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2018年高考生物命题猜想:专题08-生物的变异、育种与进化(有答案)
所属科目:生物    文件类型:doc
类别:教案/同步练习
上传日期:2018/4/16  
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【考向解读】
1.基因重组及其意义(Ⅱ) 
2.基因突变的特征和原因(Ⅱ) 
3.染色体结构变异和数目变异(Ⅰ) 
4.生物变异在育种上的应用(Ⅱ) 
5.转基因食品的安全(Ⅰ) 
6.现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ) 
7.生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ) 
8.低温诱导染色体加倍
中频考点:生物进化
低频考点:基因重组、育种
【命题热点突破一】三种可遗传的变异
例1.(2017年江苏卷,27)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株,决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题:
          
(1)要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的_______________物质是否发生了变化。
(2)在选择育种方法时,需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体,则可采用育种方法①,使早熟基因逐渐_______________,培育成新品种1。为了加快这一进程,还可以采集变异株的_______________进行处理,获得高度纯合的后代,选育成新品种2,这种方法称为_______________育种。
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株,可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式,由此造成不规则的_______________,产生染色体数目不等、生活力很低的______________,因而得不到足量的种子。即使得到少量后代,早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下,可考虑选择育种方法③,其不足之处是需要不断制备_______________,成本较高。
(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状,但其他性状有差异,这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次_______________,产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。
【答案】(1)遗传
(2)纯合  花药  单倍体
(3)染色体分离  配子  组培苗
(4)重组

【变式探究】(2016·高考天津卷)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表:
枯草
杆菌
核糖体S12蛋白第55
—58位的氨基酸序列
链霉素与核
糖体的结合
在含链霉素培养基中的存活率(%)

野生型
…-P--K-P-…
能
0

突变型
…-P--K-P-…
不能
100

注P:脯氨酸;K:赖氨酸;R:精氨酸
下列叙述正确的是(  )
A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
【解析】选A。据表可知,核糖体S12蛋白结构改变后,突变型枯草杆菌的核糖体不能与链霉素结合,而在含链霉素培养基中的存活率为100%,说明突变型枯草杆菌对链霉素具有抗性,A项正确;链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能,B项错误;突变型是因为S12蛋白第56位的赖氨酸替换为精氨酸所致,该基因突变属于碱基对的替换,C项错误;链霉素不能诱发基因突变,只是对枯草杆菌起选择作用,D项错误。
【特别提醒】基因突变对性状的影响
碱基对
影响范围
对氨基酸序列的影响

替换
小
只改变1个氨基酸或不改变

增添
大
插入位置前不影响,影响插入后的序列

缺失
大
缺失位置前不影响,影响缺失后的序列


【变式探究】团头鲂(2n=48)是我国一种名贵淡水鱼类。研究人员用低温处理野生型团头鲂一定数量的次级卵母细胞,使其不分裂出极体(姐妹染色单体已分开),这些次级卵母细胞在室温下最终发育成团头鲂。新培育的团头鲂多数为杂合子,少数为纯合子。新培育的团头鲂(  )
A.与野生型团头鲂之间存在生殖隔离
B.体细胞染色体数为24
C.杂合子产生的原因主要是基因重组
D.纯合子的基因型都相同

【答案】C
【易错点睛】基因突变、基因重组和染色体变异的相关问题辨析
1.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。
2.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。
3.病毒和原核生物可遗传变异的来源是基因突变;进行无性生殖的真核生物可遗传变异的来源是基因突变和染色体变异;进行有性生殖的真核生物可遗传变异的来源是基因突变、基因重组和染色体变异。
【命题热点突破二】生物变异类型的实验探究
例2.(2017年天津卷,9)玉米自交系(遗传稳定的育种材料)B具有高产、抗病等优良性质,但难以直接培育成转基因植株,为使其获得抗除草剂性状,需依次进行步骤I、II试验。
Ⅰ.获得抗除草剂转基因玉米自交系A,技术路线如下图。

