专题八 生物的变异、育种和进化（解析版）
高考考纲对本专题内容的要求主要有：
1.基因重组及其意义。
2.基因突变的特征和原因。
3.转基因食品的安全性。
4..染色体结构变异和数目变异。
5.生物变异在育种上的应用。
6..现代生物进化理论的主要内容。
7.生物进化与生物多样性的形成。
列举常见的遗传育种技术，比较这些方法的基本原理，评价各种育种技术的优势和特点。生物进化理论的发展和其他科学理论的发展一样，不是简单的新理论对旧理论的否定和排斥，而是新理论对旧理论的修正、深入和扩展。
基因突变
1.概念：由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失、替换，从而引起的基因结构的改变。
实例：镰刀型细胞贫血症
直接原因：组成血红蛋白分子的一个________被替换。
根本原因：控制血红蛋白合成基因中一个________的改变。
时间：主要发生在________________ 或________________。
2.基因突变的原因、特点与意义
(1)诱发因素(连线)
(2)突变特点
①________：所有生物均可发生基因突变。
②________：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________：自然条件下，突变频率很低。
④________：一个基因可以向不同方向发生变异，从而产生一个以上的等位基因。
(4)突变的意义
①________产生的途径。
②生物变异的________。
③生物进化的________。
3.基因突变的机理
基因复制出错（发生碱基对的增添、缺失、替换） ________________ 遗传信息改变 产生等位基因 ________________________
4.基因突变的结果对生物的影响
（1）引起性状的改变
碱基对
影响范围
对氨基酸的影响
替换
小
________________
增添
大
只影响插入位置后的序列
缺失
大
只影响缺失位置后的序列
二.基因重组和基因工程
(1)概念：基因重组是指生物体在进行________的过程中，控制________的基因重新组合。
(2)类型、机制
类型
同源染色体上非等位基因的重组
非同源染色体上非等位基因的重组
人为导致基因重组
（DNA重组技术）
发生时间
减数第一次分裂________时期
减数第一次分裂后期
体外________与运载体重组并导入细胞内与受体细胞内基因重组
发生机制
同源染色体非姐妹染色单体之间________，导致染色单体上的基因重新组合
同源染色体分开，________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重组
目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中的基因重组
(3)结果：产生________________，导致________________出现。
(4)意义
①形成生物________________的重要原因之一。
②是________________的源泉。
2.基因工程及应用
(1)一般过程
(2)应用
①用于生产某些________________。
②按照人们的意愿________改造生物。
知识归纳 基因突变与基因重组的比较
项目
基因突变
基因重组
变异
本质
基因分子结构发生改变
原有基因的重新组合
发生
时间
通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期
适用
范围
所有生物(包括病毒)
进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物
结果
________________________
________________________
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
应用
________________
________________
联系
基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础
三、染色体变异
1.染色体结构的变异
(1)类型(连线)
(2)结果：使排列在染色体上的基因的________________发生改变，从而导致性状的变异。
(3)举例：猫叫综合征，是由人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。
2.染色体数目变异
(1)类型
1）细胞内________________的增加或减少，如人类的21三体综合征，是由于21号染色体有3条。
2）细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少，如单倍体、多倍体的形成等。
(2)染色体组
概念：细胞的一组非同源染色体，在形态功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。
①从染色体来源看，一个染色体组中________________。
②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体________________。
③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的________________，但不能重复。
(3)单倍体、二倍体和多倍体
项目
二倍体
多倍体
单倍体
染色体组
两个
三个或三个以上
一至多个
发育起点
受精卵
受精卵
配子
自然成因
正常有性生殖
减数分裂时同源染色体未分离形成的配子受精；染色体数目加倍
单性生殖（孤雌生殖或孤雄生殖）
实例
几乎全部动物、多数高等植物
香蕉、普通小麦、马铃薯
雄峰、花粉植物
植物特点
正常
果实、种子较大、生长发育迟缓、结实率低
植株弱小，高度不育
四、育种
1.单倍体育种
(1)原理：________________。
(2)方法
(3)优点：________________，所得个体均为________。
2.多倍体育种
(1)操作方法：用________________或低温处理萌发的种子或幼苗。
(2)原理
分裂的细胞________________________________________________
(3)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
第二次传粉：________________________
②三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________，不能产生正常配子。
3.杂交育种
(1)概念：讲两个或多个品种的________________通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。
(2)原理：________________
(3)过程：选择具有不同优良形状的亲本 杂交，获得F1 F1自交 获得F2
鉴别、选择需要的类型。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的________________集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
(5)应用：根据需要培育理想类型。
4.诱变育种
(1)概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。
(2)原理：________________
(3)过程
(3)优点
①可以提高________，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
②大幅度地________________。
(4)缺点：诱发产生的突变，有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
归纳总结 根据育种程序图识别育种名称和过程
(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法：A——杂交，D——自交，B——花药离体培养，C——秋水仙素处理，E——诱变处理，F——秋水仙素处理，G——转基因技术，H——脱分化，I——再分化，J——包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。
(2)根据以上分析可以判断：“亲本新品种”为杂交育种，“亲本新品种”为单倍体育种，“种子或幼苗新品种”为诱变育种，“种子或幼苗新品种”为多倍体育种，“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子―→新品种”为基因工程育种。
