2016届高三生物二轮复习专题突破四第3讲变异育种和进化强化训练

1第3讲变异、育种和进化2016高考导航——适用于全国卷Ⅱ考纲要求高考印证备考策略2013201420151．基因重组及其意义(Ⅱ)1.命题趋势：命题以图表形式考查基因重组、基因突变、染色体变异及其相关关联。以生产实际为背景信息，以当前热点为材料综合各种育种方式的原理及应用。以图像为知识载体，以生物进化及物种形成为背景信息综合考查生物进化。2．备考指南：(1)联系细胞分裂图或太空育种等实例，区别基因重组与基因突变。(2)从发生时间、产生机理、结果、细胞分裂、与今后关系等几个层面比较几种突变类型。(3)从原理、过程、优点、缺点等几个层面对比几种育种方式的方法与应用。(4)运用对比法理解现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的区别。(5)运用数学方法对基因频率的变化进行讨论和计算。2．基因突变的特征和原因(Ⅱ)3．染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)T64．生物变异在育种上的应用(Ⅱ)5．转基因食品的安全(Ⅰ)6．现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)7．生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)8．实验：低温诱导染色体加倍[高考回放](2015·高考全国卷Ⅱ，T6,6分)下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是()A．该病是由于特定的染色体片段缺失造成的B．该病是由于特定染色体的数目增加造成的C．该病是由于染色体组数目成倍增加造成的D．该病是由于染色体中增加某一片段引起的解析：选A。猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，是常见的染色体异常遗传病，因为患病儿童哭声轻、音调高，很像猫叫而得名，A项正确。[学生用书P46]1．四组概念辨析(1)染色体变异与基因突变项目染色体变异基因突变镜检结果显微镜下能(填“能”或“不能”)观察到显微镜下不能(填“能”或“不能”)观察到是否能产生新基因不产生产生变异的实质基因数目或排列顺序改变碱基对的替换、增添和缺失(2)染色体结构变异与基因突变2①～④的变异类型分别是：缺失、重复、倒位、基因突变。(3)易位与交叉互换项目染色体易位交叉互换图解发生范围发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间变异类型属于染色体结构变异属于基因重组(4)单倍体、二倍体与多倍体2．不同需求的育种方法选择与分析(1)若要求培育隐性性状的个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。(2)若要求快速育种，则应用单倍体育种。(3)若要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，则可利用诱变育种的方法。(4)若要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。(5)若要求将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可用杂交育种，亦可利用单倍体育种。(6)若实验植物为营养繁殖，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。(7)若要求克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改变现有性状，则可以选择基因工程育种。(8)若要培育原核生物，因其不能进行减数分裂，则一般采用诱变育种。3．达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的关系34．隔离、物种形成与进化的关系(1)生物进化≠物种的形成①生物进化的实质是种群基因频率的改变，物种形成的标志是产生了生殖隔离。②生物发生进化，并不一定形成新物种，但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的基础。(2)物种形成与隔离的关系：物种的形成不一定要经过地理隔离，但必须要经过生殖隔离。(3)共同进化并不只包括生物与生物之间共同进化，还包括生物与环境之间共同进化。命题点1以示意图为载体剖析生物变异的类型及特点[学生用书P47]图一为某基因编码蛋白质的氨基酸序列示意图，①②③为该基因三种变异类型。图二为某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b。图三为在某基因型为AA的二倍体水稻根尖中发现的一个细胞(图中Ⅰ、Ⅱ表示该细胞中部分染色体，其他染色体均正常)。请回答以下问题：(1)若图一中②处碱基对A—T替换为G—C，则编码的蛋白质第100位赖氨酸变为____________。若③处碱基对G—C替换为A—T，则生物的性状未改变，由于密码子编码氨4基酸具有________性。若①处插入碱基对G—C，②处缺失碱基对A—T，③处碱基对G—C被替换，其中对生物性状影响最小的是____处。(2)若以图二所示植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。应是减数第一次分裂时________________________________________________________________________。(3)图三中该细胞一定发生了____________，一定没有发生____________。[解析](1)图一考查对基因突变概念的理解，基因发生突变，生物的性状不一定发生改变。(2)由题干信息知染色体缺失(涉及3、4)花粉不育，若不考虑变异，减数第一次分裂后，正常和缺失组成的这对同源染色体分离，分别进入两个次级精母细胞中，含有缺失(涉及3、4)染色体的次级精母细胞不管减数第二次分裂时非姐妹染色单体怎样分离和随机组合，花粉都不育，因此正常情况下该植株只能产生含白色隐性基因b的配子，测交后代不能出现红色性状；若考虑变异，如果出现基因突变b→B，则后代会出现红色性状，但在自然状态下基因突变频率是很低的，因而出现的数量极其少，而达不到题干信息中要求的“部分”表现为红色性状的要求。