专题五 生物的变异和进化
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知识内容
要求
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．人类遗传病的类型、监测和预防
Ⅰ
7．人类基因组计划及其意义
Ⅰ
8．现代生物进化理论的主要内容
Ⅱ
9．生物进化与生物多样性的形成
Ⅱ
考场传真
1．（2012·山东理综，6）某遗传病的遗传涉及非同源染色体上的两对等位基因。已知Ⅰ1基因型为AaBB，且Ⅱ2与Ⅱ3婚配的子代不会患病。根据以下系谱图，正确的推断是（ ）
A．Ⅰ3的基因型一定为AABb
B．Ⅱ2的基因型一定为aaBB
C．Ⅲ1的基因型可能为AaBb或AABb
D．Ⅲ2与基因型为AaBb的女性婚配，子代患病的概率为
2．（2012·江苏，14）某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b（见下图）。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是（ ）
A．减数分裂时染色单体1 或2 上的基因b 突变为B
B．减数第二次分裂时姐妹染色单体3 与4 自由分离
C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合
D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换
3．（2012·天津理综，2）芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因（H和h，G和g）控制菜籽的芥酸含量，下图是获得低芥酸油菜新品种（HHGG）的技术路线。已知油菜单个花药由花药壁（2n）及大量花粉（n）等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。
据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．①、②两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化
B．与④过程相比，③过程可能会产生二倍体再生植株
C．图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株（HHGG）的效率最高
D．F1减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会
4．（2012·江苏，5）下列关于生物进化的叙述，错误的是（ ）
A．生物的种间竞争是一种选择过程
B．化石是研究生物进化的重要依据
C．外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向
D．突变的可遗传性阻碍生物进化
5．（2012·课标全国理综，31）一对毛色正常鼠交配，产下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常。分析认为，鼠毛色出现异常的原因有两种：一是基因突变的直接结果（控制毛色基因的显隐性未知，突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因）；二是隐性基因携带者之间交配的结果（只涉及亲本常染色体上一对等位基因）。假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活。为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代。请预测结果并作出分析。
（1）如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为________，则可推测毛色异常是________性基因突变为________性基因的直接结果，因为______________________。
（2）如果不同窝子代出现两种情况，一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为__________，另一种是同一窝子代全部表现为__________鼠，则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果。
6．（2012·山东理综，27）几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。
（1）正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为______，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是______条。
（2）白眼雌果蝇（XrXrY）最多能产生Xr、XrXr、______和______四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇（XRY）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为__________________
________________________________________________________________________。
（3）用黑身白眼雌果蝇（aaXrXr）与灰身红眼雄果蝇（AAXRY）杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为______，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为______。
