高中生物解密13 生物的变异与育种（讲义）-【高频考点解密】2021年高考生物二轮复习讲义+分层训练

这是一份高中生物解密13 生物的变异与育种（讲义）-【高频考点解密】2021年高考生物二轮复习讲义+分层训练，共40页。试卷主要包含了基因突变与基因重组的辨析，区分不同变异类型的方法，变异的类型以及三种变异辨析，变异与育种等内容，欢迎下载使用。

解密13 生物的变异与育种

高考考点
考查内容
三年高考探源
考查频率
基因突变与基因重组的辨析
1．通过实例学习、理解基因突变的实质；
2．结合减数分裂的过程图解，理解基因重组的类型；
3．理解进化过程中，基因突变和基因重组的意义
4．结合图解，了解染色体结构变异的常见类型；
5．分析染色体组的概念，说出染色体组的特征；
6．列表比较二倍体、多倍体和单倍体，分析它们的特点；
7．结合案例，说出几种育种方法的一般过程。
1．联系生产实例理解杂交育种；
2．从育种原理、方法、优点、不足等方面对诱变育种进行分析；
3．列表比较常见的四种育种方法；
4．通过联想制作拼接画的过程，理解基因工程的操作工具；
5．采用绘图方法逐步掌握基因工程的操作步骤；
6．联系基因工程的具体实例掌握基因工程的应用。
2020全国Ⅰ卷·10
2020江苏卷·8
2019天津卷·4
2019江苏卷·18
2018全国Ⅰ卷·6
2018海南卷·14
2019浙江卷·2
2019天津卷·10
2018天津卷·31
2018海南卷·17
2019天津卷·9
2019全国Ⅰ卷·12
2019江苏卷·4
2018天津卷·31
★★★☆☆
区分不同变异类型的方法
★★★☆☆
变异的类型以及三种变异辨析
★★★☆☆
二倍体、多倍体、单倍体的比较及应用
★★★☆☆
变异与育种
★★★☆☆


核心考点一 基因突变与基因重组的辨析
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。


考法一
（2018·上海高考真题） 下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）（　　）

A．第6位的C被替换为T
B．第9位与第10位之间插入1个T
C．第100、101、102位被替换为TTT
D．第103至105位被替换为1个T
【答案】B
【分析】
由基因突变的原理分析，再结合题意，不考虑终止密码子，可知若基因中的个别碱基被替换，其突变结果可能改变某一个氨基酸的种类或不改变该氨基酸的种类；但若某位点增添(或缺失)一或两个碱基，则该位点之后的脱氧核苷酸序列都要改变，且突变位点越靠前对其控制合成的多肽中的氨基酸序列影响越大。
【详解】
A、如果第6位的C被替换为T，转录后形成的mRNA只可能造成个别氨基酸的替换，其他氨基酸不变，A错误；
B、如果在第9位与第10位之间插入1个T，转录后形成的mRNA会造成插入点后面的所有氨基酸序列都可能发生改变，因此对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大，B正确；
C、如果第100、101、102位被替换为TTT，转录后形成的mRNA只可能造成个别氨基酸的替换，其他氨基酸不变，C错误；
D、如果第103至105位被替换为1个T，转录后形成的mRNA中碱基减少，从而引起后面氨基酸序列的改变，但由于发生在尾部，所以影响不大，D错误。
故选B。
考法二
（2018·海南高考真题）杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致新的配子类型出现，其原因是在配子形成过程中发生了（　　）
A．基因重组 B．染色体重复 C．染色体易位 D．染色体倒位
【答案】A
【分析】
本题考查基因重组的相关知识，要求考生识记基因重组的概念、类型及意义，尤其是基因重组的类型，再结合题干信息做出准确的判断即可。基因重组的两种类型：（1）自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合；（2）交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。
【详解】
根据题干信息“同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换”可知，在配子形成过程中发生了交叉互换型的基因重组，进而导致配子具有多样性。 A正确，B、C、D错误，故选A。

