变异、育种、进化和人类遗传病

专题五变异、育种、进化和人类遗传病,高考就是这么考的!,1.(2011海南,19)关于植物染色体变异的叙述,正确的是()。,A.染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加,B.染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生,C.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化,D.染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化,解析:染色体组整倍性变化只能是基因数目增加,并不能导致种类增加;非整倍性增加只能导致个别基因的增减,但不会导致新基因产生;缺失和重复也只能导致基因数目的增减,但倒位和易位肯定会使相应片段的基因排列顺序发生改变。,答案：D,2.(2011安徽理综,4)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病,但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接()。,A.插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变,B.替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变,C.造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异,D.诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代,解析:131I作为放射性物质,可以诱导生物变异,但其不是碱基的类似物,不能插入或替换DNA的碱基,发生基因突变;放射性物质产生射线,可以诱导基因突变,但发生在甲状腺滤泡上皮细胞基因突变不能遗传给下一代。,答案：C,3.(2011广东理综,6)某班同学对一种单基因遗传病进行调查,绘制并分析了其中一个家系的系谱图(如下图)。下列说法正确的是()。,A.该病为常染色体显性遗传病,B.5是该病致病基因的携带者,C.5和6再生患病男孩的概率为1/2,D.9与正常女性结婚,建议生女孩,解析:根据5、6、11号得出该病为隐性遗传病,并且得出该病不在Y染色体上,故A项错误;该遗传系谱图提示我们此病既可能为常染色体隐性遗传也可能为伴X染色体的隐性遗传,无论是哪种遗传方式,5均是该病致病基因的携带者,故B项正确;如果该病为常染色体隐性遗传,那么再生患病男孩的概率为1/8,若是伴X染色体隐性遗传,此概率为1/4,故C项错误;如果该病为常染色体隐性遗传,则生男生女患病概率相同;若是伴X染色体隐性遗传,则即使生女孩照样无法避免患病,故D项错误。,答案：B,4.(2011海南,20)某地区共同生活着具有捕食关系的甲、乙两种动物,两者的个体数长期保持稳定,下列叙述正确的是()。,A.乙物种的灭绝必然导致甲物种的灭绝,反之亦然,B.在长期进化中,甲、乙两物种必然互为选择因素,C.甲物种基因的突变必然导致乙物种基因的突变,反之亦然,D.甲、乙个体数的长期稳定说明两个种群的基因频率没有改变,解析:由于生态系统具有自动调节能力,所以当一种物种灭绝的时候,并不一定导致另外一种物种灭绝;在捕食过程中两种生物之间必然存在着相互选择,共同进化;甲物种基因的突变与乙物种基因的突变无必然联系。甲、乙个体数的长期稳定不能说明两个种群的基因频率没有改变,由于环境条件也不可能一成不变,所以基因频率总是在动态变化。,答案：B,5.(2011江苏,6)根据现代生物进化理论,下列说法正确的是()。,A.自然选择决定了生物变异和进化的方向,B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变,C.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性,D.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小,解析:自然选择决定生物进化的方向,不决定变异的方向,故A项错误;生物进化的实质是种群基因频率的改变,故B项错误;种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增加,故D项错误。