历年高考生物知识清单-专题08 生物的变异、育种与进化（讲）（原卷+解析版）

1专题08生物的变异、育种与进化考情解读1.由五年的考频可以看出本专题在全国卷中考查的主要内容是基因频率，基因突变和染色体变异。2．在命题形式上，题目信息主要以文字形式呈现，考查学生对各类变异特点的理解和基因频率的计算。3．本专题知识以理解为主。基因突变、基因重组、染色体变异、现代生物进化理论的复习应注重理解，对育种的复习要联系遗传和变异的原理。重点知识梳理【知识网络】知识点一、生物变异的类型、特点及判断1．生物变异的类型2．三种可遗传变异的比较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、诱发突变交叉互换、自由组合染色体结构变异、染色体数目变异原因DNA复制（有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期）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交叉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（不改变基因关系基因突变是生物变异的根本来源，为基因重组提供原始材料。三种可遗传变异都为生物进化提供了原材料【特别提醒】理清基因突变相关知识间的关系(如下图)（2）基因突变对性状的影响突变间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。由于密码子的简并性、隐形突变等情况也可能不改变生物的性状。（3）基因突变对子代的影响若基因突变发生在有丝分裂过程中，则一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖将突变的基因传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，则可以通过配子传递给后代。4、理清基因重组相关知识间的关系(如下图)。5、染色体变异（1）在光学显微镜下可以看到，染色体结构变异的四种类型可以通过观察减数分裂的联会时期染色体的形态进行判断（2）其中相互易位与四分体时期的交叉互换要注意区分，易位发生在两条非同源染色体之间，交叉互换发生在一对同源染色体之间。染色体数目变异发生在细胞分裂过程中，也可以在光学显微镜下看到，选择中期细胞观察。（3）染色体组数的判定染色体组是指真核细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条：A、一个染色体组中不含同源染色体，但源于同一个祖先种。B、一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。C、一个染色体组中含有控制该种生物性状的一整套基因，但不能重复6、染色体组和基因组a.有性染色体的生物其基因组包括一个染色体组的常染色体加上两条性染色体。b.没有性染色体的生物其基因组与染色体组相同。7、单倍体和多倍体的比较单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。多倍体由合子发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组。对于体细胞中含有三个染色体组的个体，是属于单倍体还是三倍体，要依据其来源进行判断：若直接来自配子，就为单倍体；若来自受精卵，则为三倍体。知识点二、生物变异在育种中的应用常见的几种育种方法的比较项目杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异常用①杂交→自交辐射诱变等花药离体培秋水仙素处理方法→选优→自交；②杂交→杂种养，然后用秋水仙素处理使其加倍，得到纯合体萌发的种子或幼苗优点使位于不同个体的优良性状集中在一个个体上可提高变异频率或出现新的性状，加速育种进程明显缩短育种年限器官巨大，提高产量和营养成分缺点时间长，需及时发现优有利变异少，需大量处理实验材料，具有不定向性①技术复杂；②与杂交育种相结合适用于植物，在动物中难于开展1、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。①若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。②有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。③若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。④若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种。⑤若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。⑥若实验植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。2、动、植物杂交育种中应特别注意语言叙述：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来确定基因型的方法。知识点三、基因频率及基因型频率的计算和现代生物进化理论1、基因频率与基因型频率的相关计算（1）．定义法：根据定义，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（2）．不同染色体上基因频率的计算若某基因在常染色体上，则：若某基因只出现在X染色体上，则：（3）通过基因型频率计算基因频率(1)在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。(2)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。(3)已知AA或aa的基因型频率，求A或a的频率经常用到开平方的方法。即：A(a)=(对于XY型性别决定的生物，雄性的伴性遗传除外)（4）根据遗传平衡定律计算设一对等位基因为A和a，其频率分别为p与q(p+q=1)。亲代AA和aa自然交配后F1具有AA、Aa、aa三种基因型，其频率如下列公式：p(A)+q(a)=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)，即AA的基因型频率为p2，Aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2，产生A配子频率为：p2+1/2×2pq=p2+pq=p(p+q)=p，产生a配子频率为：q2+1/2×2pq=q2+pq=q(p+q)=q。可知F1的基因频率没有改变。上式揭示了基因频率与基因型频率的关系，使用它时，种群应满足以下5个条件：种群大；种群个体间的交配是随机的；没有突变发生；没有新基因加入；没有自然选择。满足上述5个条件的种群即处于遗传平衡。2、种群是生物进化的基本单位(1)一个种群所含有的全部基因，称为种群的基因库。基因库代代相传，得到保持和发展。(2)种群中每个个体所含有的基因，只是基因库中的一个组成部分。(3)不同的基因在基因库中的基因频率是不同的。(4)生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。3、突变和基因重组是产生进化的原材料(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异。