高考生物二轮复习 精品资料专题07 生物的变异与进化教学案（教师版）.doc

2013高考生物二轮复习精品资料专题07 生物的变异与进化（教学案，教师版） 【2013考纲解读】 （1）基因重组及其意义 （2）基因突变的特征和原因 （3）染色体结构变异和数目变异 （4）生物变异在育种上的应用 （5）转基因食品的安全 （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 【知识网络构建】 【重点知识整合】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1） 理清基因突变相关知识间的关系(如下图)（1） （2）基因突变对性状的影响突变间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。由于密码子的简并性、隐形突变等情况也可能不改变生物的性状。（3） 基因突变对子代的影响若基因突变发生在有丝分裂过程中，则一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖将突变的基因传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，则可以通过配子传递给后代。4、理清基因重组相关知识间的关系(如下图)。 5、染色体变异（1）在光学显微镜下可以看到，染色体结构变异的四种类型可以通过观察减数分裂的联会时期染色体的形态进行判断（2）其中相互易位与四分体时期的交叉互换要注意区分，易位发生在两条非同源染色体之间，交叉互换发生在一对同源染色体之间。染色体数目变异发生在细胞分裂过程中，也可以在光学显微镜下看到，选择中期细胞观察。（3）染色体组数的判定染色体组是指真核细胞中形态和功能各不相同，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的一组非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条：a、一个染色体组中不含同源染色体，但源于同一个祖先种。b、一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。c、一个染色体组中含有控制该种生物性状的一整套基因，但不能重复6、染色体组和基因组a.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。b.没有性染色体的生物其基因组与染色体组相同。7、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。二、生物变异在育种中的应用常见的几种育种方法的比较项目 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 常用 方法 杂交自交选优自交；杂交杂种 辐射诱变等 花药离体培养，然后用秋水仙素处理使其加倍，得到纯合体 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 优点 使位于不同个体的优良性状集中在一个个体上 可提高变异频率或出现新的性状，加速育种进程 明显缩短育种年限 器官巨大，提高产量和营养成分 缺点 时间长，需及时发现优良性状 有利变异少，需大量处理实验材料，具有不定向性 技术复杂；与杂交育种相结合 适用于植物，在动物中难于开展 1、育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、生活力强、产量高、品质优良)的新品种，以便更好地为人类服务。若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种。若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。若实验植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。2、动、植物杂交育种中应特别注意语言叙述：植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过双亲杂交获得f1，f1雌雄个体间交配，选f2与异性隐性纯合子测交来确定基因型的方法。三、基因频率及基因型频率的计算和现代生物进化理论 1、基因频率与基因型频率的相关计算（1）定义法：根据定义，基因频率是指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）不同染色体上基因频率的计算若某基因在常染色体上，则：若某基因只出现在x染色体上，则：（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频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。(2)一个等位基因的频率=该等位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aa或aa的基因型频率，求a或a的频率经常用到开平方的方法。