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1、高考大题冲关高考大题冲关(三三)遗传变异与进化综合题的突破遗传变异与进化综合题的突破导语导语:遗传变异与进化是高考命题热点遗传变异与进化是高考命题热点,纵观近年高考试题纵观近年高考试题,该该部分多以非选择题考查为主部分多以非选择题考查为主,所占比例较多所占比例较多,所占分值较大所占分值较大,综合性综合性较强较强,难度较大。该内容常对基因突变、基因重组和染色体变异进难度较大。该内容常对基因突变、基因重组和染色体变异进行对比考查行对比考查,同时基因突变常结合基因表达、细胞分裂、育种和人同时基因突变常结合基因表达、细胞分裂、育种和人类遗传病进行考查类遗传病进行考查,基因重组基因重组,则常结合减数分裂
2、过程考查对两种则常结合减数分裂过程考查对两种类型基因重组的理解类型基因重组的理解,对染色体变异命题是近几年理综命题的焦点对染色体变异命题是近几年理综命题的焦点,多与生产实践结合进行综合考查或以实验的形式进行考查。多与生产实践结合进行综合考查或以实验的形式进行考查。命题角度命题角度1:1:生物变异类型与探究生物变异类型与探究【真题真题1 1】(2013(2013山东卷山东卷)某二倍体植物宽叶某二倍体植物宽叶(M)(M)对窄叶对窄叶(m)(m)为显性为显性,高茎高茎(H)(H)对矮茎对矮茎(h)(h)为显性为显性,红花红花(R)(R)对白花对白花(r)(r)为显性为显性,基因基因M M、m m与基
3、因与基因R R、r r在在2 2号染色体上号染色体上,基因基因H H、h h在在4 4号染色体上。号染色体上。(1)(1)基因基因M M、R R编码各自蛋白质前编码各自蛋白质前3 3个氨基酸的个氨基酸的DNADNA序列如图序列如图,起始密码子起始密码子均为均为AUGAUG。若基因。若基因M M的的b b链中箭头所指碱基链中箭头所指碱基C C突变为突变为A,A,其对应的密码子将其对应的密码子将由由变为变为。正常情况下。正常情况下,基因基因R R在细胞中最多有在细胞中最多有个个,其转录时的模板位于其转录时的模板位于(填填“a a”或或“b b”)链中。链中。(2)(2)用基因型为用基因型为MMHH
4、MMHH和和mmhhmmhh的植株为亲本杂交获得的植株为亲本杂交获得F F1 1,F,F1 1自交获得自交获得F F2 2,F,F2 2中自交性状不分离植株所占的比例为中自交性状不分离植株所占的比例为;用隐性亲本与用隐性亲本与F F2 2中宽叶中宽叶高茎植株测交高茎植株测交,后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为。(3)(3)基因型为基因型为HhHh的植株减数分裂时的植株减数分裂时,出现了一部分处于减数第二次分裂出现了一部分处于减数第二次分裂中期的中期的HhHh型细胞型细胞,最可能的原因是最可能的原因是。缺失一条。缺失一条4 4号号染色体的高茎植株减数分裂时染
5、色体的高茎植株减数分裂时,偶然出现一个偶然出现一个HHHH型配子型配子,最可能的原因最可能的原因是是。(4)(4)现有一宽叶红花突变体现有一宽叶红花突变体,推测其体细胞内与该表现型相对应的基推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为如图甲、乙、丙中的一种因组成为如图甲、乙、丙中的一种,其他同源染色体数目及结构正常。其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择,请设计一步杂交实验请设计一步杂交实验,确定该突变体的基因组成是哪一种。确定该突变体的基因组成是哪一种。(注注:各型配子活力相同各型配子活力相同;控制某控制某一性状的基因都缺失时
6、一性状的基因都缺失时,幼胚死亡幼胚死亡)实验步骤实验步骤:;观察、统计后代表现型及比例。观察、统计后代表现型及比例。结果预测结果预测:.若若,则为图甲所示的基因组成则为图甲所示的基因组成;.若若,则为图乙所示的基因组成则为图乙所示的基因组成;.若若,则为图丙所示的基因组成。则为图丙所示的基因组成。解析解析:(1)(1)由题意分析可知由题意分析可知:基因基因M M是以是以b b链为模板从左向右进行转录链为模板从左向右进行转录,基因基因R R则以则以a a链为模链为模板从右向左进行转录。板从右向左进行转录。(2)F(2)F1 1的基因型为的基因型为MmHhMmHh,则则F F2 2中自交性状不分离
