2017届高考生物二轮复习 第四单元 遗传变异与进化 专题三 生物的变异、育种与进化课件

专题 三 生物的 变 异、育种与 进 化 考 纲 要求 1.基因重 组 及其意 义 （ B）。 2.基因突 变 的特征 和原因（ B）。 3.染色体 结 构 变 异和数目 变 异（ B）。 4.生物 变 异在育种上的 应 用（ C）。 5.转 基因食品的安全（ B）。 6. 现 代生物 进 化理 论 的主要内容（ B）。 7.生物 进 化与生物多 样 性的形成（ B）。 外界 环 境条件 普遍性、低 频 性、不定 向性、随机性 产 生新的基因 减 的四分体 时 期和后 期 新基因型 缺失、 易位、 倒位、 重复 基因重 组 基因突 变 染色体 变 异染色体 变 异基因重 组 种群 自然 选择 隔离 生物多 样 性 考点一 三种可 遗传变 异及其比 较 1.（ 2015江 苏 卷， 15） 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 解析 白花植株的出 现 是由于 X射 线 照射引起的基因突 变 ，不一 定有利于生存， A错误 ； X射 线 可引起基因突 变 和染色体 变 异， B正确； 应 用 杂 交 实验 ，通 过观 察其后代的表 现 型及比例，可 以确定是 显 性突 变还 是 隐 性突 变 ， C正确；白花植株自交后代 若有白花后代，可确定 为 可 遗传变 异，否 则为 不可 遗传变 异， D正确。 答案 A 2.(2016全国 课标 卷 ， 32)基因突 变 和染色体 变 异是真核生物 可 遗传变 异的两种来源。回答下列 问题 ： (1)基因突 变 和染色体 变 异所涉及到的碱基 对 的数目不同，前者 所涉及的数目比后者 。 (2)在染色体数目 变 异中，既可 发 生以染色体 组为单 位的 变 异 ，也可 发 生以 为单 位的 变 异。 (3)基因突 变 既可由 显 性基因突 变为隐 性基因 (隐 性突 变 )，也可 由 隐 性基因突 变为显 性基因 (显 性突 变 )。若某种自花受粉植物 的 AA和 aa植株分 别发 生 隐 性突 变 和 显 性突 变 ，且在子一代中 都得到了基因型 为 Aa的个体， 则 最早在子 代中能 观 察 到 该显 性突 变 的性状；最早在子 代中能 观 察到 该隐 性 突 变 的性状；最早在子 代中能分离得到 显 性突 变纯 合 体；最早在子 代中能分离得到 隐 性突 变纯 合体。 解析 (1)基因突 变 是指 DNA分子中 发 生的碱基替 换 、增添或缺 失，而染色体 变 异往往会改 变 基因的数目和排列 顺 序，所以与 基因突 变 相比，后者所涉及的碱基 对 数目会更多。 (2)在染色体 数目 变 异中，既可 发 生以染色体 组为单 位的 变 异，也可 发 生以 个 别 染色体 为单 位的 变 异。 (3)AA植株 发 生 隐 性突 变 后基因型 变为 Aa，而 aa植株 发 生 显 性突 变 后基因型也可 变为 Aa， 该 种 植物自花受粉，所以不 论 是 显 性突 变还 是 隐 性突 变 ，子一代 为 Aa时 在子二代中的基因型都有 AA、 Aa和 aa三种，故最早可在 子一代 观 察到 该显 性突 变 的性状 (A_)；最早在子二代中 观 察到 该隐 性突 变 的性状 (aa)； 显 性 纯 合子和 隐 性 纯 合子均出 现 于子 二代，且 隐 性 纯 合子一旦出 现 ，即可确 认为纯 合，从而可直接 分离出来，而 显 性 纯 合子的分离，却需再令其自交一代至子三代 ，若不 发 生性状分离方可 认 定 为纯 合子， 进 而分离出来。 答案 (1)少 (2)染色体 (3)一 二 三 二 高考多以 选择题 形式直接考 查 三种可 遗传变 异的特点，以非 选 择题 形式考 查 三 类变 异的 产 生原因、特点及相关 实验 分析。近 几年 课标 卷 对 确 认 基因突 变类 型的 遗传实验 考 查频 度 较 高。 