【二轮专题课件】专题4 生物的遗传、变异和进化 第3讲 生物的变异、育种与进化(共55张PPT)

(共55张PPT)
专题四　生物的遗传、变异和进化
第3讲　生物的变异、育种与进化
高考生物二轮专题突破篇
1. (2022·无锡期终调研)基因的多态性是指一个基因存在多个等位基因的现象。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 基因的多态性越丰富，种群中的基因型越多样
B. 基因的多态性不利于物种应对复杂多变的环境
C. 基因突变、基因重组和染色体易位均可导致基因的多态性
D. 偶发的变异能否以等位基因的形式被保存，取决于变异频率
【答案】 A
【解析】 基因的多态性越丰富，种群中的基因型越多样，可作为区别个体的标志，A正确；基因的多态性可导致表型多样，有利于自然选择，更能适应复杂多变的环境，B错误；基因重组不可导致基因的多态性，只是让基因型变多，C错误；偶发的变异能否以等位基因的形式被保存，取决于自然选择，D错误。
2. (2022·扬州高邮期初调研)下列关于生物变异的说法，正确的是(　　)
A. 基因突变可发生于所有细胞生物中，加热杀死的S型菌使R型活菌转化成S型菌属于基因重组
B. 发生染色体结构变异时基因数量一定发生改变，基因重组时基因数量不发生改变
C. DNA中碱基对的缺失属于基因突变，染色体上基因的缺失属于染色体结构变异
D. 基因突变产生新基因但不产生新基因型，完整染色体的缺失属于染色体数目变异
【答案】 A
【解析】 基因突变具有普遍性，可发生于所有细胞生物中，加热杀死的S型菌使R型活菌转化成S型菌属于基因重组，A正确；发生染色体结构变异时基因数量不一定发生改变(如倒位)，基因重组时基因数量不发生改变，B错误；基因是有遗传效应的DNA片段，DNA中碱基对的缺失不一定导致基因突变，染色体上基因的缺失属于染色体结构变异的缺失，C错误；基因突变产生新基因从而产生新基因型，完整染色体的缺失属于染色体数目变异，D错误。
3. (2022·苏州高新区一中一模)为获得果实较大、含糖量较高的四倍体葡萄(4N＝76)，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽，然后将茎段扦插栽培成新植株。研究结果显示：新植株中约40%的细胞染色体被诱导加倍。这种植株同时含有2N 细胞和 4N细胞，称为“嵌合体”。下列有关“嵌合体”的叙述，错误的是(　　)
A. 秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是抑制纺锤体形成
B. 在生命活动中，4N 细胞内染色体组数目最多时有8个
C. “嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19条染色体
D. 若该个体自交，后代中可出现三倍体
【答案】 C
【解析】 秋水仙素可以通过抑制纺锤体的形成来使染色体数目加倍，A正确；有丝分裂后期，染色体数目和染色体组数最多，此时4N细胞内染色体组数目有8个，所以在生命活动中，4N细胞内染色体组数目最多时有8个，B正确；秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽，“嵌合体”植株中，根尖分生区的细胞一般为二倍体细胞，含38条染色体，C错误； “嵌合体”植株自交可能产生二倍体、三倍体、四倍体的子代，D正确。
4. (2022·南京、盐城一模)经DNA检测发现，中美洲东海岸与西海岸的两种海龟曾经是同一物种。因火山爆发导致它们被分隔成两个地区的不同种群，现已进化成两个不同物种。下列有关叙述正确的是(　　)
A. 两种海龟的进化方向相同
B. 两种海龟产生地理隔离后，基因频率不再发生改变
C. 两种海龟存在地理隔离，但不存在生殖隔离
D. DNA检测为生物进化提供了分子水平上的证据
【答案】 D
【解析】 两种海龟曾经是同一物种，在地理隔离的情况下，已进化成两个不同物种。说明两种海龟的进化方向不相同，A错误；生物进化的实质在于种群基因频率的改变。故两种海龟地理隔离后，基因频率已经发生了改变，B错误；两种海龟属于不同物种，存在生殖隔离，C错误； DNA检测的结果为进化提供了分子水平上的证据，D正确。