即：a(a)=(对于xy型性别决定的生物，雄性的伴性遗传除外)（4）根据遗传平衡定律计算设一对等位基因为a和a，其频率分别为p与q(p+q=1)。亲代aa和aa自然交配后f1具有aa、aa、aa三种基因型，其频率如下列公式：p(a)+q(a)=p2(aa)+2pq(aa)+q2(aa)，即aa的基因型频率为p2，aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2，产生a配子频率为：p2+1/22pq=p2+pq=p(p+q)=p，产生a配子频率为：q2+1/22pq=q2+pq=q(p+q)=q。可知f1的基因频率没有改变。上式揭示了基因频率与基因型频率的关系，使用它时，种群应满足以下5个条件：种群大；种群个体间的交配是随机的；没有突变发生；没有新基因加入；没有自然选择。满足上述5个条件的种群即处于遗传平衡。2、种群是生物进化的基本单位(1)一个种群所含有的全部基因，称为种群的基因库。基因库代代相传，得到保持和发展。(2)种群中每个个体所含有的基因，只是基因库中的一个组成部分。(3)不同的基因在基因库中的基因频率是不同的。(4)生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。3、突变和基因重组是产生进化的原材料(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异。其中染色体变异和基因突变统称为突变。(2)基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。(3)突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。(5)突变是不定向的，基因重组是随机的，只为进化提供原材料，而不能决定生物进化的方向。4、自然选择决定生物进化的方向(1)种群中产生的变异是不定向的。(2)自然选择淘汰不利变异，保留有利变异。(3)自然选择使种群基因频率发生定向改变，即 导致生物朝一个方向缓慢进化。5、隔离与物种的形成种群物种概念生活在一定区域的同种生物的全部个体；种群是生物进化和繁殖的单位。能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一群生物范围较小范围内的同种生物个体由分布在不同区域的同种生物的许多种群组成判断标准种群具备“两同”，即同一地点，同一物种；同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能产生可育后代主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代，不同物种间存在生殖隔离联系一个物种可以包括许多种群，如同一种立于可以生活在不同的池塘、湖泊中，形成一个个彼此呗陆地隔离的种群；同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能成为不同的亚种（或品种）。进而形成多个新物种。6、生物多样性之间的关系：【高频考点突破】考点一、生物变异的类型、特点及判断例1、人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131i治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131i对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131i可能直接a插入dna分子引起插入点后的碱基引起基因突变b 替换dna分子中的某一碱基引起基因突变c造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异d诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代【变式探究】2008年，在重庆武隆某地下洞穴的水体中发现了一种数量少、眼睛退化的“盲鱼”。下列有关叙述，正确的是（ ）a盲鱼眼睛的退化是黑暗诱导基因突变的结果b种群密度是限制盲鱼种群增长的关键生态因素c洞内水体中溶解氧的增加将提高盲鱼种群的 值d盲鱼作为进化研究的材料体现生物多样性间接使用价值【变式探究】关于植物染色体变异的叙述，正确的是()a染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加b染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生c染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化d染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化考点二、生物变异在育种中的应用例2、为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是 ()a利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体b用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体c将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成新个体d用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体【变式探究】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_。