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1、第十一讲变异、育种和进化-2-211.(2019海南,11)下列有关基因突变的叙述,正确的是()A.高等生物中基因突变只发生在生殖细胞中B.基因突变必然引起个体表现型发生改变C.环境中的某些物理因素可引起基因突变D.根细胞的基因突变是通过有性生殖传递的 答案解析解析关闭基因突变具有随机性,基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期,也可以发生在不同的细胞、细胞内不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位,A项错误;由于密码子的简并性,若基因突变后编码的氨基酸不变,则个体表现型不变,B项错误;诱发生物发生基因突变并提高突变频率的物理因素中有紫外线、X射线及其他辐射等,C项正确;根细胞只能进行有丝
2、分裂,不能进行减数分裂,减数分裂过程中发生的基因突变可通过有性生殖传递给后代,D项错误。答案解析关闭C-3-212.(2018全国理综,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
3、和N在混合培养期间发生了DNA转移解读该题以突变体筛选为背景,考查微生物遗传变异、基因重组和突变体筛选等核心概念,生物学基本概念构成了学科基本框架,对于生物学学科核心素养培育至关重要,也是落实生命观念核心素养的关键所在。答案解析解析关闭由题意知,大肠杆菌X是由大肠杆菌M和N突变而来,大肠杆菌X既可以自身产生氨基酸甲,也可以产生氨基酸乙,而突变体M不能产生氨基酸甲,突变体N不能产生氨基酸乙。所以,将两个突变体单独在基本培养基中培养都不能生存。将它们在既含氨基酸甲又含氨基酸乙的培养基中培养,两种突变体都可以生存。然后本题的思路转移到了证明DNA是遗传物质的经典实验之一肺炎双球菌的转化实验中,突变体
4、M和突变体N可以通过基因转移获得正常的基因,从而恢复到了突变前的菌株X,细胞中的遗传物质是DNA而不是RNA,即促使两种突变体转化成菌种X的不是RNA,而是遗传物质DNA。答案解析关闭C-4-网络梳理填一填高考必背记一记易混易错判一判-5-网络梳理填一填高考必背记一记易混易错判一判A.碱基对增添、缺失和替换B.原基因的等位基因C.减数第一次分裂的四分体时期和后期D.产生了新的基因型,没有产生新基因E.缺失、易位、倒位、重复F.基因重组G.基因突变H.突变和基因重组I.基因频率的改变J.隔离-6-网络梳理填一填高考必背记一记易混易错判一判1.基因突变是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料,是
5、新基因产生的途径。2.基因重组的类型包括自由组合(减数第一次分裂后期)和交叉互换(四分体时期)。3.人工诱导多倍体的常用方法是用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使有丝分裂前期纺锤体的形成受到抑制,从而使染色体数目加倍获得多倍体。4.单倍体育种包括花药离体培养和人工诱导染色体加倍等过程。通过单倍体育种的方法培育新品种,可以明显地缩短育种年限。-7-网络梳理填一填高考必背记一记易混易错判一判5.生物进化的实质是种群基因频率(而不是基因型频率)的改变。6.物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离。7.隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件,生殖隔离是新物种形成的标
6、志。-8-网络梳理填一填高考必背记一记易混易错判一判1.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。()2.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。()3.抗病植株连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代降低。()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。()5.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素。()6.自然选择决定了生物变异和进化的方向。()7.外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向。()8.一般来说,基因频率高的基因所控制的性状更适应环境。()9.物种的形成可以不经过隔离。()10.长期使用农药后,害虫会产生很强的抗药性,这种抗药
