高考生物百日冲刺专题复习：生物的变异、育种与进化.docx

1、高考生物百日冲刺专题复习：生物的变异、育种与进化 一、考点突破考点突破 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. 现代生物进化理论的主要内容 （） 6. 生物进化与生物多样性的形成 （） 实验：低温诱导植物染色体数目的变化 二、重难点提示二、重难点提示 本讲内容包括：生物的变异、育种和进化三个重要考点。本讲内容在近年的高考题中赋 分比重较大，是高考的重难点，需要记忆的知识点较多，更注重思维的严谨性。分析近几年 的高考生物试题，本讲内容在命题形式与知识点分布上有以下特点： 1. 命题形式： 既有

2、选择题，又有非选择题，简答题中的实验探究与育种方案的设计不容忽视。 2. 知识点分布： 基因突变的产生、结果分析及特点； 变异的原因与变异类型的判断； 各种育种方法的比较与选择； 现代生物进化理论和达尔文理论的要点； 现代生物进化理论对生物适应性、新物种的形成的分析。 考点点拨： 一、本讲内容框架图一、本讲内容框架图 二、重点知识点拨二、重点知识点拨 （一）基因突变 1. 基因突变的分子机制 几点理解： （1）无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒 DNA 复制时均可发生基因突变。 （2） 基因突变不改变染色体上基因的数量， 只改变基因的结构， 即 Aa 或 aA， 而 A、 a 的本质区别是其基因

3、分子结构发生了改变，即基因中脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序 发生了改变。 2. 类型 （1）显性突变：如 aA，该突变一旦发生，即可表现出相应性状。 （2） 隐性突变： 如 Aa， 突变性状一旦在生物个体中表现出来， 该性状即可稳定遗传。 （二）基因重组 重组重组 类型类型 同源染色体上同源染色体上 非等位基因的重组非等位基因的重组 非同源染色体上非同源染色体上 非等位基因的重组非等位基因的重组 人为导致基因重组人为导致基因重组 （DNA 重组）重组） 发生发生 时间时间 减数第一次分裂 四分体时期 减数第一次分裂后期 体外与运载体重组， 导入细胞内与细胞内基因重组 发生发生 机制机制 同源

4、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 上非等位基因间的重组 目的基因经过运载体导入受体细 胞，导致受体细胞中基因重组 图像图像 示意示意 （三）染色体变异与其他变异的比较 类型类型 定义定义 本质本质 结果结果 遗传水平遗传水平 基因突变基因突变 DNA 分子因碱基对的 增添、缺失或改变， 引起的基因结构改变 基因的分子结构改变导 致基因的种类改变，基因 的数量和排列顺序不变 产生新基因 分子水平 （光镜不 可见） 基因重组基因重组 生物在有性生殖过程 中，控制不同性状的 基因的重新组合

5、 原有基因的重新组合，基 因结构不改变 产生新的 基因型 染色体染色体 变异变异 染色体的结构或数目 改变，引起的生物的 性状改变 基因的数量或排列顺序 可能改变，基因结构不变 （基因的方向可能改变） 不产生新基 因，可产生 新基因型 染色体水 平（光镜 可见） （四）育种方式的比较 依据原理依据原理 常用方法常用方法 优点优点 缺点缺点 举例举例 杂交育种杂交育种 基因重组 杂交自交选育 自交 将不同个体的优良性状 集中于一个个体上 时间长， 需及时发 现优良品种 矮秆抗锈病 小麦 诱变育种诱变育种 基因突变 辐射诱变， 激光诱变， 作物空间技术育种 可以提高变异的频率， 加速育种进程，大幅

