高考生物大二轮专题复习与增分策略专题9生物的变异、育种与进化 23页

专题 9 生物的变异、育种与进化 [重温考纲要求] 1.基因重组及其意义(Ⅱ)。2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。3.染色体结构 变异和数目变异(Ⅰ)。4.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。5.转基因食品的安全(Ⅰ)。6.现代 生物进化理论的主要内容(Ⅱ)。7.生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)。 1.有关生物变异的正误判断 (1)A 基因突变为 a 基因，a 基因还可能再突变为 A 基因( √ ) (2)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化( × ) (3)低温可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( × ) (4)多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会( × ) (5)在有丝分裂和减数分裂过程中，非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异 ( √ ) 2.有关生物育种的正误判断 (1)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低( × ) (2)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可采用幼叶、茎 尖等部位的组织进行组织培养( √ ) (3)用秋水仙素处理细胞群体，M(分裂)期细胞的比例会减少( × ) (4)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关( √ ) 3.有关生物进化的正误判断 (1)长舌蝠为长筒花的唯一传粉者，两者相互适应，共同(协同)进化( √ ) (2)生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素( × ) (3)生物的种间竞争是一种选择过程( √ ) (4)自然选择决定了生物变异和进化的方向( × ) (5)外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向( √ ) (6)一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境( √ ) (7)物种的形成可以不经过隔离( × ) (8)生物进化过程的实质在于有利变异的保存( × ) (9)人工培育的新物种只能生活在人工环境中( × ) 一、“千变万化”的生物变异 1.(2015·海南，19)关于等位基因 B 和 b 发生突变的叙述，错误的是( ) A.等位基因 B 和 b 都可以突变成为不同的等位基因 B.X 射线的照射不会影响基因 B 和基因 b 的突变率 C.基因 B 中的碱基对 G－C 被碱基对 A－T 替换可导致基因突变 D.在基因 b 的 ATGCC 序列中插入碱基 C 可导致基因 b 的突变 答案 B 解析 根据基因突变的不定向性，突变可以产生多种等位基因，A 正确；X 射线属于物理诱变 因素，可以提高基因突变率，B 错误；基因突变包括碱基对的替换、增添和缺失三种情况，C 选项属于替换，D 选项属于增添，C、D 正确。 2.(2015·全国Ⅱ，6)下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是( ) A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的 B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的 C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的 D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的 答案 A 解析 人类猫叫综合征是人的第 5 号染色体部分缺失引起的，A 正确，B、C、D 错误。 3.(2016·全国丙，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。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)染色体 (3)一 二 三 二 解析 (1)基因突变是指 DNA 分子中发生的碱基对的替换、增添或缺失，而染色体变异往往会 改变基因的数目和排列顺序，所以与基因突变相比，后者所涉及的碱基对数目更多。(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)AA 植株发生隐性突变后基因型变为 Aa，而 aa 植株发生显性突变后基因型也变为 Aa，该 种植物自花受粉，所以不论是显性突变还是隐性突变，子一代为 Aa 时在子二代中的基因型都 有 AA、Aa 和 aa 三种，故最早可在子一代观察到该显性突变的性状(A_)；最早在子二代中观 察到该隐性突变的性状(aa)；显性纯合子和隐性纯合子均出现于子二代，且隐性纯合子一旦 出现，即可确认为纯合，从而可直接分离出来，而显性纯合子的分离，却需再令其自交一代 至子三代，若不发生性状分离方可认定为纯合子，进而分离出来。 