第2课时 染色体变异
课标要求 举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。
考点一 染色体结构变异
1．染色体变异
(1)概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体________或________的变化。
(2)类型：染色体________的变异和染色体________的变异。
2．染色体结构的变异
(1)染色体结构变异的原因：受各种因素影响(如：各种射线、代谢失调等)，染色体的______以及断裂后片段________的重新连接。
(2)染色体结构变异的类型
类型 图像 联会异常 实例
果蝇缺刻翅、猫叫综合征
果蝇棒状眼
果蝇花斑眼、人类慢性粒细胞白血病
果蝇卷翅、人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产
拓展延伸 (1)染色体间的易位可分为单向易位和相互易位。前者指一条染色体的某一片段转移到了另一条染色体上，而后者则指两条染色体间相互交换了片段，较为常见。如图为两种易位发生后在四分体时期的染色体联会情况：
①单向易位
②相互易位(平衡易位)
(2)倒位染色体的细胞学鉴定
(3)染色体结构变异的结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。
(4)染色体结构变异对生物性状的影响：大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
1.如图1表示果蝇某细胞内的相关染色体行为，1、2代表两条未发生变异的染色体，3、4代表两条正在发生变异的染色体，图中字母表示染色体上的不同片段。
(1)正常情况下，1与2是非同源染色体，图1中A中发生碱基的增添、缺失或替换________(填“一定”或“不一定”)属于基因突变。
(2) 请将图示2联会过程补充完整。
2.在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后细胞向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。基因型为Aa的雄性蝗虫进行减数分裂时，其中一个次级精母细胞出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，则该次级精母细胞产生的精细胞的基因组成可能有________________________________________________(若细胞中不含A或a基因则用“O”表示) 。
1.猫叫综合征是5号染色体短臂断裂缺失所致。现有某表型正常的女性个体，其断裂的5号染色体片段与8号染色体连接，减数分裂过程中两对染色体发生如下图所示的现象。据图分析，下列相关叙述不正确的是( )
A．该个体的变异一般不会导致基因数量减少
B．图中所示的四条染色体发生了异常联会
C．若染色体随机两两分离(不考虑互换)，该个体可能产生4种卵细胞
D．若该个体与正常男性婚配，妊娠期间应尽早对胎儿进行染色体筛查
2．(多选)某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，A～E表示基因。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示，其中染色体桥分裂时随机断裂，后续的分裂过程正常进行。下列有关叙述正确的是( )
A．图中的染色体桥结构可能出现在减数分裂Ⅰ中期，但一般不会出现在减数分裂Ⅱ中期
B．最后产生的精细胞中的染色体可能存在倒位、缺失等结构变异
C．该经减数分裂产生含异常染色体的精子占3/4
D．丢失的片段会被精原细胞中的多种水解酶最终分解为6种小分子有机物
归纳总结 (1)染色体结构变异和基因突变的比较
项目 染色体结构变异 基因突变
本质 染色体片段的缺失、重复、易位或倒位 碱基的替换、增添或缺失
对象 基因 碱基
变异水平 细胞水平 分子水平
光镜检测 可见 不可见
变异结果 基因数目或排列顺序改变 碱基的排列顺序改变，基因的数目、位置不变
(2)染色体易位与互换的比较
项目 染色体易位 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之间
原理 属于染色体结构变异 属于基因重组
考点二 染色体数目的变异
1．染色体数目变异的类型
(1)细胞内________________________的增加或减少。
(2)细胞内染色体数目以________________________________成倍地增加或成套地减少。
2．染色体组
(1)如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为：________________。
(2)组成特点
①形态上：细胞中的________________________，在形态上各不相同。
②功能上：控制生物生长、发育、遗传和变异的________________，在功能上各不相同。
(3)染色体组数目的判定
①根据染色体形态判定：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
②根据基因型判定：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。
3．单倍体、二倍体和多倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞中染色体数目与本物种 染色体数目相同的个体 体细胞中含有两个___________的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点 受精卵(通常是) 受精卵(通常是)
植株特点 ①植株弱小； ②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮； ②叶片、果实和种子较大； ③营养物质含量丰富
体细胞染色体组数 2
举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦
源于P88“相关信息”
(1)被子植物中，约有33%的物种是__________。例如，普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。
(2)秋水仙素(C22H25O6N)是从________科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种__________。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。
4．低温诱导植物细胞染色体数目的变化
(1)实验原理
用低温处理植物的__________________细胞，能够__________________的形成，以致影响细胞__________________中染色体被拉向两极，导致细胞不能__________________________，植物细胞的染色体数目发生变化。
(2)实验步骤
(3)实验现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。
归纳总结 实验中的试剂及其作用
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态
体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液
质量分数为15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液 解离根尖细胞
清水 浸泡解离后的根尖细胞约10 min 漂洗根尖，去除解离液
甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色
下图中甲是某二倍体生物体细胞染色体模式图，乙、丙、丁是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图。据图回答下列问题：
(1)请据上图辨析属于三体、三倍体、单体和单倍体的分别是哪一个？
_______________________________________________________________________________
(2)同源四倍体(基因型为AAaa)产生配子时染色体以图示的情况排列在赤道板的两侧，从而形成不同基因型的配子。
根据上述推导过程，请思考回答下列问题：
①若同源四倍体的基因型为Aaaa，则产生的配子类型及比例：____________。
②若同源四倍体的基因型为AAAa，则产生的配子类型及比例：____________。
③若同源四倍体的基因型为AAaa，则产生的配子类型及比例：________________。
(3)若三体为XXY的雄性果蝇，三条性染色体任意两条联会概率相等，则XXY个体产生的配子及比例为多少？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3．某大豆突变株表现为黄叶，其基因组成为rr。为进行R/r基因的染色体定位，用该突变株作父本，与不同的三体(2n＋1)绿叶纯合子植株杂交，选择F1中的三体与黄叶植株杂交得F2，下表为部分研究结果。下列叙述错误的是( )
母本 F2表型及数量
黄叶 绿叶
9 三体 21 110
10 三体 115 120
A.F1中三体的概率是1/2
B．可用显微观察法初步鉴定三体
C．突变株基因r位于10号染色体上
D．三体绿叶纯合子的基因型为RRR或RR
4．下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，不正确的是( )
A．二倍体生物一定是由受精卵直接发育而来的
B．单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组
C．采用花药离体培养的方法得到的个体是单倍体
D．三倍体无子西瓜体细胞含有三个染色体组
5．下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是( )
A．低温会抑制纺锤体的形成
B．甲紫溶液的作用是固定和染色
C．固定和解离后都是用体积分数为95%的酒精漂洗
D．在高倍镜下可以观察到二倍体细胞变为四倍体的过程
考点三 生物染色体数目变异在育种上的应用
1．多倍体育种
(1)原理：________________。
(2)方法：用________________或低温处理。
(3)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(4)过程
(5)实例：三倍体无子西瓜
①两次传粉
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目________，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数________。
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
2．单倍体育种
(1)原理：________________。
(2)过程
(3)优点：____________________，所得个体均为________。
(4)缺点：技术复杂。
如图所示，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程。请思考回答下列问题：
