2020屆高考生物藝考生大二輪總復(fù)習(xí) 上篇 專題六 生物的變異、育種和進(jìn)化 第8講 變異、育種和進(jìn)化 高頻命題點(diǎn)1 生物的變異與育種教學(xué)案

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1、第8講　變異、育種和進(jìn)化 ★ [最新考綱] 1．基因重組及其意義(Ⅱ)；2.基因突變的特征和原因(Ⅱ)；3.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異(Ⅱ)；4.生物變異在育種上的應(yīng)用(Ⅱ)；5.轉(zhuǎn)基因食品的安全(Ⅰ)；6.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容(Ⅱ)；7.生物進(jìn)化與生物多樣性的形成(Ⅱ)。 精讀教材——記一記 1．低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化(P88實(shí)驗(yàn)) (1)經(jīng)低溫處理過的植物根尖，放入卡諾氏液中浸泡，以固定細(xì)胞形態(tài)，再用酒精沖洗。 (2)解離液：鹽酸和酒精，其中鹽酸的作用是使洋蔥細(xì)胞的細(xì)胞壁軟化，并使細(xì)胞間的中膠層物質(zhì)溶解，有利于植物細(xì)胞分離開來。解離后的漂洗用的是清水。改良

2、苯酚品紅也是堿性染料。 (3)低溫處理時(shí)，植物細(xì)胞還是活的，低溫抑制了紡錘體的形成以及細(xì)胞分裂，但不抑制著絲點(diǎn)的分裂，所以有些細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。 (4)最后，視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目改變的細(xì)胞(因?yàn)榈蜏靥幚頃r(shí)，不是每個(gè)細(xì)胞都恰好正要分裂且正要形成紡錘體)。 2．X射線照射后的野生型鏈孢霉不能在基本培養(yǎng)基上生長，但加入某種維生素則立即能生長，說明基因突變可能影響了酶的合成從而影響了維生素的合成。(P96技能應(yīng)用) 3．選擇育種是不斷從變異個(gè)體中選擇出最好的進(jìn)行繁殖和培育。缺點(diǎn)是周期長，可選擇的范圍有限。(P107本章小結(jié)) 4．自然選擇直接作用的是生物的個(gè)體，而且是

3、個(gè)體的表現(xiàn)型，但研究進(jìn)化不能只研究個(gè)體表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)，還必須研究群體的基因組成的變化。(P114中部正文) 5．捕食者往往優(yōu)先捕食數(shù)量多的物種，為其他物種的形成騰出空間，捕食者的存在有利于增加物種多樣性。(P123下部小字) 6．不同物種之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)化，它是生物多樣性形成的原因。(P124中部正文) 自我診斷——判一判 1．有關(guān)生物變異的正誤判斷 (1)A基因突變?yōu)閍基因，a基因還可能再突變?yōu)锳基因。(√) (2)染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化。(×) (3)低溫可抑制染色體著絲點(diǎn)分裂，使子染色體不能分別

4、移向兩極導(dǎo)致染色體加倍。(×) (4)多倍體形成過程增加了非同源染色體重組的機(jī)會(huì)。(×) (5)在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中，非同源染色體之間交換一部分片段，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異。(√) 2．有關(guān)生物育種的正誤判斷 (1)抗病植株連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低。(×) (2)某種極具觀賞價(jià)值的蘭科珍稀花卉很難獲得成熟種子。為盡快推廣種植，可采用幼葉、莖尖等部位的組織進(jìn)行組織培養(yǎng)。(√) (3)用秋水仙素處理細(xì)胞群體，M(分裂)期細(xì)胞的比例會(huì)減少。(×) (4)三倍體西瓜植株的高度不育與減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會(huì)行為有關(guān)。(√) 3．有關(guān)生物進(jìn)化的正誤判斷 (1)長舌蝠為長

5、筒花的唯一傳粉者，兩者相互適應(yīng)，共同(協(xié)同)進(jìn)化。(√) (2)生殖隔離是物種朝不同方向發(fā)展的決定性因素。(×) (3)生物的種間競爭是一種選擇過程。(√) (4)自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向。(×) (5)外來物種入侵能改變生物進(jìn)化的速度和方向。(√) (6)一般來說，頻率高的基因所控制的性狀更適應(yīng)環(huán)境。(√) (7)物種的形成可以不經(jīng)過隔離。(×) (8)無論是自然選擇還是人工選擇作用，都能使種群基因頻率發(fā)生定向改變。(√) (9)野生型昆蟲和pen基因突變型昆蟲之間存在生殖隔離。(×) 解析：　基因突變導(dǎo)致種群基因頻率改變，生物發(fā)生了進(jìn)化，但進(jìn)化不一定產(chǎn)生生殖隔離

