資源簡介

第三單元　生物的變異、育種和進化
第一講　基因突變和基因重組
考綱要求
1．基因重組及其意義　Ⅱ
2．基因突變的特征和原因　Ⅱ
考點一　基因突變
1．實例：鐮刀型細胞貧血癥
(1)癥狀：紅細胞呈鐮刀狀，運輸氧氣的能力降低，易破裂造成溶血性貧血，嚴重時會導致死亡。
(2)直接原因：紅細胞的血紅蛋白分子上一個氨基酸發生改變，由正常的谷氨酸變成了纈氨酸。
(3)根本原因：基因突變，即基因中的一個堿基對發生改變。
2．概念
由于DNA分子中發生堿基對的替換、增添和缺失而引起的基因結構的改變。
3．時間
主要發生在有絲分裂間期或減數第一次分裂前的間期。
4．誘發因素(連線)
5．突變特點
(1)普遍性：一切生物都可以發生。
(2)隨機性：生物個體發育的任何時期和部位。
(3)低頻性：自然狀態下，突變頻率很低。
(4)不定向性：一個基因可以向不同方向發生突變，產生一個以上的等位基因。
(5)多害少利性：可能破壞生物體與現有環境的協調關系。
6．意義
(1)新基因產生的途徑。
(2)生物變異的根本來源。
(3)生物進化的原始材料。
真題重組，判斷正誤。
(1)用紫外線等處理青霉菌選育高產青霉素菌株與用甲基綠和吡羅紅對細胞染色觀察核酸分布所用核心技術相同(2016·全國卷Ⅲ，2C)(　×　)
(2)抗性突變體若為基因突變所致，則再經誘變不可能恢復為敏感型(2014·浙江理綜，6C)(　×　)
(3)某二倍體植物染色體上的等位基因B1突變為B2可能是由于堿基對替換或堿基對插入造成的(2013·海南，22A改編)(　√　)
(4)在誘導菊花莖段形成幼苗的過程中不會同時發生基因突變與基因重組(2013·四川高考，1C)(　√　)
1．基因突變對生物除了有害，就是有利，對嗎？
[提示]不對。事實上，基因突變的結果有三種情況：有的突變對生物是有利的，有的突變對生物是有害的，有的突變對生物既無害也無利，是中性的。(基因突變后，由于密碼子簡并性等原因生物性狀不發生改變，則突變對生物既無害，也無利。)
2．為什么DNA復制時容易發生基因突變？
[提示]DNA復制時雙螺旋結構打開，結構不穩定，容易發生差錯。
3．若DNA分子中某基因缺失，屬于基因突變嗎？
[提示]不屬于。屬于染色體結構變異。
重 難 精 講
1．基因突變概念圖解
2．類型
(1)顯性突變：如a→A，該突變一旦發生即可表現出相應性狀。
(2)隱性突變：如A→a，突變性狀一旦在生物個體中表現出來，該性狀即可穩定遺傳。
3．基因突變與性狀的關系
(1)基因突變引起生物性狀的改變
類型 影響程度 對氨基酸的影響(不考慮終止密碼子)
替換 小 只改變1個(或不改變)氨基酸
增添 大 插入位置前不影響，影響插入位置后的序列
缺失 大 缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列
(2)基因突變未引起生物性狀改變的原因
①突變發生在基因的非編碼區。
②根據密碼子的簡并性，有可能翻譯出相同的氨基酸。
③由純合子的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。
4．基因突變對子代的影響
(1)基因突變發生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可以通過無性生殖傳遞給后代。
(2)如果發生在減數分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。
[易錯警示]
由基因突變可聯系的知識
(1)聯系細胞分裂：在細胞分裂間期，DNA復制時，DNA分子雙鏈打開，脫氧核苷酸鏈極其不穩定，容易發生堿基對的變化。
(2)聯系細胞癌變：癌細胞就是原癌基因和抑癌基因發生基因突變所致。
(3)聯系生物育種：誘變育種就是利用基因突變的原理進行的。
(4)聯系生物進化：基因突變為生物進化提供原始材料。
精 準 命 題
例1　(2018·甘肅天水一中段考)關于基因突變的說法，錯誤的是(　C　)
A．基因突變一定會導致基因結構的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變
B．基因突變會產生新的基因，基因種類增加，但基因的數目和位置并未改變
C．基因突變只發生在分裂過程中，高度分化的細胞不會發生基因突變
D．RNA病毒中突變指RNA中堿基的改變、增添和缺失，其突變率遠大于DNA的突變率
[解析]　基因突變一定會導致基因結構的改變，由于密碼子的簡并性等原因，基因突變不一定引起生物性狀的改變，A正確；基因突變普遍存在，可以發生在分裂的細胞中，也可以發生在高度分化的細胞中，C錯誤；RNA病毒的遺傳物質是RNA單鏈，結構不穩定，其突變率遠大于DNA的突變率，D正確。
技巧點撥
理解基因突變的四個易錯點
(1)誘變因素可以提高突變頻率，但不能決定基因突變的方向。
(2)基因突變是DNA分子水平上基因內部堿基對種類和數目的改變，基因的數目和位置并未改變。
(3)基因突變一定會導致基因結構的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變。
(4)基因突變的利害性取決于生物生存的環境條件。例如，昆蟲突變產生的殘翅性狀，若在陸地上則為不利變異，而在多風的島嶼上則為有利變異。
〔對應訓練〕
1．(2015·海南卷，19)關于等位基因B和b發生突變的敘述，錯誤的是(　B　)
A．等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因
B．X射線的照射不會影響基因B和基因b的突變率
C．基因B中的堿基對G C被堿基對A T替換可導致基因突變
D．在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導致基因b的突變
[解析]　基因突變具有不定向性，A項正確；物理因素如X射線等可提高突變率，B項錯誤；基因中堿基對的替換、增添或缺失均可引起基因突變，C項、D項正確。
2．(2018·豫南九校第二次質量考評)如果一個基因的中部缺失了1個核苷酸對，不可能的后果是(　A　)
A．沒有蛋白質產物
B．翻譯為蛋白質時在缺失位置終止
C．控制合成的蛋白質減少多個氨基酸
D．翻譯的蛋白質中，缺失部位以后的氨基酸序列發生變化
[解析]　缺失核苷酸的位置在基因的中部，所以缺失位置之前的基因仍能正常表達形成相應的蛋白質，A錯誤；基因的中部缺失了一個核苷酸對，有可能使其轉錄的信使RNA上的密碼子在這個位置發生變化，變成終止密碼子，這樣翻譯過程就可能在缺失位置終止，從而使所控制合成的蛋白質減少多個氨基酸，B、C正確；基因的中部缺失了一個核苷酸對，有可能使其轉錄的信使RNA上的密碼子在這個位置開始發生變化，致使翻譯所形成的蛋白質在缺失部位以后的氨基酸序列發生變化，D正確。
考點二　基因重組
1．概念
2．類型
類型 發生時期 實質
自由組 合型 減Ⅰ后期 非同源染色體上的非等位基因自由組合
交叉互換型 減Ⅰ前期 同源染色體上的等位基因隨非姐妹染色單體交換而交換
3．結果
產生新的基因型，導致重組性狀出現。
4．應用
雜交育種。
5．意義
(1)是生物變異的來源之一；(2)為生物進化提供材料；(3)是形成生物多樣性的重要原因之一。
巧學妙記：
巧判基因突變與基因重組
變異個體數量→
易錯整合，判斷正誤。
(1)同源染色體的非姐妹染色單體的交換可引起基因重組(　√　)
(2)純合子自交因基因重組導致子代性狀分離(　×　)
(3)減數分裂四分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導致基因重組(　×　)
(4)非同源染色體自由組合，導致在減數分裂過程中發生基因重組(　√　)
根據細胞分裂圖示確定變異的類型
比較項目
分裂類型
變異類型
[提示]有絲分裂　減數分裂　基因突變　基因突變或基因重組
重 難 精 講
1．基因突變與基因重組的比較
項目 基因突變 基因重組
發生 時間 有絲分裂間期、減數第一次分裂前的間期 減數第一次分裂
發生 原因 在一定外界或內部因素作用下，DNA分子中發生堿基對的替換、增添和缺失，引起基因結構的改變 減數第一次分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，或非同源染色體上非等位基因的自由組合
適用 范圍 所有生物都可以發生 只適用于真核生物、有性生殖、細胞核遺傳
應用 通過誘變育種培育新品種 通過雜交育種使性狀重組，可培育優良品種
結果 產生新基因，控制新性狀 產生新的基因型，不產生新的基因
意義 是生物變異的根本來源，生物進化的原始材料 生物變異的重要來源，有利于生物進化
聯系 通過基因突變產生新基因，為基因重組提供自由組合的新基因，基因突變是基因重組的基礎
　[易錯警示]
(1)交叉互換≠基因重組。如果交叉互換發生在同源染色體之間叫基因重組；如果發生在非同源染色體之間叫易位，屬于染色體結構變異。
(2)精卵結合并沒有發生基因重組。來自父方、母方的染色體為同源染色體，每一對同源染色體上都有控制同一性狀的基因。
(3)基因重組在人工操作下也可以實現，如基因工程、肺炎雙球菌轉化中都發生了基因重組。
精 準 命 題
例2　(2018·新疆烏魯木齊質量監測)如圖所示同源染色體聯會時，兩條染色體上的基因發生交換，下列有關敘述正確的是(　A　)
A．發生圖中變化的一個精原細胞可以產生4種雄配子
B．該過程發生在減數分裂四分體時期的姐妹染色單體之間
C．該過程導致兩條染色單體上的A和a基因之間發生基因重組
D．圖示變異類型是生物變異的根本來源，對生物進化有重要意義
[解析]　發生圖中變化的一個精原細胞可以產生AX、aX，AY、aY4種配子，A正確；據圖分析可知，圖中同源染色體的非姐妹染色單體間發生了交叉互換，B錯誤；該過程導致同源染色體上的A和a這對等位基因與其他對等位基因之間發生基因重組，C錯誤；生物變異的根本來源是基因突變，圖示變異類型是基因重組；D錯誤。
技巧點撥
基因重組和基因突變判斷方法
(1)根據親代基因型判斷：
①如果親代基因型為BB或bb，而后代中出現b或B的原因是基因突變。
②如果親代細胞的基因型為Bb，而子代細胞中出現BB或bb的原因是基因突變或交叉互換。
(2)根據細胞分裂方式判斷：
①如果是有絲分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，則為基因突變。