7、性的产生是因为农药诱导害虫产生了抗药性突变。()-9-考点1考点2考点3生物变异的类型及特点热考题点必练题点1三种可遗传的变异类型和特点1.(2019广东深圳调研)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,它们位于X染色体上。在遗传实验中,一只白眼雌果蝇(甲)与红眼雄果蝇(乙)交配后,产生的后代如下:670只红眼雌,658只白眼雄,1只白眼雌。对后代中出现白眼雌果蝇的解释不合理的是()A.XRXr个体中的R基因突变成为rB.甲减数分裂产生了XrXr的卵细胞C.XRXr染色体中含R基因的片段缺失D.乙减数分裂过程中发生了交叉互换 答案解析解析关闭根据题意,亲本基因型为XrXrXRY,子代应该是
8、雌蝇均为红眼(XRXr),雄蝇均为白眼(XrY),白眼雌蝇的出现可能是基因突变,XRXr个体中的R基因突变成为r,A项正确;若甲减数分裂产生了XrXr的卵细胞和Y的精子结合形成的受精卵XrXrY也表现为白眼雌蝇,B项正确;若子代XRXr染色体中含R基因的片段缺失,也会表现为白眼雌蝇,C项正确;乙的基因型为XRY,没有白眼基因,发生交叉互换也不会出现白眼性状,D项错误。答案解析关闭D-10-考点1考点2考点32.(2019河北邢台月考)下列关于突变和基因重组的叙述,正确的是()A.若某生物发生了基因突变,则性状一定会发生改变B.大肠杆菌的某碱基对发生替换导致大肠杆菌能抗干扰素属于基因重组C.重复
9、、缺失、易位只可能发生在非同源染色体上D.某生物的一对同源染色体在减数分裂过程中未正常分离可导致染色体变异 答案解析解析关闭若某生物发生了基因突变,由于一种氨基酸可能有多种密码子,性状不一定会发生改变,A项错误;大肠杆菌的某碱基对发生替换,是基因中部分碱基的改变,属于基因突变,B项错误;重复、缺失可能发生在任何染色体上,C项错误;某生物的一对同源染色体在减数分裂过程中未正常分离可导致染色体数目变异,D项正确。答案解析关闭D-11-考点1考点2考点3策略方法 三种可遗传变异相关问题分析策略(1)关于“互换”问题。同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;非同源染色体之间的互换,属于
10、染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失”问题。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异;DNA分子上若干碱基对的缺失属于基因突变。(3)关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于分子水平的变化,光学显微镜下观察不到;染色体变异属于细胞水平的变化,光学显微镜下可以观察到。-12-考点1考点2考点3题点2变异类型的判定3.(2019湖南常德期末)如图甲是人体正常细胞的一对常染色体(用虚线表示)和一对性染色体(用实线表示),其中A、a表示基因,突变体、是甲的几种突变细胞。下列分析错误的是()A.从正常细胞到突变体可通过有丝分裂形成B.突变体的形成可能是染色体缺失所致C.突变体形成的类型是生物变异的
11、根本来源D.甲所示的一个精原细胞经正常减数分裂产生的配子中基因型为aX配子的概率是0或1/2 答案解析解析关闭突变体中A基因变成a基因,属于基因突变,可发生在有丝分裂间期,A项正确;突变体中一条常染色体缺失了一端,属于染色体结构变异(缺失),B项正确;突变体中一条常染色体的片段移到Y染色体上,属于染色体结构变异(易位),而基因突变是生物变异的根本来源,C项错误;图中正常雄性个体产生的雄配子类型有4种,即AX、AY、aX、aY,而一个甲细胞形成的子细胞是2种,即AX、aY或AY、aX,则产生的aX的配子概率是0或1/2,D项正确。答案解析关闭C-13-考点1考点2考点3策略方法 染色体结构变异与
12、基因突变、基因重组的辨析(1)染色体易位与交叉互换-14-考点1考点2考点3(2)染色体结构变异与基因突变的判断-15-考点1考点2考点3必清错混辨析1.分析基因突变本质时的4个易错易混点(1)基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对的替换、增添和缺失,基因的数目和位置并未改变。(2)基因突变不等于DNA中碱基对的替换、增添和缺失。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替换、增添和缺失。有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA,RNA中碱基的替换、增添和缺失引起病毒的性状发生改变,广义上也称基因突变。(3)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高,这是因为原
