高三生物二轮专题复习讲义专题07变异与进化综合

专题07变异与进化综合知识网络热点题型一生物变异的类型、实质及与性状的关系分析典例1（2022·上海市·历年真题）二倍体的唐鱼可人工诱导成不育的三倍体，这种人工诱导的变异属于（）A．染色体非整倍化变异 B．单个碱基缺失

C．染色体整倍化变异 D．单个碱基替换【答案】C

【解析】本题考查染色体数目的变异，意在考查学生的识记能力和判断能力。染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，属于染色体非整倍化变异；另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少，属于染色体整倍化变异。二倍体的唐鱼可人工诱导成不育的三倍体，该变异是染色体数目的变异，以染色体组的形式成倍的增加，因此属于染色体整倍化变异。故选C。典例2（2022·湖南省·历年真题）大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛:黑眼白化:红眼黑毛:红眼白化=1:1:1:1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异（）A． B．C． D．【答案】C

【解析】染色体结构变异包括4种类型：缺失、重复、易位和倒位。分析选项可知，A属于缺失、B属于重复、C属于易位，D属于倒位。分析题意可知：大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上，两对等位基因为连锁关系，正常情况下，测交结果只能出现两种表现型，但题干中某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛:黑眼白化:红眼黑毛:红眼白化=1:1:1:1，类似于基因自由组合定律的结果，推测该个体可产生四种数目相等的配子，且控制两对性状的基因遵循自由组合定律，即两对等位基因被易位到两条非同源染色体上，C正确。故选C。

典例3（2023·浙江省·历年真题）α珠蛋白与α珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，其中第1～138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明（）A．该变异属于基因突变 B．基因能指导蛋白质的合成

C．DNA片段的缺失导致变异 D．该变异导致终止密码子后移【答案】C

【解析】由题干信息“该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的”，说明该变异属于基因突变，A错误；“α珠蛋白与α珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成”，说明基因能指导蛋白质的合成，B错误；该变异是由基因上的一个碱基对缺失引起的，不是DNA片段的缺失导致，C正确；基因突变后，α珠蛋白突变体组成的氨基酸由141个变为146个，并且第1～138个氨基酸完全相同，说明该变异导致终止密码子后移，D错误。故选C。题型一攻略“表格法”比较三种可遗传的变异项目基因突变基因重组染色体变异适用范围生物种类所有生物自然状态下能进行有性生殖的生物真核生物生殖方式无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖类型自然突变、诱发突变自由组合、染色体互换染色体结构变异、染色体数目变异原因DNA复制（有丝分裂前的间期、减数分裂第一次分裂前的间期）过程出现差错减数分裂时非同源染色体上的非等位基因自由组合或同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换内外因素影响使染色体结构出现异常，或细胞分裂过程中，染色体的分开出现异常实质产生新的基因（改变基因的质，不改变基因的量）产生新的基因型（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）基因数目或基因排列顺序发生改变（不改变基因的质）关系①三种可遗传的变异都为生物的进化提供了原材料；②基因突变可产生新的基因，为进化提供了最初的原材料，是生物变异的根本来源；③基因重组的变异频率高，为进化提供了广泛的选择材料，是形成生物多样性的重要原因之一；④人工诱导多倍体有可能快速形成生殖隔离，产生新物种。热点题型二育种方法的选择及育种方案的设计分析典例1（2022·福建省·联考题）研究发现，家蚕蚕卵颜色受常染色体上一对等位基因的控制，蚕卵黑色对白色为显性（B/b）。雄蚕比雌蚕吐丝多且蚕丝质量好。为实现大规模养殖雄蚕以达到优质高产的目的，科研人员用X射线处理雌蚕甲，最终获得突变体丁，主要育种流程如下图。回答下列问题：（1）过程①的变异类型是_____，该变异具有

等特点（答两点）。（2）过程②发生的变异会导致染色体上的______发生改变。若经X射线处理后，基因B所在的染色体片段易位到Z染色体上，则得到的突变体不符合需要。原因是：

