生物的变异与进化（教学案）公开课

专题08生物的变异与进化

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

一、生物变异的类型、特点及判断

1.生物变异的类型

不可遗传的变异

表现型=基因型（改变）+环境条件（改变）

fI\厂基因突变-i*

可遗传的变异后|一基因重组［一」

L染色体变异」

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

适生物自然状态下能进行有

所有生物真核生物

用种类性生殖的生物

范生殖

无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖

围方式

染色体结构变异、染色体

类型自然突变、诱发突变交叉互换、自由组合

数目变异

减/数分裂时非同源染

内外因素影响使染色体

DNA复制（有丝分裂间期、色体上的非等位基因

结构出现异常，或细胞分

原因减数分裂第一次分裂的间自由组合或同源染色

裂过程中，染色体的分开

期）过程出现差错体的非姐妹染色单体

出现异常

间发生交叉互换

产生新的基因（改变基因的产生新的基因型（不改基因数目或基因排列顺

实质

质，不改变基因的量）变基因的质，一般也不序发生改变（不改变基因

改变基因的量，但转基的质）

因技术会改变基因的

量）

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

关系

都为生物进化提供了原材料

1）理清基因突变相关知识间的关系（如下图）

(1)

低频性一

诱变因素

厂碱基对（增添、缺失、替换）

随机性一复制差错

基

I因

碱基序列（局部改变）

基因结构突

普遍性一

（改变）变

-遗传信息（局部改变）

多害性

突变基因（a）一

不定向性（等位基因）一新的基因型

进化的原始材料新的性状新的表现型

（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。

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杂交一自交一辐射诱变等花药离体培养，秋水仙素处理萌

方法选优f自交；②然后用秋水仙素发的种子或幼苗

杂交f杂种处理使其加倍，

得到纯合体

优点使位于不同可提高变异明显缩短育器官巨大，

个体的优良性状频率或出现新的种年限提高产量和营养

集中在一个个体性状，加速育种成分

上进程

缺点时间长，需有利变异①技术复适用于植

及时发现优良性少，需大量处理杂；②与杂交育物，在动物中难

状实验材料，具有种相结合于开展

不定向性

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F“&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。

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

基因频率=该基因W霞皤i的总数3100%

(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：

基因频率=温燃瓷X100%

若某基因只出现在X染色体上，则：

基因频率=2X女性焉鬻事矗个体数X1°。％

(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=l)»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+1/2X2pq=p2+pq=p(p+q)=p,产生a配

子频率为：q2+l/2X2pq=q2+pq=q(p+q)=q。可知Fl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；种能够在自然状态下相互交

群是生物进化和繁殖的单位。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

判断种群具备“两同”，即同一地点，同一物种；主要是形态特征和能否自

标准同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能产由交配产生可育后代，不同物

生可育后代种间存在生殖隔离

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：

根本原因转录、翻却直接原因一►物种多样性

基因(遗传信息)\、蛋白质的多样性

“俞前直接［定向选择*

变异的不定向性,无机环境多样性一►生态系统多样性

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，会被淘汰掉。

4.基因突变的原因实例

复制

野生型野生型基因r温度骤变

基因

短波辐射

诱变因素V化学污染

复某些病毒、细菌

制I代谢异物

「碱基对（增添、缺失或改变）

曹鬻碱上序列｛黛蠹鬻

构变化[I部分密码移位

7遗传信息改变

突变型基因

新性状

野生型I

性状变异

实例：假设“一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生

型性状变为突变型性状（即新性状）”，可知突变基因为显性基因

可设野生型为显性A,突变型为隐性a,则野生型AA的一条突变

即一个A变为a,最终是Aa,可知还是野生型性状。所以不成立；

再设野生型为隐性a,突变型为显性A,则野生型aa的一个a突变

为A,最终得到Aa的基因型就是突变性状。所以基因突变后，若

性状发生了改变,则突变为显性突变

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。

六、基因突变、基因重组和染色体变异列表比较

项目基因突变基因重组染色体变异

自然状态下.只发

所有生物(包括病

适生物生在其核生物的真核生物细胞增

毒)均可发生，具

用种类有性生殖过程中，殖过程均可发生

有普遍性

范细胞核遗传

围无性生殖、无性生殖、

生殖有性生殖

有性生殖有性生殖

可分为自然突变

染色体结构的改

和诱发突变，也可自由组合型、

类型变、染色体数目的

分为显性突变和交叉互换型

变化

隐性突变

有丝分裂间期和减数1前期和减

发生时间细胞分裂期

减数I间期数I后期

产生新的基因（产产生新的基因型，

不产生新的基因，

生了它的等位基但不可以产生新

产生结果但会引起基因数

因）、新的基因型、的基因和新的性

目或顺序变化

新的性状状

光镜下均无法检出,可根据是否有新

镜检光镜下可检出

性状或新性状组合确定

基因的分子结构原有基因的重新

染色体结构或数

发生改变，产生了组合•产生了新的

目发生改变，没有

新的基因，改变了基因型，使性状重

本质产生新的基因.基

基因的“质”，出现新组合，但未改变

因的数量可发生

了新性状，但没有基因的“质'’和

改变

改变基因的“量”“量”