5. (2022·南通如皋一模)(多选)突变和基因重组产生了生物进化的原材料，现代生物技术也是利用这一点来改变生物遗传性状，以达到人们所期望的目的。下列有关叙述正确的是(　　)
A. 转基因技术造成的变异，实质上相当于人为的基因重组，该变异是定向的
B. 体细胞杂交技术是人为造成染色体变异的方法，它突破了自然界生殖隔离的限制
C. 人工诱变没有改变突变的本质，但却因突变率的提高而实现了定向变异
D. 经过现代生物技术的改造和人工选择的作用，许多生物变得更适合人的需要
【答案】 ABD
【解析】 转基因技术又叫基因工程，能打破种间生殖隔离障碍，能定向改造生物体的性状，其原理为基因重组，能产生定向变异，A正确；体细胞杂交技术能克服远缘杂交不亲和的障碍，将不同物种的体细胞融合，人为造成的染色体(数目)变异，它突破了自然生殖隔离的限制，B正确；人工诱变的原理为基因突变，有改变突变的本质，能提高突变率，但基因突变是不定向的，C错误；经过现代生物技术的改造和人工选择的作用，许多生物变得更适合人的需要，D正确。
考向引领·核心突破
高考对该热点的考查形式主要为选择题，主要命题方向：
1. 结合三种可遗传变异的概念及特点，考查生命观念。
2. 联系实例，通过三种可遗传变异的判断，考查科学思维能力。
核心考点1　考查生物的变异类型
(2019·江苏卷·18)人镰刀型细胞贫血症是基因突变造成的，血红蛋白β链第6个氨基酸的密码子由GAG变为GUG，导致编码的谷氨酸被置换为缬氨酸。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 该突变改变了DNA碱基对内的氢键数
B. 该突变引起了血红蛋白β链结构的改变
C. 在缺氧情况下患者的红细胞易破裂
D. 该病不属于染色体异常遗传病
【命题意图】 本题结合实例考查学生对基因突变原因及结果的理解。本题属于中等难度题。
【答案】 A
【名师点睛】 血红蛋白β链第6个氨基酸的密码子由GAG变为GUG，说明镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白基因中T—A碱基对被替换成A—T碱基对，替换后氢键数目不变；血红蛋白基因中碱基对的替换造成基因结构改变，进而导致血红蛋白结构异常；患者的红细胞呈镰刀状，容易破裂，使人患溶血性贫血；镰刀型细胞贫血症属于单基因遗传病，不属于染色体异常遗传病。
1. 基因突变对氨基酸序列的影响
碱基对的突变类型 对氨基酸序列的影响
替换 只改变1个氨基酸或不改变或改变长度
增添 插入位置前不影响，影响插入位置后的序列
缺失 缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列
2. 变异种类的判断方法
(1) 关于“互换”问题
①同源染色体上非姐妹染色单体同源区段的交叉互换，属于基因重组；
②非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。
(2) 关于“缺失”问题
①DNA分子上若干“基因”的缺失，属于染色体变异；
②基因内部若干“碱基对”的缺失，引起基因碱基序列的改变，属于基因突变。
(3) 关于变异的水平
①分子水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；
②细胞水平：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。
3. “两看法”界定单倍体、二倍体、多倍体
1. (2022·南京、盐城二模)β 地中海贫血症患者的β 珠蛋白(血红蛋白的组成部分)合成受阻，原因是血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了改变，由正常基因A突变成致病基因a(如下图所示，AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子)。下列相关叙述错误的是(　　)
A. ①与②中碱基互补配对的方式不完全相同
B. 异常mRNA翻译产生的异常β 珠蛋白由38个氨基酸组成
C. 突变基因a中的氢键数量和脱氧核苷酸数量都发生了改变
D. 该病可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗
【解析】 分析图解可知，图示过程①表示遗传信息的转录，过程②表示翻译。图中看出，基因突变后，密码子CAG变成了终止密码子UAG，因此会导致合成的肽链缩短。转录过程中碱基配对是A—U，T—A，翻译过程中是A—U，U—A，A正确；异常mRNA翻译提前终止，由于第39个密码子是终止密码子，不编码氨基酸，所以异常β 珠蛋白由38个氨基酸组成，B正确；据图可知，正常基因突变成致病基因是由于基因突变后，密码子CAG变成了终止密码子UAG，因此判断是基因中发生了C/G这一个碱基对和T/A碱基对的替换，所以突变基因a中的氢键数量改变，而脱氧核苷酸数量不变，C错误；基因治疗是指把正常基因
导入病人体内有缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，β 地中海贫血症患者可以通过基因治疗或者移植造血干细胞进行治疗，D正确。
【答案】 C
2. (2022·扬州中学月考)(多选)下列关于果蝇细胞内发生的变异类型以及特点的分析，错误的是(　　)
A. 若细胞的一极含有两条Y染色体，该变异可能发生在减数第二次分裂后期
B. 若细胞中一条染色体上含其他染色体的部分片段，则一定属于染色体结构变异
C. 若精原细胞中发生了某种变异且在显微镜下能观察到，则可能是染色体结构变异
D. 若控制果蝇翅型的基因中插入了一段DNA后导致无翅个体出现，该变异属于基因重组
【答案】 BD
【解析】 若细胞的一极含有两条Y染色体，则可能是减数第二次分裂后期两条Y染色体进入细胞的同一极所致，A正确；若一条染色体上含其他染色体的部分片段，则可能是同源染色体上的非姐妹染色单体片段发生交叉互换(属于基因重组)或染色体结构变异中的易位，B错误；染色体结构变异在显微镜下可以观察到，所以若精原细胞中发生了某种变异且在显微镜下能观察到，则可能是染色体结构变异，C正确；在基因中插入一段DNA导致生物性状的改变，因插入点存在于基因中，该变异属于基因突变，故若控制果蝇翅型的基因中插入了一段DNA后导致无翅个体出现，该变异属于基因突变，D错误。
高考对该热点的考查以选择题或非选择题中的小题形式，主要命题方向：
结合变异在育种中的应用，考查科学思维与社会责任。
核心考点2　考查生物变异在育种中的应用
(2020·江苏卷·8)下列叙述中，与染色体变异无关的是(　　)
A. 通过孕妇产前筛查，可降低21三体综合征的发病率
B. 通过连续自交，可获得纯合基因品系玉米
C. 通过植物体细胞杂交，可获得白菜—甘蓝
D. 通过普通小麦和黑麦杂交，培育出了小黑麦
【命题意图】 本题结合人类遗传病及育种实例考查染色体变异在生产生活中的应用，侧重考查学生对相关知识理解和迁移运用的能力。本题属于简单题。
1
【答案】 B
【名师点睛】 21三体综合征属于染色体数目的变异中的非整倍性变异；连续自交可获得纯合基因品系玉米，属于杂交育种，其原理为基因重组；植物体细胞杂交的过程细胞发生了染色体数目的变异；普通小麦与黑麦杂交后，需用秋水仙素处理使染色体数目加倍，才能培育出稳定遗传的小黑麦，利用了染色体数目变异的原理。
(2019·江苏卷·4)下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是(　　)
A. 基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异
B. 基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异
C. 弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种
D. 多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
【命题意图】 本题主要考查生物变异和育种的相关知识，要求学生理解不同变异类型对生物性状的影响及其在育种上的应用。本题属于简单题。
2
【答案】 C
【名师点睛】 基因重组是在有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，导致后代性状发生改变；基因突变会导致DNA的碱基序列发生改变，但由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会导致生物体性状发生改变；二倍体花药离体培养获得的单倍体高度不育，但是用秋水仙素处理后使得其染色体数目加倍，为可育的二倍体，且肯定是纯种；多倍体的染色体组数如果奇数倍地增加(如三倍体)，其后代遗传会严重不平衡，在减数分裂形成配子时，同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，因此不利于育种。
