高考生物二轮复习专题八变异育种和进化.docx
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高考生物二轮复习专题八变异育种和进化
专题八 变异、育种和进化
[考纲要求] 1．基因重组及其意义（Ⅱ）。
2．基因突变的特征和原因（Ⅱ）。
3．染色体结构变异和数目变异（Ⅱ）。
4．生物变异在育种上的应用（Ⅱ）。
5．转基因食品的安全（Ⅰ）。
6．现代生物进化理论的主要内容（Ⅱ）。
7．生物进化与生物多样性的形成（Ⅱ）。
构网络·核心知识串联
————————————————————————————
提示：
①所有生物 ②产生了原基因的等位基因 ③减数第一次分裂的四分体时期和后期 ④自由组合型和交叉互换型 ⑤以染色体组形式成倍增减 ⑥基因突变 ⑦染色体变异 ⑧突变和基因重组 ⑨基因频率的改变 ⑩隔离
■辨正误——易错易混诊断………………………………………………•
1．判断下列有关生物变异叙述的正误
（1）基因突变一定导致生物性状改变，但不一定遗传给后代。
（×）
提示：
由于密码子的简并性、隐性突变等原因，基因突变不一定导致生物性状改变；基因突变发生在体细胞中时一般不遗传给后代，发生在配子中时，随配子遗传给后代。
（2）自然突变是不定向的，人工诱变是定向的。
（×）
提示：
基因突变都是不定向的。
（3）染色体上某个基因的丢失属于基因突变。
（×）
提示：
基因突变不改变基因的数目，染色体上某个基因的丢失属于染色体变异。
（4）DNA分子中发生一个碱基对的缺失会导致染色体结构变异。
（×）
提示：
染色体结构变异是染色体片段的改变，DNA分子中发生一个碱基对的缺失一般属于基因突变。
（5）非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。
（×）
提示：
非同源染色体某片段移接也可以发生在有丝分裂过程中。
（6）二倍体生物的单倍体都是高度不育的。
（×）
提示：
蜂王是二倍体，其卵细胞形成的雄蜂是单倍体，可育。
（7）常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使单倍体加倍为正常的纯合子。
（×）
提示：
花药离体培养形成单倍体幼苗，因此用秋水仙素处理的是幼苗，而不是萌发的种子。
（8）基因重组发生在受精作用过程中。
（×）
提示：
基因重组发生在减数第一次分裂过程中。
（9）染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化。
（√）
（10）同胞兄妹的遗传差异与父母基因重组有关。
（√）
2．判断下列有关育种叙述的正误
（1）通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型。
（√）
（2）水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种属于单倍体育种。
（√）
（3）抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦属于杂交育种。
（√）
（4）将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株属于基因工程育种。
（√）
（5）用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆属于诱变育种。
（√）
（6）三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关。
（√）
3．判断下列有关生物进化叙述的正误
（1）一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境。
（√）
（2）物种的形成可以不经过隔离。
（×）
提示：
物种的形成必定经过生殖隔离。
（3）生物进化过程的实质在于有利变异的保存。
（×）
提示：
生物进化过程的实质是基因频率的改变。
（4）自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。
（√）
（5）生物进化的方向与基因突变的方向一致。
（×）
提示：
基因突变是不定向的，自然选择决定生物进化的方向。
（6）生物进化时基因频率总是变化的。
（√）
（7）害虫抗药性增强，是因为杀虫剂刺激害虫产生抗药性，并在后代中不断积累。
（×）
提示：
害虫的变异是不定向的，个体中本来就存在抗药性个体。
（8）捕食关系会降低物种的多样性。
（×）
提示：
捕食关系会增加物种的多样性。
（9）不同物种之间、生物与环境之间在相互影响中不断进化发展，形成生物的多样性。
（√）
（10）为了适应冬季寒冷环境，植物会产生抗寒性变异。
（×）
提示：
变异是不定向的，环境只是对不同变异类型进行选择。
考点1 三种可遗传的变异（对应学生用书第48页）
■品真题——圈定高考考查范围………………………………………………•
