2022年高考生物复习素材第一部分专题生物的变异与育种 .pdf
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1、学习好资料欢迎下载专题 10 生物的变异与育种1基因突变形式:碱基对的增添、缺失或替换结果:基因结构改变,但性状不一定改变特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性等2自然状态下, 基因重组发生于减数分裂过程中,包括自由组合型和交叉互换型两种。3能发生基因重组的生物都是进行有性生殖的真核生物,细菌等原核生物和无性繁殖的真核生物都不能发生基因重组。4基因突变是基因结构的改变,产生了新的基因,基因重组是基因的重新组合,产生了新的基因型。5染色体结构变异类型有缺失、重复、倒位和易位。6单倍体、二倍体和多倍体单倍体: 由配子直接发育而来的个体,无论体细胞中含有多少个染色体组,都是单倍体。二倍体和多倍体:由
2、受精卵发育而来的个体,体细胞中含有几个染色体组,就称为几倍体。7单倍体体细胞中不一定含有一个染色体组,体细胞中含有一个染色体组的个体一定是单倍体。8秋水仙素和低温诱导染色体加倍的原理都是抑制纺锤体形成。9生物育种的原理:诱变育种 基因突变;单倍体育种 染色体数目变异;多倍体育种 染色体数目变异;杂交育种 基因重组;基因工程育种基因重组。10单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。11体细胞中染色体组为奇数的单倍体与多倍体高度不育的原因:进行减数分裂形成配子时,同源染色体无法正常联会或联会紊乱,不能产生正常配子。1(2012 江苏高考 )某植株的一条染色体发生缺失突变,获得该缺精选学习资料 - -
3、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 20 页学习好资料欢迎下载失染色体的花粉不育,缺失染色体上具有红色显性基因B,正常染色体上具有白色隐性基因b(见右图 )。 如以该植株为父本, 测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是() A减数分裂时染色单体1 或 2上的基因b 突变为 B B减数第二次分裂时姐妹染色单体3 与 4 自由分离C减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合D减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换命题立意 本题主要考查减数分裂过程中基因随染色体的行为变化及遗传定律等基本知识。知识依托 减数分裂过程中等位基因随同源染色体
4、分离而分开的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。在减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换而产生基因重组。减数第二次分裂时发生染色体着丝点分裂。解析 选 D 由于 “缺失染色体的花粉不育”,所以以该植株为父本,理论上测交后代应该全部表现为白色性状。后代中出现部分红色性状,可能是图示染色单体1 或 2 上的基因b突变为B,但这种可能性很小,故A 项不是最合理的;也有可能是减数第一次分裂的四分体时期非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,B 基因转移到染色单体1 或 2 上,这种情况最为常见, D 项解释最合理。2(2011 安徽高考 )人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘
5、能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I 治疗某些甲状腺疾病。但大剂量的131I 对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I 可能直接 () A插入 DNA 分子引起插入点后的碱基序列改变B替换 DNA 分子中的某一碱基引起基因突变C造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异D诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代命题立意 主要考查放射性物质对人体细胞内遗传物质DNA 及染色体的影响。知识依托 基因突变的实质是DNA 分子中碱基对增添、缺失或替换。基因突变发生在体细胞中, 突变性状一般不能遗传给下一代,发生在生殖细胞中则遗传给下一代。染色体结构变异包括缺失、重复、倒位、易位等。解析
6、 选 C 本题以放射性同位素131I 为素材考查生物的变异,意在渗透辐射污染对人类的影响, 引导关注社会热点和人类健康。131I 不能插入DNA 分子中, 也不能替换DNA 分子中的碱基,故A、B 项错误;大剂量的放射性同位素131I 会导致基因突变或染色体结构的变精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 20 页学习好资料欢迎下载异。上皮细胞属于体细胞,发生基因突变后不会遗传给下一代,故C 项正确, D 项错误。3(2012 广东高考 )科学家用人工合成的染色体片段,成功替代了酵母菌的第6 号和第9 号染色体的部分片段,得到的重
