專題六
2022
內(nèi)容索引
考點一　可遺傳變異與育種
考點二　生物的進化
專項模塊　素能培優(yōu)
【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 知識串聯(lián)】
①外界環(huán)境條件?、谄毡樾?、低頻性、不定向性、隨機性③產(chǎn)生一個以上的等位基因或新的基因　
④減數(shù)第一次分裂四分體時期和后期?、葑杂山M合型和交叉互換型⑥缺失、 易位、倒位、重復
⑦基因重組?、嗷蛲蛔?主要)　⑨染色體變異?、馊旧w變異　?基因重組
?種群　?自然選擇　?隔離　?生物多樣性
【教材深挖 表達訓練】
1.[教材必修2 P80“問題探討”]假如DNA分子復制過程中出現(xiàn)差錯,DNA分子攜帶的遺傳信息將發(fā)生怎樣的變化?這可能對生物體產(chǎn)生怎樣的影響?2.[教材必修2 P81“思考與討論”3]鐮刀型細胞貧血癥能否遺傳?怎樣遺傳?
提示 當DNA分子復制過程中出現(xiàn)差錯時,其所攜帶的遺傳信息發(fā)生改變,但由于密碼子的簡并性,DNA編碼的氨基酸不一定改變。如果氨基酸發(fā)生了改變,生物體的性狀可能發(fā)生改變,改變的性狀對生物體的生存可能有害,可能有利,也可能既無害也無利。
提示 鐮刀型細胞貧血癥能夠遺傳,突變后的DNA分子復制,通過減數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖細胞,并將突變基因傳遞給下一代。
3.[教材必修2 P81“旁欄思考”]在強烈的日光下要涂抹防曬霜,做X射線透視的醫(yī)務(wù)人員要穿防護衣的生物學原理是什么?4.[教材必修2 P82“批判性思維”]基因突變的頻率很低,但為何還能為生物進化提供原材料?
提示 紫外線和X射線易誘發(fā)基因突變,損傷細胞內(nèi)的DNA。
提示 對于生物個體而言,發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是,一個物種往往是由許多生物個體組成的,就整個物種來看,在漫長的進化歷程中會產(chǎn)生大量的突變,其中有的突變是有利突變,對生物的進化有重要意義。因此,基因突變能夠為生物進化提供原材料。
5.[教材必修2 P89“練習”拓展題1]為何用一定濃度的秋水仙素溶液處理二倍體西瓜幼苗的芽尖?6.[教材必修2 P96“技能應(yīng)用”]用X射線照射野生型鏈孢霉使其不能在基本培養(yǎng)基上生長,但加入某種維生素則立即能生長,說明了什么?
提示 西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的部位,用秋水仙素處理會抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體,從而形成四倍體西瓜植株。
提示 說明了基因突變可能影響了酶的合成,從而影響了該種維生素的合成。
7.[教材必修2 P117“探究”討論2]在自然選擇過程中,直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型?為什么?8.[教材必修2 P123“正文內(nèi)容”]捕食者的存在對物種多樣性產(chǎn)生怎樣的影響?
提示 是表現(xiàn)型。比如,天敵看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。
提示 捕食者往往優(yōu)先捕食個體數(shù)量多的物種,為其他物種的形成騰出空間。捕食者的存在有利于增加物種多樣性。
1.深入理解三種可遺傳變異“關(guān)鍵點”(1)基因“內(nèi)部”發(fā)生改變或基因中脫氧核苷酸序列改變,產(chǎn)生“新基因”——基因突變(顯微鏡下不能觀察到)
(2)基因內(nèi)部未改變①基因?qū)用?br>②染色體層面
2.著眼于四層面比較可遺傳變異
3.“兩看”法界定二倍體、多倍體、單倍體
單倍體
二倍
多倍
4.育種方案及其選擇——依目標定方案
雜交
基因工程
誘變
【對點訓練】
題組一　精典對練——拿高分?角度1　圍繞變異類型及特點考查生命觀念與科學思維能力1.(2020天津卷,7)一個基因型為DdTt的精原細胞產(chǎn)生了四個精細胞,其基因與染色體的位置關(guān)系見下圖。導致該結(jié)果最可能的原因是(　　)
A.基因突變B.同源染色體非姐妹染色單體交叉互換C.染色體變異D.非同源染色體自由組合
答案 B解析 由題干中四個精細胞中的基因與染色體的位置關(guān)系可知,D、d與T、t兩對基因位于兩對同源染色體上,正常情況下,一個基因型為DdTt的精原細胞可產(chǎn)生兩兩相同的四個精子,題中四個精細胞的基因組成分別為DT、Dt、dT、dt,可推測在形成精細胞的過程中,發(fā)生了同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換。
2.(不定項選擇)(2021湖南邵陽月考)科學家發(fā)現(xiàn)家豬(2n=38)群體中有一種染色體易位導致的變異。如下圖所示,易位純合公豬體細胞無正常13、17號染色體,易位純合公豬與多頭染色體組成
正常的母豬交配產(chǎn)生的后代均為易位雜合子。下列敘述正確的是(　　)A.上述變異只有染色體易位B.易位純合公豬的初級精母細胞中含36條正常染色體C.易位雜合子減數(shù)分裂會形成17個正常的四分體D.易位雜合子有可能產(chǎn)生染色體組成正常的配子
答案 CD解析 圖中發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異(易位)和染色體數(shù)目變異,A項錯誤;易位純合公豬因為13號和17號染色體的易位,形成了一條易位染色體和殘片,殘片的丟失導致減少了兩條染色體,故細胞內(nèi)只有36條染色體,初級精母細胞中只存在36條染色體,其中兩條為13號和17號染色體異常拼接成的異常染色體,B項錯誤;易位雜合子含有易位染色體和正常13、17號染色體,它們在減數(shù)分裂過程中均不能形成正常四分體,其他正常染色體可以形成17個正常的四分體,因此易位雜合子減數(shù)分裂會形成17個正常的四分體,C項正確;易位純合公豬無正常13、17號染色體,而易位雜合子含有易位染色體和正常13、17號染色體,其有可能產(chǎn)生染色體組成正常的配子,D項正確。
3.如圖為某二倍體動物細胞甲在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中出現(xiàn)的三個細胞乙、丙、丁。有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.圖中乙細胞正在進行減數(shù)分裂,可能發(fā)生基因突變和基因重組B.乙細胞的子細胞含有4個染色體組,丙細胞連續(xù)分裂后的子細胞具有一個染色體組C.基因重組的發(fā)生與丙細胞有關(guān),而與乙細胞無直接關(guān)系D.丙細胞與丁細胞的變異類型相同
答案 C解析 圖乙細胞為有絲分裂后期細胞,有絲分裂過程中不發(fā)生基因重組,A項錯誤;乙細胞含有4個染色體組,其產(chǎn)生的子細胞含有2個染色體組,B項錯誤;基因重組一般發(fā)生在減數(shù)第一次分裂,因此基因重組的發(fā)生與丙細胞有關(guān),而與乙細胞無直接關(guān)系,C項正確;丙細胞發(fā)生了同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換,屬于基因重組,而丁細胞發(fā)生的是染色體結(jié)構(gòu)的變異(易位),D項錯誤。
?角度2　變異原理在育種中的應(yīng)用4.(2021浙江衢州質(zhì)檢)如圖是某植物的多種育種方法途徑,A~F是育種處理手段(其中E是射線處理),甲、乙、丙分別代表不同植株。分析以下說法錯誤的是(　　)
