资源简介 学案29 人类的遗传病考纲要求 1.人类遗传病的类型、监测和预防(Ⅰ)。2.人类基因组计划及意义(Ⅰ)。3.调查常见的人类遗传病(调查类实验)。一、人类常见遗传病的类型1．单基因遗传病(1)概念：受____________控制的遗传病。(2)分类①显性基因引起的：如多指、并指、抗VD佝偻病等。②隐性基因引起的：如白化病、苯丙酮尿症、先天性聋哑、镰刀型细胞贫血症。2．多基因遗传病(1)概念：受__________________________控制的人类遗传病。(2)特点：在______发病率比较高。(3)病例：________________、青少年型糖尿病、冠心病、哮喘病等。名师点拨 多基因遗传病具有易受环境影响的特点，充分说明了性状的表现型是遗传物质和环境共同作用的结果。3．染色体异常遗传病(1)概念：由染色体异常引起的遗传病。(2)病例：________________、猫叫综合征。思考 先天性疾病都是遗传病吗？ 判一判 (2009·江苏卷，18)①一个家族仅一代人中出现过的疾病不是遗传病。②一个家族几代人中都出现过的疾病是遗传病。③携带遗传病基因的个体会患遗传病。④不携带遗传病基因的个体不会患遗传病。 二、遗传病的监测和预防1．手段：主要包括________和________。2．意义：在一定程度上有效地预防遗传病的____________和发展。3．遗传咨询的内容和步骤(1)医生对咨询对象进行身体检查，了解________，对是否患有某种遗传病作出诊断。(2)分析遗传病的________。(3)推算出后代的________________。(4)向咨询对象提出防治对策和建议，如________、进行________等。4．产前诊断：指在胎儿出生前，医生用专门的检测手段，如______________、______________、孕妇血细胞检查以及________等手段，确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病。 想一想 胎儿的色盲或者色弱可以进行产前诊断吗？ 三、人类基因组计划与人体健康1．人类基因组计划的目的：测定人类基因组的________________，解读其中包含的________。2．参与人类基因组计划的国家：________、英国、德国、日本、法国和________，中国承担1%的测序任务。了解吗 人类有46条染色体，人类基因组计划要测定几条染色体上的基因？水稻含有24条染色体，水稻基因组包含几条染色体上的基因？ 探究点一 人类常见的遗传病类型熟悉人类常见的遗传病类型，完成下表填空：分类 常见病例及表示方法 遗传特点单基因遗传病 常染色体 ____ 并指 ①无性别差异②含致病基因即患病多指软骨发育不全____ 苯丙酮尿症 ①无性别差异②隐性纯合发病______先天性聋哑伴X染色体显性 显性 ________ ①与性别有关，含致病基因就患病，____________②有连续遗传现象遗传性慢性肾炎隐性 进行性肌营养不良 ①与性别有关，纯合女性或含致病基因的男性患病，男患多于女患②有交叉遗传、隔代发病的现象________血友病伴Y染色体遗传病(如外耳道多毛症) 具有“男性______”的特点多基因遗传病 腭裂、无脑儿、____________、______________ ①常表现出家族聚集现象②易受环境影响③______中发病率较高染色体异常遗传病 ____________、猫叫综合征、性腺发育不良等 往往造成较严重的后果，甚至胚胎期就引起自然流产思维拓展1．只有单基因遗传病符合孟德尔遗传定律。2．单基因遗传病受一对等位基因控制，不是一个基因控制。3．携带遗传病基因的个体不一定会患遗传病，如Aa不是白化病患者；不携带遗传病基因的个体也可能患遗传病，如染色体异常遗传病。4．先天性疾病、后天性疾病、家族性疾病的区别项目 先天性疾病 后天性疾病 家族性疾病含义 出生前已形成的畸形或疾病 在后天发育过程中形成的疾病 指一个家族中多个成员都表现出来的同一种病病因 由遗传物质改变引起的人类疾病为遗传病 从共同祖先继承相同致病基因为遗传病由环境因素引起的人类疾病为非遗传病 由环境因素引起为非遗传病联系 ①先天性疾病、家族性疾病不一定是遗传病；②后天性疾病不一定不是遗传病提醒 用集合的方式表示遗传病与两类疾病的关系如下：探究示例1 (2009·江苏卷，18)下列关于人类遗传病的叙述，错误的是( )①一个家族仅一代人中出现过的疾病不是遗传病②一个家族几代人中都出现过的疾病是遗传病③携带遗传病基因的个体会患遗传病④不携带遗传病基因的个体不会患遗传病A．①② B．③④ C．①②③ D．①②③④听课记录： 探究点二 遗传病的监测和预防以及人类基因组计划1．人类遗传病的监测和预防措施有哪些？ 2．人类基因组计划的任务是什么？ 思维拓展1．优生措施：禁止近亲结婚，提倡适龄生育。2．人类基因组计划的影响(1)正面效应：可以了解与癌症、糖尿病、老年性痴呆、高血压等疾病有关的基因，以便进行及时有效的基因诊断和治疗；可以在出生时进行遗传病的风险预测和预防等。(2)负面效应：可能引起基因歧视等伦理道德问题。3．产前诊断：B超检查属于个体水平；羊水检查，孕妇血细胞检查属于细胞水平；基因诊断属于分子水平。探究示例2 (2011·徐州质检)幸福的家庭都不希望降生一个有缺陷的后代，因此有必要采取优生措施。下列选项正确的是( )A．基因诊断可以用来确定胎儿是否患有猫叫综合征、色盲等B．用酪氨酸酶能对白化病进行基因诊断C．遗传咨询是预防遗传病发生的最主要方法D．禁止近亲结婚是预防遗传病发生的最简单有效的方法听课记录： 变式训练 下表是四种人类遗传病的亲本组合及优生指导，其中错误的是( )遗传病 遗传方式 夫妻基因型 优生指导A 抗维生素D佝偻病 X染色体显性遗传 XaXa×XAY 选择生男孩B 红绿色盲症 X染色体隐性遗传 XbXb×XBY 选择生女孩C 白化病 常染色体隐性遗传 Aa×Aa 选择生女孩D 并指症 常染色体显性遗传 Tt×tt 产前基因诊断实验探究 调查人群中的遗传病1．完成实验原理填空：(1)调查时，最好选取群体中发病率较高的________遗传病，如红绿色盲、白化病等。(2)调查某种遗传病的发病率时，要在________中随机抽样调查，并保证调查的群体________。某种遗传病的发病率＝(某种遗传病的患病人数/某种遗传病的被调查人数)×100%(3)调查某种遗传病的遗传方式时，要在____________调查，绘遗传系谱图。2．熟悉实验流程，完成填空：思维拓展 调查“遗传病发病率”与“遗传方式”的区别项目 调查对象及范围 注意事项 结果计算及分析遗传病发病率 广大人群随机抽样 考虑年龄、性别等因素，群体足够大 ×100%遗传方式 患者家系 正常情况与患病情况 分析基因显隐性及所在的染色体类型探究示例3 下面是某校生物科技小组“调查人群中某种性状的遗传”课题的研究方案，回答有关问题。Ⅰ.调查步骤：(1)确定要调查的遗传病，掌握其症状及表现。(2)设计记录表格及调查要点如下：(3)分多个小组调查，获得足够大的群体调查数据。(4)汇总总结，统计分析结果。Ⅱ.回答问题：(1)人群中的性状很多，在下列4项中，不应选择______项进行遗传方式调查，其理由是________________________________________________________________________。A．能否卷舌 B．身高C．A、B、O血型 D．红绿色盲(2)请在表格中的相应位置填出可能的双亲性状。(3)如果要进一步判断该性状的遗传方式，还应注意以下问题：①调查单位最好是________。②为了方便研究，可绘制________图。(4)通过________________________的手段，对遗传病进行监测和预防，在一定程度上能够有效地预防遗传病的发生和发展。题组一 遗传病类型及调查1．下列人群中哪类病的传递符合孟德尔的遗传规律( )A．单基因遗传病 B．多基因遗传病C．染色体异常遗传病 D．传染病2．(2011·常州质检)在下列人类生殖细胞中，哪两种生殖细胞的结合会产生先天性愚型的男性患儿(多选)( )A．23A＋X B．22A＋XC．21A＋X D．22A＋Y3．下列有关人类遗传病的叙述正确的是( )①都是由于遗传物质改变引起的 ②都是由一对等位基因控制的 ③都是先天性疾病 ④近亲结婚可使各种遗传病的发病机会大大增加 ⑤线粒体基因异常不会导致遗传病 ⑥性染色体增加或缺失都不是遗传病A．① B．①③⑥C．①②③⑥ D．①②③④⑤⑥4．通过对胎儿或新生儿的体细胞组织切片观察，难以发现的遗传病是( )A．苯丙酮尿症携带者 B．21三体综合征C．猫叫综合征 D．镰刀型细胞贫血症5．(2011·广东卷，6)某班同学对一种单基因遗传病进行调查，绘制并分析了其中一个家系的系谱图(如图)。下列说法正确的是( )A．该病为常染色体显性遗传病B．Ⅱ－5是该病致病基因的携带者C．Ⅱ－5与Ⅱ－6再生患病男孩的概率为1/2D．Ⅲ－9与正常女性结婚，建议生女孩题组二 遗传病预防及人类基因组计划6．下列哪种人不需要进行遗传咨询( )A．孕妇孕期接受过放射线照射B．家族中有直系旁系亲属生过先天畸形的待婚青年C．35岁以上的高龄孕妇D．孕妇婚前得过甲型肝炎病7．(2011·天津卷，6)某致病基因h位于X染色体上，该基因和正常基因H中的某一特定序列经Bcl Ⅰ酶切后，可产生大小不同的片段(如图1，bp表示碱基对)，据此可进行基因诊断。图2为某家庭该病的遗传系谱。下列叙述错误的是( )A．h基因特定序列中Bcl Ⅰ酶切位点的消失是碱基序列改变的结果B．Ⅱ－1的基因诊断中只出现142 bp片段，其致病基因来自母亲C．Ⅱ－2的基因诊断中出现142 bp、99 bp和43 bp三个片段，其基因型为XHXhD．Ⅱ－3的丈夫表现型正常，其儿子的基因诊断中出现142 bp片段的概率为1/2题 号 1 2 3 4 5 6 7答 案题组三 应用提升8．如图a所示为人体内苯丙氨酸与酪氨酸酶的代谢途径，图中的数字分别代表三种酶。请回答下列问题：(1)人体内环境中的酪氨酸除图a中所示的来源外，还可以来自于________。(2)若酶①由n个氨基酸组成，则酶①基因外显子的碱基数目不可能少于__________。(3)若医生怀疑某患儿缺乏酶①，诊断的方法是检验_____________________________________________________________________________________________________。(4)如图b所示 Ⅱ1因缺乏图a中的酶①而患有苯丙酮尿症，Ⅱ3因缺乏图a中的酶②而患有尿黑酸尿病，Ⅱ4不幸患血友病(上述三种性状的等位基因分别用Pp、Aa、Hh表示)。一号和二号家庭均不携带对方家庭出现的遗传病基因。①Ⅰ3个体涉及上述三种性状的基因型是________。②请以遗传图解的形式，解释一号家庭生育出患有苯丙酮尿症孩子的原因。9．(2010·南通期中)下图是某校学生根据调查结果绘制的某种遗传病的家系图(显、隐性基因分别用A、a表示)。请分析回答：(1)Ⅲ7号个体婚前应进行______________，以防止生出有遗传病的后代。(2)通过__________个体可以排除这种病是显性遗传病。若Ⅱ4号个体不带有此致病基因，Ⅲ7和Ⅲ10婚配，后代男孩患此病的几率是________。(3)若Ⅱ4号个体带有此致病基因，Ⅲ7是红绿色盲基因携带者(相关基因用B、b表示)，Ⅲ7和Ⅲ10婚配，生下患病孩子的几率是________。(4)若Ⅱ3和Ⅱ4均不患红绿色盲且染色体数正常，但Ⅲ8既是红绿色盲又是Klinfelter综合征(XXY)患者，其病因是Ⅱ代中的__________号个体产生配子时，在减数第______次分裂过程中发生异常。学案29 人类的遗传病课前准备区一、1.(1)一对等位基因 2.(1)两对以上的等位基因(2)群体中 (3)原发性高血压 3.(2)21三体综合征思考 不一定都是，有些疾病是在胚胎发育过程中受到一些遗传因素以外的因素的影响(没有引起遗传物质的改变)，这种先天性疾病不属于遗传病。判一判 遗传病的界定标准——遗传物质改变引起的，与家族性、先天性没有必然联系，故①②错；携带遗传病基因的个体不一定会患遗传病，如Aa不是白化病患者；不携带遗传病基因的个体也可能会患遗传病，如染色体异常遗传病，故③④错。二、1.遗传咨询 产前诊断 2.产生 3.(1)家庭病史 (2)传递方式 (3)再发风险率 (4)终止妊娠 产前诊断 4.羊水检查 B超检查 基因诊断想一想 不能。目前没有办法确定胎儿的基因，但可以通过遗传咨询加以判断。三、1.全部DNA序列 遗传信息 2.美国 中国了解吗 人类基因组计划要测定22条常染色体和X、Y两条性染色体共24条染色体上的基因；水稻无性染色体，水稻基因组包含12条染色体上的基因。课堂活动区探究点一显性 隐性 白化病 镰刀型细胞贫血症 抗维生素D佝偻病 女患多于男患 红绿色盲 代代相传 原发性高血压 青少年型糖尿病 在群体 21三体综合征探究示例1 D [人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病。对于隐性基因控制的遗传病，一个家族可以仅一个人出现疾病，一个家族几代人中都出现过的疾病可能是由环境引起，比如某一地区缺碘导致家族几代均出现地方性甲状腺肿患者。对于隐性基因控制的遗传病，携带遗传病基因的个体表现型正常。患染色体异常遗传病的个体不携带致病基因。]思路导引 ①人类遗传病的概念。②先天性疾病与后天性疾病的区别与联系。③环境因素会引起人类疾病吗？探究点二1．遗传咨询、产前诊断、禁止近亲结婚、提倡适龄生育。2．测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。探究示例2 D [本题主要考查对人类遗传病的监测及预防的理解。基因诊断也称DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平上分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。因此基因诊断主要是诊断由基因突变引起的疾病，如色盲等，而猫叫综合征是由5号染色体结构改变引起的，不能用基因诊断确定；酪氨酸酶是蛋白质，不能用酪氨酸酶来对白化病进行基因诊断；遗传咨询是指通过分析推理，向咨询对象提出防治对策和建议，它和产前诊断一样，在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展，但不是预防遗传病发生的主要方法；近亲婚配可增加隐性遗传病的发病风险，禁止近亲结婚是预防遗传病发生的最简单有效的办法。]变式训练 C [抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病，夫妻基因型为XaXa×XAY，则后代中女儿全为患者，而儿子全部正常，因此选择生男孩正确；红绿色盲症为X染色体隐性遗传病，夫妻基因型为XbXb×XBY，则后代中儿子全为患者，而女儿为携带者，表现全部正常，因此选择生女儿正确；并指症为常染色体显性遗传病，夫妻基因型为Tt×tt，后代中儿子与女儿的患病率相同，因此可通过产前基因诊断的方法确定胎儿是否正常；白化病为常染色体隐性遗传病，夫妻基因型为Aa×Aa，后代中儿子、女儿患病的概率相同，不能通过性别来确定胎儿是否正常。]实验探究1．(1)单基因 (2)群体 足够大 (3)患者家系中2．目的要求 计划 资料 调查结论 调查报告探究示例3 Ⅱ.(1)B 身高是由多个基因决定的(2)(3)①患者家系 ②遗传系谱(4)遗传咨询和产前诊断构建知识网络单基因遗传病 染色体异常遗传病 预防课后练习区1．A [孟德尔的遗传规律研究的是一对或多对等位基因控制的相对性状的遗传规律，而且每一对相对性状是由一对或主要由一对等位基因控制的；而多基因遗传病是由多对基因控制的遗传病，各对基因单独作用微小，因而多基因遗传病不符合孟德尔的遗传规律；传染病是由病原体引起的疾病，与遗传无关；染色体异常遗传病包括由染色体结构和数量的改变引起的遗传病，而染色体结构和染色体非整倍数增加或减少，也不符合孟德尔遗传规律。]2．AD [先天性愚型也叫21三体综合征，是由于体细胞中多了一条染色体(第21号染色体有3条)，其原因是经减数分裂形成精子或卵细胞时，第21号同源染色体没有分开，产生了异常的生殖细胞。]知识延伸 染色体数目非整倍体变异的原因假设某生物体细胞中含有2n条染色体，减数分裂时，某对同源染色体没有分开或者姐妹染色单体没有分开，导致产生含有(n＋1)、(n－1)条染色体的配子，如下图所示性染色体数目的增加或减少与精子、卵细胞形成过程中的染色体分配的异常有关。减数第一次分裂和减数第二次分裂染色体分配异常，产生的结果不同，现总结如下：卵原细胞减数分裂异常(精原细胞减数分裂正常) 精原细胞减数分裂异常(卵原细胞减数分裂正常)不正常卵细胞 不正常子代 不正常精子 不正常子代减Ⅰ时异常 XX XXX，XXY XY XXYO XO，YO O XOXX XXX，XXY XX XXXO XO，YO YY XYYO XO3.A [人类遗传病都是由于遗传物质的改变而引起的；遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病以及染色体异常遗传病等；有些遗传病是由环境条件而诱发的；近亲结婚会导致隐性遗传病的发病机会大大增加；线粒体异常、性染色体增加或缺失都会导致遗传病的发生。]4．A [21三体综合征和猫叫综合征属于染色体异常引起的遗传病，可以利用显微镜观察；镰刀型细胞贫血症的红细胞形态异常，呈现镰刀状，也可以利用显微镜观察到；苯丙酮尿症携带者不表现出症状，且属于基因突变形成的单基因遗传病，所以观察组织切片难以发现。]5．B [由于患者Ⅲ－11的父母均表现正常，即“无中生有”，则该病为隐性遗传病，A项错误；通过分析遗传系谱图无法确定其遗传方式，所以该病可能为伴X染色体隐性遗传或常染色体隐性遗传。假设致病基因为a，若Ⅲ－11基因型为aa，则Ⅱ－5基因型为Aa，Ⅱ－6基因型为Aa，则再生患病男孩的概率为1/4×1/2＝1/8；若Ⅲ－11基因型为XaY，则Ⅱ－5基因型为XAXa，Ⅱ－6基因型为XAY，则再生患病男孩的概率为1/4，故B项正确，C项错误；若该病为常染色体隐性遗传，则Ⅲ－9与正常女性结婚，其致病基因传给男孩和女孩的概率一样，若该病为伴X染色体隐性遗传，则Ⅲ－9的致病基因只传给女儿，不传给儿子，D项错误。]6．D [遗传咨询是医生对咨询对象是否患有某种遗传病作出诊断，然后向咨询对象提出防治对策和建议，不包括是否得过传染病的情形。]7．D [限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列，碱基序列改变使核苷酸序列改变，从而导致BclⅠ酶切位点消失，A项正确。致病基因h位于X染色体上，据图2可知，由无病的父母出生患病孩子，故该病为伴X染色体隐性遗传。Ⅱ－1的基因型为XhY，无H基因，故基因诊断中只出现142 bp片段，其致病基因来自其母亲，B项正确。Ⅱ－2的基因诊断中出现142 bp片段，则说明其含有h基因，出现99 bp和42 bp两个片段，说明其含有H基因，故其基因型为XHXh，C项正确。Ⅱ－3的基因型为1/2XHXh、1/2XHXH，其丈夫的基因型是XHY，则他们的儿子的基因型为XhY的概率是1/4，即出现142 bp片段的概率是1/4，D项错误。]8．(1)食物 (2)6n(3)患儿的尿液中是否含有过多的苯丙酮酸(4)①PPAaXHXh ②遗传图解(如图)方法规律 绘遗传图解的规范要求要写出亲本和子代的表现型；二要正确写出亲本和子代的基因型；三要写出相应的符号(P、F1、×、↓)，甚至子代基因型和表现型的比例。在答题时，需要注意伴性遗传基因型和表现型的正确书写。对于基因型，首先写出相关个性的性染色体组成，然后把控制相关性状的基因写在相应染色体的右上角，如男性色盲的基因型写做XbY，女性色盲的基因型写做XbXb。对于表现型，既要写出个体的性状，又要写出个体的性别，如XbY的表现型应为男性色盲。9．(1)遗传咨询 (2)Ⅱ3、Ⅱ4、Ⅲ8 1/4(3)3/8 (4)3 二解析 (1)易忽略题中的“婚前”这一限制条件，易错答为产前诊断。(2)中不能只答Ⅲ8而忽略亲代Ⅱ3、Ⅱ4。Ⅱ4号个体不带有此致病基因，则该病肯定为X染色体上的隐性遗传病，Ⅲ7和Ⅲ10的基因型分别是1/2XAXa、1/2XAXA和XAY，后代男孩患此病的几率是1/2×1/2＝1/4。(3)因Ⅱ4号个体带有此致病基因，确定该病为常染色体隐性遗传，又因Ⅲ7是红绿色盲基因携带者，故Ⅲ7基因型是1/3AAXBXb、2/3AaXBXb，Ⅲ10的基因型是AaXBY。两者婚配后，生出的孩子患该病的几率是2/3×1/4＝1/6、不患该病的几率是5/6；生出的孩子患红绿色盲的几率是1/4、不患红绿色盲的几率是3/4。故生下患病孩子的几率＝1－完全正常＝1－5/6×3/4＝3/8。(4)根据题意可知，Ⅲ8的基因型是XbXbY，因Ⅱ4肯定不含红绿色盲基因，故致病基因来自Ⅱ3。又因Ⅱ3正常，则其基因型应是XBXb，在减数第二次分裂的后期，着丝点分裂后的两条姐妹染色单体形成的染色体没有分开而是移向同一极。学案30 从杂交育种到基因工程考纲要求 1.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。2.转基因食品的安全(Ⅰ)。一、杂交育种1．概念：将两个或多个品种的________通过交配集中在一起，再经过__________，获得新品种的方法。2．原理：________。3．过程：选择具有不同优良性状的亲本通过________获得F1，F1连续________或杂交，从中筛选获得需要的类型。思考 在杂交育种中，如果新品种是杂合子，如玉米、水稻应注意什么？如果新品种是纯合子，如小麦应注意什么？ 二、诱变育种1．概念：利用物理因素或化学因素处理生物，使生物发生________，从而获得优良变异类型的育种方法。2．原理：________。3．特点：可以____________，在较短时间内获得更多的优良变异类型。思考 卫星搭载种子育种的原理是什么？ 三、基因工程1．概念：又叫基因拼接技术或____________，是按照人们的意愿，把一种生物的________提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，________地改造生物的遗传性状。