考点16 生物的变异（解析版）

考点16生物的变异1.掌握有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其异同；2.掌握光合作用的原理、过程及其应用。1.基因突变（1）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。（2）诱发因素：①物理因素：如紫外线、X射线；②化学因素：如亚硝酸、碱基类似物；③生物因素：如某些病毒。（3）特点①普遍性②随机性③低频性④不定向性⑤多害少利性注意：普遍性是指任何生物都可以发生基因突变；随机性是指在个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生基因突变。（4）结果：产生新的等位基因。（5）意义①基因突变是新基因产生的途径；②是生物变异的根本来源；③是生物进化的原始材料。（6）应用——诱变育种①优点：可以在较短时间内获得更多的优良性状。②缺点：基因突变具有不定向性有利的突变很少。2.基因重组（1）概念：指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合。

（2）类型①交叉互换型：同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换；

②自由组合型：非同源染色体上的非等位基因自由组合。③人工重组型：转基因技术，即基因工程。（3）结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。（4）意义：形成生物多样性的重要原因之一；是生物变异的来源之一，对生物进化也具有重要意义。（5）应用——杂交育种①优点：可以将两个或多个优良性状集中在一起。②缺点：不会创造新基因，且杂交后代会出现性状分离，育种过程缓慢，过程复杂。细胞的癌变癌细胞的特征：①无限增殖；②细胞膜上的糖蛋白减少，导致癌细胞易发生转移和扩散；③癌细胞之间无接触抑制现象。4.染色体结构变异（1）类型：主要有缺失、重复、倒位、易位等。（2）实例：猫叫综合征（5号染色体缺失）。5.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：21三体综合征。②染色体数目以染色体组的形式增加或减少，如：三倍体无子西瓜。（2）染色体组：细胞中的一组非同源染色体，形态、大小和功能各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。注意：染色体组数的判断方法①根据染色体的形态判断：细胞中形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组；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。③根据染色体数和染色体的形态数推算:染色体组数=染色体数/染色体的形态数。例如果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组的数目为2。（3）二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体。（4）多倍体由受精卵发育而来，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体，例如香蕉是三倍体、马铃薯是四倍体、普通小麦是六倍体。（5）人工诱导多倍体育种①原理：染色体变异。②方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗；还可采用低温诱导染色体数目加倍。③秋水仙素的作用：抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离。④秋水仙素的作用时期：前期。⑤实例：无子西瓜的培育。（6）单倍体：由配子发育而来的个体，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。注意：生物体倍性的判断方法单倍体育种①获得单倍体常用的方法：花药离体培养法。②单倍体育种的流程（以高杆抗病植株的选育为例）③单倍体育种的原理：染色体变异。④单倍体育种优点：:明显缩短育种年限，获得的后代能稳定遗传。例1．（2023江苏南京高一期末）下列不属于染色体变异的是（）A．果蝇第II号染色体上某片段移接到第Ⅲ号染色体上B．人的某对常染色体之间交换了对应部分的片段C．人的第5号染色体部分缺失引起的猫叫综合征D．人的第21号染色体多了一条引起的先天性愚型【答案】B【分析】染色体变异包括染色体数目变异和染色体结构变异，其中染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位。【详解】A、果蝇第II号染色体上某片段移接到第Ⅲ号染色体上属于易位，A不符合题意；B、人的某对常染色体之间交换了对应部分的结构，属于基因重组，不属于染色体变异，B符合题意；C、人的第5号染色体短臂缺失引起的猫叫综合征属于染色体结构变异中的缺失，C不符合题意；D、人的第21号染色体多一条引起的先天性愚型，属于染色体数目变异，D不符合题意。故选B。例2．（2024江苏学业考试）下图为两条非同源染色体，可表示染色体结构变异中的（

）

A．缺失 B．重复 C．倒位 D．易位【答案】D【分析】染色体结构的变异：缺失（一条正常染色体断裂后丢失某一片段引起的变异）、增添（染色体增加某一片段引起的变异）、倒位（染色体中某一片段位置颠倒180°后重新结合到原部位引起的变异）或易位（染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异）。【详解】分析题图，一条染色体的基因片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位，D正确。故选D。单倍体植株矮小，而且高度不育。多倍体植株茎秆粗壮，叶片、种子、果实都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。一、单选题1．（2022贵州高一阶段考）基因A因为其中一个碱基对A／T替换为G／C而突变成基因a，该变异的类型属于（