（4）用红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记为“M”）。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤：_______________________________________________________。
结果预测：Ⅰ．若__________________________________________________________，则是环境改变；
Ⅱ．若____________________________________________________________，则是基因突变；
Ⅲ．若____________________________________________________________，则是减数分裂时X染色体不分离。
7．（2012·浙江理综，32）玉米的抗病和不抗病（基因为A、a）、高秆和矮秆（基因为B、b）是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子（甲），研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：
取适量的甲，用合适剂量的γ射线照射后种植，在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株（乙）和不抗病高秆1株（丙）。将乙与丙杂交，F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆，选取F1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株（丁）。
另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。
请回答：
（1）对上述1株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此该基因不能正常________，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有________的特点，该变异类型属于________。
（2）上述培育抗病高秆玉米的实验运用了________、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是________。花药离体培养中，可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株，也可通过诱导分化成________获得再生植株。
（3）从基因组成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生________种配子。
（4）请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。
考向分析
1．变异产生机理、结果分析与特点的理解一直是高考的热点，命题方式主要为选择题。考查时主要和基因的表达及减数分裂等相关知识联系。
2．育种的考查常常通过新的背景材料，综合考查所有的育种知识，对学生的能力要求很高，题型主要为简答题，往往结合遗传基本规律相关知识综合考查。
3．现代生物进化理论及对生物适应性、新物种的形成的作用分析在近几年高考题中异军突起，成为热点题型，以选择题为主，难度中等。
4．人类遗传病一般和遗传定律、伴性遗传、可遗传的变异等综合命题，题型以简答题为主，难度较大。
知识网络
①环境 ②可遗传 ③原材料 ④种群 ⑤自然选择 ⑥隔离
热点例析
热点一 三种可遗传变异的比较
类型
项目
基因突变
基因重组
染色体变异
概念
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
在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合
因染色体数目或结构发生变化而导致生物性状发生变异
适用范围
生物种类
所有生物（包括病毒）均可发生
自然状态下只发生于真核生物有性生殖过程中，为核遗传
真核生物细胞增殖过程中均可发生
生殖方式
无性生殖、有性生殖
有性生殖
无性生殖、有性生殖
类型
自然突变
诱发突变
交叉互换
自由组合
人工DNA拼接技术
染色体结构变异、
染色体数目变异
发生时期
DNA复制时（有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期）
减数分裂四分体时期及减数第一次分裂后期
细胞分裂期
产生机理
DNA上发生碱基对的替换、增添和缺失，从而引起遗传信息的改变
非同源染色体上非等位基因的自由组合；交叉互换
由于细胞分裂过程受到外界或内部因素的影响，使基因的数目或排列顺序发生改变；细胞中染色体组成倍增加；生物的配子直接发育成个体；使染色体组成倍地减少
产生结果
产生新基因
只产生新的基因型，不产生新的基因
不产生新的基因，但可引起染色体上基因数目或排列顺序的变化
镜检
光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定
光镜下可检出
育种应用
诱变育种
杂交育种
基因工程育种
单倍体育种
多倍体育种
【例1】（2011·安徽理综，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
