第三单元　生物的变异、育种和进化　单元复习学案（含解析）

第三单元　生物的变异、育种和进化
第一讲　基因突变和基因重组
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
考点一　基因突变
1．实例：镰刀型细胞贫血症
(1)症状：红细胞呈镰刀状，运输氧气的能力降低，易破裂造成溶血性贫血，严重时会导致死亡。
(2)直接原因：红细胞的血红蛋白分子上一个氨基酸发生改变，由正常的谷氨酸变成了缬氨酸。
(3)根本原因：基因突变，即基因中的一个碱基对发生改变。
2．概念
由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变。
3．时间
主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。
4．诱发因素(连线)
5．突变特点
(1)普遍性：一切生物都可以发生。
(2)随机性：生物个体发育的任何时期和部位。
(3)低频性：自然状态下，突变频率很低。
(4)不定向性：一个基因可以向不同方向发生突变，产生一个以上的等位基因。
(5)多害少利性：可能破坏生物体与现有环境的协调关系。
6．意义
(1)新基因产生的途径。
(2)生物变异的根本来源。
(3)生物进化的原始材料。
真题重组，判断正误。
(1)用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株与用甲基绿和吡罗红对细胞染色观察核酸分布所用核心技术相同(2016·全国卷Ⅲ，2C)(　×　)
(2)抗性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(2014·浙江理综，6C)(　×　)
(3)某二倍体植物染色体上的等位基因B1突变为B2可能是由于碱基对替换或碱基对插入造成的(2013·海南，22A改编)(　√　)
(4)在诱导菊花茎段形成幼苗的过程中不会同时发生基因突变与基因重组(2013·四川高考，1C)(　√　)
1．基因突变对生物除了有害，就是有利，对吗？
[提示]不对。事实上，基因突变的结果有三种情况：有的突变对生物是有利的，有的突变对生物是有害的，有的突变对生物既无害也无利，是中性的。(基因突变后，由于密码子简并性等原因生物性状不发生改变，则突变对生物既无害，也无利。)
2．为什么DNA复制时容易发生基因突变？
[提示]DNA复制时双螺旋结构打开，结构不稳定，容易发生差错。
3．若DNA分子中某基因缺失，属于基因突变吗？
[提示]不属于。属于染色体结构变异。
重 难 精 讲
1．基因突变概念图解
2．类型
(1)显性突变：如a→A，该突变一旦发生即可表现出相应性状。
(2)隐性突变：如A→a，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。
3．基因突变与性状的关系
(1)基因突变引起生物性状的改变
类型 影响程度 对氨基酸的影响(不考虑终止密码子)
替换 小 只改变1个(或不改变)氨基酸
增添 大 插入位置前不影响，影响插入位置后的序列
缺失 大 缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列
(2)基因突变未引起生物性状改变的原因
①突变发生在基因的非编码区。
②根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。
③由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。
4．基因突变对子代的影响
(1)基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。
(2)如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。
[易错警示]
由基因突变可联系的知识
(1)联系细胞分裂：在细胞分裂间期，DNA复制时，DNA分子双链打开，脱氧核苷酸链极其不稳定，容易发生碱基对的变化。
(2)联系细胞癌变：癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致。
(3)联系生物育种：诱变育种就是利用基因突变的原理进行的。
(4)联系生物进化：基因突变为生物进化提供原始材料。
精 准 命 题
例1　(2018·甘肃天水一中段考)关于基因突变的说法，错误的是(　C　)
A．基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变
B．基因突变会产生新的基因，基因种类增加，但基因的数目和位置并未改变
C．基因突变只发生在分裂过程中，高度分化的细胞不会发生基因突变
D．RNA病毒中突变指RNA中碱基的改变、增添和缺失，其突变率远大于DNA的突变率
[解析]　基因突变一定会导致基因结构的改变，由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定引起生物性状的改变，A正确；基因突变普遍存在，可以发生在分裂的细胞中，也可以发生在高度分化的细胞中，C错误；RNA病毒的遗传物质是RNA单链，结构不稳定，其突变率远大于DNA的突变率，D正确。
技巧点拨
理解基因突变的四个易错点
(1)诱变因素可以提高突变频率，但不能决定基因突变的方向。
(2)基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。
(3)基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。
(4)基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。例如，昆虫突变产生的残翅性状，若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。
〔对应训练〕
1．(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(　B　)
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]　基因突变具有不定向性，A项正确；物理因素如X射线等可提高突变率，B项错误；基因中碱基对的替换、增添或缺失均可引起基因突变，C项、D项正确。
2．(2018·豫南九校第二次质量考评)如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是(　A　)
A．没有蛋白质产物
B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
[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达形成相应的蛋白质，A错误；基因的中部缺失了一个核苷酸对，有可能使其转录的信使RNA上的密码子在这个位置发生变化，变成终止密码子，这样翻译过程就可能在缺失位置终止，从而使所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸，B、C正确；基因的中部缺失了一个核苷酸对，有可能使其转录的信使RNA上的密码子在这个位置开始发生变化，致使翻译所形成的蛋白质在缺失部位以后的氨基酸序列发生变化，D正确。
考点二　基因重组
1．概念
2．类型
类型 发生时期 实质
自由组 合型 减Ⅰ后期 非同源染色体上的非等位基因自由组合
交叉互换型 减Ⅰ前期 同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体交换而交换
3．结果
产生新的基因型，导致重组性状出现。
4．应用
杂交育种。
5．意义
(1)是生物变异的来源之一；(2)为生物进化提供材料；(3)是形成生物多样性的重要原因之一。
巧学妙记：
巧判基因突变与基因重组
变异个体数量→
易错整合，判断正误。
(1)同源染色体的非姐妹染色单体的交换可引起基因重组(　√　)
(2)纯合子自交因基因重组导致子代性状分离(　×　)
(3)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组(　×　)
(4)非同源染色体自由组合，导致在减数分裂过程中发生基因重组(　√　)
根据细胞分裂图示确定变异的类型
比较项目
分裂类型
变异类型
[提示]有丝分裂　减数分裂　基因突变　基因突变或基因重组
重 难 精 讲
1．基因突变与基因重组的比较
项目 基因突变 基因重组
发生 时间 有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期 减数第一次分裂
发生 原因 在一定外界或内部因素作用下，DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起基因结构的改变 减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，或非同源染色体上非等位基因的自由组合
适用 范围 所有生物都可以发生 只适用于真核生物、有性生殖、细胞核遗传
应用 通过诱变育种培育新品种 通过杂交育种使性状重组，可培育优良品种
结果 产生新基因，控制新性状 产生新的基因型，不产生新的基因
意义 是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料 生物变异的重要来源，有利于生物进化
联系 通过基因突变产生新基因，为基因重组提供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础
　[易错警示]
(1)交叉互换≠基因重组。如果交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重组；如果发生在非同源染色体之间叫易位，属于染色体结构变异。
(2)精卵结合并没有发生基因重组。来自父方、母方的染色体为同源染色体，每一对同源染色体上都有控制同一性状的基因。
(3)基因重组在人工操作下也可以实现，如基因工程、肺炎双球菌转化中都发生了基因重组。
精 准 命 题
例2　(2018·新疆乌鲁木齐质量监测)如图所示同源染色体联会时，两条染色体上的基因发生交换，下列有关叙述正确的是(　A　)
A．发生图中变化的一个精原细胞可以产生4种雄配子
B．该过程发生在减数分裂四分体时期的姐妹染色单体之间
C．该过程导致两条染色单体上的A和a基因之间发生基因重组
D．图示变异类型是生物变异的根本来源，对生物进化有重要意义
[解析]　发生图中变化的一个精原细胞可以产生AX、aX，AY、aY4种配子，A正确；据图分析可知，图中同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换，B错误；该过程导致同源染色体上的A和a这对等位基因与其他对等位基因之间发生基因重组，C错误；生物变异的根本来源是基因突变，图示变异类型是基因重组；D错误。
技巧点拨
基因重组和基因突变判断方法
(1)根据亲代基因型判断：
①如果亲代基因型为BB或bb，而后代中出现b或B的原因是基因突变。
②如果亲代细胞的基因型为Bb，而子代细胞中出现BB或bb的原因是基因突变或交叉互换。
(2)根据细胞分裂方式判断：
①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变。
