1、高三第一轮复习资料 遗传与变异三 生物的变异学习目标1、知道生物变异的类型和意义。2、理解并识记概念：基因突变、基因重组、染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等。3、掌握基因突变、基因重组和染色体变异的成因、特点及其在生产实践中的应用。知识结构 不遗传的变异：由环境因素引起 基因突变变异类型 遗传的变异 基因重组：指生物体在有性生殖过程中，控制不同性状的（遗传物质改变） 基因之间的重新组合，使后代中出现不同于亲本的类型。 染色体变异 概念：DNA分子种碱基对的替换、缺失或增加而使基因特定核苷酸系列发生改变的现象。基因突变 类型 自然突变 诱发突变：通过 X射线、太空育种等途径增加突变的频率，培育新
2、品种。 具有可逆性、多方向性 特点 大部分是中性的 自然发生的频率很低 实例：镰状细胞贫血症、血友病、白化苗 意义：是产生新基因的主要来源，是生物变异的主要原因，为生物进化提供了最初的原材料。 结构变异：缺失（如猫叫综合征）、重复、倒位、易位 个别染色体数目增减：如21三体综合征；睾丸发育不全症（XXY） 染色体组 概念：二倍体生物生殖细胞中的一组染色体。染色体变异 特征：形态和功能各不相同，携带该生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。数目变异 二倍体 概念：体细胞中含有两个染色体组的的个体，由受精卵发育而来染色体数成倍增减 举例：几乎全部动物，大部分植物 概念：体细胞中含有三
3、个或三个以上染色体组的个体，由受精卵发育而来。含三个染色体组的，叫三倍体，含四个染色体组的叫四倍体 举例：香蕉为三倍体，普通小麦是六倍体。 多倍体 成因：外界条件剧变或体内因素干扰，已复制的染色体不能均等分成两组，使细胞内的染色体加倍。 特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量增加，抗旱、抗寒、抗病能力强。 应用: 多倍体育种概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体成因：由配子直接发育而成 单倍体 举例：雄性蜜蜂 特点：单倍体植株长得弱小，高度不育。 应用: 单倍体育种 基础知识一、比较基因重组、基因突变和染色体变异基因重组基因突变染色体变异本 质基因的重新组合
4、产生新的基因型，使性状重新组合基因的分子结构发生了改变，产生了新的基因，出现了新的性状染色体组成倍增加或减少，或个别染色体增加或减少，或染色体内部结构发生改变发生时期及其原因减四分体时期由于四分体的非姐妹染色单体的交叉互换和减后期非同源染色体的自由组合个体发育的任何时期和任何细胞DNA复制时，DNA碱基对的增添、缺失或改变体细胞在有丝分裂中，染色体不分离，出现多倍体；或减数分裂时，偶然发生染色体不配对不分离，分离延迟等原因产生染色体数加倍的生殖细胞，形成多倍体条 件不同个体之间的杂交外界条件的剧变和内部因素的相互作用外界条件的剧变和内部因素的相互作用意 义是生物变异和产生生物多样性的重要原因之
5、一。通过杂交育种，导致性状的重新组合，从而培育出新的优良品种生物变异的根本来源，也是生物进化的重要因素之一。通过诱变育种可培育出新品种利用单倍体育种和多倍体育种可选育出优质、高产的新品种。利用个别染色体的增加或减少，还可进行基因定位研究和实施染色体工程的研究，有针对性地选育动植物新品种二、比较作物育种方式类 型杂交育种人工诱变育种单倍体育种多倍体育种原 理基因重组基因突变染色体组成倍减少染色体组成倍增加方 法将具有不同优良性状的两个亲本杂交用物理或化学的方法处理生物先花药离体培养，再用秋水仙素处理幼苗用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗主要优点使优良性状集中在一个个体可提高变异频率，加速育种进程自交
