版高考生物二轮复习43生物变异育种与进化讲义.docx
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版高考生物二轮复习43生物变异育种与进化讲义
第3讲生物变异、育种与进化
基础自查 明晰考位
[纵引横连 建网络]
提醒：
特设长句作答题，训练文字表达能力
[边角扫描 全面清]
提醒：
判断正误并找到教材原话
1．
（1）经低温处理过的植物根尖，放入卡诺氏液中浸泡，以固定细胞形态，再用盐酸冲洗。
（×）
（2）解离液：
盐酸和酒精，其中盐酸的作用是使洋葱细胞的细胞壁软化，并使细胞间的中胶层物质溶解，有利于植物细胞分离开来。
解离后的漂洗用的是清水。
改良苯酚品红也是碱性染料。
（√）
（3）低温处理时，植物细胞还是活的，低温抑制了纺锤体的形成以及细胞分裂，同时抑制着丝点的分裂，所以有些细胞染色体数目加倍。
（×）
（4）最后，视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目改变的细胞（因为低温处理时，不是每个细胞都恰好正要分裂且正要形成纺锤体）。
（P88实验）（√）
2．X射线照射野生型链孢霉能使其不能在基本培养基上生长，但加入某种维生素则立即能生长，说明基因突变可能影响了酶的合成从而影响了该维生素的合成。
（P96技能应用）（√）
3．选择育种是不断从变异个体中选择最好的进行繁殖和培育，其缺点是周期长，可选择的范围广。
（P107本章小结）（×）
4．自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表现型，但研究进化不能只研究个体表现型，还必须研究群体的基因组成的变化。
（P114中部正文）（√）
5．捕食者往往优先捕食数量多的物种，为其他物种的形成腾出空间，捕食者的存在有利于减少物种多样性。
（P123小字）（×）
6．不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化，它是生物多样性形成的原因。
（P124中部正文）（√）
考点梳理 整合突破
整合考点10 “千变万化”的生物变异及育种命题分析
[考点突破 固考基]
一、变异类型的判别
1．判断可遗传变异和不遗传变异的方法
（1）两类变异的本质区别是遗传物质是否改变。
遗传物质改变产生的变异可以遗传，但是否遗传给后代，关键要看遗传物质的改变是否发生在生殖细胞中。
由环境引起的性状改变，由于遗传物质并未改变，故不能遗传。
（2）将变异个体置于与原来类型相同的环境下种植或培育，观察变异性状是否消失。
若不消失，则是可遗传变异；反之，则为不遗传变异。
2．“三看法”判断可遗传变异的类型
（1）染色体内的变异
（2）染色体间的变异
二、需辨明的四组概念
1．染色体变异与基因突变
项目
染色体变异
基因突变
镜检结果
显微镜下能（填“能”或“不能”）观察到
显微镜下不能（填“能”或“不能”）观察到
是否能产生新基因
不产生
产生
变异的实质
基因数目或排列顺序改变
碱基对的替换、增添和缺失
2.染色体结构变异与基因突变
判断①②③④的变异类型
①缺失，②重复，③倒位，④基因突变。
3．染色体易位与交叉互换
项目
染色体易位
交叉互换
图解
发生范围
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
变异类型
属于染色体结构变异
属于基因重组
4.单倍体、二倍体与多倍体
三、澄清有关可遗传变异的五个易错点
（1）体细胞中发生的基因突变一般不能通过有性生殖传递给后代，但有些植物可以通过无性繁殖传递给后代。
（2）基因重组一般发生在控制不同性状的基因间，且至少是两对基因，如果是一对相对性状的遗传，后代出现新类型可能来源于性状分离或基因突变，而不可能是基因重组。
（3）自然条件下，细菌等原核生物和病毒的可遗传变异只有基因突变；真核生物无性繁殖时的可遗传变异有基因突变和染色体变异。
（4）单倍体并非都不育，其体细胞中并非都只有一个染色体组，也并非都一定没有等位基因和同源染色体，如由多倍体的配子发育成的个体，若含偶数个染色体组，则形成的单倍体含有同源染色体及等位基因。
（5）变异的利与害是相对的，其利害取决于所处生存的环境条件。
四、生物育种相关高考命题分析
Ⅰ.创设“育种流程图”进行命题
1．熟知生物育种程序和原理
（1）识别图中各字母表示的处理方法：
A：
杂交，D：
自交，B：
花药离体培养，C：
低温或秋水仙素处理幼苗，E：
诱变处理，F：
低温或秋水仙素处理，G：
转基因技术，H：
脱分化，I：
再分化，J：
包裹人工种皮。
（2）据图判断育种方法及依据原理：
育种流程
育种方法
原理
亲本
新品种
杂交育种
基因重组
亲本
新品种
单倍体育种
染色体数目变异
种子或幼苗
新品种
诱变育种
基因突变
种子或幼苗
新品种
多倍体育种
染色体数目变异
植物细胞
新品种
基因工程育种
基因重组
2.对于个体基因型的育种图解识别
根据基因型的变化可以判断
“aabb×AABB
AaBb
AAbb”为杂交育种；
“aabb×AABB
AaBb
Ab
AAbb”为单倍体育种；
“AABB
AaBB”为诱变育种；
“aabb×AABB
AaBb
AAaaBBbb”为多倍体育种。
Ⅱ.针对“不同需求的育种方法的选择”进行命题
1．针对不同目的的杂交育种程序
（1）培育杂合子品种：
在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接使用，如水稻、玉米等。
其特点是可以利用杂种优势，获得的品种高产、抗性强，但种子只能种一年。
培育的基本步骤如下：
选取符合要求的纯种双亲杂交（♀×♂）→F1（即为所需品种）。
（2）培育隐性纯合子品种：
选取双亲杂交（♀×♂）―→F1
F2―→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
