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600分考点700分考法A版2019版高考生物总复习第九章生物的变异与进化课件

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 第九章      生物的变异与进化
考点23 生物的变异
考点24 人类遗传病
考点25 变异在育种上的应用
考点26 生物的进化
专题七     基因频率、基因型频率的相关计算
专题八     生物变异的综合分析
考点23 生物的变异
 应试基础必备
 高考考法突破

 考法1   基因突变的理解和判断
 考法2   基因重组的理解和判断
 考法3   染色体变异的分析与判断
 考法4  (实验)低温诱导植物染色体数目变化
 考法5    变异类型的比较和判断
 应试基础必备
 1.基因突变

(1)概念:碱基对的替换、增添和缺失
(2)时间:有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。
(3)诱发因素:物理因素、化学因素和生物因素。
(4)突变特点:普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性。
(5)意义:新基因产生的途径、生物变异的根本来源、生物进化的
原始材料。
2.基因重组

(1)实质:控制不同性状的基因重新组合。
(2)类型:自由组合型、交叉互换型、人工重组型。
(3)结果:产生新的基因型,导致重组性状出现。
(4)意义:形成生物多样性的重要原因之一。
3.染色体变异
(1)染色体结构变异
变异类型         具体变化             结果           举例
  缺失        缺失某一片段                     人的猫叫综合征
  重复        增加某一片段         染色体上的基       果蝇的棒状眼
                           因数目或排列
        某一片段移接到另一
  易位                       顺序改变,从       某种夜来香的
        条非同源染色体上
                           而导致性状变         变异品种
                           异           人慢性粒细胞白
  倒位      某一片段位置颠倒
                                           血病
(2)染色体数目变异
①变异的类型:单条染色体的增加或减少;以染色体组的形式
成倍的增加或减少。
②染色体组:细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能
上各不相同,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。例如
图中雄果蝇体细胞中的一个染色体组可表示为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅹ
或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
③二倍体、单倍体与多倍体

高考考法突破
 考法1   基因突变的理解和判断
  1.基因突变的特点分析
 (1)基因突变的发生范围:个体发育的任何时期,特别是遗
 传物质复制时。
 (2)基因突变的结果:产生新基因。
 (3)基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类、数目
 或排列顺序的改变,基因的数目和位置并未改变。
 (4)基因突变不一定都能遗传给后代。基因突变如果发生在
 有丝分裂过程中,一般不遗传,但有些植物可能通过无性
 生殖遗传递给后代,基因突变如果发生在减数分裂过程中,
 可以通过配子遗传给后代。
(5)基因突变对性状的影响:可能导致性状改变,也可能不改变生
物的性状
①基因突变改变生物性状的原因:基因突变引起密码子改变,翻
译出氨基酸的种类和排列顺序改变,最终表现为蛋白质结构功能
改变,从而影响生物的性状,如镰刀型细胞贫血症。
②基因发生突变,但性状并不改变的主要原因:若基因发生突变,
突变位点为非编码区或内含子区段,其控制合成的蛋白质不发生
改变,性状不变;基因突变后,改变了的密码子与原密码子对应
同一种氨基酸,此时性状也也不改变;若基因突变为隐性突变,
且却得到的是杂合子,如AA中的一个A突变为a,此时性状也不改变;
在某些环境条件下,改变llllellll了的基因,可能并不会在性状上表
现出来。
③不同类型的基因突变对蛋白质的影响

   碱基对改变        影响范围              对氨基酸序列的影响
                          只改变一个氨基酸序列或不改变氨基酸序
      替换           小
                          列
                          不影响插入位置前的序列而影响插入位置
      增添           大
                          后的序列
                          不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置
      缺失           大
                          后的序列

 ⑹基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变
 产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异,而在多封的岛屿上
 则为有利变异
2.显性突变和隐性突变的判定


(2)判定方法
①选取突变体与其他已知未突变体杂交,据子代性状表现判断。
②让突变体自交,观察子代有无性状分离进行判断。
结果分析:若子代全为突变型,没有正常个体,则为隐形突变;
若子代既有正常个体又有突变型,则为显性突变。
例[天津理综2016·5.6分]枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见
下表:


           注 P:脯氨酸;K:赖氨酸;R:精氨酸
 下列叙述正确的是(         )
 A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
 B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
 C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
 D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
【解析】由表可知,S12蛋白第56位氨基酸发生了替换,导致S12蛋
白结构改变,使突变型枯草杆菌能在含链霉素培养基中100%存活,
说明突变型具有链霉素抗性,AA正确;链霉素可以与核糖体结合,
而核糖体是翻译的场所,所以链霉素抑制其翻译功能,B错误;因
为一个氨基酸发生了替换,所以突变型的产生是由于碱基对的替换
所致,C错误;链霉素不能诱发生物变异,且生物变异是不定向的,
D错误。
 考法2   基因重组的理解和判断
 基因重组的类型与发生机制
                自由组合型                       交叉互换型                  人工重组型

发生                                   减数第一次分裂四分体时
     减数第一次分裂后期                                               目的基因导入受体细胞后
时间                                   期
     同源染色体分开,等位基因分离,非                同源染色体非姐妹染色单             目的基因经载体导入受体
发生
     同源染色体自由组合,导致非同源染                体之间交叉互换,导致染             细胞,导致目的基因与受
机制
     色体上的非等位基因间的重新组合                 色单体上的基因重新组合             体细胞中的基因发生重组


