2024届高考生物二轮复习课件专题八 生物的变异与进化（共78张PPT）
文档属性
| 名称 | 2024届高考生物二轮复习课件专题八 生物的变异与进化（共78张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-04 22:14:30 | ||
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文档简介
(共78张PPT)
专题八 生物的变异与进化
考情分析
真题任务驱动
模块知识清单
重难考点通关
重难提分技巧
高考最新动向
单元知识网络
目 录
Contents
考点一
生物的变异
考情分析
考查内容
（1）本专题为高考的高频考点和重难点，主要集中在变异的类型及其在育种方面的应用等方面。
（2）变异类型的考查常以变异的实例为情境，通过案例分析理解基因突变、基因重组和染色体变异；育种知识的考查常与生产、生活实际联系起来。
（3）已出现的高考试题中集中考查现代生物进化理论的内容与基因频率的计算。
（4）现代生物进化理论内容的考查常以自然界存在的进化实例为情境，通过案例分析理解现代生物进化的内容，从而形成科学的进化与适应观。
题型难度
（1）题型上，变异与育种已出现的高考试题中单选题和非选择题都有出现，设题情境大都为生物的变异或育种实例。进化题已出现的高考试题中多为单项选择题，非选择题偶有出现。
（2）难度上，多为中档题或容易题，但基因频率的计算类试题较难。
备考策略
（1）从DNA结构入手理解基因突变的产生与特点；列表比较法理解基因突变与基因重组的来源与鉴别方法。
（2）从发生时间、产生机理、结果、细胞分裂，与进化关系等几个方面比较几种变异类型。
（3）从原理，过程、优点、缺点等几个方面比较几种育种方式。
（4）试题常常通过具体的生物进化实例，考查变异的类型与应用。
（5）解答此类试题需要考生认真分析题目所给的生物进化情境，理解生物多样性是适应性的表现，适应性是自然选择的结果。形成进化与适应观。
真题任务驱动
1.（2023年江苏卷）2022年我国科学家发布燕麦基因组，揭示了燕麦的起源与进化，燕麦进化模式如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 燕麦是起源于同一祖先的同源六倍体
B. 燕麦是由AA和CCDD连续多代杂交形成的
C. 燕麦多倍化过程说明染色体数量的变异是可遗传的
D. 燕麦中A和D基因组同源性小，D和C同源性大
答案：C
解析：据图可知，燕麦起源于燕麦属，分别进化产生A/D基因组的祖先和C基因组的不同种生物，后经过杂交和染色体加倍形成，AACCDD含有六个染色体组，是同一祖先的异源六倍体，A错误；由AA和CCDD连续多代杂交后得到的是ACD，需要经过染色体数目加倍才可形成AACCDDD的燕麦，B错误；燕麦多倍化过程中，发生的变异类型主要是染色体数目变异，该变异类型属于可遗传变异，C正确；据图可知，燕麦中A和D基因组由同一种祖先即A/D基因组祖先进化而来，而C基因组来源于另一分支，故A和D基因组同源性大，D和C同源性小，D错误。
一、基因突变
模块知识清单
1.概念
由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换，而引发的基因结构的改变叫作基因突变。
2.实例——镰刀型细胞贫血症
组成血红蛋白分子的四条多肽链中的一条链上某一位置的一个谷氨酸被替换成了缬氨酸，从而引发了蛋白质结构的改变，变异后的血红蛋白分子缺少溶解性，容易沉淀而不能携带氧，红细胞因为血红蛋白结构的改变而呈镰刀状。
3.发生的时期
主要发生在DNA复制时（有丝分裂间期、减数第一次分裂的间期）。
4.原因
类型 引发突变的原因 举例
外因 物理因素 损伤细胞内 DNA 紫外线、X射线
化学因素 改变核酸碱基 亚硝酸盐、碱基类似物
生物因素 影响宿主细胞 DNA 某些病毒
内因 DNA分子复制偶尔发生错误
5.结果
基因突变的结果是产生一个以上的等位基因。
6.特点
①普遍性：所有生物均可发生基因突变。
②随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和DNA分子的任何部位。
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复等位基因，还可能发生回复突变。（如图所示）
⑤多害少利性：突变性状大多数有害，少数有利。
7.类型
8.基因突变与生物性状的关系
①基因突变可能会影响生物性状
原因：基因突变→mRNA上密码子改变→编码的氨基酸可能改变→蛋白质的结构和功能改变→生物性状改变。
9.意义
基因突变是遗传物质在分子水平上的变化，是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源；虽然基因自发突变的频率很低，但当一个种群中存在大量的个体时，就可能产生各种各样的突变结果。各种各样的新基因是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原材料。
突变类型 影响范围 对肽链的影响 备注
替换 小 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合成终止
增添 大 插入位置前不影响，影响插入位置后的序列 ①增添或缺失的位置越靠前，对肽链的影响越大；②增添或缺失的碱基数是3的倍数，则仅影响个别氨基酸
缺失 大 缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列
二、细胞的癌变
模块知识清单
1.细胞癌变的原因
（1）外因：环境中的致癌因子是导致细胞发生癌变的外界因素。致癌因子包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。
①物理致癌因子：主要指辐射，如电离辐射、紫外线、X射线等。
②化学致癌因子：无机物如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等，有机物如黄曲霉素、亚硝胺、联苯胺等。
③病毒致癌因子：引起癌变的病毒，如Rous肉瘤病毒、肝炎病毒等。
（2）内因：原癌基因和抑癌基因发生突变。
①原癌基因和抑癌基因
a.原癌基因：主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
b.抑癌基因：主要是阻止细胞不正常的增殖。
c.抑癌基因和原癌基因本来就存在于人和动物细胞的染色体上，共同对细胞的生长和分化起着调节作用。
2.癌细胞的特征
“不死”：在适宜条件下无限增殖。
“变态”：形态结构发生改变（各种形态变为球形）
“扩散”：细胞表面的糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，易在体内扩散和转移。
三、基因重组
模块知识清单
1.概念：基因重组是指生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合，导致后代出现不同于亲本类型的现象或过程。
2.结果：产生新的基因型。
3.常见类型
类型 发生时间 原因 特点
非同源染色体上非等位基因间的重组 减数第一次分裂后期 同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间重组 ①只产生新的基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状（有新性状组合）；
②发生于真核生物有性生殖的核遗传中（DNA重组技术除外）；③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多
同源染色体上非等位基因的重组 减数第一次分裂四分体时期 同源染色体上非姐妹染色单体之间发生交叉互换，导致基因重组
人工重组类 外源DNA导入受体细胞 人为有目的进行的不同种生物间的基因组合
4.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。
四、染色体结构的变异
模块知识清单
1.概念：染色体结构变异指染色体发生断裂后，在断裂处发生了错误连接而导致染色体结构异常，引起排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，进而
导致生物性状的变异。
2.类型
类型 图像 联会异常 实例
缺失 人的5号染色体片段缺失导致猫叫综合征
重复 果蝇的棒状眼
倒位 人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产
易位 人类慢性粒细胞白血病
类型 图像 联会异常 实例
缺失 人的5号染色体片段缺失导致猫叫综合征
重复 果蝇的棒状眼
倒位 人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产
易位 人类慢性粒细胞白血病
五、染色体数目的变异
模块知识清单
1.类型
①细胞内的个别染色体增加或减少
每种生物的细胞中染色体数一般是恒定不变的，但是也偶有变化，当细胞中个别染色体增加或减少时，会造成变异，产生相应的症状。
实例：人类的21三体综合征。
②以染色体组的形式成倍地增加或减少
实例：三倍体无籽西瓜。
2.染色体组
①从本质上看，组成一个染色体组的所有染色体，互为非同源染色体，在一个染色体组中无同源染色体存在，无等位基因。
②从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同，可从各染色体的形态、大小来判断是否为一个染色体组。
③从功能上看，一个染色体组携带着一种生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息，不能重复，不能缺少。
④从物种类型上看，每种生物一个染色体组的染色体数目、大小、形态都是一定的，不同种生物染色体组的染色体数目、大小、形态都是不同的。
3.单倍体、二倍体、多倍体
单倍体 二倍体 多倍体
发育起点 配子 受精卵 受精卵
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、果实、种子较大③营养物质含量丰富
体细胞中染色体组数 ≥1 2 ≥3
形成过程
形成原因 自然成因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境剧变（如低温）
人工诱导 花药离体培养 秋水仙素处理单倍体幼苗 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
举例 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），八倍体小黑麦等
六、育种
模块知识清单
一、杂交育种
1.原理：基因重组。
2.过程
①培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交（♀×♂）→F1（即为所需品种）。
②培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交（♀×♂）→获得F1→F1自交→获得F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种
植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。
动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
二、诱变育种
1.原理：基因突变
2.过程
用物理因素（X射线、紫外线）或化学因素（亚硫酸、硫酸二乙酯）处理萌发的种子或幼苗。
3.优点
（1）可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
（2）大幅度地改良某些性状。
4.缺点：有利变异个体往往不多，需处理大量材料。
三、单倍体育种
1.原理：主要是染色体（数目）变异。
2.方法
3.优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合体。
4.缺点：技术复杂。
四、多倍体育种
1.方法：用秋水仙素或低温处理。
2.处理材料：萌发的种子或幼苗。
3.原理
4.实例：三倍体无子西瓜
①两次传粉
第一次传粉：杂交获得三倍体种子
第二次传粉：刺激子房发育成果实
②三倍体西瓜无子的原因
三倍体西瓜在减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
4.实例：三倍体无子西瓜
①两次传粉
第一次传粉：杂交获得三倍体种子
第二次传粉：刺激子房发育成果实
②三倍体西瓜无子的原因
三倍体西瓜在减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
四、育种方案的选择
1.育种目的
集优：杂交育种（无生殖隔离）和细胞工程或基因工程育种（有生殖隔离）
无中生有：诱变育种
各性状“加强”：多倍体育种
“外源基因表达”基因工程育种
2.育种要求
最“简捷”：杂交育种
最快获得纯合子：单倍体育种
最具预见性：基因工程育种
最能“无中生有”，但却“最盲目”：诱变育种。
1.下列关于基因重组的说法，不正确的是（ ）
A.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属于基因重组
B.减数分裂过程中，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组
C.减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D.一般情况下，水稻雄蕊内可发生基因重组，而根尖中则不能
答案：B
解析：A、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属于基因重组，A正确； B、减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组，B错误； C、减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组，C正确； D、基因重组发生在生殖器官中，而不能发生在其他器官中，因此一般情况下，水稻雄蕊内可发生基因重组，而根尖中则不能，D正确。故选：B。
重难考点通关
考点1 基因突变与基因重组
2.2-氨基嘌呤（2-AP）是一种常见的碱基类似物，一般情况下可与胸腺嘧啶配对，也可与胞嘧啶配对。将野生型大肠杆菌培养在含有2-AP的培养基中，得到了精氨酸合成缺陷型、链霉素抗性、乳糖不能利用等多种突变体。下列叙述正确的是（ ）
A.2-AP诱发大肠杆菌性状的改变属于表观遗传
B.突变体经2-AP处理后不能得到野生型大肠杆菌
C.2-AP可使DNA分子发生碱基对C—G与T—A之间的替换
D.培养基中多种突变体的出现体现了基因突变具有多方向性
答案：C
