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高考生物二轮复习 专题九 遗传变异、育种与进化课件_图文


专题9
遗传变异、育种与进化

答案速填:

①增添、缺失、替换
性、多害少利性 一次分裂后期 型

②普遍性、随机性、不定向
④新基因 ⑤减数第 ⑧新基因

③DNA复制时

⑥四分体时期 ⑦转基因

⑨缺失、重复、倒位、易位

⑩个别染色体增减 ?大大缩短

?单倍体 育种年限

?育种年限长 ?不定向性 ?低温或秋水仙素处理

?种群

?基因频率改变

?突变和基因重组

?自然选择

?基因多样性、物种多样性、生态系统多样性

考点一
【知识·方法】

变异的种类

1.变异种类的判断方法:
(1)关于“互换”问题。 ①同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换:属于基 因重组。

②非同源染色体之间的互换:属于染色体结构变异中 的易位。 (2)关于“缺失”问题。 ①DNA分子上若干“基因”的缺失:属于染色体变异。

②基因内部若干“碱基对”的缺失:属于基因突变。

(3)关于变异的水平。 ①分子水平:基因突变属于分子水平的变化,在光学 显微镜下观察不到。 ②细胞水平:染色体变异是细胞水平的变异,在光学

显微镜下可以观察到。

(4)“两看”法界定二倍体、多倍体、单倍体。

2.变异对生物的影响: (1)基因突变对性状的影响。 ①替换:只改变1个氨基酸或不改变。 ②增添:插入位置前不影响,影响插入后的序列,以3

个或3的倍数个碱基为单位的增添影响较小。
③缺失:缺失位置前不影响,影响缺失后的序列,以3

个或3的倍数个碱基为单位的缺失影响较小。

(2)可遗传变异对基因种类和基因数量的影响。 ①基因突变——改变基因的种类(基因结构改变,成为 新基因),不改变基因的数量。 ②基因重组——不改变基因的种类和数量,但改变基

因间组合方式,即改变基因型。
③染色体变异——改变基因的数量或排列顺序。

【易错·警示】 1.诱变获得的突变体多数表现出有害性状,且表现为 不定向。 2.观察细胞有丝分裂中期染色体形态不能判断基因突

变发生的位置。

3.同源染色体上非姐妹染色单体的交换和非同源染色 体的自由组合均可导致基因重组,但该变异有丝分裂 不能产生,减数分裂可以产生。 4.在有丝分裂和减数分裂过程中,非同源染色体之间

交换一部分片段,导致染色体结构变异。
5.三倍体无子西瓜植株的高度不育与减数分裂时同源

染色体的联会行为有关。

【典例1】(2016·天津高考)枯草杆菌野生型与某一突 变型的差异见下表:

注P:脯氨酸;K:赖氨酸;R:精氨酸

下列叙述正确的是

(

A

)

A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性 B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能 C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致

D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变

【解题技法】——观察法 1.点睛: 基因突变有碱基增添、缺失、替换三种类型,可通过 对突变后相应氨基酸种类的观察、分析,加以区分。

2.答题分析:

突变型在含链霉素的 A项:判断该结论正确的依据是___________________ 培养基中存活率为100% 。 _____________________
翻译 的场所。 B项:核糖体是基因表达过程中_____ 56 位氨基酸 C项:野生型和突变型的S12蛋白只有第___ 替换 所致。 有差异,应是基因中发生了碱基对的_____ D项:链霉素在枯草杆菌的抗性突变产生过程中,所 选择抗性突变 。 起的作用是_____________

【题组过关】 1.(2016·海南高考)依据中心法则,若原核生物中的 DNA编码序列发生变化后,相应蛋白质的氨基酸序列不 变,则该DNA序列的变化是( A.DNA分子发生断裂 B.DNA分子发生多个碱基增添 C.DNA分子发生碱基替换 D.DNA分子发生多个碱基缺失 )

【解析】选C。本题主要考查基因突变的本质与基因表 达的结果。A项,DNA分子发生断裂会造成合成的蛋白 质氨基酸数目变少,故错误。B项,DNA分子发生多个 碱基增添,一般会造成合成的蛋白质氨基酸数目增

多,也有可能提前出现终止密码子,合成的蛋白质氨
基酸数目减少,两种情况下氨基酸序列均会改变,故

错误。C项,DNA分子发生碱基替换,因密码子具有简

并性,相应的蛋白质氨基酸序列可能不变,故正确。 D 项,DNA分子发生多个碱基缺失,相应的蛋白质氨基酸 数目一般会减少,故错误。

【加固训练】 (2016·衡水二模)M基因编码含63个氨基酸的肽链。 该基因发生插入突变,使mRNA增加了一个三碱基序 列AAG,表达的肽链含64个氨基酸。以下说法正确的

