资源简介

(共72张PPT)
第19课　基因突变和基因重组
第七单元　生物的变异、育种与进化
01
必备知识·落实基础性
概念梳理
概念辨析
概念构建
DNA复制
转录
翻译
缬氨酸
基因突变
能
基因碱基序列
减数分裂
自发
任何时期
DNA分子
不同
一个以上
很低的
新基因
根本来源
原材料
细胞正常的生长和增殖
细胞的生长和增殖
细胞凋亡
原癌基因
抑癌基因
无限
形态结构
糖蛋白
黏着性
分散和转移
非等位基因
非同源染色体
四分体
等位基因
非姐妹染色单体
变异
进化
√
×
×
×
×
×
×
×
×
√
×
×
√
02
关键能力·提升综合性
考点1
考点2
基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一DNA分子的不同部位
DNA分子中有基因片段和非基因片段，发生在非基因片段的变化不会引起基因碱基序列的改变
03
命题案例·强化创新性
高考赘源网
高考资源
边的高考专家!】
概念梳理
床症状
正常
贫血
红细胞形状
蛋白质
(血红蛋
正常
异常
氨基酸
谷氨酸
缬氨I
RNA
GAG
GUG
CAC
突变
DNA
GAG
GTG
点此进入
答案
agga
B日
复制
BBb
减数分裂I后期
米X或
eX紧少中X
概念辨析
概念枸建
物理因素损伤细胞
化学因素改变核酸
内的DNA
的碱基
NA_→DNA
某些病毒的核酸能
复制偶发错误改变
影响宿主的DNA
DNA的碱基组成
碱基的替换、增添、缺失
脱氧核糖核苷酸种类、数量、排列顺序的改变
新的等位基因产生
基因结构改变
遗传信息改变
生物多方向性
mRNA改变→密码子简并性、
进化
的原。有利变异蛋白质改变蛋白质不变中性
始材1有害变异
突变
料
新性状
性状不变
点此进入
解析答案
A
图
图2
外源基因
入
重组质粒
受体细胞
图3第19课　基因突变和基因重组
课程标准要求
学业质量水平
3.3.1　概述碱基的替换、插入或缺失会引发基因中碱基序列的改变3.3.2　阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果3.3.3　描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变3.3.4　阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合和互换，会导致控制不同性状的基因重组，从而使子代出现变异
1.基于生物学事实和证据，运用归纳与概括，理解基因突变的本质、意义。(科学思维)2.运用结构与功能观，阐明基因突变可导致蛋白质结构改变，乃至性状改变。(生命观念)3.基于生物学事实和证据，运用归纳与概括，理解癌细胞的特征和发生癌变的原因。(生命观念　科学思维)4.运用演绎与推理，结合减数分裂的过程图解，理解基因重组的类型。(科学思维)5.基于对细胞癌变的认知，在日常生活中远离致癌因子，选择健康的生活方式。(社会责任)
一、基因突变
1．实例分析：镰状细胞贫血
(1)写出图中a、b、c代表的遗传信息传递途径：
a：DNA复制；b：转录；c：翻译。
(2)直接原因：组成血红蛋白的肽链上，谷氨酸被缬氨酸替换。
(3)根本原因：血红蛋白基因中的被替换，发生了基因突变。
(4)红细胞形态的变化：显微镜下能(填“能”或“不能”)观察到红细胞形态的变化。
2．概念：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。
3．发生时期：有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期。
4．易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素(连线)
提示：①—c　②—a　③—b
5．特点
(1)普遍性：自然界中诱发基因突变的因素很多，而且基因突变也会自发产生。
(2)随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位。
(3)不定向性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。
(4)低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。
6．意义
(1)新基因产生的途径。
(2)生物变异的根本来源。
(3)为生物进化提供丰富的原材料。
二、细胞的癌变
1．与细胞的癌变有关的基因
(1)原癌基因：表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的。
(2)抑癌基因：表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡。
2．原因：原癌基因和抑癌基因发生基因突变。
3．癌细胞的特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，等等。
三、基因重组
1．概念
2．类型
(1)自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而发生重组(如下图)。
(2)染色体互换类型：在减数分裂过程中的四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组(如下图)。
3．意义：生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。
1．基因突变是指碱基的替换、增添或缺失而引起基因碱基序列的改变
(1)A基因可突变为a基因，a基因也能再突变为A基因。
(√)
(2)基因突变通常发生在DNA→RNA的过程中。
(×)
(3)基因是具有遗传效应的DNA片段，HIV的遗传物质是RNA，不能发生基因突变。
(×)
(4)发生在体细胞中的基因突变不能遗传。
(×)
(5)只有存在诱变因素时才会发生基因突变。
(×)
2．与细胞癌变相关的基因有原癌基因和抑癌基因
(1)原癌基因和抑癌基因只存在于癌细胞中。
(×)
(2)原癌基因或抑癌基因突变，一定会导致细胞癌变。
(×)
(3)原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖。
(×)
3．基因重组是指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
(1)受精过程中可进行基因重组。
(×)
(2)亲子代之间的差异主要是由基因重组造成的。
(√)
(3)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组。
(×)
(4)Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离。
(×)
(5)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生的生命活动是基因突变和基因重组。
(√)
　　基因突变和癌变
尿黑酸尿症是HGD基因缺陷导致的人类遗传病。某患儿的父母表现正常，将他们的HGD基因测序后发现了两个突变位点，如下图所示。
(1)该变异属于基因突变的什么类型(替换、增添、缺失)?
答案：碱基的替换。
(2)该突变属于隐性突变还是显性突变？
答案：隐性突变。
(3)该患者发生的是一个基因的两个位点突变，还是发生了两个基因的突变？该变异体现了基因突变的什么特性？
答案：该患者发生一个基因两个不同位点的突变，体现了基因突变的随机性。
1．基因突变的发生及与性状的关系
2．基因突变对蛋白质与性状的影响
(1)基因突变对蛋白质的影响规律
类型
影响范围
对氨基酸的影响
替换
小
只改变1个氨基酸或不改变
增添
大
不影响插入位置前的序列，影响插入位置后的序列
缺失
大
不影响缺失位置前的序列，影响缺失位置后的序列
增添或缺失3个碱基
小
增添或缺失位置增加或缺失1个氨基酸
(2)基因突变改变生物性状的原因
①肽链不能合成。
②肽链延长，即终止密码子推后出现。
③肽链缩短，即终止密码子提前出现。
④肽链中氨基酸种类改变。
(3)基因突变不改变生物性状的原因
①突变部位：基因突变发生在基因的非编码区。
②密码子简并性：若基因突变发生后，引起了mRNA上的密码子改变，但由于一种氨基酸可对应多种密码子，若新产生的密码子与原密码子对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。
③隐性突变：若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。
④有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸的位置，但该蛋白质的功能不变。
3．基因突变的“一定”和“不一定”
(1)基因突变一定会引起基因结构的改变，即基因中碱基排列顺序的改变。
(2)基因突变不一定会引起生物性状的改变。
(3)基因突变不一定都产生等位基因。
病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。
(4)基因突变不一定都能遗传给后代。
①基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可能通过无性生殖传递给后代。
②基因突变如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。
4．基因突变的易错点提示
(1)基因突变是基因内部碱基种类和数目的改变，基因的数目和位置不改变。因而一个基因A不能突变成基因B。
(2)基因突变的有利与有害取决于环境条件。
(3)基因突变不只发生在分裂中的细胞，已经高度分化的细胞也可能发生基因突变。
(4)RNA病毒中，碱基的替换、增添或缺失也属于基因突变，且RNA突变率远大于DNA的突变率。
5．细胞癌变的机理
考向1|
基因突变的特点及意义
1．下图为植物根尖某细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。下列有关叙述正确的是(　　)
A．片段Ⅰ、Ⅱ中发生碱基的替换、增添或缺失属于基因突变
B．a基因变为A基因，该细胞可能发生基因突变或基因重组
C．基因在染色体上呈线性排列，基因的末端存在终止密码子
D．基因a、b、c均可能发生基因突变，体现了基因突变具有随机性
D　解析：Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的片段，其中发生碱基的替换、增添或缺失不属于基因突变，A错误；根尖细胞中a基因变为A基因，该细胞可能发生基因突变，不发生基因重组，B错误；终止密码子位于mRNA上，不在基因上，C错误；基因a、b、c均可能发生基因突变，体现了基因突变具有随机性，D正确。
(1)基因突变具有随机性，其原因是基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一DNA分子的不同部位。
(2)DNA分子中碱基的替换、增添或缺失并不一定是基因突变，原因是DNA分子中有基因片段和非基因片段，发生在非基因片段的变化不会引起基因碱基序列的改变。
考向2|
基因突变的机理
2．(2019·江苏卷)人镰刀型细胞贫血症(镰状细胞贫血)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
A　解析：镰状细胞贫血是由于血红蛋白基因中T—A碱基对被替换成A—T碱基对，A—T碱基对和C—G碱基对的数目均不变，故氢键数目不变，A错误；血红蛋白基因中碱基的替换造成基因结构的改变，进而导致血红蛋白结构异常，B正确；患者的红细胞呈镰刀状，容易破裂，使人患溶血性贫血，C正确；镰状细胞贫血属于单基因遗传病，不属于染色体异常遗传病，D正确。
