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(共138张PPT)
第七单元 生物的变异和进化
1.基因突变的概念、类别及生物性状和后代的影响
2.影响基因突变因素及其机理
3.基因突变的特点和意义
4.细胞癌变的机理和特点
5.基因重组的概念、类型和意义
6.染色体变异包括哪些类型？有哪些染色体变异的实例？
7.什么是染色体组？如何区分单倍体、单体、三倍体和三体等概念？
8.染色体结构变异有哪些类型？易位和染色体互换、缺失和基因突变的区别？
9.染色体变异在育种中有哪些应用？（单倍体育种、多倍体育种）
10.低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验
第七单元 生物的变异和进化
11.支持共同由来学说的证据有哪些？
12.怎样通过化石证据研究生物的进化？
13.什么是适应？如何运用自然选择学说解释生物的适应和多样性的形成？
14.自然选择学说的意义和局限性？
15.为什么说种群是生物进化的基本单位
16.自然选择与种群基因频率的变化有什么关系？
17.新物种形成的一般过程？
18.什么是协同进化？举例说明协同进化与生物多样性形成的关系。
与旧教材对比 改：①镰状细胞贫血名称修改；②基因突变的概念。
移：细胞癌变由必修1移到本节。
增：①思维训练“分析相关性”；②金鱼的养殖和培育。
淡化：基因突变的特点改为小字。
与旧教 材对比 增：染色体变异的概念。
改：①二倍体的概念；②染色体组的概念。
淡化：单倍体育种改为小字内容。
与旧教材对比 增：①生物有共同祖先的证据；②抗生素对细菌的选择作用的探究实践活动；③适应的普遍性和相对性。
改：共同进化改为协同进化。
第一课时 基因突变和基因重组
（P189五分钟）
思路：变异个体自交或与其他个体杂交
若此变异不再出现，为不可遗传变异；若此变异再次出现，为可遗传变异
一、变异类型
如何判断可遗传变异和不可遗传变异？
生物的变异：是指亲、子代间或子代之间存在性状差异的现象。
①“环境条件改变引起的变异”一定就是“不可遗传的变异”吗？
不一定
易错分析
其中在光学显微镜下可见的可遗传变异为 ，分子水平发生的变异为_______________________，只在减数分裂过程发生的变异为 ，真、原核生物和病毒共有的变异类型为____________。
②__________和_____________均属于突变。
基因突变
染色体变异
基因突变和基因重组
基因重组
基因突变
染色体变异
③可遗传变异一定都能通过有性生殖遗传吗？
不一定
一、变异类型
如：基因突变发生在动物的体细胞，一般不能通过有性生殖遗传给后代，而对于植物而言，可以通过植物组织培养技术（无性生殖）遗传给后代。
DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。
发生时间：通常发生在细胞分裂前的间期
思考：基因突变后，下列哪些一定改变？哪些不一定改变？
A.碱基序列 B.遗传信息 C.该基因编码的氨基酸序列
D.生物性状 E.基因的种类 F.基因的数目 G.基因的位置
二、基因突变
判断：①DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的DNA碱基序列的改变，叫作基因突变(　　)
②基因突变的结果一定是产生等位基因(　　)
×
×
正常红细胞
中央微凹的圆饼状
镰刀型红细胞
弯曲的镰刀状
（易破裂）
正常的血红蛋白基因
编码链 ……CTGACTCCTGAGGAG……
异常的血红蛋白基因
编码链 ……CTGACTCCTGTGGAG……
mRNA序列的变化：
氨基酸序列的变化：
细胞形态的变化：
A→U
谷氨酸→缬氨酸
实例1 镰状细胞贫血
二、基因突变
直接原因：
根本原因：
血红蛋白的一个谷氨酸被缬氨酸替换
基因中一个碱基对的替换
原癌基因和抑癌基因发生突变。
癌细胞
原癌基因
抑癌基因
突变或过量表达
失去抑制作用
致癌因子
癌症的发生并不是单一基因突变的结果，
而是多个基因突变的累计效应。
一、基因突变
实例2 细胞的癌变
癌变的原因（内因）：
调节细胞的生长和增殖
抑制细胞的生长和增殖，
或促进细胞凋亡
相应蛋白质活性增强
过量表达可由致癌因子导致的表观遗传修饰导致
（P185细胞的癌变）
一、基因突变
实例2 细胞的癌变
问题1：从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？
原癌基因和抑癌基因突变，多个基因突变
问题2：健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因么？
存在
问题3：癌细胞与正常细胞相比有哪些明显特点？
能够无限增殖，
形态结构发生显著变化，
细胞膜上糖蛋白等物质减少，
细胞之间的黏着性显著降低，
容易在体内分散和转移……
原癌基因和抑癌基因都是一类基因，而不是一个基因
正常的成纤维细胞
癌变后的成纤维细胞
（P186（2））
物理致癌因子：
化学致癌因子：
病毒致癌因子：
主要指辐射，如紫外线，X射线等。
种类众多，无机化合物如石棉、砷化物等；
有机化合物如亚硝胺（亚硝酸盐转化而来）、黄曲霉素等。
如Rous肉瘤病毒，可以将自身的致癌核酸序列整合进入人的基因组，从而诱发人的细胞癌变。
一、基因突变
实例2 细胞的癌变
癌变的原因（外因）：
RNA
RNA
DNA
DNA
DNA
一、基因突变
实例2 细胞的癌变
诊断
癌胚抗原
甲胎蛋白
治疗：手术切除、放疗、化疗
预防：坚持健康的生活方式，
远离致癌因子
合理的膳食和作息，愉快的情绪，
不吸烟、不酗酒。
病理切片的显微观察、CT、核磁共振以及癌基因检测等。
【典例1】(2021·湖南卷，9)某国家男性中不同人群肺癌死亡累积风险如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.长期吸烟的男性人群中，年龄越大，肺癌死亡累积风险越高
B.烟草中含有多种化学致癌因子，不吸烟或越早戒烟，肺癌死亡累积风险越低
C.肺部细胞中原癌基因执行生理功能时，细胞生长和分裂失控
D.肺部细胞癌变后，癌细胞彼此之间黏着性降低，易在体内分散和转移
C
一、基因突变
DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，
而引起的基因碱基序列的改变。
碱基发生替换时，出现哪种情况会对蛋白质的相对分子质量影响较大？
碱基发生增添或缺失时，增添或缺失多少个碱基对蛋白质的相对分子质量影响最小？
基因突变可改变生物性状的原因：
肽链延长、缩短、不能合成
或肽链中氨基酸改变，导致蛋白质功能改变
突变后的基因转录的mRNA上终止密码提前或延后
3个
1.基因突变对性状的影响
基因突变一定导致基因结构的改变；不一定导致生物性状改变的原因：
①基因突变可能发生在 。
②基因突变后形成的 。
③基因突变若为 突变。如AA→Aa，不会导致性状的改变。
④体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因；
基因的非编码区或内含子（真核）中
密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。（密码子的简并性）
隐性
一、基因突变
1.基因突变对性状的影响
基因突变对后代的影响
结果：产生新的等位基因。
遗传特性：若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。
若发生在体细胞中，一般不能遗传。
特殊情况：植物体细胞发生的基因突变，可通过无性生殖遗传。
病毒和原核生物中产生的是新基因。
【问题1】在一块高秆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究：该矮秆性状是显性突变还是隐性突变。
【问题2】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
将矮秆小麦与高秆小麦杂交：
如果子一代全为高秆，则矮秆性状是隐性突变，
如果子一代全为矮秆或高秆:矮秆=1:1，则矮秆性状是显性突变。
一
二
三
二
一、基因突变
1.基因突变对性状的影响
2.基因突变的原因
1）自发突变：自然条件下，由于DNA复制发生错误而自发产生。
2）诱发突变（提高突变频率） ①物理因素：X射线，激光等
②化学因素：亚硝酸、碱基类似物等 ③生物因素：病毒、某些细菌等
紫外线辐射诱导胸腺嘧啶二聚体，导致DNA扭曲。
一、基因突变
（1） ：一切生物都可以发生。
（2）随机性：生物个体发育的 。
a.时间上：生物个体发育的___________。（研究的
是个体生长发育）（发生的 ，对生物的影响越大）。
b.部位上：可以发生在任何部位。（ 细胞或 细胞）
普遍性
任何时期和DNA分子的任何部位
（真核、原核、病毒均可以发生）
任何时期
越早
体
生殖
3.基因突变的特点
一、基因突变
（3）低频性：自然状态下，突变频率很 。
低
（4）不定向性：（真核生物）一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的 。