1．某灰身（B）红眼（W）雌果蝇的基因型为BbXWXw，如图为该果蝇某细胞处于细胞分裂某时期的示意图。下列相关叙述正确的是（ ）


A．该细胞可能处于MⅡ前期，是次级卵母细胞
B．该细胞内含有4条染色体和7条染色单体
C．形成该细胞的过程中一定发生了基因突变
D．该细胞分裂可形成基因组成为BXW和bXW的两种子细胞
【答案】D
【分析】
据图可知：该细胞中没有同源染色体，每条染色体上含有两条染色单体，因此该细胞处于MⅡ前期，是次级卵母细胞或第一极体。
【详解】
A、根据分析，该细胞是次级卵母细胞或第一极体，A错误；
B、该细胞内含有4条染色体，其中有1条染色体的着丝点处于染色体一端，但染色体上仍然含有2条染色单体，因此4条染色体上有8条染色单体，B错误；
C、雌果蝇的基因型为BbXWXw，该图所示细胞中的一条染色体的两条染色单体上同时有基因B和b，出现这种现象的原因可能是在MⅠ前期发生了基因重组，也有可能是在分裂过程中发生了基因突变，C错误；
D、由于着丝粒分裂后B、b分离，XW和XW分离，若仅考虑此两对染色体，则该细胞分裂可形成基因组成为BXW和bXW的两种子细胞，D正确。
故选D。
2．果蝇某染色体上的DNA分子中一个脱氧核苷酸发生了缺失，会导致（ ）
A．染色体上基因的数量减少
B．DNA中碱基配对方式发生改变
C．染色体上所有基因顺序都发生改变
D．所控制合成的蛋白质分子结构不一定会发生改变
【答案】D
【分析】
基因突变是指DNA分子上发生碱基对的增添、替换或者缺失，引起的基因结构的改变。基因突变的结果产生新的基因，但不改变基因在染色体上的位置以及顺序，由于密码子的简并性等原因，基因突变会导致基因结构发生改变，但是性状不一定改变。
【详解】
A、DNA分子中一个脱氧核苷酸缺失会导致该核苷酸所在的基因发生结构的改变，而对其他基因没有影响，故不会导致基因数量的减少，A错误；
B、碱基配对方式是不变的，不会随脱氧核苷酸数量的变化而变化，B错误；
C、脱氧核苷酸发生缺失后，脱氧核苷酸的数量和排列顺序改变，基因的结构发生改变，但其在染色体上的排列顺序未受影响，C错误；
D、由于缺失的脱氧核苷酸可能位于不具遗传效应的部位，或者不表达部位，其控制合成的蛋白质分子结构不一定发生改变，D正确。
故选D。
3．细胞在饥饿状态下，细胞内会出现由内质网膜包围细胞内容物而形成的自噬体，自噬体与溶酶体或液泡融合后其内部的物质被水解，获得代谢原料，该过程称作细胞自噬。科学家研究野生型酵母菌（记作野生型）与液泡水解酶缺陷型酵母菌（记作缺陷型）在饥饿状态下的区别，得到如图所不结果。下列相关叙述错误的是（　　）

A．缺陷型的出现可能是由于DNA复制差错导致
B．与缺陷型相比，野生型细胞内自噬体数量少
C．缺陷型在饥饿状态下的存活时间比野生型长
D．细胞自噬可清除细胞内受损或衰老的细胞器
【答案】C
【分析】
据题图细胞结构比较可知，液泡水解酶缺陷型酵母菌液泡中形成许多自噬体，故说明酵母菌自噬与液泡中水解酶有关。自噬发生过程中，液泡在酵母菌细胞中的作用和人体细胞中溶酶体的作用类似。在饥饿状态下，液泡水解酶缺陷型酵母细胞的自噬体内物质不能被水解，细胞不能获得足够的物质和能量，抗饥饿能力较差，因此在饥饿状态下液泡水解酶缺陷型酵母菌存活时间短。
【详解】
A、液泡水解酶缺陷型酵母菌的产生可能是细胞分裂过程中发生了基因突变导致的，基因突变主要发生在细胞分裂间期DNA复制过程中，A正确；
B、由图示可知，野生型酵母菌比液泡水解酶缺陷型酵母菌的自噬体数目少，液泡水解酶缺陷型酵母菌细胞内自噬体数量增多，原因是其自噬体内的物质不能及时被水解，B正确；
C、野生型酵母菌能利用溶酶体或液泡水解自噬体内的物质而获得代谢原料，因而在饥饿状态下野生型酵母菌的存活时间更长，C错误；
D、细胞自噬可以水解和清除细胞内受损或衰老的细胞器，以及侵染到细胞内的微生物和毒素，进而维持细胞内部环境的稳定，D正确。
故选C。
4．2020年诺贝尔化学奖授予了两位在基因编辑研究领域做出贡献的科学家。利用基因编辑技术可实现对目标基因进行碱基的敲除、加入等修改。下列叙述不正确的是（ ）
A．上述操作所引起的变异类型属于基因重组
B．进行上述操作时要避免对非目标基因造成影响
C．可以利用该技术对某些基因的功能进行研究
D．可以利用该技术改造动、植物进行遗传育种
【答案】A
【分析】
1、基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导人受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。
2、可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异等。其中基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、替换或缺失而引起的基因结构的改变。
【详解】
A、上述操作中涉及对目标基因进行碱基的敲除（缺失）、加入（增添）等修改，属于基因突变，A错误；
B、基因决定蛋白质的合成，故进行上述操作时要避免对非目标基因造成影响，从而对个体造成不必要的损伤，B正确；
C、因该技术能对目标基因进行敲除、加入等修饰，通过修饰前后个体性状的改变来研究相关基因的功能，C正确；
D、该技术属于基因编辑技术，可用于改造动、植物进行遗传育种，D正确。
故选A。
5．某些动物依靠嗅觉发现食物、识别领地和感受危险。动物基因组中含有大量嗅觉受体基因。据资料报道，人类基因组中有38个编码嗅觉受体的基因和414个假基因（无功能基因）。小鼠基因组中有1037个编码嗅觉受体的基因和354个假基因。基因组比对结果显示，人类和小鼠嗅觉受体基因数目的差异是由于二者发生进化分支后，人类出现大量的假基因，而小鼠的嗅觉受体基因明显增加。下列叙述错误的是（ ）
A．基因突变是产生嗅觉受体基因多样性的原因之一
B．嗅觉受体基因的碱基突变频率与嗅觉受体蛋白的氨基酸改变频率相同
C．嗅觉受体基因的多样性是群体中不同个体间嗅觉能力差异的遗传基础
D．小鼠敏锐嗅觉的形成是长期进化过程中定向选择的结果
【答案】B
【分析】
DNA分子中碱基的增添、替换、缺失，从而导致基因结构的改变属于基因突变。由于密码子具有简并性，基因发生突变后，编码的蛋白质的结构可能不变。
【详解】
A、基因突变的结果是产生新基因，故多种多样的嗅觉基因的产生，与基因突变有关，A正确；
B、因为密码子具有简并性，当嗅觉受体基因的碱基发生突变，它编码的嗅觉受体蛋白的氨基酸不一定发生改变，故嗅觉受体基因的碱基突变频率与嗅觉受体蛋白的氨基酸改变频率不一定相同，B错误；
C、嗅觉受体基因的多样性决定了嗅觉受体蛋白的多样性，从而使不同个体间嗅觉能力出现差异，C正确；
D、虽然基因突变是不定向的，但长期的自然选择会定向的选择具有敏锐嗅觉的个体，使得嗅觉敏锐的小鼠逐渐增多，最终使小鼠敏锐嗅觉逐渐形成，D正确。
故选B。

