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专题14生物的变异与育种高考生物(江苏专用)考点1基因突变与基因重组五年高考A组自主命题·江苏卷题组1.(2019江苏单科,18,2分)人镰刀型细胞贫血症是基因突变造成的,血红蛋白β链第6个氨基酸的密码子由GAG变为GUG,导致编码的谷氨酸被置换为缬氨酸。下列相关叙述错误的是 ()A.该突变改变了DNA碱基对内的氢键数B.该突变引起了血红蛋白β链结构的改变C.在缺氧情况下患者的红细胞易破裂D.该病不属于染色体异常遗传病答案A由题干信息可推知,该基因突变为基因中的T—A对变为A—T对,故该突变不改变DNA碱基对内的氢键数,A错误;该突变导致β链第6个氨基酸发生改变,即引起了血红蛋白β链结构的改变,B正确;镰刀型细胞贫血症患者的红细胞在缺氧情况下易破裂,C正确;该病由基因突变引起,不属于染色体异常遗传病,D正确。素养解读本题借助基因突变的相关知识,考查考生运用所学知识对生物学问题进行分析、解释得出正确结论的能力;试题通过对镰刀型细胞贫血症的原因、症状设问,体现了科学思维素养中的分析与判断要素。2.(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。素养解读本题考查的是有关基因突变概念的认识。要求考生能根据自己的知识和具体的情景判断特定生物学现象,并能注意引入最新的科研成果,来开阔思维。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实质。3.(2016江苏单科,22,3分)为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶,通过基因改造,将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA,由此发生的变化有(多选) ()A.植酸酶氨基酸序列改变B.植酸酶mRNA序列改变C.编码植酸酶的DNA热稳定性降低D.配对的反密码子为UCU答案BCD密码子CGG与AGA均编码精氨酸,故A错误。由于密码子改变,植酸酶mRNA序列改变,B正确;由于密码子改变后C(G)比例下降,DNA热稳定性降低,C正确;反密码子与密码子互补配对,为UCU,D正确。名师点睛解答本题的关键:一是对密码子的简并现象的理解,一种氨基酸可能有多种密码子与之对应,若改变密码子则氨基酸序列可能不变;二是密码子位于mRNA上,密码子改变则mRNA序列改变,反密码子与密码子互补配对,则反密码子也改变;三是DNA中A和T之间有两个氢键,C和G之间有三个氢键,若DNA中碱基数量改变,则热稳定性也会随之变化。4.(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A白花植株的出现是X射线诱变的结果,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。解后反思白花植株的出现是X射线诱变的结果,不是对环境主动适应的结果;X射线是否会引起染色体变异是学生又一个易错点。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结合在一起,进行巩固学习。考点2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∶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存的影响;染色体易位在减数分裂过程中形成四分体的特点:呈“十字形”。3.(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2mmol/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)。①基因突变②单体③基因重组④三体答案(8分)(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②④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)减数分裂: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:①减数第一次分裂四分体时期发生交叉互换→非等位基因的重组;②减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合上→非同源染色体上非等位基因的重组。考点3生物变异在育种上的应用1.(2019江苏单科,4,2分)下列关于生物变异与育种的叙述,正确的是 ()A.基因重组只是基因间的重新组合,不会导致生物性状变异B.基因突变使DNA序列发生的变化,都能引起生物性状变异C.弱小且高度不育的单倍体植株,进行加倍处理后可用于育种D.多倍体植株染色体组数加倍,产生的配子数加倍,有利于育种答案C基因重组通过基因的重新组合,会使个体的生物性状发生变异,A错误;由于密码子具有简并性,DNA中碱基序列的改变不一定导致生物性状的改变,B错误;由二倍体植物的花粉发育而来的单倍体植株常常高度不育,但若用秋水仙素处理,使之染色体组加倍后,也可成为可育的植株从而用于育种,C正确;相比正常个体,诱导产生的多倍体植株染色体组数加倍,产生的配子中染色体数目也加倍,但产生的配子数目并不一定加倍,D错误。素养解读本题通过生物的变异与育种知识,考查考生对变异类型的理解与应用能力;通过对变异类型的判断,体现了科学思维素养中的分析与判断要素。方法技巧判定单倍体、二倍体及多倍体判定单倍体、二倍体及多倍体时首先看该生物的发育来源,如果该生物体是由配子直接发育而成的,则无论体细胞中含有几个染色体组,都称为单倍体;如果该生物体是由受精卵(合子)发育而成的,则需要看其体细胞中含有几个染色体组,体细胞中含有几个染色体组,该生物就称为几倍体,含有两个染色体组的个体叫二倍体,含有三个及三个以上染色体组的个体可称为多倍体。2.(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①,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③,其不足之处是需要不断制备,成本较高。(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(8分)(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否为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在选育过程中被保留下来。方法技巧育种方案的选择依据——育种目标育种目标育种方案欲缩短育种年限单倍体育种(明显缩短育种年限)集中双亲优良性状杂交育种(耗时较长,但简便易行)对原品系实施“定向”改造基因工程育种让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率,期望获得理想性状)对原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种考点1基因突变与基因重组B组统一命题、省（区、市）卷题组1.(20