解析：2-AP诱发大肠杆菌使基因碱基序列发生改变，不属于表观遗传，A错误；2-AP既可使DNA分子发生碱基对由C—G到T-A的替换，也可使DNA分子发生碱基对由T—A到C—G的替换，因此大肠杆菌突变体经2-AP处理后，可能会得到野生型大肠杆菌，B错误，C正确；精氨酸合成缺陷型、链霉素抗性、乳糖不能利用等多种突变体的出现属于同一DNA分子不同部位发生的突变，体现了基因突变具有随机性，D错误。
重难考点通关
考点1 基因突变与基因重组
1.下图a-e分别表示细胞中发生的变异的模式图，下列相关叙述正确的是（ ）
A.图a所示的变异可以在克兰费尔特综合征(47，XXY)患者体内出现
B.图b和图d所示的变异没有增加或减少细胞中基因的种类
C.图c属于三体，该变异将导致染色体联会紊乱，从而不能形成可育配子
D.图中所有变异都是染色体畸变，可能引起生物性状的改变
答案：B
解析：d图属于染色体结构变异中的缺失，同源染色体上的另外一条染色体上基因仍然存在，故图b和图d没有增加或减少细胞中基因的种类，B正确。
重难考点通关
考点2 染色体变异的分析与判断
2.四倍体水稻是重要的粮食作物，下列有关水稻的说法，正确的是（ ）
A.四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体
B.二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状
C.单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体，是迅速获得纯合体的重要材料
D.三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小
答案：C
解析：所有配子不经过受精形成的新个体都是单倍体（无论含有几个染色体组），所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个染色体组，但仍是单倍体，A错误；二倍体水稻经过秋水仙素处理，染色体数目加倍，得到四倍体水稻，多倍体植株的特点是其种籽粒大，籽粒数目减少，但是发育周期延长，表现为晚熟、粒少等性状，B错误；单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体，通过秋水仙素处理，可以得到纯合体，是迅速获得纯合体的重要材料，C正确；三倍体水稻高度不育，不能形成正常配子，所以无法形成单倍体水稻，D错误。
重难考点通关
考点2 染色体变异的分析与判断
下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验，说法不正确的是（ ）
A.实验试剂及作用分别为：卡诺氏液→固定，改良的苯酚品红溶液→染色，质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精→解离
B.该实验临时装片制作的程序为：选材→固定→解离→漂洗→染色→制片
C.本实验中低温作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目的加倍
D.如果以洋葱幼苗为实验材料，该幼苗长成植物体之后所有细胞的染色体数目都实现了加倍
答案：D
解析：实验试剂及作用分别为：卡诺氏液一固定，改良苯酚品红染液→染色，质量分数为15%的盐酸→解离，A正确；该实验临时装片制作的程序为：选材→固定→解离→漂洗→染色→制片，B正确；原理是作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目的加倍，C正确；如果以洋葱幼苗为实验材料，细胞在低温下不会都发生变异，而且大多数细胞处于分裂间期，所以低温条件下只有部分细胞染色体数目发生变化或者没有细胞发生染色体数目变化，而不可能所有细胞染色体数目都加倍，D错误。
重难考点通关
考点3 低温诱导植物染色体数目的变化
如图将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作进一步处理。下列分析错误的是（ ）
A.图中涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异
B.若③的基因型是AABbdd，则⑨的基因型可能是ABd
C.图中使用秋水仙素的目的是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍
D.③至④的过程中，所产生的变异都有利于生产
答案：D
解析：由⑤得到⑥的育种是杂交育种，其原理是基因重组，A正确；图中秋水仙素的作用是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍，B正确；若③的基因型是AaBbdd，能产生4种配子，则⑨的基因型可能是aBd，也可能是ABd、Abd、abd，C正确；基因突变具有多害少利性，所以由③至④过程中产生的变异大多数不利于生产，D错误。
重难考点通关
考点4 育种方法的选择
重难提分技巧
一、基因突变、基因重组和染色体变异的比较
基因突变 基因重组（基因工程除外） 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 主要是有丝分裂间期和减数分裂前的间期 减数第一次分裂前期和后期 细胞分裂间期或分裂期
适用范围 生物种类 所有生物 自然状态下，真核生物 真核生物
生殖类型 无性生殖、有性生殖 有性生殖 无性生殖、有性生殖
产生结果 产生新的基因 产生訢基因型，没有产生新基因 没有产生新基因，基因数目或顺序发生变化
鉴定方法 光镜下均无法检出，可根据是否出现新性状或新性状组合确定 光镜下可检出
应用 诱变育种 杂交育种 单倍体、多倍体育种
联系 ①三者均属于可遣传变异，都为生物的进化提供了原材料；②基因突变可产生新的基因，是生物变异的根本来源；③基因突变是基因重组的基础：④基因重组是形成生物多样性的重要原因之一
1.辨析基因突变和染色体结构变异
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。
二看基因位置：若基因种类和基因数目未变，但染色体上的基因位置改变，应为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”。
2.辨析基因突变和基因重组
①根据细胞分裂方式判断
如果是有丝分裂中姐妹染色单体上的基因不同，则为基因突变的结果。
如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同，则可能发生了基因突变或交叉互换（基因重组）。
②根据变异前体细胞的基因型判断
如果亲代基因型为AA或aa，则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。
如果亲代基因型为Aa，则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变或交叉互换（基因重组）。
生物变异在生物界中普遍存在，若人的生殖细胞发生变异则可能导致后代患某些遗传病。下列相关叙述正确的是（ ）
A.DNA中发生三个以上碱基对的替换属于染色体变异
B.基因型为Aa的个体自交，由于基因重组导致后代出现性状分离
C.染色体某一片段位置颠倒，在光学显微镜下无法观察该变异
D.含有致病基因的个体可能不患遗传病，不含致病基因的个体可能患遗传病
答案：D
解析：DNA中碱基对替换的数量多少不能决定变异类型，如基因中发生多个碱基对的替换，只导致该基因发生突变，A错误；Aa个体自交后代出现性状分离是由于等位基因分离导致的，不属于基因重组，B错误：染色体片段颠倒，会导致染色体中的基因排列顺序发生改变，在同源染色体联会时会出现相应的变化，可在光镜下观察，C错误：含有致病基因的个体可能不患遗传病，如女性色盲携带者，不含致病基因的个体也可能患遗传病，如21三体综合征患者，D正确。
提升训练
1.染色体组数的判断
①根据染色体的形态判断：细胞内同一形态的染色体有几条就可以认为含有几个染色体组。
②根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，同一种基因（不分显隐性）出现几次，则细胞中就有几个染色体组。
④以生殖细胞中的染色体组数为标准，判断体细胞的染色体组数。体细胞的染色体组数＝生殖细胞的染色体组数×2。
2.几倍体的判别
判断生物体是几倍体的方法：应先看生物体的发育来源，再看细胞内的染色体组的数目。如果生物体是由受精卵或合子发育而成的，生物细胞内含有几个染色体组就叫几倍体。如果生物体由生殖细胞（卵细胞或花粉粒）直接发育而成，无论细胞内含有几个染色体组，都只能叫单倍体，因为多倍体的生殖细胞内含有不止一个染色体组。
重难提分技巧
二、染色体组、单倍体、多倍体的判断
1.下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，不正确的是（ ）
A.单倍体生物的体细胞中可能存在两个染色体组
B.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D.二倍体的单倍体用秋水仙素处理后，理论上得到的都是二倍体
答案：B
解析：由四倍体的配子发育成的单倍体中含有两个染色体组，A正确；21三体综合征患者的21号染色体为三条，其他同源染色体为两条，体细胞中没有三个染色体组，B错误；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中，可能出现基因突变，或减数分裂Ⅰ前期发生交叉互换，从而出现等位基因，C正确；二倍体的单倍体细胞中含有一个染色体组，用秋水仙素处理二倍体的单倍体，理论上得到的都为二倍体，D正确。
提升训练
1.下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，不正确的是（ ）
A.单倍体生物的体细胞中可能存在两个染色体组
B.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D.二倍体的单倍体用秋水仙素处理后，理论上得到的都是二倍体
答案：B
解析：由四倍体的配子发育成的单倍体中含有两个染色体组，A正确；21三体综合征患者的21号染色体为三条，其他同源染色体为两条，体细胞中没有三个染色体组，B错误；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中，可能出现基因突变，或减数分裂Ⅰ前期发生交叉互换，从而出现等位基因，C正确；二倍体的单倍体细胞中含有一个染色体组，用秋水仙素处理二倍体的单倍体，理论上得到的都为二倍体，D正确。
提升训练
2.如图是四种不同生物体细胞的染色体组成情况，有关叙述错误的是（ ）
A.图a含有4个染色体组，图b含有3个染色体组
B.由图b细胞组成的个体为三倍体
C.图c有2个染色体组，每个染色体组有3条染色体
D.由图d细胞组成的个体是由配子发育而来的
答案：B
解析：图a着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，形态、大小相同的染色体有4条，故含有4个染色体组，同理图b含有3个染色体组，A正确。图b中含有3个染色体组，若由受精卵发育而来，则是三倍体；若由配子直接发育而来，则是单倍体，B错误。图c有2个染色体组，每个染色体组内有3条非同源染色体，C正确。图d细胞只有1个染色体组，由图d细胞组成的个体是由配子发育而来的单倍体，D正确。
提升训练
1.（2023年海南卷）某作物的雄性育性与细胞质基因（P、H）和细胞核基因（D、d）相关。现有该作物的4个纯合品种：①（P）dd（雄性不育）、②（H）dd（雄性可育）、③（H）DD（雄性可育）、④（P）DD（雄性可育），科研人员利用上述品种进行杂交实验，成功获得生产上可利用的杂交种。下列有关叙述错误的是( )
A.①和②杂交，产生的后代雄性不育
B.②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变
C.①和③杂交获得生产上可利用的杂交种，其自交后代出现性状分离，故需年年制种
D.①和③杂交后代作父本，②和③杂交后代作母本，二者杂交后代雄性可育和不育的比例为3∶1
高考最新动向
答案：D
解析：A、①（P）dd（雄性不育）作为母本和②（H）dd（雄性可育）作为父本杂交，产生的后代的基因型均为（P）dd，产生的后代雄性不育，A正确； B、②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变，即表现为稳定遗传，B正确； C、①（P）dd（雄性不育）作为母本和③（H）DD（雄性可育）作为父本杂交，产生的后代的基因型为（P）Dd，为杂交种，自交后代会表现出性状分离，因而需要年年制种， C正确； D、①和③杂交后代的基因型为（P）Dd，②和③杂交后代的基因型为（H）Dd，若前者作父本，后者作母本，则二者杂交的后代为（H）_ _，均为雄性可育，不会出现雄性不育，D错误。
2.（2023年天津卷）癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低，原因不可能是( )
A.该酶基因突变 B.该酶基因启动子甲基化
C.该酶中一个氨基酸发生变化 D.该酶在翻译过程中肽链加工方式变化
高考最新动向
答案：B
解析：A、基因控制蛋白质的合成，基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、替换和缺失而引起基因碱基序列的改变。基因突变后可能导致蛋白质功能发生改变，进而导致酶活性降低，A正确；B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，转录出的mRNA可作为翻译的模板翻译出蛋白质。若该酶基因启动子甲基化，可能导致该基因的转录过程无法进行，不能合成酶，B错误；CD、蛋白质的结构决定其功能，蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式等有关。故若该酶中一个氨基酸发生变化（氨基酸种类变化）或该酶在翻译过程中肽链加工方式变化，都可能导致该酶的空间结构变化而导致功能改变，活性降低，CD正确。故选：B。
3.为精细定位水稻4号染色体上的抗虫基因，用纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代多次自交，得到一系列抗虫或易感水稻单株。对亲本及后代单株4号染色体上的多个不连续位点进行测序，部分结果按碱基位点顺序排列如下表。据表推测水稻同源染色体发生了随机互换，下列叙述正确的是( )
A.抗虫水稻1的位点2-3之间发生过交换 B.易感水稻1的位点2-3及5-6之间发生过交换
C.抗虫基因可能与位点3、4、5有关 D.抗虫基因位于位点2-6之间
高考最新动向
答案：CD
解析：A、纯合抗虫水稻亲本1～6位点都是A/A，抗虫水稻1的1、2位点为G/G，其余都是A/A，说明1-3或2-3之间发生过交换，A错误；B、易感水稻1的位点2-3与纯合易感水稻亲本相同都是G/G，没有发生交换，位点5-6与纯合易感水稻亲本不相同，说明之间发生过交换，B错误；C、由抗虫水稻1和易感水稻1的1～6位点测序结果可知，它们位点3-4不同（抗虫水稻1为A/A，易感水稻1为G/G），由于易感水稻1的位点5-6之间发生过交换变为A/A，故判断抗虫基因可能与位点3、4、5有关，C正确；D、由C选项结果推测，抗虫基因位于位点2-6之间，D正确。故选：CD。