五、生物进化论
1.早期的生物进化理论
(1)拉马克的进化学说
①基本观点：物种是可变的，所有现存物种都是从其他物种演变而来的；生物本身存在由低________________连续发展的内在趋势；“________________”和“________________”是生物不断进化的原因。
②意义：为达尔文的进化学说的诞生奠定基础。
(2)达尔文的进化学说
a.过度繁殖：选择的基础。
b.________：生物进化的动力和选择手段。
c.遗传变异：生物进化的内因。
d.________：自然选择的结果。
②不足：对于遗传变异的本质，以及________________________等问题，不能做出科学的解释。
2.现代综合进化理论
(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________________。
②基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部________________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生物进化的实质是种群的________________发生变化。
________________是影响基因频率变化的主要原因之一。
(3)自然选择决定生物进化的方向。
变异不定向地不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累―→种群的基因频率发生________生物朝一定方向缓慢进化。
(4)隔离导致物种形成
a.隔离类型：________和________。
b.隔离实质：基因不能自由交流。
c.物种形成的三各基本环节：________________、________________。
d.新物种形成的标志：________________。
3.分子进化的中性学说
大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是___________的逐渐积累，而不是自然选择。
4.共同进化与生物多样性的形成
(1)共同进化
①概念：不同物种之间、________________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_____________和生物与无机环境之间的_______________。
(2)生物多样性的形成
①内容：________________、________________、________________。
②形成原因：生物的________________。
③研究生物进化历程的主要依据：________________。
基因突变和基因重组
1.基因突变不只是发生在间期：基因突变通常发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期，也能发生在其他各时期，只是突变率更低。
2.诱变因素不能决定基因突变的方向：诱变因素可提高基因突变的频率，但不会决定基因突变的方向，基因突变具有不定向性的特点。
3.基因突变时碱基对的改变可多可少：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，只要是基因分子结构内的变化，1个碱基对的改变叫基因突变，多个碱基对的改变也叫基因突变。
4.基因突变不会改变DNA上基因的数目和位置：基因突变发生在基因内部，只是产生了新的等位基因，并没有改变DNA上基因的数目和位置。
5.基因突变的利与害取决于环境或研究对象的不同，如小麦的高秆对小麦本身有利，但对增产不利。
6.如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。
7.如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则是基因突变或交叉互换的结果。
8.自然条件下，原核生物一般不能进行基因重组。但是特殊情况下可以，如肺炎双球菌的转化。
9.基因重组只产生新的性状组合，不产生新性状。
二、育种
1.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.单倍体不一定仅含1个染色体组：单倍体所含染色体组的个数不定，可能含1个、2个或多个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因。
3.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，而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就可育并能产生后代。
4.“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”，但它们均属于可遗传变异。
5.诱变育种与杂交育种相比，前者能产生新基因，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。
6.诱变育种尽管能提高突变率，但仍然是未突变个体远远多于突变个体，有害突变多于有利突变，只是与自然突变的低频性相比，有利突变个体数有所增加。
7.正确理解育种中“最简便”与“最快速”：“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。
8.正确理解“单倍体育种”与“花药离体培养”：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。
三、进化
1.突变≠基因突变。“突变”不是基因突变的简称，而是包括“基因突变”和“染色体变异”。
2.变异先于环境选择。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。
3.能产生后代≠同一物种。两个个体能够交配产生后代，但子代可能高度不育，例如马和驴虽然能够产生子代，但子代不育，因此马和驴是两个物种。
4.物种的形成不一定都需要经过地理隔离，如多倍体的产生。
5.生物进化不一定导致物种的形成。生物进化的实质是种群基因频率的改变，即生物进化不一定导致新物种的形成。但新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。
命题点一 透过图像考查基因突变的原理和特点
1.（2017年浙江高考）如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生了一种突变，导致1 169位的赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( )
A.①处插入碱基对G－C
B.②处碱基对A－T替换为G－C
C.③处缺失碱基对A－T
D.④处碱基对G－C替换为A－T
答案 B
解析 根据图中1 168位的甘氨酸的密码子GGG可知，WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核糖核苷酸链为模板转录形成mRNA，那么1 169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG，由此可推知，该基因发生的突变是②处碱基对A－T替换为G－C。
2.(经典易错题)如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是( )
A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C.图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的
D.上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体
答案 B
解析 等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制相对性状的基因，故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因，A项错误；由图可知，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果，B项正确；基因突变具有随机性和不定向性，C项错误；图示中的基因突变发生在体细胞中，不可能传给下一代个体，D项错误。
命题点二 分析单倍体育种与多倍体育种的应用
