还剩30页未读，
继续阅读
所属成套资源：2020高考生物人教版一轮复习讲义
成套系列资料，整套一键下载
2020版《赢在微点》高考生物人教版一轮复习讲义：第七单元第01讲 生物的变异类型
展开
第七单元 生物的变异、育种和进化
第01讲 生物的变异类型
最新考纲
高频考点
核心素养
1.基因重组及其意义(Ⅱ)
2．基因突变的特征和原因(Ⅱ)
3．染色体结构变异与数目变异(Ⅱ)
4．实验：低温诱导染色体加倍
1.基因突变与基因重组的本质与类型
2．染色体变异与育种过程分析
科学思维——比较与综合：基因突变、基因重组及染色体变异类型，育种方法比较；批判性思维：理性看待转基因技术
生命观念——结构与功能观：基因突变、基因重组及染色体变异会影响生物性状
科学探究——实验设计与实验结果分析：低温诱导染色体数目变化实验
考点一 基因突变与基因重组
1．实例：镰刀型细胞贫血症
病因图解如下：
实例要点归纳
(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)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常，根本原因是发生了基因突变，碱基对由突变成。
(3)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。
(4)时间：主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
(5)诱发基因突变的外来因素(连线)
①物理因素 a．亚硝酸、碱基类似物等
②化学因素 b．某些病毒的遗传物质
③生物因素 c．紫外线、X射线及其他辐射
答案 ①—c ②—a ③—b
(6)突变特点
①普遍性：一切生物都可以发生。
②随机性：生物个体发育的任何时期和部位。
③低频性：自然状态下，突变频率很低。
④不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。
⑤多害少利性：多数基因突变破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物有害。
(7)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。
2．基因重组
(1)基因重组的概念：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。
(2)基因重组的类型及发生时间
如图a、b为减数第一次分裂不同时期的细胞图像，两者都发生了基因重组。
①发生时间
写出相应细胞所处的时间：[a]减数第一次分裂的四分体时期。
[b]减数第一次分裂后期。
②类型
[a]同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换。
[b]非同源染色体上的非等位基因之间自由组合。
(3)基因重组的意义
①形成生物多样性的重要原因之一。
②生物变异的来源之一，有利于生物进化。
诊断辨析
(1)基因是DNA片段，HIV的遗传物质是RNA，不能发生基因突变。(×)
提示 基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失和替换
①基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。
②有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增添、缺失和替换引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。
(2)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。(×)
(3)有丝分裂前期不会发生基因突变。(×)
提示 基因突变不只发生在分裂间期
引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素，外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。
(4)基因突变的方向是由环境决定的。(×)
(5)受精过程中可进行基因重组。(×)
提示 多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于基因重组。
(6)亲子代之间的差异主要是由基因重组造成的。(√)
(7)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组。(×)
(8)Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离。(×)
提示 具有一对相对性状的杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。
(9)基因突变不一定会引起生物性状的改变。(√)
(10)基因突变不一定都产生等位基因。(√)
提示 病毒和原核细胞的基因组结构简单，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。
(11)基因突变不一定都能遗传给后代。(√)
提示 基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可能通过无性生殖传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。
【真题考情】 (2018·全国卷Ⅰ)某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长，将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断，下列说法不合理的是( )
A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失
B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的
C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X
D．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
教材命题
本题以微生物培养为载体，考查了基因与性状的关系、基因突变、基因重组等知识。通过创新情景，既提高度题的新颖性，也能很好地体现对获取信息能力及综合分析能力的考查
微解导思 突变体M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，说明其不能在基本培养基上生长是因为体内不能(能/不能)合成氨基酸甲，原因可能是突变体M催化合成氨基酸甲所需要的酶活性丧失。一般来说，大肠杆菌突变体的形成是基因突变的结果。正常情况下细胞内无逆转录途径，突变体M的RNA与突变体N混合培养，不改变突变体N的遗传物质，也就不能使N转化为X。细菌间可以发生DNA的转移，使受体的遗传特性发生改变，并且改变是可以遗传的，因此，将两个突变体在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，可能会长出大肠杆菌(X)的菌落。
答案 C
考向一 基因突变原理及应用
1．(2019·长春质监)下列叙述中，不能体现基因突变具有随机特点的是( )
A．基因突变可以发生在自然界中的任何生物体中
B．基因突变可以发生在生物生长发育的任何时期
C．基因突变可以发生在细胞内不同的DNA分子中
D．基因突变可以发生在同一DNA分子的不同部位
解析 基因突变可以发生在自然界中的任何生物体中，体现了基因突变具有普遍性的特点，A项错误；基因突变的随机性包括基因突变可以发生在生物个体生长发育的任何时期，可以发生在细胞内不同的DNA分子上，也可发生在同一DNA分子的不同部位，B、C、D三项均正确。
答案 A
2．(2018·江苏高考)下列过程不涉及基因突变的是( )
A．经紫外线照射后，获得红色素产量更高的红酵母
B．运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基
C．黄瓜开花阶段用2,4－D诱导产生更多雌花，提高产量
D．香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，增加患癌风险
解析 经紫外线照射可诱导基因发生突变，从而获得红色素产量高的红酵母，A项不符合题意；运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基属于基因突变，B项不符合题意：黄瓜开花阶段用2,4－D诱导产生更多雌花的机理是影响细胞的分化，不涉及基因突变，C项符合题意；香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，属于基因突变，D项不符合题意。
答案 C
3．某联盟开展了大规模的猪ENU(N－乙基－N－亚硝基脲)化学诱变和突变体筛选研究，建立了多个能准确模拟人类疾病的大动物模型。其中一个内耳畸形的突变体与人Mondini内耳畸形患者表现型高度相似，其致病位点被精确定位为SOX10基因编码的多肽的第109位氨基酸的改变(R109W)。下列有关叙述正确的是( )
A．正常饲养的猪在发育的任何时期都可能发生基因突变，体现了基因突变的普遍性
B．ENU很可能通过导致个别碱基对的缺失而改变SOX10基因编码的多肽的第109位氨基酸
C．ENU诱变能明显提高基因突变频率，一次诱变处理即可精确获得所需的变异类型
D．该研究提示SOX10基因突变可能是人Mondini内耳畸形的致病原因
