1、第八讲变异、进化与育种【考纲点击】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()。必考点6生物的变异与育种（5年51考）DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变(2011江苏，22A)观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置(2010江苏，6C)非姐妹染色单体的交换可引起基因重组(2008宁夏，5B)在有丝分裂和减数分裂的过程中，会由于非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异 (2011江
2、苏，22C)高考经典1(整合题)下列关于生物变异的叙述，正确的是_。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导致染色体加倍(2010福建，3A改编)染色体组整倍性、非整倍性变化必然导致基因种类的增加(2011海南，19改编)答案：2(2012江苏，14)某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是()。A减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为BB减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离C减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组
3、合D减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换解析：减数第一次分裂，同源染色体分离，染色单体1或2发生突变可能，但不是最合理的，只有减数第一次分裂时，非姐妹染色单体的交叉互换，基因B移到正常染色体上后代才会出现红色性状，B、C减数第二次分裂，染色单体无论如何变化，产生的花粉都不可育，所以答案D。答案：D变异与育种是历年高考命题的热点，试题常结合细胞分裂中DNA、染色体的行为(差错)及育种技术进行综合命制，选择题居多，2011北京理综、四川理综等出现综合性大题，提醒考生关注并做好备考应对！【押题1】如图是果蝇体细胞的染色体组成，以下说法正确的是 ()。命题猜想有关生物变异类型的辨析A染色体1、2
4、、4、5组成果蝇的一个染色体组B染色体3、6之间的交换属于基因重组C控制果蝇红眼或白眼的基因位于2号染色体上D果蝇单倍体基因组可由1、2、3、6、7的DNA分子组成破题关键 解析 染色体组中不含有同源染色体，1、2号染色体是同源染色体；交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间；控制果蝇红眼或白眼的基因位于X染色体上；由于X、Y染色体在大小、形态方面表现不同，则果蝇单倍体基因组可由1、2、3、6、7的DNA分子组成。答案D【押题2】如下图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中和，和互为同源染色体，图a和图b中的部分染色体转移造成的生物变异分别属于 ()。比较考查变异的实质易位与
5、交叉互换A图a和图b均为染色体结构变异B图a为基因重组，图b为染色体结构变异C图a为染色体结构变异，图b为基因重组D图a和图b均为基因重组解析 图a显示同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换，应属基因重组，而图b所示为号染色体的某片段移接到号一非同源染色体上，此应属染色体结构变异。答案B三种可遗传变异的比较考点探源 类型项目 基因突变基因重组染色体变异概念基因结构改变(碱基对替换、增添或缺失)控制不同性状的基因重新组合染色体数目或结构发生变化适用范围生物所有生物(包括病毒)自然状态下进行有性生殖的生物真核生物生殖无性生殖和有性生殖自然状态下只有有性生殖可发生无性生殖和有性生殖原因类型复制出现差错自
6、然突变人工诱变自由组合交叉互换基因工程染色体结构变异染色体数目变异结果产生新基因产生新的基因型，但未产生新基因不产生新基因，但基因的数目或排列顺序发生变化镜检光学显微镜下不能观察到，可根据是否有新性状或新性状组合确定光学显微镜下可以观察到应用诱变育种杂交育种、基因工程育种单倍体育种、多倍体育种易错提醒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；基因重组是形成生物多样性的重要原因；三种可遗传变异都为进化提供了原材料。基因突变改变了基因的质，未改变基因的量；染色体变异不改变基因的质；基因重组既不改变基因的质，也不改变基因的量。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
7、基因重组；非同源染色体之间的互换，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。名师叮咛4关于不同生物可遗传变异的类型问题。病毒的可遗传变异的唯一来源是基因突变；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。5单倍体、二倍体和多倍体的区分：常考点11生物进化理论与相关应用（5年32考）1(整合题)下列关于生物进化的叙述正确的是_。高考经
8、典盲鱼眼睛退化是黑暗诱导基因突变的结果(2011重庆，4A)基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向(2010山东，2C)受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代(2010江苏，12D)种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小 (2011江苏，6D)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率(2010山东，2D)在自然条件下，某随机交配种群中等位基因A、a频率的变化只与环境的选择作用有关 (2010全国卷，4)物种的形成可以不经过隔离(2010山东，2A)答案：2(2012江苏，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
9、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解析：本题主要考查了生物进化的相关知识。具有竞争关系的生物之间进行着相互选择，A正确；研究生物进化历程的主要证据是古生物学证据，是以化石为依据的，B正确；外来物种入侵会改变当地生物的生存机会，进而改变生物进化的速度和方向，C正确；突变可以为生物进化提供原材料，D不正确。答案：DA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解析：重组后的酵母菌可发生各种变异，表现型仍受环境的影响，A、B项正确；重组酵母菌发生了染色体结构的变异，增加了遗传的多样性，C项正确；生物进化的方向是由自然
10、选择决定的，不会因染色体结构变异而改变，D项错误。答案：D3(2012广东理综，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 ()。4(2012上海单科，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F1，则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是()。A30%，21%B30%，42%C70%，21%D70%，42%答案：D纵观近年高考，本考点多以选择题的形式出现，且题目难度不大，为确保不失
