最新2019高考生物二轮复习 专题六 变异、育种和进化 考点18 育种原理及流程学案(考试必用)
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2019年高考生物二轮复习变异与育种专题考点及题型归纳【考点梳理】考点一、可遗传变异与不可遗传变异的区别及联系 1.区别可遗传变异不可遗传变异遗传物质是否变化遗传物质(或基因)发生改变 遗传物质(或基因)不发生改变 遗传情况 变异能遗传给后代,在后代中再次出现 变异不能遗传给后代,仅在当代表现 类型 基因突变、基因重组、染色体变异鉴别原理变异类型的后代中,能产生一定的表现型; 可遗传变异中的染色体变异可在显微镜下观察到; 与原类型在同一环境中仍表现性状差异;变异类型的子代与原来未发生变异的个体生活在同一环境条件下,不表现性状差异应用价值 能从中选育出符合人类需要的新类型或新品种; 为生物进化提供原材料无育种价值,但在生产上可应用优良环境条件而获得高产优质产品。
2. 联系考点二、基因突变概念 由于由于DNA 分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变 时期 多发生于DNA 复制时(有丝分裂间期或减数第一次分裂间期) 原因外因 环境因素(如辐射、某些化学物质等)内因DNA 复制时偶尔发生错误,使基因的碱基组成发生改变 结果 产生了该基因的等位基因,即新基因特点 普遍性、低频性、不定向性(多向性)、随机性、多害少利性、可逆性 类型 自发突变(自然突变)、诱发突变(人工诱变) 意义是生物变异的根本来源,为生物进化提供了原始材料; 可利用人工诱变培育新品种;要点诠释:(1)基因突变可发生于体细胞或生殖细胞中,生物一般为有性生殖,体细胞基因突变一般不遗传给后代,但其可通过无性生殖传给下一代。
如突变的芽可通过嫁接或组织培养的方式将突变性状传给下一代。
来源诱因不可遗传变异可遗传变异表现型 = 基因型 + 环境条件(改变) (改变) (改变)基因突变 基因重组 染色体变异(2)基因突变不一定使性状发生改变。
密码子具有简并性,碱基发生变化后,氨基酸不一定发生变化。
(3)基因突变与碱基数量没有关系,只要是基因水平上的变化,1个或1000个碱基对的改变都是基因突变。
一、生物的变异(1)生物变异的类型(2)三种可遗传变异的比较项目基因突变基因重组染色体变异适用范围生物种类所有生物自然状态下能进行有性生殖的生物真核生物生殖方式无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖(3)三种可遗传变异的判断类型自然突变、诱发突变交叉互换、自由组合染色体结构变异、染色体数目变异原因DNA复制(有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期)过程出现差错减数分裂时非同源染色体上的非等位基因自由组合或同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换内外因素影响使染色体结构出现异常,或细胞分裂过程中,染色体的分(4)染色体组和基因组染色体组: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,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。
其特点:①一个染色体组中所含的染色体大小、形态和功能各不相同。
②一个染色体组中不含有同源染色体,当然也就不含有等位基因。
③一个染色体组中含有控制该物种生物性状的一整套基因。
④二倍体生物的生殖细胞中所含有的一组染色体可看成一个染色体组。
⑤不同种的生物,每个染色体组所包括的染色体数目、形态和大小是不同的。
基因组:一般的定义是二倍体生物的单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组,或是二倍体生物的单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。
对二倍体生物而言,基因组计划则为测定单倍体细胞中全部DNA分子的脱氧核苷酸序列,有性染色体的生物其基因组包括一个染色体组的常染色体加上两条性染色体。
没有性染色体的生物其基因组与染色体组相同。
(5)单倍体和多倍体的比较单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
多倍体由合子发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组。
对于体细胞中含有三个染色体组的个体,是属于单倍体还是三倍体,要依据其来源进行判断:若直接来自配子,就为单倍体;若来自受精卵,则为三倍体。
二、生物变异在育种中的应用(1)常见的几种育种方法的比较(2)关于育种方案的选取①单一性状类型:生物的优良性状是由某对基因控制的单一性状,其呈现方式、育种方式、原理及举例列表如下:②两个或多个性状类型:两个或多个性状分散在不同的品种中,首先要实现控制不同性状基因的重组,再选育出人们所需要的品种,这可以从不同的水平上加以分析:a.个体水平上:运用杂交育种方法实现控制不同优良性状基因的重组。