(1)为防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用2种限制酶,选择的原则是______(单选)。
①Ti质粒内,每种限制酶只有一个切割位点
②G基因编码蛋白质的序列中,每种限制酶只有一个切割位点
③酶切后,G基因形成的两个黏性末端序列不相同
④酶切后,Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同
A.①③B.①④C.②③D.②④
(2)下表是4种玉米自交系幼胚组织培养不同阶段的结果。据表可知,细胞脱分化时使用的激素是_______________,自交系_______________的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。

(3)农杆菌转化愈伤组织时,T-DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞。筛选转化的愈伤组织,需使用含_____________________的选择培养基。
(4)转化过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未转化愈伤组织也可能在选择培养基上生长。含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达,其产物能催化无色物质K呈现蓝色。用K分别处理以下愈伤组织,出现蓝色的是_______________(多选)。
A.无农杆菌附着的未转化愈伤组织
B.无农杆菌附着的转化愈伤组织
C.农杆菌附着的未转化愈伤组织
D.农杆菌附着的转化愈伤组织
(5)组织培养获得的转基因植株(核DNA中仅插入一个G基因)进行自交,在子代含G基因的植株中,纯合子占_____________。继续筛选,最终选育出抗除草剂纯合自交系A。
II.通过回交使自交系B获得抗除草剂性状
(6)抗除草剂自交系A(GG)与自交系B杂交产生F1,然后进行多轮回交(下图)。自交系B作为亲本多次回交的目的是使后代______________。
     
(7)假设子代生活力一致,请计算上图育种过程F1、H1、H2、H3各代中含G基因植株的比例,并在图1中画出对应的折线图。若回交后每代不进行鉴定筛选,直接回交,请在图2中画出相应的折线图。

(8)下表是鉴定含G基因植株的4种方法。请预测同一后代群体中,4种方法检出的含G基因植株的比例,从小到大依次是________。
方法检测对象检测目标检出的含G基因植株的比例

PCR扩增基因组DNAG基因x1
分子杂交总mRNAG基因转录产物x2
抗原-抗体杂交总蛋白质G基因编码的蛋白质x3
喷洒除草剂幼苗抗除草剂幼苗x4

对Hn继续筛选,最终选育出高产、抗病、抗除草剂等优良性状的玉米自交系
【答案】(1)A
(2)2,4-D乙
(3)除草剂
(4)BD
(5)1/3
(6)积累越来越多自交系B的遗传物质/优良性状
(7)

(8)X4,X3,X2,X1
【解析】(1)质粒作为将目的基因导入受体细胞的载体,每种限制酶的切割位点最好只有一个,否则切割后会导致基因缺失,影响基因的表达;限制酶的识别序列和切割位点位于DNA上,G基因编码的序列是蛋白质,没有限制酶的识别序列和切割位点;双酶切后,G基因和Ti质粒形成的两个黏性末端序列均不相同。故选A。(2)细胞脱分化形成愈伤组织,由结果可知,使用2,4-D时愈伤组织形成率最高。比较4个自交系,甲自交系中芽的分化率比较低,丙自交系中根的诱导率比较低,丁自交系中愈伤组织形成率比较低,乙自交系中愈伤组织形成率、芽的分化率和根的诱导率都相对较高,故最适合培养成愈伤组织作为转化受体。(3)获得抗除草剂转基因玉米自交系A,则筛选转化的愈伤组织,需使用含除草剂的选择培养基。(4)含有内含子的报告基因位于农杆菌Ti质粒的T-DNA中,无农杆菌附着的未转化愈伤组织不含内含子的报告基因,不会出现蓝色;不论有无农杆菌附着,转化愈伤组织中都含有Ti质粒,含内含子的报告基因,出现蓝色;农杆菌附着的未转化愈伤组织,含内含子的报告基因位于农杆菌中,农杆菌属于原核生物,其中的报告基因不能正确表达,不会出现蓝色。故选BD。(5)由于转基因植株的核DNA中仅插入一个G基因,设基因型为GO,自交后代含G基因的植株基因型为GG或GO,比例为1:2,纯合子占1/3。(6)回交是指杂交后代与自交系B杂交,会使后代积累越来越多自交系B的遗传物质/优良性状。(7)自交系B不含抗除草剂基因,设基因型为OO,则自交系A(GG)与之杂交得F1,基因型为GO,都含有G基因,再与自交系B(OO)回交得H1,基因型为GO和OO,比例为1:1,含有G基因的植株占1/2,筛选去除基因型为OO的植株后,剩余的都是基因型为GO的植株,再回交,则与H1结果相同,含有G基因的植株占1/2。若不筛选,则1/2GO、1/2OO植株回交得H2,基因型为1/4GO、3/4OO,含有G基因的植株占1/4,1/4GO,3/4OO植株回交得H3,基因型为1/8GO、7/8OO,含有G基因的植株占1/8。(8)G基因导入受体受体细胞后,不一定转录形成mRNA,转录形成的mRNA不一定翻译形成相应的蛋白质,翻译形成相应的蛋白质,不一定表现出抗除草剂性状,所以检测出含G基因植株的比例由大到大依次是X4,X3,X2,X1。学&科网
【变式探究】(2015·江苏高考)经X射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花植株,下列叙述错误的是(  )
A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存
B.X射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异
C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变
D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变异

