【名师一号】2022届高考生物一轮复习 （基础回扣+考点整合+命题研析+课内外训练） 3-21 生物的变异类型专讲专练（含详解）新人教版必修2

课后限时练(二十一)　生物的变异类型1．(2022·山东基本能力测试)春华秋实，植物的果实和种子丰富了人们的日常生活。下列说法不正确的是(　　)A．染色体加倍可使草莓的果实变大B．玉米种子中的淀粉主要存于胚中C．不能产生可育配子是无籽西瓜无子的原因D．大豆种子在适宜环境中可依靠自身养料萌发成豆芽解析　本题主要考查植物的果实或种子结构及其发育的相关知识。玉米为单子叶植物，其种子中的淀粉主要存在于胚乳中，B错误；多倍体植株所结果实较大，营养物质含量丰富，A正确；三倍体无子西瓜由于减数分裂时联会紊乱，不能形成正常配子，C正确；大豆种子子叶中储存有大量营养物质，可供大豆种子萌发时使用，D正确。答案　B2．(2022·海南单科)玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下，用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9:3:3:1。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其F1仍表现为非糯非甜粒，但某一F1植株自交，产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是(　　)A．发生了染色体易位B．染色体组数目整倍增加C．基因中碱基对发生了替换D．基因中碱基对发生了增减解析　本题考查染色体结构变异的知识。由纯合非糯非甜粒与糯性甜粒玉米杂交，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9:3:3:1可知，玉米非糯对糯性为显性，非甜粒对甜粒为显性，且控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，F1的基因组成可图示为如图1。在偶然发现的一个杂交组合中，由某一F1植株自交后代只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型可知，此控制两对相对性状的两对等位基因不遵循自由组合定律，可能的原因是：该两对相对性状的基因发生了染色体易位。其F1的基因组成可图示如图2或图3。故A选项较为合理，而B、C、D选项均不能对遗传现象作出合理的解释。23\n答案　A3．下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是(　　)A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色D．观察：显微镜下以看到大多数细胞的染色体数目发生改变解析　本题考查低温诱导染色体加倍实验的知识，意在考查考生对低温诱导染色体加倍实验的实验原理、实验操作步骤以及实验中使用的试剂的作用等知识的识记和理解。低温诱导染色体加倍实验的实验原理是低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，从而产生染色体数目加倍的细胞核；卡诺氏液能固定细胞的形态，而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期，因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。答案　C4．(2022·西城区期末)如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是(　　)A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的D．上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体解析　23\n等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制相对性状的基因，故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因；由图可知，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果；基因突变具有随机性和不定向性；图示中的基因突变发生在体细胞中，不可能传给下一代个体。答案　B5．(2022·大连双基测试)普通果蝇的第3号染色体上的三个基因按猩红眼—桃色眼—三角翅脉的顺序排列(St—P—DI)；同时，这三个基因在另一种果蝇中的顺序是St—DI—P，我们把这种染色体结构变异方式称为倒位。仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别。据此判断下列说法正确的是(　　)A．倒位和同源染色体之间的交叉互换一样，属于基因重组B．倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会C．自然情况下，这两种果蝇之间不能产生可育子代D．由于倒位没有改变基因的种类，所以发生倒位的果蝇的性状不变解析　倒位属于染色体结构变异；倒位后的染色体与其同源染色体在大部分的相应部位还存在同源区段，依然可能发生联会；两个物种之间存在生殖隔离，不能产生后代或后代不可育；染色体结构变异会改变生物的性状。答案　C6．(2022·大连双基测试)野生型链孢霉能在基本培养基上生长，而用X射线照射后的链孢霉不能在基本培养基上生长。向基本培养基中添加某种维生素后，经过X射线照射的链孢霉又能生长了。由此说明(　　)A．这种维生素是基本培养基的一种成分B．自然状态下野生型链孢霉不会发生基因突变C．野生型链孢霉发生了定向的基因突变D．