1. 五种生物育种方法的程序和原理
育种类型 育种一般流程 育种原理
杂交育种 ①培育纯合子品种：杂交→自交→筛选→自交→筛选 ②培育杂种优势品种：纯合双亲杂交→筛选 基因重组
诱变育种 诱变→筛选→自交→筛选 基因突变
育种类型 育种一般流程 育种原理
单倍体育种 杂合子→花药离体培养→秋水仙素诱导→筛选 染色体变异
多倍体育种 种子、幼苗→秋水仙素诱导→筛选 染色体
变异
基因工程育种 转基因操作→筛选 基因重组
2. 育种方案的选择
(1) 依据目的选择方案
育种目的 育种方案
集中双亲优良性状 单倍体育种(明显缩短育种年限)
杂交育种(耗时较长，但简便易行)
对原品系实施“定向”改造 基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种
让原品系产生新性状(无中生有) 诱变育种(可提高变异频率)
使原品系营养器官“增大”或“加强” 多倍体育种
(2) 关注“三最”定方向
①最简便——杂交育种操作最简便。
②最快——单倍体育种所需时间明显缩短。
③最准确——基因工程技术可“定向”改变生物性状。
3. 分清“可遗传”与“可育”
(1) 确认是否为可遗传变异的唯一依据是看“遗传物质是否发生变化”。
(2) “可遗传”≠“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，若将其体细胞培养成个体，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，不能产生种子，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”，其遗传物质未发生改变。
4. 花药离体培养≠单倍体育种
(1) 花药离体培养仅能获得单倍体。
(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两个阶段，以及后期的选育过程。
1. (2022·扬州中学月考)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状结合到普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的普通小麦的花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得大量含28条染色体的杂种植株。下列叙述错误的是(　　)
A. 簇毛麦能与普通小麦杂交成功，证明二者不存在生殖隔离
B. 培养幼胚细胞的过程需要应用植物组织培养技术
C. 获得的杂种植株相互杂交得到可育植株的概率极低
D. 利用秋水仙素处理杂种植株的幼苗可以获得可育植株
【答案】 A
【解析】 簇毛麦与普通小麦是两个不同物种，它们之间存在生殖隔离，A错误；将杂种幼胚离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株，运用了植物组织培养技术，B正确；杂种植株在减数分裂时染色体不能联会(完全无同源染色体)和联会紊乱(如三倍体)，因此不能产生正常的配子，所以得到可育植株的概率极低，C正确；杂种植株的染色体加倍后，在减数分裂时染色体能正常联会，因而能产生可育植株，D正确。
2. (2022·南京三模)(多选)下图1表示黑小麦(2n)与白小麦(2n)的杂交实验结果，图2表示以图1中F2黑小麦为材料利用染色体消失法诱导单倍体技术获得纯合小麦的流程。下列相关叙述正确的是(　　)
图1
图2
A. 图1的黑小麦自交过程中发生了基因重组
B. 图1的F2白小麦中纯合子的概率为3/7
C. 图2所示流程获得的小麦全部是纯合子
D. 图2的玉米和黑小麦之间不存在生殖隔离
【答案】 ABC
