2013年高考冲刺生物总复习：10生物的变异

专题10 生物的变异,基因突变【典例1】(2010新课标全国卷)在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中A花色基因的碱基组成 B花色基因的DNA序列C细胞的DNA含量 D细胞的RNA含量,【审题视角】解答本题的关键是明确基因突变的实质是DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失。,【精讲精析】选B。具体分析如下：,【命题人揭秘】命题规律：基因突变导致基因结构发生改变，可以产生新基因，是新基因的根本来源，近几年高考对基因突变的考查注重对基本概念和特点的理解，试题难度较低。备考策略：该考点在备考中应注意以下两点：(1)理解基因突变的实质是碱基对的变化，一定的外界或内部因素的作用下，由于基因复制时碱基种类、数目、排列顺序发生改变，使基因结构发生改变，属于分子水平的变异。(2)深入理解基因突变的不定向性、低频性、随机性和多害性。,染色体变异【典例2】(2011海南高考)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,【审题视角】本题的解题思路是：,【精讲精析】选D。A项,染色体组整倍性变化会导致染色体数目变化，不会产生新的基因;B项,染色体组非整倍性变化是染色体数目的变化，不会产生新的基因;C项,染色体片段的缺失会导致基因种类的变化，染色体片段的重复只会改变基因的数目，不会导致基因种类的变化;D项,染色体片段的倒位和易位可以导致基因排列顺序的变化。,【命题人揭秘】命题规律：染色体数目的变异较多发生在植物细胞内，秋水仙素或低温处理能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍。多倍体育种与单倍体育种均应用了该原理，命题时往往与染色体变异实验、多倍体育种、单倍体育种结合考查。备考策略：该考点在备考中需要注意以下两点：(1)理解染色体变异的机制，区分不同变异对基因种类、数目和排列顺序可能造成的不同影响。,(2)在训练时要注重训练文字信息与图像信息之间的转化，要想准确转化图文信息，既要有扎实的学科基础知识，又要有较高的信息处理能力。,变异在育种方面的应用【典例3】(2012浙江高考)玉米的抗病和不抗病(基因为A、a)、高秆和矮秆(基因为B、b)是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子(甲)，研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：取适量的甲，用合适剂量的射线照射后种植，在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株(乙)和不抗病高秆1株(丙)，将乙与丙杂交，F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。选取F1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼,苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。请回答：(1)对上述1株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此该基因不能正常_，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有_的特点，该变异类型属于_。,(2)上述培育抗病高秆玉米的实验运用了_、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是_。花药离体培养中，可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株，也可通过诱导分化成_获得再生植株。(3)从基因组成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生_种配子。(4)请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。,【审题视角】解答本题的突破口是根据F1中四种表现型推测出乙和丙的基因型。【精讲精析】本题考查实验设计的有关知识。(1)从题意知白化苗是由于控制叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，不能表达出正常的叶绿素；这样的变异对生物不利，所以具有有害性的特点；由于是基因缺失了一段DNA，所以是基因突变。,(2)题干中用到射线照射，为诱变育种；杂交育种的原理为基因重组；花药离体培养为单倍体育种的一部分，属于植物组织培养，所以可通过诱导脱分化产生愈伤组织，再分化形成芽和根，获得再生植株，也可以通过诱导形成大量胚状体获得再生植株。,(3)由题干甲和丁杂交，子一代都为抗病高秆，可知抗病和高秆都为显性。由乙和丙杂交得到后代可知：抗病不抗病抗病、不抗病，所以亲本抗病基因型为Aa，不抗病基因型为aa，矮秆高秆矮秆、高秆，所以亲本高秆基因型为Bb，矮秆基因型为bb，即乙的基因型为Aabb、丙的基因型为aaBb，所以F1中抗病高秆基因型为AaBb，可以产生4种配子。