2019年高考生物大二輪復習 專題突破練習四 第3講 變異、育種和進化.doc

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2019年高考生物大二輪復習 專題突破練習四 第3講 變異、育種和進化 [考綱要求]　1.基因重組及其意義(B)。2.基因突變的特征和原因(B)。3.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異(B)。4.生物變異在育種上的應(yīng)用(C)。5.轉(zhuǎn)基因食品的安全性(B)。6.現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(B)。7.生物進化與生物多樣性的形成(B)。 [構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)] 考點一　生物的變異與育種 1．變異與育種的整合 2．生物可遺傳的變異包括基因突變、基因重組和染色體變異 (1)基因突變：具有普遍性、隨機性、低頻性、不定向性和多害少利性，產(chǎn)生新基因，是生物變異的根本來源。 (2)基因重組：包括交叉互換和自由組合，產(chǎn)生新的基因型，導致重組性狀出現(xiàn)，是形成生物多樣性的重要原因之一。 (3)染色體變異：包括染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異，是生物可遺傳變異的重要來源。 3．生物變異在育種上的應(yīng)用 項目 雜交育種 誘變育種 單倍體育種 多倍體育種 基因工程育種 原理 基因重組 基因突變 染色體變異 染色體變異 基因重組 育種 程序 應(yīng)用 用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥 高產(chǎn)青霉菌 用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥 三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥 轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 [錯混診斷] 1．DNA復制時發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，導致基因突變(2011江蘇，22A)(　√　) 2．A基因突變?yōu)閍基因，a基因還可能再突變?yōu)锳基因(2011上海，8A)(　√　) 3．染色體片段的缺失和重復必然導致基因種類的變化(2011海南，19C)(　　) 4．低溫可抑制染色體著絲點分裂，使子染色體不能分別移向兩極導致染色體加倍(xx福建，3A改編)(　　) 5．多倍體形成過程增加了非同源染色體重組的機會(xx廣東，7D)(　　) 6．在有絲分裂和減數(shù)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(jié)構(gòu)變異(2011江蘇，22C)(　√　) 7．染色體組整倍性、非整倍性變化必然導致基因種類的增加(2011海南，19AB改編)(　　) 8．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)(xx江蘇，11D)(　√　) 9．用秋水仙素處理細胞群體，M(分裂)期細胞的比例會減少(xx浙江，1D)(　　) 10．三倍體西瓜植株的高度不育與減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會行為有關(guān)(xx安徽，4③)(　√　) 題組一　從生物變異的種類及實質(zhì)進行考查 1．(xx江蘇，7)下列關(guān)于染色體變異的敘述，正確的是(　　) A．染色體增加某一片段可提高基因表達水平，是有利變異 B．染色體缺失有利于隱性基因表達，可提高個體的生存能力 C．染色體易位不改變基因數(shù)量，對個體性狀不會產(chǎn)生影響 D．通過誘導多倍體的方法可克服遠緣雜交不育，培育出作物新類型 答案　D 解析　A項，染色體增加某一片段不一定會提高基因的表達水平，且該基因的大量表達對生物體也不一定是有利的。B項，若顯性基因隨染色體的缺失而丟失，可有利于隱性基因表達，但隱性基因的表達不一定能提高個體的生存能力。C項，染色體易位不改變細胞內(nèi)基因的數(shù)量，可能對當代生物體不產(chǎn)生影響，也可能產(chǎn)生影響，并且染色體變異大多對生物體是不利的。D項，不同物種作物可以通過雜交獲得不育的子一代，然后經(jīng)秋水仙素誘導可得到可育的多倍體，從而培育出作物新類型。 2．下圖表示某種生物的部分染色體發(fā)生了兩種變異的示意圖，圖中①和②，③和④互為同源染色體，則圖a、圖b所示的變異(　　) A．均為染色體結(jié)構(gòu)變異 B．均使基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變 C．均使生物的性狀發(fā)生改變 D．均可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 答案　D 解析　由圖可知，圖a為同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換，屬于基因重組，基因的數(shù)目和排列順序未發(fā)生改變，生物的性狀可能沒有改變；圖b是染色體結(jié)構(gòu)變異，基因的數(shù)目和排列順序均發(fā)生改變，性狀也隨之改變；二者均可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。 3．