1（2018年湖南联考）.如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n＝58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是( )
A.③和⑥都可用秋水仙素处理来实现
B.若④是自交，则产生AAAA的概率为 1/16
C.AA植株和AAAA植株是不同的物种
D.若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87
答案 B
解析 ③和⑥都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍，A项正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，所以AAaa自交产生AAAA的概率＝1/6×1/6＝1/36，B项错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C项正确；该生物一个染色体组含有染色体58÷2＝29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体数为29×3＝87(条)，D项正确。
命题点三 通过实例分析生物进化原理
1.(2017·宜兴三模)中国已经成为遭受外来物种入侵危害最严重的国家之一，每年造成上千亿元的经济损失。豚草入侵我国后就迅速生长繁殖，若干年后与原产地豚草相比( )
A.原产地豚草的遗传变异决定了入侵豚草的进化方向
B.入侵豚草在进化过程中丧失了部分遗传多样性
C.入侵豚草与原产地豚草的基因库会产生明显差异
D.入侵豚草与原产地豚草已产生生殖隔离并形成新物种
答案 B
解析 原产地豚草的遗传变异只能产生进化的原材料，自然选择决定生物进化方向，A项错误；入侵豚草在进化过程中由于环境的选择作用而丧失了部分的遗传多样性，B项正确；根据题意可知，豚草入侵我国即迅速生长繁殖，说明我国环境比较适宜豚草生长，因此入侵豚草与原产地豚草的基因库差异不大，C项错误；入侵豚草与原产地豚草并没有产生生殖隔离，D项错误。
2.（2018年上海一模）普通草蛉和下通草蛉属于两种草蛉，在北美生活在同一地域。普通草蛉在春夏是浅绿色，秋天变成棕色，前半年生活在多草地区，秋天迁移到落叶树林中，在夏天和冬天繁殖。下通草蛉则全年都是深绿色，居住在常绿林中，在春天繁殖。下列分析合理的是( )
A.两种草蛉之间既有地理隔离又有生殖隔离
B.两种草蛉的体色形成与它们的栖息环境无关
C.两种草蛉在生态系统中所处的营养级别是不同的
D.两种草蛉的生殖隔离与栖息地偏好、繁殖时间的差异有关
答案 D
解析 两种草蛉生活在同一地域，它们之间不存在地理隔离，A项错误；两种草蛉的体色均为保护色，其形成与它们的栖息环境有关，B项错误；两种草蛉食性相同，在生态系统中所处的营养级别相同，C项错误；两种草蛉的繁殖季节不同，栖息地也不完全相同，故其生殖隔离与栖息地偏好、繁殖时间的差异有关，D项正确。
命题点四 深度分析生物进化与物种形成的原理
3.（2018年西安联考）如图表示某类植物的进化过程：物种A先是分化为A1、A2、A3，后又分别进化成为B、C、D三个物种。下列叙述正确的是( )
A.A1、A2、A3应当生活在相同的地理空间
B.B与C存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代
C.A2中一部分个体计入A3群体，两者间不能进行基因交流
D.A1、A2、A3的生存环境相似，则发生的基因突变也相似
答案 B
解析 A1、A2、A3是由同一物种A进化而来，但它们又分别进化为B、C、D三个物种，故它们应生活在不同的地理空间，A项错误；B与C存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代，只是后代不育，B项正确；A2中一部分个体计入A3群体，两者间能进行基因交流，C项错误；A1、A2、A3的生存环境相似，基因突变具有不定向性，故发生的基因突变不一定相似，D项错误。
4.(2017·宿迁质检)如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是( )
A.b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B.c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C.a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D.a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
答案 B
解析 图示是物种形成的常见模式，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离。a通过地理隔离形成两个种群a1和a2，又分别演化出b、c、d三个种群，b、d虽然有地理隔离，但是不一定形成了生殖隔离，故A项错误；由于d是由a1演变而来，c是由a2演变而来，c与d之间可能存在生殖隔离，故B项正确；即使a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但由于b和d两个种群之间有地理隔离，有可能形成了生殖隔离，故二者可能属于不同的物种，故C项错误；同理，即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d之间不存在生殖隔离，它们仍是同一物种，故D项错误。
1.(2016·江苏，22)为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA，由此发生的变化有(多选)( )
A.植酸酶氨基酸序列改变
B.植酸酶mRNA序列改变
C.编码植酸酶的DNA热稳定性降低
D.配对的反密码子为UCU
2.(2018·徐州模拟)一只突变型雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后，产生的F1中野生型与突变型之比为2∶1，且雌雄个体之比也为2∶1，这个结果从遗传学角度可作出合理解释的是( )
A.该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雌雄配子致死
B.该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死
C.该突变为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死
D.X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死
3.(2016·江苏，14)图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是( )
A.个体甲的变异对表现型无影响
B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C.个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1
D.个体乙染色体没有基因缺失，表现型无异常
4.(2018·江苏，7)下列关于染色体变异的叙述，正确的是( )
A.染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异
B.染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力
C.染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响
D.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
5.(2017·江阴模拟)某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲所示。减数分裂时异常染色体的联会如图乙所示，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是( )
A.图甲所示的变异属于基因重组
B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C.若不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种
D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
6．某海岛人群中约3 600人中有一个白化病患者，现有一个表现型正常，其双亲也正常，其弟是白化病并且为色盲患者的女性，与该岛一个无亲缘关系的正常男性婚配，他们所生男孩同时患两种病的概率为( )