,(4)乙的基因型为Aabb、丙的基因型为aaBb，所以F1中抗病高秆基因型为AaBb。遗传图解表示乙和丙杂交得到F1为：,答案：(1)表达 有害性 基因突变(2)诱变育种 基因重组 胚状体(3)4(4),【命题人揭秘】命题规律：育种的目的是提高作物品质，诱变育种可以产生新的基因，基因突变是变异的根本来源，育种类题目可以综合考查遗传的基本规律、变异的来源等知识点，可以很好地考查对遗传学知识的应用能力，该考点是近几年高考命题的热点。遗传图解的书写是基本的生物学素养，在近几年的高考中也频频命题。,备考策略：(1)解答此类题目首先要关注育种目标，育种的实际操作过程中，往往综合运用多种手段，诱发突变可以提高基因突变的频率，花药离体培养结合诱导染色体数目加倍可以有效缩短育种周期。(2)解题时针对育种目标选择合理的技术手段，这就要求深入理解诱发突变、杂交育种、单倍体育种和多倍体育种的原理。,染色体变异的相关实验【典例4】(2011江苏高考)洋葱(2n=16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比)的影响，某研究性学习小组进行了相关实验，实验步骤如下：将洋葱的老根去除，经水培生根后取出。将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%秋水仙素溶液中，分别培养24 h、36 h、48 h；秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0 h、12 h、24 h、36 h。,剪取根尖，用Carnoy固定液(用3份无水乙醇、1份冰乙酸混匀)固定8 h，然后将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中58 min。将根尖取出，放入盛有清水的培养皿中漂洗。用石炭酸品红试剂染色。制片、镜检；计数、拍照。实验结果：不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。,请分析上述实验，回答有关问题：(1)步骤中“将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中”的作用是_。(2)步骤为了获得相应的观察视野，镜检时正确的操作方法是_。(3)根据所学的知识推测，石炭酸-品红试剂是一种_性染料。(4)为了统计数据更加科学，计数时应采取的方法是_。(5)根据上表结果可以得出如下初步结论：质量分数为_秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高；,本实验的各种处理中，提高细胞分裂指数的最佳方法是_。()如图为一位同学在步骤所拍摄的显微照片，形成细胞a的最可能的原因是_。,【审题视角】解答该题时需注意以下两点：(1)观察细胞分裂过程中的染色体的形态，需要经过解离、漂洗、染色和制片过程。(2)细胞分裂过程中染色体移向两极是纺锤丝牵引的结果。,【精讲精析】(1)实验过程中盐酸的作用是使组织中的细胞相互分离开来。(2)步骤在显微镜下观察，一定要先用低倍镜找到所要观察的视野，再换上高倍镜仔细观察。(3)染色体容易被碱性染料着色，故石炭酸-品红试剂是一种碱性染料。(4)为了使统计数据更加科学，计数时应采取的方法是每组装片观察多个视野。,(5)由表格可知，质量分数为0.01%秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高；本实验的各种处理中，提高细胞分裂指数的最佳方法是0.01%秋水仙素溶液诱导24 h，再在清水中培养36 h。(6)由图像可知，a细胞染色体数目较少，未加倍，说明未受秋水仙素影响，应为纺锤体已经形成。,答案：(1)使组织中的细胞相互分离开来(2)先在低倍镜下观察，缓慢移动装片，发现理想视野后换用高倍镜(3)碱 (4)每组装片观察多个视野(5)0.01%0.01%秋水仙素溶液诱导24 h，再在清水中培养36 h(6)秋水仙素处理发生在上一个细胞周期纺锤体形成之后,【阅卷人点拨】,基因突变及其应用高考指数:1.(2010福建高考)如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( ),A.处插入碱基对G-C B.处碱基对A-T替换为G-CC.处缺失碱基对A-T D.处碱基对G-C替换为A-T,【解题指南】根据赖氨酸的密码子识别基因的模板链，然后比较控制赖氨酸和谷氨酸的基因区别。【解析】选B。据题可知赖氨酸的密码子有AAA和AAG两种，结合题中所给的赖氨酸对应的WNK4基因序列，可以确定该题中的赖氨酸的密码子是AAG，所以当处碱基对A-T替换为G-C时，相应的密码子由AAG被替换成谷氨酸的密码子GAG。,2.(2010江苏高考)育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是( )A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C.观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D.将该株水稻的花药离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系,【解析】选B。