2014届高三生物大一轮复习学案：专题32《变异、育种与进化》

学案学案 3232 变异 育种与进化变异 育种与进化 归纳拓展与集训归纳拓展与集训 命题规律命题规律 从近几年高考生物试题看 知识点主要侧重在可遗传变异的三大来源及其 在育种中的应用 命题角度最大变化是以新情景材料联系教材知识应用 其中概念应用 识图判断以及各种变异在实践中的应用成为考查的主要方向 考查题型上主要分三类 选 择 简答以及实验 实践 设计题 命题趋势命题趋势 教材中易被考生忽略的小考点在近两年高考中持续走红 识图判断应用比 例加重 实践中的应用考查始终是重点 这种试题要求考生熟读教材 并增加知识广度 试题难度系数在 0 60 0 68 左右 较易得分 预计这种命题趋势将继续在 2012 年高考试 题中现身 现代生物进化理论及对生物适应性 新物种形成的作用分析会成为高考热点 随着高考试题越来越重视能力和素质的考查 本专题的高考命题会继续实验分析与获 取信息的双重考查趋势 选择题与简答题并存 比重持续走高 试题难度系数维持在 0 65 左右 一 可遗传的变异 基因突变基因重组染色体变异 本 质 基因突变是指基因结构的改 变 包括 DNA 的碱基对的 分子水平 基因重组是指控制 不同性状的基因重 新组合 染色体的 和 发生变 化 从而导致生物性状的变 异 染色体水平 发 生 时 间 有丝分裂或减数分裂 结 果 产生新的 控制新的 产生新的 不产生新的基因 不产生新的基因 引起性状 的变化 条 件 外界环境条件的变化和内部 因素的相互作用 有性生殖过程中进 行 形成生 殖细胞时 外界条件的剧变和内部因素 的相互作用 低温或秋水仙 素处理 意 义 生物 的根本来源 是生 物进化的原材料 生物变异的来源之 一 是形成生物多 样性的重要原因 利用单倍体育种和多倍体育 种可选育出 的新 品种 发 生 可 能 突变频率 但普遍存 在 有性生殖中非常普 遍 利用个别染色体的增加或减 少 还可进行 研究和实施 的研 究 有针对性地选育动植物 新品种 区 别 镜 检 光镜下均 可根据是否有新性状或新性 状组合确定 光镜下 联系都能产生 的变异 是生物可遗传变异的来源 是生物进化的原材料 思维拓展 1 基因突变发生在个体发育的各个时期 基因重组只发生在有性生殖配子形成的过程 中 2 基因突变是对某一基因而言 基因重组只有两对或两对以上的基因才会发生 3 基因突变频率高低 生殖细胞 体细胞 分裂旺盛的细胞 停止分裂的细胞 探究示例 1 2011 南京调研 下列有关变异的说法正确的是 A 染色体中 DNA 的一个碱基对缺失属于染色体结构变异 B 染色体变异 基因突变均可以用光学显微镜直接观察 C 同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组 D 秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体加倍 听课记录 二 变异与育种的比较 名 称 原理方法优点缺点应用 基因及基因型 变化 培育纯合子品种 杂交 自交 筛选 出符合要求的表现 型 通过 至不 发生性状分离为止 育种时间 一般比较 局限于 的个体 需及时发现 优良品种 用纯种 高秆抗 病小麦 与矮秆 不抗病 小麦培 育矮秆 抗病小 麦 杂 交 育 种 培育杂合子品种 一般是选取纯合子 双亲子一代 杂交 使分散在 物种 不同品种 中的多个 优良性状 集中于 个体 上 年年制种 杂交水 稻 杂 交玉米 等 不产生 产生新 诱 变 育 种 物理 紫外线 X 或 射线 微重 力 激光等处理 再筛选 化学 亚硝酸 硫酸二乙 酯处理 再选择 提高 频率 育种 进程 大 幅度改良 某些性状 盲目性大 有利变异少 工作量大 需要大量的 筛选材料 高产青 霉菌 产生 新基因型 单 倍 体 育 种 先进行 培养 出单倍体植株 将单倍体幼苗经一 定浓度的 处理获得 从中选 择优良植株 明显 育种年限 子代均为 加速育种 进程 技术复杂 用纯种 高秆抗 病小麦 与矮秆 不抗病 小麦快 速培育 矮秆抗 