专题七 生物的变异和进化 考点1 生物的变异
一、知识要求
1．基因重组[必考(a)、加试(a)]。
2．基因突变[必考(b)、加试(b)]。
3．染色体畸变[必考(a)、加试(a)]。
4．染色体组[必考(a)、加试(a)]。
5．二倍体、多倍体和单倍体[必考(a)、加试(a)]。
6．杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种[必考(a)、加试(a)。
7．杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用[必考(b)、加试(b)]。
8．转基因技术[必考(a)、加试(a)]。
9．生物变异在生产上的应用[加试(c)]。
10．转基因生物和转基因食品的安全性[加试(b)]。
11．生物多样性和统一性的实例[必考(a)、加试(a)]。
12．进化论对多样性和统一性的解释[必考(b)、加试(b)]。
13．选择是进化的动力[必考(b)、加试(b)]。
14．种群的基因库、基因频率、基因型频率的概念[必考(b)、加试(b)]。
15．基因频率、基因型频率的计算[必考(b)、加试(b)]。
16．影响基因频率变化的因素[加试(a)]。
17．自然选择与生物适应的关系及实例[加试(b)]。
18．异地的和同地的物种形成的过程及实例[加试(a)]。
二、活动要求(无)
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考点1 生物的变异
1．变异类型的正误判断
(1)非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异仅发生在减数分裂过程中( × )
提示 有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体结构变异。
(2)同胞兄妹的遗传差异与父母基因重组有关( √ )
(3)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化( × )
提示 染色体畸变不会产生新基因。
(4)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化( √ )
(5)染色体组整倍性、非整倍性变化必然导致基因种类的增加( × )
提示 染色体组整倍性、非整倍性变化不产生新基因。
(6)非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异( √ )
2．育种的正误判断
(1)通过诱导多倍体的方法可以克服远缘杂交不育，培育出作物新类型( √ )
(2)水稻F1花药经离体培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种属于单倍体育种( √ )
(3)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦属于杂交育种( √ )
(4)将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株属于基因工程育种
( √ )
(5)用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆属于诱变育种
( √ )
(6)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关( √ )
3．综合应用：判断下列有关生物变异的叙述
(1)依据中心法则，若原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，则该DNA序列的变化是DNA分子发生多个碱基缺失( × )
(2)XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关( × )
(3)秋水仙素通过促进着丝粒分裂，使染色体数目加倍( × )
(4)某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。如果以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状，原因可能是由于减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换
( √ )
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(5)人工将二倍体植物甲、乙、丙之间进行杂交，用显微镜观察子代个体处于同一分裂时期的细胞中的染色体，结果如下表。
杂交组合
染色体数及配对状况
甲×乙
12条两两配对，2条不配对
乙×丙
4条两两配对，14条不配对
甲×丙
16条不配对
①观察的子代细胞都处于减数第二次分裂( × )
②甲、乙、丙体细胞中的染色体数分别是6条、8条、10条( × )
③甲、乙、丙三个物种中，甲和乙亲缘关系较近( √ )
④用秋水仙素处理甲与丙的子代幼苗，可能形成四倍体的新物种( √ )
⑤若观察的子代细胞都处于减数第一次分裂前期，表中三种杂交组合的子代的细胞中可分别看到的四分体个数分别为6、2和0个( √ )
一、辨析三种可遗传变异的9个误区