1.突破生物 变 异的 4大 问题 (1)关于 “互 换 ”问题 同源染色体上非姐妹染色 单 体的交叉互 换 ，属于基因重 组 参与互 换 的基因 为 “”；非同源染色体之 间 的互 换 ，属于染色体 结 构 变 异中的易位 参与互 换 的基因 为 “ ”。 等位基因 非等位基因 比 较 易位 交叉互 换 交 换对 象 非同源染色体，非等位基因 同源染色体，等位基因 图 示 (2)关于 “缺失 ”问题 DNA分子上若干 “基因 ”的缺失属于 ；基因内 部若干 “碱基 对 ”的缺失，属于 。 (3)涉及基因 “质 ”与 “量 ”的 变 化 基因突 变 改 变 基因的 质 (基因 结 构改 变 ，成 为 新基因 )， 不改 变 基因的量。 基因重 组 不改 变 基因的 质 ，也不改 变 基因的量，但改 变 基因 间组 合搭配方式，即改 变 (注： 转 基因技 术 可改 变 基因的量 )。 染色体 变 异 不改 变 基因的 质 ，但会改 变 基因的量或改 变 基因的 。 染色体 变 异 基因突 变 基因型 排列 顺 序 (4)关于 变 异的 “水平 ”问题 基因突 变 和基因重 组 是分子水平的 变 异，在光学 显 微 镜 下 ；染色体 变 异是 细 胞水平的 变 异，在 光学 显 微 镜 下 。 观 察不到 可以 观 察到 2.育种方案的 选择 (1)欲 获 得从未有 过 的性状 育种，如 对 不抗 旱的玉米 诱变处 理 获 得抗旱品种。 (2)欲将分散于不同品系的性状集中在一起 (优势组 合 ) 育种 (3)欲增大原品种效 应 (如增加 产 量、增加 营 养物 质 含量等 ) _ 育种 (4)欲 缩 短 获 得 “纯 合子 ”时间 _ 育种 (常 针对 优 良性状受 显 性基因控制者 ) 诱变 杂 交 多倍体 单 倍体 (1)用紫外 线 等 处 理青霉菌 选 育高 产 青霉素菌株与用甲基 绿 和吡 罗红对细 胞染色， 观 察核酸分布所用核心技 术 相同 (2016课标 ， 2C)( ) (2)XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数 分裂中同源染色体的 联 会行 为 有关 (2013安徽， 4改 编 )( ) (3)DNA复制 时发 生碱基 对 的增添、缺失或改 变 ， 导 致基因突 变 (2011江 苏 ， 22A)( ) (4)A基因突 变为 a基因， a基因 还 可能再突 变为 A基因 (2011上海 ， 8A)( ) (5)染色体片段的缺失和重复必然 导 致基因种 类 的 变 化 (2011海 南， 19C)( ) (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 (2011江 苏 ， 22C)( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 提示 (1)前者 应 用人工 诱变 技 术 ，后者 应 用有机物与特定 鉴 定 剂发 生特定 颜 色反 应 的原理。 (2)XYY个体的形成原因是父方减 后期两条 Y染色体移至一极所致，与 联 会无关。 (5)染色体片段 缺失或重复都改 变 基因数目，重复不改 变 基因种 类 。 【典例】 如 图 所示 为 果 蝇 的染色体 组 成，其中甲、乙所示分 别 是两种果 蝇 的一个染色体 组 ，丙所示是果 蝇 的 X染色体及其 部分基因，下列叙述正确的是 ( ) 命 题 角度 1 变 异 类 型及其特点与界定 A.甲、乙 杂 交 产 生的 F1减数分裂都正常 B.甲、乙 1号染色体上的基因排列 顺 序相同 C.丙中 过 程，可能是 发 生在 X和 Y的非姐妹染色 单 体之 间 的 易位 D.丙中 所示 变 异可 为 生物 进 化提供原材料 慧眼 识图 答案 D 【 对 点小 练 】 1.