A. B. C. D.
7.(2017·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( )
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
8.(2018·江苏，7)下列关于生物进化的叙述，错误的是( )
A.某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离
C.无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变
D.古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石
8.(2017·江苏，30)某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料，开展芹菜染色体核型分析实验。图1、图2 是从两种材料的30 个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题：
(1)将剪取的芹菜幼根置于2 mmol/ L 的8-羟基喹啉溶液中处理，以提高根尖细胞中有丝分裂的________期细胞的比例，便于染色体观察、计数。
(2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞，目的是________。再用低浓度的KCl处理一段时间，使细胞适度膨胀，便于细胞内的________更好地分散，但处理时间不能过长，以防细胞________。
(3)图1是________细胞的染色体，判断的主要依据是____________________。
(4)分析根尖细胞染色体核型时，需将图像中的______________进行人工配对；根据图1、图2 能确定该品种细胞中未发生的变异类型有________(填下列序号)。
①基因突变 ②单体 ③基因重组 ④三体
9.(2018·全国Ⅲ，32)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。请回答下列问题：
(1)基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者____。
(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以__________为单位的变异。
(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子____代中能观察到该显性突变的性状；最早在子____代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子____代中能分离得到显性突变纯合子；最早在子____代中能分离得到隐性突变纯合子。
10．(2014·盐城二模)西瓜消暑解渴，深受百姓喜爱，其中果皮深绿(G)对浅绿(g)为显性，大子(B)对小子(b)为显性，红瓤(R)对黄瓤(r)为显性，三对基因分别位于三对同源染色体上。已知西瓜的染色体数目2n＝22，请根据下面的几种育种方法流程图回答有关问题。
注：甲为深绿皮黄瓤小子，乙为浅绿皮红瓤大子，且甲、乙都能稳定遗传。
(1)通过①过程获得无子西瓜A时用到的试剂1是________。
(2)②过程常用的试剂2是____________；通过③过程得到无子西瓜B，从产生变异的来源来看，该过程属于____________。
(3)若甲、乙为亲本，通过杂交获得F1，F1相互受粉得到F2，该过程的育种方式为________，F2深绿皮小子中，能稳定遗传的概率是________。
(4)通过⑧过程获得的单倍体植株细胞中含________条染色体。
专题八 生物的变异、育种和进化（解析版）
高考考纲对本专题内容的要求主要有：
1.基因重组及其意义。
2.基因突变的特征和原因。
3.转基因食品的安全性。
4..染色体结构变异和数目变异。
5.生物变异在育种上的应用。
6..现代生物进化理论的主要内容。
7.生物进化与生物多样性的形成。
列举常见的遗传育种技术，比较这些方法的基本原理，评价各种育种技术的优势和特点。生物进化理论的发展和其他科学理论的发展一样，不是简单的新理论对旧理论的否定和排斥，而是新理论对旧理论的修正、深入和扩展。
基因突变
1.概念：由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失、替换，从而引起的基因结构的改变。
实例：镰刀型细胞贫血症
直接原因：组成血红蛋白分子的一个氨基酸被替换。
根本原因：控制血红蛋白合成基因中一个碱基对的改变。
时间：主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂的间期。
2.基因突变的原因、特点与意义
(1)诱发因素(连线)
(2)突变特点
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：自然条件下，突变频率很低。
④不定向性：一个基因可以向不同方向发生变异，从而产生一个以上的等位基因。
(4)突变的意义
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。
3.基因突变的机理
基因复制出错（发生碱基对的增添、缺失、替换） 基因结构改变 遗传信息改变 产生等位基因 （可能导致）蛋白质结构的改变
4.基因突变的结果对生物的影响
（1）引起性状的改变
碱基对
影响范围
对氨基酸的影响
替换
小
只改变1个氨基酸或者不改变
增添
大
只影响插入位置后的序列
缺失
大
只影响缺失位置后的序列
二.基因重组和基因工程
(1)概念：基因重组是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。
(2)类型、机制
类型
同源染色体上非等位基因的重组
非同源染色体上非等位基因的重组
人为导致基因重组
（DNA重组技术）
发生时间
减数第一次分裂四分体时期
减数第一次分裂后期
体外目的基因与运载体重组并导入细胞内与受体细胞内基因重组
发生机制
同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换，导致染色单体上的基因重新组合
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重组
目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中的基因重组
(3)结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。
(4)意义
①形成生物多样性的重要原因之一。
②是生物进化的源泉。
2.基因工程及应用
(1)一般过程
(2)应用
①用于生产某些特殊蛋白质。
②按照人们的意愿定向地改造生物。
知识归纳 基因突变与基因重组的比较
项目
基因突变
基因重组
变异
本质
基因分子结构发生改变
原有基因的重新组合
发生
时间
通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期
适用
范围
所有生物(包括病毒)
进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物
结果
产生新基因(等位基因)，控制新性状
产生新基因型，不产生新基因
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
应用
人工诱变育种
杂交育种、基因工程育种
联系
基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础
三、染色体变异
1.染色体结构的变异
(1)类型(连线)
