专题15 生物变异的来源教师版

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专题15生物变异的来源
[考试标准]
知识内容
必考要求
加试要求
生物变异的来源
(1)基因重组
(2)基因突变
(3)染色体畸变
(4)染色体组
(5)二倍体、多倍体和单倍体
a
b
a
a
a
a
b
a
a
a
一、生物变异的种类
1、不遗传的变异：由于环境因素引起的变异，不涉及遗传物质的变化，不能遗传给后代。仅当代表现型改变。如无籽西瓜（生长素）；无籽葡萄（赤霉素）；生长条件好，果大香甜，不好，小而苦涩。
2、可遗传的变异：由遗传物质改变所引起的变异，变异来源有基因突变、基因重组（一般为有利变异）、染色体畸变。表现型不一定改变，也不一定可以遗传给后代。
二、基因重组
1、概念：指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。
2、类型及发生时间
（1）交叉互换：减I前的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换（等位基因）。可能发生！
（2）自由组合：减I后，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（3）人工重组：通过基因工程使目的基因与受体细胞重组。目的基因与载体重组，导入受体细胞，与细胞中基因重组。
3、结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。（若完全显性，n对性状不同的等位基因分别位于不同的染色体上的话，表现型可有2n种类型）
4、意义：基因重组是通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果是导致生物性状的多样性，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。
[诊断与思考]
1．判断下列叙述的正误
(1)受精过程中可进行基因重组(　×　)
(2)亲子代之间的差异主要是由基因重组造成的(　√　)
(3)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组(　×　)
(4)Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离(　×　)
2．如图a、b为二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像，请思考：
(1)图a处于何种时期？图中的1、2号染色体发生了何种变异？
提示　图a处于四分体时期，图中1、2号染色体因交叉互换发生了基因重组。
(2)图b处于何时期？该细胞名称是什么？在该时期细胞中可发生何类变异？你能否画出与此图对应的另一组染色体组合图？
提示　图b处于减数第一次分裂后期，该细胞名称为初级精母细胞，该时期细胞可能会发生非同源染色体上的非等位基因间的自由组合，与图b对应的另一组染色体组合图如图所示。
3.突变基因杂合细胞进行有丝分裂时，出现了如图所示的染色体片段交换，这种染色体片段交换的细胞继续完成有丝分裂后，可能产生的子细胞有哪些？
提示　可能产生正常基因的纯合细胞、突变基因的纯合细胞、突变基因的杂合细胞三种。

题组一　基因重组的理解
1．以下有关基因重组的叙述，正确的是(　　)
A．非同源染色体上非等位基因的自由组合能导致基因重组
B．姐妹染色单体间相同片段的交换导致基因重组
C．基因重组导致纯合子自交后代出现性状分离
D．同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的
解析　基因重组的发生与非同源染色体的自由组合和同源染色体非姐妹染色单体之间染色体片段的交换有关，A项正确、B项错误；纯合子自交后代不出现性状分离，C项错误；同卵双生个体基因型相同，其性状差异与环境条件或突变有关，与基因重组无关，D项错误。答案　A
2．下列关于基因重组的叙述，错误的是(　　)
A．基因重组通常发生在有性生殖过程中 B．基因重组产生的变异能为生物进化提供原材料
C．同源染色体上的非等位基因可以发生重组 D．非同源染色体上的非等位基因不可以发生重组
解析　同源染色体上的非等位基因可以通过非姐妹染色单体片段的交换发生重组，非同源染色体上的非等位基因通过非同源染色体自由组合发生重组，D项错误。答案　D
题组二　基因重组与其他变异类型的判断
3．下列图示过程存在基因重组的是(　　)

解析　A图所示的AaBb在进行减数分裂产生配子的过程中，会发生非同源染色体上非等位基因的自由组合，因此符合要求；B图表示的是雌雄配子的随机结合，不存在基因重组；C图表示减数第二次分裂的后期，该时期不存在基因重组；D图中只有一对等位基因，不会发生基因重组。答案A
4．如图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像，其中能够体现基因重组的是(　　)

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
解析　图①表示四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了染色体片段的交换，能够实现基因重组；图②表示染色体结构变异中的染色体易位；图③表示有丝分裂后期，着丝粒分裂导致两套相同的染色体分别移向细胞两极，在这个过程中不发生基因重组；图④表示减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组。答案B