（3）培育显性纯合子品种：
选取双亲杂交（♀×♂）→F1
F2―→选出表现型符合要求的个体
F3
……
选出稳定遗传的个体推广种植。
2．针对不同育种目标的育种方案
育种目标
育种方案
集中双亲优良性状
单倍体育种（明显缩短育种年限）
杂交育种（耗时较长，但简便易行）
对某品系实施“定向”改造
基因工程及植物细胞工程（植物体细胞杂交）育种
让原品系产生新性状（无中生有）
诱变育种（可提高变异频率，期望获得理想性状）
使原品系营养器官“增大”或“加强”
多倍体育种
3.关注“三最”定方向
最简便
侧重于技术操作，杂交育种操作最简便
最快捷
侧重于育种时间，单倍体育种所需时间明显缩短
最准确
侧重于目标精准度，基因工程技术可“定向”改变生物性状
Ⅲ.生物育种中应注意的问题
1．关注育种方法的“3”个注意点
（1）原核生物不能运用杂交育种，如细菌的育种一般采用诱变育种。
（2）杂交育种：
不一定需要连续自交。
（3）花药离体培养：
只是单倍体育种中的一个程序，要想得到可育的品种，一般还需要用秋水仙素或低温处理单倍体使其染色体加倍。
2．澄清“可遗传”与“可育”
（1）三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异——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。
（2）无子番茄“无子”的原因是植株未受粉，生长素促进了果实的发育，这种“无子”性状是不可保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”。
[题组集训 提考能]
题组一高考分类练 明考向
类型1 翻阅教材，原味品高考
1．[全国卷Ⅱ]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
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。
答案：
A
[高考VS,教材]
[人教必修2]P85
2．[2016·全国卷Ⅲ，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体；最早在子________代中能分离得到隐性突变纯合体。
解析：
（1）基因突变是指基因中发生的碱基对替换、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会更多。
（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可变为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。
答案：
（1）少
（2）染色体 （3）一 二 三 二
[高考VS,教材]
[人教必修2]P85
[人教必修2]P86
3．[全国卷Ⅰ]现有两个纯合的某作物品种：
抗病高秆（易倒伏）和感病矮秆（抗倒伏）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。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）杂交育种的目的是获得集多种优良性状于一身的纯合新品种，由题意可知，抗病与矮秆（抗倒伏）为优良性状。
（2）孟德尔遗传定律研究的是真核生物细胞核基因的遗传特点，故控制相对性状的等位基因应位于细胞核。
两对基因分别位于两对同源染色体上，才遵循基因的自由组合定律。
（3）测交是指用杂合子和隐性纯合子杂交，而题干中无杂合子，故应先杂交得到杂合子，然后再进行测交实验。
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
[高考VS,教材]
[人教必修2]P99
[人教必修2]P99
4．[2019·天津卷]作物M的F1基因杂合，具有优良性状。
F1自交形成自交胚的过程见途径1（以两对同源染色体为例）。
改造F1相关基因，获得具有与F1优良性状一致的N植株，该植株在形成配子时，有丝分裂替代减数分裂，其卵细胞不能受精，直接发育成克隆胚，过程见途径2。
据图回答：
（1）与途径1相比，途径2中N植株形成配子时由于有丝分裂替代减数分裂，不会发生由______________________________和_________________________导致的基因重组，也不会发生染色体数目________________。
（2）基因杂合是保持F1优良性状的必要条件。
以n对独立遗传的等位基因为例，理论上，自交胚与F1基因型一致的概率是________________，克隆胚与N植株基因型一致的概率是____________。
（3）通过途径___________获得的后代可保持F1的优良性状。
解析：
本题借助减数分裂与基因杂合，考查考生运用所学知识对某些生物学问题进行解释、推理的能力；试题通过对自交胚和克隆胚的形成分析体现了科学思维素养中的分析与判断要素。
（1）减Ⅰ前期四分体时期可发生同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致的基因重组，减Ⅰ后期可发生非同源染色体自由组合导致的基因重组。
减数分裂的结果是染色体数目减半。
（2）F1有n对独立遗传的等位基因，其自交胚与F1基因型一致的概率是1/2n；途径2中的卵细胞来自N植株（有丝分裂），所以克隆胚与N植株基因型一致的概率是100%。
（3）克隆技术可保持F1的优良性状（基因杂合），途径2为克隆过程。
答案：
（1）同源染色体非姐妹染色单体交叉互换'非同源染色体自由组合'减半'
（2）1/2n'100%'（3）2
[高考VS,教材]
[人教必修2]P83
【借题发挥】理清教材，突破高考的瓶颈——长句描述类题型
问题1：
DNA中碱基对的改变一定发生基因突变吗？