解析：131I为放射性物质，可以诱导生物变异，但不是碱基类似物，因此，不能插入或替换DNA的碱基，发生基因突变；放射性物质诱发在体细胞中的基因突变不能遗传给后代。
答案：C
特别提示1．同源染色体的非姐妹染色单体间的互换属于基因重组；非同源染色体间的互换属于染色体变异中的易位。
2．病毒的可遗传变异类型只有基因突变，原核生物没有染色体，不存在染色体变异。所以，自然状态下原核生物也只有基因突变，真核生物三种变异类型都有。
3．“可遗传”不等于“可育”，如三倍体西瓜、二倍体生物的单倍体等都表现为“不育”，但它们都属于可遗传变异。发生在体细胞中的基因突变往往不能遗传给后代，但基因突变属于可遗传的变异。
触类旁通1下列有关遗传变异的叙述，正确的是（ ）
A．基因内部仅个别碱基改变后，由于密码子的简并性导致生物性状不发生改变，此为隐性突变
B．染色体数目个别增减不会引起生物性状改变
C．复等位基因（控制同一性状的基因有多个）的存在，说明基因突变具有不定向性的特点
D．人类X、Y染色体上的等位基因控制的性状一定没有性别差异
热点二 可遗传变异在育种上的应用
杂交育种
诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
基因工程育种
原理
基因重组
基因突变
染色体变异
染色体变异
基因重组
常用方式
a．选育纯种：杂交→自交→选优→自交
b．选育杂种：杂交→杂交种
辐射诱变、激光诱变、空间诱变
花药离体培养，然后再诱导单倍体幼苗染色体加倍
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
转基因（DNA重组）技术将目的基因导入生物体细胞内，培育新品种
育种程序
优点
a．使不同个体的优良性状集中到一个个体上b．操作简便
可以提高变异的频率、加速育种进程或大幅度地改良某些性状
a．明显缩短育种年限b．所得品种为纯合子
茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，营养物质含量增加
打破杂交的物种界限，定向改变生物的性状
缺点
a．育种时间长b．不能克服远缘杂交不亲和的障碍
有利变异少，需大量处理实验材料（有很大盲目性）
技术复杂且需与杂交育种配合
只适用于植物，发育延迟，结实率低
有可能引发生态危机
应用
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
高产青霉菌
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
三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
转基因“向日葵豆”、转基因抗虫棉
【例2】将①②两个植株杂交，得到③，将③再作进一步处理，如下图所示。下列分析错误的是（ ）
A．由③到④过程一定发生了等位基因分离、非同源染色体上非等位基因自由组合
B．由⑤×⑥到⑧的育种过程中，遵循的主要原理是染色体变异
C．若③的基因型为AaBbdd，则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4
D．由③到⑦过程可能发生突变和重组，为生物进化提供原材料
解析：本题主要考查各种育种方式。题中由③到④过程为诱变育种，由①×②到⑩过程为杂交育种，由③到⑧过程为多倍体育种，由③到⑨过程为单倍体育种。诱变育种过程不涉及减数分裂，而等位基因的分离、非同源染色体上非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期，所以A项错误。多倍体育种过程遵循的原理主要是染色体变异，所以B项正确。若③的基因型为AaBbdd，根据孟德尔遗传定律可知，自交后代能稳定遗传的有AABBdd、AAbbdd、aaBBdd、aabbdd，因此C项正确。③到⑦过程中既有减数分裂又有有丝分裂，所以可能发生染色体变异、基因突变、基因重组，三者为生物的进化提供了原材料，D项正确。
答案：A
思维深化（1）在所有育种方法中，最常规的育种方法是杂交育种。
（2）根据不同育种需求选择不同的育种方法：
①将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种。
②需要杂交育种并要求快速选育显性性状的，则再配合运用单倍体育种。
③快速选育隐性纯种则利用杂交育种。
④要求大幅度改良某一品种，则利用诱变育种。
⑤要提高营养物质含量，可运用多倍体育种。
⑥若要实现“定向”改变生物性状，则运用基因工程技术。
（3）杂交育种选育的时间是从F2开始，原因是从F2开始出现性状分离。
（4）两个或多个性状分散在不同的品种中，首先要实现控制不同性状基因的重组，再选育出人们所需要的品种，这可以从不同的水平上加以分析：
①个体水平上，运用杂交育种的方法实现不同优良性状基因的重组。
②细胞水平上，利用植物体细胞杂交，从而实现遗传物质的重组。
③分子水平上，应用转基因技术将控制优良性状的基因导入另一生物体内，从而实现基因重组。
触类旁通2假设a、B为玉米的优良基因，现有AABB、aabb两个品种，控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，实验小组用不同方法进行了实验（见下图），下列说法不正确的是（ ）
A．过程①育种方法的原理是基因突变，最大优点是能提高突变率，在短时间内获得更多的优良变异类型
B．过程②③④育种方法的原理是基因重组，基因型aaB_的类型经④后，子代中aaBB所占比例是5/6
C．过程⑤使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成
D．过程⑥⑦应用了单倍体育种的方法，最大的优点是明显缩短育种年限
热点三 人类的遗传病
1．人类单基因遗传病的类型及遗传特点
