第10单元生命的变异和进化(含人类遗传病与优生)

1第十单元生命的变异和进化（含人类遗传病与优生）松阳一中杨君清【考点解读】1．知识要点（1）生物的变异①注意区别不可遗传变异和可遗传变异的本质，分析比较可遗传变异的三个来源。②理解基因突变的实质，发生时间、发生原因、变异特点及意义；基因突变是生物变异的根本来源，它可以产生新的基因；人工诱变的操作过程和优、缺点等。③基因重组涉及基因的自由组合规律、基因互换、重组DNA分子等，它提供了极其丰富的变异来源，是生物多样性的形成的重要原因。了解杂交育种操作及纯种的选育过程。④理解染色体组的概念内涵及特点。细胞全能性的理论基础。⑤理解染色体的结构变异和数目变异特点。区别比较基因突变和染色体变异。单倍体、二倍体、多倍体概念理解。单倍体、多倍体的形成机制及植株表现特点；单倍体、多倍体在育种上的应用及特点比较。⑥了解单基因遗传病、多基因遗传病及染色体遗传病的特点及发生类型；禁止近亲婚配的生物学意义；优生措施。（2）生物的进化①达尔文自然选择学说的主要内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存；了解自然选择学说的作用机理及评价。②注意区别几组概念：种群与物种、基因频率与基因型频率、生物进化与物种形成、地理隔离和生殖隔离③掌握基因频率的计算方法。生物进化的实质是种群基因频率的变化过程。④物种形成的三个基本环节：突变和基因重组、自然选择、隔离。突变、基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群基因频率发生定向改变并决定生物进化的方向，隔离是物种形成的必要条件。2．知识重组（1）涉及基因突变有关的知识重组基因突变涉及DNA的分子结构、DNA分子的复制过程、基因控制蛋白质的合成过程、细胞的有丝分裂和减数分裂等过程。该知识点中的诱变因素还涉及物理和化学中的相关知识。在生物进化过程中基因突变丰富和发展了种群的基因库。（2）涉及基因重组有关的知识重组基因重组涉及染色体、DNA分子、基因等相关结构的联系。涉及有性生殖过程中的减数分裂和受精作用。涉及DNA分子重组技术和基因工程。涉及生物进化及生物多样性的形成过程，为生物进化提供了极其丰富的变异来源。（3）涉及染色体变异有关的知识重组该知识点涉及染色体的结构特点、细胞中染色体的组成情况及变化规律。涉及细胞的有丝分裂、减数分裂及受精作用过程中染色体的规律性变化等知识点。单倍体育种与多倍体育种过程中涉及细胞的全能性，植物的组织培养技术和染色体加倍技术等。（4）涉及人类遗传病和优生的知识重组该知识点内容包括单基因遗传、多基因遗传及染色体疾病等，与遗传的两个基本规律2（基因的分离规律和基因的自由组合规律）、染色体结构变异和数目变异等知识点都有相关联。（5）涉及现代生物进化理论有关的知识重组该知识点涉及与遗传有关的知识点有：可遗传变异的三个来源（基因突变、基因重组、染色体变异）。涉及与生态有关的知识点有：物种和种群的概念，种内关系和种间关系，生物与无机环境之间的关系等。【例题剖析】例1（2004年全国卷Ⅰ）自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：正常基因精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因１精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因２精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因３精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变是（）Ａ．突变基因１和２为一个碱基的替换，突变基因３为一个碱基的增添Ｂ．突变基因２和３为一个碱基的替换，突变基因１为一个碱基的增添Ｃ．突变基因１为一个碱基的替换，突变基因２和３为一个碱基的增添Ｄ．突变基因２为一个碱基的替换，突变基因１和３为一个碱基的增添解析基因突变是指基因结构改变，包括基因中碱基对的增添、缺失或改变。突变基因1与正常基因决定的蛋白质分子中的氨基酸序列相同，说明该基因只是某一个碱基对发生改变，而且这一变化没有引起氨基酸种类的改变，因为一种氨基酸的遗传密码不止一个。