其中染色体变异和基因突变统称为突变。(2)基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。(3)突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。(5)突变是不定向的，基因重组是随机的，只为进化提供原材料，而不能决定生物进化的方向。4、自然选择决定生物进化的方向(1)种群中产生的变异是不定向的。(2)自然选择淘汰不利变异，保留有利变异。(3)自然选择使种群基因频率发生定向改变，即导致生物朝一个方向缓慢进化。5、隔离与物种的形成种群物种概念生活在一定区域的同种生物的全部个体；种群是生物进化和繁殖的单位。能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一群生物范围较小范围内的同种生物个体由分布在不同区域的同种生物的许多种群组成判断标准种群具备“两同”，即同一地点，同一物种；同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能产生可育后代主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代，不同物种间存在生殖隔离联系一个物种可以包括许多种群，如同一种立于可以生活在不同的池塘、湖泊中，形成一个个彼此呗陆地隔离的种群；同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能成为不同的亚种（或品种）。进而形成多个新物种。6、生物多样性之间的关系：知识点四、基因突变与生物性状的表现1．当基因发生突变时，其性状未必改变(1)当基因发生突变时，引起mRNA上密码子改变，但由于密码子的简并性，改变后的密码子若与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。(2)若基因突变为隐性突变，如AA中的一个A→a，此时性状也不改变。(3)某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响该蛋白质的功能。例如：由于基因突变使不同生物中的细胞色素C中的氨基酸发生改变，其中酵母菌的细胞色素C肽链的第十七位上是亮氨酸，而小麦是异亮氨酸，尽管有这样的差异，但它们的细胞色素C的功能都是相同的。(4)由于性状的多基因决定，某基因改变，但共同作用于此性状的其他基因未改变，其性状也不会改变。如：香豌豆花冠颜色的遗传。当C和R同时存在时显红花，不同时存在时不显红色。所以由ccrr突变成ccRr时也不引起性状的改变。(5)体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因，或若为父方细胞质内的DNA上某个碱基对发生改变，则受精后一般不会传给后代。(6)性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。(7)在某些母性效应的遗传中(锥实螺螺壳旋转方向的遗传)，如果母本为aa者，子代基因由aa突变为Aa或者AA，性状也不发生改变。(8)在某些从性遗传中(如女性只有AA才表现为秃顶)，某性别的个体的基因型由aa突变为Aa时性状也不会改变。2．有些情况下基因突变会引起性状的改变。如显性突变：即aa中的一个a突变为A，则直接引起性状的改变。3．基因突变产生的具有突变性状的个体能否把突变基因稳定遗传给后代，要看这种突变性状是否有很强的适应环境能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖稳定遗传给后代，否则为有害突变，会被淘汰知识点五、染色体组与几倍体的区别以及诱导染色体加倍实验1.单倍体、二倍体和多倍体的区别区别的方法可简称为“二看法”：一看是由受精卵还是由配子发育成的，若是由配子发育成的个体，是单倍体；若是由受精卵发育成的个体，二看含有几个染色体组，就是几倍体。2．单倍体植株、多倍体植株和杂种植株的区别(1)单倍体植株：长得弱小，一般高度不育。(2)多倍体植株：茎秆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，但发育迟缓结实率低。(3)杂种植株：一般生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强。3．低温或秋水仙素诱导染色体加倍实验的原理是：低温和秋水仙素一样，处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致分裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着丝点分裂后的染色体仍在一个细胞中，故细胞中的染色体数目加倍。如果用低温处理根尖，则在根尖分生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞，如果用低温处理植物幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。知识点六、基因突变、基因重组和染色体变异列表比较知识点七、几种育种方法的比较知识点八、有关生物进化的问题1.现代进化论与达尔文进化论比较(1)共同点：都能解释生物进化和生物的多样性、适应性。(2)不同点：达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，而现代进化论克服了这个缺点。达尔文的进化论着重研究生物个体的进化，而现代进化论强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。在达尔文学说中，自然选择来自过度繁殖和生存斗争，而现代进化论中，则将自然选择归结于不同基因型差异的延续，没有生存斗争，自然选择也在进行。2．改变基因频率的因素(1)突变对基因频率的影响从进化的角度看，基因突变是新基因的唯一来源，是自然选择的原始材料；即使没有选择作用的存在，突变对基因频率的影响也是巨大的。研究突变对遗传结构的影响时，仍然假定是一个无限大的随机婚配群体，除了突变以外没有其他因素的作用。(2)选择对基因频率的影响比较适应环境的个体生育率高，可以留下较多的后代，这样下一代群体中这一类基因型及相关基因的频率就会增加；反之，生育率低的个体留下的后代较少，下一代中有关的基因频率就会降低。因此，自然选择的结果总是使群体向着更加适应于环境的方向发展。①完全淘汰显性基因的选择效应若不利基因为显性，淘汰显性性状改变基因频率的速度很快。水稻育种中，人们总是选择半矮秆品种，淘汰高秆个体，而高秆基因对半矮秆基因是显性。某一群体中高秆基因和半矮秆基因的频率均为0.5，若只选留矮秆个体，淘汰高秆个体，下一代将全部为半矮秆，半矮秆基因的频率由0迅速上升为1，高秆基因的频率下降为0。若淘汰隐性性状，改变基因频率的速度就慢得多了。②完全淘汰隐性基因的选择效应在二倍体中，一对等位基因A、a可以有3种基因型：AA、Aa和aa。如果显性完全，AA和Aa的表现型相同，即性状相同，均不受选择的作用，选择只对aa起作用。这样的选择效率是比较慢的，即使隐性基因是致死的，而且也没有新产生的突变基因来补偿，在自然选择压力下，隐性有害基因仍然可以在群体中保持很多世代。3．物种形成和生物进化比较(1)生物进化：实质上是种群基因频率改变的过程，所以生物发生进化的标志为基因频率改变，无论变化大小，都属于进化的范围。