专题四遗传变异和进化讲生物的变异与进化

(2011·，8)基因突变在生物进化中起重要作用，下列表述错误的是(

)。A．A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因B．A基因可突变为A1、A2、A3……，它们为一组复等位基因C．基因突变大部分是有害的D．基因突变可以转变种群的基因频率

A基因突变为a基因，a基因还可以回复突变为A；基因突变具有不定向性，可以产生一组复等位基因；基因突变大多是有害的，但有害突变不能作为生物进化的原材料；基因突变能够转变种群的基因频率。故C错误。答案

C第3讲生物的变异与进化一、理解能力1.(2011·海南生物，19)关于植物染色体变异的叙述，正确的是 (

)。A．染色体组整倍性变化必定导致基因种类的增加B．染色体组非整倍性变化必定导致新基因的产生C．染色体片段的缺失和重复必定导致基D．染色体片段的倒位和易位必定导致基因排列挨次的变化解析染色体组整倍性变化导致基因数量变化，不能导致基因种类增加；基因突变导致新基因的产生，染色体变异不能导致新基因产生；染色体片段的重复和缺失导致基因数量增加和削减，不能导致基因种类变化；染色体片段的倒位和易位必定导致基因排列排序的变化，故D正确。答案

D2.(2011·江苏生物，6)依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转变C．种群内基因频率的转变在世代间具有连续性D．种群内基因频率转变的偶然性随种群数量下降而减小解析依据现代生物进化理论可知，变异是不定向的，自然选择决定了生物进化的方向；生物进化的实质是种群基因频率的转变，而不是基因型频率的转变；基因突变、染色体变异和自然选择均可转变基因频率，基因频率的转变与种群大小没有肯定的关系；种群内基因频率的转变在世代间具有连续性，故C正确。答案

C3.(2011·广东理综，27)登革热病毒感染蚊子后，可在蚊子唾液腺中大量繁殖。蚊子在叮咬人时将病毒传染给人，可引起病人发热、出血甚至休克。科学家拟用以下方法掌握病毒的传播。(1)将S基因转入蚊子体内，使蚊子的唾液腺细胞大量表达S蛋白，该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。为了获得转基因蚊子，需要将携带S基因的载体导入蚊子的________细胞。如果转基因成功，在转基因蚊子体内可检测出________、________和________。(2)科学家获得一种显性突变蚊子(AABB)。A、B基因位于非同源染色体上，只有A基因或B基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配，F1群体中A基因频率是________，F2群体中A基因频率是________。二、猎取信息的能力4.(3)将S基因分别插入到A、B基因的紧邻位置(如图)，将该纯合的转基因雄蚊释放到野生型群体中，群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代________，缘由是__________________________________________。答案

(1)受精卵S基因S基因的RNA

S蛋白(2)50%

60%

(3)下降群体中S基因频率逐代上升，而S基因表达的蛋白可以抑制蚊子体内病毒的增殖(2011·四川理综，31Ⅱ)小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：Ⅰ、Ⅱ表示染色体，A为矮杆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。乙品系和丙品系由一般小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来(图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段)。(1)乙、丙品系在培育过程中发生了染色体的________变异。该现象如在自然条件下发生，可为________供应原材料。三、综合运用能力5.(2)甲与乙杂交所得到的F1自交，全部染色体正常联会，则基因A与a可随________的分开而分离。F1自交所得F2中有________种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有________种。(3)甲与丙杂交所得到的F1自交，减数分裂中I甲与I丙因差异较大不能正常配对，而其它染色体正常配对，可观察到________个四分体；该减数分裂正常完成，可产生________种基因型的配子，配子中最多含有________条染色体。(4)让(2)中F1与(3)中F1杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的概率为________。解析