A.植株甲和植株丙是純系植株,乙是具有新基因的種子或幼苗B.D和B過程可發(fā)生基因重組,F過程發(fā)生了染色體變異C.圖中C、F過程都可用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗D.通過E形成乙的過程中,可能發(fā)生了基因突變或染色體變異
答案 C解析 植株甲是不斷自交選育的純種,植株丙是單倍體植株加倍后的純系植株,乙是誘變育種得來的具有新基因的種子或幼苗,A項正確;D和B過程可發(fā)生基因重組(自由組合),F過程染色體加倍,發(fā)生了染色體變異,B項正確;單倍體不育,沒有種子,圖中C過程不能用秋水仙素處理種子,C項錯誤;通過E形成乙的過程(誘變育種)中,可能發(fā)生了基因突變或染色體變異,D項正確。
5.(2020全國卷Ⅲ,32)普通小麥是目前世界各地栽培的重要糧食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程,如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個染色體組,每個染色體組均含7條染色體)。在此基礎(chǔ)上,人們又通過雜交育種培育出許多優(yōu)良品種。回答下列問題。
(1)在普通小麥的形成過程中,雜種一是高度不育的,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。?已知普通小麥是雜種二染色體加倍形成的多倍體,普通小麥體細胞中有　　　　條染色體。一般來說,與二倍體相比,多倍體的優(yōu)點是　　　　　　　　　　　　(答出2 點即可)。?(2)若要用人工方法使植物細胞染色體加倍,可采用的方法有　　　　　　　　　　(答出1點即可)。?(3)現(xiàn)有甲、乙兩個普通小麥品種(純合子),甲的表現(xiàn)型是抗病易倒伏, 乙的表現(xiàn)型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實驗材料設(shè)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。
答案 (1)無同源染色體,不能進行正常的減數(shù)分裂　42　營養(yǎng)物質(zhì)含量高、莖稈粗壯　(2)用秋水仙素處理　(3)甲、乙兩個品種雜交,F1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。
解析 (1)由題圖可知,雜種一是由一粒小麥和斯氏麥草兩種植物雜交得到的,雖然雜種一的體細胞中含有2個染色體組,但它們來自兩個不同的物種,即體細胞中無同源染色體,不能進行正常的減數(shù)分裂,無法形成正常的生殖細胞,故雜種一是高度不育的。由題圖可知,雜種二的體細胞中含有3個染色體組,是三倍體,每個染色體組均含7條染色體;普通小麥是由雜種二染色體加倍形成的多倍體,故普通小麥體細胞中含有42條染色體。與二倍體相比,多倍體的優(yōu)點是營養(yǎng)物質(zhì)含量高,莖稈粗壯,葉片、果實和種子都比較大等。(2)使植物細胞染色體加倍的人工方法有用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗;用低溫處理植物分生組織的細胞。(3)根據(jù)試題要求,應(yīng)設(shè)計雜交育種方案獲得純合的抗病抗倒伏小麥,因為只有純合子才能穩(wěn)定遺傳。雜交實驗方案為:甲、乙兩個品種雜交獲得F1,F1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。
題后歸納 不同育種方法的優(yōu)劣勢歸納
?角度3　衍生點——育種方案的設(shè)計分析與評價6.西瓜消暑解渴,深受百姓喜愛,已知西瓜的染色體數(shù)目2n=22, 品種甲、乙都能穩(wěn)定遺傳,下圖是幾種育種方法流程圖,據(jù)此判斷以下說法不正確的是(　　)
A.⑦過程獲得單倍體植株的原理是染色體變異B.①過程常用的試劑2是秋水仙素C.②過程獲得無子西瓜B屬于不可遺傳變異D.③④的育種方式是雜交育種
答案 C解析 圖中⑦過程獲得單倍體植株的育種原理是染色體變異,A項正確;①過程為誘導染色體加倍過程,常用的試劑2是秋水仙素,B項正確;②過程獲得無子西瓜B的原理為染色體變異,屬于可遺傳變異,C項錯誤;③④過程是雜交育種過程,D項正確。
7.有香味和耐鹽堿是優(yōu)良水稻品種的重要特征。水稻的無香味(A)和有香味(a)、耐鹽堿(B)和不耐鹽堿(b)是兩對獨立遺傳的相對性狀。某育種研究小組為培育純合有香味耐鹽堿水稻,采用了如圖所示育種方法。請回答下列問題。
(1)圖示中①過程表示的育種方法是　　　　　　　　。在①過程中需要處理大量種子,其原因是基因突變具有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答2點)等特點。?(2)③過程采用的方法是　　　　　　　　。在過程④中,可用低溫處理基因型為aB的幼苗,使其形成染色體數(shù)目加倍的細胞,細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(3)②→⑤過程采用的是雜交育種,雜交育種依據(jù)的原理是　　　　　　　。可用　　　　　　　法鑒定圖中有香味耐鹽堿植株是不是純合子,若后代中未出現(xiàn)表現(xiàn)型為　　　　　　的個體,則為純合子,反之,則為雜合子。?
答案 (1)誘變育種　不定向性、突變頻率低、突變大多有害(其他合理答案也可)　(2)花藥離體培養(yǎng)　低溫抑制細胞分裂過程中紡錘體的形成,導致染色體不能移向細胞兩極,細胞不能分裂成兩個子細胞　(3)基因重組　自交　有香味不耐鹽堿
解析 (1)圖中①過程表示的育種方法是誘變育種,誘變育種的原理是基因突變,基因突變具有隨機性、不定向性、突變頻率低和突變大多對個體有害等特點,因此誘變育種時需要處理大量種子。(2)③過程采用的方法是花藥離體培養(yǎng),④過程表示誘導單倍體染色體數(shù)目加倍,誘導染色體數(shù)目加倍時可用低溫處理或秋水仙素處理,其原理都是抑制細胞分裂過程中紡錘體的形成,導致染色體不能移向細胞兩極,從而形成染色體數(shù)目加倍的細胞。(3)②→⑤過程表示的育種方法是雜交育種,雜交育種依據(jù)的原理是基因重組。可用自交法鑒定圖中有香味耐鹽堿植株是不是純合子,若自交后代中沒有出現(xiàn)表現(xiàn)型為有香味不耐鹽堿的個體,則為純合子,反之則為雜合子。
題后點撥有關(guān)育種的兩個易混點
?角度4　衍生點——不同生物變異類型判斷類方案設(shè)計8.某二倍體植物寬葉(M)對窄葉(m)為顯性,紅花(R)對白花(r)為顯性?；騧、r的位置如圖所示。一批窄葉白花植株經(jīng)誘導產(chǎn)生了如圖甲、乙、丙所示的突變?，F(xiàn)有一株由純種寬葉紅花植株誘導得到的突變體,推測其體細胞內(nèi)發(fā)生的變異與基因M無關(guān),且為圖甲、乙、丙所示變異類型中的一種,其他同源染色體數(shù)目及結(jié)構(gòu)正?！，F(xiàn)只有甲、乙、丙植株可供選擇,請設(shè)計一代雜交實驗確定該寬葉紅花突變體的變異類型是圖甲、乙、丙所示類型中的哪一種(注:各種基因型的配子活力相同,控制某一性狀的基因都缺失時,幼胚死亡)。
(1)圖甲、乙、丙所示的變異類型依次是　　　　　　　、　　　　　　　、　　　　　　　(請具體表述)。?(2)實驗步驟:①? 　。?②觀察、統(tǒng)計后代表現(xiàn)型及比例。
(3)結(jié)果預測:①若　　　　　　　　　　　　　　,則該寬葉紅花突變體為圖甲所示變異類型;?②若　　　　　　　　　　　　　　,則該寬葉紅花突變體為圖乙所示變異類型;?③若　　　　　　　　　　　　　　,則該寬葉紅花突變體為圖丙所示變異類型。?
