2027年高考生物一轮复习练习 07-第7单元 变异、育种与进化（教用）

这是一份2027年高考生物一轮复习练习 07-第7单元 变异、育种与进化（教用），共6页。试卷主要包含了25%B，2%B，5%等内容，欢迎下载使用。
课标要求
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。
2.阐明碱基序列的改变可能导致其编码的蛋白质的改变及细胞功能变化等后果。
3.描述基因突变的原因，说明某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变。
4.阐明减数分裂过程中发生的自由组合和互换，会导致基因重组，从而使子代出现变异。
考点一 基因突变
回归教材 强基础
1.变异类型的概述
2．基因突变的概念
（1） 概念:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的改变。
（2） 结果:产生_ _ _ _ _ _ ，基因的数目和位置_ _ _ _ 。
（3） 突变基因的遗传:若发生在_ _ _ _ 中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在_ _ _ _ _ _ 中，一般不能遗传，但有些植物可通过_ _ _ _ _ _ _ _ 遗传。
【答案】（1） DNA分子；基因碱基序列
（2） 新基因；不变
（3） 配子；体细胞；无性生殖
点拨 ①基因突变主要发生于有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，在其他时期也可能发生，只是突变的概率低得多。②发生在基因内部（包括编码区和非编码区）的碱基序列改变才属于基因突变。③RNA病毒的遗传物质为RNA，其上碱基序列的改变也称为基因突变。
3．基因突变的实例
（1） 镰状细胞贫血
患者贫血的直接原因是_ _ _ _ _ _ _ _ 异常，根本原因是发生了_ _ _ _ _ _ _ _ ，碱基对由A—T替换成T—A。
（2） 细胞的癌变
① 细胞癌变的原因——内因
点拨 不是只有癌细胞中才存在原癌基因和抑癌基因，正常细胞的DNA 上也存在原癌基因和抑癌基因。细胞癌变是多个基因突变累积的结果。
② 癌细胞的主要特征
【答案】（1） 血红蛋白；基因突变
（2） ① 生长和增殖；活性过强；细胞凋亡；相应蛋白质活性减弱
② 无限增殖；糖蛋白；降低
4．诱发基因突变的因素（连线）
【答案】①—C—Ⅱ ②—A—Ⅲ ③—B—Ⅰ
5．基因突变的特点
（1） _ _ _ _ _ _ :在生物界是普遍存在的。
（2） 随机性:时间上——可以发生在生物个体发育的_ _ _ _ _ _ _ _ ；部位上——可以发生在细胞内_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 上，以及同一个DNA分子的_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） _ _ _ _ _ _ :在自然状态下,基因突变频率很低。
（4） _ _ _ _ _ _ _ _ :一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 普遍性
（2） 任何时期；不同的DNA分子；不同部位
（3） 低频性
（4） 不定向性；等位基因
6．基因突变对生物的影响
（1） 对生物体来说，基因突变可能破坏生物体与现有环境的_ _ _ _ _ _ _ _ ，而对生物体有害。但有些基因突变对生物体是有利的，还有些基因突变_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，是中性的，如不会导致新的性状出现的基因突变。
（2） 基因突变的意义:产生_ _ _ _ _ _ 的途径；_ _ _ _ _ _ _ _ 的根本来源；提供生物进化的_ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 协调关系；既无害也无益
（2） 新基因；生物变异；原材料
7．应用:诱变育种
利用物理因素（如紫外线、X射线等）或化学因素（如亚硝酸盐等）处理生物，使生物发生基因突变，可以_ _ _ _ _ _ _ _ ，创造人类需要的生物新品种，如太空育种。
【答案】提高突变率
正误速判
1．（2022·天津卷·9）可遗传的性状改变都是由染色体上的基因突变导致的。（ ）
【答案】×
【解析】可遗传的性状改变可能是由染色体上的基因突变导致的，也可能是基因重组或者染色体变异引起的。
2．（必2P80“问题探讨”）太空育种的原理是基因突变，可定向产生符合人类需要的新品种。（ ）
【答案】×
【解析】基因突变具有不定向性，通过太空育种，不能定向产生符合人类需要的新品种。
3．（必2P81 图5-2）镰状细胞贫血的血红蛋白分子与正常人的血红蛋白分子的氨基酸数量和排列顺序不同。（ ）
【答案】×
【解析】氨基酸数量相同，氨基酸的排列顺序大体一致，只有一个氨基酸被替换。
4．（必2P81 正文拓展）基因突变主要发生在有丝分裂前的间期，DNA→RNA的过程中。（ ）
【答案】×
【解析】基因突变主要发生在DNA复制过程中。
5．（必2P81“思考·讨论”）基因中碱基的替换一定引起所编码的蛋白质结构改变，也一定引起生物性状的改变。（ ）
【答案】×
6．（必2P83 小字部分）基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因，普遍性表现在各种生物体的任何基因都可能发生突变。（ ）
【答案】×
7．（2024·广东卷·10）短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因zfℎ1的大量表达进而导致肿瘤形成，驱动此肿瘤形成的原因属于基因突变。（ ）
【答案】×
【解析】驱动肿瘤形成的原因与果蝇染色体的组蛋白修饰发生变化有关，属于表观遗传。
8．（2021·湖南卷·9）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。（ ）
【答案】×
【解析】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，控制细胞生长和分裂的进程，原癌基因突变后可能导致细胞生长和分裂失控。
9．（2022·湖南卷·5）正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞，原因是抑癌基因突变成原癌基因。（ ）
【答案】×
10．（2021·福建卷·16改编）肽链变短是由于基因突变使基因的转录过程提前终止。（ ）
【答案】×
【解析】肽链变短，可推测是由于模板mRNA上的终止密码子提前，翻译提前终止。
11．（必2P83 正文）中性突变是指不会导致新的性状出现的突变。（ ）
【答案】×
突破核心 拓思维
情境探究——基因突变
（经典高考改编）如图是豌豆基因突变的常见类型，请分析图中信息，并回答下列问题。
密码子表（部分）:
AUG:甲硫氨酸，起始密码子AAC:天冬酰胺
ACU、ACC:苏氨酸UUA:亮氨酸
AAA:赖氨酸UAG、UGA:终止密码子
⋯ 表示省略的、没有变化的碱基
（1） 突变①使氨基酸序列_ _ _ _ _ _ ，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 突变②使氨基酸序列中_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，突变③使_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。三者中突变_ _ _ _ （填序号）对蛋白质的相对分子质量影响较大。
（3） 表中正常核苷酸序列第19个密码子的碱基A缺失，会改变_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 氨基酸序列；第19个密码子的碱基A、C缺失，会改变_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 氨基酸序列；第19个密码子的三个碱基同时缺失，会使_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 基因突变都能遗传给后代吗？_ _ _ _ _ _ 。在豌豆的野生高茎种群中发现一株矮茎幼苗，判断该变异性状是否能够遗传，最为简便的方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5） 已知豌豆(2n=14)的花色受两对独立遗传的基因控制，红色（A）对白色(a)为显性，B基因淡化花色，两个B基因能淡化红色为白色，一个B基因淡化红色为粉红色。若纯合红花植株与白花植株(aaBB)杂交，子代中出现一株白色植株，实验人员提出两个假设:假设一，两对基因中的一个基因发生了基因突变；假设二，A、a、B、b以外的另一对独立遗传基因中的一个基因发生显性突变。要用一次实验确定其原因，请写出最简便的实验方案及预期结果。
实验方案:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
预期结果:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 不改变；密码子具有简并性
（2） 一个氨基酸发生了替换；终止密码子提前出现，氨基酸序列变短；③
（3） 缺失位置后的；缺失位置后的；缺失位置减少一个氨基酸，缺失位置后的氨基酸序列不变
（4） 不一定；待该矮茎幼苗长大成熟后，让其自交，观察后代性状
（5） 让该白花突变株自交，观察子代花色；若子代全为白花则假设一成立；若子代出现白花、红花和粉红花，则假设二成立
归纳总结
基因突变对生物性状的影响
（1）基因突变可引起生物性状的改变
如某些碱基的增添、缺失或替换引起基因碱基序列改变,从而引起部分氨基酸改变,进而改变蛋白质的结构和功能,便会引起生物性状的改变（如表）。
（2）基因突变可改变生物性状的原因与未引起生物性状改变的可能原因
灵活运用 提能力
考向一 考查基因突变的实例和特点
1．（2026·山东东营检测）镰状细胞贫血患者(hh)的红细胞只含异常血红蛋白，仅少数患者可存活到成年；正常人(HH)的红细胞只含正常血红蛋白；携带者(Hh)的红细胞含有正常和异常血红蛋白，并对疟疾有较强的抵抗力。下列说法错误的是（ ）
A. 引起镰状细胞贫血的根本原因是基因突变
B. 上述信息说明基因突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境
C. 疟疾流行地H的基因频率小于h的基因频率
D. H基因突变可发生于受精卵，也可发生于成体造血干细胞中体现了基因突变的随机性
【答案】C
【解析】在疟疾流行区，Hh个体的适应性最强，故H和h的基因频率会因杂合子优势趋于平衡，C错误。
2．（2024·甘肃卷·6，3分）癌症的发生涉及原癌基因和抑癌基因一系列遗传或表观遗传的变化，最终导致细胞不可控的增殖。下列叙述错误的是（ ）
A. 在膀胱癌患者中，发现原癌基因H−ras所编码蛋白质的第十二位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸，表明基因突变可导致癌变
B. 在肾母细胞瘤患者中，发现抑癌基因WT1的高度甲基化抑制了基因的表达，表明表观遗传变异可导致癌变
C. 在神经母细胞瘤患者中，发现原癌基因N−myc发生异常扩增，基因数目增加，表明染色体变异可导致癌变
D. 在慢性髓细胞性白血病患者中，发现9号和22号染色体互换片段，原癌基因abl过度表达，表明基因重组可导致癌变
【答案】D
【解析】9号和22号染色体互换片段属于染色体结构变异中的易位，D错误。
考向二 考查基因突变的原理
3．（2025·广东卷·9，2分）VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA（编码脯氨酸）变成CCG（编码脯氨酸）,导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（ ）
A. 改变了DNA序列中嘧啶的数目
B. 没有体现密码子的简并性
C. 影响了VHL基因的转录起始
D. 改变了VHL基因表达的蛋白序列
