生物高考二轮复习专题四-第3讲-变异、育种和进化(人教版)

第3讲变异、育种和进化[考纲要求]1.基因重组及其意义(Ⅱ)。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)。4.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)。[构建网络]考点一生物的变异与育种1．变异与育种的整合2．生物可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异(1)基因突变：具有普遍性、随机性、低频性、不定向性和多害少利性，产生新基因，是生物变异的根本来源。(2)基因重组：包括交叉互换和自由组合，产生新的基因型，导致重组性状出现，是形成生物多样性的重要原因之一。(3)染色体变异：包括染色体结构变异和染色体数目变异，是生物可遗传变异的重要来源。3．生物变异在育种上的应用项目杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组育种程序应用用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦高产青霉菌用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦转基因“向日葵豆”、转基因抗虫棉[错混诊断]1．DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变(·江苏，22A)(√)2．A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因(·上海，8A)(√)3．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化(·海南，19C)(×)4．低温可抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极导致染色体加倍(·福建，3A改编)(×)5．多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会(·广东，7D)(×)6．在有丝分裂和减数分裂过程中，非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异(·江苏，22C)(√)7．染色体组整倍性、非整倍性变化必然导致基因种类的增加(·海南，19AB改编)(×)8．某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养(·江苏，11D)(√)9．用秋水仙素处理细胞群体，M(分裂)期细胞的比例会减少(·浙江，1D)(×)10．三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关(·安徽，4③)(√)题组一从生物变异的种类及实质进行考查1．(·江苏，7)下列关于染色体变异的叙述，正确的是()A．染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异B．染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力C．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响D．通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型答案D解析A项，染色体增加某一片段不一定会提高基因的表达水平，且该基因的大量表达对生物体也不一定是有利的。B项，若显性基因随染色体的缺失而丢失，可有利于隐性基因表达，但隐性基因的表达不一定能提高个体的生存能力。C项，染色体易位不改变细胞内基因的数量，可能对当代生物体不产生影响，也可能产生影响，并且染色体变异大多对生物体是不利的。D项，不同物种作物可以通过杂交获得不育的子一代，然后经秋水仙素诱导可得到可育的多倍体，从而培育出作物新类型。2．下图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中①和②，③和④互为同源染色体，则图a、图b所示的变异()A．均为染色体结构变异B．均使基因的数目和排列顺序发生改变C．均使生物的性状发生改变D．均可发生在减数分裂过程中答案D解析由图可知，图a为同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，属于基因重组，基因的数目和排列顺序未发生改变，生物的性状可能没有改变；图b是染色体结构变异，基因的数目和排列顺序均发生改变，性状也随之改变；二者均可发生在减数分裂过程中。3．(·浙江，6)除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是1对等位基因。下列叙述正确的是()A．突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因B．突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型C．突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型D．抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链答案A解析A项，突变体若为1条染色体的片段缺失所致，缺失后表现为抗性突变体，则可推测出除草剂敏感型的大豆是杂合子，缺失片段中含有显性基因，缺失后即表现了隐性基因控制的性状。B项，突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则会导致控制该性状的一对基因都丢失，经诱变后不可能使基因从无到有。C项，突变体若为基因突变所致，由于基因突变具有不定向性，所以经诱变仍可能恢复为敏感型。D项，抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，若该碱基对不在基因的前端(对应起始密码)就能编码肽链，肽链的长短变化需要根据突变后对应的密码子是否为终止密码子来判断。1.易位与交叉互换的区别染色体易位交叉互换图解区别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属于染色体结构变异属于基因重组2.基因突变对性状的影响碱基对影响范围对氨基酸序列的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变增添大插入位置前不影响，影响插入后的序列缺失大缺失位置前不影响，影响缺失后的序列题组二从生物变异在育种上的应用进行考查4．普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：下列关于该实验的说法，不正确的是()A．A组和B组都利用杂交的方法，目的是一致的B．A组F2中的矮秆抗病植株Ⅰ可以直接用于生产C．