图像
示意


     ①只产生新基因型,并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(新性状不同于新性状组合)
特点   ②发生于真核生物有性生殖的核基因遗传中(DNA重组技术除外)
     ③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多
【注意】①与基因重组有关的4个失分点:自然条件下进行重组发生的时
间是减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期,而不是受精作用
时发生。②杂合子自交后代出现性状分离的根本原因是等位基因的分离而
不是基因重组。③自然条件下进行重组只发生在真核生物中,病毒和原核
生物中不发生基因重组。④基因重组在人工操作下也可以实现,如基因工
程,肺炎双球菌转化实验中都发生了基因重组。
例[重庆2017质检]下列叙述中              【解析】红眼基因和长翅基因属于
                              非等位基因,位于非同源染色体上,
无基因重组发生的是()
                              两个基因进入同一个细胞是非等位
A.减数分裂时,果蝇的红眼基因
                              基因重组的结果,A不符合题意;
和长翅基因分配到同一个精子中
                              转化的实质是不同的DNA分子之间
B.格里菲思和艾弗里转化实验中               的重组,属于基因重组,B不符合
R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双               题意;杂合体自交产生纯合体是等
球菌                            位基因分离的结果,没有涉及非等
C.高茎豌豆的杂合体自交获得高               位基因的重组,c    C符合题意;同源
茎豌豆的纯合体                       染色体内非姐妹染色单体间的交叉
D.同源染色体内非姐妹染色单体               互换导致同源染色体上的非等位基
间的交叉互换                        因之间发生重组,D不符合题意。
考法3  染色体变异的分析与判断
1.生物体细胞内染色体组数的判断

(1)染色体组的特点:不含同源染色体,没有等位基因;染色
体形态、大小和功能各不相同;含有控制一种生物性状的一整
套基因,但不能重复
(2)染色体组数的判断方法
方法一:根据染色体形态判断,细胞内形态相同的染色体有几
条,则含有几个染色体组。如图所示的细胞中,a中每一种形
态相同的染色体有3条,b中两两相同,c中各不相同,则可判
定它们分别含3、2、1个染色体组。
方法二:

例如图a中,9/3=3组

方法三:根据基因型判断:控制同一性状的基因出现几次,
就含几个染色体组,包括显性基因和隐性基因。如图所示,
d~g中依次含4、3、2、1个染色体组。
2.单倍体、二倍体和多倍体的确定方法及育性分析

(1)由合子发育来的个体,细胞中含有几个染
色体组,就叫作几倍体。由配子直接发育来
的个体,不管含有几个染色体组,都只能叫
单倍体。所以单倍体不一定只含一个染色体
组,也可能含有多个染色体组。例如:四倍
体生物配子发育形成的个体叫单倍体,但其
细胞中含有2个染色体组。
(2)一般情况下,单倍体是高度不育的,但是这并不是绝对的。
无论是单倍体、二倍体还是多倍体,如果来自同一物种的染色
体组的数目恰好都是偶数,一般是可育的,否则是不可育的。
比如普通小麦是异源六倍体,染色体组              起源于3个物种,每个
物种各提供2组染色体,减数分裂时就可以正常联会,能产生
正常的配子,所以普通小麦是可育的。而马和驴都是二倍体,
是可育的,但是马和驴的后代骡是异源二倍体,细胞有两个染
色体组,但是这两个染色体一组来自于马一组来自于驴,在减
数分裂时两组染色体无法正常联会,不能产生正常的配子,所
以骡是高度不育的。
 例[课标全国Ⅱ理综2015·6,6分]下列关于人类猫叫综合征的
叙述,正确的是(        )
A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的
B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的
C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的
D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的
【解析】猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病,A项正确。
            A
考法4    (实验)低温诱导植物染色体数目变化
  1.实验原理及流程
      用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
  实验
      响染色体被拉向两极,细胞不能分裂成两个子细胞,于是植物细
  原理
      胞染色体数目发生变化
             将洋葱(或大葱、蒜)放在装满清水的广口瓶上,让洋葱底
      诱导培
             部接触水面。待长出约1 cm左右的不定根,将整个装置
      养
             放入冰箱的低温室内(4 ℃),诱导培养36 h
             ①剪取根尖:约0.5~1 cm
      材料处
             ②固定细胞形态:放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h
  方法  理
             ③冲洗:用体积分数为          的酒精冲洗     次
  步骤                          95%         2
      制作装    解离、漂洗、染色、制片,方法同实验“观察植物细胞的
      片      有丝分裂”
             先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相,确认某个细
      观察
             胞发生染色体数目变化后,再用高倍镜观察
 2.实验的注意事项
(1)试剂及用途
              成分及比例           注意事项              作用
                                         杀死细胞,固定细胞的
          无水酒精与冰醋酸,
 卡诺氏液                      现配现用          形态,使其停留在一定
          按体积比3∶1混合
                                         的分裂期,以利于观察
 改良苯酚
                 —         现配现用          使染色体着色
 品红染液
          15%的盐酸和95%的
  解离液                            —       使组织中的细胞分散开
          酒精按1∶1混合
(2)低温诱导时,一般设常温、低温4 ℃、0 ℃三
种,以作为对照,否则实验设计不严密。
 例[山东理综2015·3,5分]
下列有关生物学实验的叙述,                【解析】叶绿体色素滤液细线浸入层析
正确的是(         )              液,会导致色素溶于层析液,滤纸上不
A.叶绿体色素滤液细线浸入                会出现色素带,A项错误;低温诱导染
层析液,可导致滤纸条上色                 色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成,
素带重叠                         如果处理时间过短,可能无法抑制纺锤
B.低温诱导大蒜根尖时间过                体形成,导致难以观察到染色体加倍的
短,可能导致难以观察到染                 细胞,B项正确;
色体加倍的细胞                      制作有丝分裂装片时,需要用解离液解B
C.用显微镜观察洋葱根尖装                离,细胞已死亡,只能观察细胞的静态
片时,需保持细胞活性以便                 特征,无法保持细胞活性,C项错误;将
观察有丝分裂过程                     洋葱表皮放入0.3 g/mL蔗糖溶液中,细
D.将洋葱表皮放入0.3  g/mL蔗          胞会发生失水现象,当水分交换平衡时,
糖溶液中,水分交换平衡后                 细胞质壁分离过程已完成,无法继续观
制成装片观察质壁分离过程                 察质壁分离过程,D项错误。
考法5     变异类型的比较和判断
 1.可遗传变异与不可遗传变异
  (1)生物变异的类型


