专题07 生物的变异与进化-备战2021年高考生物之纠错笔记系列（原卷版）

专题07 生物的变异与进化-备战2021年高考生物之纠错笔记系列（原卷版）

易错点 1 不能准确判断生物变异的类型 1．在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁 4 种变异类型，图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙 述正确的是 A．图甲、乙、丙、丁都发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性 B．甲、乙、丁三图中的变异类型都可以用显微镜观察检验 C．甲、乙、丁三图中的变异只会出现在有丝分裂过程中 D．乙、丙两图中的变异只会出现在减数分裂过程中 【错因分析】基本概念混淆不清，分不清交叉互换与易位，基础知识掌握不牢，没有掌握判断生物变异 的方法而出错。 掌握判断生物变异类型的关键点即可轻松应对难题。基因突变要确定是不是基因上碱基对的变化；基因 重组中的交叉互换发生在一对同源染色体的非姐妹染色单体之间。另外，一对基因不会发生基因重组， 只有两对或两对以上的非同源染色体上的非等位基因才可以发生基因重组。 【试题解析】图甲中发生了染色体结构变异中的染色体片段增加，图乙发生了染色体数目变异中个别染 色体数的增加，图丙发生了交叉互换，属于基因重组，图丁所示属于染色体结构变异中的易位，A 错误； 染色体变异可以用显微镜观察到，基因重组不能观察到，B 正确；染色体变异可以发生在分裂过程的任 何时期，因此不会只出现在有丝分裂或减数分裂过程中，交叉互换只能发生在减数分裂的四分体时期， C、D 错误。 【参考答案】B 1．基因重组的类型与发生机制 重组类型 非同源染色体上非等位 基因间的重组 同源染色体上非 等位基因间的重 组 人工基因重组 （转基因技术） 发生时间 减Ⅰ后期 减Ⅰ四分体时期 目的基因导入细胞后[来源:学科网] 发生机制 同源染色体分开，等位基 因分离，非同源染色体自 由组合，导致非同源染色 体上非等位基因间的重 新组合 同源染色体非姐 妹染色单体之间 交叉互换，导致 染色单体上的基 因重新组合 目的基因经运载体导入 受体细胞，导致目的基因 与受体细胞中的基因发 生重组 图像示意 特点 ①只产生新基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状（新性 状不同于新性状组合） ②发生于真核生物有性生殖的核遗传中（DNA 重组技术除外） ③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代 变异越多 2．基因突变与基因重组的比较 项目 基因突变 基因重组 发生时期 ①有丝分裂间期 ②减Ⅰ前的间期 ①减Ⅰ后期 ②减Ⅰ前期 产生原因 物理、化学、生物因素 ↓ 碱基对的增添、缺失、替换 ↓ 基因结构的改变 交叉互换、自由组合 ↓ 基因重新组合 意义 ①生物变异的根本来源 ②为进化提供最初原始材料 ③形成生物多样性的根本原因 ①生物变异的重要来源 ②丰富了进化材料 ③形成生物多样性的重要原因之一 应用 诱变育种 杂交育种 联系[来源:学科网] ①都使生物产生可遗传的变异 ②在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了大量可供 自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础 ③二者均产生新的基因型，可能产生新的表现型 3．姐妹染色单体上等位基因来源的判断 （1）根据细胞分裂方式 ①如果是有丝分裂中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。 ②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换，如图乙。 （2）根据变异前体细胞的基因型 ①如果亲代基因型为 AA 或 aa，则引起姐妹染色单体上 A 与 a 不同的原因是基因突变。 ②如果亲代基因型为 Aa，则引起姐妹染色单体上 A 与 a 不同的原因是基因突变或交叉互换。 （1）自然条件下基因重组发生的时间是减Ⅰ后期和四分体时期，而不是受精作用发生时。 （2）自然条件下基因重组只发生在真核生物中，病毒和原核生物中不发生基因重组。 （3）基因突变不一定都产生等位基因 病毒和原核细胞的基因结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此， 真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。 3．染色体结构变异 变异类型 具体变化 结果 举例 染 色 体 结 构 变 异 [ 来 源:Z+xx+k.Com] 缺失 缺失某一片段[来源:学科网 ZXXK] 排列在染色体上 的基因数目或排 列顺序发生改变 [来源:学科网] 猫叫综合征 重复 增加某一片段 果蝇的棒状眼 易位 某一片段移接到另一 条非同源染色体上 人慢性粒细胞白 血病 倒位 某一片段位置颠倒 4．染色体数目变异 类型 实例 个别染色体的增减 21 三体综合征 以染色体组形式成倍增减 三倍体无子西瓜 1．某植物根尖细胞中，一对同源染色体上两个 DNA 分子中部分基因的分布状况如图所示，字母代表基因， 数字代表无遗传效应的碱基序列。下列有关叙述，正确的是 A．①中碱基对缺失，属于基因突变 B．C 中碱基对若发生变化，可以通过显微镜观察到 C．基因突变与染色体结构变异都导致 DNA 碱基序列的改变 D．