等位基因
①基因突变不改变染色体上基因的 ， 。
数目
位置
3.基因突变的特点
一、基因突变
②若两种突变品系是由不同对等位基因突变导致的，则体现了基因突变的
性。若两种突变品系是由一对等位基因突变导致的，则体现了基因突变的 性。
随机性
不定向
基因突变
染色体变异
（1）对生物体自身的意义
①有害：基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系。
②有利：如植物的抗病性突变、耐旱性突变、微生物的抗药性突变等
③中性：有些基因突变既无害也无益。
如有的基因突变不会导致新的性状出现。
（2）对进化的意义
①产生 的途径。
②生物变异的 。
③为生物的进化提供了 。
新基因
根本来源
原材料
基因对生物的生存是否有利，往往取决于生物的生存环境。
一、基因突变
4.基因突变的意义
产生新基因
形成新性状
生物进化的原始材料
基因突变
生物变异的根本来源
细胞癌变
生物进化
原癌基因或抑癌基因发生基因突变可能引起细胞癌变
细胞分裂
遗传育种
诱变育种就是利用基因突变的原理进行的
在细胞分裂前的间期，DNA复制时，DNA分子双链打开，脱氧核苷酸链不稳定，容易发生碱基对的变化
基因突变为生物进化提供丰富的原材料
一、基因突变
5.热点
神州号宇宙飞船搭载种子进入太空（宇宙射线、微重力）。
（1）飞船搭载的种子应当选刚萌发的种子，而非休眠的种子的原因是什么
（2）这些番茄返回地面后，是否均可产生优良变异类型？为什么？
（3）将植物经太空返回地面后种植，发现该植物某隐性性状突变为显性性状，表现该显性性状的种子能否大面积推广？说明理由。
萌发的种子有丝分裂旺盛，DNA在复制过程中容易受到外界因素的影响而发生基因突变
不会。 基因突变是不定向的
不能。产生的显性性状不一定是优良性状
该显性性状的个体不一定是纯合体
6.应用-诱变育种
一、基因突变
①原理：基因突变
②常用方法： 运用物理的或者化学的手段处理萌发的种子和幼苗，诱发基因突变，从中选出需要的突变个体，然后进行培育推广。
【萌发的种子或者幼苗有丝分裂旺盛，基因突变主要发生在DNA复制】
③优点：A.提高突变率，加速育种进程。
B.大幅度改良某些性状，创造人们所需要的优良变异类型。
缺点：A.有利变异少，需大量处理实验材料；
B.诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性
④举例：太空椒、青霉素高产菌株
6.应用-诱变育种
一、基因突变
(1)概念：在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合
(2)发生时期：减数分裂时期（减Ⅰ）
(3)类型：
二、基因重组
①交换型
②自由组合型
同源非姐妹交换
同源非等位重组
非同源非等位重组
(1)概念：在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合
(2)发生时期：减数分裂时期（减Ⅰ）
(3)类型：
二、基因重组
③细菌转化型：原核细胞在一定状态下（感受态）可吸收外源DNA，而发生基因重组，如肺炎链球菌转化实验中R型细菌转化为S型细菌。
(1)概念：在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合
(2)发生时期：减数分裂时期（减Ⅰ）
(3)类型：
二、基因重组
④人工重组型：目的基因经　 　导入受体细胞，导致受体细胞中基因发生重组(如下图)，即基因工程。
载体
(4)基因重组的特点：
①只产生新的基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状产生。
②发生在有性生殖的遗传中。
③亲本杂合度越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多
(5)基因重组的意义
① 使配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，其中一些子代可能会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，因此有利于物种在一个无法预测将会发生什么变化的环境中生存。
②基因重组是生物变异的来源之一,是生物多样性的原因之一,对生物的进化具有重要意义
（6）应用(育种)：杂交育种
二、基因重组
细胞分裂图来判断对A、B图分析：
A B
分裂类型
变异类型
有丝分裂
基因突变
减数分裂
基因突变或
基因重组
判断基因突变与基因重组
细胞分裂图中基因重组类型的判断：
①发生时间：图a 。
图b 。
②类型：图a 。
图b 。
四分体时期
减数第一次分裂后期
交叉互换
非同源染色体上的非等位基因
二、基因重组
8.(2022·哈工大附中模拟)基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图像，下列说法正确的是（ ）
A.甲图中基因a最可能来源于染色体的互换
B.乙图中基因a不可能来源于基因突变
C.丙产生的子细胞发生的变异属于染色体结构变异
D.丁图中基因a的出现最可能与基因重组有关
D
（P187T8）
有丝分裂
（P188T1）
1.（2021·天津，8）某患者被初步诊断患有SC单基因遗传病，该基因位于常染色体上。调查其家系发现，患者双亲各有一个SC基因发生单碱基替换突变，且突变位于该基因的不同位点。调查结果见下表。
个体 母亲 父亲 姐姐 患者
表型 正常 正常 正常 患病
SC基因测序结果 [605G/A] [731A/G] [605G/G]；[731A/A] ？
注：测序结果只给出基因一条链(编码链)的碱基序列，[605G/A]表示两条同源染色体上SC基因编码链的第605位碱基分别为G和A。其他类似。
若患者的姐姐两条同源染色体上SC基因编码链的第605和731位碱基可表示为右图，根据调查结果，推断该患者相应位点的碱基为( )
A
31、已知某DNA片段上有基因A、无效片段和基因B，其分布如图所示，现将某外来DNA片段(m)插入位点a或b，下列关于变异类型的说法正确的是()
A．若m只含几个碱基对且插入位点a，则发生了基因突变
B．若m只含几个碱基对且插入位点b，则发生了染色体变异
C．若m为有效片段且插入位点a，则发生了基因重组
D．若m为有效片段且插入位点b，则基因m也无法表达
C
2.(2021·湖南，15)血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB－100结合形成低密度脂蛋白(LDL)，LDL通过与细胞表面受体结合，将胆固醇运输到细胞内，从而降低血浆中胆固醇含量。PCSK9基因可以发生多种类型的突变，当突变使PCSK9蛋白活性增强时，会增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少。下列叙述错误的是( )
A.引起LDL受体缺失的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高
B.PCSK9基因的有些突变可能不影响血浆中LDL的正常水平
C.引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高
D.编码apoB－100的基因失活会导致血浆中胆固醇含量升高
C
（P188T2）
生物科技进展： 基因组编辑
一种来自细菌的核酸酶Cas9与短链RNA结合，然后切割与“向导”RNA结合的DNA,使DNA双链断裂。
1.CRISPR/Cas9系统
向导RNA
它的部分序列通过碱基互补配对原则，与目的基因中希望被编辑的DNA序列相结合
核酸酶Cas9
2.基因组编辑的原理
CRISPR/Cas9系统使DNA双链断裂
细胞内修复
DNA切口的酶
向细胞中加入大量可用于修复的模板DNA(大部分序列与被切割位点附近的序列相同，个别位点被人工改变）
希望改变的碱基序列被引入基因组中，实现基因组的准确编辑或使某个基因失活
生物科技进展： 基因组编辑
3.基因组编辑的应用
我国科学家在基因组编辑这个新兴领域创造了多项世界第一。例如，2014年首次对猴进行了基因组编辑并获得成功; 2016年首次将基因组编辑用于治疗癌症，等等。
特别注意防范风险:
一是基因组编辑技术本身存在着识别准确性等方面的问题;
二是对人类基因进行“改造”时要严格遵守法律法规，不能违反人类的伦理道德。
生物科技进展： 基因组编辑
生物科技进展： 基因组编辑
第二课时 染色体变异
【资料】李振声院士，有“中国小麦远缘杂交之父”之称。
为研究小偃麦与普通小麦杂交后代的农艺性状和病害抗性，科学家们对小偃麦和普通小麦的杂交后代的染色体组成进行分析，发现其中一些植株的染色体缺失编号为3D的染色体片段，某些植株含有两对易位的染色体。
（P193五分钟）
细胞内个别染色体的增加或减少；
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体(染色体组)为基数成倍地增加或成套的减少；
一、染色体数目变异
1.非整倍变异
单体：2n-1
三体：2n+1
典型实例：
21三体综合征