(2)结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
(3)举例：猫叫综合征，是由人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。
2.染色体数目变异
(1)类型
1）细胞内个别染色体的增加或减少，如人类的21三体综合征，是由于21号染色体有3条。
2）细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少，如单倍体、多倍体的形成等。
(2)染色体组
概念：细胞的一组非同源染色体，在形态功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。
①从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。
②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。
③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。
(3)单倍体、二倍体和多倍体
项目
二倍体
多倍体
单倍体
染色体组
两个
三个或三个以上
一至多个
发育起点
受精卵
受精卵
配子
自然成因
正常有性生殖
减数分裂时同源染色体未分离形成的配子受精；染色体数目加倍
单性生殖（孤雌生殖或孤雄生殖）
实例
几乎全部动物、多数高等植物
香蕉、普通小麦、马铃薯
雄峰、花粉植物
植物特点
正常
果实、种子较大、生长发育迟缓、结实率低
植株弱小，高度不育
四、育种
1.单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)方法
(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。
2.多倍体育种
(1)操作方法：用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。
(2)原理
分裂的细胞抑制纺锤体的形成染色体不能移向细胞两级，引起染色体数目加倍
(3)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
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，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
3.杂交育种
(1)概念：讲两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。
(2)原理：基因重组
(3)过程：选择具有不同优良形状的亲本 杂交，获得F1 F1自交 获得F2
鉴别、选择需要的类型。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
(5)应用：根据需要培育理想类型。
4.诱变育种
(1)概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。
(2)原理：基因突变。
(3)过程
(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：诱发产生的突变，有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
归纳总结 根据育种程序图识别育种名称和过程
(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法：A——杂交，D——自交，B——花药离体培养，C——秋水仙素处理，E——诱变处理，F——秋水仙素处理，G——转基因技术，H——脱分化，I——再分化，J——包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。
(2)根据以上分析可以判断：“亲本新品种”为杂交育种，“亲本新品种”为单倍体育种，“种子或幼苗新品种”为诱变育种，“种子或幼苗新品种”为多倍体育种，“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子―→新品种”为基因工程育种。
五、生物进化论
1.早期的生物进化理论
(1)拉马克的进化学说
①基本观点：物种是可变的，所有现存物种都是从其他物种演变而来的；生物本身存在由低级向高级连续发展的内在趋势；“用进废退”和“获得性遗传”是生物不断进化的原因。
②意义：为达尔文的进化学说的诞生奠定基础。
(2)达尔文的进化学说
a.过度繁殖：选择的基础。
b.生存斗争：生物进化的动力和选择手段。
c.遗传变异：生物进化的内因。
d.适者生存：自然选择的结果。
②不足：对于遗传变异的本质，以及自然选择如何对可遗传变异起作用等问题，不能做出科学的解释。
2.现代综合进化理论
(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：在一个种群基因库中，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生物进化的实质是种群的基因频率发生变化。
自然选择是影响基因频率变化的主要原因之一。
(3)自然选择决定生物进化的方向。
变异不定向地不利变异被淘汰，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)隔离导致物种形成
a.隔离类型：地理隔离和生殖隔离。
b.隔离实质：基因不能自由交流。
c.物种形成的三各基本环节：突变和基因重组、自然选择及隔离。
d.新物种形成的标志：生殖隔离。
3.分子进化的中性学说
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。
4.共同进化与生物多样性的形成
(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。
(2)生物多样性的形成
①内容：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
②形成原因：生物的共同进化。
③研究生物进化历程的主要依据：化石。
基因突变和基因重组
1.基因突变不只是发生在间期：基因突变通常发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期，也能发生在其他各时期，只是突变率更低。
2.诱变因素不能决定基因突变的方向：诱变因素可提高基因突变的频率，但不会决定基因突变的方向，基因突变具有不定向性的特点。
3.基因突变时碱基对的改变可多可少：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，只要是基因分子结构内的变化，1个碱基对的改变叫基因突变，多个碱基对的改变也叫基因突变。
4.基因突变不会改变DNA上基因的数目和位置：基因突变发生在基因内部，只是产生了新的等位基因，并没有改变DNA上基因的数目和位置。
5.基因突变的利与害取决于环境或研究对象的不同，如小麦的高秆对小麦本身有利，但对增产不利。
6.如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。
7.如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则是基因突变或交叉互换的结果。
8.自然条件下，原核生物一般不能进行基因重组。但是特殊情况下可以，如肺炎双球菌的转化。
9.基因重组只产生新的性状组合，不产生新性状。
二、育种
1.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.单倍体不一定仅含1个染色体组：单倍体所含染色体组的个数不定，可能含1个、2个或多个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因。
