高考生物大一轮复习 专题学案32 变异

专题学案32变异、育种与进化归纳拓展与集训命题规律从近几年高考生物试题看，知识点主要侧重在可遗传变异的三大来源及其在育种中的应用。命题角度最大变化是以新情景材料联系教材知识应用，其中概念应用、识图判断以及各种变异在实践中的应用成为考查的主要方向。考查题型上主要分三类，选择、简答以及实验(实践)设计题。命题趋势教材中易被考生忽略的小考点在近两年高考中持续走红，识图判断应用比例加重，实践中的应用考查始终是重点。这种试题要求考生熟读教材，并增加知识广度，试题难度系数在0.60～0.68左右，较易得分，预计这种命题趋势将继续在年高考试题中现身。现代生物进化理论及对生物适应性、新物种形成的作用分析会成为高考热点。随着高考试题越来越重视能力和素质的考查，本专题的高考命题会继续实验分析与获取信息的双重考查趋势，选择题与简答题并存，比重持续走高，试题难度系数维持在0.65左右。一、可遗传的变异区别基因突变基因重组染色体变异本质基因突变是指基因结构的改变，包括DNA的碱基对的____________(分子水平)基因重组是指控制不同性状的基因重新组合染色体的____和____发生变化，从而导致生物性状的变异(染色体水平)发生时间______________________________有丝分裂或减数分裂结果产生新的____，控制新的____产生新的______，不产生新的基因不产生新的基因，引起性状的变化条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用有性生殖过程中进行________形成生殖细胞时外界条件的剧变和内部因素的相互作用(低温或秋水仙素处理)意义生物____的根本来源，是生物进化的原材料生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因利用单倍体育种和多倍体育种可选育出__________的新品种发生可能突变频率______，但普遍存在有性生殖中非常普遍利用个别染色体的增加或减少，还可进行____________研究和实施__________的研究，有针对性地选育动植物新品种镜检光镜下均________，可根据是否有新性状或新性状组合确定光镜下______联系都能产生______的变异、是生物可遗传变异的来源，是生物进化的原材料思维拓展1．基因突变发生在个体发育的各个时期，基因重组只发生在有性生殖配子形成的过程中。2．基因突变是对某一基因而言；基因重组只有两对或两对以上的基因才会发生。3．基因突变频率高低：生殖细胞>体细胞；分裂旺盛的细胞>停止分裂的细胞。探究示例1(·南京调研)下列有关变异的说法正确的是()A．染色体中DNA的一个碱基对缺失属于染色体结构变异B．染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察C．同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组D．秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体加倍听课记录：二、变异与育种的比较名称原理方法优点缺点应用基因及基因型变化杂交育种________培育纯合子品种：杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过____至不发生性状分离为止使分散在____物种不同品种中的多个优良性状集中于____个体上①育种时间一般比较______；②局限于__________的个体；③需及时发现优良品种用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦不产生__________，产生新______培育杂合子品种：一般是选取纯合子双亲eq\o(→,\s\up7(杂交))子一代年年制种杂交水稻、杂交玉米等诱变育种________①物理：紫外线、X或γ射线、微重力、激光等处理，再筛选；②化学：亚硝酸、硫酸二乙酯处理，再选择提高________频率，____育种进程，大幅度改良某些性状盲目性大，有利变异少，工作量大，需要大量的筛选材料高产青霉菌产生______、新基因型单倍体育种________①先进行__________，培养出单倍体植株；②将单倍体幼苗经一定浓度的________处理获得______；③从中选择优良植株明显________育种年限，子代均为______，加速育种进程技术复杂用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦重组基因的快速纯合多倍体育种__________用一定浓度的秋水仙素处理________________操作简单，能较快获得所需品种所获品种发育____，结实率____，一般只适用于植物三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦基因数目加倍基因工程育种________提取目的基因→目的基因与______结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的表达与检测→筛选获得优良个体①目的性____，育种周期____；②克服了远缘杂交不亲和的障碍技术复杂，安全性问题多，有可能引起生态危机转基因“向日葵豆”、转基因抗虫棉外源基因的增加思维拓展育种方式的应用指导(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，则最简便的方法是自交。