变异育种和进化

1、专题六 变异、育种和进化考点一 可遗传的变异1、基因突变对生物性状的影响（1）基因突变改变生物性状：突变间接引起密码子改变，决定的氨基酸可能改变，最终表现为蛋白质的功能改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。提示：碱基增添或缺失往往比替换对蛋白质结构的影响范围大。对插入或缺失位置前结构不影响，但插入后的氨基酸序列可能全改变（如果改变的碱基数是3的整数倍，则仅影响个别氨基酸）。增添或缺失位置不同影响结果也不一样：发生在最前端导致氨基酸序列全部改变或不能表达（形成终止密码子）；在中间某个位置会造成肽链提前中断（形成终止密码子）或插入点后氨基酸序列改变；在该序列最后则不影响表达或使肽链延长（2

2、）基因片段上的碱基对的种类发生改变不一定会导致生物性状的改变，主要原因有三个：突变部位可能在非编码部位。密码子具有简并性，密码子改变，但编码的氨基酸不变。若基因突变为隐性突变。如AA中其中的一个Aa，此时性状也不改变。（3）基因突变对后代性状的影响基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，突变可通过有性生殖传给后代。如果为隐性突变，则子一代表现不出，则子一代杂交后产生的子二代会出现。生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。例1 （2010全国新课

3、标卷）在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中（ ） A花色基因的碱基组成 B花色基因的DNA序列 C细胞的DNA含量 D细胞的RNA含量例2 如果某基因的中部增添了1个核苷酸对，下列哪一项后果的可能性最小（ ）A没有多肽产物B翻译为蛋白质时在增添位置终止C所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸D翻译的蛋白质中，增添部位以后的氨基酸序列发生变化2基因重组内涵和外延概念理解（1）基因重组使控制不同性状的基因重新组合，因此会产生不同于亲本的新类型，但只有原有的不同性状的重新组合，并不会产生

4、新的性状。（2）基因重组发生的时间是减数第一次分裂的后期和四分体时期，而不是受精作用过程中。（3）基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一。（4）基因重组在人工操作下也可实现，如基因工程、肺炎双球菌转化中都发生了基因重组。例3下列有关基因重组的叙述中，正确的是（ ）A基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离B基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a属于基因重组C非姐妹染色单体间的互换可能导致基因重组D造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组例4（2010宿迁模拟）子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因

5、重组（ ）A B C D3、染色体结构变异(1)基因突变和染色体结构变异的区别：基因在染色体上呈线性排列，因此基因突变只是染色体上的某一位点上基因的改变，有可能产生新的基因，而染色体变异改变的是一些基因的数量、排列顺序。（2）易位和交叉互换比较如下：易位交叉互换变异类型染色体结构变异基因重组范围非同源染色体之间同源染色体内部非姐妹染色单体之间交换对象非等位基因等位基因图示例5（2010北京三月测试）图中和表示某精原细胞中的一段DNA分子，分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体的相同位置上。下列相关叙述中，正确的是（ ）A和所在的染色体都来自父方B和的形成是由于染色体易位C和上的非等位基因可

6、能会发生重新组合D和形成后，立即被平均分配到两个精细胞中4、染色体数目变异A染色体组的判定方法（1）判定原理染色体组特点：不含同源染色体；所含的染色体形态、大小和功能各不相同；含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。 （2）判定方法据“染色体形态”判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。另外，染色体数/形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。如右图中细胞每种形态相同的染色体有4条，所以含4个染色体组，染色体数/形态数=8/2=4，也可确定含4个染色体组。据“基因型”判断：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组。如基因型为AA

7、Bbdd，控制相对性状的基因（不分显隐性）均出现2次，所以含2个染色体组。B单倍体、二倍体和多倍体的形成过程及确定方法思考：一个染色体组是否含有同源染色体？单倍体是否含有同源染色体？C低温诱导染色体加倍的实验(略)例6（2010东莞模拟）下列说法正确的是（多选）（ ）A水稻（2n=24）一个染色体组有12条染色体，水稻单倍体基因组有13条染色体B普通小麦的花药离体培养后，长成的植株细胞中含三个染色体组，但不是三倍体C番茄和马铃薯体细胞杂交形成杂种植株含两个染色体组，每个染色体组都包含番茄和马铃薯的各一条染色体D马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体，而雄蜂是可育的单倍体例7对于低温诱导洋葱染色体数目

