1、专题8 遗传变异、育种与进化 答案速填:增添、缺失、替换 普遍性、随机性、不定向性、多害少利性 DNA复制时期 新基因(新性状)转基因 缺失、重复、倒位、易位 育种年限长等 不定向性 大大缩短育种年限低温或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 种群 基因频率变化 突变和基因重组 自然选择(生殖)隔离【知识方法】一、变异的种类 1.识图区别变异类型:缺失、重复、倒位、基因突变。2.识图区分染色体 易位与交叉互换:3.“两看”法界定二倍体、多倍体、单倍体:4.变异对生物的影响:(1)基因突变对性状的影响。替换:只改变1个氨基酸或不改变。增添:插入位置前不影响,影响插入后的序列,以3个或3的倍数个碱基为单位
2、的增添影响较小。缺失:缺失位置前不影响,影响缺失后的序列,以3个或3的倍数个碱基为单位的缺失影响较小。(2)可遗传变异对基因种类和基因数量的影响。基因突变改变基因的种类(基因结构改变,成为新基因),不改变基因的数量。基因重组不改变基因的种类和数量,但改变基因间组合方式,即改变基因型。染色体变异改变基因的数量或排列顺序。二、变异原理在育种实践中的应用 1.图解:2.图解中AG表示的处理方法:A.杂交 B.花药离体培养 C.秋水仙素处理 D.自交 E.诱变处理 F.秋水仙素处理 G.转基因技术 3.育种方法及原理:三、生物的进化 1.现代生物进化理论中的“两、两、三、三”:2.基因频率的计算方法:
3、(1)定义法。基因频率=100%。(2)根据定义法计算的两种类型。若某基因在常染色体上,则 基因频率=100%。种群内某基因总数种群内某基因和其等位基因的总数2种群内某基因总数种群个体数若某基因只位于X染色体上,则 基因频率=100%。(3)通过基因型频率计算基因频率:若基因在常染色 体上,则该对等位基因中,显(或隐)性基因的频率=显(或隐)性纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率。2种群内某基因总数雌性个体数雄性个体数3.基因型频率的计算:(1)纯合子的基因型频率=相应基因频率的平方。(2)杂合子的基因型频率=2显性基因频率隐性基因频率。【易错易混】1.辨析变异的几个易混点:(1)关于“互
4、换”问题。同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换:属于基因重组,参与互换的基因为等位基因或相同基因。非同源染色体之间的互换:属于染色体结构变异中的易位,参与互换的基因为非等位基因。(2)关于“缺失”问题。DNA分子上若干“基因”的缺失:属于染色体结构变异。基因内部若干“碱基对”的缺失:属于基因突变。(3)关于变异的水平问题。分子水平: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。细胞水平:染色体变异属于细胞水平的变化。涉及染色体“某片段”或数目的改变,在光学显微镜下可以观察到,故常用制片观察的方法确认是否发生染色体变异。2.关注常考查的3类育种方案:(1)最简便:杂交育种。侧重
5、于技术操作。(2)最快:单倍体育种。明显缩短育种年限。(3)产生新基因(或新性状):诱变育种。侧重于“新”。3.辨析隔离、物种形成与进化的关系:(1)生物进化物种的形成。区别:生物进化的实质是种群基因频率的改变;物种形成的标志是产生生殖隔离。联系:生物发生进化,并不一定形成新物种,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。(2)物种形成与隔离的关系:物种的形成不一定要经过地理隔离,但必须要经过生殖隔离。(3)共同进化:并不只包括生物与生物之间的共同进化,还包括生物与环境之间的共同进化。题型一 变异的种类【典例1】(2017南昌二模)如图分别表示不同的变异类型,基因a、a仅有图
6、所示片段的差异。相关叙述正确的是 世纪金榜导学号73414042()A.图中4种变异中能够遗传的变异是 B.中的变异属于染色体结构变异中的缺失 C.中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复 D.都表示同源染色体非姐妺染色单体的交叉互换,发生在减数第一次分裂的前期【解题技法】归类法 1.关键信息:“基因a、a仅有图所示片段的差异”。2.思考路线图:答案:C【借题发挥】高考大题长句表达专项练 从基因水平考虑,交换结构的不同在于_。答案:中交换的是等位基因或相同基因,中交换的是非等位基因 题型二 变异在育种中的应用【典例2】(2017烟台二模)某自花且闭花受粉植物,抗病性和茎的高度是独立遗传的性状
