2024高考生物二轮复习专题五遗传的分子基础变异育种与进化考点二可遗传的变异与育种学案

PAGE12-考点二可遗传的变异与育种1.理清基因突变的相关学问2.熟记基因重组的相关学问3.归纳染色体变异的相关学问（1）染色体结构变异（2）染色体数目变异4.据图理清五种生物育种方法（1）识别各字母表示的处理方法A：杂交，D：自交，B：花药离体培育，C：用秋水仙素处理幼苗，E：诱变处理，F：秋水仙素处理，G：转基因技术。（2）推断育种方法及依据的原理育种流程育种方法原理亲本eq\o(→,\s\up14(A、D))新品种杂交育种基因重组亲本eq\o(→,\s\up14(B、C))新品种单倍体育种染色体变异种子或幼苗eq\o(→,\s\up14(E))新品种诱变育种基因突变种子或幼苗eq\o(→,\s\up14(F))新品种多倍体育种染色体变异植物细胞eq\o(→,\s\up14(G、H、I、J))新品种基因工程育种基因重组（3）育种方案的选择①欲获得从未有过的性状——诱变育种，如对不抗旱的玉米诱变处理获得抗旱品种。②欲将分散于不同品系的性状集中在一起（优势组合）——杂交育种和单倍体育种。③欲增大原品种效应（如增加产量、增加养分物质含量等）——多倍体育种。④欲明显缩短获得“纯合子”的时间——单倍体育种。⑤欲定向变更生物的性状，可利用基因工程育种。1.易误点澄清（1）有关基因突变的易误点①基因突变不肯定都能遗传给后代。假如发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。假如发生在体细胞的有丝分裂过程中，一般不遗传给后代，但有些植物可通过无性生殖传递给后代。②基因突变肯定会引起基因结构的变更，即基因中碱基排列依次的变更。③基因突变不肯定会引起生物性状的变更。可能的缘由有：由于密码子具有简并性或AA→Aa中产生a后，隐性基因限制的性状不能表现出来等。④基因突变不肯定都产生等位基因：真核生物染色体上的基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。（2）有关基因重组的易误点①基因重组一般发生在限制不同性状的基因间，至少两对等位基因，如基因型为AaBb，AaBb的基因位置既可位于2对同源染色体上——基因自由组合（发生在减数第一次分裂前期）；也可位于1对同源染色体上——交叉互换（发生在减数第一次分裂前期）。②除了减数第一次分裂前期和后期，减数分裂的其他时期、有丝分裂、受精作用均不行发生基因重组。③假如是一对相对性状的遗传，后代出现新类型可能来源于性状分别或基因突变，而不会是基因重组。④发生基因重组的其他特别状况：肺炎双球菌转化试验、基因工程、基因治疗。⑤基因重组不行以产生新性状，但可以产生新的基因组合（多种基因型）。（3）单倍体并非都不育，其体细胞中也并非都只有一个染色体组，也并非都肯定没有等位基因和同源染色体。如由多倍体的配子发育成的个体，若含偶数个染色体组，则形成的单倍体含有同源染色体及等位基因。（4）理清变异的种类①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。非同源染色体之间的互换：属于染色体结构变异中的易位。②DNA分子上若干“基因”的缺失：属于染色体结构变异。基因内部若干“碱基对”的缺失：属于基因突变。③基因突变和基因重组属于分子水平的变异，在光学显微镜下不能干脆视察到。染色体变异是细胞水平的变异，一般在光学显微镜下可以视察到。④基因突变变更基因的种类（基因结构变更，成为新基因），不变更基因的数量。基因重组不变更基因的种类和数量，但变更基因间的组合方式。染色体变异变更基因的数量或排列依次。（5）关注育种方法的易误点①花药离体培育只是单倍体育种中的一个程序，要想得到纯合子，还需用秋水仙素处理单倍体幼苗使其染色体数目加倍。②多倍体育种中用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，而单倍体育种只能用秋水仙素处理幼苗，而不能处理萌发的种子。2.课本边角排查（1）基因突变的随机性表现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上；同一DNA分子的不同部位（必修二82页正文）。（2）有性生殖的基因重组有助于物种在一个无法预料将会发生什么变更的环境中生存，缘由是基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，其中可能有一些子代会含有适应某种变更的、生存所必需的基因组合（必修二83页正文）。（3）果蝇的缺刻翅是因染色体片段缺失引起，其棒状眼是因染色体片段增加引起（必修二85页图）。（4）X射线照耀野生型链孢霉能使其不能在基本培育基上生长，但在基本培育基中加入某种维生素则马上能生长，说明基因突变可能影响了酶的合成从而影响了维生素的合成（必修二96页技能应用）。1.有人认为，自然条件下基因突变很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，因此，它不行能为生物进化供应原材料。你认为这样的看法正确吗？为什么？提示：这种看法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由很多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化供应原材料。2.白眼雌果蝇（XwXw）和红眼雄果蝇（XWY）交配，后代雄果蝇都应当是白眼的，后代雌果蝇都应当是红眼的。但大量的试验视察发觉，在上述杂交后代中，2000～3000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在2000～3000只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇。你怎样说明这种惊奇的现象？如何验证你的说明？提示：雌果蝇卵原细胞减数分裂过程中，在2000～3000个细胞中，有一次发生了差错，两条X染色体不分别，结果产生的卵细胞中，或者含有两条X染色体，或者不含X染色体。假如含XwXw卵细胞与含Y的精子受精，产生XwXwY的个体为白眼雌果蝇，假如不含X的卵细胞与含XW的精子受精，产生XWO的个体为红眼雄果蝇，这样就可以说明上述现象。可以用显微镜检查细胞中的染色体，假如在上述杂交中的子一代出现的那只白眼雌果蝇中找到Y染色体，在那只红眼雄果蝇中找不到Y染色体，就可以证明说明是正确的。现有基因型为AABB和aabb某植物的种子。已知A基因和b基因限制的性状是优良性状，请写出快速培育具有两种优良性状新品种的育种方法和思路。提示：应采纳单倍体育种的方法。思路：种植基因型为AABB和aabb植物的种子，让两个品种的植株杂交，得到F1的种子，种植F1的种子，采集F1植株的花药进行离体培育得到单倍体的幼苗，用秋水仙素（或低温）诱导染色体加倍，得到四种纯合的二倍体植株，选择具有所需两种优良性状的植物进行自交并收获种子即为优良品种。1.（2024·全国卷Ⅱ）关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是（）A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同解析：二倍体植物体细胞含有两个染色体组，减数分裂形成配子时染色体数目减半，即配子只含一个染色体组，A正确；由染色体组的定义可知，一个染色体组中全部染色体均为非同源染色体，不含同源染色体，B正确；不是全部生物都有性别之分，有性别之分的生物的性别不肯定由性染色体确定，因此不是全部细胞中都有性染色体和常染色体之分，C错误；一个染色体组中的全部染色体在形态和功能上各不相同，因此染色体DNA的碱基序列不同，D正确。答案：C2.[2024·新高考卷Ⅰ（山东卷）]野生型大肠杆菌可以在基本培育基上生长，发生基因突变产生的氨基酸依靠型菌株须要在基本培育基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依靠型菌株M和苏氨酸依靠型菌株N单独接种在基本培育基上时，均不会产生菌落。某同学试验过程中发觉，将M、N菌株混合培育一段时间，充分稀释后再涂布到基本培育基上，培育后出现很多由单个细菌形成的菌落，将这些菌落分别接种到基本培育基上，培育后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现缘由的分析，不合理的是（）A.操作过程中出现杂菌污染B.M、N菌株互为对方供应所缺失的氨基酸C.混合培育过程中，菌株获得了对方的遗传物质D.混合培育过程中，菌株中已突变的基因再次发生突变解析：操作过程当中出现杂菌污染，基本培育基上生长的为杂菌，A合理；若M、N菌株互为对方供应所缺失的氨基酸形成的菌落，须要MN混合在一起才能生存，而该菌落来自于单个细菌形成的菌落，单个细菌不行能是混合培育的细菌，B项不合理；M、N菌株混合培育后在基本培育基上可以生存。推想可能是混合培育过程当中，菌株间发生了基因沟通，获得了对方的遗传物质，C合理；基因突变是不定向的，在混合培育过程中，菌株当中已突变的基因也可能再次发生突变得到可在基本培育基上生存的野生型大肠杆菌，D合理。答案：B3.[2024·新高考卷Ⅰ（山东卷）]两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种缘由断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将一般小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是（）A.过程①需运用纤维素酶和果胶酶处理细胞B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段解析：从图中看出①是去掉植物细胞壁，②是用紫外线诱导染色体变异，③融合形成杂种细胞。过程①是获得植物细胞的原生质体，须要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，A正确；据题干信息分析可知“将其中一个细胞的染色体在融合前断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中，将一般小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种”故过程②通过紫外线照耀是使中间偃麦草的染色体断裂，B正确；灭活的病毒诱导是动物细胞融合特有的方法，诱导植物原生质体融合常用物理法、化学法，C错误；试验最终将不抗盐的一般小麦和抗盐的偃麦草整合形成耐盐小麦，说明耐盐小麦染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段，D正确。答案：C4.（2024·江苏卷）下列叙述中与染色体变异无关的是（）A.通过孕妇产前筛查，可降低21三体综合征的发病率B.通过连续自交，可获得纯合基因品系玉米C.通过植物体细胞杂交，可获得白菜－甘蓝D.通过一般小麦和黑麦杂交，培育出了小黑麦解析：21三体综合征属于染色体数目变异中的非整倍性变异，A不符合题意；连续自交可获得纯合基因品系玉米，原理为基因重组，子代染色体结构和数目均未变更，与染色体变异无关，B符合题意；植物体细胞杂交的过程细胞发生了染色体数目的变异，C不符合题意；一般小麦与黑麦杂交后，需用秋水仙素处理使染色体数目加倍，才能培育出稳定遗传的小黑麦，利用了染色体数目的变异原理，D不符合题意。答案：B5.