(xx浙江，6)除草劑敏感型的大豆經(jīng)輻射獲得抗性突變體，且敏感基因與抗性基因是1對等位基因。下列敘述正確的是(　　) A．突變體若為1條染色體的片段缺失所致，則該抗性基因一定為隱性基因 B．突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致，則再經(jīng)誘變可恢復為敏感型 C．突變體若為基因突變所致，則再經(jīng)誘變不可能恢復為敏感型 D．抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，則該抗性基因一定不能編碼肽鏈 答案　A 解析　A項，突變體若為1條染色體的片段缺失所致，缺失后表現(xiàn)為抗性突變體，則可推測出除草劑敏感型的大豆是雜合子，缺失片段中含有顯性基因，缺失后即表現(xiàn)了隱性基因控制的性狀。B項，突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致，則會導致控制該性狀的一對基因都丟失，經(jīng)誘變后不可能使基因從無到有。C項，突變體若為基因突變所致，由于基因突變具有不定向性，所以經(jīng)誘變?nèi)钥赡芑謴蜑槊舾行?。D項，抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，若該堿基對不在基因的前端(對應(yīng)起始密碼)就能編碼肽鏈，肽鏈的長短變化需要根據(jù)突變后對應(yīng)的密碼子是否為終止密碼子來判斷。 　1.易位與交叉互換的區(qū)別 染色體易位 交叉互換 圖解 區(qū)別 發(fā)生于非同源染色體之間 發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間 屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 屬于基因重組 2.基因突變對性狀的影響 堿基對 影響范圍 對氨基酸序列的影響 替換 小 只改變1個氨基酸或不改變 增添 大 插入位置前不影響，影響插入后的序列 缺失 大 缺失位置前不影響，影響缺失后的序列 題組二　從生物變異在育種上的應(yīng)用進行考查 4．普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個品種，控制兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實驗小組利用不同的方法進行了如下三組實驗： 下列關(guān)于該實驗的說法，不正確的是(　　) A．A組和B組都利用雜交的方法，目的是一致的 B．A組F2中的矮稈抗病植株Ⅰ可以直接用于生產(chǎn) C．B組育種過程中，必須用到生長素、細胞分裂素、秋水仙素等物質(zhì) D．C組育種過程中，必須用γ射線處理大量的高稈抗病植株，才有可能獲得矮稈抗病植株 答案　B 解析　 育種過程中直接用于生產(chǎn)的品種必須是純合子，在雜交育種過程中F2矮稈抗病植株有兩種基因型，其中純合子只占，雜合子占。 5．如圖為普通小麥的培育過程。據(jù)圖判斷下列說法正確的是(　　) A．普通小麥的單倍體中含有一個染色體組，共7條染色體 B．將配子直接培養(yǎng)成單倍體的過程稱為單倍體育種 C．二粒小麥和普通小麥均能通過自交產(chǎn)生可育種子 D．染色體加倍只能通過秋水仙素處理萌發(fā)的種子實現(xiàn) 答案　C 解析　普通小麥是六倍體，其單倍體內(nèi)含有21條染色體，每個染色體組中含有7條形狀、大小不同的染色體；將配子直接培養(yǎng)成單倍體的過程只是單倍體育種的一個環(huán)節(jié)；二粒小麥和普通小麥細胞內(nèi)均含有同源染色體，均能通過自交產(chǎn)生可育種子；使染色體加倍除可利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗外，還可以對其進行低溫處理。 6．染色體部分缺失在育種方面也有重要作用。下圖所示為育種專家對棉花品種的培育過程，相關(guān)敘述錯誤的是(多選)(　　) A．太空育種依據(jù)的原理主要是基因突變 B．粉紅棉M的出現(xiàn)是染色體缺失的結(jié)果 C．深紅棉S與白色棉N雜交產(chǎn)生深紅棉的概率為 D．粉紅棉M自交產(chǎn)生白色棉N的概率為 答案　CD 解析　太空育種的原理主要是基因突變，可以產(chǎn)生新的基因，由圖可知，粉紅棉M是由于染色體缺失了一段形成的。若用b－表示染色體缺失的基因，則bbb－b－→bb－(全部為粉紅棉)；粉紅棉bb－自交，得白色棉bb的概率為。 　單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理等過程，將配子離體培養(yǎng)只是單倍體育種的一個環(huán)節(jié)。后代是否可育關(guān)鍵要看體細胞中是否含有同源染色體，有則可育，無則不可育。單倍體育種與多倍體育種的操作對象不同，兩種育種方法都出現(xiàn)了染色體加倍的情況，單倍體育種的操作對象是花藥，通過花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理，得到的植株是純合子；多倍體育種的操作對象是萌發(fā)的種子或幼苗。 題組三　從細胞分裂異常引起的變異進行考查 7．某男子表現(xiàn)型正常，但其一條14號和一條21號染色體相互連接形成一條異常染色體，如圖甲。減數(shù)分裂時異常染色體的聯(lián)會如圖乙，配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機移向細胞任一極。下列敘述正確的是(多選)(　　) A．圖甲所示的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 B．觀察異常染色體應(yīng)選擇處于分裂間期的細胞 C．