核心考点二 区分不同变异类型的方法
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。

考法一
（2015·海南高考真题）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
【答案】C
【详解】
A、基因突变不会导致染色体结构变异，A错误；
B、基因突变与染色体结构变异都有可能导致个体表现型改变，B错误；
C、基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变，C正确；
D、基因突变在光学显微镜下是不可见的，染色体结构变异可用光学显微镜观察到，D错误。
故选C。
考法二
（2015·江苏高考真题）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
【答案】A
【分析】
1、基因突变的原因：
外因：①物理因素;②化学因素;③生物因素。
内因：DNA复制时偶尔发生错误，DNA的碱基组成发生改变等。
2、种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生进化，最终导致新物种形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】
A.白花植株的出现是基因突变的结果，A错误；
B.X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异，B正确；
C.通过杂交实验，可以确定是显性突变是隐性突变，C正确；
D.通过白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异，D正确。
故选A。


6．科研人员在一片生长旺盛的植物种群中发现了与野生植物有明显差异的变异植株，下列有关叙述正确的是（　　）
A．这些变异植株发生的变异均能通过显微镜观察到
B．变异是不定向的，进化是定向的，进化速度决定了变异速度
C．变异不一定能为生物进化提供原材料，也不能决定生物进化的方向
D．变异植株可能发生的基因突变、基因重组或染色体变异都属于分子水平的变异
【答案】C
【分析】
1、可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异：
（1）基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。基因突变是随机的，不定向的，且突变频率低，多害少利。
（2）基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，包括两种类型，①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合。交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。此外，某些细菌（如肺炎双球菌转化实验）和在人为作用（基因工程）下也能产生基因重组。
（3）染色体变异包括染色体结构变异（重复、缺失、易位、倒位）和染色体数目变异。
2、自然选择决定生物进化的方向。
【详解】
A、染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，均能在显微镜下观察到，而基因突变和基因重组在显微镜下均无法观察到，A错误；
B、自然选择决定生物进化的方向，变异是自发或诱发产生的，变异速度不受进化速度决定，B错误；
C、变异包括可遗传变异和不可遗传变异，故变异不一定能为生物进化提供原材料，自然选择才能决定生物进化的方向，C正确；
D、染色体变异是细胞水平的变异，不是分子水平的变异，D错误。
故选C。
7．下面图1、图2表示某种生物的部分染色体发生变异的示意图，①和②、③和④互为同源染色体，则两图所示的变异（ ）