悟规律 各种变异的基本概念与特征、各种变异的图形分析与判断、区分各种变异 的杂交实验设计与分析等是考查的核心。 1.突破生物变异的 4 大问题 (1)关于“互换”问题：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，参与 互换的基因为等位基因；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位，参与互 换的基因为非等位基因。 (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；基因内部若干“碱 基对”的缺失属于基因突变。 (3)关于变异的水平问题 ①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。 ②染色体变异是细胞水平的变异，涉及染色体的“某片段”的改变，这一片段可能含有若干 个基因，在光学显微镜下可以观察到，故常用分生组织制片观察的方法确认是否发生了染色 体变异。 (4)涉及基因“质”和“量”的变化问题 ①基因突变——改变基因的质(基因结构改变，成为新基因)，不改变基因的量。 ②基因重组——不改变基因的质，也不改变基因的量，但改变基因间的组合搭配方式及改变 基因型(注：转基因技术可改变基因的量)。 ③染色体变异——不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。 2.“两看”法界定二倍体、多倍体、单倍体 题型一 由细胞分裂图判断变异类型 1.在细胞分裂过程中出现了甲、乙 2 种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙 述正确的是( ) ①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性 ②乙图中出现的这种变异属于 染色体变异 ③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中 ④甲、乙两图中的变异类型都 可以用显微镜观察检验 A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④ 答案 C 解析 甲图中发生的是染色体变异，属于染色体中某一片段位置颠倒，属于染色体结构的变 异；乙图中在着丝点分裂时，两条姐妹染色单体移向了同一极，使子细胞中染色体数目多或 少了一条，也属于染色体数目变异。染色体变异可以用显微镜观察到。甲图可出现在减数分 裂中，也可出现在有丝分裂中，故③错误，因此选 C。 2.如图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的 基因)。据图判断不正确的是( ) A.该动物的性别是雄性 B.乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组 C.1 与 2 或 1 与 4 的片段交换，前者属于基因重组，后者属于染色体结构变异 D.丙细胞不能发生基因重组 答案 B 解析 根据题干，图中细胞是同一生物个体的细胞。由甲图可知，该动物的性别为雄性。乙 图为有丝分裂图像，乙图所示的细胞中两条子染色体分别含有 A 和 a 基因，其原因是发生了 基因突变。1 与 2 片段交换属于同源染色体间的交叉互换，属于基因重组；1 与 4 片段交换属 于染色体结构变异。丙细胞处于减数第二次分裂后期，基因重组发生在减数第一次分裂四分 体时期和后期。 技法提炼 根据染色体图示判定变异类型 (1)如果是有丝分裂后期图，若两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果。 (2)如果是减数第二次分裂后期图，若两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因 突变的结果。 (3)如果是减数第二次分裂后期图，若两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉 互换(基因重组)的结果。 题型二 生物变异类型的分析 3.如图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因 2 由基因 1 变异而来。有关说 法正确的是( ) A.图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期 B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失 C.图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复 D.图中 4 种变异能够遗传的是①③ 答案 C 解析 图①是发生在减数分裂的四分体时期的交叉互换，图②表示易位，可发生在有丝分裂 和减数分裂的过程中；图③中的变异是基因突变；图④中的变异若上链是正常链，则属于染 色体结构变异中的缺失，若下链是正常链，则属于染色体结构变异中的重复；图中 4 种变异 都是可遗传的变异，都能够遗传。 4.