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1、08生物的变异与进化1.基因突变对蛋白质与性状的影响(1)基因结构中碱基对的替换、增添、缺失对氨基酸序列的影响大小类型影响范围对氨基酸序列的影响替换小可改变1个氨基酸或不改变,也可能使翻译提前终止增添大不影响插入位置前的序列,影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列,影响缺失位置后的序列(2)基因突变未引起生物性状改变的三大原因突变部位:基因突变发生在基因的非编码区。密码子的简并性:基因突变发生后,引起了mRNA上的密码子改变,但由于一种氨基酸可对应多种密码子,若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状不改变。隐性突变:若基因突变为隐性突变,如AA中的一个A
2、a,此时性状也不改变。2.染色体组数量的判断方法方法1根据染色体形态判定细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条,则有几个染色体组。如图1中染色体的形态、大小各不相同,所以有1个染色体组;图2中彼此相同的(比如点状的)染色体有3条,故有3个染色体组。同理,图3中有1个染色体组,图4中有2个染色体组。方法2根据基因型判定在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次,则含有几个染色体组。如图甲所示基因型为ABC,所以有1个染色体组;图乙所示基因型为AAa,A(a)基因有3个,即含有3个染色体组。同理,图丙中有2个染色体组,图丁中有3个染色体组。(注:判定染色体组的数
3、目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可)方法3根据染色体数和染色体的形态数推算染色体组数=染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组的数目为2。3.单倍体、二倍体和多倍体的判断方式4.根据育种目标选择合适的育种方案育种要求育种方案集中双亲优良性状单倍体育种(明显缩短育种年限)杂交育种(耗时较长,但简便易行)对原品系实施“定向”改造基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率,期望获得理想性状)使原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种培育“隐性”性状自交或杂交,出现即可最简便育种杂交育种特别提醒:培育
4、的新品种不一定是能稳定遗传的纯合子,如培育杂交种即获得杂种优势,或者利用无性繁殖如马铃薯等植物也不需要一定培育出纯合子。5.自然选择学说与现代生物进化理论的比较(1)突变基因突变。“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”。(2)变异先于环境选择。农田喷施农药杀灭害虫,在喷施农药之前,害虫中就存在抗农药的突变个体,喷施农药仅杀灭了不抗药的个体,抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异,只是对具有抗药性的个体进行了选择。(3)能产生后代同一物种。两个个体能够交配产生后代,子代有可能高度不育,如马和驴,虽然能够产生子代,但子代不育,因此马和驴是两个物种。(4)物种的形
5、成不一定都需要经过地理隔离,如多倍体的产生。但物种的形成必须经过生殖隔离,生殖隔离才是物种形成的标志。6.基因频率的计算(1)计算常染色体遗传和伴性遗传的基因频率用NAA、NXAY分别表示该基因型的个体数,用PAA、PXAY表示该基因型的频率,用p、q表示A、a的基因频率。常染色体遗传方式p=2NAA+NAa2(NAA+NAa+Naa)=PAA+12PAaq=2Naa+NAa2(NAA+NAa+Naa)=Paa+12PAa伴X染色体遗传方式p=2NXAXA+NXAXa+NXAY2(NXAXA+NXAXa+NXaXa)+(NXAY+NXaY)q=2NXaXa+NXAXa+NXaY2(NXaXa+
6、NXAXa+NXAXA)+(NXaY+NXAY)(2)利用遗传平衡定律进行基因频率和基因型频率的计算已知A的基因频率是A%,a的基因频率是a%,则该种群中基因型为AA的个体占A%A%,基因型为aa的个体占a%a%,基因型为Aa的个体占A%a%2。已知某种群中基因型是AA的个体占X%,则A的基因频率是X%,a的基因频率是1-X%;或已知基因型是aa的个体占Y%,则a的基因频率是Y%,A的基因频率是1-Y%。考能1基因突变与基因重组的区分1.下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,根据图像判定每个细胞发生的变异类型,正确的是()。A.基因突变基因突变基因突变B.基因突变或基因重组基因突变基因重
7、组C.基因突变基因突变基因突变或基因重组D.基因突变或基因重组基因突变或基因重组基因重组解析图中分别处于有丝分裂中期和后期,A与a所在的DNA分子是由一个DNA分子经过复制而得到的,图中的变异只能来自基因突变;处于减数第二次分裂后期,A与a的不同可能来自基因突变或减前期的交叉互换(基因重组)。答案C2.下图是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断不正确的是()。A.甲细胞表明该动物发生了基因突变B.乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生基因突变C.丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生交叉互换D.甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代解析甲图表示有丝分裂后期,图中细胞染色
8、体上基因A与a不同,是基因突变的结果,A正确;乙图表示减数第二次分裂后期,图中细胞染色体上基因A与a不同,没有同源染色体交叉互换的特征,只能是基因突变的结果,B正确;丙图也属于减数第二次分裂后期图,图中细胞的基因B与b所在的染色体颜色不一致,则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的,C正确;甲产生的变异一般不遗传给后代,D不正确。答案D“三看法”判断基因突变与基因重组1.一看亲子代基因型(1)如果亲代基因型为BB或bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。(2)如果亲代基因型为Bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。2.二看细胞分裂方式(1)如果是有丝分裂中染色