1．“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间染色体片段的交换，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．“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失、增加，属于基因突变。
3．“变异水平”：基因突变、基因重组属于分子水平的变异，在光学显微镜下观察不到；染色体畸变属于细胞水平的变异，在光学显微镜下可以观察到。
4．基因突变一定造成DNA 核苷酸序列的改变，改变基因的质，但不会改变基因的数量。由于密码子的简并性，基因突变不一定造成生物性状的改变。
5．通过基因突变会产生新的基因和基因型，基因突变也是唯一能产生新基因的变异。基因重组和染色体畸变只能产生新的基因型而不能产生新的基因。
6．基因突变的有害性指对生物体而言，但对进化而言，基因突变大多数是有利的。
7．无论是有丝分裂还是减数分裂，都可以发生基因突变及染色体畸变现象，但基因突变主要发生在间期，染色体畸变主要发生在分裂期。染色体畸变既有染色体数目变异，也有染色体结构变异；基因重组只能发生在减数分裂过程中，而不能发生在有丝分裂过程中。
8．单体与三体的区别：“单体”
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是指二倍体生物中体细胞的某对同源染色体缺失一条染色体的个体，常用2n－1来表示，如人类中的特纳氏综合征(XO型，45)；在染色体变异中，如果一对同源染色体多出一条染色体，那么称之为“三体”，常用2n＋1来表示，如人类中的21三体综合征(47)；如果所有同源染色体均多出一条，则称之为“三倍体”。
9．染色体组与染色体组型的区别：染色体组是指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；而染色体组型是描述一个生物体内所有染色体的大小、形状和数量信息的图像，人们常用染色体组型分析方法，来描述染色体组在有丝分裂中期的特征。
二、据图理清“5”种生物育种
1．“亲本新品种”为杂交育种。
2．“亲本新品种”为单倍体育种。
3．“种子或幼苗新品种”为诱变育种。
4．“种子或幼苗新品种”为多倍体育种。
5．“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。
三、根据不同的需求选择育种的方法
1．若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，只要出现该性状即可。
2．有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。
3．若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。
4．若实验植物为营养繁殖类如马铃薯、甘薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
5．若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。
6．若要定向改变生物的性状，可利用基因工程育种。
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题型一 变异类型和特点
1. (2016·天津，5)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：
枯草杆菌
核糖体S12蛋白第55～58位的氨基酸序列
链霉素与核糖体结合
在含链霉素培养基中的存活率/%
野生型
…-P--K-P-…
能
0
突变型
…-P--K-P-…
不能
100
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
答案 A
解析 突变型菌在含链霉素的培养基中存活率为100%，故具有链霉素抗性，A正确；链霉素与核糖体结合是抑制其翻译功能，B错误；突变的产生最可能为碱基替换所致，因为只改变了一个氨基酸，C错误；链霉素在培养基中起筛选作用，不能诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变，D错误。
2．如图表示某二倍体生物的正常细胞及几种突变细胞的一对常染色体(用虚线表示)和性染色体(用实线表示)，其中A、a表示基因。下列分析不合理的是( )
A．正常雄性个体产生含基因A和X的雄配子概率是
B．突变体Ⅰ的形成可能是基因突变
C．突变体Ⅱ发生的变异能通过显微镜直接观察到
D．突变体Ⅲ发生的变异属于基因重组
答案 D
解析 图中正常雄性个体产生的雄配子类型有四种，即AX、AY、aX、aY，概率相等，即为×＝，A正确；突变体Ⅰ中A基因变成a基因，其形成最可能是基因突变，B正确；突变体Ⅱ
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所发生的变异为染色体结构变异(缺失)，能够通过显微镜直接观察到，C正确；突变体Ⅲ中发生了染色体结构变异(易位)，D错误。
题型二 通过图示判断变异类型
3．如图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。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