【答案】D
【解析】VHL基因编码区CCA变成CCG，只是将一个腺嘌呤替换为鸟嘌呤，DNA序列中嘧啶(T、C)数目不变，A错误；CCA和CCG都编码脯氨酸，体现了密码子的简并性，B错误；题干中所涉及的基因突变发生在基因的编码区，而不是启动子区域，不影响VHL基因转录起始，C错误；合成的mRNA变短，引发VHL综合征，推测该突变改变了VHL基因表达的蛋白序列，D正确。
4．（2025·安徽卷·13，3分）大肠杆菌的两个基因Y和Z彼此相邻，转录时共用一个启动子(P)。科研小组分离到一株不能合成Y和Z蛋白的缺失突变体，但该突变体能合成另一种蛋白质，此蛋白质氨基端的30个氨基酸序列与Z蛋白氨基端的序列一致，而羧基端的25个氨基酸序列与Y蛋白羧基端的序列一致。据此，科研小组绘制了野生型菌株中Y和Z基因的排列顺序图，并推测突变体缺失的DNA碱基数目。下列图示和推测正确的是（ ）
A. ，缺失碱基数目是3的整倍数
B. ，缺失碱基数目是3的整倍数
C. ，缺失碱基数目是3的整倍数+1
D. ，缺失碱基数目是3的整倍数+2
【答案】B
【解析】mRNA的合成始于启动子一侧，合成时mRNA链的延伸方向为5′→3′。核糖体沿mRNA翻译的方向是5′→3′，肽链延伸的方向是氨基端→ 羧基端，则蛋白质的氨基端(N端)和羧基端(C端)分别对应mRNA的5′端和3′端，如图所示：
由突变体合成的蛋白质氨基端的30个氨基酸序列与Z蛋白氨基端序列一致，羧基端的25个氨基酸序列与Y蛋白羧基端的序列一致可知，Z基因先表达，更靠近启动子(P)，Y基因后表达，A、D错误；由于该突变体可合成的蛋白质的氨基端和羧基端的氨基酸序列与Y和Z一致，推知Y、Z基因编码相应氨基酸的密码子未发生改变，说明缺失碱基数目是3的整倍数，B正确，C错误。
考向三 考查基因突变的区分与应用
5．凤仙花是自花传粉的二倍体植物，开红花。某生物小组在红花种群中偶然发现甲、乙两植株开白花，下列关于白花的探究实验方案及结果分析错误的是（ ）
A. 要判断甲、乙是否为纯合体，可采用自交的方式
B. 要判断甲、乙发生的是显性突变还是隐性突变，可用突变体分别与红花植株杂交
C. 若已知甲、乙均为隐性突变，将甲、乙杂交，如果子一代全为白花，说明甲、乙突变可能为同一基因突变
D. 若已知甲、乙的产生是不同的基因发生隐性突变的结果，将甲、乙杂交，如果子一代全为红花，说明甲、乙突变基因位于非同源染色体上
【答案】D
【解析】若已知甲、乙的产生是不同的基因发生隐性突变的结果，将甲、乙植株杂交，后代表现为红花，说明白花突变由不同的等位基因控制，如果白花突变由2对等位基因控制，则这两对等位基因可能位于两对同源染色体上，也可能位于同一对同源染色体上，D错误。
6．（2026·湖南名校联考）我国通过太空诱变育种技术培育农作物新品种，利用太空特殊环境（如宇宙射线、微重力等）诱导种子遗传物质改变。下列关于太空诱变育种的叙述，正确的是（ ）
A. 太空环境诱导的遗传物质改变仅发生在细胞分裂间期
B. 该育种方式产生的变异类型主要是基因重组
C. 太空诱变获得的变异个体都能体现出优良性状
D. 新品种培育过程中种群基因频率发生了改变
【答案】D
【解析】太空诱变育种会导致遗传物质改变，其变异类型包括基因突变、染色体变异，基因突变主要发生在细胞分裂间期(DNA复制时)，染色体变异也可发生在细胞分裂的其他阶段，而基因重组发生在有性生殖过程中，是杂交育种的原理，与题意无关，A、B错误；基因突变具有不定向性，太空诱变获得的变异个体并非都能体现出优良性状，C错误；新品种的形成是自然选择或人工选择的结果，有利变异的积累会导致种群的基因频率发生改变，D正确。
7．（2025·安徽卷·19，12分）水稻籽粒外壳（颖壳）表型有黄色、黑色、紫色和棕红色等，种植颖壳表型不同的彩色稻，既可满足国家粮食安全需要，又可形成优美画卷，用于旅游开发。回答下列问题。
（1） 研究发现，水稻颖壳的紫色、棕红色、黄绿色和浅绿色的形成与类黄酮化合物的代谢有关。假设显性基因C、R、A控制颖壳色素的形成，且独立遗传，相应的隐性等位基因不具有该效应。色素合成代谢途径如图。
现有基因型为CcRrAa与CcRraa的两品种水稻杂交，F1中颖壳表型为紫色、棕红色、黄绿色和浅绿色的比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。F1中，颖壳颜色在后代持续保持不变的个体所占比例为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 野生稻的颖壳为黑色，经过突变和驯化，目前栽培稻的颖壳多为黄色。黑色和黄色颖壳由一对等位基因控制，且黑色(Bℎ)对黄色(bℎ)为显性。科研小组对多个品种进行分析，发现有两个黄色颖壳突变类型（栽培稻1、2）,推测两者的突变可能是来自同一个基因。设计一个杂交实验，以验证该推测，并说明判断理由。
（3） 科研小组采用PCR技术，扩增出野生稻和栽培稻Bℎ/bℎ基因的片段，电泳结果见图1。
图1
说明:野生稻Bℎ基因的部分序列为5′−GATTCGCTCACA−3′，该链为非模板链，编码的肽链为天冬氨酸—丝氨酸—亮氨酸—苏氨酸。UAA、UAG为终止密码子。
与野生稻相比，栽培稻2是由于Bℎ基因发生了_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,颖壳表现为黄色。栽培稻1和野生稻的PCR扩增产物大小一致，科研小组进行了DNA测序，结果见图2（图中仅显示两者含有差异的部分序列，其余序列一致；A、T、G、C表示4种碱基）。比较两者DNA碱基序列，发现栽培稻1是由于Bℎ基因中的DNA序列发生_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,导致_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,颖壳表现为黄色。
图2
【答案】（1） 9:9:6:8；11/32
（2） 杂交实验：将栽培稻1和2杂交，若二者的突变基因来自同一个基因，则二者杂交后代均表现为黄色；若二者的突变基因来自不同基因，则二者杂交后代均表现为黑色。
（3） 碱基（对）缺失；碱基（对）替换(C/G→A/T)；终止密码子提前出现，肽链变短，蛋白质的空间结构改变，活性丧失
【解析】
（1） CcRrAa与CcRraa杂交，后代颖壳紫色个体(C_R_Aa)的比例为3/4×3/4×1/2=9/32，颖壳棕红色个体(C_R_aa)的比例为3/4×3/4×1/2=9/32，颖壳黄绿色个体(C_rr__)的比例为3/4×1/4=3/16，颖壳浅绿色个体(cc____)的比例为1/4，即F1中颖壳表型为紫色、棕红色、黄绿色和浅绿色的比例为9:9:6:8。F1中颖壳颜色在后代持续保持不变的个体占比为1/4(浅绿色cc____)+3/16×1/3(黄绿色CCrr__)+9/32×1/3×1/3(棕红色CCRRaa)=11/32。
（2） 见答案。
（3） 分析题图1，与野生型的电泳条带相比，栽培稻2的条带距点样孔更远，即其对应的DNA分子迁移速率更大，说明栽培稻2的突变基因片段更短，故其突变基因发生了碱基对的缺失。栽培稻1的bℎ基因与野生型的Bℎ基因大小相同，据图2测序结果可知，与野生型相比，栽培稻1发生了碱基对的替换(C/G→A/T)，使终止密码子提前出现，肽链变短，蛋白质的空间结构发生改变，蛋白质活性丧失，导致颖壳变为黄色。
题后悟道
基因突变类型和基因位置的判断
1.显性突变和隐性突变的判断
（1）类型显性突变：aa→Aa当代表现隐性突变：AA→Aa当代不表现，一旦表现即纯合子 ,
（2）判定方法
①选取突变体与其他已知未突变体（即野生型）纯合子杂交,根据子代性状表现判断。
②让突变体自交，观察子代有无性状分离来判断。
2.两种突变来自一对基因突变（隐性突变）
3.两种突变来自两对基因突变（隐性突变）
考点二 基因重组
回归教材 强基础
1．概念
【答案】真核； 控制不同性状
2．类型
（1） _ _ _ _ _ _ _ _ 型:最为常见，在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分开,随着_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,非同源染色体上的_ _ _ _ _ _ _ _ 自由组合。
（2） 染色体互换型（交换型）:在减数分裂Ⅰ_ _ _ _ _ _ 时期,同源染色体的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 之间发生相应片段的交换。
（3） 基因工程重组:外源基因经_ _ _ _ 导入受体细胞，导致受体细胞中基因发生重组。
【答案】（1） 自由组合；非同源染色体自由组合；非等位基因
（2） 四分体；非姐妹染色单体
（3） 载体
（4）微生物的自然转化:肺炎链球菌转化实验中，R型细菌转化为S型细菌。
整合·微点
不属于基因重组的三种现象
①精、卵细胞随机结合产生不同性状组合的后代，是因为配子的多样性和配子间的随机组合，不是受精作用本身造成的，受精作用不属于基因重组。
②具有一对等位基因的生物(Aa) 自交产生的子代中出现三种基因型不是基因重组的结果，Aa中不存在非等位基因，不发生基因重组。
③非同源染色体之间片段的移接属于染色体结构变异（易位），不属于基因重组。
3．结果:产生新的_ _ _ _ _ _ ,导致重组性状出现。
【答案】基因型
4．意义与应用
（1） 意义:一般认为，有性生殖过程中的基因重组能够使产生的配子种类多样化，进而产生_ _ _ _ _ _ _ _ 多样化的子代。基因重组是_ _ _ _ _ _ _ _ 的来源之一,对_ _ _ _ _ _ _ _ 有重要意义。
（2） 应用:杂交育种。
①概念:有目的地将具有不同优良性状的两个亲本_ _ _ _ ，使两个亲本的优良性状组合在一起，再_ _ _ _ 出所需要的优良品种。
②优点:可以把多个亲本的优良性状集中在一个个体上。
③育种缺点:周期长，只能对已有性状重新组合，远缘杂交不亲和等。
【答案】（1） 基因组合；生物变异；生物进化
（2） 杂交；筛选
正误速判
1．（必2P84 正文）同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换引起基因重组，发生在减数分裂和有丝分裂的前期。 （ ）
【答案】×
2．（必2P84 正文）同无性生殖相比,有性生殖产生的后代具有更大的变异性,其根本原因是能产生基因组合多样化的子代。（ ）
【答案】√
3．（2022·天津卷·9）不同性状自由组合是由同源染色体上的非等位基因自由组合导致的。（ ）
【答案】×
【解析】不同性状自由组合是由非同源染色体上的非等位基因自由组合导致的。
4．（必2P84 正文）基因重组能产生新基因和重组性状,所以基因重组是生物变异的根本来源。（ ）
【答案】×
【解析】基因突变产生新基因，是变异的根本来源。
5．（必2P84“与社会的联系”）在金鱼的培育过程中，利用了诱变育种和杂交育种，其依据的原理分别是基因突变和基因重组。（ ）
【答案】√
6．（必2P85“概念检测”）粳稻的bZIP73基因与籼稻的bZIP73基因的1个核苷酸不同，这是基因突变的结果，粳稻的bZIP73蛋白与籼稻的bZIP73蛋白的1个氨基酸不同，这是基因重组的结果。（ ）
【答案】×
灵活运用 提能力
考向一 考查基因重组的概念和应用
1．（2026·宁夏银川期末）在长期进化过程中，基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 一对等位基因不能发生基因重组，一对同源染色体上的基因也不可能发生基因重组
B. 基因突变是基因重组的基础，两者所发生的时期相同，两者均改变了基因的结构
C. 等位基因随着同源染色体的非姐妹染色单体间的互换而发生交换，导致染色单体上的非等位基因重新组合
D. 基因重组使个体产生的配子多样化，进而使后代出现新的性状
【答案】C
【解析】一对等位基因无法发生基因重组，但一对同源染色体上的多对等位基因（如A/a和B/b）在四分体时期可能因染色体互换发生重组，A错误；基因突变主要出现在间期，基因重组可发生在减数第一次分裂前期（染色体互换）和减数第一次分裂后期（自由组合），基因重组仅改变基因组合不改变基因结构，B错误；基因重组使配子基因组合多样化，但新性状的出现由基因突变导致，D错误。
2．（2026·山东烟台段考）如图表示育种专家培育矮秆(d)抗病(T)小麦新品种的过程。下列说法错误的是（ ）