如不考慮其他染色體，理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有8種 D．該男子與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代 答案　AD 解析　圖甲所示的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；觀察異常染色體可選擇有絲分裂的中期或減數(shù)分裂的聯(lián)會或四分體時期；在不考慮其他染色體的情況下，理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有6種，即僅具有異常染色體、同時具有14號和21號染色體、同時具有異常染色體和14號染色體、僅具有21號染色體、同時具有異常染色體和21號染色體、僅具有14號染色體；該男子的14號和21號染色體在一起的精子與正常女子的卵細胞結(jié)合能生育染色體組成正常的后代。 8．牙鲆生長快、個體大，且肉嫩、味美、營養(yǎng)價值高，已成為海水養(yǎng)殖中有重要經(jīng)濟價值的大型魚類，而且雌性個體的生長速度比雄性明顯快，下面是利用卵細胞培育二倍體牙鲆示意圖。其原理是經(jīng)紫外線輻射處理過的精子入卵后不能與卵細胞核融合，只激活卵母細胞完成減數(shù)分裂，后代的遺傳物質(zhì)全部來自卵細胞。關(guān)鍵步驟包括：①精子染色體的失活處理；②卵細胞染色體二倍體化等。下列敘述不正確的是(　　) A．圖中方法一獲得的子代是純合二倍體，原因是低溫抑制了紡錘體的形成 B．方法二中的雜合二倍體，是同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換所致 C．如果圖中③在正常溫度等條件下發(fā)育為雄性，則牙鲆的性別決定方式為ZW型 D．經(jīng)紫外線輻射處理的精子失活，屬于染色體變異，不經(jīng)過②過程處理將得到單倍體牙鲆 答案　D 解析　由于低溫抑制第一次卵裂，DNA復制后，紡錘體的形成受到抑制，導致細胞不能分裂，因為方法一導致細胞核中基因相同，是純合二倍體。減Ⅰ時期同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換，而導致同一染色體上的兩條姐妹染色單體中可能會含有等位基因，因此方法二低溫抑制極體排出，會獲得雜合二倍體。③來自卵細胞或次級卵母細胞，由于細胞中的染色體為姐妹染色單體分離后所形成的，細胞中含有的是兩條同型的性染色體，根據(jù)性別決定方式，若③發(fā)育為雄性則為ZW型。經(jīng)紫外線輻射處理的精子失活，不一定屬于染色體變異，不經(jīng)過②過程處理可得到單倍體牙鲆。 　本題的解題關(guān)鍵首先在于依據(jù)基礎(chǔ)知識正確完成圖文轉(zhuǎn)換。如低溫抑制第一次卵裂，如何得到純合二倍體，低溫抑制極體排出，如何得到雜合二倍體；其次在于熟記可遺傳變異的種類、誘變機理及適用范圍。 題組四　從生物變異的類型探究進行命題 9．(xx山東，28節(jié)選)果蠅的灰體(E)對黑檀體(e)為顯性，灰體純合果蠅與黑檀體果蠅雜交，在后代群體中出現(xiàn)了一只黑檀體果蠅。出現(xiàn)該黑檀體果蠅的原因可能是親本果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失?，F(xiàn)有基因型為EE、Ee和ee的果蠅可供選擇，請完成下列實驗步驟及結(jié)果預測，以探究其原因。(注：一對同源染色體都缺失相同片段時胚胎致死；各型配子活力相同) 實驗步驟：①用該黑檀體果蠅與基因型為________的果蠅雜交，獲得F1； ②F1自由交配，觀察、統(tǒng)計F2表現(xiàn)型及比例。 結(jié)果預測：Ⅰ.如果F2表現(xiàn)型及比例為______________，則為基因突變； Ⅱ.如果F2表現(xiàn)型及比例為______________，則為染色體片段缺失。 答案　答案一：①EE?、冖?灰體∶黑檀體＝3∶1　Ⅱ.灰體∶黑檀體＝4∶1　答案二：①Ee?、冖?灰體∶黑檀體＝7∶9　Ⅱ.灰體∶黑檀體 ＝7∶8 解析　分析題中信息可推知后代群體中這只黑檀體果蠅的基因型為ee(基因突變)或_e(染色體片段缺失)，由于選擇隱性個體ee進行雜交實驗，后代無性狀分離，無法判斷該個體的基因型，所以應(yīng)選擇基因型為EE或Ee的個體與變異個體進行雜交，而選擇Ee個體進行雜交后代配子種類多，計算繁瑣，最好選擇基因型為EE的個體與變異個體雜交。 方法一：選擇基因型為EE的個體與變異個體進行雜交，過程如下： Ⅰ.若為基因突變，則： Ⅱ.若為染色體片段缺失，則： 計算方法提示：可采用配子法。 F1的雌雄配子均為 雌雄配子結(jié)合情況有EE＝＝ ee＝＝ __＝＝ Ee＝2＝ _E＝2＝ _e＝2＝ 方法二：選擇基因型為Ee的個體與變異個體進行雜交，過程如下： Ⅰ.若為基因突變，則： 計算方法提示：可采用配子法。 F1的雌雄配子均為 雌雄配子結(jié)合情況有EE＝＝ ee＝＝ Ee＝2＝ Ⅱ.若為染色體片段缺失，則： 計算方法提示：可采用配子法。 F1的雌雄配子均為 雌雄配子結(jié)合情況有EE＝＝ ee＝＝ __＝＝ Ee＝2＝ _E＝2＝ _e＝2＝ 　利用遞推法準確解答遺傳實驗結(jié)果預測題 此類題目多為探究性實驗，實驗結(jié)果可能有多種。實驗結(jié)論比較容易寫出，但一般很難直接寫出實驗結(jié)果。若實驗結(jié)論已給出，可以從所給實驗結(jié)論入手，逆推可能的實驗結(jié)果。在沒有給出實驗結(jié)論時，應(yīng)注意思路上是先設(shè)想可能的結(jié)論，然后逆推實驗結(jié)果，但在書寫答案時仍應(yīng)把結(jié)果寫在前，結(jié)論寫在后，不能把結(jié)論寫在前，結(jié)果寫在后。 