该细胞减数分裂时，基因 A 与 a 的互换属于基因重组 【答案】C 【解析】基因是具有遗传效应的 DNA 片段，①是无遗传效应的碱基序列，不是基因片段，故其碱基对 缺失，不属于基因突变，A 错误；C 中碱基对发生变化属于基因突变，通过光学显微镜能直接观察到染 色体数目和染色体结构变异，但不能观察的基因突变，B 错误基因突变可导致 DNA 碱基序列的改变， 染色体结构变异中的倒位和易位也会导致染色体上基因排列顺序的改变，从而导致 DNA 碱基序列的改 变，C 正确；植物根尖细胞进行的是有丝分裂，不会发生基因重组，基因重组发生在生物进行减数分裂 的过程中，D 错误。 易错点 2 混淆染色体组、二倍体、单倍体、多倍体的概念 2．下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述中，不正确的是 A．组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体 B．由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体 C．含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必含一个染色体组 D．人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 【错因分析】对染色体组、二倍体、单倍体、多倍体等基本概念混淆不清而出错。 【试题解析】本题考查染色体组、单倍体、二倍体等相关知识。联会的染色体是同源染色体，而一个染 色体组中不含同源染色体，每条染色体的形态和功能各不相同，A 正确；由受精卵发育而来的个体，体 细胞含有几个染色体组就叫做几倍体，B 正确；由配子发育而来的个体称为单倍体，因此含有一个染色 体组一定是单倍体，但单倍体不一定含有一个染色体组，如四倍体的单倍体含有 2 个染色体组，C 正确； 人工诱导多倍体的方法是秋水仙素处理萌发的种子或幼苗或低温诱导使染色体数加倍，D 错误。 【参考答案】D 1．染色体组 实例分析 图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色 体组可表示为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X 或Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ、Y 组成特点 形态上 是细胞中的一组非同源染色体，形态各不 相同 功能上 是控制生物生长、发育、遗传和变异的一 组染色体 2．单倍体、二倍体和多倍体 项目 单倍体 二倍体 多倍体 发育起点 配子 受精卵 受精卵 特点 ①植株弱小 ②高度不育 正常植株 ①茎秆粗壮 ②叶、果实、种子较大 ③营养物质含量丰富 体细胞染 色体组数 1 或多（个） 2（个） 大于或等于 3（个） 应用 单倍体育种 多倍体育种 关于单倍体的 2 个易错点 （1）单倍体中不一定只含一个染色体组。单倍体可以分为两大类：一类是二倍体物种产生的单倍体，另一 类是多倍体物种产生的单倍体，因此单倍体细胞中也可能含有同源染色体和等位基因。如基因型为 AAaa 的四倍体生物产生的单倍体基因型就有 3 种：AA、Aa 和 aa。 （2）并非所有的单倍体都高度不育。若单倍体的体细胞中染色体组数为奇数，则其在进行减数分裂形成配 子时，由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常的配子而高度不育；若单倍体的体细 胞中染色体组数为偶数，则其在进行减数分裂形成配子时，同源染色体正常联会，产生正常的配子而 可育。 2．下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是 A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体 B．21 三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组 C．人初级卵母细胞的一个染色体组中可能存在等位基因 D．三倍体无子西瓜高度不育的原因是细胞内无同源染色体 【答案】C 【解析】本题考查的是染色体组的相关知识。同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体， A 错误；21 三体综合征患者 21 号染色体为三个，多的一个为染色体个别的增添，B 错误；人的初级卵 母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在前期发生交叉互换，从而出现等位基 因，C 正确；三倍体无子西瓜高度不育的原因是减数分裂紊乱，D 错误。 易错点 3 不能正确判断和应用育种方法 3．如图所示为两种育种方法的过程，有关说法不正确的是 A．过程①的目的是将 A 品种和 B 品种的优良性状基因组合到 C 品种中 B．过程③和过程④都可能会发生基因突变、基因重组和染色体变异 C．过程⑤可以用秋水仙素处理 D．通过“C 植株→D 植株→新品种”的育种方式获得的新品种符合要求的性状若是隐性，则无需连续自交 【错因分析】基础知识掌握不牢，没有掌握各种育种方法的特点是出错的主要原因。 【试题解析】过程①是杂交育种，目的是将 A 品种和 B 品种的优良性状基因组合到 C 品种中，A 正确； 过程③是减数分裂产生配子的过程，过程④是花药离体培养，属于有丝分裂，在有丝分裂时不发生基因 重组，B 错误；过程⑤是 对单倍体幼苗用秋水仙素处理，诱导染色体数目加倍，C 正确；通过“C 植株 →D 植株→新品种”的育种方式获得的新品种符合要求的性状若是隐性，则无需连续自交，D 正确。 【参考答案】B 1．