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高考二輪專題綜合復習
第8講　生物的變異、育種與進化
1.下列關于變異與育種的說法,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。
(1)基因突變一定導致生物性狀發生改變,但不一定會遺傳給后代。 (　×　)
(2)自然突變是不定向的,人工誘變是定向的。 (　×　)
(3)染色體上某個基因的丟失屬于基因突變。 (　×　)
(4)DNA分子中發生一個堿基對的缺失導致染色體結構變異。 (　×　)
(5)非同源染色體某片段移接,僅發生在減數分裂過程中。 (　×　)
(6)由二倍體生物產生的單倍體都是不育的。 (　×　)
(7)單倍體育種中,常用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗使染色體數目加倍。 (　×　)
(8)用秋水仙素處理單倍體植株后得到的一定是二倍體。 (　×　)
(9)基因重組發生在受精作用的過程中。 (　×　)
(10)用秋水仙素處理大腸桿菌,可使其染色體數目加倍。 (　×　)
[解析] (1)由于密碼子的簡并性、隱性突變等,基因突變不一定導致生物性狀發生改變;基因突變若發生在體細胞中,一般不遺傳給后代,若發生在配子中,可以隨配子遺傳給后代。
(2)基因突變都是不定向的。
(3)基因突變不改變基因的數目,染色體上某個基因的丟失屬于染色體變異。
(4)DNA分子中發生一個堿基對的缺失可能屬于基因突變,但不屬于染色體變異。
(5)非同源染色體中某片段的移接也可以發生在有絲分裂過程中。
(6)蜂王是二倍體,其卵細胞形成的雄蜂是單倍體,可育。
(7)單倍體育種中,花藥離體培養形成單倍體幼苗,用秋水仙素處理的是幼苗,而不是萌發的種子。
(8)單倍體植株不一定含一個染色體組,也可能含兩個或多個染色體組,因此用秋水仙素處理單倍體植株后得到的不一定是二倍體。
(9)自然狀態下,基因重組發生在減數第一次分裂過程中。
(10)大腸桿菌屬于原核生物,無染色體。
2.下列關于生物進化的說法,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。
(1)為了適應冬季寒冷環境,植物會產生抗寒性變異。 (　×　)
(2)自然選擇決定了生物變異和進化的方向。 (　×　)
(3)一個種群中控制一對相對性狀的基因型頻率改變,說明生物在進化。 (　×　)
(4)外來物種入侵可能會改變生物進化的速度和方向。 (　√　)
(5)一般來說,頻率高的基因所控制的性狀更適應環境。 (　√　)
(6)共同進化是指生物和生物之間相互選擇共同進化。 (　×　)
(7)“精明的捕食者”策略體現了物種間的共同進化。 (　√　)
(8)在進化地位上越高等的生物,其適應能力越強。(　×　)
[解析] (1)變異是不定向的。
(2)自然選擇決定了生物進化的方向,但變異是不定向的。
(3)生物進化的實質是種群基因頻率的改變。
(4)外來物種入侵后會與本地物種建立捕食或競爭等關系,改變本地物種生存環境,因此可能會改變生物進化的方向和速度。
(5)自然選擇作用下,有利變異個體存活率高,并有更多機會產下后代,相應的基因頻率會不斷升高,可見,一般頻率高的基因所控制的性狀更適應環境。
(6)共同進化指生物和生物之間,生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展。
(7)“精明的捕食者”策略體現了物種間的共同進化,有利于種群發展。
(8)進化過程中出現的新物種,有些是靠開辟環境中新的生存位置來生存和繁衍的,不一定比原來物種的適應能力強。
3.細讀教材,查缺補漏
(1)若DNA分子攜帶的遺傳信息發生了改變,但由于密碼子的簡并性,編碼的氨基酸不一定改變。(教材必修2 P80問題探討)
(2)基因突變若發生在配子中,將遵循遺傳規律傳遞給后代。若發生在體細胞中,一般不能遺傳。但有些植物的體細胞發生基因突變,可通過無性繁殖傳遞。(教材必修2 P81)
(3)鐮刀型細胞貧血癥能夠遺傳的原因是突變后的DNA分子復制,通過減數分裂形成帶有突變基因的生殖細胞,并將突變基因傳遞給下一代。(教材必修2 P81思考討論)
(4)染色體組是指細胞中的一組非同源染色體,它們在形態和功能上各不相同,攜帶著控制生物生長發育的全部遺傳信息。(教材必修2 P95本章小結)
(5)選擇育種不僅周期長,而且可選擇的范圍是有限的。(教材必修2 P98)
