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专题五遗传变异、育种与进化【高考这样考】1、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A2.(2015·江苏高考·T10·2分)甲、乙为两种果蝇(2n)，下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是()DA.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常B.甲发生染色体交叉互换形成了乙C.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同D.图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料3.(2014·四川高考·)油菜物种甲(2n=20)与乙(2n=16)通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是()A.秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍B.幼苗丁细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体C.丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向D.形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种B【考纲考频】1.基因重组及其意义Ⅱ(5年4考)2.基因突变的特征和原因Ⅱ(5年19考)3.染色体结构变异和数目变异Ⅰ(5年12考)4.生物变异在育种上的应用Ⅱ(5年13考)5.转基因食品的安全Ⅰ(5年2考)6.现代生物进化理论的主要内容Ⅱ(5年11考)7.生物进化与生物多样性的形成Ⅱ(5年6考)【考查特点】1.基因突变：主要考查基因突变的实质、显隐性突变的判断、基因突变对生物性状的影响、基因突变的意义。试题以选择题为主。2.染色体变异：主要考查染色体结构变异的类型、单体或三体的特殊遗传规律，常与遗传规律结合考查。试题多为非选择题。3.育种：主要考查育种方式的原理、过程及其优缺点。常结合遗传图解考查。试题多为非选择题。4.现代生物进化理论：主要考查进化的实质、内容、基因频率的计算、共同进化等。试题多为选择题。一、可遗传变异的种类1.基因突变：(1)实质：基因中碱基对的_________、_________或_________。(2)意义：产生新基因，是生物变异的_____________。增添缺失替换根本来源2.基因重组：(1)实质：_______________________________的交叉互换和_____________________________的自由组合。(2)意义：产生新的___________，导致重组性状出现，是形成生物多样性的重要原因。同源染色体中非姐妹染色单体非同源染色体上非等位基因基因型3.染色体变异：(1)染色体结构变异：包括染色体片段的_________、_________、_________、_________4种类型。(2)染色体数目变异。①个别染色体增减，如_________________。②染色体组成倍增减，分为单倍体、二倍体、多倍体。缺失增加倒位易位21三体综合征二、育种方法连线育种方法、育种原理和育种优点三、现代生物进化理论的“三、三、两”突变和基因重组自然选择隔离地理隔离基因频率生殖隔离考点一生物的变异【典例1】(2015·江苏高考·T15)经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是()A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存B.X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异C.通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变D.观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异A【解题技法】A项：生物的变异是___________(填“定向”或“不定向”)的，其有利还是有害是由环境决定的，A项错误。B项：X射线可引起基因中碱基对的_________、_________或_________，也能引起染色体的结构变异，B项正确。C项：判断白花性状的显隐性，可采用的方案是让白花植株与紫花植株杂交，C项正确。D项：若白花植株自交后代全为紫花植株，说明该性状是___________的变异，D项正确。不定向增添缺失替换不可遗传【知识·方法·误区】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——参与互换的基因为“等位基因”。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——参与互换的基因为“非等位基因”。(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、基因重组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1、下列关于染色体变异的叙述，正确的是()A.染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异B.染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力C.染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响D.通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型【解题指导】关键知识：染色体结构变异、多倍体育种。【题组过关】【知识总结】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个密码子。②增添：插入位置前不影响，影响插入点及其后的序列。③缺失：缺失位置前不影响，影响缺失点及其后的序列。(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，也不改变基因的数量，但改变基因间组合搭配方式即改变基因型。③染色体变异——改变基因的种类、数量或基因的排列顺序。2.