1、 第四章生物的变异第四章生物的变异 一、一、易错题易错题 1.下列有关变异类型的判断错误的是( ) A.单倍体的形成过程中发生了整倍体变异 B.诱变育种与转基因技术育种均利用了基因突变原理 C.无籽西瓜的培育过程中发生了基因重组和染色体畸变 D.猫叫综合征由第五号染色体的短臂上缺失一段染色体片段引起 2.如图是发生在生物细胞中的一些特殊变化,下列有关叙述不符合生物学原理的是( ) A.过程一定发生了基因突变,但生物性状不一定改变 B.过程可发生在减数第一次分裂前期,导致生物性状重新组合 C.过程发生了染色体结构的变异,其结果往往对生物体有害 D.不能在光学显微镜下观察到,一般可在光学显微镜下观
2、察到 3.某植物株色的紫色对绿色是显性,分别由基因 PL 和 pl 控制,不含 PL、pl 基因的植物株色表现为白色。该植物株色在遗传时出现了变异(如图所示),下列相关叙述错误的是( ) A.该变异是由某条染色体片段缺失引起的 B.该变异是由显性基因突变引起的 C.子一代植株自交,在子二代中能够表现出新的株色 D.该变异可以使用显微镜观察鉴定 4.某夫妇去医院进行遗传咨询,已知丈夫患某种遗传病,其父母和妻子均正常。下列推测不合理的是 ( ) A.可以排除该男子患细胞质遗传病和 Y 连锁遗传病的可能性 B.若丈夫有患同种病的妹妹,则可推测这对夫妇所生子女患该病的概率均等 C.若该病为 X 连锁遗
3、传病,则丈夫的家族中女性患该病的风险较高 D.可以通过用显微镜观察丈夫的组织细胞装片判断该病是否为染色体异常遗传病 5. 2021 浙江金华高三一模一孕妇(甲)为抗维生素 D 佝偻病(用 D、d 表示与该病相关的等位基因)患者,其丈夫正常。现用放射性基因探针对孕妇及其丈夫和他们的双胞胎孩子进行基因诊断(d 探针检测基因d,D 探针检测基因 D),诊断结果如图(空圈表示无放射性,深色圈放射性强度是浅色圈的 2 倍)。下列说法错误的是 ( ) A.d 探针与 D 探针的大多数碱基序列相同 B.个体乙、丁为性别不同的双胞胎孩子 C.甲和丁的基因型分别是 XDXd、XdXd D.个体乙与正常异性婚配,
4、所生女儿有一半患病 6.图一为有关白化病(相关基因用 A、a 表示)和红绿色盲(相关基因用 B、b 表示)的某家庭遗传系谱图,其中9 同时患白化病和红绿色盲。图二表示该家庭中某个体的一个原始生殖细胞,下列说法错误的是 ( ) A.图二可能来自图一中的任何一个正常女性 B.11同时含有两种致病基因的概率为 1/4 C.若10和12结婚,则所生子女患病的概率是 13/48 D.若12的基因型为 XBXbY,则产生异常生殖细胞的一定是其母亲 7.人类的MBTPS2基因突变后会引起骨质疏松症,研究人员在调查了某家族中的该遗传病后绘制了如图1所示的遗传系谱图(黑色表示患病个体)。回答下列问题: (1)有
5、人据图 1 得出骨质疏松症在人群中的发病率约为 3/8,你_(填“同意”或“不同意”)他 的观点,理由是:_ _。 (2)骨质疏松症是由 MBTPS2 基因_(填“隐性”或“显性”)突变后所引起的遗传病,仅据图 1 分析,能不能确定 MBTPS2 基因是在常染色体上还是在 X 染色体上?并说明原因: _ _ _。 (3)为确定 MBTPS2 基因是在常染色体还是在 X 染色体上,研究人员对该家庭的男性成员相关基因进行了带谱分析,结果如图2所示,则2和3婚配后,预计他们生下患病男孩的概率是_,若他们第一胎生下一个患病男孩,则第二胎生的女孩是携带者的概率为_。 二、二、疑难题疑难题 疑难点疑难点
6、1 变异与细胞分裂异常结合分析变异与细胞分裂异常结合分析 1.2022 浙江嘉兴高三上模考某动物的基因型是 AABbDd,该动物体内细胞经 2 次分裂产生细胞,其中和来自同一个次级精母细胞,和共同来自另一个次级精母细胞。细胞、中标明了染色体组成和相关基因。下列叙述错误的是( ) A.在减数分裂前的间期发生了基因突变 B.在减数第二次分裂过程中发生了染色体数目变异 C.若与正常卵细胞形成受精卵并发育为幼体,则该幼体为三倍体 D.若与的染色体数目相同而基因型不同,则可能发生了染色体片段缺失 2.某基因(R)是一种抑癌基因,杂合子(Rr)仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中,一旦体细胞的杂合性丢失