。（3）利用丁蚕作种蚕进行一次杂交育种，达到后代只养殖雄蚕的育种目标。请写出育种的实验思路：

。【答案】（1）基因突变

普遍性、随机性、不定向性、低频性等

（2）基因数量

雌雄蚕均含有Z染色体，则无法根据蚕卵颜色区分雌蚕和雄蚕

（3）让丁蚕与正常白色（基因型为bbZZ）的雄蚕杂交，子代去除黑色蚕卵，保留白色蚕卵【解析】分析图形：X射线处理雌蚕甲，其B基因突变成b基因（位于常染色体）得到乙，再用X射线处理乙，发生染色体结构变异中的易位，常染色体上的B基因转移到W染色体上获得了丙，丙再经过杂交鉴定和筛选得到丁。（1）过程①的变异类型是基因突变，属于基因突变中的隐性突变，基因突变具有普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性等特点。（2）过程②发生的变异属于染色体变异中的易位，会导致染色体上的基因数量发生改变，其中常染色体上少了基因B，W染色体上多了基因B；基因B所在的染色体片段易位到Z染色体上，则得到的突变体还不符合需要，因为雌雄蚕均含有Z染色体，基因B又是显性基因，所以无法根据蚕卵颜色区分雌蚕和雄蚕，故得到的突变体不符合要求。（3）让突变体丁（bbZWB）与正常白卵雄蚕（bbZZ）杂交，子代中bbZZ：bbZWB=1：1。所以子代中卵呈白色的为雄性，呈黑色的为雌性，可以通过卵色区分出性别，所以为达到后代只养殖雄蚕的育种目标，去除子代黑色蚕卵，保留白色蚕卵即可。典例2（2021·重庆·历年真题）2017年，我国科学家发现一个水稻抗稻瘟病的隐性突变基因b（基因B中的一个碱基A变成G），为水稻抗病育种提供了新的基因资源。请回答以下问题：（1）基因B突变为b后，组成基因的碱基数量______。（2）基因b包含一段DNA单链序列TAGCTG，能与其进行分子杂交的DNA单链序列为______。自然界中与该序列碱基数量相同的DNA片段最多有______种。（3）基因b影响水稻基因P的转录，使得酶P减少，从而表现出稻瘟病抗性。据此推测，不抗稻瘟病水稻细胞中基因P转录的mRNA量比抗稻瘟病水稻细胞______。（4）现有长穗、不抗稻瘟病（HHBB）和短穗、抗稻瘟病（hhbb）两种水稻种子，欲通过杂交育种方法选育长惠、抗稻瘟病的纯合水稻。请用遗传图解写出简要选育过程。（5）某水稻群体中抗稻瘟病植株的基因型频率为10%，假如该群体每增加一代，抗稻瘟病植株增加10%、不抗稻病植株减少10%，则第二代中，抗稻瘟病植株的基因型频率为______%（结果保留整数）。【答案】（1）不变（2）

ATCGAC

64（3）多（4）遗传图解如下图：（5）14%【分析】（1）由题意可知，该基因突变是因为发生了碱基的替换，碱基发生替换后不影响组成基因的碱基的数量。（2）根据碱基互补配对原则，与TAGCTG配对的DNA单链序列为ATCGAC，该单链序列共6个碱基，自然界中DNA分子为双链，每条链是3个碱基，而碱基的种类是4种，所以自然界中与该序列碱基数量相同的DNA片段最多有43=64种。（3）由题意可知，基因b影响水稻基因P的转录，使其表现为稻瘟病抗性，不抗稻瘟病植株的基因为B，无法抑制P的表达，故基因P转录的mRNA量比抗稻瘟病水稻细胞多。（4）见答案图解。（5）假设植株的总株数为100株，已知抗稻瘟病植株的基因型频率为10%，假如该群体每增加一代，抗稻瘟病植株增加10%、不抗稻病植株减少10%，则第二代中，抗病植株为10×（1+10%）×（1+10%）=12.1株，不抗病植株为90×（110%）×（110%）=72.9株，则第二代稻瘟病植株的基因型频率为。典例3（2022·河北省·历年真题）蓝粒小麦是小麦（2n=42）与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体（均带有蓝色素基因E）代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，研究人员设计了如图所示的杂交实验。回答下列问题：