根据基因重组——四分体时期非姐妹染色单体发生交叉互换可知，染色单体3或4上的红色显性基因B和染色单体1或2上的白色隐性基因b发生交换，因而能够产生含有红色显性基因B的配子，则部分后代会出现红色性状。(3)Ⅱ号染色体为三体，说明细胞一定发生了染色体变异，由于该植株的基因型为AA，而图中含有基因a，所以该细胞一定发生了基因突变，而基因重组(基因自由组合)只发生在减数分裂过程，所以此细胞一定没有发生基因自由组合。[答案](1)谷氨酸简并③(2)非姐妹染色单体之间交叉互换(3)染色体变异、基因突变基因重组(基因自由组合)[易错展台](1)上题所示的各种变异能在光学显微镜下观察到的有图二、图三Ⅱ，能产生新基因的是图一、图三Ⅰ。(2)若图一中整个基因从DNA中缺失，则该变异类型为染色体结构变异。(3)观察下图，分别属于哪种变异类型？(4)若图三中Ⅱ染色体上的基因为Bbb，该植株与正常的植株(bb)杂交，则该三体植株产生的配子种类及比例是Bb∶b∶B∶bb＝2∶2∶1∶1。子代中正常植株与三体植株的比例是1∶1。(5)上题中可用制作根尖分生区细胞的有丝分裂装片，观察中期的染色体数目的简便方法区分出图三Ⅱ的类型。(6)仔细分析下图，①所示植物细胞最多含6个染色体组。②所示生物性状发生改变的原因是染色体结构变异。③所示生物是单倍体。(7)低温诱导植物染色体数目的变化实验与观察细胞的有丝分裂实验的操作步骤基本相同，但是存在3点差异，请分析比较。项目低温诱导植物染色体数目的变化观察细胞的有丝分裂培养4_℃低温培养适宜温度下培养固定解离前用卡诺氏液进行固定，然后不用固定5用体积分数为95%的酒精冲洗2次染色用改良苯酚品红染液用醋酸洋红液或龙胆紫溶液1．三种可遗传变异中的相关问题(1)关于“互换”问题同源染色体的非姐妹染色单体间的互换属于基因重组；非同源染色体间的互换属于染色体变异中的易位。(2)关于“缺失”问题DNA分子中碱基的缺失属于基因突变；DNA分子中基因的缺失属于染色体结构变异中的缺失。2．染色体变异与基因突变的判别(1)判别依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。3．显性突变与隐性突变的判定(1)理论基础：受到物理、化学和生物因素的影响，AA个体如果突变成Aa个体，则突变性状在当代不会表现出来，只有Aa个体自交后代才会有aa变异个体出现，因此这种变异个体一旦出现即是纯合子；相反，如果aa个体突变成Aa个体，则当代就会表现出突变性状。(2)判断方法①选择突变体与其他已知未突变体杂交，通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。②植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐性突变的判定。1．(2015·甘肃兰州市高三实战，T3)下列有关生物变异的叙述，正确的是()A．三倍体植物不能由受精卵发育而来B．低温会抑制着丝点的分裂从而导致染色体数目加倍C．可遗传变异中，只有基因突变才能产生新的基因D．染色体变异一定会改变基因的数量解析：选C。三倍体是由受精卵发育而来，体细胞中含有3个染色体组的个体，A错误；低温会抑制纺锤体的形成而导致染色体数目加倍，B错误；可遗传变异包括基因突变、基因重组、染色体变异，只有基因突变可产生新基因，C正确；染色体变异包括染色体结构变异和数目变异，染色体结构变异不一定会导致基因数量变化，如染色体结构变异中的倒位，D错误。2．(2015·吉林长春市高三监测，T5)二倍体动物缺失一条染色体称为单体。果蝇只缺失一条Ⅳ号染色体可以存活，而且能够繁殖后代，若缺失两条Ⅳ号染色体，则不能成活。下列有关叙述错误的是()A．从变异类型来看，果蝇的单体属于染色体数目变异B．该种单体果蝇产生的配子中染色体数为3条或4条C．果蝇基因组计划测定的是5条染色体上DNA的碱基序列D．若该种单体果蝇的雌雄个体交配，其存活后代中单体的概率为1/2解析：选D。果蝇的单体缺乏一条染色体，属于染色体数目变异，A正确；正常的果蝇含有4对染色体，果蝇单体含有7条染色体，成对的染色体分离，不成对的染色体随机分配到子细胞中，因此该种单体果蝇产生的配子中染色体数为3条或4条，B正确；果蝇为XY型性别决定生物，基因组计划测定的是3条常染色体＋X染色体＋Y染色体共5条染色体上6DNA的碱基序列，C正确；单体果蝇的雌雄个体交配，子代中1/4的个体正常，2/4的个体为单体，1/4的个体缺失两条Ⅳ号染色体不能存活，所以存活个体中有2/3的个体为单体，D错误。3．(2015·云南省高三统一检测，T32)已知玉米高秆(A)对矮秆(a)为显性，非糯性(B)对糯性(b)为显性，非糯性籽粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性籽粒及花粉遇碘液变棕色。回答下列问题：(1)用碘液处理基因型为________的植株花粉，在显微镜下可观察到蓝色花粉∶棕色花粉接近1∶1，出现该结果的根本原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用高秆糯性和矮秆非糯性的两杂合玉米植株杂交，F1的表现型及比例为____________________，该实验结果________(填“能”或“不能”)证明A、a和B、b两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。(3)已知基因A、a位于9号染色体上，9号染色体异常的花粉不能参与受精。现以基因型为Aa的植株甲作为父本，其细胞中9号染色体如图所示。①利用测交实验确定植株甲的A基因是位于正常染色体上还是异常染色体上，若测交后代________________，则证明A基因位于异常染色体上。②假设9号染色体部分缺失的花粉不能参与受精，是花粉致死造成的。为验证该假设，用植株甲通过________________(技术)获得单倍体植株，若单倍体植株________________，则上述假设成立。解析：(1)基因型为Bb的个体产生的花粉有B、b两种(比例为1∶1，原因是等位基因B和b位于一对同源染色体上，在减数第一次分裂的后期，同源染色体上的等位基因分离，分别进入不同的配子中)，这两种花粉用碘液处理分别显蓝色和棕色，且比例为1∶1。(2)高秆糯性和矮秆非糯性的两杂合玉米的基因型分别为Aabb、aaBb，它们杂交获得的F1基因型为AaBb(高秆非糯性)、Aabb(高秆糯性)、aaBb(矮秆非糯性)、aabb(矮