7、。抗病和感病由基因R和r控制,抗病为显性;茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d,E、e)控制,同时含有D和E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎,其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答:世纪金榜导学号73414043(1)自然状态下该植物一般都是_合子。(2)若采用诱变育种,在用 射线处理时,需要处理大量种子,其原因是基因突变具有_、_ _和多害少利性这三个特点。(3)若采用杂交育种,可通过将上述两个亲本杂交,在_代中首先出现抗病矮茎个体,再经_ _,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测,一般情况下,控制性状的基因数越多,其育种过程所需的年限
8、_。若只考虑茎的高度,亲本杂交所得到的F1在自然状态下繁殖,则理论上F2的表现型及其比例为_。(4)若采用单倍体育种,该过程涉及的原理有_ _。请用遗传图解表示其过程(说明:选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。【解题技法】第(1)小题信息推导法 关键信息:“自花且闭花受粉”“自然状态下”。思考路线图:自花且闭花受粉连续自交纯合子。第(2)小题信息推导法 关键信息:“诱变育种”“处理大量种子”。思考路线图:第(3)小题图解法 关键信息:“杂交育种”“首先出现抗病矮茎个体”“同时含有D和E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎,其他表现为高茎”“现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子
9、”。思考路线图:第(4)小题图解法 关键信息:“单倍体育种”“原理”“遗传图解”。思考路线图:单倍体育种杂交、花药离体培养、染色体加倍、选择四个流程。具体步骤见答案。答案:(1)纯(2)低频性 不定向性(3)子一 连续自交 越长 矮茎中茎高茎=961(4)基因重组和染色体变异 遗传图解如图:【思维建模】题型三 生物的进化【典例3】(2017郑州三模)如图A、B、C代表不同的种群,已知A和B原本属于同一物种,都以物种C作为食物来源,由于地理隔离,且经过若干年的进化,现在不知A和B是否还属于同一物种,下列有关说法正确的是 ()A.若A和B在一起还能进行自由交配,则它们就一定不存在生殖隔离 B.A和
10、B的关系一定为竞争 C.若A和B仍然为同一物种,则它们具有共同的基因库 D.A和B种群基因频率的定向改变,导致它们朝着一定方向进化【解题技法】信息推导法 1.关键信息:“A和B原本属于同一物种,都以物种C作 为食物来源”“地理隔离”“经过若干年的进化”。2.思考路线图:答案:D【借题发挥】高考大题长句表达专项练 基因突变可直接改变基因频率,但不能决定基因频率变化的方向,原因是_。答案:基因突变改变某个基因的数量,但不改变基因总的数量;基因突变具有不定向性【高考新动向】生物变异类型的实验探究【典例】遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基 因一起丢失的现象叫缺失。若一对同源染色体中两条 染色体在相
11、同区域同时缺失叫缺失纯合子,若仅一条染 色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合 子的生活力降低但能存活,缺失纯合子常导致个体死 亡。现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交,子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由染色体缺失造成的,还是由基因突变引起的。世纪金榜导学号73414044 方法一:_。方法二:_。【解题技法】逆推正答法 1.关键信息:“基因突变”“缺失纯合子”“缺失杂合子”“缺失杂合子的生活力降低但能存活,缺失纯合子常导致个体死亡”。2.思考路线图:答案:方法一:取该白眼雌果蝇有分裂能力的细胞制成装片,显微镜下观察染色体结构。若染色体正常,可能是基因突变引起的;反之,可能是染色体缺失造成的 方法二:选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,若杂交子代中雌果蝇数目与雄果蝇数目比为11,则这只白眼雌果蝇的出现是基因突变引起的;若杂交子代中雌果蝇数目与雄果蝇数目比为21,则这只白眼雌果蝇的出现是染色体缺失造成的
