高三生物第二轮复习 专题4 生物的变异

【例1】为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了如图所示的方法： 图中两对相对性状独立遗传。据图分析，下列说法正确的是( )
A．通过过程①②③最后育出纯合高蔓抗病植株，说 明变异是定向的 B．花药离体培养形成的个体均为纯合子 C．过程①是一个淘汰选育的过程，利用的原理主要 是基因重组 D．图中筛选过程不改变抗病基因频率
无子番茄的“无子”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
第1讲 生物的变异
变异原因的探究
性状＝基因型＋环境条件，所以某生物的变异原因应从外因和 内因两个方面加以分析。如果是因为遗传物质(或基因)的改变引 起的，此变异可在其自交后代或与其他个体的杂交后代中再次出 现(即能遗传)，如果仅仅是环境条件的改变引起，则不能遗传给 自交后代或杂交后代，所以，①可以用自交或杂交的方法确定变 异的原因；或者②将变异个体和正常个体培养在相同的条件下， 两者没有出现明显差异，则原来的变异性状是由环境引起的。
【答案】 A
【热点考向3】染色体结构变异和数目变异 【例3】(2011· 海南卷)关于植物染色体变异的叙述， 正确的是( ) A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加 B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生 C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的 变化 D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺 序的变化
2．基因重组的类型
(1)减数分裂形成配子时， 非同源染色体 上的非等位基因 的 自由组合 。 (2)减数分裂形成 染色单体上的 四分体 时期，同源染色体上的非姐妹 的交换。
等位基因
(3)DNA重组技术。
3．染色体变异 (1)类型 染色体结构变异、染色体数目变异。 【注意】关于单倍体和多倍体的育性，主要看其染色体组的 (2)二倍体、多倍体和单倍体的判定 组成(来源和数目)，凡具奇数个染色体组的个体如染色体组为 ①二倍体和多倍体 A、AAA不可育，具异源偶数个染色体组的个体如染色体组为 Ⅰ是由受精卵发育而来的。 AB、AAAB亦不可育，但经加倍后均可育(注意：这里的字母 Ⅱ多倍体还可以通过体细胞杂交而来，如白菜—甘蓝异源四倍 代表染色体组，而不是代表基因)。 体。可根据其体细胞中的染色体组数来判断。 ②单倍体是指含有本物种配子染色体数目的个体。
【解析】过程①表示杂交育种，杂交过程中通过基因 重组，产生多种性状，变异是不定向的。过程②是单 倍体育种，花药离体培养形成的个体为单倍体，单倍 体经秋水仙素处理，染色体加倍后形成的个体才是纯 合子。过程①是一个逐代淘汰选育的过程，利用的原 理主要是基因重组。基因工程可产生定向变异。图中 筛选过程其实是通过人工选择挑选优良品种，所以抗 病基因频率通过不断筛选而提高。
【热点考向2】基因突变的特征和原因 【例2】下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷 氨酸的密码子是GAA、GAG。据图分析正确的是( )
A．转运缬氨酸的tRNA一端的三个碱基 是CAU B．②过程是α链做模板，以脱氧核苷酸 为原料，由ATP供能，在有关酶的 催化下完成的 C．控制血红蛋白的基因中任意一个碱 基发生替换都会引起镰刀型细胞贫 血症 D．人发生此贫血症的根本原因在于血 红蛋白中的一个谷氨酸被缬氨酸取 代
A．甲图所示交换模式可以导致戊的形成 B．乙图所示交换模式可以导致丙的形成 C．甲图所示交换模式可以导致丁或戊两种情 形的产生 D．乙图所示交换模式可以导致戊的形成
【解析】甲图是同源染色体的交叉互换，结果 是出现基因的自由组合，没有新基因的出现， 可以出现丁但不可能出现戊，所以A、C错误。 乙图是非同源染色体的交叉互换，结果是染色 体结构变异，可以出现戊，丙是染色体片段的 重复而导致的染色体结构变异。
基因组就是一个物种中所有DNA分子携带的全部遗传信息 人类基因组就是指人体DNA分子携带的全部遗传信息
人类单倍体基因组由24条DNA分子组成。
二、蜂群里三种蜂的发育及分工情况
三、原核生物的可遗传变异 原核生物在自然情况下，只进行无性生 殖(二分裂)，而且，DNA裸露，不形成染色 体。所以，自然状态下，原核生物的可遗传 变异仅有基因突变。但进行基因工程操作时 将外源基因导入原核细胞则属于基因重组。
【答案】D
真题预诊 1．(2011年高考海南卷)关于植物染色体变异的叙述，正确的 是( ) A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加 B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生 C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化 D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化 解析：选D。染色体组整倍性变化会使基因整倍性变化， 但基因种类不会改变；染色体组非整倍性变化也会使基因 非整倍性增加或减少，但基因种类不一定会改变；染色体 片段的缺失和重复会导致基因的缺失和重复，缺失可导致 基因种类减少，但重复只导致基因重复，种类不变；染色 体片段的倒位和易位会导致其上的基因顺序颠倒。
【变式2】(2011· 杭州宏升高复一模)如果一个基因的 中部缺失了1个脱氧核苷酸对，不可能的结果是( ) A．无法合成蛋白质产物 B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止 C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸 D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列 发 生变化
