高三生物二轮复习 第1部分 专题4 第3讲 生物的变异、育种与进化课件

第第3讲生物的变异、育种与进化讲生物的变异、育种与进化 1(2011安徽理综卷)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接()A插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变B替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变C造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异D诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代解析：碘是人体甲状腺激素的组成元素，为组成人体的微量元素。由于131I有放射性，能诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因突变，但这属于体细胞的基因突变，不会遗传给下一代，D项错误。131I不是碱基类似物，故不能直接插入到DNA分子中，也不能替换DNA分子中的某一碱基，A、B项错误。大剂量的放射性元素会引起染色体结构变异，C项正确。答案：C类类型型项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异概念概念DNA分子中发生分子中发生碱基对的替换、增添和缺碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的失，而引起的基因结构的改变改变在生物体进行有性在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合性状的基因的重新组合因染色体数目因染色体数目或结构发生变化而导或结构发生变化而导致生物性状发生变异致生物性状发生变异适适用用范范围围生生物种类物种类所有生物所有生物(包括病包括病毒毒)均可发生均可发生自然状态下只发生自然状态下只发生于真核生物有性生殖过程于真核生物有性生殖过程中，为核遗传中，为核遗传真核生物细胞真核生物细胞增殖过程中均可发生增殖过程中均可发生生生殖殖无性生殖、有性生无性生殖、有性生殖殖有性生殖有性生殖无性生殖、有无性生殖、有性生殖性生殖类类型型项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异类型类型自然突变、诱发突自然突变、诱发突变变交叉互换、自由组交叉互换、自由组合、人工合、人工DNA拼接技术拼接技术染色体结构变染色体结构变异、染色体数目变异异、染色体数目变异发生发生时期时期DNA复制时复制时(有丝分有丝分裂间期、减数第一次分裂裂间期、减数第一次分裂前的间期前的间期)减数分裂四分体时减数分裂四分体时期及减数第一次分裂过程期及减数第一次分裂过程中中细胞分裂期细胞分裂期产生产生结果结果产生新的基因产生新的基因只产生新的基因型只产生新的基因型，不产生新的基因，不产生新的基因不产生新的基不产生新的基因，但可引起基因数因，但可引起基因数目或顺序的变化目或顺序的变化类类型型项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异镜检镜检光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定新性状组合确定光镜下可检出光镜下可检出育种育种应用应用诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种基因工程育种基因工程育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种1三者均属于可遗传的变异，都为生物的进化提供了原材料。2基因突变产生新的基因，是生物变异的根本来源；基因突变是基因重组的基础。3基因重组是形成生物多样性的重要原因之一。 2(2011山东实验中学一模)下图表示培育高品质小麦的几种方法，下列叙述正确的是() A图中涉及的育种方法有杂交育种、单倍体育种和诱变育种 Ba过程能提高突变频率，从而明显缩短育种年限 Ca、c过程都需要用秋水仙素处理萌发的种子 D要获得yyRR，b过程需要进行不断自交来提高纯合率 解析：a过程属于单倍体育种，此过程因无种子，所以只能用秋水仙素处理单倍体幼苗，因该过程未利用诱变因素，所以这种育种方法不能提高突变频率，但能明显缩短育种年限；b过程为杂交育种，需要进行不断自交提高纯合率；c过程为多倍体育种，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。