几种育种方法比较 名称 原理 方法 优点 缺点 应用 杂交育种 基 因 重组 培 育 纯 合 子 品 种：杂交→自交 → 筛 选 出 符 合 要求的表现型， 通 过 自 交 至 不 方法简便，使分散在 同一物种不同品种中 的多个优良性状集中 于同一个体上 ①育种时间 一般比较长； ②局限于同 种或亲缘关 系较近的个 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 发 生 性 状 分 离 为止 体； ③需及时发 现优良品种 培 育 杂 合 子 品 种：一般是选取 纯 合 双 亲 ――→ 杂交 子一代 年年制种 杂交水稻、杂交 玉米等 诱变育种 基 因 突变 ① 物 理 ： 紫 外 线、X 或γ射线、 微重力、激光等 处理，再筛选； ② 化 学 ： 亚 硝 酸、硫酸二乙酯 处理，再选择 提高变异频率，加快 育种进程，大幅度改 良某些性状 盲目性大，有 利变异少，工 作量大，需要 处理大量的 供试材料 高产青霉菌 单 倍 体 育 种 染色 体 变 异 ① 先 进 行 花 药 离体培养，培养 出单倍体植株； ② 将 单 倍 体 幼 苗 经 一 定 浓 度 的 秋 水 仙 素 处 理获得纯合子； ③ 从 中 选 择 优 良植株 明显缩短育种年限， 子代均为纯合子，加 速育种进程 技术复杂 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 多 倍 体 育 种 染 色 体 数 目 变 异 用 一 定 浓 度 的 秋 水 仙 素 处 理 萌 发 的 种 子 或 幼苗 操作简单，能较快获 得所需品种 所获品种发 育延迟，结实 率低，一般只 适用于植物 三倍体无子西 瓜、八倍体小黑 麦 基 因 工 程 基 因 提 取 目 的 基 因 ①目的性强，育种周 技术复杂，安 转基因“向日葵 育种 重组 → 目 的 基 因 与 运 载 体 结 合 → 将 目 的 基 因 导 入 受 体 细 胞 → 目 的 基 因 的 表 达 与 检 测 → 筛 选 获 得 优 良 个 体 期短； ②克服了远缘杂交不 亲和的障碍 全性问题多， 有可能引起 生态危机 豆”、转基因抗 虫棉 （1）杂交育种选育的时间是从 F2 开始，原因是从 F2 开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选 优良性状是显性还是隐性。 （2）诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和 一般有害的特性决定了在突变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。 （3）基因工程育种可按照人们的意愿定向培育新品种，且可突破生殖隔离，实现不同物种间的基因重组。 3．利用抗逆性强的二倍体黑麦与蛋白质含量高的六倍体小麦杂交产生子代，再经秋水仙素处理，培育出蛋 白质含量高、抗逆性强的小黑麦。这种育种方法属于 A．多倍体育种 B．单倍体育种 C．诱变育种 D．杂交育种 【答案】A 【解析】利用抗逆性强的二倍体黑麦与蛋白质含量高的六倍体小麦杂交产生子代，细胞中含有 4 个染色 体组，再经秋水仙素处理，培育出蛋白质含量高、抗逆性强的八倍体小黑麦。原理是染色体数目变异， 属于多倍体育种。 易错点 4 不能灵活运用基因频率与基因型频率的关系解题 4．某动物的基因 A 和 B 分别位于非同源染色体上，假设只含有 A 基因或 B 基因的胚胎不能成活，则 AABB 和 aabb 个体交配，F1 雌雄个体相互交配，F2 群体中 A 的基因频率是 A．60％ B．45％ C．50％ D．40％ 【错因分析】基础知识掌握不牢，不能运用基因型频率与基因频率的关系进行计算。 【试题解析】本题考查基因的自由组合定律、基因频率的相关知识。依题意可知，F1 的基因型为 AaBb， F1 雌雄个体相互交配，F2 中各种基因型及其比例为 A_B_(存活)：A_bb(死亡)∶aaB_(死亡)∶aabb(存活) ＝9∶3∶3∶1，存活的个体中，AABB 占 1/10、AaBB 占 2/10、AaBb 占 4/10、AABb 占 2/10、aabb 占 1/10．若求 A 的基因频率，只研究 A 和 a 这对等位基因，在存活的个体中，共有 A 和 a 的基因数为 2× （1/10+2/10+4/10+2/10+1/10）=20/10，共有 A 的基因数为 2×1/10+1×2/10+1×4/10+2×2/10=12/10，所以 F2 群体中 A%＝12/10÷20/10×100%＝60%。综上所述，C 正确，A、B、D 错误。 【参考答案】A 1．基因频率与基因型频率不同 基因频率 基因型频率 公式 某基因频率＝该基因的数目÷该基因与其 等位基因的总数×100% 某基因型频率＝该基因型的个体数÷总个 体数×100% 外延 生物进化的实质是种群基因频率的改变 基因型频率改变，基因频率不一定改变 2．自交和自由交配时基因（型）频率变化不同 ①自交：种群个体自交时，子代中纯合子增多，杂合子减少，基因型频率发生改变。自交过程不改变 基因频率。 ②自由 交配：在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗 传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态， 自由交配不改变基因频率，但改变基因型频率。 基因频率和基因型频率的关系 基因频率是某个种群中某一基因出现的比例，基因频率＝种群中该基因的总数/种群中该等位基因的总数。 影响基因频率改变的因素有不随机交配、自然选择、遗传漂变和迁移等。基因型频率是指群体中某基因型 个体所占的百分比。 4．某生物种群中基因型 AA 的频率为 10%，基因型 aa 的频率为 60%，则基因 a 的频率为 A．36% B．50% C．60% D．75% 【答案】D 【解析】本题考查的是基因频率计算的相关知识。种群中隐性基因的基因频率=隐性纯合子的基因型频 率+杂合子基因型频率的一半，Aa=100%-60%-10%=30%，基因 a 的频率=aa 的基因型频率+1/2Aa 的基因 型频率=60%+1/2×30%=75%，基因 a 的频率=75%，D 正确。 易错点 5 不能运用现代生物进化理论的观点分析生物进化问题 5．