届二轮复习专题08变异进化与育种教案适用全国.docx
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届二轮复习专题08变异进化与育种教案适用全国
【2019年高考考纲解读】
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（Ⅰ）。
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）。
【网络构建】
【重点、难点剖析】
一、三种可遗传的变异的分析与判断
（1）关于“互换”问题
同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。
图1 交叉互换 图2 染色体易位
（2）关于“缺失”问题
DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。
（3）关于变异的水平
基因突变、基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于亚细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到。
（4）涉及基因“质”与“量”的变化
基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。
二、生物的变异类型
1．探究某一变异性状是否是可遗传的变异的方法思路
（1）若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。
（2）与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传的变异，反之则为不可遗传的变异。
（3）设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的基因型是否改变。
2．显性突变和隐性突变的判定
可以选择突变体与其他未突变体杂交，通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型；对于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断。
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三、不同需求的育种方法选择与分析
不同需求的育种方法选择
（1）育种目的：
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。
从基因组成上看，目标品种可能是纯合子，可防止后代发生性状分离，便于制种和推广；也有可能是杂合子，即利用杂种优势的原理，如杂交水稻的培育、玉米的制种等。
（2）若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，只要出现该性状即可。
（3）有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。
（4）若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。
（5）若实验植物为营养繁殖类如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
（6）若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。
（7）若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种。
注意事项：
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的方法鉴定出纯合子。
四、现代生物进化理论
（1）完善达尔文进化理论图解
（2）完善现代生物进化理论图解
（3）比较达尔文自然选择学说与现代生物进化理论
【题型示例】
题型一 基因突变与基因重组
例1.（2018·全国卷Ⅰ）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（ C ）
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X
D．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
【答案】C
【变式探究】（2018·天津卷）果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律（XB）对无节律（Xb）为显性；体色基因位于常染色体上，灰身（A）对黑身（a）为显性。
在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAXBXb类型的变异细胞，有关分析正确的是（ ）
A．该细胞是初级精母细胞
B．该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C．形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离
D．形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变
【答案】D
【解析】A错：
若为初级精母细胞，细胞中应含有Y染色体，该细胞中已无Y染色体，应是次级精母细胞，因含2条X染色体，故该细胞处于减数第二次分裂后期。
B错：
该细胞处于减数第二次分裂后期，核DNA数与体细胞相同。
C错：
由雄蝇的基因型为AaXBY可知，A、a位于一对同源染色体（常染色体）上，A和a是随着同源染色体的分开而分离的。
D对：
由雄蝇的基因型为AaXBY可知，其体内无Xb基因，而出现的变异细胞中含有Xb基因，故是有节律基因XB突变为无节律基因Xb。
【归纳总结】变异对生物的影响
（1）基因突变对性状的影响。
①替换：
只改变1个氨基酸或不改变。
②增添：
插入位置前不影响，影响插入后的序列，以3个或3的倍数个碱基为单位的增添影响较小。
③缺失：
缺失位置前不影响，影响缺失后的序列，以3个或3的倍数个碱基为单位的缺失影响较小。
（2）可遗传变异对基因种类和基因数量的影响。
①基因突变——改变基因的种类（基因结构改变，成为新基因），不改变基因的数量。
②基因重组——不改变基因的种类和数量，但改变基因间组合方式，即改变基因型。
③染色体变异——改变基因的数量或排列顺序。
【变式探究】（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
【答案】D
【解析】①中少了基因ab，多了基因J，是非同源染色体间发生了片段交换，属于染色体结构变异中的易位；②dc基因位置发生了颠倒，属于倒位。
【举一反三】（2015·海南卷，21）关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是（ ）
A.基因突变都会导致染色体结构变异
B.基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变
C.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变
D.基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察
答案 C
