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第1讲 生物的变异
(时间：30分钟)
基础对点练——考纲对点·夯基础
考点一 基因突变与基因重组(Ⅱ)
1．(2021·山东枣庄期末)下列关于基因重组的说法不正确的是 ( )。
A．减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合属于基因重组
B．受精作用过程中配子的自由组合属于基因重组
C．我国科学家培育抗虫棉，利用的原理是基因重组
D．将活的R菌与加热杀死的S菌混合，部分R菌转化为S菌属于基因重组
解析 自然状况下，基因重组有两种状况：①非同源染色体的自由组合可能导致非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。②同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换可实现染色单体上的基因重组。人工转基因属于基因重组；受精作用过程中配子的自由组合不属于基因重组。
答案 B
2．如图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不行能反映的是( )。
①该细胞肯定发生了基因突变 ②该细胞肯定发生了基因重组 ③该细胞可能发生了基因突变 ④该细胞可能发生了基因重组
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
解析 由于图中没有同源染色体，同时着丝点分开，可以确定该细胞为减数其次次分裂后期的图像。同时留意到该细胞中，由两条姐妹染色单体形成的子染色体中所含的基因不完全相同，分别是B、b，其缘由可能是减数第一次分裂前的间期染色体复制消灭错误，发生了基因突变，也可能是减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，使得两姐妹染色单体上的基因不完全相同。
答案 A
3．(2021·山东日照模拟)由于基因突变，细胞中有一种蛋白质在赖氨酸残基(位置)上发生了变化。已知赖氨酸的密码子为AAA或AAG；天冬氨酸的密码子为GAU或GAC；甲硫氨酸的密码子为AUG。依据已知条件，你认为基因模板链上突变后的脱氧核苷酸和替代赖氨酸的氨基酸分别是 ( )。
A
B
C
D
基因模板链上突变后的脱氧核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸
替代赖氨酸的氨基酸
天冬氨酸
天冬氨酸
甲硫氨酸
甲硫氨酸
解析 基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增加、缺失或转变而引起的基因结构的转变，依据题意，只有赖氨酸(密码子为AAG)和甲硫氨酸(密码子为AUG)能符合此规律。即在模板链上，赖氨酸对应的TTC中的T突变为A，成为TAC，指导生成甲硫氨酸(密码子为AUG)。
答案 D
4．(2021·山东滨州一模，22)下列有关基因突变和基因重组的叙述正确的是( )。
A．获得能产生人胰岛素的大肠杆菌原理是基因突变
B．非同源染色体片段之间局部交换可导致基因重组
C．同源染色体上的基因也可能发生基因重组
D．发生在水稻根尖内的基因重组比发生在花药中的更简洁遗传给后代
解析 获得能产生人胰岛素的大肠杆菌属于基因工程，原理是基因重组，A错误；非同源染色体片段之间局部交换属于染色体结构变异中的易位，不是基因重组，B错误；同源染色体上的基因在减Ⅰ四分体时期可以在非姐妹染色单体之间发生交叉互换即发生基因重组，C正确；发生在花药中的变异比发生在水稻根尖内的更简洁遗传给后代，而且基因重组只发生在减数分裂中，所以水稻根尖内不能发生基因重组，D错误。
答案 C
考点二 染色体结构变异、数目变异及低温诱导染色体数目加倍
5．(2021·长沙一中一模)下列关于染色体组、单倍体和多倍体的叙述中，正确的是 ( )。
A．卵细胞中含有的全部染色体称为一个染色体组
B．某生物体细胞中含有三个染色体组，则该生物为三倍体生物
C．含一个染色体组的个体是单倍体，单倍体含有的染色体组数都是单数
D．人工诱导多倍体常用的方法是低温诱导染色体数目加倍和秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
解析 四倍体生物的卵细胞中含有两个染色体组，A错误。单倍体中也可能含有三个染色体组，B错误。单倍体也可能含有两个染色体组，染色体组数可能是双数，C错误。低温诱导和秋水仙素处理都可使染色体数目加倍，D正确。
