江苏小高考生物专题复习讲义第14讲生物育种与进化.docx

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江苏小高考生物专题复习讲义第14讲生物育种与进化

考纲要求

测试内容

测试要求

测试内容

测试要求

1.生物变异在育种上的应用

2.转基因生物和转基因食品的安全性

（1）杂交育种在生产中的作用

3.现代生物进化理论的主要内容

（2）多倍体育种的原理、方法及特点

4.生物进化与生物多样性的形成

（3）诱变育种在生产中的应用

（1）生物进化的历程

（4）单倍体育种的原理、方法及特点

（2）生物多样性形成的原因

考点一　转基因生物和转基因食品的安全性

1．基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，即按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放在另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。

2．工具：

基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶；基因的“针线”——DNA连接酶；基因的运载体——质粒、动植物病毒等。

3．步骤：

提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。

4．转基因生物和转基因食品的安全性：

用一分为二的观点看问题。

5．基因工程的原理是基因重组。

命题点一　基因工程的基本工具

1．（2017·无锡学测模拟）如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，下面选项中能依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用顺序的是（　　）

A．①②③④B．①②④③

C．①④②③D．①④③②

答案　C

解析　限制酶可在特定位点对DNA分子进行切割；DNA聚合酶在DNA分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链；DNA连接酶可将限制酶切开的磷酸二酯键连接起来；解旋酶的作用是将DNA双链解开螺旋，为复制或转录提供模板。

2．（2017·连云港学测模拟）如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是（　　）

A．HindⅢB．EcoRⅠ

C．EcoBD．PstⅠ

答案　C

解析　A处有BamHⅠ、EcoB、ClaⅠ限制酶的切点，使用A～D中的EcoB切割时，才能让目的基因插入到A处。

题后反思

　与DNA相关的五种酶的比较

名称

作用部位

作用结果

限制酶

磷酸二酯键

将DNA切成两个片段

DNA连接酶

磷酸二酯键

将两个DNA片段连接为一个DNA分子

DNA聚合酶

磷酸二酯键

将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端

DNA（水解）酶

磷酸二酯键

将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸

解旋酶

碱基对之间的氢键

将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链

命题点二　转基因生物和转基因食品的安全性

3．（2015·江苏学测）随着基因工程的兴起，人们越来越关注转基因生物和转基因食品的安全性问题。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．公众应科学理性地对待转基因生物和转基因食品