8、变化的实验，不正确的描述是（ ）A处于分裂间期的细胞最多B在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞C在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程D在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相同5、生物变异的来源A不同生物变异的来源（1）病毒的可遗传变异的来源：基因突变。（2）原核生物可遗传变异的来源：基因突变。 无性生殖时：基因突变和染色体变异（3）真核生物可遗传变异的来源有性生殖时：基因突变、基因重组和染色体变异（4）不可遗传变异的来源：环境因素影响，遗传物质没有改变。B减数分裂过程中可能发生的变异:均可发生例8（2009福建卷）细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传

9、的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是（ ）A染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异B非同源染色体自由组合，导致基因重组C染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变D非同源染色体某片段移接导致染色体结构变异考点二 育种几种育种方法的比较名称原理方法优点缺点应用杂交育种基因重组培育纯合子品种：杂交自交筛选出符合要求的表现型自交到不发生性状分离为止操作简单、目的性强育种时间长矮秆抗病小麦培育杂合子品种：一般是选取纯合双亲杂交 杂种一代品种需年年制种杂交水稻、玉米诱变育种基因突变物理：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，再选择提高突变率，加快育种进程有利

10、变异少，需要大量处理实验材料太空椒、高产青霉菌、“黑农五号”大豆品种等的培育单倍体育种染色体数目变异先将花药离体培养，培养出单倍体植株将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子明显缩短育种年限技术复杂，需要与杂交育种配合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多倍体育种用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗器官大，营养物质丰富发育延迟，结实率低，一般只适用于植物三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦、四倍体水稻转基因育种基因重组提取目的基因与运载体结合导入受体细胞目的基因的检测与表达筛选出符合要求的新品种定向改造生物的性状技术复杂，安全性问题多产人胰岛素的大肠杆菌、转基因抗虫棉例9下

11、列有关育种的叙述正确的是（   ）A单倍体育种的原理是染色体结构的变异B人工诱变可培育出合成人生长素的大肠杆菌C人工种子长成植株过程中会出现基因重组D青霉素高产菌株的育成使其种群的基因库发生了变化考点三 进化1、现代生物进化理论与达尔文自然选择学说现代生物进化理论达尔文自然选择学说 基 本 观点略略不同点从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位隔离是物种形成的必要条件没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理着重研究生物个体进化认为物种形成是微小有利变异积累的结果，没有认识到隔离的作用共同点都能解释生物进化的原因和生物的多样

12、性、适应性都认为自然选择决定生物进化的方向例10 （2010汕头模拟）预防流感的疫苗，每过几年就要更换新的种类，因为流感病毒已对原疫苗产生了高度的抗性。对这种抗性最好的解释是（ ）A病毒的获得性遗传B病毒某些结构的用进废退C由于生殖隔离造成D由于选择作用，使对疫苗有抗性的病毒被保留下来并扩大繁殖2、基因频率与基因型频率及相关计算 A已知基因型频率求基因频率（1）设二倍体生物个体的某一基因库上有一对等位基因A和a，假如种群中共有N个个体，而AA、Aa、aa三种基因型的个体数分别是n1、n2、n3，那么种群中A基因的频率和a基因型的频率分别是：A基因的频率=（2n1+n2）/2N a基因的频率=（

13、2n3+n2）/2N（2）在以上关系中，设A、a的基因频率分别用PA Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA PAa Paa表示，则：PA=PAA+1/2 PAa Pa= Paa+1/2 PAaB已知基因频率求基因型频率 设A的基因频率为P，a的基因频率为q，当符合遗传平衡定律时：则AA的基因型频率=p2 aa的基因型频率=q2 Aa的基因型频率=2pqC X染色体上的基因频率的计算对于伴X染色体遗传，在Y染色体上往往没有该基因的等位基因，所以在计算基因总数时，应只考虑X染色体上的基因总数。若求Xb的基因频率，可按下式求解：Xb的基因频率=，或Xb的基因频率=。例11（2010上海

14、卷）某自花传粉植物种群中，亲代中AA基因型个体占30，aa基因型个体占20，则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是（ ）A55和30.25 B55和42.5 C45和42.5 D45和30.25巩固练习：1田间种植的三倍体香蕉某一性状发生了变异，其变异不可能来自（ ）A基因重组B基因突变C染色体变异D环境变化2（2010成都摸底）下列关于基因突变和基因重组的叙述中，正确的是（ ）基因突变常常发生在DNA复制时基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变基因重组是生物变异的根本来源基因重组也可以产生新的基因A B C D3（2010揭阳摸底)右图为马的生活史，有关此图的叙述中错误的是