7、形成纯合子(rr)或半合子(r),就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。 如图为体细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制,下列分析错误的是( ) A.1 半合子(r)的产生是由于含 R 基因的染色体丢失 B.2 纯合子(rr)的产生是由于发生了染色体片段的交换 C.3 半合子(r)的产生是由于缺失了含 R 基因的染色体片段 D.4 纯合子(rr)的产生是由于基因 R 突变成了基因 r 疑难点疑难点 2 育种方法的原理及选择育种方法的原理及选择 3. 2022 浙江金丽衢十二校高三下联考现有某二倍体作物的甲、乙两个纯合品种,甲品种的光合产量高于乙品种,但乙品种更适宜在盐碱地种植(相关性状均由核基因控制)
8、。现要利用甲、乙两品种培育出高产、耐盐的植株。下列所采用的技术手段,不可行的是( ) A.利用多倍体育种将品种甲和品种乙的染色体加倍,进行有性杂交后筛选 B.两品种杂交获得 F1,再利用单倍体育种技术获得目的植株 C.利用人工诱变的方法处理乙品种以获得满足要求的目的植株 D.将乙品种的耐盐基因导入到甲品种的受精卵中,从而培育出目的植株 4.研究人员用乌拉尔图小麦和粗山羊草培育异源四倍体小麦的过程如图 1,其中 A 和 D 分别代表两种植物的一个染色体组。异源多倍体形成配子时常出现部分非同源染色体之间通过配对交叉导致染色体片段交换的现象,如图 2。下列叙述正确的是( ) A.乌拉尔图小麦和粗山羊
9、草杂交产生的 F1中有两个染色体组,但 F1 不可育 B.可以用秋水仙素处理 F1的幼苗或所结的种子,产生异源四倍体小麦 C.若图 2 显示异源四倍体小麦的某精原细胞产生精子的过程,则该过程发生了基因重组 D.图 2 中所发生的变异可增加配子的多样性,但不能为进化提供原材料 5.农业上,常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄(2n=38)茎段上的芽,然后将茎段扦插以获得四倍体葡萄。研究发现四倍体葡萄中约有 40%的细胞中的染色体被诱导加倍,而剩余的细胞均表现正常,故被称为“嵌合体”。下列有关叙述正确的是( ) A.上述秋水仙素的作用是促进染色体多次复制 B.“嵌合体”的每个染色体组中含有 3
10、8 条染色体 C.“嵌合体”的体细胞中可能含有 2、4 或 8 个染色体组 D.“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体可利用种子繁殖 6.通过单倍体育种的方法将宽叶不抗病(AAbb)和窄叶抗病(aaBB)的两个烟草品种培育成宽叶抗病(AABB)新品种。下列关于育种过程的叙述,正确的是 ( ) A.将基因型为 AAbb 和 aaBB 的植株杂交得到基因型为 AaBb 的植株的过程实现了基因重组 B.对 F1的花药进行离体培养,可得到四种单倍体植株 C.单倍体育种过程需要用秋水仙素处理诱发染色体结构变异 D.单倍体育种过程中淘汰了杂合个体,明显缩短了育种年限 7.某农科院研究人员用 射线处理大量的籼稻
11、种子,将这些种子栽培后发现了一株具有籽粒明显增大特性的变异株,他们对该植株的变异来源及大籽粒新品种的培育方法进行了相关研究。请回答: (1)判断该变异株的育种价值,首先要确定它的_是否发生了变化。 (2)用 射线处理籼稻种子培育新品种的方法属于_。 (3) 借 助 显 微 镜 初 步 判 断 该 变 异 株 是 否 发 生 了 染 色 体 畸 变 的 基 本 思 路 是_。 (4)若该变异株是染色体畸变导致的,则可推测该变异株产生的有活力的配子较少,其原因是_。 (5)若该变异株是个别基因的突变体,则可采用杂交育种的方法培育出新品种,其基本手段是杂交、选择、_等。为了加快这一进程,还可以采集变