考向3|
基因突变对生物性状的影响
3．野生型豌豆子叶黄色(Y)对突变型豌豆子叶绿色(y)为显性。Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白。两种蛋白质都能进入叶绿体，它们的部分氨基酸序列如图。SGRY蛋白能促使叶绿素降解使子叶由绿色变为黄色；SGRy蛋白能减弱叶绿素降解，使子叶维持“常绿”。下列叙述正确的是(　　)
A．位点①②突变导致了该蛋白的功能丧失
B．位点③的突变导致了该蛋白的功能减弱
C．黑暗条件下突变型豌豆子叶的叶绿素含量维持不变
D．Y基因突变为y基因的根本原因是碱基对发生缺失
B　解析：①②处发生的突变是碱基的替换，SGRy蛋白和SGRY蛋白都能进入叶绿体，说明①②处的突变没有影响该蛋白的功能，A错误；由③处变异导致SGRy蛋白的合成，该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶维持“常绿”，B正确；叶绿素的合成需要光照，C错误；Y基因突变为y基因的根本原因是碱基对发生增添，D错误。
考向4|
细胞癌变及与人体健康的关系
4．(2021·山东聊城模拟)2018年诺贝尔生理学或医学奖授予美国免疫学家詹姆斯·艾利森和日本生物家本庶佑，以表彰他们在癌症免疫治疗方面所作出的贡献。下列有关癌症和免疫的叙述正确的是(　　)
A．细胞内抑癌基因突变成原癌基因是细胞癌变的主要原因
B．细胞癌变后，细胞膜上的糖蛋白减少，使得癌细胞能够无限增殖
C．人体的免疫系统能够消灭癌细胞体现了免疫系统的防御功能
D．人体免疫系统识别癌细胞过程受到干扰，会导致癌细胞“逃逸”而不被攻击
D　解析：细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果，A错误；细胞癌变后，细胞膜上的糖蛋白减少，但这不是癌细胞能够无限增殖的原因，癌细胞能无限增殖的原因是原癌基因和抑癌基因的突变，B错误；免疫系统的功能之一是监控并清除人体内异常的细胞，癌变细胞属于异常细胞，所以人体的免疫系统能够消灭癌细胞，体现了免疫系统的监视功能，C错误；人体免疫系统识别癌细胞过程受到干扰，会导致癌细胞“逃逸”而不被攻击，D正确。
　　基因重组
1．基因重组的“改变”与“不改变”
(1)基因重组只是“原有基因间的重新组合”，它既未改变基因的“质”(未产生“新基因”)，也未改变基因的“量”。
(2)基因重组只是产生了“新基因型”，其所产生的性状应称为“重组性状”而不是“新性状”。
2．基因突变和基因重组的比较
项目
基因突变
基因重组
变异本质
基因分子结构发生改变
原有基因的重新组合
发生时间
通常在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期
减数分裂Ⅰ四分体时期和减数分裂Ⅰ后期
适用范围
所有生物(包括病毒)
进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物
结果
产生新基因，控制新性状
产生新基因型，不产生新基因
应用
人工诱变育种
杂交育种、基因工程育种
联系
基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，都是可遗传的变异
考向1|
基因重组的类型分析
1．下图表示三种基因重组，下列相关叙述正确的是(　　)
A．图1所示细胞产生的次级精(卵)母细胞内不含有等位基因
B．图1和图2两种类型的基因重组都发生在同源染色体之间
C．R型细菌转化为S型细菌的基因重组与图3中的基因重组相似
D．孟德尔两对相对性状的杂交实验，F2出现重组类型的原因和图1相似
C　解析：图1所示细胞发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，其产生的次级精(卵)母细胞内含有等位基因B、b，图2发生了非同源染色体间的自由组合，A、B错误；孟德尔两对相对性状的杂交实验，F2出现重组类型的原因和图2相似，D错误。
【易错提醒】基因重组的三点提醒
(1)多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于基因重组。
(2)杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。
(3)肺炎链球菌的转化实验、转基因技术等属于广义的基因重组，而不是基因突变。
考向2|
基因突变与基因重组的辨析
2．(2020·宁夏银川模拟)小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的，共有四种表型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。
(1)上图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞，1位点为A基因，2位点为a基因，某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或非姐妹染色单体之间的互换。
①若是发生非姐妹染色单体之间的互换，则该初级精母细胞产生的配子的基因型是________________________。
②若是发生基因突变，且为隐性突变，该初级精母细胞产生的配子的基因型是__________或__________。
(2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果，设计了如下实验：
实验方案：用该黑色小香猪(AaBb)与基因型为________的雌性个体进行交配，观察子代的表型。
结果预测：
①如果子代出现__________________________表型，则为发生了非姐妹染色单体的互换。
②如果子代出现____________________________表型，则为基因发生了隐性突变。
解析：(1)题图中1位点与2位点为姐妹染色单体上的基因，在正常情况下，姐妹染色单体上对应位点的基因是相同的，若不相同，则可能是发生了基因突变或非姐妹染色单体的互换。①若是发生了非姐妹染色单体的互换，则该初级精母细胞产生的两个次级精母细胞的基因组成是AaBB、Aabb，即产生的配子的基因型为AB、Ab、aB、ab。②若是发生了基因突变，且为隐性突变，则该初级精母细胞产生的两个次级精母细胞的基因组成是AaBB、aabb或Aabb、aaBB，即产生的配子的基因型是AB、aB、ab或Ab、ab、aB。(2)探究某待测个体产生的配子类型一般采用测交的实验方法。由于黑色小香猪(AaBb)发生两种变异产生的配子种类不同，导致测交产生的后代表型不同，所以可用该黑色小香猪(AaBb)与隐性纯合个体白色小香猪(aabb)的雌性个体进行交配，观察子代的表型。结果预测：①若黑色小香猪(AaBb)发生过非姐妹染色单体的互换，则产生AB、Ab、aB、ab四种配子，进而与ab的配子结合产生的后代会出现黑色、褐色、棕色和白色4种表型；②若黑色小香猪(AaBb)发生过隐性突变，则产生的配子为AB、aB、ab或Ab、ab、aB，与ab的配子结合产生的后代会出现黑色、褐色和白色或褐色、棕色和白色3种表型。
答案：(1)①AB、Ab、aB、ab　②AB、aB、ab　
Ab、ab、aB　(2)aabb　①黑色、褐色、棕色和白色4种　②黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色3种
考向3|
基因重组与减数分裂
3．下图是一个基因型为AaBb的动物细胞在完成一次细胞分裂后产生的子细胞图像。下列相关叙述正确的是(　　)
A．甲、乙两细胞均有2对同源染色体，2个染色体组
B．甲、乙两细胞均处于减数分裂Ⅰ后期
C．甲细胞变异来自基因突变，乙细胞将出现染色体变异
D．甲、乙两细胞通过基因重组产生4种不同基因型的精细胞
C　解析：甲、乙两细胞均处于减数分裂Ⅱ后期，细胞中无同源染色体，A、B错误；由乙细胞的基因组成可知，甲细胞的基因组成应为AABB，由此可判定甲细胞变异来自基因突变，乙细胞继续分裂形成的子细胞中染色体数目分别为3条、1条，会发生染色体数目变异，C正确；基因重组发生在减数分裂Ⅰ过程中，而甲、乙细胞处于减数分裂Ⅱ，因此不可能发生基因重组，D错误。
学习探索情境
　　世界强国发展航天事业，很大一部分原因是出于科学研究的需要。如研究动植物在太空微重力条件下的生理反应，利用太空辐射的环境进行太空育种等。2020年11月24日4时30分，我国在中国海南文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。我国首次进行月球取样的嫦娥五号，已经顺利完成了月球取样任务，并且返回了环月轨道与巡回舱对接，近日将回归地球。嫦娥五号此次任务除前往月球取回月壤样本，还有其他的一些任务，比如太空育种。《中国青年报》12月3日报道了嫦娥五号太空育种任务——空间诱变实验。嫦娥五号上搭载了中国农科院兰州畜牧与兽药研究所提供的紫花苜蓿和燕麦种子，承担了该所主导的空间诱变实验任务。
命题生长点1
基因突变类型的判断
一批种子随宇宙飞船在太空遨游一周后返回地面，种植后发现与未经太空遨游的种子表现相同，是否可以确定这批种子未发生基因突变？为什么？
答案：不能确定，这批种子可能发生了隐性突变或者由于密码子的简并性，基因突变并没有导致生物性状的改变。
命题生长点2
基因重组与细胞分裂的综合辨析
(1)经太空遨游后的种子种植后，与未经太空遨游的种子表现不同。若已确定变异是由基因突变引起的，如何确定该突变是显性突变还是隐性突变？
答案：可将变异植株与原植株(野生型)进行杂交。若后代全为野生型，则该突变为隐性突变；若后代出现突变型，则该突变为显性突变。
(2)经太空遨游后的种子种植后，与未经太空遨游的种子表现不同。这一变异有没有可能来自基因重组？为什么？
答案：不可能。种子萌发过程中只涉及有丝分裂，而基因重组发生在减数分裂产生配子的过程中。
显性突变和隐性突变的判断方法
(1)理论依据
(2)判定方法
①选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)杂交，根据子代性状表现判断。
a．若后代全为野生型，则突变性状为隐性。
b．若后代全为突变型，则突变性状为显性。
c．若后代既有突变型又有野生型，则突变性状为显性。
②让突变体自交，观察后代有无性状分离，从而进行判断。
PAGE
-
11
-(共75张PPT)
第20课　染色体变异
第七单元　生物的变异、育种与进化
01
必备知识·落实基础性
概念梳理
概念辨析
概念构建
个别染色体
非同源染色体
同源染色体
各不相同
一整套基因
数目或排列顺序
染色体(数目)变异
明显缩短育种年限
秋水仙素
萌发的种子或幼苗
加倍
不变
联会紊乱
分生组织
纺锤体
4
卡诺氏液
固定细胞的形态
体积分数为95%的
酒精
漂洗
染色
高
×
×
×
√
×
×
×
×
×
×
√
×
√
×
02
关键能力·提升综合性
考点1
考点2
考点3
03
命题案例·强化创新性
非同源染色体
染色体数目
个别染色体
染色体结构变异
AAaa
四
单
AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1
3
AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1
高考赘源网
高考资源
边的高考专家!】
概念梳理
点此进入
答案
C-收
kJ
1
hg
①缺失
A.染色体的某一片
bcefejih
段位置颠倒
b
②重复
a
B染色体的某一片
段移接到另一条
司源染色体上
d
e
f
③易位
e
C.染色体中增加
某一片段
a
bc
de
f
④倒
D染色体的某
a
bc
d
片段缺失
概念辨析
概念枸建
点此进入
解析答案
aabb
aaBB
宽叶、不抗病
窄叶、抗病
AaBb宽叶、抗病
2
AB
ab
B
a
④选择宽叶、抗病植株
