1、专题7 变异、育种与进化,答案速填: 碱基对 间 根本 减数(第一次) 数目 长 明显缩短育种年限 种群基因频率的改变 自然选择 共同进化,考纲要求: 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.转基因食品的安全性 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,热点一 生物变异的类型 【示范题1】(2016全国卷T32)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题:,(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者_。 (2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为
2、单位的变异,也可发生以_为单位的变异。,(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突 变),也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若 某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和 显性突变,且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体, 则最早在子_代中能观察到该显性突变的性状;,最早在子_代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子_代中能分离得到显性突变纯合体(子);最早在子_代中能分离得到隐性突变纯合体(子)。,【考题追问】原核生物可遗传变异的来源一定只有 基因突变吗?为什么? _ _ _ _。,不是。原核生物在特殊情况下,也可能因DNA的转移,而发生基因重组(如用加热杀死的S型肺炎
3、双球菌与,R型活菌混合培养时,会因基因重组使R型活菌转化为,S型菌),【热点纵横联】 变异的类型及其对生物的影响 1.识图区别变异类型:,缺失、重复、倒位、基因突变。,2.识图区分染色体易位与交叉互换:,3.“两看”法界定二倍体、多倍体、单倍体:,4.变异对生物的影响: (1)基因突变对性状的影响。 替换:只改变1个氨基酸或不改变。 增添:插入位置前不影响,影响插入后的序列,以3个或3的倍数个碱基为单位的增添影响较小。 缺失:缺失位置前不影响,影响缺失后的序列,以3个或3的倍数个碱基为单位的缺失影响较小。,(2)可遗传变异对基因种类和基因数量的影响。 基因突变改变基因的种类(基因结构改变,成为
4、新基因),不改变基因的数量。 基因重组不改变基因的种类和数量,但改变基因间组合方式,即改变基因型。 染色体变异改变基因的数量或排列顺序。,【对点聚焦练】 1.(2018肇庆二模)基因突变和基因重组的共性 是 ( ) A.对个体生存都是有利的 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,【解析】选B。基因突变大多数对生物是有害的,少数是有利的;基因重组对个体生存也不一定是有利的,A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,B正确;基因重组不能产生新基因,C错误;基因突变和基因重组在光学显微镜下都不能观察到,D错误。,【加固训
5、练】化学诱变剂羟胺能使胞嘧啶的氨基羟化,氨基羟化的胞嘧啶只能与腺嘌呤配对。育种专家常用适宜浓度的羟胺溶液浸泡番茄种子以培育番茄新品种。羟胺处理过的番茄不会出现 ( ),A.番茄种子的基因突变频率提高 B.DNA序列中CG转换成TA C.DNA分子的嘌呤数目大于嘧啶 D.体细胞染色体数目保持不变,【解析】选C。氨基羟化的胞嘧啶只能与腺嘌呤配对,并没有改变DNA中嘌呤与嘧啶进行配对的原则,所以不会出现DNA分子中的嘌呤数目大于嘧啶的情况。,2.(2018泉州一模)图中a、b、c表示一条染色体上相邻的3个基因,m、n为基因间的间隔序列,下列有关叙述中错误的是( ),A.该染色体上的3个基因不一定控制
6、生物的三种性状 B.m片段中碱基对增添或缺失不会导致基因突变 C.在a基因中插入80个碱基对,将导致染色体变异 D.a、b、c、m、n五个片段的基本组成单位相同,【解析】选C。非等位基因之间通过相互作用,可以控制生物的同一性状,A正确;m片段属于非基因片段,它的碱基对增添或缺失不属于基因突变,B正确;在a基因中插入80个碱基对,是基因结构的改变,属于基因突变,C错误;DNA的基本组成单位都是脱氧核苷酸,D正确。,3.(新题预测)如图1为某纯种生物的一条染色体及相关基因。图2中甲、乙、丙为图1发生了某种变异的结果。下列相关说法正确的是 ( ),A.甲一定发生了基因突变 B.乙发生了染色体结构变异
