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（13）生物的变异与育种
——2025届高考生物二轮复习易错重难提升
易混易错梳理
一、基因突变不一定改变生物体性状
（1）密码子的简并性：若发生基因突变后引起信使RNA上的密码子改变，但由于一种氨基酸对应多个密码子，若该改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。
（2）隐性突变：若基因突变产生的是隐性基因，如AA个体其中一个A→a，此时个体基因型为Aa，性状不发生改变。
（3）发生在基因的非编码序列，如非编码区和内含子部分。
二、有关基因重组的易错点
（1）多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于基因重组。
（2）杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。
（3）有丝分裂和细菌的二分裂及病毒的复制过程中一般不会发生基因重组。
（4）“肺炎双球菌的转化实验”、转基因技术等属于广义的基因重组。
三、关于单倍体的三个易错点
（1）单倍体的体细胞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：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。
（3）单倍体是生物个体，而不是配子：精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。
四、有关单倍体育种的注意事项
（1）单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
（2）单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
五、染色体缺失、重复与基因突变的区别
项目 基因突变 染色体缺失、重复
实质 碱基对的替换、缺失和增添 染色体上基因的缺失或重复
对象 碱基对 基因
结果 碱基对的数目或排列顺序改变 基因数目或排列顺序改变
是否可见 分子水平、光学显微镜下观察不到 光学显微镜下可观察到
六、几种常见生物育种方式的不同点
方法 原理 常用方法 优点 缺点 代表实例
杂交育种 基因重组 杂交 操作简单，目的性强 育种年限长 矮秆抗病小麦
诱变育种 基因突变 辐射诱变、激光诱变等 提高突变率，加速育种进程 有利变异少，需大量处理实验材料 青霉素 高产菌株
多倍体育种 染色体 异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 操作简单，且能在较短的时间内获得所需品种 所得品种发育迟缓，结实率低；在动物中无法开展 无子西瓜、八倍体小黑麦
单倍体育种 染色体变异 花药离体培 养后，再用秋水仙素处理 明显缩短 育种年限 技术复杂，需要与杂交育种配合 “京花1号”小麦
七、有关基因工程的注意事项
（1）在基因工程操作过程中，将目的基因导入受体细胞的过程不涉及碱基互补配对。
（2）受体细胞常选用微生物的原因：微生物繁殖快、代谢快、目的产物多。
（3）培育转基因动物时，常采用显微注射法将目的基因导入受精卵，原因是受精卵的全能性高。
（4）培育转基因植物时，受体细胞可用受精卵和其他高度分化的细胞，因为高度分化的植物细胞仍具有全能性。可用植物组织培养技术将其培育成个体。
易混易错通关
1.基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变的叙述，正确的是( )
A.某镰状细胞贫血患者的致病基因一定来自基因突变
B.在没有外界诱变因素的影响下，生物不会发生基因突变
C.基因发生突变后，个体的基因、基因型和表型一定改变
D.基因突变产生新基因，既能丰富基因库，也能增加生物多样性
2.水平转基因是自然转基因的一种类型，指基因在不同物种的生物个体之间的交流过程与结果（如图中过程1所示），或者在单个细胞内部的叶绿体、线粒体与细胞核等结构之间的交流过程与结果。下列有关说法错误的是( )
A.水平转基因可以发生在农杆菌和红薯细胞间，属于基因重组
B.过程1中获得A基因的红薯可通过过程2将A基因传递到子代
C.细胞内不同结构之间能进行基因交流与DNA的结构相同有关
D.过程1、过程2均使作物发生定向变异，均有利于作物适应新环境
3.图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体，图乙表示该卵原细胞形成的卵细胞中的一条染色体（图中字母表示基因）。下列叙述不正确的是( )
A.与有丝分裂相比，甲→乙的过程中特有的可遗传变异是基因重组
B.图甲中的非等位基因在减数分裂过程中可能会发生基因重组
C.图乙染色体上存在d基因的原因一定是发生了基因突变
D.基因E、e的本质区别是核苷酸序列不同
4.大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛：黑眼白化：红眼黑毛：红眼白化=1：1：1：1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异( )