是(

)

A.M基因突变后,参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加 B.在M基因转录时,核糖核苷酸之间通过碱基配对连接 C.突变前后编码的两条肽链,最多有2个氨基酸不同 D.在突变基因的表达过程中,最多需要64种tRNA参与

【解析】选C。DNA分子中嘌呤数总是等于嘧啶数,A项 错误;转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程, 核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键相连,B项错误;突变 后的mRNA增加了一个三碱基序列AAG,使肽链由63个氨

基酸变为64个氨基酸,假定该三碱基序列插入一个密
码子中,其变化情况可表示为以下三种:

①插入原相邻密码子之间,并未改变原密码子,此时 新肽链与原肽链只相差一个氨基酸: ??×××AAG×××?? ②恰巧插入原密码子的第一个碱基之后:

??×AAG×× ×××??
此时将改变两个氨基酸

③恰巧插入原密码子的第二个碱基之后: ??××AAG× ×××??

此时也将改变两个氨基酸。 由图可知,突变前后编码的两条肽链,最多有2个氨基

酸不同,C项正确;密码子共有64种,但由于三个终止
密码子不能编码氨基酸,没有相应的tRNA与之结合,

故运输氨基酸的tRNA少于64种,D项错误。

2.(2016·江苏高考)如图中甲、乙两个体的一对同源 染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙 述正确的是( )

A.个体甲的变异对表型无影响 B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常 C.个体甲自交的后代,性状分离比为3∶1 D.个体乙染色体没有基因缺失,表型无异常

【解题指导】解答本题的关键有两点: (1)根据甲和乙图中的基因判断甲和乙的染色体变异类 型。 (2)明确染色体结构变异会导致染色体上基因数量和位

置发生改变,会影响生物的性状。

【解析】选B。本题主要考查基因分离定律的应用与染 色体变异的类型。个体甲的变异属于染色体结构变异 中的缺失,会导致缺失片段上的基因丢失,进而影响 表型,A项错误;个体乙发生的变异是染色体结构变异 中的倒位,减数分裂形成的四分体异常,B项正确;含 缺失染色体的配子一般是不育的,后代一般不会发生 性状分离,C项错误;个体乙染色体没有基因缺失,但 发生倒位,表型异常,D项错误。

【加固训练】 (2016·武汉二模)下列对于遗传和变异的认识正确的 是( )

A.非同源染色体之间染色体片段的交换属于染色体变


B.基因自由组合定律的实质是:F1产生配子时,等位

基因分离,非等位基因自由组合

C.基因型为Aa的豌豆经减数分裂会产生雌雄两种配子, 雌雄配子比例为1∶1 D.利用八倍体小黑麦的花药组织培养出来的植株是四 倍体

【解析】选A。非同源染色体之间交叉互换片段属于染 色体变异中的“易位”,A项正确;F1产生配子时,同 源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等 位基因自由组合,B项错误;Aa基因型的豌豆产生

(♂)A∶a=1∶1,(♀)A∶a=1∶1,但雄配子(花粉)是
远多于雌配子的,C项错误;花药组织培养出来的植株

是单倍体,D项错误。

【易错提醒】本题易错选C项。错因在于未能正确理解 “Aa基因型的豌豆产生数量相等的两种配子。”Aa基 因型的豌豆产生分别含A和a的两种数量相等的配子, 而不是数量相等的雌雄配子。雌雄配子中分别含A和a

的两种配子的数量相等。

3.(2015·全国卷Ⅱ)下列关于人类猫叫综合征的叙述, 正确的是( )

A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的 B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的

C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的
D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的

【解题指导】(1)题目关键信息:“缺失”“数目增 加”“数目成倍增加”“增加某一片段”。 (2)关键知识:染色体“增加某一片段”及“缺失”是 染色体结构变异,而染色体“数目增加”或“数目成

倍增加”是染色体数目变异。

【解析】选A。本题考查人类遗传病的类型及原因。猫 叫综合征是患者第5号染色体部分缺失引起的,属于染 色体结构变异,因婴儿时有猫叫样啼哭而得名,故A正 确,B、C、D错误。

【加固训练】 (2016·漳州二模)下列关于单倍体、二倍体及染色体 组的表述正确的是( )

A.单倍体生物的体细胞内都无同源染色体

B.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等

位基因

D.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后,芽尖的 细胞中都含有4个染色体组

【解析】选C。单倍体是体细胞中含本物种配子染色体 数的个体,二倍体生物的单倍体只含一个染色体组, 而多倍体生物的单倍体则可以含多个染色体组,存在 同源染色体,A项错误;21三体综合征患者的体细胞中