答案：
相关改变只有发生于“有遗传效应”的DNA片段上，引起基因结构改变时方可称基因突变，否则若发生于非基因片段上，则不属基因突变。
问题2：
如何判断某一突变体发生了显性突变还是隐性突变？
答案：
①选择突变体与其他已知未突变体杂交，通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。
②植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐性突变的判定。
问题3：
三倍体西瓜不可育，因此该变异属于不可遗传的变异吗？
答案：
三倍体西瓜是不育的，自然状态下不能产生后代。
但判断生物是否发生可遗传变异的标志是生物的遗传物质是否改变，只要遗传物质改变，不管能否产生后代，以及后代是否可育，都属于可遗传变异。
问题4：
如何运用遗传定律进行生物变异类型判断的实验？
答案：
对变异生物进行自交或测交，根据遗传定律可判断生物变异类型。
类型2 它山之石——亦可攻玉
5．[2019·浙江4月选考]人类某遗传病的染色体核型如图所示。
该变异类型属于（ ）
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体结构变异D．染色体数目变异
解析：
分析该遗传病的染色体核型图可知，21号染色体有3条，这种变异类型属于染色体数目变异，D符合题意。
答案：
D
6．[2019·江苏卷]人镰刀型细胞贫血症是基因突变造成的，血红蛋白β链第6个氨基酸的密码子由GAG变为GUG，导致编码的谷氨酸被置换为缬氨酸。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．该突变改变了DNA碱基对内的氢键数
B．该突变引起了血红蛋白β链结构的改变
C．在缺氧情况下患者的红细胞易破裂
D．该病不属于染色体异常遗传病
解析：
本题考查基因突变的相关知识，意在考查考生的理解能力。
考查的核心素养为生命观念与科学思维。
密码子由GAG变为GUG，则模板链对应的碱基由CTC变为CAC，并不影响DNA中A与T和C与G的对数，故DNA碱基对内的氢键数不会发生改变，A项错误；由于血红蛋白β链中一个氨基酸发生了改变，故血红蛋白β链的结构会发生改变，B项正确；镰刀型细胞贫血症患者的红细胞在缺氧状态下呈镰刀状，容易破裂，C项正确；镰刀型细胞贫血症属于单基因遗传病，D项正确。
答案：
A
7．[2019·江苏卷]下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是（ ）
A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异
B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异
C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种
D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
解析：
本题考查生物变异和育种的相关知识，意在考查考生的理解能力和分析判断能力。
基因重组是生物变异的来源之一，可能会导致生物性状变异，A错误；因为密码子具有简并性以及基因的显隐性等，所以基因突变不一定导致生物性状发生改变，B错误；弱小且高度不育的单倍体植株经加倍处理后，其染色体数目加倍而成为可育的植株，可用于育种，C正确；多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数不变，D错误。
答案：
C
8．[2018·江苏卷]下列过程不涉及基因突变的是（ ）
A．经紫外线照射后，获得红色素产量更高的红酵母
B．运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基
C．黄瓜开花阶段用2,4－D诱导产生更多雌花，提高产量
D．香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，增加患癌风险
解析：
经紫外线照射后，酵母菌发生了基因突变，获得红色素产量更高的红酵母，A正确；基因中的特定碱基被替换，导致基因结构发生了改变，属于基因突变，B正确；黄瓜开花阶段用2,4－D诱导产生更多雌花，提高产量，基因结构没有发生改变，C错误；香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生了替换，属于基因突变，D正确。
答案：
C
9．[2016·江苏卷]下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异（字母表示基因）。
下列叙述，正确的是（ ）
A．个体甲的变异对表型无影响
B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C．个体甲自交的后代，性状分离比为3:
1
D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常
解析：
个体甲的变异属于缺失，影响表型，A错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，呈“十字型”，B正确；含缺失染色体的配子一般是不育的，故其无法产生后代，C错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表型可能异常，D错误。
答案：
B
10．[海南卷]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
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属于替换，D属于增添，C、D正确。
