新人教生物必修2第5章 基因突变及其它变化 章末整合提升（章末总结+单元测试）

新人教生物必修2第5章 基因突变及其它变化
章末整合提升
一、必备知识——构建知识导图
二、关键能力——发展核心素养
1.科学思维——辨析基因突变、基因重组和染色体变异
比较项目 基因突变 基因重组 染色体变异
变异本质 基因碱基序列的改变 原有基因的重新组合 染色体结构或数目发生改变
发生时间 一般发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期 减数分裂Ⅰ的前期和后期 细胞分裂前的间期或分裂期
生殖类型 无性生殖、有性生殖 有性生殖 无性生殖、有性生殖
产生结果 产生新的基因 产生新基因型 没产生新基因,染色体上基因数目或顺序发生变化
续表
比较项目 基因突变 基因重组 染色体变异
鉴定方法 光镜下均无法检出,可根据是否有新性状或新性状组合确定 光镜下可检出
意义 生物变异的根本来源,为生物的进化提供了丰富的原材料 生物变异的来源之一,对生物的进化具有重要的意义 对生物进化有一定意义
应用 诱变育种 杂交育种 单倍体、多倍体育种
联系 ①三者均属于可遗传变异,都为生物的进化提供了原材料 ②基因突变是基因重组的基础
[例1] 如图为某高等生物一个DNA分子上的三个基因a、b、c的分布状况,图中Ⅰ、Ⅱ为非基因序列。下列有关叙述正确的是(　B　)
A.c基因碱基对缺失,属于染色体变异
B.Ⅰ、Ⅱ中碱基的改变不属于基因突变
C.在减数分裂四分体时期,在b、c之间可发生互换
D.三个基因中若a发生突变,则会影响其他两个基因b、c的表达
解析:基因序列中发生碱基对的替换、增添或缺失为基因突变;由于Ⅰ、Ⅱ为非基因序列,其碱基的改变不属于基因突变;在减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换,而b、c属于一条染色体上的非等位基因,不会发生互换;基因是遗传的基本结构和功能单位,若a发生突变,对其他两个基因b、c的表达不一定有影响。
2.科学思维——判断可育性与可遗传的变异
(1)是否可育——看减数分裂能否产生正常配子。
(2)是否是可遗传变异——看遗传物质是否改变。
[例2] 下列属于可遗传变异的是(　A　)
A.一对正常夫妇生了个白化病女儿
B.穗大粒多的植株在干旱时变得穗小粒少
C.植株在水肥条件很好的环境中长势旺盛
D.生活在海边的渔民皮肤变得特别黑
解析:由于环境因素导致的变异是不可遗传的,B、C、D项均是由环境因素导致的不可遗传变异。
3.生命是物质、能量和信息的统一体,生命是物质的,遗传物质在传递过程中可以发生改变,从而引起变异
(1)基因水平:DNA中碱基对的增添、缺失、替换导致的基因碱基序列改变,是基因突变,可能导致生物性状改变。
(2)染色体水平:①基因重组导致生物性状发生变化。②细胞分裂过程中的染色体分离异常是染色体数目变异的原因,染色体的断裂与重接错误是导致染色体结构变异的基础。这些都会引起生物性状改变。
[例3] 如图所示为二倍体细胞染色体变异的几种方式,下列叙述正确的是(　B　)
A.猫叫综合征是由图d所示的变异引起的
B.图a所示细胞若为精原细胞,则其产生的精细胞中只有一半细胞染色体组成正常
C.21三体综合征的形成与图b所示的生物变异类型有关
D.果蝇棒状眼的形成与图c所示的生物变异类型有关
解析:猫叫综合征是人体内第5号染色体片段缺失所致,由图c所示的变异(染色体片段的缺失)引起,图d所示的变异是染色体片段增加(重复);图a所示细胞有一组同源染色体有三条,若为精原细胞,则其产生的精细胞中只有一半细胞染色体组成正常;21三体综合征的患者体内第21号染色体有三条,由图a所示的生物变异类型引起;果蝇棒状眼的形成是染色体的片段重复导致的,由图d所示的生物变异类型引起。
4.研究可遗传变异的方法
实验 技术方法
区分基因突变和染色体变异中的缺失 显微镜观察法
低温诱导植物细胞染色体数目的变化 显微镜观察法
调查人群中的遗传病 调查法
[例4] 父母们都希望能生育一个健康的无遗传疾病的宝宝。下列关于人类遗传病的叙述中,正确的是(　D　)
A.调查某单基因遗传病的遗传方式时,应在人群中随机抽样,而且调查群体要足够大
B.胎儿所有先天性疾病都可通过产前诊断来确定