（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_。 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，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。答案：（1）单倍体（2）诱发基因突变 抗该除草剂的能力（3）数目加倍 二倍体（4）（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考点三、基因频率及基因型频率的计算和现代生物进化理论 例3、登革热病毒感染蚊子后，可在蚊子唾液腺中大量繁殖，蚊子在叮咬人时将病毒传染给人，可引起病人发热、出血甚至休克。科学家用以下方法控制病毒的传播。（1）将s基因转入蚊子体内，使蚊子的唾液腺细胞大量表达s蛋白，该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。为了获得转基因蚊子，需要将携带s基因的载体导入蚊子的 细胞。如果转基因成功，在转基因蚊子体内可检测出 、 和 。（2）科学家获得一种显性突变蚊子（aabb）。a、b基因位于非同源染色体上，只有a或b基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊（aabb）与野生型雌蚊（aabb）交配，f1群体中a基因频率是 ，f2群体中a基因频率是 。（3）将s基因分别插入到a、b基因的紧邻位置（如图11），将该纯合的转基因雄蚊释放到野生群体中，群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代 ，原因是 。 【变式探究】根据现代生物进化理论，下列说法正确的是（ ）a.自然选择决定了生物变异和进化的方向b.生物进化的实质是种群基因型频率的改变c.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性d.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减少考点四 基因突变与染色体变异例4、人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131i治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131i对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131i可能直接a插入dna分子引起插入点后的碱基序列改变b替换dna分子中的某一碱基引起基因突变c造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异d诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代 【难点探究】难点一基因突变与生物性状的表现1当基因发生突变时，其性状未必改变(1)当基因发生突变时，引起mrna上密码子改变，但由于密码子的简并性，改变后的密码子若与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。(2)若基因突变为隐性突变，如aa中的一个aa，此时性状也不改变。(3)某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响该蛋白质的功能。例如：由于基因突变使不同生物中的细胞色素c中的氨基酸发生改变，其中酵母菌的细胞色素c肽链的第十七位上是亮氨酸，而小麦是异亮氨酸，尽管有这样的差异，但它们的细胞色素c的功能都是相同的。 (4)由于性状的多基因决定，某基因改变，但共同作用于此性状的其他基因未改变，其性状也不会改变。如：香豌豆花冠颜色的遗传。当c和r同时存在时显红花，不同时存在时不显红色。所以由ccrr突变成ccrr时也不引起性状的改变。(5)体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因，或若为父方细胞质内的dna上某个碱基对发生改变，则受精后一般不会传给后代。(6)性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。(7)在某些母性效应的遗传中(锥实螺螺壳旋转方向的遗传)，如果母本为aa者，子代基因由aa突变为aa或者aa，性状也不发生改变。(8)在某些从性遗传中(如女性只有aa才表现为秃顶)，某性别的个体的基因型由aa突变为aa时性状也不会改变。