【专题六】变异与进化
【考情分析】
本专题内容在高考中主要考查：可遗传的变异的概念、类型、特点、来源，可遗传变异原理在育种中的应用，现代进化理论的内容、发展及应用。本专题内容综合性较强，常通过新的背景材料综合考查多种育种知识，对学生的能力要求较高。
命题形式：既有选择题，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。
【知识网络】
【知识综合】
1、三种可遗传变异的比较 基因突变 实质 类型 基因结构发生改变 自然突变 诱发突变 DNA复制时（有丝分裂间期和减数第一次分裂间期） 任何生物均可发生 产生新的基因 基因重组 基因的重新组合 自由组合 交叉互换 减数第一次分裂的四分体时期及后期 真核生物进行有性生殖产生配子时 产生新的基因型 染色体变异 染色体的结构和数目发生改变 染色体结构变异 染色体数目变异 细胞分裂期 真核生物细胞增殖过程中均可发生 引起基因数目或顺序发生变化 对生物进化有一定的意义 发生时期 适用范围 产生结果 意义 生物变异的根本来源，形成生物多样性的重提供生物进化的原始材料 备注 要原因，对生物进化有十分重要意义 光镜下可检出 基因突变具有普遍性、基因工程的原理也属不定向性、低频性、多于基因重组 害少利性等特点 原理 基因重组 方法 杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止 射线、激光、化学药品处理、生物处理 花药离体培养后再加倍 秋水仙素处理萌发的种子和幼苗 将一种生物特定基因转移到另一种生物细胞中 2、变异与育种 名称 杂交育种 优点 使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上 提高突变率，加快育种时程，大幅度改良某些性状 明显缩短育种年限 器官大，营养物质含量高 定向改造生物的遗传性状 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 基因工程育种 基因突变 染色体变异 染色体变异 基因重组 提醒：基因突变不一定引起生物性状改变的原因 （1）发生突变的碱基位于基因结构的内含子中。 （2）发生隐性突变。
（3）基因突变后的密码子与原密码子决定的氨基酸是同一种。 3、生物的进化
（1）物种形成的方式分为渐变式和骤变式，生物书以渐变式为例讲述其过程。
物种形成主要为渐变式：
地理隔离 多种因素
一个种群————→多个小种群———————————→种群基因频率定向改变→
（突变、重组、选择、漂变等）
出现生殖隔离
亚种——————→新物种
（2）物种形成与生物进化的区别：
生物进化不一定形成新的物种。生物进化的实质是种群基因频率的改变，只要基因频率改变就属于进化范围。物种的形成在基因频率改变的基础上突破种的界限，出现生殖隔离。 【典例导航】
1. 【2011、海南、19】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 答案：D 解析：本题考查染色体变异与基因的关系。染色体变异不会产生新基因，基因种类不会改变，会改变基因数量。
2. 【2011、海南、11】野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长，用射线照射野生型大肠杆菌得到一突变株，该突变株在基本培养基上培养时必须添加氨基酸甲后才能生长。对这一实验结果的解释，不合理的是
A.野生型大肠杆菌可以合成氨基酸甲
B.野生型大肠杆菌代谢可能不需要氨基酸甲 C.该突变株可能无法产生氨基酸甲合成所需的酶 D.该突变株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能丧失 答案：B
解析：大肠杆菌突变后，需要添加氨基酸甲才能生长，可能是野生型菌株能合成氨基酸甲，或者是突变株无法产生氨基酸甲合成的酶，或者相应的酶功能散失，排除A、C、D三个选项的正确性，选B。
3. 【2011、山东理综、8】基因型为AaXnY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
①2号染色体一定在减数第二次分裂时末分离 ②2号染色体可能在减数第一次分裂时末分离 ③性染色体可能在减数第二次分裂时末分离 ④性染色体一定在减数第一次分裂时末分离
A.①③ B. ①④ C. ②③ D.②④ [答案] A
[解析] 此题考查的是减数分裂异常属于考纲分析推断层次。从题干信息“产生一个不含性
染色体的ＡＡ型配子”可以推断AA是减数第二次分裂后期染色单体独立形成的染色体没有分到细胞的两极而出现的；又不含性染色体，可能是减数第一次分裂后期同源染色体未分离造成的，也可能是减数第二次分裂后期，独立的染色体没有分到细胞两极造成的。
4. 【2011、上海、8】基因突变在生物进化中起重要作用，下列表述错误的是 A．A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因 B．A基因可突变为A1、A2、A3……，它们为一组复等位基因 C．基因突变大部分是有害的 D．基因突变可以改变种群的基因频率 答案：C
解析：本题考查基因突变内容。基因突变特点是不定向的、多数有害、随机性、普遍性、突
变频率低。其中C、基因突变大部分有害是错误的。
5. 【2011、四川、31、II 】．（14分）小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：I、II表示染色体，A为矮杆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来（图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段）
（1）乙、丙系在培育过程中发生了染色体的 变异。该现象如在自然条件下发生，可为 提供原材料。
（2）甲和乙杂交所得到的F 自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随
的分开而分离。F 自交所得F 中有 种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有 种。