）A．基因突变 B．基因重组C．染色体结构变异 D．染色体数目变异【答案】A【分析】基因突变：基因中发生碱基对的增添、缺失或替换，从而引起基因中碱基对排列顺序发生改变。【详解】A、基因A因为其中一个碱基对A／T替换为G／C而突变成基因a，即基因中发生了碱基对的替换，这种变异属于基因突变，A正确；B、基因重组属于非等位基因重新组合，不涉及碱基对替换，B错误；C、染色体结构变异会引起染色体上基因数目或排序发生改变，不涉及碱基对替换，C错误；D、染色体数目变异属于个别染色体或染色体整倍性改变，不涉及碱基对替换，D错误。故选A。2．（2021重庆高二期中）如图所示（①、②、③、④）是不同生物体的体细胞中所含的染色体的示意图，下列说法正确的是（

）A．图①可代表二倍体生物的体细胞B．只有图③可代表单倍体生物的体细胞C．图④中含有1个染色体组D．细胞②构成的生物体一定不能繁殖后代【答案】A【分析】由图分析可知A细胞含有2个染色体组（每个染色体组含有1条染色体），B细胞含有3个染色体组（每个染色体组含有2条染色体），C细胞含有1个染色体组（每个染色体组含有4条染色体），D细胞含有4个染色体组（每个染色体组含有1条染色体）【详解】A、图①含有两个染色体组，可代表二倍体生物的细胞，A正确；B、图中任何一个细胞都可表示单倍体的细胞，B错误；C、图④中含有4个染色体组，每组1条，C错误；D、植物体可进行无性繁殖，D错误。故选A。3．（2019广西南宁高二期中）中国二孩政策放开，不少家庭生育了第二个孩子。这两个孩子的性状既相似又有差异，出现这种差异的主要原因是（

）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【答案】B【分析】基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，包括两种类型：①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合；②交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。【详解】题中的这两个孩子有共同的双亲，有从双亲那里获得相同遗传物质的机会，故其性状有相似性，他们之间性状的差异是由于双亲在产生配子时控制不同性状的基因发生了重新组合进而产生了多种基因型的配子引起的，多种基因型的雌、雄配子随机结合进而产生了多样的后代，故可知该差异出现的主要原因是基因重组，即B正确。故选B。4．（2020江苏盐城高一期末）下列变异类型能产生新基因的是（

）A．基因突变 B．基因重组C．染色体变异 D．基因突变和染色体变异【答案】A【分析】生物的变异分为可遗传变异和不遗传变异，可遗传变异的来源有基因突变、基因重组和染色体畸变，狭义的基因重组包含自由组合和交叉互换，广义的基因重组包含转基因技术。基因突变是指由于基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象，DNA分子上碱基对的缺失、增添或替换都可以引起核苷酸序列的变化，因而引起结构的改变，如A→a。染色体畸变包括染色体结构变异（缺失、重复、易位、倒位）和数目变异。【详解】基因突变能产生新基因，其它可遗传变异都不能产生新基因。故选A。5．（2019浙江嘉兴高二期末）番茄果皮的红色基因（R）可以突变为黄色基因（r），r也可突变成R。这说明基因突变具有（