2有些情况下基因突变会引起性状的改变。如显性突变：即aa中的一个a突变为a，则直接引起性状的改变。3基因突变产生的具有突变性状的个体能否把突变基因稳定遗传给后代，要看这种突变性状是否有很强的适应环境能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖稳定遗传给后代，否则为有害突变，会被淘汰掉。4基因突变的原因实例例1、研究表明，人类多种先天性贫血是由于红细胞本身的遗传缺陷引起的。请回答：(1)医生检查某种先天性贫血患者的血红蛋白，发现其血红蛋白的链上第67位氨基酸为谷氨酸(密码子为gaa或gag)，而正常人是缬氨酸(密码子为guu或guc、gua、gug)，该病在医学上称为先天性高铁血红蛋白血症型。该病的根本原因是患者有关的基因在转录中起模板作用的一条链上的一个脱氧核苷酸发生了改变，具体变化是_。基因中控制血红蛋白链上第67位氨基酸的碱基若发生改变，不一定会引发该遗传病，请举例说明。_。(2)人类有一种先天性贫血症，是一种单基因遗传病，受一对基因bb控制。在无该病史的家族中出现了一个患病的孩子，引起孩子致病的可能原因_。图381是该先天性贫血症遗传系谱图。则该致病基因最可能位于_染色体，属_性遗传病。图中11还同时患有白化病，若7、8又生了一个男孩，则这个男孩同时患有白化病和该先天性贫血症的概率是_。图381【答案】 (1)腺嘌呤脱氧核苷酸变为胸腺嘧啶脱氧核苷酸如变成就不会改变氨基酸的种类(2)基因突变(或隐性遗传)x隐1/8 【点评】 基因突变是由于dna分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变。基因突变往往会引起遗传信息的改变。基因突变与性状的关系可以归纳为：1引起生物性状的改变(1)由于dna碱基对替换，使mrna的某一密码子改变，由它所编码的氨基酸不同，往往造成蛋白质部分或全部失活，从而表现出突变性状。(2)碱基对替换改变了mrna上的一个密码子，成为3个终止密码uaa、uag与uga中的一个。如出现在基因中间，翻译到该处时，肽链的延长停止，产生没有活性的多肽片段。 (3)dna分子中添加或减少一个(或几个)碱基对，从添加或减少一个碱基对的那个密码子开始，一直到信息的结束都会出现误读，产生的多肽可能会出现错乱的氨基酸顺序，或因此误读中出现终止密码子使翻译及早停止，形成了无活性的多肽片段。2不引起生物性状的改变(1)由于多种密码子决定同样的一种氨基酸，因此某些突变不引起性状的改变。(2)某些突变虽然改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响该蛋白质的功能。 (3)隐性基因的功能突变在杂合状态下也不会引起性状的改变。如豌豆中，高茎基因(d表示)对矮茎基因(d表示)为显性，如有dd突变为dd，但不会引起矮茎基因在杂合状态下得到表现。 例2、果蝇是遗传学实验常用的材料，一对果蝇每代可以繁殖出许多后代。回答下列问题：.果蝇中有一种突变型，其翅向两侧展开45。利用这种突变型果蝇和纯合野生型果蝇做了下列杂交实验：亲本 子代 组合一 突变型野生型 突变型野生型11 组合二 突变型突变型 突变型野生型21 若上述性状是受常染色体上的一对等位基因(d、d)控制，则由杂交组合一可知野生型为_性性状，突变型的基因型为_。在组合二中子代中出现的特殊性状分离比的原因是_，请用遗传图解解释组合二的遗传过程(不要求写出配子)。(2)现获得一批基因型相同的纯合果蝇回复体，让这批果蝇与_杂交，即可判断其基因型是hhrr还是hhrr。若实验结果表明这批果蝇为假回复体，请利用这批果蝇及纯合野生正常翅果蝇设计杂交实验，判断这两对基因是位于同一对染色体上还是位于不同对的染色体上。实验步骤(写出要点即可)：_。预测实验结果并得出相应结论：若_，则这两对基因位于不同对的染色体上。 【解析】 本题考查基因分离定律和基因自由组合定律，属于考纲分析推理、综合运用层次。.根据杂交组合二突变型与突变型杂交后代产生野生型，推出野生型为隐性性状，突变型为显性性状，且突变型的基因型是dd，根据组合二子代的表现型比例推出dd个体纯合致死。.(1)根据题意得出含h、r基因的个体都表现为毛翅，推出毛翅果蝇的基因型为hhrr、hhrr、hhrr、hhrr。(2)要判断果蝇的基因型为hhrr或hhrr，只要将它们与hhrr杂交，后代若表现为突变型那么这批果蝇的基因型为hhrr，若子代表现为野生型，则这批果蝇的基因型为hhrr。假回复体的基因型为hhrr，要证明两对基因位于两对同源染色体上，可用两对相对性状的遗传实验来证明，先杂交再自交，若子代出现97的性状分离比，说明两对基因位于两对同源染色体上，反之则位于一对同源染色体上。 【点评】 基因突变具有其独立性：由显性基因突变成隐性基因叫隐性突变，由隐性基因突变成显性基因叫显性突变。绝大多数为隐性突变。(1)对于性细胞：如果是显性突变，即aaaa，可通过减数分裂和受精过程传递给后代，并立即表现出来。如果是隐性突变，即aaaa，当代不表现，只有等到第二代突变基因处于纯合状态才能表现出来。当隐性突变性状一经显现就是纯合个体。 (2)对于体细胞：如果显性突变，当代表现，同原来性状并存，形成镶合体。突变越早，范围越大，反之越小。果树上许多“芽变”就是体细胞突变引起的，一旦发现可及时扦插、嫁接或组织培养加以繁殖保留。如果是隐性突变，当代不表现。基因突变导致原来的基因变成了它的等位基因，而且是不定向的：即一个基因可朝着不同的方向发生突变；可以是显性突变，也可以是隐性突变，但较多的是隐性突变。如aa1或aa2；aa1或aa2等。 难点二 染色体组与几倍体的区别以及诱导染色体加倍实验 1. 单倍体、二倍体和多倍体的区别区别的方法可简称为“二看法”：一看是由受精卵还是由配子发育成的，若是由配子发育成的个体，是单倍体；若是由受精卵发育成的个体，二看含有几个染色体组，就是几倍体。2单倍体植株、多倍体植株和杂种植株的区别(1)单倍体植株：长得弱小，一般高度不育。(2)多倍体植株：茎秆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，但发育迟缓结实率低。(3)杂种植株：一般生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强。 3低温或秋水仙素诱导染色体加倍实验的原理是：低温和秋水仙素一样，处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致分裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着丝点分裂后的染色体仍在一个细胞中，故细胞中的染色体数目加倍。如果用低温处理根尖，则在根尖分生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞，如果用低温处理植物幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。 例3、下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是()a原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极b解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离c染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色d观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变 【点评】 用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化。而用秋水仙素(作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极)处理萌发的种子或幼苗是最常用且最有效的方法。解离充分是实验成功的必备条件，解离的目的是用药液溶解细胞间质，使组织细胞分开，卡诺氏液固定细胞形态。用改良苯酚品红染液染色，染色的目的是使染色质或染色体着色，便于观察到染色质(体)的形态、数目和位置。在制作装片的过程中，解离时就将细胞杀死了，细胞都停留在那时状态下，不同时期的细胞个数也反映了该时期的长短(间期时间远大于分裂期，所以看到间期细胞多)，所以这也是判断细胞各个时期长短的依据。 例4、以下有关培育三倍体无子西瓜的常规方法和说法，正确的有几项()二倍体西瓜与四倍体西瓜的个体之间能进行杂交产生三倍体，说明它们之间无生殖隔离 用秋水仙素或低温对二倍体西瓜幼苗进行处理可得到四倍体植株 由于三倍体不育，所以三倍体西瓜无子性状的变异属于不可遗传的变异 在镜检某基因型为aabb父本细胞时，发现其基因型变为aab，此种变异为基因突变 三倍体西瓜植株细胞是通过有丝分裂增加体细胞数目的a一项 b二项 c三项 d四项 【答案】b【解析】本题主要考查必修3变异、遗传与进化中有关培育三倍体无子西瓜的知识。属于考纲识记理解层次。二倍体西瓜与四倍体西瓜的个体之间能进行杂交产生三倍体，但是三倍体不可育，说明它们之间存在生殖隔离。由于三倍体的形成发生了染色体的变异，所以三倍体西瓜无子性状的变异属于可遗传的变异。三倍体西瓜植株细胞是通过有丝分裂增加体细胞数目的，用秋水仙素或低温对二倍体西瓜幼苗进行处理可得到四倍体植株。在镜检某基因型为aabb父本细胞时，发现其基因型变为aab，此种变异应该为染色体变异，因为基因突变用显微镜观察不到。【点评】 人们常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去就会长出三倍体植株。由于三倍体植株在减数分裂过程中，染色体联会会发生紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞。当三倍体植株开花时，需要授给普通西瓜(二倍体)成熟的花粉，刺激子房发育成果实。因为胚珠不能发育成为种子，所以这种西瓜叫做无子西瓜。 