2020届高考生物艺考生大二轮总复习 上篇 专题六 生物的变异、育种和进化 第8讲 变异、育种和进化 高频命题点1 生物的变异与育种教学案

第8讲变异、育种和进化 最新考纲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()；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()。精读教材记一记1低温诱导植物染色体数目的变化(P88实验)(1)经低温处理过的植物根尖，放入卡诺氏液中浸泡，以固定细胞形态，再用酒精冲洗。(2)解离液：盐酸和酒精，其中盐酸的作用是使洋葱细胞的细胞壁软化，并使细胞间的中胶层物质溶解，有利于植物细胞分离开来。解离后的漂洗用的是清水。改良苯酚品红也是碱性染料。(3)低温处理时，植物细胞还是活的，低温抑制了纺锤体的形成以及细胞分裂，但不抑制着丝点的分裂，所以有些细胞染色体数目加倍。(4)最后，视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目改变的细胞(因为低温处理时，不是每个细胞都恰好正要分裂且正要形成纺锤体)。2X射线照射后的野生型链孢霉不能在基本培养基上生长，但加入某种维生素则立即能生长，说明基因突变可能影响了酶的合成从而影响了维生素的合成。(P96技能应用)3选择育种是不断从变异个体中选择出最好的进行繁殖和培育。缺点是周期长，可选择的范围有限。(P107本章小结)4自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表现型，但研究进化不能只研究个体表现型是否与环境相适应，还必须研究群体的基因组成的变化。(P114中部正文)5捕食者往往优先捕食数量多的物种，为其他物种的形成腾出空间，捕食者的存在有利于增加物种多样性。(P123下部小字)6不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化，它是生物多样性形成的原因。(P124中部正文)自我诊断判一判1有关生物变异的正误判断(1)A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因。()(2)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。()(3)低温可抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极导致染色体加倍。()(4)多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会。()(5)在有丝分裂和减数分裂过程中，非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异。()2有关生物育种的正误判断(1)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低。()(2)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养。()(3)用秋水仙素处理细胞群体，M(分裂)期细胞的比例会减少。()(4)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关。()3有关生物进化的正误判断(1)长舌蝠为长筒花的唯一传粉者，两者相互适应，共同(协同)进化。()(2)生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素。()(3)生物的种间竞争是一种选择过程。()(4)自然选择决定了生物变异和进化的方向。()(5)外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向。()(6)一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境。()(7)物种的形成可以不经过隔离。()(8)无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变。()(9)野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离。()解析：基因突变导致种群基因频率改变，生物发生了进化，但进化不一定产生生殖隔离(或形成新物种)。高频命题点1生物的变异与育种真题领航目标方向导入高考1(2019江苏卷，4)下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是()A基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种解析：C本题通过生物的变异与育种知识，考查考生对变异类型的理解与应用能力；通过对变异类型的判断，体现了科学思维素养中的分析与判断要素。基因重组通过基因的重新组合，会使个体的生物性状发生变异，A错误；由于密码子具有简并性，DNA中碱基序列的改变不一定导致生物性状的改变，B错误；由二倍体植物的花粉发育而来的单倍体植株常常高度不育，但若用秋水仙素处理，使之染色体组加倍后，也可成为可育的植株从而用于育种，C正确；相比正常个体，诱导产生的多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子中染色体数目也加倍，但产生的配子数目并不一定加倍，D错误。