第十六讲 基因突变、基因重组、染色体变异
测试内容
测试要求
五年考情
基因重组及其意义
基因重组的概念及实例
基因重组的意义
A
A
2012、2013(选)
基因突变的特征和原因
基因突变的概念、原因、特征
基因突变的意义
B
A
2012、2013、2014、2015、2016(选)、
2012(主)
染色体结构变异和数目变异
A
2013、2015(选)
生物变异在育种上的应用
杂交育种在生产中的作用
多倍体育种的原理、方法及特点
诱变育种在生产中的应用
单倍体育种的原理、方法及特点
B
A
A
A
2012、2013、2014、2015、2017(选)
转基因生物和转基因食品的安全性
A
2012、2015(选)
1. 仅由________引起的变异是不可遗传变异；由__________________引起的变异是可遗传变异。后者来源有三种：________、________和________。
2. 染色体结构变异，包括________、________、________和________四种类型，染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞中________的增加或减少，如21三体综合征；另一类是细胞内的染色体数目以________的形式成倍地增加或减少。
3. 细胞中的一组________，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
4. 二倍体由________发育而来，是体细胞中含有________染色体组的个体，几乎全部动物和过半数的高等植物都属于二倍体。多倍体由________发育而来，是体细胞中含有________染色体组的个体。如香蕉是________倍体，马铃薯是四倍体，普通小麦是________倍体。单倍体指体细胞中含有本物种________中染色体数目的个体，它是由________直接发育而来的，如蜜蜂的________。
5. 基因突变是指由于DNA分子中________的增添、________或改变而引起________的改变。一般发生在有丝分裂________或________。分为________突变和________突变两类。基因突变是产生________的途径，是生物变异的________，是生物进化的________材料。引起基因突变的因素可分为三类：物理因素、化学因素、________因素。
6. 基因突变的特点有________、________、________ 、________和________。
7. 基因重组是生物体在进行________过程中，控制________的基因重新组合的过程，它包括非同源染色体上的非等位基因的________和同源染色体上等位基因的________。基因重组是生物变异的来源之一，是生物进化的源泉，是形成________的重要原因之一。
8. 诱变育种是指利用________因素或________因素处理生物，使生物发生________。如________的选育，其原理是________。
9. 单倍体育种首先采用________获得________，然后经过人工诱导使________
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加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。其优点是__。
10. 三倍体植株不能形成正常配子的原因是__________________________________。秋水仙素的作用是__________________的形成，导致后期染色体不能分离，使细胞中染色体数加倍。
1. 细胞分裂图像中染色体组数的确定
(1) 方法——同种形态的染色体有几条，就含几个染色体组。
(2) 识图
图像
染色体数
4条
4条
2条
8条
染色体组数
2个
2个
1个
4个
2. 染色体结构变异与基因突变的区别
(1) 变异的范围不同：①基因突变是在DNA分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基对的改变，这种变化在光学显微镜下观察不到。②染色体结构的变异是在染色体水平上的变异，涉及到染色体的某一片段的改变，这一片段可能含有若干个基因，这种变化在光学显微镜下可观察到。
(2) 变异的方式不同：基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失或替换三种类型；染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。
(3) 变异的结果不同：①基因突变引起基因结构的改变，基因数目未变，生物的性状不一定改变。②染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而可能导致生物的性状发生改变。
3. 二倍体、多倍体、单倍体的判断
先看生物体的发育来源，再看细胞内的染色体组数。
如果生物体由受精卵发育而成，生物体细胞内有几个染色体组就叫几倍体。
如果生物体是由生殖细胞(卵细胞或花粉)直接发育而成，无论细胞内含有几个染色体组，都只能叫单倍体。
4. 可遗传变异与生物种类、生殖、细胞分裂及生物进化的关系
基因突变
基因重组
染色体变异
生物种类
所有生物都可发生
自然状态下只有有性生殖生物发生
真核生物都可发生
生殖类型
无性生殖和有性生殖生物都可发生
自然状态下只有有性生殖生物发生
无性生殖和有性生殖生物都可发生
细胞分裂类型
无丝分裂、有丝分裂和减数分裂中都可发生
减数分裂中发生
有丝分裂和减数分裂中可发生
与进化的关系
①三种可遗传变异都可为生物进化提供原材料
② 基因突变可产生新基因，为进化提供最初的原材料，是生物变异的根本来源
③基因重组的变异频率高，为进化提供了广泛的选择材料，是形成生物多样性的重要原因之一
