第7单元　微专题3　生物变异综合、生物育种综合

第七单元生物的变异和进化微专题3

生物变异综合、生物育种综合1.

生物的变异综合(1)生物变异的类型(2)变异的适应范围①基因突变适应于所有生物；②狭义基因重组发生于进行有性生殖的真核生物；③染色体变异的范围是具有染色体的真核生物。(3)三种变异的实质解读若把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段”，则：基因突变——“点”的变化，但基因数目不变；基因重组——“点”的自由组合或交换；染色体结构变异——“线段”的部分片段重复、缺失、倒位、易位；染色体数目变异——个别“线段”增添、缺失或“线段”成倍增加或成套减少。2.

生物变异与细胞分裂的联系(1)减数分裂与基因突变在减数分裂前的间期，若DNA复制出现差错，则会引起基因突变，这种突变能通过配子传递给下一代。(2)减数分裂与基因重组①非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。在减数分裂Ⅰ后期，可因同源染色体分离，非同源染色体自由组合而出现基因重组，如A与B或A与b组合(见上图)。②同源染色体非姐妹染色单体间交换导致基因重组。在减数分裂Ⅰ四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交换而导致基因重组，如原本A与B组合，a与b组合，经基因重组可导致A与b组合，a与B组合(见下图)。(3)减数分裂与染色体数目变异如图所示，若减数分裂Ⅰ异常，则所形成的配子全部异常；若只是减数分裂Ⅱ中一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子一半异常。若次级卵母细胞分裂异常，则形成的卵细胞异常。

深

度

指

津(1)XXY和XYY个体产生的可能原因①XXY——减数分裂Ⅰ后期，父方的X、Y未分离或母方的X、X未分离移向同一极；或减数分裂Ⅱ后期，母方的X、X移向同一极。②XYY——减数分裂Ⅱ后期，父方的Y、Y移向同一极。(2)结合基因情况分析异常配子产生原因①个体基因型为AABB，产生的正常配子基因型是AB，产生AAB配子的原因可能是减数分裂Ⅰ后期含有A的同源染色体未分离；或减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开后移向同一极。②个体基因型为AaXBY，产生异常配子aXBY的原因是减数分裂Ⅰ后期性染色体X、Y未分离。3．生物变异在育种上的应用名称主要原理主要流程优点缺点杂交育种基因重组杂交后再自交、筛选①操作简单，最简捷；②使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”①育种时间长；②局限于同一种或亲缘关系较近的个体诱变育种基因突变或染色体结构变异物理或化学诱变剂处理种子或幼苗提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状有利变异少，需处理大量实验材料(有很大盲目性)名称主要原理主要流程优点缺点单倍体育种染色体数目变异花药离体培养＋秋水仙素或低温诱导单倍体植株染色体加倍明显缩短育种年限技术复杂且需与杂交育种配合多倍体育种染色体数目变异秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗操作简单，能较快获得所需品种所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物名称主要原理主要流程优点缺点基因工程育种基因重组—能定向地改变生物的遗传性状；目的性强；克服了远缘杂交不亲和的障碍技术复杂，安全性问题多

解

疑

释

惑(1)对原核生物，一般运用诱变育种，如高产青霉素菌株的获得。(2)若实验植物为营养繁殖类的，如马铃薯等，则只要出现所需性状即可，然后可以用植物组织培养技术进行快速繁殖。(3)单倍体育种和基因工程育种、植物体细胞杂交育种，都运用了植物组织培养技术。(4)单倍体育种能缩短育种年限，这是与杂交育种相比的。如果选育的是隐性品种或杂合子(杂种优势)，则还是杂交育种占优势。1命题点1生物变异综合

核废水排海对海洋生物的影响是多方面的，包括遗传突变、辐射效应、污染物积累和生态破坏等。这些影响不仅对海洋生物本身造成了严重威胁，也对整个海洋生态系统的稳定性和持续性产生了深远的影响。下列有关生物变异的叙述，错误的是(

