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2019-2020年高三生物 考前三個月 專題7 變異育種和進化 [直擊考綱]　1.基因重組及其意義(Ⅱ)。2.基因突變的特征和原因(Ⅱ)。3.染色體結構變異和數目變異(Ⅰ)。4.生物變異在育種上的應用(Ⅱ)。5.轉基因食品的安全(Ⅰ)。6.現代生物進化理論的主要內容(Ⅱ)。7.生物進化與生物多樣性的形成(Ⅱ)。 1．判斷有關生物變異的敘述 (1)DNA復制時發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，導致基因突變 (　√　) (2)非姐妹染色單體的交換和非同源染色體的自由組合均可導致基因重組，但不是有絲分裂和減數分裂均可產生的變異 (　√　) (3)在有絲分裂和減數分裂過程中，非同源染色體之間交換一部分片段，導致染色體結構變異 (　√　) (4)XYY個體的形成及三倍體無子西瓜植株的高度不育均與減數分裂中同源染色體的聯(lián)會行為有關 (　　) (5)甲、乙兩圖中的變異類型都可以用顯微鏡觀察檢驗，但只會出現在有絲分裂中 (　　) (6)某植株的一條染色體發(fā)生缺失突變，獲得該缺失染色體的花粉不育，缺失染色體上具有紅色顯性基因B，正常染色體上具有白色隱性基因b(如圖)。如以該植株為父本，測交后代中部分表現為紅色性狀，原因可能是由于減數第一次分裂時非姐妹染色單體之間交叉互換 (　√　) 2．幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如下圖所示。 用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本雜交，在F1群體中發(fā)現一只白眼雄果蠅(記為“M”)。M果蠅出現的原因有三種可能：第一種是環(huán)境改變引起表現型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發(fā)生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離。請設計簡便的雜交實驗，確定M果蠅的出現是由哪一種原因引起的。 實驗步驟：__________________________。 結果預測： Ⅰ.若________________________，則是環(huán)境改變； Ⅱ.若________________________，則是基因突變； Ⅲ.若____________，則是減數分裂時X染色體不分離。 答案　M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現型?、?子代出現紅眼(雌)果蠅?、?子代表現型全部為白眼?、?無子代產生 解析　本題應從分析M果蠅出現的三種可能原因入手，推出每種可能情況下M果蠅的基因型，進而設計實驗步驟和預測實驗結果。分析題干可知，三種可能情況下，M果蠅基因型分別為XRY、XrY、XrO。因此，本實驗可以用M果蠅與正常白眼雌果蠅(XrXr)雜交，統(tǒng)計子代果蠅的眼色。第一種情況下，XRY與XrXr雜交，子代雌性果蠅全部為紅眼，雄性果蠅全部為白眼；第二種情況下XrY與XrXr雜交，子代全部是白眼；第三種情況下，由題干所給圖示可知，XrO不育，因此與XrXr雜交，沒有子代產生。 3．某二倍體植物寬葉(M)對窄葉(m)為顯性，高莖(H)對矮莖(h)為顯性，紅花(R)對白花(r)為顯性?；騇、m與基因R、r在2號染色體上，基因H、h在4號染色體上。現有一寬葉紅花突變體，推測其體細胞內與該表現型相對應的基因組成為圖甲、乙、丙中的一種，其他同源染色體數目及結構正?！，F只有各種缺失一條染色體的植株可供選擇，請設計一步雜交實驗，確定該突變體的基因組成是哪一種。(注：各型配子活力相同；控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡) 實驗步驟：①____________________________________________________； ②觀察、統(tǒng)計后代表現型及比例。 結果預測：Ⅰ.若________________________________，則為圖甲所示的基因組成； Ⅱ.若________________________________________________________________________，則為圖乙所示的基因組成； Ⅲ.若________________________________________________________________________，則為圖丙所示的基因組成。 答案　答案一：①用該寬葉紅花突變體與缺失一條2號染色體的窄葉白花植株雜交，收集并種植種子，長成植株 Ⅰ.子代寬葉紅花∶寬葉白花＝1∶1?、?子代寬葉紅花∶寬葉白花＝2∶1?、?子代中寬葉紅花∶窄葉白花＝2∶1 答案二：①用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉紅花植株雜交　Ⅰ.寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為3∶1?、?后代全部為寬葉紅花植株?、?