难点三基因突变、基因重组和染色体变异列表比较 例3、下列有关生物遗传和变异的叙述正确的有()a一对夫妇生了一个孩子患白化病(不考虑突变)，则双亲均为杂合子b在减数分裂过程中，基因突变、基因重组和染色体变异都可能发生c一个基因型为aabb(位于两对染色体上)的精原细胞可形成四种精子d同源染色体的姐妹染色单体之间局部交换可导致基因重组 【点评】 真核生物的遗传物质为dna，在其细胞分裂时，首先要进行dna的复制，有可能复制差错而导致基因突变。真核生物细胞中存在染色体，在其生长发育中，可能发生染色体变异。真核生物中有的进行有性生殖，在其减数分裂产生配子时，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换、非同源染色体上的非等位基因会自由组合而导致基因重组。在基因工程中改造酵母菌、动物、植物、为人类遗传病治疗导入健康的外源基因等，也属于基因重组。也就是说，在真核生物中，可遗传的变异有三个来源：基因突变、基因重组和染色体变异。 难点四几种育种方法的比较 例4、图382是3种育种方法的示意图，请据图回答问题：(1)e过程最常用的化学药剂是_。(2)g过程通常利用_(物质)除去植物细胞壁；h过程称为细胞的_。(3)已知易倒(h)对抗倒(h)显性，抗病(t)对感病(t)显性，两对基因位于两对同源染色体上。现有易倒抗病纯种和抗倒感病纯种水稻，采用方法1培育优良品种，f2代中抗倒抗病植株的基因型是：_；f2代中除抗倒抗病之外，其他植株的表现型及其比例是：_。从f2中选出抗倒抗病植株，f2自交后代不发生性状分离的植株，占f2中全部抗倒抗病植株的_(用分数表示)。在上述培育抗倒抗病水稻的过程中，能发生非等位基因自由组合的是_(用图中字母表示)。都是培育抗倒抗病水稻品种，把方法1改成方法2，便具有_的优点。【答案】 (1)秋水仙素(2)纤维素酶和果胶酶脱分化 (3)hhtt和hhtt易倒抗病易倒感病抗倒感病9311/3b能明显缩短育种年限难点五 有关生物进化的问题1. 现代进化论与达尔文进化论比较(1)共同点：都能解释生物进化和生物的多样性、适应性。(2)不同点：达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，而现代进化论克服了这个缺点。达尔文的进化论着重研究生物个体的进化，而现代进化论强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。在达尔文学说中，自然选择来自过度繁殖和生存斗争，而现代进化论中，则将自然选择归结于不同基因型差异的延续，没有生存斗争，自然选择也在进行。2改变基因频率的因素(1)突变对基因频率的影响从进化的角度看，基因突变是新基因的唯一来源，是自然选择的原始材料；即使没有选择作用的存在，突变对基因频率的影响也是巨大的。研究突变对遗传结构的影响时，仍然假定是一个无限大的随机婚配群体，除了突变以外没有其他因素的作用。(2)选择对基因频率的影响比较适应环境的个体生育率高，可以留下较多的后代，这样下一代群体中这一类基因型及相关基因的频率就会增加；反之，生育率低的个体留下的后代较少，下一代中有关的基因频率就会降低。因此，自然选择的结果总是使群体向着更加适应于环境的方向发展。完全淘汰显性基因的选择效应若不利基因为显性，淘汰显性性状改变基因频率的速度很快。水稻育种中，人们总是选择半矮秆品种，淘汰高秆个体，而高秆基因对半矮秆基因是显性。某一群体中高秆基因和半矮秆基因的频率均为0.5，若只选留矮秆个体，淘汰高秆个体，下一代将全部为半矮秆，半矮秆基因的频率由0迅速上升为1，高秆基因的频率下降为0。若淘汰隐性性状，改变基因频率的速度就慢得多了。完全淘汰隐性基因的选择效应在二倍体中，一对等位基因a、a可以有3种基因型：aa、aa和aa。如果显性完全，aa和aa的表现型相同，即性状相同，均不受选择的作用，选择只对aa起作用。这样的选择效率是比较慢的，即使隐性基因是致死的，而且也没有新产生的突变基因来补偿，在自然选择压力下，隐性有害基因仍然可以在群体中保持很多世代。3物种形成和生物进化比较区别：(1)生物进化：实质上是种群基因频率改变的过程，所以生物发生进化的标志为基因频率改变，无论变化大小，都属于进化的范围。(2)物种形成：种群基因频率改变至突破种的界限，形成生殖隔离，标志着新的物种形成，隔离是物种形成的必要条件。联系：生物进化，并不一定形成新物种，但新物种的形成一定要经过生物进化过程。例5、下列符合现代生物进化理论的叙述是()a物种的形成可以不经过隔离b生物进化过程的实质在于有利变异的保存c基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向d自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率【点评】 现代生物进化理论的主要内容：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。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，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。【变式探究】某生物种群中aa、aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：(1)该种群中a基因的频率为_。