13、始的生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。(4)基因突变一定会导致基因结构的改变,但不一定引起生物性状的改变。-16-考点1考点2考点32.有关基因重组的3个易错易混点(1)自然条件下,基因重组发生的时间是减后期和四分体时期,而不是发生在受精作用发生时。(2)交叉互换不等于易位。交叉互换发生在减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间的等位基因的交换属于基因重组;易位发生在非同源染色体之间,属于染色体结构变异。(3)基因重组在人工操作下也可以实现,如基因工程发生了基因重组。-17-考点1考点2考点33.有关染色体变异及育种过程的4个易错易混点(1)单倍体并非都不育。二倍体的配子发
14、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。(2)“可遗传”不等于可育。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。(3)单倍体育种包括花药离体培养和人工诱导染色体加倍等过程,花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。(4)单倍体育种和多倍体育种两种育种方式中都有诱导染色体加倍的操作:单倍体育种诱导的对象是单倍体幼苗,得到的植株是纯合子;多倍体育种诱导的对象是正常萌发的种子或幼苗。-18-考点1考点2考点3生物变异在育种上的应用热考题点必练题点1育种方法和原理1.(2019湖南株洲质检
15、)下列关于生物育种技术的叙述和分析,错误的是()A.单倍体植株可能具有育性B.只含有一个染色体组的细胞中可能存在等位基因C.四倍体马铃薯花药离体培养后再用秋水仙素处理,一定得到纯合子D.欲获得显性纯合子,单倍体育种一定比杂交育种所需的时间短 答案解析解析关闭有的单倍体是可育的,例如雄蜂是单倍体,但它是可育的,来自多倍体的单倍体,如四倍体的单倍体,这种单倍体的体细胞含有2个的染色体组,所以理论上也可育,A项正确;一个染色体组内不含同源染色体,若染色体复制过程中发生基因突变,姐妹染色单体上可能存在等位基因,B项正确;基因型为AAaa的四倍体马铃薯,可产生三种配子AA、Aa、aa,取其个体的花粉进行
16、花药离体培养可得到基因型为AA、Aa、aa三种单倍体,然后用秋水仙素分别处理基因型为AA、Aa、aa三种单倍体,可得到基因型为AAAA、AAaa、aaaa三种四倍体,基因型为AAAA、aaaa个体为纯合子,但基因型为AAaa个体为杂合子,C项错误;隐性性状一旦出现就能稳定遗传,而显性性状有纯合子和杂合子,单倍体育种相对杂交育种的优势是更易得到显性纯合子,D项正确。答案解析关闭C-19-考点1考点2考点32.(2019广东肇庆二模)如图是某小组进行育种的过程图。高产与低产分别由A、a控制,抗病与易感病分别由B、b控制。下列说法错误的是()A.过程既要用到秋水仙素,也要用到生长素B.过程的原因与镰
17、刀型贫血症的原因一致C.培育品种的最简单途径是经D.通过过程、获得个体的概率分别为1/4、1/16 答案解析解析关闭经过要用到秋水仙素处理单倍体幼苗,使细胞中染色体数目加倍,植株生长过程中要用到生长素,A项正确;过程为诱变育种,其原因与镰刀型贫血症的原因一致,都是基因突变,B项正确;途径为杂交育种,方法最简捷,可在子二代直接筛选,从而得到需要的品种,C项正确;通过过程、获得个体的概率分别为1/16和1/4,D项错误。答案解析关闭D-20-考点1考点2考点3策略方法 根据育种流程图来辨别育种方式利用育种的流程图来考查育种方式的题目较常见,解答此类题时应根据不同育种方式的不同处理手段来区分。(1)
