主题2 专题(7) 命题点1 变异及其育种应用 （课件）-【步步高】2024年高考生物大二轮专题复习与增分策略（新高考，粤渝闽鄂京津琼黑晋皖云新赣甘豫桂贵）

专题(七) 变异与进化 明考点·析考情 考点 1.基因突变和基因重组。2.染色体结构变异和数目变异。3.生物变异在生产实践中的应用。4.现代生物进化理论的主要内容。5.生物进化与生物多样性的形成。 考情 1.考查题型：多以选择题呈现。 2.命题趋势：(1)变异常以实例辨析背后原理或以变异为基础考查育种的流程及背后的原理。(2)进化多侧重基本观点考查及基因频率的计算。 建网络·抓主干 可遗传的变异 生物的进化 原材料 DNA复制 主要发生时期 所有生物 生物类型 碱基的①________________ 碱基序列改变类型 ②_________________因素引起 原因 是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的③_______ 基因 突变 意义 ④_____基因突变或过量表达 ⑤_____基因突变 细胞癌变 减数分裂过程中减数分裂I前期、分裂I后期，了解相关染色体行为 ⑥_____________________________ 真核生物的有性生殖 来源 基因 重组 联系 时间 范围 主要类型 结果 ⑦___________和互换型 产生了新的基因型，没有产生新基因 替换、增添或缺失 物理、化学和生物 原材料 原癌 抑癌 减数分裂I的四分体时期和后期 自由组合型 3 可遗传的变异 生物的进化 原材料 缺失、易位、倒位、重复 结构变异类型 ⑧_______________成倍增减 联系 个别染色体的增减 数目变异类型 区分染色体组与基因组 区分染色体结构变异中缺失、重复与基因突变 区分染色体易位与四分体时期非姐妹染色单体 的互换 来源 染色体 变异 联系 以染色体组形式 可遗传的变异 生物的进化 原材料 最直接、最重要的证据：⑨_____ 生物有共同 祖先的证据 其他方面的证据 联系 胚胎发育的过程 比较解剖学证据 胚胎学证据 ⑩___________ ___________ 细胞结构和代谢 的共同点 自然选择与适应的形成 适应的普遍性和⑪_______ 拉马克的进化学说 达尔文的自然选择学说 种群基因组成的变化 种群和种群基因库 种群基因频率的变化 自然选择对种群基因频率变化的影响 引起种群基因频率变化的因素 研究生物进化为什么以种群为单位 物种的概念 ⑫______是物种形成的必要条件 隔离与物种的形成 联系 细胞和分子 水平的证据 相对性 隔离 联 系 联 系 化石 应 用 育 种 原 理 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 基因工程育种 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 基因重组 五种育种方法的优缺点 可遗传的变异 生物的进化 原材料 协同进化与生物 多样性的形成 协同进化 捕食者增加了物种多样性和群落稳定性 生物多样性的形成 生物多样性的价值 联 系 联 系 联 系 命题点1 变异及其育种应用 内容索引 主干整合 真题研究 题组集训 主干整合 1.突破生物变异的4大问题 9 2.“两看法”界定二倍体、多倍体、单倍体 3.界定“三倍体”与“三体” 4.几种常考类型产生配子种类及比例 5.育种方式及原理辨析 (1)诱变育种原理 (2)单倍体育种与杂交育种的关系 (3)多倍体育种的原理分析 6.准确选取育种方案 7.细胞癌变的原理和特征 8.变异类型的分析推理与实验设计思路 (1)显性突变与隐性突变的判断(适于单基因突变) (2)一对基因突变和两对基因突变的判断 ①两种突变来自一对基因突变(隐性突变) ②两种突变来自两对基因突变(隐性突变) (3)基因突变和染色体变异的判断 现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇(注：染色体缺失的纯合子致死)。 ①观察法：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构。若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失引起的。 ②杂交法：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为1∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是染色体缺失造成的。 返回 真题研究 1.(2023·福建，9)无义突变是指基因中单个碱基替换导致出现终止密码子，肽链合成提前终止。科研人员成功合成了一种tRNA(sup—tRNA)，能帮助A基因第401位碱基发生无义突变的成纤维细胞表达出完整的A蛋白。该 sup—tRNA对其他蛋白的表达影响不大。过程如图。 下列叙述正确的是 A.基因模板链上色氨酸对应的位点由 UGG突变为UAG B.该sup—tRNA修复了突变的基因A， 从而逆转因无义突变造成的影响 C.