2019高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題三 遺傳、變異與進(jìn)化 第三講 變異、育種與進(jìn)化學(xué)案
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1、第三講 變異、育種與進(jìn)化 [考綱要求] 1.基因重組及其意義(Ⅱ) 2.基因突變的特征和原因(Ⅱ) 3.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異(Ⅱ) 4.生物變異在育種上的應(yīng)用(Ⅱ) 5.轉(zhuǎn)基因食品的安全(Ⅰ) 6.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容(Ⅱ) 7.生物進(jìn)化與生物多樣性的形成(Ⅱ) [知識主干·系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)] 理基礎(chǔ) 建網(wǎng)絡(luò) 回扣關(guān)鍵知識 授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書第54頁 ■高考必背——記一記 1.可遺傳變異的幾個核心知識點 (1)關(guān)于“互換”的問題:①同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換,屬于基因重組——參與互換的基因為“等位基因”。②非同源
2、染色體之間的互換,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位——參與互換的基因為“非等位基因”。 (2)關(guān)于“缺失”問題:①DNA分子上若干“基因”的缺失,屬于染色體變異;②基因內(nèi)部若干“堿基對”的缺失,屬于基因突變。 2.關(guān)于育種過程的幾個核心知識點 (1)誘變育種:可以提高基因突變頻率,但不能決定基因突變的方向,所以需要大量處理實驗材料。 (2)單倍體育種:包括雜交、花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理三個主要環(huán)節(jié),應(yīng)在秋水仙素處理后對各種純合子進(jìn)行選擇,而不能選擇花粉或單倍體,因為花粉不表現(xiàn)相關(guān)性狀,單倍體植株弱小,高度不育,也難以表現(xiàn)相關(guān)性狀。 (3)多倍體育種:常用方法是用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)
3、的種子或幼苗,從而使染色體數(shù)目加倍獲得多倍體。 (4)“可遺傳”≠“可育”;花藥離體培養(yǎng)≠單倍體育種。 3.生物進(jìn)化中的認(rèn)識誤區(qū) (1)生物進(jìn)化≠物種的形成 ①生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變,物種形成的標(biāo)志是生殖隔離的產(chǎn)生。②生物發(fā)生進(jìn)化,并不一定形成新物種,但是新物種的形成要經(jīng)過生物進(jìn)化,即生物進(jìn)化是物種形成的基礎(chǔ)。 (2)物種形成與隔離的關(guān)系:物種的形成不一定要經(jīng)過地理隔離,但必須要經(jīng)過生殖隔離。 (3)共同進(jìn)化并不只包括生物與生物之間共同進(jìn)化,還包括生物與環(huán)境之間共同進(jìn)化。 ■易混易錯——判一判 1.判斷下列有關(guān)生物變異敘述的正誤 (1)用紫外線等處理青霉菌
4、選育高產(chǎn)青霉素菌株與用甲基綠和吡羅紅對細(xì)胞染色,觀察核酸分布所用核心技術(shù)相同。(2016·全國卷Ⅲ)(×) (2)XYY個體的形成及三倍體無子西瓜植株的高度不育均與減數(shù)分裂中同源染色體的聯(lián)會行為有關(guān)。(×) (3)基因B中的堿基對G-C被堿基對A-T替換可導(dǎo)致基因突變。(2015·海南卷)(√) (4)染色體結(jié)構(gòu)變異可為生物進(jìn)化提供原材料。(2015·江蘇卷)(√) 2.判斷下列有關(guān)育種敘述的正誤 (1)抗病植株連續(xù)自交若干代,純合抗病植株的比例逐代降低。(×) (2)某種極具觀賞價值的蘭科珍稀花卉很難獲得成熟種子。為盡快推廣種植,可采用幼葉、莖尖等部位的組織進(jìn)行組織培養(yǎng)。(√)
5、 (3)三倍體西瓜植株的高度不育與減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會行為有關(guān)。(√) 3.判斷下列有關(guān)生物進(jìn)化敘述的正誤 (1)某物種僅存一個種群,該種群中每個個體均含有這個物種的全部基因。(2017·江蘇卷)(×) (2)蚊子在兔和病毒之間的協(xié)同(共同)進(jìn)化過程中發(fā)揮了作用。(√) (3)生殖隔離是物種朝不同方向發(fā)展的決定性因素。(×) [高頻考點·融會貫通] 析考點 做題組 攻破熱點難點 授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書第55頁 考點一 生物變異的類型及特點 [真題試做·明考向] 1.(2018·高考全國卷Ⅰ)某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長,其突變
6、體M和N均不能在基本培養(yǎng)基上生長,但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長,N可在添加了氨基酸乙的基本培養(yǎng)基上生長。將M和N在同時添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時間后,再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上,發(fā)現(xiàn)長出了大腸桿菌(X)的菌落。據(jù)此判斷,下列說法不合理的是( ) A.突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失 B.突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來的 C.突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)能得到X D.突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移 解析:突變體M不能在基本培養(yǎng)基上生長,但可在添加了氨基酸甲的培養(yǎng)基上生長,說明該突變體不能合成氨基酸甲,可能是催化合成氨
7、基酸甲所需酶的活性喪失。大腸桿菌屬于原核生物,自然條件下其變異類型只有基因突變,故其突變體是由于基因發(fā)生突變而得來的。大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA,突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)不能得到X。突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移,使基因重組,產(chǎn)生了新的大腸桿菌X。 答案:C 2.(2015·高考全國卷Ⅱ)下列關(guān)于人類貓叫綜合征的敘述,正確的是( ) A.該病是由于特定的染色體片段缺失造成的 B.該病是由于特定染色體的數(shù)目增加造成的 C.該病是由于染色體組數(shù)目成倍增加造成的 D.該病是由于染色體中增加某一片段引起的 解析:人類貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的疾病,