A. B.
C. D.
5.如图是四种不同生物体细胞的染色体组成情况,有关叙述错误的是( )
A.图a含有4个染色体组，图b含有3个染色体组
B.由图b细胞组成的个体为三倍体
C.图c有2个染色体组，每个染色体组有3条染色体
D.由图d细胞组成的个体是由配子发育而来的
6.如图表示细胞中所含的染色体，有关叙述正确的是( )
A.图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B.如果图b表示体细胞，则相应的生物有一个染色体组或三个染色体组
C.如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D.图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
7.我国科学家利用化学诱变技术从水稻品种9311中获得了一个产量对氮肥不敏感的突变体，从而定位了氮肥高效利用的关键基因NGR5。NGR5的表达水平和蛋白积累量随施肥量的增加而增加。下列叙述错误的是( )
A.氮肥不敏感突变水稻的获得利用的原理是基因突变
B.进行化学诱变育种时无需处理大量材料
C.自然状态下，只有发生在水稻生殖细胞中的突变才能够遗传给下一代
D.NGR5的表达水平及其突变频率都受外界环境因素的影响
8.无子果实是指有些植物的花不经过受精，也能由子房直接发育成果实。这样的果实里不含种子，这种现象叫做单性结实。无子果实的形成可分为自然单性结实和刺激单性结实两种。如香蕉、菠萝、无核蜜橘等属于自然单性结实。刺微单性结实是指外界给予某种刺激，如物理和化学刺激等诱导形成无子果实。子房发育成为果实的过程中，需要一定量的生长素。一般来说，果实发育所需的生长素是由胚珠发育形成的幼嫩种子提供的，三倍体无子西瓜没有种子，生长素从何而来呢？在二倍体西瓜的花粉中，除含有少量的生长素外，同时也含有使色氨酸转变成生长素的酶系。当二倍体花粉萌发时，形成的花粉管伸入到三倍体植株的子房内并将自身合成生长素的瞬息转移到其中，从而在子房内仍能合成大量的生长素，促使子房发育成无子果实。普通西瓜是二倍体，下图为无子西瓜的培育流程图。据图分析，下列叙述错误的是( )
A.无子西瓜的无子性状能够遗传
B.①过程需要低温或秋水仙素处理二倍体幼苗
C.②过程得到的无子西瓜含有三个染色体组
D.无子西瓜的培育过程利用了花药离体培养技术
9.袁隆平院士培育出的杂交水稻，实现了亩产增产20%，用全世界7%的耕地养活了全世界近五分之一的人口。水稻是雌雄同花作物，开花后传粉，花小且密集，导致水稻杂交育种工作比雌雄异花的玉米难得多。袁隆平团队攻坚克难，利用雄性不育植株（即雄蕊发育异常不能产生有功能的花粉，但雌蕊发育正常能接受正常花粉而受精结实的植株）进行杂交育种，解决了这一难题。下列有关实验材料的叙述正确的是( )
A.雄性不育植株不能结实
B.玉米进行人工杂交育种时，主要的操作流程：去雄→套袋→采集花粉→授粉→套袋
C.实际生产中可以通过人工去雄授粉的方法获得大量杂交水稻种子
D.在杂交育种中，雄性不育植株只能作为亲本中的母本
10.水稻的易倒伏（A）对抗倒伏（a）为显性，抗病（B）对易感病（b）为显性，两对等位基因独立遗传。如图表示利用品种甲和品种乙通过三种育种方案培育优良品种（aaBB）的过程。下列说法错误的是( )
A.三种方案都利用了生物的变异，汰劣留良，培育出优良品种
B.方案一通常处理的是萌发的种子，主要是与其有丝分裂旺盛有关
C.方案二育种的原理是基因重组，AaBb自交得到的优良品种占1/16
D.方案三需要用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗
11.染色体片段缺失可使染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失，从而引起变异。在杂合体中若携有显性等位基因的染色体区段缺失，则隐性等位基因控制的性状就会显现出来，出现所谓的假显性。下列叙述错误的是( )
