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变异与育种
授课提示：对应学生用书第156页
1．基因突变的特点及应用
(1)基因突变具有普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性等特点。
(2)诱变育种的原理是基因突变，细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。
(3)基因突变的本质是基因中碱基对的替换、增添或缺失，没有发生在基因内部的碱基对改变，则不属于基因突变(基因突变导致基因结构的改变，该结构指的是碱基序列而非基本结构——双螺旋结构)。
(4)基因突变未引起生物性状发生改变的主要原因：密码子具有简并性；显性纯合子中的一个显性基因突变成隐性基因等。
(5)若基因突变发生在体细胞中，一般不遗传，但有些植物可以通过无性繁殖传给后代；若基因突变发生在减数分裂过程中，则可以通过配子传给后代，但不是一定能传给后代。
2．基因重组的理解和判断
(1)必须是控制不同性状的基因的重新组合。例如A/a、B/b控制两双相对性状，A与B或b的重新组合就属于基因重组；而A与a、B与b的组合就不属于基因重组。
(2)基因重组的范围：有性生殖的生物性原细胞进行“减数分裂”和基因工程中“外源基因导入”(基因重组在人工操作下也可以实现，如基因工程、肺炎双球菌的转化过程中都发生了基因重组)。
(3)精卵结合过程中并没有发生基因重组。因为来自父方、母方的染色体为同源染色体，每一对同源染色体上都有控制相同性状的基因。
3．“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体
一看发育起点，若是由配子发育成的，不论有几个染色体组都是单倍体；若是由受精卵发育成的，再看有几个染色体组，含有几个染色体组就是几倍体。
4．基因突变、基因重组、染色体变异的区别与联系
(1)染色体变异可在光学显微镜下观察到，而基因突变、基因重组用光学显微镜观察不到。
(2)基因突变导致新基因的产生；染色体结构变异未产生新的基因。
(3)基因突变、染色体变异可以发生于有丝分裂和减数分裂过程中，而基因重组只能发生于减数分裂过程中。
(4)基因突变和染色体变异合称突变，突变和基因重组都属于可遗传变异，具有随机性、不定向性的特点，不能决定生物进化的方向，但能为生物进化提供原材料。
[题组突破演练]
1．20世纪50年代，科学家受达尔文物种进化思想的启发，广泛开展动植物育种研究，通过人工创造变异选育新品种，这一过程被人们形象地称为“人工进化”。图甲～丙分别表示棉花、小麦、玉米等植物的人工进化过程，请分析回答：
(1)图甲中，棉花纤维颜色和棉酚含量出现新类型，是因为60Co导致相应基因发生了碱基对的________________；60Co处理后棉花产生棕色、低酚等新性状，说明基因突变具有______________的特点。
(2)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。从图甲诱变1代中选择表现型为________和________的植株作为亲本，利用________育种方法可以快速获得抗虫高产棉花新品种。
(3)图乙中，真菌的抗虫基因能整合到小麦DNA上的基础是________________；与图甲中的诱变育种方法相比，该技术最大的特点是__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)图丙中方法A处理后所得植株为________倍体；方法B处理可使细胞内染色体数目加倍，其原理是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)分析题图可知，人工进化与自然进化的实质都是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图甲中，通过诱变育种，棉花纤维颜色和棉酚含量出现新类型，是因为60Co导致基因突变，即相应基因发生了碱基对的增添、缺失或替换；60Co处理后产生棕色、低酚等新性状，说明基因突变具有不定向性的特点。(2)杂交能将优良性状集中在同一个体，由图甲诱变1代的表现型可知，棕色对白色为显性，高酚对低酚为显性，故应从图甲诱变1代中选择表现型为棕色高酚和白色低酚的植株作为亲本，利用单倍体育种方法可以快速获得抗虫高产(棕色低酚)棉花新品种。(3)真菌的抗虫基因能整合到小麦DNA上的基础是所有DNA均由相同的脱氧核苷酸组成，且都是双螺旋结构；基因工程技术最大的特点是目的性强，可以定向地改造生物性状。(4)图丙中利用单倍体育种的方法获取纯合植株，方法A处理(花药离体培养)后所得植株为单倍体；方法B处理(低温或秋水仙素处理)可使细胞内染色体数目加倍，其原理是抑制细胞分裂时纺锤体的形成。(5)人工进化与自然界生物进化的实质都是种群基因频率的改变。
答案：(1)增添、缺失或替换　多方向性(不定向性)　(2)棕色高酚　白色低酚　单倍体　(3)二者均由四种脱氧核苷酸构成，且都具有规则的双螺旋结构　定向改造生物性状　(4)单　抑制了细胞分裂时纺锤体的形成　(5)基因频率的改变
2．草鱼(2n＝48)是中国淡水养殖的四大家鱼之一，草鱼因其能迅速清除水体各种草类而称为“拓荒者”。多倍体鱼类与相同的二倍体鱼类相比，其个体大、生长速度快、抗病及耐寒性强，可以通过人工方法诱导多倍体鱼类形成。多倍体鱼类的产生机制如图所示，a、b、c为成熟个体。请回答下列问题：
(1)上述育种方法称为________________，原理是________________。
(2)通过上述方法，得到的成熟个体a为____________倍体；通过“方法三”获得的草鱼个体体细胞中含________________条染色体。
(3)草鱼虽可控制杂草生长，但其天然繁殖能力强，易对水生植物造成严重损坏，因此可以通过方法________(填写图中方法的序号)培育不育的草鱼解决该问题。
解析：(1)上述育种方法称为多倍体育种，利用的原理是染色体变异。(2)通过上述方法，得到的成熟个体a、b为三倍体，成熟个体c为四倍体；通过“方法三”获得的草鱼个体为四倍体，其体细胞中含24×4＝96条染色体。(3)草鱼虽可控制杂草生长，但其天然繁殖能力强，易对水生植物造成严重损坏，因此可以通过方法一、二培育不育的草鱼(三倍体)解决该问题。
答案：(1)多倍体育种　染色体变异　(2)三　96　(3)一、二第四讲　现代生物进化理论
[考纲展示]
1．现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)　2.生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)
授课提示：对应学生用书第150页
一、现代生物进化理论的由来
1．拉马克的进化学说
(1)生物不是神造的，是由更古老的生物进化而来的。
(2)生物是由低等到高等逐渐进化的。
(3)生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
2．达尔文的自然选择学说
(1)内容
过度繁殖：选择的基础。
生存斗争：生物进化的动力和选择的手段。
遗传变异：生物进化的内因。
适者生存：自然选择的结果。
(2)意义：科学地解释了生物进化和生物多样性形成的原因。
(3)局限性：对遗传和变异的本质不能做出科学的解释；对生物进化的解释局限于个体水平；强调物种形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。
(4)达尔文以后进化理论的发展
①对遗传和变异的研究已经从性状水平深入到基因水平。
②关于自然选择作用的研究已经从以生物个体为单位发展到以种群为基本单位。
二、现代生物进化理论
1．种群是生物进化的基本单位
(1)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
(2)基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率。
2．突变和基因重组产生进化的原材料
(1)可遗传变异的来源
(2)生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于环境。
(3)生物的变异是不定向的，只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
3．自然选择决定生物进化的方向
变异是不定向的不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累―→种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化。
4．隔离导致物种的形成
(1)隔离
(2)
三、共同进化与生物多样性的形成
1．共同进化
(1)概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
(2)原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
(3)共同进化的实例
共同进化类型
包含类型
实例
不同物种之间
种间互助
一种蛾与兰花
种间斗争
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液瘤病毒和兔子
竞争
作物与杂草
生物与无机环境之间
生物影响环境，环境影响生物
地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物
2.生物多样性的形成
(1)内容：生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
(2)形成原因：生物的进化。
(3)研究生物进化历程的主要依据：化石。
3．生物进化理论在发展
(1)中性学说：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。
(2)生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。
1．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。2．隔离是新物种形成的必要条件，新物种形成的标志是产生生殖隔离。3．变异是不定向的，变异的利害性取决于生物所生存的环境。4．自然选择是定向的，决定生物进化的方向。5．生物与生物之间的相互选择使两种生物共同进化。6．生物进化形成了生物多样性，生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
有关生物进化的3个易混易错点(1)基因频率与生物进化的关系只要种群的基因频率发生变化，生物就进化了；只要生物进化了，种群的基因频率一定发生变化。(2)物种形成与生物进化的关系任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属于生物进化的范围。只有当不同种群基因频率的改变突破物种的界限形成生殖隔离时，才能形成新的物种。(3)基因频率和基因型频率的关系基因频率是某个种群中某一基因出现的比例，基因频率＝种群中该基因的总数/种群中该等位基因的总数。影响基因频率改变的因素有不随机交配、自然选择、遗传漂变和迁移等。基因型频率是指群体中某基因型个体所占的百分比。
授课提示：对应学生用书第152页
考点一　正确理解现代生物进化理论
[核心考点通关]
1．自然选择学说与现代生物进化理论的比较
2．选择对生物进化的影响
(1)自然选择与人工选择
项目
自然选择
人工选择
选择因素
自然环境条件
人类
选择结果
对生物自身生存有利，对人类不一定有利
满足人类各种需求
速度
慢
快
(2)选择对基因频率的影响
①选择的直接对象是具有某特定性状表现的生物体。
②选择的实质是控制某特定性状表现的基因。
③选择的结果：从生物个体角度看导致生物个体生存或死亡；从基因角度看导致控制某特定性状基因的频率上升或下降。
3．图解物种形成的两种典型模式
(1)渐变式——经长期地理隔离产生
(2)爆发式——短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成
4．物种形成的环节及隔离导致物种形成
(1)三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示：
(2)隔离导致物种的形成
一个种群多个小种群种群基因频率定向改变―→亚种新物种
①只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生亚种，但绝不可能产生新物种。
②生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交后代不活；杂交后代活而不育。
5．对物种和进化标准的判断技巧
(1)判断两个种群是否属于同一物种的标准，是看它们之间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，则一定是两个物种。
(2)判断种群是否进化的标准，是看其基因频率是否发生了变化，若种群基因频率没有发生变化，则种群没有发生进化。
[易混易错]
(1)物种形成与生物进化不同
内容
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后与原生物关系
属于不同物种
可能属于同一个物种，也可能属于不同的物种
[易混易错]
(2)生物进化不一定导致新物种形成。生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限。
(3)新物种形成则说明生物进化了。
(4)自然选择直接作用的是生物个体，而且是个体的表现型。
[题组突破演练]
题组一　自然选择学说与现代生物进化论比较
1．下列各项生物进化的观点中，不是达尔文提出的是(　　)
A．突变和基因重组产生进化的原材料
B．有利变异可通过遗传与自然选择逐步积累与加强
C．生存斗争是生物进化的动力
D．自然选择决定生物进化的方向
解析：突变和基因重组产生进化的原材料是现代生物进化理论的观点，故选A项。
答案：A
2．(2017·福建宁德模拟)澳大利亚地下动物中，绝大多数种类有“盲”这一特征，如盲鳗。下列有关盲鳗的叙述不正确的是(　　)
A．洞穴的特征决定洞穴盲鳗眼的进化方向
B．洞穴与盲鳗的相互影响是共同进化的结果
C．洞穴盲鳗眼的进化过程一定存在基因频率的定向改变
D．洞穴盲鳗“盲”的特征是因长期不需要用眼而形成的
解析：洞穴的特征对洞穴盲鳗眼的进化进行了选择，决定洞穴盲鳗眼的进化方向，A正确；洞穴与盲鳗的相互影响是共同进化的结果，B正确；生物进化的实质是基因频率的定向改变，C正确；洞穴盲鳗“盲”的特征是长期自然选择形成的，D错误。
答案：D
题组二　种群与物种关系判断
3．(2017·山西四校联考)1万年前，科罗拉多大峡谷中的松鼠(原种群中黑毛基因A的基因频率为50%)被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生明显的分化。研究人员指出，经过长期演化可能形成两个物种，下列说法错误的是(　　)
A．物种的形成必须通过a最终达到c
B．①②③④⑤⑥为生物进化提供原材料
C．b的变化是生物进化的实质
D．若环境变化后，种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加20%，基因型为aa的个体数量减少20%，则一年后a的基因频率为5/11
解析：图中a表示地理隔离，b表示基因频率变化，c表示生殖隔离。物种形成有多种方式，如多倍体育种不需经过地理隔离，A错误；图中①②③④⑤⑥为突变、重组产生不同品系的过程，为进化提供原材料，B正确；基因频率的变化是生物进化的实质，C正确；原种群中A的基因频率为50%，a的基因频率也为50%，AA、Aa、aa的基因型频率分别为25%、50%、25%，可设其分别为25只、50只、25只，则一年后种群中基因型为AA、Aa、aa的个体数量分别为30只、60只、20只，所以，a的基因频率为50/110＝5/11，D正确。
答案：A
4．(2017·山东泰安检测)下图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是(　　)
A．a表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料
B．b表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志
C．c表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化
D．d表示地理隔离，新物种形成一定需要地理隔离
解析：a表示突变和基因重组，突变包括基因突变和染色体变异，故A错误。b表示生殖隔离，标志新物种的形成，故B错误。c表示新物种的形成，其与生活环境共同进化，故C正确。d表示地理隔离，但形成新物种不一定都需要经过地理隔离，故D错误。
答案：C
题组三　物种形成过程分析
5．下列有关物种形成的说法不正确的是(　　)
A．自然选择可以定向改变种群的基因频率，但不一定导致新物种的形成
B．突变和基因重组可以使种群产生定向变异，因而可能导致新物种的形成
C．经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节，能导致新物种形成
D．经过长期的地理隔离，最后出现生殖隔离，导致新物种的形成
解析：种群产生的变异是不定向的，故B错。
答案：B
6．(2017·辽宁大连月考)如图a、b、c表示自然条件有差异、存在地理隔离的3个地区。a地区物种甲某些个体迁移到b、c地区，经长期进化逐渐形成两个新物种乙、丙。下列叙述正确的是(　　)
A．上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志
B．留居a地区甲种群的基因频率不再发生改变
C．乙、丙两个种群间不能进行基因交流，它们的基因库存在较大差异
D．甲、乙两个种群间存在生殖隔离，它们的基因库组成完全不同
解析：新物种形成的标志是生殖隔离的出现；a地区的环境在变化，留居a地区的甲种群的基因频率可能会发生变化；乙、丙是两个物种，存在生殖隔离，这两个种群间不能进行基因交流，它们的基因库也有较大的差异；甲、乙是两个物种，存在生殖隔离，但是乙物种是从甲物种进化来的，二者的基因库组成可能部分相同。
答案：C
考点二　基因频率与基因型频率
[核心考点通关]
1．“定义法”求解基因频率
某基因频率＝×100%。
若在常染色体上，某基因频率＝×100%；
X染色体上b基因频率＝×100%。
2．“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A、a为例)
A基因频率＝AA基因型频率＋1/2×Aa基因型频率
a基因频率＝aa基因型频率＋1/2×Aa基因型频率
3．运用遗传平衡定律求解基因频率
在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(A、a)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。
其中p2是AA(纯合子)的基因型频率，2pq是Aa(杂合子)的基因型频率，q2是aa(纯合子)的基因型频率。
[易混易错]
(1)基因频率与基因型频率不同
基因频率
基因型频率
公式
某基因频率＝该基因的数目÷该基因与其等位基因的总数×100%
某基因型频率＝该基因型的个体数÷总个体数×100%
外延
生物进化的实质是种群基因频率的改变
基因型频率改变，基因频率不一定改变
(2)自交和自由交配时基因(型)频率变化不同
①自交：种群个体自交时，子代中纯合子增多，杂合子减少，基因型频率发生改变。自交过程不改变基因频率。
②自由交配：在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态，自由交配不改变基因频率，但改变基因型频率。
[题组突破演练]
题组一　基因频率的计算
7．果蝇长翅(H)和残翅(h)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群数量为20
000只，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20
000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是(　　)
A．h基因频率降低了50%
B．H基因频率增加了50%
C．杂合果蝇比例降低了50%
D．残翅果蝇比例降低了50%
解析：由残翅果蝇个体数量长期维持在4%可知符合遗传平衡定律，设H和h的基因频率分别为p、q，则q2＝4%，q＝0.2，p＝1－q＝0.8，因此可知引入前各基因型频率为：hh＝0.22＝0.04、Hh＝2×0.2×0.8＝0.32、HH＝0.82＝0.64，进而可得基因型为hh、Hh、HH的个体分别为：800只、6
400只和12
800只。引入20
000只纯合长翅果蝇后的h基因频率为：q＝(800×2＋6
400)/(40
000×2)＝0.1，则H的基因频率为0.9。h基因频率由0.2变为0.1降低了50%，A正确。H基因频率由0.8变为0.9，B错误。杂合果蝇和残翅果蝇在引入前后数量不变，而种群数量增大一倍，因此其所占比例均降低了50%，C、D正确。
答案：B
8．(2017·湖北汉川调研)对某校学生进行红绿色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者69人，那么该群体中色盲基因的频率是(　　)
A．4.4%　　　　　　　
B．7.0%
C．6.8%
D．10.2%
解析：色盲基因的频率是：(23×2＋52＋69)÷(780×2＋820)×100%≈7.0%，B正确。
答案：B
9．在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。下列判断中不正确的是(　　)
A．此时，A的基因频率是60%，a的基因频率是40%
B．若表现型相同的雌雄个体间才能自由交配，子一代中aa的频率是10%
C．若基因型相同的雌雄个体间才能自由交配，子一代中aa的频率是25%
D．若所有的雌雄个体间都能自由交配，子一代中aa的频率是16%
解析：该种群中A的基因频率是(30×2＋60×1)÷(100×2)×100%＝60%，a的基因频率是1－60%＝40%，A正确；若表现型相同的雌雄个体间才能自由交配，即亲本中AA和Aa间自由交配后代中aa频率是(30＋60)÷100×[(60×1)÷(30×2＋60×2)]2×100%＝10%，aa自交，则子一代中aa的频率是(10÷100)×100%＝10%，两者相加即10%＋10%＝20%，B错误；若基因型相同的雌雄个体间才能自由交配，即亲本中AA、Aa、aa分别自交，子一代中aa的频率为(×＋×1)×100%＝25%，C正确；若所有的雌雄个体间都能自由交配，根据遗传平衡定律，子一代中aa的频率是40%×40%＝16%，D正确。
答案：B
考点三　生物进化与生物多样性的形成
[核心考点通关]
1．共同进化的实例
共同进化的类型
包含类型
实例
不同物种之间
互利共生
有细长吸管口器的蛾与有细长花矩的兰花
捕食
猎豹和斑马
寄生
噬菌体与细菌
竞争
农作物与杂草
生物与无机环境之间
生物影响环境，环境影响生物
地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→出现需氧生物
2.准确理解生物多样性的各个层次
(1)生物多样性各层次间的关系
生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，三个层次之间的关系可以用如图的形式描述：
(2)生物多样性形成的原因分析
①从分子水平看：
DNA多样性蛋白质多样性→生物性状多样性
(根本原因)　　(直接原因)　　(生物多样性)
②从进化角度看：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
[题组突破演练]
题组　生物进化与生物多样性分析
10．下列有关生物多样性和进化的叙述中，不正确的是(　　)
A．新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节
B．蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化形成的相互适应特征
C．细菌在接触青霉素后会产生抗药性的突变个体，青霉素的选择作用使其生存
D．自然选择能定向改变种群的基因频率，决定了生物进化的方向
解析：细菌的变异在接触青霉素之前就已发生，青霉素只是对细菌起选择作用。
