2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) 第一部分 知識(shí)落實(shí)篇 專(zhuān)題四 遺傳、變異和進(jìn)化 第3講 變異、育種和變化講解1.基因重組及其意義()。2基因突變的特征和原因()。3染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異()。4生物變異在育種上的應(yīng)用()。5轉(zhuǎn)基因食品的安全()。6現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容()。7生物進(jìn)化與生物多樣性的形成()。1(xx新課標(biāo)卷)下列關(guān)于人類(lèi)貓叫綜合征的敘述，正確的是(A)A該病是由于特定的染色體片段缺失造成的B該病是由于特定染色體的數(shù)目增加造成的C該病是由于染色體組數(shù)目成倍增加造成的D該病是由于染色體中增加某一片段引起的解析：本題通過(guò)染色體變異考查學(xué)生識(shí)記和理解能力，難度較小。人類(lèi)貓叫綜合征是人的5號(hào)染色體部分缺失引起的，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2(xx安徽卷)現(xiàn)有兩個(gè)非常大的某昆蟲(chóng)種群，個(gè)體間隨機(jī)交配，沒(méi)有遷入和遷出，無(wú)突變，自然選擇對(duì)A和a基因控制的性狀沒(méi)有作用。種群1的A基因頻率為80%，a基因頻率為20%；種群2的A基因頻率為60%，a基因頻率為40%。假設(shè)這兩個(gè)種群大小相等，地理隔離不再存在，兩個(gè)種群完全合并為一個(gè)可隨機(jī)交配的種群，則下一代中Aa的基因型頻率是(C)A75%B50%C42%D21%解析：根據(jù)題意可知兩個(gè)非常大的某昆蟲(chóng)種群，在個(gè)體間隨機(jī)交配，沒(méi)有遷入和遷出，無(wú)突變，自然選擇對(duì)A和a基因控制的性狀沒(méi)有作用情況下合并為一個(gè)種群，可以認(rèn)為原先兩個(gè)種群的大小相同，得知兩個(gè)種群合并后的種群的A基因頻率為70%，a基因頻率為30%，根據(jù)哈迪定律可知下一代中的Aa的基因型頻率為270%30%42%，所以C正確。3(xx上海卷)圖中顯示了染色體及其部分基因，對(duì)和過(guò)程最恰當(dāng)?shù)谋硎龇謩e是(C)A交換、缺失 B倒位、缺失C倒位、易位 D交換、易位解析：過(guò)程中F與m位置相反，表示是染色體的倒位，過(guò)程只有F，沒(méi)有m，但多出了一段原來(lái)沒(méi)有過(guò)的染色體片段，表示是染色體的易位，C正確。4(xx海南卷)某動(dòng)物種群中，AA、Aa和aa基因型的個(gè)體依次占25%、50%、25%。若該種群中的aa個(gè)體沒(méi)有繁殖能力，其他個(gè)體間可以隨機(jī)交配，理論上，下一代AA：Aa：aa基因型個(gè)體的數(shù)量比為(B)A331 B441C120 D121解析：若該種群的aa個(gè)體沒(méi)有繁殖能力，其他個(gè)體間(即1/3AA、2/3Aa)可以隨機(jī)交配，用配子法產(chǎn)生雌雄配子的概率2/3A1/3a2/3A4/9AA2/9Aa1/3a2/9Aa1/9aa則下一代AA：Aa：aa基因型個(gè)體的數(shù)量比4415(xx新課標(biāo)卷)假設(shè)某果蠅種群中雌雄個(gè)體數(shù)目相等，且對(duì)于A和a這對(duì)等位基因來(lái)說(shuō)只有Aa一種基因型。回答下列問(wèn)題：(1)若不考慮基因突變和染色體變異，則該果蠅種群中A基因頻率：a基因頻率為_(kāi)。理論上該果蠅種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的第一代中AA、Aa和aa的數(shù)量比為_(kāi)，A基因頻率為_(kāi)。(2)若該果蠅種群隨機(jī)交配的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是第一代中只有Aa和aa兩種基因型，且比例為21，則對(duì)該結(jié)果最合理的解釋是_。根據(jù)這一解釋?zhuān)谝淮匐S機(jī)交配，第二代中Aa和 aa基因型個(gè)體數(shù)量的比例應(yīng)為_(kāi)。