(2016江 苏 卷， 14)如 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 1 D.个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常 解析 个体甲的 变 异属于基因 “e”所在片段缺失，影响表 现 型， A错误 ；个体乙 发 生的 变 异是倒位，减数分裂形成的四分体异常 ，呈 “倒位 环 ”， B正确；含缺失染色体的配子一般是 败 育的，故 其后代一般不会 发 生典型的性状分离比， C错误 ；个体乙染色体 没有基因缺失，但 发 生倒位，表型异常， D错误 。 答案 B 2.(2016郑 州 质检 )下 图 分 别 表示不同的 变 异 类 型，基 因 a、 a仅 有 图 所示片段的差异。相关叙述正确的是 ( ) A.图 中 4种 变 异中能 够遗传 的 变 异是 B. 中的 变 异属于染色体 结 构 变 异中的缺失 C. 中的 变 异可能是染色体 结 构 变 异中的缺失或重复 D. 都表示同源染色体非姐妹染色 单 体的交叉互 换 ， 发 生在 减数第一次分裂的前期 解析 图 示 依次 为 基因重 组 、易位、基因突 变 及染色体 变 异中的缺失或重复，它 们 均属可 遗传变 异； 过 程 发 生于减 前期，但 过 程未必 发 生于此 时 期，故只有 C选项 正确。 答案 C 1.易位 交叉互 换 2.交叉互 换 基因重 组 (1)易位： 发 生在非同源染色体之 间 ，属于染色体 结 构 变 异。 (2)交叉互 换 ： 发 生在同源染色体的非姐妹染色 单 体之 间 ，属 于基因重 组 。 交 换 的是非姐妹染色 单 体上的 “等位基因 ”，重 组 的是交 换 后 染色 单 体上的 “非等位基因 ”。 3.关注 2个 “只能 发 生 ” (1)原核生物不能 发 生基因重 组 和染色体 变 异，只能 发 生基 因突 变 。 (2)基因重 组 只能 发 生于 “有性生殖 ”产 生配子的 过 程中，无 性生殖的生物不 发 生，有性生殖体 细 胞增殖 时 也不 发 生。 1.(2014江 苏 卷， 13)下 图 是高 产 糖化 酶 菌株的育种 过 程，有关 叙述 错误 的是 ( ) 命 题 角度 2 变 异原理在育种 实 践中的 应 用 A通 过 上 图筛选过 程 获 得的高 产 菌株未必能作 为 生 产 菌株 B X射 线处 理既可以引起基因突 变 也可能 导 致染色体 变 异 C上 图筛选 高 产 菌株的 过 程是定向 选择过 程 D每 轮诱变 相关基因的突 变 率都会明 显 提高 解析 基因突 变 是不定向的， 该过 程 获 得的高 产 菌株其它性状 不一定符合生 产 的要求， A正确； X射 线处 理可使 细 胞 发 生突 变 ，即基因突 变 或染色体 变 异， B正确；上 图筛选 高 产 菌株的 过 程是定向 选择 符合人特定要求菌株的 过 程， C正确；相同的射 线 处 理，每 轮诱变 相关基因的突 变 率不会明 显 提高， D错误 。 答案 D 2.假 设 a、 B为 玉米的 优 良基因， 现 有 AABB、 aabb两个品种， 控制两 对 相 对 性状的基因位于两 对 同源染色体上， 实验 小 组 用不同方法 进 行了 实验 （如 图 ）。 （ 1） 过 程 的育种方法是 ，其原理是 ，最 大的 优 点是能 _。 （ 2） 过 程 的育种方法是 ，其原理是基因重 组 ，基因型 为 aaB_的 类 型 经 后子代中 aaBB所占比例是 。 （ 3） 过 程 的育种方法是 ， 过 程 使用的 试剂 是 ，它可作用于正在分裂的 细 胞，抑制 纺锤 体的形成。 （ 4） 过 程 的育种方法是 ，其原理是染色体 变 异，最大的 优 点是 。 答案 （ 1） 诱变 育种 基因突 变 提高突 变 率，在短 时间 内 获 得更多的 优 良 变 异 类 型。 （ 2） 杂 交育种 （ 3）多倍 体育种 秋水仙素 （ 4） 单 倍体育种 明 显缩 短育种年限 应 特 别 关注 “最 简 便 ”、 “最准确 ”、 “最快 ”、 “产 生新基因、新 性状或新的性状 组 合 ”等育种要求 （ 1）最 简 便 侧 重于技 术 操作， 杂 交育种操作最 简 便。 （ 2）最快 侧 重于育种 时间 ， 单 倍体育种所需 时间 明 显缩 短。 （ 3）最准确 侧 重于目 标 精准度，基因工程技 术 可 “定向 ” 改 变 生物性状。 （ 4） 产 生新基因（或新性状） 侧 重于 “新 ”，即原本无 该 性状， 诱变 育种可 产 生新基因， 进 而出 现 新性状（注： 杂 交育 种可 实现 性状重新 组 合，并未 产 生新基因，也未 产 生新性状， 如黄色 圆 粒豌豆与 绿 色 皱 粒豌豆 杂 交， 产 生黄色 皱 粒 组 合， 这 里的黄色与 皱 粒性状原来就有，只是原来未 组 合而已）。 考点二 生物的 进 化 1 （ 2016江 苏 卷， 12） 下 图 是某昆虫基因 pen突 变产 生抗 药 性示意 图 。下列相关叙述正确的是（ ） A 杀 虫 剂 与靶位点 结 合形成抗 药 靶位点 B基因 pen的自然突 变 是定向的 C基因 pen的突 变为 昆虫 进 化提供了原材料 D野生型昆虫和 pen基因突 变 型昆虫之 间 存在生殖隔离 解析 pen基因突 变 后形成了抗 药 靶位点， A错误 ；基因突 变 具 有不定向性， B错误 ；基因突 变为 昆虫 进 化提供原材料， C正确 ；野生型昆虫和 pen基因突 变 型昆虫属于同一物种，二者不存在 生殖隔离， D错误 。 答案 C 2 （ 2014江 苏 ， 8） 某医院 对 新生儿感染的 细 菌 进 行了耐 药 性 实验 ， 结 果 显 示 70%的致病菌具有耐 药 性。下列有关叙述 正确的是（ ） A孕 妇 食用了残留抗生素的食品， 导 致其体内大多数 细 菌突 变 B即使孕 妇 和新生儿未接触 过 抗生素，感染的 细 菌也有可能 是耐 药 菌 C新生儿体内缺少免疫球蛋白，增加了致病菌的耐 药 性 D新生儿出生 时 没有及 时 接种疫苗， 导 致耐 药 菌形成 解析 抗生素 对细 菌起 选择 作用，并非 导 致突 变 的因素， 变 异 在前 选择 在后， A错误 ； 细 菌是否 变 异与是否接触 过 抗生素无 关， B正确；病菌的耐 药 性与免疫球蛋白是否存在无关， C错误 ；耐 药 菌的形成是基因突 变 所致，与是否接种疫苗无关， D错误 。 答案 B 高考考 查 重点包括自然 选择 学 说 、 现 代生物 进 化理 论 、基因 频 率的 计 算、物种形成 环节 及共同 进 化等， 题 目 难 度不大，灵活 寻 找切入点， 强 化 记忆 及全面把握各种 类 型基因 频 率 计 算方法 是解 题 关 键 。 1.理清生物 进 化知 识 脉 络 种群 基因 频 率 地理 自然 选择 学 说 基因 物种 2.现 代生物 进 化理 论 中的 “三、两、两、两 ” 基因 频 率 生殖隔离 基因交流 突 变 和基因重 组 自然 选择 隔离 地理隔离 （ 1） 长 舌蝠 为长 筒花的唯一 传 粉者，两者相互适 应 ，共同（ 协 同） 进 化 （ 2013北京， 4D） （ ） （ 2）盲 鱼 眼睛退化是黑暗 诱导 基因突 变 的原因 （ 2011重 庆 ， 4A） （ ） （ 3）自然 选择 决定了生物 变 异和 进 化的方向 （ 2011江 苏 ， 6A ） （ ） （ 4）生物 进 化的 实质 是种群基因型 频 率的改 变 （ 2011江 苏 ， 6B） （ ） 答案 （ 1） （ 2） （ 3） （ 4） 提示 （ 2）盲 鱼 眼睛退化 应为长 期自然 选择 的 结 果。 （ 3）自然 选择 决定生物 进 化的方向，但 变 异是不定向的。 （ 4）生物 进 化的 实质 是种群基因 频 率（而不是基因型 频 率）的 改 变 。 1.