不同个体间的杂

外界条件剧变和

交，有性生殖过程存在染色体的真

条件内部因素的相互

中的减数分裂和核生物

作用

受精作用

普遍性、随机性、

原有基因的重新

特点不定向性、低频率存在普遍性

组合

性、多害少利性

新基因产生的途是生物产生变异

对生物的进化有

径，生物变异的根的来源之一，是生

意义一定的意义，如形

本来源，也是生物物进化的重要因

成多倍体新物种

进化的原材料素之一

发生可能性小，突变频非常普遍，产生的

可能性较小

可能性率低变异类型多

杂交育种、基因工单倍体育种、多倍

应用诱变育种

程、细胞工程体育种

产生配子种类多、

生物产生新的基因,丰

组合方式多.受精变异种类多

多样性富了基因文库

卵多

果蝇的白眼、镰刀无子西瓜的培育

实例豌豆杂交等

型细胞贫血症等等

①三者均属于可遗传的变异,都为生物的进化提供了原

材料；②基因突变产生新的基因,为进化提供了最初的

原材料,是生物变异的根本来源；基因突变为基因重组

提供大量可供自由组合的新基因,基因突变是基因重组

联系

的基础；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基

因重组和基因突变均产生新的基因型,可能产生新的表

现型

七、几种育种方法的比较

在杂交育种中应用最为普遍的是品种间杂交（两个或多个

品种间的杂交），其次是远缘杂交（种间以上的杂交）。在

杂交育种时，应采用基因纯合体作亲本•正确识别表现型

杂交育种

和基因型的区别。对杂种来说，表现型相同的个体，基因

型却不一定相同。纯合体不再分离，而杂合体后代继续出

现分离。掌握了这个原理.就能有效地指导育种工作

指用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从

诱变育种变异群体中选择符合人们某种要求的植株，进而培育成新

的品种或种子的育种方法

目前人工诱导产生多倍体的方法有物理及化学两类办法。

物理方法包括温度骤变、离心力处理、机械创伤刺激及X

多倍体

射线处理等；化学方法为利用化学物质处理，例如秋水仙

育种

素、咖啡碱、蔡并乙烷及三氯甲烷等,其中以秋水仙素效果

较好、采用较多

先选择亲本,进行有性杂交•再用人工方法获得单倍体，常

用方法是花药离体培养（花药离体培养法就是取E代的

单倍体花药置于特定的培养基上培养，利用细胞的全能性，诱导

育种花粉长成植株）然后经过人工诱导（秋水仙素处理）使其染

色体数目加倍。加倍后的植株不仅正常可育，而且完全纯

合，最后选择所需要的类型

利用根据人类所需，选择某些生物特定基因或DNA片段用转

“基因基因的手段导入其他生物细胞中，定向改变生物体的遗传

工程”物质（基因型）.使其在性状、营养品质等方面向人类所需

育种的目标转变

植物

体细用来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细

利用胞杂胞,并且把杂种细胞培育成新植物体的方法

“细胞交

工程”

细胞

育种把一种生物的细胞核移植到另一种生物的去核卵

核移

细胞中，再把该细胞培育成一个新的生物个体

植

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0o

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

区别：

(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X100%

种群中某基因型频率=该基因型个体数/该种群的个体数X100%

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+1/2X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)X(pA+qa)=p2AA+2pqAa+q2aa=1,即AA的基因频率为p*Aa的基因型频率为2pq,aa的基因型

频率为q%

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。

卜高频考点突破

考点一生物的变异

例1.(2017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:

育种方法①育种方法②育种方法③

(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，这是因为新品利”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。

【答案】(1)遗传

(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，则利用杂交肓种，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）新品和7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】（2016•高考天津卷）枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表:

枯草核糖体S12蛋白第55链霉素与核在含链霉素培养基中的

杆菌—58位的氨基酸序列糖体的结合存活率（盼

野生型…-P-国-K-P-…能0

突变型…・P-国P-…不能100

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

1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捱毒素结合，而在

含捱毒素培养基中的存活率为100%,说明突变型枯草杆菌对琏毒素具有抗性，A项正确；捱毒素通过与核

糖体结合抑制其翻浮功能，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】（2016•高考江苏卷）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3：1

D.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：I,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。

考点二生物的育种

例2.（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。

M1234M：标准DNA片段

I：突变体S（父本）

2：普通玉米（母本）

3：F,单倍体胚

4：F,二倍体胚

Si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o

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

P?忤通玉米x&突变体S

白粒aarr।（紫粒.AARR）

F|二倍体籽粒单倍体籽粒

请根据R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/Aarr

③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，将所得以为母本与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、工独立遗传，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=3/4Xl/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aro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AaaRrro（3）按照（2）③中的方法，可将G和H杂交，得到

F”再以F,为母本授以突变体S的花粉，根据籽粒颜色挑出单倍体；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

【答案】D

【解析】多倍体育种不涉及植物组织培养技术，故A错误；杂交育种只能获得新品利,,不能获得新物

种，故B错误；秋水仙素在诱变育种中诱发细胞发生突变，作用于分裂间期，在多倍体育种中抑制细胞中

纺锤体的形成，作用于细胞分裂的前期，故C错误；单倍体育种的优点是明显缩短育种年限，杂交育种除

得到重组类型纯合子外，另一个重要的应用是获得具有杂种优势的个体，故D正确。

【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

的是

幼

选育

株

射»④植

线

长

处自然生

理

③