在某基因型为 AA 的二倍体水稻根尖中，发现一个如图所示的细胞(图中Ⅰ、Ⅱ表示该细胞 中部分染色体，其他染色体均正常)，以下分析合理的是( ) A.a 基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变 B.该细胞一定发生了染色体变异，一定没有发生基因自由组合 C.该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察 D.该细胞变异均为可遗传变异，都可通过有性生殖传给后代 答案 B 解析 植物的根尖分生区细胞不能进行减数分裂，只能进行有丝分裂，所以 a 基因的出现是 有丝分裂过程中发生了基因突变，A 错误；由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组 的生物是二倍体，而Ⅱ号染色体在细胞中有三条，说明发生了染色体数目变异；同时基因的 自由组合发生在减数过程中，而根尖细胞中只能发生有丝分 裂，不能发生减数分裂，B 正确；基因突变在显微镜下看不见，C 错误；可遗传变异的来源有 基因突变、基因重组和染色体变异，体细胞中发生的变异不能通过有性生殖传给后代，D 错 误。 5.脆性 X 染色体是由于染色体上的 FMR1 基因出现过量的 CGG//GCC 重复序列，导致 DNA 与蛋 白质结合异常，从而出现“缢沟”，染色体易于从“缢沟”处断裂。下列分析错误的是( ) A.脆性 X 染色体出现的根本原因是基因突变 B.脆性 X 染色体更易发生染色体的结构变异 C.男性与女性体细胞中出现 X 染色体“缢沟”的概率不同 D.由于存在较多的 GC 重复序列，脆性 X 染色体结构更稳定 答案 D 解析 脆性 X 染色体是因为基因中出现过量的 CGG//GCC 重复序列，即基因中插入一定碱基序 列，基因的结构发生改变，即基因突变，A 正确；脆性 X 染色体易于从“缢沟”处断裂，说 明易于发生染色体结构变异，B 正确，男性细胞中只有一条 X 染色体，女性细胞中有两条 X 染色体，女性出现 X 染色体“缢沟”的概率更大些，C 正确；由于“缢沟”的存在，染色体 结构不稳定，D 错误。 二、“学以致用”的遗传育种 1.(2014·新课标全国Ⅰ，32)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗 倒状)品种，已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因 所知甚少。回答下列问题： (1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有 ________________优良性状的新品种。 (2)杂交育种前，为了确定 F2 代的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定 律来预测杂交结果，需要满足 3 个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基 因控制，且符合分离定律；其余两个条件是______________________________________。 (3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述 3 个条件，可用测交实验来进行检验， 请简要写出该测交实验的过程。 ________________________________________________________________________。 答案 (1)抗病矮秆 (2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律； 控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上 (3)将纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植 株杂交，产生 F1，让 F1 与感病矮秆植株杂交 解析 (1)杂交育种能将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，抗病与矮秆(抗倒 伏)为优良性状。(2)杂交育种依据的原理是基因重组，控制两对相对性状的基因位于非同源 染色体上，遵循基因的自由组合定律，每对基因单独考虑时符合分离定律。(3)测交是指用 F1 和隐性纯合子杂交，故应先用纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交得到 F1，然后再进 行测交实验。 2.(2015·浙江，32)某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和 感病由基因 R 和 r 控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制， 同时含有 D 和 E 表现为矮茎，只含有 D 或 E 表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和 抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答： (1)自然状态下该植物一般都是________合子。 (2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有________ 和有害性这三个特点。 (3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在 F2 等分离世代中____________抗病矮 茎个体，再经连续自交等____________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测， 一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的____________。若只考虑茎的高度， 亲本杂交所得的 F1 在自然状态下繁殖，则理论上 F2 的表现型及其比例为____________。 (4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有__________________________。请用遗传图解表 示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。 答案 (1)纯 (2)稀有性、多方向性 (3)选择 纯合化 年限越长 矮茎∶中茎∶高茎＝9∶6∶1 (4)基因重组和染色体变异 遗传图解如图 解析 (1)已知该植物为自花且闭花受粉的植物，所以在自然状态下发生的是自交过程，一般 都是纯合子。(2)诱变育种主要利用基因突变的原理，因为基因突变具有有害性、稀有性和多 方向性，所以需要处理大量种子。(3)杂交育种是利用基因重组的原理，有目的地将两个或多 个品种的优良性状组合在同一个个体上，一般通过杂交、选择和纯合化等手段培养出新品种。 如果控制性状的基因数越多，则育种过程中所需要的时间越长。若只考虑茎的高度，据题意 可知亲本为纯合子，所以它们的基因型为 DDEE(矮茎)和 ddee(高茎)，其 F1 的基因型为 DdEe， 表现型为矮茎，F1 自交后 F2 的表现型及其比例分别为矮茎(D－E－)∶中茎(D－ee 和 ddE－)∶高茎 (ddee)＝9∶6∶1。(4)单倍体育种的原理是基因重组和染色体变异。遗传图解见答案。 悟规律 生物变异在育种实践中的应用一向为高考热点，题型多为非选择题，考查内 容多涉及育种方法的选择、育种方案的设计、育种过程分析等，备考时应加 大针对性训练，并注重育种方法的归纳整合。 1.据图理清“5”种生物育种 (1)“亲本――→A、D 新品种”为杂交育种。 (2)“亲本――→B、C 新品种”为单倍体育种。 (3)“种子或幼苗――→E 新品种”为诱变育种。 (4)“种子或幼苗――→F 新品种”为多倍体育种。 (5)“植物细胞――→G 新细胞――→H 愈伤组织――→I 胚状体――→J 人工种子―→新品种”为基 因工程育种。 2.根据不同的需求选择育种的方法 (1)若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，只要出现该性状即可。 (2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。 (3)若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。 (4)若实验植物为营养繁殖类如马铃薯、甘薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯 种。 (5)若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。 (6)若要定向改变生物的性状，可利用基因工程育种。 题型一 育种的原理、过程及特点 1.染色体部分缺失在育种方面也有重要作用。下图所示为育种专家对棉花品种的培育过程， 相关叙述错误的是( ) A.太空育种依据的原理主要是基因突变 B.粉红棉 M 的出现是染色体缺失的结果 C.深红棉 S 与白色棉 N 杂交产生深红棉的概率为1 4 D.粉红棉 M 自交产生白色棉 N 的概率为1 4 答案 C 解析 太空育种的原理主要是基因突变，可以产生新的基因。由图可知，粉红棉 M 是由于染 色体缺失了一段形成的。若用 b－表示染色体缺失的基因，则 bb×b－b－→bb－(全部为粉红棉)。 粉红棉 bb－自交，得白色棉 bb 的概率为1 4 。 2.如图为普通小麦的培育过程。据图判断下列说法正确的是( ) A.普通小麦的单倍体中含有一个染色体组，共 7 条染色体 B.将配子直接培养成单倍体的过程称为单倍体育种 C.二粒小麦和普通小麦均能通过自交产生可育种子 D.染色体加倍只能通过秋水仙素处理萌发的种子实现 答案 C 解析 普通小麦是六倍体，其单倍体内含有 21 条染色体，每个染色体组中含有 7 条形状、大 小不同的染色体；将配子直接培养成单倍体的过程只是单倍体育种的一个环节；二粒小麦和 普通小麦细胞内均含有同源染色体，均能通过自交产生可育种子；使染色体加倍除可利用秋 水仙素处理萌发的种子或幼苗外，还可以对其进行低温处理。 技法提炼 育种方案的选择 (1)欲获得从未有过的性状——诱变育种，如对从不抗旱的玉米诱变处理获得抗旱品种。 (2)欲将分散于不同品系的性状集中在一起(优势组合)——杂交育种，如利用抗倒伏不抗锈病 的小麦和抗锈病不抗倒伏的小麦培育出既抗锈病、又抗倒伏的“双抗”品系。 (3)欲增大原品种效应(如增加产量、增加营养物质含量等)——多倍体育种，如用二倍体西瓜 人工诱导染色体数目加倍获得“四倍体”，进而与二倍体杂交培育成“三倍体无子西瓜”。 