  (2)可遗传变异与不可遗传变异的关系
2.变异类型的比较
(1)关于“互换”问题。同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,
属于基因重组;非同源染色体之间片段的互换,属于染色体结构变异中
的易位。
(2)关于“缺失”或增加问题。DNA分子上若干基因的缺失或增添属于染色
体结构变异,DNA分子上若干碱基对的缺失或增添属于基因突变变。
(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上的变化,光学显微
镜下可以观察到。
(4)关于变异的“质”和“量”问题。基因突变改变基因的质,不改变基因的
量,基因重组不改变基因的质,一般也不改变间的量,但转基因技术会
改变基因的量,染色体变异不改变基因的质,但会改变间的量或基因的
排列顺序。
(5)基因重组一般只发生在减数分裂过程,基因突变和染色体变异在有
丝分裂及减数分裂中均可发生,原核生物和病毒一般不发生基因重组,
因没有染色体,故也不发生染色体变异。
 3.变异类型的判断
(1)可遗传变异与不可遗传变异的判断方法


 (2)基因突变和基因重组的判断方法
例[课标全国Ⅲ理综2016·32,12分]基因突变和染色体变异是
 真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题:
  (1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同,前
  者所涉及的数目比后者                  。
  (2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变
  异,也可发生以              为         单位的变异。
  (3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),
  也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受
  粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一
  代中都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子                      代中能
  观察到该显性突变的性状;最早在子                    代中能观察到该
  隐性突变的性状;最早在
  子       代中能分离得到显性突变纯合体;最早在子
  代中能分离得到隐性突变纯合体。
【解析】(1)基因突变指因碱基对的增添、缺失或替换而造成的基因结构的
改变,又称点突变;染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异,
会造成基因的数量及排列顺序发生改变,涉及的碱基对较多。
(2)染色体数目的变异可分为两类:一类是细胞内的个别染色体增加或减少,
另一类是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。

(3)AA发生隐性突变形成Aa,表现的是显性性状,通过自交,在子二代
才能出现基因型aa,表现隐性性状,即分离出隐性突变纯合体;aa发生显
性突变形成Aa,即表现出显性性状,欲分离出该显性突变纯合体,至少需
自交两次,子二代中显性性状个体基因型为AA或Aa,再自交根据后代是否
发生性状分离可判断其基因型,从而在子三代中将显性突变纯合体分离出
来。
    【答案】(1)少
    (2)染色体
    (3)一   二   三    二
考点24  人类遗传病

    应试基础必备
     高考考法突破
       考法6   人类遗传病的遗传分析
       考法7   (实验)调查人群中的遗传病
 应试基础必备
 1.人类遗传病的类型

(1)单基因遗传病
①概念:受一对等位基因控制的遗传病
②类型
          类型                           病例
           常染色体遗传       多指、并指、软骨发育不全
 显性遗传病
           伴X染色体遗传      抗维生素D佝偻病
           常染色体遗传       白化病、苯丙酮尿症、先天性聋哑、镰刀
                        型细胞贫血症
 隐性遗传病
           伴X染色体遗传      红绿色盲、血友病、某些进行性肌营养不
                        良
 Y染色体上的遗传病              外耳道多毛症
(2)多基因遗传病
①概念:受两对以上等位基因控制的人类遗传病
②特点:在群体中发病率比较高。
③病例:先天性发育异常、冠心病、哮喘病、原发性高血压、
青少年型糖尿病。
(3)染色体异常遗传病
①概念:由染色体异常引起的遗传病。
②病例:染色体结构异常,如猫叫综合征;染色体数目异常,
如21三体综合征。
 2.人类遗传病的监测和预防

(1)主要手段:禁止近亲结婚、提倡适龄生育、遗传咨询和产前诊
断。
①遗传咨询的内容和步骤:进行身体检查,了解家庭病史,对是
否患有某种遗传病作出诊断→分析遗传病的遗传方式,→推算出
后代的再发风险→提出防治对策和建议,如终止妊娠、产前诊断
等。
②产前诊断:羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊
断等
(2)意义:在一定程度上有效地预防遗传病的产生和发展
3.人类基因组计划与人体健康

(1)人类基因组计划的目的:测定人类基因组的全部DNA序列,解
读其中包含的遗传信息。
(2)人类基因组计划的意义:认识到人类基因组的组成、结构、
功能及其相互关系,有利于诊治和预防人类疾病。
  高考考法突破
   考法6         人类遗传病的遗传分析
    1.人类遗传病的判断
   (1)常见人类遗传病的分类及遗传特点

