高三生物二轮复习 第一部分 知识落实篇 专题四 遗传变异和进化 第3讲 变异育种和变化讲解.docx

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高三生物二轮复习第一部分知识落实篇专题四遗传变异和进化第3讲变异育种和变化讲解

【2019-2020】高三生物二轮复习第一部分知识落实篇专题四遗传、变异和进化第3讲变异、育种和变化讲解

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（Ⅰ）。

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）。

1．（2015·新课标卷Ⅱ）下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是（A）

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

解析：

本题通过染色体变异考查学生识记和理解能力，难度较小。

人类猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的，A正确，B、C、D错误。

2．（2015·安徽卷）现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。

种群1的A基因频率为80%，a基因频率为20%；种群2的A基因频率为60%，a基因频率为40%。

假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是（C）

A．75%　　　B．50%　　　C．42%　　　D．21%

解析：

根据题意可知两个非常大的某昆虫种群，在个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用情况下合并为一个种群，可以认为原先两个种群的大小相同，得知两个种群合并后的种群的A基因频率为70%，a基因频率为30%，根据哈迪定律可知下一代中的Aa的基因型频率为2×70%×30%＝42%，所以C正确。

3．（2014·卷）图中显示了染色体及其部分基因，对①和②过程最恰当的表述分别是（C）

A．交换、缺失B．倒位、缺失

C．倒位、易位D．交换、易位

解析：

①过程中F与m位置相反，表示是染色体的倒位，②过程只有F，没有m，但多出了一段原来没有过的染色体片段，表示是染色体的易位，C正确。

4．（2014·海南卷）某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%。

若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA：

Aa：

aa基因型个体的数量比为（B）

A．3∶3∶1B．4∶4∶1

C．1∶2∶0D．1∶2∶1

解析：

若该种群的aa个体没有繁殖能力，其他个体间（即1/3AA、2/3Aa）可以随机交配，用配子法

产生雌雄配子的概率

2/3A

1/3a

2/3A

4/9AA

2/9Aa

1/3a

2/9Aa

1/9aa

则下一代AA：

Aa：

aa基因型个体的数量比4︰4︰1

5．（2015·新课标卷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，即基因A纯合致死。

第一代Aa︰aa＝2︰1，产生的配子比例为A︰a＝2︰1，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　0.5

（2）A基因纯合致死　1︰1

填充关键点

思考连接处

（1）三种变异在真核生物中是否都存在？

提示：

都存在。

（2）杂交育种一定比单倍体育种所用时间长吗？

提示：

不一定，如要获得隐性类型。

（3）自然选择怎样改变基因频率？

提示：

通过淘汰不利个体来实现。

1．下列相关叙述中，正确的是（D）

A．基因重组、基因突变、染色体变异都必然导致生物性状的改变

B．高等动物体内的非等位基因都遵循基因的自由组合定律

C．基因突变都可通过有性生殖过程遗传给后代

D．多倍体植物的特点是种子和果实大，结实率低

解析：

基因突变如果是隐性突变，则不会对生物性状产生影响，A错误。

非等位基因位于非同源染色体上时，才遵循基因的自由组合定律，B错误。

基因突变发生在体细胞则不会通过有性生殖遗传给后代，C错误。

多倍体植物特点种子和果实大，结实率低，D正确。

2．下图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑧表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是（B）

A．①→②过程简便，但培育周期长

B．②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期

C．③过程常用的方法是花药离体培养

D．⑤与⑧过程的育种原理不相同

解析：

①→②过程表示杂交育种，该育种方法简便，但培育周期长，A正确；②的变异发生在减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合；⑦的变异发生在有丝分裂末期，染色体移向细胞的同一极，导致染色体数目变异，B错误；③过程常用的方法是花药离体培养，获得单倍体植株，C正确；⑤诱变育种，原理是基因突变，⑧是基因工程育种，原理是基因重组，所以两个过程的育种原理不相同，D正确。