②如果是減數分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，可能是基因突變或交叉互換。
(3)根據染色體圖示判斷：
①如果是有絲分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因不同，則為基因突變的結果。(如圖甲)
②如果是減數第一次分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因(同白或同黑)不同，則為基因突變的結果。(如圖甲)
③如果是減數第二次分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因(顏色不一致)不同，則為交叉互換(基因重組)的結果。(如圖乙)
〔對應訓練〕
3．(浙江高考改編)下列關于基因重組的敘述，正確的是(　C　)
A．雜交后代出現3∶1的分離比，不可能是基因重組導致的
B．聯會時的交叉互換實現了同源染色體上等位基因的重新組合
C．“肺炎雙球菌轉化實驗”中R型菌轉變為S型菌的原理是基因重組
D．雌雄配子結合形成受精卵時，能發生基因重組
[解析]　如果一對相對性狀是由非同源染色體上的兩對基因共同控制，則雜交后代出現3∶1的分離比，可能是基因重組導致的，A錯誤；聯會時的交叉互換實現了同源染色體上非等位基因的重新組合，B錯誤；S型菌的DNA能進入R型菌，并與R型菌的DNA重新組合，進而將R型菌轉化為S型菌，因此無毒的R型菌轉化為有毒的S型菌屬于基因重組；C正確；有性生殖過程中基因重組發生在減數分裂產生配子的過程中，而不是受精作用過程中，D錯誤。
4．(2018·江蘇鹽城期中)下列有關基因重組的敘述，正確的是(　D　)
A．基因重組只能發生于真核生物的有性生殖過程中
B．基因重組發生于有絲分裂或減數分裂的后期
C．基因重組是通過產生新的基因而影響生物性狀的
D．一般情況下，水稻花藥內可發生基因重組，而根尖則不能
[解析]　R型肺炎雙球菌(原核生物)轉化為S型肺炎雙球菌的實質是基因重組，A錯誤；基因重組可發生在減數第一次分裂的前期或者后期，不能發生在有絲分裂過程中，B錯誤；基因重組通過產生新的基因型影響生物的性狀，C錯誤；花藥內形成精子的過程中可發生基因重組，根尖細胞只能進行有絲分裂，不能發生基因重組，D正確。
課末總結
1．〔思維導圖〕
2．〔高考必背語句〕
1．基因突變、基因重組和染色體變異都是可遺傳變異的來源，原因是三者遺傳物質都發生了變化。
2．基因突變是由于DNA分子中發生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結構的改變。
3．基因突變是新基因產生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料。
4．基因重組是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。基因重組也是生物變異的來源之一，對生物的進化也具有重要的意義。
5．基因重組來源于減數分裂形成配子時，非同源染色體上的非等位基因的自由組合及同源染色體上的非姐妹染色單體的交叉互換。
3．〔探究高考·明確考向〕
1．(2018·山西太原三中月考)下列關于基因突變的敘述，錯誤的是(　D　)
A．基因突變是指基因結構中堿基對的增添、缺失和替換
B．基因突變是由于基因中脫氧核苷酸的種類、數量和排列順序的改變而發生的
C．基因突變可以在一定的外界環境條件或生物內部因素的作用下引發
D．基因突變會改變染色體上基因的數量
[解析]　 基因突變是指基因中堿基對的增添、缺失和替換而引起的基因結構的改變，A正確；由于基因結構中堿基對的增添、缺失和替換，而導致基因中脫氧核苷酸的種類、數量和排列順序發生改變，B正確；基因突變可以自發產生，也可由外界因素誘發產生，C正確；基因突變只是染色體某一位點上基因的改變，但并沒有改變基因的數量，D錯誤。
2．(2018·江蘇卷，15)下列過程不涉及基因突變的是(　C 　)
A．經紫外線照射后，獲得紅色素產量更高的紅酵母
B．運用CRISPR/Cas9技術替換某個基因中的特定堿基
C．黃瓜開花階段用2,4 D誘導產生更多雌花，提高產量
D．香煙中的苯并芘使抑癌基因中的堿基發生替換，增加患癌風險
[解析]　A錯：基因突變是指由DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換等引起的基因結構的改變。紫外線、X射線及其他輻射能損傷細胞內的DNA，從而引起基因突變。B錯：運用CRISPR/Cas9技術替換某個基因中的特定堿基能引起基因結構的改變，屬于基因突變。C對：2,4 D屬于生長素類似物，其促進黃瓜產生更多雌花不涉及基因突變。D錯：香煙中的苯并芘使抑癌基因中的堿基發生替換，導致抑癌基因的結構發生改變，屬于基因突變。
3．(2018·全國卷Ⅰ，6)某大腸桿菌能在基本培養基上生長，其突變體M和N均不能在基本培養基上生長，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養基上生長，N可在添加了氨基酸乙的基本培養基上生長。將M和N在同時添加氨基酸甲和乙的基本培養基中混合培養一段時間后，再將菌體接種在基本培養基平板上，發現長出了大腸桿菌(X)的菌落。據此判斷，下列說法不合理的是(　C　)
A．突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失
B．突變體M和N都是由于基因發生突變而得來的
C．突變體M的RNA與突變體N混合培養能得到X
D．突變體M和N在混合培養期間發生了DNA轉移
[解析]　A對：突變體M不能在基本培養基上生長，但可在添加了氨基酸甲的培養基上生長，說明該突變體不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失。B對：大腸桿菌屬于原核生物，自然條件下其變異類型只有基因突變，故其突變體是由于基因發生突變而得來的。C錯：大腸桿菌的遺傳物質是DNA，突變體M的RNA與突變體N混合培養不能得到X。D對：突變體M和N在混合培養期間發生了DNA轉移，使基因重組，產生了新的大腸桿菌X。
第二講　染色體變異與育種
考綱要求
1．染色體結構變異和數目變異　Ⅱ
2．生物變異在育種上的應用　Ⅱ
考點一　染色體結構與數目的變異
1．染色體結構的變異
(1)類型(連線)
[答案]　(1)① Ⅲ－D__②－Ⅳ－C__③－Ⅰ－B__④__－Ⅱ－A
(2)結果：使排列在染色體上的基因的數目或順序發生改變，從而導致性狀的變異。
2．染色體數目變異
(1)類型
類型 實例
個別染色體的增減 21三體綜合征
以染色體組形式成倍增減 三倍體無子西瓜
(2)染色體組
①組成
如圖中雄果蠅體細胞染色體中的一個染色體組可表示為：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
②組成特點
a．形態上：細胞中的一組非同源染色體，在形態和功能上各不相同。
b．功能上：控制生物生長、發育、遺傳和變異的一組染色體。
(3)單倍體、二倍體和多倍體的比較
單倍體 二倍體 多倍體
發育 起點 配子 受精卵 受精卵
特點 植株弱小、 高度不育 正常可育 莖稈粗壯，葉、果實、種子較大，營養物質含量豐富
體細胞染 色體組數 1或多個 2個 ≥3個
形成過程 ↓受精作用 受精卵
形 成 原 因 自然 成因 單性生殖 正常的 有性生殖 外界環境條件劇變(如低溫)
人工 誘導 花藥離 體培養 － 秋水仙素處理萌發的種子或幼苗
實例 蜜蜂的雄蜂 幾乎全部動 物和過半數 的高等植物 香蕉(三倍體)，馬鈴薯(四倍體)
真題重組，判斷正誤。
(1)貓叫綜合征是由于特定的染色體片段缺失造成的(2015·全國Ⅱ，6A)(　√　)
(2)染色體增加某一片段可提高基因表達水平，是有利變異(2014·江蘇高考，7A)(　×　)
(3)XYY個體的形成及三倍體無子西瓜植株的高度不育均與減數分裂中同源染色體的聯會行為有關(2013·安徽高考，4改編)(　×　)
(4)基因突變與染色體結構變異通常都用光學顯微鏡觀察(2015·海南單科，21D)(　×　)
1．(教材必修2P85)基因突變中堿基對的增添、缺失與染色體結構變異中的重復、缺失有何區別？
[提示]①基因突變中堿基對的增添、缺失是基因內部結構的變化，該基因還存在，只是變為原來的等位基因；而染色體結構變異中的重復、缺失是某個基因或染色體片段重復出現或減少。②基因突變中堿基對的增添、缺失屬于分子水平的變化，在光學顯微鏡下觀察不到；染色體結構變異中的重復、缺失屬于細胞水平的變化，在光學顯微鏡下能觀察到。
2．(教材必修2P86中圖5－8)若果蠅的某細胞在減數第一次分裂后期X染色體和Y染色體沒有分離，最終形成的精子中含有的是不是一個染色體組？
[提示]不是。
3．(教材必修2P89中拓展題)(1)為何將一定濃度的秋水仙素溶液處理二倍體西瓜的芽尖？
(2)與二倍體西瓜雜交后請依次寫出當年四倍體母本植株上果皮、種皮、子葉、胚乳的染色體組數目：果皮4個、種皮4個、胚3個、胚乳5個。
(3)三倍體西瓜為什么無種子？真的一顆都沒有嗎？
(4)為減少連年制種的麻煩，是否有替代方法？
[提示](1)西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植株。
(3)三倍體植株不能進行正常的減數分裂形成生殖細胞，因此，不能形成種子。但并非絕對一顆種子都沒有，其原因是在進行減數分裂時，有可能形成正常的卵細胞。
(4)有其他的方法可以替代。方法一，進行無性繁殖。將三倍體西瓜植株進行組織培養獲取大量的組培苗，再進行移栽。方法二，利用生長素或生長素類似物處理二倍體未授粉的雌蕊，以促進子房發育成無種子的果實，在此過程中要進行套袋處理，以避免授粉。
重 難 精 講
1．染色體結構變異與基因突變、基因重組的辨析
(1)染色體易位與交叉互換
染色體易位 交叉互換
圖解
區 別 位置 發生于非同源染色體之間 發生于同源染色體的非姐妹染色單體間
原理 染色體結構變異 基因重組
觀察 可在顯微鏡下觀察到 在顯微鏡下觀察不到
(2)染色體結構變異與基因突變的判斷
2．“四法”判定染色體組的數量
(1)據細胞分裂圖像進行識別判斷
以生殖細胞中的染色體數為標準，判斷題目圖示中的染色體組數。如下圖所示：
①A為減數第一次分裂前期，染色體為4條，生殖細胞中染色體為2條，每個染色體組有2條染色體，該細胞中有2個染色體組。
②B為減數第二次分裂前期，染色體為2條，生殖細胞中染色體為2條，每個染色體組有2條染色體，該細胞中有1個染色體組。
③C為減數第一次分裂后期，染色體為4條，生殖細胞中染色體為2條，每個染色體組有2條染色體，該細胞中有2個染色體組。
④D為有絲分裂后期，染色體為8條，生殖細胞中染色體為2條，每個染色體組有2條染色體，該細胞中有4個染色體組。
(2)據染色體形態判斷
細胞內形態相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。
如下圖所示的細胞中，a中形態相同的染色體有3條，b中有2條，c中染色體各不相同，則可判定它們分別含3個、2個、1個染色體組。
(3)據基因型判斷
控制同一性狀的基因出現幾次，就含幾個染色體組——每個染色體組內不含等位基因或相同基因，如下圖所示：d～g中依次含4、2、3、1個染色體組。
(4)據染色體數與染色體形態數的比值判斷
染色體數與形態數的比值意味著每種形態染色體數目的多少，每種形態染色體有幾條，即含幾個染色體組。如果蠅該比值為8/4＝2，則果蠅含2個染色體組。
精 準 命 題
考向一　對染色體變異類型的辨析
例1　(2018·浙江溫州摸底)如下圖所示，圖1、圖2表示某種生物的部分染色體發生變異的示意圖，其中①和②、③和④互為同源染色體，則兩圖所示的變異(　D　)
A．均為染色體結構變異
B．基因的數目和排列順序均發生改變
C．均使生物的性狀發生改變
D．均可發生在減數分裂過程中
[解析]　圖1所示為同源染色體上非姐妹染色單體之間的交叉互換，屬于基因重組，圖2所示為染色體結構變異中的易位，A錯誤。交叉互換和易位均不會導致基因的數目發生改變，生物的性狀也不一定發生改變，B、C錯誤。基因重組和染色體變異均可發生在減數分裂過程中，D正確。
技巧點撥
“三看法”判斷生物變異的類型
(1)DNA分子內的變異
—
↓
—
↓
—
(2)DNA分子間的變異
—
↓
—
↓
—考向二　對與染色體變異相關的典型實例的考查
例2　已知西瓜紅色瓤(R)對黃色瓤(r)為顯性。圖中A是黃瓤瓜種子(rr)萌發而成的，B是紅瓤瓜種子(RR)長成的。據圖作答：
(1)秋水仙素的作用是抑制細胞有絲分裂過程中紡錘體的形成，使染色體數目加倍。
(2)G瓜瓤是黃色，其中瓜子胚的基因型是Rrr。
(3)H瓜瓤是紅色，H中無子的原理是三倍體植株減數分裂過程中，染色體聯會紊亂，不能形成正常的生殖細胞。
(4)生產上培育無子西瓜的原理是染色體數目變異，而培育無子番茄應用的原理是生長素促進果實發育。
[解析]　(1)秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，使染色體的著絲點分裂后，兩姐妹染色單體分開形成的子染色體不能分到兩個子細胞中去，引起染色體數目加倍。(2)用秋水仙素處理黃瓤(rr)西瓜的幼苗，使之形成四倍體的西瓜(rrrr)，植株開花后產生的卵細胞為rr。當它接受二倍體紅瓤(RR)西瓜的花粉后，子房壁發育成果皮(rrrr)，瓜瓤為黃色，受精卵的基因型為Rrr，發育成的胚為三倍體(Rrr)。第二年，三倍體的西瓜開花后，由于減數分裂過程中同源染色體聯會紊亂，不能產生正常的配子，所以當接受普通二倍體西瓜的花粉刺激后，發育成的三倍體西瓜中沒有種子。(3)無子西瓜的培育原理是染色體數目變異，而無子番茄的培育原理則是生長素促進果實發育。
技巧點撥
(1)無子西瓜培育過程中果實各部分染色體分析
　　　果實類型 比較項目　　　 第一年 所結果實 第二年 所結果實
果實位置 四倍體植株上 三倍體植株上
果皮染色體組數 4 3
種皮染色體組數 4 3
種子中染色體組數 3 無
(2)無子西瓜和無子番茄辨析
比較項目 無子西瓜 無子番茄
培育原理 染色體變異 生長素促進果實發育
無子原因 三倍體植物在減數分裂中同源染色體聯會紊亂，不能形成正常的配子而無子 未授粉，胚珠內的卵細胞沒有經過受精，所以果實中沒有形成種子
無子性狀 能否遺傳 能，結無子西瓜的植株經植物組織培養后，所結西瓜仍然無子 不能，結無子番茄的植株經植物組織培養后，所結番茄有子
所用試劑 秋水仙素 生長素
〔對應訓練〕
1．(2018·遼寧撫順一中月考)下圖是細胞中所含染色體，相關敘述不正確的是(　B　)
A．甲代表的生物可能是二倍體，其每個染色體組含一條染色體
B．乙代表的生物可能是二倍體，其每個染色體組含三條染色體
C．丙代表的生物可能是二倍體，其每個染色體組含三條染色體
D．丁代表的生物可能是單倍體，其一個染色體組含四條染色體
[解析]　甲圖代表的生物若是由受精卵發育形成的則為二倍體，若是由未受精的配子發育形成的則為單倍體，其有兩個染色體組，每個染色體組中有一條染色體，A正確。乙圖細胞中應含有三個染色體組，每個染色體組含有兩條染色體，代表生物若是由受精卵發育形成的則為三倍體，若是由未受精的配子發育形成的則為單倍體，B錯誤。丙圖細胞中應含有兩個染色體組，每個染色體組含三條染色體，代表的生物可能是二倍體，也可能是單倍體，C正確。丁圖細胞中四條染色體大小
形態各不相同，應屬于一個染色體組，該細胞若是體細胞，則代表生物為單倍體，D正確。
2．(2018·山東濰坊統考)下列關于染色體變異的敘述，正確的是(　D　)
A．貓叫綜合征是人的5號染色體增加某一片段引起的
B．染色體上不含致病基因的個體不可能患遺傳病
C．染色體倒位不改變基因數量，對個體性狀沒有不利影響
D．通過誘導多倍體的方法可解決植物遠緣雜交所得雜種不育的問題
[解析]　貓叫綜合征是人的5號染色體缺失某一片段引起的，A錯誤；染色體上不含有致病基因，但是染色體數目增加或減少也可能導致個體患遺傳病，B錯誤；染色體倒位可導致有些基因無法正常表達，生物的性狀可能發生改變，C錯誤；多倍體育種可以用秋水仙素或低溫誘導染色體加倍，使植物遠緣雜交得到的不育品種染色體加倍，從而能夠產生可育配子，D正確。
考點二　生物變異在育種上的應用
重 難 精 講
1．生物育種方式的比較(見表)
名稱 原理 方法 優點 缺點 應用
雜交 育種 基因 重組 ①雜交→自交→篩選出符合要求的表現型，通過自交至不發生性狀分離為止 ②培育雜合子品種：一般是選取純合雙親子一代 使分散在同一物種或不同品種中的多個優良性狀集中于同一個體上，即“集優” ①育種時間長 ②局限于同一種或親緣關系較近的個體 ③年年制種(培育雜合子) 用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥、雜交水稻、玉米
誘變 育種 基因 突變 ①物理：紫外線、α射線、微重力、激光等處理，再篩選 ②化學：秋水仙素、硫酸二乙酯處理，再篩選 提高變異頻率，加快育種進程，大幅度改良某些性狀 有利變異少，工作量大，需要大量處理供試材料 高產青霉菌、“黑農五號”大豆品種等的培育
單倍 體育 種 染色 體變 異 ①先將花藥離體培養，培養出單倍體植株 ②將單倍體幼苗經一定濃度的秋水仙素處理獲得純合子 明顯縮短育種年限，加快育種進程 技術復雜 用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥
多倍 體育 種 染色 體變 異 用一定濃度的秋水仙素處理萌發的種子或幼苗 植物莖稈粗壯，葉片、果實、種子均大，營養物質含量提高 技術復雜，發育延遲，結實率低，一般只適用于植物 三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥、四倍體水稻
基因 工程 育種 基因 重組 提取目的基因→目的基因與運載體結合→將目的基因導入受體細胞→目的基因的檢測與鑒定→篩選出符合要求的新品種 目的性強；育種周期短；克服了遠緣雜交不親和的障礙 技術復雜，安全性問題多 轉基因“向日葵豆”；轉基因抗蟲棉
[易錯警示]
不同育種方法需注意的問題
(1)誘變育種：多用于植物和微生物。原核生物不能進行減數分裂，所以不能運用雜交的方法進行育種，如細菌的育種一般采用的方法是誘變育種。誘變育種與雜交育種相比，前者能產生前所未有的新基因，創造變異新類型；后者不能產生新基因，只是實現原有基因的重新組合。
(2)雜交育種：不一定需要連續自交。若選育顯性優良純種，需要連續自交篩選，直至性狀不再發生分離；若選育隱性優良純種，則只要出現該性狀個體即可。
(3)花藥離體培養≠單倍體育種：花藥離體培養只是其中的一個程序，要想得到可育的品種，一般還需要用秋水仙素處理單倍體使染色體數目加倍。
2．辨析染色體變異及育種過程
(1)染色體變異中的可育、不可育與可遺傳的界定
①單倍體并非都不育。由二倍體的配子發育成的單倍體，表現為高度不育；多倍體的配子若含有偶數個染色體組，則其發育成的單倍體中含有同源染色體及等位基因，可育并能產生后代。
②“可遺傳”≠可育。三倍體無子西瓜、騾子、二倍體的單倍體等均表現為“不育”，但它們均屬可遺傳變異。
(2)單倍體育種與多倍體育種分析
①單倍體育種包括花藥離體培養和秋水仙素處理等過程，花藥離體培養只是單倍體育種的一個操作步驟。
②兩種育種方式都出現了染色體加倍情況：單倍體育種操作對象是單倍體幼苗，通過培養得到的植株是純合子；多倍體育種的操作對象是正常萌發的種子或幼苗。
精 準 命 題
例3　(2018·河北邯鄲一中期末)下列關于育種方法的敘述，正確的是(　C　)
A．繁育子代植株Ⅱ的原理是染色體變異，與植株Ⅲ用到的變異原理不相同
B．與得到植株Ⅲ相比，單倍體育種方法的優點是短時間獲得更多優良變異類型
C．植株Ⅰ的優點是保持親本的優良性狀，只要出現相關的表現型就可留種
D．植株Ⅳ和植株Ⅵ都會涉及用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗
[解析]　繁育植株Ⅱ與植株Ⅲ的原理都是基因重組，A錯誤；單倍體育種與雜交育種相比，優點是明顯縮短育種年限，B錯誤；植物組織培養和用莖繁殖均屬于無性繁殖，其優點是保持親本的優良性狀，后代不會出現性狀分離，C正確；植株Ⅳ是由單倍體幼苗經秋水仙素處理得到的純合子，D錯誤。
技巧點撥
育種方案的選取原則
育種目標 育種方案
集中雙親優良性狀 單倍體育種(明顯縮短育種年限)
雜交育種(耗時較長，但簡便易行)
使原品系實施“定向”改造 基因工程及植物細胞工程(植物體細胞雜交)育種
讓原品系產生新性狀(無中生有) 誘變育種(可提高變異頻率，期望獲得理想性狀)
