小專題9 生物的變異和育種

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專題五生物的變異與進(jìn)化 五年考情展示 小專題9生物的變異和育種 薄弱考點(diǎn)自查 核心考點(diǎn)突破 課堂定時(shí)演練 薄弱考點(diǎn)自查回顧教材拾遺查漏 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò) 高考答題必備語(yǔ)句 1 基因突變是生物變異的根本來(lái)源 是生物進(jìn)化的原始材料 是新基因產(chǎn)生的途徑 2 基因突變是指DNA分子中堿基對(duì)的替換 增添和缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變 3 基因重組的類型包括自由組合 減數(shù)第一次分裂后期 和交叉互換 四分體時(shí)期 4 人工誘導(dǎo)多倍體的常用方法是用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 使有絲分裂前期紡錘體的形成受到抑制 從而使染色體數(shù)目加倍獲得多倍體 5 單倍體的特點(diǎn)是植株弱小 高度不育 但單倍體通過(guò)人工誘導(dǎo)的方法培育新品種 可以明顯地縮短育種年限 6 優(yōu)生的措施有產(chǎn)前診斷 遺傳咨詢 禁止近親結(jié)婚 提倡適齡生育 診斷遺漏 1 DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生堿基對(duì)的增添 缺失或改變 導(dǎo)致基因突變 2011 江蘇 提示 基因突變是指堿基對(duì)的增添 缺失或改變 若在DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生上述情況之一 即可導(dǎo)致基因突變 2 超級(jí)細(xì)菌 含有超強(qiáng)耐藥性基因NDM1 該基因編碼金屬 內(nèi)酰胺酶 此菌耐藥性產(chǎn)生的原因是通過(guò)染色體交換從其他細(xì)菌獲得耐藥基因 2011 廣東 提示 細(xì)菌無(wú)染色體 產(chǎn)生耐藥性的根本原因是基因突變 3 若某二倍體植物染色體上的基因B2是由其等位基因B1突變而來(lái)的 如不考慮染色體變異 基因B1和B2可同時(shí)存在于同一個(gè)體細(xì)胞中或同一個(gè)配子中 2013 海南 提示 基因B1和B2的關(guān)系是等位基因 等位基因不能同時(shí)存在于配子當(dāng)中 4 在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過(guò)程中 不會(huì)同時(shí)發(fā)生基因的突變與重組 2013 四川 提示 該過(guò)程為有絲分裂 不發(fā)生基因重組 5 在愈傷組織的培養(yǎng)中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑 可獲得染色體加倍的細(xì)胞 2013 重慶 提示 植物細(xì)胞融合是指經(jīng)纖維素酶和果膠酶處理后得到的原生質(zhì)體的誘導(dǎo)融合 帶有細(xì)胞壁的愈傷組織細(xì)胞不能誘導(dǎo)融合形成染色體加倍的細(xì)胞 6 染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化 2011 海南 提示 染色體片段的缺失可能導(dǎo)致基因種類的變化 片段的重復(fù)會(huì)導(dǎo)致基因數(shù)目增加 種類不變 7 在有絲分裂和和減數(shù)分裂的過(guò)程中 會(huì)由于非同源染色體之間交換一部分片段 導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 2011 江蘇 提示 非同源染色體之間的片段交叉互換 屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位 在有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中均能發(fā)生 8 秋水仙素通過(guò)促進(jìn)著絲點(diǎn)分裂 使染色體數(shù)目加倍 2014 四川 提示 秋水仙素不影響著絲點(diǎn)分裂 主要是通過(guò)抑制紡錘體形成使染色體數(shù)目加倍 9 染色體增加某一片段可提高基因表達(dá)水平 是有利變異 2014 江蘇 提示 染色體增加一片段不會(huì)提高基因表達(dá)水平 是否屬于有利變異取決于環(huán)境 核心考點(diǎn)突破緊扣核心透析聯(lián)系 考點(diǎn)1 生物變異的類型比較 典例1 雙選題 2014 華南師大附中三模 由于編碼酶X的基因中某個(gè)堿基被替換 酶X變?yōu)槊竃 如表顯示了酶Y與酶X相比可能出現(xiàn)的四種狀況 