③秋水第20课　染色体变异
课程标准要求
学业质量水平
3.3.5　举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡
1.通过染色体变异基本原理及其在生物学中意义的理解，建立起进化与适应的观点。(生命观念)2.通过三种可遗传变异的比较及育种方法的比较，培养归纳与概括的能力。(科学思维)3.通过低温诱导植物染色体数目的变化、生物变异类型的判断与实验探究以及育种方案的选择与设计，培养实验设计及结果分析的能力以及学以致用的思想意识。(科学探究　社会责任)
一、染色体变异的判断与分析
1．染色体数目的变异
(1)类型
①细胞内个别染色体的增加或减少。
②细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。
(2)染色体组
①一个染色体组中不含同源染色体。
②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。
③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因。
(3)单倍体、二倍体和多倍体
项目
单倍体
二倍体
多倍体
发育起点
配子
受精卵
受精卵
特点
①植株弱小；②高度不育
正常植株
①茎秆粗壮；②叶、果实、种子较大；③营养物质含量丰富
体细胞染色体组数
配子中染色体组数
2个
3个或3个以上
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
2．染色体结构的变异
(1)类型(连线)
提示：①—Ⅲ—D　②—Ⅳ—C　③—Ⅰ—B　④—Ⅱ—A
(2)结果：使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
二、染色体变异在育种中的应用
1．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)过程
(3)优点：明显缩短育种年限。
(4)缺点：技术复杂。
2．多倍体育种
(1)方法：用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)原理
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育
①两次传粉
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1．实验原理：用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。
2．方法步骤
(1)培养、诱导：将长出约1
cm长不定根的蒜整个放入冰箱的冷藏室内(4
℃)，诱导培养48～72
h。
(2)固定、漂洗：剪取诱导处理的根尖0.5～1
cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1
h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
(3)制片、观察：包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤；先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。
1．染色体变异包括染色体数目变异和染色体结构变异
(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。
(×)
(2)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力。
(×)
(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。
(×)
(4)通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型。
(√)
(5)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。
(×)
(6)单倍体含有的染色体组数都是奇数。
(×)
2．染色体变异可应用于育种
(1)通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。
(×)
(2)单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体。
(×)
(3)用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜。
(×)
(4)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。
(×)
3．低温诱导植物细胞染色体数目的变化
(1)低温诱导植物细胞染色体数目变化的原理与秋水仙素处理的原理相同。
(√)
(2)实验中需要用卡诺氏液固定细胞的形态，然后用体积分数为75%的酒精冲洗2次。
(×)
(3)装片制作过程包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤。
(√)
(4)观察装片时只需低倍镜观察。
(×)
　　染色体组的判断
1．“二看法”确认单倍体、二倍体、多倍体
2．“三法”判定染色体组的数目
(1)根据染色体形态判定
细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中两两相同，c中各不相同，则可判定它们分别含4、2、1个染色体组。
(2)根据基因型判定
在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。下图所示的细胞中，甲、乙、丙分别含1、2、3个染色体组。
(3)根据染色体数和染色体的形态数推算
染色体组数＝染色体数/染色体形态数。例如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。
考向1|
染色体组数目的判断
1．用马铃薯的花粉在一定的条件下直接培养形成马铃薯植株。该马铃薯植株的某些细胞进行减数分裂时，观察到染色体正常联会，此时细胞内共有15个四分体。据此推测，马铃薯正常个体的体细胞中共含有的染色体组数目为(　　)
A．2个
B．3个
C．4个
D．5个
C　解析：在减数分裂形成花粉过程中，同源染色体分离，那么花粉直接培养形成的马铃薯植株中染色体数目减半，染色体组数目也减半。而用花粉直接培养形成的马铃薯植株细胞进行减数分裂时，观察到染色体正常联会，并形成15个四分体，说明细胞中含有2个染色体组，所以马铃薯正常个体的体细胞中共含有的染色体组数目为4个。
考向2|
染色体组与基因型
2．下图表示细胞中所含的染色体，①②③④的基因型可以表示为(　　)
A．①：AABb　②：AAABBb　③：ABCD　④：A
B．①：Aabb　②：AaBbCc　③：AAAaBBbb　④：AB
C．①：AaBb　②：AaaBbb　③：AAaaBBbb　④：Ab
D．①：AABB　②：AaBbCc　③：AaBbCcDd　④：ABCD
C　解析：根据细胞中所含的染色体的形态判断，①含有两个染色体组，②含有三个染色体组，③含有四个染色体组，④含有一个染色体组。
考向3|
染色体组与生物体倍性的判断
3．一般认为烟草是由两个二倍体野生种合并起来的异源四倍体，其中一种甲含24条染色体，染色体组成用SS表示；另一种乙含24条染色体，染色体组成用TT表示，故烟草的染色体组成可表示为SSTT。某烟草单体含47条染色体，染色体组成用SSTT－1表示，与甲杂交的F1群体内，一些植株有36条染色体，另一些植株有35条染色体。细胞学检测表明，35条染色体的F1植株在减数分裂时，有22条染色体联会成11对同源染色体，还有13条染色体不联会。请回答下列问题：
(1)F1植株的染色体组成可表示为______________。
(2)该烟草单体所缺的那条染色体属于________(填“S组”或“T组”)染色体组。如果所缺的那条染色体属于另一个染色体组，则上述的35条染色体的F1植株在减数分裂时应该有________条染色体联会成对，同时形成________条不联会的染色体。
(3)判断甲、乙烟草属于不同物种的依据是__________________。
解析：(1)某烟草单体(SSTT－1)可产生配子的染色体组成类型是ST、ST－1或者ST、S－1T。甲(SS)产生的配子染色体组成为S。则该烟草单体与甲杂交后F1群体内，一些植株有36条染色体，染色体组成为SST，另一些植株有35条染色体，染色体组成为SST－1或SS－1T。(2)细胞学检测表明，35条染色体的F1植株在减数分裂时，有22条染色体联会成11对同源染色体，还有13条染色体不联会，可以推断出该烟草单体所缺失的那条染色体属于S组。如果所缺失的那条染色体属于另一个染色体组，即T组，则上述的35条染色体的F1植株在减数分裂时应该有24条染色体(SS)联会成对，同时形成11条不联会的染色体(T)。(3)甲、乙烟草属于不同物种的依据是二者间存在生殖隔离，即不能交配或交配后不能产生可育后代。
答案：(1)SST、SST－1或SS－1T　(2)S组　24　11　(3)不能交配或交配后不能产生可育后代(或有生殖隔离)
　　染色体变异在育种中的应用
图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析：
(1)图中哪种途径为单倍体育种？这种方法为什么能缩短育种年限？
答案：图中①③⑤过程表示单倍体育种。采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此缩短了育种年限。
(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？
答案：图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；⑥处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。
(3)⑥的育种方法属于什么育种？原理是什么？
答案：多倍体育种；染色体变异。
(4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？
答案：图中最简便的育种途径为①②过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目标的途径为④过程所示的诱变育种。
(5)在培育无子西瓜的过程中，为何用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖？三倍体西瓜为什么无种子？一颗种子都没有吗？
答案：西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此不能形成种子。但并非绝对一颗种子都没有，原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。
1．多倍体育种和单倍体育种的比较
比较项目
多倍体育种
单倍体育种
原理
染色体组成倍增加
染色体组成套减少，再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)
常用方法
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药离体培养后，人工诱导染色体数目加倍
优点
操作简单
明显缩短育种年限
缺点
适用于植物，在动物方面难以操作
技术复杂一些，需与杂交育种配合
2.其他育种方法图解
图解中各字母表示的处理方法：A表示杂交，D表示自交，B表示花药离体培养，C表示人工诱导染色体数目加倍，E表示诱变处理，F表示人工诱导染色体数目加倍，G表示转基因技术，H表示脱分化，I表示再分化。