使原品系營養器官“增大”或“加強” 多倍體育種
〔對應訓練〕
3．(2018·湖北武漢部分學校調研)如圖是三倍體無子西瓜育種的流程圖，以下說法錯誤的是(　A　)
A．四倍體母本上結出的西瓜，其果肉細胞內有三個染色體組
B．秋水仙素作用于細胞分裂前期，能夠抑制紡錘體的形成
C．上述三倍體無子西瓜的育種原理是染色體數目變異
D．三倍體植株所結的無子西瓜偶爾也會形成少量種子
[解析]　西瓜的果肉細胞是由母本的體細胞發育形成的，四倍體母本的體細胞為四倍體，因此四倍體母本上結出的西瓜，其果肉細胞內有四個染色體組，A錯誤；秋水仙素作用于細胞分裂前期，能夠抑制紡錘體的形成，導致在后期加倍后的染色體不能移到細胞的兩極，從而形成染色體數目加倍的細胞，B正確；三倍體無子西瓜的育種原理是染色體數目變異，C正確；三倍體植株在減數分裂時聯會紊亂，一般不會形成正常的生殖細胞，但如果在減數分裂中三個染色體組中的一個染色體組移向細胞的一極、另兩個染色體組同時移向細胞的另一極，則會產生可育的配子，可育配子受精后也能形成種子，D正確。
4．(2018·山東淄博一中期中)某雌雄同體的二倍體植物的基因型為AaBbDd,3對基因分別控制三對相對性狀且獨立遺傳。以下是培育該植物新個體的兩種途徑：途徑①：植物→花粉粒→單倍體幼苗→個體Ⅰ；途徑②：植物→花粉粒＋卵細胞→受精卵→個體Ⅱ
下列有關分析錯誤的是(　D　)
A．該植物能產生8種基因型的花粉粒
B．可用低溫處理單倍體幼苗獲得個體Ⅰ
C．個體Ⅱ中能穩定遺傳的類型占1/8
D．途徑①可快速、簡便地獲得：aabbdd個體
[解析]　由題干信息可知，3對基因的遺傳遵循自由組合定律，該植物能產生23＝8(種)基因型的花粉粒，A項正確；低溫和秋水仙素均可以抑制紡錘體的形成，誘導染色體加倍，可用低溫處理單倍體幼苗獲得個體Ⅰ，B項正確；個體Ⅱ中能穩定遺傳的類型占(1/2)3＝1/8，C項正確；途徑①為單倍體育種，技術含量較高，操作并不簡便，該植物自交可快速、簡便地獲得aabbdd個體，D項錯誤。
課末總結
1．〔思維導圖〕
2．〔高考必背語句〕
1．染色體結構變異包括染色體片段的重復、缺失、倒位、易位。染色體數目變異則包括個別染色體增減、染色體組成倍增減。
2．染色體組是指：細胞中的一組非同源染色體，在形態和功能上各不相同，但又互相協調，共同控制生物的生長、發育、遺傳和變異。
3．單倍體是指：體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體。
4．多倍體是指：由受精卵發育而來的個體，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。
5．能產生前所未有的新基因，創造變異新類型的育種方式是：誘變育種。
6．能將兩個或多個品種的優良性狀集中到同一生物個體上的育種方式是：雜交育種。
3．〔探究高考·明確考向〕
1．(2017·江蘇卷，19)一株同源四倍體玉米的基因型為Aaaa，其異常聯會形成的部分配子也可受精形成子代。下列相關敘述正確的是(　B　)
A．上圖表示的過程發生在減數第一次分裂后期
B．自交后代會出現染色體數目變異的個體
C．該玉米單穗上的籽粒基因型相同
D．該植株花藥培養加倍后的個體均為純合子
[解析]　圖示的聯會過程發生在減數第一次分裂前期，A項錯誤；由異常聯會圖示可知，同源染色體中的三條染色體可移到一個細胞中，而另一條染色體可移到另一個細胞中，因此，減數分裂后形成的配子中有的染色體數目異常，自交后代會出現染色體數目變異的個體，B項正確；該玉米單穗上的籽粒可由不同基因型的配子結合形成，因此基因型可能不同，C項錯誤；該植株形成的配子中有的基因型為Aa，含這種配子的花藥培養加倍后形成的個體是雜合子，D項錯誤。
2．(2016·上海卷)導致遺傳物質變化的原因有很多，圖中字母代表不同基因，其中變異類型①和②依次是(　D　)
A．突變和倒位　　　　　 B．重組和倒位
C．重組和易位 D．易位和倒位
[解析]　由題圖可知，變異類型①中a、b基因被j基因替換，變異類型①為易位；變異類型②中c、d、e基因發生顛倒，變異類型為倒位。
3．(2018·北京理綜卷，30)水稻是我國最重要的糧食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害，嚴重危害我國糧食生產安全。與使用農藥相比，抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和經濟的措施。
(1)水稻對Mp表現出的抗病與感病為一對相對性狀。為判斷某抗病水稻是否為純合子，可通過觀察自交子代性狀是否分離來確定。
(2)現有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三個水稻抗病品種，抗病(R)對感病(r)為顯性，三對抗病基因位于不同染色體上。根據基因的DNA序列設計特異性引物，用PCR方法可將樣本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3區分開。這種方法可用于抗病品種選育中基因型的鑒定。
①甲品種與感病品種雜交后，對F2不同植株的R1、r1進行PCR擴增。已知R1比r1片段短。從擴增結果(下圖)推測可抗病的植株有1和3。
②為了在較短時間內將甲、乙、丙三個品種中的抗病基因整合，選育新的純合抗病植株，下列育種步驟的正確排序是a、c、d、b。
a．甲×乙，得到F1
b．用PCR方法選出R1R1R2R2R3R3植株
c．R1r1R2r2r3r3植株×丙，得到不同基因型的子代
d．用PCR方法選出R1r1R2r2R3r3植株，然后自交得到不同基因型的子代
(3)研究發現，水稻的抗病表現不僅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)編碼的蛋白，也需要Mp基因(A1、A2、A3等)編碼的蛋白。只有R蛋白與相應的A蛋白結合，抗病反應才能被激活。若基因型為R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻，被基因型為a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，推測這兩種水稻的抗病性表現依次為感病、抗病。
(4)研究人員每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接種水稻品種甲(R1R1r2r2r3r3)，幾年后甲品種喪失了抗病性，檢測水稻的基因未發現變異。推測甲品種抗病性喪失的原因是Mp的A1基因發生了突變。
(5)水稻種植區的Mp是由不同基因型組成的群體。大面積連續種植某個含單一抗病基因的水稻品種，將會引起Mp種群(A類)基因(型)頻率改變，使該品種抗病性逐漸減弱直至喪失，無法在生產中繼續使用。
(6)根據本題所述水稻與Mp的關系，為避免水稻品種抗病性喪失過快，請從種植和育種兩個方面給出建議將含有不同抗病基因的品種輪換/間隔種植；將多個不同抗病基因通過雜交整合到一個品種中。
[解析]　(1)水稻對Mp表現出的抗病與感病是同種生物同一種性狀的不同表現類型，屬于一對相對性狀。抗病水稻若為雜合子，則其自交子代會出現性狀分離，即出現感病水稻；若為純合子，則其自交子代不會發生性狀分離。(2)①已知R1比r1片段短，對照擴增結果，含200 bp(R1)的植株1和植株3可抗病。②甲與乙雜交所得F1基因型為R1r1R2r2r3r3；再用基因型為R1r1R2r2r3r3的個體與丙雜交，得到不同基因型的子代；用PCR的方法篩選出基因型為R1r1R2r2R3r3的植株，讓其自交得到不同基因型的子代；最后通過PCR的方法篩選出基因型為R1R1R2R2R3R3的植株，即獲得所需的純合抗病植株。(3)若基因型為R1R1r2r2R3R3的水稻被基因型為a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，因沒有R蛋白與相應的A蛋白結合，故該基因型的水稻個體感病。若基因型為r1r1R2R2R3R3的水稻被基因型為a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，有R2蛋白與相應的A2蛋白結合，則該基因型的水稻抗病。(4)Mp(A1A1a2a2a3a3)中只有A1基因控制合成的A1蛋白，水稻品種甲(R1R1r2r2r3r3)中只有R1基因控制合成的R1蛋白，幾年后甲品種喪失了抗病性，而水稻的基因未發現變異，即R1蛋白可正常合成，故可推測是Mp的A1基因發生了突變，從而使A1蛋白無法正常合成，導致甲品種抗病性喪失。(5)大面積連續種植某個含單一抗病基因的水稻品種，會使Mp種群中含有該抗病基因的個體被大量淘汰，從而使A類基因(型)頻率發生改變，使該品種的抗病性逐漸減弱直至喪失。(6)結合以上分析可知：通過輪換或間隔種植含不同抗病基因的水稻品種，或將多個不同抗病基因通過雜交整合到一個品種中，都可以避免水稻品種抗病性喪失過快。
4．(2018·天津卷，9)為獲得玉米多倍體植株，采用以下技術路線。據圖回答：
(1)可用秋水仙素(或低溫)對圖中發芽的種子進行誘導處理。
(2)篩選鑒定多倍體時，剪取幼苗根尖固定后，經過解離、漂洗、染色、制片，觀察分生區的細胞。若裝片中的細胞均多層重疊，原因是解離不充分或壓片不充分。
統計細胞周期各時期的細胞數和細胞染色體數。下表分別為幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的統計結果。
幼苗 計數項目 細胞周期
間期 前期 中期 后期 末期
甲株 細胞數 x1 x2 x3 x4 x5
細胞染色體數 / / y 2y /
乙株 細胞染色體數 / / 2y 4y /
可以利用表中數值x1和x2＋x3＋x4＋x5，比較甲株細胞周期中的間期與分裂期的時間長短。
(3)依表結果，繪出形成乙株的過程中，誘導處理使染色體數加倍的細胞周期及下一個細胞周期的染色體數變化曲線。
[解析]　(1)誘導多倍體可以利用秋水仙素或低溫處理萌發的種子或幼苗，目的是抑制細胞分裂過程中紡錘體的形成，阻止細胞的分裂，使細胞染色體數加倍，成為多倍體。(2)鑒定是否出現多倍體細胞，要將根尖制成裝片，觀察根尖分生區的細胞，若分生區細胞均多層重疊，說明制作裝片過程中解離不充分或壓片不充分。表格中，x1代表處于間期的細胞數，x2＋x3＋x4＋x5代表處于分裂期的細胞數，以此來比較甲株細胞周期中間期與分裂期的時間長短。(3)據表中信息判斷，正常二倍體玉米的染色體數是y，四倍體玉米的正常染色體數是2y，繪制染色體數加倍的細胞周期時，染色體數起點是y，秋水仙素處理后維持在后期(2y)狀態一直到分裂結束，然后在四倍體的基礎上畫出一個細胞周期的染色體數變化曲線。
第三講　生物進化理論
考綱要求
1．現代生物進化理論的主要內容　Ⅱ
2．生物進化與生物多樣性的形成　Ⅱ
考點一　現代生物進化理論
1．拉馬克的進化學說
(1)生物不是神造的，是由更古老的生物進化而來的。
(2)生物是由低等到高等逐漸進化的。
(3)生物各種適應性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳。
2．達爾文自然選擇學說
—
3．現代生物進化理論
(1)種群是生物進化的基本單位
①基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。②基因頻率：一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數的比率。
(2)突變和基因重組產生進化的原材料
①可遺傳變異的來源
②生物突變的有利和有害不是絕對的，往往取決于環境。
③生物的變異是不定向的，只是產生了生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。
(3)自然選擇決定生物進化的方向
變異是不定向的不利變異被淘汰，有利變異逐漸積累→種群的基因頻率發生定向改變生物朝一定方向緩慢進化。
(4)隔離導致物種的形成
①隔離
②物種形成的三大環節
產生進化的“原材料”
↓
決定生物進化的方向
↓
導致物種的形成
易錯整合，判斷正誤。
(1)雖然亞洲與澳州之間存在地理隔離，但兩洲之間并沒有生殖隔離(2017·江蘇，7B)(　√　)
(2)60Co誘發基因突變可以決定生物進化的方向(2013·四川理綜，5D)(　×　)
(3)生物進化的方向與基因突變的方向一致(2012·江蘇卷)(　×　)
(4)環境發生變化時，種群的基因頻率可能改變，也可能不變(2012·海南高考，8C)(　√　)
1．如何判斷兩個種群是否屬于同一物種？
[提示]判斷兩個種群是否屬于同一物種的標準，就是看它們之間是否存在生殖隔離，若存在生殖隔離，則一定是兩個物種。
2．就“食蟻獸舌為何如此細長”而言，拉馬克和達爾文觀點有何不同之處？
[提示]拉馬克觀點：其舌細長的原因在于“經常舔食石縫中的螞蟻”，從而“用進”所致。
達爾文認為：食蟻獸祖先中原本存在舌細長、舌粗短等不定向變異，在“螞蟻存在于石縫”這一特定選擇因素的選擇作用下，舌細長的變異類型更適應環境而被保留，舌粗短者成為“不適者”從而被淘汰。
重 難 精 講
1．對“自然選擇學說”的理解
(1)自然選擇的對象
①直接對象是生物的變異性狀(表現型)。
②間接對象是相關的基因型。
③根本對象是相關的基因。
即自然選擇的實質是環境對變異所對應的基因的選擇，因而可以改變種群的基因頻率。
(2)自然選擇的因素
對生物的變異起選擇作用的是個體所處的自然環境。
(3)自然選擇的動力：生存斗爭。
①類型：包括種內斗爭、種間斗爭(競爭、捕食、寄生)、生物與無機環境之間的斗爭。
②意義：生存斗爭對生物的某些個體的生存不利，但對物種的生存是有利的，并能推動生物的進化。
2．現代生物進化理論的基本內容
3．物種形成過程
(1)物種形成三個環節的關系圖
(2)物種形成的兩種模式
①漸變式——如加拉帕戈斯群島上13種地雀的形成：
②驟變式——主要是通過染色體變異的方式形成新物種，一旦出現可以很快形成生殖隔離。此種方式多見于植物。
[易錯警示]
(1)生物變異的不定向性是由基因突變的不定向性、基因重組的多樣性和染色體變異的不定向性所決定的。
(2)生物進化理論的發展
①達爾文的自然選擇學說為現代生物進化理論的發展打下堅實的基礎，生物科學的研究和發展，不斷完善生物的進化理論。
②現代生物進化理論對遺傳變異的研究已從性狀水平基因水平。
③現代生物進化理論對自然選擇作用的研究已從個體水平種群水平。
④現代生物進化理論的核心仍是自然選擇學說。
(3)生物多樣性的三個層次是密切聯系的，基因多樣性是形成物種和生態系統多樣性的基礎，反過來物種和生態系統多樣性又影響基因多樣性。
(4)變異先于環境選擇
如農田噴施農藥殺滅害蟲，在噴施農藥之前，害蟲中就存在抗農藥的突變個體，噴施農藥僅殺滅了不抗藥的個體，抗藥的個體存活下來。農藥不能使害蟲產生抗藥性變異，只是對抗藥性個體進行了選擇。
精 準 命 題
考向一：自然選擇學說與現代生物進化理論
例1　(2018·江蘇泰州中學月考)如圖為現代生物進化理論的概念圖，下列說法正確的是(　C　)
A．①表示種群基因型頻率的改變，不論大小如何，都屬于進化的范圍
B．②表示可遺傳的變異，是生物進化的必要條件
C．③表示自然選擇學說，其中自然選擇決定生物進化的方向
D．④表示基因多樣性和物種多樣性，是共同進化的結果
[解析]　①表示種群基因頻率的改變，是生物進化的實質，不論大小如何，都屬于進化的范圍，A錯誤；②表示可遺傳的變異，即突變和基因重組，是生物進化的原材料，B錯誤；③表示自然選擇學說，是現代生物進化理論的核心內容，其中自然選擇決定生物進化的方向，C正確；④表示基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性，是共同進化的結果，D錯誤。
技巧點撥
自然選擇學說與現代生物進化理論的比較
考向二：生物進化與物種形成
例2　(2018·湖南長沙一中月考)在一個含有基因A和a的自然種群中，AA基因型個體很容易被淘汰，在此條件下該物種將(　B　)
A．不斷衰退 　　　　　 B．不斷進化
C．產生新物種 D．喪失基因庫
[解析]　在一個含有基因A和a的自然種群中，AA基因型個體很容易被淘汰，這樣導致A基因頻率降低，a基因頻率升高。根據生物進化的過程實質上就是種群基因頻率發生變化的過程，說明該物種將不斷進化，A錯誤、B正確；生殖隔離是新物種產生的必要條件，這里并沒有說明產生了生殖隔離，所以不能說產生新的物種，C錯誤；一個種群全部個體所帶有的全部基因的總和就是一個基因庫，自然界中種群的基因頻率總是在不斷變化著，基因頻率的變化是導致基因庫變化的原因，但沒有喪失基因庫，D錯誤。
方法歸納
物種形成與生物進化的比較
內容 物種形成 生物進化
標志 出現生殖隔離 基因頻率改變
變化前后生 物間關系 屬于不同物種 可能屬于同一物種
二者關系 ①生物進化的實質是種群基因頻率的改變，這種改變可大可小，不一定會突破物種的界限，即生物進化不一定導致物種的形成；進化是量變，物種形成是質變 ②新物種的形成是長期進化的結果
考向三：種群基因頻率與基因型頻率的計算
例3　(2015·全國卷Ⅰ)假設某果蠅種群中雌雄個體數目相等，且對于A和a這對等位基因來說只有Aa一種基因型。回答下列問題：
(1)若不考慮基因突變和染色體變異，則該果蠅種群中A基因頻率∶a基因頻率為1∶1。理論上，該果蠅種群隨機交配產生的第一代中AA、Aa和aa的數量比為1∶2∶1，A基因頻率為50%。
(2)若該果蠅種群隨機交配的實驗結果是第一代中只有Aa和aa兩種基因型，且比例為2∶1。則對該結果最合理的解釋是AA顯性純合致死。根據這一解釋，第一代再隨機交配，第二代中Aa和aa基因型個體數量的比例應為1∶1。
技巧點撥
“三法”計算基因頻率或基因型頻率
1．“定義法”求解基因頻率
某基因頻率＝×100%
①常染色體上某基因頻率＝
×100%
②若某基因只出現在X染色體上，則
Xb＝×100%
2．“公式法”求解基因頻率(以常染色體上一對等位基因A、a為例)
A基因頻率＝AA基因型頻率＋1/2×Aa基因型頻率
a基因頻率＝aa基因型頻率＋1/2×Aa基因型頻率
3．運用遺傳平衡定律求解基因頻率
在一個有性生殖的自然種群中，種群足夠大，沒有遷入和遷出，雌雄個體自由交配并產生后代。當等位基因只有一對(A、a)時，設p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率，則：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。
其中p2是AA的基因型頻率，2pq是Aa(雜合子)的基因型頻率，q2是aa的基因型頻率。
4．自交和自由交配對種群基因型頻率和基因頻率的影響
(1)自交：基因型頻率發生變化，純合子比例逐漸增大，雜合子比例逐漸減小，但基因頻率不變。
(2)自由交配：基因型頻率和基因頻率都不變。
〔對應訓練〕
1．(2018·四川涼山州模擬)如圖表示長期使用一種農藥后，害蟲種群密度的變化情況，下列有關敘述不正確的是(　B　)
A．A點種群中存在很多種變異類型，原因是變異具有不定向性
B．圖中顯示在使用農藥前害蟲中并不存在抗藥性變異
C．B→C是抗藥性逐代積累的結果
D．農藥對害蟲的抗藥性變異進行定向選擇，從而保留了抗藥性強的類型，并逐代積累
[解析]　生物變異是不定向的，生物繁殖產生的大量變異類型是自然選擇的原材料，A正確。在使用農藥前，害蟲存在多種變異類型，有抗藥性強的個體，也有抗藥性弱的個體，B錯誤。自然選擇是定向的，自然選擇使適應環境的變異類型保留下來，圖中AB段下降的原因是大部分害蟲沒有抗藥性或抗藥性弱，從而被淘汰；BC段上升的原因是抗藥性強的害蟲在生存斗爭中存活下來并大量繁殖，C、D正確。
2．(2018·黑龍江大慶質檢)某昆蟲種群的翅色有綠色(AA)、淺褐色(Aa)和褐色(aa)三種表現型。抽樣調查得知當年綠色、淺褐色和褐色個體各占60%、30%和10%，現假設該種群中綠色個體每年增加10%，淺褐色個體數目不變，褐色個體每年減少10%，則第二年該種群中決定翅色A基因的頻率是(　D　)
A．62．9% B．78．6%
C．76．8% D．77．1%
[解析]　假設第一年總數目為100，則第二年綠色個體(AA)數目為60＋60×10%＝66、淺褐色個體(Aa)數目為30、褐色個體(aa)數目為10－10×10%＝9，所以第二年該種群中決定翅色A基因的頻率＝(66×2＋30)/[(66＋30＋9)×2]×100%≈77．1%。本題選D。
3．(2018·山東德州期中)玉米的白化基因a純合時出現白化苗，白化苗在幼苗期死亡。在一個非常大的、處于成熟期的王米種群中，AA占1/3，隨機交配2代，發現兩代中AA所占比例均小于理論值。下列分析錯誤的是(　C　)