A.染色体片段缺失可能会使生物体的性状发生改变
B.猫叫综合征是由第5号染色体部分缺失引起的人类遗传病
C.发生了假显性变异的植株可通过观察其染色体进一步判断
D.假显性个体因减数分裂时无法联会导致其不能产生可育配子
12.低温可诱导植物细胞染色体数目发生变化，其作用原理和秋水仙素相似，下列叙述正确的是( )
A.低温会抑制分裂前期纺锤体的形成
B.低温诱导植物细胞发生单倍性变异
C.低温使植物细胞中的染色体数目非整倍性增加
D.在高倍显微镜下可以观察到装片中的细胞从二倍体变为四倍体的过程
13.研究人员用乌拉尔图小麦和粗山羊草培育异源四倍体小麦的过程如图1，其中A和D分别代表两种植物的一个染色体组。异源多倍体形成配子时常出现部分非同源染色体之间通过配对交叉导致染色体片段交换的现象，如图2。下列叙述中正确的是( )
A.乌拉尔图小麦和粗山羊草杂交产生的F1中有两个染色体组，但F1不可育
B.可以用秋水仙素处理F1的幼苗或所结的种子，产生异源四倍体小麦
C.若图2显示异源四倍体小麦的某精原细胞产生精子的过程，则该过程发生了基因重组
D.图2中所发生的变异可增加配子的多样性，但不能为进化提供原材料
14.下图表示不同个体或细胞中的部分基因或染色体的结构、数目、形态等发生的变异，根据相关知识辨析生物变异类型。
（1）从基因角度分析生物的变异，图中能表示生物个体中基因种类增多的有_____，能表示基因数目增加或减少的有_____，能表示基因排列顺序改变的有_____。
（2）从染色体变异的角度分析，若图中b、c、f由受精卵发育而来，g由配子发育而来，它们都属于染色体_____的变异，它们分别叫_____；e表示染色体结构的_____。
（3）一头母猪生了九头形态各异的仔猪，图中_____与该变异属于同一种变异类型。
15.番茄红果对黄果为显性，抗病对易感病为显性，两对相对性状独立遗传。育种人员利用纯合黄果抗病番茄与红果易感病番茄品种，通过不同方法培育所需品种，育种过程如图所示。回答下列问题：
（1）通过过程a、b获得红果抗病番茄新品种时，应从____（填“F1”或“F2”）开始进行选择；若过程c中黄果基因发生了一个碱基对的替换，但性状并未发生改变，可能的原因是____（答两点）。
（2）通过过程d、e的育种方法可明显缩短育种年限。d过程的操作是_____,该育种方法利用的原理是_____。
（3）图中过程f的操作及目的是_____,植株③所结果实无子的原因是_____。传统获得二倍体无子番茄的操作相比，利用三倍体获得无子番茄的不同操作是_____。
（4）番茄每个染色体组有12条染色体，分别记为1~12号，其中任何1条染色体缺失均会形成单体。单体与单体的杂交后代会出现二倍体、单体和缺体（即缺失一对同源染色体，不易存活）。某红果抗病纯合番茄植株在栽培过程中出现了一株7号染色体单体，为了判断抗病基因是否位于7号染色体上，现将该单体与不抗病的正常二倍体杂交，若出现的结果是_______,则可判断抗病基因位于7号染色体上。
答案以及解析
1.答案：D
解析：某镰状细胞贫血患者的致病基因可来自基因突变或来自双亲，A错误;引发基因突变的因素包括外因和内因，在没有外界诱发因素的作用时，生物也可能会由于DNA复制发生错误而产生基因突变，B错误；基因发生突变后，个体的基因和基因型会发生改变，但表型不一定改变，如AA突变成Aa，表型没有改变，C错误;基因突变可产生新基因，既能丰富基因库，也能形成多种多样的基因型，从而增加生物多样性，D正确。
2.答案：D
解析：A、据过程1可知，农杆菌的A基因可转移至原先不含A基因的红薯内，说明水平转基因可以发生在农杆菌和红薯细胞间，是基因重组的一种，A正确；
B、过程1属于水平转基因，是可遗传变异，该过程中获得A基因的红薯可通过过程2（杂交育种）将A基因传递到子代，B正确；
C、不同生物之间DNA的结构相同，是细胞内不同结构之间能进行基因交流的结构基础，C正确；
D、过程1、过程2的原理都是基因重组，基因重组有利于作物适应新环境，但基因重组是不定向的，D错误。
故选D。
