步步高生物二轮专题复习及增分策略专题四.第3讲变异、育种和进化

...wd......wd......wd...第3讲变异、育种和进化考纲要求5年考情200920102011201220131.基因重组及其意义(Ⅱ)北京，3—江苏，22浙江，32福建，5四川，12.基因突变的特征和原因(Ⅱ)广东，33课标全国，6江苏，6安徽，4上海，8海南，24广东，28海南，223.染色体构造变异和数目变异(Ⅰ)江苏，16广东，7—海南，19江苏，32广东，6海南，24福建，5广东，254.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)—安徽，31Ⅰ四川，31Ⅱ江苏，32天津，2浙江，32四川，5安徽，45.转基因食品的安全(Ⅰ)————江苏，156.现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)—大纲全国Ⅰ，4山东，2江苏，6广东，25海南，23广东，6天津，4北京，47.生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)—天津，7Ⅱ海南，24广东，27江苏，5北京，3江苏，12北京，4填充关键点思考连接处(1)三种变异在真核生物中是否都存在提示都存在。(2)杂交育种一定比单倍体育种所用时间长吗提示不一定，如要获得隐性类型。(3)自然选择假设何改变基因频率提示通过淘汰不利个体来实现。考点1生物的变异1．观察表中图示区分易位与穿插互换染色体易位穿插互换图解区别发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间属于染色体构造变异(变异类型)属于基因重组(变异类型)可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到2．观察图示，区分生物的变异类型分别发生的变异类型为①缺失；②重复；③倒位；④基因突变。3．单倍体、二倍体和多倍体的区分【思维辨析】(1)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生基因的突变与重组(2013·四川，1D)(√)提示形成幼苗的过程中，不发生基因重组。(2)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化(2011·海南，19C)(×)提示染色体片段的缺失和重复会导致基因的缺失和重复，缺失可导致基因种类减少，但重复只导致基因重复，种类不变，基因突变会造成基因种类的变化。(3)人工诱变所引起的基因突变或染色体变异都是有利的(经典高考题)(×)提示人工诱变是基因突变的一种方式，提高了突变率。基因突变具有多害少利性。(4)观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置(2010·江苏，6C)(×)提示基因突变在光学显微镜下看不见。(5)在有丝分裂和减数分裂的过程中，会由于非同源染色体之间交换一局部片段，导致染色体构造变异(2011·江苏，22C)(√)提示属于易位类型。(6)染色体组整倍性、非整倍性变化必然导致基因种类的增加(2011·海南，19改编)(×)提示染色体组整倍性、非整倍性变化会导致基因数目改变，但种类不变。【归纳提炼】三种可遗传变异的对比类型工程基因突变基因重组染色体变异实质碱基对的替换、增添和缺失控制不同性状的基因的重新组合染色体数目或构造发生变化适用范围生物种类所有生物(包括病毒)均可发生自然状态下只发生于真核生物有性生殖过程中，为核遗传真核生物细胞增殖过程中均可发生生殖无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖类型自然突变、诱发突变穿插互换、自由组合、人工DNA拼接技术染色体构造变异、染色体数目变异发生时期主要在DNA复制时减数分裂四分体时期及减数第一次分裂后期细胞分裂期产生结果产生新的基因只产生新的基因型，不产生新的基因不产生新的基因，但可引起基因数目或排列顺序的变化镜检光学显微镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定光学显微镜下可检出育种应用诱变育种杂交育种、基因工程育种单倍体育种、多倍体育种例1(2013·福建卷，5)某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体别离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。以下表达正确的选项是()A．图甲所示的变异属于基因重组B．观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞C．如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种D．