A项，基因突变往往只改变一个基因，由显性基因突变成隐性基因属于隐性突变，一般不改变表现型，由此判断A项错误；B项，连续自交属于杂交育种中的核心过程，其目的是获得能够稳定遗传的个体(纯合子)，由此判断B项正确；C项，观察细胞有丝分裂中期图像只能观察到染色体，不能观察到基因，由此判断C项错误；D项，该过程属于单倍体育种，花药离体培养后获得的是单倍体，再经秋水仙素(低温)处理才可获得稳定遗传的高产品系，由此判断D项错误。,【误区警示】花药离体培养得到的是单倍体幼苗，要得到正常的纯合子需诱导染色体数目加倍。混淆单倍体育种与花药离体培养，忽视了花药离体培养后，经过染色体数目加倍的过程才能得到纯合子，易错选D。,3.(2012广东高考)子叶黄色(Y，野生型)和绿色(y，突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色。,(1)在黑暗条件下，野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化如图1。其中，反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是_。(2)Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白，其部分氨基酸序列如图2。据图2推测，Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的_和_。进一步研究发现，SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体。可推测，位点_的突变导致了该蛋白的功能异常。从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。,(3)水稻Y基因发生突变，也出现了类似的“常绿”突变植株y2，其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻Y基因的功能，设计了以下实验，请完善。(一)培育转基因植株：.植株甲：用含有空载体的农杆菌感染_的细胞，培育并获得纯合植株。.植株乙：_，培育并获得含有目的基因的纯合植株。,(二)预测转基因植株的表现型：植株甲：_维持“常绿”；植株乙：_。(三)推测结论：_。【解题指南】解答本题的关键是：(1)理解题干信息“野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色”。(2)明确基因突变的方式和结果。(3)熟练运用对照实验的设计原则。,【解析】(1)根据题干所给信息“野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色”，可推测出野生型豌豆成熟后，子叶发育成的叶片中叶绿素含量降低。分析图1，B从第6天开始总叶绿素含量明显下降，因此B代表野生型豌豆，则A为突变型豌豆。,(2)根据图2可以看出，突变型的SGRy蛋白和野生型的SGRY蛋白有3处变异，处氨基酸由T变成S,处氨基酸由N变成K，可以确定是基因相应的碱基发生了替换，处多了2个氨基酸,所以可以确定是发生了碱基的增添；从图2中可以看出SGRY蛋白的第12和第38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体，根据题意，SGRy蛋白和SGRY蛋白都能进入叶绿体，说明处的变异没有改变其功能，所以突变型的SGRy蛋白功能的改变是由处变异引起的。,(3)本实验通过具体情境考查对照实验的设计能力。欲通过转基因实验验证Y基因具有“能使子叶由绿色变为黄色”的功能，首先应培育纯合的“常绿”突变植株y2，然后用含有Y基因的农杆菌感染纯合的“常绿”突变植株y2，培育出含有目的基因的纯合植株观察其叶片颜色变化。为了排除农杆菌感染对植株的影响，应用含有空载体的农杆菌感染常绿突变植株y2作为对照。,答案：(1)A (2)替换 增添 (3)(一)突变植株y2 用含Y基因的农杆菌感染纯合突变植株y2 (二)能 不能维持“常绿”(三)Y基因能使子叶由绿色变为黄色,4.(2012北京高考)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、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)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)组的繁殖结果说明，小鼠表现出脱毛性状不是_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GGAC.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。【解题指南】解答本题的关键是：(1)根据亲代的表现型及子代的数量关系推测出控制该性状基因的位置及显隐性关系。(2)明确密码子存在于mRNA上，含有碱基U。,【解析】(1)脱毛、有毛性状均不存在性别差异，说明相关基因位于常染色体上。(2)组的繁殖结果中脱毛有毛13，说明受一对等位基因控制，相关基因的遗传符合孟德尔的分离定律。(3)组的繁殖结果子代全部表现为脱毛性状，说明小鼠表现出脱毛性状不是环境影响的结果，而是与基因有关。