18、杂交育种:涉及亲本的杂交和子代的自交。(2)诱变育种:涉及诱变因素,产生的子代中会出现新的基因,但基因的总数不变。(3)单倍体育种:常用方法为花药离体培养,然后人工诱导染色体加倍,获得纯合子。(4)多倍体育种:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(5)基因工程育种:与原有生物相比,出现了新的基因。-21-考点1考点2考点3题点2考查育种方案的设计3.大豆的高产(A)和低产(a)、抗病(B)和不抗病(b)是两对独立遗传的相对性状。科研人员欲以低产不抗病大豆(甲)为材料,培育稳定遗传的高产抗病大豆。现进行如下实验:过程一:将甲种子经紫外线照射后种植,在后代中获得高产不抗病植株(乙)和低产抗病植株(丙)
19、。过程二:将乙与丙杂交,子一代中出现高产抗病、高产不抗病、低产抗病、低产不抗病四种植株。过程三:选取子一代中高产抗病植株的花药进行离体培养获得幼苗,用秋水仙素处理后筛选出纯合的高产抗病大豆植株。-22-考点1考点2考点3(1)过程一依据的原理是,该技术的优点是。(2)过程二的育种方式为,子一代中出现高产抗病、高产不抗病、低产抗病、低产不抗病植株的比例为。(3)过程三中秋水仙素的作用是。答案解析解析关闭(1)过程一中是诱变育种,原理是基因突变。诱变育种的优点是提高突变率,缩短育种进程。(2)乙与丙杂交叫杂交育种。诱变育种产生的高产不抗病植株乙基因型为Aabb、低产抗病植株丙基因型为aaBb,二者
20、杂交,子一代中出现高产抗病、高产不抗病、低产抗病、低产不抗病植株的比例为1111。(3)过程三中秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,使染色体加倍。答案解析关闭(1)基因突变提高突变率,缩短育种进程(2)杂交育种1111(3)抑制纺锤体的形成,使染色体加倍-23-考点1考点2考点3策略方法当试题涉及育种方法的选择时,可从育种材料和方法特点的角度来确定。-24-考点1考点2考点3必清错混辨析1.有关育种方式选择的6个易错易混点(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)让染色体加倍可以用秋水仙素等进行处理,也可采用细胞融合的方法,且此方法能在两个不同物种之
21、间进行。(3)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。(4)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。(5)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。(6)若实验植物为营养繁殖类的,如马铃薯等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。-25-考点1考点2考点32.有关变异与育种的3个易错易混点(1)育种原理和育种方法分辨不清,出现答非所问的情况。原理是育种的理论依据,如多倍体育种和单倍体育种的原理都是染色体变异。(2)单倍体育种和花药离体培养相混淆。花药离体培养是单倍体育种的一个步骤,只能
22、获得单倍体,而单倍体育种最终要获得正常个体。(3)不同的育种方法获得的新品种的性状能否遗传的问题。凡是依据基因突变、基因重组和染色体变异原理获得的新品种的性状都是可遗传的,如通过多倍体育种获得的无子西瓜的“无子”性状属于可遗传的变异,而通过涂抹生长素获得的无子番茄的“无子”性状是不可遗传的变异。-26-考点1考点2考点3生物进化与生物多样性热考题点必练题点1进化的实质与物种形成的过程1.(2019安徽淮北一模)许多年前,某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群,两个种群所发生的变化如图所示。下列叙述错误的是()-27-考点1考点2考点3A.a表示地理隔离,长期的地理隔离可能出现生殖隔离B
23、.b表示突变和基因重组,能为生物进化提供了原材料C.c可以定向改变种群的基因频率,导致生物定向进化D.渐变式和爆发式的物种形成方式,不一定都经过d 答案解析解析关闭a表示地理隔离,长期的地理隔离可能出现生殖隔离,A项正确;b表示突变和基因重组,属于可遗传的变异,能为生物进化提供了原材料,B项正确;c表示自然选择,可以定向改变种群的基因频率,导致生物定向进化,C项正确;d是生殖隔离,生殖隔离是新物种形成的标志,因此渐变式和爆发式的物种形成方式,都要经过d,D项错误。答案解析关闭D-28-考点1考点2考点32.(2019湖南常德一模)青霉素是一种抗生素,近几十年来,由于人类长期使用,致使某些细菌对