6、(或形成新物種)。 高頻命題點(diǎn)1　生物的變異與育種 真題領(lǐng)航——目標(biāo)方向?qū)敫呖? 1．(2019·江蘇卷，4)下列關(guān)于生物變異與育種的敘述，正確的是(　　) A．基因重組只是基因間的重新組合，不會(huì)導(dǎo)致生物性狀變異 B．基因突變使DNA序列發(fā)生的變化，都能引起生物性狀變異 C．弱小且高度不育的單倍體植株，進(jìn)行加倍處理后可用于育種 D．多倍體植株染色體組數(shù)加倍，產(chǎn)生的配子數(shù)加倍，有利于育種 解析：C　[本題通過生物的變異與育種知識，考查考生對變異類型的理解與應(yīng)用能力；通過對變異類型的判斷，體現(xiàn)了科學(xué)思維素養(yǎng)中的分析與判斷要素?；蛑亟M通過基因的重新組合，會(huì)使個(gè)體的生物性狀發(fā)生變

7、異，A錯(cuò)誤；由于密碼子具有簡并性，DNA中堿基序列的改變不一定導(dǎo)致生物性狀的改變，B錯(cuò)誤；由二倍體植物的花粉發(fā)育而來的單倍體植株常常高度不育，但若用秋水仙素處理，使之染色體組加倍后，也可成為可育的植株從而用于育種，C正確；相比正常個(gè)體，誘導(dǎo)產(chǎn)生的多倍體植株染色體組數(shù)加倍，產(chǎn)生的配子中染色體數(shù)目也加倍，但產(chǎn)生的配子數(shù)目并不一定加倍，D錯(cuò)誤。] 2．(2018·全國Ⅰ卷，6)某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長，其突變體M和N均不能在基本培養(yǎng)基上生長，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長，N可在添加了氨基酸乙的基本培養(yǎng)基上生長。將M和N在同時(shí)添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時(shí)間后，再將菌

8、體接種在基本培養(yǎng)基平板上，發(fā)現(xiàn)長出了大腸桿菌(X)的菌落。據(jù)此判斷，下列說法不合理的是(　　) A．突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失 B．突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來的 C．突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)能得到X D．突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移 解析：C　[由題意知，突變體M和N在基本培養(yǎng)基上不能正常生長，是因?yàn)榛蛲蛔儗?dǎo)致相應(yīng)酶的活性喪失，使得大腸桿菌M和N分別缺少氨基酸甲和乙，A和B正確；大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA而不是RNA，所以M和N混合培養(yǎng)得到X屬于基因重組，C錯(cuò)誤，D正確。] 3．(全國高考Ⅰ卷)現(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種：抗病高稈(

9、易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)品種。已知抗病對感病為顯性，高稈對矮稈為顯性，但對于控制這兩對相對性狀的基因所知甚少?；卮鹣铝袉栴}： (1)在育種實(shí)踐中，若利用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育種，一般來說，育種目的是獲得具有__________優(yōu)良性狀的新品種。 (2)雜交育種前，為了確定F2代的種植規(guī)模，需要正確預(yù)測雜交結(jié)果。若按照孟德爾遺傳定律來預(yù)測雜交結(jié)果，需要滿足3個(gè)條件：條件之一是抗病與感病這對相對性狀受一對等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個(gè)條件是_________________________________________。 (3)為了確定控制上述這兩對性狀的基因是否滿足上述3個(gè)條件

10、?？捎脺y交實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行檢驗(yàn)，請簡要寫出該測交實(shí)驗(yàn)的過程。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：雜交育種是將優(yōu)良性狀集中到一起，獲得具有優(yōu)良性狀的個(gè)體；符合孟德爾遺傳定律的條件是兩對性狀分別受兩對基因控制，且這兩對基因分別位于兩對同源染色體上；測交是待測個(gè)體與隱性純合體雜交，在本題中是用F1與矮稈感病個(gè)體雜交。 答案：(1)抗病矮