(3)若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。(4)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。(5)若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。探究示例2(·广东六校第二次联考)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，①～⑧表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是()A．①→②过程简便，但培育周期长B．②和⑦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与⑧过程的育种原理不相同听课记录：变式训练下图是五种不同的育种方法图解，请据图回答：(1)上述________过程(填写字母)所利用的原理为生物的进化提供了最初的原材料。(2)G过程所利用的原理是________，H和I过程分别表示________________和________________________。(3)上述育种过程中，哪两个过程所使用的方法相同？________(填写字母)，具体使用的方法有__________________________________(至少回答两个)，其作用机理是________________________________________________________________________。(4)上述A～I过程中，哪些过程作用前后没有改变作用对象的基因型？________。(填写字母)三、人类遗传病的比较遗传特点病因分析诊断方法单基因遗传病常染色体显性遗传病①男女患病几率____；②____遗传都遵循孟德尔遗传规律________________、产前诊断(基因诊断)、性别检测、(伴性遗传病)常染色体隐性遗传病①男女患病几率相等；②____遗传伴X染色体显性遗传病①____患者多于____患者；②父亲患病，则女儿一定____，母亲正常，儿子一定____；③连续遗传伴X染色体隐性遗传病①__患者多于__患者；②母亲患病，则儿子一定____，父亲正常，则女儿一定____；③________遗传伴Y染色体遗传病代代相传，且患者____男性，____女性多基因遗传病①家族聚集现象；②易受____影响一般____孟德尔遗传规律可由基因突变产生遗传咨询、基因检测染色体异常遗传病染色体结构异常遗传病______孟德尔遗传规律染色体片段的____、____、____、____产前诊断(染色体数目、结构检测)染色体____异常遗传病减数分裂过程中染色体异常分离思维拓展当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率如表：序号类型计算公式1患甲病的概率为m则非甲病概率为1－m2患乙病的概率为n则非乙病概率为1－n3只患甲病的概率m－mn4只患乙病的概率n－mn5同患两种病的概率mn6只患一种病的概率m＋n－2mn或m(1－n)＋n(1－m)7不患病概率(1－m)(1－n)8患病概率m＋n－mn或1－不患病率探究示例3一个正常的女人与一个并指(Bb)的男人结婚，他们生了一个白化病且手指正常的孩子(两种病都与性别无关)。求：(1)其再生一个孩子只出现并指的可能性是________。(2)只患白化病的可能性是________。(3)生一个既白化又并指的男孩的概率是________。(4)后代中只患一种病的可能性是________。(5)后代中患病的可能性是________。听课记录：四、共同进化与生物多样性的形成填空1．共同进化(1)概念：不同物种之间、生物与________之间在相互影响中不断________和________。(2)生物与环境的共同进化(原因)生物的不同物种之间、生物与无机环境之间eq\o(→,\s\up7(相互影响，不),\s\do5(断进化和发展))共同进化，如猎豹和斑马。①不同物种之间的影响既包括种间互助，又包括种间斗争。②无机环境的选择作用可________改变种群的基因频率，导致生物朝着________方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。(3)结果：共同进化形成生物________。2．生物多样性的形成(1)内容：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。生物多样性各层次之间的关系(2)形成原因：生物的共同进化。(3)研究生物进化历程的主要依据：化石。(4)生物进化的大致过程：简单→复杂；水生→____；低等→____。探究示例4(·重庆卷，4)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K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听课记录：1．下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)()—ATGGGCCTGCTGA……GAGTTCTAA—1471013100103106A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个T2．