考点19现代生物进化理论1.现代生物进化理论中的“三、两、两、两”2.现代生物进化理论的6个易混点(1)生物进化≠物种的形成①生物进化的实质是种群基因频率的改变,物种形成的标志是生殖隔离。
②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共同进化,还包括生物与无机环境之间共同进化,共同进化中的生物之间的关系既有种间互助,也有种间斗争,但不包含种内关系。
(4)自然选择作用的对象:直接对象是种群中个体表现型,间接对象是个体基因型,根本对象是与变异性状相对应的基因。
(5)进化理论中定向与不定向:自然选择能定向改变种群的基因频率,而突变和基因重组是随机的、不定向的。
(6)共同进化表现为相互影响与相互改变。
共同进化导致生物多样性的形成,其包含三个层次:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
3.种群的基因频率的3种计算方法(1)常染色体基因频率的计算①在种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。
②一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。
(2)X染色体上的基因频率计算(以b基因为例):X b=X b总数2×女性个数+男性个数×100%。
(3)利用哈迪—温伯格平衡定律,通过基因频率计算基因型频率①内容:在一个有性生殖的自然种群中,当等位基因只有一对(A、a)时,设p代表A基因的频率,q代表a基因的频率,则(p+q)2=p2+2pq+q2=1。
其中,p2是AA(纯合子)的基因型频率,2pq是Aa(杂合子)的基因型频率,q2是aa(纯合子)的基因型频率。
②适用条件:在种群足够大、种群中个体间的交配是随机的、没有突变的发生、种群之间不存在个体的迁移或基因交流、没有自然选择的情况下,一个有性生殖的自然种群中,各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的,或者说是保持着动态平衡的。
变异、育种和进化学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.下列关于生物变异的说法,错误的是A.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变B.基因突变是可遗传的变异,但不一定会遗传给子代C.遗传病通常由遗传物质改变引起,但患者体内不—定有致病基因D.联会时的交叉互换发生在同源染色体的姐妹染色单体之间【答案】D【解析】基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变,A项正确;基因突变导致遗传物质改变,是可遗传的变异,但不一定会遗传给子代,如体细胞突变,B项正确;遗传病患者体内不—定有致病基因,如21三体综合征,C项正确;联会时的交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,D项错误。
2.下左图表示某生物细胞中的两条染色体及部分基因。
下列不是由该细胞中染色体结构变异导致的是A.B.C.D.【答案】C【解析】A选项中发生了染色体片段的缺失;B选项中发生了非同源染色体之间的易位;C选项中属于基因突变;D选项中发生了染色体的倒位。
3.下列关于生物变异的有关叙述,正确的是A.基因突变一定会导致DNA结构与生物体性状的改变B.用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉,四倍体植株上就会结出无子西瓜D.用秋水仙素处理单倍体植株均能获得染色体加倍的纯合体【答案】C【解析】基因突变可能属于隐性突变,不一定会导生物体性状的改变,A项错误;用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉,四倍体植株上会结出四倍体西瓜,种子的胚含有三个染色体组,B项错误;生长素处理得到无子番茄,利用了生长素促进果实发育的原理,但不改变果实的遗传物质组成,发生的变异是不可遗传的,C项正确;用秋水仙素处理四倍体RRrr的单倍体植株Rr,获得的个体不是纯合体,D项错误。
【点睛】本题易错选D项,错因在于未能正确理解单倍体概念:单倍体由配子发育而成,不一定含有一个染色体组。
4.2011年3月11日,日本大地震导致核电站放射性物质向外释放,在日本核电站周围检测到的放射性物质包括碘131和铯137。
2019-2019全国高考考真题之--变异、育种及进化参考答案1、(2019江苏卷)在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是A.DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变,导致基因突变B.非同源染色体之间发生自由组合,导致基因重组。
C.非同原染色体之间变换一部分片段,导致染色体结构变异D.着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极,导致染色体数目变异【答案】ACD【解析】非同源染色体之间发生自由组合,导致基因重组只能发生在减数分裂第一次分裂,基因突变、染色体结构变异、染色体数目变异在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生,所以选ACD。