题型二 育种方案的设计 3.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______________________。 (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 ____________________________________________________________。 答案 (1)单倍体 (2)使幼苗产生突变 抗该除草剂能力 (3)数目加倍 抗性植株 (4)敏感型植株 F1 个体全为敏感型植株 该抗性性状由两对基因共同控制，且两对基因均隐 性纯合时，植株表现为抗性，其余表现为敏感型 解析 (1)单倍体育种常用的方法是花药离体培养，其发育成的个体为单倍体。(2)用γ射线 照射上述幼苗，幼苗易发生基因突变，可能产生符合生产的新类型；然后用该除草剂喷洒其 幼叶，个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织抗除草剂。(3)取该部分绿色组织再进 行植物组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体加倍，从而获得纯合的 抗该除草剂植物。(4)对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与敏感型植株杂交， 如果后代全部为敏感型植株，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)，表明抗性性状由两对基因控制，且两对基因均为隐性纯合时才表现为抗性， 其他基因型表现为敏感型。 4.草鱼(2n＝48)是中国淡水养殖的四大家鱼之一，草鱼因其能迅速清除水体各种草类而被称 为“拓荒者”。多倍体鱼类与相同的二倍体鱼类相比，其个体大、生长速度快、抗病及耐寒 性强，可以通过人工方法诱导多倍体鱼类形成。多倍体鱼类的产生机制如图所示，a、b、c 为成熟个体。请回答下列问题： (1)上述育种方法称为________，原理是______________________________________。 (2)通过上述方法，得到的成熟个体 a 为______________倍体；通过“方法三”获得的草鱼个 体体细胞中含____________条染色体。 (3)秋水仙素诱导染色体加倍的原理是_________________________________________。 (4)草鱼虽可控制杂草生长，但其天然繁殖能力强，易对水生植物造成严重损坏，因此可以通 过方法__________(填写图中方法的序号)培育不育的草鱼解决该问题。 答案 (1)多倍体育种 染色体变异 (2)三 96 (3)抑制细胞分裂前期纺锤体形成，使染色体数目加倍 (4)一、二 解析 (1)上述育种方法称为多倍体育种，利用的原理是染色体变异。(2)通过上述方法，得 到的成熟个体 a、b 为三倍体，成熟个体 c 为四倍体；通过“方法三”获得的草鱼个体为四倍 体，其体细胞中含 24×4＝96 条染色体。(3)秋水仙素可抑制细胞分裂前期纺锤体形成，从而 使染色体数目加倍。(4)草鱼虽可控制杂草生长，但其天然繁殖能力强，易对水生植物造成严 重损坏，因此可以通过方法一、二培育不育的草鱼(三倍体)解决该问题。 三、“拨开迷雾”的进化理论 1.(2014·四川，5)油菜物种甲(2n＝20)与乙(2n＝16)通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体 培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。 下列叙述正确的是( ) A.秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍 B.幼苗丁细胞分裂后期，可观察到 36 或 72 条染色体 C.丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向 D.形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种 答案 B 解析 A 项，在有丝分裂过程中，秋水仙素的作用是在分裂前期抑制纺锤体的形成，从而达 到使染色体数目加倍的目的。B 项，油菜物种甲、乙杂交，子代丙是异源二倍体，其染色体 数为 10＋8＝18 条，用秋水仙素处理其顶芽后，发育成的幼苗丁中部分细胞染色体加倍为 36 条，该类细胞在有丝分裂后期可观察到 72 条染色体，还有一部分细胞染色体并未加倍，该类 细胞在有丝分裂后期可观察到 36 条染色体。C 项，决定生物进化方向的是自然选择，不是丙 到丁发生的染色体变化(染色体变异)。D 项，虽然形成戊的过程没有经过地理隔离，但是其 体细胞中染色体组成为物种甲(2n＝20)＋物种乙(2n＝16)，为异源四倍体，与二倍体物种甲、 二倍体物种乙都存在生殖隔离，因而戊是新物种。 2.(2015·全国Ⅰ，32)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于 A 和 a 这对等位基因来 说只有 Aa 一种基因型。回答下列问题： (1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中 A 基因频率∶a 基因频率为_________。 