下列有關(guān)分析 合理的是 A 狀況 說(shuō)明基因結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變B 狀況 是因?yàn)榘被釘?shù)減少了50 C 狀況 可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致終止密碼子提前D 狀況 可為蛋白質(zhì)工程提供思路 選題意圖 本題考查基因突變對(duì)生物性狀的影響 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 要求學(xué)生掌握基因突變對(duì)生物性狀的影響 再結(jié)合表中信息 對(duì)各選項(xiàng)作出準(zhǔn)確的判斷 屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查 有一定難度 解題思路 由于密碼子具有簡(jiǎn)并性 一個(gè)堿基被另一個(gè)堿基替換后 雖然基因的結(jié)構(gòu)改變了但密碼子決定的氨基酸并不一定改變 A錯(cuò)誤 狀況 酶活性雖然改變了 但氨基酸數(shù)目沒有改變 B錯(cuò)誤 狀況 堿基改變之后酶活性下降且氨基酸數(shù)目減少 可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致了終止密碼的位置提前 翻譯過(guò)程提前結(jié)束 C正確 蛋白質(zhì)工程的目的是獲得具備新性質(zhì)或新功能的蛋白質(zhì) 根據(jù)狀況 酶活性增加 可以通過(guò)改造或創(chuàng)建新的編碼蛋白質(zhì)的基因去合成蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)工程 答案 CD 延伸拓展 1 一個(gè)DNA分子中缺失了一段序列 屬于基因突變嗎 提示 不一定 若缺失的僅幾個(gè)堿基對(duì) 則屬于基因突變 若缺失的序列較長(zhǎng) 則上面可能含有幾個(gè)基因 屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 2 基因突變后 基因的結(jié)構(gòu) 基因中的遺傳信息 對(duì)應(yīng)的mRNA上的密碼子 蛋白質(zhì)中的氨基酸序列 生物的性狀是否改變 為什么 提示 基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段 其中的脫氧核苷酸排列順序表示遺傳信息 因此基因突變后 基因的結(jié)構(gòu) 基因中的遺傳信息一定改變 mRNA是DNA轉(zhuǎn)錄形成的 因此基因突變后對(duì)應(yīng)的mRNA上的密碼子一定改變 由于密碼子具有簡(jiǎn)并性 翻譯形成的蛋白質(zhì)氨基酸序列不一定改變 又由于蛋白質(zhì)不一定改變 或突變?yōu)殡[性基因 生物體成為雜合子 生物的性狀除受基因控制以外還受環(huán)境影響 因此生物的性狀不一定改變 歸納提升 1 基因突變對(duì)蛋白質(zhì)和生物性狀的影響分析 1 基因突變對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響 2 基因突變對(duì)性狀的影響 基因突變影響性狀原因 突變引起密碼子改變 最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)功能改變 影響生物性狀 例如鐮刀型細(xì)胞貧血癥 基因突變不影響性狀原因 a 若基因突變發(fā)生后 引起了信使RNA上的密碼子改變 但由于一種氨基酸可對(duì)應(yīng)多個(gè)密碼子 若改變了的密碼子與原密碼子對(duì)應(yīng)同一種氨基酸 此時(shí)突變基因控制的性狀不改變 b 若基因突變?yōu)殡[性突變 如AA中的一個(gè)A a 此時(shí)性狀也不改變 變式拓展 2014 韶關(guān)二模 某男子表現(xiàn)型正常 但其一條14號(hào)和一條21號(hào)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(shí)異常染色體的聯(lián)會(huì)如圖乙 配對(duì)的三條染色體中 任意配對(duì)的兩條染色體分離時(shí) 另一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞任一極 下列敘述正確的是 A 圖甲所示的變異屬于基因重組B 觀察異常染色體應(yīng)選擇處于分裂間期的細(xì)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 D 解析 從圖甲看出 一條14號(hào)和一條21號(hào)染色體相互連接時(shí) 還丟失了一小段染色體 明顯是染色體結(jié)構(gòu)變異 A錯(cuò)誤 