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1、武汉武汉1717中高三生物组；韩金桥主讲并制作中高三生物组；韩金桥主讲并制作染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异基因重组基因重组种群种群生殖生殖隔离隔离自然自然选择选择突变和突变和基因重组基因重组基因重组基因重组基因突变基因突变一、生物变异的问题汇总一、生物变异的问题汇总1.1.基因突变、基因重组和染色体变异的适用范围及产生机理：基因突变、基因重组和染色体变异的适用范围及产生机理： 适用范围：所有生物适用范围：所有生物 机理：基因的机理：基因的_发生改变发生改变 适用范围适用范围( (自然情况下自然情况下) )：真核生物：真核生物 机理：基因的机理：基因的_和和_(1)(1)基因突变基因突
2、变(2)(2)基因重组基因重组分子结构分子结构自由组合自由组合交叉互换交叉互换 适用范围：适用范围：_ 机理：染色体的机理：染色体的_和和_发生变化发生变化2.2.染色体结构变异与基因突变的区别：染色体结构变异与基因突变的区别：(1)(1)判断判断的变异类型。的变异类型。(3)(3)染色体变异染色体变异真核生物真核生物结构结构数目数目缺失缺失重复（增添）重复（增添）倒位倒位基因突变基因突变(2)(2)比较比较与与变异的差异：变异的差异：镜检结果果显微微镜下下_(_(能能或不能或不能) )观察到察到显微微镜下下_(_(能能或不能或不能) )观察到察到是否能是否能产生新基因生新基因_变异的异的实质
3、基因数目或排列基因数目或排列顺序改序改变_的替的替换、增、增添和缺失添和缺失能能不能不能不不产生生产生生碱基碱基对3.3.交叉互换与染色体易位的比较：交叉互换与染色体易位的比较：交叉互交叉互换染色体易位染色体易位图解解区区别发生在生在_之之间发生在生在_之之间属于属于_属于属于_变异异同源染色体的同源染色体的非姐妹染色非姐妹染色单体体非同源染色体非同源染色体基因重基因重组染色体染色体结构构4.4.判定单倍体、二倍体和多倍体：判定单倍体、二倍体和多倍体：单倍体单倍体单倍体单倍体花药离体培养花药离体培养多倍体多倍体两个两个二、不同需求的育种方法的二、不同需求的育种方法的选择1.1.将两个或多个品种
4、的将两个或多个品种的优良性状集中在一起良性状集中在一起, ,要用要用_方方法。法。2.2.若要快速若要快速获得得纯种种, ,则用用_方法。方法。3.3.若要培育原来没有的性状若要培育原来没有的性状, ,则可用可用_方法。方法。4.4.若要提高品种若要提高品种质量量, ,提高提高营养物养物质含量含量, ,可用可用_方方法。法。5.5.若要克服若要克服远缘杂交不交不亲和的障碍和的障碍, ,则可以可以选择_育种。育种。6.6.若要培育若要培育隐性性状个体性性状个体, ,则可用可用_,_,只要出只要出现_即可。即可。杂交育种交育种单倍体育种倍体育种诱变育种育种多倍体育种多倍体育种基因工程基因工程自交或
5、自交或杂交交该性性状状三、三、图解法理解生物解法理解生物进化化1.1.比比较达达尔尔文自然文自然选择学学说和和现代生物代生物进化理化理论：适应性适应性性性多样多样自然选择自然选择变异变异隔离隔离突变和基因重组突变和基因重组基因频率基因频率种群种群生物进化的判断标准是生物进化的判断标准是_。新物种的形成不一定经过新物种的形成不一定经过B B过程的原因：过程的原因： _ _ 。3.3.新物种形成的标志：新物种形成的标志：_。2.2.新物种形成的基本新物种形成的基本环节：突变与基因重组突变与基因重组地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离种群基因频率的改变种群基因频率的改变新物种的形成还新物种的形成还有爆发
6、式和人工创造新物种有爆发式和人工创造新物种生殖隔离生殖隔离1.(20131.(2013江江苏高考高考T11B)T11B)某种极具某种极具观赏价价值的的兰科珍稀花卉很科珍稀花卉很难获得成熟种子。得成熟种子。为尽快推广种植尽快推广种植, ,可采用花粉粒可采用花粉粒组织培养培养获得得单倍体苗。倍体苗。( )( )分析：分析：花粉粒是减数分裂产生的花粉粒是减数分裂产生的, ,经过了基因重组经过了基因重组, ,且组织培养且组织培养形成的单倍体往往比较弱小且高度不育形成的单倍体往往比较弱小且高度不育, ,不能保存该种珍稀花不能保存该种珍稀花卉的优良性状。卉的优良性状。2.(20122.(2012广广东高考
7、高考T6D)T6D)科学家用人工合成的染色体片段科学家用人工合成的染色体片段, ,成功成功替代了酵母菌的第替代了酵母菌的第6 6号和第号和第9 9号染色体的部分片段号染色体的部分片段, ,得到的重得到的重组酵母菌能存活酵母菌能存活, ,从而改从而改变了酵母菌的了酵母菌的进化方向。化方向。( )( )分析：分析：生物变异是随机的、不定向的生物变异是随机的、不定向的, ,酵母菌导入人工合成的酵母菌导入人工合成的染色体片段染色体片段, ,增加了遗传多样性增加了遗传多样性, ,但不能改变进化方向但不能改变进化方向, ,其进化其进化方向由自然选择决定。方向由自然选择决定。3.(20123.(2012江江