寬葉紅花與窄葉紅花植株的比例為2∶1 解析　確定基因型可用測交的方法，依題意選擇缺失一條2號染色體的窄葉白花植株mr與該寬葉紅花突變體進行測交。若為圖甲所示的基因組成，即MMRr與moro，后代為MmRr、MoRo、Mmrr、Moro，寬葉紅花∶寬葉白花＝1∶1；若為圖乙所示的基因組成，即MMRo與moro雜交，后代為MmRr、MoRo、Mmro、Mooo(幼胚死亡)，寬葉紅花∶寬葉白花＝2∶1；若為圖丙所示的基因組成，即MoRo與moro雜交，后代為MmRr、MoRo、moro、oooo(幼胚死亡)，寬葉紅花∶窄葉白花＝2∶1。也可用缺失一條2號染色體的窄葉紅花植株進行測交。 1．基因突變、基因重組和染色體變異的適用范圍及產生機理 (1)基因突變 (2)基因重組 (3)染色體變異 2．變異類型的判別與探究要點匯總 (1)基因突變和基因重組的判別 ①根據概念判別：若基因內部結構發(fā)生變化，產生新基因則為基因突變；若是原有基因的重新組合則為基因重組。 ②根據細胞分裂方式：若是有絲分裂過程中姐妹染色單體上的基因不同，則為基因突變；若是減數分裂過程中姐妹染色單體上的基因不同，可能是基因突變或交叉互換。 ③根據染色體圖示：若是有絲分裂后期圖中，兩條子染色體上的基因不同，則為基因突變；若是減數第二次分裂后期圖中，兩條子染色體(顏色一致)上的兩基因不同，則為基因突變；若是減數第二次分裂后期圖中，兩條子染色體(顏色不一致)上的兩基因不同，則為交叉互換。 (2)易位與交叉互換的判別 染色體易位 交叉互換 圖解 判別要點 發(fā)生于非同源染色體之間 發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間 屬于染色體結構變異 屬于基因重組 可在顯微鏡下觀察到 在顯微鏡下觀察不到 (3)單倍體、二倍體和多倍體的判別 (4)3種突變體的判別 ①判別依據：基因突變體只改變了基因種類，基因的數目沒有變化；染色體結構缺失突變體減少了缺失段的基因，即缺失部分基因；染色體整條缺失，則導致整條染色體上的基因缺失。 ②判斷方法：分別作出假設，選擇突變體與缺失一條染色體或一條部分缺失的染色體雜交、測交或自交，看相交后的結果是否不同，若存在不同，則假設成立。 注意：具體選用的材料與雜交方法要依據題目給定的條件來定。 (5)顯性突變和隱性突變的判別 可以選擇突變體與原始親本雜交，通過觀察后代變異性狀的比例來判斷基因突變的類型，若變異性狀所占比例為1/2，則為顯性突變，若變異性狀所占比例為0，則為隱性突變；對于植物還可以利用突變體自交觀察后代有無性狀分離來進行顯性突變與隱性突變的判斷，若有性狀分離則為顯性突變，反之為隱性突變。 (6)生物變異原因的探究 自交或雜交獲得子代，子代自交或子代之間雜交，如果子代自交或雜交的后代出現變異性狀，則變異性狀是由于遺傳物質改變引起的，反之，變異性狀的出現僅是由環(huán)境引起的，遺傳物質沒有改變。 1．(圖示信息類)小白鼠體細胞內的6號染色體上有P基因和Q基因，它們編碼各自蛋白質的前3個氨基酸的DNA序列如下圖，起始密碼子均為AUG。下列敘述正確的是(　　) A．若箭頭處的堿基突變?yōu)門，則對應反密碼子變?yōu)閁AG B．基因P和基因Q轉錄時都以b鏈為模板合成mRNA C．若基因P缺失，則該小白鼠發(fā)生了基因突變 D．基因P在該動物神經細胞中數目最多時可有4個 答案　A 解析　起始密碼子均為AUG，對應DNA模板鏈堿基為TAC，故基因P以b鏈為模板鏈，基因Q以a鏈為模板鏈，故B錯。基因Q對應密碼子為AUG、GUC、UCC。箭頭處的堿基突變?yōu)門，對應密碼子突變?yōu)锳UC，則反密碼子變?yōu)閁AG，故A正確。若基因P缺失，則該小白鼠發(fā)生了染色體結構變異(缺失)，故C錯。動物神經細胞不再分裂，基因不再復制，故最多有2個基因P在1對同源染色體上，故D錯。 2．(綜合判斷類)除草劑敏感型的大豆經輻射獲得抗性突變體，且敏感基因與抗性基因是一對等位基因。下列敘述正確的是(　　) A．突變體若為1條染色體的片段缺失所致，則該抗性基因一定為隱性基因 B．突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致，則再經誘變可恢復為敏感型 C．突變體若為基因突變所致，則再經誘變不可能恢復為敏感型 D．抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，則該抗性基因一定不能編碼肽鏈 答案　A 解析　若除草劑敏感型大豆為染色體上A所在片段缺失所致，即表現出a的性狀，即抗性基因為隱性基因，故A項正確。染色體片段缺失不能再恢復為敏感型，而基因突變具有不定向性，可以回復突變?yōu)槊舾行停蔅項和C項錯誤；抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，根據密碼子的簡并性，則該抗性基因可能編碼肽鏈，故D項錯誤。 3．下列關于染色體變異的敘述，正確的是(　　) A．染色體增加某一片段可提高基因表達水平，是有利變異 B．染色體缺失有利于隱性基因表達，可提高個體的生存能力 C．染色體易位不改變基因數量，對個體性狀不會產生影響 D．通過誘導多倍體的方法可克服遠緣雜交不育，培育出作物新類型 答案　D 解析　A項，染色體增加某一片段不一定會提高基因的表達水平，且該基因的大量表達對生物體也不一定是有利的。