高考生物二轮复习 专题4 遗传、变异与进化3 生物的变异与进化

高考生物二轮复习专题4 遗传、变异与进化3 生物的变异与进化核心考点整合考点整合一：生物变异的类型、特点及判断1．生物变异的类型2．三种可遗传变异的比较项目基因突变基因重组染色体变异适用范围生物种类所有生物自然状态下能进行有性生殖的生物真核生物生殖方式无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖类型自然突变、诱发突变交叉互换、自由组合染色体结构变异、染色体数目变异原因DNA复制（有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期）过程出现差错减数分裂时非同源染色体上的非等位基因自由组合或同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换内外因素影响使染色体结构出现异常，或细胞分裂过程中，染色体的分开出现异常实质产生新的基因（改变基因的质，不改变基因的量）产生新的基因型（不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量）基因数目或基因排列顺序发生改变（不改变基因的质）关系基因突变是生物变异的根本来源，为基因重组提供原始材料。

三种可遗传变异都为生物进化提供了原材料3.染色体组和基因组染色体组：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。

其特点：（1）一个染色体组中所含的染色体大小、形态和功能各不相同。

（2）一个染色体组中不含有同源染色体，当然也就不含有等位基因。

（3）一个染色体组中含有控制该物种生物性状的一整套基因。

（4）二倍体生物的生殖细胞中所含有的一组染色体可看成一个染色体组。

（5）不同种的生物，每个染色体组所包括的染色体数目、形态和大小是不同的。

基因组：一般的定义是二倍体生物的单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是二倍体生物的单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。

对二倍体生物而言，基因组计划则为测定单倍体细胞中全部DNA分子的脱氧核苷酸序列，有性染色体的生物其基因组包括一个染色体组的常染色体加上两条性染色体。

没有性染色体的生物其基因组与染色体组相同。

4．单倍体和多倍体的比较单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。

多倍体由合子发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组。

对于体细胞中含有三个染色体组的个体，是属于单倍体还是三倍体，要依据其来源进行判断：若直接来自配子，就为单倍体；若来自受精卵，则为三倍体。

【例1】（2010·北京西城）如图示意某生物细胞减数分裂时，两对联会的染色体之间出现异常的“十字型”结构现象，图中字母表示染色体上的基因。

据此所作推断中，错误的是A．此种异常源于染色体的结构变异B．该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型C．该生物基因型为HhAaBb，一定属于二倍体生物D．此种异常可能会导致生物体的育性下降[解析] 由图示可知，图中两对同源染色体间发生了染色体结构变异，A与b或a与B发生互换，由此可能产生HAa或hBb型的异常配子，据图可知，此细胞的基因型为HhAaBb，如果该生物体由受精卵发育而成，一定属于二倍体生物，如果由配子发育而成则只能属于单倍体生物；染色体结构变异，对生物体多数都是有害的，有可能引起生物体的育性下降。

[答案] C[知识总结] 基因突变、基因重组和染色体变异的相关问题（1）关于“互换”问题。

同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组；非同染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。

（2）关于“缺失”问题。

DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。

（3）关于变异的水平问题。

基因突变、基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于亚细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到。

（4）关于不同生物可遗传变异的类型问题。

病毒的可遗传变异惟一来源是基因突变；细菌等原核生物不含染色体，所以不存在染色体变异。

在真核生物中，上述三种类型都存在。

【互动探究1】（2010·江浦中学测试）下列有关变异的说法正确的是A．染色体中DNA的一个碱基缺失属于染色体结构变异B．染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察C．同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组D．秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体增倍[解析] 染色体变异是引起基因数目或排列顺序的改变，而碱基对的变化为基因突变，是分子水平上的变异，用光学显微镜观察不到。

秋水仙素诱导多倍体是抑制了纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍。

[答案] C考点整合二：生物变异在育种中的应用常见的几种育种方法的比较特别提示：1.广义的基因重组还有分子水平的基因重组，如通过对DNA分子进行剪切、拼接而实施的基因工程。

2．肺炎双球菌R型菌转化为S型菌也是发生了基因重组。

【例2】（2009·广东卷）为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。

请回答问题。

（1）从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成________幼苗。

（2）用γ射线照射上述幼苗，目的是___________________；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有___________________。

单倍体诱发基因突变抗该除草剂的能力（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体________，获得纯合________，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。

（4）对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与__________________杂交，如果________，表明抗性是隐性性状。

F1自交，若F2的性状分离比为15（敏感）：1（抗性），初步推测_________________________________。

数目加倍二倍体（纯合）敏感型植株F1都是敏感型该抗性植株中有两个基因发生了突变[解析] 本题考查了单倍体育种、诱变育种等知识，同时考查了多倍体育种的方法和遗传规律的应用。