解析 基因突变的普遍性体现在任何生物都会由于基因突变而引起性状的改变；个体发育的任何时期都可能发生基因突变，体现的是基因突变的随机性，A项错误；基因中碱基对的缺失会导致此后多个氨基酸发生改变；多肽中某一氨基酸发生改变最可能是由碱基对替换导致的，B项错误；虽然诱变能明显提高基因突变频率，但基因突变具有不定向性，所以一次诱变处理很难获得所需的变异类型，C项错误；一个内耳畸形的突变体与人Mondini内耳畸形患者表现型高度相似，故该研究提示SOX10基因突变可能是人Mondini内耳畸形的致病原因，D项正确。
答案 D
4．某野生矮茎豌豆种群中发现了几株高茎豌豆，经基因检测，该变异性状为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突变。请设计最简便的实验方案判定基因突变的类型。
答案 让突变体自交，若自交后代出现性状分离，该突变为显性突变；若自交后代未出现性状分离，该突变为隐性突变。
1．基因结构改变类型的“二确定”
(1)确定突变的形式：若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增添或缺失。
(2)确定替换的碱基对：一般根据突变前后转录成mRNA的碱基序列判断，若只相差一个碱基，则该碱基所对应的基因中的碱基即为替换碱基。
2．基因突变的探究方法
(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。
考向二 基因重组与基因突变的差别与应用
5.如图表示三种类型的基因重组，下列相关叙述正确的是( )
A．甲、乙两种类型的基因重组在减数分裂的同一个时期发生
B．甲和乙中的基因重组都发生于同源染色体之间
C．R型细菌转化为S型细菌中的基因重组与丙中的基因重组相似
D．孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，F2出现新的表现型的原因和甲中的基因重组有关
解析 甲属于交叉互换型基因重组，发生于减数第一次分裂前期(四分体时期)，乙属于自由组合型基因重组，发生于减数第一次分裂后期，丙属于人工条件下的基因重组，发生于不同生物之间，A项错误；甲发生于同源染色体之间，乙发生于非同源染色体之间，B项错误；R型细菌转化为S型细菌是因为S型细菌的遗传物质进入R型细菌内，也发生于不同生物之间，所以与丙中的基因重组相似，C项正确；孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，F2出现新的表现型是因为非同源染色体之间的非等位基因发生了重组，与乙中的基因重组有关，D项错误。
答案 C
6．基因重组是自然界中生物变异的主要来源。下列关于基因重组的叙述，正确的是( )
A．在R基因中插入了几个核苷酸序列，该变异属于基因重组
B．减数分裂过程中染色单体间部分片段的互换可导致基因重组
C．有性生殖过程中的基因重组会引起种群基因频率的定向改变
D．含A基因的精子与含a基因的卵细胞的结合会导致基因重组
解析 R基因中插入了几个核苷酸序列，该变异属于基因突变，A项错误；减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段的互换可导致基因重组，B项正确；自然选择可导致种群基因频率的定向改变，基因重组不会导致种群基因频率的改变，C项错误；含A基因的精子与含a基因的卵细胞的结合不属于基因重组，基因重组通常发生在减数分裂过程中，D项错误。
答案 B
7．下列有关生物体内基因重组和基因突变的叙述，正确的是( )
A．由碱基对改变引起的DNA分子结构的改变是基因突变
B．减数分裂过程中，控制一对性状的基因不能发生基因重组
C．淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列不属于基因突变
D．小麦植株在有性生殖时，一对等位基因一定不会发生基因重组
解析 碱基对的改变引起基因结构的改变称为基因突变，A项错误；若一对相对性状由两(多)对等位基因控制，则减数分裂过程中，可能发生基因重组，B项错误；淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列，属于基因突变，C项错误；基因重组发生在两(多)对等位基因之间，D项正确。
答案 D
“三看法”判断基因突变与基因重组
1．一看亲子代基因型
(1)如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。
(2)如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。
2．二看细胞分裂方式
(1)如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。
(2)如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。
3．三看细胞分裂图
甲 乙 丙
(1)如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。
(2)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同灰)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。
(3)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙(其B处颜色为“灰色”)。
考点二 染色体变异
一、染色体结构变异
1．观察下列图示，填出变异类型
(1)甲、乙、丙、丁分别属于缺失、重复、倒位、基因突变变异类型。
(2)可在显微镜下观察到的是甲、乙、丙。
(3)基因数目和排列顺序均未变化的是丁。
2．据图示辨析易位与交叉互换
(1)图甲是易位，图乙是交叉互换。
(2)发生对象：图甲发生于非同源染色体之间，图乙发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间。
(3)变异类型：图甲属于染色体结构变异，图乙属于基因重组。
(4)可在光学显微镜下观察到的是图甲，观察不到的是图乙。
二、染色体数目变异
1．染色体组的特点
观察下图雄果蝇的染色体组成，概括染色体组的组成特点
雄果蝇的染色体组成
或
雄果蝇的两个染色体组
(1)从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。
(2)从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。
(3)从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。
2．染色体组数量的判断方法
(1)根据细胞分裂图像进行识别判断(适用于二倍体)
①②③④中分别含有2、2、1、4个染色体组。
(2)根据染色体形态判断
①②③中分别含有3、2、1个染色体组。
(3)根据基因型判断
①②③④中分别含有4、2、3、1个染色体组。
3．单倍体、二倍体和多倍体的判断方式
(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，其体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。
(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，则无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。
4．多倍体和单倍体育种
(1)培育三倍体无子西瓜
①原理：染色体(数目)变异。
②过程
(2)单倍体育种培育抗病高产植株
①原理：染色体(数目)变异。
②实例：抗病高产植株(aaBB)的选育过程。
诊断辨析
(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。(×)
(2)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力。(×)
(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。(×)
(4)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加。(×)
(5)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。(×)
(6)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组。(√)
热图解读
观察下列甲、乙、丙三幅图，请分析：
(1)图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于何类变异？
(2)图丙①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于何类变异？能在光镜下观察到的是哪几个？
(3)图丙①～④中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
提示 (1)图甲发生了非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换，前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者则属于交叉互换型基因重组。
(2)①染色体片段缺失；②染色体片段的易位；③基因突变；④染色体中片段倒位。①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在显微镜下观察到。
(3)图丙①～④中③的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
考向一 染色体结构变异的特点
1．(2018·上海二模)生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会，非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现如图①至④系列状况，则对图的解释正确的是( )