8、A項正確。 答案:A 3.(2015·高考海南卷)關(guān)于基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述,正確的是( ) A.基因突變都會導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 B.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致個體表現(xiàn)型改變 C.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致堿基序列的改變 D.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異通常都用光學(xué)顯微鏡觀察 解析:基因突變的實質(zhì)是基因中堿基對序列的改變,結(jié)果是產(chǎn)生等位基因,不會導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異,A項錯誤;基因突變不一定引起個體表現(xiàn)型的改變,B項錯誤;由于染色體是DNA的主要載體,染色體結(jié)構(gòu)變異會引起DNA堿基序列的改變,C正確;基因突變在光學(xué)顯微鏡下是看不見的,D項錯誤。 答案:C 4.(2
9、016·高考全國卷Ⅲ)基因突變和染色體變異是真核生物可遺傳變異的兩種來源?;卮鹣铝袉栴}: (1)基因突變和染色體變異所涉及的堿基對的數(shù)目不同,前者所涉及的數(shù)目比后者_(dá)_______。 (2)在染色體數(shù)目變異中,既可發(fā)生以染色體組為單位的變異,也可發(fā)生以________為單位的變異。 (3)基因突變既可由顯性基因突變?yōu)殡[性基因(隱性突變),也可由隱性基因突變?yōu)轱@性基因(顯性突變)。若某種自花受粉植物的AA和aa植株分別發(fā)生隱性突變和顯性突變,且在子一代中都得到了基因型為Aa的個體,則最早在子________代中能觀察到該顯性突變的性狀;最早在子________代中能觀察到該隱性突變的性狀;
10、最早在子________代中能分離得到顯性突變純合體;最早在子________代中能分離得到隱性突變純合體。 解析:(1)基因突變是指基因中堿基對的替換、增添和缺失;染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異,通常染色體變異涉及許多基因的變化。故基因突變涉及的堿基對數(shù)目比染色體變異少。(2)在染色體數(shù)目變異中,既可發(fā)生以染色體組為單位的變異,也可發(fā)生以染色體為單位的變異。(3)顯性突變是aa突變?yōu)锳a,在子一代中能觀察到該顯性突變的性狀,子一代自交,子二代的基因型為AA、Aa和aa,子二代再自交,子三代不發(fā)生性狀分離才算得到顯性突變純合體;隱性突變是AA突變?yōu)锳a,在子一代還是表現(xiàn)為顯性性
11、狀,子一代自交,子二代的基因型為AA、Aa和aa,即能觀察到該隱性突變的性狀,也就是隱性突變純合體。 答案:(1)少 (2)染色體 (3)一 二 三 二 [融會貫通·析考點] 1.基因重組的三種來源與圖像分析 重組類型 非同源染色體上非等位基因間的重組 同源染色體上非等位基因間的重組 人工基因重組(DNA重組) 發(fā)生時間 減Ⅰ后期 減Ⅰ四分體時期 目的基因?qū)爰?xì)胞后 圖像示意 2.易位與交叉互換的比較 易位 交叉互換 變異類型 染色體結(jié)構(gòu)變異 基因重組 發(fā)生時間 有絲分裂和減數(shù)分裂 減Ⅰ四分體時期 范圍 非同源染色體之間 同源染色
12、體非姐妹染色單體之間 交換對象 非等位基因 等位基因 圖示 3.三種變異中基因“質(zhì)”與“量”的變化問題 (1)關(guān)于“缺失”問題 DNA分子上若干“基因”的缺失屬于染色體變異;基因內(nèi)部若干“堿基對”的缺失,屬于基因突變。 (2)涉及基因“質(zhì)”與“量”的變化 基因突變 改變基因的質(zhì)(基因結(jié)構(gòu)改變,成為新基因),不改變基因的量 基因重組 不改變基因的質(zhì),也不改變基因的量,但改變基因間組合搭配方式,即改變基因型(注:轉(zhuǎn)基因技術(shù)可改變基因的量) 染色體變異 不改變基因的質(zhì),但會改變基因的量或改變基因的排列順序 4.基因突變對性狀的影響 堿基對 影響范圍 對氨基
13、酸序列的影響 替換 小(或不影響) 只改變1個氨基酸或不改變 增添 大 插入位置前不影響,影響插入后的序列 缺失 大 缺失位置前不影響,影響缺失后的序列 [方法技巧·會應(yīng)用] 1.掌握的一個方法——“二看法”判斷單倍體、二倍體與多倍體 2.生物變異的類型及特點相關(guān)試題的解題技巧 (1)基因突變、基因重組和染色體變異的辨析 解答此類試題,應(yīng)理清關(guān)于變異的“質(zhì)”和“量”的問題。 (2)由細(xì)胞分裂異常引起變異的分析方法 解答由細(xì)胞分裂異常引起的生物變異時,可根據(jù)染色體圖示判定變異類型: ①如果是有絲分裂后期圖,若兩條子染色體上的兩基因不同,則為基因突變的結(jié)果。
14、 ②如果是減數(shù)第二次分裂后期圖,若兩條子染色體(同白或同黑)上的兩基因不同,則為基因突變的結(jié)果。 ③如果是減數(shù)第二次分裂后期圖,若兩條子染色體(顏色不一致)上的兩基因不同,則為交叉互換(基因重組)的結(jié)果。 [鞏固提升·練題組] ?題組一 基因突變基因重組及其特點考查 5.(2018·湖南岳陽一模)下列各選項中能夠體現(xiàn)基因重組的是( ) A.細(xì)胞分裂間期DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變 B.減數(shù)分裂四分體時期同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換 C.減數(shù)第一次分裂過程中,非同源染色體上非等位基因的自由組合 D.細(xì)胞分裂過程中染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上
15、 解析:細(xì)胞分裂間期DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變屬于基因突變,A錯誤;減數(shù)分裂四分體時期發(fā)生的同源染色體上非姐妹染色單體之間的局部交叉互換屬于基因重組,B錯誤;減數(shù)第一次分裂后期,非同源染色體上非等位基因的自由組合屬于基因重組,C正確;細(xì)胞分裂過程中染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位,D錯誤。 答案:C 6.堿基類似物5-溴尿嘧啶(5-Bu)既能與堿基A配對,又可以與堿基G配對。在含有5-Bu、A、G、C、T五種物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌,得到突變體大腸桿菌。下列有關(guān)敘述錯誤的是( ) A.該培養(yǎng)基中大腸桿菌的基因突變頻率明顯提高 B.發(fā)