(6)自然選擇直接作用的是生物個體,而且是個體的表現型,但研究生物的進化,僅研究個體的表現型是否與環境相適應是不夠的,還必須研究群體的基因組成的變化。(教材必修2 P114)
(7)捕食者往往優先捕食個體數量多的物種,為其他物種的形成騰出空間,捕食者的存在有利于增加物種多樣性。(教材必修2 P123)
(8)實際上,捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體,客觀上起到促進種群發展的作用。此外,捕食者一般不能將所有的獵物都吃掉,否則自己也無法生存,這就是所謂“精明的捕食者”策略。(教材必修2 P123)
4.規范答題訓練
(1)單倍體是指　體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體　。
(2)物種是指　能夠在自然狀態下相互交配并且產生可育后代的一群生物　。
(3)共同進化是指　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　。
(4)γ射線照射花蕾期的某植株后,植株葉芽細胞和生殖細胞均發生了突變,但在自然條件下,葉芽細胞突變對子代的性狀幾乎無影響,其原因是　突變發生在體細胞中,一般不能遺傳給后代　。
(5)盡管有抗藥性基因存在,但使用抗生素仍能治療由細菌引起的感染,原因在于細菌種群中　有抗性基因的個體占極少數　。
考點一　生物的變異
1.厘清基因突變相關知識間的關系
(1)明確基因突變的原因及其與進化的關系
圖8-1
(2)有關基因突變的“一定”和“不一定”
①基因突變一定會引起基因結構的改變,即基因中堿基排列順序的改變。
②基因突變不一定會引起生物性狀的改變。
③基因突變不一定都產生等位基因:真核生物染色體上的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。
④基因突變不一定都能遺傳給后代:
a.基因突變如果發生在體細胞的有絲分裂過程中,一般不遺傳給后代,但有些植物可通過無性繁殖遺傳給后代。
b.如果發生在減數分裂過程中,可以通過配子遺傳給后代。
2.厘清變異的種類
(1)關于“互換”的問題
①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　。
②非同源染色體之間的互換:屬于染色體結構變異中的　易位　。
(2)關于“缺失”的問題
①DNA分子上若干“基因”的缺失:屬于　染色體結構變異　。
②基因內部若干“堿基對”的缺失:屬于　基因突變　。
(3)關于變異水平的問題
①分子水平:　基因突變、基因重組　屬于分子水平的變異,在光學顯微鏡下直接觀察不到。
②細胞水平:　染色體變異　是細胞水平的變異,在光學顯微鏡下可以觀察到。
(4)可遺傳變異對基因種類和基因數量的影響
①基因突變——改變基因的種類(基因結構改變,成為新基因),不改變基因的數量。
②基因重組——不改變基因的種類和數量,但改變基因間的組合方式,即改變基因型。
③染色體變異——改變基因的數量或排列順序。
3.識圖區別變異類型
圖8-2
(1)寫出圖8-2中①②③④分別代表的變異類型:
①　缺失　;②　重復　;③　倒位　;④　基因突變　。
(2)圖①②③④中可以在顯微鏡下觀察到的是　①②③　。
(3)填寫①②③④變異的實質:
①基因數目減少;②基因數目　增加　;③基因排列順序的改變;④基因中　堿基對替換、增添或缺失　。
4.需掌握一個技巧——“二看法”判斷單倍體、二倍體與多倍體
圖8-3
考法一　變異類型及其特點
1.如圖8-4為豌豆根細胞中某條染色體部分基因的排布示意圖,①②③④分別代表四個基因序列,最短的序列包括2000個堿基對。下列相關敘述正確的是 (　C　)
圖8-4
A.如果③基因序列整體缺失,則發生了基因突變
B.如果②與③發生了位置互換,則屬于基因重組
C.①中發生基因突變時不能通過有性生殖傳給后代
D.如果②中缺失了 20 個堿基對,則屬于染色體變異
[解析] 整個基因缺失屬于染色體結構變異中的缺失,A錯誤;②③發生位置互換屬于染色體結構變異中的倒位,不是基因重組,B錯誤;該細胞為豌豆根細胞,不能進行減數分裂,因此①中發生基因突變時不能通過有性生殖傳給后代,C正確;基因中堿基對的缺失屬于基因突變,D錯誤。
2.除草劑敏感型的玉米經輻射獲得了抗性突變體,敏感和抗性是一對相對性狀。下列關于突變體的敘述,正確的是 (　B　)
A.若為染色體片段缺失所致,則該抗性基因一定是顯性基因
B.若為基因突變所致,則抗性基因與敏感基因的堿基序列一定不同
