株

育種年限4：人工誘導多倍體的原理是什么？為什么要強調(diào)“處理萌發(fā)的種子或幼苗”？提示：人工誘導多倍體，就是利用秋水仙素或低溫作用于正在分裂的細胞，抑制紡錘體的形成，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。萌發(fā)的種子或幼苗是植物體分生組織的部位，或者說是細胞有絲分裂旺盛的部位，通過秋水仙素處理后，使植物體產(chǎn)生的新細胞染色體數(shù)目加倍，從而形成多倍體。名師點撥①染色體變異一般涉及很多基因，而基因突變一般只涉及一個基因。②染色體數(shù)目以染色體組的形式變化基本上都發(fā)生在植物體內(nèi)。名師點撥①改良苯酚品紅染液為堿性染料，可以用龍膽紫、醋酸洋紅等染液替代。②觀察時視野中有染色體加倍的細胞，也有正常細胞，確定某細胞染色體變化后，再移至視野中央，高倍鏡檢。1．原理：低溫處理

細胞，能抑制

的形成，細胞不能分裂為2個子細胞，細胞染色體數(shù)目加倍。2．過程：根尖培養(yǎng)→

誘導→制作裝片(

→

→

→制片)→觀察裝片→得出結(jié)論。植物分生組織紡錘體低溫解離漂洗染色1．基因突變的原因分析2．基因突變對性狀的影響(1)基因突變引起生物性狀的改變，如某些堿基的增添或者缺失，引起部分氨基酸改變，進而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，引起生物性狀改變。(2)基因突變未引起生物性狀的改變，如：①不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段中的突變。②堿基替換前后所對應(yīng)的氨基酸未發(fā)生改變。③某些基因突變雖然改變了蛋白質(zhì)中個別位置的氨基酸種類，但并不影響蛋白質(zhì)的功能。④由顯性純合子中的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。3．基因突變與基因表達的聯(lián)系堿基對影響范圍對氨基酸的影響替換小只改變1個氨基酸或不改變增添大不影響插入位置前序列，影響插入位置后的序列缺失大不影響缺失位置前序列，影響缺失位置后的序列

(1)發(fā)生在體細胞的有絲分裂過程中的基因突變一般隨個體死亡而消失(有時可通過無性生殖傳給后代)，發(fā)生在生殖細胞中的有絲分裂或減數(shù)分裂過程中的基因突變可以傳遞給后代。(2)基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對種類和數(shù)目的改變，DNA上基因的數(shù)目和位置并未改變。(3)基因突變?nèi)菀装l(fā)生在具有DNA復制功能的細胞中(具有分裂能力的細胞)，已高度分化的失去分裂能力的細胞因其不發(fā)生DNA復制，故不容易發(fā)生基因突變。所以細胞發(fā)生基因突變的概率為：生殖細胞>體細胞，分裂旺盛的細胞>停止分裂的細胞。[2012·深圳模擬]已知某個核基因片段堿基排列如圖所示：①－GGCCTGAAGAGAAGA－②－CCGGACTTCTCTTCT－若該基因由于一個堿基被置換而發(fā)生改變，氨基酸序列由“－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸－賴氨酸－”變成“－脯氨酸－谷氨酸－甘氨酸－賴氨酸－”。(脯氨酸的密碼子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的密碼子是GAA、GAG；賴氨酸的密碼子是AAA、AAG；甘氨酸的密碼子是GGU、GGC、GGA、GGG)。下列敘述正確的是

(

)A．該基因發(fā)生了基因突變導致了基因結(jié)構(gòu)的改變B．翻譯上述多肽的mRNA是由該基因的①鏈轉(zhuǎn)錄的C．上述堿基置換一定能改變性狀D．上述堿基置換一定能傳遞給后代[解析]

由于該基因的一個堿基被置換，所以基因結(jié)構(gòu)一定改變了，該變異屬于基因突變，A項正確；上述過程為基因突變的過程，由于脯氨酸對應(yīng)的密碼子CCU、谷氨酸對應(yīng)的密碼子GAA、GAG，賴氨酸對應(yīng)的密碼子AAG，它們與DNA的①鏈上其中的三個相鄰堿基是相同的，與②鏈上對應(yīng)位置是互補的，所以②鏈是模板鏈，B項錯誤；該堿基置換顯然導致了一個氨基酸種類的改變(谷氨酸→甘氨酸)，但不一定影響蛋白質(zhì)的功能，故性狀不一定會改變，C項錯誤；若上述堿基置換發(fā)生在配子中，將有可能傳給后代，若上述堿基置換發(fā)生在體細胞中，則除了有性生殖可能傳給后代外，一般不會傳給后代，D項錯誤。[答案]