A. 两对基因的分离和组合互不干扰，是用孟德尔遗传规律预测杂交结果的前提
B. 矮秆基因d和抗病基因T集中于F1是过程①发生基因重组的结果
C. 过程②产生的F2矮秆抗病植株中符合育种要求的植株占1/3
D. 从F2矮秆抗病植株中选出符合生产要求的品种最简便的方法是自交
【答案】B
【解析】过程①是杂交，不发生基因重组，基因重组通常发生在减数分裂(F1形成配子时)，B错误；F2矮秆抗病植株(ddT_)中，ddTT占1/3，ddTt占2/3，符合育种要求（矮秆抗病纯合子ddTT）的占1/3，C正确；从F2矮秆抗病植株中选出纯合子，最简便方法是自交（纯合子自交不发生性状分离，杂合子自交后代出现性状分离），D正确。
考向二 考查基因突变与基因重组的综合应用
3．（2025·河北卷·23，13分）T−DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法，研究者将带有卡那霉素抗性基因的T−DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题。
图1
图2
（1） 基因内碱基的增添、缺失或_ _ _ _ 都可导致基因突变。
（2） 以Aa植株为_ _ _ _ （填“父本”或“母本”）与野生型拟南芥杂交，F1中卡那霉素抗性植株的占比为0,其反交的F1中卡那霉素抗性植株的占比为_ _ _ _ _ _ 。
（3） 为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a,该植株会产生_ _ _ _ 种基因型的可育花粉，其中具有a基因的花粉占比为_ _ _ _ _ _ 。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型植株占比为_ _ _ _ _ _ 。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 实验中还获得了一个E基因被T−DNA插入突变为e基因的植株，e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系，进行下列实验:
① 利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出基因型为_ _ _ _ _ _ _ _ 的F1植株。
② 选出的F1植株自交获得F2。不考虑其他突变，若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0,E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；若两对基因位于非同源染色体，该类植株的占比为_ _ _ _ _ _ 。除了上述两种占比，分析该类植株还可能的其他占比和原因:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 替换
（2） 父本；1/2
（3） 3；1/3；2/3；600bp条带对应a基因，该植株产生的仅含a基因的花粉不育，无法与仅含a基因的雌配子结合产生基因型为aa的子代
（4） ① AaEe
② A(a)基因与e(E)基因位于同一条染色体上，且在形成配子时没有发生染色体交换；1/6；介于0～1/6，原因是A(a)和e(E)位于同一条染色体上，且形成部分配子时发生染色体交换
【解析】
3．由题干可知，T−DNA上存在卡那霉素抗性基因（以下用KanR表示），将T−DNA插入2号染色体的基因A中，可将A基因突变为a基因，如图甲所示。
图甲
（2） 题干指出，花粉（雄配子）中A基因功能的缺失会造成其不育，即仅含a基因的雄配子不育。若以基因型为Aa的植株作父本，与野生型拟南芥（基因型为AA）杂交（正交），F1植株均不携带KanR，遗传图解如图乙−1。若进行反交，F1中含KanR（具有卡那霉素抗性）的植株（基因型为Aa）占1/2，如图乙−2。
（3） 由题意可知，A、a基因位于该植株的2号染色体上，若将另一A基因（记为A∗）插入基因型为Aa植株的3号染色体上，则A∗基因与A、a基因独立遗传，如图丙。仅考虑基因A和a，该植株的精原细胞经减数分裂可产生4种花粉，其中染色体②③自由组合后产生的花粉不育（基因型为aO），3种可育花粉基因型及比例为AO:AA∗:A∗a=1:1:1，可育花粉中具有a基因的花粉占1/3。
该植株（基因型为AA∗aO）自交，产生雌配子的基因型及比例为AO:AA∗:aO:A∗a=1:1:1:1，产生可育雄配子的基因型及比例为AO:AA∗:A∗a=1:1:1。用引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测。由题图1可知，引物P1和P2可与A基因相应序列结合，扩增出900bp的序列，故900bp的条带可代表A基因和A∗基因；引物P3与T−DNA部分序列配对，因此引物P1和P3仅能扩增a基因相应序列(600bp)，故600bp的序列代表a基因。根据题图2的电泳结果可知，F1的Ⅰ类植株含有A/A∗和a基因，Ⅱ类植株仅含A/A∗基因。Ⅱ类植株（不含a基因）占比为AAOO(1/12)+AAA∗O(1/6)+AAA∗A∗(1/12)=1/3，因此Ⅰ类植株占1−1/3=2/3。因为该植株产生的仅含a基因的花粉不育，无法与仅含a基因的雌配子结合产生基因型为aa的子代，所以F1没有检测到仅扩增出600bp条带的植株。
（4） 题干指出，E基因中插入T−DNA可突变为e基因。A/a和E/e可能位于一对同源染色体上［连锁，图丁可能性1，亲本AaEE和AAEe分别提供aE和Ae，故F1植株中A、E（或a、e）不在一条染色体上]，也可能位于非同源染色体上（独立遗传，图丁可能性2）。
图丁
基因型为AaEE和AAEe的植株杂交，相关分析见表。
（4） ① e基因纯合的种子不能正常发育而退化，只含a的花粉不育，据题干“F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0”，说明需利用“a花粉不育”和“ee纯合致死”两个特性分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系，推测F1中应含a、e基因，故推知筛选出的F1植株的基因型为AaEe。
② 不考虑其他突变，若为可能性1，且A/a、E/e所在染色体片段不发生交换，则F1(AaEe)自交得到的F2基因型为AAee、AaEe，AAee植株所结种子无法正常发育，AaEe植株产生的aE的花粉不育，产生的基因型为AAee的种子无法正常发育，因此F2植株中花粉和自交所结种子均正常发育的植株（基因型为AAEE）占比为0。若为可能性2，则植株AaEe产生雄配子基因型及比例为AE:Ae=1:1，产生雌配子基因型及比例为AE:Ae:aE:ae=1:1:1:1，因此F2中基因型为AAEE的植株在发育正常的植株中的比例为AAEE1−__ee=1/2×1/41−1/2×1/2=1/6。
除以上情况外，若A/a和E/e的位置关系为可能性1，且植株AaEe在形成配子时部分初级性母细胞中A/a、E/e所在染色体片段发生交换，则F2中基因型为AAEE植株的概率介于0～1/6（若不发生交换，概率为0；若发生交换，最大概率为1/6）。
第24讲 染色体变异与育种
课标要求
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。
考点一 染色体变异
回归教材 强基础
1．染色体数目变异
（1） 染色体数目变异的类型
（2） 染色体组（根据果蝇染色体组成图归纳）
① 染色体组的概念:
从染色体来源看，一个染色体组中的染色体互为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
从形态、大小看，一个染色体组中所含的染色体_ _ _ _ _ _ _ _ 。
从所含基因看，一个染色体组中含有控制本物种性状的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 染色体组的组成:
图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 或_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 单倍体、二倍体及多倍体
【答案】（1） 个别染色体；非同源染色体
（2） ① 非同源染色体；各不相同；全套遗传信息
② Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
（3） 配子；体细胞；三个或三个以上；茎秆；增加；秋水仙素；萌发的种子或幼苗
点拨 ①三体仍然是二倍体，染色体数目为2n+1，比正常二倍体多了一条染色体；三倍体染色体数目为3n，比二倍体多了一个染色体组。
②很多单倍体和染色体组数目为奇数的多倍体由于染色体联会紊乱，是高度不育的。并非所有单倍体都高度不育，某些同源多倍体（如AAaa）的单倍体(AA、Aa、aa)是可育的。
2．染色体结构变异类型
（1） 类型及实例
（2） 结果:使排列在染色体上的基因_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 发生改变,从而导致性状的变异。
（3） 对生物体的影响:大多数染色体结构变异对生物体是_ _ _ _ 的，有的甚至会导致生物体死亡。
【答案】（1） 易位；倒位
（2） 数目或排列顺序
（3） 不利
正误速判
1．（必2P87 图5-5）野生马铃薯(2n=24)一个染色体组有12条染色体,其单倍体基因组也有12条染色体。（ ）
【答案】√
2．（2020·全国Ⅱ卷·4）高等植物细胞每个染色体组中都含有常染色体和性染色体。（ ）
【答案】×
【解析】雌雄同体的高等植物如豌豆、水稻没有性染色体。
3．（必2P88 正文拓展）每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同。（ ）
【答案】√
4．（必2P88 正文）体细胞的一个染色体组中不可能存在同源染色体。（ ）
【答案】√
5．（必2P88 正文拓展）体细胞中含有三个某种染色体的个体称为三倍体。（ ）
【答案】×
【解析】体细胞中含有三个某种染色体的个体可能是三体。
6．（必2P88 正文）雄蜂体细胞中的染色体数目是雌蜂卵细胞中染色体数目的2倍。（ ）
【答案】×
【解析】雄蜂是单倍体，体细胞中染色体数目与卵细胞相同。
7．（必2P89“与社会的联系”拓展）由八倍体小黑麦的花粉离体培养成的个体是含有4个染色体组的单倍体。（ ）
【答案】√
8．（必2P90 图5-7）倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会。（ ）
【答案】×
9．（必2P90 图5-7拓展）染色体片段的增加必然导致基因种类的变化。（ ）
【答案】×
【解析】如果增加的片段还是染色体上原有的基因，不改变基因种类。
10．（必2P90 正文）染色体增加某一片段可提高基因表达水平，都是有利变异。（ ）
【答案】×
【解析】染色体增加某一片段属于染色体结构变异，大多数对生物是不利的，有的甚至会导致生物死亡。
11．（必2P90 正文拓展）染色体上某个基因的丢失属于基因突变。（ ）
【答案】×
【解析】基因的丢失往往是由染色体片段缺失引起的，是染色体结构变异。
12．基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察。（ ）
【答案】×
【解析】基因突变在光学显微镜下观察不到。
13．杂合雌果蝇在形成配子时，同源染色体非姐妹染色单体间相应片段发生对等交换，导致新配子类型出现，属于染色体易位。（ ）
【答案】×
【解析】同源染色体非姐妹染色单体间交换相应片段属于基因重组。
14．（必2P90 正文拓展）硝化细菌存在基因突变和染色体变异。（ ）
【答案】×
【解析】原核生物没有染色体。
突破核心 拓思维
情境探究——染色体结构变异
1．（经典高考改编）大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化=1:1:1:1。该个体最可能发生的下列染色体结构变异是_ _ _ _ （填序号），这种变异_ _ _ _ （填“能”或“不能”）在高倍显微镜下观察到。
A.B.
C.D.