C.若為染色體結構變異中的易位所致,則四分體中非姐妹染色單體一定發生了交叉互換
D.若為一對堿基缺失所致,則該抗性基因一定不能編碼肽鏈
[解析] 除草劑敏感型的玉米經輻射獲得抗性突變體,突變體若為一條染色體片段缺失所致,則缺失片段中含有敏感基因,說明該抗性基因一定為隱性基因,A錯誤;若為基因突變所致,則基因的結構發生了改變,故抗性基因與敏感基因的堿基序列一定不同,B正確;交叉互換是基因重組,不屬于易位,C錯誤;若為一對堿基缺失所致,則該抗性基因可能不編碼肽鏈,也可能編碼的肽鏈發生改變,D錯誤。
考法二　染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的相關判斷
3.[2020·全國卷Ⅱ] 關于高等植物細胞中染色體組的敘述,錯誤的是 (　C　)
A.二倍體植物的配子只含有一個染色體組
B.每個染色體組中的染色體均為非同源染色體
C.每個染色體組中都含有常染色體和性染色體
D.每個染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同
[解析] 二倍體植物的體細胞中含有兩個染色體組,其配子只含有一個染色體組,A正確;生物的一個染色體組內,染色體的形態、大小各不相同,均為非同源染色體,B正確;不是每個染色體組中都含有性染色體,例如,沒有性別分化的生物,細胞中沒有性染色體,C錯誤;每個染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同,D正確。
4.普通小麥是自然條件下由不同物種雜交和染色體加倍形成的,過程如圖8-5所示,其中A、B、D分別代表不同物種的一個染色體組,每個染色體組均含7條染色體。下列分析錯誤的是 (　B　)
圖8-5
A.雜種一是高度不育的二倍體
B.雜種二與無子西瓜不育的原理完全相同
C.雜種二發育成普通小麥可能是溫度驟降所致
D.普通小麥具有6個染色體組,42條染色體
[解析] 雜種一由于無同源染色體,不能進行正常的減數分裂,是高度不育的,A正確;雜種二屬于異源三倍體,而無子西瓜屬于同源三倍體,二者不育原理不同,B錯誤;雜種二經過人工誘導處理,染色體數目加倍后獲得普通小麥,而低溫會抑制紡錘體的形成,使得染色體數目加倍,所以雜種二發育成普通小麥可能是溫度驟降所致,C正確;由于A、B、D代表不同物種的一個染色體組,且均含7條染色體,普通小麥含有6個染色體組,故普通小麥體細胞中有染色體6×7=42(條),D正確。
【易錯提醒】 關注單倍體的兩個失分點
(1)單倍體的體細胞中并非只有1個染色體組:由多倍體的配子形成的單倍體體細胞中有兩個或兩個以上的染色體組。
(2)單倍體并非都不育,即單倍體中染色體組數為偶數時,該單倍體可育并能產生后代。
考點二　生物變異在育種上的應用
1.據圖厘清“5”種生物育種
圖8-6
(1)識別各字母表示的處理方法
A:　雜交　,D:　自交　,B:　花藥離體培養　,C:　秋水仙素處理幼苗　,E:　誘變處理　,F:　秋水仙素處理　,G:轉基因技術。
(2)判斷育種方法及依據原理
育種流程 育種方法 原理
親本新品種 　雜交　育種 　基因重組　
親本新品種 　單倍體　育種 　染色體變異　
種子或幼苗新品種 　誘變　育種 　基因突變　
種子或幼苗新品種 　多倍體　育種 　染色體變異　
植物細胞新品種 基因工程育種 　基因重組　
2.關注育種方法的“4個”易錯點
(1)動、植物雜交育種的區別:植物雜交育種中純合子的獲得只能通過逐代自交的方法,不能通過測交方法,子代留種;而動物雜交育種中純合子的獲得一般通過測交的方法,親代留種。
(2)原核生物不能運用雜交育種,如細菌的育種一般采用誘變育種。
(3)花藥離體培養只是單倍體育種中的一個程序,要想得到純合子,還需用秋水仙素處理單倍體幼苗使其染色體數目加倍。
(4)多倍體育種中用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗,而單倍體育種中只能用秋水仙素處理幼苗,而不能處理萌發的種子。
考法一　考查育種方法及原理
1.現用高稈抗病(AABB)品系小麥和矮稈不抗病(aabb)品系小麥培育矮稈抗病(aaBB)品系小麥,下列對其過程分析錯誤的是 (　C　)
A.F1雖未表現出矮稈抗病的性狀組合,但已經集中了相關基因
B.F2中出現重組性狀的原因是F1產生配子時發生了基因重組
C.通常利用F2的花粉進行單倍體育種,可以明顯縮短育種年限
D.雜交育種能將兩個或多個優良性狀通過雜交集中在一起