如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是 A．a 表示基因突变和基因重组，为生物进化提供原材料 B．b 表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志 C．c 表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化 D．d 表示地理隔离，新物种形成都要经过地理隔离 【错因分析】对突变、基因突变的概念区分不清易出错；对生殖隔离、地理隔离在物种形成中的作用以 及新物种形成的标志等知识点掌握不牢，也易出错。 【试题解析】本题考查的是生物进化的相关知识。据图分析：a 表示突变和基因重组以及自然选择，b 表示生殖隔离；c 表示新物种形成，d 表示地理隔离。a 表示突变和基因重组以及自然选择，其中突变和 基因重组，为生物进化提供原材料，A 错误；b 表示生殖隔离，物种形成的标志是生殖隔离，生物进化 的标志是种群基因频率的改变，B 错误；c 表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化，C 正确；d 表 示地理隔离，新物种形成不一定需要地理隔离，D 错误。 【参考答案】C 1．物种形成与生物进化不同 内容 物种形成 生物进化 标志 生 殖 隔 离 出现 基因频率改变 变 化 后 与 原 生物关系 属 于 不 同 物种 可能属于同一个物种，也可能属于不同的物种 2．生物进化不一定导致新物种形成。生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定 会突破物种的界限。 3．新物种形成则说明生物进化了。 4．自然选择直接作用的是生物个体，而且是个体的表现型。 （1）基因频率与生物进化的关系 只要种群的基因频率发生变化，生物就进化了；只要生物进化了，种群的基因频率一定发生变化。 （2）物种形成与生物进化的关系 任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属于生物进化的范围。只有当不同种群基因频率的改 变突破物种的界限形成生殖隔离时，才能形成新的物种。 5．下列说法与现代生物进化理论不一致的是 A．种群中如果某种性状的隐性个体都不育，则一定导致该隐性基因消失 B．一个物种的形成或绝灭，会影响到环境或若干其他物种的进化 C．一种抗生素使用一段时间后杀菌效果下降，原因是抗药性个体的比例增加 D．有性生殖的出现丰富了变异的多样性，加快了生物进化的速度 【答案】A 【解析】本题考查的是生物进化的相关知识。种群中如果某种性状的隐性个体都不育，不一定导致该隐 性基因消失，还可能有杂合子存在，A 错误；一个物种的形成或绝灭，会影响到环境或若干其他物种的 进化，B 正确；一种抗生素使用一段时间后杀菌效果下降，原因是抗药性个体的比例增加，C 正确；有 性生殖的出现丰富了变异的多样性，加快了生物进化的速度，D 正确。 1．正确区分可遗传变异与不可遗传变异 可遗传变异 不可遗传变异 区别 遗 传 物 质 是否变化 发生变化 不发生变化 遗传情况 变异性状能在后代中重新出现 变异性状仅限于当代表现 来源 基因突变、基因重组、染色体变异 环境条件的影响 应用价值 是育种的原始材料，生物进化的主要 原因，能从中选育出符合人类需要的 新类型或新品种 无育种价值，但在生产上可用 优良环境条件以影响性状的 表现，获取高产优质产品 联系 2．染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析 （1）染色体结构变异与基因突变的判断 （2）“缺失”问题关键词区别不同变异 （3）变异水平问题 染色体变异→细胞水平变异—显微镜下可见 （4）关于不同生物发生的可遗传变异的类型问题。病毒的可遗传变异的唯一来源是基因突变；细菌等 原核生物不含染色体，所以不存在染色体变异，自然状态下也不存在基因重组；在大多真核生物 中，基因突变、基因重组、染色体变异三种类型都存在。 3．染色体易位与交叉互换的区别 染色体易位 交叉互换 图解 区别 发生于非同源染色体之间 发生于同源染色体的非姐妹染色单体间 属于染色体结构变异 属于基因重组 可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到 【易混易错】关于变异类型的 2 个易混易错点 （1）并非“互换”就是易位：同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色 体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。 （2）关于变异的“质”和“量”问题：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质， 一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变 基因的量或改变基因的排列顺序。 4．染色体组数的判断方法 一个染色体组所含染色体的特点： ①一个染色体组中不含有同源染色体。 ②一个染色体组中所含有的染色体形态、大小和功能各不相同。 ③一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套遗传信息（即含一整套基因）。 染色体组数量的判断方法： ①染色体形态法 同一形态的染色体→有几条就有几组。如图中有 4 个染色体组。 ②等位基因个数法 控制同一性状的等位基因→有几个就有几组。如 AAabbb 个体中有 3 个染色体组。 ③公式法 染色体组数＝ 染色体数 染色体形态数 ，如图中染色体组数为8 2 ＝4。 5．