變異育種和進(jìn)化

1、專題六 變異、育種和進(jìn)化考點(diǎn)一 可遺傳的變異1、基因突變對(duì)生物性狀的影響（1）基因突變改變生物性狀：突變間接引起密碼子改變，決定的氨基酸可能改變，最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的功能改變，從而影響生物的性狀，如鐮刀型細(xì)胞貧血癥。提示：堿基增添或缺失往往比替換對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響范圍大。對(duì)插入或缺失位置前結(jié)構(gòu)不影響，但插入后的氨基酸序列可能全改變（如果改變的堿基數(shù)是3的整數(shù)倍，則僅影響個(gè)別氨基酸）。增添或缺失位置不同影響結(jié)果也不一樣：發(fā)生在最前端導(dǎo)致氨基酸序列全部改變或不能表達(dá)（形成終止密碼子）；在中間某個(gè)位置會(huì)造成肽鏈提前中斷（形成終止密碼子）或插入點(diǎn)后氨基酸序列改變；在該序列最后則不影響表達(dá)或使肽鏈延長(zhǎng)（2

2、）基因片段上的堿基對(duì)的種類發(fā)生改變不一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀的改變，主要原因有三個(gè)：突變部位可能在非編碼部位。密碼子具有簡(jiǎn)并性，密碼子改變，但編碼的氨基酸不變。若基因突變?yōu)殡[性突變。如AA中其中的一個(gè)Aa，此時(shí)性狀也不改變。（3）基因突變對(duì)后代性狀的影響基因突變發(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中，突變可通過(guò)無(wú)性生殖傳給后代，但不會(huì)通過(guò)有性生殖傳給后代。基因突變發(fā)生在精子或卵細(xì)胞形成的減數(shù)分裂過(guò)程中，突變可通過(guò)有性生殖傳給后代。如果為隱性突變，則子一代表現(xiàn)不出，則子一代雜交后產(chǎn)生的子二代會(huì)出現(xiàn)。生殖細(xì)胞的突變率一般比體細(xì)胞的突變率高，這是因?yàn)樯臣?xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)對(duì)外界環(huán)境變化更加敏感。例1 （2010全國(guó)新課

3、標(biāo)卷）在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株，推測(cè)該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測(cè)是否正確，應(yīng)檢測(cè)和比較紅花植株與白花植株中（ ） A花色基因的堿基組成 B花色基因的DNA序列 C細(xì)胞的DNA含量 D細(xì)胞的RNA含量例2 如果某基因的中部增添了1個(gè)核苷酸對(duì)，下列哪一項(xiàng)后果的可能性最小（ ）A沒有多肽產(chǎn)物B翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在增添位置終止C所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸D翻譯的蛋白質(zhì)中，增添部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化2基因重組內(nèi)涵和外延概念理解（1）基因重組使控制不同性狀的基因重新組合，因此會(huì)產(chǎn)生不同于親本的新類型，但只有原有的不同性狀的重新組合，并不會(huì)產(chǎn)生

4、新的性狀。（2）基因重組發(fā)生的時(shí)間是減數(shù)第一次分裂的后期和四分體時(shí)期，而不是受精作用過(guò)程中。（3）基因重組為生物變異提供了極其豐富的來(lái)源，是形成生物多樣性的重要原因之一。（4）基因重組在人工操作下也可實(shí)現(xiàn)，如基因工程、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化中都發(fā)生了基因重組。例3下列有關(guān)基因重組的敘述中，正確的是（ ）A基因型為Aa的個(gè)體自交，因基因重組而導(dǎo)致子代性狀分離B基因A因替換、增添或缺失部分堿基而形成它的等位基因a屬于基因重組C非姐妹染色單體間的互換可能導(dǎo)致基因重組D造成同卵雙生姐妹間性狀上差異的主要原因是基因重組例4（2010宿遷模擬）子代不同于親代的性狀，主要來(lái)自基因重組，下列圖解中哪些過(guò)程可以發(fā)生基因