[解析] 高稈抗病(AABB)品系和矮稈不抗病(aabb)雜交,F1為AaBb,F1中雖未表現出矮稈抗病的性狀組合,但已經集中了相關基因,A正確;F2中出現重組性狀的原因是F1產生配子時發生了基因重組,B正確;通常利用F1花粉進行單倍體育種,可以明顯縮短育種年限,C錯誤;雜交育種是將兩個或多個品種的優良性狀通過雜交集中在一起,培養出新品種的方法,D正確。
2.野生獼猴桃是一種多年生的富含維生素C的二倍體(2n=58)小野果。如圖8-7是某科研小組利用基因型為AA的野生獼猴桃植株經不同育種途徑獲得的植株甲、乙和丙。植株甲是三倍體,植株乙是二倍體,植株丙是單倍體,①~⑦表示各種處理方法。下列說法正確的是 (　C　)
圖8-7
A.①和⑦可通過使用秋水仙素處理來實現
B.過程②③體現了基因突變的定向性
C.植株甲中基因型為AAa的體細胞中染色體數目為87
D.過程⑤形成花藥時發生了基因重組
[解析] 根據題意和圖示分析可知,①是誘導染色體數目加倍,④⑥是雜交,②③是誘導基因突變,⑤⑦是花藥離體培養。植株甲是通過多倍體育種獲取的,植株乙是通過雜交育種獲得,植株丙是通過植物組織培養技術獲得。①誘導染色體數目加倍可用低溫或者秋水仙素處理,⑦是花藥離體培養獲得單倍體,使用的是植物組織培養技術,染色體數目不加倍,不需要用秋水仙素處理,A錯誤。基因突變具有不定向性,B錯誤。植株甲是三倍體,體細胞中染色體數目是3×29=87,C正確。A、a是一對等位基因,在減數分裂形成配子時會彼此分離,過程⑤形成花藥時不會發生基因重組,D錯誤。
考法二　考查育種方法的選擇與育種方案的設計
3.在現代農業生產上應依據育種目標選擇育種方案。下列有關育種目標與育種方案說法一致的是 (　D　)
A.欲對原品系實施定向改造,適合采用誘變育種
B.欲“增大”或“加強”原品系營養器官,適合采用單倍體育種
C.欲讓原品系產生自然界沒有的新性狀,適合采用基因工程育種
D.欲集中雙親優良性狀,適合采用雜交育種
[解析] 誘變育種的原理為基因突變,由于基因突變具有隨機性和不定向性,故不能對原品系實施定向改造,A錯誤;欲對原品系營養器官進行“增大”或“加強”,應采用多倍體育種,B錯誤;基因工程的原理是基因重組,不能產生自然界沒有的新性狀,欲讓原品系產生自然界沒有的新性狀,適合采用誘變育種,C錯誤;雜交育種的原理為基因重組,優點是能將不同品種的優良性狀集中到一起,D正確。
4.農業生產要求作物的產量、品質、抗性等性狀在個體間、年度間表現一致。小麥是自花傳粉作物,現有小麥種子資源:①矮稈、感病;②高稈、抗病;③高稈、晚熟等品種。為滿足不同地區及不同環境條件下的栽培需求,育種專家要培育兩類品種:a.矮稈、抗病;b.矮稈、早熟。請回答下列問題:
(1)小麥可以從生產田留種繁殖,因為同一品種小麥的所有植株　基因型相同　,通過自交產生的后代　性狀表現一致(或表現型相同或不發生性狀分離)　。
(2)小麥中高稈對矮稈為顯性,抗病對感病為顯性,兩對性狀獨立遺傳。為培育穩定遺傳的矮稈、抗病品種,可選取　①②　(填序號)兩個品種進行雜交育種,所需要的類型在　F2　(填代數)就會出現。每株的所有種子單獨種植在一起可得到一個株系,如果想在F3得到100個能穩定遺傳的目標株系,理論上F2約需種植　1600　株。
(3)為了加快(2)的育種進程,還可以采用單倍體育種。請寫出簡要流程:　①取F1的花藥離體培養,得到單倍體幼苗,②用適宜濃度的秋水仙素溶液(或低溫)處理單倍體幼苗,使其染色體數目加倍,③篩選出所需的類型(或答流程圖:F1單倍體幼苗純合體所需的類型)　。
(4)為培育品種b(矮稈、早熟),可對品種③進行射線處理,其可遺傳變異的主要來源是基因突變,基因突變的實質是　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　。人工誘變育種大大提高了育種的效率和選擇范圍,但是由于基因突變的　不定向性　,誘變育種具有盲目性。
[解析] (1)小麥是嚴格的自花傳粉植物,其個體都是純合體,自交后代不發生性狀分離,能夠保持其固有的遺傳特性。同一品種小麥的所有植株基因型相同,通過自交產生的后代性狀表現一致(或不發生性狀分離)。(2)小麥種子資源包括①矮稈、感病;②高稈、抗病;③高稈、晚熟等品種,①②中兩對性狀獨立遺傳,為培育穩定遺傳的矮稈、抗病品種,可選取①②兩個品種進行雜交育種,F1是高稈抗病雜合子,F1自交后F2出現矮稈抗病,需要再自交選育,才能得到能穩定遺傳的矮稈抗病品種。如果想在F3得到100個能穩定遺傳的目標株系,理論上F2約需種植1600株。(3)單倍體育種可以大大縮短育種年限,加快育種進程,該育種過程中最重要的是花藥離體培養,所以流程為①取F1的花藥離體培養,得到單倍體幼苗,②用適宜濃度的秋水仙素溶液(或低溫)處理單倍體幼苗,使其染色體數目加倍,③篩選出所需的類型。(4)基因突變的實質是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。人工誘變育種大大提高了育種的效率和選擇范圍,但是由于基因突變的不定向性,育種具有盲目性。