A1．基因重組概念的理解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的重組人為導致基因重組(DNA重組)發(fā)生時間減數(shù)第一次分裂四分體時期減數(shù)第一次分裂后期體外目的基因與運載體重組，導入細胞內(nèi)與細胞內(nèi)基因重組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的重組人為導致基因重組(DNA重組)發(fā)生機制同源染色體非姐妹染色單體之間交叉互換導致染色單體上的基因重新組合同源染色體分開，等位基因分離，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(jīng)過運載體導入受體細胞，導致受體細胞中基因重組圖像示意2.根據(jù)細胞分裂圖來確定變異的類型(1)圖中無同源染色體，有著絲點分裂，細胞均等分裂，應(yīng)為次級精母細胞或第一極體，不可能為次級卵母細胞。(2)造成B、b不同的原因有基因突變(間期)或交叉互換(前期)。①若為體細胞有絲分裂(如根尖分生區(qū)細胞、受精卵等)則只能是基因突變造成的；②造成B、b不同的根本原因應(yīng)是基因突變。3．基因突變與基因重組的對比項目基因突變基因重組區(qū)別本質(zhì)基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，改變了DNA上基因的“質(zhì)”，但未改變基因的“量”原有基因的重新組合，產(chǎn)生了新的基因型，使性狀重新組合。但未改變基因的“質(zhì)”和“量”原因在一定的外界或內(nèi)部因素的作用下，由于基因復制時堿基種類、數(shù)目、排列順序發(fā)生改變，使基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變減數(shù)分裂過程中，同源染色體上非姐妹染色單體間交叉互換或非同源染色體之間的自由組合項目基因突變基因重組區(qū)別時期有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂的四分體時期和減數(shù)第一次分裂后期條件外界條件劇變和內(nèi)部因素的相互作用不同個體之間的雜交，有性生殖過程中的減數(shù)分裂和受精作用意義新基因產(chǎn)生的途徑，生物變異的根本來源，也是生物進化的原始材料是生物變異的來源之一，是生物進化的源泉，是形成生物多樣性的重要原因之一項目基因突變基因重組聯(lián)系①都使生物產(chǎn)生可遺傳的變異；②在長期進化過程中，通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組提供大量基因，基因突變是基因重組的基礎(chǔ)；③二者均產(chǎn)生新的基因型，可能產(chǎn)生新的表現(xiàn)型 如圖是某個二倍體動物的幾個細胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體，字母代表染色體上帶有的基因)。據(jù)圖判斷不正確的是

(

)A．該動物的性別是雄性的B．乙細胞表明該動物發(fā)生了基因突變或基因重組C．1與2或1與4的片段交換，前者屬基因重組，后者屬染色體結(jié)構(gòu)變異D．丙細胞不能發(fā)生基因重組[解析]

根據(jù)題干，圖中細胞是同一個體的細胞。乙圖表示的細胞是有絲分裂的細胞，有兩條染色體分別含A和a兩種基因，其原因是發(fā)生了基因突變，不可能發(fā)生基因重組。丙細胞正在進行減數(shù)第二次分裂，基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂四分體時期或后期。[答案]

B基因重組中染色體的互換是指同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換；如果是非同源染色體片段的互換，則屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異。1．圖解缺失一個正常染色體在斷裂后丟失一個片段，這個片段上的基因也隨之失去重復一條染色體的片段連接到同源的另一條染色體上，使另一條同源的染色體多出跟本身相同的某一片段倒位指染色體斷裂后倒轉(zhuǎn)180°后重新接合起來，造成這段染色體上基因位置順序顛倒易位染色體斷裂后在非同源染色體間錯誤接合，更換了位置2.染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位與基因重組中交叉互換的比較易位交叉互換變異類型染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組范圍非同源染色體之間同源染色體內(nèi)部非姐妹染色單體之間易位交叉互換交換對象非等位基因等位基因圖示3.染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別(1)變異范圍不同①基因突變是在DNA分子水平上的變異，只涉及基因中一個或幾個堿基的改變，這種變化在光學顯微鏡下觀察不到。②染色體結(jié)構(gòu)的變異涉及染色體的某一片段的改變，這一片段可能含有若干個基因，這種變化在光學顯微鏡下可觀察到。(2)變異的方式不同基因突變包括基因中堿基對的增添、缺失和替換三種類型；染色體結(jié)構(gòu)變異包括染色體片段的缺失、重復、倒位和易位。它們的區(qū)別可用下圖表示：(3)變異的結(jié)果不同①基因突變引起基因結(jié)構(gòu)的改變，基因數(shù)目未變，生物的性狀不一定改變。②染色體結(jié)構(gòu)變異引起排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，基因的數(shù)目和生物的性狀發(fā)生改變。[2010·廣東廣州測評]下列有關(guān)變異的說法正確的是