②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能是基因突变或交叉互换。
(3)根据染色体图示判断：
①如果是有丝分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因不同，则为基因突变的结果。(如图甲)
②如果是减数第一次分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因(同白或同黑)不同，则为基因突变的结果。(如图甲)
③如果是减数第二次分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因(颜色不一致)不同，则为交叉互换(基因重组)的结果。(如图乙)
〔对应训练〕
3．(浙江高考改编)下列关于基因重组的叙述，正确的是(　C　)
A．杂交后代出现3∶1的分离比，不可能是基因重组导致的
B．联会时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合
C．“肺炎双球菌转化实验”中R型菌转变为S型菌的原理是基因重组
D．雌雄配子结合形成受精卵时，能发生基因重组
[解析]　如果一对相对性状是由非同源染色体上的两对基因共同控制，则杂交后代出现3∶1的分离比，可能是基因重组导致的，A错误；联会时的交叉互换实现了同源染色体上非等位基因的重新组合，B错误；S型菌的DNA能进入R型菌，并与R型菌的DNA重新组合，进而将R型菌转化为S型菌，因此无毒的R型菌转化为有毒的S型菌属于基因重组；C正确；有性生殖过程中基因重组发生在减数分裂产生配子的过程中，而不是受精作用过程中，D错误。
4．(2018·江苏盐城期中)下列有关基因重组的叙述，正确的是(　D　)
A．基因重组只能发生于真核生物的有性生殖过程中
B．基因重组发生于有丝分裂或减数分裂的后期
C．基因重组是通过产生新的基因而影响生物性状的
D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能
[解析]　R型肺炎双球菌(原核生物)转化为S型肺炎双球菌的实质是基因重组，A错误；基因重组可发生在减数第一次分裂的前期或者后期，不能发生在有丝分裂过程中，B错误；基因重组通过产生新的基因型影响生物的性状，C错误；花药内形成精子的过程中可发生基因重组，根尖细胞只能进行有丝分裂，不能发生基因重组，D正确。
课末总结
1．〔思维导图〕
2．〔高考必背语句〕
1．基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传变异的来源，原因是三者遗传物质都发生了变化。
2．基因突变是由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。
3．基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。
4．基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。
5．基因重组来源于减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因的自由组合及同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换。
3．〔探究高考·明确考向〕
1．(2018·山西太原三中月考)下列关于基因突变的叙述，错误的是(　D　)
A．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失和替换
B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的
C．基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下引发
D．基因突变会改变染色体上基因的数量
[解析]　 基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失和替换而引起的基因结构的改变，A正确；由于基因结构中碱基对的增添、缺失和替换，而导致基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序发生改变，B正确；基因突变可以自发产生，也可由外界因素诱发产生，C正确；基因突变只是染色体某一位点上基因的改变，但并没有改变基因的数量，D错误。
2．(2018·江苏卷，15)下列过程不涉及基因突变的是(　C 　)
A．经紫外线照射后，获得红色素产量更高的红酵母
B．运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基
C．黄瓜开花阶段用2,4 D诱导产生更多雌花，提高产量
D．香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，增加患癌风险
[解析]　A错：基因突变是指由DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换等引起的基因结构的改变。紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA，从而引起基因突变。B错：运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基能引起基因结构的改变，属于基因突变。C对：2,4 D属于生长素类似物，其促进黄瓜产生更多雌花不涉及基因突变。D错：香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，导致抑癌基因的结构发生改变，属于基因突变。
3．(2018·全国卷Ⅰ，6)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
[解析]　A对：突变体M不能在基本培养基上生长，但可在添加了氨基酸甲的培养基上生长，说明该突变体不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失。B对：大肠杆菌属于原核生物，自然条件下其变异类型只有基因突变，故其突变体是由于基因发生突变而得来的。C错：大肠杆菌的遗传物质是DNA，突变体M的RNA与突变体N混合培养不能得到X。D对：突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移，使基因重组，产生了新的大肠杆菌X。
第二讲　染色体变异与育种
考纲要求
1．染色体结构变异和数目变异　Ⅱ
2．生物变异在育种上的应用　Ⅱ
考点一　染色体结构与数目的变异
1．染色体结构的变异
(1)类型(连线)
[答案]　(1)① Ⅲ－D__②－Ⅳ－C__③－Ⅰ－B__④__－Ⅱ－A
(2)结果：使排列在染色体上的基因的数目或顺序发生改变，从而导致性状的变异。
2．染色体数目变异
(1)类型
类型 实例
个别染色体的增减 21三体综合征
以染色体组形式成倍增减 三倍体无子西瓜
(2)染色体组
①组成
如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
②组成特点
a．形态上：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同。
b．功能上：控制生物生长、发育、遗传和变异的一组染色体。
(3)单倍体、二倍体和多倍体的比较
单倍体 二倍体 多倍体
发育 起点 配子 受精卵 受精卵
特点 植株弱小、 高度不育 正常可育 茎秆粗壮，叶、果实、种子较大，营养物质含量丰富
体细胞染 色体组数 1或多个 2个 ≥3个
形成过程 ↓受精作用 受精卵
形 成 原 因 自然 成因 单性生殖 正常的 有性生殖 外界环境条件剧变(如低温)
人工 诱导 花药离 体培养 － 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
实例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部动 物和过半数 的高等植物 香蕉(三倍体)，马铃薯(四倍体)
真题重组，判断正误。
(1)猫叫综合征是由于特定的染色体片段缺失造成的(2015·全国Ⅱ，6A)(　√　)
(2)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异(2014·江苏高考，7A)(　×　)
(3)XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关(2013·安徽高考，4改编)(　×　)
(4)基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察(2015·海南单科，21D)(　×　)
1．(教材必修2P85)基因突变中碱基对的增添、缺失与染色体结构变异中的重复、缺失有何区别？
[提示]①基因突变中碱基对的增添、缺失是基因内部结构的变化，该基因还存在，只是变为原来的等位基因；而染色体结构变异中的重复、缺失是某个基因或染色体片段重复出现或减少。②基因突变中碱基对的增添、缺失属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体结构变异中的重复、缺失属于细胞水平的变化，在光学显微镜下能观察到。
2．(教材必修2P86中图5－8)若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组？
[提示]不是。
3．(教材必修2P89中拓展题)(1)为何将一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖？
(2)与二倍体西瓜杂交后请依次写出当年四倍体母本植株上果皮、种皮、子叶、胚乳的染色体组数目：果皮4个、种皮4个、胚3个、胚乳5个。
(3)三倍体西瓜为什么无种子？真的一颗都没有吗？
(4)为减少连年制种的麻烦，是否有替代方法？
[提示](1)西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。
(3)三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并非绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。
(4)有其他的方法可以替代。方法一，进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未授粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免授粉。
重 难 精 讲
1．染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
(1)染色体易位与交叉互换
染色体易位 交叉互换
图解
区 别 位置 发生于非同源染色体之间 发生于同源染色体的非姐妹染色单体间
原理 染色体结构变异 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)染色体结构变异与基因突变的判断
2．“四法”判定染色体组的数量
(1)据细胞分裂图像进行识别判断