C.如果通过基因检测确定胎儿不携带致病基因,则可判断其不患遗
传病
D.人类遗传病检测和预防的主要手段是遗传咨询和产前诊断
解析:调查某单基因遗传病的遗传方式时,调查对象应为患者家系,在人群中随机抽样是调查某遗传病的发病率;并不是所有先天性疾病都可以通过产前诊断来确定;虽然胎儿不携带致病基因,但也可能患染色体异常遗传病;人类遗传病检测和预防的主要手段是遗传咨询和产前诊断。
三、综合应用——形成核心价值观
[例5] 遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题。
(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中,在不发生染色体结构变异的情况下,产生基因重新组合的途径有两条,分别是


　。
(2)在诱变育种过程中,通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传,原因是　,
若要使诱变获得的性状能够稳定遗传,需要采取的措施是　。
解析:(1)互换型基因重组发生在减数第一次分裂前期同源染色体联会过程中,在该过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间进行互换;自由组合型基因重组发生在减数第一次分裂后期,伴随着非同源染色体的自由组合,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)诱变育种过程中,突变体一般为杂合体,即控制新性状的基因型是杂合的,不能稳定遗传;对于杂合体,可以采用连续自交和不断选择的方法获得纯合体,即通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。
答案:(1)在减数分裂过程中,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因自由组合;同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的互换而发生交换,导致染色单体上的基因重组　(2)控制新性状的基因型是杂合的　通过自交筛选性状能稳定遗传的子代
[例6] 科学家们用长穗偃麦草(二倍体)与普通小麦(六倍体)杂交培育小麦新品种——小偃麦。相关的实验如下,请回答有关问题。
(1)长穗偃麦草与普通小麦杂交,F1体细胞中的染色体组数为　　　　。长穗偃麦草与普通小麦杂交所得的F1不育,其原因是　
　　　　　　　　　　,可用　　　　　　　处理F1幼苗,获得可育的小偃麦。
(2)小偃麦中有个品种为蓝粒小麦(40W+2E),40W表示来自普通小麦的染色体,2E表示携带有控制蓝色色素合成基因的1对长穗偃麦草染色体。若丢失了长穗偃麦草的一个染色体则成为蓝粒单体小麦(40W+1E),这属于　　　　　　　变异。为了获得白粒小偃麦(1对长穗偃麦草染色体缺失),可将蓝粒单体小麦自交,在减数分裂过程中,产生两种配子,其染色体组成分别为　　　　　　　　　　。这两种配子自由结合,产生的后代中白粒小偃麦的染色体组成是　　　　。
(3)为了确定白粒小偃麦的染色体组成,需要做细胞学实验进行鉴定。取该小偃麦的　　　　作实验材料,制成临时装片进行观察,其中　　　　　期的细胞染色体最清晰。
解析:(1)长穗偃麦草配子含1个染色体组,普通小麦配子含3个染色体组,杂交形成的受精卵含 4个染色体组,F1体细胞中的染色体组数为4。由于F1体细胞中无同源染色体,减数分裂时无法联会,故不能形成正常的配子。用秋水仙素处理F1幼苗,染色体组加倍,获得可育的小偃麦。(2)染色体丢失1条为染色体数目变异。蓝粒单体小麦(40W+1E)产生的配子及比例为 1(20W+E)∶1(20W)。后代中白粒小偃麦的染色体组成是40W。
答案:(1)4　无同源染色体,减数分裂时无法联会,不能形成正常的配子(无同源染色体或减数分裂时无法联会)　(一定浓度的)秋水仙素　(2)染色体数目　20W和20W+1E　40W　(3)根尖(芽尖)　有丝分裂中
第5章　章末综合检测
选题测控导航表
知识点 题号
1.基因突变和基因重组 1,3,4,5,6,9,16,17
2.染色体变异 7,8,10,11,12,18,19,20