【变式探究】（2015·海南卷，19）关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是（ ）
A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C.基因B中的碱基对G－C被碱基对A－T替换可导致基因突变
D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变
解析 本题考查基因突变的相关知识，考查知识的识记，难度小。
根据基因突变的不定向性，突变可以产生多种等位基因，A正确；X射线属于物理诱变因子，可以提高基因突变率，B错误；基因突变包括碱基对的替换、增添、缺失三种情况，C选项属于替换，D选项属于增添，C、D正确。
答案 B
【变式探究】除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是一对等位基因。
下列叙述正确的是（ ）
A.突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因
B.突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型
C.突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型
D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链
答案 A
【变式探究】（2015·浙江卷，32）某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。
抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d，E、e）控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。
现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答：
（1）自然状态下该植物一般都是________合子。
（2）若采用诱变育种，在射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有________和有害性这三个特点。
（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中________抗病矮茎个体，再经连续自交等________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。
据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的________。
若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为________。
（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有________。
请用遗传图解表示其过程（说明：
选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例）。
答案
（1）纯
（2）稀有性和多方向性
（3）选择 纯合化 年限越长 矮茎∶中茎∶高茎＝9∶6∶1
（4）基因重组和染色体畸变
【方法技巧】应对可遗传变异类试题解题策略
应对可遗传变异类试题可运用“三看法”：
（1）DNA分子内的变异
一看基因种类：
即看染色体上的基因种类是否发生改变，若发生改变则为基因突变，由基因中碱基对的替换、增添或缺失所致。
二看某一DNA片段的位置：
若DNA片段种类和DNA片段数目未变，但染色体上的某个DNA片段位置改变，应为染色体结构变异中的“倒位”。
三看某一DNA片段的数目：
若DNA片段的种类和位置均未改变，但DNA片段的数目增加，则为染色体结构变异中的“重复”。
若DNA分子中某一DNA片段缺失，其他DNA片段的位置和数目均未改变，则为染色体结构变异中的“缺失”。
（2）DNA分子间的变异
一看染色体数目：
若染色体的数目发生改变，可根据染色体的数目变化情况，确定是染色体数目的“整倍变异”还是“非整倍变异”。
二看某一DNA片段的位置：
若染色体的数目和DNA片段的数目均未改变，但某一DNA片段从原来所在的染色体移接到另一条非同源染色体上，则应为染色体变异中的“易位”。
三看基因数目：
若染色体上的基因数目不变，但某基因被它的等位基因替换，则为减数分裂过程中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的结果，属于基因重组。
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题型二 染色体变异及其在育种中的应用
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。
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/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F1为母本与S杂交；根据籽粒颜色挑出单倍体
【方法技巧】根据育种流程图来辨别育种方式
利用育种的流程图来考查育种方式的题目较常见，解答此类题时应根据不同育种方式的不同处理手段来区分：
（1）杂交育种：
涉及亲本的杂交和子代的自交。
（2）诱变育种：
涉及诱变因素，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。
（3）单倍体育种：
常用方法为花药离体培养，然后人工诱导染色体加倍，形成纯合子。
（4）多倍体育种：
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
（5）基因工程育种：
与原有生物相比，出现了新的基因。
【变式探究】（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:
（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。
【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
（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。
【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/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F1为母本与S杂交；根据籽粒颜色挑出单倍体
【变式探究】（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:
1
D.个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常
【答案】B
【举一反三】（2015·福建卷，5）绿色荧光标记的X染色体DNA探针（X探针），仅能与细胞内的X染色体DNA的一段特定序列杂交，并使该处呈现绿色荧光亮点。
同理，红色荧光标记的Y染色体DNA探针（Y探针）可使Y染色体呈现一个红色荧光亮点。
同时用这两种探针检测体细胞，可诊断性染色体数目是否存在异常。
医院对某夫妇及其流产胎儿的体细胞进行检测，结果如图所示。