A．①为基因突变，②为倒位
B．③可能是重复，④为染色体组加倍
C．①为易位，③可能是缺失
D．②为基因突变，④为染色体结构变异
解析 图①发生了染色体片段的改变，且改变的片段不属于同源染色体的部分，因此属于染色体结构变异中的易位；图②染色体的某一片段发生了倒位，属于染色体结构变异；图③在同源染色体配对时出现“环”，可能是缺失或者重复；④细胞中有一对同源染色体多了一条，属于染色体数目变异。
答案 C
2．(2018·安徽三模)图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法正确的是( )
A．图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期
B．图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C．图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复
D．图中4种变异能够遗传的是①③
解析 图①表示交叉互换(基因重组)，发生在减数分裂的四分体时期；图②中染色体片段交换发生在非同源染色体间，属于染色体结构变异中的易位，A项错误；图③中碱基对发生缺失，属于基因突变，B项错误；图④中弯曲的部位表示在其同源染色体上没有与之配对的片段，可能是染色体片段的重复或缺失，C项正确；基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传的变异，图中4种变异都能够遗传，D项错误。
答案 C
区分三种变异类型
考向二 染色体组及生物“几倍体”命名
3.(2019·福建莆田期中)如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是( )
A．图a可能是二倍体生物有丝分裂的后期，含有2个染色体组
B．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
C．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
D．图d中含有1个染色体组，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可能是二倍体生物细胞有丝分裂的后期，此时细胞中含4个染色体组，A项错误；图c含有2个染色体组，由受精卵发育而来的个体，若体细胞中含有2个染色体组，该个体就一定是二倍体，B项正确；图b细胞中含有3个染色体组，该生物若由受精卵发育而来就是三倍体，若由配子发育而来则为单倍体，C项错误；含有1个染色体组的个体一定是单倍体，但其不一定是由卵细胞发育而来的，D项错误。
答案 B
4．下列有关染色体组、单倍体和多倍体的相关叙述，说法错误的是( )
A．水稻(2n＝24)一个染色体组有12条染色体，水稻单倍体基因组有12条染色体
B．普通小麦的花药离体培养后，长成的植株细胞中含三个染色体组，但不是三倍体
C．番茄和马铃薯体细胞杂交形成的杂种植株细胞中含两个染色体组，每个染色体组都包含番茄和马铃薯的各一条染色体
D．马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体，而雄蜂是可育的单倍体
解析 番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，两者体细胞杂交后培养得到的是异源六倍体的杂种植株，C项错误。
答案 C
“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体
考向三 染色体数目变异在育种上的应用
5.下图表示的是培育三倍体无子西瓜的两种方法，若甲、乙两图中二倍体西瓜植株的基因型均为Aa，下列说法正确的是( )
A．按照染色体组数目划分，乙图中会出现4种染色体组数目不同的细胞
B．乙图中获得的三倍体西瓜植株中有两种基因型
C．甲图a过程常用的试剂是秋水仙素
D．甲图中获得的三倍体西瓜中AAa个体占1/2
解析 甲图中卵细胞相当于体细胞的基因型Aa，花粉(精子)基因型有两种，即A∶a＝1∶1；所以花粉与体细胞融合后，经组织培养产生的基因型为AAa的个体占1/2。
答案 D
6．一株同源四倍体玉米的基因型为AAaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是( )
A．如图表示的过程发生在减数第一次分裂后期
B．自交后代会出现染色体数目变异的个体
C．如果正常联会形成配子，则该玉米单穗上的籽粒基因型相同，都是AAaa
D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子
解析 图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期，A项错误；由异常联会图示可知，同源染色体中的三条染色体可移到一个细胞中，而另一条染色体可移到另一个细胞中，因此，减数分裂后形成的配子中有的染色体数目异常，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B项正确；该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子(即AA、Aa、aa)结合形成，因此基因型可能不同，C项错误；该植株形成的配子中有的基因型为Aa，含这种配子的花药培养加倍后形成的个体是杂合子，D项错误。
答案 B
四倍体AAaa(由Aa秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例
AAaa产生配子状况可按右图分析，由于染色体①～④互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为①②与③④(AA与aa)、①③与②④(Aa与Aa)、①④与②③(Aa与Aa)，由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA∶4Aa∶1aa而不是AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1。
考点三 低温诱导植物染色体数目的变化
1．实验原理
(1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体的作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。
(2)低温可抑制纺锤体的形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。
2．实验流程
整合提升 低温诱导染色体数目加倍实验中所用试剂
(1)固定细胞形态→卡诺氏液。
(2)冲洗卡诺氏液→体积分数为95%的酒精。
(3)冲洗解离液→清水。
(4)解离→体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸混合液(1∶1)。
(5)染色→改良苯酚品红染液。
深度思考
1．该过程在高倍镜下能否观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程？
提示 不能，细胞已经被杀死。
2．除低温诱导外，还有哪些常用的诱导染色体数目加倍的方法？试简述其原理。
提示 除低温诱导外，生产上还常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗来诱导染色体数目加倍。其原理是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两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
1．(2019·荆州质检)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验条件和试剂使用的叙述中，不正确的一组是( )
①低温：与“多倍体育种”中“秋水仙素”的作用机理相同
②酒精：与在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中的使用方法相同
③卡诺氏液：与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中“NaOH溶液”的作用相同
④改良苯酚品红染液：与“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中“醋酸洋红液”的使用目的相同
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析 低温和秋水仙素都可抑制纺锤体的形成，①正确；检测生物组织的脂肪的实验中酒精的作用是洗去浮色，在低温诱导染色体数目变化的实验中，使用酒精的目的是冲洗残留的卡诺氏液及酒精与盐酸混合用于解离根尖细胞，②错误；卡诺氏液用于固定细胞的形态，在探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，③错误；改良苯酚品红染液和醋酸洋红液的使用目的都是将染色体着色，④正确。故选C。
答案 C
2．(2019·济宁期末)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的分析，错误的是( )
A．有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和压片
B．视野中染色体数目已加倍的细胞占多数
C．用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态
D．染色体数目变化的原因是低温抑制了纺锤体的形成
