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第7单元 生物的变异、育种和进化,1.基因突变 (1)特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性等。 (2)意义:基因突变是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;为生物进化提供了原始材料。 2.基因重组 (1)主要类型 非同源染色体上的非等位基因自由组合(发生于减数第一次分裂)。 同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换导致同一条染色体上的基因重组(发生于四分体时期)。 (2)基因重组是通过有性生殖过程实现的,其结果是导致生物性状的多样性,为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。,3.染色体结构变异和数目变异 (1)染色体结构变异的类型有缺失、重复、倒位和易位。 (2)染色体数目变异 染色体组:细胞中形态和功能上各不相同,但又相互协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体,叫做一个染色体组。 二倍体、多倍体、单倍体的界定:可依据发育起点界定二倍体、多倍体与单倍体。起点为“受精卵”时,依据“染色体组数”确认二倍体、多倍体,起点为“配子”时,直接认定为单倍体。,4.生物育种的原理 (1)诱变育种基因突变; (2)单倍体育种染色体数目变异; (3)多倍体育种染色体数目变异; (4)杂交育种基因重组; (5)基因工程育种基因重组。 5.单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。 6.秋水仙素诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成。,7.现代综合进化论的主要内容 (1)种群是生物进化的基本单位,进化的实质是种群基因频率的定向改变。 (2)突变和基因重组产生进化的原材料。引发种群基因频率发生变动的五大因素为突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择。 (3)自然选择决定生物进化的方向。 (4)隔离是物种形成的必要条件,生殖隔离是新物种形成的标志。 8.共同进化与生物多样性的形成 (1)共同进化: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,即共同进化。 (2)生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。,1.对基因突变、基因重组辨析不清 (1)基因突变发生的时期 无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。 基因突变不只发生在有丝分裂间期,而是在各个时期都有可能。 (2)对基因突变本质的分析 基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变,基因的数目和位置并未改变。 基因突变DNA中碱基对的增添、缺失、替换 a.基因是有遗传效应的DNA片段,不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。 b.有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA,RNA中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性状变异,广义上也称基因突变。,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的变化更加敏感。 基因突变一定会导致基因结构的改变,但却不一定引起生物性状的改变。 (3)基因突变、基因重组的判别 如果是有丝分裂过程中姐妹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姐妹染色单体上基因不同,可能是基因突变或交叉互换。,2.对染色体变异及育种过程认识不清 (1)染色体变异种的可育、不可育与可遗传界定 单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育;多倍体的配子如含有偶数个染色体组,则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因,可育并能产生后代。 “可遗传”可育。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”,但它们均属可遗传变异。 (2)单倍体育种与多倍体育种分析 单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程,花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。 两种育种方式都出现了染色体加倍情况:单倍体育种的操作对象是单倍体幼苗,通过植物组织培养,得到的植株是纯合子;多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。,3.不能准确选择育种方式 (1)杂交育种是最简捷的方法,而单倍体育种是最快获得纯合子的方法,可缩短育种年限。 (2)原核生物不能进行减数分裂,所以不能运用杂交的方法进行育种,一般采用的方法是诱变育种。 (3)若要培育具有隐性性状的个体,则可用自交或杂交的方法,只要出现该性状即可稳定遗传。 (4)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。 (5)若实验植物为营养繁殖类,如马铃薯等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。,4.对生物进化的概念和过程辨识不清 (1)对生物进化概念的分析 物种与种群:一个物种可以形成多个种群,一个种群必须是同一物种。同一物种的多个种群间存在地理隔离。 突变与基因突变:“突变”不是基因突变的简称,而是包括基因突变和染色体变异。 抗药个体的形成不是农药诱导产生的:在喷施农药之前,害虫中就存在抗农药的突变个体,喷施农药仅杀灭不抗药的个体,抗药的个体存活下来,农药不能使害虫产生抗药性变异,只是对抗药性个体进行了选择。,(2)物种形成与生物进化分析 物种的形成不一定都需要经过地理隔离,如多倍体的产生。 生物进化不一定导致物种的形成。 a.生物进化的实质是基因频率的改变,这种变化可大可小,不一定会突破物种的界限引发生殖隔离,即生物进化不一定导致新物种的形成。 b.新物种一旦形成,则说明生物肯定进化了。,1.不同基因突变的概率是相同的。() 2.基因突变的方向是由环境决定的。() 3.一个基因可以向多个方向突变。() 4.细胞分裂中期不发生基因突变。() 5.一般来说,只有发生在生殖细胞中的突变才能通过配子遗传给下一代。() 6.基因突变不仅是可逆的,而且大多数突变都是有害的。() 7.基因突变一般发生在细胞分裂间期的DNA复制过程中。 () 8.由于基因突变是不定向的,所以控制直毛的基因可以突变为控制长毛的基因。() 9.获得能产生人胰岛素的大肠杆菌的原理是基因突变。() 10.非同源染色体片段之间局部交换可导致基因重组。(),11.同源染色体上的基因也可能发生基因重组。() 12.发生在水稻根尖内的基因重组比发生在花药中的更容易遗传给后代。() 13.染色体结构变异是染色体的一个片段增加、缺失或替换等,而基因突变则是DNA分子中碱基对的替换、增加或缺失。() 14.原核生物和真核生物均可以发生基因突变,但只有真核生物能发生染色体变异。() 15.基因突变一般是微小突变,其对生物体影响较小,而染色体结构变异是较大的变异,其对生物体影响较大。() 16.多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别,而基因突变则不能。() 17.作物育种中最简捷的方法是杂交育种和单倍体育种。(),18.采用克隆的方法培育作物品种能保持亲本的优良性状。() 19.体细胞中染色体组数为奇数的作物品种都是经花药离体培养得来的。() 20.未经受精的卵细胞发育成的植物,一定是单倍体。() 21.含有两个染色体组的生物体,一定不是单倍体。() 22.基因型为aaaBBBCcc的植株一定不是单倍体。() 23.基因型为Abcd的生物体一般是单倍体。() 24.四倍体水稻与二倍体水稻杂交,可得到三倍体水稻,稻穗、米粒变小。() 25.单倍体育种是为了获得单倍体新品种。() 26.观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置。(),27.基因突变会产生新的基因,新的基因是原有基因的等位基因;基因重组不产生新的基因,但会形成新的基因型。() 28.基因重组是生物变异的主要来源;基因突变是生物变异的根本来源。() 29.六倍体小麦通过花药离体培养培育成的个体是三倍体。 () 30.单倍体细胞中只含有一个染色体组,因此都是高度不育的;多倍体是否可育取决于细胞中染色体组数是否成双,如果染色体组数是偶数则可育,如果是奇数则不可育。() 31.在减数分裂过程中,无论是同源染色体还是非同源染色体间,都可能发生部分的交叉互换,这种交换属于基因重组。(),32.杂交育种与转基因育种依据的遗传学原理是基因重组;诱变育种依据的原理是基因突变;单倍体育种与多倍体育种依据的原理是染色体变异。() 33.用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。() 34.由二倍体加倍后产生的四倍体,与原来的二倍体是同一个物种。() 35.