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第1页共13页专题七、生物的变异与进化摘要：本单元内容考查的知识点主要包括基因突变、基因重组、染色体变异，基因突变的原因以及在育种工作中的应用。本部分内容在育种上市高考考查的重点，特别是与太空育种，杂交育种，基因工程育种，组织培养等育种方案结合在一起，可以出一些大型的信息综合题目。在高考中，选择题的考察主要内容有基因突变、基因重组、染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念的理解及判断。在非选择题方面，通常以育种为背景，综合考查几种育种方案。人类的遗传病和伴性遗传是历年高考考查的热点，出题方向主要以推理和判断遗传病的方式为重点考察。在一轮复习中，要掌握几种变异的产生原因以及在生产实践中的应用，学会判断推理遗传病的方法。并搜集生产生活中的社会热点，用所学的知识进行解释。一、专题知识突破1、考纲要求（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Ⅱ2、考点剖析考点1：生物变异的类型、特点及判断【真题导航】例1、（2011年安徽卷）人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接A．插入DNA分子引起插入点后的碱基引起基因突变B．替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变C．造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异D．诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代解析：考察生物变异。131I作为放射性物质，可以诱导生物变异。但不是碱基的类似物，不能插入或替换DNA的碱基，发生基因突变。放射性物质产生射线，可以诱导基因突变，但发生在甲状腺滤泡上皮细胞基因突变不能遗传给下一代。答案：C第2页共13页例2、（11年重庆卷）2008年，在重庆武隆某地下洞穴的水体中发现了一种数量少、眼睛退化的“盲鱼”。下列有关叙述，正确的是（）A．盲鱼眼睛的退化是黑暗诱导基因突变的结果B．种群密度是限制盲鱼种群增长的关键生态因素C．洞内水体中溶解氧的增加将提高盲鱼种群的值D．盲鱼作为进化研究的材料体现生物多样性间接使用价值解析：变异（基因突变）在前，（黑暗是环境）选择在后。环境决定生物进化的方向。种群密度不是生态因素而是种群的特征。水生生物的种群数量（K值）制约的主因素是水中的溶解氧。间接使用价值是生物的生态功能，科研价值是直接使用价值。答案：C例3、(2011·海南卷)关于植物染色体变异的叙述，正确的是()A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化解析：染色体整倍变化或单条染色体的增减或染色体片段的缺失和重复，使生物遗传物质发生改变，但没有产生新基因，基因种类没有增减。染色体片段的倒位和易位使基因排列顺序发生了改变。答案：D【聚焦题点】从考查内容上看基因突变的概念、特点、原因及对生物个体性状的影响；基因重组的概念及应用是主要的考查点，染色体结构变异、染色体数目变异、染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念的理解及判定。从考查形式上看，以选择题、简答题或综合分析题等形式出现。从命题趋势看，基因突变的概念及对生物个体性状的影响常以选择题形式出现，而基因突变和基因重组与育种的试题往往通过新的背景材料展现，综合考查学生对所有的育种知识的综合理解和运用能力。【载体透析】1．生物变异的类型2．三种可遗传变异的比较项目基因突变基因重组染色体变异第3页共13页适用范围生物种类所有生物自然状态下能进行有性生殖的生物真核生物生殖方式无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖类型自然突变、诱发突变交叉互换、自由组合染色体结构变异、染色体数目变异原因DNA复制（有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期）过程出现差错减/数分裂时非同源染色体上的非等位基因自由组合或同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换内外因素影响使染色体结构出现异常，或细胞分裂过程中，染色体的分开出现异常实质产生新的基因（改变基因的质，不改变基因的量）产生新的基因型（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）基因数目或基因排列顺序发生改变（不改变基因的质）关系基因突变是生物变异的根本来源，为基因重组提供原始材料。三种可遗传变异都为生物进化提供了原材料3、理清基因突变相关知识间的关系(如下图)（1）（2）基因突变对性状的影响突变间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。由于密码子的简并性、隐形突变等情况也可能不改变生物的性状。（3）基因突变对子代的影响若基因突变发生在有丝分裂过程中，则一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖将突变的基因传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，则可以通过配子传递给后代。4、理清基因重组相关知识间的关系(如下图)。第4页共13页5、染色体变异（1）在光学显微镜下可以看到，染色体结构变异的四种类型可以通过观察减数分裂的联会时期染色体的形态进行判断（2）其中相互易位与四分体时期的交叉互换要注意区分，易位发生在两条非同源染色体之间，交叉互换发生在一对同源染色体之间。染色体数目变异发生在细胞分裂过程中，也可以在光学显微镜下看到，选择中期细胞观察。（3）染色体组数的判定染色体组是指真核细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条：A、一个染色体组中不含同源染色体，但源于同一个祖先种。B、一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。C、一个染色体组中含有控制该种生物性状的一整套基因，但不能重复6、染色体组和基因组a.有性染色体的生物其基因组包括一个染色体组的常染色体加上两条性染色体。b.没有性染色体的生物其基因组与染色体组相同。7、单倍体和多倍体的比较单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。多倍体由合子发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组。