1、专题14变异和育种考点考点1 1 基因突变和基因重组基因突变和基因重组1.(2018江苏单科,15,2分)下列过程不涉及基因突变的是()A.经紫外线照射后,获得红色素产量更高的红酵母B.运用CRISPR/Cas9 技术替换某个基因中的特定碱基C.黄瓜开花阶段用2,4-D诱导产生更多雌花,提高产量D.香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换,增加患癌风险五年高考答案答案C本题考查基因突变的相关知识。经紫外线照射可诱导基因发生突变,从而获得红色素产量高的红酵母,A不符合题意;运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基属于基因突变,B不符合题意;黄瓜开花阶段用2,4-D诱导产生更多雌花的
2、机理是影响细胞的分化,不涉及基因突变,C符合题意;香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换,属于基因突变,D不符合题意。思路点拨思路点拨本题旨在检测学生对基因突变实例的理解和判断。解决本题的关键在于透彻理解基因突变的概念实质和类型。2.(2015江苏单科,15,2分)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,也会引起染色体变异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变异答案答案A白花植株的出现是X射线诱变的结果
3、,A错误;X射线诱变引起的突变可能是基因突变,也可能是染色体变异,B正确;通过杂交实验,根据后代是否出现白花及白花的比例可以确定是显性突变还是隐性突变,C正确;白花植株自交,若后代中出现白花则为可遗传变异,若无则为不可遗传变异,D正确。解后反思解后反思白花植株的出现是基因突变的结果,是不定向的,不是对环境主动适应的结果,该选项的错误指向较为明显。X射线是否会引起染色体变异是学生的另一个易错点。学习过程中要对产生变异的诱因、实质和特点进行更深入的理解,并能将遗传和变异的知识综合在一起,进行巩固学习。3.(2015海南单科,19,2分)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
4、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的突变答案答案B基因突变具有不定向性,A项正确;物理因素如X射线等可提高突变率,B项错误;基因中碱基对的替换、增添或缺失均可引起基因突变,C项、D项正确。4.(2016课标全国,32,12分)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题:(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者 。(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以 为单位的
5、变异。(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子 代中能观察到该显性突变的性状;最早在子 代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子 代中能分离得到显性突变纯合体;最早在子 代中能分离得到隐性突变纯合体。答案答案(1)少(2分)(2)染色体(2分)(3)一二三二(每空2分,共8分)解析解析本题主要考查基因突变和染色体变异的相关知识。(1)基因突变是以基因中碱基对作为研究对象的,不改变基因的数量,而染色体变异可改变基因的数量,所以基因
6、突变中涉及的碱基对数目比较少。(2)在染色体数目变异中,既可以发生以染色体组为单位的变异,也可以发生以染色体为单位的(个别染色体的增加或减少)变异。(3)aa植株发生显性突变可产生Aa的子一代个体,最早在子一代中能观察到显性突变性状,子一代自交,最早在子二代中能出现显性突变纯合体,子二代自交依据是否发生性状分离,可在子三代中分离得到显性突变纯合体;AA植株发生隐性突变产生Aa的子一代个体,子一代自交最早在子二代中能观察到隐性突变性状,表现为隐性突变性状的即为隐性突变纯合体。易错警示易错警示注意:显性突变体的性状在子一代可观察到,子二代可出现显性突变纯合体,子三代可分离得到显性纯合体。区分“分离
7、得到”与“出现”含义的不同。5.(2014北京理综,30,16分)拟南芥的A基因位于1号染色体上,影响减数分裂时染色体交换频率,a基因无此功能;B基因位于5号染色体上,使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒分离,b基因无此功能。用植株甲(AaBB)与植株乙(AAbb)作为亲本进行杂交实验,在F2中获得了所需的植株丙(aabb)。(1)花粉母细胞减数分裂时,联会形成的 经 染色体分离、姐妹染色单体分开,最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。(2)a基因是通过将T-DNA插入到A基因中获得的,用PCR法确定T-DNA插入位置时,应从图1中选择的引物组合是 。图1(3)就上述两对等位基因而言,F