,答案：C,6.(2011广东理综,25)(多选)最近,可以抵抗多数抗生素的“超级细菌”引人关注,这类细菌含有超强耐药性基因NDM1,该基因编码金属内酰胺酶,此菌耐药性产生的原因是()。,A.定向突变,B.抗生素滥用,C.金属内酰胺酶使许多抗菌药物失活,D.通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因,解析:突变是不定向的,故A项错误;细菌是原核生物,没有染色体,故D项错误;抗生素的滥用相当于对细菌进行了自然选择,导致了超强耐药性基因NDM1在该细菌中逐代积累,该NDM1基因编码金属内酰胺酶,由此推测金属内酰胺酶使许多抗菌药物失活。故B、C项正确。,答案：BC,其他省份可资借鉴的地方有:,新课标理综高考在本专题上已连续三年未有试题涉及,但其他省份命题较多,且难度较大,需引起大家的重视与借鉴。,1.在三类可遗传的变异中,基因突变是重点内容,如果单独命题,碱基对的增添、缺失、替换对密码子、多肽链的影响是高频考点,如2011年安徽理综第4题。,2.基因重组一般不单独考查,多和减数分裂密切联系,考查在减数分裂的过程中的自由组合与交叉互换;也有可能与单倍体育种、多倍体育种综合命题。,3.单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体数目的变异,须重点掌握。染色体变异多和减数分裂密切联系,在减数分裂的过程中,染色体分配异常就会发生数目的变异。,4.人类遗传病一般不会单独命题,而是和遗传定律、伴性遗传、可遗传的变异等紧密联系加以命题,如2011年广东理综第6题。,5.基因重组、基因突变、染色体变异与育种是紧密联系的,考查三种可遗传的变异不一定考查育种,但考查育种必涉及可遗传的变异。通过进一步分析其他省市考卷可看出,若考查育种,命题形式一般是非选择题,涉及知识点多,分值较高,在复习中应予以重视。,6.生物进化主要考查现代生物进化理论,如2010年山东理综第2题。,掌握这些,成绩提升有保证!,热点一三种可遗传变异的比较,续表,【例1】遗传学检测两个人的体细胞中两种基因组成,发现甲为AaB,乙为AABb。对于甲缺少一个基因的原因分析,错误的是()。,A.染色体结构变异,B.染色体数目变异,C.基因突变,D.可能是男性,解析:缺少一个基因可能是该基因在X染色体上,Y染色体上没有相应的基因或等位基因;也可能是染色体的缺失;还有一种可能是该细胞中缺少了一条染色体。基因突变只能改变基因的类型而不能改变基因的数目。,答案:C,1.除可遗传的变异外,生物还可发生不可遗传的变异“是否发生遗传物质的改变”是确认可遗传变异与不可遗传变异的根本依据。,2.导致姐妹染色单体上存在等位基因的原因:(1)有丝分裂基因突变;(2)减数分裂基因突变、四分体时期非姐妹染色单体交叉互换。,热点二几种育种方法的比较,续表,【例2】粮食问题是当今举世瞩目的问题之一。改善农作物的遗传性状、提高粮食产量是科学工作者不断努力的目标,下图是遗传育种的一些途径。下列有关分析,不正确的是()。,B.HI、JK都必须用到与G过程相同的技术操作,C.CD和HI过程都可以克服远缘杂交不亲和的障碍,D.图中的遗传育种途径,AB所表示的方法具有典型的不定向性,解析:图中AB为诱变育种,CD为基因工程育种,EFG为单倍体育种,HI为细胞工程育种,JK为多倍体育种。要尽快获得矮秆抗病类型新品种,应该采用单倍体育种的方式,即图中的EFG的育种方法,A正确。G过程用到秋水仙素诱导染色体加倍,HI过程融合后的细胞有同源染色体,不需要再用秋水仙素诱导染色体加倍,B错误。基因工程育种和植物体细胞杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍,C正确。诱变育种、杂交育种都是不定向的过程,D正确。,答案:B,A.若要在较短时间内获得图示新品种小麦,可选图中EFG的育种方法,1.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。,(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)检测植物是纯合子或杂合子最简便的方法是自交。