B項，若顯性基因隨染色體的缺失而丟失，可有利于隱性基因表達，但隱性基因的表達不一定能提高個體的生存能力。C項，染色體易位不改變細胞內基因的數量，可能對當代生物體不產生影響，也可能產生影響，并且染色體變異大多對生物體是不利的。D項，不同物種作物可以通過雜交獲得不育的子一代，然后經秋水仙素誘導可得到可育的多倍體，從而培育出作物新類型。 4．(表格信息題)人工將二倍體植物甲、乙、丙之間雜交，用顯微鏡觀察子代個體處于同一分裂時期的細胞中的染色體，結果如下表。 雜交組合 染色體數及配對狀況 甲乙 12條兩兩配對，2條不配對 乙丙 4條兩兩配對，14條不配對 甲丙 16條不配對 下列敘述不正確的是(　　) A．觀察的子代細胞都處于減數第一次分裂 B．甲、乙、丙體細胞中的染色體數分別是6條、8條、10條 C．甲、乙、丙三個物種中，甲和乙親緣關系較近 D．用秋水仙素處理甲與丙的子代幼苗，可能形成四倍體的新物種 答案　B 解析　因表中是觀察到的染色體的配對現象，則應發(fā)生在減數第一次分裂的聯(lián)會過程中，所以A正確；由甲乙的子代中染色體的配對情況可知，甲和乙的配子中的染色體至少是6條，則甲和乙中的染色體至少為12條，因此可推知B錯誤；在上述雜交組合子代中染色體配對情況可看出，只有甲乙的子代中聯(lián)會配對的染色體最多，則可知甲和乙的親緣關系最近，所以C正確；用秋水仙素處理甲與丙的子代幼苗，可得到異源四倍體，所以D正確。 5．(圖示類)在某基因型為AA的二倍體水稻根尖中，發(fā)現一個如圖所示的細胞(圖中Ⅰ、Ⅱ表示該細胞中部分染色體，其它染色體均正常)，以下分析合理的是(　　) A．a基因產生的原因可能是其親代產生配子時發(fā)生了基因突變 B．該細胞一定發(fā)生了染色體變異，一定沒有發(fā)生基因自由組合 C．該細胞產生的各項變異均可在光學顯微鏡下直接進行觀察 D．該細胞的變異均為可遺傳變異，都可通過有性生殖傳給后代 答案　B 解析　由于實驗材料是根尖，其中細胞只能進行有絲分裂，不能進行減數分裂，不是產生配子時發(fā)生的突變，A錯誤；該細胞中Ⅱ號染色體多了一條，因此發(fā)生了染色體數目變異，有絲分裂過程中沒有發(fā)生基因自由組合，故B正確；基因突變不能用顯微鏡觀察，故C錯誤；由于圖中的變異發(fā)生在根尖細胞中，進行有絲分裂，不能遺傳給后代，故D錯誤。 6．某男子表現型正常，但其一條14號和一條21號染色體相互連接形成一條異常染色體，如圖甲。減數分裂時異常染色體的聯(lián)會如圖乙，配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機移向細胞任一極。下列敘述錯誤的是(　　) A．圖甲所示的變異屬于染色體結構變異 B．觀察異常染色體應選擇處于分裂間期的細胞 C．如不考慮其他染色體，理論上該男子產生的精子類型有6種 D．該男子與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代 答案　B 解析　圖甲所示的變異屬于染色體結構的變異；觀察異常染色體可選擇有絲分裂的中期或減數分裂的聯(lián)會或四分體時期；在不考慮其他染色體的情況下，理論上該男子產生的精子類型有6種；該男子的14號和21號染色體在一起的精子與正常女子的卵細胞結合能生育染色體正常的后代。 7．某二倍體高等植物有多對較為明顯的相對性狀，基因控制情況見下表?，F有一種群，其中基因型為AaBbCc的植株M若干株，基因型為aabbcc的植株N若干株以及其他基因型的植株若干株?；卮鹨韵聠栴}： (1)若用電離輻射處理該植物萌發(fā)的種子或幼苗，使B、b基因從原染色體(如圖所示)隨機斷裂，然后隨機結合在C、c所在染色體的上末端，形成末端易位。已知單個(B或b)基因發(fā)生染色體易位的植株由于同源染色體不能正常聯(lián)會是高度不育的?，F有一植株在幼苗時給予電離輻射處理，欲確定該植株是否發(fā)生易位或發(fā)生怎樣的易位，最簡便的方法是：________________________________________________________________________。 (2)對結果及結論的分析如下(只考慮Bb和Cc基因所控制的相對性狀)： ①若出現6種表現型子代，則該植株______________________________________________； ②若不能產生子代個體，則該植株發(fā)生______________________________________; ③若子代表現型及比例為：寬葉粗莖∶窄葉細莖∶窄葉中粗莖＝1∶1∶2，則B和b所在染色體都連在了C、c所在染色體的上末端，且_____________________________________。 答案　(1)讓該植株自交，觀察子代表現型　(2)①沒有發(fā)生染色體易位?、趩蝹€(B或b)基因的染色體易位 ③B基因連在C基因所在的染色體上，b基因連在c基因所在的染色體上 解析　用假說－演繹法解決。讓該植株自交，觀察并統(tǒng)計子代表現型和比例。設沒有發(fā)生染色體易位，則BbCc自交，子代為(1寬葉∶3窄葉)(1粗莖∶2中粗莖∶1細莖)，有6種表現型。設單個(B或b)基因的染色體易位，則植株由于同源染色體不能正常聯(lián)會是高度不育的，則BbCc自交，不會產生子代。