2024屆高考 二輪備考專題(七)　命題點1　變異及其育種應用 學案

專題(七)變異與進化明考點·析考情考點1.基因突變和基因重組。2.染色體結構變異和數(shù)目變異。3.生物變異在生產(chǎn)實踐中的應用。4.現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容。5.生物進化與生物多樣性的形成?？记?.考查題型：多以選擇題呈現(xiàn)。2.命題趨勢：(1)變異常以實例辨析背后原理或以變異為基礎考查育種的流程及背后的原理。(2)進化多側重基本觀點考查及基因頻率的計算。命題點1變異及其育種應用1．突破生物變異的4大問題2．“兩看法”界定二倍體、多倍體、單倍體3．界定“三倍體”與“三體”4．幾種?？碱愋彤a(chǎn)生配子種類及比例5．育種方式及原理辨析(1)誘變育種原理(2)單倍體育種與雜交育種的關系(3)多倍體育種的原理分析6．準確選取育種方案7．細胞癌變的原理和特征8．變異類型的分析推理與實驗設計思路(1)顯性突變與隱性突變的判斷(適于單基因突變)(2)一對基因突變和兩對基因突變的判斷①兩種突變來自一對基因突變(隱性突變)②兩種突變來自兩對基因突變(隱性突變)(3)基因突變和染色體變異的判斷現(xiàn)有一紅眼雄果蠅XAY與一白眼雌果蠅XaXa雜交，子代中出現(xiàn)一只白眼雌果蠅(注：染色體缺失的純合子致死)。①觀察法：取該果蠅有分裂能力的細胞制成裝片，顯微鏡下觀察染色體結構。若染色體正常，可能是基因突變引起的；反之可能是染色體缺失引起的。②雜交法：選該白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，若雜交子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)比為1∶1，則這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由于基因突變引起的；若雜交子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)比為2∶1，則這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是染色體缺失造成的。1．(2023·福建，9)無義突變是指基因中單個堿基替換導致出現(xiàn)終止密碼子，肽鏈合成提前終止?？蒲腥藛T成功合成了一種tRNA(sup—tRNA)，能幫助A基因第401位堿基發(fā)生無義突變的成纖維細胞表達出完整的A蛋白。該sup—tRNA對其他蛋白的表達影響不大。過程如圖。下列敘述正確的是()A．基因模板鏈上色氨酸對應的位點由UGG突變?yōu)閁AGB．該sup—tRNA修復了突變的基因A，從而逆轉因無義突變造成的影響C．該sup—tRNA能用于逆轉因單個堿基發(fā)生插入而引起的蛋白合成異常D．若A基因無義突變導致出現(xiàn)UGA，則此sup—tRNA無法幫助恢復讀取答案D解析成纖維細胞中基因是有遺傳效應的DNA片段，DNA中不含堿基U，A錯誤；由題圖可知，該sup－tRNA并沒有修復突變基因A，但是在sup－tRNA作用下，能在翻譯過程中恢復讀取，進而抵消因無義突變造成的影響，B錯誤；由題圖可知，該sup－tRNA能用于逆轉因單個堿基發(fā)生替換而引起的蛋白合成異常，C錯誤；若A基因無義突變導致出現(xiàn)UGA，由于堿基互補配對原則，此sup－tRNA只能幫助AUC恢復讀取UAG，無法幫助UGA突變恢復讀取，D正確。2．(2023·廣東，2)中外科學家經(jīng)多年合作研究，發(fā)現(xiàn)circDNMT1(一種RNA分子)通過與抑癌基因p53表達的蛋白結合誘發(fā)乳腺癌，為解決乳腺癌這一威脅全球女性健康的重大問題提供了新思路。