12、异株的花药放在人工培养基上进行_,待幼苗形成后,用_处理,以获得可育的纯合植株。 8. 2022 浙江绍兴高一期末考试在水果市场中,果实少籽的品种通常更受欢迎。少籽品种的类型根据其培育原理有多倍体少籽和易位少籽等。 (1)人们平时食用的普通西瓜是二倍体,为实现无籽的目的可利用二倍体西瓜培育三倍体西瓜,培育的第一年用秋水仙素处理母本获得四倍体植株,该过程中秋水仙素能_;第二年种植的西瓜所结果实无籽的原因是_ _。该育种过程依据的遗传学原理主要是_。 (2)三倍体西瓜育种周期长,制种技术复杂。研究证明,通过人工诱导染色体易位培育少籽西瓜,能有效克服以上缺点,部分育种过程如图 1。在发生染色体易位的
13、西瓜中,只有如图 3 所示的易位纯合体产生的配子育性正常,其余个体产生的配子均有一部分不育。 用碘液可鉴定花粉育性,经碘液处理后,育性正常的花粉呈圆形黑色,败育花粉呈形状不规则的浅黄色。 用60Co 辐射后的种子记为 M1,播种 M1,自交得到的后代为 M2。 在 M1中只有少数个体发生了如图 2 所示的染色体易位,原因是生物的变异具有_的特点;若图2类型植株产生的各种类型的配子均有一半不育,则图 2 类型植株自交产生的后代中配子育性正常的植株所占比例为_。 若要大量获得图 2 类型的少籽品种,需筛选出如图 3 所示的易位纯合体,可从图 2 类型植株自交产生的M2中选取配子育性正常的单株作父本
14、,与正常的二倍体母本进行杂交得到 F1,种植 F1并进行花粉育性检查,若显微镜下观察到 _,则其父本为易位纯合体。进行杂交的同时应让该单株父本进行_,以保留该品系。 参考答案参考答案 一、一、易错题易错题 1. B 转基因技术育种利用了基因重组原理,B 错误 2. A 基因是有遗传效应的 DNA 片段,图中 DNA 片段可能不是基因,所以过程不一定发生了基因突变,即使发生了基因突变,由于密码子的简并性,生物性状也不一定改变,A 符合题意;过程表示同源染色体的非姐妹染色单体之间的片段互换,可发生在减数第一次分裂前期,导致生物性状重新组合,B 不符合题意;过程发生了染色体结构变异中的易位,其结果往
15、往对生物体有害,C 不符合题意;不能在光学显微镜下观察到,一般可在光学显微镜下观察到,D 不符合题意。 3. B 分析题图可知,该变异由染色体中某一片段缺失所致,属于染色体变异,A正确,B错误;染色体变异是可遗传变异,能传递给后代,子一代植株自交,子二代会出现不含 pl、PL 基因的个体,表现出不同于紫色和绿色的第三种株色(白色),C 正确;由于染色体在显微镜下能看到,因此该变异可以使用显微镜观察鉴定,D正确。 4. C 该患病男子的母亲正常,因此可以排除该男子患细胞质遗传病的可能性;该男子的父亲正常,因此可以排除该男子患 Y 连锁遗传病的可能性,A 不符合题意。若丈夫有一个患同种病的妹妹,则
16、该病为常染色体隐性遗传病,因此可推测这对夫妇所生子女患该病的概率均等,B 不符合题意。 若该病为 X 连锁遗传病,则该病应为伴 X 染色体隐性遗传病,该遗传病的特点之一是人群中男性患病风险较高,C 符合题意。染色体异常可以通过显微镜观察到,因此可以通过用显微镜观察丈夫的组织细胞装片判断该病是否为染色体异常遗传病,D 不符合题意。 5. D D 和 d 是一对等位基因,等位基因一般是通过基因突变产生的,基因突变是指碱基对的插入、缺失或替换引起的核苷酸序列改变,因此二者的大多数碱基序列相同,A 正确;由题意分析可知,乙的基因型为XDY,丙的基因型为XdY(父亲),丁的基因型为XdXd,可见乙和丁是
17、性别不同的双胞胎孩子,B正确;由题意分析可知,甲和丁的基因型分别是 XDXd、XdXd,C 正确;乙的基因型为 XDY,其与正常异性(XdXd)婚配,所生女儿都患病,D 错误。 6. D 分析图一:由5和6生出一个患病的11可知,4、 9和11都患有常染色体隐性遗传病,即白化病,则7和9患有红绿色盲。分析图二:图二为白化病基因和红绿色盲基因在某个体的一个原始生殖细胞中的分布示意图,白化病是常染色体隐性遗传病,红绿色盲是伴 X 染色体隐性遗传病,因此图二所示个体的基因型为 AaXBXb。图一中任何一个正常女性的基因型都可能是 AaXBXb,A 正确;11为白化病患者,一定有白化病致病基因,其母亲