单倍体、二倍体与多倍体的不同 单倍体 二倍体 多倍体 形成过程 形成原因 自 然 成 单性生殖 正常的有性生殖 外 界 环 境 条 件 剧 变 因 （如低温） 人 工 诱 导 花药离体培养 秋水仙素处理单倍体 幼苗 秋水仙素处理萌发的 种子或幼苗 举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和过 半数的高等植物 香蕉（三倍体）；马铃 薯（四倍体）；八倍体 小黑麦 6．育种方法和应用 杂交育种 原理：基因重组。 目的：培育动植物优良品种。 范围：有性生殖的生物。 过程： （1）培育杂合子品种 选取符合要求的纯种双亲杂交（♀×♂）→F1（即为所需品种 ）。 （2）培育隐性纯合子品种 选取符合要求的双亲杂交（♀×♂）→F1――→ ⊗ F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。 （3）培育显性纯合子品种 ①植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得 F1→F1 自交→获得 F2→鉴别、选择需要的类型， 自交至不发生性状分离为止。 ②动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得 F1→F1 雌雄个体交配→获得 F2→鉴别、选择需 要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的 F2 个体。 优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。 缺点：获得新品种周期长，杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。 应用：根据需要培育理想类型，如改良作物品质，提高单位面积产量，也可用于家畜、家禽的育种。 诱变育种 原理：基因突变。 方法 物理因素：X 射线、γ射线、紫外光、激光、太 空诱变等诱变 化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等诱变 过程：选择生物→诱发基因突变→选择理想类型→培育。 优点：可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型；大幅度地改良某些性状。 缺点：有利变异个体往往不多，需处理大量材料（盲目性大）。 应用：培育具有新性状的类型，主要应用于农作物育种和微生物育种。 单倍体育种 原理：染色体（数目）变异。 方法： 花 药 ――→ 离体 培养 单倍体 幼苗 ――→ 人工诱导 用秋水仙素处理 染色体数目加倍，得到正常纯合子 优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合体。 缺点：技术复杂。 多倍体育种 方法：用秋水仙素或低温处理。 处理材料：萌发的种子或幼苗。 原理： 实例：三倍体无子西瓜 （1） 两次 传粉 第一次传粉：杂交获得三倍体种子 第二次传粉：刺激子房发育成果实 （2）三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。 基因工程 原理：不同物种间的基因重组。 操作工具： （1）基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶。 ①特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割。 ②作用：将外来的 DNA 切断，用相同的限制酶切取目的基因和运载体。 （2）基因的“针线”——DNA 连接酶：把脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的 DNA 骨架上的缺口“缝合” 起来，即连接磷酸和脱氧核糖形成磷酸二酯键。 （3）基因的运载体 ①特点：有标记基因；有多个限制酶切点；能在受体细胞中稳定保存并大量复制。 ②举例：常用的有质粒、噬菌体、动植物病毒等。 步骤：提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。 重组成功的标志：获得目的基因产物。 7．“定义法”求解基因频率 某基因频率＝ 某基因总数 某基因和其等位基因的总数×100%。 若在常染色体上，某基因频率＝ 某基因总数 种群个体数×2 ×100%； X 染色体上 b 基因频率＝ b 基因总数 2×女性个体数＋男性个体数×100%。 8．“公式法”求解基因频率（以常染色体上一对等位基因 A、a 为例） A 基因频率＝A A 基因型频率＋1/2×Aa 基因型频率 a 基因频率＝aa 基因型频率＋1/2×Aa 基因型频率 9．运用遗传平衡定律求解基因频率 在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对（A、a）时，设 p 代表 A 基因的频率，q 代表 a 基 因的频率，则：（p＋q）2＝p2＋2pq＋q2＝1。 其中 p2 是 AA（纯合子）的基因型频率，2pq 是 Aa（杂合子）的基因型频率，q2 是 aa（纯合子）的基因 型频率。 10．自然选择学说与现代生物进化理论的比较 11．选择对生物进化的影响 （1）自然选择与人工选择 项目 自然选择 人工选择 选择因素 自然环境条件 人类 选择结果 对生物自身生存有利，对人类不一定有利 满足人类各种需求 速度 慢 快 （2）选择对基因频率的影响 ①选择的直接对象是具有某特定性状表现的生物体。 ②选择的实质是控制某特定性状表现的基因。 ③选择的结果：从生物个体角度看导致生物个体生存或死亡；从基因角度看导致控制某特定性状 基因的频率上升或下降。 12．图解物种形成的两种典型模式 （1）渐变式——经长期地理隔离产生 （2）爆发式——短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成 13．