答案 (1)基因突變　(染色體結(jié)構(gòu)變異中的)缺失　染色體數(shù)目個別減少(變異)　(2)①用該突變體與乙植株雜交　(3)①后代的寬葉紅花與寬葉白花植株之比為1∶1?、诤蟠膶捜~紅花與寬葉白花植株之比為2∶1?、酆蟠鷮捜~紅花與窄葉白花植株之比為2∶1
解析 (1)據(jù)圖分析,純種窄葉白花植株的基因型為mmrr,且兩對基因位于一對同源染色體上。圖甲中一條染色體上的r變成了R,發(fā)生了基因突變,屬于顯性突變;圖乙中一條染色體上r所在的片段丟失,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失;圖丙中一條染色體缺失,屬于染色體數(shù)目的變異。(2)要通過一代雜交實驗確定該寬葉紅花突變體的變異類型是圖甲、乙、丙所示類型中的哪一種,可以讓該寬葉紅花突變體與乙植株雜交,然后通過觀察、統(tǒng)計后代表現(xiàn)型及比例進行判斷。(3)①若后代的寬葉紅花植株與寬葉白花植株之比為1∶1,說明該寬葉紅花突變體為圖甲所示變異類型;②若后代的寬葉紅花植株與寬葉白花植株之比為2∶1(控制某一性狀的基因都缺失時,幼胚死亡),說明該寬葉紅花突變體為圖乙所示變異類型;③若后代寬葉紅花與窄葉白花植株之比為2∶1,則該寬葉紅花突變體為圖丙所示變異類型。
技法點撥解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)圖形分析和判斷圖甲、乙、丙所示變異類型是什么,以及對題中“由純種寬葉紅花植株誘導得到的突變體,推測其體細胞內(nèi)發(fā)生的變異與基因M無關(guān),且為圖甲、乙、丙所示變異類型中的一種”這一信息的正確理解(如圖所示)。
確定了該突變體可能的三種變異類型后,再設(shè)計實驗,根據(jù)后代的表現(xiàn)型及其比例判斷該寬葉紅花突變體是哪一種變異類型。設(shè)計實驗時,采取先假設(shè)是圖甲、乙、丙所示變異類型中的某一種,然后讓其與乙植株雜交,觀察后代的表現(xiàn)型及比例即可。
題組二　易錯防范——不失分1.真題速覽(1)有關(guān)變異與育種的正誤判斷。①[2021浙江1月選考,T4]野生果蠅的復眼由正常眼變成棒眼和超棒眼,是由于某個染色體中發(fā)生了如下圖所示變化,a、b、c表示該染色體中的不同片段。棒眼和超棒眼的變異類型均屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的“重復”。(　　)
√
②[2020海南卷,T13C]在動物精原細胞有絲分裂后期會發(fā)生基因重組。(　　)③[2020浙江1月選考,T4]某條染色體經(jīng)處理后,其結(jié)構(gòu)發(fā)生了如圖所示的變化。這種染色體結(jié)構(gòu)的變異屬于倒位。(　　)
×
提示 有絲分裂過程不發(fā)生基因重組。
√
④[2019江蘇卷,T4A]基因重組只是基因間的重新組合,不會導致生物性狀變異。(　　)⑤[2019江蘇卷,T4D]多倍體植株染色體組數(shù)加倍,產(chǎn)生的配子數(shù)加倍,有利于育種。(　　)
×
提示 基因重組是生物變異的來源之一,可能會導致生物性狀變異。
×
提示 產(chǎn)生的配子數(shù)不一定加倍。
⑥[2017江蘇卷,T19B](題干信息說明:一株同源四倍體玉米的基因型為Aaaa,其異常聯(lián)會形成的部分配子也可受精形成子代)自交后代會出現(xiàn)染色體數(shù)目變異的個體。(　　)⑦[2017天津卷,T4D](同源染色體中)非姐妹染色單體發(fā)生交換導致了染色體結(jié)構(gòu)變異。(　　)
√
×
提示 交叉互換屬于基因重組。
(2)[2020全國卷Ⅰ,T32]遺傳學理論可用于指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐,回答下列問題。①生物體進行有性生殖形成配子的過程中,在不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下,產(chǎn)生基因重新組合的途徑有兩條,分別是　　　 　　。?②在誘變育種過程中,通過誘變獲得的新性狀一般不能穩(wěn)定遺傳,原因是　　　　　　　　　　　　。若要使誘變獲得的性狀能夠穩(wěn)定遺傳,需要采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。?
①在減數(shù)分裂過程中,隨著非同源染色體的自由組合,非等位基因自由組合;同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換,導致染色單體上的基因重組?、诳刂菩滦誀畹幕蚴请s合的　通過自交篩選性狀能穩(wěn)定遺傳的子代
2.易錯辨析(1)有關(guān)變異類型的正誤判斷。①DNA復制時才能發(fā)生堿基對的增添、缺失或替換,導致基因突變。(　　)②基因重組多指不同基因型的雌雄配子之間隨機結(jié)合過程中發(fā)生的基因重新組合過程。(　　)
×
提示 基因突變主要發(fā)生于DNA復制時期,但細胞在強大致變因素(例如強烈輻射)作用下,突變可發(fā)生于細胞生命歷程的各個時期。
×
提示 兩種基因重組模式都是發(fā)生于減數(shù)分裂形成配子時,不是發(fā)生于精卵結(jié)合過程。
③染色體片段的倒位和易位必然導致基因排列順序的變化。(　　)④同源染色體之間交叉互換,不一定導致基因重組。(　　)⑤非同源染色體之間交換一部分片段,導致染色體結(jié)構(gòu)變異。(　　)⑥染色體組整倍性、非整倍性變化必然導致基因種類的增減。(　　)
√
√
提示 互換的片段所含基因也可能相同。
√
×
提示 染色體組整倍性、非整倍性變化不產(chǎn)生新基因。
(2)有關(guān)育種方法的正誤判斷。①抗蟲小麥與矮稈小麥雜交,通過基因重組獲得抗蟲矮稈小麥,屬于雜交育種。(　　)②用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆,屬于誘變育種。(　　)③水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍,獲得基因型純合新品種,屬于單倍體育種。(　　)④可利用雜交育種方法由早熟不抗旱與晚熟不抗旱小麥品種培育早熟抗旱品種。(　　)
√
√
√
×
提示 親代中無抗旱基因時,不可通過雜交育種獲得抗旱性狀。
易錯點撥關(guān)注與基因突變相關(guān)的三個易錯點
1.現(xiàn)代生物進化理論圖解
基因庫
基因
頻率
自然選擇學說
生態(tài)系統(tǒng)
2.明確隔離、物種形成與進化的關(guān)系
種群基因頻率
生殖隔離　
自然選擇
地理隔離
地理隔離
生物
無機環(huán)境
生物多樣性
特別提醒加速生物進化的兩大因素急劇變化的環(huán)境及有性生殖的出現(xiàn),前者可加速基因頻率的改變速度,后者的基因重組可產(chǎn)生更多的變異類型,為進化提供豐富的原材料,大大加快了生物進化的步伐。
3.關(guān)注生物進化的“三種關(guān)系”與“兩個條件”
4.基因頻率相關(guān)計算(1)通過基因型頻率計算基因頻率若已知AA、Aa、aa的基因型頻率,求A(a)的基因頻率,則:A%=AA%+1/2×Aa%;a%=aa%+1/2×Aa%;或(2)X染色體上基因頻率的計算X染色體上顯性基因頻率=(雌性顯性純合子個體數(shù)×2+雄性顯性個體數(shù)+雌性雜合子個體數(shù))/(雌性個體數(shù)×2+雄性個體數(shù))。(3)根據(jù)遺傳平衡定律計算若A%=p,a%=q,則:AA%=p2,aa%=q2,Aa%=　　　　。?