病小麦 重组基因的快 速纯合 多 倍 体 育 种 用一定浓度的秋水 仙素处理 操作简单 能较快获 得所需品 种 所获品种发 育 结 实率 一般只适用 于植物 三倍体 无子西 瓜 八 倍体小 黑麦 基因数目加倍 基 因 工 程 育 提取目的基因 目 的基因与 结 合 将目的基因导 入受体细胞 目的 基因的表达与检测 目的性 育 种周期 克服了远 技术复杂 安全性问题 多 有可能 引起生态危 机 转基因 向日 葵豆 转基因 抗虫棉 外源基因的增 加 种 筛选获得优良个 体 缘杂交不 亲和的障 碍 思维拓展 育种方式的应用指导 1 若要培育隐性性状个体 可用自交或杂交 只要出现该性状即可 2 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 3 若要快速获得纯种 则用单倍体育种方法 4 若实验植物为营养繁殖 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 5 若要培育原先没有的性状 可用诱变育种 探究示例 2 2011 广东六校第二次联考 下图中 甲 乙表示水稻的两个品种 A a 和 B b 表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因 表示培育水稻新品 种的过程 则下列说法错误的是 A 过程简便 但培育周期长 B 和 的变异都发生于有丝分裂间期 C 过程常用的方法是花药离体培养 D 与 过程的育种原理不相同 听课记录 变式训练 下图是五种不同的育种方法图解 请据图回答 1 上述 过程 填写字母 所利用的原理为生物的进化提供了最初的原材料 2 G 过程所利用的原理是 H 和 I 过程分别表示 和 3 上述育种过程中 哪两个过程所使用的方法相同 填写字母 具体使用 的方法有 至少回答两个 其作用机理是 4 上述 A I 过程中 哪些过程作用前后没有改变作用对象的基因型 填 写字母 三 人类遗传病的比较 遗传特点病因分析诊断方法 单基 因遗 传病 常染色体 显性遗传病 男女患病几率 遗传 都遵循 孟德尔 遗传规律 产前诊断 基因诊断 常染色体 隐性遗传病 男女患病几率相等 遗传 伴 X 染色体 显性遗传病 患者多于 患者 父亲患病 则女儿一定 母亲正常 儿子一定 连续遗传 伴 X 染色体 隐性遗传病 患者多于 患者 母亲患病 则 儿子一定 父亲正常 则女儿一定 遗传 伴 Y 染色体 遗传病 代代相传 且患者 男性 女性 性别检测 伴性遗传 病 多基因遗传病 家族聚集现象 易受 影响 一般 孟德尔 遗传规律 可由 基因 突变 产生 遗传咨询 基因检测 染色体结构 异常遗传病 染色体 片段的 染色 体异 常 遗传 病染色体 异常遗传病 孟德尔遗传规律 减数分裂 过程中染 色体 异常分离 产前诊断 染色体数 目 结构检测 思维拓展 当两种遗传病之间具有 自由组合 关系时 各种患病情况的概率如表 序号类型计算公式 1 患甲病的概率为 m则非甲病概率为 1 m 2 患乙病的概率为 n则非乙病概率为 1 n 3 只患甲病的概率m mn 4 只患乙病的概率n mn 5 同患两种病的概率 mn 6 只患一种病的概率m n 2mn 或 m 1 n n 1 m 7 不患病概率 1 m 1 n 8 患病概率m n mn 或 1 不患病率 探究示例 3 一个正常的女人与一个并指 Bb 的男人结婚 他们生了一个白化病且手 指正常的孩子 两种病都与性别无关 求 1 其再生一个孩子只出现并指的可能性是 2 只患白化病的可能性是 3 生一个既白化又并指的男孩的概率是 4 后代中只患一种病的可能性是 5 后代中患病的可能性是 听课记录 四 共同进化与生物多样性的形成填空 1 共同进化 1 概念 不同物种之间 生物与 之间在相互影响中不断 和 2 生物与环境的共同进化 原因 生物的不同物种之间 生物与无机环境之间共同进化 如猎豹和斑马 相互影响 不 断进化和发展 不同物种之间的影响既包括种间互助 又包括种间斗争 无机环境的选择作用可 改变种群的基因频率 导致生物朝着 