3.人类遗传病 13,14,15,25
4.综合考查 2,21,22,23,24
一、选择题:本题共20小题,共45分。第1～15小题,每小题2分；第16～20小题,每小题3分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列有关生物基因突变的说法中,错误的是(　C　)
A.基因突变一定会导致遗传信息的改变
B.体细胞发生的基因突变一般不会遗传给后代
C.由基因突变引发的人类遗传病都不能直接通过显微镜检测
D.基因突变是生物界中普遍存在的一种可遗传的变异方式
解析:由基因突变引发的人类遗传病如镰状细胞贫血,能直接通过显微镜检测红细胞的形态来确诊。
2.以下关于变异的描述中,正确的有(　D　)
①表现出亲代所没有的表型叫基因突变　②基因突变有显性突变和隐性突变之分　③基因突变、基因重组和染色体变异三者的共同特点是三者都能产生新的基因　④基因突变能人为地诱发产生　⑤基因突变和染色体变异的重要区别是基因突变在光镜下看不到基因的变化　⑥DNA分子碱基序列改变都能引起基因突变　⑦基因突变的频率很低,突变的方向与环境并无明确的因果关系　⑧基因突变是基因内部碱基的增添、缺失或替换,并引起基因碱基序列的改变
A.两项 B.三项 C.四项 D.五项
解析:①表现出亲代所没有的表型,符合变异的概念,变异不等于基因突变;③中只有基因突变可以产生新基因;⑥DNA分子碱基序列的改变如果不是发生在基因内部,则不会导致基因突变。
3.某DNA分子上的K基因发生突变,导致合成的mRNA上一个碱基G变成A。下列相关叙述错误的是(　A　)
A.突变后,K基因中的嘧啶类脱氧核苷酸比例下降
B.突变后,合成的肽链中氨基酸排列顺序可能不变
C.突变后,参与翻译过程的tRNA的种类数可能不变
D.该突变可为进化提供原材料
解析:由于基因位于DNA上,通常是有遗传效应的DNA片段,属于双链结构,因此突变后,K基因中的嘧啶类脱氧核苷酸与嘌呤类脱氧核苷酸仍然相等,比例不变;突变后,由于密码子具有简并性,合成的肽链中氨基酸排列顺序可能不变;突变后,基因指导合成的蛋白质中氨基酸的种类可能不变,参与翻译过程的tRNA的种类数就可能不变;该突变可为进化提供原材料。
4.癌细胞有多种检测方式。切取一块组织鉴定是否为癌细胞,下列最可靠的依据是(　C　)
A.用显微镜观察细胞染色体数目是否改变
B.用显微镜观察细胞原癌基因是否突变
C.用显微镜观察细胞的形态结构是否改变
D.用显微镜观察细胞膜外的糖蛋白是否减少
解析:癌细胞中染色体数目没有改变;基因突变在光学显微镜下观察不到;细胞癌变后细胞的形态结构发生显著改变;细胞膜外的糖蛋白在光学显微镜下观察不到。
5.下列有关基因重组的叙述中,正确的是(　C　)
A.基因重组发生在精子和卵细胞结合的过程中
B.基因A因缺失部分碱基形成它的等位基因a属于基因重组
C.同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换可能导致基因重组
D.基因重组可发生在次级精母细胞形成精细胞的过程中
解析:基因重组发生在减数分裂过程中;基因A因缺失部分碱基形成它的等位基因a属于基因突变;在四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换可能导致基因重组;基因重组可发生在初级精母细胞形成次级精母细胞的过程中。
6.基因型为Cc(红色)的大丽花植株上盛开红花,仅有一朵花半边红色半边白色,这可能是由于哪个部位的C基因突变为c造成的(　D　)
A.生殖细胞
B.早期的叶芽细胞
C.幼苗的众多体细胞
D.花芽分化时产生的细胞
解析:花瓣是由体细胞发育而成的,故不可能是生殖细胞发生基因突变;若叶芽细胞中C基因突变为c,那么会导致在该叶芽发育的一个枝条上细胞的基因型都是cc,此枝条上的花均为白色;幼苗的众多体细胞C基因突变为c,会导致由此幼苗发育的植株,多数部位细胞都含cc,多数花为白色;花芽分化时C基因突变为c,由此花芽发育的花,可能有些细胞为cc,进而出现半边红色半边白色的花。
7.如图表示染色体联会出现异常的情况,其中的字母表示基因,下列叙述正确的是(　D　)
A.甲图中染色体一定发生了缺失
B.乙图表示染色体发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换