2pq
【對點訓練】
題組一　精典對練——拿高分?角度1　圍繞生物進化理論考查生命觀念與科學思維能力1.(2021河北卷,6)雄性縫蠅的求偶方式有:①向雌蠅提供食物;②用絲縷簡單纏繞食物后送給雌蠅;③把食物裹成絲球送給雌蠅;④僅送一個空絲球給雌蠅。以上四種方式都能求偶成功。下列敘述錯誤的是(　　)A.求偶時提供食物給雌蠅有利于其繁殖,是一種適應(yīng)性行為B.④是一種儀式化行為,對縫蠅繁殖失去進化意義C.③是雌蠅對雄蠅長期選擇的結(jié)果D.④可能由③進化而來
答案 B解析 求偶時提供食物給雌蠅是一種適應(yīng)性行為,A項正確;④僅送一個空絲球給雌蠅,也是一種適應(yīng),對縫蠅繁殖也有進化意義,B項錯誤;③是雌蠅對雄蠅長期選擇的結(jié)果,④可能由③進化而來,C、D兩項正確。
2.(2021湖南卷,8)金魚系野生鯽魚經(jīng)長期人工選育而成,是中國古代勞動人民智慧的結(jié)晶。現(xiàn)有形態(tài)多樣、品種繁多的金魚品系。自然狀態(tài)下,金魚能與野生鯽魚雜交產(chǎn)生可育后代。下列敘述錯誤的是(　　)A.金魚與野生鯽魚屬于同一物種B.人工選擇使鯽魚發(fā)生變異,產(chǎn)生多種形態(tài)C.鯽魚進化成金魚的過程中,有基因頻率的改變D.人類的喜好影響了金魚的進化方向
答案 B解析 由題干中信息“自然狀態(tài)下,金魚能與野生鯽魚雜交產(chǎn)生可育后代”可知,金魚與野生鯽魚屬于同一物種,A項正確;人工選擇可以積累人類喜好的變異,淘汰人類不喜好的變異,只對金魚的變異類型起選擇作用,不能使金魚發(fā)生變異,B項錯誤;種群進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變,因此,鯽魚進化成金魚的過程中,存在基因頻率的改變,C項正確;人類的喜好可以通過人工選擇來實現(xiàn),使人類喜好的性狀得以保留,因此,人工選擇可以決定金魚的進化方向,D項正確。
題后點撥人工選擇與自然選擇結(jié)果不同
3.某山地存在兩種鴨跖草,品種a生長于懸崖底部,品種b生長于懸崖頂部,兩者具有不同的表現(xiàn)型。在山地的某些坡度緩和的區(qū)域則存在大量a和b的雜交種c,下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)A.鴨跖草a和b的適應(yīng)性特征是由地理隔離造成的B.突變和基因重組為鴨跖草a和b種群的進化提供原材料C.雜交種c繁殖形成種群,說明鴨跖草a、b屬于同一物種D.鴨跖草a、b、c會與其捕食者以及無機環(huán)境共同進化
答案 A解析 生物適應(yīng)性特征的形成是長期進化的結(jié)果,A項錯誤;生物進化的原材料是突變和基因重組,B項正確;鴨跖草a和b之間能進行傳粉并產(chǎn)生可育后代,說明兩個種群之間無生殖隔離,屬于同一物種,C項正確;生物與生物,生物與無機環(huán)境之間相互影響,共同進化,D項正確。
?角度2　種群基因頻率及相關(guān)計算4.(不定項選擇)(2021山東濰坊期末)實驗室有一雌雄各半的蝴蝶種群,群體數(shù)量龐大,且所有個體自由交配多代,雄性中短口器個體(ZaZa)占比為1%。下列說法正確的是(　　)A.該種群中,短口器基因Za的基因頻率為1%B.該種群中,短口器雌性個體占比為5%C.該種群長口器雄性個體中,雜合子占比為2/11D.該種群中所有的長口器、短口器基因構(gòu)成該種群的基因庫
答案 BC解析 由Za的基因頻率等于基因型為ZaZa的比例開根號可知,該種群中,短口器基因Za的基因頻率為10%,A項錯誤;該種群中,短口器雌性個體基因型為ZaW,ZaW的基因型頻率=10%×1/2=5%,B項正確;該種群長口器雄性個體基因型有ZAZa、ZAZA兩種,ZAZa的基因型頻率=10%×90%×2=18%,ZAZA的基因型頻率=90%×90%=81%,因此該種群長口器雄性個體中,雜合子ZAZa占比為18/99=2/11,C項正確;種群基因庫的概念是種群中全部個體所含的全部基因,而長口器、短口器基因只是其中控制口器長短的基因,不能構(gòu)成該種群的基因庫,D項錯誤。
5.某處于遺傳平衡的植物種群中,基因型為AA的個體占30%,基因型為Aa的個體占60%,該種群隨機交配產(chǎn)生的子代中基因型為AA的比例、A基因頻率和自交產(chǎn)生的子代中基因型為AA的比例、A基因頻率的變化依次為(　　)A.增大、不變、不變、不變B.不變、不變、增大、不變C.增大、不變、增大、不變D.不變、增大、不變、增大
答案 C解析 該處于遺傳平衡的植物種群中,基因型為AA的個體占30%,基因型為Aa的個體占60%,則基因型為aa的個體占10%,可得A基因的頻率=30% +(1/2)×60%=60%,a的基因頻率=10%+(1/2)×60%=40%,隨機交配產(chǎn)生的子代中基因型為AA的比例為60%×60%=36%,基因型為Aa的比例為2×60%×40%=48%,隨機交配后,A的基因頻率是36%+(1/2)×48%=60%,因此該種群隨機交配產(chǎn)生的后代中基因型為AA的比例增大,A基因頻率不變。該種群自交產(chǎn)生的后代中AA=30%+(1/4)×60%=45%,Aa=(1/2)×60%=30%,自交后代中A的基因頻率為45%+(1/2)×30%=60%,因此自交后代中基因型為AA的比例增大,A基因頻率不變。
6.囊鼠的體毛深色(D)對淺色(d)為顯性,若毛色與環(huán)境差異大則易被天敵捕食。調(diào)查不同區(qū)域囊鼠深色表現(xiàn)型頻率,檢測并計算基因頻率,結(jié)果如圖。
下列敘述錯誤的是(　　)A.深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區(qū)域的分布現(xiàn)狀受自然選擇影響B(tài).與淺色巖P區(qū)相比,深色熔巖床區(qū)囊鼠的雜合子頻率低C.淺色巖Q區(qū)的深色囊鼠的基因型為DD、DdD.與淺色巖Q區(qū)相比,淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合子頻率高
答案 B解析 據(jù)圖分析可知,深色囊鼠表現(xiàn)型在深色熔巖床區(qū)頻率高,而在淺色巖P區(qū)和淺色巖Q區(qū)頻率較低,因此,深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區(qū)域的分布現(xiàn)狀受自然選擇影響,A項正確;淺色巖P區(qū)囊鼠的深色表現(xiàn)型頻率(DD、Dd)為0.18,D基因的頻率為0.1,設(shè)DD的頻率為x,Dd的頻率為y,則x+y=0.18,x+1/2y=0.1,則x=0.02,y=0.16,淺色巖P區(qū)囊鼠的雜合子頻率為0.16,同理,深色熔巖床區(qū)囊鼠的雜合子(Dd)頻率=0.5,與淺色巖P區(qū)相比,深色熔巖床區(qū)囊鼠的雜合子頻率高,B項錯誤;囊鼠的體毛深色(D)對淺色(d)為顯性,因此,淺色巖Q區(qū)的深色囊鼠的基因型為DD、Dd,C項正確;淺色巖Q區(qū)隱性純合子(dd)的頻率=1-0.5=0.5,而淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合子(dd)的頻率=1-0.18=0.82,因此,與淺色巖Q區(qū)相比,淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合子頻率高,D項正確。