…位点1…位点2…位点3…位点4…位点5…位点6…
测序结果 A/A A/A A/A A/A A/A A/A 纯合抗虫水稻亲本
G/G G/G G/G G/G G/G G/G 纯合易感水稻亲本
G/G G/G A/A A/A A/A A/A 抗虫水稻1
A/G A/G A/G A/G A/G G/G 抗虫水稻2
A/G G/G G/G G/G G/G A/A 易感水稻1
4.中外科学家经多年合作研究，发现circDNMT1（一种RNA分子）通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是( )
A.p53基因突变可能引起细胞癌变 B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖
C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢 D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究
高考最新动向
答案：C
解析：细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变，A正确；抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变，可能导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，进而引起细胞癌变，B正确；由题干信息可知，circDNMT1通过与抑癌基因p53表达的蛋白质结合诱发乳腺癌，推测circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖加快，C错误；通过编辑circDNMT1基因可抑制其表达，进而降低乳腺癌的发生概率，D正确。
单元知识网络
考点二
生物的进化
考情分析
考查内容
（1）本专题为高考的高频考点和重难点，主要集中在变异的类型及其在育种方面的应用等方面。
（2）变异类型的考查常以变异的实例为情境，通过案例分析理解基因突变、基因重组和染色体变异；育种知识的考查常与生产、生活实际联系起来。
（3）已出现的高考试题中集中考查现代生物进化理论的内容与基因频率的计算。
（4）现代生物进化理论内容的考查常以自然界存在的进化实例为情境，通过案例分析理解现代生物进化的内容，从而形成科学的进化与适应观。
题型难度
（1）题型上，变异与育种已出现的高考试题中单选题和非选择题都有出现，设题情境大都为生物的变异或育种实例。进化题已出现的高考试题中多为单项选择题，非选择题偶有出现。
（2）难度上，多为中档题或容易题，但基因频率的计算类试题较难。
备考策略
（1）从DNA结构入手理解基因突变的产生与特点；列表比较法理解基因突变与基因重组的来源与鉴别方法。
（2）从发生时间、产生机理、结果、细胞分裂，与进化关系等几个方面比较几种变异类型。
（3）从原理，过程、优点、缺点等几个方面比较几种育种方式。
（4）试题常常通过具体的生物进化实例，考查变异的类型与应用。
（5）解答此类试题需要考生认真分析题目所给的生物进化情境，理解生物多样性是适应性的表现，适应性是自然选择的结果。形成进化与适应观。
真题任务驱动
（2023年重庆卷）果蝇有翅（H）对无翅（h）为显性。在某实验室繁育的果蝇种群中，部分无翅果蝇胚胎被转入小鼠W基因后（不整合到基因组），会发育成有翅果蝇，随后被放回原种群。下列推测不合理的是（ ）
A.W基因在不同物种中功能可能不同
B.H、W基因序列可能具有高度相似性
C.种群中H、h基因频率可能保持相对恒定
D.转入W基因的果蝇可能决定该种群朝有翅方向进化
答案：D
解析：A、W基因来自于小鼠，转入无翅的果蝇胚胎后，果蝇发育为有翅，因此W基因在小鼠和果蝇中功能可能不同，A正确；B、H基因决定了果蝇有翅，而W基因转入无翅果蝇后，也发育为有翅，说明H、W基因序列可能具有高度相似性，B正确； C、在种群数量足够大，没有迁入迁出、突变等因素下，种群个体间随机交配，基因频率是相对稳定的，所以种群中H、h基因频率可能保持相对恒定C正确； D、决定进化方向的是自然选择，而不是基因，D错误。
一、生物有共同祖先的证据
模块知识清单
1.化石是研究生物进化的直接证据
（1）概念：化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
（2）作用：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。因此，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
（3）结论：化石证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的；揭示了生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
2.当今生物体上进化的印迹总结
概念 证据 结论
比较解剖学证据 比较不同生物的器官、系统的形态结构特点并与生物进化相联系的科学。比较解剖学为生物进化理论提供了更丰富的证据 人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼有相同的基本结构和相似的着生位置 说明具有结构相似性的生物是由共同的祖先进化而来的
胚胎学证据 在研究生物的进化时，通过比较不同动物类群胚胎发育的相同或相似之处，来推断不同动物类群之间的亲缘关系 人和鱼、龟、鸡之间在胚胎发育的初期都有鳃裂和尾；到了发育的晚期，除鱼之外，人和其他动物的裂都消失了，人的尾也消失了 胚胎发育过程的相似性说明人和其他脊椎动物之间存在着亲缘关系，它们都起源于一个共同的原始祖先；人和其他脊椎动物的共同原始祖先生活在水中
细胞和分子水平的证据 比较不同生物的细胞代谢和生物大分子组成，来判断当今生物的亲缘关系 都具有进行新陈代谢、生长和增殖的细胞。这些细胞具有共同的物质基础和结构基础。比较不同生物细胞色素c的差别，亲缘关系越近的生物差别越小，反之差别越大 当今生物有着共同的祖先。并且亲缘关系越近的生物的细胞代谢方式、形态结构越相似，细胞色素c的差别也越小
二、现代生物进化理论的由来
模块知识清单
1.拉马克的进化学说
（1）内容
①生物不是神造的，而是由更古老的生物进化来的。
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）意义
拉马克是历史上第一个提出比较完整的进化理论的学者。这一理论反对神创论和物种不变论，否定了生命世界中某种“神秘力量”的存在，使人们认识到物种是可变的，而且是由低等向高等不断进化的。这对于进化论的发展乃至整个生物科学的发展都起到了重要作用，奠定了生物进化理论的科学基础。
（3）局限性
①他所提出的用进废退和获得性遗传的观点，缺少科学证据的支持。
②他过于强调环境的变化直接导致物种的改变，实际上，环境的变化如果未引起遗传物质的改变，就不会使生物产生可遗传的变异。所以用进废退只会在个体生存过程中表现，但不能遗传。
2.达尔文的自然选择学说
（1）内容
①过度繁殖：选择的基本条件；
②生存斗争：生物进化的动力和选择的手段；
③遗传变异：生物进化的内在因素；
④适者生存：自然选择的结果。
（2）意义
①合理地解释了生物进化的原因－一生物进化是变异、自然选择和遗传三者综合作用的结果。
②揭示了生命现象统一性的原因——所有的生物都有共同的祖先。
③科学地解释了生物的多样性和适应性——长期自然选择的结果。
④这一理论给予神创论和物种不变论以致命的打击，为辩证唯物主义世界观提供了有力武器。使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。
（3）局限性
①对遗传和变异的本质、自然选择如何对遗传和变异起作用等不能作出科学的解释。达尔文接受了拉马克关于器官“用进废退”和“获得性遗传”的观点。
②过分强调过度繁殖所引起的生存斗争，不恰当地把过度繁殖所引起的生存斗争当作生物进化的主要动力。
③对生物进化的解释局限于个体水平。
④达尔文强调物种的形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。
3.自然选择学说与拉马克进化学说的比较
比较项目 自然选择学说 拉马克进化学说
区别 中心思想 过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存 生物各种适应性特征的形成（进化）都是由于用进废退和获得性遗传
本质区别 生物变异后，环境（自然）进行选择 环境变化导致生物变异（进化）
变异 变异是不定向的、本来就有的，环境和生物都不能决定生物变异的方向 变异是定向的，环境和动物的意愿可决定变异的方向
适应环境 有利变异→适者生存不利变异→不适者被淘汰 环境和动物的意愿决定的变异都适应环境
进化方向 自然选择决定 生物自身决定
联系 承认生物非神所造，而是由更古老的生物进化而来，即由简单→复杂、由低等→高等，且都是渐变的结果
三、现代生物进化理论的内容
模块知识清单
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）可遗传的变异来源与突变（基因突变、染色体变异）和基因重组。
（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
4.隔离导致物种的形成
（1）隔离分为地理隔离和生殖隔离，其实质为基因不能自由交流。
（2）物种形成的三个环节分别为：突变和基因重组、自然选择及隔离。其标志为出现生殖隔离。
5.地理隔离和生殖隔离的区别和联系
地理隔离 生殖隔离
定义 同一种生物由于地理上的障碍而被分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象 不同物种间一般不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育的后代
区别 同种生物的不同种群由于高山、河流和沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配，从而不能进行基因交流 不同种群间的个体不能自由交配或者交配后不能产生可育后代
特点 同种生物在地理隔离消失后，仍然可以进行基因交流 永久性不能进行基因交流
结果 只能形成新类型或亚种，不一定导致新物种的形成 产生新物种
举例 东北虎和华南虎 驴和马
意义 自然选择方向不同，从而促进不同种群遗传组成向不同方向发展。地理隔离在物种形成中起着性状分歧的作用，分歧的程度与隔离时间的长短有一定的相关性，一般情况下，它是生殖隔离必要的先决条件 是物种形成的关键，也是物种形成的最后阶段，是物种间真正的界限。生殖隔离是新物种形成的标志
联系 ①都能阻断不同种群间的基因交流②地理隔离积累到一定程度就会产生生殖隔离③物种形成过程中，地理隔离不一定出现，可不经地理隔离直接形成生殖隔离（如植物多倍体的产生），新物种的形成一定要形成生殖隔离
四、基因频率的计算
模块知识清单
1.定义法求基因频率
2.公式法求基因频率（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.利用遗传平衡定律计算
（1）适用条件：①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配并产生后代；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变。
（2）计算方法
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，则基因型AA的频率为p2， Aa的频率为2pq，aa的频率为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。
含义 变化后与进化的关系 范围
基因型频率 生物不一定进化 种群
基因频率 导致生物进化 种群
基因库 种群中的全部基因 可导致生物进化，它的变化是形成新物种的前提 种群
4.基因型频率、基因频率、基因库的比较
五、共同进化
模块知识清单
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，这就是协同进化。
2.类型
3.意义：通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统。
协同进化的类型 包含类型 举例
不同物种之间 互利共生 豆科植物与根瘤菌
捕食 猎豹和斑马
寄生 黏液病毒和兔子
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 地球最早是无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→出现好氧生物
六、生物多样性的形成
模块知识清单
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。
4.生物多样性三个层次的关系
七、生物进化理论在发展
模块知识清单
1.中性学说
（1）主要内容
①大量的基因突变是中性的，对生物个体的生存既无害也无利。
②决定生物进化方向的是中性变的逐渐积累，而不是自然选择。自然选择对这些基因突变不起作用，但这些基因突变经过长期积累，会导致种群间遗传物质出现较大的差别。
（2）现代达尔文主义和中性学说的比较
2.生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。
理论 现代达尔文主义 中性学说
突变的意义 微生物进化提供了原材料 突变大部分是中性的
进化的主导因素 自然选择决定进化的方向 中性突变的积累决定进化的方向
研究水平 个体、群体水平 分子水平
1.达尔文发现加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀，这些地雀的喙差别很大。DNA分析证实， 约一百万年前，这些地雀的共同祖先从南美大陆迁徙至此，形成了不同岛上的初始种群。根 据以上资料，下列相关叙述正确的是（ ）
A.达尔文的自然选择学说认为生物进化是生物个体表型的改变
B.地雀喙的形态与结构的改变标志着新物种的形成
C.由于拥有共同的祖先，故不同岛屿上不同地雀初始种群的基因频率相同
D.由于不同岛屿上食物种类不同，导致地雀喙的外形朝特定方向发生变异
答案：A
解析：达尔文的自然选择学说认为生物进化是生物个体表型的改变，现代进化理论认为，自然选择决定生物进化的方向，生物进化的实质是种群基因频率的改变，A正确；生殖隔离的产生是新物种形成的标志，B错误；不同岛屿上初始种群数量以及各种表现型的比例不同，不同岛屿上不同地雀初始种群的基因频率不一定相同，C错误；生物的变异是不定向、随机的，环境条件只是对生物的变异进行选择，D错误。
重难考点通关
考点1 自然选择学说、现代生物进化理论实例分析