(1)图中哪种途径为单倍体育种？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(3)④⑥的育种原理分别是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(4)AaBb植株和AAaaBBbb植株是同一物种吗？为什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(5)若AAaaBBbb在产配子时同源染色体两两配对，两两分离，则其产生AaBb配子的概率为多少？写出计算思路。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
6．人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，如图所示是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是( )
A．无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理
B．图中染色体数目加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成
C．二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离
D．若图中无子香蕉的基因型均为Aaa，则有子香蕉的基因型可以是AAaa
7．(2023·江苏南通高三模拟)在自然条件下，二倍体植物(2n＝4)形成四倍体植物的过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．减数分裂失败可能发生在减数分裂Ⅱ
B．二倍体植物与四倍体植物应属于不同的物种
C．图示四倍体植物的形成并未经长期的地理隔离过程
D．若要测定图示四倍体植物的基因组DNA序列，则需测4条染色体上的DNA
1．(2022·湖南，9)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异( )
2．(2020·全国Ⅱ，4)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是( )
A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
3．(2020·天津，7)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是( )
A．基因突变
B．同源染色体非姐妹染色单体间发生互换
C．染色体变异
D．非同源染色体自由组合
4．(2021·广东，11)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)，为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是( )
A．Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B．将Bc作为育种材料，能缩短育种年限
C．秋水仙素处理Bc的幼苗可以培育出纯合植株
D．自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
5．(2020·全国Ⅲ，32)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：
(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是___________________________。
已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有________条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是_________________________________________
_________________________________________________________________(答出2点即可)。
(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有______________(答出1点即可)。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合子)，甲的表型是抗病易倒伏，乙的表型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路：________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
1．判断关于染色体结构变异的叙述
(1)染色体易位不改变细胞中基因数量，对个体性状不会产生影响( )
(2)染色体上某个基因的缺失属于基因突变( )
(3)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中( )
(4)基因突变与染色体结构变异都导致个体表型改变( )
(5)硝化细菌存在基因突变和染色体变异( )
2．判断关于染色体数目变异的叙述
(1)体细胞中含有三个染色体组的生物体一定是三倍体( )
(2)单倍体生物的体细胞中一定只含一个染色体组( )
(3)体细胞中含有本物种配子染色体组的个体无法存活( )
(4)卡诺氏液可使组织细胞互相分离开( )
(5)秋水仙素抑制纺锤体的形成，使着丝粒不能分裂，染色体数目加倍( )
3．判断关于育种的叙述
(1)通过普通小麦和黑麦杂交，培育出了小黑麦与染色体变异无关( )
(2)多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种( )
(3)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( )
(4)单倍体育种中，通过花药(或花粉)离体培养所得的植株均为纯合的二倍体( )
4．填空默写
(1)(必修2 P87)染色体变异的概念：_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)(必修2 P90)染色体结构的变异，在普通光学显微镜下________。结果：________________，会使排列在染色体上的________________________发生改变，从而导致________的改变。
(3)染色体组：是指细胞中的一组__________，在________和________上各不相同，携带着控制生物____________的全部遗传信息。
(4)Aaa产生配子的类型及比例_____________________________________________________。
(5)三倍体不育的原因是__________________________________________________________。
(6)骡子不育的原因是____________________________________________________________。
(7)单倍体育种中的秋水仙素作用于________期的________植株，多倍体育种中的秋水仙素作用于________________期的________植株。
第2课时 染色体变异
考点一 归纳
1．(1)数目 结构 (2)数目 结构
2．(1)断裂 不正常 (2)缺失 重复 易位 倒位
拓展
1．(1)不一定
(2)如图所示
2．A、A或AA、O或a、a或aa、O
突破
1．C
2．ABC [根据题干信息可知，该对同源染色体联会后，两条相邻非姐妹染色单体丢失部分片段后，相接形成染色体桥，染色体桥在减数分裂Ⅰ时随机断裂，后续的分裂过程正常进行，所以图中的染色体桥结构可能出现在减数分裂Ⅰ中期，但一般不会出现在减数分裂Ⅱ中期，A正确；该精原细胞经减数分裂形成4个精子，其中只有一个含与m染色体相同的正常染色体，其余三个均为含异常染色体的精子，即含异常染色体的精子占3/4，C正确；丢失的片段是部分染色体拼接成的，染色体是主要由蛋白质和DNA组成的复合物，所以丢失的片段完全水解产物有脱氧核糖、磷酸、四种碱基、多种氨基酸，D错误。]
考点二 归纳
1．(1)个别染色体 (2)一套完整的非同源染色体为基数
2．(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y (2)①一套非同源染色体
②一套染色体 (3)②1 2 2 3 3
3．配子 染色体组 配子 ≥1 ≥3
教材隐性知识 (1)多倍体 (2)百合 植物碱
4．(1)分生组织 抑制纺锤体 有丝分裂 分裂成两个子细胞
(2)卡诺氏液 95% 漂洗
拓展
(1)乙为单倍体，丙为单体，丁为三体，戊为三倍体。
(2)①Aa∶aa＝1∶1 ②AA∶Aa＝1∶1 ③AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1 (3)X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。
突破
3．C [假设R/r基因位于某号染色体上，用该突变株(rr)作父本，与三体绿叶纯合子(RRR)植株杂交，F1为1/2Rr、1/2RRr，选择F1中的三体(RRr)与黄叶植株(rr)杂交得F2，F2为Rr∶Rrr∶RRr∶rr＝2∶2∶1∶1，即绿叶∶黄叶＝5∶1。由于该突变株与9 三体绿叶纯合子植株杂交，F2中绿叶∶黄叶≈5∶1，该突变株与10 三体绿叶纯合子植株杂交，F2中绿叶∶黄叶≈1∶1，所以R/r基因位于9号染色体上。F1中三体的概率是1/2，A正确，C错误；三体属于染色体数目变异，可用显微观察法初步鉴定三体，B正确；若R/r基因位于与形成三体有关的染色体上，则三体绿叶纯合子的基因型为RRR，若R/r基因位于与形成三体无关的染色体上，则三体绿叶纯合子的基因型为RR，D正确。]
4．A [由受精卵发育而来，含有两个染色体组的个体称为二倍体，但是二倍体不一定都是由受精卵发育来的，比如单倍体育种中人工诱导加倍后得到的二倍体，A错误；单倍体生物体细胞中，含有本物种配子染色体组数，但不一定只含有一个染色体组，也可能含有多个染色体组，B正确；采用花药离体培养的方法得到的个体与本物种配子中的染色体数目相同，都是单倍体，C正确；二倍体西瓜幼苗用秋水仙素处理后，可以得到四倍体植株，接受普通二倍体西瓜的正常花粉，形成的受精卵含有三个染色体组，由受精卵发育成的三倍体无子西瓜体细胞中含有三个染色体组，D正确。]
5．A
考点三 归纳
1．(1)染色体数目变异 (2)秋水仙素 (4)纺锤体 染色体 (5)①三倍体种子 果实 ②加倍 不变
2．(1)染色体(数目)变异 (2)秋水仙素 (3)明显缩短育种年限 纯合子
拓展
(1)图中①③⑤过程表示单倍体育种。
(2)图中⑤处需用秋水仙素处理单倍体的幼苗，从而获得纯合子；⑥处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体数目加倍。
(3)④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。
(4)不是同一物种。因为二倍体AaBb与四倍体AAaaBBbb杂交产生的子代为不育的三倍体，因此二者是不同的物种。
(5)植株AAaaBBbb减数分裂产生的配子基因型及比例为(AA∶Aa∶aa)(BB∶Bb∶bb)＝(1∶4∶1)(1∶4∶1)，则产生AaBb配子的概率＝2/3×2/3＝4/9。
突破
6．B