      类型                         遗传特点                            男女患病比例
                               代代相传,含致病基因即患病,符合
            常染色体显性遗传病                                                相等
                               孟德尔遗传定律
                               隔代遗传,隐性纯合发病,符合孟德
            常染色体隐性遗传病                                                相等
                               尔遗传定律
     单基因    伴X染色体显性遗传          代代相传,男患者母亲和女儿一定患
                                                               女患者多于男患者
     遗传病    病                  病,符合孟德尔遗传定律
            伴X染色体隐性遗传          隔代遗传,女患者父亲和儿子一定患
                                                               男患者多于女患者
            病                  病,符合孟德尔遗传定律
            伴Y染色体遗传病           父传子,子传孙                            只有男患者
                               ①家庭聚集现象明显;②易受环境                       相等
           多基因遗传病
                               影响;③群体发病率高
                               往往造成严重后果,甚至胚胎期引起                      相等
         染色体异常遗传病
                               流产
(2)关于人类遗传病的3个易错点
①只有单基因遗传病,符合孟德尔遗传定律。
②携带遗传病基因的个体不一定会患遗传病,如Aa不患白化病。
③不携带致病基因的个体不一定不会遗传病,如猫叫综合征。
 2.先天性疾病、家族性疾病与遗传病
     疾病
              先天性疾病           家庭性疾病            遗传病
 项目

 划分依据        疾病发生时间         疾病发生的人群            发病原因

         (1)先天性疾病不一定是遗传病,如母亲妊娠前三个月内感染风
         疹病而使胎儿患先天性白内障
         (2)家族性疾病不一定是遗传病,如由于食物中缺少维生素A,家
 三者关系
         庭中多个成员患夜盲症
         (3)大多数遗传病是先天性疾病,但有些遗传病可在个体生长发
         育到一定阶段才表现出来,因此后天性疾病不一定不是遗传病
3.分析遗传系谱图

分析遗传系谱图,判断遗传方式的快速、有效的方法:
 4.人类遗传病预防方法的比较

(1)单基因遗传病:遗传咨询、产前诊断(基因诊
断)、B超性别检测(伴性遗传病)。

(2)多基因遗传病:遗传咨询、基因诊断。

(3)染色体异常遗传病:产前诊断(染色体数目、结
构检测)。
例  [浙江理综2016·6,6分]如图是先天聋哑遗传病的某家系图,
 Ⅱ-2的致病基因位于1对染色体,Ⅱ-3和Ⅱ-6的致病基因位于另1
 对染色体,这2对基因均可单独致病。Ⅱ-2不含Ⅱ-3的致病基因,
 Ⅱ-3不含Ⅱ-2的致病基因。不考虑基因突变。下列叙述正确的是
 (   )


 A.Ⅱ-3和Ⅱ-6所患的是伴X染色体隐性遗传病
 B.若Ⅱ-2所患的是伴X染色体隐性遗传病,Ⅲ-2不患病的原因是无
 来自父亲的致病基因
 C.若Ⅱ-2所患的是常染色体隐性遗传病,Ⅲ-2与某相同基因型的
 人婚配,则子女患先天聋哑的概率为1/4
 D.若Ⅱ-2与Ⅱ-3生育了    1个先天聋哑女孩,该女孩的1条X染色体长
 臂缺失,则该X染色体来自母亲
【解析】根据“无中生有为隐性,生女患病为常隐”可判断Ⅱ-3所患为常染
色体隐性遗传病,根据题意Ⅱ-6与其致病原因相同,选项A错误。若Ⅱ-2所
患为伴X染色体隐性遗传病,其女Ⅲ-2必获得Ⅱ-2的致病基因,而Ⅲ-2不患
病的原因是从母亲得到了显性的正常基因,选项B错误。若Ⅱ-2所患为常染
色体隐性遗传病,且根据题干信息Ⅱ-2和Ⅱ-3彼此不含对方的致病基因,那
么Ⅲ-2的基因型可表示为AaBb,两个基因型为AaBb的人婚配,后代不患病
的概率为9/16(A_B_),子女患病概率为D         7/16(3/16A_bb、3/16aaB_、
1/16aabb),选项C错误。若Ⅱ-2所患为常染色体隐性遗传病,那么Ⅱ-2和
Ⅱ-3的子女的基因型为AaBb,不可能患病,即使X染色体发生缺失也不可能
患病;若Ⅱ-2所患为伴X染色体隐性遗传病,其女儿基因型应为BbXAXa,若
这个女孩患病,且1条X染色体长臂缺失,那么这个女孩缺失的一定是来自
其母亲的X染色体(XA)的片段,导致A基因缺失,选项D正确。
考法7    (实验)调查人群中的遗传病
 1.调查人群中的遗传病的原理和流程

 (1)实验原理
  ①人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病。
  ②遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解其发病情况。
  (2)实验流程
2.发病率与遗传方式调查的不同点


3.选择正确的方法调查人类遗传病
(1)调查遗传病的遗传方式,需要通过调查得来的家族
系谱图来进行分析推断,所以其采用的调查方法是家系
调查,即在患者家系中进行调查并绘制成遗传系谱图。
(2)调查遗传病的发病率,则需要进行广泛且大量的社
会调查,并且应该在班级和年级中进行汇总,并按照一
定的公式进行计算,所采用的调查方法是社会随机调查。
(3)调查时最后选择群体中发病率较高的单基因遗传病,
如红绿色盲、白化病等,原因:单基因遗传病与多基因
遗传病相比而言,致病基因单一,也受环境因素影响较
小,可用基因分离定律来分析和处理。
  例
   [广东理综2015·24,6分]由              【解析】根据题意,苯丙酮尿症是
苯丙氨酸羟化酶基因突变引起的苯                   常染色体隐性遗传病,其携带者表
丙酮尿症是常染色体隐性遗传病。                   现型正常,但仍有可能生下患病的
我国部分地市对新生儿进行免费筛                   孩子,A正确;
查并为患儿提供低苯丙氨酸奶粉。                   根据遗传平衡定律,发病率为
                                  1/10000,则a频率为1/100,A频率
下列叙述正确的是(双选)                      为99/100,携带者(Aa)的频率应
(        )                        为2×1/100×99/100=198/10000,B
A.检测出携带者是预防该病的关键                  错误;    AD
B.在某群体中发病率为1/10000,               苯丙酮尿症为单基因遗传病,无法
则携带者的频率约为1/100                    通过染色体检查诊断,C错误;
                                  由题可知,苯丙酮尿症患者体内的
C.通过染色体检查及系谱图分析,                  苯丙氨酸羟化酶缺陷,导致苯丙氨
可明确诊断携带者和新生儿患者                    酸代谢出现障碍,减少苯丙氨酸的
D.减少苯丙氨酸摄入可改善新生儿                  摄入可以改善症状,这属于环境对
患者症状,说明环境能影响表现型                   表现型的影响,D正确。