解析：(1)該種群中，“雌雄個(gè)體數(shù)目相等，且對(duì)于A和a這對(duì)等位基因來(lái)說(shuō)只有Aa一種基因型”，A和a的基因頻率均為50%，A基因頻率：a基因頻率0.50.511。該果蠅種群隨機(jī)交配，(Aa)(Aa)1AA2Aa1aa，則A的基因頻率為0.5。(2)“若該果蠅種群隨機(jī)交配的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是第一代中只有Aa和aa兩種基因型”，說(shuō)明基因型為AA的個(gè)體不能存活，即基因A純合致死。第一代Aaaa21，產(chǎn)生的配子比例為Aa21，自由交配，若后代都能存活，其基因型為AAAaaa144，Aa和aa基因型個(gè)體數(shù)量的比例為11。答案：(1)111210.5(2)A基因純合致死11填充關(guān)鍵點(diǎn)思考連接處(1)三種變異在真核生物中是否都存在？提示：都存在。(2)雜交育種一定比單倍體育種所用時(shí)間長(zhǎng)嗎？提示：不一定，如要獲得隱性類(lèi)型。(3)自然選擇怎樣改變基因頻率？提示：通過(guò)淘汰不利個(gè)體來(lái)實(shí)現(xiàn)。 1下列相關(guān)敘述中，正確的是(D)A基因重組、基因突變、染色體變異都必然導(dǎo)致生物性狀的改變B高等動(dòng)物體內(nèi)的非等位基因都遵循基因的自由組合定律C基因突變都可通過(guò)有性生殖過(guò)程遺傳給后代D多倍體植物的特點(diǎn)是種子和果實(shí)大，結(jié)實(shí)率低 解析：基因突變?nèi)绻请[性突變，則不會(huì)對(duì)生物性狀產(chǎn)生影響，A錯(cuò)誤。非等位基因位于非同源染色體上時(shí)，才遵循基因的自由組合定律，B錯(cuò)誤?；蛲蛔儼l(fā)生在體細(xì)胞則不會(huì)通過(guò)有性生殖遺傳給后代，C錯(cuò)誤。多倍體植物特點(diǎn)種子和果實(shí)大，結(jié)實(shí)率低，D正確。2下圖中，甲、乙表示水稻兩個(gè)品種，A、a和B、b表示分別位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因，表示培育水稻新品種的過(guò)程，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A過(guò)程簡(jiǎn)便，但培育周期長(zhǎng)B和的變異都發(fā)生于有絲分裂間期C過(guò)程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)D與過(guò)程的育種原理不相同解析：過(guò)程表示雜交育種，該育種方法簡(jiǎn)便，但培育周期長(zhǎng)，A正確；的變異發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合；的變異發(fā)生在有絲分裂末期，染色體移向細(xì)胞的同一極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異，B錯(cuò)誤；過(guò)程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)，獲得單倍體植株，C正確；誘變育種，原理是基因突變，是基因工程育種，原理是基因重組，所以?xún)蓚€(gè)過(guò)程的育種原理不相同，D正確。3肥胖與遺傳密切相關(guān)，是影響人類(lèi)健康的重要因素之一。(1)某肥胖基因發(fā)現(xiàn)于一突變系肥胖小鼠，人們對(duì)該基因進(jìn)行了相關(guān)研究：為確定其遺傳方式，進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論完成以下內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)材料：_小鼠；雜交方法：_。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：子一代表現(xiàn)型均正常；結(jié)論：遺傳方式為常染色體隱性遺傳。小鼠肥胖是由于正?