15、（ ）A有丝分裂发生在,B基因重组发生在之间C基因突变可发生在,D为新个体发育的起点4下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断正确的有（多选）（ ） 花粉 植株A 植株BA过程通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂间期B通过过程得到的植株A基因型为aaBB的可能性为1/4C过程属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素D与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限5（2010石家庄质检）下列属于染色体变异的是（ ）花药离体培养后长成的植株 DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变 非同源染色体的自由组合 四分体中非姐妹染色单体之间相应

16、部位的交叉互换 21三体综合征患者细胞中的第21号染色体有3条A B C D6用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是（ ） A种植F2选取不分离者纯合子 B种植秋水仙素处理纯合子 C种植花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合子 D种植秋水仙素处理花药离体培养纯合子7诱变育种与杂交育种的不同之处是（ ）能大幅度改良某些性状 能形成新的基因 能形成新基因型 一般对个体生存有利A B C D 8（2010茂名统考）下列品种的培育与育种原理相符的是（ ）A无籽西瓜的培育染色体数目变异B高产青霉菌株的培育基因重组C用花粉（Ab）培养成幼苗，再用秋水仙素处理获得纯种植株（AAbb）单倍体育种D培育能产生人

17、胰岛素的大肠杆菌基因突变9下图中，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（ ）AaBbCAaBb甲aabb乙AABBAabbAbAAbbAAaaBBbbA乙的基因型应为AABB，过程需要人工授粉 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10(2010海门二诊)下图表示培育某高品质小麦的几种方法，据此有关叙述正确的是（ ）A要获得yyRR，b过程需要进行不断杂交来提高纯合率Ba、c过程都可以用一定浓度秋水仙素处理萌发的种子Ca过程因出现在筛选yR后，从而明显缩短育种

18、年限 D图中yR植株的获得需要通过植物组织培养 11（2010武昌区调研）现代生物进化理论对达尔文自然选择学说作了进一步的完善，下列哪项不属于其进一步完善的内容（ ）A生物进化的基本单位是种群，而不是生物个体B自然选择是通过生物的过度繁殖而导致生存斗争来实现的C基因频率的改变是生物进化的实质D突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的基本环节12（2010南京二模）某小岛上原有果蝇20000只，其中基因型MM、Mm和mm的果蝇分别占15%、55%和30%。若从岛外入侵了2000只基因型为MM的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1代中m的基因频率约是（ ）A43 B48 C52D5713（20

19、11皖南八校联考）右图为现代生物进化理论的概念图，下列叙述正确的是 （ ）A是突变和基因重组B是自然选择C是自然选择学说D是物种多样性14（2010西城区调研）下列有关生物多样性和进化的叙述中，不正确的是 ( )A细菌在接触青霉素后会产生抗药性的突变个体，青霉素的选择作用使其生存B蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的简状花萼是它们长期协同进化形成的相互适应特征C异地新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节D自然选择能定向改变种群的基因频率，决定了生物进化的方向AbCDAcd图1 图215果蝇（2n=8）是一种小型蝇类，因其具有易饲养，培养周期短，染色体数目少，相对性状易区分等特点，

20、所以是遗传学中常见的实验材料。结合所学遗传变异的知识回答下列问题：（1）果蝇的体细胞内有 个染色体组，其单倍体基因组有 条染色体。（2）右图是果蝇体内一对常染色体上部分基因的测序结果。与图l相比，图2发生了 ，根据图l，基因C、c和基因D、d两对基因在形成配子时，是否遵循基因自由组合定律。为什么？ 。（3）在果蝇的X染色体上存在控制眼色的基因，红眼对白眼为显性，这种眼色基因可能会因为染色体片段的缺失而丢失（X0），如果果蝇的两条性染色体上都没有眼色基因，则其无法存活，现有一红眼雄果蝇（XRY）与一只白眼雌果蝇（XrXr）杂交，子代中出现了一只白眼雌果蝇。现欲利用一次杂交来判断这只果蝇的出现是由染色体缺失造成的还是基因突变造成的，可以用这只白眼雌果蝇与 （白眼、红眼、两种眼色均可）的雄果蝇交配，