7．D [根据题意和图示分析可知，二倍体植株减数分裂失败形成的异常配子中含有2个染色体组，自花传粉形成的受精卵中含有4个染色体组，发育形成四倍体。减数分裂失败既可以发生在减数分裂Ⅰ也可以发生在减数分裂Ⅱ，A正确；二倍体植物与四倍体植物杂交后代为三倍体，三倍体减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成可育的配子，二者之间存在生殖隔离，所以属于不同的物种，B正确；图示四倍体植物的形成并未经长期的地理隔离过程，C正确；测定四倍体植物基因组的全部DNA序列时只需测定2条染色体上的DNA，D错误。]
重温高考 真题演练
1．C [分析题意可知，大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上，两对等位基因为连锁关系，正常情况下，测交结果只能出现两种表型，但题干中某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1，类似于基因自由组合定律的结果，推测该个体可产生四种数目相等的配子，且控制两对性状的基因遵循自由组合定律，即两对等位基因被易位到两条非同源染色体上，C正确。]
2．C
3．B [一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，四个精细胞的基因型分别是DT、Dt、dT、dt，说明在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了互换，B项符合题意；若一个基因发生突变，则一个精原细胞产生的四个精细胞，有三种类型，A项不符合题意；图中没有发生染色体变异，C项不符合题意；若不发生基因突变以及同源染色体非姐妹染色单体的互换，则非同源染色体自由组合，一个精原细胞产生的四个精细胞，有两种类型，D项不符合题意。]
4．A [白菜型油菜属于二倍体生物，体细胞中含有两个染色体组，而Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体植株，其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体植株，秋水仙素处理Bc的幼苗可以培育出纯合植株，此种方法为单倍体育种，能缩短育种年限，B、C正确；自然状态下，Bc只含有一个染色体组，细胞中无同源染色体，减数分裂不能形成正常配子，而高度不育，D正确。]
5．(1)无同源染色体，不能进行正常的减数分裂 42 营养物质含量高、茎秆粗壮 (2)秋水仙素处理 (3)甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株
五分钟 查落实
1．(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2．(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
3．(1)× (2)× (3)√ (4)×
4．(1)生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异 (2)可见 染色体结构的改变 基因的数目或排列顺序 性状 (3)非同源染色体 形态 功能 生长发育 (4)Aa∶a∶A∶aa＝2∶2∶1∶1 (5)三倍体个体在进行减数分裂时染色体联会紊乱，不能形成可育的配子 (6)骡子细胞内无同源染色体，不能进行正常的减数分裂 (7)幼苗 单倍体 萌发的种子或幼苗 正常第七单元 生物的变异和进化
第1课时 基因突变与基因重组
课标要求 1.概述碱基的替换、增添或缺失会引发基因中碱基序列的改变。2.阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果。3.描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变。
考点一 基因突变
1．变异类型的概述
2．基因突变
(1)实例分析：镰状细胞贫血
①患者贫血的直接原因是________________异常，根本原因是发生了__________________，碱基对由替换成。
②用光学显微镜能否观察到红细胞形状的变化？________(填“能”或“不能”)。理由是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)概念：DNA分子中发生________________________，而引起的______________________的改变，叫作基因突变。
(3)时间：可发生在生物个体发育的任何时期，但主要发生在________________过程中，如：真核生物——主要发生在_________________________________________________________。
(4)诱发基因突变的外来因素(连线)
(5)突变特点
①________：在生物界是普遍存在的。
②随机性：时间上——可以发生在生物个体发育的________________；部位上——可以发生在细胞内________________________上，以及同一个DNA分子的________________。
③低频性：自然状态下，突变频率很低。
④不定向性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的________________。
⑤遗传性：若发生在配子中，将__________________________________。若发生在体细胞中，一般____________________，但有些植物可通过________________遗传。
(6)意义：①产生________的途径；②生物变异的________________；③为生物的进化提供了丰富的原材料。
(7)应用：________育种
①定义：利用物理因素(如紫外线、X射线等)或化学因素(如亚硝酸盐等)处理生物，使生物发生基因突变，可以________突变率，创造人类需要的________________。
②实例：用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。
③过程
④优点：可以提高________，在较短时间内获得__________________；__________________。
⑤缺点：________________往往不多，需要处理________________。
3．基因突变与生物性状的关系
(1)基因突变对氨基酸序列的影响
碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响
替换 只改变1个氨基酸的种类或不改变 替换的结果也可能使肽链____________
增添 大 插入位置 不影响，影响插入位置 的序列 ①增添或缺失的位置越 ，对肽链的影响越大；②增添或缺失的碱基数是 ，则一般仅影响个别氨基酸
缺失 大 缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列
(2)基因突变可改变生物性状的4大原因
①导致肽链不能合成。
②肽链延长(终止密码子推后)。
③肽链缩短(终止密码子提前)。
④肽链中氨基酸种类改变。
(3)基因突变未引起生物性状改变的4大原因
①突变部位：基因的非编码区或编码区的内含子。
②密码子简并性。
③隐性突变：例如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。
④有些突变改变了蛋白质中个别位置的氨基酸，但该蛋白质的功能不变。
4．细胞的癌变
(1)实例：结肠癌发生的示意图
(2)原因：人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。
①一般来说，原癌基因表达的蛋白质是________________________所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致________________________________，就可能引起细胞癌变。
②抑癌基因表达的蛋白质能__________________________________________，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性________________________________，也可能引起细胞癌变。
提醒 a．原癌基因和抑癌基因都是一类基因，而不是一个基因；b.不是只有癌细胞中才存在原癌基因和抑癌基因，正常细胞中的DNA上也存在原癌基因和抑癌基因；c.原癌基因和抑癌基因共同对细胞的生长和增殖起调节作用；d.并不是一个基因发生突变就会引发细胞癌变。
(3)癌细胞的特征
能够________增殖，________________发生显著变化，细胞膜上的________________等物质减少，细胞之间的________显著降低，容易在体内分散和转移，等等。
据图分析基因突变相关问题：
(1)①②③分别表示引起基因突变的什么因素？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)为什么在细胞分裂前的间期易发生基因突变？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(3)基因突变一定产生等位基因吗？为什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
1．科学家研究发现突变型棒眼果蝇的出现与常染色体上的两个基因发生突变有关，突变情况如下表所示。已知赖氨酸的密码子为AAA、AAG，谷氨酰胺的密码子为CAA、CAG。将突变型棒眼果蝇与野生型圆眼果蝇杂交，F1均为圆眼果蝇，F1雌雄交配，测得F2中圆眼果蝇有450只，棒眼果蝇有30只。下列叙述正确的是( )
突变基因 Ⅰ Ⅱ
蛋白质变化 某个位点的赖氨酸替换为谷氨酰胺 多肽链长度比野生型果蝇的长
A.突变基因Ⅰ的模板链中所发生的碱基变化为A→C
B．导致Ⅱ中蛋白质变化的原因可能是突变基因Ⅱ的终止密码子延后出现
C．控制眼形的基因Ⅰ、Ⅱ中的一个基因发生突变对性状无影响
D．F2圆眼果蝇中纯合子所占的比例为3/16
2．我国利用航天技术在生物育种上取得了丰硕成果。下列关于太空育种的说法，正确的是( )
A．太空育种是利用太空的强辐射、微重力等因素诱导基因发生重组
B．太空育种可以有针对性地提高有利变异的频率
C．在太空遨游过程中种子若产生新的基因，则代表形成了新的物种
D．航天器搭载的通常是萌发的种子，原因是萌发的种子有丝分裂旺盛
考点二 基因重组
1．范围：主要是________生物的________生殖过程中。
2．实质：________________________的重新组合。
3．类型
(1)自由组合型：减数分裂Ⅰ的后期，位于__________________________随非同源染色体的________________而发生重组(如下图)。
(2)交换型：在减数分裂过程中的四分体时期(减数分裂Ⅰ前期)，位于同源染色体上的________基因有时会随着____________________之间的互换而发生交换，导致同源染色体上的非等位基因重组(如下图)。
(3)基因工程重组型：目的基因经________导入受体细胞，导致受体细胞中基因发生重组(如下图)。
(4)肺炎链球菌转化型：R型细菌转化为S型细菌。
4．结果：产生________________，导致________________出现。
5．意义及应用
如图a、b为某二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像。请分析回答下列问题：