答案 C
解析 图①是发生在减数分裂的四分体时期的交叉互换，图②表示易位，可发生在有丝分裂和减数分裂的过程中；图③中的变异是基因突变；图④中的变异若上链是正常链，则属于染色体结构变异中的缺失，若下链是正常链，则属于染色体结构变异中的重复；图中4种变异都是可遗传的变异，都能够遗传。
4．如图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是( )
A．该动物的性别是雄性
B．乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组
C．1与2或1与4的片段交换，前者属于基因重组，后者属于染色体结构变异
D．丙细胞不能发生基因重组
答案 B
解析 根据题干，图中细胞是同一生物个体的细胞。由甲图可知，细胞质均等分裂，为初级精母细胞特征，该动物的性别为雄性。乙图为有丝分裂图像，乙图所示的细胞中两条子染色体分别含有A和a基因，其原因是发生了基因突变。1与2片段交换属于同源染色体间的交叉互换，属于基因重组；1与4片段交换属于染色体结构变异。丙细胞处于减数第二次分裂后期，基因重组发生在减数第一次分裂四分体时期和后期。
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1．根据染色体图示判定变异类型
(1)如果是有丝分裂后期图，若两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果。
(2)如果是减数第二次分裂后期图，若两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果。
(3)如果是减数第二次分裂后期图，若两条子染色体(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。
2．染色体间的变异类型判断方法
题型三 设计实验探究变异类型
5．(2016·北京，30节选)研究植物激素作用机制常使用突变体作为实验材料，通过化学方法处理萌动的拟南芥种子可获得大量突变体。若诱变后某植株出现一个新性状，可通过________交判断该性状是否可以遗传，如果子代仍出现该突变性状，则说明该植株可能携带________性突变基因，根据子代__________________，可判断该突变是否为单基因突变。
答案 自 显 表现型的分离比
解析 突变后出现一个新性状个体，可通过该突变性状个体自交，判断该性状是否为可遗传的变异，如果子代仍出现该突变性状，说明该突变性状为显性。控制性状的基因对数不同，其杂交后代的性状分离比往往是不同的，故可通过杂交子代的性状分离比，确认是否为单基因突变。
6．(经典题)几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如下图所示。
用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X
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染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤：_____________________________________________________________。
结果预测：
Ⅰ.若____________________________，则是环境改变；
Ⅱ.若____________________________，则是基因突变；
Ⅲ.若____________，则是减数分裂时X染色体不分离。
答案 实验步骤：M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型 结果预测：Ⅰ.子代出现红眼(雌)果蝇 Ⅱ.子代表现型全部为白眼 Ⅲ.无子代产生
解析 本题应从分析M果蝇出现的三种可能原因入手，推出每种可能情况下M果蝇的基因型，进而设计实验步骤和预测实验结果。分析题干可知，三种可能情况下，M果蝇基因型分别为XRY、XrY、XrO。因此，本实验可以用M果蝇与正常白眼雌果蝇(XrXr)杂交，统计子代果蝇的眼色。第一种情况下，XRY与XrXr杂交，子代雌性果蝇全部为红眼，雄性果蝇全部为白眼；第二种情况下，XrY与XrXr杂交，子代全部是白眼；第三种情况下，由题干所给图示可知，XrO不育，因此与XrXr杂交，没有子代产生。
思维延伸 (1)青蒿素是从植物黄花蒿(即中药青蒿)的组织细胞中提取的一种代谢产物。野生型青蒿(2n＝18)的正常植株中，白青秆(A)对紫红秆(a)为显性，在一白青秆(纯合子)青蒿种群中，发现了一株紫红秆青蒿。研究人员设计了以下实验方案来探究该性状出现的可能的原因：将该株紫红秆青蒿与纯合白青秆青蒿杂交；如果F1全为白青秆，F1自交得到的F2中白青秆∶紫红秆＝3∶1，则该紫红秆性状是由于_______________造成的；否则，该紫红秆性状是由于__________________引起的。
答案 基因突变 环境因素
(2)研究人员构建了一个棒状眼雌果蝇CIB品系，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因e，且该基因与棒状眼基因B始终连锁在一起，如图所示。e在纯合 (XeBXeB、XeBY)时能使胚胎致死，无其他性状效应，控制正常眼的基因用b表示。为检测经X射线辐射后的正常眼雄果蝇A的精子中X染色体上是否发生了其他隐性致死突变，实验步骤如下：