8、苏高考高考T5C)T5C)外来物种入侵能改外来物种入侵能改变生物生物进化的速度化的速度和方向。和方向。( )( )分析：分析：外来物种入侵会导致本地生物多样性的锐减外来物种入侵会导致本地生物多样性的锐减, ,因此会影因此会影响生物进化的速度和方向。响生物进化的速度和方向。4.(20124.(2012江江苏高考高考T5D)T5D)突突变的可的可遗传性阻碍生物性阻碍生物进化。化。 ( )( )分析：分析：突变可为生物进化提供原材料。突变可为生物进化提供原材料。5.(20115.(2011安徽高考安徽高考T4C)T4C)积聚在聚在细胞内的胞内的131131I I可能直接可能直接诱发甲状甲状腺腺滤泡上
9、皮泡上皮细胞基因突胞基因突变并并遗传给下一代。下一代。 ( )( )分析：分析：放射性同位素放射性同位素131131I I能诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因能诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因突变突变, ,但由于是体细胞的基因突变但由于是体细胞的基因突变, ,因此不能遗传给下一代。因此不能遗传给下一代。6.(20116.(2011海南高考海南高考T19C)T19C)染色体片段的缺失和重复必然染色体片段的缺失和重复必然导致基致基因种因种类的的变化。化。( )( )分析：分析：染色体片段的缺失和重复属于染色体变异染色体片段的缺失和重复属于染色体变异, ,只能改变基只能改变基因的数目因的数目, ,不会导致
10、基因种类的变化不会导致基因种类的变化, ,基因突变会导致基因种类基因突变会导致基因种类的变化。的变化。7.(20117.(2011海南高考海南高考T19D)T19D)染色体片段的倒位和易位必然染色体片段的倒位和易位必然导致基致基因排列因排列顺序的序的变化。化。( )( )分析：分析：染色体主要是由染色体主要是由DNADNA和蛋白质组成的和蛋白质组成的, ,染色体的倒位和易染色体的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化。位必然导致基因排列顺序的变化。8.(20118.(2011江苏高考江苏高考T22B)T22B)在有丝分裂和减数分裂的过程中均可在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生非同源染色体之间发
11、生自由组合产生非同源染色体之间发生自由组合, ,导致基因重组。导致基因重组。( )( )分析：分析：自然情况下自然情况下, ,基因重组发生在减数第一次分裂前、后期基因重组发生在减数第一次分裂前、后期, ,有丝分裂过程中不会发生基因重组。有丝分裂过程中不会发生基因重组。9.(20119.(2011江苏高考江苏高考T6B)T6B)生物进化的实质是种群基因型频率的生物进化的实质是种群基因型频率的改变。改变。( )( )分析：分析：生物进化的实质是种群基因频率的改变。生物进化的实质是种群基因频率的改变。热点考向热点考向 1 1 生物生物变异的异的类型及特点型及特点【典例典例1 1】(2013(2013
12、烟台模烟台模拟) )权威威遗传机构确机构确认, ,济南南发现的一例的一例染色体异常核型即染色体异常核型即46,XY,t(6;8)46,XY,t(6;8)为世界首例世界首例, ,该例异常核型属于例异常核型属于染色体平衡易位携染色体平衡易位携带者。染色体平衡易位是造成流者。染色体平衡易位是造成流产和畸形儿和畸形儿的重要因素的重要因素, ,由于没有由于没有遗传物物质丢失失, ,患者表患者表现及智力均与正常及智力均与正常人一人一样。某女性患者的。某女性患者的1 1和和5 5号染色体易位号染色体易位, ,染色体异常核型可表染色体异常核型可表示示为46,XX,t(1;5)46,XX,t(1;5)。下列。下
13、列说法法错误的是的是( () )A.A.经染色后染色后, ,在光学在光学显微微镜下可下可观察到染色体易位察到染色体易位B.46,XY,t(6;8)B.46,XY,t(6;8)表示某男性患者表示某男性患者6 6和和8 8号染色体易位号染色体易位C.C.只有缺失和重复只有缺失和重复这两两类染色体染色体结构构变异才能异才能导致某条染色体致某条染色体基因数量的改基因数量的改变D.D.染色体易位不属于基因重染色体易位不属于基因重组, ,这种种变异是可异是可遗传的的【解解题探究探究】(1)(1)探究某一探究某一变异性状是否是可异性状是否是可遗传变异的方法思路。异的方法思路。若是染色体若是染色体变异异, ,
14、可直接借助可直接借助_观察察_是否改是否改变。与原来与原来类型在相同型在相同环境下生境下生长, ,观察察_是否消失是否消失, ,若不若不消失消失, ,则为_,_,反之反之为_。设计_实验, ,根据根据实验结果确定果确定变异性状异性状_ _ _是否改是否改变。提示：提示：显微镜染色体的形态、结构和数目显微镜染色体的形态、结构和数目变异性状可遗传的变异不可遗传的变异变异性状可遗传的变异不可遗传的变异杂交基因型杂交基因型(2)(2)涉及基因种类和数量的变化：涉及基因种类和数量的变化：提示：提示：改变改变不改变不改变不改变不改变改变改变基因突基因突变基因重基因重组染色体染色体变异异种种类不改不改变数量
