第六单元变异、育种与进化专题14 变异和育种真题多维细目表真题涉分考点基因突变和基因重组染色体变异生物变异在育种上的应用题型难度设题情境试题结构素养要素2019北京ꎬ4/30(2)(3)6/11变异与育种选择/非选择中原型情境的实验探究问题并列、逐级深入科学思维、科学探究2018北京ꎬ30(2)(3)(4)(5)(6)14染色体组变异与育种非选择中陌生情境的实验探究逐级深入科学思维、科学探究2017北京ꎬ5/30(2)③(3)6/6基因工程育种/变异和育种选择/非选择中原型情境的基础判断、陌生情境的实验探究问题并列、逐级深入结构与功能观、科学思维、科学探究2016北京ꎬ30(3)(4)(5)8基因突变非选择中陌生情境的实验探究逐级深入科学思维、科学探究2015北京ꎬ30(4)(5)4基因突变非选择中陌生情境的实验探究逐级深入结构与功能观、科学思维、科学探究2014北京ꎬ30(4)6交叉互换非选择中陌生情境的实验探究逐级深入结构与功能观、科学思维、科学探究2013北京ꎬ30(3)6交叉互换非选择中陌生情境的实验探究逐级深入结构与功能观、科学思维、科学探究2012北京ꎬ30(3)(4)(5)8基因突变非选择中陌生情境的实验探究逐级深入结构与功能观、科学思维、科学探究2011北京ꎬ31(5)2基因突变非选择中陌生情境的实验探究逐级深入结构与功能观、科学思维、科学探究十年均分7.7考频常见考法命题规律与趋势01考查内容1.本专题为高频考点ꎬ集中在对基因突变、基因重组与遗传定律的综合考查ꎬ或者是对变异和育种的综合考查ꎮ2.可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异ꎮ02题型难度1.题型上既有选择题又有非选择题ꎬ大多为非选择题ꎮ设题情境多为相似情境或者陌生情境的遗传实验探究等ꎬ具备基础性、综合性、应用性、探究性ꎬ主要考查考生的思辨能力和创新能力ꎮ2.试题难度不大ꎬ多为中等ꎮ03命题规律命题一般围绕基因突变、基因重组和染色体变异以及变异与遗传的综合ꎬ或者是变异在育种中的应用ꎮ04核心素养1.试题内容主要体现了对生命观念———进化与适应观和科学思维的考查ꎮ2.考生需具备结构与功能观、归纳与概括、分析与判断等素养要素ꎮ05备考建议1.熟记基因突变、基因重组和染色体变异的类型及特点ꎮ2.集训关于基因突变、基因重组和染色体变异的模拟题ꎬ提高解题能力ꎮ78 5年高考3年模拟B版(教师用书)对应学生用书起始页码P142考点1基因突变和基因重组 一、基因突变1.基因突变的实例———镰刀型细胞贫血症2.基因突变的概念DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失→基因结构的改变ꎮ3.基因突变的发生时间:易发生在有丝分裂间期或减Ⅰ分裂前的间期ꎮ4.基因突变的结果:产生一个以上的等位基因ꎮ基因突变引起基因“质”的改变ꎬ产生了原基因的等位基因ꎬ如由A→a(隐性突变)或a→A(显性突变)ꎬ但并未改变染色体上基因的数量和位置ꎮ(1)基因突变不一定导致生物性状改变①不具有遗传效应的DNA片段的“突变”不引起性状变异ꎮ②密码子具有简并性ꎬ若基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸ꎬ则基因突变不会导致性状改变ꎮ③基因突变若为隐性突变ꎬ如由AA→Aaꎬ则不会导致性状的改变ꎮ④突变的基因在该组织的细胞中不表达ꎬ则突变不会导致性状改变(2)基因突变对蛋白质结构(氨基酸序列)的影响(一般情况下)碱基对影响范围对氨基酸序列的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变(替换后导致mRNA上提前形成终止密码子除外)增添大不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列 5.意义→新基因产生的途径→生物变异的根本来源→生物进化的原始材料二、基因重组1.概念基因重组发生过程→有性生殖过程中发生生物→进行有性生殖的真核生物实质→控制不同性状的基因重新组合2.