“三看法”判断基因突变与基因重组
(1)一看亲子代基因型
①如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。
②如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。
(2)二看细胞分裂方式
①如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。
②如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。
(3)三看细胞分裂图

①如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。
②如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。
③如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙。


三、基因突变
1、概念：由于基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象和过程。（DNA分子上碱基对的缺失、增加或替换而引起基因结构的改变。）
2、发生时期：有丝分裂间期和减I前的间期。
3、根据对表现型的影响分，基因突变的类型：
①形态突变：生物的形态结构的改变。如果蝇红眼突变为白眼。
②生化突变：影响生物的代谢过程，导致某个特生化功能的改变或丧失。如苯丙酮尿症，肝脏缺苯丙氨酸羟化酶，苯丙氨酸过量积累，损伤中枢神经系统。
③致死突变：导致个体活力下降，甚至死亡。如镰刀形细胞贫血症。
形态突变和致死突变都伴随有特定的生化过程改变，因此严格地讲，任何突变都是生化突变。
4、 根据突变发生情况分： ①自发突变：自然状态下发生的基因突变。
②诱发突变：在人工条件下诱发的基因突变。
5、 特点 ①普遍性：所有生物都可能发生基因突变，任何细胞内均可发生基因突变。
②多方向性：某基因可以向不同的方向发生突变，产生多个等位基因。如A可突变为a1、a2、a3...
③稀有性：自然状态下，基因突变频率很低。如高等动植物的突变率为10-5—10-8。
④可逆性：显性基因可突变为隐性基因，隐性基因也可以突变为显性基因。
⑤有害性：多数有害，少数有利，也有中性的。
6、 结果：产生了该基因的等位基因，即新基因。
7、 意义：生物变异的根本来源，对生物进化和选育新品种具有非常重要的意义。
8、 诱发基因突变的因素 ①物理因素：射线（X射线、紫外线等）、温度剧变等。
②化学因素：亚硝酸、碱基类似物（如5溴尿嘧啶）等。
③生物因素：病毒等（如麻疹病毒等的毒素或代谢物对DNA有诱变作用）。
9、机理
(1)机理：某些因素基因中碱基对的缺失、增加或替换mRNA的碱基顺序发生改变蛋白质出现异常遗传性状的改变。
(2)实例：人类的镰刀形细胞贫血症是由于碱基对的 替换 引起基因结构的改变，进而引起血红蛋白异常。
[诊断与思考]
1．判断下列叙述的正误
(1)基因突变产生的新基因不一定传递给后代(　√　)
(2)观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置(　×　)
(3)某二倍体植物染色体上的等位基因B1突变为B2可能是由于碱基对替换或碱基对插入造成的(　√　)
(4)积聚在甲状腺细胞内的131I可能直接诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代(　×　)
(5)基因突变的方向与环境没有明确的因果关系(　√　)
(6)基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变(　√　)
2．观察下面的图示，判断基因结构改变的三种类型，完善下图内容

3．探讨基因结构中碱基对的替换、增加、缺失对生物性状的影响大小
类型
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
可改变1个氨基酸或不改变，也可使翻译提前终止
增加
大
插入位置前不影响，影响插入位置后的序列
缺失
大
缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列
增加或缺失3个碱基
小
增加或缺失位置增加或缺失一个氨基酸对应的序列