7、,但不影响性状 C.丙发生的染色体变异属于易位,也属于重复 D.甲、乙、丙三种变异均会改变该生物的性状,【解析】选A。因为该生物为纯种,所以其基因型为EE, e的出现一定是基因突变的结果,A正确。乙发生的变异 属于倒位,虽然不改变基因的种类,但是改变了基因在 染色体上的排列顺序,会引起性状的改变,B错误。丙多 出来的片段带有f、G两个控制其他性状的基因,说明这 一部分来自非同源染色体,因此属于易位,C错误。这三 种变异中,甲的变异不影响该生物的性状,D错误。,4.(2018吉林三模)研究发现,某二倍体动物有两种性别:性染色体组成为XX的是雌雄同体(2N),XO(缺少Y染色体)为雄体(2N-1)
8、,二者均能正常产生配子。下列推断正确的是 ( ),A.雄体为该物种的单倍体 B.雄体是由未受精的卵细胞直接发育而来的 C.XO个体只产生雄配子,且雄配子间的染色体数目不同 D.XX个体只产生雌配子,且雌配子间的染色体数目相同,【解析】选C。单倍体是指体细胞中含有本物种配子染 色体数目的个体,而雄体的体细胞中的染色体数目只是 较正常的雌雄同体的个体少了一条,所以雄体不是该物 种的单倍体,A错误;雄体不是由未受精的卵细胞直接发 育而来的,因为未受精的卵细胞含有N条染色体,而雄体 的体细胞中含有(2N-1)条染色体,B错误;XO个体为雄体,只产生两种雄配子,一种含有N条染色体,另一种含有(N-1)条
9、染色体,C正确;XX个体是雌雄同体,既能产生雌配子,也能产生雄配子,且雌配子间或雄配子间的染色体数目相同,D错误。,热点二 生物变异在育种上的应用 【示范题2】将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗,然后用秋水仙素处理,使其能正常开花结果。该幼苗发育成的植株具有的特征是 ( ) A.能稳定遗传 B.单倍体 C.有杂种优势 D.含4个染色体组,【考题追问】杂合二倍体植株经单倍体育种所得植株 是几倍体?为什么? _ _ _ _。,二倍体。杂合二倍体进行单倍体育种首先是花药离体,培养得到只含1个染色体组的单倍体幼苗,再用秋水仙,素处理单倍体幼苗获得纯合的二倍体植株,筛选得到,所需的新品种,【热点纵横
10、联】 变异原理在育种实践中的应用 1.图解:,2.图解中AG表示的处理方法: A.杂交 B.花药离体培养 C.秋水仙素处理 D.自交 E.诱变处理 F.秋水仙素处理 G.转基因技术,3.育种方法及原理:,【对点聚焦练】 1.(2018天津高考)芦笋是雌雄异株植物,雄株性染色体为XY,雌株为XX;其幼茎可食用,雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是( ),A.形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导 B.幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程 C.雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XX D.与雄株甲不同,雄株丁培育过程中发生了基因重组,【解析】选C。本题考查植物组织
11、培养的过程、原理及 变异的相关知识。雄株甲是将顶芽通过植物组织培养 获得的,愈伤组织的形成需要在培养基中添加生长素和 细胞分裂素或相应的植物生长调节剂获得,A项正确。 幼苗乙和丙是将花粉经过脱分化、再分化的植物组织 培养过程获得的,故幼苗乙和丙只有性染色体中的一条,即X或Y;染色体数目加倍后,植株乙和丙的染色体组成为XX、YY(或YY、XX),B项正确、C项错误;植株乙和丙产生配子并杂交的过程中发生了基因重组,D项正确。,2.(2018合肥二模)下列有关生物体的倍性及育种的相关叙述正确的是 ( ) A.单倍体、二倍体及多倍体的判断依据是细胞内染色体组的数量 B.多倍体育种需要用到秋水仙素,而单
12、倍体育种则不需要,C.经染色体变异途径得到的单倍体及多倍体均为有遗传缺陷的个体 D.利用杂交育种技术,可培育出生物新品种,促进生物的进化,【解析】选D。单倍体的判断依据为是否由配子直接发 育而来,如果该生物体是由配子直接发育而成,则无论 体细胞中含有几个染色体组,都称为单倍体,A错误;多 倍体育种和单倍体育种都需要用秋水仙素处理,B错误; 经染色体变异途径得到的某些种类的单倍体(如用玉米 的花粉、高粱的花粉、水稻的花粉培育形成的单倍体),与正常植株相比只含有一个染色体组,植株弱小,而且高度不育,存在遗传缺陷;而经染色体变异途径得到的多倍体植株,染色体组加倍,而且是可育的,具有茎秆粗壮、叶片、种