（3）甲和丙杂交所得到的F 自交，减数分裂中Ⅰ甲与Ⅰ丙因差异较大不能正常配对，而其
它染色体正常配对，可观察到 个四分体；该减数分裂正常完成，可生产 种基因型的配子，配子中最多含有 条染色体。
（4）让（2）中F 与（3）中F 杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的几率为 。 答案：（1）结构 （1分） 生物进化（1分）
（2）同源染色体（1分） 9（2分） 2（2分） （3） 20 （1分） 4（2分） 22（2分） （4）3/16 （2分） 解析：考查必修二遗传变异
（1）观察图可知乙丙品系发生了染色休结构变异，变异能为生物进化提供原材料。 （2）基因A、a是位于同源染色体上的等位基因，因此随同源染色体的分开而分离。甲植株无Bb基因，基因型可表示为：AA00，乙植株基因型为aaBB，杂交所得F1基因型为AaB0，可看作AaBb思考，因此所F2基因型有9种，仅表现抗矮黄病的基因型有2种：aaBB aaB。
（3）小麦含有42条染色体，除去不能配对的两条，还有40条能两两配对，因此可观察到20个四分体。由于I甲与I丙 不能配对，因此在减数第一次分裂时，I甲与I丙 可能分开，可能不分开，最后的配子中：可能含I甲 、可能含I丙 、可能都含、可能都不含，因此能产生四种基因型的配子。最多含有22条染色体。
（4）（2）中F1的基因型:Aa B,（3）中F1基因型可看成：A aE , 考虑B基因后代出现抗矮黄病性状的几率为1/2,考虑A和E，后代出现矮杆、抗条斑病性状的概率为3/8，因此同时出现三种性状的概率为3/16。 【专题训练】
1、用纯种的高杆（D）抗锈病（T）小麦与矮杆（d）易染锈病（t）小麦培育矮杆抗锈病小麦新品种的方法如下所示。此育种程序中依次使用的生物学技术是 （ ） 高杆抗锈病×矮杆易染锈病→F1→花药→幼苗→选出符合要求的品种 ①植物杂交 ②细胞融合 ③组织培养 ④诱变技术 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 2、（2011安徽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 3、根据现代进化理论，判断下列说法正确的是：
A.研究物种的迁徙规律，关键是研究雌雄个体的迁徙行为 B.研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代 C.生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程
D.生物进化的过程，决定于生物变异的方向 4、《参考消息》援引西班牙《趣味》月刊文章—《昆虫抗菌肽给细菌性疾病的防治带来了
希望》。文章称随着全球范围内抗生素的广泛和大量应用，抗药细菌不断出现，它可以通过多种途径对抗生素产生抗性，抗生素在不久的将来有可能成为一堆废物。请分析抗生素对细菌的抗性的产生所起的作用是（ ）
A．抗生素的不断使用，使细菌逐渐适应而产生抗药性 B．细菌的变异是不定向的，抗生素对细菌进行了定向选择 C．细菌的变异是定向的，抗生素对细菌进行了定向选择 D．抗生素使细菌产生了定向变异
5、1950年，为除去对农作物构成重大危害的兔，澳洲使用了能引起兔致命疾病的病毒。右图是对此后6年间兔的死亡率和病毒的毒性变化进行调查的结果。生物学家从结果中得知一个事实，即兔基因发生遗传性的变异而对病毒产生抗性，病毒也因遗传性的变异而毒性减小。以此为根据得出了如下结论：在较短的时期内，兔和病毒已协同进化了。关于兔和病毒进化原因的说法中，正确的是（ ）
A．隔离、自然选择 B．隔离、突变 C．自然选择、定向变异 D．自然选择、突变
4
6、果蝇是常用的遗传学研究的试验材料，据资料显示，果蝇约有10对基因，现有一黑腹
7
果蝇的野生种群，约有10个个体，请分析回答以下问题。
⑴该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的_________，经观察，该种群中果蝇有多种多样的基因型，分析其产生的原因，是在突变过程中产生的_________，通过有性生殖中的_________而产生的，使种群中产生了大量的可遗传的_________，其产生的方向是_________。它们都能为生物进化提供_________，但不能决定生物进化的_________。
－5
⑵假定该种群中每个基因的突变率都是10，那么在该种群中每一代出现的基因突变数是_________。
⑶随机从该种群中抽出100只果蝇，测知基因型AA（灰身）35只，Aa（灰身）60只，aa（黑身）5只，请问A基因的基因频率为_________，a的基因频率为_________。
－5
⑷假定残翅（v）的基因突变率为10，由于在正常环境条件下，残翅果蝇难以生存，结果长翅果蝇（V）类型个体逐渐增多，V基因频率也随之升高，经过许多代后，长翅类型为该种群中常见类型，与其他突变类型相比，残翅个体数要少得多，这一现象说明 。
⑸隔离是形成新物种的_________，常见的隔离类型有_________和_________，通常经过长期的_________隔离而达到_________隔离。不同的果蝇种群之间，若一旦发生了_________隔离，就不会有基因交流了。
⑹通过对果蝇和其他生物的群体遗传学的研究，可得出生物进化的基本单位是_________；生物进化的实质在于 ，新物种形成的三个基本环节是_________，_________，_________；其中必要条件是_________，_________使种群的基因频率定向改变并决定_________的方向。
7、某植物种群，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则： （1）该植物的A、a基因频率分别是 、 。
（2）若该植物自交，后代中 AA、aa基因型个体分别占 、 。这时，A、a的基因频率分别是 、 。
（3）依现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了进化？ ，原因 。
（4）由此可见，进化的单位是 ，进化的原料由 提供，生物进化方向决定于 ，进化的实质是 。
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