XO
XYY
XXY
XXX
原因：
减数第一次分裂后期21号同源染色体未分离
或减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极
一、染色体数目变异
1.非整倍变异
21三体综合征
44条＋XO（45条）
Turner综合征
症状：颈蹼，肘外翻、部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。
(先天性卵巢发育不全综合征)
XO单体
一、染色体数目变异
1.非整倍变异
原因:
父方在MⅠ时X和Y未分离，进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常精子。
或母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常卵细胞。
“超雄综合征”
父方在MⅡ时两条Y染色单体分离后，进入同一个配子中，产生YY的异常精子。
XYY三体
一、染色体数目变异
1.非整倍变异
父方在MⅠ时X和Y未分离，进入同一个配子中，形成XY的异常精子。
或母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成XX的异常卵细胞。
XXY三体
父方在MⅡ时两条X染色单体分离后，进入同一个配子中，产生XX的异常精子。
或母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成XX的异常卵细胞。
XXX三体
（P191T34）
3.某大豆突变株表现为黄叶，其基因组成为rr。为进行R/r基因的染色体定位，用该突变株作父本，与不同的三体(2n＋1)绿叶纯合子植株杂交，选择F1中的三体与黄叶植株杂交得F2，下表为部分研究结果。以下叙述错误的是
A.F1中三体的概率是1/2
B.可用显微观察法初步鉴定三体
C.突变株基因r位于10号染色体上
D.三体绿叶纯合子的基因型为RRR或RR
母体 F2表型及数量 黄叶 绿叶
9-三体 21 110
10-三体 115 120
C
4.蝗虫的性别决定方式属于XO型，O代表缺少一条性染色体，雄蝗虫2n＝23，雌蝗虫2n＝24。控制体色褐色(A)和黑色(a)的基因位于常染色体上，控制复眼正常(B)和异常(b)的基因位于X染色体上，且含基因b的精子致死。下列有关蝗虫的叙述，正确的是
A.蝗虫的群体中，不会存在复眼异常的雌、雄个体
B.杂合复眼正常雌蝗虫和复眼异常雄蝗虫杂交，后代复眼正常和复眼异常个体的比例为1∶1
C.萨顿通过观察雄蝗虫体细胞和精子的染色体数，提出了基因在染色体上的假说
D.纯合褐色复眼正常雌蝗虫和黑色复眼异常雄蝗虫杂交，后代雌雄个体
　都表现为褐色复眼正常
B
细胞中的每套非同源染色体，
特征：
一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。
它们在形态和功能上各不相同，
含有控制生物生长发育、遗传和变异的全套遗传信息。
一、染色体数目变异
2.染色体组
（新教材概念）
雌果蝇染色体组成
野生马铃薯：
（2n=24)
野生马铃薯的一个染色体组含_______条染色体，
野生马铃薯的一个基因组含_______条染色体。
12
12
判断：
①根据“染色体形态”判断：同种形态染色体有几条就含几个染色体组
② 根据“基因型”判断：控制同种基因出现几次就含有几个染色体组
YyRr
AABBDD
Aaa
AABbD
ABCD
一、染色体数目变异
2.染色体组
n=3
3n=15
4n=8
2n=4
4n=8
2n=4
2n=4
2n=6
3n=3
n=4
2n=6
（P190）
【典例1】向某二倍体动物生殖器官中注射含3H的脱氧核苷酸后，检测细胞在分裂过程中染色体的放射性变化。下图为处于不同分裂时期的细胞示意图，有关叙述不正确的是（　　）
A.甲、乙细胞中每个核DNA
分子均具有放射性
B.丙细胞中有2条染色体具有放射性
C.三个细胞中均含有2个染色体组
D.丙细胞可能产生两个基因型不同的子细胞
E.该生物体细胞染色体数目最多为8条
F.丙细胞产生的子细胞名称为卵细胞和极体
B
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞中含有两个　　　　　的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点 _____ 受精卵(通常是) 受精卵(通常是)
植株 特点 正常可育 ①茎秆粗壮；
②叶片、果实和种子较大；
③营养物质含量丰富
染色体组
配子
一、染色体数目变异
3.整倍变异
体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体
①植株弱小；
②高度不育
多倍体形成过程
（必二P88）
形成 原因 自然 原因 单性生殖 正常的有性生殖 环境条件剧变(如低温)
人工 诱导 ____________ 秋水仙素处理_____ _______ 秋水仙素处理___
_______________
花药离体培养
单倍
体幼苗
萌发的种子或幼苗
举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦
项目 单倍体 二倍体 多倍体
马铃薯
（4n=48）
棉花
（4n=52）
山药（4n=40）
普通小麦（六倍体）
（P190表格+辨析）
【方法一】低温诱导
原理：
低温处理植物分生组织细胞
→抑制纺锤体形成
→染色体不能被拉向两极
→细胞不能分裂为两个子细胞
→细胞染色体数目加倍。
一、染色体数目变异
4.人工诱导多倍体
步骤：
卡诺氏液
95%的酒精
低
高
低温处理后，所有的细胞染色体都实现加倍吗？
【典例2】(2022·福建龙岩高三期末)某生物兴趣小组为探究“低温对细胞内染色体数目的影响是否与秋水仙素的影响相同”进行实验。下列有关实验的叙述，正确的是(　　)
A．应该选用洋葱根尖成熟区细胞作为实验材料
B．该实验应设置室温条件下、－4 ℃的冰箱中、2%的秋水仙素溶液中3组实验
C．在显微镜下观察和比较经过不同处理的根尖细胞内染色体数目
D．若低温处理结果是大部分细胞染色体数目不变，则低温不能诱导细胞染色体数目加倍
一、染色体数目变异
4.人工诱导多倍体
C
【典例3】（不定项）下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的分析，正确的是 ( 　)
A．有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和压片
B．视野中染色体数目已加倍的细胞占多数
C．用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态
D．染色体数目变化的原理是低温抑制了纺锤体的形成
E．低温处理洋葱根尖分生组织细胞，起作用的时期是细胞有丝分裂中期
F．用卡诺氏液处理后需用清水冲洗2遍，然后制作装片
G. 多倍体形成过程中增加了非同源染色体重组的机会
ACD
一、染色体数目变异
4.人工诱导多倍体
有丝分裂
注：秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱，它是白色或淡黄色粉末或针状结晶，有剧毒。
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
抑制纺锤体的形成，导致着丝粒分裂后，子染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
一、染色体数目变异
4.人工诱导多倍体
【方法二】秋水仙素诱导
原理：
【典例4】(2022·安徽六安高三月考)探究利用秋水仙素培育四倍体蓝莓的实验中，每个实验组选取50株蓝莓幼苗，以秋水仙素溶液处理它们的幼芽，得到结果如下图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．由实验结果可知处理时间会影响多倍体的诱变率
B．因变量是多倍体的诱变率，自变量是秋水仙素处理时间
C．实验原理是秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，诱导形成多倍体
D．判断是四倍体蓝莓最可靠的方法是观察体细胞分裂中期的染色体数
一、染色体数目变异
4.人工诱导多倍体
B
一、染色体数目变异
4.人工诱导多倍体
【方法三】植物体细胞杂交
原理：
体细胞杂交利用了细胞膜的　　　，
杂种细胞培育成杂种植株利用了　　　　　　　　。
植物细胞的全能性
流动性
纤维素酶和果胶
原生质体
离心法
聚乙二醇
原生质体
再生出细胞壁
愈伤
组织
【典例5】(2021·1月八省联考江苏卷，17)栽培苹果品种以二倍体为主，通过离体培养苹果成熟胚(2n)，可诱导再生获得品质改良的四倍体苹果。下列叙述错误的是(　　)
A.可通过低温或秋水仙素诱导处理获得四倍体
B.经诱导获得的再生苗都为纯合体
C.诱导获得的植株需经染色体倍性鉴定
D.通过二倍体的体细胞杂交方法也可获得四倍体植株
B
一、染色体数目变异
4.人工诱导多倍体