A．均可发生在减数分裂过程中 B．基因的数目和排列顺序均发生改变
C．均使生物的性状发生改变 D．均为染色体结构变异
【答案】A
【分析】
题图分析：由于①和②互为同源染色体，所以它们之间的交换属于基因重组；而②和③是非同源染色体，它们之间的移接属于染色体结构的变异。
【详解】
A、基因重组只发生在减数分裂过程中，染色体结构变异可发生在有丝分裂过程中，也可以发生在减数分裂过程中，A正确；
B、图1基因重组过程中基因的数目没有改变，图2的染色体片段发生易位，基因的数目没有改变，B错误；
C、基因重组和染色体结构变异都不一定导致生物性状的改变，C错误；
D、图1是发生在减数第一次分裂前期四分体的非姐妹染色单体的交叉互换，属于可遗传变异中的基因重组，不属于染色体结构的变异；图2是非同源染色体上发生的变化，属于染色体结构的变异中的易位，D错误。
故选A。
8．下列关于基因突变和染色体变异的比较，叙述错误的是（ ）
A．染色体变异可通过显微镜观察，基因突变不能
B．染色体变异会导致性状的改变，基因突变不会
C．基因突变和染色体变异均可发生在真核生物中
D．基因突变和染色体变异均可作为进化的原材料
【答案】B
【分析】
可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异：
（1）基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因；
（2）基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，包括两种类型，①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合。②交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组．此外，某些细菌（如肺炎双球菌转化实验）和在人为作用（基因工程）下也能产生基因重组。
（3）染色体变异包括染色体结构变异（重复、缺失、易位、倒位）和染色体数目变异。
【详解】
A、多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别，而基因突变是分子结构改变，不能通过显微镜观察进行鉴别，A正确；
B、染色体变异和基因突变都会导致性状的改变，B错误；
C、基因突变具有普遍性，病毒、原核生物和真核生物都能发生；只有真核细胞才有染色体，因此染色体变异只发生在真核生物中，两者均可发生在真核生物中，C正确；
D、突变和基因重组是产生进化的原材料，D正确。
故选B。
9．科学家用人工合成的片段，成功替代了草履虫的Ⅰ号和3号染色体的部分片段，得到了重组草履虫，将重组草履虫放归原生活环境中仍能存活，未见明显异常。对于该重组草履虫的认识，下列错误的一项是（ ）。
A．该重组草履虫仍能产生可遗传的变异
B．该重组草履虫的出现增加了草履虫的基因多样性
C．该重组草履虫的变异属于人工导致的染色体结构变异
D．该重组草履虫的进化方向与原草履虫有所不同
【答案】D
【分析】
1、生物可遗传的变异类型包括：基因突变、基因重组和染色体变异。
2、由于用人工合成的DNA片段，替代草履虫的1号和3号染色体的部分片段，所以该变异属于染色体结构变异，由于重组草履虫中存在人工合成的DNA片段，因此可增加草履虫的基因多样性。
【详解】
A、该重组草履虫属于真核生物，生物的可遗传的变异可随时发生，A正确；
B、人工合成的片段中的基因，与原草履虫有所不同，因此该重组草履虫的出现增加了草履虫的基因多样性，B正确；
C、“科学家用人工合成的片段，成功替代了草履虫的1号和3号染色体的部分片段，得到了重组草履虫”，据此可知，该重组草履虫的变异属于人工导致的染色体结构变异，C正确；
D、可遗传的变异只是为生物进化提供了材料，而自然选择决定生物进化的方向，因此生活环境相同的条件下，该重组草履虫的进化方向与原草履虫相同，D错误。
故选D。
10．转座子是一段可移动的DNA序列，这段DNA序列可以从原位上单独复制或断裂下来，插入另一位点。转座子可在真核细胞染色体内部和染色体间转移，在细菌的拟核DNA、质粒或噬菌体之间自行移动。有的转座子中含有抗生素抗性基因，可以很快地传播到其他细菌细胞。下列推测不合理的是（ ）
A．转座子不能造成染色体变异或基因重组
B．转座子可用于基因工程的研究
C．转座子能独立进行DNA复制
D．细菌的抗药性可来自转座子或者自身的基因突变
【答案】A
【分析】
可遗传的变异有三种来源：基因突变、染色体变异和基因重组。基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失和替换；基因重组的方式有同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合，另外，外源基因的导入也会引起基因重组；染色体变异是指染色体结构变异和染色体数目变异。
【详解】
A、据题意可知，“转座子可在真核细胞染色体内部和染色体间转移”，说明转座子可造成染色体变异或基因重组，A错误；
B、据题意可知，“转座子可在细菌的拟核DNA、质粒或噬菌体之间自行移动”，说明转座子可用于基因工程的研究，B正确；
C、据题意可知，“转座子是一段可移动的DNA序列，这段DNA序列可以从原位上单独复制或断裂下来”，说明转座子可以独立进行DNA复制，C正确；
D、据题意可知，“有的转座子中含有抗生素抗性基因，可以很快地传播到其他细菌细胞”，说明细菌的抗药性不是都来自于自身的基因突变，还可来自转座子，D正确。
故选A。

核心考点三 变异的类型以及三种变异辨析
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。


考法一
（2019·上海高考真题）人是由黑猩猩进化而来。下图是人类和黑猩猩的4号染色体，字母表示基因，其中有一条发生了变异。该变异类型是 （ ）

A．染色体易位 B．基因突变 C．染色体倒位 D．基因重组
【答案】C
【分析】
可遗传的变异有三种来源：基因突变、染色体变异和基因重组：
（1）基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。
（2）基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合，另外，外源基因的导入也会引起基因重组。
（3）染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型；染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】
识图分析可知，图中两条染色体为同源染色体，同源染色体上相同位置的基因为等位基因或者相同基因，由图可知，其中一条染色体上的基因B、C、D、E与着丝点另一侧的基因F、g位置发生了颠倒，因此属于染色体结构变异中的倒位。综上所述，C正确，A、B、D错误。
故选C。
考法二
（2019·浙江高考真题）人类某遗传病的染色体核型如图所示。该变异类型属于

A．基因突变 B．基因重组
C．染色体结构变异 D．染色体数目变异
【答案】D
【分析】
根据题图分析，该遗传病为21-三体综合症，属于染色体异常遗传病中染色体数目畸变的遗传病。
【详解】
基因突变是指由于基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程，染色体核型上无法发现基因突变的遗传病，A选项错误；基因重组是指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程，染色体核型中没有体现有性生殖的过程，B选项错误；染色体结构变异是指染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异，图中的染色体核型未表现出结构变异，C选项错误；染色体数目变异是指生物细胞中染色体数目的增加或减少，图中21号染色体比其他的同源染色体多一条，属于染色体数目变异，D选项正确。