(1)分析题干信息及甲、乙、丙三图，乙、丙品系发生了染色体的结构变异，而突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化供应原材料。(2)甲与乙杂交得F1，基因型为AaB▲(▲表示该染色体上无相应的基因)，F1自交，基因A和a伴同源染色体的分开而分离，F2有3(AA、Aa、aa)×3(BB、B▲、▲▲)＝9种基因型；不考虑A、a掌握的性状，其中仅表现为抗矮黄病的基因型有2种(BB、B▲)。(3)甲与丙杂交得F1，有42条染色体，减数分裂时，Ⅰ甲与Ⅰ丙因差异较大不能正常配对形成四分体，因此只有20对染色体能够配对，形成20个四分体；F1的基因型为AaE▲，由于Ⅰ甲、Ⅰ丙不能正常配对，分开是随机的，可能同时移向一极，也可能正常分开，所以能够产生的配子的基因型为A▲(配子中21条染色体)、aE▲(配子中21条染色体)、AaE▲(配子中22条染色体)和没有AaE基因(只有20条染色体的配子)共4种，配子中最多有22条染色体。(4)(2)中的F1能产生AB、A▲、aB、a▲4种配子(自由组合)，(3)中的F1能产生A▲、aE▲、AaE▲和无AaE基因的4种配子(同源染色体不能正常配对，2条染色体随机安排)，因此(2)中F1与(3)中F1杂交产生的F2同时答案

(1)结构生物进化(2)同源染色体9

2(2011·北京理综，31)T­DNA可随机插入植物基因组内，导致被插入基因发生突变。用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下：种植野生型拟南芥，待植株形成花蕾时，将地上部分浸入农杆菌(其中的T­DNA上带有抗除草剂基因)悬浮液中以实现转化。在适宜条件下培育，收获种子(称为T1代)。(1)为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾，需要去除________，由于后者产生的________会抑制侧芽的生长。(2)为筛选出已转化的个体，需将T1代播种在含________的培育基上生长，成熟后自交，收获种子(称为T2代)。(3)为筛选出具有抗盐性状的突变体，需将T2代播种在含________的培育基上，获得所需个体。(4)经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体。为确定抗盐性状是否由单基因突变引起，需将该突变体与________植株进行杂交，再自交________代后统计性状分离比。6.(5)若上述T­DNA的插入造成了基因功能丢失，从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性________________。(6)依据T­DNA的已知序列，利用PCR技术可以扩增出被插入的基因片段。其过程是：提取________植株的DNA，用限制酶处理后，再用________将获得的DNA片段连接成环(如右图)，以此为模板，从图中A、B、C、D四种单链DNA片段中选取________作为引物进行扩增，得到的片段将用于猎取该基因的全序列信息。环状DNA示意图A、B、C、D表示能与相应T­DNA链互补、长度相等的单链DNA片段；箭头指示DNA合成方向。解析

(1)顶芽的存在可导致顶端优势，进而影响侧枝上花蕾的形成。(2、3)要筛选抗性植株，需将待选植株在特定的选择培育基中培育筛选。(4)单基因突变引起的变异，其遗传符合基因分离定律，就可用变异株与野生型植株杂交，而后自交，统计自交后代性状分离比进行推断。(5)由(3)中“抗盐性状的突变体”信息知：野生型基因的存在导致植物的抗盐性降低。(6)T­DNA存在于诱导形成的拟南芥突变体植株的DNA中。DNA连接酶可将不同的DNA片段进行连接。由于DNA两条链反向平行，由图示环状DNA外侧链DNA合成方向可推断，DNA扩增过程所选的引物应为B、C，这样可确保被插入的基因片段得到复制。答案

(1)顶芽生长素(2)(肯定浓度的)除草剂(3)(肯定浓度的)盐(4)野生型1

(5)降低(6)突变体DNA连接酶B、C

近五年新课标高考试题中，对基因突变的考查较为突出，一共消灭17次，如2011安徽理综4题、2011江苏生物22题、2011北京理综31题等。基因重组消灭较少。

对于本部分内容的考查，常常从基因重组的类型和基因突变的类型、特点及其对性状的影响等方面进行命题，或者是结合细胞分裂、DNA的复制等知识进行综合考查。对育种的考查较为突出，一共消灭18次，如2011海南生物19题、2011江苏生物32题等。课标高考试题对本专题的能力考查，集中在理解能力和综合应用能力两个方面，难度系数在0.60～0.72之间。