16、生突變的大腸桿菌DNA分子中共有6種堿基配對方式 C.大腸桿菌在此培養(yǎng)基上至少繁殖3代,才能實現(xiàn)DNA分子某位點上堿基對從T—A到C—G的替換 D.很多位點發(fā)生T—A到C—G的替換后,DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強 解析:由題意可知,堿基類似物5-溴尿嘧啶(5-Bu)既能與堿基A配對,又可以與堿基G配對,因此在含有5-Bu、A、G、C、T五種物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌,基因突變頻率明顯提高,A正確;發(fā)生突變的大腸桿菌DNA分子中最多含有5-Bu、A、G、C、T五種堿基,其配對方式有4種,B錯誤;T—A第一代變?yōu)?-Bu—A,第二代為5-Bu—G,第三代為G—C,C正確;C—G含有三個氫鍵,穩(wěn)
17、定性更強,D正確。 答案:B ?題組二 染色體變異類型及特點的考查 7.某雌雄同株的植物的花色由位于2號染色體上的一對等位基因控制,A控制紅色,a控制白色。某雜合的紅花植株,經(jīng)射線處理后2號染色體缺失了一個片段,含有片段缺失染色體的雄配子不能正常發(fā)育,該植株自交,后代中紅花∶白花=1∶1。下列有關(guān)說法正確的是( ) A.A基因所在染色體發(fā)生了片段缺失,且A基因位于缺失的片段上 B.A基因所在染色體發(fā)生了片段缺失,且A基因不位于缺失的片段上 C.a(chǎn)基因所在染色體發(fā)生了片段缺失,且a基因位于缺失的片段上 D.a(chǎn)基因所在染色體發(fā)生了片段缺失,且a基因不位于缺失的片段上 解析:含有片
18、段缺失染色體的雄配子不能正常發(fā)育,該雜合紅花植株自交,后代中紅花∶白花=1∶1,應(yīng)是雌配子有兩種,且比例為1∶1,雄配子只有含a的正常發(fā)育,說明A基因所在染色體發(fā)生了片段缺失,且A基因不位于缺失的片段上。 答案:B 8.如圖①②③④分別表示不同的變異類型,其中圖③中的基因2由基因1變異而來。下列有關(guān)說法正確的是( ) A.圖①②都表示易位,發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期 B.圖③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 C.圖④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù) D.圖中4種變異能夠遺傳的是①③ 解析:分析圖示可知:圖中①的互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間,屬于基因重組
19、,發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期,②中的互換發(fā)生在非同源染色體之間,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位,A錯誤;圖③中與基因1相比,基因2缺失了1對堿基,屬于基因突變,B錯誤;圖④中一對同源染色體的長度出現(xiàn)差異,可能是一條染色體有片段缺失,也可能是一條染色體某一片段發(fā)生重復(fù),C正確;圖中4種變異都能夠遺傳,D錯誤。 答案:C 考點二 生物育種的方法 [真題試做·明考向] 1.(2015·高考江蘇卷)經(jīng)X射線照射的紫花香豌豆品種,其后代中出現(xiàn)了幾株開白花植株,下列敘述錯誤的是( ) A.白花植株的出現(xiàn)是對環(huán)境主動適應(yīng)的結(jié)果,有利于香豌豆的生存 B.X射線不僅可引起基因突變,也會引起
20、染色體變異 C.通過雜交實驗,可以確定是顯性突變還是隱性突變 D.觀察白花植株自交后代的性狀,可確定是否是可遺傳變異 解析:變異具有不定向性,不存在主動適應(yīng),A錯誤。X射線可導(dǎo)致生物體發(fā)生基因突變或染色體變異,B正確。白花植株與原紫花品種雜交,若后代都是紫花植株,則白花植株是隱性突變的結(jié)果,若后代都是白花或既有白花又有紫花,則是顯性突變的結(jié)果,C正確。白花植株的自交后代中若出現(xiàn)白花植株,則是可遺傳變異;若全是紫花植株,則是不可遺傳變異,D正確。 答案:A 2.(2014·高考四川卷)油菜物種甲(2n=20)與乙(2n=16)通過人工授粉雜交,獲得的幼胚經(jīng)離體培養(yǎng)形成幼苗丙,用秋水仙素
21、處理丙的頂芽形成幼苗丁,待丁開花后自交獲得后代戊若干。下列敘述正確的是( ) A.秋水仙素通過促進(jìn)著絲點分裂,使染色體數(shù)目加倍 B.幼苗丁細(xì)胞分裂后期,可觀察到36或72條染色體 C.丙到丁發(fā)生的染色體變化,決定了生物進(jìn)化的方向 D.形成戊的過程未經(jīng)過地理隔離,因而戊不是新物種 解析:秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成,從而誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,A錯誤;甲、乙兩個物種雜交,得到的幼苗丙是異源二倍體,用秋水仙素處理丙的頂芽得到的幼苗丁,可能是未加倍的異源二倍體(含18條染色體,不可育),也可能是加倍后的異源四倍體(含36條染色體),所以幼苗丁在細(xì)胞分裂后期染色體數(shù)目加倍,其染色體數(shù)目可能
22、是36條或72條,B正確;變異是不定向的,不能決定生物進(jìn)化的方向,C錯誤;丁自交產(chǎn)生的戊是可育的異源四倍體,與物種甲和物種乙產(chǎn)生了生殖隔離,所以屬于新物種,D錯誤。 答案:B 3.(2014·高考新課標(biāo)全國卷Ⅰ)現(xiàn)有兩個純合的某作物品種:抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)品種。已知抗病對感病為顯性,高稈對矮稈為顯性,但對于控制這兩對相對性狀的基因所知甚少。 回答下列問題: (1)在育種實踐中,若利用這兩個品種進(jìn)行雜交育種,一般來說,育種目的是獲得具有________優(yōu)良性狀的新品種。 (2)雜交育種前,為了確定F2代的種植規(guī)模,需要正確預(yù)測雜交結(jié)果。若按照孟德爾遺傳定律來預(yù)測雜交
23、結(jié)果,需要滿足三個條件:條件之一是抗病與感病這對相對性狀受一對等位基因控制,且符合分離定律;其余兩個條件是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)為了確定控制上述這兩對性狀的基因是否滿足上述3個條件,可用測交實驗來進(jìn)行檢驗。請簡要寫出該測交實驗的過程。 解析:(1)雜交育種的目的是為了獲得具有雙親優(yōu)良性狀的新品種。(2)根據(jù)題意,兩對相對性狀符合孟德爾定律的條件是:抗病與感病這對相對性狀受一
24、對等位基因控制,且符合分離定律;高稈與矮稈這對相對性狀受一對等位基因控制,且符合分離定律;控制抗病與感病、高稈與矮稈兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。(3)讓抗病高稈和感病矮稈雜交得F1,得到的F1與感病矮稈測交,分析測交的結(jié)果,如果測交后代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型,抗病高稈∶抗病矮稈∶感病高稈∶感病矮稈=1∶1∶1∶1,說明這兩對相對性狀滿足上述3個條件,如果不出現(xiàn),則不符合。 答案:(1)抗病矮稈 (2)高稈與矮稈這對相對性狀受一對等位基因控制,且符合分離定律;控制這兩對相對性狀的基因位于非同源染色體上 (3)將純合抗病高稈與感病矮稈植株雜交,產(chǎn)生F1,讓F1與感病矮稈雜交。 4.(2
