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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流变异育种与进化W.精品文档.01 基因重组、基因变异和染色体变异一、基础知识回顾(1)基因重组概念:在生物进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合类型比较类型发生的时期发生的范围自由组合型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交叉互换型减数第一次分裂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,导致染色单体上的基因重组。意义:是生物变异的重要来源之一,对于生物的进化具有重要的意义.(2)基因突变概念DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。实例:镰刀型细胞贫血症直接原因:血红蛋白
2、分子中的一个氨基酸被替换。根本原因:控制合成血红蛋白的基因中一个碱基对发生了替换(ATTA) 。 来源:学科网特点来源:学&科&网来源:学|科|网Z|X|X|K来源:学科网ZXXK普遍性所有生物都可能发生基因突变。随机性生物个体发育的任何时期;不同的DNA分子上;同一DNA分子的不同部位。不定向性向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因。低频率自然状态下突变的频率很低。多害性多数有害,少数有利,也有既无害也无益。突变原因外在因素诱发,如物理、化学、生物因素;也存在自发进行的基因突变,如DNA复制偶尔出现错误等。对后代的影响发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代;发生在体细胞中,一般不遗传,
3、但有些植物可通过无性繁殖传递;发生在体细胞中,该体细胞可能会发展为癌细胞。意义是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料。(3)染色体变异染色体结构的变异类型缺失染色体中某一片段缺失,该片段上的基因也随之丢失。重复染色体中增加了某一片段。易位染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上倒位染色体中某一片段位置颠倒对生物体的影响排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,而导致性状的变异。染色体数目的变异类型细胞内的个别染色体增加或减少,如21三体综合征。细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少染色体组细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,
4、控制生物的生长、发育、遗传和变异的这样一组染色体,叫做一个染色体组。二倍体由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。如人、果蝇、玉米,几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。多倍体概念由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体叫做多倍体。如香蕉、马铃薯、普通小麦。特点茎杆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加。人工诱导方法:用秋水仙素处理或用低温处理。 处理对象:萌发的种子或幼苗。原理:能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细两级从而使细胞内染色体数目加倍。单倍体概念体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。特点植株
5、长得弱小、高度不育。成因由配子直接发育成的个体,如蜜蜂的雄峰;花药离体培养应用:单倍体育种方法:花药(花粉)离体培养。 过程:花药离体培养单倍体幼苗人工诱导(用秋水仙素处理)染色体数目加倍正常纯合子。优点:明显缩短育种年限;得到能稳定遗传的纯合子。(4)实验:低温诱导植物染色体数目的变化实验原理:低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞染色体数目发生变化。过程:根尖培养及低温诱导培养洋葱根。待洋葱根长出1cm左右时,将整个装置放入冰箱的低温室内(40C)。诱导培养36h取材及固定剪取诱导处理的根尖约0.5-1cm,放入