15、数量不改不改变【解析解析】选选C C。染色体变异在光学显微镜下可以观察到。由题。染色体变异在光学显微镜下可以观察到。由题中信息中信息“某女性患者的某女性患者的1 1和和5 5号染色体易位号染色体易位, ,染色体异常核型可染色体异常核型可表示为表示为46,XX,t(1;5)46,XX,t(1;5)”, ,可知可知46,XY,t(6;8)46,XY,t(6;8)表示某男性患者表示某男性患者6 6和和8 8号染色体易位。就一条染色体来说号染色体易位。就一条染色体来说, ,缺失、重复、易位都可导缺失、重复、易位都可导致基因数量的改变。染色体易位是染色体结构的改变致基因数量的改变。染色体易位是染色体结构
16、的改变, ,属于染属于染色体变异色体变异, ,其基因的排列顺序发生了变化其基因的排列顺序发生了变化, ,即遗传物质发生了改即遗传物质发生了改变变, ,属于可遗传的变异。属于可遗传的变异。【总结提升总结提升】基因突变、基因重组和染色体变异的相关问题辨基因突变、基因重组和染色体变异的相关问题辨析析(1)(1)关于关于“互换互换”问题。同源染色体上非姐妹染色单体的交叉问题。同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换互换, ,属于基因重组属于基因重组; ;非同源染色体之间的互换非同源染色体之间的互换, ,属于染色体结属于染色体结构变异中的易位。构变异中的易位。(2)(2)关于关于“缺失缺失”问题。问题。DN
17、ADNA分子上若干基因的缺失属于染色体分子上若干基因的缺失属于染色体变异变异;DNA;DNA分子上若干碱基对的缺失分子上若干碱基对的缺失, ,属于基因突变。属于基因突变。(3)(3)关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于分子水平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的变化, ,光学显微镜下观察不到光学显微镜下观察不到; ;染色体变异属于细胞水平的变染色体变异属于细胞水平的变化化, ,光学显微镜下可以观察到。光学显微镜下可以观察到。(4)(4)不同生物可遗传变异的类型分析。病毒的可遗传变异唯一不同生物可遗传变异的类型分析。病毒的可遗传变异唯一来源是基因突变来源是基因突变;
18、;细菌等原核生物不含染色体细菌等原核生物不含染色体, ,所以不存在染色所以不存在染色体变异。体变异。【变式式训练】普通果普通果蝇的的3 3号染色体上的号染色体上的3 3个基因个基因, ,按猩按猩红眼眼- -桃桃色眼色眼- -三角翅脉的三角翅脉的顺序排列序排列(St-P-DI);(St-P-DI);同同时, ,这3 3个基因在另一种个基因在另一种果果蝇中的中的顺序是序是St-DI-P,St-DI-P,我我们把把这种染色体种染色体结构构变异方式称异方式称为倒位。倒位。仅仅这一倒位的差异便构成了两个物种之一倒位的差异便构成了两个物种之间的差的差别。据。据此此, ,下列下列说法正确的是法正确的是( (
19、) )A.A.倒位和倒位和发生在同源染色体之生在同源染色体之间的交叉互的交叉互换一一样, ,属于基因重属于基因重组B.B.倒位后的染色体与其同源染色体完全不能倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生生联会会C.C.自然情况下自然情况下, ,这两种果两种果蝇之之间不能不能产生可育子代生可育子代D.D.由于倒位没有改由于倒位没有改变基因的种基因的种类, ,发生倒位的果生倒位的果蝇性状不性状不变【解析解析】选选C C。倒位属于染色体结构的变异。倒位属于染色体结构的变异, ,同源染色体之间的同源染色体之间的交叉互换属于基因重组交叉互换属于基因重组; ;倒位后的染色体与其同源染色体也可倒位后的染色体与其
20、同源染色体也可能发生联会能发生联会; ;这两种果蝇属于两个物种这两种果蝇属于两个物种, ,它们之间存在生殖隔离它们之间存在生殖隔离, ,因此两种果蝇之间不能产生可育子代因此两种果蝇之间不能产生可育子代; ;倒位虽然没有改变基因倒位虽然没有改变基因的种类的种类, ,但也可以使果蝇性状发生改变。但也可以使果蝇性状发生改变。热点考向热点考向 2 2 生物生物变异在育种上的异在育种上的应用用【典例典例2 2】(2013(2013浙江高考浙江高考) )在玉米中在玉米中, ,控制某种除草控制某种除草剂抗性抗性( (简称称抗性抗性,T),T)与除草与除草剂敏感敏感( (简称非抗称非抗,t),t)、非糯性、非
21、糯性(G)(G)与糯性与糯性(g)(g)的基因的基因分分别位于两位于两对同源染色体上。有人以同源染色体上。有人以纯合的非抗非糯性玉米合的非抗非糯性玉米( (甲甲) )为材料材料, ,经过EMSEMS诱变处理理获得抗性非糯性个体得抗性非糯性个体( (乙乙););甲的花粉甲的花粉经EMSEMS诱变处理并培养等理并培养等, ,获得可育的非抗糯性个体得可育的非抗糯性个体( (丙丙) )。请回答：回答：(1)(1)获得丙的得丙的过程中程中, ,运用了运用了诱变育种和育种和 育种技育种技术。(2)(2)若要培育抗性糯性的新品种若要培育抗性糯性的新品种, ,采用乙与丙采用乙与丙杂交交,F,F1 1只出只出现
22、抗性抗性非糯性和非抗非糯性的个体非糯性和非抗非糯性的个体; ;从从F F1 1中中选择表表现型型为的个体的个体自交自交,F,F2 2中有抗性糯性个体中有抗性糯性个体, ,其比例是其比例是 。(3)(3)采用自交法采用自交法鉴定定F F2 2中抗性糯性个体是否中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后合子。若自交后代中没有表代中没有表现型型为的个体的个体, ,则被被鉴定个体定个体为纯合子合子; ;反之反之则为杂合子。合子。请用用遗传图解表示解表示杂合子的合子的鉴定定过程。程。(4)(4)拟采用采用转基因技基因技术改良上述抗性糯性玉米的抗虫性。通常从改良上述抗性糯性玉米的抗虫性。通常从其他物种其他物种获