方向 进化 生物的进化反过来又会影响无机环境 3 结果 共同进化形成生物 2 生物多样性的形成 1 内容 基因多样性 物种多样性 生态系统多样性 生物多样性各层次之间的关系 2 形成原因 生物的共同进化 3 研究生物进化历程的主要依据 化石 4 生物进化的大致过程 简单 复杂 水生 低等 探究示例 4 2011 重庆卷 4 2008 年 在重庆武隆某地下洞穴的水体中发现了一 种数量少 眼睛退化的 盲鱼 下列有关叙述 正确的是 A 盲鱼眼睛的退化是黑暗诱导基因突变的结果 B 种群密度是限制盲鱼种群增长的关键生态因素 C 洞内水体中溶解氧的增加将提高盲鱼种群的K值 D 盲鱼作为进化研究的材料体现生物多样性间接使用价值 听课记录 1 下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化 对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响 最大的是 不考虑终止密码子 ATG GGC CTG CTG A GAG TTC TAA 1 4 7 10 13 100 103 106 A 第 6 位的 C 被替换为 T B 第 9 位与第 10 位之间插入 1 个 T C 第 100 101 102 位被替换为 TTT D 第 103 至 105 位被替换为 1 个 T 2 下列有关基因工程技术的叙述 正确的是 A 重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶 DNA 连接酶和运载体 B 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C 选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D 只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达 3 利用多倍体育种获得无子西瓜和用生长素处理获得无子番茄 下列有关叙述不正确 的是 多选 A 无子西瓜属于单倍体植株 B 三倍体西瓜无子的变异属于不能遗传的变异 C 生长素处理获得番茄无子的变异属于不能遗传的变异 D 无子番茄植株扦插后长出的植株仍结无子果实 4 科学研究发现 P53 基因是一种遏制细胞癌变的基因 科学家发现几乎所有的癌细 胞中都有 P53 基因异常的现象 现在通过动物病毒转导的方法将正常 P53 基因转入到癌细 胞中 发现能引起癌细胞产生 自杀现象 对于该基因疗法 从变异的角度分析属于 A 基因突变 B 基因重组 C 染色体结构变异 D 染色体数目变异 5 2011 扬州模拟 某生物基因型为 AaBb 经减数分裂能产生四种数量相等的配子 如图为其体内的某个 细胞 则 A 若图中基因位点 1 的基因为 A 而位点 2 和 4 为 B 与 b 则该细胞有可能发生了交 叉互换 B 该图表示时期有 4 个染色体组 C 该状态下的细胞发生了基因重组 D 该细胞中位点 2 与 4 所在染色体为同源染色体 位点 2 与 4 上的基因遵循分离定律 6 2011 镇江质检 如图为某家庭的遗传系谱图 5为单基因遗传病患者 据图分 析 下列叙述合理的是 多选 A 患病男孩的父亲不一定是该致病基因的携带者 B 若 2携带致病基因 则 1 2再生一个患病男孩的概率为 1 8 C 5可能是白化病患者或色盲患者 D 3是携带者的概率为 0 7 2010 宿迁模拟 下列有关生物进化的描述正确的是 A 基因突变的方向和环境之间有明确的因果关系 B 自然选择的实质是选择种群的有利基因 也决定新基因的产生 C 隔离是新物种形成的必要条件 隔离包括地理隔离和生殖隔离 D 共同进化指生物与无机环境之间的进化 不包括生物多样性的形成 8 2010 江苏卷 12 根据现代生物进化理论 下列观点中正确的是 A 人工培育的新物种只能生活在人工环境中 B 生物进化的方向与基因突变的方向一致 C 冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害 