体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体。() 36.杂交育种一定需要较长时间。() 37.袁隆平培育的高产、抗逆性强的杂交水稻是基因突变的结果。(),38.让高秆抗病(DDTT)与矮秆不抗病(ddtt)的小麦杂交得到F1,F1自交得到F2,可从F2开始,选择矮秆抗病的类型连续自交,从后代中筛选出纯种的矮秆抗病品种。类似地,用白色长毛(AABB)与黑色短毛(aabb)的兔进行交配得到F1,F1雌雄个体相互交配得到F2,从F2开始,在每一代中选择黑色长毛(aaB_)雌雄兔进行交配,选择出纯种的黑色长毛兔新品种。() 39.若要培育隐性性状的植物个体,可用自交或杂交,出现该性状即可。() 40.达尔文自然选择学说不仅能解释生物进化的原因,也能很好地解释生物界的适应性与多样性,但不能解释遗传与变异的本质,且对进化的解释仅限于个体水平。(),41.种群是生物繁殖的基本单位,也是生物进化的基本单位。() 42.一个符合遗传平衡的群体,无论是自交还是相互交配,其基因频率及基因型频率都不再发生改变。() 43.现代综合进化论认为,自然选择决定生物进化的方向,生物进化的实质是种群基因频率的改变。() 44.隔离是物种形成的必要条件。生殖隔离的形成必须要有地理隔离,地理隔离必然导致生殖隔离。() 45.进化过程一定伴随着基因频率的改变。() 46.突变、基因重组、自然选择都会直接导致基因频率的改变。(),47.长期使用农药后,害虫会产生很强的抗药性,这种抗药性的产生是因为农药诱导害虫产生了抗药性突变。() 48.某校学生(男女各半)中,红绿色盲患者占3.5%(均为男生),色盲携带者占5%,则该校学生中的色盲基因频率为5.67%。() 49.生物的变异是不定向的,但在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向的改变,从而使生物向着一定的方向进化。() 50.种群内基因频率改变的偶然性随种群个体数量下降而减小。(),1.(2018湖北荆州中学段检)用亚硝基化合物处理萌发的种子,发现某基因上一个腺嘌呤(A)经脱氨基变成了次黄嘌呤(I),I不能再与T配对,但能与C配对。下列相关叙述错误的是() A.这种基因突变属于人工诱变,碱基对被替换 B.连续复制两次后,含原基因的DNA分子占1/4 C.突变产生的新基因与原基因互为等位基因 D.突变性状对该生物的生存是否有害,取决于能否适应环境,答案,解析,2.(2018河南郑州嵩阳中学第六次段检)下图所示为某二倍体生物的正常细胞及几种突变细胞的一对常染色体和性染色体。以下分析不正确的是() A.图中正常雄性个体产生的雄配子类型有四种 B.突变体的形成可能是由于基因发生了突变 C.突变体所发生的变异能够通过显微镜直接观察到 D.突变体中基因A和a的分离符合基因的分离定律,答案,解析,3.(2018黑龙江哈尔滨六中段考)下列关于基因重组的叙述,正确的是() A.杂交后代出现31的分离比,不可能是基因重组导致的 B.联会时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合 C.一对表现型正常的夫妇生下了一个既白化又色盲的儿子最有可能是因为基因重组 D.基因重组导致生物性状多样性,为生物进化提供了最基本的原材料,答案,解析,4.(2018广东佛山第一次段考)下图是某种高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。图中不可能反映的是() A.图甲细胞表明该动物发生了基因重组 B.图乙细胞由于进行DNA复制解开双螺旋容易发生基因突变 C.图丙细胞中1与2的片段部分交换属于基因重组 D.图丙细胞表示发生了自由组合,答案,解析,5.将基因型为Dd的高茎豌豆幼苗(品系甲)用秋水仙素处理后,得到四倍体植株幼苗(品系乙),将品系甲、品系乙在同一地块中混合种植,在自然状态下生长、繁殖一代,得到它们的子一代。下列有关叙述正确的是() A.品系甲植株经秋水仙素处理得到的品系乙植株为纯合子 B.在品系乙植株发育过程中,细胞进行分裂时不能形成纺锤体 C.将品系乙植株上所结种子单独种植,矮茎植株占1/36 D.品系甲、品系乙混合种植后,产生的子代中有二倍体、三倍体和四倍体,答案,解析,6.(2018吉林百校联盟联考)某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种类型的变异,图甲中字母表示染色体片段。下列叙述错误的是(),A.图示中的生物变异都属于染色体变异 B.若图乙为一性原细胞,其可能产生正常的配子 C.图丁和图丙相比较,图丁产生不利变异的可能性更大 D.图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生,答案,解析,7.下图表示培育新品种(或新物种)的不同育种方法,下列分析正确的是() A.若过程是动物育种则可用射线处理幼年动物 B.