（1）亲本不育小麦的基因型是______，F1中可育株和不育株的比例是______。

（2）F2与小麦（hh）杂交的目的是_____________________________________________________________________________________________________________________________。

（3）F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成______个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离，来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配，最终能产生______种配子（仅考虑T/t、E基因）。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是______。

（4）F3蓝粒不育株体细胞中有______条染色体，属于染色体变异中的______变异。

（5）F4蓝粒不育株和小麦（HH）杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现：①蓝粒可育：蓝粒不育：非蓝粒可育：非蓝粒不育=1：1：1：1。说明：_____________________________________________________________________________________；②蓝粒不育：非蓝粒可育=1：1。说明____________________________________________________________________________。符合育种要求的是_____（填“①”或“②”）。【答案】（1）TtHH

1：1

（2）获得h基因纯合（hh）的蓝粒不育株，诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换，从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上，以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦

（3）20

4

116

（4）43

数目

（5）F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上

F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上

②【解析】（1）亲本雄性不育小麦（HH）的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上，所以其基因型为TtHH，亲本小麦（hh）的基因型为tthh，所以F1中可育株（TtHh）：不育株（ttHh）=1：1。

（2）F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为12TEHH、12TEHh，其中T基因和E基因分别来自小麦的和长穗偃麦草的4号染色体，而h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换，使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上，从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。

（3）F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦，一条来自长穗偃麦草，其余染色体均来自小麦，为同源染色体，所以其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体。不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配，仅考虑T/t、E基因，若两条4号染色体移向一极，则同时产生基因型为TE和O（两基因均没有）的两种配子，若两条4号染色体移向两极，则产生基因型为T和E的两种配子，所以F2中的蓝粒不育株共产生4种配子。F2中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为14，产生h配子的概率为14，所以F3基因型为hh的蓝粒不育株占比是14×14=116。

（4）由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类，可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体，且小麦染色体组成为2n=42，所以F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体，多了一条4号染色体，这属于染色体数目变异。

（5）F3中的蓝粒不育株基因型为TEtHh和TEthh，含hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞，与小麦（ttHH）杂交，F4中的蓝粒不育株基因型为TEtHh，其中T基因和E基因连锁，位于同一条染色体上，t基因位于另一条染色体上，与小麦（ttHH）杂交，后代表型及比例为蓝粒不育：非蓝粒可育=1：1，即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上；而F3中关于h的基因型为Hh的个体与小麦（ttHH）杂交产生的F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体，分别携带T基因、E基因及t基因，与小麦（ttHH）杂交，母本在减数第一次分裂前期联会时，携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会，携带E基因的染色体在减数第一次分裂后期随机分配到细胞的一极，产生的配子基因型及比例为tE：TE：t：T=1：1：1：1，与小麦（ttHH）杂交，子代表型及比例为蓝粒可育：蓝粒不育：非蓝粒可育：非蓝粒不育=1：1：1：1，即F4蓝粒不育植株体细胞中的题型二攻略“育种”类试题解题策略1．掌握常见育种方法的基本原理、优势和特点；2．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控制的单一性状，其呈现方式、育种方式、原理及举例列表如下：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加热杀死的S型肺炎链球菌对R型的转化有→无诱变育种基因突变太空椒等太空植物高产青霉素菌株少→多多倍体育种染色体变异三倍体无子西瓜②两个或多个性状类型：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：a.个体水平上：运用杂交育种方法实现控制不同优良性状基因的重组；为了缩短育种年限，可采用单倍体育种的方法。b.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。c.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。3．明确育种实验设计主要程序：在进行育种之前，根据一定育种目的和要求，运用有关的育种学原理，对育种实验过程中的材料、手段、方法、步骤等全部方案进行制定。①总体思路：确定目标种，确定亲本，选择育种方法，写出育种流程。②表述方式：遗传图解或文字叙述热点题型三基因频率和基因型频率的分析及相关计算典例1（2021·广东省·历年真题）兔的脂肪白色（F）对淡黄色（f）为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1500只淡黄色脂肪兔组成，F、f的基因频率分别是（）A．15%、85% B．25%、75% C．35%、65% D．45%、55%【答案】B【分析】本题考查基因频率的变化，要求考生识记基因频率的概念，掌握基因频率和基因型频率的计算方法。基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。某基因频率=纯合子基因型比率+12杂合子基因型比率。分析题意可知，某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1500只淡黄色脂肪兔组成，说明没有杂合子的白色脂肪兔，即纯合白色脂肪兔FF=25%，ff=75%。根据公式，F基因频率=纯合子基因型比率+12杂合子基因型比率=25%，则f基因频率=75%。故选典例2（2022·广东省·历年真题）白车轴草中有毒物质氢氰酸（HCN）的产生由H、h和D、d两对等位基因决定，H和D同时存在时，个体产HCN，能抵御草食动物的采食。如图示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例，下列分析错误的是（