该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代破题思路(1)根据变异发生的范围→确定A选项；(2)回忆染色体存在及观察的最正确时期→确定B选项；(3)根据题干信息→确定C和D选项。个性分析图甲所示的变异属于染色体构造的变异；观察异常染色体可选择有丝分裂的中期或减数分裂的联会或四分体时期；在不考虑其他染色体的情况下，理论上该男子产生的精子类型有6种，即仅具有异常染色体、同时具有14号和21号染色体、同时具有异常染色体和14号染色体、仅具有21号染色体、同时具有异常染色体和21号染色体、仅具有14号染色体；该男子的14号和21号染色体在一起的精子与正常女子的卵细胞结合能生育染色体正常的后代。答案D思维延伸(1)由D选项所述生育正常后代的概率为多少提示eq\f(1,6)。(2)假设异常染色体形成时，没有丧失基因，那么C选项所述该男子产生的精子类型中有多少种是基因数量增加的提示2种。考点2生物的变异与育种完成下面填空，掌握几种育种方式假设a、B为玉米的优良基因，现有AABB、aabb两个品种，控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，实验小组用不同方法进展了实验(如图)。(1)过程①的育种方法是人工诱变育种，其原理是基因突变，最大的优点是能提高突变率，在短时间内获得更多的优良变异类型。(2)过程②→③→④的育种方法是杂交育种，其原理是基因重组，基因型为aaB__的类型经④后子代中aaBB所占比例是1/2。(3)过程②→⑤的育种方法是多倍体育种，过程⑤使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成。(4)过程②→⑥→⑦的育种方法是单倍体育种，其原理是染色体变异，最大的优点是明显缩短育种年限。【思维辨析】(1)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关(2013·安徽，4③)(√)提示同一种形态的染色体有三条，导致联会紊乱。(2)低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极导致染色体加倍(2013·福建，3A改编)(×)提示低温抑制纺锤体的形成。(3)用秋水仙素处理细胞群体，M(分裂)期细胞的比例会减少(2013·浙江，1D)(×)提示秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使细胞停留在M期，用秋水仙素处理细胞群体，M期细胞的比例会增加。【归纳提炼】1．多倍体育种的原理分析2．育种方法的选择根据不同育种要求和提供的不同材料，综合分析选择不同的育种方法，设计相应育种程序。具体分析如下：(1)假设要求培育隐性性状的个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。(2)假设要求快速育种，则应用单倍体育种。(3)假设要求大幅度改进某一品种，使之出现前所未有的性状，则可利用诱变育种的方法。(4)假设要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。(5)假设要求将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可用杂交育种，亦可利用单倍体育种。(6)假设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。(7)假设要求抑制远缘杂交不亲和的障碍，则可以选择基因工程育种。3．动植物杂交育种的区别方法：植物杂交育种中纯合子的获得只能通过逐代自交的方法，不能通过测交方法，子代留种；而动物杂交育种中纯合子的获得一般通过测交的方法，亲代留种。4．澄清“可遗传〞与“可育〞(1)确认是否为可遗传变异的唯一依据是看“遗传物质是否发生变化〞。(2)“可遗传〞≠“可育〞①三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育〞，但它们均属于可遗传的变异——其遗传物质已发生变化，假设将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。②无子番茄“无子〞的原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子〞性状是不可保存到子代的，将无子番茄进展组织培养时，假设能正常受粉，则可结“有子果实〞。例2(2013·浙江卷，32节选)在玉米中，控制某种除草剂抗性(简称抗性，T)与除草剂敏感(简称非抗，t)、非糯性(G)与糯性(g)的基因分别位于两对同源染色体上。有人以纯合的非抗非糯性玉米(甲)为材料，经过EMS诱变处理获得抗性非糯性个体(乙)；甲的花粉经EMS诱变处理并培养等，获得可育的非抗糯性个体(丙)。请答复：(1)获得丙的过程中，运用了诱变育种和______________育种技术。