3．肥胖与遗传密切相关，是影响人类健康的重要因素之一。

（1）某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠，人们对该基因进行了相关研究：

①为确定其遗传方式，进行了杂交实验，根据实验结果与结论完成以下内容。

实验材料：

_________________________________________小鼠；

杂交方法：

________________________________________。

实验结果：

子一代表现型均正常；结论：

遗传方式为常染色体隐性遗传。

②小鼠肥胖是由于正常基因的编码链（模板链的互补链）部分序列“CTCCGA”中的一个C被T替换，突变为决定终止密码（U从或UGA或UAG）的序列，导致该激素不能正常合成，突变后的序列是______________，这种突变______________（填“能”或“不能”）使基因的转录终止。

③在人类肥胖症研究中发现，许多人能正常分泌该类激素却仍患肥胖症，其原因是靶细胞缺乏相应的_______________________。

（2）目前认为，人的体重主要受多基因遗传的控制。

假如一对夫妇的基因型均为AaBb（A、B基因使体重增加的作用相同且具累加效应，两对基因独立遗传），从遗传角度分析，其子女体重超过父母的概率是______________，体重低于父母的基因型为______________。

（3）有学者认为，利于脂肪积累的基因由于适应早期人类食物缺乏而得以保留并遗传到现代，表明____________决定生物进化的方向。

解析：

（1）①题中要确定基因位置（在X染色体上还是常染色体上）和显、隐性关系。

根据子一代性状可直接确定显隐性关系。

若要根据子一代性状来判断基因位置，可采用正、反交的方法。

若是伴性遗传，以纯合肥胖小鼠为父本，纯合正常为母本，子一代都为正常，以纯合肥胖小鼠为母本，纯合正常为父本，子一代雌鼠正常，雄鼠都肥胖；若是常染色体遗传，正、反交结果相同；②题中告知“模板链的互补链”上“一个C被T替换”，产生终止密码，因而突变后的序列为CTCTGA（TGA），这种突变只能使基因的翻译终止，但不会使基因转录终止；③激素作用需要受体，当受体缺乏时，也能引起肥胖症。

（2）由于A、B基因具有累加效应，且独立遗传，双亲基因型为AaBb，子代中有3或4个显性基因则体重超过父母，概率为5/16，低于父母的基因型有1个或0个显性基因，为aaBb、Aabb、aabb。

（3）根据题干信息可知，自然选择决定生物进化的方向。

答案：

（1）①纯合肥胖小鼠和纯合正常　正反交

②CTCTGA（TGA）　不能　③受体　

（2）5/16　aaBb、Aabb、aabb　（3）自然选择

4．下图是某一年生自花传粉植物（2n＝10）的某些基因在亲本染色体上的排列情况。

请分析并回答问题。

（1）该植物的一个染色体组含有________个染色体。

用图示两种基因型的亲本杂交，进行人工授粉之前，需要进行的操作是________和________。

（2）该植物控制红色花色的基因分别是B、F、G，控制白色花色的基因分别是b、f、g；各显性基因的表现效果相同，且显性基因越多，红颜色越深（如深红、红、浅红……等表现型），隐性类型为白色。

让如图所示亲本进行杂交得F1，F1自交得F2，则F2花色的表现型有________种，其中白色花色的概率是________。

（3）若E基因存在纯合致死现象，则让F1自交得到的F2中杂合子Ee所占比例为________。

（4）该植物叶片无香味（D）对有香味（d）为显性，如图所示亲本进行杂交，在F1中偶尔发现某一植株叶片具有香味性状。

可能的原因是：

①________________________________________________________；②______________________________________________。

解析：

（1）n为每个染色体组的染色体数，2n＝10，n＝5，杂交前对母本去雄蕊，并套袋，授粉后要套袋，防止自花受粉；

（2）F1的基因型为BbFfGg，F2含显性基因的个数依次为6、5、4、3、2、1、0，由于显性基因的效应相同，且基因个数越多，颜色越深，共有7种表现型，F2中基因型为bbffgg，表现型为白色的概率为1/64；（3）F1的基因型及比为1/2Ee、1/2ee，F2的基因型及比为1/2（1/4EE、2/4Ee、1/4ee）、1/2ee，合并后为1/8EE、2/8Ee、5/8ee，EE致死，Ee所占的比例为2/7；（4）亲本DD基因突变产生了d配子，亲本DD染色体缺失，产生了不含D的配子，与亲本dd产生的配子d结合后分别产生了dd、d的子代。