2(2018全国卷，6)某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断，下列说法不合理的是()A突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的C突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到XD突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移解析：C由题意知，突变体M和N在基本培养基上不能正常生长，是因为基因突变导致相应酶的活性丧失，使得大肠杆菌M和N分别缺少氨基酸甲和乙，A和B正确；大肠杆菌的遗传物质是DNA而不是RNA，所以M和N混合培养得到X属于基因重组，C错误，D正确。3(全国高考卷)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种。已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题：(1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有_优良性状的新品种。(2)杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是_。(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件。可用测交实验来进行检验，请简要写出该测交实验的过程。_。解析：杂交育种是将优良性状集中到一起，获得具有优良性状的个体；符合孟德尔遗传定律的条件是两对性状分别受两对基因控制，且这两对基因分别位于两对同源染色体上；测交是待测个体与隐性纯合体杂交，在本题中是用F1与矮秆感病个体杂交。答案：(1)抗病矮秆(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆植株杂交知识拓展培养学生文字表达能力1原核生物可遗传变异的来源一定只有基因突变吗？为什么？_答案：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)2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)。答案：一二三二3有人选取豌豆的高茎与矮茎杂交得子一代，子一代全为高茎。子一代自交得子二代，子二代出现了性状分离，但分离比并不是预期的31，而是出现了高矮51。试分析产生这一现象的可能原因，并设计了一个实验方案加以证明。答案：子一代自交后代出现高矮51的原因可能是染色体加倍形成了四倍体DDdd，DDdd减数分裂产生三种配子DDDddd141。让子一代与矮茎豌豆测交，若后代出现高茎矮茎51，则说明子一代是四倍体DDdd。核心整合掌握必备生物知识1辨清三种可遗传的变异(填空)(1)抓住“本质、镜检、适用范围”三个关键点区分三种可遗传变异。a本质：.基因突变以碱基对为单位发生改变，改变发生在某基因的内部，产生新基因；.基因重组以基因为单位发生重组，产生新的基因型；.染色体结构变异以染色体片段为单位，是若干基因的数量或排列顺序的变化。b镜检结果：染色体变异能够在显微镜下看到，而基因突变和基因重组不能。c适用范围：基因突变适用于所有生物(是病毒和原核生物的唯一变异方式)，基因重组适用于真核生物有性生殖的减数分裂过程中，染色体变异适用于真核生物。(2)理清“互换”问题a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。b非同源染色体之间的互换：属于染色体结构变异中的易位。2二看法区分单倍体、二倍体和多倍体(填图)3辨别“5”种生物育种方式(填空)(1)“亲本新品种”为杂交育种。(2)“亲本新品种”为单倍体育种。(3)“种子或幼苗新品种”为诱变育种。(4)“种子或幼苗新品种”为多倍体育种。(5)“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子新品种”为基因工程育种。4根据不同的需求选择育种的方法(填空)(1)若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，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)若要快速获得纯合子，则用单倍体育种方法。(4)若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。(5)若要定向改变生物的性状，可利用基因工程育种。(6)若实验植物为营养繁殖类如马铃薯、甘薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。考向立意掌握核心素养，突破关键能力考向一以可遗传的变异为载体，考查学生分析实验，设计实验的能力1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)基因突变是指_。某细菌能在基本培养基上生长，X射线照射后不能生长，但加入某种维生素后又能生长，其原因是_若基因型为aa某自花受粉植物甲植株发生了显性突变且在子一代中获得了基因型为Aa的个体，则最早在子_代中能分离得到显性纯合子。(2)单体是染色体变异的一种特殊类型。单体比正常个体少一条染色体，用(2n1)表示(例如：若1号染色体任意一条染色体缺少则称为该植物的1号单体，依次类推)，则某自花受粉植物乙(2n16)最多有_种单体。