8、1中有 种基因型的植株。F2中表现型为花粉粒不分离的植株所占比例应为 。(4)杂交前,乙的1号染色体上整合了荧光蛋白基因C、R。两代后,丙获得C、R基因(图2)。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。图2丙获得了C、R基因是由于它的亲代中的 在减数分裂形成配子时发生了染色体交换。丙的花粉母细胞进行减数分裂时,若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换,则产生的四个花粉粒呈现出的颜色分别是 。本实验选用b基因纯合突变体是因为:利用花粉粒不分离的性状,便于判断染色体在C和R基因位点间 ,进而计算出交换频率。通过比较丙和 的交换频率,可确定A基因的功能。答案答案(1)四分体同源(2)和(3
9、)225%(4)父本和母本蓝色、红色、蓝和红叠加色、无色交换与否和交换次数乙解析解析(1)在花粉母细胞减数分裂过程中,通过同源染色体联会、分离及着丝点断裂导致的姐妹染色单体分开,最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。(2)确定T-DNA插入位置时,根据子链延伸方向是53,只有用引物、组合扩增该DNA分子,才能得到两条链均作为模板的扩增产物,且产物中同时有A基因片段和T-DNA片段,从而用于T-DNA插入位置的确定。(3)由植株甲(AaBB)、乙(AAbb)二者杂交,F1为AaBb、AABb两种基因型可知F2中花粉粒不分离的bb占1/4。(4)由图2可以看出,A与C,A与R连锁在一起,而
10、丙是由a、C连锁的配子和a、R连锁的配子结合形成的,这两种雌雄配子的产生都是亲本在减数分裂过程中发生交叉互换的结果;丙的花粉母细胞在进行减数分裂时,若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换,则可产生aC、aR、a、aCR四种花粉粒,呈现出的颜色分别是蓝色、红色、无色、蓝和红叠加色。bb隐性纯合突变体使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒不分离,把每4个不分离的花粉粒看作一组,通过观察不同花粉母细胞产生的四个花粉粒是否出现无色或叠加色,以及出现此类花粉粒的组数,即通过观察四个花粉粒中是否出现无色、蓝和红叠加色及出现无色、蓝和红叠加色的组数,可以判断染色体在C和R基因位点间是否交换和交换次数,通过比较
11、乙和丙的交换频率可确定基因A的功能。解题关键解题关键本题主要考查减数分裂过程及减数分裂四分体时期的交叉互换的相关知识。重在考查学生的理解能力和综合运用能力。解题关键是获取题干中的有效信息。试题难度较大。考点考点2 2 染色体变异染色体变异1.(2017江苏单科,19,2分)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa,其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是()A.如图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B.自交后代会出现染色体数目变异的个体C.该玉米单穗上的籽粒基因型相同D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子答案答案B 本题综合考查了染色体变异与减数分裂和遗传的关系。联会发生在
12、减数第一次分裂前期,A错误;该同源四倍体玉米异常联会将出现染色体数量增加或减少的配子,所以其自交后代会出现染色体数目变异的个体,B正确;该玉米可产生不同基因型的配子,所以其单穗上会出现不同基因型的籽粒,C错误;该植株正常联会可产生Aa、aa两种配子,所以花药培养加倍后可得到AAaa(杂合子)和aaaa两种基因型的四倍体,D错误。方法技巧方法技巧四倍体产生配子的分析方法(1)若四倍体基因型为aaaa,其减数分裂产生aa一种配子;(2)若四倍体基因型为AAaa,其减数分裂产生AA、Aa、aa三种配子,且比例为1 4 1;(3)若四倍体基因型为Aaaa,其减数分裂产生Aa、aa两种配子,且比例为1
13、1。2.(2016江苏单科,14,2分)下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是()A.个体甲的变异对表型无影响B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C.个体甲自交的后代,性状分离比为3 1D.个体乙染色体没有基因缺失,表型无异常答案答案B据图可知个体甲的变异是缺失,个体乙的变异是倒位,均会导致表型异常,A和D选项错误。个体甲自交,后代可能出现缺失染色体纯合个体致死现象,后代性状分离比不一定是3 1,C项错误。个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常,B项正确。方法技巧方法技巧首先分析题图正确判断出染色体变异类型,即缺失、倒位;回顾染色体结构变异对生物生