答案 D
6．(2021·扬州中学模考)下图中不属于染色体结构畸变的是 ( )。
解析 C项所示为两条同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，属于基因重组。
答案 C
7．如图是四种生物的体细胞示意图，A、B中的字母代表细胞中染色体上的基因，C、D代表细胞中染色体状况，那么最可能属于多倍体的细胞是 ( )。
解析 依据题图可推知，A、B、C、D中分别具有4个、1个、2个、4个染色体组。但有丝分裂过程的前期和中期，每条染色体上含有两条姐妹染色单体，而姐妹染色单体上含有相同的基因，则一对同源染色体可能具有相应的4个基因，如A。故最可能属于多倍体的细胞是D。
答案 D
8．下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”试验的叙述中，正确的是( )。
A．洋葱的不定根在冰箱的低温室内诱导36 h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝点分裂
B．改良苯酚品红染液的作用是固定和染色
C．体积分数为95%的酒精可用于洗涤细胞固定过程中使用的卡诺氏液和解离细胞
D．经过解离、漂洗、染色和制片，在显微镜下观看，发觉全部细胞内的染色体数目都加倍
解析 低温诱导不会抑制染色体着丝点的分裂．而是使子染色体不能移向细胞的两极、细胞不能分裂成两个子细胞；改良苯酚品红染液的作用是染色，不能用于固定；显微镜下观看，发生染色体数目加倍的只有少数细胞，多数细胞处于分裂间期，看不到染色体，还有部分细胞有染色体，但可能是正常的有丝分裂。
答案 C
提能强化练——考点强化·重力量
9．(2021·豫东豫北十校联考)果蝇灰体对黄体为显性，相关基因E、e位于X染色体上。用X射线处理一只灰体雄蝇，然后将其与黄体雌蝇杂交，数千只子代(F1)中消灭一只灰体雄蝇。检测发觉，这只灰体雄蝇Y染色体上多了一段带有E基因的片段。下列推断不正确的是 ( )。
A．亲代灰体雄蝇变异发生在胚胎时期
B．试验结果说明突变具有低频性
C．F1中灰体雄蝇的消灭是染色体结构变异的结果
D．F1灰体雄蝇与黄体雌蝇交配，后代雄蝇都是灰体
解析 假如亲代灰体雄蝇变异发生在胚胎时期(此时Y染色体上多了一段带有E基因的片段)，则后代中的雄蝇将均为灰体，这与题中信息冲突；数千只子代(F1)中消灭一只灰体雄蝇，说明突变具有低频性；Y染色体上多了一段带有E基因的片段属于染色体结构变异；由于F1灰体雄蝇的Y染色体上带有E基因，因此，该灰体雄蝇的后代中雄性个体均为灰体。
答案 A
10．(2021·青岛一模)Le基因是豌豆株高性状的打算性基因，与赤霉素合成有关，其等位基因(符号T、t)只相差1个核苷酸。隐性基因t产生的酶活性(反应效应)相当于正常酶的。下列叙述中正确的是 ( )。
A．Le基因可直接把握赤霉素合成
B．TT和tt杂交产生的F1植株具有的酶活性是正常植株中酶活性的
C．豌豆矮性状起因于基因Le的缺失
D．用适宜浓度的赤霉素溶液处理tt幼苗，也能使它生长为高植株
解析 本题考查基因分别定律的应用、基因把握生物性状的方式、基因突变等，意在考查考生猎取信息、分析理解的力量。赤霉素不是蛋白质，由此可推想Le基因可能是通过把握酶的合成来把握赤霉素的合成，A错误。TT和tt杂交得到的F1(Tt)表现为正常植株，酶活性与正常植株相同，B错误。豌豆高性状由Le基因(T基因)打算，矮性状起因于Le基因的突变，C错误。用适宜浓度的赤霉素处理基因型为tt的幼苗，赤霉素能促进细胞的伸长，从而获得高植株，D正确。
答案 D
11.(2021·济南模拟)选取生理状况相同的二倍体草莓(2N＝14)幼苗若干，随机分组，每组30株，用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼芽，试验结果如图所示。下列有关叙述中正确的是 ( )。
A．秋水仙素可以导致染色体数目和结构变异
B．试验的自变量是秋水仙素溶液浓度和处理时间
C．0.2%的秋水仙素溶液阻断中心体形成纺锤体的力量更强，诱导成功率更高
D．高倍镜下观看草莓芽尖细胞的临时装片，发觉分裂中期染色体数目均为28
解析 本题考查染色体变异的应用，意在考查考生的识图分析和推理力量。秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成导致细胞内染色体数目加倍，引起的变异属于染色体数目变异，故A项错误；草莓属于高等植物，细胞中没有中心体，故C项错误；观看草莓的芽尖细胞临时装片，大多处于分裂中期的细胞中染色体数目未加倍，故D项错误。