第21号染色体有三条,两个染色体组,B项错误;人的
初级卵母细胞中的基因已经复制,如果发生基因突变

或交叉互换,则在一个染色体组中可能存在等位基因,

C项正确;多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或 幼苗,使其染色体加倍,但不一定均加倍,另外含有 4 个染色体组的细胞处于有丝分裂后期时则含有8个染色 体组,D项错误。

4.(新题预测)如图所示是一个基因型为AaBb(两对基因 独立遗传)的精原细胞在一次减数分裂过程中产生的两 个次级精母细胞,则该过程发生了( )

A.交叉互换、同源染色体未分离 B.交叉互换、姐妹染色单体未分离 C.基因突变、同源染色体分开形成的染色体移向同一 极

D.基因突变、姐妹染色单体分开形成的染色体移向同
一极

【解题指导】解答本题的关键: (1)明确减数第一次分裂和减数第二次分裂发生的主要 变化。 (2)对比两个次级精母细胞中基因和染色体的组成,判

断发生的变异类型。

【解析】选D。根据两个次级精母细胞中染色体与基因 的位置关系可以看出,一对同源染色体上发生了基因 突变,因为有一个A(a)基因突变成了a(A)基因,若发 生交叉互换,则每个次级精母细胞中都应含有A和a基 因各一个;B与b基因分别在两个次级精母细胞中,说 明同源染色体正常分离,而含有b基因的两条染色体移 向细胞的同一极,说明减数第二次分裂后期,姐妹染 色单体分开形成的两条染色体未正常分离。

5.(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(子);最早在子________代中能分离得到隐性突 变纯合体(子)。

【解题指导】解答本题的关键: (1)关键信息:能观察到该显性突变的性状、能分离得 到显性突变纯合体(子)、能观察到该隐性突变的性状、 能分离得到隐性突变纯合体(子)。

(2)关键知识:隐性性状只要出现便为纯合体(子),显
性性状必须到不发生性状分离才算得到纯合体(子)。

【解析】本题考查基因突变、染色体变异和基因的分 离定律相关知识。 (1)基因突变是指基因中碱基对的替换、增添和缺失, 染色体变异包括结构变异和数目变异,二者均涉及众

多基因的变化,故基因突变涉及的碱基对数目少。

(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位 成倍的增加或减少的变异,也可发生以个别染色体为 单位的变异。

(3)显性突变是aa突变为Aa,在子一代中便能观察到该 显性突变的性状,子二代基因型为AA、Aa和aa,再自 交,子三代不发生性状分离才能得到显性突变纯合体 (子);隐性突变是AA突变为Aa,在子一代仍然表现为

显性性状,子二代基因型为AA、Aa和aa,即能观察到
该隐性突变的性状,获得隐性突变纯合体(子)。

答案:(1)少 (2)染色体

(3)一







【易错提醒】(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基 对的数目比较,前者比后者少,易误认为多。 (2)将“能观察到性状”和“能分离得到纯合体(子)” 混淆,导致判断错误。

考点二 【知识·方法】

变异原理在育种实践中的应用

育种方案的选择方法: (1)种内关系(无生殖隔离)。

①欲获得从未有过的性状——诱变育种。如对从不抗
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)——杂交育种。如利用抗倒伏不抗锈病的小麦和抗 锈病不抗倒伏的小麦培育出既抗锈病、又抗倒伏的 “双抗”品系。

③欲增大原品种效应——多倍体育种。如用二倍体西
瓜人工诱导染色体数目加倍获得“四倍体”,进而与

二倍体杂交培育成“三倍体无子西瓜”。

④欲缩短获得“纯合子”时间——单倍体育种(常针对 优良性状受显性基因控制者)。如获得ddTT的矮秆抗病 小麦品种。

(2)种间关系(有生殖隔离)。 ①细胞水平上:利用植物体细胞杂交,从而实现遗传 物质的重组。如将白菜、甘蓝细胞诱导“体细胞杂交” 形成杂种细胞,进而培育为杂种植株。

②分子水平上:应用转基因技术将控制优良性状的 “目的基因”导入另一生物体内,从而实现基因重组 (外源基因的表达)。如将苏云金芽孢杆菌的“抗虫基 因”导入棉花细胞,培育成“抗虫棉”。

【易错·警示】 1.抗病植株连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐 代增加。 2.某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种

