專題六變異育種和進(jìn)化

專題六變異育種和進(jìn)化專題六變異育種和進(jìn)化專題六變異育種和進(jìn)化二、三種可遺傳變異的比較人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。專題六變異育種和進(jìn)化專題六變異育種和進(jìn)化專題六變異育種和進(jìn)化1二、三種可遺傳變異的比較類型項目基因突變基因重組染色體變異適用范圍生物種類所有生物(包括病毒)均可發(fā)生自然狀態(tài)下只發(fā)生于真核生物有性生殖過程中，為核遺傳真核生物細(xì)胞增殖過程中均可發(fā)生生殖無性生殖、有性生殖有性生殖無性生殖、有性生殖類型自發(fā)突變誘發(fā)突變交叉互換自由組合染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體數(shù)目變異二、三種可遺傳變異的比較類型基因突變基因重組染色體變異適用范類型項目基因突變基因重組染色體變異發(fā)生時期細(xì)胞分裂期產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生新的基因只產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因不產(chǎn)生新的基因，但可引起基因數(shù)目或順序的變化鏡檢光鏡下均無法檢出，可根據(jù)是否有新性狀或新性狀組合確定光鏡下可檢出育種應(yīng)用誘變育種雜交育種單倍體育種多倍體育種DNA復(fù)制時(有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期)減數(shù)分裂四分體時期與第一次分裂過程中類型基因突變基因重組染色體變異發(fā)生時期細(xì)胞分裂期產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生思考題：如何區(qū)分基因突變、基因重組和染色體變異？若把基因視為染色體上的一個位“點”，染色體視為點所在的“線段”，則基因突變——“點”的變化（點的質(zhì)變，但數(shù)目不變）基因重組——“點”的結(jié)合或交換（點的質(zhì)和量都不變）染色體結(jié)構(gòu)變異——“線段”的部分片段增添、缺失、重復(fù)、易位（點的質(zhì)不變，數(shù)目和位置可能變化）染色體數(shù)目變異——個別“線段”增添、缺失或線段成倍增減（點的質(zhì)不變、數(shù)目變化）思考題：如何區(qū)分基因突變、基因重組和染色體變異？若把基因視為三．常見育種方式比較：雜交育種人工誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種細(xì)胞融合技術(shù)依據(jù)原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組、染色體變異常用方法雜交→自交→選種→自交輻射誘變、激光誘變、作物太空育種花藥離體培養(yǎng)，然后再誘導(dǎo)，使染色數(shù)目加倍秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗轉(zhuǎn)基因(DNA重組)技術(shù)將目的基因引入生物體內(nèi)，培育新品種讓不同生物細(xì)胞原生質(zhì)融合三．常見育種方式比較：雜交育種人工誘變育種單倍體育種多倍體育雜交育種人工誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種細(xì)胞融合技術(shù)優(yōu)點操作簡單，目標(biāo)性強(qiáng)可以提高變異的頻率，大幅度地改良某些品種可以明顯地縮短育種年限操作簡單，能較快獲得新類型打破物種界限，定向改變生物的性狀按照人們的意愿改變細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)或獲得了細(xì)胞產(chǎn)品且克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙缺點時間長，需與時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種有利變異少，需大量處理實驗材料技術(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合所得品種發(fā)育延遲，結(jié)實率低有可能引起生態(tài)危機(jī)技術(shù)難度大舉例矮稈抗銹病小麥青霉素高產(chǎn)菌株、太空椒單倍體育種獲得的矮稈抗銹病小麥三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌、抗蟲棉白菜—甘藍(lán)、番茄—馬鈴薯雜交育種人工誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種細(xì)胞融合四、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論與達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的比較達(dá)爾文自然選擇學(xué)說現(xiàn)代生物進(jìn)化理論基本觀點①遺傳變異自然選擇內(nèi)因②過度繁殖為自然選擇提供更多的選擇材料，加劇了生存斗爭③變異一般是不定向的，而自然選擇是定向的，定向的自然選擇決定著生物進(jìn)化的方向④生存斗爭是自然選擇的過程，是生物進(jìn)化的動力⑤適者生存是自然選擇的結(jié)果①種群是進(jìn)化的基本單位，進(jìn)化的實質(zhì)在于種群基因頻率的改變②突變和基因重組、自然選擇與隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)③突變和基因重組提供了生物進(jìn)化的原材料④自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向⑤隔離是新物種形成的必要條件四、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論與達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的比較達(dá)爾文自然選擇達(dá)爾文自然選擇學(xué)說現(xiàn)代生物進(jìn)化理論不同點①沒有闡明遺傳變異的本質(zhì)以與自然選擇的作用機(jī)理②著重研究生物個體進(jìn)化③認(rèn)為物種形成是微小有利變異積累的結(jié)果，沒有認(rèn)識到隔離的作用①從分子水平上闡明了自然選擇對遺傳變異的作用機(jī)理②強(qiáng)調(diào)群體進(jìn)化，認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位③隔離是物種形成的必要條件共同點①都能解釋生物進(jìn)化的原因和生物的多樣性、適應(yīng)性②都認(rèn)為自然選擇決定生物進(jìn)化的方向達(dá)爾文自然選擇學(xué)說現(xiàn)代生物進(jìn)化理論不同點①沒有闡明遺傳變異的五、物種與生物多樣性的形成1．物種形成(1)漸變式物種的形成有多種方式，主要為漸變式。五、物種與生物多樣性的形成(2)爆發(fā)式爆發(fā)式物種的形成主要是由異源多倍體的染色體畸變的方式形成新物種，一出現(xiàn)可以很快達(dá)到生殖隔離。(3)人工制造新物種人工誘導(dǎo)多倍體，植物體細(xì)胞雜交等。(2)爆發(fā)式2．生物多樣性的形成生物多樣性是長期自然選擇的結(jié)果，地球上生物生存的環(huán)境是多種多樣的，在不同的環(huán)境中自然選擇的方向是不同的，不同的選擇方向形成不同的生物類型，最后形成不同的物種。其基因庫中的基因組成也是不同的，這就形成了基因的多樣性。(2)多樣性的內(nèi)容：基因多樣性，物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。專題六變異育種和進(jìn)化專題六變異育種和進(jìn)化[例1]