3．根据提供的材料选择合适的育种方法
(1)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则在选育显性纯合子时最简便的方法是自交。
(2)实验植物若为营养繁殖类，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
(3)实验材料若为原核生物，则不能运用杂交育种，细菌一般采用诱变育种和基因工程育种。
4．育种易错点提示
(1)可遗传变异与可育不等价
三倍体无子西瓜、二倍体的单倍体、骡子等均表现为不育，但它们的遗传物质均发生了改变，均属于可遗传变异，虽然它们不能通过有性生殖繁殖后代，但可通过无性生殖将性状遗传给子代。要注意与仅由环境引起的不可遗传的变异的区别。
(2)染色体组与基因组的差别
染色体组：二倍体配子中的一组染色体。
基因组：对有性染色体的生物(二倍体)，其基因组为常染色体/2＋性染色体。如研究人类染色体组时应研究23条染色体(22条常染色体＋1条性染色体)；而研究基因组时应研究24条染色体(22条常染色体及X和Y染色体)。
1．(多选)下图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述错误的是(　　)
A．①中发生了染色体数目变异
B．②一般采用花药离体培养的方法
C．③中秋水仙素抑制着丝粒分裂
D．④中选到的植株中1/4为纯合子
ACD　解析：①为杂交过程，产生的子代染色体数目没有改变，A错误；②为花药离体培养过程，可获得单倍体植株，B正确；③中秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，而不是抑制着丝粒的分裂，C错误；④过程产生比例相等的4种纯合子，D错误。
2．下图表示两种育种方式，请据图思考并回答下列问题：
(1)甲图表示的育种方式为________，乙图表示的育种方式为________，二者的育种原理分别为__________________和________________。
(2)甲图和乙图中都有秋水仙素诱导染色体组加倍，其原理是________________________________________。甲图中用秋水仙素处理的目的是____________________________________________。
(3)乙图中获得无子西瓜至少需要________年。图中有两次传粉过程，它们的目的分别是______________________和__________________________。
(4)甲图中所示育种方式的优点是____________________，原因是__________________________。
解析：(1)甲图表示的是单倍体育种，乙图表示的是多倍体育种。它们的育种原理都是染色体数目的变异。(2)秋水仙素能抑制纺锤体的形成，从而诱导染色体组加倍。由于甲图中花药离体培养得到的单倍体中只有一个染色体组，所以是不育的，需要通过秋水仙素处理使染色体组加倍，从而变成可育的。(3)乙图中获得无子西瓜至少需要两年。图中第一次传粉的目的是得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激三倍体的子房发育成果实。(4)甲图为单倍体育种，因为秋水仙素处理单倍体幼苗直接得到纯合体，所以能明显缩短育种年限。
答案：(1)单倍体育种　多倍体育种　染色体数目的变异　染色体数目的变异　(2)秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，从而诱导染色体组加倍　使染色体组加倍，从而变得可育　(3)两　得到三倍体种子　刺激三倍体的子房发育成果实　(4)能明显缩短育种年限　秋水仙素处理单倍体幼苗直接得到纯合子
　　低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1．“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的4个问题
(1)选材
①选用的实验材料既要容易获得，又要便于观察。
②常用的观察材料：洋葱、大蒜等。
(2)根尖培养
①培养不定根：要使材料湿润以利于生根。
②低温诱导：应设常温、低温4
℃、0
℃三种，以作对照，否则实验设计不严谨。
(3)制作装片：按观察有丝分裂装片制作过程进行。
(4)观察：换用高倍镜观察材料，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可转动粗准焦螺旋。
2．“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中试剂的使用方法及其作用
试剂
使用方法
作用
卡诺氏液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1
h
固定细胞形态
体积分数为95%的酒精
冲洗用卡诺氏液处理的根尖
洗去卡诺氏液
质量分数为15%的盐酸
与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液
解离根尖细胞
蒸馏水
浸泡解离后的根尖约10
min
洗去药液，防止解离过度
甲紫溶液
把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5
min
使染色体着色
3.“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验与“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的操作步骤的比较
“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验与“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的操作过程基本相同，但也有不同之处。
实验名称
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
培养
待蒜长出1
cm左右不定根时4
℃低温培养
适宜温度下培养
固定
解离前用卡诺氏液进行固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次
不用固定
染色
用甲紫溶液
用醋酸洋红液或甲紫溶液
四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，特设计如下实验：
(1)主要实验材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精、显微镜、甲紫溶液等。
(2)实验步骤
①取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。
②将培养皿分别放入－4
℃、0
℃、____________、________、________的恒温箱中1
h。
③取大蒜随机均分成________组，分别________________诱导培养36小时。
④分别取根尖________cm，放入________中固定0.5～1
h，然后用______________________冲洗
2次。
⑤制作装片：解离→________→________→制片。
⑥低倍镜检测，________________，并记录结果。
(3)实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温。
(4)实验分析
a．设置实验步骤②的目的：_____________________________。
b．对染色体染色可以用__________、__________等。
c．除低温外，________也可以诱导染色体数目加倍，原理是______________________。
解析：本实验的目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，所以温度应设置为变量，不同温度处理是为了进行相互对照，恒温处理1
h是为了在DNA复制时尽可能使细胞处于设定温度中，以排除室温的干扰。因为低温不可能使所有细胞染色体数目均加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。
答案：(2)②4
℃　8
℃　12
℃　③五　放入五个培养皿中　④0.5～1　卡诺氏液　体积分数为95%的酒精　⑤漂洗　染色　⑥统计每组视野中的染色体数目加倍率　(4)a.将培养皿放在不同温度下恒温处理，是为了进行相互对照；恒温处理1
h是为了排除室温对实验结果的干扰　b．甲紫溶液　醋酸洋红液　c．秋水仙素　抑制纺锤体的形成
学习探索情境
　　同源多倍体中最常见的是同源四倍体和同源三倍体。同源四倍体可正常产生配子。同源三倍体在分裂前期，每种染色体有3条，它们既可以组成三价体(3条染色体连在一起)，也可以组成二价体(两条染色体连在一起)和单价体(1条染色体单独存在)。在分裂后期，二价体分离正常；而三价体一般是两条染色体进入一极，一条进入另一极；单价体则有两种可能，或是随机进入某一极，或是停留在赤道板上，随后在细胞质中消失。无论是哪一种方式，绝大多数配子都是染色体数目不平衡的配子，不能正常地受精结实。
命题生长点1
染色体的变异
(1)同源多倍体的产生是细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数的形式成倍地增加，属于染色体数目变异，该变异还包括细胞内染色体以个别染色体的形式增加或减少。
(2)此外，染色体变异还包括染色体结构变异。将以下关于该变异的四种类型进行连线。
答案：甲—③　乙—①　丙—④　丁—②
命题生长点2
同源多倍体产生配子的种类比例
将基因型为AA和aa的两植株杂交，得到F1，将F1植株再进一步做如下图所示的处理。请分析回答：
(1)乙植株的基因型是AAaa，属于四倍体。
(2)用乙植株的花粉直接培育出的后代属于单倍体，其基因型及比例是AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。
(3)丙植株的体细胞中有3个染色体组，基因型及比例是AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1。
解析：(1)由题图可知，F1植株的基因型为Aa，甲植株基因型为Aa，为二倍体，乙植株的基因型为AAaa，为四倍体。(2)乙植株的花粉是经减数分裂产生的，其发育的起点相当于配子，应属于单倍体，其基因型种类及比例应与乙植株(AAaa)产生的配子基因型及比例一致，即AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。(3)丙植株是甲、乙杂交由受精卵发育而来，应是三倍体，含3个染色体组，其基因型及比例由甲植株(Aa)和乙植株(AAaa)产生的配子决定。形成配子的过程见下表：
可遗传变异类型的辨析
(1)关于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基的缺失、增添(增加)属于基因突变。
(2)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变异，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变异，在光学显微镜下可以观察到。
同源多倍体AAaa产生配子的种类比例
基因型为AAaa的个体进行减数分裂，染色体数目减半，基因数目也减半，产生的配子种类及比例属于组合问题。
AA：C＝1
Aa：C·C＝4
aa：C＝1
综合以上，AAaa产生配子的种类及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。