【答案】 A
【变式探究】三体细胞减数分裂时,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任一极。三体玉米减数分裂一般产生两种类型的配子,一类是n+1型,即配子中含有两条该同源染色体;一类是n型,即配子中含有一条该同源染色体。n+1型配子若为卵细胞可正常参与受精,若为花粉则不能参与受精。
(1)已知玉米抗病(B)对感病(b)为显性。以基因型为bbb的三体玉米作为母本,基因型为BB的普通玉米为父本杂交,F1的基因型有________,取F1中三体玉米为母本,与感病普通玉米为父本杂交,则子代中表现为抗病与感病的比例为________。
(2)现有2号染色体三体且感病玉米,若要通过杂交实验来确定感病基因是位于2号染色体还是其它染色体上,则:
①该实验的思路:
a.以纯合抗病普通玉米为父本,与________为母本杂交;
b.从F1中选出三体植株作为________(填“父本”或“母本”)与感病普通玉米进行杂交;
c.分析F2表现抗病与感病的比例。
②实验结果及结论:
若F2表现型及比例为抗病∶感病=________,则感病基因在其它染色体上;
若F2表现型及比例为抗病∶感病=________,则感病基因在2号染色体上。

【答案】 (1)Bbb、Bb 1∶1
(2)①该三体且感病玉米 父本 ②1∶1 1∶2
【方法规律】变异类型的实验探究方法归纳
1.可遗传变异与不可遗传变异的判断:
(1)自交或杂交获得子代,子代自交或子代之间杂交,用这种方法确定变异的原因。如果子代自交或杂交的后代出现变异性状,则变异性状是由于遗传物质变化引起的,反之,变异性状的出现仅是由环境引起的,遗传物质没有改变。
(2)将变异个体和正常个体培养在相同的环境条件下,两者没有出现明显差异,则原来的变异性状是由环境引起的。
2.染色体变异与基因突变的判别:
(1)判别依据:光学显微镜下能观察到的是染色体变异,不能观察到的是基因突变。
(2)具体操作:制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片,找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。
3.显性突变与隐性突变的判定:
(1)理论基础:受到物理、化学和生物因素的影响,AA个体如果突变成Aa个体,则突变性状在当代不会表现出来,只有Aa个体自交后代才会有aa变异个体出现,因此这种变异个体一旦出现即是纯合子。相反,如果aa个体突变成Aa个体,则当代就会表现出突变性状。
(2)判断方法:①选择突变体与其他已知未突变体杂交,通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。
②植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐性突变的判定。
【命题热点突破三】变异在育种上的应用
例3、(2017年北京卷,30)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。
(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为_______,因此在____分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的______。
(2)研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)
①根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。
   
