专题6 变异、育种和进化 专点16 立足“关键点”区分变异类型复习题
[直击考纲] 1.基因重组及其意义(Ⅱ)。2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。3.染色体结构变异和数目变异(Ⅱ)。4.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。5.转基因食品的安全(Ⅰ)。6.现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)。7.生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)。
考点16 立足“关键点”区分变异类型
1．抓住“本质、适用范围”2个关键点区分3种可遗传变异
(1)本质：基因突变是以碱基对为单位发生改变，基因重组是以基因为单位发生重组，染色体变异则是以“染色体片段”、“染色体条数”或“染色体组”为单位发生改变。
(2)适用范围：基因突变适用于所有生物(是病毒和原核生物的唯一变异方式)，基因重组适用于真核生物有性生殖的减数分裂过程中，染色体变异适用于真核生物。
2．抓住“镜检、是否产生新基因、实质”3个关键点区分染色体变异和基因突变
(1)镜检结果：前者能够在显微镜下看到，而后者不能。
(2)是否能产生新基因：前者不能，而后者能。
(3)变异的实质：前者是“基因数目或排列顺序改变”，而后者是碱基对的替换、增添和缺失。
3．抓住“图解、范围和所属类型”3个关键点区分易位和交叉互换
项目
易位
交叉互换
8
图解
发生范围
发生在非同源染色体之间
发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间
变异类型
属于染色体结构变异
属于基因重组
4.二看法区分单倍体、二倍体和多倍体
一看发育起点：若是配子发育成的个体，则一定是单倍体；若是受精卵发育成的个体，则再看染色体组个数，若含2个染色体组则为二倍体，若含3个或3个以上染色体组则为多倍体。
5．利用3大方法快判染色体组个数
(1)看细胞内形态相同的染色体数目。
(2)看细胞或个体的基因型。
(3)根据染色体数目和形态数来推算。
6．澄清“可遗传”与“可育”
(1)三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异——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变异有着本质区别。
(2)无子番茄中“无子”的原因是植株未受粉，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”。
7．有关可遗传变异的5个易错点提示
(1)体细胞中发生的基因突变一般不能通过有性生殖传递给后代，但有些植物可以通过无性繁殖传递给后代。
(2)基因重组一般发生在控制不同性状的基因间，至少两对或者两对以上的基因，如果是一对相对性状的遗传，后代出现新类型可能来源于性状分离或基因突变，而不会是基因重组。
(3)自然条件下，细菌等原核生物和病毒的可遗传变异只有基因突变；真核生物无性繁殖时的可遗传变异有基因突变和染色体变异。
(4)单倍体并非都不育，其体细胞中也并非都只有一个染色体组，也并非都一定没有等位基因和同源染色体，譬如若是多倍体的配子发育成的个体，若含偶数个染色体组，则形成的单倍体可含有同源染色体及等位基因。
(5)变异的利与害是相对的，而不是绝对的，其利害取决于所生存的环境条件。
8
题组一 辨析变异类型和特点
1．(2016·全国Ⅲ，32)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题：
(1)基因突变和染色体变异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)。若某种自花受粉植物的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__________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，而染色体变异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，该种植物自花受粉，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。
真题重组 判断下列有关生物变异的叙述：
(1)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，基因的突变与重组不会同时发生
(2013·四川，1D)( √ )
(2)基因突变与染色体结构变异都可导致碱基序列的改变(2015·海南，21C)( √ )
(3)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(2013·安徽，4改编)( × )
(4)秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍(2014·四川，5A)( × )