【答案】C； 能
2．（2024·浙江1月选考卷·19改编）某精原细胞同源染色体中的一条发生倒位，如图甲。减数分裂过程中，由于染色体倒位，同源染色体联会时会形成倒位环，此时经常伴随同源染色体的交叉互换，如图乙。
图甲图乙
（1） 图甲中的变异发生在染色体的_ _ _ _ 到_ _ _ _ 区段。
（2） 完成分裂后，若配子中出现染色体片段缺失或染色体上增加某个相同片段，则不能存活，而出现倒位的配子能存活。发生图乙的精原细胞减数分裂，产生的可育雄配子有_ _ _ _ 种类型。
【答案】（1） ①；④
（2） 2
3．在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。
（1） 若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极（不考虑其他变异）。观察“染色体桥”结构应选择分裂_ _ _ _ 期，其子细胞中染色体数目_ _ _ _ （填“增加”“不变”或“减少”）。
（2） 基因型为Aa的雄性小鼠进行减数分裂时，其中一个次级精母细胞出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，则该次级精母细胞同时产生的2个精细胞的基因组成分别是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （若细胞中不含A或a基因则用“O”表示，任写两种情况）。
【答案】（1） 后；不变
（2） A、A或AA、O或a、a或aa、O
归纳总结
1.染色体结构变异与基因突变的辨析
（1）染色体结构变异是细胞水平的变化,一般在光学显微镜下可见;基因突变是分子水平的变化,在光学显微镜下不可见。
（2）染色体结构变异改变基因的位置或数量;基因突变不改变基因的位置和数量。
（3）“缺失”问题
2.染色体易位与互换的区别
灵活运用 提能力
考向一 考查染色体数目变异
1．关于如图所示细胞中所含的染色体，叙述正确的是（ ）
A. 图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B. 用秋水仙素处理单倍体植株后得到的植株是二倍体
C. 如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D. 图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的单倍体
【答案】C
【解析】图a细胞中着丝粒分裂，移向两极的8条染色体含有4对同源染色体，共含有4个染色体组，图b中相同形状的染色体有3条，含有3个染色体组，A错误；由于单倍体植株可能含有1个或多个染色体组，故秋水仙素处理后得到的植株可能是二倍体，也可能是四倍体等，B错误；图c含有2个染色体组，如果代表由受精卵发育而成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体，C正确；图d含有1个染色体组，可能是由卵细胞或精子直接发育而成的单倍体，D错误。
题后悟道
三种方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。
（2）根据基因型判定
在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的等位基因（包括同一字母的大、小写）出现几次,则含有几个染色体组。
（3）根据染色体数和染色体形态数推算
染色体组数= 染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体,4种形态,则染色体组数为2。
2．（2024·黑吉辽卷·15，2分）栽培马铃薯为同源四倍体，育性偏低。GBSS基因（显隐性基因分别表示为G和g）在直链淀粉合成中起重要作用，只有存在G基因才能产生直链淀粉。不考虑突变和染色体互换，下列叙述错误的是（ ）
A. 相比二倍体马铃薯，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大
B. 选用块茎繁殖可解决马铃薯同源四倍体育性偏低问题，并保持优良性状
C. Gggg个体产生的次级精母细胞中均含有1个或2个G基因
D. 若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，子代中产直链淀粉的个体占35/36
【答案】C
【解析】Gggg个体减数分裂产生的次级精母细胞的基因组成为GGgg或gggg，含有0个或2个G基因，C错误；若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，产生的配子类型及比例为GG:Gg:gg=1:4:1，子代中产直链淀粉个体(G___)的比例为1−1/6×1/6=35/36，D正确。
考向二 考查变异类型的分类和判断
3．（2024·江苏卷·8，2分）图示甲、乙、丙3种昆虫的染色体组，相同数字标注的结构起源相同。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 相同数字标注结构上基因表达相同
B. 甲和乙具有生殖隔离现象
C. 与乙相比，丙结构发生了染色体结构变异
D. 染色体变异是新物种产生的方式之一
【答案】A
【解析】基因表达受多种因素调控，如DNA甲基化、染色体组蛋白的甲基化或乙酰化等，因此相同数字标注结构上的基因表达不一定相同，A错误。
4．某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如图所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法，错误的是（ ）
A. 配子一的形成经历了基因重组，发生在减数分裂Ⅰ前期
B. 配子二发生了染色体变异，最可能发生在减数分裂Ⅱ过程中
C. 配子三发生了染色体易位，原因可能是基因b转移到非同源染色体上
D. 配子四发生了染色体缺失，原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失
【答案】A
【解析】配子一形成过程中，在减数分裂Ⅰ后期，发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合，属于基因重组，A错误。
5．已知XXY型染色体的果蝇为雌性且可育；XO型染色体的果蝇为雄性且不育；XXX型染色体的果蝇无法存活；OY型染色体的果蝇无法存活。用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇。推测该白眼雄果蝇出现的原因有三种:第一种是环境改变引起的表型改变，但基因型未变；第二种是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；第三种是基因突变引起的。请写出简便的杂交实验方案，判断这只白眼雄果蝇的出现是哪一种原因引起的。
实验方案:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体未分离； 用子代白眼雄果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，在正常环境中培养，观察并统计后代的表型及比例
【解析】子代白眼雄果蝇与正常白眼雌果蝇(XrXr)杂交,在正常环境中培养,观察并统计后代的表型及比例。若子代出现红眼雌果蝇,则是环境改变引起的，该白眼雄果蝇的基因型为XRY;若无子代产生,则是减数分裂时X染色体不分离引起的,该白眼雄果蝇的基因型为XrO;若子代雌雄果蝇全为白眼,则是由基因突变引起的,该白眼雄果蝇的基因型为XrY。
整合·微点
生物变异类型的判断方法
（1）可遗传变异与不可遗传变异的判断
（2）基因突变与基因重组的判断
（3）染色体变异与基因突变的显微判断
考点二 生物变异在育种上的应用
回归教材 强基础
1．单倍体育种
【答案】秋水仙素； 染色体数目变异； 明显缩短育种年限
2．多倍体育种
（1） 方法:用_ _ _ _ _ _ _ _ 或低温处理。
（2） 处理材料:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 原理:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 过程:
（5） 实例:三倍体无子西瓜
① 两次传粉目的不同第一次传粉：__________________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:三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体_ _ _ _ _ _ _ _ ，不能产生正常配子。
【答案】（1） 秋水仙素
（2） 萌发的种子或幼苗
（3） 染色体数目变异
（4） 纺锤体；染色体
（5） ① 杂交获得三倍体种子
② 联会紊乱
3．育种方法的比较总结
（1） “亲本A、D新品种”为_ _ _ _ 育种；
“亲本A、B、C新品种”为_ _ _ _ _ _ 育种；
“种子或幼苗E新品种”为_ _ _ _ 育种；
“种子或幼苗F新品种”为_ _ _ _ _ _ 育种
“植物细胞G新细胞H愈伤组织I胚状体J人工种子→ 新品种”为_ _ _ _ _ _ _ _ 育种。
（2） 获得高产乳酸菌一般采用的育种方法是_ _ _ _ _ _ _ _ 和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 小麦、水稻等作物的杂交实验较难操作，培育纯合子种子最简单的方法是_ _ _ _ ，用最短的时间获得纯种，适合采用的方法是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 培育显性纯合子品种的常用方法
① 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→ _ _ _ _ _ _ _ _ 需要的类型，自交至_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 为止。
② 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→ 鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5） 诱变育种利用基因突变的原理，有众多优点:①可以提高_ _ _ _ _ _ _ _ ，在较短时间内获得更多的优良变异类型；②大幅度地_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 杂交；单倍体；诱变；多倍体；基因工程
（2） 诱变育种；基因工程育种
（3） 自交；单倍体育种
（4） ① 鉴别、选择；不发生性状分离
② 后代不发生性状分离的F2个体
（5） 突变频率；改良某些性状
正误速判
1．（必2P83“相关信息”）诱变育种可通过改变基因的碱基序列达到育种目的。（ ）
【答案】√
2．（必2P84“与社会的联系”）人工杂交选育优质金鱼的原理之一是基因重组。（ ）
【答案】√
3．（必2P88 正文）相比于二倍体植株，多倍体植株常常是茎秆粗壮，果实和种子的数量比较多。（ ）
【答案】×
【解析】多倍体植株结实率比较低。
4．（必2P88“相关信息”）普通小麦、棉、烟草、菊、水仙都是多倍体。（ ）
【答案】√
5．（必2P89“与社会的联系”）单倍体育种中,通过花药（或花粉）离体培养所得的植株均为纯合的二倍体。（ ）
【答案】×
【解析】花药（或花粉）离体培养得到的是单倍体。
6．（必2P89“与社会的联系”）单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。（ ）
【答案】×
【解析】用秋水仙素处理幼苗，单倍体一般没有种子。
7．（必2P89“与社会的联系”）单倍体育种没有生产实践意义，因为得到的单倍体往往高度不育。（ ）
【答案】×
8．（必2P91“拓展应用”）用二倍体西瓜给四倍体西瓜传粉,则四倍体植株所结的种子里面的胚有3个染色体组。（ ）
【答案】√
9．（必2P91“拓展应用”）二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子。 （ ）
【答案】×
灵活运用 提能力
1．（2025·全国卷·5，6分）为获得作物新品种，可采用不同的育种技术。下列叙述错误的是（ ）
A. 三倍体西瓜育种时，利用了人工诱导染色体加倍获得的多倍体
B. 作物单倍体育种时，利用了由植物茎尖组织培养获得的单倍体
C. 航天育种时，利用了太空多种因素导致基因突变产生的突变体
D. 水稻杂交育种时，利用了水稻有性繁殖过程中产生的重组个体
【答案】B
【解析】三倍体西瓜的培育需先通过秋水仙素处理二倍体幼苗获得四倍体，再将四倍体与二倍体杂交得到三倍体，其中四倍体属于人工诱导染色体加倍形成的多倍体，A正确；单倍体育种时需通过花粉（或花药）离体培养获得单倍体植株，而不是通过正常染色体数的体细胞获得，茎尖细胞属于体细胞，茎尖组织培养得不到单倍体，B错误；航天育种利用太空中的辐射、微重力等因素诱导基因突变，属于诱变育种，C正确；水稻杂交育种时，通过有性繁殖（减数分裂）过程发生基因重组，产生重组个体，并从子代重组个体中筛选出具有杂种优势的新品种，D正确。
2．（2024·安徽卷·10，3分）甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病(rr),乙品种水稻抗稻瘟病(RR)。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，设计了下列育种方案，合理的是（ ）
①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
②将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
③将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍体，从中选取抗稻瘟病植株
④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
A. ①②B. ①③C. ②④D. ③④
【答案】C
【解析】甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，甲与乙杂交所得F1在减数分裂时许多优良性状基因与抗稻瘟病基因自由组合，自交多代和单倍体育种均不一定能保留甲的全部优良性状，故①③不合理。依据题干可知，育种的目的是将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，因此可运用杂交育种，将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代，获得抗稻瘟病并具有甲优良性状的品系，再通过多代自交，最终获取纯合目标植株，②合理。通过基因工程育种，向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，最终获取纯合目标植株，④合理。故选C。
3．（2025·1月八省联考陕晋青宁卷）华山新麦草是我国特有小麦近缘濒危物种，具有抗小麦条锈病基因Y,为小麦育种提供新的种质资源。利用普通小麦、华山新麦草和六倍体小黑麦培育高抗条锈病八倍体小黑麦品系如图。回答下列问题。
