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專題四遺傳、變異和進(jìn)化,第三講生物的變異與進(jìn)化,體驗(yàn)高考,一、理解能力,1．(2010全國(guó)Ⅰ，4)關(guān)于在自然條件下，某隨機(jī)交配種群中等位基因A、a頻率的敘述，錯(cuò)誤的是()A．在某種條件下兩種基因的頻率可以相等B．該種群基因頻率的變化只與環(huán)境的選擇作用有關(guān)C．一般來(lái)說(shuō)，頻率高的基因所控制的性狀更適應(yīng)環(huán)境D．持續(xù)選擇條件下，一種基因的頻率可以降為零,解析：遺傳漂變和遷移也是造成種群基因頻率發(fā)生變化的重要原因，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。在自然條件下，通過(guò)選擇兩種基因的頻率可能相等；持續(xù)選擇條件下，某種基因的頻率可以降為零；優(yōu)勝劣汰的結(jié)果是頻率高的基因所控制的性狀更適應(yīng)環(huán)境。故選項(xiàng)A、C、D均正確。答案：B,2．(2010山東理綜，2)下列符合現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的敘述是()A．物種的形成可以不經(jīng)過(guò)隔離B．生物進(jìn)化過(guò)程的實(shí)質(zhì)在于有利變異的保存C．基因突變產(chǎn)生的有利變異決定生物進(jìn)化的方向D．自然選擇通過(guò)作用于個(gè)體而影響種群的基因頻率解析：根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的內(nèi)容可知，隔離導(dǎo)致物種形成，物種形成可以不經(jīng)過(guò)地理隔離，但必須有生殖隔離；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的定向改變；自然選擇決定生物進(jìn)化的方向；自然選擇的直接作用對(duì)象是個(gè)體，通過(guò)對(duì)個(gè)體的選擇作用來(lái)改變種群的基因頻率。答案：D,二、獲取信息的能力,3．(2010福建理綜，5)下圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生一種突變，導(dǎo)致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是(),A．①處插入堿基對(duì)G—CB．②處堿基對(duì)A—T替換為G—CC．③處缺失堿基對(duì)A—TD．④處堿基對(duì)G—C替換為A—T,解析：首先由賴氨酸的密碼子分析轉(zhuǎn)錄模板基因堿基為T(mén)TC，確定賴氨酸的密碼子為AAG，①③處插入、缺失堿基對(duì)會(huì)使其后編碼的氨基酸序列發(fā)生改變，④處堿基對(duì)替換后密碼子為AAA還是賴氨酸，②處堿基對(duì)替換后密碼子為GAG，對(duì)應(yīng)谷氨酸。答案：B,,,5．(2010天津理綜，7Ⅱ)某地區(qū)從1964年開(kāi)始使用殺蟲(chóng)劑殺滅蚊子幼蟲(chóng)，至1967年中期停用。右圖是五年間蚊子幼蟲(chóng)基因型頻率變化曲線。R表示殺蟲(chóng)劑抗性基因，S表示野生敏感型基因。據(jù)圖回答：,(1)R基因的出現(xiàn)是的結(jié)果。(2)在RR基因型頻率達(dá)到峰值時(shí)，RS、SS基因型頻率分別為4%和1%，此時(shí)R基因的頻率為_(kāi)_______。(3)1969年中期RR基因型幾乎消失，表明在的環(huán)境條件下，RR基因型幼蟲(chóng)比SS基因型幼蟲(chóng)的生存適應(yīng)能力________。(4)該地區(qū)從此不再使用殺蟲(chóng)劑。預(yù)測(cè)未來(lái)種群中，最終頻率最高的基因型是_____，原因是。,基因突變,97%,不再使用殺蟲(chóng)劑,低,SS,在不使用殺蟲(chóng)劑環(huán)境下，持續(xù)的選擇作用使,R基因頻率越來(lái)越低,,三、實(shí)驗(yàn)與探究能力,6．(2010福建理綜，3)下列關(guān)于低溫誘導(dǎo)染色體加倍實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A．原理：低溫抑制染色體著絲點(diǎn)分裂，使子染色體不能分別移向兩極B．解離：鹽酸酒精混合液和卡諾氏液都可以使洋蔥根尖解離C．染色：改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色D．