小專題9 生物的變異和育種

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專題五生物的變異與進化 五年考情展示 小專題9生物的變異和育種 薄弱考點自查 核心考點突破 課堂定時演練 薄弱考點自查回顧教材拾遺查漏 構建網(wǎng)絡 高考答題必備語句 1 基因突變是生物變異的根本來源 是生物進化的原始材料 是新基因產(chǎn)生的途徑 2 基因突變是指DNA分子中堿基對的替換 增添和缺失而引起的基因結構的改變 3 基因重組的類型包括自由組合 減數(shù)第一次分裂后期 和交叉互換 四分體時期 4 人工誘導多倍體的常用方法是用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 使有絲分裂前期紡錘體的形成受到抑制 從而使染色體數(shù)目加倍獲得多倍體 5 單倍體的特點是植株弱小 高度不育 但單倍體通過人工誘導的方法培育新品種 可以明顯地縮短育種年限 6 優(yōu)生的措施有產(chǎn)前診斷 遺傳咨詢 禁止近親結婚 提倡適齡生育 診斷遺漏 1 DNA復制時發(fā)生堿基對的增添 缺失或改變 導致基因突變 2011 江蘇 提示 基因突變是指堿基對的增添 缺失或改變 若在DNA復制時發(fā)生上述情況之一 即可導致基因突變 2 超級細菌 含有超強耐藥性基因NDM1 該基因編碼金屬 內(nèi)酰胺酶 此菌耐藥性產(chǎn)生的原因是通過染色體交換從其他細菌獲得耐藥基因 2011 廣東 提示 細菌無染色體 產(chǎn)生耐藥性的根本原因是基因突變 3 若某二倍體植物染色體上的基因B2是由其等位基因B1突變而來的 如不考慮染色體變異 基因B1和B2可同時存在于同一個體細胞中或同一個配子中 2013 海南 提示 基因B1和B2的關系是等位基因 等位基因不能同時存在于配子當中 4 在誘導離體菊花莖段形成幼苗的過程中 不會同時發(fā)生基因的突變與重組 2013 四川 提示 該過程為有絲分裂 不發(fā)生基因重組 5 在愈傷組織的培養(yǎng)中加入細胞融合的誘導劑 可獲得染色體加倍的細胞 2013 重慶 提示 植物細胞融合是指經(jīng)纖維素酶和果膠酶處理后得到的原生質體的誘導融合 帶有細胞壁的愈傷組織細胞不能誘導融合形成染色體加倍的細胞 6 染色體片段的缺失和重復必然導致基因種類的變化 2011 海南 提示 染色體片段的缺失可能導致基因種類的變化 片段的重復會導致基因數(shù)目增加 種類不變 7 在有絲分裂和和減數(shù)分裂的過程中 會由于非同源染色體之間交換一部分片段 導致染色體結構變異 2011 江蘇 提示 非同源染色體之間的片段交叉互換 屬于染色體結構變異中的易位 在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均能發(fā)生 8 秋水仙素通過促進著絲點分裂 使染色體數(shù)目加倍 2014 四川 提示 秋水仙素不影響著絲點分裂 主要是通過抑制紡錘體形成使染色體數(shù)目加倍 9 染色體增加某一片段可提高基因表達水平 是有利變異 2014 江蘇 提示 染色體增加一片段不會提高基因表達水平 是否屬于有利變異取決于環(huán)境 核心考點突破緊扣核心透析聯(lián)系 考點1 生物變異的類型比較 典例1 雙選題 2014 華南師大附中三模 由于編碼酶X的基因中某個堿基被替換 酶X變?yōu)槊竃 如表顯示了酶Y與酶X相比可能出現(xiàn)的四種狀況 下列有關分析 合理的是 A 