（ 2013江 苏 高考） 如 图为 四个物种的 进 化关系 树 （ 图 中百分 数表示各物种与人 类 的 DNA相似度）。 DNA碱基 进 化速率按 1%/百万年 计 算，下列相关 论 述合理的是（ ） 命 题 角度 1 生物 进 化理 论 的主要内容 A四个物种都由共同祖先通 过 基因突 变 而形成 B生殖隔离是物种朝不同方向 发 展的决定性因素 C人 类 与黑猩猩的 DNA差异 经历 了 约 99万年的累 积 D大猩猩和人 类 的 亲缘 关系，与大猩猩和非洲猴的 亲缘 关系 的 远 近相同 解析 物种的形成是 遗传变 异、 选择 和隔离三个 环节 共同作用 的 结 果， A错误 ；自然 选择 决定生物 进 化的方向， B错误 ；人 与黑猩猩的 DNA差异百分比是 0.99%，而碱基 进 化速率 为 1%/百 万年，通 过计 算可知人与黑猩猩的 DNA差异 经历 99万年左右的 积 累， C正确；通 过 DNA的差异百分比可知，人与大猩猩的 亲 缘 关系 较 大猩猩与非洲猴的 亲缘 关系近得多， D错误 。 答案 C 2 （ 2012江 苏单 科， 5） 下列关于生物 进 化的叙述， 错误 的是 （ ） A生物的种 间竞 争是一种 选择过 程 B化石是研究生物 进 化的重要依据 C外来物种入侵能改 变 生物 进 化的速度和方向 D突 变 的可 遗传 性阻碍生物 进 化 解析 本 题 主要考 查 了生物 进 化的相关知 识 。具有 竞 争关系 的生物之 间进 行着相互 选择 ， A正确；研究生物 进 化 历 程的主 要 证 据是古生物学 证 据，是以化石 为 依据的， B正确；外来物 种入侵会改 变 当地生物的生存机会， 进 而改 变 生物 进 化的速 度和方向， C正确；突 变 可以 为 生物 进 化提供原材料， D不正 确。 D (1)生物 进 化 物种的形成 生物 进 化的 实质 是种群基因 频 率的改 变 ，物种形成的 标 志 是生殖隔离的 产 生。 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)“新物种 ”必 须 具 备 两个条件 与原物种 间 已形成生殖隔离 (不能 杂 交或能 杂 交但后代不育 ) 。 物种必 须 是可育的。如三倍体无子西瓜、 骡 子均不可称 “物 种 ”，因 为 它 们 均是 “不育 ”的，而四倍体西瓜相 对 于二倍体西 瓜 则 是 “新物种 ”，因它与二倍体西瓜 杂 交 产 生的子代 (三倍体 西瓜 )不育，意味着二者 间 已 产 生生殖隔离，故已成 为 另 类 物 种。 【典例】 (2015山 东 卷， 6)玉米的高 秆 (H)对 矮 秆 (h)为显 性。 现 有若干 H基因 频 率不同的玉米群体，在群体足 够 大且没有其 他因素干 扰时 ，每个群体内随机交配一代后 获 得 F1。各 F1中基 因型 频 率与 H基因 频 率 (p)的关系如 图 。下列分析 错误 的是 ( ) 命 题 角度 2 基因 频 率与基因型 频 率的 计 算 慧眼 识图 答案 D 【 对 点小 练 】 1.(2015安徽卷， 5)现 有两个非常大的某昆虫种群，个体 间 随机 交配，没有迁入和迁出，无突 变 ，自然 选择对 A和 a基因控制 的性状没有作用。种群 1的 A基因 频 率 为 80%， a基因 频 率 为 20%；种群 2的 A基因 频 率 为 60%， a基因 频 率 为 40%。假 设 这 两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并 为 一个可随机交配的种群， 则 下一代中 Aa的基因型 频 率是 ( )A.75% B.50% C.42% D.21% 解析 根据 题 意可知两个非常大的某昆虫种群，在理想情况下合 并 为 一个种群，可以 认为 原先两个种群的大小相同，再根据两 个种群的基因 频 率可知合并后的种群的 A基因 频 率 为 70%， a基 因 频 率 为 30%，根据哈迪 温伯格定律可