                                                      返回考点目录
考点25 变异在育种上的应用
    应试基础必备
    高考考法突破

     考法8   育种方法的比较和选择
 应试基础必备
  1.杂交育种
 (1)含义:将两个或多个品种的优良性状通过交配集中
 在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。
 (2)育种原理:基因重组。
 应用:改良农作物品质,提高农作物产量的常规方法

 2.诱变育种
 (1)含义:利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物
 发生基因突变。
 (2)育种原理:基因突变。
 应用:培育具有新性状的品种
3.基因工程

(1)概念:按照人们的意愿,把一种生物的某种基因
提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的
细胞里,定向地改造生物的遗传性状。
(2)原理:基因重组。
(3)工具:限制性核酸内切酶、DNA连接酶、运载体。
(4)步骤:提取目的基因、目的基因与运载体结合、
将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

(5)应用:①育种;②药物研制;③环境保护。
高考考法突破
考法8  育种方法的比较和选择
 1.几种常见育种方法的比较

(1)诱变育种材料:能进行细胞分裂的材料。
(2)杂交育种
①杂交育种与连续自交:若选育显性优良纯种,则需要连续自交,
直至性状不再发生分离;若选育隐性优良纯种,则只要出现该性状
即可。
②动植物杂交育种的区别:植物杂交育种中纯合子的获得一般通过
逐代自交的方法;而动物杂交育种中纯合子的获得一般通过测交的
方法。
③植物杂交育种的育种年限分析:以培育一对相对性状的显性纯合
子为例,在逐代自交过程中将隐性纯合子去掉。自交n代,第(n+1)
代中杂合子的概率为2/(2n+1)      ,显性纯合子的概率为1-          2/(2n+1) ,
自交n代后显性性状中的纯合子(AA)所占比例为(2n_1)             / (2n+1) 。当
n→+  ∞ ,此数值为1,因此自交代数越多,显性纯合子的概率越大。
但在生产中一般连续自交6代,从公式中可算出自交6代显性纯合的
概率就可达97%,这一概率可认为所得新品种几乎都是纯合子。所
以,杂交育种的育种年限至少是6年。
2.不同育种目标的育种方式的选择
(1)培育无子果实可选择多倍体育种,原理是三倍体植株减数分
裂时联会紊乱。
(2)要获得本物种没有的性状可采用诱变育种或基因工程育种。
(3)如果要将不同个体的优良性状集中到同一个体,则可以选择
杂交育种或单倍体育种,单倍体育种可大大缩短育种年限。
(4)如果要克服远缘杂交不亲和的障碍,则可以选择基因工程育
种和植物体细胞杂交技术。
(5)如果要培育隐性性状个体,可用自交或杂交。
(6)如果要使染色体加倍,可以采用秋水仙素处理等方法,也可
以采用细胞融合的方法。
(7)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。
(8)实验材料若为动物,则杂交育种中一般通过测交的方法培育。
(9)实验材料若为植物营养繁殖类,则只要出现所需性状即可。
(10)实验材料若为原核生物,一般采用诱变育种和基因工程育种
的方法。
(11)无子西瓜和无子番茄的比较
                   无子西瓜                          无子番茄
培育原理              染色体变异                      生长素促进果实发育
          在减数分裂过程中同源染色体联
                                      未受粉,胚珠内的卵细胞没有经过受
无子原因      会紊乱,不能形成正常的配子而
                                      精,所以果实中没有形成种子
          无子
无子性状      能,结无子西瓜的植株经植物组              不能,结无子番茄的植株经植物组织
能否遗传      织培养后,所结西瓜仍是无子               培养后,所结番茄有子
所用试剂               秋水仙素                           生长素
3.育种图解的识别
 (1)育种程序图的识别


①  A表示杂交,B表示花药离体培养,C表示秋水仙素或低温处
理,D表示自交,E表示人工诱变,F表示秋水仙素或低温处理,
G表示基因工程,H表示脱分化,I表示再分化,J表示包裹人工种
皮。
②从左到右表示的育种方法依次为:杂交育种、单倍体育种、诱
变育种、多倍体育种和基因工程育种。
(2)基于个体基因型的育种图解识别


  过程①②表示杂交育种,过程①⑥表示多倍体育种,过
  程①③⑤表示单倍体育种,过程④表示诱变育种。
例[北京理综2017·30,8分]玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的
 作物,近年来常用一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高
 效。
 (1)单倍体玉米体细胞的染色体数为______,因此在________
 分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的____________。
 (2)研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授
 粉,会结出一定比例的单倍体子粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体
 子粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)。
 ①根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来
 源,结果见图2。