(2)假设要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F1只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F1中选择表现型为______________的个体自交，F2中有抗性糯性个体，其比例是__________。(3)采用自交法鉴定F2中抗性糯性个体是否为纯合子。假设自交后代中没有表现型为____________的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。破题思路(1)明确EMS诱导基因突变；(2)基因突变通常导致成对基因的单个基因发生改变；(3)明确诱变育种、单倍体育种、杂交育种的过程。个性分析(1)甲ttGG产生的花粉为tG，在EMS诱变下通过花药离体培养获得单倍体tg，再由单倍体tg获得可育的丙非抗糯性ttgg，需要秋水仙素处理使染色体加倍，这个过程属于单倍体育种。(2)甲ttGG通过诱变产生乙TtGG，乙和丙ttgg杂交，可以获得TtGg和ttGg，从中选出表现型为抗性非糯性TtGg的个体自交，F2中有抗性糯性T__gg的个体，其比例为3/16。(3)采用自交法，纯合子不会发生性状别离，杂合子出现性状别离。F2中抗性糯性T__gg的个体有可能为TTgg，其自交结果不会出现性状别离。如果出现性状别离且抗性糯性∶非抗糯性＝3∶1则为杂合子Ttgg。答案(1)单倍体(2)抗性非糯性3/16(3)非抗糯性解题模板遗传图解法展示单倍体育种和杂交育种的关系考点3不可无视生物的进化1．完善现代生物进化理论图解2．对比达尔文自然选择学说与现代生物进化理论3．以以以以下图表示生物新物种形成的基本环节，据图答复相关问题(1)A表示突变与基因重组，B表示地理隔离，C表示生殖隔离。(2)生物进化的判断标准是什么答案种群基因频率的改变。(3)新物种的形成必须经过B过程吗答案不一定，除了上述的渐变式，还应有爆发式及人工创造新物种。【思维辨析】(1)突变的可遗传性阻碍生物进化(2012·江苏，5D)(×)提示突变可为生物进化提供原材料。(2)“超级细菌〞耐药性产生的原因是定向突变(2011·广东，25A)(×)提示基因突变具有不定向性。(3)一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境(2010·大纲全国Ⅰ，4C)(√)提示一般来说，生物体适应环境的性状能保存下来，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(2010·山东，2A)(×)提示隔离是物种形成的必要条件，新物种的形成必须经过生殖隔离。(5)自然选择决定了生物变异和进化的方向(2011·江苏，6A)(×)提示自然选择决定生物进化的方向，但不能决定生物变异的方向。(6)生物进化过程的实质在于有利变异的保存(2010·山东，2B)(×)提示生物进化的实质在于种群基因频率的改变。(7)人工培育的新物种只能生活在人工环境中(2010·江苏，12A)(×)提示人工培育的新物种，只要能够适应自然环境的条件，便可以在自然环境中存在下去。(8)进化时基因频率总是变化的(2008·山东，5B改编)(√)提示生物进化的标志就是种群基因频率的改变。【归纳提炼】1．生物进化与物种形成的区别和联系(1)区别：生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此，可以认为种群的基因频率发生改变就意味着生物进化了。而物种的形成是基因频率改变到一定的程度，直到新类群与原种群不能实现基因交流为止(产生了生殖隔离)。可见，二者是量变和质变的关系。(2)联系：生物发生进化，并不一定形成新物种；但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的根基。2．基因频率和基因型频率的计算方法(1)定义法基因频率＝eq\f(种群内某基因总数,种群内某基因和其等位基因的总数)×100%。(2)基因位置法①假设某基因在常染色体上，则基因频率＝eq\f(种群内某基因总数,种群个体数×2)×100%。②假设某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝eq\f(种群内某基因总数,雌性个体数×2＋雄性个体数)×100%。(3)通过基因型频率计算假设AA、Aa、aa的频率，求A(a)的基因频率，则A%＝AA%＋eq\f(1,2)×Aa%；a%＝aa%＋eq\f(1,2)×Aa%。(4)运用哈迪—温伯格平衡定律，由基因频率计算基因型频率①内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(Aa)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。其中p2是AA(纯合子)基因型的频率，2pq是Aa(杂合子)的基因型频率，q2是aa(纯合子)的基因型频率。②适用条件：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着动态平衡的。