类型基因重组类型发生时间发生重组的原因图示特点非同源染色体上非等位基因间的重组减Ⅰ后期同源染色体分开ꎬ等位基因分离ꎬ非同源染色体自由组合ꎬ导致非同源染色体上非等位基因间重组同源染色体上非等位基因的重组减Ⅰ四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换ꎬ导致基因重组人工重组类外源DNA导入受体细胞人为有目的进行的不同种生物间的基因组合①只产生新的基因型ꎬ并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(有新的性状组合)ꎻ②发生于真核生物有性生殖的核遗传中(DNA重组技术除外)ꎻ③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多 3.结果:产生新的基因型ꎮ4.意义(1)是生物变异的来源之一ꎮ(2)为生物进化提供材料ꎮ(3)是形成生物多样性的重要原因之一ꎮ (1)只要DNA分子中发生碱基对替换、增添和缺失就引起基因突变吗?[提示] 不一定ꎬ如果发生在没有遗传效应的DNA片段中ꎬ基因的结构没有改变ꎬ则不会引起基因突变ꎮ (2)基因突变一定产生等位基因吗?[提示] 病毒和原核细胞的基因一般是单个存在的ꎬ不存在等位基因ꎮ因此ꎬ真核生物基因突变一般产生它的等位基因ꎬ而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因ꎮ (3)精子与卵细胞随机结合属于基因重组吗?为什么?[提示] 不属于ꎮ基因重组一般发生在精子和卵细胞的形成过程中ꎮ精子与卵细胞的随机结合发生在受精作用时ꎮ (4)基因重组产生新性状吗?[提示] 基因重组只是“原有基因间的重新组合”ꎬ没产生“新基因”ꎬ只是产生了“新基因型”ꎬ其所产生的性状应称为“重组性状”而不是“新性状”ꎮ专题14 变异和育种79 考点2染色体变异 一、变异类型染色体变异包括染色体结构的改变和染色体数目的改变ꎮ二、染色体结构变异变异类型具体变化结果举例染色体结构变异缺失缺失某一片段重复增加某一片段易位如某一片段移接到另一条染色体上倒位某一片段位置颠倒染色体上的基因数目或排列顺序发生改变猫叫综合征果蝇的棒状眼人慢性粒细胞白血病 三、染色体数目变异1.类型类型实例个别染色体的增减21三体综合征以染色体组形式成倍增减三倍体无子西瓜 2.染色体组(1)如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Yꎮ(2)组成特点①形态上:细胞中的一组非同源染色体ꎬ在形态和功能上各不相同ꎮ②功能上:控制生物生长、发育、遗传和变异的一组染色体ꎮ3.单倍体、二倍体和多倍体项目单倍体二倍体多倍体发育起点配子受精卵受精卵植株特点①植株弱小②高度不育正常可育①茎秆粗壮 ②叶、果实、种子较大③营养物质含量丰富体细胞中染色体组数≥12≥3形成过程雄配子直接发育成个体(如花药离体培养)→单倍体 +雌配子直接发育成个体(孤雌生殖如雄蜂)→单倍体üþýïïïï所含染色体组数不定ꎬ可为一、二或多个染色体组 受精作用↓受精卵发育→生物体二倍体(含两个染色体组)多倍体(含三个或三个以上染色体组ꎬ 有几个染色体组就叫几倍体){续表项目单倍体二倍体多倍体形成原因自然成因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件剧变(如低温)人工诱导花药离体培养秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗举例蜜蜂的雄蜂几乎全部的动物和过半数的高等植物香蕉(三倍体)ꎬ马铃薯(四倍体)ꎬ八倍体小黑麦等 (1)染色体片段的交换一定是染色体结构变异吗?[提示] 不是ꎮ染色体片段交换发生在同源染色体之间叫基因重组ꎬ而发生在非同源染色体之间叫易位ꎬ属于染色体结构变异ꎮ (2)单倍体的细胞中一定含有1个染色体组吗?[提示] 不一定ꎮ二倍体植物的单倍体的细胞含有1个染色体组ꎬ由多倍体的配子发育成的单倍体细胞内不只有一个染色体组ꎬ如四倍体和六倍体植物的单倍体的细胞分别含有2个和3个染色体组ꎮ (3)精子和卵细胞是单倍体吗?