从图2结果可以推测单倍体的胚是由___发育而来。
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫∶白=3∶5,出现性状分离的原因是_______。推测白粒亲本的基因型是_______。
③将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下

请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型_______。
(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)③中的育种材料与方法,育种流程应为:______;将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体。
【答案】(1)10减数染色体组
(2)①卵细胞
②紫粒亲本是杂合子aaRr/Aarr
③单倍体籽粒胚的表现型为白色,基因型为ar;二倍体籽粒胚的表现型为紫色,基因型为AaRr;二者籽粒胚乳的表现型为紫色,基因型为AaaRrr。
(3)用G和H杂交,将所得F1为母本与S杂交;根据籽粒颜色挑出单倍体

【变式探究】从油菜种子中榨出的油因含有芥酸会使品质降低,其芥酸含量有高、中、低三种类型,受两对独立遗传的等位基因(H和h,G和g)控制,两种显性基因均可降低菜油的芥酸含量。研究人员拟利用基因型为HHgg和hhGG的两个中芥酸品种培育低芥酸的纯合品种。请回答相关问题。
(1)上述两个中芥酸品种杂交所结种子中的芥酸含量表现为________;让F1自交获得F2,让F2植株自交,单株收获并统计所结种子的芥酸含量,不同植株所结种子芥酸含量的六种情况为:全部为低芥酸,全部为中芥酸,全部为高芥酸,有低芥酸和中芥酸,________,有低芥酸、中芥酸与高芥酸。其中,所结种子为低芥酸和中芥酸的植株占F2的________。
(2)杂交到F2代后,由于表现为低芥酸的种子种植后后代可能发生性状分离,不能保证后代的性状一致,需要进行纯化才能得到稳定遗传的低芥酸纯合品种。上述杂交育种方法的原理是________,该育种方法的缺点是________,可采用________(填育种方法)有效克服这一缺点。§§
【解析】 (1)HHgg(中芥酸)×hhGG(中芥酸)→HhGg(低芥酸),HhGg(低芥酸)HHGG∶2HHGg∶HHgg∶2HhGG∶4HhGg∶2Hhgg∶hhGG∶2hhGg∶hhgg,HHGG自交子代全为低芥酸,hhGG和HHgg自交子代全为中芥酸,hhgg自交子代全为高芥酸,HhGG和HHGg自交子代有低芥酸和中芥酸,hhGg和Hhgg自交子代有高芥酸和中芥酸,HhGg自交子代有低芥酸、中芥酸和高芥酸。HhGG和HHGg共占F2的1/4。
(2)杂交育种的原理为基因重组,杂交育种的育种周期长,单倍体育种能够缩短育种年限。
【答案】 (1)低芥酸 有中芥酸和高芥酸 1/4 (2)基因重组 育种周期长 单倍体育种
【方法技巧】
1.不同需求的育种方法
(1)若要培育隐性性状个体,则可用自交或杂交,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类如土豆、地瓜等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。
(5)若要获得原先没有的性状,则可用诱变育种。
2.动、植物杂交育种中应特别注意语言叙述,植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法;而动物杂交育种中纯合子的获得不通过逐代自交,而是采用测交鉴定的方法。
【变式探究】现有小麦种子资源包括:①高产、感病;②低产、抗病;③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求,育种专家要培育3类品种:a.高产、抗病;b.高产、早熟;c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是(  )
A.利用①、③品种间杂交筛选获得a
B.对品种③进行染色体加倍处理筛选获得b
C.c的培育不可采用诱变育种方法
D.用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c

【答案】 D
【命题热点突破四】生物的进化
例4、(2017年江苏卷,7)下列关于生物进化的叙述,错误的是(  )
A.某物种仅存一个种群,该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离,但两洲人之间并没有生殖隔离
C.无论是自然选择还是人工选择作用,都能使种群基因频率发生定向改变
D.古老地层中都是简单生物的化石,而新近地层中含有复杂生物的化石
【答案】A