答案 B
12．(2021·辽宁大连双基测试)一般果蝇的第3号染色体上的三个基因，按猩红眼－桃色眼－三角翅脉(St－P－DI)的挨次排列；同时，这三个基因在另一种果蝇中的挨次是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．自然状况下，这两种果蝇之间不能产生可育子代
D．由于倒位没有转变基因的种类，发生倒位的果蝇性状不变
解析 倒位属于染色体结构变异，发生在非同源染色体间，而交叉互换属于基因重组，发生在同源染色体间；倒位后的染色体与其同源染色体部分区段仍能发生联会；倒位可能会导致果蝇性状发生转变。
答案 C
大题冲关练——综合创新·求突破
13．(2021·江苏盐城调研)如图为某植物种群(雌雄同花且为纯合子)中甲植株的A基因(扁茎)和乙植株的B基因(缺刻叶)发生突变的过程。已知A基因和B基因是独立遗传的，请分析该过程，回答下列问题。
(1)简述上图两个基因发生突变的过程：______________________________。
(2)突变产生的a基因与A基因的关系是________，a基因与B基因的关系是________。
(3)若a基因与b基因分别把握圆茎和圆叶，则突变后的甲、乙两植株的基因型分别为________、________，表现型分别为________、________。
(4)请你利用突变后的甲、乙两植株作为试验材料，设计杂交试验程序，培育出具有圆茎圆叶的观赏植物品种_____________________________________。
解析 由题干信息可知，A基因与B基因突变均是由碱基对转变导致脱氧核苷酸序列变化。突变产生的新基因与原基因互为等位基因，由于该突变为隐性突变，故突变后性状并未发生变化。
答案 (1)DNA复制的过程中一个碱基被另一个碱基取代，导致基因的碱基序列发生了转变 (2)等位基因 非等位基因 (3)AaBB AABb 扁茎缺刻叶 扁茎缺刻叶 (4)①将甲、乙两植株分别自交；②选取甲子代中表现型为圆茎缺刻叶(aaBB)的植株与乙子代中表现型为扁茎圆叶(AAbb)的植株进行杂交，获得扁茎缺刻叶(AaBb)；③让得到的扁茎缺刻叶自交，从子代中选择圆茎圆叶植株即为所需品种(也可用遗传图解表示)
14．几种性染色体特别果蝇的性别、育性等如图所示。
(1)正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为________，在减数其次次分裂后期的细胞中染色体数是________条。
(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、________和________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为________。
(3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中消灭黑身白眼果蝇的概率为________。
(4)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发觉一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇消灭的缘由有三种可能：第一种是环境转变引起表现型变化，但基因型未变；其次种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分别。请设计简便的杂交试验，确定M果蝇的消灭是由哪一种缘由引起的。
试验步骤：________________________________________________________。
结果猜测：Ⅰ.若________，则是环境转变；
Ⅱ.若________，则是基因突变；
Ⅲ.若________，则是减数分裂时X染色体不分别。
解析 本题综合考查了减数分裂、伴性遗传、基因的自由组合定律及变异类型的鉴定等学问。正常果蝇有4对同源染色体，其中一对为性染色体，另外三对为常染色体。(1)减数第一次分裂过程中细胞内的染色体数目与正常体细胞中相同，果蝇属于二倍体，细胞内有2个染色体组；经减数第一次分裂后，形成的子细胞中染色体数目减半，但由于在减数其次次分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分别，导致染色体数目加倍，所以减数其次次分裂后期的细胞中染色体数是8条。