4.从两个关系分析基因突变未引起生物性状改变的原因
(1)从密码子与氨基酸的对应关系分析：密码子具有简并性，有可能翻译出相同的氨基酸 。
(2)从基因型与表现型的关系分析：由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因 。
题组一　基因突变类型的判断
1．下图表示基因突变的一种情况，其中a、b是核酸链，c是肽链。下列说法正确的是(　　)
A．a→b→c表示基因的复制和转录
B．图中由于氨基酸没有改变，所以没有发生基因突变
C．图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有简并性
D．除图示情况外，基因突变还包括染色体片段的缺失和增加
解析　由图可知，a→b→c表示基因的转录和翻译，A项错误；只要DNA中碱基对发生改变，该基因就发生了基因突变，B项错误；图中氨基酸没有发生改变，是由于密码子具有简并性，C项正确；染色体片段缺失和增加属于染色体结构的变异，D项错误。答案C
2．关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是(　　)
A．等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B．X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C．基因B中的碱基对G－C被碱基对A－T替换可导致基因突变
D．在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变
解析　根据基因突变的多方向性，突变可以产生多种等位基因，A正确；X射线属于物理诱变因素，可以提高基因突变率，B错误；基因突变包括碱基对的替换、增加、缺失三种情况，C选项属于替换，D选项属于增加，C、D正确。答案B
题组二　基因突变的特点分析
3．下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是(　　)
出发菌株挑取200个单细胞菌株选出50株选出5株多轮重复筛选
A．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株
B．X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体畸变
C．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程
D．每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高
解析　A项，图示育种过程为诱变育种，因未进行酶活性检测等，故该过程获得的高产菌株不一定符合生产要求。B项，X射线等物理因素既可以引起基因突变，也可能导致染色体畸变。C项，筛选高产菌株的过程是定向选择符合人类特定需求的菌株的过程，属于人工选择。D项，诱发诱变的突变率高于自发突变，但不一定每轮诱变都是与高产相关的基因发生突变。答案D
4．如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是(　　)
A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的
D．上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体
解析　等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制一对相对性状的两种不同形式的基因，故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因；由图可知，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果；基因突变具有随机性和多方向性；图示中的基因突变发生在体细胞中，不可能传给下一代个体。答案B
题组三　显性突变与隐性突变的判断
5．一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型(一般均为纯合子)变为突变型。让该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。由此可以推断，该雌鼠的突变为(　　)
A．显性突变 B．隐性突变 C．Y染色体上的基因突变 D．X染色体上的基因突变
解析　由于这只野生型雄鼠为纯合子，而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变，F1的雌、雄鼠中出现性状分离，所以该突变基因为显性基因，即该突变为显性突变，突变基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上。答案A
6．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，也会引起染色体畸变
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的变异
解析A项错，白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变，不一定有利于生存；B项对，X射线可引起基因突变和染色体畸变；C项对，应用杂交实验，通过观察其后代的表现型及比例，可以确定是显性突变还是隐性突变；D项对，白花植株自交后代若有白花后代，可确定为可遗传的变异，否则为不可遗传的变异。答案A
题组四　突变体类型及位置的确定
7．除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是1对等位基因。下列叙述正确的是(　　)
A．突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因
B．突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型
C．突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型
D．抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链
解析　A项，突变体若为1条染色体的片段缺失所致，缺失后表现为抗性突变体，则可推测出除草剂敏感型的大豆是杂合子，缺失片段中含有显性基因，缺失后即表现了隐性基因控制的性状。B项，突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则会导致控制该性状的一对基因都丢失，经诱变后不可能使基因从无到有。C项，突变体若为基因突变所致，由于基因突变具有多方向性，所以经诱变仍可能恢复为敏感型。D项，抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，若该碱基对不在基因的前端(对应起始密码)就能编码肽链，肽链的长短变化需要根据突变后对应的密码子是否为终止密码子来判断。答案　A
8．已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因，图中W表示野生型，①、②、③分别表示三种缺失不同基因的突变体，虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性，则编码该酶的基因是(　　)
A．基因a B．基因b C．基因c D．基因d
解析从图中可以看出：突变体①缺失d基因；突变体②缺失b、c、d基因；突变体③缺失a、b基因。由题意可知，分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性，说明决定该酶的基因在野生型和突变体①中都有，而在其他突变体中没有，因此编码该酶的是基因b。答案B

