新高考生物生物的变异与育种复习讲义+分层训练

生物的变异与育种
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
【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
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BbX W X w，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MⅠ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BX W和bX W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MⅠ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BbX W X w，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，X W和X W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BX W和bX W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−−−
→原因
环境变化，遗传物质未变 ②可遗传变异⎧⎪−−−→⎨⎪⎩
来源
基因突变 生物变异的根本来源
基因重组染色体变异 （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
aa Aa
A
A Aa
⎧
⎨
⎩
显性突变：→当代表现
隐性突变：→当代不表现，一旦表现即为纯合体
（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
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
【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，。