这五个条件是：种群足够大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发生；没有新基因的参加；没有自然选择。例3(2013·山东卷，6)用基因型为Aa的小麦分别进展连续自交、随机交配，连续自交并逐代淘汰隐性个体，随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。以下分析错误的选项是()A．曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4B．曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4C．曲线Ⅳ的Fn中纯合体的比例比上一代增加(1/2)n＋1D．曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等破题思路(1)明确自交、随机交配的含义；(2)分4种情况推导。个性分析假设Aa分别连续自交和随机交配并淘汰隐性个体，则后代都为(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，淘汰掉aa则F1代Aa的基因型比例都是2/3。而假设F1代再自交则其后代是1/3AA＋2/3Aa(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，淘汰掉aa以后，得到的后代F2是3/5AA＋2/5Aa，Aa所占的比例是0.4；假设F1代再随机交配则可先计算出F1的A和a的基因频率分别为2/3和1/3，依据遗传平衡可计算出F2中AA＝4/9、Aa＝4/9、aa＝1/9，淘汰aa之后则Aa＝1/2，由此推知图中曲线Ⅱ是随机交配并淘汰aa的曲线，曲线Ⅲ是自交并淘汰aa的曲线，进而可知B正确；曲线Ⅱ所示F2代的A、a基因频率分别为3/4和1/4，则随机交配后代中AA＝9/16、Aa＝6/16、aa＝1/16，淘汰aa后，则Aa的基因型频率为2/5，所以A正确；Aa分别连续自交和随机交配不淘汰隐性个体，F1代Aa的基因型频率都是1/2,假设F1代再随机交配，后代的基因型频率不会发生改变，则图中曲线I是随机交配的曲线。而假设F1代再连续自交Aa的基因型频率＝(1/2)n，F2中Aa＝1/4，则可推知图中曲线Ⅳ是自交的结果，曲线Ⅳ中在Fn代纯合体的比例是1－(1/2)n，则比上一代Fn－1增加的数值是1－(1/2)n－[(1－(1/2)n－1)]＝(1/2)n，C项不正确。答案C解题模板自交与自由交配的区别(1)自交强调的是一样基因型个体的交配，如基因型为AA、Aa群体中自交是指：AA×AA、Aa×Aa。(2)随机交配强调的是群体中所有个体自由交配，如基因型为AA、Aa群体中自由交配是：AA×AA、Aa×Aa、AA♀×Aa、Aa♀×AA。考点4生物变异类型的实验探究例4(2013·山东卷，27节选)某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，高茎(H)对矮茎(h)为显性，红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及构造正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。(注：各型配子活力一样；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡)实验步骤：①____________________________________________________________；②观察、统计后代表现型及比例。结果预测：Ⅰ.假设________，则为图甲所示的基因组成；Ⅱ.假设____________________，则为图乙所示的基因组成；Ⅲ.假设____________________，则为图丙所示的基因组成。破题思路(1)选择与该突变体杂交的植株标准应使该突变体的基因功能暴露出来；(2)分类假设看推出的结果三种情况是否不同。个性分析确定基因型可用测交的方法，依题意选择缺失一条染色体的植株mr与该宽叶红花突变体进展测交。假设为图甲所示的基因组成，即MMRr与moro，后代为MmRr、MoRo、Mmrr、Moro，宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1；假设为图乙所示的基因组成，即MMRo与moro，后代为MmRr、MoRo、Mmro、Mooo(幼胚死亡)，宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1；假设为图丙所示的基因组成，即MoRo与moro，后代为MmRr、MoRo、moro、oooo(幼胚死亡)，宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1。