專題七生物變異、育種和進化構建網絡·串聯知識YAODIANZHENGHEZICEPAICHA要點整合·自測排查eq\o(\s\up7(),\s\do5(考點一))生物可遺傳變異的類型一、整合主干知識1．突破生物變異的4大問題2．“兩看”法界定二倍體、多倍體、單倍體3．界定“三倍體”與“三體”二、自測排查1．有關基因突變敘述的正誤(1)某基因發生插入突變后，使mRNA增加了一個三堿基序列AAG，表達的肽鏈增加了1個氨基酸，故突變前后最多有1個氨基酸不同。(×)(2)基因突變產生的新基因不一定傳遞給后代。(√)(3)A基因突變為a基因，a基因還可能再突變為A基因。(√)(4)基因是具有遺傳效應的DNA片段，HIV的遺傳物質是RNA，不能發生基因突變。(×)2．有關染色體變異敘述的正誤(5)染色體的倒位和數目的變異可以用顯微鏡觀察檢測，但只會出現在有絲分裂中。(×)(6)染色體片段的缺失和重復必然導致基因種類的變化。(×)(7)在有絲分裂和減數分裂過程中，非同源染色體之間交換一部分片段，導致染色體結構變異。(√)(8)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。(×)三、邊角掃清1．DNA分子中發生堿基對的替換、增添或缺失是否一定是基因突變？原因是？提示：不一定。基因突變是發生在基因中的堿基對的替換、增添或缺失，若堿基對的替換、增添或缺失發生在沒有遺傳效應的DNA片段，則不屬于基因突變。2．染色體結構變異一般會對生物體造成什么影響？提示：會使排列在染色體上的基因的數目或排列順序發生改變，而導致性狀的改變。eq\o(\s\up7(),\s\do5(考點二))生物育種一、整合主干知識1．分析生物育種程序和原理(1)識別圖中各字母表示的處理方法：A：雜交，D：自交，B：花藥離體培養，C：低溫或秋水仙素處理幼苗，E：誘變處理，F：低溫或秋水仙素處理，G：轉基因技術，H：脫分化，I：再分化，J：包裹人工種皮。(2)據圖判斷育種方法及依據原理：育種流程育種方法原理親本eq\o(→,\s\up7(A、D))新品種雜交育種基因重組親本eq\o(→,\s\up7(B、C))新品種單倍體育種染色體變異種子或幼苗eq\o(→,\s\up7(E))新品種誘變育種基因突變種子或幼苗eq\o(→,\s\up7(F))新品種多倍體育種染色體變異植物細胞eq\o(→,\s\up7(G、H、I、J))新品種基因工程育種基因重組二、自測排查1．單倍體育種和多倍體育種的原理都是染色體變異。(√)2．用射線照射大豆使其基因結構發生改變，獲得種子性狀發生變異的大豆，屬于誘變育種。(√)3．三倍體西瓜植株的高度不育與減數分裂同源染色體聯會行為有關。(√)4．抗病植株連續自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低。(×)5．人工誘變育種可提高突變率，但不一定出現人們所需要的性狀。(√)6．單倍體育種過程包括花藥離體培養和秋水仙素處理萌發的種子兩大階段。(×)7．多倍體育種得到的整個植株，并不是所有細胞的染色體數目都加倍。(√)8．若要使原品系營養器官“增大”或“加強”可采用單倍體育種。(×)三、邊角掃清1．雜交育種是指。提示：雜交育種是將兩個或多個品種的優良性狀通過交配集中到一起，再經過選擇和培育，獲得新品種的方法。2．誘變育種一般不用于動物，請分析原因。提示：誘變育種具有不定向性和低頻性，需要處理大量材料，且發生在動物體細胞中的突變難以遺傳給后代。3．基因工程育種與傳統育種技術相比具有哪些優點和缺點？提示：優點：能定向地改變生物遺傳性狀；目的性強；育種周期短；克服了遠緣雜交不親和的障礙。缺點：技術復雜，安全性問題多。eq\o(\s\up7(),\s\do5(考點三))生物進化一、整合主干知識1．理清生物進化脈絡2．歸納現代生物進化理論中的“三、三、兩、兩”二、自測排查1．由于農田的存在，某種松鼠被分隔在若干森林斑塊中，不同森林斑塊中的松鼠屬于不同種群，存在生殖隔離。(×)2．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。(√)3．長舌蝠為長筒花的唯一傳粉者，兩者相互適應，共同(協同)進化。(√)4．