1．（2015·全国卷Ⅱ）下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是（ ）
【导学号：
92624029】
A．该病是由于特定的染色体片段缺失造成的
B．该病是由于特定染色体的数目增加造成的
C．该病是由于染色体组数目成倍增加造成的
D．该病是由于染色体中增加某一片段引起的
A [猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，是常见的染色体异常遗传病，因为患病儿童哭声轻、音调高，很像猫叫而得名，A项正确。
]
2．（2016·全国卷Ⅲ）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。
【解析】
（1）基因突变是指基因中碱基对的替换、增添和缺失；染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，通常染色体变异涉及许多基因的变化。
故基因突变涉及的碱基对数目比染色体变异少。
（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，也可发生以染色体为单位的变异。
（3）显性突变是aa突变为Aa，在子一代中能观察到该显性突变的性状，子一代自交，子二代的基因型为AA、Aa和aa，子二代再自交，子三代不发生性状分离才算得到显性突变纯合体；隐性突变是AA突变为Aa，在子一代还是表现为显性性状，子一代自交，子二代的基因型为AA、Aa和aa，即能观察到该隐性突变的性状，也就是隐性突变纯合体。
【答案】
（1）少
（2）染色体 （3）一 二 三 二
■释重难—剖解核心知识备考………………………………………………•
1．理清一对关系—基因突变与生物性状
（1）基因突变对生物性状的影响
碱基对
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
只改变__1__个氨基酸或不改变
增添
大
不影响插入位置__前__的序列，但影响插入位置__后__的序列
缺失
大
不影响缺失位置前的序列，但影响缺失位置后的序列
（2）基因突变不一定会导致生物性状改变的原因：
①基因突变后转录形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。
②基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，也不会导致性状的改变。
2．辨析三类基因重组
重组类型
同源染色体上非等位基因间的重组
非同源染色体上非等位基因间的重组
人为导致基因重组（DNA重组）
发生时间
①减数第一次分裂前期
②减数第一次分裂后期
目的基因导入细胞后
图像示意
3．辨清两组概念
（1）染色体易位与交叉互换
项目
染色体易位
交叉互换
图解
位置
发生于非同源染色体之间
发生于①同源染色体的非姐妹染色单体之间
原理
属于②染色体结构变异
属于基因重组
观察
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
（2）基因突变与染色体结构变异
基因突变
染色体结构变异
变化对象
基因中的碱基对
①染色体片段
变异水平
②DNA分子水平
细胞水平
结果
③基因结构改变
④染色体上的基因数目或排列顺序改变
显微镜观察
不能直接观察
可直接观察
4．掌握一个技巧——“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体
■预测练——沿着高考方向训练………………………………………………•
考向1 考查生物变异的类型和特点
1．（2017·东城区期末）下列有关基因突变的叙述，错误的是（ ）
A．基因突变不一定由物理或化学因素诱发
B．亲代的突变基因不一定能传递给子代
C．突变的基因不一定有基因结构上的改变
D．子代获得突变基因不一定能改变性状
C [基因突变不一定由物理或化学因素诱发，A正确；亲代的突变基因不一定能传递给子代，B正确；突变的基因一定有基因结构上的改变，C错误；子代获得突变基因不一定能改变性状，如AA突变成Aa，生物的性状不变，D正确。
]
2．（2017·汕头市一模）下列关于生物变异的叙述中正确的是（ ）
A．染色体结构变异可能发生在有丝分裂和减数分裂过程中
B．基因突变是不定向的，A基因既可突变成a基因，也可突变成B基因
C．基因重组是随机的，仅发生在减数第一次分裂后期
D．基因突变和基因重组都是生物变异的根本来源
A [在有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生染色体变异，A正确；基因突变具有不定向性，但突变后变成其等位基因，不会变成控制其他性状的基因，B错误；基因重组是随机的，可发生在减数第一次分裂的后期和减数第一次分裂前期（四分体时期），C错误；生物变异的根本来源是基因突变，D错误。
]
如图所示，①②③④分别表示不同的生物变异类型，其中③中的基因2由基因1变异而来。