(2015·海南高考)回答下列关于遗传和变异的问题：(1)高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，位于非同源染色体上的基因之间会发生，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生，这两种情况都有可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子。自由组合交叉互换(2)假设某物种的染色体数目为2n，在其减数分裂过程中，会出现不同的细胞，甲、乙2个模式图仅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色体，那么，图甲表示的是(填“初级精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)，图乙表示的是(填“初级精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)。(3)某植物的染色体数目为2n，其产生的花粉经培养可得到单倍体植株。单倍体是指。体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体（P87）由配子发育而来考点二变异原理在育种实践中的应用生物育种是指利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法原理培育生物新品种的过程。一生物育种概念二生物育种目的培育或创造具有优良性状的生物新品种；提高农作物产量和品质。目前我们已学过哪些育种方法?杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种、细胞工程育种(植物组织培养）、植物激素育种生物育种方法例题背景：此树名为“挂绿”乃荔枝中的珍品，有“荔枝之王”的美称。此荔枝外形独特，成熟时蒂旁一边突起稍高，一边稍低，谓之龙头凤尾，颜色则四分微绿六分丹红，有条绿线纵贯果身，剥去外皮纸包不湿纸。据闻乾隆年间，广州增城人因为不堪每年纳贡之扰，把百棵挂绿砍掉，唯有在增城荔城镇西郊西园寺（现荔城挂绿广场）留下了一棵。当年的挂绿树如今已有400多年树龄，通过嫁接等方法培育了好几代的子孙树种，共100多株。更可贵的是西园挂绿每年仍有结果二十多枚。2002年的拍卖会上，一颗“西园挂绿”荔枝拍出55.5万元的天价。去年，西园的老总老王又办了一次“西园挂绿”拍卖会。有一位叫Andy的老板不惜重金拍下了二颗“西园挂绿”。回家后Andy赶紧吃掉“西园挂绿”把种子种下去，期待着“摇钱树”快快长……⑴请问将来他能得到“西园挂绿”（ttGg）吗？怎样才能较好得到西园挂绿？已知1、荔枝是单性花，雌雄花同株，雄花先开，靠昆虫或风传粉。2、在荔枝许多性状控制中，T（无绿线）对t（有绿线）显性，G（有甜味）对g（酸味）显性。3、西园寺中荔枝生长分布情况的假想示意图ttGgTtGgTTGgTtGgTtGgTTGgTTGgttGgTTGg西园挂绿普通荔枝TtGg植株花药离体培养tG单倍体植株tg单倍体植株TG单倍体植株Tg单倍体植株秋水仙素ttGGttggTTGGTTggttGG绿线甜味ttgg绿线酸味单倍体育种杂交育种方案：ttGg绿线甜味（2）老王为了改良“西园挂绿”欲招聘高级育种工程师一名。要求在不改变“西园挂绿”原有外观品质的前提下把“西园挂绿”改良为无核、果大、糖分含量多的品种。若你前往应聘，该怎样设计育种方案？方案：多倍体育种可借鉴三倍体无子西瓜的育种方式？刺激产生生长素（3）近几年来，荔枝介壳虫害严重影响了“西园挂绿”的产量，以前果农常采用喷洒农药、放养寄生蜂等方法来防治。如今科学家在一种细菌体内找到了他的抗性基因（L），你能否设计育种方案来有效减轻荔枝介壳虫危害。方案：基因工程育种、植物组织培养育种导入扩增基因工程的操作过程提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞检测与表达筛选出符合要求的新品种类别杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞工程育种原理常用方法优点缺点基因重组杂交→自交→筛选杂种优势育种周期长工作量大基因突变用物理或化学因素处理生物加速育种进程大幅改良性状有利的个体往往不多染色体变异花药离体培养，再秋水仙素处理使染色体加倍明显缩短育种年限需与杂交育种配合多限于植物染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗器官大，产量高，营养丰富发育延迟，结实率降低基因重组提取结合导入检测与表达目的性强，育种时间短克服了远缘杂交的障碍操作复杂难度大细胞的全能性植物体细胞杂交，细胞核移植和胚胎移植培育优良品种，保存濒危物种(动物)同上生物育种方法的比较与总结【题组过关】1.(2015·洛阳二模)下图为普通小麦的培育过程。据图判断下列说法正确的是()A.普通小麦的单倍体中含有一个染色体组，共7条染色体B.将配子直接培养成单倍体的过程称为单倍体育种C.二粒小麦和普通小麦均能通过自交产生可育种子D.染色体加倍只能通过秋水仙素处理萌发的种子实现【加固训练】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1/4D.粉红棉M自交产生白色棉N的概率为1/42.下图是高产糖化酶菌株（真菌）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3.(2015·昆明一模)下图中，甲、乙表示水稻的两个品种，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，①～⑤表示培育水稻新品种的过程，有关说法错误的是()A.①→②过程简便，但培育周期长B.②和④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过程与④过程的原理相同【加固训练】科研工作者将基因型为Bb的某植物幼苗用秋水仙素处理，使其成为四倍体；再将该四倍体产生的配子进行离体培养成幼苗后再用秋水仙素处理使之染色体加倍。依据上述材料，你认为正确的判断组合是()①最终获得的后代有2种表现型和3种基因型②上述育种方式包含了多倍体育种和单倍体育种③最终获得的后代都是纯合子④第二次秋水仙素处理后得到的植株是可育的A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④【自主回顾】一、判断正误1．突变的可遗传性阻碍生物进化()2．“超级细菌”耐药性产生的原因是定向突变()3．一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境()考点三、生物的进化答案：1.×突变可为生物进化提供原材料。2．×基因突变具有不定向性3．√一般来说，生物体适应环境的性状能保留下来，不适应环境的性状易被淘汰，前者控制相应性状的基因的频率会升高。4．物种的形成可以不经过隔离()5．自然选择决定了生物变异和进化的方向()6．