将雄果蝇A与CIB系果蝇交配，得F1，在F1中选取大量棒状眼雌果蝇，与多个正常眼且细胞未发生致死突变的雄果蝇进行杂交，统计得到的F2的雌雄数量比。
预期结果和结论：
如果F2中雌雄比例为__________________，则诱变雄果蝇A的精子中X染色体上未发生其他隐性致死突变；如果F2中雌雄比例为__________________，则诱变雄果蝇A的精子中X
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染色体上发生了其他隐性致死突变。
答案 雌果蝇∶雄果蝇＝2∶1 全为雌性
解析 若经X射线照射的正常眼雄果蝇A的精子中X染色体未发生基因突变，则其基因型为XbY，与CIB系果蝇XeBXb交配，F1基因型与表现型为：XeBXb(棒眼雌)、XbXb(正常眼雌)、XeBY(致死)、XbY(正常眼雄)，选取F1中XeBXb，与XbY杂交，F2基因型与表现型为：XeBXb(棒眼雌)、XbXb(正常眼雌)、XeBY(致死)、XbY(正常眼雄)、F2中雌雄比例为2∶1；如发生基因突变(设新基因为m)，则雄果蝇基因型为XmbY，与XeBXb杂交，F1为：XeBXmb(棒眼雌)、XmbXb(正常眼雌)、XeBY(致死)、XbY(正常眼雄)，从F1中选取XeBXmb，与XbY杂交，F2为：XeBXb(棒眼雌)、XmbXb(正常眼雌)、XeBY(致死)、XmbY(致死)，故F2中全为雌果蝇。
题型四 育种的原理、过程及特点
7．(2017·嘉兴模拟)如图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述正确的是( )
AAbb × aaBB
宽叶、不抗病 窄叶、抗病
↓①
AaBb 宽叶、抗病
↓②
AB Ab aB ab
③秋水仙素处理
↓↓↓↓
④选择宽叶、抗病植株
A．①中发生了染色体数目变异
B．②一般采用花药离体培养的方法
C．③中秋水仙素抑制着丝粒分裂
D．④中选到的植株中为纯合子
答案 B
解析 ①中发生了基因重组，A错误；②一般采用花药离体培养的方法获得单倍体植株，B正确；③中秋水仙素抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，C错误；③秋水仙素处理后得到AABB、AAbb、aaBB、aabb，所以④中选到的宽叶、抗病植株都是纯合子，D错误。
8．如图为普通小麦的培育过程。据图判断下列说法正确的是( )
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A．普通小麦的单倍体中含有一个染色体组，共7条染色体
B．将配子直接培养成单倍体的过程称为单倍体育种
C．二粒小麦和普通小麦均能通过自交产生可育种子
D．染色体加倍只能通过秋水仙素处理萌发的种子实现
答案 C
解析 普通小麦是六倍体，其单倍体内含有21条染色体，每个染色体组中含有7条形状、大小不同的染色体；将配子直接培养成单倍体的过程只是单倍体育种的一个环节；二粒小麦和普通小麦细胞内均含有同源染色体，均能通过自交产生可育种子；使染色体加倍除可利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗外，还可以对其进行低温处理。
题型五 育种方案的设计(加试)
9．为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题。
(1)从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成____________________幼苗。
(2)用γ射线照射上述幼苗，目的是__________________________________________；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有______________________________。
(3)取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体____________，获得纯合______________，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。
(4)对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与________杂交，如果__________，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)∶1(抗性)，初步推测__________________________________________________________。
答案 (1)单倍体
(2)使幼苗产生突变 抗该除草剂的能力
(3)数目加倍 抗性植株
(4)敏感型植株 F1个体全为敏感型植株 该抗性性状由两对等位基因共同控制，且两对基因均隐性纯合时，植株表现为抗性，其余表现为敏感型
解析 (1)单倍体育种常用的方法是花药离体培养，其发育成的个体为单倍体。(2)用γ