6、度 地改良某些品种 有利变异少， 需大 量处理实验材料 青霉素高产 菌株、 太空椒 单倍体育单倍体育 种种 染色体 变异 花药离体培养获得单 倍体，再经秋水仙素 或低温诱导处理 可以明显地缩短育种年 限 技术复杂且需与 杂交配合 快速培育矮 秆抗锈病小 麦 多倍体育多倍体育 种种 染色体 变异 用秋水仙素处理萌发 的种子、幼苗 器官巨大，提高产量和 营养成分 发育延迟， 结实率 低 三倍体无籽 西瓜、 八倍体 小黑麦 基因工程基因工程 育种育种 基因重组 转基因（DNA 重组） 技术将目的基因引入 生物体内，培育新品 种 定向改变生物的性状； 克服远缘杂交不亲和的 障碍 有可能引起生态 危机

7、产人胰岛素 的大肠杆菌、 抗虫棉 细胞融合细胞融合 技术技术 细胞膜流 动性、细 胞全能性 让不同生物细胞的原 生质融合，同种生物 细胞可融合为多倍体 按照人们意愿改变细胞 内遗传物质或获得细胞 产品且克服了远缘杂交 不亲和的障碍 技术难度高 白菜甘蓝、 番 茄 马 铃 薯 细胞核移细胞核移 植技术植技术 细胞核的 全能性 将具备所需性状的体 细胞核移植到去核的 卵细胞中 可改良动物品种或保护 濒危物种 技术要求高 克隆羊、 鲤鲫移核鱼 （五）基因库、基因频率与基因型频率 1. 基因库是指一个种群所含的全部基因。 每个个体所含有的基因只是种群基因库中的一个组成部分。 每个种群都有它独特的基因

8、库， 种群中的个体一代一代地死亡， 但基因库却代代相传， 并在传递过程中得到保持和发展。 种群越大，基因库也越大；反之，种群越小，基因库也越小。当种群变得很小时，就有可能 失去基因多样性，从而失去了进化上的优势而逐渐被淘汰。 2. 基因频率：是指一个种群基因库中某种基因占全部等位基因数的比例。 基因频率 %100 因的总数控制同种性状的等位基 某种基因的数目 （1）不同的基因在基因库中所占的比例是不同的，影响基因频率的因素有基因突变、 基因重组和自然选择等。 （2）种群基因频率的定向改变导致生物朝一定方向不断进化。 3. 基因型频率：是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例。 基因型频率

9、 %100 总个体数 特定基因型的个体数 状元典例 能力提升类能力提升类 例例 1 基因型为 AaXBY 的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不 含性染色体的 AA 型配子。等位基因 A、a 位于 2 号染色体。下列关于染色体未分离时期的 分析，正确的是（ ） 2 号染色体一定在减数第二次分裂时未分离 2 号染色体可能在减数第一次分裂时未分离 性染色体可能在减数第二次分裂时未分离 性染色体一定在减数第一次分裂时未分离 A. B. C. D. 一点通：一点通： 本题考查有关染色体数目个别增添或缺失的知识。 如果多的或少的是同源染色 体， 则是减数第一次分裂时未分离， 如果多的是

10、姐妹染色体， 则是减数第二次分裂时未分离， 由于没有性染色体，则是减数第一次分裂时未分离，而细胞中又多了一个相同基因，而正常 体细胞中是等位基因，所以多了姐妹染色体，则是减数第二次分裂时未分离，所以 A 项正 确。 答案：答案：A 例例 2 下列叙述错误的是 （ ） A. 基因突变是生物变异的根本来源 B. 基因突变使一个基因变成它的等位基因 C. 基因重组只能产生新的基因型，不能产生新的基因，因此对生物进化没有作用 D. 基因重组只发生在有性生殖过程中 一点通：一点通：基因突变的结果是产生等位基因，即产生原来没有的新基因，是生物变异的根 本来源，是生物进化的原材料。因此，可以说：如果没有基因