25、017·高考江蘇卷)研究人員在柑橘中發(fā)現(xiàn)一棵具有明顯早熟特性的變異株,決定以此為基礎(chǔ)培育早熟柑橘新品種。請回答下列問題: (1)要判斷該變異株的育種價值,首先要確定它的__________物質(zhì)是否發(fā)生了變化。 (2)在選擇育種方法時,需要判斷該變異株的變異類型。如果變異株是個別基因的突變體,則可采用育種方法①,使早熟基因逐漸________,培育成新品種1。為了加快這一進(jìn)程,還可以采集變異株的________進(jìn)行處理,獲得高度純合的后代,選育成新品種2,這種方法稱為________育種。 (3)如果該早熟植株屬于染色體組變異株,可以推測該變異株減數(shù)分裂中染色體有多種聯(lián)會方式,由此造成
26、不規(guī)則的____________,產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的________,因而得不到足量的種子。即使得到少量后代,早熟性狀也很難穩(wěn)定遺傳。這種情況下,可考慮選擇育種方法③,其不足之處是需要不斷制備________,成本較高。 (4)新品種1與新品種3均具有早熟性狀,但其他性狀有差異,這是因為新品種1選育過程中基因發(fā)生了多次________,產(chǎn)生的多種基因型中只有一部分在選育過程中保留下來。 解析:本題考查育種的相關(guān)知識。(1)要判斷該變異株是否可用于育種,首先必須明確該變異是否為遺傳物質(zhì)改變引起的。(2)育種方法1為雜交育種,含有早熟基因的雜合子經(jīng)過不斷自交和選育,含有早熟基因的
27、純合子比例逐漸增大。采用花藥離體培養(yǎng)獲得的是單倍體植株,再經(jīng)過人工誘導(dǎo)使染色體數(shù)目加倍的育種方法稱為單倍體育種。(3)如果該變異植株為染色體組變異株,在減數(shù)分裂過程中染色體有多種聯(lián)會方式,造成不規(guī)則的染色體分離,產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的配子,因此種子數(shù)量減少。采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)育種,需要不斷制備組培苗。(4)新品種1是采用雜交育種方法獲得的,選育過程中基因發(fā)生多次重組,后代中有多種基因型,只有符合要求的部分在選育過程中被保留下來。 答案:(1)遺傳 (2)純合 花藥 單倍體 (3)染色體分離 配子 組培苗 (4)重組 [融會貫通·析考點] 1.育種方式及原理辨析 (1)
28、誘變育種原理 (2)單倍體育種與雜交育種的關(guān)系 (3)多倍體育種的原理分析 注:多倍體育種中秋水仙素可處理“萌發(fā)的種子或幼苗”,單倍體育種中秋水仙素只能處理“單倍體幼苗”,切不可寫成處理“種子”。 2.準(zhǔn)確選取育種方案 (1)依據(jù)目標(biāo)選方案 育種目標(biāo) 育種方案 集中雙親優(yōu)良性狀 單倍體育種(明顯縮短育種年限) 雜交育種(耗時較長,但簡便易行) 使原品系實施“定向”改造 基因工程及植物細(xì)胞工程(植物體細(xì)胞雜交)育種 讓原品系產(chǎn)生新性狀(無中生有) 誘變育種(可提高變異頻率,期望獲得理想性狀) 使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強” 多倍體育種 (2)育種
29、方案的設(shè)計思路 設(shè)計育種方案時,應(yīng)特別關(guān)注“最簡便”“最準(zhǔn)確”“最快”“產(chǎn)生新基因、新性狀或新的性狀組合”等育種要求: ①最簡便——側(cè)重于技術(shù)操作,雜交育種操作最簡便。 ②最快——側(cè)重于育種時間,單倍體育種所需時間明顯縮短。 ③最準(zhǔn)確——側(cè)重于目標(biāo)精準(zhǔn)度,基因工程技術(shù)可“定向”改變生物性狀。 ④產(chǎn)生新基因(或新性狀)——側(cè)重于“新”即原本無該性狀,誘變育種可產(chǎn)生新基因,進(jìn)而出現(xiàn)新性狀(注:雜交育種可實現(xiàn)性狀重新組合,并未產(chǎn)生新基因,也未產(chǎn)生新性狀,如黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆雜交,產(chǎn)生黃色皺粒豌豆,這里的黃色與皺粒性狀原來就有,只是原來未組合而已)。 [方法技巧·會應(yīng)用] 根據(jù)
30、育種流程圖來辨別育種方式的方法技巧 利用育種的流程圖來考查育種方式的題目較常見,解答此類題時應(yīng)根據(jù)不同育種方式的不同處理手段來區(qū)分: (1)雜交育種:涉及親本的雜交和子代的自交。 (2)誘變育種:涉及誘變因素,產(chǎn)生的子代中會出現(xiàn)新的基因,但基因的總數(shù)不變。 (3)單倍體育種:常用方法為花藥離體培養(yǎng),然后人工誘導(dǎo)染色體加倍,形成純合子。 (4)多倍體育種:用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。 (5)基因工程育種:導(dǎo)入了新的基因。 [鞏固提升·練題組] ?題組一 育種原理的考查 5.下列關(guān)于育種的說法,錯誤的是( ) A.選擇育種的局限性在于進(jìn)展緩慢,可選擇的范圍有限 B.雜交
31、育種只能利用已有基因的重組,育種進(jìn)程緩慢,過程復(fù)雜 C.人工誘變育種可定向提高突變率,在較短時間內(nèi)獲得較多的優(yōu)良變異類型 D.基因工程可以實現(xiàn)基因在不同種生物間的轉(zhuǎn)移,迅速培育出前所未有的生物新品種 解析:選擇育種是一種古老的育種方法,它的局限性在于進(jìn)展緩慢,可選擇的范圍有限,A正確;雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是基因的自由組合,不能產(chǎn)生新的基因,所以只能利用基因的重組,育種進(jìn)程緩慢,過程復(fù)雜,B正確;變異是不定向的,人工誘變育種不能定向提高突變率,但能在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型,C錯誤;基因工程又叫DNA重組技術(shù),是指按照人們的意愿,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計,并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基
32、因等技術(shù),賦予生物新的遺傳特性,從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品,D正確。 答案:C 6.(2018·河南南陽質(zhì)檢)現(xiàn)有基因型為aabb和AABB的水稻品種,通過不同的育種方法可以培育出不同的類型,下列有關(guān)敘述不正確的是( ) A.將基因型為aabb的個體進(jìn)行人工誘變可獲得基因型為aaBb的個體,則B基因的產(chǎn)生來源于基因突變 B.通過多倍體育種獲得的基因型為AAaaBBbb的個體與基因型為AaBb的個體相比,具有莖稈粗壯,蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富等特點 C.通過雜交育種可獲得基因型為AAbb的個體,其變異發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期 D.通過單倍體育種可獲得基因型為A