【变式探究】(2016·高考北京卷)豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。20世纪90年代初,F区豹种群仅剩25只,且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡,由T区引入8只成年雌豹。经过十年,F区豹种群增至百余只,在此期间F区的(  )
A.豹种群遗传(基因)多样性增加
B.豹后代的性别比例明显改变
C.物种丰(富)度出现大幅度下降
D.豹种群的致病基因频率不变
【解析】选A。因地理隔离形成的F区和T区两个种群,在自然选择的作用下,它们种群的基因库有一定的差别,因此,将T区的豹引入F区后,会导致豹种群基因多样性增加,A项正确;从题干中无法确定豹后代的性别比例是否会发生改变,B项错误;由于T区和F区的豹只存在地理隔离,未产生生殖隔离,仍为同一物种,所以T区的豹迁到F区后,物种丰(富)度不发生改变,C项错误;F区在引入健康豹繁殖子代后,豹种群的致病基因频率将降低,D项错误。学&科网
【特别提醒】
1.生物进化概念分析
(1)物种与种群:一个物种可以形成多个种群,一个种群必须是同一物种。同一物种的多个种群间存在地理隔离。
(2)突变与基因突变:“突变”不是基因突变的简称,而是包括“基因突变”和“染色体变异”。
(3)害虫抗药个体不是农药诱导产生的:在喷施农药之前,害虫中就存在抗农药的突变个体,喷施农药仅杀灭不抗药的个体,抗药的个体存活下来,农药不能使害虫产生抗药性变异,只是对抗药性个体进行了选择。
2.物种形成与生物进化分析
(1)物种的形成不一定需要经过地理隔离,如多倍体的产生。
(2)生物进化不一定导致物种的形成:
①生物进化的实质是基因频率的改变,这种变化可大可小,不一定会突破物种的界限,引发生殖隔离,即生物进化不一定导致新物种的形成。
②新物种一旦形成,则说明生物肯定进化了。
【变式探究】下图表示某种小鼠的进化过程,X、Y、Z表示物种形成的基本环节。有关说法正确的是(  )

A.小鼠原种与小鼠新种可组成一个种群
B.X表示基因突变和染色体变异,为进化提供原材料
C.Y使该种群基因频率发生定向改变,决定了进化的方向
D.Z表示地理隔离,能阻断种群间基因的交流,导致新物种产生

【答案】 C
【命题热点突破五】基因频率和基因型频率的相关计算
例5.现有两个非常大的某昆虫种群,个体间随机交配,没有迁入和迁出,无突变,自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%,a基因频率为20%;种群2的A基因频率为60%,a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等,地理隔离不再存在,两个种群完全合并为一个可随机交配的种群,则下一代中Aa的基因型频率是(  )
A.75%  B.50%  C.42%  D.21%
【解析】 A、a基因频率已知,据此可推导出各种群的基因型频率。种群1中各个基因型的频率分别为:AA=64%,Aa=32%,aa=4%;种群2中各个基因型的频率分别为:AA=36%,Aa=48%,aa=16%,则混合后的大种群中各个基因型的频率变为:AA=50%,Aa=40%,aa=10%;混合后的A基因频率=50%+40%×1/2=70%,a基因频率=1-70%=30%,根据遗传平衡定律,随机交配后子代中Aa的基因型频率为:2×70%×30%=42%。
【答案】 C
【变式探究】(2015·全国卷Ⅰ)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题:
(1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为________。理论上,该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为________,A基因频率为________。
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则对该结果最合理的解释是________。根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为________。

【答案】 (1)1∶1 1∶2∶1 0.5 (2)A基因纯合致死 1∶1
【高考真题解读】
1.(2017年江苏卷,7)下列关于生物进化的叙述,错误的是(  )
A.某物种仅存一个种群,该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离,但两洲人
…………………………
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