以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目图示中的染色体组数。如下图所示：
①A为减数第一次分裂前期，染色体为4条，生殖细胞中染色体为2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有2个染色体组。
②B为减数第二次分裂前期，染色体为2条，生殖细胞中染色体为2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有1个染色体组。
③C为减数第一次分裂后期，染色体为4条，生殖细胞中染色体为2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有2个染色体组。
④D为有丝分裂后期，染色体为8条，生殖细胞中染色体为2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有4个染色体组。
(2)据染色体形态判断
细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
如下图所示的细胞中，a中形态相同的染色体有3条，b中有2条，c中染色体各不相同，则可判定它们分别含3个、2个、1个染色体组。
(3)据基因型判断
控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组——每个染色体组内不含等位基因或相同基因，如下图所示：d～g中依次含4、2、3、1个染色体组。
(4)据染色体数与染色体形态数的比值判断
染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。如果蝇该比值为8/4＝2，则果蝇含2个染色体组。
精 准 命 题
考向一　对染色体变异类型的辨析
例1　(2018·浙江温州摸底)如下图所示，图1、图2表示某种生物的部分染色体发生变异的示意图，其中①和②、③和④互为同源染色体，则两图所示的变异(　D　)
A．均为染色体结构变异
B．基因的数目和排列顺序均发生改变
C．均使生物的性状发生改变
D．均可发生在减数分裂过程中
[解析]　图1所示为同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组，图2所示为染色体结构变异中的易位，A错误。交叉互换和易位均不会导致基因的数目发生改变，生物的性状也不一定发生改变，B、C错误。基因重组和染色体变异均可发生在减数分裂过程中，D正确。
技巧点拨
“三看法”判断生物变异的类型
(1)DNA分子内的变异
—
↓
—
↓
—
(2)DNA分子间的变异
—
↓
—
↓
—考向二　对与染色体变异相关的典型实例的考查
例2　已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤(r)为显性。图中A是黄瓤瓜种子(rr)萌发而成的，B是红瓤瓜种子(RR)长成的。据图作答：
(1)秋水仙素的作用是抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍。
(2)G瓜瓤是黄色，其中瓜子胚的基因型是Rrr。
(3)H瓜瓤是红色，H中无子的原理是三倍体植株减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞。
(4)生产上培育无子西瓜的原理是染色体数目变异，而培育无子番茄应用的原理是生长素促进果实发育。
[解析]　(1)秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体的着丝点分裂后，两姐妹染色单体分开形成的子染色体不能分到两个子细胞中去，引起染色体数目加倍。(2)用秋水仙素处理黄瓤(rr)西瓜的幼苗，使之形成四倍体的西瓜(rrrr)，植株开花后产生的卵细胞为rr。当它接受二倍体红瓤(RR)西瓜的花粉后，子房壁发育成果皮(rrrr)，瓜瓤为黄色，受精卵的基因型为Rrr，发育成的胚为三倍体(Rrr)。第二年，三倍体的西瓜开花后，由于减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子，所以当接受普通二倍体西瓜的花粉刺激后，发育成的三倍体西瓜中没有种子。(3)无子西瓜的培育原理是染色体数目变异，而无子番茄的培育原理则是生长素促进果实发育。
技巧点拨
(1)无子西瓜培育过程中果实各部分染色体分析
　　　果实类型 比较项目　　　 第一年 所结果实 第二年 所结果实
果实位置 四倍体植株上 三倍体植株上
果皮染色体组数 4 3
种皮染色体组数 4 3
种子中染色体组数 3 无
(2)无子西瓜和无子番茄辨析
比较项目 无子西瓜 无子番茄
培育原理 染色体变异 生长素促进果实发育
无子原因 三倍体植物在减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子而无子 未授粉，胚珠内的卵细胞没有经过受精，所以果实中没有形成种子
无子性状 能否遗传 能，结无子西瓜的植株经植物组织培养后，所结西瓜仍然无子 不能，结无子番茄的植株经植物组织培养后，所结番茄有子
所用试剂 秋水仙素 生长素
〔对应训练〕
1．(2018·辽宁抚顺一中月考)下图是细胞中所含染色体，相关叙述不正确的是(　B　)
A．甲代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含一条染色体
B．乙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体
C．丙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体
D．丁代表的生物可能是单倍体，其一个染色体组含四条染色体
[解析]　甲图代表的生物若是由受精卵发育形成的则为二倍体，若是由未受精的配子发育形成的则为单倍体，其有两个染色体组，每个染色体组中有一条染色体，A正确。乙图细胞中应含有三个染色体组，每个染色体组含有两条染色体，代表生物若是由受精卵发育形成的则为三倍体，若是由未受精的配子发育形成的则为单倍体，B错误。丙图细胞中应含有两个染色体组，每个染色体组含三条染色体，代表的生物可能是二倍体，也可能是单倍体，C正确。丁图细胞中四条染色体大小
形态各不相同，应属于一个染色体组，该细胞若是体细胞，则代表生物为单倍体，D正确。
2．(2018·山东潍坊统考)下列关于染色体变异的叙述，正确的是(　D　)
A．猫叫综合征是人的5号染色体增加某一片段引起的
B．染色体上不含致病基因的个体不可能患遗传病
C．染色体倒位不改变基因数量，对个体性状没有不利影响
D．通过诱导多倍体的方法可解决植物远缘杂交所得杂种不育的问题
[解析]　猫叫综合征是人的5号染色体缺失某一片段引起的，A错误；染色体上不含有致病基因，但是染色体数目增加或减少也可能导致个体患遗传病，B错误；染色体倒位可导致有些基因无法正常表达，生物的性状可能发生改变，C错误；多倍体育种可以用秋水仙素或低温诱导染色体加倍，使植物远缘杂交得到的不育品种染色体加倍，从而能够产生可育配子，D正确。
考点二　生物变异在育种上的应用
重 难 精 讲
1．生物育种方式的比较(见表)
名称 原理 方法 优点 缺点 应用
杂交 育种 基因 重组 ①杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止 ②培育杂合子品种：一般是选取纯合双亲子一代 使分散在同一物种或不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优” ①育种时间长 ②局限于同一种或亲缘关系较近的个体 ③年年制种(培育杂合子) 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦、杂交水稻、玉米
诱变 育种 基因 突变 ①物理：紫外线、α射线、微重力、激光等处理，再筛选 ②化学：秋水仙素、硫酸二乙酯处理，再筛选 提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状 有利变异少，工作量大，需要大量处理供试材料 高产青霉菌、“黑农五号”大豆品种等的培育
单倍 体育 种 染色 体变 异 ①先将花药离体培养，培养出单倍体植株 ②将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子 明显缩短育种年限，加快育种进程 技术复杂 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦
多倍 体育 种 染色 体变 异 用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 植物茎秆粗壮，叶片、果实、种子均大，营养物质含量提高 技术复杂，发育延迟，结实率低，一般只适用于植物 三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦、四倍体水稻
基因 工程 育种 基因 重组 提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定→筛选出符合要求的新品种 目的性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍 技术复杂，安全性问题多 转基因“向日葵豆”；转基因抗虫棉
[易错警示]
不同育种方法需注意的问题
(1)诱变育种：多用于植物和微生物。原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交的方法进行育种，如细菌的育种一般采用的方法是诱变育种。诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。
(2)杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。
(3)花药离体培养≠单倍体育种：花药离体培养只是其中的一个程序，要想得到可育的品种，一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体数目加倍。
2．辨析染色体变异及育种过程
(1)染色体变异中的可育、不可育与可遗传的界定
①单倍体并非都不育。由二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子若含有偶数个染色体组，则其发育成的单倍体中含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。
②“可遗传”≠可育。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”，但它们均属可遗传变异。
(2)单倍体育种与多倍体育种分析
①单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程，花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。
②两种育种方式都出现了染色体加倍情况：单倍体育种操作对象是单倍体幼苗，通过培养得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。
精 准 命 题
例3　(2018·河北邯郸一中期末)下列关于育种方法的叙述，正确的是(　C　)
A．繁育子代植株Ⅱ的原理是染色体变异，与植株Ⅲ用到的变异原理不相同