子。为尽快推广种植,可采用幼叶、茎尖等部位的组
织进行组织培养。

3.用秋水仙素处理细胞群体,分裂期细胞的比例会增 加。 4.诱变育种能提高基因突变频率,但不能决定基因突 变的方向。

5.单倍体育种包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处
理三个主要环节。

6.多倍体育种得到的整个植株,并不是所有细胞的染 色体数目都加倍,细胞是否出现染色体数目加倍与处 理方法有关。

【典例2】(2016·南昌二模)在某XY型植物(核型2n)中, 控制抗病(A)与易感病(a)、高茎(B)与矮茎(b)的基因 分别位于两对常染色体上。 (1)两株植物杂交,F1中抗病矮茎出现的概率为3/8,

则两个亲本的基因型为________________________。

(2)让纯种抗病高茎植株与纯种易感病矮茎植株杂交得 F1,F1随机交配,若含a基因的花粉有一半死亡,则F2 中抗病植株的比例为__________。与F1相比,F2中B基 因的基因频率________(填“变大”“变小”或“不

变”),该种群是否发生了进化?________(填“是”
或“否”)。

(3)为判定(2)中F2中某一抗病矮茎植株的基因型,请 在不用其他植株,不用基因测序的情况下,设计实验 研究。请以杂合子为例,用遗传图解配以文字说明判 定过程。

(4)用X射线照射纯种高茎个体的花粉后,人工传粉至 多株纯种矮茎个体的雌蕊柱头上,在不改变种植环境 的条件下,得F1共1 812株,其中出现了多株矮茎个体, 原因是人工诱变可以提高________________。推测该

矮茎个体出现的原因可能有:______________。

答案:(1)AaBb、Aabb (2)5/6 (3)

不变



说明:可用单倍体育种方法检测,若后代出现易感病 矮茎植株,则基因型为Aabb,反之,则为AAbb。

(4)突变频率(或基因的突变率和染色体的畸变率) 高 茎基因B突变为矮茎基因b(或含高茎基因B的染色体片 段缺失)

【解题技法】——交配类型突破法 1.点睛: (1)测交:判断基因型的首选方法,对动植物均可以使 用。

(2)自交:较为简便,但只适用于自花传粉或同株异花
传粉的植物。

(3)单倍体育种:技术含量高,要在特殊条件下使用。

2.答题分析: (1)F1中抗病矮茎(A_bb)出现的概率为3/8,则后代A_ 3/4 ,bb的概率为____ 1/2 。 的概率为____ (2)让纯种抗病高茎植株与纯种易感病矮茎植株杂交得 AB、Ab、aB、ab 种比例相等的 F1,F1自交时,产生_______________4 雌配子。若含a基因的花粉有一半死亡,则雄配子的种 AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1 。 类及比例为__________________________

AAbb或Aabb 。判断 (3)F2中抗病矮茎植株的基因型为___________ 该植物雌雄异 其基因型,不能选用自交方法的原因是_____________ 株。 ___ (4)纯种高茎BB与矮茎bb杂交,后代应该全部是高茎 B基因突变或缺失 。 Bb,其中出现多株矮茎个体,说明________________

【母题探究】——借题猜押其他命题点 押题点1:第(2)小题中A和B的基因频率变化互不影 两对基因的遗传互不干扰(遵循自由组合 响,原因是____________________________________ 定律) 。 ______

押题点2:请给出两种具体方案判断第(4)小题中矮茎 个体的形成原因。 取矮茎的分生组织进行显微镜观察 。 ①_______________________________ 让矮茎个体与纯合高茎杂交,杂交子代自交或随机 ②_____________________________________________ 交配,观察后代的性状分离比 。 ___________________________

【题组过关】 1.(2016·邯郸二模)下列实践活动包含基因工程技术 的是( )

A.水稻F1经花药离体培养和染色体加倍,获得基因型

纯合的新品种
B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交,通过基因重组获得抗虫

矮秆小麦

C.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞,经组织培养 获得抗病植株 D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变,获得种子 性状发生变异的大豆

【解析】选C。A项为单倍体育种,原理为染色体变异; B项为杂交育种,原理为基因重组;C项为基因工程育 种,需要利用基因工程技术将重组DNA分子导入受体细 胞,原理为基因重组;D项为诱变育种,原理为基因突

变。

【加固训练】 某植株的基因型为AaBb,其中A和b基因控制的性状对 提高产量是有利的。利用其花粉进行单倍体育种过程 如下图所示,下列相关分析中正确的是( )

A.通过过程①得到的植株A全为纯合子 B.过程②可用适当的低温处理,低温作用时期为有丝 分裂间期 C.若未对植株A进行筛选,则植株B中符合要求的类型

约占1/4
D.该育种方法的优点是明显缩短育种年限,原理是基

因重组

【解析】选C。根据题意,该植株为二倍体。过程①为 花药离体培养,通过过程①得到的植株A全为单倍体, 过程②是诱导染色体数目加倍,通过过程②得到的植 株B全为纯合子,A项错误;过程②可用适当的低温诱