考點二　生物進化與物種形成 1．現(xiàn)代生物進化理論圖解 2．物種形成的方式 (1)漸變式物種形成： (2)爆發(fā)式物種形成 (3)人工創(chuàng)造新物種：通過植物體細胞雜交(如番茄—馬鈴薯)、多倍體育種(如八倍體小黑麥)等方式也可以創(chuàng)造新物種。 [錯混診斷] 1．外來物種入侵能改變生物進化的速度和方向(xx江蘇，5C)(　√　) 2．大豆植株的體細胞含40條染色體。用放射性60Co處理大豆種子后，篩選出一株抗花葉病的植株X，取其花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到若干單倍體植株，其中抗病植株占50%。放射性60Co誘發(fā)的基因突變，可以決定大豆的進化方向(xx四川，5改編)(　　) 3. 如圖為四個物種的進化關(guān)系樹(圖中百分數(shù)表示各物種與人類的DNA相似度)。DNA堿基進化速率按1%/百萬年計算，大猩猩和人類的親緣關(guān)系，與大猩猩和非洲猴的親緣關(guān)系的遠近相同(xx江蘇，12改編)(　　) 4．一般來說，頻率高的基因所控制的性狀更適應(yīng)環(huán)境(xx大綱全國Ⅰ，4C)(　√　) 5．物種的形成可以不經(jīng)過隔離(xx山東，2A)(　　) 6．自然選擇決定了生物變異和進化的方向(2011江蘇，6A)(　　) 7．生物進化過程的實質(zhì)在于有利變異的保存(xx山東，2B)(　　) 8．人工培育的新物種只能生活在人工環(huán)境中(xx江蘇，12A)(　　) 9．生物進化時基因頻率總是變化的(xx山東，5B)(　√　) 題組一　利用現(xiàn)代生物進化理論解釋問題 1．(xx江蘇，8)某醫(yī)院對新生兒感染的細菌進行了耐藥性實驗，結(jié)果顯示70%的致病菌具有耐藥性。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．孕婦食用了殘留抗生素的食品，導致其體內(nèi)大多數(shù)細菌突變 B．即使孕婦和新生兒未接觸過抗生素，感染的細菌也有可能是耐藥菌 C．新生兒體內(nèi)缺少免疫球蛋白，增加了致病菌的耐藥性 D．新生兒出生時沒有及時接種疫苗，導致耐藥菌形成 答案　B 解析　A項，抗生素不能誘導細菌發(fā)生突變，而是對具有不同耐藥性的細菌進行選擇。B項，細菌本身就存在耐藥性的與非耐藥性的兩種類型，所以即使新生兒未接觸過抗生素，新生兒感染的細菌也可能存在耐藥性的類型。C項，新生兒體內(nèi)缺少免疫球蛋白，將會導致體內(nèi)的致病菌數(shù)量增加，但不會增加其耐藥性，耐藥性的增加是藥物對致病菌進行選擇的結(jié)果。D項，新生兒出生時沒有及時接種疫苗，不能對該類細菌產(chǎn)生免疫力，將導致致病菌在體內(nèi)繁殖。 2．(xx北京，4)為控制野兔種群數(shù)量，澳洲引入一種主要由蚊子傳播的兔病毒。引入初期強毒性病毒比例最高，兔被強毒性病毒感染后很快死亡，致兔種群數(shù)量大幅下降，兔被中毒性病毒感染后可存活一段時間。幾年后中毒性病毒比例最高，兔種群數(shù)量維持在低水平。由此無法推斷出(　　) A．病毒感染對兔種群的抗性具有選擇作用 B．毒性過強不利于維持病毒與兔的寄生關(guān)系 C．中毒性病毒比例升高是因為兔抗病毒能力下降所致 D．蚊子在兔和病毒之間的協(xié)同(共同)進化過程中發(fā)揮了作用 答案　C 解析　A項，病毒感染對兔種群的抗性進行選擇，抗性較強的個體保留下來，抗性弱的個體被淘汰；B項，若病毒毒性過強，兔被感染后會死亡，種群數(shù)量急劇減少，則病毒也失去了宿主，不利于維持病毒與兔的寄生關(guān)系；C項，兔病毒對兔具有選擇作用，抗病毒能力強的兔數(shù)量增多，低毒性病毒被兔體內(nèi)的免疫物質(zhì)殺死，中毒性病毒比例升高，因此中毒性病毒比例升高是兔抗性增強的結(jié)果；D項，兔病毒主要由蚊子傳播，故蚊子在兔和病毒的共同進化中發(fā)揮了作用。 1.不要錯誤地認為細菌抗藥性的產(chǎn)生是抗生素的誘導作用。 2．不要錯誤地認為病毒與野兔之間只存在單向選擇。 3．不要錯誤的認為共同進化只發(fā)生在生物與生物之間。 題組二　從生物進化與物種形成進行綜合考查 3．(xx四川，5)油菜物種甲(2n＝20)與乙(2n＝16)通過人工授粉雜交，獲得的幼胚經(jīng)離體培養(yǎng)形成幼苗丙，用秋水仙素處理丙的頂芽形成幼苗丁，待丁開花后自交獲得后代戊若干。下列敘述正確的是(　　) A．秋水仙素通過促進著絲點分裂，使染色體數(shù)目加倍 B．幼苗丁細胞分裂后期，可觀察到36或72條染色體 C．丙到丁發(fā)生的染色體變化，決定了生物進化的方向 D．形成戊的過程未經(jīng)過地理隔離，因而戊不是新物種 答案　B 解析　A項，在有絲分裂過程中，秋水仙素的作用是在分裂前期抑制紡錘體的形成，從而達到使染色體數(shù)目加倍的目的。B項，油菜物種甲、乙雜交，子代丙是異源二倍體，其染色體數(shù)為10＋8＝18，用秋水仙素處理其頂芽后，發(fā)育成的幼苗丁中部分細胞染色體加倍為36條，該類細胞在有絲分裂后期可觀察到72條染色體，其他時期可觀察到36條染色體。C項，決定生物進化方向的是自然選擇，不是丙到丁發(fā)生的染色體變化(染色體變異)。D項，雖然形成戊的過程沒有經(jīng)過地理隔離，但是其體細胞中染色體組成為物種甲(2n＝20)＋物種乙(2n＝16)，為異源四倍體，與二倍體物種甲、二倍體物種乙都存在生殖隔離，因而戊是新物種。 4．某小島上有兩種蜥蜴，一種腳趾是分趾性狀(游泳能力弱)，由顯性基因W表示；另一種腳趾是聯(lián)趾性狀(游泳能力強)，由隱性基因w控制。下圖顯示了自然選擇導致蜥蜴基因庫變化的過程，對該過程的敘述正確的是(多選)(　　) A．基因頻率的改變標志著生物發(fā)生了進化 B．