(

)A．染色體中DNA的一個堿基對缺失屬于染色體結(jié)構(gòu)變異B．染色體變異、基因突變均可以用光學顯微鏡直接觀察C．非同源染色體上非姐妹染色單體之間互換了某一片段屬于染色體變異D．染色體變異只發(fā)生于有絲分裂過程中[解析]

DNA分子中堿基對的缺失屬于基因突變；染色體變異可以用光學顯微鏡觀察，而基因突變是DNA分子水平的改變，不能直接用光學顯微鏡觀察到；發(fā)生在非同源染色體間片段的移接屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。染色體變異可發(fā)生于有絲分裂或減數(shù)分裂過程中。[答案]

C染色體結(jié)構(gòu)變異使排列在染色體上的“基因的數(shù)目或排列順序”發(fā)生改變，從而導致性狀的變異?；蛲蛔兪恰盎蚪Y(jié)構(gòu)”的改變，包括DNA分子中堿基對的替換、增添和缺失?；蛲蛔儗е隆靶禄颉钡漠a(chǎn)生，染色體結(jié)構(gòu)變異未形成新的基因。1．染色體組概念的理解(1)不含同源染色體，沒有等位基因。(2)染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。(3)含有控制一種生物性狀的一整套基因，但不能重復。2．染色體組數(shù)量的判斷方法(1)據(jù)細胞分裂圖像進行識別判斷以生殖細胞中的染色體數(shù)為標準，判斷題目中所給圖的染色體組數(shù)。如下圖所示：①減數(shù)第一次分裂的前期，染色體4條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有2個染色體組，每個染色體組有2條染色體。②減數(shù)第一次分裂的末期或減數(shù)第二次分裂前期，染色體2條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有1個染色體組，每個染色體組有2條染色體。③減數(shù)第一次分裂的后期，染色體4條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有2個染色體組，每個染色體組有2條染色體。④有絲分裂后期，染色體8條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有4個染色體組，每個染色體組有2條染色體。(2)據(jù)染色體形態(tài)判斷細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。如下圖所示的細胞中，形態(tài)相同的染色體a中有3條，b中兩兩相同，c中各不相同，則可判定它們分別含3個、2個、1個染色體組。(3)據(jù)基因型判斷控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個染色體組——每個染色體組內(nèi)不含等位或相同基因，如圖所示：d～g中依次含4、2、3、1個染色體組。(4)據(jù)染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)的比值判斷染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)染色體有幾條，即含幾個染色體組。如果蠅該比值為8條/4種形態(tài)＝2，則果蠅含2個染色體組。(1)一個染色體組內(nèi)的各條染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能上都各不相同，它們是一組非同源染色體。(2)不同生物的一個染色體組中所含的染色體數(shù)目不一定相同，但同種生物的一個染色體組所含的染色體數(shù)目一定相同。分析圖中各細胞內(nèi)染色體組成情況，并回答相關(guān)問題。(1)一般情況下，一定屬于單倍體生物體細胞染色體組成的圖是______________。(2)圖C中含________個染色體組，每個染色體組含________條染色體，由C細胞組成的生物體可育嗎？若是植物如何處理才能產(chǎn)生有性生殖的后代？___________________________________________。(3)對于有性生殖生物而言，在________時，由B細胞組成的生物體是二倍體；在____________________________時，由B細胞組成的生物體是單倍體。(4)假若A細胞組成的生物體是單倍體，則其正常物種體細胞內(nèi)含________個染色體組。(5)基因型分別為AAaBbb、AaBB、AaaaBBbb及Ab的體細胞，其染色體組成應(yīng)依次對應(yīng)圖A～D中的________。[解析]