11．下列关于生物变异的叙述，正确的是（ ）
A．根尖细胞的分生区细胞会发生基因突变､基因重组和染色体变异
B．基因重组只能发生在非同源染色体上的非等位基因之间
C．三种可遗传的变异均可在显微镜下观察到
D．三种可遗传的变异中，只有基因突变才能产生新的基因
【答案】D
【分析】
可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异：
1、基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。
2、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，包括两种类型，①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合．交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组．此外，某些细菌（如肺炎双球菌转化实验）和在人为作用（基因工程）下也能产生基因重组。
3、染色体变异包括染色体结构变异（重复、缺失、易位、倒位）和染色体数目变异。
【详解】
A、自然状态下，基因重组发生在有性生殖的过程中，根尖细胞的分生区细胞进行的是有丝分裂，不能发生基因重组，A错误；
B、减数分裂过程中的基因重组可发生于同源染色体之间的交叉互换，也可发生于非同源染色体的非等位基因之间自由组合，B错误；
C、一般而言，只有染色体变异能在显微镜下观察到，基因突变和基因重组无法在显微镜下观察到，C错误；
D、三种可遗传变异中，只有基因突变会产生新的基因，是生物变异的根本来源，D正确。
故选D。
12．以下有关变异的相关说法正确的是（　　）
①先天性疾病不都是遗传病 ②单倍体都不能产生配子且高度不育 ③某DNA分子中丢失1个基因属于基因突变 ④二倍体水稻的花药离体培养得到的植株稻穗和米粒较小 ⑤三倍体无籽西瓜及二倍体无子番茄都发生了染色体变异 ⑥基因突变可发生在个体发育任何时期体现了随机性 ⑦花药中可发生突变和基因重组 ⑧21三体综合征患者的体细胞中含有三个染色体组 ⑨生物体内遗传物质改变的不一定会导致遗传病
A．②⑥⑧⑨ B．①⑥⑦⑨
C．②④⑥⑦ D．①③④⑤
【答案】B
【分析】
1、可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。
2、基因突变是基因结构的改变，包括：碱基对的增添、缺失或替换。
3、基因重组的方式有：同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合。
4、染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有：缺失、重复、倒位、易位四种类型；染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】
①先天性疾病不都是遗传病，比如胎儿在子宫内受到某些细菌或病毒感染，出生后表现的病症为传染病，①正确；
②有的单倍体含有两个或四个染色体组，这样的单倍体能产生配子且可育，② 错误；
③若某DNA分子在染色体上，该DNA分子中丢失1个基因，属于染色体结构变异中的缺失，基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，③错误；
④二倍体水稻的花药离体培养得到的植株是单倍体，该单倍体高度不育，没有种子（米粒）， ④错误；
⑤三倍体无籽西瓜发生了染色体变异，二倍体无子番茄没有发生染色体变异，⑤错误；
⑥基因突变可发生在个体发育任何时期体现了随机性，⑥正确；
⑦花药中进行减数分裂产生精子，可发生突变和基因重组，⑦正确；
⑧21三体综合征患者的体细胞中含有二个染色体组，只是21号染色体为三条，⑧错误；
⑨生物体内遗传物质改变若出现在体细胞中，一般不能传给后代，所以生物体内遗传物质改变的不一定会导致遗传病，⑨正确。
故选B。
13．下列有关生物遗传和变异的说法，正确的是（　　）
A．高茎豌豆自交后代出现高茎和矮茎，此现象是减数分裂过程中基因重组造成的
B．基因突变、基因重组和染色体变异均可使某条染色体上出现不曾有过的基因
C．用γ射线处理生物使其染色体上数个基因丢失引起的变异属于基因突变
D．染色体结构变异中倒位和易位不改变基因数目，但会对基因中碱基排列顺序产生影响
【答案】B
【分析】
可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异：
（1）基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，而引起的基因结构的改变；
（2）基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，包括两种类型：①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合。②交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。此外，某些细菌（如肺炎双球菌转化实验）和在人为作用（基因工程）下也能产生基因重组。
（3）染色体变异包括染色体结构变异（重复、缺失、易位、倒位）和染色体数目变异。
【详解】
A、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，而豌豆的高茎和矮茎只涉及一对等位基因，所以某高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，不是基因重组形成的，而是减数分裂过程中等位基因分离造成的，A错误；
B、基因突变可以产生新基因，转基因技术的原理是基因重组，可以使某条染色体上出现不曾有过的基因，易位发生在非同源染色体之间，也可以使某条染色体上出现不曾有过的基因，B正确；
C、用γ射线处理生物使其染色体上数个基因丢失引起的变异，属于染色体结构变异中的缺失，而基因突变不会改变基因数量，C错误；
D、染色体结构变异中倒位和易位不改变基因种类和数目，因此不会对基因中碱基排列顺序产生影响，D错误。
故选B。
14．下列有关生物变异的叙述，错误的是（　　）
A．基因中个别碱基对的替换可能不影响蛋白质的结构和功能
B．基因型为Dd的高茎豌豆自交，子代出现矮茎碗豆是基因重组的结果
C．不是所有生物都可以发生基因突变、基因重组和染色体变异
D．染色体上部分基因缺失引起的性状改变，属于染色体变异
【答案】B
【分析】
可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异：
（1）基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因；
（2）基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，包括两种类型：①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合。②交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。此外，某些细菌（如肺炎双球菌转化实验）和在人为作用（基因工程）下也能产生基因重组；
（3）染色体变异包括染色体结构变异（重复、缺失、易位、倒位）和染色体数目变异。
【详解】
A、由于密码子的简并性，从而导致不同的密码子决定相同的氨基酸，因此当基因中个别碱基对发生替换时，可能不影响蛋白质的结构和功能，A正确；
B、基因型为Dd的高茎豌豆自交，子代出现矮茎碗豆的原因是亲代等位基因分离产生了比例相等的配子，而后雌雄配子随机结合的结果，B错误；
C、所有生物都可以发生基因突变，但不是所有生物都能基因重组和染色体变异，C正确；
D、染色体上部分基因缺失引起的性状改变，属于染色体变异中的染色体结构变异，D正确。
故选B。
15．下图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、b仅有图③所示片段的差异。其中属于染色体结构变异的是（ ）

