2013高考生物考前冲刺：专题六变异与育种.doc

六、变异与育种 【考点分析】本专题的重点是基因突变、基因重组和染色体变异。高考中对基因突变的考查以选择题为主。考查内容主要是：基因突变的概念，原理及诱变育种等，近年来，随着DNA重组技术和癌症的基因治疗研究的深入，高考中考查基因重组来源内容的题目有增加之趋势且多以简答题形式出现，占有分值也较高，在染色体变异中，单倍体、多倍体在育种的应用是当前考试的重点。复习时要与减数分裂等知识点有机的结合起来。从各地高考试题来看，生物的变异常与育种结合进行考查。在选择题方面，考查内容主要有：基因突变、基因重组、染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念的理解及判定；在非选择题方面，常以某一作物育种为背景，综合考查诱变育种、杂交育种、单倍体和多倍体育种及基因工程育种的区别与联系。【解题技巧】1、 基因突变有碱基替换突变和移码突变两种，移码突变更具有变异性。2、 掌握基因突变的特点及意义。3、 基因发生重组的时间（注意与减数分裂和自由组合定律相联系）。4、 基因突变和基因重组在育种上的应用。5、结合染色体的图解，用图形的方式将染色体结构方面的变异表示清楚，并结合人体中常见的疾病来掌握。重点突出与基因方面变异的差别多个基因的增添、缺失、位置颠倒染色体结构的改变显微镜下可观察。6、结合果蝇和人体中染色体数目及组型分析，全面理解染色体组这一概念和特点：大小形态完全相同一组染色体。并在此基础上掌握二倍体、单倍体、多倍体等相关概念，进行列表比较，从概念、植株特点、产生的过程及来源几个方面比较。7、将单倍体育种、多倍体育种、杂交育种、诱变育种四种育种方法列表比较，从原理、过程方法、优缺点、实例等几个方面，注重与实践和热点材料的联系。8、与遗传进行比较，理解遗传和变异在进化中各自的作用。来源:9、注意秋水仙素或低温处理的作用时间及作用原理、结果。间期DNA复制过程发生差错，导致基因突变形成等位基因，而前期通过抑制纺缍体形成，使染色体加倍。10、注意无籽番茄、无籽西瓜的培育原理及差别。本节内容要多结合图形，对比复习掌握效果比较理想。【考前预测】1自然界中，一种生物某一基因及其3种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸来源:突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸突变基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸 根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变是 （ ）A、突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添B、突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添C、突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添D、突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添解析：突变基因1决定的蛋白质分子中氨基酸序列没有变化，说明突变基因1为一个碱基的替换，而且这种变化决定的氨基酸并没有变化，这说明一个氨基酸可能有多个密码子。突变基因2决定的蛋白质分子中氨基酸序列有1个发生了变化，说明发生基因突变时也只是改变了某一个碱基对，而且这一变化使相应的氨基酸种类发生了变化，但对其余部分不产生影响，突变基因3决定的蛋白质分子中氨基酸的序列发生了变化，说明基因中碱基对的数量发生了变化。 答案：A2（1）图示某生物体细胞染色体的组成，其基因型可能是 （ ）A、ABCd B、A aaa C、AaBbCcDd D、BBBbDDdd （2）上题中最可能是单倍体的是 （ ）解析： 判断染色体组的方法，可根据染色体的形态和基因数目来判断，找出一组形态相同的染色体，有几条就是几个染色体组，或找出一组相同的字母，有几个字母就是几个染色体组，单倍体就是由配子发育来的个体，一个染色体组的个体最可能是单倍体。答案：（1）BD （2）A3下列有关水稻的叙述，错误的是 （ ）A、二倍体水稻含有两个染色体组 B、二倍体水稻经秋水仙素处理，可得到四倍体水稻，稻穗、米粒变大 C、二倍体水稻与四倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，含有三个染色体组 D、二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小。解析：本题考查二倍体、多倍体、单倍体的概念以及它们的成因和植株特点。单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体；多倍体：由受精卵发育成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体；二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体。单倍体特点：植株弱小、高度不育；多倍体特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大。糖类和蛋白质等营养成分的含量动有所增高，但发育延迟，结实率低。因为单倍体高度不育，所以单倍体水稻不会结实。答案 ：D4两个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、杂交育种解析：此题选育的品种是aabb隐性纯合个体，且要求方法最简捷，用杂交育种即可直接选出。