)A．核废水产生的辐射会使人和动物的正常基因突变成原癌基因B．核废水引起人类基因发生突变，引起的人类疾病属于人类遗传病C．基因重组不会有新的基因产生，但也属于生物的变异D．单倍体个体中也会有同源染色体【解析】核废水产生的辐射会使人和动物的原癌基因和抑癌基因突变。A命题点2生物变异与细胞分裂的关系

(2024·海安期中)合子形成以后的有丝分裂过程中会出现染色体不分开的现象。若出现在卵裂期或以后，就有可能形成由不同染色体组成的细胞所组成的个体，称之为嵌合体。下图表示某嵌合体的形成过程，相关叙述错误的是(

)A．该嵌合体发生染色体数目变异，原因是有丝分裂后期Y染色体移向同一极B．若部分细胞正常分裂，则该机体为XY/XO/XYY三重嵌合体C．减数分裂时发生Y染色体分离异常也会形成嵌合体D．胚胎发育过程中该变异发生得越早变异细胞所占的比例越大2C【解析】由于有丝分裂后期Y染色体移向同一极，导致一个细胞多一条Y染色体，一个细胞少一条Y染色体，该变异为染色体数目变异，A正确；若部分细胞正常分裂，由题图可知，可发育为XY/XO/XYY三重嵌合体，B正确；减数分裂时发生Y染色体分离异常，形成的异常配子受精后，整个胚胎分裂形成的细胞都异常，不会形成嵌合体，C错误；胚胎发育过程中该变异发生得越早，随着分裂次数的增加，变异细胞所占的比例越大，D正确。(2022·重庆卷)人卵细胞形成过程如图所示。在辅助生殖时对极体进行遗传筛查，可降低后代患遗传病的概率。一对夫妻因妻子高龄且是血友病a基因携带者(XAXa)，需进行遗传筛查。不考虑基因突变，下列推断正确的是(

)A．若第二极体的染色体数目为22，则卵细胞染色体数目一定是24B．若第一极体的染色体数目为23，则卵细胞染色体数目一定是23C．若减数分裂正常，且第二极体X染色体有1个a基因，则所生男孩一定患病D．若减数分裂正常，且第一极体X染色体有2个A基因，则所生男孩一定患病变式D1【解析】人类的染色体2N＝46，若初级卵母细胞减数分裂Ⅰ后期时，某对同源染色体没有分离，第一极体有24条染色体，次级卵母细胞有22条染色体，则第二极体和卵细胞的染色体数目都为22，A错误；若第一极体的染色体数目为23，则次级卵母细胞染色体数目一定是23，如果次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ出现姐妹染色单体不分离、移向细胞同一极，则卵细胞染色体数目可能为22或24，B错误；若减数分裂正常，由于交换有可能使同一条染色体上的姐妹染色单体携带等位基因，故第二极体X染色体有1个a基因，卵细胞中可能是XA，即所生男孩可能不患病，C错误；若减数分裂正常，且第一极体X染色体有2个A基因，不考虑基因突变，则次级卵母细胞中有两个a基因，卵细胞中也会携带a基因，则所生男孩一定患病，D正确。命题点3变异在育种中的应用(2024·黑吉辽卷)栽培马铃薯为同源四倍体，育性偏低。GBSS基因(显隐性基因分别表示为G和g)在直链淀粉合成中起重要作用，只有存在G基因才能产生直链淀粉。不考虑突变和染色体交换，下列叙述错误的是(

)A．相比二倍体马铃薯，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大B．选用块茎繁殖可解决马铃薯同源四倍体育性偏低问题，并保持优良性状C．Gggg个体产生的次级精母细胞中均含有1个或2个G基因D．若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，子代中产直链淀粉的个体占35/363C【解析】Gggg细胞复制之后为GGgggggg，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故Gggg个体产生的次级精母细胞含有2或0个G基因，C错误；若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，GGgg产生的配子为1/6GG、4/6Gg、1/6gg，只有存在G基因才能产生直链淀粉，故子代中产直链淀粉的个体占1—1/6×1/6＝35/36，D正确。某作物的雄性育性与细胞质基因(P、H)和细胞核基因(D、d)相关。现有该作物的4个纯合品种：①(P)dd(雄性不育)、②(H)dd(雄性可育)、③(H)DD(雄性可育)、④(P)DD(雄性可育)，科研人员利用上述品种进行杂交实验，成功获得生产上可利用的杂交种。下列有关叙述错误的是(