11、稈 (2)高稈與矮稈這對相對性狀受一對等位基因控制，且符合分離定律；控制這兩對相對性狀的基因位于非同源染色體上　(3)將純合的抗病高稈植株與感病矮稈植株雜交，產(chǎn)生F1，讓F1與感病矮稈植株雜交 知識拓展——培養(yǎng)學(xué)生文字表達(dá)能力 1．原核生物可遺傳變異的來源一定只有基因突變嗎？為什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：不

12、是。原核生物在特殊情況下，也可能因DNA的轉(zhuǎn)移而發(fā)生基因重組(如用加熱殺死的S型肺炎雙球菌與R型活菌混合培養(yǎng)時(shí)，會(huì)因基因重組使R型活菌轉(zhuǎn)化為S型菌) 2．某種自花受粉植物的AA和aa植株分別發(fā)生隱性突變和顯性突變，且在子一代中都得到了基因型為Aa的個(gè)體，則最早在子__________代中能觀察到該顯性突變的性狀；最早在子__________代中能觀察到該隱性突變的性狀；最早在子__________代中能分離得到顯性突變純合體(子)；最早在子__________代中能分離得到隱性突變純合體(子)。 答案：一　二　三　二 3．有人選取豌豆的高莖與矮莖雜交得子一代，子一代全為高莖。子一代自交得

13、子二代，子二代出現(xiàn)了性狀分離，但分離比并不是預(yù)期的3∶1，而是出現(xiàn)了高∶矮＝5∶1。試分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因，并設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案加以證明。 答案：子一代自交后代出現(xiàn)高∶矮＝5∶1的原因可能是染色體加倍形成了四倍體DDdd，DDdd減數(shù)分裂產(chǎn)生三種配子DD∶Dd∶dd＝1∶4∶1。讓子一代與矮莖豌豆測交，若后代出現(xiàn)高莖∶矮莖＝5∶1，則說明子一代是四倍體DDdd。 核心整合——掌握必備生物知識 1．辨清三種可遺傳的變異(填空) (1)抓住“本質(zhì)、鏡檢、適用范圍”三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)區(qū)分三種可遺傳變異。 a．本質(zhì)： Ⅰ.基因突變以①堿基對為單位發(fā)生改變，改變發(fā)生在某基因的內(nèi)部，產(chǎn)生新基因

14、； Ⅱ.基因重組以②基因?yàn)閱挝话l(fā)生重組，產(chǎn)生新的基因型； Ⅲ.染色體結(jié)構(gòu)變異以③染色體片段為單位，是若干基因的數(shù)量或排列順序的變化。 b．鏡檢結(jié)果：④染色體變異能夠在顯微鏡下看到，而基因突變和⑤基因重組不能。 c．適用范圍：基因突變適用于所有生物(是病毒和原核生物的唯一變異方式)，基因重組適用于⑥真核生物有性生殖的減數(shù)分裂過程中，染色體變異適用于⑦真核生物。 (2)理清“互換”問題 a．同源染色體上⑧非姐妹染色單體之間的交叉互換：屬于基因重組。 b．⑨非同源染色體之間的互換：屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。 2．二看法區(qū)分單倍體、二倍體和多倍體(填圖) 3．辨別“5”種生物育種方

15、式(填空) (1)“親本新品種”為?雜交育種。 (2)“親本新品種”為?單倍體育種。 (3)“種子或幼苗新品種”為?誘變育種。 (4)“種子或幼苗新品種”為?多倍體育種。 (5)“植物細(xì)胞新細(xì)胞愈傷組織胚狀體人工種子―→新品種”為?基因工程育種。 4．根據(jù)不同的需求選擇育種的方法(填空) (1)若要培育隱性性狀個(gè)體，則可用?自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。 (2)有些植物如小麥、水稻等，雜交實(shí)驗(yàn)較難操作，則最簡便的方法是?自交。 (3)若要快速獲得純合子，則用?單倍體育種方法。 (4)若要培育原先沒有的性狀，則可用?誘變育種。 (5)若要定向改變生物的性狀，可利用基因