[提示] 单倍体是生物个体ꎬ而不是配子ꎬ精子和卵细胞属于配子ꎬ不是单倍体ꎮ考点3生物变异在育种上的应用 一、杂交育种1.原理:基因重组ꎮ2.过程(1)培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)ꎮ(2)培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1→F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广ꎮ(3)培育显性纯合子品种①植物:选择具有不同优良性状的亲本杂交ꎬ获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型ꎬ连续自交至不发生性状分离为止ꎮ②动物、植物:选择具有不同优良性状的亲本杂交ꎬ获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交ꎬ选择后代不发生性状分离的F2个体ꎮ3.优点:操作简便ꎬ可以把多个品种的优良性状集中在一起ꎮ4.缺点:获得新品种的周期长ꎮ二、诱变育种1.原理:基因突变ꎮ2.过程X射线、紫外线等物理处理萌发的种子或幼苗→化学亚硝酸、硫酸二乙酯等3.优点(1)可以提高突变频率ꎬ在较短时间内获得更多的优良变异80 5年高考3年模拟B版(教师用书)类型ꎮ(2)大幅度地改良某些性状ꎮ4.缺点:有利变异个体往往不多ꎬ需处理大量材料ꎮ三、单倍体育种(以二倍体植物为例)1.原理:染色体(数目)变异ꎮ2.方法花药离体培养→单倍体幼苗人工诱导用秋水仙素处理→染色体数目加倍ꎬ得到染色体数目正常纯合子3.优点:明显缩短育种年限ꎬ所得个体均为纯合体ꎮ4.缺点:技术复杂ꎮ四、多倍体育种1.方法:用秋水仙素或低温处理ꎮ2.处理材料:萌发的种子或幼苗ꎮ3.原理分裂的细胞秋水仙素或低温处理→抑制纺锤体形成导致→染色体不能移向细胞两极ꎬ从而引起细胞内染色体数目加倍4.实例:三倍体无子西瓜(1)两次传粉第一次传粉:杂交获得三倍体种子第二次传粉:刺激子房发育成果实{(2)三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中ꎬ染色体联会紊乱ꎬ不能产生正常配子ꎮ 达尔文如何理解育种?[提示] 达尔文曾指出:“自然界提供延续性变异ꎬ人在对他有用的某些方向上把这些变异累加起来人为地制造了有用品种ꎮ”专题14 变异和育种81 对应学生用书起始页码P144一 辨认、比较可遗传变异和不可遗传变异(科学思维)1.可遗传变异与不可遗传变异的判断方法变异个体自交或与其他个体杂交此变异再次出现可遗传变异→此变异不再出现不可遗传变异→2.生物类型推断法判断变异类型生物类型→病毒→基因突变→原核生物→一般为基因突变→真核生物→基因突变、基因重组和染色体变异3.细胞分裂方式推断法判断变异类型细胞分裂方式→二分裂→一般为基因突变→无丝分裂→基因突变、染色体变异→有丝分裂→基因突变、染色体变异→减数分裂→基因突变、基因重组和染色体变异4.显微镜辅助推断法判断变异类型显微镜下可见细胞水平的变异→染色体变异→不可见分子水平的变异→基因突变和基因重组→5.变异水平推断法判断变异类型(1)染色体水平同源染色体的非姐妹染色单体间的交换基因重组→非同源染色体间的交换易位→(2)DNA分子水平DNA分子上若干基因的增加或缺失重复或缺失→DNA分子中若干个碱基对的增加或缺失基因突变→与可遗传变异有关的4个易错点(1)并非“互换”就是易位:同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换ꎬ属于基因重组ꎻ非同源染色体之间的互换ꎬ属于染色体结构变异中的易位ꎮ(2)注意区分染色体结构变异与基因突变(3)注意根据“缺失”关键词区别不同变异:DNA分子上→若干基因的缺失→染色体变异若干碱基对的缺失→基因突变(4)关于变异的“质”和“量”问题:基因突变改变基因的“质”ꎬ不改变基因的“量”ꎻ基因重组不改变基因的“质”ꎬ一般也不改变基因的“量”ꎬ但转基因技术会改变基因的“量”ꎻ染色体变异不