2018高考生物大二轮复习04生命系统的遗传、变异、进化整合考点11生物育种在高考中的命题分析学案
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●关键点填一填1.基因突变是指基因结构的改变,包括DNA碱基对的增添、缺失或改变。
2.基因重组是指控制不同性状的基因的重新组合。
3.不遗传的变异:环境因素引起的变异,遗传物质没有改变,不能进一步遗传给后代。
4.可遗传的变异:遗传物质所引起的变异。
包括:基因突变、基因重组、染色体变异。
5.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类型。
6.染色体结构变异类型有缺失、重复、倒位和易位。
7.单倍体、二倍体和多倍体(1)单倍体:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
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。
(2)二倍体和多倍体:由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体;体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体。
由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。
8.秋水仙素诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体形成。
9.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和发育的全部遗传信息,这样的一组染色体叫做一个染色体组。
细胞内形态相同的染色体有几条就说明有几个染色体组。
10.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。
11.单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。
12.人类遗传病包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。
13.单基因遗传病受一对等位基因控制,而不是受一个基因控制;多基因遗传病受多对等位基因控制。
14.调查某种遗传病发病率时,要在群体中随机抽样调查,而调查某种遗传病发病方式时则要在患者家系中调查。
15.人类基因组计划的目的是测定人类基因组的全部DNA序列,并解读其中包含的遗传信息。
16.人类基因组是由常染色体数目的一半和两条性染色体组成。
17.现代生物进化理论的主要内容:种群是生物进化的基本单位。
整合考点11 生物育种在高考中的命题分析一、创设“育种流程图”进行命题1.育种程序图的识别(1)“亲本――→A 、D新品种”为杂交育种 (2)“亲本――→B 、C 新品种”为单倍体育种。
(3)“种子或幼苗――→E 新品种”为诱变育种。
(4)“种子或幼苗――→F 新品种”为多倍体育种。
(5)“植物细胞――→G 新细胞――→H 愈伤组织――→I 胚状体J人工种子―→新品种”为基因工程育种。
2.对于个体基因型的育种图解识别根据基因型的变化可以判断“aabb ×AABB ――→①AaBb ――→②AAbb ”为杂交育种;“aabb ×AABB ――→①AaBb ――→③Ab ――→⑤AAbb ”为单倍体育种;“AABB ――→④AaBB ”为诱变育种;“aabb ×AABB ――→①AaBb ――→⑥AAaaBBbb ”为多倍体育种。
二、针对“不同需求的育种方法的选择”进行命题1.针对不同目的的杂交育种程序(1)培育杂合子品种:在农业生产上,可以将杂种一代作为种子直接使用,如水稻、玉米等。
其特点是可以利用杂种优势,获得的品种高产、抗性强,但种子只能种一年。
培育的基本步骤如下:选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂ )→F 1(即为所需品种)。
(2)培育隐性纯合子品种:选取双亲杂交(♀×♂)→F 1――→⊗F 2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
(3)培育显性纯合子品种:选取双亲杂交(♀×♂)→F 1――→⊗ F 2→选出表现型符合要求的个体――→⊗ F 3――→⊗ ……――→⊗选出稳定遗传的个体推广种植。
2.针对不同育种目标的育种方案1.关注育种方法的“3”个注意点(1)原核生物不能运用杂交育种,如细菌的育种一般采用诱变育种。
(2)杂交育种:不一定需要连续自交。
(3)花药离体培养:只是单倍体育种中的一个程序,要想得到可育的品种,一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍。
2018全国高考生物考试大纲解读之遗传与进化与2017年相比,2018年的《考试大纲》生物部分在“考试范围与要求”方面没有任何变化,体现了考纲制定的稳定性。
考纲是命题的依据,预计2018年全国卷生物试题在知识广度和能力深度考查方面会继续充分体现考试目标和要求,重点考查考生对生物学核心知识、生物学实践和探究能力的掌握情况,引导高中教学全面培养学生学科核心素养的方向。
遗传与进化主要包括以下几个专题:专题01 遗传的细胞基础、专题02 遗传的分子基础、专题03 遗传的基本规律、专题04 生物的变异与进化。
在高考卷中大约占20分,现分别对以上专题进行解读。
专题01 遗传的细胞基础本专题包括(1)细胞的减数分裂,(2)动物配子的形成过程,(3)动物的受精过程。
命题规律:此专题考查减数分裂过程,常结合有丝分裂的有关知识一并考查,在 2017 年新课标 I 卷的第 6 题和新课标 II 卷第 1 题考查减数分裂过程,纵观近五年的全国卷,高考对遗传的细胞基础的考查频率增多,此部分内容可能成为2018年高考的重要命题点,考生予以重视。