D 受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代 9 一个随机交配的足够大的种群中 某一相对性状中显性性状表现型的频率是 0 36 则 A 显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率 B 随机交配将会导致种群基因频率改变 C 该种群繁殖一代后 杂合子的基因型频率为 0 32 D 若该种群基因库中的基因频率发生变化 说明一定会形成新物种 题 号 123456789 答 案 10 玉米是高产的主要粮食作物 为了提高玉米的产量 在农业生产中玉米使用的都是 杂交种 杂交玉米的性状不能稳定遗传 因此农民每年都需要购买玉米杂交种 请回答下 列有关问题 1 玉米从种子发芽到新种子成熟 整个过程需 90 150 天 玉米是一种雌雄同株的植 物 其顶部开雄花 下部开雌花 是遗传学研究的良好材料 玉米是遗传学研究的良好材 料 其理由包括 写出两条 第一 第二 2 现有长果穗 A 白粒 b 和短果穗 a 黄粒 B 两个玉米杂合子品种 为了达到长期培 育长果穗黄粒 AaBb 杂交种玉米的目的 请你以遗传图解并简要说明的形式 设计出你的 育种方案 专题学案专题学案 3232 变异 育种与进化归纳拓展与集训变异 育种与进化归纳拓展与集训 课堂活动区 一 增添 缺失或替换 数目 结构 减 或有丝分裂间期 减 前 后期 基因 性状 基因型 减数分裂 变异 优质 高产 低 基因定位 染色体工程 无法检出 可检出 可遗传 探究示例 1 C 染色体中 DNA 的一个碱基对缺失属于基因突变 基因突变在光学显 微镜下观察不到 秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制了纺锤体的形成 二 基因重组 自交 同一 同一 长 同种或亲缘关系较近 新基因 基因型 基 因突变 变异 加快 新基因 染色体变异 花药离体培养 秋水仙素 纯合子 缩短 纯合子 染色体变异 萌发的种子或幼苗 延迟 低 基因重组 运载体 强 短 探究示例 2 B 过程是杂交育种 过程简便但培育周期长 是雌雄配子受 精后发育而成 是多倍体育种 发生于有丝分裂的分裂期 B 错误 过程常用的方法 是花药离体培养获得单倍体植株 是诱变育种 a 突变为 A 过程是基因工程 细胞中 导入了 C 基因 二者育种原理不相同 变式训练 1 E 2 基因重组 脱分化 或去分化 再分化 3 C F 低温处理或 秋水仙素处理 抑制纺锤体的形成 导致染色体不能移向细胞两极 从而使细胞内的染色 体数目加倍 其他合理答案亦可 4 H I 解析 1 突变和基因重组为生物的进化提供了原材料 但提供最初的原材料的是基因 突变 因此是 E 过程 2 G 过程为转基因技术 其原理属于基因重组 得到的含外源基因 的植物细胞还需经植物组织培养形成新个体 植物组织培养包括脱分化和再分化两个过程 3 C 和 F 过程的处理都能使染色体数目加倍 可以用相同的方法 如低温处理或秋水仙素 处理等 它们的作用机理相同 即在细胞分裂的过程中 抑制纺锤体的形成 导致染色体 不能移向细胞两极 从而使细胞内的染色体数目加倍 4 H 和 I 过程为有丝分裂 产生的 子细胞中染色体不变 染色体上的基因也不改变 三 相等 连续 隔代 女 男 患病 正常 男 女 患病 正常 隔代交叉 只 有 没有 基因突变 遗传咨询 环境 不遵循 数目 不遵循 缺失 重复 倒位 易 位 探究示例 3 1 3 8 2 1 8 3 1 16 4 1 2 5 5 8 解析 由题意可知 孩子基因型为 aabb 则夫妇基因型应分别为 AaBb Aabb 孩子 中并指概率为 1 2 白化病概率应为 1 4 1 再生一个孩子只患并指的可能性为 并指概 率 并指又白化概率 1 2 1 2 1 4 3 8 2 只患白化病的概率为 白化病概率 白化 又并指概率 1 4 1 2 1 4 1 8 3 生一个两病皆患的男孩的概率 1 2 1 4 1 2 1 