物种形成的环节及隔离导致物种形成 （1）三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示： （2）隔离导致物种的形成 一 个 种 群 地理隔离 多 个 小 种 群 多种因素 种 群 基 因 频 率 定 向 改 变 → 亚 种 出现生殖隔离 新物种 ①只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生亚种，但绝不可能产生新物种。 ②生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。生殖隔离有三种 情况：不能杂交；杂交后代不活；杂交后代活而不育。 14．对物种和进化标准的判断技巧 （1）判断两个种群是否属于同一物种的标准，是看它们之间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，则 一定是两个物种。 （2）判断种群是否进化的标准，是看其基因频率是否发生了变化，若种群基因频率没有发生变化，则 种群没有发生进化。 1．（2018 海南卷）杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换， 导致新的配子类型出现，其原因是在配子形成过程中发生了 A．基因重组 B．染色体重复 C．染色体易位 D．染色体倒位 2．（2018 江苏卷）下列关于生物进化的叙述，正确的是 A．群体中近亲繁殖可提高纯合体的比例 B．有害突变不能成为生物进化的原材料 C．某种生物产生新基因并稳定遗传后，则形成了新物种 D．若没有其他因素影响，一个随机交配小群体的基因频率在各代保持不变 3．（2018 全国Ⅰ卷）某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体 M 和 N 均不能在基本培养基上生长，但 M 可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N 可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长，将 M 和 N 在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发 现长出了大肠杆菌（X）的菌落。据此判断，下列说法不合理的是 A．突变体 M 催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失 B．突变体 M 和 N 都是由于基因发生突变而得来的 C．突变体 M 的 RNA 与突变体 N 混合培养能得到 X D．突变体 M 和 N 在混合培养期间发生了 DNA 转移 4．（2018 海南卷）甲、乙两物种在某一地区共同生存了上百万年，甲以乙为食。下列叙述错误的是 A．甲、乙的进化可能与该地区环境变化有关 B．物种乙的存在与进化会阻碍物种甲的进化 C．若甲是动物，乙可能是植物，也可能是动物 D．甲基因型频率改变可能引起乙基因频率的改变 5．（2017江苏卷）下列关于生物进化的叙述，错误的是 A．某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因 B．虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离 C．无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变 D．古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石 6．（2017江苏卷）一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。 下列相关叙述正确的是 A．上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期 B．自交后代会出现染色体数目变异的个体 C．该玉米单穗上的籽粒基因型相同 D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子 7．下列都属于基因重组的是 ①染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上； ②同源染色体的非姐妹染色单体交换片段； ③非同源染色体上非等位基因自由组合； ④DNA 碱基对的增添、缺失； ⑤大肠杆茵细胞中导人了外源基因 A．①②③⑤ B．①②③ C．②③④⑤ D．②③⑤ 8．诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点，下列分析正确的是 ①结实率低，发育迟缓 ②提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型 ③大幅度改良某些性状 ④茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高 ⑤有利个体不多，需要大量的材料 A．①④ B．②③⑤ C．①④⑤ D．①②④ 9．下列属于可遗传的变异的是 A．由于水肥充足，小麦出现穗多粒大的性状 B．紫外线照射使人患皮肤癌 C．在棕色猕猴的自然种群中出现了白色的猕猴 D．人由于晒太阳而使皮肤变黑 10．下图为某哺乳动物某个 DNA 分子中控制毛色的 a、b、c 三个基因的分布情况，其中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效 应的序列。有关叙述正确的是 A．c 基因碱基对缺失，属于染色体变异 B．在减数分裂四分体时期的交叉互换，可发生在 a～b 之间 C．Ⅰ、Ⅱ中发生的碱基对的替换，属于基因突变 D．基因与性状之间并不都是一一对应关系 11．某植株的一条染色体发生缺失突变，含有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(如图)，以该植株为父本可以进行测交实验。下列相关叙述中错误 的是 A．图中的变异类型是染色体结构变异 B．