(通用版)2019版高考生物二轮复习 专题六 变异、育种和进化 考点19 现代生物进化理论学案
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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。
高考生物二轮复习—核心知识回顾六、变异、育种和进化【知识点总结】1.基因突变对氨基酸序列的影响(1)替换:除非终止密码子提前或延后出现,否则只改变1个氨基酸或不改变。
(2)增添:插入位置前的氨基酸序列不改变,影响插入位置后的氨基酸序列。
(3)缺失:缺失位置前的氨基酸序列不改变,影响缺失位置后的氨基酸序列。
2.细胞癌变(1)原因:致癌因子(物理因素、化学因素、生物因素等)使原癌基因和抑癌基因发生突变。
①原癌基因:主要负责调节细胞周期,是细胞正常的生长和增殖所必需的。
②抑癌基因:表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡。
(2)特征:能够无限增殖;形态结构发生显著变化;细胞膜上的糖蛋白等物质减少,癌细胞间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。
3.“三看法”判断可遗传变异的类型(1)“一看”基因组成:看染色体上的基因组成是否发生改变,若发生改变,则为基因突变。
(2)“二看”基因位置:若基因的种类和数目未变,但染色体上的基因位置改变,则为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”或基因重组中的“互换”。
(3)“三看”基因数目:若基因的数目改变,但基因的种类和位置未变,则为染色体数目变异;若基因数目和位置改变,但基因的种类不变,则为染色体结构变异中的“重复”或“缺失”。
4.染色体组数的判定方法(1)染色体组的概念:在大多数生物的体细胞中,染色体都是两两成对的,也就是说含有两套非同源染色体,其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
(2)判定染色体组数的三种方法:一看细胞内形态相同的染色体数,有几条,就含几个染色体组;二看生物体的基因型,控制同一性状的基因出现几次,就有几个染色体组;三根据染色体数和染色体形态数来推算,染色体组数=染色体数/染色体形态数。
5.“两看法”界定二倍体、多倍体、单倍体有丝分裂过程中染色体只复制、未分离,造成某生物个体的细胞内染色体组数加倍,加倍后,染色体组有几个,该生物就叫几倍体。
高考生物学常见必考的考点清单—变异、育种与进化1.诱变因素不能决定基因突变的方向:诱变因素可提高基因突变的频率,但不会决定基因突变的方向,基因突变具有不定向性的特点。
2.基因突变时碱基对的改变可多可少:基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变,只要是基因分子结构内的变化,1个碱基对的改变叫基因突变,多个碱基对的改变也叫基因突变。
3.基因突变不会改变DNA上基因的数目和位置:基因突变发生在基因内部,只是产生了新的等位基因或新基因,并没有改变DNA上基因的数目和位置。
4.基因突变的利与害取决于环境或研究对象的不同,如小麦的高秆对小麦本身有利,但对增产不利。
5.如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则为基因突变的结果。
6.如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则是基因突变或交叉互换的结果。
7.自然条件下,原核生物一般不能进行基因重组。
但是特殊情况下可以,如肺炎双球菌的转化。
8.基因重组只产生新的性状组合,不产生新性状。
9.基因突变中碱基对的增添、缺失属于分子水平的变化,在光学显微镜下观察不到;染色体结构变异中的重复、缺失属于细胞水平的变化,在光学显微镜下能观察到。
10.单倍体不一定仅含1个染色体组:单倍体所含染色体组的个数不定,可能含1个、2个或多个染色体组,可能含同源染色体,可能含等位基因。
11.单倍体并非都不育。
由二倍体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育,而多倍体的配子若含有偶数个染色体组,则其发育成的单倍体中含有同源染色体就可育并能产生后代。
12.“可遗传”≠“可育”。
三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”,但它们均属于可遗传变异。
13.诱变育种与杂交育种相比,前者能产生新基因,创造变异新类型;后者不能产生新基因,只是实现原有基因的重新组合。
14.诱变育种尽管能提高突变率,但仍然是未突变个体远远多于突变个体,有害突变多于有利突变,只是与自然突变的低频性相比,有利突变个体数有所增加。
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。
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。
题组一辨析进化的基本观点
1.(2018·江苏模拟)如图是我国黄河两岸a、b、c、d 4个物种及其演化关系的模型,请据图分析下列说法错误的是( )
A.a物种最终进化为b、c两个物种,经历了从地理隔离到生殖隔离的过程
B.b物种迁移到黄河南岸后,不与c物种进化为同一物种,内因是种群的基因库不同
C.c物种的种群基因频率发生了变化,则该物种一定在进化
D.欲判断b与d是否为同一物种,只需看b与d能否自由交配即可
答案 D
2.某种白色蚜虫的部分个体,由于与真菌进行基因交换而获得合成色素的基因,因此有了绿色、橙色等类型。
有研究表明,在光下绿色个体较白色个体产生更多的ATP,橙色个体在光下较在黑暗处产生更多的ATP。
下列有关分析中错误的是( )
A.绿色蚜虫和橙色蚜虫的出现是基因突变的结果
B.绿色蚜虫和橙色蚜虫可能具有将光能转变为化学能的能力
C.绿色和橙色性状的出现为蚜虫进化提供了原材料
D.绿色蚜虫和橙色蚜虫的出现提高了生物多样性
答案 A
解析绿色、橙色基因来自真菌,因此绿色蚜虫和橙色蚜虫的出现是基因重组的结果,A错误;绿色蚜虫和橙色蚜虫均能合成ATP,说明其可能具有将光能转变为化学能的能力,B正确;由于基因重组而出现了绿色和橙色性状,基因重组能为生物进化提供原材料,C正确;绿色蚜虫和橙色蚜虫的出现提高了生物多样性,D正确。
思维延伸
(1)下图表示将某种植物分别移栽到低纬度和高纬度地区种植,经过多年的演化后最终形成了不同的五个物种。
请回答下列问题:
①什么具体证据可以帮助你确定D和C不是一个物种?
________________________________________________________________________。
②图示中B物种进化为D、E两个物种的机理是
________________________________________________________________________。
③C种群内部个体间形态和大小方面的差异,体现的是________多样性。
答案①如果D和C不能交配,或交配后不能产生可育后代,说明它们不是一个物种(或若D和C之间存在生殖隔离,说明它们不是同一物种) ②地理隔离造成基因交流的阻断,不同环境的自然选择造成不同基因频率的变化,当基因频率变化积累到一定的程度,形成生殖隔离,从而形成物种D和E ③基因(遗传) (2)若甲、乙水草杂交,可产生三倍体的后代。
甲、乙水草_________(填“是”或“不是”)同一物种。
你判断的理由是______________________________________________。
答案不是甲、乙杂交的后代是三倍体,不能产生正常的配子,所以不具有正常的生殖能力
题组二基因频率的计算
3.假设某一地区白化病的致病基因频率为a,红绿色盲的致病基因频率为b,抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c。
下列相关叙述不正确的是( )
A.该地区正常个体中白化病致病基因携带者所占的比例为2a/(1+a)
B.该地区男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b2
C.该地区女性个体中不患抗维生素D佝偻病的个体所占的比例为(1-c)2。