(此题不用自交法，M、R位于同一对同源染色体上，别离时连锁，假设子代宽叶红花∶宽叶白花＝3∶1，说明亲本花色的基因组成为Rr；假设为乙或丙，子代个体全为宽叶红花，不能区分)答案①让该宽叶红花突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交，收集并种植种子，长成植株Ⅰ假设子代宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1Ⅱ假设子代宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1Ⅲ假设子代中宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1思维延伸(1)能否让该宽叶红花突变体与缺失一条2号染色体的宽叶白花植株杂交提示不能，因为此杂交方法不能把图乙和图丙所示的突变体区分出来。(2)能否让该宽叶红花突变体与如图乙那种缺失类型的窄叶白花植株杂交提示能。1．基因突变体、染色体构造缺失突变体、染色体数目缺失突变体的判别(1)判别依据：基因突变体只改变了基因种类，基因的数目没有变化；染色体构造缺失突变体减少了缺失段的基因，即缺失局部基因；染色体整条缺失，则导致整条染色体上的基因缺失。(2)判断方法：分别作出假设，选择突变体与缺失一条染色体或一条局部缺失的染色体杂交、测交或自交，看相交后的结果是否不同，假设存在不同，则假设成立。注意具体选用的材料与杂交方法要依题目给定的条件来定。2．变异原因的探究(1)变异的原因及分析①遗传物质的改变引起的变异可在其自交后代或与其他个体的杂交后代中再次出现(即能遗传)。②仅由环境条件的改变引起的变异不能遗传给自交后代或杂交后代。(2)判断变异原因的方法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原因。如果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化引起的，反之，变异性状的出现仅是由环境引起的，遗传物质没有改变。②将变异个体和正常个体培养在一样的条件下，两者没有出现明显变异，则原来的变异性状是由环境引起的。3．染色体变异与基因突变的判别(1)判别依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进展染色体构造与数目的对比可以判断是否发生了染色体变异。4．显性突变与隐性突变的判定(1)理论根基：受到物理、化学和生物因素的影响，AA个体如果突变成Aa个体，则突变性状在当代不会表现也来，只有Aa个体自交后代才会有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，如果aa个体突变成Aa个体，则当代就会表现出突变性状。(2)判断方法①选择突变体与其他未突变体杂交，通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。②植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状别离来进展显性突变与隐性突变的判定。1．(2013·海南卷，22)某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的，如不考虑染色体变异，以下表达错误的选项是()A．该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的B．基因B1和B2编码的蛋白质可以一样，也可以不同C．基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码D．基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中答案D解析A正确，新基因的产生依靠基因突变，基因突变包括碱基对的缺失、增添或替换。B正确，B1、B2基因的碱基排列顺序不同，其转录的mRNA碱基序列也不同，但是mRNA可能出现不同的密码子决定同一种氨基酸的情况，所以可能出现合成一样蛋白质的情况。而碱基排列顺序不同，也可能导致合成蛋白质不同的情况。C正确，生物指导蛋白质合成的过程中，都是使用同一套密码子，这也是证明生物共同起源的有力证据。D错误，B1与B2为等位基因，在同一个细胞中时，存在于同源染色体上，故而可以存在于同一个细胞中。但是二倍体生物的配子遗传物质减半，在不考虑染色体变异的情况下，配子中只含有一个染色体组，不可能含有两个等位基因，故而不可以存在于同一个配子中。2．A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于1号和2号这一对同源染色体上，1号染色体上有局部来自其他染色体的片段，如以以以下图。以下有关表达不正确的选项是(双选)()A．A和a、B和b不符合基因的别离定律B．可以通过显微镜来观察这种染色体移接现象C．染色体片段移接到1号染色体上的现象称为基因重组D．同源染色体上非姐妹染色单体之间发生穿插互换后可能产生4种配子答案AC解析A和a、B和b位于一对同源染色体上，两对等位基因的遗传均遵循基因的别离定律；来源于非同源染色体上的片段移接属于染色体变异；染色体构造的变化可以在显微镜下观察到；同源染色体上非姐妹染色单体之间穿插互换后可能产生4种配子，基因型为AB、Ab、aB、ab。