狀況 說明基因結構沒有發(fā)生改變B 狀況 是因為氨基酸數(shù)減少了50 C 狀況 可能是因為突變導致終止密碼子提前D 狀況 可為蛋白質工程提供思路 選題意圖 本題考查基因突變對生物性狀的影響 遺傳信息的轉錄和翻譯 要求學生掌握基因突變對生物性狀的影響 再結合表中信息 對各選項作出準確的判斷 屬于考綱理解和應用層次的考查 有一定難度 解題思路 由于密碼子具有簡并性 一個堿基被另一個堿基替換后 雖然基因的結構改變了但密碼子決定的氨基酸并不一定改變 A錯誤 狀況 酶活性雖然改變了 但氨基酸數(shù)目沒有改變 B錯誤 狀況 堿基改變之后酶活性下降且氨基酸數(shù)目減少 可能是因為突變導致了終止密碼的位置提前 翻譯過程提前結束 C正確 蛋白質工程的目的是獲得具備新性質或新功能的蛋白質 根據(jù)狀況 酶活性增加 可以通過改造或創(chuàng)建新的編碼蛋白質的基因去合成蛋白質來實現(xiàn)蛋白質工程 答案 CD 延伸拓展 1 一個DNA分子中缺失了一段序列 屬于基因突變嗎 提示 不一定 若缺失的僅幾個堿基對 則屬于基因突變 若缺失的序列較長 則上面可能含有幾個基因 屬于染色體結構變異中的缺失 2 基因突變后 基因的結構 基因中的遺傳信息 對應的mRNA上的密碼子 蛋白質中的氨基酸序列 生物的性狀是否改變 為什么 提示 基因是具有遺傳效應的DNA片段 其中的脫氧核苷酸排列順序表示遺傳信息 因此基因突變后 基因的結構 基因中的遺傳信息一定改變 mRNA是DNA轉錄形成的 因此基因突變后對應的mRNA上的密碼子一定改變 由于密碼子具有簡并性 翻譯形成的蛋白質氨基酸序列不一定改變 又由于蛋白質不一定改變 或突變?yōu)殡[性基因 生物體成為雜合子 生物的性狀除受基因控制以外還受環(huán)境影響 因此生物的性狀不一定改變 歸納提升 1 基因突變對蛋白質和生物性狀的影響分析 1 基因突變對蛋白質結構的影響 2 基因突變對性狀的影響 基因突變影響性狀原因 突變引起密碼子改變 最終表現(xiàn)為蛋白質功能改變 影響生物性狀 例如鐮刀型細胞貧血癥 基因突變不影響性狀原因 a 若基因突變發(fā)生后 引起了信使RNA上的密碼子改變 但由于一種氨基酸可對應多個密碼子 若改變了的密碼子與原密碼子對應同一種氨基酸 此時突變基因控制的性狀不改變 b 若基因突變?yōu)殡[性突變 如AA中的一個A a 此時性狀也不改變 變式拓展 2014 韶關二模 某男子表現(xiàn)型正常 但其一條14號和一條21號染色體相互連接形成一條異常染色體 如圖甲 減數(shù)分裂時異常染色體的聯(lián)會如圖乙 配對的三條染色體中 任意配對的兩條染色體分離時 另一條染色體隨機移向細胞任一極 下列敘述正確的是 A 圖甲所示的變異屬于基因重組B 觀察異常染色體應選擇處于分裂間期的細胞C 如不考慮其他染色體 理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有8種D 該男子與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代 D 解析 從圖甲看出 一條14號和一條21號染色體相互連接時 還丟失了一小段染色體 明顯是染色體結構變異 A錯誤 觀察染色體的最佳時期是有絲分裂中期 觀察異常染色體最佳時期是減數(shù)分裂過程中染色體聯(lián)會時 B錯誤 減數(shù)分裂時同源染色體發(fā)生分離 理論上該男子產(chǎn)生 只含有14號染色體 只含有21號染色體 含有14號染色體和21號染色體 