【高考冲刺】2014年高考生物三轮复习专题八 生物的变异与进化

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名称 【高考冲刺】2014年高考生物三轮复习专题八 生物的变异与进化
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科目 生物学
更新时间 2014-05-10 10:03:06

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第三单元 生命系统的遗传基础
专题八 生物的变异与进化
考点一 基因突变与生物性状的表现
1.当基因发生突变时,其性状未必改变
(1)当基因发生突变时,引起mRNA上密码子改变,但由于密码子的简并性,改变后的密码子若与原密码子仍对应同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状不改变。
(2)若基因突变为隐性突变,如AA中的一个A→a,此时性状也不改变。
(3)某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类,但并不影响该蛋白质的功能。例如:由于基因突变使不同生物中的细胞色素C中的氨基酸发生改变,其中酵母菌的细胞色素C肽链的第十七位上是亮氨酸,而小麦是异亮氨酸,尽管有这样的差异,但它们的细胞色素C的功能都是相同的。
(4)由于性状的多基因决定,某基因改变,但共同作用于此性状的其他基因未改变,其性状也不会改变。如:香豌豆花冠颜色的遗传。当C和R同时存在时显红花,不同时存在时不显红色。所以由ccrr突变成ccRr时也不引起性状的改变。
(5)体细胞中某基因发生改变,生殖细胞中不一定出现该基因,或若为父方细胞质内的DNA上某个碱基对发生改变,则受精后一般不会传给后代。
(6)性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果,在某些环境条件下,改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。
(7)在某些母性效应的遗传中(锥实螺螺壳旋转方向的遗传),如果母本为aa者,子代基因由aa突变为Aa或者AA,性状也不发生改变。
(8)在某些从性遗传中(如女性只有AA才表现为秃顶),某性别的个体的基因型由aa突变为Aa时性状也不会改变。
2.有些情况下基因突变会引起性状的改变。如显性突变:即aa中的一个a突变为A,则直接引起性状的改变。
3.基因突变产生的具有突变性状的个体能否把突变基因稳定遗传给后代,要看这种突变性状是否有很强的适应环境能力。若有,则为有利突变,可通过繁殖稳定遗传给后代,否则为有害突变,会被淘汰掉。
4.基因突变的原因实例
例1研究表明,人类多种先天性贫血是由于红细胞本身的遗传缺陷引起的。请回答:
(1)医生检查某种先天性贫血患者的血红蛋白,发现其血红蛋白的β链上第67位氨基酸为谷氨酸(密码子为GAA或GAG),而正常人是缬氨酸(密码子为GUU或GUC、GUA、GUG),该病在医学上称为先天性高铁血红蛋白血症Ⅱ型。
①该病的根本原因是患者有关的基因在转录中起模板作用的一条链上的一个脱氧核苷酸发生了改变,具体变化是____________________________________________。
②基因中控制血红蛋白β链上第67位氨基酸的碱基若发生改变,不一定会引发该遗传病,请举例说明。______________________________________________。
(2)人类有一种先天性贫血症,是一种单基因遗传病,受一对基因B-b控制。
①在无该病史的家族中出现了一个患病的孩子,引起孩子致病的可能原因__________________。
②图3-8-1是该先天性贫血症遗传系谱图。则该致病基因最可能位于________染色体,属________性遗传病。图中Ⅲ11还同时患有白化病,若Ⅱ7、Ⅱ8又生了一个男孩,则这个男孩同时患有白化病和该先天性贫血症的概率是______。
图3-8-1
例2果蝇是遗传学实验常用的材料,一对果蝇每代可以繁殖出许多后代。回答下列问题:
Ι.果蝇中有一种突变型,其翅向两侧展开45°。利用这种突变型果蝇和纯合野生型果蝇做了下列杂交实验:
亲本 子代
组合一 突变型×野生型 突变型∶野生型=1∶1
组合二 突变型×突变型 突变型∶野生型=2∶1
若上述性状是受常染色体上的一对等位基因(D、d)控制,则由杂交组合一可知野生型为________性性状,突变型的基因型为______________。在组合二中子代中出现的特殊性状分离比的原因是______________,请用遗传图解解释组合二的遗传过程(不要求写出配子)。