3.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，而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就可育并能产生后代。
4.“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”，但它们均属于可遗传变异。
5.诱变育种与杂交育种相比，前者能产生新基因，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。
6.诱变育种尽管能提高突变率，但仍然是未突变个体远远多于突变个体，有害突变多于有利突变，只是与自然突变的低频性相比，有利突变个体数有所增加。
7.正确理解育种中“最简便”与“最快速”：“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。
8.正确理解“单倍体育种”与“花药离体培养”：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。
三、进化
1.突变≠基因突变。“突变”不是基因突变的简称，而是包括“基因突变”和“染色体变异”。
2.变异先于环境选择。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。
3.能产生后代≠同一物种。两个个体能够交配产生后代，但子代可能高度不育，例如马和驴虽然能够产生子代，但子代不育，因此马和驴是两个物种。
4.物种的形成不一定都需要经过地理隔离，如多倍体的产生。
5.生物进化不一定导致物种的形成。生物进化的实质是种群基因频率的改变，即生物进化不一定导致新物种的形成。但新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。
命题点一 透过图像考查基因突变的原理和特点
1.（2017年浙江高考）如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生了一种突变，导致1 169位的赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( )
A.①处插入碱基对G－C
B.②处碱基对A－T替换为G－C
C.③处缺失碱基对A－T
D.④处碱基对G－C替换为A－T
答案 B
解析 根据图中1 168位的甘氨酸的密码子GGG可知，WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核糖核苷酸链为模板转录形成mRNA，那么1 169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG，由此可推知，该基因发生的突变是②处碱基对A－T替换为G－C。
2.(经典易错题)如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是( )
A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C.图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的
D.上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体
答案 B
解析 等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制相对性状的基因，故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因，A项错误；由图可知，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果，B项正确；基因突变具有随机性和不定向性，C项错误；图示中的基因突变发生在体细胞中，不可能传给下一代个体，D项错误。
命题点二 分析单倍体育种与多倍体育种的应用
1（2018年湖南联考）.如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n＝58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是( )
A.③和⑥都可用秋水仙素处理来实现
B.若④是自交，则产生AAAA的概率为 1/16
C.AA植株和AAAA植株是不同的物种
D.若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87
答案 B
解析 ③和⑥都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍，A项正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，所以AAaa自交产生AAAA的概率＝1/6×1/6＝1/36，B项错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C项正确；该生物一个染色体组含有染色体58÷2＝29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体数为29×3＝87(条)，D项正确。
命题点三 通过实例分析生物进化原理
1.(2017·宜兴三模)中国已经成为遭受外来物种入侵危害最严重的国家之一，每年造成上千亿元的经济损失。豚草入侵我国后就迅速生长繁殖，若干年后与原产地豚草相比( )
A.原产地豚草的遗传变异决定了入侵豚草的进化方向
B.入侵豚草在进化过程中丧失了部分遗传多样性
C.入侵豚草与原产地豚草的基因库会产生明显差异
D.入侵豚草与原产地豚草已产生生殖隔离并形成新物种
答案 B
解析 原产地豚草的遗传变异只能产生进化的原材料，自然选择决定生物进化方向，A项错误；入侵豚草在进化过程中由于环境的选择作用而丧失了部分的遗传多样性，B项正确；根据题意可知，豚草入侵我国即迅速生长繁殖，说明我国环境比较适宜豚草生长，因此入侵豚草与原产地豚草的基因库差异不大，C项错误；入侵豚草与原产地豚草并没有产生生殖隔离，D项错误。
2.（2018年上海一模）普通草蛉和下通草蛉属于两种草蛉，在北美生活在同一地域。普通草蛉在春夏是浅绿色，秋天变成棕色，前半年生活在多草地区，秋天迁移到落叶树林中，在夏天和冬天繁殖。下通草蛉则全年都是深绿色，居住在常绿林中，在春天繁殖。下列分析合理的是( )
A.两种草蛉之间既有地理隔离又有生殖隔离
B.两种草蛉的体色形成与它们的栖息环境无关
C.两种草蛉在生态系统中所处的营养级别是不同的
D.两种草蛉的生殖隔离与栖息地偏好、繁殖时间的差异有关
答案 D
解析 两种草蛉生活在同一地域，它们之间不存在地理隔离，A项错误；两种草蛉的体色均为保护色，其形成与它们的栖息环境有关，B项错误；两种草蛉食性相同，在生态系统中所处的营养级别相同，C项错误；两种草蛉的繁殖季节不同，栖息地也不完全相同，故其生殖隔离与栖息地偏好、繁殖时间的差异有关，D项正确。
命题点四 深度分析生物进化与物种形成的原理
3.（2018年西安联考）如图表示某类植物的进化过程：物种A先是分化为A1、A2、A3，后又分别进化成为B、C、D三个物种。下列叙述正确的是( )
A.A1、A2、A3应当生活在相同的地理空间
B.B与C存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代
C.A2中一部分个体计入A3群体，两者间不能进行基因交流
D.A1、A2、A3的生存环境相似，则发生的基因突变也相似
答案 B
