专题09 突变与育种（讲义江苏专用）（原卷版）

3/3专题09突变与育种目录目录学考要求速览必备知识梳理高频考点精讲考点一：基因突变考点二：基因重组考点三：染色体变异进阶分级练1、概述碱基的替换、插入或缺失会引发基因中碱基序列的改变2、阐明基因中碱基序列的改变，有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果3、描述胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变4、阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合和交叉互换，会导致控制不同性状的基因重组，从而使子代出现变异5、举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡必备知识1基因突变一、基因突变1．基因突变的实例：镰状细胞贫血(也叫镰刀型细胞贫血症)(1)致病机理①直接原因：血红蛋白分子中谷氨酸eq\o(→,\s\up7(替换为))缬氨酸。②根本原因：基因中碱基对eq\o(=,\s\up7(T),\s\do5(A))eq\o(→,\s\up7(替换为))eq\o(=,\s\up7(A),\s\do5(T))。(2)病理诊断：镰状细胞贫血是由于碱基的_________引起的一种遗传病，是基因通过控制_________的结构，直接控制生物体性状的典例。2．概念：DNA分子中发生碱基的_________、_________或_________，而引起的__________________的改变，叫作基因突变。3．基因突变的遗传性：基因突变若发生在_________中，将遵循遗传规律传递给后代。若发生在_________中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生了基因突变，可以通过_________生殖遗传。4．基因突变对氨基酸序列的影响。碱基影响范围对氨基酸序列的影响替换_________一般只改变一个氨基酸或_________氨基酸序列增添_________一般不影响插入位置_________的序列，而影响插入位置_________的序列缺失_________一般不影响缺失位置_________的序列，而影响缺失位置_________的序列5．基因突变的原因(1)外界因素(连线)(1)物理因素：如_________、X射线。这类因素通过物理作用损伤细胞内的DNA，增加细胞癌变风险。(2)化学因素：像_________、__________________。它们可直接或间接改变DNA分子结构，诱导基因突变引发癌变。(3)生物因素：例如某些病毒。病毒感染细胞后，其基因可整合到宿主细胞基因组中，干扰细胞正常调控机制，促使细胞癌变。(2)内部因素：_________偶尔发生错误。6．基因突变的特点(1)__________：在生物界中普遍存在。(2)随机性：可以发生在生物个体发育的_________、细胞内不同的_________分子上和同一个DNA分子的_________。(3)不定向性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的_________。(4)_________：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。7．基因突变的意义(1)对生物体来说，基因突变有的是_________的，有的是_________的，还有的是_________的。(2)基因突变是产生_________的途径，是生物变异的_________，为生物的进化提供了丰富的_________。8．基因突变的应用——诱变育种利用物理因素或化学因素处理生物，使生物发生基因突变，可以提高_________，创造人类需要的生物新品种。【易错提醒】区分基因突变和表观遗传：基因突变是指基因碱基序列发生改变，从而引起性状改变；表观遗传基因的碱基序列并未发生改变，是基因的表达发生改变引起性状改变，二者都是可遗传的。二、细胞的癌变1．原癌基因和抑癌基因(1)原癌基因①功能：表达的蛋白质是细胞__________________所必需的。②突变后果：相应蛋白质活性_________，可能引起细胞癌变。(2)抑癌基因①功能：表达的蛋白质能___________________________，或者促进__________________。②突变后果：相应蛋白质活性__________________，可能引起细胞癌变。2．癌细胞的特征能够_________增殖，__________________发生显著变化，细胞膜上的_________等物质减少，细胞之间的_________显著降低，容易在体内分散和转移，等等。【得分速记】（1）原癌基因和抑癌基因都是一类基因，而不是一个基因。（2）癌症多发生在老年人中，这是因为癌症往往是多个基因突变的结果，癌变是一个逐渐积累的过程。（3）细胞癌变是细胞异常分化的结果。必备知识2基因重组1．概念：在生物体进行_________的过程中，__________________的基因的重新组合。2．类型(1)互换型在减数分裂过程中的四分体时期(减数分裂Ⅰ前期)，位于同源染色体上的等位基因有时会随着__________________之间的互换而发生交换，导致_________上的基因重组。(2)自由组合型生物体通过减数分裂形成配子时(减数分裂Ⅰ后期)，随着__________________的自由组合，__________________上的__________________也自由组合。3．意义有性生殖过程中的基因重组能够使产生的配子种类多样化，进而产生_________多样化的子代，也是生物变异的来源之一，对生物的_________具有重要意义。基因重组的两种类型(1)图1中发生互换的是__________________基因，发生重组的是___________________________基因。(2)图2中发生重组的是____________________________________基因。5.基因重组的应用——杂交育种必备知识2染色体变异一、染色体数目变异1．染色体变异的概念及种类(1)概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体_________或_________的变化。(2)种类：染色体_________的变异和染色体_________的变异。2．染色体数目变异的类型(1)细胞内__________________的增加或减少。(2)细胞内染色体数目以____________________________________成倍地增加或成套地减少。3．二倍体和多倍体(1)染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中___________________________称为一个染色体组。(2)二倍体：体细胞中含有_________染色体组的_________。(3)多倍体①概念：体细胞中含有___________________________染色体组的个体。②形成原因(以三倍体和四倍体为例)③特点：多倍体植株常常是茎秆_________，叶片、果实和种子都比较_________，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所_________，也存在结实率低、晚熟等缺点。4.人工诱导染色体加倍的方法及多倍体育种项目人工诱导多倍体方法用_________诱发或用_________处理处理对象_________的种子或幼苗原理能够抑制_________的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目_________应用含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育二、实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化1．实验原理用低温处理植物的_________________细胞，能够抑制_________的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能___________________________，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。2．实验步骤与现象(1)实验步骤①诱导培养培养不定根：将蒜在冰箱冷藏室内放置一周。取出后，把蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约25℃）培养，待蒜长出约1cm长的不定根。低温诱导：将长出不定根的蒜放入冰箱冷藏室（_________）内，诱导培养48-72h。②固定细胞形态：剪取诱导处理的根尖0.5-1cm，放入_________液中浸泡0.5-1h，再用体积分数为95%的酒精冲洗2次。③制作装片：依次进行解离、_________、_________、制片操作。④观察：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象，再用高倍镜观察。(2)现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有________________发生改变的细胞。3.实验中几种试剂的使用方法和作用试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入_________液中浸泡0.5～1h_________________体积分数为95%的酒精冲洗卡诺氏液处理过的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的_________等体积混合，浸泡经固定处理的根尖_________根尖细胞清水漂洗解离后的根尖约10min洗去_________甲紫溶液把漂洗干净的根尖放进盛有_________的玻璃皿中染色3～5min使_______________三、单倍体及单倍体育种1．单倍体(1)概念：体细胞中的染色体数目与本物种_________染色体数目相同的个体。(2)实例：蜜蜂中的_________蜂，单倍体的农作物。(3)特点：与正常植株相比，单倍体植株长得_________，而且__________________。2．单倍体育种的原理和操作过程(1)原理：__________________变异。(2)过程用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程如图所示：其中单倍体育种的核心步骤为①_________培养、②_________处理单倍体幼苗诱导染色体数目加倍。(3)优点：单倍体育种能___________________________，子代均为_________。【易错提醒】（1）单倍体中并不一定只有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组；（2）单倍体并非都不育：如多倍体的配子含有偶数个染色体组则发育成的单倍体，含有同源染色体可育并能产生后代。四、染色体结构变异1．类型图解变化名称举例染色体b片段_________缺失果蝇缺刻翅的形成染色体b片段_________重复果蝇棒状眼的形成染色体的某一片段(d、g)移接到另一条________________上易位果蝇花斑眼的形成同一条染色体上某一片段(a、b)__________________倒位果蝇卷翅的形成2．结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因_________或_________发生改变，导致_________的变异。3．对生物体的影响：大多数染色体结构变异对生物体是_________的，有的甚至会导致生物体死亡。4．染色体易位与互换的比较项目染色体易位互换图解区别发生在_________染色体之间发生在___________________________之间属于_________________变异属于___________________________5．染色体结构变异与基因突变的比较项目基因突变染色体结构变异变化实质基因发生碱基___________________染色体上的基因片段______________对象碱基基因结果___________________________________________________________镜检不可见可见、、考点精讲讲练考点一：基因突变例题1.（2022·江苏·学业考试）31.基因Y受到紫外线照射，可能突变成y1，也可能突变成y2。这说明基因突变（）A.具有不定向性 B.具有低频性C.都是有利的 D.都是有害的例题2．（2024·江苏·学业考试）镰状细胞贫血患者的红细胞低氧时容易破裂，使患者出现贫血。形成该病的根本原因是（）A.基因突变 B.基因重组C.染色体数目变异 D.染色体结构变异例题3．（2023·江苏·学业考试）与正常细胞相比，癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少，导致细胞之间的黏着性显著下降，癌细胞容易在体内（）A.分散转移 B.停止分裂C.高度分化 D.衰老凋亡1.镰刀型细胞贫血症是由于基因突变导致的一种遗传病。患者的红细胞是弯曲的镰刀状，容易破裂，患溶血性贫血。这是由于编码血红蛋白基因的碱基序列发生改变，导致血红蛋白异常，如图所示。这种改变是血红蛋白基因中碱基发生了（