来源:数理化网答案为D5育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是诱变育种 （ ） A、提高了后代的出苗率 B、提高了后代的遗传稳定性 C、产生的突变大多是有利的 D、能提高突变的率以供育种选择解析：诱变育种就是在人为条件下，使控制生物性状的基因发生改变，然后从突变中选择人们所需的优良品种。而基因突变具有低频性和多方向性等特点，因此，只有通过人工方法来提高突变频率产生更多的变异，才能从中获取有利性状。而出苗率的大小是由种子胚的活性决定的，后代遗传稳定性是由DNA稳定性等决定的。 答案：D6镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是 （ ）A、解旋酶 B、DNA连接酶 C、限制性内切酶 D、RNA聚合酶解析：本题强调必须使用，就意味着不用是不能完成的，所以可以不用解旋酶而通过加热使DNA解旋，但限制性内切酶必须用，否则不可能切割下特定的基因。充分利用了酶切割位点的特异性。答案 C7 多选下列有关生物工程，人们对所需对象进行筛选的叙述正确的是 （ ）A、在基因工程中依据标记基因筛选可得用于生产的工程菌 B、在杂交育种中利用病菌侵染所育植物品种筛选可得到抗性植物 C、在细胞工程中利用双亲细胞的特征筛选可得到杂种细胞 D、在发酵工程中依据能否合成高丝氨酸脱氢酶筛选可得到产生味精的菌种解析：本题考查的是生物工程方面的知识。在基因工程中标记基因可以用来筛选得到用于生产的工程菌，所以A项是正确的；在杂交育种中利用病菌侵染所育植物品种，再用选择培养基，就可以筛选得到所需的抗性植物，所以B项正确；在细胞工程中杂种细胞应该具有双亲细胞的特性，利用这个特点可以选择杂种细胞，所以C项正确；在发酵工程中依据能否合成高丝氨酸脱氢酶筛选可得到能够大量生产赖氨酸的菌种，所以D项不正确。 答案： ABC8多选与传统的杂交育种和诱变育种相比，通过基因工程和细胞工程等现代生物技术培育农作物新品种的优越性在于：A克服远源杂交的生殖隔离 B对农作物进行定向改良来源:C育种周期较短 D不存在生态和进化安全性问题 解析：本题主要考查常见几种育种方式的优越性，通过现代生物技术培育农作物新品种的优越性主要体现在能够克服远源杂交的生殖隔离及对农作物进行定向改良而且育种周期较短。答案为；ABC9下图为单克隆抗体制备流程示意图。(1)单克隆抗体制备技术的基础是_。(2)细胞融合是随机的过程，在HAT培养基中培养，目的是_。在细胞培养过程中，培养液中需要添加无机盐，但要注意无机盐的_，以保证生命活动的正常进行。(3)为选育出能产生高特异性抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到710个细胞/mL，每孔滴入0.1 mL细胞稀释液，其目的是_。(4)若用15N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞，放射性物质在细胞结构中出现的先后顺序是_。来源:解析：(1)单克隆抗体利用了动物细胞融合和动物细胞培养的原理。(2)HAT是选择培养基，该培养基是为了将杂交瘤细胞筛选出来。(3)从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到710个细胞/mL，每孔滴入0.1 mL细胞稀释液，其目的是将产生特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来，使得到的抗体纯度更高。(4)参与单克隆抗体的合成、加工和分泌过程的细胞结构依次是核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。答案(1)动物细胞培养(2)筛选杂交瘤细胞种类和数量(浓度)(3)使每个孔内不 多于一个细胞，达到单克隆培养的目的(或单一细胞培养以保证抗体的纯度)(4)核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜10.已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性，二室(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回答下面的问题。(1)图过程由番茄韧皮细胞形成幼苗A的过程要经过脱分化形成_，再分化形成幼苗，该过程依据的原理是_。(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、激素、温度和光照外，还必须在_的条件下培养。(3)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行、有关实验，则过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是_。植物体C的基因型有_。(4)图、过程中需要去除细胞壁，此时要用到的酶是_。(5)在图中过程中，通常植物体D能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是_。解析(1)中高度分化的植物细胞脱分化形成的是愈伤组织。而已分化的韧皮细胞再次成长为植物个体(幼苗)属于组织培养。其理论基础(原理)是植物细胞的全能性。(2)组织培养时由于营养物质丰富、外界环境条件(温度、光照、激素)优越，很适合生物生长，也特别适合细菌等微生物生长，为避免微生物过度繁殖对组织培养的影响，应保持组织培养的用具与环境无菌且进行无菌操作。(3)中花粉经组织培养直接长成的幼苗是单倍体，该过程属于单倍体体细胞的增殖，而体细胞增殖是通过有丝分裂完成的。植物体C是基因型为Yymm的植株的花粉经过花粉两两融合后形成的细胞A后，以组织培养方式得到的。依据基因分离定律可知，亲本为Yymm的植物的花粉基因型为Ym、ym。