A.Q点表示环境发生了变化,A控制的性状更加适应环境
B.P点时两曲线相交,此时A和a的基因频率均为50%
C.该种群中杂合子的比例会越来越高,逐渐取代纯合子
D.在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变
答案:C
基因频率的计算方法
一.定义法
根据定义“基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例”可知,基因频率=某基因总数/某基因和其等位基因的总数×100%。
例1:在一个种群中随机抽出一定数量的个体,其中,基因型为AA的个体有18个,基因型为Aa的个体有78个,基因型为aa的个体有4个,则基因A和a的频率分别是()
A. 18%,82% B. 36%,64%
C. 57%,43% D. 92%,8%
解析:要求A和a的频率,必须先求得A和a的总数。因为AA或aa的个体有2个A或a,Aa的个体有A和a各1个,所以A共有114(即18×2 78×1)个,a共有86(即78×1 4×2)个,A和a共200个。因此,A的频率=114/200×100%=57%,a的频率=86/200×100%=43%。
答案:C
二.基因位置法
若某基因在常染色体上,则基因频率=某基因总数/(种群个体数×2)×100%;若某基因只出现在X染色体上,则基因频率=某基因总数/(2×女性个体数 男性个体数)×100%。
例2:某工厂有男女职工各200名,调查发现,女性色盲基因的携带者为15人,患者5人,男性患者11人。那么这个群体中色盲基因的频率是()
A. 4.5% B. 6% C. 9% D. 7.8%
解析:解本题的关键是先求得色盲基因的总数。因为女性的性染色体组成为XX,男性为XY,假设色盲基因为b,其等位基因位于X染色体上,所以色盲基因b共有36(即15×1 5×2 11×1)个,色盲基因b及其等位基因共有600(即200×2 200×1)个。因此,色盲基因的频率=36/600×100%=6%
答案:B
三.借助基因型频率法
若基因在常染色体上,则该对等位基因中,显(隐)性基因的频率=显(隐)性纯合子基因型频率 1/2杂合子基因型频率。
例3:在一个种群中随机抽出一定数量的个体,其中,基因型为BB的个体占40%,基因型为Bb的个体占50%,基因型为bb的个体占10%,则基因B和b的频率分别是()
A. 90%,10% B. 65%,35%
C. 50%,50% D. 35%,65%
解析:基因B的频率=基因型BB的频率 1/2基因型Bb的频率=40% 1/2×50%=65%。同理,基因b的频率=35%。
答案:B
四.遗传平衡法
例4:已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查,该病的发病率大约为1/10000。请问,在人群中苯丙酮尿症致病基因的基因频率以及携带此隐性基因的杂合基因型频率各是多少?
答案:1/100,99/5000
例5:人的ABO血型决定于3个等位基因IA、IB、i。通过抽样调查发现血型频率:A型=0.45,B型=0.13,AB型=0.06,O型=0.36。试计算IA、IB、i这3个等位基因的频率。
答案:IA频率为0.3 ,IB频率为0.1,i频率为0.6。
例6. 囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中每2500个人就有一人患此病。如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子,此后该女又与另一健康男子再婚,则再婚后他们生一个患此病孩子的概率是()。
A. 0.98% B. 0.04% C. 3.9% D. 2%
答案:A
例7(18分)产前诊断是优生的主要措施之一,其中的羊水检查是对孕妇进行检查的一种手段。检查羊水和羊水中的胎儿脱落细胞,能反映胎儿的病理情况。下列甲图是羊水检查的主要过程,据图回答。
(1)抽取的羊水离心后得到的胎儿脱落细胞需进行细胞培养,除了给予一定量的O2维持细胞呼吸外,还需要提供CO2气体以_________________。在细胞培养过程中,需定期更换培养液,原因是__________________。
(2)对培养的胎儿脱落细胞进行染色体分析时,通常选用处于有丝分裂_______(时期)的细胞,主要观察染色体的___________。对培养细胞用___________处理,可以使细胞中的染色体释放出来。下列疾病可以通过此方法检测的有________。
A. 原发性高血压
B. 苯丙酮尿症
C. 猫叫综合征
D. 镰刀型细胞贫血症
(3)苯丙酮尿症患者体内缺乏某种酶,使苯丙氨酸不能沿着正常途径转变成酪氨酸,而只能变成苯丙酮酸,苯丙酮酸在体内积累过多就会对胎儿的神经系统造成不同程度的伤害。图乙表示人体内苯丙氨酸与酪氨酸的代谢途径;图丙表示某家系遗传系谱图。
①诊断某胎儿是否患苯丙酮尿症的是检验羊水中_______________的基因。