(1)图a细胞处于什么时期？细胞中的1、2号染色体发生了什么变异？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)图b细胞处于什么时期？该细胞名称是什么？在该时期细胞中可发生哪种变异？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(3)二倍体生物同源染色体的非姐妹染色单体间一定能发生互换吗？为什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3．基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图像，下列说法正确的是( )
A．图甲中基因a最可能来源于染色体的互换
B．图乙中基因a不可能来源于基因突变
C．丙细胞产生的子细胞发生的变异属于染色体结构变异
D．图丁中基因a的出现最可能与基因重组有关
归纳总结 判断基因重组和基因突变的方法
4.基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如下。下列叙述正确的是( )
A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中
B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
C．B(b)与D(d)之间发生重组，遵循基因自由组合定律
D．非姐妹染色单体发生互换导致了染色体结构变异
1．(2021·天津，8)某患者被初步诊断患有SC单基因遗传病，该基因位于常染色体上。调查其家系发现，患者双亲各有一个SC基因发生单碱基替换突变，且突变位于该基因的不同位点。调查结果见下表。
个体 母亲 父亲 姐姐 患者
表型 正常 正常 正常 患病
SC基因测序结果 [605G/A] [731A/G] [605G/G]；[731A/A]
注：测序结果只给出基因一条链(编码链)的碱基序列，[605G/A]表示两条同源染色体上SC基因编码链的第605位碱基分别为G和A。其他类似。
若患者的姐姐两条同源染色体上SC基因编码链的第605和731位碱基可表示为下图，根据调查结果，推断该患者相应位点的碱基为( )
2．(2021·湖南，15)血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB－100结合形成低密度脂蛋白(LDL)，LDL通过与细胞表面受体结合，将胆固醇运输到细胞内，从而降低血浆中胆固醇含量。PCSK9基因可以发生多种类型的突变，当突变使PCSK9蛋白活性增强时，会增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少。下列叙述错误的是( )
A．引起LDL受体缺失的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高
B．PCSK9基因的有些突变可能不影响血浆中LDL的正常水平
C．引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高
D．编码apoB－100的基因失活会导致血浆中胆固醇含量升高
3．(2021·江苏，5)DNA分子中碱基上连接一个“—CH3”，称为DNA甲基化，基因甲基化可以导致其不能转录。这种变化可以在细胞间遗传。下列叙述正确的是( )
A．基因型相同的生物表型可能不同
B．基因甲基化引起的变异属于基因突变
C．基因甲基化一定属于不利于生物的变异
D．原癌、抑癌基因甲基化不会导致细胞癌变
4．(2020·江苏，9)某膜蛋白基因在其编码区的5′端含有重复序列CTCTT CTCTT CTCTT，下列叙述正确的是( )
A．CTCTT重复次数改变不会引起基因突变
B．CTCTT重复次数增加提高了该基因中嘧啶碱基的比例
C．若CTCTT重复6次，则重复序列之后编码的氨基酸序列不变
D．CTCTT重复次数越多，该基因编码的蛋白质相对分子质量越大
5．(2022·湖南，19)中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题：
(1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代，F3成年植株中黄色叶植株占________。
(2)测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5′－GAGAG－3′ 变为5′－GACAG－3′，导致第________位氨基酸突变为__________，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理____________________________________________________
________________(部分密码子及对应氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA苏氨酸；CAG谷氨酰胺)。
(3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳(电泳条带表示特定长度的DNA片段)，其结果为图中____(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(4)突变型2叶片为黄色，由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变？______(填“能”或“否”)，用文字说明理由________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
1．判断关于基因突变的叙述
(1)镰状细胞贫血发生的根本原因是在组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换( )
(2)病毒、大肠杆菌及动、植物都可发生基因突变( )
(3)基因突变产生的新基因不一定传递给后代( )
(4)基因突变一定会导致遗传信息的改变，但却不一定引起生物性状的改变( )
(5)诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向( )
2．判断关于细胞癌变的叙述
(1)癌细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性降低，容易在体内分散和转移( )
(2)原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达( )
(3)从结肠癌形成过程分析，任何一个抑癌基因突变即造成细胞癌变( )
(4)形成癌症的根本原因是相关遗传物质发生了改变，因此癌症常遗传给后代( )
3．判断关于基因重组的叙述
(1)原核生物不存在基因重组，而真核生物的受精过程中可进行基因重组( )
(2)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合，导致基因重组( )
(3)一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体也不存在基因重组( )
(4)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的基因组合机会多( )
第1课时 基因突变与基因重组
考点一 归纳
2．(1)圆饼 镰刀 谷氨酸 缬氨酸 ①血红蛋白 基因突变
②能 可借助显微镜观察红细胞的形态是圆饼状还是镰刀状 (2)碱基的替换、增添或缺失 基因碱基序列
(3)DNA分子复制 细胞分裂前的间期 (4)①－c ②－a
③－b (5)①普遍性 ②任何时期 不同的DNA分子 不同部位 ④等位基因 ⑤遵循遗传规律传递给后代 不能遗传 无性生殖 (6)①新基因 ②根本来源 (7)诱变 ①提高 生物新品种 ④突变率 更多的优良变异类型 大幅度地改良某些性状 ⑤有利变异个体 大量材料
3．(1)小 合成终止 前 后 靠前 3的倍数
4．(2)①细胞正常的生长和增殖 相应蛋白质活性过强 ②抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡 减弱或失去活性
(3)无限 形态结构 糖蛋白 黏着性
拓展
(1)物理、生物、化学。
(2)细胞分裂前的间期进行DNA复制，DNA复制时需要解旋成单链，单链DNA容易受到内、外因素的影响而发生碱基的改变。
(3)不一定。真核生物基因突变一般可产生它的等位基因，而病毒和原核细胞中不存在等位基因，其基因突变产生的是一个新基因。
突破
1．C [根据题干信息和题表可知，突变基因Ⅰ造成某个位点的赖氨酸替换为谷氨酰胺，说明mRNA上的密码子中的A替换为C，根据碱基互补配对原则，推测模板链中所发生的碱基变化为T→G，A错误；导致Ⅱ中蛋白质变化的原因可能是mRNA上的终止密码子延后出现，B错误；由F2果蝇中圆眼∶棒眼＝450∶30＝15∶1可知，基因Ⅰ、Ⅱ分别位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，且只有隐性纯合子才能表现为棒眼，故只有一个基因发生突变对性状无影响，C正确；F2圆眼果蝇中纯合子所占的比例为3/15＝1/5，D错误。]
2．D
考点二 归纳
1．真核 有性
2．控制不同性状的基因
3．(1)非同源染色体上的非等位基因 自由组合 (2)等位 非姐妹染色单体 (3)载体
4．新的基因型 重组性状
5．生物变异 生物进化 生物多样性
拓展
(1)图a细胞处于四分体时期。细胞中的1、2号染色体因互换发生了基因重组。
(2)图b细胞处于减数分裂Ⅰ后期。该细胞名称为初级精母细胞。该时期细胞可发生非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组。
(3)不一定。二倍体生物进行有性生殖产生生殖细胞的过程中(减数分裂时)，在四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间可发生互换。
突破
3．D
4．B [由图可知，基因B、b所在的片段发生了互换，因此等位基因B和b的分离发生在初级精母细胞和次级精母细胞中，而等位基因A、a和D、d的分离只发生在初级精母细胞中，A错误；若不发生互换，该细胞将产生AbD和aBd两种精子，但由于基因B、b所在的染色体片段发生了互换，因此该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，B正确；基因B(b)与D(d)位于同一对同源染色体上，它们之间的遗传不遵循基因自由组合定律，C错误；同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换只是导致基因重组，染色体结构并没有发生改变，D错误。]
重温高考 真题演练
1．A
2．C [LDL受体缺失，则LDL不能将胆固醇运进细胞，导致血浆中的胆固醇含量升高，A正确；由于密码子的简并性，PCSK9基因的某些突变不一定会导致PCSK9蛋白活性发生改变，则不影响血浆中LDL的正常水平，B正确；引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致细胞表面LDL受体数量增多，使血浆中胆固醇的含量下降，C错误；编码apoB－100的基因失活，则apoB－100蛋白减少，与血浆中胆固醇结合形成的LDL减少，进而被运进细胞的胆固醇减少，使血浆中的胆固醇含量升高，D正确。]