导处理,低温作用的原理是抑制纺锤体的形成,从而
使染色体数目加倍,因此作用时期为有丝分裂前期, B

项错误;基因型为AaBb的植株产生AB、Ab、aB、ab4种

配子,则植株A也是这4种基因型,植株B的基因型则为 AABB、AAbb、aaBB、aabb,由于A和b基因控制的性状 对提高产量是有利的,所以符合要求的类型是AAbb, 占1/4,C项正确;该育种方法是单倍体育种,其优点

是明显缩短育种年限,原理是染色体数目变异,D项错
误。

2.(2016·郑州二模)如图为某植物育种流程图,下列 相关叙述错误的是( )

A.子代Ⅰ与原种保持遗传稳定性 B.子代Ⅱ和Ⅲ选育的原理为基因重组 C.子代Ⅲ的选育过程一定要自交选育多代 D.子代Ⅴ可能发生基因突变和染色体变异

【解析】选C。子代Ⅰ通过无性繁殖获得,细胞进行有 丝分裂,不发生基因重组,与原种保持遗传稳定性, A 项正确。子代Ⅱ通过转基因技术获得,子代Ⅲ通过杂 交育种获得,原理都为基因重组,B项正确。子代Ⅲ的 优良性状如果是显性性状,要自交选育多代,隐性性 状一旦出现即可直接选种,C项错误。子代Ⅴ通过物理、 化学、生物因素诱导基因突变,也可能发生染色体变 异,D项正确。

【易错提醒】本题易错选D项。错因在于未能全面理解 杂交育种和诱变育种。诱变育种可能导致染色体结构 或数目的变异。

3.(新题预测)某二倍体植物的体细胞中染色体数为24 条,基因型为AaBbCCDd,这4对基因分别位于4对同源 染色体上。下列说法错误的是( )

A.产生花粉的基因型有8种 B.C处是指用秋水仙素处理,则个体Ⅰ的体细胞中含有 48条染色体 C.个体Ⅱ中能稳定遗传的占1/8,重组类型占37/64

D.若要尽快获得优良纯种aaBBCCdd,则应采用图中A、
B、C过程进行育种

【解析】选B。二倍体植物的基因型为AaBbCCDd,经过 减数分裂产生的花粉的基因型为2×2×1×2=8种,A项 正确;该植物的体细胞中染色体数为24条,经过花药 离体培养形成单倍体植株的染色体数目为12条,C处是

指用秋水仙素处理,使得染色体数目加倍,则个体Ⅰ
的体细胞中含有24条染色体,B项错误;个体Ⅱ中能稳

定遗传的是纯合子,纯合子出现的概率=1/2×1/2×

1×1/2=1/8,亲本类型出现的概率=3/4×3/4×1 ×3/4=27/64,重组类型=1-亲本型=1-27/64=37/64,C 项正确;单倍体育种可以快速获得纯合的二倍体,可 明显缩短育种年限,所以若要尽快获得优良纯种

aaBBCCdd,则应采用图中A、B、C过程(单倍体育种)进
行育种,D项正确。

【方法技巧】遗传计算中的“算少不算多” 遗传计算中,可以先计算类型较少的个体比例,然后 用1减去该比例,即为类型较多的个体比例。例如: (1)先计算纯合子比例,再计算杂合子比例。

(2)先计算亲本类型比例,再计算重组类型比例。

4.(2016·南京二模)染色体部分缺失在育种方面有重 要作用。下图所示为育种专家对棉花品种的培育过程, 相关叙述错误的是( )

A.太空育种依据的原理主要是基因突变 B.粉红棉M的出现是染色体缺失的结果 C.深红棉S与白色棉N杂交产生深红棉的概率为1/4 D.粉红棉M自交产生白色棉N的概率为1/4

【解析】选C。太空育种的原理主要是基因突变,可以 产生新的基因。由题图可知,粉红棉M是由于染色体缺 失了一段形成的。若用b-表示染色体缺失的基因,则 bb×b-b-→bb-(全部为粉红棉M);粉红棉M(bb-)自交,

得白色棉N(b-b-)的概率为1/4。

5.(2016·四川高考)油菜物种Ⅰ(2n=20)与Ⅱ(2n=18) 杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后,得到一个油菜新 品系(注:Ⅰ的染色体和Ⅱ的染色体在减数分裂中不会 相互配对)。