設B和b所在染色體都連在了C、c所在染色體的上末端，那么有兩種情況：①B基因連在C基因所在的染色體上，b基因連在c基因所在的染色體上，則BbCc自交，產生配子為：1BC∶1bc，故子代為1BBCC(寬葉粗莖)∶1bbcc(窄葉細莖)∶2BbCc(窄葉中粗莖)；②B基因連在c基因所在的染色體上，b基因連在C基因所在的染色體上，則BbCc自交，產生配子為：1bC∶1Bc，故子代為1bbCC(窄葉粗莖)∶1BBcc(寬葉細莖)∶2BbCc(窄葉中粗莖)。 [判一判] (1)DNA分子上若干基因的缺失屬于染色體變異，而DNA分子上若干堿基對的缺失，屬于基因突變(　√　) (2)題1中的基因P和基因Q在小鼠的各種細胞中都會分別以b鏈和a鏈為模板轉錄出相應的mRNA(　　) (3)題2中抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，則該抗性基因一定能編碼肽鏈(　　) (4)題3中染色體變異是否有利是相對的，是否有利取決于能否更好地適應環(huán)境(　√　) (5)題3中遠緣雜交獲得雜種，其染色體可能無法聯(lián)會而導致不育，但經秋水仙素誘導成可育的異源多倍體，即可培育出生物新品種類型(　√　) (6)題4中觀察的子代細胞都處于減數第一次分裂前期中，表中三種雜交組合的子代的細胞中可分別看到的四分體個數分別為6、2和0個(　√　) (7)題5中凡是可遺傳變異的類型都可以傳遞給有性生殖的后代(　　) [想一想] (1)題4中甲、乙、丙體細胞中的染色體數分別是多少呢？ 答案　12條、16條、20條。 (2)題6中由D選項所述生育正常后代的概率為多少？假設異常染色體形成時，沒有丟失基因，那么C選項所述 該男子產生的精子類型中有多少種是基因數量增加的？ 答案　1/6。2種。 (3)病毒、原核生物和真核生物的變異來源有什么不同？ 答案　病毒可遺傳變異的來源——基因突變。原核生物可遺傳變異的來源——基因突變。真核生物可遺傳變異的來源：進行無性生殖時——基因突變和染色體變異；進行有性生殖時——基因突變、基因重組和染色體變異。 (4)寫出題7中寬葉粗莖、窄葉細莖和窄葉中粗莖三種表現型對應的基因型通式分別是什么？ 答案　寬葉粗莖—BBCC、窄葉細莖—_bcc、窄葉中粗莖—_bCc。 (5)題7的(2)中若B基因連在c基因所在的染色體上，b基因連在C基因所在的染色體上，則自交子代表現型及比例如何呢？ 答案　寬葉細莖∶窄葉中粗莖∶窄葉粗莖＝1∶2∶1。 考點21　理解變異原理，掌握育種流程 如圖是與水稻有關的一些遺傳育種途徑。請據圖回答下列問題： (1)采用A→B育種過程培育抗某種除草劑的水稻時，若用γ射線照射幼苗，其目的是誘發(fā)基因突變，檢測照射后的組織是否具備抗該除草劑能力的措施是用該除草劑噴灑其幼葉，觀察其表現。若對抗性的遺傳基礎做進一步探究，可以選用抗性植株與純合敏感型植株雜交，如果F1都是敏感型，表明抗性是隱性性狀。F1自交，若F2的性狀比為15(敏感)∶1(抗性)，則可初步推測該抗性性狀由兩對基因共同控制，且兩對基因均隱性純合時，植株表現抗性，其余表現敏感性。(xx廣東，33節(jié)選) (2)在F過程中可通過誘導愈傷組織分化出芽、根獲得再生植株，也可通過誘導分化成胚狀體獲得再生植株，其細胞仍具有全能性。(xx浙江，32(2)和xx四川，5A改編) (3)若要改良缺乏某種抗病性的水稻品種，不宜采用圖中F、G(填字母)途徑所用的方法。(xx廣東，8改編) (4)若以矮稈易感稻瘟病品種(ddrr)和高稈抗稻瘟病品種(DDRR)水稻為親本進行雜交，經E過程培育矮稈抗稻瘟病水稻品種，F2矮稈抗稻瘟病類型中，能穩(wěn)定遺傳的占1/3。(xx山東，26(1)改編) 若利用上述親本，盡快選育出矮稈抗稻瘟病純合水稻品種，則應選用F、G(填字母)途徑所用的方法，并用遺傳圖解和必要的文字表示。 答案　遺傳圖解如下 1．不同需求的育種方法選擇與分析 (1)若要求培育隱性性狀的個體，可用自交或雜交，只要出現該性狀即可。 (2)若要求快速育種，則應用單倍體育種。 (3)若要求大幅度改良某一品種，使之出現前所未有的性狀，則可利用誘變育種的方法。 (4)若要求提高品種產量，提高營養(yǎng)物質含量，可運用多倍體育種。 (5)若要求將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可用雜交育種，亦可利用單倍體育種。 (6)若實驗植物為營養(yǎng)繁殖，則只要出現所需性狀即可，不需要培育出純種。 (7)若要求克服遠緣雜交不親和的障礙，定向改變現有性狀，則可以選擇基因工程育種。 (8)若要培育原核生物，因其不能進行減數分裂，則一般采用誘變育種。 2．多倍體育種的原理分析 3．單倍體育種和雜交育種的關系 4．澄清“可遺傳”與“可育” (1)三倍體無子西瓜、騾子、單倍體等均表現“不育”，但它們均屬于可遺傳的變異——其遺傳物質已發(fā)生變化，若將其體細胞培養(yǎng)為個體，則可保持其變異性狀——這與僅由環(huán)境引起的不可遺傳變異有著本質區(qū)別。 (2)無子番茄“無子”的原因是植株未受粉，生長素促進了果實發(fā)育，這種“無子”性狀是不可保留到子代的，將無子番茄進行組織培養(yǎng)時，若能正常受粉，則可結“有子果實”。 1．下圖是利用玉米(2N＝20)的幼苗芽尖細胞(基因型BbTt)進行實驗的流程示意圖。下列分析不正確的是(　　) A．