)A．①和②杂交，产生的后代雄性不育B．②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变C．①和③杂交获得生产上可利用的杂交种，其自交后代出现性状分离，故需年年制种D．①和③杂交后代作父本，②和③杂交后代作母本，二者杂交后代雄性可育和不育的比例为3∶1D变式2【解析】①(P)dd(雄性不育)作为母本和②(H)dd(雄性可育)作为父本杂交，产生的后代的基因型均为(P)dd，表现为雄性不育，A正确；②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变，即表现为稳定遗传，B正确；①(P)dd(雄性不育)作为母本和③(H)DD(雄性可育)作为父本杂交，产生的后代的基因型为(P)Dd，为杂交种，自交后代会出现性状分离，因而需要年年制种，C正确；①和③杂交后代的基因型为(P)Dd，②和③杂交后代的基因型为(H)Dd，若前者作父本，后者作母本，则二者杂交的后代为(H)__，均为雄性可育，不会出现雄性不育，D错误。壹大题考向4遗传与变异问题综合分析(2021·江苏卷)以下两对基因与果蝇眼色有关。眼色色素产生必须有显性基因A，aa时眼色为白色；B存在时眼色为紫色，bb时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如下图所示，请据图回答下列问题：(1)果蝇是遗传学研究的经典实验材料，摩尔根等利用一个特殊眼色基因突变体开展研究，把基因传递模式与染色体在减数分裂中的分配行为联系起来，证明了__________________。(2)A基因位于___染色体上，B基因位于___染色体上。若要进一步验证这个推论，可在2个纯系中选用表型为____________________的果蝇个体进行杂交。(3)上图F1中紫眼雌果蝇的基因型为_________，F2中紫眼雌果蝇的基因型有___种。基因位于染色体上常X红眼雌性与白眼雄性AaXBXb4(4)若亲代雌果蝇在减数分裂时偶尔发生X染色体不分离而产生异常卵，这种不分离可能发生的时期有_______________________________，该异常卵与正常精子受精后，可能产生的合子主要类型有_____________________________________________________。(5)若F2中果蝇单对杂交实验中出现了一对果蝇的杂交后代雌雄比例为2∶1，由此推测该对果蝇的___性个体可能携带隐性致死基因。若继续对其后代进行杂交，后代雌雄比为_____时，可进一步验证这个假设。减数分裂Ⅰ后期、减数分裂Ⅱ后期AaXBXBXb、AaXb(或AaXbO)、AaXBXBY、AaY(或AaYO)雌4∶3

深

度

指

津这类题型比较综合，审题是最关键的环节，将题干中信息转化为解题的有用信息。基因与染色体的关系通过绘图能较好地解决。另外，涉及“原因”“意义”和“优点”等长句作答的填空，需要做到“全面、准确和规范”，还要有“关键词”意识。贰配套精练题型一生物的变异1.(2024·镇江期中)下列关于生物变异的叙述，错误的是(

)A．DNA去甲基化修饰会引起表型发生改变，可遗传给后代B．有些基因突变可能对生物体既无害又无益，属于中性突变C．利用秋水仙素处理单倍体幼苗，获得的个体可能是杂合子D．花药离体培养的过程中，有可能发生突变和基因重组【解析】基因重组往往发生在减数分裂的四分体时期(交换)或者减数分裂Ⅰ后期(非同源染色体的自由组合)。花药离体培养形成愈伤组织的过程涉及细胞脱分化和有丝分裂，不存在减数分裂，故可能发生基因突变，但是不可能发生基因重组。D2.