5、重組（ ）A B C D3、染色體結(jié)構(gòu)變異(1)基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的區(qū)別：基因在染色體上呈線性排列，因此基因突變只是染色體上的某一位點(diǎn)上基因的改變，有可能產(chǎn)生新的基因，而染色體變異改變的是一些基因的數(shù)量、排列順序。（2）易位和交叉互換比較如下：易位交叉互換變異類型染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組范圍非同源染色體之間同源染色體內(nèi)部非姐妹染色單體之間交換對(duì)象非等位基因等位基因圖示例5（2010北京三月測(cè)試）圖中和表示某精原細(xì)胞中的一段DNA分子，分別位于一對(duì)同源染色體的兩條非姐妹染色單體的相同位置上。下列相關(guān)敘述中，正確的是（ ）A和所在的染色體都來(lái)自父方B和的形成是由于染色體易位C和上的非等位基因可

6、能會(huì)發(fā)生重新組合D和形成后，立即被平均分配到兩個(gè)精細(xì)胞中4、染色體數(shù)目變異A染色體組的判定方法（1）判定原理染色體組特點(diǎn)：不含同源染色體；所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同；含有控制一種生物性狀的一整套基因，但不能重復(fù)。 （2）判定方法據(jù)“染色體形態(tài)”判斷：細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。另外，染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)染色體有幾條，即含幾個(gè)染色體組。如右圖中細(xì)胞每種形態(tài)相同的染色體有4條，所以含4個(gè)染色體組，染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)=8/2=4，也可確定含4個(gè)染色體組。據(jù)“基因型”判斷：控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個(gè)染色體組。如基因型為AA

7、Bbdd，控制相對(duì)性狀的基因（不分顯隱性）均出現(xiàn)2次，所以含2個(gè)染色體組。B單倍體、二倍體和多倍體的形成過(guò)程及確定方法思考：一個(gè)染色體組是否含有同源染色體？單倍體是否含有同源染色體？C低溫誘導(dǎo)染色體加倍的實(shí)驗(yàn)(略)例6（2010東莞模擬）下列說(shuō)法正確的是（多選）（ ）A水稻（2n=24）一個(gè)染色體組有12條染色體，水稻單倍體基因組有13條染色體B普通小麥的花藥離體培養(yǎng)后，長(zhǎng)成的植株細(xì)胞中含三個(gè)染色體組，但不是三倍體C番茄和馬鈴薯體細(xì)胞雜交形成雜種植株含兩個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組都包含番茄和馬鈴薯的各一條染色體D馬和驢雜交的后代騾是不育的二倍體，而雄蜂是可育的單倍體例7對(duì)于低溫誘導(dǎo)洋蔥染色體數(shù)目

8、變化的實(shí)驗(yàn)，不正確的描述是（ ）A處于分裂間期的細(xì)胞最多B在顯微鏡視野內(nèi)可以觀察到二倍體細(xì)胞和四倍體細(xì)胞C在高倍顯微鏡下可以觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過(guò)程D在誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化方面，低溫與秋水仙素誘導(dǎo)的原理相同5、生物變異的來(lái)源A不同生物變異的來(lái)源（1）病毒的可遺傳變異的來(lái)源：基因突變。（2）原核生物可遺傳變異的來(lái)源：基因突變。 無(wú)性生殖時(shí)：基因突變和染色體變異（3）真核生物可遺傳變異的來(lái)源有性生殖時(shí)：基因突變、基因重組和染色體變異（4）不可遺傳變異的來(lái)源：環(huán)境因素影響，遺傳物質(zhì)沒有改變。B減數(shù)分裂過(guò)程中可能發(fā)生的變異:均可發(fā)生例8（2009福建卷）細(xì)胞的有絲分裂和減數(shù)分裂都可能產(chǎn)生可遺傳