16、工程育種。 (6)若實(shí)驗(yàn)植物為營養(yǎng)繁殖類如馬鈴薯、甘薯等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。 考向立意——掌握核心素養(yǎng)，突破關(guān)鍵能力 [考向一]　以可遺傳的變異為載體，考查學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力 1．基因突變和染色體變異是真核生物可遺傳變異的兩種來源?；卮鹣铝袉栴}： (1)基因突變是指_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 某細(xì)菌能在基

17、本培養(yǎng)基上生長，X射線照射后不能生長，但加入某種維生素后又能生長，其原因是____________________________若基因型為aa某自花受粉植物甲植株發(fā)生了顯性突變且在子一代中獲得了基因型為Aa的個(gè)體，則最早在子__________代中能分離得到顯性純合子。 (2)單體是染色體變異的一種特殊類型。單體比正常個(gè)體少一條染色體，用(2n－1)表示(例如：若1號染色體任意一條染色體缺少則稱為該植物的1號單體，依次類推)，則某自花受粉植物乙(2n＝16)最多有__________種單體。若這些單體可以產(chǎn)生配子，并能用于雜交，則可用于基因的染色體定位。某育種專家在該植物培育過程中偶然發(fā)現(xiàn)

18、一個(gè)隱性純合突變個(gè)體，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來判斷該隱性突變基因位于第幾號染色體上。 實(shí)驗(yàn)思路：__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)基因突變是指DNA分子中發(fā)生的堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。某細(xì)菌能在基本培養(yǎng)基上生長，X射線照射后不能生長，但加入某種維生素后又能生長，說明X射線使細(xì)菌發(fā)生了基因突變，影響了合成該種維生素的酶的

19、合成。根據(jù)題意分析，aa顯性突變?yōu)锳a，從子一代獲得了Aa，其自交后代中顯性性狀的個(gè)體基因型可能為AA、Aa，讓其自交，不發(fā)生性狀分離的就是顯性純合子。即最早在子三代中能分離得到顯性純合子。(2)根據(jù)題意，植物乙有8對同源染色體，每一對染色體中少一條都可以成為單體，因此最多可以形成8種單體；某育種專家在該植物培育過程中偶然發(fā)現(xiàn)一個(gè)隱性純合突變個(gè)體，讓隱性突變個(gè)體分別與各種單體雜交，若某種單體的子代中出現(xiàn)隱性突變類型，則此基因在相應(yīng)的染色體上。 答案：(1)DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變　X射線使細(xì)菌發(fā)生了基因突變，影響了合成該種維生素的酶的合成　三　(2)8

20、　讓隱性突變個(gè)體分別與各種單體雜交，若某種單體的子代中出現(xiàn)隱性突變類型，則此基因在相應(yīng)的染色體上 2．玉米葉片葉綠素的合成受其常染色體上一對等位基因(A、a)控制，同時(shí)也受光照的影響。在正常光照下，當(dāng)玉米植株體細(xì)胞中含2個(gè)A基因時(shí)，植株葉片呈深綠色；含一個(gè)A基因時(shí)葉片呈淺綠色；不含A基因時(shí)葉片呈黃色，不含A基因的植株被稱為白化苗，其會(huì)在幼苗期逐漸死亡。在遮光條件下，任何基因型的玉米植株葉片均呈黃色。請回答問題： (1)從以上信息可以得出，由__________相互作用共同調(diào)控著生物的性狀。 (2)在種植深綠色葉片玉米植株的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)一組淺綠色葉片玉米植株。為確定該變異是由基因突變產(chǎn)生的還

21、是由染色體片段缺失造成的(已知缺失A基因所在染色體片段的花粉不育)，用該地段中的深綠色葉片玉米植株和淺綠色葉片玉米植株為親本，完成如下雜交實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)條件均為正常光照下)： ①實(shí)驗(yàn)方案：________________________________作父本，__________________________作母本進(jìn)行雜交，分析比較子代的表現(xiàn)型及比例。 ②預(yù)測結(jié)果及結(jié)論： 如果_______________________________________________________________________， 則該變異是由基因突變造成的； 如果________________