當蜥蜴數(shù)量增加，超過小島環(huán)境容納量時，將會發(fā)生圖示基因庫的改變 C．當基因庫中W下降到10%時，兩種蜥蜴將會發(fā)生生殖隔離，形成兩個新物種 D．蜥蜴中所有基因W與基因w共同構(gòu)成了蜥蜴的基因庫 答案　AB 解析　基因頻率的改變標志著生物發(fā)生了進化，A正確；當蜥蜴數(shù)量超過小島環(huán)境容納量時，劇烈的種內(nèi)斗爭使適宜環(huán)境的基因頻率上升，不適宜環(huán)境的基因頻率下降，從而發(fā)生圖示基因庫的改變，B正確；基因庫中W的基因頻率下降到10%，表示生物進化了，但并不能成為兩種蜥蜴將會發(fā)生生殖隔離的依據(jù)，C錯誤；蜥蜴的基因庫不但包括基因W與基因w，還包括蜥蜴的其他基因，D錯誤。 　隔離、物種形成與進化的關(guān)系 (1)生物進化≠物種的形成 ①生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，物種形成的標志是生殖隔離的產(chǎn)生。 ②生物發(fā)生進化，并不一定形成新物種，但是新物種的形成要經(jīng)過生物進化，即生物進化是物種形成的基礎(chǔ)。 (2)物種形成與隔離的關(guān)系：物種的形成不一定要經(jīng)過地理隔離，但必須要經(jīng)過生殖隔離。 題組三　基因頻率與基因型頻率的相關(guān)計算 5．將某生物種群分成兩組，分別遷移到相差懸殊的兩個區(qū)域A和B中，若干年后進行抽樣調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示：A區(qū)域中基因型頻率分別為SS＝80%，Ss＝18%，ss＝2%；B區(qū)域中基因型頻率分別為SS＝2%，Ss＝8%，ss＝90%。下列基因頻率結(jié)果正確的是(多選)(　　) A．A地S基因的頻率為89% B．A地s基因的頻率為11% C．B地S基因的頻率為6% D．B地s基因的頻率為89% 答案　ABC 解析　由題給數(shù)據(jù)可知A種群內(nèi)S的基因頻率＝(802＋18)(1002)100%＝89%，s的基因頻率＝1－89%＝11%，而B種群內(nèi)S的基因頻率＝(22＋8)(1002)100%＝6%，而s的基因頻率＝1－6%＝94%。 6．舞蹈癥屬于常染色體上的隱性遺傳病，人群中每2 500人就有一個患者。一對健康的夫婦，生了一個患此病的女兒，兩人離異后，女方又與另一個健康的男性再婚，這對再婚的夫婦生一 A. B. C. D. 答案　C 解析　若把舞蹈癥的致病基因記作a，則女方的基因型為Aa，女方(Aa)與另一男性結(jié)婚，如果也生一患此病的孩子，則該男性的基因型也應(yīng)為Aa。根據(jù)題意，假設(shè)a的基因頻率為q，則aa的基因型頻率為qq＝，可得q＝，A的基因頻率p＝1－q＝。雜合子Aa的基因型頻率＝2pq＝2，又考慮到雙親均為雜合子，后代出現(xiàn)隱性純合子aa的可能性是，由此可得這對再婚夫婦生一患此病孩子的概率為2≈。 7．(xx山東，28節(jié)選)果蠅的灰體(E)對黑檀體(e)為顯性。在沒有遷入遷出、突變和選擇等條件下，一個由純合果蠅組成的大種群個體間自由交配得到F1，F(xiàn)1中灰體果蠅8 400只，黑檀體果蠅1 600只。F1中e的基因頻率為________，Ee的基因型頻率為________。親代群體中灰體果蠅的百分比為________。 答案　40%　48%　60% 解析　題干給出的條件符合遺傳平衡定律，根據(jù)F1中黑檀體果蠅ee所占的比例1 600/(1 600＋8 400)＝16%，可以推出e的基因頻率為40%，所以E的基因頻率為60%，F(xiàn)1中Ee的基因型頻率為240%60%＝48%。由于理想條件下不發(fā)生基因頻率的改變，故親本E和e的基因頻率與F1相同，從題目中可獲取信息“親本都是純合子，只有EE和ee個體”，假設(shè)親代有100個個體，其中EE有x個，根據(jù)基因頻率的計算公式，E基因的頻率＝2x/200＝60%，得x＝60，所以親代群體中灰體果蠅的百分比為60%。 　基因頻率和基因型頻率的計算方法 (1)定義法 基因頻率＝100%。 (2)基因位置法 ①若某基因在常染色體上，則 基因頻率＝100%。 ②若某基因只出現(xiàn)在X染色體上，則 基因頻率＝100%。 (3)通過基因型頻率計算 若已知AA、Aa、aa的頻率，求A(a)的基因頻率，則 A%＝AA%＋Aa%；a%＝aa%＋Aa%。 (4)運用哈迪—溫伯格平衡定律，由基因頻率計算基因型頻率 ①內(nèi)容：在一個有性生殖的自然種群中，當?shù)任换蛑挥幸粚?Aa)時，設(shè)p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率，則：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。 其中p2是AA(純合子)的基因型頻率，2pq是Aa(雜合子)的基因型頻率，q2是aa(純合子)的基因型頻率。 ②適用條件：在一個有性生殖的自然種群中，在符合以下五個條件的情況下，各等位基因的基因頻率和基因型頻率在一代代的遺傳中是穩(wěn)定不變的，或者說是保持著動態(tài)平衡的。這五個條件是：種群足夠大；種群中個體間的交配是隨機的；沒有突變的發(fā)生；沒有新基因的加入；沒有自然選擇。 專題突破練 1．下列與遺傳變異相關(guān)的敘述，不正確的是(　　) A．一個基因型為AaBb(位于兩對染色體上)的精原細胞可形成兩種精子 B．染色體之間交換部分片段屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 C．男性色盲的色盲基因可通過其女兒傳給其外孫 D．