7、的为纯合子中自交性状不分离的为纯合子,所占所占比例为比例为1/4;1/4;用隐性亲本与用隐性亲本与F F2 2中宽叶高茎中宽叶高茎(M(MH H)植株进行测交植株进行测交,后代中宽叶后代中宽叶窄叶窄叶=21,=21,高茎高茎矮茎矮茎=21,=21,所以宽叶高茎所以宽叶高茎窄叶矮茎窄叶矮茎=41=41。(3)(3)基因型为基因型为HhHh植株处于减植株处于减数第二次分裂中期的基因型应为数第二次分裂中期的基因型应为HHHH或或hhhh,题中说出现了一部分基因型为题中说出现了一部分基因型为HhHh的细胞的细胞(根据根据基因突变的低频性可排除基因突变基因突变的低频性可排除基因突变),),最可能的原因是
8、减数第一次分裂前期发生了交叉最可能的原因是减数第一次分裂前期发生了交叉互换互换;缺失一条缺失一条4 4号染色体的高茎植株产生的配子基因型应有含号染色体的高茎植株产生的配子基因型应有含H H和不含和不含H H两种两种,若出现若出现HHHH的配子的配子,最可能的原因是减数第二次分裂后期两条最可能的原因是减数第二次分裂后期两条4 4号染色体未分离。号染色体未分离。(4)(4)据题意分析可据题意分析可知知,推断该突变体基因组成的最好方法是测交法推断该突变体基因组成的最好方法是测交法,即用该突变体与缺失一条即用该突变体与缺失一条2 2号染色体的号染色体的窄叶白花植株窄叶白花植株(mrmr)杂交。分析可知
9、杂交。分析可知:该窄叶白花植株可产生该窄叶白花植株可产生mrmr和和O(O(不含不含mrmr)的配子的配子,若该若该突变体的基因组成为图甲所示突变体的基因组成为图甲所示,其可产生其可产生MRMR和和MrMr两种配子两种配子,杂交后代为杂交后代为MmRrMmRrMmrrMRMrMmrrMRMr=1111,=1111,表现型为宽叶红花表现型为宽叶红花宽叶白花宽叶白花=11;=11;若为图乙所示若为图乙所示,其可产其可产生生MRMR和和M M两种配子两种配子,杂交后代为杂交后代为MmRrMmrMRMMmRrMmrMRM(幼胚致死幼胚致死)=1111,)=1111,表现型为宽表现型为宽叶红花叶红花宽叶
10、白花宽叶白花=21;=21;若为图丙所示若为图丙所示,其可产生其可产生MRMR和和O O两种配子两种配子,杂交后代为杂交后代为MmRrmrMROOMmRrmrMROO(幼胚致死幼胚致死)=1111,)=1111,表现型为宽叶红花表现型为宽叶红花窄叶白花窄叶白花=21=21。另外。另外,也可让该突变体与缺失一条也可让该突变体与缺失一条2 2号染色体的窄叶红花植株号染色体的窄叶红花植株(mRmR)杂交杂交,根据子代表现型及比根据子代表现型及比例也可判断该突变体的类型。例也可判断该突变体的类型。答案答案:(1)GUC(1)GUCUUCUUC4 4a a(2)1/4(2)1/44141(3)(3)(减
11、数第一次分裂时减数第一次分裂时)交叉互换减数第二次分裂时染色体未分离交叉互换减数第二次分裂时染色体未分离(4)(4)答案一答案一:用该突变体与缺失一条用该突变体与缺失一条2 2号染色体的窄叶白花植株杂交号染色体的窄叶白花植株杂交.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为宽叶红花与宽叶白花植株的比例为1111.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为宽叶红花与宽叶白花植株的比例为2121.宽叶红花与窄叶白花植株的比例为宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2121答案二答案二:用该突变体与缺失一条用该突变体与缺失一条2 2号染色体的窄叶红花植株杂交号染色体的窄叶红花植株杂交.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为宽叶红花与宽叶白花
12、植株的比例为3131.后代全部为宽叶红花植株后代全部为宽叶红花植株.宽叶红花与窄叶红花植株的比例为宽叶红花与窄叶红花植株的比例为2121【冲关锦囊】【冲关锦囊】(1)(1)判断可遗传变异的类型判断可遗传变异的类型DNADNA分子内的变异分子内的变异一看基因结构一看基因结构:基因结构是否发生改变基因结构是否发生改变,基因中碱基对的替换、增添或基因中碱基对的替换、增添或缺失缺失,应为基因突变。应为基因突变。二看基因位置二看基因位置:若基因种类和基因数目未变若基因种类和基因数目未变,但染色体上的基因位置改但染色体上的基因位置改变变,应为染色体结构变异中的应为染色体结构变异中的“倒位倒位”。三看基因数