2．基本工具：(1)基因的剪刀：________________。(2)基因的针线：________________。(3)基因的运载体：常用的有________、噬菌体和________________等。3．操作步骤：(1)提取________。(2)目的基因与________结合。(3)将目的基因导入__________。(4)目的基因的________________。4．应用：基因工程主要在________、药物研制和________等方面取得了重大成就。思考 DNA连接酶与DNA聚合酶有什么不同？ 探究点一 杂交育种和诱变育种完成杂交育种和诱变育种比较表，并掌握理解：杂交育种 诱变育种概念 将_______________________集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法 利用__________________处理生物，使生物发生________，从而获得优良变异类型的育种方法原理 ________ ________范围 ________的生物 所有生物方法 物理______处理、化学______处理特点 ①不能产生______，原有基因性状的重新组合②育种进程缓慢 ①提高______，加快育种进程②产生______，新性状，大幅改良性状③盲目性大，有利变异__________思维拓展1．诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，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。2．在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法——杂交育种。3．不同育种目的的杂交育种的基本步骤及特点(1)培育杂合子品种——杂种优势的利用在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。①基本步骤：选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1。②特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。(2)培育纯合子品种①培育隐性纯合子品种的基本步骤选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体种植推广。②培育双显纯合子或隐—显纯合子品种的基本步骤选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体自交→F3→……→选出稳定遗传的个体推广种植。③特点：操作简单，但需要的时间较长。4．杂交育种选育的时间是F2，原因是从F2开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。5．杂交育种是通过杂交培育具有优良性状且能稳定遗传(纯合子)的新品种，而杂种优势则是通过杂交获得种子，一般不是纯合子，在杂种后代上表现出多个优良性状，但只能用杂种一代，因为后代会发生性状分离。6．诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。探究示例1 下列关于杂交育种与诱变育种的叙述正确的是( )A．诱变育种是通过改变原有基因结构而导致新品种出现的方法B．基因重组是杂交育种的原理，基因重组发生在受精作用过程中C．诱变育种一定能较快选育出新的优良品种D．通过杂交育种方式培育新品种，从F1就可以进行选择听课记录： 变式训练1 (2010·苏州质检)1993年，生物学家利用太空搭载的常规水稻种子做“太空条件下植物突变类型”的课题研究。当年，科学家将这些遨游太空后的种子播种后长出2 000多株禾苗，只有其中1株出现与众不同的特性。在此后15年的种植培养过程中，这株水稻的后代发生了变异，有糯化早熟型、长粒型、高粗秆大穗型、小粒型、大粒型等十多个品种，有的植株高达1.8米左右。(1)实验结果表明该变异最有可能是____________，属于____________。(2)通过太空搭载获得新的水稻品种，这种育种方法是________。与之相比，传统杂交育种的时间较长，其依据的原理是____________。(3)2 000多株禾苗中，只有其中1株出现与众不同的特性，而其后代发生变异形成了十多个品种，说明突变具有__________________的特点。(4)变异的水稻中，植株过高的品种不会成为理想的育种对象。但是在能源匮乏的今天，这种水稻的秸秆也许会成为制备“生物能源”的材料。在“秸秆乙醇”生产中主要采用的生物技术是__________，要获得较高的产量首先要____________________________。探究点二 基因工程1．基因工程的原理是什么？ 2．简述基因操作工具的特性。 3．简述基因工程的基本操作程序？ 思维拓展1．基因工程的三种工具中，限制性核酸内切酶、DNA连接酶是基因操作过程中的酶工具，化学本质是蛋白质。但它们的功能不同，前者切割磷酸二酯键，后者连接磷酸二酯键。而运载体可能是质粒或病毒，它不是酶工具。2．限制性核酸内切酶、DNA连接酶都是一类酶，不是一种酶。3．质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。4．要想从DNA上切下某个基因，应切2个切口，产生4个黏性末端。探究示例2 利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( )A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及mRNAC．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白听课记录： 变式训练2 (2011·哈尔滨九中测试)通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答：(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是__________________。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是________。(2)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是__________________ ______________________________________________________。(3)将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。这种变异属于________，这里“成功地表达”的含义是_______________________________________ _________________________________。(4)你认为此类羊产生的奶安全可靠吗？理由是什么？探究点三 基因重组与基因工程完成理解基因重组与基因工程比较表：比较项目 基因重组 基因工程不同点 概念 在生物体进行______过程中，控制______的基因的重新组合 按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，____地改造生物的遗传性状重组基因 ____物种的不同基因 ____物种间的不同基因繁殖方式 ________ ________变异大小 ____ ____意义 是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义 使人类有可能按自己的意愿________地改造生物，培育出新品种相同点 都实现了__________基因间的重新组合，都能使生物产生____思维拓展1．基因重组发生于有性生殖中，不能打破生殖隔离，而基因工程则可实现异种生物的基因转移。2．基因工程可使受体获得新的基因，表现出新的性状，该技术可看作是一种广义的基因重组。3．转基因动、植物的培育，因其细胞全能性不同，外源基因的受体细胞也不同。培育转基因动物的受体细胞一般为受精卵；培育转基因植物的受体细胞可用生殖细胞，也可用体细胞。基因工程常需与其他工程技术配合，才能实现目的。探究示例3 下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是( )①利用杂交技术培育出超级水稻 ②通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 ③通过体细胞克隆技术培养出克隆牛 ④将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 ⑤将健康人的正常基因植入病人体内治疗基因病 ⑥用一定浓度的生长素处理，获得无子番茄A．①③⑤ B．①②④C．①④⑤ D．①②⑥听课记录： 拓展提升 (1)单倍体育种：利用植物的花药进行离体培养获取单倍体幼苗，再应用秋水仙素处理，获取所需品种的育种方式。与杂交育种相比，明显缩短育种年限，且性状稳定遗传。(2)多倍体育种：利用秋水仙素对植物正在萌发的种子或幼苗处理，使其染色体加倍，获取新品种的育种方式，如：六倍体小麦、三倍体无子西瓜的培育。题组一 育种方法1．在红粒高秆的麦田里，偶然发现一株白粒矮秆优质小麦，欲在两三年内能获得大量的白粒矮秆麦种，通常用的育种方法是( )A．自交(杂交)育种 B．诱变育种C．人工嫁接 D．单倍体育种2．与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之处是( )A．可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上B．育种周期短，加快育种的进程C．改变基因结构，创造前所未有的性状类型D．能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快3．(2011·淮安模拟)下列所列出的是四种常见育种方法的优、缺点，请填出①～④所对应的育种方法名称( )育种名称 优点 缺点①______ 使位于不同个体的优良性状集中在一个个体上 时间长、需及时发现优良性状②______ 可以提高变异频率或出现新性状，加速育种进程 ①有利变异少，需大量处理实验材料②变异具有不确定性，盲目性大③______ 明显缩短育种年限 技术复杂④______ 提高产量和营养成分 适用于植物，在动物中很难开展A．杂交育种 单倍体育种 多倍体育种 诱变育种B．基因工程育种 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种C．诱变育种 杂交育种 多倍体育种 单倍体育种D．杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种4．(新题快递)为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法，图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是( )A．过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高B．过程②可以取任一植株的适宜花药作培养材料C．过程③包括脱分化和再分化两个过程D．图中筛选过程不改变抗病基因频率题组二 基因工程5．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作正确的是(多选)( )A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C．将重组DNA分子导入烟草原生质体D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞6．基因工程是将目的基因通过一定过程，转入到受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培养成工程生物或生产基因产品的技术。你认为支持基因工程技术的理论有(多选)( )A．遗传密码的通用性B．不同基因可独立表达C．不同基因表达互相影响D．DNA作为遗传物质能够严格地自我复制7．人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是：甲生物的蛋白质→mRNA目的基因与质粒DNA重组导入乙细胞获得甲生物的蛋白质，下列说法正确的是( )A．①过程需要的酶是逆转录酶，原料是A、U、G、CB．②要用限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起C．如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等D．④过程中用的原料不含有A、U、G、C题组三 应用提升8．生物世界广泛存在着变异，人们研究并利用变异可以培育高产、优质的作物新品种。下列能产生新基因的育种方式是( )A．“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交筛选技术培育出高产的超级水稻B．用X射线进行大豆人工诱变育种，从诱变后代中选出抗病性强的优良品种C．通过杂交筛选和人工染色体加倍技术，成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦D．把合成β胡萝卜素的有关基因转进水稻，培育成可防止人类VA缺乏症的转基因水稻9．(2011·连云港月考)搭乘“神舟七号”飞船进入太空诱变的87个品系的蔬菜种子，已运回甘肃天水航天育种基地，选育工作于2009年展开。太空育种的原理及优势是利用太空特殊的环境( )A．诱发基因突变、产生新基因和新性状B．诱发基因重组、产生新性状和新的基因型C．诱发染色体变异、产生新性状和新的基因型D．诱发染色体变异、得到生育期短和产量高的新品种题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9答 案10.(2011·四川卷，31Ⅱ)小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：Ⅰ、Ⅱ表示染色体，A为矮秆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来(图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段)。(1)乙、丙品系在培育过程发生了染色体的________变异。该现象如在自然条件下发生，可为________提供原材料。(2)甲与乙杂交所得到的F1自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随____________的分开而分离。F1自交所得F2中有______种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有________种。(3)甲与丙杂交所得到的F1自交，减数分裂中Ⅰ甲与Ⅰ丙因差异较大不能正常配对，而其他染色体正常配对，可观察到________个四分体；该减数分裂正常完成，可产生________种基因型的配子，配子中最多含有________条染色体。(4)让(2)中F1与(3)中F1杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的几率为________。11．下图为基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答：(1)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程________，为什么？____________________________________________________________________________________________。(2)过程②代表的生理过程是________；过程③常用的方法是________，根据图中信息，过程④完成需要的物质是_____________________________________________________。(3)若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行4次，至少需要提供胸腺嘧啶________个。(4)在利用A、B获得C的过程中，必须用__________________切割A和B，再加入________，才可形成C。(5)中心法则的表达式为___________________________________________________。学案30 从杂交育种到基因工程课前准备区一、1.优良性状 选择和培育 2.基因重组 3.杂交 自交思考 在杂交育种中，如果新品种是杂合子，每年都要育种。如果新品种是纯合子，要通过多代自交淘汰杂合子。二、1.基因突变 2.基因突变 3.提高突变率思考 卫星搭载种子是利用宇宙空间的强辐射和微重力的作用诱发基因突变。三、1.DNA重组技术 某种基因 定向 2.(1)限制性核酸内切酶 (2)DNA连接酶 (3)质粒 动植物病毒 3.(1)目的基因 (2)运载体 (3)受体细胞 (4)检测和鉴定 4.作物育种 环境保护思考 DNA连接酶连接的是双链DNA片段。DNA聚合酶是在DNA复制时，将单个的脱氧核苷酸连接成单链DNA分子。课堂活动区探究点一两个或多个品种的优良性状通过交配 物理因素或化学因素 基因突变 基因重组 基因突变 有性生殖 射线 诱变剂 新基因 突变率 新基因 少探究示例1 A [诱变育种的原理是基因突变，通过物理、化学等方法使基因结构发生改变，从而使基因控制的相应性状发生改变；基因重组一般发生在减数第一次分裂的四分体时期或后期；由于基因突变的不定向性，通过诱变育种的方法培育新品种，需要处理大量材料，才能从中选择出优良品种；杂交育种选育品种时，F1一般是杂合子，自交后代的性状会发生分离，因此一般从F2进行选种。]变式训练1 (1)基因突变 可遗传变异 (2)诱变育种 基因重组 (3)发生频率低、不定向 (4)发酵工程 选育优良菌种解析 (1)从“这株水稻的后代发生了变异”的事实说明该变异为基因突变，属于可遗传的变异。(2)这种利用太空微重力和强辐射条件进行的育种属于诱变育种，其原理为基因突变；而传统杂交育种的原理是基因重组。(3)基因突变具有突变频率低、不定向性和弊多利少性等特点。探究点二1．(1)不同生物的DNA分子具有相同结构。(2)基因是控制生物性状的基本结构单位和功能单位。(3)各种生物共用一套遗传密码。2．(1)限制性核酸内切酶——基因的“剪刀”一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能够在特定的切点上切割DNA分子。(2)DNA连接酶——基因的“针钱”连接限制性核酸内切酶切开的断口。(3)运载体——基因的运输工具作为运载体必须具备的条件：①能够在宿主细胞内复制并稳定地保存。②含有多个限制酶切点，以便和外源基因相连。③含有标记基因，以便于筛选。3．(1)提取目的基因；(2)目的基因与运载体的结合；(3)将目的基因导入受体细胞；(4)目的基因的检测和鉴定。探究示例2 D [若能在受体细胞中检测到目的基因产物，则可表明目的基因完成了在受体细胞中的表达，D选项表明人的干扰素基因已经在受体细胞酵母菌中成功表达。]变式训练2 (1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶(2)人和羊DNA分子的空间结构、化学组成相同；有互补的碱基序列(答出其中一点即可)(3)基因重组 人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质(4)安全，因为目的基因导入受体细胞后没有改变，控制合成的人体蛋白质成分没有改变。(或不安全，因为目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分可能发生一定的改变。)解析 本题主要考查基因工程的一般步骤、操作工具、应用以及转基因技术的安全性等知识。(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶有限制性核酸内切酶、DNA连接酶。(2)不同生物的DNA分子的化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。(3)人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状，这是将一种基因导入另一种生物，变异类型属于基因重组，目的基因成功表达的含义是人体蛋白质基因在羊体细胞内通过转录、翻译两个过程控制合成人体蛋白质。(4)为开放性的题目，但要注意回答的理由要与观点相对应。探究点三有性生殖 不同性状 定向 同一 不同 有性生殖 无性生殖 小 大 直接定向 新品种不同 变异探究示例3 C [通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒属于太空育种，其原理为基因突变；通过体细胞克隆技术培养出克隆牛属于无性生殖，应用的原理是细胞核的全能性；用一定浓度的生长素处理，获得无子番茄应用的是生长素的生理作用。]构建知识网络基因工程育种 杂交 诱变 单倍体 DNA连接酶课后练习区1．A [小麦一般无法用人工嫁接方法，白粒矮秆性状已出现，不需要诱变育种。单倍体育种技术要求高，而小麦的杂交育种操作简单，并且可以在两三年内获得大量麦种。]2．C方法链接 聚焦“育种方法”(1)各种育种方式中杂交育种、单倍体育种、多倍体育种都是不改变生物原有的基因，只是对原有的基因进行重组或纯合，培育出新基因型的新品种。诱变育种和转基因育种可以增加该物种没有的新基因。