14、存的影响;染色体倒位在减数分裂过程中形成四分体的特点:呈“十字形”。3.(2016上海单科,23,2分)导致遗传物质变化的原因有很多,图中字母代表不同基因,其中变异类型和依次是()A.突变和倒位B.重组和倒位C.重组和易位D.易位和倒位答案答案D由题图可知,变异类型中a、b基因被j基因替换,变异类型为易位;变异类型中c、d、e基因发生颠倒,变异类型为倒位。4.(2015江苏单科,10,2分)甲、乙为两种果蝇(2n),如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
15、构变异可为生物进化提供原材料答案答案D分析图可知,甲的1号染色体倒位形成乙的1号染色体,B错误,染色体倒位后,染色体上的基因排列顺序改变,C错误,倒位后甲和乙的1号染色体不能正常联会,减数分裂异常,A错误。基因突变、染色体变异和基因重组为生物进化提供原材料,D正确。5.(2014江苏单科,7,2分)下列关于染色体变异的叙述,正确的是 ()A.染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异B.染色体缺失有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力C.染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响D.通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育,培育出作物新类型答案答案D 染色体片段的增加、缺失和易位等
16、结构变异,会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,C错误;大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡,A、B错误;远缘杂交得到的F1是不育的,通过诱导可使其染色体数目加倍进而可育,由此可以培育作物新类型,D正确。6.(2017江苏单科,30,8分)某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料,开展芹菜染色体核型分析实验。图1、图2是从两种材料的30个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题:(1)将剪取的芹菜幼根置于2 mmol/L的8-羟基喹啉溶液中处理,以提高根尖细胞中有丝分裂的 期细胞的比例,便于染色体观察、计数。(2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别
17、处理根尖、花粉母细胞,目的是 。再用低浓度的KCl处理一段时间,使细胞适度膨胀,便于细胞内的 更好地分散,但处理时间不能过长,以防细胞 。(3)图1是 细胞的染色体,判断的主要依据是 。(4)分析根尖细胞染色体核型时,需将图像中的 进行人工配对;根据图1、图2能确定该品种细胞中未发生的变异类型有 (填下列序号)。基因突变单体基因重组三体答案答案(1)中(2)去除细胞壁(使细胞分离)染色体吸水涨破(3)花粉母同源染色体联会(4)同源染色体解析解析本题综合考查了染色体核型的分析方法及其与变异的联系等。(1)根尖细胞有丝分裂染色体观察和计数的最佳时期是中期。(2)纤维素酶和果胶酶可去除植物细胞的细胞
18、壁;用低浓度的KCl处理,可使细胞适度膨胀变大,便于细胞内染色体更好地分散,但处理时间过长,可能会使细胞吸水涨破,不利于染色体核型分析。(3)图1细胞中出现了减数分裂特有的同源染色体联会现象,可判断该细胞为花粉母细胞。(4)分析染色体核型时,需将图像中的同源染色体进行人工配对。图1中染色体两两配对,未出现单体和三体异常联会现象,可确定该品种细胞中未发生单体和三体变异;而根据图中染色体核型不能确定是否发生了基因突变和基因重组。知识归纳知识归纳变异类型与细胞分裂的关系(1)二分裂:原核生物的分裂方式,仅能发生基因突变。(2)有丝分裂和无丝分裂:真核生物的分裂方式,可发生基因突变和染色体变异。(3)
19、减数分裂:在真核生物有性生殖过程中发生,可发生基因突变、染色体变异和基因重组,其中基因重组包括两种类型:减数第一次分裂四分体时期发生交叉互换非等位基因重组;减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合非同源染色体上非等位基因重组。以下为教师用书专用7.(2015课标,6,6分,0.501)下列关于人类猫叫综合征的叙述,正确的是()A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的答案答案A人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病,A项正确。8.(2015海南单科,21,2分)关于