觀察染色體的最佳時(shí)期是有絲分裂中期 觀察異常染色體最佳時(shí)期是減數(shù)分裂過(guò)程中染色體聯(lián)會(huì)時(shí) B錯(cuò)誤 減數(shù)分裂時(shí)同源染色體發(fā)生分離 理論上該男子產(chǎn)生 只含有14號(hào)染色體 只含有21號(hào)染色體 含有14號(hào)染色體和21號(hào)染色體 含有異常染色體和14號(hào)染色體 含有異常染色體和21號(hào)染色體 只含有異常染色體 共6種精子 C項(xiàng)錯(cuò)誤 該男子減數(shù)分裂時(shí)能產(chǎn)生 含有14號(hào)染色體和21號(hào)染色體 的正常精子 自然可以產(chǎn)生正常的后代 D正確 考點(diǎn)2 生物變異在育種中的應(yīng)用 典例2 2014 全國(guó) 卷 現(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種 抗病高稈 易倒伏 和感病矮稈 抗倒伏 品種 已知抗病對(duì)感病為顯性 高稈對(duì)矮稈為顯性 但對(duì)于控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因所知甚少 回答下列問(wèn)題 1 在育種實(shí)踐中 若利用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育種 一般來(lái)說(shuō) 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的種植規(guī)模 需要正確預(yù)測(cè)雜交結(jié)果 若按照孟德爾遺傳定律來(lái)預(yù)測(cè)雜交結(jié)果 需要滿足3個(gè)條件 條件之一是抗病與感病這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制 且符合分離定律 其余兩個(gè)條件是 3 為了確定控制上述這兩對(duì)性狀的基因是否滿足上述3個(gè)條件 可用測(cè)交實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn) 請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出該測(cè)交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程 選題意圖 本題考查孟德爾定律與雜交育種相關(guān)知識(shí) 考查學(xué)生的理解能力 知識(shí)遷移能力 解題思路 1 雜交育種的目的是獲得同時(shí)具備兩種優(yōu)良性狀的個(gè)體 即抗病矮稈的新品種 2 雜交育種的原理是基因重組 若控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因的遺傳遵循基因的自由組合定律 則這兩對(duì)相對(duì)性狀應(yīng)分別受一對(duì)等位基因控制 且兩對(duì)基因必須位于兩對(duì)同源染色體上 3 先由純合的抗病高稈和感病矮稈雜交得到抗病高稈的雜合子 再與感病矮稈 隱性純合子 雜交 如果后代出現(xiàn)抗病高稈 感病高稈 抗病矮稈 感病矮稈 1 1 1 1的性狀分離比 則可說(shuō)明這兩對(duì)基因的遺傳遵循基因的自由組合定律 答案 1 抗病矮稈 2 高稈與矮稈這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制 且符合分離定律 控制這兩對(duì)性狀的基因位于非同源染色體上 3 將純合的抗病高稈與感病矮稈雜交 產(chǎn)生F1 讓F1與感病矮稈雜交 延伸拓展 1 如果要快速獲得抗病矮稈個(gè)體應(yīng)選用什么方案 提示 單倍體育種 2 除了用測(cè)交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證孟德爾定律 還可以用什么方法 提示 F1自交 F2出現(xiàn)9 3 3 1的分離比 歸納提升 2 動(dòng)植物雜交育種的區(qū)別 1 方法 植物雜交育種中純合子的獲得只能通過(guò)逐代自交的方法獲得 一般不能通過(guò)測(cè)交方法獲取 而動(dòng)物雜交育種純合子的獲得一般通過(guò)測(cè)交的方法獲取 2 實(shí)例 培育基因型為AAbb的個(gè)體 變式拓展 2 雙選題 2014 潮州 揭陽(yáng)三模 現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括 高產(chǎn) 感病 低產(chǎn) 抗病 高產(chǎn) 晚熟等品種 為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求 育種專家要培育3類品種 a 高產(chǎn) 抗病 b 高產(chǎn) 早熟 c 高產(chǎn) 抗旱 下述育種方法可行的是 A 利用 間雜交篩選獲得aB 對(duì) 進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得bC a b和c的培育均可采用誘變育種方法D 用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)?