可能是基因突变导致链孢霉不能合成该维生素解析　链孢霉在用X射线照射前，能在基本培养基上生长，照射后不能生长，但在培养基中加入某种维生素后又能生长，说明用X射线照射后的链孢霉不能合成该维生素。答案　D7.23\n(2022·潍坊模拟)小麦高秆(A)对矮秆(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，如图表示培育矮秆抗病品种的几种途径，下列相关说法正确的是(　　)A．过程①的原理是基因突变，最大的优点是育种周期短B．过程⑥使用的试剂是秋水仙素，在有丝分裂间期发挥作用C．过程⑤为单倍体育种，可明显缩短育种年限D．④过程产生的子代中纯合子所占比例是2/3解析　过程①为诱变育种，最大的优点是变异频率高，可在较短的时间内获得更多的优良变异类型；秋水仙素作用于有丝分裂前期；过程②⑤⑥结合起来为单倍体育种；③过程产生的基因型为aaB_的个体中含有1/3aaBB和2/3aaBb，自交后代纯合子所占的比例为1/3×1＋2/3×1/2＝2/3。答案　D8．图示细胞中含有的染色体组数目分别是(　　)A．5个、4个　　　　　　　　B．10个、8个C．5个、2个D．2.5个、2个解析　由图①可知，染色体数目为10条，形态为2种，据公式染色体组的数目＝23\n，故图①的染色体组数为5个。由图②可知其基因型为AAaaBBbb，据染色体组数为控制同一性状的相同基因或等位基因出现的次数，故染色体组数为4个。答案　A9．如图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是(　　)A．该动物的性别是雄性B．②细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组C．1与2或1与4的片段交换，前者属于基因重组，后者属于染色体结构变异D．③细胞不能进行基因重组解析　根据题干可知，①、②、③是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图。图①中同源染色体正在分开，是减数第一次分裂的特征；图②中着丝点分开，而且有同源染色体，是有丝分裂的特征；图③中着丝点正在分开，而且没有同源染色体，是减数第二次分裂的特征。①和③都是分裂成等大的两个子细胞，故该动物性别应为雄性，A正确；由于基因重组发生在减数分裂过程中，所以②细胞不可能进行基因重组，B错误；1与2的片段交换，是同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，属于基因重组；1与4的片段交换，属于非同源染色体间的交换，会改变染色体上基因的数目和排列顺序，属于染色体结构变异，C正确；③细胞属于减数第二次分裂后期，不能进行基因重组，D正确。答案　B10．(2022·浙江三校联考)生物的某些变异可通过细胞分裂过程中某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”、“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是(　　)23\nA．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组B．甲图是个别碱基对的增添或缺失导致染色体上基因数目改变的结果C．乙图是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D．甲、乙两图所示现象常出现在减数第一次分裂的前期，染色体数与核DNA数之比为1:2解析　由图可知，甲、乙两种变异类型均属于染色体结构变异；甲图的变异是由染色体某一片段的增加或缺失引起的；乙图的变异是非同源染色体之间发生片段互换的结果。答案　D11．已知四倍体西瓜的一个染色体组含有11条染色体；又知普通小麦是含有6个染色体组的生物，它的每个染色体组均含有7条染色体。四倍体西瓜是用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗得到的，普通小麦是由三个物种先后杂交，并经染色体加倍形成的。若将体细胞中的染色体按其形态、大小、结构进行归类，则(　　)A．四倍体西瓜和普通小麦的染色体均分为2种类型，因为同源染色体成对存在B．四倍体西瓜的染色体可分为4种类型，普通小麦的染色体可分为6种类型C．四倍体西瓜的染色体可分为22种类型，普通小麦的染色体可分为21种类型D．四倍体西瓜的染色体可分为11种类型，普通小麦的染色体可分为21种类型解析　普通小麦是异源六倍体，可写成AABBDD＝6×7＝42，故普通小麦的染色体可分为21种类型。答案　D12．如图表示某种二倍体农作物不同的育种方法，据图判断正确的是(　　)A．通过③④⑤途径培育新品种的过程，E幼苗和F植株的染色体数目相同B．若A、B两品种的基因型分别是AABBdd、aabbdd，则D植株中不能稳定遗传的个体占总数的3/4C．⑤过程中也可用秋水仙素处理E萌发的种子来获得F植株23\nD．④过程中使用的花药可以从A、B、C三个品种植株上采集解析　③④⑤过程为单倍体育种过程，主要包括花药离体培养获得单倍体幼苗和用秋水仙素处理幼苗获得正常植株，因此经过⑤过程形成的F植株的染色体数目是E幼苗的2倍，故A错误；A、B两品种的基因型分别是AABBdd、aabbdd，C的基因型为AaBbdd，其后代中不能稳定遗传的比例为1－1/2×1/2×1＝3/4，故B正确；E幼苗是由二倍体的花药发育成的，是高度不育的，不能形成种子，故C错误；④过程中使用的花药只能在C植株上采集才能获得新品种，故D错误。答案　B13．几种氨基酸可能的密码子如下：甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG；缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG；甲硫氨酸：AUG。