；虻木幋a鏈(模板鏈的互補(bǔ)鏈)部分序列“CTC CGA”中的一個(gè)C被T替換，突變?yōu)闆Q定終止密碼(U從或UGA或UAG)的序列，導(dǎo)致該激素不能正常合成，突變后的序列是_，這種突變 _(填“能”或“不能”)使基因的轉(zhuǎn)錄終止。在人類(lèi)肥胖癥研究中發(fā)現(xiàn)，許多人能正常分泌該類(lèi)激素卻仍患肥胖癥，其原因是靶細(xì)胞缺乏相應(yīng)的_。(2)目前認(rèn)為，人的體重主要受多基因遺傳的控制。假如一對(duì)夫婦的基因型均為AaBb(A、B基因使體重增加的作用相同且具累加效應(yīng)，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳)，從遺傳角度分析，其子女體重超過(guò)父母的概率是_，體重低于父母的基因型為_(kāi)。(3)有學(xué)者認(rèn)為，利于脂肪積累的基因由于適應(yīng)早期人類(lèi)食物缺乏而得以保留并遺傳到現(xiàn)代，表明_決定生物進(jìn)化的方向。解析：(1)題中要確定基因位置(在X染色體上還是常染色體上)和顯、隱性關(guān)系。根據(jù)子一代性狀可直接確定顯隱性關(guān)系。若要根據(jù)子一代性狀來(lái)判斷基因位置，可采用正、反交的方法。若是伴性遺傳，以純合肥胖小鼠為父本，純合正常為母本，子一代都為正常，以純合肥胖小鼠為母本，純合正常為父本，子一代雌鼠正常，雄鼠都肥胖；若是常染色體遺傳，正、反交結(jié)果相同；題中告知“模板鏈的互補(bǔ)鏈”上“一個(gè)C被T替換 ”，產(chǎn)生終止密碼，因而突變后的序列為CTCTGA(TGA) ，這種突變只能使基因的翻譯終止，但不會(huì)使基因轉(zhuǎn)錄終止；激素作用需要受體，當(dāng)受體缺乏時(shí)，也能引起肥胖癥。 (2)由于A、B基因具有累加效應(yīng)，且獨(dú)立遺傳，雙親基因型為AaBb，子代中有3或4個(gè)顯性基因則體重超過(guò)父母，概率為5/16，低于父母的基因型有1個(gè)或0個(gè)顯性基因，為aaBb、Aabb、aabb。 (3)根據(jù)題干信息可知，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。答案：(1)純合肥胖小鼠和純合正常正反交CTCTGA(TGA) 不能 受體(2)5/16aaBb、Aabb、aabb(3)自然選擇4下圖是某一年生自花傳粉植物(2n10)的某些基因在親本染色體上的排列情況。請(qǐng)分析并回答問(wèn)題。(1)該植物的一個(gè)染色體組含有_個(gè)染色體。用圖示兩種基因型的親本雜交，進(jìn)行人工授粉之前，需要進(jìn)行的操作是_和_。(2)該植物控制紅色花色的基因分別是B、F、G，控制白色花色的基因分別是b、f、g；各顯性基因的表現(xiàn)效果相同，且顯性基因越多，紅顏色越深(如深紅、紅、淺紅等表現(xiàn)型)，隱性類(lèi)型為白色。讓如圖所示親本進(jìn)行雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2，則F2花色的表現(xiàn)型有_種，其中白色花色的概率是_。(3)若E基因存在純合致死現(xiàn)象，則讓F1自交得到的F2中雜合子Ee所占比例為_(kāi)。(4)該植物葉片無(wú)香味(D)對(duì)有香味(d)為顯性，如圖所示親本進(jìn)行雜交，在F1中偶爾發(fā)現(xiàn)某一植株葉片具有香味性狀?？赡艿脑蚴牵篲；_。解析：(1)n為每個(gè)染色體組的染色體數(shù)，2n10，n5，雜交前對(duì)母本去雄蕊，并套袋，授粉后要套袋，防止自花受粉；(2)F1的基因型為BbFfGg，F(xiàn)2含顯性基因的個(gè)數(shù)依次為6、5、4、3、2、1、0，由于顯性基因的效應(yīng)相同，且基因個(gè)數(shù)越多，顏色越深，共有7種表現(xiàn)型，F(xiàn)2中基因型為bbffgg，表現(xiàn)型為白色的概率為1/64；(3)F1的基因型及比為1/2Ee、1/2ee，F(xiàn)2的基因型及比為1/2(1/4EE、2/4Ee、1/4ee)、1/2ee，合并后為1/8EE、2/8Ee、5/8ee，EE致死，Ee所占的比例為2/7；(4)親本DD基因突變產(chǎn)生了d配子，親本DD染色體缺失，產(chǎn)生了不含D的配子，與親本dd產(chǎn)生的配子d結(jié)合后分別產(chǎn)生了dd、d的子代。