2020屆高考生物藝考生大二輪總復習 上篇 專題六 生物的變異、育種和進化 第8講 變異、育種和進化 高頻命題點1 生物的變異與育種教學案

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1、第8講　變異、育種和進化 ★ [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.染色體結構變異和數目變異(Ⅱ)；4.生物變異在育種上的應用(Ⅱ)；5.轉基因食品的安全(Ⅰ)；6.現(xiàn)代生物進化理論的主要內容(Ⅱ)；7.生物進化與生物多樣性的形成(Ⅱ)。 精讀教材——記一記 1．低溫誘導植物染色體數目的變化(P88實驗) (1)經低溫處理過的植物根尖，放入卡諾氏液中浸泡，以固定細胞形態(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胞的細胞壁軟化，并使細胞間的中膠層物質溶解，有利于植物細胞分離開來。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，植物細胞還是活的，低溫抑制了紡錘體的形成以及細胞分裂，但不抑制著絲點的分裂，所以有些細胞染色體數目加倍。 (4)最后，視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體數目改變的細胞(因為低溫處理時，不是每個細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技能應用) 3．選擇育種是不斷從變異個體中選擇出最好的進行繁殖和培育。缺點是周期長，可選擇的范圍有限。(P107本章小結) 4．自然選擇直接作用的是生物的個體，而且是

3、個體的表現(xiàn)型，但研究進化不能只研究個體表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應，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，生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展，這就是共同進化，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必然導致基因種類的變化。(×) (3)低溫可抑制染色體著絲點分裂，使子染色體不能分別

4、移向兩極導致染色體加倍。(×) (4)多倍體形成過程增加了非同源染色體重組的機會。(×) (5)在有絲分裂和減數分裂過程中，非同源染色體之間交換一部分片段，導致染色體結構變異。(√) 2．有關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行組織培養(yǎng)。(√) (3)用秋水仙素處理細胞群體，M(分裂)期細胞的比例會減少。(×) (4)三倍體西瓜植株的高度不育與減數分裂同源染色體聯(lián)會行為有關。(√) 3．有關生物進化的正誤判斷 (1)長舌蝠為長

5、筒花的唯一傳粉者，兩者相互適應，共同(協(xié)同)進化。(√) (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化的方向。(×) (5)外來物種入侵能改變生物進化的速度和方向。(√) (6)一般來說，頻率高的基因所控制的性狀更適應環(huán)境。(√) (7)物種的形成可以不經過隔離。(×) (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：　基因突變導致種群基因頻率改變，生物發(fā)生了進化，但進化不一定產生生殖隔離

6、(或形成新物種)。 高頻命題點1　生物的變異與育種 真題領航——目標方向導入高考 1．(2019·江蘇卷，4)下列關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，不會導致生物性狀變異 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，進行加倍處理后可用于育種 D．多倍體植株染色體組數加倍，產生的配子數加倍，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用能力；通過對變異類型的判斷，體現(xiàn)了科學思維素養(yǎng)中的分析與判斷要素?；蛑亟M通過基因的重新組合，會使個體的生物性狀發(fā)生變

7、異，A錯誤；由于密碼子具有簡并性，DNA中堿基序列的改變不一定導致生物性狀的改變，B錯誤；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；相比正常個體，誘導產生的多倍體植株染色體組數加倍，產生的配子中染色體數目也加倍，但產生的配子數目并不一定加倍，D錯誤。] 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在同時添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時間后，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，是因為基因突變導致相應酶的活性喪失，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錯誤，D正確。] 3．(全國高考Ⅰ卷)現(xiàn)有兩個純合的某作物品種：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)在育種實踐中，若利用這兩個品種進行雜交育種，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，需要正確預測雜交結果。若按照孟德爾遺傳定律來預測雜交結果，需要滿足3個條件：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個條件

10、?？捎脺y交實驗來進行檢驗，請簡要寫出該測交實驗的過程。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 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；測交是待測個體與隱性純合體雜交，在本題中是用F1與矮稈感病個體雜交。 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，產生F1，讓F1與感病矮稈植株雜交 知識拓展——培養(yǎng)學生文字表達能力 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，會因基因重組使R型活菌轉化為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，但分離比并不是預期的3∶1，而是出現(xiàn)了高∶矮＝5∶1。試分析產生這一現(xiàn)象的可能原因，并設計了一個實驗方案加以證明。 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減數分裂產生三種配子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、鏡檢、適用范圍”三個關鍵點區(qū)分三種可遺傳變異。 a．本質： Ⅰ.基因突變以①堿基對為單位發(fā)生改變，改變發(fā)生在某基因的內部，產生新基因

14、； Ⅱ.基因重組以②基因為單位發(fā)生重組，產生新的基因型； Ⅲ.染色體結構變異以③染色體片段為單位，是若干基因的數量或排列順序的變化。 b．鏡檢結果：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：屬于染色體結構變異中的易位。 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)“植物細胞新細胞愈傷組織胚狀體人工種子―→新品種”為?基因工程育種。 4．根據不同的需求選擇育種的方法(填空) (1)若要培育隱性性狀個體，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，雜交實驗較難操作，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)若實驗植物為營養(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)，突破關鍵能力 [考向一]　以可遺傳的變異為載體，考查學生分析實驗，設計實驗的能力 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、一個隱性純合突變個體，請設計實驗來判斷該隱性突變基因位于第幾號染色體上。 實驗思路：__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 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，而引起的基因結構的改變。某細菌能在基本培養(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)一個隱性純合突變個體，讓隱性突變個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，而引起的基因結構的改變　X射線使細菌發(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，同時也受光照的影響。在正常光照下，當玉米植株體細胞中含2個A基因時，植株葉片呈深綠色；含一個A基因時葉片呈淺綠色；不含A基因時葉片呈黃色，不含A基因的植株被稱為白化苗，其會在幼苗期逐漸死亡。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__________相互作用共同調控著生物的性狀。 (2)在種植深綠色葉片玉米植株的時候，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，完成如下雜交實驗(實驗條件均為正常光照下)： ①實驗方案：________________________________作父本，__________________________作母本進行雜交，分析比較子代的表現(xiàn)型及比例。 ②預測結果及結論： 如果_______________________________________________________________________， 則該變異是由基因突變造成的； 如果________________

22、_______________________________________________________， 這個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，同時還受到環(huán)境的影響。(2)根據題意分析，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為載體，考查學生對育種方法的選取與設計 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果，回答下列問題： 類型 正常植株 雄株

24、 雌株 數目 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結合，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用價值，在雜交育種時可免除__________麻煩。選育出純合體雄株和雌株應確保其雜交后代都是正常植株，以符合種子生產要求。已知農田中的正常植株都是雜合子DdEe，請設

25、計一個快速育種方案，利用這種植株選育出符合生產要求的雄株和雌株(寫出育種方案即可)： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)為了確保能雜交產生足夠的正常植株，需要對選出的雄株和雌株進行

26、大量繁殖，請寫出培育方案：___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)據題意可知，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)符合生產要求；將上一步驟中得到的雌株和雄株進行雜交，若后代是正常植株，則雌株的基因型為符合生產要求的DDee　(3)取上述得到的符合生產要求的雄株和雌株的芽(雌株芽可在上述雜交之前進行部分預留)或根尖進行植物組織培養(yǎng) - 9 -