解析 解离和压片是有利于细胞分散开来的两个关键步骤，A项正确；低温诱导染色体数目加倍的原理是低温可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成从而使染色体数目加倍，而大多数细胞是处于分裂间期的，因此视野中染色体数目已加倍的细胞占少数，B项错误，D项正确；用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态，C项正确。
答案 B
1．答题术语填空
(1)染色体结构变异：包括染色体片段的________________________________。数目变异则包括个别染色体增减、染色体组成倍增减。
(2)染色体结构改变的实质是________________________________________________________发生改变，而导致性状的变异。
(3)染色体组是指______________________________，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。
(4)单倍体是指：体细胞中含有本物种____________数目的个体。
(5)多倍体是指_______________________________________ ____________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)重复、缺失、倒位、易位
(2)会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序
(3)细胞中的一组非同源染色体
(4)配子染色体
(5)由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
2．(2019·西安五校联考)下列有关生物变异的叙述正确的是( )
A．DNA分子中碱基对的增添、缺失一定会导致基因突变
B．减数分裂过程中非同源染色体之间交叉互换会导致基因重组
C．基因突变与染色体结构变异都会导致碱基序列发生改变
D．基因突变与染色体变异一定会导致个体表现型发生改变
解析 若DNA分子中碱基对的增添或缺失没有发生在基因中，而是发生在无遗传效应的DNA片段中，则不会引起基因突变，A项错误；减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换会导致基因重组，非同源染色体之间发生交叉互换会导致染色体变异，B项错误；基因突变会导致碱基序列发生改变，染色体结构变异中的重复、倒位、易位和缺失都可以导致碱基序列发生改变，C项正确；由于密码子具有简并性，基因突变前后表达的蛋白质结构可能不发生改变，则个体的表现型可能不发生改变，D项错误。
答案 C
3．如图所示为某染色体上的若干基因。其中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的片段。有关叙述正确的是( )
A．c基因碱基对缺失，属于染色体变异
B．在减数分裂四分体时期交叉互换，可发生在a、b之间
C．Ⅰ、Ⅱ中发生的碱基对的替换，属于基因突变
D．基因与性状之间并不都是一一对应关系
解析 c基因中的碱基对缺失，属于基因突变，A项错误；交叉互换发生在同源染色体上的非姐妹染色单体之间，而a、b属于同一条染色体上的非等位基因，如果有互换，属于染色体结构变异，B项错误；据图分析，Ⅰ、Ⅱ为非基因序列，基因突变指基因序列中发生碱基对的替换、增添和缺失，C项错误；基因控制生物的性状，一个基因可控制多个性状，一个性状也可由多个基因控制，D项正确。
答案 D
4.基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如图所示。叙述正确的是( )
A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中
B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
C．B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律
D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异
解析 A与a、D与d位于一对同源染色体上，这两对等位基因的分离都发生在减数第一次分裂时，即初级精母细胞中，而交叉互换后的B与b分布在一条染色体的两条姐妹染色单体上，这对基因的分离可发生在减数第二次分裂时，即次级精母细胞中，A项错误；该细胞能产生ABD、abd、AbD、aBd四种精子，B项正确；B(b)与D(d)间的基因重组是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换导致的，不遵循自由组合定律，C项错误；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，不属于染色体结构变异，D项错误。
答案 B
5．(2019·汉中市质检)甲、乙是豌豆的两个品系，将品系甲(高茎，基因型为Aa)的幼苗用秋水仙素处理后，得到四倍体植株幼苗(品系乙)，将甲、乙品系混合种植，在自然状态下生长，得到它们的子一代。下列有关叙述正确的是( )
A．品系甲、品系乙混合种植后，产生的子代中有二倍体、三倍体和四倍体
B．品系甲植株与品系乙植株杂交可得到三倍体，所以它们为同一物种
C．取品系乙的花药进行离体培养，再经秋水仙素处理获得的植株既有纯合子又有杂合子
D．将品系乙植株上所结种子单独种植，矮茎植株占1/4
解析 豌豆是严格的自花传粉植物，在自然状态下，二倍体植株的后代只能是二倍体，四倍体植株的后代只能是四倍体，故不会出现三倍体植株，A项错误；品系甲与品系乙杂交可得到三倍体，但三倍体高度不育，因此，品系甲与品系乙之间存在生殖隔离，它们是两个不同的物种，B项错误；品系乙植株(基因型为AAaa)产生的配子类型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，经花药离体培养获得的后代的基因型有AA、Aa、aa，用秋水仙素处理后获得的植株的基因型为AAAA、AAaa(杂合子)、aaaa，C项正确；品系乙植株(AAaa)自交，后代中矮茎植株(基因型为aaaa)占1/6×1/6＝1/36，D项错误。
答案 C
6．(2019·福建期末)低温诱导植物(洋葱根尖)染色体数目变化的实验，以下相关叙述正确的是( )
A．在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞
B．洋葱根尖在冰箱的低温室内诱导36 h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝点分裂
C．用卡诺氏液固定细胞的形态，用甲基绿染液对染色体染色
D．低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂中期
解析 低温能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞染色体数目加倍，又大多数细胞处于间期，因此多数细胞染色体数未加倍，少数细胞的染色体数目加倍，所以在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目加倍的细胞，A项正确，D项错误；低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点分裂，B项错误；染色体的染色使用龙胆紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料，甲基绿只能用于DNA的染色，C项错误。
答案 A
7．(2019·东北四市联合体一模)西瓜是雌雄同株异花植物，果皮深绿条纹(基因A)对果皮浅绿色(基因a)为显性。将果皮浅绿色的四倍体西瓜(aaaa)和果皮深绿条纹的二倍体西瓜(AA)间行种植。待开花后自然传粉，并收获四倍体植株上所结的种子甲。第二年，将种子甲与二倍体西瓜按4行∶1行进行间行种植，自然传粉后，种子甲长成的植株所结的果实(注：果皮由母本的子房壁发育而来)( )
A．全部为无子西瓜
B．全部为有子西瓜
C．果皮浅绿色的为有子西瓜
D．果皮深绿条纹的为有子西瓜
解析 由西瓜是雌雄同株异花植物可知，在自然状态下，西瓜既能自交也能杂交。将果皮浅绿色的四倍体西瓜(aaaa)和果皮深绿条纹的二倍体西瓜(AA)间行种植，开花后自然传粉，四倍体植株上所结的种子有四倍体(aaaa)，也有三倍体(Aaa)；第二年，将种子甲与二倍体西瓜按4行∶1行进行间行种植，三倍体(Aaa)植株高度不育，所以种子甲长成的植株所结的果实的基因型有aaaa和Aaa，基因型为aaaa的西瓜的果皮是浅绿色，为有子西瓜，基因型为Aaa的西瓜的果皮是深绿条纹，为无子西瓜。
答案 C
8．(2019·福建联盟校联考)“染色体破碎”是剧烈的染色体事件，涉及巨大的染色体断裂和重排，一般只限于一个细胞的一个或少数几个染色体，已在各种癌症和先天性疾病中被发现。
(1)染色体能够被醋酸洋红和________等________(填“酸”或“碱”)性染料染成深色。
(2)分析材料可知“染色体破碎”属于染色体变异中的________变异，这种变异会导致染色体上的__________________发生改变，进而造成性状的变异。
(3)若“染色体破碎”发生于动物体细胞中，则该种变异________(填“能”或“不能”)遗传给子代。在细菌细胞内________(填“能”或“不能”)发生“染色体破碎”现象。
解析 (1)染色体能够被碱性染料(如醋酸洋红溶液、龙胆紫溶液、改良苯酚品红溶液等)染成深色。(2)“染色体破碎”涉及巨大的染色体断裂和重排，说明“染色体破碎”属于染色体结构变异，染色体结构变异会导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，进而造成性状的变异。(3)若染色体变异发生在动物体细胞内，则这种变异不能遗传给下一代。细菌是原核生物，细胞内没有染色体，所以不能发生“染色体破碎”现象。
