高考生物大一輪復(fù)習 專題學案32 變異

專題學案32變異、育種與進化歸納拓展與集訓(xùn)命題規(guī)律從近幾年高考生物試題看，知識點主要側(cè)重在可遺傳變異的三大來源及其在育種中的應(yīng)用。命題角度最大變化是以新情景材料聯(lián)系教材知識應(yīng)用，其中概念應(yīng)用、識圖判斷以及各種變異在實踐中的應(yīng)用成為考查的主要方向。考查題型上主要分三類，選擇、簡答以及實驗(實踐)設(shè)計題。命題趨勢教材中易被考生忽略的小考點在近兩年高考中持續(xù)走紅，識圖判斷應(yīng)用比例加重，實踐中的應(yīng)用考查始終是重點。這種試題要求考生熟讀教材，并增加知識廣度，試題難度系數(shù)在0.60～0.68左右，較易得分，預(yù)計這種命題趨勢將繼續(xù)在年高考試題中現(xiàn)身?，F(xiàn)代生物進化理論及對生物適應(yīng)性、新物種形成的作用分析會成為高考熱點。隨著高考試題越來越重視能力和素質(zhì)的考查，本專題的高考命題會繼續(xù)實驗分析與獲取信息的雙重考查趨勢，選擇題與簡答題并存，比重持續(xù)走高，試題難度系數(shù)維持在0.65左右。一、可遺傳的變異區(qū)別基因突變基因重組染色體變異本質(zhì)基因突變是指基因結(jié)構(gòu)的改變，包括DNA的堿基對的____________(分子水平)基因重組是指控制不同性狀的基因重新組合染色體的____和____發(fā)生變化，從而導(dǎo)致生物性狀的變異(染色體水平)發(fā)生時間______________________________有絲分裂或減數(shù)分裂結(jié)果產(chǎn)生新的____，控制新的____產(chǎn)生新的______，不產(chǎn)生新的基因不產(chǎn)生新的基因，引起性狀的變化條件外界環(huán)境條件的變化和內(nèi)部因素的相互作用有性生殖過程中進行________形成生殖細胞時外界條件的劇變和內(nèi)部因素的相互作用(低溫或秋水仙素處理)意義生物____的根本來源，是生物進化的原材料生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因利用單倍體育種和多倍體育種可選育出__________的新品種發(fā)生可能突變頻率______，但普遍存在有性生殖中非常普遍利用個別染色體的增加或減少，還可進行____________研究和實施__________的研究，有針對性地選育動植物新品種鏡檢光鏡下均________，可根據(jù)是否有新性狀或新性狀組合確定光鏡下______聯(lián)系都能產(chǎn)生______的變異、是生物可遺傳變異的來源，是生物進化的原材料思維拓展1．基因突變發(fā)生在個體發(fā)育的各個時期，基因重組只發(fā)生在有性生殖配子形成的過程中。2．基因突變是對某一基因而言；基因重組只有兩對或兩對以上的基因才會發(fā)生。3．基因突變頻率高低：生殖細胞>體細胞；分裂旺盛的細胞>停止分裂的細胞。探究示例1(·南京調(diào)研)下列有關(guān)變異的說法正確的是()A．染色體中DNA的一個堿基對缺失屬于染色體結(jié)構(gòu)變異B．染色體變異、基因突變均可以用光學顯微鏡直接觀察C．同源染色體上非姐妹染色單體之間的交叉互換屬于基因重組D．秋水仙素誘導(dǎo)多倍體形成的原因是促進染色單體分離使染色體加倍聽課記錄：二、變異與育種的比較名稱原理方法優(yōu)點缺點應(yīng)用基因及基因型變化雜交育種________培育純合子品種：雜交→自交→篩選出符合要求的表現(xiàn)型，通過____至不發(fā)生性狀分離為止使分散在____物種不同品種中的多個優(yōu)良性狀集中于____個體上①育種時間一般比較______；②局限于__________的個體；③需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥不產(chǎn)生__________，產(chǎn)生新______培育雜合子品種：一般是選取純合子雙親eq\o(→,\s\up7(雜交))子一代年年制種雜交水稻、雜交玉米等誘變育種________①物理：紫外線、X或γ射線、微重力、激光等處理，再篩選；②化學：亞硝酸、硫酸二乙酯處理，再選擇提高________頻率，____育種進程，大幅度改良某些性狀盲目性大，有利變異少，工作量大，需要大量的篩選材料高產(chǎn)青霉菌產(chǎn)生______、新基因型單倍體育種________①先進行__________，培養(yǎng)出單倍體植株；②將單倍體幼苗經(jīng)一定濃度的________處理獲得______；③從中選擇優(yōu)良植株明顯________育種年限，子代均為______，加速育種進程技術(shù)復(fù)雜用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥重組基因的快