下列有关说法正确的是（ ）
A．图①②都表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期
B．图③中的变异会使基因所在的染色体发生变异
C．图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失
D．图①②④中的变异都不会产生新基因
D [图①表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期，图②表示易位，A项错误。
图③中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失，不会使基因所在的染色体发生变异，B项错误。
图④中，若染色体3正常，则染色体4发生染色体结构变异中的缺失；若染色体4正常，则染色体3发生染色体结构变异中的重复，C项错误。
只有基因突变才能产生新基因，D项正确。
]
考向2 考查细胞分裂与变异的综合
3．如图是某哺乳动物体内细胞分裂的示意图。
下列有关叙述错误的是（ ）
A．该细胞中含有两个染色体组
B．该细胞所处时期出现在精子和卵子结合过程中
C．该细胞产生的卵细胞基因组成为AB或aB
D．该细胞形成过程中可能发生了基因突变
C [图示的细胞中每一种形态的染色体各有2条，据此可判断有两个染色体组，A项正确。
细胞中染色体行为呈现的特点是着丝点分裂后形成的子染色体分别移向细胞两极，据此可判断该细胞处于减数第二次分裂后期，该细胞的细胞质进行不均等分裂，为次级卵母细胞，其减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的，所以该细胞所处时期出现在精子和卵细胞结合过程中，B项正确。
该细胞产生的卵细胞基因组成为aB，C项错误。
该细胞两极所对应的2组染色体是由一组染色体经过复制、着丝点分裂而形成，正常情况下应含有相同的基因，而图示的细胞两极所对应的2组染色体上却出现了等位基因，说明可能发生了基因突变，D项正确。
]
4．（2017·佛山市一模）一对表现型正常的夫妇，生了一个既是红绿色盲又是XXY的儿子，以下判断合理的是（ ）
【导学号：
92624030】
A．患儿的体细胞内含有3个染色体组
B．患儿的致病基因可能来自父亲
C．患儿的染色体异常可能是父亲减数第一次分裂异常导致
D．患儿的两种遗传病都与母亲有关
D [色盲是伴X染色体隐性遗传病，表现型正常的夫妇生了一个患克氏综合征并伴有色盲的男孩，则患病儿子的基因型为XbXbY，说明其体细胞内多了一条性染色体，而不是体细胞内含有3个染色体组，A错误；儿子的Y染色体来自父亲，则两个Xb来自母方，应该是母亲在减数第二次分裂时异常所致，B错误；儿子的基因型为XbXbY，Y染色体来自父亲，则两个Xb来自母方，应该是母亲在第二次分裂异常，两个含Xb的染色体进入卵细胞所致，C错误；儿子既是红绿色盲又是XXY，其基因型为XbXbY，Y染色体来自父亲，则两个Xb来自母方，应该是母亲在减数第二次分裂异常，两个含Xb的染色体进入卵细胞所致，所以患儿的两种遗传病都与母亲有关，D正确。
]
（2017·河北唐山二模）某二倍体动物的一个精原细胞经减数分裂后形成的其中一个精细胞如图所示。
下列解释合理的是（ ）
A．通过减数分裂形成的4个精细胞中有一个不含A和a的精细胞
B．减数第二次分裂中，有一对染色单体没有相互分离
C．通过减数分裂形成的4个精细胞中有两个基因型为Aa的精细胞
D．减数第一次分裂中姐妹染色单体间发生了交叉互换
C [在正常情况下，1个精原细胞经减数分裂产生4个精细胞两两相同，且不含同源染色体。
题图所示的精细胞中含有同源染色体且两条同源染色体上各自有一段不同颜色的片段，说明该精原细胞在减数第一次分裂前期发生了同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换，且在减数第一次分裂后期等位基因A和a所在的这对同源染色体没有发生分离而进入同一个次级精母细胞中，该次级精母细胞进行正常的减数第二次分裂，形成了两个基因型为Aa的精细胞；与此同时产生的另一个次级精母细胞不含A和a，当减数第二次分裂结束时，产生了2个不含A和a的精细胞。
综上分析，C正确，A、B、D错误。
]
[归纳总结]
1．根据细胞分裂方式判定变异类型：
（1）如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同，则为基因突变的结果。
（2）如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同，则可能是基因突变或交叉互换的结果。
2．根据染色体图示判定变异类型：
（1）如果是有丝分裂后期图中着丝点分裂形成的两条子染色体相同位置上的两基因不同，则为基因突变的结果。
（2）如果是减数第二次分裂后期图中着丝点分裂形成的两条子染色体相同位置上的两基因（同白或同黑）不同，则为基因突变的结果。
