专题09 生物的变异与育种讲-2018年高考生物二轮复习讲

2018年高三二轮复习讲练测之讲案一一高效整合

新课标版生物专题9生物的变异与育种考向预测1生物的变异1．高考前瞻（1）考纲导读基因重组及其意义；基因突变的特征和原因；染色体结构变异和数目变异（2）命题预测预计2018年高考命题会结合相关实例综合考查生物变异的类型。（3）真题演绎1．（2016年天津卷，5）枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：枯草杆菌核糖体S12蛋白第55-58位的氨基酸序列链霉素与核糖体的结合在含链霉素培养基中的存活率（％）野牛型—帀-i能0突变型——P—|R|—E-P—--不能100下列叙述正确的是（）A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能突变型的产生是由于碱基对的缺失所致链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变【答案】A【解析】根抿表格信息可知，枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是"2蛋白结构改变导致的，突变型能在含链冨素的培养基中存活声说明突变型具有琏審素抗性，為正确」翻译是在核糖彳本上进行的，所也链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，3错氓野生型和突变型的$12蛋白中只有一个氨基酸（纭位氨基酸［有差异，而碱基对的缺失会导致缺失位蛊后的氨基酸序列均改变，所以■突变型的产生杲由于碱基对的替换所致，C错误；枯草杆菌对麓審素的抗性突变不杲链雷素诱发的，链雷素只能作为环境因素起选择作用，D错误。2．要点整合1．基因突变概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。(2)时间：主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。诱发基因突变的外来因素物理因素：紫外线、X射线及其他辐射等；化学因素：亚硝酸、碱基类似物等。生物因素：某些病毒的遗传物质。(4)特点普遍性：一切生物都可以发生。随机性：生物个体发育的任何时期和部位。低频性：自然状态下，突变频率很低。不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。多害少利性：多数基因突变破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物有害。(5)意义：①新基因产生的途径；②生物变异的根本来源；③生物进化的原始材料。基因突变的实例-―镰刀型细胞贫血症病因图解如下：釦fu愉‘旋1111妁:贺门1ill胡1L.齡賤ILmRXA「1囚An：TJAbI|讣|Acrn-i宪童「EZJt(i区|AjigEEIa(2)要点归纳图示中a、b、c过程分别代表DNA复制、转录和翻译。突变发生在a过程中。患者贫血的直接原因是血红蛋白异常，根本原因是发生了基因突变，碱基对由T//A突变成A//T。基因重组（1）实质：在有性生殖过程中控制不同性状的基因的重新组合。（2）类型自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合。交叉互换型：四分体的非姐妹染色单体的交叉互换。人工重组型：转基因技术，即基因工程。（3）结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。4）意义：形成生物多样性的重要原因之一。4．基因重组与基因突变区别比较项目基因突变基因重组变异本质基因分子结构发生改变原有基因的重新组合发生时间通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前期和后期适用范围所有生物（包括病毒）有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物产生结果产生新基因（等位基因）产生新基因型应用人工诱变育种杂交育种、基因工程育种5．染色体结构的变异1）类型1.1JhC!2llD.秦色徘1角堆因数诚少化.肚园排列顺広/发上改变乩发生企和1.1JhC!2llD.秦色徘1角堆因数诚少化.肚园排列顺広/发上改变乩发生企和hW染包停之汕仁同喺诰隹忖；」一存.在T黑述基因1刚位I理先ahcdefabedcdfI2）结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。6．染色体数目的变异（1）类型①细胞内个别染色体的增加或减少，如21三体综合征。②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少，如多倍体、单倍体。（2）染色体组概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。组成：细胞中的一组非同源染色体。7．单倍体、二倍体和多倍体的比较（1）单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。（2）二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。（3）多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。