18、有 1/2 的概率携带色盲基因,因此11同时含有两种致病基因的概率为11/21/2=1/4,B 正确;12的基因型是 1/3AAXBY、2/3AaXBY,10的基因型是 1/2AaXBXB、1/2AaXBXb,若10和12结婚,后代患白化病的概率为 2/31/4=1/6,后代患红绿色盲的概率为 1/21/4=1/8,所以他们所生子女患病的概率是 1-(1-1/6)(1-1/8)=13/48,C 正确;若12的基因型为 XBXbY,其父母表型均正常,则其可能是由 XBXb(卵细胞)+Y(精子)受精形成的受精卵发育而来的,也可能是由 Xb(卵细胞)+XBY(精子)受精形成的受精卵发育而来的,因此难
19、以断定产生异常生殖细胞的是其母亲还是其父亲,D 错误。 7.答案：(1)不同意 骨质疏松症在人群中的发病率需要在人群中随机调查统计,且调查的样本要足够大,而不是在患者家系中调查统计 (2)隐性 不能,无论 MBTPS2 基因是在常染色体上还是在 X 染色体上,该家庭都可能出现上述患病情况 (3)1/8 1/2 解析：分析图 1:由于1和2均表现正常,他们的儿子1患病,可推知该病为隐性遗传病。分析图 2:由图 1 可知该家庭的男性成员中,4和1为患者,结合图 2 中的基因带谱分析可知,2不携带致病基因,即1的隐性致病基因只来源于其母亲1,由此可推出该病为伴 X 染色体隐性遗传病。(1)图 1 家
20、系中该病患者占 3/8,但不能说明骨质疏松症在人群中的发病率约为 3/8,因为骨质疏松症在人群中的发病率需要在人群中随机调查统计,且调查的样本要足够大,而不是在患者家系中调查统计。(2)由图 1 分析可知,该病为隐性遗传病,但仅根据图1分析,不能确定MBTPS2基因是在常染色体上还是在X染色体上,因为该基因无论是在常染色体上还是在 X 染色体上,都会出现图 1 中的结果。 (3)由图 2 分析可知,该病为伴 X 染色体隐性遗传病,将 MBTPS2 基因用 A 表示,则2 的基因型为 1/2XAXA、1/2XAXa,3的基因型为 XAY,预计他们生下患病男孩(XaY)的概率是1/41/2=1/8
21、;若他们第一胎生下一个患病男孩,则2的基因型一定为XAXa,则第二胎生的女孩是携带者的概率为 1/2。 二、二、疑难题疑难题 1. C 根据题意和图示可知,该动物的基因型是 AABbDd,细胞处于减数第一次分裂的后期,其中一条姐妹染色单体上的 A 基因突变成为 a 基因,说明可能在减数分裂前的间期进行 DNA 复制时发生了基因突变,A 正确;根据减数第二次分裂产生的子细胞来看,其中一个子细胞内只有一条染色体,其上的基因为 Ab,细胞内染色体数目少了一条,发生了染色体数目的变异,B 正确;由于和来自同一个次级精母细胞,则推测在减数第二次分裂的后期,基因 d 所在的染色体的姐妹染色单体没有分离,移
22、向了细胞的同一极,导致产生的子细胞中染色体多了一条,即染色体数为 3 条,其基因型为 abdd,若与正常卵细胞形成受精卵并发育为幼体,则该幼体体细胞中比正常体细胞中多一条染色体,而非多一个染色体组,因此该幼体不是三倍体,C错误;若减数第二次分裂产生的子细胞和染色体正常,那么细胞和内应都有2条染色体,基因型都为 ABD,若细胞与的染色体数目相同而基因型不同,则可能发生了染色体片段缺失,导致其上的基因缺失,从而导致和基因型不同,D 正确。 2. B 1 半合子(r)的产生是由于含 R 基因的染色体丢失,A 正确;2 纯合子(rr)可能是有丝分裂后期含 r 的染色体移向了细胞的同一极造成的,B错误;