觀察：顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變解析：低溫誘導(dǎo)染色體加倍的原理：抑制紡錘體的形成，使子染色體不能分別移向兩極；卡諾氏液用于染色體的固定，解離液為鹽酸酒精混合液；低溫誘導(dǎo)染色體加倍的時(shí)期是前期，大多數(shù)細(xì)胞處于間期；改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以用于染色體的染色。答案：C,7．(2010全國(guó)新課標(biāo)，6)在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開(kāi)紅花的豌豆植株，推測(cè)該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測(cè)是否正確，應(yīng)檢測(cè)和比較紅花植株與白花植株中()A．花色基因的堿基組成B．花色基因的DNA序列C．細(xì)胞的DNA含量D．細(xì)胞的RNA含量解析：基因是DNA分子上有遺傳效應(yīng)的片段，基因突變是指基因結(jié)構(gòu)的改變，包括DNA上堿基對(duì)的增添、缺失和替換，不是堿基的組成發(fā)生改變，也不是細(xì)胞中的DNA含量變化和RNA含量變化，故A、C、D項(xiàng)都是錯(cuò)誤的。答案：B,四、綜合應(yīng)用能力,8．(2010江蘇生物，10)為解決二倍體普通牡蠣在夏季因產(chǎn)卵而出現(xiàn)肉質(zhì)下降的問(wèn)題，人們培育出三倍體牡蠣。利用普通牡蠣培育三倍體牡蠣合理的方法是()A．利用水壓抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新個(gè)體B．用被γ射線破壞了細(xì)胞核的精子刺激卵細(xì)胞，然后培育形成新個(gè)體C．將早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核植入去核卵細(xì)胞中，然后培育形成新個(gè)體D．用化學(xué)試劑阻止受精后的次級(jí)卵母細(xì)胞釋放極體，然后培育形成新個(gè)體解析：A、B、C項(xiàng)分別得到四倍體、單倍體和二倍體，選項(xiàng)D中，化學(xué)試劑阻止了次級(jí)卵母細(xì)胞的正常分裂，生成含有兩個(gè)染色體組的卵細(xì)胞，與精子(含一個(gè)染色體組)結(jié)合后，受精卵含三個(gè)染色體組，經(jīng)培育形成三倍體牡蠣，故正確答案為D。答案：D,9．(2010江蘇生物，12)根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，下列觀點(diǎn)正確的是()A．人工培育的新物種只能生活在人工環(huán)境中B．生物進(jìn)化的方向與基因突變的方向一致C．冬季來(lái)臨時(shí)植物葉中可溶性糖含量增高是為了更好地防止凍害D．受農(nóng)藥處理后種群中抗藥性強(qiáng)的個(gè)體有更多機(jī)會(huì)將基因傳遞給后代解析：抗藥性強(qiáng)的個(gè)體更能適應(yīng)環(huán)境，生存下來(lái)的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)將基因傳給后代，D項(xiàng)正確；通過(guò)人工培育獲得的新物種也能生活在自然環(huán)境中；生物進(jìn)化的方向是定向的，而基因突變是不定向的，二者的方向不一定相同；C項(xiàng)不屬于現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的觀點(diǎn)。答案：D,10．(2010安徽理綜，31Ⅰ)如圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子，誘變當(dāng)代獲得棕色(纖維顏色)新性狀，誘變1代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對(duì)基因(A、a)控制，棉酚含量由另一對(duì)基因(B、b)控制，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。,(1)兩個(gè)新性狀中，棕色是________性狀，低酚是________性狀。(2)誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是________，白色、高酚的棉花植株基因型是________。(3)棕色棉抗蟲(chóng)能力強(qiáng)，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲(chóng)高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域，從的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請(qǐng)你利用該純合體作為一個(gè)親本，再?gòu)恼T變1代中選擇另一個(gè)親本，設(shè)計(jì)一方案，盡快選育出抗蟲(chóng)高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。