染色體結(jié)構(gòu)的改變會使染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變 答案　B 解析　一個基因型為AaBb(位于兩對染色體上)的精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂，產(chǎn)生4個精子，但4個精子兩兩相同，即只能形成兩種類型的精子，A正確。根據(jù)交換片段的兩條染色體間的關(guān)系進行判斷：若是同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換則屬于基因重組，若是非同源染色體之間交換部分片段則屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，B錯誤。男性色盲的色盲基因只可傳給其女兒，而女兒接受的色盲基因可傳給她的兒子，即男性色盲的外孫，C正確。染色體結(jié)構(gòu)的改變會使染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，D正確。 2．某植物高稈(D)對矮稈(d)為顯性，抗銹病(T)對易感銹病(t)為顯性，兩對基因位于兩對同源染色體上。下列對DdTt和Ddtt雜交后代的預測中，錯誤的是(多選)(　　) A．由于等位基因分離，后代可出現(xiàn)矮稈類型 B．由于基因重組，后代可出現(xiàn)矮稈抗銹病類型 C．由于基因突變，后代可出現(xiàn)DDdTt類型 D．由于自然選擇，后代的T基因頻率可能下降 答案　CD 解析　由“某植物高稈(D)對矮稈(d)為顯性，抗銹病(T)對易感銹病(t)為顯性，兩對基因位于兩對同源染色體上”，分析高稈與矮稈這對性狀可知DdDd→3D_高稈、1dd矮稈，是等位基因分離導致，A正確。DdTtDdtt→D_Tt、D_tt、ddTt、ddtt，后代出現(xiàn)矮稈抗銹病是基因重組的結(jié)果，B正確。后代可出現(xiàn)DDdTt類型是染色體變異導致的，C錯誤?？逛P病植株在相應(yīng)病原體的選擇下，存活下來的幾率大，可使后代的T基因頻率上升，D錯誤。 3．(xx江蘇，13)下圖是高產(chǎn)糖化酶菌株的育種過程，有關(guān)敘述錯誤的是(　　) 出發(fā)菌株挑取200個單細胞菌株選出50株選出5株多輪重復篩選 A．通過上圖篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株 B．X射線處理既可以引起基因突變也可能導致染色體變異 C．上圖篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程 D．每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會明顯提高 答案　D 解析　A項，圖示育種過程為誘變育種，因未進行酶活性檢測等，故該過程獲得的高產(chǎn)菌株不一定符合生產(chǎn)要求。B項，X射線等物理因素既可以引起基因突變，也可能導致染色體變異。C項，篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇符合人類特定需求的菌株的過程，屬于人工選擇。D項，人工誘變的突變率高于自發(fā)突變，但不一定每輪誘變都是與高產(chǎn)相關(guān)的基因發(fā)生突變。 4．褐鼠的不同基因型對滅鼠強藥物的抗性及對維生素E的依賴性(即需要從外界環(huán)境中獲取維生素E才能維持正常生命活動)的表現(xiàn)型如下表。若對維生素E含量不足環(huán)境中的褐鼠種群長期連續(xù)使用滅鼠強進行處理，則該褐鼠種群中(　　) 基因型 TT Tt tt 對維生素E的依賴性 高度 中度 無 對滅鼠強的抗性 抗性 抗性 敏感 A.基因t的頻率最終下降至0 B．抗性個體TT∶Tt＝1∶1 C．Tt基因型頻率會接近100% D．基因庫會發(fā)生顯著變化 答案　C 解析　維生素E含量不足環(huán)境中TT、Tt、tt三種基因型褐鼠的生活能力逐漸增強，長期連續(xù)使用滅鼠強進行處理，tt褐鼠會被大量消滅，Tt個體較多地存活下來。基因t的頻率不會下降至0，A錯誤；TT個體被大量淘汰，B錯誤；Tt基因型頻率會接近100%，C正確；該種群基因庫不會發(fā)生顯著變化，D錯誤。 5．(xx新課標Ⅰ，32) 現(xiàn)有兩個純合的某作物品種：抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒狀)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。 回答下列問題： (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(jié)果。若按照孟德爾遺傳定律來預測雜交結(jié)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，可用測交實驗來進行檢驗，請簡要寫出該測交實驗的過程。 答案　(1)抗病矮稈　(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(chǎn)生F1，讓F1與感病矮稈植株雜交。 解析　(1)雜交育種能將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過雜交集中在一起，抗病與矮稈(抗倒伏)為優(yōu)良性狀。(2)雜交育種依據(jù)的原理是基因重組，控制兩對相對性狀的基因位于非同源染色體上，遵循基因的自由組合定律，每對基因單獨考慮時符合分離定律。(3)測交是指用F1和隱性純合子雜交，故應(yīng)先用純合的抗病高稈植株與感病矮稈植株雜交得到F1，然后再進行測交實驗。 6．某雌雄異株植物為XY型性別決定，該植物花色(紅、紫、白)由兩對獨立遺傳的基因控制，其中A、a基因位于常染色體上。