20、基因突变和染色体结构变异的叙述,正确的是()A.基因突变都会导致染色体结构变异B.基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D.基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察答案答案C基因突变的实质是基因中碱基对序列的改变,结果是产生等位基因,不会导致染色体结构变异,A项错误;基因突变不一定引起个体表现型的改变,B项错误;由于染色体是DNA的主要载体,染色体结构变异会引起DNA碱基序列的改变,C项正确;基因突变在光学显微镜下是看不见的,D项错误。9.(2014安徽理综,31,16分)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。(1)香稻品种甲的香味性
21、状受隐性基因(a)控制,其香味性状的表现是因为 ,导致香味物质积累。(2)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种,进行了一系列杂交实验。其中,无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示,则两个亲代的基因型是 。上述杂交的子代自交,后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为 。(3)用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交,在F1中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出两种合理的解释:;。(4)单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成 ,最终发育成单倍体植株,这表明花粉具有发育成完整植株所需的 。若要获得二倍体植株,应在
22、时期用秋水仙素进行诱导处理。答案答案(1)a基因纯合,参与香味物质代谢的某种酶缺失(2)Aabb、AaBb (3)某一雌配子形成时,A基因突变为a基因某一雌配子形成时,含A基因的染色体片段缺失(4)愈伤组织全部遗传信息幼苗364解析解析(1)基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制性状,也可直接控制蛋白质的合成直接控制性状。从题中可看出香味物质积累,应是参与香味物质代谢的某种酶缺失所致。(2)两对相对性状独立遗传时,每对相对性状都符合分离定律:无香味 有香味=3 1,可推知亲本基因型为AaAa,抗病 感病=1 1,可推知亲本基因型为Bbbb,综合亲本基因型为AabbAaBb;子代抗病的基
23、因型及比例为1/2Bb,则子代自交,后代BB的概率为1/21/4=1/8,子代有关香味的基因型及比例为1AA 2Aa 1aa,自交后,aa的概率为1/21/4+1/4=3/8,能稳定遗传的有香味抗病植株(aaBB)的概率为1/83/8=3/64。(3)AAaa杂交得到的后代应全为Aa,表现为无香味,偶尔发现某一植株具有香味性状,原因可能是母本减数分裂产生配子时发生了基因突变,也可能是由于染色体变异,母本染色体缺失了A基因。(4)离体的细胞经脱分化形成愈伤组织;花粉具有发育成完整植株的能力,说明其具有全能性,含有该植株所需的全套遗传信息;单倍体诱导形成二倍体植株,需在幼苗期用秋水仙素处理。10.
24、(2015江苏单科,29,8分)中国水仙(Narcissus tazetta var.chinensis)是传统观赏花卉,由于其高度不育,只能进行无性繁殖,因而品种稀少。为了探究中国水仙只开花不结实的原因,有研究者开展了染色体核型分析实验,先制作了临时装片进行镜检、拍照,再对照片中的染色体进行计数、归类、排列,主要步骤如下:请回答下列问题:(1)选取新生根尖作为实验材料的主要原因是 。(2)实验过程中用1 molL-1HCl解离的目的是 。(3)该实验采用卡宝品红作为染色剂,与卡宝品红具有相似作用的试剂有 (填序号)。双缩脲试剂醋酸洋红液龙胆紫溶液秋水仙素溶液(4)镜检时,应不断移动装片,以寻
25、找处于 期且染色体 的细胞进行拍照。(5)由上图核型分析结果,得出推论:中国水仙只开花不结实的原因是 。(6)为了进一步验证上述推论,可以优先选用 (填序号)作为实验材料进行显微观察。花萼花瓣雌蕊花药花芽答案答案(1)新生根尖分生区细胞分裂旺盛 (2)使组织细胞相互分离 (3)(4)中分散良好 (5)中国水仙是三倍体,减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常生殖细胞 (6)解析解析(1)观察染色体核型,需选择进行有丝分裂的材料制作临时装片,而新生根尖细胞能进行有丝分裂,可用于上述观察。(2)用1 molL-1HCl解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来。(3)醋酸洋红液、龙胆紫溶液均可使染色