6、后代是纯合体，明显缩短育种年限器官巨大，提高产量和质量实例大麦矮秆抗病新品种青霉素高产菌株普通小麦花药离体培养无子西瓜、八倍体小黑麦三、染色体数目变异及示例类别名 称符号染色体组示例示 例整倍体单倍体二倍体三倍体n2n3n（ABCD）（ABCD）（ABCD）（ABCD）（ABCD）（ABCD）小麦（21）人（46）香蕉（33）非整倍体单体缺体三体2n12n22n+1（ABCD）（ABC）（ABC）（ABC）（ABCD）（ABCD）（A）21三体综合征四、判断二倍体、多倍体和单倍体对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看它是由受精卵发育而成的个体，还是由配子发育而成的个体。由受精卵发育而成的个体，根
7、据其体细胞中的染色体组数叫几倍体；由配子发育而成的个体叫单倍体。单倍体生物，其存在的前提条件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。单倍体是由配子直接发育而成的个体，因此单倍体的体细胞中可以含有一个或多个染色体组。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，含三个染色体组，但不称作三倍体。五、秋水仙素：秋水仙素是从一种从百合科植物秋水仙中提取出来的的一种植物碱。秋水仙素有剧毒。主要作用于有丝分裂的前期，抑制纺锤体的形成。六、蜜蜂社会中有三大类：蜂王、工蜂、雄峰蜂王和工蜂由受精卵发育而来，二倍体,32条染色体，两个染色体组。雄蜂由卵细胞发育
8、而来，雄峰的体细胞中只有16条染色体，一个染色体组。七、单倍体育种花药离体培养法P： AABBaabb （亲本杂交）F1： AaBb F1配子：AB Ab aB ab 花药离体培养 单倍体幼苗：AB Ab aB ab 秋水仙素处理纯合二倍体：AABB AAbb aaBB aabb（选择所需性状即可）八倍体小黑麦（耐贫瘠的土壤和寒冷的气候，面粉白，蛋白质含量高，产量高）的培育P：普通小麦（6n）二倍体黑麦（2n）四倍体小黑麦（4n，不育） 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 八倍体小黑麦（8n）三倍体无籽西瓜的培育 典型例题【例1】进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在一定差异的主要原因是 ( A )
9、A、基因重组 B、基因突变 C、染色体变异 D、生活条件改变解析变异是生物的基本特征之一。如果仅仅是由于环境条件改变而引起的变异不遗传，也不是变异的主要原因，故排除供选答案D。引起可遗传的变异的原因有三，其中基因突变率极低，染色体变异也较少见，故排除B、C。而基因重组是有性生殖的生物必然发生的过程，如果生物的染色体数目多、等位基因多、基因重组类型多，生物的变异就多，因此基因重组成为亲子代之间差异的主要原因。 【例2】用四倍体西瓜植株作母本，二倍体西瓜植株作父本进行杂交，结出西瓜的果皮细胞、种子的种皮细胞、胚细胞的染色体组数依次为 （ D）A4、3、3 B4、2、3 C3、4、3 D4、4、3解
10、析在结出西瓜的过程中，子房壁形成果皮，珠被发育成种皮。子房壁细胞和珠被细胞都属于体细胞，与其母本四倍体西瓜植株细胞内的染色体数目相同，即为四个染色体组，胚是由受精卵发育而来的，胚细胞内的染色体应是精子和卵细胞的染色体的总和，即为三个染色体组。【例3】萝卜体细胞内有9对染色体，白菜体细胞内也有9对染色体，将萝卜和白菜杂交得到的种子，一般是不育的，但经过培育后长成了能开花结籽的新作物，这种作物最少含有染色体数为 （ C ）A9 B18 C36 D72 解析萝卜和白菜是属于两个物种，其染色体不同。二者杂交后得的种子一般不育是因为种子内无同源染色体。要想使杂交种子可育，必须让其染色体加倍，细胞内出现了