Ⅱ.在一批纯合野生正常翅(h)果蝇中,出现少数毛翅突变体(H),在培养过程中可能因某种原因恢复为正常翅,这些个体称为回复体。若是由于基因H又突变为h,称为真回复体;若是由于体内另一对基因RR突变为rr,从而抑制H基因的表达,称为假回复体(R、r基因本身并没有控制具体性状,只有rr基因组合时才会抑制H基因的表达)。请分析回答:
(1)毛翅果蝇的基因型可能为__________________以及HHRr。
(2)现获得一批基因型相同的纯合果蝇回复体,让这批果蝇与__________________杂交,即可判断其基因型是HHrr还是hhRR。若实验结果表明这批果蝇为假回复体,请利用这批果蝇及纯合野生正常翅果蝇设计杂交实验,判断这两对基因是位于同一对染色体上还是位于不同对的染色体上。
①实验步骤(写出要点即可):
________________________________________________________________________。
②预测实验结果并得出相应结论:
若________________________,则这两对基因位于不同对的染色体上。
考点二 染色体组与几倍体的区别以及诱导染色体加倍实验
1. 单倍体、二倍体和多倍体的区别
区别的方法可简称为“二看法”:一看是由受精卵还是由配子发育成的,若是由配子发育成的个体,是单倍体;若是由受精卵发育成的个体,二看含有几个染色体组,就是几倍体。
2.单倍体植株、多倍体植株和杂种植株的区别
(1)单倍体植株:长得弱小,一般高度不育。
(2)多倍体植株:茎秆粗壮,叶片、果实、种子比较大,营养物质丰富,但发育迟缓结实率低。
(3)杂种植株:一般生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强。
3.低温或秋水仙素诱导染色体加倍实验的原理是:低温和秋水仙素一样,处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,导致分裂后期染色体不能移向两极,细胞加大而不分裂,着丝点分裂后的染色体仍在一个细胞中,故细胞中的染色体数目加倍。如果用低温处理根尖,则在根尖分生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞,如果用低温处理植物幼苗的芽,则可以得到染色体加倍的植株。
例3下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述,正确的是(  )
A.原理:低温抑制染色体着丝点分裂,使子染色体不能分别移向两极
B.解离:盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C.染色:改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色
D.观察:显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
例4以下有关培育三倍体无子西瓜的常规方法和说法,正确的有几项(  )
①二倍体西瓜与四倍体西瓜的个体之间能进行杂交产生三倍体,说明它们之间无生殖隔离 ②用秋水仙素或低温对二倍体西瓜幼苗进行处理可得到四倍体植株
③由于三倍体不育,所以三倍体西瓜无子性状的变异属于不可遗传的变异
④在镜检某基因型为AaBb父本细胞时,发现其基因型变为AaB,此种变异为基因突变
⑤三倍体西瓜植株细胞是通过有丝分裂增加体细胞数目的
A.一项 B.二项 C.三项 D.四项
考点三 基因突变、基因重组和染色体变异列表比较
例5下列有关生物遗传和变异的叙述正确的有(  )
A.一对夫妇生了一个孩子患白化病(不考虑突变),则双亲均为杂合子
B.在减数分裂过程中,基因突变、基因重组和染色体变异都可能发生
C.一个基因型为AaBb(位于两对染色体上)的精原细胞可形成四种精子
D.同源染色体的姐妹染色单体之间局部交换可导致基因重组
考点四 几种育种方法的比较
例6图3-8-2是3种育种方法的示意图,请据图回答问题:
E过程最常用的化学药剂是_____________________________________________。
(2)G过程通常利用____________________(物质)除去植物细胞壁;H过程称为细胞的________________。
