2023届高考生物二轮复习专题提分攻略-专题10变异、育种和进化(解析版).docx
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1、2023届高考生物二轮复习专题提分攻略专题10 变异、育种和进化提分攻略一、基础知识必备(一)染色体变异1.染色体结构的变异在自然条件或人为因素的影响下,染色体结构的变异主要有以下4种类型,具体分析见表:类型遗传效应实例示意图缺失缺失片段越大,往往对个体影响越大。轻则影响个体生活力,重则引起个体死亡猫叫综合征重复通常引起的遗传效应比缺失小,重复部位太大会影响个体生活力果蝇棒状眼倒位形成的配子大多异常,从而影响个体的生育普通果蝇3号染色体上某些基因易位产生部分异常配子,使配子的育性降低或产生有遗传病的后代某种夜来香的染色体经常发生易位2.染色体数目的变异(1)细胞内个别染色体的增加或减少。(2)
2、细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。3.染色体组(1)概念:一般地说,细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息,这样的一组染色体,称为一个染色体组。(2)理解从本质上看,组成一个染色体组的所有染色体,互为非同源染色体,在一个染色体组中无同源染色体存在;从形式上看,一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同,可通过观察各染色体的形状、大小来判断是否为一个染色体组;从功能上看,一个染色体组携带着一种生物生长发育的全部遗传信息;从物种类型看,每种生物一个染色体组的染色体数目、大小、形态都是一定的,不同种生物染色体组中染色体的数目、大小、
3、形态不同。4.单倍体、二倍体与多倍体的比较项目单倍体二倍体多倍体概念体细胞中含有本物种配子染色体数的个体由受精卵发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体实例蜜蜂的雄蜂等人、果蝇、玉米等香蕉、马铃薯等发育起点配子受精卵受精卵形成原因自然成因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件的剧变人工诱导花药离体培养用秋水仙素处理二倍体的单倍体幼苗用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗5.低温诱导植物染色体数目的变化6.育种(1)多倍体育种和单倍体育种三倍体无子西瓜的培育过程两次传粉:第一次传粉是杂交得到三倍体种子,第二次传粉是为了刺激子房发育。用秋水仙素处理幼苗
4、后,分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍,而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。多倍体育种和单倍体育种的比较类型多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减少,再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)常用方法秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养后,人工诱导染色体加倍(2)杂交育种和诱变育种的比较类型杂交育种诱变育种原理通过基因重组得到纯种或杂种基因突变常用方法(1)杂交自交选优自交;(2)杂交“杂种”用物理(X射线、激光)或化学(亚硝酸、硫酸二乙酯)方法处理动植物二、通关秘籍1.染色体结构变异与基因突变的区别(1)染色体结构变异是“线”的变化,变异程度大
5、,在光学显微镜下可见。基因突变是“点”的变化,是DNA分子内部碱基对的变化,在光学显微镜下不可见。(2)染色体结构变异改变了基因的位置或数量,基因突变不会改变基因的位置和数量,只是产生了等位基因。(3)染色体变异一般都是对生物体不利的,有的甚至会导致生物体死亡。基因突变不一定造成遗传性状的改变,但也会造成一些问题,如镰刀型细胞贫血症就是基因突变造成的。2.单倍体基因组与染色体组的区别(以二倍体生物为例: )(1)在XY(或ZW)型性别决定的生物中,单倍体基因组是常染色体的一半加上一对性染色体。即一个染色体组=1/2常染色体+1条性染色体(X或Y),单倍体基因组=1/2常染色体+X+Y。(2)对
6、于雌雄同体或无性别之分的生物,其单倍体基因组是本物种染色体的一半。如水稻有24条染色体,它的一个染色体组有12条染色体,其单倍体基因组也有12条染色体。3.单倍体中不一定只含一个染色体组。单倍体可以分为两大类:一类是一倍体,即二倍体物种产生的单倍体;另一类是多单倍体,即多倍体物种产生的单倍体。4.并非所有的单倍体都高度不育,若单倍体的体细胞中染色体组数为奇数,则在其进行减数分裂形成配子时,由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱,不能产生正常的配子。5.实验中各种液体的作用(1)卡诺氏液:固定细胞形态。(2)体积分数为95%的酒精溶液:冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。(3)解离液:(质量分数为15%