6、卡诺氏液中浸泡0.5-1h,以固定形态,然后用体积分数为95%的酒精冲冼2次解离漂洗染色(用改良苯酚品红染液)制片制作装片观察用显微镜观察(先低倍,后高倍),并寻找发生了染色体数目变化的细胞结论低温能诱导植物细胞染色体数目加倍二、典型例题分析例1【2014高考江苏卷】下列关于染色体变异的叙述,正确的是A.染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异B.染色体缺失有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力C.染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响D.通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育,培育出作物新类型A交换、缺失 B倒位、缺失 C倒位、易位 D交换、易位【答案】C【解析】过程中F
7、与m位置相反,表示是染色体的倒位,过程只有F,没有m,但多出了一段原来没有过的染色体片段,表示是染色体的易位,故供选答案组合,A、B、D三项均错误,C项正确。【例3】【2015届甘肃会宁一中高三第一学期第二次月考】下图为某二倍体生物精原细胞分裂过程中,细胞内的同源染色体对数的变化曲线。基因重组最可能发生在( )Aab段 Bcd段Cfg段 Dhi段【例4】【2015届江苏崇义中学高三生物月考4】除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体,且敏感基因与抗性基因是一对等位基因。下列叙述正确的是 ( )A.突变体若为1条染色体的片段缺失所致,则该抗性基因一定为隐性基因 B.突变体若为1对同源染色体相同位置
8、的片段缺失所致,则再经诱变可恢复为敏感型 C.突变体若为基因突变所致,则再经诱变不可能恢复为敏感型 D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致,则该抗性基因一定不能编码肽链【例5】【2015届福建省龙海一中高三上学期第二次月考】下图为来自某二倍体生物的染色体模式图,字母表示基因,下列有关判断错误的是A1和3为同源染色体、4和5为非同源染色体B4和5发生了染色体结构变异C染色体l、2、3、4不可能同时出现在一个细胞中D2和4在减数第一次分裂前期可以联会【例6】【2014高考上海卷】将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗,然后用秋水仙素处理,使其能正常开花结果。该幼苗发育成的植株具有的特征是A
9、能稳定遗传 B单倍体 C有杂种优势 D含四个染色体组【答案】A【解析】杂合的二倍体植株有两个染色体组,花粉中含有一个染色体组,花药离体培养后得到单倍体植株,再用秋水仙素处理,染色体数目加倍后,得到的植株为纯合子,含有两个染色体组,由于纯合子自交后代不发生性状分离,即能稳定遗传,A正确,B、C,D错误。三、解题方法总结(1)生物变异的类型比较项目可遗传的变异不可遗传的变异遗传物质是否变化遗传物质发生变化遗传物质没有发生变化遗传情况变异性状能够在后代中再次出现变异性状仅在当代表现鉴别方法及表现变异类型在后代产生一定的表现型,或遗传物质表现可见的数目或结构的变化,与原类型在同一环境中生活仍然表现出性
10、状差异。让变异类型的子代与原来未发生变异类型的个体生活在同一条件下,不表现出性状差异。应用价值是育种的原始材料,生物进化的主要原因,能从中选育出符合人类需要的新类型。无育种价值,但在生产上可应用优良环境条件,以影响性状的表现而获取高产优质产品(2)三种可遗传的变异比较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结构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、有性生殖类型自然状态下发生自然突变人为条件下发生诱发突变基因
11、的自由组合、交叉互换、人工DNA拼接技术染色体结构变异染色体数目变异发生时期DNA复制时(有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期)减数第一次分裂后期(自由组合)、减数第一次分裂四分体时期(交叉互换)有丝分裂或减数分裂中产生结果产生新的基因、出现新的性状只产生新的基因型,不产生新的基因不产生新的基因,可引起基因数目或顺序的变化意义是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料。形成生物多样性的重要原因,对生物进化有十分重要的意义。对生物进化有一定意义应用人工诱变育种杂交育种、基因工程育种单倍体育种、多倍体育种发生可能性可能性小,突变频率低非常普遍,产生的变异类型多可能性较小镜检光学
12、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实例青霉素高产菌株的培育豌豆黄色圆粒与绿色皱粒杂交三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦(3)显性突变与隐性突变的判断(以基因型为AA的生物个体为例)受到物理、化学因素的影响,若为隐性突变,即AA的个体突变成Aa的个体,在当代不会表现出来,只有Aa的个体自交后代才会有aa变异个体出现,这种变异个体一旦出现即为纯合子。反之,若aa个体突变成Aa个体,即为显性突变,在当代就会表现变异性状。所以我们可以选择突变体与其它已知未突变体杂交,通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。对于植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分离来进行