(1)秋水仙素通过抑制分裂细胞中____________的形成,
导致染色体加倍;获得的植株进行自交,子代

____________(填“会”或“不会”)出现性状分离。

(2)观察油菜新品系根尖细胞有丝分裂,应观察 ____________区的细胞,处于分裂后期的细胞中含有 ____________条染色体。 (3)该油菜新品系经多代种植后出现不同颜色的种子,

已知种子颜色由一对基因A/a控制,并受另一对基因
R/r影响。用产黑色种子植株(甲),产黄色种子植株

(乙和丙)进行以下实验:

组别 亲代

F1表现型

F1自交所得F2的表现型及 比例

实验 甲× 全为产黑色 一 乙 种子植株
实验 乙× 全为产黄色 二 丙 种子植株

产黑色种子植株∶产黄色 种子植株=3∶1
产黑色种子植株∶产黄色 种子植株=3∶13

①由实验一得出,种子颜色性状中黄色对黑色为 ________性。 ②分析以上实验可知,当____________基因存在时会 抑制A基因的表达。实验二中丙的基因型为________

____________,F2产黄色种子植株中杂合子的比例为
____________。

③有人重复实验二,发现一F1植株,其体细胞中含R/r 基因的同源染色体有三条(其中两条含R基因),请解释 该变异产生的原因:___________________________ ____________________________________________。

让该植株自交,理论上后代中产黑色种子的植株所占
的比例为____________。

【解题指导】解答本题需明确: (1)题干关键信息:“物种Ⅰ(2n=20)与Ⅱ(2n=18)杂 交”“新品系”“不会相互配对”“分裂后期的细 胞 ”。

(2)解题思路:根据实验一性状分离情况判断显隐性→
根据实验二F2的表现型及比例判断R/r对A/a的影响→

写出乙、丙基因型→写出F2表现型及比例。

【解析】(1)秋水仙素能抑制分裂细胞中纺锤体的形成, 复制后的染色体不能移向细胞两极,导致染色体数目 加倍。油菜物种Ⅰ(2n=20)与Ⅱ(2n=18)都是二倍体, 它们的配子中没有等位基因,杂交后也不会出现等位

基因,经秋水仙素处理后得到的全部是纯合子,自交
后不会出现性状分离。

(2)根尖分生区细胞分裂旺盛,是观察有丝分裂的理想 部位。处于有丝分裂后期的细胞中的染色体数目加倍。 油菜物种Ⅰ与Ⅱ杂交形成的子代植株中染色体数目是 19,秋水仙素作用后,染色体数目为38;有丝分裂后

期加倍为76。

(3)由实验一可判断,黄色对黑色为隐性。由实验二F2 的表现型及比例为:“产黑色种子植株∶产黄色种子 植株=3∶13”可知,F1产黄色种子植株基因型为 AaRr,F2产黄色种子植株的基因型为A_R_、aaR_、

aarr。据此推断,当基因R存在时,抑制基因A的表
达。实验二中丙是黄色种子,其基因型为AARR。F2产

黄色种子植株中纯合子的基因型为AARR、aaRR、aarr,

占3/13,杂合子占10/13。实验二中一F1植株体细胞中 含R基因的染色体多了一条,可能是植株丙在减数分裂 过程中,含R基因的同源染色体在减Ⅰ后期未分离或在 减Ⅱ后期含R基因的姐妹染色单体分离后移向了同一极, 形成具有两条含R基因染色体的配子。该植株产生的配 子有(1/2A、1/2a)(1/6RR、1/3Rr、1/3R、1/6r),自 交后代黑色植株(A_rr)比例为3/4×1/36 =1/48。

答案:(1)纺锤体 不会 (3)①隐 ②R AARR

(2)分生

76

10/13

③植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体 未分离(或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐

妹染色单体未分开) 1/48

【加固训练】 (2015·浙江高考改编)某自花且闭花受粉植物,抗病 性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R 和r控制,抗病为显性;茎的高度由两对独立遗传的基 因(D、d,E、e)控制,同时含有D和E表现为矮茎,只 含有D或E表现为中茎,其他表现为高茎。现有感病矮 茎和抗病高茎两品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病 矮茎品种。请回答:

(1)自然状态下该植物一般都是________合子。 (2)若采用诱变育种,在?射线处理时,需要处理大量 种子,其原因是基因突变具有__________________ ____________________________ 和有害性这三个特点。

(3)若采用杂交育种,可通过将上述两个亲本杂交,在 F2等分离世代中________抗病矮茎个体,再经______ ______________________等纯化手段,最后得到稳定 遗传的抗病矮茎品种。据此推测,一般情况下,控制 性状的基因数越多,其育种过程所需的___________ ________。若只考虑茎的高度,亲本杂交所得的F1在 自然状态下繁殖,则理论上F2的表现型及其比例为 ______________。