答案：D不同的育种方法比较杂交杂交育种育种人工诱人工诱变育种变育种单倍体单倍体育种育种多倍体多倍体育种育种基因工基因工程育种程育种依依据原理据原理基因重组基因重组基因突变基因突变染色体染色体变异变异染色体染色体变异变异基因重组基因重组常常用方法用方法 选 育 纯选 育 纯种：杂交种：杂交自交自交选选种种自交自交 选 育 杂选 育 杂种：杂交种：杂交杂交种杂交种辐 射 、 激辐 射 、 激光 、 化 学 药 品 处光 、 化 学 药 品 处理、生物处理、作理、生物处理、作物空间技术育种物空间技术育种花药离体培花药离体培养后再用秋水仙素养后再用秋水仙素(或低温或低温)处理幼苗，处理幼苗，使染色体数目加倍使染色体数目加倍秋 水 仙秋 水 仙素素(或低温或低温)处理萌处理萌发的种子或幼苗发的种子或幼苗转基因转基因(DNA重组重组)技术将目技术将目的基因引入生物体的基因引入生物体内，培育新品种内，培育新品种杂交杂交育种育种人工诱人工诱变育种变育种单倍体单倍体育种育种多倍多倍体体育种育种基因工基因工程育种程育种育育种种程程序序杂杂交交育育种种人工诱人工诱变育种变育种单倍体单倍体育种育种多倍体多倍体育种育种基因工基因工程育种程育种优优点点操操作 简 单 ，作 简 单 ，目的性强目的性强可以提高变可以提高变异的频率，大幅度异的频率，大幅度地改良某些品种地改良某些品种可 以 明可 以 明显地缩短育种显地缩短育种年限年限操作简操作简单，能较快获得单，能较快获得新类型新类型打 破 物打 破 物种界限，定向种界限，定向改变生物的性改变生物的性状状缺缺点点时时间 长 ， 需间 长 ， 需及 时 发 现及 时 发 现优良品种优良品种有 利 变 异有 利 变 异少，需大量处理实少，需大量处理实验材料验材料技 术 复技 术 复杂且需与杂交杂且需与杂交育种配合育种配合所 得 品 种所 得 品 种发育延迟，结实发育延迟，结实率低，在动物中率低，在动物中难以进行难以进行有可能有可能引发生引发生态危机态危机举举例例矮矮秆 抗 锈 病秆 抗 锈 病小麦小麦青霉素高产青霉素高产菌株、太空椒菌株、太空椒单 倍 体单 倍 体育种获得的矮育种获得的矮秆抗锈病小麦秆抗锈病小麦三 倍 体 无三 倍 体 无子西瓜、八倍体子西瓜、八倍体小黑麦小黑麦产 生 人产 生 人胰岛素的大肠胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉杆菌、抗虫棉 3(2011江苏卷)根据现代生物进化理论，下列说法正确的是() A自然选择决定了生物变异和进化的方向 B生物进化的实质是种群基因型频率的改变 C种群内基因频率的改变在世代间具有连续性 D种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小解析：生物变异的方向是不定向的，而自然选择是定向的，故生物进化的方向是由定向的自然选择决定的，A项错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，而不是种群基因型频率的改变，B项错误；种群内基因频率的改变可在世代间逐渐变化，即在世代间具有连续性，C项正确；种群内基因频率改变的偶然性是随着种群数量下降而增大的，D项错误。答案：C1物种形成的方式(1)渐变式 (2)爆发式 爆发式物种的形成主要是由异源多倍体的染色体变异的方式形成新种，一出现可以很快达到生殖隔离。 (3)人工制造新物种 人工诱导多倍体，植物体细胞杂交等。 (4)依据遗传平衡定律计算 在一个有性生殖的自然种群中，当种群较大，种群内个体间的交配是随机的，没有突变发生、没有新基因加入和自然选择时，存在以下公式：(pq)2p22pqq21，其中p代表一个等位基因的频率，q代表另一个等位基因的频率，p2代表一个等位基因纯合子(如AA)的频率，2pq代表杂合子的频率，q2代表另一个等位基因纯合子(aa)的频率。 (2011杭州学军中学)如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是() A没有蛋白质产物 B翻译为蛋白质时在缺失位置终止 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，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化解析：基因的中部若编码区缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构蛋白质发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。答案：A基因突变对生物性状的影响 (1)基因突变对性状的影响：突变间接引起密码子改变，决定氨基酸可能改变，最终表现为蛋白质功能可能改变，影响生物性状。(2)基因片段上碱基对的种类发生改变不一定会导致生物性状的改变，原因可能有三个：突变部位可能在非编码部位(内含子和非编码区)；基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同种氨基酸；基因突变若为隐性突变，如AAAa，也不会导致性状的改变。 1据河南日报报道，河南省新乡市原阳县推出每公斤30元的高价“太空营养米”，目前已开始在北京市场销售。据介绍，“太空营养米”是搭载卫星上过太空的优质变异大米，分析下列哪项与“太空营养米”品种培育所依据的原理相似() A人工栽培选育出矮秆抗锈病的小麦品种 B用一定浓度的生长素处理番茄雌蕊柱头获得无子番茄 C用X射线照射青霉菌使青霉菌的繁殖能力增强 D用一定浓度的秋水仙素处理，获得八倍体小黑麦解析：太空育种的原理是基因突变。A为杂交育种，B不属于育种范畴，D是多倍体育种，C是诱变育种。