资源简介

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第四章 生物的变异
一、生物变异的来源
知识清单
不可遗传的变异：由环境因素引起的变异，没有引起生物体内遗传物质的变化
基因突变
可遗传的变异 基因重组
染色体变异
概念：DNA分子中发生碱基对的 而引起的基因结构的改变
形态突变、生化突变、致死突变
体细胞突变、生殖细胞突变
自发突变、诱发突变
外因 因素：各种射线的照射、温度剧变等
因素：亚硝酸、碱基类似物等
生物因素：病毒
内因：DNA复制发生错误、DNA的碱基组成发生改变等
普遍性：在生物界普遍存在
随机性：可发生在生物个体发育的任何时期，可以发生在不同的DNA分子上，
可发生在同一DNA分子的不同部位
频率
大多数对生物是
突变是 ，1个基因可向不同的方向突变，产生1个以上的
症状：红细胞呈弯曲的镰刀状，容易破裂
意义：在生物进化中具有重要意义，是新基因产生的途径，是 的根本来
源，是生物进化的原始材料
概念：在生物体进行 的过程中， 的基因的重新组合
非同源染色体上非等位基因的自由组合，发生于 时期
同源染色体上 基因的互换，发生于 时期
基因工程
意义：为生物多样性提供了丰富的来源，是生物变异的来源之一，对生物进化有重要
意义
类型：染色体
结果：使排列在染色体上的基因的 发生改变，从而导致性状的
变异
实例：猫叫综合症（人类5号染色体片段缺失）
非整倍体变异：个别染色体的增加或减少
染色体组：细胞中形态结构、功能各不相同，共同控制生物的生长、发育、
遗传和变异的一组染色体。包含了一整套遗传物质，携带着能控制
生物生长发育的全部遗传信息
定义：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上的染色
体组的个体
特点：多倍体植物茎秆粗壮，叶片、果实和种子比较大，糖类和蛋白质
等营养物质的含量有所增加
方法：低温处理、用 处理 的种子或幼苗
原理：秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能抑制 的形
成，导致染色体不能移向细胞两极，引起
实例：三倍体无籽西瓜
定义：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
实例：未受精的卵细胞直接发育成个体（如蜜蜂）， 离体培养
特点：植株弱小、高度不育
基础训练
1．下列有关基因突变的说法，不正确的是
A.自然条件下的突变率很低 B.基因突变对生物自身都是有害的
C.基因突变能够产生新的基因 D.基因突变是广泛存在的
2.使人患镰刀型细胞贫血症的根本原因是
A.正常血红蛋白变成了异常血红蛋白 B.血红蛋白中的谷氨酸变成了缬氨酸
C.信使RNA中的GAA变成了GUA D.DNA中的一个碱基对发生了替换
3.一种果蝇的突变个体在21 ℃的气温下，生活能力很差，但是当气温上升到25.5 ℃时，其生活能力则大大提高了，这说明
A.生物的突变常常是有利的 B.环境条件的变化对突变体是有利的
C.突变后使个体的体质增强 D.突变的有利或有害与环境环境条件有关
4．下图表示人类镰刀细胞贫血症的病因，据图回答：
(1) 过程③称为 ，发生的场所是 。
(2)④表示的碱基序列是 ，
这是编码缬氨基的一个 　　　 ，
转运该缬氨酸的转运 RNA一端的三个碱基
是 。
(3)镰刀型细胞贫血症十分罕见，这是因为基
因突变具有　　　　　　的特点。
（4）镰刀型细胞贫血症的病因是基因结构改变，21三体综合症患者的病因是第21号染色体增添一条，能否用显微镜检测出21三体综合症患者和镰刀型细胞贫血症？请说明其依据。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
高考真题
1．在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是
①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性
②乙图中出现的这种变异属于染色体变异
③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中
④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验
A.①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④
2．人类常色体上β-珠蛋白基因（A+）既有显性突变(A)又有隐性突变(a),突变均可导致地中海贫血。一对皆患地中海盆血的夫妻生下了一个正常的孩子，这对夫妻可能
A．都是纯合子(体) B．都是杂合子(体)
C．都不携带显性突变基因 D．都携带隐性突变基因
3．以下有关基因重组的叙述，错误的是
A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B．非姊妹染色单体的交换可引起基因重组
C．纯合体自交因基因重组导致子代性状分离
D．同胞兄妹的遗传差异与父母基因重组有关
4．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是
A．没有蛋白质产物
B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
5．人类镰刀形细胞贫血症发生的根本原因是
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
6．DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G，推测“P”可能是
A．胸腺嘧啶 B．腺嘌呤 C．胸腺嘧啶或腺嘌呤 D．胞嘧啶
（10福建卷）5．下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨敬交为谷氨酸。该基因发生的突变是
A．①处插入碱基对G—C
B．②处碱基对A—T替换为G—C
C．③处缺失碱基对A—T
D．④处碱基对G—C替换为A—T