(2)物种形成：种群基因频率改变至突破种的界限，形成生殖隔离，标志着新的物种形成，隔离是物种形成的必要条件。联系：生物进化，并不一定形成新物种，但新物种的形成一定要经过生物进化过程。基因频率的算法主要有三种：1．利用种群中一对等位基因组成的各基因型个体数求解种群中某基因频率＝种群中该基因总数/种群中该对等位基因总数×100%种群中某基因型频率＝该基因型个体数/该种群的个体数×100%2．利用基因型频率求解基因频率种群中某基因频率＝该基因控制的性状纯合体频率＋1/2×杂合体频率3．利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率(1)遗传平衡指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代保持不变。遗传平衡的种群中，某一基因位点上各种不同的基因频率之和以及各种基因型频率之和都等于1。(2)遗传平衡定律公式的推导和应用：遗传平衡群体中一对等位基因A、a的遗传平衡定律公式：设群体中A的基因频率为p，a的基因频率为q。由于种群中个体的交配是随机的，而且又没有自然选择，每个个体都为下一代提供了同样数目的配子，所以两性个体之间的随机交配可以归结为两性配子的随机结合，而且各种配子的频率就是基因频率。雄性个体产生的配子A频率为p、a配子频率为q，雌性个体产生的配子频率A为p、a配子频率为q。根据基因的随机结合，用下列式子可求出子代的基因型频率：♂(pA＋qa)×♀(pA＋qa)＝p2AA＋2pqAa＋q2aa＝1，即AA的基因频率为p2，Aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2。这一种群如果连续自交多代，它的进化趋势是没有发生变化，从基因频率上看是没有改变，而从基因型上看是杂合体所占比例愈来愈小，纯合体所占比例越来越大。高频考点突攻高频考点一生物的变异例12017年江苏卷，27）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。【变式探究】枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：枯草杆菌核糖体S12蛋白第55—58位的氨基酸序列链霉素与核糖体的结合在含链霉素培养基中的存活率(%)野生型 能0突变型 不能注P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸下列叙述正确的是()A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变【变式探究】下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是()A．个体甲的变异对表型无影响B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常高频考点二生物的育种例22019江苏卷·4）下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种【举一反三】（2017年北京卷，30）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。【变式探究】下列关于生物育种的叙述，正确的是()A．单倍体育种与多倍体育种均涉及植物组织培养技术B．杂交育种利用基因重组的原理，从而产生新的物种C．秋水仙素可应用于诱变育种和多倍体育种，且作用的细胞分裂时期相同D．单倍体育种可缩短育种年限，杂交育种可获得杂种优势的个体【变式探究】将①②两个植株杂交得到③种子，再进一步做如图所示处理，则下列有关叙述中，错误A．由③至④过程中产生的变异多数是不利的B．由③到⑦的过程涉及减数分裂和细胞全能性的表现C．若③的基因型为AaBbDd，则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4D．由③到⑨过程可能发生突变和基因重组，可为生物进化提供原材料高频考点三生物的进化例32019天津卷·6）囊鼠的体毛深色（D）对浅色（d）为显性，若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表现型频率，检测并计算基因频率，结果如图。下列叙述错误的是A．深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响B．与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率低C．浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、DdD．与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高【举一反三】（2018江苏卷，4）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【变式探究】（2017年江苏卷，7）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【变式探究】豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。20世纪90年代初，F区豹种群仅剩25只，且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡，由T区引入8只成年雌豹。经过十年，F区豹种群增至百余只，在此期间F区的()A．豹种群遗传(基因)多样性增加B．豹后代的性别比例明显改变C．物种丰(富)度出现大幅度下降D．豹种群的致病基因频率不变【变式探究】为控制野兔种群数量，澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高，兔被强毒性病毒感染后很快死亡，致兔种群数量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高，兔种群数量维持在低水平。由此无法推断出()A．病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用B．毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系C．中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致D．蚊子在兔和病毒之间的协同(共同)进化过程中发挥了作用【易错提醒】关注隔离、物种形成、生物进化的区别1．生物进化≠物种的形成(1)生物进化的实质是种群基因频率的改变，物种形成的标志是生殖隔离的产生。(2)生物发生进化，并不一定形成新物种，但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的基础。2．物种形成与隔离的关系：物种的形成不一定要经过地理隔离，但必须要经过生殖隔离。高频考点四、变异类型实验探究例42018全国Ⅰ卷，6）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XD．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移【变式探究】已知性染色体组成为XO(体细胞内只含1条性染色体X)的果蝇，性别为雄性，不育。