速純合多倍體育種__________用一定濃度的秋水仙素處理________________操作簡單，能較快獲得所需品種所獲品種發(fā)育____，結(jié)實率____，一般只適用于植物三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥基因數(shù)目加倍基因工程育種________提取目的基因→目的基因與______結(jié)合→將目的基因?qū)胧荏w細胞→目的基因的表達與檢測→篩選獲得優(yōu)良個體①目的性____，育種周期____；②克服了遠緣雜交不親和的障礙技術(shù)復(fù)雜，安全性問題多，有可能引起生態(tài)危機轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉外源基因的增加思維拓展育種方式的應(yīng)用指導(dǎo)(1)若要培育隱性性狀個體，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，雜交實驗較難操作，則最簡便的方法是自交。(3)若要快速獲得純種，則用單倍體育種方法。(4)若實驗植物為營養(yǎng)繁殖，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)若要培育原先沒有的性狀，可用誘變育種。探究示例2(·廣東六校第二次聯(lián)考)下圖中，甲、乙表示水稻的兩個品種，A、a和B、b表示分別位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，①～⑧表示培育水稻新品種的過程，則下列說法錯誤的是()A．①→②過程簡便，但培育周期長B．②和⑦的變異都發(fā)生于有絲分裂間期C．③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)D．⑤與⑧過程的育種原理不相同聽課記錄：變式訓(xùn)練下圖是五種不同的育種方法圖解，請據(jù)圖回答：(1)上述________過程(填寫字母)所利用的原理為生物的進化提供了最初的原材料。(2)G過程所利用的原理是________，H和I過程分別表示________________和________________________。(3)上述育種過程中，哪兩個過程所使用的方法相同？________(填寫字母)，具體使用的方法有__________________________________(至少回答兩個)，其作用機理是________________________________________________________________________。(4)上述A～I過程中，哪些過程作用前后沒有改變作用對象的基因型？________。(填寫字母)三、人類遺傳病的比較遺傳特點病因分析診斷方法單基因遺傳病常染色體顯性遺傳?、倌信疾茁蔩___；②____遺傳都遵循孟德爾遺傳規(guī)律________________、產(chǎn)前診斷(基因診斷)、性別檢測、(伴性遺傳病)常染色體隱性遺傳?、倌信疾茁氏嗟?；②____遺傳伴X染色體顯性遺傳病①____患者多于____患者；②父親患病，則女兒一定____，母親正常，兒子一定____；③連續(xù)遺傳伴X染色體隱性遺傳病①__患者多于__患者；②母親患病，則兒子一定____，父親正常，則女兒一定____；③________遺傳伴Y染色體遺傳病代代相傳，且患者____男性，____女性多基因遺傳?、偌易寰奂F(xiàn)象；②易受____影響一般____孟德爾遺傳規(guī)律可由基因突變產(chǎn)生遺傳咨詢、基因檢測染色體異常遺傳病染色體結(jié)構(gòu)異常遺傳病______孟德爾遺傳規(guī)律染色體片段的____、____、____、____產(chǎn)前診斷(染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)檢測)染色體____異常遺傳病減數(shù)分裂過程中染色體異常分離思維拓展當兩種遺傳病之間具有“自由組合”關(guān)系時，各種患病情況的概率如表：序號類型計算公式1患甲病的概率為m則非甲病概率為1－m2患乙病的概率為n則非乙病概率為1－n3只患甲病的概率m－mn4只患乙病的概率n－mn5同患兩種病的概率mn6只患一種病的概率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3一個正常的女人與一個并指(Bb)的男人結(jié)婚，他們生了一個白化病且手指正常的孩子(兩種病都與性別無關(guān))。求：(1)其再生一個孩子只出現(xiàn)并指的可能性是________。(2)只患白化病的可能性是________。(3)生一個既白化又并指的男孩的概率是________。(4)后代中只患一種病的可能性是________。(5)后代中患病的可能性是________。聽課記錄：四、共同進化與生物多樣性的形成填空1．