,顯性,隱性,AaBB,aaBb,不發(fā)生性狀分離(或全為棕色棉，或沒(méi)有出現(xiàn)白色棉),解析：(1)由誘變當(dāng)代自交，誘變1代發(fā)生性狀分離可確定棕色為顯性性狀，低酚是隱性性狀。(2)由誘變當(dāng)代棕色、高酚自交結(jié)果，顏色發(fā)生性狀分離，高酚穩(wěn)定遺傳，可確定棕色高酚植株的基因型為AaBB，同理可確定白色高酚植株的基因型為aaBb。(3)誘變1代中棕色高酚植株有純合AABB和雜合的AaBB，自交不發(fā)生性狀分離的為純合體AABB。要培育棕色低酚的純合植株AAbb，需用AABB植株與誘變1代的白色低酚aabb植株雜交，因要求盡快選育則需用可明顯縮短育種年限的單倍體育種法育種。,考點(diǎn)1三種可遺傳變異的相關(guān)知識(shí)整合,1．三種可遺傳變異的比較,,2.網(wǎng)絡(luò)圖示(1)基因突變的原因、特點(diǎn)等,(2)基因重組與進(jìn)化的關(guān)系,(3)細(xì)胞分裂圖示,1．交叉互換與染色體易位的區(qū)別,2.基因突變與性狀的關(guān)系(1)基因片段上堿基對(duì)的種類發(fā)生改變不一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀的改變，原因可有三：①突變部位可能在非編碼部位(內(nèi)含子和非編碼區(qū))。②基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。③基因突變?nèi)魹殡[性突變，如AA→Aa，也不會(huì)導(dǎo)致性狀的改變。(2)基因突變對(duì)后代性狀的影響①基因突變發(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中，突變可通過(guò)無(wú)性生殖傳給后代，但不會(huì)通過(guò)有性生殖傳給后代。,②基因突變發(fā)生在精子或卵細(xì)胞形成的減數(shù)分裂過(guò)程中，突變可能通過(guò)有性生殖傳給后代。③生殖細(xì)胞的突變率一般比體細(xì)胞的突變率高，這是因?yàn)樯臣?xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)對(duì)外界環(huán)境變化更加敏感。(3)基因突變引起性狀的改變，具有突變性狀的個(gè)體能否把突變基因傳給后代，要看這種突變性狀是否有很強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境的能力。若有，則為有利突變，可通過(guò)繁殖傳給后代，否則為有害突變，被淘汰掉。,3．單倍體、二倍體和多倍體,,【例1】(改編題)下列與變異有關(guān)的敘述中，正確的是()A．子代的性狀分離是基因重組的結(jié)果B．用二倍體植物的花藥離體培養(yǎng)，能得到葉片和果實(shí)較小的單倍體植物C．肺炎雙球菌抗藥性的變異來(lái)源有基因突變、基因重組和染色體變異三種類型D．若蝗蟲(chóng)的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中由一個(gè)著絲點(diǎn)相連的兩條染色單體所攜帶的基因不完全相同，其原因最可能是發(fā)生過(guò)交叉互換,答案：D,【例2】(濟(jì)寧5月模擬)右圖為果蠅體細(xì)胞染色體圖解，以下敘述錯(cuò)誤的是()A．從染色體組成分析，如圖所示的果蠅可以產(chǎn)生16種配子B．圖中所示的細(xì)胞具有兩個(gè)染色體組，其中Y染色體上的基因并不全是控制性別的基因C．對(duì)此果蠅進(jìn)行基因組測(cè)序時(shí)需要檢測(cè)5條染色體上基因的脫氧核苷酸排列順序D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X(或Y)四條染色體攜帶了控制果蠅生長(zhǎng)發(fā)育所需的全部遺傳信息,答案：C,1．關(guān)于育種方案的“選取”(1)單一性狀類型：生物的優(yōu)良性狀是由某對(duì)基因控制的單一性狀，其呈現(xiàn)方式、育種方式、原理及舉例列表如下：,(2)兩個(gè)或多個(gè)性狀類型：兩個(gè)或多個(gè)性狀分散在不同的品種中，首先要實(shí)現(xiàn)控制不同性狀基因的重組，再選育出人們所需要的品種，這可以從不同的水平上加以分析：①個(gè)體水平上：運(yùn)用雜交育種的方法實(shí)現(xiàn)控制不同優(yōu)良性狀基因的重組。為了縮短育種年限，可采用單倍體育種的方法。