用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本进行杂交，在F1群体中，发现一只白眼雄果蝇(记为“W”)。为探究W果蝇出现的原因，某学校研究性学习小组设计将W果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，再根据杂交结果，进行分析推理获得。下列有关实验结果和实验结论的叙述中，正确的是()A．若子代雌、雄果蝇的表现型都为白眼，则W出现是由环境改变引起B．若子代雌果蝇都是红眼、雄果蝇都是白眼，则W出现是由基因突变引起C．若无子代产生，则W的基因组成为XrO，由不能进行正常的减数第一次分裂引起D．若无子代产生，则W的基因组成为XrY，由基因重组引起【变式探究】在普通的棉花中导入能控制合成毒素蛋白的B、D基因。已知棉花短纤维由基因A控制，现有一基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株(减数分裂时不发生交叉互换，也不考虑致死现象)自交子代出现短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维抗虫＝2∶1∶1，则导入的B、D基因位于()A．均在1号染色体上B．均在2号染色体上C．均在3号染色体上D．B在2号染色体上，D在1号染色体上真题感悟1.（2019江苏卷·4）下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种22019江苏卷·4）下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种3.（2019天津卷·6）囊鼠的体毛深色（D）对浅色（d）为显性，若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表现型频率，检测并计算基因频率，结果如图。下列叙述错误的是A．深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响B．与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率低C．浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、DdD．与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高12018海南卷，14）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22018江苏卷，4）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32018全国Ⅰ卷，6）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XD．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移42018海南卷，17）蜜蜂中，雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体，雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的。某对蜜蜂所产生子代的基因型为：雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd；雄蜂是AD、Ad、aD、ad。这对蜜蜂的基因型是()A．AADd和adB．AaDd和aDC．AaDd和ADD．Aadd和AD52018天津卷，2）芦笋是雌雄异株植物，雄株性染色体为XY，雌株为XX；其幼茎可食用，雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是()A．形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导B．幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程C．雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XXD．与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组62018海南卷，18）为判断生活在不同地区的两个种群的鸟是否属于同一物种，下列做法合理的是A．了解这两个种群所在地区之间的距离后作出判断B．观察这两个种群个体之间是否存在生殖隔离现象C．将两个种群置于相同环境条件下，比较其死亡率D．将两个种群置于相同环境条件下，比较其出生率72018海南卷，24）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12017年江苏卷，7）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22017年江苏卷，27）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。32017年天津卷，9）玉米自交系（遗传稳定的育种材料）B具有高产、抗病等优良性质，但难以直接培育成转基因植株，为使其获得抗除草剂性状，需依次进行步骤I、II试验。Ⅰ.获得抗除草剂转基因玉米自交系A，技术路线如下图。（1）为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，选择的原则是（单选）。①Ti质粒内，每种限制酶只有一个切割位点②G基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点③酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相同④酶切后，Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同（2）下表是4种玉米自交系幼胚组织培养不同阶段的结果。据表可知，细胞脱分化时使用的激素是,自交系的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。（3）农杆菌转化愈伤组织时，T-DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞。筛选转化的愈伤组织，需使用含的选择培养基。（4）转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织也可能在选择培养基上生长。含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。用K分别处理以下愈伤组织，出现蓝色的是（多选）。A．无农杆菌附着的未转化愈伤组织B．无农杆菌附着的转化愈伤组织C．农杆菌附着的未转化愈伤组织D．农杆菌附着的转化愈伤组织（5）组织培养获得的转基因植株（核DNA中仅插入一个G基因）进行自交，在子代含G基因的植株中，纯合子占。继续筛选，.最终选育出抗除草剂纯合自交系A。II．通过回交使自交系B获得抗除草剂性状（6）抗除草剂自交系A（GG）与自交系B杂交产生F1，然后进行多轮回交（下图）。自交系B作为亲本多次回交的目的是使后代。（7）假设子代生活力一致，请计算上图育种过程F1、H1、H2、H3各代中含G基因植株的比例，并在图1中画出对应的折线图。