答案：C
11．生物多样性的形成是共同进化的结果，以下说法正确的是(　　)
A．体现了个体水平、生态系统水平上的多样性
B．内容包括基因多样性、物种多样性、种群多样性
C．研究这一进化历程的主要依据是进化理论的构建
D．生物多样性形成是生物由低等到高等进化的必然结果
解析：生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性；了解生物多样性形成的进化历程的主要依据是化石；生物多样性的形成是共同进化的结果，也是生物由低等向高等进化的必然结果。
答案：D
12．关于生物多样性的叙述不正确的是(　　)
A．生物多样性的根本原因是基因的多样性
B．蛋白质多样性是物种多样性的直接原因
C．无机环境直接作用于生物体基因的多样性
D．生物多样性是生物与环境共同进化的结果
解析：由题中生物多样性之间的关系可知，选项A，生物多样性的根本原因是基因的多样性。选项B，蛋白质多样性是物种多样性的直接原因。选项C，无机环境直接作用于生物体蛋白质的多样性，也就是直接作用于表现型。选项D，生物多样性是生物与环境共同进化的结果。
答案：C
授课提示：对应学生用书第154页
练全国高考真题——知考查重点
1．(2016·高考北京卷)豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。20世纪90年代初，F区豹种群仅剩25只，且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡，由T区引入8只成年雌豹。经过十年，F区豹种群增至百余只，在此期间F区的(　　)
A．豹种群遗传(基因)多样性增加
B．豹后代的性别比例明显改变
C．物种丰(富)度出现大幅度下降
D．豹种群的致病基因频率不变
解析：因地理隔离形成的F区和T区两个种群，在自然选择的作用下，它们种群的基因库有一定的差别，因此，将T区的豹引入F区后，会导致豹种群基因多样性增加，A项正确；从题干中无法确定豹后代的性别比例是否会发生改变，B项错误；由于T区和F区的豹只存在地理隔离，未产生生殖隔离，仍为同一物种，所以T区的豹迁到F区后，物种丰(富)度不发生改变，C项错误；F区在引入健康豹繁殖子代后，豹种群的致病基因频率将降低，D项错误。
答案：A
2．(2016·高考江苏卷)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是(　　)
A．杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B．基因pen的自然突变是定向的
C．基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D．野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
解析：基因突变为生物进化提供了丰富的原材料，C选项正确；基因突变是不定向的，突变的结果是产生新基因，但突变生物与原生物并没有产生生殖隔离，B、D选项错误；据图中信息知：野生型昆虫细胞的靶位点与杀虫剂结合后，杀虫剂进入细胞内，说明杀虫剂与靶位点结合并不会形成抗药靶位点，pen基因突变型昆虫细胞的抗药靶位点不能与杀虫剂结合，说明抗药靶位点的形成可能与靶位点结构发生变化有关，A选项错误。
答案：C
3．(2014·高考广东卷)某种兰花有细长的花矩(如图)，花矩顶端贮存着花蜜，这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是(　　)
A．蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向
B．花矩变长是兰花新种形成的必要条件
C．口器与花矩的相互适应是共同进化的结果
D．蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
解析：变异是不定向的，A项错误；新物种形成的必要条件是隔离，B项错误；两种生物之间的种间互助是共同进化的结果，C项正确；蛾的口器变长是自然选择的结果，D项错误。
答案：C
4．(2015·高考安徽卷)现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%，a基因频率为20%；种群2的A基因频率为60%，a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是(　　)
A．75%　　　　　
B．50%
C．42%
D．21%
解析：依题意，当两个大小相等的种群合并成一个种群后，A基因频率为(80%＋60%)/2＝70%，a基因频率为(20%＋40%)/2＝30%，因此，随机交配，下一代中Aa的基因型频率为2×70%×30%＝42%。
答案：C
5．(2015·高考全国卷Ⅰ)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题：
(1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为________。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为________，A基因频率为________。
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2∶1，则对该结果最合理的解释是________________________。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为________。
解析：(1)已知该种群中只有Aa一种基因型，因此该种群中A基因频率与a基因频率的比例为1∶1，理论上只有Aa基因型的种群随机交配，后代有AA、Aa、aa三种基因型，且比例为1∶2∶1，则A的基因频率为0.5。(2)如果后代中只有Aa、aa两种基因型，且比例为2∶1，则原因最可能是A基因纯合致死。该种群中第一代随机交配时，A、a的基因频率分别为1/3、2/3，随机交配产生的后代中Aa占4/9，aa占4/9，AA占1/9，由于AA致死，则成活个体中Aa、aa基因型个体数量的比例为1∶1。
答案：(1)1∶1　1∶2∶1　0.5　(2)A基因纯合致死　1∶1
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6．(2017·广东梅州质检)下列有关变异与进化的说法，正确的是(　　)
A．突变、基因重组和隔离是新物种形成的三个基本环节
B．二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可得到含三个染色体组的单倍体水稻
C．隔离与新物种形成是达尔文自然选择学说的主要内容之一
D．生物进化过程的实质在于种群基因频率发生定向改变
解析：突变和基因重组、自然选择、隔离是新物种形成的三个基本环节，A项错误；二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可得到含三个染色体组的三倍体水稻，B项错误；隔离与新物种形成是现代生物进化理论的主要内容之一，C项错误；生物进化的实质是种群基因频率发生定向改变，D项正确。
答案：D
7．(2017·河南郑州质检)苯磺隆是主要应用于麦田防除阔叶杂草的除草剂，而在长期使用该除草剂的麦田里阔叶植物播娘蒿不受其影响，经研究发现该田中播娘蒿普遍存在抗苯磺隆基因。下列有关说法正确的是(　　)
A．苯磺隆的使用使播娘蒿产生了抗药性的变异
B．该播娘蒿和普通播娘蒿相比基因库有明显差异，属于不同物种
C．若不再使用苯磺隆除草，则该抗性基因频率会迅速下降
D．抗性基因的出现改变了播娘蒿的种群基因频率，生物发生了进化
解析：选项A，播娘蒿抗药性基因的产生是由基因突变造成的，而苯磺隆起选择作用；选项B，抗药性的播娘蒿和普通播娘蒿基因库相差不大，可以进行基因交流，属于同一物种；选项C，不使用苯磺隆，该播娘蒿的抗药性基因频率不一定降低，需要看具有此基因的个体是否能适应新的环境；选项D，抗药性基因的出现导致播娘蒿的基因频率发生改变，生物进化的实质在于种群基因频率的改变，因此该生物发生了进化。
答案：D
8．(2017·北京海淀模拟)草本植物马利筋含有强心苷，家畜等动物取食后会引起呕吐甚至死亡，但斑蝶幼虫可以取食马利筋。取食马利筋的斑蝶幼虫形成的成虫，被鸟类捕食后会引起鸟类呕吐，进而使鸟类不再捕食斑蝶。据此推测不正确的是(　　)
A．马利筋含有强心苷是植物在进化过程中形成的一种防御性机制
B．斑蝶具有某种机制使其能积累强心苷并免于受到该物质的影响
C．生活在同一地区的与斑蝶体色、体型相似的其他蝶类会因此受害
D．用普通植物饲喂斑蝶的幼虫后再被鸟类取食不会引起鸟类呕吐
解析：根据题意，“马利筋含有强心苷，家畜等动物取食后会引起呕吐甚至死亡”，可知马利筋含有强心苷是植物在进化过程中形成的一种防御性机制，A正确；“斑蝶幼虫可以取食马利筋。取食马利筋的斑蝶幼虫形成的成虫，被鸟类捕食后会引起鸟类呕吐，进而使鸟类不再捕食斑蝶”，可知斑蝶具有某种机制使其能积累强心苷并免于受到该物质的影响，用普通植物饲喂斑蝶的幼虫后再被鸟类取食不会引起鸟类呕吐，B、D正确；生活在同一地区的其他蝶类由于与斑蝶体色、体型相似，使其也能减少被鸟类捕食的可能，C错误。
答案：C
9．(2017·山东齐鲁名校调研)如图是某物种迁入新环境后一对等位基因的基因频率变化情况，分析这些数据能得出的结论是(　　)
A．1950～1980年间该种群始终没有发生进化
B．1990年该生物已经进化成了两个物种
C．1960年该种群Aa基因型的频率为48%
D．变异的有利还是有害取决于生物生存的环境
解析：进化的实质是基因频率的改变，1950～1980年间该种群的基因频率发生改变，说明发生了进化，A项错误。形成新物种的标志是产生生殖隔离，由图示不能确定1990年该生物已进化成两个物种，B项错误。由1960年A、a的基因频率不能计算出该种群Aa的基因型频率，C项错误。生物生存的环境对变异进行选择，D项正确。
答案：D
10．(2017·湖北汉川检测)回答下列有关生物进化和生物多样性的问题。
(1)现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是
________________________________________________________________________。
材料一：某种蛾易被蝙蝠捕食，千百万年之后，此种蛾中的一部分当感受到蝙蝠的超声波时，便会运用复杂的飞行模式，逃脱危险，其身体也发生了一些其他改变。当人工使变化后的蛾与祖先蛾交配后，产出的受精卵不具有生命力。
材料二：蛙是幼体生活于水中，成体可生活于水中或陆地的动物。由于剧烈的地质变化，使某种蛙生活的水体分开，蛙被隔离为两个种群。千百万年之后，这两个种群不能自然交配。
依据以上材料，回答下列问题。
(2)这两则材料中发生的相似事件是________。
A．适应辐射
B．地理隔离
C．生存竞争
D．生殖隔离
(3)在材料一中，蛾复杂飞行模式的形成是________的结果。
(4)在材料二中，若发生剧烈地质变化后，其中一个蛙种群生活的水体逐渐干涸，种群中个体数减少，导致该种群的________变小。
下表为V基因在种群A和B中的基因型个体数。
基因型
A种群(个)
B种群(个)
VaVb
200
0
VaVa
50
120
VbVc
100
200
VcVc
150
50
VaVc
100
80
(5)计算Va在A种群中的频率________。
(6)就V基因而言，比较A种群和B种群的遗传多样性，并利用表中数据陈述判断依据________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)达尔文以个体为单位研究生物进化，现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是种群。(2)两则材料中的生物无法交配繁殖后代，或者交配成功后后代也不能成活或没有繁殖力，均存在生殖隔离。(3)蛾复杂飞行模式的形成是自然选择的结果。(4)种群中个体数减少，导致该种群的基因总数即基因库变小。(5)Va在A种群中的频率：(200＋50×2＋100)÷[(200＋50＋100＋150＋100)×2]×100%≈33%。(6)A种群的基因型为5种，B种群为4种，故A种群的遗传多样性高于B种群。
答案：(1)种群　(2)D　(3)自然选择　(4)基因库　(5)33%　(6)A种群的遗传多样性高于B种群；因为A种群的基因型为5种，B种群为4种(或A种群基因型多于B种群)
授课提示：对应学生用书第343页
一、选择题
1．根据生物进化理论，下列观点中正确的是(　　)
A．人工培育的新物种只能生活在人工的环境中
B．生物进化的方向与基因突变的方向一致
C．只有在新物种形成时，才会发生基因频率的改变
D．受农药处理后，种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代
解析：人工培育的新物种可以生活在自然环境中，A错误；生物进化是定向的，由自然选择决定，基因突变是不定向的，B错误；基因频率改变后并不一定会形成新物种，C错误；农药处理后，种群抗药性强的个体更多地保留下来，这些个体有更多机会将基因传递给后代，D正确。
答案：D
2．(2017·河北廊坊监测)下列关于生物进化的叙述，正确的是(　　)
A．物种之间的共同进化都是通过不同物种之间的生存斗争实现的
B．自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率
C．由于环境污染，桦尺蠖的种群中黑色基因频率增大，所以产生了新物种
D．自然选择决定了生物变异和进化的方向
解析：物种之间的共同进化是通过不同物种间的相互作用实现的，这种相互作用包括生存斗争、种间互助等，A项错误；自然选择直接作用于个体，通过对个体的选择改变种群的基因频率，B项正确；桦尺蠖种群中黑色基因频率增大，说明发生了进化，但并不一定形成新物种，C项错误；自然选择决定生物进化的方向，变异是不定向的，D项错误。
答案：B
3．以下关于生物变异和生物进化的叙述，正确的是(　　)
A．抗生素的使用使病原体产生了适应性的变异
B．生物与生物之间、生物与环境之间共同进化导致生物的多样性
C．由于种群基因频率的改变，生物进化后一定会形成新的物种
D．有性生殖的出现实现了生殖隔离，明显加快了生物进化的速度
解析：抗生素的使用对病原体起到选择作用，而不能诱导其产生适应性变异；生物进化后出现生殖隔离才能形成新的物种，基因频率改变是进化的标志；有性生殖的出现实现了基因重组，加快了生物进化的速度。
答案：B
4．金鱼是重要的观赏鱼，品种众多，可观赏的性状多种多样。金鱼培育专家培育的珍贵品种——“蓝剑”，其性染色体组成为XYY。下列有关金鱼的说法错误的是(　　)
A．金鱼不能与野生鲫鱼杂交，这说明金鱼与野生鲫鱼之间存在生殖隔离现象
B．众多金鱼品种都是经过突变、自然选择、地理隔离等过程形成的
C．“蓝剑”的产生可能是因为亲本中雄性个体在减数第二次分裂时遗传物质分配异常所致
D．“蓝剑”不能直接产生后代，根本原因是减数分裂形成配子的过程中性染色体联会紊乱
解析：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫作生殖隔离，故A项正确；金鱼是人工选择的结果，而不是自然选择，B项错误；该个体(XYY)多一条Y染色体，很可能是父方减数第二次分裂时出错，C项正确；染色体的数目异常会导致联会紊乱，进而导致不育，D项正确。
答案：B
5．(2017·江西南昌调研)蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，在无自然选择的作用下，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是(　　)
A．30%,21%　　　　
B．30%,42%
C．70%,21%
D．70%,42%
解析：亲代中A的基因频率为55%＋(1－55%－15%)×1/2＝70%，在无自然选择的作用下，亲代和子代的基因频率相同，故F1中A的基因频率＝70%，a的基因频率＝30%，根据遗传平衡定律，Aa的基因型频率＝2×70%×30%＝42%，D项正确。
答案：D
6．下列有关遗传和进化的叙述，正确的是(　　)
A．同种生物的不同个体之间通过生存斗争实现了共同进化
B．二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交所得的三倍体西瓜是一个新物种
C．如果某种群数量大量减少，则该种群一定发生了进化
D．隔离是物种形成的必要条件，其实质是基因不能自由交流
解析：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这称为共同进化，A错误；三倍体西瓜不可育，所以不能称为一个新物种，B错误；当某种群数量大量减少时，该种群的基因频率不一定会发生改变，即该种群不一定发生进化，C错误；隔离是物种形成的必要条件，其实质是阻止种群间的基因交流，D正确。
答案：D
7．假设某动物种群中，最初一对等位基因B、b的频率B＝0.75，b＝0.25，若环境的选择作用使B基因的频率不断降低，若干代后B、b的频率B＝0.25，b＝0.75。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．在整个过程中，群体中Bb的基因型频率先增后减
B．该动物群体发生了进化
C．等位基因B(b)的产生来自基因突变
D．该动物群体所处的环境没有发生变化
解析：由题干可推出Bb的基因型频率先增后减，在B＝0.5，b＝0.5时达到最大；进化的实质是基因频率的改变，此种群的基因频率发生了改变，所以该动物群体发生了进化；基因突变形成等位基因；自然选择决定生物进化的方向，所以环境发生了改变。
答案：D
8．(2017·山东潍坊模拟)下列关于生物进化与生物多样性的说法，正确的是(　　)
A．共同进化就是生物与生物之间相互影响而进化
B．环境条件的改变导致了适应性变异的发生
C．进化过程中隔离是物种形成的必要条件
D．生物多样性包括基因多样性、种群多样性和生态系统多样性三个层次
解析：共同进化是指生物与生物之间、生物与环境之间相互影响而共同进化，故A错误；适应性变异是本来就产生的，环境条件的改变只是筛选出适应性的变异，故B错误；地理隔离不一定导致物种形成，形成新物种的标志是生殖隔离，故C正确；生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，故D错误。
答案：C
9．一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状中显性性状表现型的频率是0.36，则(　　)
A．该种群繁殖一代后杂合子Aa的频率是0.32
B．显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率
C．若该种群基因库中的基因型频率发生变化，说明该种生物进化了
D．若该种群中A基因频率为0.4，A所控制性状的个体在种群中占到40%
解析：选项A，显性性状表现型的频率是0.36，则隐性性状aa的基因型频率是0.64，则a的基因频率为0.8，A的基因频率为0.2，繁殖一代后Aa的基因型频率为2×0.2×0.8＝0.32；选项B，显性基因的频率为0.2，小于隐性基因的频率；选项C，生物进化的标志是种群基因频率的改变，而不是基因型频率的改变；选项D，A的基因频率为0.4，则显性个体在种群中的比例为1－0.62＝0.64，即64%。
答案：A
10.某种群中EE、Ee、ee的基因型频率如图，图中阴影部分表示繁殖成功率低的个体。则该种群经多代选择后三种基因型频率最可能是(　　)
解析：根据题意和图形分析可知，EE的个体繁殖成功率最低，其次是Ee，说明在选择过程中，EE和Ee的个体会越来越少，而ee的个体会越来越多，因此，该种群经多代选择后三种基因型频率最可能是图C所示，所以选C。
答案：C
11．如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列相关叙述正确的是(　　)
A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
解析：根据题图，通过地理隔离形成a1和a2两个种群，又分别演化出b、c、d三个种群，虽然有地理隔离，但是不一定会产生生殖隔离，故A错误；由于d是由a1演变而来，所以c与d之间可能存在生殖隔离，故B正确；a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但是b和d由于地理隔离存在，基因频率会发生改变，所以可能不是同一物种，故C错误；即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d不存在生殖隔离，它们仍是同一物种，故D错误。
答案：B
12．(2017·广东中山期末)用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是(　　)
A．曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4
B．曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4
C．曲线Ⅳ的Fn中纯合体的比例比上一代增加
D．曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等
解析：对题目中提到四种交配方式逐一分析：①杂合子连续自交Fn中Aa的概率为，图中曲线Ⅳ符合；自交得到的Fn中纯合体比例为1－，Fn－1中纯合体的比例为1－，二者之间差值是，C错误。由于在杂合子的连续自交过程中没有选择，各代的A和a的基因频率始终相等，D中关于曲线Ⅳ的描述正确。②杂合子的随机交配：亲本中Aa比例为1，随机交配子一代中Aa概率为，继续随机交配不受干扰，A和a的基因频率不改变，Aa的比例也保持定值，曲线Ⅰ符合此种小麦的交配方式，同时D中关于曲线Ⅰ的描述正确，D项正确。③连续自交并逐代淘汰隐性个体：亲本中Aa概率为1，自交一次并淘汰隐性个体后F1中Aa概率为，再自交一次并淘汰隐性个体后F2中Aa的概率为，即0.4，再自交一次并淘汰隐性个体后F3中Aa的比例为，所以曲线Ⅲ为连续自交并逐代淘汰隐性个体，B项正确。④随机交配并逐代淘汰隐性个体：亲本中Aa，随机交配一次(可视为自交)产生子一代淘汰掉隐性个体后Aa概率是，再随机交配产生子二代并淘汰掉隐性个体后Aa概率是，A基因频率为，a的基因频率为，产生子三代中Aa的比例为，曲线Ⅱ符合。在Ⅱ的F3中，Aa的基因型频率为0.4，A正确。
答案：C
二、非选择题
13．原产某地的某种一年生植物a，分别引种到低纬度和高纬度地区种植，很多年以后移植到原产地，开花时期如图所示。回答下列问题：
(1)将植物a引种到低纬度和高纬度地区，这样原属于同一个物种的种群a、b和c之间形成________，种群b和种群c个体之间由于花期不同，已不能正常受粉，说明已产生了________。
(2)在对b植物的某一种群进行的调查中，发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为10%和70%(各种基因型个体生存能力相同)，第二年对同一种群进行的调查中，发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为4%和64%，在这一年中，该植物种群是否发生了进化？________，理由是_______________________________________________。
(3)现代生物进化理论认为：________是生物进化的基本单位，________决定生物进化的方向；________________________是物种形成和生物进化的机制。
解析：(1)将植物a引种到低纬度和高纬度地区，这样原属于同一个物种的种群a、b和c之间形成地理隔离。种群b和种群c个体之间由于花期不同，已不能正常受粉，说明已产生了生殖隔离。(2)原来的基因频率分别是D＝10%＋1/2×20%＝20%，d＝70%＋1/2×20%＝80%；第二年种群的基因频率分别是D＝4%＋1/2×32%＝20%，d＝64%＋1/2×32%＝80%；由于基因频率没有改变，所以生物并未发生进化。(3)生物进化的基本单位是种群，自然选择决定生物进化的方向；突变和基因重组、自然选择和隔离是物种形成和生物进化的机制。
答案：(1)地理隔离　生殖隔离
(2)没有　该种群的基因频率没有发生变化
(3)种群　自然选择　突变和基因重组、自然选择和隔离
14．如图所示，地球上的哺乳动物由共同的祖先进化而来，不同种类在形态上却有着很大的差异，据图回答下列有关生物进化的问题：