3．(2013·大纲全国卷，5)以下实践活动包含基因工程技术的是()A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株D．用射线照射大豆使其基因构造发生改变，获得种子性状发生变异的大豆答案C解析A项为单倍体育种，原理是染色体变异；B项为杂交育种，原理为基因重组；C项为基因工程育种，需要利用基因工程技术将重组DNA分子导入受体细胞，原理为基因重组；D项为诱变育种，原理为基因突变。4．(2013·天津卷，4)家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性，原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。家蝇种群来源敏感性纯合子/%抗性杂合子/%抗性纯合子/%甲地区78202乙地区64324丙地区84151以下表达正确的选项是()A．上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果B．甲地区家蝇种群中抗性基因频率为22%C．对比三地区抗性基因频率可知乙地区抗性基因突变率最高D．丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果答案D解析分析题干信息及表格信息可知，对杀虫剂抗性基因的基本来源是基因突变(碱基对替换)，三个地区普遍存在三种基因型的个体，只是概率不同，说明主要是受到遗传和各自环境的选择作用造成的，因而A选项、C选项错误，D选项正确；甲地区家蝇种群中抗性基因频率为：eq\f(20＋2×2,100×2)×100%＝12%，B选项错误。5．果蝇的染色体组如以以以下图。如果Ⅳ号染色体多一条(这样的个体称为Ⅳ—三体)或少一条(Ⅳ—单体)均能正常生活，而且可以繁殖后代。三体在减数分裂时，3条同源染色体中的任意2条配对联会并正常别离，另一条染色体随机移向细胞一极，各种配子的形成时机和可育性一样。请分析答复以下问题：(1)Ⅳ—三体雄果蝇在减数分裂时可产生________种配子，次级精母细胞中含Y染色体的数目是________。(2)野生型果蝇(EE)经基因突变可形成无眼果蝇(ee)，该等位基因位于Ⅳ号染色体，据此答复以下问题：(注：实验中的亲本无眼果蝇染色体组成均正常)①基因E和e的基本区别是__________________________________________________。②将无眼果蝇与野生型Ⅳ—单体果蝇杂交，子一代的表现型及比例_______________。③将无眼果蝇与野生型Ⅳ—三体果蝇杂交，子一代中，正常∶三体等于____________。选择子一代中的Ⅳ—三体雌果蝇与无眼雄果蝇测交，请用遗传图解表示该测交过程(需有配子及子代的种类和比例)。答案(1)40、1、2(2)①脱氧核苷酸序列不同②野生型∶无眼＝1∶1③1∶1配子和子代卵细胞精子1EE2Ee2E1ee1EEe2Eee2Ee1ee表现型野生型野生型野生型无眼比例51解析(1)Ⅳ—三体雄果蝇在减数分裂时可产生Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、X和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、Y和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y4种配子；次级精母细胞中含Y染色体的数目为0(同源染色体别离后含X染色体的次级精母细胞)、1(同源染色体别离后含两条Y姐妹染色单体的次级精母细胞)、2(两条Y姐妹染色单体分开后的次级精母细胞)。(2)等位基因的区别在于脱氧核苷酸的排列顺序不同。一、单项选择题1．以下关于基因重组的说法，不正确的选项是()A．减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合属于基因重组B．受精作用过程中配子的自由组合属于基因重组C．我国科学家培育抗虫棉，利用的原理是基因重组D．将活的R型细菌与加热杀死的S型细菌混合，局部R型细菌转化为S型细菌属于基因重组答案B解析A正确，基因重组分为两类，减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合；四分体时期同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换。B错误，受精作用过程中配子的自由组合不属于基因重组。C正确，基因工程培育抗虫棉将抗虫基因与棉花的染色体DNA整合在一起，属于基因重组。D正确，加热杀死的S型细菌的DNA进入活的R型细菌内，使R型细菌与S型细菌的基因发生重组。2．DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G。推测“P〞可能是()A．