解析 A1、A2、A3是由同一物种A进化而来，但它们又分别进化为B、C、D三个物种，故它们应生活在不同的地理空间，A项错误；B与C存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代，只是后代不育，B项正确；A2中一部分个体计入A3群体，两者间能进行基因交流，C项错误；A1、A2、A3的生存环境相似，基因突变具有不定向性，故发生的基因突变不一定相似，D项错误。
4.(2017·宿迁质检)如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是( )
A.b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B.c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C.a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D.a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
答案 B
解析 图示是物种形成的常见模式，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离。a通过地理隔离形成两个种群a1和a2，又分别演化出b、c、d三个种群，b、d虽然有地理隔离，但是不一定形成了生殖隔离，故A项错误；由于d是由a1演变而来，c是由a2演变而来，c与d之间可能存在生殖隔离，故B项正确；即使a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但由于b和d两个种群之间有地理隔离，有可能形成了生殖隔离，故二者可能属于不同的物种，故C项错误；同理，即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d之间不存在生殖隔离，它们仍是同一物种，故D项错误。
1.(2016·江苏，22)为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA，由此发生的变化有(多选)( )
A.植酸酶氨基酸序列改变
B.植酸酶mRNA序列改变
C.编码植酸酶的DNA热稳定性降低
D.配对的反密码子为UCU
答案 BCD
解析 改变后的密码子仍然对应精氨酸，氨基酸的种类和序列没有改变，A错误；由于密码子改变，植酸酶mRNA序列改变，B正确；由于密码子改变后C(G)比例下降，DNA热稳定性降低，C正确；反密码子与密码子互补配对，为UCU，D正确。
2.(2018·徐州模拟)一只突变型雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后，产生的F1中野生型与突变型之比为2∶1，且雌雄个体之比也为2∶1，这个结果从遗传学角度可作出合理解释的是( )
A.该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雌雄配子致死
B.该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死
C.该突变为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死
D.X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死
答案 B
解析 突变型雌果蝇的后代中雄性有1/2死亡，说明该雌性果蝇为杂合子，该突变可能为X染色体显性突变，若含突变基因的雌配子致死，则子代中会出现一种表现型，且不会引起雌雄个体数量的差异；如果该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死，相关基因用D、d表示，则子代为1XDXd(突变型♀)、1XdXd(野生型♀)、1XDY(死亡)、1XdY(野生型♂)，B项符合题意。若X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死，则子代中会出现一种表现型，且不会引起雌雄个体数量的差异。
3.(2016·江苏，14)图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是( )
A.个体甲的变异对表现型无影响
B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C.个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1
D.个体乙染色体没有基因缺失，表现型无异常
答案 B
解析 个体甲的变异属于缺失基因“e”所在片段，影响表现型，A项错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，B项正确；含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不发生性状分离，C项错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表现型发生异常，D项错误。
4.(2018·江苏，7)下列关于染色体变异的叙述，正确的是( )
A.染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异
B.染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力
C.染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响
D.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
答案 D
解析 A项，染色体增加某一片段不一定会提高基因的表达水平，且该基因的大量表达对生物体也不一定是有利的。B项，若显性基因随染色体的缺失而丢失，可有利于隐性基因表达，但隐性基因的表达不一定能提高个体的生存能力。C项，染色体易位不改变细胞内基因的数量，可能对当代生物体不产生影响，也可能产生影响，并且染色体变异大多对生物体是不利的。D项，不同物种作物可以通过杂交获得不育的子一代，然后经秋水仙素诱导可得到可育的多倍体，从而培育出作物新类型。
5.(2017·江阴模拟)某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲所示。减数分裂时异常染色体的联会如图乙所示，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是( )
A.图甲所示的变异属于基因重组
B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C.若不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种
D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
答案 D
解析 图甲所示的两条染色体的变化实质是一条染色体的部分片段移接到另一条非同源染色体上，实质是染色体结构变异中的易位，A项错误；分裂间期的细胞，染色体正处于染色质状态，不便于观察，应在分裂中期染色体的形态较稳定、数目较清晰时进行观察，B项错误；根据题意，任意两条染色体进行配对，其他一条随机分配，会出现3种分离方式，每种又会产生2种配子，因此理论上该男子产生的精子类型有6种，C项错误；该男子的异常染色体和两条正常染色体进行联会，减数第一次分裂后期同源染色体分离之后，根据题意可得到一个染色体组成正常(含有一条14号染色体和一条21号染色体)的细胞和一个染色体组成异常的细胞，从而得到正常的精细胞，则与正常女子婚配可生育出正常的后代，D项正确。
6．某海岛人群中约3 600人中有一个白化病患者，现有一个表现型正常，其双亲也正常，其弟是白化病并且为色盲患者的女性，与该岛一个无亲缘关系的正常男性婚配，他们所生男孩同时患两种病的概率为( )