B．与得到植株Ⅲ相比，单倍体育种方法的优点是短时间获得更多优良变异类型
C．植株Ⅰ的优点是保持亲本的优良性状，只要出现相关的表现型就可留种
D．植株Ⅳ和植株Ⅵ都会涉及用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
[解析]　繁育植株Ⅱ与植株Ⅲ的原理都是基因重组，A错误；单倍体育种与杂交育种相比，优点是明显缩短育种年限，B错误；植物组织培养和用茎繁殖均属于无性繁殖，其优点是保持亲本的优良性状，后代不会出现性状分离，C正确；植株Ⅳ是由单倍体幼苗经秋水仙素处理得到的纯合子，D错误。
技巧点拨
育种方案的选取原则
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)
使原品系实施“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
〔对应训练〕
3．(2018·湖北武汉部分学校调研)如图是三倍体无子西瓜育种的流程图，以下说法错误的是(　A　)
A．四倍体母本上结出的西瓜，其果肉细胞内有三个染色体组
B．秋水仙素作用于细胞分裂前期，能够抑制纺锤体的形成
C．上述三倍体无子西瓜的育种原理是染色体数目变异
D．三倍体植株所结的无子西瓜偶尔也会形成少量种子
[解析]　西瓜的果肉细胞是由母本的体细胞发育形成的，四倍体母本的体细胞为四倍体，因此四倍体母本上结出的西瓜，其果肉细胞内有四个染色体组，A错误；秋水仙素作用于细胞分裂前期，能够抑制纺锤体的形成，导致在后期加倍后的染色体不能移到细胞的两极，从而形成染色体数目加倍的细胞，B正确；三倍体无子西瓜的育种原理是染色体数目变异，C正确；三倍体植株在减数分裂时联会紊乱，一般不会形成正常的生殖细胞，但如果在减数分裂中三个染色体组中的一个染色体组移向细胞的一极、另两个染色体组同时移向细胞的另一极，则会产生可育的配子，可育配子受精后也能形成种子，D正确。
4．(2018·山东淄博一中期中)某雌雄同体的二倍体植物的基因型为AaBbDd,3对基因分别控制三对相对性状且独立遗传。以下是培育该植物新个体的两种途径：途径①：植物→花粉粒→单倍体幼苗→个体Ⅰ；途径②：植物→花粉粒＋卵细胞→受精卵→个体Ⅱ
下列有关分析错误的是(　D　)
A．该植物能产生8种基因型的花粉粒
B．可用低温处理单倍体幼苗获得个体Ⅰ
C．个体Ⅱ中能稳定遗传的类型占1/8
D．途径①可快速、简便地获得：aabbdd个体
[解析]　由题干信息可知，3对基因的遗传遵循自由组合定律，该植物能产生23＝8(种)基因型的花粉粒，A项正确；低温和秋水仙素均可以抑制纺锤体的形成，诱导染色体加倍，可用低温处理单倍体幼苗获得个体Ⅰ，B项正确；个体Ⅱ中能稳定遗传的类型占(1/2)3＝1/8，C项正确；途径①为单倍体育种，技术含量较高，操作并不简便，该植物自交可快速、简便地获得aabbdd个体，D项错误。
课末总结
1．〔思维导图〕
2．〔高考必背语句〕
1．染色体结构变异包括染色体片段的重复、缺失、倒位、易位。染色体数目变异则包括个别染色体增减、染色体组成倍增减。
2．染色体组是指：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。
3．单倍体是指：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
4．多倍体是指：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
5．能产生前所未有的新基因，创造变异新类型的育种方式是：诱变育种。
6．能将两个或多个品种的优良性状集中到同一生物个体上的育种方式是：杂交育种。
3．〔探究高考·明确考向〕
1．(2017·江苏卷，19)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是(　B　)
A．上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期
B．自交后代会出现染色体数目变异的个体
C．该玉米单穗上的籽粒基因型相同
D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子
[解析]　图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期，A项错误；由异常联会图示可知，同源染色体中的三条染色体可移到一个细胞中，而另一条染色体可移到另一个细胞中，因此，减数分裂后形成的配子中有的染色体数目异常，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B项正确；该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子结合形成，因此基因型可能不同，C项错误；该植株形成的配子中有的基因型为Aa，含这种配子的花药培养加倍后形成的个体是杂合子，D项错误。
2．(2016·上海卷)导致遗传物质变化的原因有很多，图中字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是(　D　)
A．突变和倒位　　　　　 B．重组和倒位
C．重组和易位 D．易位和倒位
[解析]　由题图可知，变异类型①中a、b基因被j基因替换，变异类型①为易位；变异类型②中c、d、e基因发生颠倒，变异类型为倒位。
3．(2018·北京理综卷，30)水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害，严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比，抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。
(1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对性状。为判断某抗病水稻是否为纯合子，可通过观察自交子代性状是否分离来确定。
(2)现有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三个水稻抗病品种，抗病(R)对感病(r)为显性，三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的DNA序列设计特异性引物，用PCR方法可将样本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。
①甲品种与感病品种杂交后，对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果(下图)推测可抗病的植株有1和3。
②为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合，选育新的纯合抗病植株，下列育种步骤的正确排序是a、c、d、b。
a．甲×乙，得到F1
b．用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株
c．R1r1R2r2r3r3植株×丙，得到不同基因型的子代
d．用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株，然后自交得到不同基因型的子代
(3)研究发现，水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白，也需要Mp基因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合，抗病反应才能被激活。若基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻，被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，推测这两种水稻的抗病性表现依次为感病、抗病。
(4)研究人员每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3)，几年后甲品种丧失了抗病性，检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是Mp的A1基因发生了突变。
(5)水稻种植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种，将会引起Mp种群(A类)基因(型)频率改变，使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失，无法在生产中继续使用。
(6)根据本题所述水稻与Mp的关系，为避免水稻品种抗病性丧失过快，请从种植和育种两个方面给出建议将含有不同抗病基因的品种轮换/间隔种植；将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中。
[解析]　(1)水稻对Mp表现出的抗病与感病是同种生物同一种性状的不同表现类型，属于一对相对性状。抗病水稻若为杂合子，则其自交子代会出现性状分离，即出现感病水稻；若为纯合子，则其自交子代不会发生性状分离。(2)①已知R1比r1片段短，对照扩增结果，含200 bp(R1)的植株1和植株3可抗病。②甲与乙杂交所得F1基因型为R1r1R2r2r3r3；再用基因型为R1r1R2r2r3r3的个体与丙杂交，得到不同基因型的子代；用PCR的方法筛选出基因型为R1r1R2r2R3r3的植株，让其自交得到不同基因型的子代；最后通过PCR的方法筛选出基因型为R1R1R2R2R3R3的植株，即获得所需的纯合抗病植株。(3)若基因型为R1R1r2r2R3R3的水稻被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，因没有R蛋白与相应的A蛋白结合，故该基因型的水稻个体感病。若基因型为r1r1R2R2R3R3的水稻被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，有R2蛋白与相应的A2蛋白结合，则该基因型的水稻抗病。(4)Mp(A1A1a2a2a3a3)中只有A1基因控制合成的A1蛋白，水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3)中只有R1基因控制合成的R1蛋白，几年后甲品种丧失了抗病性，而水稻的基因未发现变异，即R1蛋白可正常合成，故可推测是Mp的A1基因发生了突变，从而使A1蛋白无法正常合成，导致甲品种抗病性丧失。(5)大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种，会使Mp种群中含有该抗病基因的个体被大量淘汰，从而使A类基因(型)频率发生改变，使该品种的抗病性逐渐减弱直至丧失。(6)结合以上分析可知：通过轮换或间隔种植含不同抗病基因的水稻品种，或将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中，都可以避免水稻品种抗病性丧失过快。
4．(2018·天津卷，9)为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答：
(1)可用秋水仙素(或低温)对图中发芽的种子进行诱导处理。