33、Abb的個體,變異原理有基因重組和染色體變異 解析:誘變育種的原理是基因突變,因此將基因型為aabb的個體進(jìn)行人工誘變可獲得基因型為aaBb的個體,則B基因的產(chǎn)生來源于基因突變,A正確;多倍體與二倍體相比,具有莖稈粗壯,蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富等特點,B正確;雜交育種的原理為基因重組,有性生殖過程中的基因重組只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂,若通過雜交育種獲得基因型為AAbb的個體,則其變異發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期,C錯誤;利用單倍體育種方法獲得基因型為AAbb的個體,首先讓基因型為aabb的個體與基因型為AABB的個體雜交得AaBb,然后取AaBb減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子Ab進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)得單倍體Ab,
34、由于單倍體高度不育,所以要用秋水仙素處理其幼苗使其染色體加倍變成可育的二倍體,在此過程中變異的原理有基因重組和染色體變異,D正確。 答案:C ?題組二 育種過程考查 7.(2018·陜西榆林一模)假設(shè)A、b代表水稻的優(yōu)良基因,這兩種基因獨立遺傳?,F(xiàn)有AABB、aabb兩個品種,為了培育出優(yōu)良品種AAbb,可采用的方法如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.雜交育種過程中從子一代開始選種 B.經(jīng)過①②③過程培育出新品種的育種方法應(yīng)用的原理和④相同 C.⑥過程需要用低溫或者秋水仙素處理種子或者幼苗 D.過程⑦育種過程可以定向改造生物的遺傳性狀 解析:由于雜交育種要從F2才發(fā)
35、生性狀分離,開始出現(xiàn)所需要的表現(xiàn)型,所以一般從F2開始選種,A錯誤;經(jīng)過①②③過程培育出新品種的育種方法應(yīng)用的原理和④相同,都是基因重組,B正確;單倍體高度不育,因此經(jīng)過⑥過程培育新品種需要用秋水仙素處理幼苗,不能處理萌發(fā)的種子,C錯誤;過程⑦育種過程是誘變育種,其原理是基因突變,具有不定向性,因此不能定向改造生物的遺傳性狀,D錯誤。 答案:B 8.普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個品種,控制兩對相對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實驗小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實驗,請分析回答: (1)A組由F1獲得F2的方法是________,F(xiàn)2矮稈抗病植株中
36、不能穩(wěn)定遺傳的占 ________________________________________________________________________。 (2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類矮稈抗病植株中,最可能產(chǎn)生不育配子的是________類。 (3)A、B、C三組方法中,最不容易獲得矮稈抗病小麥新品種的方法是________組,原因 是________________________________________________________________________ ____________________________________________________
37、____________________。 (4)B組的育種方法是________。B組育種過程中“處理”的具體方法是 ________________________________________________________________________。 (5)在一塊高稈(純合體)小麥田中,發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥。該性狀出現(xiàn)的原因是 ________________________________________________________________________ __________________________________________________
38、______________________。 解析:(1)圖示A組表示雜交育種的過程,其中F1獲得F2的方法叫自交,F(xiàn)2矮稈抗病植株為ttR_,其中不能穩(wěn)定遺傳的占。(2)圖示B組為單倍體育種,圖示C組為誘變育種。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類矮稈抗病植株中,Ⅱ是單倍體植株,具有高度不育性,所以最可能產(chǎn)生不育配子。(3)A、B、C三組方法中,最不容易獲得矮稈抗病小麥新品種的方法是誘變育種,因為基因突變具有不定向性和低頻性。(4)B組育種過程中“處理”的具體方法是用低溫或者秋水仙素處理單倍體幼苗。(5)在一塊高稈(純合體)小麥田中,發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥,可能是由環(huán)境引起,也可能是基因突變引起。 答案:(1)
39、自交 (2)Ⅱ (3)C 基因突變發(fā)生的頻率極低,且具不定向性 (4)單倍體育種 用低溫處理或用一定(適宜)濃度的秋水仙素處理矮稈抗?、虻挠酌? (5)該性狀的出現(xiàn)可能是由環(huán)境引起的,也可能是基因突變引起的 考點三 生物進(jìn)化 [真題試做·明考向] 1.(2017·高考江蘇卷)下列關(guān)于生物進(jìn)化的敘述,錯誤的是( ) A.某物種僅存一個種群,該種群中每個個體均含有這個物種的全部基因 B.雖然亞洲與澳洲之間存在地理隔離,但兩洲人之間并沒有生殖隔離 C.無論是自然選擇還是人工選擇作用,都能使種群基因頻率發(fā)生定向改變 D.古老地層中都是簡單生物的化石,而新近地層中含有
40、復(fù)雜生物的化石 解析:本題考查生物進(jìn)化的相關(guān)知識。種群中的一個個體一般不會含有這個物種的全部基因,A錯誤;亞洲人和澳洲人屬于同一個物種,二者不存在生殖隔離,B正確;在自然選擇或人工選擇的作用下,具有有利變異或人工選擇的變異的個體留下后代的機會多,種群中相應(yīng)基因頻率也會不斷提高,C正確;越古老的地層中形成化石的生物結(jié)構(gòu)越簡單、越低等;越年輕的地層中形成化石的生物結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、越高等,D正確。 答案:A 2.(2016·高考北京卷)豹的某個棲息地由于人類活動被分隔為F區(qū)和T區(qū)。20世紀(jì)90年代初,F(xiàn)區(qū)豹種群僅剩25只,且出現(xiàn)諸多疾病。為避免該豹種群消亡,由T區(qū)引入8只成年雌豹。經(jīng)過十年,F(xiàn)區(qū)豹
41、種群增至百余只,在此期間F區(qū)的( ) A.豹種群遺傳(基因)多樣性增加 B.豹后代的性別比例明顯改變 C.物種豐(富)度出現(xiàn)大幅度下降 D.豹種群的致病基因頻率不變 解析:T區(qū)和F區(qū)的豹存在地理隔離,兩種群的基因庫有差異,將T區(qū)的豹引入F區(qū),增加了F區(qū)豹的遺傳多樣性,A項正確;豹后代的性別比例主要由遺傳因素決定,不會因引入雌豹而明顯改變,B項錯誤;群落中物種數(shù)目的多少稱為豐富度,豹種群數(shù)量的改變不影響其所在群落的物種豐富度,C項錯誤;F區(qū)豹出現(xiàn)諸多疾病,T區(qū)雌豹的引入使F區(qū)種群數(shù)量增加,會使F區(qū)豹致病基因頻率改變,D項錯誤。 答案:A 3.(2015·高考安徽卷)現(xiàn)有兩個非常大