                                               返回考点目录
从图2结果可以推测单倍体的胚是由________________发育而来。
②玉米子粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R
同时存在时子粒为紫色,缺少A或R时子粒为白色,紫粒玉米与
白粒玉米杂交,结出的子粒中紫∶白=3∶5,出现性状分离的原
因是___________。推测白粒亲本的基因型是__________。
③将玉米子粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后
代中的单倍体,过程如下:
 请根据F1子粒颜色区分单倍体和二倍体子
 粒并写出与表型相应的基因型__________。
(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉
米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合
(2)③中的育种材料与方法,育种流程应为:_____________;
将得到的植株进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性
状的个体
【解析】(1)分析题意可知,玉米(2n=20)的正常体细胞中含20条染
色体,所以其配子中含有10条染色体。由于单倍体玉米是由配子发育而
成的,其细胞的染色体数为10条,不含同源染色体,因此单倍体玉米在
减数第一次分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的染色体组。
(2)①从图2结果可以看出,F1单倍体胚与母本所含DNA片段相同,所以
可推测单倍体的胚是由卵细胞发育而来。②因为子代子粒中紫∶白=3∶5,
说明子代中紫粒占38,又因为这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,
3/8=3/4×1/2,其“1/2”为一对基因测交子代某性状所占的比例,“3/4”
为一对基因杂合子自交后代中显性性状所占的比例,因此可以推知紫粒
亲本的基因型是AaRr,白粒亲本的基因型是Aarr或aaRr。③由于单倍体子
粒的胚由普通玉米的卵细胞发育而来,而母本是普通玉米白粒aarr,所以
单倍体子粒的胚基因型为ar,表现型为白粒。而二倍体子粒的胚基因型为
AaRr,表现型为紫粒。二者胚乳的基因型均为AaaRrr。
(3)依据题意,要达到育种目的,其育种流程应为用G和H杂交获得种子,
将所获得的F1为母本与S杂交,根据子粒颜色挑出白色单倍体子粒,并将
其培育成幼苗,再利用秋水仙素处理幼苗,使得到的植株细胞中染色体
加倍以获得纯合子,从而选出具有优良性状的个体。
【答案】(1)10 减数      染色体组
(2)①卵细胞     ②紫粒亲本为杂合子         Aarr或aaRr  ③单倍体
子粒胚的表现型为白粒,基因型为ar;二倍体子粒胚的表
现型为紫粒,基因型为AaRr,二者胚乳为紫色,基因型均
为AaaRrr
(3)用G和H杂交,将所获得的F1为母本与S杂交,获得子
二代中白粒单倍体子粒,并将其培育成幼苗
考点26    生物的进化
    应试基础必备
     高考考法突破

     考法9 自然选择学说和现代生物进化理论的内容
 应试基础必备
  1.现代生物进化理论的由来
 达尔文的自然选择学说
 (1)内容:过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。
 (2)意义:科学地解释了生物进化和生物多样性形成的原因。
 (3)局限性:对遗传和变异的本质不能作出科学的解释;对生
 物进化的解释局限于个体水平;强调物种形成都是渐变的结
 果,不能很好地解释物种大爆发等现象。
 2.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。
 (2)突变和基因重组产生进化的原材料。
 (3)自然选择决定生物进化的方向。
 (4)隔离导致物种的形成。
3.共同进化与生物多样性的形成

(1)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。
(2)生物多样性包括基因多样性、物种多样性和
生态系统多样性三个层次。生物多样性的形成
经历了漫长的进化历程
高考考法突破
 考法9   自然选择学说和现代生物进化理论的内容
 1.正确理解现代生物进化理论
(1)种群是生物进化的基本单位:生物进化的实质是种群基
因频率的改变。
(2)可遗传的变异为生物进化提供了原材料:包括突变(基因
突变和染色体变异)和基因重组。
(3)自然选择决定生物进化的方向
变异是不定向的,且变异是原来就存在的,而不是环境变化产
生的,环境是对各种变异进行直接选择,结果使不利变异被淘
汰,有利变异逐渐积累,种群的基因频率发生定向改变,生物
向一定方向不断进化。
①选择的对象:是对个体所产生的变异进行选择,
现代生物进化理论认为,自然选择实质上是对变异
所对应的基因的选择,从而改变种群中不同基因的
基因频率。
②选择的因素:起选择作用的是个体所处的自然环
境。
③选择的手段:生存斗争。
④选择的结果:适者生存,不适者被淘汰。即现存
的生物都是适应环境的。
(4)隔离是新物种的形成的必要条件
①隔离:包括地理隔离和生殖隔离,生殖隔离的形成标志
着新物种的形成。地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖
隔离是物种形成的质变时期。
②物种形成的三种经典模式
 a.渐变式
b.骤变式----自然界多倍体植物的形成
骤变式物种的形成主要是通过染色体变异的方式形成新物种
(异源多倍体),一出现可以很快形成生殖隔离,(基因频
率改变),此种方法多见于植物。


c.人工创造新物种----通过植物体细胞杂交(番茄—马铃薯)、
多倍体远缘杂交(如甘蓝—萝卜)、多倍体育种(如八倍体小
黑麦)等方式也可以创造新物种。

【注意】区分生物进化与新物种形成。
(1)进化的实质是种群基因频率的改变,物种形成的标志是生殖隔离的产生。
(2)物种发生进化,并不一定形成新物种,但是新物种的形成一定经过生物
进化,即生物进化是物种形成的基础。
2.现代生物进化理论与达尔文进化理论的比较
⑴共同点:都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适
应性。
⑵不同点
①达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择
的作用机理,而现代生物进化理论对此进行了阐述。
②达尔文的进化论研究生物个体的进化,而现代生物进化
理论则强调群体的进化,认为种群是生物进化的基本单位。
③现代生物进化理论认为生物进化的实质——基因频率
的改变,是从分子水平上阐述,而自然选择学说从性状水
平解释进化。
④现代生物进化理论强调隔离在物种形成中的作用。
3.共同进化与生物多样性的形成