9、的變異，其中僅發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程的變異是（ ）A染色體不分離或不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異B非同源染色體自由組合，導(dǎo)致基因重組C染色體復(fù)制時(shí)受誘變因素影響，導(dǎo)致基因突變D非同源染色體某片段移接導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異考點(diǎn)二 育種幾種育種方法的比較名稱原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用雜交育種基因重組培育純合子品種：雜交自交篩選出符合要求的表現(xiàn)型自交到不發(fā)生性狀分離為止操作簡(jiǎn)單、目的性強(qiáng)育種時(shí)間長(zhǎng)矮稈抗病小麥培育雜合子品種：一般是選取純合雙親雜交 雜種一代品種需年年制種雜交水稻、玉米誘變育種基因突變物理：紫外線、X或射線、微重力、激光等處理，再篩選化學(xué)：亞硝酸、硫酸二乙酯處理，再選擇提高突變率，加快育種進(jìn)程有利

10、變異少，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料太空椒、高產(chǎn)青霉菌、“黑農(nóng)五號(hào)”大豆品種等的培育單倍體育種染色體數(shù)目變異先將花藥離體培養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株將單倍體幼苗經(jīng)一定濃度的秋水仙素處理獲得純合子明顯縮短育種年限技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥多倍體育種用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗器官大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低，一般只適用于植物三倍體無(wú)子西瓜、八倍體小黑麥、四倍體水稻轉(zhuǎn)基因育種基因重組提取目的基因與運(yùn)載體結(jié)合導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與表達(dá)篩選出符合要求的新品種定向改造生物的性狀技術(shù)復(fù)雜，安全性問(wèn)題多產(chǎn)人胰島素的大腸桿菌、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉例9下

11、列有關(guān)育種的敘述正確的是（   ）A單倍體育種的原理是染色體結(jié)構(gòu)的變異B人工誘變可培育出合成人生長(zhǎng)素的大腸桿菌C人工種子長(zhǎng)成植株過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)基因重組D青霉素高產(chǎn)菌株的育成使其種群的基因庫(kù)發(fā)生了變化考點(diǎn)三 進(jìn)化1、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論與達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō) 基 本 觀點(diǎn)略略不同點(diǎn)從分子水平上闡明了自然選擇對(duì)遺傳變異的作用機(jī)理強(qiáng)調(diào)群體進(jìn)化，認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位隔離是物種形成的必要條件沒有闡明遺傳變異的本質(zhì)以及自然選擇的作用機(jī)理著重研究生物個(gè)體進(jìn)化認(rèn)為物種形成是微小有利變異積累的結(jié)果，沒有認(rèn)識(shí)到隔離的作用共同點(diǎn)都能解釋生物進(jìn)化的原因和生物的多樣

12、性、適應(yīng)性都認(rèn)為自然選擇決定生物進(jìn)化的方向例10 （2010汕頭模擬）預(yù)防流感的疫苗，每過(guò)幾年就要更換新的種類，因?yàn)榱鞲胁《疽褜?duì)原疫苗產(chǎn)生了高度的抗性。對(duì)這種抗性最好的解釋是（ ）A病毒的獲得性遺傳B病毒某些結(jié)構(gòu)的用進(jìn)廢退C由于生殖隔離造成D由于選擇作用，使對(duì)疫苗有抗性的病毒被保留下來(lái)并擴(kuò)大繁殖2、基因頻率與基因型頻率及相關(guān)計(jì)算 A已知基因型頻率求基因頻率（1）設(shè)二倍體生物個(gè)體的某一基因庫(kù)上有一對(duì)等位基因A和a，假如種群中共有N個(gè)個(gè)體，而AA、Aa、aa三種基因型的個(gè)體數(shù)分別是n1、n2、n3，那么種群中A基因的頻率和a基因型的頻率分別是：A基因的頻率=（2n1+n2）/2N a基因的頻率=（