7、的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液以11混合)使组织中的细胞相互分离开来。(4)清水:洗去解离液,防止解离过度,便于染色。(5)改良苯酚品红染液:使染色体(质)着色,便于观察染色体(质)的形态、数目、行为。6.育种(1)秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理:抑制纺锤体的形成,细胞内的姐妹染色单体分开变成两条染色体后,不能移向细胞两极,使细胞内染色体数目加倍。(2)经多倍体育种培育的个体是新物种,这种新物种的产生是在短时间内实现的,没有经过地理隔离就达到了生殖隔离。(3)多倍体是否可育的判别:一看染色体组的来源,同源四倍体、同源八倍体都是可育的;异源四倍体,如普通小麦(六倍体)和黑麦(二倍体)杂
8、交,得到的异源四倍体是不育的。二看染色体组的数量,若染色体组数呈奇数,则是不育的。(4)进行杂交育种的个体一定是进行有性生殖的个体,只进行无性生殖的个体无法通过杂交育种的方法培育新品种。(5)杂交育种只能利用已有的基因重新组合,按需选择,并不产生新的基因;诱变育种属于分子水平上的育种,只有此种育种方法能够产生新基因。三、基础知识必备(一)现代生物进化理论的主要内容1.种群是生物进化的基本单位。所谓种群,是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。2.突变和基因重组产生进化的原材料(1)可遗传变异是生物进化的原材料 来源:基因突变、基因重组和染色体变异。基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变能为生
9、物进化提供最原始的材料。(2)可遗传变异不能决定生物进化的方向 突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。由于突变和基因重组都是随机的、不定向的,因此它们只是提供了生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。3.自然选择决定生物进化的方向在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝一定的方向不断进化。可表示为:4.隔离在物种形成中的作用(1)地理隔离和生殖隔离的比较项目区别联系地理隔离同种生物的不同种群由于高山、河流和沙漠等地理上的障碍,使彼此间无法相遇而不能交配都能阻断不同种群间的基因交流;一般情况下,地理隔离积累到一定程度就会产生生殖隔离;新物种形成过程中,地理隔离不一
10、定出现,但生殖隔离一定出现生殖隔离不同物种的个体之间不能自由交配或者交配后不能产生可育后代(二)共同进化与生物多样性的形成1.共同进化 概念:不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是共同进化。(1)不同物种之间的影响既包括种间互助,也包括种间斗争。(2)无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率,导致生物朝着一定方向进化;生物的进化反过来又会影响无机环境。(3)共同进化是千姿百态的物种和多种多样的生态系统的形成原因。四、通关秘籍1.种群的概念可从几个关键字加深认识。两个要素:“同种”和“全部”,即不同年龄组成、性别比例、密度的个体总和;两个条件:“时间”和“空间”,即
11、种群具有一定的时空限制,离开一定的空间和时间的种群是不存在的;两个方面:种群是生物“进化”和“繁殖”的基本单位。2.突变与基因重组是物种形成的主要因素每一个基因发生基因突变的频率虽然很低,但由于每个生物体所含的基因数是一个非常巨大的数目,所以,基因突变对个体来说是不稀有的,况且生物进化的单位是种群,生物进化是一个漫长的积累过程。因此,突变可以为生物进化提供丰富的变异材料。同时,突变等位基因基因重组大量的变异。可见,突变和基因重组为生物进化、物种形成提供了丰富的原材料。3.人工选择和自然选择的比较(1)区别:二者选择的标准不同,目的不同。人工选择是以“是否对人类有利”为标准,对人类有利的基因或性
12、状被保留下来,不利的就被淘汰。而自然选择的标准为“是否有利于该生物的生存”,有利于该生物生存的性状或基因就被保留下来,不利的就被淘汰。(2)联系:二者都使被选择的种群的基因频率发生改变。五、网络构建提分演练一、选择题1某原核生物因一个碱基对突变而导致所编码蛋白质的一个脯氨酸(密码子有CCU、CCC、CCA、CCG)转变为组氨酸(密码子有CAU、CAC)。基因中发生改变的是()AGC变为TA BAT变为CGC鸟嘌呤变为胸腺嘧啶 D胞嘧啶变为腺嘌呤【答案】A【解析】决定脯氨酸的密码子为CCU、CCC、CCA、CCG,决定组氨酸的密码子为CAU、CAC,则脯氨酸转变为组氨酸,有可能是CCU转变为CA
13、U,也有可能是CCC转变为CAC,这都是mRNA上C转变成了A,则根据碱基互补配对原则,转录时基因中发生改变的是GC变为TA。2下列有关生物变异的叙述,正确的是()A基因突变能产生新的基因,而基因重组和染色体变异不会B猫叫综合征是5号染色体缺失引起的,属于染色体数目变异C染色体结构变异都会导致基因的种类和数目发生改变D非同源染色体之间交换片段会导致基因重组【答案】A【解析】基因突变能产生新基因,基因重组、染色体变异均不会产生新基因,A正确;猫叫综合征是5号染色体缺失引起的,属于染色体结构变异,B错误;染色体结构变异并不会导致基因的种类发生改变,C错误;非同源染色体间片段的交换会导致染色体片段的