13、显性突变与隐性突变的判断。易错题分析【2014届辽宁葫芦岛一中期中】下图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图,图中和,和互为同源染色体,则图a、图b所示的变异 A.均为染色体结构变异B.基因的数目和排列顺序均发生改变C.均使生物的性状发生改变D.均可发生在减数分裂过程中考向02 育种几种常见育种方法的比较方法杂交育种人工诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组常用方法和过程选育纯种:杂交自交选种(留优汰劣)自交直到不发生性状分离为止(一般从F2开始)选育杂种:杂交自交种用物理因素(如X射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、碱基类似
14、物、秋水仙素等化学药剂)或作物空间技术育种(用宇宙强辐射、微重力等条件)来处理生物,诱发变异选择育成新品种花药离体培养单倍体幼苗用秋水仙素或低温处理幼苗染色体数目加倍纯合子选择所需要的品种类型。正常植株秋水仙素处理萌发的种子或幼苗染色体数加倍人工选育新品种目的基因+运载体重组DNA分子导入受体细胞基因表达筛选出符合要求的新品种优点使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体,具有预见性, 操作简单。可以提高变异的频率,大幅度地改良某些品种。明显缩短育种年限操作较简单,能较快获得新类型打破物种界限,定向地改造生物的遗传性状缺点育种年限长,需要及时发现优良品种有利变异少,需大量处理材料;诱变的方向和性
15、质不能控制。技术较复杂,需与杂交育种结合,(不适合动物育种工作)。所得品种发育延迟,结实率低。有可能引起生态危机,技术难度大。举例矮杆抗锈病小麦的培育高产青霉素菌株的育成单倍体育种获得的矮杆抗锈病小麦无籽西瓜、八倍体小黑麦。抗虫棉【例1】【2015届德州高三上学期期末】下图中,甲、乙表示水稻的两个品种,A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因,表示培育水稻新品种的过程,有关说法错误的是 A过程简便,但培育周期长 B和的变异都发生于有丝分裂间期 C过程常用的方法是花药离体培养 D过程与过程的原理相同【答案】B【解析】过程属杂交育种,过程简便,培育周期长,A项正确;过程是自交,基因
16、的自由组合发生在减数第一次分裂后期,过程是秋水仙素处理,抑制纺锤体形成,在有丝分裂间期可发生变异,B项错误;过程培养成的个体染色体是正常细胞的一半,属于花药离体培养,C项正确;属于多倍体培育,属于单倍体育种的范畴,二者的原理都是染色体变异,D项正确。【点评】本题考查育种方法与原理的相关知识。意在考查能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识网络的能力,能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力。【趁热打铁】【2014届山东潍坊高三期末】用二倍体早熟易感病茄子(aatt)和四倍体晚熟抗病茄子(AAAATTTT)为材料,培育纯合的二倍体早熟抗病茄子。以下有关
17、叙述合理的是 A取四倍体植株的花药离体培养可获得二倍体植株AATT B基因型aatt与基因型AATT植株杂交,可以从F2中直接选出符合要求的植株 C取B选项F植株的花药进行离体培养,利用的原理是植物细胞具有全能性 D种植C选项得到的植株,成熟后用秋水仙素处理即可选出符合要求的植株【例2】【2014届山东泰安期末考试】利用杂交育种方法,培育具有两种优良性状的作物新品种,下列说法中错误的是A所选的原始材料分别具有某种优良性状且能稳定遗传B杂交一次,得F1,若F1在性状上符合要求,则可直接用于扩大栽培C让F1自交,得F2,从F2中初步选取性状上符合要求的类型D把初步选出的类型进一步隔离自交和汰劣留良
18、,直到确认不在发生性状分离为止【趁热打铁】【2014届辽宁大连双基测试】相关资料显示,利用太空种子播种能大力提高农业生产效益,小麦、水稻等粮食类亩产可增产18%左右,蔬菜类平均增产约25%左右。下列有关太空育种的叙述,正确的是 A在太空中强辐射、微重力和高真空等因素诱导下,生物可以发生定向变异产生符合要求的新性状B太空育种过程繁杂,需要从大量的变异品种中筛选才能获得所需的种子C太空育种产生的品种对人类都是有益的,可大量种植 D太空育种的原理主要是通过基因重组形成大量具有新基因型的个体【答案】B【解析】太空育种的原理是通基因突变,突变是不定向的,产生的品种有些是对人类有益的,有些是有害的,需要从