这样融合细胞A可能是Ym与Ym的花粉融合得到，也可能是ym与ym的花粉融合得到，还可能是Ym与ym的花粉融合得到。即融合细胞A的基因型可能是YYmm、yymm、Yymm。组织培养得到的植物体C是细胞A全能性的体现，故植物体C的基因型取决于细胞A。所以植物体C的基因型是YYmm、yymm、Yymm。(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，要去除植物细胞壁则必定要使用纤维素酶与果胶酶。(5)是植物体细胞杂交的过程。由于细胞B是番茄与马铃薯的体细胞融合而成，则细胞B具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质。植物体D是由细胞B经组织培养而成，细胞B的基因型决定了植物体D的基因型。故植物体D与细胞B一样具有两亲本的遗传物质。答案(1)愈伤组织植物细胞的全能性(2)无菌(3)有丝分裂YYmm、Yymm、yymm(4)纤维素酶(纤维素酶和果胶酶)(5)具有两个亲本的遗传物质11胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是_；从良种公牛采集的精子需_后才能进行受精作用。(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供_气体以维持_。(3)图中过程A称为_，它在胚胎工程中的意义在于_。(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是_；获得转基因母牛后，如果_即说明目的基因已经表达。解析本题综合考查胚胎工程和基因工程的知识。(1)人工采集的卵母细胞要在体外培养成熟后才能与获能的精子完成受精，同理，在体外受精前，要对精子进行获能处理。(2)体外培养受精卵所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢必需的，CO2的主要作用是维持培养液(基)的pH稳定。(3)把早期胚胎移入受体母牛子宫的过程称为胚胎移植，意义在于可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)基因工程中把目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法；获得基因表达产物即母牛的乳汁中含有人类白细胞介素说明目的基因已经表达。答案(1)使卵母细胞成熟(或使卵母细胞获得受精能力)获能(2)CO2培养液(基)的pH(3)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率(4)显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)12.江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式(如图所示)。请据图回答下列问题。(1)牛棚内产生的_可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产生的_可扩散进入牛棚。(2)秸秆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆放进行_，腐熟的产物肥效提高，这是因为_。这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。(3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是_。(4)牛棚保温所需的热能来源于牛自身散热、地热、_和_。(5)从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了_。解析：(1)植物通过光合作用消耗二氧化碳产生氧气，动物则是消耗氧气产生二氧化碳，彼此有利。(2)通过微生物的发酵作用也可以分解有机物，产生二氧化碳和无机盐供给绿色植物。(3)这种养殖模式使冬季牛棚内温度较高，牛维持体温消耗的能量较少，自然生长速率明显提高。(5)生态农业的基本原理是物质的循环再生和能量的多级利用。答案：(1)二氧化碳氧气(2)发酵微生物将有机物分解为无机物(3)牛棚内温度较高，因而牛维持体温消耗的能量较少(4)太阳光能发酵产热(5)物质的循环利用和能量的高效利用13转基因植物油是由转基因植物通过压榨或浸出法加工制得的，因其出油率高而被广泛采用。我国是植物油消费大国，每年都从国外进口大量的转基因植物油。(1)在培育转基因油料植物的过程中，基因操作需要的工具酶是_。在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有_，它是_的识别和结合位点。(2)请写出一种将目的基因导入油料植物细胞可以采用的方法：_。若受体细胞为植物体细胞，可采用_技术获得转基因植物体，该技术所依据的原理是_。(3)若要检测(2)中获得的植物细胞染色体上是否含有目的基因，可采用_技术。而想要得知上述植物是否真的出油率高，应如何做？_。(4)若利用蛋白质工程继续提高油料植物的出油率，其设计流程应从预期的_出发，设计预期的_结构，推测出应有的_序列，然后找到相对应的_序列，再用转基因技术改变现有性状。我国在种植转基因油料植物的同时仍保留原来非转基因油料植物等其他原有品种，这是依据生态工程中的_原理。解析本题以新闻材料为背景综合考查了基因工程、蛋白质工程、生态工程等知识点，知识简单，注意识记。答案(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶启动子RNA聚合酶(2)农杆菌转化(基因枪或花粉管通道)法植物组织培养植物细胞的全能性(3)DNA分子杂交将该植物制出的植物油与同等质量的非转基因植物制出的植物油称重比较