26、体着色。(4)有丝分裂中期是观察染色体形态和数目的最佳时期。(5)分析题图染色体核型可知,中国水仙体细胞内含有3个染色体组,减数分裂时联会紊乱,不能形成正常的精子和卵细胞。(6)可以选择能进行减数分裂的实验材料进行显微观察,在选项中,只有中能进行减数分裂,但雌蕊中进行减数分裂的细胞少,很难看到减数分裂的各个时期,所以应优先选用花药。考点考点3 3 生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用1.(2018天津理综,2,6分)芦笋是雌雄异株植物,雄株性染色体为XY,雌株为XX;其幼茎可食用,雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是()A.形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行
27、诱导B.幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程C.雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XXD.与雄株甲不同,雄株丁培育过程中发生了基因重组答案答案C本题主要考查育种的相关知识。植物组织培养过程中,利用植物生长调节剂调节愈伤组织的形成与分化,A正确;由花粉形成单倍体幼苗乙、丙的过程包括脱分化、再分化两个阶段,B正确;雄株丁的亲本乙、丙由雄株的花粉经单倍体育种培育而来,只有植物乙、丙的性染色体组成为XX、YY时,雄株丁的性染色体组成才为XY,C错误;雄株丁的培育过程中经历了减数分裂产生花粉的过程,该过程中发生了基因重组,D正确。知识拓展知识拓展植物激素在植物组织培养中的作用植物组织培养过程中,
28、生长素和细胞分裂素两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的形成。2.(2018北京理综,30,17分)水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。(1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对 。为判断某抗病水稻是否为纯合子,可通过观察自交子代 来确定。(2)现有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1
29、r2r2R3R3)三个水稻抗病品种,抗病(R)对感病(r)为显性,三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的DNA序列设计特异性引物,用PCR方法可将样本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。甲品种与感病品种杂交后,对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果(下图)推测可抗病的植株有 。为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合,选育新的纯合抗病植株,下列育种步骤的正确排序是 。a.甲乙,得到F1b.用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株c.R1r1R2r2r3r3植株丙,得到不同基因型的子代d.用
30、PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到不同基因型的子代(3)研究发现,水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白,也需要Mp基因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活。若基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻,被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染,推测这两种水稻的抗病性表现依次为 。(4)研究人员每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3),几年后甲品种丧失了抗病性,检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是 。(5)水稻种
31、植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种,将会引起Mp种群 ,使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失,无法在生产中继续使用。(6)根据本题所述水稻与Mp的关系,为避免水稻品种抗病性丧失过快,请从种植和育种两个方面给出建议 。答案答案(1)性状性状是否分离(2)1和3a、c、d、b(3)感病、抗病(4)Mp的A1基因发生了突变(5)(A类)基因(型)频率改变(6)将含有不同抗病基因的品种轮换/间隔种植;将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中解析解析(1)水稻的抗病与感病为一对相对性状。为判断某抗病水稻是否为纯合体,可让其自交。若自交后代出现性状分离,则该水稻为杂