8
5. 五种育种方法的比较
6. 无子番茄和无子西瓜培育过程及遗传特点的比较
原理
化学试剂
无子原因
能否遗传
无子西瓜
染色体变异
秋水仙素
联会紊乱不能产生配子
能，后代仍无子
无子番茄
生长素促进果实发育
生长素
未受精
不能，后代有子
【例1】 (2018届南京模拟)下列关于变异和育种的叙述，正确的是( )
A. 基因重组能产生新的基因 B. 人工诱导产生的基因突变一定是有利的
C. 单倍体的体细胞中只含有一个染色体组 D. 多倍体育种的原理是染色体数目变异
笔记：__
__
【例2】 (2018届苏州模拟)下图中的横线代表染色体，字母代表染色体上的不同基因，该图所示的变异类型为( )
A. 基因突变 B. 基因重组 C. 易位 D. 倒位
笔记：__
__
【例3】 (2018届苏州模拟)普通小麦是六倍体的植物，正常体细胞中含有六个染色体组。下列有关单倍体小麦的叙述，错误的是( )
A. 单倍体小麦通常是由花粉或者卵细胞直接发育来的
B. 单倍体小麦的体细胞中一般含有三个染色体组
C. 单倍体小麦是纯合子，自交后代不发生性状分离
D. 单倍体小麦植株弱小，而且高度不育
笔记：__
__
【例4】 下图表示以某种农作物①和②两个品种为基础，培育出⑤、⑥、⑦三个品种的过程。据图判断下列叙述错误的是( )
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A. Ⅱ过程表示的是品种③自交
B. Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ过程的优点是能明显缩短育种年限
C. Ⅳ过程的原理是染色体变异
D. Ⅵ过程的原理是基因重组
笔记：__
__
1. (2017年江苏省普通高中学业水平测试)随着科学技术的发展，育种方法得到不断改进。下图所示的育种方法属于( )
A. 单倍体育种 B. 多倍体育种 C. 杂交育种 D. 诱变育种
2. (2016年江苏省普通高中学业水平测试)下列有关基因突变的叙述，正确的是( )
A. 基因突变是生物变异的根本来源 B. 基因突变都是定向的
C. 基因突变都是有利的 D. 自然状态下，基因突变的频率很高
3. (2016年江苏省普通高中学业水平测试)三倍体无子西瓜由二倍体西瓜培育而成，这种育种方式属于( )
A. 诱变育种 B. 多倍体育种 C. 单倍体育种 D. 基因工程育种
4. (2015年江苏省普通高中学业水平测试)基因突变为生物进化提供原材料。下列有关基因突变的叙述，错误的是( )
A. 基因突变是新基因产生的途径 B. 紫外线可诱发基因突变
C. 自然状态下，基因突变的频率很低 D. 基因突变对生物自身都是有利的
5. (2015年江苏省普通高中学业水平测试)右图表示利用高秆抗病和矮秆易感病两个水稻品种培育矮秆抗病新品种的过程。该过程采用的育种方法是( )
A. 诱变育种
B. 杂交育种
C. 多倍体育种
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D. 单倍体育种
6. (2015年江苏省普通高中学业水平测试)随着基因工程的兴起，人们越来越关注转基因生物和转基因食品的安全性问题。下列相关叙述错误的是( )
A. 公众应科学理性地对待转基因生物和转基因食品 B. 基因工程在医、农、林等领域具有广阔的应用前景
C. 在我国生产及销售转基因食品的行为都是违法的 D. 我国十分重视转基因生物及其产物的安全性问题
7. (2014年江苏省普通高中学业水平测试)基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变的叙述错误的是( )
A. 基因突变在自然界中普遍存在 B. 基因突变的方向是不确定的
C. 基因突变是随机发生的 D. 基因突变对生物自身都有害
8. (2014年江苏省普通高中学业水平测试)多倍体植株常常果实和种子比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量较高。目前人工诱导多倍体常用的试剂是( )
A. 龙胆紫溶液 B. 秋水仙素溶液 C. 生长素 D. 乙烯
9. (2013年江苏省普通高中学业水平测试)利用二倍体西瓜经多倍体育种可获得三倍体无子西瓜。该育种方法主要依据的遗传学原理是( )
A. 基因突变 B. 基因重组
C. 染色体结构变异 D. 染色体数目变异
10. (2012年江苏省普通高中学业水平测试)下列有关杂交育种的叙述中，正确的是( )
A. 可以得到新的优良品种 B. 需要用X射线处理生物
C. 能明显缩短育种年限 D. 其遗传学原理是染色体变异
11. (2012年江苏省普通高中学业水平测试)现有基因型为Rr的豌豆植株若干，取其花药进行离体培养得到单倍体幼苗。这些幼苗的基因型及其比例为( )
A B C D
12. (2012年江苏省普通高中学业水平测试)下列有关转基因食品和转基因生物的叙述中，正确的是( )
A. 转基因食品只能用作牲畜饲料
B. 目前对转基因食品的安全性仍然存在争议
C. 转基因食品与非转基因食品的营养物质种类差别很大
D. 目前我国对农业转基因生物的研究和试验尚未做出具体规定
13. (2012年江苏省普通高中学业水平测试)下图为人类镰刀型细胞贫血症病因图解。请据图回答：
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(1) 过程①发生了碱基对的________(填“替换”“增添”或“缺失”)而导致基因突变。
(2) 图中②③表示的过程分别是__。
(3) 由图可知，决定缬氨酸的密码子是________。
(4) 该病例表明，基因能通过控制________的结构直接控制生物体的性状。
(5) 图中含有碱基A的核苷酸的名称是__。