(1)该现象体现了生物的进化规律是生物朝着________的方向发展。
(2)试用达尔文的进化理论解释E的形成：
_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)物种C的某种群中，基因型AA占46%，aa占20%,5年后，该种群中基因型AA占46%，aa占20%，该种群是否发生了进化？________，解释原因：________。
解析：由图示可以直接看出，原始的哺乳类动物可以演化成很多生物，生物朝着多样性的方向发展。生物进化的实质是种群基因频率的改变；5年后，该种群的基因频率没有发生改变，种群没有发生进化。
答案：(1)多样性　(2)原始的哺乳类产生不同的变异，其中适应水环境的变异被水环境选择而保留下来，这样代代选择、积累，经过漫长年代而形成了水栖的E动物　(3)否　因为基因频率没发生改变
15．某种野生型细菌，自然条件下产生了：Ⅰ型(含LA基因)、Ⅱ型(含LB基因)、Ⅲ型(含LC基因)三种新类型，现将等量四个品系的细菌混合，置于恒定密闭条件下培养，间隔相同时间，六次测得个体数量(单位：个/10－2mm3)如表，分析回答下列有关问题。
　　次数类型　　
1
2
3
4
5
6
野生型
95
150
320
320
300
250
Ⅰ型
100
210
655
950
1
085
1
100
Ⅱ型
80
120
110
98
60
35
Ⅲ型
110
160
210
215
150
73
(1)野生型细菌能产生新类型的根本原因是____________________________________。多种新类型细菌的出现，表明了生物变异具有________的特性。
(2)根据表中数据能否得出“在自然条件下菌群中LA基因频率会上升”的结论？________，原因是：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(3)如果Ⅱ型细菌在空气中能很好生存，那么将Ⅰ、Ⅱ型细菌通过人工融合形成杂种细菌，其后代的基因组成是________。在通气的条件下培养，杂种细菌能否生存？______，请分析原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)细菌属于原核生物，产生新类型的根本原因是基因突变。多种新类型基因的出现表明了生物变异具有不定向性。(2)表中的数据是在恒定密闭的实验室条件下培养获得的，不同于自然条件下，所以不能判断自然条件下LA的基因频率变化，因为生物的生存环境不同，对细菌的选择作用不同，突变的有利和有害是相对环境而言的，只有适应环境的突变基因频率才能上升。(3)融合后的杂种细菌含有亲本的基因，基因组成为LALB。
答案：(1)基因突变　不定向　(2)不能　①基因突变的有利和有害并不是绝对的，往往取决于生物的生存环境　②只有适应生物生存环境的基因突变，其频率才会上升　③表中数据只能说明在密闭条件下，种群中LA的基因频率会上升　(3)LALB　能　杂种细胞分裂产生的子代都含有LALB基因(或不能　LB基因有可能不表达)第一讲　基因突变和基因重组
[考纲展示]
1．基因重组及其意义(Ⅱ)　2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)
授课提示：对应学生用书第135页
一、基因突变
1．基因突变的实例：镰刀型细胞贫血症
(1)图示中a、b、c过程分别代表DNA复制、转录和翻译。突变发生在a(填字母)过程中。
(2)直接原因：血红蛋白分子的多肽链上发生了氨基酸的替换。
(3)根本原因：控制血红蛋白合成的DNA分子中的碱基序列由正常的突变为，所以转录后相应mRNA中的密码子由GAA(谷氨酸)变成了GUA(缬氨酸)。
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．基因突变的原因、特点、时间和意义
(1)原因
类型
举例
引发突变原因
外因
物理因素
紫外线、X射线
损伤细胞内DNA
化学因素
亚硝酸、碱基类似物
改变核酸碱基
生物因素
某些病毒
影响宿主细胞DNA
内因,DNA分子复制偶尔发生错误(2)特点、时间、结果和意义
特点
①普遍性：在生物界中普遍存在；②随机性：生物个体发育的任何时期和部位；③低频性：突变频率很低；④不定向性：可以产生一个以上的等位基因；⑤多害少利性：一般是有害的，少数有利
发生时间
一般在DNA复制时，有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
结果
产生新的等位基因
传递规律
若发生在配子中，传递给后代，若发生在体细胞中，一般不能遗传，但植物可通过无性生殖传递
意义
①新基因产生的途径；②生物变异的根本来源；③生物进化的原始材料
二、基因突变对蛋白质与性状的影响
1．基因突变对蛋白质的影响
碱基对
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列
增添
大
不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列
缺失
大
不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列
2.基因突变不一定导致生物性状改变
原因：
(1)突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段。
(2)基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。
(3)基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。
三、基因重组
1．概念
2．类型
类型
发生时期
实质
自由组合型
减Ⅰ后期
非同源染色体上的非等位基因自由组合
交叉互换型
减Ⅰ前期
同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体交换而交换
3.结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。
4．特点：两个体杂合程度越高，遗传物质差别越大，后代重组类型越多，变异越大；最广泛的应用是杂交育种。
5．途径：基因重组是通过有性生殖实现的。
6．意义
7．基因重组与基因突变的区别：基因重组不同于基因突变，基因重组是基因的重新组合，产生了新的基因型，基因突变是基因结构的改变，产生了新的基因，产生出新的遗传物质。
1．基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传变异的来源，原因是三者细胞内遗传物质都发生了变化。2．基因突变是由于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．基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。4．基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。5．基因重组来源于减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因的自由组合及同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换。
有关基因突变的2个易混易错点(1)基因突变发生时期分析①无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。②基因突变不只发生在分裂间期。(2)基因突变本质分析①基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对序列和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。②基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失、替换：有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增添、缺失、替换引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。③生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在形成时对外界环境的变化更加敏感。④基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。
授课提示：对应学生用书第136页
考点一　基因突变与基因重组的辨析
[核心考点通关]
1．基因重组的类型与发生机制
重组类型
非同源染色体上非等位基因间的重组
同源染色体上非等位基因间的重组
人工基因重组(转基因技术)
发生时间
减Ⅰ后期
减Ⅰ四分体时期
目的基因导入细胞后
发生机制
同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重新组合
同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换，导致染色单体上的基因重新组合
目的基因经运载体导入受体细胞，导致目的基因与受体细胞中的基因发生重组
图像示意
特点
①只产生新基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(新性状不同于新性状组合)②发生于真核生物有性生殖的核遗传中(DNA重组技术除外)③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多
[易混易错]
(1)自然条件下基因重组发生的时间是减Ⅰ后期和四分体时期，而不是受精作用发生时。
(2)自然条件下基因重组只发生在真核生物中，病毒和原核生物中不发生基因重组。
2．基因突变与基因重组的比较
项目
基因突变
基因重组
发生时期
①有丝分裂间期②减Ⅰ前的间期
①减Ⅰ后期②减Ⅰ前期
产生原因
物理、化学、生物因素↓碱基对的增添、缺失、替换↓基因结构的改变
交叉互换、自由组合↓基因重新组合
意义
①生物变异的根本来源②为进化提供最初原始材料③形成生物多样性的根本原因
①生物变异的重要来源②丰富了进化材料③形成生物多样性的重要原因之一
应用
诱变育种
杂交育种
联系
①都使生物产生可遗传的变异②在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础③二者均产生新的基因型，可能产生新的表现型
3.姐妹染色单体上等位基因来源的判断
(1)根据细胞分裂方式
①如果是有丝分裂中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。
②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换，如图乙。
(2)根据变异前体细胞的基因型
①如果亲代基因型为AA或aa，则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。
②如果亲代基因型为Aa，则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变或交叉互换。
[易混易错]
基因突变不一定都产生等位基因
病毒和原核细胞的基因结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。
[题组突破演练]
题组一　基因重组与基因突变辨析
1．下列生物学现象由基因重组引起的是(　　)
A．通过植物体细胞杂交得到杂种植株
B．高茎豌豆与高茎豌豆杂交得到矮茎豌豆
C．同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换导致后代性状改变
D．受精作用过程中发生了基因重组
解析：基因重组发生在有性生殖过程中，通过体细胞杂交得到的杂种植株不属于基因重组，A错误；基因重组应发生在非等位基因之间，高茎和矮茎是由一对等位基因控制的，B错误；受精作用过程中不发生基因重组，D错误。
答案：C
2．研究人员偶然在一片稻田中发现某基因的突变能促进超级稻增产，这一发现将有助于研究和培育出更高产的水稻新品种。以下说法不正确的是(　　)
A．该基因突变可以产生生物进化的原材料
B．该基因突变说明大多数基因突变是有利的
C．该基因突变能使种群基因频率发生改变
D．该突变基因可能会在其他农作物增产中发挥作用
解析：基因突变可以产生生物进化的原材料，A正确。大多数的基因突变会给生物带来不利的影响，B错误。基因突变能够使种群基因频率发生改变，C正确。利用转基因技术可以将该突变基因导入其他农作物中，使其发挥作用，从而可能使其他农作物增产，D正确。
答案：B
题组二　姐妹染色单体上等位基因来源分析
判断
3．(2017·山东日照校际联考)如图表示一对同源染色体及其上的等位基因，下列说法错误的是(　　)
A．非姐妹染色单体之间发生了交叉互换
B．B与b的分离发生在减数第一次分裂
C．A与a的分离只发生在减数第一次分裂
D．基因突变是等位基因A、a和B、b产生的根本原因
解析：在两条非姐妹染色单体上都有黑色和白色两种片段，说明两条同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换；在减数第一次分裂的后期，两条同源染色体上的等位基因B和b随着同源染色体的分开而分离；A与a的分离发生在减数第一次分裂的后期和减数第二次分裂的后期；等位基因产生的根本原因是基因突变。
答案：C
4.如图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断(　　)
A．此细胞含有4个染色体组，8个DNA分子
B．此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd
C．此细胞发生的一定是显性突变
D．此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组
解析：图示细胞有2个染色体组，8个DNA分子；细胞中正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，即基因重组；其中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因为D和d，其对应的同源染色体上含有d、d，但不能确定的是D突变成d，还是d突变成D，故可能发生的是隐性突变，也可能发生的是显性突变。
答案：D
考点二　区分不同变异类型的方法
[核心考点通关]
1．可遗传变异与不可遗传变异及判断方法
(1)可遗传变异与不可遗传变异
①不可遗传变异环境变化，遗传物质未变
②可遗传变异
(2)判断方法
2．基因突变和基因重组的判断方法
3．显性突变和隐性突变的判定
(1)类型
(2)判定方法
①选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。
②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。
[题组突破演练]
题组　不同变异类型的探究方法
5．(2017·湖北荆州月考)一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后，产生的F1中野生型与突变型之比为2∶1，且雌雄个体之比也为2∶1，这个结果从遗传学角度可做出合理解释的是(　　)
A．该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雌雄配子致死
B．该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死
C．该突变为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死
D．X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死
解析：突变型雌果蝇的后代中雄性有1/2死亡，说明该雌性果蝇为杂合子，该突变可能为X染色体显性突变，若含突变基因的雌配子致死，则子代中会出现一种表现型，且不会引起雌雄个体数量的差异；如果该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死，相关基因用D、d表示，则子代为1XDXd(突变型♀)∶1XdXd(野生型♀)∶1XDY(死亡)∶1XdY(野生型♂)，B项符合题意。若X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死，则子代中会出现一种表现型，且不会引起雌雄个体数量的差异。
答案：B
6．研究发现某野生型二倍体植株3号染色体上有一个基因发生突变，且突变性状一旦在子代中出现即可稳定遗传。
(1)据此判断该突变为________(填“显性”或“隐性”)突变。
(2)若正常基因与突变基因编码的蛋白质分别表示为Ⅰ、Ⅱ，其氨基酸序列如下图所示：
据图推测，产生Ⅱ的原因是基因中发生了______________，进一步研究发现，Ⅱ的相对分子质量明显大于Ⅰ，出现此现象的原因可能是____________。
解析：(1)题干中指出突变性状一旦在子代中出现即可稳定遗传，由此判断该突变为隐性突变，突变个体为隐性纯合子。(2)分析突变基因编码的蛋白质Ⅱ可知，从突变位点之后氨基酸的种类全部改变，这说明基因中发生了碱基对的增添或缺失，若mRNA上终止密码子位置后移，则会导致翻译终止延后，使合成的蛋白质相对分子质量增大。
答案：(1)隐性　(2)碱基对的增添或缺失　终止密码子位置后移，导致翻译(或蛋白质合成)终止延后
授课提示：对应学生用书第138页
练全国高考真题——知考查重点
1．(2016·高考天津卷)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：
注：P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸
下列叙述正确的是(　　)
A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
解析：据表可知，核糖体S12蛋白结构改变后，突变型枯草杆菌的核糖体不能与链霉素结合，而在含链霉素培养基中的存活率为100%，说明突变型枯草杆菌对链霉素具有抗性，A项正确；链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B项错误；突变型是因为S12蛋白第56位的赖氨酸替换为精氨酸所致，该基因突变属于碱基对的替换，C项错误；链霉素不能诱发基因突变，只是对枯草杆菌起选择作用，D项错误。
答案：A
2．(2015·高考江苏卷)经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是(　　)
A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存
B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异
C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变
D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异
解析：白花植株的出现是X射线诱变的结果，A错误；X射线诱变引起的突变可能是基因突变，也可能是染色体变异，B正确；通过杂交实验，根据后代是否出现白花及白花的比例可以确定是显性突变还是隐性突变，C正确；白花植株自交，若后代中出现白花则为可遗传变异，若无则为不可遗传变异，D正确。
答案：A
3．(2015·高考海南卷)关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是(　　)
A．等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B．X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C．基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变
D．在基因b的—ATGCC—序列中插入碱基C可导致基因b的突变
解析：基因突变具有不定向性，A项正确；物理因素如X射线等可提高突变率，B项错误；基因中碱基对的替换、增添或缺失均可引起基因突变，C项、D项正确。
答案：B
4．(2014·高考北京卷)拟南芥的A基因位于1号染色体上，影响减数分裂时染色体交换频率，a基因无此功能；B基因位于5号染色体上，使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒分离，b基因无此功能。用植株甲(AaBB)与植株乙(AAbb)作为亲本进行杂交实验，在F2中获得了所需的植株丙(aabb)。
(1)花粉母细胞减数分裂时，联会形成的________经________染色体分离、姐妹染色单体分开，最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。
(2)a基因是通过将T DNA插入到A基因中获得的，用PCR法确定T DNA插入位置时，应从图1中选择的引物组合是________。
(3)就上述两对等位基因而言，F1中有________种基因型的植株。F2中表现型为花粉粒不分离的植株所占比例应为________。
(4)杂交前，乙的1号染色体上整合了荧光蛋白基因C、R。两代后，丙获得C、R基因(图2)。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。
①丙获得了C、R基因是由于它的亲代中的________在减数分裂形成配子时发生了染色体交换。
②丙的花粉母细胞进行减数分裂时，若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换，则产生的四个花粉粒呈现出的颜色分别是_______________________。
③本实验选用b基因纯合突变体是因为：利用花粉粒不分离的性状，便于判断染色体在C和R基因位点间________________，进而计算出交换频率。通过比较丙和________的交换频率，可确定A基因的功能。
解析：(1)在花粉母细胞减数分裂过程中，通过同源染色体联会、分离及着丝点断裂导致的姐妹染色单体分开，最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。(2)确定T DNA插入位置时，根据子链延伸方向是5′→3′，只有用引物Ⅱ、Ⅲ组合扩增该DNA分子，才能得到两条链均作为模板的扩增产物，且产物中同时有A基因片段和T DNA片段，从而用于T DNA插入位置的确定。(3)由植株甲(AaBB)、乙(AAbb)二者杂交，F1代为AaBb、AABb两种基因型可知F2中花粉粒不分离的bb占1/4。(4)①由图2可以看出，A与C，A与R连锁在一起，而丙是由a、C连锁的配子和a、R连锁的配子结合形成的，这两种雌雄配子的产生都是亲本在减数分裂过程中发生交叉互换的结果；②丙的花粉母细胞在进行减数分裂时，若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换，则可产生aC、aR、a、aCR四种花粉粒，呈现出的颜色分别是蓝色、红色、无色、蓝和红叠加色。③bb隐性纯合突变体使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒不分离，把每4个不分离的花粉粒看作一组，通过观察不同花粉母细胞产生的四个花粉粒是否出现无色或叠加色，以及出现此类花粉粒的组数，即通过观察四个花粉粒中是否出现无色、蓝和红叠加色及出现无色、蓝和红叠加色的组数，可以判断染色体在C和R基因位点间是否交换和交换次数，通过比较乙和丙的交换频率可确定基因A的功能。
答案：(1)四分体　同源
(2)Ⅱ和Ⅲ　(3)2　25%
(4)①父本和母本
②蓝色、红色、蓝和红叠加色、无色
③交换与否和交换次数　乙
练各地市模拟——知命题热点
5．(2017·山东潍坊调研)六倍体的普通小麦体细胞含42条染色体。用紫外线处理小麦种子后，筛选出一株抗锈病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是(　　)
A．用花粉离体培养获得的抗病植株，自交后代无性状分离
B．单倍体植株的体细胞中有三个染色体组，最多时含有42条染色体
C．植株X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低
D．紫外线诱发的突变，决定小麦向抗病的方向进化