答案 (1)龙胆紫溶液(或改良苯酚品红溶液) 碱
(2)染色体结构 基因的数目或排列顺序 (3)不能 不能
第七单元 生物的变异、育种和进化
第01讲 生物的变异类型
最新考纲
高频考点
核心素养
1.基因重组及其意义(Ⅱ)
2．基因突变的特征和原因(Ⅱ)
3．染色体结构变异与数目变异(Ⅱ)
4．实验：低温诱导染色体加倍
1.基因突变与基因重组的本质与类型
2．染色体变异与育种过程分析
科学思维——比较与综合：基因突变、基因重组及染色体变异类型，育种方法比较；批判性思维：理性看待转基因技术
生命观念——结构与功能观：基因突变、基因重组及染色体变异会影响生物性状
科学探究——实验设计与实验结果分析：低温诱导染色体数目变化实验
考点一 基因突变与基因重组
1．实例：镰刀型细胞贫血症
病因图解如下：
实例要点归纳
(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)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常，根本原因是发生了基因突变，碱基对由突变成。
(3)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。
(4)时间：主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
(5)诱发基因突变的外来因素(连线)
①物理因素 a．亚硝酸、碱基类似物等
②化学因素 b．某些病毒的遗传物质
③生物因素 c．紫外线、X射线及其他辐射
答案 ①—c ②—a ③—b
(6)突变特点
①普遍性：一切生物都可以发生。
②随机性：生物个体发育的任何时期和部位。
③低频性：自然状态下，突变频率很低。
④不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。
⑤多害少利性：多数基因突变破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物有害。
(7)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。
2．基因重组
(1)基因重组的概念：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。
(2)基因重组的类型及发生时间
如图a、b为减数第一次分裂不同时期的细胞图像，两者都发生了基因重组。
①发生时间
写出相应细胞所处的时间：[a]减数第一次分裂的四分体时期。
[b]减数第一次分裂后期。
②类型
[a]同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换。
[b]非同源染色体上的非等位基因之间自由组合。
(3)基因重组的意义
①形成生物多样性的重要原因之一。
②生物变异的来源之一，有利于生物进化。
诊断辨析
(1)基因是DNA片段，HIV的遗传物质是RNA，不能发生基因突变。(×)
提示 基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失和替换
①基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。
②有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增添、缺失和替换引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。
(2)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。(×)
(3)有丝分裂前期不会发生基因突变。(×)
提示 基因突变不只发生在分裂间期
引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素，外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。
(4)基因突变的方向是由环境决定的。(×)
(5)受精过程中可进行基因重组。(×)
提示 多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于基因重组。
(6)亲子代之间的差异主要是由基因重组造成的。(√)
(7)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组。(×)
(8)Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离。(×)
提示 具有一对相对性状的杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。
(9)基因突变不一定会引起生物性状的改变。(√)
(10)基因突变不一定都产生等位基因。(√)
提示 病毒和原核细胞的基因组结构简单，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。
(11)基因突变不一定都能遗传给后代。(√)
提示 基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可能通过无性生殖传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。
【真题考情】 (2018·全国卷Ⅰ)某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长，将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断，下列说法不合理的是( )
A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失
B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的
C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X
D．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
教材命题
本题以微生物培养为载体，考查了基因与性状的关系、基因突变、基因重组等知识。通过创新情景，既提高度题的新颖性，也能很好地体现对获取信息能力及综合分析能力的考查
微解导思 突变体M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，说明其不能在基本培养基上生长是因为体内不能(能/不能)合成氨基酸甲，原因可能是突变体M催化合成氨基酸甲所需要的酶活性丧失。一般来说，大肠杆菌突变体的形成是基因突变的结果。正常情况下细胞内无逆转录途径，突变体M的RNA与突变体N混合培养，不改变突变体N的遗传物质，也就不能使N转化为X。细菌间可以发生DNA的转移，使受体的遗传特性发生改变，并且改变是可以遗传的，因此，将两个突变体在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，可能会长出大肠杆菌(X)的菌落。
答案 C
考向一 基因突变原理及应用
1．(2019·长春质监)下列叙述中，不能体现基因突变具有随机特点的是( )
A．基因突变可以发生在自然界中的任何生物体中
B．基因突变可以发生在生物生长发育的任何时期
C．基因突变可以发生在细胞内不同的DNA分子中
D．基因突变可以发生在同一DNA分子的不同部位
解析 基因突变可以发生在自然界中的任何生物体中，体现了基因突变具有普遍性的特点，A项错误；基因突变的随机性包括基因突变可以发生在生物个体生长发育的任何时期，可以发生在细胞内不同的DNA分子上，也可发生在同一DNA分子的不同部位，B、C、D三项均正确。
答案 A
2．(2018·江苏高考)下列过程不涉及基因突变的是( )
A．经紫外线照射后，获得红色素产量更高的红酵母
B．运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基
C．黄瓜开花阶段用2,4－D诱导产生更多雌花，提高产量
D．香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，增加患癌风险
解析 经紫外线照射可诱导基因发生突变，从而获得红色素产量高的红酵母，A项不符合题意；运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基属于基因突变，B项不符合题意：黄瓜开花阶段用2,4－D诱导产生更多雌花的机理是影响细胞的分化，不涉及基因突变，C项符合题意；香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，属于基因突变，D项不符合题意。
答案 C
3．某联盟开展了大规模的猪ENU(N－乙基－N－亚硝基脲)化学诱变和突变体筛选研究，建立了多个能准确模拟人类疾病的大动物模型。其中一个内耳畸形的突变体与人Mondini内耳畸形患者表现型高度相似，其致病位点被精确定位为SOX10基因编码的多肽的第109位氨基酸的改变(R109W)。下列有关叙述正确的是( )
A．正常饲养的猪在发育的任何时期都可能发生基因突变，体现了基因突变的普遍性
B．ENU很可能通过导致个别碱基对的缺失而改变SOX10基因编码的多肽的第109位氨基酸
C．ENU诱变能明显提高基因突变频率，一次诱变处理即可精确获得所需的变异类型
D．该研究提示SOX10基因突变可能是人Mondini内耳畸形的致病原因
解析 基因突变的普遍性体现在任何生物都会由于基因突变而引起性状的改变；个体发育的任何时期都可能发生基因突变，体现的是基因突变的随机性，A项错误；基因中碱基对的缺失会导致此后多个氨基酸发生改变；多肽中某一氨基酸发生改变最可能是由碱基对替换导致的，B项错误；虽然诱变能明显提高基因突变频率，但基因突变具有不定向性，所以一次诱变处理很难获得所需的变异类型，C项错误；一个内耳畸形的突变体与人Mondini内耳畸形患者表现型高度相似，故该研究提示SOX10基因突变可能是人Mondini内耳畸形的致病原因，D项正确。