命题趋势:预计2018年高考对于遗传的细胞基础考查,有可能以减数分裂过程、减数分裂和有丝分裂图像、坐标曲线图等为着眼点考查基础知识或结合突出成就或热点问题进行命题。
1.下列曲线表示减数分裂过程中DNA含量变化的是A. B.C. D.【答案】C【解析】减数分裂过程中DNA复制一次,且复制是一个时间较长的过程,表现为DNA含量缓慢增加;细胞连续分裂两次,子细胞中的DNA含量减半。
2.下列有关某生物体各细胞分裂示意图的叙述,正确的是A.图①处于减数第一次分裂中期,细胞内有2对姐妹染色单体B.图②处于减数第二次分裂后期,细胞内有2对姐妹染色单体C.图③处于减数第二次分裂中期,该生物体细胞中染色体数目为8条D.四幅图可排序为①③②④,出现在该生物体精子(或极体)形成过程中【答案】D3.如图甲、乙均为二倍体生物的细胞分裂模式图,图丙为每条染色体的DNA含量在细胞分裂各时期的变化,图丁为细胞分裂各时期染色体与DNA分子的相对含量。
生物的变异、育种与进化1.(2018海南卷,14)杂合体雌果蝇在形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换,导致新的配子类型出现,其原因是在配子形成过程中发生了A.基因重组B.染色体重复C.染色体易位D.染色体倒位【答案】A【解析】生物体在形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换,导致位于非姐妹染色单体上的非等位基因进行了重组,其变异属于基因重组,A正确。
2.(2018江苏卷,4)下列关于生物进化的叙述,正确的是A.群体中近亲繁殖可提高纯合体的比例B.有害突变不能成为生物进化的原材料C.某种生物产生新基因并稳定遗传后,则形成了新物种D.若没有其他因素影响,一个随机交配小群体的基因频率在各代保持不变【答案】A3.(2018全国Ⅰ卷,6)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,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需添加了氨基酸甲的基本培养基上才能生长,可以说明突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性可能丧失,从而不能自身合成氨基酸甲,而导致必须添加氨基酸甲的基本培养基上才能生长,A正确;大肠杆菌属于原核生物,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,因此突变体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,C错误,D正确。
4.(2018海南卷,17)蜜蜂中,雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体,雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的。
整合考点10 “千变万化”的生物变异一、比较三种可遗传的变异(1)变异的实质:细胞内的遗传物质发生了改变。
(2)变异的类型①基因突变:基因结构改变,基因数量不变。
②基因重组:基因的结构和数量均不变。
③染色体变异:可能改变基因的数量排列顺序,但不改变其结构。
(3)基因突变和基因重组是分子水平的变异,在光学显微镜下观察不到;染色体变异是细胞水平的变异,在光学显微镜下可以观察到。
二、变异类型的判别1.判断可遗传变异和不遗传变异的方法(1)两类变异的本质区别是遗传物质是否改变。
遗传物质改变产生的变异可以遗传,但是否遗传给后代,关键要看遗传物质的改变是否发生在生殖细胞中。
由环境引起的性状改变,由于遗传物质并未改变故不能遗传。
(2)让变异个体置于与原来类型相同的环境下种植或养育等,观察变异性状是否消失。
若不消失,则是可遗传变异;反之,则为不遗传变异。
2.“三看法”判断可遗传变异的类型(1)染色体内的变异(2)染色体间的变异三、需辩明的四组概念1.染色体变异与基因突变判断①②③④的变异类型①缺失,②重复,③倒位,④基因突变。
3.易位与交叉互换生物变异类型的理解1.(2016·江苏卷)如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。
下列叙述正确的是( )A.个体甲的变异对表现型无影响B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C.个体甲自交的后代,性状分离比为3∶1D.个体乙染色体没有基因缺失,表现型无异常解析:个体甲的变异属于缺失,影响表型,A错误;个体乙发生的变异是倒位,减数分裂形成的四分体异常,呈“十字型”,B正确;含缺失染色体的配子一般是不育的,故其后代一般不会发生性状分离,C错误;个体乙染色体没有基因缺失,但发生倒位,表现型异常,D错误。
答案:B2.(2015·海南卷)关于等位基因B和b发生突变的叙述,错误的是( )A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率C.基因B中的碱基对G-C被碱基对A-T替换可导致基因突变D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变解析:本题考查基因突变的相关知识,考查知识的识记,难度小。
第3讲变异、育种和进化[主干知识——串一串][基础小题——练一练]题组一三种可遗传的变异及其比较1.辨析关于可遗传变异的6个易错点(判断正误)(1)DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变,导致基因突变。
(√)(2)A基因突变为a基因,a基因还可能再突变为A基因。
(√)(3)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化。
(√)(4)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。
(×)提示:染色体变异不会产生新基因。