【典例6】花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体
可使其染色体片段化，并丧失再
生能力。再利用此原生质体作为
部分遗传物质的供体与完整的花
椰菜原生质体融合，以获得抗黑
腐病杂种植株，流程如右图。
下列相关叙述错误的是
一、染色体数目变异
4.人工诱导多倍体
A.①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的30%的蔗糖溶液中
B.细胞融合成功的标志是再生出细胞壁，此时细胞内高尔基体和线粒体
　活动明显增强
C.可通过观察叶绿体的有无来初步筛选杂种细胞
D.用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异
A
【典例7】下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是
A.图中过程②表示再分化的过程
B.植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合
C.已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，
则“番茄—马铃薯”为三倍体
D.该过程体现了植物细胞的全能性
一、染色体数目变异
4.人工诱导多倍体
D
2.二倍体植物甲(2n＝18)和二倍体植物乙(2n＝18)进行有性杂交，得到的F1不育。若用秋水仙素处理F1幼苗的顶芽形成植物丙，丙开花后能自交获得后代。下列叙述正确的是
A.植物甲和乙都是二倍体生物，且体细胞中都含有18条染色体，所以它
　们属于同一物种
B.若植物甲和乙杂交得到的受精卵，在发育初期来自植物甲的染色体全
　部丢失，而植物乙的染色体全部保留，则继续发育成的植株是单倍体
C.F1幼苗形成植物丙发生的染色体变化，能决定生物进化的方向
D.秋水仙素通过促进着丝粒分裂，使染色体数目加倍
B
一、染色体数目变异
（P191T2）
染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因____或________发生改变，导致性状的变异；
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡
在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有以下4种类型。
二、染色体结构变异
数目
排列顺序
1. 染色体片段缺失：
2. 染色体片段重复：
如果蝇棒状眼
棒状眼
正常翅
缺刻翅
二、染色体结构变异
如果蝇的缺刻翅，人的猫叫综合征
缺失的片段，由于没有着丝粒，在细胞分裂过程中没有纺锤丝的牵引而丢失。
重复的片段(如上图中的B片段)来自其同源染色体的缺失的片段。
正常眼
（P191）
3. 易位：
二、染色体结构变异
如果蝇花斑眼
花斑眼
正常眼
非同源染色体交换片段
（P192）
平衡易位
单向易位
平衡易位
4. 倒位：
二、染色体结构变异
如果蝇卷翅
正常翅
卷翅
（P192）
染色体片段缺失、重复、易位和倒位
基因数量、排列顺序的改变
生物性状的改变（变异）
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致生物体死亡。
染色体结构的改变为什么会导致性状发生改变
（缺失、重复）
（易位、倒位）
二、染色体结构变异
染色体结构变异 VS 基因突变
二、染色体结构变异
染色体结构变异
细胞水平的变异，
显微镜下能观察到。
(没有产生新基因，
发生了基因数目或排列顺序的变化)
基因突变
分子水平的变异，
光学显微镜下不能观察到。
(产生新基因，
基因数目、排列顺序都没有变化)
缺失
重复
倒位
基因突变
染色体结构变异 VS 基因重组
二、染色体结构变异
非同源染色体之间
可在显微镜下观察到
同源染色体非姐妹染色单体之间
在显微镜下观察不到
（P192T56）
（P193T12）
5.在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型，图甲中的英文字母表示染色体片段，图丙中变异发生在四分体时期。下列有关叙述正确的是
A.图示中的生物变异都是染色体变异
B.图中所示的变异类型在减数分裂过程
　中均可能发生
C.如果图乙为一个精原细胞，则它一定不能产生正常的配子
D.图示中的变异类型都能在光学显微镜下观察到
B
6.染色体部分缺失在育种方面也有重要作用，下图是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S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是
D.粉红棉S自交产生白色棉N的概率为
C
1.(2021·广东，16)人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)。在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑同源染色体非姐妹染色单体的互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是
A.观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞
B.男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体
C.女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体
D.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3
　种染色体)
C
4.(2020·天津，7)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是
A.基因突变
B.同源染色体非姐妹染色单
　体间发生互换
C.染色体变异
D.非同源染色体自由组合
B
三、染色体变异在育种方面的应用
（P196五分钟）
基因工程育种
定向改造
P
穗大粒轻
×
穗小粒重
F1
AaBb
↓
F2
A_B_
A_bb
aaB_
aabb
第1年
第3年
↓
从F3中选出不发生性状分离的纯合子AAbb
穗大粒重
F2出现性状分离，有所需优良性状个体
AABB
aabb
穗大粒轻
小麦品种甲穗大但粒轻（AABB），乙穗小但粒重（aabb），根据你所学的知识，请用简单的方法获得穗大粒重的小麦品种用于农业生产，并说明其中的遗传学原理。
第2年
第一次杂交的目的？
将控制优良性状的基因集中到一个个体
为什么从F2开始选优？
↓
F3
三、染色体变异在育种方面的应用
1.杂交育种
U
U
①培育显性纯合子
a.植物：
选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。
②培育隐性纯合子
b.动物：
选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1自交→F2→选择表现型符合要求的个体种植并推广。
三、染色体变异在育种方面的应用
1.杂交育种
花药离体培养
P
穗大粒轻
AABB
×
穗小粒重 aabb
F1
AaBb穗大粒轻
配子
AB
Ab
aB
ab
AB
Ab
aB
ab
AABB
AAbb
aaBB
aabb
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
纯合体
秋水仙素处理幼苗
第1年
第2年
需要的穗大粒重品种
单倍体幼苗
上述方法至少需要多少年？你有什么办法可以缩短年限？请写出具体育种过程，并说明其中包含的遗传学原理。
减数分裂
三、染色体变异在育种方面的应用
2.单倍体育种
通过上述方法获得了穗大粒重的小麦，但易患“条锈病”（tt）。现有一株小麦的基因型是AAbbtt，怎么得到优良的能用于推广生产的穗大粒重抗条锈病小麦？
可以提高突变频率，加快育种进程；大幅度改良某些性状。
AAbbtt(穗大粒重感病)
γ射线
AAbbTt(穗大粒重抗病)
AAbbTT 纯合子
三、染色体变异在育种方面的应用
3.诱变育种
U
目的基因的表达与检测
提取抗旱基因
对全球播种面积超过30亿亩的小麦来说，2022年是一个不寻常的年份，连续高温干旱，全球小麦急剧减产；而荒漠齿肋赤藓具有超强耐旱能力的原因是其含有抗旱基因D。请设计一个实验培育出能抗旱的小麦，以应对剧烈的气候变化。
从齿肋赤藓细胞中分离出DNA
抗旱基因与质粒结合
目的基因导入小麦细胞
三、染色体变异在育种方面的应用
4.基因工程育种
①两次传粉的作用
第一次传粉：杂交获得三倍体种子
第二次传粉：刺激子房发育成果实
②三倍体西瓜无子的原因：
可用无性繁殖，例如植物组织培养
三倍体西瓜植株减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
①三倍体无籽西瓜的培育
③无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
三、染色体变异在育种方面的应用