19、大量的变异品种中进行筛选才能获得所需的种子,B项正确,A、C、D三项均错误。例3【2014高考江苏卷】下图是高产糖化酶菌株的育种过程,有关叙述错误的是A.通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株B.X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异C.上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程D.每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高例4【2014高考四川卷】油菜物种甲(2n=20)与乙(2n=16)通过人工授粉杂交,获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙,用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁,待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是A秋水仙素通过促进着丝点分裂,使染色体数目加倍B幼苗丁细胞分裂后期,
20、可观察到36或72条染色体C丙到丁发生的染色体变化,决定了生物进化的方向D形成戊的过程未经过地理隔离,因而戊不是新物种三、解题方法总结(1)根据不同育种需求选择不同的育种方法欲集中不同亲本的优良性状-杂交育种。欲既集中优良性状,又缩短育种年限、快速获得纯合子-单倍体育种。欲获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量-多倍体育种。欲提高变异频率,获得当前不存在的基因或性状-人工诱变育种。欲定向改变生物的性状-基因工程育种;有些植物如小麦、水稻等,杂交实验较难操作,则最简便的方法是自交。若要培育隐性性状个体,则可用自交或杂交,只要出现该性状即可。(2)动植物杂交育种的解决方法对于植物而言,杂交育种的
21、方法一般是杂交后连续自交选育。对于动物而言,杂交育种的程序为:亲本杂交子一代相互杂交对子二代测交选育出符合要求的子二代的纯合子。(3)易忽略的几个知识点杂交育种和单倍体育种首要操作都是杂交,但其它操作不同。单倍体育种和多倍体育种都有使染色体加倍的操作,但两者加倍的对象不同,前者是单倍体幼苗,后者是正常二倍体幼苗或萌发的种子。所有育种方法中,最简捷、常规的育种方法是杂交育种。易错题分析【题目】【2015届江西崇义中学高三生物月考4试卷】如图所示为利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。分析不正确的是( )A基因重组发生在过程,过程中能够在显微镜下看到染色单体的
22、时期是前期和中期 B秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成。C植株A为二倍体,体细胞最多有4个染色体组,植株C属于单倍体其发育起点为配子D利用幼苗2进行育种的最大优点的明显缩短育种年限,植株B纯合的概率为25%【错因】此题不能得出正确答案的原因有两个:一是几种常见的育种方法、过程、原理不清楚;二是不能通过识图得到有效信息。【正解】基因重组发生减数第一次分裂,图中表示经过减数分裂产生花药(雄配子)的过程,表示有丝分裂,处于有丝分裂的前期和中期的细胞中有染色单体存在,A项正确;秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,从而使细胞中的染色体数目加倍,B项正确;植株A是由玉米的芽尖细胞经过植物组织培
23、养获得的,是二倍体,体细胞内有2个染色体组,当体细胞处于有丝分裂后期时,由于着丝点分裂导致细胞中的染色体数目加倍,染色体组数也随之加倍为4个,植株C是由花药直接离体培养获得的单倍体,发育起点为配子,C项正确;利用幼苗2进行单倍体育种的最大优点是:明显缩短育种年限,植株B纯合的概率为100%,D项错误。误区警示:熟记相关的知识点并把握其内在的联系是正确解答本题的关键所在。(1)体细胞主要通过有丝分裂的方式增加其数目,而减数分裂与有性生殖细胞(配子)的形成有关。染色体复制之后到着丝点分裂之前的细胞中都存在染色单体。 (2) 秋水仙素的作用是能够抑制有丝分裂前期的细胞中纺锤体的形成,从而使细胞中的染
24、色体数加倍。 (3)由配子直接发育成的个体为单倍体;单倍体育种的过程是:花药离体培养单倍体幼苗用秋水仙素或低温处理幼苗染色体数目加倍纯合子选择所需要的品种类型,最终得到的植株都是纯合子,所以能明显缩短育种年限。(4)在有丝分裂后期,染色体数目加倍,染色体组数也随之加倍。03 生物的进化(1)现代生物进化理论的基本内容种群是生物进化的单位一个种群中全部个体所含有的全部基因称为种群的基因库。基因库代代相传,得到保持和发展。种群中每个个体所含有的基因,只是基因库中的一个组成部分。基因频率是指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率。不同的基因在基因库中的基因频率是不同的。生物进化的实质是种
