高考生物二轮复习 第一部分 专题四 遗传、变异和进化 命题源9 变异、育种和进化课件.ppt

命题源9变异 育种和进化 专题四遗传 变异和进化 最新考纲 1 基因重组及其意义 2 基因突变的特征和原因 3 染色体结构变异和数目变异 4 生物变异在育种上的应用 5 转基因食品的安全 6 现代生物进化理论的主要内容 7 生物进化与生物多样性的形成 8 实验 低温诱导染色体数目加倍 命题模型一以示意图为载体剖析生物变异的类型及特点1 基因突变知识延展 1 基因突变只发生在 过程中 过程不发生 2 基因突变容易发生在具有dna复制功能的细胞中 具有分裂能力的细胞 已高度分化的失去分裂能力的细胞因其不发生dna复制 故不容易发生基因突变 所以细胞发生基因突变的概率为 生殖细胞 体细胞 分裂旺盛的细胞 停止分裂的细胞 3 诱变育种材料 只要能进行细胞分裂的材料都符合要求 如萌发的种子 小白鼠等 但不进行细胞分裂的材料不符合要求 如干种子 动物精子等 原因是诱变育种必须发生基因突变 而基因突变最易发生在细胞分裂的dna复制过程中 4 突变频率很低 但突变的基因数或个体数不一定少 5 基因突变一定是可遗传变异 因为遗传物质改变了 但基因突变产生的新基因不一定传递给后代 若发生在体细胞中 一般不会通过有性生殖传递给子代 而发生在配子中的可以 2 基因重组与减数分裂 基因工程的关系 减 后期 减 四分体时期 目的基因导入细胞后 同源染色体分开 等位基因分离 非同源染色体自由组合 导致非同源染色体上非等位基因间的重新组合 同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换 导致染色单体上的基因重新组合 目的基因经载体导入受体细胞 导致目的基因与受体细胞中的基因发生重组 只产生新基因型 并未产生新的基因 无新蛋白质 无新性状 发生于真核生物 有性生殖的核遗传中 dna重组技术除外 两个亲本杂合性越高 遗传物质相差越大 基因重组类型越多 后代变异越多 3 染色体结构变异 基因突变 基因重组的区别 1 染色体结构变异 易位 与基因重组 交叉互换 染色体结构变异 基因重组 有丝分裂和减数分裂 减 四分体时期 非同源染色体之间 同源染色体内部非姐妹染色单体之间 非等位基因 等位基因 2 染色体结构变异与基因突变的区别 变异范围不同 基因突变是在dna分子水平上的变异 只涉及基因中一个或几个碱基的改变 这种变化在光学显微镜下观察不到 而染色体结构变异是细胞水平的变异 涉及染色体的某一片段的改变 这一片段可能含有若干个基因 这种变化在光学显微镜下可观察到 变异的结果不同 基因突变引起基因结构的改变 基因数目未变 生物的性状不一定改变 而染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变 生物的性状发生改变 1 表格信息类 编码酶x的基因中某个碱基被替换时 表达产物将变为酶y 下表显示了与酶x相比 酶y可能出现的四种状况 对这四种状况出现的原因判断正确的是 a 状况 一定是因为氨基酸序列没有变化b 状况 一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50 c 状况 可能是因为突变导致了终止密码子位置变化d 状况 可能是因为突变导致trna的种类增加 c 解析 酶活性与蛋白质的结构密切相关 所以状况 可能是因为氨基酸序列没有变化 a错误 状况 可能是因为氨基酸种类发生了变化 b错误 状况 中酶y的氨基酸数目小于酶x的氨基酸数目 原因可能是突变导致了终止密码子位置变化 c正确 状况 中酶y的氨基酸数目大于酶x的氨基酸数目 原因可能是突变导致了终止密码子位置变化 d错误 2 原理辨析类 下列过程中发生基因重组的是 a 杂合高茎豌豆自交后代出现矮茎b 雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体c 杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现绿色皱粒d 