5.多倍体育种
②八倍体小黑麦的培育
三、染色体变异在育种方面的应用
异源四倍体（4N）
（ABDR）
第一年
第二年
普通小麦（6N） × 小黑麦（2N）
（RR）
（AABBDD）
八倍体小黑麦（8N ）
（AABBDDRR）
秋水仙素
处理
5.多倍体育种
杂交育种 单倍体育种 多倍体育种 诱变育种
原理
方法
优点
缺点
举例
基因重组
杂交→连续自交直至不发生性状分离
“集中亲本优良性状”操作简便
育种周期长
矮杆抗病小麦的培育
染色体数目变异
花药离体培养+人工诱导染色体数目加倍
明显缩短育种
年限
技术复杂，常与
杂交育种相配合
快速矮杆抗病
小麦的培育
染色体数目变异
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
茎秆粗壮，器官大、营养物质含量高
发育迟缓、
结实率低
三倍体无子西瓜
基因突变
物理或化学方法处理→筛选
提高突变率、
获得新品种
有利变异少，需要大量处理实验材料
青霉素高产菌、“黑农五号”大豆、太空椒
三、染色体变异在育种方面的应用
几种遗传图解比较
杂交
自交
花药离体培养
秋水仙素处理幼苗
诱变处理
秋水仙素处理
转基因技术
脱分化
再分化
包裹人工种皮
根据不同目标选择合适的育种方案
【典例8】植株甲是二倍体水稻,利用植株甲获得了植株乙,而后利用植株甲和乙又获得植株丙和丁。培养过程如下图所示。下列有关叙述正确的是
A．一般用秋水仙素处理植株甲的雌蕊柱头可获得植株乙
B．植株丙与植株丁的体细胞中染色体组的数目相同
C．植株丁的花药离体培养可得到植株丙
D．获得植株丙和植株丁的过程都属于
有性生殖
C
植物体细胞杂交
2N
4N
6N
【典例9】远缘杂交在育种上的意义很多，如研究物种演化、创造新物种、改良旧物种、创造和利用杂种优势等。下图为甘蓝型油菜与白菜型油菜远缘杂交的过程图，下列分析不正确的是
A．培育白菜型油菜新种的原理有基因重组、染色体变异
B．甘蓝型油菜与白菜型油菜不存在生殖隔离
C．常用秋水仙素人工诱导单倍体苗使其染色体数目加倍
D．将抗虫基因导入白菜型油菜新种的染色体上，培育的转基因油菜种群发生了进化
B
几种常考变异类型产生配子的分析方法
利用“假说—演绎法”解决生物变异实验探究题
微专题六
2.果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性，长翅(D)对残翅(d)为显性。正常果蝇的眼色为暗红色，是由朱砂色(f)和褐色(g)叠加形成的，朱砂色眼基因f和褐色眼基因g不发生互换。上述基因都位于2号染色体上。研究表明，位于一对同源染色体上位置相距非常远的两对等位基因，与非同源染色体上的两对等位基因在形成配子时的比例很接近而难以区分。在减数分裂时，雌果蝇的非姐妹染色单体间发生互换，而雄果蝇则不会发生。回答下列问题：
(1)控制眼色的基因(F/f、G/g)在遗传时遵循___________定律，该定律的实质是_________________________________________________________
_________________________________________。
基因的分离
在减数分裂形成配子过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入不同配子中，独立地遗传给后代
(2)用一只基因型为FfGg的雄果蝇与一只眼色为________雌果蝇进行测交实验，若结果显示为褐色眼∶朱砂色眼＝1∶1，则雄果蝇中基因的位置关系为_____________________________________________________________。
暗红色
基因f、G位于同一条染色体上，基因F、g位于另外一条同源染色体上
(3)某生物小组成员利用基因型为DdBb的雌雄果蝇进行杂交实验，探究控制体色和翅型的基因是否在染色体上相距非常远。
①基因型为DdBb的雄果蝇正常体细胞中，控制翅型和体色基因可能的位置情况请在图中表示出来。(注意：图不一定全部使用)
②若控制翅型和体色的基因相距非常远，则亲本中雌果蝇产生的配子种类及比例约为_____________________________。
③若杂交后子代的表型比为_____________________，则可以证实控制翅型和体色的基因在染色体上相距非常远。
DB∶Db∶dB∶db＝1∶1∶1∶1
2∶1∶1或5∶1∶1∶1
(4)用一对刚毛雌雄果蝇交配后，子代雌果蝇刚毛∶截毛＝149∶1，而雄果蝇中刚毛∶截毛＝74∶76。对于截毛雌果蝇的出现，生物小组成员做出如下假设：
假设一：该雌果蝇发生基因突变；
假设二：该雌果蝇生活的环境改变导致性状改变。
请设计实验方案，探究产生截毛雌果蝇的原因：(写出实验思路并预期实验结果及结论)______________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
方案一：实验思路：将该雌果蝇与刚毛雄果蝇杂交，将子代在正常环境下培养，观察子代雄果蝇的表型及比例。
实验结果与结论：若子代雄果蝇中出现刚毛，则是该雌果蝇生活的环境导致的性状改变；若子代雄果蝇均为截毛，则是该雌果蝇发生了基因突变。
方案二：实验思路：将该雌果蝇与截毛雄果蝇杂交，将子代在正常环境下培养，观察子代果蝇的表型及比例。
实验结果及结论：若子代果蝇中出现刚毛，则是该雌果蝇生活的环境导致的性状改变；若子代果蝇均为截毛，则是该雌果蝇发生了基因突变。
3.某植物为严格自花传粉植物，在野生型窄叶种群中偶见几株阔叶幼苗。回答下列问题：
(1)判断该变异性状是否能够遗传，最为简便的方法是________________
_____________________________________________。
待该阔叶幼苗长大成熟后，让其自交，观察后代是否出现阔叶性状
(2)有人对阔叶幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是基因突变，二是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶幼苗出现的原因。
取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区细胞制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变
(3)已知该性状是通过基因突变产生的，若要判断该突变是显性突变还是隐性突变，应选择的实验方案是_________________________。
①若后代_________，说明该突变为隐性突变；
②若后代_________，说明该突变为显性突变。
让阔叶植株与窄叶植株杂交
全为窄叶
出现阔叶
5.水稻为二倍体雌雄同株植物，花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z，这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突变为隐性基因)导致。回答下列问题：
(1)进行水稻杂交实验时，应首先除去_____未成熟花的全部_____，并套上纸袋。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交，F1自交，F2的表型及比例为___________________。
母本
雄蕊
绿叶∶浅绿叶＝3∶1
(2)为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系，育种人员进行了杂交实验，杂交组合及F1叶色见下表。
实验分组 母本 父本 F1叶色
第1组 W X 浅绿
第2组 W Y 绿
第3组 W Z 绿
第4组 X Y 绿
第5组 X Z 绿
第6组 Y Z 绿
实验结果表明，W的浅绿叶基因与突变体______的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上，育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交，观察并统计F2的表型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和同源染色体非姐妹染色单体的互换，预测如下两种情况将出现的结果：
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，结果为_______
_____________________。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上，Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上，结果为_________________________________________。
Y、Z
三组均为绿叶∶浅绿叶＝1∶1
第4组绿叶∶浅绿叶＝1∶1；第5/6组绿叶∶浅绿叶＝9∶7