物種的形成必須經過生殖隔離，因此生殖隔離是新物種朝不同方向發展的決定性因素。(×)5．因自然選擇是通過作用于個體而影響種群的基因頻率，所以進化改變的是個體而不是種群。(×)6．生物進化的方向與基因突變的方向一致。(×)7．害蟲抗藥性增強，是因為殺蟲劑刺激害蟲產生抗藥性，并在后代中不斷積累。(×)8．不同物種之間、生物與環境之間在相互影響中不斷進化發展，形成生物的多樣性。(√)三、邊角掃清1．物種是指？提示：在自然狀態下能相互交配并且產生可育后代的一群生物。2．什么是“精明的捕食者”策略？其原理是什么？提示：捕食者一般不會將所有的獵物都吃掉，否則自己也無法生存，這就是“精明的捕食者”策略。其原理是捕食者和被捕食者的負反饋調節。3．在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表現型？提示：選擇的直接對象是具有某特定表現型的生物體，而不是控制該性狀的基因型，但可導致控制該性狀的基因的頻率上升或下降。YANJIUKAOTIJIENANPEIYOU研究考題·解難培優eq\o(\s\up7(),\s\do5(培優一))理解可遺傳變異的原理及在育種中的應用題點1綜合考查變異類型、特點及判定1．(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】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，這樣的一組染色體叫作一個染色體組。同源染色體是指形狀和大小一般相同，一條來自父方，一條來自母方的染色體。二倍體植物體細胞含有兩個染色體組，減數分裂形成配子時染色體數目減半，即配子只含一個染色體組，A正確；由染色體組的定義可知，一個染色體組中所有染色體均為非同源染色體，不含同源染色體，B正確；不是所有生物都有性別之分，有性別之分的生物的性別也不一定由性染色體決定，因此不是所有細胞中都有性染色體和常染色體之分，C錯誤；一個染色體組中的所有染色體在形態和功能上各不相同，因此染色體DNA的堿基序列不同，D正確。2．(2020·江蘇省高考真題)某膜蛋白基因在其編碼區的5′端含有重復序列CTCTTCTCTTCTCTT####，下列敘述正確的是(C)A．CTCTT重復次數改變不會引起基因突變B．CTCTT重復次數增加提高了該基因中嘧啶堿基的比例C．若CTCTT重復6次，則重復序列之后編碼的氨基酸序列不變D．CTCTT重復次數越多，該基因編碼的蛋白質相對分子質量越大【解析】重復序列位于膜蛋白基因編碼區，CTCTT重復次數的改變即基因中堿基數目的改變，會引起基因突變，A錯誤；基因中嘧啶堿基的比例＝嘌呤堿基的比例＝50%，CTCTT重復次數的改變不會影響該比例，B錯誤；CTCTT重復6次，即增加30個堿基對，由于基因中堿基對數目與所編碼氨基酸數目的比例關系為31，則正好增加了10個氨基酸，重復序列后編碼的氨基酸序列不變，C正確；重復序列過多可能影響該基因的表達，編碼的蛋白質相對分子質量不一定變大，D錯誤。歸納提升：不同類型的基因突變對生物性狀的影響堿基對影響范圍對氨基酸序列的影響替換小除非終止密碼出現，否則只改變0或1個氨基酸增添大不影響插入位置以前的氨基酸序列，但影響插入位置以后的氨基酸序列缺失大不影響缺失位置以前的氨基酸序列，但影響缺失位置以后的氨基酸序列題點2育種原理和過程的分析3．(2020·江蘇省江浦高級中學高三二模)水稻的高莖(D)對矮莖(d)顯性，無香味(T)對有香味(t)顯性。現有基因型ddTT和DDtt的水稻品種，利用不同的育種方法可培育出不同的類型。下列有關敘述錯誤的是(D)A．通過雜交育種獲得ddtt，其變異發生在減數第一次分裂后期B．通過誘變育種產生ddTt，原理是基因突變C．通過多倍體育種獲得DDddTTtt，原理是染色體變異D．通過單倍體育種獲得ddtt，縮短時間且操作簡便【解析】通過雜交育種獲得ddtt，其基因重組發生在減數第一次分裂后期，A正確；誘變育種的原理為基因突變，B正確；多倍體育種的原理為染色體數目變異，C正確；通過單倍體育種獲得ddtt，可明顯縮短育種年限，但操作繁瑣，D錯誤。4．(2020·全國卷Ⅰ)遺傳學理論可用于指導農業生產實踐?