（1） 甲是_ _ _ _ 倍体植株,经处理得到乙，此处使用秋水仙素的原理是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。假如同源染色体和姐妹染色单体正常分离，丙经减数分裂形成的配子中染色体数目范围为_ _ _ _ _ _ _ _ 。在获得丁的整个培育过程中涉及的育种方法是_ _ _ _ _ _ _ _ 和_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 经检测植株丁含有Y基因，出现这种现象的原因是在育种过程中发生了_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，由丙到丁自交多代是为了在获得Y基因的同时达到_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的目的。
（3） 为缩短育种周期，培育出丁，若以普通小麦、华山新麦草和黑麦(RR)为材料，可采取的不同于上述的育种方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 四；抑制纺锤体的形成；14～35；多倍体育种；杂交育种
（2） 染色体结构变异（易位）；消除华山新麦草所有染色体
（3） 植物体细胞杂交育种、基因工程育种
【解析】
（1） 普通小麦（配子有3个染色体组）与华山新麦草（配子有1个染色体组）杂交得到甲，甲由受精卵发育而成，体内有4个染色体组，是四倍体。秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，从而使细胞内染色体数目加倍。由题意可知，乙的染色体组成为AABBDDNN，乙的配子的染色体组成为ABDN，六倍体小黑麦的配子的染色体组成为ABR，则丙的染色体组成为AABBDNR，丙减数分裂后产生的配子最少含AB2个染色体组，有14条染色体，最多含ABDNR5个染色体组，有35条染色体。利用秋水仙素使染色体数目加倍，由甲（四倍体）得到乙（八倍体），用到了多倍体育种的方法，乙与六倍体小黑麦杂交获得丙，丙自交多代得到丁的过程是杂交育种。
（2） 经检测植株丁中出现了Y基因，原因是在杂交过程中华山新麦草中的Y基因所在的染色体片段移接到了其他物种染色体组中的染色体上，即发生了染色体结构变异中的易位。由丙到丁自交多代是为了获得新性状的同时消除华山新麦草所有染色体。
（3） 为缩短育种周期，培育出丁，可采取的不同于题述的育种方法有植物体细胞杂交育种、基因工程育种。
4．（2025·山西长治段考）三倍体西瓜是用二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交获得的多倍体植物，图甲是三倍体西瓜的培育过程，图乙是同源四倍体染色体联会的可能方式。请据图回答下列问题。
甲
乙
（1） 三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。但有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 在三倍体无子西瓜的培育过程中，同源四倍体的每个同源组是4条同源染色体。在减数分裂Ⅰ后期，只有2个双价体的联会才能进行同源染色体的均衡分离。据此分析，人工诱导的四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交时，四倍体西瓜的结实率_ _ _ _ （填“提高”或“降低”），原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 按图甲的方法培育无子西瓜每年都要制种，很麻烦，请写出一种替代的方法:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 三倍体无子西瓜的体细胞中含有三个染色体组，在减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成可育的配子；三倍体植株有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成种子
（2） 降低；四倍体西瓜减数分裂过程中，同源染色体的联会有多种可能性，其中能产生可育配子的概率较低
（3） 进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽
整合·微点
根据不同育种目标选择最佳育种方案
考点三 实验:低温诱导植物细胞染色体数目的变化
回归教材 强基础
1．实验原理
低温处理植物的分生组织细胞→ 抑制_ _ _ _ _ _ 形成→ 染色体加倍后不能被拉向两极→ 细胞不能分裂成两个子细胞→ 细胞染色体数目加倍。
【答案】纺锤体
2．方法步骤
【答案】底部； 卡诺氏液； 体积分数为95%的酒精； 漂洗； 制片； 低； 高
3.实验结论
适宜的低温处理植物分生组织细胞可诱导其染色体数目加倍。
4．实验注意事项
（1）显微镜下观察到的是死细胞，而不是活细胞:植物细胞经卡诺氏液固定后已死亡。
（2）选择材料不能随意:低温处理的是“_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ”而不是“任何细胞”。因为染色体数目发生变化是在细胞分裂时，处理其他细胞不会出现染色体数目加倍的情况。
（3）低温处理的理解误区:低温处理的目的只是抑制_ _ _ _ _ _ _ _ ，使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至导致细胞死亡。
【答案】分生组织细胞； 纺锤体形成
点拨
实验中的试剂及其作用
正误速判
1．（必2P88“相关信息”）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,有剧毒。 （ ）
【答案】√
2．（必2P88 正文）秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,从而使着丝粒不能分裂,染色体不能分配到两个子细胞。（ ）
【答案】×
【解析】秋水仙素不抑制着丝粒分裂。
3．（必2P89“探究·实践”）卡诺氏液可使组织细胞相互分离开。（ ）
【答案】×
【解析】卡诺氏液主要起固定作用，解离液使组织细胞分散开来。
4．（必2P89“探究·实践”）“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验过程中，解离、漂洗、染色、制片的操作方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
1．下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验，叙述正确的是（ ）
A. 低温诱导染色体数目加倍实验的原理是分裂间期低温能抑制纺锤体的形成
B. 使用卡诺氏液解离细胞后需用95%的酒精冲洗2次
C. 洋葱根尖在冰箱的冷藏室内诱导48～72h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝粒分裂
D. 在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞
【答案】D
【解析】纺锤体形成于有丝分裂前期，而不是间期，A错误；该实验中，卡诺氏液的作用是固定细胞，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次，B错误；低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒分裂，C错误。
2．（2026·湖北武汉联考）某兴趣小组在完成“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的基础上，进一步探究低温(4℃)诱导后进行常温(20℃)处理对大蒜根尖细胞染色体数目的影响，观察结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
注:加号表示染色体数目增加的细胞多少，“+”表示很少，“++”表示较多。
A. 低温会抑制着丝粒在纺锤丝的牵引下发生分裂
B. 要观察到“较多”的染色体数目增加的细胞，建议低温诱导时长最少为72h，常温处理时长最少为24h
C. 低温诱导后不进行常温处理，依然可以观察到染色体数目增加的细胞
D. 该实验自变量为温度和处理时长，因变量为染色体数目增加的细胞的数量
【答案】A
【解析】低温抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向两极，但不会影响着丝粒分裂，A错误。
能力提升课5 减数分裂与可遗传变异的关系
题型一 减数分裂与基因重组
1.区分自由组合与互换
（1）根据是否符合自由组合定律进行判定
①自交或测交比例符合自由组合定律，应是非同源染色体上非等位基因自由组合导致的基因重组。
②同源染色体上非姐妹染色单体互换导致的基因重组，其自交或测交比例一般不符合自由组合定律。
（2）根据配子种类及其比例进行判定
①一个精原细胞如果没有互换，只能产生两种基因型的精细胞，而如果发生互换，则能产生四种基因型不同的精细胞（如上图）。
②一个个体进行减数分裂产生配子时，因自由组合产生的配子比例相等，如出现AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1，说明两对基因位于非同源染色体上，并进行了自由组合；由于减数分裂过程中一般只有少部分细胞中存在互换，产生的配子往往表现出“两多两少”的特点，如配子比例为AB:Ab:aB:ab=4:1:1:4，说明Ab和aB两种基因型的配子是经互换产生的。
2.根据细胞分裂图像区分基因突变与基因重组
基因突变能产生新基因，基因重组只产生新的基因型，可以根据图像进行判定:
（1）若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，如甲细胞。
（2）若是减数分裂Ⅱ后期图像，两条子染色体上的两基因不同，且颜色相同，同白或同灰，则为基因突变的结果，如乙细胞。
（3）若是减数分裂Ⅱ后期图像，两条子染色体上的两基因不同，且颜色不一致，则为互换（基因重组）的结果，如丙细胞（其基因B处颜色为“灰色”）。
典题精练
1．（2025·浙江卷·17，2分）某二倍体雄性动物的基因型为AaBb，在其精原细胞有丝分裂增殖或减数分裂产生精子过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间可在如图所示的位点发生互换。下列叙述错误的是（ ）
A. 若有丝分裂中发生交换，该细胞产生的子细胞基因型为Aabb和AaBB
B. 若有丝分裂中未发生交换，该细胞产生的子细胞基因型为AaBb
C. 若减数分裂中发生交换，该细胞产生的精细胞基因型为AB、aB、Ab和ab
D. 若减数分裂中未发生交换，该细胞产生的精细胞基因型为aB和Ab
【答案】A
【解析】有丝分裂过程中，若发生如图所示的互换，两条染色体的基因情况为aB/ab和AB/Ab，后期着丝粒分裂可能产生AaBB、Aabb的子细胞或者2个AaBb子细胞，A错误。
2．（2025·海南海口模拟）某基因组成为AaXBXb的卵原细胞经减数分裂产生了一个基因组成为aXB的卵细胞和三个基因组成均不同的极体，该减数分裂过程中某一时期的细胞如图所示。若发生基因突变，只能发生一次。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 图示细胞可能是次级卵母细胞或第一极体
B. 该卵原细胞在产生卵细胞时发生了基因突变
C. 三个极体的基因组成分别为aXB、aXb、AXb
D. 基因B和b的分离仅发生在减数分裂Ⅰ后期
【答案】D
【解析】图示细胞无同源染色体，着丝粒未分裂，由于产生的卵细胞基因型为aXB，同时还产生三个基因组成均不同的极体，则图示细胞为次级卵母细胞，且在减数第一次分裂前期发生了互换，即第一极体为AaXbXb，另外三个极体为AXB、aXb、AXb，A、C错误；由题意及A、C选项分析可知，该卵原细胞未发生基因突变，B错误；由图可知，B/b基因所在染色体未发生基因突变和互换，则基因B和b的分离仅发生在减数第一次分裂后期，D正确。
题型二 减数分裂与染色体结构变异
1.染色体间的易位
单向易位指一条染色体的某一片段转移到了另一条染色体上，而相互易位则指两条染色体间相互交换了片段。易位会影响染色体的联会。
（1）单向易位
（2）相互易位（平衡易位）
2.倒位染色体的细胞学鉴定
典题精练
3．（2023·湖北卷·16，2分）DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列，可检测识别区间的任意片段，并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位，如图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体（染色体上“-”表示杂交信号），结果正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题干信息可知，某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间，且可检测识别区间的任意片段。果蝇Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位，该染色体的着丝粒两侧均存在探针识别的区段；另一条染色体未发生倒位，该染色体只有着丝粒的一侧存在探针识别的区段。当细胞经过DNA复制进入有丝分裂中期时，染色体上存在姐妹染色单体，则用题述探针检测细胞可以观察到部分区段发生倒位的Ⅱ号染色体着丝粒两侧各有两个杂交带，正常的Ⅱ号染色体只有着丝粒的一侧存在两个杂交带，所以B正确。
4．（经典高考）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，若图示联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律（不考虑染色体互换），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）
【答案】C
【解析】正常男性的初级精母细胞含有46条染色体，而男性携带者的初级精母细胞中一条14号和一条21号染色体融合成一条染色体，所以只含有45条染色体，B正确；若只考虑图中的3种染色体，且将14/21平衡易位染色体标记为R，由于该染色体携带者的联会复合物遵循同源染色体分离、非同源染色体自由组合的规律，因此产生配子的染色体组成可能为21、14+R、14、21+R、R、21+14，共6种，其中染色体数目最多为23条，最少为22条，女性携带者的卵子最多含23种形态不同的染色体，C错误，D正确。
题型三 减数分裂的特殊情况分析
1.几种常考变异类型产生配子的种类和比例
分析三体产生的配子类型时，为了避免混淆，可以进行标号，如AAa可以记为A1A2a，则染色体的三种分离方式为1A1A2、1a,1A1、1A2a,1A2、1A1a，最后把A合并即可得到各种配子的比例。四体的分析也可以采用类似的方法。
2.根据异常配子判断减数分裂异常的原因
注:以一个基因型为XbY的精原细胞为例，O表示不含有X和Y。
3.细胞中因变异而出现等位基因的原因
除了杂合子的同源染色体上正常含有等位基因外，纯合子细胞中出现等位基因、姐妹染色单体上出现等位基因、二倍体的配子中出现等位基因，都属于变异现象，下面分析其可能的原因:
注:丙、丁是基因型为AaBb（两对基因独立遗传）的某种二倍体动物的两个正处在分裂状态的细胞。
（1）一定源自基因突变:
①体细胞中发生（如图甲）。
②发生时间在间期。
③亲本基因纯合。
（2）一定源自互换:
①姐妹染色单体的相同位置有两种颜色（如图乙A所在的染色体部分为灰色，a所在的染色体为白色）。
②发生时间是减数分裂Ⅰ前期。
（3）无任何提示，基因突变或互换都有可能。
（4）若同源染色体同一位置或姐妹染色单体同一位置出现“不同字母”的基因，如A与B(b)，则可能发生了染色体结构变异（如丙、丁为易位）。
典题精练
5．（2026·甘肃白银期末）基因A1和A2均位于果蝇的Y染色体上且位置相同(A1控制甲性状，A2控制乙性状)。已知在减数分裂过程中，染色体组成为XXY的细胞，其三条性染色体中的任意两条染色体可移向细胞一极，另一条移向另一极。为确定A1和A2的相对显隐性，研究者将正常的具有甲性状的雄果蝇与染色体组成为XXY的具有乙性状的雌果蝇进行杂交，获得数量众多的F1。果蝇的性染色体组成与性别的关系如表所示。下列叙述错误的是（ ）
A. XYA1产生的配子及比例为X:YA1=1:1
B. XXYA2产生的配子及比例为X:XYA2:XX:YA2=2:2:1:1
C. 若F1雄性后代表现为甲性状∶乙性状=3:2，则基因A1为显性
D. 若F1雄性后代表现为甲性状∶乙性状=2:3，则基因A2为显性
【答案】C
【解析】在形成配子时，同源染色体分离，XYA1产生的配子及比例为X:YA1=1:1，A正确；XXYA2有3条性染色体，产生配子时任意两条染色体可移向细胞一极，另外一条移向另一极，产生的配子及比例为X:XYA2:XX:YA2=2:2:1:1，B正确；正常的具有甲性状的雄果蝇XYA1与染色体组成为XXY的具有乙性状的雌果蝇XXYA2进行杂交，前者产生的配子及比例是X:YA1=1:1，后者产生的配子及比例为X:XYA2:XX:YA2=2:2:1:1，YY个体致死，雄性后代中含有A1或A2的基因型及比例为XYA1:XYA2:XYA1YA2=2:1:2，如果基因A1为显性，则XYA1YA2为甲性状，因此雄性后代表现为甲性状∶乙性状=4:1，如果基因A2为显性，则XYA1YA2为乙性状，因此雄性后代表现为甲性状∶乙性状=2:3，C错误，D正确。
6．（2025·云南昆明模拟）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。下列叙述错误的是（ ）
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可能来源于基因突变
C. 丙图细胞中b所在的两条染色体不是同源染色体
D. 丁图细胞的子细胞为精子或极体
【答案】A
【解析】该生物基因型为AaBb，由于甲图细胞处于有丝分裂后期，有丝分裂过程中不会发生染色体互换（染色体互换发生在减数分裂过程中），所以基因a最可能来源于基因突变，A错误；乙图细胞处于减数第二次分裂中期，基因a可能来源于染色体互换或基因突变，B正确；丙图细胞处于减数第二次分裂后期，细胞中b所在的两条染色体是由姐妹染色单体分开形成的，不是同源染色体，C正确；丁图细胞细胞质均等分裂，且着丝粒分裂，处于减数第二次分裂后期，可能是次级精母细胞或第一极体，所以其子细胞为精子或极体，D正确。
题型四 利用染色体变异进行基因的定位
1.利用三体定位
2.利用单体定位
3.利用染色体片段缺失定位
典题精练
7．（2025·安徽六安模拟）二倍体生物中，体细胞中某对同源染色体缺失一条的个体称为单体，体细胞中某对同源染色体多一条的个体称为三体，单体和三体都可以用于基因定位。某大豆突变株表现为矮茎(aa)，为确定A/a基因是否位于2号染色体上，将该突变株作为父本，分别与单体（2号染色体缺失一条）、三体（2号染色体多一条）纯合高茎大豆植株杂交得F1。单体和三体产生的配子均可育，而一对同源染色体均缺失的个体致死。下列叙述错误的是（ ）
A. 通过突变株与单体杂交的结果即可进行基因定位，而与三体杂交的结果则不能
B. 若A、a基因位于2号染色体上，则该突变株与三体杂交得F1，F1自交所得F2的表型比例为6:5
C. 若该突变株与单体杂交得F1，F1随机交配所得F2中高茎∶矮茎=7:8，则A、a基因位于2号染色体上
D. 若a基因不位于2号染色体上，两种杂交形式下的F1连续自交n代，则矮茎的比例均为1/2−1/2n+1
【答案】B
【解析】该突变株与单体杂交，突变株的基因型为aa，若A/a基因位于2号染色体上，单体纯合高茎大豆植株的基因型为AO(O表示染色体缺失)，二者杂交子代中Aa:aO=1:1，表现为高茎和矮茎，若A/a基因不位于2号染色体上，单体纯合高茎大豆植株的基因型为AA，二者杂交子代均为Aa，表现为高茎；该突变株与三体杂交，若A/a基因位于2号染色体上，三体纯合高茎大豆植株的基因型为AAA，AAA产生的配子为AA或A，因此二者杂交子代为AAa或Aa，均为高茎，若A/a基因不位于2号染色体上，三体纯合高茎大豆植株的基因型为AA，二者杂交子代均为Aa，也均表现为高茎，因此通过突变株与单体杂交的结果即可进行基因定位，而与三体杂交的结果则不能，A正确；若A、a基因位于2号染色体上，aa与AAA杂交，F1基因型为AAa:Aa=1:1，其中AAa产生的配子为AA:Aa:A:a=1:2:2:1，F1中AAa自交后代中矮茎所占的比例为1/6×1/6=1/36，而Aa自交后代中矮茎所占的比例为1/2×1/2=1/4，则F2中矮茎所占的比例为1/2×1/36+1/2×1/4=10/72，高茎所占的比例为1−10/72=62/72，即高茎∶矮茎=31:5，B错误；若A、a基因位于2号染色体上，突变株(aa)与单体(AO)杂交，F1基因型为Aa:aO=1:1，产生配子为A:a:O=1:2:1，其随机交配后代中高茎所占比例为1/4×1/4(AA)+1/4×2/4×2(Aa)+1/4×1/4×2(AO)=7/16，矮茎所占比例为2/4×2/4(aa)+1/4×2/4×2(aO)=8/16，则F2中高茎∶矮茎=7:8，C正确；若a基因不位于2号染色体上，F1的基因型都为Aa，F1连续自交n代，杂合子的比例为1/2n，矮茎的比例为(1−1/2n)/2=1/2−1/2n+1，D正确。
8．染色体数目变异类型多样,其中缺失一条染色体的情况称为单体(2n−1),增加一条染色体称为三体(2n+1)。黑腹果蝇是遗传学研究的常用材料,染色体组成如图所示。Ⅳ号染色体（点状染色体）单体和三体的果蝇均能够繁殖,分析回答下列问题。
（1） 果蝇的性别决定方式为_ _ _ _ _ _ _ _ 。Ⅳ号染色体单体的雌性黑腹果蝇减数分裂产生的配子种类有_ _ _ _ 种,染色体数量分别为_ _ _ _ 条。
（2） 在黑腹果蝇群体中偶然出现一只染色体正常的无眼果蝇,已知无眼为隐性性状,野生型为显性性状,受一对等位基因控制,但是不确定这对等位基因是位于Ⅲ号还是Ⅳ号染色体上,科研人员分成两个小组分别进行了以下实验,请补充完成以下探究实验。
① 甲组:取Ⅳ号染色体单体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交,若子一代表型及比例约为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,说明这对等位基因位于Ⅲ号染色体上;若子一代表型及比例约为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,说明这对等位基因位于Ⅳ号染色体上。
② 乙组:取Ⅳ号染色体三体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交,子一代全为野生型,子一代雌雄果蝇杂交,若子二代表型及分离比为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上。
【答案】（1） XY型；2；3和4
（2） ① 野生型∶无眼=1:0；野生型∶无眼=1:1
② 野生型∶无眼=8:1
【解析】
（1） 由题图可知,果蝇的性别决定方式为XY型。Ⅳ号染色体单体的雌性黑腹果蝇体细胞中有7条染色体,减数分裂产生配子时,同源染色体分离,单个的Ⅳ号染色体随机移向一极,则形成的配子中含有的染色体数为3条和4条,配子种类共2种。
（2） 已知无眼为隐性性状,野生型为显性性状,受一对等位基因控制,假设用A、a来表示。为研究这对等位基因是位于Ⅲ号还是Ⅳ号染色体上做了两组实验。
（2） ① 甲组:取Ⅳ号染色体单体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交,若这对等位基因位于Ⅲ号染色体上,后代的遗传与Ⅳ号染色体无关,则亲本的基因型分别为AA、aa,子一代全为野生型（基因型为Aa）,即野生型∶无眼=1:0;若这对等位基因位于Ⅳ号染色体上,则Ⅳ号染色体单体野生型果蝇只含有一个显性基因（假设用O表示缺失一条染色体,即基因型为AO）,与该无眼果蝇（基因型为aa）杂交,后代会出现野生型（基因型为Aa）和无眼（基因型为aO）两种表型,比例为1:1。
② 乙组:取Ⅳ号染色体三体野生型果蝇与该无眼果蝇杂交,子一代全为野生型,子一代雌雄果蝇杂交,若无眼基因位于Ⅳ号染色体上,Ⅳ号染色体三体野生型果蝇（基因型为AAA）会产生两种配子:一种为A,另一种为AA,比例为1:1,与该无眼果蝇（基因型为aa）杂交,子一代全为野生型,基因型及比例为AAa:Aa=1:1,子一代雌雄果蝇杂交,基因型为AAa的个体产生的配子及比例为AA:a:Aa:A=1:1:2:2,基因型为Aa的个体产生的配子及比例为A:a=1:1,则产生的基因型为a的雌雄配子均占1/3,后代无眼果蝇所占的比例为1/3×1/3=1/9,野生型所占的比例为1−1/9=8/9,即子二代表型及分离比为野生型∶无眼=8:1。
第25讲 生物的进化
课标要求
1.举例说明地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先。
2.阐明适应是自然选择的结果，概述自然选择学说为核心的生物现代进化理论，举例说明变异、选择和隔离可导致新物种形成。
3.活动:探讨生物进化观点的价值，讨论自然选择使种群的基因频率发生变化，探讨耐药菌的出现与抗生素滥用的关系。
考点一 生物有共同祖先的证据
回归教材 强基础
1．达尔文的生物进化论的主要组成
【答案】原始的共同祖先； 生物进化； 适应的形成； 物种形成
2．生物有共同祖先的证据
（1） 地层中陈列的证据——化石
（2） 比较解剖学证据
（3） 胚胎学证据
（4） 细胞和分子水平的证据
【答案】（1） 遗体、遗物或生活痕迹；种类及其形态、结构、行为
（2） 形态和结构；同源器官；生活环境；共同祖先
（3） 胚胎的形成；发育过程；共同祖先
（4） 代谢、生长和增殖；共同祖先；DNA和蛋白质；原始祖先；亲缘关系的远近
正误速判
1．（必2P100 正文）共同由来学说揭示了生物进化的机制，解释了物种形成的原因。（ ）
【答案】×
【解析】共同由来学说指出地球上的生物都由共同祖先进化而来。
2．（2024·黑吉辽卷·8改编）鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据，研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值。（ ）
【答案】√
3．（必2P104 正文）亲缘关系越近的生物细胞代谢方面的共同特征就越多。（ ）
【答案】√
4．（必2P104 正文）DNA中的碱基序列相似程度越大，生物的亲缘关系可能越近。（ ）
【答案】√
5．（必2P104“概念检测”）人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，这说明人和鱼有共同的祖先。（ ）
【答案】√
6．（2022·北京卷·6改编）人与黑猩猩成体的血红蛋白均由α 和β 两种肽链组成，但α 链的相同位置上有一个氨基酸不同，这否定了生物有共同的祖先。（ ）
【答案】×
7．（2023·河北卷·4改编）真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA能表明地球上所有细胞生命具有共同祖先。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
考向一 考查生物有共同祖先的证据
1．（2025·甘肃卷·7，3分）我国古生物化石种类繁多。其中，在甘肃和政县发现的以铲齿象、和政羊与三趾马为代表的古脊椎动物化石群具有极高的研究价值。下列叙述错误的是（ ）
A. 铲齿象、和政羊与三趾马化石可以为研究哺乳动物的进化提供直接证据
B. 根据铲齿象特有的下颌和牙齿形态特征，可以推断它的食性和生活环境
C. 通过自然作用保存在地层中的和政羊、三趾马等动物的粪便不属于化石
D. 不借助化石而通过现生生物的比较分析也可以推断生物进化的部分历史
【答案】C
【解析】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，动物的粪便化石属于遗物化石，C错误。
2．（2024·浙江1月选考卷·6，2分）痕迹器官是生物体上已经失去用处，但仍然存在的一些器官。鲸和海牛的后肢已经退化，但体内仍保留着后肢骨痕迹；食草动物的盲肠发达，人类的盲肠已经极度退化，完全失去了消化功能。据此分析下列叙述错误的是（ ）
A. 后肢骨痕迹的保留说明鲸和海牛起源于陆地动物
B. 人类的盲肠退化与进化过程中生活习性的改变有关
C. 具有痕迹器官的生物是从具有这些器官的生物进化而来的
D. 蚯蚓没有后肢的痕迹器官，所以和四足动物没有共同祖先
【答案】D
【解析】蚯蚓没有后肢的痕迹器官，但可能有其他痕迹器官和四足动物类似，也可能是和四足动物类似的痕迹器官在进化中消失了，不能说明其和四足动物没有共同祖先，D错误。
考向二 考查物种进化关系的分析
3．（2024·安徽卷·13，3分）如图是甲与其他四种生物β−珠蛋白前40个氨基酸的序列比对结果，字母代表氨基酸，“·”表示该位点上的氨基酸与甲的相同，相同位点氨基酸的差异是进化过程中β−珠蛋白基因发生突变的结果。下列叙述错误的是（ ）
A. 不同生物β−珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大
B. 位点上未发生改变的氨基酸对维持β−珠蛋白功能稳定可能更重要
C. 分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系
D. 五种生物相互比较，甲与乙的氨基酸序列差异最大，亲缘关系最远
【答案】D
【解析】由密码子的简并现象等可推测不同生物β−珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大，A正确；相同位点氨基酸的差异数越大说明生物的亲缘关系越远，比较五种生物的β−珠蛋白前40个氨基酸的序列知，甲与乙的氨基酸序列差异数为11个，而乙和丙的氨基酸序列差异数为13个，且由于β−珠蛋白第40位氨基酸之后的序列比对结果未知，因此无法判断甲与乙的亲缘关系是否最远，D错误。
4．（2025·河南卷·7，3分）系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图。研究人员结合形态学和分子证据，构建了绿色植物的系统进化关系，示意简图如下。下列推断正确的是（ ）
A. 植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果
B. 基因重组增强了生物变异的多样性，但不影响进化的速度和方向
C. 绿藻化石首次出现地层的年龄小于苔藓植物化石首次出现地层的年龄
D. 裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系远
【答案】A