23、得得 , ,将其和将其和农杆菌的杆菌的 用合适的限制性内切用合适的限制性内切酶酶分分别切割切割, ,然后借助然后借助 连接接, ,形成重形成重组DNADNA分子分子, ,再再转移到移到该玉米的培养玉米的培养细胞中胞中, ,经筛选和和培养等培养等获得得转基因抗虫植株。基因抗虫植株。【解题探究解题探究】(1)(1)四种基本育种方法的比较：四种基本育种方法的比较：项目目杂交育种交育种诱变育种育种多倍体育种多倍体育种单倍体育种倍体育种原理原理基因重基因重组方法方法激光、射激光、射线或化学或化学药品品处理理秋水仙素秋水仙素处理理花花药离离体培养体培养后加倍后加倍优点点可集中可集中优良性状良性状时间短短器
24、官大和器官大和营养养物物质含量高含量高缩短育短育种年限种年限缺点缺点 只适用于只适用于提示：提示：基因突变基因突变染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异杂交杂交萌发的种子或幼苗萌发的种子或幼苗育种年限长育种年限长盲目性大及突变频率较低盲目性大及突变频率较低植物植物(2)(2)明确明确单倍体育种和多倍体育种方式有关的倍体育种和多倍体育种方式有关的问题。一倍体一定是一倍体一定是单倍体倍体吗? ?单倍体一定是一倍体倍体一定是一倍体吗? ?提示：提示：一倍体一定是单倍体一倍体一定是单倍体, ,单倍体不一定是一倍体。单倍体不一定是一倍体。二倍体物种所形成的二倍体物种所形成的单倍体中倍体中, ,其体其体
25、细胞中只含有一个染色体胞中只含有一个染色体组, ,这种种说法法对吗? ?为什么什么? ?提示：提示：对对, ,因为在进行减数分裂形成配子时因为在进行减数分裂形成配子时, ,同源染色体分开同源染色体分开, ,导致染色体数目减半。导致染色体数目减半。如果是四倍体、六倍体物种形成的如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体倍体, ,其体其体细胞中就含有胞中就含有两个或三个染色体两个或三个染色体组, ,可以称它可以称它为二倍体或三倍体二倍体或三倍体, ,这种种说法法对吗? ?提示：提示：不对不对, ,尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组, ,但因为但因为是由配子发育成的个
26、体是由配子发育成的个体, ,因此因此, ,只能称为单倍体。只能称为单倍体。单倍体中可以只有一个染色体倍体中可以只有一个染色体组, ,但也可以有多个染色体但也可以有多个染色体组, ,对吗? ?提示：提示：对对, ,如果本物种是二倍体如果本物种是二倍体, ,则其配子所形成的单倍体中含则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组有一个染色体组; ;如果本物种是四倍体等如果本物种是四倍体等, ,则其配子所形成的单则其配子所形成的单倍体含有两个染色体组等。倍体含有两个染色体组等。【解析解析】本题综合考查了单倍体育种、诱变育种、杂交育种和本题综合考查了单倍体育种、诱变育种、杂交育种和基因工程育种等相关内容。基
27、因工程育种等相关内容。(1)(1)甲甲ttGGttGG产生的花粉为产生的花粉为tGtG, ,在在EMSEMS的诱变下的诱变下, ,通过花药离体培养通过花药离体培养获得单倍体获得单倍体tgtg, ,再由单倍体再由单倍体tgtg获得可育的丙获得可育的丙( (非抗糯性非抗糯性ttggttgg),),需需要秋水仙素处理使染色体加倍要秋水仙素处理使染色体加倍, ,这个过程属于单倍体育种。这个过程属于单倍体育种。(2)(2)甲甲ttGGttGG通过诱变产生乙通过诱变产生乙TtGGTtGG, ,乙和丙乙和丙ttggttgg杂交杂交, ,可以获得可以获得TtGgTtGg和和ttGgttGg, ,从中选出表现型
28、为抗性非糯性从中选出表现型为抗性非糯性TtGgTtGg的个体自交的个体自交,F,F2 2中有抗性糯性中有抗性糯性T_ggT_gg的个体的个体, ,其比例为其比例为3/163/16。(3)(3)采用自交法采用自交法, ,纯合子不会发生性状分离纯合子不会发生性状分离, ,杂合子出现性状分杂合子出现性状分离。离。F F2 2中抗性糯性中抗性糯性T_ggT_gg的个体有可能为的个体有可能为TTggTTgg, ,其自交结果不会发其自交结果不会发生性状分离。如果出现性状分离且抗性糯性生性状分离。如果出现性状分离且抗性糯性非抗糯性非抗糯性=31,=31,则为杂合子则为杂合子TtggTtgg。(4)(4)转基
29、因技术的第一步是获取目的基因转基因技术的第一步是获取目的基因, ,可以从其他生物直接可以从其他生物直接获取抗虫基因获取抗虫基因, ,用同一种限制性内切酶分别切割目的基因和质用同一种限制性内切酶分别切割目的基因和质粒粒, ,然后在然后在DNADNA连接酶的作用下将其拼接到运载体质粒上构建基连接酶的作用下将其拼接到运载体质粒上构建基因表达载体因表达载体( (农杆菌转化法中是将目的基因插入农杆菌转化法中是将目的基因插入TiTi质粒的质粒的T-DNAT-DNA中中),),然后通过农杆菌转化法导入受体细胞玉米细胞中然后通过农杆菌转化法导入受体细胞玉米细胞中, ,通过组通过组织培养获得抗虫植株织培养获得抗