42、的某昆蟲種群,個體間隨機交配,沒有遷入和遷出,無突變,自然選擇對A和a基因控制的性狀沒有作用。種群1的A基因頻率為80%,a基因頻率為20%;種群2的A基因頻率為60%,a基因頻率為40%。假設(shè)這兩個種群大小相等,地理隔離不再存在,兩個種群完全合并為一個可隨機交配的種群,則下一代中Aa的基因型頻率是( ) A.75% B.50% C.42% D.21% 答案:C 4.(2015·高考全國卷Ⅰ)假設(shè)某果蠅種群中雌雄個體數(shù)目相等,且對于A和a這對等位基因來說只有Aa一種基因型。回答下列問題: (1)若不考慮基因突變和染色體變異,則該果蠅種群中A基因頻率∶a基因頻率為________。
43、理論上,該果蠅種群隨機交配產(chǎn)生的第一代中AA、Aa和aa的數(shù)量比為________,A基因頻率為________。 (2)若該果蠅種群隨機交配的實驗結(jié)果是第一代中只有Aa和aa兩種基因型,且比例為2∶1,則對該結(jié)果最合理的解釋是__________________________________________________。 根據(jù)這一解釋,第一代再隨機交配,第二代中Aa和aa基因型個體數(shù)量的比例應(yīng)為________。 解析:(1)已知該種群中只有Aa一種基因型,因此該種群中A基因頻率與a基因頻率的比例為1∶1,理論上只有Aa基因型的種群隨機交配,后代有AA、Aa、aa三種基因型,且比
44、例為1∶2∶1,則A的基因頻率為0.5。(2)如果后代中只有Aa、aa兩種基因型,且比例為2∶1,則原因最可能是A基因純合致死。該種群中第一代隨機交配時,A、a的基因頻率分別為1/3、2/3,隨機交配產(chǎn)生的后代中Aa占4/9,aa占4/9,AA占1/9,由于AA致死,則成活個體中Aa、aa基因型個體數(shù)量的比例為1∶1。 答案:(1)1∶1 1∶2∶1 0.5 (2)A基因純合致死 1∶1 [融會貫通·析考點] 1.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論圖解 2.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論要點分析 (1) (2) (3) (4) [方法技巧·會應(yīng)用] 1.形成新物種和進(jìn)化判斷標(biāo)準(zhǔn)的方法
45、技巧 (1)判斷兩個種群是否屬于同一物種的標(biāo)準(zhǔn)是看它們之間是否存在生殖隔離,若存在生殖隔離,則一定是兩個物種。 (2)判斷種群是否進(jìn)化的標(biāo)準(zhǔn)是看其基因頻率是否發(fā)生了變化,若種群基因頻率沒有發(fā)生變化,則種群沒有發(fā)生進(jìn)化。 2.基因頻率、基因型頻率計算類試題的解題方法 (1)常染色體上基因與X染色體上的基因計算公式不同 若某基因在常染色體上,則 基因頻率=×100% 若某基因只出現(xiàn)在X染色體上,則 基因頻率=×100%。 (2)一定要關(guān)注“種群足夠大、無突變、無遷入遷出、無自然選擇(基因型不同的個體生活力應(yīng)相同)、隨機交配”等遺傳平衡的條件,才能使用遺傳平衡定律。 (3)在種群
46、內(nèi)各種基因型的頻率達(dá)到遺傳平衡時,才能運用達(dá)到遺傳平衡后的“基因頻率和基因型頻率均不改變”的結(jié)論。 [鞏固提升·練題組] ?題組一 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的考查 5.下列有關(guān)生物進(jìn)化的敘述,錯誤的是( ) A.生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的增大 B.新物種產(chǎn)生量小于現(xiàn)有物種滅絕量會導(dǎo)致物種多樣性下降 C.突變和基因重組為生物進(jìn)化提供廣泛的原材料 D.自然選擇通過作用于個體引起種群基因頻率的定向改變 解析:生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變,不一定是增大,A錯誤;新物種產(chǎn)生量小于現(xiàn)有物種滅絕量會導(dǎo)致生物種類減少,故物種多樣性降低,B正確;突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料,C正確;自
47、然選擇使種群的基因頻率定向改變,并決定生物進(jìn)化的方向,其通過作用于個體引起種群基因頻率的定向改變,D正確。 答案:A 6.下列對現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的理解,正確的是( ) A.環(huán)境改變使生物產(chǎn)生的定向變異,為進(jìn)化提供原材料 B.自然選擇使種群基因頻率發(fā)生改變,決定生物進(jìn)化的方向 C.地理隔離使種群間基因不能交流,必然導(dǎo)致生殖隔離 D.共同進(jìn)化就是物種間在相互影響中不斷發(fā)展和進(jìn)化 解析:生物的變異是不定向的,突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料,A錯誤;自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝著一定的方向緩慢進(jìn)化,即自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,B正確;地理隔離是指同一物種由于地
48、理上的障礙而分成不同的種群,使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象,但地理隔離不一定導(dǎo)致生殖隔離,C錯誤;共同進(jìn)化是指不同生物之間及生物與環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展,D錯誤。 答案:B ?題組二 基因頻率和基因型頻率計算的考查 7.某動物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為0.3、0.4和0.3,且種群數(shù)量足夠大,不發(fā)生基因突變,自然選擇不起作用,沒有遷入遷出,則以下分析錯誤的是( ) A.如果種群中個體間隨機交配,該種群的子一代中aa的基因型頻率為0.25 B.如果該種群的子一代再隨機交配,其后代中aa的基因型頻率會發(fā)生改變 C.如果該種群只在相同基因型之間進(jìn)行交配,其子
49、一代中AA的基因型頻率為0.4 D.如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配,AA的基因型頻率會發(fā)生改變 解析:由題意知,AA=0.3,Aa=0.4,aa=0.3,則種群中a的基因頻率=0.3+0.4÷2=0.5;如果該種群非常大,沒有基因突變,沒有自然選擇,沒有遷入遷出,且種群中個體間隨機交配,則遵循遺傳平衡定律,aa的基因型頻率為aa=(0.5)2=0.25;該種群的子一代繼續(xù)隨機交配,其后代中aa的基因型頻率不變,A正確,B錯誤;相同基因型之間進(jìn)行交配,屬于自交,AA=0.3,Aa=0.4,aa=0.3,因此相同基因型之間進(jìn)行交配,子一代中AA的基因型頻率是0.3+0.4×1/4=