下列分析正确的是（ ）
A.X染色体DNA上必定有一段与X探针相同的碱基序列
B.据图分析可知妻子患X染色体伴性遗传病
C.妻子的父母至少有一方患有性染色体数目异常疾病
D.该夫妇选择生女儿可避免性染色体数目异常疾病的发生
解析 本题考查遗传变异知识，考查理解和获取信息的能力。
难度较大。
X探针能与X染色体DNA的一段特定序列杂交，故X探针必定与X染色体DNA上杂交单链的互补链有一段相同碱基序列，A正确；据图可知妻子性染色体组成XXX，属于染色体异常遗传病，但X染色体数目异常未必患X染色体伴性遗传病，B错误；对体细胞进行检测呈现染色体异常；其产生原因未必源于父母故妻子父母未必患有性染色体数目异常疾病，遗传时染色体数目异常并不与性别相联系，故选择性别并不能降低发病率，C错误；该夫妇生女儿也可能患性染色体数目异常疾病，D错误。
答案 A
【变式探究】（2015·江苏卷，15）经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是（ ）
A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存
B.X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异
C.通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变
D.观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异
解析 本题主要考查基因突变相关知识，意在考查考生理解能力、解释和推理能力、运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
难度适中。
A项错，白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变，不一定有利于生存；B项对，X射线可引起基因突变和染色体变异；C项，应用杂交实验，通过观察其后代的表现型及比例，可以确定是显性突变还是隐性突变；D项，白花植株自交后代若有白花后代，可确定为可遗传变异，否则为不遗传变异。
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答案 A
【变式探究】（2015·江苏卷，10）甲、乙为两种果蝇（2n），右图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是（ ）
A.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B.甲发生染色体交叉互换形成了乙
C.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
D.图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
答案 D
【变式探究】（2015·福建卷，28）鳟鱼的眼球颜色和体表颜色分别由两对等位基因A、a和B、b控制。
现以红眼黄体鳟鱼和黑眼黑体鳟鱼为亲本，进行杂交实验，正交和反交结果相同。
实验结果如图所示。
请回答：
（1）在鳟鱼体表颜色性状中，显性性状是________。
亲本中的红眼黄体鳟鱼的基因型是________。
（2）已知这两对等位基因的遗传符合自由组合定律，理论上F2还应该出现________性状的个体，但实际并未出现，推测其原因可能是基因型为________的个体本应该表现出该性状，却表现出黑眼黑体的性状。
（3）为验证
（2）中的推测，用亲本中的红眼黄体个体分别与F2中黑眼黑体个体杂交，统计每一个杂交组合的后代性状及比例。
只要其中有一个杂交组合的后代________，则该推测成立。
（4）三倍体黑眼黄体鳟鱼具有优良的品质。
科研人员以亲本中的黑眼黑体鳟鱼为父本，以亲本中的红眼黄体鳟鱼为母本，进行人工授精。
用热休克法抑制受精后的次级卵母细胞排出极体，受精卵最终发育成三倍体黑眼黄体鳟鱼，其基因型是________。
由于三倍体鳟鱼________，导致其高度不育，因此每批次鱼苗均需重新育种。
答案
（1）黄体（或黄色） aaBB
（2）红眼黑体 aabb （3）全为红眼黄体 （4）AaaBBb 不能进行正常的减数分裂难以产生正常配子（或在减数分裂过程中染色体联会紊乱难以产生正常配子）
【变式探究】（2015·北京卷，30）野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛，而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛。
研究者对果蝇S的突变进行了系列研究。
用这两种果蝇进行杂交实验的结果见图。
（1）根据实验结果分析，果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对________性状。
其中长刚毛是________性性状。
图中①、②基因型（相关基因用A和a表示）依次为________。
（2）实验2结果显示：
与野生型不同的表现型有________种。
③基因型为________，在实验2后代中该基因型的比例是________。
（3）根据果蝇③和果蝇S基因型的差异，解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因：
_______________________________________________________。
（4）检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小，推测相关基因发生的变化为________。
（5）实验2中出现胸部无刚毛的性状不是由F1新发生突变的基因控制的。
作出这一判断的理由是：
虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状，但________，说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。
答案
（1）相对 显 Aa、aa
（2）2 AA
（3）腹部有长刚毛的纯合子（AA）其胸部无法长出短刚毛
（4）DNA片段缺失（碱基对缺失）
（5）子代胸部有刚毛和无刚毛之比符合基因的分离定律，可知实验2的亲本都应是杂合子，不符合基因突变的低频性和不定向性
【归纳总结】生物育种方案的选择
（1）育种目标不同育种方案的选择不同：
育种目标
育种方案
集中双亲
优良性状
单倍体育种（明显缩短育种年限）
杂交育种（耗时较长，但简便易行）
对原品系实施“定向”改造
基因工程及植物细胞工程（植物体细胞杂交）育种
让原品系产生新性状（无中生有）
诱变育种（可提高变异频率，期望获得理想性状）
使原品系营养器官“增大”或“加强”
多倍体育种
（2）关注“三最”定方向：
①最简便——侧重于技术操作，杂交育种操作最简便。
②最快——侧重于育种时间，单倍体育种所需时间明显缩短。
③最准确——侧重于目标精准度，基因工程技术可“定向”改变生物性状。
题型三 基因频率与生物进化
例3.（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
【答案】A
【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
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