）A．可逆性 B．稀有性C．普遍性 D．有害性【答案】A【分析】基因突变具有普遍性、随机性、不定向性、可逆性等特点。【详解】红色基因可以突变为黄色基因，黄色基因也可以突变成红色基因，说明基因突变是可以逆转的，故A正确。故选A。6．香蕉的体细胞中含有33条染色体，开花后一般没有种子，只能靠营养生殖产生后代。香蕉不结种子的原因是（）A．香蕉是单倍体，高度不育B．精子和卵细胞不能同时成熟C．开花后由于环境因素的作用受精受阻D．香蕉是三倍体，减数分裂时联会紊乱而不能形成正常配子【答案】D【分析】根据题意分析可知：香蕉体细胞中含有33条染色体，属于三倍体，故只开花不结果实的原因是香蕉的细胞中含有3个染色体组，在减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能产生正常生殖细胞。【详解】香蕉是三倍体，减数第一次分裂过程中联会紊乱，故减数第一次分裂后期同源染色体无法正常分离，而不能形成正常配子，所以不结种子，D正确。故选D。7．（2021四川成都高一期末）下列关于基因重组的叙述，正确的是（）A．基因型为Dd的高茎豌豆自交，因基因重组导致子代性状分离B．减数第一次分裂的四分体时期和后期，都有可能发生基因重组C．雌雄配子的随机结合使受精卵具有不同的基因型属于基因重组D．基因中脱氧核苷酸的排列顺序会因基因重组而发生相应的改变【答案】B【分析】基因重组：（1）概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合；（2）类型：自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合；交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。（3）意义：形成生物多样性的重要原因之一；是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。【详解】A、基因型为Dd的高茎豌豆自交，因基因分离导致子代性状分离，A错误；B、减数第一次分裂的四分体时期常常进行交叉互换，减数第一次分裂的后期非同源染色体自由组合，都会导致基因重组，B正确；C、雌雄配子的随机结合使受精卵具有不同的基因型不属于基因重组，C错误；D、基因中脱氧核苷酸的排列顺序不会因基因重组而发生改变，D错误。故选B。8．（2021辽宁大连高一期末）我国北方种植的水稻主要是粳稻，南方种植的水稻主要是籼稻。粳稻的bZIP73基因使得粳稻对低温有耐受性；与粳稻相比，籼稻的bZIP73基因序列中有一个脱氧核苷酸不同，从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。依据上述信息做出的判断正确的是（

）A．bZIP73基因上一个脱氧核苷酸决定了一个氨基酸B．bZIP73基因一个脱氧核苷酸的差异可能是发生了碱基替换C．基因的碱基序列改变，一定会导致表达的蛋白质失去活性D．bZIP73基因选择性表达导致粳稻与籼稻对低温耐受性不同【答案】B【分析】DNA分子的多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种，配对方式仅2种，但其数目却可以成千上万，更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性（n对碱基可形成4n种）。密码子是信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基，共有64种，终止密码子有3种，不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有61种。题意分析，根据“粳稻相比，籼稻的bZIP73基因中有一个脱氧核苷酸不同，导致两种水稻相应蛋白质存在一个氨基酸差异。”可知，粳稻和籼稻的差异是基因突变的结果。【详解】A、bZIP73基因上由于一个脱氧核苷酸的改变导致了表达的蛋白质中一个氨基酸的改变，A错误；B、根据分析可知，bZIP73基因一个脱氧核苷酸的差异可能是发生了碱基替换导致的，B正确；C、bZIP73基因的碱基序列改变后，存在1个氨基酸的差异，蛋白质的生物活性不一定改变，C错误；D、bZIP73基因中一个碱基对的改变导致该基因控制合成的蛋白质中一个氨基酸有了差异，进而导致粳稻与籼稻对低温耐受性不同，D错误。故选B。9．（2021安徽六安高二开学考）下列关于真核细胞中遗传信息表达过程的叙述，正确的是（）A．若mRNA中的一个碱基发生改变，则其决定的氨基酸一定改变B．转录与翻译均遵循碱基互补配对原则，且均有氢键的形成与断裂C．若mRNA中缺失一个碱基，则其控制合成的多肽链一定变短D．细胞核中转录的mRNA需经核孔运至细胞质，随后再加工成熟【答案】B【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程。转录主要发生在细胞核中，转录的产物是RNA。翻译过程发生在核糖体，产物是蛋白质。【详解】A、若mRNA中的一个碱基发生改变，由于存在密码子的简并性，所以其决定的氨基酸不一定改变，A错误；B、转录是以DNA一条链为模板按照碱基互补配对原则合成RNA的过程，形成的RNA要从DNA模板链上脱离下来，而翻译是以mRNA为模板形成蛋白质的过程，该过程需要tRNA搬运氨基酸并与mRNA发生碱基互补配对，所以转录和翻译均发生氢键的形成与断裂，且均遵循碱基互补配对原则，B正确；C、若mRNA中缺失一个碱基，则终止密码子的位置可能不变，或提前出现，也可能是延后出现，故其控制合成的多肽链可能不变，也可能是变短，也可能是变长，C错误；D、细胞核中转录的mRNA需在细胞核加工成熟以后再经核孔运至细胞质，D错误。故选B。10．（2023福建福州高一阶段考）玉米（2N=20）种群中偶尔会出现三体植株（2号染色体有3条），在减数分裂过程中，这3条染色体中的任意两条移向细胞一极，剩余一条移向细胞的另一极，其他染色体正常分离。下列有关三体玉米的叙述，正确的是（