【解析】 据题图1可知，F2中黑小麦∶白小麦＝9∶7，推测相关性状与独立遗传的两对等位基因有关，F1应为双杂合子，其产生配子的减数分裂过程中发生了自由组合型基因重组，A正确； F1的基因型为AaBb，则F2白小麦的基因型为A_bb(1AAbb、2Aabb)，aaB_(1aaBB、2aaBb)和aabb(1aabb)，即F2白小麦中纯合子的概率为3/7，B正确；题图2所示流程运用的育种原理为单倍体育种，因此所获得的小麦全部是纯合子，C正确；玉米和黑小麦杂交后代不可育，两者之间存在生殖隔离，D错误。
高考对该热点的考查形式为选择题，主要命题方向：
1. 结合现代生物进化理论的主要内容，考查科学思维能力和生命观念。
2. 结合协同进化与生物多样性，考查进化与适应观。
核心考点3　考查现代生物进化理论
(2021·江苏卷·8)下列关于生物种群的叙述，正确的是(　　)
A. 不同种群的生物之间均存在生殖隔离
B. 种群中个体的迁入与迁出会影响种群的基因频率
C. 大量使用农药导致害虫种群产生抗药性，是一种协同进化的现象
D. 水葫芦大量生长提高了所在水体生态系统的物种多样性
【命题意图】 本题主要考查种群和生物进化的相关知识，要求学生能深刻理解现代生物进化理论的内涵。本题属于简单题。
【答案】 B
【名师点睛】 不同种群的生物可能属于同一物种，而只有不同物种的生物之间才存在生殖隔离；种群中个体的出生和死亡，迁入和迁出会导致种群基因频率的改变；害虫抗药性在喷洒农药之前已经存在，喷洒农药只起选择作用，而不是诱变作用；水葫芦大量生长会阻碍水体中其他生物的生存，从而会降低所在水体生态系统的物种多样性。
1. 现代生物进化理论图解
2. 物种形成的三个环节
突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示：
3. 物种形成与生物进化的比较
物种形成 生物进化
标志 出现生殖隔离 种群基因频率改变
变化前后生物间的关系 属于不同物种 可能属于同一物种
二者关系 ①生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致物种的形成 ②新物种的形成是长期进化的结果 1. (2022·苏锡常镇四市二模)下列关于生物进化的叙述，错误的是(　　)
A. 生物进化的实质在于有利变异的保存
B. 种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因
C. 适应的形成离不开生物的遗传和变异及与环境的相互作用
D. 不同生物蛋白质差异的大小可代表生物种类亲缘关系的远近
【答案】 A
【解析】 生物进化的实质是种群基因频率的改变，A错误；种群基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，种群基因库之间出现差异是产生生殖隔离的根本原因，B正确；生物与环境相适合的现象称作适应，适应的形成离不开生物的遗传和变异及与环境的相互作用，C正确；不同生物蛋白质差异的大小可代表生物种类亲缘关系的远近，差异小，亲缘关系近，差异大，亲缘关系远，D正确。
2. (2022·南通四模)同一山地生长着两类鸭跖草，一类生长在阳光充分的悬崖顶上，一类生长在悬崖底下的树荫里(图甲)。后来由于山体坡度缓和，它们相互杂交产生杂交种(图乙)并迅速繁殖。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 图甲中突变和基因重组决定了两类鸭跖草基因库的差异
B. 图甲中两类鸭跖草的形态不同是主动适应环境的结果
C. 图乙中的杂交种与亲本之间存在生殖隔离
D. 图示过程说明环境骤变可加快生物进化的进程
【答案】 D
【解析】 突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择决定进化的方向，两类鸭跖草基因库的差异是变异和环境共同决定的，A错误；图甲中两类鸭跖草的形态不同是由于环境对其进行选择的结果，而非两者主动适应环境的结果，B错误；杂交种能繁殖并形成种群，说明杂交种是可育的，两个鸭跖草亲本之间能进行传粉并产生可育后代，说明两个种群之间无生殖隔离，但据题干信息无法推知杂交种与亲本之间是否存在生殖隔离，C错误；图示过程发生在资源和条件相差较大的环境中，能迅速产生杂种乙，说明环境骤变可加快生物进化的进程，D正确。
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