（10新课标）6．在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中
A．花色基因的碱基组成 B．花色基因的序列
C．细胞的含量 D．细胞的含量
二、生物变异在生产上的应用
知识清单
概念：将两个或多个品种的优良性状通过 集中在一起，再经过选择和培育
获得新品种的方法。
原理：
目标：能稳定遗传的抗病红果肉番茄的培育
步骤：P抗病、黄果肉ssrr × 易感病、红果肉SSRR
↓
F1 易感病、红果肉SsRr
↓
F2 抗病红果肉ssR
↓
选择既能抗病又是红果肉的能稳定遗传的优良品种
概念：利用 因素诱导生物发生变异，从变异后代中选育新品种的过程
原理：
方法 ，各种射线，如X射线、紫外线等
特点 提高
短时间
改良作物品质，增强抗逆性
实例： 的选育
概念：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法
原理：染色体变异
过程：花药————→单倍体植株幼苗————→正常生殖的纯合子——→
新品种
缩短
排除显隐性干扰，即后代为能稳定遗传的
方法：用秋水仙素处理
原理：染色体变异
实例：三倍体无籽西瓜的培育
概念：利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因（外源基因）转移
到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术
原理：
特点：克服远源杂交不亲和
实例：转基因抗病番茄的培育
基础训练
1．用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得到F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是
A．前一种方法所得的F2中重组类型、纯合子各占5/8、l/4
B．后一种方法所得到的植株中可用于生产的类型比例为2/3
C．前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合
D．后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变
2．基因型AaBb的小麦，将其花药离体培养，再对获得的幼苗用秋水仙素处理，这些植株表现型的种类有
A．1种 B．2种 C．4种 D．9种
3．下图为几种育种方法示意图，据图回答：
（1）①④方向所示的途径表示_________育种方式，⑦过程所示的育种方法叫做__________。
（2）②过程中常用的方法是______________，③、⑦过程中最常采用的药剂是_________________。
（3）⑤过程发生在生物个体发育的_______时期，但是，一般发生在_______细胞中才具有遗传性。（4）⑨过程叫__________________。⑩过程中影响植物根、芽发生的两种激素是__________。
（5）由⑧→⑩的过程中涉及到的生物技术有__________________________。
（6）植物体细胞杂交技术，解决了育种过程中的___________________问题。
4．以下是五种不同育种方法示意图，请据图回答：
（1）图中①的育种方法的名称是 ，依据的原理是 。杂种优势在抗逆性等方面明显优于纯种亲本。马铃薯、甘薯等作物，生产上只要选择一些具有杂种优势的优秀单株进行 ，就可保留杂种优势。玉米、小麦等作物的杂种优势一般只能利用F1，F2开始就会出现 现象。为减少每年均需制种的工作量，可利用 技术，将F1体细胞通过培养得到大量的杂种幼苗。
（2）图中④过程对种子或幼苗进行相关处理的最佳作用时期是 。
（3）你能说出图中②、③、⑤过程的育种方法名称吗？ 。
5．小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy）、抗病（Rr）的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）。
高考真题
1．有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验，正确的叙述是
A．可能出现三倍体细胞
B．多倍体细胞形成的比例常达100%
C．多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期
D．多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会
2．改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是
A．诱变育种 B．单倍体育种
C．基因工程育种 D．杂交育种
3．下列关于育种的叙述中，正确的是
A．用物理因素诱变处理可提高突变率 B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因
C．三倍体植物不能由受精卵发育而来 D．诱变获得的突变体多数表现出优良性状
4．对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，不正确的描述是
A．处于分裂间期的细胞最多
B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
5．关于多倍体的叙述，正确的是
A．植物多倍体不能产生可育的配子
B．八倍体小黑麦是用基因工程技术创造的新物种
C．二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分必然增加
D．多倍体在植物中比在动物中更为常见
6．某人发现了一种新的高等植物，对其10对相对性状如株高、种子形状等的遗传规律很感兴趣，通过大量杂交实验发现，这些性状都是独立遗传的。下列解释或结论不合理的是
A．该种植物的细胞中至少含有10条非同源染色体
B．没有两个感兴趣的基因位于同一条染色体上
C．在某一染色体上含有两个以上控制这些性状的非等位基因