基因重組發(fā)生在圖中②過程，過程③中能夠在顯微鏡下看到染色單體的時期是前期和中期 B．秋水仙素用于培育多倍體的原理是其能夠抑制紡錘體的形成 C．植株A為二倍體，其體細胞內最多有4個染色體組；植株C屬于單倍體，其發(fā)育起點為配子 D．利用幼苗2進行育種的最大優(yōu)點是明顯縮短育種年限，植株B純合的概率為25% 答案　D 解析　圖中②為花藥的形成，減數分裂過程會發(fā)生基因重組；過程③為有絲分裂，染色體在間期復制，結果1條染色體含2條染色單體，染色單體在后期分離，后期無染色單體，故A項正確。秋水仙素用于培育多倍體的原理是其能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞兩極，引起染色體數目加倍，故B項正確。植株A為二倍體，其體細胞進行有絲分裂，后期染色體組加倍，最多有4個染色體組；植株C由配子直接發(fā)育而來，為單倍體，故C項正確。利用幼苗2進行多倍體育種的最大優(yōu)點是明顯縮短育種年限，得到的個體全部為純合子，故D錯。 2．現有矮稈不抗病玉米種子，研究人員欲培育高稈抗病玉米。用適宜劑量的γ射線照射，后代中出現白化苗4株(甲)、矮稈抗病1株(乙)和高稈不抗病1株(丙)。將乙與丙雜交，F1中出現高稈抗病、矮稈抗病、高稈不抗病和矮稈不抗病四種表現型。選取F1中高稈抗病植株的花藥進行離體培養(yǎng)獲得幼苗，經秋水仙素處理后篩選出高稈抗病植株(丁)。下列相關敘述不正確的是(　　) A．出現甲的原因可能是控制葉綠素合成的基因缺失了一段DNA，該變異屬于基因突變 B．丁的培育過程運用了誘變育種、單倍體育種和雜交育種技術 C．F1中高稈抗病植株產生2種配子 D．F1四種表現型的比為1∶1∶1∶1 答案　C 解析　葉綠素是相關基因表達的結果，白化苗可能是由于其葉綠素相關基因發(fā)生缺失所引起的，基因的部分發(fā)生缺失而產生的變異屬于基因突變，A正確。這里的育種運用了γ射線，導致植株的基因型發(fā)生改變，這種育種方式為誘變育種；后面的花藥離體培養(yǎng)，秋水仙素加倍，屬于單倍體育種；利用不同表現型的植株雜交得到優(yōu)良性狀的后代為雜交育種，B正確。設抗病與不抗病基因用A、a表示，高稈與矮稈基因用B、b表示，乙和丙雜交得到F1，F1的基因型有AaBb，Aabb，aaBb，aabb。其中高稈抗病個體的基因型有AaBb，這種基因型個體能夠產生4種類型的配子，C錯誤。由上述分析可知該實驗的雜交情況如圖所示，故F1四種表現型的比為1∶1∶1∶1，D正確。 3．下列有關育種的敘述，正確的是(　　) A．用生長素處理番茄(2N)花蕾，獲得的無子番茄為單倍體，利用了染色體變異原理 B．八倍體小黑麥由普通小麥(6N)和黑麥(2N)培育而成，利用了體細胞雜交原理 C．誘變育種提高了變異頻率，有利變異比有害變異多，利用了基因突變原理 D．將抗蟲基因導入棉花體細胞中培育出了抗蟲棉，利用了基因重組原理 答案　D 解析　用生長素處理番茄(2N)花蕾，直接由體細胞發(fā)育成果實，A錯誤；八倍體小黑麥是由普通小麥(6N)和黑麥(2N)雜交，再用秋水仙素處理的結果，B錯誤；誘變育種提高了變異頻率，有害變異比有利變異多，C項錯誤；D項敘述的正確。 4．下圖甲、乙表示水稻兩個品種，A、a和B、b表示分別位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，①～⑧表示培育水稻新品種的過程。下列說法錯誤的是(　　) A．①②操作簡便，但培育周期長 B．②和⑦的變異都發(fā)生在有絲分裂間期 C．③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng) D．⑤與⑧過程的育種原理不相同 答案　B 解析　圖中①是雜交、②是自交，①②過程表示雜交育種，雜交育種操作簡便，但育種周期長，故A正確；②的變異是基因重組，只發(fā)生在減數第一次分裂過程中，⑦的變異是染色體變異，可發(fā)生在有絲分裂或減數分裂過程中，故B錯誤；③④表示單倍體育種，其中③過程常用花藥離體培養(yǎng)法培養(yǎng)獲得單倍體個體，故C正確；⑤表示誘變育種過程，原理是基因突變，⑧表示基因工程育種過程，原理是基因重組，故D正確。 5．玉米(2N＝20)是重要的糧食作物之一。請分析回答下列有關遺傳學問題： (1)某玉米品種2號染色體上的基因對S、s和M、m各控制一對相對性狀，基因S在編碼蛋白質時，控制最前端幾個氨基酸的DNA序列如圖1所示。已知起始密碼子為AUG或GUG。 ①基因S發(fā)生轉錄時，作為模板鏈的是圖1中的______鏈。若基因S的b鏈中箭頭所指堿基對G/C缺失，則該處對應的密碼子將改變?yōu)開_______。 ②某基因型為SsMm的植株自花傳粉，后代出現了4種表現型，在此過程中出現的變異的類型屬于________，其原因是在減數分裂過程中______________________________。 (2)玉米的高稈易倒伏(H)對矮稈抗倒伏(h)為顯性，抗病(R)對易感病(r)為顯性，兩對基因分別位于兩對同源染色體上。圖2表示利用品種甲(HHRR)和乙(hhrr)通過三種育種方法(Ⅰ～Ⅲ)培育優(yōu)良品種(hhRR)的過程。 ①利用方法Ⅰ培育優(yōu)良品種時，獲得hR植株常用的方法為______________，這種植株由于__________________，須經誘導染色體加倍后才能用于生產實踐。