解析：用花粉离体培养获得的抗病植株是单倍体，高度不育，A错误；六倍体小麦细胞中有6个染色体组，其单倍体中有3个染色体组，有丝分裂后期时染色体数目最多为42条，B正确；连续自交，杂合子的概率降低，纯合子的概率上升，C错误；突变是不定向的，自然选择决定生物进化的方向，D错误。
答案：B
6．(2017·河南郑州质量预测)下列属于基因重组的是(　　)
①同源染色体的非姐妹染色单体交换片段　②染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上　③DNA碱基对的增添、缺失　④非同源染色体上非等位基因自由组合　⑤大肠杆菌细胞中导入了外源基因
A．①③⑤　　　　
B．①②④
C．①④⑤
D．②④⑤
解析：②属于染色体结构变异中的易位，③属于基因突变，故C正确。
答案：C
7．(2017·河北石家庄统考)曲线a表示使用诱变剂前青霉菌菌株数和产量之间的关系，曲线b、c、d表示使用诱变剂后青霉菌菌株数和产量之间的关系。下列说法正确的是(　　)
①由a变为b、c、d体现了变异的不定向性
②诱变剂决定了青霉菌的变异方向，加快了变异频率
③四种菌株中d是最符合人们生产要求的变异类型
④青霉菌在诱变剂作用下发生的变异可能有基因突变和染色体变异
A．③④
B．①③④
C．②④
D．①③
解析：使用诱变剂后菌株由a变为b、c、d，说明变异是不定向的；诱变剂可以加快变异频率，但不能决定变异方向；由题图可知，四种菌株中d的产量最高，最符合人们的生产要求；青霉菌是原核生物，不会发生染色体变异。
答案：D
8．(2017·云南昆明模拟)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。水稻香味性状与抗病性状独立遗传，无香味(A)对香味(a)为显性，抗病(B)对感病(b)为显性。
(1)为选育抗病香稻新品种，选取无香味感病与无香味抗病植株进行杂交实验，F1统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是____________。
(2)假如共获得1
600株F1植株，理论上能选取有香味抗病植株________株，有香味抗病植株自交，其后代表现型及比例是____________。
(3)离体培养F1的花粉能发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需要的________。若要获得二倍体有香味抗病植株，应在________时期用秋水仙素进行诱导处理。
(4)除草剂敏感型的水稻经辐射获得抗性突变体新品种，该育种技术称为________；育种过程中需要大量处理实验材料，原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由图可知抗病∶感病＝1∶1，说明这对性状是测交的结果。而无香味∶有香味＝3∶1，说明亲本该对基因均是杂合的，故亲本是Aabb和AaBb。(2)假如共获得1
600株F1植株，理论上有香味植株占，即400株。而这400株中有是抗病的，故能选取有香味抗病植株是200株。有香味抗病植株基因型应是aaBb，因为抗病是显性性状，其自交后代中有香味抗病∶有香味感病＝3∶1。(3)花粉离体培养能发育成完整植株，说明花粉细胞内具有发育成完整植株所需要的全部遗传信息。这样培养得到的是单倍体植株，如果要获得二倍体需要在单倍体幼苗时用秋水仙素进行诱导，使染色体数目加倍。(4)经辐射得到新品种，运用的是物理因素引起的基因突变。但这种育种方式需要处理大量实验材料，因为基因突变频率低并且基因突变是不定向的，需要从大量材料中选出来。
答案：(1)Aabb、AaBb　(2)200　有香味抗病∶有香味感病＝3∶1　(3)全部遗传信息　幼苗　(4)诱变育种　基因突变频率低且是不定向的
授课提示：对应学生用书第337页
一、选择题
1．下列有关基因突变和基因重组的描述，正确的是(　　)
A．基因突变对生物个体是利多于弊
B．基因突变所产生的基因都可以遗传给后代
C．基因重组能产生新的基因
D．在自然条件下，基因重组是进行有性生殖的生物才具有的一种可遗传变异方式
解析：基因突变具有多害少利的特点，A错误；发生在体细胞中的基因突变一般不能遗传给后代，B错误；只有基因突变才可以产生新的基因，基因重组可以产生新的基因型，C错误；在自然条件下，只有进行有性生殖的生物才会发生基因重组，D正确。
答案：D
2．(2017·河南淮滨测试)下列关于基因的叙述正确的是(　　)
A．DNA的复制只发生在分裂间期，复制的场所只能是细胞核
B．控制豌豆红花和白花的基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同
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．一个基因转录时其两条链可同时作为模板，提高转录效率
解析：DNA的复制只发生在分裂间期，复制的场所主要是细胞核，细胞质的叶绿体和线粒体也有DNA的复制；控制豌豆红花和白花的基因为等位基因，其根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同；观察细胞有丝分裂分裂中期染色体形态不能判断基因突变的位置，基因突变为分子结构变异，在光学显微镜下观察不到；基因转录时只能以其中一条链作为模板。
答案：B
3．研究发现果蝇有一种储存及利用能量的基因(Indy基因)，该基因变异后，可以对果蝇细胞级别的能量吸收进行限制，即让果蝇的细胞节食，进而使果蝇的寿命明显延长。而人类有着和果蝇类似的DNA序列。关于上述研究成果的叙述，正确的是(　　)
A．Indy基因变异后，果蝇体内细胞将不再衰老
B．对Indy基因进行诱变，一定可以使果蝇寿命明显延长
C．Indy基因的正常表达能限制果蝇细胞级别的能量吸收
D．人类有可能研制出一种既能延长寿命又能控制体重的药物
解析：依据题干信息可知，该基因突变后，使细胞节食，进而延长果蝇寿命，但细胞仍会衰老，A项错误。因基因突变具有不定向性，故不一定诱导形成使果蝇寿命延长的基因，B项错误。该基因未变异前即正常表达时会使细胞正常储存和利用能量，基因变异后会导致细胞节食，C项错误。依据基因变异后延长寿命的原理，人类可研制出延长寿命和控制体重的药物，D项正确。
答案：D
4．如图是三种因相应结构发生替换而产生变异的示意图，下列相关判断错误的是(　　)
A．镰刀型细胞贫血症的变异类型类似于过程①
B．过程②的变异类型为基因重组，发生在减数第一次分裂前期
C．过程③能在光学显微镜下观察到
D．杂交育种的原理是过程③
解析：镰刀型细胞贫血症的患病原因是基因突变，与过程①类似，A正确；过程②表示的是同源染色体中非姐妹染色单体之间的交叉互换，变异类型属于基因重组，发生在减数第一次分裂前期，B正确；过程③表示染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上而引起的变异，即易位，这属于染色体结构变异，在光学显微镜下能够观察到，C正确；杂交育种的原理是基因重组(②)，D错误。
答案：D
5．(2017·陕西安康调研)甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤变成7 乙基鸟嘌呤，后者不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。为获得更多的水稻变异类型，育种专家常用适宜浓度的EMS溶液浸泡种子后再进行大田种植。下列叙述不正确的是(　　)
A．使用EMS浸泡种子可以提高基因突变的频率
B．EMS的处理可使DNA序列中G—C转换成A—T
C．获得的变异植株细胞核DNA中的嘌呤含量高于嘧啶
D．经EMS处理后，水稻体细胞中的染色体数目保持不变
解析：人工使用EMS浸泡种子能使鸟嘌呤变成7 乙基鸟嘌呤，DNA序列中的G—C转换成A—T，能提高基因突变的频率，A、B正确；获得的变异植株细胞核的DNA分子是双螺旋结构，严格遵循碱基互补配对原则，嘌呤碱基与嘧啶碱基配对，二者含量相等，C错误；EMS只是使鸟嘌呤变成7 乙基鸟嘌呤，即碱基对的替换，属于基因突变，没有改变染色体数目，D正确。
答案：C
6．下列关于遗传变异的说法正确的是(　　)
A．任何生物在遗传过程中都可以发生基因突变、基因重组和染色体变异
B．花药离体培养过程中发生的变异有基因重组和染色体变异
C．基因突变可发生在细胞内不同DNA分子上体现了其随机性
D．基因重组和染色体变异都可导致基因在染色体上的排列顺序发生改变
解析：有的生物不含染色体；花药离体培养成单倍体幼苗过程中发生的是有丝分裂，该过程可以发生基因突变和染色体变异，但不发生基因重组；细胞的不同DNA分子上的基因都可能发生突变体现了基因突变的随机性；基因重组不会导致染色体上基因的排列顺序发生改变。
答案：C
7．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：131I不能插入DNA分子中，也不能替换DNA分子中的碱基，故A、B错误。大剂量的放射性同位素131I会导致基因突变或染色体结构的变异。上皮细胞属于体细胞，发生基因突变后不会遗传给下一代，故C正确、D错误。
答案：C
8．甲、乙为两种果蝇(2n)，下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是(　　)
A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B．甲发生染色体交叉互换形成了乙
C．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
D．图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
解析：因甲、乙是两种果蝇，故甲、乙杂交产生的F1虽然含2个染色体组，但不能正常进行减数分裂；甲的1号染色体发生倒位形成了乙；染色体中某一片段发生倒位会改变基因的排列顺序；可遗传的变异如基因突变、基因重组和染色体变异都能为生物进化提供原材料。
答案：D
9．如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，相关叙述中不正确的是(　　)
A．染色体上含红宝石眼基因的片段缺失，说明发生了基因突变
B．观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列
C．图示各基因间不会发生自由组合
D．基因中有一个碱基对的替换，不一定会引起生物性状的改变
解析：染色体上含红宝石眼基因的片段缺失，说明发生了染色体结构变异，A项错误；图示显示，基因在染色体上呈线性排列，B项正确；位于非同源染色体上的非等位基因在减数第一次分裂的后期才能发生自由组合，而图示各基因位于同一条染色体上，所以它们之间不会发生自由组合，C项正确；基因中有一个碱基对的替换，说明发生了基因突变，由于密码子的简并性(几个密码子决定相同的氨基酸)等原因，与突变前相比，突变后的基因所控制的性状不一定发生改变，D项正确。
答案：A
10．下列过程可能存在基因重组的是(　　)
A．④⑤
B．③⑤
C．①④
D．②④
解析：基因重组是指控制不同性状的基因的重新组合，发生在产生配子的过程中，①中发生同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，存在基因重组；②是发生在非同源染色体间的易位，没有基因重组；③过程有等位基因的分离，没有基因重组；④发生非同源染色体上非等位基因的自由组合；⑤是雌雄配子结合，没有基因重组。
答案：C
二、非选择题
11．粗糙脉孢菌是一种真菌，约10天完成一个生活周期(如图)，合子分裂产生的孢子是按分裂形成的顺序排列的。请分析回答：
(1)从合子到8个孢子的过程中，细胞核内的DNA发生了________次复制。图中8个子代菌丝体都是________(填“单倍体”或“二倍体”)。
(2)顺序排列的8个孢子中，如果第一个与第二个性状不同，原因可能是有丝分裂过程中发生了________(填选项前的字母)；如果第二个与第三个性状不同，原因可能是合子减数分裂过程中发生了________(填选项前的字母)。
a．基因突变　
B．基因重组　　c．染色体变异
(3)野生型脉胞菌能在只含水、无机盐、蔗糖和维生素的基本培养基中生长。研究人员用X射线照射野生型脉孢菌孢子，经选择培养，获得了三种营养缺陷型突变菌株(如图)。
①如果培养C突变型脉胞菌，需要在基本培养基中加入________。
②欲证明A突变型菌株的酶缺陷是一个基因决定的，应让该突变型菌株与________杂交，根据________定律，预期其后代的8个孢子的表现型是________，若实验结果与预期一致，则说明A突变型菌株的酶缺陷是一个基因决定的。
解析：(1)从合子到8个孢子的过程中，经过一次减数分裂和一次有丝分裂，细胞核内的DNA发生了两次复制。经过一次减数分裂和有丝分裂得到8个孢子，由8个孢子直接发育成的8个子代菌丝体均为单倍体。(2)顺序排列的8个孢子中，第一个和第二个是通过有丝分裂形成的，性状不同的原因可能是有丝分裂过程中发生了基因突变或染色体变异；第二个与第三个来自同一个次级性母细胞，性状不同的原因可能是基因突变或染色体变异，也可能是减数第一次分裂联会四分体时期发生了交叉互换，即基因重组。(3)C突变型脉胞菌由于基因突变导致不能合成酶3，不能将瓜氨酸转变为精氨酸，如果培养C突变型脉胞菌，则需要在培养基中加入精氨酸。若A突变型菌株的酶缺陷是一个基因决定的，让该突变型菌株与野生型杂交，获得杂合子，杂合子进行减数分裂，形成两种孢子，再经有丝分裂形成的后代中8个孢子有两种表现型：4个野生型、4个突变型。
答案：(1)两　单倍体　(2)a、c　a、b、c
(3)①精氨酸　②野生型菌株　基因分离　4个野生型、4个突变型
12．人类有一种肥厚性心肌病(HMC)，主要症状有劳力性呼吸困难，严重者呈端坐呼吸或阵发性夜间呼吸困难。一般在30岁以上发病，常有家族史。在某个连续传递三代的该心脏病家族中(遗传系谱图如图1所示)，第1代发病情况不详，第2～4代共有7人发病，男女发病机会均等。请分析回答：
(1)依据遗传系谱图推断，肥厚性心肌病最可能的遗传方式为________________。
(2)经研究发现，此病患者的α 原肌凝蛋白(α Tm)结构异常，提取Ⅲ 1和Ⅲ 2的DNA，测序结果发现，Ⅲ 2的α Tm基因序列仅有T1(图2)一种，而Ⅲ 1的α Tm基因序列有T1和T2(图3)两种。
①根据T1基因和T2基因碱基序列推断，Ⅲ 1的α 原肌凝蛋白结构变异的根本原因是________，T1基因与T2基因的关系为________。
②依据遗传系谱图和基因测序结果________(填“可以”或“不可以”)确定HMC的遗传方式，Ⅲ 5和Ⅲ 6生育一个终生正常孩子的概率为________。
(3)研究发现，α Tm基因序列有多种变异，体现了基因突变是________(填“定向”或“不定向”)的，α Tm基因的突变________(填“一定”或“不一定”)会导致α 原肌凝蛋白结构变异，原因是_____________________________________________，
该机制的意义是降低突变的多害性。
(4)Ⅰ 1和Ⅰ 2在30岁前的心脏状况最可能为________。该实例说明表现型是由________________________________________________________________________
决定的。
解析：(1)根据遗传系谱图，该家族第2～4代中每代都有患者，男女发病机会均等，该病最可能为常染色体显性遗传病。(2)①对照T1基因和T2基因碱基序列，可发现T2基因的一对碱基(C—G)与T1基因不同，发生了碱基对替换，属于基因突变。基因突变产生新基因，为原基因的等位基因。②根据基因测序结果，Ⅲ 1的α Tm基因序列有T1和T2(图3)两种，可知Ⅲ 1为杂合子，表现为肥厚性心肌病，说明该病为显性病，Ⅳ 1为男患者，其母为正常，该病为常染色体显性病。Ⅲ 5为隐性纯合子，Ⅲ 6为杂合子，所生子代正常的概率为1/2。(3)α Tm基因序列有多种变异，证明基因突变是不定向的，具有多方向性；基因突变不一定导致其控制合成的蛋白质变异，因为一种氨基酸可以有多个密码子。(4)据题意知，人肥厚性心肌病一般在30岁以上发病，故Ⅰ 1和Ⅰ 2在30岁前的心脏状况应表现为正常，说明表现型是基因型与环境共同作用的结果。
答案：(1)常染色体显性遗传　(2)①基因突变(碱基对的替换/改变)　等位基因　②可以　1/2
(3)不定向　不一定　一种氨基酸对应多种密码子(密码子的简并性)　(4)正常　基因型与环境共同
13．(2017·广东六校联考)AS综合征是一种由于患儿脑细胞中UBE3A蛋白含量缺乏导致的神经系统发育性疾病。UBE3A蛋白由位于15号染色体上的UBE3A基因控制合成，该基因在人脑细胞中的表达与其来源有关：来自母方的UBE3A基因可正常表达，来自父方的UBE3A基因由于邻近的SNRPN基因产生的反义RNA干扰而无法表达(如图所示)。请分析回答以下问题：
(1)UBE3A蛋白是泛素－蛋白酶体的核心组分之一，后者可特异性“标记”P53蛋白并使其降解。由此可知AS综合征患儿脑细胞中P53蛋白积累量较________。检测P53蛋白的方法是____________________。细胞内蛋白质降解的另一途径是通过________(细胞器)来完成的。
(2)对绝大多数AS综合征患儿和正常人的UBE3A基因进行测序，相应部分碱基序列如图所示。
患　者：…TCAAGCAACGGAAA…
正常人：…TCAAGCAGCGGAAA…
由此判断绝大多数AS综合征的致病机理是：来自________方的UBE3A基因发生________________________________________________________________________，
从而导致基因突变发生。
(3)研究表明，人体非神经组织中的来自母方或父方的UBE3A基因都可以正常表达，只有在神经组织中才会发生UBE3A基因被抑制的现象，说明该基因的表达具有________性。
(4)动物体细胞中某对同源染色体多出一条的个体称为“三体”。现产前诊断出一个15号染色体为“三体”的受精卵是由正常卵细胞与异常精子受精形成的，其UBE3A基因全部正常。该受精卵可随机丢失一条15号染色体而完成胚胎发育，则发育成AS综合征患者的概率是________(不考虑基因突变，请用分数表示)。
(5)丙种球蛋白缺乏症(XLA)是一种伴X染色体隐性遗传病，某家族中的XLA男性患者在未接受有效治疗的前提下，一部分幼年夭折，一部分能活到四五十岁。请分析出现这种情况可能的两点原因：__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)UBE3A蛋白是泛素—蛋白酶体的核心组分之一，泛素—蛋白酶体可特异性标记P53蛋白并使其降解，AS综合征患儿脑细胞中UBE3A蛋白含量缺乏，则泛素—蛋白酶体含量少，导致P53蛋白降解少，患儿脑细胞中P53蛋白积累量较多。可以使用抗原—抗体杂交方法检测某种蛋白质。溶酶体含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，故细胞内蛋白质降解的另一途径与溶酶体有关。(2)根据题干和图示信息可以看出，AS综合征的致病机理是来自母方的UBE3A基因发生碱基对的替换，从而导致基因突变，造成体内无法正常合成UBE3A蛋白。(3)由于只有在神经组织中才会发生UBE3A基因被抑制的现象，因此可说明该基因的表达具有组织特异性。(4)三体的染色体组成为1条15号染色体来自母方，2条15号染色体来自父方。只有丢失掉母方15号染色体的受精卵可发育成AS综合征患者，因此发育成AS综合征患者的概率是1/3。(5)根据题干中的信息可知，XLA男性患者的基因型相同，但存活时间有区别，说明该致病基因的表达可能受到环境因素的影响，或者其他基因的表达与该致病基因的表达相关。
答案：(1)多(高)　抗原—抗体杂交(或答“分子检测”)　溶酶体　(2)母　碱基(对)的替换　(3)组织特异(或答“组织选择”，“细胞特异”，“细胞选择”)　(4)1/3　(5)该致病基因的表达受到环境因素的影响；其他基因的表达与该致病基因的表达相关(或其他合理答案)第三讲　从杂交育种到基因工程
[考纲展示]
1．生物变异在育种上的应用(Ⅱ)　2.转基因食品的安全(Ⅰ)
授课提示：对应学生用书第145页
一、杂交育种
1．(1)原理：基因重组。
(2)目的：培育动植物优良品种。
(3)范围：有性生殖的生物。
2．过程
(1)培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。
(2)培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
(3)培育显性纯合子品种
①植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。
②动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
3．优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
4．缺点：获得新品种周期长，杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。
5．应用：根据需要培育理想类型，如改良作物品质，提高单位面积产量，也可用于家畜、家禽的育种。
二、诱变育种
1．原理：基因突变。
2．方法
3．过程：选择生物→诱发基因突变→选择理想类型→培育。
4．优点：可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型；大幅度地改良某些性状。
5．缺点：有利变异个体往往不多，需处理大量材料(盲目性大)。
6．应用：培育具有新性状的类型，主要应用于农作物育种和微生物育种。
三、单倍体育种
1．原理：染色体(数目)变异。
2．方法
3．优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合体。
4．缺点：技术复杂。
四、多倍体育种
1．方法：用秋水仙素或低温处理。
2．处理材料：萌发的种子或幼苗。
3．原理
4．实例：三倍体无子西瓜
(1)
(2)三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
五、基因工程
1．原理：不同物种间的基因重组。
2．操作工具
(1)基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶。
①特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割。
②作用：将外来的DNA切断，用相同的限制酶切取目的基因和运载体。
(2)基因的“针线”——DNA连接酶：把脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口“缝合”起来，即连接磷酸和脱氧核糖形成磷酸二酯键。
(3)基因的运载体
①特点：有标记基因；有多个限制酶切点；能在受体细胞中稳定保存并大量复制。
②举例：常用的有质粒、噬菌体、动植物病毒等。
3．步骤：提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。
4．重组成功的标志：获得目的基因产物。
1．杂交育种的两个特点能将多个优良性状集中到同一生物个体上；耗时较长。2．诱变育种的方法和特点(1)两种诱变方法：物理诱变、化学诱变。(2)两个特点：多害少利；能产生新基因，创造生物新类型。3．基因工程的三种工具(1)限制酶：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列并在特定的切点上切割DNA分子。(2)DNA连接酶：在DNA片段之间的磷酸与脱氧核糖之间形成磷酸二酯键。(3)运载体：将目的基因导入受体细胞。常见的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
关于变异与育种的3个易混易错点(1)单倍体育种和花药离体培养相混淆。花药离体培养只能获得单倍体，而单倍体育种最终要获得正常个体。(2)不同的育种方法获得的新品种性状能否遗传的问题。凡是依据基因突变、基因重组和染色体变异原理获得的新品种性状都是可遗传的，如通过多倍体育种获得的无子西瓜的“无子”性状属于可遗传变异，而通过涂抹生长素获得的无子番茄无子性状是不遗传的变异。(3)混淆“最简便”与“最快速”。“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作；但“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高，单就花粉培养成幼苗已很难实现。