7、组酵母菌能存活,未见明显异常。关于该重组酵母菌的叙述,错误的是 () A还可能发生变异B表现型仍受环境的影响C增加了酵母菌的遗传多样性D改变了酵母菌的进化方向命题立意 主要考查生物变异和进化知识。知识依托 非同源染色体之间交叉互换片段属于染色体结构变异的易位。表现型基因型环境条件。生物进化方向由自然选择决定。解析 选 D 生物的变异包括可遗传的变异(基因突变、基因重组和染色体变异)和不可遗传的变异,该重组酵母菌在生长繁殖的过程中,随着DNA 的复制可能会发生基因突变等变异;生物的表现型是由基因型和环境条件共同决定的,环境可以影响生物的表现型;人工合成的染色体片段成功替代第6 号和第 9 号染色
8、体部分片段后, 导致酵母菌具有原本没有的遗传物质,增加了遗传多样性;自然选择决定生物进化的方向,变异为进化提供原材料。4(2012 天津高考 )芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H 和 h,G 和 g)控制菜籽的芥酸含量,下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG) 的技术路线。已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉 (n)等组分组成,这些组分的细胞都具有全能性。据图分析,下列叙述错误的是() A、两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化B与过程相比,过程可能会产生二倍体再生植株C图中三种途径中,利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG) 的效率最高DF1减数分裂时, H 基因所在染
9、色体会与G 基因所在染色体发生联会命题立意 主要考查杂交育种、单倍体育种及减数分裂的特点等知识。知识依托 植物组织培养的培养基中需要添加植物激素。减数分裂过程中同源染色体发生联会。单倍体育种能大大缩短育种年限,且所得个体一般为纯合子。解析 选 D 选项 A,为脱分化,均需要植物激素来诱导。选项B,过程形成的再精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 20 页学习好资料欢迎下载生植株如果是由花药壁(2n)细胞发育而来的, 则为二倍体; 如果是由花粉 (n)细胞发育而来的,则为单倍体。选项C,过程属于单倍体育种,能明显缩短育种年限,并
10、且通过该途径得到的低芥酸新品种(HHGG) 全部能稳定遗传,故与其他两种途径相比,其育种效率最高。选项 D,在减数分裂过程中,同源染色体之间发生联会;H 基因和G 基因所在的染色体为非同源染色体,减数分裂过程中不会发生联会。5(2012 广东高考 )子叶黄色 (Y,野生型 )和绿色 (y,突变型 )是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色。(1)在黑暗条件下,野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见上图1。其中, 反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是_。(2)Y 基因和 y 基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和 SGRy蛋白, 其部分氨基酸序列见上图 2。据
11、图 2 推测, Y 基因突变为y 基因的原因是发生了碱基对的_和_。进一步研究发现, SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体。可推测,位点_的突变导致了该蛋白的功能异常,从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱,最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。(3)水稻 Y 基因发生突变,也出现了类似的“常绿”突变植株y2,其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻Y 基因的功能,设计了以下实验。请完善。一 培育转基因植株:.植株甲:用含有空载体的农杆菌感染的细胞,培育并获得纯合植株。植株乙:,培育并获得含有目的基因的纯合植株。二 预测转基因植株的表现型:植株甲:维持“常绿”;植株乙:。三 推测结论: _。精选学