(2)筛选鉴定多倍体时，剪取幼苗根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察分生区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是解离不充分或压片不充分。
统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的统计结果。
幼苗 计数项目 细胞周期
间期 前期 中期 后期 末期
甲株 细胞数 x1 x2 x3 x4 x5
细胞染色体数 / / y 2y /
乙株 细胞染色体数 / / 2y 4y /
可以利用表中数值x1和x2＋x3＋x4＋x5，比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。
(3)依表结果，绘出形成乙株的过程中，诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线。
[解析]　(1)诱导多倍体可以利用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，目的是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，阻止细胞的分裂，使细胞染色体数加倍，成为多倍体。(2)鉴定是否出现多倍体细胞，要将根尖制成装片，观察根尖分生区的细胞，若分生区细胞均多层重叠，说明制作装片过程中解离不充分或压片不充分。表格中，x1代表处于间期的细胞数，x2＋x3＋x4＋x5代表处于分裂期的细胞数，以此来比较甲株细胞周期中间期与分裂期的时间长短。(3)据表中信息判断，正常二倍体玉米的染色体数是y，四倍体玉米的正常染色体数是2y，绘制染色体数加倍的细胞周期时，染色体数起点是y，秋水仙素处理后维持在后期(2y)状态一直到分裂结束，然后在四倍体的基础上画出一个细胞周期的染色体数变化曲线。
第三讲　生物进化理论
考纲要求
1．现代生物进化理论的主要内容　Ⅱ
2．生物进化与生物多样性的形成　Ⅱ
考点一　现代生物进化理论
1．拉马克的进化学说
(1)生物不是神造的，是由更古老的生物进化而来的。
(2)生物是由低等到高等逐渐进化的。
(3)生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
2．达尔文自然选择学说
—
3．现代生物进化理论
(1)种群是生物进化的基本单位
①基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。②基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
(2)突变和基因重组产生进化的原材料
①可遗传变异的来源
②生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于环境。
③生物的变异是不定向的，只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
(3)自然选择决定生物进化的方向
变异是不定向的不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累→种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化。
(4)隔离导致物种的形成
①隔离
②物种形成的三大环节
产生进化的“原材料”
↓
决定生物进化的方向
↓
导致物种的形成
易错整合，判断正误。
(1)虽然亚洲与澳州之间存在地理隔离，但两洲之间并没有生殖隔离(2017·江苏，7B)(　√　)
(2)60Co诱发基因突变可以决定生物进化的方向(2013·四川理综，5D)(　×　)
(3)生物进化的方向与基因突变的方向一致(2012·江苏卷)(　×　)
(4)环境发生变化时，种群的基因频率可能改变，也可能不变(2012·海南高考，8C)(　√　)
1．如何判断两个种群是否属于同一物种？
[提示]判断两个种群是否属于同一物种的标准，就是看它们之间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，则一定是两个物种。
2．就“食蚁兽舌为何如此细长”而言，拉马克和达尔文观点有何不同之处？
[提示]拉马克观点：其舌细长的原因在于“经常舔食石缝中的蚂蚁”，从而“用进”所致。
达尔文认为：食蚁兽祖先中原本存在舌细长、舌粗短等不定向变异，在“蚂蚁存在于石缝”这一特定选择因素的选择作用下，舌细长的变异类型更适应环境而被保留，舌粗短者成为“不适者”从而被淘汰。
重 难 精 讲
1．对“自然选择学说”的理解
(1)自然选择的对象
①直接对象是生物的变异性状(表现型)。
②间接对象是相关的基因型。
③根本对象是相关的基因。
即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。
(2)自然选择的因素
对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。
(3)自然选择的动力：生存斗争。
①类型：包括种内斗争、种间斗争(竞争、捕食、寄生)、生物与无机环境之间的斗争。
②意义：生存斗争对生物的某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并能推动生物的进化。
2．现代生物进化理论的基本内容
3．物种形成过程
(1)物种形成三个环节的关系图
(2)物种形成的两种模式
①渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成：
②骤变式——主要是通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离。此种方式多见于植物。
[易错警示]
(1)生物变异的不定向性是由基因突变的不定向性、基因重组的多样性和染色体变异的不定向性所决定的。
(2)生物进化理论的发展
①达尔文的自然选择学说为现代生物进化理论的发展打下坚实的基础，生物科学的研究和发展，不断完善生物的进化理论。
②现代生物进化理论对遗传变异的研究已从性状水平基因水平。
③现代生物进化理论对自然选择作用的研究已从个体水平种群水平。
④现代生物进化理论的核心仍是自然选择学说。
(3)生物多样性的三个层次是密切联系的，基因多样性是形成物种和生态系统多样性的基础，反过来物种和生态系统多样性又影响基因多样性。
(4)变异先于环境选择
如农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭了不抗药的个体，抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异，只是对抗药性个体进行了选择。
精 准 命 题
考向一：自然选择学说与现代生物进化理论
例1　(2018·江苏泰州中学月考)如图为现代生物进化理论的概念图，下列说法正确的是(　C　)
A．①表示种群基因型频率的改变，不论大小如何，都属于进化的范围
B．②表示可遗传的变异，是生物进化的必要条件
C．③表示自然选择学说，其中自然选择决定生物进化的方向
D．④表示基因多样性和物种多样性，是共同进化的结果
[解析]　①表示种群基因频率的改变，是生物进化的实质，不论大小如何，都属于进化的范围，A错误；②表示可遗传的变异，即突变和基因重组，是生物进化的原材料，B错误；③表示自然选择学说，是现代生物进化理论的核心内容，其中自然选择决定生物进化的方向，C正确；④表示基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，是共同进化的结果，D错误。
技巧点拨
自然选择学说与现代生物进化理论的比较
考向二：生物进化与物种形成
例2　(2018·湖南长沙一中月考)在一个含有基因A和a的自然种群中，AA基因型个体很容易被淘汰，在此条件下该物种将(　B　)
A．不断衰退 　　　　　 B．不断进化
C．产生新物种 D．丧失基因库
[解析]　在一个含有基因A和a的自然种群中，AA基因型个体很容易被淘汰，这样导致A基因频率降低，a基因频率升高。根据生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程，说明该物种将不断进化，A错误、B正确；生殖隔离是新物种产生的必要条件，这里并没有说明产生了生殖隔离，所以不能说产生新的物种，C错误；一个种群全部个体所带有的全部基因的总和就是一个基因库，自然界中种群的基因频率总是在不断变化着，基因频率的变化是导致基因库变化的原因，但没有丧失基因库，D错误。
方法归纳
物种形成与生物进化的比较
内容 物种形成 生物进化
标志 出现生殖隔离 基因频率改变
变化前后生 物间关系 属于不同物种 可能属于同一物种
二者关系 ①生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致物种的形成；进化是量变，物种形成是质变 ②新物种的形成是长期进化的结果
考向三：种群基因频率与基因型频率的计算
例3　(2015·全国卷Ⅰ)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题：
(1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为1∶1。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为1∶2∶1，A基因频率为50%。
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2∶1。则对该结果最合理的解释是AA显性纯合致死。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为1∶1。
技巧点拨
“三法”计算基因频率或基因型频率
1．“定义法”求解基因频率
某基因频率＝×100%
①常染色体上某基因频率＝
×100%
②若某基因只出现在X染色体上，则
Xb＝×100%
2．“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A、a为例)
A基因频率＝AA基因型频率＋1/2×Aa基因型频率
a基因频率＝aa基因型频率＋1/2×Aa基因型频率
3．运用遗传平衡定律求解基因频率
在一个有性生殖的自然种群中，种群足够大，没有迁入和迁出，雌雄个体自由交配并产生后代。当等位基因只有一对(A、a)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。
其中p2是AA的基因型频率，2pq是Aa(杂合子)的基因型频率，q2是aa的基因型频率。
4．自交和自由交配对种群基因型频率和基因频率的影响
(1)自交：基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐减小，但基因频率不变。
(2)自由交配：基因型频率和基因频率都不变。
〔对应训练〕
1．(2018·四川凉山州模拟)如图表示长期使用一种农药后，害虫种群密度的变化情况，下列有关叙述不正确的是(　B　)
A．A点种群中存在很多种变异类型，原因是变异具有不定向性
B．图中显示在使用农药前害虫中并不存在抗药性变异
C．B→C是抗药性逐代积累的结果
D．农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，从而保留了抗药性强的类型，并逐代积累