答案 D
4．某野生矮茎豌豆种群中发现了几株高茎豌豆，经基因检测，该变异性状为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突变。请设计最简便的实验方案判定基因突变的类型。
答案 让突变体自交，若自交后代出现性状分离，该突变为显性突变；若自交后代未出现性状分离，该突变为隐性突变。
1．基因结构改变类型的“二确定”
(1)确定突变的形式：若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增添或缺失。
(2)确定替换的碱基对：一般根据突变前后转录成mRNA的碱基序列判断，若只相差一个碱基，则该碱基所对应的基因中的碱基即为替换碱基。
2．基因突变的探究方法
(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。
考向二 基因重组与基因突变的差别与应用
5.如图表示三种类型的基因重组，下列相关叙述正确的是( )
A．甲、乙两种类型的基因重组在减数分裂的同一个时期发生
B．甲和乙中的基因重组都发生于同源染色体之间
C．R型细菌转化为S型细菌中的基因重组与丙中的基因重组相似
D．孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，F2出现新的表现型的原因和甲中的基因重组有关
解析 甲属于交叉互换型基因重组，发生于减数第一次分裂前期(四分体时期)，乙属于自由组合型基因重组，发生于减数第一次分裂后期，丙属于人工条件下的基因重组，发生于不同生物之间，A项错误；甲发生于同源染色体之间，乙发生于非同源染色体之间，B项错误；R型细菌转化为S型细菌是因为S型细菌的遗传物质进入R型细菌内，也发生于不同生物之间，所以与丙中的基因重组相似，C项正确；孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，F2出现新的表现型是因为非同源染色体之间的非等位基因发生了重组，与乙中的基因重组有关，D项错误。
答案 C
6．基因重组是自然界中生物变异的主要来源。下列关于基因重组的叙述，正确的是( )
A．在R基因中插入了几个核苷酸序列，该变异属于基因重组
B．减数分裂过程中染色单体间部分片段的互换可导致基因重组
C．有性生殖过程中的基因重组会引起种群基因频率的定向改变
D．含A基因的精子与含a基因的卵细胞的结合会导致基因重组
解析 R基因中插入了几个核苷酸序列，该变异属于基因突变，A项错误；减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段的互换可导致基因重组，B项正确；自然选择可导致种群基因频率的定向改变，基因重组不会导致种群基因频率的改变，C项错误；含A基因的精子与含a基因的卵细胞的结合不属于基因重组，基因重组通常发生在减数分裂过程中，D项错误。
答案 B
7．下列有关生物体内基因重组和基因突变的叙述，正确的是( )
A．由碱基对改变引起的DNA分子结构的改变是基因突变
B．减数分裂过程中，控制一对性状的基因不能发生基因重组
C．淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列不属于基因突变
D．小麦植株在有性生殖时，一对等位基因一定不会发生基因重组
解析 碱基对的改变引起基因结构的改变称为基因突变，A项错误；若一对相对性状由两(多)对等位基因控制，则减数分裂过程中，可能发生基因重组，B项错误；淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列，属于基因突变，C项错误；基因重组发生在两(多)对等位基因之间，D项正确。
答案 D
“三看法”判断基因突变与基因重组
1．一看亲子代基因型
(1)如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。
(2)如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。
2．二看细胞分裂方式
(1)如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。
(2)如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。
3．三看细胞分裂图
甲 乙 丙
(1)如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。
(2)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同灰)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。
(3)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙(其B处颜色为“灰色”)。
考点二 染色体变异
一、染色体结构变异
1．观察下列图示，填出变异类型
(1)甲、乙、丙、丁分别属于缺失、重复、倒位、基因突变变异类型。
(2)可在显微镜下观察到的是甲、乙、丙。
(3)基因数目和排列顺序均未变化的是丁。
2．据图示辨析易位与交叉互换
(1)图甲是易位，图乙是交叉互换。
(2)发生对象：图甲发生于非同源染色体之间，图乙发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间。
(3)变异类型：图甲属于染色体结构变异，图乙属于基因重组。
(4)可在光学显微镜下观察到的是图甲，观察不到的是图乙。
二、染色体数目变异
1．染色体组的特点
观察下图雄果蝇的染色体组成，概括染色体组的组成特点
雄果蝇的染色体组成
或
雄果蝇的两个染色体组
(1)从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。
(2)从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。
(3)从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。
2．染色体组数量的判断方法
(1)根据细胞分裂图像进行识别判断(适用于二倍体)
①②③④中分别含有2、2、1、4个染色体组。
(2)根据染色体形态判断
①②③中分别含有3、2、1个染色体组。
(3)根据基因型判断
①②③④中分别含有4、2、3、1个染色体组。
3．单倍体、二倍体和多倍体的判断方式
(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，其体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。
(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，则无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。
4．多倍体和单倍体育种
(1)培育三倍体无子西瓜
①原理：染色体(数目)变异。
②过程
(2)单倍体育种培育抗病高产植株
①原理：染色体(数目)变异。
②实例：抗病高产植株(aaBB)的选育过程。
诊断辨析
(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。(×)
(2)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力。(×)
(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。(×)
(4)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加。(×)
(5)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。(×)
(6)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组。(√)
热图解读
观察下列甲、乙、丙三幅图，请分析：
(1)图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于何类变异？
(2)图丙①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于何类变异？能在光镜下观察到的是哪几个？
(3)图丙①～④中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
提示 (1)图甲发生了非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换，前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者则属于交叉互换型基因重组。
(2)①染色体片段缺失；②染色体片段的易位；③基因突变；④染色体中片段倒位。①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在显微镜下观察到。
(3)图丙①～④中③的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
考向一 染色体结构变异的特点
1．(2018·上海二模)生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会，非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现如图①至④系列状况，则对图的解释正确的是( )
A．①为基因突变，②为倒位
B．③可能是重复，④为染色体组加倍