花药离体培养是单倍体育种的基本手段，γ射线具有诱发基因突变的能力，体细胞突变一般经过无性繁殖才能保留该突变性状，所以需要运用组织培养技术。

为了获得可育的植株，需用秋水仙素对单倍体幼苗进行处理，使染色体数目加倍，加倍后获得的是纯合子。

通过纯合子与敏感型植株杂交获得F1，则F1表现出来的性状是显性性状，F2出现性状分离，分离比是15：1，可以用自由组合定律来解释，由于只有两对基因都隐性时才表现为抗性，所以初步推测该抗性植株中有两个基因发生了突变。

[知识总结] 关于育种方案的“选取”（1）单一性状类型：生物的优良性状是由某对基因控制的单一性状，其呈现方式、育种方式、原理及举例列表如下：项目方式育种方法原理举例单一性状无→有基因工程基因重组能产生人胰岛素的大肠杆菌加热杀死的S型肺炎双球菌对R型的转化有→无诱变育种基因突变太空椒等太空植物高产青霉素菌株少→多多倍体育种染色体变异三倍体无子西瓜（2）两个或多个性状类型：两个或多个性状分散在不同的品种中，首先要实现控制不同性状基因的重组，再选育出人们所需要的品种，这可以从不同的水平上加以分析：①个体水平上：运用杂交育种方法实现控制不同优良性状基因的重组。

为了缩短育种年限，可采用单倍体育种的方法。

②细胞水平上：利用植物体细胞杂交，从而实现遗传物质的重组。

③分子水平上：应用转基因技术将控制优良性状的基因导入另一生物体内，从而实现基因重组。

【互动探究2】（2010·皖南八校联考）在某作物育种时，将①、②两个植株杂交，得到③，将③再作如图所示处理。

下列分析错误的是A．由③到④过程一定发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合B．由⑤×⑥的育种过程中，依据的主要原理是染色体变异C．若③的基因型为AaBbdd，⑩则植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4D．由③到⑦过程可能发生突变和基因重组[解析] 由③到④过程的原理是基因突变，不存在等位基因分离、非同源染色体上非等位基因自由组合。

[答案] A考点整合三：基因频率及基因型频率的计算1．基因频率的计算方法（1）定义法：根据定义“基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例”，基因频率＝×100%。

（2）基因位置法：若某基因在常染色体上，则基因频率＝×100%，若某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝×100%。

（3）借助基因型频率：若基因在常染色体上，则该对等位基因中，显（或隐）性基因的频率＝显（或隐）性纯合体基因型频率＋1/2杂合体基因型频率。

2．由基因频率求基因型频率的方法哈迪—温伯格公式法：在一个有性生殖的自然种群中，当种群较大，种群内个体间的交配是随机的，没有突变发生、新基因加入和自然选择时，存在以下公式（p＋q）2＝p2＋2pq＋q2＝1，其中p代表一个等位基因的频率，q代表另一个等位基因的频率，p2代表一个等位基因纯合体（如AA）的频率，2pq代表杂合体的频率，q2代表另一个纯合体（aa）的频率。

【例3】（2010·福建联考）一个随机交配的群体，某一对相对性状（其等位基因用A．a表示）中，显性性状表现型的频率是0.64，则杂合子Aa的频率是A．0.24 B．0.4C．0.48 D．0.6[解析] 依题意，该群体中隐性性状的表现型为1－0.64＝0.36，即aa的频率为0.36。

由此，求出a基因频率为0.6，则A基因频率为0.4，故Aa的频率为2×0.4×0.6＝0.48。

[答案] C【互动探究3】在某种群中，显性和隐性基因的频率分别为0.9与0.1，则其第一子代的表现型中，显性与隐性个体的比例，正确的是A．9：1 B．81：1C．99：1 D．3：1[解析] 本题考查考生利用基因频率求基因型频率的基本方法。

隐性个体的基因型频率为0.1×0.1＝1%，故显性与隐性个体的比例为99：1。

[答案] C考点整合四：现代生物进化理论1．基本概念梳理项目达尔文自然选择学说现代生物进化理论基本观点①遗传变异是自然选择的内因；②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争；③变异一般是不定向的，而自然选择是定向的，定向的自然选择决定生物的进化方向；④生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力；⑤适应是自然选择的结果；⑥自然选择是一个长期、缓慢、连续的过程①种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变；②突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节；③突变和基因重组为生物进化提供了原材料；④自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物的进化方向；⑤隔离是新物种形成的必要条件不同点没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理，着重研究生物个体进化从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理，强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位联系现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的，两者都强调遗传变异是生物进化的内因，可遗传变异为生物进化提供了原材料，生存斗争是生物进化的手段，是生物进化的过程，自然选择决定生物进化的方向，适者生存是自然选择的结果特点提示：物种形成生物进化标志生殖隔离的出现基因频率的改变变化后生物与原物种的关系属于不同物种仍属同一物种二者联系①生物进化的实质是基因频率的改变，此改变可大可小，未必会突破物种界限——生物进化未必会导致新物种形成②若新物种形成，则表明生物一定发生了进化3．物种形成的方式有如下几种（1）物种的形成主要为渐变式。