答案：C (2011山东潍坊一模)某农科所通过如图所示的育种过程培育成了高品质的糯小麦。下列有关叙述正确的是()Aa过程中运用的遗传学原理是基因重组Bb过程能提高突变率，从而明显缩短了育种年限Ca过程需要使用秋水仙素，作用于萌发的种子Db过程需要通过自交来提高纯合率解析：分析题图可知，a为单倍体育种过程，其遗传学原理是染色体变异；b过程为杂交育种过程，不是诱变育种，不能提高突变率，缩短育种年限；a过程需要使用秋水仙素，但其作用对象不是萌发的种子，而是花粉萌发形成的单倍体幼苗；杂合子自交可以提高后代中纯合子的比例。答案：D生物育种方法的选择(1)要获得本物种没有的性状可通过诱变和基因工程，其中基因工程是有目的的改良。(2)杂交育种是最简捷的育种方法，而单倍体育种是最快获得纯合子的方法，可缩短育种年限。(3)染色体加倍可以采用秋水仙素、低温等方法使其加倍，也可以是细胞融合，但细胞融合可在两个不同物种之间进行。(4)原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交育种，细菌的育种一般采用诱变育种。(5)动物杂交育种中，纯合子的获得不用通过逐代自交，可改为测交。(6)杂交育种与杂种优势不同：杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育，直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种；杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定。2(2011浙江五校联考)下图为利用纯合高秆(D)抗病(E)小麦和纯合矮秆(d)染病(e)小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦(ddEE)的示意图，下列有关此图叙述错误的是()A过程中发生了非同源染色体的自由组合B实施过程通常用一定浓度的秋水仙素C实施过程依据的主要生物学原理是细胞增殖D实施过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起解析：过程为花药离体培养过程，依据的主要生物学原理是细胞的全能性；过程为减数分裂产生配子的过程，发生了非同源染色体的自由组合；实施过程通常用一定浓度的秋水仙素使染色体数目加倍；过程为具有相对性状的亲本杂交，其主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起。答案：C (2011广东理综卷)最近，可以抵抗多数抗生素的“超级细菌”引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因NDM1，该基因编码金属内酰胺酶。此菌耐药性产生的原因是(多选)() A定向突变 B抗生素滥用 C金属内酰胺酶使许多抗菌药物失活 D通过染色体交换从其它细菌获得耐药基因解析：“超级细菌”是原核生物，没有染色体，其抗药性产生于基因突变，而基因突变是不定向的，故A错误；“超级细菌”产生了抗药性，一方面是该菌体内遗传物质发生了改变，产生超强耐药性基因，该基因编码的酶能使许多抗菌药物失活；另一方面是抗菌药物抗生素的滥用，对该菌进行了选择。故B、C正确。答案：BC 3(2011苏、锡、常、镇四市一次调查)某小岛上蜥蜴进化的基本过程如下所示。有关叙述错误的是() A若图中X、Y、Z表示生物进化中的基本环节，则Z是隔离 B根据达尔文的观点可认为，有利性状在蜥蜴个体世代间不断保存C现代生物进化理论认为，该岛上蜥蜴进化过程中基因频率一定发生变化D该小岛上的蜥蜴原种和蜥蜴新种共同组成为一个种群解析：突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供原材料；自然选择过程中，直接受选择的是表现型，进而导致基因频率的改变；同一物种不同种群基因频率的改变能导致种群基因库的差别变大。新物种形成的标志是生殖隔离，生物进化的本质是种群基因频率的改变，种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件，但种群基因频率的改变并不意味着产生生殖隔离； 隔离是物种形成的条件，但有些生物没有地理隔离也会形成新的物种，如植物多倍体的形成。地理隔离能使种群基因库产生差别，但不一定会导致生殖隔离。答案：D 1现代生物技术利用突变和基因重组的原理，来改变生物的遗传性状，以达到人们所期望的目的。下列有关叙述错误的是() A转基因技术导致基因重组，可产生定向的变异 B体细胞杂交技术克服了远缘杂交的不亲和性，可培育新品种C人工诱变没有改变突变的本质，但可使生物发生定向变异D现代生物技术和人工选择的综合利用，使生物性状更符合人类需求解析：基因重组包括基因重组、交叉互换和人工DNA重组技术，人工DNA重组技术可产生定向的变异；植物体细胞杂交克服了远缘杂交的不亲和性障碍，扩大了亲本的组合范围；人工诱变的原理是基因突变，基因突变具有不定向性。答案：C 2(2011山东省淄博一中第二次模拟)A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于1号和2号这一对同源染色体上，1号染色体上有部分来自其他染色体的片段，如图所示。