C.丙图所示细胞不可能产生基因组成为adc+bef的配子
D.甲、乙、丙变异类型都属于染色体变异,此时细胞中染色体数与核DNA分子数之比均为1∶2解析:甲图可能是一条染色体片段缺失,也可能是另一条染色体片段重复;乙图非同源染色体上出现了同源区段,进而发生了联会现象,因此该变异是非同源染色体之间的易位;在减数第一次分裂四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色单体可能发生互换,所以可产生基因组成为adc+bef的配子;甲、乙、丙变异类型都属于染色体变异,三张图都可能出现在减数第一次分裂前期,此时一条染色体上含有两个染色单体(两个DNA分子),因此细胞中染色体数与核DNA分子数之比均为1∶2。
8.若如图表示某植物正常体细胞的染色体组成,则下列可能是该植物基因型的是(　B　)
A.ABCd B.Aaaa
C.AaBbCcDd D.AaaBbb
解析:题图中有4个染色体组,ABCd表示一个染色体组;Aaaa表示四个染色体组;AaBbCcDd表示两个染色体组;AaaBbb表示三个染色体组。
9.育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株,经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是(　B　)
A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的
B.该变异植株自交可产生这种变异性状的纯合个体
C.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
D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系
解析:据题意可知,该植株基因突变后,当代性状就改变了,由此推出该基因突变属于显性突变,该植株为杂合子;该植株为杂合子,自交后产生的后代中有1/4的变异性状纯合子;该基因突变不可以在光学显微镜下直接观察,所以不能通过观察染色体的形态来判断基因突变的位置;只进行花药离体培养而没有诱导染色体数目加倍,得到的仅仅是高度不育的单倍体植株。
10.在细胞分裂过程中,末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,如图所示。若某细胞进行有丝分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异,下列关于该细胞的说法错误的是(　C　)
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D.若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞
解析:由题意可知,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,因此可在分裂后期观察到“染色体桥”结构;进行有丝分裂时,“染色体桥”在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极,不会改变其子细胞中染色体的数目;姐妹染色单体连接在一起,着丝粒分裂后出现“染色体桥”结构,因此其子细胞中染色体上不会连接非同源染色体片段;姐妹染色单体形成的“染色体桥”结构在分裂时,会在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的一条子染色体可能携带有两个相同基因,因此若该细胞的基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞。
11.蜜蜂种群由蜂王、工蜂和雄蜂组成,如图表示蜜蜂的性别决定过程,据图分析,下列说法中正确的是(　D　)
A.蜜蜂是XY型生物
B.雄蜂是单倍体,高度不育
C.发育成熟的雄蜂形成配子时,染色体数目减半
D.蜜蜂的性别是由细胞中染色体组数决定的
解析:受精卵发育成雌蜂,所以蜜蜂的性别是由细胞中染色体组数决定的,不是XY型生物;据题图分析,雄蜂是由卵细胞直接发育而成的,因此雄蜂是单倍体,但能产生正常的配子,是可育的,其产生的雄配子含有16条染色体,染色体数目不变。