【技法提煉】 根據不同的需求選擇育種的方法
(1)若要培育隱性性狀個體,則可用自交或雜交,只要出現該性狀即可。
(2)有些植物如小麥、水稻等,雜交實驗較難操作,則最簡便的方法是自交。
(3)若要快速獲得純種,則用單倍體育種方法。
(4)若實驗植物為營養繁殖類如馬鈴薯、甘薯等,則只要出現所需性狀即可,不需要培育出純種。
(5)若要培育原先沒有的性狀,則可用誘變育種。
(6)若要定向改變生物的性狀,可利用基因工程育種。
(7)花藥離體培養≠單倍體育種,前者的終點是單倍體幼苗,而后者的終點是染色體數目加倍后的正常植株。
考點三　生物的進化
1.現代生物進化理論的基本觀點
圖8-8
2.辨清生物進化、物種形成與隔離的關系
(1)生物進化≠物種的形成:
①標志不同:
②生物發生進化,并不一定會形成新物種,但是新物種的形成要經過生物進化,即生物進化是物種形成的基礎。
(2)隔離與物種形成
①
②
③物種形成與隔離的關系:物種的形成不一定要經過　地理隔離　,但必須要經過　生殖隔離　。
(3)共同進化與生物多樣性的形成
①共同進化并不只包括生物與生物之間的共同進化,還包括　生物與無機環境　之間的共同進化。
②生物多樣性包括　基因多樣性　、　物種多樣性　、　生態系統多樣性　。
3.掌握基因頻率的計算方法
(1)依據概念求基因頻率:
基因頻率=此基因個數/(此基因個數+其等位基因個數)。
(2)已知基因型頻率求基因頻率:
①基因頻率=此種基因純合子基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率。
②若基因只位于X染色體上:
X染色體上顯性基因頻率=(雌性顯性純合子個體數×2+雄性顯性個體數+雌性雜合子個體數)/(雌性個體數×2+雄性個體數)。
(3)遺傳平衡定律(哈迪—溫伯格定律)
①理想條件:在一個有性生殖的自然種群中,種群　足夠大　、　自由(或隨機)　交配、無遷入和遷出、不發生　突變　、不發生選擇,基因頻率　不變　。
②計算公式:(p+q)2=p2+2pq+q2=1,其中p代表基因A的頻率,q代表基因a的頻率,p2代表　AA　的頻率,2pq代表　Aa　的頻率,q2代表　aa　的頻率。
考法一　考查現代生物進化理論的基本觀點
1.下列有關生物進化和生物多樣性的敘述,正確的是 (　D　)
A.生物的各種變異均可為進化提供原材料
B.基因重組只是基因間的重新組合,不會導致生物性狀改變
C.生物多樣性的形成也就是新的物種不斷形成的過程
D.不同生物的DNA和蛋白質分子的差異程度可揭示物種親緣關系的遠近
[解析] 變異包括可遺傳變異和不可遺傳變異,只有可遺傳變異能為進化提供原材料,A錯誤;基因重組是在有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合,會導致后代性狀發生改變,B錯誤;生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性,因此生物多樣性的形成不僅僅是新物種不斷形成的過程,C錯誤;DNA分子和蛋白質分子都具有物種特異性,故不同生物的DNA和蛋白質分子的差異可揭示物種親緣關系的遠近,D正確。
2.X植物容易受到Y害蟲的侵害,X植物的某突變株含有一種抗蟲基因,該基因使突變株具有了對Y害蟲的抗性。下列相關敘述正確的是 (　C　)
A.抗蟲基因的產生是X植物為抵抗Y害蟲而突變的結果
B.該突變株的出現說明不經過長期的地理隔離也可以形成新物種
C.Y害蟲長期采食X植物可能會使X植物和Y害蟲的種群基因頻率都發生變化
D.X植物產生的突變株對Y害蟲是不利的,會阻礙Y害蟲的進化
[解析] 基因突變是隨機的、不定向的,抗蟲基因的產生不是X植物主動定向突變的結果,A錯誤;X植物的突變株不是一個新物種,B錯誤;Y害蟲的采食屬于自然選擇,長期的自然選擇可能會使種群的基因頻率發生變化,C正確;X植物和Y害蟲是相互作用、共同進化的,D錯誤。