突变基因2决定的蛋白质只有一个氨基酸发生改变，说明也只有一个碱基对发生了改变，对其它部分不产生影响。而突变基因3有多个氨基酸序列发生改变，说明基因中有碱基对数目发生了增添或缺失。答案A例2（2004年卷）下列有关水稻的叙述，错误的是（）A．二倍体水稻含二个染色体组B．二倍体水稻经秋水仙素处理，可得到四倍体水稻，稻穗、米粒变大C．二倍体水稻与四倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，含三个染色体组D．二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小解析本题考查染色体数目变异，涉及染色体组、单倍体、二倍体、多倍体等知识点。二倍体生物体细胞含两个染色体组，其有性生殖细胞含一个染色体组，由配子细胞单独发育形成的个体叫单倍体，体细胞有三个或三个以上染色体组组成的叫多倍体。多倍体水稻特点表现为果实大，结实率低，发育延迟。而单倍体则表现为高度不育，不可能出现米粒变小的现象。答案D例3（2004年江苏卷）正常细胞的基因组里都带有原癌基因。原癌基因在发生突变或被异常激活后就会变成具有致癌能力的癌基因，从而使正常细胞转化为癌细胞。（1）其原癌基因上一个碱基对的突变，引起该基因编码的蛋白质中的氨基酸的改变，即氨基酸顺序上第19位氨基酸由脯氨酸转变为组氨酸。已知脯氨酸的密码子有CCU、CCC、CCA、CCG，组氨酸的密码子有CAU、CAC。突变成的癌基因中决定第19位组氨酸密码子的碱基对组成是________或________。这一原癌基因中发生突变的碱基对是_______。3（2）癌细胞在体内容易分散和转移，是因为癌细胞的细胞膜上的______，使得细胞间的_______。（3）当人体自身组织的细胞转变为癌细胞以后，这些癌细胞就成为抗原，健康的机体可以通过_______消灭它们。解析此题考查了基因突变的实质和癌细胞的性质特点。已知突变成癌基因决定第19位氨基酸的密码子是CAU、CAC，由于密码子是由DNA的模板链转录而来的，由此可反推出DNA的碱基对组成是。由脯氨酸的密码子可推知原癌基因的碱基可能是又因为原癌基因只有一个碱基对发生了突变，所以只能是突变形成，则发生突变的碱基对是。癌细胞与正常细胞相比有一些独具的特征：①能够无限繁殖；②癌细胞的形态结构发生了变化；③癌细胞的表面也发生了变化：细胞表面的糖蛋白等物质减少，使细胞之间的黏着性减小，导致细胞容易在体内分散和转移。细胞癌变以后，具有了抗原的特性，在体内免疫系统的作用下将被消灭。答案：（1）（2）糖蛋白等物质少，黏着性减小（3）免疫系统（或细胞免疫）例4（2005年天津卷）（1）19世纪中叶以来，随着英国重工业的发展，尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响，1950年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查，获得如下结果：项目地区白色蛾黑化蛾释放数回收数回收率释放数回收数回收率污染区641625．0％1548253．2％非污染区3935413．7％406194．7％请回答下列问题：①自然选择是______________________的过程。②表中两组数据________________大于________________、________________大于________________共同支持“自然选择决定生物进化方向”这一论点。（2）20世纪50年代后，英国开始实行控制计划，大气环境污染得到了治理。请根据下图说出三者的变化关系并解释原因。解析本题（1）主要是考查自然选择的概念和自然选择在生物进化中的作用，自然选择是指生物在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程。自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变从而决定生物进化的方向，表中两组数据污染区黑化蛾的回收率53．2％大于白色蛾的回收率25．0％、而非污染区白色蛾的回收率13．7％大于黑化蛾的回收率4．7％共同支持“自然选择决定生物进化方向”这一论点。本题（2）主要是考查学生分析图象的能力，20世纪50年代后，英国开始实行控制计划，大气环境污染得到了治理，由于煤烟排放量减少，所以SO2浓度逐年降低。