(4)若采用单倍体育种,该过程涉及的原理有______ __________________________________。

【解析】(1)已知该植物为自花且闭花受粉的植物,所 以在自然状态下发生的是自交现象,一般都是纯合 子。(2)诱变育种主要利用基因突变的原理,因为基因 突变具有有害性、低频性和不定向性,所以需要处理

大量种子。(3)杂交育种是利用基因重组的原理,有目
的地将两个或多个品种的优良性状组合在同一个个体

上,一般通过杂交、选择和连续自交等手段培养出新

品种。如果控制性状的基因数越多,则育种过程中所 需要的年限越长。若只考虑茎的高度,据题意可知亲 本为纯合子,所以它们的基因型为DDEE(矮茎)和 ddee(高茎),其F1的基因型为DdEe,表现型为矮茎,

F1自交后F2的表现型及其比例为矮茎(D_E_)∶中茎
(D_ee和ddE_)∶高茎(ddee)=9∶6∶1。(4)单倍体育种

的原理是基因重组和染色体变异。

答案:(1)纯 (2)低频性、不定向性 连续自交 年限越长

(3)选择

矮茎∶中茎∶高茎=9∶6∶1

(4)基因重组和染色体变异

考点三 【知识·方法】

生物的进化

1.隔离、物种形成与进化的关系: (1)生物进化≠物种的形成。

①区别:生物进化的实质是种群基因频率的改变,物
种形成的标志是生殖隔离的产生。

②联系: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)物种形成与隔离的关系:物种的形成不一定要经过

地理隔离,但必须要经过生殖隔离。

2.基因频率的计算方法: (1)定义法。 基因频率=
种群内某基因总数 ?100%。 种群内某基因和其等位基因的总数

(2)根据定义法计算的两种类型。 ①若某基因在常染色体上,则 基因频率= 种群内某基因总数 ?100%。
种群个体数 ? 2

②若某基因只出现在X染色体上,则 基因频率=
种群内某基因总数 ?100%。 雌性个体数 ? 2+雄性个体数

(3)通过基因型频率计算基因频率:若基因在常染色体 上,则该对等位基因中,显(或隐)性基因的频率=显 (或隐)性纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率。

3.基因型频率的计算: (1)纯合子的基因型频率=相应基因频率的平方。 (2)杂合子的基因型频率=2×显性基因频率×隐性基因 频率。

【易错·警示】 1.自然选择是物种朝不同方向发展的决定性因素。 2.生物的种间竞争是一种选择性过程。 3.生物进化的实质是种群基因频率的改变。

4.外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向。
5.一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境。

6.物种的形成必须经过隔离。 7.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。 8.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性。 9.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增

大。

【典例3】(2016·黄冈三模)某种兰花

有细长的花矩(如图),花矩顶端贮存着
花蜜,这种兰花的传粉需借助具有细长

口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下
列叙述正确的是 ( C )

A.蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向
B.花矩变长是兰花新物种形成的必要条件 C.口器与花矩的相互适应是共同进化的结果 D.蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长

【解题技法】——直选法 1.点睛:根据基础知识直接判断各选项正误,直接选 出正确答案。 2.答题分析: 不定向的 ,错误。 A项:兰花花矩变异的方向是_________

生殖隔离 ,错误。 B项:新物种形成的必要条件是产生_________

C项:有细长花矩的兰花和具有细长口器的蛾通过 种间互助 共同进化,正确。 _________ 自然选择 决定的,错误。 D项:蛾口器的长短是由_________

【题组过关】 1.(2016·江苏高考)下图是某昆虫基因pen突变产生抗 药性示意图。下列相关叙述正确的是( )

A.杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点 B.基因pen的自然突变是定向的 C.基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料 D.野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离

【解析】选C。本题主要考查生物变异和生物进化的关 系。某昆虫基因pen突变后形成了抗药靶位点,A项错 误。基因突变具有不定向性,B项错误。基因突变为昆 虫进化提供原材料,C项正确。野生型昆虫和pen基因

突变型昆虫属于同一物种,二者不存在生殖隔离,D项
错误。

2.(2016·广州二模)如图,A、B、C表示自然条件有差 异、存在地理隔离的3个地区。A地区内物种甲中的某 些个体迁移到B、C地区,经长期进化逐渐形成两个新 物种乙、丙。下列叙述正确的是( )

A.上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志 B.甲、丙两种群存在地理隔离,但两种群的基因频率 相同 C.乙、丙两个种群之间能进行基因交流,因为它们的