2.种群通常以三种形式适应胁迫环境：迁移至适宜的生境，利用表型可塑性缓冲环境的负面影响以及适应新环境的基因频率增加。表型可塑性是指在遗传物质不发生改变的情况下，个体在不同的环境中产生不同的表型。通过基因频率的变化恢复种群增长，摆脱灭绝的命运，这一现象称为进化拯救。下列说法错误的是（ ）
A.地理障碍会限制活动范围小的生物迁移至适宜的生境
B.表型可塑性依赖于基因的选择性表达
C.细菌产生耐药性属于医学领域进化拯救的案例
D.种群迁移和表型可塑性都不会造成种群的进化
答案：D
解析：地理障碍会限制活动范围小的生物迁移至适宜的生境，阻碍其发生进化拯救的产生，A正确基因的选择性表达会导致不同蛋白质的产生，而蛋白质是生命活动的主要承担者，表型可塑性是指在遗传物质不发生改变的情况下，个体在不同的环境中产生不同的表型，该过程可能依赖于基因的选择性表达，B正确；由于在医学上抗生素等的使用，是细菌的耐药性个体被选择并加以保留，耐药性的基因频率增加，故细菌产生耐药性属于医学领域进化拯救的案例，C正确；种群迁移和表型可塑性都可通过基因频率的变化恢复种群增长，而生物进化的实质是种群基因频率的改变，故种群迁移和表型可塑性都会造成种群的进化，D错误。
重难考点通关
考点1 自然选择学说、现代生物进化理论实例分析
在科学分类中，大熊猫属于哺乳动物纲、食肉动物目。大熊猫的祖先是名副其实的肉食动物，经过进化，目前其99%的食物都来源于竹子。某大熊猫种群数量较大，雌雄数量相等，可自由交配，若该种群中B的基因频率为80%，b的基因频率为20%。下列叙述正确的是（ ）
A.由“以肉为食”进化为“以竹子为食”的实质是种群基因型频率的改变
B.若该对等位基因位于X染色体上，则b的基因频率在雌、雄群体中不同
C.若该对等位基因位于常染色体上，则显性个体中纯合子约占64%
D.若某个体在发育过程中B基因突变成B1基因，该基因不一定遗传给后代
答案：D
解析：生物进化的实质是种群基因频率的改变，A错误；若该对等位基因位于X染色体上，则b的基因频率在雌、雄群体中相同，均为20%，B错误；若该对等位基因位于常染色体上，则显性个体中出现纯合子概率约为64%÷(64%+32%)=2/3，C错误；若某大熊猫在个体发育过程中B基因突变成B1基因，该基因突变若发生在体细胞中则不遗传给后代，若发生在生殖细胞中则有可能遗传给后代，D正确。
重难考点通关
考点2 种群基因频率与基因型频率的计算
1.深海中生存着一种通体透明的超深渊狮子鱼，它与栖息于海岸岩礁的狮子鱼相比，色素、视觉相关基因大量丢失，与细胞膜稳定有关的基因也发生了变化，增强了该鱼的抗压能力。下列说法错误的是（ ）
A. 超深渊狮子鱼视觉退化的实质是种群基因频率发生了定向改变
B. 超深渊狮子鱼种群与栖息于海岸岩礁的狮子鱼种群的基因库不同
C. .超深渊狮子鱼个体间在争夺食物和栖息空间中相互选择，协同进化
D. 深海环境的定向选择提高了与超深渊狮子鱼细胞膜稳定有关基因的频率
答案：C
解析：超深渊狮子鱼视觉退化属于自然选择下的进化，而进化的实质是种群基因频率发生了定向改变，A正确；因自然选择，超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因发生了大量丢失，使得超深渊狮子鱼种群与温带靠海岸狮子鱼种群的基因库不同，两者可能存在生殖隔离，B正确；协同进化是指不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的现象，而超深渊狮子鱼是一个物种，C错误；与细胞膜稳定有关的基因增强了该鱼的抗压能力，使个体有更强的生存能力，在自然选择下该基因频率提高，即深海环境的定向选择提高了与超深渊狮子鱼细胞膜稳定有关基因的频率，D正确。
重难考点通关
考点3 共同进化与生物多样性的形成
2.下列关于生物进化和生物多样性的叙述，错误的是（ ）
A.物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
B.捕食者的存在客观上起到促进种群发展的作用
C.生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性
D.新物种的产生一定存在进化，但进化不一定意味着新物种的产生
答案：A
解析：由分析可知，物种之间的共同进化是通过物种之间以及生物与无机环境之间的生存斗争实现的，A错误；由于捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用，B正确；生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，C正确；生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，新物种的产生一定存在进化，但进化不一定意味着新物种的产生，D正确。
重难考点通关
考点3 共同进化与生物多样性的形成
1.对人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍、和蝙蝠的翼在结构上相似性的分析
（1）人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼，从外形来看，这些器官很不相同但是比较它们的内部结构却基本上一致，它们都是由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成的，排列的方式也基本一致。这些器官只是在进化过程中，由于它们所处环境的不同，逐渐出现了形态和功能上的不同。
（2）从这些器官结构上的相似性可以说明，这些生物都是由共同的原始祖先进化而来的。
2.比较人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性
人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性说明，高等脊椎动物是从古代的某些低等脊椎动物进化而来的。也就是说，脊椎动物和人都是由共同的古代原始祖先进化而来的，所以它们的胚胎在发育初期十分相似。古代脊椎动物共同的原始祖先生活在水中，所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中会出现鰓裂。人是从有尾的动物进化而来的，所以在胚胎发育的过程中会出现很明显的尾。
重难提分技巧
一、正确理解和运用生物具有共同祖先的相关证据
下列关于生物进化证据的说法中，错误的是（ ）
A.蝙蝠、鲸、猫等动物前肢的骨骼有着相同的特点，说明脊椎动物可能有着共同的祖先
B.蝙蝠、鲸、猫等动物前肢的骨骼有着相同的特点，这是胚胎学上证明生物进化的证据
C.所有脊椎动物都具有一个相似的早期胚胎发育阶段，说明脊椎动物可能有着共同的祖先
D.根据化石可以推测古代生物的形态、结构等特征，化石是研究进化的最直接证据
答案：B
解析：AB、蝙蝠、鲸、猫等动物前肢的骨骼有着相同的特点，为生物进化提供了比较解剖学证据，说明脊椎动物可能有着共同的祖先，A正确、B错误；C、胚胎学是研究动植物的胚胎形成和发育过程的科学，因此所有脊椎动物都具有一个相似的早期胚胎发育阶段，为生物进化提供了胚胎学证据，C正确；D、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，因此，化石为研究进化提供了最直接的证据，D正确。
提升训练
1.自然选择与现代生物进化理论的比较
2.物种的形成
（1）物种形成的标志：产生生殖隔离
（2）物种形成的三种典型模式
重难提分技巧
二、生物进化与物种的形成
达尔文自然选择学说 现代生物进化理论
不同点 a.进化局限于“个体”水平b.自然选择源于过度繁殖和生存斗争c.未就遗传变异的本质作出科学解释 a.进化的基本单位是“种群”b.生物进化的实质是种群基因频率的改变c.突变和基因重组为生物进化提供原材料d.隔离导致新物种的形成
相同点 a.变异是进化的原材料b.自然选择决定生物进化的方向c.解释生物的多样性和适应性
①渐变式：先长期地理隔离，最后产生生殖隔离。
②骤变式：主要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。
③人工创造新物种：通过植物体细胞杂交（如番茄一马铃薯）、多倍体远缘杂交（如甘蓝一萝卜）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式可以创造新物种。
3.物种形成和生物进化的区别和联系
物种形成 生物进化
标志 生殖隔离出现 基因频率改变
变化后与原生物的关系 属于不同物种 可能属于同一物种，也可能属于不同物种
印度洋中有多个丽鱼物种，这些丽鱼原本由同一种丽鱼进化而来。起初同一种丽鱼之间存在不同的颜色，同种颜色的雌雄丽鱼会优先相互选择作为交配对象，不同丽鱼族群的生态位存在一定的差异，最终进化成不同的物种。下列相关叙述错误的是（ ）
A.不同丽鱼族群的栖息场所和食物来源可能有差异
B.丽鱼种群的进化历程说明没有地理隔离也可以形成新物种
C.在丽鱼种群的进化过程中，种群的基因频率一定发生了改变
D.不同颜色丽鱼变异产生的根本原因是基因重组
答案：D
解析：不同丽鱼族群的生态位存在一定的差异、栖息场所和食物来源等都属于生态位的范畴，A正确；从题干信息可知，出现“同种颜色的雌雄丽鱼会优先相互选择作为交配对象”，最终出现生殖隔离，B正确；生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此在丽鱼种群的进化过程中，种群的基因频率一定发生了改变，C正确；生物变异的根本来源是基因突变，D错误。
提升训练
1.基因频率：是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比值。
（1）不同的基因在基因库中所占的比例可能不同，影响基因频率的因素有基因突变、自然选择等。
（2）种群基因频率的定向改变导致生物朝一定方向不断进化
2.基因型频率：是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比值
3.通过基因型频率计算基因频率
（1）在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。
（2）一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。
（3）已知基因型AA或a的频率，求A或a的频率经常用到开平方的方法。
重难提分技巧
三、考察基因频率和基因型频率的计算（以二倍体为例）
4.运用哈代一温伯格平衡定律，由基因频率计算基因型频率
（1）内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有对（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（显性纯合子）的基因型频率，2pq是Aa（杂合子）的基因型频率，q2是a（隐性纯合子）的基因型频率。
（2）适用条件：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着动态平衡的。这5个条件是种群大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发生；种群之间不存在个体的迁移或基因交流；没有自然选择。
5.X染色体上基因的频率计算
某远离陆地的大型海岛上，有一个非常大的种群，假设所有雌雄个体之间能自由交配，没有自然选择，也没有基因突变，该生物的体色由一对等位基因（A/a或XA/Xa）控制，不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段的情况，黑色对灰色为完全显性，若亲本中A基因或XA基因的频率为60%，下列说法不正确的是（ ）
A.若该对基因位于常染色体上，则F1雌雄个体中灰色个体的概率相等，均为16%
B.若该对基因位于常染色体上，则F1雌雄个体中纯合黑色个体的概率相等，均为36%
C.若该对基因位于X染色体上，则F1雄性个体中黑色的概率为60%
D.若该对基因位于X染色体上，则F1灰色个体中雌性多于雄性
答案：D
解析：若该对等位基因位于常染色体上，则灰色（aa）的基因型频率为（1-60%）×（1-60%）=16%，常染色体上基因控制的性状与性别无关，因此F1灰色个体中雌雄的概率相等，均为16%，A正确；根据A的基因频率为60%，a的基因频率为40%，可得AA的基因型频率为（60%）2=36%，即若该对基因位于常染色体上，则F1纯合黑色（AA）个体中雌雄的概率相等，均为36%，B正确；若该对基因位于X染色体上，则F1雄性个体中黑色（XAY）的概率为60%，C正确；若该对基因位于X染色体上，雌果蝇中灰色（XaXa）的基因型频率为16%，雄性中灰色（XaY）的基因型频率为40%，雌雄果蝇数量相等，因此XaXa、XaY的基因型频率分别为8%、20%，即F1灰色个体中雌性小于雄性，D错误。
提升训练
1.（2023年海南卷）某学者按选择结果将自然选择分为三种类型，即稳定选择、定向选择和分裂选择，如图。横坐标是按一定顺序排布的种群个体表型特征，纵坐标是表型频率，阴影区是环境压力作用的区域。下列有关叙述错误的是（ ）
A.三种类型的选择对种群基因频率变化的影响是随机的
B.稳定选择有利于表型频率高的个体
C.定向选择结果是使种群表型均值发生偏移
D.分裂选择对表型频率高的个体不利，使其表型频率降低
高考最新动向
答案：A
解析：A、三种类型的选择都是自然选择，自然选择对种群基因频率的影响是固定的，都使种群基因频率发生定向的改变，A错误； B、根据图示信息，稳定选择淘汰了表型频率低的个体，有利于表型频率高的个体，B正确；C、根据图示信息，定向选择是在一个方向上改变了种群某些表现性特征的频率曲线，使个体偏离平均值，C正确；D、分裂选择淘汰了表型频率高的个体，使其频率下降，D正确。
2.（2023年湖北卷）现有甲、乙两种牵牛花，花冠的颜色由基因A、a控制。含A基因的牵牛花开紫花，不含A基因的牵牛花开白花。甲开白花，释放的挥发物质多，主要靠蛾类传粉；乙开紫花，释放的挥发物质少，主要靠蜂类传粉。若将A基因转入甲，其花颜色由白变紫，其他性状不变，但对蛾类的吸引下降，对蜂类的吸引增强。根据上述材料，下列叙述正确的是（ ）
A.甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异，对维持两物种生殖隔离具有重要作用
B.在蛾类多而蜂类少的环境下，甲有选择优势，A基因突变加快
C.将A基因引入甲植物种群后，甲植物种群的基因库未发生改变
D.甲释放的挥发物是吸引蛾类传粉的决定性因素
高考最新动向
答案：A
解析：由题可知，甲、乙两种牵牛花传粉昆虫不同，不会使甲和乙之间相互传粉，对维持两物种生殖隔离具有重要作用，A正确；蛾类多蜂类少，有利于甲传粉，但是A基因突变频率不会加快，B错误；甲开白花，说明甲中不存在A基因，将A基因引入甲植物种群后，其基因库会发生改变，C错误；据题干信息分析，将A基因引入甲后，甲花色由白变紫，其他性状不变，但是对蛾类的吸引下降，推测吸引蛾类传粉的决定性因素不是甲释放的挥发物，可能是植物的花色，D错误。
单元知识网络
感谢使用
专题八 生物的变异与进化
考情分析
真题任务驱动
模块知识清单
重难考点通关
重难提分技巧
高考最新动向