(4)在自然状态下不是为了让其突变而采取措施发生的突变为自然突变，由于种群比较小，此种群中同时出现几只脱毛小鼠的条件是突变基因的频率比较大。,(5)若突变基因序列模板链中的1个G突变为A，则mRNA中相应密码子位置则由C变为U。(6)若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，说明蛋白质合成提前终止。若突变蛋白质使甲状腺激素受体的功能下降，则脱毛小鼠细胞中甲状腺激素的功能受抑制，细胞代谢速率下降，因此雌性脱毛小鼠产仔率降低。,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,染色体变异及其应用高考指数:5.(2012江苏高考)某植株的一条染色体发生缺失突变，获得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)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是( )A.减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为BB.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】选D。自然状态下基因突变的频率非常低，而且基因突变发生在减数分裂前的间期，所以A错误。减数第二次分裂时姐妹染色单体分离(即1与2、3与4分离)，产生的含有3或4子染色体的花粉不育，那么可育花粉的基因型是b，测交子代中无红色性状的个体，所以B不合理。减数第一次分裂时1与2和3与4所在的同源染色体分离，因此减数第二次分裂时细胞中无非姐妹染色单体(即1与3、1与4、2与3、2与4)，因此C解释不合理。Bb的父本与bb的母本测交后代部分表现为红色性状，说明父本产生了可育的B花粉，而B基因如果存在于缺失的染色体3或4中，那,么这样的花粉是不育的，只有B基因位于1或2上才能形成可育的B花粉，出现这样结果的可能就是减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换，故D选项合理。,6.(2011安徽高考)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接( )A.插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变B.替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变C.造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异D.诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代,【解析】选C。放射性同位素131I不是碱基，因此不能直接插入DNA分子或替换DNA分子中的某一碱基，因此A项和B项都不正确；放射性同位素131I能导致染色体结构变异，因此C项正确；放射性同位素131I能诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因突变，但由于是体细胞的基因突变，因此不能遗传给下一代，D项错误。,7.(2011福建高考)火鸡的性别决定方式是ZW型(ZW，ZZ)。曾有人发现少数雌火鸡(ZW)的卵细胞未与精子结合，也可以发育成二倍体后代。遗传学家推测，该现象产生的原因可能是：卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合，形成二倍体后代(WW的胚胎不能存活)。若该推测成立，理论上这种方式产生后代的雌雄比例是( )A.雌雄=11 B.雌雄=12C.雌雄=31 D.雌雄=41,【解题指南】抓住题干中的关键字“WW的胚胎不能存活”。【解析】选D。从题干知，ZW经减数分裂产生四个细胞，一个卵细胞，三个极体，卵细胞的基因型有两种Z或W，若卵细胞基因型为Z，则和其同时产生的极体基因型为Z，另两个极体都为W，卵细胞与产生的三个极体之一结合，比例为1ZZ2ZW；若卵细胞基因型为W，则和其同时产生的极体基因型为W, 另两个极体都为Z, 卵细胞与产生的三个极体之一结合，比例为1WW(死)2ZW，所以理论上后代雌性与雄性比例为4ZW1ZZ。,8.(2010江苏高考)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,【解题指南】受精完成后次级卵母细胞继续分裂，释放(第二)极体，阻止(第二)极体释放即可导致受精卵内染色体数目发生变化。,【解析】选D。A项，利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，培育形成的新个体是四倍体，由此判断A项错误；B项，用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成的新个体是单倍体，由此判断B项错误；C项，将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成的新个体是二倍体，由此判断C项错误；D项，用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞(2个染色体组)释放极体(1个染色体组)，然后培育形成的新个体是三倍体，由此判断D项正确。