23、3半合子(r)的产生是由于缺失了含R基因的染色体片段,C正确;4纯合子(rr)的产生是由于基因 R 突变成了基因 r,D 正确。 3. A 利用多倍体育种将品种甲和品种乙的染色体加倍,染色体加倍后变为四倍体,进行有性杂交后筛选获得的植株仍为四倍体,并且这些四倍体植株不一定表现为高产、 耐盐,A 符合题意;两品种杂交获得 F1,F1含有甲、乙两个品种的优良基因,再利用单倍体育种技术获得植株后筛选,能获得高产、耐盐的植株,B 不符合题意;人工诱变可以诱导乙品种发生基因突变,从而获得满足要求的目的植株,C 不符合题意;利用基因工程技术将乙品种的耐盐基因导入到甲品种的受精卵中,可培育出目的植株,D 不
24、符合题意。 4. A 乌拉尔图小麦和粗山羊草杂交产生的 F1中有两个染色体组,但由于缺乏同源染色体,减数分裂时联会紊乱,故 F1不可育,A 正确;由于 F1不可育,不能产生种子,因此只能用秋水仙素处理 F1的幼苗,产生异源四倍体小麦,B 错误;图 2 中异源四倍体小麦的某精原细胞产生精子的过程中发生了染色体结构变异中的易位,C 错误;图 2 中所发生的变异属于易位,可增加配子的多样性,能为进化提供原材料,D 错误。 5. C 秋水仙素作用于细胞有丝分裂前期,作用是抑制纺锤体的形成,从而导致染色体数目加倍,A错误;葡萄是二倍体,染色体数目是 38 条,一个染色体组中的染色体数目是 19 条,B
25、错误;由题意可知,“嵌合体”中有的细胞是二倍体细胞,含有 2 个染色体组,有的是四倍体细胞,含有 4 个染色体组,四倍体细胞如果处于有丝分裂的后期,则含 8 个染色体组,C 正确;“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体,减数分裂时联会紊乱,不能形成正常的配子,因而不能产生种子,故不可利用种子繁殖,D 错误。 6. B 基因型为 AAbb 和 aaBB 的植株减数分裂产生配子的过程中,只能产生 Ab 和 aB 的配子,没有实现基因重组,A 错误;秋水仙素处理单倍体幼苗后染色体数目加倍,该过程发生了染色体数目变异,C 错误;该单倍体育种过程中,经秋水仙素加倍后得到的均为纯合子,并没有淘汰杂合个体,D
26、错误。 7.答案：(1)遗传物质 (2)诱变育种 (3)将该变异株的根尖制作成临时装片,用显微镜观察比较染色体的形态和数目 (4)该植株经减数分裂产生的配子中的染色体形态、 数目异常,染色体形态或数目异常对配子不利,甚至导致配子死亡 (5)纯合化 离体培养 秋水仙素 8.答案：(1)抑制细胞分裂时纺锤体的形成,使染色体数目加倍 减数分裂时同源染色体联会紊乱,无法形成正常配子 染色体(数目)变异 (2)稀有性、多方向性 1/8 F1的花粉既有呈圆形黑色的又有呈形状不规则的浅黄色的 自交 解析： (1)利用普通二倍体西瓜可培育三倍体无籽西瓜,培育的第一年用秋水仙素处理母本,可抑制细胞分裂时纺锤体的
27、形成,使染色体数目加倍,从而获得四倍体植株;再以四倍体植株作母本,二倍体植株作父本进行杂交,获得三倍体种子;第二年种植的三倍体西瓜由于减数分裂时,同源染色体联会紊乱,无法形成正常配子,因此授以二倍体的花粉可以获得无籽果实。该育种过程依据的遗传学原理主要是染色体数目变异。(2)用60Co 辐射后的种子中只有少数个体发生如图 2 所示的染色体易位,原因是生物的变异具有稀有性、多方向性的特点;假设图 2 类型植株的染色体组成为 AABB,其中 A 和 B 表示正常染色体,A和B表示易位染色体,根据题意,在发生染色体易位的西瓜中,只有如图3所示的易位纯合体产生的配子育性正常,且图 2 类型植株产生的各种类型的配子均有一半不育,则图 2 类型植株(AABB)自交产生的后代中配子育性正常的植株(染色体组成为 AABB 和 AABB)所占比例为 2/16=1/8。 图 2 类型植株自交产生的配子育性正常的单株(染色体组成为 AABB 或 AABB)作父本,与正常的二倍体母本(染色体组成为 AABB)进行杂交得到F1,F1染色体组成为AABB或AABB,种植F1并进行花粉育性检查,若显微镜下观察到F1的花粉既有呈圆形黑色的又有呈形状不规则的浅黄色的,则其父本为易位纯合体。进行杂交的同时应让该单株父本进行自交,以保留该品系。