50、0.4,C正確;如果該種群只在相同基因型之間進(jìn)行交配,子一代Aa的基因型頻率=0.4×1/2=0.2, aa=0.4,下一代AA的基因型頻率=0.4+0.2×1/4=0.45,AA的基因型頻率會發(fā)生改變,D正確。 答案:B 8.某個種群由于隱性基因d純合時致死,該種群只有兩種基因型:DD和Dd,已知基因型DD的頻率為20%、Dd的頻率為80%,讓該種群隨機交配繁殖一代,相關(guān)說法正確的是( ) A.后代中基因型Dd的頻率為4/7 B.隨機交配種群的基因頻率不變,因而沒有發(fā)生進(jìn)化 C.后代中基因D和d的頻率分別為3/4、1/4 D.若讓該種群自交,則后代中基因型Dd的頻率為1/3
51、解析:基因D的頻率=20%+80%×1/2=60%,基因d的頻率=1-60%=40%,隨機交配繁殖一代后,DD的頻率=60%×60%=36%,Dd的頻率=2×40%×60%=48%,dd個體致死,因此Dd基因型的個體占48%/(36%+48%)=4/7,基因型DD的個體占3/7,A正確;隨機交配繁殖一代后,基因D的頻率為(3/7×2+4/7)/2=5/7,基因d的頻率為1-5/7=2/7,基因頻率發(fā)生了變化,因而種群發(fā)生了進(jìn)化,B錯誤、C錯誤;若讓該種群自交,DD(20%)自交,后代全為DD(20%),Dd(80%)自交,后代中DD占1/4×80%=20%、Dd占2/4×80%=40%,則后代
52、中基因型Dd的頻率為40%/(20%+20%+40%)=1/2,D錯誤。 答案:A [課堂加固訓(xùn)練] 練模擬 做典題 提高解題能力 授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書第60頁 1.(2018·遼寧錦州質(zhì)檢)研究表明:染色體片段重復(fù)對生物體的不利影響一般小于染色體片段缺失,因此在自然群體中較易保存。下列相關(guān)敘述不正確的是( ) A.染色體片段重復(fù)與缺失都可用顯微鏡直接觀察到 B.染色體片段重復(fù)對生物的進(jìn)化有重要作用 C.與基因突變比較,染色體片段重復(fù)改變的堿基數(shù)目更少 D.染色體片段重復(fù)可增加基因的數(shù)目,多余的基因可能向多個方向突變 解析:染色
53、體變異是指染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變,染色體結(jié)構(gòu)的變異都可用顯微鏡直接觀察到,A正確;染色體片段重復(fù)可以產(chǎn)生多種性狀,為生物的進(jìn)化提供了材料,B正確;基因突變是單個基因中某些堿基對的增添、缺失或替換,而染色體片段重復(fù)會導(dǎo)致該染色體上增加多個基因,C錯誤;基因突變是不定向的,可以向多個方向突變,D正確。 答案:C 2.減數(shù)分裂與生物變異具有密切的聯(lián)系。下列相關(guān)敘述中正確的是( ) A.減數(shù)分裂過程中基因突變、基因重組和染色體變異均可能發(fā)生 B.如果不考慮基因突變、一個基因型為Bb的男子產(chǎn)生基因型為bb的精子的原因可能是有關(guān)細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂或減數(shù)第二次分裂后期兩條染色體沒有分開 C.基
54、因重組只能發(fā)生于同源染色體之間 D.發(fā)生生物變異后,細(xì)胞核中的基因不再遵循遺傳規(guī)律 解析:減數(shù)分裂前的間期DNA復(fù)制時可能發(fā)生基因突變,分裂期可能發(fā)生基因重組和染色體變異,A正確;減Ⅰ分裂中,同源染色體不分離只可導(dǎo)致產(chǎn)生Bb精子,B錯誤;自然條件下,基因重組有兩種類型:同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換和減Ⅰ后期非同源染色體上的非等位基因自由組合,C錯誤;遺傳定律適用于真核生物的有性生殖,發(fā)生生物變異后,細(xì)胞核中的基因仍然遵循遺傳規(guī)律,D錯誤。 答案:A 3.如圖表示生物新物種形成的基本環(huán)節(jié),對圖示分析正確的是( ) A.a(chǎn)表示基因突變和基因重組,是生物進(jìn)化的原材料 B.
55、b表示生殖隔離,生殖隔離是生物進(jìn)化的標(biāo)志 C.c表示新物種形成,新物種與生活環(huán)境共同進(jìn)化 D.d表示地理隔離,新物種形成一定需要地理隔離 解析:圖中a表示突變和基因重組,是生物進(jìn)化的原材料,突變包括基因突變和染色體變異,A錯誤;b表示生殖隔離的形成,是新物種形成的標(biāo)志,B錯誤;c是新物種的形成,新物種與生活環(huán)境共同進(jìn)化,C正確;d表示地理隔離,地理隔離不是新物種形成的必要條件,D錯誤。 答案:C 4.(2018·四川成都期中)已知小麥的抗旱性和多顆粒均屬顯性遺傳,且兩對控制基因獨立遺傳?,F(xiàn)有純合的旱敏多顆粒、純合的抗旱少顆粒、雜合抗旱少顆粒(Rrdd)和旱敏多顆粒(rrDd)小麥品種
56、。請回答下列問題: (1)現(xiàn)有一抗旱植物,其體細(xì)胞內(nèi)有一個抗旱基因R,其等位基因為r(旱敏基因)。R、r的部分核苷酸序列如下: r:ATAAGCATGACATTA; R:ATAAGCAAGACATTA。 抗旱基因突變?yōu)楹得艋虻母驹蚴莀_______。研究得知與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物主要是糖類,該抗旱基因控制抗旱性狀是通過_____________________________________________ 實現(xiàn)的。 (2)純合的旱敏多顆粒植株與純合的抗旱少顆粒植株雜交,F(xiàn)1自交: ①F2中抗旱多顆粒植株中,雙雜合子所占比例是________。 ②若拔掉F2中所有的旱敏植株
57、后,剩余植株自交,從理論上講F3中旱敏植株所占比例是________。 (3)請設(shè)計一個快速育種方案,利用抗旱少顆粒(Rrdd)和旱敏多顆粒(rrDd)兩植物品種作親本,通過一次雜交,使后代個體全部都是抗旱多顆粒雜交種(RrDd),簡述育種過程。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)分析R、r的堿基序列可知,r突變?yōu)镽基
58、因,是堿基對的替換造成的;由題意知,與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物主要是糖類,因此該抗旱基因控制抗旱性狀的途徑是:基因控制酶合成來控制生物的新陳代謝過程,進(jìn)而控制生物的性狀。(2)①由題意知,抗旱性和多顆粒屬顯性,各由一對等位基因控制,且分別位于兩對同源染色體上,說明兩對等位基因在遺傳過程中遵循基因自由組合定律。純合的旱敏多顆粒植株與純合抗旱少顆粒植株的基因型分別為rrDD和RRdd,子一代基因型為RrDd,則F2中抗旱多顆粒(R_D_)植株所占比例為9/16,其中雙雜合子(RrDd)在F2代中所占比例是4/16,因此雙雜合子在抗旱多顆粒中所占比例為4/9。②子二代的抗旱與旱敏植株的比例是3∶1,拔掉旱
59、敏植株后,抗旱基因有兩種,比例為RR∶Rr=1∶2,這兩種基因型植株自交,從理論上講F3中旱敏植株的比例是2/3×1/4=1/6。(3)要想快速培育抗旱多顆粒雜交種,應(yīng)采用單倍體育種的方法:收集兩雜合子(抗旱少顆粒Rrdd和旱敏多顆粒rrDd)小麥的花粉,進(jìn)行花藥離體培養(yǎng),得到單倍體幼苗;給該幼苗噴灑秋水仙素得純合子,選出抗旱少顆粒(RRdd)和旱敏多顆粒(rrDD)的植株,使之雜交得到抗旱多顆粒雜交種(RrDd)。 答案:(1)堿基對替換 控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀 (2)①4/9?、?/6 (3)收集兩雜合子小麥的花粉,進(jìn)行花藥離體培養(yǎng),得到單倍體幼苗;給該幼苗