答案：(1)5對(duì)母本去雄套袋(2)71/64(3)2/7(4)某一雌配子形成時(shí)，D基因突變?yōu)閐基因由于染色體缺失，形成的某一雌配子不含D基因5家蠶有斑紋(A)對(duì)無(wú)斑紋(a)為顯性，A和a所在的常染色體偶見(jiàn)缺失現(xiàn)象，即為A0、a0(如圖)，染色體缺失的卵細(xì)胞不可育，而精子和受精卵可育。家蠶正常體壁(B)對(duì)體壁透明(b)為顯性，基因位于Z染色體上。請(qǐng)回答：(1)以上兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳遵循_定律，A0、a0的染色體在變異類(lèi)型上屬于_。(2)正常情況下，雌蠶處于減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞中，W染色體的數(shù)量是_條。如果發(fā)現(xiàn)雄蠶生殖腺中一個(gè)處在該時(shí)期的細(xì)胞中性染色體組成為ZZZZ，假設(shè)在減數(shù)分裂過(guò)程中只出錯(cuò)一次，則該細(xì)胞分裂完成后，子細(xì)胞的性染色體組成是_。(3)如果d為隱性致死基因(只位于Z染色體上)，對(duì)雌、雄性別比例的影響是_(填“上升”、“不變”或“下降”)，原因是_。(4)基因型為A的雌雄蠶交配，子代的表現(xiàn)型及比例為_(kāi)?；蛐蜑锳ZbW與AZBZB家蠶雜交，得到F1，將F1中有斑紋個(gè)體相互交配得F2。F2中有斑紋正常體壁雌性個(gè)體占_。解析：(1)結(jié)合題意分析可知，控制這兩對(duì)性狀的基因的遺傳遵循孟德?tīng)柕淖杂山M合定律；A和a所在的常染色體出現(xiàn)部分缺失，所以屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。(2)正常情況下，雌蠶進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，通過(guò)減數(shù)第一次分裂后期的同源染色體分開(kāi)和非同源染色體的自由組合后，形成一個(gè)第一極體和一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞，其中染色體數(shù)為常染色體數(shù)/2Z或常染色體數(shù)/2W；而減數(shù)第二次分裂實(shí)質(zhì)是有絲分裂，故減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞中W染色體的數(shù)量是0或2條。如果發(fā)現(xiàn)雄蠶生殖腺中一個(gè)處在該時(shí)期的細(xì)胞中性染色體組成為ZZZZ，說(shuō)明在減數(shù)第一次分裂后同源染色體未分開(kāi)導(dǎo)致減數(shù)第二次分裂后期出現(xiàn)ZZZZ；假設(shè)在減數(shù)分裂過(guò)程中只出錯(cuò)一次，則該細(xì)胞分裂完成后，子細(xì)胞的性染色體組成應(yīng)該為ZZ。(3)分析題意知，如果d為隱性致死基因(只位于Z染色體上)，則雌、雄性別比例將下降；因?yàn)榧倚Q在含有一個(gè)致死基因的情況下，雌性(ZdW)死亡，而雄性(ZDZd)家蠶不會(huì)死亡。(4)據(jù)題意“染色體缺失的卵細(xì)胞不可育，而精子和受精卵可育”可知，A()A()A(有斑紋)、aa(無(wú)斑紋)11；基因型為AZbW與AZBZB家蠶雜交，利用“分離法”可得F1的基因型及表現(xiàn)型為：1/4AZBZb(有斑紋正常體壁)、1/4AZBW(有斑紋正常體壁)、1/4aaZBZb(無(wú)斑紋正常體壁)、1/4aaZBW(無(wú)斑紋正常體壁)；將F1中有斑紋個(gè)體相互交配即AZBZbAZBW，利用“分離法”可得F2中有斑紋正常體壁雌性個(gè)體為1/8AZBW。答案：(1)基因自由組合染色體(結(jié)構(gòu))變異(2)0或2ZZ (3)下降家蠶在含有一個(gè)致死基因的情況下，雌性(ZW)死亡，而雄性(ZZ)家蠶不會(huì)死亡(4)有斑紋無(wú)斑紋111/8一、雜交后代淘汰某些個(gè)體后基因型頻率或基因頻率的計(jì)算【例1】 基因型為Aa的親本連續(xù)自交，若aa不能適應(yīng)環(huán)境而被淘汰，則第三代A、a的基因頻率依次為(A)A8/9和1/9 B1/8和7/8C2/9和7/9 D1/3和2/3解析：利用基因的分離規(guī)律解題，但需注意兩點(diǎn)，即aa不能適應(yīng)環(huán)境而被淘汰；純合體自交后代能夠穩(wěn)定遺傳。