11、突变，生物也就不可能进化。 基因重组虽然也能使生物产生变异， 但这些变异只是生物界中已存在的性状重新组合， 并不 能产生自然界中原来没有的性状，但是由于基因重组可产生具有多样化的基因组合的子代， 可能有一些会具有适应某种变化的、 生存所必需的基因组合， 因此对生物的进化也有重要意 义。 答案：答案：C 综合运用类综合运用类 例例 1 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的下降而减少 一点通：一点通：生物的变异具

12、有不定向性，所以 A 选项错误；生物进化的实质是种群基因频 率的改变，B 选项错误；种群基因库在世代之间传递，所以 C 选项正确；种群内基因频率改 变的偶然性随种群数量的下降而增加，所以 D 选项错误。 答案：答案：C 例例 2 西瓜 （染色体数目 2n22） 消暑解渴， 深受百姓喜爱， 其中红瓤 （A） 对黄瓤 （a） 为显性，大籽（B）对小籽（b）为显性，两对基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自 由组合定律。现有红瓤大籽和黄瓤大籽两个品种，请回答： （1）利用上述两个品种杂交，子代出现四种表现型并且比例为 3131，则亲本的 基因型为 。 （2）培育三倍体无籽西瓜，依据的育种原理是 。常

13、用秋水仙素处理幼苗，其 作用机理是抑制 。 判断分析三倍体无籽西瓜的无籽性状是否可遗传？ 。 （3）判断分析在培育三倍体无籽西瓜过程中所获得的四倍体西瓜和原来的二倍体西瓜 是否为同一物种？ 。 （4） 用 32P 标记西瓜体细胞的 DNA 双链， 再将这些细胞转入不含32P 的培养基中培养， 第二次细胞分裂的后期，一个细胞中被 32P 标记的染色体数和未标记的染色体数之比 为 。 （5）对稳定遗传的红瓤大籽西瓜的种子进行射线处理，萌发后出现了小籽植株，则其 原因是 。 （6）请利用现有品种设计在最短时间内培育出纯种红瓤小籽西瓜的育种方案。 一点通：一点通：本题考查对变异、育种和进化相关知识的综

14、合应用及分析问题的能力。 （1）考生未审准两个品种的性状为“红瓤大籽和黄瓤大籽”，只注意到了“四种表现型并 且比例为 3131”，而多答。 （2）考生由于疏于对生物学术语的强化记忆和规范书写，而将纺锤体中的“锤”错写成 “垂”。 （3）考生由于思维定势理解为植物只有通过有性生殖产生种子才可繁育后代，而错误 地认为“因为其无籽而无法获得后代，所以不可遗传”。 （4）考生由于对有丝分裂过程中染色体和 DNA 的行为变化理解不透彻而出错，将“染 色体数之比”答成了“DNA 单链之比”。 （6）考生由于未审清红瓤大籽的基因型特点和对单倍体育种的具体流程掌握不准确 （何时选择？花药离体培养单倍体育种？）

15、 ，而出错。 答案：答案： （1）AaBbaaBb （2）染色体变异 纺锤体的形成 可遗传。因无籽，故不能用种子繁殖后代，采 用组织培养等无性繁殖方法， 繁殖的后代体细胞中仍含有 3 个染色体组， 说明三倍体无籽西 瓜的无籽性状是可遗传的 （3）不是，因为二者的杂交后代为三倍体，不可育，已存在生殖隔离，所以不是同一 物种 （4）11 （5）射线导致大籽基因发生了基因突变 （6）种植红瓤大籽西瓜，取其花药进行离体培养，得到单倍体幼苗；用秋水仙素 处理幼苗，从后代中选择出红瓤小籽西瓜。 思维拓展类思维拓展类 例例 1 下图是果蝇细胞的染色体（联会时）组成，以下说法正确的是 （ ） A. 染色体 1