30、虫植株, ,最后鉴定和筛选。最后鉴定和筛选。答案：答案：(1)(1)单倍体单倍体(2)(2)抗性非糯性抗性非糯性3/163/16(3)(3)非抗糯性非抗糯性F F1 1抗性糯性抗性糯性非抗糯性非抗糯性=31=31(4)(4)抗虫基因抗虫基因( (或目的基因或目的基因) )TiTi质粒质粒DNADNA连接酶连接酶雌配子雌配子雄配子雄配子TgTgtgtgTgTgTTggTTgg抗性糯性抗性糯性TtggTtgg抗性糯性抗性糯性tgtgTtggTtgg抗性糯性抗性糯性ttggttgg非抗糯性非抗糯性【总结提升总结提升】多倍体和单倍体的比较及应用多倍体和单倍体的比较及应用(1)(1)多倍体和单倍体的比较
31、：多倍体和单倍体的比较：项目项目多倍体多倍体单倍体单倍体自然成因自然成因外界环境条件剧变外界环境条件剧变单性生殖的结果单性生殖的结果人工诱导人工诱导秋水仙素处理萌发的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗花药离体培养花药离体培养发育起点发育起点受精卵或合子受精卵或合子配子配子植株特点植株特点植株茎秆粗壮植株茎秆粗壮, ,营养物质营养物质含量增加含量增加, ,生长发育延迟生长发育延迟植株弱小植株弱小, ,生长发育快生长发育快可育性可育性可育可育( (奇数倍体不育奇数倍体不育) )高度不育高度不育(2)(2)多倍体和单倍体的应用。多倍体和单倍体的应用。多倍体育种方法：多倍体育种方法：单倍体育种方法
32、：单倍体育种方法：【变式式训练】(2013(2013徐州模徐州模拟) )普通小麦有高普通小麦有高秆秆抗病抗病(TTRR)(TTRR)和和矮矮秆秆易感病易感病( (ttrrttrr) )两个品种两个品种, ,控制两控制两对性状的基因分性状的基因分别位于两位于两对同源染色体上。同源染色体上。实验小小组利用不同的方法利用不同的方法进行了如下行了如下图所示三所示三组实验：下列关于下列关于该实验的的说法法, ,不正确的是不正确的是( () )A.AA.A组、B B组和和C C组运用的育种方法分运用的育种方法分别是是杂交育种、交育种、单倍体育倍体育种和种和诱变育种育种B.AB.A组和和B B组都利用都利用
33、杂交的方法交的方法, ,目的是一致的目的是一致的C.FC.F2 2中的矮中的矮秆秆抗病植株可以用于生抗病植株可以用于生产D.CD.C组射射线要要处理萌理萌发的种子的种子【解析解析】选选C C。A A组、组、B B组和组和C C组运用的育种方法分别是杂交育种、组运用的育种方法分别是杂交育种、单倍体育种和诱变育种单倍体育种和诱变育种, ,其中其中A A组和组和B B组都利用杂交的方法组都利用杂交的方法, ,目的目的是一致的是一致的, ,均是将优良性状集中到一个个体上均是将优良性状集中到一个个体上,C,C组组射线要处射线要处理萌发的种子理萌发的种子;F;F2 2出现了符合要求的植株出现了符合要求的植
34、株, ,但在矮秆抗病但在矮秆抗病( (ttRttR_)_)的植株中的植株中, ,纯合子纯合子( (ttRRttRR) )只占只占1/3,1/3,还有还有2/32/3的矮秆抗病植株是杂的矮秆抗病植株是杂合子合子, ,不能用于农业生产不能用于农业生产, ,还需要通过连续自交的方法得到纯合还需要通过连续自交的方法得到纯合子种子。子种子。热点考向热点考向 3 3 生物生物进化与生物多化与生物多样性性【典例典例3 3】(2013(2013嘉嘉兴模模拟) )图中地雀中地雀A A与地雀与地雀B B可以交配可以交配产生可生可育后代育后代, ,地雀地雀C C与地雀与地雀A A、B B之之间不能互相交配。不能互相
35、交配。图1 1、2 2、3 3是关于是关于地雀的地雀的进化、化、发展展过程示意程示意图。(1)(1)上述地雀之上述地雀之间的关系能体的关系能体现遗传多多样性的性的类型是型是, ,能体能体现物种多物种多样性的性的类型是型是 。(2)(2)若干年后若干年后, ,小小岛上出上出现了地雀了地雀C C。在。在这一一变化化过程中程中, ,起起选择作作用的主要因素是用的主要因素是。这种新物种的形成方式种新物种的形成方式实质上是上是由于种群内的由于种群内的发生改生改变。甲甲基因型基因型AATTAATTAaTTAaTTaaTTaaTTAATtAATtAaTtAaTtaaTtaaTtAAttAAttAattAat
36、taattaatt个体数个体数202022224 4202012123 39 98 82 2100100乙乙基因型基因型AATTAATTAaTTAaTTaaTTaaTT个体数个体数1961961681683636400400(3)(3)若图若图2 2时期时期, ,小岛和大陆的两个地雀种群的相关基因型种类小岛和大陆的两个地雀种群的相关基因型种类和个体数如下表所示。和个体数如下表所示。甲种群的全部个体所含的全部基因是甲种群的全部个体所含的全部基因是这个种群的个种群的。甲种群的基因甲种群的基因A A的的频率率为。已知表中乙种群每个个体有已知表中乙种群每个个体有2 210104 4个基因个基因, ,每