经研究发现，在某基因的某位点上发生了一个碱基替换，导致对应位置上的密码子改变，使甘氨酸变为缬氨酸；接着由于另一个碱基的替换，该位置上的氨基酸又由缬氨酸变为甲硫氨酸，则该基因突变前甘氨酸的密码子应该是(　　)A．GGGB．GGCC．GGAD．GGU解析　由题意中知碱基对的替换导致：甘氨酸→缬氨酸→甲硫氨酸；再由三种氨基酸的密码子推理出：AUG←GUG←GGG，故该基因突变前甘氨酸密码子应该是GGG，答案为A。答案　A14.如图为马的生活史，有关此图的叙述，正确的是(　　)①有丝分裂发生在a、b、d②基因重组发生在b③基因突变可发生在a、b、d④d过程有基因的复制、转录和翻译A．①②③B．①④C．①③④D．②③④解析　23\n基因重组发生在有性生殖的减数分裂过程，而减数分裂发生在原始生殖细胞产生生殖细胞的过程中，即图中b。雌雄个体产生性原细胞是通过有丝分裂实现的，即图中a。c表示受精作用，由受精卵发育成生物体的过程中有细胞分裂和分化。分裂间期有基因的复制，分化有基因的表达即转录和翻译。答案　D15．(2022·山东理综)几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。(1)正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为________，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是________条。(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、________和________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为________。(3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为________。(4)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。实验步骤：____________________________________。23\n结果预测：Ⅰ.若________，则是环境改变；Ⅱ.若________，则是基因突变；Ⅲ.若________，则是减数分裂时X染色体不分离。解析　本题以示意图形式，综合考查减数分裂、遗传规律、伴性遗传及遗传实验的设计和结果分析，旨在考查考生对减数分裂、遗传规律和伴性遗传等核心知识点的理解和掌握，以及从示意图中正确获取相关生物学信息、应用遗传学知识分析和解决问题等能力，综合性较强，试题难度较大。(1)正常果蝇是二倍体生物，每个染色体组含有4条染色体。减数第一次分裂中期，染色体已复制，每条染色体含有两条姐妹染色单体，染色体数目仍为8条，故此时染色体组数为2。减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体随机组合移向两极，因此减数第二次分裂前、中期的染色体数目为4条，减数第二次分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分离，染色体数加倍，变为8条。(2)由于基因型为XrXrY的个体中含有三条同源染色体，在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，随机移向两极，所以最多能产生Xr、XrY、XrXr、Y四种类型的配子。该果蝇与基因型为XRY的个体杂交，红眼雄果蝇(XRY)产生的XR与白眼雌果蝇产生的四种配子结合，产生的后代基因型为XRXr、XRXrXr、XRY、XRXrY，其中，XRXr为雌性个体，XRY为雄性个体，根据题干所给图示可知，XRXrY为雌性个体，XRXrXr死亡，因此子代中红眼雌果蝇的基因型为XRXr、XRXrY。(3)黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1基因型为AaXRXr、AaXrY，F2中灰身红眼果蝇所占比例为3/4(A_)×1/2(XRXr、XRY)＝3/8，黑身白眼果蝇所占比例为1/4(aa)×1/2(XrXr、XrY)＝1/8，故两者的比例为3:1。从F2灰身红眼雌果蝇(A_XRXr)和灰身白眼雌果蝇(A_XrY)中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身果蝇(aa)的概率为2/3(Aa)×2/3(Aa)×1/4＝1/9；出现白眼的概率为1/2(XrXr、XrY)，因此子代中出现黑身白眼果蝇的概率为1/9×1/2＝1/18。(4)本题应从分析M果蝇出现的三种可能原因入手，推出每种可能情况下M果蝇的基因型，进而设计实验步骤和预测实验结果。分析题干可知，三种可能情况下，M果蝇基因型分别为XRY、XrY、XrO。因此，本实验可以用M果蝇与正常白眼雌果蝇(XrXr)杂交，统计子代果蝇的眼色。第一种情况下，XRY与XrXr杂交，子代雌性果蝇全部为红眼，雄性果蝇全部为白眼；第二种情况下，XrY与XrXr杂交，子代全部是白眼；第三种情况下，由题干所给图示可知，XrO不育，因此与XrXr杂交，没有子代产生。答案　(1)2　8(2)XrY　Y　XRXr、XRXrY(3)3:1　1/18(4)M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型23\nⅠ.子代出现红眼(雌)果蝇　Ⅱ.子代表现型全部为白眼　Ⅲ.无子代产生16．(2022·北京理综)在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中，偶然发现几只小鼠在出生第二周后开始脱毛，以后终生保持无毛状态。为了解该性状的遗传方式，研究者设置了6组小鼠交配组合，统计相同时间段内的繁殖结果如下。