该sup—tRNA能用于逆转因单个碱基发生插入而引起的蛋白合成异常 D.若A基因无义突变导致出现UGA，则此sup—tRNA无法帮助恢复读取 √ 19 成纤维细胞中基因是有遗传效应的DNA片段，DNA中不含碱基U，A错误； 由题图可知，该sup－tRNA 并没有修复突变基因A，但是在sup－tRNA作用下，能在翻译过程中恢复读取，进而抵消因无义突变造成的影响，B错误； 由题图可知，该sup－tRNA能用于逆转因单个碱基发生替换而引起的蛋白合成异常，C错误； 若A基因无义突变导致出现UGA，由于碱基互补配对原则，此sup－tRNA只能帮助AUC恢复读取UAG，无法帮助UGA突变恢复读取，D正确。 2.(2023·广东，2)中外科学家经多年合作研究，发现circDNMT1(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是 A.p53基因突变可能引起细胞癌变 B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖 C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢 D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究 √ p53基因是抑癌基因，这类基因突变可能引起细胞癌变，A正确； p53基因是抑癌基因，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，B正确； 依据题意，circDNMT1通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，则circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变快，C错误。 (1)视网膜色素变性患者，某基因的测序结果显示，与正常人相比，患者模板链的互补碱基序列发生了改变(如图)，据此可推断患者模板链上发生的碱基改变是G→A(经典高考题)(　　) √ 思维延伸——判断与填充 (2)α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，其中第1～138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。由上述信息可知该变异导致终止密码子后移(2021·浙江6月选考，6)(　　) (3)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了如图所示染色体结构变异(2022·湖南，9)(　　) √ √ 思维延伸——判断与填充 (4)高等植物细胞中每个染色体组中都含有常染色体和性染色体(2020·全国Ⅱ，4)(　　) (5)正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞，原因是抑癌基因突变成原癌基因(2022·湖南，5)(　　) (6)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表达)，发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。据图可知两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应(2022·广东，11)(　　) × × √ 思维延伸——判断与填充 (7)(2020·全国Ⅲ，32)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合子)，甲的表型是抗病易倒伏，乙的表型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路：________________________________________________________ ___________________________。 返回 甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏且自交后代不发生性状分离的植株 思维延伸——判断与填充 题组一　变异的类型辨析 1.如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)。下列有关叙述正确的是 1 2 3 4 题组集训 5 6 A.乙、丙品系的产生为长期自然选择的结果 B.在培育乙、丙品系的过程中发生了染色体变异 C.甲和丙杂交所得到的F1自交，减数分裂中无法观察到四分体 D.三个品系两两杂交，子一代都会出现表现三种优良性状的植株 √ 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 由于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，这是人工选择的结果，A错误； 甲和丙杂交得到的F1中有同源染色体，减数分裂时能观察到四分体，C错误； 5 6 1 2 3 4 三个品系两两杂交，由于形成配子过程中，同源染色体分离，雌雄配子随机结合，子一代不全表现三种优良性状，D错误。 