12.下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述中,正确的是(　C　)
A.制作装片依次包括解离→染色→漂洗→制片4个步骤
B.解离液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C.在诱导染色体数目变化方面,低温与秋水仙素诱导的原理相似
D.显微镜下可以看到大多数细胞染色体数目加倍
解析:制作装片依次包括解离→漂洗→染色→制片4个步骤;解离液(盐酸酒精混合液)可以使洋葱根尖解离,卡诺氏液适用于植物组织和细胞的固定;在诱导染色体数目变化方面,低温与秋水仙素诱导的原理相似,都是抑制纺锤体的形成;显微镜下可以看到大多数细胞处于分裂间期,处于分裂期的细胞中也只有少数细胞的染色体数目加倍。
13.调查人群中常见的遗传病时,要求计算某种遗传病的发病率(N)。若以公式N=×100%进行计算,则公式中a和b依次表示(　C　)
A.某种单基因遗传病的患病人数,各类单基因遗传病的被调查人数
B.有某种遗传病病人的家庭数,各类单基因遗传病的被调查家庭数
C.某种遗传病的患病人数,该种遗传病的被调查人数
D.有某种遗传病病人的家庭数,该种遗传病的被调查家庭数
解析:根据题意,调查人群中常见的遗传病时,先在人群中随机抽样调查,统计出某种遗传病的患病人数和该种遗传病的被调查总人数;然后用统计学方法进行计算,即公式N=某种遗传病的患病人数/该种遗传病的被调查总人数×100%,求出某种遗传病的发病率。
14.遗传咨询对预防遗传病有积极意义,下列情形中不需要遗传咨询的是(　A　)
A.男方幼年曾因外伤截肢
B.亲属中有智力障碍患者
C.女方是先天性聋哑患者
D.亲属中有血友病患者
解析:因外伤而截肢不属于遗传病,不需要遗传咨询;智力障碍可能是由遗传因素导致的,因此亲属中有智力障碍患者时需要进行遗传咨询;先天性聋哑属于常染色体隐性遗传病,因此女方是先天性聋哑患者时需要进行遗传咨询;血友病属于伴X染色体隐性遗传病,因此亲属中有血友病患者时需要进行遗传咨询。
15.张三和他的一个孙子患有甲病,但张三的其他12位家人均表现正常。据张三的家系(　A　)
A.可能推知甲病的遗传方式
B.可能推知甲病在当地人群中的发病概率
C.可以确定甲病基因的突变频率
D.可以确定环境中影响甲病遗传的关键因素
解析:根据题意可知,甲病为隐性遗传病;根据张三的家系只能推知其家系中的发病情况,无法推知甲病在当地人群中的发病概率;根据张三的家系只能判断该病是隐性遗传病,无法判断甲病基因的突变频率,也无法判断环境对该病的影响。
16.RB基因与某种恶性肿瘤的发病有关。RB基因编码的蛋白质称为RB蛋白,分布于细胞核内,能抑制细胞增殖。正常人体细胞中含有一对RB基因,当两个RB基因同时突变产生突变蛋白时,会发生视网膜母细胞瘤。下列叙述正确的是(　D　)
A.上述RB基因发生的突变属于显性突变
B.突变蛋白可以延长细胞周期
C.突变蛋白的产生是基因选择性表达的结果
D.RB基因可能为抑癌基因,能抑制细胞癌变
解析:根据题干信息“当两个RB基因同时突变产生突变蛋白时,会发生视网膜母细胞瘤”可知,RB基因发生的突变属于隐性突变;突变产生突变蛋白时,会发生视网膜母细胞瘤,视网膜母细胞瘤连续分裂,细胞周期缩短;突变蛋白的产生是基因突变的结果;根据题干信息“RB基因编码的蛋白质称为RB蛋白,分布于细胞核内,能抑制细胞增殖”可知,RB基因为抑癌基因,能抑制细胞癌变。
17.动态突变是指基因中的3个相邻核苷酸重复序列的拷贝数发生倍增而产生的变异,这类变异会导致人类的多种疾病,且重复拷贝数越多,病情越严重。下列关于动态突变的推断错误的是(　B　)
A.用光学显微镜无法观察基因上核苷酸的变化
B.只发生在生长发育的特定时期
C.会导致染色体上基因的碱基序列改变
D.突变基因的翻译产物中某个氨基酸重复出现
解析:用光学显微镜无法观察基因上核苷酸的变化;基因突变可发生在生长发育的任何时期,在细胞分裂前的间期DNA复制时,DNA分子相对不稳定,较容易发生基因突变;根据题意可知,动态突变指基因碱基序列的改变,并没有引起基因数量的增加;基因中的3个相邻核苷酸重复拷贝,则会产生重复的密码子,将会导致翻译产物中某个氨基酸重复出现。