估计2012高考对本专题的考查，还将集中在各种育种方式的原理、操作方法和优缺点上，染色体变异类型的推断也不容忽视，题型有选择题和非选择题，分值仍将维持在8～16分之间。专家箴言通过以上高考体验，可以归纳总结：■■■1．三种可遗传变异的比较(见下表)

——更清楚考点一三种可遗传变异的相关知识整合考试说明

(1)基因重组及其意义(Ⅱ)/(2)基因突变的特征和缘由(Ⅱ)(3)染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)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、①

和缺失，而引起的基因结构的转变在生物体进行有性生殖的过程中，掌握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增添类型项目基因突变基因重组染色体变异适用范围生物种类全部生物(包括病毒)均可发生自然状态下只发生于②

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③_________人工DNA拼接技术染色体结构变异、染色体④

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真核自由组合数目类型项目基因突变基因重组染色体变异产生机理DNA上发生碱基对的增添、缺失和替换，从而引起DNA碱基序列即遗传信息的转变非同源染色体上⑤

基因的自由组合；交叉互换由于细胞分裂受阻，体细胞中染色体组数成倍地增加；直接由生物的配子，如未受精卵细胞、花粉粒发育而来，使染色体组数成倍地⑥____产生结果产生⑦_________只产生新的⑧______，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挨次的变化镜检光镜下均⑨

检出，可依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⑩

育种基因工程育种单倍体育种⑪

育种非等位削减新的基因基因型无法杂交多倍体单倍体、二倍体和多倍体的比较(见下表)2.单倍体二倍体多倍体概念体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体由⑫

发育而来，体细胞含有2个染色体组的个体由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上⑬________的个体染色体组1至多个2个3个或3个以上形成缘由自然成因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件剧变人工诱导花药离体培育⑭

处理正常二倍体的单倍体幼苗秋水仙素处理⑮__________或幼苗受精卵染色体组秋水仙素萌发的种子单倍体二倍体多倍体形成过程特点植株弱小，高度不育——果实、种子较大，营养物质含量丰富，生长发育⑯____，坚固率低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)；八倍体小黑麦延迟3.细胞分裂图象与变异关系比较分裂图象分裂类型⑰_____分裂⑱

分裂变异类型基因突变基因突变、基因重组有丝减数4.交叉互换与染色体易位的区分(见下表)交叉互换染色体易位图解区分发生于⑲

的非姐妹染色单体之间发生于⑳____________

之间属于基因重组属于染色体结构的变异在显微镜下观察不到可在显微镜下观察到同源染色体非同源染色体1．基因突变的缘由、特点等(见下图)——更系统2．基因重组与进化的关系(见下图)

基因突变与性状的关系(1)基因片段上碱基对的种类发生转变不肯定会导致生物性状的转变，缘由可能有以下三个：①突变部位可能在非编码部位(内含子和非编码区)。②基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。③基因突变若为隐性突变，如AA―→Aa，也不会导致性状的转变。(2)基因突变对后代性状的影响①基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。②基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，突变可能通过有性生殖传给后代。——心堂亮

③生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是由于生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。(3)基因突变引起性状的转变，具有突变性状的个体能否把突变基因传给后代，要看这种突变性状是否有很强的适应环境的能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖传给后代，否则为有害突变，被淘汰掉。(改编题)下列与变异有关的叙述中，正确的是 (

)。A．子代的性状分离是基因重组的结果B．用二倍体植物的花药离体培育，能得到叶片和果实较小的单倍体植物C．肺炎双球菌抗药性的变异来源有基因突变、基因重组和染色体变异三种

类型D．若蝗虫的两个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带

的基因不完全相同，其缘由最可能是发生过交叉互换——强信心

【例1】▲审题关键

“性状分离”“基因重组”“花药离体培育”“果实”“肺炎双球菌”“染色单体”“交叉互换”。命题来源基因突变、基因重组、染色体变异与减数分裂。思路分析例如，黄色黄色、绿色，消灭了性状分离，这是由于等位基因分离导致，而不属于重组，所以A错误；二倍体的单倍体植株高度不育，不行能结果，所以B错误；肺炎双球菌是一种细菌，属于原核生物，细胞内无染色体，不行能消灭染色体变异，也不行能消灭基因重组，其变异来源只能是基因突变，所以C错误；两个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因本应相同，若不同只有交叉互换的可能性最大，因基因突变频率比较低，其可能性较低，所以D正确。答案