如果没有其他变异，则测交后代中全部表现为白色性状 C．如果测交后代有红色性状出现，只能是 2 和 3 之间发生了交叉互换 D．如果图中的四个基因只有 3 上的 B 变成 b，说明发生了基因突变 12．如图所示细胞中所含的染色体或基因组成，下列叙述正确的是 A．图 a 可能是二倍体生物有丝分裂的后期，含有 2 个染色体组 B．如果图 c 代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体 C．如果图 b 表示体细胞，则图 b 代表的生物一定是三倍体 D．图 d 中含有 1 个染色体组，代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体 13．要将基因型为 AaBB 的生物，培育出以下基因型的生物：①AaBb，②AAaaBBBB，③aB。则对应的育 种方法依次是 A．诱变育种、多倍体育种、花药离体培养 B．杂交育种、花药离体培养、多倍体育种 C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种 D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种 14．下列有关育种的叙述，错误的是 A．无子西瓜的培育，利用了染色体变异原理 B．高产青霉菌的培育，利用了基因突变原理 C．诱变育种提高了突变率，多数表现出优良性状，利用了基因突变原理 D．将抗虫基因导人棉花体细胞中培育出了抗虫棉，利用了基因重组原理 15．将抗除草剂基因转入油菜中，得到转基因油菜，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%含有抗除草剂基因。下列叙述正确的是 A．野生油菜体内的抗除草剂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除草剂基因是基因突变的结果 C．含抗除草剂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 16．下列关于现代生物进化理论相关内容的说法，正确的是 A．自然选择决定了生物进化的方向 B．只有定向的突变和基因重组才能为生物进化提供原材料 C．达尔文在自然选择学说中提出，生物进化的实质是种群基因频率的改变 D．新物种形成不一定需要隔离，但隔离一定能形成新物种，因此隔离是新物种形成的必要条件 17．研究发现，某金鱼种群基因库中有一对与体色有关的等位基因 A、a，且 A、a 的基因频率均为 50%， 一段时间后，若 a 的基因频率变为 95%，下列有关判断正确的是 A．此时该种群中 A 的基因频率一定为 5% B．该种群所处的环境发生了一定的变化 C．该种群基因频率发生了较大改变，一定产生了新物种 D．a 的基因频率提高说明环境导致生物产生适应性变异 18．（2018 北京卷，29）水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌（Mp）侵染水稻引起的病害， 严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比，抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和 经济的措施。 （1）水稻对 Mp 表现出的抗病与感病为一对相对__________。为判断某抗病水稻是否为纯合子，可通过 观察自交子代____________来确定。 （2）现有甲（R1R1r2r2r3r3）、乙（r1r1R2R2r3r3）、丙（r1r1r2r2R3R3）三个水稻抗病品种，抗病（R） 对感病（r）为显性，三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的 DNA 序列设计特异性引物， 用 PC R 方法可将样本中的 R1、r1、R2、r2、R3、r3 区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基 因型的鉴定。 ①甲品种与感病品种杂交后，对 F2 不同植株的 R1、r1 进行 PCR 扩增。已知 R1 比 r1 片段短。从 扩增结果（下图）推测可抗病的植株有____________。 ②为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合，选育新的纯合抗病植株，下列育 种步骤的正确排序是________。 a．甲×乙，得到 F1 b．用 PCR 方法选出 R1R1R2R2R3R3 植株 c．R1r1R2r2r3r3 植株×丙，得到不同基因型的子代 d．用 PCR 方法选出 R1r1R2r2R3r3 植株，然后自交得到不同基因型的子代 （3）研究发现，水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因（R1、R2、R3 等）编码的蛋白，也需要 Mp 基 因（A1、A2、A3 等）编码的蛋白。只有 R 蛋白与相应的 A 蛋白结合，抗病反应才能被激活。若 基因型为 R1R1r2r2R3R3 和 r1r1R2R2R3R3 的水稻，被基因型为 a1a1A2A2a3a3 的 Mp 侵染，推测 这两种水稻的抗病性表现依次为___________。 （4）研究人员每年用 Mp（A1A1a2a2a3a3）人工接种水稻品种甲（R1R1r2r2r3r3），几年后甲品种丧失 了抗病性，检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是______________。 （5）水稻种植区的 Mp 是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种， 将会引起 Mp 种群__________，使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失，无法在生产中继续使用。 （6）根据本题所述水稻与 Mp 的关系，为避免水稻品种抗病性丧失过快，请从种植和育种两个方面给出 建议__________________________。 19．（2017 新课标）人血友病是伴 X 隐性遗传病。现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大 女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女儿与一个非血友病的男子结婚， 并已怀孕。回答下列问题： （1）用“ ”表示尚未出生的孩子，请画出该家系的系谱图，以表示该家系成员血友病的患病情况。 （2）小女儿生出患血友病男孩的概率为_________；假如这两个女儿基因型相同，小女儿生出血友病 基因携带者女孩的概率为______。 （3）已知一个群体中，血友病的基因频率和基因型频率保持不变，且男性群体和女性群体的该致病基 因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为 1%，则该男性群体中血友病致病基因频率为 ________；在女性群体中携带者的比例为______。 20．（2017 北京卷）玉米（2n=20）是我国栽培面积最大的作物，近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米 新品种选育更加高效。 （1）单倍体玉米体细胞的染色体数为_______，因此在____分裂过程中染色体无法联会，导致配子中 无完整的______。 （2）研究者发现一种玉米突变体（S），用 S 的花粉给普通玉米授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒（胚 是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体。见图 1） ①根据亲本中某基因的差异，通过 PCR 扩增以确定单倍体胚的来源，结果见图 2。 从图 2 结果可以推测单倍体的胚是由___发育而来。 ②玉米籽粒颜色由 A、a 与 R、r 两对独立遗传的基因控制，A、R 同时存在时籽粒为紫色， 缺少 A 或 R 时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫∶白=3∶5，出现 性状分离的原 因是_______。推测白粒亲本的基因型是_______。 ③将玉米籽粒颜色作为标记性状，用于筛选 S 与普通玉米杂交后代中的单倍体，过程如下 请根据 F1 籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型_______。 （3）现有高产抗病白粒玉米纯合子（G）、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子（H），欲培育出高产抗病抗旱 抗倒伏的品种。结合（2）③中的育种材料与方法，育种流程应为：______；将得到的单倍体 进行染色体加倍以获得纯合子；选出具有优良性状的个体。 21．（2017 江苏卷）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟 柑橘新品种。 请回答下列问题: （1）要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的_______________物质是否发生了变化。 （2）在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用 育种方法①，使早熟基因逐渐_______________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采 集变异株的_______________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为 _______________育种。 （3）如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由 此造成不规则的_______________，产生染色体数目不等、生活力很低的______________，因而 得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育 种方法③，其不足之处是需要不断制备_______________，成本较高。 （4）新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生 了多次_______________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。 22．回答下列有关生物进化的问题： Ⅰ.某一年生植物种群，AA 基因型个体占 40%，aa 基因型个体占 20%，则： （1）该植物的 A 基因频率是 。 （2）若该植物种群随机交配一代，其后代中 AA 的基因频率是 。 （3）依现代生物进化理论，这种植物在这两年中是否发生了进化？ （填“是”或“否”）。 Ⅱ.把家蝇分成多组，每组再分为 A、B 两部分，用 DDT（—种农药）处理每组的 A 部分，B 部分不接 触 DDT。处理后选死亡率最低的那一组的 B 部分饲养繁殖，再把后代分成许多组，每组分成 A、B 两 部分，重复上述实验。这样一代一代选择下去，就可以从 B 部分选出强抗药性的家蝇。 （4）按照达尔文的自然选择学说，果蝇与 DDT 之间存在着 。 （5）从实验来分析，抗药性相关基因的出现与 DDT 的作用 （填“有关”或“无关”）。 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