(3)已知易倒(H)对抗倒(h)显性,抗病(T)对感病(t)显性,两对基因位于两对同源染色体上。现有易倒抗病纯种和抗倒感病纯种水稻,采用方法1培育优良品种,F2代中抗倒抗病植株的基因型是:______________________;F2代中除抗倒抗病之外,其他植株的表现型及其比例是:____________________。从F2中选出抗倒抗病植株,F2自交后代不发生性状分离的植株,占F2中全部抗倒抗病植株的____________(用分数表示)。在上述培育抗倒抗病水稻的过程中,能发生非等位基因自由组合的是________________(用图中字母表示)。都是培育抗倒抗病水稻品种,把方法1改成方法2,便具有__________________的优点。
考点五 有关生物进化的问题
1. 现代进化论与达尔文进化论比较
(1)共同点:都能解释生物进化和生物的多样性、适应性。
(2)不同点:达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理,而现代进化论克服了这个缺点。
达尔文的进化论着重研究生物个体的进化,而现代进化论强调群体的进化,认为种群是生物进化的基本单位。
在达尔文学说中,自然选择来自过度繁殖和生存斗争,而现代进化论中,则将自然选择归结于不同基因型差异的延续,没有生存斗争,自然选择也在进行。
2.改变基因频率的因素
(1)突变对基因频率的影响
从进化的角度看,基因突变是新基因的唯一来源,是自然选择的原始材料;即使没有选择作用的存在,突变对基因频率的影响也是巨大的。
研究突变对遗传结构的影响时,仍然假定是一个无限大的随机婚配群体,除了突变以外没有其他因素的作用。
(2)选择对基因频率的影响
比较适应环境的个体生育率高,可以留下较多的后代,这样下一代群体中这一类基因型及相关基因的频率就会增加;反之,生育率低的个体留下的后代较少,下一代中有关的基因频率就会降低。因此,自然选择的结果总是使群体向着更加适应于环境的方向发展。
①完全淘汰显性基因的选择效应
若不利基因为显性,淘汰显性性状改变基因频率的速度很快。
水稻育种中,人们总是选择半矮秆品种,淘汰高秆个体,而高秆基因对半矮秆基因是显性。某一群体中高秆基因和半矮秆基因的频率均为0.5,若只选留矮秆个体,淘汰高秆个体,下一代将全部为半矮秆,半矮秆基因的频率由0迅速上升为1,高秆基因的频率下降为0。
若淘汰隐性性状,改变基因频率的速度就慢得多了。
②完全淘汰隐性基因的选择效应
在二倍体中,一对等位基因A、a可以有3种基因型:AA、Aa和aa。如果显性完全,AA和Aa的表现型相同,即性状相同,均不受选择的作用,选择只对aa起作用。这样的选择效率是比较慢的,即使隐性基因是致死的,而且也没有新产生的突变基因来补偿,在自然选择压力下,隐性有害基因仍然可以在群体中保持很多世代。
3.物种形成和生物进化比较
区别:
(1)生物进化:实质上是种群基因频率改变的过程,所以生物发生进化的标志为基因频率改变,无论变化大小,都属于进化的范围。
(2)物种形成:种群基因频率改变至突破种的界限,形成生殖隔离,标志着新的物种形成,隔离是物种形成的必要条件。
联系:生物进化,并不一定形成新物种,但新物种的形成一定要经过生物进化过程。
例7下列符合现代生物进化理论的叙述是(  )
A.物种的形成可以不经过隔离
B.生物进化过程的实质在于有利变异的保存
C.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向
D.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率
例8某生物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3,请回答:
(1)该种群中a基因的频率为__________________。
(2)如果该种群满足四个基本条件,即种群非常大、没有基因突变、没有自然选择、没有迁入迁出,且种群中个体间随机交配,则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为__________;如果该种群的子一代再随机交配,其后代中aa的基因型频率________________(会、不会)发生改变。
(3)假如该生物种群中仅有Aabb和 AAbb两个类型个体,并且Aabb∶AAbb= 1∶1,且该种群中雌雄个体比例为1∶1,个体间可以自由交配,则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体所占比例为__________________。
(4)假定该生物种群是豌豆,则理论上该豌豆种群的子一代中AA、Aa的基因型频率分别为__________________、__________________。
教师备用习题
备选理由:考查了有关基因突变与性状的关系,与例2补充使用。
1.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌、雄中均既有野生型,又有突变型。若要通过一次杂交实验鉴别突变基因在X染色体上还是在常染色体上,选择杂交的F1个体最好是(  )