22、_______________________________________________________， 這個(gè)變異是由染色體片段缺失造成的。 解析：(1)生物的性狀受基因的控制，同時(shí)還受到環(huán)境的影響。(2)根據(jù)題意分析，深綠色植株的基因型為AA，出現(xiàn)淺綠色的原因可能是AA突變?yōu)锳a，也可能是A所在的染色體片段缺失，丟失了A基因。由題可知，缺失A基因所在染色體片段的花粉不育，故應(yīng)以淺綠色葉片玉米植株的突變體作為父本，以正常深綠色的植株為母本雜交，觀察后代的情況。如果該變異是由基因突變造成的，則Aa與AA雜交，后代中深綠色∶淺綠色＝1∶1；如果這個(gè)變異是由染色體片段缺失造成的，則淺綠色

23、突變體AO與AA雜交，由于缺失A的花粉不育，則后代都是深綠色植株。 答案：(1)基因與環(huán)境　(2)淺綠色葉片玉米植株　深綠色葉片玉米植株　子代的表現(xiàn)型及比例為深綠∶淺綠＝1∶1　子代的表現(xiàn)型全為深綠 [考向二]　以育種的原理與程序?yàn)檩d體，考查學(xué)生對育種方法的選取與設(shè)計(jì) 3．玉米是一種單性花、雌雄同株的作物，正常植株的基因型為D_E_，頂部開雄花下部開雌花；基因型為ddE_的植株只能開雄花而成為雄株；基因型為D_ee或ddee的植株的頂端長出的是雌花而成為雌株(兩對基因位于兩對同源染色體上)，育種工作者選用上述材料作親本，雜交后得到下表中的結(jié)果，回答下列問題： 類型 正常植株 雄株

24、 雌株 數(shù)目 506 500 1 012 (1)請寫出親本可能的基因型__________________________________________________。 若表中的雌雄株隨機(jī)結(jié)合，理論上后代的表現(xiàn)型及比例為________________________________________________________________________。 (2)玉米的純合體雄株和雌株在育種中有重要的應(yīng)用價(jià)值，在雜交育種時(shí)可免除__________麻煩。選育出純合體雄株和雌株應(yīng)確保其雜交后代都是正常植株，以符合種子生產(chǎn)要求。已知農(nóng)田中的正常植株都是雜合子DdEe，請?jiān)O(shè)

25、計(jì)一個(gè)快速育種方案，利用這種植株選育出符合生產(chǎn)要求的雄株和雌株(寫出育種方案即可)： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)為了確保能雜交產(chǎn)生足夠的正常植株，需要對選出的雄株和雌株進(jìn)行

26、大量繁殖，請寫出培育方案：___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)據(jù)題意可知，基因型D_E_為雌雄同株，ddE_為雄株，D_ee或ddee則為雌株。雜交后代中正常植株(D_E_)∶雄株(ddE

27、_)∶雌株(D_ee或ddee)≈1∶1∶2，為測交后代1∶1∶1∶1比例的變式，故可推知親本的基因型是ddEe×Ddee或DdEe×ddee；故表中雌株的基因型為1/2Ddee、1/2ddee，雄株的基因型是ddEe。雌雄株隨機(jī)交配，理論上后代的表現(xiàn)型及比例為正常植株∶雄株∶雌株＝1/8∶(1/8＋1/4)∶(2/8＋1/4)＝1∶3∶4。(2)玉米雌雄異體，在雜交育種時(shí)不用人工去雄。由于基因型為D_E_為雌雄同株，ddE_為雄株，而D_ee或ddee為雌株，為保證后代都是正常植株，因此選育出的純合體雄株和雌株的基因型分別為ddEE和DDee。利用DdEe植株選育出符合生產(chǎn)要求的雄株和雌株的快速育種方案為單倍體育種。(3)使植物大量繁殖可利用植物組織培養(yǎng)的方法。 答案：(1)ddEe×Ddee或DdEe×ddee　正常植株∶雄株∶雌株＝1∶3∶4　(2)人工去雄　利用雜合子DdEe進(jìn)行單倍體育種，選育出雄株(ddEE)、雌株(DDee、ddee)，其中雄株(ddEE)符合生產(chǎn)要求；將上一步驟中得到的雌株和雄株進(jìn)行雜交，若后代是正常植株，則雌株的基因型為符合生產(chǎn)要求的DDee　(3)取上述得到的符合生產(chǎn)要求的雄株和雌株的芽(雌株芽可在上述雜交之前進(jìn)行部分預(yù)留)或根尖進(jìn)行植物組織培養(yǎng) - 9 -