若这些单体可以产生配子，并能用于杂交，则可用于基因的染色体定位。某育种专家在该植物培育过程中偶然发现一个隐性纯合突变个体，请设计实验来判断该隐性突变基因位于第几号染色体上。实验思路：_。解析：(1)基因突变是指DNA分子中发生的碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。某细菌能在基本培养基上生长，X射线照射后不能生长，但加入某种维生素后又能生长，说明X射线使细菌发生了基因突变，影响了合成该种维生素的酶的合成。根据题意分析，aa显性突变为Aa，从子一代获得了Aa，其自交后代中显性性状的个体基因型可能为AA、Aa，让其自交，不发生性状分离的就是显性纯合子。即最早在子三代中能分离得到显性纯合子。(2)根据题意，植物乙有8对同源染色体，每一对染色体中少一条都可以成为单体，因此最多可以形成8种单体；某育种专家在该植物培育过程中偶然发现一个隐性纯合突变个体，让隐性突变个体分别与各种单体杂交，若某种单体的子代中出现隐性突变类型，则此基因在相应的染色体上。答案：(1)DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变X射线使细菌发生了基因突变，影响了合成该种维生素的酶的合成三(2)8让隐性突变个体分别与各种单体杂交，若某种单体的子代中出现隐性突变类型，则此基因在相应的染色体上2玉米叶片叶绿素的合成受其常染色体上一对等位基因(A、a)控制，同时也受光照的影响。在正常光照下，当玉米植株体细胞中含2个A基因时，植株叶片呈深绿色；含一个A基因时叶片呈浅绿色；不含A基因时叶片呈黄色，不含A基因的植株被称为白化苗，其会在幼苗期逐渐死亡。在遮光条件下，任何基因型的玉米植株叶片均呈黄色。请回答问题：(1)从以上信息可以得出，由_相互作用共同调控着生物的性状。(2)在种植深绿色叶片玉米植株的时候，发现一组浅绿色叶片玉米植株。为确定该变异是由基因突变产生的还是由染色体片段缺失造成的(已知缺失A基因所在染色体片段的花粉不育)，用该地段中的深绿色叶片玉米植株和浅绿色叶片玉米植株为亲本，完成如下杂交实验(实验条件均为正常光照下)：实验方案：_作父本，_作母本进行杂交，分析比较子代的表现型及比例。预测结果及结论：如果_，则该变异是由基因突变造成的；如果_，这个变异是由染色体片段缺失造成的。解析：(1)生物的性状受基因的控制，同时还受到环境的影响。(2)根据题意分析，深绿色植株的基因型为AA，出现浅绿色的原因可能是AA突变为Aa，也可能是A所在的染色体片段缺失，丢失了A基因。由题可知，缺失A基因所在染色体片段的花粉不育，故应以浅绿色叶片玉米植株的突变体作为父本，以正常深绿色的植株为母本杂交，观察后代的情况。如果该变异是由基因突变造成的，则Aa与AA杂交，后代中深绿色浅绿色11；如果这个变异是由染色体片段缺失造成的，则浅绿色突变体AO与AA杂交，由于缺失A的花粉不育，则后代都是深绿色植株。答案：(1)基因与环境(2)浅绿色叶片玉米植株深绿色叶片玉米植株子代的表现型及比例为深绿浅绿11子代的表现型全为深绿考向二以育种的原理与程序为载体，考查学生对育种方法的选取与设计3玉米是一种单性花、雌雄同株的作物，正常植株的基因型为D_E_，顶部开雄花下部开雌花；基因型为ddE_的植株只能开雄花而成为雄株；基因型为D_ee或ddee的植株的顶端长出的是雌花而成为雌株(两对基因位于两对同源染色体上)，育种工作者选用上述材料作亲本，杂交后得到下表中的结果，回答下列问题：类型正常植株雄株雌株数目5065001 012(1)请写出亲本可能的基因型_。若表中的雌雄株随机结合，理论上后代的表现型及比例为_。(2)玉米的纯合体雄株和雌株在育种中有重要的应用价值，在杂交育种时可免除_麻烦。选育出纯合体雄株和雌株应确保其杂交后代都是正常植株，以符合种子生产要求。已知农田中的正常植株都是杂合子DdEe，请设计一个快速育种方案，利用这种植株选育出符合生产要求的雄株和雌株(写出育种方案即可)：_。(3)为了确保能杂交产生足够的正常植株，需要对选出的雄株和雌株进行大量繁殖，请写出培育方案：_。解析：(1)据题意可知，基因型D_E_为雌雄同株，ddE_为雄株，D_ee或ddee则为雌株。杂交后代中正常植株(D_E_)雄株(ddE_)雌株(D_ee或ddee)112，为测交后代1111比例的变式，故可推知亲本的基因型是ddEeDdee或DdEeddee；故表中雌株的基因型为1/2Ddee、1/2ddee，雄株的基因型是ddEe。雌雄株随机交配，理论上后代的表现型及比例为正常植株雄株雌株1/8(1/81/4)(2/81/4)134。(2)玉米雌雄异体，在杂交育种时不用人工去雄。由于基因型为D_E_为雌雄同株，ddE_为雄株，而D_ee或ddee为雌株，为保证后代都是正常植株，因此选育出的纯合体雄株和雌株的基因型分别为ddEE和DDee。利用DdEe植株选育出符合生产要求的雄株和雌株的快速育种方案为单倍体育种。(3)使植物大量繁殖可利用植物组织培养的方法。答案：(1)ddEeDdee或DdEeddee正常植株雄株雌株134(2)人工去雄利用杂合子DdEe进行单倍体育种，选育出雄株(ddEE)、雌株(DDee、ddee)，其中雄株(ddEE)符合生产要求；将上一步骤中得到的雌株和雄株进行杂交，若后代是正常植株，则雌株的基因型为符合生产要求的DDee(3)取上述得到的符合生产要求的雄株和雌株的芽(雌株芽可在上述杂交之前进行部分预留)或根尖进行植物组织培养- 9 -