7.(2021北京海淀期中)三刺魚根據(jù)棲息環(huán)境可分為湖泊型和溪流型(如圖所示)。科研人員在實驗室中讓湖泊型和溪流型三
?角度3　衍生點——結(jié)合新情境考查共同進化與生物多樣性形成
刺魚進行幾代雜交,形成一個實驗種群,之后將上述實驗種群的幼魚放生到一條沒有三刺魚的天然溪流中。一年后,他們將這條溪流中的三刺魚重新捕撈上來進行基因檢測,發(fā)現(xiàn)溪流型標志基因的基因頻率增加了約2.5%,而湖泊型標志基因的基因頻率則減少了。結(jié)合上述材料,下列敘述正確的是(　　)
A.自然選擇可以定向改變種群的基因頻率,但不一定導致新物種的形成B.突變和基因重組使種群產(chǎn)生定向變異,為進化提供原材料C.溪流型和湖泊型三刺魚不屬于同一物種,兩個物種間存在競爭關(guān)系D.溪流型三刺魚與湖泊型三刺魚之間發(fā)生共同進化
答案 A解析 自然選擇可以定向改變種群的基因頻率,種群基因頻率發(fā)生改變即發(fā)生了進化,但不一定導致新物種形成。一般情況下,突變和基因重組是不定向的,兩者均為生物進化提供原材料。由題干信息可知,湖泊型和溪流型三刺魚能進行雜交形成一個實驗種群,說明湖泊型和溪流型三刺魚雜交能產(chǎn)生可育后代,二者是同一物種。共同進化是指不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展,題述兩種三刺魚屬于同一物種。
8.科研人員調(diào)查某地不同植物花冠筒的深度與昆蟲口器長度之間的關(guān)系,結(jié)果如圖。相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A.昆蟲口器的不同長度是吸食不同深度花冠筒花蜜造成的B.花冠筒的不同深度有利于減弱昆蟲間生存斗爭的強度C.各種昆蟲口器長度差異體現(xiàn)了遺傳多樣性和物種多樣性D.昆蟲口器不同長度、花冠筒不同深度是長期相互選擇的結(jié)果
答案 A解析 昆蟲口器的不同長度是昆蟲與具有花冠筒的植物共同進化的結(jié)果,A項錯誤;通過圖示可知,不同口器長度的昆蟲可取食對應(yīng)花冠筒長度的植物花蜜,因此,花冠筒的不同深度有利于減弱昆蟲間生存斗爭的強度,B項正確;各種昆蟲口器長度差異體現(xiàn)了遺傳多樣性和物種多樣性,C項正確;昆蟲口器不同長度、花冠筒不同深度是長期相互選擇、共同進化的結(jié)果,D項正確。
題后點撥(1)無機環(huán)境也是在進化的,如從不利于生物生存的地球原始大氣到現(xiàn)在的大氣也是進化的結(jié)果,生物的進化和無機環(huán)境的進化是相互影響的。(2)生物與生物之間是相互影響共同進化的,如植物花冠筒的深度與昆蟲口器長度。
題組二　易錯防范——不失分1.真題速覽(1)有關(guān)生物進化的正誤判斷。①[2021浙江1月選考,T21D]某昆蟲種群中,相對于生殖后期和生殖期,生殖前期個體獲得的殺蟲劑抗性遺傳給后代的概率最大。(　　)②[2020浙江1月選考,T9B]昆蟲種群翅的全部基因構(gòu)成了該種群的基因庫。(　　)
√
×
提示 昆蟲種群全部基因構(gòu)成該種群的基因庫。
③[2019江蘇卷,T6A]種群是生物進化的基本單位,種群內(nèi)出現(xiàn)個體變異是普遍現(xiàn)象。(　　)④[2019江蘇卷,T15D]鎖陽因長期干旱定向產(chǎn)生了適應(yīng)環(huán)境的突變,并被保留下來。(　　)
√
×
提示 干旱環(huán)境起的是選擇作用。
⑤[2019海南卷,T25D](題干信息:假設(shè)在某島嶼上多年來總是存在一個約由m只狼組成的狼群、一個約由n只狼組成的狼群和若干只單獨生活的狼)從島上狼的數(shù)量相對穩(wěn)定可推測島上環(huán)境條件相對穩(wěn)定。(　　)⑥[2018江蘇卷,T19C](題干信息說明:由于農(nóng)田的存在,某種松鼠被分隔在若干森林斑塊中)不同森林斑塊中的松鼠屬于不同種群,存在生殖隔離。(　　)
√
×
提示 同一物種不同種群間不存在生殖隔離。
⑦[2018江蘇卷,T19B](題干信息說明:由于農(nóng)田的存在,某種松鼠被分隔在若干森林斑塊中。人工生態(tài)通道可以起到將森林斑塊彼此連接起來的作用)生態(tài)通道有利于保護該種松鼠遺傳多樣性。(　　)⑧[2017江蘇卷,T7C]無論是自然選擇還是人工選擇作用,都能使種群基因頻率發(fā)生定向改變。(　　)
√
√
(2)[2018全國卷Ⅰ,T29節(jié)選]回答下列問題。①大自然中,獵物可通過快速奔跑來逃脫被捕食,而捕食者則通過更快速的奔跑來獲得捕食獵物的機會,獵物和捕食者的每一點進步都會促進對方發(fā)生改變,這種現(xiàn)象在生態(tài)學上稱為　　　　 　　　　　。?②根據(jù)生態(tài)學家斯坦利的“收割理論”,食性廣的捕食者的存在有利于增加物種多樣性,在這個過程中,捕食者使物種多樣性增加的方式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
協(xié)同進化(或答共同進化)　
捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種,為其他物種的生存提供機會
易錯點撥進化的基本單位是種群而不是個體。在生物繁衍過程中,個體有新老交替,基因卻代代相傳,而研究生物的進化時僅僅研究個體是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的,還必須研究種群基因組成的變化。
2.易錯辨析有關(guān)生物進化的正誤判斷。(1)生物進化過程的實質(zhì)在于有利變異的保存。(　　)(2)自然選擇通過作用于個體而影響種群的基因頻率。(　　)
×
提示 生物進化過程的實質(zhì)是基因頻率的改變。
√
(3)害蟲抗藥性增強,是因為殺蟲劑刺激害蟲產(chǎn)生抗藥性,并在后代中不斷積累。(　　)(4)物種的形成可以不經(jīng)過隔離。(　　)(5)生物進化的方向與基因突變的方向一致。(　　)(6)在一個自然生態(tài)系統(tǒng)中,捕食者的存在不利于增加物種多樣性。(　　)
×
提示 害蟲的變異是不定向的,個體中本來就存在抗藥性個體。
×
提示 物種的形成必須經(jīng)過生殖隔離。
×