PAGE
-
12
-(共82张PPT)
第21课　生物的进化
第七单元　生物的变异、育种与进化
01
必备知识·落实基础性
概念梳理
概念辨析
概念构建
翼
鳍
前肢
上肢
核糖体
DNA
碱基
氨基酸
越小
生存斗争
适者生存
可遗传的有利变异
定向选择
共同祖先
进化
性状
遗传和变异
相互交配
可育后代
必要
自然选择
种群
突变和基因重组
基因频率
生物
无机环境
协同进化
中性突变
自然选择
√
√
√
×
×
×
√
×
×
×
×
02
关键能力·提升综合性
考点1
考点2
考点3
03
命题案例·强化创新性
C
60%
8∶1
答案：D
高考赘源网
高考资源
边的高考专家!】
概念梳理
概念通过自然作用保存在地层中的古代生物的
遗物或
研究价值是研究牛物进化最、最的证据
化
在越早形成的地层里,成为化石的生物越
地层中的
分布规律
越低等;在越晚形成的地层里,成
为化石的生物越复杂,越
①证实了生物是由
经过漫
对共同由来长的地质年代逐渐而来的;
学说的支持②揭示出生物由简单到
由到高
等、由水生到的进化顺序
点此进入
答案
含义
生物的形态结构适合于完成一定的功能
生物的
适合于该生物在一定的环境中
适凵普遍性适应是
的,所有的生物都具有适应环境的特征
表现适应是针对一定的
而言的,是一种暂时的现象
相对
性|成因是由于基因等遗传的稳定性、多效性和环境条件的变化
相互作用的结果
原始的共同祖先
既念
活在一定区域的生物
的集合
实质
的单位,雌雄个体可以通过繁殖将各自的
遗传给后代
基因库一个种群中
所含有的全部
定义在一个种群基因库中,某个基因
的比值
基因
频率计算
基因频率
种群中某基因的总数
1009
公式
该基因及其等位基因的总数
影响
素
突变、迁入和迁出、选择等
基因重组:形成多种
来源
突变厂基因突变:产生等位基因
特
作用—提供了生物进化的原材料
概念
群体间的个体,在自然条件下基因不能
由交流的现象
发生
生殖隔离|范围
绩/不
类型
即使交配成功,也不能产生
发生
地理隔离范围
结果使种群间不能发生
地理隔离)内
不同种群出现不同的突变和基因重组
不同种群间不发生基因交流
自然选择)外因
互不相同
自然选择对不同种群
的改变所
起的作用不同
生殖隔离)结果
形成明显的差异,并逐步出现
从而形成不同的物种第21课　生物的进化
课程标准要求
学业质量水平
4.1.1　尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物具有共同的祖先4.1.2　尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征4.2.1　举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势4.2.2　阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加4.2.3　说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境4.2.4　概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心，为地球上的生命进化史提供了科学的解释4.2.5　阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成
1.分析了解各种事实，认识生物是不断进化的，并与环境相适应。(生命观念)2.比较辨析达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的关系，了解科学发展完善的规律。(科学思维)3.分析不同类型的证据，探讨地球上现存的丰富多样的物种是由共同祖先长期进化形成的。(生命观念　科学思维　社会责任)4.基于可遗传的变异，以及变异可能带来的生存与繁殖优势等方面的实例，解释生物的适应是自然选择的结果。(生命观念　科学思维)
一、生物有共同祖先的证据
1．地层中陈列的证据——化石
2．当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
(1)比较解剖学证据
①现象：蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢具有相似的结构。
②结论：现有脊椎动物有共同祖先。
(2)胚胎学证据
①现象：脊椎动物胚胎发育早期彼此相似。
②结论：人和其他脊椎动物有共同祖先。
(3)细胞和分子水平的证据
①细胞水平：当今生物的细胞与古细菌均有细胞膜、细胞质、核糖体和遗传物质DNA。
②分子水平：亲缘关系越近的生物，其DNA的碱基序列和某种蛋白质的氨基酸序列差异越小。
二、自然选择与适应的形成
1．适应的普遍性和相对性
2．适应是自然选择的结果
(1)拉马克的进化学说
①用进废退：器官用得越多越发达，废而不用会造成形态上的退化。
②获得性遗传：因用进废退获得的性状可以遗传给后代。
(2)达尔文的自然选择学说
②解释模型
过度繁殖→生存斗争→遗传变异→适者生存。
③主要结论：群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件。
④主要意义：科学地解释了生物的统一性和多样性。生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先，生物的多样性和适应性是进化的结果。
⑤两点不足：对遗传和变异的认识局限于性状水平(个体水平)，不能科学地解释遗传和变异的本质。
三、种群基因组成的变化与物种的形成
1．种群和种群基因库
2．种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)可遗传的变异提供了生物进化的原材料
(2)自然选择：使种群的基因频率发生定向改变。
3．物种和隔离
(1)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。
(2)隔离
4．隔离在物种形成中的作用
(1)新物种形成的过程
(2)结论：隔离是物种形成的必要条件。
四、协同进化与生物多样性的形成
1．协同进化
2．生物多样性的形成
3．现代生物进化理论
(1)主要内容
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。
(2)争议
①有人主张，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择；
②更多学者认为，基因突变并不都是中性的，不能否认自然选择的作用。
1．达尔文的生物进化论主要包括共同由来学说和自然选择学说
(1)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。
(√)
(2)沙漠中的植物通常具有发达的根系，这说明生物具有适应性。
(√)
(3)达尔文认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。
(√)
2．隔离是物种形成的必要条件
(1)交配后能产生后代的一定是同一物种。
(×)
(2)生物多样性的形成也就是新物种不断形成的过程。
(×)
(3)只要有隔离，就能形成新物种。
(×)
3．以自然选择为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释
(1)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。
(√)
(2)种群基因频率的变化趋势既能预测进化的方向又能预测变异的方向。
(×)
(3)高茎豌豆与矮茎豌豆杂交出现的3∶1性状分离比的过程可以为进化提供原材料。
(×)
(4)协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。
(×)
(5)基因突变会使基因频率发生改变并决定进化的方向。
(×)
　　基因频率的计算
某公司对即将上市的家蝇杀虫剂产品做预期调查，下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性(抗杀虫剂)基因型频率调查的结果。已知家蝇的敏感性和抗性由常染色体上的一对等位基因控制，且神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸时出现抗药性。
家蝇种群来源
敏感性纯合子/%
抗性杂合子/%
甲地区
78
20
乙地区
64
32
丙地区
84
15
(1)比较甲地区和丙地区的家蝇种群中抗性基因频率大小。
答案：甲地区抗性基因频率为1－(78%＋20%×1/2)＝12%，丙地区抗性基因频率为1－(84%＋15%×1/2)＝8.5%，因此，甲地区家蝇种群中抗性基因频率比丙地区高。
(2)比较甲、乙、丙地区敏感性基因的基因频率大小。
答案：乙地区抗性基因频率为1－(64%＋32%×1/2)＝20%。因此，三地家蝇中敏感性基因频率大小关系为丙＞甲＞乙。
(3)依据题意，判断家蝇抗药性出现的根本原因可能是什么？
答案：亮氨酸替换为苯丙氨酸，氨基酸数目没改变，单个氨基酸的改变应该是由碱基的替换引起的。
(4)乙地区抗性基因突变率最高，能不能说明使用该产品预期效果不如其他两地？
答案：不能。杀虫剂只起到选择作用，与突变率无关。
1．基因频率与基因型频率概念辨析
项目
基因频率
基因型频率
公式
某基因频率＝该基因的数目÷该基因及其等位基因的总数×100%
某基因型频率＝该基因型的个体数÷该种群个体总数×100%
外延
生物进化的实质是种群基因频率的改变
基因型频率改变，基因频率不一定改变
2.基因频率的计算
某基因频率＝×100%
(1)若基因在常染色体上，某基因频率＝×100%。
(2)若基因在X染色体上，b基因频率＝×100%。
3．利用遗传平衡定律计算基因型频率
(1)前提条件
①种群非常大；
②所有雌雄个体之间自由交配；
③没有迁入和迁出；
④没有自然选择；
⑤没有基因突变。
(2)计算公式
当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：
基因型AA的频率＝p2；
基因型Aa的频率＝2pq；
基因型aa的频率＝q2。
4．自交和自由交配时基因型频率的变化规律
(1)自交：种群个体自交时，纯合子增多，杂合子减少，基因型频率发生改变。自交过程不改变基因频率。
(2)自由交配
①处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。
②一个种群没有处于遗传平衡状态，自由交配不改变基因频率，但改变基因型频率。
5．选择对基因频率的影响
(1)选择的对象
直接对象：生物的变异性状即表型。
间接对象：与性状表现相关的基因型。
根本对象：控制某特定性状的基因。
(2)选择的因素：生物个体所处的自然环境。
(3)选择的手段：生存斗争，包括种内斗争、种间斗争、生物与无机环境之间的斗争。
(4)选择的结果：从生物个体角度看，导致生物个体生存或死亡。从基因角度看，导致控制该性状基因的频率上升或下降。
考向1|
常染色体上基因频率的计算
1．(2019·天津卷)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表(现)型频率，检测并计算基因频率，结果如图。
下列叙述错误的是(　　)
A．深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响
B．与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合体(子)频率低
C．浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd
D．与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体(子)频率高
B　解析：分析题图可知，深色囊鼠在深色熔岩床区表型频率高，而在浅色岩P区和浅色岩Q区频率较低，因此，深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响，A正确；浅色岩P区，囊鼠的杂合子(Dd)频率为2×0.1×0.9＝0.18，而深色熔岩床区囊鼠的杂合子(Dd)频率为2×0.7×0.3＝0.42，与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合子频率高，B错误；囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，因此，浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd，C正确；浅色岩Q区隐性纯合子(dd)频率为0.7×0.7＝0.49，而浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子(dd)频率为0.9×0.9＝0.81，因此，与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率高，D正确。
考向2|
性染色体上基因频率的计算
2．(多选)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2a/(1－a)
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[(1－c)/2]2
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
ACD　解析：根据题意可知，白化病的致病基因频率为a，正常基因的频率为1－a，则显性纯合子的基因型频率为(1－a)2，杂合子的基因型频率为2a(1－a)，则正常个体中白化病携带者所占的概率为2a/(1＋a)，A项错误；假设红绿色盲基因用H、h表示，则男性的基因型有XHY、XhY，而红绿色盲的致病基因频率为b，因此男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b，B项正确；抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病，抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c，则正常基因频率为(1－c)，因此不患抗维生素D佝偻病的女性个体占全部个体的(1－c)2/2，C项错误；女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占b2(2c－c2)，D项错误。
考向3|
利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率
3．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)的关系如图所示。下列分析错误的是(　　)
A．0＜p＜1时，亲代群体都可能只含有纯合子
B．只有p＝b时，亲代群体才可能只含有杂合子
C．p＝a时，显性纯合子在F1中所占的比例为1/9
D．p＝c时，F1自交，子代中纯合子所占比例为5/9
D　解析：该群体的基因频率符合遗传平衡定律。当亲代只有HH和hh存在时，由于其基因型的频率不同，p的值也不同，取值范围为0＜p＜1，A项正确；若亲代只有杂合子，则H、h的基因频率均为1/2，F1中HH、Hh、hh的基因型频率分别为1/4、1/2、1/4，对应图中p＝b时，B项正确；当p＝a时，由图可知，Hh的基因型频率＝hh的基因型频率，根据遗传平衡定律，可知2a(1－a)＝(1－a)(1－a)，解得a＝1/3，F1中显性纯合子的比例为a2＝1/9，C项正确；当p＝c时，HH的基因型频率＝Hh的基因型频率，根据遗传平衡定律可知c×c＝2c(1－c)，解得c＝2/3，则F1中，HH＝4/9，Hh＝4/9，hh＝1/9，F1自交，其子代中杂合子Hh所占比例为4/9×1/2＝2/9，纯合子所占比例为1－2/9＝7/9，D项错误。
　　探究抗生素对细菌的选择作用
　　　　　　
抗生素的发现和应用增强了人类抵抗细菌感染性疾病的能力，延长了人类的平均寿命。目前，人类经常使用的抗生素有200多种。但是，随着抗生素在医学、农牧业等领域的滥用和过度使用，以及残留有抗生素的废弃物向环境中的排放等，细菌对抗生素的耐药性也不断增强，甚至出现了无药可治的“超级细菌”。下图是抗药性细菌的产生示意图：
(1)细菌抗药性变异的产生与抗生素有关吗？为什么？
答案：无关。因为抗生素并非诱变因素。
(2)细菌产生抗药性变异的过程是定向的吗？为什么？
答案：不是。因为细菌产生抗药性变异的过程属于基因突变，而基因突变具有不定向性。
(3)在探究抗生素对细菌的选择作用的实验中为什么培养基中抗生素滤纸片周围会出现抑菌圈？抗生素滤纸片周围的抑菌圈的直径为什么会逐代变小？
答案：因为滤纸片上的抗生素杀死了其周围的细菌，使其不能形成菌落而出现抑菌圈。
因为经过抗生素的持续多代筛选，细菌的耐药性越来越强。
1．实验原理
一般情况下，一定浓度的抗生素能杀死细菌，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．实验步骤
步骤1
分组、编号、做标记
用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④
步骤2
接种
取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上
步骤3
自变量控制
用无菌的镊子先夹取1张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央(对照组)，再分别夹取1张抗生素纸片放在②～④号区域的中央(实验组)，盖上皿盖
步骤4
培养
将培养皿倒置于37
℃的恒温箱中培养12～16
h
步骤5
因变量观测
观察培养基上纸片附近是否出现抑菌圈，并测量、记录抑菌圈的直径，并取平均值
步骤6
重复实验
从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，重复步骤2～5。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径
3．实验结果
(1)与区域①相比，区域②③④纸片周围会出现抑菌圈。
(2)②③④区域抑菌圈的平均直径逐代变小。
4．实验结论
(1)细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异。
(2)抗生素的选择作用导致了耐药菌比例的逐渐升高。
(多选)滥用抗生素往往会导致细菌产生耐药性，下列叙述错误的是(　　)
A．种群是细菌进化的基本单位
B．细菌的抗药性变异来源于细菌的染色体变异
C．抗生素的定向选择使细菌的抗药基因频率增大
D．细菌的定向变异决定细菌的进化方向
BD　解析：种群是生物进化的基本单位，A正确；细菌没有染色体，其抗药性变异来源于细菌的基因突变，B错误；抗生素对细菌种群中存在的不定向变异进行了定向的选择，使细菌的抗药基因频率增大，C正确；变异是不定向的，自然选择决定生物的进化方向，D错误。
　　生物进化与物种形成
　　　　　　
下图表示生物进化与物种形成的示意图，请据图回答：
(1)物种形成的三个环节是什么？图中①②③④分别是什么？
答案：突变和基因重组、自然选择及隔离。①是突变和基因重组，②是自然选择，③是地理隔离，④是生殖隔离。
(2)为什么进化的基本单位是种群而不是个体？
答案：因为在生物繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传，因此，研究生物的进化时仅仅研究个体是不够的，还必须研究种群基因组成的变化。
(3)自然选择的实质是什么？自然选择作用的直接对象、间接对象、根本对象分别是什么？
答案：自然选择的实质是对控制某特定性状的基因的选择。自然选择作用的直接对象是生物个体的变异性状(表型)；间接对象是相关的基因型；根本对象是与生物个体变异性状相对应的基因。
(4)协同进化概念中的“相互影响”的内涵指什么？
答案：①不同物种之间的影响既包括种间互助，也包括种间竞争。②无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定的方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。
(5)试从分子水平和进化角度解释生物多样性的原因是什么？
答案：分子水平：DNA多样性(根本)→蛋白质多样性(直接)→生物性状多样性；进化角度：生物生存的不同环境对生物进行不同方向的自然选择。
1．拉马克的进化学说与达尔文的自然选择学说的比较
项目
拉马克的进化学说
达尔文的自然选择学说
区别
变异
定向，环境和动物意愿决定变异的方向
不定向，环境和生物都不能决定生物变异的方向
适应环境
环境和动物意愿决定的变异都适应环境
有利变异→适者生存；不利变异→不适者被淘汰
进化
生物自身决定
自然选择决定
联系
都承认生物不是神造的，而是由古老的生物进化而来的，即由简单→复杂、低等→高等进化而来，且都是“渐变”的结果
2.物种形成的三大环节
3．物种形成的三大模式
4．物种形成和生物进化的区别与联系
项目
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后生物与原生物的关系
新物种形成，出现生殖隔离，质变
生物进化，基因频率改变，量变
二者联系
①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种；②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化
5.协同进化与生物多样性的形成
(1)协同进化
①生物与生物之间的协同进化，仅发生在不同物种之间，同种生物间不存在协同进化。
②生物与无机环境间的协同进化，表现在生物能够适应一定的环境，也能影响环境。即无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。
(2)生物多样性
考向1|
生物进化与物种的形成
1．(2018·海南卷)为判断生活在不同地区的两个种群的鸟是否属于同一物种，下列做法合理的是(　　)
A．了解这两个种群所在地区之间的距离后作出判断
B．观察这两个种群个体之间是否存在生殖隔离现象
C．将两个种群置于相同环境条件下，比较其死亡率
D．将两个种群置于相同环境条件下，比较其出生率
B　解析：根据现代生物进化理论，若两个种群之间形成了生殖隔离，即二者不能交配，或交配的后代不育，则两个种群属于不同物种，B正确。
【易错提醒】关于现代生物进化理论的四点提醒
(1)变异先于环境选择
农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭了不抗药的个体，抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异，只是对抗药性个体进行了选择。
(2)能产生后代不等于同一物种
两个个体能够交配产生后代，有可能子代高度不育，如马和驴，虽然能产生子代骡，但骡不育，因此马和驴是两个物种。
(3)物种的形成不一定经过地理隔离
有时不经过地理隔离也能直接形成生殖隔离，如二倍体植株经秋水仙素处理形成四倍体植株，二者是不同的物种。
(4)突变不等于基因突变
突变不是基因突变的简称，而是包括基因突变和染色体变异。
考向2|
协同进化与生物多样性的形成
2．下列关于协同进化和生物多样性的叙述，正确的是(　　)
A．捕食者的存在对被捕食者不利，但有利于增加生物的多样性