37、个基因的突每个基因的突变几几率都是率都是1010-5-5, ,则该种群中出种群中出现突突变的基因数是的基因数是个。个。【解解题探究探究】(1)(1)物种形成和生物物种形成和生物进化的区化的区别和和联系：系：项目目物种形成物种形成生物生物进化化标志志出出现改改变变化后的生物化后的生物与原生物的关系与原生物的关系种群种群间出出现生殖隔离生殖隔离种群种群间基因基因频率改率改变联系系不一定不一定产生生 , ,产生一定存在生一定存在提示：提示：生殖隔离生殖隔离种群基因频率种群基因频率进化进化新物种新物种新物种新物种进化进化(2)(2)计算基因算基因频率的解率的解题思路：思路：对于自由交配的群体中基因于自
38、由交配的群体中基因频率的率的计算算, ,需要注意的条件有需要注意的条件有、 、 、 、。对于自交后代基因于自交后代基因频率的率的计算算, ,一般先写出一般先写出, ,再再计算。算。提示：提示：种群足够大个体间随机交配没有突变种群足够大个体间随机交配没有突变没有迁入、迁出自然选择不起作用没有迁入、迁出自然选择不起作用遗传图解遗传图解【解析解析】(1)(1)地雀地雀A A与地雀与地雀B B可以交配且产生的后代可育可以交配且产生的后代可育, ,这表明这表明地雀地雀A A与地雀与地雀B B属于同一物种属于同一物种, ,地雀地雀C C与地雀与地雀A A、B B之间不能互相交之间不能互相交配配, ,表明地
39、雀表明地雀C C与地雀与地雀A A、B B产生了生殖隔离产生了生殖隔离, ,它们并非同一物种它们并非同一物种, ,因此能体现遗传多样性的类型是地雀因此能体现遗传多样性的类型是地雀A A和和B,B,能体现物种多样性能体现物种多样性的类型是地雀的类型是地雀A A、B B与与C C。(2)(2)若干年后若干年后, ,小岛上出现了地雀小岛上出现了地雀C,C,在这一变化中起选择作用的在这一变化中起选择作用的主要因素是海洋环境的变化。这种新物种的形成方式实质是种主要因素是海洋环境的变化。这种新物种的形成方式实质是种群内的基因频率发生改变。群内的基因频率发生改变。(3)(3)种群的基因库指的是某种群中全部个
40、体所含的全部基因。种群的基因库指的是某种群中全部个体所含的全部基因。甲种群中基因甲种群中基因A A的频率的频率=(20=(202+22+202+22+202+12+92+12+92+8)/200 2+8)/200 100%=70%100%=70%。乙种群中出现突变的基因数。乙种群中出现突变的基因数=400=4002 210104 41010-5-5=80=80个。个。答案：答案：(1)(1)地雀地雀A A和和B B地雀地雀A A、B B与与C C(2)(2)海洋环境的变化基因频率海洋环境的变化基因频率(3)(3)基因库基因库70%70%8080【总结提升总结提升】生物进化与生物多样性生物进化与
41、生物多样性(1)(1)现代生物进化理论图解：现代生物进化理论图解：(2)(2)物种形成的方式。物种形成的方式。渐变式物种形成：渐变式物种形成：爆发式物种形成：爆发式物种形成：人工创造新物种：通过植物体细胞杂交人工创造新物种：通过植物体细胞杂交( (如番茄如番茄马铃薯马铃薯) )、多倍体育种多倍体育种( (如八倍体小黑麦如八倍体小黑麦) )等方式也可以创造新物种。等方式也可以创造新物种。(3)(3)生物多样性之间的关系：生物多样性之间的关系：由图可以看出：生物多样性的成因是生物与环境共同作用的结由图可以看出：生物多样性的成因是生物与环境共同作用的结果。果。【变式式训练】(2013(2013江江苏
42、高考高考) )下下图为四个物种的四个物种的进化关系化关系树( (图中百分数表示各物种与人中百分数表示各物种与人类的的DNADNA相似度相似度) )。DNADNA碱基碱基进化速率按化速率按1%/1%/百万年百万年计算算, ,下列相关下列相关论述合理的是述合理的是( () )A.A.四个物种都由共同祖先通四个物种都由共同祖先通过基因突基因突变而形成而形成B.B.生殖隔离是物种朝不同方向生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素展的决定性因素C.C.人人类与黑猩猩的与黑猩猩的DNADNA差异差异经历了了约9999万年的累万年的累积D.D.大猩猩和人大猩猩和人类的的亲缘关系与大猩猩和非洲猴的关系与大猩猩
43、和非洲猴的亲缘关系的关系的远近相同近相同【解析解析】选选C C。物种形成的环节包括突变和基因重组、自然选。物种形成的环节包括突变和基因重组、自然选择、隔离择、隔离, ,其中突变又包括基因突变和染色体变异其中突变又包括基因突变和染色体变异; ;自然选择是自然选择是物种朝不同方向发展的决定性因素物种朝不同方向发展的决定性因素; ;人类与黑猩猩的人类与黑猩猩的DNADNA差异为差异为0.99%,DNA0.99%,DNA碱基进化速率为碱基进化速率为1%/1%/百万年百万年,0.99%,0.99%的差异经历了约的差异经历了约9999万年的累积万年的累积; ;根据根据DNADNA相似度相似度, ,可以计算
44、得出大猩猩和人类的亲可以计算得出大猩猩和人类的亲缘关系比大猩猩和非洲猴的亲缘关系近。缘关系比大猩猩和非洲猴的亲缘关系近。基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异基因重组基因重组种群种群生殖生殖隔离隔离自然自然选择选择突变和突变和基因重组基因重组1.(20131.(2013滨州模州模拟) )下列有关可下列有关可遗传变异的叙述异的叙述, ,不正确的是不正确的是 ( () )A.A.精子和卵精子和卵细胞在受精胞在受精时的随机的随机结合合, ,导致基因重致基因重组B.DNAB.DNA复制复制时碱基碱基对的增添、缺失和替的增添、缺失和替换, ,导致基因突致基因突变C.C.