A．親代中，a的基因頻率為1/3
B．理論上，子一代成熟植株中，AA和Aa基因型頻率相等
C．理論上，a的基因頻率逐代下降，AA所占比例不變
D．AA所占比例均小于理論值的原因可能是Aa具有雜種優勢
[解析]　由題意可知在親代成熟的種群中AA占1/3，Aa占2/3，此時a的基因頻率為1/3，A正確。因為是隨機支配，理論上子一代成熟植株中，AA和Aa都占1/2，它們的基因型頻率相等。B正確。理論上a基因頻率逐代下降，AA所占比例升高，C錯誤。AA所占比例均小于理論值的原因可能是Aa具有雜種優勢，D正確。
考點二　共同進化與生物多樣性的形成
重 難 精 講
1．共同進化
(1)概念：不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展。
(2)原因：生物與生物之間的相互選擇和生物與無機環境之間的相互影響。
(3)共同進化的實例
共同進化類型 包含類型 實例
生物與生物之間 種間互助 一種蛾與蘭花
種間斗爭 捕食 獵豹和斑馬
寄生 黏液瘤病毒和兔子
競爭 作物與雜草
生物與無機環境之間 生物影響環境，環境影響生物 地球早期無氧環境→厭氧生物→光合生物出現→空氣中有氧氣→出現好氧生物
2．生物多樣性的形成
(1)內容：生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。
(2)形成原因：生物的進化。
(3)研究生物進化歷程的主要依據：化石。
3．生物進化理論在發展
(1)中性學說：大量的基因突變是中性的，決定生物進化方向的是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。
(2)生物進化理論不會停滯不前，而是在不斷發展。
4．生物多樣性三個層次之間的聯系
注意：生物多樣性的三個層次是密切聯系的，基因多樣性是形成物種和生態系統多樣性的基礎，反過來物種和生態系統多樣性又影響基因多樣性。
精 準 命 題
例4　(2018·福建三明一中月考)共同進化是生物進化中常見的一種現象，下列敘述錯誤的是(　D　)
A．有細長花矩的蘭花，有細長口器的蛾，兩者相互選擇，共同進化
B．獵豹與斑馬的“軍備競賽”是共同進化的結果
C．捕食者的存在有利于增加物種多樣性
D．生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展，就是共同進化
[解析]　不同物種之間，生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展，就是共同進化，故D錯誤。
〔對應訓練〕
4．下列有關現代生物進化理論的敘述正確的是(　C　)
A．環境條件穩定的前提下，種群的基因頻率不會發生改變
B．基因頻率的改變會引起生物進化，必然導致新物種的產生
C．自然選擇可通過作用于生物的表現型來決定生物進化的方向
D．共同進化是指不同物種之間在相互影響中不斷進化和發展
[解析]　環境條件穩定的前提下，種群的基因頻率也會因基因突變等因素而發生改變，A錯誤；基因頻率的改變會引起生物進化，但不一定導致新物種的產生，B錯誤；自然選擇可通過作用于生物的表現型來決定生物進化的方向，C正確；共同進化是指不同物種之間、生物和無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展，D錯誤。
5．下列有關生物進化的敘述正確的是(　D　)
A．母虎和雄獅交配產下了“獅虎獸”，說明并不是所有物種間都存在生殖隔離現象
B．在自然選擇過程中，黑色與灰色樺尺蠖發生了進化，表現為共同進化
C．基因型為Dd的高莖豌豆逐代自交的過程中，純種高莖的基因型頻率在增加，表明豌豆正在進化
D．被巨大河流分隔成兩個種群的松鼠，兩個種群基因頻率的改變互不影響，而種群內的基因頻率改變在世代間具有連續性
[解析]　不同物種間可能進行雜交，但后代不育，仍存在生殖隔離，A錯誤。黑色和灰色樺尺蠖屬于同一物種，共同進化是指生物與無機環境之間、不同物種之間相互影響，共同進化，B錯誤；基因型為Dd的高莖豌豆逐代自交的過程中，基因頻率不變，沒有發生進化，C錯誤。被巨大河流分隔成兩個種群的松鼠，由于地理隔離，兩種群基因頻率的改變互不影響，而種群內的基因頻率改變在世代間具有連續性，D正確。
課末總結
1．〔思維導圖〕
2．〔高考必背語句〕
1．種群是指生活在一定區域的同種生物的全部個體。
2．現代生物進化理論的四個要點
(1)種群是生物進化的基本單位，進化的實質是種群基因頻率的改變。(2)突變和基因重組提供進化的原材料。(3)自然選擇決定生物進化的方向。 (4)隔離導致物種的形成。
3．隔離的兩種類型
(1)地理隔離：物種形成的一般環節，但不是必需的環節。
(2)生殖隔離：新物種形成的必要條件。
4．物種形成的三個環節：突變和基因重組、自然選擇、隔離。
3．〔探究高考·明確考向〕
1．(2018·江蘇卷，4)下列關于生物進化的敘述，正確的是(　A　)
A．群體中近親繁殖可提高純合體的比例
B．有害突變不能成為生物進化的原材料
C．某種生物產生新基因并穩定遺傳后，則形成了新物種
D．若沒有其他因素影響，一個隨機交配小群體的基因頻率在各代保持不變
[解析]　A對：群體中近親個體基因相似度高，所以群體中近親繁殖會提高純合體的比例。B錯：突變和基因重組是生物進化的原材料。C錯：新物種形成的標志是生殖隔離的出現，產生新基因并穩定遺傳不代表形成了生殖隔離。D錯：基因頻率保持不變的一個前提是種群足夠大，一個隨機交配小群體的基因頻率不一定在各代保持不變。
2．(2016·江蘇，12)下圖是某昆蟲基因pen突變產生抗藥性示意圖。下列相關敘述正確的是(　C　)
A．殺蟲劑與靶位點結合形成抗藥靶位點
B．基因pen的自然突變是定向的
C．基因pen的突變為昆蟲進化提供了原材料
D．野生型昆蟲和pen基因突變型昆蟲之間存在生殖隔離
[解析]　殺蟲劑與靶位點結合不會導致抗藥靶位點的形成，A項錯誤；基因突變是不定向的，B項錯誤；突變(基因突變和染色體變異)和基因重組能為生物進化提供原材料，C項正確；基因突變使種群的基因頻率發生改變，但沒有形成新物種，故野生型昆蟲與pen基因突變型昆蟲之間不存在生殖隔離，D項錯誤。
3．(2017·江蘇卷，7)下列關于生物進化的敘述，錯誤的是(　A　)
A．某物種僅存一個種群，該種群中每個個體均含有這個物種的全部基因
B．雖然亞洲與澳洲之間存在地理隔離，但兩洲人之間并沒有生殖隔離
C．無論是自然選擇還是人工選擇作用，都能使種群基因頻率發生定向改變
D．古老地層中都是簡單生物的化石，而新近地層中含有復雜生物的化石
[解析]　種群中所有個體所含有的基因才是這個物種的全部基因，A項錯誤；各大洲人之間并沒有生殖隔離，B項正確；無論是自然選擇還是人工選擇作用，都可使種群基因頻率發生定向改變，C項正確；越古老的地層中的化石所代表的生物結構越簡單，在距今越近的地層中，挖掘出的化石所代表的生物結構越復雜，說明生物是由簡單到復雜進化的，D項正確。
4．(2018·全國卷Ⅰ，29)回答下列問題：
(1)大自然中，獵物可通過快速奔跑來逃脫被捕食，而捕食者則通過更快速的奔跑來獲得捕食獵物的機會，獵物和捕食者的每一點進步都會促進對方發生改變，這種現象在生態學上稱為協同進化(或答共同進化)。
(2)根據生態學家斯坦利的“收割理論”，食性廣捕食者的存在有利于增加物種多樣性，在這個過程中，捕食者使物種多樣性增加的方式是捕食者往往捕食個體數量多的物種，為其他物種的生存提供機會。
(3)太陽能進入生態系統的主要過程是綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能儲存在有機物中。分解者通過呼吸作用將動植物遺體和動物排遺物中的有機物分解來獲得生命活動所需的能量。
[解析]　(1)獵物和捕食者通過捕食活動相互影響，自然選擇有利于獵物種群中跑得快的個體生存，也有利于捕食者種群中跑得快的個體生存，體現了生物與生物之間的協同進化。
(2)捕食者往往捕食個體數量多的物種，這樣會避免出現一種或少數幾種生物在生態系統中占絕對優勢的局面，為其他物種的生存提供機會，有利于增加物種的多樣性。
(3)綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能儲存在有機物中，這是太陽能進入生態系統的主要過程。分解者可以通過呼吸作用將動植物遺體和動物排遺物中的有機物分解，來獲得生命活動所需的能量。
考能提升(五)　變異、育種與進化
〔易 錯 清 零〕
易錯點1　誤認為基因突變只能在“誘發因素”下發生，且只能在“分裂細胞中于間期發生”
點撥：基因突變可在物理、化學或病毒等誘發因素下因DNA被損傷、堿基被改變等發生，但是，在沒有外來因素影響時，基因突變也會由于DNA分子復制偶爾發生錯誤，DNA的堿基組成發生改變等原因自發產生。基因突變可以發生在生物個體發育的任何時期。
易錯點2　混淆基因突變的結果“產生新基因”與“產生等位基因”
點撥：不同生物的基因組組成不同，病毒和原核細胞的基因組結構簡單，基因數目少，而且一般是單個存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突變可產生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產生的是一個新基因。
易錯點3　混淆育種中“最簡便”與“最快”
點撥：“最簡便”著重于技術含量應為“易操作”，如雜交育種，雖然年限長，但農民自己可簡單操作。但“最快速”則未必簡便，如單倍體育種可明顯縮短育種年限，但其技術含量卻較高，單就花粉培養成幼苗已很難實現。
易錯點4　誤認為基因突變引起的變異只有有害和有利兩種情況
點撥：事實上，基因突變的結果有三種情況：有的突變對生物是有利的，有的突變對生物是有害的，有的突變對生物既無害也無利，是中性的。自然選擇淘汰有害變異，保留有利變異和中性變異。
易錯點5　誤認為基因突變會使得基因“位置”或“數目”發生改變或錯將基因中“堿基對”缺失視作“基因”缺失
點撥：基因突變僅改變了基因內部結構，產生了新基因，并未改變基因位置，也未改變基因數量——基因中堿基對缺失，只是成為了新基因，即基因猶在，并非“基因缺失”。
易錯點6　混淆三類“無子果實”
