全國通用版2019高考生物二輪復習專題四遺傳的分子基礎(chǔ)變異與進化考點2可遺傳變異與育種學案.doc

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考點2　可遺傳變異與育種 1．基因突變與生物性狀的關(guān)系 (1)基因突變對生物性狀的影響 堿基對 影響范圍 對氨基酸序列的影響 替換 小 除非終止密碼出現(xiàn)，否則只改變0或1個氨基酸 增添 大 不影響插入位置以前的序列，但影響插入位置以后的序列 缺失 大 不影響缺失位置以前的序列，但影響缺失位置以后的序列 (2)基因突變不一定會導致生物性狀改變的原因 ①基因突變后轉(zhuǎn)錄形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。 ②基因突變?nèi)魹殡[性突變，如AA→Aa，也不會導致生物性狀的改變。 2．基因重組的三種來源 重組類型 非同源染色體上非等位基因間的重組 同源染色體上非等位基因間的重組 人工基因重組(DNA重組) 發(fā)生時間 減Ⅰ后期 減Ⅰ四分體時期 目的基因?qū)胧荏w細胞 圖像示意 3.易位與交叉互換的比較 比較項目 易位 交叉互換 變異類型 染色體結(jié)構(gòu)變異 基因重組 發(fā)生時間 有絲分裂和減數(shù)分裂 減Ⅰ四分體時期 范圍 非同源染色體之間 同源染色體非姐妹染色單體之間 交換對象 非等位基因 等位基因 圖示 4.單倍體、二倍體與多倍體的界定 5．根據(jù)育種目標選擇合適的育種方案 育種要求 育種方案 集中雙親優(yōu)良性狀 單倍體育種(明顯縮短育種年限) 雜交育種(耗時較長，但簡便易行) 對原品系實施“定向”改造 基因工程及植物細胞工程(植物體細胞雜交)育種 讓原品系產(chǎn)生新性狀(無中生有) 誘變育種(可提高變異頻率，期望獲得理想性狀) 使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強” 多倍體育種 培育“隱性”性狀 自交或雜交，出現(xiàn)即可 最簡捷育種 雜交育種 特別提醒　培育的新品種不一定是穩(wěn)定遺傳的純合子，如培育雜交種即獲得雜種優(yōu)勢，或者利用無性繁殖如馬鈴薯等植物也不需一定培育出純合子。 題型一　可遺傳變異類型的判定 1．(2018全國Ⅰ，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(jù)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(zhuǎn)移 答案　C 解析　突變體M不能在基本培養(yǎng)基上生長，但可在添加了氨基酸甲的培養(yǎng)基上生長，說明該突變體不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失，A項正確；大腸桿菌屬于原核生物，自然條件下其變異類型只有基因突變，故其突變體是由于基因發(fā)生突變而得來的，B項正確；大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA，突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)不能得到X，C項錯誤；突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移，使基因重組，產(chǎn)生了新的大腸桿菌X，D項正確。 2．(2018湖南長郡中學第三次月考)下圖所示為某染色體上的若干基因。其中Ⅰ、Ⅱ為無遺傳效應(yīng)的片段。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．c基因堿基對缺失，屬于染色體變異 B．在減數(shù)分裂四分體時期交叉互換，可發(fā)生在a、b之間 C．Ⅰ、Ⅱ中發(fā)生的堿基對的替換，屬于基因突變 D．基因與性狀之間并不都是一一對應(yīng)關(guān)系 答案　D 解析　c基因中的堿基對缺失，屬于基因突變，A錯誤；交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，而a、b屬于同一條染色體上的非等位基因，如果發(fā)生互換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，B錯誤；據(jù)圖分析，Ⅰ、Ⅱ為非基因序列，基因突變指基因序列中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，C錯誤；基因控制生物的性狀，一個基因可控制多個性狀，一個性狀也可由多個基因控制，因此，基因與性狀之間并不都是一一對應(yīng)關(guān)系，D正確。 