含有異常染色體和14號染色體 含有異常染色體和21號染色體 只含有異常染色體 共6種精子 C項錯誤 該男子減數(shù)分裂時能產(chǎn)生 含有14號染色體和21號染色體 的正常精子 自然可以產(chǎn)生正常的后代 D正確 考點2 生物變異在育種中的應用 典例2 2014 全國 卷 現(xiàn)有兩個純合的某作物品種 抗病高稈 易倒伏 和感病矮稈 抗倒伏 品種 已知抗病對感病為顯性 高稈對矮稈為顯性 但對于控制這兩對相對性狀的基因所知甚少 回答下列問題 1 在育種實踐中 若利用這兩個品種進行雜交育種 一般來說 育種目的是獲得具有優(yōu)良性狀的新品種 2 雜交育種前 為了確定F2的種植規(guī)模 需要正確預測雜交結果 若按照孟德爾遺傳定律來預測雜交結果 需要滿足3個條件 條件之一是抗病與感病這對相對性狀受一對等位基因控制 且符合分離定律 其余兩個條件是 3 為了確定控制上述這兩對性狀的基因是否滿足上述3個條件 可用測交實驗來進行檢驗 請簡要寫出該測交實驗的過程 選題意圖 本題考查孟德爾定律與雜交育種相關知識 考查學生的理解能力 知識遷移能力 解題思路 1 雜交育種的目的是獲得同時具備兩種優(yōu)良性狀的個體 即抗病矮稈的新品種 2 雜交育種的原理是基因重組 若控制兩對相對性狀的基因的遺傳遵循基因的自由組合定律 則這兩對相對性狀應分別受一對等位基因控制 且兩對基因必須位于兩對同源染色體上 3 先由純合的抗病高稈和感病矮稈雜交得到抗病高稈的雜合子 再與感病矮稈 隱性純合子 雜交 如果后代出現(xiàn)抗病高稈 感病高稈 抗病矮稈 感病矮稈 1 1 1 1的性狀分離比 則可說明這兩對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律 答案 1 抗病矮稈 2 高稈與矮稈這對相對性狀受一對等位基因控制 且符合分離定律 控制這兩對性狀的基因位于非同源染色體上 3 將純合的抗病高稈與感病矮稈雜交 產(chǎn)生F1 讓F1與感病矮稈雜交 延伸拓展 1 如果要快速獲得抗病矮稈個體應選用什么方案 提示 單倍體育種 2 除了用測交實驗驗證孟德爾定律 還可以用什么方法 提示 F1自交 F2出現(xiàn)9 3 3 1的分離比 歸納提升 2 動植物雜交育種的區(qū)別 1 方法 植物雜交育種中純合子的獲得只能通過逐代自交的方法獲得 一般不能通過測交方法獲取 而動物雜交育種純合子的獲得一般通過測交的方法獲取 2 實例 培育基因型為AAbb的個體 變式拓展 2 雙選題 2014 潮州 揭陽三模 現(xiàn)有小麥種質資源包括 高產(chǎn) 感病 低產(chǎn) 抗病 高產(chǎn) 晚熟等品種 為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求 育種專家要培育3類品種 a 高產(chǎn) 抗病 b 高產(chǎn) 早熟 c 高產(chǎn) 抗旱 下述育種方法可行的是 A 利用 間雜交篩選獲得aB 對 進行染色體加倍處理篩選獲得bC a b和c的培育均可采用誘變育種方法D 用轉基因技術將外源抗旱基因導入 中獲得c解析 培育a高產(chǎn)抗病應選用 對品種 僅染色體加倍處理得不到早熟品種 需先花藥離體培養(yǎng) 再染色體加倍處理才可能得到 誘變育種理論上都可產(chǎn)生所需性狀 但概率很低 轉基因技術能定向改變生物性狀 CD 課堂定時演練隨堂演練鞏固提升 1 2014 江蘇 下列關于染色體變異的敘述 正確的是 A 染色體增加某一片段可提高基因表達水平 