注：●纯合脱毛♀，■纯合脱毛♂，○纯合有毛♀，□纯合有毛♂，杂合♀，杂合♂(1)已知Ⅰ、Ⅱ组子代中脱毛、有毛性状均不存在性别差异，说明相关基因位于________染色体上。(2)Ⅲ组的繁殖结果表明脱毛、有毛性状是由________基因控制的，相关基因的遗传符合________定律。(3)Ⅳ组的繁殖结果说明，小鼠表现出的脱毛性状不是________影响的结果。(4)在封闭小种群中，偶然出现的基因突变属于________。此种群中同时出现几只脱毛小鼠的条件是________。(5)测序结果表明，突变基因序列模板链中的1个G突变为A，推测密码子发生的变化是________(填选项前的符号)。a．由GGA变为AGAb．由CGA变为CGAc．由AGA变为UGAd．由CGA变为UGA(6)研究发现，突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质，推测出现此现象的原因是蛋白质合成________。进一步研究发现，该蛋白质会使甲状腺激素受体的功能下降，据此推测脱毛小鼠细胞的________下降，这就可以解释表中数据显示的雌性脱毛小鼠________的原因。解析　本题主要考查基因与染色体的关系，孟德尔遗传定律、基因突变和甲状腺激素的功能等知识，考查考生获取信息的能力和综合运用知识的能力，难度适中。(1)Ⅰ、Ⅱ组可看成正交和反交实验，由于两组实验结果中性状与性别无关，所以相关基因位于常染色体上。(2)通过对Ⅲ组的分析可知，一对杂合子相交，后代产生了性状分离，结果接近于3:1，所以可知该性状由细胞核内染色体上的一对等位基因控制，符合孟德尔的分离定律。23\n(3)Ⅳ组的交配组合为一对纯合子，后代性状未发生分离，所以小鼠表现出的脱毛性状不是由环境因素引起的，而是由基因控制的。(4)在封闭的小种群中，小鼠未受到人为因素干扰，这样的基因突变属于自然突变。要使封闭小种群中同时出现几只突变个体，则条件应该是种群中存在较多突变基因，即突变基因频率应足够高。(5)模板链上的G对应密码子上的C，而模板链上的A对应密码子上的U，所以模板链中的1个G突变为A，则密码子上的C变为U，所以选项d符合。(6)突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显变小说明蛋白质的合成提前终止。甲状腺激素的作用为促进细胞的代谢，因为该蛋白质会使甲状腺激素受体的功能下降，所以脱毛小鼠细胞的代谢速率下降。由于代谢速率下降，所以雌性脱毛小鼠的产仔率低。答案　(1)常(2)一对等位　孟德尔分离(3)环境因素(4)自发/自然突变　突变基因的频率足够高(5)d(6)提前终止　代谢速率　产仔率低教师自主园地教师备用资源基因突变是指由于DNA碱基对的置换、增添或缺失而引起的基因结构的变化，亦称点突变。在自然条件下发生的突变叫自发突变，由人工利用物理因素或化学药剂诱发的突变叫诱发突变。基因突变是生物变异的根本原因，是生物进化的主要因素。在生产上人工诱变是产生生物新品种的重要方法。根据基因结构的改变方式，基因突变可分为碱基置换突变和移码突变两种类型。碱基置换突变：由一个错误的碱基对替代一个正确的碱基对的突变叫碱基置换突变。例如在DNA分子中的碱基对由或或碱基对所代替，碱基对由或或碱基对所代替。碱基替换过程只改变被替换碱基的那个密码子，也就是说每一次碱基替换只改变一个密码子，不会涉及其他的密码子。引起碱基置换突变的原因和途径有两个：一是碱基类似物的掺入，例如在大肠杆菌培养基中加入5－溴尿嘧啶(BU)后，会使DNA的一部分胸腺嘧啶被BU所取代，从而导致碱基对变成碱基对，或者碱基对变成碱基对。二是某些化学物质如亚硝酸、亚硝基胍、硫酸二乙酯和氮芥等，以及紫外线照射，也能引起碱基置换突变。23\n移码突变：基因中插入或者缺失一个或几个碱基对，会使DNA的阅读框架(读码框)发生改变，导致插入或缺失部位之后的所有密码子都跟着发生变化，结果产生一种异常的多肽链。移码突变诱发的原因是一些像吖啶类染料的分子能插入DNA分子，使DNA复制时发生差错，导致移码突变。根据遗传信息的改变方式，基因突变又可以分为同义突变、错义突变和无义突变三种类型。同义突变：有时DNA的一个碱基对的改变并不会影响它所编码的蛋白质的氨基酸序列，这是因为改变后的密码子和改变前的密码子是简并密码子，它们编码同一种氨基酸，这种基因突变称为同义突变。错义突变：由于一对或几对碱基对的改变而使决定某一氨基酸的密码子变为决定另一种氨基酸的密码子的基因突变叫错义突变。这种基因突变有可能使它所编码的蛋白质部分或完全失活，例如人血红蛋白β链的基因如果将决定第6位氨基酸(谷氨酸)的密码子由CTT变为CAT，就会使它合成出的β链多肽的第6位氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸，从而引起镰刀型细胞贫血症。无义突变：由于一对或几对碱基对的改变而使决定某一氨基酸的密码子变成一个终止密码子的基因突变叫无义突变。其中密码子改变为UAG的无义突变又叫琥珀突变，密码子改变成UAA的无义突变又叫赭石突变。分子遗传学中，营养缺陷型是指通过诱变而使得一些营养物质(如氨基酸)的合成能力出现缺陷，必须在基本培养基(如由葡萄糖和无机盐组成的培养基)中加入相应的有机成分才能正常生长的突变菌株或突变细胞。例如，野生型大肠杆菌在基本培养基中能够正常生长，而组氨酸缺陷型的大肠杆菌(记为His－)只有在基本培养基中加入适量的组氨酸时才能正常生长。突变型基因转变成野生型基因的过程叫回复突变。例如把大量的His－大肠杆菌细胞接种在不含组氨酸的基本培养基中，会有极少量的细胞能够生长，出现这种情况的原因主要是这些细胞的组氨酸缺陷基因已回复为正常基因(记为His＋)。某一突变基因的表型效应由于第二个突变基因的出现而恢复正常时，称后一突变基因为前者的抑制基因。抑制基因并没有改变突变基因的DNA结构，而只是使突变型的表现型恢复正常。例如，酪氨酸的密码子是UAC，置换突变使UAC变为无义密码子UAG后翻译便到此停止。