(2024·盐城期中)基因型为Ee的个体表现隐性性状，形成的原因可能是(

)①环境因素影响②基因重组③基因突变④染色体片段发生缺失⑤甲基化A．①③④ B．①②③⑤C．①③④⑤ D．①②③④⑤【解析】性状除了受基因控制，也会受到环境因素的影响，①正确；基因重组是控制不同性状的基因的重新组合，与单个性状的变化无关，②错误；基因突变可以使基因型为Ee的个体产生基因型为ee的细胞，并表现对应的隐性性状，③正确；基因型为Ee的个体若发生染色体片段缺失，失去E基因，会表现隐性性状，④正确；甲基化可以控制基因的表达，可能使基因型Ee的个体不能表达E基因，因而表现隐性性状，⑤正确。C3.

(2024·南京、盐城期末)下列关于生物变异的叙述，正确的是(

)A．密码子第三个碱基变化最可能导致其决定的氨基酸种类变化B．利用基因突变原理不易让酵母菌生产人的生长激素C．杂合紫花豌豆(Dd)自交出现性状分离是基因重组的结果D．大多数染色体结构变异对生物是不利的，不能为进化提供原材料【解析】由密码子表可知，第一和第二个碱基变化最可能导致其决定的氨基酸种类变化，A错误；基因突变的概率比较低，利用基因突变原理不易让酵母菌生产人的生长激素，B正确；杂合紫花豌豆(Dd)自交出现性状分离是基因分离的结果，C错误；大多数染色体结构变异对生物体是不利的，但染色体变异能为生物进化提供原材料，D错误。B4.(2024·南通四校联考)养蚕缫丝是中华民族的伟大发明，家蚕是ZW染色体性别决定机制，雄蚕具有食桑叶少、蚕茧率高、茧丝长等特性。为提高雄蚕的比例，科学家进行了如下图所示的育种研究，下列叙述错误的是(

)A．D、E基因中可能会发生碱基对的替换、增添或缺失B．利用γ射线照射蚕蛹从而获得上述变异的概率较低C．基因D、E的出现体现了基因突变的不定向性D．ZDeZdE与ZdeW的后代中出现雌蚕的原因可能是基因重组C【解析】D、E基因是基因突变产生的，可能会发生碱基对的替换、增添或缺失，A正确；基因突变具有突变频率很低的特点，故利用γ射线照射蚕蛹从而获得题图变异的概率较低，B正确；基因D、E的出现体现了基因突变的随机性，C错误；ZDeZdE与ZdeW的后代中出现雌蚕的原因可能是父本中的两条Z染色体上的D与d之间或者E与e之间发生了交换，产生了ZDE和Zde型的雄配子，是基因重组的结果，D正确。题型二生物变异在育种中的应用5.(2024·徐州考情打靶)下列有关变异和育种的叙述，正确的是(

)A．诱变育种需要处理大量原材料的原因是基因突变具有不定向性B．培育白菜—甘蓝和抗虫棉的过程打破了不同物种间的生殖隔离C．使用秋水仙素处理单倍体幼苗诱导染色体加倍，获得的个体都是纯合子D．杂交育种可将两个亲本的优良性状组合在一起，在F1中一定会出现新类型B【解析】诱变育种的原理是基因突变，具有低频性和不定向性，所以需要处理大量材料，A错误；培育白菜—甘蓝为植物体细胞杂交，培育抗虫棉为转基因技术，二者都能打破不同物种间的生殖隔离，B正确；用秋水仙素处理单倍体幼苗后得到的植株染色体加倍，但不一定都是纯合子，如Aa加倍后的AAaa为杂合子，C错误；杂交育种可以将不同个体的优良性状集中于同一个体上，但F1中不一定出现新类型，D错误。6.(2024·南通一调)用同种花粉与异种花粉进行混合授粉，可帮助异种花粉突破柱头处的生殖障碍，促进不同种植物之间的远缘杂交，这就是著名的“花粉蒙导效应”。陆地棉是由非洲二倍体棉和美洲二倍体棉杂交、多倍化、驯化而来的异源四倍体。下列叙述错误的是(