若回交后每代不进行鉴定筛选，直接回交，请在图2中画出相应的折线图。（8）下表是鉴定含G基因植株的4种方法。请预测同一后代群体中，4种方法检出的含G基因植株的比例，从小到大依次是。方法检测对象检测目标检出的含G基因植株的比例PCR扩增基因组DNAG基因x1分子杂交总mRNAG基因转录产物x2抗原-抗体杂交总蛋白质G基因编码的蛋白质x3喷洒除草剂幼苗抗除草剂幼苗x4对Hn继续筛选，最终选育出高产、抗病、抗除草剂等优良性状的玉米自交系42017年北京卷，30）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。52017年江苏卷，30）某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料，开展芹菜染色体核型分析实验。图1、图2是从两种材料的30个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题：（1）将剪取的芹菜幼根置于2mmol/L的8-羟基喹啉溶液中处理，以提高根尖细胞中有丝分裂的 期细胞的比例，便于染色体观察、计数。（2）实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞，目的是。再用低浓度的KCl处理一段时间，使细胞适度膨胀，便于细胞内的更好地分散，但处理时间不能过长，以防细胞。（3）图1是细胞的染色体，判断的主要依据是。（4）分析根尖细胞染色体核型时，需将图像中的进行人工配对;根据图1、图2能确定该品种细胞中未发生的变异类型有（填下列序号）。①基因突变②单体③基因重组④三体1.（2016上海卷.23）导致遗传物质变化的原因有很多，图8字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是A.突变和倒位B.重组和倒位C.重组和易位D.易位和倒位2.（2016海南卷.23）减数分裂过程中出现染色体数目异常，可能导致的遗传病是A．先天性愚型B．原发性高血压C．猫叫综合征D．苯丙酮尿症3.（2016海南卷.24）下列叙述不属于人类常染色体显性遗传病遗传特征的是A．男性与女性的患病概率相同B．患者的双亲中至少有一人为患者C．患者家系中会出现连续几代都有患者的情况D．若双亲均无患者，则子代的发病率最大为3/44.（2016海南卷.25）依据中心法则，若原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，则该DNA序列的变化是A．DNA分子发生断裂B．DNA分子发生多个碱基增添C．DNA分子发生碱基替换D．DNA分子发生多个碱基缺失5.（2016江苏卷.12）下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是A.杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点B.基因pen的自然突变是定向的C.基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料D.野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离6.（2016江苏卷.14）右图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异（字母表示基因）。下列叙述正确的是A.个体甲的变异对表型无影响B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C.个体甲自交的后代，性状分离比为3:1D.个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常7.（2016天津卷.5）枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：枯草杆菌核糖体S12蛋白第55-58位的氨基酸序列链霉素与核糖体的结合在含链霉素培养基中的存活率（%）野生型能0突变型不能注P:脯氨酸；K赖氨酸；R精氨酸下列叙述正确的是A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变8.（2016北京卷.3）豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。20世纪90年代初，F区豹种群仅剩25只，且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡，由T区引入8只成年雌豹。经过十年，F区豹种群增至百余只，在此期间F区的A.豹种群遗传（基因）多样性增加B.豹后代的性别比例明显改变C.物种丰（富）度出现大幅度下降D.豹种群的致病基因频率不变9.（2016新课标Ⅲ卷.32）基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题：（1）基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者。（2）在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以为单位的变异。（3）基因突变既可由显性基因突变为隐性基因（隐性突变也可由隐性基因突变为显性基因（显性突变）。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子代中能观察到该显性突变的性状；最早在子代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子代中能分离得到隐性突变纯合体。10.（2016北京卷.3018分）研究植物激素作用机制常使用突变体作为实验材料，通过化学方法处理萌动的拟南芥种子可获得大量突变体。（1）若诱变后某植株出现一个新形状，可通过交判断该形状是否可以遗传，如果子代仍出现该突变性状，则说明该植株可能携带性突变基因，根据子代，可判断该突变是否为单基因突变。（2）经大量研究，探明了野生型拟南芥中乙烯的作用途径，简图如下。由图可知，R蛋白具有结合乙烯和调节酶T活性两种功能，乙烯与结合后，酶T的活性，不能催化E蛋白磷酸化，导致E蛋白被剪切，剪切产物进入细胞核，可调节乙烯相应基因的表达，植株表现有乙烯生理反应。（3）酶T活性丧失的纯合突变体（1#）在无乙烯的条件下出现（填“有”或“无”）乙烯生理反应的表现型，1#与野生型杂交，在无乙烯的条件下，F1的表现型与野生型相同。请结合上图从分子水平解释F1出现这种表现型的原因：。（4）R蛋白上乙烯结合位点突变的纯合体（2#）仅丧失了与乙烯结合的功能。请判断在有乙烯的条件下，该突变基因相对于野生型基因的显隐性，并结合乙烯作用途径陈述理由：。（5）番茄中也存在与拟南芥相似的乙烯作用途径，若番茄R蛋白发生了与2#相同的突变，则这种植株的果实成熟期会。12.（2016上海卷.一）回答下列有关生物进化与多样性的问题。（9分）图11显示太平洋某部分岛屿上几种鸟类的分布及迁徙情况。图12显示其中的S鸟不同种群的等位基因频率与代数的关系，其中n代表种群的个体数。31.图11显示，相对于X岛，Y岛上的鸟多样性减小。32.S鸟有黑羽（AA）、杂羽（Aa）、灰羽（aa）三种表现型，当S鸟迁至Y岛后，在随机交配产生的后代中统计发现灰羽个体只占1%，Y岛S鸟种群中A基因的频率为。估算Y岛S鸟密度的调查方法一般采用。33.