第7单元 第3课时 生物变异的综合应用及变异类型的判断与探究(素养提升课)（Word教参）-【优化指导】2025年高考生物一轮复习高中总复习·第1轮（人教单选版）

第3课时　生物变异的综合应用及变异类型的判断与探究(素养提升课) [对应学生用书P216] 题型一　生物变异在育种上的应用 1.诱变育种与杂交育种 2．单倍体育种与多倍体育种 3．据不同育种目标选择不同育种方案 1．(2024·湖南长沙模拟)“国以农为本，农以种为先”，育种技术正处于传统育种向生物育种的快速转变阶段。下列有关育种的说法，正确的是(　　) A．杂交育种与基因工程育种都利用了基因重组的原理 B．诱变育种通过大量处理实验材料，就能得到所需新品种 C．单倍体育种通过花药离体培养后，可得到稳定遗传的植株 D．多倍体育种所得植株生长周期短，所结果实含有的糖类等物质会更多 A　解析：杂交育种与基因工程育种都利用了基因重组的原理，A正确；诱变育种利用了基因突变的原理，但基因突变具有不定向性，即使处理大量实验材料，也不一定能得到所需的新品种，B错误；花药离体培养后得到的是单倍体植株，植株弱小，一般高度不育，C错误；多倍体育种所得植株因其茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，从而生长周期长，但所结果实含有的糖类等物质会更多，D错误。 2．玉米(2N＝20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆易倒伏(D)对矮秆抗倒伏(d)为显性，抗病(R)对易感病(r)为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株，研究人员采用了如下图所示的方法。根据材料分析，下列叙述正确的是(　　) A．过程①产生的F2若在无人工选择条件下自由交配两代，得到的F4中纯合矮秆抗病植株占1/64 B．经过程②的育种方法在染色体加倍阶段，常用秋水仙素或低温处理其种子或幼苗 C．过程③得到的转基因植株自交，后代中有1/4的个体是符合要求的玉米植株 D．过程④发生的变异类型可能是基因突变或基因重组或染色体变异 C　解析：过程①产生的F2若在无人工选择条件下自由交配两代，基因频率不变，在F2时DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，则d基因频率为1/2，RR∶Rr∶rr＝1∶2∶1，则R基因频率为1/2，故产生的F4中矮秆植株dd所占比例为1/4，纯合抗病植株RR占1/4，则F4中纯合矮秆抗病植株占1/16，A错误；根据题图分析可知，过程②为单倍体育种，常用秋水仙素处理幼苗，秋水仙素发挥作用的时间在有丝分裂前期，能够抑制纺锤体的形成，B错误；过程③得到的转基因植株是杂合子(ddROrr)，自交后代符合要求的玉米植株是纯合子(ddRRrr)，占1/4，C正确；过程④发生的变异类型可能是基因突变或染色体变异，D错误。 题型二　三种可遗传变异类型的综合判断 1.从变异个体的数量上辨析 2．从基因的种类、位置和数目上辨析 3．利用四个“关于”区分三种变异 (1)关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。 (2)关于“缺失或增添”：DNA分子上基因的缺失或重复(增添)，属于染色体结构变异；DNA分子上基因中碱基的缺失或增添，属于基因突变。 (3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。 (4)关于变异的“质”和“量”：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般不改变基因的量，转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。 1．鹦鹉的毛色由两对独立遗传的基因A、a和B、b控制，如下图所示，其中B、b位于Z染色体上。某人所养的一对绿色鹦鹉产下一只白色鹦鹉和一只蓝色雌性鹦鹉甲，甲的左翅上带有白色斑点，假设基因突变只改变一对等位基因中的一个基因，缺失一条常染色体的个体能够存活。下列关于甲左翅上白色斑点产生原因的分析，错误的是(　　) A．若甲产生的原因是基因突变，变异细胞的基因型为aaZbW B．若甲产生的原因是基因重组，变异细胞中a基因发生重新组合 C．若甲产生的原因是染色体结构变异，变异细胞中含A的片段缺失 D．若甲产生的原因是染色体数目变异，变异细胞中缺少一条常染色体 B　解析：蓝色雌性鹦鹉的基因型为A_ZbW，若甲产生的原因是基因突变，变异细胞的基因型为aaZbW，A正确；基因重组发生在有性生殖过程中，不会导致后代某部分出现异常性状，B错误；若甲产生的原因是染色体结构变异，变异细胞中A基因随着染色体片段的缺失而缺失，从而出现白色斑点，C正确；若甲产生的原因是染色体数目变异，变异细胞中含有A基因的染色体缺失，从而出现白色斑点，D正确。 2．某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如下图所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如下图所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法，不正确的是(　　) A．配子一的变异属于基因重组，发生在减数分裂 Ⅰ 过程中 B．配子二发生了染色体变异，最可能发生在减数分裂 Ⅱ 过程中 C．配子三发生了染色体易位，原因可能是基因b转移到非同源染色体上 D．配子四的变异属于基因突变，原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失 D　解析：由题图可知，该生物的基因型为AaBb，这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律，配子一产生的原因是在减数分裂 Ⅰ 的后期，非同源染色体上非等位基因发生了自由组合，这属于基因重组，A正确；配子二形成的原因是在减数分裂 Ⅱ 的后期，携带有基因A的两条姐妹染色单体分开后所形成的两条子染色体未分离，移向细胞同一极，这属于染色体变异，B正确；基因a和b是位于非同源染色体上的非等位基因，而在形成的配子三中，基因a和b是位于同一条染色体上的，原因可能是基因b所在的染色体片段转移到基因a所在的非同源染色体上，该变异属于染色体结构变异中的易位，C 正确；配子四产生的原因可能是染色体复制时发生错误导致基因A或a所在的染色体片段缺失，此种变异属于染色体变异，D错误。 题型三　确定基因位于常染色体上的实验探究 1.利用已知基因定位 2．利用三体定位 3．利用单体定位 4．利用染色体片段缺失定位 1．(2024·山东潍坊高三校考)二倍体生物体细胞中某对同源染色体少一条的个体，称为单体(2n－1)。