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射线照射上述幼苗，幼苗易发生基因突变，可能产生符合生产的新类型；然后用该除草剂喷洒其幼叶，个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织抗除草剂。(3)取该部分绿色组织再进行植物组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体加倍，从而获得纯合的抗该除草剂植物。(4)对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与敏感型植株杂交，如果后代全部为敏感型植株，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)∶1(抗性)，表明抗性性状由两对等位基因控制，且两对基因均为隐性纯合时才表现为抗性，其他基因型表现为敏感型。
10．某科研小组利用植物染色体杂交技术，将携带R(抗倒伏基因)和A(抗虫基因)的豌豆染色质片段直接导入玉米体细胞，两种染色质片段可随机与玉米染色质融合形成杂交细胞，将杂交细胞筛选分化培育成既抗虫又抗倒伏性状的可育植株(F1)，然后从F1自交的后代寻找目标。其过程如下图，据图回答问题。
(1)杂交细胞发生的可遗传变异类型是________________________。杂交细胞培育成F1植株的原理是________________。杂交植物在________代首次出现性状分离，其中既抗虫又抗倒伏个体所占比例为________。
(2)植物染色体杂交育种的优点是________________________(要求写两点)。
(3)另一个科研小组利用相同技术进行了同样的育种过程，却发现F2出现了不同情况，只出现3种表现型：只抗虫不抗倒伏、只抗倒伏不抗虫、既抗虫又抗倒伏；他们推测这是R基因和A基因整合在杂交细胞染色体上的位置不同造成的，请用图示说明，用(·)在染色体上表示相关基因位置，并标上基因符号。
请设计一个简单的实验验证上述推测，并用遗传图解说明(遗传图解的基因型：染色体上有抗倒伏基因用R＋表示，没有用R－表示，染色体上有抗虫基因用A＋表示，没有用A－表示)。
答案 (1)易位/染色体结构变异/染色体畸变 植物细胞的全能性 F2 9/16
(2)实现种间遗传物质的交换(克服远缘杂交不亲和障碍、克服物种间生殖隔离的障碍)；目的性强(针对性强)；可同时导入多个目的基因
(3)如图所示
实验方案：用F1植株与野生型玉米杂交，观察并统计后代的表现型与比例。
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遗传图解：
P 抗虫抗倒伏 × 不抗虫不抗倒伏
A＋A－R＋R－ A－A－R－R－
↓
F1 A＋A－R－R－ A－A－R＋R－
抗虫不抗倒伏 不抗虫抗倒伏
1 ∶ 1
解析 (1)根据题干信息“两种染色质片段可随机与玉米染色质融合形成杂交细胞”可知，杂交细胞发生的是染色体结构变异(易位)。杂交细胞培育成F1植株的原理是植物细胞的全能性，F1相当于双杂合子，则该杂交植物在F2代首次出现性状分离，其中既抗虫又抗倒伏个体(A_R_)所占比例为3/4×3/4＝9/16。(2)植物染色体杂交育种的优点是克服远缘杂交不亲和障碍；缩短育种时间；可同时导入多个目的基因；目的性强等。(3)若R(抗倒伏基因)和A(抗虫基因)导入到不同对同源染色体上，则F2代会有4种表现型：只抗虫不抗倒伏、只抗倒伏不抗虫、既抗虫又抗倒伏、既不抗虫又不抗倒伏，可是科研小组利用相同技术进行了同样的育种过程，却发现F2出现了不同情况，只出现3种表现型：只抗虫不抗倒伏、只抗倒伏不抗虫、既抗虫又抗倒伏，那说明R(抗倒伏基因)和A(抗虫基因)导入到一对同源染色体上，图示见答案。一般验证一个体的基因型用该个体和隐性表现型的个体杂交，即测交，故实验方案：用F1植株与野生型玉米杂交，观察并统计后代的表现型与比例，遗传图解见答案。
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专题强化练
一、选择题
1.(2017·南通模拟)下列关于基因重组的说法，错误的是( )
A.基因重组不一定发生在生殖过程中
B.基因重组可产生新基因型，但不一定出现新性状组合
C.发生基因重组的非等位基因不一定位于非同源染色体上
D.有丝分裂中细胞内非同源染色体之间交叉互换可实现基因重组
答案 D
解析 基因重组一般发生在有性生殖过程中，但在肺炎双球菌转化实验和基因工程中也能发生，A正确；基因重组可产生新基因型，但不一定出现新性状组合，B正确；发生基因重组的非等位基因不一定位于非同源染色体上，也可以是同源染色体上的非等位基因，如四分体时期非姐妹染色单体之间的交叉互换可实现同源染色体上非等位基因的重组，C正确；非同源染色体之间的交叉互换引起的变异属于染色体结构变异(易位)，D错误。
2.(2017·“七彩阳光”联盟)用辐射的方法将蚕的常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，培养出的雌蚕均带有卵色基因，这种育种方法称为诱变育种，其原理是( )
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 C