提示 基因突變是不定向的,自然選擇決定生物進化的方向。
×
提示 捕食者的存在有利于生物多樣性的形成。
(7)細菌在接觸青霉素后才會產(chǎn)生抗藥性的突變個體,青霉素的選擇作用使其生存。(　　)(8)新物種的形成都必須先經(jīng)過地理隔離然后才能形成生殖隔離。(　　)
×
提示 細菌在接觸青霉素之前已經(jīng)產(chǎn)生了抗藥性的突變,青霉素發(fā)揮的是選擇作用,在青霉素的選擇作用下,能抵抗青霉素的細菌可生存。
×
提示 新物種的形成不一定經(jīng)過地理隔離,如四倍體西瓜是二倍體西瓜幼苗用秋水仙素誘導形成的新物種。
大題分析與表達(三)　變異與育種類大題突破
【題型突破】[典例]玉米子粒黃色基因T與白色基因t是位于9號染色體上的一對等位基因,已知無正常9號染色體的花粉不能參與受精作用。請結(jié)合相關(guān)知識分析回答下列問題。(1)現(xiàn)有基因型為Tt的黃色子粒植株甲,其細胞中9號染色體如圖1所示。
①植株甲的變異類型屬于　　　　　　　　。?②為了驗證植株甲的T基因位于正常染色體上還是異常染色體上,讓其進行自交產(chǎn)生F1。如果F1表現(xiàn)型及比例為　　　　　　　　　　　　　　,則說明T基因位于異常染色體上。?(2)以植株甲為父本,正常的白色子粒植株為母本,雜交產(chǎn)生的F1中,發(fā)現(xiàn)了一株黃色子粒植株乙,其9號染色體及基因組成情況如圖2所示。①該植株出現(xiàn)的原因應(yīng)是　　　　　　　　　　　　　　未分離。?②已知植株乙在減數(shù)第一次分裂過程中3條9號染色體會隨機移向細胞兩極,并最終形成含1條或2條9號染色體的配子。若以植株乙為母本進行測交,植株乙可產(chǎn)生　　　　種基因型的配子,則子代的表現(xiàn)型及比例為　　　　　　　　　　。?
答案 (1)①缺失(染色體結(jié)構(gòu)變異)?、邳S色∶白色=1∶1　(2)①父本減數(shù)第一次分裂過程中同源染色體　②4　黃色∶白色=1∶1
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答題模板解答本類題目的難點和易錯點在于圖2所示的3條同源染色體在減數(shù)分裂時的隨機分配以及相應(yīng)個體產(chǎn)生配子的種類和比例的分析。除此類配子分析之外?？嫉囊族e點還有四倍體(AAaa)產(chǎn)生配子的狀況分析,現(xiàn)歸納如下:
幾種?？碱愋彤a(chǎn)生配子的分析方法
注:分析三體產(chǎn)生的配子類型時,為了避免混淆,可以進行標號,如AAa可以記為A1A2a,則染色體的三種分離方式為1A1A2、1a,1A1、1A2a,1A2、1A1a,最后把A合并即可得到各種配子的比例。
【訓練突破】1.中國水稻研究所的科研人員對雜交稻的無融合生殖(不發(fā)生雌、雄配子的細胞核融合而產(chǎn)生種子的一種無性繁殖過程)進行了研究,解決了雜交水稻一般需要每年都制種的問題。(1)上述水稻雜交種收獲的種子種植后失去原雜交種的優(yōu)良性狀,導致水稻雜交種需要每年制種的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)有兩個基因控制水稻無融合生殖過程:含基因A的植株形成雌配子時,減數(shù)第一次分裂異常,導致雌配子染色體數(shù)目加倍;含基因P的植株產(chǎn)生的雌配子都不經(jīng)過
圖1
受精作用,直接發(fā)育成個體。雄配子的發(fā)育不受基因A、P的影響。用如圖1所示雜交方案,獲得了無融合生殖的個體。①子代中Ⅱ、Ⅲ分別自交后獲得種子,則Ⅱ上所結(jié)種子胚的基因型是　　　　　　,Ⅲ上所結(jié)種子胚的染色體組數(shù)是　　　　　個。?②理論上,子代Ⅳ作為母本能使子代保持母本基因型的原因是???　。
(3)我國科研人員利用基因編輯技術(shù)敲除了雜種水稻的4個相關(guān)基因,實現(xiàn)了雜種的無融合生殖(如圖2所示)。用基因編輯技術(shù)敲除4個基因在實現(xiàn)無融合生殖過程中的作用是?　。?
圖2
(4)無融合技術(shù)應(yīng)用于作物育種,可能會導致　　　　　多樣性降低,存在生態(tài)隱患。?
答案 (1)具備優(yōu)良性狀的雜交種自交,其后代會發(fā)生性狀分離　(2)①aP、ap　3　②Ⅳ作為母本,A保證產(chǎn)生雌配子的基因型為AaPp,P保證雌配子AaPp不經(jīng)過受精作用,直接發(fā)育成個體,使子代保持母本基因型(AaPp) 　(3)使配子的染色體數(shù)目加倍,受精卵中精子來源的染色體消失　(4)遺傳(基因)
解析 (1)具備優(yōu)良性狀的雜交種自交,其后代會發(fā)生性狀分離,因此水稻雜交種需要每年制種用于生產(chǎn)。(2)①由題意知,含基因P的植株產(chǎn)生的雌配子都不經(jīng)過受精作用,直接發(fā)育成個體,Ⅱ的基因型為aaPp,其產(chǎn)生的雌配子的基因型為aP、ap,則Ⅱ上所結(jié)種子胚的基因型為aP、ap。由題意知,含基因A的植株形成雌配子時,減數(shù)第一次分裂異常,導致雌配子染色體數(shù)目加倍,雄配子發(fā)育不受基因A、P的影響,Ⅲ的基因型為Aapp,其產(chǎn)生的雌配子的基因型為Aapp,產(chǎn)生的雄配子的基因型為Ap、ap,Ⅲ上所結(jié)種子胚的染色體組數(shù)為3個。②Ⅳ(AaPp)作為母本,A保證產(chǎn)生雌配子的基因型為AaPp,P保證雌配子AaPp不經(jīng)過受精作用,直接發(fā)育成個體,使子代保持母本基因型(AaPp)。
(3)據(jù)圖分析,科研人員利用基因編輯技術(shù)敲除4個基因在實現(xiàn)無融合生殖過程中的作用是使減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子染色體數(shù)目加倍,受精卵中來源于父本的染色體消失。(4)無融合技術(shù)應(yīng)用于作物育種,可以使雜種通過無性繁殖得以保持雜種優(yōu)勢,但也會導致遺傳(基因)多樣性降低,存在生態(tài)隱患。
2.(2021湖南長沙月考)果蠅的精原細胞要經(jīng)過精確的四次有絲分裂之后,才能啟動減數(shù)分裂形成初級精母細胞。某科研團隊致力于研究有絲分裂向減數(shù)分裂轉(zhuǎn)化的調(diào)控機制,用EMS誘變篩選,發(fā)現(xiàn)了果蠅tut突變體,其精原細胞不能停止有絲分裂,而出現(xiàn)精原細胞過度增殖的表現(xiàn)型。(1)為探究tut突變體的遺傳特性,研究人員做了雜交實驗,結(jié)果如下圖所示。
精原細胞過度增殖的原因是　　　　基因發(fā)生突變。上述實驗結(jié)果不足以證明此性狀的遺傳遵循基因的分離定律,請設(shè)計雜交實驗驗證其遺傳遵循基因的分離定律(要求簡要寫出實驗方案和結(jié)果):　　　　　　　　　　　。?
