高考生物总复习 专家把脉高考与考场零失误考点20生物的变异和进化.doc

考点 2 0 生物的变异和进化基因突变 基因重组与进化染色体变异与生物育种 可遗传的变异与育种微生物的变异与实验分析经典易错题会诊命题角度一基因突变1 图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是 a发生了基因突变 b发生了染色体互换 c该细胞为次级卵母细胞 d_该细胞为次级精母细胞 考场错解b 专家把脉 该题将变异集中在一个细胞中，考查主干基础知识。由图可知该细胞在进行减数第二次分裂，可能是次级精母细胞还可能是第一极体，姐妹染色单体分开的染色体有等位基因b、b，原因有二：一是基因突变，一是染色体的交叉互换。 对症下药c2 关于生物变异的叙述，正确的是 a基因突变都会遗传给后代 b染色体变异产生的后代都是不育的 c基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变 d基因重组只发生在生殖细胞形成过程中 考场错解b或d 专家把脉 对基因突变、基因重组和染色体变异等生理现象理解不透。 基因突变如果发生在体细胞中则不会遗传给后代。如果发生在生殖细胞中且形成受精卵则可以遗传给后代。染色体变异包括染色体结构改变和数目变化，如果是染色体组成倍地增加产生的后代也是可育的。基因碱基序列发生改变能否引起性状改变要看是否在编码区的外显子部分(对于原核生物看是否在编码区)，如果是重复碱基序列、调控序列或内含子部分，都不会引起性状改变，即使是外显子部分，碱基序列改变，如果转录后的密码子仍然决定原氨基酸，也不会导致性状改变。在减数分裂形成生殖细胞过程中发生基因重组，而无性生殖细胞的形成并未发生基因重组。 对症下药c专家会诊(1)在解题过程中要注意联系基因突变的概念、特点进行迁移运用，同时要注意区别染色体变异、基因重组和基因突变。 (2)明确基因突变到表现出突变性状之间的条件，如突变时期与表现部分大小的关系，突变与生殖的关系等。考场思维训练1 下列有关基因突变的叙述正确的是 a基因突变是一个基因变成他的等位基因 b基因突变产生新的基因，并且引起表现型改变 c体细胞发生的基因突变，不能遗传给后代 d基因突变大多有害，其余都是好的i ac解析：由基因突变的概念可知突变产生的新基因在染色体上的位置不变，因此变成了原基因的等位基因；基因突变有无意突变，因此不一定引起表现型改变；体细胞一般不能进行生殖，所以其基因突变不能遗传给后代；基因突变只是对生物的生存有利与否，很难说明是好还是坏。2 科学家运用基因工程删除了猪细胞中对人产生排斥的基因，培育成可以用于人类进行器官(如心脏)移植的“转基因猪”。从变异的角度看，这种变异是 a基因重组 b染色体变异 c基因突变 d_不遗传变异2b解析：“转基因猪”去掉了某个基因，不是基因结构的变化，不能叫基因突变，也没有发生基因重组。命题角度二基因重组与进化1双眼皮的父母生出了一单眼皮的孩子，这种变异来源于 a基因突变 b基因重组 c染色体变异 d环境的差异 考场错解ad 专家把脉 产生了新性状不一定是基因突变的原因，如显性正常双亲生一隐性个体，而这一现象也是基因重组的结果。 对症下药b2 水稻抗病(r)对感病(r)为显性，有芒(b)对无芒(b)为显性，两种基因自由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。 据此回答下列问题： (1)诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为 的植株。 (2)为获得上述植株，应采用基因型为 和 的两亲本进行杂交。 (3)在培养过程中。单倍体有一部分能自然加倍成二倍体植株，该二倍体植株花粉表现 (“可育”或“不育”)，结实性为 (“结实”或“不结实”)， 体细胞染色体数为 。 (4)在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该植株的花粉表现 。(“可育”或“不育”)，结实性为 (“结实”或“不结实”)，体细胞染色体数为 . (5)自然加倍植株和花粉壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得稳定遗传的抗病、有芒新品种，本实验应选以上两种植株中 的 植株，因为 ，花药壁植株 。 (6)鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是 。 考场错解 (1)中不知道取何种基因型植株的花药；(2)中不知道选何种基因型的亲本杂交；(4)中填不育、不结实和12；(5)中填花粉壁、可育程度高和不可育等。 专家把脉对题目条件理解不透，不能分析出题目中有什么品种，应取自什么品种的花药，不知道花药壁细胞是体细胞，发育成的植株是可育的，所以不能分析花药壁细胞的育性、能否结实和染色体数目等，也不能区别花药壁细胞发育成的植株与自然加倍植株的区别。 题中要培育抗病、有芒水稻新品种，说明没有这个品种，联系(1)(2)小题可知用rrbb和rrbb杂交得到rrbb的杂合体，取该植株花药离体培养。因rrbb可产生四种花药：rb、rb、rb、rb培育出单倍体植株是不育的，自然加倍后变为可育纯合体，能结实，体细胞中染色体数目是24、花粉壁不是减数分裂产生的花粉粒，是体细胞，其基因型和染色体数目与父本相同(rrbb)，因此发育成的植株也是rrbb可育可结实，但由于是杂合体，其抗病有芒性状不能稳定遗传，而rb的单倍体自然加倍后是纯合体，能稳定遗传，鉴别两种植株的方法让其自交，看后代是否发生性状分离，发生性状分离的是花药壁植株。 对症下药(1)rrbb(2)rrbb rrbb(3)可育结实 24 (4)可育 结实 24 (5)自然加倍 自然加倍植株基因型纯合基因型杂合(6)将植物分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代性状分离的是花药壁植株。专家会诊(1)能够体现基因重组现象的是，在减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间局部交换，导致非等位基因的重新组合和非同源染色体的自由组合。根据基因重组的定义可知有性生殖过程中不同基因雌雄配子的结合，也是基因重组。 (2)基因突变过程中产生了等位基因，通过基因重组，形成多种多样的基因型，产生大量的可遗传变异，构成进化的原材料，再由自然选择决定进化的方向。考场思维训练现代生物技术能制造出新的生物品种，这主要是由于现代生物技术可在短时间内完成高频率的基因突变或基因重组现代转基因技术可迅速改变生物的基因组成现代生物技术可迅速使新品种形成种群现代生物技术可使新品种的产生不需要经过地理隔离 a b c da解析：人工诱变、转基因技术、细胞工程和发酵工程等技术的联合应用具备题中所叙述的各项条件。命题角度三染色体变异与生物育种1 亲本的基因型分别为aabb和aabb，这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是a人工诱变育种 b细胞工程育种 c单倍体育种 d杂交育种 考场错解c 专家把脉没有体会题目要求最简捷的方法而简单地理解成需要时间最短的方法。 事实上在各种育种方式中各有其优点，虽然杂交育种需要的时间长，但由于操作简单、技术要求不高，(杂交后自交选种提纯)一直被广泛运用于农作物育种工作中。 对症下药d2把普通小麦的花粉和一部分体细胞通过组织培养，分别培养成两种小麦植株，它们分别是 a单倍体、六倍体 b三倍体、六倍体 c单倍体、二倍体 d二倍体、单倍体 考场错解b 专家把脉含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体。单倍体既可能是体细胞中含一个染色体组，还可能含有多个染色体组。对症下药a3 中一模)无子西瓜的培育过程如下列简图所示：根据上述图解，结合你学过的生物学知识，判断下列叙述错误的是 a秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成 b四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组 c无子西瓜既没有种皮，也没有胚 d根据上述图解可知培育三倍体无子西瓜通常需要年年制种，但如果应用现代生物技术就可以快速进行无性繁殖 考场错解b 专家把脉花的雌蕊接受花粉完成受精作用发育成果实，果皮、种皮都是母本成分，只有受精卵发育成的胚才是子代成分。三倍体植株接受二倍体花粉，可刺激子房发育，珠被也可适当发育，但由于没有正常的卵细胞，所以没胚，胚珠最终没有发育成种子。对症下药c专家会诊1注意单倍体和多倍体在自然界中形成、秋水仙素使染色体加倍的原理。单倍体育种一般包含多倍体育种的基本步骤，即都要用秋水仙素处理幼苗，但单倍体育种以花粉离体培养为起点，而多倍体育种开始就是以秋水仙素处理萌发的种子或幼苗为起点。 2注意比较六种育种方法：育种方法原理特点常规育种杂交育种基因重组将优良基因组合_在一起，提高物种综合优势；育种年限较长诱变育种基因突变提高变异频率，大幅改良某些性状，但有利个体不多，工作量大单倍体育种染色体变异可获得纯合体，明显缩短育种年限多倍体育种染色体变异能获得某些特殊优良性状，如无子西瓜、高品质八倍体小黑麦非常规育种基因工程育种细胞工运用基因工程将目的基因转入受体细胞将细胞融合，克服远缘杂交的不亲和性：应注意生态安全程育种形成杂种细胞考场思维训练1 现有黑色短毛兔和白色长毛兔。预培育出黑色长毛兔，理论上可采用的技术是 杂交育种 基因工程 诱变育种 克隆技术 a b c d1d解析：将两个个体中的优良性状集中在一个个体中，常用的方法是杂交育种，也可以通过基因工程方法把一种生物的优良性状转移到另一种生物体内，也可以通过诱变育种方法挑选出符合要求的优良性状；克隆属于无性繁殖，不能产生或集中优良性状。2 能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是 a单倍体育种 b杂交育种 c基因工程育种 d多倍体育种2c解析：把控制动物蛋白合成的基因转移到植物体内使其在植物体内表达属于基因工程育种。3 六倍体普通小麦是由其祖先一粒麦、山羊草和节节草通过两次属间杂交，并经染色体自然加倍进化而成。下图为普通小麦进化过程中第一次属间杂交进化为二粒麦的过程。(图中2n1、2n2分别代表不同的染色体组)据图回答问题：(1)二粒麦为 倍体。(2)试分析二粒麦形成过程中染色体自然加倍的原因： 。(3)参照题中图示方式，试推出二粒麦与节节草(2 n3)进行第二次属问杂交进化为六倍体普通小麦(2n1n2n3)的过程。(4)若采用植物体细胞杂交技术，仍选用一粒麦(2n1)、山羊草(2n2)和节节草(2n3)为实验材料培养六倍体普通小麦，试画出简要示意图。3(1)四 (2)外界环境条件的变化影响细胞有丝分裂(或破坏纺锤丝的形成)，使染色体加倍的细胞停止分裂 探究开放题解答综合问题一可遗传的变异与育种1 世纪50年代，科学家受达尔文进化思想的启发，广泛开展了人工动、植物育种研究。通过人工创造变异选育优良的新品种。这一过程人们形象地称为“人工进化”。(1)某农民在水稻田中发现一矮秆植株，将这株水稻连续种植几代，仍保持矮秆，这种变异主要发生在细胞分裂的 期。(2)我国科学家通过航天搭载种子或块茎进行蔬菜作物的育种，用空间辐射等因素创造变异。这种变异类型可能属于 、 。与诱变育种方法相比，dna重组技术最大的特点是 。(3)若以某植物抗病高秆品种与感病矮秆品种杂交，选育抗病矮秆品种，其依据的遗传学原理是 。假设该植物具有3对同源染色体，用杂种一代花药离体培养获得单倍体，其单倍体细胞中的染色体(遗传物质)完全来自父本的概率为 。(4)“人工进化”和自然界生物进化一样，它们的实质都是 。 解题思路 (1)细胞分裂间期染色体变为染色质， dna解螺旋，易发生基因突变，减数第一次分裂间期的突变极易传给子代。 (2)体细胞变异只有两种情况是基因突变是染色体变异。 (3)杂交育种的原理是基因重组。减数分裂过程中一对同源染色体中的一个到达某一极的概率是1/2，3对同源染色体中来源于同一亲本的三条移向同一极的概率是1/8。 (4)生物进化的实质是种群基因频率的改变。 答案 (1)减数第一次分裂间 (2)基因突变染色体变异定向改造生物性状(3)基因重组1/8(4)基因频率的改变2中国科学院、国家计委、科技部日联合宣布，具有国际领先水平的中国超级杂交水稻(籼稻)基因组“工作框架图”和数据库在中国完成。截至目前为止， 基因组测序覆盖率和基因覆盖率均在95以上，覆盖了水稻基因组90的区域，准确率达到99，完全符合“工作框架图”的要求。通过该项研究，可获得大量的水稻遗传信息和功能基因有助于了解小麦、玉米等其他禾本科农作物的基因组，从而带动整个粮食作物的基础与应用研究。 (1)上图是水稻染色体图，那么在水稻基因组测序中要测其细胞中 条染色体。 (2)如果该图表示某水稻花粉细胞中染色体组成，则产生这种花粉的水稻体细胞中含 个染色体组，欲使单倍体水稻结实，应选用 试剂。 (3)在一稻田里突然发现一株营养器官有优良性状的显性突变植株，欲通过它培育出较大数量的该优良性状能稳定遗传的水稻品系，该怎么办?其中最快的方法是什么?如何操作? 。 解题思路显性性状个体其可为纯合体，也可是杂合体，要由其培育成纯合体，可自交提纯，也可单倍体育种，但获得纯种最快的方法是单倍体育种。 解答(1)12(2)4秋水仙素 (3)可以用连续自交选育的方法，也可以用单倍体育种的方法。最快的是单倍体育种。如将此植株的花药全部摘下，进行花粉组织培养，成幼苗后全部用秋水仙素处理，得到染色体加倍的植株，保留出现优良性状的植株，让其自交结子就能得到较大数量的纯合优良品种。规律总结育种作为联系生活实际，成为近年来高考的热点。要掌握每种育种方法的原理、优点及缺点。如基因工程育种的原理为基因重组，优点为目的性强并打破了远缘物种杂交不亲和的障碍，缺点为容易引发生态危机并挑战传统的伦理道德等。总之，对于育种知识要养成多归纳总结的学习习惯。综合问题二微生物的变异与实验分析1 尽管微生物发酵有各种各样的产物，但通常它们的生产能力小而且单一，不能胜任大批量的工业生产，于是科学家想方设法使它们的功力增长几十倍到上百倍。以生产维生素c为例：科学家找到两种微生物草生欧文氏菌和棒状杆菌，它们共同作用时，可以通过发酵产生vc，它们生产vc的过程好像接力赛一样，先由草生欧文氏菌将原料发酵成一种中间产物，随后再由棒状杆菌完成后半段工作，科学家将棒状杆菌的有关遗传物质转入草生欧文氏菌体内，与它的dna相连接，经过改造后的新型草生欧文氏菌成了发酵工程的主角。(1)从变异的来源看，该种新型草生欧文氏菌的变异类型属于 。(2)生产中将新型草生欧文氏菌种接种到发酵罐内，必须先进行 。(3)从生态学角度考虑限制对数期菌体进一步发展的主要生物因素为 。造成衰亡期菌体数目减少的非生物因素有 。(4)从发酵工程的菌种来源看，人工改造菌种的方法还有 。(5)微生物发酵工程的前景非常广阔，是因为微生物的代谢异常旺盛，产物生成迅速。微生物的代谢异常旺盛的原因是 。 解题思路 微生物自然突变和人工诱变为基因突变，而该题是基因工程转基因技术培育新菌种，该变异为基因重组，人工改造菌种就两种方法，一是人工诱变，一是转基因技术。 解答(1)基因重组 (2)扩大培养 (3)种内斗争 ph、代谢产物、营养物质(答出两点即可) (4)人工诱变、细胞工程(5)表面积与体积之比大，物质交换迅速(或者相对表面积大，物质交换迅速)规律总结1染色体组数目的判定方法 (1)据图判定：细胞中形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如图所示，甲图中形态相同的染色体有2条，故含有2个染色体组，每个染色体组含有3条染色体：同理，乙图细胞中含有3个染色体组，丙图细胞中含有4个染色体组。 (2)据基因型判定：由于相同的基因(控制同一性状的基因)位于形态相同的染色体上(或同源染色体上)，所以在细胞或生物体的基因型中，相同的基因出现几次，则有几个染色体组。例如，基因型为aabb的细胞，含有2个染色体组；基因型为aaabbb的细胞，有3个染色体组：基因型为aaaabbbb的细胞，含有4个染色体组。如下图所示。 2. 生物体属于几倍体的判别由于多倍体的生殖细胞内含有不止一个染色体组，由这样的生殖细胞直接发育成的个体是单倍体，而不能依据细胞内染色体组数目叫几倍体，由此可见，生物几倍体的判别不能只看细胞内含多少个染色体组，还要考虑生物个体发育的直接来源。 (1)如果生物体由受精卵或合子发育而来，生物体细胞内有几个染色体组就叫做几倍体。 (2)如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成的，无论细胞内含有几个染色体组只能叫做单倍体。考点高分解题综合训练1 农业技术人员在大田中发现一株矮壮穗大的水稻，将这株水稻所收获的种子再种植下去，发育成的植株之间总会有差异，这种差异主要来自 a基因突变 b染色体变异 c基因重组 d细胞质遗传1c解析：从生物体繁殖后代的过程中出现差异是由于基因重组的结果角度考虑。2 下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述正确的是 a一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率的改变说明物种在不断进化 b-个种群中，控制一对相对性状的各种基因频率之和为1 c基因型aa的个体自交后代所形成的种群中，a基因的频率大于a基因的频率 d因色盲患者中男性数量大于女性，所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体2a解析：种群是生物进化的单位，生物的进化表现为基因型频率的改变。控制一对相对性状的基因，可以是一对等位基因，也可以是多对等位基因。3 下图所示细胞代表四个物种不同时期的细胞，其中含有染色体组数目最多的是3d解析：根据染色体形态结构特征判断所含染色体组数目。4隔离在物种形成中的作用是 a使种群间的个体互不认识 b使种群间的雌雄个体失去交配机会 c使不同种群各自适应不同的地理环境 d使种群之间停止基因交流，各自向着不同的方向演变4d解析：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫隔离。5 影响基因频率的因素是 a自然选择 b自然选择和遗传漂变 c自然选择、遗传漂变和迁移 d自然选择、遗传漂变和迁移等5d解析：影响基因频率的因素除c项内容外，基因突变也是。6 据新华社报道，由于滥用抗生素导致细菌不断变异，一种无药可治的超强细菌“全抗药性鲍氏不动杆菌”(简称pdrab菌)在台湾出现并蔓延，其感染死亡率高达60。下列对此现象的解释中，正确的是 a基因突变和染色体变异是pdrab菌不断变异的主要原因 b pdrab菌的超强抗药性是该细菌逐代对各种抗生素识别能力提高的结果 c由于滥用抗生素导致pdrab菌产生抗药性的基因突变 d病菌中原来就有抗药性强和抗药性弱的个体，在使用抗生素过程中淘汰了抗药性弱的个体6d解析：突变是本来就存在的，多次使用大剂量多种类型抗生素，起选择作用。7 下列关于育种原理的几种说法，不正确的是 a育种的过程是一个选择的过程，但选择的方向与自然选择不同 b育种的过程是一个选择的过程，但选择的方向与自然选择相同 c能够创造出新品种甚至新类型的重要方法是诱变育种 d变异是不定向的，人工选择是定向的，育种是对变异进行人工定向选择的过程7b解析：育种过程根据人们的意愿有目的地选择符合要求的类型，淘汰不符合要求的类型。8 下列应用生物技术获得的成果中，依据基因重组进行的是 1993年，以我国科学家侯云德院士为首的科研人员，成功地研制出我国第一个基因工程药品干扰素 1996年7月，世界上第一只克隆羊“多利”在英国诞生 把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素相结合，制成“生物导弹”注入患者体内能在原位杀死癌细胞 以杂交水稻之父袁隆平院士为首的科研人员培育出超级杂交水稻 杂交小麦之父鲍文奎教授培育出适于高寒地区种植的小黑麦 a b c d8c解析：基因重组除在有性生殖细胞形成中产生外，人类基因工程的转基因过程也使基因重新组合。9 镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，隐性纯合子(aa)的患者不到成年就会死亡，可见这种突变基因在自然选择的压力下容易被淘汰。但是在非洲流行恶性疟疾(一种死亡率很高的疾病)的地区，带有这一突变基因的人(aa)很多，频率也很稳定。对此现象合理解释是 a杂合子不易感染疟疾，显性纯合子易感染疟疾 b杂合子易感染疟疾，显性纯合子不易感染疟疾 c杂合子不易感染疟疾，显性纯合子也不易感染疟疾 d杂合子易感染疟疾、显性纯合子也易感染疟疾9a解析：基因型aa的人很多，频率也很稳定，说明该基因型的人适应当地环境，aa的个体由于不适应环境而被淘汰。10 以下情况，属于染色体变异的是21三体综合征患者细胞中的第21号染色体有3条 同源染色体之间发生了相应部位的交叉互换 染色体数目增加或减少 花药离体培养后长成的植株 非同源染色体之间自由组合 染色体上dna碱基对的增添、缺失 a b c d 10a解析：染色体变异包括染色体结构、数目的变化。是基因重组，是基因突变。11 如果一个种群中存在着某一对等位基因，其频率分别是50，一段时间后，比例变化为5和95。据此进行以下判断，不正确的是 a该种群很可能能进行有性生殖 b该种群所处环境发生了一定的变化 c频率提高的基因更适应环境d这对相对性状中有95个体表现适应环境的性状11d解析：基因频率不是基因型频率。12 已知物质d是某微生物生长所必需的，它的合成途径如图所示：野生型的在含a物质的培养基上就能正常生长。现发现有三种突变体(均只有某一基因发生突变)，均不能在只含a物质的培养基上正常生长。请设计一实验方案，区分出三种突变体的突变基因，并预测实验结果。实验方案：预测实验结果：(1)如果 ，说明a基因突变。(2)如果 ，说明b基因突变。(3)如果 ，说明c基因突变。12将这三种突变体分别放在只含b、只含c的培养基中培养，观察生长情况 (1)在只含b和只含c的培养基中能正常生长 (2)在只含b的培养基中不能正常生长，在只含c的培养基中能正常生长 (3)在只含b和只含c的培养基中都不能正常生长13 1943年，曾获诺贝尔生理及医学奖的美国科学家鲁里亚和德尔布吕克设计实验，研究大肠杆菌的抗噬菌体突变是发生在接触噬菌体之前还是之后，请阅读下列有关资料并回答问题。(1)实验的方法步骤如图所示：注：每个培养皿中接入的菌液均为0.2 ml(2)培养皿中培养基的基本配方：配方蛋白胨乳糖k2hp03水琼脂20伊红水溶液0.325美蓝水溶液ph含量10 g10 g2 g1 000ml25 g20 ml20 ml7.27.4(3)实验分析：在培养基中加噬菌体的作用是 ；加伊红美蓝的目的是：由于大肠杆菌的同化作用类型是 ，因此，在培养基中还加入了一些相应的物质，其中肠杆菌生长的碳源， 是氮源。从生态学的角度看，噬菌体与大肠杆菌两种生物之间的关系是 。该实验有两个假设：假设一：大肠杆菌的抗噬菌体突变发生在大肠杆菌与噬菌体接触之前：假设二：大肠杆菌的抗噬菌体突变发生在大肠杆菌与噬菌体接触之后。你认为图中的实验结果支持上述哪个假设： ，如果另一个假设成立的话，实验结果应该是： 。在这个实验设计中，研究者是根据培养皿中菌落数的差异来推断 ，从而证明了假