3．A [基因型相同的生物表型可能不同，生物的性状还受环境的影响，A正确；基因甲基化影响的是转录过程，没有改变基因的碱基序列不属于基因突变，B错误；若被甲基化的基因是有害的，则有害基因不能表达，基因甲基化不一定属于有害的生物变异，C错误；原癌、抑癌基因甲基化后，则不能正常控制细胞周期，可能会导致细胞癌变，D错误。]
4．C [DNA中碱基的增添、缺失或替换等引起的基因碱基序列的改变，都属于基因突变，A错误；由于碱基互补配对原则，嘌呤数＝嘧啶数，所以该基因中嘧啶碱基的比例仍为1/2，B错误；碱基序列CTCTT重复6次，正好是30个碱基对，对应10个密码子，重复序列之后的碱基序列没有发生变化，对应的密码子数量也没有发生变化，并且重复6次的碱基序列中没有出现终止密码子，因此重复序列之后编码的氨基酸序列不变，C正确；基因编码蛋白质的相对分子质量不仅取决于碱基对的数量，同时与终止密码子的位置有关，若CTCTT重复序列之后编码的氨基酸序列改变，导致终止密码子提前出现，则蛋白质的相对分子质量不会越来越大，D错误。]
5．(1)2/9 (2)243 谷氨酰胺 基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄 (3)Ⅲ (4)能 若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代CC2表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变，突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交，子代表型及比例应为黄∶绿＝3∶1，与题意不符
解析 (1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死，说明突变型1应为杂合子，C1对C为显性，突变型1自交1代，子一代中基因型为1/3CC、2/3CC1，F2中3/5CC、2/5CC1，F3成年植株中黄色叶植株占2/9。(2)突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5′－GAGAG－3′变为5′－GACAG－3′，突变位点前对应氨基酸数为726/3＝242，则会导致第243位氨基酸由谷氨酸突变为谷氨酰胺。叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果，而色素不是蛋白质，从基因控制性状的角度推测，基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄。(3)突变型1应为杂合子(C1C)，由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。Ⅰ应为C酶切、电泳结果， Ⅱ应为C1酶切、电泳结果，从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳，其结果为图中Ⅲ。(4)用突变型2(C2_)与突变型1(CC1)杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代CC2表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变，突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交，子代表型及比例应为黄∶绿＝3∶1，与题意不符。故C2是隐性突变。
五分钟 查落实
1．(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
2．(1)√ (2)× (3)× (4)×
3．(1)× (2)× (3)× (4)√第3课时 生物的进化
课标要求 1.说明现代生物进化理论以自然选择学说为核心。2.概述生物多样性和适应性是进化的结果。
考点一 生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
1．达尔文的生物进化论的主要组成
(1)共同由来学说：指出地球上所有的生物都是由原始的________________进化来的。
(2)自然选择学说：揭示了生物进化的机制，解释了________的形成和________形成的原因。
2．生物有共同祖先的证据
(1)地层中陈列的证据——化石
(2)当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3．适应的普遍性和相对性
(1)适应的概念
①生物的________适合于完成一定的______。
②生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的________中生存和繁殖。
(2)适应的特性
①普遍性：适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征。
②相对性：适应是针对一定的______________而言的，是一种暂时的现象。
4．适应是自然选择的结果
(1)拉马克进化学说
①主要观点：彻底否定了物种不变论，提出当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的，各种生物的适应性特征的形成都是由于________________和________________。
②评价：拉马克的进化学说在当时是________________的，但他对适应形成的解释是肤浅的，未被人们普遍接受。
(2)达尔文自然选择学说
提醒 变异在前且是不定向的，环境变化在后且是定向的。环境只起选择作用。
(3)达尔文以后进化理论的发展
①发展原因：关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认识到了________________的本质；关于适应以及物种的形成等问题的研究，已经从以生物个体为单位，发展到以________为基本单位。
②发展的结果：形成了以__________________为核心的现代生物进化理论。
归纳总结
1．达尔文自然选择学说的内容分析
(1)过度繁殖
(2)生存斗争
(3)遗传变异
(4)适者生存
2．拉马克与达尔文进化学说的比较
项目 拉马克的进化学说 达尔文的自然选择学说
区别 进化原因 外界环境的影响是生物进化的主要原因 遗传和变异是生物进化的内因，环境条件改变是生物进化的外因
变异方向 变异是定向的，环境和器官的使用情况决定变异的方向 变异是生物本来就有的，是不定向的
适应性 变异都是适应环境的 有些变异适应环境，适者生存；有些变异不适应环境，不适者被淘汰
进化方向 由生物自身决定 由自然选择决定
联系 都认为生物是由简单到复杂、由低等到高等逐渐进化的
1．化石在地层中的分布有何规律？支持达尔文的共同由来学说吗？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2．科学家认为赫氏近鸟龙化石为鸟类起源于恐龙的假说提供了有力的证据，这是为什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3．少女露西的骨骼化石与黑猩猩和人类骨骼结构的比较，支持人猿共祖说吗？为什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
4．某同学认为“在自然选择学说中，变异的方向和自然选择的方向是一致的”，该同学的观点正确吗？说出你的理由。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
5．自然选择学说中的生存斗争都是发生在生物与生物之间的，这句话是否正确？分析原因。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
1．我国新疆和内蒙古存在4种野生扁桃：新疆野扁桃、蒙古扁桃、长柄扁桃和西康扁桃，它们同为桃属植物。研究发现，四种扁桃存在不同程度的亲缘关系。下列分析错误的是( )
A．可通过测定DNA碱基序列判断四种扁桃的亲缘关系
B．四种扁桃可能由同一祖先进化而来
C．降水和气温会影响四种扁桃的进化方向
D．生活环境越相似的扁桃亲缘关系越近
2．某科研人员把原产丹麦和德国的基因型为AaBbCc的三叶草移到瑞典南部栽培，这里的气候比较寒冷。最初该三叶草茎叶的单位面积产量很低，但经过若干年后，出现了大量基因型为AaBbcc的三叶草且产量显著提高。下列对这一事实的解释，错误的是( )
A．三叶草个体间存在差异，不耐寒的个体逐渐被淘汰，耐寒的个体得以生存和繁衍
B．若干年后该三叶草种群发生了进化
C．这是定向的自然选择的结果
D．这是定向变异通过获得性遗传而得到发展的结果
考点二 现代生物进化理论
1．种群基因组成的变化
(1)种群和种群基因库
①种群
a．定义：生活在________________________________全部个体的集合。
b．实例：一片草地上的所有蒲公英。
c．特点：种群是________________和________的基本单位。
②基因库：一个种群中全部个体所含有的________________。
③基因频率
a．定义：一个种群基因库中，某个基因占全部________________的比值。
b．计算公式
基因频率＝
(2)种群基因频率的变化
①可遗传变异的来源：________(基因突变和染色体变异)和________________。
②可遗传变异的形成
________________产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的________，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
③变异的有利和有害是相对的，是由________________决定的。
(3)自然选择对种群基因频率变化的影响
(4)探究抗生素对细菌的选择作用
①实验原理：一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生________。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，________有可能存活下来。
②方法步骤
注意事项：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。
2．隔离在物种形成中的作用
(1)物种的概念：能够在自然状态下相互交配并且产生________后代的一群生物。
提醒 种群≠物种
物种是自然状态下能够相互交配并产生可育后代的一群生物，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群；种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”，不同种群间有地理隔离；物种“大”，不同物种间有生殖隔离；判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构相似，可靠依据是：看是否存在生殖隔离。若存在生殖隔离，则不是同一物种。
(2)隔离
提醒 隔离≠生殖隔离
隔离包括地理隔离和生殖隔离。隔离导致物种的形成：
①只有地理隔离而没有形成生殖隔离，可能产生亚种，但没有产生新物种。
②生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。
③生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交后代不活；杂交后代活而不育。
(3)新物种的形成过程(物种形成的三大模式)