(2)經(jīng)過文獻查閱,發(fā)現(xiàn)已報道有bgcn隱性突變體與tut突變體的表現(xiàn)型一致,研究人員為探究tut突變體的突變基因是否就是bgcn突變體的突變基因,進行了如下實驗。
實驗結(jié)論:　　　　　　,判斷理由:　　　　　　　　　　　　　。?(3)研究人員采用缺失定位法對tut突變體的突變基因進行染色體定位:將一條染色體缺失某片段的果蠅(缺失突變體)與tut突變體雜交,若F1出現(xiàn)過度增殖,則說明　　　　　　　　。?
答案 (1)原癌基因和抑癌　F1與tut突變體雜交,后代的性狀及其分離比為正常有絲分裂∶過度增殖=1∶1　(2)tut突變體的突變基因與bgcn突變體的突變基因不是同一個基因　tut突變體與bgcn突變體雜交,F1為正常表現(xiàn)型,F2性狀分離比為9∶7,為9∶3∶3∶1的變式,符合基因自由組合定律,說明這兩個突變體的突變基因不是同一個基因,且分別在兩對同源染色體上　(3)tut突變體的突變基因位于該果蠅的染色體缺失片段上
解析 (1)精原細胞不能停止有絲分裂,而出現(xiàn)過度增殖的現(xiàn)象,這屬于癌細胞的特點,原因在于原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變。若此性狀的遺傳遵循基因的分離定律,假設(shè)顯性基因為A,隱性基因為a,則F1的基因型為Aa,tut突變體的基因型為aa,則F1與tut突變體雜交后代的性狀及其分離比為正常有絲分裂∶過度增殖=1∶1。(2)tut突變體與bgcn突變體雜交,F1為正常表現(xiàn)型,F2性狀分離比為9∶7,符合基因自由組合定律,假設(shè)tut突變體的基因型為aaBB,bgcn突變體的基因型為AAbb,則F1的基因型為AaBb,F1中雌雄果蠅雜交,因為tut突變體和bgcn突變體的性狀一樣,所以F2中正常有絲分裂∶過度增殖=9∶7,說明這兩個突變體的突變基因不是同一個基因,且分別在兩對同源染色體上。(3)第(1)問中將tut突變體與野生型果蠅雜交,F1表現(xiàn)為正常有絲分裂,但與缺失突變體雜交,F1出現(xiàn)過度增殖,則說明tut突變體的突變基因位于該果蠅的染色體缺失片段上。
熱考主題微網(wǎng)(五)農(nóng)作物育種與產(chǎn)量提升
【微網(wǎng)建構(gòu)】
【考向探析】“民以食為天。”糧食與種子問題自始至終是最重要的國計民生問題。習近平總書記十分關(guān)心我國糧食生產(chǎn)與安全,“靠中國種子來保障中國糧食安全”是習總書記的重要囑托,保障糧食安全必須把種子牢牢攥在自己手中,要堅持農(nóng)業(yè)科技自立自強,從培育好種子做起,加強良種技術(shù)攻關(guān),依靠種子確保糧食產(chǎn)量與安全。因此,當今高考必會與時俱進,牢牢貫徹種子、糧食生產(chǎn)與安全理念,切入相關(guān)原理,探索良種培育與產(chǎn)量提升途徑或方法,這將是新高考的重要命題。
【真題感悟】1.(2020全國卷Ⅰ,32)遺傳學理論可用于指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐。回答下列問題。(1)生物體進行有性生殖形成配子的過程中,在不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下,產(chǎn)生基因重新組合的途徑有兩條,分別是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(2)在誘變育種過程中,通過誘變獲得的新性狀一般不能穩(wěn)定遺傳,原因是　　　　　　　　　　　　。若要使誘變獲得的性狀能夠穩(wěn)定遺傳,需要采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案 (1)在減數(shù)分裂過程中,隨著非同源染色體的自由組合,非等位基因自由組合;同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換,導致染色單體上的基因重組　(2)控制新性狀的基因型是雜合的　通過自交篩選性狀能穩(wěn)定遺傳的子代
2.(2020全國卷Ⅰ,30)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作(同一生長期內(nèi),在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物)的方法提高農(nóng)田的光能利用率。現(xiàn)有4種作物,在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點(光合速率達到最大時所需的光照強度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮,最適合進行間作的兩種作物是　　　　,選擇這兩種作物的理由是　?　。?
答案 A和C　作物A光飽和點高且長得高,可利用上層光照進行光合作用;作物C光飽和點低且長得矮,與作物A間作后,能利用下層的弱光進行光合作用解析 不同株高的農(nóng)作物間作可避免相互遮擋,且植株高的農(nóng)作物接收的光照多,光飽和點應(yīng)較高,植株矮的農(nóng)作物接收的光照少,光飽和點應(yīng)較低。結(jié)合表中信息可知,A和C符合條件。
【專項集訓】1.下列實踐活動包含的育種方法及育種原理,敘述正確的是(　　)A.自然條件下,三倍體與二倍體能進行雜交并產(chǎn)生可育后代B.將番茄和馬鈴薯雜交后得到F1,取其花粉,進行花藥離體培養(yǎng)可獲得番茄—馬鈴薯雜種植株C.將含抗病基因的重組DNA導入玉米細胞,經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株,這應(yīng)用了基因重組的原理D.二倍體植株幼苗經(jīng)秋水仙素處理發(fā)育成的四倍體植株與原植株屬于一個物種
答案 C解析 自然條件下,三倍體不能進行正常的減數(shù)分裂,不能產(chǎn)生配子,故三倍體與二倍體不能進行雜交,更不能產(chǎn)生可育后代,A項錯誤。番茄、馬鈴薯為不同物種,不同物種間存在生殖隔離,不能雜交或雜交產(chǎn)生的后代不育,B項錯誤。將含抗病基因的重組DNA導入玉米細胞,經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株,這屬于基因工程育種,基因工程育種的原理為基因重組,C項正確。二倍體植株幼苗經(jīng)秋水仙素處理發(fā)育成的四倍體植株與原植株雜交產(chǎn)生的三倍體不育,它們之間存在生殖隔離,不屬于一個物種,D項錯誤。
2.馬鈴薯為世界第四大重要的糧食作物,推動馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展對保障國家糧食安全有著極其重要的意義。中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所黃三文團隊等發(fā)起了“優(yōu)薯計劃”,旨在用二倍體雜種代替同源四倍體,提高育種效率,縮短育種年限,并用種子替代薯塊,目前已完成了雜合二倍體馬鈴薯品系RH的全基因組序列的測定。下列說法正確的是(　　)A.通過薯塊進行無性繁殖產(chǎn)生馬鈴薯幼苗的過程中存在基因重組B.測定二倍體馬鈴薯全基因組序列時不需要測定其細胞中所有染色體C.馬鈴薯的單倍體細胞中不可能有同源染色體D.通過雜交育種可以降低后代變異的可能性
答案 B解析 減數(shù)分裂過程中會發(fā)生基因重組,通過薯塊進行無性繁殖產(chǎn)生馬鈴薯幼苗的過程中并不進行減數(shù)分裂,故不存在基因重組,A項錯誤。對二倍體馬鈴薯進行全基因組測序時不需要測定其細胞中所有染色體,測定無性染色體的二倍體或多倍體基因組序列時,只需測定一個染色體組中的染色體即可,B項正確。同源四倍體馬鈴薯的單倍體細胞中含有兩個染色體組,故馬鈴薯的單倍體細胞中也可能有同源染色體,C項錯誤。雜交育種的原理是基因重組,基因重組可以產(chǎn)生新的性狀組合,將會增大后代變異的可能性,D項錯誤。
3.(2021河南南陽期末)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,勤勞的人們積累了大量的農(nóng)業(yè)種植經(jīng)驗。回答下列問題。(1)“正其行,通其風”,“正行”“通風”主要是通過適當增加作物生長環(huán)境中的　　　　　　來提高作物的光合作用強度。?(2)“合理灌溉”的目的是既要滿足作物對水分的需要又要避免浪費。水可參與植物細胞線粒體中的　　　　　　　　　　　　和葉綠體類囊體膜上的　　　　　　　　等生理過程。作物長時間水淹會出現(xiàn)爛根的原因是　 ???