单元知识网络
目 录
Contents
考点一
生物的变异
考情分析
考查内容
（1）本专题为高考的高频考点和重难点，主要集中在变异的类型及其在育种方面的应用等方面。
（2）变异类型的考查常以变异的实例为情境，通过案例分析理解基因突变、基因重组和染色体变异；育种知识的考查常与生产、生活实际联系起来。
（3）已出现的高考试题中集中考查现代生物进化理论的内容与基因频率的计算。
（4）现代生物进化理论内容的考查常以自然界存在的进化实例为情境，通过案例分析理解现代生物进化的内容，从而形成科学的进化与适应观。
题型难度
（1）题型上，变异与育种已出现的高考试题中单选题和非选择题都有出现，设题情境大都为生物的变异或育种实例。进化题已出现的高考试题中多为单项选择题，非选择题偶有出现。
（2）难度上，多为中档题或容易题，但基因频率的计算类试题较难。
备考策略
（1）从DNA结构入手理解基因突变的产生与特点；列表比较法理解基因突变与基因重组的来源与鉴别方法。
（2）从发生时间、产生机理、结果、细胞分裂，与进化关系等几个方面比较几种变异类型。
（3）从原理，过程、优点、缺点等几个方面比较几种育种方式。
（4）试题常常通过具体的生物进化实例，考查变异的类型与应用。
（5）解答此类试题需要考生认真分析题目所给的生物进化情境，理解生物多样性是适应性的表现，适应性是自然选择的结果。形成进化与适应观。
真题任务驱动
1.（2023年江苏卷）2022年我国科学家发布燕麦基因组，揭示了燕麦的起源与进化，燕麦进化模式如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 燕麦是起源于同一祖先的同源六倍体
B. 燕麦是由AA和CCDD连续多代杂交形成的
C. 燕麦多倍化过程说明染色体数量的变异是可遗传的
D. 燕麦中A和D基因组同源性小，D和C同源性大
答案：C
解析：据图可知，燕麦起源于燕麦属，分别进化产生A/D基因组的祖先和C基因组的不同种生物，后经过杂交和染色体加倍形成，AACCDD含有六个染色体组，是同一祖先的异源六倍体，A错误；由AA和CCDD连续多代杂交后得到的是ACD，需要经过染色体数目加倍才可形成AACCDDD的燕麦，B错误；燕麦多倍化过程中，发生的变异类型主要是染色体数目变异，该变异类型属于可遗传变异，C正确；据图可知，燕麦中A和D基因组由同一种祖先即A/D基因组祖先进化而来，而C基因组来源于另一分支，故A和D基因组同源性大，D和C同源性小，D错误。
一、基因突变
模块知识清单
1.概念
由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换，而引发的基因结构的改变叫作基因突变。
2.实例——镰刀型细胞贫血症
组成血红蛋白分子的四条多肽链中的一条链上某一位置的一个谷氨酸被替换成了缬氨酸，从而引发了蛋白质结构的改变，变异后的血红蛋白分子缺少溶解性，容易沉淀而不能携带氧，红细胞因为血红蛋白结构的改变而呈镰刀状。
3.发生的时期
主要发生在DNA复制时（有丝分裂间期、减数第一次分裂的间期）。
4.原因
类型 引发突变的原因 举例
外因 物理因素 损伤细胞内 DNA 紫外线、X射线
化学因素 改变核酸碱基 亚硝酸盐、碱基类似物
生物因素 影响宿主细胞 DNA 某些病毒
内因 DNA分子复制偶尔发生错误
5.结果
基因突变的结果是产生一个以上的等位基因。
6.特点
①普遍性：所有生物均可发生基因突变。
②随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和DNA分子的任何部位。
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复等位基因，还可能发生回复突变。（如图所示）
⑤多害少利性：突变性状大多数有害，少数有利。
7.类型
8.基因突变与生物性状的关系
①基因突变可能会影响生物性状
原因：基因突变→mRNA上密码子改变→编码的氨基酸可能改变→蛋白质的结构和功能改变→生物性状改变。
9.意义
基因突变是遗传物质在分子水平上的变化，是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源；虽然基因自发突变的频率很低，但当一个种群中存在大量的个体时，就可能产生各种各样的突变结果。各种各样的新基因是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原材料。
突变类型 影响范围 对肽链的影响 备注
替换 小 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合成终止
增添 大 插入位置前不影响，影响插入位置后的序列 ①增添或缺失的位置越靠前，对肽链的影响越大；②增添或缺失的碱基数是3的倍数，则仅影响个别氨基酸
缺失 大 缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列
二、细胞的癌变
模块知识清单
1.细胞癌变的原因
（1）外因：环境中的致癌因子是导致细胞发生癌变的外界因素。致癌因子包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。
①物理致癌因子：主要指辐射，如电离辐射、紫外线、X射线等。
②化学致癌因子：无机物如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等，有机物如黄曲霉素、亚硝胺、联苯胺等。
③病毒致癌因子：引起癌变的病毒，如Rous肉瘤病毒、肝炎病毒等。
（2）内因：原癌基因和抑癌基因发生突变。
①原癌基因和抑癌基因
a.原癌基因：主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
b.抑癌基因：主要是阻止细胞不正常的增殖。
c.抑癌基因和原癌基因本来就存在于人和动物细胞的染色体上，共同对细胞的生长和分化起着调节作用。
2.癌细胞的特征
“不死”：在适宜条件下无限增殖。
“变态”：形态结构发生改变（各种形态变为球形）
“扩散”：细胞表面的糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，易在体内扩散和转移。
三、基因重组
模块知识清单
1.概念：基因重组是指生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合，导致后代出现不同于亲本类型的现象或过程。
2.结果：产生新的基因型。
3.常见类型
类型 发生时间 原因 特点
非同源染色体上非等位基因间的重组 减数第一次分裂后期 同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间重组 ①只产生新的基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状（有新性状组合）；
②发生于真核生物有性生殖的核遗传中（DNA重组技术除外）；③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多
同源染色体上非等位基因的重组 减数第一次分裂四分体时期 同源染色体上非姐妹染色单体之间发生交叉互换，导致基因重组
人工重组类 外源DNA导入受体细胞 人为有目的进行的不同种生物间的基因组合
4.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。
四、染色体结构的变异
模块知识清单
1.概念：染色体结构变异指染色体发生断裂后，在断裂处发生了错误连接而导致染色体结构异常，引起排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，进而
导致生物性状的变异。
2.类型
类型 图像 联会异常 实例
缺失 人的5号染色体片段缺失导致猫叫综合征
重复 果蝇的棒状眼
倒位 人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产
易位 人类慢性粒细胞白血病
类型 图像 联会异常 实例
缺失 人的5号染色体片段缺失导致猫叫综合征
重复 果蝇的棒状眼
倒位 人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产
易位 人类慢性粒细胞白血病
五、染色体数目的变异
模块知识清单
1.类型
①细胞内的个别染色体增加或减少
每种生物的细胞中染色体数一般是恒定不变的，但是也偶有变化，当细胞中个别染色体增加或减少时，会造成变异，产生相应的症状。
实例：人类的21三体综合征。
②以染色体组的形式成倍地增加或减少
实例：三倍体无籽西瓜。
2.染色体组
①从本质上看，组成一个染色体组的所有染色体，互为非同源染色体，在一个染色体组中无同源染色体存在，无等位基因。
②从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同，可从各染色体的形态、大小来判断是否为一个染色体组。
③从功能上看，一个染色体组携带着一种生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息，不能重复，不能缺少。
④从物种类型上看，每种生物一个染色体组的染色体数目、大小、形态都是一定的，不同种生物染色体组的染色体数目、大小、形态都是不同的。
3.单倍体、二倍体、多倍体
单倍体 二倍体 多倍体
发育起点 配子 受精卵 受精卵
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、果实、种子较大③营养物质含量丰富
体细胞中染色体组数 ≥1 2 ≥3
形成过程
形成原因 自然成因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境剧变（如低温）
人工诱导 花药离体培养 秋水仙素处理单倍体幼苗 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
举例 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），八倍体小黑麦等
六、育种
模块知识清单
一、杂交育种
1.原理：基因重组。
2.过程
①培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交（♀×♂）→F1（即为所需品种）。
②培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交（♀×♂）→获得F1→F1自交→获得F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种
植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。
动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
二、诱变育种
1.原理：基因突变
2.过程
用物理因素（X射线、紫外线）或化学因素（亚硫酸、硫酸二乙酯）处理萌发的种子或幼苗。
3.优点
（1）可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
（2）大幅度地改良某些性状。
4.缺点：有利变异个体往往不多，需处理大量材料。
三、单倍体育种
1.原理：主要是染色体（数目）变异。
2.方法
3.优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合体。
4.缺点：技术复杂。
四、多倍体育种
1.方法：用秋水仙素或低温处理。
2.处理材料：萌发的种子或幼苗。
3.原理
4.实例：三倍体无子西瓜
①两次传粉
第一次传粉：杂交获得三倍体种子
第二次传粉：刺激子房发育成果实
②三倍体西瓜无子的原因
三倍体西瓜在减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
4.实例：三倍体无子西瓜
①两次传粉
第一次传粉：杂交获得三倍体种子
第二次传粉：刺激子房发育成果实
②三倍体西瓜无子的原因
三倍体西瓜在减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
四、育种方案的选择
1.育种目的
集优：杂交育种（无生殖隔离）和细胞工程或基因工程育种（有生殖隔离）
无中生有：诱变育种
各性状“加强”：多倍体育种
“外源基因表达”基因工程育种
2.育种要求
最“简捷”：杂交育种
最快获得纯合子：单倍体育种
最具预见性：基因工程育种
最能“无中生有”，但却“最盲目”：诱变育种。
1.下列关于基因重组的说法，不正确的是（ ）
A.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属于基因重组
B.减数分裂过程中，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组
C.减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D.一般情况下，水稻雄蕊内可发生基因重组，而根尖中则不能
答案：B
解析：A、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属于基因重组，A正确； B、减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组，B错误； C、减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组，C正确； D、基因重组发生在生殖器官中，而不能发生在其他器官中，因此一般情况下，水稻雄蕊内可发生基因重组，而根尖中则不能，D正确。故选：B。
重难考点通关
考点1 基因突变与基因重组
2.2-氨基嘌呤（2-AP）是一种常见的碱基类似物，一般情况下可与胸腺嘧啶配对，也可与胞嘧啶配对。将野生型大肠杆菌培养在含有2-AP的培养基中，得到了精氨酸合成缺陷型、链霉素抗性、乳糖不能利用等多种突变体。下列叙述正确的是（ ）
A.2-AP诱发大肠杆菌性状的改变属于表观遗传
B.突变体经2-AP处理后不能得到野生型大肠杆菌
C.2-AP可使DNA分子发生碱基对C—G与T—A之间的替换
D.培养基中多种突变体的出现体现了基因突变具有多方向性
答案：C
解析：2-AP诱发大肠杆菌使基因碱基序列发生改变，不属于表观遗传，A错误；2-AP既可使DNA分子发生碱基对由C—G到T-A的替换，也可使DNA分子发生碱基对由T—A到C—G的替换，因此大肠杆菌突变体经2-AP处理后，可能会得到野生型大肠杆菌，B错误，C正确；精氨酸合成缺陷型、链霉素抗性、乳糖不能利用等多种突变体的出现属于同一DNA分子不同部位发生的突变，体现了基因突变具有随机性，D错误。
重难考点通关
考点1 基因突变与基因重组
1.下图a-e分别表示细胞中发生的变异的模式图，下列相关叙述正确的是（ ）
A.图a所示的变异可以在克兰费尔特综合征(47，XXY)患者体内出现
B.图b和图d所示的变异没有增加或减少细胞中基因的种类
C.图c属于三体，该变异将导致染色体联会紊乱，从而不能形成可育配子