红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交 f1雌雄均为红眼解析 杂合高茎豌豆自交后代出现矮茎属于性状分离 a错误 雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体是受精作用 b错误 杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现绿色皱粒属于控制不同性状的基因自由组合 属于基因重组 c正确 红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交 f1雌雄均为红眼属于伴x染色体遗传 d错误 c 3 图示信息类 猫是xy型性别决定的二倍体生物 当其体细胞中存在两条或两条以上的x染色体时 在早期胚胎的细胞分裂过程中 一般只有一条x染色体上的基因能表达 其余x染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体 如图所示 请据图回答下列问题 1 组成巴氏小体的化合物主要是 通常依据细胞中巴氏小体的数量来区分正常猫的性别 理由是 2 性染色体组成为xxx的雌性猫体细胞的细胞核中应有 个巴氏小体 高度螺旋化染色体上的基因不能表达 主要原因是其中的 过程受阻 dna和蛋白质 正常雄性猫体细胞中没有巴氏小体 正常雌性猫体细胞中有1个巴氏小体 2 转录 3 控制猫毛色的基因b 黑色 b 白色 位于x染色体上 基因型为xby的猫的表现型是 现观察到一只白色的雄性猫体细胞核中有一个巴氏小体 则该猫的基因型应为 4 控制有尾 无尾的基因依次为a a 则无尾黑毛雄猫的基因型是 如果它与图示的雌猫交配 子代雄性个体的表现型及其比例为 黑色雄猫 xbxby或xbxby aaxby 无尾白猫 有尾白猫 无尾黑猫 有尾黑猫 1 1 1 1 解析 1 巴氏小体为x染色体高度螺旋化失活形成 主要成分为dna和蛋白质 雄猫染色体正常为xy 体细胞无巴氏小体 雌猫染色体正常为xx 体细胞有1个巴氏小体 2 xxx的雌性猫体细胞的细胞核中应有2个巴氏小体 高度螺旋化染色体上的基因不能解旋进行转录 故不能表达 3 xby的猫的表现型是黑色 白色的雄性猫体细胞核中有一个巴氏小体 则该猫性染色体组成为xxy 基因型为xbxby或xbxby xb成为巴氏小体不表达 4 雄性无尾黑猫的基因型是aaxby 与图示的雌猫aaxbxb交配 子代雄性个体为 1aa 1aa 1xby 1xby 表现型及其比例为 有尾黑猫 有尾白猫 无尾黑猫 无尾白猫 1 1 1 1 应对可遗传变异类试题解题策略常用 三看法 达成 1 dna分子内的变异一看基因种类 即看染色体上的基因种类是否发生改变 若发生改变为基因突变 由基因中碱基对的替换 增添或缺失所致 二看基因位置 若基因种类和基因数目未变 但染色体上的基因位置改变 应为染色体结构变异中的 倒位 三看基因数目 若基因的种类和位置均未改变 但基因的数目改变则为染色体结构变异中的 重复 或 缺失 2 dna分子间的变异一看染色体数目 若染色体的数目发生改变 可根据染色体的数目变化情况 确定是染色体数目的 整倍变异 还是 非整倍变异 二看基因位置 若染色体的数目和基因数目均未改变 但基因所处的染色体位于非同源染色体上 则应为染色体变异中的 易位 三看基因数目 若染色体上的基因数目不变 则为减数分裂过程中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的结果 属于基因重组 押题1 原创题 下列有关生物变异的叙述中 正确的是 a t2噬菌体 醋酸杆菌和水稻均可发生基因突变与染色体变异b 高茎豌豆 dd 自交后代出现性状分离的原因是基因重组c 某植物经x射线处理后未出现新的性状 则没有新基因产生d 黄色圆粒豌豆 yyrr 自交过程中 基因突变 基因重组和染色体变异均可能发生 d 解析 t2噬菌体是病毒 醋酸杆菌是原核生物 二者均无染色体 因此 t2噬菌体 