如果酪氨酸tRNA基因发生突变，使它的反密码子由AUG变为AUC时，其tRNA仍然能与酪氨酸结合，而且它的反密码子AUC也能与突变的无义密码子UAG配对。因此这一突变型tRNA，能使无义突变密码子位置上照常出现酪氨酸，而使翻译正常进行。这里酪氨酸tRNA的突变基因便是前一个无义突变的抑制基因。基因突变作为生物变异的一个重要来源，它具有以下主要特点：23\n第一，基因突变在生物界中是普遍存在的。无论是低等生物，还是高等的动植物以及人，都可能发生基因突变。基因突变在自然界的物种中广泛存在。例如，棉花的短果枝，水稻的矮秆、糯性，果蝇的白眼、残翅，家鸽羽毛的灰红色，以及人的色盲、糖尿病、白化病等遗传病，都是突变性状。自然条件下发生的基因突变叫做自然突变，人为条件下诱发产生的基因突变叫做诱发突变。第二，基因突变是随机发生的。它可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。一般来说，在生物个体发育的过程中，基因突变发生的时期越迟，生物体表现突变的部分就越少。例如，植物的叶芽如果在发育的早期发生基因突变，那么由这个叶芽长成的枝条，上面着生的叶、花和果实都有可能与其他枝条不同。如果基因突变发生在花芽分化时，那么，将来可能只在一朵花或一个花序上表现出变异。基因突变可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖细胞中。发生在生殖细胞中的突变，可以通过受精作用直接传递给后代。发生在体细胞中的突变，一般是不能传递给后代的。第三，在自然状态下，对一种生物来说，基因突变的频率是很低的。据估计，在高等生物中，大约十万个到一亿个生殖细胞中，才会有一个生殖细胞发生基因突变，突变率是10－8～10－5。不同生物的基因突变率是不同的。例如，细菌和噬菌体等微生物的突变率比高等动植物的要低。同一种生物的不同基因，突变率也不相同。例如，玉米的抑制色素形成的基因的突变率为1.06×10－4，而黄色胚乳基因的突变率为2.2×10－6。第四，大多数基因突变对生物体是有害的。因为任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境条件已经取得了高度的协调。如果发生基因突变，就有可能破坏这种协调关系。因此，基因突变对于生物的生存往往是有害的。例如，绝大多数的人类遗传病，就是由基因突变造成的，这些病对人类健康构成了严重威胁。又如，植物中常见的白化苗，也是基因突变形成的。这种苗由于缺乏叶绿素，不能进行光合作用制造有机物，最终导致死亡。但是，也有少数基因突变是有利的。例如，植物的抗病性突变、耐旱性突变、微生物的抗药性突变等，都是有利于生物生存的。第五，基因突变是不定向的。一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。例如，控制小鼠毛色的灰色基因(A)可以突变成黄色基因(a1)，也可以突变成黑色基因(a2)。但是每一个基因的突变，都不是没有任何限制的。例如，小鼠毛色基因的突变，只限定在色素的范围内，不会超出这个范围。教师备用资源1.如果细菌控制产生的某种“毒蛋白”的基因发生下面三种突变，其决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：原毒蛋白基因：甘氨酸　谷氨酸　丙氨酸　苯丙氨酸　谷氨酸突变基因1：甘氨酸　谷氨酸　天冬氨酸　亮氨酸赖氨酸突变基因2：甘氨酸　脯氨酸　丙氨酸　苯丙氨酸谷氨酸突变基因3：甘氨酸　谷氨酸　缬氨酸　苯丙氨酸谷氨酸23\n根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因改变是(　　)A．突变基因1和3为一个碱基对的替换，突变基因2为一个碱基对的增减B．突变基因2和3为一个碱基对的替换，突变基因1为一个碱基对的增减C．突变基因2为一个碱基对的替换，突变基因1和3为一个碱基对的增减D．突变基因3为一个碱基对的替换，突变基因1和2为一个碱基对的增减解析　从图中看出基因2、3只有一个氨基酸发生改变。推出是由于碱基对的改变；而基因1的变化使一系列的氨基酸均发生改变，可能就是碱基对的增添或缺失，使增添或缺失部位后面的碱基序列都发生改变。答案　B2．科学家运用基因工程去掉了染色体的某些片段，从而删除了猪细胞中的对人产生排斥的基因，培育成可以用于人类进行器官(如心脏)移植的“猪”。从变异的角度来看，这种变异属于(　　)A．基因重组　　　　　　　B．染色体变异C．基因突变D．不遗传变异解析　本题要求从基因的角度理解生物可遗传变异的实质。由于这种变异涉及基因(具遗传效应的DNA片段)的缺失，应属染色体变异。答案　B3．(2022·济南一模)相同条件下，小麦植株哪一部位的细胞最难产生新的基因(　　)A．叶肉B．根分生区C．茎尖D．花药解析　新的基因是基因突变的结果，基因突变发生在细胞分裂的间期DNA复制时。B、C细胞进行有丝分裂、D进行减数分裂，它们都可能发生基因突变。答案　A4．下面是某基因的部分碱基序列，该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸(异亮氨酸的密码子是AUA)”。如果箭头所指碱基对A—T缺失，该片段所编码的氨基酸序列为(　　)　　　　　　　↓—ATACGGGAGGCGGATGTC——TATGCCCTCCGCCTACAG—A．异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸B．异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—缬氨酸C．精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸D．亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—缬氨酸解析　23\n由于碱基对A—T缺失，导致天冬氨酸被改变，天冬氨酸之前的氨基酸序列没有变化，所以A、C、D错。答案　B5．依据基因重组概念的发展，判断下列图示过程中没有发生基因重组的是(　　)解析　基因重组有三种类型，分别是自由重组、交叉互换重组、通过基因工程实现的人工重组。A选项属于诱变育种，利用的是基因突变。答案　A6．如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，相关叙述中不正确的是(　　)A．观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列B．图示各基因中只有部分脱氧核苷酸序列能编码蛋白质C．如含红宝石眼基因的片段缺失，说明发生了基因突变D．基因中有一个碱基对的替换，不一定会引起生物性状的改变解析　由图知，基因在染色体上呈线性排列，故A正确；基因由编码区和非编码区组成，编码区又包括外显子和内含子，只有外显子能编码蛋白质，故B正确；C项中，说明发生了染色体变异，基因突变应为基因内部碱基对的增添、缺失或改变，故C不正确；性状由蛋白质体现，而组成蛋白质的一个氨基酸可以有多个密码子，故D正确。答案　C7．四倍体水稻是重要的粮食作物，下列有关水稻的说法正确的是(　　)A．四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体B．二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状C．三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小D．单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体，是迅速获得纯合体的重要方法解析　23\n所有配子不经过受精形成的新个体都是单倍体，无论含有几个染色体组，所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个染色体组，但仍然是单倍体。二倍体水稻经秋水仙素处理，染色体数目加倍，得到四倍体水稻，多倍体植株的特点是其种子粒大，子粒数目减少，但是发育周期延长，表现为晚熟。三倍体水稻高度不育，不能形成正常配子，所以无法形成单倍体。答案　D8．(2022·海南)关于植物染色体变异的叙述，正确的是(　　)A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化解析　染色体组整倍性变化导致染色体数目变化，但基因种类不变；染色体组非整倍性变化不一定会有新基因产生；染色体片段的重复不会导致基因种类的变化，染色体片段的缺失可能会导致基因种类减少，也可能不变。答案　D9．某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。①、②、③、④为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于(　　)A．三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失B．三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加C．三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失D．染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体解析　本题考查染色体变异的有关知识。从图①可看出有一组同源染色体是三条，另外两组同源染色体都是两条，说明二倍体中多了一条染色体成为三体。从图②中可看出上面的一条与下面的一条相比多了一段4片段，属于染色体片段的增添。图③中含有三个染色体组，是染色体组成倍地增加，该图属于三倍体。图④上下两条染色体相对比，下面的一条少了3、4片段，属于染色体片段的缺失。答案　C10．某生物正常体细胞的染色体数目为12条，是三倍体，如图表示其正常体细胞的是(　　)23\n解析　由题意可知正常体细胞的12条染色体中，含3个染色体组，即每种形态的染色体有3条；每个染色体组中含4条形态、大小不同的染色体。答案　A11．(2022·天津)玉米花药培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株。如图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。下列叙述错误的是(　　)A．A～B过程中细胞内不发生基因重组B．C～D过程中细胞内发生了染色体数目加倍C．E点后细胞内各染色体组的基因组成相同D．F～G过程中同源染色体分离，染色体数目减半解析　题图示AB段为有丝分裂的分裂期，DE段为染色体加倍后进行有丝分裂的间期，所以AB过程不会发生基因重组，秋水仙素处理后细胞的染色体数目加倍，因此此过程是从单倍体幼苗经秋水仙素处理后形成的二倍体，细胞中含有的二个染色体组之间是复制关系，所以细胞内染色体组间基因组成相同。FG过程为有丝分裂后期，将分成两个子细胞，所以不会发生同源染色体的分离。答案　D12．(2022·山东)基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是(　　)①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离23\n④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离A．①③B．①④C．②③D．②④解析　AaXBY产生了AA型配子，该配子不含性染色体，原因可能是2号染色体在减Ⅱ期含A的染色单体分开后移向了同一极，而性染色体的两条单体分开后移向了另一极。