,(3)若要快速获得纯种,可用单倍体育种方法。,(4)若要提高品种产量,提高营养物质含量,可用多倍体育种。,(5)若要培育具有原先没有的性状的品种,可用诱变育种。,(6)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。,2.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以确定是否为所需的纯合子。,热点三人类遗传病分析,续表,【例3】(2011北京丰台综合练习二)图示为患甲病(A对a为显性)和乙病(B对b为显性)两种遗传病的家系图,其中有一种遗传病的致病基因位于X染色体上,若7不携带致病基因,下列分析不正确的是()。,B.2可产生4种类型卵细胞,9可产生4种类型的精子,C.如果8是一个女孩,则她不可能患甲病,D.6不携带甲、乙致病基因的概率是1/3,解析:由图分析可知甲病是伴X显性遗传病,乙病是常染色体隐性遗传病,2的基因型为BbXAXa,因此可产生4种类型的卵细胞,9的基因型为BbXAY,因此可产生4种类型的精子。由于4的基因型为XAXA或XAXa,3的基因型为XaY,因此如果8是一个女孩,可能患甲病;1的基因型为BbXAY,因此6不携带甲、乙致病基因的概率=2/31/2=1/3。,答案:C,A.甲病是伴X显性遗传病,乙病是常染色体隐性遗传病,两种遗传病的概率计算解题技巧(如下图),(1)推导出双亲的基因型;,(2)计算出患甲种病的概率为a,患乙种病的概率为b;,(3)甲、乙两种病同患的概率为ab;,(4)只患一种病的概率为a+b-2ab;,(5)患病的概率为a+b-ab;,(6)只患甲病的概率为a-ab,只患乙病的概率为b-ab。,热点四生物的进化,1.达尔文进化理论图解,2.现代生物进化理论的图解,3.达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的比较,达尔文认为环境条件对生物变异不是诱导而是选择,生物产生了大量不定向变异后,由环境决定其生存与否;现代生物进化理论则认为无论是环境的选择还是种群内部发生突变、迁移等,一切改变基因频率的因素必将引起生物的进化。,4.生物多样性之间的关系,由图可以看出:生物多样性的成因是生物与环境共同进化的结果。,【例4】棉铃虫对棉花、玉米、大豆、花生和蔬菜等作物有严重危害。Bt棉花体内合成的一种蛋白质晶体能杀死棉铃虫幼虫。研究人员发现:单独种植Bt棉花和将Bt棉花与多种其他作物混合种植皆能降低棉铃虫的数量,但随着种植年份的增加,混合种植区域棉铃虫种群的抗性基因频率显著低于单独种植Bt棉花区域。下列叙述错误的是()。,A.种植Bt棉花可以减少农药使用造成的环境污染,B.棉铃虫与上述多种作物之间存在着信息传递,C.Bt棉花和混合种植的作物之间存在着竞争和互助关系,D.混合种植将导致棉铃虫抗性基因的突变频率显著降低,系,在捕食者与被捕食者之间存在着信息传递。Bt棉花和混合种植的作物之间竞争阳光、水分等,同时混合种植使棉铃虫种群的抗性基因频率增加变慢,各种植物有互助关系。在单独种植抗虫棉时,没有抗性的棉铃虫逐渐被淘汰,抗性基因的频率会逐渐升高;而在混合种植的时候,对棉铃虫抗性的选择作用降低。所以种植方式的不同只是使选择压力不同,而不是影响了基因的突变频率。,答案:D,解析:棉铃虫与棉花、玉米、大豆、花生等多种作物之间是捕食关,生物进化不等于物种的形成。物种形成的必要条件是生殖隔离,是基因频率改变发展到不能实现基因交流的程度实现的。,1.基因突变包括碱基对的增添、缺失、替换,有的同学误认为碱基对的增添增加了基因数目、碱基对缺失减少了基因数目。实际上碱基对数目的变化是基因内部的变化,基因突变改变了这个基因,但基因数目没有变化。,2.基因突变和染色体变异都具有低频性、多害少利性和不定向性。,3.单倍体育种和多倍体育种都需要用秋水仙素处理,秋水仙素作用于细胞分裂前期,阻碍纺锤体的形成。,4.花药离体培养不是单倍体育种的全部,而只是一个重要环节,花药离体培养形成的单倍体,是不育的,所以需用秋水仙素处理变成纯合子后才是可育的。,5.先天性疾病不一定是遗传病,如先天性心脏病;后天性疾病不一定不是遗传病,如青少年型糖尿病。,6.单基因遗传病是由一对等位基因控制的遗传病,而不是由一个基因控制的遗传病。,7.