32、合子;若自交后代没出现性状分离,则该水稻为纯合子。(2)由于基因R1比r1片段短,可判断植株1、3中含有R1,故植株1、3抗病。为培育R1R1R2R2R3R3植株,可先将甲乙杂交,获得F1(R1r1R2r2r3r3),然后将F1与丙杂交,从二者后代中用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,再将R1r1R2r2R3r3自交获得不同基因型的子代,用PCR方法从中选出R1R1R2R2R3R3植株即可。(3)只有R蛋白与相应A蛋白结合后,水稻的抗病反应才能被激活,基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp可产生A2蛋白,故被该Mp侵染时,R1R1r2r2R3R3水稻表现为不抗病,r1r1R2R2R3
33、R3水稻表现为抗病。(4)每年用基因型为A1A1a2a2a3a3的Mp人工接种水稻品种甲R1R1r2r2r3r3,两者只要有一者发生突变,水稻品种就可能失去抗性,若检测水稻基因未发现变异,那说明很可能是Mp的A1基因发生了突变。(5)由于自然选择,大面积连续种植单一抗病基因水稻品种,会引起Mp种群基因频率的改变,使水稻品种的抗病性逐渐减弱直至丧失。(6)为避免水稻品种的抗病性丧失过快,我们可以将不同水稻品种间隔种植,或将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中。知识链接知识链接生物防治与化学防治化学防治就是利用化学农药防治害虫,化学防治易对人类生存环境造成污染,现在人们越来越倾向于生物防治。生
34、物防治就是利用生物种间关系(寄生、捕食、竞争等)实现害虫的防治,如引入害虫的天敌或引入专门寄生特定害虫的病毒等。3.(2017北京理综,30,18分)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为 ,因此在 分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的 。(2)研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)。根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。从图2结果可
35、以推测单倍体的胚是由 发育而来。玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫 白=3 5,出现性状分离的原因是 ,推测白粒亲本的基因型是 。将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下:P普通玉米 突变体S(白粒,aarr)(紫粒,AARR)F1二倍体籽粒,单倍体籽粒请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型 。(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)中的育种材料与方法
36、,育种流程应为:;将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体。答案答案 (1)10减数染色体组(2)卵细胞紫粒亲本是杂合子aaRr/Aarr单倍体籽粒胚的表型为白色,基因型为ar;二倍体籽粒胚的表型为紫色,基因型为AaRr;二者胚乳的表型均为紫色,基因型为AaaRrr(3)G与H杂交;将所得F1为母本与S杂交;根据籽粒颜色挑出单倍体解析解析本题考查遗传规律及育种的相关知识。(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为20/2=10,没有同源染色体,因此在减数分裂过程中染色体无法联会,染色体随机分配到子细胞,导致配子中无完整的染色体组。(2)由图2可以直接看出,F1单倍体胚的基因与母
37、本完全相同,说明单倍体胚是由母本的卵细胞发育而来的。由紫粒玉米和白粒玉米杂交后代的表型比例3/8=3/41/2可以推出,亲本中相关的两对基因,一对基因在两个亲本中都是杂合的,另一对基因在一个亲本中是杂合的,在另一个亲本中是隐性纯合的,所以紫粒亲本的基因型为AaRr,白粒亲本的基因型为aaRr/Aarr。由题意可知该杂交实验后代中,二倍体籽粒胚的基因来自亲本双方,单倍体籽粒胚的基因只来自母本,二者的胚乳都由精子与极核结合形成的受精极核发育而来,所以单倍体籽粒胚的基因型为ar,表型为白色;二倍体籽粒胚的基因型为AaRr,表型为紫色;二者的胚乳基因型为AaaRrr,表型为紫色。(3)结合(2)中的育
38、种方法可知,可以通过子代玉米籽粒的颜色筛选出S与普通玉米杂交后代中的单倍体,因此育种流程应为:用G和H杂交,将优良性状组合在一起,再将所得F1为母本与S杂交,获得单倍体籽粒和二倍体籽粒,根据籽粒颜色挑选出单倍体;最后将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子,选出具有优良性状的个体。方法技巧方法技巧解答本题的关键是:结合题图,明确玉米突变体(S)与普通玉米杂交,所获得的子代基因组成的特点;以“结出的籽粒中紫 白=3 5”为切入点定位基因型与表型的关系,进而判断出亲本的基因型。4.(2017江苏单科,27,8分)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株,决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请
