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1、 专题10生物的变异与育种1基因突变2自然状态下，基因重组发生于减数分裂过程中，包括自由组合型和交叉互换型两种。3能发生基因重组的生物都是进行有性生殖的真核生物，细菌等原核生物和无性繁殖的真核生物都不能发生基因重组。4基因突变是基因结构的改变，产生了新的基因，基因重组是基因的重新组合，产生了新的基因型。5染色体结构变异类型有缺失、重复、倒位和易位。6单倍体、二倍体和多倍体单倍体：由配子直接发育而来的个体，无论体细胞中含有多少个染色体组，都是单倍体。二倍体和多倍体：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有几个染色体组，就称为几倍体。7单倍体体细胞中不一定含有一个染色体组，体细胞中含有一个染色体组的个
2、体一定是单倍体。8秋水仙素和低温诱导染色体加倍的原理都是抑制纺锤体形成。9生物育种的原理：诱变育种基因突变；单倍体育种染色体数目变异；多倍体育种染色体数目变异；杂交育种基因重组；基因工程育种基因重组。10单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。11体细胞中染色体组为奇数的单倍体与多倍体高度不育的原因：进行减数分裂形成配子时，同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常配子。1(2012江苏高考)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(见右图)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是(
3、)A减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为BB减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离C减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合D减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换命题立意本题主要考查减数分裂过程中基因随染色体的行为变化及遗传定律等基本知识。知识依托减数分裂过程中等位基因随同源染色体分离而分开的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换而产生基因重组。减数第二次分裂时发生染色体着丝点分裂。解析选D由于“缺失染色体的花粉不育”，所以以该植株为父本，理论上测交后代应该全部表现为白色性状。后代中出现部分红色性状，可能是图
4、示染色单体1或2上的基因b突变为B，但这种可能性很小，故A项不是最合理的；也有可能是减数第一次分裂的四分体时期非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，B基因转移到染色单体1或2上，这种情况最为常见，D项解释最合理。2(2011安徽高考)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病。但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接()A插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变B替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变C造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异D诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代命题立意主要考查放射性物
5、质对人体细胞内遗传物质DNA及染色体的影响。知识依托基因突变的实质是DNA分子中碱基对增添、缺失或替换。基因突变发生在体细胞中，突变性状一般不能遗传给下一代，发生在生殖细胞中则遗传给下一代。染色体结构变异包括缺失、重复、倒位、易位等。解析选C本题以放射性同位素131I为素材考查生物的变异，意在渗透辐射污染对人类的影响，引导关注社会热点和人类健康。131I不能插入DNA分子中，也不能替换DNA分子中的碱基，故A、B项错误；大剂量的放射性同位素131I会导致基因突变或染色体结构的变异。上皮细胞属于体细胞，发生基因突变后不会遗传给下一代，故C项正确，D项错误。3(2012广东高考)科学家用人工合成的
6、染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常。关于该重组酵母菌的叙述，错误的是()A还可能发生变异B表现型仍受环境的影响C增加了酵母菌的遗传多样性D改变了酵母菌的进化方向命题立意主要考查生物变异和进化知识。知识依托非同源染色体之间交叉互换片段属于染色体结构变异的易位。表现型基因型环境条件。生物进化方向由自然选择决定。解析选D生物的变异包括可遗传的变异(基因突变、基因重组和染色体变异)和不可遗传的变异，该重组酵母菌在生长繁殖的过程中，随着DNA的复制可能会发生基因突变等变异；生物的表现型是由基因型和环境条件共同决定的，环境可以影响生物的表现型
7、；人工合成的染色体片段成功替代第6号和第9号染色体部分片段后，导致酵母菌具有原本没有的遗传物质，增加了遗传多样性；自然选择决定生物进化的方向，变异为进化提供原材料。4(2012天津高考)芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线。已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。 据图分析，下列叙述错误的是()A、两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化B与过程相比，过程可能会产生二倍体再生植株C图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高DF1