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是()A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达3．利用多倍体育种获得无子西瓜和用生长素处理获得无子番茄，下列有关叙述不正确的是(多选)()A．无子西瓜属于单倍体植株B．三倍体西瓜无子的变异属于不能遗传的变异C．生长素处理获得番茄无子的变异属于不能遗传的变异D．无子番茄植株扦插后长出的植株仍结无子果实4．科学研究发现，P53基因是一种遏制细胞癌变的基因。科学家发现几乎所有的癌细胞中都有P53基因异常的现象。现在通过动物病毒转导的方法将正常P53基因转入到癌细胞中，发现能引起癌细胞产生“自杀现象”。对于该基因疗法，从变异的角度分析属于()A．基因突变 B．基因重组C．染色体结构变异 D．染色体数目变异5．(·扬州模拟)某生物基因型为AaBb，经减数分裂能产生四种数量相等的配子。如图为其体内的某个细胞，则()A．若图中基因位点1的基因为A，而位点2和4为B与b，则该细胞有可能发生了交叉互换B．该图表示时期有4个染色体组C．该状态下的细胞发生了基因重组D．该细胞中位点2与4所在染色体为同源染色体，位点2与4上的基因遵循分离定律6．(·镇江质检)如图为某家庭的遗传系谱图，Ⅱ5为单基因遗传病患者，据图分析，下列叙述合理的是(多选)()A．患病男孩的父亲不一定是该致病基因的携带者B．若Ⅰ2携带致病基因，则Ⅰ1、Ⅰ2再生一个患病男孩的概率为1/8C．Ⅱ5可能是白化病患者或色盲患者D．Ⅱ3是携带者的概率为07．(·宿迁模拟)下列有关生物进化的描述正确的是()A．基因突变的方向和环境之间有明确的因果关系B．自然选择的实质是选择种群的有利基因，也决定新基因的产生C．隔离是新物种形成的必要条件，隔离包括地理隔离和生殖隔离D．共同进化指生物与无机环境之间的进化，不包括生物多样性的形成8．(·江苏卷，12)根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是()A．人工培育的新物种只能生活在人工环境中B．生物进化的方向与基因突变的方向一致C．冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害D．受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代9．一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状中显性性状表现型的频率是0.36，则()A．显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率B．随机交配将会导致种群基因频率改变C．该种群繁殖一代后，杂合子的基因型频率为0.32D．若该种群基因库中的基因频率发生变化，说明一定会形成新物种题号123456789答案10.玉米是高产的主要粮食作物，为了提高玉米的产量，在农业生产中玉米使用的都是杂交种，杂交玉米的性状不能稳定遗传，因此农民每年都需要购买玉米杂交种。请回答下列有关问题：(1)玉米从种子发芽到新种子成熟，整个过程需90～150天，玉米是一种雌雄同株的植物，其顶部开雄花，下部开雌花，是遗传学研究的良好材料。玉米是遗传学研究的良好材料，其理由包括(写出两条)：第一，___________________________________________________________________；第二，____________________________________________________________________。(2)现有长果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黄粒(B)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(AaBb)杂交种玉米的目的，请你以遗传图解并简要说明的形式，设计出你的育种方案。专题学案32变异、育种与进化归纳拓展与集训课堂活动区一、增添、缺失或替换数目结构减Ⅰ或有丝分裂间期减Ⅰ前、后期基因性状基因型减数分裂变异优质、高产低基因定位染色体工程无法检出可检出可遗传探究示例1C[染色体中DNA的一个碱基对缺失属于基因突变；基因突变在光学显微镜下观察不到；秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制了纺锤体的形成。]二、基因重组自交同一同一长同种或亲缘关系较近新基因基因型基因突变变异加快新基因染色体变异花药离体培养秋水仙素纯合子缩短纯合子染色体变异萌发的种子或幼苗延迟低基因重组运载体强短探究示例2B[①→②过程是杂交育种，过程简便但培育周期长。②是雌雄配子受精后发育而成；⑦是多倍体育种，发生于有丝分裂的分裂期，B错误。③过程常用的方法是花药离体培养获得单倍体植株。⑤是诱变育种，a突变为A；⑧过程是基因工程，细胞中导入了C基因，二者育种原理不相同。]变式训练(1)E(2)基因重组脱分化(或去分化)再分化(3)C、F低温处理或秋水仙素处理抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使细胞内的染色体数目加倍(其他合理答案亦可)(4)H、I解析(1)突变和基因重组为生物的进化提供了原材料，但提供最初的原材料的是基因突变，因此是E过程。