是有利變異B 染色體缺失有利于隱性基因表達 可提高個體的生存能力C 染色體易位不改變基因數(shù)量 對個體性狀不會產(chǎn)生影響D 通過誘導多倍體的方法可克服遠緣雜交不育 培育出作物新類型解析 變異導致生物性狀的改變包括有利和不利變異 是否有利取決于能否更好地適應環(huán)境 與基因表達水平的提高無直接聯(lián)系 故A錯誤 染色體缺失也有可能導致隱性基因丟失 這時便不利于隱性基因的表達 所以B錯誤 染色體易位不改變基因的數(shù)量 但染色體易位有可能會影響基因的表達 從而導致生物的性狀發(fā)生改變 所以C選項錯誤 遠緣雜交獲得雜種 其染色體可能無法聯(lián)會而導致不育 經(jīng)秋水仙素等誘導成可育的異源多倍體從而培育出生物新品種類型 故D選項正確 D 2 2014 茂名二模 下列與基因相關的知識描述中 正確的是 A 基因內(nèi)增加一個堿基對 只會改變肽鏈上一個氨基酸B 無法進行基因交流的生物之間一定存在生殖隔離C 基因重組可能改變DNA分子的堿基序列D 目的基因只能從相應環(huán)境生物細胞的DNA獲取解析 基因中增加一個堿基對可能會導致突變位點后所有氨基酸都會改變 A錯誤 因地理隔離導致無法進行基因交流的同種生物之間不存在生殖隔離 B錯誤 同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生互換引起的基因重組 可以改變DNA分子的堿基序列 C正確 目的基因可以從基因文庫中獲取 還可以人工合成 D錯誤 C 3 2014 佛山順德區(qū)三模 圖甲 乙 丙分別表示三種細胞的染色體和基因組成 相關描述正確的是 A 圖甲表示將要分裂的原始生殖細胞 則兩對基因可以自由組合B 圖乙由圖甲形成 則發(fā)生了基因突變C 圖乙表示鳥類性染色體 則此鳥類為雄性D 圖丙表示體細胞 則發(fā)生了染色體變異解析 圖甲中兩對基因位于一對同源染色體上 不能自由組合 A錯誤 圖乙發(fā)生了染色體片段丟失 屬于染色體結構變異 B錯誤 鳥類中含有兩條異形性染色體的是雌性 C錯誤 若圖丙表示體細胞 則細胞中少一條染色體 屬于染色體數(shù)目變異 D正確 D 4 2014 廣州綜合測試 番茄的抗病 R 對感病 r 為顯性 高稈 D 對矮稈 d 為顯性 控制上述兩對相對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上 為獲得純合高稈抗病番茄植株 研究人員采用了如圖所示的方法 據(jù)圖分析 正確的是 A A 若過程 的F1自交一代 產(chǎn)生的高稈抗病植株中純合子占1 9B 過程 常用一定濃度的秋水仙素處理單倍體的種子C 過程 應用的原理是細胞增殖D 過程 航天育種 方法中主要的變異類型是基因重組解析 中的F1基因型為DdRr 自交一代后高稈抗病 DR 中純合子 DDRR 占1 9 過程用一定濃度的秋水仙素處理單倍體的幼苗 單倍體植株高度不育 一般不會產(chǎn)生種子 過程 應用的原理是細胞的全能性 過程 航天育種 主要變異類型是基因突變 5 雙選題 2014 中山一中二次統(tǒng)考 下列關于變異和育種的敘述中 正確的是 A 四倍體馬鈴薯的花粉離體培養(yǎng)后形成的植株具有兩個染色體組 稱為二倍體B 基因工程育種能讓生物具有本身不存在的基因 育種原理是基因突變C 子女與父母的性狀總有一些差異 這些變異的主要來源是基因重組D 一條染色體上缺失了3個堿基對 不屬于染色體變異 應屬于基因突變解析 由花粉培育出的個體 