2.(2019安徽卷)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。
临床上常用小剂量的放射性同位素131I 治疗某些甲状腺疾病,但大剂量的131I对人体会产生有害影响。
积聚在细胞内的131I可能直接A.插入DNA分子引起插入点后的碱基引起基因突变B.替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变C.造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异D.诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代【答案】C【解析】考察生物变异。
131I作为放射性物质,可以诱导生物变异。
但不是碱基的类似物,不能插入或替换DNA的碱基,发生基因突变。
放射性物质产生射线,可以诱导基因突变,但发生在甲状腺滤泡上皮细胞基因突变不能遗传给下一代。
3.(2019山东卷)8.基因型为AaX B Y的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离,而产生一个不含性染色体的AA型配子。
等位基因A、a位于2号染色体。
下列关于染色体未分离时期的分析,正确的是①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离A.①③ B.①④ C.②③ D.②④【答案】A【解析】本题考查有关染色体数目个别增添或缺失相关知识。
如果多的或少的是同源染色体,则是减数第一次分裂时未分离,如果多的是姐妹染色体,则是减数第二次分裂时未分离,由于没有性染色体,则是减数第一次分裂时未分离,而细胞中又多了一个相同基因,而正常体细胞中是等位基因,所以多了姐妹染色体,则是减数第二次分裂时未分离,所以A正确。
育种方面的知识点总结一、育种的原理1. 遗传变异育种的核心原理是利用自然界中存在的植物或动物的遗传变异来培育具有特定性状的新品种。
遗传变异是指同一物种内个体间存在的遗传差异,这些差异决定了不同个体的性状和表现型。
育种者可以利用这些遗传变异来选择和培育具有特定优良性状的品种。
2. 遗传基础在育种过程中,育种者需要了解目标植物或动物的遗传基础,即其遗传特性和基因组成。
通过分子生物学和遗传学技术,育种者可以深入了解目标物种的遗传背景,为育种方案的制定和实施提供科学依据。
3. 遗传改良育种的目标是通过遗传改良,提高作物或动物的适应性、产量、品质和抗逆性。
遗传改良可以通过杂交育种、基因编辑、转基因等不同方式来实现。
育种者需要根据自己的育种目标和目标物种的遗传特性,选择适当的遗传改良方法。
二、育种的方法和技术1. 杂交育种杂交育种是育种中常用的一种方法,通过交配不同亲本,利用其优良性状的互补效应,培育出具有更好性状的后代。
杂交育种可以提高作物的抗性、产量和品质,并且可以培育出对特定病虫害具有较强抗性的品种。
2. 基因编辑基因编辑技术是近年来兴起的一种育种方法,通过利用CRISPR/Cas9等工具精确编辑目标基因,可以实现快速高效地改良作物或动物的遗传性状。
基因编辑技术可以实现对目标基因的精准修复、删减或插入,使得育种者能够快速培育出具有特定性状的新品种。
3. 转基因技术转基因技术是利用外源基因将目标基因组中的特定基因进行调整和改良,以实现对目标性状的改良。
转基因技术可以用于提高作物的抗逆性、抗病性、产量和品质,并且可以为动物的生长速度、产量和品质进行改良。
4. 分子标记辅助育种分子标记辅助育种是一种结合分子生物学和遗传学的育种方法,通过分子标记技术对目标基因进行筛选和标记,以快速高效地实现对目标性状的改良。
分子标记辅助育种可以大大提高育种效率,缩短育种周期,并且可以避免人为选择带来的副作用。
5. 高通量测序技术高通量测序技术是一种快速高效的DNA测序技术,可以帮助育种者对作物或动物的遗传组成进行全面深入地解析,为育种方案的制定和实施提供科学依据。
专题六 变异、进化和育种知识点一 变异的类型及关系图可遗传的变异 不可遗传的变异发生变异的条件 遗传物质的改变 环境因素的影响,遗传物质没有改变 遗传物质是否变化 发生变化 不发生变化特点 可以在当代,也可以在后代中出现,变异一旦发生,就有可能遗传给后代一般在当代表现出来,不能遗传给后代关系图知识点二 基因突变1.基因突变的概念:DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变,叫做基因突变。
2.基因突变的时间:主要发生在DNA 复制时(有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。