13、目三看基因数目:若基因的种类和位置均未改变若基因的种类和位置均未改变,但基因的数目改变则为但基因的数目改变则为染色体结构变异中的染色体结构变异中的“重复重复”或或“缺失缺失”。DNADNA分子间的变异分子间的变异一看染色体数目一看染色体数目:若染色体的数目发生改变若染色体的数目发生改变,可根据染色体的数目变化可根据染色体的数目变化情况情况,确定是染色体数目的确定是染色体数目的“整倍变异整倍变异”还是还是“非整倍变异非整倍变异”。二看基因位置二看基因位置:若染色体的数目和基因数目均未改变若染色体的数目和基因数目均未改变,但基因所处的染但基因所处的染色体位于非同源染色体上色体位于非同源染色体上,则
14、应为染色体变异中的则应为染色体变异中的“易位易位”。三看基因数目三看基因数目:若染色体上的基因数目不变若染色体上的基因数目不变,则为减数分裂过程中同源则为减数分裂过程中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的结果染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的结果,属于基因重组。属于基因重组。染色体复制后染色体复制后,一条染色体的两条姐妹染色单体上一条染色体的两条姐妹染色单体上,基因出现不同基因出现不同,若若发生在有丝分裂过程中发生在有丝分裂过程中,则为基因突变的结果则为基因突变的结果,若发生在减数分裂过程若发生在减数分裂过程中中,最可能是交叉互换的结果最可能是交叉互换的结果,为基因重组。为基因重组。(2)(
15、2)探究基因组成实验设计可用测交法或自交法。依据子代的分离比确探究基因组成实验设计可用测交法或自交法。依据子代的分离比确定亲代的基因组成。定亲代的基因组成。命题角度命题角度2:2:生物育种及应用生物育种及应用【真题真题2 2】(2014(2014新课标全国新课标全国卷卷)现有两个纯合的某作物品种现有两个纯合的某作物品种:抗病抗病高秆高秆(易倒伏易倒伏)和感病矮秆和感病矮秆(抗倒伏抗倒伏)品种品种,已知抗病对感病为显性已知抗病对感病为显性,高秆高秆对矮秆为显性对矮秆为显性,但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题回答下列问题:(1)(1)在育种
16、实践中在育种实践中,若利用这两个品种进行杂交育种若利用这两个品种进行杂交育种,一般来说一般来说,育种目育种目的是获得具有的是获得具有优良性状的新品种。优良性状的新品种。(2)(2)杂交育种前杂交育种前,为了确定为了确定F F2 2的种植规模的种植规模,需要正确预测杂交结果。若按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照孟德尔遗传定律来预测杂交结果,需要满足需要满足3 3个条件个条件:条件之一是抗病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,且符合分离定律且符合分离定律;其余两个其余两个条件是条件是 。(3)(3)为了确定控制上述这两对
17、性状的基因是否满足上述为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3 3个条件个条件,可用测可用测交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。解析解析:(1)(1)通过杂交育种通过杂交育种,可将两个或多个品种的优良性状集中在一起。可将两个或多个品种的优良性状集中在一起。(2)(2)抗病与感病、高秆与矮秆各自受一对等位基因控制抗病与感病、高秆与矮秆各自受一对等位基因控制,两对基因位于两对基因位于两对同源染色体上均符合分离定律时两对同源染色体上均符合分离定律时,才可依据自由组合定律对杂交才可依据自由组合定律对杂交结果进行正确预测。结果进行正确预测。(
18、3)(3)纯合抗病高秆和感病矮秆杂交获得纯合抗病高秆和感病矮秆杂交获得F F1 1,让让F F1 1与与感病矮秆测交感病矮秆测交,若测交后代有抗病高秆、抗病矮秆、感病高秆和感病若测交后代有抗病高秆、抗病矮秆、感病高秆和感病矮秆四种表现型矮秆四种表现型,且比例为且比例为1111,1111,则这两对等位基因满足上述则这两对等位基因满足上述3 3个条件。个条件。答案答案:(1)(1)抗病矮秆抗病矮秆(2)(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制制,且符合分离定律且符合分离定律;控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上控制这两对相对性状的基因位于非同源染色