(5)非同源染色体之间交换一部分片段,导致染色体结构变异。
(√)(6)染色体组整倍性、非整倍性变化必然导致基因种类的增加。
(×)提示:染色体组整倍性、非整倍性变化不产生新基因。
2.(2015·全国卷Ⅱ)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:选A 猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病,是常见的染色体异常遗传病。
3.如图表示发生在常染色体上的变化,下列叙述错误的是( )A.该变异能通过显微镜观察到B.该变异发生在两条非同源染色体之间C.该过程导致的变异属于基因重组D.该变异导致染色体上基因的排列顺序发生改变解析:选C 染色体数目变异和染色体结构变异均可在光学显微镜下观察到,A正确;非同源染色体之间相互交换片段属于染色体结构变异(易位),B正确;同源染色体上的非姐妹染色单体相互交换片段才属于基因重组,C错误;染色体结构变异会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,D正确。
题组二生物变异在育种上的应用1.辨析关于育种的6个易错点(判断正误)(1)抗虫小麦与矮秆小麦杂交,通过基因重组获得抗虫矮秆小麦,属于杂交育种。
(√)(2)用射线照射大豆使其基因结构发生改变,获得种子性状发生变异的大豆,属于诱变育种。
整合考点11 生物育种在高考中的命题分析
一、创设“育种流程图”进行命题
1.育种程序图的识别
(1)“亲本――→A 、D 新品种”为杂交育种 (2)“亲本――→B 、C 新品种”为单倍体育种。
(3)“种子或幼苗――→E 新品种”为诱变育种。
(4)“种子或幼苗――→F 新品种”为多倍体育种。
(5)“植物细胞――→G 新细胞――→H 愈伤组织――→I 胚状体J
人工种子―→新品种”为基因工程育种。
2.对于个体基因型的育种图解识别
根据基因型的变化可以判断
“aabb×AABB――→①AaBb ――→②AAbb”为杂交育种;
“aabb×AABB――→①AaBb ――→③Ab ――→⑤AAbb”为单倍体育种;
“AABB――→④AaBB”为诱变育种;
“aabb×AABB――→①AaBb ――→⑥AAaaBBbb”为多倍体育种。
二、针对“不同需求的育种方法的选择”进行命题
1.针对不同目的的杂交育种程序
(1)培育杂合子品种:
在农业生产上,可以将杂种一代作为种子直接使用,如水稻、玉米等。
其特点是可以利用杂种优势,获得的品种高产、抗性强,但种子只能种一年。
培育的基本步骤如下:
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂ )→F 1(即为所需品种)。
(2)培育隐性纯合子品种:
选取双亲杂交(♀×♂)→F 1――→⊗ F 2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
(3)培育显性纯合子品种:
选取双亲杂交(♀×♂)→F 1――→⊗ F 2→选出表现型符合要求的个体――→
⊗ F 3――→⊗ ……――→⊗ 选出稳定遗传的个体推广种植。
2.针对不同育种目标的育种方案
1.关注育种方法的“3”个注意点
(1)原核生物不能运用杂交育种,如细菌的育种一般采用诱变育种。
(2)杂交育种:不一定需要连续自交。
(3)花药离体培养:只是单倍体育种中的一个程序,要想得到可育的品种,一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍。
2.澄清“可遗传”与“可育”
(1)三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育”,但它们均属于可遗传的变异——其遗传物质已发生变化,若将其体细胞培养为个体,则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。
(2)无子番茄“无子”的原因是植株未受粉,生长素促进了果实发育,这种“无子”性状是不可保留到子代的,将无子番茄进行组织培养时,若能正常受粉,则可结“有子果实”。
生物育种相关判断
1.(2017·辽宁师大附中模考)下列关于育种的叙述中,正确的是( )
A .用物理因素诱变处理可提高突变率
B .诱变育种和杂交育种均可形成新的基因
C .三倍体植物不能由受精卵发育而来
D .诱变获得的突变体多数表现出优良性状
解析:诱变育种可形成新的基因,杂交育种不能形成新基因;三倍体植物可由受精卵发育来;诱变获得的突变体多数表现出不良性状。
答案:A
2.(经典高考)下图是高产糖化酶菌株的育种过程,有关叙述错误的是( )
出发菌株――→X 射线处理挑取200个单细胞菌株――→初筛
选出50株――→复筛选出5株――→X 射线处理多轮重复筛选 A .通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株
B .X 射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异
C .上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程
D .每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高
解析:图示育种过程为诱变育种,由于基因突变是不定向的,该过程获得的高产菌株不一定符合生产的要求,故A 项正确;X 射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异,B 正确;上图筛选高产菌株的过程是定向选择符合人特定要求菌株的过程,C 正确;由于基因突变具有不定向性、低频性,诱变育种可以提高基因的突变率,但不一定都是需要的相关基因的突变率提高,故D 项错误。
答案:D
聚焦生物育种,应对各类试题
1.(高考重组)判断下列描述是否正确