醋酸杆菌和水稻均可发生的可遗传变异是基因突变 a错误 基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中 控制不同性状的基因的重新组合 但高茎豌豆 dd 自交后代出现性状分离的原因是等位基因d与d分离后产生的配子随机结合 而不是基因重组 b错误 植物的基因发生突变后不一定会引起生物性状的改变 c错误 黄色圆粒豌豆 yyrr 自交过程中 由于基因y y与基因r r之间可以发生自由组合 因此可能出现基因重组 在细胞分裂过程中 也可能发生基因突变和染色体变异 押题2 2016 浙江富阳月考 决定玉米籽粒有色 c 和无色 c 淀粉质 wx 和蜡质 wx 的基因位于9号染色体上 结构异常的9号染色体一端有染色体结节 另一端有来自8号染色体的片段 下列有关玉米染色体特殊性的研究 说法正确的是 b a 异常9号染色体的产生称为基因重组b 异常的9号染色体可为c和wx的基因重组提供细胞学标记c 图2中的母本在减数分裂形成配子时 这两对基因所在的染色体不能发生联会d 图2中的亲本杂交时 f1出现了无色蜡质个体 说明亲代母本在形成配子时 同源染色体的姐妹染色单体间发生了交叉互换 解析 9号染色体一端有来自8号染色体的片段 属染色体结构变异 a错误 由于异常9号染色体一端有染色体结节和另一端有8号染色体的片段 与正常9号染色体有明显区别 故可以作为c和wx的基因重组提供细胞学标记 b正确 图2中的母本的2条9号染色体有相同的片段可联会 c错误 f1出现了无色蜡质个体 说明双亲都能产生cwx的配子 说明母本在形成配子时 同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换 d错误 命题模型二明辨育种原理分析生物变异在育种上的应用1 育种方式及原理解读 1 单倍体育种与杂交育种的关系 2 多倍体育种的原理分析 2 不同需求的育种方法的选择与分析策略 1 育种的目的 育种的根本目的是培育具有优良性状 抗逆性好 生命力强 产量高 品质优良 的新品种 以便更好地为人类服务 从基因组成上看 目标品种可能是纯合子 可防止后代发生性状分离 便于制种和推广 也有可能是杂合子 即利用杂种优势的原理 如杂交水稻的培育 玉米的制种等 2 不同需求的育种方法 若要培育隐性性状个体 则可用自交或杂交 只要出现该性状即可 有些植物如小麦 水稻等 杂交实验较难操作 则最简便的方法是自交 若要快速获得纯种 则用单倍体育种方法 若实验植物为营养繁殖类如土豆 地瓜等 则只要出现所需性状即可 不需要培育出纯种 若要培育原先没有的性状 则可用诱变育种 若要提高品种产量 提高营养物质含量 可用多倍体育种 若要染色体加倍 可以用秋水仙素处理等方法使其加倍 也可以是细胞融合 且细胞融合可在两个不同物种之间进行 若要培育原核生物 由于其不能进行减数分裂 所以不能运用杂交的方法进行育种 如细菌的育种一般采用诱变育种 3 动 植物杂交育种中应特别注意语言叙述 植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法 而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交 而通过双亲杂交获得f1 f1雌雄个体间交配 选f2与异性隐性纯合子测交的方法 1 育种图解类 古法榨菜籽油 油中的芥子油苷和芥酸对人体健康有害 芥酸会降低菜籽油的品质 油菜有两对独立遗传的等位基因 h和h g和g 控制菜籽的芥酸含量 下图是获得低芥酸油菜新品种 hhgg 的技术路线 已知油菜单个花药由花药壁 2n 及大量花粉 n 等组分组成 这些组分的细胞都具有全能性 据图分析 下列叙述错误的是 c a 图示育种过程中所发生的可遗传的变异有基因重组和染色体变异b 与 过程相比 过程可能会产生二倍体再生植株c 图中三种途径中 利用花药培养筛选低芥酸植株 hhgg 的效率最高d 两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化 