玉米(2n＝20)中各种单体的配子育性及结实率与二倍体相同，现发现一株野生型玉米的隐性突变体，为确定其突变基因的染色体位置，研究人员构建了一系列缺少不同染色体的野生型玉米单体，分别与该隐性突变体杂交，留种并单独种植。下列说法正确的是(　　) A．单体的形成均由减数分裂 Ⅰ 后期同源染色体未分离所致 B．需要人工构建20种野生型单体分别与隐性突变体杂交才能确定突变基因的位置 C．单体减数分裂过程中不发生同源染色体的联会现象 D．若某单体与该隐性突变体杂交所得后代中野生型∶突变型＝1∶1，说明突变基因位于该单体所缺少的染色体上 D　解析：减数分裂 Ⅰ 后期某对同源染色体未分离移向一极或减数分裂 Ⅱ 后期着丝粒分裂后形成的子染色体未分离移向一极都可能会导致配子中少一条染色体，从而使子代中出现单体，A错误；玉米(2n＝20)有10对同源染色体，需要人工构建10种野生型单体分别与隐性突变体杂交才能确定突变基因的位置，B错误；单体减数分裂过程中只有缺少同源染色体的那条染色体不发生联会现象，其他的染色体会发生同源染色体的联会现象，C错误；常染色体隐性突变体的基因型为aa，只产生一种基因型为a的配子，若该突变基因及其等位基因位于缺少的染色体上，则野生型单体的基因型为AO(注：“O”表示缺少的一条染色体)，其产生的配子及比例为A∶O＝1∶1，两者杂交，子一代的表型及其比例是野生型(Aa)∶突变型(aO)＝1∶1，D正确。 2．(2024·四川攀枝花模拟)科研人员常采用突变体与三体杂交的方法确定突变基因在染色体上的位置。已知水稻的正常熟对早熟为显性，由基因B/b控制。现有早熟突变株水稻，为判断突变基因是在9号还是在11号染色体上，科研人员以该突变株为父本，分别与9号染色体和11号染色体的三体纯合正常熟水稻杂交，选择F1中的三体与早熟水稻杂交得到F2(说明：实验过程中不考虑突变，各种配子均能存活且受精机会均等；三体在减数分裂时，配对的两条染色体彼此分离，另一条染色体随机移向细胞一极；三体和二倍体存活机会相等)，结果如下表。下列叙述正确的是(　　) 亲本(♀) F2表型及比例 早熟 正常熟 9号染色体三体 85 88 11号染色体三体 36 172 A．无法用光学显微镜观察鉴定三体水稻 B．突变基因b位于9号染色体上 C．亲本为11号染色体三体的F2的正常熟中三体占3/5 D．F2中正常熟水稻的基因型为BBb或Bbb C　解析：染色体数目变异在光学显微镜下可观察到，A错误；若突变基因在三体上，则该突变体与三体(BBB)杂交，产生的F1基因型为BBb和Bb，且比例为1∶1，然后从F1中选出三体(BBb)进行测交，则后代的基因型及比例为BBb∶Bbb∶Bb∶bb＝1∶2∶2∶1，表型及比例为正常熟∶早熟＝5∶1，所以突变基因b位于11号染色体上，B错误；亲本为11号染色体三体的F2的正常熟中三体(BBb、Bbb)占3/5，C正确；F2中正常熟水稻的基因型有BBb、Bbb、Bb三种，D错误。 [对应学生用书P219] 1．(2023·湖北卷，T1)栽培稻甲产量高、品质好，但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获多年，但产量低。我国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交，培育出兼具两者优点的品系丙，为全球作物育种提供了中国智慧。下列叙述错误的是(　　) A．该成果体现了生物多样性的间接价值 B．利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙 C．该育种技术为全球农业发展提供了新思路 D．品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护 A　解析：我国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交，培育出兼具两者优点的品系丙，为全球作物育种提供了中国智慧，该成果体现了生物多样性在科学研究方面的价值，属于生物多样性的直接价值，A错误；植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术，利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙，B正确；该育种技术培育出的品系丙产量高、品质好，种植一次可连续收获多年，为全球农业发展提供了新思路，C正确；品系丙的成功培育利用了野生稻乙种植一次可连续收获多年的特点，提示我们要注重野生种质资源的保护，D正确。 2．(2022·河北卷，T5)《尔雅》《四民月令》和《齐民要术》中记载，麻为雌雄异株，黑、白种子萌发分别长成雌、雄植株，其茎秆经剥皮、加工后生产的纤维可用于制作织物。雄麻纤维产量远高于雌麻，故“凡种麻，用白麻子”。依据上述信息推断，下列叙述错误的是(　　) A．可从雄麻植株上取部分组织，体外培养产生大量幼苗用于生产 B．对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长，增加纤维产量 C．因为雌麻纤维产量低，所以在生产中无需播种黑色种子 D．与雌雄同花植物相比，麻更便于杂交选育新品种 C　解析：利用植物细胞的全能性，可从雄麻植株上取部分组织，体外培养产生大量幼苗用于生产，A正确；赤霉素具有促进细胞伸长的作用，对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长，增加纤维产量，B正确；若在生产中不播种黑色种子，则无雌性植株，不能正常通过有性生殖获得下一年的种子，C错误；与雌雄同花植物相比，麻避免了去雄，更便于杂交选育新品种，D正确。 3．(2020·天津卷，T7)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是(　　) A．基因突变 B．同源染色体非姐妹染色单体互换 C．染色体变异 D．非同源染色体自由组合 B　解析：由题图可知，一个DdTt的精原细胞产生了DT、Dt、dT和dt 四种精子，而正常情况下一个DdTt的精原细胞经减数分裂只能产生4个两种类型的精子，导致该结果最可能的原因是这个精原细胞在减数分裂 Ⅰ 前期，同源染色体非姐妹染色单体之间发生了互换。故选B。 4．(2022·河北卷，T20)蓝粒小麦是小麦(2n＝42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的，其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，研究人员设计了如下图所示的杂交实验。回答下列问题： (1)亲本不育小麦的基因型是________，F1中可育株和不育株的比例是________。 (2)F2与小麦(hh)杂交的目的是__________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成________个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离，来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配，最终能产生________种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是________。 (4)F3蓝粒不育株体细胞中有________条染色体，属于染色体变异中的________变异。 (5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现： ①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育＝1∶1∶1∶1，说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________； ②蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1，说明_________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________。 符合育种要求的是________(填“①”或“②”)。 答案：(1)TtHH　1∶1 (2)获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株，诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换，从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上，以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦 (3)20　4　1/16 (4)43　数目 (5)F4蓝粒不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上　F4蓝粒不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上　② 解析：(1)由题意可知，该亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上，所以其基因型为TtHH。亲本小麦(hh)的基因型为tthh，故F1中可育株(ttHh)∶不育株(TtHh)＝1∶1。(2)蓝粒小麦(HH)的基因型为EEHH，所以F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh，其中T基因和E基因分别来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体。h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换，故让F2与小麦(hh)杂交的目的是获得h基因纯合的蓝粒不育株(TtEhh)，诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换，使得T基因和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上，从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。(3)由题意可知，蓝粒小麦的染色体条数是42，而F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦，一条来自长穗偃麦草，其余染色体均来自小麦，为同源染色体，故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体。不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配，仅考虑T/t、E基因，若两条4号染色体移向同一极，则同时产生基因型为TE和O(两基因均没有)的两种配子，若两条4号染色体分别移向两极，则同时产生基因型为T和E的两种配子，则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子。F2中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4，产生h配子的概率是1/4，则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4＝1/16。(4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类，可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体，且小麦染色体组成为2n＝42，故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体，多了一条4号染色体，属于染色体数目变异。(5)F3中的蓝粒不育株基因型为TtEHh和TtEhh。基因型为TtEhh的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞，与小麦(ttHH)杂交，F4中的蓝粒不育株基因型为TtEHh，其中T基因和E基因连锁，位于同一条染色体上，t基因位于另一条染色体上，再与小麦(ttHH)杂交，后代表型及比例为蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1；基因型为TtEHh的个体与小麦(ttHH)杂交，产生的F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体，分别携带T基因、E基因及t基因，在减数分裂 Ⅰ 前期联会时，携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会，携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极，产生的配子基因型及比例为tE∶TE∶t∶T＝1∶1∶1∶1，再与小麦(ttHH)杂交，子代表型及比例为蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育＝1∶1∶1∶1。本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，故②符合育种要求。 学科网（北京）股份有限公司 $$