(2)选择育种方式要根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法。比如培育无子西瓜，就选择多倍体育种；培育从没有过的优良性状的品种，则选择诱变品种；如果要将两个个体的优良性状集中到一个个体上，则可以选择杂交育种或单倍体育种，单倍体育种的进程更快；如果要克服远源杂交不亲和的障碍，则可以选择基因工程育种。(3)根据个体的基因型变化分析育种图解，如下图根据基因型的变化可以判断：“aabb×AABB→AaBb→AAbb”为杂交育种，“aabb×AABB→AaBb→Ab→AAbb”为单倍体育种，“aabb×AABB→AaBb→AaBB→aaBB”为诱变育种，“aabb×AABB→AaBb→AAaaBBbb”为多倍体育种。3．D [由表中优点和缺点可知：①为杂交育种，②为诱变育种，③为单倍体育种，④为多倍体育种。]4．D [过程①为从F2中选择高蔓抗病植株连续自交，F2中的高蔓抗病植株中有纯合子和杂合子，杂合子自交发生性状分离，通过筛选再自交，自交代数越多，纯合子所占比例越高；F1代植株的基因型是相同的，都是双杂合子，所以在进行花药离体培养时可以用F1代任一植株的花药作培养材料；过程③是植物组织培养的过程，包括脱分化和再分化两个过程；通过图中的筛选可以使抗病的基因频率增加。]5．BCD特别提醒 (1)微生物常做受体细胞的原因是因其繁殖速度快、代谢旺盛、目的产物多。(2)目的基因表达的标志：通过转录翻译合成出相应的蛋白质。(3)只有第三步将目的基因导入受体细胞不涉及到碱基互补配对。(4)限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键)，只是一个切开，一个连接。(5)质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。(6)要想从DNA上切下某个基因，应切2个切口，产生4个黏性末端。(7)DNA酶即DNA水解酶，是将DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA复制过程中，催化形成新DNA分子的酶，是将单个游离的脱氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板；但DNA连接酶是将两个DNA片段的两个缺口同时连接，不需要模板，两者作用的化学键相同，都是磷酸二酯键。(8)原核生物基因(如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌)可为真核生物(如棉花)提供目的基因。(9)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。(10)受体细胞动物一般用受精卵，植物若用体细胞则通过组织培养的方式形成新个体。(11)抗虫棉只能抗虫，不能抗病毒、细菌。6．ABD [转基因之所以在不同生物间可以进行，是因为遗传密码的通用性，不同基因表达的独立性，DNA自我复制的严格性。]7．B [①过程是逆转录，利用逆转录酶合成DNA片段，需要的原料是A、T、G、C；②是目的基因与质粒DNA重组阶段，需要限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起；③如果受体细胞是细菌，则不应该用致病菌，而炭疽杆菌是致病菌；④过程是基因的表达过程，原料中含有A、U、G、C。]8．B [基因突变可产生新的基因，转基因技术和杂交筛选技术可产生新的基因型，但不会产生新的基因。]9．A [太空育种也属于诱变育种，因此太空育种的原理是诱发基因突变，优势是利用太空特殊的环境产生新基因和新性状。]10．(1)结构 生物进化 (2)同源染色体 9 2(3)20 4 22 (4)3/1611．(1)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录)，不能形成胰岛素mRNA(2)逆转录 加热解旋 ATP、DNA聚合酶、脱氧核苷酸(3)15(a—b) (4)同一种限制性核酸内切酶 DNA连接酶(5)专题学案32 变异、育种与进化归纳拓展与集训命题规律 从近几年高考生物试题看，知识点主要侧重在可遗传变异的三大来源及其在育种中的应用。命题角度最大变化是以新情景材料联系教材知识应用，其中概念应用、识图判断以及各种变异在实践中的应用成为考查的主要方向。考查题型上主要分三类，选择、简答以及实验(实践)设计题。命题趋势 教材中易被考生忽略的小考点在近两年高考中持续走红，识图判断应用比例加重，实践中的应用考查始终是重点。这种试题要求考生熟读教材，并增加知识广度，试题难度系数在0.60～0.68左右，较易得分，预计这种命题趋势将继续在2012年高考试题中现身。现代生物进化理论及对生物适应性、新物种形成的作用分析会成为高考热点。随着高考试题越来越重视能力和素质的考查，本专题的高考命题会继续实验分析与获取信息的双重考查趋势，选择题与简答题并存，比重持续走高，试题难度系数维持在0.65左右。一、可遗传的变异区别 基因突变 基因重组 染色体变异本质 基因突变是指基因结构的改变，包括DNA的碱基对的____________(分子水平) 基因重组是指控制不同性状的基因重新组合 染色体的____和____发生变化，从而导致生物性状的变异(染色体水平)发生时间 __________________ ____________ 有丝分裂或减数分裂结果 产生新的____，控制新的____ 产生新的______，不产生新的基因 不产生新的基因，引起性状的变化条件 外界环境条件的变化和内部因素的相互作用 有性生殖过程中进行________形成生殖细胞时 外界条件的剧变和内部因素的相互作用(低温或秋水仙素处理)意义 生物____的根本来源，是生物进化的原材料 生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因 利用单倍体育种和多倍体育种可选育出__________的新品种发生可能 突变频率______，但普遍存在 有性生殖中非常普遍 利用个别染色体的增加或减少，还可进行____________研究和实施__________的研究，有针对性地选育动植物新品种镜检 光镜下均________，可根据是否有新性状或新性状组合确定 光镜下______联系 都能产生______的变异、是生物可遗传变异的来源，是生物进化的原材料思维拓展1．基因突变发生在个体发育的各个时期，基因重组只发生在有性生殖配子形成的过程中。2．基因突变是对某一基因而言；基因重组只有两对或两对以上的基因才会发生。3．基因突变频率高低：生殖细胞>体细胞；分裂旺盛的细胞>停止分裂的细胞。探究示例1 (2011·南京调研)下列有关变异的说法正确的是( )A．染色体中DNA的一个碱基对缺失属于染色体结构变异B．染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察C．同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组D．秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体加倍听课记录： 二、变异与育种的比较名称 原理 方法 优点 缺点 应用 基因及基因型变化杂交育种 ________ 培育纯合子品种：杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过____至不发生性状分离为止 使分散在____物种不同品种中的多个优良性状集中于____个体上 ①育种时间一般比较______；②局限于__________的个体；③需及时发现优良品种 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦 不产生__________，产生新______培育杂合子品种：一般是选取纯合子双亲子一代 年年制种 杂交水稻、杂交玉米等诱变育种 ________ ①物理：紫外线、X或γ射线、微重力、激光等处理，再筛选；②化学：亚硝酸、硫酸二乙酯处理，再选择 提高________频率，____育种进程，大幅度改良某些性状 盲目性大，有利变异少，工作量大，需要大量的筛选材料 高产青霉菌 产生______、新基因型单倍体育种 ________ ①先进行__________，培养出单倍体植株；②将单倍体幼苗经一定浓度的________处理获得______；③从中选择优良植株 明显________育种年限，子代均为______，加速育种进程 技术复杂 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦 重组基因的快速纯合多倍体育种 __________ 用一定浓度的秋水仙素处理________________ 操作简单，能较快获得所需品种 所获品种发育____，结实率____，一般只适用于植物 三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦 基因数目加倍基因工程育种 ________ 提取目的基因→目的基因与______结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的表达与检测→筛选获得优良个体 ①目的性____，育种周期____；②克服了远缘杂交不亲和的障碍 技术复杂，安全性问题多，有可能引起生态危机 转基因“向日葵豆”、转基因抗虫棉 外源基因的增加思维拓展 育种方式的应用指导(1)若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。(2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。(3)若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。(4)若实验植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。(5)若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。探究示例2 (2011·广东六校第二次联考)下图中，甲、乙表示水稻的两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑧表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是( )A．①→②过程简便，但培育周期长B．②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期C．③过程常用的方法是花药离体培养D．⑤与⑧过程的育种原理不相同听课记录： 变式训练 下图是五种不同的育种方法图解，请据图回答：(1)上述________过程(填写字母)所利用的原理为生物的进化提供了最初的原材料。(2)G过程所利用的原理是________，H和I过程分别表示________________和________________________。(3)上述育种过程中，哪两个过程所使用的方法相同？________(填写字母)，具体使用的方法有__________________________________(至少回答两个)，其作用机理是________________________________________________________________________。(4)上述A～I过程中，哪些过程作用前后没有改变作用对象的基因型？________。(填写字母)三、人类遗传病的比较遗传特点 病因分析 诊断方法单基因遗传病 常染色体显性遗传病 ①男女患病几率____；②____遗传 都遵循孟德尔遗传规律 ________ ________、产前诊断(基因诊断)、性别检测、(伴性遗传病)常染色体隐性遗传病 ①男女患病几率相等；②____遗传伴X染色体显性遗传病 ①____患者多于____患者；②父亲患病，则女儿一定____，母亲正常，儿子一定____；③连续遗传伴X染色体隐性遗传病 ①__患者多于__患者；②母亲患病，则儿子一定____，父亲正常，则女儿一定____；③________遗传伴Y染色体遗传病 代代相传，且患者____男性，____女性多基因遗传病 ①家族聚集现象；②易受____影响 一般____孟德尔遗传规律 可由基因突变产生 遗传咨询、基因检测染色体异常遗传病 染色体结构异常遗传病 ______孟德尔遗传规律 染色体片段的____、____、____、____ 产前诊断(染色体数目、结构检测)染色体____异常遗传病 减数分裂过程中染色体异常分离思维拓展 当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率如表：序号 类型 计算公式1 患甲病的概率为m 则非甲病概率为1－m2 患乙病的概率为n 则非乙病概率为1－n3 只患甲病的概率 m－mn4 只患乙病的概率 n－mn5 同患两种病的概率 mn6 只患一种病的概率 m＋n－2mn或m(1－n)＋n(1－m)7 不患病概率 (1－m)(1－n)8 患病概率 m＋n－mn或1－不患病率探究示例3 一个正常的女人与一个并指(Bb)的男人结婚，他们生了一个白化病且手指正常的孩子(两种病都与性别无关)。求：(1)其再生一个孩子只出现并指的可能性是________。(2)只患白化病的可能性是________。(3)生一个既白化又并指的男孩的概率是________。(4)后代中只患一种病的可能性是________。(5)后代中患病的可能性是________。听课记录： 四、共同进化与生物多样性的形成填空1．共同进化(1)概念：不同物种之间、生物与________之间在相互影响中不断________和________。(2)生物与环境的共同进化(原因)生物的不同物种之间、生物与无机环境之间共同进化，如猎豹和斑马。①不同物种之间的影响既包括种间互助，又包括种间斗争。②无机环境的选择作用可________改变种群的基因频率，导致生物朝着________方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。(3)结果：共同进化形成生物________。2．生物多样性的形成(1)内容：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。生物多样性各层次之间的关系(2)形成原因：生物的共同进化。(3)研究生物进化历程的主要依据：化石。(4)生物进化的大致过程：简单→复杂；水生→____；低等→____。探究示例4 (2011·重庆卷，4)2008年，在重庆武隆某地下洞穴的水体中发现了一种数量少、眼睛退化的“盲鱼”。下列有关叙述，正确的是( )A．盲鱼眼睛的退化是黑暗诱导基因突变的结果B．种群密度是限制盲鱼种群增长的关键生态因素C．洞内水体中溶解氧的增加将提高盲鱼种群的K值D．盲鱼作为进化研究的材料体现生物多样性间接使用价值听课记录： 1．下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)( )—ATG GGC CTG CTG A …… GAG TTC TAA — 1 4 7 10 13 100 103 106A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个T2．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是( )A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达3．利用多倍体育种获得无子西瓜和用生长素处理获得无子番茄，下列有关叙述不正确的是(多选)( )A．无子西瓜属于单倍体植株B．三倍体西瓜无子的变异属于不能遗传的变异C．生长素处理获得番茄无子的变异属于不能遗传的变异D．无子番茄植株扦插后长出的植株仍结无子果实4．科学研究发现，P53基因是一种遏制细胞癌变的基因。科学家发现几乎所有的癌细胞中都有P53基因异常的现象。现在通过动物病毒转导的方法将正常P53基因转入到癌细胞中，发现能引起癌细胞产生“自杀现象”。对于该基因疗法，从变异的角度分析属于( )A．基因突变 B．基因重组C．染色体结构变异 D．染色体数目变异5．(2011·扬州模拟)某生物基因型为AaBb，经减数分裂能产生四种数量相等的配子。如图为其体内的某个细胞，则( )A．若图中基因位点1的基因为A，而位点2和4为B与b，则该细胞有可能发生了交叉互换B．该图表示时期有4个染色体组C．该状态下的细胞发生了基因重组D．该细胞中位点2与4所在染色体为同源染色体，位点2与4上的基因遵循分离定律6．(2011·镇江质检)如图为某家庭的遗传系谱图，Ⅱ5为单基因遗传病患者，据图分析，下列叙述合理的是(多选)( )A．患病男孩的父亲不一定是该致病基因的携带者B．若Ⅰ2携带致病基因，则Ⅰ1、Ⅰ2再生一个患病男孩的概率为1/8C．Ⅱ5可能是白化病患者或色盲患者D．Ⅱ3是携带者的概率为07．(2010·宿迁模拟)下列有关生物进化的描述正确的是( )A．基因突变的方向和环境之间有明确的因果关系B．自然选择的实质是选择种群的有利基因，也决定新基因的产生C．隔离是新物种形成的必要条件，隔离包括地理隔离和生殖隔离D．共同进化指生物与无机环境之间的进化，不包括生物多样性的形成8．(2010·江苏卷，12)根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是( )A．人工培育的新物种只能生活在人工环境中B．生物进化的方向与基因突变的方向一致C．冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害D．受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代9．一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状中显性性状表现型的频率是0.36，则( )A．显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率B．随机交配将会导致种群基因频率改变C．该种群繁殖一代后，杂合子的基因型频率为0.32D．若该种群基因库中的基因频率发生变化，说明一定会形成新物种题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9答 案10.玉米是高产的主要粮食作物，为了提高玉米的产量，在农业生产中玉米使用的都是杂交种，杂交玉米的性状不能稳定遗传，因此农民每年都需要购买玉米杂交种。请回答下列有关问题：(1)玉米从种子发芽到新种子成熟，整个过程需90～150天，玉米是一种雌雄同株的植物，其顶部开雄花，下部开雌花，是遗传学研究的良好材料。玉米是遗传学研究的良好材料，其理由包括(写出两条)：第一，___________________________________________________________________；第二，____________________________________________________________________。(2)现有长果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黄粒(B)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(AaBb)杂交种玉米的目的，请你以遗传图解并简要说明的形式，设计出你的育种方案。专题学案32 变异、育种与进化归纳拓展与集训课堂活动区一、增添、缺失或替换 数目 结构 减Ⅰ或有丝分裂间期减Ⅰ前、后期 基因 性状 基因型 减数分裂 变异 优质、高产 低 基因定位 染色体工程 无法检出 可检出 可遗传探究示例1 C [染色体中DNA的一个碱基对缺失属于基因突变；基因突变在光学显微镜下观察不到；秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制了纺锤体的形成。]二、基因重组 自交 同一 同一 长 同种或亲缘关系较近 新基因 基因型 基因突变 变异 加快 新基因 染色体变异 花药离体培养 秋水仙素 纯合子 缩短 纯合子 染色体变异 萌发的种子或幼苗 延迟 低 基因重组 运载体 强 短探究示例2 B [①→②过程是杂交育种，过程简便但培育周期长。②是雌雄配子受精后发育而成；⑦是多倍体育种，发生于有丝分裂的分裂期，B错误。③过程常用的方法是花药离体培养获得单倍体植株。⑤是诱变育种，a突变为A；⑧过程是基因工程，细胞中导入了C基因，二者育种原理不相同。]变式训练 (1)E (2)基因重组 脱分化(或去分化) 再分化 (3)C、F 低温处理或秋水仙素处理 抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使细胞内的染色体数目加倍(其他合理答案亦可) (4)H、I解析 (1)突变和基因重组为生物的进化提供了原材料，但提供最初的原材料的是基因突变，因此是E过程。(2)G过程为转基因技术，其原理属于基因重组。得到的含外源基因的植物细胞还需经植物组织培养形成新个体，植物组织培养包括脱分化和再分化两个过程。(3)C和F过程的处理都能使染色体数目加倍，可以用相同的方法，如低温处理或秋水仙素处理等，它们的作用机理相同，即在细胞分裂的过程中，抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使细胞内的染色体数目加倍。(4)H和I过程为有丝分裂，产生的子细胞中染色体不变，染色体上的基因也不改变。三、相等 连续 隔代 女 男 患病 正常 男 女 患病 正常 隔代交叉 只有 没有 基因突变 遗传咨询 环境 不遵循 数目 不遵循 缺失 重复 倒位 易位探究示例3 (1)3/8 (2)1/8 (3)1/16 (4)1/2 (5)5/8解析 由题意可知，孩子基因型为aabb，则夫妇基因型应分别为：AaBb、Aabb，孩子中并指概率为1/2，白化病概率应为1/4。