D．用这种植物的花粉培养获得的单倍体植株可以显示所有感兴趣的性状
7．太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是
A．太空育种产生的突变总是有益的
B．太空育种产生的性状是定向的
C．太空育种培育的植物是地球上原本不存在的
D．太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的
（10江苏卷）6．育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植蛛，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是
A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的
B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体
C.观察细胞有丝分裂中期染色体形卷可判断基因突变发生的位置
D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系
8．甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中G—C对转换成A—T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。
(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为 突变。
(2)用EMS浸泡种子是为了提高 ，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有 。
(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的 不变。
(4)经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有 、 。
(5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为 。
9．番茄(2n=24)的正常植株(A)对矮生植株(a)为显性，红果（B）对黄果（b）为显性。两对基因独立遗传。请回答下列问题：
（1）现有基因型AaBB与aaBb的番茄杂交，其后代的基因型有 种， 基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高，自交后代的表现型及比例为 。
（2）在♀AA×♂aa杂交中，若A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为 ，这种情况下，杂交后代的株高表现型可能是
（3）假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高的A基因突变产生的，检测突变基因转录的mRNA，发现X第二个密码子中的第二个碱基由C变为U，Y在第二个密码子的第二个碱基前多了一个U。与正常植株相比， 突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因 。
(4) 转基因技术可以使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某基因表达。假设A基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高，请完成如下实验设计，已验证假设是否成立。
①实验设计：（借助转基因技术，但不要求转基因的具体步骤）
a．分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。
b．
c．
②支持上述假设的预期结果：
③若假设成立，据此说明基因控制性状的方式： （10安徽卷）31．（24分）
I．（15分）如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子。诱变当代获得棕色（纤维颜色）新性状，诱变I代获得低酚（棉酚含量）新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因（A、a）控制，棉酚含量由另一对基因（B、b）控制，两对基因独立遗传。
（1）两个新性状中，棕色是________性状，低酚是______性状。
（2）诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_______，白色、高酚的棉花植株基因型是_______。
（3）棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变I代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代种植在一个单独的区域，从________的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变I代中选择另一个亲本，涉及一方案，尽快选育出抗虫高产（棕色、低酚）的纯合棉花新品种（用遗传图解和必要的文字表示）。
II．（9分）草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低。品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：
外植体愈伤组织芽、根植株
请回答：
（1）微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_________作为外植体，其依据是_ ___。
（2）在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和______，在配制好的培养基中，常常需要添加________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2~5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是__________。