13、2n3+n2）/2N（2）在以上關(guān)系中，設(shè)A、a的基因頻率分別用PA Pa表示，AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA PAa Paa表示，則：PA=PAA+1/2 PAa Pa= Paa+1/2 PAaB已知基因頻率求基因型頻率 設(shè)A的基因頻率為P，a的基因頻率為q，當(dāng)符合遺傳平衡定律時(shí)：則AA的基因型頻率=p2 aa的基因型頻率=q2 Aa的基因型頻率=2pqC X染色體上的基因頻率的計(jì)算對(duì)于伴X染色體遺傳，在Y染色體上往往沒有該基因的等位基因，所以在計(jì)算基因總數(shù)時(shí)，應(yīng)只考慮X染色體上的基因總數(shù)。若求Xb的基因頻率，可按下式求解：Xb的基因頻率=，或Xb的基因頻率=。例11（2010上海

14、卷）某自花傳粉植物種群中，親代中AA基因型個(gè)體占30，aa基因型個(gè)體占20，則親代A的基因頻率和F1中AA的基因型頻率分別是（ ）A55和30.25 B55和42.5 C45和42.5 D45和30.25鞏固練習(xí)：1田間種植的三倍體香蕉某一性狀發(fā)生了變異，其變異不可能來(lái)自（ ）A基因重組B基因突變C染色體變異D環(huán)境變化2（2010成都摸底）下列關(guān)于基因突變和基因重組的敘述中，正確的是（ ）基因突變常常發(fā)生在DNA復(fù)制時(shí)基因突變是DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或改變基因重組是生物變異的根本來(lái)源基因重組也可以產(chǎn)生新的基因A B C D3（2010揭陽(yáng)摸底)右圖為馬的生活史，有關(guān)此圖的敘述中錯(cuò)誤的是

15、（ ）A有絲分裂發(fā)生在,B基因重組發(fā)生在之間C基因突變可發(fā)生在,D為新個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)4下圖是利用某植物(基因型為AaBb)產(chǎn)生的花粉進(jìn)行單倍體育種的示意圖，據(jù)圖判斷正確的有（多選）（ ） 花粉 植株A 植株BA過(guò)程通常使用的試劑是秋水仙素，作用時(shí)期為有絲分裂間期B通過(guò)過(guò)程得到的植株A基因型為aaBB的可能性為1/4C過(guò)程屬于植物的組織培養(yǎng)，在此過(guò)程中必須使用一定量的植物激素D與雜交育種相比，該育種方法的優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限5（2010石家莊質(zhì)檢）下列屬于染色體變異的是（ ）花藥離體培養(yǎng)后長(zhǎng)成的植株 DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或改變 非同源染色體的自由組合 四分體中非姐妹染色單體之間相應(yīng)

16、部位的交叉互換 21三體綜合征患者細(xì)胞中的第21號(hào)染色體有3條A B C D6用雜合子種子盡快獲得純合子植株的方法是（ ） A種植F2選取不分離者純合子 B種植秋水仙素處理純合子 C種植花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗秋水仙素處理純合子 D種植秋水仙素處理花藥離體培養(yǎng)純合子7誘變育種與雜交育種的不同之處是（ ）能大幅度改良某些性狀 能形成新的基因 能形成新基因型 一般對(duì)個(gè)體生存有利A B C D 8（2010茂名統(tǒng)考）下列品種的培育與育種原理相符的是（ ）A無(wú)籽西瓜的培育染色體數(shù)目變異B高產(chǎn)青霉菌株的培育基因重組C用花粉（Ab）培養(yǎng)成幼苗，再用秋水仙素處理獲得純種植株（AAbb）單倍體育種D培育能產(chǎn)生人

17、胰島素的大腸桿菌基因突變9下圖中，甲、乙表示水稻兩個(gè)品種，A、a和B、b表示分別位于兩對(duì)同源染色體上兩對(duì)等位基因，表示培育水稻新品種的過(guò)程，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）AaBbCAaBb甲aabb乙AABBAabbAbAAbbAAaaBBbbA乙的基因型應(yīng)為AABB，過(guò)程需要人工授粉 B和的變異都發(fā)生于有絲分裂間期C過(guò)程常用的方法是花藥離體培養(yǎng) D與過(guò)程的育種原理不相同10(2010海門二診)下圖表示培育某高品質(zhì)小麥的幾種方法，據(jù)此有關(guān)敘述正確的是（ ）A要獲得yyRR，b過(guò)程需要進(jìn)行不斷雜交來(lái)提高純合率Ba、c過(guò)程都可以用一定濃度秋水仙素處理萌發(fā)的種子Ca過(guò)程因出現(xiàn)在篩選yR后，從而明顯縮短育種