8、减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会命题立意主要考查杂交育种、单倍体育种及减数分裂的特点等知识。知识依托植物组织培养的培养基中需要添加植物激素。减数分裂过程中同源染色体发生联会。单倍体育种能大大缩短育种年限，且所得个体一般为纯合子。解析选D选项A，为脱分化，均需要植物激素来诱导。选项B，过程形成的再生植株如果是由花药壁(2n)细胞发育而来的，则为二倍体；如果是由花粉(n)细胞发育而来的，则为单倍体。选项C，过程属于单倍体育种，能明显缩短育种年限，并且通过该途径得到的低芥酸新品种(HHGG)全部能稳定遗传，故与其他两种途径相比，其育种效率最高。选项D，在减数分裂过程中，同源染
9、色体之间发生联会；H基因和G基因所在的染色体为非同源染色体，减数分裂过程中不会发生联会。5(2012广东高考)子叶黄色(Y，野生型)和绿色(y，突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色。(1)在黑暗条件下，野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见上图1。其中，反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是_。(2)Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白，其部分氨基酸序列见上图2。据图2推测，Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的_和_。进一步研究发现，SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体。可推测，位点_的突变导致了该蛋白的功能异常，从
10、而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。(3)水稻Y基因发生突变，也出现了类似的“常绿”突变植株y2，其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻Y基因的功能，设计了以下实验。请完善。命题立意考查基因的功能及突变基因对生物性状的影响。知识依托生物体颜色决定于所含色素种类及比例。当发生碱基对的替换时，只引起个别氨基酸改变或不改变(由于密码子的简并性)。当发生碱基对的增添或缺失时，会使发生碱基改变位点之后的所有碱基的排列顺序可能都发生改变。实验设计时遵循对照性、单一变量原则。解析(1)野生型豌豆成熟后子叶由绿色变为黄色，叶绿素含量减少，故图1中曲线B表示野生型豌豆，曲线A表
11、示突变型豌豆。(2)处氨基酸的种类发生了改变，是碱基对替换造成的；处增加了氨基酸，是碱基对的增添造成的。SGRY蛋白和SGRy蛋白均能进入叶绿体，说明处发生的突变不影响其转运功能，故调控叶绿素降解的能力减弱应是位点的突变导致的。(3)该实验是验证性实验，推测的结论应与实验目的相符。答案(1)A(2)替换增添(3)突变植株y2用含Y基因的农杆菌感染突变植株y2的细胞叶片衰老后叶片衰老后由绿变黄水稻Y基因通过调控叶绿素降解，使叶片衰老后由绿变黄1从考查内容上看，主要集中分布在基因突变的特点、应用；染色体变异类型及农作物育种等知识点上。2从考查角度上看，结合细胞分裂、DNA复制、遗传的基本规律，综合
12、考查基因突变类型、特点及对性状的影响；借助科学研究热点材料或结合减数分裂考查染色体变异的类型及其判断等相关知识；以二倍体、多倍体、单倍体的区别及其在生物育种上的应用为载体进行命题或结合实验探究进行考查。3从命题趋势上看，预计2013年高考命题，基因突变、染色体变异、生物育种仍是考查重点，多结合减数分裂、DNA复制、遗传基本规律、不同育种方式进行综合命题考查。基因突变 例1央视一则报道称，孕妇防辐射服不仅不能防辐射，反而会聚集辐射。辐射对人体危害很大，可能导致基因突变。下列相关叙述正确的是()A碱基对的替换、增添和缺失都是由辐射引起的B环境所引发的变异可能为可遗传变异C辐射能导致人体遗传物质发生
13、定向改变D基因突变可能造成某个基因的缺失解析引起碱基对的替换、增添和缺失的因素有物理因素、化学因素和生物因素；如果环境引发了细胞中遗传物质的改变，就成了可遗传的变异；变异是不定向的；基因突变会导致基因内部分子结构的改变，不会导致某个基因的缺失。答案B1基因突变的理解(2)辨图解：突变原理图：突变结果图：(基因M突变成其等位基因m)(3)善联系：“突变和基因重组产生进化的原材料”中的“突变”指基因突变和染色体变异。2基因突变应注意的几个问题(1)基因突变容易发生于DNA分子复制过程中，即有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。(2)基因突变在普通光学显微镜下无法看到，但染色体变异一般可以镜检出来
14、。(3)基因突变的随机性体现在两个方面：时间上的随机：即基因突变可发生于生物个体发育的任何阶段，甚至在趋于衰老的个体中也很容易发生，如老年人易得皮肤癌等。部位上的随机：基因突变既可发生于体细胞，也可发生于生殖细胞。若为前者，一般不传递给后代，若为后者，则可通过生殖细胞，进而通过生殖传向子代。另外，基因突变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。(4)基因突变的结果：基因突变引起基因“质”的改变，产生了原基因的等位基因，改变了基因的碱基序列，如由Aa(隐性突变)或aA(显性突变)，但并未改变染色体上基因的数量和位置。(5)基因突变的频率比较：生殖细胞体细胞；分裂旺
15、盛的细胞停止分裂的细胞。1下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是()A处插入碱基对G CB处碱基对AT替换为GCC处缺失碱基对ATD处碱基对G C替换为AT解析：选B根据图中1 168位的甘氨酸的密码子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的，那么1 169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG，由此可推知该基因发生的突变是处碱基对AT被替换为GC。2野生型链孢霉能在基本培养基上生长，而用X射线照射后的链孢霉却不能在基本培养基上生长。在基本培养基中添加某种维生素后，经过X射线照射的链孢