25、群基因频率的改变。突变和基因重组是产生进化的原材料可遗传的变异是生物进化的原材料。可遗传的变异包括基因突变、基因重组、染色体变异,其中基因突变和染色体变异统称为突变。突变的有害或有利取决于生物的生存环境。有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的基因型。突变和基因重组是随机的、不定向的,只产生生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。自然选择决定生物进化的方向种群产生的变异是不定向的。自然选择淘汰不利变异,保留有利变异。自然选择使种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向缓慢进化。隔离导致物种形成物种:分布在一定自然区域,具有一定形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配、繁
26、殖并且产生可育后代的一群生物个体。隔离:不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括地理隔离和生殖隔离。地理隔离将一个种群分成若干个小种群,使彼此间不能交配,久而久之,可能出现生殖隔离,产生新物种。物种形成:同一物种间产生变异和基因重组,经过长期的自然选择,使种群的基因频率会发生定向改变,再经过隔离作用产生新物种。隔离是物种形成的必要条件,出现生殖隔离是物种形成的标志。 (2)共同进化原因不同物种之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响生物多样性的形成生物多样性基因多样性;物种多样性;生态系统多样性形成原因共同进化(3)基因频率及基因型频率的计算定义法:基因频率=(该基因总数
27、该基因和其等位基因的总数)100%。不同染色体上基因频率的计算若某基因位于常染色体上,则基因频率=(该基因总数该种群个体数2)100%。若某基因只位于X染色体上,则基因频率=该基因总数(该种群雌性个体数2+该种群雄性个体数)100%。通过基因型频率计算基因频率在种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1;一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。根据遗传平衡定律计算处于平衡状态的种群,设一对等位基因为A和a,A的频率为p,a的频率为q,则可用数学方程式表示为:(p+q)2=p2+2pq+q2=1,其中AA的基因型频率为p2、Aa的基因型频率为2
28、pq、aa的基因型频率为q2。使用它时,种群应满足以下5个条件:种群大;种群个体间的交配是随机的;没有突变发生;没有新基因加入;没有自然选择。满足上述5个条件的种群即处于遗传平衡。二、典型例题分析【例1】【2014届日照一中单元过关】根据现代生物进化理论,下列说法正确的是 ( )A在自然选择过程中,黑色与灰色桦尺蠖表现为共同进化B超级细菌感染病例的出现,是因为抗生素的滥用促使细菌发生基因突变C人工饲养的公狮和母虎交配,产下的“狮虎兽”不育,说明狮和虎存在生殖隔离D同一群落中的种群相互影响,因此进化的基本单位是群落【答案】C【解析】环境对两种颜色的桦尺蠖进行了选择,不符合共同进化的特征,A项错误
29、;超级细菌的出现是突变的结果,抗生素只是起了选择作用,B项错误;产下的“狮虎兽”不育,说明存在生殖隔离,C项正确;进化的基本单位是种群,D项错误。【点评】本题主要考查现代生物进化理论的有关知识,意在考查学生识记并理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。【趁热打铁】【2014届广州市执信、广雅、六中高三9月三校联考】根据现代生物进化理论作出的正确判断是 A对所有的物种来说,地理隔离必然导致生殖隔离B种群基因频率发生定向改变就意味着形成了新物种 C基因突变、基因重组和自然选择是物种形成的三个基本环节D不同物种之间、生物与环境之间共同进化导致生物多样性【答案】D【解析】地理隔离不一定导致生殖
30、隔离,如多倍体植株的形成就没有经过地理隔离,A项错误;种群基因频率发生定向改变意味着生物发生了进化,但不一定形成新物种,B项错误;突变和基因重组、自然选择和隔离是物种形成的三个基本环节,C项错误;不同物种之间、生物与环境之间共同进化导致生物多样性的形成,D项正确。【例2】【2015届福建省龙海一中高三上学期第二次月考】某动物的基因A和B分别位于非同源染色体上,只有A基因或B基因的胚胎不能成活,若AABB和aabb个体交配,F1雌雄个体相互交配,F2群体中A的基因频率是 A50 B45 C60 D40【趁热打铁】【2014届淄博高三一模】某种群中,基因型为AA的个体有2 000个,基因型为Aa的
31、个体有2 000个,基因型为aa的个体有6 000个。它们迁移到一个孤岛上自由交配繁衍。A基因在初始时的频率和繁衍两代(假设子代都存活)后的频率分别是()A.0.2和0.3 B.0.3和0.5 C.0.2和0.5 D.0.3和0.3【答案】D 【解析】在一个封闭的不受外界干扰的环境中,遵循遗传平衡公式,基因频率不变,A的基因频率是:(2 00022 000)/(2 0002 0006 000)20.3,所以D项正确,A、B、C三项均错误。例3【2014年高考北京卷】为控制野兔种群数量,澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高,兔被强毒性病毒感染后很快死亡,致兔种群数量大幅