A. B. C. D.
答案 D
解析 由该女性“表现型正常，其双亲也正常，其弟是白化病并且为色盲患者”可推知该女性基因型就白化病而言为AA、Aa，就色盲病而言，为XBXB、XBXb；该岛无亲缘关系的正常男性，其色觉基因型为XBY，白化病相关基因型中，Aa概率为×100%，由该海岛人群中约3 600人中有一个白化病患者可求得a＝，则A＝，Aa＝＝，则该女子与该正常男子结婚后所生男孩中aa概率为××，所生男孩中色盲概率为×，综合分析两病兼患概率为。
7.(2017·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( )
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
答案 C
解析 基因突变为生物进化提供了丰富的原材料，C项正确；基因突变是不定向的，突变的结果是产生新基因，但突变生物与原生物并没有形成生殖隔离，B、D项错误；据图中信息可知，野生型昆虫细胞的靶位点与杀虫剂结合后，杀虫剂进入细胞内，说明杀虫剂与靶位点结合并不会形成抗药靶位点，pen基因突变型昆虫细胞的抗药靶位点不能与杀虫剂结合，说明抗药靶位点的形成可能与靶位点结构发生变化有关，A项错误。
8.(2018·江苏，7)下列关于生物进化的叙述，错误的是( )
A.某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离
C.无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变
D.古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石
答案 A
解析 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部分基因，A项错误；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，仍属于同一个物种，B项正确；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，从而决定生物进化的方向，C项正确；因为生物进化的历程是由简单到复杂，所以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，D项正确。
8.(2017·江苏，30)某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料，开展芹菜染色体核型分析实验。图1、图2 是从两种材料的30 个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题：
(1)将剪取的芹菜幼根置于2 mmol/ L 的8-羟基喹啉溶液中处理，以提高根尖细胞中有丝分裂的________期细胞的比例，便于染色体观察、计数。
(2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞，目的是________。再用低浓度的KCl处理一段时间，使细胞适度膨胀，便于细胞内的________更好地分散，但处理时间不能过长，以防细胞________。
(3)图1是________细胞的染色体，判断的主要依据是____________________。
(4)分析根尖细胞染色体核型时，需将图像中的______________进行人工配对；根据图1、图2 能确定该品种细胞中未发生的变异类型有________(填下列序号)。
①基因突变 ②单体 ③基因重组 ④三体
答案
(1)中 (2)去除细胞壁(使细胞分离) 染色体 吸水涨破 (3)花粉母 同源染色体联会 (4)同源染色体 ②④
解析
(1)观察计数染色体的最佳时期为有丝分裂中期，故应设法提高此期细胞的比例。(2)加入纤维素酶、果胶酶可去除植物细胞细胞壁；用低浓度KCl处理，使细胞吸水膨胀可拓展空间，有利于细胞内染色体分散，但处理时间不宜过长，否则原生质体将会吸水过多而涨破。(3)图1显示细胞内同源染色体“联会形成四分体”，故应为花粉母细胞减数分裂图像。(4)分析细胞的染色体核型时，应将图像中的形态大小相同的染色体即同源染色体进行人工配对，依据图1、图2信息，可确认该品种细胞并未发生染色体变异(无单体、无三体)，但不能确认是否发生基因突变、基因重组这些分子水平的变异。
9.(2018·全国Ⅲ，32)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。请回答下列问题：
(1)基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者____。
(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以__________为单位的变异。
(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子____代中能观察到该显性突变的性状；最早在子____代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子____代中能分离得到显性突变纯合子；最早在子____代中能分离得到隐性突变纯合子。
答案
(1)少 (2)个别染色体 (3)一 二 三 二
解析
(1)基因突变是基因中个别碱基对的变化不会引起基因数目和排列顺序的变化，染色体变异涉及的碱基对数目变化多，会引起基因数目和排列顺序的变化。
(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以个别染色体为单位的变异。
(3)若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，在子一代中都出现Aa，最早在子一代中能观察到显性突变，最早在子二代中能观察到隐性突变；最早在子二代能分离得到隐性突变的纯合子，最早在子三代能分离得到显性突变的纯合子。
10．(2014·盐城二模)西瓜消暑解渴，深受百姓喜爱，其中果皮深绿(G)对浅绿(g)为显性，大子(B)对小子(b)为显性，红瓤(R)对黄瓤(r)为显性，三对基因分别位于三对同源染色体上。已知西瓜的染色体数目2n＝22，请根据下面的几种育种方法流程图回答有关问题。
注：甲为深绿皮黄瓤小子，乙为浅绿皮红瓤大子，且甲、乙都能稳定遗传。
(1)通过①过程获得无子西瓜A时用到的试剂1是________。
(2)②过程常用的试剂2是____________；通过③过程得到无子西瓜B，从产生变异的来源来看，该过程属于____________。
(3)若甲、乙为亲本，通过杂交获得F1，F1相互受粉得到F2，该过程的育种方式为________，F2深绿皮小子中，能稳定遗传的概率是________。
(4)通过⑧过程获得的单倍体植株细胞中含________条染色体。
答案
(1)(适宜浓度的)生长素(类似物) (2)(适宜浓度的)秋水仙素 染色体变异 (3)杂交育种 (4)33
解析 (1)品种乙的染色体数目2n＝22，经过过程①得到的无子西瓜染色体数目未变，说明此过程是利用(适宜浓度的)生长素(类似物)处理让西瓜的子房壁经有丝分裂膨大形成的。
品种甲(二倍体)经秋水仙素染色体数目加倍变为四倍体，然后四倍体(♀)×二倍体()→三倍体。因三倍体减数分裂联会紊乱，无配子产生，故用品种乙的花粉刺激可产生无子西瓜B，其变异来源是染色体变异。