,9.(2012山东高考)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：_。结果预测：.若_，则是环境改变；.若_，则是基因突变；.若_，则是减数分裂时X染色体不分离。,【解题指南】解答此题的关键是：(1)理解减数分裂过程中染色体数量变化的特点；(2)遗传规律的理解、应用以及遗传规律中的计算；(3)探究实验的一般步骤和解题方法。,【解析】(1)正常果蝇体细胞中有8条染色体，为二倍体生物，在减数第一次分裂中期的细胞中染色体组数为2；在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数目为8条。(2)P: XrXrY XRY配子： Xr XrXr XrY Y XR YF1中红眼果蝇 XRXr(红雌) XRXrXr(死亡) XRXrY(红雌),(3)P: aaXr Xr AAXRY F1 AaXRXr AaXrY F2 A_XRXr A_XRY A_XrXr A_XrY aaXRXr aaXRY aaXrXr aaXrY (灰身红眼) (灰身白眼) (黑身红眼) (黑身白眼),F2中灰身(A_)和黑身(aa)占的比例分别为3/4、1/4；红眼和白眼各占1/2；则灰身红眼占的比例为3/4 1/2=3/8，黑身白眼占的比例为1/4 1/2=1/8，灰身红眼黑身白眼=3/81/8=31；要使F2中灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇杂交后代中出现黑身白眼果蝇，则双亲的基因型及概率为：F2 2/3 AaXRXr 2/3 AaXrYF3中黑身白眼果蝇为：aa XrXr aaXrY比例为：2/32/31/41/2=1/18,(4)一般让M果蝇与正常的白眼雌果蝇(XrXr)，杂交，分析子代的表现型；若是环境引起的变异，则基因型不变，为XRY，它与白眼雌果蝇(XrXr)杂交的子代中出现红眼雌果蝇；若是基因突变，则其基因型为XrY，它与白眼雌果蝇(XrXr)杂交的子代全部为白眼；若是因亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离引起的，则此白眼雄果蝇的基因型为XrO，该雄性不育，不能产生后代。,答案：(1)2 8(2)XrY Y(注：两空顺序可颠倒) XRXr、XRXrY(3)31 1/18(4)M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型.子代出现红眼(雌)果蝇.子代表现型全部为白眼.无子代产生,变异与育种高考指数:10.(2012天津高考)芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，如图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线。已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。据图分析，下列叙述错误的是( ),A.两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化B.与过程相比，过程可能会产生二倍体再生植株C.图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高D.F1减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会,【解题指南】解答本题的关键是：(1)明确植物组织培养的过程和条件。(2)准确提取题干信息，明确花药壁细胞为正常体细胞，而花药中的花粉为生殖细胞。(3)掌握基因与染色体的关系，明确只有同源染色体才能发生联会。,【解析】选D。具体分析如下：,【方法技巧】选择育种方法的三个标准标准一：一般作物育种可选杂交育种和单倍体育种；标准二：为得到特殊性状可选择诱变育种(如航天育种)或多倍体育种；标准三：若要将特殊性状组合到一起，但又不能克服远缘杂交不亲和性，可考虑运用基因工程和细胞工程育种，如培育各种用于生物制药的工程菌。选择育种方法要视具体育种目标要求、材料特点、技术水平和经济因素，进行综合考虑和科学决策。,11.(2010安徽高考)如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子。诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状，诱变代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。,(1)两个新性状中，棕色是_性状，低酚是_性状。(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_，白色、高酚的棉花植株基因型是_。(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代种植在一个单独的区域，从_的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体(子)作为一个亲本，再从诱变代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。