）A．三体玉米植株的体细胞中含有3个染色体组B．三体玉米植株的出现是基因重组的结果C．三体玉米植株的细胞中最多有21条染色体D．三体玉米植株测交，子代出现三体植物的概率为1/2【答案】D【分析】分析题文：三体是指某一号染色体上多出了一条，属于染色体数目变异。在减数分裂过程中，这3条染色体的任意两条向细胞一极移动，剩余一条移向细胞另一极，细胞中其他染色体正常分离。【详解】AB、由题意可知，该三体玉米植株是由于2号染色体多出一条，变成3条引起的，属于染色体数目变异，体细胞含有2个染色体组，仍然属于二倍体，AB错误；C、该三体玉米植株体细胞中含有21条染色体，在有丝分裂后期，着丝粒分开，姐妹染色单体分离，染色体数加倍，此时染色体数目最多，因此三体玉米植株的细胞中最多有42条染色体，C错误；D、三体在减数分裂过程中，这3条染色体的任意两条向细胞一极移动，剩余一条移向细胞另一极，细胞中其他染色体正常分离，因此产生正常配子和多出一条染色体的配子比例为1：1，测交后代产生正常植株和三体植株的比例也是1：1，即子代出现三体植物的概率为1/2，D正确。故选D。11．（2023内蒙古赤峰高二期末）人类Klmefelter综合征患者的性染色体组成是XXY，Turner综合征患者的性染色体组成为XO（只有一条X染色体）。下列有关这两种遗传病的说法错误的是（）A．Klmefelter综合征患者的体细胞中比Turner综合征患者的体细胞中多2条染色体B．染色体数目正常的精子与异常的卵细胞结合可能会产生这两种遗传病C．染色体数目异常的精子与正常的卵细胞结合可能会产生这两种遗传病D．导致异常配子产生的减数分裂所处时期一定都含有同源染色体【答案】D【分析】由题意可知，Klmefelter综合征患者性染色体为三条，Turner综合征患者的性染色体为一条。【详解】A、由题意可知，Klmefelter综合征患者性染色体为三条，Turner综合征患者的性染色体为一条，即Klmefelter综合征患者的体细胞中比Turner综合征患者的体细胞中多2条染色体，A正确；B、染色体数目正常的精子与异常的卵细胞结合可能会产生这两种遗传病，如Y与XX结合产生XXY，X（精子）与O（卵细胞）结合产生XO，B正确；C、染色体数目异常的精子与正常的卵细胞结合可能会产生这两种遗传病，如XY与X结合产生XXY，O（精子）与X（卵细胞）结合产生XO，C正确；D、导致异常配子产生的减数分裂所处时期不一定都含有同源染色体，如减数第二次分裂后期染色体未正常分离导致XX的产生，D错误。故选D。12．（2023江苏无锡高一期末）下列关于基因突变的叙述，错误的是（

）A．DNA分子中碱基对的替换、增添或缺失即为基因突变B．有些植物体细胞中发生的基因突变可通过嫁接等方式遗传C．发生在配子中的基因突变可遗传给后代D．人体细胞的癌变与相关基因发生突变有关【答案】A【分析】1、基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起基因结构的改变；2、基因突变的特征：（1）基因突变在自然界是普遍存在的；（2）变异是随机发生的、不定向的；（3）基因突变的频率是很低的；（4）多数是有害的，但不是绝对的，有利还是有害取决于生物变异的性状是否适应环境。【详解】A、若碱基对的增添、缺失或替换发生在没有遗传效应的DNA片段，就不会引起基因突变，A错误;B、有些植物体细胞中发生的基因突变可通过嫁接（无性生殖）等方式遗传，B正确；C、基因突变若发生在配子中，可以通过有性生殖遗传给后代，C正确;D、人体细胞的癌变与原癌基因、抑癌基因发生突变有关，D正确。故选A。13．（2023江苏扬州高一统考期末）癌症是当前严重威胁人类生命的疾病，下列关于人体细胞癌变的叙述不正确的是（