D.图中所有变异都是染色体畸变，可能引起生物性状的改变
答案：B
解析：d图属于染色体结构变异中的缺失，同源染色体上的另外一条染色体上基因仍然存在，故图b和图d没有增加或减少细胞中基因的种类，B正确。
重难考点通关
考点2 染色体变异的分析与判断
2.四倍体水稻是重要的粮食作物，下列有关水稻的说法，正确的是（ ）
A.四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体
B.二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状
C.单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体，是迅速获得纯合体的重要材料
D.三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小
答案：C
解析：所有配子不经过受精形成的新个体都是单倍体（无论含有几个染色体组），所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个染色体组，但仍是单倍体，A错误；二倍体水稻经过秋水仙素处理，染色体数目加倍，得到四倍体水稻，多倍体植株的特点是其种籽粒大，籽粒数目减少，但是发育周期延长，表现为晚熟、粒少等性状，B错误；单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体，通过秋水仙素处理，可以得到纯合体，是迅速获得纯合体的重要材料，C正确；三倍体水稻高度不育，不能形成正常配子，所以无法形成单倍体水稻，D错误。
重难考点通关
考点2 染色体变异的分析与判断
下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验，说法不正确的是（ ）
A.实验试剂及作用分别为：卡诺氏液→固定，改良的苯酚品红溶液→染色，质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精→解离
B.该实验临时装片制作的程序为：选材→固定→解离→漂洗→染色→制片
C.本实验中低温作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目的加倍
D.如果以洋葱幼苗为实验材料，该幼苗长成植物体之后所有细胞的染色体数目都实现了加倍
答案：D
解析：实验试剂及作用分别为：卡诺氏液一固定，改良苯酚品红染液→染色，质量分数为15%的盐酸→解离，A正确；该实验临时装片制作的程序为：选材→固定→解离→漂洗→染色→制片，B正确；原理是作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目的加倍，C正确；如果以洋葱幼苗为实验材料，细胞在低温下不会都发生变异，而且大多数细胞处于分裂间期，所以低温条件下只有部分细胞染色体数目发生变化或者没有细胞发生染色体数目变化，而不可能所有细胞染色体数目都加倍，D错误。
重难考点通关
考点3 低温诱导植物染色体数目的变化
如图将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作进一步处理。下列分析错误的是（ ）
A.图中涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异
B.若③的基因型是AABbdd，则⑨的基因型可能是ABd
C.图中使用秋水仙素的目的是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍
D.③至④的过程中，所产生的变异都有利于生产
答案：D
解析：由⑤得到⑥的育种是杂交育种，其原理是基因重组，A正确；图中秋水仙素的作用是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍，B正确；若③的基因型是AaBbdd，能产生4种配子，则⑨的基因型可能是aBd，也可能是ABd、Abd、abd，C正确；基因突变具有多害少利性，所以由③至④过程中产生的变异大多数不利于生产，D错误。
重难考点通关
考点4 育种方法的选择
重难提分技巧
一、基因突变、基因重组和染色体变异的比较
基因突变 基因重组（基因工程除外） 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 主要是有丝分裂间期和减数分裂前的间期 减数第一次分裂前期和后期 细胞分裂间期或分裂期
适用范围 生物种类 所有生物 自然状态下，真核生物 真核生物
生殖类型 无性生殖、有性生殖 有性生殖 无性生殖、有性生殖
产生结果 产生新的基因 产生訢基因型，没有产生新基因 没有产生新基因，基因数目或顺序发生变化
鉴定方法 光镜下均无法检出，可根据是否出现新性状或新性状组合确定 光镜下可检出
应用 诱变育种 杂交育种 单倍体、多倍体育种
联系 ①三者均属于可遣传变异，都为生物的进化提供了原材料；②基因突变可产生新的基因，是生物变异的根本来源；③基因突变是基因重组的基础：④基因重组是形成生物多样性的重要原因之一
1.辨析基因突变和染色体结构变异
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。
二看基因位置：若基因种类和基因数目未变，但染色体上的基因位置改变，应为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”。
2.辨析基因突变和基因重组
①根据细胞分裂方式判断
如果是有丝分裂中姐妹染色单体上的基因不同，则为基因突变的结果。
如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同，则可能发生了基因突变或交叉互换（基因重组）。
②根据变异前体细胞的基因型判断
如果亲代基因型为AA或aa，则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。
如果亲代基因型为Aa，则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变或交叉互换（基因重组）。
生物变异在生物界中普遍存在，若人的生殖细胞发生变异则可能导致后代患某些遗传病。下列相关叙述正确的是（ ）
A.DNA中发生三个以上碱基对的替换属于染色体变异
B.基因型为Aa的个体自交，由于基因重组导致后代出现性状分离
C.染色体某一片段位置颠倒，在光学显微镜下无法观察该变异
D.含有致病基因的个体可能不患遗传病，不含致病基因的个体可能患遗传病
答案：D
解析：DNA中碱基对替换的数量多少不能决定变异类型，如基因中发生多个碱基对的替换，只导致该基因发生突变，A错误；Aa个体自交后代出现性状分离是由于等位基因分离导致的，不属于基因重组，B错误：染色体片段颠倒，会导致染色体中的基因排列顺序发生改变，在同源染色体联会时会出现相应的变化，可在光镜下观察，C错误：含有致病基因的个体可能不患遗传病，如女性色盲携带者，不含致病基因的个体也可能患遗传病，如21三体综合征患者，D正确。
提升训练
1.染色体组数的判断
①根据染色体的形态判断：细胞内同一形态的染色体有几条就可以认为含有几个染色体组。
②根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，同一种基因（不分显隐性）出现几次，则细胞中就有几个染色体组。
④以生殖细胞中的染色体组数为标准，判断体细胞的染色体组数。体细胞的染色体组数＝生殖细胞的染色体组数×2。
2.几倍体的判别
判断生物体是几倍体的方法：应先看生物体的发育来源，再看细胞内的染色体组的数目。如果生物体是由受精卵或合子发育而成的，生物细胞内含有几个染色体组就叫几倍体。如果生物体由生殖细胞（卵细胞或花粉粒）直接发育而成，无论细胞内含有几个染色体组，都只能叫单倍体，因为多倍体的生殖细胞内含有不止一个染色体组。
重难提分技巧
二、染色体组、单倍体、多倍体的判断
1.下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，不正确的是（ ）
A.单倍体生物的体细胞中可能存在两个染色体组
B.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D.二倍体的单倍体用秋水仙素处理后，理论上得到的都是二倍体
答案：B
解析：由四倍体的配子发育成的单倍体中含有两个染色体组，A正确；21三体综合征患者的21号染色体为三条，其他同源染色体为两条，体细胞中没有三个染色体组，B错误；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中，可能出现基因突变，或减数分裂Ⅰ前期发生交叉互换，从而出现等位基因，C正确；二倍体的单倍体细胞中含有一个染色体组，用秋水仙素处理二倍体的单倍体，理论上得到的都为二倍体，D正确。
提升训练
1.下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，不正确的是（ ）
A.单倍体生物的体细胞中可能存在两个染色体组
B.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D.二倍体的单倍体用秋水仙素处理后，理论上得到的都是二倍体
答案：B
解析：由四倍体的配子发育成的单倍体中含有两个染色体组，A正确；21三体综合征患者的21号染色体为三条，其他同源染色体为两条，体细胞中没有三个染色体组，B错误；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中，可能出现基因突变，或减数分裂Ⅰ前期发生交叉互换，从而出现等位基因，C正确；二倍体的单倍体细胞中含有一个染色体组，用秋水仙素处理二倍体的单倍体，理论上得到的都为二倍体，D正确。
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2.如图是四种不同生物体细胞的染色体组成情况，有关叙述错误的是（ ）
A.图a含有4个染色体组，图b含有3个染色体组
B.由图b细胞组成的个体为三倍体
C.图c有2个染色体组，每个染色体组有3条染色体
D.由图d细胞组成的个体是由配子发育而来的
答案：B
解析：图a着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，形态、大小相同的染色体有4条，故含有4个染色体组，同理图b含有3个染色体组，A正确。图b中含有3个染色体组，若由受精卵发育而来，则是三倍体；若由配子直接发育而来，则是单倍体，B错误。图c有2个染色体组，每个染色体组内有3条非同源染色体，C正确。图d细胞只有1个染色体组，由图d细胞组成的个体是由配子发育而来的单倍体，D正确。
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1.（2023年海南卷）某作物的雄性育性与细胞质基因（P、H）和细胞核基因（D、d）相关。现有该作物的4个纯合品种：①（P）dd（雄性不育）、②（H）dd（雄性可育）、③（H）DD（雄性可育）、④（P）DD（雄性可育），科研人员利用上述品种进行杂交实验，成功获得生产上可利用的杂交种。下列有关叙述错误的是( )
A.①和②杂交，产生的后代雄性不育
B.②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变
C.①和③杂交获得生产上可利用的杂交种，其自交后代出现性状分离，故需年年制种
D.①和③杂交后代作父本，②和③杂交后代作母本，二者杂交后代雄性可育和不育的比例为3∶1
高考最新动向
答案：D
解析：A、①（P）dd（雄性不育）作为母本和②（H）dd（雄性可育）作为父本杂交，产生的后代的基因型均为（P）dd，产生的后代雄性不育，A正确； B、②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变，即表现为稳定遗传，B正确； C、①（P）dd（雄性不育）作为母本和③（H）DD（雄性可育）作为父本杂交，产生的后代的基因型为（P）Dd，为杂交种，自交后代会表现出性状分离，因而需要年年制种， C正确； D、①和③杂交后代的基因型为（P）Dd，②和③杂交后代的基因型为（H）Dd，若前者作父本，后者作母本，则二者杂交的后代为（H）_ _，均为雄性可育，不会出现雄性不育，D错误。
2.（2023年天津卷）癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低，原因不可能是( )
A.该酶基因突变 B.该酶基因启动子甲基化
C.该酶中一个氨基酸发生变化 D.该酶在翻译过程中肽链加工方式变化
高考最新动向
答案：B
解析：A、基因控制蛋白质的合成，基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、替换和缺失而引起基因碱基序列的改变。基因突变后可能导致蛋白质功能发生改变，进而导致酶活性降低，A正确；B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，转录出的mRNA可作为翻译的模板翻译出蛋白质。若该酶基因启动子甲基化，可能导致该基因的转录过程无法进行，不能合成酶，B错误；CD、蛋白质的结构决定其功能，蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式等有关。故若该酶中一个氨基酸发生变化（氨基酸种类变化）或该酶在翻译过程中肽链加工方式变化，都可能导致该酶的空间结构变化而导致功能改变，活性降低，CD正确。故选：B。
3.为精细定位水稻4号染色体上的抗虫基因，用纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代多次自交，得到一系列抗虫或易感水稻单株。对亲本及后代单株4号染色体上的多个不连续位点进行测序，部分结果按碱基位点顺序排列如下表。据表推测水稻同源染色体发生了随机互换，下列叙述正确的是( )
A.抗虫水稻1的位点2-3之间发生过交换 B.易感水稻1的位点2-3及5-6之间发生过交换
C.抗虫基因可能与位点3、4、5有关 D.抗虫基因位于位点2-6之间
高考最新动向
答案：CD
解析：A、纯合抗虫水稻亲本1～6位点都是A/A，抗虫水稻1的1、2位点为G/G，其余都是A/A，说明1-3或2-3之间发生过交换，A错误；B、易感水稻1的位点2-3与纯合易感水稻亲本相同都是G/G，没有发生交换，位点5-6与纯合易感水稻亲本不相同，说明之间发生过交换，B错误；C、由抗虫水稻1和易感水稻1的1～6位点测序结果可知，它们位点3-4不同（抗虫水稻1为A/A，易感水稻1为G/G），由于易感水稻1的位点5-6之间发生过交换变为A/A，故判断抗虫基因可能与位点3、4、5有关，C正确；D、由C选项结果推测，抗虫基因位于位点2-6之间，D正确。故选：CD。
…位点1…位点2…位点3…位点4…位点5…位点6…
测序结果 A/A A/A A/A A/A A/A A/A 纯合抗虫水稻亲本
G/G G/G G/G G/G G/G G/G 纯合易感水稻亲本