只有单基因遗传病才符合孟德尔遗传规律,而多基因遗传病和染色体异常遗传病不符合孟德尔遗传规律。,8.对遗传病的发病率的调查,其对象是某区域内整个群体;对遗传病的遗传方式的调查,其对象通常是患者的家系。,9.种群是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位,但自然选择是通过作用于个体而改变种群的基因频率,而不是作用于种群。,10.在生物进化过程中,环境的作用就是选择生物的变异,而不是诱导产生变异,如“农民喷洒农药使害虫产生抗药性的变异”的说法是错误的。而应是害虫群体中有抗药性强的个体,也有抗药性弱的个体,喷洒农药后抗药性强的个体生存下来(被选择)。,科学预测,应考从容有信心!,一、选择题,1.某同学选择健康黄脂家兔和白脂家兔进行研究。他将两种兔子都等分成两组。饲喂方法和结果如下表所示。根据实验结果可获得的结论是()。,A.黄脂基因会因食物而产生突变,B.白脂基因会因食物而产生变异,C.家兔体内产生的脂质颜色是由食物中的色素决定的,D.白脂基因使家兔脂质颜色不受食物影响,解析:由表中可以看出,黄脂家兔在使用不同色素的食物喂养时脂肪颜色是不同的,而白脂家兔无论使用何种食物,均产生白色脂肪。这说明,白脂基因使家兔脂质颜色不受食物影响。,答案：D,2.下图是人类某一家族遗传病甲和遗传病乙的遗传系谱图(设遗传病甲与A和a这一对等位基因有关,遗传病乙与另一对等位基因B和b有关,且甲、乙两种遗传病至少有一种是伴性遗传病)。下列有关说法不正确的是()。,B.7号和10号的致病基因都来自1号,C.5号的基因型一定是AaXBXb,D.3号与4号再生一个两病皆患男孩的可能性3/16,A.乙病为伴性遗传病,解析:3与4所生8正常,说明甲为显性病,且致病基因位于常染色体上。乙病为伴X隐性遗传病,7号的致病基因来自3号,10号的致病基因来自5号。对甲病来说,3号与4号基因型皆是Aa,生患甲病孩子的概率是3/4,;对乙病来说,3号是XBXb,4号是XBY,生出患病男孩的概率是1/4,故生一个两病皆患男孩的可能性是3/16。,答案：B,3.以下有关生物遗传与变异的叙述,正确的是()。,A.非同源染色体某片段移接仅发生在减数分裂过程中,B.没有携带遗传病基因的个体也可能患遗传病,C.基因重组导致杂合子Aa自交后代出现性状分离,D.花药离体培养过程中,基因重组、基因突变和染色体变异均有可能发生,解析:非同源染色体某片段移接现象在有丝分裂过程中也会出现;没有携带遗传病基因的个体也可能因染色体变异患遗传病;性状分离是由等位基因的分离引起的;花药离体培养过程进行有丝分裂,不会出现基因重组。,答案：B,4.染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化。下列图中,甲、乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式,丙、丁、戊图表示某染色体变化的三种情形。则下列有关叙述正确的是()。,A.甲可以导致戊的形成,B.乙可以导致丙的形成,C.甲可以导致丁的形成,D.乙可以导致丁或戊两种情形的产生,解析:甲属于同源染色体的交叉互换,会导致同源染色体上的非等位基因发生基因重组,如丁;乙由非同源染色体之间的互换引起,属于易位,会导致戊的形成,不会导致丁的形成。,答案：C,5.下列说法中正确的是()。,A.染色体中缺失了一个基因不属于基因突变,B.产前诊断能确定胎儿性别进而有效预防白化病,C.染色体变异和基因突变均可以用光学显微镜直接观察,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增倍,解析:染色体中缺失了一个基因属于染色体结构变异中的缺失;白化病是常染色体遗传病,与性别无关;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纺锤体的形成,从而使染色体无法移向两极,导致染色体加倍。,答案：A,6.如右图所示,某地生活着a1、a2、a3、a4四个不同的种群。下列说法中不正确的是()。,A.a1、a2、a3、a4之间可能存在着生殖隔离,B.a1、a2、a3、a4之间可能存在捕食关系,C.此地生物所含的全部基因构成基因库,D.a1、a2、a3、a4之间可能存在生存斗争,解析:若a1、a2、a3、a4是四种不同生物的种群,则它们之间存在生殖隔离,也可能存在生存斗争如捕食与被捕食关系;基因库是指一个生物种群的全部基因的总和,而不是指某地全部生物的基因。