解析 根据题意可知，“用辐射的方法将蚕的常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上”，常染色体和W染色体属于非同源染色体，而非同源染色体之间发生片段的交换属于染色体结构变异中的易位。
3.(2017·南通二模)下列关于基因突变和基因重组的叙述，错误的是( )
A.细胞有丝分裂的分裂期不发生基因突变
B.减数第一次分裂前期可发生基因重组
C.基因突变后，编码的蛋白质可能与原来的相同
D.原核生物和真核生物的变异来源都可以是基因重组
答案 A
解析 细胞有丝分裂的间期DNA分子复制，容易发生基因突变，而分裂期也可能发生基因突变，A错误；减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换而发生基因重组，B正确；基因突变后，遗传信息发生改变，但由于密码子的简并性，所以编码的蛋白质可能与原来的相同，C正确；原核生物(如肺炎双球菌转化)和真核生物的变异来源都可以是基因重组，D正确。
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4.(加试)(2017·温州模拟)某二倍体动物的一个精原细胞在减数分裂过程中只发生一次变异，产生的4个精细胞如图所示，则可推断发生的变异类型为( )
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 A
解析 据图分析，一个精原细胞在减数分裂过程中一般产生4个2种精子，而图中4个3种，其中第2和第4个为同一种，而第1和第3个不同，出现等位基因，则发生的是基因突变。
5.(2017·宁波模拟)下列有关育种的叙述，错误的是( )
A.单倍体育种的最终目标是获得单倍体植株，优点是能明显缩短育种年限、
B.杂交育种和基因工程育种的原理都是基因重组
C.利用射线处理得到染色体易位的家蚕新品种，属于诱变育种
D.三倍体无籽西瓜的培育，利用了染色体畸变的原理
答案 A
解析 单倍体育种的最终目标是获得纯合子植株，新品种自交后代不发生性状分离，所以优点是能明显缩短育种年限，A错误；杂交育种和基因工程育种的原理都是基因重组，B正确；射线处理得到染色体易位的家蚕新品种属于诱变育种，原理是染色体结构变异，C正确；三倍体无籽西瓜的培育属于多倍体育种，利用了染色体畸变的原理，D正确。
6.(加试)经诱变、筛选得到几种基因A与基因B突变的酵母菌突变体，它们的蛋白质分泌过程异常，如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.出现不同突变体说明基因突变具有多方向性
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B.可用同位素标记法研究蛋白质的分泌过程
C.A、B基因双突变体蛋白质沉积在高尔基体
D.A、B基因的突变会影响细胞膜蛋白的更新
答案 C
解析 出现不同突变体说明基因突变具有多方向性，A正确；可用同位素标记法研究蛋白质的分泌过程，B正确；A基因突变体蛋白沉积在内质网，B基因突变体蛋白沉积在高尔基体，因此A、B基因双突变体蛋白质沉积在内质网，C错误；A基因突变体蛋白沉积在内质网，B基因突变体蛋白沉积在高尔基体，这样会影响细胞膜蛋白的更新，D正确。
7.脆性X染色体是由于染色体上的FMR1基因出现过量的CGG//GCC重复序列，导致DNA与蛋白质结合异常，从而出现“缢沟”，染色体易于从“缢沟”处断裂。下列分析错误的是( )
A.脆性X染色体出现的根本原因是基因突变
B.脆性X染色体更易发生染色体的结构变异
C.男性与女性体细胞中出现X染色体“缢沟”的概率不同
D.由于存在较多的G∥C重复序列，脆性X染色体结构更稳定
答案 D
解析 脆性X染色体是因为过量的CGG//GCC重复序列，即基因中插入一定碱基序列，基因的结构发生改变，即基因突变，A正确；染色体易从“溢沟”处断裂造成染色体结构变异(缺失)，男性体细胞中只有1条X染色体，而女性有2条，所以女性更易出现“溢沟”，B、C正确；由于存在较多的G∥C重复序列，DNA更稳定，但是由于“缢沟”的存在，染色体结构不稳定，D错误。
8.(2017·浙江模拟)如图所示的育种方式为( )
DDTT×ddtt―→F1―→单倍体纯合子
A．杂交育种 B．诱变育种
C．单倍体育种 D．多倍体育种
答案 C
解析 根据题意和图示分析可知：DDTT与ddtt杂交，产生子一代后，将子一代的花药进行离体培养，获得单倍体植株；然后用秋水仙素处理单倍体幼苗，使细胞中染色体数目加倍，获得纯合子新品种，这种育种方式为单倍体育种，其显著特点是明显缩短育种年限。
9．将①②两个植株杂交得到③种子，再进一步做如图所示处理，则下列有关叙述错误的是( )
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A．由③至④过程中产生的变异多数是不利的
B．由③到⑦的过程涉及减数分裂和细胞全能性的表现
C．若③的基因型为AaBbDd，则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的
D．由③到⑨过程可能发生突变和基因重组，可为生物进化提供原材料
答案 C
解析 ③至④过程为诱变育种，基因突变大多是有害的，少数有利；花粉的形成过程需进行减数分裂，而由花粉形成⑦幼苗需进行植物组织培养，其原理为细胞的全能性；若③的基因型为AaBbDd，则⑩中能稳定遗传的个体为纯合子，所占的比例＝××＝；由③到⑨过程中存在减数分裂和有丝分裂，可能发生突变和基因重组，可为生物进化提供原材料。