经过多个阶段的迁移，在各岛上发现源于S鸟的14种鸟，此类现象称为。34.据图12判断，随着繁殖代数的增加，下列表述正确的是（多选）。A.群体越小，某些基因消失的几率越大B.群体越小，种群基因越偏离原始种群C.群体越大，种群遗传多样性越易消失D.群体越大，种群纯合子越倾向于增加35.除自然因素外，影响鸟类群体数量的人为因素有（多选）。A.栖息地开发B.烈性病毒的出现C.栖息地污染D.栖息地因地震被岛屿化专题08生物的变异、育种与进化考情解读1.由五年的考频可以看出本专题在全国卷中考查的主要内容是基因频率，基因突变和染色体变异。2．在命题形式上，题目信息主要以文字形式呈现，考查学生对各类变异特点的理解和基因频率的计算。3．本专题知识以理解为主。基因突变、基因重组、染色体变异、现代生物进化理论的复习应注重理解，对育种的复习要联系遗传和变异的原理。重点知识械理【知识网络】知识点一、生物变异的类型、特点及判断1．生物变异的类型2．三种可遗传变异的比较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、诱发突变交叉互换、自由组合染色体结构变异、染色体数目变异原因DNA复制（有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期）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交叉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（不改变基因关系基因突变是生物变异的根本来源，为基因重组提供原始材料。三种可遗传变异都为生物进化提供了原材料【特别提醒】理清基因突变相关知识间的关系(如下图)（2）基因突变对性状的影响突变间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。由于密码子的简并性、隐形突变等情况也可能不改变生物的性状。（3）基因突变对子代的影响若基因突变发生在有丝分裂过程中，则一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖将突变的基因传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，则可以通过配子传递给后代。4、理清基因重组相关知识间的关系(如下图)。5、染色体变异（1）在光学显微镜下可以看到，染色体结构变异的四种类型可以通过观察减数分裂的联会时期染色体的形态进行判断（2）其中相互易位与四分体时期的交叉互换要注意区分，易位发生在两条非同源染色体之间，交叉互换发生在一对同源染色体之间。染色体数目变异发生在细胞分裂过程中，也可以在光学显微镜下看到，选择中期细胞观察。（3）染色体组数的判定染色体组是指真核细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条：A、一个染色体组中不含同源染色体，但源于同一个祖先种。B、一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。C、一个染色体组中含有控制该种生物性状的一整套基因，但不能重复6、染色体组和基因组a.有性染色体的生物其基因组包括一个染色体组的常染色体加上两条性染色体。b.没有性染色体的生物其基因组与染色体组相同。7、单倍体和多倍体的比较单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。多倍体由合子发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组。对于体细胞中含有三个染色体组的个体，是属于单倍体还是三倍体，要依据其来源进行判断：若直接来自配子，就为单倍体；若来自受精卵，则为三倍体。知识点二、生物变异在育种中的应用常见的几种育种方法的比较项目杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异常用①杂交→自交辐射诱变等花药离体培秋水仙素处理方法→选优→自交；②杂交→杂种养，然后用秋水仙素处理使其加倍，得到纯合体萌发的种子或幼苗优点使位于不同个体的优良性状集中在一个个体上可提高变异频率或出现新的性状，加速育种进程明显缩短育种年限器官巨大，提高产量和营养成分缺点时间长，需及时发现优有利变异少，需大量处理实验材料，具有不定向性①技术复杂；②与杂交育种相结合适用于植物，在动物中难于开展1、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。①若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。②有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。③若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。④若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种。⑤若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。⑥若实验植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。2、动、植物杂交育种中应特别注意语言叙述：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来确定基因型的方法。知识点三、基因频率及基因型频率的计算和现代生物进化理论1、基因频率与基因型频率的相关计算（1）．定义法：根据定义，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（2）．不同染色体上基因频率的计算若某基因在常染色体上，则：若某基因只出现在X染色体上，则：（3）通过基因型频率计算基因频率(1)在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。(2)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。(3)已知AA或aa的基因型频率，求A或a的频率经常用到开平方的方法。即：A(a)=(对于XY型性别决定的生物，雄性的伴性遗传除外)（4）根据遗传平衡定律计算设一对等位基因为A和a，其频率分别为p与q(p+q=1)。亲代AA和aa自然交配后F1具有AA、Aa、aa三种基因型，其频率如下列公式：p(A)+q(a)=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)，即AA的基因型频率为p2，Aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2，产生A配子频率为：p2+1/2×2pq=p2+pq=p(p+q)=p，产生a配子频率为：q2+1/2×2pq=q2+pq=q(p+q)=q。可知F1的基因频率没有改变。上式揭示了基因频率与基因型频率的关系，使用它时，种群应满足以下5个条件：种群大；种群个体间的交配是随机的；没有突变发生；没有新基因加入；没有自然选择。满足上述5个条件的种群即处于遗传平衡。2、种群是生物进化的基本单位(1)一个种群所含有的全部基因，称为种群的基因库。基因库代代相传，得到保持和发展。(2)种群中每个个体所含有的基因，只是基因库中的一个组成部分。