G/G G/G A/A A/A A/A A/A 抗虫水稻1
A/G A/G A/G A/G A/G G/G 抗虫水稻2
A/G G/G G/G G/G G/G A/A 易感水稻1
4.中外科学家经多年合作研究，发现circDNMT1（一种RNA分子）通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是( )
A.p53基因突变可能引起细胞癌变 B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖
C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢 D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究
高考最新动向
答案：C
解析：细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变，A正确；抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变，可能导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，进而引起细胞癌变，B正确；由题干信息可知，circDNMT1通过与抑癌基因p53表达的蛋白质结合诱发乳腺癌，推测circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖加快，C错误；通过编辑circDNMT1基因可抑制其表达，进而降低乳腺癌的发生概率，D正确。
单元知识网络
考点二
生物的进化
考情分析
考查内容
（1）本专题为高考的高频考点和重难点，主要集中在变异的类型及其在育种方面的应用等方面。
（2）变异类型的考查常以变异的实例为情境，通过案例分析理解基因突变、基因重组和染色体变异；育种知识的考查常与生产、生活实际联系起来。
（3）已出现的高考试题中集中考查现代生物进化理论的内容与基因频率的计算。
（4）现代生物进化理论内容的考查常以自然界存在的进化实例为情境，通过案例分析理解现代生物进化的内容，从而形成科学的进化与适应观。
题型难度
（1）题型上，变异与育种已出现的高考试题中单选题和非选择题都有出现，设题情境大都为生物的变异或育种实例。进化题已出现的高考试题中多为单项选择题，非选择题偶有出现。
（2）难度上，多为中档题或容易题，但基因频率的计算类试题较难。
备考策略
（1）从DNA结构入手理解基因突变的产生与特点；列表比较法理解基因突变与基因重组的来源与鉴别方法。
（2）从发生时间、产生机理、结果、细胞分裂，与进化关系等几个方面比较几种变异类型。
（3）从原理，过程、优点、缺点等几个方面比较几种育种方式。
（4）试题常常通过具体的生物进化实例，考查变异的类型与应用。
（5）解答此类试题需要考生认真分析题目所给的生物进化情境，理解生物多样性是适应性的表现，适应性是自然选择的结果。形成进化与适应观。
真题任务驱动
（2023年重庆卷）果蝇有翅（H）对无翅（h）为显性。在某实验室繁育的果蝇种群中，部分无翅果蝇胚胎被转入小鼠W基因后（不整合到基因组），会发育成有翅果蝇，随后被放回原种群。下列推测不合理的是（ ）
A.W基因在不同物种中功能可能不同
B.H、W基因序列可能具有高度相似性
C.种群中H、h基因频率可能保持相对恒定
D.转入W基因的果蝇可能决定该种群朝有翅方向进化
答案：D
解析：A、W基因来自于小鼠，转入无翅的果蝇胚胎后，果蝇发育为有翅，因此W基因在小鼠和果蝇中功能可能不同，A正确；B、H基因决定了果蝇有翅，而W基因转入无翅果蝇后，也发育为有翅，说明H、W基因序列可能具有高度相似性，B正确； C、在种群数量足够大，没有迁入迁出、突变等因素下，种群个体间随机交配，基因频率是相对稳定的，所以种群中H、h基因频率可能保持相对恒定C正确； D、决定进化方向的是自然选择，而不是基因，D错误。
一、生物有共同祖先的证据
模块知识清单
1.化石是研究生物进化的直接证据
（1）概念：化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
（2）作用：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。因此，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
（3）结论：化石证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的；揭示了生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
2.当今生物体上进化的印迹总结
概念 证据 结论
比较解剖学证据 比较不同生物的器官、系统的形态结构特点并与生物进化相联系的科学。比较解剖学为生物进化理论提供了更丰富的证据 人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼有相同的基本结构和相似的着生位置 说明具有结构相似性的生物是由共同的祖先进化而来的
胚胎学证据 在研究生物的进化时，通过比较不同动物类群胚胎发育的相同或相似之处，来推断不同动物类群之间的亲缘关系 人和鱼、龟、鸡之间在胚胎发育的初期都有鳃裂和尾；到了发育的晚期，除鱼之外，人和其他动物的裂都消失了，人的尾也消失了 胚胎发育过程的相似性说明人和其他脊椎动物之间存在着亲缘关系，它们都起源于一个共同的原始祖先；人和其他脊椎动物的共同原始祖先生活在水中
细胞和分子水平的证据 比较不同生物的细胞代谢和生物大分子组成，来判断当今生物的亲缘关系 都具有进行新陈代谢、生长和增殖的细胞。这些细胞具有共同的物质基础和结构基础。比较不同生物细胞色素c的差别，亲缘关系越近的生物差别越小，反之差别越大 当今生物有着共同的祖先。并且亲缘关系越近的生物的细胞代谢方式、形态结构越相似，细胞色素c的差别也越小
二、现代生物进化理论的由来
模块知识清单
1.拉马克的进化学说
（1）内容
①生物不是神造的，而是由更古老的生物进化来的。
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）意义
拉马克是历史上第一个提出比较完整的进化理论的学者。这一理论反对神创论和物种不变论，否定了生命世界中某种“神秘力量”的存在，使人们认识到物种是可变的，而且是由低等向高等不断进化的。这对于进化论的发展乃至整个生物科学的发展都起到了重要作用，奠定了生物进化理论的科学基础。
（3）局限性
①他所提出的用进废退和获得性遗传的观点，缺少科学证据的支持。
②他过于强调环境的变化直接导致物种的改变，实际上，环境的变化如果未引起遗传物质的改变，就不会使生物产生可遗传的变异。所以用进废退只会在个体生存过程中表现，但不能遗传。
2.达尔文的自然选择学说
（1）内容
①过度繁殖：选择的基本条件；
②生存斗争：生物进化的动力和选择的手段；
③遗传变异：生物进化的内在因素；
④适者生存：自然选择的结果。
（2）意义
①合理地解释了生物进化的原因－一生物进化是变异、自然选择和遗传三者综合作用的结果。
②揭示了生命现象统一性的原因——所有的生物都有共同的祖先。
③科学地解释了生物的多样性和适应性——长期自然选择的结果。
④这一理论给予神创论和物种不变论以致命的打击，为辩证唯物主义世界观提供了有力武器。使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。
（3）局限性
①对遗传和变异的本质、自然选择如何对遗传和变异起作用等不能作出科学的解释。达尔文接受了拉马克关于器官“用进废退”和“获得性遗传”的观点。
②过分强调过度繁殖所引起的生存斗争，不恰当地把过度繁殖所引起的生存斗争当作生物进化的主要动力。
③对生物进化的解释局限于个体水平。
④达尔文强调物种的形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。
3.自然选择学说与拉马克进化学说的比较
比较项目 自然选择学说 拉马克进化学说
区别 中心思想 过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存 生物各种适应性特征的形成（进化）都是由于用进废退和获得性遗传
本质区别 生物变异后，环境（自然）进行选择 环境变化导致生物变异（进化）
变异 变异是不定向的、本来就有的，环境和生物都不能决定生物变异的方向 变异是定向的，环境和动物的意愿可决定变异的方向
适应环境 有利变异→适者生存不利变异→不适者被淘汰 环境和动物的意愿决定的变异都适应环境
进化方向 自然选择决定 生物自身决定
联系 承认生物非神所造，而是由更古老的生物进化而来，即由简单→复杂、由低等→高等，且都是渐变的结果
三、现代生物进化理论的内容
模块知识清单
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）可遗传的变异来源与突变（基因突变、染色体变异）和基因重组。
（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
4.隔离导致物种的形成
（1）隔离分为地理隔离和生殖隔离，其实质为基因不能自由交流。
（2）物种形成的三个环节分别为：突变和基因重组、自然选择及隔离。其标志为出现生殖隔离。
5.地理隔离和生殖隔离的区别和联系
地理隔离 生殖隔离
定义 同一种生物由于地理上的障碍而被分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象 不同物种间一般不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育的后代
区别 同种生物的不同种群由于高山、河流和沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配，从而不能进行基因交流 不同种群间的个体不能自由交配或者交配后不能产生可育后代
特点 同种生物在地理隔离消失后，仍然可以进行基因交流 永久性不能进行基因交流
结果 只能形成新类型或亚种，不一定导致新物种的形成 产生新物种
举例 东北虎和华南虎 驴和马
意义 自然选择方向不同，从而促进不同种群遗传组成向不同方向发展。地理隔离在物种形成中起着性状分歧的作用，分歧的程度与隔离时间的长短有一定的相关性，一般情况下，它是生殖隔离必要的先决条件 是物种形成的关键，也是物种形成的最后阶段，是物种间真正的界限。生殖隔离是新物种形成的标志
联系 ①都能阻断不同种群间的基因交流②地理隔离积累到一定程度就会产生生殖隔离③物种形成过程中，地理隔离不一定出现，可不经地理隔离直接形成生殖隔离（如植物多倍体的产生），新物种的形成一定要形成生殖隔离
四、基因频率的计算
模块知识清单
1.定义法求基因频率
2.公式法求基因频率（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.利用遗传平衡定律计算
（1）适用条件：①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配并产生后代；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变。
（2）计算方法
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，则基因型AA的频率为p2， Aa的频率为2pq，aa的频率为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。
含义 变化后与进化的关系 范围
基因型频率 生物不一定进化 种群
基因频率 导致生物进化 种群
基因库 种群中的全部基因 可导致生物进化，它的变化是形成新物种的前提 种群
4.基因型频率、基因频率、基因库的比较
五、共同进化
模块知识清单
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，这就是协同进化。
2.类型
3.意义：通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统。
协同进化的类型 包含类型 举例
不同物种之间 互利共生 豆科植物与根瘤菌
捕食 猎豹和斑马
寄生 黏液病毒和兔子
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 地球最早是无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→出现好氧生物
六、生物多样性的形成
模块知识清单
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。
4.生物多样性三个层次的关系
七、生物进化理论在发展
模块知识清单
1.中性学说
（1）主要内容
①大量的基因突变是中性的，对生物个体的生存既无害也无利。
②决定生物进化方向的是中性变的逐渐积累，而不是自然选择。自然选择对这些基因突变不起作用，但这些基因突变经过长期积累，会导致种群间遗传物质出现较大的差别。
（2）现代达尔文主义和中性学说的比较
2.生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。
理论 现代达尔文主义 中性学说
突变的意义 微生物进化提供了原材料 突变大部分是中性的
进化的主导因素 自然选择决定进化的方向 中性突变的积累决定进化的方向
研究水平 个体、群体水平 分子水平
1.达尔文发现加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀，这些地雀的喙差别很大。DNA分析证实， 约一百万年前，这些地雀的共同祖先从南美大陆迁徙至此，形成了不同岛上的初始种群。根 据以上资料，下列相关叙述正确的是（ ）
A.达尔文的自然选择学说认为生物进化是生物个体表型的改变
B.地雀喙的形态与结构的改变标志着新物种的形成
C.由于拥有共同的祖先，故不同岛屿上不同地雀初始种群的基因频率相同
D.由于不同岛屿上食物种类不同，导致地雀喙的外形朝特定方向发生变异
答案：A
解析：达尔文的自然选择学说认为生物进化是生物个体表型的改变，现代进化理论认为，自然选择决定生物进化的方向，生物进化的实质是种群基因频率的改变，A正确；生殖隔离的产生是新物种形成的标志，B错误；不同岛屿上初始种群数量以及各种表现型的比例不同，不同岛屿上不同地雀初始种群的基因频率不一定相同，C错误；生物的变异是不定向、随机的，环境条件只是对生物的变异进行选择，D错误。
重难考点通关
考点1 自然选择学说、现代生物进化理论实例分析
2.种群通常以三种形式适应胁迫环境：迁移至适宜的生境，利用表型可塑性缓冲环境的负面影响以及适应新环境的基因频率增加。表型可塑性是指在遗传物质不发生改变的情况下，个体在不同的环境中产生不同的表型。通过基因频率的变化恢复种群增长，摆脱灭绝的命运，这一现象称为进化拯救。下列说法错误的是（ ）
A.地理障碍会限制活动范围小的生物迁移至适宜的生境
B.表型可塑性依赖于基因的选择性表达
C.细菌产生耐药性属于医学领域进化拯救的案例