(2)如果该种群满足四个基本条件，即种群非常大、没有基因突变、没有自然选择、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为_；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率_(会、不会)发生改变。(3)假如该生物种群中仅有aabb和 aabb两个类型个体，并且aabbaabb 11，且该种群中雌雄个体比例为11，个体间可以自由交配，则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体所占比例为_。(4)假定该生物种群是豌豆，则理论上该豌豆种群的子一代中aa、aa的基因型频率分别为_、_。【点评】 基因频率的算法主要有三种：1利用种群中一对等位基因组成的各基因型个体数求解种群中某基因频率种群中该基因总数/种群中该对等位基因总数100%种群中某基因型频率该基因型个体数/该种群的个体数100%2利用基因型频率求解基因频率种群中某基因频率该基因控制的性状纯合体频率1/2杂合体频率3利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率(1)遗传平衡指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代保持不变。遗传平衡的种群中，某一基因位点上各种不同的基因频率之和以及各种基因型频率之和都等于1。(2)遗传平衡定律公式的推导和应用：遗传平衡群体中一对等位基因a、a的遗传平衡定律公式：设群体中a的基因频率为p，a的基因频率为q。由于种群中个体的交配是随机的，而且又没有自然选择，每个个体都为下一代提供了同样数目的配子，所以两性个体之间的随机交配可以归结为两性配子的随机结合，而且各种配子的频率就是基因频率。雄性个体产生的配子a频率为p、a配子频率为q，雌性个体产生的配子频率a为p、a配子频率为q。根据基因的随机结合，用下列式子可求出子代的基因型频率：(paqa)(paqa)p2aa2pqaaq2aa1，即aa的基因频率为p2，aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2。这一种群如果连续自交多代，它的进化趋势是没有发生变化，从基因频率上看是没有改变，而从基因型上看是杂合体所占比例愈来愈小，纯合体所占比例越来越大。【易错点点睛】易错点一 澄清“可遗传”与“可育”确认是否为可遗传变异的唯一依据是看“遗传物质是否发生变化”。 “可遗传”“可育” 三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。无子番茄“无子”的原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状是不可保留到子代的，将无子番茄进行无性繁殖时，若能正常受粉，则可结“有子果实”。 例1、科学家做了两项实验： (1)用适当浓度的生长素溶液处理未授粉的番茄花蕾子房，发育成无子番茄；(2)用四倍体与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜植株，给其雌蕊授二倍体花粉，子房发育成无子西瓜。例1、下列有关叙述不正确的是a上述番茄无子这一变异是不遗传的变异b无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子c无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子d无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株不能正常结实 易错点二、育种方法的选择方法区分不清 目标 集中双亲优良性状 诱发原品种产生新性状 缩短育种年限 对原品种性状“增大”或“加强” 对原品种实施“定向”改造 方法 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 基因工程育种 例2、在试验田中偶然出现了一株抗旱、抗盐的玉米，设想利用该植株培育能稳定遗传的抗旱、抗盐水稻品种，用到的育种方法和技术应有 变育种单倍体育种转基因技术组织培养技术 a b c d 解析：抗旱、抗盐基因导入植物的体细胞，经过植物组织培养形成的新个体是杂合子，需要经过单倍体育种，才能变成稳定遗传的纯合子。 答案：b 【历届高考真题】【2012高考试题】一、选择题1(2012江苏高考5)下列关于生物进化的叙述，错误的是（ ）a. 生物的种间竞争是一种选择过程b. 化石是研究生物进化的重要依据c. 外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向d. 突变的可遗传性阻碍生物进化2(2012天津高考2)芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因（h和h，g和g）控制菜籽的芥酸含量。