图
遗传病类型
一般规律
遗传特点
常隐
父母无病女儿有病一定常隐
隔代遗传；男女发病率相等
常显
父母有病女儿无病一定常显
连续遗传；男女发病率相等
常隐或X隐
父母无病儿子有病一定隐性
隔代遗传
常显或X显
父母有病儿子无病一定显性
连续遗传
最可能为X显（也可能为常隐、常显、X隐）
父亲有病女儿全有病最可能X显
连续遗传：患者女性多于男性
非X隐（可能是常隐、常显、X显）
母亲有病儿子无病非X隐
隔代遗传
最可能为伴Y遗传（也可能为常显、常隐、X隐）
父亲有病儿子全有病最可能为伴Y遗传
连续遗传；只有男性患者
2．多基因遗传病及染色体异常遗传病
（1）多基因遗传病
①特点：a．家族聚集现象
b．易受环境影响
c．在群体中发病率较高
②诊断方法：a．遗传咨询
b．基因检测
（2）染色体异常遗传病①类型：a．染色体结构异常遗传病（猫叫综合征）；
b．染色体数目异常遗传病（21三体综合征）。
②检测方法：产前诊断。
【例3】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（如下图）。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和Ⅱ－6再生患病男孩的概率为1/2
D．Ⅲ－9与正常女性结婚，建议生女孩
解析：根据5、6、11号得出该病为隐性遗传病，并且得出该病不在Y染色体上，故A项错误。该遗传系谱图提示我们此病既可能为常染色体隐性遗传也可能为伴X染色体隐性遗传，无论是哪种遗传方式，Ⅱ－5均是该病致病基因的携带者，故B项正确。如果该病为常染色体隐性遗传，那么Ⅱ－5和Ⅱ－6再生患病男孩的概率为1/8；若是伴X染色体隐性遗传，此概率为1/4，故C项错误。该病不论是常染色体隐性遗传，还是伴X染色体隐性遗传，Ⅲ－9与正常女性结婚生男生女患病概率相同，故D项错误。
答案：B
误区警示1．先天性疾病不一定是遗传病，如先天性心脏病；后天性疾病不一定不是遗传病，如青少年性糖尿病。
2．对遗传病发病率的调查，其对象是某区域内的整个群体；对遗传病遗传方式的调查，其对象是患者的家系。
3．位于性染色体上的基因所控制的性状在遗传时都与性别有关，在写基因型和统计后代比例时一定要将性染色体及性别写上。
触类旁通3生物研究性学习小组的同学在进行遗传病调查时，发现一位男生患有两种遗传病，进一步调查后画出其家族的遗传病系谱图如下图，下列说法错误的是（ ）
A．甲病的遗传方式属于常染色体显性遗传病
B．从系谱图中可以看出甲病的遗传特点是家族中世代相传
C．Ⅱ－7与Ⅱ－8再生一个孩子是患甲病女儿的概率为1/8
D．已知Ⅱ－3不是乙病基因的携带者，则乙病的类型为伴X染色体隐性遗传病
热点四 现代生物进化理论
1．现代生物进化理论图解
2．物种形成的方式
（1）渐变式物种形成
（2）爆发式物种形成
物种A物种B
（3）人工创造新物种
通过体细胞杂交、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。
3．生物多样性之间的关系
由图可以看出：生物多样性是生物与环境共同进化的结果。
4．基因频率与基因型频率的相关计算
（1）已知基因型频率求基因频率
A%＝AA%＋1/2×Aa%
a%＝aa%＋1/2×Aa%
（2）已知基因频率求基因型频率
若A%＝p，a%＝q，
则：AA%＝p2，aa%＝q2，Aa%＝2pq
【例4】根据现代生物进化理论，下列说法正确的是（ ）
A．自然选择决定了生物变异和进化的方向
B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变
C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性
D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小
解析：自然选择决定生物进化的方向，不决定变异的方向，故A项错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，故B项错误；基因是生物的遗传物质，在世代间是连续的，种群内基因频率的改变在世代间也具有连续性，故C项正确；种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增加，故D项错误。
答案：C
思维深化1．生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此，可以认为生物基因频率发生了改变就意味着生物发生了进化。
2．生物进化不等于物种的形成。物种形成的必要条件是生殖隔离。
3．在生物进化过程中，环境的作用就是选择生物的变异，而不是诱导产生变异。
4．性染色体上基因频率和基因型频率的计算与常染色体上基因频率和基因型频率计算方法有所不同。
触类旁通4某昆虫种群产生了一次基因突变，使原来浅体色群体中出现了少数深体色的个体，其基因频率变化如图。以下叙述错误的是（ ）
A．大约在第10代发生了基因突变，产生了新的A基因，随后A的等位基因在自然选择中被逐渐淘汰
B．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝一定方向不断进化
C．若第24代时该种群的基因型频率为AA10%，Aa20%，aa70%，则下一代种群中a基因频率小于80%
D．环境变黑有利于深色个体生存，生物与环境共同进化，该种群基因库中A的基因频率逐渐上升，新物种即将产生
1．（2012·北京西城二模）草甘膦是一种广泛应用的除草剂，能不加选择地杀死各种杂草和农作物。将抗草甘膦基因转入油菜中，使油菜能抗草甘膦。在转基因油菜种植多年后，调查发现在公路边的野生油菜有80%含有抗草甘膦基因。下列叙述正确的是（ ）