【解析】如果一个基因的中部缺失了1个脱氧核 苷酸对，可能导致翻译为蛋白质时在缺失位置终 止，也可能合成的蛋白质减少多个氨基酸，或者 缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。但缺失位 点之前的基因正常，即能够翻译出蛋白质。
因之一。
光镜下均无法检出，可根据是否 光镜下可检 鉴定方法 有新性状或新性状组合确定 出 单倍体、多 应用 诱变育种 杂交育种 倍体育种
1.基因突变 (1)特点 ①普遍性：不论原核生物还是真核生物都普遍存在，个体发育的 任何时期都可发生基因突变。 ②随机性：生物个体任何部位，只要有DNA复制，就可能发生基因突变。 ③低频性：自然情况下突变率很低 ④多害少利性：所以在诱变育种中要大量地处理供试材料，才可 能获得人们所需要的突变基因。 ⑤不定向性：一个基因可朝不同方向突变，形成多种突变基因。 (2)人工诱变 ①原理：利用物理、化学因素处理生物，使它发生基因突变。 ②方法 物理方法：辐射诱变、激光诱变； 化学方法：用秋水仙素、硫酸二乙酯、亚硝酸等处理。 ③过程：生物 物理、化学因素 基因突变→变异类型→选育良种。 ④意义：提高变异频率，创造动物、植物和微生物新品种。
【热点考向4】转基因食品的安全 【例4】(2010•江苏卷)下列关于转基因植物的叙 述，正确的是( ) A．转入油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传 入环境中 B．转抗虫基因的植物不会导致昆虫群体抗性基 因频率增加 C．动物的生长激素基因转入植物后不能表达 D．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则 不存在安全性问题
Ⅰ单倍体通常是由生殖细胞不经过受精作用直接发育而成。 Ⅱ其存在的前提是本物种体细胞中的染色体组数是偶数(如二倍
体、四倍体、六倍体)的生物，才有可能形成单倍体。
Ⅲ 单倍体的体细胞中也可以含有多个染色体组。
如普通小麦(六倍体)经花药离体培育而成的小麦苗，称为普通 小麦的单倍体，而不称作三倍体。
一、染色体组数的判定 1．染色体组是指真核细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控 ③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体组的数目=染色体数/染色 制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色 体形态数。例如，果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目 为2。 体。要构成一个染色体组应具备以下几条： 【注意】根据染色体组的数目可判断生物是二倍体还是多倍体，但一般不能用于 (1)一个染色体组中不含同源染色体，但源于同一个祖先种。 直接判断单倍体，通常以n表示一个染色体组，2n和n分别代表体细胞和配子染 (2)一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。
色体组。 (3)一个染色体组中含有控制该种生物性状的一整套基因，但不能重复。
①细胞内形态相同的染色体(同源染色体)有几条，则含有 几个染色体组。如右图细胞中相同的染色体有4条，此细 胞中有4个染色体组。 ②根据基因型来判断。在细胞或生物体的基因型中，控 制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。如右 图基因型为AAaaBBBb的细胞或生物体含有4个染色体组。 这种方法仅适合于判断同源多倍体。
(3)单倍体、二倍体和多倍体的比较
人类基因组计划：于20世纪80年代提出，由美、英、
日、中、德、法等国参加完成的针对人体23对染色体全部 DNA的碱基对（3×109）序列进行排序，对大约25 000基因 进行染色体定位，构建人类基因组遗传图谱和物理图谱的国 际合作研究计划。于2000年完成了人类基因组“工作框架 图”。2001年公布了人类基因组图谱及初步分析结果。 1、遗传图谱（genetic map）2、物理图谱（physical map） 3、序列图谱 4、转录图谱
注：显性突变与隐性突变的判定 ①受到物理、化学因素的影响，AA个体如果突变成 Aa个体，则在当代不会表现出来，只有Aa个体自交 后代才会有aa变异个体出现，因此这种变异个体一旦 出现即是纯合体。 ②如果aa个体突变成Aa个体，则当代就会表现出性状。 因此我们可以选择突变体与其他已知未突变体杂交， 通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。 对于植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分 离来进行显性突变与隐性突变的判定。
【解析】从图中可以看出，转运缬氨酸的tRNA 一端的三个碱基是CAU；②过程是α链做模板， 以核糖核苷酸为原料，由ATP供能，在有关酶的 催化下完成的；基因突变并不一定都会使生物性 状发生改变，原因是突变可能发生在基因的内含 子或非编码区，还可能是因为密码子的简并性。 发生人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因突 变。 【答案】 A
【答案】 C
【变式1】下面是果蝇的一个精原细胞减数分裂不同时期核 DNA、染色体、染色单体的数量变化图，其中可能发生非等 位基因自由组合的是 ( )
【解析】在减数分裂中，非等位基因的自由组合 发生在减数第一次分裂后期，此时核DNA、染色 体、染色单体的数量关系为2∶1∶2。果蝇体细 胞的染色体为8条，所以在图中为16∶8∶16。