A、B基因共存時植株開紫花；僅有A基因而沒有B基因時植株開紅花；沒有A基因時，不管有無B基因植株都開白花?，F(xiàn)有兩個親本雜交，其中雄紫花為純合子，結(jié)果如圖： (1)等位基因B、b位于________染色體上，判斷的依據(jù)是 ________________________________________________________________________。 (2)研究者用射線照射親本雄紫花的花粉并授于親本雌紅花的個體上，發(fā)現(xiàn)在F1代雄花中出現(xiàn)了1株白花。鏡檢表明，其原因是射線照射導致一條染色體上載有基因A的區(qū)段缺失。由此可推知親本中雌紅花植株的基因型為________________，F(xiàn)1雄白花植株的基因型為________________。 (3)鏡檢時最好選擇F1代雄白花植株正在進行減數(shù)分裂的細胞觀察和比較染色體，原因是________________________________________________________________________。 (4)用雜交方法也能驗證上述變異類型，原理是：雖然一條染色體區(qū)段缺失不影響個體生存，但是當兩條染色體均缺失相同區(qū)段時則有致死效應(yīng)。當雜交后代出現(xiàn)致死效應(yīng)時，就會表現(xiàn)出特殊的性狀比例。請完善下面的驗證實驗。 實驗步驟：①選F1雄白花植株與純合的雌紅花植株雜交，得到種子(F2代)； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 結(jié)果分析：F3代植株中紅花∶白花為________________時，即可驗證上述變異類型。 答案　(1)X　子代性狀與性別相關(guān)聯(lián)　(2)AaXbXb　aXbY　(3)減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會時，便于比較二者的異同　(4)答案一：實驗步驟：②種植F2，F(xiàn)2代雌雄植株雜交，得到種子(F3代)?、鄯N植F3，觀察統(tǒng)計F3代植株花的顏色比例　結(jié)果分析：4∶1　答案二：實驗步驟：②F2代雌植株與F1雄白花植株雜交，得到種子(F3代) ③種植并統(tǒng)計F3代植株花的顏色比例　結(jié)果分析：4∶3 解析　(1)純合雄紫花與雌白花雜交，子代中雄的全是紅花，雌的全是紫花，與性別有關(guān)，B、b基因位于X染色體上，是伴性遺傳。 (2)研究者用射線照射親本雄紫花的花粉并授于親本雌紅花的個體上，發(fā)現(xiàn)在F1代雄花中出現(xiàn)了1株白花。鏡檢表明，其原因是射線照射導致一條染色體上載有基因A的區(qū)段缺失，雌紅花沒有B基因，XbXb，因為開紅花，所以含有A基因，基因型是A_XbXb，射線照射導致一條染色體上載有基因A的區(qū)段缺失，即表現(xiàn)出了白花性狀，所以親本中雌紅花植株的基因型為AaXbXb，F(xiàn)1雄白花的基因型是aXbY。 (3)減數(shù)分裂過程中會產(chǎn)生聯(lián)會現(xiàn)象，由于這只白花染色體中缺失A片段，在聯(lián)會過程中，會產(chǎn)生明顯的變化，便于比較異同。 (4)選F1雄白花植株與純合的雌紅花植株雜交，得到種子(F2代)；種植F2，F(xiàn)2代雌雄植株雜交，得到種子(F3代)；種植F3，觀察統(tǒng)計F3代植株花的顏色比例；結(jié)果分析。 7．(xx安徽，31)香味性狀是優(yōu)質(zhì)水稻品種的重要特性之一。 (1)香稻品種甲的香味性狀受隱性基因(a)控制，其香味性狀的表現(xiàn)是因為______________________________，導致香味物質(zhì)積累。 (2)水稻香味性狀與抗病性狀獨立遺傳?？共?B)對感病(b)為顯性。為選育抗病香稻新品種，進行了一系列雜交實驗。其中，無香味感病與無香味抗病植株雜交的統(tǒng)計結(jié)果如圖所示，則兩個親代的基因型是______________。上述雜交的子代自交，后代群體中能穩(wěn)定遺傳的有香味抗病植株所占比例為________。 (3)用純合無香味植株作母本與香稻品種甲進行雜交，在F1中偶爾發(fā)現(xiàn)某一植株具有香味性狀。請對此現(xiàn)象給出兩種合理的解釋：①______________________________； ②________________________________________________________________________。 (4)單倍體育種可縮短育種年限。離體培養(yǎng)的花粉經(jīng)脫分化形成________________，最終發(fā)育成單倍體植株，這表明花粉具有發(fā)育成完整植株所需的____________。若要獲得二倍體植株，應(yīng)在________時期用秋水仙素進行誘導處理。 答案　(1)a基因純合，參與香味物質(zhì)代謝的某種酶缺失 (2)Aabb、AaBb　　(3)某一雌配子形成時，A基因突變?yōu)閍基因　某一雌配子形成時，含A基因的染色體片段缺失　(4)愈傷組織　全部遺傳信息　幼苗 解析　(1)根據(jù)題意分析，a基因控制香味性狀的出現(xiàn)，說明a基因純合時，參與香味物質(zhì)代謝的某種酶缺失，導致香味物質(zhì)不能轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，從而使香味物質(zhì)積累。 (2)據(jù)圖中雜交結(jié)果分析，無香味∶有香味＝3∶1，抗病∶感?。?∶1，可知親本的基因型為Aabb(無香味感病)、AaBb(無香味抗病)，則F1基因型為AABb、AAbb、AaBb、Aabb、aaBb、aabb，其中只有AaBb、aaBb的植株自交才能獲得能穩(wěn)定遺傳的有香味抗病植株(aaBB)，有香味抗病植株(aaBB)占F2的比例為＋1＝3/64。 (3)純合無香味植株基因型為AA，香稻品種甲的基因型為aa，正常情況下兩者雜交后代基因型為Aa，表現(xiàn)為無香味，但子代出現(xiàn)了有香味的植株，可能是由于某一雌配子形成時，A基因突變?yōu)閍基因，在子代中出現(xiàn)了基因型為aa的植株；或者某一雌配子形成時，含A基因的染色體片段缺失，子代由于只含基因a而出現(xiàn)香味性狀。 (4)植物組織培養(yǎng)過程中，離體細胞在培養(yǎng)基中先脫分化形成愈傷組織，再通過再分化形成根或芽等，最終形成完整植株。單倍體育種中，花粉細胞能夠表現(xiàn)出全能性是因為花粉細胞中含有該種植物的全部遺傳信息?；ㄋ庪x體培養(yǎng)獲得的是單倍體植株，對單倍體幼苗用秋水仙素處理可使幼苗細胞中染色體數(shù)目加倍，最終發(fā)育為正常的二倍體植株。 8．球莖紫堇的有性生殖為兼性自花受粉，即若開花期遇到持續(xù)陰雨，只進行自花、閉花受粉；若天氣晴朗，則可借助蜜蜂等昆蟲進行傳粉?？刂魄蚯o紫堇的花色與花梗長度的等位基因獨立遺傳，相關(guān)表現(xiàn)型及基因型如表所示。 性狀及表現(xiàn)型 基因型 花的顏色 紫色 AA 黃色 Aa 白色 aa 花梗的長度 長梗 BB或Bb 短梗 bb 現(xiàn)將相同數(shù)量的紫花短梗(AAbb)和黃花長梗(AaBB)球莖紫堇間行種植，請回答： (1)若開花期連續(xù)陰雨，黃花長梗(AaBB)植物上收獲種子的基因型有________種，所控制對應(yīng)性狀的表現(xiàn)型為__________________________。若開花期內(nèi)短暫陰雨后，天氣晴朗，則紫花短梗植株上所收獲種子的基因型為________________________________。 (2)研究發(fā)現(xiàn)，基因型aaBB個體因缺乏某種酶而表現(xiàn)白花性狀，則說明基因A控制性狀的方式是________________________。如果基因a與A的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物之間只有一個密碼子的堿基序列不同，則翻譯至mRNA的該點時發(fā)生的變化可能是：編碼的氨基酸________________，或者是________________。 (3)紫堇花瓣的單瓣與重瓣是由一對等位基因(E、e)控制的相對性狀。自然界中紫堇大多為單瓣花，偶見重瓣花。人們發(fā)現(xiàn)所有的重瓣紫堇都不育(雌、雄蕊發(fā)育不完善)，某些單瓣自交后代總是產(chǎn)生大約50%的重瓣花。研究發(fā)現(xiàn)，造成上述實驗現(xiàn)象的根本原因是等位基因(E、e)所在染色體發(fā)生部分缺失，而染色體缺失的花粉致死所致。 ①根據(jù)實驗結(jié)果可知，紫堇的單瓣花為__________性狀，F(xiàn)1單瓣花的基因型為________。 ②下圖為F1單瓣紫堇花粉母細胞中等位基因(E、e)所在染色體聯(lián)會示意圖，請在染色體上標出相應(yīng)基因。 ③為探究“染色體缺失的花粉致死”這一結(jié)論的真實性，某研究小組設(shè)計了以下實驗方案： F1單瓣紫堇―→花藥單倍體幼苗F2單瓣紫堇 圖示方案獲得F2的育種方式稱為____________。該過程需要經(jīng)過a________________、b________________后得到F2，最后觀察并統(tǒng)計F2的花瓣性狀表現(xiàn)。 預期結(jié)果和結(jié)論： 若________________________，則上述結(jié)論是真實的； 若________________________，則上述結(jié)論是不存在的。 答案　(1)3　紫花長梗、黃花長梗、白花長梗　AAbb、AABb、AaBb (2)通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀　種類改變　翻譯終止(或肽鏈合成終止) (3)①顯性　Ee　②見下圖 ③單倍體育種　花藥離體培養(yǎng)　秋水仙素誘導　F2花瓣只有重瓣花　F2花瓣有單花瓣和重花瓣 解析　開花期連續(xù)陰雨，黃花長梗(AaBB)植物只進行自花、閉花受粉，即自交，則后代基因型為AABB、AaBB、aaBB共三種，其性狀分別為紫花長梗、黃花長梗、白花長梗；“開花期遇到持續(xù)降雨，只進行自花、閉花受粉；天氣晴朗，可借助蜜蜂等昆蟲進行傳粉”知“開花期內(nèi)短暫陰雨后，天氣晴朗”時紫花短梗植株(AAbb)既存在自交又存在與黃花長梗(AaBB)雜交，其后代的基因型為：自交后代基因型：AAbb，雜交后代基因型：AaBb、AABb，則紫花短梗植株上所收獲種子的基因型為AAbb、AaBb、AABb。 (2)基因?qū)π誀畹目刂朴袟l途徑：一是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀，二是基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。由“基因型aaBB個體因缺乏某種酶而表現(xiàn)白花性狀”知是途徑一。由“基因a與A的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物之間只一密碼子的堿基序列不同”知翻譯至mRNA的該點時發(fā)生的變化可能是：編碼的氨基酸種類改變或者翻譯終止。 (3)①由“單瓣植株自交后代總是產(chǎn)生大約50%的重瓣花”知單瓣花為顯性性狀，重瓣花為隱性性狀。③該圖示的育種方法為單倍體育種，該過程需要經(jīng)過花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理。