【易錯提醒】 (1)把“突變”誤認為只是基因突變:“突變”不是基因突變的簡稱,而是包括基因突變和染色體變異。
(2)變異在環境變化之前已經產生,環境通常只起選擇作用,不是影響變異的因素。
(3)把物種誤認為種群:一個物種可以形成多個種群,一個種群必須是同一物種。同一物種的多個種群間存在地理隔離。
(4)誤認為物種形成一定經歷長期的地理隔離。例如多倍體的產生不需要經過地理隔離。
(5)“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、騾子均不可稱為“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”,因為它與二倍體西瓜雜交產生的子代(三倍體西瓜)不育,意味著它與二倍體西瓜間已產生生殖隔離,故已成為另一個物種。
考法二　基因頻率及基因型頻率的計算　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3.在一個隨機交配的中等大小的種群中,經調查發現控制某性狀的基因型只有兩種:AA基因型的百分比為20%,Aa基因型的百分比為80%,aa基因型(致死型)的百分比為0,那么隨機交配繁殖一代后,AA基因型的個體占 (　C　)
A.1/4 B.1/5 C.3/7 D.11/21
[解析] 已知某種群控制某性狀的基因型只有兩種,AA基因型的頻率為20%,Aa基因型的頻率為80%,aa基因型(致死型)的頻率為0,則A的基因頻率=20%+1/2×80%=60%,a的基因頻率=1/2×80%=40%,根據遺傳平衡定律,其隨機交配繁殖一代后,AA基因型頻率=60%×60%=36%,Aa的基因型頻率=2×60%×40%=48%,aa的基因型頻率=40%×40%=16%,其中aa為致死型,因此AA基因型的個體占3/7,C正確。4.[2021·廣東卷] 兔的脂肪白色(F)對淡黃色(f)為顯性,由常染色體上一對等位基因控制。某兔群由500只純合白色脂肪兔和1500只淡黃色脂肪兔組成,F、 f的基因頻率分別是 (　B　)
A.15%、85% B.25%、75%
C.35%、65% D.45%、55%
[解析] 由題意可知,該兔群中基因型為FF的純合白色脂肪兔有500只,基因型為ff的淡黃色脂肪兔有1500只,因此該種群中F基因的數量有500×2=1000(個),種群中相關的等位基因總數是(500+1500)×2=4000(個),因此F的基因頻率為1000÷4000×100%=25%,f的基因頻率為1-25%=75%。綜上所述,B項正確。
1.[2021·廣東卷] 白菜型油菜(2n=20)的種子可以榨取食用油(菜籽油)。為了培育高產新品種,科學家誘導該油菜未受精的卵細胞發育形成完整植株Bc。下列敘述錯誤的是 (　A　)
A.Bc成熟葉肉細胞中含有兩個染色體組
B.將Bc作為育種材料,能縮短育種年限
C.秋水仙素處理Bc幼苗可以培育出純合植株
D.自然狀態下Bc因配子發育異常而高度不育
[解析] 由題意可知,白菜型油菜含有兩個染色體組,每個染色體組中含有10條染色體。誘導該油菜未受精的卵細胞發育成完整植株Bc,則該植株是單倍體,其體細胞中只有一個染色體組,A項錯誤;Bc是單倍體植株,將其用于單倍體育種可縮短育種年限,B項正確;Bc植株是單倍體,用秋水仙素處理后會使其體細胞中的染色體數目加倍,最終獲得的個體含有兩個染色體組,且為純合子,C項正確;Bc植株為單倍體,該植株無法進行減數分裂或減數分裂異常導致配子發育異常,高度不育,D項正確。
2.[2021·湖南卷] 金魚系野生鯽魚經長期人工選育而成,是中國古代勞動人民智慧的結晶。現有形態多樣、品種繁多的金魚品系。自然狀態下,金魚能與野生鯽魚雜交產生可育后代。下列敘述錯誤的是 (　B　)
A.金魚與野生鯽魚屬于同一物種
B.人工選擇使鯽魚發生變異,產生多種形態
C.鯽魚進化成金魚的過程中,有基因頻率的改變
D.人類的喜好影響了金魚的進化方向
[解析] 自然狀態下,金魚能與野生鯽魚雜交產生可育后代,因此金魚與野生鯽魚屬于同一物種,A正確;鯽魚發生的變異是隨機的、不定向的,不是人工選擇導致的,人工選擇只決定生物進化的方向,但不能誘導變異的發生,B錯誤;生物進化的實質是種群基因頻率的改變,C正確;人類的喜好相當于一種選擇,會影響金魚的進化方向,D正確。
3.[2021·廣東卷] 孔雀魚雄魚的魚身具有艷麗的斑點,斑點數量多的雄魚有更多機會繁殖后代,但也容易受到天敵的捕食。關于種群中雄魚的平均斑點數量,下列推測錯誤的是 (　C　)
A.缺少天敵,斑點數量可能會增多