共同進化(1)概念：不同物種之間、生物與________之間在相互影響中不斷________和________。(2)生物與環(huán)境的共同進化(原因)生物的不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間eq\o(→,\s\up7(相互影響，不),\s\do5(斷進化和發(fā)展))共同進化，如獵豹和斑馬。①不同物種之間的影響既包括種間互助，又包括種間斗爭。②無機環(huán)境的選擇作用可________改變種群的基因頻率，導(dǎo)致生物朝著________方向進化；生物的進化反過來又會影響無機環(huán)境。(3)結(jié)果：共同進化形成生物________。2．生物多樣性的形成(1)內(nèi)容：基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。生物多樣性各層次之間的關(guān)系(2)形成原因：生物的共同進化。(3)研究生物進化歷程的主要依據(jù)：化石。(4)生物進化的大致過程：簡單→復(fù)雜；水生→____；低等→____。探究示例4(·重慶卷，4)年，在重慶武隆某地下洞穴的水體中發(fā)現(xiàn)了一種數(shù)量少、眼睛退化的“盲魚”。下列有關(guān)敘述，正確的是()A．盲魚眼睛的退化是黑暗誘導(dǎo)基因突變的結(jié)果B．種群密度是限制盲魚種群增長的關(guān)鍵生態(tài)因素C．洞內(nèi)水體中溶解氧的增加將提高盲魚種群的K值D．盲魚作為進化研究的材料體現(xiàn)生物多樣性間接使用價值聽課記錄：1．下列大腸桿菌某基因的堿基序列的變化，對其所控制合成的多肽的氨基酸序列影響最大的是(不考慮終止密碼子)()—ATGGGCCTGCTGA……GAGTTCTAA—1471013100103106A．第6位的C被替換為TB．第9位與第10位之間插入1個TC．第100、101、102位被替換為TTTD．第103至105位被替換為1個T2．下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述，正確的是()A．重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和運載體B．所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列C．選用細菌作為重組質(zhì)粒的受體細胞是因為細菌繁殖快D．只要目的基因進入受體細胞就能成功實現(xiàn)表達3．利用多倍體育種獲得無子西瓜和用生長素處理獲得無子番茄，下列有關(guān)敘述不正確的是(多選)()A．無子西瓜屬于單倍體植株B．三倍體西瓜無子的變異屬于不能遺傳的變異C．生長素處理獲得番茄無子的變異屬于不能遺傳的變異D．無子番茄植株扦插后長出的植株仍結(jié)無子果實4．科學研究發(fā)現(xiàn)，P53基因是一種遏制細胞癌變的基因?？茖W家發(fā)現(xiàn)幾乎所有的癌細胞中都有P53基因異常的現(xiàn)象。現(xiàn)在通過動物病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)的方法將正常P53基因轉(zhuǎn)入到癌細胞中，發(fā)現(xiàn)能引起癌細胞產(chǎn)生“自殺現(xiàn)象”。對于該基因療法，從變異的角度分析屬于()A．基因突變 B．基因重組C．染色體結(jié)構(gòu)變異 D．染色體數(shù)目變異5．(·揚州模擬)某生物基因型為AaBb，經(jīng)減數(shù)分裂能產(chǎn)生四種數(shù)量相等的配子。如圖為其體內(nèi)的某個細胞，則()A．若圖中基因位點1的基因為A，而位點2和4為B與b，則該細胞有可能發(fā)生了交叉互換B．該圖表示時期有4個染色體組C．該狀態(tài)下的細胞發(fā)生了基因重組D．該細胞中位點2與4所在染色體為同源染色體，位點2與4上的基因遵循分離定律6．(·鎮(zhèn)江質(zhì)檢)如圖為某家庭的遺傳系譜圖，Ⅱ5為單基因遺傳病患者，據(jù)圖分析，下列敘述合理的是(多選)()A．患病男孩的父親不一定是該致病基因的攜帶者B．若Ⅰ2攜帶致病基因，則Ⅰ1、Ⅰ2再生一個患病男孩的概率為1/8C．Ⅱ5可能是白化病患者或色盲患者D．Ⅱ3是攜帶者的概率為07．(·宿遷模擬)下列有關(guān)生物進化的描述正確的是()A．基因突變的方向和環(huán)境之間有明確的因果關(guān)系B．自然選擇的實質(zhì)是選擇種群的有利基因，也決定新基因的產(chǎn)生C．隔離是新物種形成的必要條件，隔離包括地理隔離和生殖隔離D．共同進化指生物與無機環(huán)境之間的進化，不包括生物多樣性的形成8．(·江蘇卷，12)根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論，下列觀點中正確的是()A．人工培育的新物種只能生活在人工環(huán)境中B．