届 一轮复习 生物的变异育种与进化 学案全国通用.docx
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届一轮复习生物的变异育种与进化学案全国通用
第8讲 生物的变异、育种与进化
考纲要求 1.基因重组及其意义（Ⅱ）。
2.基因突变的特征和原因（Ⅱ）。
3.染色体结构变异和数目变异（Ⅱ）。
4.生物变异在育种上的应用（Ⅱ）。
5.转基因食品的安全（Ⅰ）。
6.现代生物进化理论的主要内容（Ⅱ）。
7.生物进化与生物多样性的形成（Ⅱ）。
图8 1
1．[2017·天津卷]基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如图8 1所示。
叙述正确的是（ ）
A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中
B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
C．B（b）与D（d）间发生重组，遵循基因自由组合定律
D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异
2．[2017·江苏卷]一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。
下列相关叙述正确的是（ ）
图8 2
A．题图表示的过程发生在减数第一次分裂后期
B．自交后代会出现染色体数目变异的个体
C．该玉米单穗上的籽粒基因型相同
D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子
3．[2017·江苏卷]下列关于生物进化的叙述，错误的是（ ）
A．某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B．虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离
C．无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变
D．古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石
4．[2016·全国卷Ⅲ]基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。
回答下列问题：
（1）基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者____________。
（2）在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以________为单位的变异。
（3）基因突变既可由显性基因突变为隐性基因（隐性突变），也可由隐性基因突变为显性基因（显性突变）。
若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子________代中能观察到该显性突变的性状；最早在子________代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子________代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子________代中能分离得到隐性突变纯合体。
考点一 生物的变异
■主干整合
1．理清基因突变相关知识间的关系
（1）基因结构改变的三种类型
图8 3
（2）基因结构中碱基对的替换、增添、缺失对生物性状的影响大小
类型
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
一般可改变____个氨基酸或不改变，也可使翻译提前终止
增添
大
插入位置______不影响，影响插入位置________的序列
缺失
大
缺失位置________不影响，影响缺失位置________的序列
增添或缺失
3个碱基对
小
增添或缺失位置增加或缺失________个氨基酸
（3）基因突变未引起生物性状改变的原因
①从密码子与氨基酸的对应关系分析：
密码子具有简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。
②从基因型与表现型的关系分析：
由纯合子中的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。
2．比较基因突变与基因重组
项目
基因突变
基因重组
发生时期
主要发生在________和____________________
减数第一次分裂________和________
变异本质
基因分子结构发生改变
原有基因的重新组合
类型
按结果分：
显性突变和隐性突变
按原因分：
自然突变和诱发突变
交叉互换型、________型、基因工程
结果
产生新的基因
不产生新基因，产生新的基因型
应用
诱变育种
杂交育种
联系
①都使生物产生可遗传的变异
②基因突变产生的________，为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础
③二者均产生新的________，可能产生新的表现型
3．需辨清的两组概念
（1）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①__________________________
原理
属于②________________________________________________________________________
属于基因重组
观察
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
（2）基因突变与染色体结构变异