下列敘述錯誤的是()A．p53基因突變可能引起細胞癌變B．p53蛋白能夠調(diào)控細胞的生長和增殖C．circDNMT1高表達會使乳腺癌細胞增殖變慢D．circDNMT1的基因編輯可用于乳腺癌的基礎研究答案C解析p53基因是抑癌基因，這類基因突變可能引起細胞癌變，A正確；p53基因是抑癌基因，抑癌基因表達的蛋白質能抑制細胞的生長和增殖，或促進細胞凋亡，B正確；依據(jù)題意，circDNMT1通過與抑癌基因p53表達的蛋白結合誘發(fā)乳腺癌，則circDNMT1高表達會使乳腺癌細胞增殖變快，C錯誤。思維延伸——判斷與填充(1)視網(wǎng)膜色素變性患者，某基因的測序結果顯示，與正常人相比，患者模板鏈的互補堿基序列發(fā)生了改變(如圖)，據(jù)此可推斷患者模板鏈上發(fā)生的堿基改變是G→A(經(jīng)典高考題)(√)(2)α-珠蛋白與α-珠蛋白突變體分別由141個和146個氨基酸組成，其中第1～138個氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。該變異是由基因上編碼第139個氨基酸的一個堿基對缺失引起的。由上述信息可知該變異導致終止密碼子后移(2021·浙江6月選考，6)(√)(3)大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上。某個體測交后代表型及比例為黑眼黑毛∶黑眼白化∶紅眼黑毛∶紅眼白化＝1∶1∶1∶1。該個體最可能發(fā)生了如圖所示染色體結構變異(2022·湖南，9)(√)(4)高等植物細胞中每個染色體組中都含有常染色體和性染色體(2020·全國Ⅱ，4)(×)(5)正常細胞生長和分裂失控變成癌細胞，原因是抑癌基因突變成原癌基因(2022·湖南，5)(×)(6)為研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科學家構建了三組轉基因小鼠(Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表達)，發(fā)現(xiàn)這些小鼠隨時間進程體內(nèi)會出現(xiàn)腫瘤(如圖)。據(jù)圖可知兩種基因大量表達對小鼠細胞癌變有累積效應(2022·廣東，11)(√)(7)(2020·全國Ⅲ，32)現(xiàn)有甲、乙兩個普通小麥品種(純合子)，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、乙為實驗材料設計實驗獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請簡要寫出實驗思路：甲、乙兩個品種雜交，F(xiàn)1自交，選取F2中既抗病又抗倒伏且自交后代不發(fā)生性狀分離的植株。題組一變異的類型辨析1．如圖表示小麥的三個純種品系的部分染色體及基因組成：Ⅰ、Ⅱ表示染色體，A為矮稈基因，B為抗矮黃病基因，E為抗條斑病基因，均為顯性。乙品系和丙品系由普通小麥與近緣種偃麥草雜交后，經(jīng)多代選育而來(圖中黑色部分是來自偃麥草的染色體片段)。下列有關敘述正確的是()A．乙、丙品系的產(chǎn)生為長期自然選擇的結果B．在培育乙、丙品系的過程中發(fā)生了染色體變異C．甲和丙雜交所得到的F1自交，減數(shù)分裂中無法觀察到四分體D．三個品系兩兩雜交，子一代都會出現(xiàn)表現(xiàn)三種優(yōu)良性狀的植株答案B解析由于乙品系和丙品系由普通小麥與近緣種偃麥草雜交后，經(jīng)多代選育而來，這是人工選擇的結果，A錯誤；甲和丙雜交得到的F1中有同源染色體，減數(shù)分裂時能觀察到四分體，C錯誤；三個品系兩兩雜交，由于形成配子過程中，同源染色體分離，雌雄配子隨機結合，子一代不全表現(xiàn)三種優(yōu)良性狀，D錯誤。