A．野生油菜体内的抗草甘膦基因主要源自转基因油菜的花粉
B．80%的野生油菜体内出现抗草甘膦基因是自然选择的结果
C．含抗草甘膦基因的野生油菜是经自然选择进化出的新物种
D．大量使用单一除草剂可以减轻环境污染，提高物种多样性
2．（2012·北京东城二模）假设在某一个群体中，AA、Aa、aa三种基因型的个体数量相等，A和a的基因频率均为50%。下图表示当环境发生改变时，自然选择对A或a基因有利时其基因频率的变化曲线。下列有关叙述正确的是（ ）
A．有利基因的基因频率变化如曲线甲所示，该种群将进化成新物种
B．曲线甲表示当自然选择对隐性基因不利时显性基因频率变化曲线
C．图中甲、乙曲线变化幅度不同主要取决于生物生存环境引起的变异
D．自然选择直接作用的是生物个体的表现型而不是决定表现型的基因
3．（2012·天津五区县模拟）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。相关分析错误的是（ ）
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－2有一种基因型，Ⅲ－8基因型有四种可能
C．若Ⅲ－4与Ⅲ－5结婚，生育一个患两种病孩子的概率是5/12
D．Ⅱ－3的致病基因均来自Ⅰ2
4．（2012·吉林一中高三模拟）下图代表生活在同一生态系统中两个种群在夏季和秋季的食区范围。两个种群均以橡树为食，图中X所指部分最可能表明（ ）
A．这两种群在秋季竞争食物，但在夏季不发生竞争
B．两种群在秋季产生地理隔离
C．夏季氧气供应充分，但在秋季供应不充分
D．两种群在夏季发生随机交配
5．（2012·山东滨州一模）下列情况中，没有发生染色体变异的是（ ）
A．用二倍体西瓜培育三倍体无子西瓜
B．正常夫妇生出患有21三体综合征的孩子
C．同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换
D．非同源染色体上的基因互换而导致的不育
6．（2012·山西大学附属中学三模）下图表示用AAbb和aaBB两个品种的某种农作物培育出AABB品种的过程，相关叙述不正确的是（ ）
A．基因重组可发生在图中的①②③④步骤
B．经步骤⑥（人工诱变）处理获得的品种基因型不一定是AABB
C．①和②所采用的方法分别是杂交和测交
D．若该植物是两年生植物（第一年秋冬季播种，第二年春夏季开花、结果），则通过“①—④—⑤”途径获得基因型为AABB的植株至少需要3年
7．在某岛屿上相互隔绝的甲、乙两个水潭中，都生活着小型淡水鱼——虹鳉。研究发现，甲中的虹鳉（天敌是狗鱼，以大而成熟的虹鳉为食）比乙中的虹鳉（天敌是花鳉，以幼小的虹鳉为食）常常早熟，即在体重较低时就能繁殖后代。下列叙述不正确的是（ ）
A．两个虹鳉种群中都有成熟早或晚的变异类型
B．甲种群中早熟基因的基因频率在增加
C．甲、乙中的两个虹鳉属于不同的物种
D．在甲水潭中引进花鳉，会造成甲中的狗鱼数量减少
8．某植物种群中，r基因纯合的个体不能存活。已知该种群的基因型分别为YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr，它们的基因型频率依次为30%、20%、20%、10%、10%、10%。计算Y和y的基因频率依次为（ ）
A．55%和45% B．45%和55%
C．27.5%和22.5% D．22.5%和27.5%
9．据报道，袁隆平宣布他所指导的“Y两优2号”百亩超级杂交稻试验田亩产首次突破900 kg。请回答下列关于育种的问题。
（1）袁隆平所指导的上述杂交稻，所采用的繁殖技术是__________。
（2）杂交育种是通过品种杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两品种的__________通过杂交集中在一起，再通过筛选和培育获得新品种。
（3）若两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F1的自交后代能产生多种重组类型，其原因是F1在通过__________产生配子的过程中，位于__________________基因通过自由组合，位于________________________基因通过交叉互换进行重新组合。
（4）纯合的高秆抗锈病小麦（AABB）与矮秆易感锈病小麦（aabb）杂交，将F1自交得F2，将F2中收获的矮秆抗锈病小麦作为亲代，连续自交5代，一般后代纯合的概率达96%以上。连续自交5代，在第5代中纯合的矮秆抗锈病小麦实际所占的比例是________。
（5）杂交育种具有明显的优势，但育种人员觉得这种方法育种时间太长，因此他选择了从F1开始的最快育种程序，育种人员选择的最快育种方法是______________。
10．下图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答下列问题。
（1）B常用的方法是____________，C、F过程常用的药剂是________。
（2）打破物种界限的育种方法是______（用图中的字母表示），该方法所运用的原理是______________。
（3）假设你想培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，其最简单的育种方法是______（用图中的字母表示）；如果都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是______（用图中的字母表示）。
（4）现有三个水稻品种，①的基因型为aaBBDD，②的基因型为AAbbDD，③的基因型为AABBdd，三种等位基因分别位于三对同源染色体上。如果每年只繁殖一代，若要获得aabbdd植株，至少需要______年的时间。