13、子、果实都比较大等优点,C错误。,【易错提醒】 (1)单倍体不一定只含1个染色体组。 (2)单倍体不一定都是不育的。 (3)单倍体育种中用秋水仙素处理单倍体幼苗(不处理萌发的种子),多倍体育种中用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。,3.(2018郑州二模)下列关于生物变异及育种的叙述, 正确的是 ( ) A.诱变育种能定向提高突变率,以获得较多的优良变异 类型 B.通过杂交育种产生的子代个体中会出现新的物种 C.一般情况下,基因工程育种不能产生新基因,但能定 向改造生物性状 D.单倍体植株常表现出长势矮小、种子不饱满等性状,【解析】选C。诱变育种的原理是基因突变,而基因突变是不定向的,A错误;杂交
14、育种只能获得新品种,不能获得新物种,B错误;一般情况下,基因工程育种不能产生新基因,但能定向改造生物性状,C正确;单倍体植株常表现为高度不育,一般不会产生种子,D错误。,【加固训练】黑龙江省农科院欲通过如图所示的育种过程培育出高品质的糯玉米。下列有关叙述正确的是( ),A.a过程中运用的遗传学原理是基因重组 B.a过程需要用秋水仙素处理萌发的种子 C.利用c过程一定能更快获得高品质的糯玉米 D.b过程一般需要通过逐代自交来提高纯合率,【解析】选D。a过程是染色体数目加倍的过程,所利用的原理是染色体数目的变异;a过程是用秋水仙素处理单倍体植株的幼苗;c过程使用X射线处理,属于诱变育种,所利用的原
15、理是基因突变,基因突变具有不定向性和突变频率低的特点,因此,不一定能很快获得高品质的糯玉米;b过程是杂交育种过程中的操作,即连续自交和人工选择,该过程可以提高纯合率。,4.(2018湖南名校联考)如图是小麦育种的相关方式,有关说法错误的是 ( ),A.获得的育种方式中秋水仙素的作用是抑制染色体着丝点分裂,使染色体加倍 B.获得的育种方式,最大的缺点是育种年限长 C.获得的育种原理与抗虫棉培育原理相同 D.获得的育种方式称为诱变育种,可大幅度改变生物性状,【解析】选A。秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,但是不影响着丝点分裂,A错误;获得的育种方式为杂交育种,由于杂交后代会发生性状分离,需要不断地
16、自交、淘汰,因此其最大的缺点是育种年限长,B正确;获得的育种方式和抗虫棉的育种方式都是转基因技术,原理是基因重组,C正确;获得的育种方式为诱变育种,原理是基因突变,可大幅度改变生物性状,加快育种进程,D正确。,【知识总结】 关注“四最”定育种方式 (1)最简便侧重于技术操作,杂交育种操作最简便。 (2)最快侧重于育种时间,单倍体育种所需时间明显缩短。,(3)最新侧重于新性状,诱变育种能产生新基因,大幅度改良某些性状。 (4)最准确侧重于目标精准度,基因工程技术可“定向”改变生物性状。,热点三 现代生物进化理论的主要内容 【示范题3】(2015全国卷T32)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对
17、于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题:,(1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率a基因频率为_。理论上,该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为_,A基因频率为_。,(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为21,则对该结果最合理的解释是_。根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和 aa基因型个体数量的比例应为_。,【考题追问】影响种群基因频率的因素有哪些? _。,突变和基因重组、自然选择、迁移等,【热点纵横联】 现代生物进化理论 1.现代生物进化理论中的“两、两、三、三”:,2.基因频率的计
18、算方法: (1)定义法。 基因频率=,(2)根据定义法计算的两种类型。 若某基因在常染色体上,则 基因频率= 若某基因只位于X染色体上,则 基因频率=,(3)通过基因型频率计算基因频率:若基因在常染色体上,则该对等位基因中,显(或隐)性基因的频率=显(或隐)性纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率。 3.基因型频率的计算: (1)纯合子的基因型频率=相应基因频率的平方。 (2)杂合子的基因型频率=2显性基因频率隐性基因频率。,【对点聚焦练】 1.(2018江苏高考)下列关于生物进化的叙述,正确的是 ( ) A.群体中近亲繁殖可提高纯合体(子)的比例 B.有害突变不能成为生物进化的原材料 C.