育种过程中加速农作物进化,但不产生新物种 C.过程需要用秋水仙素处理单倍体种子获得纯合品种 D.若过程采用低温处理,低温可抑制着丝点的分裂导致染色体加倍,答案,解析,8.(2018湖北武汉武昌调考)如图示意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() A.染色体1、3、5、7、8可组成一个染色体组 B.图中标注的三对基因的遗传符合自由组合定律 C.含有B、D的染色体片段发生交换属于染色体结构变异 D.若该细胞分裂后产生一个ABDXX的配子,则一定是减数第一次分裂异常,答案,解析,9.下列关于变异与进化的说法,正确的是() A.所有的变异都能为自然选择提供原材料,但基因突变是变异的根本来源 B.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向 C.在显微镜下观察不到基因突变导致的结果,但可以观察到染色体变异导致的结果 D.基因重组可产生新的基因型,但由于其是随机和不定向的,所以不能决定进化的方向,答案,解析,10.棉纤维白色(B)和红色(b)是一对相对性状,育种专家发现深红棉(棉纤维深红色)的基因型为bb,其单倍体植株为粉红棉(棉纤维粉红色),粉红棉深受消费者青睐,但单倍体植株棉纤维少,产量低。为了获得产量高的粉红棉新品种,育种专家对深红棉做了如下图(和为染色体)所示的技术处理,得到了基因型为b (字母表示该染色体所含有的基因,没有字母表示该染色体不含此基因)的粉红棉新品种,解决了单倍体植株棉纤维少的难题。回答下列问题。,(1)图中培育新品种的处理过程发生的变异为,该粉红棉新品种自交后代发生性状分离出现了一种白色棉,该白色棉新品种的基因型是。请用遗传图解说明该白色棉新品种产生的过程。 (2)通过分析,粉红棉新品种的种子不能大面积推广。欲得到能大量推广的粉红棉种子,最简单的育种方法是(写明材料和方法即可)。 (3)图中基因A、a控制的性状分别是抗旱与不抗旱,则图中新品种自交产生的子代中,理论上抗旱粉红棉占总数的。,答案 (1)染色体结构变异(染色体结构缺失)遗传图解如下: (2)用深红棉与白色棉新品种杂交(3)3/8,解析 (1)由图可知,号染色体经过处理后缺失了一部分(b基因丢失),得到了基因型为b的粉红棉。分析粉红棉自交后代的性状可知,两个b基因同时存在时表现为深红棉,只有一个b基因时表现为粉红棉,没有b基因时表现为白色棉。(2)最简单的育种方法为杂交育种,欲得到能大量推广的粉红棉种子,可用基因型为bb和基因型为的个体杂交,即用深红棉与白色棉新品种杂交。(3)图中新品种的基因型为Aab,其自交产生的子代中,理论上抗旱粉红棉占总数的3/41/2=3/8。,11.某地大白菜农田蜗牛危害严重,农民起初喷洒杀虫剂R控制虫害,但几年后效果不明显,于是通过放养青蛙来控制害虫,下图是几年中蜗牛种群数量变化的曲线。回答下列相关问题。,(1)拉马克认为,生物各种适应性特征的形成都是由于和,若用其观点分析蜗牛抗药性的出现,则蜗牛抗药性变异产生于杀虫剂R使用(填“前”或“后”)。若用达尔文的观点分析,蜗牛抗药性的形成是的结果。 (2)现代综合进化论认为蜗牛从A点到B点发生了进化,其原因是。从点开始,农民开始放养青蛙控制害虫。,(3)蜗牛还能被一些鸟类捕食。蜗牛壳上有条纹与无条纹的性状是由一对等位基因A和a控制的,研究人员调查了某地区的1 000只蜗牛,对存活的个体数和被鸟捕食后剩下的蜗牛空壳数进行统计,得到的数据如下表所示。 在这1 000只蜗牛中,aa的基因型频率为。如果Aa的基因型频率为32%,则a的基因频率为。由表中数据可推断,经多个世代后,该种群中(填“有条纹”或“无条纹”)基因的频率将会增大。,答案 (1)用进废退获得性遗传后自然选择(2)从A到B杀虫剂R的使用会使蜗牛种群中抗药性基因频率上升,种群基因频率发生改变C(3)49% 65%无条纹,解析 (1)拉马克认为,生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传,若用其观点分析蜗牛抗药性变异的产生,则是杀虫剂的使用使蜗牛产生抗药性,即在杀虫剂使用后出现了抗药性。而达尔文的自然选择学说则认为抗药性的变异产生在杀虫剂使用前,杀虫剂起自然选择作用。(2)生物进化的实质是种群基因频率的改变。从图形分析,A点到B点杀虫剂R的使用使蜗牛种群密度下降,大部分抗药性个体保留了下来,故抗药性基因频率上升,蜗牛发生了进化。分析图形,C点后蜗牛种群数量开始下降,因此应是从C点开始放养青蛙。(3)无条纹为隐性性状,基因型为aa,由表格信息可知,aa的基因型频率为(211+279)/1 000100%=49%,如果Aa的基因型频率为32%,则a的基因频率=49%+1/232%=65%。由表中信息可知,有条纹的蜗牛空壳数相对较多,因此有条纹基因的频率会逐渐降低,无条纹基因的频率会逐渐上升。,
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