不需要光照 解析 图示育种方法有杂交育种和单倍体育种 杂交育种利用的原理为基因重组 单倍体育种的原理为染色体变异 a正确 由于单个花药由花药壁和花粉组成 因而与 过程相比 过程可能会产生二倍体再生植株 b正确 图中三种途径中 利用花粉培养筛选低芥酸植株 hhgg 的效率最高 c错误 两过程为脱分化 在此过程中需要植物激素来诱导 不需要光照 d正确 2 实验设计类 大豆的高产 a 和低产 a 抗病 b 和不抗病 b 是两对独立遗传的相对性状 科研人员欲以低产不抗病大豆 甲 为材料 培育稳定遗传的高产抗病大豆 现进行如下实验 过程一 将甲种子经紫外线照射后种植 在后代中获得高产不抗病植株 乙 和低产抗病植株 丙 过程二 将乙与丙杂交 子一代中出现高产抗病 高产不抗病 低产抗病 低产不抗病四种植株 过程三 选取子一代中高产抗病植株的花药进行离体培养获得幼苗 用秋水仙素处理后筛选出纯合的高产抗病大豆植株 1 过程一依据的原理是 该技术的优点是 2 过程二的育种方式为 子一代中出现高产抗病 高产不抗病 低产抗病 低产不抗病植株的比例为 3 过程三中秋水仙素的作用是 基因突变 提高突变率 缩短育种进程 杂交育种 1 1 1 1 抑制纺锤体的形成 使染色体加倍 解析 1 紫外线照射是诱变育种 发生基因突变 诱变育种的优点是提高突变率 缩短育种进程 2 乙与丙杂交叫杂交育种 紫外线照射后高产不抗病为aabb 低产抗病为aabb 二者杂交 子一代中出现高产抗病 高产不抗病 低产抗病 低产不抗病植株的比例为1 1 1 1 3 秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成 使染色体加倍 1 根据育种流程图来辨别育种方式的策略育种的流程图来考查育种方式的试题较常见 解答此类题时应根据不同育种方式的不同处理手段来区分 1 杂交育种 涉及亲本的杂交和子代的自交 2 诱变育种 涉及诱变因素 产生的子代中会出现新的基因 但基因的总数不变 3 单倍体育种 常用方法为花药离体培养 然后人工诱导染色体加倍 形成纯合子 4 多倍体育种 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 5 基因工程育种 与原有生物相比 出现了新的基因 2 对变异与育种过程混淆不清的补救策略 1 育种原理和育种方法分辨不清 出现答非所问的情况 原理是育种的理论依据 如多倍体育种和单倍体育种的原理都是染色体变异 2 单倍体育种和花药离体培养相混淆 花药离体培养只能获得单倍体 而单倍体育种最终要获得正常个体 3 不同的育种方法获得的新品种能否遗传的问题 凡是依据基因突变 基因重组和染色体变异原理获得的新品种都是可遗传的 如通过多倍体育种获得的无子西瓜的 无子 性状属于可遗传变异 而通过涂抹生长素获得的无子番茄是不遗传变异 押题1 2016 安徽宿州一检 下图表示利用某种农作物品种 和 培育出 的几种方法 据图分析错误的是 a 过程 是用秋水仙素处理正在萌发的种子b 培育品种 的最简捷的途径是 c 通过 过程育种的原理是染色体变异d 通过 过程育种最不容易达到目的 a 解析 图中 过程是单倍体育种 原理是染色体变异 由于单倍体高度不育 不能形成种子 所以 是用秋水仙素处理幼苗 a错误 c正确 是自交育种 是最简捷的育种途径 b正确 是诱变育种 由于基因突变是不定向的 所以该育种最不容易达到目的 d正确 押题2 2015 北京朝阳期末 下图所示为利用玉米 2n 20 的幼苗芽尖细胞 基因型bbtt 进行实验的流程示意图 下列分析不正确的是 a 过程中可能会发生基因突变b 植株b为纯合子的概率为25 c 植株c为单倍体 由配子发育而来d 整个流程体现了体细胞与生殖细胞均具有全能性 b 解析 过程是组织培养 细胞分裂过程中dna复制 可能会发生基因突变 a正确 植株b是花粉细胞离体培养成的幼苗 经秋水仙素处理染色体加倍形成 都是纯合子 b错误 由配子直接发育而成的个体是单倍体 c正确 实验过程体现了体细胞与生殖细胞均具有全能性 d正确 