；卮鹣铝袉栴}：(1)生物體進行有性生殖形成配子的過程中，在不發生染色體結構變異的情況下，產生基因重新組合的途徑有兩條，分別是在減數分裂過程中，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因自由組合；同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發生交換，導致染色單體上的基因重組。(2)在誘變育種過程中，通過誘變獲得的新性狀一般不能穩定遺傳，原因是控制新性狀的基因是雜合的，若要使誘變獲得的性狀能夠穩定遺傳，需要采取的措施是通過自交篩選性狀能穩定遺傳的子代?！窘馕觥?1)由分析可知，減數分裂形成配子的過程中，基因重組的途徑有減數第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合；減數第一次分裂前期同源染色體的非姐妹染色單體之間發生交叉互換。(2)在誘變育種過程中，誘變獲得的新個體通常為雜合子，自交后代會發生性狀分離，故可以將該個體進行自交，篩選出符合性狀要求的個體后再自交，重復此過程，直到不發生性狀分離，即可獲得穩定遺傳的純合子。5．(2020·全國卷Ⅲ)普通小麥是目前世界各地栽培的重要糧食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程，如圖所示(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)。在此基礎上，人們又通過雜交育種培育出許多優良品種?；卮鹣铝袉栴}：eq\o(一粒小麥,\s\do4(AA))×eq\o(斯氏麥草,\s\do4(BB))↓雜種一↓eq\o(擬二粒小麥,\s\do4(AABB))×eq\o(滔氏麥草,\s\do4(DD))↓雜種二↓eq\o(普通小麥,\s\do4(AABBDD))(1)在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是無同源染色體，不能進行正常的減數分裂。已知普通小麥是雜種二染色體加倍形成的多倍體，普通小麥體細胞中有42條染色體。一般來說，與二倍體相比，多倍體的優點是營養物質含量高、莖稈粗壯(答出2點即可)。(2)若要用人工方法使植物細胞染色體加倍，可采用的方法有秋水仙素處理(答出1點即可)。(3)現有甲、乙兩個普通小麥品種(純合體)，甲的表現型是抗病易倒伏，乙的表現型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實驗材料設計實驗獲得抗病抗倒伏且穩定遺傳的新品種，請簡要寫出實驗思路甲、乙兩個品種雜交，F1自交，選取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不發生性狀分離的植株?！窘馕觥?1)雜種一是一粒小麥和斯氏麥草雜交的產物，細胞內含有一粒小麥和斯氏麥草各一個染色體組，所以細胞內不含同源染色體，不能進行正常的減數分裂，因此高度不育；普通小麥含有6個染色體組，每個染色體組有7條染色體，所以體細胞有42條染色體；多倍體植株通常莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養物質的含量都有所增加。(2)人工誘導植物細胞染色體加倍可以采用秋水仙素處理。(3)為獲得穩定遺傳的抗病抗倒伏的小麥，可以利用雜交育種，設計思路如下：將甲和乙兩品種雜交獲得F1，將F1植株進行自交，選取F2中既抗病又抗倒伏的、且自交后代不發生性狀分離的植株，即為穩定遺傳的抗病又抗倒伏的植株。易錯易混：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。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．分清可遺傳與可育(1)確認是否為可遺傳變異一般依據遺傳物質是否發生變化。(2)可遺傳≠可育。①三倍體無子西瓜、騾子、單倍體等均表現高度不育，但它們均屬于可遺傳的變異——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可遺傳變異有著本質區別。②無子番茄無子的原因是植株未受粉，生長素促進果實發育，這種無子性狀是不可保留到子代的，將無子番茄進行組織培養時，若能正常受粉，則可結出有子果實，其遺傳物質未發生改變。