19、某种生物产生新基因并稳定遗传后,则形成了新物种 D.若没有其他因素影响,一个随机交配小群体的基因频率在各代保持不变,【解析】选A。杂合子连续自交,子代中纯合子所占的比例会逐渐升高,群体中近亲繁殖,纯合子的比例会升高,A项正确;可遗传变异为生物的进化提供了原材料,有害突变增加了生物的多样性,也是自然选择的原材料,B项错误;某种生物产生新基因并稳定遗传后,可改变基因的频率,但不一定形成新物种,C项错误;一个随机交配的小群体,即使没有其他因素的影响,也可能发生可遗传变异,基因频率也会改变,D项错误。,【加固训练】(2016江苏高考)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是 (
20、 ),A.杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点 B.基因pen的自然突变是定向的 C.基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料 D.野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离,【解题指导】根据图形判断某昆虫基因pen突变产生抗药性的原因是靶位点突变形成了抗药靶位点,使杀虫剂不能通过细胞膜上的载体进入细胞中。,【解析】选C。本题主要考查生物变异和生物进化的关系。某昆虫基因pen突变后形成了抗药靶位点,A项错误。基因突变具有不定向性,B项错误。基因突变为昆虫进化提供原材料,C项正确。野生型昆虫和pen基因突变型昆虫属于同一物种,二者不存在生殖隔离,D项错误。,2.(2018福州一模)现代生物进化理
21、论是在达尔文 自然选择学说基础上发展起来的,对自然选择学说进 行了补充修正。下列哪项不是现代生物进化理论的 内容 ( ),A.进化的基本单位是种群,而不是生物个体 B.自然选择是因为生物存在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中的基本环节,【解析】选B。自然选择是因为生物存在过度繁殖而导致生存斗争来实现的是达尔文自然选择学说的内容,B错误。,【加固训练】下列有关现代生物进化理论的叙述,正确的 是 ( ),A.自然选择是对种群的有利基因进行选择,且决定了新基因的产生 B.种群基因频率的变化趋势能反映生物进化的方向 C
22、.超级细菌感染病例的出现,是因为抗生素的滥用使细菌发生基因突变 D.隔离是形成新物种的必要条件,也是生物进化的必要条件,【解析】选B。自然选择是对种群的有利性状进行选择,决定了进化的方向,A错误;种群基因频率的变化趋势能反映生物进化的方向,B正确;抗生素的滥用属于环境选择,即自然选择,C错误;隔离是形成新物种的必要条件,但不是生物进化的必要条件,生物进化的实质是种群基因频率的改变,D错误。,3.(2016全国卷)理论上,下列关于人类单基因遗传病的叙述,正确的是 ( ) A.常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 B.常染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因
23、频率,C.X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 D.X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率,【解题指导】解答本题需注意以下两点: (1)正确理解单基因遗传病的实质。 (2)掌握常染色体遗传病与X染色体遗传病的基因频率的计算方法。,【解析】选D。本题主要考查人类单基因遗传病的发病 率与基因频率的关系。满足一定条件的种群中,等位基 因只有一对(A、a)时,设基因A的频率为p,基因a的频率 为q,则基因频率p+q=1,AA、Aa、aa的基因型频率分别 为p2、2pq、q2。若为常染色体隐性遗传病,发病率与 性别无关,男女发病率均为aa的基因型频率,即q2
24、,故A 选项错误;若为常染色体显性遗传病,发病率与性别无,关,男女发病率均为AA和Aa的基因型频率之和,即p2+2pq,故B选项错误;若为X染色体显性遗传病,女性中的发病率计算方法与常染色体显性遗传病的情况相同,即p2+2pq,故C选项错误;若为X染色体隐性遗传病,由于男性只有一条X染色体,所以男性中的发病率为致病基因的基因频率,故D选项正确。,4.(2018哈尔滨二模)眼睛的出现是生物进化的一大亮点,在眼睛出现之前,生物是温和、驯服的,眼睛使许多动物成为主动的猎食者,一个充满残酷的世界拉开了序幕。下列与生物进化相关的叙述正确的是 ( ),A.生物的各种变异都为进化提供了原材料 B.眼睛的出现决定了生物进化的方向 C.眼睛的出现在很大程度上加快了生物进化的步伐 D.生物在进化过程中基因型频率一定会发生改变,【解析】选C。只有生物的可遗传变异才能为生物进化提供原材料,而环境引起的不可遗传的变异不能为生物进化提供原材料,A错误。眼睛的出现是自然选择的结果,但不能决定生物进化的方向,B错误。因为眼睛的出现使许多动物成为主动的猎食者,加快了种群生物进化的速度,C正确。生物在进化过程中种群基因频率一定发生改变,但基因型频率不一定会发生改变,D错误。,交汇命题点:“生物变异与进化”跨专题考查,