(1)D圖中只含有一個染色體組，一定屬于單倍體生物體細胞染色體組成；(2)圖C中相同形態(tài)的染色體有3條，故含3個染色體組，不同形態(tài)的染色體有3條，故每個染色體組含3條染色體。三倍體生物高度不育，使染色體數(shù)目加倍后可產(chǎn)生有性生殖的后代，植物常用秋水仙素處理其幼苗，誘導染色體數(shù)目加倍；(3)B細胞內(nèi)含兩個染色體組，判斷B細胞組成的生物體是二倍體還是單倍體，關(guān)鍵是看該生物體是由受精卵發(fā)育而來，還是由配子發(fā)育而來；(4)若A細胞屬于單倍體生物體細胞，其內(nèi)染色體數(shù)目是該正常物種中配子染色體數(shù)目，則其正常物種體細胞含8個染色體組；(5)四種基因型的體細胞中的染色體組數(shù)分別為3、2、4、1，分別與圖C、B、A、D中染色體組數(shù)對應(yīng)。[答案]

(1)D(2)33不可育。用秋水仙素處理其幼苗，誘導使之發(fā)生染色體數(shù)目加倍(3)該個體由受精卵發(fā)育而來該個體由未受精的有性生殖細胞直接發(fā)育而來(4)8(5)C、B、A、D1．單倍體、二倍體、多倍體比較單倍體二倍體多倍體染色體組一個、兩個或多個(視物種而定)兩個三個或三個以上染色體數(shù)該物種配子染色體數(shù)染色體組中染色體數(shù)的兩倍染色體組中染色體數(shù)的三倍或四倍不等來源由未受精的卵細胞或花粉直接發(fā)育而來來源于受精卵來源于受精卵單倍體二倍體多倍體代表生物雄蜂、由花藥離體培養(yǎng)或未受精的卵細胞發(fā)育成的玉米、小麥等植株幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物，如人、果蠅、玉米等自然界存在的高等植物，如小麥為六倍體、馬鈴薯為四倍體、香蕉為三倍體、人工培育的三倍體無子西瓜等主要特點植株弱小，高度不育大多數(shù)生物具有的普通性狀莖稈粗壯，葉片、果實、種子較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高，發(fā)育遲緩，結(jié)實率低2.單倍體、二倍體和多倍體的確定方法可由下列圖解中提供的方法區(qū)分開來②單倍體往往是由配子不經(jīng)受精作用直接發(fā)育成的生物個體。3．單倍體育種與多倍體育種比較單倍體育種多倍體育種原理染色體數(shù)目以染色體組形式成倍減少，然后再加倍后獲得純種染色體數(shù)目以染色體組形式成倍增加方法花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再用秋水仙素處理幼苗秋水仙素處理正在萌發(fā)的種子或幼苗優(yōu)點明顯縮短育種年限器官大，營養(yǎng)成分含量高，產(chǎn)量增加缺點技術(shù)復雜，需要與雜交育種配合適用于植物。多倍體植物生長周期延長，結(jié)實率降低單倍體育種多倍體育種舉例①三倍體西瓜②八倍體小麥

(1)單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理等過程，因此花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種的一個操作步驟。(2)通過細胞融合也可獲得多倍體，如二倍體體細胞和二倍體產(chǎn)生的配子細胞融合可得到三倍體。(3)單倍體不一定只含1個染色體組，可能含同源染色體，可能含等位基因，也有可能產(chǎn)生可育后代。[2012·湖南長沙聯(lián)考]用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如下，下列有關(guān)此育種方法的敘述中，正確的是

(

)A．過程①的作用原理為染色體變異B．過程③必須經(jīng)過受精作用C．過程④必須使用生長素處理幼苗D．此育種方法可選出符合生產(chǎn)要求的品種占1/4[解析]

A錯誤，①的原理是基因重組；B錯誤，③必須經(jīng)過花藥離體培養(yǎng)；C錯誤，④過程必須用秋水仙素處理單倍體幼苗。[答案]

D ③過程利用花藥離體培養(yǎng)時所處理的配子應(yīng)是F1產(chǎn)生的所有配子，而不能是能育的符合生產(chǎn)要求品種的配子?？蛇z傳變異類型的準確判斷