D■■■(2011·济宁5月模拟)右图为果蝇体细胞染色体的示意图，下列叙述中，错误的是 (

)。A．从染色体组成分析，如图所示的果蝇可以产生16种配子B．图中所示的细胞具有两个染色体组，其中Y染色体上的

基因并不全是掌握性别的基因C．对此果蝇进行基因组测序时需要检测5条染色体上基因\

的脱氧核苷酸排列挨次D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X(或Y)四条染色体携带了掌握果蝇生长发

育所需的全部遗传信息【例2】▲审题关键“染色体图解”的熟识。命题来源减数分裂、染色体组概念、性染色体的特点、基因组测序。思路分析图示果蝇体细胞中含有4对染色体(同源)，所以从染色体组成分析，该果蝇可以产生24＝16种配子，所以A正确；Y染色体与性别有关，但其上的基因，并非都掌握性别，譬如说果蝇的刚毛和截毛是由位于X和Y上的一对等位基因掌握，而这对相对性状并不是果蝇的性征，所以B正确；基因组测序时需要检测5条染色体上DNA的脱氧核苷酸排列挨次而并非仅测其中的基因，所以C错误；依据染色体组的概念，可知一个染色体组中已携带了掌握果蝇生长发育的全部遗传信息，所以D正确。答案

C■■■

——更清楚考点二生物育种方式的相关知识整合考试说明

(1)生物变异在育种上的应用(Ⅱ)

(2)转基因食品的平安性(Ⅰ)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①_________基因突变染色体变异②__________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③____离体培育，然后再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④________导入生物体内，培育新品种基因重组染色体变异花药目的基因各种育种方式的比较杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种育种程序秋水仙素处理杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种优点a.使位于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、⑥

育种进程或大幅度地改良某些性状a.明显⑦____育种年限b．所得品种为纯合子器官巨大，提高产量和营养成分打破物种界限，⑧

转变生物的性状缺点a.育种时间⑨___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)技术简洁且需与杂交育种协作只适用于植物，发育延迟，坚固率___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籽西瓜、八倍体小黑麦转基因“向日葵豆”、转基因抗虫棉加速缩短定向低长关于育种方案的“选取”(1)单一性状类型：生物的优良性状是由某对基因掌握的单一性状，其呈现方式、育种方式、原理及举例(如下表)——心堂亮

1．项目方式育种方法原理举例单一性状无―→有基因工程基因重组能产生人胰岛素的大肠杆菌一般羊群中消灭短腿安康羊有―→无诱变育种基因突变不能产生高丝氨酸脱氢酶的菌种高产青霉素菌株少―→多多倍体育种染色体变异三倍体无籽西瓜(2)两个或多共性状类型：两个或多共性状分散在不同的品种中，首先要实现掌握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掌握不同优良性状基因的重组。为了缩短育种年限，可采纳单倍体育种的方法。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：应用转基因技术将掌握优良性状的基因导入另一生物体内，从而实现基因重组。不同需求的育种方法选择与分析(1)育种的目的：育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、生活力强、产量高、品质优良)的新品种，以便更好地为人类服务。从基因组成上看，目标品种可能是纯合子，可防止后代发生性状分离，便于制种和推广；也有可能是杂合子，即利用杂种优势的原理，如杂交水稻的培育、玉米的制种等。2．(2)不同需求的育种方法①若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，只要消灭该性状即可。②有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。③若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。④若实验植物为营养繁殖类如土豆、地瓜等，则只要消灭所需性状即可，不需要培育出纯种。⑤若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。⑥若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种。⑦动、植物杂交育种中应格外注意语言叙述：植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过双亲杂交获得F1，F1雌雄个体间交配，选F2与异性隐性纯合子测交的方法鉴定出纯合子。(2010·安徽理综)如图所示，科研小组用60Co照耀棉花种子，诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状，诱变1代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)掌握，棉酚含量由另一对基因(B、b)掌握，两对基因独立遗传。——强信心