（2024·全国卷Ⅰ）遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：（1）生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的状况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是______________________________________________________________________________________________________________________。（2）在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，缘由是，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，须要实行的措施是。解析：（1）基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，限制不同性状的基因的重新组合。它包括：①减数第一次分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；②减数分裂形成四分体时期，位于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。由分析可知，减数分裂形成配子的过程中，基因重组的途径有减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合；减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。（2）在诱变育种过程中，诱变获得的新个体通常为杂合子，自交后代会发生性状分别，故可以将该个体进行自交，筛选出符合性状要求的个体后再自交，重复此过程，直到不发生性状分别，即可获得稳定遗传的纯合子。答案：（1）在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组（2）限制新性状的基因是杂合的通过自交筛选性状能稳定遗传的子代热点一考查生物变异的类型及特点1.（2024·浙江卷）某条染色体经处理后，其结构发生了如图所示的变更。这种染色体结构的变异属于（）A.缺失B.倒位C.重复D.易位解析：分析图示可知，原来排列为123456的染色体，经过断裂后，重新连接为125436的排列依次，可知其中的345片段发生了180°的颠倒，此类染色体结构变异为倒位。答案：B2.（2024·深圳外国语学校测试）下列关于生物变异叙述正确的是（）A.花药离体培育过程会发生基因重组B.三倍体西瓜不能进行正常联会导致减数分裂异样，因此其牢固后一颗种子也没有C.果蝇的缺刻翅是因染色体某一片段缺失引起，其棒眼是因染色体某一片段增加引起的D.任何生物、任何基因都可发生基因突变，都体现了基因突变的随机性解析：花药离体培育过程中进行的是有丝分裂，因此不会发生非同源染色体自由组合，即不会导致基因重组，A错误；三倍体西瓜联会紊乱导致减数分裂异样，但也有极低概率可能产生一些正常配子，故并不是一颗种子也没有，B错误；果蝇的缺刻翅是染色体片段缺失引起的，棒眼是染色体片段增加引起的，C正确；任何生物、任何基因都可以发生发生基因突变体现了基因突变的普遍性，D错误。答案：C热点二考查染色体组、单倍体、二倍体和多倍体3.（2024·胶州期末）下图中甲、乙、丙、丁分别表示四种生物体细胞中染色体的组成，下列有关叙述不正确的是（）A.甲、乙细胞中都含有3个染色体组B.丙细胞对应个体肯定是二倍体C.丁细胞对应个体肯定是单倍体D.乙对应个体的基因型可能是AAa解析：含有三个染色体组的体细胞有细胞甲、乙，A正确；丙假如由配子发育而来，则是单倍体，B错误；丁细胞只含1个染色体组，所以对应个体肯定是单倍体，C正确；乙含有三个染色体组，对应个体的基因型可能是AAa，D正确。答案：B4.（2024·苏州期末）下列关于植物单倍体、二倍体、多倍体的叙述，错误的是（）A.由合子发育成的生物体，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体B.单倍体的体细胞中只有一个染色体组C.单倍体植株长得弱小，一般高度不育D.多倍体植株一般茎秆粗大，叶片、果实、种子都比较大解析：由合子或受精卵发育成的生物体，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体，A正确；凡是由配子发育而来的个体，均称为单倍体。体细胞中可以含有1个或几个染色体组，B错误；单倍体植株长得弱小，一般高度不育，C正确；多倍体植株一般茎秆粗大，叶片、果实、种子都比较大，表现为巨大性，D正确。答案：B热点三生物变异类型的探究5.（2024·广州市白云区测试）果蝇是科研人员常常利用的遗传试验材料，其灰身和黑身、刚毛和截毛各为一对相对性状，分别由等位基因A、a和D、d限制。某科研小组用一对灰身刚毛果蝇进行了多次杂交试验，F1的雄性个体的表现型为灰身刚毛∶灰身截毛∶黑身刚毛∶黑身截毛＝3∶3∶1∶1，雌性个体的表现型为灰身刚毛∶灰身截毛∶黑身刚毛∶黑身截毛＝3∶0∶1∶0。分析回答下列问题：（1）果蝇限制灰身和黑身的等位基因位于（填“常”或“X”）染色体上。（2）F1果蝇中，截毛基因的基因频率为（用分数表示）。（3）限制果蝇眼色的基因仅位于X染色体上，红眼（R）对白眼（r）为显性。探讨发觉，眼色基因可能会因染色体片段缺失而丢失（记为Xc）；若果蝇两条性染色体上都无眼色基因，则其无法存活。在一次用纯合红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）杂交的试验中，子代中出现了一只白眼雌果蝇。欲用一次杂交试验推断这只白眼雌果蝇出现的缘由，请简要写出试验方案的主要思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。