一轮复习变异育种与进化文档格式.docx

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②人工诱变（外因）：

任何细胞在一定的诱导因素下都有可能改变DNA的分子结构，只是DNA分子在解旋时较易突变而已。

（2）按基因突变的结果划分：

①显性突变：

如a→A，该突变一旦发生即可表现出相应性状。

②隐性突变：

如A→a，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。

6、诱发基因突变的外因：

（1）物理因素：

紫外线、X射线及其他辐射

（2）化学因素：

亚硝酸、碱基类似物等

（3）生物因素：

病毒

7、基因突变的特点

①：

自然界的物种中广泛存在

②：

可发生在生物个体发育的任何时期、任何细胞，细胞的不同DNA分子上，同一DNA分子的不同部位。

※说明※发生于体细胞和发生于生殖细胞的影响不同

③：

自然界突变率很低：

10－5-10-8

※说明※对于单个基因而言，发生突变的频率很低，但对于个体、对于种群而言频率并低。

④：

（打破对环境的适应性）多数有害,少数有利

※说明※基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。

⑤：

一个基因可以向不同方向发生突变，产生一个以上的等位基因。

而且基因突变的方向与环境没有明确的因果关系。

8、基因突变对性状的影响

（1）基因突变可改变生物性状的4大成因

①基因突变可能引发肽链不能合成；

②肽链延长（终止密码子推后出现）；

③肽链缩短（终止密码子提前出现）；

④肽链中氨基酸种类改变；

以上改变会引发蛋白质的结构和功能改变，进而引发生物性状的改变。

（2）有些基因突变并不能改变生物性状，其原因如下：

①基因突变发生在非编码区突变后可能性状不改变。

②密码子的简并性，突变后转录来的密码子和原密码子决定同一种氨基酸。

③非活性中心的个别氨基酸的改变不会影响蛋白质功能。

④显性纯合体中一个基因突变成隐性基因，性状不改变。

⑤基因突变发生在体细胞中其有性生殖的子代不发生性状改变。

⑥基因突变发生在精子的细胞质基因中

9、基因突变的结果：

产生原有基因的等位基因

※说明※

（1）细胞内基因总数不变，而基因的种类增加。

※基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。

（2）属于分子水平的变异，利用显微镜无法观察。

（3）基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。

（4）可能遗传给后代，也可能不遗传给后代。

（5）人体内的某些细胞基因发生突变，有可能发展成为癌细胞（原癌基因和抑癌基因）

10、基因突变的意义：

（1）基因突变是新基因产生的途径

（2）是生物变异的根本来源

（3）是生物进化的原始材料

※说明※基因突变是生物变异的根本来源，“根本”两字

[判断]：

（1）在诱导菊花茎段形成幼苗的过程中不会同时发生基因突变与基因重组（2013·

四川高考）（　　）

（2）基因突变的频率很低，种群每代突变的基因数不一定很少（　　）

（3）基因突变的方向与环境没有明确的因果关系（　　）

（4）无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变（　　）

（5）基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变（　　）

（6）基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变（　）

（7）基因突变是广泛存在的，并且对生物自身大多是有害的（　　）

（8）基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变就是基因突变（　　）

（9）“超级细菌”耐药性产生的原因是定向突变（2011广东，25A）（　　）

[练习1]:

（2010年全国卷Ⅰ）在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。

为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中（）

A．花色基因的碱基组成B．花色基因的DNA序列

C．细胞的DNA含量D．细胞的RNA含量

[练习2]:

编码酶X的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶Y。

如表显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正确的是（）

A．状况①一定是因为氨基酸序列没有变化

B．状况②一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50%

C．状况③可能是因为突变导致了终止密码位置变化

D．状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加

[练习3]:

如果一个基因的中部缺失了1个碱基对，不可能的后果是（）

A．没有蛋白质产物B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止

C．所控制合成的蛋白质减少了多个氨基酸

D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化

[练习4]:

小白鼠体细胞内的6号染色体上有P基因和Q基因，它们编码各自蛋白质的前3个氨基酸的DNA序列如下图，起始密码子均为AUG。

下列叙述正确的是（　　）

A．若箭头处的碱基突变为T，则对应反密码子变为UAG

B．基因P和基因Q转录时都以b链为模板合成mRNA

C．若基因P缺失，则该小白鼠发生了基因突变

D．基因P在该动物神经细胞中数目最多时可有4个

[练习5]:

我国研究人员发现“DEP1”基因的突变能促进超级水稻增产，这一发现将有助于研究和培育出更高产的水稻新品种。

以下说法正确的是（　）

A．水稻产生的突变基因一定能遗传给它的子代

B．该突变基因可能会在其他农作物增产中发挥作用

C．基因突变产生的性状对于生物来说大多是有利的

D．该突变基因是生物随环境改变而产生的适应性突变

[练习6]:

下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是（）

A．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株

B．X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异

C．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程

D．每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高

二、基因重组

1、概念：

在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合

2、重组方式：

3、基因重组发生的范围（指交换重组和自由重组）

（1）有性生殖的真核生物

（2）细胞核遗传的性状

4、意义：

（1）基因重组是生物变异的来源之一。

（2）是形成生物的多样性重要原因。

（3）对生物的进化也具有重要意义。

（1）受精过程中可进行基因重组。

（　　）

（2）亲子代之间差异主要是由基因重组造成的。

（3）基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状（　　）

（4）减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组（　　）

（5）Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离（　　）

（6）基因重组通常发生在有性生殖过程中（　　）

（7）非同源染色体上的非等位基因不可以发生重组（　　）

（8）基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一，可产生新基因（　　）

（福建高考）细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是（　　）

A．染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异

B．非同源染色体自由组合，导致基因重组

C．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变

D．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异

右图为基因型AABbDd的高等动物细胞分裂某一时期示意图，图中能够反映的是：

（）

①该细胞一定发生了基因重组②该细胞一定发生了基因突变

③该细胞可能发生了基因突变④该细胞可能发生了基因重组

⑤该细胞可能是次级精母细胞⑥该细胞一定不是次级卵母细胞

⑦该细胞一定是次级精母细胞⑧该细胞可能是次级卵母细胞

A．①②⑤⑥B．③④⑤⑥

C．③④⑦⑧D．①②⑦⑧

突变基因杂合细胞进行有丝分裂时，出现了如图所示的染色体片段交换，这种染色体片段交换的细胞继续完成有丝分裂后，可能产生的子细胞是（　　）

①正常基因纯合细胞　②突变基因杂合细胞　③突变基因纯合细胞

A．①②　B．①③　C．②③　D．①②③

以下各项属于基因重组的是（　　）

A．基因型为Aa的个体自交，后代发生性状分离

B．雌、雄配子随机结合，产生不同类型的子代个体

C．YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型

D．同卵双生姐妹间性状出现差异

7-2染色体变异和生物育种

一、染色体变异

（一）染色体结构变异

1、概念：

染色体结构的改变，会使排列在染色体上的的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。

染色体结构变异，改变的是染色体上基因的数量或排列顺序，进而改变染色体上DNA的碱基排列顺序。

但不改变基因中的碱基排列顺序。

2、方式：

缺失、重复、倒位、易位

（1）关于“互换”问题

同源染色体的非姐妹染色单体间的互换属于基因重组；

非同源染色体间的互换属于染色体变异中的易位。

（2）关于“缺失”问题

DNA分子中碱基的缺失属于基因突变；

DNA分子中基因的缺失属于染色体变异中的缺失。

（3）关于变异的水平问题。

基因突变、基因重组属于“分子水平”的变化，光学显微镜下观察不到；

染色体变异属于“细胞水平”的变化，光学显微镜下可以观察到。

（4）关于变异的“质”和“量”问题。

基因突变改变基因的质，不改变基因的量；

基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量；

染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。

3、实例：

猫叫综合征（5号染色体部分缺失）

下图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中①和②，③和④互为同源染色体，则图a、图b所示的变异（　　）

A．均为染色体结构变异B．基因的数目和排列顺序均发生改变

C．均对生物产生不利影响D．均可发生在减数分裂过程中

已知某物种一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，下面列出的若干种变化中可使基因内部结构发生改变的是（）

[练习3]:

某植物株色紫色对绿色是显性，分别由基因PL和pl控制，不含pl、PL基因的植物株色表现为白色。

该植物株色在遗传时出现了变异（如图所示），下列相关叙述不正确的是（　　）

A．该变异是由某条染色体结构缺失引起的

B．该变异是由显性基因突变引起的

C．该变异在子二代中能够表现出新的株色的表现型

D．该变异可以使用显微镜观察鉴定

染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化。

下列图中，甲、乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变化的三种情形。

则下列有关叙述正确的是（）

A．甲可以导致戊的形成B.乙可以导致丙的形成

C．甲可以导致丁或戊两种情形的产生D.乙可以导致戊的形成

（二）染色体数目变异

由于细胞内染色体数目的改变，而引起生物性状的变化。

2、类型：

根据细胞内染色体数目改变方式的不同，可划分为和

两种类型。

※类型一：

非整倍性变异

（1）概念：

染色体数目个别的增加或减少

（2）实例：

21三体综合症

※类型二：

整倍性变异

以染色体组的形式成倍增加或减少

三倍体西瓜

3、染色体组

⑴概念：

细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。

[例]：

如图为一雄果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为：

Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。

⑵特点：

①一个染色体组中无同源染色体；

形态和功能各不相同

②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。

⑶判断方法：

①根据染色体形态判断

②根据基因型判断

③根据染色体数/形态数的比值判断

4、单倍体、二倍体、多倍体

（1）判断方法：

单倍体与二倍体、多倍体是两个概念系统，主要区别在于是由什么发育而来的。

※易混※

①单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组，因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有不只一个染色体组。

②单倍体并非都不育。

二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；

多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。

③香蕉是三倍体、马铃薯是四倍体

④四倍体番茄的维生素C含量比二倍体品种几乎增加了一倍。

（2）单倍体和多倍体植株的诱导方法

①单倍体植株

方法：

原理：

②多倍体植株

或处理萌发的或。

秋水仙素或低温处理能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍。

（3）单倍体和多倍体植株的特点

①单倍体植株特点

与正常植株相比，单倍体植株长得弱小且高度不育。

②多倍体植株特点

多倍体植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量丰富，但结实率低、发育迟缓。

※同源多倍体和异源多倍体※

※同源多倍体:

同一物种经过染色体加倍形成的多倍体，称为同源多倍体。

※异源多倍体：

不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。

例如，萝卜和甘蓝是十字花科中不同属的植物，它们的染色体都是18条（2n=18），但是二者的染色体间没有对应关系。

将它们杂交，得到杂种F1。

F1在产生配子时，由于萝卜和甘蓝的染色体之间不能配对，不能产生可育的配子，因而F1是高度不育的。

但是如果由F1的染色体数目没有减半的配子受精，或者用秋水仙素处理，人工诱导F1的染色体加倍，就可以得到异源四倍体。

（1）普通六倍体小麦经花药离体培养长成的植株是三倍体（　　）

（2）玉米花粉细胞中含一个染色体组，是单倍体（　　）

（3）蜜蜂中雄蜂是由未受精的卵发育来的，是单倍体（　　）

（4）对四倍体无子西瓜授以二倍体花粉，母本结出的是三倍体无子西瓜（　　）

（5）染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响（2014江苏，7C）（　　）

（6）染色体结构变异和基因突变都可使染色体上的DNA分子碱基对排列顺序发生改变（　）

（7）含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体（　　）

[练习1]:

下列是对a～h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是（　）

A．细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体

B．细胞中含有两个染色体组的是g、e图，该个体是二倍体

C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体

D．细胞中含有四个染色体组的是f、c图，该个体一定是四倍体

[练习2]:

已知伞花山羊草是二倍体，二粒小麦是四倍体，普通小麦是六倍体。

为了将伞花山羊草携带的抗叶锈病基因转入小麦，研究人员做了如图所示的操作。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．秋水仙素处理杂种P获得异源多倍体，异源多倍体中没有同源染色体

B．异源多倍体与普通小麦杂交产生的杂种Q中一定含有抗叶锈病基因

C．射线照射杂种R使抗叶锈病基因的染色体片段移接到小麦染色体上，属于基因重组

D．杂种Q与普通小麦杂交过程遵循孟德尔遗传规律

二、实验:

温诱导植物染色体数目的变化

实验原理和步骤

1、实验中各种液体的作用

①卡诺氏液：

固定细胞形态。

②体积分数为95%的酒精：

冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。

③解离液（体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精以1∶1混合）：

使组织中的细胞相互分离。

④清水：

洗去解离液，防止解离过度影响染色。

⑤改良苯酚品红染液：

使染色体着色，便于观察染色体的形态、数目、行为。

2、本实验是诱导染色体加倍，而不是增加。

（注意增加和加倍的区别，例如：

原来是N条，现在是N+4条，则为增加而不是加倍）

关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，不正确的描述是（　　）

A．处于分裂间期的细胞数目最多

B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞

C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程

D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似

选取生理状况相同的二倍体草莓（2N＝14）幼苗若干，随机分组，每组30株，用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼芽，得到实验结果如图所示。

下列有关叙述中错误的是（　　）

A．该实验的自变量有两个

B．高倍镜下观察草莓茎尖细胞的临时装片，发现有的细胞分裂后期的染色体数目为56

C．秋水仙素与龙胆紫一样属于碱性染料，能对染色体着色，从而诱导染色体加倍

D．实验表明：

用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1d，诱导成功率最高

三、探究环境因素（外因）和遗传因素（内因）对生物性状影响的实验设计

[解题思路]：

生物的性状表现，是遗传物质和环境条件共同作用的结果。

由遗传物质改变引起的变异是可遗传的，由环境改变引起的变异是不可遗传的。

“是否发生遗传物质改变”是此类题实验假设的切人点，“性状能否真实遗传”，这是演绎的出发点。

※思路1：

遗传物质相同，环境不同：

将某一植物的某部分器官（或组织、细胞）培养成的幼苗，在不同环境下生长一段时间，观察其性状变化。

※思路2：

遗传物质待测，环境相同：

将不同性状表现的植物某部分器官（或组织、细胞）培养成幼苗，在相同环境下生长一段时间，观察其性状变化。

[例题]：

一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔10m、500m、1000m的同一山坡上。

在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。

为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。

（1）实验处理：

春天，将海拔500m、1000m处的野菊幼芽同时移栽于10m处。

（2）实验对照：

生长于_____________________m处的野菊。

（3）收集数据：

第二年秋天____________________________。

（4）预测支持下列假设的实验结果：

假设一：

野菊株高的变化只受环境因素的影响，实验结果是：

移栽至10m处野菊株高______________________________________________________。

假设二：

野菊株高的变化只受遗传因素的影响，实验结果是：

移栽至10m处野菊株高__________________________________________________。

假设三：

野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响，实验结果是：

移栽至10m处野菊株高______________________________________________。

四、生物育种

（一）诱变育种

1、原理：

________________

2、方法：

用________、________或_________等方法处理萌发的________或_________，使生物发生_______________，从而获得优良变异类型的育种方法。

3、优点：

可以提高变异的频率，大幅度地改良某些品种

4、缺点：

有利变异少，需大量处理实验材料

5、典型实例：

青霉素高产菌株、太空甜椒

（二）杂交育种

_______________

①培育植物隐性纯合新品种的基本步骤：

选取双亲P（♀、♂）→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体种植推广。

②培育植物显性纯合新品种的基本步骤：

选取双亲P（♀、♂）→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体自交→F3→……→选出稳定遗传的个体推广种植。

③培育动物显性纯合新品种的基本步骤：

选取双亲P（♀、♂）→杂交→F1→F1雌雄个体自由交配→F2→选出表现型符合要求的个体进行测交→后代不发生性状分离的，则该个体为纯合子。

④培育动物隐性纯合新品种的基本步骤：

选取双亲P（♀、♂）→杂交→F1→自由交配→F2→选出表现型符合要求的个体推广。

3、优点：

使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。

育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。

矮秆抗锈病小麦等

（三）多倍体育种

__________________

用_________________处理________________或________

可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。

结实率低，发育延迟。

5、原理：

6、典型实例：

三倍体无子西瓜

（四）单倍体育种

___________________

选取双亲P（♀、♂）→杂交→F1→取F1花粉进行花药离体培养→单倍体→诱导染色体加倍（方法：

秋水仙素处理）→获纯合体→选出表现型符合要求的个体种植推广。

________________________________，加速育种进程。

技术相当复杂，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持。

※针对不同育种目标如何选择育种方案※