理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中 AA、Aa 和 aa 的数量比为________________，A 的基因频率为________________。 (2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有 Aa 和 aa 两种基因型，且比例为 2∶1， 则对该结果最合理的解释是________________________。根据这一解释，第一代再随机交配， 第二代中 Aa 和 aa 基因型个体数量的比例应为________。 答案 (1)1∶1 1∶2∶1 0.5 (2)A 基因纯合致死 1∶1 解析 (1)由题干可知，种群中只有 Aa 一种基因型个体，因此种群中 A∶a 比例是 1∶1，产 生的配子中 A 配子∶a 配子＝1∶1，配子随机结合，后代中基因型 AA 为1 2 ×1 2 ＝1 4 、Aa 为 2×1 2 ×1 2 ＝1 2 、aa 基因型为1 2 ×1 2 ＝1 4 。A 的基因频率为 AA 基因型频率＋1 2 的 Aa 基因型频率＝1 4 ＋1 2 ×1 2 ＝1 2 。 (2)该种群随机交配后，由于后代只有 Aa 和 aa 两种基因型，说明 AA 基因型个体死亡。且 Aa 和 aa 两种基因型比例为 2∶1，这时种群中产生的配子比例为 A(1/3)、a(2/3)，依据遗传平 衡定律，求得后代 AA 为 1/9、Aa 为 4/9、aa 为 4/9，其中 AA 个体死亡，Aa 和 aa 的比例为 1∶1。 悟规律 高考对本考点的考查多以选择题形式呈现，考查重点包括自然选择学说、现 代生物进化理论、基因频率的计算、物种形成环节及共同进化等，题目难度 不大，多为基础送分题，强化记忆是备考关键。 1.理清生物进化脉络 2.明确隔离、物种形成与进化的关系 (1) (2) (3) (4) 题型一 生物变异与生物进化的分析 1.以下关于生物变异和生物进化的叙述，不正确的是( ) A.种群基因频率改变，生物一定会进化 B.不同物种之间、生物与无机环境之间共同进化导致生物多样性 C.种群中控制某性状的全部等位基因称为种群的基因库 D.生物变异的有利性是相对的，自然选择决定生物进化的方向 答案 C 解析 生物进化的实质是种群基因频率的改变，A 项正确；共同进化是指不同生物之间及生 物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，共同进化导致生物多样性形成，B 项正确； 基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，C 项错误；生物变异的有利性和有害性 不是绝对的，而是相对的，往往取决于环境，自然选择决定生物进化的方向，D 项正确。 2.下列叙述与现代生物进化理论不相符合的是( ) A.新物种的产生不一定是因为长期的地理隔离最终导致生殖隔离而形成的 B.生物体所发生的可遗传变异可为生物进化提供原材料 C.喷洒农药可使害虫种群的抗药基因频率提高，从而使害虫的抗药性逐代增强 D.生殖隔离是形成新物种的标志，物种是生物进化和繁殖的基本单位 答案 D 解析 新物种的产生不一定是因为长期的地理隔离最终导致生殖隔离而形成的，如多倍体的 形成，A 正确；变异包括可遗传变异和不可遗传变异，只有可遗传的变异才能为生物进化提 供原材料，B 正确；喷洒农药选择了害虫种群的抗药性强的个体，使害虫种群的抗药基因频 率提高，从而使害虫的抗药性逐代增强，C 正确；生殖隔离是新物种形成的标志，种群是生 物进化和繁殖的基本单位，D 错误。 易错警示 1.隔离、物种形成与生物进化的关系 (1)生物进化≠物种的形成 ①生物进化的实质是种群基因频率的改变，物种形成的标志是生殖隔离的产生。 ②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。 (2)物种形成与隔离的关系：物种的形成不一定要经过地理隔离，但必须要经过生殖隔离。 2.“新物种”必须具备两个条件 (1)与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交或能杂交但后代不育)。 (2)物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡均不可称为“物种”，因为它们均是“不育” 的，而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”，因它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三 倍体西瓜)不育，意味着二者间已产生生殖隔离，故已成为另类物种。 题型二 基因频率的相关计算 3.一个种群中 AA 占 25%，Aa 占 50%，aa 占 25%。如果因为环境的变化，每年 aa 的个体减少 20%，AA 和 Aa 的个体分别增加 20%，一年后，a 基因的基因频率约为( ) A.45.5% B.20% C.18.2% D.15.6% 答案 A 解析 假设某随机交配的种群有 100 个个体，其中 AA 占 25%，Aa 占 50%，则 AA 个体数目为 25 个，Aa 个体数为 50 个，aa 个体数目为 25 个。