[解析]　生物变异是不定向的，生物繁殖产生的大量变异类型是自然选择的原材料，A正确。在使用农药前，害虫存在多种变异类型，有抗药性强的个体，也有抗药性弱的个体，B错误。自然选择是定向的，自然选择使适应环境的变异类型保留下来，图中AB段下降的原因是大部分害虫没有抗药性或抗药性弱，从而被淘汰；BC段上升的原因是抗药性强的害虫在生存斗争中存活下来并大量繁殖，C、D正确。
2．(2018·黑龙江大庆质检)某昆虫种群的翅色有绿色(AA)、浅褐色(Aa)和褐色(aa)三种表现型。抽样调查得知当年绿色、浅褐色和褐色个体各占60%、30%和10%，现假设该种群中绿色个体每年增加10%，浅褐色个体数目不变，褐色个体每年减少10%，则第二年该种群中决定翅色A基因的频率是(　D　)
A．62．9% B．78．6%
C．76．8% D．77．1%
[解析]　假设第一年总数目为100，则第二年绿色个体(AA)数目为60＋60×10%＝66、浅褐色个体(Aa)数目为30、褐色个体(aa)数目为10－10×10%＝9，所以第二年该种群中决定翅色A基因的频率＝(66×2＋30)/[(66＋30＋9)×2]×100%≈77．1%。本题选D。
3．(2018·山东德州期中)玉米的白化基因a纯合时出现白化苗，白化苗在幼苗期死亡。在一个非常大的、处于成熟期的王米种群中，AA占1/3，随机交配2代，发现两代中AA所占比例均小于理论值。下列分析错误的是(　C　)
A．亲代中，a的基因频率为1/3
B．理论上，子一代成熟植株中，AA和Aa基因型频率相等
C．理论上，a的基因频率逐代下降，AA所占比例不变
D．AA所占比例均小于理论值的原因可能是Aa具有杂种优势
[解析]　由题意可知在亲代成熟的种群中AA占1/3，Aa占2/3，此时a的基因频率为1/3，A正确。因为是随机支配，理论上子一代成熟植株中，AA和Aa都占1/2，它们的基因型频率相等。B正确。理论上a基因频率逐代下降，AA所占比例升高，C错误。AA所占比例均小于理论值的原因可能是Aa具有杂种优势，D正确。
考点二　共同进化与生物多样性的形成
重 难 精 讲
1．共同进化
(1)概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
(2)原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
(3)共同进化的实例
共同进化类型 包含类型 实例
生物与生物之间 种间互助 一种蛾与兰花
种间斗争 捕食 猎豹和斑马
寄生 黏液瘤病毒和兔子
竞争 作物与杂草
生物与无机环境之间 生物影响环境，环境影响生物 地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物
2．生物多样性的形成
(1)内容：生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
(2)形成原因：生物的进化。
(3)研究生物进化历程的主要依据：化石。
3．生物进化理论在发展
(1)中性学说：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。
(2)生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。
4．生物多样性三个层次之间的联系
注意：生物多样性的三个层次是密切联系的，基因多样性是形成物种和生态系统多样性的基础，反过来物种和生态系统多样性又影响基因多样性。
精 准 命 题
例4　(2018·福建三明一中月考)共同进化是生物进化中常见的一种现象，下列叙述错误的是(　D　)
A．有细长花矩的兰花，有细长口器的蛾，两者相互选择，共同进化
B．猎豹与斑马的“军备竞赛”是共同进化的结果
C．捕食者的存在有利于增加物种多样性
D．生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，就是共同进化
[解析]　不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，就是共同进化，故D错误。
〔对应训练〕
4．下列有关现代生物进化理论的叙述正确的是(　C　)
A．环境条件稳定的前提下，种群的基因频率不会发生改变
B．基因频率的改变会引起生物进化，必然导致新物种的产生
C．自然选择可通过作用于生物的表现型来决定生物进化的方向
D．共同进化是指不同物种之间在相互影响中不断进化和发展
[解析]　环境条件稳定的前提下，种群的基因频率也会因基因突变等因素而发生改变，A错误；基因频率的改变会引起生物进化，但不一定导致新物种的产生，B错误；自然选择可通过作用于生物的表现型来决定生物进化的方向，C正确；共同进化是指不同物种之间、生物和无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，D错误。
5．下列有关生物进化的叙述正确的是(　D　)
A．母虎和雄狮交配产下了“狮虎兽”，说明并不是所有物种间都存在生殖隔离现象
B．在自然选择过程中，黑色与灰色桦尺蠖发生了进化，表现为共同进化
C．基因型为Dd的高茎豌豆逐代自交的过程中，纯种高茎的基因型频率在增加，表明豌豆正在进化
D．被巨大河流分隔成两个种群的松鼠，两个种群基因频率的改变互不影响，而种群内的基因频率改变在世代间具有连续性
[解析]　不同物种间可能进行杂交，但后代不育，仍存在生殖隔离，A错误。黑色和灰色桦尺蠖属于同一物种，共同进化是指生物与无机环境之间、不同物种之间相互影响，共同进化，B错误；基因型为Dd的高茎豌豆逐代自交的过程中，基因频率不变，没有发生进化，C错误。被巨大河流分隔成两个种群的松鼠，由于地理隔离，两种群基因频率的改变互不影响，而种群内的基因频率改变在世代间具有连续性，D正确。
课末总结
1．〔思维导图〕
2．〔高考必背语句〕
1．种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。
2．现代生物进化理论的四个要点
(1)种群是生物进化的基本单位，进化的实质是种群基因频率的改变。(2)突变和基因重组提供进化的原材料。(3)自然选择决定生物进化的方向。 (4)隔离导致物种的形成。
3．隔离的两种类型
(1)地理隔离：物种形成的一般环节，但不是必需的环节。
(2)生殖隔离：新物种形成的必要条件。
4．物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离。
3．〔探究高考·明确考向〕
1．(2018·江苏卷，4)下列关于生物进化的叙述，正确的是(　A　)
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
[解析]　A对：群体中近亲个体基因相似度高，所以群体中近亲繁殖会提高纯合体的比例。B错：突变和基因重组是生物进化的原材料。C错：新物种形成的标志是生殖隔离的出现，产生新基因并稳定遗传不代表形成了生殖隔离。D错：基因频率保持不变的一个前提是种群足够大，一个随机交配小群体的基因频率不一定在各代保持不变。
2．(2016·江苏，12)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是(　C　)
A．杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B．基因pen的自然突变是定向的
C．基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D．野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
[解析]　杀虫剂与靶位点结合不会导致抗药靶位点的形成，A项错误；基因突变是不定向的，B项错误；突变(基因突变和染色体变异)和基因重组能为生物进化提供原材料，C项正确；基因突变使种群的基因频率发生改变，但没有形成新物种，故野生型昆虫与pen基因突变型昆虫之间不存在生殖隔离，D项错误。
3．(2017·江苏卷，7)下列关于生物进化的叙述，错误的是(　A　)
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
[解析]　种群中所有个体所含有的基因才是这个物种的全部基因，A项错误；各大洲人之间并没有生殖隔离，B项正确；无论是自然选择还是人工选择作用，都可使种群基因频率发生定向改变，C项正确；越古老的地层中的化石所代表的生物结构越简单，在距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂，说明生物是由简单到复杂进化的，D项正确。
4．(2018·全国卷Ⅰ，29)回答下列问题：
(1)大自然中，猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食，而捕食者则通过更快速的奔跑来获得捕食猎物的机会，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变，这种现象在生态学上称为协同进化(或答共同进化)。
(2)根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性，在这个过程中，捕食者使物种多样性增加的方式是捕食者往往捕食个体数量多的物种，为其他物种的生存提供机会。
(3)太阳能进入生态系统的主要过程是绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中。分解者通过呼吸作用将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解来获得生命活动所需的能量。
[解析]　(1)猎物和捕食者通过捕食活动相互影响，自然选择有利于猎物种群中跑得快的个体生存，也有利于捕食者种群中跑得快的个体生存，体现了生物与生物之间的协同进化。
(2)捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的生存提供机会，有利于增加物种的多样性。
(3)绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中，这是太阳能进入生态系统的主要过程。分解者可以通过呼吸作用将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解，来获得生命活动所需的能量。
考能提升(五)　变异、育种与进化
〔易 错 清 零〕
易错点1　误认为基因突变只能在“诱发因素”下发生，且只能在“分裂细胞中于间期发生”
点拨：基因突变可在物理、化学或病毒等诱发因素下因DNA被损伤、碱基被改变等发生，但是，在没有外来因素影响时，基因突变也会由于DNA分子复制偶尔发生错误，DNA的碱基组成发生改变等原因自发产生。基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期。
易错点2　混淆基因突变的结果“产生新基因”与“产生等位基因”
点拨：不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。
易错点3　混淆育种中“最简便”与“最快”
点拨：“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。但“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高，单就花粉培养成幼苗已很难实现。