45、非同源染色体之非同源染色体之间交交换一部分片段一部分片段, ,导致染色体致染色体结构构变异异D.D.着着丝点分裂后点分裂后, ,子染色体不能移向两极子染色体不能移向两极, ,导致染色体数目致染色体数目变异异【解析解析】选选A A。基因重组是减数第一次分裂后期同源染色体分。基因重组是减数第一次分裂后期同源染色体分离离, ,非同源染色体自由组合而导致的非同源染色体上的非等位非同源染色体自由组合而导致的非同源染色体上的非等位基因自由组合引起的基因自由组合引起的, ,或者是减数第一次分裂四分体时期的交或者是减数第一次分裂四分体时期的交叉互换引起的叉互换引起的; ;基因突变是基因突变是DNADNA碱基对
46、的增添、缺失和替换碱基对的增添、缺失和替换; ;非非同源染色体之间交换一部分片段同源染色体之间交换一部分片段, ,属于染色体结构变异中的易属于染色体结构变异中的易位位; ;着丝点分裂后着丝点分裂后, ,子染色体不能移向两极子染色体不能移向两极, ,属于染色体数目变属于染色体数目变异。异。2.(20132.(2013南京模南京模拟) )下下图表示人表示人类镰刀型刀型细胞胞贫血症的病因血症的病因, ,已已知谷氨酸的密知谷氨酸的密码子是子是GAA,GAA,由此分析正确的是由此分析正确的是( () )A.A.控制血控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替生替换都会引都
47、会引起起贫血症血症B.B.过程是以程是以链作模板作模板, ,以脱氧核苷酸以脱氧核苷酸为原料原料, ,由由ATPATP供能供能, ,在在酶酶的作用下完成的的作用下完成的C.C.转运运缬氨酸的氨酸的tRNAtRNA一端裸露的三个碱基可能是一端裸露的三个碱基可能是CAUCAUD.D.人人发生此生此贫血症的根本原因在于蛋白血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被中的一个谷氨酸被缬氨酸取代氨酸取代【解析解析】选选C C。如果基因突变后形成的密码子与原密码子决定。如果基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸的是同一种氨基酸, ,则血红蛋白基因中一个碱基的替换不一定则血红蛋白基因中一个碱基的替换
48、不一定引起贫血症引起贫血症;过程为转录过程过程为转录过程, ,该过程是以该过程是以链作模板链作模板, ,但合但合成的是成的是mRNA,mRNA,所以原料是核糖核苷酸所以原料是核糖核苷酸; ;根据缬氨酸的密码子根据缬氨酸的密码子GUA,GUA,可知对应的可知对应的tRNAtRNA上的反密码子上碱基为上的反密码子上碱基为CAU;CAU;人类镰刀型细胞贫人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因上的碱基对被替换。血症的根本原因是基因上的碱基对被替换。3.(20133.(2013四川高考四川高考) )大豆植株的体大豆植株的体细胞含胞含4040条染色体。用放射条染色体。用放射性性6060CoCo处理大豆种子后
49、理大豆种子后, ,筛选出一株抗花叶病的植株出一株抗花叶病的植株X,X,取其花粉取其花粉经离体培养得到若干离体培养得到若干单倍体植株倍体植株, ,其中抗病植株占其中抗病植株占50%50%。下列叙。下列叙述正确的是述正确的是( () )A.A.用花粉离体培养用花粉离体培养获得的抗病植株得的抗病植株, ,其其细胞仍具有全能性胞仍具有全能性B.B.单倍体植株的倍体植株的细胞在有胞在有丝分裂后期分裂后期, ,共含有共含有2020条染色体条染色体C.C.植株植株X X连续自交若干代自交若干代, ,纯合抗病植株的比例逐代降低合抗病植株的比例逐代降低D.D.放射性放射性6060CoCo诱发的基因突的基因突变,
50、 ,可以决定大豆的可以决定大豆的进化方向化方向【解析解析】选选A A。A A项项, ,植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性, ,与它是否为单倍体无与它是否为单倍体无关关, ,只要其细胞具有该生物体的全套遗传信息即可只要其细胞具有该生物体的全套遗传信息即可;B;B项项, ,有丝分有丝分裂后期着丝点分裂裂后期着丝点分裂, ,细胞内染色体暂时加倍细胞内染色体暂时加倍, ,应为应为4040条条;C;C项项, ,由由题可知该突变植株为杂合子题可知该突变植株为杂合子, ,但是表现为抗病但是表现为抗病, ,所以该突变为显所以该突变为显性突变性突变, ,连续自交后连续自交后, ,杂合子占的比例不断下降杂合子占
51、的比例不断下降, ,显性纯合子所显性纯合子所占比例不断上升且无限趋近于占比例不断上升且无限趋近于50%;D50%;D项项, ,基因突变只能提供进化基因突变只能提供进化的原材料的原材料, ,不能决定进化方向不能决定进化方向, ,自然选择决定进化方向。自然选择决定进化方向。4.(20134.(2013南京模南京模拟) )普氏野普氏野马是目前地球上唯一存活的野生是目前地球上唯一存活的野生马。据据兰州晨州晨报报道道, ,甘甘肃濒危危动物研究中心精心挑物研究中心精心挑选出了两个出了两个家族的家族的2525匹普氏野匹普氏野马, ,将其放将其放归到保到保护区中。有人区中。有人预计, ,数年后数年后这些野些野