方法規(guī)律　“二看法”辨析基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異 題型二　與生物變異有關(guān)的實驗探究 3．果蠅的染色體組成如圖所示。如果Ⅳ號染色體多一條(這樣的個體稱為Ⅳ三體)或少一條(Ⅳ單體)均能正常生活，而且可以繁殖后代。三體在減數(shù)分裂時，3條同源染色體中的任意2條配對聯(lián)會并正常分離，另一條染色體隨機移向細胞一極，各種配子的形成機會和可育性相同。請分析回答下列問題： (1)從變異類型分析，單體果蠅的形成屬于____________，要確定該生物染色體的數(shù)目和形態(tài)特征的全貌，需對其進行________________分析。 (2)正常的雄果蠅產(chǎn)生的次級精母細胞中含Y染色體的數(shù)目是________。 (3)野生型果蠅(EE)經(jīng)基因突變可形成無眼果蠅(ee)，該等位基因位于Ⅳ號染色體上，據(jù)此回答下列問題(注：實驗中的親本無眼果蠅染色體組成均正常)： ①將無眼果蠅與野生型Ⅳ單體果蠅雜交，子一代的表現(xiàn)型及比例為________________________________________________________________________。 ②將無眼果蠅與野生型Ⅳ三體果蠅雜交，子一代中，正常∶三體等于________，選擇子一代中的Ⅳ三體雌果蠅與無眼雄果蠅測交，請用遺傳圖解表示該測交過程(配子不做要求)。 答案　(1)染色體數(shù)目變異　染色體組型(或染色體核型) (2)0、1、2　(3)①野生型∶無眼＝1∶1?、?∶1　如圖所示 解析　(1)Ⅳ號染色體少一條(Ⅳ單體)屬于染色體變異中的數(shù)目變異；要確定該生物染色體的數(shù)目和形態(tài)特征的全貌，需對其進行染色體組型分析。(2)正常的雄果蠅產(chǎn)生的兩個次級精母細胞一個含0條Y染色體，另一個含1條Y染色體，其在減數(shù)第二次分裂后期含2條Y染色體。(3)無眼果蠅(ee)與野生型Ⅳ單體果蠅(EO)雜交，子一代的野生型(Ee)∶無眼(eO)＝1∶1，將無眼果蠅(ee)與野生型 Ⅳ三體果蠅(EEE)雜交，子一代中，正常(Ee)∶三體(EEe)＝1∶1，子一代中的Ⅳ三體雌果蠅(EEe)與無眼雄果蠅(ee)測交，產(chǎn)生的配子及其比例為EE∶Ee∶E∶e＝1∶2∶2∶1，據(jù)此書寫遺傳圖解。 4．(2018山東實驗中學第三次診斷)已知果蠅的紅眼(W)和白眼(w)是一對相對性狀，控制該性狀的基因位于X染色體上。從真實遺傳的白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅的單對交配中，獲得如下后代：670只紅眼雌果蠅，658只白眼雄果蠅，1只白眼雌果蠅?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題： 注：性染色體組成異常的果蠅中，有1條X染色體的果蠅為雄性，有2條X染色體的果蠅為雌性。 (1)請畫出題干中果蠅雜交的遺傳圖解(不考慮這只白眼子代雌果蠅)。 (2)對于該例白眼雌果蠅的存在，請給予三種可能的可遺傳變異類型及其詳細解釋。 ①變異類型：________________，解釋：_____________________________________ ________________________________________________________________________。 ②變異類型：________________，解釋：___________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③變異類型：________________，解釋：_____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)如圖所示 (2)①基因突變　親本雄果蠅在減數(shù)分裂過程中XW突變成Xw，雄配子Xw與雌配子Xw結(jié)合并發(fā)育成白眼雌果蠅　②染色體數(shù)目變異　親本雌果蠅減數(shù)分裂時X與X染色體未分離，產(chǎn)生含有XwXw的卵細胞，該配子與含Y染色體的精子結(jié)合并發(fā)育成白眼雌果蠅　③染色體結(jié)構(gòu)變異　X染色體上缺失W基因的精子與雌配子Xw結(jié)合并發(fā)育成白眼雌果蠅 解析　(1)白眼雌果蠅的基因型為XwXw，紅眼雄果蠅的基因型為XWY。在書寫二者交配產(chǎn)生后代的遺傳圖解時，要注意寫清楚親代、子代的基因型、親代產(chǎn)生的配子的種類和表現(xiàn)型及子代的性狀分離比，相關(guān)的過程需用箭頭連接。(2)理論上，白眼雌果蠅(XwXw)與紅眼雄果蠅(XWY)交配，后代雌果蠅均為紅眼(XWXw)，題干中出現(xiàn)了1只白眼雌果蠅，則該白眼雌果蠅的出現(xiàn)可能有以下原因：①基因突變，即親本雄果蠅在減數(shù)分裂過程中XW突變成Xw，雄配子Xw與雌配子Xw結(jié)合并發(fā)育成白眼雌果蠅。