11、同源染色体，才能进行减数分裂产生生殖细胞，能够开花结籽。【例4】已知小麦的基因型为AaBbCc，三对基因分别位于三对同源染色体上，利用其花药进行离体培养，获得n株小麦，其中基因型为aabbcc的个体占 （D ）An/4 Bn/8 Cn/16 D0解析此题考查单倍体育种和基因的自由组合定律。花药离体培养，就是将花粉培育成花粉植株。花粉粒是花粉母细胞经减数分裂产生的。基因型为AaBbCc的个体，按基因的自由组合定律，形成的花粉粒的基因型为238种，即ABC、ABc、AbC、Abc、aBc、aBC、abC、abc；经组织培养形成的单倍体（花粉植株）的基因型也是上述8种。根据题意分析可知花药离体培养获
12、得的n株小麦，均未经过秋水仙素处理，染色体均未加倍，故不存在基因型为aabbcc的个体。【例5】用花药离体培养出马铃薯单倍体植株，当它进行减数分裂时，观察到染色体两两配对，形成12个四分体，据此现象可知产生花药的马铃薯是 （ C ）A二倍体B三倍体 C四倍体D六倍体 解析单倍体马铃薯在减数分裂过程中，发现染色体两两配对，形成12个四分体，这说明偶数倍的单倍体是可能产生正常配子的。两两配对联合，说明该单倍体含有两个染色体组，从而推知产生花药马铃薯必是四倍体。即马铃薯（4n）花药（2n）马铃薯单倍体（2n）两两配对。【例6】小麦小穗（D）对大穗（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，两对
13、基因独立遗传。现有3株小麦A、B、C分别为：A：小穗抗锈病（DdTt）；B：大穗抗锈病（ddTT）；C：大穗抗锈病（ddTt）。（1）在不借助其他品种小麦的情况下，鉴定B、C两样小麦是否为纯种的最简便方法是_让其自交，所得F1在生长过程中用锈病病菌感染 _。（2）若从小穗抗锈病小麦（A株）迅速获得稳定遗传的大穗抗锈病小麦，则育种方法最好采用_单倍体育种_。（3）若要改变小麦原有基因的遗传信息，则应该选择的育种方法是_诱变育种_。（4）A株小穗抗锈病小麦自交后代中获得30株大穗抗病个体，若将这30株大穗抗病个体作亲本自交。在其中F1中选择大穗抗病的再进行自交，F2能稳定遗传的大穗抗病小麦占F2中
14、所有大穗抗病的比为_7/9_。（5）将选出的大穗抗病小麦种子晒干后放在容器内，采用什么措施可延长储存期？（不少于两种措施）_降低温度，降低湿度，抽出空气，充N2和CO2_。解析快速育种方法即单倍体育种，可明显缩短育种年限。诱变育种的原理是诱发基因突变，出现新类型。A株自交大穗抗病（ddT_,其中1/3ddTT,2/3ddTt）自交2次后代中杂合子占2/3（1/2）2=1/6,大穗抗病纯合子占1/3+2/33/8=7/12。则大穗抗病类型中大穗抗病纯合子占7/9。粮食种子储藏与细胞呼吸密切相关，应当从影响细胞呼吸的主要因素：温度、湿度、氧气等方面采取措施降低呼吸强度。【例7】下面是普通小麦自然条
15、件下形成过程的示意图，请据图回答：（1）由图可知，小麦的一个染色体组含有_条染色体，最后得到的普通小麦是_倍体，它的形成在自然演变过程中必须经历两个重要步骤，第一是完成_，第二是完成_，这两个步骤缺一不可。（2）利用上述原理，我国科学家鲍文奎等利用普通小麦和黑麦（2n14）培育出了八倍体小黑麦，小黑麦的体细胞中含_条染色体，它的优点是耐_和_，面粉白，蛋白质含量高，茎秆可作青饲料。解析（1）从小麦形成过程可知，异种间自然杂交后再经自然加倍，使异源多倍体的细胞中含有两个相等的本物种复制的染色体，在减数分裂时才能正常联会和分离，如果染色体不加倍，则将出现异源染色体之间不能联会，不能产生正常的配子，