若把基因視為染色體上的一個位“點”，染色體視為點所在“線段”，則基因突變?yōu)椤包c”的變化(點的質(zhì)變，但數(shù)量不變)；基因重組為“點”的結(jié)合或交換(點的質(zhì)與量均不變)；染色體變異為“線段”發(fā)生結(jié)構(gòu)或數(shù)目的變化?；蛑亟M現(xiàn)象不僅僅存在于真核生物中，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將其他生物的基因?qū)朐松矬w內(nèi)以及肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗都可證明原核生物間也能進行基因的重新組合。染色體結(jié)構(gòu)變異可能使染色體上的基因的數(shù)目增加或減少，而基因突變沒有引起染色體上的基因數(shù)目改變?；蛲蛔兪欠肿铀降淖儺?，在光學顯微鏡下是觀察不到的，而染色體變異是細胞水平的變異，一般可以在光學顯微鏡下觀察到。現(xiàn)代生物進化理論認為，突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料，下列哪種變異現(xiàn)象不屬于此類突變的范疇

(

)A．紅花植株自交，產(chǎn)生開紅花和白花的植株B．穩(wěn)定遺傳的紅眼果蠅種群中出現(xiàn)了白眼果蠅C．貓叫綜合征D．培育出無子西瓜[解析]

B選項為基因突變的結(jié)果；C選項為染色體結(jié)構(gòu)變異；D選項為染色體數(shù)目的變異；A選項為雜合子紅花植株自交，后代出現(xiàn)性狀分離，不屬于產(chǎn)生生物進化原材料的突變范疇。[答案]

A染色體組、二倍體、單倍體、多倍體的區(qū)分可用圖解法對上述概念做出判斷[2012·湖南雅禮中學高三自測題]某地區(qū)一些玉米植株比一般玉米植株早熟、生長整齊而健壯，果穗大、子粒多，因此這些植株可能是

(

)A．單倍體'

B．三倍體

C．四倍體

D．雜交種[思路點撥]

易錯選C，原因是未能掌握多倍體和雜交種的特點；注意關(guān)鍵詞“早熟”、“子粒多”是正確作答的保證。若將題干改為：“某高原地區(qū)的一些玉米植株比一般玉米植株晚熟，植株生長健壯，果穗大”，才選C項。[解析]

由于單倍體高度不育，三倍體一般不能產(chǎn)生正常的配子，四倍體屬于多倍體，但多倍體具有結(jié)實率低，發(fā)育延遲的特點，與題意不符。題中所述為雜交種的特性。[答案]

D變異原因與變異類型的探究設(shè)計1．變異原因的探究性狀＝基因型＋環(huán)境條件，所以某生物的變異原因應(yīng)從外因和內(nèi)因兩個方面加以分析。如果是因為遺傳物質(zhì)(或基因)的改變引起的，此變異可在其自交后代或與其他個體的雜交后代中再次出現(xiàn)(即能遺傳)，如果僅僅是環(huán)境條件的改變引起，則不能遺傳給自交后代或雜交后代，所以，可以用自交或雜交的方法確定變異的原因；或者將變異個體和正常個體培養(yǎng)在相同的條件下，兩者沒有出現(xiàn)明顯差異，則原來的變異性狀是由環(huán)境引起的。2．染色體變異與基因突變的判別基因突變是分子水平的變異，在光學顯微鏡下是觀察不到的，而染色體變異是細胞水平的變異，在光學顯微鏡下一般可以觀察到。因此制作正常樣本與待測變異樣本的有絲分裂臨時裝片，找到中期圖進行染色體結(jié)構(gòu)與數(shù)目的比較，可以區(qū)分染色體變異與基因突變。3．顯性突變與隱性突變的判定受到物理、化學因素的影響，AA個體如果突變成Aa個體，則在當代不會表現(xiàn)出來，只有Aa個體自交后代才會有aa變異個體出現(xiàn)，因此這種變異個體一旦出現(xiàn)即是純合體。相反，如果aa個體突變成Aa個體，則當代就會表現(xiàn)出性狀。因此我們可以選擇突變體與其他已知未突變體雜交，通過觀察后代變異性狀的比例來判斷基因突變的類型。對于植物還可以利用突變體自交觀察后代有無性狀分離來進行顯性突變與隱性突變的判定。石刁柏(嫩莖俗稱蘆筍)是一種名貴蔬菜，為XY型性別決定的雌、雄異株植物。野生型石刁柏葉窄，產(chǎn)量低。在某野生種群中，發(fā)現(xiàn)生長著少數(shù)幾株闊葉石刁柏(突變型)，雌株、雄株均有，雄株的產(chǎn)量高于雌株。(1)要大面積擴大種植突變型石刁柏，可用________來大量繁殖。有人認為闊葉突變型植株是具有雜種優(yōu)勢或具有多倍體特點的緣故。請設(shè)計一個簡單實驗來鑒定突變型的出現(xiàn)是基因突變還是染色體組加倍所致？(2)若已證實闊葉為基因突變所致，有兩種可能：一是顯性突變、二是隱性突變，請設(shè)計一個簡單實驗方案加以判定。(要求寫出雜交組合，雜交結(jié)果，得出結(jié)論)(3)若已證實闊葉為顯性突變所致，突變基因可能位于常染色體上，還可能位于X染色體上。請設(shè)計一個簡單實驗方案加以判定(要求寫出雜交組合，雜交結(jié)果，得出結(jié)論)(4)同為突變型的闊葉石刁柏，其雄株的產(chǎn)量與質(zhì)量都超過雌株，請你從提高經(jīng)濟效益的角度考慮提出兩種合理的育種方案(用圖解表示)。(5)野生石刁柏種群歷經(jīng)百年，窄葉基因頻率由98%變?yōu)?0%，則石刁柏是否已發(fā)生了生物的進化，為什么？[解析]