10．(2017·宛城区校级月考)利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体)，可培育抗病高产青蒿素的植株。下列叙述中不正确的是( )
A．利用人工诱变的方法处理野生型青蒿，筛选可能获得抗病高产青蒿素的植株
B．选择抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交，再连续自交，筛选抗病高产青蒿素的植株
C．提取抗病基因导入易感病高产青蒿体细胞中，用植物组织培养获得抗病高产青蒿素的植株
D．抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1，利用花药离体培养获得能稳定遗传的抗病高产青蒿素植株
答案 D
解析 基因突变可产生新的基因，形成新的性状，因此利用人工诱变的方法处理野生型青蒿，筛选可能获得抗病高产青蒿素的植株，A正确；选择抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交，再连续自交，筛选抗病高产青蒿素的植株，这属于杂交育种，原理是基因重组，B正确；提取抗病基因导入易感病高产青蒿体细胞中，这需要采用基因工程技术，再采用植物组织培养技术将转基因植物细胞培育成转基因植株，C正确；抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1，利用花药离体培养获得单倍体，在经过秋水仙素处理后才能获得稳定遗传的抗病高产青蒿素植株，D错误。
11．(2017·定州市校级月考)某农科所通过如图育种过程培育成了高品质的糯小麦，相关叙述正确的是( )
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A．该育种过程中运用的遗传学原理有基因重组、染色体数目变异
B．a过程能提高突变率，从而明显缩短了育种年限
C．a、c过程都需要对其萌发的种子使用药物诱导
D．要获得yyRR，b育种过程的育种年限最短
答案 A
解析 根据分析，杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体畸变，A正确；a过程是因为诱导染色体数目加倍后得到的都是纯合子，才能明显缩短了育种年限，不是提高了突变率，B错误；a过程是单倍体育种，没有种子的生成，所以a过程需要对单倍体幼苗用低温诱导或使用药物诱导，C错误；要获得yyRR，a育种过程的育种年限最短，D错误。
12．(2017·山东校级月考)如图表示某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，下列有关说法正确的是( )
A．经过Ⅲ、Ⅵ培育形成⑥的原理是基因重组
B．过程Ⅵ常用秋水仙素试剂处理④的幼苗，该试剂可作用于细胞分裂的中期
C．由品种①直接形成⑤的过程须经过基因突变
D．由品种①和②培育能稳定遗传的品种⑥的最快途径是Ⅰ→Ⅴ
答案 C
解析 经过Ⅲ、Ⅵ培育形成⑥的方法是单倍体育种，原理是染色体数目变异，A错误；过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理④的幼苗，使其染色体数目加倍，该试剂可作用于细胞分裂的前期，抑制纺锤体的形成，B错误；由品种①直接形成⑤的过程为诱变育种，必须经过基因突变，C正确；过程Ⅰ→Ⅴ为杂交育种，需要逐代自交，时间较长，而Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ为单倍体育种，大大缩短了育种年限，D错误。
13．油菜中基因G和g
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控制菜籽的芥酸含量，而芥酸会降低菜籽油的品质。研究人员拟利用高芥酸油菜品种(gg)和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品种(GGRR)，育种过程如图所示。有关叙述错误的是( )
A．过程①诱发基因突变，其作用是提高基因突变的频率
B．过程②的原理是基因重组，可以克服物种远缘杂交不亲和的障碍
C．过程②与过程①操作顺序互换，对育种结果没有影响
D．若要缩短育种年限，在过程②后可进行单倍体育种
答案 C
解析 过程①诱发基因突变，其作用是提高基因突变的频率，A正确；过程②采用的是基因工程技术，其原理是基因重组，可以克服物种远缘杂交不亲和的障碍，B正确；若先导入基因R再人工诱变，这样可能会导致基因R发生突变，进而影响育种结果，C错误；单倍体育种能明显缩短育种年限，因此若要缩短育种年限，在过程②后可进行单倍体育种，D正确。
14．现有高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)两作物品种，为了达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的，下列有关快速育种方案的叙述，正确的是( )
A．每年让高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)杂交就可以达到目的