32、下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高,兔种群数量维持在低水平。由此无法推断出A.病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用 B.毒性过强不利于病毒与兔的寄生关系C.中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致 D.蚊子在兔和病毒之间的协同(共同)进化过程中发挥了作用【答案】C【解析】病毒侵染兔种群,一般抗性较强的个体会保留下来,抗性较弱的个体会死亡,因此病毒感染对兔种群的抗性起了选择作用,A项正确;毒性过强的病毒容易导致宿主的死亡,没有宿主病毒也不可能长期大量增殖,B项正确;毒性过强或者毒性过弱都不利于彼此维持寄生关系而长期存在,中毒性病毒的比例升高并非是兔抗病毒能力下降
33、而是一个长期相互选择,共同进化的结果,C项错误;蚊子充当了病毒和宿主之间的媒介,在二者的协同进化中发挥了作用,D项正确。例4【2014高考海南卷】某动物种群中,AA,Aa和aa基因型的个体依次占25、50、25。若该种群中的aa个体没有繁殖能力,其他个体间可以随机交配,理论上,下一代AA:Aa:aa基因型个体的数量比为A3:3:1 B4:4:1 C1:2:0 D1:2:1【答案】B【解析】该种群的aa个体没有繁殖能力,在有繁殖能力的个体中,AA占 1/3、Aa占 2/3,因此,该种群产生的雌配子和雄配子各为2/3A,1/3a。随机交配产生的子代中,基因型为AA =2/3A2/3A=4/9AA,
34、Aa=2/3A1/3a+1/3a2/3A=4/9 Aa,aa=1/3a1/3a=1/9 aa,数量比4:4:1。因此A、C、D三项均错误,B项正确。三、解题方法总结(1)现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较比较达尔文自然选择学说现代生物进化理论基本观点遗传和变异是自然选择的内因。过度繁殖,为自然选择提供了更多的选择材料,加剧了生存斗争。变异是不定向的,定向的自然选择决定着生物进化的方向。生存斗争是自然选择的过程,是生物进化的动力。适应是自然选择的结果 自然选择过程是一个缓慢、长期的连续过程。种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择和隔离是物
35、种形成过程的三个基本环节。突变和基因重组提供了生物进化的原材料自然选择使种群的基因频率发生定向改变并决定生物进化的方向。隔离是新物种形成的必要条件不同点没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理,着重研究生物个体的进化。从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理,强调群体进化,认为种群是生物进化的基本单位。共同点变异是不定向的。都认为自然选择决定生物进化的方向。都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性。达尔文认为环境条件对生物变异不是诱导而是选择,生物产生了大量不定向变异后,由环境决定其生存与否。现代生物进化理论则认为无论是环境的选择还是种群内部发生突变、迁移等,一切改变基因频率的
36、因素必将引起生物的进化。(2)生物进化与物种形成的区别和联系区别:生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,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。联系:生物发生进化不一定形成新物种,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基础。(3)物种形成的方式渐变式:一般经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,形成新物种。其过程可表示为:地理隔离阻断基因交流突变、基因重组和自然选择不同种群的基因频率向不同方向发生改变种群基因库出现差异差异经过积累逐渐加大生殖
37、隔离新物种形成。爆发式:主要通过异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物种,一出现可以很快形成生殖隔离(不经过地理隔离),此种方式多见于植物,其过程可表示为:物种A和物种B杂交杂种植物染色体加倍异源多倍体。人工创造新物种:通过植物体细胞杂交、多倍体远缘杂交、多倍体育种等方式也可以创造新物种。易错题分析【题目】【2014届江苏徐州质检】如图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析正确的是()Aa表示基因突变和基因重组,是生物进化的原材料Bb表示生殖隔离,生殖隔离是生物进化的标志Cc表示新物种形成,新物种与生活环境共同进化Dd表示地理隔离,新物种形成一定需要地理隔离四、 课后练习1如图381所示为某哺