18.某植物株色紫色对绿色是显性,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),下列相关叙述正确的是(　A　)
A.该变异是由某条染色体结构缺失引起的
B.该变异是由隐性基因突变引起的
C.F1自交,该变异在子二代中不能表现出新的株色表型
D.该变异不可以使用显微镜观察鉴定
解析:由题图可知,该变异是发生了染色体上PL基因的缺失,属于染色体结构变异;染色体部分缺失属于染色体变异,而不是基因突变;染色体变异是可遗传的变异,能传递给子二代,根据题意分析可知子二代中能出现新株色白色;染色体变异可以在显微镜下观察鉴定。
19.番茄是二倍体植物(染色体2n=24)。有一种三体番茄,其6号染色体有3条,三体在减数分裂联会时2条随机配对,另1条不能配对(如图所示)。下列描述不正确的是(　C　)
A.如果该三体番茄的基因型为AABBb,则其产生花粉的基因型有4种
B.其根尖分生区细胞连续分裂两次,所得子细胞染色体数均为25条
C.从变异的角度分析,三体形成属于染色体结构变异
D.与正常的番茄杂交,形成正常个体的概率为1/2
解析:如果该三体番茄的基因型为AABBb,则其产生花粉的基因型有4种:ABB、ABb、AB、Ab;由于有丝分裂的过程中染色体数目不变,故其根尖分生区细胞连续分裂两次,所得子细胞染色体数均为25条;从变异的角度分析,三体形成属于染色体数目变异;该三体产生的配子中,正常配子∶异常配子=1∶1,故与正常的番茄杂交,形成正常个体的概率为1/2。
20.下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述中,正确的是(　A　)
A.组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体
B.体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体
C.单倍体只含一个染色体组
D.人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
解析:减数分裂过程中联会的染色体是同源染色体,而一个染色体组中不含同源染色体;由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体;由配子发育而来的个体称为单倍体,因此含有一个染色体组的一定是单倍体,但单倍体不一定含有一个染色体组,如四倍体植株的单倍体含有两个染色体组;人工诱导多倍体的方法有很多,如低温处理、用秋水仙素处理等。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
21.(10分)棉纤维的颜色由一对等位基因(B、b)控制,野生棉花大多为白色,由基因B控制。科学家用射线处理纯种白色棉花的种子,先培育出基因型为bb的深红棉(棉纤维呈深红色),再通过技术处理得到基因组成如图所示的突变型粉红棉(棉纤维呈粉红色)。请回答相关
问题。
(1)获得深红棉的育种方法利用的生物学原理是　　　　　　。突变型粉红棉的变异类型属于　　　　　　　　。
(2)棉花对盐碱的耐受性由基因A、a控制,耐盐碱为隐性性状。基因A、a与B、b独立遗传。科学家用耐盐碱的深红棉与不耐盐碱的突变型粉红棉杂交,得到F1(全部不耐盐碱),F1随机交配得到F2(以上过程各类型配子育性正常、子代生活力正常)。则:
①F1产生的配子的种类及比例是　　　　　　,F2中耐盐碱的突变型粉红棉的比例是　　　　。
②为得到耐盐碱的棉花,应如何对F2进行筛选 　　　　　　　　　。
解析:(1)根据题中信息可知,深红棉是用射线处理纯种白色棉花的种子而得到的品种,其育种方法为诱变育种,利用的原理是基因突变;染色体变异包括染色体结构变异和数目变异,据题图可知,突变型粉红棉的变异类型属于染色体结构变异。(2)根据题中信息可知,耐盐碱深红棉的基因型为aabb,不耐盐碱的突变型粉红棉的基因型为AAb,两者杂交得到的F1基因型1/2Aabb和1/2Aab,Aabb产生的配子为1/4Ab和1/4ab,Aab产生的配子为1/8Ab、1/8A、1/8ab、1/8a,因此F1产生的配子种类和比例为Ab∶ab∶A∶a=3∶3∶1∶1。F2中耐盐碱突变型粉红棉(aab)的概率为3/8×1/8×2=3/32。将棉花种植在盐碱地中观察其是否生长,可以选择出耐盐碱的个体。