39、回答下列问题:(1)要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的 物质是否发生了变化。(2)在选择育种方法时,需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体,则可采用育种方法,使早熟基因逐渐 ,培育成新品种1。为了加快这一进程,还可以采集变异株的 进行处理,获得高度纯合的后代,选育成新品种2,这种方法称为 育种。(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株,可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式,由此造成不规则的 ,产生染色体数目不等、生活力很低的 ,因而得不到足量的种子。即使得到少量后代,早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下,可考虑选择育种方法,其不足之处是需要不断制备 ,成本较高。(
40、4)新品种1与新品种3均具有早熟性状,但其他性状有差异,这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次 ,产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。答案答案(1)遗传(2)纯合花药单倍体(3)染色体分离配子组培苗(4)重组解析解析本题考查育种的相关知识。(1)要判断该变异株是否可用于育种,首先必须明确该变异是不是由遗传物质改变引起的。(2)育种方法1为杂交育种,含有早熟基因的杂合子经过不断自交和选育,含有早熟基因的纯合子比例逐渐增大。采用花药离体培养获得的是单倍体植株,再经过人工诱导使染色体数目加倍的育种方法称为单倍体育种。(3)如果该变异植株为染色体组变异株,在减数分裂过程中染色体有多种联
41、会方式,造成不规则的染色体分离,产生染色体数目不等、生活力很低的配子,因此种子数量减少。采用植物组织培养技术育种,需要不断制备组培苗。(4)新品种1是采用杂交育种方法获得的,选育过程中基因发生多次重组,后代中有多种基因型,只有符合要求的部分基因型在选育过程中被保留下来。5.(2015浙江理综,32,18分)某自花且闭花授粉植物,抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制,抗病为显性;茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d,E、e)控制,同时含有D和E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎,其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答:(1
42、)自然状态下该植物一般都是 合子。(2)若采用诱变育种,在射线处理时,需要处理大量种子,其原因是基因突变具有 和有害性这三个特点。(3)若采用杂交育种,可通过将上述两个亲本杂交,在F2等分离世代中 抗病矮茎个体,再经连续自交等 手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测,一般情况下,控制性状的基因数越多,其育种过程所需的 。若只考虑茎的高度,亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖,则理论上F2的表现型及其比例为 。(4)若采用单倍体育种,该过程涉及的原理有 。请用遗传图解表示其过程(说明:选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。答案答案(1)纯(2)多方向性、稀有性(3)选择纯合
43、化年限越长高茎 中茎 矮茎=16 9(4)基因重组和染色体畸变 解析解析(1)由题干信息“某自花且闭花授粉植物”可推知自然状态下该植物一般都是纯合子。(2)诱变育种时需要处理大量种子的主要原因是基因突变具有多方向性、稀有性(低频性)和有害性。(3)因为育种目的是培育抗病矮茎品种,因此可在F2等分离世代中选择抗病矮茎个体,经过连续自交等纯合化育种手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。一般情况下,杂交育种需要连续自交选育,因此控制性状的基因数越多,使每对基因都达到纯合的自交代数越多,所需的年限越长。茎的高度由两对独立遗传的基因控制,同时含有D和E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎,其他表现为高茎,