52、马将将发展成展成为一个野生种群。根据以上材料一个野生种群。根据以上材料, ,下列叙述正下列叙述正确的是确的是( () )A.A.野外的普氏野野外的普氏野马的基因突的基因突变频率将不断增加率将不断增加B.B.野外的普氏野野外的普氏野马有助于增有助于增强强保保护区的恢复力区的恢复力稳定性定性C.C.野外的普氏野野外的普氏野马在自然在自然选择的的压力下力下, ,种群中某些基因的种群中某些基因的频率率可能会可能会发生生变化化D.D.野外的普氏野野外的普氏野马与圈养的普氏野与圈养的普氏野马因因环境不同而境不同而产生了生殖生了生殖隔离隔离【解析解析】选选C C。基因突变是在某些诱变因素的诱发下发生的。基因
53、突变是在某些诱变因素的诱发下发生的, ,不不能确定野外的普氏野马的基因突变频率是否将增加能确定野外的普氏野马的基因突变频率是否将增加; ;放归普氏放归普氏野马野马, ,增加了生物的种类增加了生物的种类, ,使保护区的抵抗力稳定性增强使保护区的抵抗力稳定性增强; ;在自在自然选择的情况下然选择的情况下, ,不适应环境的普氏野马被淘汰不适应环境的普氏野马被淘汰, ,导致某些基因导致某些基因的频率发生改变的频率发生改变; ;根据题干信息不能判断野外的普氏野马与圈根据题干信息不能判断野外的普氏野马与圈养的普氏野马之间是否产生了生殖隔离。养的普氏野马之间是否产生了生殖隔离。5.(20135.(2013漳
54、州模漳州模拟) )某小某小岛上蜥蜴上蜥蜴进化的基本化的基本过程如下程如下图所示。所示。有关叙述有关叙述错误的是的是( () )A.A.若若图中中X X、Y Y、Z Z表示生物表示生物进化中的基本化中的基本环节, ,则Z Z是隔离是隔离B.B.根据达根据达尔尔文的文的观点可点可认为, ,有利性状的蜥蜴个体世代有利性状的蜥蜴个体世代间不断保不断保存存C.C.现代生物代生物进化理化理论认为, ,该岛上蜥蜴上蜥蜴进化化过程中基因程中基因频率一定率一定发生生变化化D.D.该小小岛上的蜥蜴原种和蜥蜴新种共同上的蜥蜴原种和蜥蜴新种共同组成一个种群成一个种群【解析解析】选选D D。隔离导致新物种的产生。隔离导
55、致新物种的产生; ;自然选择过程中保存有自然选择过程中保存有利性状利性状, ,淘汰不利性状淘汰不利性状; ;生物进化过程中基因频率一定发生变化生物进化过程中基因频率一定发生变化; ;蜥蜴原种和蜥蜴新种是两个物种蜥蜴原种和蜥蜴新种是两个物种, ,不能共同组成一个种群。不能共同组成一个种群。6.(20136.(2013肇肇庆模模拟) )优质彩棉是通彩棉是通过多次多次杂交交获得的品种得的品种, ,其自其自交后代常出交后代常出现色彩、色彩、纤维长短等性状短等性状遗传不不稳定的定的问题。请分分析回答：析回答：(1)(1)欲解决彩棉性状欲解决彩棉性状遗传不不稳定的定的问题, ,理理论上可直接培养上可直接培
56、养, ,通通过育种方式育种方式, ,快速快速获得得纯合子。但此技合子。但此技术在彩棉在彩棉育种中尚未成功。育种中尚未成功。(2)(2)为获得能得能稳定定遗传的的优质彩棉品种彩棉品种, ,研究人研究人员以白色棉品种以白色棉品种57-457-4作母本作母本, ,棕色彩棉作父本棕色彩棉作父本杂交交, ,授粉后存在着精子与卵授粉后存在着精子与卵细胞胞不融合但母本仍可不融合但母本仍可产生种子的生种子的现象。象。这样的种子萌的种子萌发后后, ,会出会出现少量的父本少量的父本单倍体植株、母本倍体植株、母本单倍体植株及由父本和母本倍体植株及由父本和母本单倍倍体体细胞胞组成的嵌合体植株。成的嵌合体植株。欲欲获得
57、得纯合子彩棉合子彩棉, ,应选择植株植株, ,用秋水仙素用秋水仙素处理理植株的植株的, ,使其体使其体细胞染色体数目加倍。胞染色体数目加倍。下下图是研究人是研究人员在在诱导染色体数目加倍染色体数目加倍时的的实验处理和理和结果果, ,本本实验的目的是探究的目的是探究 , ,实验效果最好的效果最好的实验处理是理是 。欲欲鉴定枝条中染色体数目是否加倍定枝条中染色体数目是否加倍, ,可以通可以通过直接直接测量量, ,并与并与单倍体枝条倍体枝条进行比行比较作出判断。作出判断。(3)(3)欲欲检测染色体数目已加倍的植株是否染色体数目已加倍的植株是否为纯合子合子, ,在在实践中践中应采用采用的方法的方法,
58、,依据后代是否出依据后代是否出现作出判作出判断。断。【解析解析】(1)(1)利用单倍体育种可迅速获得纯合子利用单倍体育种可迅速获得纯合子, ,其具体做法是先其具体做法是先用组织培养技术用组织培养技术, ,将花粉培育为单倍体植株将花粉培育为单倍体植株, ,然后用秋水仙素处理然后用秋水仙素处理, ,获得符合要求的纯合子。获得符合要求的纯合子。(2)(2)父本为棕色彩棉父本为棕色彩棉, ,欲获得纯合子彩棉应选择父本单倍体植株欲获得纯合子彩棉应选择父本单倍体植株, ,可用秋水仙素处理其幼苗或芽可用秋水仙素处理其幼苗或芽, ,使体细胞染色体数加倍使体细胞染色体数加倍;分析题分析题图可知图可知, ,用用0
59、.05%0.05%的秋水仙素诱导的秋水仙素诱导1212小时小时, ,染色体加倍百分比为染色体加倍百分比为22%,22%,实验效果最好实验效果最好;可根据多倍体植株的特点可根据多倍体植株的特点, ,直接测量茎的粗直接测量茎的粗细、叶面积的大小细、叶面积的大小( (营养器官的大小营养器官的大小) )。(3)(3)自交是鉴定纯合子的最简便的方法自交是鉴定纯合子的最简便的方法, ,可通过观察自交后代是否可通过观察自交后代是否出现性状分离来作出判断。出现性状分离来作出判断。答案：答案：(1)(1)彩棉花粉彩棉花粉( (花药花药) )单倍体单倍体(2)(2)父本单倍体芽或幼苗父本单倍体芽或幼苗不同秋水仙素浓度和不同处理时间对细胞内染色体数目加倍不同秋水仙素浓度和不同处理时间对细胞内染色体数目加倍效果的影响用效果的影响用0.05%0.05%秋水仙素处理秋水仙素处理1212小时小时茎的粗细、叶面积的大小茎的粗细、叶面积的大小( (营养器官的大小营养器官的大小) )(3)(3)(连续连续) )自交性状分离自交性状分离