(2)G过程为转基因技术，其原理属于基因重组。得到的含外源基因的植物细胞还需经植物组织培养形成新个体，植物组织培养包括脱分化和再分化两个过程。(3)C和F过程的处理都能使染色体数目加倍，可以用相同的方法，如低温处理或秋水仙素处理等，它们的作用机理相同，即在细胞分裂的过程中，抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使细胞内的染色体数目加倍。(4)H和I过程为有丝分裂，产生的子细胞中染色体不变，染色体上的基因也不改变。三、相等连续隔代女男患病正常男女患病正常隔代交叉只有没有基因突变遗传咨询环境不遵循数目不遵循缺失重复倒位易位探究示例3(1)3/8(2)1/8(3)1/16(4)1/2(5)5/8解析由题意可知，孩子基因型为aabb，则夫妇基因型应分别为：AaBb、Aabb，孩子中并指概率为1/2，白化病概率应为1/4。(1)再生一个孩子只患并指的可能性为：并指概率－并指又白化概率＝1/2－1/2×1/4＝3/8。(2)只患白化病的概率为：白化病概率－白化又并指概率＝1/4－1/2×1/4＝1/8。(3)生一个两病皆患的男孩的概率：1/2×1/4×1/2＝1/16。(4)只患一种病＝只患白化和只患并指的和＝3/8＋1/8＝1/2。(5)患病的可能性为：全部概率之和－正常的概率＝1－1/2×3/4＝5/8。也可理解为：只患白化＋只患并指＋既白化又并指＝1/8＋3/8＋1/8＝5/8。四、1.(1)无机环境进化发展(2)②定向一定(3)多样性2.(1)基因的多样性根本原因直接原因生态系统多样性(4)陆生高等探究示例4C[盲鱼眼睛退化是黑暗环境定向选择的结果，A项错误；因题干中已说明该盲鱼的数量较少，所以种群密度并不是限制盲鱼种群增长的关键生态因素，B项错误；盲鱼作为进化研究的材料体现其直接价值，生物多样性的间接价值是指其生态功能，D项错误；环境容纳量会随着环境的改变而改变，盲鱼是需氧型生物，水体中溶解氧的增加会增加种群的环境容纳量，C项正确。]课后练习区1．B2．C[基因操作的工具酶是限制酶、DNA连接酶，运载体是基因的运载工具，不是工具酶。每种限制酶都只能识别特定的核苷酸序列，而并非同一种核苷酸序列。目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。]3．ABD[无子西瓜属于多倍体植株；三倍体西瓜无子的变异是由于染色体变异引起的，属于可遗传变异；无子番茄是利用生长素促进子房发育成果实而获得的，遗传物质未变，扦插后长出的植株不会结无子果实。]拓展提升育种图解的识别下列图解中集中了多种育种方式，如何识别呢？(1)首先要识别图解中字母表示的各种处理方法：A—杂交，D—自交，B—花药离体培养，C—秋水仙素处理，E—诱变处理，F—秋水仙素处理，G—转基因技术，H—脱分化，I—再分化，J—包裹人工种皮。这是识别各种育种方式的主要依据。(2)根据以下分析，可以判断：“亲本eq\o(→,\s\up7(A、D))新品种”为杂交育种，“亲本eq\o(→,\s\up7(B、C))新品种”为单倍体育种，“种子或幼苗eq\o(→,\s\up7(E))新品种”为诱变育种，“种子或幼苗eq\o(→,\s\up7(F))新品种”为多倍体育种，“植物细胞eq\o(→,\s\up7(G))新细胞eq\o(→,\s\up7(H))愈伤组织eq\o(→,\s\up7(I))胚状体eq\o(→,\s\up7(J))人工种子→新品种”为基因工程育种。4．B[基因工程中的转基因技术引起的变异属于基因重组。]易错警示基因突变、基因重组和染色体变异的相关问题(1)关于“互换”问题。同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的交叉互换，属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失”问题。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。(3)关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”问题。基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。5．B[由题干信息可判断该生物为二倍体，图示细胞处于有丝分裂后期。位点2和4所在的染色体是姐妹染色单体分开后形成的，正常情况下其基因组成是相同的，其上的基因不遵循分离定律。位点2和4为B与b，最可能的原因是发生了基因突变。一般认为有丝分裂过程中不发生交叉互换、基因重组。]6．ABCD[该病属于隐性遗传病，致病基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上，即Ⅱ5可能是白化病患者或色盲患者，故患病男孩的父亲不一定携带致病基因。若Ⅰ2携带致病基因，则该病为常染色体隐性遗传，Ⅰ1、Ⅰ2均为杂合子，他们再生一个患病男孩的概率为1/4×1/2＝1/8。该病若为常染色体隐性基因控制，则Ⅱ3是携带者的概率为2/3。该病若为X染色体隐性基因控制，则Ⅱ3是携带者的概率为0。]7．C[基因突变不受环境控制，环境只是对生物不同的变异类型进行选择，保留种群中有利的变异类型，自然选择决定着生物进化的方向。隔离是新物种形成的必要条件，隔离包括地理隔离和生殖隔离。共同进化指生物与生物、生物与无机环境相