中獲得c解析 培育a高產(chǎn)抗病應(yīng)選用 對(duì)品種 僅染色體加倍處理得不到早熟品種 需先花藥離體培養(yǎng) 再染色體加倍處理才可能得到 誘變育種理論上都可產(chǎn)生所需性狀 但概率很低 轉(zhuǎn)基因技術(shù)能定向改變生物性狀 CD 課堂定時(shí)演練隨堂演練鞏固提升 1 2014 江蘇 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(dá)水平 是有利變異B 染色體缺失有利于隱性基因表達(dá) 可提高個(gè)體的生存能力C 染色體易位不改變基因數(shù)量 對(duì)個(gè)體性狀不會(huì)產(chǎn)生影響D 通過(guò)誘導(dǎo)多倍體的方法可克服遠(yuǎn)緣雜交不育 培育出作物新類型解析 變異導(dǎo)致生物性狀的改變包括有利和不利變異 是否有利取決于能否更好地適應(yīng)環(huán)境 與基因表達(dá)水平的提高無(wú)直接聯(lián)系 故A錯(cuò)誤 染色體缺失也有可能導(dǎo)致隱性基因丟失 這時(shí)便不利于隱性基因的表達(dá) 所以B錯(cuò)誤 染色體易位不改變基因的數(shù)量 但染色體易位有可能會(huì)影響基因的表達(dá) 從而導(dǎo)致生物的性狀發(fā)生改變 所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤 遠(yuǎn)緣雜交獲得雜種 其染色體可能無(wú)法聯(lián)會(huì)而導(dǎo)致不育 經(jīng)秋水仙素等誘導(dǎo)成可育的異源多倍體從而培育出生物新品種類型 故D選項(xiàng)正確 D 2 2014 茂名二模 下列與基因相關(guān)的知識(shí)描述中 正確的是 A 基因內(nèi)增加一個(gè)堿基對(duì) 只會(huì)改變肽鏈上一個(gè)氨基酸B 無(wú)法進(jìn)行基因交流的生物之間一定存在生殖隔離C 基因重組可能改變DNA分子的堿基序列D 目的基因只能從相應(yīng)環(huán)境生物細(xì)胞的DNA獲取解析 基因中增加一個(gè)堿基對(duì)可能會(huì)導(dǎo)致突變位點(diǎn)后所有氨基酸都會(huì)改變 A錯(cuò)誤 因地理隔離導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行基因交流的同種生物之間不存在生殖隔離 B錯(cuò)誤 同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生互換引起的基因重組 可以改變DNA分子的堿基序列 C正確 目的基因可以從基因文庫(kù)中獲取 還可以人工合成 D錯(cuò)誤 C 3 2014 佛山順德區(qū)三模 圖甲 乙 丙分別表示三種細(xì)胞的染色體和基因組成 相關(guān)描述正確的是 A 圖甲表示將要分裂的原始生殖細(xì)胞 則兩對(duì)基因可以自由組合B 圖乙由圖甲形成 則發(fā)生了基因突變C 圖乙表示鳥類性染色體 則此鳥類為雄性D 圖丙表示體細(xì)胞 則發(fā)生了染色體變異解析 圖甲中兩對(duì)基因位于一對(duì)同源染色體上 不能自由組合 A錯(cuò)誤 圖乙發(fā)生了染色體片段丟失 屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 B錯(cuò)誤 鳥類中含有兩條異形性染色體的是雌性 C錯(cuò)誤 若圖丙表示體細(xì)胞 則細(xì)胞中少一條染色體 屬于染色體數(shù)目變異 D正確 D 4 2014 廣州綜合測(cè)試 番茄的抗病 R 對(duì)感病 r 為顯性 高稈 D 對(duì)矮稈 d 為顯性 控制上述兩對(duì)相對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上 為獲得純合高稈抗病番茄植株 研究人員采用了如圖所示的方法 據(jù)圖分析 正確的是 A A 若過(guò)程 的F1自交一代 產(chǎn)生的高稈抗病植株中純合子占1 9B 過(guò)程 常用一定濃度的秋水仙素處理單倍體的種子C 過(guò)程 應(yīng)用的原理是細(xì)胞增殖D 過(guò)程 航天育種 方法中主要的變異類型是基因重組解析 中的F1基因型為DdRr 自交一代后高稈抗病 DR 中純合子 DDRR 占1 9 過(guò)程用一定濃度的秋水仙素處理單倍體的幼苗 單倍體植株高度不育 一般不會(huì)產(chǎn)生種子 過(guò)程 應(yīng)用的原理是細(xì)胞的全能性 