如果因为环境的变化，每年 aa 的个体减少 20%，AA 和 Aa 的个体分别增加 20%，一年后，aa 的个体数量为 25×80%＝20 个，Aa 的个体数 量 为 50×120% ＝ 60 个 ， AA 的 个 体 数 量 为 25×120% ＝ 30 个 ， 所 以 a 的 基 因 频 率 ＝ 20×2＋60 20＋60＋30× 2 ＝ 5 11 ≈45.5%。 4.调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为：XBXB－42.32%、XBXb－7.36%、XbXb－ 0.32%、XBY－46%、XbY－4%，则该校学生中 XB 和 Xb 的基因频率分别是( ) A.6%、8% B.92%、8% C.78%、92% D.8%、92% 答案 B 解析 伴性遗传的基因频率计算，只计数等位基因所存在的染色体，即男性只统计一个基因， 女 性 统 计 两 个 基 因 ， 故 该 校 学 生 中 Xb 的 基 因 频 率 为 7.36%＋0.32%×2＋4% 42.32%×2＋7.36%×2＋0.32%×2＋46%＋4% ×100%＝8%，则 XB 的基因频率为 92%。 5.舞蹈症属于常染色体上的隐性遗传病，人群中每 2 500 人就有一个患者。一对健康的夫妇， 生了一个患此病的女儿，两人离异后，女方又与另一个健康的男性再婚，这对再婚的夫妇生 一个患此病的孩子的概率约为( ) A. 1 25 B. 1 50 C. 1 102 D. 1 625 答案 C 解析 若把舞蹈症的致病基因记作 a，则女方的基因型为 Aa，女方(Aa)与另一男性结婚，如 果也生一患此病的孩子，则该男性的基因型也应为 Aa。根据题意，假设 a 的基因频率为 q， 则 aa 的基因型频率为 q×q＝ 1 2 500 ，可得 q＝ 1 50 ，A 的基因频率 p＝1－q＝49 50 。杂合子 Aa 的 基因型频率＝2pq＝2×49 50 × 1 50 ，健康男性为杂合子的概率为 Aa AA＋Aa ＝2×49 2499 ，又考虑到双亲均 为杂合子，后代出现隐性纯合子 aa 的可能性是1 4 ，由此可得这对再婚夫妇生一患此病孩子的 概率为2×49 2499 ×1 4 ＝ 1 102 。 6.用基因型为 Aa 的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机 交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代 Aa 基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是( ) A.曲线Ⅱ的 F3 中 Aa 基因型频率为 0.4 B.曲线Ⅲ的 F2 中 Aa 基因型频率为 0.4 C.曲线Ⅳ的 Fn 中纯合子的比例比上一代增加(1/2)n＋1 D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间 A 和 a 的基因频率始终相等 答案 C 解析 若 Aa 分别连续自交和随机交配并淘汰隐性个体，则后代都为(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)， 淘汰掉 aa 则 F1Aa 的基因型比例都是 2/3。而若 F1 再自交则其后代是 1/3AA＋2/3Aa(1/4AA＋ 1/2Aa＋1/4aa)，淘汰掉 aa 以后，得到的后代 F2 是 3/5AA＋2/5Aa，Aa 所占的比例是 0.4；若 F1 再随机交配则可先计算出 F1 的 A 和 a 的基因频率分别为 2/3 和 1/3，依据遗传平衡可计算 出 F2 中 AA＝4/9、Aa＝4/9、aa＝1/9，淘汰 aa 之后则 Aa＝1/2，由此推知图中曲线Ⅱ是随机 交配并淘汰 aa 的曲线，曲线Ⅲ是自交并淘汰 aa 的曲线，进而可知 B 项正确；曲线Ⅱ所示 F2 的 A、a 基因频率分别为 3/4 和 1/4，则随机交配后代中 AA＝9/16、Aa＝6/16、aa＝1/16，淘 汰 aa 后，则 F3 中 Aa 的基因型频率为 2/5，所以 A 项正确；Aa 分别连续 自交和随机交配不淘汰隐性个体，F1Aa 的基因型频率都是 1/2，若 F1 再随机交配，后代的基 因型频率不会发生改变，则图中曲线Ⅰ是 Aa 随机交配的曲线。而若 F1 再连续自交 Aa 的基因 型频率＝(1/2)n，F2 中 Aa＝1/4，则可推知图中曲线Ⅳ是自交的结果，曲线Ⅳ中在 Fn 中纯合子 的比例是 1－(1/2)n，则比上一代 Fn－1 增加的数值是 1－(1/2)n－[(1－(1/2)n－1)]＝(1/2)n，C 项错误；连续自交和随机交配这两者都不存在选择，所以不会发生进化，A 和 a 的基因频率 都不会改变，D 项正确。 技法提炼 基因频率的计算方法 (1)定义法 基因频率＝ 种群内某基因总数 种群内某基因和其等位基因的总数 ×100%。 (2)基因位置法 ①若某基因在常染色体，则： 基因频率＝种群内某基因总数 种群个体数×2 ×100%。 ②若某基因只出现在 X 染色体上，则： 基因频率＝ 种群内某基因总数 雌性个体数×2＋雄性个体数 ×100%。 (3)通过基因型频率计算 若已知 AA、Aa、aa 的频率，求 A(a)的基因频率，则 A%＝AA%＋1 2 ×Aa%；a%＝aa%＋1 2 ×Aa%。 (4)根据遗传平衡定律计算 若 A%＝p，a%＝q，则：AA%＝p2，aa%＝q2，Aa%＝2pq。 