②細(xì)胞水平上：利用植物體細(xì)胞雜交，從而實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的重組。③分子水平上：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將控制優(yōu)良性狀的基因?qū)肓硪簧矬w內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)基因重組。,2．不同需求的育種方法選擇與分析(1)育種的目的：育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀(抗逆性好、生活力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良)的新品種，以便更好地為人類服務(wù)。從基因組成上看，目標(biāo)品種可能是純合子，可防止后代發(fā)生性狀分離，便于制種和推廣；也有可能是雜合子，即利用雜種優(yōu)勢(shì)的原理，如雜交水稻的培育、玉米的制種等。(2)不同需求的育種方法①若要培育隱性性狀個(gè)體，則可用自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。②有些植物如小麥、水稻等，雜交實(shí)驗(yàn)較難操作，則最簡(jiǎn)便的方法是自交。③若要快速獲得純種，則用單倍體育種方法。④若實(shí)驗(yàn)植物為營(yíng)養(yǎng)繁殖類如土豆、地瓜等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。,⑤若要培育原先沒(méi)有的性狀，則可用誘變育種。⑥若要提高品種產(chǎn)量，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，可用多倍體育種。⑦動(dòng)、植物雜交育種中應(yīng)特別注意語(yǔ)言敘述：植物雜交育種中純合子的獲得一般通過(guò)逐代自交的方法；而動(dòng)物雜交育種中純合子的獲得一般不通過(guò)逐代自交，而通過(guò)雙親雜交獲得F1，F(xiàn)1雌雄個(gè)體間交配，選F2與異性隱性純合子測(cè)交的方法。,【例3】(改編題)玉米(2N＝20)是重要的糧食作物之一。已知玉米的高稈、易倒伏(A)對(duì)矮稈、抗倒伏(a)為顯性，抗病(B)對(duì)易感病(b)為顯性，控制上述兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上?，F(xiàn)有兩個(gè)純合的玉米品種甲(AABB)和乙(aabb)，據(jù)此培養(yǎng)AAbb品種。根據(jù)材料分析回答：,(1)由品種AABB、aabb經(jīng)過(guò)a、b、c過(guò)程培育出新品種的育種方式稱為_(kāi)_______，F(xiàn)2的高稈抗病玉米中純合子占________。(2)將圖1中F1與另一玉米品種丙雜交，后代的表現(xiàn)型及其比例如圖2所示，則丙的基因型為_(kāi)_______。(3)過(guò)程e常采用________________由AaBb得到Ab個(gè)體。與過(guò)程a、b、c的育種方法相比，過(guò)程a、e、f的優(yōu)勢(shì)是。與過(guò)程g的育種方式相比，過(guò)程d育種的優(yōu)勢(shì)是。,雜交育種,1/9,aaBb,花藥離體培養(yǎng),明顯縮短育種年限,能定向改造生物性狀,(4)上述育種方法中，最不容易獲得矮稈目標(biāo)品種的是[]，原因是_____________________________________________________。,g,誘變育種,基因突變的頻率較低，而且是不定向的,(5)欲使玉米中含有某種動(dòng)物蛋白成分可采用上述[]育種方法，若現(xiàn)有玉米均為晚熟品種，欲培育早熟品種可采用[]方法。(6)在一塊高稈(純合子)玉米田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈玉米。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究該性狀出現(xiàn)的可能的原因(簡(jiǎn)要寫(xiě)出所用方法、結(jié)果和結(jié)論)。,d,基因工程,g,誘變育種,將矮稈玉米與高稈玉米雜交；如果子一代為高稈，子二代高稈∶矮稈＝3∶1(或出現(xiàn)性狀分離)，則矮稈性狀是基因突變?cè)斐傻?；否則，矮稈性狀是環(huán)境引起的?；虬捰衩着c高稈玉米種植在相同環(huán)境條件下，如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則矮稈性狀是環(huán)境引起的；否則，矮稈性狀是基因突變的結(jié)果,,,,,考點(diǎn)3生物進(jìn)化相關(guān)問(wèn)題的整合,1．