授课提示：对应学生用书第146页
考点一　变异与育种
[核心考点通关]
1．几种育种方法比较
名称
原理
方法
优点
缺点
应用
杂交育种
基因重组
培育纯合子品种：杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止
方法简便，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
①育种时间一般比较长；②局限于同种或亲缘关系较近的个体；③需及时发现优良品种
用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦
培育杂合子品种：一般是选取纯合双亲子一代
年年制种
杂交水稻、杂交玉米等
诱变育种
基因突变
①物理：紫外线、X或γ射线、微重力、激光等处理，再筛选；②化学：亚硝酸、硫酸二乙酯处理，再选择
提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状
盲目性大，有利变异少，工作量大，需要处理大量的供试材料
高产青霉菌
单倍体育种
染色体变异
①先进行花药离体培养，培养出单倍体植株；②将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子；③从中选择优良植株
明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程
技术复杂
用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦
续表
名称多倍体育种
原理
方法
优点
缺点
应用
染色体数目变异
用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
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
三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
基因工程育种
基因重组
提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的表达与检测→筛选获得优良个体
①目的性强，育种周期短；②克服了远缘杂交不亲和的障碍
技术复杂，安全性问题多，有可能引起生态危机
转基因“向日葵豆”、转基因抗虫棉
[特别提醒]
(1)杂交育种选育的时间是从F2开始，原因是从F2开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。
(2)诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。
(3)基因工程育种可按照人们的意愿定向培育新品种，且可突破生殖隔离，实现不同物种间的基因重组。
2．育种程序图的识别
(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法：A——杂交，D——自交，B——花药离体培养，C——秋水仙素处理，E——诱变处理，F——秋水仙素处理，G——转基因技术，H——脱分化，I——再分化，J——包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。
(2)根据以上分析可以判断：“亲本新品种”为杂交育种，“亲本新品种”为单倍体育种，“种子或幼苗新品种”为诱变育种，“种子或幼苗新品种”为多倍体育种，“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子―→新品种”为基因工程育种。
3．基于个体基因型的育种图解识别
根据基因型的变化可以判断：“aabb×AABB→AaBb→AAbb”为杂交育种，“aabb×AABB→AaBb→Ab→AAbb”为单倍体育种，“AABB→AaBB”为诱变育种，“aabb×AABB→AaBb→AAaaBBbb”为多倍体育种。
[题组突破演练]
题组一　不同育种方法的分析判断
1．(2017·广东肇庆模拟)下列有关不同育种方法优缺点的说法中，不正确的是(　　)
A．基因工程育种的最大优点是定向改造生物
B．多倍体育种的优点是快速获得性状遗传稳定的纯合子
C．人工诱变育种的优点是能够大幅度改良生物的性状
D．杂交育种的优点之一是获得杂种并表现杂种优势
解析：基因工程育种的最大优点是让目的基因定向表达从而定向改造生物性状，A正确；多倍体育种可使细胞内的染色体快速加倍，获得的不一定是纯合子，B错误；人工诱变育种的优点是能够大幅度改良生物的性状，C正确；杂交育种的优点之一是获得杂种并表现杂种优势，D正确。
答案：B
2．诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点，下列分析正确的是(　　)
①结实率低，发育迟缓　②提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型　③大幅度改良某些性状　④茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高　⑤有利个体不多，需要大量的材料
A．①④　　　　　
B．②③⑤
C．①④⑤
D．①②④
解析：结实率低，发育迟缓属于多倍体的特点，故①错误；由于基因突变具有低频性的特点，所以人工诱变可以提高变异频率，使后代变异性状较快稳定，因而加快育种进程，故②正确；人工诱变可以提高变异频率，大幅度改良某些性状，故③正确；茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高属于多倍体的特点，故④错误；由于基因突变具有少利多害性和不定向性的特点，所以人工诱变产生的有利个体不多，需要大量的材料，故⑤正确。
答案：B
题组二　育种程序图及个体基因型分析
3．(2017·天津武清期中)某生物的基因型为AaBB；通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物：①AABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。则以下排列正确的是(　　)
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
解析：与基因型为AaBB的生物相比，①是基因型为AABB的生物，染色体数目没有发生改变，可采用杂交育种的方法；②是基因型为aB的生物，因染色体数目减半，所以可采用花药离体培养的方法；③是基因型为AaBBC的生物，多了一个外源基因C，可以采用基因工程的方法；④是基因型为AAaaBBBB的生物，染色体数目成倍地增加，可采用多倍体育种的方法。
答案：B
4．如图①～⑤列举了五种育种方法，请回答相关问题：
(1)①属于________育种。
(2)第④种育种方法的原理是_____________________________________，
红色种皮的花生种子用第④种育种方法培育获得了一株紫色种皮的变异植株，其自交后代中有些结出了红色种皮的种子，其原因是______________________________________。
(3)能体现细胞具有全能性的是方法________(填①～⑤)。与方法①相比，方法②的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)通过育种方法⑤培育抗虫棉属基因工程育种，此操作过程中抗虫基因表达时的遗传信息传递方向是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：依题意和图示分析可知：①～⑤列举的五种育种方法分别是杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、人工诱变育种、基因工程育种。
(1)①属于常规的杂交育种。(2)④是诱变育种，其原理是基因突变；依题意紫色种皮的变异植株，其自交后代中有些结出了红色种皮的种子，说明发生了性状分离，该变异植株是杂合子，该突变为显性突变。(3)②属于单倍体育种，运用植物组织培养技术将离体的花药培养成完整的单倍体植株，体现了细胞具有全能性。单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。(4)⑤是基因工程育种。抗虫基因表达是指抗虫基因指导蛋白质的合成，因此抗虫基因表达时的遗传信息传递方向是：DNARNA蛋白质。
答案：(1)杂交
(2)基因突变　该突变为显性突变(或该变异植株是杂合子)
(3)②　明显缩短育种年限
(4)DNARNA蛋白质
考点二　育种方案的选择及育种年限的分析
[核心考点通关]
一、关于育种方式的选择
要根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法。
(1)培育无子果实可选择多倍体育种，其原理是三倍体植株在进行减数分裂时联会紊乱，通常不能产生正常的配子，因而不能结子。
(2)要获得本物种没有的性状可采用诱变育种或基因工程育种，其中基因工程育种的目的性强。
(3)如果要将不同个体的优良性状集中到某一个体上，则可以选择杂交育种或单倍体育种，其中单倍体育种可大大缩短育种年限，从而快速获得纯种个体。
(4)如果要克服远缘杂交不亲和的障碍，则可以选择基因工程育种和植物体细胞杂交技术。
(5)如果要培育具有隐性性状的个体，则可用自交或杂交的方法，只要出现该性状即可。
(6)如果要使染色体加倍，则可以采用秋水仙素或低温处理等方法。
(7)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则在选育显性纯合子时最简便的方法是自交。
(8)实验植物若为营养繁殖类，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
(9)实验材料若为原核生物，则不能运用杂交育种，细菌一般采用诱变育种和基因工程育种。
二、关于育种年限的分析
　不同的育种方法需要的时间不同，即使是同一种育种方法，也会因为物种、性状的不同而存在时限上的差异。下面所有分析均为理论年限分析，在实践中，所需时间可能有变化。
1．杂交育种——性状表现于植株
(1)一年生作物育种，以玉米为例。育种目标为具有双显性性状的植株。玉米种群中存在高产不抗病(AAbb)、低产抗病(aaBB)两种类型，以此为材料培育高产抗病(AABB)新品种。
(2)一年生作物育种，以玉米为例。育种目标为具有双隐性性状的植株。参照图示可知：理论上，第三年就可以得到所需品种(aabb)。
(3)一年生作物育种，以玉米为例。育种目标为具有一显一隐性状的植株。参照图示可知：理论上到第四年就能获得所需品种。
2．杂交育种——性状表现于种子
(1)一年生作物育种，以豌豆为例。育种目标为具有双显性性状的植株。参照上图可知：性状表现于种子时，理论上，双显性性状育种或单显性性状育种所需时限应比性状表现于植株时节省一年的时间，即到第三年就能获得所需品种。
(2)一年生作物育种，以豌豆为例。育种目标为具有双隐性性状的植株。参照上图可知：性状表现于种子时，理论上，第二年就能获得所需品种。
(3)如果是三对以上相对性状的育种，则育种时限会在上述基础上相应延长。
3．杂交育种——多年生植物
如果育种对象为多年生植物，则杂交育种的周期就会更长。
4．单倍体育种
花药离体培养必然是第二年的工作，诱导单倍体幼苗的染色体数加倍，所需的时间很短，故理论上，第二年就可以得到所需新品种。
[特别提醒]
(1)育种目标不同育种方案的选择不同
育种目标
育种方案
集中双亲优良性状
单倍体育种(明显缩短育种年限)
杂交育种(耗时较长，但简便易行)
对原品系实施“定向”改造
基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种
让原品系产生新性状(无中生有)
诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状)
使原品系营养器官“增大”或“加强”
多倍体育种
(2)关注“三最”定方向
①最简便——侧重于技术操作，杂交育种操作最简便。
②最快——侧重于育种时间，单倍体育种所需时间明显缩短。
③最准确——侧重于目标精准度，基因工程技术可“定向”改变生物性状。
[题组突破演练]
题组一　育种年限的分析
5．(2017·江苏苏北四市调研)下列有关育种的叙述，错误的是(　　)
A．诱变育种可提高突变频率，从而加速育种进程
B．单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
C．为获得隐性纯合体，可利用杂交育种的方法缩短育种时间
D．为了解决三倍体无子西瓜年年制种的问题，可利用植物组织培养快速繁殖
解析：单倍体育种需对单倍体幼苗进行诱导染色体加倍处理，由于单倍体高度不育无法形成种子，故B错误；隐性纯合体自交后代不发生性状分离，通过杂交育种得到表现型符合生产要求的个体即可。
答案：B
6．现有某种植物的四种不同基因型的种子，其基因型分别为aaBBCCDD、AAbbCCDD、AABBccDD、AABBCCdd，四对基因独立遗传。该种植物从播种到收获种子需要一年的时间。利用现有种子获得基因型为aabbccdd的种子至少需要(　　)
A．3年
　　　　　　
B．4年
C．5年
D．6年
解析：第1年可将基因型为aaBBCCDD与AAbbCCDD、AABBccDD与AABBCCdd的植株分别同时杂交，分别得到基因型为AaBbCCDD和AaBBCcDd的种子；第2年将上一年得到的两种种子播种后杂交，得到16种不同基因型的种子，其中含有基因型为AaBbCcDd的种子；第3年将上一年得到的所有种子种植，然后让其分别自交，即可获得基因型为aabbccdd的种子。
答案：A
题组二　育种方式的选择
7．根据不同育种需求选择不同的育种方法，下列说法不正确的是(　　)
A．将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种法
B．如果要克服远缘杂交不亲和的障碍，可以利用植物体细胞杂交育种技术
C．要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种
D．要快速获得纯合子，可选用多倍体育种法
解析：要快速获得纯合子，应选用单倍体育种，D不正确。
答案：D
8．普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验，请分析回答：
　　　　A组　　　　　　　　　　B组　　　　　　　C组
P高秆抗病×矮秆易感病　P高秆抗病×矮秆易感病
P高秆抗病
　　　↓　　　　　　　
　　　↓　　　　　　　↓γ射线
F1　　
高秆抗病　　　
　　　高秆抗病　
　　　矮秆抗病Ⅲ
　　　↓　　　　　　　　
↓花药离体培养
F2　　矮秆抗病Ⅰ　　　　　　矮秆抗病Ⅱ
　　　　　
　　　　　　　　　
↓处理
　　　　　　　　　　　　　　……
(1)A组由F1获得F2的方法是________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占________________________________________________________________________。
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是________类。
(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦新品种的方法是________组，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)B组的育种方法是________。B组育种过程中“处理”的具体方法是________________________________________________________________________。
(5)在一块高秆(纯合体)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。该性状出现的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图示A组表示杂交育种的过程，其中F1获得F2的方法叫自交，F2矮秆抗病植株为ttR_，其中不能稳定遗传的占。(2)图示B组为单倍体育种，图示C组为诱变育种。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，Ⅱ是单倍体植株，具有高度不育性，所以最可能产生不育配子。(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦新品种的方法是诱变育种，因为基因突变具有不定向性和低频性。(4)B组育种过程中“处理”的具体方法是用低温或者秋水仙素处理单倍体幼苗。(5)在一块高秆(纯合体)小麦田中，发现了一株矮秆小麦，可能是由环境引起，也可能是基因突变引起。
答案：(1)自交　
(2)Ⅱ
(3)C　基因突变发生的频率极低，且具不定向性
(4)单倍体育种　用低温处理或用一定(适宜)浓度的秋水仙素处理矮秆抗病Ⅱ的幼苗
(5)该性状的出现可能是由环境引起的，也可能是基因突变引起的
考点三　基因工程
[核心考点通关]
1．基因工程的操作工具
(1)限制性核酸内切酶
①特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子。
②存在：主要存在于微生物中。
③结果：产生黏性末端(碱基互补配对)或平末端。
(2)DNA连接酶
①连接的部位：两核苷酸之间的磷酸二酯键(“梯子的扶手”)，而不是氢键(“梯子的踏板”)。
②结果：两个相同的黏性末端或平末端相连。
(3)运载体
①条件：a.能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；b.有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；
c．有标记基因，以便筛选。
②常用的运载体
a．质粒
b．噬菌体(又叫细菌病毒)。
c．动植物病毒。
2．基因重组与基因工程的异同
比较项目
基因重组(狭义)
基因工程
不同点
重组基因
同一物种的不同基因
不同物种间的不同基因
繁殖方式
有性生殖
无性生殖
变异大小
小
大
意义
是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义
使人类有可能按自己的意愿直接定向地改造生物，培育出新品种
相同点
都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变异，基因工程属于广义的基因重组
[特别提醒]
(1)基因重组发生于有性生殖中，不能打破生殖隔离，而基因工程则可实现异种生物的基因转移。
(2)基因工程可使受体获得新的基因，表现出新的性状，该技术可看作是一种广义的基因重组。
(3)转基因动植物的培育，因其细胞全能性不同，外源基因的受体细胞也不同。培育转基因动物的受体细胞一般为受精卵；培育转基因植物的受体细胞可用生殖细胞，也可用体细胞。基因工程常需与其他工程技术配合，才能实现目的。
[题组突破演练]
题组　基因工程的工具及应用
9．下列关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是(　　)
供体
剪刀
针线
运载体
受体
A
质粒
限制酶
DNA连接酶
提供目的基因的生物
大肠杆菌等
B
提供目的基因的生物
DNA连接酶
限制酶
质粒
大肠杆菌等
C
提供目的基因的生物
限制酶
DNA连接酶
质粒
大肠杆菌等
D
大肠杆菌等
DNA连接酶
限制酶
提供目的基因的生物
质粒
解析：供体是提供目的基因的生物，受体是接受目的基因的生物，剪刀是限制酶，针线是DNA连接酶，常用的运载体是质粒。
答案：C
10．(2017·上海崇明模拟)下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是(　　)
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻
②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉　③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒　④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛
A．①　　　　　　　　
B．①②
C．①②③
D．②③④
解析：杂交育种的原理是基因重组，①正确；基因工程的原理是基因重组，②正确；太空椒是诱变育种的成果，原理是基因突变，③错；体细胞克隆技术培养出克隆牛属于无性生殖，与基因重组无关，④错。
答案：B
授课提示：对应学生用书第149页
练全国高考真题——知考查重点
1．(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种，已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题：
(1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有________优良性状的新品种。
(2)杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。_____________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)通过杂交育种，可将两个或多个品种的优良性状集中在一起，抗病与矮秆(抗倒伏)为优良性状。(2)抗病与感病、高秆与矮秆各自受一对等位基因控制，两对基因位于两对同源染色体上均符合分离定律时，才可依据自由组合定律对杂交结果进行正确预测。(3)纯合抗病高秆和感病矮秆杂交获得F1，让F1与感病矮秆测交，若测交后代有抗病高秆、抗病矮秆、感病高秆和感病矮秆四种表现型，且比例为1∶1∶1∶1，则这两对等位基因满足上述3个条件。
答案：(1)抗病矮秆　(2)高秆与矮秆这对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上
(3)将纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆植株杂交
2．(2014·高考安徽卷)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。
(1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制，其香味性状的表现是因为________________________________________________________________________，
导致香味物质积累。
(2)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种，进行了一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是____________。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为______________。
(3)用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在F1中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出两种合理的解释：①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(4)单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成________，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需的________。若要获得二倍体植株，应在________时期用秋水仙素进行诱导处理。
解析：(1)依题意，A基因存在则无香味物质，可能是由于A基因控制合成的酶促进了香味物质的分解，而基因a不能控制合成分解香味物质的酶。(2)依杂交结果，抗病∶感病＝1∶1，无香味∶有香味＝3∶1，可推知亲本的基因型为Aabb和AaBb，从而可知F1的基因型及比例为1/8AABb、1/8AAbb、1/4AaBb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，其中只有1/4AaBb、1/8aaBb自交后代才能获得稳定遗传的有香味抗病植株(aaBB)，其所占比例为1/4×1/4×1/4＋1/8×1×1/4＝3/64。(3)正常情况下AA与aa杂交，F1的基因型为Aa，是无香味的，F1中出现一株有香味的植株，原因可能是发生了基因突变(即Aa变成aa)，也可能是A基因缺失。(4)离体花药经脱分化形成愈伤组织，最终形成单倍体植株，表明花粉具有发育成完整植株所需的全套遗传信息。秋水仙素作用于萌发的种子或幼苗。