(1)通過植物組織培養(yǎng)的方式可以快速繁殖花卉和蔬菜等作物?；蛲蛔兣c染色體變異的區(qū)別是染色體變異在光學顯微鏡下可以觀察到，而基因突變則不行，可采用光學顯微鏡觀察有絲分裂中期細胞內(nèi)同源染色體數(shù)目的方法區(qū)分基因突變與染色體數(shù)目加倍。(2)若是顯性突變則闊葉突變型具有雜合子和純合子之分，采用多株雌雄個體雜交后代會出現(xiàn)性狀分離，若是隱性突變則不會發(fā)生性狀分離。(3)若顯性基因突變位于X染色體上，可選用多對野生型雌性植株與突變型雄性植株作為親本雜交，如果后代出現(xiàn)因性別的不同而表現(xiàn)型不同的現(xiàn)象則假設(shè)成立，否則位于常染色體上。4)要提高產(chǎn)量可利用植物組織培養(yǎng)的方法大規(guī)模培養(yǎng)雄株，也可利用單倍體育種獲得純合的XX植株和YY植株，再讓其雜交產(chǎn)生大量的雄株。(5)生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的定向改變，但是種群基因頻率發(fā)生改變不一定產(chǎn)生新物種。[答案]

(1)植物組織培養(yǎng)'取根尖分生區(qū)制成裝片，顯微鏡下觀察有絲分裂中期細胞內(nèi)同源染色體的數(shù)目。若觀察到同源染色體增倍，則是染色體組加倍所致；否則為基因突變所致。(2)選用多株闊葉突變型石刁柏雌、雄相交。若雜交后代出現(xiàn)了野生型，則為顯性突變所致；若雜交后代僅出現(xiàn)突變型，則為隱性突變所致。(3)選用多對野生型雌性植株與突變型雄性植株作為親本雜交。若雜交后代野生型全為雄株，突變型全為雌株，則這對基因位于X染色體上；若雜交后代野生型和突變型雌、雄均有，則這對基因位于常染色體上。(4)方案一：可利用植物細胞的全能性進行植物組織培養(yǎng)(可用以下圖解表示)方案二：可利用單倍體育種獲得純合的XX植株和YY植株，再讓其雜交產(chǎn)生大量的雄株(可用以下圖解表示)(5)已進化。生物進化的實質(zhì)在于種群基因頻率的定向改變。題后反思不同生物的變異類型不同，不同生殖方式所帶來的變異類型亦不相同，變異原因與變異類型的探究首先注意的是生物的不同種類和生殖方式。(1)病毒的可遺傳變異的來源——基因突變。(2)原核生物可遺傳變異的來源——基因突變。(3)真核生物可遺傳變異的來源：①進行無性生殖時——基因突變和染色體變異；②進行有性生殖時——基因突變、基因重組和染色體變異。1．[2011·安徽高考，4]人體甲狀腺濾泡上皮細胞具有很強的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素131Ⅰ治療某些甲狀腺疾病，但大劑量的131Ⅰ對人體會產(chǎn)生有害影響。積聚在細胞內(nèi)的131Ⅰ可能直接(