點撥：(1)無子西瓜—利用染色體變異原理，由四倍體(♀)×二倍體(♂)→三倍體，無子的原因是三倍體聯會紊亂，不能正常產生配子。
(2)無子番茄—利用生長素促進果實發育的原理，在未授粉的雌蕊柱頭上，涂抹一定濃度的生長素培育而來，其無子的原因是“未授粉”
(3)無子香蕉—天然三倍體，無子的原因在于染色體聯會紊亂不能正常產生配子。
以上三類無子果實中，無子西瓜、無子香蕉，其遺傳物質均已改變，為可遺傳變異，而無子番茄則屬不可遺傳變異。
易錯點7　混淆可遺傳與可育
點撥：“可遺傳”≠可育：三倍體無子西瓜、騾子、二倍體的單倍體等均表現“不育”，但它們均屬可遺傳變異——其遺傳物質已發生變化，若將其體細胞培養為個體，則可保持其變異性狀——這與僅由環境引起的不遺傳的變異有著本質區別。如無子番茄的“無子”原因是植株未授粉，生長素促進了果實發育，這種“無子”性狀是不可以保留到子代的，將無子番茄進行組織培養時，若能正常授粉，則可結“有子果實”。
易錯點8　誤認為雜交育種的選育目標均是獲得“穩定遺傳”的優良性狀
點撥：雜交育種是在雜交后代的眾多類型中選擇符合育種目標的個體進一步培育，直到獲得穩定遺傳的具有優良性狀的新品種；雜種優勢主要是利用雜種F1的優良性狀，并不要求遺傳上的穩定性。
易錯點9　誤認為雜交育種年限總是最長
點撥：雜交育種需要的年限不一定長，如培育的品種為隱性性狀(如aabb)，則子二代中即可出現穩定遺傳的該性狀。
易錯點10　誤認為單倍體育種就是花藥離體培養
點撥：花藥離體培養只是單倍體育種中的一個程序，要想得到可育品種，一般還需要用秋水仙素處理單倍體使其染色體加倍。
易錯點11　誤認為諸如三倍體無子西瓜，騾子之類為“新物種”
點撥：“新物種”必須具備兩個條件
(1)與原物種間已形成生殖隔離(不能雜交或能雜交但后代不育)。
(2)物種必須是可育的。如三倍體無子西瓜、騾子均不可稱“物種”，因為它們均是“不育”的，而四倍體西瓜相對于二倍體西瓜則是“新物種”，因它與二倍體西瓜雜交產生的子代(三倍體西瓜)不育，意味著二者間已產生生殖隔離，故已成為新物種。
易錯點12　錯將四倍體AAaa(由Aa秋水仙素誘導后形成)產生的配子類型及比例算作1AA∶2Aa∶aa
點撥：AAaa產生配子狀況可按右圖分析，由于染色體①～④互為同源染色體，減數分裂時四條染色體分至細胞兩極是“隨機”的，故最終產生的子細胞染色體及基因狀況應為①③與③④(AA與aa)、①③與②④(Aa與Aa)、①④與②③(Aa與Aa)，由此可見，AAaa產生的配子類型及比例為1AA∶4Aa∶1aa而不是AA∶Aa∶aa＝∶1∶2∶1。
易錯點13　混淆“三體”與“三倍體”
點撥：三倍體是指由受精卵發育而成，體細胞中含三個染色體組的個體，其每種形態的染色體為“三三相同”；三體則是二倍體(含兩個染色體組)，只是其中某形態的染色體“多出了一條”而成為3條，其余染色體均為兩兩相同。二者區別如下：
易錯點14　誤認為秋水仙素均需處理“萌發的種子或幼苗”
點撥：進行多倍體育種時需在種子萌發或幼苗期用秋水仙素處理，但單倍體育種時只能用秋水仙素處理“單倍體幼苗”，切不可寫成處理“萌發的種子或幼苗”，因花藥離體培養后形成的單倍體通常高度不育，不能形成種子。
易錯點15　混淆自然選擇與人工選擇
點撥：無人為參與的為自然選擇，有人為參與的為人工選擇。人工選擇的性狀有利于人類，否則應視為自然選擇。現比較如下：
比較項目 人工選擇 自然選擇
選擇因素 人 自然環境
選擇對象 家養生物 自然界中的生物
選擇目的 滿足人們的需要 適應當地環境
選擇手段 人工挑選 生存斗爭
進化速度 較快 十分緩慢
結果 培育出人類需要的新品種 優勝劣汰適者生存
〔核 心 強 化〕
1．基因突變、基因重組、染色體變異的比較
比較項目 基因突變 基因重組 染色體變異
變異的本質 基因的分子結構發生改變 原有基因的重新組合 染色體結構或數目發生改變
發生 時間 主要在有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期 減數第一次分裂前期和后期 有絲分裂和減數分裂過程中
適用 范圍 所有生物 真核生物、有性生殖核基因遺傳 真核生物(細胞增殖過程)
產生 結果 產生新的基因 產生新基因型，沒產生新基因 未產生新基因，基因數目或順序發生變化
鑒定 方法 光鏡下均無法檢出，可根據是否有新性狀或新性狀組合確定 光鏡下可檢出
2．著眼于四大角度，辨析三種可遺傳變異
(1)“互換問題”
①同源染色體上非姐妹染色單體間互換——基因重組
②非同源染色體間互換(或單方移接)——染色體結構變異(即“易位”)
注：若同一條染色體的兩姐妹染色單體發生片段互換，則基因不改變。
(2)“缺失”或“增添”問題
①發生于“基因內部”的“堿基對”增添或缺失——基因突變產生新基因
②發生于DNA分子上(或染色體中)“基因”的增添或缺失——染色體變異基因數量改變
(3)“鏡檢”問題
①基因突變、基因重組屬“分子水平”變異，不能用光學顯微鏡觀察
②染色體變異(結構、數目變異)屬“細胞水平”變異，可用顯微鏡觀察(但需用“分生組織”)
(4)基因的“質”與“量”問題
①唯一可改變結構(即發生質變)的——基因突變
②既不改變“質”又不改變“量”，僅改變組合方式的——基因重組
③雖不改變“質”，但可改變“量”或“序”(基因排列順序)的——染色體變異
3．不同生物可遺傳變異來源歸納
(1)病毒可遺傳變異的來源——基因突變。
(2)原核生物可遺傳變異的來源——基因突變(不考慮基因工程中涉及的基因重組)。
(3)真核生物可遺傳變異的來源：①進行無性生殖時——基因突變和染色體變異；②進行有性生殖時——基因突變、基因重組和染色體變異。
(4)減數分裂過程中可能發生的變異有基因突變、基因重組、染色體數目及結構變異。
4．顯性突變和隱性突變的判斷
(1)類型
(2)判定方法
①選取突變體與其他已知未突變純合子雜交，據子代性狀表現判斷。
②讓突變體自交，觀察子代有無性狀分離而判斷。
5．突變基因具體位置的判斷
(1)利用野生型的個體與缺失不同基因的突變體比較，根據有無特定酶的活性判斷編碼該酶的基因對應的位置。
(2)將一缺失未知基因片段的突變株與已知的缺失不同基因片段的突變株分別培養，根據是否轉化為野生型個體判斷未知個體的缺失基因對應的位置。
巧用分解組合法求解患病概率
當控制兩種(或兩種以上)遺傳病的致病基因分別于非同源染色體上時，其遺傳應遵循基因自由組合定律，進行相關患病概率求解時宜巧用“分解組合法”分別求出各自患病概率再相乘進行組合。
如經推導某系譜圖中某女的基因型為AaXBXB、AaXBXb，某男基因型為AAXbY、AaXbY求：
(1)他們生一兩病(均為隱性遺傳病)兼患男孩的概率；
(2)生一僅患甲病(致病基因a)的孩子的概率；
(3)生一僅患乙病(致病基因Xb)的孩子的概率；
(4)生一患病孩子的概率。
可按如下方法求解：
女方：Aa　男方：YbY
就甲病而言，婚配組合為AA、Aa與Aa，其子代患病率為×＝，非甲病率為；就乙病而言：婚配組合為XBXB、XBXb與XbY，其子代患病率為×＝，非乙病率為，就此可進行下列計算。
(1)生一兩病兼患男孩的概率＝男孩出生率×甲病率×男孩乙病率＝××＝
(2)生一僅患甲病的孩子的概率＝患甲病率×非乙病率＝×＝
(3)生一僅患乙病的孩子的概率＝患乙病率×非甲病率＝×＝
(4)生一患病孩子的概率＝1－正常率＝1－非甲病率×非乙病率＝1－×＝
6．把握“正常人群”中雜合子的取值
針對常染色體隱性遺傳病而言，正常人群應包含AA、Aa兩種基因型，倘若求解“與人群中某正常異性結婚”求“生一患病孩子的概率”類問題時切不可直接認定該異性基因型為Aa，必須先求得Aa概率，方可求解即該正常異性的Aa概率＝×100%。如：已知某常染色體隱性遺傳病在人群中患病率為，某女表現正常且有一患該病的弟弟，該女與人群中無血緣關系的某正常男子結婚，他們生一患病孩子的概率是多少？
求解方法如下：
(1)該女子的弟弟患病，則其父母基因型均為Aa，該女的基因型為AA、Aa。
(2)人群中該病發病率為即aa為，則a的基因頻率為，A＝。
(3)人群中正常男子為攜帶者(Aa)的概率為Aa＝×100%＝＝＝2×××＝
(建議：①進行此類計算時可直接約分，不必將分子或分母直接相乘；②上式中AA＋Aa也可按1－aa計算)
(4)該女與人群中某正常男子結婚所生孩子患病率為××＝
易錯提醒　本題最易出現的誤區是許多同學將人群中正常男子的Aa概率直接按2×A×a求解，而忽視了該男子也可能為AA的狀況。
特列——命題常設陷阱
不一定 特例(原因)
1 基因突變不一定引起生物性狀的改變 由于密碼子簡并性，突變前、后的密碼子決定的是一種氨基酸
2 基因突變不一定發生在分裂間期 物理、化學等外部因素對DNA的損傷在各個時期都會發生
3 基因突變不一定產生等位基因 原核生物和病毒基因突變不能產生等位基因
4 含兩個染色體組的生物不一定是二倍體 由配子發育而來的個體體細胞中無論含幾個染色體組都是單倍體
5 單倍體育種得到的不一定是純合子 基因組成為Aa的配子經秋水仙素處理得到的AAaa為雜合子
6 進化不一定導致物種的形成 只有出現生殖隔離才會導致新物種的形成
〔狀 元 筆 記〕
規 范 養 成
案例　遺傳與變異綜合應用規范審答案例
批閱答卷——判斷對錯，查找誤區
肥胖與遺傳密切相關，是影響人類健康的重要因素之一。
(1)某肥胖基因發現于一突變系肥胖小鼠，人們對該基因進行了相關研究。
①為確定其遺傳方式，進行了雜交實驗，根據實驗結果與結論完成以下內容。
實驗材料：正常①小鼠；雜交方法：自交②。
實驗結果：子一代表現型均正常；
結論：遺傳方式為常染色體隱性遺傳。
②小鼠肥胖是由于正常基因的編碼鏈(模板鏈的互補鏈)部分序列“CTC CGA”中的一個C被T替換，突變為決定終止密碼(UAA或UGA或UAG)的序列，導致該激素不能正常合成，突變后的序列是CUCUGA③，這種突變能④(填“能”或“不能”)使基因的轉錄終止。
(2)目前認為，人的體重主要受多基因遺傳的控制。假如一對夫婦的基因型均為AaBb(A、B基因使體重增加的作用相同且具累加效應，兩對基因獨立遺傳)，從遺傳角度分析，其子女體重超過父母的概率是1/16⑤，體重低于父母的基因型為aabb⑥。
(3)有學者認為，利于脂肪積累的基因由于適應早期人類食物缺乏而得以保留并遺傳到現代，表明自然選擇⑦決定生物進化的方向。在這些基因的頻率未明顯改變的情況下，隨著營養條件改善，肥胖發生率明顯增高，說明肥胖是環境因素與遺傳因素⑧共同作用的結果。