3.答案：C
解析：基因重组一般发生在减数分裂Ⅰ前期或后期，基因突变和染色体变异既可以发生在有丝分裂过程中，也可发生在减数分裂过程中，所以与有丝分裂相比，甲→乙（减数分裂）的过程中特有的可遗传变异是基因重组，A正确；题图甲中的非等位基因可在减数分裂Ⅰ后期因非同源染色体之间的自由组合而发生基因重组，B正确；根据题图甲的基因组成和染色体上的颜色可知，题图乙染色体上存在d基因的原因是减数分裂过程中发生了染色体片段互换，C错误；基因E和e的本质区别是核苷酸序列不同，D正确。
4.答案：C
解析：A项变异为缺失，B项变异为重复，其联会图为外环结构，杂合子可形成二种配子，D项变异为倒位，其联会图为内环结构，也只能形成二种配子，为其测交后代比例1：1，所以A/B/D项错误；C项变异为易位，其联会图为十字形，所以可以形成四种配子，C项正确。
5.答案：B
解析：图a着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，形态、大小相同的染色体有4条，故含有4个染色体组，同理图b含有3个染色体组，A正确。图b中含有3个染色体组，若由受精卵发育而来，则是三倍体；若由配子直接发育而来，则是单倍体，B错误。图c有2个染色体组，每个染色体组内有3条非同源染色体，C正确。图d细胞只有1个染色体组，由图d细胞组成的个体是由配子发育而来的单倍体，D正确。
6.答案：C
解析：图a表示有丝分裂后期，细胞中含有4个染色体组，图b细胞中含有3个染色体组，A错误；图b是由配子发育而成的生物的体细胞或三倍体生物的体细胞，则图b代表的生物是单倍体或三倍体，该生物体细胞中含有三个染色体组，B错误；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体，C正确；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的，D错误。
7.答案：B
解析：分析题意，科学家利用化学诱变技术从水稻品种9311中获得了一个产量对氮肥不敏感的突变体，该技术属于诱变育种，诱变育种的原理是基因突变，A正确;由于基因突变具有不定向性和低频率性等特点，故化学诱变育种时需处理大量材料，以从中筛选符合要求的类型，B错误；自然状态下，只有发生在水稻生殖细胞中的突变才能通过配子遗传给下一代，C正确;化学诱变是利用外界环境中的化学因素来提高基因突变频率的手段，且分析题意可知，NGR5的表达水平和蛋白积累量随施肥量的增加而增加，故NGR5的表达水平及其突变频率都受外界环境因素的影响，D正确。
8.答案：D
解析：D.无籽西瓜是通过多倍体育种获得的，未经过花药离体培养，单倍体育种需要经过花药离体培养。图示过程没有利用花药离体培养技术，D错误。
9.答案：D
解析：本题考查杂交育种相关知识。雄性不育系即该株系不能作父本，但可以接受花粉而结实，A错误；玉米是雌雄同株但雌雄异花且异位的植物，因此杂交时不需要对母本进行去雄，其杂交时的操作流程可表示为套袋→采集花粉→授粉→套袋，B错误；实际生产中如果通过人工去雄授粉的方法获得杂交水稻，获得的种子数量非常有限，会导致大面积推广种植杂交水稻遇到障碍，同时人工操作起来也非常困难，因此需要找到雄性不育系完成杂交水稻的推广，C错误；在杂交育种中，雄性不育植株由于不能产生正常的花粉，因此只能作为亲本中的母本，D正确。
10.答案：D
解析：A对，根据分析，三种方案分别利用了基因突变、基因重组和染色体变异的原理，都利用了变异，获得具有优良遗传特性的品种； B对，方案一为诱变育种，常常处理萌发的种子，因为萌发的种子有丝分裂旺盛，DNA复制时易发生基因突变；C对，基因型为AaBb的个体自交得到基因型为aaBB的优良品种的概率为（1/4）×（1/4）=1/16； D错，基因型为B的单倍体不能产生种子，应用低温或秋水仙素处理幼苗。
11.答案：D