(1)再生一个孩子只患并指的可能性为：并指概率－并指又白化概率＝1/2－1/2×1/4＝3/8。(2)只患白化病的概率为：白化病概率－白化又并指概率＝1/4－1/2×1/4＝1/8。(3)生一个两病皆患的男孩的概率：1/2×1/4×1/2＝1/16。(4)只患一种病＝只患白化和只患并指的和＝3/8＋1/8＝1/2。(5)患病的可能性为：全部概率之和－正常的概率＝1－1/2×3/4＝5/8。也可理解为：只患白化＋只患并指＋既白化又并指＝1/8＋3/8＋1/8＝5/8。四、1.(1)无机环境 进化 发展 (2)②定向 一定(3)多样性 2.(1)基因的多样性 根本原因 直接原因 生态系统多样性 (4)陆生 高等探究示例4 C [盲鱼眼睛退化是黑暗环境定向选择的结果，A项错误；因题干中已说明该盲鱼的数量较少，所以种群密度并不是限制盲鱼种群增长的关键生态因素，B项错误；盲鱼作为进化研究的材料体现其直接价值，生物多样性的间接价值是指其生态功能，D项错误；环境容纳量会随着环境的改变而改变，盲鱼是需氧型生物，水体中溶解氧的增加会增加种群的环境容纳量，C项正确。]课后练习区1．B2．C [基因操作的工具酶是限制酶、DNA连接酶，运载体是基因的运载工具，不是工具酶。每种限制酶都只能识别特定的核苷酸序列，而并非同一种核苷酸序列。目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。]3．ABD [无子西瓜属于多倍体植株；三倍体西瓜无子的变异是由于染色体变异引起的，属于可遗传变异；无子番茄是利用生长素促进子房发育成果实而获得的，遗传物质未变，扦插后长出的植株不会结无子果实。]拓展提升 育种图解的识别下列图解中集中了多种育种方式，如何识别呢？(1)首先要识别图解中字母表示的各种处理方法：A—杂交，D—自交，B—花药离体培养，C—秋水仙素处理，E—诱变处理，F—秋水仙素处理，G—转基因技术，H—脱分化，I—再分化，J—包裹人工种皮。这是识别各种育种方式的主要依据。(2)根据以下分析，可以判断：“亲本新品种”为杂交育种，“亲本新品种”为单倍体育种，“种子或幼苗新品种”为诱变育种，“种子或幼苗新品种”为多倍体育种，“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子―→新品种”为基因工程育种。4．B [基因工程中的转基因技术引起的变异属于基因重组。]易错警示 基因突变、基因重组和染色体变异的相关问题(1)关于“互换”问题。同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的交叉互换，属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失”问题。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。(3)关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”问题。基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。5．B [由题干信息可判断该生物为二倍体，图示细胞处于有丝分裂后期。位点2和4所在的染色体是姐妹染色单体分开后形成的，正常情况下其基因组成是相同的，其上的基因不遵循分离定律。位点2和4为B与b，最可能的原因是发生了基因突变。一般认为有丝分裂过程中不发生交叉互换、基因重组。]6．ABCD [该病属于隐性遗传病，致病基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上，即Ⅱ5可能是白化病患者或色盲患者，故患病男孩的父亲不一定携带致病基因。若Ⅰ2携带致病基因，则该病为常染色体隐性遗传，Ⅰ1、Ⅰ2均为杂合子，他们再生一个患病男孩的概率为1/4×1/2＝1/8。该病若为常染色体隐性基因控制，则Ⅱ3是携带者的概率为2/3。该病若为X染色体隐性基因控制，则Ⅱ3是携带者的概率为0。]7．C [基因突变不受环境控制，环境只是对生物不同的变异类型进行选择，保留种群中有利的变异类型，自然选择决定着生物进化的方向。隔离是新物种形成的必要条件，隔离包括地理隔离和生殖隔离。共同进化指生物与生物、生物与无机环境相互作用共同进化，包括生物多样性的形成。]8．D [本题考查现代生物进化理论的应用。人工培育的新品种要看具体情况，有的也可以生活在野外中如杂交水稻等。基因突变是不定向的，生物进化的方向取决于自然选择的方向。冬季来临时，植物体内可溶性糖含量增加，增大了细胞内溶液的浓度，降低了凝固点，有利于适应寒冷环境，而不是为了适应寒冷环境。农药处理后选择了具有抗药性的个体，淘汰了没有抗药性的个体，因此抗药性强的个体生存下来并繁殖产生子代的机会大大增加。]9．C [因为显性性状表现型频率是0.36，所以隐性性状表现型频率是0.64，即隐性性状基因型aa频率为0.64，则a基因频率为0.8，则A基因频率为0.2，该种群繁殖一代后，杂合子的基因型频率＝2×0.8×0.2＝0.32；引起种群基因频率改变的因素有：基因突变、基因重组、自然选择、迁移、遗传漂变等，种群基因频率改变说明生物发生了进化，但不一定形成新物种，新物种形成的标志是产生生殖隔离。]10．(1)生长期较短，繁殖速度快 产生的子代多，统计更准确 具有容易区分的相对性状(任选两项，其他合理答案也可)(2)如下，方案一：方案二：方案三：规律总结 有关育种方面的几点规律(1)选亲本要求：亲本的表现型不能出现要培育品种的表现型例：培育绿色圆粒豌豆，亲本(纯合子)只能选黄圆×绿皱；若要培育黄圆品种，则亲本(纯合子)只能选黄皱×绿圆。(2)F2筛选要求：只能筛选表现型，不能选肉眼看不到的基因型。(3)(4)育种方法——按要求和题目中给定的信息设计，如要求最简捷的方法——杂交育种；产生新基因的方法——诱变育种；能明显缩短育种年限的方法——单倍体育种(但要注意若选择隐性性状或不完全显性的性状应考虑既简单又快速的杂交育种；还应考虑基因工程——定向改造或组织培养、克隆——无性繁殖不改变亲代的性状等)。(5)育种年限的要求及计算①对植物要获得植株则比获得种子多一年。②对跨年度的植物如小麦则比不跨年度的植株豌豆要多一年。第七单元 单元检测(时间：90分钟 分值：100分)一、单项选择题(本题包括20小题，每小题1.5分，共30分)1．下列关于基因突变的叙述中，错误的是( )A．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的部分改变而发生的C．基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下引起D．基因突变的频率是很低的，并且都是有害的2．(2011·天津卷，4)玉米花药培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株。如图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。下列叙述错误的是( )A．a～b过程中细胞内不会发生基因重组B．c～d过程中细胞内发生了染色体数加倍C．e点后细胞内各染色体组的基因组成相同D．f～g过程中同源染色体分离，染色体数减半3．下列属于染色体变异的是( )①非同源染色体的自由组合 ②染色体上DNA碱基对的缺失、增添或改变导致生物性状改变 ③花药离体培养后长成的植株细胞核中染色体数目减半 ④四分体中非姐妹染色单体之间相应部位的交叉互换 ⑤21三体综合征患者细胞中的第21号染色体有3条A．③④⑤ B．②④ C．①②④ D．③⑤4．下面对基因突变、基因重组和染色体变异的比较中，叙述不正确的是( )A．基因突变是在分子水平上的变异B．染色体结构变异可通过光学显微镜观察到C．基因重组没有产生新基因D．基因突变和染色体结构变异最终都会引起生物性状的改变5．离体培养的小肠绒毛上皮细胞，经紫外线诱变处理后，对甘氨酸的吸收功能丧失，且这种特性在细胞多次分裂后仍能保持。下列分析中正确的是( )A．细胞对氨基酸的需求发生变化B．细胞膜上的载体蛋白缺失或结构发生变化C．细胞壁的结构发生变化，导致通透性降低D．诱变处理破坏了细胞中催化ATP合成的相关酶系6．(2011·安徽卷，4)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序列改变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7．下列一定不存在同源染色体的细胞是( )A．卵细胞 B．单倍体生物体细胞C．胚细胞 D．含一个染色体组的细胞8．某炭疽杆菌的A基因含有A1～A6 6个小段，某生物学家分离出此细菌A基因的2个缺失突变株：K(缺失A2、A3)、L(缺失A3、A4、A5、A6)。将一未知的点突变株X与L共同培养，可以得到转化出来的野生型细菌(即6个小段都不是突变型)；若将X与K共同培养，得到转化的细菌都为非野生型。由此可判断X的点突变最可能位于A基因的( )A．A2小段 B．A3小段C．A4小段 D．A5小段9．下列叙述中最确切的是( )A．镰刀型细胞贫血症的根本原因是正常血红蛋白分子中有一个氨基酸发生改变B．用普通二倍体西瓜培育出四倍体西瓜，再用普通二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜C．由于基因重组和基因突变，某些家庭兄弟姐妹甚多，但性状不尽相同D．某基因的一条链上有2个(占碱基总数的0.1%)C变成了G，表明发生了基因突变，且该基因连续复制4次后，突变基因占50%10．四倍体水稻是重要的粮食作物，下列有关水稻的说法正确的是( )A．四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体B．二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状C．三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小D．单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体，是迅速进一步获得纯合子的重要方法11．基因工程育种区别于诱变育种的特点是( )A．能够产生新基因B．能够定向地改造生物C．操作简便易行D．不需要对处理对象进行筛选12．(2011·南京质检)以下说法正确的是( )A．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B．质粒是基因工程中唯一的运载体C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D．DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键13．小麦抗锈病对易染锈病为显性。现有甲、乙两种抗锈病的小麦，其中一种为纯合子，若要鉴别和保留纯合的抗锈病小麦，下列最简便易行的方法是( )A．甲×乙B．甲×乙得F1再自交C．甲、乙分别和隐性类型测交D．甲×甲，乙×乙14．两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传，要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是( )A．单倍体育种 B．杂交育种C．人工诱变育种 D．细胞工程育种15．改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是( )A．诱变育种 B．单倍体育种C．基因工程育种 D．杂交育种16．(2010·湖南师大附中测试)用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是( )A．前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/8、1/4B．后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3C．前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合D．后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变17．(2011·徐州联考)某课题小组在调查人类先天性肾炎的家系遗传状况时，发现某地区人群中双亲都患病的几百个家庭中女儿全部患病，儿子正常与患病的比例为1∶2。下列对此调查结果较准确的解释是( )A．先天性肾炎是一种常染色体遗传病B．先天性肾炎是一种隐性遗传病C．被调查的母亲中杂合子占2/3D．被调查的家庭数过少，难于下结论18．据调查，某校高中学生关于某性状基因型的比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)，XBY(46%)、XbY(4%)，则该地区XB和Xb的基因频率分别是( )A．60%、8% B．80%、92%C．78%、92% D．92%、、8%19．某种群产生了一个突变基因S，其基因频率在种群中的变化如下图所示。对于这个突变基因，以下叙述错误的是( )A．S的等位基因在自然选择中被逐渐淘汰B．S纯合子的存活率可能高于s纯合子C．S纯合子的生育率不一定高于杂合子D．该种群基因库中S频率的变化表示新物种将产生20．(2010·扬州期末)由地震形成的海洋中有大小相似的甲、乙两个小岛，某时间段内岛上鸟类种类和数量随时间变化的情况如图所示，下列有关叙述中，错误的是( )A．两岛上的鸟类存在地理隔离，不同种的鸟类之间存在着生殖隔离B．甲岛较乙岛鸟种类增加更多，可能是甲岛的环境变化更大C．两岛的鸟类各形成一个种群基因库，且两个基因库间的差异越来越大D．两岛上鸟类的种类虽然不同，但最终两岛上鸟类的数量趋于相同二、多项选择题(本题包括5小题，每小题3分，共15分)21．(2011·江苏卷，24)某家系中有甲、乙两种单基因遗传病(如下图)，其中一种是伴性遗传病。相关分析正确的是( )A．甲病是常染色体显性遗传、乙病是伴X染色体隐性遗传B．Ⅱ－3的致病基因均来自于Ⅰ－2C．Ⅱ－2有一种基因型，Ⅲ－8基因型有四种可能D．若Ⅲ－4与Ⅲ－5结婚，生育一患两种病孩子的概率是5/1222．下列关于人类遗传病的监测和预防的叙述，不正确的是( )A．患苯丙酮尿症的妇女与正常男性生育后代时适宜选择生女孩B．羊水检测是产前诊断的唯一手段C．产前诊断能有效地检测胎儿是否患有遗传病或先天性疾病D．遗传咨询的第一步就是分析确定遗传病的传递方式23．根据达尔文自然选择学说图解，下列对现代生物进化学说的补充、完善等内容中，不正确的是( )A．现代生物进化理论是在研究种群中基因频率变化的基础上发展起来的B．个体是生物进化的基本单位C．种群进化，物种形成包括突变、选择、隔离三个环节D．种群中每个个体含有种群基因库的全部基因24．(2010·温州八校联考)在某使用除草剂的试验田中，选到了能遗传的耐除草剂的杂草X，将它与敏感型杂草Y杂交，结果如下，下列分析正确的是( )杂交亲本 后代中耐药型植株比例(%) 后代中敏感型植株比例(%)耐药型A♀×敏感型B♂ 100 0敏感型C♀×耐药型D♂ 47 53A．耐药型基因可以突变为敏感型基因B．除草剂对杂草X进行了定向选择C．杂草对除草剂产生了不定向变异D．A和B杂交子代群体耐药基因频率占100%25．(2011·无锡调研)下列关于生物进化与多样性的叙述中，不正确的是( )A．一个物种的形成或绝灭，不会影响到其他物种的进化B．物种之间的共同进化都是通过生存斗争实现的C．生物多样性的形成也就是新物种的不断形成过程D．有性生殖的出现推动了生物进化是因为增强了生物的变异题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25答案三、非选择题(本题共5小题，共55分)26．(9分)(2011·广东卷，27)登革热病毒感染蚊子后，可在蚊子唾液腺中大量繁殖。蚊子在叮咬人时将病毒传染给人，可引起病人发热、出血甚至休克。科学家拟用以下方法控制病毒的传播。(1)将S基因转入蚊子体内，使蚊子的唾液腺细胞大量表达S蛋白，该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。为了获得转基因蚊子，需要将携带S基因的载体导入蚊子的________细胞。如果转基因成功，在转基因蚊子体内可检测出________、________________和________。(2)科学家获得一种显性突变蚊子(AABB)。A、B基因位于非同源染色体上，只有A基因或B基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配，F1群体中A基因频率是________，F2群体中A基因频率是________。(3)将S基因分别插入到A、B基因的紧邻位置(如图)，将该纯合的转基因雄蚊释放到野生型群体中，群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代____________，原因是_______________________________________________________________________________________。27．(9分)(2010·苏州模拟)据报载，深圳市曾发现一庞大的“眼耳肾综合症”家系：有资料可查的血缘人口总共45人，从曾祖父到曾孙一共4代。45人中总共有15人患有“眼耳肾综合症”，其中4人已因尿毒症去世。现存的11名患者均已出现一种或数种症状，其中年龄最小的只有7岁！研究人员还调查发现：一是该病临床表现为“重男轻女”，即男性患者症状较重，女性患者症状较轻；二是女性患者多于男性患者；三是遗传倾向有明显的选择性，即母亲患病可以遗传给女儿也可以遗传给儿子，而父亲患病只遗传给女儿不遗传给儿子。请据以上材料回答下列问题：(1)“眼耳肾综合症”最可能的遗传方式是__________，判断理由是________________________________________________________________________________________。(2)家族中的女性怀孕后，可以通过基因检测确定胎儿是否存在遗传性疾病，一旦检测获得了致病基因，要采取措施终止妊娠，避免这个家族再次生出有遗传病的孩子。你认为它的主要依据是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)由于基因检测需要较高的技术，你能否从性别鉴定角度给予咨询指导？___________________________________________________________________________________。28．(13分)现有两株纯种六倍体普通小麦(体细胞中含有42条染色体)，一株普通小麦性状是高秆(D)抗锈病(T)；另一株普通小麦的性状是矮秆(d)易染锈病(t)，两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。(1)方法Ⅰ的主要育种原理是________；方法Ⅱ的育种名称是________。(2)(二)过程中，D和d的分离发生在______________，此时细胞中有________对同源染色体，________个染色体组。(3)(三)过程常用的方法为________，此过程一个细胞中最多可含有________个染色体组，⑤植株有丝分裂后期的细胞中有________个染色体组。(4)(四)过程最常用的化学药剂是________，如将方法Ⅰ中获得的③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代的基因型及比例为________。(5)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占________；如果按(六)过程自交1次，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占________。29．(11分)(2011·广州调研)地中海小岛撒丁岛与世隔绝，当地居民普遍患有多种遗传病，是各种遗传病基因采集样本的理想地点。(1)选择该地为遗传病基因采集样本地的原因是__________________________。(2)如果通过抽取血液来获得基因样本，则应检测的是________中的基因。原因是________________________________________________________________________________________。(3)如图是两种遗传病的系谱图，其中甲病为地中海贫血症(一种常染色体隐性遗传病，显性基因用A表示，隐性基因用a表示)，若该岛中每256人中有一人患有地中海贫血症，则该岛人群中基因A的频率为________。乙病致病基因位于________染色体上，为________性基因。若图中Ⅲ2与Ⅲ3结婚生了一个男孩，则该男孩患乙病的概率为________。(4)要降低该地遗传病的发病率，可以采取哪些措施？________________________________________________________________________。30．(13分)水稻是重要的农作物，科学育种能改良水稻性状，提高产量。请根据材料回答：甲硫磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)变为7－乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中G－C对转换成G－T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通过选育可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。Ⅰ.