評析矯正——辨析誤區，規范審答
錯因分析 正確答案
① 忽視“肥胖”和“正常”是一對相對性狀 純合肥胖小鼠和純合正常
② 忘記動物不能自交 正反交
③ 題意不清，答非所問 CTCTGA
④ 不能區分轉錄和翻譯的終點 不能
⑤ 不能理解題意，導致計算失誤
⑥ 思考不全面遺漏其他基因型 aaBb、Aabb、aabb
狀 元 解 題
案 例　某科研小組對野生純合小鼠進行X射線處理，得到一只雄性突變型小鼠。對該小鼠研究發現，突變性狀是由位于一條染色體上的某基因突變產生的。該小組想知道突變基因的顯隱性和在染色體上的位置，設計了如下雜交實驗方案，假設你是其中一員，請將下列方案補充完整。(注：除要求外，不考慮性染色體的同源區段。相應基因用D、d表示。)
(1)雜交方法：讓突變型雄鼠與多只野生型雌鼠交配。
(2)觀察統計：將子代雌雄小鼠中野生型和突變型的數量填入下表。
野生型 突變型 突變型/(野生型＋突變型)
雄性小鼠 A
雌性小鼠 B
(3)結果分析與結論：
①如果A＝1，B＝0，說明突變基因位于Y染色體上；
②如果A＝0，B＝1，說明突變基因為顯性(填“顯性”或“隱性”)，且位于X染色體上；
③如果A＝0，B＝0，說明突變基因為隱性，且位于X染色體上；
④如果A＝B＝，說明突變基因為顯性(填“顯性”或“隱性”)，且位于常染色體上。
(4)拓展分析：
如果基因位于X、Y染色體的同源區段，突變性狀為顯性性狀(填“顯性性狀”或“隱性性狀”)，該個體的基因型為XDYd或XdYD。
[解析]　由題干可知，對野生純合小鼠進行X射線處理，得到一只雄性突變型小鼠，突變性狀是由位于一條染色體上的某基因突變產生的。則：
(1)若突變基因位于Y染色體上，則該只突變型雄鼠與多只野生型雌鼠交配的子代中雄性全為突變型小鼠。
(2)若突變基因位于X染色體上，且為顯性，則該只突變型雄鼠與野生型雌鼠的基因型分別為XDY和XdXd，二者雜交所得子代中野生型小鼠全為雄性，雌性全為突變型小鼠。
(3)若突變基因位于X染色體上，且為隱性，則該只突變型雄鼠與野生型雌鼠的基因型分別為XdY和XDXD，二者雜交所得子代中雄性全為野生型小鼠，雌性也全為野生型小鼠。
(4)若突變基因位于常染色體上，又因突變性狀是由位于一條染色體上的某基因突變產生的，該突變基因為顯性，則該只突變型雄鼠與野生型雌鼠的基因型分別為Dd和dd，二者雜交所得子代中雌雄性小鼠中都有突變型和野生型。
(5)若突變基因位于X、Y染色體的同源區段，突變后性狀發生改變，說明突變性狀為顯性性狀，該個體的基因型為XDYd或XdYD。
長句應答突破簡答題
1．下圖為具有2對相對性狀的某自花傳粉的植物種群中甲植株(純種)的一個A基因和乙植株(純種)的一個B基因發生突變的過程(已知A基因和B基因是獨立遺傳的)，請分析該過程，回答下列問題：
(1)上述兩個基因發生突變是由于一個堿基的替換(或堿基對改變或基因結構的改變)引起的。
(2)乙植株發生基因突變后，該植株及其子一代均不能表現突變性狀，其原因是該突變為隱性突變，且基因突變發生在乙植株的體細胞中，不能通過有性生殖傳遞給子代。可用什么方法讓其后代表現出突變性狀？取發生基因突變部位的組織細胞，通過組織培養技術獲得試管苗，讓其自交，其子代即可表現出突變性狀。
(3)該種植物野生型都為矮莖，現在野生種群中發現生長著少數高莖植株。若已證明高莖為基因突變所致，有兩種可能：一是顯性突變，二是隱性突變，請設計一個簡單的實驗方案加以判定。選用多株突變型植株自花傳粉，若后代出現野生型，則為顯性突變所致；若后代全為突變型，則為隱性突變所致。
2．基因重組的準確描述是在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。
3．同無性生殖相比，有性生殖產生的后代具有更大的變異性，其根本原因是產生新基因組合的機會多。
4．圖甲與圖乙分別表示培育三倍體西瓜的兩種方法，則：
(1)甲中的西瓜植株減數分裂形成花粉的過程中，著絲點分裂的時期是減數第二次分裂后期。
(2)乙所涉及的變異原理是染色體(數目)變異，四倍體西瓜植株群體是不同于二倍體西瓜的新物種，理由是與二倍體植株產生了生殖隔離，群體本身能自由交配產生可育后代。
(3)三倍體高度不育的原因是形成配子過程中，同源染色體聯會紊亂。
5．在一塊高稈(純合)小麥田中，發現了一株矮稈小麥。請設計實驗方案探究該性狀出現的可能原因(簡要寫出所用方法，結果和結論)：取該小麥種子在其他小麥田種下，讓其自交，若全是高稈，說明矮稈性狀的出現是由環境引起的；若后代出現高稈、矮稈兩種性狀，則是基因突變引起的。
6．簡述用基因型為AaBb(抗病卵形葉)的植株作材料，獲得基因型為AABB的抗病卵形葉植株的過程：取AaBb植株的花藥離體培養得單倍體幼苗，秋水仙素誘導染色體加倍，用相應病原體感染卵形葉植株，保留抗病植株。
7．如圖是將該種植物分別移栽到低緯度和南緯度地區種植，經過多年的演化后最終形成了不同的五個物種：
(1)什么具體證據可以幫助你確定D和C不是一個物種？如果D和C不能雜交，或雜交后不能產生可育后代，說明它們不是一個物種(或若D和C雜交，存在生殖隔離，說明它們不是同一物種)。
(2)圖示中B物種進化為D、E兩個物種的機理是：地理隔離造成基因交流的阻斷，不同環境的自然選擇造成不同基因頻率的變化，當基因頻率變化積累到一定的程度，形成生殖隔離，從而形成物種D和E。
8．在一個海島上，一種海龜開始時，連趾和分趾的基因頻率各為0．5，當海龜數量增加到島上食物不足時，連趾海龜容易從海水中得到食物，分趾的海龜則因不易從海水中獲得食物而餓死，若干萬年后，基因頻率變化成W為0．2，W為0．8。這種基因頻率的改變，是否發生了生物進化？是。請簡述理由：因為生物進化的實質在于種群基因頻率的改變。這種基因頻率的改變，是否產生了新的物種？沒有產生新物種。請簡述理由：只是種群基因頻率發生了改變，并沒有產生生殖隔離。
9．長期使用殺蟲劑，發現滅蟲效果越來越差，現代生物進化理論的解釋是經自然(殺蟲劑)選擇作用，種群中抗藥性基因頻率升高。
針 對 訓 練
〔訓練1〕　(2018·河北辛集中學期中)下列現象可能由細胞分裂各時期變化導致，其對應關系錯誤的是(　A　)
選項 現象 細胞分裂時期
A XYY綜合征個體的形成 減數第二次分裂中期
B 三倍體西瓜植株的高度 減數第一次分裂前期
C 雜合子(AaBb)形成不同基因型的配子 減數第一次分裂后期
D 低溫使根尖細胞染色體加倍 有絲分裂前期
[解析]　XYY綜合征個體是由含有X的卵細胞和含有YY的精子結合形成的，其形成原因是父方減數第二次分裂后期著絲點分裂后，兩條Y染色體移向同一極，A錯誤。三倍體西瓜植株高度不育的原因是同源染色體聯會紊亂，發生在減數第一次分裂前期，B正確。雜合子(AaBb)在減數第一次分裂后期等位基因分離的同時，非等位基因自由組合，形成不同基因型的配子，C正確。根尖細胞通過有絲分裂方式增殖，低溫能抑制紡錘體的形成，而紡錘體的形成發生在有絲分裂前期，D正確。
〔訓練2〕　(2018·云南玉溪一中月考)如圖是某二倍體動物的幾個細胞分裂示意圖(數字代表染色體，字母代表染色體上帶有的基因)。據圖判斷正確的是(　D　)
A．該動物的體細胞中一定含有Y染色體
B．甲細胞中1與2或1與4的片段交換都屬于基因重組
C．乙細胞表明該動物發生了基因突變或基因重組
D．丙細胞中含有2個染色體組
[解析]　甲圖為減數第一次分裂后期圖，由細胞質均等分配，可判斷該細胞為初級精母細胞，此動物為雄性，但該動物的體細胞中不一定都含有Y染色體，如果該動物是哺乳動物，則其成熟的紅細胞中由于沒有細胞核，所以也就不含Y染色體，A錯誤。甲細胞中1與2為同源染色體，它們之間的片段交換屬于基因重組；1與4為非同源染色體，它們之間的片段交換屬于染色體結構變異，B錯誤。乙為有絲分裂后期，表明該動物發生了基因突變，基因重組只能發生在減數分裂過程中，故C錯。
〔訓練3〕　(2018·河南洛陽統考)油菜甲(2n＝20)與乙(2n＝16)通過人工授粉雜交，獲得的種子萌發形成幼苗丙，用秋水仙素處理丙的頂芽形成幼苗丁，待丁開花后自交獲得后代戊若干，下列敘述正確的是(　C　)
A．種子萌發形成幼苗丙的過程實現了細胞的全能性
B．幼苗丙是單倍體，會因聯會紊亂而高度不育
C．戊是新物種，但形成過程未經過地理隔離
D．人工誘導多倍體育種的過程不能為進化提供原材料
[解析]　種子萌發形成幼苗的過程不屬于細胞全能性的實現過程，A項錯誤；幼苗丙是由兩個不同的物種雜交產生的異源二倍體，細胞內沒有同源染色體，不能聯會，因而高度不育，B項錯誤；由丙染色體加倍形成幼苗丁，丁開花后自交形成的戊是新物種，其形成過程未經過地理隔離，C項正確；人工誘導多倍體育種的過程發生了染色體變異，能為進化提供原材料，D項錯誤。
〔訓練4〕　(2018·河北石家莊市一模)下圖為某一區域M、N兩個物種種群的資源利用曲線，下列相關敘述錯誤的是(　A　)
A．b越大表明生物適應環境的能力越弱
B．M、N兩個種群之間相互影響，共同進化
C．d越大，M、N種群增長的環境阻力越大
D．該曲線表明M、N之間存在競爭關系
[解析]　b越大說明生物攝取的食物種類越多，表明該生物適應環境的能力越強，A錯誤；M、N兩個種群之間相互影響，共同進化，B正確；d越大說明M、N兩種生物攝取食物的種類重疊越多，表明M與N的競爭越激烈，其增長的環境阻力越大，C正確；根據曲線圖分析，M、N兩種生物攝取食物的種類有重疊，則存在競爭關系，D正確。
〔訓練5〕　(2018·河南鄭州一測)如圖表示某生態系統中的三種植物，下列敘述正確的是(　C　)
A．a、c、f沒有地理隔離，也不會產生生殖隔離
B．a～j所含的全部基因，稱為種群基因庫
C．f～j在一段時期內沒有產生新的基因，但該種群基因頻率有可能發生變化
D．該生態系統中的所有生物和周圍的無機環境之和稱為生態系統的多樣性
[解析]　a、c、f為三種植物，它們之間存在生殖隔離，A錯誤。分析圖形，c、d為同一形態，是同一種植物；a、b、e是同一形態，為同一種植物；f、g、h、i、j為同一種植物，而每一種群中含有的全部基因稱為種群的基因庫，B錯誤。f～j雖然沒有新基因產生，但是某些不適應環境的個體可能由于自然選擇而死亡，故可能存在基因頻率的變化，C正確。生態系統的多樣性是指多種多樣的生態系統，圖中生物與無機環境構成的是一個生態系統，D錯誤。

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