答案:(每空2分)
(1)基因突变　染色体结构变异
(2)①Ab∶ab∶A∶a=3∶3∶1∶1　3/32
②将F2种植在盐碱地上
22.(10分)如图甲、乙、丙表示相关变异示意图,回答下列关于生物变异的问题。
(1)若图甲表示镰状细胞贫血的发病机理。图中②表示的遗传信息流动过程是　　　　;α链碱基组成为　　　　,缬氨酸的密码子(之一)为　　　　。
(2)若图乙表示基因型为AaBB的某动物进行细胞分裂的示意图,则图中两条姐妹染色单体上的基因不同的原因可能是　　　　　　　　。
(3)若图丙表示两种类型的变异,则其中属于基因重组的是　　 　　(填序号),属于染色体结构变异的是　　　　(填序号),从发生的染色体种类来说,两种变异的主要区别是　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
解析:(1)由题图分析可知,①是DNA上发生的基因突变。②代表转录过程。其中α链是模板链,其上碱基与GTG互补,即为CAC,其转录出的信使RNA的序列为GUG。(2)由题干可知,该动物原本就具有A、a基因,因此,图中姐妹染色单体上同时出现A、a这对等位基因就有两种可能,发生了基因突变或互换。(3)图丙的①可以表示同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,属于基因重组。②中染色体片段的位置改变发生在非同源染色体之间,因此属于染色体结构变异。
答案:(除标注外,每空1分)
(1)转录(2分)　CAC　GUG
(2)发生了互换或基因突变(2分)
(3)①　②　①发生在同源染色体之间,②发生在非同源染色体之间(2分)
23.(12分)罗汉果甜苷具有重要的药用价值,它分布在罗汉果的果肉、果皮中,种子中不含这种物质,而且有种子的罗汉果口感很差。为了培育无子罗汉果,科研人员先利用秋水仙素处理二倍体罗汉果,诱导其染色体数目加倍,得到如表所示结果。请分析回答下列问题。
处理 秋水 仙素 浓度/% 处理 株数 处理 时间 成活 率(%) 变异 率(%)
滴芽尖 生长 点法 0.05 30 5 d 100 1.28
0.1 86.4 24.3
0.2 74.2 18.2
(1)在诱导染色体数目加倍的过程中,秋水仙素的作用是　 。
选取芽尖生长点作为处理的对象,理由是
　。
(2)上述研究中,自变量是　　　　　　　,因变量是　 。
研究表明,诱导罗汉果染色体数目加倍的最适处理方法是　 。
(3)鉴定细胞中染色体数目是确认罗汉果染色体数加倍最直接的证据。首先取变异植株幼嫩的茎尖,再经固定、解离、　　　　、　　　　和制片后,制得鉴定植株芽尖的临时装片。最后选择处于　　　　　　
　 　的细胞进行染色体数目统计。
(4)获得了理想的变异株后,要培育无子罗汉果,还需要继续进行的操作是 　。
解析:(1)秋水仙素能诱导染色体数目加倍,其作用原理是抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成。因为芽尖生长点细胞分裂旺盛,易变异,所以用秋水仙素处理时要选取芽尖生长点作为处理的对象。
(2)由题表分析可知,该实验的自变量是秋水仙素的浓度,因变量是处理植株的成活率和变异率。表中数据表明:用浓度0.1%的秋水仙素滴芽尖生长点时,变异率最高。
(3)染色体变异可以通过显微镜观察到,但需要制作临时装片,其步骤是解离、漂洗、染色和制片,最后选择处于有丝分裂中期的细胞进行染色体数目统计,因为该时期染色体数目清晰,形态稳定,是观察染色体数目和形态的最佳时期。
(4)获得了理想的变异株后,要培育无子罗汉果,可用四倍体罗汉果与二倍体杂交,这样即可获得三倍体无子罗汉果。
答案:(除标注外,每空1分)
(1)抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成　芽尖生长点细胞分裂旺盛,易变异(2分)
(2)秋水仙素的浓度　处理植株的成活率和变异率　用浓度0.1%的秋水仙素滴芽尖生长点(2分)
(3)漂洗　染色　有丝分裂中期