试验现象与结论：①若子代果蝇出现，则是环境条件变更导致的；②若子代果蝇出现，则是染色体片段缺失导致的；③若子代果蝇出现，则是基因突变导致的。解析：（1）由于后代雌、雄个体中都有灰身和黑身，且比例均为3∶1，由此可见该性状的遗传与性别无关，所以果蝇限制灰身和黑身的等位基因位于常染色体上。（2）亲本的基因型为AaXDXd和AaXDY，假如只考虑刚毛和截毛这一对相对性状，后代的基因型为XDXD、XDXd、XDY、XdY，且4种基因型所占比例相等，则截毛基因Xd基因频率为eq\f(1＋1,1×2＋1×2＋1＋1)＝eq\f(1,3)。（3）由于纯合红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）杂交的试验中，子代中出现了一只白眼雌果蝇，所以要推断这只白眼雌果蝇出现的缘由，须要让这只白眼雌果蝇与随意的一只红眼雄果蝇杂交，视察后代果蝇的表现型和比例状况。假如是环境条件变更导致的不行遗传变异，则子代红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1∶1；假如是染色体片段缺失导致的（XrXc），则子代XcY致死，子代红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1；假如是基因突变导致的，则子代果蝇红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝1∶1。答案：（1）常（2）eq\f(1,3)（3）让这只白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，视察和统计后代果蝇的表现型和比例红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1∶1红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝1∶1变异类型的试验探究方法归纳（1）可遗传变异与不行遗传变异的推断。①自交或杂交获得子代，子代自交或子代之间杂交，用这种方法确定变异的缘由。假如子代自交或杂交的后代出现变异性状，则变异性状是由于遗传物质变更引起的；反之，变异性状的出现仅是由环境引起的，遗传物质没有变更。②将变异个体和正常个体培育在相同的环境条件下，两者没有出现明显差异，则原来的变异性状是由环境引起的。（2）染色体变异与基因突变的判别。①判别依据：光学显微镜下能视察到的是染色体变异，不能视察到的是基因突变。②详细操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较，可以推断是否发生了染色体变异。（3）显性突变与隐性突变的判定。①理论基础：受到物理、化学和生物因素的影响，AA个体假如突变成Aa个体，则突变性状在当代不会表现出来，只有Aa个体的自交后代才会有aa变异个体出现，因此这种变异个体一旦出现即是纯合子。相反，假如aa个体突变成Aa个体，则当代就会表现出突变性状。②推断方法：a.选择突变体与其他已知未突变体杂交，通过视察后代变异性状的比例来推断基因突变的类型。b.植物还可以利用突变体自交视察后代有无性状分别来进行显性突变与隐性突变的判定。热点四考查育种的方法、原理、过程和特点6.（2024·广州期末）下列关于生物育种的叙述，正确的是（）A.杂交育种就是将不同物种的优良性状重新组合B.单倍体育种的最终目的是通过花药离体培育获得单倍体C.诱变育种中人工诱导可提高突变频率和定向变更生物性状D.多倍体育种中获得多倍体植株通常茎秆粗大、养分物质增多解析：不同物种存在生殖隔离而无法产生可育后代，杂交育种利用基因重组将同一物种的优良性状重新组合，A错误；单倍体育种的最终目标是获得纯合的二倍体，B错误；诱变育种利用基因突变原理，基因突变具有不定向性，不行定向变更生物性状，C错误；多倍体育种的优点是养分器官增大、提高产量与养分成分，获得多倍体植株通常茎秆粗大、养分物质增多，D正确；故选D。答案：D热点五考查育种方案的设计7.（2024·全国卷Ⅲ）一般小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。一般小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示（其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体）。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出很多优良品种。回答下列问题：一粒小麦×斯氏麦草（AA）（BB）↓杂种一拟二粒小麦×滔氏麦草（AABB）（DD）↓杂种二↓一般小麦（AABBDD）（1）在一般小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，缘由是。已知一般小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，一般小麦体细胞中有条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是（答出2点即可）。（2）若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采纳的方法有（答出1点即可）。（3）现有甲、乙两个一般小麦品种（纯合体），甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为试验材料设计试验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出试验思路__________________