归纳总结 物种形成与生物进化的比较
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
变化后生物与原生物关系 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新物种的形成，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
3.协同进化与生物多样性的形成
(1)协同进化
①概念：________________之间、____________________________之间在________________中不断进化和发展。
提醒 不同物种之间的影响既包括种间互助，也包括种间斗争。无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定的方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境
②类型
类型 相互关系 实例
生物与生物之间 在相互 中共同进化 有细长吸管口器的蛾与有细长花距的兰花
捕食 猎豹与斑马
在相互 中共同进化 寄生 噬菌体与细菌
农作物与杂草
生物与无机环境之间 生物影响环境、环境影响生物 原始大气无氧→厌氧生物→ 生物出现→大气中有了氧气→出现 生物
(2)生物多样性的形成
①内容：________多样性(基因多样性)、物种多样性和________________多样性。
②形成原因：生物的________。
③研究生物进化历程的主要依据：________。
④生物多样性三个层次间的关系
4．生物进化理论在发展
1．突变具有低频性，还能为生物进化提供原材料吗？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．突变和基因重组能决定生物进化的方向吗？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．只要不同种群的基因库产生了明显差异，就一定产生新物种吗？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
4．什么具体证据可以确定两种生物是不是同一个物种？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
5．有性生殖出现后生物进化的速度明显加快的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．(2023·江苏南京、盐城高三模拟)下图1为某种老鼠原种群被一条河流分割成甲、乙两个种群后的进化过程示意图。图2为种群乙在被河流分割后某时间段内A的基因频率的变化情况，其中P年时种群乙AA、Aa、aa的基因型频率分别为30%、40%、30%，由于生存环境的变化，使得aa个体每年减少10%，AA和Aa个体每年分别增加10%。下列相关叙述错误的是( )
A．图2中P点后的下一年中，种群乙中A的基因频率为55%
B．图1中a表示地理隔离，b表示可遗传变异和自然选择，c表示生殖隔离
C．b过程会定向改变两种群的基因频率，最终使两种群的基因库有较大差异
D．图2中RT段A的基因频率保持稳定，在T之后种群乙仍可能会发生进化
4．(2023·江苏南京六校联合调研)下列有关生物多样性和进化的叙述中，正确的是( )
A．细菌在接触青霉素后才会产生具有抗药性的突变个体
B．蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化的结果
C．现代生物进化理论认为进化的实质是自然选择使微小的有利变异不断积累的过程
D．进化的原材料来源于基因突变和基因重组，自然选择能够定向改变种群的基因频率
考点三 基因频率及基因型频率的计算
题型一 根据定义计算基因频率和基因型频率
基本模型
某基因频率＝×100%
(1)若在常染色体上，某基因频率的求法为
×100%。
(2)若在X染色体上，某基因频率的求法为
×100%。
典例突破1 某生物兴趣小组抽样调查的200人中，各种基因型和人数情况如下表所示，则这200人中，Xb的基因频率为( )
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人数 78 14 8 70 30
A.85% B．30% C．20% D．15%
典例突破2 某种昆虫的翅色是由常染色体上一对等位基因决定的，A决定绿色，a决定褐色。现从自然界中随机捕获若干个该昆虫个体组成一个新的种群，在刚组成的这个新种群中，设A、a的基因频率分别为x、y，AA、Aa、aa基因型频率分别为D、E、F。则下列关系中一定正确的是( )
A．x＝D B．y2＝F
C．x＝E＋D D．2y＝2F＋E
题型二 利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率
基本模型
1．前提条件
种群非常大；所有雌雄个体之间能自由交配并产生后代；没有迁入和迁出；没有自然选择；没有基因突变。
2．计算公式
(1)当等位基因只有两个(A、a)时，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝q2。
(2)逆推计算：已知隐性纯合子的概率，求种群的基因频率和基因型频率。
若aa＝x%→→
易错提醒 遗传平衡时X染色体上基因频率与基因型频率的关系(以红绿色盲为例)
(1)红绿色盲基因(Xb)的基因频率在男性和女性中相同，但发病率不同。
(2)人群中男性的红绿色盲发病率即为该群体Xb的基因频率。
(3)若红绿色盲基因Xb的基因频率为10%，则
男性中
女性中
说明：若男性和女性数量相等，则女性携带者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分别为18%和9%。
典例突破3 果蝇的卷翅和直翅受常染色体上一对等位基因A、a控制。某研究小组以基因型为Aa的果蝇为研究对象，研究随机交配情况下子代A的基因频率的变化，得到如图所示的结果。下列分析正确的是( )
A．基因型为a的雄配子或雌配子不能受精
B．基因型为a的雄配子和雌配子不能受精
C．基因型为aa的受精卵不能发育或胚胎致死
D．基因型为aa的受精卵只有50%能正常发育
典例突破4 某与外界隔离的岛屿上，经调查该地区居民中白化病的致病基因频率为a，红绿色盲的致病基因频率为b，抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c。下列有关叙述不正确的是( )
A．正常个体中白化病基因携带者所占的概率为
B．男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b
C．不患抗维生素D佝偻病的女性个体占全部个体的
D．女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占bc
题型三 自交与自由交配中基因频率的计算
基本模型
1．自交：杂合子自交，基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐下降，但基因频率不变。
2．自由交配：在无突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变。
典例突破5 (多选)某随机受粉植物，其高茎(H)与矮茎(h)、绿茎(G)与紫茎(g)分别受一对等位基因控制，现对一个处于遗传平衡中的该植物种群进行调查，获得的结果如下表：
表型 高绿茎 高紫茎 矮绿茎 矮紫茎
比例 63% 21% 12% 4%
下列有关分析错误的是( )
A．该种群内基因h和基因g的频率分别为0.4、0.5
B．在该种群内基因组成为Gg的个体所占比例为25%
C．H、h和G、g这两对等位基因位于一对同源染色体上
D．继续随机受粉，该种群内矮紫茎个体所占比例不变
典例突破6 (2023·石家庄高三检测)在一个较大的果蝇种群中，雌雄果蝇数量相等，且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中B的基因频率为80%，b的基因频率为20%，则下列叙述错误的是( )
A．若B、b位于常染色体上，则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为4%
B．若B、b位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率约为17%
C．若B、b只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为4%、20%
D．若B、b的基因频率发生定向改变，则说明该果蝇种群一定发生了进化
1．(2022·湖南，12)稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中，①与②、①与③的分布区域有重叠，②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的生殖隔离机制，进行了种间交配实验，结果如表所示。下列叙述错误的是( )
交配(♀×♂) ①×② ②×① ①×③ ③×① ②×③ ③×②
交配率(%) 0 8 16 2 46 18
精子传送率(%) 0 0 0 0 100 100
注：精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比。
A．实验结果表明近缘物种之间也可进行交配
B．生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关
C．隔离是物种形成的必要条件
D．②和③之间可进行基因交流
2．(2022·浙江6月选考，17)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是( )
A．甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
B．生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C．甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D．若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起，也不易发生基因交流
3．(2022·广东，14)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定，H和D同时存在时，个体产HCN，能抵御草食动物的采食。如图表示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例，下列分析错误的是( )
A．草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B．城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C．与乡村相比，市中心种群中h的基因频率更高
D．基因重组会影响种群中H、D的基因频率
4．(2021·河北，6)雄性缝蝇的求偶方式有：①向雌蝇提供食物；②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇；③把食物裹成丝球送给雌蝇；④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是( )
A．求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖，是一种适应性行为