16、造成不育而无法繁殖后代。（2）八倍体小黑麦的培育过程是普通小麦（2N6x42）与黑麦（2N14）通过一定技术处理实现种间杂交后形成异源四倍体，再经秋水仙素诱导处理，使染色体加倍形成可育的八倍体小黑麦（2N8x56），它具有耐瘠薄土和寒冷气候的特点，比较适于在高原地区栽培。答案：（1）7六自然杂交自然加倍（2）56瘠薄土壤寒冷气候巩固练习A卷1在一块栽种红果番茄的田地里，农民发现有一株番茄结的果是黄色的，这是因为该株番茄 ( A )A、发生基因突变 B、发生染色体畸变C、发生基因重组 D、生长环境发生变化2下列不属于基因突变引起的变异是 （D ）A果蝇的白眼B血友病C短腿安康羊D猫叫综合征3基因
17、突变常发生在细胞周期的 ( A ) A、分裂间期 B、分裂期前期 C、分裂期后期D、在分裂期的各个时期都有可能4白化病人的皮肤在阳光照射下不易变黑，原因是 ( B )(1)角质层里缺乏黑色素细胞 (2)表皮内缺少黑色素合成酶(3)染色体变异 (4)基因突变A、(1) (3) B、(2) (4) C、(2) (3) D、(3) (4)5长期接触X射线的人群产生的后代中遗传病发病率明显提高，主要是该人群生殖细胞发生 ( D )A、基因重组 B、基因分离 C、基因互换 D、基因突变基因重组发生在 （ A ）A减数分裂形成配子的过程中B受精作用形成受精卵的过程中C有丝分裂形成子细胞的过程中D通过嫁接，
18、砧木和接穗愈合的过程中7在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的农药后，约98的甲虫死了，约2的甲虫生存下来，生存下来的原因是 （A ）A有基因突变产生的抗药性个体存在B以前曾喷过某种农药，对农药有抵抗力C约有2的甲虫未吃到沾有农药的叶子D生存下来的甲虫是身强体壮的年轻个体8认真分析下图的对照图，从A、B、C、D确认出表示含一个染色体组的细胞，是图中的 （B ）9下列关于单倍体、二倍体、多倍体的叙述不正确的是 ( D )由合子发育成的生物体细胞中有几个染色体组就叫几倍体由配子发育成的生物体，细胞中无论有几个染色体组也只能叫单倍体单倍体一般高度不孕，多倍体一般茎秆粗壮，果实、种子较大单倍体都是纯
19、种，多倍体等位基因至少有三个10用基因型为AaBb的个体产生的花粉粒，分别离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理使其成为二倍体，这些幼苗成熟的后代 （B ）A全部杂种 B全部纯种 C1/16纯种 D4/16纯种11用杂合体种子尽快获得纯合体植株的方法是 （ C ）A种植F2选不分离者纯合体 B种植秋水仙素处理纯合体 C种植花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合体D种植秋水仙素处理花药离体培养纯合体12下列变异中，不属于染色体结构变异的是 （ C ）A染色体缺失某一片断 B染色体增加了某一片断C染色体中DNA的一个碱基发生了改变 D染色体某一片断位置颠倒了18013下列关于染色体组的正确叙述是 （A）
20、A染色体组内不存在同源染色体 B染色体组只存在于生殖细胞中C染色体组只存在于体细胞中 D染色体组在减数分裂过程中消失14现有黑色短毛兔和白色长毛兔，要育出黑色长毛兔。理论上可采用的技术是( D )杂交育种 基因工程 诱变育种 克隆技术A B C D15水稻的某3对相对性状，分别由位于非同源染色体上的3对等位基因控制。利用它的花药进行离休培养，再用浓度适当的秋水仙素处理。经此种方法培育出的水稻植株，其表现型最多可有 ( C )A、1种 B、4种 C、8种 D、16种16萝卜和甘蓝杂交，能得到的种子一般是不育的，但偶然发现个别种子种下去后可以产生能育的后代，出现这种现象的原因是 （ D ）A基因自