A.野生型(雄)×突变型(雌) B.野生型(雌)×突变型(雄)
C.野生型(雌)×野生型(雄) D.突变型(雌)×突变型(雄)
参考答案
第三单元 生命系统的遗传基础
专题八 生物的变异与进化
例1【答案】 (1)①腺嘌呤脱氧核苷酸变为胸腺嘧啶脱氧核苷酸
②如变成就不会改变氨基酸的种类
(2)①基因突变(或隐性遗传) ②X 隐 1/8
【解析】 此题考查基因突变的机理、遗传系谱图的识别和遗传概率的计算。属于考纲理解、应用能力层次。(1)分析题干可知,该病病因是基因一条链上脱氧核苷酸发生改变,根据谷氨酸和缬氨酸的密码子可对应出发生的变化是由腺嘌呤脱氧核苷酸变成了胸腺嘧啶脱氧核苷酸。由于密码子存在简并性,若第67位氨基酸的碱基发生改变,变成就不会引起氨基酸种类的改变。(2)家族中没有该病史,偶然出现了一个该病的孩子,可能的原因是基因突变,或者是该病为隐性遗传,双亲都是携带者。分析系谱图,7号与8号个体正常生育患病的儿子,且患者中男性多于女性,最可能为伴X染色体隐性遗传。若11号个体患有白化病,则双亲均为携带者,故7、8号个体再生育男孩同时患有两种病的概率为1/2×1/4=1/8。
【点评】 基因突变是由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变,而引起的基因结构的改变。基因突变往往会引起遗传信息的改变。基因突变与性状的关系可以归纳为:
1.引起生物性状的改变
(1)由于DNA碱基对替换,使mRNA的某一密码子改变,由它所编码的氨基酸不同,往往造成蛋白质部分或全部失活,从而表现出突变性状。
(2)碱基对替换改变了mRNA上的一个密码子,成为3个终止密码UAA、UAG与UGA中的一个。如出现在基因中间,翻译到该处时,肽链的延长停止,产生没有活性的多肽片段。
(3)DNA分子中添加或减少一个(或几个)碱基对,从添加或减少一个碱基对的那个密码子开始,一直到信息的结束都会出现误读,产生的多肽可能会出现错乱的氨基酸顺序,或因此误读中出现终止密码子使翻译及早停止,形成了无活性的多肽片段。
2.不引起生物性状的改变
(1)由于多种密码子决定同样的一种氨基酸,因此某些突变不引起性状的改变。
(2)某些突变虽然改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类,但并不影响该蛋白质的功能。
(3)隐性基因的功能突变在杂合状态下也不会引起性状的改变。如豌豆中,高茎基因(D表示)对矮茎基因(d表示)为显性,如有DD突变为Dd,但不会引起矮茎基因在杂合状态下得到表现。
例2
【答案】 Ⅰ.隐 Dd 基因型为DD的个体致死
P 突变型 突变型
Dd  × Dd
      ↓
F1  DD ∶ Dd ∶ dd=1∶2∶1
死亡 突变型 野生型
 因此子代中突变型和野生型的比例为2:1(没有作出最后说明也给分)

Ⅱ.(1)HHRR、HhRR、HhRr
(2)纯合野生正常翅果蝇
①让这些果蝇与纯合野生正常翅果蝇进行杂交获得F1;让F1果蝇的雌雄个体自由交配获得F2;观察F2果蝇的性状表现,并统计其性状分离比
②F2果蝇中毛翅与正常翅的比为9∶7
【解析】 本题考查基因分离定律和基因自由组合定律,属于考纲分析推理、综合运用层次。
Ι.根据杂交组合二突变型与突变型杂交后代产生野生型,推出野生型为隐性性状,突变型为显性性状,且突变型的基因型是Dd,根据组合二子代的表现型比例推出DD个体纯合致死。Ⅱ.(1)根据题意得出含H、R基因的个体都表现为毛翅,推出毛翅果蝇的基因型为HHRR、HhRR、HhRr、HHRr。(2)要判断果蝇的基因型为HHrr或hhRR,只要将它们与hhRR杂交,后代若表现为突变型那么这批果蝇的基因型为HHrr,若子代表现为野生型,则这批果蝇的基因型为hhRR。假回复体的基因型为HHrr,要证明两对基因位于两对同源染色体上,可用两对相对性状的遗传实验来证明,先杂交再自交,若子代出现9∶7的性状分离比,说明两对基因位于两对同源染色体上,反之则位于一对同源染色体上。
【点评】 基因突变具有其独立性:由显性基因突变成隐性基因叫隐性突变,由隐性基因突变成显性基因叫显性突变。绝大多数为隐性突变。
(1)对于性细胞:
如果是显性突变,即aa→Aa,可通过减数分裂和受精过程传递给后代,并立即表现出来。
如果是隐性突变,即AA→Aa,当代不表现,只有等到第二代突变基因处于纯合状态才能表现出来。当隐性突变性状一经显现就是纯合个体。
(2)对于体细胞:
①如果显性突变,当代表现,同原来性状并存,形成镶合体。突变越早,范围越大,反之越小。果树上许多“芽变”就是体细胞突变引起的,一旦发现可及时扦插、嫁接或组织培养加以繁殖保留。