)A．花粉管顶端的屏障使异种花粉不能萌发是生殖隔离的一种表现B．“花粉蒙导效应”有利于两种棉的种间杂交形成异源二倍体C．自然条件下低温可通过抑制纺锤体的形成，诱导异源二倍体加倍成四倍体D．驯化过程主要是通过改变细胞中的染色体组数来提高生物的适应能力D【解析】用同种花粉与异种花粉进行混合授粉，可帮助异种花粉突破柱头处的生殖障碍，说明柱头处的生殖障碍使异种花粉不能萌发，是生殖隔离的一种表现，A正确；“花粉蒙导效应”实现了不同种植物之间的远缘杂交，有利于两种棉的种间杂交形成异源二倍体，B正确；自然条件下低温可通过抑制纺锤体的形成，导致染色体加倍，可诱导异源二倍体加倍成四倍体，C正确；驯化过程不能改变细胞中的染色体组数，D错误。7.(多选)(2024·苏锡常镇一调)下图是以普通大麦(2n＝14，n＝A1＋A2＋…＋A7)、球茎大麦(2n＝14，n＝B1＋B2＋…＋B7)分别作母本和父本培育新品种过程图。在胚发育过程中，球茎大麦的染色体逐渐消失，最终形成单倍体大麦。下列相关叙述正确的有(

)A.杂种胚不含同源染色体，但其属于二倍体B．上述过程的原理属于染色体结构和数目变异C．上述培育单倍体大麦的过程中需用到花药离体培养技术D．与二倍体相比，单倍体大麦是进行诱变育种的优良材料AD【解析】杂种胚中含有普通大麦的一个染色体组和球茎大麦的一个染色体组，属于异源二倍体，A正确；题述过程的原理只有染色体数目变异，B错误；根据“在胚发育过程中，球茎大麦的染色体逐渐消失，最终形成单倍体大麦”可知，题述培育过程无需使用花药离体培养技术，C错误；单倍体大麦没有成对的基因，诱变产生的新基因可以在当代表现，是进行诱变育种的优良材料，D正确。8.(2024·启东中学)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下列育种方法可行的是(

)A．利用①③品种间杂交筛选获得aB．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得bC．a、b和c的培育均可采用诱变育种方法D．用杂交育种的方法可以获得cC【解析】欲获得a高产、抗病品种，应利用①和②进行品种间杂交筛选；欲获得b高产、早熟品种，则应对③进行诱变育种；诱变育种可以产生新基因，因此，a、b、c都可以通过诱变育种获得；杂交育种不能获得新性状，因此，不能利用杂交育种的方法培育出抗旱植株。9.

(2024·宿迁四模)我国科学家利用红鲫鱼(2n＝100，RR，字母代表染色体组)与团头鲂(2n＝48，BB)进行育种，首次实现在脊椎动物中将不同染色体数目的亲本杂交形成多倍体(如图)。下列说法错误的是(

)A．形成杂交多倍体过程中发生了染色体数目变异B．杂交种1不育，因此对自然环境中的鱼类资源干扰较小C．推测杂交种2可能产生了与体细胞染色体数相同的配子D．杂交种3的获得说明杂交种2与团头鲂不存在生殖隔离D【解析】形成多倍体过程中染色体发生了成倍的增加，属于染色体数目变异，A正确；由题图可知，杂交种1是三倍体，含有红鲫鱼的2个染色体组和团头鲂的1个染色体组，减数分裂时会出现联会紊乱而不育，因此对自然环境中的鱼类资源干扰较小，B正确；题图中杂交种3(5n＝172，RRBBB)是由杂交种2(4n＝148，RRBB)和团头鲂(2n＝48，BB)杂交产生的，由此推测杂交种2可能产生了与体细胞染色体数相同的配子(4n＝148，RRBB)，并与团头鲂产生正常的配子(n＝24，B)相结合而产生杂种3(5n＝172，RRBBB)，C正确；杂交种3会因减数分裂时出现联会紊乱而不育，所以杂交种3的获得说明杂交种2与团头鲂存在生殖隔离，D错误。题型三变异与遗传、细胞分裂的关系10.