B组育种过程中，必须用到生长素、细胞分裂素、秋水仙素等物质D．C组育种过程中，必须用γ射线处理大量的高秆抗病植株，才有可能获得矮秆抗病植株答案B解析育种过程中直接用于生产的品种必须是纯合子，在杂交育种过程中F2矮秆抗病植株有两种基因型，其中纯合子只占13，杂合子占23。5．如图为普通小麦的培育过程。据图判断下列说法正确的是()A．普通小麦的单倍体中含有一个染色体组，共7条染色体B．将配子直接培养成单倍体的过程称为单倍体育种C．二粒小麦和普通小麦均能通过自交产生可育种子D．染色体加倍只能通过秋水仙素处理萌发的种子实现答案C解析普通小麦是六倍体，其单倍体内含有21条染色体，每个染色体组中含有7条形状、大小不同的染色体；将配子直接培养成单倍体的过程只是单倍体育种的一个环节；二粒小麦和普通小麦细胞内均含有同源染色体，均能通过自交产生可育种子；使染色体加倍除可利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗外，还可以对其进行低温处理。6．染色体部分缺失在育种方面也有重要作用。下图所示为育种专家对棉花品种的培育过程，相关叙述错误的是(双选)()A．太空育种依据的原理主要是基因突变B．粉红棉M的出现是染色体缺失的结果C．深红棉S与白色棉N杂交产生深红棉的概率为14D．粉红棉M自交产生白色棉N的概率为12答案CD解析太空育种的原理主要是基因突变，可以产生新的基因，由图可知，粉红棉M是由于染色体缺失了一段形成的。若用b－表示染色体缺失的基因，则bb×b－b－→bb－(全部为粉红棉)；粉红棉bb－自交，得白色棉bb的概率为14。单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程，将配子离体培养只是单倍体育种的一个环节。后代是否可育关键要看体细胞中是否含有同源染色体，有则可育，无则不可育。单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同，两种育种方法都出现了染色体加倍的情况，单倍体育种的操作对象是花药，通过花药离体培养和秋水仙素处理，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是萌发的种子或幼苗。题组三从细胞分裂异常引起的变异进行考查7．某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是(双选)()A．图甲所示的变异属于染色体结构变异B．观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞C．如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种D．该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代答案AD解析图甲所示的变异属于染色体结构变异；观察异常染色体可选择有丝分裂的中期或减数分裂的联会或四分体时期；在不考虑其他染色体的情况下，理论上该男子产生的精子类型有6种，即仅具有异常染色体、同时具有14号和21号染色体、同时具有异常染色体和14号染色体、仅具有21号染色体、同时具有异常染色体和21号染色体、仅具有14号染色体；该男子的14号和21号染色体在一起的精子与正常女子的卵细胞结合能生育染色体组成正常的后代。8．牙鲆生长快、个体大，且肉嫩、味美、营养价值高，已成为海水养殖中有重要经济价值的大型鱼类，而且雌性个体的生长速度比雄性明显快，下面是利用卵细胞培育二倍体牙鲆示意图。其原理是经紫外线辐射处理过的精子入卵后不能与卵细胞核融合，只激活卵母细胞完成减数分裂，后代的遗传物质全部来自卵细胞。关键步骤包括：①精子染色体的失活处理；②卵细胞染色体二倍体化等。下列叙述不正确的是()A．图中方法一获得的子代是纯合二倍体，原因是低温抑制了纺锤体的形成B．方法二中的杂合二倍体，是同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换所致C．如果图中③在正常温度等条件下发育为雄性，则牙鲆的性别决定方式为ZW型D．经紫外线辐射处理的精子失活，属于染色体变异，不经过②过程处理将得到单倍体牙鲆答案D解析由于低温抑制第一次卵裂，DNA复制后，纺锤体的形成受到抑制，导致细胞不能分裂，因为方法一导致细胞核中基因相同，是纯合二倍体。减Ⅰ时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，而导致同一染色体上的两条姐妹染色单体中可能会含有等位基因，因此方法二低温抑制极体排出，会获得杂合二倍体。③来自卵细胞或次级卵母细胞，由于细胞中的染色体为姐妹染色单体分离后所形成的，细胞中含有的是两条同型的性染色体，根据性别决定方式，若③发育为雄性则为ZW型。经紫外线辐射处理的精子失活，不一定属于染色体变异，不经过②过程处理可得到单倍体牙鲆。本题的解题关键首先在于依据基础知识正确完成图文转换。如低温抑制第一次卵裂，如何得到纯合二倍体，低温抑制极体排出，如何得到杂合二倍体；其次在于熟记可遗传变异的种类、诱变机理及适用范围。题组四从生物变异的类型探究进行命题9．(·山东，28节选)果蝇的灰体(E)对黑檀体(e)为显性，灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇。出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE、Ee和ee的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因。(注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同)实验步骤：①用该黑檀体果蝇与基因型为________的果蝇杂交，获得F1；②F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例。结果预测：Ⅰ.如果F2表现型及比例为______________，则为基因突变；Ⅱ.如果F2表现型及比例为______________，则为染色体片段缺失。答案答案一：①EE②Ⅰ.灰体∶黑檀体＝3∶1Ⅱ.灰体∶黑檀体＝4∶1答案二：①Ee②Ⅰ.灰体∶黑檀体＝7∶9Ⅱ.灰体∶黑檀体＝7∶8解析分析题中信息可推知后代群体中这只黑檀体果蝇的基因型为ee(基因突变)或_e(染色体片段缺失)，由于选择隐性个体ee进行杂交实验，后代无性状分离，无法判断该个体的基因型，所以应选择基因型为EE或Ee的个体与变异个体进行杂交，而选择Ee个体进行杂交后代配子种类多，计算繁琐，最好选择基因型为EE的个体与变异个体杂交。方法一：选择基因型为EE的个体与变异个体进行杂交，过程如下：Ⅰ.若为基因突变，则：Ⅱ.若为染色体片段缺失，则：计算方法提示：可采用配子法。F1的雌雄配子均为12E14e14_雌雄配子结合情况有EE＝12×12＝14ee＝14×14＝116__＝14×14＝116Ee＝2×12×14＝14_E＝2×12×14＝1