(3)“合理施肥”的目的是既要滿足作物對礦質(zhì)元素的需要又要避免浪費。田間所施肥料中常需含有適量的N、P、K等元素,其中N可參與　　　　　　　(答出兩項即可)的合成,這些物質(zhì)參與光合作用暗反應(yīng)階段C3的還原。K+有增強植物體運輸糖類等有機物的能力。為探究無土栽培油菜的光合作用最適K+濃度和最適溫度,研究人員在溫室中做了以下5組實驗,除表格所給條件外,其他條件均相同且適宜。于中午12:30測定各組葉片的光合速率,各組實驗處理及結(jié)果如表所示:?
注:每組實驗均重復10次,實驗數(shù)據(jù)取平均值。
①該實驗的自變量是　　　　　　　　。?②根據(jù)上述實驗結(jié)果,能否判斷在K+濃度為8 mmol/L時無土栽培油菜光合作用的最適溫度?　　　　,原因是　???
答案 (1)CO2濃度　(2)有氧呼吸第二階段　水的光解　作物長時間處于水淹環(huán)境,根部細胞因缺氧進行無氧呼吸,產(chǎn)生的酒精對根部細胞有毒害作用,導致作物爛根　(3)NADPH、ATP(合理即可)　K+濃度和溫度　不能　實驗數(shù)據(jù)過少,只能確定其光合作用的適宜溫度范圍為22~28 ℃,不能確定其最適溫度
解析 (1)“正其行,通其風”的主要目的是增加環(huán)境中的CO2濃度,從而提高光合速率。(2)在有氧呼吸過程中,水參與第二階段的反應(yīng)。在光合作用的光反應(yīng)階段,水的光解能產(chǎn)生氧氣和[H]。若作物長期處于水淹環(huán)境,根細胞因缺氧而進行無氧呼吸,會產(chǎn)生酒精等有害物質(zhì),導致作物爛根。(3)很多物質(zhì)含有N,參與光合作用暗反應(yīng)階段C3的還原的含N物質(zhì)有NADPH、ATP等。①本實驗的目的是探究無土栽培油菜的光合作用最適K+濃度和最適溫度,因此自變量包括K+濃度和溫度。②據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,當K+濃度為8 mmol/L時,25 ℃對應(yīng)的光合速率最大,因此適宜溫度范圍為22~28 ℃,需要進一步縮小溫度梯度才能確定最適溫度。
4.(2021山西模擬)糧食問題始終是全人類所面臨的基本問題。我們在注意節(jié)約糧食的同時,更要發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè),實現(xiàn)糧食的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)?；卮鹨韵掠嘘P(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的問題。(1)合理密植可使大田作物得到良好的通風,進而為作物的光合作用提供充足的　　　　以有利于其在葉綠體基質(zhì)中直接生成更多的　　　　　　　　。?(2)冬季大棚已經(jīng)得到普及,保證了人們冬季的“菜籃子”,其目的主要是解決影響植物生長的　　　　(影響因素)條件。提高大棚作物產(chǎn)量的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出兩條)。?(3)今年的棉田,明年不種棉花,今年的瓜田,明年換種其他作物。從生態(tài)學角度分析這樣做的理由是　　　　　　　　　　　(答出兩點)。?
答案 (1)CO2　三碳化合物(C3)　(2)溫度　適當增加CO2濃度、合理施肥等　(3)可降低發(fā)生病蟲害的機會、可提高對土壤無機鹽的利用率
5.農(nóng)田種植的玉米是一種單性花、雌雄同株的作物,受粉期可以同株異花受粉(自交),也可以異株異花受粉(雜交)?；卮鹣铝袉栴}。(1)甜玉米比普通玉米蔗糖含量高,主要由基因d控制,基因D對基因d完全顯性,位于9號染色體上;基因e對基因d起增強效應(yīng),可形成甜度更高的玉米,增強效應(yīng)的具體表現(xiàn)是:ee使蔗糖含量提高100%(非常甜),Ee提高25%(比較甜),EE則無效。研究者用雜合子普通玉米(DdEe)與非常甜玉米(ddee)雜交,取所結(jié)的籽粒測定蔗糖的含量,結(jié)果子代的表現(xiàn)型僅有普通玉米和非常甜玉米兩種,且數(shù)量大致相等,對此結(jié)果的合理解釋是　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)為了提高玉米的產(chǎn)量,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中玉米使用的都是雜交種,但是雜種玉米的性狀不能穩(wěn)定遺傳,因此農(nóng)民每年都需要購買玉米雜交種?，F(xiàn)有長果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黃粒(B)兩個玉米雜合子品種,為了達到長期培育長果穗黃粒(AaBb)雜交種玉米的目的,請設(shè)計合理的快速育種方案(要求用遺傳圖解并附簡要文字說明)。
答案 (1)兩對基因同在9號染色體上,而且D、E基因在一條染色體上(2)
解析 (1)研究者用雜合子普通玉米(DdEe)與非常甜玉米(ddee)雜交,DdEe×ddee屬于測交實驗,子代的表現(xiàn)型僅有普通玉米和非常甜玉米兩種,且數(shù)量大致相等,說明普通玉米(DdEe)只產(chǎn)生DE、de兩種且數(shù)量相等的配子,進一步推測兩對等位基因不遵循基因的自由組合定律,可能是兩對基因同在9號染色體上,而且D、E基因在一條染色體上。(2)分析育種目標“培育長果穗黃粒(AaBb)雜交種”,條件是快速育種,所以應(yīng)采取單倍體育種方法。

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