21、由组合B染色体结构变异 C基因突变 D染色体加倍17一株世代都是开红花的植物，在一次突然性冰冻后，一枝条上出现了一朵白花，白花授粉后所结种子种下去长成的植株都开白花。试分析该白花是来自_基因突变_变异，引起这种变异发生的原因是_外界环境条件的骤变(突然冰冻)_，使发育成该花芽的细胞在_ DNA复制_时发生差错，从而使_基因_的分子结构发生了改变。 18猫叫综合征是人第_5_号染色体_部分缺失_引起的遗传病。19下面是两个实验：(1)用适当浓度的生长素溶液处理未被传粉的番茄花蕾，其子房就发育成无籽果实；(2)用四倍体西(雌)与二倍体西瓜(雄)杂交，获得三倍体西瓜种子，种子萌发并长成植株后，用二倍
22、体西瓜的花粉进行人工授粉，能形成无籽西瓜，请根据实验回答下列问题：(1)番茄果实的无籽是由于_没有受粉_而无籽，这一变异_不能_遗传，。如果用这株番茄的枝条进行扦插，长成的植株上所结的果实为_有籽_果实。(2)三倍体西瓜的无籽是由于_不能形成正常的生殖细胞_而无籽，这一变异_能_ 遗传。如果用这株西瓜的枝条进行扦插，在长成的植株上，子房壁细胞含有_3_个染色体。20.将基因型为AA和aa的两个植株杂交，得到Fl ，将F1再作进一步处理，请分析原因回答：(1)乙植株的基因型是_ AAaa_，属于_四_倍体；(2)用乙植株花粉直接培育成的后代属_单_倍体；(3)丙植株的体细胞中含有_三_个染色体组
23、。21下面是三倍体西瓜育种及原理的流程图。（1）用秋水仙素处理_萌发的种子或幼苗时，可诱导多倍体的产生，秋水仙素的作用为_抑制细胞纺锤体形成_。（2）三倍体植株需授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的在于刺激子房发育成果实。（3）三倍体植株不能进行减数分裂的原因染色体联会紊乱，故可获得三倍体无籽西瓜。（4）上述过程需要的时间周期为_2年_。巩固练习B卷1下列生物的性状中都是通过基因突变而形成的一组是 ( B )A、无籽番茄和无籽西瓜 B、人类的白化病和矮秆水稻C、无籽西瓜和人镰刀形贫血症 D、无籽番茄和果蝇残翅2基因型为AABBCC的豌豆与aabbcc的豌豆杂交产生的F1，用秋水仙素处理幼苗后得
24、到的植株是 （ C ）A二倍体 B三倍体 C四倍体 D六倍体3大麦的一个染色体组有7条染色体，在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到染色体数是（ B ）A7条 B56条 C28条 D14条4自然界中多倍体植物的形成过程一般是 （ B）减数分裂受阻细胞染色体加倍形成加倍的配子形成加倍的合子有丝分裂受阻AB CD5人类食用的许多绿叶菜是多倍体,其原因是多倍体植物(A )A体形较大 B发育较慢 C结实多 D需肥较少6.下列各项中，正确的是 （ B ）A.多倍体植株一般表现为茎秆粗壮，叶片、果实和种子都较大，所以四倍体水稻能够取得高产B.多倍体在植物中远比动物中普遍，这是因为植物不能躲避环境条件剧烈
25、变化的影响C.海拔高的地方，多倍体植物比例较高，这不但说明这样的环境易产生多倍体，而且也表明多倍体适应不良环境的能力强D.单倍体植株培育新品种，可以明显缩短育种年限。因此目前农业上很多作物品种都是通过这个方法培育出的7.双子叶植物大麻（2N=20）为雌雄异株，性别决定为XY型，若将其花药离体培养，再将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成应是 （ D ）A.18+XYB.18+YYC.9+X或9+YD.18+XX或18+YY8在培育三倍体无籽西瓜过程中，收获三倍体种子是在 （ B ）A第一年、二倍体母本上 B第一年、四倍体母本上C第二年、三倍体母本上 D第二年、二倍体母本上9下图是甲、乙两种