5 6 2.(2023·浙江6月选考，17)某动物(2n＝4)的基因型为AaXBY，其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示，其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列叙述错误的是 A.甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞 　处于减数分裂Ⅱ后期 B.甲细胞中每个染色体组的DNA分子 　数与乙细胞的相同 C.若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞 D.形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异 1 2 3 4 √ 5 6 1 2 3 4 5 6 甲细胞含有同源染色体，且着丝粒整齐地排列在赤道板上，处于有丝分裂中期，乙细胞不含有同源染色体，着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期，A正确； 甲细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有4个DNA分子，乙细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有2个DNA分子，B错误； 1 2 3 4 5 6 甲细胞分裂后产生AAXBY、AaXBY两种基因型的子细胞，C正确； 形成乙细胞的过程中发生了A基因所在的常染色体和Y染色体的组合，减数分裂过程中发生了基因重组， 同时a基因所在的染色体片段转移到了Y染色体上，发生了染色体结构变异，D正确。 题组二　育种原理辨析及方案设计 3.(2023·珠海高三期末)农作物的雄性不育(雄蕊异常，雌蕊正常)在育种方面发挥着重要作用。油菜的雄性不育与育性正常由3个复等位基因(A1、A2、a)决定，其显隐性关系是 1 2 3 4 5 6 A1对A2、a为显性，A2对a为显性。利用油菜的雄性不育突变植株进行的杂交实验如图所示。下列分析错误的是 A.雄性不育株、品系1、品系3的基 　因型分别为A2A2、A1A1、aa B.杂交一和杂交二后代中的雄性不 　育个体的基因型不同 C.通过杂交二最终获得雄性不育个 　体，最终只有雄性不育株的一条 √ 1 2 3 4 5 6 　完整染色体 D.若不考虑突变，杂交二的后代上下两代的雄性不育植株有可能遗传物 　质的组成相同 1 2 3 4 根据杂交一亲本和F1可知，品系1中的育性基因对雄性不育株中的基因为显性，又根据杂交二中亲本和F1可知，雄性不育株中的基因对品系3中的基因为显性，且根据题意可知，显隐 5 6 性关系是A1对A2、a为显性，A2对a为显性，因此可判断杂交一亲本为雄性不育株(A2A2)×品系1(A1A1)，杂交二的亲本为雄性不育株(A2A2)×品系3(aa)，A正确； 1 2 3 4 杂交一的雄性不育株基因型均为A2A2，杂交二后代中的雄性不育株基因型为A2a，B正确； 由于减数分裂过程中，来自雄性不育株和品系3的同源染色体移向细胞哪一极是随机的，因此雄性 5 6 不育个体产生的雌配子中可能只含有亲本雄性不育株的一套染色体，因此后代雄性不育个体的遗传物质为一个染色体组来自品系3，一个染色体组来自亲本雄性不育株，因此若不考虑突变，杂交二的后代上下两代的雄性不育植株有可能遗传物质的组成相同，C错误，D正确。 4.(2023·开封高三一模)“中国小麦远缘杂交之父”李振声院士及其团队首创全新育种方法，为小麦染色体工程育种开辟了新途径。回答下列问题： (1)单体小麦和缺体小麦是小麦育种和遗传分析的基础材料。单体比正常个体少一条染色体，缺体比正常个体少一对同源染色体。普通小麦含有42条染色体，也可被视为二倍体(用2n＝42W表示)，在培育过程中可发生__________，从而出现单体和缺体。若不考虑同源染色体之间的差异，普通小麦共有___种缺体。 1 2 3 4 5 6 染色体变异 21 单体比正常个体少一条染色体，缺体比正常个体少一对同源染色体，都属于染色体数目变异，故在培育过程中可发生染色体变异导致单体和缺体的出现。缺体比正常个体少一对同源染色体，普通小麦含有42条染色体，即有21对同源染色体，故共有21种缺体。 1 2 3 4 5 6 (2)研究团队利用带有蓝粒性状标记的单体小麦(图1)，选育出能稳定遗传的可育缺体小麦。 蓝粒单体小麦(E代表携带蓝粒基因的染色体)自交以后，产生三种染色体组成的后代， 1 2 3 4 5 6 即40W＋E、_________________。由于蓝粒性状具有剂量效应，会出现三种表型，即白粒、蓝粒和深蓝粒，其中____粒小麦为缺体小麦。自交后，筛选得到了育性高的株系4D缺体(缺少4号染色体)。 