解析：染色体片段缺失属于染色体结构变异，可能会使排列在染色体上的基因数目发生改变并导致性状改变，A正确；猫叫综合征是由第5号染色体部分缺失引起的人类遗传病，B正确；假显性是由染色体缺失引起的，可用光学显微镜观察变异植株的染色体判断是否发生了假显性，C正确；从题干信息无法判断出假显性个体在减数分裂时无法发生联会从而不能产生可育配子，D错误。
12.答案：A
解析：低温能抑制分裂前期纺锤体的形成，A正确；低温诱导细胞发生多倍性变异，B错误；低温使植物细胞中的染色体数目整倍性增加，C错误；观察细胞中的染色体需要制作装片，由于在制片过程中经过了解离，细胞被杀死，所以用显微镜看不到细胞从二倍体变为四倍体的过程，D错误。
13.答案：A
解析：A、乌拉尔图小麦和粗山羊草杂交产生的F1中有两个染色体组，但由于缺乏同源染色体，减数分裂时联会紊乱，F1不可育，A正确；
B、由于F1不可育，不能产生种子，因此只能用秋水仙素处理F1的幼苗，产生异源四倍体小麦，B错误；
C、图2中异源四倍体小麦的某精原细胞产生精子的过程发生了染色体结构变异中的易位，C错误；
D、图2中所发生的变异属于易位，可增加配子的多样性，能为进化提供原材料，D错误。
故选A。
14.（1）答案：d；b、c、f、g；e、h
解析：本题考查染色体组的含义、基因重组与染色体变异的辨析。分析题图，a是发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组，发生在四分体时期；b细胞内含有3个染色体组，为三倍体；c细胞含有2个染色体组，但有一对同源染色体有三条，为三体；d细胞只有一条染色体，姐妹染色单体相同位置的基因不同，发生了基因突变；e细胞内一对同源染色体中一条比另一条多了某个片段，发生了染色体结构变异中的缺失或重复；f细胞中有一对同源染色体少了一条，为单体；g细胞由配子发育而来，叫单倍体；h细胞中发生了染色体易位。图中d可使生物个体中基因种类增多；单体f、三体c、单倍体g和三倍体b可使基因数增加或减少；染色体的重复或缺失、易位和倒位能使基因排列顺序改变，即e、h。
（2）答案：数目；三倍体、三体、单体和单倍体；缺失或重复
解析：从染色体变异的角度分析，题图中b、c、f由受精卵发育而来，g由配子发育而来，它们都发生了染色体数目变异，分别叫作三倍体、三体、单体和单倍体；e可能是染色体结构变异中的缺失或重复。
（3）答案：a
解析：一头母猪生了九头形态各异的仔猪，这是基因重组导致的，题图中a的变异与之属于同一变异类型。
15.答案：(1)F2；该碱基对的替换发生在非编码区，该碱基对的替换发生在内含子中，密码子具有简并性(黄果基因发生碱基对替换后对应的密码子与原来的密码子控制的是同一种氨基酸)等
(2)花药离体培养；染色体(数目)变异
(3)秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗使染色体加倍；植株③为三倍体，减数分裂时，发生联会紊乱，不能产生正常的卵细胞，故不能形成种子；需对三倍体母本授粉，但不需要用生长素处理子房
(4)子一代表现为抗病和不抗病两种类型
解析：(1)通过过程a、b获得红果抗病番茄新品种时，应从F2开始进行选择，因为F1是基因型为双杂合的个体。若过程c中黄果基因发生了一个碱基对的替换，但性状并未发生改变，可能的原因是突变发生在黄果基因中的非编码区或由于密码子的简并性等。
(2)d过程的操作是花粉离体培养，原理为染色体数目变异。
(3)f是用秋水仙素或低温处理获得四倍体植株，目的是诱导染色体加倍，形成四倍体，植株3所结果实无子的原因是该植株含有三个染色体组，减数分裂过程中无法正常联会形成可育配子。传统获得二倍体无子番茄的操作是喷洒生长素促进子房发育成果实，与之相比，利用三倍体获得无子番茄的不同操作是需要使用雄株进行授粉。
(4)设抗病基因为A,用该单体与不抗病的正常二倍体杂交，若抗病基因位于7号染色体上，则亲本基因型为AO×aa,子代表现抗病：不抗病=1：1,若抗病基因不位于7号染色体上，则亲本基因型为AA×aa,子代全表现为抗病。

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