A．①②④ B．②④ C．②③④ D．①③
【答案】B
【分析】
1、DNA分子中发生剪辑多的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变；
2、染色体的变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。染色体的结构变异包括缺失、重复、倒位和易位。
【详解】
图①发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间片段的互换，属于交叉互换，发生在四分体时期；
图②发生在非同源染色体间片段的互换，属于染色体结构变异中的易位；
图③为基因中碱基对的缺失，属于基因突变；
图④中弯曲的部位表示在其同源染色体上没有配对的片段，可能是发生了染色体结构的缺失或重复，属于染色体结构变异。
故选B。

核心考点四 二倍体、多倍体、单倍体的比较及应用
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8/2＝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




考法一
（2020·全国高考真题）关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是（ ）
A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
【答案】C
【分析】
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，这样的一组染色体叫作一个染色体组。
同源染色体是指形状和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方的染色体。
【详解】
A、二倍体植物体细胞含有两个染色体组，减数分裂形成配子时染色体数目减半，即配子只含一个染色体组，A正确；
B、由染色体组的定义可知，一个染色体组中所有染色体均为非同源染色体，不含同源染色体，B正确；
C、不是所有生物都有性别之分，有性别之分的生物的性别也不一定由性染色体决定，因此不是所有细胞中都有性染色体和常染色体之分，C错误；
D、一个染色体组中的所有染色体在形态和功能上各不相同，因此染色体DNA的碱基序列不同，D正确。
故选C。


16．以下为不同细胞染色体组成的示意图，下列叙述正确的是（ ）


A．一个染色体组中存在同源染色体
B．图a和图b细胞均含有3个染色体组
C．如果图a表示体细胞，则该生物一定是三倍体
D．如果图c表示体细胞，则该生物一定是单倍体
【答案】D
【分析】
1、染色体组的概念是：细胞内的一组非同源染色体，大小、形态、功能各不相同，但是又相互协调，共同控制生物的生长发育的一组染色体；判断染色体组数目的方法：根据染色体形态判断：大小形态相同的染色体有几条，就是几个染色体组；根据基因名称判断，同字母（不论大写和小写）表示的基因有几个，就是几个染色体组。
2、二倍体、单倍体、多倍体的判断：含有本物种配子染色体数目的个体是单倍体，单倍体不一定只有一个染色体组；由受精卵发育而来，含有2个染色体组，则为二倍体，含有多个染色体组，则是多倍体。
【详解】
A、染色体组是细胞内的一组非同源染色体，大小、形态、功能各不相同，但是又相互协调，共同控制生物的生长发育的一组染色体，故一个染色体组中不存在同源染色体，A错误；
B、a细胞含有3个染色体组，b细胞含有2个染色体组，B错误；
C、图a含有3个染色体组，如果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，如果代表由配子发育成的生物的体细胞，则该生物是单倍体，C错误；
D、图c含有1个染色体组，该生物应是由配子发育而成的单倍体，D正确。
故选D。
17．下列各项中，属于单倍体的是（ ）
A．由玉米种子发育成的幼苗
B．由蛙的受精卵发育成的蝌蚪
C．由花粉离体培养成的幼苗
D．含有三个染色体组的植株
【答案】C
【分析】
由受精卵发育而来的个体体细胞中含有几个染色体组即为几倍体；由本物种的配子不经受精作用直接发育而成的个体，其体细胞中不管有多少染色体组都叫“单倍体”。
【详解】
A、由配子直接发育而来的个体是单倍体，种子发育成的玉米幼苗属于二倍体，与题意不符，A错误；
B、由蛙的受精卵发育成的蝌蚪，体内含有2个染色体组，属于二倍体，与题意不符，B错误；
C、由花粉离体培育成的幼苗是单倍体，与题意符合，C正确；
D、含有三个染色体组的植株需要看其发育的起点，若是受精卵发育则为三倍体，若为卵细胞或花粉直接发育，则为单倍体，D错误。
故选C。
18．下列关于染色体组的表述，不正确的是（　　）
A．人的体细胞中有两个染色体组
B．起源相同的一组完整的非同源染色体
C．普通小麦的花粉细胞中有一个染色体组
D．通常指二倍体生物的一个配子中的染色体
【答案】C
【分析】
细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
【详解】
A、人属于二倍体，所以其体细胞中有两个染色体组，A正确；
B、起源相同的一组完整的非同源染色体可称为一个染色体组，B正确；
C、普通小麦是六倍体，其花粉细胞中有三个染色体组，C错误；
D、二倍体生物配子中的全部染色体称为一个染色体组，即携带全套遗传信息的一组非同源染色体，D正确。
故选C。
19．下列对a~h所示的生物体细胞中各含有几个染色体组的叙述，正确的是（　　）