(1)共同进化的类型与实例
生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境
共同进化的过程,进而导致物种的多样性
(2)生物多样性三个层次之间的关系
例[北京理综2016·3,6分]豹的
                                 【解析】    “由  区引入   只成年雌豹
某个栖息地由于人类活动被分隔                              T     8
                                 (为增加繁殖率)”“经过十年,
为F区和T区。20世纪90年代初,F
区豹种群仅剩25只,且出现诸多                  F区豹种群增至百余只”这说明F区
疾病。为避免该豹种群消亡,由T                  与T区的豹之间交配后产生了可育
区引入8只成年雌豹。经过十年,                  的后代,豹种群的致病基因频率降
F区豹种群增至百余只,在此期间                  低,故可知F区与AT区之间的豹不存
F区的(       )                     在生殖隔离,没有产生新的物种,
A.豹种群遗传(基因)多样性增加                 所以不影响丰富度(丰富度指的是
                                 群落中物种的种类数);豹由T区
B.豹后代的性别比例明显改变
                                 引入F区使得F区豹种群遗传(基因)
C.物种丰(富)度出现大幅度下降                 多样性增加,豹后代的性别比例不
D.豹种群的致病基因频率不变                   会有明显改变。


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专题7 有关基因频率、基因型频率的相关计算

     高考考法突破

     考法10 基因频率与基因型频率的计算
高考考法突破
考法10    基因频率与基因型频率的计算
 1.基因频率与基因型频率的计算
2.已知基因型频率,求基因频率
(1)利用常染色体上一对等位基因的基因型频率(个数)求基因
频率
设定A%、a%分别表示基因A和a的频率,AA、Aa、aa分
别表示AA、Aa、aa三种基因型频率(个数)。根据遗传平衡
定律,则:
(2)利用性染色体上一对等位基因的基因型频率(个数)求基因频
率
以人类的红绿色盲基因遗传为例。女性的性染色体组成为XX,
男性的性染色体组成为XY,Y染色体上无该等位基因,设定XB%、
Xb%分别表示基因XB和Xb的频率,XBXB、XBXb、XbXb、XBY、
XbY分别表示XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY五种基因型频率(个
数)。则
3.已知基因频率,利用遗传平衡定律求基因型频率

已知基因频率,利用遗传平衡定律求基因型频率时,需要满足以
下条件:种群足够大、没有突变发生、种群之间不存在个体的迁
移或基因交流、没有自然选择、种群个体间随机交配。
(1)利用常染色体上一对等位基因的基因频率求基因型频率
设定p、q分别表示基因A和a的频率,则雄配子中含A基因的配子
占p,含a基因的配子占q,雌配子中含A基因的配子占p,含a基
因的配子占q,自由交配时,
♂ (A+a)×  ♀(A+a)= ♂(p+q) × ♀(p+q) =p2+2pq+q2,则基因型AA
的频率为p2,基因型Aa的频率为2pq,基因型aa的频率为q2。若
已知遗传平衡和某纯合子基因型频率的情况下,则直接对基因型
频率开平方,即可求得该基因频率。
(2)利用性染色体上一对等位基因的基因频率求基因型频率
以人类的红绿色盲基因遗传为例。因为女性的染色体组成为
XX,男性的染色体组成为XY,Y染色体上无该等位基因,所
以在男性群体中,其基因频率与基因型频率相同,也和表现
型频率一样,设XB的频率为p,Xb的频率为q,则有XB的频率
=XBY的频率=p,Xb的频率=XbY的频率=q,且p+q=1。
由于男性中的XB、Xb均来自于女性,故在女性群体中,XB的
频率也为p,Xb的频率也为q,p+q=1。位于X染色体上的等
位基因,基因型的平衡情况是:p2(XBXB)+2pq(XBXb)+
q2(XbXb)=1。即女性群体中,XBXB基因型频率为p2PPPPP 、
XBXb基因型频率为2pq、      XbXb基因型频率为q2。
4. 随机交配与自交的比较

假设种群足够大、没有突变发生、种群之间不存在个体
的迁移或基因交流、没有自然选择,
(1)自交sh时,种群中纯合子增多,杂合子减少,基因频
率不变,基因型频率改变。
(2)自由交配时,在无基因突变,各基因型个体生活力
相同,亲子代之间基因频率与基因型频率均不变。
例[课标全国Ⅱ理综2017·32题节选]人血友病是伴X隐性遗传病。
 现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大女儿与
 一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女
 儿与一个非血友病的男子结婚,并已怀孕。回答下列问题:
 已知一个群体中,血友病的基因频率和基因型频率保持不变,
 且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体
 中血友病患者的比例为1%,则该男性群体中血友病致病基因频
 率为__________;在女性群体中携带者的比例为________。
  【解析】血友病为伴X染色体隐性遗传病,男性群体中血友病患者
  的比例为1%,则该男性群体中血友病致病基因的频率也为1%;且
  男性群体和女性群体的该致病基因频率相等,则女性群体中血友病
  致病基因的频率为1%,正常基因的频率为99%,根据遗传平衡定律
  ,在女性群体中携带者的比例为2×1%×99%=1.98%。
  【答案】1%   1.98%
专题8    生物变异的综合分析

    高考考法突破

    考法11   有关生物变异的判断及探究
高考考法突破
  考法11    有关生物变异的判断及探究
  1.根据细胞分裂图判断基因突变、基因重组及染色体变异
(1)根据细胞分裂方式判断基因重组和基因突变