11．（2012·山东潍坊模拟）据最新一期《科学》杂志报道，来自美国儿童医院和哈佛医学院的马克·基廷及其同事发现了一种名为“SCN5A”的生物变异。他们在检查一名心律不齐的非洲裔女患者时，发现SCN5A基因中有一个碱基被替换，导致该基因指导合成的SCN5A蛋白质中有一个氨基酸发生改变。请分析回答下列问题。
（1）“SCN5A”的生物变异属于______，判断的理由是________________________。
（2）该基因指导合成的SCN5A蛋白质中有一个氨基酸发生改变的原因是____________
________________________________________________________________________。
（3）如图为某家族患该病的遗传系谱图，该病的遗传方式为____________________；Ⅰ－1与Ⅰ－2所生孩子含致病基因的概率是________。
（4）各种生物都有基因突变的可能，已知金鱼的无尾（A）对有尾（a）是显性。现用普通有尾金鱼（甲群体）自交产生的受精卵来孵小金鱼，在孵化早期向卵内注射微量胰岛素，孵化出的小金鱼（乙群体）就表现出无尾性状。为探究胰岛素在小金鱼孵化过程中是否引起基因突变，应设计的可行性方案是___________________________________________
______________________________。
12．蚱蜢属于无脊椎动物，昆虫纲，直翅目，蝗科，危害禾本科植物，多分散在田边、草丛中活动。生活在绿草丛中的蚱蜢多为绿色，生活在干草丛中的蚱蜢多为黄褐色。为证实两种体色的蚱蜢因环境不同而数量比例不同，进行了如下探究，请完成下列探究方案。
（1）假设： ________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）实验步骤：
①选择绿草丛区A和________区B。
②收集蚱蜢，并在翅下用有色颜料分别标记绿色蚱蜢和黄褐色蚱蜢若干。
③________________________________________________________________________。
④一段时间后捕捉蚱蜢，记录、统计结果。
（3）实验结果如下表。根据表内数据绘制A、B两区域不同体色蚱蜢回收率的柱形图。
区域
项目
黄褐色蚱蜢
绿色蚱蜢
绿草丛区A
释放数
400
500
回收数
52
150
干草丛区B
释放数
500
600
回收数
60
30
（4）结论： ____________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）分析与评论：
①由于季节的变化，使绿草丛区变为干草丛区，从这个角度解释上述实验结果： _______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②已知蚱蜢的体色由常染色体上一对等位基因控制。为了进一步探究蚱蜢的绿色与黄褐色的显隐性关系，有人将一对绿色蚱蜢与黄褐色蚱蜢杂交。F1中绿色蚱蜢与黄褐色蚱蜢的数量比为1∶1。
请利用F1的蚱蜢，在此基础上设计遗传实验完成探究。
a．实验步骤： _____________________________________________________
________________________________________________________________________。
b．结果与分析： _________________________________________________
________________________________________________________________________。
参考答案
命题调研·明晰考向
考场传真
1．B 解析：根据Ⅰ1基因型为AaBB可推知该遗传病只要有一对等位基因为隐性纯合即可患病，患者的基因型为aaB_（或A_bb），而Ⅱ2与Ⅱ3的后代一定不患病，则说明Ⅱ2的基因型为aaBB，Ⅱ3的基因型为AAbb，则Ⅰ3的基因型为AABb或AaBb；Ⅲ1的基因型为AaBb；Ⅲ2也是AaBb，若其与AaBb的女性婚配，子代患病概率为1/4＋1/4－1/4×1/4＝7/16。A、C、D三项错误，B项正确。
2．D 解析：该植株的基因型为Bb，其配子的基因型为B或b，而含B的配子由于染色体缺失而不育，所以，这种个体作为父本只能产生 b的可育配子，如果产生了红色后代，可能是基因突变，但基因突变的频率太低，无法解释这种现象；只有交叉互换会导致该个体产生一定量的B可育配子。B项叙述是产生配子过程中的正常情况，不会导致变异出现；C项中的现象不会存在。
3．D 解析：①②两过程是脱分化过程，培养基中需要加入生长素类和细胞分裂素类激素来诱导细胞脱分化，故A项正确。③过程是利用植物花药离体培养获得植株的过程，其中花药壁细胞属于正常的二倍体体细胞，由其获得的植株为二倍体正常植株，④过程是利用花粉粒离体培养获得的，花粉细胞只有一个染色体组，由其获得的植株为单倍体植株，故B项正确。图中的三种途径中，利用花粉培养获得的只有四种品种，比例为1∶1∶1∶1，易筛选出所需品种，故C项正确。H、h和G、g分别是两对独立遗传的等位基因，故两者是位于非同源染色体上的，在减数分裂时，H和G基因所在的染色体不会发生联会，故D项错误。
4．D 解析：自然选择包括自然环境对生物的选择和生物与生物之间的相互选择，种间关系是生物之间相互选择的基础；化石是存留在岩石中的古生物遗体或遗迹，研究化石可以了解生物的进化历程；外来物种入侵可以改变原有的种间关系，从而改变生物进化的速度和方向；突变是生物进化的原材料，不会阻碍生物进化。