A．细胞中含有一个染色体组的是h，其对应个体是单倍体
B．细胞中含有两个染色体组的是e、g，其对应个体是二倍体
C．细胞中含有三个染色体组的是a、b，但其对应个体未必是三倍体
D．细胞中含有四个染色体组的是c、f，其对应个体一定是四倍体
【答案】C
【分析】
细胞中的一组非同源染色体，其形态结构、功能各不相同，包含了该种生物的一整套遗传物质，这样的一组染色体为一个染色体组。a、b细胞中含有三个染色体组，c、h细胞中含有两个染色体组，d、g细胞中含有一个染色体组，e、f细胞中含有四个染色体组。确认是否为单倍体、二倍体和多倍体时，应先看发育起点——若由配子发育而来，则无论有几个染色体组均属于单倍体；若由受精卵发育而来，则有几个染色体组就是几倍体。
【详解】
A、细胞中含有一个染色体组的是d、g，A错误；
B、细胞中含有两个染色体组的是c、h，B错误；
C、细胞中含有三个染色体组的是a、b，但其对应个体如果是由受精卵发育来的是三倍体，如果是由配子发育来的是单倍体，C正确；
D、细胞中含有四个染色体组的是e、f，其对应个体不一定是四倍体，D错误。
故选C。

20．草莓是蔷薇科草莓属的一种多年生草本植物主要有二倍体（2n=14）、四倍体（4n=28）、八倍体（8n=56）等类型。下列相关叙述正确的是（ ）
A．研究人员用γ射线处理二倍体黄毛草莓选育大果型黄毛草莓属于基因工程育种
B．二倍体黄毛草莓和八倍体红颜草莓杂交得到的F1植株是单倍体，高度不育
C．一定浓度的秋水仙素处理二倍体草莓幼苗可抑制其细胞分裂时DNA复制
D．四倍体黄毛草莓比二倍体黄毛草莓茎秆粗壮，叶片、果实大，营养物质含量增加
【答案】D
【分析】
1、由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体。体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，由配子发育而成的个体叫做单倍体。多倍体的植株常常是茎秆粗壮，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都有所增加。
2、人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理等。目前最常用而且最有效的方法,是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
3、用物理因素(如X射线、y射线、紫外线、畅激光、电离辐射等)或化学因素(如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙酯、秋水仙素等各种化学药剂)或空间诱变育种(用宇宙强辐射、微重力等条件)来处理生物属于诱变育种。
【详解】
A、用γ射线来处理生物属于诱变育种，不是基因工程育种，A错误；
B、二倍体黄毛草莓（2n=14)和八倍体红颜草莓（8n=56)杂交后产生的由受精卵发育而来，是五倍体，不是单倍体，B错误；
C、一定浓度的秋水仙素处理二倍体草莓幼苗可抑制其细胞分裂时形成纺锤体，C错误；
D、多倍体植物比二倍体植物茎秆粗壮，叶片、果实大，营养物质含量增加，故D正确。
故选D。
核心考点六 变异与育种
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
多倍体育种
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。

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



考法一
（2013·四川高考真题）大豆植株的体细胞含 40 条染色体。用放射性 60Co 处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株 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，其细胞仍具有全能性
B．单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有 20 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．放射性 60Co 诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向
【答案】A
【分析】
本题综合考查细胞的全能性、有丝分裂中染色体数目的变化、遗传规律和变异、进化的有关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。
【详解】
分化的植物细胞具有全能性；花粉属于分化的植物细胞，A正确。大豆植株体细胞含40条染色体，其单倍体植株的体细胞中含有20条染色体；单倍体植株的体细胞有丝分裂后期，染色体加倍，为40条，B错误。纯合体自交后代全为纯合体，杂合体自交后代中会分离出一部分纯合体；连续自交后代中纯合抗病植株的比例应该逐代增加，C错误。自然选择决定生物进化方向，D错误。
考法二
（2014·江苏高考真题）下图是高产糖化酶菌株的育种过程,有关叙述错误的是


A．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株
B．X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异
C．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程
D．每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高
【答案】D
【分析】
根据题意和图示分析可知：高产糖化酶菌株的育种过程是诱变育种，其原理是基因突变．明确知识点，梳理相关知识，根据选项描述结合基础知识做出判断。
【详解】
A、通过图中筛选过程获得的高产菌株没有经过酶活性检测，不一定符合生产要求，A正确；
B、X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异，B正确；
C、由于人工选择具有目的性，所以图中筛选高产菌株的过程是定向选择过程，C正确；
D、由于基因突变是不定向的，低频率的，所以诱变能提高基因的突变率，但不一定都是诱变相关基因的突变率提高，D错误。
故选D。

21．油菜容易被线虫侵染造成减产，萝卜具有抗线虫病基因。科研人员以萝卜（2N=18）和油菜（2M=38）为亲本杂交（每个大写字母表示一个染色体组），通过如图所示途径获得抗线虫病油菜。下列有关叙述正确的是（ ）

A．此过程利用了植物体细胞杂交和植物组织培养技术
B．用秋水仙素处理F1植株幼苗可获得异源四倍体
C．P植株与油菜杂交产生的Q植株染色体数目为47
D．从P、Q植株中可筛选到抗线虫病基因的纯合体
【答案】B
【分析】
四种育种方法的比较：