16 4 只患一种病 只患白化和只患并指的和 3 8 1 8 1 2 5 患病的可能性为 全部概率之和 正常的概率 1 1 2 3 4 5 8 也可理解为 只患白 化 只患并指 既白化又并指 1 8 3 8 1 8 5 8 四 1 1 无机环境 进化 发展 2 定向 一定 3 多样性 2 1 基因的多样性 根本原因 直接原因 生态系统多样性 4 陆生 高等 探究示例 4 C 盲鱼眼睛退化是黑暗环境定向选择的结果 A 项错误 因题干中已说 明该盲鱼的数量较少 所以种群密度并不是限制盲鱼种群增长的关键生态因素 B 项错误 盲鱼作为进化研究的材料体现其直接价值 生物多样性的间接价值是指其生态功能 D 项 错误 环境容纳量会随着环境的改变而改变 盲鱼是需氧型生物 水体中溶解氧的增加会 增加种群的环境容纳量 C 项正确 课后练习区 1 B 2 C 基因操作的工具酶是限制酶 DNA 连接酶 运载体是基因的运载工具 不是工 具酶 每种限制酶都只能识别特定的核苷酸序列 而并非同一种核苷酸序列 目的基因进 入受体细胞后 受体细胞表现出特定的性状 才能说明目的基因完成了表达 选择受体细 胞的重要条件就是能够快速繁殖 3 ABD 无子西瓜属于多倍体植株 三倍体西瓜无子的变异是由于染色体变异引起的 属于可遗传变异 无子番茄是利用生长素促进子房发育成果实而获得的 遗传物质未变 扦插后长出的植株不会结无子果实 拓展提升 育种图解的识别 下列图解中集中了多种育种方式 如何识别呢 1 首先要识别图解中字母表示的各种处理方法 A 杂交 D 自交 B 花药离体培 养 C 秋水仙素处理 E 诱变处理 F 秋水仙素处理 G 转基因技术 H 脱分化 I 再分化 J 包裹人工种皮 这是识别各种育种方式的主要依据 2 根据以下分析 可以判断 亲本新品种 为杂交育种 亲本新品 A D B C 种 为单倍体育种 种子或幼苗新品种 为诱变育种 种子或幼苗新品种 E F 为多倍体育种 植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子 G H I J 新品种 为基因工程育种 4 B 基因工程中的转基因技术引起的变异属于基因重组 易错警示 基因突变 基因重组和染色体变异的相关问题 1 关于 互换 问题 同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换 属于基因重组 非同源染色体之间的交叉互换 属于染色体结构变异中的易位 2 关于 缺失 问题 DNA 分子上若干基因的缺失属于染色体变异 DNA 分子上若干 碱基对的缺失 属于基因突变 3 关于变异的水平问题 基因突变 基因重组属于分子水平的变化 光学显微镜下观 察不到 染色体变异属于细胞水平的变化 光学显微镜下可以观察到 4 关于变异的 质 和 量 问题 基因突变改变基因的质 不改变基因的量 基因 重组不改变基因的质 一般也不改变基因的量 但转基因技术会改变基因的量 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排列顺序 5 B 由题干信息可判断该生物为二倍体 图示细胞处于有丝分裂后期 位点 2 和 4 所在的染色体是姐妹染色单体分开后形成的 正常情况下其基因组成是相同的 其上的基 因不遵循分离定律 位点 2 和 4 为 B 与 b 最可能的原因是发生了基因突变 一般认为有 丝分裂过程中不发生交叉互换 基因重组 6 ABCD 该病属于隐性遗传病 致病基因可能在常染色体上 也可能在 X 染色体上 即 5可能是白化病患者或色盲患者 故患病男孩的父亲不一定携带致病基因 若 2携带 致病基因 则该病为常染色体隐性遗传 1 2均为杂合子 他们再生一个患病男孩的 概率为 1 4 1 2 1 8 该病若为常染色体隐性基因控制 则 3是携带者的概率为 2 3 该病若为 X 染色体隐性基因控制 则 3是携带者的概率为 0 7 C 基因突变不受环境控制 环境只是对生物不同的变异类型进行选择 保留种群 中有利的变异类型 自然选择决定着生物进化的方向 隔离