(5)某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。则图甲所示的变异属于基因重组，如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种 (2013·福建，5AC)( × )
8
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1/4
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，概率是相等的，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所发生的变异为染色体结构变异，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。
思维延伸 判断下列叙述的正误：
(1)上述原题中突变体Ⅱ的形成一定是染色体缺失所致( × )
(2)上述原题中从正常细胞到突变体Ⅰ可通过有丝分裂形成( √ )
(3)上述原题中突变体Ⅲ中基因A和a的分离符合基因的分离定律( × )
(4)花药离体培养过程中，基因突变、基因重组、染色体变异均有可能发生( × )
(5)基因重组可以产生新的性状，但不能改变基因频率( × )
(6)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基因突变( √ )
题组二 辨析新情景信息中的变异
3．(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
糖体的结合
在含链霉素培养
基中的存活率/%
8
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 S12蛋白结构改变后的突变型在含链霉素的培养基中存活率为100%，具有链霉素抗性，A正确；链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B错误；突变型只改变了一种氨基酸，其产生是由碱基对的替换所致，C错误；链霉素起到选择作用，不能诱导其产生抗性突变，D错误。
4．(2017·南昌模拟)通过60Co诱变二倍体水稻种子，得到黄绿叶突变体。经测序发现，编码叶绿素a氧化酶的基因(OSCAOl)中从箭头所指的碱基开始连续5个碱基发生缺失(如图所示)，导致该基因编码的多肽链异常(已知终止密码子为UAA、UAG、UGA)。下列叙述正确的是 ( )
A．题干中人工诱变的方法是辐射诱变，引起的变异属于染色体结构变异中的缺失
B．基因 OsCAOl发生上述变化导致终止密码子UGA提前出现
C．若黄绿叶突变体再经诱变，则不可能恢复为正常叶个体
D．碱基发生缺失前后，转录的两种mRNA中的四种碱基所占比例一定不同
答案 B
解析 题干中人工诱变的方法是辐射诱变，引起的变异属于基因突变，A错误；从基因表达水平分析，该突变体的产生是由于碱基缺失后，终止密码子提前出现，使翻译提前终止，形成异常蛋白，B正确；基因突变具有不定向性，若黄绿叶突变体再经诱变，则可能恢复为正常叶个体，C错误；碱基发生缺失前后，转录的两种mRNA中的四种碱基所占比例不一定相同，D错误。
题组三 透过实验探究相关变异的类型
8
5．(1)(2013·山东，27节选)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。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。
答案 答案一：①用该宽叶红花突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交，收集并种植种子，长成植株
Ⅰ.子代宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1 Ⅱ.子代宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1 Ⅲ.子代中宽叶红花∶窄叶白花＝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
解析 确定基因型可用测交的方法，依据题意选择缺失一条2号染色体的窄叶白花植株mr与该宽叶红花突变体进行测交。若为图甲所示的基因组成，即MMRr与moro，后代为MmRr、MoRo、Mmrr、Moro，宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1；若为图乙所示的基因组成，即MMRo与moro杂交，后代为MmRr、MoRo、Mmro、Mooo(幼胚死亡)，宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1；若为图丙所示的基因组成，即MoRo与moro杂交，后代为MmRr、MoRo、moro、oooo(幼胚死亡)，宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1。也可用缺失一条2号染色体的窄叶红花植株进行测交。
(2)(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