）A．增添 B．缺失 C．易位 D．替换2.下列有关细胞癌变的叙述，错误的是（）A．人的DNA中本来就存在与癌症相关的基因B．若发生某些基因的甲基化，也可能会导致细胞癌变C．基因突变是癌细胞形成的驱动因素，但并非发生突变的细胞就会癌变D．一些理化因素导致某一个基因突变不断积累，最终形成了癌细胞3.基因突变、基因重组和染色体变异的共同点是（）A．产生新的基因 B．产生新的性状C．改变基因的数量 D．可遗传变异的来源4.豌豆某染色体上编码淀粉分支酶的基因中插入若干碱基对，导致淀粉分支酶合成异常，豌豆由圆粒变为皱粒。该变异属于（）A.基因突变 B.基因重组 C.染色体结构变异 D.染色体数目变异考点二：基因重组例题1．（2023·江苏·学业考试）我国是最早养殖和培育金鱼的国家。人们将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交，得到了朝天泡眼金鱼，该人工杂交依据的遗传学原理是（）A.基因突变 B.染色体结构变异C.基因重组 D.染色体数目变异例题2．（2022·江苏·学业考试）被誉为“杂交水稻之父”的育种学家袁隆平院士将毕生心血倾注于水稻育种事业，为中国乃至世界的粮食生产作出重大贡献。他主要采用的育种方法是（）A.诱变育种 B.单倍体育种C.杂交育种 D.多倍体育种1．“一母生九子，九子各不同。”下列不属于同一双亲后代多样性原因的是（）A．精子与卵细胞的随机结合B．减数分裂使生殖细胞中染色体数目减半C．同源染色体上的非姐妹染色单体片段互换D．减数分裂过程中非同源染色体的自由组合2.基因突变和基因重组在生物界中普遍存在。下列相关叙述不正确的是（）A.杂交育种的原理是基因重组