(1)实验表明，某些水稻种子经甲硫磺酸乙酯(EMS)处理后，DNA序列中部分G－C碱基对转换成G－T碱基对，但性状没有发生改变，其可能的原因有_____________________(至少写出两点)。(2)水稻矮秆是一种优良性状。某纯种高秆水稻种子经EMS溶液浸泡处理，种植后植株仍表现为高秆，但其自交后代中出现了一定数量的矮秆植株。请简述该矮秆植株形成的原因________________________________________________________________________。(3)此育种方法称为________，其优点是_________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.水稻品种是纯合子，生产上用种子繁殖，控制水稻高秆的基因A和矮秆的基因a是一对等位基因，控制水稻抗病的基因B和控制水稻感病的基因b是一对等位基因，两对基因位于两对同源染色体上。选择合适亲本F1F1花药甲植株乙植株基因型为aaBB水稻种子(1)若要通过杂交育种的方式，选育矮秆抗病(aaBB)的水稻新品种，所选择亲本的基因型是______________；确定表现型为矮秆抗病水稻是否为理想类型的最适合的方法是________________________________________________________________________。(2)某同学设计了培育水稻矮秆抗病新品种的另一种育种方法，过程如上图所示。其中的③过程表示______________，④应在甲植株生长发育的________时期进行处理；乙植株中矮秆抗病个体占________。第七单元 单元检测1．D [A项说明了基因突变的本质，B项阐明了基因突变的原因，C项指出了引起基因突变的因素，所以都是正确的。D项错误，基因突变发生频率很低，而且一般都是有害的，但有一些突变是中性的，还有少数是有利的，这正是诱变育种的依据。]2．D [在花药离体培养过程及经秋水仙素处理后再进行的组织培养过程中，细胞只进行有丝分裂，有丝分裂过程不发生基因重组和同源染色体分离，A项正确，D项错误。纵坐标为细胞核DNA含量，c～d段可表示有丝分裂前期、中期和后期。其中，在后期因着丝点分裂，姐妹染色单体分离而导致染色体数加倍，B项正确。由于染色体复制后，姐妹染色单体上的基因相同，所以姐妹染色单体分离后形成的两个染色体组的基因组成相同，故C项正确。]3．D [染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。非同源染色体的自由组合与四分体中非姐妹染色单体之间相应部位的交叉互换属于基因重组；花药离体培养后长成的植株细胞核中染色体数目减半与21三体综合征患者细胞中的第21号染色体有3条都属于染色体数目的变异。]4．D [基因重组只产生了新的基因型，并没有产生新的基因；染色体结构变异会引起性状的改变，基因突变不一定引起性状的改变。]5．B [根据题意，诱变后该细胞对甘氨酸的吸收功能丧失，但并没有指明细胞不需要甘氨酸；该细胞对其他物质的吸收正常且能进行有丝分裂，说明该细胞仍能合成ATP，即催化ATP合成的相关酶系是正常的；甘氨酸进入细胞是主动运输，不能被吸收的原因是细胞膜上载体蛋白改变；小肠细胞为动物细胞，无细胞壁。]6．C [碘是人体甲状腺激素的构成元素，为组成人体的微量元素。由于131I有放射性，能诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因突变，但这属于体细胞的基因突变，不会遗传给下一代，D项错误。131I不是碱基类似物，故不能直接插入到DNA分子中，也不能替换DNA分子中的某一碱基，A、B项错误。大剂量的放射性元素会引起染色体结构变异，C项正确。]7．D [多倍体生物的卵细胞或精子中可能含有两个或两个以上的染色体组，此时含有同源染色体，由这种配子发育形成的单倍体，体细胞内也含有同源染色体；胚细胞是由受精卵发育形成的，故含有同源染色体；一个染色体组内的染色体的大小和形态各不相同，不含同源染色体。]8．A [由于一未知的点突变株X与L共同培养，可以得到转化出来的野生型细菌，说明X的一个点突变在A1或A2，而X和K共同培养后，不能得到野生型，说明他们有共同的缺失点，即缺失A2。]9．D [本题通过对具体实例的分析来考查对基因重组和基因突变的理解。镰刀型细胞贫血症的根本原因是血红蛋白基因内部一对碱基对被替换，正常血红蛋白分子中有一个氨基酸发生改变是直接原因；四倍体植株作为母本，二倍体植株作父本，进行杂交得到的种子播种后，结出三倍体无子西瓜；兄弟姐妹甚多，但性状不尽相同是因为其父母双方进行减数分裂产生配子的过程中发生基因重组；基因(DNA)是双链结构，其中一条链发生了基因突变，另一条正常。无论复制多少次，以突变的那条链为模板所形成的基因都是突变基因，以正常链为模板所形成的基因都是正常基因，因此各占50%。]10．D [所有配子不经过受精形成的新个体，无论含有几个染色体组，都是单倍体，所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个染色体组，但仍然是单倍体。二倍体水稻经秋水仙素处理，染色体数目加倍，得到四倍体水稻，多倍体植株的特点是其种子粒大，子粒数目减少，但是发育周期延长，表现为晚熟。三倍体水稻高度不育，不能形成正常配子，所以无法形成单倍体。]11．B [本题考查基因工程育种和诱变育种的基本知识。基因工程育种的原理是基因重组，是对现有的基因进行操作，能够实现生物性状的定向改变。诱变育种的原理是基因突变，能够产生新的基因。无论是基因工程育种还是诱变育种都需要进行筛选，基因工程育种得到的个体不一定表达相应的性状。由于基因突变是不定向的，所以诱变育种需要处理大量的材料并筛选才可能得到人类所需要的个体。]12．C [每一种限制酶只能识别一种(或者一类)特定的核苷酸序列，不同的限制酶所识别的序列不同；质粒是常用的运载体，但不是唯一的。DNA连接酶连接的是两个被限制酶切割的DNA片段的切口，互补的碱基之间通过氢键连接。]13．D [鉴别生物某性状基因是否杂合，可选用合适的个体做亲本，观察后代是否发生性状分离。供选答案的A不能达到鉴别的目的；B不能鉴别但可以保留抗锈病小麦；C不能达到留种的目的；D为自交，对于植物来说，是最简便的鉴别并保留纯种的方法。]14．B [由于要培育基因型为aabb的新品种，为双隐性个体，可从个体的表现型直接选择出来，因此利用杂交育种的方法最简捷，利用其他方法，技术含量要求高。]15．B [本题考查几种常见的育种方法。因题中交代是缺乏某种抗病性的水稻品种，欲改良其品种，可以用基因工程的方法，定向导入该种抗病性基因以改变其性状；也可以用杂交育种的方法，将该水稻品种与另一有该抗病性的水稻品种杂交，使优良性状集中在一起；或者可采用诱变育种的方法，诱导该水稻品种发生基因突变，产生该抗病性基因。]16．C [本题考查杂交育种与单倍体育种。根据题意可知F1的基因型是DdTt，F1自交得F2，根据基因的自由组合定律可得F2中重组类型占3/8，纯合子占1/4。后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为1/4。后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体数目发生改变。]17．C [由题意可知，双亲有病，生下的女儿都有病而儿子中有正常者，说明男女患病几率不同，进而可推知该病和性染色体有关。双亲有病而儿子中有正常者，说明该病为显性遗传。假设被调查的母亲中杂合子所占的比例为a，而正常儿子占全部男孩的1/3，据此可知：1/2×a＝1/3，解得a为2/3。]18．D [根据基因频率的概念：某个基因的频率＝某个基因数/全部等位基因数，即XB的基因频率＝XB/(XB＋Xb)。由于B、b只位于X上，Y上没有，男性体内只有1个X，因此只有1个此类基因(B或b)；而女性体内有两个X，因此有两个此类基因(包括B或b)。所以被调查的种群中XB＝42.32%×2＋7.36%×1＋46%＝138%；XB＋Xb＝42.32%×2＋7.36%×2＋0.32%×2＋46%×1＋4%×1＝150%，所以XB/(XB＋Xb)＝138%/150%＝92%，Xb的基因频率＝1－92%＝8%。]19．D [本题综合考查学生对现代生物进化理论的理解情况。种群基因频率发生了改变，说明生物发生了进化，不能说明新物种将产生，形成新物种的标志是生殖隔离。]20．C [本题考查隔离与新物种形成的关系。由图可见随时间的推移，分布在两个小岛上的不同种群的种类增多，说明种群基因频率变化，基因库的种类增多，不一定只有两个；由于所处的环境基本相同，其对相应生物的环境容纳量基本相当，因此各种群数量可能达相同。]21．ACD [甲病具有“有中生无”的特点，且Ⅱ－5患病，其女儿Ⅲ－7不患病，因此该病为常染色体显性遗传病。乙病具有“无中生有”的特点，故为伴X染色体隐性遗传病，A项正确。甲病(设相关基因为A、a)：Ⅰ－1不患甲病，既无甲病致病基因，因此Ⅱ－3的致病基因只能来自Ⅰ－2。Ⅱ－2不患甲病，其基因型为aa。Ⅲ－7的基因型是aa，则Ⅱ－4和Ⅱ－5的基因型均为Aa，则Ⅲ－8的基因型是AA或Aa，Ⅲ－5的基因型是2/3Aa或1/3AA，则Ⅲ－4的基因型是Aa，则Ⅲ－4与Ⅲ－5结婚，生育一个不患甲病孩子的概率是2/3×1/4＝1/6，则患甲病的概率是5/6。乙病(设相关基因为B、b)：Ⅱ－3的基因型是XbY，致病基因只能来自Ⅰ－1，B项错误。因Ⅲ－2的基因型为XbXb，则Ⅱ－2的基因型是XBXb，因此Ⅱ－2的基因型一定是aaXBXb。Ⅱ－3的基因型为XbY，则Ⅲ－4的基因型是XBXb，Ⅲ－8的基因型是XBXb或XBXB，因此Ⅲ－8的基因型有AAXBXb或AAXBXB或AaXBXb或AaXBXB四种情况，C项正确。Ⅲ－5的基因型是XbY，Ⅱ－3的基因型是XbY，因此Ⅲ－4的基因型是XBXb，则Ⅲ－4与Ⅲ－5结婚后子代患乙病的概率是1/2，因此子代患两种病的概率是5/6×1/2＝5/12，D项正确。]22．ABD [苯丙酮尿症属于常染色体遗传病，男女得病概率相同。产前诊断包括羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、基因诊断等手段。遗传咨询的第一步是了解其家庭病史，对是否患有某种遗传病作出诊断，第二步分析其遗传病的遗传方式，然后推测后代的发病概率，最后对咨询者提出防治对策和建议。]23．BD [本题考查现代生物进化理论的内容。种群是生物进化的基本单位。基因突变以及染色体数量和结构变异、基因重组为生物进化提供原材料。隔离使种群之间失去随机交配和交流基因的机会，是形成新物种的必要条件，包括地理隔离和生殖隔离。从实质上看生物进化是种群基因库基因频率变化的结果，种群基因库是种群中全部生物个体的基因总和，每个生物个体含有的基因只是种群基因库的一部分。]24．ABC25．ABC [本题考查生物进化与多样性的关系。任何一个物种都不是单独进化的，而是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化的。相同物种之间的关系包括种内斗争和种内互助两个方面。不同生物之间、生物与无机环境的影响是相互的，即捕食者与被捕食者之间是相互选择、共同进化的。]26．(1)受精卵 S基因 S基因转录出的mRNA S蛋白 (2)50% 60% (3)减少 基因A、B都与S基因连锁，S基因的表达产物S蛋白可抑制病毒的复制解析 (1)要使S蛋白在蚊子的唾液腺细胞内大量表达，就要获得转基因生物个体，一般以受精卵为受体细胞；如果转基因成功，则唾液腺细胞能大量表达S蛋白，所以蚊子在体内可检测出S基因、S基因转录出的mRNA、S蛋白。(2)纯合雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配，F1基因型为AaBb，所以F1群体中A的基因频率为50%。F1自交后，由于只有A基因或B基因的胚胎致死，所以F2只有A__B__和aabb两种类型，且比例为9∶1，所以F2群体中A基因频率为(9×1/3×2＋9×2/3×1)/(10×2)＝60%。(3)由于只有A基因或B基因的胚胎致死，所以蚊子群体中只存在A__B__和aabb两种类型的个体，又因A、B都与S基因连锁，所以A__B__基因型个体中没有病毒。且经多代自由交配后，A__B__所占比例越来越大，所以，群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代减少。27．(1)伴X染色体显性遗传 该病在家系中患病率高，患者中女性多于男性，男性患者只遗传给女儿不遗传给儿子(2)子代细胞中只要含有显性基因，就能表现出显性性状(3)当父母均正常时，不必担心后代会患病；当父亲患病时，若是女儿则应终止妊娠；当母亲患病时，则应进行基因检测28．(1)染色体变异 杂交育种 (2)减数第一次分裂后期 21 6(3)花药离体培养 6 12(4)秋水仙素 DDtt∶Ddtt∶ddtt＝1∶2∶1(5)1/3 1/229．(1)该地不与外界人群发生基因交流 (2)白细胞(淋巴细胞) 白细胞(淋巴细胞)有细胞核，有完整的DNA组成 (3)15/16 常 显 1/2 (4)避免近亲结婚(与岛外人群通婚)；进行遗传咨询和产前诊断解析 (1)由于地中海小岛撒丁岛与世隔绝，该地的人不与外界人群发生基因交流，因此是各种遗传病基因采集样本的理想地点。(2)血细胞中的白细胞(淋巴细胞)有细胞核，有完整的DNA组成，红细胞无细胞核，所以通过抽取血液来获得基因样本，应检测的是白细胞中的基因。(3)由该岛中每256人中有一人患有地中海贫血症，可知基因a的频率为1/16，则该岛人群中基因A的频率为15/16，由系谱图可看出乙病是由常染色体上的显性基因控制的，假如乙病的显性基因用B表示，隐性基因用b表示，Ⅲ2和Ⅲ3与乙病相关的基因组成分别为Bb和bb，Ⅲ2与Ⅲ3结婚生了一个男孩，则该男孩患乙病的概率为1/2(孩子已确定为男孩)。(4)要想降低该地遗传病的发病率，应尽量避免近亲结婚，尽可能与岛外人群通婚，并进行必要的遗传咨询和产前诊断。30．Ⅰ.(1)密码子具有简并性；突变发生在DNA的非编码区；该突变为隐性突变 (2)高秆基因经处理发生隐性突变，自交后代因性状分离出现矮秆 (3)诱变育种 提高突变率，短时间内获得更多的优良变异类型Ⅱ.(1)AABB和aabb 连续自交，观察后代是否出现性状分离 (2)花药离体培养 幼苗 25%一、基因突变、基因重组和染色体变异(1、2、3、4、6、8、9)1．基因突变是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。(1)一般发生在DNA分子复制的过程中，若发生于形成配子的减数分裂过程中，则将遵循遗传规律传给后代；若发生于体细胞增殖的有丝分裂过程中，一般不能通过有性生殖遗传给后代。但是植物体细胞的基因突变可通过无性繁殖传递给子代。(2)基因突变不一定引起性状的改变：如由于密码子的简并性，多种密码子可能决定同一种氨基酸，因此某碱基改变不一定改变氨基酸的种类。2．基因重组是发生在有性生殖过程中，即在真核生物进行减数分裂产生配子时，而在真核生物的无丝分裂和有丝分裂以及原核生物(如细菌、放线菌和蓝藻等)的细胞分裂过程中不会发生基因重组；基因重组的来源有两种：一是在减Ⅰ后期，随同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体组合而重组。二是在四分体时期，同源染色体上的非等位基因随同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换而重组。3．染色体变异包括染色体结构变异(染色体片段的缺失、重复、易位和倒位)和染色体数目变异(个别染色体或染色体组增加或减少)。其中由配子发育成的个体(无论细胞内有几个染色体组)都是单倍体；由受精卵发育成的，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体为多倍体。二、生物染色体组数的判断(7)1．根据细胞中染色体的形态判断(1)细胞内同一形态的染色体有几条，就含有几个染色体组。如图A中同一形态的染色体有2条，含有2个染色体组；图B中同一形态的染色体有2条，含有2个染色体组。(2)细胞内有几种形态的染色体，则一个染色体组内就有2条染色体，图B中有4种形态的染色体，则一个染色体组内就有4条染色体。注意 若在解题时细胞中选取计数的染色体正好是异型的性染色体，则其形态并不相同，如X、Y两条染色体，则进行染色体组数目计数时，要将这两种异型的性染色体的数目相加，否则易出错。即“XY”反映生物细胞含有2个染色体组。2．根据基因型判断：在细胞或生物的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，就有几个染色体组。可简记为“同一英文字母”，无论是大写还是小写，出现几次，就含有几个染色体组。如基因型为AaaBBbCCC的细胞含有3个染色体组，基因型为AbCD的细胞含有1个染色体组。3．根据染色体的数目和染色体的形态数来推算染色体组的数目＝染色体总数/染色体形态数。若果蝇体细胞中有8条染色体，有4种形态，则染色体组的数目为2。三、育种类试题的解题策略(10、11、13、14、15、16、28、30)1．审题流程：(1)在题干中寻找供选品种→(2)在设问中挖掘育种条件(如最短时是、病毒感染等)→(3)明确目的品种。2．反推流程：(1)根据目的品种的表现型写出相应的基因型→(2)反思是否存在更好的育种方法→(3)确定育种的亲本及育种方法。四、现代生物进化理论(19、20、23、24)1．基因突变与生物进化的关系：基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供原始材料。2．基因重组与生物进化的关系：基因突变产生的等位基因，只有通过有性生殖过程中的基因重组，才可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异，为生物进化提供原材料。3．染色体变异与生物进化的关系：染色体变异为生物进化提供原材料。包括染色体结构变异和数目变异，染色体变异可导致种群个体之间产生新的物种，如植物多倍体的形成。4．基因频率与生物进化的关系：只要种群的基因频率发生变化，生物就进化了；只要生物进化了，种群的基因频率一定发生变化。5．物种形成与生物进化的关系：任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属于生物进化的范围。只有当不同种群基因频率的改变突破物种的界限形成生殖隔离时，才能形成新的物种。6．环境与生物进化的关系：对生物来说，基因突变可能改变生物体与现有环境的协调关系，而对生物有害，但有些基因突变，也可能使生物产生新的性状，适应改变的环境，获得新的生存空间。环境在生物进化过程中起选择作用。思路指导 解答此类问题时，可沿着“变异→选择→基因库变化→基因频率改变→再变异→再选择→基因库再变化→基因频率再改变→出现生殖隔离→新物种形成“这条主线进行思考。五、体验批阅(28)【答卷投影】 【我来批阅】【名师点评】 【规范解答】(1)由于未审清题干中“Ⅰ、Ⅱ”的含义和未能区分清“育种方法和原理”导致在第(1)问中错误的将方法Ⅰ中单倍体育种的原理答成了杂交育种的原理—基因重组，将方法Ⅱ中杂交育种的原理答成了单倍体育种的原理—染色体变异。(2)由于语言表述的不规范而错误的将“减数第一次分裂后期”答成了“第一次减数分裂后期”。(3)由于对染色体组和同源染色体基本概念理解出错、对二者在过程“二、三和四”中的数目变化规律分析不透和对题干中“现有两株纯种六倍体普通小麦(体细胞中含有42条染色体)”信息提取转化不到位，导致第(2)和第(3)问中的数目都答错。(4)由于对方法Ⅰ中③和⑤的基因型错误的推导成了DDTT和ddtt，同时未看清题干中“后代的基因型及比例”而错答成了“DdTt自交后代的表现型比例—9∶3∶3∶1”，另外此问很多考生还容易只答比例1∶2∶1而漏掉“基因型”。(5)由于未审清“抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占”而错误的答成了“在所有子代中抗倒伏抗锈病纯合体植株占的比例—1/16”；由于错误的将“1/3ddTT∶2/3ddTt”理解成了“1/2ddTT∶1/2ddTt”导致将“(六)过程自交1次，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占的比例”答成了1/2＋1/2×1/4＝5/8。 (1)染色体变异 杂交育种(2)减数第一次分裂后期 21 6(3)花药离体培养 6 12(4)秋水仙素 DDtt∶Ddtt∶ddtt＝1∶2∶1(5)1/3 1/2学案31 现代生物进化理论考纲要求 1.现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)。2.生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)。一、现代生物进化理论的由来1．拉马克的进化学说(1)内容：用进废退和__________是生物进化的原因。(2)意义：否定了________和________理论。2．达尔文自然选择学说(1)内容：过度繁殖、________、遗传变异和________。(2)意义：科学地解释了________的原因和________________原因。(3)局限性：对________________的本质，没有做出科学的解释。(4)对生物进化的研究局限于________水平。(5)不能解释物种大爆发现象。想一想 生物进化与物种形成是一回事吗？ 二、现代生物进化理论1．种群基因频率的改变(1)(2)________________提供进化的原材料。(3)________决定生物进化的方向：使种群基因频率________改变。2．隔离导致物种形成(1)物种：分布在一定的自然区域，具有一定的__________________，而且在自然状态下能够______________，并能够________________的一群生物个体。(2)隔离(3)物种形成过程：种群小的种群基因频率改变新物种3．