圖2所示的三種方法(Ⅰ～Ⅲ)中，最難獲得優(yōu)良品種(hhRR)的是方法________，其原因是__________________________________________________________。 ②用方法Ⅱ培育優(yōu)良品種時，先將基因型為HhRr的植株自交獲得子代(F2)，F2代植株中自交會發(fā)生性狀分離的基因型共有________種，這些植株在全部F2代中的比例為________。若將F2代的全部高稈抗病植株去除雄蕊，用F2代矮稈抗病植株的花粉隨機授粉，則雜交所得子代中的純合矮稈抗病植株占________。 答案　(1)①b　GUU?、诨蛑亟M　同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換　(2)①花藥離體培養(yǎng)　長勢弱小而且高度不育?、蟆』蛲蛔冾l率很低而且是不定向的?、?　3/4　4/27 解析　(1)①根據起始密碼是AUG或GUG，以及DNA兩條鏈的堿基排列順序可知b鏈為模板鏈。若基因S的b鏈中箭頭所指堿基對G/C缺失，則DNA模板鏈此處的三個堿基為CAA，所以該處對應的密碼子將改變?yōu)镚UU。 ②已知S、s和M、m位于同一對染色體上，所以SsMm的植株自花傳粉，理論上應該有兩種表現型的后代，但是后代出現了4種表現型，這是同源染色體的姐妹染色單體之間交叉互換的結果，屬于基因重組。 (2)①hR屬于單倍體植株，長勢弱小而且高度不育，在農業(yè)生產上常用花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株。方法Ⅲ是誘變育種，具有不定向性、多害性，且基因突變頻率很低，很難獲得優(yōu)良品種hhRR。 ②HhRr的植株自交獲得子代的基因型有33＝9種，其中純合子4種，雜合子5種，雜合子自交后代會發(fā)生性狀分離，所以F2代植株中自交會發(fā)生性狀分離的基因型共有5種，這些植株在全部F2代中的比例為12/16＝3/4。若將F2代的全部高稈抗病植株(H_R_，產生配子hR的概率為1/32/3＝2/9)去除雄蕊，用F2代矮稈抗病植株(hhR_，產生配子hR的概率為2/3)的花粉隨機授粉，則雜交所得子代中的純合矮稈抗病植株(hhRR)＝hRhR＝2/92/3＝4/27。 [判一判] (1)題1的過程③中染色單體形成于間期而消失于后期(　√　) (2)題1中秋水仙素和低溫的作用機理相同，都是可以在分裂前期抑制紡錘體的形成，從而使得染色體的著絲點不能一分為二(　　) (3)題1中B株和C株個體都是通過單倍體育種過程獲得的(　　) (4)題2中F1中抗病高稈個體的基因型為AaBb，該個體能夠產生4種類型的配子(　√　) (5)題4中經過①和⑦過程培育的品種和甲、乙品種基因型不同，但是仍然屬于同一個物種，而經過程⑧獲得個體AaBbC意味著產生了新的物種(　　) (6)題4中如果過程②中逐代自交，那么自交代數越多純合植株的比例越高(　√　) (7)題4中育種過程②⑤⑥中需要進行篩選，篩選不會改變任何一個基因的基因頻率(　　) (8)題4在過程②中，在由A_bb類型的個體自交所得后代中AAbb個體所占比例是1/2(　√　) [想一想] (1)題4的圖中④⑦過程中使用秋水仙素處理的組織細胞有何區(qū)別？ 答案　前者是處理單倍體幼苗，而后者處理的是萌發(fā)的種子或幼苗。 (2)若Aa連續(xù)自交n次，在下面的坐標系中繪出后代中純合子、雜合子和顯隱性純合子所占比例的變化曲線。 答案　如圖所示 (3)無子西瓜的獲得所依據的原理是什么？是否屬于可遺傳變異？如何證明？ 答案　獲得無子西瓜的原理是染色體變異；這種變異屬于可遺傳變異；可利用離體培養(yǎng)無子西瓜組織細胞觀察子代是否能夠產生無子西瓜。 (4)題5中若將F2代的全部高稈抗病植株去除雄蕊，用F2代矮稈抗病植株的花粉隨機授粉，嘗試總結雜交所得子代中的純合矮稈抗病植株所占比例的計算方法有哪些？ 答案　配子相乘法：F2代全部高稈抗病植株(H_R_)產生hR配子的概率為2/9；F2代矮稈抗病植株(hhR_)產生hR配子的概率為2/3，雜交所得子代中的純合矮稈抗病植株所占比例為4/27。 分枝法：F2代全部高稈抗病植株的基因型通式為H_R_，而F2代矮稈抗病植株的基因型通式為hhR_，則可分解為H_hh和R_R_，分別計算出hh的概率為1/3，RR的概率為4/9，則為4/27。 考點22　透過圖解理解現代生物進化理論，并掌握相關計算 判斷下列關于生物進化的敘述 (1)因自然選擇是通過作用于個體而影響種群的基因頻率，所以進化改變的是個體而不是群體 (　　) (2)盲魚眼睛的退化是黑暗誘導基因突變的結果 (　　) (3)在自然條件下，某隨機交配種群中等位基因A、a頻率的變化只與環(huán)境的選擇作用有關 (　　) (4)受農藥處理后種群中抗藥性強的個體有更多機會將基因傳遞給后代 (　√　) (5)物種的形成必須經過生殖隔離，因此生殖隔離是物種朝不同方向發(fā)展的決定性因素 (　　) (6)下圖表示某小島上蜥蜴進化的基本過程，X、Y、Z表示生物進化的基本環(huán)節(jié)，Y是自然選擇 (　√　) (7)某島上蜥蜴原種的腳趾逐漸出現兩種性狀，W代表蜥蜴腳趾的分趾基因；w代表聯(lián)趾基因。