18、年限 D圖中yR植株的獲得需要通過(guò)植物組織培養(yǎng) 11（2010武昌區(qū)調(diào)研）現(xiàn)代生物進(jìn)化理論對(duì)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)作了進(jìn)一步的完善，下列哪項(xiàng)不屬于其進(jìn)一步完善的內(nèi)容（ ）A生物進(jìn)化的基本單位是種群，而不是生物個(gè)體B自然選擇是通過(guò)生物的過(guò)度繁殖而導(dǎo)致生存斗爭(zhēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的C基因頻率的改變是生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)D突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過(guò)程的基本環(huán)節(jié)12（2010南京二模）某小島上原有果蠅20000只，其中基因型MM、Mm和mm的果蠅分別占15%、55%和30%。若從島外入侵了2000只基因型為MM的果蠅，且所有果蠅均隨機(jī)交配，則F1代中m的基因頻率約是（ ）A43 B48 C52D5713（20

19、11皖南八校聯(lián)考）右圖為現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的概念圖，下列敘述正確的是 （ ）A是突變和基因重組B是自然選擇C是自然選擇學(xué)說(shuō)D是物種多樣性14（2010西城區(qū)調(diào)研）下列有關(guān)生物多樣性和進(jìn)化的敘述中，不正確的是 ( )A細(xì)菌在接觸青霉素后會(huì)產(chǎn)生抗藥性的突變個(gè)體，青霉素的選擇作用使其生存B蜂鳥細(xì)長(zhǎng)的喙與倒掛金鐘的簡(jiǎn)狀花萼是它們長(zhǎng)期協(xié)同進(jìn)化形成的相互適應(yīng)特征C異地新物種的形成通常要經(jīng)過(guò)突變和基因重組、自然選擇及隔離三個(gè)基本環(huán)節(jié)D自然選擇能定向改變種群的基因頻率，決定了生物進(jìn)化的方向AbCDAcd圖1 圖215果蠅（2n=8）是一種小型蠅類，因其具有易飼養(yǎng)，培養(yǎng)周期短，染色體數(shù)目少，相對(duì)性狀易區(qū)分等特點(diǎn)，

20、所以是遺傳學(xué)中常見的實(shí)驗(yàn)材料。結(jié)合所學(xué)遺傳變異的知識(shí)回答下列問(wèn)題：（1）果蠅的體細(xì)胞內(nèi)有 個(gè)染色體組，其單倍體基因組有 條染色體。（2）右圖是果蠅體內(nèi)一對(duì)常染色體上部分基因的測(cè)序結(jié)果。與圖l相比，圖2發(fā)生了 ，根據(jù)圖l，基因C、c和基因D、d兩對(duì)基因在形成配子時(shí)，是否遵循基因自由組合定律。為什么？ 。（3）在果蠅的X染色體上存在控制眼色的基因，紅眼對(duì)白眼為顯性，這種眼色基因可能會(huì)因?yàn)槿旧w片段的缺失而丟失（X0），如果果蠅的兩條性染色體上都沒有眼色基因，則其無(wú)法存活，現(xiàn)有一紅眼雄果蠅（XRY）與一只白眼雌果蠅（XrXr）雜交，子代中出現(xiàn)了一只白眼雌果蠅?，F(xiàn)欲利用一次雜交來(lái)判斷這只果蠅的出現(xiàn)是由染色體缺失造成的還是基因突變?cè)斐傻?，可以用這只白眼雌果蠅與 （白眼、紅眼、兩種眼色均可）的雄果蠅交配，