对于体细胞中含有三个染色体组的个体，是属于单倍体还是三倍体，要依据其来源进行判断：若直接来自配子，就为单倍体；若来自受精卵，则为三倍体。【针对集训】1、(2010福建理综)下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是()第5页共13页A．①处插入碱基对G—CB．②处碱基对A—T替换为G—CC．③处缺失碱基对A—TD．④处碱基对G—C替换为A—T2、(2011·杭州宏升高复一模)如果一个基因的中部缺失了1个脱氧核苷酸对，不可能的结果是()A．无法合成蛋白质产物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3、(2011·湖南师大附中月考)染色体之间的交叉互换可能导致染色体结构或基因序列的变化。甲、乙两图分别表示两种常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。则下列叙述正确的是()A．甲图所示交换模式可以导致戊的形成B．乙图所示交换模式可以导致丙的形成C．甲图所示交换模式可以导致丁或戊两种情形的产生D．乙图所示交换模式可以导致戊的形成考点2：生物变异在育种中的应用【真题导航】例4、(2010·江苏卷，10)为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是()A．利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体B．用被γ射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体C．将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成新个体第6页共13页D．用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体解析：A项卵裂是有丝分裂，若抑制第一次卵裂不可能产生三倍体；B项精子被破坏，则只靠卵细胞的遗传物质发育而成的个体为单倍体；C项中去核卵细胞中植入早期胚胎细胞的细胞核，则发育成由该细胞核决定的二倍体；D项中受精后的卵细胞将正常发育成为二倍体，若极体不能正常释放，则极体中所含的一个染色体组将保留在受精卵中，导致产生三倍体。答案：D例5、（2009·广东卷）为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题。（1）从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成________幼苗。（2）用γ射线照射上述幼苗，目的是___________________；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有___________________。（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体________，获得纯合________，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。（4）对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与__________________杂交，如果________，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15（敏感）：1（抗性），初步推测_________________________________。解析：本题考查了单倍体育种、诱变育种等知识，同时考查了多倍体育种的方法和遗传规律的应用。花药离体培养是单倍体育种的基本手段，γ射线具有诱发基因突变的能力，体细胞突变一般经过无性繁殖才能保留该突变性状，所以需要运用组织培养技术。为了获得可育的植株，需用秋水仙素对单倍体幼苗进行处理，使染色体数目加倍，加倍后获得的是纯合子。通过纯合子与敏感型植株杂交获得F1，则F1表现出来的性状是显性性状，F2出现性状分离，分离比是15：1，可以用自由组合定律来解释，由于只有两对基因都隐性时才表现为抗性，所以初步推测该抗性植株中有两个基因发生了突变。答案：（1）单倍体（2）诱发基因突变抗该除草剂的能力（3）数目加倍二倍体（4）（纯合）敏感型植株F1都是敏感型该抗性植株中有两个基因发生了突变【聚焦题点】通过近两年的高考试题可看出，本知识点常常结合变异来考查。从内容上看，基本方法步骤、各种育种方法的优缺点、育种的基本原来及实验设计是考点集中的地方。从考查方式上看，主要是填空和简答，从考查趋势看，变异与育种的试题往往通过新的材料背景出现，对学生的能力要求很高。【载体透析】常见的几种育种方法的比较项目杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异第7页共13页常用方法①杂交→自交→选优→自交；②杂交→杂种辐射诱变等花药离体培养，然后用秋水仙素处理使其加倍，得到纯合体秋水仙素处理萌发的种子或幼苗优点使位于不同个体的优良性状集中在一个个体上可提高变异频率或出现新的性状，加速育种进程明显缩短育种年限器官巨大，提高产量和营养成分缺点时间长，需及时发现优良性状有利变异少，需大量处理实验材料，具有不定向性①技术复杂；②与杂交育种相结合适用于植物，在动物中难于开展1、育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、生活力强、产量高、品质优良)的新品种，以便更好地为人类服务。①若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。②有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。③若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。④若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种。⑤若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。⑥若实验植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。2、动、植物杂交育种中应特别注意语言叙述：植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过双亲杂交获得F1，F1雌雄个体间交配，选F2与异性隐性纯合子测交来确定基因型的方法。实例现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物，欲