,答案：C,7.下列关于物种和种群的叙述中,错误的是()。,A.一个物种可以形成多个种群,一个种群中只能含有一个物种,B.若物种乙是由物种甲进化来的,则物种乙和物种甲之间一定发生了生殖隔离,C.突变、基因重组和自然选择均能定向改变种群的基因频率,D.若种群1与种群2的基因频率都发生了改变,则这两个种群都在进化,解析:一个物种可以由于地理隔离形成多个种群,而一个种群一定是同种生物。物种甲与物种乙,两物种间存在生殖隔离。突变使种群的基因频率发生不定向改变,自然选择使种群基因频率发生定向改变。只要种群的基因频率发生改变,种群就在进化。,答案：C,8.下图是某细胞中一对同源染色体形态示意图(af、a+f+代表基因)。下列有关叙述,不正确的是()。,A.该对染色体构成一个四分体,含4个DNA分子,B.该细胞中染色体发生了结构变异,C.该细胞中染色体的变化导致缺失部分基因,D.该细胞可能产生基因组成为adc+bef的配子,解析:据题意可知,题图是细胞中一对同源染色体,且这对同源染色体含姐妹染色单体,所以A项正确。据图判断该细胞发生了染色体结构变异中的倒位现象,而倒位只会改变基因的排列顺序。,答案：C,9.下图甲、乙表示水稻两个品种,A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上两对等位基因,表示培育水稻新品种的过程,则下列说法错误的是()。,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.过程与过程的育种原理相同,A.过程简便,但培育周期长,解析:过程属于杂交育种,杂交育种原理是基因重组,发生在减数分裂的过程中,该育种方法操作简便,但培育周期长。过程是单倍体育种,过程是多倍体育种,它们的原理相同都是染色体变异。过程发生于有丝分裂前期。,答案：B,10.某小岛上蜥蜴进化的基本过程如下图所示。有关叙述错误的是()。,A.若图中X、Y、Z表示生物进化中的基本环节,则Z是隔离,B.根据达尔文的观点可认为,有利性状在蜥蜴个体世代间不断保存,C.现代生物进化理论认为,该岛上蜥蜴进化过程中基因频率一定发生变化,D.该小岛上的蜥蜴原种和蜥蜴新种共同组成为一个种群,解析:图中X、Y、Z表示生物进化中的基本环节分别是突变和基因重组、自然选择、生殖隔离。蜥蜴原种和蜥蜴新种是两个物种,应该组成的是两个种群。,答案：D,二、非选择题,11.猫是XY型性别决定的二倍体生物,当猫体细胞中存在两条或两条以上X染色体时,只有1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,如下图所示。请回答下列问题。,(1)利用显微镜观察巴氏小体可用染色。巴氏小体能用来区分正常猫的性别,理由是。,(2)性染色体组成为XXX的雌猫体细胞的细胞核中应有个巴氏小体。高度螺旋化的染色体上的基因由于过程受阻而不能表达。,(3)控制猫毛皮颜色的基因A(橙色)、a(黑色)位于X染色体上,基因型为XAY的猫毛皮颜色是。现观察到一只橙黑相间的雄猫体细胞核中有一个巴氏小体,则该雄猫的基因型为;若该雄猫的亲本基因型为XaXa和XAY,则产生该猫是由于其(填“父方”或“母方”)形成了异常的生殖细胞,导致出现这种异常生殖细胞的原因是。,解析:观察染色体时可用龙胆紫或醋酸洋红等碱性染料染色。正常雄猫体细胞中只含一条X染色体,不会形成巴氏小体,雌猫体细胞内有两条或两条以上X染色体时,只有一条X染色体上的基因能表达,可知,当体内含三条X染色体时,有两条会形成巴氏小体。当染色体高度螺旋化时,基因表达的转录过程无法进行。橙黑相间说明该个体同时含A和a基因,所以基因型为XAXaY,有的细胞内XA成为巴氏小体,Xa表达;有的细胞内Xa成为巴氏小体,XA表达。因为母本不含XA基因,所以该雄猫的XA和Y均来自父本,原因是父方减数第一次分裂时XA和Y染色体未分开。,答案:(1)碱性染料正常雄猫体细胞中没有巴氏小体,正常雌猫体细胞中有巴氏小体(2)2转录(3)橙色XAXaY父方减数第一次分裂分裂时XA和Y染色体未分开,12.玉米是雌雄同株植物,开花时顶端为雄花,叶腋处为雌花,间行均匀种植可以进行同株异花受粉和异株异花受粉。玉米的宽叶(A)对窄叶(a)为显性,宽叶