【解析】系统进化树展示了绿色植物如何从共同祖先逐渐演变出不同物种的过程，体现了“共同由来学说”（所有生物有共同祖先），同时，自然选择是驱动不同类群适应环境并进化的核心机制，因此植物的系统进化关系是自然选择的结果，A正确。基因重组通过增加生物变异的多样性，为进化提供原材料，虽然进化的方向由自然选择决定，但变异速率会影响进化速度，如更多的适应性变异可能加速生物进化，B错误。在系统进化树中，绿藻更早演化，苔藓植物是后续分支，即与苔藓相比，绿藻更原始、更低等，其化石出现在更古老的地层中，首次出现地层的年龄应大于苔藓植物，C错误。由进化树上的分支，可以看出裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系近，D错误。
考点二 自然选择学说
回归教材 强基础
1．适应的普遍性和相对性
【答案】形态结构； 生存和繁殖； 普遍； 相对
点拨 适应相对性的根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。
2．适应是自然选择的结果
（1） 拉马克的进化学说
（2） 达尔文的自然选择学说
点拨 拉马克和达尔文都认为生物是由简单到复杂、由低等到高等逐渐进化的。拉马克认为变异是定向的，都是适应环境的；而达尔文认为变异在环境变化之前已经产生，且是不定向的，环境只是起选择作用。
（3） 达尔文以后进化理论的发展
① 发展原因:关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认识到了_ _ _ _ _ _ _ _ 的本质；关于适应以及物种的形成等问题的研究，已经从以生物个体为单位，发展到以_ _ _ _ 为基本单位。
② 发展的结果:形成了以_ _ _ _ _ _ _ _ 学说为核心的现代生物进化理论。
【答案】（1） 用进废退；获得性遗传；物种不变论
（2） 过度繁殖；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；性状
（3） ① 遗传和变异；种群
② 自然选择
3．隔离在物种形成中的作用
（1） 物种
（2） 隔离
（3） 新物种形成的一般过程
【答案】（1） 生殖
（2） 相互交配；可育的后代；同种；基因交流
（3） 突变和基因重组；基因交流；自然选择；基因库；生殖隔离
整合·微点
物种形成与生物进化的区别与联系
4．实验:探究抗生素对细菌的选择作用
（1） 实验原理
一般情况下，一定浓度的抗生素会_ _ _ _ _ _ _ _ ，但变异的细菌可能产生_ _ _ _ _ _ 。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，_ _ _ _ _ _ 有可能存活下来。
（2） 实验过程
（3） 预期实验结果:抑菌圈直径随着传代次数增加而_ _ _ _ ；抑菌圈的逐代缩小说明细菌对抗生素的抗性逐代_ _ _ _ 。
【答案】（1） 杀死细菌；耐药性；耐药菌
（2） 倒置；抑菌圈；平均值；抑菌圈边缘
（3） 减小；增强
点拨 实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，目的是防止对环境造成污染。
正误速判
1．（必2P107 正文）拉马克认为因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的。（ ）
【答案】√
2．（必2P108 正文）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。（ ）
【答案】√
3．（必2P109“概念检测”）适应相对性的根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。（ ）
【答案】√
4．（2023·广东卷·5）自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正。（ ）
【答案】×
【解析】自然选择学说和共同由来学说是达尔文生物进化论的两大学说，自然选择学说揭示了生物进化的机制，没有修正共同由来学说的观点，两者不存在修正关系。
5．（2021·湖南卷·8）金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成，人工选择使鲫鱼发生变异，产生多种形态。（ ）
【答案】×
【解析】人工选择只对鲫鱼的变异类型起选择作用，不能使鲫鱼发生变异。
灵活运用 提能力
考向一 考查自然选择与适应的形成
1．（2025·河北卷·12，2分）僧帽蚤接触到天敌昆虫的气味分子（利它素）后，头盔会明显增大，从而降低被天敌昆虫捕食的风险。如图所示，僧帽蚤母本和子代接触利它素的情况不同，对子代头盔占身体比例的影响具有明显差异。下列分析错误的是 （ ）
A. 母本接触利它素可增大幼年子代头盔占身体的比例
B. 受利它素刺激后，僧帽蚤发生基因突变，导致头盔占身体的比例增大
C. 僧帽蚤受利它素刺激后头盔增大的特性是自然选择的结果
D. 在没有利它素时，僧帽蚤发育过程中头盔占身体的比例会减小
【答案】B
【解析】
利它素刺激僧帽蚤，使其头盔占身体的比例增大，从而降低被天敌捕食的风险，有利于生存和繁衍，因此，利它素刺激引起的表型变化，是自然选择的结果，利它素不能使僧帽蚤发生相应基因突变，B错误，C正确。
2．（2023·海南卷·10，3分）某学者按选择结果将自然选择分为三种类型，即稳定选择、定向选择和分裂选择，如图。横坐标是按一定顺序排布的种群个体表型特征，纵坐标是表型频率，阴影区是环境压力作用的区域。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 三种类型的选择对种群基因频率变化的影响是随机的
B. 稳定选择有利于表型频率高的个体
C. 定向选择的结果是使种群表型均值发生偏移
D. 分裂选择对表型频率高的个体不利，使其表型频率降低
【答案】A
【解析】三种类型的选择都会使种群基因频率发生定向变化，A错误；由图可知，稳定选择的环境压力对表型频率低的个体不利，有利于表型频率高的个体，B正确；定向选择中环境压力对某种表型频率低的个体不利，使种群表型均值发生偏移，C正确；分裂选择中环境压力对表型频率高的个体不利，使其表型频率降低，D正确。
考向二 考查隔离与物种形成
3．（2025·广东卷·12，2分）果蝇外骨骼角质中表皮烃的含量不仅影响果蝇的环境适应能力，也影响果蝇的交配对象选择（如图）。表皮烃的合成受mFAS基因控制。下列叙述错误的是 （ ）
A. 突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成
B. 自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境
C. 果蝇种群A和种群B交配减少加速了新物种的形成
D. mFAS基因突变带来的双重效应足以导致生殖隔离
【答案】D
【解析】突变为进化提供原材料，自然选择可使果蝇种群A和种群B朝不同的方向进化，使A和B两个种群间的基因库差异逐渐变大，推动了物种A和物种B的形成，A正确；自然选择使适应相应环境的个体生存，不适应的个体被淘汰，具有低表皮烃性状的果蝇种群A在潮湿环境中形成果蝇物种A，说明自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境，B正确；种群A和种群B交配减少，基因交流减少，会使两个种群基因库差异越来越大，加快生殖隔离的形成，进而加速新物种的形成，C正确；mFAS基因突变的双重效应：一是性状改变导致交配选择改变（但突变后未立即形成生殖隔离），二是环境适应性改变，但生殖隔离一般是长期进化的结果，一个基因突变的“双重效应”还不足以导致生殖隔离，D错误。
4．（2024·甘肃卷·7，3分）青藏高原隆升引起的生态地理隔离促进了物种的形成。该地区某植物不同区域的两个种群，进化过程中出现了花期等性状的分化，种群甲花期结束约20天后，种群乙才开始开花，研究发现两者间人工授粉不能形成有活力的种子。下列叙述错误的是（ ）
A. 花期隔离标志着两个种群间已出现了物种的分化
B. 花期隔离进一步增大了种群甲和乙的基因库差异
C. 地理隔离和花期隔离限制了两种群间的基因交流
D. 物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程
【答案】A
【解析】花期隔离会导致两个种群间个体不能交配，但不一定出现生殖隔离，生殖隔离标志着两个种群间出现了物种的分化，A错误。
题后悟道
物种形成的三种模式
考向三 探究抗生素对细菌的选择作用
5．（2025·湖南益阳一模）为探究某种抗生素对细菌的选择作用，实验人员在接种了金黄色葡萄球菌的培养基中放置了含某种抗生素的圆形滤纸片和不含抗生素的圆形滤纸片，一段时间后测量滤纸片周围抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌富集培养，然后重复上述步骤培养三代，结果如表所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 一定浓度的抗生素会诱导细菌产生耐药性的变异
B. 采用平板划线法将金黄色葡萄球菌接种到固体培养基上
C. ②③④号区域中滤纸片所含抗生素浓度逐代升高
D. 随培养代数增多，抑菌圈的直径越小，说明细菌的耐药性越强
【答案】D
【解析】细菌耐药性的变异是在使用抗生素之前就已存在，一定浓度的抗生素起选择作用，能够筛选出具有耐药性的细菌，A错误；采用稀释涂布平板法将金黄色葡萄球菌接种到固体培养基上，B错误；各组前后对照，根据抑菌圈的直径判断细菌的耐药性强度，因此要保持各代滤纸片所含抗生素浓度不变，C错误。
6．（2025·河北承德摸底）抗生素的使用量与细菌耐药率变化存在一定的关联性。如图为2018—2021年某医院住院患者某类抗生素的人均使用量和某种细菌对该类抗生素的耐药率调研结果。下列分析错误的是（ ）
A. 抗生素人均使用量与细菌耐药率提高呈正相关
B. 细菌的耐药基因频率上升导致细菌耐药率提高
C. 抗生素剂量加大使用引起抗药基因突变率提高
D. 交替使用不同类型的抗生素可缓解耐药率提高
【答案】C
【解析】基因突变可以自发产生，具有普遍性和不定向性，抗生素剂量加大使用只是对细菌进行选择，不会引起抗药基因突变率提高，C错误。
考点三 基因频率及基因型频率的计算
回归教材 强基础
1．种群基因组成的变化
（1） 种群和种群基因库
（2） 种群基因频率的变化
（3） 自然选择对种群基因频率变化的影响
【答案】（1） 同种；全部；基因；等位基因数；基因频率
（2） 染色体变异；等位基因；有性生殖；基因型；原材料；进化的方向
（3） 不利变异；有利变异；表型；基因；基因频率；定向；一定的方向
点拨自然选择是定向的，但并不是说只向一个方向选择，如常刮大风的海岛上昆虫就朝无翅和翅发达两个方向进化。
2．基因频率与基因型频率
【答案】种群基因频率； 不一定
正误速判
1．（2023·福建卷·6）玉米由类玉米逐步驯化而来，玉米驯化过程没有产生新物种，基因频率没有改变。（ ）
【答案】×
【解析】生物进化的实质是种群基因频率的改变，玉米是类玉米进化而来的，说明玉米在进化过程中基因频率发生了改变。
2．（必2P110 正文）种群是生物繁殖的基本单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。（ ）
【答案】√
3．（必2P111“思考·讨论”）在一个遗传平衡的群体中,种群个体连续自交多代后,该种群基因频率没有改变,没有进化。（ ）
【答案】√
4．（必2P111“思考·讨论”）杂合子连续自交,基因频率不发生改变,基因型频率发生改变。（ ）
【答案】√
5．（必2P111“思考·讨论”）处于遗传平衡中的某群体中雌雄个体自由交配，基因频率和基因型频率都不发生改变。（ ）
【答案】√
6．（必2P112、113“探究·实践”）一个种群中,控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1。（ ）
【答案】√
7．（必2P114“概念检测”）基因频率变化由基因突变和基因重组引起，不受环境的影响。（ ）
【答案】×
8．（必2P114“概念检测”）某地区红绿色盲患者在男性中约占8%，在女性中约占0.64%，由此可知，红绿色盲基因Xb的基因频率约为8%。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
题型一 根据定义法计算基因频率和基因型频率
1.等位基因位于常染色体上时（以A 、a 为例）
（1）已知基因型个体数,求基因频率
某基因频率=该基因数目该基因及其等位基因总数×100%
PA=2NAA+NAa2(NAA+NAa+Naa)×100%
Pa=NAa+2Naa2(NAA+NAa+Naa)×100%
(PA、Pa表示A、a的基因频率,NAA、NAa、Naa表示三种基因型个体数)
（2）已知基因型频率,求基因频率
设有N个个体的种群,AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3,A、a的基因频率分别用PA、Pa表示,AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示,则:
PA=2n1+n22N=n1N+12×n2N=PAA+12PAa
Pa=2n3+n22N=n3N+12×n2N=Paa+12PAa
由以上公式可以得出下列结论:
某基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率:
A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率；
a的基因频率=aa的基因型频率+1/2Aa的基因型频率。
2.等位基因位于性染色体上时（以XB 、Xb 为例）
（1）XBXb基因型频率=XBXb个体数个体总数×100%
（2）XB基因频率=XB基因数目XB、Xb基因总数×100%=XBXB个体数×2+XBXb个体数+XBY个体数雌性个体数×2+雄性个体数×100%
（3）Xb基因频率=Xb基因数目XB、Xb基因总数×100%=XbXb个体数×2+XBXb个体数+XbY个体数雌性个体数×2+雄性个体数×100%
（4）雄性中相关基因频率和基因型频率的关系
针对训练
1．（2024·江西卷·4，2分）某水果的W基因（存在多种等位基因）影响果实甜度。研究人员收集到1 000棵该水果的植株，它们的基因型及对应棵数如表。据表分析，这1 000棵植株中W1的基因频率是（ ）
A. 16.25%B. 32.50%C. 50.00%D. 67.50%
【答案】A
【解析】基因频率是一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比值，由题可知，1000棵植株中，基因W1的个数为211+114=325，1000个个体中的全部等位基因数为2000，W1的基因频率为325÷2000×100%=16.25%，故选A。
2．桦尺蛾体色受一对等位基因S（黑色）和s（浅色）控制。某年桦尺蛾种群中相应基因型频率为SS70%、Ss20%、ss10%。若该种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体(SS和Ss)每年增加10%。下列叙述错误的是（ ）
A. 当年基因频率为S80%、s20%
B. 第二年S的基因频率约为88%
C. 第二年Ss的基因型频率约为20.4%
D. 几年后s基因频率不会变为0
【答案】B
【解析】由于该种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体(SS和Ss)每年增加10%，则第二年ss占(10%−10%×10%)÷[(10%−10%×10%)+(90%+90%×10%)]×100%≈8.3%，SS占(70%+70%×10%)÷[(10%−10%×10%)+(90%+90%×10%)]×100%≈71.3%，Ss占(20%+20%×10%)÷[(10%−10%×10%)+(90%+90%×10%)]×100%≈20.4%，即S的基因频率约为71.3%+20.4%×1/2=81.5%，B错误。