,【解题指南】解答本题的关键是：(1)诱变引起的成对基因突变为等位基因的变化特点。(2)突变分为显性突变和隐性突变两类，显性突变当代即可表现，隐性突变在下一代才能表现出来。(3)根据后代表现型逆推亲代基因型的一般规律。(4)单倍体育种的过程和快速育种的特点。,【解析】(1)棕色性状在诱变当代出现，为显性性状；低酚性状在诱变代出现，为隐性性状。(2)诱变当代中的棕色高酚植株自交，诱变代中出现棕色高酚和白色高酚两种表现型，则诱变当代中的棕色高酚植株的基因型为AaBB；诱变当代中的白色高酚植株自交，诱变代中出现白色高酚和白色低酚两种表现型，则诱变当代中的白色高酚植株的基因型为aaBb。,(3)诱变代中的棕色高酚植株，既有纯合体(子)，又有杂合体(子)，纯合体(子)自交后代不发生性状分离；欲尽快获得抗虫高产棉花新品种，应选择白色低酚植株与棕色高酚植株杂交，F1进行花药离体培养，进行单倍体育种。,答案：(1)显性 隐性 (2)AaBB aaBb(3)不发生性状分离(或全为棕色棉，或不出现白色棉) P 棕色、高酚白色、低酚基因型 AABB aabb F1 棕色、高酚基因型 AaBb,AB Ab aB ab(收集花药) 花药离体培养 秋水仙素处理 (染色体加倍) AABB AAbb aaBB aabb表现为棕色、低酚(AAbb)性状的植株即为所要选育的新品种,12.(2012江苏高考)科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题：,(1)异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的后代，经_方法培育而成，还可用植物细胞工程中_方法进行培育。(2)杂交后代染色体组的组成为_，进行减数分裂时形成_个四分体，体细胞中含有_条染色体。(3)杂交后代中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体_。(4)为使杂交后代的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为_。,【解析】(1)从图中看异源多倍体的染色体组成是AABBCC，而植物AABB 与CC 远缘杂交形成的后代的染色体组成是ABC，只有在杂种植株的幼苗期用秋水仙素诱导染色体数目加倍后方可培育成异源多倍体。也可采用植物AABB 与CC的体细胞通过植物体细胞杂交的方法培育异源多倍体。(2)异源多倍体的染色体组成是AABBCC，其配子中的染色体组成是ABC，而普通小麦产生的配子中的染色体组成是ABD，所以杂交后代的染色体组成为AABBCD, 即杂交后代含有6个染色体组，42条染色体，但是只有AABB有同源染色体能形成四分体，所以进行减数分裂时形成14个四分,体。(3)杂交后代中C 组的染色体在减数分裂时无同源染色体配对，所以易丢失。(4)C 染色体组中含携带抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，即接到非同源染色体上，这属于染色体结构变异。,答案：(1)秋水仙素诱导染色体数目加倍植物体细胞杂交(2)AABBCD 14 42(3)无同源染色体配对(4)染色体结构变异,【实验探究体验】13.(2010福建高考)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(粒)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：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变,【解析】选C。低温下有丝分裂的后期着丝点(粒)仍然分裂，只不过低温抑制了纺锤体的形成，使分开后的染色体没有移向细胞两极导致染色体数目加倍，A错误；该实验中的解离液是盐酸酒精混合液，卡诺氏液是固定细胞的液体，B错误；该实验中细胞已经被杀死，不可能观察到染色体数目的变化，D错误；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都能使染色体着色，C正确。,14.(2009广东高考)有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验，正确的叙述是( )A.可能出现三倍体细胞B.多倍体细胞形成的比例常达100%C.多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期D.多倍体形成过程增加了非同源染色体重组机会,【解析】选C。低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍，诱导株为四倍体，不能使所有细胞染色体数目都加倍。根尖细胞的分裂为有丝分裂，而非同源染色体重组发生在减数分裂过程中，不能增加重组机会。多倍体细胞形成的原理是抑制纺锤体的形成阻止细胞的分裂，所以细胞周期是不完整的。,15.(2009江苏高考)甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中G-C对转换成A-T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为_突变。