B．基因工程在医、农、林等领域具有广阔的应用前景

C．在我国生产及销售转基因食品的行为都是违法的

D．我国十分重视转基因生物及其产品的安全性问题

答案　C

解析　只要符合有关法律要求，即可销售。

4．（2012·江苏学测）下列有关转基因食品和转基因生物的叙述中，正确的是（　　）

A．转基因食品只能用作牲畜饲料

B．目前对转基因食品的安全性仍然存在争议

C．转基因食品与非转基因食品的营养物质种类差别很大

D．目前我国对农业转基因生物的研究和试验尚未作出具体规定

答案　B

解析　转基因食品的安全性有待证明。

题后反思

1．转基因生物存在安全性问题的原因

（1）目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。

（2）目的基因往往是异种生物的基因。

（3）外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。

（4）转基因生物具有较强的生长优势，其他物种竞争力弱而大量死亡，引起生态危机。

2．安全性常见误区

（1）引入外来物种≠增加生物多样性：

如果引进的生物会破坏环境或者对当地生物的生存造成影响，可能会造成生物多样性的锐减。

（2）转基因生物具有危害≠阻止技术的发展：

应用正确态度对待转基因技术，不能因为可能的危害而阻止技术的发展。

考点二　生物育种

1．单倍体育种

（1）原理：

染色体（数目）变异。

（2）方法

（3）优点：

明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。

（4）缺点：

技术复杂。

2．多倍体育种

（1）方法：

用秋水仙素或低温处理。

（2）处理材料：

萌发的种子或幼苗。

（3）原理

（4）实例：

三倍体无子西瓜

①

②三倍体西瓜无子的原因：

三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。

3．杂交育种

（1）原理：

基因重组。

（2）过程

①培育杂合子品种

选取符合要求的纯种双亲杂交（♀×♂）→F1（即为所需品种）。

②培育隐性纯合子品种

选取符合要求的双亲杂交（♀×♂）→F1

F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。

③培育显性纯合子品种

a．植物：

选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型→自交至不发生性状分离为止。

b．动物：

选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交→选择后代不发生性状分离的F2个体。

（3）优点：

操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。

（4）缺点：

获得新品种的周期长。

4．诱变育种

（1）原理：

基因突变。

（2）过程

（3）优点

①可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。

②大幅度地改良某些性状。

（4）缺点：

有利变异个体往往不多，需处理大量材料。

命题点一　杂交育种与诱变育种

5．（2015·江苏学测）下图表示利用高秆抗病和矮秆易感病两个水稻品种培育矮秆抗病新品种的过程。

该过程采用的育种方法是（　　）

A．诱变育种B．杂交育种

C．多倍体育种D．单倍体育种

答案　B

解析　亲本杂交再自交筛选，这是杂交育种。

6．（2012·江苏学测）下列有关杂交育种的叙述中，正确的是（　　）

A．可以得到新的优良品种

B．需要用X射线处理生物

C．能明显缩短育种年限

D．其遗传学原理是染色体变异

答案　A

解析　杂交育种的原理是基因重组，优点是简便，缺点是育种年限长，通过杂交育种可以得到新的优良品种。

命题点二　单倍体育种与多倍体育种

7．（2017·无锡学测模拟）如图是利用野生猕猴桃种子（aa,2n＝58）为材料培育无子猕猴桃新品种（AAA）的过程，下列叙述错误的是（　　）

A．③和⑥都可用秋水仙素处理来实现

B．若④是自交，则产生AAAA的概率为1/16

C．AA植株和AAAA植株是不同的物种

D．若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87

答案　B

解析　若④是自交，产生AAAA的概率是

＝

。

8．（2016·泰州学测模拟）下图是利用玉米（2n＝20）的幼苗芽尖细胞（基因型BbTt）进行实验的流程示意图。

下列分析不正确的是（　　）

A．基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期

B．秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成

C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子

D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%

答案　D

解析　图中②为花药的形成，减数分裂过程会发生基因重组；过程③为有丝分裂，染色体在间期复制，结果1条染色体含2条染色单体，染色单体在后期分离，后期无染色单体，故A项正确。

秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起染色体数目加倍，故B项正确。

植株A为二倍体，其体细胞进行有丝分裂，后期染色体组加倍，最多有4个染色体组；植株C由配子直接发育而来，为单倍体，故C项正确。

利用幼苗2进行育种的最大优点是能明显缩短育种年限，得到的植株B全部为纯合子，故D项错误。

题后反思

　根据育种目标选择育种方案

育种目标

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

考点三　生物进化

1．早期的生物进化理论

（1）拉马克的进化学说

①基本观点：

物种是可变的，所有现存物种都是从其他物种演变而来的；生物本身存在由低级向高级连续发展的内在趋势；“用进废退”和“获得性遗传”是生物不断进化的原因。

②意义：

为达尔文的进化学说的诞生奠定基础。

（2）达尔文的进化学说

①基础观点

a．物种是可变的。

b．生存斗争和自然选择。

c．适应是自然选择的结果。

②不足：

对于遗传变异的本质，以及自然选择如何对可遗传变异起作用等问题，不能做出科学的解释。

2．现代生物进化理论

（1）种群是生物进化的基本单位

①基因库：

一个种群中全部个体所含有的全部基因。

②基因频率：

在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。

（2）突变和基因重组产生进化的原材料

①可遗传变异的来源

②生物进化的实质是种群的基因频率发生变化。

自然选择是影响基因频率变化的主要原因之一。

（3）自然选择决定生物进化的方向

变异是不定向的

不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累―→种群的基因频率发生定向改变

生物朝一定方向缓慢进化。

（4）隔离是物种形成的必要条件

①隔离

②物种形成

3．分子进化的中性学说

大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。

4．共同进化与生物多样性的形成

（1）共同进化

①概念：

不同物种之间、生物与无机环境之间，在相互影响中不断进化和发展。

②原因：

生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。

（2）生物多样性的形成

①内容：

基因（遗传）多样性、物种多样性、生态系统多样性。

②形成原因：

生物的共同进化。

③研究生物进化历程的主要依据：

化石。

命题点一　现代生物进化理论的内容

9．根据现代生物进化理论，下列说法正确的是（　　）

A．自然选择决定了生物变异和进化的方向

B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变

C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性

D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小

答案　C

解析　自然选择使种群的基因频率发生定向改变，从而使生物定向进化，所以自然选择决定了生物进化的方向；生物进化的实质是种群基因频率的改变；种群中基因频率的改变在世代间具有连续性，导致生物不断进化；种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大。