易错点4　误认为基因突变引起的变异只有有害和有利两种情况
点拨：事实上，基因突变的结果有三种情况：有的突变对生物是有利的，有的突变对生物是有害的，有的突变对生物既无害也无利，是中性的。自然选择淘汰有害变异，保留有利变异和中性变异。
易错点5　误认为基因突变会使得基因“位置”或“数目”发生改变或错将基因中“碱基对”缺失视作“基因”缺失
点拨：基因突变仅改变了基因内部结构，产生了新基因，并未改变基因位置，也未改变基因数量——基因中碱基对缺失，只是成为了新基因，即基因犹在，并非“基因缺失”。
易错点6　混淆三类“无子果实”
点拨：(1)无子西瓜—利用染色体变异原理，由四倍体(♀)×二倍体(♂)→三倍体，无子的原因是三倍体联会紊乱，不能正常产生配子。
(2)无子番茄—利用生长素促进果实发育的原理，在未授粉的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素培育而来，其无子的原因是“未授粉”
(3)无子香蕉—天然三倍体，无子的原因在于染色体联会紊乱不能正常产生配子。
以上三类无子果实中，无子西瓜、无子香蕉，其遗传物质均已改变，为可遗传变异，而无子番茄则属不可遗传变异。
易错点7　混淆可遗传与可育
点拨：“可遗传”≠可育：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不遗传的变异有着本质区别。如无子番茄的“无子”原因是植株未授粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状是不可以保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常授粉，则可结“有子果实”。
易错点8　误认为杂交育种的选育目标均是获得“稳定遗传”的优良性状
点拨：杂交育种是在杂交后代的众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育，直到获得稳定遗传的具有优良性状的新品种；杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定性。
易错点9　误认为杂交育种年限总是最长
点拨：杂交育种需要的年限不一定长，如培育的品种为隐性性状(如aabb)，则子二代中即可出现稳定遗传的该性状。
易错点10　误认为单倍体育种就是花药离体培养
点拨：花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序，要想得到可育品种，一般还需要用秋水仙素处理单倍体使其染色体加倍。
易错点11　误认为诸如三倍体无子西瓜，骡子之类为“新物种”
点拨：“新物种”必须具备两个条件
(1)与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交或能杂交但后代不育)。
(2)物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡子均不可称“物种”，因为它们均是“不育”的，而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”，因它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育，意味着二者间已产生生殖隔离，故已成为新物种。
易错点12　错将四倍体AAaa(由Aa秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例算作1AA∶2Aa∶aa
点拨：AAaa产生配子状况可按右图分析，由于染色体①～④互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为①③与③④(AA与aa)、①③与②④(Aa与Aa)、①④与②③(Aa与Aa)，由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA∶4Aa∶1aa而不是AA∶Aa∶aa＝∶1∶2∶1。
易错点13　混淆“三体”与“三倍体”
点拨：三倍体是指由受精卵发育而成，体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”；三体则是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”而成为3条，其余染色体均为两两相同。二者区别如下：
易错点14　误认为秋水仙素均需处理“萌发的种子或幼苗”
点拨：进行多倍体育种时需在种子萌发或幼苗期用秋水仙素处理，但单倍体育种时只能用秋水仙素处理“单倍体幼苗”，切不可写成处理“萌发的种子或幼苗”，因花药离体培养后形成的单倍体通常高度不育，不能形成种子。
易错点15　混淆自然选择与人工选择
点拨：无人为参与的为自然选择，有人为参与的为人工选择。人工选择的性状有利于人类，否则应视为自然选择。现比较如下：
比较项目 人工选择 自然选择
选择因素 人 自然环境
选择对象 家养生物 自然界中的生物
选择目的 满足人们的需要 适应当地环境
选择手段 人工挑选 生存斗争
进化速度 较快 十分缓慢
结果 培育出人类需要的新品种 优胜劣汰适者生存
〔核 心 强 化〕
1．基因突变、基因重组、染色体变异的比较
比较项目 基因突变 基因重组 染色体变异
变异的本质 基因的分子结构发生改变 原有基因的重新组合 染色体结构或数目发生改变
发生 时间 主要在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 减数第一次分裂前期和后期 有丝分裂和减数分裂过程中
适用 范围 所有生物 真核生物、有性生殖核基因遗传 真核生物(细胞增殖过程)
产生 结果 产生新的基因 产生新基因型，没产生新基因 未产生新基因，基因数目或顺序发生变化
鉴定 方法 光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定 光镜下可检出
2．着眼于四大角度，辨析三种可遗传变异
(1)“互换问题”
①同源染色体上非姐妹染色单体间互换——基因重组
②非同源染色体间互换(或单方移接)——染色体结构变异(即“易位”)
注：若同一条染色体的两姐妹染色单体发生片段互换，则基因不改变。
(2)“缺失”或“增添”问题
①发生于“基因内部”的“碱基对”增添或缺失——基因突变产生新基因
②发生于DNA分子上(或染色体中)“基因”的增添或缺失——染色体变异基因数量改变
(3)“镜检”问题
①基因突变、基因重组属“分子水平”变异，不能用光学显微镜观察
②染色体变异(结构、数目变异)属“细胞水平”变异，可用显微镜观察(但需用“分生组织”)
(4)基因的“质”与“量”问题
①唯一可改变结构(即发生质变)的——基因突变
②既不改变“质”又不改变“量”，仅改变组合方式的——基因重组
③虽不改变“质”，但可改变“量”或“序”(基因排列顺序)的——染色体变异
3．不同生物可遗传变异来源归纳
(1)病毒可遗传变异的来源——基因突变。
(2)原核生物可遗传变异的来源——基因突变(不考虑基因工程中涉及的基因重组)。
(3)真核生物可遗传变异的来源：①进行无性生殖时——基因突变和染色体变异；②进行有性生殖时——基因突变、基因重组和染色体变异。
(4)减数分裂过程中可能发生的变异有基因突变、基因重组、染色体数目及结构变异。
4．显性突变和隐性突变的判断
(1)类型
(2)判定方法
①选取突变体与其他已知未突变纯合子杂交，据子代性状表现判断。
②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。
5．突变基因具体位置的判断
(1)利用野生型的个体与缺失不同基因的突变体比较，根据有无特定酶的活性判断编码该酶的基因对应的位置。
(2)将一缺失未知基因片段的突变株与已知的缺失不同基因片段的突变株分别培养，根据是否转化为野生型个体判断未知个体的缺失基因对应的位置。
巧用分解组合法求解患病概率
当控制两种(或两种以上)遗传病的致病基因分别于非同源染色体上时，其遗传应遵循基因自由组合定律，进行相关患病概率求解时宜巧用“分解组合法”分别求出各自患病概率再相乘进行组合。
如经推导某系谱图中某女的基因型为AaXBXB、AaXBXb，某男基因型为AAXbY、AaXbY求：
(1)他们生一两病(均为隐性遗传病)兼患男孩的概率；
(2)生一仅患甲病(致病基因a)的孩子的概率；
(3)生一仅患乙病(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，婚配组合为AA、Aa与Aa，其子代患病率为×＝，非甲病率为；就乙病而言：婚配组合为XBXB、XBXb与XbY，其子代患病率为×＝，非乙病率为，就此可进行下列计算。
(1)生一两病兼患男孩的概率＝男孩出生率×甲病率×男孩乙病率＝××＝
(2)生一仅患甲病的孩子的概率＝患甲病率×非乙病率＝×＝
(3)生一仅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”中杂合子的取值
针对常染色体隐性遗传病而言，正常人群应包含AA、Aa两种基因型，倘若求解“与人群中某正常异性结婚”求“生一患病孩子的概率”类问题时切不可直接认定该异性基因型为Aa，必须先求得Aa概率，方可求解即该正常异性的Aa概率＝×100%。如：已知某常染色体隐性遗传病在人群中患病率为，某女表现正常且有一患该病的弟弟，该女与人群中无血缘关系的某正常男子结婚，他们生一患病孩子的概率是多少？
求解方法如下：
(1)该女子的弟弟患病，则其父母基因型均为Aa，该女的基因型为AA、Aa。
(2)人群中该病发病率为即aa为，则a的基因频率为，A＝。
(3)人群中正常男子为携带者(Aa)的概率为Aa＝×100%＝＝＝2×××＝
(建议：①进行此类计算时可直接约分，不必将分子或分母直接相乘；②上式中AA＋Aa也可按1－aa计算)
(4)该女与人群中某正常男子结婚所生孩子患病率为××＝
易错提醒　本题最易出现的误区是许多同学将人群中正常男子的Aa概率直接按2×A×a求解，而忽视了该男子也可能为AA的状况。
特列——命题常设陷阱
不一定 特例(原因)
1 基因突变不一定引起生物性状的改变 由于密码子简并性，突变前、后的密码子决定的是一种氨基酸
2 基因突变不一定发生在分裂间期 物理、化学等外部因素对DNA的损伤在各个时期都会发生
3 基因突变不一定产生等位基因 原核生物和病毒基因突变不能产生等位基因
4 含两个染色体组的生物不一定是二倍体 由配子发育而来的个体体细胞中无论含几个染色体组都是单倍体
5 单倍体育种得到的不一定是纯合子 基因组成为Aa的配子经秋水仙素处理得到的AAaa为杂合子
6 进化不一定导致物种的形成 只有出现生殖隔离才会导致新物种的形成
〔状 元 笔 记〕
规 范 养 成
案例　遗传与变异综合应用规范审答案例
批阅答卷——判断对错，查找误区
肥胖与遗传密切相关，是影响人类健康的重要因素之一。
(1)某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠，人们对该基因进行了相关研究。
①为确定其遗传方式，进行了杂交实验，根据实验结果与结论完成以下内容。
实验材料：正常①小鼠；杂交方法：自交②。
实验结果：子一代表现型均正常；
结论：遗传方式为常染色体隐性遗传。