題點3結合生物變異分析相關實驗6．(2020·山東省高三一模)鸚鵡的毛色由兩對獨立遺傳的基因A、a和B、b控制，如圖所示，其中B、b位于Z染色體上。某人所養的一對綠色鸚鵡產下一只白色鸚鵡和一只藍色雌性鸚鵡甲，甲的左翅上帶有白色斑點，假設基因突變只改變一對等位基因中的一個基因，缺失一條常染色體的個體能夠存活。下列關于甲左翅上白色斑點產生原因的分析，錯誤的是(B)A．若甲產生的原因是基因突變，變異細胞的基因型為aaZbWB．若甲產生的原因是基因重組，變異細胞中a基因發生重新組合C．若甲產生的原因是染色體結構變異，變異細胞中含A的片段缺失D．若甲產生的原因是染色體數目變異，變異細胞中缺少一條常染色體【解析】若甲產生的原因是基因突變，藍色雌性鸚鵡的基因型為AZbW，變異細胞的基因型為aaZbW，A正確；基因重組發生在有性生殖過程中，不會導致后代某部分出現異常性狀，B錯誤；若甲產生的原因是染色體結構變異，變異細胞中A基因隨著染色體片段的缺失而缺失，從而表現出a的性狀，C正確；若甲產生的原因是染色體數目變異，變異細胞中含有A基因的染色體缺失，可能出現白色斑點，D正確。7．(2020·福建省高三二模)某興趣小組讓白眼雌果蠅(XbXb)與紅眼雄果蠅(XBY)雜交，產生的子代中發現了一只白眼的雌果蠅。下表所示的是幾種性染色體異常果蠅的性別及發育情況。XXYXOXYYYYXXX♀，可育♂，不育♂，不育死亡死亡注：其中XXY的果蠅，減數分裂時任意的兩條性染色體移向一極，另一條移向另一極。請回答(1)興趣小組對子代出現白眼雌果蠅的原因提出兩個解釋(不考慮環境因素和染色體結構變異)解釋1：白眼雌果蠅的出現是由于親本中的雄果蠅在減數分裂過程中發生基因突變導致。解釋2：白眼雌果蠅的出現是由于雌果蠅卵原細胞減數分裂過程發生了差錯，兩條X染色體不分離，產生了含XbXb的卵細胞，與含Y的精子結合導致。(2)若解釋1成立，則該白眼雌果蠅的基因型是XbXb。若解釋2成立，則該白眼雌果蠅的基因型是XbXbY，可產生的配子類型和比例是XbYXbXbXbY＝2211。(3)請設計一個雜交實驗探究該白眼雌果蠅出現的原因。①雜交實驗方案：讓該白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，觀察后代的表現型及比例。②預期實驗結果及結論：若紅眼雌果蠅白眼雄果蠅＝11(或雄果蠅全為白眼或雌果蠅全為紅眼)，則解釋1成立。若紅眼雌果蠅白眼雌果蠅紅眼雄果蠅白眼雄果蠅＝4114(或雄果蠅中出現紅眼或雌果蠅中出現白眼)，則解釋2成立?！窘馕觥?1)根據題意和表格分析：XbXb(白眼雌果蠅)×XBY(紅眼雄果蠅)→1XBXb(紅眼雌果蠅)：1XbY(白眼雄果蠅)，所以正常情況下上述親本產生的子代中雄蠅為白眼，雌蠅為紅眼。子代中出現了一只白眼雌蠅，原因可能是：①親本中的雄果蠅在減數分裂過程中發生基因突變導致。②雌果蠅卵原細胞減數分裂過程發生了差錯，兩條X染色體不分離，產生了含XbXb的卵細胞，與含Y的精子結合，形成了XbXbY的雌果蠅。(2)若解釋1成立，即親本中的雄果蠅在減數分裂過程中發生基因突變導致，親本雄果蠅產生了Xb的雄配子，與Xb的卵細胞結合，則該白眼雌果蠅的基因型是XbXb。若解釋2成立，即雌果蠅卵原細胞減數分裂過程發生了差錯，兩條X染色體不分離，產生了含XbXb的卵細胞，與含Y的精子結合，則該白眼雌果蠅的基因型是XbXbY。白眼雌果蠅(XbXbY)產生配子的過程中，由于性染色體為三條，其中任意兩條配對正常分離，而另一條隨機移向一極，產生含兩條或一條性染色體的配子，可以是Xb或者Y單獨移向一極，配子種類及比例為2Xb2XbY1XbXb1Y。(3)分析題干可知，兩種可能情況下，該白眼雌果蠅基因型分別為XbY、XbXbY。因此，本實驗可以用該白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅(XBY)雜交，觀察統計后代果蠅的表現型及比例。第一種情況，該白眼雌果蠅應為XbXb，與XBY雜交，子代雌性果蠅全部為紅眼，雄性果蠅全部為白眼，則解釋1成立。