生物進化的方向與基因突變的方向一致C．冬季來臨時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的個體有更多機會將基因傳遞給后代9．一個隨機交配的足夠大的種群中，某一相對性狀中顯性性狀表現(xiàn)型的頻率是0.36，則()A．顯性基因的基因頻率大于隱性基因的基因頻率B．隨機交配將會導(dǎo)致種群基因頻率改變C．該種群繁殖一代后，雜合子的基因型頻率為0.32D．若該種群基因庫中的基因頻率發(fā)生變化，說明一定會形成新物種題號123456789答案10.玉米是高產(chǎn)的主要糧食作物，為了提高玉米的產(chǎn)量，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中玉米使用的都是雜交種，雜交玉米的性狀不能穩(wěn)定遺傳，因此農(nóng)民每年都需要購買玉米雜交種。請回答下列有關(guān)問題：(1)玉米從種子發(fā)芽到新種子成熟，整個過程需90～150天，玉米是一種雌雄同株的植物，其頂部開雄花，下部開雌花，是遺傳學研究的良好材料。玉米是遺傳學研究的良好材料，其理由包括(寫出兩條)：第一，___________________________________________________________________；第二，____________________________________________________________________。(2)現(xiàn)有長果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黃粒(B)兩個玉米雜合子品種，為了達到長期培育長果穗黃粒(AaBb)雜交種玉米的目的，請你以遺傳圖解并簡要說明的形式，設(shè)計出你的育種方案。專題學案32變異、育種與進化歸納拓展與集訓(xùn)課堂活動區(qū)一、增添、缺失或替換數(shù)目結(jié)構(gòu)減Ⅰ或有絲分裂間期減Ⅰ前、后期基因性狀基因型減數(shù)分裂變異優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)低基因定位染色體工程無法檢出可檢出可遺傳探究示例1C[染色體中DNA的一個堿基對缺失屬于基因突變；基因突變在光學顯微鏡下觀察不到；秋水仙素誘導(dǎo)多倍體形成的原因是抑制了紡錘體的形成。]二、基因重組自交同一同一長同種或親緣關(guān)系較近新基因基因型基因突變變異加快新基因染色體變異花藥離體培養(yǎng)秋水仙素純合子縮短純合子染色體變異萌發(fā)的種子或幼苗延遲低基因重組運載體強短探究示例2B[①→②過程是雜交育種，過程簡便但培育周期長。②是雌雄配子受精后發(fā)育而成；⑦是多倍體育種，發(fā)生于有絲分裂的分裂期，B錯誤。③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株。⑤是誘變育種，a突變?yōu)锳；⑧過程是基因工程，細胞中導(dǎo)入了C基因，二者育種原理不相同。]變式訓(xùn)練(1)E(2)基因重組脫分化(或去分化)再分化(3)C、F低溫處理或秋水仙素處理抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細胞兩極，從而使細胞內(nèi)的染色體數(shù)目加倍(其他合理答案亦可)(4)H、I解析(1)突變和基因重組為生物的進化提供了原材料，但提供最初的原材料的是基因突變，因此是E過程。(2)G過程為轉(zhuǎn)基因技術(shù)，其原理屬于基因重組。得到的含外源基因的植物細胞還需經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成新個體，植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩個過程。(3)C和F過程的處理都能使染色體數(shù)目加倍，可以用相同的方法，如低溫處理或秋水仙素處理等，它們的作用機理相同，即在細胞分裂的過程中，抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細胞兩極，從而使細胞內(nèi)的染色體數(shù)目加倍。(4)H和I過程為有絲分裂，產(chǎn)生的子細胞中染色體不變，染色體上的基因也不改變。三、相等連續(xù)隔代女男患病正常男女患病正常隔代交叉只有沒有基因突變遺傳咨詢環(huán)境不遵循數(shù)目不遵循缺失重復(fù)倒位易位探究示例3(1)3/8(2)1/8(3)1/16(4)1/2(5)5/8解析由題意可知，孩子基因型為aabb，則夫婦基因型應(yīng)分別為：AaBb、Aabb，孩子中并指概率為1/2，白化病概率應(yīng)為1/4。(1)再生一個孩子只患并指的可能性為：并指概率－并指又白化概率＝1/2－1/2×1/4＝3/8。(2)只患白化病的概率為：白化病概率－白化又并指概率＝1/4－1/2×1/4＝1/8。