命题模型三借助概念图 坐标图解读生物进化与生物多样性1 现代生物进化理论与达尔文自然选择学说 2 生物进化与物种形成的关系 1 区别 生物进化的实质是种群基因频率的改变 因此 可以认为种群的基因频率发生改变就意味着生物进化了 而物种的形成是基因频率改变到一定的程度 直到新类群与原种群不能实现基因交流为止 产生了生殖隔离 可见 二者是量变和质变的关系 2 联系 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 3 判断依据 判断生物进化的依据是看种群基因频率是否发生改变 只要种群基因频率发生了改变 种群就发生了进化 而判断新物种形成的依据是看是否产生生殖隔离 3 物种形成的三种典型模式 1 渐变式 2 爆发式物种的形成主要是以染色体数目变化的方式形成新物种 一经出现就可以很快达到生殖隔离 如自然界多倍体植物的形成 由以上公式可得出下列结论 在种群中一对等位基因的频率之和等于1 基因型频率之和也等于1 一个等位基因的频率 该等位基因纯合子的频率 1 2杂合子的频率 1 表格分析类 有一个随机交配的种群 在没有迁移等条件下 两年内该种群的基因型频率的变化如下表 根据现代生物进化理论 下列叙述正确的是 a 该种群的生物没有发生进化b 该种群发生基因突变的频率很高c 该种群的生活环境发生了较大的变化d 若该种群在第2 3年连续自交 则a的基因频率会增加 a 解析 第一年a基因频率为50 a基因频率为50 第二年a基因频率为50 a基因频率为50 所以该种群基因频率不变 生物没有进化 a正确 根据表中数据不能判断该种群发生基因突变的频率 b错误 由于种群基因频率不变 处于遗传平衡中 没有自然选择 环境没有发生较大变化 c错误 由于第二年a的基因频率与a相等 则种群连续自交 a的基因频率不变 d错误 2 新情景信息类 北美洲某种臭虫以当地无患子科植物的气球状蔓生果为食 臭虫需要用锋利的喙刺穿果实 据统计喙长如图1所示 1920年 有人从亚洲引进平底金苏雨树 其果实的果皮比较薄 据统计到1980年以它为食的臭虫的喙长如图2所示 下列叙述不合理的是 d a 平底金苏雨树与臭虫间发生了共同进化b 平底金苏雨树与当地植物存在竞争关系c 臭虫体内控制喙长度的基因发生突变可能早于引进平底金苏雨树d 生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫间形成了地理隔离 解析 平底金苏雨树果实的果皮比较薄 臭虫喙长度变短 便于取食平底金苏雨树果实 平底金苏雨树与臭虫间发生了共同进化 a正确 平底金苏雨树与当地植物争夺阳光 空间等 它们存在竞争关系 b正确 平底金苏雨树只对臭虫喙的长度起选择作用 不能引起其发生基因突变 c正确 地理隔离是同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群 使得种群间不能发生基因交流的现象 生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫没有地理上的障碍 d错误 2 一定要关注 种群足够大 无突变 无迁入迁出 无自然选择 基因型不同的个体生活力应相同 随机交配 等遗传平衡的条件 才能使用遗传平衡定律 3 在种群内各种基因型的频率达到遗传平衡时 才能运用达到遗传平衡后的 基因频率和基因型频率均不改变 的结论 2 对生物进化的概念过程辨识不清的补救策略 1 生物进化概念分析 物种与种群 一个物种可以形成多个种群 一个种群必须是同一物种 同一物种的多个种群间存在地理隔离 突变与基因突变 突变 不是基因突变的简称 而是包括 基因突变 和 染色体变异 抗药个体的形成不是农药诱导产生的 在喷施农药之前 害虫中就存在抗农药的突变个体 喷施农药仅杀灭不抗药的个体 抗药的个体存活下来 农药不能使害虫产生抗药性变异 只是对抗药性个体进行了选择 2 物种形成与生物进化分析 物种的形成不一定都需要经过地理隔离 如多倍体的产生 生物进化不一定导致物种的形成 a 生物进化的实质是基因频率的改变 这