(1)抗病植株连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代降低。
(2013·四川高考,T5-C)( × )
提示:若植株是杂合子,自交后会产生纯合子,所以连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代提高。
(2)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。
为尽快推广种植,可采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养。
(2013·江苏高考,T11-D)( √ )
(3)用秋水仙素处理细胞群体,M(分裂)期细胞的比例会减少。
(2013·浙江高考,T1-
C)( × )
提示:秋水仙素能抑制前期纺锤体的形成,使子染色体不能移向两极,导致细胞不能完成分裂,导致大量的细胞被滞留在M 期(即分裂期),使M 期的细胞增多。
(4)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关。
(2013·安徽高考,T4-C)( √ )
(5)XYY 个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关。
( × )
提示:XYY个体的形成原因是父方减Ⅱ后期两条Y染色体移至一极所致,与联会无关。
2.(2014·全国卷Ⅰ)现有两个纯合的某作物品种:抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种。
已知抗病对感病为显性,高秆对矮秆为显性,但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。
回答下列问题:
(1)在育种实践中,若利用这两个品种进行杂交育种,一般来说,育种目的是获得具有________优良性状的新品种。
(2)杂交育种前,为了确定F2代的种植规模,需要正确的预测杂交结果。
若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果,需要满足3个条件:条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律;其余两个条件是:
________________________________________________________________________。
(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件,可用测交实验来进行检验,请简要写出该测交实验的过程:
________________________________________________________________________。
解析:(1)杂交育种的目的是获得多种优良性状于一身的纯合新品种,从题意知,抗病与矮秆(抗倒伏)为优良性状。
(2)孟德尔遗传定律研究的是真核生物细胞核基因的遗传特点,故控制相对性状的等位基因应位于细胞核。
两对基因分别位于两对同源染色体上,才遵循基因的自由组合定律。
(3)测交是指用杂合子和隐性纯合子杂交,而题干无杂合子,故应先杂交得到杂合子,然后再进行测交实验。
答案:(1)抗病矮秆(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律;控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交,产生F1,让F1与感病矮秆植株杂交
3.(高考改编)科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中,育成了抗叶锈病的小麦,育种过程见图。
图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组,每组有7条染色体,C染色体组中含携带抗病基因的染色体。
请回答下列问题:
(1)异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的后代,经__________________方法培育而成,还可用植物细胞工程中__________________方法进行培育。
(2)杂交后代①染色体组的组成为________,进行减数分裂时形成________个四分体,体细胞中含有______条染色体。
(3)杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失,这是因为减数分裂时这些染色体________。
(4)为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传,常用射线照射花粉,使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上,这种变异称为________。
解析:(1)从图中看异源多倍体的染色体组成是AABBCC,而植物AABB与CC远缘杂交形成的后代的染色体组成是ABC,只有在杂种植株的幼苗期用秋水仙素诱导染色体数目加倍后方可培育成异源多倍体。
也可采用植物AABB与CC的体细胞通过植物体细胞杂交的方法培育异源多倍体。
(2)异源多倍体的染色体组成是AABBCC,其配子中的染色体组成是ABC,而普通小麦产生的配子中的染色体组成是ABD,所以杂交后代①的染色体组成为AABBCD,即杂交后代①含有6个染色体组,42条染色体,但是只有AABB有同源染色体能形成四分体,所以进行减数分裂时形成14个四分体。
(3)杂交后代②中C组的染色体在减数分裂时无同源染色体配对,所以易丢失。
(4)C染色体组中含携带抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上,即接到非同源染色体上,这属于染色体结构变异。
答案:(1)秋水仙素诱导染色体数目加倍植物体细胞杂交(2)AABBCD 14 42 (3)
无同源染色体配对(4)染色体结构变异。