第二種情況，該白眼雌果蠅應為XbXbY，產生的配子種類及比例為2Xb2XbY1XbXb1Y，與XBY雜交，根據表格可知：子代紅眼雌果蠅(2XBXb、2XBXbY)白眼雌果蠅(1XbXbY)紅眼雄果蠅(1XBY)白眼雄果蠅(2XbYY、2XbY)＝4114，則解釋2成立。規律方法：變異類型實驗探究題的答題模板eq\o(\s\up7(),\s\do5(培優二))理解生物進化理論，解釋生物進化現象題點1理解生物進化和生物多樣性的形成8．(2020·山東省高三二模)東北虎是虎的亞種之一，是現存體型最大的肉食性貓科動物，棲居于森林、灌木和野草叢生的地帶，主要捕食鹿、羊、野豬等大中型哺乳動物。華南虎是虎類中體型最小的亞種之一，以草食性動物野豬、鹿、狍等為食，四肢發達而靈活。東北虎和華南虎由于生存環境不同，體型差異較大。下列敘述錯誤的是(B)A．東北虎和華南虎性狀上的差異是自然選擇的結果B．東北虎和華南虎長期的地理隔離導致了生殖隔離C．虎和野豬通過捕食與被捕食的關系進行著共同進化D．虎成為瀕危物種的主要原因是人類活動導致其棲息地喪失【解析】東北虎和華南虎存在差異，是由于生存環境不同，自然選擇的方向不同所導致，A正確；東北虎和華南虎存在地理隔離，但不存在生殖隔離，仍屬于同一物種，B錯誤；虎要捕食獵物要跑到更快，野豬為躲避捕食也要跑的更快，它們相互選擇進行著共同進化，C正確；虎成為瀕危物種的主要原因是人類活動導致其棲息地喪失，D正確。9．(2020·天津高三模擬)某種植物正常群體中可產生少量突變型植株，突變型植株可產生有毒的生物堿，導致食用此種植株的某種昆蟲死亡；此種昆蟲正常群體中也可產生少量突變型個體，突變型個體食用突變型植株不會死亡。下列敘述正確的是(D)A．突變型植株對此種昆蟲的變異起到了定向誘導的作用B．突變型昆蟲和突變型植株的出現增加了物種的多樣性C．突變型昆蟲的存在導致此種突變型植株突變基因的頻率增大D．此種昆蟲和此種植物之間的相互選擇能夠實現二者的共同進化【解析】變異是不定向的，突變型植株會導致此種昆蟲中不適應生物堿的個體死亡，使昆蟲種群的基因頻率發生改變，對此種昆蟲的變異起到了定向選擇的作用，A錯誤；突變型昆蟲和突變型植株均未與原來的物種產生生殖隔離，故它們都不是一個新物種，不能增加物種多樣性，可能增加了基因的多樣性，B錯誤；突變型昆蟲食用此種植物的正常類型和突變類型均不會死亡，則突變型昆蟲的數量可能會增加，對突變型植株的捕食也增強，因此突變型昆蟲的存在不會使突變型植株突變基因的頻率增大，C錯誤；此種昆蟲和此種植物之間通過相互選擇能夠實現二者的共同進化，D正確?？偨Y升華：1．共同進化的層次(1)不同物種之間：不同物種之間在進化上密切相關。(2)生物與環境之間：無機環境的選擇作用可定向改變種群基因頻率，導致生物朝著一定方向進化，生物進化反過來又會影響環境。2．生物多樣性之間的關系由圖可以看出：生物多樣性的成因是生物與環境共同作用的結果。題點2基因頻率、基因型頻率的計算10．(2019·全國卷Ⅲ，6)假設在特定環境中，某種動物基因型為BB和Bb的受精卵均可發育成個體，基因型為bb的受精卵全部死亡?，F有基因型均為Bb的該動物1000對(每對含有1個父本和1個母本)，在這種環境中，若每對親本只形成一個受精卵，則理論上該群體的子一代中BB、Bb、bb個體的數目依次為(A)A．250、500、0 B．250、500、250C．500、250、0 D．750、250、0【解析】由題意可知，1000對基因型均為Bb的親本交配，每對親本只形成一個受精卵，若不考慮致死，一對基因型為Bb的親本產生基因型為BB、Bb、bb的受精卵的概率分別為eq\f(1,4)、eq\f(2,4)、eq\f(1,4)，1000對基因型均為Bb的親本交配，產生基因型為BB、Bb、bb的受精卵的數目分別為250、500、250，由于基因型為bb的受精卵全部死亡，所以該群體的子一代中BB、Bb、bb個體的數目依次為250、500、0，A項符合題意。11．(2019·天津高考)囊鼠的體毛深色(D)對淺色(d)為顯性，若毛色與環境差異大則易被天敵捕食。調查不同區域囊鼠深色表現型頻率，檢測并計算基因頻率，結果如圖。下列敘述錯誤的是(B)A．深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區域的分布現狀受自然選擇影響B．與淺色巖P區相比，深色熔巖