共同进化与生物多样性的形成(1)共同进化：________之间、________________之间在相互影响中不断进化和发展。(2)生物多样性的形成动动脑 马和驴的杂交后代骡子是一个物种吗？为什么？ 探究点一 达尔文的自然选择学说自然选择学说的主要内容及评价：中心内容 自然选择主要观点 (1)________：进化的条件；(2)________：进化的外因、动力、手段；(3)________：进化的内因、基础；(4)适者生存：________的结果实例 达尔文对长颈鹿进化过程的解释评价 贡献 (1)论证了生物是不断进化的，并且对________的原因提出了合理的解释；(2)提示了生命现象的______是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的______是进化的结果不足 (1)对________的本质没有做出科学的解释；(2)对进化原因的解释局限于________水平；(3)强调物种形成是____的过程，不能解释__________现象思维拓展1．达尔文进化学说的模型可归结为：2．各环节之间的关系：过度繁殖是自然选择的条件；生存斗争是自然选择的手段、外因、动力；遗传变异是自然选择的内因；适者生存是自然选择的结果。3．生存斗争包括生物与无机环境、生物与生物之间的斗争，生物与生物之间的斗争包括种间斗争和种内斗争。4．自然选择的过程是一个长期、缓慢、连续的过程。由于生存斗争不断进行，因而自然选择也不断进行，通过一代代生存环境的选择作用，生物的变异被定向积累和加强，微小的有利变异得到积累而成为显著的有利变异，从而产生了适应特定环境的生物新类型。探究示例1 下列有关生物进化的论述中，不符合达尔文学说基本观点的有( )A．遗传和变异是自然选择发生作用的基础B．生物的变异是不定向的，自然选择是定向的C．变异经过长期的自然选择和积累，就可能产生出生物的新类型D．环境改变使生物产生定向变异，以适应变化的环境听课记录： 变式训练1 按照达尔文进化论学说，下列叙述哪项是正确的( )A．生活在地下水井中的盲螈，因长期不用眼睛而失去视觉B．食蚁兽的长舌是因为长期舔食树缝中的蚂蚁反复不断伸长所致C．鹿和狼在长期的生存斗争中相互进行选择，结果发展了自己的特征D．春小麦连年冬种可以变成冬小麦，这是环境影响的结果探究点二 现代生物进化理论的主要内容1．现代生物进化论的主要内容有哪些？ 2．识图、总结种群、物种特点及区分依据： 思维拓展1．生物进化与物种形成的关系。(1)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，不论变化大小，都属于进化的范围；基因频率未改变，则未进化。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。(2)联系：生物发生进化，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。2．隔离在物种形成中的作用：隔离是物种形成的必要条件，包括地理隔离和生殖隔离。其实质是阻止生物之间的基因交流。仅有地理隔离不能产生新的物种，生殖隔离才是物种形成的关键。3．物种形成的两种方式(1)渐变式：经过长期的历史年代逐渐形成。(2)骤变式：在很短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。4．生物多样性的三个层次是密切联系的：基因多样性是形成物种和生态系统多样性的基础，反过来物种和生态系统多样性又影响基因多样性。5．变异与环境的关系变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不是影响变异的因素，不要夸大其作用，通过环境的选择将生物个体中产生的不定向的有利变异选择出来，其余变异遭到淘汰。例如喷洒杀虫剂只是将抗药性强的个体选择出来，而不是使害虫产生抗药性。探究示例2 (2010·山东理综，2)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听课记录： 变式训练2 (2009·江苏卷，20)下图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是( )A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种探究点三 基因频率和基因型频率1．基因频率、基因型频率概念的理解？ 2．遗传平衡定律公式的应用：思维拓展1．在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡。这5个条件是：①种群大；②种群中个体间的交配是随机的；③没有突变发生；④没有新基因加入；⑤没有自然选择。2．遵循遗传平衡条件下的基因频率与基因型频率关系：某基因的频率＝3．种群中基因频率的计算(一对等位基因)(1)已知基因型个数，求基因频率某基因频率＝(纯合子个数×2＋杂合子个数)÷(总个数×2)(2)已知基因型频率，求基因频率一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率探究示例3 (2010·淮安质检)某小岛上原有果蝇20 000只，其中基因型VV、Vv和vv的果蝇分别占15%、55%和30%。若此时从岛外入侵了2 000只基因型为VV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1中V的基因频率约是( )A．43% B．48% C．52% D．57%听课记录： 变式训练3 (2011·南京模拟)如果在一个种群中，AA占25%，Aa占50%，aa占25%。如果因为环境的变化，每年aa的个体减少20%，AA和Aa的个体分别增加20%，一年后，aa的个体在种群中的比例为( )A．23.7% B．20% C．18.2% D．15.6%题组一 生物进化1．(2011·广东卷，25)最近，可以抵抗多数抗生素的“超级细菌”引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因NDM 1，该基因编码金属β－内酰胺酶，此菌耐药性产生的原因是(多选)( )A．定向突变B．抗生素滥用C．金属β－内酰胺酶使许多抗菌药物失活D．通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因2．现代生物进化理论对达尔文自然选择学说进行了修改，下列哪项是修改内容(多选)( )A．进化的基本单位是种群，而不是生物个体B．自然选择是通过生物存在过度繁殖而导致生存斗争来实现的C．基因频率的改变是生物进化的实质D．突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程中的基本环节3．下列关于生物进化的叙述错误的是( )A．基因突变是基因库变迁的内因B．隔离的种群之间各自独立进化C．物种形成意味着生物能够以新的方式利用环境条件D．一个物种的形成或灭绝，不会影响到其他物种的进化4．(2011·海南卷，20)某地区共同生活着具有捕食关系的甲、乙两种动物，两者的个体数长期保持稳定。下列叙述正确的是( )A．乙物种的灭绝必然导致甲物种的灭绝，反之亦然B．在长期进化中，甲、乙两物种必然互为选择因素C．甲物种基因的突变必然导致乙物种基因的突变，反之亦然D．甲、乙个体数的长期稳定说明两个种群的基因频率没有改变5．(2011·苏锡常镇调研)下图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是( )A．a表示基因突变，是生物进化的原材料B．b表示地理隔离，新物种形成一定需要地理隔离C．c表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化D．d表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志题组二 种群中的基因频率6．下列哪项对种群的基因频率没有影响( )A．随机交配 B．自然选择 C．基因突变 D．染色体变异7．某社区全部人口刚好男女各400人，居委会进行红绿色盲普查，发现女性中有10人患色盲，12名未生育女性是红绿色盲基因携带者，18名色觉正常妇女的儿子患色盲，男性中共有22人不能区分红色和绿色。那么，这个群体中红绿色盲的基因频率为( )A．7.5% B．6%C．约5.6% D．约8.1%8．(2010·南京调研)如图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况，下列说法正确的是(多选)( )A．Q点表示环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境B．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%C．该种群中杂合子的比例会越来越高，逐渐取代纯合子D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变9．(2011·泰州月考)在调查某小麦种群时发现T(抗锈病)对t(易感染)为显性，在自然情况下该小麦种群可以自由交配，据统计其基因型频率TT为20%，Tt为60%，tt为20%，后来该小麦种群突然大面积感染锈病，致使易感染小麦在开花之前全部死亡。计算该小麦在感染锈病之前与感染之后基因T的频率分别是多少( )A．50%和50% B．50%和62.5%C．62.5%和50% D．50%和100%题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9答 案题组三 应用提升10．回答下列有关生物进化的问题：图1(1)图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化中的基本环节，X、Y分别是________、________。(2)该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为________，这是生物进化的________。(3)小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为该岛上蜥蜴的________。(4)小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状，W代表蜥蜴脚趾的分趾基因；w代表联趾(趾间有蹼)基因。图2表示这两种性状比例变化的过程。图2①由于蜥蜴过度繁殖，导致________加剧。②小岛上食物短缺，联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升，其原因可能是________________________________________________________________________________________。③图2所示的过程说明，自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化，其本质是因为蜥蜴群体内的________________发生了改变。11．(2011·上海卷，八)回答下列有关生物进化和生物多样性的问题。(1)现代综合进化理论认为生物进化的基本单位是________。材料一 某种蛾易被蝙蝠捕食，千百万年之后，此种蛾中的一部分当感受到蝙蝠的超声波时，便会运用复杂的飞行模式，逃脱危险，其身体也发生了一些其他改变。当人工使变化后的蛾与祖先蛾交配后，产出的受精卵不具有生命力。材料二 蛙是幼体生活于水中，成体可生活于水中或陆地的动物。由于剧烈的地质变化，使某种蛙生活的水体分开，蛙被隔离为两个种群。千百万年之后，这两个种群不能自然交配。依据以上材料，回答下列问题。(2)这两则材料中发生的相似事件是________。A．适应辐射 B．地理隔离C．生存竞争 D．生殖隔离(3)在材料一中，蛾复杂飞行模式的形成是__________________的结果。(4)在材料二中，若发生剧烈地质变化后，其中一个蛙种群生活的水体逐渐干涸，种群中个体数减少，导致该种群的________________变小。下表为V基因在种群A和B中的基因型个体数。基因型 A种群(个) B种群(个)VaVb 200 0VaVa 50 120VbVc 100 200VcVc 150 50VaVc 100 80(5)计算Va在A种群中的频率________。(6)就V基因而言，比较A种群和B种群的遗传多样性，并利用表中数据陈述判断依据________________________________________________________________________________________________________________________________________________。学案31 现代生物进化理论课前准备区一、1.(1)获得性遗传 (2)神创论 物种不变2．(1)生存斗争 适者生存 (2)生物进化 生物多样性的形成 (3)遗传和变异 (4)个体想一想 不是一回事。进化的实质是种群基因频率发生改变，物种形成的实质是种群基因库差异到一定程度而产生了生殖隔离。生物进化不一定产生新物种，新物种形成一定发生了生物进化。二、1.(1)种群 同种生物 全部个体 全部等位基因数 突变和基因重组 自然选择 (2)突变和基因重组(3)自然选择 定向 2.(1)形态结构和生理功能 相互交配和繁殖 产生出可育后代 (2)自由交流 3.(1)不同物种 生物与无机环境 (2)基因 物种 生态系统 共同进化动动脑 不是。因为骡子是不育的。课堂活动区探究点一过度繁殖 生存斗争 遗传变异 自然选择 生物进化统一性 多样性 遗传变异 个体 渐变 物种大爆发探究示例1 D [自然选择学说是达尔文创立的以自然选择为中心的生物进化学说。该学说正确解释了生物进化的原因。该学说认为遗传和变异是生物进化的内因，变异是不定向的，为进化提供原材料；通过自然选择，不利的变异被淘汰，有利的变异被保存，并通过遗传积累起来，然后产生生物的新类型。故A、B、C三项符合达尔文学说的基本观点，而D项是拉马克进化学说的观点。]变式训练1 C [在生物进化的过程中，环境的确起着重要的选择作用。但拉马克学说过分强调了环境的作用。A、B、D中这些结论的得出是遵循了这样的推理：环境改变→生物性状(蛋白质)改变→改变的性状可以遗传(导致DNA的改变)→代代逐渐积累形成新物种。但这种后代(环境改变)获得性性状得不到现代遗传学“中心法则”的证实，因为遗传信息不可能由于蛋白质改变而发生改变。故A、B、D三选项错误。]探究点二1．(1)种群是生物进化的基本单位。(2)突变和基因重组产生进化的原材料。(3)自然选择决定生物进化的方向。(4)隔离导致物种形成。(5)共同进化导致生物多样性的形成。2．(1)物种是自然状态下能够交配并产生可育后代的一群生物，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。(2)种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”，不同种群间有地理隔离；物种“大”，不同物种间有生殖隔离。(3)判断生物是不是同一物种。依据是是否出现生殖隔离，即能否自由交配并产生可育后代，若出现生殖隔离，不能自由交配产生可育后代，则说明不是同一物种。探究示例2 D [新物种的形成一定要经过生殖隔离；现代生物进化理论从分子水平上解释了生物进化的实质是种群基因频率的改变；生物进化的方向是由自然选择决定的，而不是由基因突变产生的有利变异所决定的；通过自然选择，具有不利变异的个体被淘汰，具有有利变异的个体被保存下来，使基因频率发生定向改变。]变式训练2 B [图示是物种形成的常见模式：经过长期的地理隔离而达到生殖隔离。a通过地理隔离形成两个种群a1和a2，又分别演化出b、c、d三个种群，b、d虽然有地理隔离，但是不一定形成了生殖隔离，故A错误；由于d是由a1演变而来，c是由a2演变而来，c与d之间可能存在生殖隔离，故B正确；即使a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但由于b和d两个种群之间有地理隔离，可能形成了生殖隔离，故二者可能属于不同的物种，故C错误；同理，即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d之间不存在生殖隔离，它们仍是同一物种，故D错误。]探究点三1．基因频率：是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比率。基因频率＝×100%基因型频率：是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比率。基因型频率＝×100%2．a Aa aa探究示例3 B [20 000只果蝇中，基因型VV有20 000×15%＝3 000只，Vv有20 000×55%＝11 000只，vv有20 000×30%＝6 000只。从岛外入侵2 000只基因型为VV的果蝇后，三种基因型的果蝇所占比例发生变化：VV占5 000/22 000＝5/22，Vv占11 000/22 000＝1/2，vv占6 000/22 000＝3/11。F1中V的基因频率是5/22＋1/2×1/2≈48%。]变式训练3 C [由题知，种群中aa占25%，每年aa的个体减少20%，一年后aa为25%×80%＝20%，AA和Aa的个体分别增加20%，一年后为75%×120%＝90%，所以一年后aa的个体在种群中的比例为20%÷(20%＋90%)≈18.2%。]构建知识网络①拉马克用进废退学说 ②遗传变异 ③生存斗争④种群 ⑤突变和基因重组 ⑥自然选择 ⑦隔离⑧基因频率课后练习区1．BC [基因突变具有不定向性，A项错误；滥用抗生素时，抗生素对细菌进行自然选择，导致超强耐药性基因NDM 1在该细菌中逐代积累，可产生耐药性，B项正确；超强耐药性基因编码的金属β－内酰胺酶水解β－内酰胺类抗菌药物，可使细菌产生耐药性，C项正确；细菌没有染色体，所以D项错误。]2．ACD [现代生物进化理论与达尔文进化论的共同点是能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性，均以可遗传变异作为进化材料，并由自然选择决定进化方向。不同点：①达尔文的进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的机理，而现代生物进化理论克服了这一缺点。②达尔文的进化论着重研究生物个体的进化，而现代生物进化理论强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。③达尔文的进化论中，自然选择来自过度繁殖和生存斗争；而现代生物进化理论中，则将选择归结于不同基因型有差异的延续，没有生存斗争，自然选择也在进行。]方法规律 现代生物进化理论与达尔文进化论的比较(1)共同点：都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性。(2)不同点：①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，而现代生物进化理论克服了这个缺点。②达尔文的进化论研究生物个体的进化，而现代生物进化论则强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。③现代生物进化理论认为生物进化的实质——基因频率的改变，从分子水平上阐述，而自然选择学说从性状水平解释进化。④现代生物进化理论强调隔离在物种形成中的作用。3．D [每种生物在生物圈或生态系统中都有自己的生态学功能，增加或减少都会影响其他的生物。基因突变会使基因库发生变化，是基因库变化的内因；隔离的种群生活在不同的环境中，受不同环境的影响，独立进化；物种形成意味着产生了生殖隔离，即种群的基因库发生改变，而这种改变所表现出的性状能让生物更好地适应环境。]4．B [由题意知，甲、乙两种动物存在捕食关系，若捕食者仅有一种食物来源，则被捕食者灭绝，捕食者也会因缺少食物而灭绝；若捕食者有多种食物来源，则其中一种被捕食者灭绝不会导致捕食者灭绝；若捕食者灭绝，则被捕食者在一段时间内数量会增加，达到一定数量后会减少，最终在一定数量上维持平衡。在长期进化中，二者相互选择，可使基因频率发生定向改变，共同进化。两种群的基因突变是由环境影响产生的，两种群之间互不影响。基因突变产生新的等位基因，可能使种群的基因频率发生改变，种群数量保持稳定不能说明基因频率未发生改变。]拓展提升 自然选择的对象：直接对象是生物的变异性状(表现型)；间接对象是相关的基因型；根本对象是与变异性状相对应的基因。自然选择的实质是环境对变异所对应基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。5．C [a表示突变(基因突变和染色体变异)和基因重组；d表示地理隔离，但新物种的形成不一定必须经过地理隔离；c是新物种的形成，新物种的形成是生物与环境共同进化的结果。]6．A [自然选择使种群基因频率发生定向改变；基因突变变成它的等位基因；由于基因位于染色体上，染色体变异时，基因频率也会随之发生改变。]7．B [由于红绿色盲是伴X染色体遗传病，Y染色体没有红绿色盲基因的位点，所以红绿色盲相关的基因总数是400×2＋400＝1 200，Xb＝10×2＋12×1＋18×1＋22×1＝72(18名色觉正常妇女的儿子患色盲，这18名正常妇女的基因型是XBXb,22个男性是红绿色盲，其基因型是XbY)，所以红绿色盲的基因频率(Xb)＝72/1 200＝6%。]拓展提升 伴性遗传(如色盲)中基因频率的计算由于色盲基因及其等位基因只存在于X染色体上，Y染色体上没有，因此，色盲基因频率＝×100%8．ABD [某个基因出现的频率越高，说明该基因控制的性状对环境有较强的适应性。A和a的基因频率之和为1，P点时两曲线相交，表示两者的频率相等，所以此时A和a的基因频率均为50%。