1．基因突变类问题的解题方法
(1)确定突变的形式：若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增加或缺失。
(2)确定替换的碱基对：一般根据突变前后转录成mRNA的碱基序列判断，若只有一个碱基存在差异，则该碱基所对应的基因中的碱基就为替换的碱基。
2．速记基因突变的“5”个特点
普遍性、多方向性、稀有性、可逆性、有害性。
3．两种变异类型的判断
(1)可遗传的变异与不可遗传的变异的判断方法
注：体细胞也有可遗传的变异，但不参与遗传。
(2)显性突变和隐性突变的判定
①类型 显性突变：aa→Aa(当代表现)，隐性突变：AA→Aa(当代不表现，一旦表现即为纯合子)
②判定方法：a．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。
b．让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。
四、染色体畸变
1、概念：生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化，包括染色体数目变异和染色体结构变异。
2、染色体结构变异主要包括以下四种类型：
①缺失：染色体的某一片段丢失。
②重复：染色体增加了某一相同片段。
③倒位：染色体的某一片段颠倒了180度。
④易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。
①②染色体上基因数目改变；③④染色体上基因排列顺序改变；都可导致性状改变。
3、 染色体数目变异类型
(1)含义：生物细胞中 染色体数目 的增加或减少。
①整倍体变异：体细胞的染色体数目以 染色体组 的形式成倍增加或减少。
②非整倍体变：异体细胞中 个别染色体 的增加或减少。
单体型（2n-1）:某对染色体少了一条。如性腺发育不全（XO型）； 三体型（2n+1）：某对染色体多了一条。如21三体综合征。
五、染色体组
1、染色体组：一般将二倍体生物的 一个配子 中的全部染色体称为染色体组。
2、特点：①无相同染色体，即这组染色体的形态结构、功能各不相同；②包含该生物一整套遗传物质。
3、单倍体：由 配子 直接发育而来的个体，体细胞内不管有几个染色体组都叫单倍体。
4、二倍体、三倍体、多倍体：由 受精卵 发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体。如含两个染色体组就叫二倍体，含三个染色体组的就叫三倍体，依此类推。体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。
自然界产生多倍体的原因：外界条件剧变或内部因素的干扰（如低温或秋水仙素），细胞分裂过程中纺锤体的形成受到阻碍，以致有丝分裂或减数分裂受阻，染色体数目加倍。
一倍体：只有一个染色体组的细胞和体细胞中只含单个染色体组的个体。
整倍体：生物体细胞中的染色体数目是染色体组的整倍数的个体。
实例： 蜂王（喝蜂王浆） 受精卵发育而来，是二倍体。
蜜蜂 工蜂（数量最多） 受精卵发育而来，是二倍体。
雄蜂（吃与交配） 卵细胞直接发育而来，是单倍体。
注意：单倍体与体细胞染色体组数为奇数的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。
但不要认为所有的单倍体都是高度不育的。绝大多数生物为二倍体，其单倍体中只含一个染色体组，故是高度不育的。但雄蜂能进行假减数分裂产生正常配子。如果生物体细胞中含有4、8等偶数个染色体组，则其单倍体也可产生正常的配子，因而可育。
[诊断与思考]
1．判断下列叙述的正误
(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异(　×　)
(2)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力(　×　)
(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(　×　)
(4)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加(　×　)
(5)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体(　×　)
(6)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组(　√　)
2．如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因。
(1) 下列各项的结果中哪些是由染色体畸变引起的？
它们分别属于何类变异？能在光学显微镜下观察到的有哪些？

提示　与图中两条染色体上的基因相比可知：①染色体片段缺失、②染色体片段易位、③基因突变、④染色体中片段倒位；①②④均为染色体畸变，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在显微镜下观察到。
(2)①～④中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
提示　①～④中③的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
3．下图表示细胞中所含的染色体，据图确定生物的倍性和每个染色体组所含有的染色体数目。

提示　①甲代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含1条染色体；②乙代表的生物可能是三倍体，其每个染色体组含2条染色体；③丙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体；④丁代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含4条染色体。
4．单倍体一定只含1个染色体组吗？
提示　单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代。
5．染色体结构变异(连线)


题组一　染色体结构变异的分析与判断
1．甲、乙为两种果蝇(2n)，下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是(　　)
A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B．甲发生染色体交叉互换形成了乙
C．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
D．图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
解析　A项，根据题干信息可知，甲、乙是两种果蝇，甲、乙杂交产生的F1虽然含有2个染色体组，但是因为来自甲、乙中的1号染色体不能正常联会配对，所以F1不能进行正常的减数分裂。B项，根据题图，甲中1号染色体发生倒位形成了乙中的1号染色体。C项，染色体中某一片段倒位会改变基因的排列顺序。D项，可遗传的变异如基因突变、基因重组和染色体畸变都能为生物进化提供原材料。答案D
2．如图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中①和②，③和④互为同源染色体，则图a、图b所示的变异(　　)