如圖表示這兩種性狀比例變化的過程，說明自然環(huán)境的變化引起不同性狀蜥蜴的比例發(fā)生變化，其本質是因為蜥蜴群體內的基因頻率發(fā)生了改變；從生物多樣性角度分析，下圖所示群體中不同個體的存在反映了基因多樣性 (　√　) (8)果蠅的長翅(V)對殘翅(v)為顯性。在一個由600只長翅果蠅和400只殘翅果蠅組成的種群中，若雜合子占所有個體的40%，那么隱性基因v在該種群內的基因頻率為60% (　√　) (9)某動物種群中，AA、Aa和aa基因型的個體依次占25%、50%、25%。若該種群中的aa個體沒有繁殖能力，其他個體間可以隨機交配，理論上，下一代AA∶Aa∶aa基因型個體的數量比為4∶4∶1 (　√　) 1．生物進化理論綜合圖解 2．物種形成和生物進化的區(qū)別與聯(lián)系 項目 物種形成 生物進化 標志 生殖隔離出現 種群基因頻率改變 變化后的生物與原生物的關系 新物種形成，出現生殖隔離，質變 生物進化，基因頻率改變，量變 二者聯(lián)系 ①只有不同種群的基因庫產生了明顯差異，出現生殖隔離才形成新物種；②進化不一定產生新物種，新物種產生一定存在進化 3.物種形成的方式 (1)漸變式物種形成： (2)爆發(fā)式物種形成： 雜交,雜種植物染色體加倍,異源多倍體 (3)人工創(chuàng)造新物種：通過植物體細胞雜交(如番茄—馬鈴薯)、多倍體育種(如八倍體小黑麥)等方式也可以創(chuàng)造新物種。 4．物種形成的突變和基因重組、自然選擇和隔離三個環(huán)節(jié)的關系圖 1．(基本理論觀點辨析)將雜合子豌豆植株(只考慮一對等位基因)分別種植在兩個不同的區(qū)域。經過連續(xù)n代自交后，每一代雜合子出現的概率均為1/2n。根據現代生物進化理論分析，兩個豌豆種群在這些年中(　　) A．沒有發(fā)生基因型頻率的改變 B．沒有發(fā)生生物進化 C．產生了生殖隔離 D．體現了自然選擇 答案　B 解析　在雜合子連續(xù)自交過程中，純合子逐漸增加，雜合子逐漸減小，基因型頻率每一代都不一樣，A錯；由于題目中沒有涉及環(huán)境的選擇作用和兩個區(qū)域植株的雜交情況，所以B正確，C、D錯。 2．(基本理論觀點辨析)下列關于生物進化的敘述，正確的是(　　) A．環(huán)境、突變、基因重組產生的變異為生物進化提供了原材料 B．不同基因型的個體對環(huán)境的適應性可相同，也可不同 C．某種群中RR個體的百分比增加，則R基因頻率也增加 D．生殖隔離是物種朝不同方向發(fā)展的決定性因素 答案　B 解析　突變、基因重組產生的變異為生物進化提供了原材料，環(huán)境對變異進行選擇，故A錯。不同基因型的個體表現型可能相同，也可能不同，故B對。RR個體的百分比增加，但不知Rr個體的百分比是增加還是減少，故不能判斷R基因頻率的變化，故C錯。自然選擇是物種朝不同方向發(fā)展的決定性因素，生殖隔離是物種形成的標志，故D錯。 3．(表格信息題)由于一次劇烈的地質變化，原來生活在某山谷的一個鼠種群被剛形成的一條洶涌的大河隔離成甲和乙兩個種群， U基因在甲種群和乙種群中的基因型個體數如下表。通過分析不能得出的結論是(　　) 基因型 UaUa UaUb UbUc UcUc UaUc 種群甲(個) 50 200 100 150 100 種群乙(個) 120 0 200 50 80 A.甲種群的基因庫大于乙種群 B．基因 Ua在甲種群中的頻率約為33% C．若甲、乙兩種群長期隔離，表中基因型數量會發(fā)生變化 D．種群越小，基因的喪失對該基因頻率的影響越小 答案　D 解析　由于甲種群中含有基因型為UaUb的個體，乙種群中不含有，故A正確；基因Ua在甲種群中的頻率為(200＋502＋100)(502＋2002＋1002＋1502＋1002)100%≈33%，B正確；若甲乙兩種群長期地理隔離，兩種群進化的方向不同，基因型會發(fā)生變化，C正確；種群越小，基因的喪失對該基因頻率的影響越大，故D錯誤。 4．(坐標曲線類)同種動物的三個種群，初始個體數依次為26、260和2 600，并存在地理隔離。A、a是等位基因，下圖①②③分別表示以上三個種群A基因頻率的變化，相關敘述錯誤的是(　　) A．種群越小，基因的喪失對該基因頻率的影響越大 B．②在125代時，aa個體約占總數的25% C．150代后，3個種群之間可能出現生殖隔離 D．自然選擇使A基因頻率發(fā)生定向改變 答案　B 解析　由圖可以直接看出，三個種群的A基因起始頻率差別不大，但經過自然選擇后，種群①(26個個體)的A基因頻率變化最大，種群③(2 600個個體)的A基因頻率變化最小，說明種群越小基因的喪失對該基因頻率的影響越大，A項正確；種群②在125代時，A的基因頻率為75%，則a的基因頻率為25%，aa個體的基因型頻率為25%25%≈6.25%，B項錯誤；長期的地理隔離后，基因頻率可能發(fā)生較大的差異而導致生殖隔離，C項正確；不同的環(huán)境選擇下，A的基因頻率發(fā)生了較大的改變，故自然選擇能使基因頻率發(fā)生定向改變，D項正確。 5．(基因和基因型頻率計算)在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因為A，決定翅色為褐色的基因為a，從這個種群中隨機抽取100個個體，測得基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。