14、易位,属于染色体结构变异,D错误。3下列有关生物遗传和变异的说法正确的是()A基因突变和染色体变异均可在高倍显微镜下观察到B受精过程中不同基因型的雌雄配子的随机结合属于基因重组C染色体片段的缺失或重复必然导致基因种类的改变D自然条件下,基因重组可发生在进行有性生殖的生物形成配子的过程中【答案】D【解析】基因突变不能在高倍显微镜下观察到,A错误;受精过程中不同基因型的雌雄配子的随机结合不属于基因重组,B错误;染色体片段的缺失或重复会使基因的数量或基因在染色体上的排列顺序发生改变,C错误;在自然条件下,基因重组发生在进行有性生殖的生物通过减数分裂形成配子的过程中,D正确。4基因的随机重组及配子形成
15、过程中的基因突变分别发生在()分裂间期DNA复制过程有丝分裂形成子细胞的过程减数第一次分裂的后期减数第二次分裂前期A B C D【答案】D【解析】基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合,包括两种类型:一是在生物体通过减数分裂形成配子时,随着非同源染色体的自由组合非等位基因也自由组合;二是在减数分裂形成四分体即联会时,由于同源染色体的非姐妹染色单体之间常常发生交叉互换,实现染色单体上的基因重新组合;基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换,这种改变发生在细胞分裂间期DNA复制的过程中。5以下几种变异依次来源于()三倍体无子西瓜摩尔根偶然在一群红眼果蝇
16、中发现了一只白眼果蝇由于水肥充足,小麦出现穗多粒大A基因突变、染色体变异、环境改变 B染色体变异、基因突变、环境改变C基因重组、染色体变异、基因突变 D基因重组、染色体变异、环境改变【答案】B【解析】无子西瓜是多倍体育种的产物,而多倍体育种的原理是染色体变异;摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼果蝇,白眼果蝇的产生是基因突变的结果;水肥充足,小麦出现穗多粒大的性状,是环境改变引起的变异,遗传物质没有发生改变。6图中的表示培育番茄新品种的三种方法。下列有关说法不正确的是()A方法和的原理都是基因重组,且方法的变异是定向的B方法形成单倍体的过程中利用了花药离体培养技术C方法可将抗病基因直接导入
17、叶肉细胞,使其与细胞中的DNA分子整合D图中筛选过程会改变抗病基因频率【答案】C【解析】据图分析可知,、分别表示杂交育种、单倍体育种、基因工程育种。方法和的育种原理都是基因重组,方法的变异是按照人们的意愿进行的,所以是定向的,A正确;方法形成单倍体的过程中,要进行花药离体培养,B正确;方法必须先将抗病基因与质粒结合形成重组DNA分子,再导入叶肉细胞,使其与细胞中的DNA分子整合,C错误;上述三种育种方法都会改变抗病基因频率,D正确。7下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的分析,错误的是()A有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和压片B视野中计数染色体数目的最佳时期是分裂中期C该实验只
18、能用改良的苯酚品红染液对染色体进行染色D染色体数目变化的原因是低温抑制了纺锤体的形成【答案】C【解析】用盐酸解离,有利于细胞分散;压片是利用压力使细胞分散开,A正确;有丝分裂中期染色体数目固定,形态清晰,是计数染色体数目的最佳时期,B正确;该实验可用碱性染料如龙胆紫、醋酸洋红或改良的苯酚品红染液对染色体进行染色,C错误;低温诱导植物染色体数目的变化,是由于低温抑制了纺锤体的形成,导致染色体不能分配进两个子细胞,D正确。8下列关于单倍体、二倍体、三倍体和八倍体的叙述,正确的是()A八倍体小黑麦的单倍体有四个染色体组B六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体C体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体
19、D体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体【答案】A【解析】八倍体小黑麦的单倍体,含有四个染色体组,A正确;六倍体小麦花药离体培养所得个体是单倍体,B错误;由配子发育而来的个体均为单倍体,而单倍体不只是有一个染色体组的个体,C错误;体细胞中含有两个染色体组的个体,若是由配子发育而来,则为单倍体,D错误。9某大肠杆菌能在基本培养基上生长,其突变体M和N均不能在基本培养基上生长,但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后,再将菌体接种在基本培养基平板上,发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断,
20、下列说法不合理的是()A突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的C突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到XD突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移【答案】C【解析】突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失,突变体M不能自身合成氨基酸甲,而导致必须在添加氨基酸甲的基本培养基上才能生长,A正确;突变体M和N都是由于基因发生突变而得来,B正确;M和N的混合培养,致使两者间发生了DNA的转移,即发生了基因重组,C错误;突变体M与突变体N混合培养能得到X是由于细菌间DNA的转移实现的,而不是突变体M的RNA的转移,D正确。10RNA聚合酶是存在于真核细胞中
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