B．生物均在不断进化中，而协同进化发生在生物群落内部
C．基因多样性与基因突变有关，物种多样性与生物进化有关
D．人类的活动会影响群落演替，但不影响生物的多样性
C　解析：捕食者吃掉的大多数是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用，A错误；协同进化不仅发生在生物与生物之间，也发生在生物与无机环境之间，B错误；家禽、家畜是人工培育的物种，城市生态系统和农田生态系统是人工或半人工的生态系统，可见人类越来越多地影响生物的进化和多样性，D错误。
考向3|
生物进化理论在发展
3．下列不属于现代生物进化理论的要点的是(　　)
A．适应是自然选择的结果
B．种群是生物进化的基本单位
C．突变和基因重组提供进化的原材料
D．决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累
D　解析：现代生物进化理论认为，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，决定生物进化方向的是自然选择，故选D。
生活实践情境
　　加拉帕戈斯群岛位于南美洲西海岸外的太平洋上，距南美洲海岸约1
000
km，由13个大岛和6个小岛组成。这些岛屿均源于火山爆发，形成于大约300万～500万年前的地质年代，不同岛屿之间隔水相望，各岛生境有明显不同。这些岛最初形成时，没有任何生物栖息，后来出现的生物都是借助海水或大风从大陆迁移过来的。迁来的生物中就有地雀。当时地雀只有一种。这些地雀散布在群岛的各种生境中，并且出现各种变异，最终形成13种地雀。
命题生长点1
生物有共同祖先的证据
为分析其中4种地雀的亲缘关系，科学家测定了这4种地雀ALX1基因的核苷酸序列，测定的结果为生物进化提供的证据属于(C)
A．胚胎学证据
B．比较解剖学证据
C．生物化学证据
D．古生物化石证据
解析：基因的核苷酸序列的测定是在分子水平上进行的，可为生物进化提供分子水平上的证据，属于生物化学证据，C正确。
命题生长点2
基因频率和基因型频率的计算
若某地雀的种群中基因型AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%，那么这个种群中基因A的频率是60%。若该种群中aa个体不适应新环境遭到淘汰，其他基因型个体随机交配一代，没有自然选择，则该种群性状分离为显性∶隐性＝8∶1。
解析：若某地雀的种群中基因型AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%，那么这个种群中基因A的频率＝AA基因型频率＋1/2×Aa基因型频率＝30%＋1/2×60%＝60%。由于该种群中aa个体不适应新环境遭到淘汰，只有AA和Aa，比例为1∶2，所以下一代中基因A的频率为1/3＋1/2×2/3＝2/3，基因a的频率为1/3，隐性性状个体aa占1/9，显性性状个体占8/9，则该种群性状分离比是显性∶隐性＝8∶1。
命题生长点3
现代生物进化理论
加拉帕戈斯群岛上的13种地雀，分别分布于不同的小岛上。下列用现代生物进化理论解释错误的是(D)
A．经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在条件的地雀物种
B．自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用有差别，最终导致这些种群的基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离
C．这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的小岛上，出现不同的突变和基因重组
D．地理隔离一旦形成，不同小岛上的地雀的基因频率就逐渐出现差异，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种
解析：加拉帕戈斯群岛上的13种地雀是经过长期的地理隔离形成的生殖隔离，A正确；自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用有差别，最终导致这些种群的基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离，B正确；这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的小岛上，出现不同的突变和基因重组，再经过自然选择而形成，C正确；地理隔离形成，可能会出现基因频率的改变，但不会很快形成新物种，物种的形成标志是生殖隔离，D错误。
计算种群的基因频率公式
A的基因频率＝1－a基因频率＝AA基因型频率＋1/2Aa基因型频率
a基因频率＝1－A基因频率＝aa基因型频率＋1/2Aa基因型频率
与物种形成有关的2个“不一定”
(1)物种的形成不一定都需要经过地理隔离，如多倍体的产生。
(2)生物进化不一定导致物种的形成
①生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种变化可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种的形成。
②新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。
PAGE
-
15
-(共49张PPT)
高频考点进阶课5　变异与细胞分裂和遗传定律的综合
第七单元　生物的变异、育种与进化
01
类型1
基因突变、基因重组与细胞分裂的综合
典题引领
素养建构
素能训练
02
类型2　染色体变异与细胞分裂的综合
典题引领
素养建构
素能训练
03
类型3　变异与遗传定律的综合
典题引领
素养建构
素能训练
高考赘源网
高考资源
边的高考专家!】
典题引领
点此进入
解析答案
素养建构
素能训练
√八2BB
XXx
B
a
fa
TA变异与细胞分裂和遗传定律的综合
　　基因突变、基因重组与细胞分裂的综合
(2020·浙江7月选考)若某二倍体高等动物(2n＝4)的基因型为DdEe，其1个精原细胞(DNA被32P全部标记)在培养液中培养一段时间，分裂过程中形成的其中1个细胞如图所示，图中细胞有2条染色体DNA含有32P。下列叙述错误的是(　　)
A．形成图中细胞的过程中发生了基因突变
B．该精原细胞至多形成4种基因型的4个精细胞
C．图中细胞为处于减数第二次分裂(减数分裂Ⅱ)后期的次级精母细胞
D．该精原细胞形成图中细胞的过程中至少经历了两次胞质分裂
B　解析：题图细胞中，分别移向两极的由姐妹染色单体分开形成的两条子染色体上同一位置的基因分别为d和D，且除该基因外染色体形态无其他差异，可推测形成该细胞的过程发生了基因突变，A正确；该精原细胞至多形成3种基因型的4个精细胞，B错误；题图细胞中含有4条染色体，分别两两移向两极，移向同一极的两条染色体不含染色单体，因此该细胞处于减数分裂Ⅱ后期，C正确；由于题图细胞只有2条染色体DNA含有32P，说明该精原细胞至少经过2次DNA复制，则至少经历了一次有丝分裂的胞质分裂和减数分裂Ⅰ的胞质分裂，才形成图示细胞，D正确。
1．理解基因突变的两种类型(如图)
2．明确基因重组的两种类型与时期
(1)在减数分裂Ⅰ四分体时期：同源染色体非姐妹染色单体互换导致基因重组。
(2)在减数分裂Ⅰ后期：非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。
3．“三看法”判断姐妹染色单体上存在等位基因的原因是基因突变还是基因重组
(1)一看亲子代基因型
①如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。
②如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或互换(基因重组)。
(2)二看细胞分裂方式
①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。
②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则可能发生了基因突变或互换(基因重组)。
(3)三看细胞分裂图
①如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。
②如果是减数分裂Ⅱ后期图像，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，如图乙。
③如果是减数分裂Ⅱ后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为互换(基因重组)的结果，如图丙(B处颜色为“灰色”)。
1．下图为基因型为AABb的某动物进行细胞分裂的示意图，相关判断正确的是(　　)
A．此细胞只能是次级精母细胞或次级卵母细胞
B．此细胞中基因a可来自基因突变或基因重组
C．此细胞分裂结束时最多生成两个成熟的生殖细胞
D．此细胞随后的分裂过程中最多可含有四个染色体组
C　解析：由题图可知，该细胞中没有同源染色体，含有姐妹染色单体，所以是处于减数分裂Ⅱ时期的细胞，可能是次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体，A错误；该动物的基因型是AABb，而姐妹染色单体上出现了基因a，该基因只能是来自基因突变，B错误；此细胞分裂后最多能产生两个成熟的生殖细胞，即两个精细胞，C正确；此细胞随后的分裂过程中最多可含有两个染色体组，D错误。
2．下图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断，分析正确的是(　　)
A．此细胞含有4个染色体组，8个DNA分子
B．此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd
C．此细胞发生的一定是显性突变
D．此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组
D　解析：此细胞含有2个染色体组，8个DNA分子，A错误；图示细胞处于减数分裂Ⅰ后期，且一条染色体含D、d基因，由此推知此动物细胞在减数分裂前的间期发生了基因突变，该动物体细胞的基因型可能为AaBbCcDd或AaBbCcdd，B、C错误；图示细胞正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，即基因重组，D正确。
3．下图为二倍体生物(2n＝6)的某细胞处于细胞分裂某时期的示意图，其中①～④表示染色体。据图分析，错误的是(　　)
A．该细胞可表示次级精母细胞或第二极体
B．该细胞的染色体数目与体细胞的相同
C．①②③含有该生物的一套遗传物质
D．图中基因g可由基因G突变而来
A　解析：据图分析，图中细胞没有同源染色体，着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期，由于细胞质是均等分裂的，因此该细胞可以表示次级精母细胞或第一极体，A错误；减数分裂Ⅱ后期，细胞中染色体数目与体细胞相同，B正确；①②③是一组非同源染色体，含有该生物的一套遗传物质，C正确；图中基因G与g分别位于由姐妹染色单体分开形成的两条染色体上，基因g可能是由基因G突变而来的，D正确。
　　染色体变异与细胞分裂的综合
两只性染色体正常的白眼果蝇产下的后代中，出现了一只性染色体异常的白眼雌果蝇(XrXrY)，分析其原因不可能是(　　)
A．雄果蝇在减数分裂Ⅰ过程中，性染色体没有分离
B．雄果蝇在减数分裂Ⅱ过程中，性染色体没有分离
C．雌果蝇在减数分裂Ⅰ过程中，性染色体没有分离
D．雌果蝇在减数分裂Ⅱ过程中，性染色体没有分离