②染色體數(shù)目變異，即親本雌果蠅減數(shù)分裂時X與X染色體未分離，產(chǎn)生含有XwXw的卵細胞，該卵細胞與含Y染色體的精子結(jié)合并發(fā)育成白眼雌果蠅。③染色體結(jié)構(gòu)變異，即X染色體上缺失W基因的精子與雌配子Xw結(jié)合并發(fā)育成白眼雌果蠅。 方法規(guī)律　變異類型實驗探究題的答題模板 題型三　變異原理在育種上的應(yīng)用 5．(2018天津，2)蘆筍是雌雄異株植物，雄株性染色體為XY，雌株為XX；其幼莖可食用，雄株產(chǎn)量高。以下為兩種培育雄株的技術(shù)路線。有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．形成愈傷組織可通過添加植物生長調(diào)節(jié)劑進行誘導 B．幼苗乙和丙的形成均經(jīng)過脫分化和再分化過程 C．雄株丁的親本的性染色體組成分別為XY、XX D．與雄株甲不同，雄株丁培育過程中發(fā)生了基因重組 答案　C 解析　植物組織培養(yǎng)過程中，生長素與細胞分裂素用量的比例適中時，可促進愈傷組織的形成，A正確；由花粉培養(yǎng)形成幼苗利用的是植物組織培養(yǎng)技術(shù)，這一過程需要經(jīng)過脫分化和再分化，B正確；雄株丁(XY)的親本為乙、丙，乙、丙都是由花粉培育的幼苗經(jīng)染色體加倍形成的，故雄株丁的親本的性染色體組成分別為XX、YY，C錯誤；植株乙、丙雜交產(chǎn)生雄株丁的過程中發(fā)生了減數(shù)分裂，故會發(fā)生非同源染色體上的非等位基因間的自由組合即基因重組過程，D正確。 6．(2018聊城二模)利用遺傳和變異的原理培育農(nóng)作物的新品種在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到了廣泛應(yīng)用。用某閉花受粉的植物進行育種實驗。請回答下列問題： (1)自然狀態(tài)下該植物一般都是________合子。若采用誘變育種，在γ射線處理時，需要處理大量種子，其原因是基因突變具有________、__________和多害性等特點。 (2)生產(chǎn)中使用的該植物品種都是具有優(yōu)良性狀的雜合子(雜種優(yōu)勢)，且該植物的穗大(A)對穗小(a)為顯性，黃粒(B)對白粒(b)為顯性。請利用現(xiàn)有的穗大白粒和穗小黃粒品種(基因型未知)設(shè)計一個快速的育種方案，以實現(xiàn)長期培育穗大黃粒(AaBb)優(yōu)良品種的目的。 答案　(1)純　低頻性　不定向性 (2)①分別種植穗大白粒、穗小黃粒植株，性成熟后，分別取其花藥離體培養(yǎng)成單倍體幼苗，然后用秋水仙素處理得到二倍體純合子，分別自交，選擇穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)分別留種。②分別種植穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)的植株，選擇其中的一部分植株進行雜交，獲得穗大黃粒(AaBb)的雜合子品種。③其余另一部分植株進行自交，獲得穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)分別留種。(其他答案合理也可) 解析　(1)閉花受粉的植物在自然狀態(tài)下一般都是純合子；誘變育種的原理是基因突變，基因突變具有低頻性、不定向性、多害性等特點。(2)快速育種常用單倍體育種方法。第一步為選育親本純合子：由于現(xiàn)有的穗大白粒和穗小黃粒品種基因型未知，先分別種植穗大白粒、穗小黃粒植株，性成熟后，分別取其花藥離體培養(yǎng)成單倍體幼苗，然后用秋水仙素處理得到二倍體純合子，分別自交，選擇穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)分別留種；第二步為培育穗大黃粒(AaBb)的雜合子：分別種植穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)的植株，選擇其中的一部分植株進行雜交，獲得穗大黃粒(AaBb)的雜合子品種；第三步為保留純合子：種植穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)的植株分別自交，分別留種，以實現(xiàn)長期培育雜合子的目的。 方法技巧　巧用“四最”選育種方法 (1)最簡便——側(cè)重于技術(shù)操作，雜交育種操作最簡便。 (2)最快——側(cè)重于育種時間，單倍體育種所需時間明顯縮短。 (3)最準確——側(cè)重于目標精準度，基因工程技術(shù)可定向改變生物的性狀。 (4)最盲目——最難達到預期目標，一般為誘變育種。