【例3】▲(1)两个新性状中，棕色是________性状，低酚是________性状。(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是________，白色、高酚的棉花植株基因型是________。(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，讨论人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从________的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。解析

(1)由诱变当代自交，诱变1代发生性状分离可确定棕色为显性性状，低酚是隐性性状。(2)由诱变当代棕色、高酚自交结果，颜色发生性状分离，高酚稳定遗传，可确定棕色高酚植株的基因型为AaBB，同理可确定白色高酚植株的基因型为aaBb。(3)诱变1代中棕色高酚植株有纯合AABB和杂合的AaBB，自交不发生性状分离的为纯合体AABB。要培育棕色低酚的纯合植株AAbb，需用AABB植株与诱变1代的白色低酚aabb植株杂交，因要求尽快选育则需用可明显缩短育种年限的单倍体育种法育种。答案(1)显性隐性(2)AaBB

aaBb

(3)不发生性状分离(或全为棕色棉，或没有消灭白色棉)1．现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较(见下表)

——更清楚考点三生物进行相关问题的整合考试说明

(1)现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)(2)生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)达尔文自然选择学说现代生物进化理论基本观点a.①

是自然选择的内因；b．过度繁殖为自然选择供应更多的选择材料，加剧了生存斗争；c．变异一般是不定向的，定向的④

决定着生物进化的方向；d．生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力；e．⑧

是自然选择的结果；f．自然选择过程是一个长期、缓慢、连续的过程a.②

是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于③__________

的转变；b．突变和基因重组、自然选择及⑤

_____是物种形成过程的三个基本环节；c．⑥

和基因重组供应了生物进化的原材料；d．⑦

使种群的基因频率定向转变并决定生物进化的方向；e．⑨

是新物种形成的必要条件遗传和变异自然选择适者生存种群隔离突变自然选择隔离种群基因频率进化模型不同点没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，着重讨论生物⑩

进化从分子水平上阐明白自然选择对遗传变异的作用机理，强调⑪____进化，认为⑫

是生物进化的基本单位共同点都能解释生物进化的缘由和生物的多样性、适应性联系现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上进展起来的，以种群为商量单位个体种群群体变异自然选择2．运用现代生物进化理论分析生物的进化、适应性和新物种的形成缘由内因遗传保留有利变异，变异为选择供应原始材料外因生物生存的各种环境条件，如各种生态因素对生物的影响相互作用生物生存的各种环境条件对生物的变异进行选择，淘汰不利变异，积累和加强有利变异，推动着生存斗争，表现为生物的进化结果适应性⑮

对生物的变异进行定向选择，使有利的变异在生物类群中得到积累和加强，形成了生物的适应性多样性、物种形成同一物种的不同种群，由于生活环境的变化，形成了具有不同适应性的生物类群，当变异积累到肯定程度而消灭⑯

时，便形成了新物种；同一物种的不同类型及新物种的消灭均表现为生物的多样性进化生物新类型的形成导致生物进化；物种的形成是生物进化的质的飞跃环境生殖隔离物种形成的方式(1)物种的形成有多种方式，主要为渐变式。(3)染色体结构变异是形成新物种的另一种方式，发生染色体结构变异的个体和原始物种杂交，可育性降低。形成初步的生殖隔离，以后经过进一步演化形成新的物种。——更系统与生物进化相关的理论(1)生物进化的实质是种群基因频率的转变，因此，可认为生物基因频率发生了转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，是基因频率转变进展到不能实现基因沟通的程度实现的。基因频率及基因型频率的计算(1)基因频率的计算方法——心堂亮

1．2．(2)由基因频率求基因型频率的方法哈迪—温伯格公式法：在一个有性生殖的自然种群中，当种群较大，种群内个体间的交配是随机的，没有突变发生、新基因加入和自然选择时，存在以下公式：(p＋