答案：(1)a基因纯合，参与香味物质代谢的某种酶缺失
(2)Aabb、AaBb　
(3)某一雌配子形成时，A基因突变为a基因　某一雌配子形成时，含A基因的染色体片段缺失
(4)愈伤组织　全部遗传信息　幼苗
练各地市模拟——知命题热点
3．(2017·广西四市检测)将抗除草剂基因转入油菜中，得到转基因油菜，在转基因油菜种植多年后，调查发现在公路边的野生油菜有80%含有抗除草剂基因。下列叙述正确的是(　　)
A．野生油菜体内的抗除草剂基因主要源自转基因油菜的花粉
B．80%的野生油菜体内出现抗除草剂基因是基因突变的结果
C．含抗除草剂基因的野生油菜是经自然选择进化出的新物种
D．大量使用单一除草剂可以减轻环境污染，提高物种多样性
解析：转基因油菜的含抗除草剂基因的花粉传播到野生油菜上后，产生的后代体内也含有抗除草剂基因；80%的野生油菜具有抗除草剂基因是转基因油菜中的抗除草剂基因转入野生油菜并通过自然选择产生的；含抗除草剂基因的野生油菜发生了进化，但还不是新的物种；大量使用除草剂会导致环境污染加重。
答案：A
4．(2017·辽宁大连信息高中期中)下列有关育种的叙述正确的是(　　)
A．经③产生④的过程，是基因中碱基数量发生了改变
B．经③产生⑨的过程可以发生突变，但不发生基因重组
C．经③产生⑧的过程，若获得显性纯合子需多次测交
D．⑩植株体内不是所有细胞都含有两个染色体组
解析：经③产生④的过程为人工诱变育种，其原理是基因突变，基因突变包括基因中碱基对的替换、缺失和改变，其中碱基对的替换不会导致碱基数量发生改变，A项错误；基因重组发生在有性生殖过程中，经③产生⑨的过程，既涉及细胞的分裂和分化，也涉及有性生殖过程，因此可以发生突变，也可以发生基因重组，B项错误；经③产生⑧的过程，若获得显性纯合子需多次自交，C项错误；③的花粉经离体培养成的⑦为单倍体幼苗，其体细胞含有1个染色体组，⑦幼苗经秋水仙素处理后并不能使⑩植株体内的所有细胞发生染色体数目加倍，D项正确。
答案：D
5．(2017·江西重点中学联考)玉米(2N＝20)是一年生禾本科单性花草本植物，是重要的粮食作物和重要的饲料来源。请对以下问题做出回答：
(1)玉米常用作遗传实验材料与豌豆不同的理由有
________________________________________________________________________。
(2)图一是在培育玉米新品种过程中，一个细胞的核DNA变化坐标图。
①用适宜浓度秋水仙素处理如图二所示，秋水仙素的作用是________________________________________________________________________。
处理后的玉米植株根细胞染色体数为________。
②该育种方式的原理是____________________________________________________。
③假如秋水仙素作用迅速，在BD时间段滴加适宜浓度秋水仙素________(填“一定”或“不一定”)能得到图一所示核DNA变化坐标图。
(3)玉米非甜(H)对甜(h)为显性，基因位于常染色体上，H－和h－表示该基因所在染色体发生部分缺失(缺失区段不包括H和h基因)，缺失不影响减数分裂过程。染色体缺失的花粉不育，而染色体缺失的卵细胞可育。
①现有基因型分别为HH、Hh、H－h、hh－、hh
5种玉米，欲设计实验验证“染色体缺失的花粉不育，而染色体缺失的卵细胞可育”的结论，可选择基因型为________的测交亲本组合进行________实验。
②若上述结论成立，以H－h个体为母本，Hh－个体为父本杂交得F1，F1植株间随机受粉，则后代的表现型及比例是________。
解析：(1)玉米与豌豆相比，作遗传实验材料不同的是玉米雌雄同株单性花，可避免人工去雄等繁杂的操作。(2)①秋水仙素的作用是抑制细胞分裂过程中纺锤体形成，使染色体加倍。②用秋水仙素直接作用于玉米，其育种原理是染色体数目变异。③分析图一，BD为分裂间期，若在BD时间段滴加适宜浓度秋水仙素，刚好使细胞在染色体复制后，由于纺锤体形成受抑制，导致细胞本次不能一分为二，使染色体加倍，所以一定能得到图示的核DNA含量变化曲线。(3)①选择亲本一个为显性杂合子(即Hh、H－h)，一个为隐性纯合子(hh－、hh)，再结合验证的目的，交配亲本必须含有染色体缺失的植株且要进行正交和反交实验才能证明目的中的两个事实，所以4个亲本可进行三种组合，即H－h×hh或H－h×hh－或Hh×hh－，分析它们的测交后代发现，只有前两种组合正反交实验结果不同，可以区别开来达到验证目的。②以H－h个体为母本，Hh－个体为父本杂交得F1：HH－、Hh，F1植株间随机受粉，分四种交配组合即：HH－之间自由交配，Hh之间自由交配以及HH－与Hh正反交，分别计算后代的表现型及比例再分类统计：非甜(HH、Hh、HH－、H－h)∶甜(hh)＝11∶1。
答案：(1)雌雄同株单性花，避免人工去雄等繁杂的操作
(2)①抑制细胞分裂过程中纺锤体形成，使染色体加倍
10(或N＝10)　②染色体变异　③一定　(3)①H－h×hh(或H－h×hh－)　正交和反交　②非甜∶甜＝11∶1
授课提示：对应学生用书第341页
一、选择题
1．育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种等，下面对这四种育种的说法正确的是(　　)
A．涉及的原理：基因重组、染色体变异、基因突变、染色体变异
B．都可能产生定向的可遗传变异
C．都在细胞水平上进行操作
D．都不能通过产生新基因从而产生新性状
解析：杂交育种原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种原理是染色体变异，诱变育种原理是基因突变，故A正确。它们都属于可遗传变异，但变异是不定向的，故B错误。杂交育种的操作是在个体水平上进行的，故C错误。诱变育种可以产生新基因，故D错误。
答案：A
2．(2017·四川成都测试)用二倍体早熟易感病茄子(aatt)和四倍体晚熟抗病茄子(AAAATTTT)为材料，培育纯合的二倍体早熟抗病茄子。以下有关叙述合理的是(　　)
A．取四倍体植株的花药离体培养可获得二倍体植株AATT
B．基因型aatt与基因型AATT植株杂交，可以从F2中直接选出符合要求的植株
C．取B选项F1植株花药进行离体培养，利用的原理是植物细胞具有全能性
D．种植C选项得到的植株，成熟后用秋水仙素处理即可选出符合要求的植株
解析：由单倍体的概念可知经花药离体培养得到的植株一定是单倍体，A错误；纯合的二倍体早熟抗病茄子的基因型为aaTT，若用aatt、AATT为亲本进行杂交育种，F2中性状符合要求的植株的基因型为aaTT和aaTt，有两种基因型，其中一种为杂合子，在性状上无法与纯合子区分，B错误；植物组织培养技术的原理为植物细胞具有全能性，C正确；C获得的植株是单倍体植株，若要使其染色体加倍，应用秋水仙素处理C项获得的幼苗，而不是成熟的植株，D错误。
答案：C
3．下列有关变异与育种的叙述中，正确的是(　　)
A．DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变
B．某植物经X射线处理后未出现新的性状，则没有新基因产生
C．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后便可得到稳定遗传的植株
D．发生在水稻根尖内的基因重组比发生在花药中的更容易遗传给后代
解析：DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变，如突变发生在非编码序列，则没有引起基因结构的改变，A正确；经X射线处理后未出现新的性状，但可能形成新基因，如AA突变成Aa，B错误；二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到的单倍体植株高度不育，故C错；水稻根尖细胞不能进行减数分裂，所以不能发生基因重组，D错误。
答案：A
4．为获得优良性状的纯合体，将基因型为Aa的小麦逐代自交，且逐代淘汰aa，下列说法不正确的是(　　)
A．该育种方式与单倍体育种相比所需育种年限长
B．此过程中F1出现aa个体的基础是等位基因分离
C．育种过程中若不发生突变，则该种群没有进化
D．可通过单倍体育种方式得到100%的纯合品种
解析：自交可以提高纯合子的比例，但要获得纯合的显性个体，需要多年，A项正确。F1中出现aa个体是由于基因型为Aa的亲本减数分裂过程中等位基因分离，产生了A、a两种配子，B项正确。育种过程中逐代淘汰aa，导致a的基因频率下降，该种群发生了进化，C项错误。通过单倍体育种，先获得A的单倍体幼苗，再用秋水仙素处理，获得AA的二倍体植株，D项正确。
答案：C
5．现有甲、乙两种植物(均为二倍体纯合子)，其中甲种植物的光合作用能力高于乙种植物，但乙种植物很适宜在盐碱地种植，相关性状均由核基因控制。若要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐碱的植株，最佳的方案是(　　)
A．利用植物体细胞杂交技术获得目的植株
B．将乙种植物的耐盐碱基因导入甲种植物的卵细胞中，然后进行离体培养
C．使两种植物有性杂交获得F1，再利用单倍体育种技术获得目的植株
D．诱导两种植物的花粉融合，并直接培育成幼苗
解析：本题中的C选项最具干扰性。甲、乙两种植物属于两个物种，这是要挖掘出来的隐含条件，它是排除C选项的突破口。单倍体植株弱小、高度不育，而B选项中将“卵细胞”离体培养，只能获得单倍体植株。由于生殖隔离的存在，两种植物很难通过有性杂交获得F1，故C选项错误。D选项中由“花粉融合”后直接培育成的幼苗中不含同源染色体，后代不可育。
答案：A
6．下列关于培育生物新品种的叙述，不正确的是(　　)
A．培育三倍体转基因植物可以防止基因污染
B．基因工程育种的原理是基因突变
C．单倍体育种的优点是明显缩短育种年限
D．多倍体育种得到的新品种结实率较低
解析：三倍体植物不能繁殖后代，因此培育三倍体转基因植物可以防止基因污染；基因工程育种的原理是基因重组；单倍体育种的优点是明显缩短育种年限；多倍体育种得到的新品种果实大，但结实率较低。
答案：B
7．育种工作离不开相关的生物学知识，下图为某育种过程的流程图，则下列有关该育种过程所涉及的生物学原理的叙述恰当的是(　　)
A．过程②为减数分裂，涉及的遗传学原理是基因突变和染色体变异
B．过程③为花药离体培养，涉及的原理是植物体细胞具有全能性
C．过程④为染色体加倍，涉及的遗传学原理是染色体变异和基因重组
D．该育种过程为单倍体育种，涉及的遗传学原理主要是染色体变异和基因重组
解析：在减数分裂过程中，涉及的遗传学原理有：基因突变(减数第一次分裂的间期)、基因重组(减数第一次分裂的后期)和染色体变异(减I或减Ⅱ)，A错误；过程③为花药离体培养，涉及的原理是植物的生殖细胞具有全能性，而不是体细胞，B错误；过程④为染色体加倍，该过程涉及的遗传学原理是染色体变异，没有涉及基因重组，C错误；根据流程图可知，该过程的育种方法为单倍体育种，在流程图中涉及杂交过程(基因重组)和染色体加倍过程(染色体变异)，因此该育种过程涉及的遗传学原理主要是染色体变异和基因重组，D正确。
答案：D
8．(2017·福建宁德质检)如图是与水稻有关的育种途径，相关叙述不正确的是(　　)
A．A→B过程可获得原水稻没有的优良性状
B．C→D过程能定向改变水稻的性状
C．E→H过程依据的原理是基因重组
D．E→G过程用秋水仙素处理成熟植株
解析：图中A→B过程是诱变育种，可获得原水稻没有的优良性状，A正确；C→D过程是基因工程育种，能定向改变水稻的性状，B正确；E→H过程是杂交育种，依据的原理是基因重组，C正确；E→G过程是单倍体育种，用秋水仙素处理幼苗，D错误。
答案：D
9．下图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑧表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是(　　)
A．①→②过程简便，但培育周期长
B．②和⑦的变异发生时期相同
C．⑤与⑧过程的育种原理不相同
D．③过程常用的方法是花药离体培养
解析：①→②过程表示杂交育种，该过程最简便，但育种周期长，①→③→④过程表示单倍体育种，该过程培育周期最短，A项正确。②的变异是基因重组，发生在减Ⅰ后期，⑦的变异是染色体数目加倍，是由于抑制了纺锤体的形成，作用于有丝分裂前期，B项错误。⑤过程原理是基因突变，⑧过程原理是基因重组，C项正确。③过程表示花药离体培养获得单倍体植株，D正确。
答案：B
10．如图表示利用某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，据图分析错误的是(　　)
A．过程Ⅵ是用秋水仙素处理正在萌发的种子
B．培育品种⑥的最简捷的途径是Ⅰ→V
C．通过Ⅲ→Ⅵ过程育种的原理是染色体变异
D．通过Ⅱ→Ⅳ过程育种最不容易达到目的
解析：图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ过程是单倍体育种，原理是染色体变异，由于单倍体高度不育，不能形成种子，所以Ⅵ是用秋水仙素处理幼苗，A错误，C正确；Ⅰ→V是杂交育种，是得到隐性纯合体⑥最简捷的育种途径，B正确；Ⅱ→Ⅳ是诱变育种，由于基因突变是不定向的，所以该育种最不容易达到目的，D正确。
答案：A
二、非选择题
11．野生猕猴桃是一种多年生的富含VC的二倍体(2N＝58)小野果。下图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子(aa)为实验材料培育抗虫猕猴桃无子新品种的过程，据图回答：
(1)各代号表示的育种类型中：①表示________，③表示________。
(2)③⑦过程用到的药剂是________，原理是_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)若④过程是自交，则产生的AAAA的概率是
__________________。
(4)若⑤过程是杂交，产生的AAA植株，其体细胞含染色体数目是________，该植株所结果实无子的原因是____________________；AA植株和AAAA植株是否为同一个物种，并说明原因__________________。
(5)⑥过程中用到的工具酶是_______________________________________。
AAA的细胞成功接受抗虫基因B后，经植物组织培养产生幼苗，移栽后长成AAAB的抗虫新品种植株，这种变异属于________。
解析：(1)据图可知，aa变为Aa，发生了基因突变，因此对应的育种方式为诱变育种；Aa变成AAaa表明染色体数目加倍，对应的育种方式是多倍体育种。(2)诱导染色体数目加倍通常使用的试剂是秋水仙素，原理是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。(3)AAaa个体能产生的配子种类及比例分别是：AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，即AA的概率为，因此AAaa个体自交形成AAAA的概率为×＝。(4)根据题干可知，猕猴桃的一个染色体组中有29条染色体，AAA含有3个染色体组，故共有87条染色体；三倍体植株在减数分裂过程中联会紊乱，不能产生可育配子，因此高度不育；由于AA植株和AAAA植株杂交的后代AAA不育，因此二者之间存在生殖隔离，属于不同的物种。(5)基因工程中需要使用的工具酶有限制酶和DNA连接酶；基因工程育种的原理是基因重组。
答案：(1)诱变育种　多倍体育种
(2)秋水仙素　抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍
(3)
(4)87　减数分裂过程中联会紊乱，不能产生可育(有效)的配子　不是，杂交后代不育
(5)限制性核酸内切酶、DNA连接酶　基因重组
12．中国是世界上最大的茄子生产国，为培养优良品种，育种工作者应用了多种育种方法。请回答下列问题。
(1)茄子晚开花(A)对早开花(a)为显性，果实颜色有深紫色(BB)、淡紫色(Bb)与白色(bb)之分，两对基因自由组合。为培育早开花深紫色果实的茄子，选择基因型为AABB与aabb的植株杂交，F1自交得到的F2中有________种表现型，其中早开花深紫色果实的植株所占比例为________。
(2)青枯病是茄子的主要病害，抗青枯病(T)对易感青枯病(t)为显性，基因T、t与控制开花期的基因A、a自由组合。若采用二倍体早开花、易感青枯病茄子(aatt)与四倍体晚开花、抗青枯病茄子(AAAATTTT)为育种材料，培育纯合的二倍体早开花、抗青枯病茄子，则主要步骤如下：
①第一步，种植四倍体晚开花、抗青枯病茄子(AAAATTTT)，取其花药离体培养，获得基因型为____________的子代。
②第二步，以基因型为________的茄子作为亲本杂交，得到F1(AaTt)。
③第三步，请用遗传图解或文字简要描述接下来的育种过程。
解析：(1)由题意知，F1的基因型为AaBb，F1自交，F2中早开花深紫色果实(aaBB)所占的比例为1/4×1/4＝1/16，F2中有A_BB(晚开花深紫色)、A_Bb(晚开花浅紫色)、A_bb(晚开花白色)、aaBB(早开花深紫色)、aaBb(早开花浅紫色)、aabb(早开花白色)6种表现型。(2)为了培育出纯合的二倍体早开花抗青枯病茄子(aaTT)，可首先利用四倍体晚开花抗青枯病茄子(AAAATTTT)的花药进行离体培养获得基因型为AATT的单倍体植株，然后将其与二倍体早开花易感青枯病茄子(aatt)杂交得到基因型为AaTt的植株，即F1，然后可采用自交的方法，从F2中选取早开花抗青枯病茄子(aaT_)连续自交直至不发生性状分离，获得早开花抗青枯病(aaTT)纯合子；也可取AaTt植株的花药进行离体培养，并用秋水仙素处理单倍体幼苗，最后筛选出纯合的二倍体早开花抗青枯病茄子(aaTT)即可。
答案：(1)6　1/16　(2)①AATT　②aatt与AATT　③遗传图解如图
13．如图表示培育小麦的几种育种方式，纯种高秆抗锈病植株基因型为DDRR，纯种矮秆不抗锈病植株基因型为ddrr，两对基因分别位于两对同源染色体上。据图回答下列问题：
(1)图中植株A培育的方法是________，将亲本杂交的目的是________________________，自交的目的是________________________。
(2)植株B的培育运用的原理是________________________________________________。
(3)植株C需要染色体加倍的原因是__________________________________________
________________________________________________________________________，
诱导染色体加倍的最常用的方法是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)植株A的培育方法是杂交育种，第一步需要杂交，将相关的基因集中到F1上，但F1并未表现出所需性状，自交的目的就是使F1发生基因重组，在F2中出现所需性状(矮秆抗病)植株。(2)植株B的培育方法是诱变育种，其原理是基因突变。(3)植株C是单倍体，由于细胞中的染色体组为一个，所以不能正常进行减数分裂，个体不可育，为了使单倍体获得可育性，用秋水仙素处理单倍体幼苗，抑制了纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。
答案：(1)杂交育种　将位于两个亲本中的矮秆基因和抗病基因集中到F1上　通过基因重组使F2中出现矮秆抗病植株　(2)基因突变　(3)植株C中只有一个染色体组，不能进行减数分裂产生可育配子　利用秋水仙素处理幼苗C
14．(2017·山东潍坊模拟)正常的水稻体细胞染色体数为2N＝24。现有一种三体水稻，细胞中7号染色体的同源染色体有三条，即染色体数为2N＋1＝25。下图为该三体水稻细胞及其产生的配子类型和比例示意图(6、7为染色体标号；A为抗病基因，a为非抗病基因；①～④为四种类型配子)。已知染色体数异常的配子(如①、③)中雄配子不能参与受精作用，其他配子均能参与受精作用。请回答：
(1)若减数分裂过程没有发生基因突变和染色体交叉互换，且产生的配子均有正常活性，则配子②和③________(填“可能”或“不可能”)来自一个初级精母细胞，配子④的7号染色体上的基因为________。
(2)某同学取该三体的幼嫩花药观察减数分裂过程，欲观察7号染色体的配对状况，应选择处于________期的细胞，若某次级精母细胞形成配子①，则该次级精母细胞中染色体条数为________。
(3)现用非抗病水稻(aa)和该三体抗病水稻(AAa)杂交，已测得正交实验的F1抗病∶非抗病＝2∶1。请预测反交实验的F1中，非抗病水稻所占比例为________，抗病水稻中三体所占比例为________。
(4)香稻的香味由隐性基因(b)控制，普通稻的无香味由显性基因(B)控制，等位基因B、b可能位于6号染色体上，也可能位于7号染色体上。现有正常的香稻和普通稻，7号染色体三体的香稻和普通稻四种纯合子种子供选用，请你设计杂交实验并预测实验结果，从而定位等位基因B、b的染色体位置。
实验步骤：
①选择正常的________稻为父本和三体的________稻为母本杂交得F1。
②用正常的香稻为母本与F1中三体的普通稻为父本杂交。
③统计子代中的香稻和普通稻的性状分离比。
实验结果：
①若子代中的香稻和普通稻的性状分离比为________，则等位基因(B、b)位于7号染色体上。
②若子代中的香稻和普通稻的性状分离比为________，则等位基因(B、b)位于6号染色体上。
解析：(1)分析题图可知，题中三体细胞的基因型为AAa，形成的配子的基因型为A与Aa或AA与a，图中配子②和③的基因型分别为a与Aa，因此不可能来自同一个初级精母细胞，并且配子④的7号染色体上的基因一定是A。(2)减数第一次分裂前期发生同源染色体联会的现象，此时同源染色体两两配对；由于该三体生物的体细胞中含有染色体数目为2n＋1＝25，配子①中多一条7号染色体，因此形成配子①的次级精母细胞在前期和中期时染色体数目为12＋1＝13(条)，后期由于着丝点分裂，染色体数目加倍，变为26条。(3)由于该三体水稻产生的配子基因型及其比例为AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，当三体水稻作父本时，由于AA和Aa的花粉不能受精，因此后代表现型为抗病：不抗病＝2∶1，当三体水稻作母本时，产生的配子都可以受精，故非抗病水稻所占比例为，抗病水稻占，抗病水稻中三体所占比例为。(4)要确定B、b在染色体上的位置，可以先制备BBb，根据其产生配子的特点确认B、b在染色体上的位置，因此可以选择正常的香稻为父本和三体的普通稻为母本杂交得F1，然后用正常的香稻为母本与F1中三体的普通稻为父本杂交，最后统计子代中的香稻和普通稻的性状分离比。若等位基因(B、b)不位于7号三体染色体上，则香稻的基因型为bb，F1代中三体的基因型为Bb，其与基因型为bb的水稻杂交，后代中表现型及比例为香稻∶普通稻＝1∶1；若等位基因(B、b)位于7号三体染色体上，则母本香稻的基因型为bb，F1代中三体的基因型为BBb，产生的花粉有B∶b＝2∶1，其为父本与基因型为bb的水稻杂交，后代中表现型及比例为香稻∶普通稻＝1∶2。
答案：(1)不可能　A
(2)减数第一次分裂前　13或26
(3)　
(4)香　普通　1∶2　1∶1第二讲　染色体变异
[考纲展示]
1．染色体结构变异和数目变异(Ⅱ)　2.实验：低温诱导染色体加倍
授课提示：对应学生用书第139页
一、染色体结构变异
变异类型
具体变化
结果
举例
染色体结构变异
缺失
缺失某一片段
排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变
猫叫综合征
重复
增加某一片段
果蝇的棒状眼
易位
某一片段移接到另一条非同源染色体上
人慢性粒细胞白血病
倒位
某一片段位置颠倒
二、染色体数目变异
1．类型
类型
实例
个别染色体的增减
21三体综合征
以染色体组形式成倍增减
三倍体无子西瓜
2.染色体组
实例分析
图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
组成特点
形态上