(2)白眼雌果蝇(XrXrY)的卵原细胞在进行减数分裂产生配子的过程中，由于性染色体有三条，所以会消灭联会紊乱现象，这样最多可形成Xr、XrXr、XrY、Y四种配子。若让该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)交配，则子代中红眼雌果蝇的基因型见下表：
♀配子
♂配子
Xr
XrXr
XrY
Y
XR
XRXr
(红眼♀)
XRXrXr
(死亡)
XRXrY
(红眼♀)
Y
(3)依据题中供应的信息，aaXrXr×AAXRY→F1，F1中雌果蝇的基因型是AaXRXr，雄果蝇的基因型为AaXrY，F2中灰身红眼∶黑身白眼＝∶＝3∶1。F2中灰身红眼雌果蝇的基因型为：AaXRXr、AAXRXr，灰身白眼雄果蝇的基因型为：AaXrY、AAXrY，它们随机交配后，子代中消灭黑身白眼(aaXr_)的概率为×××＝。(4)依据题中的信息，可让M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，若为环境转变引起的，则不会转变M果蝇的正常遗传，即Ⅰ.若子代消灭红眼(雌)果蝇，则是环境转变引起的。Ⅱ.若M果蝇是因基因突变引起，则后代会全部表现为白眼。Ⅲ.若是因减数分裂时X染色体不分别引起的，该雄果蝇的基因型为XrO，表现为不育，则无子代产生。
答案 (1)2 8 (2)XrY Y(注：两空挨次可颠倒) XRXr、XRXrY (3)3∶1 (4)M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型
Ⅰ.子代消灭红眼(雌)果蝇
Ⅱ.子代表现型全部为白眼
Ⅲ.无子代产生
15．(2021·山东省试验中学月考)请回答下列与基因突变有关的问题。
(1)基因突变在不受外来因素影响时，也可在细胞分裂的间期由于________发生错误而自发产生。
(2)基因突变不肯定导致性状发生转变，缘由之一是密码子具有________现象。
(3)若基因突变导致蛋白质分子结构转变；但氨基酸数目不变，则引起该突变的缘由最可能是DNA分子中发生了_________________________________。
(4)为探究突变基因结构发生转变的缘由，某科研小组利用DNA分子杂交技术(如图所示)进行了以下试验：
步骤①：用放射性同位素标记原基因，突变后的基因不做标记；步骤②：加热上述两种基因的DNA片段使之成为单链，然后进行DNA分子杂交；步骤③：制片、染色，用电镜观看由一条标记链和一条未标记链组成的杂交DNA分子。
请猜测结果及结论：
猜测一：_________________________________________________________。
猜测二：_________________________________________________________。
猜测三：_________________________________________________________。
解析 (1)在不受外来因素影响时，基因突变可在分裂间期DNA复制过程中自发产生。(2)由于密码子具有简并性，因此基因突变不肯定导致生物性状发生转变。(3)基因突变导致蛋白质的分子结构发生转变，但氨基酸数目不变，说明最可能发生的是碱基对的替换，由于碱基对的增加和缺失都可能导致氨基酸的数目发生转变。(4)基因突变包括碱基对的替换、增加、缺失三种方式。若基因突变是由碱基对的替换引起的，则标记链和未标记链都存在不能互补的碱基，因此，两条链上都具有游离的单链区。若基因突变是由碱基对的缺失引起的，则未标记的突变基因与标记的原基因相比，碱基少，因此标记的原基因多出的碱基无法和突变基因发生碱基互补配对，从而消灭游离的单链区。若基因突变是由碱基对的增加引起的，则未标记链上多出的碱基无法在标记链上找到互补配对的序列，因此只有未标记链会消灭游离的单链区。
答案 (1)DNA分子复制 (2)简并 (3)碱基对的替换
(4)若杂交DNA分子在标记链和未标记链中均消灭游离的单链区，则该基因结构的转变是由碱基对的替换引起的 若杂交DNA分子只在标记链中消灭游离的单链区，则该基因结构的转变是由碱基对的缺失引起的 若杂交DNA分子只在未标记链中消灭游离的单链区，则该基因结构的转变是由碱基对的增加引起的
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