40W、40W＋EE 白 1 2 3 4 5 6 蓝粒单体小麦缺少一条染色体，染色体组成可表示为40W＋E，由于E染色体不能配对，只考虑该染色体，可产生E和O型(不含E)两种配子，故后代染色体组成包括40W＋E、40W＋EE、40W三种后代。 缺体小麦缺少一对染色体，40W的小麦为缺体，表现为白粒。 (3)二倍体黑麦(2n＝14R)是小麦的近缘物种，耐旱耐寒和抗病能力都很强。为引入黑麦优良性状培育异种染色体代换的小麦新品种，研究人员进行了杂交实验，如图2。 1 2 3 4 5 6 染色体数以40条、41条、42条居多。其中可选择____条染色体的个体进行自交，即可得到染色体数恢复的小黑麦异种染色体代换系小麦，经筛选鉴定后可用于生产。该方法可大大缩短育种年限，有计划地引入异源染色体。 以4D缺体小麦为母本，经过人工______后授以黑麦花粉，所得F1体细胞含有___条染色体。由于F1雌雄都不育，用图中①__________处理F1幼苗使其染色体加倍。经过细胞学观察，选择____条染色体的F1植株进行回交。在F2中选择小于47条染色体的植株继续回交，所得F3植株 1 2 3 4 5 6 去雄 27 秋水仙素 54 41 1 2 3 4 5 6 杂交实验中应对母本进行人工去雄后授以父本花粉；4D缺体小麦含有40条染色体，黑麦含有14条染色体，F1含有27条染色体。秋水仙素可以抑制纺锤体的形成，达到使染色体加倍的目的。用秋水仙素加倍处理后，原来27条染色体的F1正常应加倍成含有54条染 色体的植株，选择含有54条染色体的植株与4D缺体小麦进行回交。加倍后含有54条染色体的植株减数分裂形成的配子有27条染色体，其中20条来自普通小麦，7条来自黑麦，4D缺体小麦配子有20条染色体， 1 2 3 4 5 6 在F2中选择小于47条染色体的植株继续回交，所得F3植株染色体数以40条、41条、42条居多，41条染色体的个体中不成对的染色体来自黑麦，自交后可得到染色体数恢复的小黑麦异种染色体代换系小麦，经筛选鉴定后可用于生产。该方法可大大缩短育种年限，有计划地引入异源染色体。 (4)育种专家在小麦培育过程中偶然发现一株隐性纯合突变体，为判断此隐性突变基因的位置(在几号染色体上)，利用正常小麦植株和各种单体小麦植株，结合上述方法，提出你的实验思路：_____________________ ______________________________________________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 利用各种单体小麦作为母本分别与该隐性突变个体杂交，若某种单体的子代中出现隐性突变类型，则此基因在相应的染色体上 题组三　辨析细胞的癌变 5.(2023·莆田高三模拟)烟草燃烧所产生的烟雾中含有多种致癌物质，如图表示癌变的细胞中某种基因突变前后编码蛋白质的情况以及对细胞分裂的影响。下列相关叙述错误的是 A.癌症的发生并不是单一基因突变 　的结果 B.正常健康人体细胞的染色体上也 　存在着与癌变有关的基因 C.图中的A基因为原癌基因 D.烟草中的致癌物质可能引起A基因突变使细胞分裂失控 1 2 3 4 5 6 √ 1 2 3 4 5 6 癌症的发生并不是单一基因突变的结果，而是多个基因突变累积的结果，A正确； 原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，抑癌基因表达的蛋白质能抑制 细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，正常健康人体细胞的染色体上也存在着与癌变有关的基因，B正确； 1 2 3 4 5 6 图中A基因正常表达的蛋白质可以控制细胞的分裂；当A基因突变以后，其表达的蛋白质不起作用，导致细胞分裂失控，所以A基因属于抑癌基因，C错误； 烟草中的致癌物质可能引起A基因突变，导致A基因表达的蛋白质不起作用，使细胞分裂失控，D正确。 6.(2023·镇江高三期末)RAD51基因在肝癌组织中高表达。将重组载体导入肝癌细胞(以抑制RAD51基因的表达)，然后将一部分肝癌细胞接种于小鼠皮下，另一部分培养72 h后检测有丝分裂相关基因表达情况，结果如图所示。下列推测不正确的是 A.RAD51促进NEK7基因的表达 B.TACC1和NEK7基因是抑癌基因 C.RAD51基因可能通过TACC1和 　NEK7基因调控细胞的增殖 D.RAD51有望成为肝癌预防或治疗的靶点 √ 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 由题图可知，抑制RAD51基因的表达后，NEK7基因的表达也减弱了，可推测RAD51促进NEK7基因的表达，A正确； 抑制RAD51基因的表达后， TACC1和NEK7基因的表达减弱，将一部分肝癌细胞接种于小鼠皮下后，肿瘤出现得更晚，且体积更小，因此肝癌的预防或治疗可以将RAD51作靶点，如果TACC1和NEK7基因是抑癌基因，其在实验组表达应该增强，与题意不符，B错误，D正确； 1 2 3 4 5 6 抑制RAD51基因的表达后，TACC1和NEK7基因的表达减弱，说明RAD51基因可能通过TACC1和NEK7基因调控细胞的增殖，C正确。 返回 $$