是细胞中的一组非同源染色体，形态各不相同
功能上
是控制生物生长、发育、遗传和变异的一组染色体
3．单倍体、二倍体和多倍体
项目
单倍体
二倍体
多倍体
发育起点
配子
受精卵
受精卵
特点
①植株弱小②高度不育
正常植株
①茎秆粗壮②叶、果实、种子较大③营养物质含量丰富
体细胞染色体组数
1或多(个)
2(个)
大于或等于3(个)
应用
单倍体育种
多倍体育种
三、低温诱导植物染色体数目的变化
1．实验原理
用低温处理植物分生组织细胞，如根尖分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是植物细胞染色体数目加倍。
2．方法步骤
洋葱根尖培养(待洋葱长出约1
cm的不定根时，低温诱导培养36
h)→取材→制作装片(解离→漂洗→染色→制片)→观察。
3．实验结论
适当低温可以诱导染色体数目加倍。
1．染色体变异的实质是基因数目和位置的改变。2．染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。3．体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫单倍体。与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，并且高度不育。4．由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。多倍体植株常常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量较高。5．两个原理两种方法(1)花药离体培养的原理：植物细胞具有全能性。低温和秋水仙素诱导多倍体的原理：抑制有丝分裂前期纺锤体的形成。(2)花药离体培养法：得到的是单倍体植株，是单倍体育种的一个环节。秋水仙素处理法：在多倍体时处理萌发的种子或幼苗；在单倍体育种时处理单倍体植株的幼苗。
关于染色体变异的2个易混易错点(1)将“可遗传”理解成了“可育”“可遗传”≠“可育”：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状，这与仅由环境引起的不可遗传的变异有着本质区别。如无子番茄的“无子”原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状是不可以保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”。(2)对单倍体、二倍体及多倍体的判断分辨不清
授课提示：对应学生用书第140页
考点一　变异的类型以及三种变异辨析
[核心考点通关]
1．正确区分可遗传变异与不可遗传变异
可遗传变异
不可遗传变异
区别
遗传物质是否变化
发生变化
不发生变化
遗传情况
变异性状能在后代中重新出现
变异性状仅限于当代表现
来源
基因突变、基因重组、染色体变异
环境条件的影响
应用价值
是育种的原始材料，生物进化的主要原因，能从中选育出符合人类需要的新类型或新品种
无育种价值，但在生产上可用优良环境条件以影响性状的表现，获取高产优质产品
联系
2.染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
(1)染色体结构变异与基因突变的判断
(2)“缺失”问题关键词区别不同变异
(3)变异水平问题
染色体变异→细胞水平变异—显微镜下可见
(4)关于不同生物发生的可遗传变异的类型问题。病毒的可遗传变异的唯一来源是基因突变；细菌等原核生物不含染色体，所以不存在染色体变异，自然状态下也不存在基因重组；在大多真核生物中，基因突变、基因重组、染色体变异三种类型都存在。
3．染色体易位与交叉互换的区别
染色体易位
交叉互换
图解
区别
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体间
属于染色体结构变异
属于基因重组
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
[易混易错]　关于变异类型的2个易混易错点
(1)并非“互换”就是易位：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；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。
(2)关于变异的“质”和“量”问题：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。
[题组突破演练]
题组一　关于生物变异类型的分析
1．下列与染色体变异有关的说法中不正确的是(　　)
A．染色体变异包括染色体结构的改变和染色体数目的改变
B．两条染色体相互交换片段都属于染色体变异
C．猫叫综合征的患者与正常人相比，第5号染色体发生部分缺失
D．染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变
解析：染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，A正确；非同源染色体之间相互交换片段属于染色体结构变异(易位)，而同源染色体的非姐妹染色单体相互交换片段属于基因重组，B错误；猫叫综合征是人类第5号染色体缺失一部分所致，C正确；染色体结构变异会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，D正确。
答案：B
2．下列有关生物变异的叙述中，正确的是(　　)
A．三倍体植物不能由受精卵发育而来
B．观察细胞有丝分裂中期染色体的形态可判断基因突变发生的位置
C．在有丝分裂和减数分裂的过程中，会由于非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异
D．低温抑制染色体着丝点的分裂，使子染色体不能分别移向两极导致染色体数目加倍
解析：三倍体西瓜的植株是由二倍体与四倍体杂交获得的含有三个染色体组的种子发育成的，是由受精卵发育形成的，A错误。基因突变不能在显微镜下观察到，B错误。低温抑制纺锤体的形成，而不是抑制染色体着丝点的分裂，D错误。
答案：C
题组二　染色体结构变异分析判断
3．某种染色体结构变异的示意图如下，图中字母表示不同的染色体片段。该变异类型为(　　)
A．缺失　　　　　　　
B．易位
C．重复
D．倒位
解析：两条非同源染色体之间发生相应片段的交换，属于染色体结构变异中的易位，B正确。
答案：B
4．下列有关图示两种生物变异的叙述，正确的是(　　)
A．图A过程发生在减数第一次分裂后期
B．图A中的变异未产生新的基因，但可以产生新的基因型
C．图B过程表示染色体数目的变异
D．图B中的变异未产生新的基因，也不改变基因的排列次序
解析：图A是同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期，A错误；图A属于基因重组，没有产生新基因，但是可以产生新的基因型，B正确；图B是非同源染色体之间的易位，属于染色体结构变异，C错误；分析题图可知，图B中改变了染色体上的基因排列次序，D错误。
答案：B
考点二　二倍体、多倍体、单倍体的比较及应用
[核心考点通关]
一、染色体组数的判断方法
1．一个染色体组所含染色体的特点
(1)一个染色体组中不含有同源染色体。
(2)一个染色体组中所含有的染色体形态、大小和功能各不相同。
(3)一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套遗传信息(即含一整套基因)。
2．染色体组数量的判断方法
(1)染色体形态法
同一形态的染色体→有几条就有几组。如图中有4个染色体组。
(2)等位基因个数法
控制同一性状的等位基因→有几个就有几组。如AAabbb个体中有3个染色体组。
(3)公式法
染色体组数＝，如图中染色体组数为＝4。
二、单倍体、二倍体与多倍体的不同
单倍体
二倍体
多倍体
形成过程
形成原因
自然成因
单性生殖
正常的有性生殖
外界环境条件剧变(如低温)
人工诱导
花药离体培养
秋水仙素处理单倍体幼苗
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
举例
蜜蜂的雄蜂
几乎全部的动物和过半数的高等植物
香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦
[易混易错]
关于单倍体的2个易错点
(1)单倍体中不一定只含一个染色体组。单倍体可以分为两大类：一类是二倍体物种产生的单倍体，另一类是多倍体物种产生的单倍体，因此单倍体细胞中也可能含有同源染色体和等位基因。如基因型为AAaa的四倍体生物产生的单倍体基因型就有3种：AA、Aa和aa。
(2)并非所有的单倍体都高度不育。若单倍体的体细胞中染色体组数为奇数，则其在进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常的配子而高度不育；若单倍体的体细胞中染色体组数为偶数，则其在进行减数分裂形成配子时，同源染色体正常联会，产生正常的配子而可育。
三、多倍体育种和单倍体育种的比较
多倍体育种
单倍体育种
原理
染色体数目以染色体组的形式成倍增加
染色体数目以染色体组的形式成倍减少，再加倍后获得纯种
常用方法
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(或低温诱导植物染色体数目加倍)
花药离体培养后获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理幼苗，形成纯合子
优点
器官大，营养成分含量提高
明显缩短育种年限
缺点
适用于植物，在动物方面难以开展；发育延迟，结实率低
技术复杂，需与杂交育种配合
实例
[题组突破演练]
题组一　单倍体、二倍体及多倍体分析判断
5．将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理，待其长成后用其花药进行离体培养得到了新的植株，下列有关新植株的叙述正确的一组是(　　)
(1)是单倍体　(2)体细胞内没有同源染色体
(3)不能形成可育的配子　(4)体细胞内有同源染色体
(5)能形成可育的配子　(6)可能是纯合子也有可能是杂合子　(7)一定是纯合子　(8)是二倍体
A．(4)(5)(7)(8)　　　　　
B．(1)(4)(5)(6)
C．(1)(2)(3)(6)
D．(1)(4)(5)(7)
解析：假设该二倍体玉米的基因型是Aa，用秋水仙素处理后基因型为AAaa，产生的花粉有AA、aa、Aa，经花药离体培养得到的单倍体有AA、aa、Aa，既有纯合子，也有杂合子，该单倍体植株有同源染色体，能产生可育配子，B正确。
答案：B
6．如图示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是(　　)
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，则图b代表的生物一定是三倍体
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
解析：图a含有4个染色体组，A错误；图b代表的生物是单倍体或三倍体，B错误；由受精卵发育而来的体细胞中含两个染色体组的个体一定是二倍体，C正确；图d代表的生物也可能是由雄配子发育而成的，D错误。
答案：C
题组二　染色体变异的应用分析
7．(2017·河南洛阳统考)下列叙述中，正确的有几项(　　)
①三倍体西瓜不结籽的性状可以遗传，但它不是一个新物种　②多倍体在植物中比在动物中更为常见　③八倍体小黑麦是用基因工程技术创造的新物种　④马和驴杂交的后代骡子是不育的二倍体，而雄蜂是可育的单倍体　⑤多倍体的形成可因有丝分裂过程异常造成　⑥单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体的种子　⑦秋水仙素溶液处理休眠种子是诱发多倍体形成的有效方法
A．三项
B．四项
C．五项
D．六项
解析：八倍体小黑麦是用普通小麦与黑麦杂交后再使染色体数目加倍得到的，原理是染色体变异。单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体的幼苗。秋水仙素溶液处理萌发种子是诱发多倍体形成的有效方法，③、⑥、⑦错误。
答案：B
8．如图为果蝇体细胞染色体的示意图。请回答下列问题：
(1)果蝇作为常用的遗传学材料，具有__________________________的特点，果蝇的体细胞内有__________个染色体组，一个精子细胞内的染色体组成可表示为________________________(用图中序号表示)。测定果蝇基因组需要检测____________条染色体。研究发现果蝇性别由X染色体数目与常染色体组数之比(性指数)决定，性指数≥1时发育为雌性，性指数≤0.5发育为雄性，请推测性染色体是XYY、XXY的果蝇分别发育成____________。这种性染色体变异称为____________。
(2)在黑腹果蝇中，点状染色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活，而且能够繁殖后代。果蝇有眼和无眼是一对相对性状，相关基因位于常染色体上，且无眼基因为隐性基因，为探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上，请完成以下实验：
实验步骤：
①让正常二倍体无眼果蝇与纯合有眼单体果蝇交配，获得F1；
②统计F1的子代的性状表现，并记录。
实验结果预测及结论：
①若F1________，则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上；
②若F1________，则说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。
解析：(1)果蝇作为常用的遗传学材料的优点有：染色体数目少，相应基因数目也少、相对性状差异明显、产生的子代多、容易饲养等。果蝇的体细胞中同源染色体是成对的，因此，其体细胞中含有2个染色体组。在精子细胞中只含有成对的同源染色体中的一条，因此，精子细胞中的染色体组成为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。检测果蝇基因组需要检测常染色体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各1条和性染色体X、Y，一共需要检测5条染色体。XYY果蝇的性指数为1/2＝0.5，它发育为雄性；XXY果蝇的性指数为2/2＝1，它发育为雌性，形成这两种个体是由于发生了染色体数目变异。(2)假设控制有眼、无眼的基因为A和a。如果纯合有眼单体果蝇的基因A位于Ⅳ号染色体上，则其产生的配子有两种：一种含有A，一种不含有A，则该个体与正常无眼果蝇(aa)交配，后代的基因型有Aa、a，其中a表现为无眼，因此，如果后代中出现了无眼个体，就说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上；如果纯合有眼单体果蝇的基因A不位于Ⅳ号染色体上，则其基因型为AA，它与正常无眼果蝇(aa)杂交，后代只有有眼果蝇，因此，如果后代全为有眼果蝇，说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。
答案：(1)染色体(基因)数目少、相对性状差异明显、产生的子代多、容易饲养等　2　Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y　5　雄性、雌性　染色体数目变异
(2)①出现无眼果蝇　②全为有眼果蝇
染色体数目非整倍性变异原因的分析
假设某生物体细胞中含有2n条染色体，减数分裂时，某对同源染色体没有分开或者姐妹染色单体没有分开，导致产生含有(n＋1)、(n－1)条染色体的配子，如图所示：
性染色体数目的增加或减少与精子、卵细胞形成过程中的染色体分配的异常有关。减数第一次分裂和减数第二次分裂染色体分配异常，产生的结果不同，现总结如下：
时期
卵原细胞减数分裂异常(精原细胞减数分裂正常)
精原细胞减数分裂异常(卵原细胞减数分裂正常)
不正常卵细胞
不正常子代
不正常精子
不正常子代
减Ⅰ时异常
XX
XXX，XXY
XY
XXY
O
XO，YO
O
XO
减Ⅱ时异常
XX
XXX，XXY
XX
XXX
O
XO，YO
YY
XYY
－
－
O
XO
考点三　低温诱导植物染色体数目的变化(实验探究)
[核心考点通关]
1．实验原理
低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。
2．实验步骤与现象
3．低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用
试剂
使用方法
作用
卡诺氏液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1
h
固定细胞形态
体积分数为95%的酒精
冲洗用卡诺氏液处理的根尖
洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖
解离根尖细胞
质量分数为15%的盐酸
与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液
解离根尖细胞
清水
浸泡解离后的根尖约10
min
漂洗根尖，去掉解离液
改良苯酚品红染液
把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5
min
使染色体着色
[易混易错]
(1)与低温诱导植物染色体数目变化有关的2个易错点
①显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
②选材时应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。
(2)低温诱导染色体加倍实验与观察细胞有丝分裂实验的操作步骤比较
[易混易错]
项目
低温诱导植物染色体数目的变化
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
培养
待洋葱长出1
cm左右不定根时4
℃低温培养
适宜温度下培养
固定
解离前用卡诺氏液进行固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次
不用固定
染色
用改良苯酚品红染液
用醋酸洋红液或龙胆紫溶液
[题组突破演练]
题组　低温诱导染色体变化原理及步骤分析
9．(2017·宁夏银川检测)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：低温诱导染色体加倍实验的原理是：低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，从而产生染色体数目加倍的细胞；卡诺氏液能固定细胞的形态，而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期，在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。
答案：C
10．(2017·陕西五校联考)某同学在做“低温诱导植物染色体数目的变化”实验时，将大蒜根尖随机分为12组，实验处理和结果如下表所示，请回答有关问题。
组别
实验处理及处理时间
染色体数目加倍的细胞所占的百分比(%)
组1
0
℃
36小时
0
组2
72小时
0
组3
96小时
0
组4
2
℃
36小时
5
组5
72小时
20
组6
96小时
24
组7
4
℃
36小时
12
组8
72小时
30
组9
96小时
43
组10
6
℃
36小时
0
组11
72小时
0
组12
96小时
0
(1)低温诱导植物染色体数目加倍的原理是低温会使细胞分裂过程中________的形成受阻，从而使细胞分裂过程中染色体数目加倍而细胞不分裂。低温处理与秋水仙素处理相比，具有______________等优点。
(2)实验中选择大蒜根尖________区细胞进行观察，效果最佳，原因是此处的细胞分裂比较________，在显微镜下观察，此处细胞的特点表现为____________________
________________________________________________________________________。
(3)实验过程中需要用______________对大蒜根尖细胞的染色体进行染色。
(4)由实验结果可知，______________的条件下，加倍效果最为明显。
解析：(1)低温能够抑制纺锤体的形成，实现染色体数目的加倍；用秋水仙素诱导染色体数目加倍，操作较为烦琐，且秋水仙素有毒，而低温诱导操作简单，安全无毒。(2)植物根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密，且分裂较为旺盛，故观察时应选择根尖分生区细胞。(3)染色体可以被碱性染料(如醋酸洋红、龙胆紫等)着色。(4)由表中信息可知，在温度为4
℃的条件下处理96小时，细胞中染色体数目加倍效果最佳。
答案：(1)纺锤体　操作简单、安全无毒
(2)分生　旺盛　呈正方形，排列紧密
(3)碱性染料(或醋酸洋红或龙胆紫)
(4)4
℃、96小时
授课提示：对应学生用书第144页
练全国高考真题——知考查重点
1．(2015·高考全国卷Ⅱ)下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是(　　)
A．该病是由于特定的染色体片段缺失造成的
B．该病是由于特定染色体的数目增加造成的
C．该病是由于染色体组数目成倍增加造成的
D．该病是由于染色体中增加某一片段引起的
解析：人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，A项正确。
答案：A
2．(2016·高考江苏卷)下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是(　　)
A．个体甲的变异对表型无影响
B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1
D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常
解析：据图可知个体甲的变异是缺失，个体乙的变异是倒位，均会导致表型异常，A和D选项错误。个体甲自交，后代可能出现缺失染色体纯合个体致死现象，后代性状分离比不一定是3∶1，C项错误。个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常，B项正确。
答案：B
3．(2015·高考海南卷)关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是(　　)
A．基因突变都会导致染色体结构变异
B．基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变
C．基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变
D．基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察
解析：基因突变的实质是基因中碱基对序列的改变，结果是产生等位基因，不会导致染色体结构变异，A项错误；基因突变不一定引起个体表现型的改变，B项错误；由于染色体是DNA的主要载体，染色体结构变异会引起DNA碱基序列的改变，C正确；基因突变在光学显微镜下是看不见的，D项错误。
答案：C
4．(2014·高考江苏卷)下列关于染色体变异的叙述，正确的是(　　)
A．染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异
B．染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力
C．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响
D．通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型
解析：染色体片段的增加、缺失和易位等结构变异，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，C错误；大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡，A、B错误；远缘杂交得到的F1是不育的，通过诱导使其染色体数目加倍进而可育，由此可以培育作物新类型，D正确。