12、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 20 页学习好资料欢迎下载命题立意 考查基因的功能及突变基因对生物性状的影响。知识依托 生物体颜色决定于所含色素种类及比例。当发生碱基对的替换时,只引起个别氨基酸改变或不改变(由于密码子的简并性)。当发生碱基对的增添或缺失时,会使发生碱基改变位点之后的所有碱基的排列顺序可能都发生改变。实验设计时遵循对照性、单一变量原则。解析 (1) 野生型豌豆成熟后子叶由绿色变为黄色,叶绿素含量减少,故图 1 中曲线 B 表示野生型豌豆,曲线A 表示突变型豌豆。(2)处氨基酸的种类发生了改变,是碱基对替换造成的
13、;处增加了氨基酸,是碱基对的增添造成的。SGRY蛋白和SGRy蛋白均能进入叶绿体, 说明处发生的突变不影响其转运功能,故调控叶绿素降解的能力减弱应是位点的突变导致的。(3)该实验是验证性实验,推测的结论应与实验目的相符。答案 (1)A (2)替换增添(3)突变植株y2 用含 Y 基因的农杆菌感染突变植株y2 的细胞叶片衰老后叶片衰老后由绿变黄水稻Y 基因通过调控叶绿素降解,使叶片衰老后由绿变黄1从考查内容上看,主要集中分布在基因突变的特点、应用;染色体变异类型及农作物育种等知识点上。2从考查角度上看,结合细胞分裂、DNA 复制、遗传的基本规律,综合考查基因突变类型、特点及对性状的影响;借助科学
14、研究热点材料或结合减数分裂考查染色体变异的类型及其判断等相关知识;以二倍体、 多倍体、 单倍体的区别及其在生物育种上的应用为载体进行命题或结合实验探究进行考查。3从命题趋势上看,预计20XX 年高考命题,基因突变、染色体变异、生物育种仍是考查重点,多结合减数分裂、DNA 复制、遗传基本规律、不同育种方式进行综合命题考查。基因突变例 1央视一则报道称,孕妇防辐射服不仅不能防辐射,反而会聚集辐射。辐射对人体危害很大,可能导致基因突变。下列相关叙述正确的是() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 20 页学习好资料欢迎下载A碱基对
15、的替换、增添和缺失都是由辐射引起的B环境所引发的变异可能为可遗传变异C辐射能导致人体遗传物质发生定向改变D基因突变可能造成某个基因的缺失解析 引起碱基对的替换、增添和缺失的因素有物理因素、化学因素和生物因素;如果环境引发了细胞中遗传物质的改变,就成了可遗传的变异;变异是不定向的;基因突变会导致基因内部分子结构的改变,不会导致某个基因的缺失。答案 B 1基因突变的理解1 抓概念“变”的主体 基因内部的碱基对“变”的形式 替换、增添、缺失(2)辨图解:突变原理图:突变结果图:(基因 M 突变成其等位基因m) (3)善联系:“突变和基因重组产生进化的原材料”中的“突变”指基因突变和染色体变异。2基因
16、突变应注意的几个问题(1)基因突变容易发生于DNA 分子复制过程中, 即有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。(2)基因突变在普通光学显微镜下无法看到,但染色体变异一般可以镜检出来。(3)基因突变的随机性体现在两个方面:时间上的随机:即基因突变可发生于生物个体发育的任何阶段,甚至在趋于衰老的个体中也很容易发生,如老年人易得皮肤癌等。部位上的随机:基因突变既可发生于体细胞,也可发生于生殖细胞。若为前者, 一般不传递给后代,若为后者,则可通过生殖细胞,进而通过生殖传向子代。另外,基因突变可以发生在细胞内不同的DNA 分子上,也可发生在同一DNA 分子的不同部位。(4)基因突变的结果:基因突变引起
17、基因“质”的改变,产生了原基因的等位基因,改精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 20 页学习好资料欢迎下载变了基因的碱基序列,如由A a(隐性突变 )或 aA( 显性突变 ),但并未改变染色体上基因的数量和位置。(5)基因突变的频率比较:生殖细胞体细胞;分裂旺盛的细胞停止分裂的细胞。1下图为人WNK4 基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4 基因发生一种突变,导致1169 位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是() A处插入碱基对G C B处碱基对AT 替换为 G-C C处缺失碱基对AT D处碱基
18、对G C 替换为 AT 解析: 选 B 根据图中1168 位的甘氨酸的密码子GGG,可知 WNK4 基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA 的,那么 1169 位的赖氨酸的密码子是AAG ,因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG ,由此可推知该基因发生的突变是处碱基对AT 被替换为GC。2野生型链孢霉能在基本培养基上生长,而用X 射线照射后的链孢霉却不能在基本培养基上生长。在基本培养基中添加某种维生素后,经过X 射线照射的链孢霉又能生长了。由此说明 () A这种维生素是基本培养基的一种成分B自然状态下野生型链孢霉不会发生基因突变C野生型链孢霉发生了定向的基因突变