1. (2018届连云港模拟)下列有关育种的叙述，错误的是( )
A. 培育无子西瓜是利用基因重组的原理 B. 单倍体育种能明显缩短育种年限
C. 诱变育种可产生新基因和新基因型 D. 杂交育种可集中不同品种的优良性状
2. (2018届无锡模拟)下图所示的两种育种方法分别是( )
A. 杂交育种，诱变育种 B. 多倍体育种，杂交育种
C. 杂交育种，单倍体育种 D. 基因工程育种，多倍体育种
3. (2018届宿迁模拟)下列有关生物变异的叙述，错误的是( )
A. 基因突变的频率很低
B. 非同源染色体之间交换片段属于基因重组
C. 21三体综合征是染色体数目变异造成的
D. 基因突变是生物变异的根本来源
4. (2017届镇江模拟)高产青霉菌株、中国荷斯坦奶牛、无子西瓜的培育过程，常选用的育种方法对应的原理正确的一项是( )
A. 基因重组、基因突变、染色体变异 B. 基因突变、基因重组、染色体变异
C. 基因突变、染色体变异、基因重组 D. 染色体变异、基因突变、基因重组
5. (2017届扬州模拟)下列关于育种优点的叙述，错误的是( )
A. 多倍体较二倍体茎秆粗大，果实种子大 B. 杂交育种能产生新基因
C. 人工诱变育种能提高变异频率 D. 利用单倍体育种能明显缩短育种年限
6. (2017届盐城模拟)下图所示的变异类型为( )
A. 倒位 B. 易位 C. 缺失 D. 重复
7. (2016届宿迁模拟)下列情况，属于染色体变异的是( )
①猫叫综合征患者细胞中的第5号染色体部分缺失 ②同源染色体之间发生了相应部位的交叉互换 ③三倍体无子西瓜的形成 ④非同源染色体之间自由组合 ⑤染色体上DNA个别碱基对的增添、缺失
A. ②④⑤ B. ①③⑤ C. ②③④ D. ①③
8. (2017届扬州模拟)青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体，体细胞染色体数为18)，通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：
(1) 假设野生型青蒿白青秆(A)对紫红秆(a)为显性，稀裂叶(B)对分裂叶(b)为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有________种基因型；若F1代中白青秆稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为______________或______________。
(2) 从青蒿中分离了CYP基因，其编码的CYP酶参与青蒿素合成。若该基因一条单链中(G＋T)/(A＋C)＝2/3，则其互补链中(G＋T)/(A＋C)＝________。
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(3) 四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿。低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是__________________________，四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为________。
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第十六讲 基因突变、基因重组、染色体变异
知识扫描
1. 环境条件 遗传物质的改变 基因突变 基因重组 染色体变异
2. 缺失 重复 倒位 易位 个别染色体数 染色体组
3. 非同源染色体
4. 受精卵 两个 受精卵 三个或三个以上 三 六 配子 未受精配子 雄蜂
5. 碱基对 缺失 基因结构 间期 减数第一次分裂前的间期 自发 诱发 新基因 根本 原始 生物
6. 普遍性 随机性 频率低 不定向 多害少利
7. 有性生殖 不同性状 自由组合 交叉互换 生物多样性
8. 物理 化学 基因突变 青霉菌 基因突变
9. 花药离体培养 单倍体 染色体数目 明显缩短育种年限
10. 联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞 抑制纺锤体
典例透析
例1 D [解析] 只有基因突变能产生新基因，A错误；人工诱导基因突变也是不定向的，B错误；单倍体体细胞中含有几个染色体取决于该生物正常个体体细胞中的染色体组数，如小麦是六倍体，小麦的单倍体中含有三个染色体组，C错误。
例2 D [解析] 染色体结构变异包括缺失、重复、倒位、易位，图示着丝点与基因d发生的颠倒，为倒位。
例3 C [解析] 六倍体经过减数分裂产生的配子可能为纯合子也可能为杂合子，例如基因型为AAAAAaBBBBBB可产生杂合的配子AAaBBB，因此单倍体小麦可能是杂合子，自交后代发生性状分离。
例4 D [解析] Ⅰ＋Ⅱ过程表示杂交育种，Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅴ过程表示单倍体育种，Ⅳ过程表示多倍体育种，Ⅵ过程表示的是诱变育种。
真题荟萃
1. D 2. A 3. B 4. D 5. B 6. C 7. D 8. B 9. D 10. A 11. B 12. B
13. (1) 替换 (2) 转录、翻译 (3) GUA (4) 蛋白质 (5) 腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸
仿真体验
1. A 2. C 3. B 4. B 5. B 6. C 7. D
8. (1) 9 AaBb×aaBb AaBb×Aabb(位置可调换) (2) 3/2 (3) 低温抑制纺锤体形成 27
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