）A．草食动物是白车轴草种群进化的选择压力

B．城市化进程会影响白车轴草种群的进化

C．与乡村相比，市中心种群中h的基因频率更高

D．基因重组会影响种群中H、D的基因频率【答案】D

【解析】分析题意可知：H、h和D、d基因决定HCN的产生，基因型为D_H_的个体能产生HCN，有毒，能抵御草食动物的采食。分析题意可知，草食动物能采食白车轴草，故草食动物是白车轴草种群进化的选择压力，A正确；分析题中曲线可知，从市中心到市郊和乡村，白车轴草种群中产HCN个体比例增加，说明城市化进程会影响白车轴草的进化，B正确；与乡村相比，市中心种群中中产HCN个体比例小，即基因型为D_H_的个体所占比例小，d、h基因频率高，C正确；基因重组是控制不同性状的基因的重新组合，基因重组不会影响种群基因频率，D错误。故选D。典例3（2022·湖南省·模拟题）某种群数量较大、所处环境适宜且稳定，其中AA个体占36%，Aa个体占48%，则该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为（）A．增大，不变；不变，不变 B．不变，增大；增大，不变

C．不变，不变；增大，不变 D．不变，不变；不变，增大【答案】C

【解析】本题考查种群中自交与自由交配的后代的基因型频率进行计算。本题环境对种群没有选择作用，因此不论是自交还是自由交配后代的基因频率不变，随自交次数的增加，杂合子的基因型频率逐渐降低，纯合子基因型频率逐渐升高。

（1）该种群中，AA=36%，Aa=48%，则aa=1－36%－48%=16%，根据基因型频率计算基因频率的公式可知：A的基因频率=36%+12×48%=60%，a的基因频率=16%+12×48%=40%；

（2）若该种群随机交配，则基因频率和基因型频率保持不变。

（3）若该种群进行自交，AA、aa个体自交后代的基因型分别是AA和aa，Aa个体自交，后代的基因型及比例是AA：Aa：aa=1：2：1，因此自交后代AA的基因型频率是AA=36%+48%×14=48%，aa的基因型频率是aa=16%+48%×14=28%，Aa的基因型频率是Aa=48%×12=24%，自交后代是基因频率是：A=48%+24%×12=60%，a=28%+24%×12=40%．可见，该种群自交后代中题型三攻略1．基因频率与基因型频率的关系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注意：（1）种群中任何一对基因的频率之和等于1，各种基因型频率之各也等于1。（2）对于一个等位基因的频率，若该基因在常染色体上，则该等位基因的频率=该等位基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子基因型频率。若某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝（某基因总数）/（2雌性个体数+雄性个体数）×100%。2．哈迪—温伯格定律（遗传平衡定律）在一个有性生殖的自然种群中，当种群足够大，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＋q）2＝p2＋2pq＋q2＝1。其中p代表一个等位基因的频率，q代表另一个等位基因的频率，p2代表一个等位基因纯合体（如AA）的频率，2pq代表杂合体的频率，q2代表另一个纯合体（aa）的频率。热点题型四物种形成与生物进化的辨析典例1（2021·湖南省·历年真题）金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成，是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是（）A．金鱼与野生鲫鱼属于同一物种

B．人工选择使鲫鱼发生变异，产生多种形态

C．鲫鱼进化成金鱼的过程中，有基因频率的改变

D．人类的喜好影响了金鱼的进化方向【答案】B

【解析】由题干信息分析可知，金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成，且在自然