下列判斷中不正確的是(　　) A．此時，A的基因頻率是60%，a的基因頻率是40% B．若表現型相同的雌雄個體間才能自由交配，子一代中aa的頻率是10% C．若基因型相同的雌雄個體間才能自由交配，子一代中aa的頻率是25% D．若所有的雌雄個體間都能自由交配，子一代中aa的頻率是16% 答案　B 解析　根據基因頻率的定義，A的基因頻率為：(302＋60)200100%＝60%，a的基因頻率為1－60%＝40%，故A正確；由于只有表現型相同的個體間才能自由交配，即AA與Aa自由交配，Aa與Aa自由交配，aa與aa交配，由于aa與aa交配后代全為aa，所占比例為10%，而Aa與Aa自由交配后代也會出現aa，因此aa的頻率大于10%，故B錯誤；若只有基因型相同個體間才能自由交配，即自交，子代中aa的頻率為10%＋60%1/4＝25%，故C正確；若所有個體自由交配，根據哈迪－溫伯格定律，則子代中aa的頻率為40%40%＝16%，故D正確。 6．(綜合應用)如圖1所示為某地區(qū)中某種老鼠原種群被一條河分割成甲、乙兩個種群后的進化過程圖，圖2為在某段時間內，種群甲中的A基因頻率的變化情況，請思考回答下列問題： (1)圖1中a過程為________，b過程的實質是________________________，其直接作用對象是________________________，地球新物種的形成必須經過[　]______________。 (2)由圖可知物種形成過程中________是不定向的，而圖中過程[　]____________是定向的。 (3)圖2中在________時間段內甲種群生物發(fā)生了進化，其中________基因控制的性狀更加適應環(huán)境，在T點時________(填“是”、“否”或“不一定”)形成新物種。 (4)若時間單位為年，在某年時，甲種群AA、Aa和aa的基因型頻率分別為10%、30%和60%，則此時A基因頻率為________?，F假設甲種群所生存的環(huán)境發(fā)生一種新的變化，使得生存能力AA＝Aa>aa，其中aa個體每年減少10%，而AA和Aa個體每年增加10%，則下一年時種群中的aa的基因型頻率約為________，該種群________(會、不會)發(fā)生進化。 (5)若A和a基因位于X染色體上，在某個時間點統(tǒng)計甲種群中XAXA個體占42%、XAXa個體占6%、XAY個體占45%、XaY個體占5%，則該種群的a基因頻率為________。 (6)已知乙種群老鼠的皮毛黃色(B)對灰色(b)為顯性，由常染色體上的一對等位基因控制。有一位遺傳學家在實驗中發(fā)現含顯性基因(B)的精子和含顯性基因(B)的卵細胞不能結合。如果黃鼠與黃鼠(第一代)交配得到第二代，第二代老鼠自由交配一次得到第三代，那么在第三代中黃鼠所占的比例是________。 (7)若說“該地區(qū)生物多樣性的形成過程就是新物種的形成過程”是否正確呢？________。 答案　(1)地理隔離　定向改變種群的基因頻率　生物個體的表現型　c　生殖隔離　(2)變異　b　自然選擇 (3)QR　A　不一定　(4)25%　55.1%　會　(5)7.5% (6)1/2　(7)不正確 [判一判] (1)題1中若在沒有自然選擇和突變的條件下，將雜合豌豆植株進行自然種植，連續(xù)種植n代，則往往每一代雜合子出現的概率也將均為1/2n(　√　) (2)題2中自然選擇是物種朝不同方向發(fā)展的決定因素，而生殖隔離是新物種形成的標志(　√　) (3)題3中甲種群的基因庫大于乙種群的基因庫，所以二者之間已經產生生殖隔離(　　) (4)題3的種群甲中Ub基因頻率是25%，種群乙中UaUb個體在自然選擇中被淘汰(　√　) (5)題3的種群中不同基因型的出現，體現了突變的不定向性及基因重組的多樣性(　　) (6)題3中由于地理隔離致使種群甲、種群乙之間不能自由交配，是新物種形成的標志(　　) (7)題4中由圖中信息可推知顯性性狀對種群①的生存最有利(　√　) (8)題6中從理論上分析，在圖2中的P時間點時種群中Aa的基因型頻率最大(　√　) (9)題6的圖1中的①～⑥只表示物種形成過程中的基因突變，而圖1中a過程是形成新物種的必要條件(　　) [想一想] (1)用基因型為Aa的小麥分別進行連續(xù)自交(Ⅰ)、隨機交配(Ⅱ)、連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體(Ⅲ)、隨機交配并逐代淘汰隱性個體(Ⅳ)，請在下面的坐標系中繪出上述4種情況下的P至F5代Aa基因型頻率的變化曲線圖。 答案　如圖所示 (2)自然選擇的直接作用對象、間接作用對象和根本作用對象分別是什么？ 答案　生物的變異性狀(表現型)；與變異性狀(表現型)相關的基因型；與變異性狀(表現型)相關的基因。 (3)在題6的圖2中繪出a基因頻率的變化曲線。 答案　如圖所示 (4)在題6中發(fā)生圖1的a過程后，若乙種群中AA、Aa和aa的基因型個體起始數量比例分別為30%、50%和20%，在新環(huán)境中的生存能力AA＝Aa>aa，請繪出該種群中A和a基因頻率隨時間的變化曲線。 答案　如圖所示 (5)某種果蠅的性染色體組成為 XY型，紅眼雌果蠅(XBXb)與白眼雄果蠅(XbY)交配得F1，讓F1代雌雄個體自由交配，則F2代中白眼個體所占的比例為多少？ 答案　F2代中白眼個體所占的比例為9/16。