B．④是一种仪式化行为，对缝蝇繁殖失去进化意义
C．③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D．④可能由③进化而来
5．(2021·广东，8)兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1 500只淡黄色脂肪兔组成，F、f的基因频率分别是( )
A．15%、85% B．25%、75%
C．35%、65% D．45%、55%
1．判断关于生物有共同祖先的证据的叙述
(1)通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，推测其行为特点( )
(2)利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据( )
(3)人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，这个证据支持了达尔文的共同由来学说( )
(4)不同生物之间的DNA序列都有一定的差异性，说明生物不是由共同祖先进化来的( )
2．判断关于自然选择与适应的形成的叙述
(1)达尔文的自然选择学说正确地解释了生物的多样性、适应性以及遗传和变异的本质( )
(2)达尔文的生物进化论主要由共同由来学说和获得性遗传两大学说组成( )
(3)达尔文认为适应的来源是不可遗传的变异，适应是环境的定向选择的结果( )
3．判断关于现代生物进化理论的叙述
(1)抗生素的滥用会使细菌产生抗药性的原因是抗生素诱发细菌产生基因突变，使细菌中出现抗药性强的个体( )
(2)在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化( )
(3)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率( )
(4)所有变异都不能决定生物进化的方向，但都能提供进化的原材料( )
(5)生物进化的实质是种群基因型频率的改变( )
(6)生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程( )
4．填空默写
(1)________是生物______和______的基本单位。
(2)(必修2 P112)__________________________产生进化的原材料，可遗传的变异包括________________________________。突变包括________________________。突变的有害或有利不是绝对的，取决于________________。突变和重组是__________________的，只为进化提供了________，不能决定生物进化的方向。
(3)________________决定生物进化的方向。生物进化的实质是_________________________。
(4)(必修2 P116)物种的概念：能够在________________________并且__________________的一群生物称为一个物种。
(5)新物种的形成途径：①渐变：长期的________________→阻断基因交流→不同的突变、基因重组和选择→基因频率向不同方向改变→种群基因库出现差异→差异加大→________________→新物种形成；②有时不需要地理隔离：如________的形成。
(6)物种形成的三个环节：________________________________。
(7)(必修2 P121～122)地球上最早出现的生物是________________(填新陈代谢类型)的________________生物。真核生物通过________生殖，实现了________________，这就增强了生物变异的多样性，生物进化的速度明显加快。
(8)(必修2 P121)________________之间、________________________之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。
(9)生物多样性主要包括三个层次的内容：________________________、________________和________________。
第3课时 生物的进化
考点一 归纳
1．(1)共同祖先 (2)适应 物种
2．(1)沉积岩 高等 复杂
(2)形态和结构 同源器官 生活环境 共同祖先 形成和发育 共同祖先 共同祖先 原始祖先 远近
3．(1)①形态结构 功能 ②环境 (2)②环境条件
4．(1)①用进废退 获得性遗传 ②有进步意义 (2)过度繁殖 遗传变异 可遗传的变异 自然选择 可遗传的有利变异 环境的定向选择 统一性 共同 多样性 适应性 遗传和变异 性状水平
(3)①遗传和变异 种群 ②自然选择
拓展
1．在越早形成的地层里，成为化石的生物越简单、越低等；在越晚形成的地层里，成为化石的生物越复杂、越高等。支持共同由来学说。
2．因为基于化石证据可判断赫氏近鸟龙既具有恐龙的特征，也具有鸟类的特征，属于恐龙和鸟类的过渡类型，这说明鸟类很可能是由恐龙进化来的。
3．支持人猿共祖说。露西既有现代人类的特征，也有黑猩猩的特征，说明人和黑猩猩可能有共同的祖先。
4．不正确。在自然选择之前，生物中存在多种变异，有有利的也有不利的，自然选择选择有利变异，淘汰不利变异。
5．不正确。生存斗争不仅发生在生物与生物之间，也发生在生物与无机环境之间。
突破
1．D
2．D [因为三叶草个体间存在差异，在自然环境的定向选择作用下适者生存，不适者淘汰，适应环境者大量繁殖产量提高，A、C正确；基因型为AaBbcc的个体大量繁殖，改变了种群的基因频率，种群发生了进化，B正确；变异是不定向的，D错误。]
考点二 归纳
1．(1)①a.一定区域的同种生物 c．生物进化 繁殖 ②全部基因 ③a.等位基因数 (2)①突变 基因重组 ②基因突变 基因型 ③生物的生存环境 (3)突变 定向改变 一定的方向进化 (4)①耐药性 耐药菌 ②相互垂直 涂布器 不含抗生素 抗生素纸片 12～16 h 抑菌圈的直径 抑菌圈边缘
2．(1)可育 (2)相互交配 可育后代 同种
3．(1)①不同物种 生物与无机环境 相互影响 ②适应 斗争 互利共生 种间竞争 光合 好氧
(2)①遗传 生态系统 ②进化 ③化石 ④遗传 生态系统
4．非益即害 中性 渐变 物种长期稳定 迅速形成新种
拓展
1．虽然突变的频率很低，但一个种群往往由许多个体组成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量突变。
2．突变和基因重组是随机的、不定向的，不能决定生物进化的方向。
3．不一定，不同种群的基因库产生明显差异，不一定出现新物种，只有出现生殖隔离后才能形成新物种。
4．如果两种生物不能交配，或交配后不能产生可育后代，说明它们不是同一个物种。
5．因为生物通过有性生殖，实现了基因重组，增强了生物变异的多样性，使生物进化的速度明显加快。
突破
3．A [根据题干信息可知，P年时种群乙AA、Aa、aa的基因型频率分别为30%、40%、30%，由于生存环境的变化，使得aa个体每年减少10%，AA和Aa个体每年分别增加10%，假设原种群有100个个体，则AA、Aa、aa分别有30、40、30个个体，则P点后的下一年中，aa＝30－30×10%＝27，AA＝30＋30×10%＝33，Aa＝40＋40×10%＝44，则A的基因频率为(33×2＋44)÷[(27＋33＋44)×2]＝110÷208≈52.9%，A错误。]
4．B
考点三
典例突破1 C [XB与Xb的总数量为78×2＋14×2＋8×2＋70＋30＝300，Xb的数量是14＋8×2＋30＝60，故Xb的基因频率为×100%＝20%。]
典例突破2 D [在刚组成的这个新种群中，是由随机捕获若干个该昆虫个体组成的，不一定遵循遗传平衡定律，因此y2不一定与aa的基因型频率F相等；该种群的A的基因频率x＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率＝D＋1/2E，a的基因频率y＝aa的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率＝F＋1/2E，即2y＝2F＋E。综上分析，D符合题意。]
典例突破3 C [若基因型为a的雄配子或雌配子不能受精，亲本基因型为Aa，随机交配后，则F1的基因型及比例为AA∶Aa＝1∶1，F1 中A的基因频率应为1/2＋1/4＝75%，A错误；若基因型为a的雄配子和雌配子不能受精，种群中只有基因型为AA的个体，没有基因型为Aa和aa的个体，B错误；若基因型为aa的受精卵不能发育或胚胎致死，亲本基因型为Aa，随机交配后，Fn的基因型及比例为AA∶Aa＝n∶2，F1中A的基因频率为1/3＋1/3≈66.7%，F2中A的基因频率为1/2＋1/4＝75%；F3中A的基因频率为3/5＋1/5＝80%，F4中A的基因频率为4/6＋1/6≈83%，C正确；若基因型为aa的受精卵只有50%能正常发育，亲本基因型为Aa，随机交配后，F1的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝2∶4∶1，F1中A的基因频率＝2/7＋1/2×4/7≈57.1%，D错误。]
典例突破4 D [根据题意可知，白化病的致病基因频率为a，正常基因的频率为1－a，则显性纯合子的基因型频率为(1－a)2，杂合子的基因型频率为2×a×(1－a)，则正常个体中白化病携带者所占的概率为，A正确；假设红绿色盲基因用H、h表示，则男性的基因型有XHY、XhY，而红绿色盲的致病基因频率为b，因此男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b，B正确；抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病，抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c，则正常基因频率为1－c，因此不患抗维生素D佝偻病的女性个体占全部个体的，C正确；女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占b2(2c－c2)，D错误。]
典例突破5 BC
典例突破6 C [若该对等位基因位于常染色体上，则bb的基因型频率为20%×20%＝4%，常染色体上基因控制性状与性别无关，因此雄果蝇中出现基因型为bb的概率也为4%，A正确；根据B的基因频率为80%，b的基因频率为20%可得，BB的基因型频率为64%，Bb的基因型频率为32%，显性个体中出现杂合雄果蝇的概率为[32%÷(64%＋32%)]×1/2×100%≈17%，B正确；若该对等位基因只位于X染色体上，则雌果蝇中XBXB的基因型频率为64%、XBXb的基因型频率为32%、XbXb的基因型频率为4%，雄果蝇中XBY的基因型频率为80%，XbY的基因型频率为20%，雌雄果蝇数量相等，因此XbXb、XbY的基因型频率分别为2%、10%，C错误；生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，所以B、b基因频率改变一定会引起该果蝇种群的进化，D正确。]
重温高考 真题演练
1．D [由表格中的交配率的结果可知，近缘物种之间也可进行交配，A正确；已知①与②、①与③的分布区域有重叠，②与③的分布区域不重叠，但从交配率和精子传送率来看，说明生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关，B正确；隔离包括地理隔离和生殖隔离，隔离是物种形成的必要条件，C正确；②和③的分布区域不重叠，故存在地理隔离；两者属于两个近缘物种，表中②与③交配，精子传送率达到100%，即使交配成功，由于两者属于不同物种存在生殖隔离，故不能进行基因交流，D错误。]