2．(2023·浙江6月選考，17)某動物(2n＝4)的基因型為AaXBY，其精巢中兩個細胞的染色體組成和基因分布如圖所示，其中一個細胞處于有絲分裂某時期。下列敘述錯誤的是()A．甲細胞處于有絲分裂中期、乙細胞處于減數(shù)分裂Ⅱ后期B．甲細胞中每個染色體組的DNA分子數(shù)與乙細胞的相同C．若甲細胞正常完成分裂則能形成兩種基因型的子細胞D．形成乙細胞過程中發(fā)生了基因重組和染色體變異答案B解析甲細胞含有同源染色體，且著絲粒整齊地排列在赤道板上，處于有絲分裂中期，乙細胞不含有同源染色體，著絲粒分裂，處于減數(shù)分裂Ⅱ后期，A正確；甲細胞含有2個染色體組，每個染色體組含有4個DNA分子，乙細胞含有2個染色體組，每個染色體組含有2個DNA分子，B錯誤；甲細胞分裂后產(chǎn)生AAXBY、AaXBY兩種基因型的子細胞，C正確；形成乙細胞的過程中發(fā)生了A基因所在的常染色體和Y染色體的組合，減數(shù)分裂過程中發(fā)生了基因重組，同時a基因所在的染色體片段轉移到了Y染色體上，發(fā)生了染色體結構變異，D正確。題組二育種原理辨析及方案設計3．(2023·珠海高三期末)農(nóng)作物的雄性不育(雄蕊異常，雌蕊正常)在育種方面發(fā)揮著重要作用。油菜的雄性不育與育性正常由3個復等位基因(A1、A2、a)決定，其顯隱性關系是A1對A2、a為顯性，A2對a為顯性。利用油菜的雄性不育突變植株進行的雜交實驗如圖所示。下列分析錯誤的是()A．雄性不育株、品系1、品系3的基因型分別為A2A2、A1A1、aaB．雜交一和雜交二后代中的雄性不育個體的基因型不同C．通過雜交二最終獲得雄性不育個體，最終只有雄性不育株的一條完整染色體D．若不考慮突變，雜交二的后代上下兩代的雄性不育植株有可能遺傳物質的組成相同答案C解析根據(jù)雜交一親本和F1可知，品系1中的育性基因對雄性不育株中的基因為顯性，又根據(jù)雜交二中親本和F1可知，雄性不育株中的基因對品系3中的基因為顯性，且根據(jù)題意可知，顯隱性關系是A1對A2、a為顯性，A2對a為顯性，因此可判斷雜交一親本為雄性不育株(A2A2)×品系1(A1A1)，雜交二的親本為雄性不育株(A2A2)×品系3(aa)，A正確；雜交一的雄性不育株基因型均為A2A2，雜交二后代中的雄性不育株基因型為A2a，B正確；由于減數(shù)分裂過程中，來自雄性不育株和品系3的同源染色體移向細胞哪一極是隨機的，因此雄性不育個體產(chǎn)生的雌配子中可能只含有親本雄性不育株的一套染色體，因此后代雄性不育個體的遺傳物質為一個染色體組來自品系3，一個染色體組來自親本雄性不育株，因此若不考慮突變，雜交二的后代上下兩代的雄性不育植株有可能遺傳物質的組成相同，C錯誤，D正確。4．(2023·開封高三一模)“中國小麥遠緣雜交之父”李振聲院士及其團隊首創(chuàng)全新育種方法，為小麥染色體工程育種開辟了新途徑?；卮鹣铝袉栴}：(1)單體小麥和缺體小麥是小麥育種和遺傳分析的基礎材料。單體比正常個體少一條染色體，缺體比正常個體少一對同源染色體。普通小麥含有42條染色體，也可被視為二倍體(用2n＝42W表示)，在培育過程中可發(fā)生__________，從而出現(xiàn)單體和缺體。若不考慮同源染色體之間的差異，普通小麥共有__________種缺體。(2)研究團隊利用帶有藍粒性狀標記的單體小麥(圖1)，選育出能穩(wěn)定遺傳的可育缺體小麥。藍粒單體小麥(E代表攜帶藍?；虻娜旧w)自交以后，產(chǎn)生三種染色體組成的后代，即40W＋E、____________________。由于藍粒性狀具有劑量效應，會出現(xiàn)三種表型，即白粒、藍粒和深藍粒，其中________粒小麥為缺體小麥。自交后，篩選得到了育性高的株系4D缺體(缺少4號染色體)。