答案：

（1）5　对母本去雄　套袋

（2）7　1/64　（3）2/7

（4）某一雌配子形成时，D基因突变为d基因　由于染色体缺失，形成的某一雌配子不含D基因

5．家蚕有斑纹（A）对无斑纹（a）为显性，A和a所在的常染色体偶见缺失现象，即为A0、a0（如图），染色体缺失的卵细胞不可育，而精子和受精卵可育。

家蚕正常体壁（B）对体壁透明（b）为显性，基因位于Z染色体上。

请回答：

（1）以上两对相对性状的遗传遵循____________定律，A0、a0的染色体在变异类型上属于______________。

（2）正常情况下，雌蚕处于减数第二次分裂后期的细胞中，W染色体的数量是________条。

如果发现雄蚕生殖腺中一个处在该时期的细胞中性染色体组成为ZZZZ，假设在减数分裂过程中只出错一次，则该细胞分裂完成后，子细胞的性染色体组成是________。

（3）如果d为隐性致死基因（只位于Z染色体上），对雌、雄性别比例的影响是______________（填“上升”、“不变”或“下降”），原因是_____________________________________________________

______________________________________________________。

（4）基因型为A的雌雄蚕交配，子代的表现型及比例为________。

基因型为AZbW与AZBZB家蚕杂交，得到F1，将F1中有斑纹个体相互交配得F2。

F2中有斑纹正常体壁雌性个体占________。

解析：

（1）结合题意分析可知，控制这两对性状的基因的遗传遵循孟德尔的自由组合定律；A和a所在的常染色体出现部分缺失，所以属于染色体结构变异。

（2）正常情况下，雌蚕进行减数分裂时，通过减数第一次分裂后期的同源染色体分开和非同源染色体的自由组合后，形成一个第一极体和一个次级卵母细胞，其中染色体数为常染色体数/2＋Z或常染色体数/2＋W；而减数第二次分裂实质是有丝分裂，故减数第二次分裂后期的细胞中W染色体的数量是0或2条。

如果发现雄蚕生殖腺中一个处在该时期的细胞中性染色体组成为ZZZZ，说明在减数第一次分裂后同源染色体未分开导致减数第二次分裂后期出现ZZZZ；假设在减数分裂过程中只出错一次，则该细胞分裂完成后，子细胞的性染色体组成应该为ZZ。

（3）分析题意知，如果d为隐性致死基因（只位于Z染色体上），则雌、雄性别比例将下降；因为家蚕在含有一个致死基因的情况下，雌性（ZdW）死亡，而雄性（ZDZd）家蚕不会死亡。

（4）据题意“染色体缺失的卵细胞不可育，而精子和受精卵可育”可知，A（♀）×A（♂）→A（有斑纹）、aa（无斑纹）＝1︰1；基因型为AZbW与AZBZB家蚕杂交，利用“分离法”可得F1的基因型及表现型为：

1/4AZBZb（有斑纹正常体壁）、1/4AZBW（有斑纹正常体壁）、1/4aaZBZb（无斑纹正常体壁）、1/4aaZBW（无斑纹正常体壁）；将F1中有斑纹个体相互交配即AZBZb×AZBW，利用“分离法”可得F2中有斑纹正常体壁雌性个体为1/8AZBW。

答案：

（1）基因自由组合　染色体（结构）变异

（2）0或2　ZZ

（3）下降　家蚕在含有一个致死基因的情况下，雌性（ZW）死亡，而雄性（ZZ）家蚕不会死亡

（4）有斑纹︰无斑纹＝1︰1　1/8

一、杂交后代淘汰某些个体后基因型频率或基因频率的计算

【例1】　基因型为Aa的亲本连续自交，若aa不能适应环境而被淘汰，则第三代A、a的基因频率依次为（A）

A．8/9和1/9　B．1/8和7/8

C．2/9和7/9　D．1/3和2/3

解析：

利用基因的分离规律解题，但需注意两点，即aa不能适应环境而被淘汰；纯合体自交后代能够稳定遗传。

自交各代情况如下：

①Aa自交并淘汰aa―→F1：

；

②F1自交并淘汰aa―→F2：

1/3AA和2/3×，即1/2AA＋1/3Aa；

③F2自交并淘汰aa―→F3：

1/2AA和1/3×，即7/12AA＋1/6Aa，依据基因型频率指在一个种群中某种基因型所占的百分比，所以F3中基因型AA的频率＝÷＝7/9；F3中基因型Aa的频率＝÷＝2/9。

依据基因频率是指一个群体中某一基因占其等位基因总数的相对比例，得出基因A的频率＝[×2＋2/9]÷2＝8/9，基因a的频率＝2/9÷2＝1/9。

【例2】大豆植株的颜色受一对等位基因控制。

基因型为AA的植株呈深绿色，基因型为Aa的植株呈浅绿色，基因型为aa的植株呈黄色。

深绿色和浅绿色植株的繁殖和生存能力相同，而黄色植株会在幼苗阶段死亡。

现有一批浅绿色植株（P），经相互授粉得到F1，成熟的F1植株经相互授粉得到F2……以相同的方法得到Fn。

请在下列坐标图中画出成熟植株中a的基因频率随繁殖代数变化的曲线。

解析：

浅绿色植株P基因型是Aa，因此a的基因频率＝1/2；Aa自交产生的后代应有1/4AA、1/2Aa、1/4aa。

由于黄色植株aa在幼苗阶段死亡，所以F1中AA占1/3、Aa占2/3，根据基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例，即某种基因的基因频率＝此种基因的个数/（此种基因的个数＋其等位基因的个数），则a的基因频率＝2/3÷[×2]＝1/3；F1中1/3AA与2/3Aa相互授粉产生F2，可用棋盘法求解如下：

因此，后代中AA基因型频率＝1/9＋1/9＋1/9＋1/9＝4/9，Aa基因型频率＝1/9＋2/9＋1/9＝4/9，由于黄色植株1/9aa会在幼苗阶段死亡，所以实际F2中AA基因型频率占1/2、Aa基因型频率占1/2。

则F2中a的基因频率＝1/2÷＝1/4。

F2中1/2AA、1/2Aa相互授粉产生的F3，可用棋盘法求解如下：

即后代AA出现的频率＝1/4＋1/8＋1/8＋1/16＝9/16，Aa出现的频率＝1/8＋1/8＋1/8＝3/8，由于黄色植株1/16aa会在幼苗阶段死亡，所以实际F3中AA基因型频率为9/15，Aa基因型频率为6/15，则a的基因频率＝6/15÷[×2]＝1/5。

以相同的方法得到F4中a的基因频率＝1/6；F5中a的基因频率＝1/7……Fn≈0。

因此a的基因频率随繁殖代数变化的曲线如下：

（见答案图，曲线、折线都可，但要注意几个点）

答案：

【例3】假设某一年桦尺蠖种群的基因型组成及比例为：

SS（黑色）10%，Ss（黑色）10%，ss（浅色）80%。

由于寄居的树干变黑不利于浅色个体的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。

则第二年桦尺蠖的有关基因型频率和基因频率正确的是（B）

A．Ss　25.5%B．ss　76.6%

C．SS　13%D．S　15%；s　85%

解析：

设桦尺蠖种群个体数最初为100只，其中SS（黑色）为10只，Ss（黑色）为10只，ss（浅色）为80只，由于种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，故第二个该种群中SS（黑色）和Ss（黑色）共为22只，ss（浅色）为72只，据此可计算出ss（浅色）基因型频率为72/94×100%＝76.6%，B正确。

二、杂交后代不出现某些个体的基因型频率或基因频率的计算

【例4】老鼠的皮毛黄色（A）对灰色（a）显性。

有一位遗传学家，在实验中发现含显性基因（A）的精子和含显性基因（A）的卵细胞不能结合。

如果杂合的黄鼠与黄鼠（第一代）交配得到第二代，后代（第二代）相同基因型老鼠继续交配一次得到第三代，那么在第三代中黄鼠的比例为（B）

A．40%B．44.4%

C．66.7%D．75%

解析：

杂合的黄鼠基因型为Aa，可利用遗传图解求得第三代中黄鼠的比例：

由遗传图解可知第三代中黄鼠的比例为4/9，即44.4%。