②图丙所示Ⅱ– 1因缺乏图乙中的酶X而患有苯丙酮尿症,Ⅱ– 3因缺乏图乙中的酶Y而患有尿黑酸尿症,(上述两种性状的等位基因分别用A和a、B和b表示)。则I– 1个体的基因型是___________。若人群中苯丙酮尿症发病率为1/10000,则II-3的后代患苯丙酮尿症的概率是_______。
【答案】 (1)维持培养液的pH 减少细胞代谢产物积累,补充细胞消耗的营养物质
(2)中期 形态和数目 低渗溶液 C
(3)①胎儿脱落细胞中的X酶的
②AaBB或AaBb 0.33%
用生物进化论“聚焦”热点问题
近几年来随着生存环境的日益恶化、,传染病的流行、滥用抗生素等国际热点问题的凸现,人们在不断探索解决这些问题的新途径,在此过程中,为微生物进化论的发展和完善提供了支持,吸引了人们的更多关注。
热点之一 微生物的抗药性
有证据表明,动物性食品中的某些致病菌如沙门氏菌、李斯特菌、禽流感H5N1和大肠杆菌O-157,是在现代畜牧业中滥用抗生素条件下抗药性提高而产生的新的致病菌系。用进化论的观点解释致病菌抗药性增强的原成因是
A.使用抗生素的剂量越大,病菌向抗药能力增强方向的变异越快
B.长期使用抗生素是对病原体进行选择的过程,结果导致种群中抗性基因频率增加
C.长期使用某种抗生素,能诱导病菌分解抗生素的基因大量表达
D.抗药性强的病菌所繁殖的后代都具有很强的抗药性
答案B
热点之二 “另类”杂交动物的诞生
深圳新闻网讯 记者从深圳野生动物园获悉,继过去4年内接连诞下11头狮虎兽后,该园非洲狮“帅长毛”的“爱妻”——东北虎“客家妹”,顺利产下3头狮虎兽,再次创造了狮虎兽出生并存活新的世界纪录。至此,深圳野生动物园已同时拥有14头狮虎兽和两头虎狮兽,该园不仅是世界上惟一同时拥有狮虎兽和虎狮兽的动物园,也是拥有狮虎兽和虎狮兽数量最多的动物园。狮虎兽通常被认为无法生育。专家发现,狮虎兽的染色体数量是19对,38条。据动物专家介绍,雄虎与母狮交配,生产下的后代叫虎狮兽;母虎与雄狮交配生产下的后代叫狮虎兽。下面对狮虎兽叙述正确的是
A 狮虎兽一般是无法生育的,可以说明虎与狮属于两个物种
B狮虎兽的染色体数量是19对,其原始生殖细胞可以进行正常减数分裂
C 狮虎兽是亲本经有性生殖形成的一个新物种
D 马和驴、虎与狮的交配成功的概率不同,与生存环境的差异程度无关
答案 A
杂交育种的几个问题分析
1 不同作物杂交育种的目的不同
在作物育种时,培育不同的作物,有不同的育种目的。如果是培育通常是以无性生殖为主的生物如马铃薯,一般通过有性生殖中的杂交过程,只要得到表现型符合要求的个体即可。对于通过种子繁殖的作物,小麦、豌豆等育种时要求得到纯合体,因为此时得到的是很多个这样的个体,所以说得到的是纯系,我们称之为常规杂交育种。而对于玉米、水稻等则是利用了杂种优势,所以它们得到的是杂合体。我们称之为优势杂交育种,因此它需要连年育种。
- 优势杂交育种与常规杂交育种的比较
①.育种程序
常规杂交育种—先“杂”后“纯”。即先杂交后自交,最后得到基因型纯合的定型品种。
优势杂交育种—先“纯”后“杂”。首先选系自交,再经分析和选择,最后得到优良基因型杂合的杂交品种。
②.种子生产
常规育种简单,每年直接从生产田或种子田内植株上收获种子。优势育种复杂,不能在生产田留种,每年必须专设亲本繁殖区和生产用种基地。
3 动植物杂交育种过程中显性性状纯系的获得
对植物常规杂交育种中,通过杂交和自交,在F2代中得到表现型符合要求的个体,如何得到纯系呢?
一般是让其自交,每代都淘汰不符合要求的种子,这样经过几代后杂合子的比例越来越小,一般自交6-7次后认为是纯系了。
对于动物来说,在F2代中得到表现型符合要求的个体后,让其雄性个体与多个雌性个体测交,如果后代没有性状分离的个体即为纯合子,只要后代有性状分离则为杂合子,然后保留纯合子即可。
4 杂交育种例题分析
例1 小麦品种是纯合体,生产上用种子繁殖,现要选育矮杆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种;马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体),生产上通常用块茎繁殖,现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。
请分别设计小麦品种间杂交育种程序,以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。(写出包括亲本在内的前三代即可)。
答案:
例2 现有3个番茄品种,A品种的基因型为AABBdd,B品种的基因型为AAbbDD,C品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于3对同源染色体上,并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。请回答:
(1)如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株?(用文字简要描述获得过程)
(2)如果从播种到获得种子需要一年,获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年?