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解析 突变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. (2017·绵阳模拟节选)某多年生植物(2n＝10)，茎的高度由一对等位基因(E和e)控制。研究发现：茎的高度与显性基因E的个数有关(EE为高秆、Ee为中秆、ee为矮秆)，并且染色体缺失会引起花粉不育。育种工作者将一正常纯合高秆植株(甲)在花蕾期用γ射线照射后，让其自交，发现子代有几株中秆植株(乙)，其他均为高秆植株。子代植株(乙)出现的原因有三种假设：
假设一：仅由环境因素引起；
假设二：γ射线照射植株(甲)导致其发生了隐性突变；
假设三：γ射线照射植株(甲)导致一个染色体上含有显性基因的片段丢失。
(1)γ射线照射花蕾期的植株(甲)后，植株叶芽细胞和生殖细胞均发生了突变，但在自然条件下，叶芽细胞突变对子代的性状几乎无影响，其原因是_______________________________。
(2)现欲确定哪个假设正确，进行如下实验：
将中秆植株(乙)在环境条件相同且适宜的自然条件下单株种植，并严格自交，观察并统计子代的表现型及比例。请你预测可能的结果并得出相应结论：___。
答案 (1)突变发生在体细胞中(体细胞突变)，一般不能遗传给后代 (2)若子代性状全为高秆，则假设一正确；若子代性状高秆∶中秆∶矮秆＝1∶2∶1，则假设二正确；若子代性状高秆∶中秆＝1∶1，则假设三正确
解析 (1)叶芽细胞属于体细胞，而体细胞突变一般不遗传给子代，因此植株叶芽细胞突变对子代的性状几乎无影响。(2)本题应该根据三个假设逆向解题。将中秆植株(乙)在环境条件相同且适宜的自然条件下单株种植，并严格自交，观察并统计子代的表现型及比例。若假设一正确，该变异仅由环境因素引起，则其基因型仍为EE，自交子代都表现为高秆。 若假设二正确，γ射线照射植株(甲)导致其发生了隐性突变，则其基因型为Ee，自交后代的基因型及比例为EE∶Ee∶ee＝1∶2∶1，因此子代表现型及比例为高秆∶中秆∶矮秆＝1∶2∶1。 若假设三正确，γ射线照射植株(甲)导致一个染色体上含有显性基因的片段丢失，则其基因型为Eo，由于染色体缺失会引起花粉不育，则其自交后代的基因型及比例为EE∶Eo＝1∶1，因此子代表现型及比例为高秆∶中秆＝1∶1。
思维延伸 (1)正常的水稻(雌雄同株)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。如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且个体存活。请回答：
8
Ⅰ.图中“？”处的基因是______，若减数分裂过程没有发生基因突变和染色体交叉互换，则配子②和④________(填“可能”或“不可能”)来自同一个初级精母细胞。
Ⅱ.现有一株基因型为Aaa的抗病植株，可能是三体植株(假说1)；也可能是如图中⑤所示由于____________________导致的(假说2)。请设计一最简捷的交配实验方案(设假说2中产生的各种配子均能受精且后代均能存活)，探究何种假说成立。(写出实验设计思路，预期结果和结论)
实验思路：_______________________________________________________________________
预期结果和结论：________________________________________________________________。
答案 Ⅰ.A 不可能 Ⅱ.染色体结构变异 让该植株进行自交 自交后代中抗病∶不抗病＝2∶1，则可能是三体植株(假说1)；自交后代中抗病∶不抗病＝3∶1，则是如图中⑤所示的染色体结构变异
(2)玉米紫株(B)对绿株(b)为显性，当用X射线照射纯种紫株玉米花粉后，将其授于绿株的个体上，发现F1有732株紫、2株绿。对这2株绿株的出现，有人进行了如下推测：
推测一：绿株是由于载有紫株基因的染色体部分区段缺失导致的。已知该区段缺失的雌、雄配子可育，而缺失的纯合子(两条同源染色体均缺失相同片段)致死。
推测二：绿株是经X射线照射的少数花粉中紫株基因突变为绿株基因。
某人设计了以下实验，以探究X射线照射花粉后产生的变异类型：
第一步：选F1中绿株与纯种紫株杂交，得到F2；
第二步：F2自交，得到F3；
第三步：观察并记录F3植株的颜色及比例。
①若F3紫株∶绿株为________，说明X射线照射的少数花粉中紫株基因突变为绿株基因。
②若F3紫株∶绿株为________，说明X射线照射的少数花粉中载有紫株基因的染色体部分区段缺失。
写出该实验F1得到F3的遗传图解，并以简要文字说明(缺失基因用下划线“_”表示)。
答案 ①3∶1 ②6∶1 遗传图解如下：
F1 b_绿株 × BB紫株
↓
F2 1/2Bb紫株 1/2B_紫株
↓自交 ↓自交
F3 BB、Bb紫株 绿株bb BB、B_紫株 _ _(植株死亡)
3/8 1/8 3/8 1/8
8
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