19、体上(3)(3)将纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交将纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交,产生产生F F1 1,让让F F1 1与感病矮与感病矮秆植株杂交。秆植株杂交。【冲关锦囊冲关锦囊】根据育种方法推出育种目的根据育种方法推出育种目的杂交育种目的杂交育种目的:获得不同亲本的优良性状。获得不同亲本的优良性状。单倍体育种目的单倍体育种目的:既获得不同亲本的优良性状既获得不同亲本的优良性状,又能缩短育种年限。又能缩短育种年限。多倍体育种目的多倍体育种目的:获得体型硕大获得体型硕大,营养丰富的植物营养丰富的植物诱变育种目的创造新的性状。诱变育种目的创造新的性状。基因工程育种目的基因工程育种目的:
20、不同物种间优良性状定向转移。不同物种间优良性状定向转移。命题角度命题角度3:3:用进化中基因频率解遗传概率问题用进化中基因频率解遗传概率问题【真题真题3 3】(2013(2013安徽卷安徽卷)图图1 1是一个常染色体遗传病的家系系谱。是一个常染色体遗传病的家系系谱。致病基因致病基因(a)(a)是由正常基因是由正常基因(A)(A)序列中一个碱基对的替换而形成的。图序列中一个碱基对的替换而形成的。图2 2显示的是显示的是A A和和a a基因区域中某限制酶的酶切位点。分别提取家系中基因区域中某限制酶的酶切位点。分别提取家系中11、22和和11的的DNA,DNA,经过酶切、电泳等步骤经过酶切、电泳等步
21、骤,再用特异性探针做分子杂交再用特异性探针做分子杂交,结果见图结果见图3 3。(1)(1)2 2的基因型是的基因型是。(2)(2)一个处于平衡状态的群体中一个处于平衡状态的群体中a a基因的频率为基因的频率为q q。如果。如果2 2与一个正常男性随与一个正常男性随机婚配机婚配,他们第一个孩子患病的概率为他们第一个孩子患病的概率为。如果第一个孩子是患者。如果第一个孩子是患者,他他们第二个孩子正常的概率为们第二个孩子正常的概率为。(3)(3)研究表明研究表明,世界不同地区的群体之间世界不同地区的群体之间,杂合子杂合子(AaAa)的频率存在着明显的差的频率存在着明显的差异。请简要解释这种现象。异。请
22、简要解释这种现象。;。(4)B(4)B和和b b是一对等位基因。为了研究是一对等位基因。为了研究A A、a a与与B B、b b的位置关系的位置关系,遗传学家对若干遗传学家对若干基因型为基因型为AaBbAaBb和和AABBAABB个体婚配的众多后代的基因型进行了分析。结果发现这个体婚配的众多后代的基因型进行了分析。结果发现这些后代的基因型只有些后代的基因型只有AaBBAaBB和和AABbAABb两种。据此两种。据此,可以判断这两对基因位于可以判断这两对基因位于染色体上染色体上,理由是理由是 。(5)(5)基因工程中限制酶的作用是识别双链基因工程中限制酶的作用是识别双链DNADNA分子的分子的,
23、并切割并切割DNADNA双链。双链。(6)(6)根据图根据图2 2和图和图3,3,可以判断分子杂交所用探针与可以判断分子杂交所用探针与A A基因结合的位置位于基因结合的位置位于。答案答案:(1)AA(1)AA或或AaAa(3)(3)不同地区基因突变频率因环境的差异而不同不同环境条件下不同地区基因突变频率因环境的差异而不同不同环境条件下,选择作用会有所不同选择作用会有所不同(4)(4)同源基因型同源基因型AaBbAaBb个体只产生个体只产生AbAb、aBaB两种类型配子两种类型配子,不符合自不符合自由组合定律由组合定律(5)(5)特定核苷酸序列特定核苷酸序列(6)(6)酶切位点酶切位点与与之间之
24、间【冲关锦囊冲关锦囊】利用遗传平衡定律计算基因型频率利用遗传平衡定律计算基因型频率(1)(1)前提条件前提条件:处于平衡状态处于平衡状态,即即:种群非常大种群非常大;所有雌雄个体之所有雌雄个体之间自由交配间自由交配;没有迁入和迁出没有迁入和迁出;没有自然选择没有自然选择;没有突变。没有突变。(2)(2)计算公式计算公式:当等位基因只有两个时当等位基因只有两个时(A(A、a),a),设设p p表示表示A A基因频率基因频率,q,q表示表示a a基因频率基因频率,则则:基因型基因型AAAA的频率的频率=p=p2 2;基因型基因型AaAa的频率的频率=2pq;=2pq;基因型基因型aaaa的频率的频率=q=q2 2。点击进入大题冲关集训(三)(A)点击进入单元评估检测点击进入大题冲关集训(三)(B)