5．解析：（1）由题干可知，基因突变为一个亲本一对常染色体上一对等位基因中的一个基因，单个基因突变即能引起子代性状的改变，所以该突变为显性突变；由于突变为显性突变，该个体为杂合子，与毛色正常个体杂交后代正常和异常的比例是1∶1。（2）假设毛色异常为隐性基因携带者杂交所致，则该个体的基因型是aa，毛色正常鼠个体的基因型为Aa、AA，同一窝后代要么毛色全正常，要么正常和异常个体的比例为1∶1。
答案：（1）1∶1 隐 显 只有两个隐性纯合亲本中一个亲本的一个隐性基因突变为显性基因时，才能得到每窝毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为1∶1的结果
（2）1∶1 毛色正常
6．解析：（1）果蝇是二倍体生物，在减数第一次分裂中期有2个染色体组，减数第二次分裂后期仍是2个染色体组，8条染色体。（2）XrXrY的果蝇在减数分裂时，发生联会紊乱，两条染色体移向一极，另外一条染色体移向一极，产生的配子为XrXr、Y、XrY、Xr四种类型，与XRY的果蝇杂交，后代中红眼雌果蝇为XRXr、XRXrXr（死亡）、XRXrY。（3）F1果蝇的基因型为AaXRXr、AaXrY，则F2中灰身红眼果蝇为×＝，黑身白眼果蝇为×＝，其比例为3∶1，F2灰身红眼雌果蝇的基因型为AaXRXr、AAXRXr，灰身白眼雄果蝇为AaXrY、AAXrY，两者杂交，后代中白眼黑身果蝇的概率为×××＝。（4）如果是环境的改变，该果蝇的基因型为XRY，能产生XR、Y两种配子；如果是基因突变，则该果蝇的基因型为XrY；能产生Xr、Y两种配子；如果是染色体不分离，则其基因型为XrO，由图示可知XO不育，不能产生子代。所以将其与正常白眼雌果蝇进行测交，则可判断这种变异属于何种类型：①若是环境改变，则子代出现红眼雌果蝇；②若是基因突变，则子代全部为白眼；③若是染色体变异，则无子代产生。
答案：（1）2 8
（2）XrY Y（注：两空顺序可颠倒） XRXr、XRXrY
（3）3∶1 1/18
（4）M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型
Ⅰ．子代出现红眼（雌）果蝇
Ⅱ．子代表现型全部为白眼
Ⅲ．无子代产生
7．解析：（1）控制合成叶绿素的基因缺失了一段DNA，实际上是缺失了一小段碱基序列，导致该基因突变，从而不能正常表达（不能控制合成叶绿素）。植物不能合成叶绿素，则不能生存，所以体现了该变异具有有害性的特点。
（2）用γ射线照射甲得到不同的植株属于诱变育种，将乙与丙杂交得到F1属于杂交育种，利用花药离体培养再用秋水仙素处理幼苗属于单倍体育种；杂交育种技术依据的原理是基因重组；植物组织培养中，可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株，也可通过诱导愈伤组织分化成胚状体获得再生植株。
（3）由抗病矮秆（乙）和不抗病高秆植株（丙）都是由不抗病矮秆（甲，基因型是aabb）诱变而来，以及两者杂交F1有四种表现型可以推出乙、丙的基因型分别是Aabb和aaBb，乙和丙杂交得到的抗病高秆植株的基因型是AaBb，经减数分裂可产生4种配子。
（4）作遗传图解必须写出亲代的表现型、基因型、杂交符号、产生的配子以及F1的基因型、表现型及其比例。遗传图解详见答案。
答案：（1）表达 有害性 基因突变
（2）诱变育种 基因重组 胚状体
（3）4
（4）
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答案：①环境 ②可遗传 ③原材料 ④种群 ⑤自然选择 ⑥隔离
热点例析
【触类旁通1】C 解析：隐性突变是指显性基因突变成隐性基因。染色体数目个别增减会引起生物性状改变。人类X、Y染色体上的等位基因控制的性状也会存在性别差异，如基因型为XaXa和XaYA的夫妇的后代，男性全表现为显性性状，女性全表现为隐性性状。
【触类旁通2】B 解析：由图中可以看出①过程属于诱变育种，优点是提高突变率，在短时间内获得更多的变异类型，所以A项正确，②→③→④属于杂交育种，基因型aaB_中aaBB占，aaBb占，所以经④后，子代中aaBB所占比例为，aaBb所占比例为，aabb占，所以B项错误。②→⑤属于多倍体育种，育种过程中使用秋水仙素处理，抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，所以C项正确。⑥→⑦属于单倍体育种，所以D项正确。
【触类旁通3】C 解析：由遗传系谱图可知，Ⅱ7和Ⅱ8都患病，所生子女Ⅲ11和Ⅲ13正常，可以判定甲病属于常染色体显性遗传病。常染色体显性遗传病往往表现出世代相传的特点。Ⅱ7和Ⅱ8再生一个患病女儿的概率应为×＝。Ⅱ3和Ⅱ4都不患乙病，Ⅲ10为乙病患者，可知乙病为隐性遗传病，而Ⅱ3不携带致病基因，故乙病为伴X染色体隐性遗传病。
【触类旁通4】D 解析：由图像分析可知，大约在第10代A基因开始出现，随后A基因频率逐渐增加，最后接近于1，这表明A基因的等位基因逐渐被淘汰；第24代时，a的基因频率为×20%＋70%＝80%。由于a基因逐渐被淘汰，所以第25代a的基因频率应小于80%；新物种形成的标志是物种间产生了生殖隔离，种群基因频率的改变只表明生物发生了进化。
创新模拟·预测演练
1．A 解析：从题干中可以看出，野生油菜中80%含有抗性基因是近缘杂交的结果，而新物种出现的标志是生殖隔离的出现；大量使用单一除草剂可使“超级杂草”出现，导致环境污染，所以只有A项正确。
2．D 解析：基因频率的改变表明生物的进化，而新物种的出现标志是生殖隔离的形成，所以A项错。自然选择对隐性基因不利时，能够使显性基因频率上升，但隐性基因不可能完全丧失，所以B项错。环境的选择作用导致基因频率的变化不同，所以C项错。自然选择直接作用的是生物个体，而且是个体的表现型，所以D项正确。