由于地衣对SO2敏感，因此SO2浓度降低，有利于地衣生长，树干上地衣数量逐渐增多。由于地衣数量增多且颜色浅，黑化蛾易被鸟类捕食，所以通过自然选择使黑化蛾频率逐年降低。答案：（1）①适者生存，不适者被淘汰。②53．2％，25．0％；13．7％、4．7％（两1960年份相对值197019801990树干上地衣数量黑化蛾频率大气中SO2含量4组数据先后顺序可以调换）（2）①由于煤烟排放量减少，SO2浓度逐年降低。②由于SO2浓度降低，树干上地衣数量逐渐增多。原因是地衣对SO2敏感，因此SO2浓度降低，有利于地衣生长。③由于地衣数量增多，黑化蛾频率逐年降低。原因是地衣颜色浅，黑化蛾易被鸟类捕食【能力训练】A卷一、选择题1．运用不同生物学原理，可培育出各种符合人类需要的生物品种。下列叙述错误的是（）A．培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理B．培育无籽西瓜是利用基因重组的原理C．培育八倍体小黑麦利用的是染色体变异的原理D．培育无籽番茄利用的是生长素促进果实发育的原理2．用一定剂量的秋水仙素处理某种细菌，诱发了基因突变，秋水仙素最有可能在下列的哪项过程中起作用（）A．有丝分裂间期B．有丝分裂前期C．减数第一次分裂的间期D．减数第一次分裂的前期3．三倍体植物的培育过程是（）A．三倍体×三倍体B.单倍体×二倍体C．二倍体×四倍体D.六倍体花药离体培养4．用生长素处理获得无籽番茄和用多倍体育种获得无籽西瓜，下列有关叙述正确的是（）A．无籽番茄属于单倍体植物B．无籽番茄植株扦插后长出的植株仍结无籽果实C．三倍体无籽西瓜的变异属于不能遗传的变异D．无籽番茄的变异属于不能遗传的变异5．我国《婚姻法》规定：禁止近亲婚配。其生物学依据是（）A．近亲婚配违反社会伦理道德B．人类的遗传病大都由单基因控制C．减少隐性致病基因控制的遗传病发生D．近亲婚配容易诱发基因突变6．在地球上出现了进行有性生殖的生物以后，生物进化的步伐大大加快的原因是（）A．有性生殖使物种的基因库得到发展B．进行有性生殖的生物，突变的几率大C．有性生殖实现了基因重组，大大丰富了生物的变异性D．细胞分裂次数多，变异频率增大7．经调查统计某地区人群中蓝眼（aa）1600人，纯合褐眼（AA）1400人，杂合褐眼（Aa）7000人，那么，蓝眼基因和褐眼基因的基因频率分别是（）A51%和49%B43%和57%C32%和68%D28%和72%8．以下情况，属于染色体变异的是（）①唐氏综合症患者细胞中的第21对染色体有3条；②染色体之间发生了相应部位的交叉互换；③染色体数目增加或减少；④花药离体培养后长成的植株⑤非同源染色体之间的自由组合；⑥染色体上DNA碱基对的增添缺失A．②④⑤B．①③④⑥C．②③④⑥D．①③④9．蚊蝇等害虫对DDT产生抗药性的主要原因是（）A．DDT的使用使昆虫产生了抗药性变异B．昆虫的抗药性从接触DDT时就开始形成C．DDT对不定向变异进行了定向选择D．基因突变使昆虫产生定向的抗药性变异510．现代生物进化理论认为：种群是生物进化的基本单位，突变和基因重组、自然选择和隔离是新物种形成的基本环节，其中新物种形成的标志是（）A．种群基因频率的改变B．突变和基因重组C．生殖隔离D．自然选择二、非选择题11．某植物种群，其中基因型AA的个体占30％，基因型aa的个体占20％，则（1）该植物的A、a基因频率分别为＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。（2）若该植物自交，后代中基因型为AA、aa的个体分别占种群的比例是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。这时A、a的基因频率分别是＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。（3）依据现代生物进化理论，该植物在两年中是否发生了进化？＿＿＿＿＿＿，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（4）由此可见，进化的基本单位是＿＿＿＿＿＿，进化的原材料是＿＿＿＿＿＿，进化的方向是由＿＿＿＿＿＿决定的，进化的实质是＿＿＿＿＿＿。12．右图表示以某种作物①和②两个品种分别培育出④⑤⑥三个品种的过程。据图回答：（1）常规育种方法是采用I和IV方法获得品种④，其育种原理是＿＿＿＿＿＿。