(3)不同的基因在基因库中的基因频率是不同的。(4)生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。3、突变和基因重组是产生进化的原材料(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异。其中染色体变异和基因突变统称为突变。(2)基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。(3)突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。(5)突变是不定向的，基因重组是随机的，只为进化提供原材料，而不能决定生物进化的方向。4、自然选择决定生物进化的方向(1)种群中产生的变异是不定向的。(2)自然选择淘汰不利变异，保留有利变异。(3)自然选择使种群基因频率发生定向改变，即导致生物朝一个方向缓慢进化。5、隔离与物种的形成种群物种概念生活在一定区域的同种生物的全部个体；种群是生物进化和繁殖的单位。能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一群生物范围较小范围内的同种生物个体由分布在不同区域的同种生物的许多种群组成判断标准种群具备“两同”，即同一地点，同一物种；同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能产生可育后代主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代，不同物种间存在生殖隔离联系一个物种可以包括许多种群，如同一种立于可以生活在不同的池塘、湖泊中，形成一个个彼此呗陆地隔离的种群；同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能成为不同的亚种（或品种）。进而形成多个新物种。6、生物多样性之间的关系：知识点四、基因突变与生物性状的表现1．当基因发生突变时，其性状未必改变(1)当基因发生突变时，引起mRNA上密码子改变，但由于密码子的简并性，改变后的密码子若与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。(2)若基因突变为隐性突变，如AA中的一个A→a，此时性状也不改变。(3)某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响该蛋白质的功能。例如：由于基因突变使不同生物中的细胞色素C中的氨基酸发生改变，其中酵母菌的细胞色素C肽链的第十七位上是亮氨酸，而小麦是异亮氨酸，尽管有这样的差异，但它们的细胞色素C的功能都是相同的。(4)由于性状的多基因决定，某基因改变，但共同作用于此性状的其他基因未改变，其性状也不会改变。如：香豌豆花冠颜色的遗传。当C和R同时存在时显红花，不同时存在时不显红色。所以由ccrr突变成ccRr时也不引起性状的改变。(5)体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因，或若为父方细胞质内的DNA上某个碱基对发生改变，则受精后一般不会传给后代。(6)性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。(7)在某些母性效应的遗传中(锥实螺螺壳旋转方向的遗传)，如果母本为aa者，子代基因由aa突变为Aa或者AA，性状也不发生改变。(8)在某些从性遗传中(如女性只有AA才表现为秃顶)，某性别的个体的基因型由aa突变为Aa时性状也不会改变。2．有些情况下基因突变会引起性状的改变。如显性突变：即aa中的一个a突变为A，则直接引起性状的改变。3．基因突变产生的具有突变性状的个体能否把突变基因稳定遗传给后代，要看这种突变性状是否有很强的适应环境能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖稳定遗传给后代，否则为有害突变，会被淘汰知识点五、染色体组与几倍体的区别以及诱导染色体加倍实验1.单倍体、二倍体和多倍体的区别区别的方法可简称为“二看法”：一看是由受精卵还是由配子发育成的，若是由配子发育成的个体，是单倍体；若是由受精卵发育成的个体，二看含有几个染色体组，就是几倍体。2．单倍体植株、多倍体植株和杂种植株的区别(1)单倍体植株：长得弱小，一般高度不育。(2)多倍体植株：茎秆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，但发育迟缓结实率低。(3)杂种植株：一般生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强。3．低温或秋水仙素诱导染色体加倍实验的原理是：低温和秋水仙素一样，处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致分裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着丝点分裂后的染色体仍在一个细胞中，故细胞中的染色体数目加倍。如果用低温处理根尖，则在根尖分生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞，如果用低温处理植物幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。知识点六、基因突变、基因重组和染色体变异列表比较知识点七、几种育种方法的比较知识点八、有关生物进化的问题1.现代进化论与达尔文进化论比较(1)共同点：都能解释生物进化和生物的多样性、适应性。(2)不同点：达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，而现代进化论克服了这个缺点。达尔文的进化论着重研究生物个体的进化，而现代进化论强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。在达尔文学说中，自然选择来自过度繁殖和生存斗争，而现代进化论中，则将自然选择归结于不同基因型差异的延续，没有生存斗争，自然选择也在进行。2．改变基因频率的因素(1)突变对基因频率的影响从进化的角度看，基因突变是新基因的唯一来源，是自然选择的原始材料；即使没有选择作用的存在，突变对基因频率的影响也是巨大的。研究突变对遗传结构的影响时，仍然假定是一个无限大的随机婚配群体，除了突变以外没有其他因素的作用。(2)选择对基因频率的影响比较适应环境的个体生育率高，可以留下较多的后代，这样下一代群体中这一类基因型及相关基因的频率就会增加；反之，生育率低的个体留下的后代较少，下一代中有关的基因频率就会降低。因此，自然选择的结果总是使群体向着更加适应于环境的方向发展。①完全淘汰显性基因的选择效应若不利基因为显性，淘汰显性性状改变基因频率的速度很快。水稻育种中，人们总是选择半矮秆品种，淘汰高秆个体，而高秆基因对半矮秆基因是显性。某一群体中高秆基因和半矮秆基因的频率均为0.5，若只选留矮秆个体，淘汰高秆个体，下一代将全部为半矮秆，半矮秆基因的频率由0迅速上升为1，高秆基因的频率下降为0。若淘汰隐性性状，改变基因频率的速度就慢得多了。②完全淘汰隐性基因的选择效应在二倍体中，一对等位基因A、a可以有3种基因型：AA、Aa和aa。如果显性完全，AA和Aa的表现型相同，即性状相同，均不受选择的作用，选择只对aa起作用。