杂交育种
诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
方法
杂交→自交→选优
辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理
花药离体培养、秋水仙素诱导加倍
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理
基因重组
基因突变
染色体变异（染色体组先成倍减少，再加倍，得到纯种）
染色体变异（染色体组成倍增加）
【详解】
A、此过程利用了杂交育种和多倍体育种技术，没有涉及植物体细胞杂交和植物组织培养技术，A错误；B、用秋水仙素处理F1植株幼苗，使其细胞中染色体数目加倍，可获得异源四倍体，B正确；
C、P植株的染色体数目为47，与油菜杂交产生的Q植株染色体数目不能确定，C错误；
D、从P、Q植株中不能筛选到抗线虫病基因的纯合体，D错误。
故选B。
22．绵羊尾部脂肪的差异与plin基因有关。对宁夏某养殖合作社的三个绵羊群体中plin基因的PCR产物进行检测后发现，plin基因在该绵羊群体中存在3种基因型，其基因型频率如下表。下列有关该绵羊群体的叙述正确的是（ ）
绵羊
基因型频率/%
TT型
CT型
CC型
滩羊
3
40
57
小尾寒羊
7
57
36
滩湖羊
3
83
14

A．滩羊、小尾寒羊和滩湖羊中T基因的频率相同
B．用3对不同的引物进行扩增并对PCR产物测序
C．滩羊和小尾寒羊杂交后代将继承全部优良品质
D．人工选择使等位基因C、T的频率发生定向改变
【答案】D
【分析】
基因频率：指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率；
突变和重组为进化提供原材料，但是是不定向的，自然选择是定向的，为进化提供了方向。
【详解】
A、滩羊中T的基因频率=（3×2+40）/100×2=0.23，小尾寒羊T的基因频率=（7×2+57）/100×2=0.355，滩湖羊T的基因频率=（3×2+83）/100×2=0.455，三者不等，A错误；
B、C和T属于等位基因，只有部分碱基序列不同，用1对不同的引物即可进行扩增，B错误；
C、滩羊和小尾寒羊杂交，原理是基因重组，后代可能会继承部分优良品种，C错误；
D、人工选择是定向的，所以会使等位基因C、T的频率发生定向改变，D正确。
故选D。
23．下列关于发酵工程的说法，错误的是（ ）
A．发酵工程产品主要是指微生物的代谢物、酶和菌体本身
B．可以通过人工诱变选育新菌株
C．培养基，发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌
D．环境条件的变化既影响菌种的生长繁殖又影响菌体代谢物的形成
【答案】C
【分析】
1、发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身。
2、产品不同，分离提纯的方法一般不同。①如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；②如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
4、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物。
【详解】
A、根据以上分析可知，发酵工程产品可以是微生物本身，也可以是其代谢物，A正确；
B、可以从自然界中筛选优良菌种，也可以通过人工诱变或基因工程选育新菌株，B正确；
C、培养基、发酵设备必须经过严格的灭菌，菌种是经选育而获得的，灭菌会杀死菌种，C错误；
D、环境条件如培养温度、pH改变，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌体代谢产物的形成，D正确。
故选C。
24．无子西瓜的培育过程如下图所示：


根据上述图解，结合你所学过的生物学知识，下列叙述中不正确的是（ ）
A．培育过程使用秋水仙素处理、它的作用是抑制有丝外裂过程中着丝点的分裂
B．无子西瓜没有种子的原因是因为三倍体减数分裂联会紊乱，几乎很难形成正常的配子
C．四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组
D．给三倍体授以二倍体的花粉是为了刺激子房发育形成果实
【答案】A
【分析】
题意分析，普通西瓜为二倍体植物，即体内有2组染色体，用秋水仙素处理其幼苗，令二倍体西瓜植株细胞染色体成为四倍体，这种四倍体西瓜能正常开花结果，种子能正常萌发成长，然后用四倍体西瓜植株做母本（开花时去雄）、二倍体西瓜植株做父本（取其花粉授四倍体雌蕊上）进行杂交，这样在四倍体西瓜的植株上就能结出三倍体的种子，三倍体植株在开花时，其雌蕊要用正常二倍体西瓜的花粉授粉，以刺激其子房发育成果实，由于胚珠不能发育为种子，而果实则正常发育，所以这种西瓜无子。
【详解】
A、用秋水仙素处理，它的作用是抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，A错误；
B、三倍体的西瓜无子是由于减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，进而无法完成受精，表现无籽，B正确；
C、果皮细胞是由母本体细胞发育的，而母本是四倍体西瓜，因此四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组，C正确；
D、三倍体的植株在开花时，其雌蕊要用正常二倍体西瓜的花粉授粉，以刺激其子房发育成果实，D正确。
故选A。
25．杂种优势是指具有不同优良性状的纯合亲本杂交，获得的F1表现出比双亲更加优良性状的现象。但F1互相交配，F2优势会减弱。下列说法错误的是（ ）
A．杂种优势可通过杂交育种获得
B．杂种优势需要多代选育才能获得
C．F1具有的优良性状不能稳定遗传
D．杂种优势减弱的原因是发生了基因重组
【答案】B
【分析】
杂种优势是指杂种子一代在体型及行为特征方面均比纯合亲本优越的现象。具有杂种优势的个体间杂交，子代杂种优势个体数会出现一定程度的减少，称为自交衰退现象。
【详解】
A、杂交可以集中不同亲本的优良性状，故杂种优势可通过杂交育种获得，A正确；
B、杂交育种过程中多代选育是为了获得稳定遗传的纯合子，而杂种优势F1即可获得，B错误；
C、F1为杂合子，杂合子不能稳定遗传，C正确；
D、据题干信息“F1 互相交配，F2优势会减弱”可知：杂种优势减弱的原因是发生了基因重组，D正确。
故选B。