(3)二倍體黑麥(2n＝14R)是小麥的近緣物種，耐旱耐寒和抗病能力都很強。為引入黑麥優(yōu)良性狀培育異種染色體代換的小麥新品種，研究人員進行了雜交實驗，如圖2。以4D缺體小麥為母本，經(jīng)過人工________后授以黑麥花粉，所得F1體細胞含有________條染色體。由于F1雌雄都不育，用圖中①____________處理F1幼苗使其染色體加倍。經(jīng)過細胞學觀察，選擇________條染色體的F1植株進行回交。在F2中選擇小于47條染色體的植株繼續(xù)回交，所得F3植株染色體數(shù)以40條、41條、42條居多。其中可選擇________條染色體的個體進行自交，即可得到染色體數(shù)恢復的小黑麥異種染色體代換系小麥，經(jīng)篩選鑒定后可用于生產(chǎn)。該方法可大大縮短育種年限，有計劃地引入異源染色體。(4)育種專家在小麥培育過程中偶然發(fā)現(xiàn)一株隱性純合突變體，為判斷此隱性突變基因的位置(在幾號染色體上)，利用正常小麥植株和各種單體小麥植株，結合上述方法，提出你的實驗思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)染色體變異21(2)40W、40W＋EE白(3)去雄27秋水仙素5441(4)利用各種單體小麥作為母本分別與該隱性突變個體雜交，若某種單體的子代中出現(xiàn)隱性突變類型，則此基因在相應的染色體上解析(1)單體比正常個體少一條染色體，缺體比正常個體少一對同源染色體，都屬于染色體數(shù)目變異，故在培育過程中可發(fā)生染色體變異導致單體和缺體的出現(xiàn)。缺體比正常個體少一對同源染色體，普通小麥含有42條染色體，即有21對同源染色體，故共有21種缺體。(2)藍粒單體小麥缺少一條染色體，染色體組成可表示為40W＋E，由于E染色體不能配對，只考慮該染色體，可產(chǎn)生E和O型(不含E)兩種配子，故后代染色體組成包括40W＋E、40W＋EE、40W三種后代。缺體小麥缺少一對染色體，40W的小麥為缺體，表現(xiàn)為白粒。(3)雜交實驗中應對母本進行人工去雄后授以父本花粉；4D缺體小麥含有40條染色體，黑麥含有14條染色體，F(xiàn)1含有27條染色體。秋水仙素可以抑制紡錘體的形成，達到使染色體加倍的目的。用秋水仙素加倍處理后，原來27條染色體的F1正常應加倍成含有54條染色體的植株，選擇含有54條染色體的植株與4D缺體小麥進行回交。加倍后含有54條染色體的植株減數(shù)分裂形成的配子有27條染色體，其中20條來自普通小麥，7條來自黑麥，4D缺體小麥配子有20條染色體，在F2中選擇小于47條染色體的植株繼續(xù)回交，所得F3植株染色體數(shù)以40條、41條、42條居多，41條染色體的個體中不成對的染色體來自黑麥，自交后可得到染色體數(shù)恢復的小黑麥異種染色體代換系小麥，經(jīng)篩選鑒定后可用于生產(chǎn)。該方法可大大縮短育種年限，有計劃地引入異源染色體。題組三辨析細胞的癌變5．(2023·莆田高三模擬)煙草燃燒所產(chǎn)生的煙霧中含有多種致癌物質，如圖表示癌變的細胞中某種基因突變前后編碼蛋白質的情況以及對細胞分裂的影響。下列相關敘述錯誤的是()A．癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結果B．正常健康人體細胞的染色體上也存在著與癌變有關的基因C．圖中的A基因為原癌基因D．煙草中的致癌物質可能引起A基因突變使細胞分裂失控答案C解析癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結果，而是多個基因突變累積的結果，A正確；原癌基因表達的蛋白質是細胞正常的生長和增殖所必需的，抑癌基因表達的蛋白質能抑制細胞