(4)用四倍体罗汉果与二倍体杂交,获得三倍体无子罗汉果(2分)
24.(13分)为了快速培育抗某种除草剂的水稻,育种工作者综合应用了多种育种方法,过程如下。请回答下列问题。
(1)从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养,诱导成　　　　幼苗。
(2)用γ射线照射上述幼苗,目的是　　　　　　　　;然后用该除草剂喷洒其幼叶,结果大部分叶片变黄,仅有个别幼叶的小片组织保持绿色,表明这部分组织具有　　　　　　　 　。
(3)取该部分绿色组织再进行组织培养,诱导植株再生后,用秋水仙素处理幼苗,使染色体加倍,获得　　　　　　　　,移栽到大田后,在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。
(4)对抗性的遗传基础做进一步研究,可以选用抗性植株与　　　　　
　　　　　杂交,如果　　　　　　　　　　　　,表明抗性是隐性性状。F1自交,若F2性状分离比为15(敏感)∶1(抗性),初步推测　 。
解析:花药离体培养是单倍体育种的基本手段,射线激光能够诱发突变,而且体细胞突变必须经过无性繁殖才能保留该突变性状,所以需要经过组织培养,为了获得可育的植株,需用秋水仙素处理使染色体数目加倍,加倍获得的是纯合二倍体,通过与纯合敏感型植株杂交,子一代表现出来的性状是显性来判断抗性的显隐性;子二代出现性状分离,分离比是15∶1,不符合分离定律,可以用自由组合定律来解释,只有两对基因都隐性时才表现为抗性。所以初步推测该抗性植株中两个基因发生了突变。
答案:(除标注外,每空2分)
(1)单倍体(1分)
(2)诱发基因突变　抗该除草剂的能力
(3)纯合二倍体
(4)纯合敏感型植株　F1都是敏感型　该抗性植株中有两个基因发生了突变
25.(10分)人类遗传病的发病率逐年增高,相关遗传学研究备受关注。某研究性学习小组的同学对本校全体学生进行了某些遗传病的调查。请回答相关问题。
(1)调查时最好选择　　　　　　　　(填“单基因遗传病”或“多基因遗传病”)。
(2)如果要做某遗传病遗传方式的调查,应该选择　　　　　　　　　
　　　　　　　作为调查对象。
(3)调查中发现一男生(9号个体)患红绿色盲(相关基因用B、b表示),咨询中知道其同胞姐姐(10号个体)患白化病(相关基因用A、a表示)。他们对该家族进一步调查,得到的家族系谱图如图,据图回答下列
问题。
①8号个体的基因型为　　　　　　　　,5号个体为纯合子的概率是　　　　　　。
②若12号个体与9号个体结婚,属于近亲婚配,此行为违反婚姻法,请预测他们生出患病孩子的概率是　　　　　　。
解析:(1)调查人类遗传病时,最好选择群体中发病率较高的单基因遗传病,如色盲、白化病等。
(2)若要调查某遗传病的遗传方式,则应该选择患有该遗传病的多个家族(系)作为调查对象,然后画出系谱图,判断遗传方式。
(3)①由遗传系谱图可知,13号个体是色盲兼白化病患者的男性,基因型为aaXbY,其中aXb来自母亲8号,而8号个体表现正常,因此8号个体的基因型为AaXBXb;5号个体是表型正常的女性,但是有患白化病和色盲的兄弟,因此1号和2号个体的基因型分别为AaXBXb和AaXBY,5号个体是纯合子的概率为1/3×1/2=1/6。
②先分析色盲:由遗传系谱图可知,7号个体是色盲患者,基因型是XbY,其正常女儿12号个体的基因型为XBXb,9号个体是色盲患者,基因型为XbY,12号个体与9号个体结婚,后代患色盲的概率是XbXb+XbY=1/2,不患色盲的概率也是1/2;再分析白化病:由遗传系谱图可知,3号个体和4号个体正常,生有白化病患者女儿,因此3号和4号个体的基因型都是Aa,9号个体不患白化病,基因型为AA或Aa,各占1/3、2/3,12号个体不患白化病,但是有白化病患者的兄弟,12号个体的基因型为AA或Aa,各占1/3、2/3,因此若12号个体与9号个体结婚,后代患白化病的概率是aa=2/3×2/3×1/4=1/9,不患白化病的概率是8/9。两种病综合分析可知,12号个体与9号个体结婚,后代患病的概率=1-不患色盲的概率×不患白化病的概率=1-1/2×8/9=5/9。
答案:(每空2分)
(1)单基因遗传病
(2)患有该遗传病的多个家族(系)
(3)①AaXBXb　1/6　②5/9