44、若只考虑茎的高度,亲本基因型为DDEE和ddee,F1自交得到的F2中,D_E_(D_ee+ddE_)ddee=9 6 1。(4)遗传图解见答案。6.(2014课标,32,9分,0.665)现有两个纯合的某作物品种:抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种,已知抗病对感病为显性,高秆对矮秆为显性,但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题:(1)在育种实践中,若利用这两个品种进行杂交育种,一般来说,育种目的是获得具有 优良性状的新品种。(2)杂交育种前,为了确定F2的种植规模,需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果,需要满足3个条件:条件之一是抗病与感病这对相对性
45、状受一对等位基因控制,且符合分离定律;其余两个条件是 。(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件,可用测交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。答案答案(1)抗病矮秆(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律;控制这两对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交,产生F1,让F1与感病矮秆杂交解析解析(1)通过杂交育种,可将两个或多个品种的优良性状集中在一起。(2)抗病与感病、高秆与矮秆各自受一对等位基因控制,两对基因位于两对同源染色体上均符合分离定律时,才可依据自由组合定律对杂交结果进行正确预测。(3)纯合抗病高秆和感病矮秆杂
46、交获得F1,让F1与感病矮秆测交,若测交后代有抗病高秆、抗病矮秆、感病高秆和感病矮秆四种表现型,且比例为1 1 1 1,则这两对等位基因满足上述3个条件。考点考点1 1 基因突变和基因重组基因突变和基因重组1.(2018北京丰台期末,26)某二倍体植物基因a1中插入了一个碱基对后形成基因a2,下列分析正确的是()A.该变异可能导致翻译过程提前终止B.正常情况下a1和a2可存在于同一配子中C.利用光学显微镜可观测到a1的长度较a2短D.该个体的子代中遗传信息不会发生改变A A组组 2016201820162018年高考模拟年高考模拟基础题组基础题组三年模拟答案答案A若基因中插入一个碱基对,可能导
47、致转录产生的mRNA序列从插入碱基对的位置向后全部错位,即之后的密码子全部改变,若提前出现终止密码子,则翻译过程提前终止,A正确;基因突变形成的是原基因的等位基因,正常情况下,减数分裂时,等位基因随同源染色体的分开而分离,进入不同配子中,B错误;基因突变不能用光学显微镜观察到,C错误;若通过配子将a2基因遗传给子代,则子代的遗传信息会改变,D错误。知识拓展知识拓展基因突变是基因中碱基对的增添缺失或替换。如果基因中某一个碱基对被另一个碱基对替换,如鸟嘌呤改变成腺嘌呤、胞嘧啶改变成胸腺嘧啶,一般称为点突变;若基因中插入或者缺失一个以上的碱基对的变化,称为移码突变。因为碱基对的插入或者缺失会引起蛋白
48、质读码框的改变,移码突变所造成的DNA损伤和对蛋白质的影响一般远远大于点突变。2.(2018北京海淀期末,18)瑞特综合征是由于X染色体上的MECP2基因突变导致的遗传病,患者神经系统异常,运动控制能力丧失。研究表明,MECP2基因突变的小鼠神经元细胞中与运动有关的基因信息是正常的,但无法正常表达,突变小鼠表现为活动能力极弱。当研究者开启了突变小鼠体内MECP2基因的表达后,小鼠的活动能力迅速恢复正常。下列与之相关的叙述中,不正确的是()A.MECP2基因的表达产物能够调节其他基因的表达B.瑞特综合征患者的基因改变属于可遗传变异C.MECP2基因突变小鼠的神经发育不良导致其运动能力减弱D.瑞特
49、综合征患者的肝脏细胞中也存在MECP2突变基因答案答案C分析本题一定要抓住两组实验研究的结果,首先MECP2基因突变的小鼠神经元细胞中与运动有关的基因信息是正常的,但无法正常表达,突变小鼠表现为活动能力极弱。其次开启了突变小鼠体内MECP2基因的表达后,小鼠的活动能力迅速恢复正常。比较二者信息可知,MECP2基因突变是指其不能正常表达,进而不能调节与运动有关的基因表达,A正确;若MECP2基因正常表达,则迅速启动与运动有关基因的表达,小鼠的活动能力迅速恢复正常,说明神经调节正常,进而说明MECP2基因与神经发育不良无关,否则不可能由活动能力极弱迅速恢复正常,C错误;基因突变属于可遗传变异,患者
50、肝脏细胞的细胞核中存在所有基因,B、D正确。3.(2017北京东城期末,17)下列有关基因突变的叙述,错误的是()A.基因突变不一定由物理或化学因素诱发B.亲代的突变基因不一定能传递给子代C.突变的基因不一定有基因结构上的改变D.子代获得突变基因不一定能改变性状答案答案C基因突变分为自发突变和诱发突变,A正确;体细胞突变一般不遗传给子代,生殖细胞突变一般可以遗传给子代,B正确;突变的基因一定有基因结构上的改变,C错误;子代获得突变基因不一定能改变性状,如AA突变为Aa,性状不改变,或者由于密码子的简并性,突变后形成的密码子与原密码子决定同一种氨基酸,D正确。解题关键解题关键基因突变是由DNA分