(3)叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。研究发现，突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换，造成mRNA上对应位点碱基发生改变，导致翻译出的肽链变短。据此推测，与正常基因转录出的mRNA相比，突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是____________________。
终止密码子提前出现
6.蜜蜂是一类营社会性生活的昆虫。嗅觉在它们的生存和繁衍过程中具有非常重要的作用。已知蜂王(可育)和工蜂(不育)均为雌蜂(2n＝32)，是由受精卵发育而来的；雄蜂(n＝16)是由卵细胞直接发育而来的。研究发现，在嗅觉正常的蜂群中出现了部分无嗅觉的蜜蜂，现针对蜜蜂的嗅觉进行一系列遗传学实验。回答下列问题：
(1)用一只无嗅觉蜂王与一只嗅觉正常雄蜂交配，其后代F1中雌蜂均嗅觉正常，雄蜂均无嗅觉。在相对性状中_________(填“嗅觉正常”或“无嗅觉”)是显性性状，判断的依据是________________________________
___________________________________________。
嗅觉正常
无嗅觉的蜂王与嗅觉正常的雄蜂杂
交，其后代中由受精卵发育成的雌蜂嗅觉均正常
(2)用F1中的蜂王和雄蜂交配，F2中出现了两种新的表型，即传统气味型(嗅觉系统只能识别传统的气味分子，而不能识别非典型气味分子)和非典型气味型(嗅觉系统只能识别非典型气味分子，而不能识别传统的气味分子)，已知嗅觉正常型蜜蜂均能识别传统和非典型两类气味分子。杂交结果如下：
F1嗅觉正常型♀×无嗅觉型♂
↓
①分析可知，蜜蜂嗅觉的相关性状至少由____对等位基因控制。
②若F2雌雄蜜蜂中四种表型的比例为1∶1∶1∶1，则说明相关基因在染色体上的位置关系是_____________________，其中，F2中嗅觉正常型个体的基因型有____种。
两
位于两对同源染色体上
两
(3)研究发现，蜜蜂体内气味受体分为传统气味受体(由R1基因控制合成)和非典型气味受体(由R2基因控制合成)。已知，雄蜂个体中上述基因所在染色体的相应片段缺失则会致死，雌蜂个体中上述基因所在同源染色体的相应片段均缺失才会致死。用紫外线照射F1中嗅觉正常的蜂王，其后代只出现传统气味型和无嗅觉型，分析造成这种现象的可能原因有：①F1蜂王的卵原细胞中含有R2基因的染色体片段缺失；②_____________
___________________________________________________。
F1蜂王的卵原
细胞中基因R2发生了隐性突变(或基因R2突变为隐性基因)
请利用上述信息，采用两种较为简便的方法确定造成这种现象的原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
方法一：用显微镜观察F1蜂王的卵原细胞内是否发生了染色体片段缺失
方法二：统计经紫外线照射的蜂王的雄性后代数量，若明显少于其他蜂王的雄性后代，则说明发生了染色体片段缺失；若雄性后代数量相差不大，则说明发生了基因突变
第三课时 生物的进化
（P207五分钟）
一、生物有共同祖先的证据
自然选择学说揭示了生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因。
达尔文在《物种起源》一书中明确提出：地球上的当今生物都是由共同祖先进化来的，人和猿有共同的祖先。
（P199-200梳理12）
地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化而来
1.化石证据
化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等
利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。
从动物的牙齿化石
推测它们的饮食情况
从动物的骨骼化石
推测其体型大小和运动方式
从植物化石
推测其形态、结构和分类地位
化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
一、生物有共同祖先的证据
大部分化石发现于沉积岩的地层中
地层年龄 百万年前 首次出现的
生物类群（化石）
245—144 鸟类、哺乳类
360—286 爬行类
408—360 昆虫、两栖类
505—438 鱼类
700 多细胞生物
2100 单细胞真核生物
大量化石证据，证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，而且还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序
1.化石证据
一、生物有共同祖先的证据
1、比较解剖学证据
三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼比较的示意图
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
人的上肢
功能不同，外形也有差别，但胚胎发育过程彼此相同（同源器官）
证明现有的脊椎动物有共同祖先。
①比较解剖学证据
2.当今生物体上进化的印迹
一、生物有共同祖先的证据
功能相同，结构不同，起源不同
（同功器官，不能证明有共同祖先）
人胚胎发育早期的显微照片（放大18倍）
人和鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾，随着发育的进行，人的鳃裂和尾消失了，而成年的鱼仍然保留了鳃和尾；脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。
这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
同时也说明一切脊椎动物都来源于用鳃呼吸、有尾的水栖祖先动物。
2.当今生物体上进化的印迹
一、生物有共同祖先的证据
②胚胎学证据
细胞水平证据：
当今生物有许多共同的特征，如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞，细胞有共同的物质基础和结构基础等，这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。
2.当今生物体上进化的印迹
一、生物有共同祖先的证据
③细胞学及分子生物学的证据
地球上现存的古细菌与最古老的古细菌有相同的细胞结构模式，
说明二者有共同的祖先。
分子水平证据：
不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点，提示人们当今生物有着共同的原始祖先，其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序。
2.当今生物体上进化的印迹
一、生物有共同祖先的证据
③细胞学及分子生物学的证据
同源异形基因的排列顺序和表达顺序相同
细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，约有104个氨基酸，据测算，它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。
关于人与其他生物的亲缘关系，从细胞色素c 的相关资料可以得出什么结论？
人和其他进行有氧呼吸的真核生物细胞中普遍含有细胞色素c，说明这些生物都有共同的祖先。细胞色素c的氨基酸序列差异的大小揭示了不同生物之间亲缘关系的远近，差异越小，表明亲缘关系越近。
生物名称 黑猩猩 猕猴 狗 鸡 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾 链孢霉 酵母菌
氨基酸差异数 0 1 11 13 14 21 27 31 43 44
2.当今生物体上进化的印迹
一、生物有共同祖先的证据
③细胞学及分子生物学的证据
【典例1】下列有关共同由来学说的说法中，正确的是（ ）
A.通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，推测其行为特点
B.人与黑猩猩的DNA序列一致性比猕猴高，说明人与黑猩猩的亲缘关系比猕猴近
C.较晚形成的地层中，没有较简单、较低等的生物化石
D.我国发现的大量的恐龙蛋化石是遗迹化石
E.人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，这个证据支持了达尔文的共同由来学说
F.比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的
G.不同生物之间的DNA序列都有一定的差异性，说明生物不是由共同祖先进化来的
ABE
一、生物有共同祖先的证据
【典例2】细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，约有104个氨基酸，据测算，它的氨基酸序列每2 000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示：