3．能力提升1．基因突变类问题的解题方法（1）确定突变的形式：若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增添或缺失。（2）确定替换的碱基对：一般根据突变前后转录成mRNA的碱基序列判断，若只有一一个碱基存在差异，则该碱基所对应的基因中的碱基就为替换的碱基。2．两种变异类型的判断（1）可遗传变异与不可遗传变异的判断方法变异个体自交或与其他个体杂交，若此变异再次出现，为可遗传变异；若此变异不再出现，则为不可遗传变异。（2）显性突变和隐性突变的判定类型显性突变：aaTAa（当代表现）；隐性突变：AATAa（当代不表现，一旦表现即为纯合子）。判定方法选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。3．突变基因具体位置的判断（1）利用野生型的个体与缺失不同基因的突变体比较，根据有无特定酶的活性判断编码该酶的基因对应的位置。2）将一缺失未知基因片段的突变株与已知的缺失不同基因片段的突变株分别培养，根据是否转化为野生型个体判断未知个体的缺失基因对应的位置。4．“三看法”判断基因突变与基因重组（1）一看亲子代基因型如果亲代基因型为BB或bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。如果亲代基因型为Bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。（2）二看细胞分裂方式如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。（3）三看细胞分裂图如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体（同白或同黑）上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体（颜色不一致）上的两基因不同，则为交叉互换（基因重组）的结果，如图丙。4．精准例析【例1】基因突变和基因重组的共性是（）对个体生存都是有利B.都有可能产生新的基因型C.都可以产生新的基因D.都可以用光学显微镜检测出【答案】B【解析】基因突变大梦数对生物是有害的，少数是有利的’基因重组对个体生存也不一定是有利的，盒错误；基因突变可以产生新的基因，出现新的基因型，基因重组可以出现新的基因型，更正确；基因重组能产生新的基因型，不能产生新基因，匸错误i基因突变和基因重组都是分子水平上的变异，在光学显徹镜下都不能观察到。D错误。例2】图示果蝇体内细胞的染色体组成及某些基因的位置，下列相关叙述正确的是（）图中的染色体I、3、5、7、8可组成一个染色体组图中标注的三对基因的遗传符合自由组合定律含有基因B、D的染色体片段发生交换属于染色体结构变异若该细胞分裂后产生了一个ABdXX的配子，则一定是减数第一次分裂异常【答案】C【解析】染色体组含有本物种全套的遗传信息，但不含有同源染色体，所乱从每对同源染色体中选取一条染色体所组成的染色体集合称为一个染色体组，如1、3、二匚去错误,因为Ab.詣位于一对同源染色体上，所以■它们的遗传不符合自由组合定律，弓错误F因为基因弓、D井别位于两对同源染色1=本上，所以.含有基因B.D的染色体片段发生交换属于染色体结构变异，匚正确；因为團示细胞中含有的性染色体为XX,所以若该细胞分裂后产生了一个ABdXX的配子，则可能是减数第一次分裂同源染色体没有分离，也可能是减数第二次分裂着丝点分裂后，两条XX染色体移向了同一极，D错误。5.易错易混利用三个“关于”区分三种变异（1）关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。（2）关于“缺失或增加”DNA分子上若干基因的缺失或重复（增加），属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失、增添，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，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。染色体组数量的判断方法同一形态的染色体f有几条就有几组。如图中有4个染色体组。控制同一性状的等位基因一有几个就有几组。如AAabbb个体中有3个染色体组。染色体组数=染色体数/染色体形态数，如图中染色体组数为8/2=4。3．“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体先看待判定个体是由受精卵发育而成的，还是由配子发育而成的。若待判定个体是由配子发育而成的，不论含有几个染色体组都是单倍体，单倍体是生物个体，而不是配子，所以精子、卵细胞属于配子，但不是单倍体。若待判定个体是由受精卵发育而成的，再看它含有几个染色体组：含有两个染色体组的是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的就是多倍体。考向预测2生物变异在育种方面的应用1．高考前瞻(1)考纲导读生物变异在育种方面的应用。(2)命题预测预计2018年高考命题会结合相关图示，与选修3的相关内容密切联系，综合考查育种的方式及原理。(3)真题演绎1．(2017年江苏卷，27)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：化。