38、乳动物某个DNA分子中控制毛色的a、b、c三个基因的分布状况,其中、为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是()图381Ac基因中碱基对缺失,属于染色体变异B在减数分裂四分体时期的交叉互换,可发生在a、b之间C、中发生的碱基对的替换,属于基因突变D基因与性状之间并不都是一一对应的关系2二倍体植物甲(2N10)和二倍体植物乙(2N10)进行有性杂交,得到的F1植物丙不育。但在变化剧烈的环境中种植F1时,偶尔能出现可育个体植物丁。下列叙述正确的是()A植物甲和植物乙属于同一种生物B植物丁由植物丙经基因突变形成C植物甲、乙、丙体细胞中的染色体数目和形态相同D植物丁形成的原因可能是环境变化导致染色体数目加
39、倍3假设A、b分别代表玉米的两种优良基因,且这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种,为培育出优良品种AAbb,可采用的方法如图382所示。下列有关叙述不正确的是()图382A由品种AABB、aabb经过过程培育出新品种的育种方式的优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上B与过程的育种方法相比,过程的育种方法的优势是明显缩短了育种年限C过程的育种方法是单倍体育种,依据的遗传学原理是染色体变异D过程在完成目的基因和载体的结合时,必须用到的工具酶是限制酶4如图383表示利用二倍体西瓜(2N)培育出三倍体无子西瓜(3N)过程中染色体数目变化的情况,下列说法不正确的是()图383A过
40、程中染色体复制两次细胞分裂一次B过程可能产生突变和基因重组C图中只包含有两个不同的物种D三倍体无子西瓜可能产生极少量可育的配子5“超级细菌”对多种常用抗生素具有抗药性,是因为这类细菌能产生金属p内酰胺酶,以下相关分析正确的是()A抗生素滥用诱导细菌通过突变产生编码金属p内酰胺酶的基因B抗生素滥用使编码金属p内酰胺酶的基因频率上升C“超级细菌”通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因D“超级细菌”的进化方向取决于突变所产生的基因6在19世纪中叶以前,英国曼彻斯特地区的桦尺蠖几乎都是浅色型(s)的。随着工业的发展,工厂排出的煤烟逐渐将树皮熏成黑褐色,到了20世纪中叶,黑色型(S)的桦尺蠖成了常见类型。
41、下列与此相关的叙述中正确的是()A浅色桦尺蠖与黑色桦尺蠖同时存在体现了物种的多样性B在随机交配的情况下,一般来说,不同环境中频率高的基因所控制的性状更适应环境C该地区桦尺蠖种群进化过程中Ss基因型的频率不会改变D长时间的环境污染导致s基因突变成S基因的频率增加7下列有关遗传和进化的叙述,正确的是()A同种生物的不同个体之间通过生存斗争实现了共同进化B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数目加倍C如果某种群数量大量减少,则该种群一定发生了进化D隔离是物种形成的必要条件,其实质是基因不能自由交流8下列有关现代生物进化理论观点的叙述,错误的是()A发生在生物体内的基因突变可
42、使种群的基因频率发生变化B经过自然选择,生存下来的个体都是适应该环境的,发生的变异都是有利变异C人工饲养的斑马与驴交配产下“斑驴兽”,说明斑马和驴之间不存在生殖隔离D共同进化都是通过不同物种之间和生物与环境之间相互影响实现的9科学家用人工合成的片段成功替代了草履虫的1号和3号染色体的部分片段,得到了重组草履虫,将重组草履虫放归原生活环境中仍能存活,未见明显异常。对于该重组草履虫的认识,下列错误的一项是()A该重组草履虫仍能产生可遗传的变异B该重组草履虫的进化方向与原草履虫有所不同C该重组草履虫的出现增加了草履虫的基因多样性D该重组草履虫的变异属于人工导致的染色体结构变异10玉米(2N20)是重
43、要的粮食作物之一。请分析回答下列有关遗传学问题:(1)某玉米品种2号染色体上的基因S、s和M、m各控制一对相对性状,基因S在编码蛋白质时,控制最前端几个氨基酸的DNA序列如图384所示。已知起始密码子为AUG或GUG。图384基因S发生转录时,作为模板链的是图中的_链。若基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失,则该处对应的密码子将变为_。某基因型为SsMm的植株自花传粉,后代出现了4种表现型,在此过程中出现的变异的类型属于_,其原因是在减数分裂过程中发生了_。(2)玉米的高秆易倒伏(H)对矮秆抗倒伏(h)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,两对基因分别位于两对同源染色体上。图385表示利用品种甲(HHRR)和乙(hhrr)通过三种育种方法()培育优良品种(hhRR)的过程。图385利用方法培育优良品种时,获得hR植株的常用方法为_,这种植株由于_,须经诱导染色体加倍后才能用于生产实践。图中所示的三种方法()中,最难获得优良品种(hhRR)的是方法_,其原因是_。用方法培育优良品种时,先将基因型为HhRr的植株自交获得子代(F2),F2植株中自交会发生性状分离的基因型共有_种,这些植株在全部 F2中所占的比例为_。若将F2中的全部高秆抗病植株去除雄蕊,用F2中矮秆抗病植株的花粉随机授粉,则杂交所得子代中纯合矮秆抗病植
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