这样的选择效率是比较慢的，即使隐性基因是致死的，而且也没有新产生的突变基因来补偿，在自然选择压力下，隐性有害基因仍然可以在群体中保持很多世代。3．物种形成和生物进化比较(1)生物进化：实质上是种群基因频率改变的过程，所以生物发生进化的标志为基因频率改变，无论变化大小，都属于进化的范围。(2)物种形成：种群基因频率改变至突破种的界限，形成生殖隔离，标志着新的物种形成，隔离是物种形成的必要条件。联系：生物进化，并不一定形成新物种，但新物种的形成一定要经过生物进化过程。基因频率的算法主要有三种：1．利用种群中一对等位基因组成的各基因型个体数求解种群中某基因频率＝种群中该基因总数/种群中该对等位基因总数×100%种群中某基因型频率＝该基因型个体数/该种群的个体数×100%2．利用基因型频率求解基因频率种群中某基因频率＝该基因控制的性状纯合体频率＋1/2×杂合体频率3．利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率(1)遗传平衡指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代保持不变。遗传平衡的种群中，某一基因位点上各种不同的基因频率之和以及各种基因型频率之和都等于1。(2)遗传平衡定律公式的推导和应用：遗传平衡群体中一对等位基因A、a的遗传平衡定律公式：设群体中A的基因频率为p，a的基因频率为q。由于种群中个体的交配是随机的，而且又没有自然选择，每个个体都为下一代提供了同样数目的配子，所以两性个体之间的随机交配可以归结为两性配子的随机结合，而且各种配子的频率就是基因频率。雄性个体产生的配子A频率为p、a配子频率为q，雌性个体产生的配子频率A为p、a配子频率为q。根据基因的随机结合，用下列式子可求出子代的基因型频率：♂(pA＋qa)×♀(pA＋qa)＝p2AA＋2pqAa＋q2aa＝1，即AA的基因频率为p2，Aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2。这一种群如果连续自交多代，它的进化趋势是没有发生变化，从基因频率上看是没有改变，而从基因型上看是杂合体所占比例愈来愈小，纯合体所占比例越来越大。高频者点突破高频考点一生物的变异例12017年江苏卷，27）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。（2）纯合花药单倍体（3）染色体分离配子组培苗（4）重组【解析】（1）具有育种价值的变异属于可遗传变异，需先确定遗传物质是否发生了变化。（2）变异株是个别基因的突变体，则利用杂交育种，通过连续自交、选育，使早熟基因逐渐纯合，培育成新品种。加快育种进程，缩短育种年限，则采用单倍体育种，即采集变异株的花药进行处理，获得单倍体，然后用秋水仙素处理单倍体幼苗，诱导染色体数目加倍，获得纯合子。（3）染色体组变异株中染色体组发生了变化，则减数分裂中染色体有多种联会方式，染色体分离时不规则，就会形成染色体数目不等、生活力很低的配子，结果不能完成受精作用，得不到足量的种子。育种③是植物组织培养，需不断制备组培苗，成本较高。（4）新品种1的形成是通过杂交育种培育形成，属于有性生殖，是基因重组的结果，新品种3是植物组织培养的结果，属于无性繁殖，基因没有重组，所以前者产生的多种基因型中只有一部分保留下来，后者全部保留下来。【变式探究】枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：枯草杆菌核糖体S12蛋白第55—58位的氨基酸序列链霉素与核糖体的结合在含链霉素培养基中的存活率(%)野生型 能0突变型 不能注P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸下列叙述正确的是()A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变【答案】A【解析】据表可知，核糖体S12蛋白结构改变后，突变型枯草杆菌的核糖体不能与链霉素结合，而在含链霉素培养基中的存活率为100%，说明突变型枯草杆菌对链霉素具有抗性，A项正确；链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B项错误；突变型是因为S12蛋白第56位的赖氨酸替换为精氨酸所致，该基因突变属于碱基对的替换，C项错误；链霉素不能诱发基因突变，只是对枯草杆菌起选择作用，D项错误。【变式探究】下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是()A．个体甲的变异对表型无影响B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常【答案】B【解析】据图可知个体甲的变异是缺失，个体乙的变异是倒位，均会导致表型异常，A和D选项错误。个体甲自交，后代可能出现缺失染色体纯合个体致死现象，后代性状分离比不一定是3∶1，C项错误。个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常，B项正确。高频考点二生物的育种例22019江苏卷·4）下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种【答案】C【解析】基因重组是在有性生殖的过程，控制不同性状的基因的重新组合，会导致后代性状发生改变，A错误；基因突变会导致DNA的碱基序列发生改变，但由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会导致生物体性状发生改变，B错误；二倍体花药离体培养获得的单倍体高度不孕，但是用秋水仙素处理后使得其染色体数目加倍，为可育的二倍体，且肯定是纯种，C正确；多倍体的染色体组数如果奇倍数的增加（如三倍体其后代遗传会严重的不平衡，在减数分裂形成配子时，同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，因此不利于育种，D错误。【举一反三】（2017年北京卷，30）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。【答案】（1）10减数染色体组（2）①卵细胞②紫粒亲本是杂合子aaRr/Aarr③单倍体籽粒胚的表现型为白色，基因型为ar；二倍体籽粒胚的表现型为紫色，基因型为AaRr；二者籽粒胚乳的表现型为紫色，基因型为AaaRrr。（3）用G和H杂交，将所得F1为母本与S杂交；根据籽粒颜色挑出单倍体【解析】（1）单倍体玉米体细胞染色体数目与本物种配子染色体数目相同，为20/2=10。单倍体细胞中无同源染色体，减数分裂过程中染色体无法联会，染色体随机分配，导致配子中无完整的染色体组。(2)①由图可以看出，单倍体子代PCR结果与母本完全相同，说明单倍体的胚由母本的卵细胞发育而来。②A、a与R、r独立遗传，共同控制籽粒的颜色，紫粒玉米与白粒玉米杂交出现性状分离的原因是紫粒亲本是杂合子，两对等位基因各自相互分离后，非等位基因发生了自由组合；根据紫∶白=3∶5的性状分离比，紫粒占3/8，由“3/8=3/4×1/2”可推出亲本中紫粒玉米的基因型为双杂合，白粒玉米的基因型为单杂合+隐形基因，即aaRr/Aarr。③根据图中的亲本的基因型可知，二倍体籽粒的颜色应为紫色，基因型为AaRr；单倍体籽粒由母本的配子发育而来，所以其基因型为ar。胚乳都是由一个精子（基因组成AARR）和两个极核（基因组成都为ar）结合后发育而来，基因型为Aa