B.引入天敵,斑點數量可能會減少
C.天敵存在與否決定斑點數量相關基因的變異方向
D.自然環境中,斑點數量增減對雄魚既有利也有弊
[解析] 缺少天敵,斑點數量多的雄魚有更多的機會生存,且有更多的機會將多斑點的性狀遺傳給后代,A項正確;引入天敵,斑點數量多的雄魚會由于天敵的捕食而數量減少,少斑點的雄魚有更多的生存機會,且它們將少斑點的性狀遺傳給后代的機會也會增多,B項正確;與斑點數量相關基因的變異是不定向的,與天敵的存在無關,天敵的存在只是起到選擇的作用,C項錯誤;斑點數量多的雄魚有更多的機會繁殖后代,這是有利的方面,但是斑點數量多的雄魚卻容易受到天敵的捕食,因此自然環境中,斑點數量增減對雄魚既有利也有弊,D項正確。
4.[2021·廣東卷] 人類(2n=46)14號與21號染色體二者的長臂在著絲點處融合形成14/21平衡易位染色體,該染色體攜帶者具有正常的表現型,但在產生生殖細胞的過程中,其細胞中形成復雜的聯會復合物(圖8-9)。在進行減數分裂時,若該聯會復合物的染色體遵循正常的染色體行為規律(不考慮交叉互換),下列關于平衡易位染色體攜帶者的敘述,錯誤的是 (　C　)
圖8-9
A.觀察平衡易位染色體也可選擇有絲分裂中期細胞
B.男性攜帶者的初級精母細胞含有45條染色體
C.女性攜帶者的卵子最多含24種形態不同的染色體
D.女性攜帶者的卵子可能有6種類型(只考慮圖中的3種染色體)
[解析] 可選擇有絲分裂中期的細胞來觀察該變異,A項正確;正常人體細胞中含有46條染色體,其中有44條常染色體和2條性染色體,男性攜帶者由于其1條14號染色體與1條21號染色體發生了融合,所以其初級精母細胞中含有45條染色體,B項正確;女性攜帶者細胞中14/21平衡易位染色體與聯會的14號、21號染色體隨機分離,使得有的卵細胞含有22條染色體,有的卵細胞含有23條染色體,C項錯誤;女性攜帶者的卵原細胞中含有1條21號染色體、1條14號染色體和1條14/21平衡易位染色體,由于這三條染色體在減數分裂時隨機移向細胞兩極,因此其減數分裂會產生6種類型配子:①含1條14號染色體和1條21號染色體(正常)、②含1條14/21平衡易位染色體(異常)、③含1條21號染色體(異常)、④含1條14號染色體和1條14/21平衡易位染色體(異常)、⑤含1條14號染色體(異常)、⑥含1條21號染色體和1條14/21平衡易位染色體(異常),D項正確。
1.圖①~④分別表示不同的變異類型。下列有關分析正確的是 (　D　)
A.①②都表示易位,發生在減數第一次分裂的前期
B.③表示染色體結構變異中的缺失
C.④一定是染色體結構變異中的重復導致的
D.四種變異都能夠遺傳
[解析] ①發生交叉互換的片段是在同源染色體上,該變異發生在減數第一次分裂前期,屬于基因重組,②是發生在非同源染色體上,屬于易位,A錯誤。③表示基因中堿基對的缺失,表示基因突變,B錯誤。④中可能是染色體結構變異中的重復或缺失,C錯誤。基因重組、基因突變和染色體變異都是可以遺傳的,D正確。
2.關于人類“白化病”“貓叫綜合征”和“青少年型糖尿病”的敘述,正確的是 (　B　)
A.都可通過光學顯微鏡檢測染色體是否異常
B.患者父母不一定患病
C.都是遺傳病,患者的后代都會患病
D.都是基因突變引起的
[解析] 白化病和青少年型糖尿病不是染色體異常遺傳病,A錯誤;遺傳病患者的父母不一定患遺傳病,B正確;遺傳病患者的后代不一定患病,C錯誤;“貓叫綜合征”是染色體異常遺傳病,是由染色體片段的缺失引起的,D錯誤。
3.小鼠(2N=40)胚胎期某細胞發生圖示異常分裂(未繪出的染色體均正常),其中A為抑癌基因,a為A的突變基因。下列說法正確的是 (　C　)
A.該分裂過程中形成20個四分體
B.分裂產生Aa或aa子細胞的概率均為1/2
C.子細胞aa在適宜條件下可能無限增殖
D.染色體異常分離與紡錘體無關
[解析] 由題意可知,該分裂過程是有絲分裂,無四分體,A錯誤。由于染色體的丟失是隨機的,所以分裂產生Aa或aa子細胞的概率不一定為1/2,B錯誤。由題意可知A基因為抑癌基因,抑癌基因的作用是抑制細胞不正常增殖,若細胞中抑癌基因發生突變,則細胞在適宜條件下可能無限增殖,C正確。由于染色體是由紡錘體牽引至兩極的,因此染色體異常分離可能與紡錘體形成有關,D錯誤。
4.下列關于進化的敘述正確的是 (　B　)
A.農藥的使用促進了害蟲發生變異,導致抗藥性產生
B.獵豹和斑馬奔跑迅速,是長期共同進化的結果
C.捕食者的存在導致被捕食者減少,從而導致生物多樣性降低
D.顯性性狀容易顯現,因此顯性基因的頻率會高于隱性基因的頻率