基因突变
染色体结构变异
变化对象
基因中的碱基对
③________
变异水平
④________
细胞水平
结果
⑤________
⑥____________________________________
显微镜观察
不能直接观察
可直接观察
注：
关于“缺失”问题，DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA分子上若干碱基对的缺失属于基因突变。
4．识图区别变异类型
图8 4
（1）写出①②③④分别表示的变异类型
①________；②________；③________；④________。
（2）图①②③④中可以在显微镜下观察到的是____________。
（3）填写①②③④变异的实质
①基因数目减少；②基因数目________；③基因排列顺序改变；④基因中____________________。
5．需掌握一个技巧——“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体
图8 5
【高分必知】
1．正确的划“√”，错误的划“×”。
（1）基因突变一定导致生物性状改变，但不一定遗传给后代。
（ ）
（2）自然突变是不定向的，人工诱变是定向的。
（ ）
（3）染色体上某个基因的丢失属于基因突变。
（ ）
（4）DNA分子中发生一个碱基对的缺失导致染色体结构变异。
（ ）
（5）非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。
（ ）
（6）二倍体生物的单倍体都是高度不育的。
（ ）
（7）常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使单倍体加倍为正常的纯合子。
（ ）
（8）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。
（ ）
（9）基因重组发生在受精作用过程中。
（ ）
（10）用秋水仙素处理大肠杆菌，可使其染色体数目加倍。
（ ）
2．理性思维，规范表达。
单倍体一定不育吗？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
■考法提炼
考法一 变异类型及其特点
1．“天宫二号”空间实验室为探索空间植物生长、发育提供了良好的在轨研究平台，研究人员能够直接观察不同植物的种子在太空中从萌发、生长、开花到结籽的全过程，得以更好地了解和掌握未来太空农业发展的可能。
下列有关太空培养植物的说法错误的是（ ）
A．在太空微重力条件下，种子萌发时可能会发生基因突变
B．植物在太空结出的种子萌发后性状不一定发生改变
C．太空植物开花结籽过程中的变异来源主要是基因突变
D．植物在太空的生长过程中可能会发生染色体变异
2．图8 6中①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。
相关叙述正确的是（ ）
图8 6
A．图中4种变异中能够遗传的变异是①②④
B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复
D．①②都表示同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期
考法二 染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的相关判断
3．图8 7中A、B、C、D分别表示四个生物的体细胞，下列有关描述正确的是（ ）
图8 7
A．图中是单倍体的细胞有3个
B．图中的D一定是单倍体的体细胞
C．每个染色体组中含有3条染色体的是A、B、D
D．与B相对应的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等
4．以白菜（2N＝20）为母本，甘蓝（2N＝18）为父本，经人工杂交后得到二倍体“白菜—甘蓝”，再通过人工诱导产生四倍体“白菜—甘蓝”。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A．四倍体“白菜—甘蓝”与白菜存在生殖隔离
B．二倍体“白菜—甘蓝”植株不可育
C．可用秋水仙素或低温诱导二倍体“白菜—甘蓝”产生四倍体“白菜—甘蓝”
D．四倍体“白菜—甘蓝”进行花药离体培养得到的个体是二倍体
【易错提醒】关注单倍体的两个失分点
（1）单倍体的体细胞中并非只有1个染色体组：
由多倍体的配子形成的单倍体的体细胞中有两个或两个以上的染色体组。
（2）单倍体并非都不育：
单倍体含有同源染色体及等位基因时，可育并能产生后代。
考法三 与遗传、细胞分裂相结合考查生物变异
5．关于一个基因型为BbVv的果蝇精原细胞的叙述，合理的是（ ）
A．若这个细胞产生的精子的种类及比例为Bv∶bV＝1∶1，则B、b和V、v基因必定位于一对同源染色体上
B．若这个细胞产生的精子的种类及比例为Bv∶bV∶BV∶bv＝1∶1∶1∶1，则B、b和V、v基因必定位于一对同源染色体上
C．若基因B、V位于同一条染色体上，且该细胞产生的精子的种类及比例为BbV∶v＝1∶1，则其一定是减数分裂过程中染色体数目变异引起的
D．观察果蝇精巢切片，会发现所有初级精母细胞和部分次级精母细胞具有两个染色体组
6．某雌雄同株植物的花色由两对等位基因R（r）和B（b）控制，用纯种蓝花rrBB和纯种红花杂交得到的F1为红花，F1自交得到的F2中红花∶蓝花∶白花＝12∶3∶1。
回答下列问题：
（1）控制该植物花色遗传的基因遵循基因的____________________定律。
（2）用F2中的蓝花植株自交，子代中蓝花所占的比例为________。
（3）在重复该实验过程中发现某一杂交组合F2中的红花∶蓝花∶白花＝4∶3∶1，研究发现是由于F1控制花色的基因所在的一条染色体部分缺失，导致含缺失染色体的雄配子致死所致，则发生缺失的染色体是________（填“R”“r”“B”或“b”）基因所在的染色体，染色体缺失部分________（填“包含”或“不包含”）控制花色的基因。