C．①为易位，③可能是缺失
D．②为基因突变，④为染色体结构变异
解析 图①发生了染色体片段的改变，且改变的片段不属于同源染色体的部分，因此属于染色体结构变异中的易位；图②染色体的某一片段发生了倒位，属于染色体结构变异；图③在同源染色体配对时出现“环”，可能是缺失或者重复；④细胞中有一对同源染色体多了一条，属于染色体数目变异。
答案 C
2．(2018·安徽三模)图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法正确的是( )
A．图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期
B．图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C．图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复
D．图中4种变异能够遗传的是①③
解析 图①表示交叉互换(基因重组)，发生在减数分裂的四分体时期；图②中染色体片段交换发生在非同源染色体间，属于染色体结构变异中的易位，A项错误；图③中碱基对发生缺失，属于基因突变，B项错误；图④中弯曲的部位表示在其同源染色体上没有与之配对的片段，可能是染色体片段的重复或缺失，C项正确；基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传的变异，图中4种变异都能够遗传，D项错误。
答案 C
区分三种变异类型
考向二 染色体组及生物“几倍体”命名
3.(2019·福建莆田期中)如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是( )
A．图a可能是二倍体生物有丝分裂的后期，含有2个染色体组
B．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
C．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
D．图d中含有1个染色体组，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可能是二倍体生物细胞有丝分裂的后期，此时细胞中含4个染色体组，A项错误；图c含有2个染色体组，由受精卵发育而来的个体，若体细胞中含有2个染色体组，该个体就一定是二倍体，B项正确；图b细胞中含有3个染色体组，该生物若由受精卵发育而来就是三倍体，若由配子发育而来则为单倍体，C项错误；含有1个染色体组的个体一定是单倍体，但其不一定是由卵细胞发育而来的，D项错误。
答案 B
4．下列有关染色体组、单倍体和多倍体的相关叙述，说法错误的是( )
A．水稻(2n＝24)一个染色体组有12条染色体，水稻单倍体基因组有12条染色体
B．普通小麦的花药离体培养后，长成的植株细胞中含三个染色体组，但不是三倍体
C．番茄和马铃薯体细胞杂交形成的杂种植株细胞中含两个染色体组，每个染色体组都包含番茄和马铃薯的各一条染色体
D．马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体，而雄蜂是可育的单倍体
解析 番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，两者体细胞杂交后培养得到的是异源六倍体的杂种植株，C项错误。
答案 C
“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体
考向三 染色体数目变异在育种上的应用
5.下图表示的是培育三倍体无子西瓜的两种方法，若甲、乙两图中二倍体西瓜植株的基因型均为Aa，下列说法正确的是( )
A．按照染色体组数目划分，乙图中会出现4种染色体组数目不同的细胞
B．乙图中获得的三倍体西瓜植株中有两种基因型
C．甲图a过程常用的试剂是秋水仙素
D．甲图中获得的三倍体西瓜中AAa个体占1/2
解析 甲图中卵细胞相当于体细胞的基因型Aa，花粉(精子)基因型有两种，即A∶a＝1∶1；所以花粉与体细胞融合后，经组织培养产生的基因型为AAa的个体占1/2。
答案 D
6．一株同源四倍体玉米的基因型为AAaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是( )
A．如图表示的过程发生在减数第一次分裂后期
B．自交后代会出现染色体数目变异的个体
C．如果正常联会形成配子，则该玉米单穗上的籽粒基因型相同，都是AAaa
D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子
解析 图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期，A项错误；由异常联会图示可知，同源染色体中的三条染色体可移到一个细胞中，而另一条染色体可移到另一个细胞中，因此，减数分裂后形成的配子中有的染色体数目异常，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B项正确；该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子(即AA、Aa、aa)结合形成，因此基因型可能不同，C项错误；该植株形成的配子中有的基因型为Aa，含这种配子的花药培养加倍后形成的个体是杂合子，D项错误。
答案 B
四倍体AAaa(由Aa秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例
AAaa产生配子状况可按右图分析，由于染色体①～④互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为①②与③④(AA与aa)、①③与②④(Aa与Aa)、①④与②③(Aa与Aa)，由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA∶4Aa∶1aa而不是AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1。
考点三 低温诱导植物染色体数目的变化
1．实验原理
(1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体的作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。
(2)低温可抑制纺锤体的形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。
2．实验流程
整合提升 低温诱导染色体数目加倍实验中所用试剂
(1)固定细胞形态→卡诺氏液。
(2)冲洗卡诺氏液→体积分数为95%的酒精。
(3)冲洗解离液→清水。
(4)解离→体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸混合液(1∶1)。
(5)染色→改良苯酚品红染液。
深度思考
1．该过程在高倍镜下能否观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程？
提示 不能，细胞已经被杀死。
2．除低温诱导外，还有哪些常用的诱导染色体数目加倍的方法？试简述其原理。
提示 除低温诱导外，生产上还常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗来诱导染色体数目加倍。其原理是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两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
1．(2019·荆州质检)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验条件和试剂使用的叙述中，不正确的一组是( )
①低温：与“多倍体育种”中“秋水仙素”的作用机理相同
②酒精：与在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中的使用方法相同
③卡诺氏液：与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中“NaOH溶液”的作用相同
④改良苯酚品红染液：与“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中“醋酸洋红液”的使用目的相同
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析 低温和秋水仙素都可抑制纺锤体的形成，①正确；检测生物组织的脂肪的实验中酒精的作用是洗去浮色，在低温诱导染色体数目变化的实验中，使用酒精的目的是冲洗残留的卡诺氏液及酒精与盐酸混合用于解离根尖细胞，②错误；卡诺氏液用于固定细胞的形态，在探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，③错误；改良苯酚品红染液和醋酸洋红液的使用目的都是将染色体着色，④正确。故选C。
答案 C
2．(2019·济宁期末)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的分析，错误的是( )
A．有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和压片
B．视野中染色体数目已加倍的细胞占多数
C．用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态
D．染色体数目变化的原因是低温抑制了纺锤体的形成
解析 解离和压片是有利于细胞分散开来的两个关键步骤，A项正确；低温诱导染色体数目加倍的原理是低温可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成从而使染色体数目加倍，而大多数细胞是处于分裂间期的，因此视野中染色体数目已加倍的细胞占少数，B项错误，D项正确；用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态，C项正确。