答案：
B
11．[地方重组卷]下列关于生物变异的叙述，正确的是（ ）
A．一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会（如下图）形成的部分配子也可受精形成子代。
自交后代会出现染色体数目变异的个体，该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子（2017·江苏卷，19BD）
B．依据中心法则，若原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，则该DNA序列的变化是DNA分子发生多个碱基缺失（2016·海南卷，25D）
C．非同源染色体的非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异（2017·天津卷，4D改编）
D．XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关（安徽卷，4改编）
答案：
C
12．高考重组判断：
（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（四川卷，5C）（×）
提示：
若植株是杂合子，自交后会产生纯合子，所以连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代提高。
（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（江苏卷，11D）（√）
（3）用秋水仙素处理细胞群体，M（分裂）期细胞的比例会减少（浙江卷，1C）（×）
提示：
秋水仙素能抑制前期纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极，导致细胞不能完成分裂，导致大量的细胞被滞留在M期（即分裂期），使M期的细胞增多。
（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（安徽卷，4C）（√）
13．[2017·北京卷，30]玉米（2n＝20）是我国栽培面积最大的作物，近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。
（1）单倍体玉米体细胞的染色体数为__________，因此在________分裂过程中染色体无法联会，导致配子中无完整的________。
（2）研究者发现一种玉米突变体（S），用S的花粉给普通玉米授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒（胚是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体。
见图1）。
①根据亲本中某基因的差异，通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源，结果见图2。
图1
图2
从图2结果可以推测单倍体的胚是由________发育而来。
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制，A、R同时存在时籽粒为紫色，缺少A或R时籽粒为白色。
紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫:
白＝3:
5，出现性状分离的原因是________________________，推测白粒亲本的基因型是________。
③将玉米籽粒颜色作为标记性状，用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体，过程如下：
请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）现有高产抗病白粒玉米纯合子（G）、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子（H），欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。
结合
（2）③中的育种材料与方法，育种流程应为：
________________________________________________________________________；
将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子；选出具有优良性状的个体。
解析：
（1）单倍体玉米体细胞染色体数目与本物种配子染色体数目相同，为20/2＝10。
单倍体细胞中无同源染色体，减数分裂过程中染色体无法联会，染色体随机分配，导致配子中无完整的染色体组。
（2）①由图可以看出，单倍体子代PCR结果与母本完全相同，说明单倍体的胚由母本的卵细胞发育而来。
②A、a与R、r独立遗传，共同控制籽粒的颜色，紫粒玉米与白粒玉米杂交出现性状分离的原因是紫粒亲本是杂合子，两对等位基因各自相互分离后，非等位基因发生了自由组合；根据紫:
白＝3:
5的性状分离比，紫粒占3/8，由“3/8＝3/4×1/2”可推出亲本中紫粒玉米的基因型为双杂合，白粒玉米的基因型为单杂合＋隐性基因，即aaRr/Aarr。
③根据图中的亲本的基因型可知，二倍体籽粒的颜色应为紫色，基因型为AaRr；单倍体籽粒由母本的配子发育而来，所以其基因型为ar。
胚乳都是由一个精子（基因组成AARR）和两个极核（基因组成都为ar）结合后发育而来，基因型为AaaRrr。
（3）按照
（2）③中的方法，可将G和H杂交，得到F1，再以F1为母本授以突变体S的花粉，根据籽粒颜色挑出单倍体；将得
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