在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。虽然A的基因频率逐渐增大，但AA、Aa中并非Aa的生存能力更强，因此不一定会出现“该种群中杂合子的比例会越来越高，逐渐取代纯合子”的现象。]9．B [由种群中TT为20%、Tt为60%、tt为20%，计算得T的基因频率是20%＋1/2×60%＝50%。感染锈病之后tt全部死亡，种群中TT为1/4(25%)、Tt为3/4(75%)，则T的基因频率为25%＋37.5%＝62.5%。]10．(1)突变和基因重组 自然选择 (2)种群 基本单位(3)基因库 (4)①生存斗争(种内斗争) ②联趾型个体趾间有蹼，适合于游泳，可以从水中获取食物。因此，在岛上食物短缺时，联趾个体的生存和繁殖机会较多(合理即可) ③基因频率解析 (1)生物进化的基本环节是突变和基因重组、自然选择和隔离。(2)生活在同一地点的同种生物的所有个体称为种群，它是生物进化的基本单位。(3)一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库。(4)生物进化过程中存在着因过度繁殖而出现的生存斗争现象，在生存斗争中适者生存。所以联趾蜥蜴适于游泳，更易获得食物，出现个体比例上升的现象。生物进化的实质是种群基因频率的改变。11．(1)种群 (2)D (3)自然选择/适者生存(4)基因库 (5)33% (6)A种群的遗传多样性高于B种群；因为A种群的基因型为5种，B种群为4种(或A种群基因型多于B种群)解析 生物进化的基本单位是种群，材料一中产生的受精卵不具有生命力，材料二中两个种群不能自然交配，它们均产生了生殖隔离。蛾复杂飞行模式的形成是长期自然选择的结果。种群个体的死亡意味着种群基因的丢失，使种群的基因库变小。Va在A种群中的基因频率为＝≈33%。据表分析，A种群的遗传多样性高于B种群，因为A种群的基因型为5种，B种群为4种。学案28 染色体变异考纲要求 1.染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)。2.低温诱导染色体加倍(实验)。一、染色体结构变异1．类型2．结果：使排列在染色体上的基因的____或________发生改变，从而引起性状的变异。想一想 四分体时期，非姐妹染色单体之间的交叉互换引起的变异属于染色体易位变异吗？ 二、染色体数目变异1．染色体组：细胞中的一组____________，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。2．二倍体：由受精卵发育而来，________内含有两个染色体组的个体。3．多倍体(1)概念：由受精卵发育而来，体细胞内含有________________染色体组的个体。(2)特点：植株茎秆粗壮，________________都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量相对高。(3)人工诱导多倍体①方法：用________处理萌发的种子或幼苗。②原理：秋水仙素能够抑制________形成，导致染色体不分离，引起细胞内________加倍。知道吗 人工诱导多倍体为什么要强调“处理萌发的种子或幼苗”？ 4．单倍体(1)概念：由配子发育而来的个体，体细胞中含有__________染色体数目的个体。(2)特点：植株矮小，而且________。(3)单倍体育种①过程：花药__________正常生殖的纯合子新品种②优点：________________。思考 判断某个体是否为单倍体的依据是什么？ 探究点一 染色体结构的变异根据图像回答问题：1．判断上述4幅图解分别表示染色体结构变异的哪种类型？ 2．结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的______或________发生改变，而导致性状的变异。思维拓展 染色体结构变异与基因突变的区别(1)变异范围不同：①基因突变是在DNA分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基的改变，这种变化在光学显微镜下观察不到。②染色体结构的变异是在染色体水平上的变异，涉及到染色体的某一片段的改变，这一片段可能含有若干个基因，这种变化在光学显微镜下可观察到。(2)变异的方式不同：基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失或替换三种类型；染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。它们的区别可用下图表示：(3)变异的结果不同：①基因突变引起基因结构的改变，基因数目未变，生物的性状不一定改变。②染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而可能导致生物的性状发生改变。探究示例1 (2011·扬州月考)下列变异中，属于染色体结构变异的是( )A．染色体中DNA的一个碱基对缺失B．同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换C．果蝇第Ⅱ号染色体上的片段与第Ⅲ号染色体上的片段发生交叉互换D．将人类的胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子拼接，利用细菌发酵生产人类胰岛素听课记录： 探究点二 染色体数目的变异1．观察雌雄果蝇体细胞的染色体图解，探讨以下问题：(1)染色体组的概念是什么？(2)就雄果蝇来说，共有________个染色体组，其中一组包括________，另一组包括________。而其产生的精子中只含有________组染色体，为__________________，包括________条染色体。2．填空完成单倍体、二倍体和多倍体的比较：项目 单倍体 二倍体 多倍体概念 体细胞中含有本物种____染色体数目的个体 由受精卵发育而来，体细胞中含有____个染色体组的个体 由受精卵发育而来，体细胞中含有____个或____个以上染色体组的个体实例 蜜蜂的雄蜂 人、果蝇、玉米 香蕉、马铃薯发育起点 ____ ______ 受精卵或合子人工诱导方法 花药离体培养 无 ________处理萌发的种子或者幼苗；____处理植物分生组织细胞植株特点 植株____，高度____ 正常 植株____，叶片、果实、种子较大，营养物质含量____思维拓展1．关于单倍体(1)由配子形成的个体，不论含有几个染色体组，都称为单倍体。单倍体是生物个体，而不是配子，所以精子、卵细胞、花粉属于配子，但不是单倍体。(2)一倍体一定是单倍体，单倍体不一定是一倍体。2．关于染色体组(1)一个染色体组中不含同源染色体；(2)一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同；(3)一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因(即所有非同源染色体)。探究示例2 (2011·泰州质检)下列关于染色体组的叙述正确的是( )①一个体细胞中任意两个染色体组之间的染色体形态、数目一定相同 ②一个染色体组携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息 ③一个染色体组中各个染色体的形态和功能各不相同，互称为非同源染色体 ④体细胞含有奇数个染色体组的个体，一般不能产生正常可育的配子A．②③ B．①②③④C．③④ D．②③④听课记录： 题组一 染色体变异的概念及类型1．有丝分裂间期由于某种原因DNA复制中途停止，使一条染色体上的DNA分子缺少若干基因，这属于( )A．基因突变 B．染色体变异C．基因重组 D．基因的自由组合2．图示细胞中含有的染色体组数目分别是( )A．5个、4个 B．10个、8个C．5个、2个 D．2.5个、2个3．(2011·长沙质检)现代生物进化理论认为，突变和基因重组能产生生物进化的原材料，下列哪种变异现象不属于此类突变的范畴( )A．黄色黄色、绿色 B．红眼果蝇中出现了白眼C．猫叫综合征 D．无子西瓜4．(2010·鞍山一中三模)关于变异对基因数量和基因在染色体上的排列顺序的影响，叙述不正确的是(多选)( )A．大部分染色体结构变异都将改变基因数量或基因在染色体上的排列顺序B．染色体数目变异也改变基因数量和基因在染色体上的排列顺序C．基因重组不改变基因数量，但改变基因在染色体上的排列顺序D．基因突变改变基因数量，但不改变基因在染色体上的排列顺序5．某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于( )A．三倍体、染色体片段增加、个别染色体数目变异、染色体片段缺失B．三倍体、染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加C．个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失D．染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体6．(2011·海南卷，19)关于植物染色体变异的叙述，正确的是( )A．染色体组整倍性发生必然导致基因种类的增加B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化题组二 单倍体和多倍体7．(2011·南京模拟)单倍体生物的体细胞中染色体数应是( )A．只含一条染色体B．只含一个染色体组C．染色体数是单数D．含本物种配子的染色体数8．(2011·无锡模拟)下列有关单倍体的叙述中，不正确的是(多选)( )A．未经受精的卵细胞发育成的个体，一定是单倍体B．细胞内有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体C．由生物的雄配子发育成的个体一定都是单倍体D．基因型是aaaBBBCcc的植物一定是单倍体9．下图是四种生物的体细胞示意图，A、B图中的每一个字母代表细胞的染色体上的基因，C、D图代表细胞的染色体情况，那么最可能属于多倍体的细胞是( )10．下列说法正确的是( )A．生物的精子或卵细胞一定都是单倍体B．体细胞中含有3个或3个以上染色体组的必定是多倍体C．六倍体小麦花粉离体培育成的个体是三倍体D．八倍体小黑麦花粉离体培育成的个体是含有4个染色体组的单倍体题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答 案题组三 应用提升11．如图所示(A、B、C、D)是各细胞中所含的染色体的示意图，据图回答下列问题。(1)图中可表示二倍体生物体细胞的是________；可表示三倍体生物体细胞的是________；可表示单倍体生物体细胞的是________；肯定表示单倍体生物体细胞的是________。(2)若A、B、D分别表示由受精卵发育而成的生物体的体细胞，则A、B、D所代表的生物体分别为________________________(填写几倍体)。(3)若A、B、D分别表示由未受精的卵细胞发育而成的生物体细胞，则A、B、D所代表的生物体分别为________________________(填写几倍体)。(4)每个染色体组中含有2条染色体的细胞是______。(5)C细胞中同源染色体的数目是________。(6)若图D表示一个含4条染色体的性生殖细胞，它是由________倍体个体的性原细胞经________后产生的。该生物的体细胞中每个染色体组含________条染色体。12．用2%秋水仙素处理植物分生组织，能够诱导细胞内染色体数目的加倍，形成多倍体植物细胞。那么，用一定时间的低温(4℃)处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体数目的加倍，形成多倍体植物细胞呢？请就“低温对细胞内染色体数目的影响是否与秋水仙素作用相同”这个假设进行实验探究：材料器具：长出根的洋葱(2n＝16)若干，小烧杯或培养皿若干、清水、冰箱、2%的秋水仙素。(1)探究时，你所做的假设是：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)根据你的假设，写出实验步骤：①________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验结果预测与结论：①________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。学案28 染色体变异课前准备区一、某一片段缺失 增加某一片段 位置颠倒 另一条非同源染色体 2.数目 排列顺序想一想 不属于。因为在减数分裂四分体时期，同源染色体中非姐妹染色单体之间相应部分的交叉互换属于基因重组。所以在理解染色体结构变异易位时一定要注意是发生在非同源染色体之间片段的移接。二、1.非同源染色体 2.体细胞 3.(1)三个或三个以上 (2)叶片、果实、种子 (3)①秋水仙素 ②纺锤体 染色体知道吗 萌发的种子或幼苗是植物体分生组织的部位，或者说是细胞有丝分裂旺盛的部位，通过秋水仙素处理后，才能使植物体产生的新细胞染色体数目加倍，从而形成多倍体。4．(1)本物种配子 (2)高度不育 (3)①单倍体植株②明显缩短育种年限思考 判断某个体是否为单倍体的依据为个体发育的起点，而不是其体细胞中所含的染色体组的数目。课堂活动区探究点一1．①缺失 ②倒位 ③重复 ④易位2．基因数目 排列顺序探究示例1 C [本题考查对染色体结构变异的理解。A项中的一个碱基对缺失属于基因突变；B项的交叉互换是基因重组的一种形式；C项的交叉互换发生在非同源染色体之间，属于染色体结构的变异；D项是通过基因工程来实现的，其实质是不同种生物的基因组合在一起，属于基因重组。]探究点二1．(1)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，这样的一组染色体叫做一个染色体组。(2)两 X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 一 X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 42．配子 两 三 三 配子 受精卵 秋水仙素 低温 弱小 不育 粗大 高探究示例2 D [本题考查对染色体组概念的理解。染色体组是指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长生发育、遗传和变异的全部信息。若某个体的体细胞含有奇数个染色体组，则该细胞在减数分裂过程中，染色体联会发生紊乱，不能形成正常可育的配子。]构建知识网络结构 数目 缺失 重复 染色体组 单倍体课后练习区1．B [涉及多个基因的缺少，应属于染色体片段缺失变异，而非发生个别碱基对变化的基因突变。]2．A [由甲图可知，染色体数目为10条，形态为2种，据公式染色体组的数目＝，故图甲的染色体组数为5。由图乙可知其基因型为AAaaBBbb，据染色体组数为控制同一性状的相同基因或等位基因出现的次数，故染色体组数为4。]知识链接 染色体组数量的判断方法(1)据细胞分裂图像进行识别判断以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目图示中的染色体组数。如下图所示：①减数第一次分裂前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有2个染色体组。②减数第一次分裂末期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有1个染色体组。③减数第一次分裂后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有2个染色体组。④有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有4个染色体组。(2)据染色体形态判断细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有3条、b中两两相同、c中各不相同，则可判定它们分别含3个、2个、1个染色体组。(3)据基因型判断控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组——每个染色体组内不含等位基因或相同基因，如图所示：(d～g中依次含4、2、3、1个染色体组)(4)据染色体数/形态数的比值判断染色体数/形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。如果蝇该比值为8条/4种形态＝2，则果蝇含2个染色体组。3．A [“突变和基因重组为生物进化提供原材料”中的突变是广义的突变，包括基因突变和染色体变异，B属基因突变，C、D属染色体变异。A中绿色的出现属隐性基因的纯合，不属于突变。]4．BCD [染色体片段的缺失、重复、易位、倒位都会引起染色体结构变异，这些变化都会使排列在染色体上的基因数量或基因在染色体上的排列顺序发生改变，A项正确；染色体数目变异是指染色体数目的变化，基因重组和基因突变二者都不改变基因数量，也不改变基因在染色体上的排列顺序，B、C、D错误。]5．C [第一个图三对同源染色体，有两对是两条染色体，一对是三条染色体，说明是个别染色体数目变异。第二个图一条染色体多一部分4，属于重复。第三个图同源染色体均为三个，染色体组成倍地增加为三倍体。第四个图一条染色体缺少一部分3、4，所以属于缺失。]6．D [染色体组整倍性变化会使基因整倍性变化，但基因种类不会改变；染色体组非整倍性变化也会使基因非整倍性增加或减少，但基因种类不一定会改变；染色体片段的缺失和重复会导致基因的缺失和重复，缺失可导致基因种类减少，但重复只导致基因重复，种类不变；染色体片段的倒位和易位会导致其上的基因顺序颠倒。]7．D [如果是多倍体，其单倍体生物体细胞应含有不止一个染色体组，因此染色体奇、偶数不能作为判断的依据。]8．BD [由配子发育成的个体一定是单倍体。细胞内含有两个染色体组的生物可能是单倍体，也可能是二倍体。D中该基因型植物也可能是三倍体。]拓展提升 单倍体、二倍体和多倍体的确定方法(1)由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体。(2)由配子直接发育来的个体，不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体。提醒 单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代。9．D [一般情况下，细胞中具有同一形态的染色体有几条，或控制某一相对性状的基因有几个，则表示细胞含有几个染色体组，如图A、B、C、D中一般可认为分别具有4个、1个、2个、4个染色体组。但有丝分裂过程的前期和中期，每条染色体上含有两条姐妹染色单体，而每条染色单体上含有相同的基因，则一对同源染色体则能具有相应的4个基因，如图A。故最可能属于多倍体的细胞是图D所示的细胞。]10．D [单倍体是对生物个体的描述，不是对细胞而言，A项错误；判断某个体是几倍体应首先判断发育的来源，若某个体由生殖细胞发育而来，则一定是单倍体，与细胞中染色体组的数量无关，所以B项错误；C项中得到的个体是单倍体；D项符合上述判断单倍体的条件。]11．(1)A B A、B、C、D C(2)二倍体、三倍体、四倍体(3)单倍体、单倍体、单倍体(4)B (5)0 (6)八 减数分裂 112．(1)低温同秋水仙素一样可以诱导细胞内染色体数目的加倍(或低温不能像秋水仙素那样诱导细胞内染体数目的加倍)(2)①取三个培养皿洗净并编号 ②将生长状况大体相同的三个洋葱根尖分别放入三个编号的培养皿中，一份放在室温下培养，一份放在2%秋水仙素溶液中室温下培养，一份放在4℃冰箱中培养，三者培养的时间相同 ③制作洋葱根尖临时装片，在光学显微镜下观察染色体数目的变化(3)①若低温条件下培养的洋葱根尖分生区细胞染色体数目与室温下培养的洋葱根尖分生区细胞染色体数目一致，说明低温下不能使细胞内染色体数目加倍，假设不成立(或假设成立) ②若与2%秋水仙素溶液处理的染色体数目一致，说明低温能使细胞内染色体数目加倍，假设成立(或假设不成立)第七单元 生物变异、育种和进化学案27 基因突变和基因重组考纲要求 1.基因重组及其意义(Ⅱ)。2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。一、基因突变1．实例：镰刀型细胞贫血症判一判 能否用显微镜检测出21三体综合征和镰刀型细胞贫血症？请说明原因。 2．概念：DNA分子中发生碱基对的______、增添或____________，而引起的________的改变。3．原因4．发生时间：______时。5．特点：(1)普遍性：在生物界中普遍存在。(2)随机性和________：发生于个体发育的________，且可能产生一个以上的等位基因。(3)________：自然状态下，突变频率很低。(4)____________：一般是有害的，少数有利。6．意义：基因突变是________产生的途径，是________的根本来源，是________的原始材料。二、基因重组1．概念：在生物体进行________过程中，控制不同性状的基因________。2．类型：(1)自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的____________也自由组合。(2)交叉互换型：减数分裂四分体时期，基因随着________________的交叉互换而发生重组。3．意义：(1)形成__________________的重要原因之一。(2)是________的来源之一，对____________也具有重要意义。想一想 “一母生九子，九子各不同”，兄弟姐妹间变异的主要原因是什么？ 名师点拨 ①基因重组的范围——有性生殖生物。但不能说“一定”是有性生殖生物，因为还包括“外源基因导入”这种情况。