也可能是减Ⅰ时2号染色体正常分离，而性染色体未分离，形成了含A而不含性染色体的次级精母细胞，该细胞减Ⅱ时，含A的染色体的两条单体分开后移向了同一极。答案　A13．如图示意某生物细胞减数分裂时，两对联会的染色体之间出现异常的“十字型结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。据此所作推断中，错误的是(　　)A．此种异常源于染色体的结构变异B．该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBbC．该生物基因型为HhAaBb，一定属于二倍体生物D．此种异常可能会导致生物体的生殖能力下降解析　题图中发生了易位。该生物基因型为HhAaBb，可能是二倍体生物，也可能是四倍体的单倍体。答案　C14．为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是(　　)A．利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体B．用被γ射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体C．将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成新个体D．用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体解析　本题考查如何利用染色体变异培育生物新品种的知识，意在考查考生的综合运用能力。A中利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，使细胞中的染色体数目加倍，将发育成四倍体的个体；B中处理之后，新个体其实由卵细胞直接发育而来，因此新个体是含一个染色体组的单倍体；C中是利用胚胎细胞进行克隆，获得的个体依然是二倍体；D中受精后的次级卵母细胞中含三个染色体组，一个来自精子，一个是将要分配到受精后的卵细胞中23\n，一个是将要分配到极体中，若阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，则三个染色体组共存于受精卵中，由受精卵发育为三倍体的新个体。答案　D15．癌症是目前基因疗法的重点攻克对象之一。P53基因是一种遏制细胞癌化的基因。科学家发现几乎所有的癌细胞中都有P53基因异常的现象。现在通过动物病毒转导的方法将正常P53基因转入到癌细胞中，发现能引发癌细胞产生“自杀现象”，从而为癌症的治疗又提供了一个解决的方向。对于该基因疗法，从变异的角度分析属于(　　)A．基因突变B．基因重组C．染色体结构变异D．染色体数量变异解析　A项错误：基因突变应该只是基因分子结构的改变，基因的数目不变，不符合题意；C项错误：染色体结构的变异主要有某一片段的缺失、增加、颠倒、移接4种，而本题不是某一染色体上增加了一个片段；D项错误：本题染色体数目不变。基因工程中的转基因技术引起的变异属于基因重组。答案　B16．在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是(　　)①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性　②乙图中出现的这种变异属于染色体变异　③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中　④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验A．①②③B．②③④23\nC．①②④D．①③④解析　图甲发生了染色体结构变异，图乙发生了染色体数目变异，甲、乙两图中的变化可发生在有丝分裂或减数分裂过程中。答案　C17．用浓度为2%的秋水仙素，处理植物分生组织5～6h，能够诱导细胞内染色体数目加倍。那么，用一定时间的低温(如4℃)处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体数目的加倍呢？请对这个问题进行实验探究。(1)针对以上问题，你作出的假设是______________________________________________________________________。你提出此假设的依据是_______________________________________________________________________。(2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格形式列出来。(3)按照你的设计思路，以________________作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是：第一步：剪取根尖2～3mm。第二步：按照________→________→________→________的步骤制作_______________________________________________。解析　提出的假设应该具有一定的科学根据，提出的假设应该是最有可能的而不是随意猜测，所以探究的课题在题干中具有一定的指向性。在设计表格的时候要注意题干的要求是测量低温效应的时间，考虑到一般植物的细胞周期时间的单位，应该以小时为单位比较合适，为了保证实验的严谨性，应该做一组常温下的对照组，以排除环境因素的干扰。答案　(1)用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖，能够诱导细胞内染色体加倍　低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂(2)注：设计表格时要注意以下两个要求23\n：①至少做两个温度的对照；②间隔相等的培养时间进行取样检测。