B　解析：雄果蝇在减数分裂Ⅰ过程中，性染色体没有分离，会形成基因型为XrY的异常精子，与正常卵细胞(Xr)结合产生白眼雌果蝇(XrXrY)，A正确；雄果蝇在减数分裂Ⅱ过程中，性染色体没有分离，会形成基因型为XrXr或YY的异常精子，与正常卵细胞(Xr)结合产生后代的基因型为XrXrXr或XrYY，不可能产生基因型为XrXrY的后代，B错误；雌果蝇在减数分裂Ⅰ过程中，性染色体没有分离，会形成基因型为XrXr的异常卵细胞，与正常精子(Y)结合会产生白眼雌果蝇(XrXrY)，C正确；雌果蝇在减数分裂Ⅱ过程中，性染色体没有分离，会形成基因型为XrXr的异常卵细胞，与正常精子(Y)结合会产生白眼雌果蝇(XrXrY)，D正确。
1．染色体数目非整倍性变异原因分析
假设某生物体细胞中含有2n条染色体，减数分裂时，某对同源染色体没有分开或姐妹染色单体没有分开，导致产生含有(n＋1)、(n－1)条染色体的配子，如图所示：
2．性染色体数目异常个体的成因分析
(1)XXY成因
(2)XYY成因：父方减Ⅱ异常，即减Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体进入同一精细胞。
性染色体数目异常原因及对子代性染色体组成的影响
时期
卵原细胞减数分裂异常(精原细胞减数分裂正常)
精原细胞减数分裂异常(卵原细胞减数分裂正常)
不正常卵细胞
不正常子代
不正常精子
不正常子代
减Ⅰ时异常
XX
XXX，XXY
XY
XXY
O
OX，OY
O
OX
减Ⅱ时异常
XX
XXX，XXY
XX
XXX
YY
XYY
O
OX，OY
O
OX
1．下图表示某遗传病患者体细胞内第21号染色体的组成及来源，下列叙述正确的是(　　)
A．该遗传病的变异类型属于染色体结构变异
B．母方由于减数分裂Ⅰ异常产生了异常的卵细胞
C．父方由于减数分裂Ⅱ异常产生了异常的精子
D．该患者减数分裂产生的配子中，正常配子约占1/2
D　解析：该遗传病的变异类型属于染色体数目变异，A错误；根据图示中染色体的形态可知该患者患病的原因是母方减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体形成的子染色体没有分离，形成了异常的卵细胞，B、C错误；该患者减数分裂时三条21号染色体随机分配，产生的配子中含2条21号染色体和含1条21号染色体的概率相同，故正常配子约占1/2，D正确。
2．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(　　)
①2号染色体一定在减数分裂Ⅱ时未分离
②2号染色体可能在减数分裂Ⅰ时未分离
③性染色体可能在减数分裂Ⅱ时未分离
④性染色体一定在减数分裂Ⅰ时未分离
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
A　解析：依据题干信息“产生一个不含性染色体的AA型配子”可知，基因A与A没有分离，而基因A与A的分离发生在减数分裂Ⅱ后期，①正确；不含性染色体有两种可能：一是同源染色体分离不正常，二是减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离后移向同一极，③正确。
3．(2018·天津卷)果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律(XB)对无节律(Xb)为显性；体色基因位于常染色体上，灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAXBXb类型的变异细胞，有关分析正确的是(　　)
A．该细胞是初级精母细胞
B．该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C．形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离
D．形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变
D　解析：亲本雄果蝇的基因型为AaXBY，进行减数分裂时，由于染色体复制导致染色体上的基因也复制，即初级精母细胞的基因型是AAaaXBXBYY，而基因型为AAXBXb的细胞基因数目是初级精母细胞的一半，说明其经过了减数分裂Ⅰ，即该细胞属于次级精母细胞，A错误；该细胞经过了间期的DNA复制(核DNA加倍)和减数分裂Ⅰ(核DNA减半)后，该细胞内DNA的含量与体细胞的相同，B错误；形成该细胞的过程中，A与a随同源染色体的分开而分离，C错误；该细胞的亲本AaXBY没有无节律的基因，而该细胞却出现了无节律的基因，说明在形成该细胞的过程中，有节律的基因发生了突变，D正确。
　　　　　变异与遗传定律的综合
果蝇(2n＝8)是遗传学研究的常用生物，请分析回答下列有关果蝇的遗传学实验问题：
(1)果蝇的气门部分缺失(A)和正常气门(a)为一对相对性状。若现将一只变异的气门部分缺失果蝇与另一只未变异的正常气门果蝇进行杂交，子代中气门部分缺失果蝇与正常气门果蝇数量之比为5∶1，则可以判断果蝇的变异来源最可能是____________。
(2)已知果蝇的灰身和黑身分别由常染色体上的基因B和b控制，当基因B和b所在的染色体发生缺失突变时，会引起含片段缺失染色体的雌配子或雄配子致死(注：只有其中之一致死)。下图表示某果蝇个体的一对染色体，若要确定图中染色体片段缺失导致致死的配子类型，请设计实验进行证明(假设该果蝇种群中除了该变异类型的雌雄个体之外，还有各种未变异的果蝇)：
①实验设计：__________________________________________。
②实验结果预测
若后代的表型及比例为_________________________________，
则染色体片段缺失会导致雌配子致死。
若后代的表型及比例为_________________________________，则染色体片段缺失会导致雄配子致死。
解析：(1)一只变异的气门部分缺失果蝇与另一只未变异的正常气门果蝇(aa)进行杂交，子代中气门部分缺失果蝇与正常气门果蝇数量之比为5∶1，说明该变异很可能是染色体数目变异，即该变异的气门缺失果蝇的基因型是AAa(三体变异)，其产生的配子的种类和比例是AA∶A∶Aa∶a＝1∶2∶2∶1，则与aa杂交，后代中气门部分缺失果蝇与正常气门果蝇数量之比为5∶1。(2)要证明该染色体片段缺失灰身果蝇即BO产生雌雄配子的情况，即致死配子的类型，可以用该灰身缺失果蝇与正常的黑身果蝇(bb)进行正反交。若含片段缺失染色体的雌配子致死，则灰身缺失雌性个体只能产生B一种配子，染色体片段缺失个体为母本的后代全为灰身，染色体片段缺失个体为父本的后代灰身∶黑身＝1∶1；若含缺失染色体的雄配子致死，则染色体片段缺失个体为母本的后代灰身∶黑身＝1∶1，染色体片段缺失个体为父本的后代全为灰身。
答案：(1)染色体数目变异　(2)①让染色体片段缺失个体与黑身个体进行正反交(BO♀×bb、BO×bb♀)　②染色体片段缺失个体为母本的后代全为灰身，染色体片段缺失个体为父本的后代灰身∶黑身＝1∶1　染色体片段缺失个体为母本的后代灰身∶黑身＝1∶1，染色体片段缺失个体为父本的后代全为灰身
1．致死型变异题目解题方法归纳
致死现象中的子代性状比与正常状态的分离比不同，但解此类题时照样要遵循孟德尔遗传定律。
(1)若是一对基因控制的性状遗传用分离定律解题。
(2)若是两对基因控制的性状遗传用自由组合定律解题。
(3)若是性染色体上基因控制的性状遗传需要考虑伴性遗传的特点。
解题的关键是要处理好致死个体对正常比例的影响，即转化好表型比例。
2．三体产生的配子类型及比例
(1)常染色体三体产生的配子类型及比例
①若为纯合子，如基因型为BBB，则产生的配子依然是两种，BB与B，比例是1∶1。
②若是杂合子，如基因型为BBb，则能产生四种配子，B∶b∶Bb∶BB＝2∶1∶2∶1。
(2)性染色体三体产生配子的类型及比例(以XXY的雄性果蝇为例)
若三条性染色体任意两条联会概率相等，则XXY个体会产生的配子类型及比例是X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。
1．(2020·浙江7月选考)某植物的野生型(AABBcc)有成分R，通过诱变等技术获得3个无成分R的稳定遗传突变体(甲、乙和丙)。突变体之间相互杂交，F1均无成分R。然后选其中一组杂交的F1(AaBbCc)作为亲本，分别与3个突变体进行杂交，结果见下表：
杂交编号
杂交组合
子代表型(株数)
Ⅰ
F1×甲
有(199)，无(602)
Ⅱ
F1×乙
有(101)，无(699)
Ⅲ
F1×丙
无(795)
注：“有”表示有成分R，“无”表示无成分R。
用杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株杂交，理论上其后代中有成分R植株所占比例为(　　)
A．21/32
B．9/16
C．3/8
D．3/4
A　解析：分析题意可知，基因型为AABBcc的个体表现为有成分R，又知无成分R的纯合子甲、乙、丙之间相互杂交，其中一组杂交的F1基因型为AaBbCc且无成分R，推测同时含有A、B基因才表现为有成分R，C基因的存在可能抑制A、B基因的表达，即基因型为A_B_cc的个体表现为有成分R，其余基因型均表现为无成分R。根据F1与甲杂交，后代有成分R∶无成分R≈1∶3，有成分R所占比例为1/4，可以将1/4分解为1/2×1/2，则可推知甲的基因型可能为AAbbcc或aaBBcc；F1与乙杂交，后代有成分R∶无成分R≈1∶7，有成分R所占比例为1/8，可以将1/8分解为1/2×1/2×1/2，则可推知乙的基因型为aabbcc；F1与丙杂交，后代均无成分R，可推知丙的基因型可能为AABBCC或AAbbCC或aaBBCC。杂交Ⅰ子代中有成分R植株基因型为AABbcc和AaBbcc，比例为1∶1(或基因型为AaBBcc和AaBbcc，比例为1∶1)，杂交Ⅱ子代中有成分R植株基因型为AaBbcc，故杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株相互杂交，后代中有成分R所占比例为1/2×1×3/4×1＋1/2×3/4×3/4×1＝21/32，A正确。
2．在某二倍体西瓜(基因型为Aa)幼苗期，用秋水仙素处理得四倍体植株，以此为母本，用其他二倍体西瓜(基因型为aa)为父本进行杂交，得到种子中胚的基因型及比例为(　　)
A．AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1
B．AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1
C．AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1
D．AAa∶Aaa∶aaa＝1∶2∶1
C　解析：由题意可知，母本的基因型为AAaa，其产生的配子及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，而父本aa产生的配子为a，因此种子中胚的基因型为AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1。
3．已知某一对染色体三体的植物在减数分裂Ⅰ过程中，3条同源染色体随机移向细胞两极，最终可形成含1条或2条该染色体的配子(只含缺失染色体的花粉不能参与受精作用)。现有一个三体且一条染色体缺失的植株甲，其细胞中该染色体及基因型如图所示。若甲自交，子代没有染色体结构和数目异常的个体所占比例为(　　)
A．1/9
B．2/15
C．1/5
D．7/18
B　解析：分析题意可知，该三体形成的雌配子及其比例为A∶aa∶a∶Aa＝1∶1∶2∶2，雄配子及其比例为aa∶a∶Aa＝1∶2∶2，因此若甲自交，子代没有染色体结构和数目异常的个体aa所占的比例为2/6×2/5＝2/15，故选B。
PAGE
-
9
-

展开更多......

收起↑