②如果是隐性突变,当代不表现。
基因突变导致原来的基因变成了它的等位基因,而且是不定向的:即一个基因可朝着不同的方向发生突变;可以是显性突变,也可以是隐性突变,但较多的是隐性突变。如A→a1或A→a2;a→A1或a→A2等。
例3【解析】 C 本题主要考查的是低温诱导植物染色体数目的变化实验。A项低温是抑制纺锤体的形成,但是着丝点照常会分裂,使姐妹染色单体分裂形成子染色体。B项解离液是由15%的盐酸和95%的酒精等体积混合而成,其作用是使细胞分散开来,改变细胞膜通透性;卡诺氏液的作用是固定细胞形态。C项人教版必修2的88页《低温诱导植物染色体数目的变化》实验中用改良苯酚品红溶液使染色体着色;人教版必修1的115页《观察根尖分生组织细胞的有丝分裂》实验中醋酸洋红溶液使染色体着色。D项在显微镜下可以看到大多数细胞处于间期,看不到染色体,因为间期时间较长,而且只有少数细胞染色体会加倍,因为突变具有低频率性。
【点评】 用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,细胞不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞染色体数目发生变化。而用秋水仙素(作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极)处理萌发的种子或幼苗是最常用且最有效的方法。解离充分是实验成功的必备条件,解离的目的是用药液溶解细胞间质,使组织细胞分开,卡诺氏液固定细胞形态。用改良苯酚品红染液染色,染色的目的是使染色质或染色体着色,便于观察到染色质(体)的形态、数目和位置。在制作装片的过程中,解离时就将细胞杀死了,细胞都停留在那时状态下,不同时期的细胞个数也反映了该时期的长短(间期时间远大于分裂期,所以看到间期细胞多),所以这也是判断细胞各个时期长短的依据。
例4【解析】 B 本题主要考查必修3变异、遗传与进化中有关培育三倍体无子西瓜的知识。属于考纲识记理解层次。二倍体西瓜与四倍体西瓜的个体之间能进行杂交产生三倍体,但是三倍体不可育,说明它们之间存在生殖隔离。由于三倍体的形成发生了染色体的变异,所以三倍体西瓜无子性状的变异属于可遗传的变异。三倍体西瓜植株细胞是通过有丝分裂增加体细胞数目的,用秋水仙素或低温对二倍体西瓜幼苗进行处理可得到四倍体植株。在镜检某基因型为AaBb父本细胞时,发现其基因型变为AaB,此种变异应该为染色体变异,因为基因突变用显微镜观察不到。
【点评】 人们常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期,用秋水仙素处理,可以得到四倍体植株。然后,用四倍体植株作母本,用二倍体植株作父本,进行杂交,得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去就会长出三倍体植株。由于三倍体植株在减数分裂过程中,染色体联会会发生紊乱,因而不能形成正常的生殖细胞。当三倍体植株开花时,需要授给普通西瓜(二倍体)成熟的花粉,刺激子房发育成果实。因为胚珠不能发育成为种子,所以这种西瓜叫做无子西瓜。
例5【解析】 B此题考查的是基因突变、基因重组和染色体变异的相关知识,属于考纲理解层次。一对夫妇生了一个孩子患白化病,说明双亲都含有白化病基因,但不能说明双亲均为杂合子;在减数分裂过程中,基因突变、基因重组和染色体变异都可能发生;一个基因型为AaBb(位于两对染色体上)的精原细胞只能产生两种配子;同源染色体的非姐妹染色单体之间局部交换可导致基因重组。
【点评】 真核生物的遗传物质为DNA,在其细胞分裂时,首先要进行DNA的复制,有可能复制差错而导致基因突变。真核生物细胞中存在染色体,在其生长发育中,可能发生染色体变异。真核生物中有的进行有性生殖,在其减数分裂产生配子时,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换、非同源染色体上的非等位基因会自由组合而导致基因重组。在基因工程中改造酵母菌、动物、植物、为人类遗传病治疗导入健康的外源基因等,也属于基因重组。也就是说,在真核生物中,可遗传的变异有三个来源:基因突变、基因重组和染色体变异。
例6【答案】 (1)秋水仙素 (2)纤维素酶和果胶酶 脱分化
(3)hhTT和hhTt 易倒抗病∶易倒感病∶抗倒感病=9∶3∶1 1/3 B 能明显缩短育种年限