無論含有幾個染色體組 統(tǒng)稱為單倍體 A錯誤 基因工程的原理是基因重組 B錯誤 基因重組是有性生殖生物后代出現(xiàn)多樣性的主要原因 堿基對的缺失屬于基因突變 C項 D項正確 CD 6 2014 鄭州質檢 科學家發(fā)現(xiàn)多數(shù)抗旱性農(nóng)作物能通過細胞代謝 產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物 調(diào)節(jié)根部細胞液的滲透壓 此代謝產(chǎn)物在葉肉細胞和莖部細胞中卻很難找到 1 該代謝產(chǎn)物能夠使細胞液的滲透壓 填 增大 或 減小 2 這種代謝產(chǎn)物在莖部和葉肉細胞中很難找到 而在根部細胞中卻能產(chǎn)生的根本原因是 3 現(xiàn)有一抗旱植物 其體細胞內(nèi)有一個抗旱基因R 其等位基因為r 旱敏基因 R r的部分核苷酸序列如下 r ATAAGCATGACATTA R ATAAGCAAGACATTA 抗旱基因突變?yōu)楹得艋虻母驹蚴?研究得知與抗旱有關的代謝產(chǎn)物主要是糖類 該抗旱基因控制抗旱性狀是通過實現(xiàn)的 4 已知抗旱性和多顆粒屬于顯性 各由一對等位基因控制 且分別位于兩對同源染色體上 純合的旱敏型多顆粒植株與純合的抗旱型少顆粒植株雜交 F1自交 F2抗旱多顆粒植株中雙雜合子占的比例是 若拔掉F2中所有的旱敏型植株后 剩余植株自交 從理論上講F3旱敏型植株的比例是 某人用一植株和一旱敏型多顆粒的植株做親本進行雜交 發(fā)現(xiàn)后代出現(xiàn)4種類型 性狀的統(tǒng)計結果顯示 抗旱 旱敏 1 1 多顆粒 少顆粒 3 1 若只讓F1中抗旱多顆粒植株相互受粉 F2的性狀分離比是 5 請設計一個快速育種方案 利用抗旱型少顆粒 Rrdd 和旱敏型多顆粒 rrDd 兩植物品種作親本 通過一次雜交 使后代個體全部都是抗旱型多顆粒雜交種 RrDd 用文字簡要說明 解析 1 代謝產(chǎn)物含有離子 滲透壓會增大 2 代謝產(chǎn)物不是在所有的細胞都能找到 是基因選擇性表達的結果 3 由所給的堿基排列順序 可知是r中的T A被替換成了A T 基因是通過與糖類有關 故基因是通過基因控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程 4 在顯性性狀9里面的雙雜合子占4 故為4 9 若拔掉F2中所有的旱敏型植株后 剩余植株自交 只考慮這一對性狀即可 在子一代抗旱的有1 3的純合子 2 3的雜合子 能產(chǎn)生旱敏型的只有2 3的雜合子自交才可以 故2 3 1 4 1 6 據(jù)題意可得親本基因型應為RrDd rrDd 只讓抗旱多顆粒相互傳粉 抗旱多顆?；蛐? 3RrDD 2 3RrDd 先計算Rr與Rr用基因頻率計算則1 4RR 2 4Rr 1 4rr再計算另一對1 3DD 2 3Dd 則得到4 9DD 4 9Dd 1 9dd 然后自由組合得到24 8 3 1 5 要快速育種用單倍體育種的方法 即先用 Rrdd 和 rrDd 通過單倍體育種得到 RRdd 和 rrDD 然后讓它們雜交得雜交種 RrDd 答案 1 增大 2 基因選擇性表達 3 堿基對替換基因控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程 4 4 9 1 6 24 8 3 1 5 先用Rrdd和rrDd通過單倍體育種得到RRdd和rrDD 然后讓它們雜交得雜交種RrDd 點擊進入小專題突破練