3．D 解析：由系谱图Ⅱ4和Ⅱ5的女儿Ⅲ7正常可以断定甲是常染色体显性遗传病，Ⅱ4、Ⅱ5不患乙病，Ⅲ6患乙病，且已知一种病为伴性遗传病，所以乙病为伴X染色体隐性遗传病，A项正确。Ⅱ2表现型正常，但Ⅲ2患乙病，所以Ⅱ2的基因型只能是aaXBXb。由Ⅱ4、Ⅱ5只患甲病，Ⅲ7正常，Ⅲ6只患乙病可知Ⅱ4的基因型为AaXBXb，Ⅱ5 的基因型为AaXBY，所以Ⅲ8的基因型可能为AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb，所以B项正确。Ⅲ4的基因型为AaXBXb，Ⅲ5的基因型为AaXbY或AAXbY，所以Ⅲ4与Ⅲ5结婚，后代患甲病的概率为1－×＝，患乙病的概率为×1＝，因此后代两病皆患的概率为×＝，所以C项正确。由于乙病是伴X染色体隐性遗传病，所以Ⅱ3的乙病致病基因只能来自Ⅰ1，所以D项错误。
4．A 解析：由题干可知，图中圆圈代表食区范围，且两种群均以橡树为食，因此图中X表明秋季两种群共同的食区，即两种群存在食物竞争。
5．C 解析：染色体变异包括染色体数目变异和染色体结构变异。A、B项为染色体数目变异，D项为染色体结构变异（易位），C项的交叉互换为基因重组。
6．C 解析：基因重组是指生物体进行有性生殖过程中控制不同性状的基因的重新组合。从题图中可以看出①②③④步骤都有基因重组的现象，所以A项正确；基因突变具有不定向性，所以经步骤⑥处理获得品种的基因型不一定是AABB，所以B项正确；从图中可以看出，①是杂交，②是自交，所以C项错误；由于该植物是两年生植物，所以由AAbb和aaBB杂交得AaBb的种子需两年，AaBb种植到开花得花粉需一年，因此D项正确。
7．C 解析：由于变异是不定向的，所以两个虹鳉种群中都会出现成熟早或晚的变异类型，故A项正确；由于甲中的虹鳉的天敌以大而成熟的虹鳉为食，这样早熟个体，即在体重较低时就能繁殖后代的个体就能保存下来，故B项正确；甲、乙中的两个虹鳉属于同一物种，故C项错；因为花鳉以幼小的虹鳉为食，狗鱼以大而成熟的虹鳉为食，所以在甲水潭中引进花鳉，会造成甲中的狗鱼数量减少，故D项正确。
8．A 解析：本题只考虑Y和y一对等位基因，不考虑R和r这对等位基因，所以在该种群中YY个体占30%＋10%＝40%，Yy占20%＋10%＝30%，yy占20%＋10%＝30%，所以Y的基因频率＝40%＋×30%＝55%，y的基因频率＝30%＋×30%＝45%。
9．解析：本题主要考查了杂交育种的相关知识。（1）（2）（3）杂交育种的原理是基因重组，即控制两对不同对染色体上的基因的重新组合，导致优良性状的重组。（4）小题从F2中选出了符合要求的性状，但其中仍有杂合子，通过自交不断筛选，连续自交5代，杂合子占的比例为1/25＝1/32，则纯合子的比例为1—1/32＝31/32，矮秆抗锈病小麦所占比例为1/2×31/32＝31/64。（5）杂交育种方式不能一次性获得稳定遗传的纯合子，所以要通过不断自交，淘汰杂合子，选择出纯合子，育种时间长，单倍体育种与杂交育种相比，可以解决育种时间长的缺点，明显缩短育种年限。
答案：（1）杂交育种
（2）优良性状
（3）减数分裂 非同源染色体上的非等位 同源染色体上的非等位
（4）31/64
（5）单倍体育种
10．解析：（1）由图可知A→B→C过程属于单倍体育种，单倍体育种要先进行花药离体培养获得单倍体幼苗，然后再用秋水仙素处理获得纯合子。
（2）基因工程能克服远缘杂交不亲和的障碍，基因工程的原理是基因重组。
（3）要培育的水稻品种若所需性状都是由隐性基因控制的，简单快速的育种方法是杂交育种；若性状都是由显性基因控制的，快速育种方法是单倍体育种。
（4）第一年让①与②杂交得F1AaBbDD，第二年再用F1与③杂交得F2（AaBbDd），第三年种植F2，待种子长成植株开花后，先用花药离体培养获得单倍体幼苗，然后再用秋水仙素处理单倍体幼苗，当年即可获得aabbdd的植株。
答案：（1）花药离体培养 秋水仙素 （2）E 基因重组 （3）A、D A、B、C （4）3
11．解析：（1）由题意“SCN5A基因中有一个碱基被替换”可知，此变异类型是基因突变。
（2）SCN5A基因中有一个碱基被替换，从而改变了碱基序列，转录形成的mRNA上的一个密码子发生改变，导致该基因指导合成的蛋白质中有一个氨基酸发生改变。
（3）分析遗传图谱可知该遗传病是常染色体隐性遗传病；Ⅰ1与Ⅰ2的基因型均为Aa，所生孩子为正常纯合体的概率为，后代含致病基因的概率为1－＝。
（4）要探究胰岛素是否引起基因突变，按对照实验的要求来考虑，可行性方案为“乙群体×乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素”。
答案：（1）基因突变 SCN5A基因中有一个碱基被替换
（2）SCN5A基因中有一个碱基被替换，从而改变了mRNA上的一个密码子
（3）常染色体隐性遗传病 3/4
（4）乙群体×乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素
12．答案：（1）在绿草丛区，绿色蚱蜢数量占优势；在干草丛区，黄褐色蚱蜢数量占优势
（2）①干草丛
③将标记的不同体色的蚱蜢分别释放到上述两地区中
（3）如图
（4）在绿草丛区，绿色蚱蜢数量占优势；在干草丛区，黄褐色蚱蜢数量占优势
（5）①绿草丛区和干草丛区的草颜色不同，使生活在其中的不同体色的蚱蜢被鸟类等天敌捕食的概率不同，导致它们的存活率不同
②a．选择F1的雌雄绿色蚱蜢杂交；观察、记录后代的体色
b．若后代出现黄褐色蚱蜢，则绿色为显性性状；若后代全部是绿色蚱蜢，则绿色为隐性性状
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