 ①如果是有丝分裂中姐妹染色单体上基因不同,则为基因突
 变的结果,如图甲。
 ②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能是
 基因突变,也可能是交叉互换的结果,如图乙。
③如果是减数第二次分裂后期图,两条子染色体(同黑或同白)
上的两个基因不同,则为基因突变的结果,如图丙。
④如果是减数第二次分离后期图,两条子染色体(颜色不一致)
上的两个基因不同,则为交叉互换的结果,如图丁。
(2)染色体变异细胞图像的判定
①图像中染色体形态(包括长度)发生了变化或染色体上标
记的基因数目、位置发生了改变,可判定为染色体结构变异。
②图像中染色体出现个别增减(也可能是成倍地增减),则
判定为发生了染色体数目变异。
 a.纺锤体形成受阻:低温诱导或用秋水仙素处理萌发的种子
 或幼苗,使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻,导致体细胞
 内染色体数目加倍,形成多倍体细胞。
 b.同源染色体不分离:在减数第一次分裂后期,同源染色体
 不分离导致产生的次级精(卵)母细胞异常,进而使产生的
 配子全部异常。
 c.姐妹染色单体不分离:在减数第二次分裂后期,一个次级
 精母细胞的姐妹染色单体不分离,导致产生的配子有一半异
 常。
2.有关生物变异的实验探究

(1)探究生物变异是可遗传变异还是不可遗传变异
方案一:与原来类型在相同环境下培养,观察比较两者的表
现型是否相同。若相同则说明变异是由环境引起的。
方案二:自交观察后代是否发生性状分离,发生性状分离的
是可遗传变异,不发生性状分离的是不可遗传变异。
(2)探究基因突变的显隐性:可让突变植株和原始亲本杂交,
若出现性状分离,则说明为显性突变;若没有出现性状分离,
则说明为隐性突变。
(3)探究基因突变发生在常染色体上还是X染色体上
方案一(采用正反交方式):一对相对性状的亲本进行正交和
反交,若子一代结果相同,则为常染色体遗传;若子一代结果
不同,则为伴X染色体遗传。
方案二(用一杂交组合方式):父本选择显性性状个体,母本
选择隐性性状个体,若子一代雄性个体全为隐性,雌性个体全
为显性,则为伴X染色体遗传;若子一代性状表现无性别差异,
则为常染色体遗传。
(4)探究基因突变和染色体变异
可用显微镜观察,基因突变在显微镜下观察不到,而染色体变
异通过显微镜观察细胞分裂的中期,可观察到染色体结构或数
目的异常。
例 [经典高考题节选]某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为
显性,高茎(H)对矮茎(h)为显性,红花(R)对白花(r)
为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上,基因H、h在4号
染色体上。
 (1)基因型为Hh的植株减数分裂时,出现了一部分处于减
 数第二次分裂中期的Hh型细胞,最可能的原因是                          。
 缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时,偶然出现一个
 HH型配子,最可能的原因是                   。
  (2)现有一宽叶红花突变体,推测其体细胞内与该表
  现型相对应的基因组成为如图甲、乙、丙中的一种,其
  他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染
  色体的植株可供选择,
请设计一步杂交实验,确定该突变体的基因组成是哪一种。(注:
各型配子活力相同;控制某一性状的基因都缺失时,幼胚死亡)
实验步骤:①                                   ;
②观察、统计后代表现型及比例。

结果预测:
Ⅰ.若              ,则为图甲所示的基因组成;
Ⅱ.若               ,则为图乙所示的基因组成;
Ⅲ.若               ,则为图丙所示的基因组成。
【解析】(1)减数第二次分裂出现了Hh,最可能的原因是基因型为Hh的个
体减数分裂过程联会时同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换,形成
了基因型为Hh的次级性母细胞;配子中应只含一个基因H,且在4号染色体只
有一条的情况下,出现一个HH型配子,说明是减数第二次分裂时着丝点没有
分开造成的。
(2)方案1:选择缺失一条2号染色体的窄叶白花植株(mr)与该宽叶红花
突变体进行杂交。若为图甲所示的基因组成,即MMRr与moro杂交,后代为
MmRr、MoRo、Mmrr、Moro,宽叶红花∶宽叶白花=1∶1;若为图乙所示的
基因组成,即MMRo与moro杂交,后代为MmRr、MoRo、Mmro、Mooo(幼
胚死亡),宽叶红花∶宽叶白花=2∶1;若为图丙所示的基因组成,即MoRo
与moro杂交,后代为MmRr、MoRo、moro、oooo(幼胚死亡),宽叶红
花∶窄叶白花=2∶1。方案2:选择缺失一条2号染色体的窄叶红花植株(mR)
与该宽叶红花突变体进行杂交。若为图甲所示的基因组成,即MMRr与moRo
杂交,后代为MmRR、MoRo、MmRr、Moro,宽叶红花∶宽叶白花=3∶1;若
为图乙所示的基因组成,即MMRo与moRo杂交,后代为MmRR、MoRo、
MmRo、Mooo(幼胚死亡),后代全部为宽叶红花;若为图丙所示的基因组
成,即MoRo与moRo杂交,后代为MmRR、MoRo、moRo、oooo(幼胚死
亡),宽叶红花∶窄叶红花=2∶1。
(1)(减数第一次分裂时)交叉互换                减数第二次分裂时染
色体未分离
(2)答案一:①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花
植株杂交
Ⅰ.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为1∶1
Ⅱ.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为2∶1
Ⅲ.宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2∶1
答案二:①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株
杂交
Ⅰ.宽叶红花与宽叶白花植株的比例为3∶1
Ⅱ.后代全部为宽叶红花植株
Ⅲ.宽叶红花与窄叶红花植株的比例为2∶1
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