答案：D
练各地市模拟——知命题热点
5．(2017·安徽合肥质检)下列关于遗传变异的说法，正确的是(　　)
A．三倍体西瓜因进行减数分裂时染色体配对紊乱，一般不能产生可育的配子，因而果实无子
B．基因突变都可使染色体上的DNA分子中碱基对的排列顺序发生改变，但染色体变异不会
C．在水稻单倍体育种的过程中可用秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗使染色体加倍
D．六倍体普通小麦和二倍体黑麦杂交后代为可育的四倍体小黑麦
解析：三倍体西瓜细胞中含有三个染色体组，减数分裂时联会紊乱，不能产生正常配子，因而果实无子，A正确；染色体是DNA的载体，染色体结构变异如缺失、重复、倒位、易位等都会使DNA中碱基对的排列顺序发生改变，B错误；单倍体植株不产生种子，只能对幼苗用秋水仙素进行处理，C错误；六倍体普通小麦和二倍体黑麦杂交后代为异源四倍体，联会紊乱，不可育，D错误。
答案：A
6．(2017·北京东城区测试)果蝇的体色中灰身对黑身为显性，由位于常染色体上的B、b基因控制，只含其中一个基因的个体无法发育。如图为果蝇培育和杂交实验的示意图。下列叙述不正确的是(　　)
A．乙属于诱变育种得到的染色体变异个体
B．筛选①可用光学显微镜，筛选②可不用
C．F1中有果蝇的细胞含有异常染色体
D．F1中雌雄个体的体色理论上均为灰色
解析：据图可知，本实验是用物理方法处理果蝇细胞，使其产生变异，属于诱变育种，而且在乙细胞内含B基因的常染色体与X染色体之间发生了染色体易位，属于染色体结构变异，A项正确；染色体变异可以用光学显微镜直接观察到，而筛选含异常染色体个体(筛选②)除了可以用光学显微镜观察外，还可以直接观察个体的变异情况进行筛选，B项正确；甲、乙杂交后代F1中含有正常染色体的果蝇(BbXY)比例为，则细胞中含有异常染色体的果蝇比例为1－＝，C项错误；因为只含B、b基因中一个基因的个体无法发育，所以，F1中能发育的雌(BbXBX或bXBX)雄(BbXY)个体细胞中均含有B基因，即理论上体色均为灰色，D项正确。
答案：C
7．(2017·江苏南京调研)果蝇是遗传学常用的材料，回答下列有关遗传学问题。
(1)图1表示对雌果蝇眼型的遗传研究结果，由图分析，果蝇眼形由正常眼转变为棒眼是由于________导致的，其中雄性棒眼果蝇的基因型为________。
(2)研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系XdBXb，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因d，且该基因与棒眼基因B始终连在一起，如图2所示。在纯合(XdBXdB、XdBY)时能使胚胎致死。若棒眼雌果蝇(XdBXb)与野生正常眼雄果蝇(XbY)杂交，F1果蝇的表现型有三种，分别为棒眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和________，其中雄果蝇占________。若F1雌雄果蝇随机交配，则产生的F2中Xb频率为________。
(3)遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子导致个体胚胎期死亡。现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请用杂交实验判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？
实验设计：选该白眼雌果蝇与多只红眼雄果蝇杂交，观察统计子代中雌雄果蝇数量之比。
结果及结论：
①若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为________________________________________________________________________，
则为基因突变引起的。
②若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为________________________________________________________________________，
则是由于缺失造成的。
解析：(1)根据图1分析可知，XB基因的出现是由于X染色体上的某区段重复导致的，所以果蝇眼形由正常眼转变为棒眼是由于染色体结构变异中的重复导致的，其中雄性棒眼果蝇的基因型为XBY。
(2)棒眼雌果蝇(XdBXb)与野生正常眼雄果蝇(XbY)杂交，子代表现型及比例为棒眼雌果蝇(XdBXb)∶正常眼雌果蝇(XbXb)∶死亡(XdBY)∶正常眼雄果蝇(XbY)＝1∶1∶1∶1，其中雄果蝇占；若F1雌雄果蝇随机交配，即F1棒眼雌果蝇(XdBXb)∶正常眼雌果蝇(XbXb)＝1∶1，产生的雌配子为XdB∶Xb＝1∶3；F1正常眼雄果蝇(XbY)产生的雄配子为Xb∶Y＝1∶1，则产生的F2代基因型及比例是XdBXb∶XbXb∶XdBY∶XbY＝1∶3∶1∶3，其中XdBY个体死亡，存活个体的基因型及比例为XdBXb∶XbXb∶XbY＝1∶3∶3，F2代中Xb频率为(1＋3×2＋3×1)÷(1×2＋3×2＋3×1)＝。(3)根据题意果蝇红白眼基因位于X染色体上，原本子代中的雌性都应该为XAXa，应该表现为红眼，如果缺失1条含XA基因的染色体后会表现为白眼，要验证是因为基因突变还是染色体变异引起的，可以用该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，如果杂交子代中红眼∶白眼＝1∶1(或雌果蝇∶雄果蝇＝1∶1)则是基因突变引起的；如果杂交子代中红眼∶白眼＝2∶1(或雌果蝇∶雄果蝇＝2∶1)，则是染色体缺失引起的。
答案：(1)染色体(结构)变异　XBY
(2)正常眼雌果蝇　　
(3)①1∶1　②2∶1
授课提示：对应学生用书第339页
一、选择题
1．下列有关生物变异的说法，正确的是(　　)
A．受精过程中进行了基因重组，亲子代之间的差异主要是由基因突变造成的
B．观察细胞有丝分裂中期染色体形态不能判断基因突变发生的位置
C．人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D．染色体组中染色体数就是体细胞染色体数的一半
解析：选项A，基因重组发生在减Ⅰ过程中，受精过程中不会发生基因重组，亲子代之间的差异主要是由基因重组造成的。选项B，通过显微镜可以观察到染色体结构变异和数目变异，但是判断不出基因突变发生的位置。选项C，人工诱导多倍体的方法很多，如通过低温诱导也可以使染色体加倍。选项D，对于二倍体生物来说，染色体组中染色体数就是体细胞染色体数的一半，但是对于多倍体来说，该说法错误。
答案：B
2．由于种种原因，某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因，这种变化属于(　　)
A．基因内部结构的改变
B．染色体数目的变异
C．染色体结构的变异
D．姐妹染色单体的交叉互换
解析：基因在染色体上呈线性排列，染色体上的某些基因增添或缺失会引起染色体结构的变异。
答案：C
3．水稻的糯性、无子西瓜、黄圆豌豆×绿皱豌豆―→绿圆豌豆，这些变异的来源依次是(　　)
A．环境改变、染色体变异、基因重组
B．染色体变异、基因突变、基因重组
C．基因突变、环境改变、基因重组
D．基因突变、染色体变异、基因重组
解析：水稻的糯性是由基因突变产生的；无子西瓜是染色体数目变异的结果；黄圆豌豆与绿皱豌豆杂交，后代中出现绿圆豌豆，是亲本控制两对相对性状的基因在减数分裂形成配子的过程中发生基因重组的结果。
答案：D
4．以二倍体植物甲(2N＝10)和二倍体植物乙(2n＝10)进行有性杂交，得到的F1不育，以物理撞击的方法使F1减数第一次分裂时整套的染色体分配到同一个次级性母细胞中，减数第二次分裂正常，再让这样的雌雄配子结合，产生F2。下列有关叙述正确的是(　　)
A．植物甲和乙能进行有性杂交，说明它们属于同种生物
B．F1为四倍体，具有的染色体为N＝10、n＝10
C．若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗，则长成的植株是可育的
D．物理撞击的方法导致配子中染色体数目加倍，产生的F2为二倍体
解析：甲和乙有性杂交产生的F1是不育的，说明二者之间存在生殖隔离，它们属于不同的物种，A项错误；F1含有2个染色体组，共10条染色体，其中5条来自甲，5条来自乙，B项错误；F1幼苗经秋水仙素处理后，染色体数目加倍，长成的植株是可育的，C项正确；利用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的F2为四倍体，D项错误。
答案：C
5．用不同浓度的秋水仙素溶液处理多组二倍体草莓幼苗的芽尖，诱导其染色体加倍，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述中正确的是(　　)
A．该实验的自变量是秋水仙素处理的时间
B．秋水仙素诱导染色体加倍表现出两重性
C．秋水仙素通过抑制着丝点分裂诱导染色体加倍
D．处理后的植株中不同细胞染色体数目可能不同
解析：由图可知，该实验的自变量是秋水仙素的浓度和处理时间；图中用秋水仙素处理草莓幼苗的结果未体现出低浓度促进、高浓度抑制的特点，因此无法体现两重性；秋水仙素诱导染色体数目加倍是通过抑制纺锤体的形成实现的；由于秋水仙素对已形成纺锤体的细胞不起作用，因此处理后不同细胞染色体的数目可能不同。
答案：D
6．某植株的基因型为AaBb，其中A和b基因控制的性状对提高产量是有利的。利用其花粉进行单倍体育种过程如图所示，下列相关分析中正确的是(　　)
花粉植株A植株B
A．通过过程①得到的植株A全为纯合子
B．过程②可用适当的低温处理，低温作用时期为有丝分裂间期
C．若未对植株A进行筛选，则植株B中符合要求的类型约占
D．该育种方法的优点是缩短育种年限，原理是基因重组
解析：根据题意，该植株为二倍体。过程①为花药离体培养，通过过程①得到的植株A为单倍体，过程②是诱导染色体数目加倍，通过过程②得到的植株B全为纯合子，A错误；过程②可用适当的低温诱导处理，低温作用的原理是抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，因此作用时期为有丝分裂前期，B错误；基因型为AaBb的植株产生AB、Ab、aB、ab四种花粉，则植株A也是这四种基因型，植株B的基因型为AABB、AAbb、aaBB、aabb，由于A和b基因控制的性状对提高产量是有利的，所以符合要求的类型是AAbb，占，C正确；该育种方法是单倍体育种，其优点是明显缩短育种年限，原理是染色体数目变异，D错误。
答案：C
7．下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是(　　)
A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体
B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．人的初级卵母细胞的一个染色体组中可能存在等位基因
D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组
解析：同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体，A错误；21三体综合征患者的21号染色体为三条，并不是三倍体，B错误；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因，C正确；多倍体育种通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，用秋水仙素处理的芽尖细胞中染色体数目不一定均加倍，D错误。
答案：C
8．下列有关生物变异的说法中正确的是(　　)
A．即使遗传物质不发生改变，生物也可能出现变异性状
B．在细胞分裂过程中，如果染色体数目发生了变化，则说明发生了染色体变异
C．在减数分裂过程中，如果同源染色体之间发生了交叉互换，则说明发生了染色体结构变异
D．如果某果蝇的长翅基因缺失，则说明其发生了基因突变
解析：若变异性状是由环境引起的，则生物体内遗传物质不发生变化；有丝分裂后期，细胞内染色体数目加倍，不属于染色体变异；减数分裂过程中同源染色体之间发生交叉互换属于基因重组；染色体上基因缺失属于染色体结构变异。
答案：A
9．如图中不属于染色体结构变异的是(　　)
解析：染色体结构变异是指细胞内染色体发生片段的缺失、重复、倒位或易位等改变。图A属于缺失，图B和图D属于易位(非同源染色体之间交换片段)，A、B、D均属于染色体结构变异；图C是四分体时期，配对的同源染色体之间的非姐妹染色单体交叉互换，属于基因重组，所以选C。
答案：C
10.将纯种的某二倍体小麦品种甲(AA)与近缘山羊草品种乙(EE)杂交后，经多代选育出如图所示的新品种小麦丙(图中的同源染色体，黑色部分是来自山羊草品种乙的染色体片段，小麦品种甲没有此片段)。下列相关叙述错误的是(　　)
A．杂交选育过程中一定发生过染色体结构上的变异
B．杂交选育过程中一定发生过DNA上碱基对的替换
C．丙品种的产生为生物的进化提供了原材料
D．丙品种自交后代中有1/2个体能够稳定遗传
解析：纯种的二倍体小麦基因型为AA，新品种丙中的a为基因突变的结果，基因突变是碱基对的增添、缺失或替换导致的，B项错误。图中黑色部分即E所在染色体片段来自山羊草，经选育移接到小麦染色体上，该过程一定发生过染色体结构变异，A项正确。基因突变和染色体变异均为可遗传变异，故可为生物进化提供原材料，C项正确。丙品种基因型为AaEE，自交子代AAEE占1/4，aaEE占1/4，AaEE占1/2，D项正确。
答案：B
11．(2017·湖北武汉调研)多倍体鱼类较正常鱼个体大、生长快速、抗逆性强。下面是采用低温和秋水仙素处理，利用二倍体鱼培育多倍体鱼的示意图。下列选项正确的是(　　)
A．由a、b分别受精后发育成的①和②所含染色体组数目相同
B．育种过程中可发生三种可遗传的变异
C．秋水仙素阻止染色单体分离导致染色体数目加倍
D．在育种过程中，低温处理和秋水仙素处理作用的原理不同
解析：①是由含有两个染色体组的卵细胞和一个染色体组的精子结合而成的，含有3个染色体组，②是由二倍体的受精卵在有丝分裂过程中经秋水仙素处理发育而成的，含有4个染色体组，A错；在减数第一次分裂间期和有丝分裂间期可能发生基因突变，产生配子的过程中可发生基因重组，低温和秋水仙素处理可导致染色体数目加倍，B对；秋水仙素抑制纺锤体形成从而导致染色体数目加倍，C错；在育种过程中，低温处理和秋水仙素处理作用的原理相同，D错。
答案：B
12．如图为某种果蝇的染色体组成，染色体上的字母为控制不同性状的基因。下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体各一条和X、Y染色体可组成一个染色体组
B．若图中基因D突变，则将会突变为基因d
C．图中基因A与D的遗传遵循基因的分离定律
D．若此果蝇产生了含YB的配子，则说明此配子形成过程中发生了基因突变或交叉互换
解析：根据染色体组的概念可知，图中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号染色体各一条和X或Y染色体组成一个染色体组，A错误；基因突变具有不定向性，基因D不一定突变为基因d，B错误；基因A与D为非同源染色体的非等位基因，其遗传遵循基因的自由组合定律，C错误；基因B、b位于X、Y染色体的同源部分，在减数分裂过程中，X和Y染色体能联会配对，此过程中如果发生交叉互换则可能形成含YB的配子，另外，在减数第一次分裂的间期DNA复制过程中如发生基因突变也可能形成含YB的配子，D正确。
答案：D
二、非选择题
13．(2017·广东佛山质检)某男性表现型正常，其一条13号染色体和一条21号染色体发生了图1所示变化。该男性与某染色体组成正常的女性婚配，所生的三个子女染色体组成如图2所示。据图回答：
(1)图1所示的染色体变异类型有________，该变异可发生在________分裂过程，观察该变异最好选择处于________(时期)的胚胎细胞。
(2)若不考虑其他染色体，在减数分裂时，图2中男性的三条染色体中，任意两条联会并正常分离，另一条随机移向细胞任一极，则其理论上产生的精子类型有________种，该夫妇生出正常染色体组成的孩子的概率为________。参照4号个体的染色体组成情况，画出3号个体的染色体组成。
(3)为避免生出有遗传缺陷的小孩，1号个体在妊娠期间应进行________。为便于筛除异常胚胎，医生建议这对夫妇选择“试管婴儿”技术，该技术涉及的两个主要环节是________。
解析：(1)根据图1可知，13号染色体与21号染色体结合形成了1条染色体，且发生了染色体片段的丢失，因此染色体变异类型有染色体结构和数目变异。该变异过程既可发生在减数分裂过程中，也可发生在有丝分裂过程中。由于有丝分裂中期的细胞中染色体形态比较固定，数目比较清晰，因此最好选择处于有丝分裂中期的胚胎细胞观察该变异。(2)若题图2中男性的三条染色体中，任意两条联会并正常分离，另一条随机移向任一极，则理论上产生的精子类型有13号染色体和21号染色体、变异染色体；21号染色体和变异染色体、13号染色体；变异染色体和13号染色体、21号染色体共6种；该夫妇生出正常染色体即13号和21号染色体组成正常孩子的概率为1/6。根据4号个体的染色体组成情况，3号(13三体)的染色体组成为2条13号染色体、1条变异染色体和一条21号染色体。(3)为避免生出有遗传缺陷的小孩，母亲在妊娠期间应进行产前诊断。“试管婴儿”技术涉及的两个主要环节是体外受精和胚胎移植。
答案：(1)染色体结构和数目变异　有丝分裂和减数　有丝分裂中期　(2)6　1/6　(3)产前诊断(羊水检查)　体外受精、胚胎移植
14．某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，高茎(H)对矮茎(h)为显性，红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。
(1)基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图，起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A，其对应的密码子将由________变为________。正常情况下，基因R在细胞中最多有________个，其转录时的模板位于________(填“a”或“b”)链中。
(2)用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1，F1自交获得F2，F2中自交性状不分离植株所占的比例为________；用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交，后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为________。
(3)基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞，最可能的原因是________。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一个HH型配子，最可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。(注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡)
实验步骤：
①________________________________________________________________________；
②观察、统计后代表现型及比例。
结果预测：
Ⅰ.若____________________，则为图甲所示的基因组成；
Ⅱ.若____________________，则为图乙所示的基因组成；
Ⅲ.若____________________，则为图丙所示的基因组成。
解析：由起始密码子(在mRNA上)为AUG可知，基因M和基因R转录的模板分别为b链和a链；对M基因来说，箭头处碱基C突变为A，对应的mRNA上则发生G→U的变化，所以对应的密码子由GUC变为UUC；正常情况下，二倍体植株基因成对出现，所以当基因型为RR的植株在DNA复制后基因R在细胞中最多，有4个。F1为双杂合子，这两对等位基因在非同源染色体上，符合孟德尔自由组合定律，F2中自交性状不分离的植株是纯合子，基因型为MMhh、MMHH、mmHH、mmhh，且每种纯合子均占F2的1/16，故F2中四种纯合子所占的比例为(1/16)×4＝1/4；F2中宽叶高茎植株的基因型及比例为MMHH∶MmHH∶MMHh∶MmHh＝1∶2∶2∶4，将其分别与mmhh测交，后代中宽叶高茎∶窄叶矮茎＝4∶1。基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞，可能的原因有基因突变或交叉互换，考虑到基因突变的低频性，最可能的原因是减数分裂过程中联会时同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换，形成了基因型为Hh的次级性母细胞；正常情况下，配子中应只含一个H基因，在只有一条4号染色体的情况下，出现一个HH型配子最可能的原因是减数第二次分裂时染色体没有分离。
答案：(1)GUC　UUC　4　a
(2)1/4　4∶1
(3)(减数第一次分裂时)交叉互换　减数第二次分裂时染色体未分离
(4)答案一：①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交　Ⅰ.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为1∶1　Ⅱ.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为2∶1　Ⅲ.宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2∶1　答案二：①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株杂交　Ⅰ.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为3∶1　Ⅱ.后代全部为宽叶红花植株　Ⅲ.宽叶红花与窄叶红花植株的比例为2∶1
15．玉米宽叶基因(T)与窄叶基因(t)是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的宽叶植株A，其细胞中9号染色体如图一所示。
(1)可通过观察有丝分裂________期细胞进行________分析得知该植株发生了突变，该宽叶植株的变异类型属于________变异。
(2)为了确定植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，让其作为父本与正常的窄叶进行测交。如果F1表现型为________，则说明T基因位于异常染色体上。请用遗传图解解释上述现象。
(3)若(2)中测交产生的F1中，发现了一株宽叶植株B，其染色体及基因型组成如图二。从细胞水平分析出现该植株的原因是由于父本在减数分裂过程中________未分离而导致的。
(4)若(3)中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终生成含有1条9号染色体和含有2条9号染色体的配子，请据此写出植株B可育花粉的基因型________。
解析：(1)图一细胞发生染色体结构变异，故对染色体核(组)型在有丝分裂中期分析能够判断。(2)如果T基因位于异常染色体上，则t基因在正常染色体上。父本Tt生成的花粉为：1T∶1t，无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，故父本T花粉不能完成受精作用，与正常的窄叶tt进行测交，子代都是窄叶tt。(3)图二植株B含有异常染色体，表明B由精子Tt和卵细胞t结合而成的受精卵Ttt发育而来，表明父本Tt减数分裂过程中9号这对同源染色体没有分离，结果形成Tt精子。(4)理论上植株B形成的花粉为：1T∶1tt∶2Tt∶2t，其中花粉T无正常9号染色体不能参与受精作用，其他可以。
答案：(1)中　染色体核(组)型　染色体结构　(2)窄叶　遗传图解如下：
(3)同源染色体　(4)tt、Tt、t

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