【解析】 此题考查杂交育种、单倍体育种和植物体细胞杂交育种等方式,属于考纲综合运用层次。(1)单倍体高度不育,需要用秋水仙素或低温等处理,使其染色体数目加倍,故E最常用的化学药剂是秋水仙素。(2)植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,因此用纤维素酶和果胶酶可将其除去;杂种细胞在植物激素的诱导下,可以脱分化形成愈伤组织。(3)易倒抗病纯种(HHTT)和抗倒感病纯种(hhtt)水稻,采用杂交育种方法,则F1代表现型为易倒抗病,基因型为HhTt。F1自交,F2代出现四种表现型:易倒抗病、易倒感病、抗倒抗病、抗倒感病,比值为:9∶3∶3∶1。其中抗倒抗病植株占F2个体比例为1/16hhTT和2/16hhTt,纯合子占抗倒抗病的1/3。F1经过减数分裂产生配子时,将发生等位基因的分离,非同源染色上非等位基因的自由组合。
例7【解析】 D 本题考查对现代生物进化理论的理解和分析能力。新物种的形成必须要经过隔离,隔离是物种形成的必要条件,因此A错误;生物进化的实质在于种群基因频率的定向改变,因此B错误;生物进化的方向是由自然选择决定而不是基因突变产生的有利变异所决定,因此C错误;自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率,因此D正确。
【点评】 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,生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
例8【答案】(1)0.5 (2)0.25 不会 (3)5/8 (4)0.4 0.2
【解析】 本题考查基因频率、基因型频率的计算和孟德尔定理,属于考纲规定的运用层次。(1)种群中a基因的频率等于aa基因型频率(0.3)+Aa基因型频率(0.4)×=0.5。(2)如植物满足四个基本条件,表明种群没有出现进化,即基因频率不变。种群个体随机交配,子一代aa的基因型频率等于0.5×0.5=0.25,再随机交配一代,aa的基因型频率不变。(3)假如该生物种群中仅有Aabb和AAbb两个类型个体,并且Aabb∶AAbb=1∶1,且该种群中雌雄个体比例为1∶1,个体间自由交配,可利用各种配子的频率进行计算,该种群产生Ab、ab配子的概率分别为和,则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体所占比例为1-杂合体的比例=1-2××=。(4)由于豌豆是自花传粉闭花授粉的植物,子一代中AA占0.3+0.4×=0.4,Aa占0.4×=0.2。
【点评】 基因频率的算法主要有三种:
1.利用种群中一对等位基因组成的各基因型个体数求解
种群中某基因频率=种群中该基因总数/种群中该对等位基因总数×100%
种群中某基因型频率=该基因型个体数/该种群的个体数×100%
2.利用基因型频率求解基因频率
种群中某基因频率=该基因控制的性状纯合体频率+1/2×杂合体频率
3.利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率
(1)遗传平衡指在一个极大的随机交配的种群中,在没有突变、选择和迁移的条件下,种群的基因频率和基因型频率可以世代保持不变。遗传平衡的种群中,某一基因位点上各种不同的基因频率之和以及各种基因型频率之和都等于1。
(2)遗传平衡定律公式的推导和应用:
遗传平衡群体中一对等位基因A、a的遗传平衡定律公式:
设群体中A的基因频率为p,a的基因频率为q。由于种群中个体的交配是随机的,而且又没有自然选择,每个个体都为下一代提供了同样数目的配子,所以两性个体之间的随机交配可以归结为两性配子的随机结合,而且各种配子的频率就是基因频率。雄性个体产生的配子A频率为p、a配子频率为q,雌性个体产生的配子频率A为p、a配子频率为q。根据基因的随机结合,用下列式子可求出子代的基因型频率:♂(pA+qa)×♀(pA+qa)=p2AA+2pqAa+q2aa=1,即AA的基因频率为p2,Aa的基因型频率为2pq,aa的基因型频率为q2。
这一种群如果连续自交多代,它的进化趋势是没有发生变化,从基因频率上看是没有改变,而从基因型上看是杂合体所占比例愈来愈小,纯合体所占比例越来越大。
教师备用习题
1.【解析】 B 本题考查生物必修2遗传的基本规律中有关伴性遗传相关知识。通过杂交实验判断基因工程位置在常染色体还是在X染色体,一般在不知显、隐性的情况下,常用正交反交法;在已显、隐性的情况下可以通过一次性杂交实验来确定基因位置,常用方法为隐性雌的显性雄的杂交。若是伴性遗传,那么其子代雌性都是显性性状,雄性都是隐性性状。由题意可知,一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型变为突变型性状。可以判断出该突变型为显性性状。那么可以选择野生型(雌)×突变型(雄)来进行杂交即可。
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