(3)生一個兩病皆患的男孩的概率：1/2×1/4×1/2＝1/16。(4)只患一種?。街换及谆椭换疾⒅傅暮停?/8＋1/8＝1/2。(5)患病的可能性為：全部概率之和－正常的概率＝1－1/2×3/4＝5/8。也可理解為：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)無機環(huán)境進化發(fā)展(2)②定向一定(3)多樣性2.(1)基因的多樣性根本原因直接原因生態(tài)系統(tǒng)多樣性(4)陸生高等探究示例4C[盲魚眼睛退化是黑暗環(huán)境定向選擇的結(jié)果，A項錯誤；因題干中已說明該盲魚的數(shù)量較少，所以種群密度并不是限制盲魚種群增長的關(guān)鍵生態(tài)因素，B項錯誤；盲魚作為進化研究的材料體現(xiàn)其直接價值，生物多樣性的間接價值是指其生態(tài)功能，D項錯誤；環(huán)境容納量會隨著環(huán)境的改變而改變，盲魚是需氧型生物，水體中溶解氧的增加會增加種群的環(huán)境容納量，C項正確。]課后練習區(qū)1．B2．C[基因操作的工具酶是限制酶、DNA連接酶，運載體是基因的運載工具，不是工具酶。每種限制酶都只能識別特定的核苷酸序列，而并非同一種核苷酸序列。目的基因進入受體細胞后，受體細胞表現(xiàn)出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達。選擇受體細胞的重要條件就是能夠快速繁殖。]3．ABD[無子西瓜屬于多倍體植株；三倍體西瓜無子的變異是由于染色體變異引起的，屬于可遺傳變異；無子番茄是利用生長素促進子房發(fā)育成果實而獲得的，遺傳物質(zhì)未變，扦插后長出的植株不會結(jié)無子果實。]拓展提升育種圖解的識別下列圖解中集中了多種育種方式，如何識別呢？(1)首先要識別圖解中字母表示的各種處理方法：A—雜交，D—自交，B—花藥離體培養(yǎng)，C—秋水仙素處理，E—誘變處理，F(xiàn)—秋水仙素處理，G—轉(zhuǎn)基因技術(shù)，H—脫分化，I—再分化，J—包裹人工種皮。這是識別各種育種方式的主要依據(jù)。(2)根據(jù)以下分析，可以判斷：“親本eq\o(→,\s\up7(A、D))新品種”為雜交育種，“親本eq\o(→,\s\up7(B、C))新品種”為單倍體育種，“種子或幼苗eq\o(→,\s\up7(E))新品種”為誘變育種，“種子或幼苗eq\o(→,\s\up7(F))新品種”為多倍體育種，“植物細胞eq\o(→,\s\up7(G))新細胞eq\o(→,\s\up7(H))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(I))胚狀體eq\o(→,\s\up7(J))人工種子→新品種”為基因工程育種。4．B[基因工程中的轉(zhuǎn)基因技術(shù)引起的變異屬于基因重組。]易錯警示基因突變、基因重組和染色體變異的相關(guān)問題(1)關(guān)于“互換”問題。同源染色體上非姐妹染色單體間的交叉互換，屬于基因重組；非同源染色體之間的交叉互換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。(2)關(guān)于“缺失”問題。DNA分子上若干基因的缺失屬于染色體變異；DNA分子上若干堿基對的缺失，屬于基因突變。(3)關(guān)于變異的水平問題?；蛲蛔?、基因重組屬于分子水平的變化，光學顯微鏡下觀察不到；染色體變異屬于細胞水平的變化，光學顯微鏡下可以觀察到。(4)關(guān)于變異的“質(zhì)”和“量”問題?；蛲蛔兏淖兓虻馁|(zhì)，不改變基因的量；基因重組不改變基因的質(zhì)，一般也不改變基因的量，但轉(zhuǎn)基因技術(shù)會改變基因的量；染色體變異不改變基因的質(zhì)，但會改變基因的量或改變基因的排列順序。5．B[由題干信息可判斷該生物為二倍體，圖示細胞處于有絲分裂后期。位點2和4所在的染色體是姐妹染色單體分開后形成的，正常情況下其基因組成是相同的，其上的基因不遵循分離定律。位點2和4為B與b，最可能的原因是發(fā)生了基因突變。一般認為有絲分裂過程中不發(fā)生交叉互換、基因重組。]6．ABCD[該病屬于隱性遺傳病，致病基因可能在常染色體上，也可能在X染色體上，即Ⅱ5可能是白化病患者或色盲患者，故患病男孩的父親不一定攜帶致病基因。若Ⅰ2攜帶致病基因，則該病為常染色體隱性遺傳，Ⅰ1、Ⅰ2均為雜合子，他們再生一個患病男孩的概率為1/4×1/2＝1/8。該病若為常染色體隱性基因控制，則Ⅱ3是攜帶者的概率為2/3。該病若為X染色體隱性基因控制，則Ⅱ3是攜帶者的概率為0。]7．C[基因突變不受環(huán)境控制，環(huán)境只是對生物不同的變異類型進行選擇，保留種群中有利的變異類型，自然選擇決定著生物進化的方向。隔離是新物種形成的必要條件，隔離包括地理隔離和生殖隔離。共同進化指生物與生物、生物與無機環(huán)境相