(2011·安徽理綜，4)人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素131I治療某些甲狀腺疾病，但大劑量的131I對人體會產(chǎn)生有害影響。積聚在細(xì)胞內(nèi)的131I可能直接(

)A．插入DNA分子引起插入點后的堿基序列改變B．替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變C．造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異D．誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞基因突變并遺傳給下一代[例1](2011·安徽理綜，4)人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具[解析]

本題考查誘發(fā)基因突變的因素與原理。131I是一種放射性物質(zhì)，大劑量131I能產(chǎn)生大量放射性，誘發(fā)基因突變。I不是堿基類似物，不能插入DNA分子序列中，不能替換DNA分子中的堿基，其誘發(fā)的基因突變?yōu)轶w細(xì)胞變異，不能遺傳給下一代，因此其原因可能是造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異。[答案]

C專題六變異育種和進(jìn)化(2010·江蘇生物)育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是(

)A．這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的B．該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個體C．觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置D．將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系專題六變異育種和進(jìn)化[答案]

B[解析]

本題考查基因突變的有關(guān)知識。盡管是“罕見”突變，也不能說明該變異是隱性突變，只有通過試驗鑒定，方能說明其突變類型；基因突變是DNA上某堿基對的增添、缺失或替換引起的，顯微鏡下不能觀察的到；花藥離體培養(yǎng)后，需用秋水仙素誘導(dǎo)加倍后，才能得到穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系。通過該變異植株自交，看后代是否發(fā)生性狀分離，如果出現(xiàn)性狀分離，則為雜合子，不出現(xiàn)性狀分離則為純合子，B正確。[答案]B[例2]

(2011·安徽理綜，31Ⅰ)雄家蠶的性染色體為ZZ，雌家蠶為ZW。已知幼蠶體色正?；?T)與油質(zhì)透明基因(t)是位于Z染色體上的一對等位基因，結(jié)天然綠色繭基因(G)與白色繭基因(g)是位于常染色體上的一對等位基因，T對t，G對g為顯性。(1)現(xiàn)有一雜交組合：ggZTZT×GGZtW，F(xiàn)1中結(jié)天然綠色繭的雄性個體所占比例為________________，F(xiàn)2中幼蠶體色油質(zhì)透明且結(jié)天然綠色繭的雌性個體所占比例為________________________。專題六變異育種和進(jìn)化(2)雄性蠶產(chǎn)絲多，天然綠色蠶絲銷路好?，F(xiàn)有下列基因型的雄、雌親本：GGZtW、GgZtW、ggZtW、GGZTZt、ggZTZt、GgZtZt，請設(shè)計一個雜交組合，利用幼蠶體色油質(zhì)透明易區(qū)別的特點，從F1中選擇結(jié)天然綠色繭的雄蠶用于生產(chǎn)(用遺傳圖解和必要的文字表述)。專題六變異育種和進(jìn)化[解析]

(1)遺傳圖解如下：[解析](1)遺傳圖解如下：所以F2中體色油質(zhì)透明且結(jié)天然綠色繭的雌性個體基因組成所占比例為G_ZtW，所占比例為3/4×1/4＝3/16。(2)見圖解從孵化出的F1幼蠶中，淘汰體色油質(zhì)透明的雌家蠶，保留體色正常的雄家蠶用于生產(chǎn)或所以F2中體色油質(zhì)透明且結(jié)天然綠色繭的雌性個體基因組成所占比P：基因型♂GgZtZt

