高考生物复习夺标学案：专题09 生物的变异和进化

高考生物夺标系列 专题09 生物的变异和进化

一、考纲解读

二、热点题型分析

热点题型一   掌握变异特点，解答与变异有关的信息分析题

【例1】已知某物种的一条染色体上依次排列着M、N、O、p、q五个基因。下列各图列出的各种变化中，不属于染色体结构变异的是

【例2】右图中①和②表示发生在常染色体上的变异。①和②所表示的变异类型分别属于 

A.重组和易位  B.易位和易位 

C.易位和重组  D.重组和重组

【解析】 本题考查基因重组和染色体结构变异，准确获取图示信息，并依据染色体的变异特点进行合理推理与判断是正确解题的关键。由题干知，该变异在“常染色体上”。由染色体图像可判断：①中两条染色体形态和大小相同，为同源染色体；②中两条染色体的大小和形态不同，为非同源染色体。①中的两条同源染色体大小和形态未发生变化，是非姐妹染色单体间交换所致，属于基因重组；②中两条染色体的大小和形态发生了改变，是非同源染色体之间染色体交换的结果，属染色体水平的变化，应为染色体片段的易位。

【答案】  A

【例3】遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？

方法一：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

方法二：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

题型攻略

【知识储备】

几类可遗传变异的比较 

说明：

⑴狭义的基因重组：为减数分裂过程中的非同源染色体上的非等位基因之间的自由组合和同源染色体上的非等位基因之间的交叉互换。

⑵广义的基因重组：除狭义的基因重组外，还包括基因工程、植物体细胞杂交引起的遗传物质改变。

【方法技巧】

“三看”法判断可遗传变异的类型

1.DNA分子内的变异

一看基因种类：即看染色体上的基因种类是否发生改变，若发生改变为基因突变，由基因中碱基对的替换、增添或缺少所致。

二看基因位置：若基因种类和基因数目未变，但染色体上的基因位置改变，应为染色体结构变异中的“倒位”。

三看基因数目：若基因的种类和位置均未改变，但基因的数改变则为染色体结构变异中的“重复”。

2.DNA分子间的变异

一看染色体数目：若染色体的数目，若发生改变，可根据染色体的数目变化情况，确定是染色体数目的“整倍变异”还是“非整倍变异”。

二看基因位置：若染色体的数目和基因数目均未改变，但基因所处的染色体位于非同源染色体上，则应为染色体变异中的“易位”。

三看基因数目。若染色体上的基因数目不变，则为减数分裂中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的结果，属于基因重组。

热点题型二  理清基因频率和基因型频率的关系，解答基因频率和基因型频率计算题

【例1】某自花传粉植物种群中，亲代中AA基因型频率占30%，aa基因型频率占20%，则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是

A.55%和32.5% B.55%和42.5%  C.45%和42.5% D.45%和32.5%

【解析】  本题考查基因频率和基因型频率的计算，理清基因频率和基因型频率之间的关系是正确解题的关键。A基因的频率＝亲代中AA基因型频率＋亲代中Aa基因型频率×1／2＝30%＋50%×1/2＝55%；自花传粉时，F1中AA的基因型频率＝亲代中AA基因型频率＋亲代中Aa基因型频率×1/4＝30%＋50%×1/4＝42.5%。

【答案】  B

【例3】某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至1967年中期停用。下图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因，S表示野生敏感型基因。据图回答：

⑴R基因的出现是＿＿＿＿的结果。

⑵在RR基因型频率达到峰值时，RS、SS基因型频率分别为4%和1%，此时R基因的频率为＿＿＿＿。

⑶1969年中期RR基因型几近消失，表明在＿＿＿＿的环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力＿＿＿＿。

⑷该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中，最终频率最高的基因型是＿＿＿＿，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑶结合题干中“从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至1967年中期停用”、“1969年中期RR基因型几近消失”，结合图示中RR、RS和SS基因型所占概率的变化可推知：在不使用杀虫剂的环境条件下，RR基因型幼虫比SS型基因型幼虫的生存适应能力低，导致SS基因型的频率不断上升。