A．均为染色体结构变异 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．均可发生在减数分裂过程中
解析　由图可知，图a为同源染色体的非姐妹染色单体之间片段的交换，属于基因重组，基因的数目和排列顺序未发生改变，性状可能没有变化；图b是染色体结构变异，基因的数目和排列顺序均发生改变，性状也随之改变；两者均可发生在减数分裂过程中。答案D
题组二　染色体组与生物倍性的判断
3．如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是(　　)
A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b有同源染色体，含有3个染色体组；如果图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的。答案C
4．下列有关单倍体的叙述中，不正确的是(　　)
A．由未经受精的卵细胞发育成的个体一定是单倍体
B．细胞内有两个染色体组的生物体可能是单倍体
C．一般单倍体植株长得弱小，高度不育，但有的单倍体生物是可育的
D．基因型是AAABBBCcc的植物一定是单倍体
解析　单倍体是由配子发育而来的，与该生物配子中染色体数目相同；基因型是AAABBBCcc的植物含有3个染色体组，若是由受精卵发育而来的，则为三倍体，D项错误。答案D
题组三　染色体畸变的分析与探究
5．普通果蝇的第3号染色体上的三个基因，按猩红眼－桃色眼－三角翅脉的顺序排列(St－P－DI)；同时，这三个基因在另一种果蝇中的顺序是St－DI－P，我们把这种染色体结构变异方式称为倒位。仅仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别。据此，下列说法正确的是(　　)
A．倒位和发生在同源染色体之间的交叉互换一样，属于基因重组
B．倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会
C．自然情况下，这两种果蝇之间不能产生可育子代
D．由于倒位没有改变基因的种类，所以发生倒位的果蝇性状不变
解析　倒位发生在同一条染色体内部，属于染色体的结构变异，交叉互换发生在同源染色体之间，属于基因重组；倒位后的染色体与其同源染色体也可能发生联会；两种果蝇属于两个物种，它们之间存在生殖隔离，因此这两种果蝇之间不能产生可育子代；倒位虽然没有改变基因的种类，但由于染色体上基因的排列顺序改变，往往导致果蝇性状改变。答案C
6．玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下，用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9∶3∶3∶1。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其F1仍表现为非糯非甜粒，但某一F1植株自交，产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是(　　)
A．发生了染色体易位 B．染色体组数目整倍增加
C．基因中碱基对发生了替换 D．基因中碱基对发生了增减
解析　由纯合非糯非甜粒与糯性甜粒玉米杂交，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9∶3∶3∶1可知，玉米非糯性对糯性为显性，非甜粒对甜粒为显性，且控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，F1的基因组成如图1。在偶然发现的一个杂交组合中，由某一F1植株自交后代只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型可知，控制这两对相对性状的两对等位基因不遵循自由组合定律，可能的原因是：这两对相对性状的基因发生了染色体易位，其F1的基因组成如图2。故A选项较为合理，而B、C、D选项均不能对该遗传现象作出合理的解释。答案A

7．二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活，但在黑腹果蝇中，点状染色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活，而且能够繁殖后代。
(1)果蝇群体中存在无眼个体，无眼基因位于常染色体上，将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配，子代的表现型及比例如下表：

无眼
野生型
F1
0
85
F2
79
245
据此判断，显性性状为________，理由是______________________________________________________。
(2)根据上述判断结果，可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配，探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。
请完成以下实验设计：
实验步骤：
让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配，获得子代；统计子代的________________，并记录。
实验结果预测及结论：
①若子代中出现_____________________________________________，则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上；
②若子代全为_______________________________________________，说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。
答案　(1)野生型　F1全为野生型(F2中野生型∶无眼为3∶1)　(2)性状表现　①野生型果蝇和无眼果蝇且比例为1∶1　②野生型
解析　(1)由表中数据可知F1全为野生型，F2中野生型∶无眼约为3∶1，所以野生型是显性性状。(2)要判断无眼基因是否在Ⅳ号染色体上，让正常无眼果蝇与野生型(纯合)Ⅳ号染色体单体果蝇交配，假设控制无眼的基因为b，如果无眼基因位于Ⅳ号染色体上，则亲本为bb×BO(BO表示缺失一条染色体)，子代中会出现bO∶Bb＝1∶1，即无眼果蝇和野生型果蝇，且比例为1∶1。如果无眼基因不在Ⅳ号染色体上，则亲本为bb×BB，子代全为野生型。
8．某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)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.子代中宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1　Ⅱ.子代中宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1　Ⅲ.子代中宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1
答案二：①用该宽叶红花突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株杂交，收集并种植种子，长成植株　Ⅰ.子代中宽叶红花∶宽叶白花＝3∶1　Ⅱ.子代中全部为宽叶红花植株　Ⅲ.子代宽叶红花∶窄叶红花＝2∶1
解析　确定基因型可用测交的方法，依题意选择缺失一条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。