（2）在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为育种。（3）如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的，产生染色体数目不等、生活力很低的，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制，成本较高。（4）新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。【答案】（1）遗传（2）纯合花药单倍体（3）染色体分离配子组培苗（4）重组【解析具有育种价值的变异属于可遗传甕异」需先确走遗传物质是否发生了娈化°⑺变异株是个别基因的突变体，则利用杂交育种，通过连续目交、选育，使早熟基因逐渐纯合，培育成新品种。加快育种进程，缩短育种年限，则采用单倍体育种"即采集变异株的花葯进行蛙理，茯得单倍体，然后用秋水仙素处理单倍体幼苗『诱导染鱼体数目加倍，获得纯合子。（3）染色体组变异株中染色体组发生了变化，则减数分裂中染色体有多种联会方式，染色体分离时不规则，就会形成染色体数目不等、生活力很低的配子，结果不能完成受精作用，得不到足量的种子。育种③是植物组织培养，需不断制备组培苗，成本较高。（4）新品种1的形成是通过杂交育种培育形成，属于有性生殖，是基因重组的结果，新品种3是植物组织培养的结果，属于无性繁殖，基因没有重组，所以前者产生的多种基因型中只有一部分保留下来，后者全部保留下来。2．要点整合1．杂交育种（1）概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。（2）过程：选择具有不同优良性状的亲本T杂交T获得F]TF]自交T获得F2T鉴别、选择需要的类型T优良品种。2．诱变育种概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。过程：选择生物T诱发基因突变T选择理想类型T培育。3．基因工程（1）概念：基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。（2）操作的基本步骤：提取目的基因T目的基因与运载体结合T将目的基因导入受体细胞T目的基因的检测与鉴定。4．单倍体育种和多倍体育种（1）图中①和③的操作是秋水仙素处理，其作用原理是抑制纺锤体的形成。（2）图中②过程是花药离体培养。（3）单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。5．单倍体育种、多倍体育种及植物细胞工程育种的区分（1）单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。（2）用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，叫多倍体育种，不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。（3）单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。（4）单倍体育种和植物细胞工程育种，都运用了植物组织培养技术。3．能力提升1．育种方式的选择（1）根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法集中不同亲本的优良性状：a.—般情况下，选择杂交育种，这也是最简捷的方法；b.需要缩短育种年限（快速育种）时，选择单倍体育种。培育果实较大或植株较大或营养物质含量较高的新物种——多倍体育种。提高变异频率，“改良”“改造”或“直接改变”现有性状，获得当前不存在的基因或性状——诱变育种。若要培育隐性性状个体，可选择自交或杂交育种，只要出现该性状即可。（2）根据育种流程图来辨别育种方式杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。诱变育种：涉及诱变因子，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。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。多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。基因工程育种：与原有生物相比，出现了新的基因。2．育种技术中的“四最”和“一明显”（1）最简便的育种技术——杂交育种（但耗时较长）。（2）最具预见性的育种技术——转基因技术或细胞工程育种（但技术含量高）。（3）最盲目的育种——诱变育种（但可获得新基因，性状可较快稳定）。（4）最能提高产量的育种——多倍体育种（尤其是营养器官增大）。（5）可明显缩短育种年限的育种——单倍体育种。4．精准例析例1】下列关于常见作物育种方法优点的叙述，不正确的是（）

杂交育种可以集中不同亲本的优良性状单倍体育种一定比杂交育种耗时短多倍体育种培育的新品种往往果实大，茎秆粗壮，营养成分高利用诱变育种可提高突变频率，获得新基因【答案】B【解析】杂交育种指将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培肓，获得新品种的方法，因此其可以集中不同亲本的优良性状汕為正确。如需要从AA讪和aaBB中得到aabb,则通过杂交育种比单倍体育种更快，君错误。多倍体的优点是果实犬，茎秆粗壮，营养成分高，心正确。诱变育种的原理是基因突变，其育种