②基因突变能产生新基因，是生物变异的根本来源；基因重组能产生新基因型，是生物变异的重要来源，两者都为进化提供原材料。探究点一 基因突变的概念及发生机制1．完成基因突变的概念图解2．完成基因突变的分子机制图解思维拓展1．基因突变可发生在生物个体发育的任何时间，但对于细胞分裂过程来说，一般发生在细胞分裂(无丝分裂、有丝分裂、减数分裂、原核生物的二分裂)的DNA分子复制的过程中。同样，病毒DNA复制时均可突变。2．基因突变引起基因“质”的改变，产生原基因的等位基因，改变了基因的表现形式，但并未改变染色体上基因的数量和位置。基因突变是生物变异的根本来源。3．以RNA为遗传物质的生物，其RNA上核糖核苷酸序列发生变化，也称为基因突变，且RNA为单链结构，在传递过程中更易发生突变。探究示例1 (2010·福建理综，5)下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( )A．①处插入碱基对G－CB．②处碱基对A－T替换为G－CC．③处缺失碱基对A－TD．④处碱基对G－C替换为A－T听课记录： 变式训练1 下面关于基因突变的叙述中，正确的是( )A．亲代的突变基因一定能传递给子代B．子代获得突变基因一定能改变性状C．突变基因一定由物理、化学或生物因素诱发D．突变基因一定有基因结构上的改变探究点二 基因突变的影响1．完成下列表格：分类 原因 示例对性状的影响 改变性状 间接引起______改变 aa→Aa不改变性状 改变前后控制的密码子对应______(相同、不同)氨基酸 GCA→GCC丙氨酸 丙氨酸发生______(显性、隐性)突变 DD→Dd发生在非________的DNA片段或内含子上对后代的影响 不影响 发生在体细胞的______分裂过程中，不传递给后代影响 发生在体细胞，通过______生殖方式传递给后代 扦插、______等发生在原始生殖细胞______分裂过程中，通过______生殖方式传递给后代2.基因突变的多害少利基因突变可能破坏生物体与现有环境的________关系，所以一般是有害的；但有________基因突变也可能使生物产生新的性状，适应改变的环境，获得新的生存空间。提醒 ①基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状，若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。②有些基因突变既无害也无利。思维拓展1．基因突变是染色体上某一位点的基因发生改变，在光学显微镜下观察不到。2.探究示例2 (2010·厦门模拟)基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法中，正确的是( )A．无论是低等还是高等生物都可能发生突变B．生物在个体发育的特定时期才可发生突变C．突变只能定向形成新的等位基因D．突变对生物的生存往往是有利的听课记录： 变式训练2 (2010·江苏卷，6)育种专家在稻田中发现了一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是( )A．这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B．该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D．将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系探究点三 基因重组全面深刻理解基因重组，完成下表填空：重组类型 自然状态下的基因重组 人工参与导致的基因重组同源染色体上________________间的重组 非同源染色体上__________间的重组 基因工程 肺炎双球菌的转化发生时间 减数第一次分裂________时期 减数第一次分裂____ 体外目的基因与运载体重组和导入细胞内与细胞内基因重组 体内、体外转化实验发生机制 同源染色体非姐妹染色单体之间________导致染色单体上的基因重新组合 同源染色体分开，等位基因分离，____________________，导致非同源染色体上__________间重组 目的基因经______导入受体细胞，导致受体细胞中基因____ ____细菌的DNA与______细菌的DNA重组图像示意思维拓展1．原核细胞只能进行二分裂不能进行减数分裂，原核生物不进行有性生殖，不能发生基因重组。2．自然状态下的基因重组只发生在减数第一次分裂，受精作用不导致基因重组。探究示例3 下列关于基因重组的说法不正确的是( )A．生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合属于基因重组B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，导致基因重组C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能变式训练3 以下有关基因重组的叙述，错误的是( )A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组B．非姐妹染色单体的交换可引起基因重组C．纯合体自交因基因重组导致子代性状分离D．同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关题组一 基因突变1．(2011·淮安质检)如果细菌控制产生某种“毒蛋白”的基因发生了突变，突变造成的结果使其决定的蛋白质的部分氨基酸变化如下：基因突变前：甘氨酸 谷氨酸 丙氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸基因突变后：甘氨酸 谷氨酸 天冬氨酸 亮氨酸 赖氨酸根据上述氨基酸序列确定突变基因DNA分子的改变是( )A．突变基因为一个碱基腺嘌呤替换为鸟嘌呤B．突变基因为一个碱基胞嘧啶替换为胸腺嘧啶C．突变基因为一个碱基鸟嘌呤替换为腺嘌呤D．突变基因为一个碱基的增减2．某婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子中有一个氨基酸发生了改变，导致乳糖酶失活，其根本原因是( )A．缺乏吸收某种氨基酸的能力B．不能摄取足够的乳糖酶C．乳糖酶基因至少有一个碱基对改变了D．乳糖酶基因有一个碱基对缺失了3．如图为高等动物的细胞分裂示意图。图中可能反映的是(多选)( )A．可能发生了基因突变B．发生了非姐妹染色单体间的片段互换C．该细胞为次级卵母细胞D．该细胞可能为次级精母细胞4．(原创题)如图为某种遗传病调查的一个家庭成员的情况，为了进一步确认5号个体致病基因的来源，对其父母进行了DNA分子检测，发现1、2号个体都不携带此致病基因。那么，5号致病基因的来源及其基因型(用B、b表示)最可能是( )A．基因突变，BbB．基因重组，BBC．染色体变异，bbD．基因突变或基因重组，Bb或bb5．下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG。据图分析正确的是( )A．转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基是CAUB．②过程以α链作模板，以脱氧核苷酸为原料，由ATP供能，在有关酶的催化下完成的C．控制血红蛋白的基因中任意一个碱基发生替换都会引起镰刀型细胞贫血症D．人发生此贫血症的根本原因在于血红蛋白中的谷氨酸被缬氨酸取代题组二 基因重组6．下列变异的原理一般认为属于基因重组的是( )A．将转基因的四倍体与正常的二倍体杂交，生产出不育的转基因三倍体鱼苗B．血红蛋白氨基酸排列顺序发生改变，导致某些血红蛋白病C．一对表现型正常的夫妇，生下了一个既白化又色盲的儿子D．高产青霉素的菌株、太空椒等的培育7．(2010·盐城统考)控制不同性状的基因之间进行重新组合，称为基因重组。下列各选项中能够体现基因重组的是( )A．利用人工诱导的方法获得青霉素高产菌株B．利用基因工程手段培育能生产干扰素的大肠杆菌C．在海棠枝条上嫁接苹果的芽，海棠与苹果之间实现基因重组D．用一定浓度的生长素溶液涂抹未受粉的雌蕊柱头，以获得无子番茄8．(2011·宿迁调研)生物体内的基因重组(多选)( )A．能够产生新的基因型B．在生殖过程中都能发生C．是生物变异的根本来源D．在同源染色体之间可发生9．(2011·黄冈模拟)依据基因重组概念的发展判断下列图示过程中没有发生基因重组的是( )题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9答 案题组三 应用提升10．甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7—乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中G－C对转换成 A－T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为________突变。(2)用EMS浸泡种子是为了提高______________，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有__________。(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的__________不变。(4)经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有________、______________________________。(5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为________________________。11．刺毛鼠(2n＝16)背上有硬棘毛，体浅灰色或沙色，张教授在一封闭饲养的刺毛鼠繁殖群中，偶然发现一只无刺雄鼠(浅灰色)，全身无棘毛，并终身保留无刺状态。张教授为了研究无刺小鼠的遗传特性，让这只无刺雄鼠与雌性刺毛鼠交配，结果F1全是刺毛鼠；再让F1刺毛鼠雌雄交配，产出8只无刺小鼠和25只有刺小鼠，其中无刺小鼠全为雄性。(1)张教授初步判断：①该雄鼠无刺的原因是种群中基因突变造成的，而不是营养不良或其他环境因素造成的。②控制无刺性状的基因位于性染色体上。写出张教授作出上述两项判断的理由：判断①的理由____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。判断②的理由____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若该浅灰色无刺雄鼠基因型为BbXaY(基因独立遗传)，为验证基因的自由组合定律，则可用来与该鼠进行交配的个体基因型分别为_____________________________________。(3)若该浅灰色无刺雄鼠的某精原细胞经减数分裂产生了一个BbbXa的精子，则同时产生的另外三个精子的基因型分别为________、Y、Y，这四个精子中染色体数目依次为____________，这些精子与卵细胞结合后，会引起后代发生变异，这种变异属于________。学案27 基因突变和基因重组课前准备区一、1.GAA GUA判一判 能。染色体数目或结构的变化在显微镜下是可以观察到的，而基因突变无法在显微镜下观察，但是由于基因突变导致红细胞形态改变，因而可以通过观察红细胞形态是否发生变化，进而判断是否发生了镰刀型细胞贫血症。2．替换 缺失 基因结构 3.物理 生物 DNA分子复制4．DNA复制 5.(2)不定向性 各个时期 (3)低频性 (4)多害少利性 6.新基因 生物变异 生物进化二、1.有性生殖 重新组合 2.(1)非等位基因 (2)非姐妹染色单体 3.(1)生物多样性 (2)生物变异 生物的进化想一想 兄弟姐妹间变异的主要原因是基因重组。课堂活动区探究点一1．增添 替换 缺失 基因结构 2.物理 化学 生物 遗传信息 等位探究示例1 B [基因突变未导致氨基酸数目发生变化，说明发生的是碱基对替换。赖氨酸变为谷氨酸，赖氨酸的密码子为AAA、AAG，谷氨酸的密码子为GAA、GAG，可见是密码子第一个碱基A变为G，基因中是②处的A—T变为G—C。]变式训练1 D [基因突变若发生在体细胞中则一般不传递给子代。由于不同密码子可能决定相同氨基酸，所以子代获得突变基因不一定能改变性状。基因突变可以自发产生，也可以诱发产生。基因突变是由于DNA分子中碱基对发生替换、增添或缺失，所以一定有基因结构上的改变。]探究点二1．密码子 相同 隐性 遗传效应 有丝 无性 嫁接 减数 有性 2.协调 少数探究示例2 A [基因突变可发生于所有生物、个体发育的所有时期、所有细胞，并且突变具有不定向性，大多是有害变异。]变式训练2 B [这种变异既可能是显性突变，也可能是隐性突变，A项错误；若是显性突变，则该个体是杂合子；若是隐性突变，则该个体是隐性纯合子，这两种情况下自交后代中均会产生这种变异性状的纯合个体，B项正确；观察细胞有丝分裂过程中染色体形态是用光学显微镜，在光学显微镜下不可能观察到基因突变发生的位置，C项错误；假设突变是显性突变，则该杂合子的花粉离体培养后将形成显性单倍体和隐性单倍体两种单倍体，需经加倍和筛选后才能得到稳定遗传的高产品系，D项错误。]探究点三非等位基因 非等位基因 四分体 后期 交叉互换 非同源染色体自由组合 非等位基因 运载体 重组 S型 R型探究示例3 B [真核生物的基因重组有两种类型，一种是位于非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合，另一种是发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，这两种基因重组都发生在减数分裂过程中。同源染色体的姐妹单体上的基因相同，局部交换不属于基因重组。]变式训练3 C [基因重组是指非等位基因间的重新组合，能产生大量的变异类型，但只产生新的基因型，不产生新的基因。基因重组的细胞学基础是性原细胞的减数第一次分裂，同源染色体彼此分离时，非同源染色体之间的自由组合和四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换。]构建知识网络交叉互换 前 基因结构 普遍性 随机性 不定向性课后练习区1．D [基因突变前与基因突变后的氨基酸序列从第三个开始，其后的氨基酸序列都发生变化。若发生一个碱基的替换，最多只可能使一个氨基酸改变，不可能使后面的多个氨基酸序列都发生变化。]知识延伸 基因突变时碱基对改变对氨基酸序列的影响碱基对 影响范围 对氨基酸的影响 减小对蛋白质结构影响的措施改变 小 只改变1个氨基酸或不改变 ——增添 大 插入位置前的不影响，影响插入后的序列 若开始增添1个碱基对，可再增添2个、5个即3n＋2或减少1个、4个即3n＋1(n≥0，且为整数)缺失 大 缺失位置前的不影响，影响缺失后的序列 若开始缺失1个碱基对，可再减少2个、5个即3n＋2或增添1个、4个即3n＋1(n≥0，且为整数)2.C [乳糖酶的本质是蛋白质，由乳糖酶基因控制合成，故导致乳糖酶失活的根本原因是乳糖酶基因发生突变，排除A、B两选项。又因乳糖酶分子中只是一个氨基酸发生了改变，其他氨基酸的数目和顺序都未变，故不可能是乳糖酶基因有一个碱基对缺失，因为若缺失一个碱基对，则从此部分往后的氨基酸都会发生改变，排除D选项。]3．ABD [题中所给图因无同源染色体，为减数分裂第二次分裂的后期图；又因为细胞质均等分裂，故此细胞为次级精母细胞或极体。姐妹染色单体形成的两条染色体上的基因若不相同，只有两种可能，一是基因突变，二是染色体片断的互换。]解题指导 由题图获得的信息：(1)图中无同源染色体、着丝粒断裂、均等分裂，应为次级精母细胞或第一极体，不可能为次级卵母细胞。(2)造成B、b不同的原因有基因突变(间期)或交叉互换(前期)。①若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)则只能是基因突变造成的；②若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源——基因突变；③若题目中有××分裂××时期提示，如减Ⅰ前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。4．A [因图示中1、2号个体不携带此致病基因，所以5号个体的致病基因只能是基因突变形成的；假如为隐性突变，需两个基因同时突变，且受精后才能发育成5，这种可能性极小，故应为显性突变的可能性最大。]5．A [根据碱基互补配对原则，mRNA中对应的碱基是GUA，则tRNA中相应碱基是CAU；②过程为转录，原料是核糖核苷酸；血红蛋白基因的碱基对的替换可能会导致某些性状的改变，如镰刀型细胞贫血症，因为碱基改变导致蛋白质中的氨基酸发生了变化；而有时碱基对的替换则不会导致性状的变化，因为密码子存在着简并性。]6．C [A项属于染色体变异，B项属于基因突变，D项属于基因突变。C项是非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而重组。]拓展提升 辨析基因突变与基因重组通过基因突变会产生新的基因和基因型。基因重组只能产生新的基因型而不能产生新的基因，要增加基因重组的内涵只有通过基因突变，所以基因突变是生物变异的根本来源。但是由于基因突变的多害性和低频性，所以生物变异的主要来源是基因重组，而非基因突变。7．B [广义的基因重组除了减数分裂过程中的交叉互换与非同源染色体上的非等位基因自由组合外，还包括不同生物之间的基因的重新组合。]8．AD [生物体内的基因重组发生在减数第一次分裂过程中，包括同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换和非同源染色体自由组合。基因重组不能产生新的基因，能产生新的基因型，基因突变是生物变异的根本来源。]9．C [A、B、D均发生基因重组，C为基因突变。]10．(1)显性(2)基因突变频率 不定向性(3)结构和数目(4)自交 花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体(5)该水稻植株体细胞基因型相同解析 (1)该题主要涉及自交后代表现型的类型判断，如果后代只有一种表现型，则为隐性突变，否则为显性突变。(2)用EMS溶液浸泡种子，属于人工诱变育种，可以提高种子的基因突变频率；当有多种类型出现时，说明EMS诱导出了多种性状，说明基因突变的不定向性。(3)由题意可知EMS主要与碱基发生改变有关，而与染色体变异所涉及的结构与数目无关。(4)该题主要涉及生物学技术，将有害基因通过表现型表达出来，从而进行判断。(5)一株植物体上全部体细胞的基因型几乎是相同的，从而进行判断。11．(1)①因为无刺的性状可遗传给后代，是可遗传的变异，种群中常见种为刺毛鼠，出现无刺性状最可能是基因突变的结果②因为F1刺毛鼠雌雄交配后代无刺性状和性别相关联，故该基因位于性染色体上(2)bbXaXa、BbXAXa、bbXAXa、BbXaXa(3)BXa 10、8、7、7 染色体变异解析 (1)可遗传的变异与不可遗传的变异的区别在于这种变异是否能够遗传。若性状与性别无关，则该性状是常染色体基因控制的。若性状与性别相关联，则该性状由性染色体基因控制。(2)验证基因自由组合定律可以用基因型相同的双杂合个体交配，也可以通过测交或者选择一对亲本满足一对基因为杂合子自交型，另一对基因为测交型的个体间交配，如：BbXaY×bbXAXa、BbXaY×BbXaXa。(3)精子中不存在等位基因或相同的基因，由精子BbbXa可知：在该精子形成过程中减数第一次分裂和减数第二次分裂均不正常。减数第一次分裂产生的两个次级精母细胞基因型为BbXa和Y，次级精母细胞BbXa在减数第二次分裂时，因bb基因未分开，故得到的两个精子为BbbXa和BXa。这些精子与卵细胞结合所形成的受精卵的染色体数均不正常，这属于染色体数目变异。题型聚集 探究变异来源是遗传效应还是环境效应的方法生物的性状表现，是遗传物质和环境条件共同作用的结果。基因型是生物体内全部的遗传物质结构，是性状表现的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式。生物体在个体发育过程中，不仅要受到内在因素即基因的控制，也要受到环境因素的影响。生物在不同环境中有不同的性状表现，这是遗传效应还是环境效应？有关这类研究型试题，考生往往感到无从下手，失分率较高。遗传物质发生了改变引起的变异，能够遗传给后代；而环境变化引起的性状改变，由于遗传物质并没有发生变化，故不能遗传给后代。是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点，新的性状能否遗传是实验设计的出发点。探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路：(1)两类变异的本质区别即遗传物质是否改变，改变则能遗传给后代，环境引起性状改变但遗传物质未变则不能遗传。故是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点，新性状能否遗传是实验设计的出发点。(2)若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。(3)与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为不可遗传变异。(4)自交观察后代是否发生性状分离。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 专题学案32变异.doc 学案28染色体变异.doc 学案29人类的遗传病.doc 学案30从杂交育种到基因工程.doc 学案31现代生物进化理论.doc 第七单元 单元检测.doc 第七单元 生物变异、育种和进化.doc
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