16、，2，4，5 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 一点通：一点通：本题考查染色体组、生物的变异及减数分裂等知识，较难。一个染色体组内无 同源染色体，并应包括各种形态的染色体，1 和 2 为同源染色体，且缺乏 7（或 8）这种形 态的染色体，故 1，2，4，5 不是一个染色体组；而 DNA 分子组成，1 与 2 虽然为同源染色 体， 但其遗传信息不同。 基因重组包括非同源染色体的自由组合和同源染色体的非姐妹染色 单体的交叉互换。 果蝇的红眼或

17、白眼基因存在于 X 染色体， 即 1 号染色体上， 注意果蝇的 X、 Y 染色体的大小与人类的性染色体 X、Y 染色体的大小恰相反。 答案：答案：D 例例 2 图甲是普通小麦由三种不同植物通过种间杂交的形成过程示意图； 图乙是某实验 小组利用普通小麦中的高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种（两对性状独立遗 传） ， 通过三种不同途径培育矮秆抗病小麦品种的实验过程图解。 下列说法正确的是 （ ） A. 图甲杂种一和杂种二与 Y 组中的花药离体培养不同，有 2 个染色体组，自然条件下 可育 B. X 组中，F1自交后代 F2中的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占 1/3，若要确定 F2中

18、获得 的矮秆抗病植株是否符合要求，可采用测交法 C. X、Y、Z 三种方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦新品种的是 Z D. 通过 Y 组获得的植株全部为矮秆抗病纯合植株 一点通一点通：本题考查育种的方法、原理和计算。杂种一和杂种二是异源二倍体，其与 Y 组花药离体培养得到的单倍体植株都不可育，A 错；图乙中 X 组为杂交育种，F2中矮秆抗病 性状占总数的 3/16，其中，1/16 为纯合子、1/8 为杂合子，纯合子能稳定遗传，占 1/3，检 测时不宜测交， 以防止纯合植株变杂合， 可通过自交后代的性状是否分离来判断， B 错； X、 Y、 Z 三种育种方法中， Z 组为诱变育种， 由于基因突变

19、的不定性， 不易获得所需性状， C 对； 花药离体培养时，除花药壁体细胞外，F1产生的花粉有 4 种，培养获得的植株不全为矮秆抗 病，D 错。 答案：答案：C 状元笔记 1. 基因表达与变异和育种的关系 （1） DNA 复制只发生在过程中，、过程不发生。 （2）基因突变容易发生在具有 DNA 复制功能的细胞中（具有分裂能力的细胞） ，已高 度分化的失去分裂能力的细胞因其不发生 DNA 复制，故不容易发生基因突变。 所以细胞发生基因突变的概率为： 生殖细胞体细胞， 分裂旺盛的细胞停止分裂的细胞。 （3）诱变育种的材料 只要能进行细胞分裂的材料都符合要求，如萌发的种子、小白鼠等；但不进行细胞分裂

20、的材料不符合要求，如干种子、动物精子等。原因是诱变育种必须发生基因突变，而基因突 变只能发生在细胞分裂的 DNA 复制过程中。 （4）突变频率很低，但突变的基因数或个体数不一定少。 （5）基因突变一定是可遗传变异，因为遗传物质改变了；但基因突变产生的新基因、 新性状不一定传递给后代，若发生在体细胞中，一般不会传递给子代，而发生在配子中则可 以。 2. 学会识图 （由图获得的信息： ） （1）图中无同源染色体、着丝点断裂、均等分裂，应为次级精母细胞或第一极体，不 可能为次级卵母细胞。 （2）造成 B、b 不同的原因有基因突变（间期）或交叉互换（前期） 。 若为体细胞有丝分裂（如根尖分生区细胞、受

21、精卵等） ，则只能是基因突变造成的； 若题目中问造成 B、b 不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源基因 突变； 若题目中有分裂时期的提示， 如减前期造成的则考虑交叉互换， 间期造成的则 考虑基因突变。 3. 染色体组与染色体组数目的判定 染色体组是指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。 （1）要构成一个染色体组应具备以下几点； 一个染色体组中不含同源染色体。 一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。 一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。 （2）要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可