3．某生物兴趣小组抽样调查的500人中,各种基因型和人数情况如表所示,则这500人中,Xb的基因频率为（ ）
A. 5.2%B. 6%C. 7.5%D. 20%
【答案】C
【解析】Xb基因的总数=14+8×2+30=60,(XB+Xb)基因的总数=(278+14+8)×2+170+30=800，Xb的基因频率=Xb基因的总数(XB+Xb)基因的总数×100%=60800×100%=7.5%。
题型二 根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
1.遗传平衡定律的适用条件与计算公式
2.根据发病率求基因频率的计算方法
3.伴性遗传中的应用说明
以红绿色盲为例，相关基因用B、b表示:
①当基因位于X染色体上时，在雄性个体中，基因的频率等于带有该基因的基因型频率。
②人群中色盲基因的频率=男性中色盲基因的频率=女性中色盲基因的频率
③设色盲基因Xb的频率=q，正常基因XB的频率=1−q=p，基因型频率计算结果具体如表。
4.自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律
针对训练
4．某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，且种群数量足够大、不发生基因突变、自然选择不起作用、没有迁入迁出，则下列分析错误的是（ ）
A. 如果种群中个体间随机交配，该种群的子一代中aa的基因型频率为0.25
B. 如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率会发生改变
C. 如果该种群个体只在相同基因型之间进行交配，其子一代中AA的基因型频率为0.4
D. 如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，AA的基因型频率会发生改变
【答案】B
【解析】由题意可知，该种群数量足够大、不发生基因突变、自然选择不起作用、没有迁入迁出，可以认为遵循遗传平衡定律，根据遗传平衡定律可知，该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率不会发生改变，B错误。
5．（2024·湖北卷·14，2分）某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个体数的比例为1:1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病（由Z染色体上h基因决定）。下列叙述正确的是（ ）
A. 该种群有11%的个体患该病
B. 该种群h基因的频率是10%
C. 只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有6种
D. 若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，H基因频率不变
【答案】B
【解析】由题可知，该动物种群中，雌性个体中基因型为ZhW的个体占1/10，由于雌∶雄=1:1，所以该动物种群中Zh的频率为1/10，ZH的频率为9/10，则该动物种群中雌配子的类型及比例为1/20Zh、9/20ZH、10/20W，雄配子的类型及比例为1/10Zh、9/10ZH，B正确；由上述分析可知，在该动物种群中患病个体的频率为1/10×1/20+1/10×10/20=11/200，A错误；若只考虑该对基因，该动物种群中存在5种基因型，即ZhZh、ZHZh、ZHZH、ZHW、ZhW，C错误；若该种群中患甲病的雄性个体减少，h基因会随之减少，群体中H基因频率会增加，D错误。
考点四 协同进化与生物多样性的形成
回归教材 强基础
1．协同进化——不发生在同种生物之间
【答案】不同物种； 进化； 物种多样性
2．生物多样性的形成
【答案】遗传； 生态系统； 协同进化； 基因重组； 消费者
点拨
生物多样性三个层次间的关系
3．生物进化理论在发展
（1） 中性突变学说:基因突变对生物适应性的影响不是_ _ _ _ _ _ _ _ 的，大量的基因突变是中性的；决定生物进化方向的是_ _ _ _ _ _ _ _ 的逐渐积累，而不是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 物种的形成并不都是渐变的过程，而是物种_ _ _ _ _ _ _ _ 与迅速形成新种交替出现的过程。
【答案】（1） 非益即害；中性突变；自然选择
（2） 长期稳定
（3）生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。
正误速判
1．（2022·湖北卷·12改编）某植物出现了2种黄叶突变体，两种突变体的出现增加了物种多样性。（ ）
【答案】×
【解析】两种突变体之间并无生殖隔离，仍属同一物种，只能体现遗传多样性。
2．（必2P119 正文）捕食者的存在促进了被捕食者种群的发展。（ ）
【答案】√
3．（必2P121 正文）最早的光合生物产生的氧气为好氧生物的出现创造了前提条件。（ ）
【答案】√
4．（必2P122 正文）最早的生物化石是古细菌化石，此时期的生态系统中有生产者、消费者和分解者。（ ）
【答案】×
【解析】消费者出现较晚。
5．（2022·辽宁卷·3）新物种的形成意味着生物类型和适应方式的增多，生物之间既相互依存又相互制约，生物多样性是协同进化的结果。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
考向一 考查种群基因组成的变化
1．（2023·浙江6月选考卷·9，2分）浙江浦江县上山村发现了距今1万年的稻作遗址，证明我国先民在1万年前就开始了野生稻驯化。经过长期驯化和改良，现代稻产量不断提高。尤其是袁隆平院士团队培育成的超级杂交稻品种，创造水稻高产新纪录，为我国粮食安全作出杰出贡献。下列叙述正确的是（ ）
A. 自然选择在水稻驯化过程中起主导作用
B. 现代稻的基因库与野生稻的基因库完全相同
C. 驯化形成的现代稻保留了野生稻的各种性状
D. 超级杂交稻品种的培育主要利用基因重组原理
【答案】D
【解析】水稻驯化过程中起主导作用的是人工选择，而不是自然选择，A错误；现代稻是野生稻经过长期驯化和改良而来的，二者基因库有较大的差别，既有相同基因，也有不同的基因，B错误；现代稻由野生稻经过长期驯化和改良而来，因此其既保留了野生稻的优良性状，淘汰了野生稻的不良性状，也形成了许多新的优良性状，C错误；超级杂交稻品种的育种方法为杂交育种，主要利用了基因重组原理，D正确。
2．（2025·安徽卷·10，3分）粗糙玉蜀螺是一种分布于海岸边的小海螺，其天冬氨酸转氨酶活性受一对等位基因Aat100和Aat120控制。至1987年，这对等位基因的频率在该种群世代间保持相对稳定（低潮带Aat120基因频率为0.4）。1988年，该螺分布区发生了一次有毒藻类爆发增殖，藻类分泌的藻毒素使低潮带个体大量死亡，而高潮带个体受影响较小，此后高潮带个体向低潮带扩散。1993年，种群又恢复到1987年的相对稳定状态。Aat120基因频率变化如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 1987年，含Aat120基因的个体在低潮带比高潮带具有更强的适应能力
B. 在自然选择作用下，1993年后低潮带Aat100基因频率将持续上升
C. 1988—1993年，影响低潮带种群基因频率变化的主要因素是个体迁移
D. 1993年，含Aat100基因的个体在低潮带种群中所占比例为84%
【答案】D
【解析】由图可知，1987年，高潮带中Aat120基因频率明显高于低潮带中的，说明含Aat120基因的个体在高潮带具有更强的适应能力，A错误。由题干可知，1993年种群又恢复到相对稳定的状态，则1993年后低潮带Aat100基因频率不会持续上升，B错误。1988年有毒藻类爆发增殖，导致低潮带个体大量死亡，而在此之后，高潮带中的个体向低潮带扩散，导致Aat120基因的基因频率显著上升；但含Aat120基因的个体不能更好地适应低潮带，导致Aat120基因的基因频率显著下降，C错误。Aat120基因和Aat100基因是一对等位基因，由图已知Aat120基因频率约为0.4，则Aat100基因频率约为0.6，含Aat100基因的个体所占比例=1−不含Aat100基因的个体所占比例=1−0.4×0.4=0.84，D正确。
考向二 考查协同进化
3．（经典高考）某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素，经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解，消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起，取食内部叶片，不会受到毒害。下列叙述错误的是（ ）
A. 乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果
B. 影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
C. 为防止取食含有强毒素的部分，织叶蛾采用卷起叶片再摄食的策略
D. 植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是共同进化（协同进化）的结果
【答案】C
【解析】织叶蛾将叶片卷起后取食内部叶片是自然选择的结果，不是织叶蛾主动采用的策略，C错误。
考向三 考查生物多样性的价值和应用
4．（2025·江苏南京联考）2025年4月16日《自然》发表的最新研究揭示，中国科学院韩斌院士团队完成145份亚洲栽培稻及其普通野生稻的高精度基因组组装，绘制出“野生稻—栽培稻泛基因组图谱”。研究发现，野生稻中的抗病基因丰度和多样性均明显高于栽培稻，已精准定位到1 184个野生稻中拷贝数高于栽培稻的抗病基因位点，其中包含2个已验证的抗稻瘟病基因。基于高质量的基因组序列分析，进一步证实了亚洲栽培稻单起源假说。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 该研究为培育抗病耐逆的水稻品种提供了基因资源，体现了生物多样性的直接价值
B. 野生稻抗病基因丰度和多样性高，体现了遗传多样性，其形成与长期自然选择有关
C. 栽培稻起源于野生稻，在进化过程中遗传物质改变，不遵循遗传定律
D. 若将野生稻抗稻瘟病基因导入栽培稻，可提高栽培稻的抗稻瘟病能力，原理是基因重组
【答案】C
【解析】栽培稻起源于野生稻，在进化过程中遗传物质改变，但仍遵循遗传定律，C错误；若将野生稻抗稻瘟病基因导入栽培稻，可提高栽培稻的抗稻瘟病能力，属于转基因技术，原理是基因重组，D正确。碱基
影响范围
对氨基酸序列的影响（不考虑起始密码子、终止密码子）
替换
小
只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列
增添
大
不影响插入位置前的氨基酸序列,只影响插入位置后的氨基酸序列
缺失
大
不影响缺失位置前的氨基酸序列,只影响缺失位置后的氨基酸序列
可能性
父本基因型（可育花粉基因型）
F1基因型
1
AaEE(AE)
AAEE、AAEe
AAEe(AE、Ae)
AAEE、AAEe、AaEE、AaEe
2
AaEE(AE)
AAEE、AAEe
AAEe(AE、Ae)
AAEE、AAEe、AaEE、AaEe
项目
单倍体
二倍体
多倍体
概念
体细胞中染色体数目与本物种_ _ _ _ 染色体数目相同的个体
由受精卵发育而来，_ _ _ _ _ _ 中含有两个染色体组的个体
由受精卵发育而来，体细胞中含有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 染色体组的个体
发育起点
配子
通常是受精卵
通常是受精卵
植株特点
①植株弱小
②高度不育
正常可育
①_ _ _ _ 粗壮
②叶片、果实和种子较大
③营养物质含量有所_ _ _ _
形成过程
诱导方法
花药离体培养
_ _ _ _ _ _ _ _ 处理单倍体幼苗
秋水仙素或低温处理_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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
比较项目
染色体易位
互换
图解
区别
位置
发生于非同源染色体之间，改变基因在染色体上的位置
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间，不改变基因的相对位置
原理
属于染色体结构变异
属于基因重组
观察
可在光学显微镜下观察到
在光学显微镜下观察不到
试剂
使用方法
作用
卡诺氏液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h
固定细胞形态
体积分数为95% 的酒精
冲洗用卡诺氏液处理过的根尖
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
清水
浸泡解离后的根尖细胞约10min
漂洗根尖，去除解离液
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3～5min
使染色体着色
低温诱导时长
常温处理时长
4h
12h
24h
48h
48h
+
+
+
+
72h
+
+
++
++
96h
+
+
++
++
某个配子
原因推测
另三个配子
Xb
正常分裂
Xb、Y、Y
XbY
减数分裂Ⅰ同源染色体未分开
XbY、O、O
XbXb
减数分裂Ⅱ两条姐妹染色单体未分开
O、Y、Y
XbYY
减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ均异常
Xb、O、O
染色体组成
XX
XY
XXX
XXY
XYY
YY
性别
雌性
雄性
致死
雌性
雄性
致死
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
出现生殖隔离，属于不同物种，是质变
基因频率改变，属于同一物种，是量变
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，但新物种产生一定存在进化
培养代数
平板各区域滤纸片周围抑菌圈的直径/cm
①号区域
②号区域
③号区域
④号区域
第一代
0
2.27
2.13
2.27
第二代
0
1.95
2.02
1.87
第三代
0
1.80
1.87
1.78
项目
基因频率
基因型频率
公式
某基因频率=该基因的数目÷ 该基因与其等位基因的总数×100%
某基因型频率=该基因型的个体数÷ 总个体数×100%
外延
生物进化的实质是指_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的改变
基因型频率改变,基因频率_ _ _ _ _ _ 改变
基因型
W1W2
W1W3
W2W2
W2W3
W3W4
W4W4
棵数
211
114
224
116
260
75
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
人数
278
14
8
170
30
交配方式
基因频率
基因型频率
自交
不改变
改变，且纯合子增多，杂合子减少
自由交配
处于遗传平衡
不改变
不改变
不处于遗传平衡
改变
改变