24、青霉素的抗性越来越强,从而引起人们的关注。下列说法正确的是()A.在青霉素使用之前,所有细菌对青霉素的抗性是相同的B.细菌在繁殖的过程中可能发生基因突变和基因重组,从而产生抗药性变异个体C.青霉素使细菌产生了抗药性变异,从而决定了其进化方向D.青霉素对细菌有选择作用,这种作用是通过细菌与青霉素之间的生存斗争来实现的 答案解析解析关闭在青霉素使用之前,细菌种群中就存在不定向的变异,有的个体对青霉素的抗性强,有的个体对青霉素的抗性弱,A项错误;基因重组发生在有性生殖过程中,细菌是原核生物,不能通过有性生殖进行繁殖,因此细菌在繁殖的过程中不会发生基因重组,但可能发生基因突变,B项错误;青霉素的使用,
25、对细菌种群中存在的抗药性变异起到了定向的选择作用,C项错误;青霉素对细菌有选择作用,这种作用是通过细菌与青霉素之间的生存斗争来实现的,D项正确。答案解析关闭D-29-考点1考点2考点3策略方法 对物种和进化标准的判断技巧(1)判断两个种群是否属于同一物种的标准是看它们之间是否存在生殖隔离,若存在生殖隔离,则一定是两个物种。(2)判断种群是否进化的标准是看其基因频率是否发生了变化,若种群基因频率没有发生变化,则种群没有发生进化。-30-考点1考点2考点3题点2基因型频率和基因频率的计算3.(2019安徽安庆期末)某自然人群中,红绿色盲致病基因a的基因频率为p,则有关分析正确的是()男性和女性中,
26、a基因的基因频率均为p人群中,色盲男性占、p/2,色盲女性占p2/2男性中,a基因的频率p,女性中,a基因的频率p男性中色盲患者占p/2,女性中色盲患者占p/2A.B.C.D.答案解析解析关闭男性中色盲基因与女性中色盲基因频率相等,等于人群中的色盲基因的基因频率,正确;男性中,色盲基因频率与基因型频率相等,人群中男女比例相同,因此男性色盲占人群总数的比例是p/2,女性中色盲基因型频率为p2,占人群总数的比例是p2/2,正确;由分析可知,男性中色盲基因频率为p,女性中色盲基因频率也是p,错误;由分析可知,男性中色盲患者是p,女性中色盲患者是p2,错误。答案解析关闭A-31-考点1考点2考点34.
27、(2019湖南常德期末)现有一个由AA、Aa、aa三种基因型个体组成的动物种群,已知该种群中具有繁殖能力的个体间通过随机交配进行繁殖,而aa个体不具有繁殖能力。该种群繁殖一代,若子一代中AAAaaa=961,则亲代中AA、Aa和aa的数量比可能为()A.551 B.434C.623 D.515 答案解析解析关闭子一代AAAaaa=961,亲代参与繁殖的配子比例为3/4A、1/4a,由于aa个体不具有繁殖能力,则AA、Aa所占比例应相等,只有A项符合题意。答案解析关闭A-32-考点1考点2考点3策略方法 基因频率、基因型频率计算类试题的解题策略(1)常染色体上的基因与X染色体上的基因计算公式不同
28、(2)一定要关注“种群足够大、无突变、无迁入迁出、无自然选择(基因型不同的个体生活力应相同)、随机交配”等遗传平衡的条件,才能使用遗传平衡定律。(3)在种群内各种基因型的频率达到遗传平衡时,才能运用达到遗传平衡后的“基因频率和基因型频率均不改变”的结论。-33-考点1考点2考点3必清错混辨析1.有关生物进化概念的3个易错易混点(1)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。(2)突变与基因突变:“突变”不是基因突变的简称,“突变”包括“基因突变”和“染色体变异”。(3)抗药个体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
29、,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,只是对具有抗药性变异的个体进行了选择。-34-考点1考点2考点32.有关隔离、物种形成与进化关系的3个易错易混点(1)物种的形成不一定都需要经过地理隔离,如采用人工诱导的方法获得的多倍体。(2)生物进化不一定导致物种的形成: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;新物种一旦形成,则说明生物肯定进化了。(3)物种形成与隔离的关系:物种的形成不一定要经过地理隔离,但必须要经过生殖隔离。-35-考点1考点2考点33.有关“新物种”的2个易错易混点(1)与原物种间已形成生殖隔离(两者不能相互交配或能交配但后代不育)。(2)物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡子均不可称为“物种”,因为它们均是“不育”的,而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”,因它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育,意味着二者间已产生生殖隔离。