下列有关叙述不正确的是()AA和a、B和b均符合基因的分离定律B可以通过显微镜来观察这种染色体移接现象C染色体片段移接到1号染色体上的现象称为基因重组D同源染色体上非姐妹染色单体发生交叉互换后可能产生4种配子 解析：1号和2号是一对同源染色体，1号染色体上有部分来自其它染色体的片段，是属于染色体结构变异，故C错误。答案：C 3(2011南通二模)生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”、”十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是() A甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组 B甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果 C乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果 D甲、乙两图常出现在减数第一次分裂的前期，染色体数与DNA数之比为1 2解析：分析题图，甲变异属于染色体结构变异中的缺失或增加，乙变异属于染色体结构变异中的易位。甲图中部分基因发生了增添或缺失，导致染色体上基因数目改变；乙图中的右上角的含s基因的黑色部分与左下角的含w基因的白色部分已发生互换，且它们之间的互换发生在非同源染色体之间，所以该变异为易位而不是四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的基因重组；甲、乙两图中每条染色体都含两个单体、两个DNA分子、且同源染色体相互配对。答案：D 4如图1是果蝇体细胞示意图，图2、3是果蝇细胞中部分染色体在细胞分裂中的行为，请判断下列说法正确的是() A图1中、中的一条染色体和X、Y染色体组成一个染色体组 B若图1果蝇一个精原细胞产生的一个精子基因组成为bcXDXD，则其余的三个精子的基因型为BCYd、BCYd、bcXDXD C图2所示的果蝇细胞中A、a基因属于等位基因，位于同源染色体上 D图3中姐妹染色单体上出现基因A和a是基因突变或交叉互换的结果解析：根据染色体组的概念，可知图1中、中的一条染色体和X染色体或Y染色体组成一个染色体组。若图1果蝇一个精原细胞产生的一个精子基因组成为bcXDXD，说明在减数第二次分裂后期姐妹染色单体XD、XD没有分开，所以其余三个精子的基因型为bc、BCYd、BCYd。图2所示的果蝇细胞处于有丝分裂后期，分开的是姐妹染色单体，而不是同源染色体。图3是果蝇细胞减数第一次分裂后期，同源染色体分开，每一条染色体上含有两条姐妹染色单体，姐妹染色单体上的基因是通过复制形成的，应具有相同的基因，故图示中出现等位基因是因为发生了基因突变或交叉互换。 答案：D 5. (2011福建省协作校联考)曲线a表示使用诱变剂前的青霉素菌株数和产量之间的关系，曲线b、c、d表示使用诱变剂后青霉素菌株数和产量之间的关系。下列说法正确的是()A由a变为b、c、d体现了变异的多方向性B诱变剂增加了青霉菌的变异方向，加快了变异频率Cd是最不符合人们生产要求的变异类型，b菌株的产量比a菌株高D青霉素在诱变剂作用下发生的变异只能是基因突变解析：使用诱变剂后的青霉素菌株a突变为b、c、d体现了变异的多方向性，故A正确；由图不能体现诱变剂增加了青霉菌的变异方向，故B错；d的产量最高，符合人们生产要求，故C错误；青霉菌是真核细胞，有染色体，在诱变剂作用下发生的变异有基因突变、染色体变异，故D错误。答案：A 6(2011广东理综)登革热病毒感染蚊子后，可在蚊子唾液腺中大量繁殖。蚊子在叮咬人时将病毒传染给人，可引起病人发热、出血甚至休克。科学家拟用以下方法控制病毒的传播。 (1)将S基因转入蚊子体内，使蚊子的唾液腺细胞大量表达S蛋白，该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。为了获得转基因蚊子，需要将携带S基因的载体导入蚊子的_细胞。如果转基因成功，在转基因蚊子体内可检测出_ _、_和_。 (2)科学家获得一种显性突变蚊子(AABB)。A、B基因位于非同源染色体上，只有A基因或B基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配，F1群体中A基因频率是_，F2群体中A基因频率是_。 (3)将S基因分别插入到A、B基因的紧邻位置(如下图)，将该纯合的转基因雄蚊释放到野生型群体中，群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代_，原因是_ _。解析：本题考查基因工程、基因频率等相关知识及考生综合运用的能力。(1)转基因动物获得时，受体最好是受精卵细胞，转基因成功，可在体内检测出转基因、转基因形成的mRNA及转基因表达形成的蛋白质。(3)将纯合转基因雄蚊释放到野生型群体中，S基因将表达形成S蛋白抑制病毒复制，群体中体内病毒的平均数目会逐代减少。答案：(1)受精卵S基因由S基因转录产生的mRNAS蛋白(2)50%60%(3)减少S基因表达的产物S蛋白可以抑制登革热病毒的复制练规范、练速度、练技能练规范、练速度、练技能课时作业返回目录