题型攻略

【知识储备】选择对基因频率的影响

相比之下，在自然选择中，适应环境的个体存活率高、不适应环境的个体存活率低，导致适应环境的基因频率升高、不适应环境的基因频率下降，从而使得群体向着更加适应环境的方向发展。

⑴淘汰显性基因的选择效应：在不利基因为显性时，淘汰显性性状改变基因频率的速度很快，如水稻育种中，人们总是选择半矮秆品种，淘汰高秆个体，而高秆基因对半矮秆基因是显性。

⑵淘汰隐性基因的选择效应：在二倍体中，若有一对等位基因A、a，则有AA、Aa和aa等3种基因型。若该性状为完全显性，则AA和Aa的表现型相同，均不会因选择而淘汰，选择只对aa起作用，因而，隐性基因a的频率只会降低，很难完全淘汰。

【技巧方法】基因频率计算的几种方法

1.根据种群中各种基因型的个体数计算基因频率

用A、a表示显隐性基因，PA、Pa为A、a基因的基因频率，PAA、PAa、Paa为AA、Aa、aa个体的基因型频率，（下同）

PA＝（AA的个体数×2＋Aa的个体数）/种群中个体总数×2

Pa＝1－PA

2.根据种群中各种基因型的频率计算基因频率

PA＝PAA＋PAa×1/2

Pa＝PAa×1/2＋Paa

3.隐性突破法求基因频率

由种群中的隐性个体所占频率（即隐性基因型的频率），利用遗传平衡定律，将隐性基因型频率开方，即可得到隐性基因的频率，进而求得显性基因的频率。

热点题型三  理解遗传平衡定律，解答基因频率计算题

【例1】某地区男性中的红绿色盲占8％，若此地红绿色盲的遗传符合遗传平衡定律。下列有关该病在此地的判断中，错误的是

A.女性色盲的概率为0.64％  B.女性携带者的概率14.72%

C.男性携带者的概率为比女性多 D.男性中正常的概率为92％

【例2】 某地区人群中，每万人中有一个患苯丙酮尿症，一个表型正常男子的父母均正常，但有一个患病妹妹。

⑴该地区正常基因和致病基因的概率分别是＿＿＿和＿＿＿。

⑵这个正常男性与该地一个不知基因型的正常女性结婚，所生后代患病的概率是＿＿。

【例3】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。请回答：

⑴该种群中a基因的频率为＿＿。

⑵如果该种群满足四个基本条件，即种群＿＿、不发生＿＿、不发生＿＿、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为＿＿；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、不会）发生改变。

⑶假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为＿＿、＿＿和＿＿；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率＿＿（会、不会）发生改变。

【解析】  本题考查基因频率的计算和遗传平衡定律的适用条件，掌握由基因型频率计算基因频率的方法、明确遗传平衡定律的适用条件及使用方法有利于正确解题。

⑴a基因的频率＝Aa基因型的频率×1/2＋aa基因型的频率＝0.4×1/2＋0.3＝0.5。

题型攻略

【知识储备】

遗传平衡定律的公式及应用

⑴遗传平衡定律的公式的推理及其内涵

在一个符合遗传平衡定律的种群中，若某性状由一对等位基因A和a控制，它们的概率分别是p和q，则p+q＝1。在有性生殖时，种群个体能够产生的雌雄配子分别有A和a两种，概率分别为p和q，子代个体的基因型及其概率可由如下公式得到：

(pA+qa)(pA+qa)＝ p2AA+2pqAa+q2aa＝1

其中：①pA、qa分别表示亲代雌（雄）配子的种类及概率；②(pA+qa)(pA+qa)表示亲代雌雄配子的随机结合；③p2、2pq和q2分别表示子代群体中基因型为AA、Aa和aa的概率。