,(2)用EMS浸泡种子是为了提高_，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有_。(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的_不变。(4)经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有_、_。(5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为_。,【解析】本题考查基因突变的相关知识。(1)自交后代出现性状分离，说明该变异为显性突变；(2)水稻种子用EMS溶液浸泡后，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株，所以EMS浸泡种子的作用是提高基因突变频率，变异类型多种说明基因突变具有不定向性；(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，但是不影响染色体的结构和数目。(4)表现型优良的植株可能含有隐性突变基因，为确定该基因是否有害要先让其表达出来，所以可用自交的方法，也可以用单倍体育种的方法来让隐性基因表达出来，即花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导染色体加倍形成二倍体；(5)用EMS溶液浸泡水稻种子，该种子长成的突变植株的所有体细胞的基因型相同。,答案：(1)显性 (2)基因突变频率 不定向性(3)结构和数目(4)自交 花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体(5)该水稻植株体细胞基因型相同,基因突变的特征和原因1.实例：镰刀型细胞贫血症(1)症状：红细胞呈镰刀状，容易破裂，使人患溶血性贫血。(2)病因：基因中的碱基替换。直接原因：血红蛋白分子的多肽链上一个谷氨酸变成了缬氨酸。根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因上一个碱基对发生替换。,2.概念DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。3.基因突变的位置效应(1)基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。(2)基因突变若发生在体细胞中，一般不能遗传。(3)有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。(4)人体某些体细胞基因的突变，有可能发展为癌细胞。,4.时间、原因、特点及意义(1)时间：主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。 物理因素：如紫外线、X射线等(2)原因 化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等 生物因素：某些病毒等 普遍性：在生物界中普遍存在 随机性：个体发育的任何时期和部位 低频性：突变频率很低 不定向性：可产生一个以上的等位基因,(3)特点,新基因产生的途径(4)意义 生物变异的根本来源 生物进化的原始材料5.“增添”或“缺失”碱基的数目对肽链合成的影响(1)如“增添”或“缺失”的碱基数目是3的倍数，往往使多肽链增加或减少几个氨基酸，而对后面的氨基酸的种类和顺序没有影响。(2)如“增添”或“缺失”的碱基数目是“3n+1”或“3n+2”形式，除了使氨基酸增加或减少外，对后面的氨基酸的种类和顺序有影响。,【名师点睛】1.基因突变的时期及原因DNA分子复制时因解螺旋，易发生差错导致基因突变，因此基因突变主要发生在细胞分裂间期。2.基因突变属于分子水平的变化，无法在显微镜下观察到。3.基因突变对生物性状的影响(1)引起生物性状的改变：如某些碱基对的增添或缺失，引起部分氨基酸改变，改变蛋白质的结构和功能，从而引起生物性状改变。,(2)未引起生物性状的改变：碱基对替换前后所对应的氨基酸未发生改变(密码子的简并性)。由纯合子(体)的显性基因突变成杂合子(体)中的隐性基因。,基因重组及其应用,【名师点睛】不同生物的变异来源(1)病毒、原核生物可遗传变异的来源基因突变。(2)真核生物可遗传变异的来源：进行无性生殖时基因突变和染色体变异；进行有性生殖时基因突变、基因重组、染色体变异。,染色体结构变异、数目变异及应用1.染色体结构变异,2.二倍体、单倍体和多倍体的比较及应用,【状元心得】1.染色体组的三个确认条件条件一：一个染色体组中不含同源染色体；条件二：一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同；条件三：一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复。,2.确认染色体组的三种方法方法一：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。如图所示的细胞中形态相同的染色体a中有3条，b中两两相同，c中各不相同，则可判定它们分别含3个、2个、1个染色体组。,方法二：根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制