11、分应注意理解掌握进化论的相关概念、过程并简单应用理论解释生物多样性、进化过程或进行基因频率计算！【押题1】如图表示某海岛上地雀进化的基本过程，下列有关叙述不正确的是 ()。命题猜想应用现代进化理论分析生物进化A图中X、Y、Z分别表示突变和基因重组、自然选择以及隔离B生物进化的基本单位是种群，该海岛上地雀原种全部个体的总和是一个种群C地雀原种进化的实质是种群基因型频率的改变D地雀新种形成要经过渐变(基因频率不断改变)过程，形成的标志是产生生殖隔离解析 图示为新物种的形成过程，X代表突变和基因重组，为生物进化提供原材料；Y是自然选择，它决定生物进化的方向，经过长期的自然选择，基因频率发生较大的改变
12、，与原有的物种产生生殖隔离。生物进化的实质是基因频率的改变而不是基因型频率的改变。上图中描述的新地雀形成过程是渐变式的，新物种形成的标志是产生生殖隔离。答案C【押题2】某昆虫种群，AA个体占30%、Aa占60%、aa占10%。假设该昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：(1)该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少？(2)子代基因型的频率各是多少？(3)子代种群的基因频率各是多少？(4)将计算结果填入下表。想一想，子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？
13、基因频率的计算亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型频率AA()Aa()aa()子代基因频率A()a()(5)上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？(6)如果该种群出现新的突变型(基因型为A2a或A2A2)，也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化，此时生物是否发生了进化？答案(1)A配子占60%，a配子占40%。(2)子代基因型频率：AA占36%；Aa占48%；aa占16%。(3)子代种群的基因频率：A点60%；a占40%。(4
14、)亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)子代基因型频率 AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子代基因频率A(60%)a(40%)种群的基因频率会同子一代一样。(5)对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。(6)突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。只要种群基因频率改变，即标志着生物发生了进化。1现代生物进化理论与达尔文自然选择学说考点探源(1)渐变式：2物种形成的三种典型模式
15、(重点)(2)爆发式：物种的形成主要是以染色体数目变化的方式形成新种，一经出现就可以很快达到生殖隔离。如自然界多倍体植物的形成。(3)人工培育新物种(新品种)：如人工培育多倍体：1生物进化与物种形成的关系(易混点)(1)区别：生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此，可以认为种群的基因频率发生改变就意味着生物进化了。而物种的形成是基因频率改变到一定的程度，直到新类群与原种群不能实现基因交流为止(产生了生殖隔离)。可见，二者是量变和质变的关系。(2)联系：生物发生进化，并不一定形成新物种，但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的基础。名师叮咛(3)判断依据：判断生物进化的依据是看种
16、群基因频率是否发生改变，只要种群基因频率发生了改变，种群就发生了进化；而判断新物种形成的依据是看是否产生生殖隔离。2基因频率、基因型频率计算的易错点(1)常染色体上基因与X染色体上的基因计算公式不同若某基因在常染色体上，则若某基因只出现在X染色体上，则基因频率(2)运用哈代温伯格定律(pq)2p22pqq21进行运算是有条件的！适用条件：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下几个条件的情况下，可以由基因频率计算基因型频率。这几个条件分别是：种群足够大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发生；没有迁入和迁出；没有自然选择。【典例】如图是植物育种方式的简要概括图，请据图回答下面的问题。(1)表
17、示的育种方法称为_，这种育种方式的目的是_；同上述育种方式比较，育种方式的优越性主要表现在_。(2)方法所运用的原理是_。过程常用_处理萌发的种子或幼苗。(3)过程使用的生物技术是_，该育种方式的最大优点是_。答案(1)杂交育种 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起 明显缩短育种年限(2)基因突变 秋水仙素(或低温)(3)转基因技术 按照自己的意愿直接定向改变生物性状(目的性强、育种周期短、克服远缘杂交不亲和的障碍)教你审题挖掘示意图隐含信息，抓题干及选项关键词是解题关键1育种的目的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。
18、从基因组成上看，目标品种可能是纯合子，可防止后代发生性状分离，便于制种和推广；也有可能是杂合子，即利用杂种优势的原理。(1)在所有育种方法中，最简捷、最常规的育种方法杂交育种。(2)根据不同育种需求选择不同的育种方法。将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。要求快速育种，则运用单倍体育种。要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。若实现“定向”改变性状，则用基因工程育种。2关于育种方案的“选取”特别提醒种子公司销售的水稻、玉米的优良品种为什么需要年年买新的
19、？自己留种是否可行？答案 这些优良品种都是“杂种”(利用其杂种优势达到高产优质)，不能自我留种，必须年年买新的。若实验植物为营养繁殖类如马铃薯、红薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。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雌雄个体间交配获得F2，选F2中的个体与异性隐性纯合子测交的方法鉴定出纯合子。3单倍体育种为什么能缩短育种年限单倍体育种基本步骤如下：由上图可知单倍体育种只需2年。杂交育种则需要46年。【变式】(2012天津卷，2)芥酸会降低菜籽油的品质。油
20、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题图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸油菜新品种(HHGG)的效率最高DF1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解析：减数分裂时，发生联会的染色体是同源染色体，即H基因所在的染色体与h基因所在的染色体、G基因所在的染色体与g基因所在的染色体可以发生联会，D项错误。答案：D