19、D可能是基因突变导致了链孢霉不能合成该维生素解析: 选 D 用 X 射线照射后的链孢霉不能在基本培养基上生长,在基本培养基中添加某种维生素后,经过X 射线照射的链孢霉又能生长了,说明基因突变导致了链孢霉不能合成该维生素;基因突变是不定向的;在自然状态下和人工条件下都可以发生突变。染色体变异0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 20 页学习好资料欢迎下载例 2普通果蝇的第3 号染色体上的三个基因,按猩红眼桃色眼 三角翅脉的顺序排列(StPDI);同时,这三个基因在另一种果蝇中的顺序是StDI P,我们把这种染色体结构变异方式称
20、为倒位。仅仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别。据此, 下列说法正确的是 () A倒位和发生在同源染色体之间的交叉互换一样,属于基因重组B倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会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,发生倒位的果蝇性状不变解析 倒位发生在非同源染色体之间,属于染色体的结构变异,同源染色体之间的交叉互换发生在同源染色体之间,属于基因重组; 倒位后的染色体与其同源染色体也可能发生联会;这两种果蝇属于两个物种,它们之间存在生殖隔离,因此两种果蝇之间不能产生可育子代;倒位虽然没有改变基因的种类,但也可以使果蝇性状发生改变。答案 C 基因突变
21、、基因重组和染色体变异的相关问题辨析(1)关于“互换”问题。同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,属于基因重组;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失”问题。DNA 分子上若干基因的缺失属于染色体变异;DNA 分子上若干碱基对的缺失,属于基因突变。(3)关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于分子水平的变化,光学显微镜下观察不到;染色体变异属于亚细胞水平的变化,光学显微镜下可以观察到。(4)关于不同生物可遗传变异的类型问题。病毒的可遗传变异唯一来源是基因突变;细菌等原核生物不含染色体,所以不存在染色体变异。在真核生物中,上述三种类型都存在。(5)单倍体、二倍体和
22、多倍体的区分:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 20 页学习好资料欢迎下载3关于植物染色体变异的叙述,正确的是() 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解析: 选 D 染色体变异不会产生新基因,基因种类不会改变,但会改变基因的数量或排列顺序。4权威遗传机构确认,济南发现的一例染色体异常核型即46,XY ,t(6;8)为世界首例,该例异常核型属于染色体平衡易位携带者。染色体平衡易位是
23、造成流产和畸形儿的重要因素,由于没有遗传物质丢失,患者表现及智力均与正常人一样。某女性患者的第1 和 5号染色体易位,染色体异常核型可表示为46, XX,t(1;5)。下列说法错误的是() A经染色后,在光学显微镜下可观察到染色体易位B46,XY , t(6;8)表示某男性患者第6 和 8 号染色体易位C只有缺失和重复这两类染色体结构变异才能导致某条染色体基因数量的改变D染色体易位不属于基因重组,这种变异是可遗传的解析: 选 C 染色体变异在光学显微镜下可以观察到。由题中信息“某女性患者的第1和 5 号染色体易位,染色体异常核型可表示为46,XX ,t(1;5)”,可知 46,XY ,t(6;
24、8)表示某男性患者第6 和 8 号染色体易位。 就一条染色体来说,缺失、重复、易位都可导致基因数量的改变。 染色体易位是染色体结构的改变,属于染色体变异,其基因的排列顺序发生了变化,即遗传物质发生了改变,属于可遗传的变异。生物育种例 3青枯病是茄子的主要病害,抗青枯病 (T)对易感青枯病(t)为显性, 基因 T、t 与控制开花期的基因A、 a 自由组合。 若采用二倍体早开花、易感青枯病茄子(aatt)与四倍体晚开花、抗青枯病茄子 (AAAATTTT)为育种材料, 运用杂交和花药离体培养的方法,培育纯合的二倍体早开花、抗青枯病茄子,则主要步骤为:第一步: _ 。第二步:以基因型为_的茄子为亲本杂
25、交,得到F1(AaTt) 。第三步: _(用遗传图解或文字简要描述)。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 20 页学习好资料欢迎下载解析 梳理题意可知,本次育种的目标是培育纯合的二倍体早开花、抗青枯病茄子(aaTT),现有的材料是二倍体aatt 和四倍体AAAATTTT ,采用的育种方法是杂交和花药离体培养的方法。据此并结合试题已给的实验步骤,可先将四倍体材料AAAA TTTT 进行花药离体培养以获得基因型为AATT 的二倍体植株, 然后将该二倍体植株与二倍体植株aatt杂交,这样即可将所需基因“ a” 与“ T” 集中于同
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