26、生物的体细胞内染色体情况示意图，则染色体数与图示相同的甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为 ( C )A甲：AaBb 乙：AAaBbbB甲：AaaaBBbb 乙：AaBBC甲：AAaaBbbb 乙：AaaBBbD甲：AaaBbb 乙：AAaaBbbb10基因型为Aa的西瓜经秋水仙素加倍后，形成的四倍体在减数分裂时，形成的配子基因的比例为 （ C ）A31 B121 C141D16111下列各图中，所表示的是某些植物的体细胞，请根据下列条件判断：（1）肯定是单倍体的是_ D_图，它是由_二倍体的生殖细胞直接发育形成的。（2）茎秆较粗壮但不能产生种子的是A图，判断的理由是A所代表的植物是三倍体
27、 _。其不能产生种子的原因是减数分裂时联会紊乱，不能形成正常生殖细胞。 （3）如果都不是由生殖细胞直接发育形成，其中肯定是二倍体的是_ BC图。（4）如果C图中的植株是由某植物的卵细胞直接发育形成的，那么它是几倍体?_ 单倍体。形成它的那个植物是几倍体?_ 四倍体_，原来植物有性生殖形成种子时，发育中的胚乳细胞内含六_个染色体组。12现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮杆(D，易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如下图所示的、两种育种方法以获得小麦新品种。问：(1)要缩短育种年限，应选择的方法是_，依据的变异原理是_染色体变异_；另
28、一种方法的育种原理是_基因重组_。(2)图中和基因组成分别为_ DT_和_ ddTT_。(3)(二)过程中，D和d的分离发生在_减数分裂第一次分裂_；（三）过程采用的方法称为_花药离体培养_；（四）过程最常用的化学药剂是_秋水仙素_。(4)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占_13_；如果让F1按（五）、（六）过程连续自交2代，则中符合生产要求的能稳定遗传的个体占_12 _。(5)如将方法中获得的植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代的基因型比例为_121_。13有人调查了2792种植物和2315种动物的染色体数目，按偶数和奇数从大到小地排列起来，发现有以下事实：有42的植物和66的动
29、物的染色体数目是7，9，11等奇数；不论染色体数目是奇数或是偶数，具有同一数值染色体数目的生物都不只一个“物种”。如染色体数目为24的植物有227种，动物有50种。(1)从染色体变异角度分析，产生事实的可能原因是a. 个别染色体增减 。 b. 未受精的卵细胞发育而成 。(2)就事实回答：227种植物虽然都有24条染色体，但它们的性状不相同，不是同一个物种，从现代遗传学角度分析，原因可能是染色体上的基因不同（DNA分子中基因的脱氧核苷酸排列顺序不同） . 14.下图中的1、3分别患有血友病、侏儒症。已知侏儒症是常染色体显性遗传病；代全部正常，且子代的父母全正常。请据下图分析回答：（1）由于1、3分别在核电厂和农药厂工作，他们要向单位提出索赔，你认为谁胜诉的可能最大 I3。理由是侏儒症是常染色体显性遗传病，II3患病，根据遗传特点其亲代中至少有一个是患者，但其双亲表现均正常，最可能是双亲中之一产生了异常的生殖细胞，而3在农药厂工作，最有可能是其受化学物质影响产生了异常的生殖细胞。（2）1产生血友病的原因一种可能是1为携带者，另一种可能是1在核电厂工作，受到核辐射导致生殖细胞基因突变产生。