用正常红花植株与上述发生染色体缺失的F1植株杂交，若正交的实验结果是红花∶蓝花∶白花＝2∶1∶1，则反交的实验结果是________________________。
【技法提炼】根据细胞分裂方式判定变异类型
（1）如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同，则为基因突变所致。
（2）如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同，则可能是基因突变或交叉互换所致。
考法四 与变异有关的实验及探究
7．某多年生植物（2N＝10），茎的高度由一对等位基因（E和e）控制。
研究发现：
茎的高度与显性基因E的个数有关（EE为高秆，Ee为中秆，ee为矮秆），并且染色体缺失会引起花粉不育。
请回答下列问题：
（1）花粉形成过程中，在减数第一次分裂后期细胞内有________对同源染色体。
（2）育种工作者将一正常纯合高秆植株（甲）在花蕾期用γ射线照射后，让其自交，发现子代有几株中秆植株（乙），其他均为高秆植株。
子代植株乙出现的原因有三种假设：
假设一：
仅由环境因素引起；
假设二：
用γ射线照射植株甲导致其发生了隐性突变；
假设三：
用γ射线照射植株甲导致一条染色体上含有显性基因的片段丢失。
①用γ射线照射花蕾期的植株甲后，植株叶芽细胞和生殖细胞均发生了突变，但在自然条件下，叶芽细胞突变对子代的性状几乎无影响，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②现欲确定哪个假设正确，进行如下实验：
将中秆植株乙在环境条件相同且适宜的自然条件下单株种植，并严格自交，观察并统计子代的表现型及比例。
请你预测可能的结果并得出相应结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【技法提炼】
（1）染色体变异与基因突变的判别
①判别依据：
在光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。
②具体操作：
制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到分裂中期图像进行染色体结构与数目的比较，可以判断是否发生了染色体变异。
（2）显性突变与隐性突变的判定
①理论基础：
受到物理、化学和生物因素的影响，AA个体如果突变成Aa个体，则突变性状在当代不会表现出来，只有Aa个体自交后代才会有aa变异个体出现，因此这种变异个体一旦出现即是纯合子。
相反，如果aa个体突变成Aa个体，则当代就会表现出突变性状。
②判断方法：
选择突变体与其他已知未突变体杂交，通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。
此外，植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐性突变的判定。
考点二 生物变异在育种上的应用
■主干整合
1．据图理清“5”种生物育种
图8 8
（1）识别各字母表示的处理方法
A：
________，D：
________，B：
____________，C：
__________________，E：
________，F：
____________，G：
转基因技术。
（2）判断育种方法及依据的原理
育种流程
育种方法
原理
亲本
新品种
________育种
________
亲本
新品种
________育种
________
种子或幼苗
新品种
________育种
________
种子或幼苗
新品种
________育种
________
植物细胞
新品种
基因工程育种
________
2．育种方案的选择
（1）欲获得从未有过的性状——________育种，如对不抗旱的玉米诱变处理获得抗旱品种。
（2）欲将分散于不同品系的性状集中在一起（优势组合）——________育种。
（3）欲增大原品种效应（如增加产量、增加营养物质含量等）——________育种。
（4）欲缩短获得“纯合子”的时间——________育种（常针对优良性状受显性基因控制者）。
（5）欲定向改变生物的性状，可利用________育种。
3．关注育种方法的注意点
（1）动植物杂交育种的区别：
植物杂交育种中纯合子的获得只能通过逐代自交的方法，不能通过测交方法，子代留种；而动物杂交育种中纯合子的获得一般通过测交的方法，亲代留种。
（2）原核生物不能运用杂交育种，如细菌的育种一般采用诱变育种。
（3）花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序，要想得到纯合子，还需用秋水仙素处理单倍体幼苗使其染色体数目加倍。
（4）多倍体育种中用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，而单倍体育种只能用秋水仙素处理幼苗，而不能处理萌发的种子。
■考法提炼
考法一 考查育种的方法、原理、过程及特点
1．杂交育种是植物育种的常规方法，其选育纯合新品种的一般方法是（ ）
A．从子一代中即可选出
B．从子三代中选出，因为子三代才出现纯合子
C．隐性品种可从子二代中选出；经隔离选育后，显性品种从子三代中选出
D．只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种
图8 9
2．如图8 9表示培育高品质小麦的几种方法，下列叙述错误的是（ ）
A．图中的育种方法有单倍体育种、杂交育种和多倍体育种
B．a过程可通过用秋水仙素处理幼苗快速获得纯合子
C．要获得yyRR，b过程需要进行不断自交来提高纯合率
D．YYyyRRrr通过花药离体培养获得的植株为二倍体
【易错提醒】
（1）若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，只要出现该性状即可。
（2）若实验植物为营养繁殖类如马铃薯、甘薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
（3）有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。
（4）花药离体培养≠单倍体育种，前者终点是单倍体幼苗，而后者终点是加倍后的正常植株。
考法二 育种方法的选择与育种方案的设计
3．某一年生观赏植物的花色有红色、白色、紫色三种表现型。
现将一株开红花的植株和一株开白花的植株杂交，F1全为紫花，F1自交，所得F2中有81株紫花、27株红花和36株白花植株。
（1）根据以上杂交实验结果判断，该种植物的花色至少受几对等位基因控制？
________。
（2）F2紫花植株自交，所结种子长出的全部植株是否都表现为紫花？
________。
为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）要获得能稳定遗传的紫花植株品系，如何从上述材料中选育？
用文字简要叙述杂交育种的方案。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．回答下列有关育种的问题：
（1）现有甲、乙、丙、丁四个品系的纯种玉米，其基因型如下所示：
品系甲、乙、丙、丁的基因型分别为AABBGG、aaBBGG、AAbbGG、AABBgg。
若想培育出AaaBBbGGG新类型，试用遗传图解表示育种的过程。
（要求写出配子）
（2）现有水稻的两纯系品种AArr（无芒而易感病）和aaRR（有芒而抗病），两对相对性状独立遗传。
为培育无芒而抗病的品种，请用遗传图解表示从F1开始的最快的育种程序，并作相应的文字说明。
【技法提炼】巧用“四最”选育种方法
（1）最简便——侧重于技术操作，杂交育种操作最简便。
（2）最快——侧重于育种时间，单倍体育种所需时间明显缩短。
（3）最准确——侧重于目标精准度，基因工程技术可定向改变生物的性状。
（4）最盲目——最难达到预期目标，一般为诱变育种。
考点三 生物的进化
■主干整合
1．现代生物进化理论的基本观点
图8 10
2．辨清生物进化、物种形成与隔离的关系
（1）生物进化≠物种的形成
①标志不同：
②生物发生进化，并不一定形成新物种，但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的基础。
（2）隔离与物种形成
①
②物种形成与隔离的关系：
物种的形成不一定要经过____________，但必须要经过________。
（3）共同进化与生物多样性的形成
①共同进化并不只包括生物与生物之间的共同进化，还包括________________之间的共同进化。
②生物多样性包括________________、________________、_________________。
③生物多样性是共同进化的结果。
3．掌握基因频率的计算方法
（1）依据概念求基因频率
基因频率＝此基因个数/（此基因个数＋其等位基因个数）×100%。
（2）已知基因型频率求基因频率
①基因频率＝此种基因纯合子基因型频率＋1/2杂合子基因型频率。
②若基因只位于X染色体上：
X染色体上显性基因频率＝（雌性显性纯合子个体数×2＋雄性显性个体数＋雌性杂合子个体数）/（雌性个体数×2＋雄性个体数）。
（3）遗传平衡定律（哈迪—温伯格定律）
①理想条件：
在一个有性生殖的自然种群中，种群__________、________交配、无迁入和迁出、不发生________、不发生选择，基因频率________。
②计算公式：
（p＋q）2＝p2＋2pq＋q2＝1，其中p代表A的频率，q代表a的频率，p2代表________的频率，2pq代表________的频率，q2代表________的频率。
【高分必知】
1.正确的划“√”，错误的划“×”。
（1）为了适应冬季寒冷环境，植物会产生抗寒性变异。
（ ）
（2）生物的种间竞争是一种选择过程。
（ ）
（3）自然选择决定了生物变异和进化的方向。
（ ）
（4）一个种群中控制一对相对性状的基因型频率发生改变，说明生物在进化。
（ ）
（5）外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向。
（ ）
（6）一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境。
（ ）
（7）物种的形成可以不经过地理隔离。
（ ）
（8）物种之间的共同进化都是通过种间竞争实现的。
（ ）
（9）共同进化是指生物和生物之间相互选择共同进化。
（ ）
（10）生物的进化和生物多样性越来越多地受人类影响。
（ ）
2．理性思维，规范表达。
（1）二倍体西瓜与四倍体西瓜是同一物种吗？
说明理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（2）卷翅突变体不能飞行，若将它们释放到自然环境中，它们的生存能力一定比正常翅野生型个体差吗？
请说出你的理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
■考法提炼
考法一 考查现代生物进化理论的基本观点
1．在阿拉斯加地区，棕熊生活在树林里，北极熊生活在雪原和浮冰上，它们适合生活的环境不同，自然状态下不能相互交配，但在动物园两者可交配并产生可育后代。
下列叙述错误的是（ ）
A．棕熊和北极熊进化的实质是种群基因频率的改变
B．棕熊与北极熊在自然环境中无法进行基因交流
C．北极熊和棕熊都是长期定向自然选择的结果
D．北极熊出现白色皮毛是雪原和浮冰环
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