×

GGZTW♀

F2：基因型GGZTZt

GgZTZt

GGZtW

GgZtWP：基因型♂GgZtZt×GGZTW♀專題六變異育種和進(jìn)化P：基因型♂GgZtZt

×

GGZTW♀↓F2：基因型GGZTZt

GgZTZt

GGZtW

GgZtW從孵化出的F1幼蠶中，淘汰體色油質(zhì)透明的雌家蠶，保留體色正常的雄家蠶用于生產(chǎn)專題六變異育種和進(jìn)化(2010·山東青島模擬)下圖中，甲、乙表示水稻兩個品種，A、a和B、b表示分別位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，①～⑦表示培育水稻新品種的過程，則下列說法錯誤的是(

)專題六變異育種和進(jìn)化A．①→②過程簡便，但培育周期長B．②和⑦的變異都發(fā)生于有絲分裂間期C．③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)D．③→⑥過程與⑦過程的育種原理相同[答案]

B專題六變異育種和進(jìn)化[解析]

分析題圖，①→②過程和①→④→⑤過程為雜交育種過程，但培養(yǎng)目標(biāo)不同，前者是為了獲得AAbb個體，后者是為了獲得aaBB個體。雜交育種操作簡便，但培育周期長；⑦過程是多倍體育種過程，⑦過程發(fā)生的染色體變異是由于秋水仙素抑制分裂前期紡錘體的形成而產(chǎn)生的；③⑥表示的單倍體育種過程，其中③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)；單倍體育種與多倍體育種的原理都是染色體變異。專題六變異育種和進(jìn)化[例1]

(2011·江蘇生物，6)根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，下列說法正確的是(

)A．自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向B．生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因型頻率的改變C．種群內(nèi)基因頻率的改變在世代間具有連續(xù)性D．種群內(nèi)基因頻率改變的偶然性隨種群數(shù)量下降而減小專題六變異育種和進(jìn)化[解析]

本題考查現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的具體內(nèi)容。生物變異是不定向的，自然選擇對其起選擇作用，但不能決定其變異方向，A項錯誤。生物進(jìn)化的實質(zhì)是基因頻率的改變，B項錯誤；種群數(shù)量下降，基因頻率改變的偶然性升高，D項錯誤。[答案]

C專題六變異育種和進(jìn)化(2010·江蘇生物)根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，下列觀點中正確的是(

)A．人工培育的新物種只能生活在人工環(huán)境中B．生物進(jìn)化的方向與基因突變的方向一致C．冬季來臨時植物葉中可溶性糖含量增高是為了更好地防止凍害D．受農(nóng)藥處理后種群中抗藥性強(qiáng)的個體有更多機(jī)會將基因傳遞給后代[答案]

D專題六變異育種和進(jìn)化[解析]

A項中人工培育的新品種要看具體情況，有的也可以生活在野外中如雜交水稻等；基因突變是不定向的，生物進(jìn)化的方向取決于自然選擇的方向，故B項敘述錯。C項中冬季來臨時，植物體內(nèi)可溶性糖含量增加，增大了細(xì)胞內(nèi)溶液的濃度，降低了凝固點，有利于適應(yīng)寒冷環(huán)境，而不是為了適應(yīng)寒冷環(huán)境。在進(jìn)化理論敘述中不可以說生物具備某種特征是為了達(dá)到某種目的，這種“目的論”的觀點是錯誤的，故C項敘述錯。農(nóng)藥處理后選擇了具有抗藥性的個體，淘汰了沒有抗藥性的，因此抗藥性強(qiáng)的個體生存下來并繁殖產(chǎn)生子代的機(jī)會大大增加，故D項敘述正確。[解析]A項中人工培育的新品種要看具體情況，有的也可以生活[例2]下列對現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的理解，正確的是(

)A．環(huán)境改變使生物產(chǎn)生的定向變異，為進(jìn)化提供原材料B．自然選擇使種群基因頻率發(fā)生改變，決定生物進(jìn)化的方向C．地理隔離使種群間基因不能交流，必然導(dǎo)致生殖隔離D．共同進(jìn)化就是物種間在相互選擇中不斷發(fā)展和進(jìn)化[例2]下列對現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的理解，正確的是()[解析]

變異是不定向的，而自然選擇是定向的，故A錯B正確；地理隔離使種群間基因不能交流，但不一定會導(dǎo)致生殖隔離，故C錯；共同進(jìn)化不僅是指物種間在相互選擇中不斷發(fā)展和進(jìn)化，還有與無機(jī)環(huán)境之間在相互選擇影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，故D錯。[答案]

B專題六變異育種和進(jìn)化下列關(guān)于生物變異和進(jìn)化的敘述，正確的是(