60、噴灑秋水仙素得純合子,選出抗旱少顆粒(RRdd)和旱敏多顆粒(rrDD)的植株,使之雜交得到抗旱多顆粒雜交種(RrDd) [限時規(guī)范訓(xùn)練] 練思維 練規(guī)范 練就考場滿分 單獨成冊 對應(yīng)學(xué)生用書第141頁 一、選擇題 1.(2018·廣東汕頭一模)下列關(guān)于生物變異的敘述中正確的是( ) A.染色體結(jié)構(gòu)變異可能發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中 B.基因突變是不定向的,A基因既可突變成a基因,也可突變成B基因 C.基因重組是定向的,僅發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期 D.基因突變和基因重組都是生物變異的根本來源 解析:在有絲分裂和減數(shù)分裂過程
61、中都可能發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異,A正確;基因突變具有不定向性,但突變后只能變成其等位基因,不會變成控制其他性狀的基因,B錯誤;基因重組是隨機的,可發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期和減數(shù)第一次分裂前期(四分體時期),C錯誤;生物變異的根本來源是基因突變,D錯誤。 答案:A 2.一只突變型的雌果蠅與一只野生型雄果蠅交配后,產(chǎn)生的F1中野生型與突變型之比為2∶1,且雌雄個體之比也為2∶1,這個結(jié)果從遺傳學(xué)角度可作出合理解釋的是( ) A.該突變?yōu)閄染色體顯性突變,且含該突變基因的雌雄配子致死 B.該突變?yōu)閄染色體顯性突變,且含該突變基因的雄性個體致死 C.該突變?yōu)閄染色體隱性突變,且含該突變基因的
62、雄性個體致死 D.X染色體片段發(fā)生缺失可導(dǎo)致突變型,且缺失會導(dǎo)致雌配子致死 解析:突變型雌果蠅的后代中雄性有1/2死亡,說明該雌性果蠅為雜合子。如果該突變?yōu)閄染色體顯性突變,且含該突變基因的雄性個體致死,相關(guān)基因用D、d表示,則子代為1XDXd(突變型♀)∶1XdXd(野生型♀)∶1XDY(死亡)∶1XdY(野生型♂),B項符合題意。若X染色體片段發(fā)生缺失可導(dǎo)致突變型,且缺失會導(dǎo)致雌配子致死,則子代中會出現(xiàn)一種表現(xiàn)型,且不會引起雌雄個體數(shù)量的差異。 答案:B 3.科研人員發(fā)現(xiàn)某水稻品種發(fā)生突變,產(chǎn)生了新基因SW1,其表達(dá)產(chǎn)物能使植株內(nèi)赤霉素含量下降,從而降低植株高度。將該品種作為親本進(jìn)
63、行雜交,獲得了后代“IR8水稻”,既高產(chǎn)又抗倒伏。下列選項正確的是( ) A.在育種時,科研人員無法讓水稻產(chǎn)生定向突變,這體現(xiàn)了基因突變的低頻性 B.進(jìn)行“IR8水稻”的育種時,應(yīng)用的原理是基因突變 C.“IR8水稻”擁有抗倒伏的性狀,根本原因是體內(nèi)赤霉素含量較低影響植株的生長 D.SW1基因通過控制酶的合成,間接控制了生物的性狀 解析:在育種時,科研人員無法讓水稻產(chǎn)生定向突變,這體現(xiàn)了基因突變的不定向性,A項錯誤;選取新發(fā)現(xiàn)的某水稻突變品種作為親本進(jìn)行雜交,獲得了既高產(chǎn)又抗倒伏的后代“IR8水稻”,該育種過程屬于雜交育種,其原理是基因重組,B項錯誤;“IR8水稻”擁有抗倒伏的性狀
64、,直接原因是體內(nèi)赤霉素含量較低影響植株的生長,而根本原因是細(xì)胞內(nèi)SW1基因的存在,其表達(dá)產(chǎn)物能使植株內(nèi)赤霉素含量下降,從而降低植株高度,C項錯誤;SW1基因的表達(dá)產(chǎn)物能使植株內(nèi)赤霉素含量下降,可推測該表達(dá)產(chǎn)物可能是一種酶,由此說明SW1基因通過控制酶的合成,間接控制了生物的性狀,D項正確。 答案:D 4.(2018·廣西柳州模擬)關(guān)于幾種育種方法的敘述,正確的是( ) A.多倍體育種中,常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 B.單倍體育種中,常先篩選F1的花粉再進(jìn)行花藥離體培養(yǎng) C.誘變育種中,獲得的突變體多數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀 D.雜交育種中,用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種都是純合子 解析:
65、多倍體育種中,誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,A正確;單倍體育種中,取F1的花粉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng),用秋水仙素處理單倍體幼苗后,根據(jù)性狀篩選植株,B錯誤;誘變育種中,獲得的突變體少數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀,C錯誤;雜交育種中,雜交水稻用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種部分是雜合子,D錯誤。 答案:A 5.基因流指的是遺傳物質(zhì)在種間和種內(nèi)群體間的傳遞和交換,下列相關(guān)敘述錯誤的是( ) A.種群之間的基因流被地理隔離所阻斷是形成新物種的唯一途徑 B.基因流發(fā)生的時間和發(fā)生的強度將會顯著影響物種形成的概率 C.不同物種間的基因流可以極大地豐富自然界生物多樣化的程度 D.由于地理隔離阻止
66、種內(nèi)群體基因流可以導(dǎo)致生殖隔離逐漸形成 解析:有些新物種形成可以不經(jīng)過地理隔離而直接達(dá)到生殖隔離,如植物由于高山氣候而形成的多倍體,A錯誤;生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變,故基因流發(fā)生的時間和發(fā)生的強度將會顯著影響物種形成的概率,B正確;不同物種間的基因流可以增加生物多樣性,C正確;長時間的地理隔離阻止種內(nèi)群體基因流可以導(dǎo)致生殖隔離逐漸形成,進(jìn)而形成新物種,D正確。 答案:A 6.(2018·湖南益陽模擬)苯丙酮尿癥(PKU)是人體內(nèi)缺少苯丙氨酸羥化酶(酶①)導(dǎo)致的苯丙酮酸積累,進(jìn)而對嬰兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育造成影響而出現(xiàn)智力低下。某人群中致病基因頻率為1/100,A/a基因位于常染色體上。如圖是PKU的發(fā)病示意圖,下列說法正確的是( ) A.PKU是基因突變的結(jié)果,這種不利突變不能為生物進(jìn)化提供原材料 B.父母正常而子代患PKU是兩親代致病基因發(fā)生基因重組的結(jié)果 C.PKU嬰兒時期禁食含苯丙氨酸的食物可保證身體和智力正常發(fā)育 D.基因型為Aa的個體與人群中某正常人結(jié)婚,其子代患病概率為1/202 解析:PKU是基因突變的結(jié)果,基因突變?yōu)檫M(jìn)化提供原材料,A錯誤;父母正
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