1．利用三个“关于”区分三种变异
(1)关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间染色体片段的交换，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“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失、增加，属于基因突变。
(3)关于变异的水平问题：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体畸变属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。
2．染色体组数量的判断方法
(1)同一形态的染色体→有几条就有几组。如图中有4个染色体组。
(2)控制同一性状的等位基因→有几个就有几组。如AAabbb个体中有3个染色体组。
(3)染色体组数＝，如图中染色体组数为＝4。
3．“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体
先看待判定个体是由受精卵发育而成的，还是由配子发育而成的。若待判定个体是由配子发育而成的，不论含有几个染色体组都是单倍体，单倍体是生物个体，而不是配子，所以精子、卵细胞属于配子，但不是单倍体。
若待判定个体是由受精卵发育而成的，再看它含有几个染色体组：含有两个染色体组的是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的就是多倍体。
4．利用“假设—推理法”解决生物变异实验探究题
“假设—推理法”指在观察和分析的基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的某种假设，然后根据假设进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假设是正确的，反之，则说明假设是错误的。孟德尔发现基因分离定律和自由组合定律的过程就是“假设—推理法”的充分体现。高考复习中，通过挖掘“假设—推理法”内涵，运用它解答遗传设计题时分解为3步：提出假设，正向演绎推理(结论→结果)，逆向答题(结果→结论)，取得了良好的效果。










六、总结比较：
1、基因突变、基因重组和染色体畸变的比较
项 目
基因突变
基因重组
染色体畸变
变异本质
基因内部结构发生改变
原有基因的重新组合
染色体或染色体节段上基因群的数量增减或位置的转移
适用范围
所有生物（包括病毒）
进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物
真核生物都可以发生
发生时期
①有丝分裂间期
②减数第一次分裂前的间期
①减数第一次分裂后期
②减数第一次分裂前期的四分体时期
有丝分裂或减少分裂过程中
类 型
①形态突变
②生化突变
③致死突变
①自由组合型
②交叉互换型
③人工重组型
①染色体结构变异
②染色体数目变异
产生原因
物理 化学 生物因素
↓
碱基对的添加、缺失、替换
↓
基因结构的改变
交叉互换 自由组合
↓
基因重新组合
①自发畸变
②诱发畸变（物化生）
产生机理
基因的分子结构发生改变
非同源染色体的自由组合和同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换
染色体的结构和数目发生改变
结 果
产生新的等位基因
产生新的基因型
不产生新的基因，引起性状改变
意 义
①生物变异的根本来源
②为生物进化提供最初原始材料
③形成生物多有性的根本原因
①生物变异的重要来源
②丰富了进化材料
③形成生物多样性的重要原因之一
对育种有重要意义
应 用
人工诱变育种
杂交育种 基因工程育种
育种 遗传诊断
显微镜
观察
光学显微镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新的性状组合出现确定
光学显微镜下可检出
联 系
①都是生物产生可遗传的变异；
②在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础；
③两者均产生新的基因型，可能产生新表现型。


2、 交叉互换和染色体易位的区别：
交叉互换发生于同源染色体之间，属于基因重组，在显微镜下观察不到；染色体易位发生于非同源染色体之间，属于染色体结构变异，可在显微镜下观察到。
染色体交叉互换与易位均发生在细胞增殖过程中。交叉互换只能发生在减Ⅰ的四分体时期，染色体易位可以发生在有丝分裂和减数分裂过程中。
3、单倍体、二倍体与多倍体的不同
项 目
单倍体
二倍体
多倍体
起 点
配子
受精卵
染色体组
一至多个
2个
3或3个以上
形
成
过
程

形
成
原
因
自然
成因
单性生殖
正常的有性生殖
外界环境条件剧变（如低温）
人工
诱导
花药离体培养
秋水仙素处理单倍体幼苗
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
植物特点
植株弱小，高度不育
常态
果实、种子较大，营养物质含量丰富，生长发育延迟，结实率低
举 例
蜜蜂的雄蜂
几乎全部的动物和过半数的高等植物
香 蕉：三倍体
马铃薯：四倍体
小黑麦：八倍体