(1)根据上表分析可得出：与人亲缘关系最近的是_________，最远的是_____。
(2)本实验说明氨基酸的差异越小，物种间的______________，氨基酸的差异越大，物种间的_______________。
(3)这些生物的细胞色素c在化学结构上的相似性说明
__________________________________。
生物名称 黑猩猩 猕猴 狗 鸡 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾 链孢霉 酵母菌
氨基酸差异数 0 1 11 13 14 21 27 31 43 44
黑猩猩
酵母菌
亲缘关系越近
亲缘关系越远
这些生物有着共同的原始祖先
一、生物有共同祖先的证据
1．适应的普遍性和相对性
二、适应是自然选择的结果
由于环境总是处于不断的变化中，遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾让适应具有相对性
这些适应性特征是如何形成的？
各种生物的适应性特征并不是自古以来都是如此的，而是在进化过程中逐渐形成的
2．拉马克的进化学说
主要观点：
意义：历史上第一个比较完整的进化学说；
彻底否定了神创论，奠定了科学生物进化论的基础。
二、适应是自然选择的结果
用进废退　
获得性遗传　
3．达尔文自然选择学说
过度繁殖
遗传变异
可遗传的变异
自然选择
可遗传的有利变异
环境
的定向选择
统一
性
共同
多样性
适应性
遗传
和变异
性状水平
进化的动力
进化的基础
进化的结果
二、适应是自然选择的结果
（P200梳理4）
两个方向
变异------不定向 ，自然选择------定向。
3．达尔文自然选择学说
二、适应是自然选择的结果
生存斗争
范畴：
原因：
结果：
①种内斗争 ②种间斗争 ③生物与非生物之间的斗争
过度繁殖 + 有限生活资源
生物大量死亡，少量存活。
对生物个体往往有害，但对生物物种是有利的。并能推动生物的进化
三、现代生物进化理论
适应是自然选择的结果
种群是生物进化的基本单位。
突变和基因重组产生进化的原材料。
自然选择导致种群基因频率定向改变，进而通过隔离形成新的物种。
生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程。
生物多样性是协同进化的结果。
主要内容（P123）
老鼠种群
该种群某性状基因型
基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因
种群通过繁殖传递其基因库
基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率
基因型频率：某基因型个体数占群体内全部个体数的比率
P(A) ＝14/20 ＝7/10
P(a) ＝ 6/20 ＝3/10
P(AA) ＝6/10 ＝3/5
P(Aa) ＝2/10 ＝1/5
P(aa) ＝2/10 ＝1/5
种群：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的单位。
1.种群是生物进化的基本单位
三、现代生物进化理论
种群足够大:
个体间可以自由交配并产生后代;
没有突变发生;
没有迁入迁出;
个体生存和繁殖机会均等。
①遗传平衡：在理想状态下,各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的,即保持着基因平衡。该理想状态要满足5个条件:
处于遗传平衡的种群自由交配，基因频率和基因型频率都不会改变
2.种群基因频率的变化
三、现代生物进化理论
【典例3】(2010年全国卷）已知某环境条件下某种动物的AA,Aa的个体全部存活，aa的个体在出生前会全部死亡，现有该动物的一个大群体，只有AA，Aa两种基因型，其比例为1:2；假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例为（ ）
　　Ａ１：１　　　Ｂ１:２ Ｃ２：１　　　Ｄ３:１
A
【典例4】现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%，a的基因频率为20%；种群2的A基因频率为60%，a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是（ ）。
A 75% B 50% C 42% D 21%
C
下列说法错误的是
A.A＋的基因频率是35%
B.A＋、A、a是基因突变的结果
C.A＋和A的根本区别是碱基序列不同
D.该小鼠群体所有的A＋、A、a基因，构成小鼠的基因库
1.(2022·山东德州模拟)某小鼠群体中，A＋、A和a互为等位基因，该种群基因型及个体数如下表：
基因型 A＋A＋ A＋A A＋a AA Aa aa
个体数 100 200 300 100 200 100
D
（P204T1）
【典例5】通过抽样调查发现血型频率（基因型频率）：A型血（IAIA，IAi）的频率=0.45；B型血（IBIB，IBi）的频率=0.13；AB型血（IAIB）的频率=0.06；O型血（ii）=0.36。试计算IA、IB、i的基因频率。
O型血的基因型频率=r2=0.36;
A型血的基因型频率=p 2 +2pr=0.45;
B型血的基因频率=q 2 +2qr=0.13;
AB型血的基因型频率=2pq=0.06。
解方程即可得出
IA的基因频率为0.3; IB的基因频率为0.1; i的基因频率为0.6。
（p+q+r)2= p2 + q2 + r2 + 2pq + 2pr +2qr=1
IAIA IBIB ii IAIB IAi IBi
2.某生物兴趣小组抽样调查的200人中，各种基因型和人数情况如下表所示，则这200人中，Xb的基因频率为
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人数 78 14 8 70 30
A.85% B.30% C.20% D.15%
C
3.某种昆虫的翅色是由常染色体上一对等位基因决定的，A决定绿色，a决定褐色。现从自然界中随机捕获若干个该昆虫个体组成一个新的种群，在刚组成的这个新种群中，设A、a的基因频率分别为x、y，AA、Aa、aa基因型频率分别为D、E、F。则下列关系中一定正确的是
A.x＝D B.y2＝F C.x＝E＋D D.2y＝2F＋E
D
5.果蝇的卷翅和直翅受常染色体上一对等位基因A、a控制。某研究小组以基因型为Aa的果蝇为研究对象，研究随机交配情况下子代A基因频率的变化，得到如下图所示的结果。下列分析正确的是
A.基因型为a的雄配子或雌配子不能受精
B.基因型为a的雄配子和雌配子不能受精
C.基因型为aa的受精卵不能发育或胚胎致死
D.基因型为aa的受精卵只有50%能正常发育
C
【典例6】某自然人群中，红绿色盲致病基因a的基因频率为p，则有关分析正确的是(　　)
①男性和女性中，a基因的基因频率均为p
②人群中，色盲男性占p/2，色盲女性占p2/2
③男性中，a基因的频率>p，女性中，a基因的频率④男性中色盲患者占p/2，女性中色盲患者占p2/2
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
A
①红绿色盲基因(Xb)的基因频率在男性和女性中相同，但男性与女性的发病率不同。
②人群中男性的红绿色盲发病率即为该群体Xb的基因频率。
6.某与外界隔离的岛屿上，经调查该地区居民中白化病的致病基因频率为a，红绿色盲的致病基因频率为b，抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c。下列有关叙述不正确的是
A.正常个体中白化病基因携带者所占的概率为
B.男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b
C.不患抗维生素D佝偻病的女性个体占全部个体的
D.女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占bc
D
【典例7】假设某一年桦尺蠖种群的基因型组成及比例为： SS( 黑色 )10% ， Ss( 黑色 )10% ， ss( 浅色 )80% 。由于寄居的树干变黑不利于浅色个体的生存，使得种群中浅色个体每年减少 10% ，黑色个体每年增加 10% 。则第二年桦尺蠖的有关基因型频率和基因频率正确的是（ ）
A. Ss 25.5% B. ss 76.6%
C. SS 13% D. S 15% ； s 85%
SS=Ss==11/94=11.7%，
ss=72/(22+72)×100%=76.6%，
基因频率S=82.45%，s=17.55%。
B
②进化实质就在于种群基因频率的改变，并由此引起生物类型的逐渐演变。
生物的变异是不定向的，只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化方向
可遗传的变异
不可遗传的变异
基因突变
染色体变异
基因重组
突变
变异
三、现代生物进化理论
2.种群基因频率的变化