1.下列有关遗传和变异的叙述，正确的是( ) A.基因重组可以产生新的性状，但不能改变基因频率 B.三倍体西瓜的培育原理属于染色体变异 C.花药离体培养过程中，基因突变、基因重组、染色体变异均有可能发生 D.基因型为 AAbb 和 aaBB 的个体杂交，F2 双显性性状中能稳定遗传的个体占 1/16 答案 B 解析 基因重组是原有基因的重新组合，不能改变基因频率，也不能产生新的性状，A 错误； 三倍体西瓜的培育原理属于染色体数目变异，B 正确；花药离体培养过程中没有进行减数分 裂，所以不可能发生基因重组，C 错误；基因型为 AAbb 和 aaBB 的个体杂交，子一代基因型 为 AaBb，则 F2 双显性性状(A_B_)中能稳定遗传的个体的基因型为 AABB，占 1/3×1/3＝1/9， D 错误。 2.某昆虫的等位基因(A、a)位于常染色体上，一对基因型为 Aa 的雌雄个体交配，子代♀∶♂ ＝3∶5。下列假设能解释该实验结果的是( ) A.aX 的雌配子不能受精 B.AAXX 的个体不能存活 C.aaXX 的受精卵发育为雄虫 D.AY 的雄配子存活率显著降低 答案 C 解析 在后代中雌雄比例本应是 1∶1，现在出现了 3∶5 的比例，最有可能是有 1/4 的雌虫 发育成了雄虫，故 C 正确；aX 的雌配子不能受精后代中雌雄比应为 1∶1，故 A 错误；AAXX 的个体不能存活雌雄比应是 3∶4，故 B 错误；AY 的雄配子存活率显著降低，应是雄性少，故 D 错误。 3.研究发现，鸡的性别(ZZ 为雄性，ZW 为雌性)不仅和性染色体有关，还与只存在于 Z 染色体 上的 DMRT1 基因有关，该基因在雄性性腺中的表达量约是雌性性腺中表达量的 2 倍。该基因 的高表达量开启性腺的睾丸发育，低表达量开启性腺的卵巢发育。下列叙述错误的是( ) A.性染色体缺失一条的 ZO 个体性别为雌性 B.性染色体增加一条的 ZZW 个体性别为雌性 C.性染色体缺失一条的 WO 个体可能不能正常发育 D.母鸡性反转为公鸡可能与 DMRT1 的高表达量有关 答案 B 解析 性染色体缺失一条的 ZO 个体，DMRT1 基因表达量低，性别为雌性，A 正确；性染色体 增加一条的 ZZW 个体的 DMRT1 基因表达量高开启性腺的睾丸发育，性别为雄性，B 错误；性 染色体缺失一条的 WO 个体，没有 Z 染色体，也就没有 DMRT1 基因，可能不能正常发育，C 正 确；已知 ZZ 中 DMR1 基因表达量高表现为雄性、ZW 中 DMR1 表达量低表现为雌性，母鸡性反 转为公鸡可能与特殊条件下 DMRT1 的高表达量有关，D 正确。 4.单倍体育种可以明显地缩短育种年限，这是由于( ) A.育种技术操作简单 B.单倍体植物生长迅速 C.诱导出苗成功率高 D.后代不发生性状分离 答案 D 5.六倍体的普通小麦体细胞含 42 条染色体，用紫外线处理小麦种子后，筛选出一株抗锈病的 植株 X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占 50%，下列叙述正确的是 ( ) A.用花粉离体培养获得的抗病植株，自交后代无性状分离 B.单倍体植株的体细胞中有三个染色体组，最多时含有 42 条染色体 C.植株 X 连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低 D.紫外线诱发的突变，决定小麦向抗病的方向进化 答案 B 解析 用花粉离体培养获得的抗病植株都是单倍体，单倍体高度不育，A 项错误；由题意可 知，抗锈病的植株 X 的体细胞含 6 个染色体组、42 条染色体，单倍体植株体细胞中染色体组 数目及染色体数目都是植株 X 体细胞中的一半，即含有 3 个染色体组、21 条染色体，在有丝 分裂后期，由于着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为子染色体，导致细胞中的染色体数目暂 时加倍，含有 42 条染色体，B 项正确；植株 X 连续自交过程中，因不抗病的植株逐代被淘汰， 导致不抗病基因的频率逐渐降低，抗病基因的频率逐渐升高，进而引起纯合抗病植株的比例 逐代升高，C 项错误；生物的变异是不定向的，诱发产生的基因突变是随机的，不能决定小 麦的进化方向，决定生物进化方向的是自然选择，D 项错误。 6.(2014·上海，9)果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性。在一个由 600 只长翅果蝇和 400 只残翅 果蝇组成的种群中，若杂合子占所有个体的 40%，那么隐性基因 v 在该种群内的基因频率为 ( ) A.20% B.40% C.60% D.80% 答案 C 解析 根据题意，vv 有 400 只，Vv 有 400 只，VV 有 200 只，依据基因频率的计算方式，v 的基因频率为[(400×2＋400×1)÷(1 000×2)]×100%＝60%。 7.(2015·山东，6)玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。现有若干 H 基因频率不同的玉米群体， 在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得 F1。各 F1 中基因型频 率与 H 基因频率(p)的关系如图。下列分析错误的是( ) A.0