B.诱变育种的原理是基因突变

C.基因突变和基因重组都可以为进化提供原材料

D.基因突变一定改变生物体的性状3.“一树结果，酸甜各异”的原因主要是（）A.基因重组 B.基因突变C.紫外线照射 D.染色体变异考点三：染色体变异例题1．（2024·江苏·学业考试）我国成功培育了八倍体小黑麦，其体细胞中含有的染色体组数为（）A.2 B.4 C.6 D.8例题2．（2022·江苏·学业考试）某昆虫的缺刻翅是染色体结构改变引起的，如下图所示。该染色体结构变异的类型属于（）A.缺失 B.重复 C.易位（移接） D.倒位（颠倒）1．在低温诱导植物染色体数目变化的实验中，下列叙述正确的是（

）A．原理：低温抑制染色体着丝粒分裂B．解离：用卡诺氏液使洋葱根尖解离C．染色：甲紫溶液可以使染色体着色D．观察：所有细胞的染色体数目均发生改变2.如图所示的生物变异类型是（）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3.将六倍体小麦的花粉进行离体培养，得到的植株是（）A.单倍体 B.二倍体 C.三倍体 D.四倍体4.果蝇的眼形有正常眼和棒状眼。棒状眼的形成是由于一条染色体中增加了部分片段，这种变异属于（

）A．基因突变 B．染色体结构变异C．基因重组 D．染色体数目变异训练1．生物变异的主要来源是（）A.基因突变 B.基因重组 C.染色体变异 D.杂交育种2.普通小麦是六倍体，有42条染色体，人们用其花药离体培养出的小麦幼苗是（）A.三倍体、21条染色体 B.单倍体、21条染色体

C.三倍体、三个染色体组 D.单倍体、一个染色体组3.下列有关叙述正确的是（）A.体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体

B.非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

C.γ射线处理使染色体上多个碱基丢失引起的变异可能属于基因突变

D.基因突变一般不会改变基因的数量，而染色体结构变异都会有基因数量的变化4.用烟草的花药离体培育成烟草新品种；用抗倒伏易染锈病的小麦与易倒伏抗锈病的小麦培育成抗倒伏抗锈病的小麦；培育无子西瓜；用60Co辐射稻种，育成水稻优良品种。以上育种方法依次属于()①诱变育种

②杂交育种

③单倍体育种

④多倍体育种A.①②③④ B.④③②① C.③④②① D.③②④①5.利用抗逆性强的二倍体黑麦与蛋白质含量高的六倍体小麦杂交产生子代，再经秋水仙素处理，培育出蛋白质含量高、抗逆性强的小黑麦。这种育种方法属于（）A.多倍体育种 B.单倍体育种 C.诱变育种 D.杂交育种6.某生物的基因型为AaBB，通过相应技术可以分别将它转变为以下基因型的生物：①AABB，②aB，③AaBBC，④AAaaBBBB。则下列相应技术排列正确的是()A.诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合

B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种

C.花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术

D.细胞融合、杂交育种、诱变育种、多倍体育种7．以下情况属于染色体变异的是（）①21三体综合征患者细胞中第21号染色体有3条

②染色体之间发生了相应部位的交换

③染色体数目增加或减少

④非同源染色体之间自由组合

⑤染色体上DNA个别碱基对的增添或缺失

⑥花药离体培养后长成的植株A.①③⑥B.②④⑤ C.①②③⑥ D.②③④⑤8．下列关于染色体组的叙述错误的是（）A.一个染色体组中各个染色体的形态、大小各不相同，互称为非同源染色体

B.一个染色体组携带着控制生物生长发育的全部遗传信息

C.一个生物体细胞中都含有两个染色体组

D.三倍体生物一般不能产生正常可育的配子9.癌症是细胞癌变的结果，现已经是严重威胁人类健康的疾病之一。下列关于细胞癌变的叙述，正确的是（

）A.人体正常细胞DNA上不存在原癌基因和抑癌基因

B.与细胞增殖有关的某一基因发生突变就会导致细胞癌变

C.细胞癌变后，形态结构发生变化，容