22、从以下几方面考虑： 细胞内形态相同的染色体（同源染色体）有几条，则含有几个染色体组。如下图细胞 中相同的染色体有 4 条，则此细胞中有 4 个染色体组。 根据基因型来判断。在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则 有几个染色体组，如基因型为 AAaBBb 的细胞或生物体含有 3 个染色体组。 根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。 染色体组的数目染色体数/染色体形态数 4. 现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的关系 高频疑点 1. 基因突变与性状的关系 亲代 DNA 上某碱基对发生改变，则其子代的性状不一定发生改变，原因是： 体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基

23、因； 若该亲代 DNA 上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给 子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来； 根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸； 性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果， 如在某些环境条件下， 改变了的基 因可能并不会在性状上表现出来等。 易错分析易错分析：不知道基因突变和染色体变异的区别。染色体是基因的主要载体，基因在染 色体上呈线性排列， 因此基因突变只是染色体上的某一位点上的改变， 有可能产生新的基因， 而染色体变异改变的是一些基因的数量、排列顺序；基因突变是分子水平的变异，在光学显 微镜下是观察不到的，而染色体变异是细胞水平的变异

24、，在光学显微镜下可以观察到。 2. 热点问题：“另类”杂交动物的诞生 深圳新闻网讯 记者从深圳野生动物园获悉，继过去 4 年内接连诞下 11 头狮虎兽后， 该园非洲狮“帅长毛”的“爱妻”东北虎“客家妹”，顺利产下 3 头狮虎兽，再次创造了狮虎 兽出生并存活的新世界纪录。 至此， 深圳野生动物园已同时拥有 14 头狮虎兽和两头虎狮兽， 该园不仅是世界上唯一同时拥有狮虎兽和虎狮兽的动物园， 也是拥有狮虎兽和虎狮兽数量最 多的动物园。 狮虎兽通常被认为无法生育。 专家发现， 狮虎兽的染色体数量是 19 对， 38 条。 据动物专家介绍，雄虎与母狮交配，生产下的后代叫虎狮兽；母虎与雄狮交配生产下的后代

25、 叫狮虎兽。下列对狮虎兽的叙述，正确的是（ ） A. 狮虎兽一般是无法生育的，可以说明虎与狮属于两个物种 B. 狮虎兽的染色体数量是 19 对，其原始生殖细胞可以进行正常减数分裂 C. 狮虎兽是亲本经有性生殖形成的一个新物种 D. 马和驴、虎与狮交配成功的概率不同，与生存环境的差异程度无关 解析：解析：物种是指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然 状态下能够相互交配和繁殖，并能产生可育后代的一群生物个体。虎与狮虽然可以交配，但 其后代狮虎兽一般是无法生育的， 因此虎与狮仍属于两个物种。 狮虎兽的染色体数量虽然是 19 对，但由于没有同源染色体，原始生殖细胞进行减数分裂

26、时就无法联会，因此不能进行 减数分裂。狮虎兽在自然状态下根本不能相互交配和繁殖，不能叫一个新物种。马和驴的饲 养环境差异不大，由于早就是驯养动物，可以人为使它们交配，成功的概率就比较高，而老 虎和狮子是自然界自由存活的动物，各有自己的领地，甚至地理分布也不相同，几乎没什么 见面的可能。即使在动物园里，它们的天性也还是如此。不过，正是因为在动物园这个特殊 环境里，使得交配成功的概率虽然低，却有了可能性。因此二者交配成功概率的不同与生存 环境的差异程度有很大关系。 答案：答案：A 3. 物种的形成一定要经过地理隔离吗？ 物种形成不一定要经过地理隔离，但必须要形成生殖隔离，如人工多倍体。 拓展：简单来说，新物种的形成有两种方式： （1）渐变式 （2）爆发式 爆发式物种的形成主要是以异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物种， 一旦出现， 可 以很快形成生殖隔离。