答案 B
1．答题术语填空
(1)染色体结构变异：包括染色体片段的________________________________。数目变异则包括个别染色体增减、染色体组成倍增减。
(2)染色体结构改变的实质是________________________________________________________发生改变，而导致性状的变异。
(3)染色体组是指______________________________，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。
(4)单倍体是指：体细胞中含有本物种____________数目的个体。
(5)多倍体是指_______________________________________ ____________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)重复、缺失、倒位、易位
(2)会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序
(3)细胞中的一组非同源染色体
(4)配子染色体
(5)由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
2．(2019·西安五校联考)下列有关生物变异的叙述正确的是( )
A．DNA分子中碱基对的增添、缺失一定会导致基因突变
B．减数分裂过程中非同源染色体之间交叉互换会导致基因重组
C．基因突变与染色体结构变异都会导致碱基序列发生改变
D．基因突变与染色体变异一定会导致个体表现型发生改变
解析 若DNA分子中碱基对的增添或缺失没有发生在基因中，而是发生在无遗传效应的DNA片段中，则不会引起基因突变，A项错误；减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换会导致基因重组，非同源染色体之间发生交叉互换会导致染色体变异，B项错误；基因突变会导致碱基序列发生改变，染色体结构变异中的重复、倒位、易位和缺失都可以导致碱基序列发生改变，C项正确；由于密码子具有简并性，基因突变前后表达的蛋白质结构可能不发生改变，则个体的表现型可能不发生改变，D项错误。
答案 C
3．如图所示为某染色体上的若干基因。其中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的片段。有关叙述正确的是( )
A．c基因碱基对缺失，属于染色体变异
B．在减数分裂四分体时期交叉互换，可发生在a、b之间
C．Ⅰ、Ⅱ中发生的碱基对的替换，属于基因突变
D．基因与性状之间并不都是一一对应关系
解析 c基因中的碱基对缺失，属于基因突变，A项错误；交叉互换发生在同源染色体上的非姐妹染色单体之间，而a、b属于同一条染色体上的非等位基因，如果有互换，属于染色体结构变异，B项错误；据图分析，Ⅰ、Ⅱ为非基因序列，基因突变指基因序列中发生碱基对的替换、增添和缺失，C项错误；基因控制生物的性状，一个基因可控制多个性状，一个性状也可由多个基因控制，D项正确。
答案 D
4.基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如图所示。叙述正确的是( )
A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中
B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
C．B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律
D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异
解析 A与a、D与d位于一对同源染色体上，这两对等位基因的分离都发生在减数第一次分裂时，即初级精母细胞中，而交叉互换后的B与b分布在一条染色体的两条姐妹染色单体上，这对基因的分离可发生在减数第二次分裂时，即次级精母细胞中，A项错误；该细胞能产生ABD、abd、AbD、aBd四种精子，B项正确；B(b)与D(d)间的基因重组是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换导致的，不遵循自由组合定律，C项错误；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，不属于染色体结构变异，D项错误。
答案 B
5．(2019·汉中市质检)甲、乙是豌豆的两个品系，将品系甲(高茎，基因型为Aa)的幼苗用秋水仙素处理后，得到四倍体植株幼苗(品系乙)，将甲、乙品系混合种植，在自然状态下生长，得到它们的子一代。下列有关叙述正确的是( )
A．品系甲、品系乙混合种植后，产生的子代中有二倍体、三倍体和四倍体
B．品系甲植株与品系乙植株杂交可得到三倍体，所以它们为同一物种
C．取品系乙的花药进行离体培养，再经秋水仙素处理获得的植株既有纯合子又有杂合子
D．将品系乙植株上所结种子单独种植，矮茎植株占1/4
解析 豌豆是严格的自花传粉植物，在自然状态下，二倍体植株的后代只能是二倍体，四倍体植株的后代只能是四倍体，故不会出现三倍体植株，A项错误；品系甲与品系乙杂交可得到三倍体，但三倍体高度不育，因此，品系甲与品系乙之间存在生殖隔离，它们是两个不同的物种，B项错误；品系乙植株(基因型为AAaa)产生的配子类型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，经花药离体培养获得的后代的基因型有AA、Aa、aa，用秋水仙素处理后获得的植株的基因型为AAAA、AAaa(杂合子)、aaaa，C项正确；品系乙植株(AAaa)自交，后代中矮茎植株(基因型为aaaa)占1/6×1/6＝1/36，D项错误。
答案 C
6．(2019·福建期末)低温诱导植物(洋葱根尖)染色体数目变化的实验，以下相关叙述正确的是( )
A．在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞
B．洋葱根尖在冰箱的低温室内诱导36 h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝点分裂
C．用卡诺氏液固定细胞的形态，用甲基绿染液对染色体染色
D．低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂中期
解析 低温能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞染色体数目加倍，又大多数细胞处于间期，因此多数细胞染色体数未加倍，少数细胞的染色体数目加倍，所以在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目加倍的细胞，A项正确，D项错误；低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点分裂，B项错误；染色体的染色使用龙胆紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料，甲基绿只能用于DNA的染色，C项错误。
答案 A
7．(2019·东北四市联合体一模)西瓜是雌雄同株异花植物，果皮深绿条纹(基因A)对果皮浅绿色(基因a)为显性。将果皮浅绿色的四倍体西瓜(aaaa)和果皮深绿条纹的二倍体西瓜(AA)间行种植。待开花后自然传粉，并收获四倍体植株上所结的种子甲。第二年，将种子甲与二倍体西瓜按4行∶1行进行间行种植，自然传粉后，种子甲长成的植株所结的果实(注：果皮由母本的子房壁发育而来)( )
A．全部为无子西瓜
B．全部为有子西瓜
C．果皮浅绿色的为有子西瓜
D．果皮深绿条纹的为有子西瓜
解析 由西瓜是雌雄同株异花植物可知，在自然状态下，西瓜既能自交也能杂交。将果皮浅绿色的四倍体西瓜(aaaa)和果皮深绿条纹的二倍体西瓜(AA)间行种植，开花后自然传粉，四倍体植株上所结的种子有四倍体(aaaa)，也有三倍体(Aaa)；第二年，将种子甲与二倍体西瓜按4行∶1行进行间行种植，三倍体(Aaa)植株高度不育，所以种子甲长成的植株所结的果实的基因型有aaaa和Aaa，基因型为aaaa的西瓜的果皮是浅绿色，为有子西瓜，基因型为Aaa的西瓜的果皮是深绿条纹，为无子西瓜。
答案 C
8．(2019·福建联盟校联考)“染色体破碎”是剧烈的染色体事件，涉及巨大的染色体断裂和重排，一般只限于一个细胞的一个或少数几个染色体，已在各种癌症和先天性疾病中被发现。
(1)染色体能够被醋酸洋红和________等________(填“酸”或“碱”)性染料染成深色。
(2)分析材料可知“染色体破碎”属于染色体变异中的________变异，这种变异会导致染色体上的__________________发生改变，进而造成性状的变异。
(3)若“染色体破碎”发生于动物体细胞中，则该种变异________(填“能”或“不能”)遗传给子代。在细菌细胞内________(填“能”或“不能”)发生“染色体破碎”现象。
解析 (1)染色体能够被碱性染料(如醋酸洋红溶液、龙胆紫溶液、改良苯酚品红溶液等)染成深色。(2)“染色体破碎”涉及巨大的染色体断裂和重排，说明“染色体破碎”属于染色体结构变异，染色体结构变异会导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，进而造成性状的变异。(3)若染色体变异发生在动物体细胞内，则这种变异不能遗传给下一代。细菌是原核生物，细胞内没有染色体，所以不能发生“染色体破碎”现象。
答案 (1)龙胆紫溶液(或改良苯酚品红溶液) 碱
(2)染色体结构 基因的数目或排列顺序 (3)不能 不能
相关资料
更多