）A．癌细胞的无限增殖是由正常基因突变为原癌基因引起的B．发生癌变的细胞形态结构发生显著的变化，功能也异常C．癌细胞表面糖蛋白等物质减少，容易分散和转移D．霉变的食物中黄曲霉素属于化学致癌因子【答案】A【分析】1、癌细胞的主要特征：无限增殖；形态结构发生显著改变；细胞表面发生变化。2、原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖，细胞发生癌变后具有无限增殖的能力。【详解】A、原癌基因和抑癌基因是细胞中本就存在的基因，癌细胞的无限增殖是由于原癌基因和抑癌基因突变引起的，A错误；B、癌变后的细胞形态结构发生显著变化，细胞周期变短，功能也异常，适宜条件下可以无限增殖，B正确；C、癌细胞细胞膜上糖蛋白减少，细胞间的黏着性降低，使癌细胞容易分散转移，C正确；D、霉变的食物中黄曲霉素属于化学致癌因子，避免食用霉变的食物可减少癌症的发生，D正确。故选A。14．（2023贵州遵义高一期末）下列关于单倍体育种与多倍体育种的叙述，错误的是（

）A．单倍体育种最大的优点是能明显缩短育种年限B．单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株均为纯合体C．多倍体育种通常是对萌发的种子或幼苗进行处理D．多倍体植株并非都可以用种子繁殖后代【答案】B【分析】单倍体育种是植物育种手段之一，即利用植物组织培养技术（如花药离体培养等）诱导产生单倍体植株，再通过某种手段使染色体组加倍（如用秋水仙素处理），从而使植物恢复正常染色体数。【详解】A、单倍体育种获得的品种自交后代不发生性状分离，所以能明显缩短育种年限，这是单倍体育种最大的优点，A正确；B、单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株不都为纯合体，比如二倍体植株花药离体培养后的植株，B错误；C、多倍体育种通常是用秋水仙素对萌发的种子或幼苗进行处理，C正确；D、多倍体植株常常是茎秆粗壮、果实和种子较大，但有的不能用种子繁殖后代，如三倍体植株不育，D正确。故选B。15（2023江苏苏州高一阶段考）育种工作者利用陆地棉、索马里棉培育出可育棉花，过程如图。图中A、D、E表示3个不同的染色体组，每组有13条染色体。下列叙述错误的是（

）

A．陆地棉在减数分裂过程中共形成13个四分体B．F1是三倍体植株，其染色体组的组成为ADEC．F1在减数分裂时易发生联会紊乱，一般不能形成可育配子D．用秋水仙素处理F1代的幼苗，可获得可育棉花【答案】A【分析】多倍体育种的原理是染色体变异；多倍体是指由受精卵发育而来，并且体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。【详解】A、分析题意可知，陆地棉的染色体组组成是AADD，每组有13条染色体，则陆地棉在减数分裂过程中共形成26个四分体，A错误；B、F1是陆地棉（AADD）和索马里棉（EE）的杂交子代，是三倍体植株，其染色体组的组成为ADE，B正确；C、F1是三倍体，在减数分裂时易发生联会紊乱，一般不能形成可育配子，C正确；D、用秋水仙素处理F1代的幼苗，染色体数目加倍，可获得可育棉花，D正确。故选A。16．（2023江苏常州高一期末）下图中a、b、c表示某一条染色体的一个DNA分子上相邻的3个基因，m、n为不具有遗传效应的DNA片段。下列相关叙述不正确的是（

）

A．基因a、b、c中若发生碱基的增添、缺失或替换，必然导致a、b、c基因分子碱基序列的改变B．m、n片段中发生碱基的增添、缺失或替换，不属于基因突变C．基因a、b、c均可能发生基因突变，体现了基因突变具有随机性D．在生物个体发育的不同时期，基因a、b、c一定都能表达【答案】D