B．利用诱变育种技术可以达到快速育种的目的
C．制备纯合的亲本对长期培育杂交种是必要的
D．只要使用单倍体育种技术就能实现快速育种的目的
答案 C
解析 解答本题的关键是抓住题干关键词——“长期培育”。为了达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的，就必须先培育出BBcc和bbCC的纯合子，利用单倍体育种或连续自交的方法可以获得上述纯合子。
二、非选择题
15．(2015·浙江，32)某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答：
(1)自然状态下该植物一般都是________合子。
(2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有________________________和有害性这三个特点。
(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中__________________抗病矮茎个体，再经连续自交等________________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的____________
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。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为____________________。
(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有__________________。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。
答案 (1)纯 (2)稀有性、多方向性 (3)选择 纯合化 年限越长 矮茎∶中茎∶高茎＝9∶6∶1
(4)基因重组和染色体畸变 遗传图解如图
解析 (1)已知该植物为自花且闭花授粉的植物，所以在自然状态下发生的是自交过程，一般都是纯合子。(2)诱变育种主要利用基因突变的原理，因为基因突变具有有害性、稀有性和多方向性，所以需要处理大量种子。(3)杂交育种是利用基因重组的原理，有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在同一个个体上，一般通过杂交、选择和纯合化等手段培养出新品种。如果控制性状的基因数越多，则育种过程中所需要的时间越长。若只考虑茎的高度，据题意可知亲本为纯合子，所以它们的基因型为DDEE(矮茎)和ddee(高茎)，其F1的基因型为DdEe，表现型为矮茎，F1自交后F2的表现型及其比例分别为矮茎(D_E_)∶中茎(D_ee和ddE_)∶高茎(ddee)＝9∶6∶1。(4)单倍体育种的原理是基因重组和染色体畸变。遗传图解见答案。
16．(2016·全国丙，32)基因突变和染色体畸变是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题：
(1)基因突变和染色体畸变所涉及到的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者________。
(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以________为单位的变异。
(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花授粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子________代中能观察到该显性突变的性状；最早在子______________代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子__________
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代中能分离得到显性突变纯合子；最早在子__________________代中能分离得到隐性突变纯合子。
答案 (1)少 (2)染色体 (3)一 二 三 二
解析 (1)基因突变是指DNA分子中发生的碱基对的替换、增添或缺失，而染色体畸变往往会改变基因的数目和排列顺序，所以与基因突变相比，后者所涉及的碱基对数目更多。(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以个别染色体为单位的变异。(3)AA植株发生隐性突变后基因型变为Aa，而aa植株发生显性突变后基因型也变为Aa，该种植物自花授粉，所以不论是显性突变还是隐性突变，子一代为Aa时在子二代中的基因型都有AA、Aa和aa三种，故最早可在子一代中观察到该显性突变的性状(A_)；最早在子二代中观察到该隐性突变的性状(aa)；显性纯合子和隐性纯合子均出现于子二代，且隐性纯合子一旦出现，即可确认为纯合，从而可直接分离出来，而显性纯合子的分离，却需再令其自交一代至子三代，若不发生性状分离方可认定为纯合子，进而分离出来。
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