(3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体的数目　解离　漂洗　染色　制片　细胞有丝分裂临时装片18．(2022·四川)小麦的染色体数为42条。如图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：Ⅰ、Ⅱ表示染色体，A为矮秆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。②品系和③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)。(1)②、③品系在培育过程中发生了染色体的________变异。该现象如在自然条件下发生，可为________提供原材料。(2)①和②杂交所得到的F1自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随________的分开而分离。F1自交所得F2中有________种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有________种。(3)①与③杂交所得到的F1自交，减数分裂中Ⅰ①与Ⅰ③因差异较大不能正常配对，而其他染色体正常配对，可观察到________个四分体；该减数分裂正常完成，可生产________种基因型的配子，配子中最多含有________条染色体。(4)让(2)中F1与(3)中F1杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的几率为________。解析　(1)②、③细胞中有来自偃麦草的染色体片段，说明发生了染色体的结构变异。可遗传变异可为生物进化提供原材料。(2)②与①杂交得F1，F1中A、a为等位基因，位于同源染色体上，减数分裂时随同源染色体的分开而分离。①的基因型为AAOO，②的基因型为aaBB，F1的基因型为AaBO，F1自交得F2的基因型有9种，其中仅表现为抗矮黄病的基因型为aaBB、aaBO。(3)①与③杂交得到F1，F1自交，F1有42条染色体，两个Ⅰ号染色体不能配对，所以可形成20个四分体。F1基因型为AaEO，减数分裂正常完成，可产生4种基因型的配子(A、aE、AaE、O)，配子最多含有22(21＋1)条染色体。(4)(2)中的F1能产生四种配子，(3)中的F123\n也能产生四种类型的配子，则后代同时表现三种性状的几率为，基因型为AaBE、AAaBE、AaaBE。答案　(1)结构　生物进化(2)同源染色体　9　2(3)20　4　22(4)3/1619．2022年6月，中山市人民医院基因研究室在为一孕妇做基因检测时发现其染色体中有四条发生了易位。在随后进行染色体外周血核型检查时，医生发现这名孕妇细胞中竟有4条染色体异常，其中的3号、21号、12号和18号染色体发生了易位，如图。通俗点说，就是3号和21号染色体各有一段跑到对方那里“串门”了，12号和18号也是如此。由于两条染色体异常都很少见，目前统计的发生率约为千分之一点九左右；而四条染色体同时异常则是极为罕见，估计百万个人中才可能有一个。根据上述内容，回答下列问题：(1)染色体结构变异除了“易位”以外，还有________、________和________。(2)这位孕妇不管外形上还是生理上都和正常人并无两样，但在生育下一代时就会出现流产、死胎、早产和生育早夭的畸形儿等现象，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)这种极为罕见的染色体核型虽然给这名孕妇及一家带来了痛苦，但从另一方面来说也有重要意义，你认为这种染色体核型发现的重要意义体现在哪些方面？______________________________________________________________________________________________。解析　本题考查染色体变异的相关知识及获取信息与分析的能力。染色体的结构变异有四种类型：缺失、重复、倒位、易位；由于染色体的结构发生了变异，使得这位妇女在形成卵细胞的过程中，遗传物质会发生改变，从而造成上述现象；该病人的发现，对人类的遗传病的诊断以及指导优生优育等都有重要意义。答案　(1)缺失　重复　倒位23\n(2)虽然这位妇女染色体结构异常，但并不导致遗传物质的丢失，所以和常人并无两样。但是这位妇女在形成卵细胞的过程中，会导致遗传物质的失衡(增加或减少)，所以会产生流产等现象(3)对丰富人类染色体异常核型登记库、遗传学的临床研究、遗传性疾病的诊断以及指导优生优育等都有重要意义20．已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤(r)为显性。图中A是黄色瓤西瓜种子(rr)萌发而成的，B是红瓤西瓜种子(RR)长成的。据图回答：(1)秋水仙素的作用是__________________________。(2)G瓜瓤是________色，其中瓜子的胚的基因型________。(3)H瓜瓤是________色，H中无子的原因是________________________________________________________________。(4)生产上培育无子西瓜的原理是________________________，而培育无子番茄应用的原理是_______________________。答案　(1)抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍(2)黄　Rr(3)红　三倍体的植株减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞(4)染色体数目变异　生长素促进果实发育23