)3.基因突变的原因:类型 引发突变的原因 举例 外因 物理因素 损伤细胞内 DNA 紫外线、X 射线 化学因素 改变核酸碱基 亚硝酸盐、碱基类似物生物因素 影响宿主细胞 DNA 某些病毒和某些细菌 内因 DNA 分子复制偶尔发生错误,基因内部脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部的改变 4.基因突变的类型 类型 范围 对肽链的影响 备注替换 小 只改变1个氨基酸的种类或不改变 替换的结果也可能使肽链合成提前终止,或延后增添 大 插入位置前不影响,影响插入位置后的序列 ①增添或缺失的位置越靠前,对肽链的影响越大;②增添或缺失的碱基数是3的倍数,则仅影响个别氨基酸缺失大 缺失位置前不影响,影响缺失位置后的序列 增添或缺失3个碱基小增添或缺失位置增加或缺失1个氨基酸 例如:镰刀型细胞贫血症(变异类型为碱基的替换)组成血红蛋白分子的四条多肽链中的一条链上某一位置的一个谷氨酸被替换成了缬氨酸,从而引发了蛋白质结构的改变,变异后的血红蛋白分子缺少溶解性,容易沉淀而不能携带氧,红细胞因为血红蛋白结构的改变而呈镰刀状。
5.基因突变的结果显性突变:aa →Aa 表现新性状,隐性突变:AA →Aa 不表现新性状,→aa 纯合子时表现新性状))6.基因突变的特点①普遍性:所有生物均可发生基因突变。
②随机性:(随时随地)基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和DNA分子的任何部位。
考点17 变异类型1.抓住“本质、适用范围”2个关键点区分3种可遗传变异(1)本质:基因突变是以碱基对为单位发生改变,基因重组是以基因为单位发生重组,染色体变异则是以“染色体片段”“染色体条数”或“染色体组”为单位发生改变。
(2)适用范围:基因突变适用于所有生物(是病毒和原核生物的唯一变异方式),基因重组适用于真核生物有性生殖的减数分裂过程中,染色体变异适用于真核生物。
2.抓住“镜检、是否产生新基因、实质”3个关键点区分染色体变异和基因突变(1)镜检结果:前者能够在显微镜下看到,而后者不能。
(2)是否能产生新基因:前者不能,而后者能。
(3)变异的实质:前者是“基因数目或排列顺序发生改变”,而后者是碱基对的替换、增添和缺失。
3.抓住“图解、范围和所属类型”3个关键点区分易位和交叉互换4.需掌握的一个技法——“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体5.利用3大方法快速判断染色体组个数(1)看细胞内形态相同的染色体数目。
(2)看细胞或个体的基因型。
(3)根据染色体数目和形态数来推算。
6.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)无子番茄中“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”。
7.有关可遗传变异的4个易错点提示(1)体细胞中发生的基因突变一般不能通过有性生殖传递给后代,但有些植物可以通过无性繁殖传递给后代。
(2)基因重组一般发生在控制不同性状的基因间,至少两对或者两对以上的基因,如果是一对相对性状的遗传,后代出现新类型可能来源于性状分离或基因突变,而不会是基因重组。
(3)自然条件下,细菌等原核生物和病毒的可遗传变异只有基因突变;真核生物无性繁殖时的可遗传变异有基因突变和染色体变异。
考点18 育种原理及流程1.育种方式及原理辨析(1)诱变育种的原理原基因A(a)――→诱变产生基因突变新基因a(A)↓ ↓原性状 目标性状(2)单倍体育种与杂交育种的原理(3)多倍体育种的原理注意多倍体育种中秋水仙素可处理“萌发的种子或幼苗”,单倍体育种中秋水仙素只能处理“单倍体幼苗”,切不可写成处理“种子”。
2.不同需求的育种方法的选择与分析(1)若要求培育隐性性状的个体,可用自交或杂交,只要出现该性状即可。
(2)若要求快速育种,则应用单倍体育种。
(3)若要求大幅度改良某一品种,使之出现前所未有的性状,则可利用诱变育种的方法。
(4)若要求提高品种产量,提高营养物质含量,可运用多倍体育种。
(5)若要求将两亲本的两个不同优良性状集中于同一植物体上,可用杂交育种,亦可利用单倍体育种。
(6)若实验植物为营养繁殖,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。
(7)若要培育原核生物,因其不能进行减数分裂,则一般采用诱变育种。
3.花药离体培养≠单倍体育种(1)花药离体培养仅获得单倍体幼苗。
(2)单倍体育种包括花药离体培养和诱导单倍体染色体数目加倍。
题组一辨析育种的相关原理1.现有基因型为ttrr与TTRR的水稻品种,通过不同的育种方法可以培育出不同的类型。
下列叙述正确的是( )A.单倍体育种可获得基因型为TTrr的植株,其育种原理主要是基因突变B.将ttrr人工诱变可获得ttRr,其等位基因的产生来源于基因重组C.杂交育种可获得基因型为TTrr的植株,其变异发生在减数第二次分裂后期D.多倍体育种获得的基因型为TTttRRrr的植株,其染色体数目加倍可发生在有丝分裂的后期答案 D解析亲本ttrr与TTRR杂交产生F1,将F1的花药离体培养成单倍体幼苗再用秋水仙素处理,从中可筛选出TTrr的植株,此过程为单倍体育种,所用原理是染色体变异,A错误;将ttrr人工诱变可获得ttRr,属于诱变育种,其原理是基因突变,B错误;杂交育种可获得TTrr,其原理是减数第一次分裂后期发生基因重组,C错误;多倍体育种获得的TTttRRrr的原理是染色体数目变异,其染色体数目加倍可发生在有丝分裂的后期,D正确。