10．（2015·江苏学测）根据现代生物进化理论，下列观点正确的是（　　）

A．生物进化的基本单位是种群

B．生物多样性的形成与生物进化无关

C．变异决定生物进化的方向

D．自然选择是不定向的

答案　A

解析　种群既是生物繁殖的单位，也是生物进化的单位。

命题点二　现代进化理论的分析应用

11．（2014·江苏学测）下图是关于现代生物进化理论的概念图，下列分析合理的是（　　）

A．①表示自然选择

B．①表示随机交配

C．②表示基因交流加快

D．②表示地理隔离

答案　A

解析　图中①和②分别为自然选择和生殖隔离。

12．（2017·连云港学测检测）下列关于生物进化的叙述，正确的是（　　）

A．用皮康霜治疗皮肤病，使用一段时间后，药效下降，这是由于引起皮肤病的病原体接触药物后，诱变产生抗药性变异

B．海南热带野生动植物园的公狮和母虎交配，产下不育的“狮虎兽”，说明狮子和老虎存在生殖隔离

C．华南虎和东北虎的形成，是由于地理隔离导致生殖隔离的结果

D．19世纪的英国工业革命，使灰色桦尺蠖演变成新物种——黑色桦尺蠖

答案　B

解析　病原体发生变异后，药物的选择作用使病原体的抗药性增强，A错误；狮虎兽不育，说明狮子和老虎存在生殖隔离，B正确；华南虎和东北虎是同一个物种，没有形成生殖隔离，C错误；桦尺蠖的体色发生变化，说明生物发生了进化，但没有形成新物种，D错误。

解题技巧

　是否为同一物种及发生进化与否的判断

（1）判断两个种群是否属于同一物种，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，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。

命题点三　基因频率的计算

13．（2012·江苏学测）从某果蝇种群中随机抽取250只个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别是80只、150只、20只。

该果蝇种群中，A与a的基因频率分别是（　　）

A．65%、35%B．62%、38%

C．95%、5%D．40%、60%

答案　B

解析　A的基因频率＝（80×2＋150）/（250×2）×100%＝62%。

14．（2017·常熟学测模拟）已知人的褐眼（A）对蓝眼（a）是显性。

在一个有30000人的群体中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400人（其中纯合子12000人）。

那么，在这个人群中A、a的基因频率各是多少？

（　　）

A．64%和36%B．36%和64%

C．50%和50%D．82%和18%

答案　A

解析　因等位基因成对存在，30000人中共有基因30000×2＝60000（个），蓝眼3600人中含a基因7200个，褐眼26400人，纯合子12000人含A基因24000个，杂合子14400人含28800个基因，其中A基因14400个，a基因14400个。