過(guò)程 航天育種 主要變異類型是基因突變 5 雙選題 2014 中山一中二次統(tǒng)考 下列關(guān)于變異和育種的敘述中 正確的是 A 四倍體馬鈴薯的花粉離體培養(yǎng)后形成的植株具有兩個(gè)染色體組 稱為二倍體B 基因工程育種能讓生物具有本身不存在的基因 育種原理是基因突變C 子女與父母的性狀總有一些差異 這些變異的主要來(lái)源是基因重組D 一條染色體上缺失了3個(gè)堿基對(duì) 不屬于染色體變異 應(yīng)屬于基因突變解析 由花粉培育出的個(gè)體 無(wú)論含有幾個(gè)染色體組 統(tǒng)稱為單倍體 A錯(cuò)誤 基因工程的原理是基因重組 B錯(cuò)誤 基因重組是有性生殖生物后代出現(xiàn)多樣性的主要原因 堿基對(duì)的缺失屬于基因突變 C項(xiàng) D項(xiàng)正確 CD 6 2014 鄭州質(zhì)檢 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)多數(shù)抗旱性農(nóng)作物能通過(guò)細(xì)胞代謝 產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物 調(diào)節(jié)根部細(xì)胞液的滲透壓 此代謝產(chǎn)物在葉肉細(xì)胞和莖部細(xì)胞中卻很難找到 1 該代謝產(chǎn)物能夠使細(xì)胞液的滲透壓 填 增大 或 減小 2 這種代謝產(chǎn)物在莖部和葉肉細(xì)胞中很難找到 而在根部細(xì)胞中卻能產(chǎn)生的根本原因是 3 現(xiàn)有一抗旱植物 其體細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)抗旱基因R 其等位基因?yàn)閞 旱敏基因 R r的部分核苷酸序列如下 r ATAAGCATGACATTA R ATAAGCAAGACATTA 抗旱基因突變?yōu)楹得艋虻母驹蚴?研究得知與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物主要是糖類 該抗旱基因控制抗旱性狀是通過(guò)實(shí)現(xiàn)的 4 已知抗旱性和多顆粒屬于顯性 各由一對(duì)等位基因控制 且分別位于兩對(duì)同源染色體上 純合的旱敏型多顆粒植株與純合的抗旱型少顆粒植株雜交 F1自交 F2抗旱多顆粒植株中雙雜合子占的比例是 若拔掉F2中所有的旱敏型植株后 剩余植株自交 從理論上講F3旱敏型植株的比例是 某人用一植株和一旱敏型多顆粒的植株做親本進(jìn)行雜交 發(fā)現(xiàn)后代出現(xiàn)4種類型 性狀的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示 抗旱 旱敏 1 1 多顆粒 少顆粒 3 1 若只讓F1中抗旱多顆粒植株相互受粉 F2的性狀分離比是 5 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)快速育種方案 利用抗旱型少顆粒 Rrdd 和旱敏型多顆粒 rrDd 兩植物品種作親本 通過(guò)一次雜交 使后代個(gè)體全部都是抗旱型多顆粒雜交種 RrDd 用文字簡(jiǎn)要說(shuō)明 解析 1 代謝產(chǎn)物含有離子 滲透壓會(huì)增大 2 代謝產(chǎn)物不是在所有的細(xì)胞都能找到 是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果 3 由所給的堿基排列順序 可知是r中的T A被替換成了A T 基因是通過(guò)與糖類有關(guān) 故基因是通過(guò)基因控制酶的合成來(lái)控制生物的新陳代謝過(guò)程 4 在顯性性狀9里面的雙雜合子占4 故為4 9 若拔掉F2中所有的旱敏型植株后 剩余植株自交 只考慮這一對(duì)性狀即可 在子一代抗旱的有1 3的純合子 2 3的雜合子 能產(chǎn)生旱敏型的只有2 3的雜合子自交才可以 故2 3 1 4 1 6 據(jù)題意可得親本基因型應(yīng)為RrDd rrDd 只讓抗旱多顆粒相互傳粉 抗旱多顆粒基因型1 3RrDD 2 3RrDd 先計(jì)算Rr與Rr用基因頻率計(jì)算則1 4RR 2 4Rr 1 4rr再計(jì)算另一對(duì)1 3DD 2 3Dd 則得到4 9DD 4 9Dd 1 9dd 然后自由組合得到24 8 3 1 5 要快速育種用單倍體育種的方法 即先用 Rrdd 和 rrDd 通過(guò)單倍體育種得到 RRdd 和 rrDD 然后讓它們雜交得雜交種 RrDd 答案 1 增大 2 基因選擇性表達(dá) 3 堿基對(duì)替換基因控制酶的合成來(lái)控制生物的新陳代謝過(guò)程 4 4 9 1 6 24 8 3 1 5 先用Rrdd和rrDd通過(guò)單倍體育種得到RRdd和rrDD 然后讓它們雜交得雜交種RrDd 點(diǎn)擊進(jìn)入小專題突破練