自交各代情況如下：Aa自交并淘汰aaF1：；F1自交并淘汰aaF2：1/3AA和2/3，即1/2AA1/3Aa；F2自交并淘汰aaF3：1/2AA和1/3，即7/12AA1/6Aa，依據(jù)基因型頻率指在一個(gè)種群中某種基因型所占的百分比，所以F3中基因型AA的頻率7/9；F3中基因型Aa的頻率2/9。依據(jù)基因頻率是指一個(gè)群體中某一基因占其等位基因總數(shù)的相對(duì)比例，得出基因A的頻率22/928/9，基因a的頻率2/921/9?！纠?】 大豆植株的顏色受一對(duì)等位基因控制。基因型為AA的植株呈深綠色，基因型為Aa的植株呈淺綠色，基因型為aa的植株呈黃色。深綠色和淺綠色植株的繁殖和生存能力相同，而黃色植株會(huì)在幼苗階段死亡?，F(xiàn)有一批淺綠色植株(P)，經(jīng)相互授粉得到F1，成熟的F1植株經(jīng)相互授粉得到F2以相同的方法得到Fn。請(qǐng)?jiān)谙铝凶鴺?biāo)圖中畫(huà)出成熟植株中a的基因頻率隨繁殖代數(shù)變化的曲線。解析：淺綠色植株P(guān)基因型是Aa，因此a的基因頻率1/2；Aa自交產(chǎn)生的后代應(yīng)有1/4AA、1/2Aa、1/4aa。由于黃色植株aa在幼苗階段死亡，所以F1中AA占1/3、Aa占2/3，根據(jù)基因頻率是指某種基因在某個(gè)種群中出現(xiàn)的比例，即某種基因的基因頻率此種基因的個(gè)數(shù)/(此種基因的個(gè)數(shù)其等位基因的個(gè)數(shù))，則a的基因頻率2/321/3；F1中1/3AA與2/3Aa相互授粉產(chǎn)生F2，可用棋盤(pán)法求解如下：因此，后代中AA基因型頻率1/91/91/91/94/9，Aa基因型頻率1/92/91/94/9，由于黃色植株1/9aa會(huì)在幼苗階段死亡，所以實(shí)際F2中AA基因型頻率占1/2、Aa基因型頻率占1/2。則F2中a的基因頻率1/21/4。F2中1/2AA、1/2Aa相互授粉產(chǎn)生的F3，可用棋盤(pán)法求解如下：即后代AA出現(xiàn)的頻率1/41/81/81/169/16，Aa出現(xiàn)的頻率1/81/81/83/8，由于黃色植株1/16aa會(huì)在幼苗階段死亡，所以實(shí)際F3中AA基因型頻率為9/15，Aa基因型頻率為6/15，則a的基因頻率6/1521/5。以相同的方法得到F4中a的基因頻率1/6；F5中a的基因頻率1/7Fn0。因此a的基因頻率隨繁殖代數(shù)變化的曲線如下：(見(jiàn)答案圖，曲線、折線都可，但要注意幾個(gè)點(diǎn))答案：【例3】 假設(shè)某一年樺尺蠖種群的基因型組成及比例為：SS(黑色)10%，Ss(黑色)10%，ss(淺色)80%。由于寄居的樹(shù)干變黑不利于淺色個(gè)體的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%。則第二年樺尺蠖的有關(guān)基因型頻率和基因頻率正確的是(B)ASs25.5% Bss76.6%CSS13% DS15%；s85%解析：設(shè)樺尺蠖種群個(gè)體數(shù)最初為100只，其中SS(黑色)為10只，Ss(黑色)為10只，ss(淺色)為80只，由于種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，故第二個(gè)該種群中SS(黑色)和Ss(黑色)共為22只，ss(淺色)為72只，據(jù)此可計(jì)算出ss(淺色)基因型頻率為72/94100%76.6%，B正確。二、雜交后代不出現(xiàn)某些個(gè)體的基因型頻率或基因頻率的計(jì)算【例4】 老鼠的皮毛黃色(A)對(duì)灰色(a)顯性。有一位遺傳學(xué)家，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)含顯性基因(A)的精子和含顯性基因(A)的卵細(xì)胞不能結(jié)合。如果雜合的黃鼠與黃鼠(第一代)交配得到第二代，后代(第二代)相同基因型老鼠繼續(xù)交配一次得到第三代，那么在第三代中黃鼠的比例為(B)A40% B44.4%C66.7% D75% 解析：雜合的黃鼠基因型為Aa，可利用遺傳圖解求得第三代中黃鼠的比例：由遺傳圖解可知第三代中黃鼠的比例為4/9，即44.4%。