（3）在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_____________。
三、人类遗传病
知识清单
绘制家系图
据家系图推断遗传病遗传方式
隐性： 传、无中生有、发病率
显性： 传、有中生无、发病率
概念：由于 改变，从而使发育成的个体所患的疾病
数目变异 常染色体病 特点：
结构变异 性染色体病 多发时期：
常染色体 显性 发病率高
遗传病 隐性 多发时期：
性染色体 显性
遗传病 隐性 发病率低
特点：
多基因遗传病
多发时期：
单基因遗传病比较
遗传病病因 判断依据（世代表现） 常见病 遗传系谱图
Y染色体遗传病 子病父必病；传男不传女 外耳道多毛症
X染色体显性遗传 抗维生素D佝偻病
常染色体显性遗传 子女中有患者，父母中必有患者；父母中有患者，子女中未必有患者 多指
X染色体隐性遗传 红绿色盲血友病
常染色体隐性遗传 父母正常，子女有病；父母均是患者，子女全是患者 白化病
基础训练
1．人类遗传病种类较多，发病率高。下列选项中，属于染色体异常遗传病的是
A．抗维生素D佝偻病 B．苯丙酮尿症 C．猫叫综合症 D．多指症
2．下列有关遗传病的叙述中，正确的是
A．仅基因异常而引起的疾病 B．仅染色体异常而引起的疾病
C．基因或染色体异常而引起的疾病 D．先天性疾病就是遗传病
3.下图是具有两种遗传病的家族系谱图，设甲病显性基因为A，隐性基因为a；乙病显性基因为B，隐性基因为b。若Ⅱ-7为纯合子，请据图回答：
(1)甲病是致病基因位于________染色体上的_________性遗传病；乙病是致病基因位于________染色体上的_______性遗传病。
(2)Ⅱ-5的基因型可能是________，Ⅲ-8的基因型是__________。
(3)Ⅲ-10是纯合子的概率是__________。
(4)假设Ⅲ-10与Ⅲ-9结婚，生下正常男孩的概率是________。
(5)该系谱图中，属于Ⅱ-4的旁系血亲有_________。
高考真题
1．下列关于人类遗传病的叙述，错误的是
①一个家族仅一代人中出现过的疾病不是遗传病 ②一个家族几代人中都出现过的疾病是遗传病 ③携带遗传病基因的个体会患遗传病 ④不携带遗传病基因的个体不会患遗传病
A．①② B．③④ C．①②③ D．①②③④
2．下列关于人类遗传病传病的叙述错误的是
A．单基因突变可以导致遗传病 B．染色体结构的改变可以导致遗传病
C．近亲婚配可以增加隐性遗传病的风险 D．环境因素对多基因的发病无影响
3．已知人的红绿色盲属X染色体隐性遗传，先天性耳聋是常染色体隐性遗传（D对d完全显性）。下图中Ⅱ2 为色觉正常的耳聋患者，Ⅱ5为听觉正常的色盲患者。Ⅱ4(不携带d基因)和Ⅱ3婚后生下一个男孩，这个男孩患耳聋、色盲、既耳聋有色盲的可能性分别是
A．0 、、0 B．0、、 C．0、、0 D．、、
4．在自然人群中，有一种单基因(用A、a表示)遗传病的致病基因频率为1／10 000，该遗传病在中老年阶段显现。1个调查小组对某一家族的这种遗传病所作的调查结果如图所示。请回答下列问题。
(1)该遗传病不可能的遗传方式是 。
(2)该种遗传病最可能是 遗传病。如果
这种推理成立，推测Ⅳ一5的女儿的基因型
及其概率(用分数表示)为 。
(3)若Ⅳ一3表现正常，那么该遗传病最可
能是 ，则Ⅳ-5的女儿的基因型为 。
5．人类遗传病发病率逐年增高，相关遗传学研究备受关注。根据以下信息回答问题：
（1）下图为两种遗传病系谱图，甲病基因用A、ａ表示，乙病基因用B、b表示，Ⅱ-4无致病基因。甲病的遗传方式为____________，乙病的遗传方式为____________。Ⅱ-2的基因型为____________，Ⅲ-1的基因型为____________，如果Ⅲ-2与Ⅲ-3婚配，生出正常孩子的概率为____________。
（2）人类的F基因前段存在CGG重复序列。科学家对CGG重复次数、F基因表达和遗传病症状表现三者之间的关系进行调查研究，统计结果如下：
CGG重复次数（n） n<50 n≈150 ｎ≈260 n≈500
F基因的mRNA（分子数/细胞） 50 50 50 50
F基因编码的蛋白质（分子数/细胞） 1000 400 120 0
症状表现 无症状 轻度 中度 重度
此项研究的结论：_______________________________________________________________。
推测：CGG重复次数可能影响mRNA与____________的结合。
6．人21号染色体上的短串联重复序列（STR，一段核苷酸序列）可作为遗传标记对21三体综合症作出快速的基因诊断（遗传标记可理解为等位基因）。现有一个21三体综合症患儿，该遗传标记的基因型为＋＋一，其父亲该遗传标记的基因型为＋一，母亲该遗传标记的基因型为－一。请问：
（1）双亲中哪一位的21号染色体在减数分裂中未发生正常分离？ 。在减数分裂过程中，假设同源染色体的配对和分离是正常的，请在图中A一G处填写此过程中未发生正常分离一方的基因型（用十、一表示）。（2）21三体综合症个体细胞中，21号染色体上基因在表达时，转录是发生在 中。
（3）能否用显微镜检测出21三体综合症和镰刀型细胞贫血症？请说明其依据。
www.
生物的变异
类型
原因
特点
基因突变
实例镰刀形细胞贫血症
原因
基因重组
类型
染色体结构变异
染色体数目变异
整倍体变异
多倍体
人工诱导
单倍体
甘氨酸：GGG
赖氨酸：AAA AAG
谷氨酰胺：CAG CAA
谷氨酸：GAA GAG
丝氨酸：AGC
丙氨酸：GCA
天冬氨酸：AAU
杂交育种
实例
诱变育种
单倍体育种
特点
多倍体育种
基因工程育种
研究方法
类型特点
染色体异常
单基因遗传病
基因突变
正常女性
正常男性
甲病女性
甲病男性
患两种病女性
乙病男性
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网

展开更多......

收起↑