下图是获得低芥酸油菜新品种（hhgg）的技术路线，已知油菜单个花药由花药壁（2n）及大量花粉（n）等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。据图分析，下列叙述错误的是：a.、两过程均需要植物激素来诱导细胞分化b.与过程相比，过程可能会产生二倍体再生植株c.图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸油菜新品种（hhgg）的效率最高d.f1减数分裂时，h基因所在染色体会与g基因所在染色体发生联会3(2012广东高考6)科学家用人工合成的染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常，关于该重组酵母菌的叙述，错误的是a还可能发生变异 b表现型仍受环境的影响c增加了酵母菌的遗传多样性 d改变了酵母菌的进化方向4.（2012海南卷 24）玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，f1表现为非糯非甜粒，f2有4种表现型，其数量比为9：3：3：1。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其f1仍表现为非糯非甜粒，但某一f1植株自交，产生的f2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是a发生了染色体易位b染色体组数目整倍增加c. 基因中碱基对发生了替换d基因中碱基对发生了增减5.（2012海南卷 23）关于现代生物进化理论的叙述，错误的是a.基因的自发突变率虽然很低，但对进化非常重要b.不同基因型的个体对环境的适应性可相同，也可不同c环境发生变化时，种群的基因频率可能改变，也可能不变d.同一群落中的种群相互影响，因此进化的基本单位是群落6.（2012上海卷）29蜗牛的有条纹(a)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(aa)个体占55，无条纹个体占15，若蜗牛间进行自由交配得到fl，则a基因的频率和f1中aa基因型的频率分别是a30，2l b30，42 c70，2l d70，42【答案】d【解析】亲本中aa占55%，aa占15%，所以aa占30%，自由交配，用哈温定律算，得到a基因频率70%，a基因频率30%，f1中aa的基因型频率为42%，选d。【考点定位】本题考查自由交配条件下基因型频率的计算和基因频率的计算，难度不大。7.（2012上海卷 二）回答下列有关生物进化和生物多样性的问题。(10分)从上世纪50年代至今，全球抗药性杂草的发生呈上升趋势。35目前全球已有。188种杂草中的324个生物类型对19类化学除草剂产生了抗药性。所谓“生物类型”是指_。a品种多样性 b物种多样性 c遗传多样性 d生态系统多样性36抗药性杂草生物类型数量的增加，最可能的原因是_。a气候变化 b化肥使用 c耕作措施变化 d除草剂使用37研究证实，杂草解毒能力增强是杂草对除草剂产生抗性的主要机制之一。从种群水平分析，这是因为_。a种群内的基因突变加快 b种群内的基因频率发生了变化c种群内形成了生殖隔离 d种群内的基因突变朝着抗药性发展38相对于抗药性杂草生物类型来说，对除草剂敏感的为敏感性生物类型，那么在原来没有除草剂使用的农田生态系统中，抗药性生物类型个体数量与敏感性生物类型个体数量的关系是_。a无敏感性个体 b抗药性个体多于敏感性个体c无抗药性个体 d敏感性个体多于抗药性个体39 抗药性杂草已成为农业生产的严重威胁。下述几种策略中，可有效延缓抗药性杂草发生的是_(多选)。a机械除草 b除草剂交替使用 c人工除草 d提高除草剂使用频率【解析】35.188种杂草中的324个生物类型，指的是188种杂草中的324个品种，在遗传上有多样性。36.使用除草剂，实际是对杂草进行选择，具有抗药性的杂草被保留下来，抗药性杂草生物类型数量的增加。37.除草剂对杂草进行选择，使能抗除草剂的杂草大量繁殖，相应的抗除草剂基因频率增加， b正确。38.在没有使用过抗除草剂的农田生态系统中，敏感性个体是突变来的，数量较少。39.机械除草和人工除草不会对杂草的抗药性进行筛选，可以维持抗药性杂草处于较少的状态；除草剂交替使用可以用不同的方法杀死同一种杂草，避免对杂草的单一选择，可以延缓抗药性杂草的发生；提高除草剂的使用频率会加快抗药性杂草的选择过程。【考点定位】本题以抗药性杂草为切入点，涉及到生物多样性的定义和层次、抗药性杂草类型增加的原因、种群水平上解释杂草抗药性及如何延缓抗药性杂草发生的概率等问题，综合性强，有一定的难度。二、非选择题8(2012江苏高考28)科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中a、b、c、d表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，c染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题：（1）异源多倍体是由两种植物aabb与cc远源杂交形成的后代，经 方法培育而成，还可用植物细胞工程中 方