（3）如果是减数第二次分裂后期图中着丝点分裂形成的两条子染色体相同位置上的两基因（颜色不一致）不同，则为交叉互换（基因重组）的结果。
考向3 考查生物变异类型的探究
5．（2017·唐山、保定调研）一只红眼雄果蝇（XBY）与一只白眼雌果蝇（XbXb）杂交，子代中发现有一只白眼雌果蝇。
分析认为，该白眼雌果蝇出现的原因有两种：
亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。
（注：
控制某一性状的基因都缺失时，胚胎致死；各型配子活力相同）
（1）甲同学想通过一次杂交的方法以探究其原因。
请你帮助他完成以下实验设计。
实验步骤：
①____________________；
②____________________。
结果预测：
Ⅰ如果________________，则为基因突变；
Ⅱ如果________________，则为染色体片段缺失。
（2）乙同学认为可以采用更简便的方法验证甲同学的实验结论，乙同学的方法是___________________________________________。
【解析】
（1）用代入法进行倒推，通过一次杂交的方法来确定亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变，还是染色体片段缺失，若仅仅因为环境表现型发生了改变，基因型不会改变，即如果出现雌雄果蝇都有一半红眼一半白眼，是环境条件导致的不可遗传变异；基因突变后基因型会改变，代入得雌雄果蝇都是白眼，雌雄个体数之比为1∶1；如果是染色体片段缺失，则后代雌果蝇只能产生一种缺失的配子，雌雄果蝇都是白眼，雌雄个体数之比为2∶1。
（2）乙同学认为可以采用更简便的方法验证甲同学的实验结论，可以用显微镜检查该白眼雌果蝇细胞中的X染色体形态。
【答案】
（1）实验步骤：
①让这只雌果蝇与正常红眼雄果蝇交配 ②观察并记录子代中雌雄比例
结果预测：
Ⅰ子代中雌∶雄＝1∶1 Ⅱ子代中雌∶雄＝2∶1
（2）用显微镜检查该白眼雌果蝇细胞中的X染色体形态
（2017·绵阳质检）某多年生植物（2N＝10），茎的高度由一对等位基因（E和e）控制。
研究发现：
茎的高度与显性基因E的个数有关（EE为高秆、Ee为中秆、ee为矮秆），并且染色体缺失会引起花粉不育。
请回答下列问题：
（1）花粉形成过程中，在减数第一次分裂后期细胞内有____对同源染色体。
（2）育种工作者将一正常纯合高秆植株（甲）在花蕾期用γ射线照射后，让其自交，发现子代有几株中秆植株（乙），其它均为高秆植株。
子代植株（乙）出现的原因有三种假设：
假设一：
仅由环境因素引起；
假设二：
γ射线照射植株（甲）导致其发生了隐性突变；
假设三：
γ射线照射植株（甲）导致一个染色体上含有显性基因的片段丢失。
①γ射线照射花蕾期的植株（甲）后，植株叶芽细胞和生殖细胞均发生了突变，但在自然条件下，叶芽细胞突变对子代的性状几乎无影响，其原因是
__________________________________________。
②现欲确定哪个假设正确，进行如下实验：
将中秆植株（乙）在环境条件相同且适宜的自然条件下单株种植，并严格自交，观察并统计子代的表现型及比例。
请你预测可能的结果并得出相应结论：
________________。
【答案】
（1）5
（2）①突变发生在体细胞中（体细胞突变），一般不能遗传给后代
②若子代性状全为高秆，则假设一正确；若子代性状高秆∶中秆∶矮秆＝1∶2∶1，则假设二正确；若子代性状高秆∶中秆＝1∶1，则假设三正确
[归纳总结] 变异类型的实验探究方法归纳
1．可遗传变异与不可遗传变异的判断：
（1）子代自交或子代之间杂交，用这种方法确定变异的原理为如果子代自交或杂交的后代出现变异性状，则变异性状是由于遗传物质变化引起的，反之，变异性状的出现仅是由环境引起的，遗传物质没有改变。
（2）将变异个体和正常个体培养在相同的环境条件下，两者没有出现明显差异，则原来的变异性状是由环境引起的。
2．染色体变异与基因突变的判别：
（1）判别依据：
光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。
（2）具体操作：
制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。
3．显性突变与隐性突变的判定：
（1）理论基础：
受到物理、化学和生物因素的影响，AA个体如果突变成Aa个体，则突变性状在当代不会表现出来，只有Aa个体自交后代才会有aa变异个体出现，因此这种变异个体一旦出现即是纯合子。
相反，如果aa个体突变成Aa个体，则当代就会表现出突变性状。
（2）判断方法：
①选择突变体与其他已知未突变体杂交，通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。
②植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐性突变的判定。
考向4 生物变异与遗传定律的综合考查