9、单体上基因不同,则为基因突变的结果。(2)如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同,则可能发生了基因突变或交叉互换。3.三看细胞分裂图(1)如果是有丝分裂后期图像,两条子染色体上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。(2)如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图乙。(3)如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同,则为交叉互换(基因重组)的结果,如图丙(其B处颜色为“灰色”)。考能2可遗传变异方式的判别3.(2019年北京期末)下图表示甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正
10、确的是()。A.甲的变异对其表现型无影响B.乙细胞减数分裂形成的四分体异常C.甲自交的后代中,性状分离比为31D.乙的染色体无基因缺失,表现型正常解析据图分析可知,个体甲的变异属于染色体结构变异中的缺失,会影响表现型,A错误;个体乙发生的变异是染色体结构变异中的倒位,在减数分裂过程中形成的四分体异常,呈“十字形”,B正确;含缺失染色体的配子一般是不育的,故其后代一般不会发生性状分离,C错误;个体乙染色体没有基因缺失,但发生倒位,表现型会出现异常,D错误。答案B染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析(1)染色体易位与交叉互换项目染色体易位交叉互换图解区别位置发生于非同源染色体之间发生于同源染色
11、体的非姐妹染色单体间原理染色体结构变异基因重组观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到(2)染色体结构变异与基因突变的判断考能3染色体组及生物倍性的界定4.下列是对ah所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述,正确的是()。A.细胞中含有一个染色体组的是h图,该个体是单倍体B.细胞中含有两个染色体组的是g、e图,该个体是二倍体C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图,但该个体未必是三倍体D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图,该个体一定是四倍体解析形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。由此,我们可知:a、b图含有三个染色体组,c、h图含有两个染色体组,d、g图含有一个染色体组,e、f图
12、含有四个染色体组。确认单倍体、二倍体、三倍体必须先看发育起点若由配子发育而来,无论含几个染色体组均属于单倍体,若由受精卵发育而来,有几个染色体组即几倍体。答案C单倍体与多倍体的三个易误点(1)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组:因为大部分的生物是二倍体,所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组,但是由多倍体的配子发育成的个体体细胞中含有不止一个染色体组。(2)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同:两种育种方式都出现了染色体加倍情况。单倍体育种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)单倍体并非都不育:由二倍体的配子发育
13、成的单倍体,表现为高度不育;多倍体的配子若含有偶数个染色体组,则由其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。考能4育种方法的比较5.(2019年深圳诊断)下面列举了四种育种方法,有关叙述错误的是()。A.第种方法一般从F2开始选种,因为从F2开始出现新的性状组合B.在第种方法中,若F1中n对等位基因独立遗传,则单倍体幼苗有3n种类型C.第种育种方法的作用机理是秋水仙素抑制纺锤体形成D.第种方法中卫星搭载的种子应当选用萌发的种子或幼苗解析是杂交育种,其原理是基因重组,F2因性状分离出现重组性状,所以一般从F2开始选种;是单倍体育种,若F1中n对等位基因独立遗传,非等位基因之间将
14、遵循基因自由组合定律,F1产生的配子有2n种,单倍体幼苗有2n种类型;是多倍体育种,秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,使细胞不能正常分裂,从而使细胞中染色体数加倍;萌发的种子或幼苗因细胞分裂旺盛,容易诱导基因突变,可作为诱变育种的材料。答案B6.(2019年肃宁一模)现有高产感病,低产抗病,高产晚熟三个小麦品种,为满足栽培需求,欲培育三类品种:a.高产抗病;b.高产早熟;c.高产抗旱。下列育种方法可行的是()。A.利用品种间杂交筛选获得aB.对品种进行染色体加倍处理筛选获得bC.b的培育可采用杂交育种或诱变育种方法D.用转基因技术将外源抗旱基因导入中获得c解析利用品种间杂交,并让产生的后代自交,从子二代中筛选获得a,A错误;对品种进行染色体加倍处理可获得多倍体,仍然是高产晚熟,不可能获得b,B错误;因为品种中无早熟性状,故b的培育不能用杂交育种,C错误;可通过基因工程技术,将外源抗旱基因导入高产品种细胞内,经组织培养可获得c高产抗旱品种,D正确。答案D考能5自然选择学说与现代生物进化理论的比较7.下列关于自然选择学说和现代生物进化理论及其内容的叙述,错误的是()。A.自然选择学说解释了生物的多样性和适应性B.隔离是形成新物种的必要条件,也是生物进化的必要条件C.有性生殖的出现有利于实现基因重组,从而加快了生物进化的速度D.物种形成的三个基本环节是突变和基