D.种群迁移和表型可塑性都不会造成种群的进化
答案：D
解析：地理障碍会限制活动范围小的生物迁移至适宜的生境，阻碍其发生进化拯救的产生，A正确基因的选择性表达会导致不同蛋白质的产生，而蛋白质是生命活动的主要承担者，表型可塑性是指在遗传物质不发生改变的情况下，个体在不同的环境中产生不同的表型，该过程可能依赖于基因的选择性表达，B正确；由于在医学上抗生素等的使用，是细菌的耐药性个体被选择并加以保留，耐药性的基因频率增加，故细菌产生耐药性属于医学领域进化拯救的案例，C正确；种群迁移和表型可塑性都可通过基因频率的变化恢复种群增长，而生物进化的实质是种群基因频率的改变，故种群迁移和表型可塑性都会造成种群的进化，D错误。
重难考点通关
考点1 自然选择学说、现代生物进化理论实例分析
在科学分类中，大熊猫属于哺乳动物纲、食肉动物目。大熊猫的祖先是名副其实的肉食动物，经过进化，目前其99%的食物都来源于竹子。某大熊猫种群数量较大，雌雄数量相等，可自由交配，若该种群中B的基因频率为80%，b的基因频率为20%。下列叙述正确的是（ ）
A.由“以肉为食”进化为“以竹子为食”的实质是种群基因型频率的改变
B.若该对等位基因位于X染色体上，则b的基因频率在雌、雄群体中不同
C.若该对等位基因位于常染色体上，则显性个体中纯合子约占64%
D.若某个体在发育过程中B基因突变成B1基因，该基因不一定遗传给后代
答案：D
解析：生物进化的实质是种群基因频率的改变，A错误；若该对等位基因位于X染色体上，则b的基因频率在雌、雄群体中相同，均为20%，B错误；若该对等位基因位于常染色体上，则显性个体中出现纯合子概率约为64%÷(64%+32%)=2/3，C错误；若某大熊猫在个体发育过程中B基因突变成B1基因，该基因突变若发生在体细胞中则不遗传给后代，若发生在生殖细胞中则有可能遗传给后代，D正确。
重难考点通关
考点2 种群基因频率与基因型频率的计算
1.深海中生存着一种通体透明的超深渊狮子鱼，它与栖息于海岸岩礁的狮子鱼相比，色素、视觉相关基因大量丢失，与细胞膜稳定有关的基因也发生了变化，增强了该鱼的抗压能力。下列说法错误的是（ ）
A. 超深渊狮子鱼视觉退化的实质是种群基因频率发生了定向改变
B. 超深渊狮子鱼种群与栖息于海岸岩礁的狮子鱼种群的基因库不同
C. .超深渊狮子鱼个体间在争夺食物和栖息空间中相互选择，协同进化
D. 深海环境的定向选择提高了与超深渊狮子鱼细胞膜稳定有关基因的频率
答案：C
解析：超深渊狮子鱼视觉退化属于自然选择下的进化，而进化的实质是种群基因频率发生了定向改变，A正确；因自然选择，超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因发生了大量丢失，使得超深渊狮子鱼种群与温带靠海岸狮子鱼种群的基因库不同，两者可能存在生殖隔离，B正确；协同进化是指不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的现象，而超深渊狮子鱼是一个物种，C错误；与细胞膜稳定有关的基因增强了该鱼的抗压能力，使个体有更强的生存能力，在自然选择下该基因频率提高，即深海环境的定向选择提高了与超深渊狮子鱼细胞膜稳定有关基因的频率，D正确。
重难考点通关
考点3 共同进化与生物多样性的形成
2.下列关于生物进化和生物多样性的叙述，错误的是（ ）
A.物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
B.捕食者的存在客观上起到促进种群发展的作用
C.生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性
D.新物种的产生一定存在进化，但进化不一定意味着新物种的产生
答案：A
解析：由分析可知，物种之间的共同进化是通过物种之间以及生物与无机环境之间的生存斗争实现的，A错误；由于捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用，B正确；生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，C正确；生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，新物种的产生一定存在进化，但进化不一定意味着新物种的产生，D正确。
重难考点通关
考点3 共同进化与生物多样性的形成
1.对人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍、和蝙蝠的翼在结构上相似性的分析
（1）人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼，从外形来看，这些器官很不相同但是比较它们的内部结构却基本上一致，它们都是由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成的，排列的方式也基本一致。这些器官只是在进化过程中，由于它们所处环境的不同，逐渐出现了形态和功能上的不同。
（2）从这些器官结构上的相似性可以说明，这些生物都是由共同的原始祖先进化而来的。
2.比较人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性
人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性说明，高等脊椎动物是从古代的某些低等脊椎动物进化而来的。也就是说，脊椎动物和人都是由共同的古代原始祖先进化而来的，所以它们的胚胎在发育初期十分相似。古代脊椎动物共同的原始祖先生活在水中，所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中会出现鰓裂。人是从有尾的动物进化而来的，所以在胚胎发育的过程中会出现很明显的尾。
重难提分技巧
一、正确理解和运用生物具有共同祖先的相关证据
下列关于生物进化证据的说法中，错误的是（ ）
A.蝙蝠、鲸、猫等动物前肢的骨骼有着相同的特点，说明脊椎动物可能有着共同的祖先
B.蝙蝠、鲸、猫等动物前肢的骨骼有着相同的特点，这是胚胎学上证明生物进化的证据
C.所有脊椎动物都具有一个相似的早期胚胎发育阶段，说明脊椎动物可能有着共同的祖先
D.根据化石可以推测古代生物的形态、结构等特征，化石是研究进化的最直接证据
答案：B
解析：AB、蝙蝠、鲸、猫等动物前肢的骨骼有着相同的特点，为生物进化提供了比较解剖学证据，说明脊椎动物可能有着共同的祖先，A正确、B错误；C、胚胎学是研究动植物的胚胎形成和发育过程的科学，因此所有脊椎动物都具有一个相似的早期胚胎发育阶段，为生物进化提供了胚胎学证据，C正确；D、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，因此，化石为研究进化提供了最直接的证据，D正确。
提升训练
1.自然选择与现代生物进化理论的比较
2.物种的形成
（1）物种形成的标志：产生生殖隔离
（2）物种形成的三种典型模式
重难提分技巧
二、生物进化与物种的形成
达尔文自然选择学说 现代生物进化理论
不同点 a.进化局限于“个体”水平b.自然选择源于过度繁殖和生存斗争c.未就遗传变异的本质作出科学解释 a.进化的基本单位是“种群”b.生物进化的实质是种群基因频率的改变c.突变和基因重组为生物进化提供原材料d.隔离导致新物种的形成
相同点 a.变异是进化的原材料b.自然选择决定生物进化的方向c.解释生物的多样性和适应性
①渐变式：先长期地理隔离，最后产生生殖隔离。
②骤变式：主要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。
③人工创造新物种：通过植物体细胞杂交（如番茄一马铃薯）、多倍体远缘杂交（如甘蓝一萝卜）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式可以创造新物种。
3.物种形成和生物进化的区别和联系
物种形成 生物进化
标志 生殖隔离出现 基因频率改变
变化后与原生物的关系 属于不同物种 可能属于同一物种，也可能属于不同物种
印度洋中有多个丽鱼物种，这些丽鱼原本由同一种丽鱼进化而来。起初同一种丽鱼之间存在不同的颜色，同种颜色的雌雄丽鱼会优先相互选择作为交配对象，不同丽鱼族群的生态位存在一定的差异，最终进化成不同的物种。下列相关叙述错误的是（ ）
A.不同丽鱼族群的栖息场所和食物来源可能有差异
B.丽鱼种群的进化历程说明没有地理隔离也可以形成新物种
C.在丽鱼种群的进化过程中，种群的基因频率一定发生了改变
D.不同颜色丽鱼变异产生的根本原因是基因重组
答案：D
解析：不同丽鱼族群的生态位存在一定的差异、栖息场所和食物来源等都属于生态位的范畴，A正确；从题干信息可知，出现“同种颜色的雌雄丽鱼会优先相互选择作为交配对象”，最终出现生殖隔离，B正确；生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此在丽鱼种群的进化过程中，种群的基因频率一定发生了改变，C正确；生物变异的根本来源是基因突变，D错误。
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1.基因频率：是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比值。
（1）不同的基因在基因库中所占的比例可能不同，影响基因频率的因素有基因突变、自然选择等。
（2）种群基因频率的定向改变导致生物朝一定方向不断进化
2.基因型频率：是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比值
3.通过基因型频率计算基因频率
（1）在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。
（2）一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。
（3）已知基因型AA或a的频率，求A或a的频率经常用到开平方的方法。
重难提分技巧
三、考察基因频率和基因型频率的计算（以二倍体为例）
4.运用哈代一温伯格平衡定律，由基因频率计算基因型频率
（1）内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有对（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（显性纯合子）的基因型频率，2pq是Aa（杂合子）的基因型频率，q2是a（隐性纯合子）的基因型频率。
（2）适用条件：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着动态平衡的。这5个条件是种群大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发生；种群之间不存在个体的迁移或基因交流；没有自然选择。
5.X染色体上基因的频率计算
某远离陆地的大型海岛上，有一个非常大的种群，假设所有雌雄个体之间能自由交配，没有自然选择，也没有基因突变，该生物的体色由一对等位基因（A/a或XA/Xa）控制，不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段的情况，黑色对灰色为完全显性，若亲本中A基因或XA基因的频率为60%，下列说法不正确的是（ ）
A.若该对基因位于常染色体上，则F1雌雄个体中灰色个体的概率相等，均为16%
B.若该对基因位于常染色体上，则F1雌雄个体中纯合黑色个体的概率相等，均为36%
C.若该对基因位于X染色体上，则F1雄性个体中黑色的概率为60%
D.若该对基因位于X染色体上，则F1灰色个体中雌性多于雄性
答案：D
解析：若该对等位基因位于常染色体上，则灰色（aa）的基因型频率为（1-60%）×（1-60%）=16%，常染色体上基因控制的性状与性别无关，因此F1灰色个体中雌雄的概率相等，均为16%，A正确；根据A的基因频率为60%，a的基因频率为40%，可得AA的基因型频率为（60%）2=36%，即若该对基因位于常染色体上，则F1纯合黑色（AA）个体中雌雄的概率相等，均为36%，B正确；若该对基因位于X染色体上，则F1雄性个体中黑色（XAY）的概率为60%，C正确；若该对基因位于X染色体上，雌果蝇中灰色（XaXa）的基因型频率为16%，雄性中灰色（XaY）的基因型频率为40%，雌雄果蝇数量相等，因此XaXa、XaY的基因型频率分别为8%、20%，即F1灰色个体中雌性小于雄性，D错误。
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1.（2023年海南卷）某学者按选择结果将自然选择分为三种类型，即稳定选择、定向选择和分裂选择，如图。横坐标是按一定顺序排布的种群个体表型特征，纵坐标是表型频率，阴影区是环境压力作用的区域。下列有关叙述错误的是（ ）
A.三种类型的选择对种群基因频率变化的影响是随机的
B.稳定选择有利于表型频率高的个体
C.定向选择结果是使种群表型均值发生偏移
D.分裂选择对表型频率高的个体不利，使其表型频率降低
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答案：A
解析：A、三种类型的选择都是自然选择，自然选择对种群基因频率的影响是固定的，都使种群基因频率发生定向的改变，A错误； B、根据图示信息，稳定选择淘汰了表型频率低的个体，有利于表型频率高的个体，B正确；C、根据图示信息，定向选择是在一个方向上改变了种群某些表现性特征的频率曲线，使个体偏离平均值，C正确；D、分裂选择淘汰了表型频率高的个体，使其频率下降，D正确。
2.（2023年湖北卷）现有甲、乙两种牵牛花，花冠的颜色由基因A、a控制。含A基因的牵牛花开紫花，不含A基因的牵牛花开白花。甲开白花，释放的挥发物质多，主要靠蛾类传粉；乙开紫花，释放的挥发物质少，主要靠蜂类传粉。若将A基因转入甲，其花颜色由白变紫，其他性状不变，但对蛾类的吸引下降，对蜂类的吸引增强。根据上述材料，下列叙述正确的是（ ）
A.甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异，对维持两物种生殖隔离具有重要作用
B.在蛾类多而蜂类少的环境下，甲有选择优势，A基因突变加快
C.将A基因引入甲植物种群后，甲植物种群的基因库未发生改变
D.甲释放的挥发物是吸引蛾类传粉的决定性因素
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答案：A
解析：由题可知，甲、乙两种牵牛花传粉昆虫不同，不会使甲和乙之间相互传粉，对维持两物种生殖隔离具有重要作用，A正确；蛾类多蜂类少，有利于甲传粉，但是A基因突变频率不会加快，B错误；甲开白花，说明甲中不存在A基因，将A基因引入甲植物种群后，其基因库会发生改变，C错误；据题干信息分析，将A基因引入甲后，甲花色由白变紫，其他性状不变，但是对蛾类的吸引下降，推测吸引蛾类传粉的决定性因素不是甲释放的挥发物，可能是植物的花色，D错误。
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