6．（2017·潍坊三模）某二倍体植物（2n＝42）在栽培过程中会出现单体。
单体比正常个体少一条染色体，用（2n－1）表示。
请回答问题：
（1）形成该植物单体的变异类型是________。
（2）利用该植物单体植株（2n－1）与正常二倍体杂交，子代中单体占50%，正常二倍体占50%。
这说明该杂交实验中，单体植株减数分裂产生的n型和（n－1）型的配子比例为________。
（3）该植物最多有________种单体，这些单体可用于基因的染色体定位。
某育种专家在该植物培育过程中偶然发现一个隐性纯合突变个体，请设计实验来判断此隐性突变基因位于第几号染色体上。
实验思路：
_______________________。
【答案】
（1）染色体（数目）变异
（2）1∶1
（3）21 让隐性突变个体和各种单体杂交，若某种单体的子代中出现隐性突变类型，则此基因在相应的染色体上
1．（2017·东北三校模拟）玉米非糯性（W）对糯性（w）为显性，控制该性状的基因位于9号染色体上。
若9号染色体某一区段缺失，不影响减数分裂过程，染色体区段缺失的雄配子不育而雌配子可育。
请回答：
（1）该变异会使排列在9号染色体上的基因的________和________发生改变而导致性状变异。
（2）现有染色体正常的糯性玉米和一条9号染色体区段缺失的非糯性玉米（该玉米不含w基因），请完善下列杂交实验以判断玉米的非糯性基因是否在缺失区段上：
①选择上述材料进行杂交，其中_____（填“糯性”或“非糯性”）玉米做母本；
②获得F1并____________________；
③结果分析与判断：
若F1中非糯性∶糯性＝1∶1则________；
若F1________________。
（3）经实验证实控制玉米非糯性的基因在缺失区段上，让上述实验中所获F1自由交配，F2中基因型为ww的个体出现的概率是________。
【解析】
（1）染色体结构的变异会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序改变导致性状变异。
（2）糯性玉米基因型为ww，若非糯性基因不在缺失片段上，则染色体区段缺失非糯性玉米基因型为WW，若非糯性基因在缺失片段上，则染色体区段缺失非糯性玉米基因型为WO，假设选取糯性玉米（ww）作为母本，非糯性玉米（WW/WO）作为父本，则F1均为非糯性玉米，无法判断非糯性基因型为WW还是WO，故选择非糯性作为母本；假设选取糯性玉米（ww）作为父本，非糯性玉米（WW/WO）作为母本，若非糯性玉米基因型为WW，则F1均为非糯性玉米；若非糯性玉米基因型为WO，则F1非糯性∶糯性＝1∶1，根据F1的表现型即可判断非糯性基因是否在缺失区段上。
（3）经证实控制玉米非糯性基因在缺失区段上，则F1基因型为Ww∶wO＝1∶1，F1自由交配，F1产生雌配子的比例为W∶w∶O＝1∶2∶1，F1产生雄配子的比例为W∶w＝1∶2，所以F2中ww基因型的比例为
×
＝
。
【答案】
（1）数目 排列顺序
（2）非糯性 统计表现型及比例或统计性状分离比 控制非糯性的基因在缺失区段上 全为非糯性，则控制非糯性的基因不在缺失区段上
（3）1/3
2．玉米的紫株和绿株由6号染色体上一对等位基因（N，n）控制，正常情况下紫株与绿株杂交，子代均为紫株。
育种工作者用X射线照射紫株A后再与绿株杂交，发现子代有紫株732株、绿株2株（绿株B）。
为研究绿株B出现的原因，让绿株B与正常纯合的紫株C杂交，F1再严格自交得F2，观察F2的表现型及比例，并做相关分析。
（1）假设一：
X射线照射紫株A导致其发生了基因突变。
基因突变的实质是____________________。
如果此假设正确，则F1的基因型为________；F1自交得到的F2中，紫株所占的比例应为________。
（2）假设二：
X射线照射紫株A导致其6号染色体断裂，含有N基因的片段丢失（注：
一条染色体片段缺失不影响个体生存，两条染色体缺失相同的片段个体死亡）。
如果此假设正确，则绿株B能产生________种配子，F1的表现型为________；F1自交得到的F2中，紫株所占比例应为________。
（3）利用细胞学方法可以验证假设二是否正确。
操作时最好选择上图中的________植株，在显微镜下常对其减数分裂细胞中的染色体进行观察和比较，原因是_________________________________。
【解析】
（1）如果X射线照射使紫株A发生了基因突变，则绿株B为nn，绿株B与紫株C杂交，F1的基因型为Nn，F1自交得到的F2中紫株占的比例为3/4。
（2）如果X射线照射造成了6号染色体断裂，则绿株B为nO，产生两种配子，F1的基因型为Nn和NO，表现型为紫株，F1自交，F2中紫株占6/7。
（3）利用细胞学的方法验证染色体是否发生缺失，可观察绿株B的减数分裂过程中配对的6号染色体的形态。
【答案】
（1）碱基对的替换、增添和缺失（基因结构的改变
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