胸腺嘧啶B．腺嘌呤C．胸腺嘧啶或腺嘌呤D．胞嘧啶或鸟嘌呤答案D解析根据半保存复制的特点，DNA分子经过两次复制后，突变链形成的两个DNA分子中含有U—A、A—T碱基对，而另一条正常链形成的两个DNA分子中含有G—C、C—G碱基对，因此被替换的碱基“P〞可能是G，也可能是C。3．细胞的有丝分裂与减数分裂都有可能产生可遗传的变异，其中不能发生在有丝分裂过程的变异是()A．非同源染色体自由组合，导致基因重组B．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变C．非同源染色体某片段移接，导致染色体构造变异D．染色体不能别离或不能移向两极，导致染色体数目变异答案A解析减数分裂与有丝分裂过程均可以发生基因突变、染色体变异，有丝分裂过程不发生基因重组，基因重组只发生在减数分裂过程中。4．以下有关生物变异来源的表达，正确的选项是()A．基因突变发生于特定的DNA分子片段，一定会产生新的等位基因，不一定会引起生物性状的改变，电子显微镜下才能看到B．自然条件下的基因重组一般只发生于有性生殖产生配子的减数分裂过程中。一对表现型正常的夫妇生出白化病(aa)儿子的变异来源是基因重组C．用适宜浓度生长素类似物处理后得到的无子番茄的果肉细胞进展植物组织培养，获得的植株含两个染色体组，所以番茄的无子性状属于可遗传的变异D．生物个体发生的染色体变异，无论是染色体构造变异，还是染色体数目变异，显微镜下都能观察到答案D解析突变一定会产生原基因的等位基因，但不一定会改变生物的性状，基因突变在电子显微镜下无法观察到；自然条件下基因重组一般发生在有性生殖的减数第一次分裂前期和后期，即在减数分裂过程中非同源染色体上非等位基因自由组合，一对等位基因不会发生基因重组；用适宜浓度的生长素类似物处理后得到无子番茄，用其果肉细胞进展植物组织培养，获得的植株含有两个染色体组，但番茄自身的遗传物质并未发生改变，因此其无子性状属于不可遗传的变异。5．(2013·四川卷，5)大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到假设干单倍体植株，其中抗病植株占50%。以下表达正确的选项是()A．用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性B．单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体C．植株X连续自交假设干代，纯合抗病植株的比例逐代降低D．放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向答案A解析单倍体植株的体细胞仍具全能性，故A正确；单倍体植株的细胞中有20条染色体，在有丝分裂后期染色体数目加倍，应含40条染色体；杂合子连续自交，其纯合度提升；基因突变可为生物进化提供原材料，不能决定生物的进化方向；生物的进化方向取决于“自然选择〞，故B、C、D选项所述不正确。6．急性早幼粒细胞白血病是最凶险的一种白血病，发病机理如以以以下图，2010年度国家最高科学技术奖获得者王振义院士创造的“诱导分化疗法〞联合应用维甲酸和三氧化二砷治疗该病。维甲酸通过修饰PML－RARa，使癌细胞重新分化“改邪归正〞；三氧化二砷则可以引起这种癌蛋白的降解，使癌细胞发生局局部化并最终进入凋亡。以下有关分析不正确的选项是()A．这种白血病是早幼粒细胞发生了染色体变异引起的B．这种白血病与早幼粒细胞产生新的遗传物质有关C．维甲酸和三氧化二砷均改变了癌细胞的DNA构造D．“诱导分化疗法〞将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞答案C解析根据图中信息判断，急性早幼粒细胞白血病是由染色体甲和染色体乙间发生了染色体构造变异中的易位导致的；该遗传病是由染色体甲和染色体乙发生易位后形成了融合基因导致的，故该过程中遗传物质发生改变；据信息判断维甲酸可修饰融合基因，三氧化二砷可导致该癌蛋白降解，最终使癌细胞凋亡，但没有改变癌细胞的DNA构造；“诱导分化疗法〞可以抑制早幼粒细胞分化成癌细胞，减少骨髓中癌细胞的产生。7．(2013·海南卷，15)果蝇长翅(V)和残翅(v)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，假设再向该种群中引入20000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的表达，错误的选项是()A．v基因频率降低了50%B．V基因频率增加了50%C．杂合果蝇比例降低了50%D．残翅果蝇比例降低了50%答案B解析因该果蝇种群长期保持vv的基因型为4%，由此算出v＝0.2，V＝0.8，进而计算出引入纯种长翅果蝇前，vv有0.04×20000＝800，Vv有2×0.2×0.8×20000＝6400，VV有0.8×0.8×20000＝12800。引入后，基因频率v＝(800×2＋6400)/(40000×2)＝0.1，V＝1－0.1＝0.9，故A正确，B错误。