②小鼠肥胖是由于正常基因的编码链(模板链的互补链)部分序列“CTC CGA”中的一个C被T替换，突变为决定终止密码(UAA或UGA或UAG)的序列，导致该激素不能正常合成，突变后的序列是CUCUGA③，这种突变能④(填“能”或“不能”)使基因的转录终止。
(2)目前认为，人的体重主要受多基因遗传的控制。假如一对夫妇的基因型均为AaBb(A、B基因使体重增加的作用相同且具累加效应，两对基因独立遗传)，从遗传角度分析，其子女体重超过父母的概率是1/16⑤，体重低于父母的基因型为aabb⑥。
(3)有学者认为，利于脂肪积累的基因由于适应早期人类食物缺乏而得以保留并遗传到现代，表明自然选择⑦决定生物进化的方向。在这些基因的频率未明显改变的情况下，随着营养条件改善，肥胖发生率明显增高，说明肥胖是环境因素与遗传因素⑧共同作用的结果。
评析矫正——辨析误区，规范审答
错因分析 正确答案
① 忽视“肥胖”和“正常”是一对相对性状 纯合肥胖小鼠和纯合正常
② 忘记动物不能自交 正反交
③ 题意不清，答非所问 CTCTGA
④ 不能区分转录和翻译的终点 不能
⑤ 不能理解题意，导致计算失误
⑥ 思考不全面遗漏其他基因型 aaBb、Aabb、aabb
状 元 解 题
案 例　某科研小组对野生纯合小鼠进行X射线处理，得到一只雄性突变型小鼠。对该小鼠研究发现，突变性状是由位于一条染色体上的某基因突变产生的。该小组想知道突变基因的显隐性和在染色体上的位置，设计了如下杂交实验方案，假设你是其中一员，请将下列方案补充完整。(注：除要求外，不考虑性染色体的同源区段。相应基因用D、d表示。)
(1)杂交方法：让突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配。
(2)观察统计：将子代雌雄小鼠中野生型和突变型的数量填入下表。
野生型 突变型 突变型/(野生型＋突变型)
雄性小鼠 A
雌性小鼠 B
(3)结果分析与结论：
①如果A＝1，B＝0，说明突变基因位于Y染色体上；
②如果A＝0，B＝1，说明突变基因为显性(填“显性”或“隐性”)，且位于X染色体上；
③如果A＝0，B＝0，说明突变基因为隐性，且位于X染色体上；
④如果A＝B＝，说明突变基因为显性(填“显性”或“隐性”)，且位于常染色体上。
(4)拓展分析：
如果基因位于X、Y染色体的同源区段，突变性状为显性性状(填“显性性状”或“隐性性状”)，该个体的基因型为XDYd或XdYD。
[解析]　由题干可知，对野生纯合小鼠进行X射线处理，得到一只雄性突变型小鼠，突变性状是由位于一条染色体上的某基因突变产生的。则：
(1)若突变基因位于Y染色体上，则该只突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配的子代中雄性全为突变型小鼠。
(2)若突变基因位于X染色体上，且为显性，则该只突变型雄鼠与野生型雌鼠的基因型分别为XDY和XdXd，二者杂交所得子代中野生型小鼠全为雄性，雌性全为突变型小鼠。
(3)若突变基因位于X染色体上，且为隐性，则该只突变型雄鼠与野生型雌鼠的基因型分别为XdY和XDXD，二者杂交所得子代中雄性全为野生型小鼠，雌性也全为野生型小鼠。
(4)若突变基因位于常染色体上，又因突变性状是由位于一条染色体上的某基因突变产生的，该突变基因为显性，则该只突变型雄鼠与野生型雌鼠的基因型分别为Dd和dd，二者杂交所得子代中雌雄性小鼠中都有突变型和野生型。
(5)若突变基因位于X、Y染色体的同源区段，突变后性状发生改变，说明突变性状为显性性状，该个体的基因型为XDYd或XdYD。
长句应答突破简答题
1．下图为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株(纯种)的一个A基因和乙植株(纯种)的一个B基因发生突变的过程(已知A基因和B基因是独立遗传的)，请分析该过程，回答下列问题：
(1)上述两个基因发生突变是由于一个碱基的替换(或碱基对改变或基因结构的改变)引起的。
(2)乙植株发生基因突变后，该植株及其子一代均不能表现突变性状，其原因是该突变为隐性突变，且基因突变发生在乙植株的体细胞中，不能通过有性生殖传递给子代。可用什么方法让其后代表现出突变性状？取发生基因突变部位的组织细胞，通过组织培养技术获得试管苗，让其自交，其子代即可表现出突变性状。
(3)该种植物野生型都为矮茎，现在野生种群中发现生长着少数高茎植株。若已证明高茎为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突变，请设计一个简单的实验方案加以判定。选用多株突变型植株自花传粉，若后代出现野生型，则为显性突变所致；若后代全为突变型，则为隐性突变所致。
2．基因重组的准确描述是在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
3．同无性生殖相比，有性生殖产生的后代具有更大的变异性，其根本原因是产生新基因组合的机会多。
4．图甲与图乙分别表示培育三倍体西瓜的两种方法，则：
(1)甲中的西瓜植株减数分裂形成花粉的过程中，着丝点分裂的时期是减数第二次分裂后期。
(2)乙所涉及的变异原理是染色体(数目)变异，四倍体西瓜植株群体是不同于二倍体西瓜的新物种，理由是与二倍体植株产生了生殖隔离，群体本身能自由交配产生可育后代。
(3)三倍体高度不育的原因是形成配子过程中，同源染色体联会紊乱。
5．在一块高秆(纯合)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该性状出现的可能原因(简要写出所用方法，结果和结论)：取该小麦种子在其他小麦田种下，让其自交，若全是高秆，说明矮秆性状的出现是由环境引起的；若后代出现高秆、矮秆两种性状，则是基因突变引起的。
6．简述用基因型为AaBb(抗病卵形叶)的植株作材料，获得基因型为AABB的抗病卵形叶植株的过程：取AaBb植株的花药离体培养得单倍体幼苗，秋水仙素诱导染色体加倍，用相应病原体感染卵形叶植株，保留抗病植株。
7．如图是将该种植物分别移栽到低纬度和南纬度地区种植，经过多年的演化后最终形成了不同的五个物种：
(1)什么具体证据可以帮助你确定D和C不是一个物种？如果D和C不能杂交，或杂交后不能产生可育后代，说明它们不是一个物种(或若D和C杂交，存在生殖隔离，说明它们不是同一物种)。
(2)图示中B物种进化为D、E两个物种的机理是：地理隔离造成基因交流的阻断，不同环境的自然选择造成不同基因频率的变化，当基因频率变化积累到一定的程度，形成生殖隔离，从而形成物种D和E。
8．在一个海岛上，一种海龟开始时，连趾和分趾的基因频率各为0．5，当海龟数量增加到岛上食物不足时，连趾海龟容易从海水中得到食物，分趾的海龟则因不易从海水中获得食物而饿死，若干万年后，基因频率变化成W为0．2，W为0．8。这种基因频率的改变，是否发生了生物进化？是。请简述理由：因为生物进化的实质在于种群基因频率的改变。这种基因频率的改变，是否产生了新的物种？没有产生新物种。请简述理由：只是种群基因频率发生了改变，并没有产生生殖隔离。
9．长期使用杀虫剂，发现灭虫效果越来越差，现代生物进化理论的解释是经自然(杀虫剂)选择作用，种群中抗药性基因频率升高。
针 对 训 练
〔训练1〕　(2018·河北辛集中学期中)下列现象可能由细胞分裂各时期变化导致，其对应关系错误的是(　A　)
选项 现象 细胞分裂时期
A XYY综合征个体的形成 减数第二次分裂中期
B 三倍体西瓜植株的高度 减数第一次分裂前期
C 杂合子(AaBb)形成不同基因型的配子 减数第一次分裂后期
D 低温使根尖细胞染色体加倍 有丝分裂前期
[解析]　XYY综合征个体是由含有X的卵细胞和含有YY的精子结合形成的，其形成原因是父方减数第二次分裂后期着丝点分裂后，两条Y染色体移向同一极，A错误。三倍体西瓜植株高度不育的原因是同源染色体联会紊乱，发生在减数第一次分裂前期，B正确。杂合子(AaBb)在减数第一次分裂后期等位基因分离的同时，非等位基因自由组合，形成不同基因型的配子，C正确。根尖细胞通过有丝分裂方式增殖，低温能抑制纺锤体的形成，而纺锤体的形成发生在有丝分裂前期，D正确。
〔训练2〕　(2018·云南玉溪一中月考)如图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断正确的是(　D　)
A．该动物的体细胞中一定含有Y染色体
B．甲细胞中1与2或1与4的片段交换都属于基因重组
C．乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组
D．丙细胞中含有2个染色体组
[解析]　甲图为减数第一次分裂后期图，由细胞质均等分配，可判断该细胞为初级精母细胞，此动物为雄性，但该动物的体细胞中不一定都含有Y染色体，如果该动物是哺乳动物，则其成熟的红细胞中由于没有细胞核，所以也就不含Y染色体，A错误。甲细胞中1与2为同源染色体，它们之间的片段交换属于基因重组；1与4为非同源染色体，它们之间的片段交换属于染色体结构变异，B错误。乙为有丝分裂后期，表明该动物发生了基因突变，基因重组只能发生在减数分裂过程中，故C错。
〔训练3〕　(2018·河南洛阳统考)油菜甲(2n＝20)与乙(2n＝16)通过人工授粉杂交，获得的种子萌发形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干，下列叙述正确的是(　C　)
A．种子萌发形成幼苗丙的过程实现了细胞的全能性
B．幼苗丙是单倍体，会因联会紊乱而高度不育
C．戊是新物种，但形成过程未经过地理隔离
D．人工诱导多倍体育种的过程不能为进化提供原材料
[解析]　种子萌发形成幼苗的过程不属于细胞全能性的实现过程，A项错误；幼苗丙是由两个不同的物种杂交产生的异源二倍体，细胞内没有同源染色体，不能联会，因而高度不育，B项错误；由丙染色体加倍形成幼苗丁，丁开花后自交形成的戊是新物种，其形成过程未经过地理隔离，C项正确；人工诱导多倍体育种的过程发生了染色体变异，能为进化提供原材料，D项错误。
〔训练4〕　(2018·河北石家庄市一模)下图为某一区域M、N两个物种种群的资源利用曲线，下列相关叙述错误的是(　A　)
A．b越大表明生物适应环境的能力越弱
B．M、N两个种群之间相互影响，共同进化
C．d越大，M、N种群增长的环境阻力越大
D．该曲线表明M、N之间存在竞争关系
[解析]　b越大说明生物摄取的食物种类越多，表明该生物适应环境的能力越强，A错误；M、N两个种群之间相互影响，共同进化，B正确；d越大说明M、N两种生物摄取食物的种类重叠越多，表明M与N的竞争越激烈，其增长的环境阻力越大，C正确；根据曲线图分析，M、N两种生物摄取食物的种类有重叠，则存在竞争关系，D正确。
〔训练5〕　(2018·河南郑州一测)如图表示某生态系统中的三种植物，下列叙述正确的是(　C　)
A．a、c、f没有地理隔离，也不会产生生殖隔离
B．a～j所含的全部基因，称为种群基因库
C．f～j在一段时期内没有产生新的基因，但该种群基因频率有可能发生变化
D．该生态系统中的所有生物和周围的无机环境之和称为生态系统的多样性
[解析]　a、c、f为三种植物，它们之间存在生殖隔离，A错误。分析图形，c、d为同一形态，是同一种植物；a、b、e是同一形态，为同一种植物；f、g、h、i、j为同一种植物，而每一种群中含有的全部基因称为种群的基因库，B错误。f～j虽然没有新基因产生，但是某些不适应环境的个体可能由于自然选择而死亡，故可能存在基因频率的变化，C正确。生态系统的多样性是指多种多样的生态系统，图中生物与无机环境构成的是一个生态系统，D错误。