)A．插入DNA分子引起插入點后的堿基引起基因突變B．替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變C．造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異D．誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細胞基因突變并遺傳給下一代解析：考察生物變異。131Ⅰ作為放射性物質(zhì)，可以誘導生物變異。但不是堿基的類似物，不能插入或替換DNA的堿基，發(fā)生基因突變。放射性物質(zhì)產(chǎn)生射線，可以誘導基因突變，但發(fā)生在甲狀腺濾泡上皮細胞基因突變不能遺傳給下一代。答案：C2．[2011·海南，19]關(guān)于植物染色體變異的敘述，正確的是(

)A．染色體組整倍性變化必然導致基因種類的增加B．染色體組非整倍性變化必然導致新基因的產(chǎn)生C．染色體片段的缺失和重復必然導致基因種類的變化D．染色體片段的倒位和易位必然導致基因排列順序的變化解析：本題考查染色體變異與基因種類和排列順序的理解能力。染色體整倍性變化只能是基因數(shù)目增加，并不能導致種類增加；非整倍性增加只能導致個別基因的增減，但不會導致新基因產(chǎn)生；缺失和重復也只能導致基因數(shù)目的增減；但倒位和易位肯定會使相應(yīng)片段的基因排列順序發(fā)生改變。答案：D3．[2011·海南，11]野生型大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長，用射線照射野生型大腸桿菌得到一突變株，該突變株在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)時必須添加氨基酸甲后才能生長。對這一實驗結(jié)果的解釋，不合理的是(

)A．野生型大腸桿菌可以合成氨基酸甲B．野生型大腸桿菌代謝可能不需要氨基酸甲C．該突變株可能無法產(chǎn)生氨基酸甲合成所需的酶D．該突變株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能喪失解析：本題考查能運用所學基因突變的知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷的能力。突變型大腸桿菌必須在含有氨基酸甲的培養(yǎng)基上生存，說明很有可能其自身已不能合成氨基酸甲，而野生型可以合成。該突變株可能無法產(chǎn)生氨基酸甲合成所需的酶或者合成氨基酸甲所需酶的功能可能喪失造成的。答案：B4．[2010·福建高考，5]下圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生一種突變，導致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是(

)A．①處插入堿基對G－CB．②處堿基對A－T替換為G－CC．③處缺失堿基對A－TD．④處堿基對G－C替換為A－T解析：本題主要考查基因突變、轉(zhuǎn)錄、翻譯等基礎(chǔ)知識，及突變對性狀的影響。第一步先根據(jù)基因結(jié)構(gòu)和氨基酸種類先確定密碼子的排列順序，即mRNA上堿基排列順序(…GGGAAGCAG…)。由于1169位賴氨酸(AAG)變?yōu)楣劝彼?GAAGAG)，結(jié)合題干意思即①②③④四處只有一處發(fā)生突變可確定谷氨酸密碼子是(GAG)，從而推出是②處堿基對A－T替換為G－C。所以選B項。答案：B5．[2011·江蘇高考，32]玉米非糯性基因(W)對糯性基因(w)是顯性，黃胚乳基因(Y)對白胚乳基因(y)是顯性，這兩對等位基因分別位于第9號和第6號染色體上。W－和w－表示該基因所在染色體發(fā)生部分缺失(缺失區(qū)段不包括W和w基因)，缺失不影響減數(shù)分裂過程。染色體缺失的花粉不育，而染色體缺失的雌配子可育。請回答下列問題：(1)現(xiàn)有基因型分別為WW、Ww、ww、WW－、W－w、ww－6種玉米植株，通過測交可驗證“染色體缺失的花粉不育，而染色體缺失的雌配子可育”的結(jié)論，寫出測交親本組合的基因型：________。(2)以基因型為Ww－個體作母本，基因型為W－w個體作父本，子代的表現(xiàn)型及其比例為________。(3)基因型為Ww－Yy的個體產(chǎn)生可育雄配子的類型及其比例為________。(4)現(xiàn)進行正、反交實驗，正交：WwYy(♀)×W－wYy(♂)，反交：W－wYy(♀)×WwYy(♂)，則正交、反交后代的表現(xiàn)型及其比例分別為________、________。(5)以wwYY和WWyy為親本雜交得到F1，F(xiàn)1自交產(chǎn)生F2。選取F2中的非糯性白胚乳植株，植株間相互傳粉，則后代的表現(xiàn)型及其比例為________。解析：(1)此題得從“測交”這一定義入手。雙親中必有一隱性親本ww，另在研究染色體缺失的影響，故另一親本得是存在染色體缺失的雜合子W－w。另外，根據(jù)實驗目標，需讓這一雜合子作父本，以研究染色體缺失的花粉是否不育；也應(yīng)讓其作母本，以研究染色體缺失的雌配子，所以要進行正交與反交兩個級別：ww(♀)×W－w(♂)；W－w(♀)×ww(♂)。(2)該交配組別中，作父本的W－w個體只能產(chǎn)生可育的w花粉，而母本產(chǎn)生可育的W和w－兩種雌配子，雌雄配子隨機結(jié)合，后代的基因型及比例為Ww∶