因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率降低50%，C、D正确。8．关于植物染色体变异的表达，正确的选项是()A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化答案D解析染色体组整倍性变化导致基因数量变化，不能导致基因种类增加；基因突变导致新基因的产生，染色体变异不能导致新基因产生；染色体片段的缺失和重复导致基因数量减少和增加，不能导致基因种类变化；染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化，故D正确。9．(2013·江苏卷，12)如图为四个物种的进化关系树(图中百分数表示各物种与人类的DNA相似度)。DNA碱基进化速率按1%/百万年计算，以下相关论述合理的是()A．四个物种都由共同祖先通过基因突变而形成B．生殖隔离是物种朝不同方向开展的决定性因素C．人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积D．大猩猩和人类的亲缘关系，与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近一样答案C解析物种的形成是遗传变异、选择和隔离三个环节共同作用的结果，A错误；自然选择决定生物进化的方向，B错误；人与黑猩猩的DNA差异百分比是0.99%，而碱基进化速率为1%/百万年，通过计算可知人与黑猩猩的DNA差异经历99万年左右的积累，C正确；通过DNA的差异百分比可知，人与大猩猩的亲缘关系较大猩猩与非洲猴的亲缘关系近得多，D错误。二、双项选择题10．(2013·江苏卷，25)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是()A．利用①、③品种间杂交筛选获得aB．对品种③进展染色体加倍处理筛选获得bC．a、b和c的培育均可采用诱变育种方法D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c答案CD解析利用①、②品种间杂交后筛选可获得a，A错误；染色体加倍并不改变原有的基因，只有通过诱变育种，可由③选育出b，B错误；诱变育种和转基因技术均可获得原品种不具有的新性状，故C、D对。11．以下关于育种方法的表达，正确的选项是()A．用杂交的方法进展育种，从F1自交后代中可筛选出符合人类需要的优良品种B．用辐射的方法进展诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的植株具备更多优良性状C．用基因型为DdTt的植株进展单倍体育种，所育的新品种自交后代中均为纯合子D．用基因型为DdTt的植株进展多倍体育种，所育的新品种和原品种杂交一定能产生可育后代答案AC解析诱变育种的生物学原理为基因突变，基因突变具有多害少利和不定向的特点，故诱变后的植株不一定比诱变前的植株具备更多优良性状，故B错误。用基因型为DdTt的植株进展单倍体育种，产生的新品种全为纯合子，其自交后代也全为纯合子，故C正确。二倍体植株染色体加倍后成为四倍体植株，四倍体植株和原二倍体植株杂交得到的三倍体植株是高度不育的，故D错误。12．普通果蝇的第3号染色体上的三个基因，按猩红眼－桃色眼－三角翅脉(St－P－DI)的顺序排列；同时，这三个基因在另一种果蝇中的顺序是St－DI－P，我们把这种染色体构造变异方式称为倒位。仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差异。据此，以下说法正确的选项是()A．倒位和发生在同源染色体之间的穿插互换一样，属于基因重组B．倒位后的染色体与其同源染色体局部区段仍能发生联会C．自然情况下，这两种果蝇之间不能产生可育子代D．由于倒位没有改变基因的种类，所以发生倒位的果蝇的性状不变答案BC解析倒位属于染色体构造变异，而穿插互换属于基因重组，发生在同源染色体之间；倒位后的染色体与其同源染色体局部区段仍能发生联会；倒位可能会导致果蝇性状发生改变。三、非选择题13．如图为某植物种群(雌雄同花且为纯合子)中甲植株的A基因(扁茎)和乙植株的B基因(缺刻叶)发生突变的过程。A基因和B基因是独立遗传的，请分析该过程，答复以下问题：(1)简述上图两个基因发生突变的过程：______________________________________________________________________________________________________________。(2)突变产生的a基因与A基因的关系是，a基因与B基因的关系是________________________。(3)假设a基因与b基因分别控制圆茎和圆叶，则突变后的甲、乙两植株的基因型分别为________、________，表现型分别为________________、________________。(4)请你利用突变后的甲、乙两植株作为实验材料，设计杂交实验程序，培育出具有圆茎圆叶的欣赏植物品种。_____