2．A
3．D [分析题意可知，草食动物能采食白车轴草，故草食动物是白车轴草种群进化的选择压力，A正确；分析题中曲线可知，从市中心到市郊和乡村，白车轴草种群中产HCN个体比例增加，说明城市化进程会影响白车轴草的进化，B正确；与乡村相比，市中心种群中产HCN个体的比例小，即基因型为D_H_的个体所占比例小，d、h的基因频率更高，C正确；基因重组是控制不同性状的基因的重新组合，基因重组不会影响种群的基因频率，D错误。]
4．B [求偶时提供食物给雌蝇，一方面为了获得交配机会，另一方面也有利于雌性获得更多营养物质繁殖后代，这是一种长期形成的适应性行为，A正确；根据题意，四种方式都能求偶成功，④虽然是一种仪式化行为，但对缝蝇繁殖也具有进化意义，B错误；④仅送一个空丝球给雌蝇，不需要食物也能求偶成功，④与③在外观上具有相似性，可推测④可能由③进化而来，D正确。]
5．B [由题意可知，该兔种群由500只纯合白色脂肪兔(FF)和1 500只淡黄色脂肪兔(ff)组成，故F的基因频率＝F/(F＋f)×100%＝(500×2)/(2 000×2)×100%＝25%，f的基因频率＝1－25%＝75%，B正确。]
五分钟 查落实
1．(1)√ (2)√ (3)√ (4)×
2．(1)× (2)× (3)×
3．(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
4．(1)种群 进化 繁殖 (2)突变和基因重组 基因突变、基因重组、染色体变异 基因突变和染色体变异 生物的生存环境 随机、不定向 原材料 (3)自然选择 种群的基因频率的改变 (4)自然状态下相互交配 产生可育后代 (5)①地理隔离 生殖隔离 ②多倍体 (6)突变和基因重组、自然选择、隔离 (7)异养厌氧 单细胞原核 有性 基因重组 (8)不同物种 生物与无机环境 (9)遗传多样性(基因多样性) 物种多样性 生态系统多样性微专题五 利用“假说—演绎法”解决生物变异实验探究题
题型一 探究某一变异性状是否为可遗传变异的方法
跟踪训练
1．研究者用X射线照射紫株玉米(AA)后，用该玉米花粉给绿株玉米(aa)授粉，F1幼苗中出现少量绿苗。下列叙述不正确的是( )
A．可通过观察少量绿苗的长势判断是否可遗传
B．推测X射线照射可导致A基因突变为a基因
C．推测X射线照射可导致带有A基因的染色体片段缺失
D．可通过显微镜观察染色体的形态初步判断变异的原因
2．在一块高秆(纯合子显性)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原因是环境引起的不遗传变异还是隐性突变(简要写出所用方法、结果和结论)。
方法：_____________________。如果________________________，则____________________；如果________________________，则____________________________。
题型二 基因突变的类型与判断方法
1．类型
2．判断方法
(1)选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)杂交，根据子代性状表现判断。
①若后代全表现野生型性状，则突变体由隐性突变产生；②若后代全表现突变型性状，则突变体由显性突变产生；③若后代既有突变型又有野生型性状，则突变体由显性突变产生。
(2)让突变体自交(或雌雄个体相互交配)，观察后代有无性状分离从而进行判断。
①若后代出现性状分离，则突变性状为显性性状；②若后代没有出现性状分离，则突变性状为隐性性状。
跟踪训练
3．某植物为严格自花传粉植物，在野生型窄叶种群中偶见几株阔叶幼苗。已知该性状是通过基因突变产生的，若要判断该突变是显性突变还是隐性突变，应选择的实验方案是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
若后代______________，说明该突变为隐性突变。若后代______________，说明该突变为显性突变。
4．石刀板是一种二倍体名贵蔬菜，雌、雄异株植物。野生型石刀板叶窄，产量低。在某野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刀板(突变型)，雌株、雄株均有。
(1)有人认为阔叶突变型株是由于基因突变或具有多倍体的特点的缘故。请你设计一个简单实验来鉴定突变型的出现是基因突变所致，还是染色体组加倍所致？_____________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________(要求写出实验方案和预期结果及结论)。
(2)若已证实阔叶为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突变。请你设计杂交实验方案加以判定_____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________(要求写出杂交组合，预期结果及结论)。
题型三 不同突变体是否为同一位点突变的判断
实验设计方法：将突变株1与突变株2进行杂交，根据是否转化为野生型个体判断突变基因对应的位置。
跟踪训练
5．水稻为二倍体雌雄同株植物，花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z，这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突变为隐性基因)导致。为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系，育种人员进行了杂交实验，杂交组合及F1叶色见下表。
实验分组 母本 父本 F1叶色
第1组 W X 浅绿
第2组 W Y 绿
第3组 W Z 绿
第4组 X Y 绿
第5组 X Z 绿
第6组 Y Z 绿
实验结果表明，W的浅绿叶基因与突变体________的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上，育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交，观察并统计F2的表型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和同源染色体非姐妹染色单体的互换，预测如下两种情况将出现的结果：
若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，结果为________________________
_______________________________________________________________________________。
若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上，Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上，结果为____________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
6．遗传专家在小鼠2个纯种品系均发现了眼睛变小的隐性突变个体，欲通过一代杂交实验确定这两个隐性突变基因是否为同一基因的等位基因。
(1)实验方案：_________________________________________________________________。
(2)预期结果和结论：_____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
题型四 染色体变异、基因重组和基因突变的显微判断
染色体变异在光学显微镜下能观察到，而基因突变和基因重组不能，所以可通过显微观察法辨别染色体变异，即制作临时装片，观察有丝分裂中期染色体是否发生变异，若有，则为染色体变异，否则为基因突变或基因重组(此处注意，若基因突变引起细胞结构改变也可间接用显微镜判断，例如，显微镜下观察血细胞涂片，若发现镰刀状红细胞，可判断发生了基因突变)。
跟踪训练
7．蜜蜂是一类营社会性生活的昆虫。嗅觉在它们的生存和繁衍过程中具有非常重要的作用。已知蜂王(可育)和工蜂(不育)均为雌蜂(2n＝32)，是由受精卵发育而来的；雄蜂(n＝16)是由卵细胞直接发育而来的。研究发现，在嗅觉正常的蜂群中出现了部分无嗅觉的蜜蜂，现针对蜜蜂的嗅觉进行一系列遗传学实验。回答下列问题：
(1)用一只无嗅觉蜂王与一只嗅觉正常雄蜂交配，其后代F1中雌蜂均嗅觉正常，雄蜂均无嗅觉。在相对性状中________(填“嗅觉正常”或“无嗅觉”)是显性性状，判断的依据是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)研究发现，蜜蜂体内气味受体分为传统气味受体(由R1基因控制合成)和非典型气味受体(由R2基因控制合成)。已知，雄蜂个体中上述基因所在染色体的相应片段缺失则会致死，雌蜂个体中上述基因所在同源染色体的相应片段均缺失才会致死。用紫外线照射F1中嗅觉正常的蜂王，其后代只出现传统气味型和无嗅觉型，分析造成这种现象的可能原因有：①F1蜂王的卵原细胞中含有R2基因的染色体片段缺失；②________________________________________。
请利用上述信息，采用两种较为简便的方法确定造成这种现象的原因：_________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
微专题五 利用“假说—演绎法”解决生物变异实验探究题
跟踪训练
1．A
2．将矮秆小麦与高秆小麦杂交 子一代为高秆，子二代高秆∶矮秆＝3∶1 矮秆性状是由基因突变造成的 子一代为高秆，子二代仍是高秆 矮秆性状是环境引起的
3．让阔叶植株与窄叶植株杂交 全为窄叶 出现阔叶
4．(1)实验方案：取根尖分生区细胞制成装片，显微观察有丝分裂中期细胞内染色体数目
预期结果与结论：若观察到染色体增倍，则属染色体组加倍所致；否则为基因突变所致
(2)实验方案一：选用多株阔叶突变型石刀板雌、雄相交，统计子代性状表现
预期结果与结论：若杂交后代出现了野生型(窄叶)，则为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变型(阔叶)，则为隐性突变所致
实验方案二： 选用突变型(阔叶)与野生型(窄叶)植株杂交，统计子代性状表现
预期结果与结论：若杂交后代出现了突变型(阔叶)，则为显性突变所致；若杂交后代全为野生型(窄叶)，则为隐性突变所致
5．Y、Z 三组均为绿叶∶浅绿叶＝1∶1 第4组绿叶∶浅绿叶＝1∶1；第5组和第6组绿叶∶浅绿叶＝9∶7
6．(1)让2个眼睛变小的隐性突变型个体交配 (2)若杂交子代全部表现为眼睛变小，可判断它们为同一基因的等位基因，若子代全部表现为正常，可判断它们不为同一基因的等位基因
7．(1)嗅觉正常 无嗅觉的蜂王与嗅觉正常的雄蜂杂交，其后代中由受精卵发育成的雌蜂嗅觉均正常 (2)②F1蜂王的卵原细胞中基因R2发生了隐性突变(或基因R2突变为隐性基因) 方法一：用显微镜观察F1蜂王的卵原细胞内是否发生了染色体片段缺失 方法二：统计经紫外线照射的蜂王的雄性后代数量，若明显少于其他蜂王的雄性后代，则说明发生了染色体片段缺失；若雄性后代数量相差不大，则说明发生了基因突变