则A的基因频率＝（24000＋14400）/60000×100%＝64%，a的基因频率＝（7200＋14400）/60000×100%＝36%。

解题技巧

　利用遗传平衡公式计算基因频率

（1）前提条件：

①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变。

（2）计算公式：

当等位基因只有两个时（A、a），设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：

基因型AA的频率＝p2；

基因型Aa的频率＝2pq；

基因型aa的频率＝q2。

真题演练与模拟过关

1．（2013·江苏学测）下列有关现代生物进化理论的叙述，错误的是（　　）

A．群落是生物进化的基本单位

B．生殖隔离是新物种形成的标志

C．突变和基因重组为生物进化提供了原材料

D．自然选择使种群基因频率发生定向改变

答案　A

解析　生物进化的基本单位是种群，不是群落。

2．（2012·江苏学测）现代生物进化理论认为，决定生物进化方向的是（　　）

A．基因重组B．有性生殖

C．自然选择D．生物遗传

答案　C

解析　生物进化的方向是自然选择决定的。

3．（2011·江苏学测）在生物进化过程中，新物种形成的标志是（　　）

A．改变了基因频率

B．产生了生殖隔离

C．发生了染色体变异

D．出现了新的基因

答案　B

解析　生殖隔离的出现标志着新物种的形成。

4．（2011·江苏学测）人们利用X射线、紫外线等处理野生青霉菌，最终培育出青霉素产量很高的菌株，其育种原理是（　　）

A．基因重组B．染色体结构变异

C．基因突变D．染色体数目变异

答案　C

解析　诱变育种的原理是基因突变。

5．（2009·江苏学测）从一个种群中随机抽出200个个体，其中基因型为DD、Dd和dd的个体分别是60、120和20个，则基因D和d的频率分别是（　　）

A．60%、40%B．40%、60%

C．90%、10%D．10%、90%

答案　A

解析　D的基因频率＝

＝60%，d的基因频率＝

＝40%。

1．（2017·扬州学测模拟三）下列关于育种优点的叙述，错误的是（　　）

A．多倍体较二倍体茎秆粗大，果实种子大

B．杂交育种能产生新基因

C．人工诱变育种能提高变异频率

D．利用单倍体育种能明显缩短育种年限

答案　B

解析　杂交育种能产生新基因型，不能产生新基因。

2．（2017·徐州学测模拟）下图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程。

有关叙述不正确的是（　　）

A．图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择以及隔离

B．小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群，是生物进化的基本单位

C．地理隔离一旦形成，原来同属一个物种的蜥蜴很快就进化为不同的物种

D．小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和称为蜥蜴新种的基因库

答案　C

解析　蜥蜴产生不同性状，原因可能是突变或基因重组，不同的性状中有利变异被保存而不利变异被淘汰，属于自然选择的结果，新物种产生的必要条件是隔离。

生物进化的基本单位是种群，种群即一定区域内同种生物的所有个体。

由于地理隔离，不同环境内的生物进化方向可能有差异，但进化是个漫长的过程。

一个种群中所有个体所含有的全部基因的总和称为该种群的基因库，该小岛上全部的蜥蜴新物种即为一个种群。

3．（2017·南京学测模拟）某自花传粉植物种群中，亲代中AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是（　　）

A．55%和32.5%B．55%和42.5%

C．45%和42.5%D．45%和32.5%

答案　B

解析　分析题中信息可知，Aa基因型个体占50%，则A的基因频率为30%＋1/2×50%＝55%。

F1中AA的基因型频率为30%＋50%×1/4＝42.5%。

4．（2017·盐城学测模拟）下列关于育种的说法，正确的是（　　）

A．基因突变可发生在任何生物的DNA复制过程中，可用于诱变育种

B．诱变育种和杂交育种均可产生新的基因和新的基因型

C．三倍体植物不能由受精卵发育而来，但可通过植物组织培养方法获得

D．普通小麦花粉中有三个染色体组，由其发育而成的个体是三倍体

答案　A

解析　任何生物的DNA复制过程中出现的碱基对的增添、缺失或替换，都属于基因突变；杂交育种不能产生新的基因；三倍体植物可以由四倍体与二倍体植物杂交形成的受精卵发育而来，也可通过植物组织培养方法获得；由花粉发育而来的个体是单倍体。

5．下列是有关育种的几种说法，不正确的是（　　）

A．育种过程是一个选择的过程，但选择的方向和自然选择的方向可能是不同的

B．育种的过程是一个选择的过程，选择的方向和自然选择的方向是完全相同的

C．能够创造出新品种甚至新类型的重要方法之一是诱变育种

D．变异是不定向的，人工选择是定向的，育种是对变异进行人工选择的过程

答案　B

解析　育种的过程是一个选择的过程，选择方向可能与自然选择的方向相同，也可能不同。

诱变育种的原理是基因突变，基因突变是不定向的，但人工选择是定向的。

基因突变能产生新的基因，从而产生新性状，因此能创造出新品种甚至新类型。

6．（2017·徐州学测模拟）下图是关于现代生物进化理论的概念图，下列分析合理的是（　　）

A．①表示种群基因频率的改变

B．②表示自然选择，决定生物进化的方向

C．④表示生殖隔离，是新物种形成的必要条件

D．⑤表示DNA分子的多样性，是共同进化的结果

答案　C

解析　①②③④⑤分别代表自然选择、种群基因频率的改变、时间和地理隔离、生殖隔离、生态系统多样性。

7．（2016·扬州学测模拟）在调查某植物种群时发现T（抗锈病）对t（易感染）为显性，在自然情况下，该植物种群可以自由交配，据统计TT为20%，Tt为60%，tt为20%，该植物种群突然大面积感染锈病，致使全部的易感染植株在开花之前全部死亡。

该植物在感染锈病之前与感染锈病之后基因T的频率分别是（　　）

A．50%和50%B．62.5%和50%

C．50%和62.5%D．50%和100%

答案　C

解析　根据题意，T的基因频率为20%＋60%×1/2＝50%，感染锈病前种群基因频率不变；感染锈病后，基因型为tt的个体死亡，TT和Tt基因型频率分别变为20%÷（20%＋60%）＝25%,1－25%＝75%，T基因频率为25%＋75%×

＝62.5%。

8．（2016·南通学测模拟）现有高秆抗锈病（DDTT）和矮秆易感锈病（ddtt）的小麦，两对基因独立遗传。

育种专家利用它们培育出了矮秆抗锈病新品种（如下图）。

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