果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？
2× 104 × 10－5
个体
× 108
种群
=2 ×107
种群中突变的特点： 突变数很大、不定向
②进化实质就在于种群基因频率的改变，并由此引起生物类型的逐渐演变。
三、现代生物进化理论
2.种群基因频率的变化
③突变和基因重组产生进化的原材料
基因突变→新基因→基因重组→新基因型→可遗传变异类型
实例1—工业黑化
3.自然选择对种群基因频率变化的影响
三、现代生物进化理论
实例2——碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。下表为2005—2008年，该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量，以及患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。
年份 2005 2006 2007 2008
住院患者该类抗生素的人均使用量/g 0.074 0.12 0.14 0.19
某种细菌对该类抗生素的耐药率/% 2.6 6.11 10.9 25.5
原因：在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高。
结果：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
对象：①直接作用—自然选择直接选择表型而不是基因型
②最终选择—决定表型的基因
原种群
不同表型
突变和基因重组
自然选择
不利变异不断淘汰
有利变异积累加强
种群基因频率定向改变
生物
定向进化
变异
不定向
3.自然选择对种群基因频率变化的影响
三、现代生物进化理论
自然选择决定生物进化的方向。
①地理隔离：同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。
②生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代的现象。
4.隔离是物种形成的必要条件
物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。
三、现代生物进化理论
隔离：
不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象
突变和基因重组
种群基因频率
自然选择
原材料
方向
改变
基因库差别
积累
时间
地理隔离等
产生生殖隔离
导致
物种形成
标志
地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变时期。隔离是物种形成的必要条件。
4.隔离是物种形成的必要条件
三、现代生物进化理论
突变和基因重组，自然选择，隔离是物种形成的三个环节。
突变和基因重组：为生物进化提供丰富的原材料。
自然选择：决定生物进化的方向。
隔离：导致物种的形成。
物种形成的三大模式
P204
三、现代生物进化理论
物种形成的三大模式
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
收割理论：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。
捕食者的存在有利于增加物种多样性
种间斗争客观上促进了物种的发展
5.协同进化导致生物多样性的形成
三、现代生物进化理论
生物多样性：
①遗传多样性(基因多样性):生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性
②物种多样性：动物，植物和微生物等生物种类的丰富性
③生态系统多样性：生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性
基因多样性
物种多样性
生态系统多样性
变异的不定向性
蛋白质多样性
无机环境的多样性
根本 原因
组 成
导致
直接原因
组成
直接 选择
决定
5.协同进化导致生物多样性的形成
三、现代生物进化理论
①适应是自然选择的结果；
②种群是生物进化的基本单位；
③突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种；
④生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；
⑤生物多样性是协同进化的结果。
中性突变理论：决定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。
间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
发展
生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。
三、现代生物进化理论
生物进化的过程
（1）结构上：单细胞生物→多细胞生物。
（2）呼吸方式：无氧呼吸→有氧呼吸。
（3）生殖方式：无性生殖→有性生殖。
（4）生态系统结构：两极生态系统（生产者、分解者）→三级生态系统（生产者、消费者、分解者）。
（5）生活方式：水生→陆生。
【典例8】（2022 浙江 ）由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是
A.若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起，也不易发生基因交流
B.生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C.甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D.甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
D
【典例9】（2022·湖南）稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中，①与②、①与③的分布区域有重叠，②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的生殖隔离机制，进行了种间交配实验，结果如表所示。下列叙述错误的是（　　）
交配（♀×♂） ①×② ②×① ①×③ ③×① ②×③ ③×②
交配率（%） 0 8 16 2 46 18
精子传送率（%） 0 0 0 0 100 100
注:精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比
A.实验结果表明近缘物种之间也可进行交配
B.生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关
C.隔离是物种形成的必要条件
D.②和③之间可进行基因交流
D
【典例10】如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此过程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是( )
A.b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B.c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C.a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D.a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
B
4.结果
在培养基上 (填“有”或“无”)细菌生长,在放有抗生素纸片的区域
(填“有”或“无”)细菌生长。连续培养几代后,抑菌圈的直径会 。
5.结论:抗生素对细菌具有 作用。
1.原理:一般情况下,一定浓度的抗生素会杀死细菌,但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时,如果向培养基中添加抗生素,耐药菌有可能存活下来。
2.目的要求:通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况,探究抗生素对细菌的选择作用。
3.方法步骤：
实验:探究抗生素对细菌的选择作用
（P203）
微生物的抗药性突变是自发产生的还是在环境因素的作用下产生的
无
变小
定向选择
有
为了研究微生物的抗药性突变是自发产生的还是在环境因素的作用下产生的，1952年Lederberg夫妇利用大肠杆菌设计了一个影印培养法实验。影印培养法的实验原理是：把长有数百个菌落的细菌母种培养皿倒置于包有一层灭菌丝绒布的木质圆柱体（直径略小于培养皿平板）上，使其均匀地沾满来自母种培养皿平板上的菌落，然后通过这一“印章”把母板上的菌落“忠实地”一一接种到不同的其他培养基上。
拓展：细菌耐药性形成的原因

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