下图是基因型为Aa的某生物的减数分裂示意图，下列有关叙述正确的是(

)A．该二倍体生物的中心体在间期进行复制，体细胞中有8条染色体B．图示细胞处于减数分裂Ⅱ后期，在纺锤丝的牵引下，着丝粒分裂C．该生物在减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会时未发生交换D．该生物在减数分裂Ⅰ后期有1对同源染色体未正常分离C【解析】图中细胞处于减数分裂Ⅱ后期，此时细胞中染色体数和体细胞相同，该生物的体细胞中含有4条染色体，A错误；着丝粒的分裂与纺锤丝的牵引无关，B错误；图中含有A和a的染色体是由一条染色体复制而来的，由图中染色体的颜色可知，A和a的出现是由于基因突变，未发生交换，C正确；图中细胞无同源染色体，该生物在减数分裂Ⅰ后期同源染色体正常分离，D错误。11.(2024·南京、盐城期末)蝗虫性别决定属于XO型，XX为雌性，XO为雄性。控制蝗虫复眼的正常基因(B)和异常基因(b)位于X染色体上，且基因b会使雄配子致死。下列叙述错误的是(

)A.雄蝗虫减数分裂Ⅱ后期细胞中的染色体数目与其体细胞不相同B．蝗虫种群中不存在复眼异常雌蝗虫，该种群b基因频率逐渐降低C．杂合复眼正常雌性和复眼异常雄性杂交，后代中复眼正常∶复眼异常＝1∶1D．偶然发现一只复眼异常雌蝗虫，这是由亲本雌蝗虫减数分裂Ⅰ染色体异常分离所致D【解析】雄蝗虫性染色体只有X一条(假设体细胞染色体数目为2A＋X)，减数分裂Ⅰ结束后，细胞中的染色体数目为A或A＋X，减数分裂Ⅱ后期，由于着丝粒分裂，细胞中的染色体数目为2A或2A＋2X，比其体细胞少一条或多一条，A正确；基因b会使雄配子致死，即不存在Xb雄配子，所以子代蝗虫中一般不存在复眼异常雌蝗虫(XbXb)，将导致该种群b基因频率逐渐降低，B正确；杂合复眼正常雌性基因型为XBXb，复眼异常雄性基因型为XbO，由于基因b使雄配子致死，因此两者杂交后代表型比例为：复眼正常雄性(XBO)∶复眼异常雄性(XbO)＝1∶1，C正确；复眼异常雌蝗虫(XbXb)的产生可能是亲本雌蝗虫(XBXb)减数分裂Ⅱ染色体分离异常形成异常卵细胞(XbXb)所致，也可能是基因突变导致的，D错误。12.(2024·黑吉辽卷)作物在成熟期叶片枯黄，若延长绿色状态将有助于提高产量。某小麦野生型在成熟期叶片正常枯黄(熟黄)，其单基因突变纯合子m1在成熟期叶片保持绿色的时间延长(持绿)。回答下列问题：(1)将m1与野生型杂交得到F1，表型为______(填“熟黄”或“持绿”)，则此突变为隐性突变(A1基因突变为al基因)。推测A1基因控制小麦熟黄，将A1基因转入____________________个体中表达，观察获得的植株表型可验证此推测。熟黄持绿(或m1或突变型)(2)突变体m2与m1表型相同，是A2基因突变为a2基因的隐性纯合子，A2基因与A1基因是非等位的同源基因，序列相同。A1、A2、a1和a2基因转录的模板链简要信息如图1。据图1可知，与野生型基因相比，a1基因发生了_____________，a2基因发生了______________，使合成的mRNA都提前出现了___________，翻译出的多肽链长度变___，导致