⑵应用：一是根据遗传病的发病概率，推断群体基因频率及预期后代患病的概率；二是根据某些个体的表现型（如隐性）比例，推断其他个体的基因型或表现型概率。

【易错指导】

一是忽视“种群足够大、无基因突变、无迁入迁出、无自然选择（基因型不同个体的生活力应相同）、随机交配”等遗传平衡的条件，错误使用遗传平衡定律；二是在种群内各种基因型的频率未达到遗传平衡时，就运用达到遗传平衡后的“基因频率和基因型频率均不改变”的结论作出错误的判断。

热点题型四  把握现代生物进化理论的观点，解答生物进化分析题

【例1】下列符合现代生物进化理论的是

A.物种的形成可以不经过隔离

B.生物进化过程的实质在于有利变异的保存

C.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向

D.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率

【例2】右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。在此进程中的某一时刻，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

【例3】回答下列有关生物进化的问题。

⑴图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化中的基本环节。X、Y分别是＿＿＿、＿＿＿。

⑵该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为＿＿＿，这是生物进化的＿＿＿。

⑶小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的＿＿＿＿。

⑷小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状，W代表蜥蜴脚趾的分趾基因；w代表联趾(趾间有蹼)基因。图2表示这两种性状比例变化的过程。

①由于蜥蜴过度繁殖，导致＿＿＿＿加剧。

②小岛上食物短缺，联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升，其原因可能是＿＿＿＿＿。

③图2所示的过程说明，自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化，其本质是因为蜥蜴群体内的＿＿＿＿发生了改变。

题型攻略

【知识储备】现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的关系

【易错指导】

未理解生物进化的实质（在自然选择作用下，基因频率的定向改变），对现代生物进化理论和达尔文自然选择学说缺乏比较，不清楚二者的异同点及相互关系而出错。

热点题型四 明辨育种机理，准确解答育种问题

【例1】某种植物的两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传，要培育出基因型为aabb的新品种，最简单的方法是

A.单倍体育种    B.杂交育种    C.人工诱变育种    D.细胞工程育种

【例2】下图为利用纯合高秆（D）抗病（E）小麦和纯合矮秆（d）染病（e）小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦（ddEE）的示意图。下列有关此图叙述错误的是

A.②过程中发生了非同源染色体的自由组合

B.实施④过程通常用一定浓度的秋水仙素

C.实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖

D.实施①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起

【答案】  C

【例3】图甲是普通小麦由三种不同植物通过种间杂交的形成过程示意图；图乙是某实验小组利用普通小麦中的高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种（两对性状独立遗传），通过三种不同途径培育矮杆抗病小麦品种的实验过程图解。下列说法正确的是

A.图甲杂种一和杂种二与Y组中的花药离体培养不同，有2个染色体组，自然条件下可育

B.X组中，F1自交后代F2中的矮杆抗病植株中能稳定遗传的占1/3，若要确定F2中获得的矮杆抗病植株是否符合要求，可采用测交法

C.X、Y、Z三种方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦新品种是Z

D.通过Y组获得的植株全部为矮杆抗病纯合植株

【例4】为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题。

⑴从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成＿＿＿幼苗。

⑵用γ射线照射上述幼苗，目的是＿＿＿；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有＿＿＿。

⑶取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体＿＿＿，获得纯合＿＿＿，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。

⑷对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株与＿＿＿杂交，如果＿＿＿，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)：1(抗性)，初步推测＿＿＿。

题型攻略

【知识储备】几种育种方法的比较

【易错指导】

⑴审题不细致，忽视“最简便”、“最准确”、“时间最短”、“产生新基因、新性状或新的性状组合”等育种要求而出错。

⑵对不同育种方法的优缺点及其适用条件不清楚而出错。如诱变育种可能产生新基因、新性状，但不能定向改变生物的性状，也有可能将优秀的性状变得不优秀；基因工程、细胞工程可定向改变生物的遗传物质组成；单倍体育种在选育显性性状时，可显著缩短育种时间，但操作复杂，若需要选择的性状为隐性性状，则不能缩短育种时间。