[解析] 害蟲由于基因突變產生抗藥性,農藥發揮的是選擇作用,A錯誤;獵豹和斑馬在追捕和逃避追捕的過程中奔跑速度都增加,是長期共同進化的結果,B正確;捕食者往往捕食個體數量多的物種,從而避免出現某個物種占絕對優勢的局面,有利于增加生物多樣性,C錯誤;顯性性狀若不適應環境則被淘汰,從而導致顯性基因頻率下降,隱性基因頻率上升,D錯誤。
5.進化的紅皇后假說認為,在通常的情況下,物種之間保持著一種動態平衡,物種間存在相互牽制的生態關系,例如一些昆蟲取食時,植物會產生某種有毒物質抵制昆蟲,昆蟲也相應地產生解毒物質,下列分析正確的是 (　D　)
A.植物產生有毒物質的根本原因是自然選擇的作用
B.一定濃度的有毒物質會誘導昆蟲產生相應的解毒基因
C.具有抗毒性和不具抗毒性的昆蟲不能進行基因交流
D.該假說認為一種生物的進化會導致其他生物的進化
[解析] 植物產生有毒物質的根本原因是基因突變,A項錯誤;昆蟲相應的解毒基因是隨機突變產生的,并不是由一定濃度的有毒物質誘導產生的,B項錯誤;具有抗毒性和不具抗毒性可能是一對相對性狀,不影響昆蟲的交配,這些昆蟲能夠進行基因交流,C項錯誤;該假說認為物種間存在相互牽制的生態關系,例如一些昆蟲取食植物,植物會產生某種有毒物質抵制昆蟲,昆蟲也會相應地產生解毒物質,因此一種生物的進化可能會導致其他相關生物的進化,D項正確。
6.果蠅是生物科學研究中常用的模式生物。已知果蠅(2N=8) 的黑身基因(B)對灰身基因(b)為顯性,位于常染色體上;紅眼基因(R)對白眼基因(r)為顯性,位于X染色體上。請回答下列相關的遺傳學問題。
(1)若某個初級卵母細胞中,B基因所在的同源染色體在減數第一次分裂時不分離,產生的雌配子中染色體的數目為　3或5　。
(2)現有一只紅眼黑身果蠅與一只白眼黑身果蠅交配,F1雄果蠅中有1/8為白眼灰身。則親本中雌果蠅的基因型為　BbXRXr　。F1雌雄個體隨機交配,F2中紅眼果蠅與白眼果蠅的比例為　7∶9　。
(3)已知性染色體組成為XO(體細胞內只含有1條性染色體X)的果蠅表現為雄性不育。用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本進行雜交,在F群體中,發現一只白眼雄果蠅M。為探究M果蠅出現的原因,應選用果蠅M與　多只正常白眼雌果蠅　雜交,然后觀察子代果蠅的表現型及比例。
①若　子代雌果蠅均為紅眼,雄果蠅均為白眼(或子代紅眼雌果蠅∶白眼雄果蠅=1∶1)　,則M的出現是環境改變引起的。
②若　子代果蠅無論雌雄,均為白眼(或子代果蠅全為白眼)　,則M的出現是基因突變引起的。
③若無子代產生,則M的基因組成為XrO,其形成原因是　含Xr的正常雄配子與不含性染色體的異常雌配子結合　。
[解析] (1)果蠅(2N=8)正常形成的配子所含染色體數為4,若某個初級卵母細胞中,B基因所在的同源染色體在減數第一次分裂時不分離,則產生的次級卵母細胞中染色體數可能是3或5,所以最終經過減數第二次分裂產生的雌配子所含的染色體數目為3或5。(2)現有一只紅眼黑身果蠅與一只白眼黑身果蠅交配,F1雄果蠅中有1/8為白眼灰身(bbXrY),可推知親本基因型為BbXRXr和BbXrY。F1中雌果蠅基因型有1/2XRXr、1/2XrXr,雄果蠅基因型有1/2XRY、1/2XrY,F1雌配子基因組成有1/4XR、3/4Xr,雄配子基因組成有1/4XR、1/4Xr、1/2Y,因此,F1雌雄個體隨機交配,F2中紅眼果蠅的比例為1/4×1+3/4×1/4=7/16,白眼果蠅的比例為3/4×1/4+3/4×1/2=9/16,F2中紅眼果蠅與白眼果蠅的比例為7∶9。(3)正常情況下:紅眼雌果蠅(XRXR)×白眼雄果蠅(XrY)→XRXr(紅眼雌果蠅)、XRY(紅眼雄果蠅),即正常情況下在F群體中不會出現白眼雄果蠅,說明白眼雄果蠅M是變異產生的。為探究M果蠅出現的原因,應對該果蠅進行測交,即用果蠅M與多只正常白眼雌果蠅雜交,然后觀察子代果蠅的表現型及比例。①若M的出現是環境改變引起的,其基因型為XRY,與XrXr雜交的結果應為子代雌果蠅均為紅眼,雄果蠅均為白眼(或子代紅眼雌果蠅∶白眼雄果蠅=1∶1)。②若M的出現是基因突變引起的,其基因型為XrY,與XrXr雜交的結果應為子代果蠅無論雌雄,均為白眼(或子代果蠅全為白眼)。③若無子代產生,則M的基因組成為XrO,其形成原因是含Xr的正常雄配子與不含性染色體的異常雌配子結合。

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