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論與達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的比較,,,3．運(yùn)用現(xiàn)代進(jìn)化理論分析生物的進(jìn)化適應(yīng)性和新物種的形成,生物進(jìn)化與生物多樣性的形成：1．生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，因此，可認(rèn)為生物基因頻率發(fā)生了改變就意味著生物發(fā)生了進(jìn)化。2．生物進(jìn)化不等于物種的形成。物種形成的必要條件是生殖隔離，是基因頻率改變發(fā)展到不能實(shí)現(xiàn)基因交流的程度實(shí)現(xiàn)的。3．物種形成的方式(1)物種的形成有多種方式，主要為漸變式。,(2)爆發(fā)式物種的形成主要是以染色體數(shù)目變化的方式形成新物種。一出現(xiàn)可以很快達(dá)到生殖隔離。,(3)染色體結(jié)構(gòu)變化是形成新物種的另一種方式，發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變化的個(gè)體和原始物種雜交，可育性降低。形成初步的生殖隔離，以后經(jīng)過(guò)進(jìn)一步演化形成新的物種。,【例4】下圖表示生物新物種形成的基本環(huán)節(jié)，對(duì)圖示分析正確的是(),A．圖中A表示基因突變和基因重組，為進(jìn)化提供原材料B．種群基因頻率的定向改變是形成新物種的前提C．圖中B表示地理隔離，是新物種形成的必要條件D．圖中C表示生殖隔離，指兩種生物不能雜交產(chǎn)生后代,答案：B,【例5】(江蘇卷改編)某植物種群中，AA個(gè)體占16%，aa個(gè)體占36%，請(qǐng)問(wèn)：(1)該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中，AA個(gè)體百分比為_(kāi)_______，A的基因頻率________，a的基因頻率________，與親代種群相比是否發(fā)生了進(jìn)化？請(qǐng)簡(jiǎn)述理由。_________________________________________。(2)若該種群全部自交，則產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體百分比為_(kāi)_______，A的基因頻率________，與親代種群相比是否發(fā)生了進(jìn)化？簡(jiǎn)述理由。______________________________________________________。,16%,40%,60%,沒(méi)有進(jìn)化，因?yàn)榉N群的基因頻率沒(méi)有發(fā)生變化,28%,40%,沒(méi)有進(jìn)化，因?yàn)榉N群的基因頻率沒(méi)有發(fā)生變化,(3)若在某環(huán)境條件下，具有隱性性狀的個(gè)體均被淘汰，則該植物種群中隨機(jī)交配的方式有________種。若是顯性個(gè)體被淘汰，A的基因頻率比a的基因頻率(下降或上升得快、慢、差不多)。原因是________________________________________。由此可見(jiàn)，自然選擇使種群，從而決定了生物進(jìn)化方向。,3,下降得快,前者雜合子也受到選擇作用，后者則不然,基因頻率定向改變,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,浮想聯(lián)篇,核心術(shù)語(yǔ)：1．自然選擇學(xué)說(shuō)(過(guò)度繁殖、生存斗爭(zhēng)、遺傳和變異、適者生存)2．種群(基因庫(kù)、基因頻率)、物種3．突變(基因突變和染色體變異)和基因重組4．隔離(地理隔離、生殖隔離)5．共同進(jìn)化、生物多樣性(基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性)內(nèi)連外展：本講常將變異的內(nèi)容與基因控制蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞分裂、育種和進(jìn)化等知識(shí)相結(jié)合進(jìn)行考查；與航天育種等結(jié)合起來(lái)考查基因突變的產(chǎn)生、結(jié)果分析與特點(diǎn)；育種方面常常通過(guò)新的背景材料，綜合考查各種育種知識(shí)；結(jié)合單倍體、二倍體與多倍體的概念及染色體組的內(nèi)容，考查變異原因與變異類型的判斷與探究；生物進(jìn)化以選擇題為主，主要突出對(duì)基本概念和原理的考查。,內(nèi)化知識(shí)、系統(tǒng)歸納、編織成網(wǎng)，方能做到游刃有余,