ww－＝1∶1，所以，子代表現(xiàn)型糯性∶糯性＝1∶1。(3)Ww－Yy的個體為雄性，其中存在著染色體缺失問題，相應(yīng)花粉不育，因此能產(chǎn)生的可育配子為WY∶Wy＝1∶1(4)這一題，仍然把“染色體缺失的花粉不育”這一信息整合到分析過程中去，正交組合中的父本存在花粉不育問題，它只能產(chǎn)生兩種可育花粉，即第(3)題中的兩種，分析得出，其后表現(xiàn)型為非糯性黃胚乳∶非糯性白胚乳∶糯性黃胚乳∶糯性白胚乳＝3∶1∶3∶1；而反交組合中，存在染色體缺失的是母本，其雌配子均可育，因此后代表現(xiàn)型為非糯性黃胚乳∶非糯性白胚乳∶糯性黃胚乳∶糯性白胚乳＝9∶3∶3∶1。(5)題中所得F1基因型為WwYy，自交所得F2中非糯性白胚乳植株的基因型及比例為：1/3WWyy、2/3Wwyy，它們相互授粉，即為隨機自由交配，這其中存在自交，也存在雜交，交配組合為：1/3WWyy×1/3WWyy、2/3Wwyy×2/3Wwyy、1/3WWyy×2/3Wwyy×2，分析各組子代表現(xiàn)及比例，并作匯總，得出：非糯性白胚乳∶糯性白胚乳＝8∶1。答案：

(1)ww(♀)×W－w(♂)；W－w(♀)×ww(♂)(2)非糯性：糯性＝1∶1(3)WY∶

Wy＝1∶1(4)非糯性黃胚乳∶非糯性白胚乳∶糯性黃胚乳∶糯性白胚乳＝3∶1∶3∶1非糯性黃胚乳∶非糯性白胚乳∶糯性黃胚乳∶糯性白胚乳＝9∶3∶3∶1(5)非糯性白胚乳∶糯性白胚乳＝8∶11．[2012·濰坊市統(tǒng)一考試]引起生物可遺傳變異的原因有三種，即基因重組、基因突變和染色體變異。以下幾種生物性狀的產(chǎn)生，來源于同一種變異類型的是(

)①果蠅的白眼'②豌豆的黃色皺粒、綠色圓粒'③八倍體小黑麥的出現(xiàn)'④人類的色盲'⑤玉米的高稈皺形葉'⑥人類的鐮刀型細胞貧血癥A．①②③

B．④⑤⑥C．①④⑥

D．②③⑤解析：果蠅的白眼、人類的色盲及鐮刀型細胞貧血癥都來源于基因突變；豌豆的黃色皺粒、綠色圓粒，玉米的高稈皺形葉都來源于基因重組；八倍體小黑麥的出現(xiàn)則來源于染色體變異。答案：C2．[2011·北京西城抽樣]現(xiàn)代生物技術(shù)利用突變和基因重組的原理，來改變生物的遺傳性狀，以達到人們所期望的目的。下列有關(guān)敘述錯誤的是

(

)A．轉(zhuǎn)基因技術(shù)導致基因重組，可產(chǎn)生定