基因库差异不大
D.若种群丙中BB个体占81%,Bb个体占18%,bb个体占

1%,则B基因的频率为90%

【解析】选D。新物种形成的标志是生殖隔离,A项错 误。甲、丙两种群的基因频率不一定相同,B项错误。 乙、丙为不同的物种,存在生殖隔离,这两个种群之 间不能进行基因交流,因为它们的基因库存在较大差

异,C项错误。种群丙中B基因的频率=81%+18%×1/2
=90%,D项正确。

3.(2016·秦皇岛二模)生活在科罗拉多大峡谷的松鼠 被一条河流分成了2个种群,南北岸的松鼠经过大约一 万年的演变,在形态和体色等方面发生了明显的差异。 下列说法不符合“以自然选择学说为核心的现代生物

进化理论”的观点的是(

)

A.两岸食物和栖息条件的不同,导致两个种群基因突 变的方向不同 B.突变和基因重组为松鼠形态和体色的进化提供原材 料 C.两个种群形态和体色的差异是种群基因频率定向改 变的结果 D.河流的阻隔使南北岸松鼠的基因交流受阻,导致基 因库差异加大

【解析】选A。进化的方向由自然选择决定,基因突变 是不定向的,A项错误;突变和基因重组为松鼠形态和 体色的进化提供原材料,B项正确;进化的实质是种群 基因频率定向改变的结果,C项正确;地理隔离使南北

岸松鼠的基因交流受阻,导致基因库差异加大,D项正
确。

4.(2016·宜春二模)某自由交配的种群在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 时间段都经历多次繁殖过程,定期随机抽取100个个体, 测得基因型为AA、aa的个体数量变化曲线如图所示。 下列相关叙述正确的是( )

A.在Ⅰ段内A的基因频率是40% B.A基因突变为a基因导致基因型频率在Ⅱ段发生剧变 C.Aa个体在Ⅰ、Ⅲ段数量均为40,说明种群没有发生 进化

D.在Ⅱ、Ⅲ段,AA个体比aa个体的适应能力弱

【解析】选D。在Ⅰ段内,AA的基因型频率是40%,aa 的基因型频率是20%,Aa的基因型频率是40%,则A的基 因频率是40%+40%×1/2=60%,A项错误;导致基因型频 率在Ⅱ段发生剧变的原因是自然选择对不同表现型的

个体的选择作用,B项错误;在Ⅲ段AA的基因型频率是
20%,aa的基因型频率是40%,Aa的基因型频率是40%,

则A的基因频率是20%+40%×1/2=40%,说明Ⅰ、Ⅲ段相

比,种群的基因频率发生了变化,生物进化的实质是 种群基因频率的改变,所以在Ⅰ、Ⅲ段种群发生了进 化,C项错误;在Ⅱ、Ⅲ段,AA个体数减少,aa个体数 增加,说明AA个体比aa个体的适应能力弱,在自然选

择的作用下,AA个体逐渐被淘汰,故D项正确。

5.(2015·全国卷Ⅰ)假设某果蝇种群中雌雄个体数目 相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因 型。回答下列问题: (1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中

A基因频率∶a基因频率为__________。理论上,该果
蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比

为______________,A的基因频率为____________。

(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有 Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则对该结果最合 理的解释是______________。根据这一解释,第一代 再随机交配,第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例

应为______________。

【解题指导】解答本题的关键: (1)题干关键词:不考虑基因突变和染色体变异、随机 交配。 (2)隐含信息:“第一代中只有Aa和aa两种基因型,且

比例为2∶1”,说明A基因纯合致死。

【解析】(1)该种群中,“雌雄个体数目相等,且对于 A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型”,A和a的 基因频率均为50%,A基因频率∶a基因频率=0.5∶0.5 =1∶1。该果蝇种群随机交配,(A+a)×(A+a)→1AA∶

2Aa∶1aa,则A的基因频率为0.5。

(2)“若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只 有Aa和aa两种基因型”,说明基因型为AA的个体不能 存活,即A基因纯合致死。第一代Aa∶aa=2∶1,产生 的配子比例为A∶a=1∶2,自由交配,若后代都能存活,

其基因型为AA∶Aa∶aa=1∶4∶4,Aa和aa基因型个体
数量的比例为1∶1。

答案:(1)1∶1 1∶2∶1
(2)A基因纯合致死 1∶1

0.5

【知识总结】基因平衡定律的适用条件 (1)种群非常大。 (2)个体间随机交配。 (3)没有迁入和迁出。

(4)无突变。
(5)自然选择对等位基因控制的性状没有作用。


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