解析:(1)为获得基因型为aabbdd的植株,首先是正确选择亲本,题意给出了三对等位基因,三个纯合品种,要求考生利用这三个品种进行杂交获得所需要的基因型为aabbdd的植株,具体做法是:第一步,获得三对等位基因都为杂合的即基因型为AaBbDd的植株,方法和途径有3条:①A品种(AABBdd)与B品种(AAbbDD)杂交得到杂交一代(AABbDd),再让杂交一代与C品种(aaBBDD)杂交,得到杂交二代(AaBbDd);②A品种(AABBdd)和C品种(aaBBDD)杂交得到杂交一代(AaBBDd),再让杂交一代与B品种(AAbbDD)杂交,得到杂交二代(AaBbDd);③B品种(AAbbDD)和C品种(aaBBDD)杂交得到杂交一代(AaBbDD),再让杂交一代与A品种(AABBdd)杂交,得到杂交二代(AaBbDd)。第二步,让杂交二代(AaBbDd)自交,便可在杂交二代植株上获得的需要的基因型为aabbdd的种子。第三步考生往往会遗漏,题意要求获得的是植株,因此得到了基因型为aabbdd的种子后,还应将该种子种下去长成植株,才符合该题要求。
(2)如果从播种到获得种子需要一年,那么根据上面的解析从A品种和B品种杂交收获种子需要一年,杂交一代和C品种杂交收获种子需要一年,杂交二代自交收获种子(aabbdd)需要一年,种子再播种长成植株需要一年,这样加起来共四年。
答案:(1)A和B杂交得到杂交一代,杂交一代再与C杂交,得到杂交二代,杂交二代自交,即可得到基因型为aabbdd的种子,该种子可长成aabbdd植株(2)4年
例3 某植物块根的颜色由两对自由组合的基因共同决定。只要基因R存在,块根必为红色,rrYY或rrYy为黄色,rryy为白色;在基因M存在时果实为复果型,mm为单果型。现要获得白色块根、单果型的三倍体种子。
(1)请写出以二倍体黄色块根、复果型(rrYyMm)植株为原始材料,用杂交育种的方法得到白色块根、单果型三倍体种子的主要步骤。
(2)如果原始材料为二倍体红色块根、复果型的植株,你能否通过杂交育种方法获得白色块根、单果型的三倍体种子?为什么?
解析:(1)白色块根、单果型的三倍体种子(rrryyymmm)是可用白色块根、单果型二倍体(rryymm)与白色块根、单果型的四倍体(rrrryyyymmmm)杂交获得;白色块根、单果型的四倍体(rrrryyyymmmm)可用秋水仙素溶液处理白色块根、单果型二倍体(rryymm)来获得。而白色块根、单果型二倍体(rryymm)的获得可用二倍体黄色块根、复果型(rrYyMm)植株自交获得,也可用二倍体黄色块根、复果型(rrYyMm)植株进行单倍体育种来获得。
(2) 由题中信息可知只要有R存在块根就表现为红色,二倍体红色块根、复果型的植株的基因型有多种,如R_Y_M_(有8 种类型)、R_yyM_(有4 种类型),当其中只要有一对基因是显性纯合(没有相应的隐性基因)存在,如果没有基因突变,就无法得到白色块根、单果型二倍体(rryymm),也就无法得到白色块根、单果型三倍体种子(rrryyymmm)。
答案:(1)步骤:
①二倍体植株(rrYyMm)自交,得到种子;②从自交后代中选择白色块根、单果型的二倍体植株,并收获其种子(甲);③播种种子甲,长出的植株经秋水仙素处理得到白色块根、单果型四倍体植株,并收获其种子(乙);
④播种甲、乙两种种子,长出植株后,进行杂交,得到白色块根、单果型三倍体种子。(若用遗传图解答题,合理也给分)
(2)不一定
因为表现型为红色块根、复果型的植株有多种基因型,其中只有基因型为RrYyMm或RryyMm的植株自交后代才能出现基因型为rryymm的二倍体植株。(其他合理答案也给分)
例4:为了提高玉米的产量,在农业生产上使用的玉米都是杂交种,杂交玉米的性状不能稳定遗传,因此农民每年都需要购买玉米杂交种。现有长果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黄粒(B)的两个玉米杂合子品种,为了达到长期培育长果穗黄粒(AaBb )杂交种玉米的目的,请你以遗传图解加简要说明的形式,设计出你的育种方案。
解析:由于玉米育种是为了获得杂合体AaBb,而它可以由两种纯合体AABB与aabb杂交直接得到,也可由另两种纯合子AAbb与aaBB杂交直接得到。题中给出了两种原材料长果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黄粒(B)的两个玉米杂合子品种,即两种的基因型分别为Aabb和aaBb,可以有几种方案,一是让其杂交,从中选出表型符合要求的两种类型(即为A_B_与aabb)再分别自交从中选出纯种,一部分纯种用于自交保留育种原材料,另一部分进行杂交即得到AaBb,第二种方案是直接让Aabb和aaBb自交选育纯种(基因型为Aabb和aaBB),然和仍然是一部分自交作为育种原材料,另一部分进行杂交得到AaBb的种子,此外也可用单倍体育种的方法进行。
答案:方案一: