2023届高考生物二轮复习系统大概念(二)——生物的变异与生物的多样性和适应性是进化的结果学案

系统大概念(二)——生物的变异与生物的多样性和适应性是进化的结果

知识块(一)生物变异的类型

1．可遗传变异类型的判断方法

(1)DNA分子内的变异

(2)DNA分子间的变异

[微点拨]

①基因突变一定会导致基因碱基序列的改变，但不一定引起生物性状的改变。

②真核生物DNA的非基因区发生碱基改变不属于基因突变，突变的基因不一定都能遗传给后代。

③自然条件下，病毒的可遗传变异只有基因突变。

④基因重组一般发生在控制不同性状的基因间，至少涉及两对等位基因，如基因型为Aa的个体自交不能发生基因重组，受精过程中也不发生基因重组。　　

2．“两看法”界定二倍体、多倍体、单倍体

3．几种产生配子种类及比例的常考类型

知识块(二)|生物变异在育种中的应用

1．分析生物育种的程序和原理

(1)识别图中各字母表示的处理方法

A：杂交，B：花药离体培养，C：低温或秋水仙素处理幼苗，D：自交，E：诱变处理，F：低温或秋水仙素处理，G：转基因技术，H：脱分化，I：再分化，J：包裹人工种皮。

(2)据图判断育种方法及依据原理

2．单倍体育种与杂交育种的一般操作过程

知识块(三)生物的进化

1．现代生物进化理论的基本观点

2．两种生物进化理论的比较

3．明确隔离、物种形成与进化的关系

[微点拨]

①自然选择直接作用的对象是个体的表现型，不是个体的基因型。

②生物发生了进化，种群基因频率一定改变；种群基因频率改变一定表示生物发生了进化。　　

需自我补充的知识：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(一)原因分析类

1．DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失不一定是基因突变，原因是

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提示：基因突变是发生在基因中碱基的替换、增添或缺失，若碱基的替换、增添或缺失发生在没有遗传效应的DNA片段中，则不属于基因突变。

2．三倍体西瓜没有种子的原因是

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提示：三倍体在减数分裂时同源染色体联会紊乱，无法产生可育的配子。

3．X射线照射野生型链孢霉使其不能在基本培养基上生长，但加入某种维生素则立即能生长，其原因可能是_______________________________________________________。

提示：X射线照射使野生型链孢霉发生了基因突变，可能影响了有关此种维生素的酶的合成，从而影响了此种维生素的合成。

4．什么是“收割理论”？捕食者存在的意义是什么？

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提示：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。

5．有性生殖的出现加快了生物进化的步伐的原因是

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提示：有性生殖的出现使基因重组得以实现，增强了生物变异的多样性，因而生物进化的速度明显加快。

(二)科学探究类

1．下面为某种细菌体内氨基酸R的生物合成途径。已知野生型细菌能在基本培养基上生长，而甲、乙两种突变型细菌都不能在基本培养基上生长。在基本培养基上若添加中间产物Q，则甲、乙都能生长；若添加中间产物P，则甲能生长而乙不能生长。在基本培养基上添加少量底物，乙能积累中间产物P，而甲不能积累。据此判断甲、乙两种突变型分别是由于控制哪一种酶的基因发生了突变。

底物中间产物P中间产物QR

提示：甲是由于控制酶a的基因发生了突变，乙是由于控制酶b的基因发生了突变。

2．有人选取豌豆的高茎与矮茎杂交得子一代，子一代全为高茎。子一代自交得子二代，子二代出现了性状分离，但分离比并不是预期的3∶1，而是出现了高∶矮＝35∶1。试分析产生这一现象的可能原因，并设计一个实验方案加以证明。

提示：相关基因用D/d表示，子一代自交后代出现高∶矮＝35∶1的原因可能是子一代的染色体加倍形成了四倍体DDdd，DDdd减数分裂产生三种配子DD∶Dd∶dd＝1∶4∶1。让子一代与矮茎豌豆测交，若后代出现高茎∶矮茎＝5∶1，则说明子一代是四倍体DDdd。

1．判断下列关于可遗传的变异的叙述是否正确。

①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。(2020·全国卷Ⅱ)(×)

②基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异。 (2019·江苏卷)(×)

③基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异。 (2019·江苏卷)(×)

④杂合子雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等互换，这种变异属于基因重组。 (√)

⑤染色体上某个基因的丢失属于基因突变。(×)

⑥多倍体生物的单倍体都是高度不育的。(×)

2．判断下列有关生物进化的叙述是否正确。

①鲫鱼进化成金鱼的过程中，有基因频率的改变。(2021·湖南卷)(√)

②同一物种的个体差异不利于自然选择和人工选择。(×)

③自然选择保存适应环境的变异，人工选择保留人类所需的变异。(√)

④由于农田的存在，某种松鼠被分隔在若干森林斑块中，不同森林斑块中的松鼠属于不同种群，存在生殖隔离。 (×)

⑤自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。(√)

⑥生物进化时基因频率总是变化的。(√)

⑦害虫抗药性增强，是因为杀虫剂刺激害虫产生抗药性，并在后代中不断积累。(×)

⑧共同进化是指生物和生物之间在相互影响中不断进化和发展。(×)

[基础考法·自主评价]

1．(2022·浙江6月选考)猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种变异属于(　 )

A．倒位  B．缺失 

C．重复  D．易位

解析：选B　由题干描述可知，猫叫综合征是因为染色体缺失了部分片段导致，属于染色体结构变异中的缺失，B正确。

2．(2022·临汾三模)果蝇有104对基因，每个基因的突变率是10－5，对于一个中等数量的种群(108个)来说，出现的突变数为：2×104×10－5×108＝2.0×107，上述数据说明了(　 )

A．生物基因突变频率很低，突变都是有害的

B．一个种群内个体多时，有可能产生各种各样的随机突变利于进化

C．每一个基因的突变率很高

D．突变的有害有利不是绝对的

解析：选B　生物基因突变频率很低，基因突变大多是有害的，也有有利的，A错误；一个种群内个体多时，有可能产生各种各样的随机突变利于进化，B正确；本题数据是在种群基础上得出的，而每个基因的突变率很低，C错误；该数据不能说明突变的有害有利不是绝对的，D错误。

3．用多倍体育种可获得无子西瓜，用生长素处理可获得无子番茄。下列有关叙述正确的是(　 )

A．无子西瓜属于单倍体植株

B．三倍体西瓜无子的变异属于不能遗传的变异

C．生长素处理获得无子番茄的变异属于不能遗传的变异

D．无子番茄植株扦插后长出的植株仍结无子果实

解析：选C　无子西瓜属于三倍体植株，A错误；无子西瓜是用染色体变异的原理培育的，其遗传物质已经发生改变，因此理论上是可以遗传的，B错误；无子番茄是利用生长素促进子房发育成果实的原理培育出来的，其遗传物质并没有发生改变，这种变异是不可以遗传的，其植株仍属于可育二倍体植株，因此扦插后可结出有子果实，C正确，D错误。

4．下列关于生物变异的叙述，正确的是(　 )

A．基因突变的普遍性表现为可发生在生物个体发育的任何时期

B．杂种高茎豌豆自交得到矮茎豌豆的过程发生了基因重组

C．染色体结构变异会导致基因数量或排列顺序的改变，而基因突变不会

D．基因重组产生新基因型，基因突变产生新基因但不产生新基因型

解析：选C　基因突变可发生在生物个体发育的任何时期，这说明基因突变具有随机性，A错误；杂种高茎豌豆自交得到矮茎豌豆的过程发生了基因分离，这里只涉及一对等位基因，不会发生基因重组，B错误；染色体结构变异会导致基因数量(缺失和重复导致基因数量改变)或排列顺序(倒位和易位导致基因排列顺序改变)的改变，而基因突变不会，C正确；基因重组产生新基因型，基因突变产生新基因，因此也会产生新基因型，D错误。

5．下列关于基因突变和染色体变异的比较，正确的是(　 )

A．基因突变和染色体变异都具有不定向性的特点

B．基因突变和染色体结构的变异均产生新的基因

C．基因突变和染色体数目变异都改变细胞内基因数目

D．基因突变和染色体变异均能在光学显微镜下观察到

解析：选A　基因突变和染色体变异都具有不定向性的特点，A正确；基因突变可以产生新基因，而染色体变异不能产生新基因，B错误；基因突变不改变细胞内基因数目，C错误；基因突变是分子水平的突变，在光学显微镜下观察不到，D错误。

6．某植物的重瓣花与单瓣花是常染色体上基因A、a控制的一对相对性状。选用一株单瓣花植株自交，F1中单瓣和重瓣花各占50%。对F1单瓣花植株进行花粉离体培养后再用秋水仙素处理，获得的全为重瓣花植株。下列叙述错误的是(　 )

A．秋水仙素能使纺锤丝断裂，从而抑制着丝点的分裂

B．让单瓣花植株每代都自由交配，F3个体中Aa∶aa＝1∶7

C．该植株可能是含A基因花粉败育，a基因花粉育性正常

D．花粉离体培养需经历多个阶段，体现了细胞的全能性

解析：选A　秋水仙素作用的机理是抑制纺锤体的形成进而引起染色体数目加倍，但秋水仙素不影响着丝点的分裂，A错误；由题意推测含有A的花粉败育，所以单瓣花的基因型是Aa，雄性个体只能产生a的配子，而雌性个体可以产生A和a的配子，亲代基因型是Aa，F1基因型是Aa∶aa＝1∶1，产生的雌配子A∶a＝1∶3，因此F2中基因型及比例Aa∶aa＝1∶3，相应产生的雌配子为A∶a＝1∶7，F3个体中Aa∶aa＝1∶7，B正确；由以上分析可知，该植株可能是含A基因花粉败育，a基因花粉育性正常，C正确；花粉离体培养需经历多个阶段，最终形成了完整有机体，体现了细胞的全能性，D正确。

7．(2022·柳州模拟)三体(2n＋1)细胞中的三条同源染色体配对时，存在两种可能：一是两条同源染色体完全配对，剩下第三条没有配对的染色体，被称为单价体；二是三条同源染色体联会，形成三价体，其中每条同源染色体都有部分片段与其他两条同源染色体配对。下列相关叙述正确的是(　 )

A．三体细胞中一对同源染色体之间发生的染色体片段互换属于易位

B．存在三价体时，三体细胞最终只产生含有三条该染色体的配子

C．存在单价体时，三体细胞最终产生含一条或两条该染色体的配子

D．三体含有两个完整的染色体组，每个染色体组都有性染色体和常染色体

解析：选C　三体细胞中一对同源染色体之间发生的染色体片段互换属于基因重组，A错误；存在三价体时，三体细胞最终产生含有三条该染色体或不含有该染色体的配子，B错误；存在单价体时，完全配对的两条同源染色体会发生分离，另一条染色体随机移向细胞一极，所以三体细胞最终产生含一条或两条该染色体的配子，C正确；三体含有两个完整的染色体组，但不一定是雌雄异体生物，所以每个染色体组不一定有性染色体和常染色体之分，D错误。

8．(2022·浙江6月选考)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．甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库

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．若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起，也不易发生基因交流

解析：选A　一个种群中全部个体所含有的全部基因构成一个基因库，甲、乙两种耧斗菜是两个物种，A错误；不同生长环境有利于进行不同的自然选择，从而进化出不同的物种，B正确；自然选择导致物种朝不同的方向进化，甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果，C正确；不同物种之间存在生殖隔离，不能发生基因交流，D正确。

9．(2022·咸阳一模)染色体拷贝数目变异(CNV)是人类变异的一种重要形式，其覆盖的染色体范围广，可引起人群中巨大的遗传差异，从而表现出不同性状。正常人的基因成对存在，即2份拷贝，若出现1或0拷贝即为缺失，大于2份拷贝即为重复，在拷贝过程中还会出现倒位、易位等情况。下列分析正确的是(　 )

A．发生CNV的细胞中染色体上基因数目一定出现变化

B．发生CNV的细胞在减数第一次分裂的前期不会出现联会现象

C．染色体片段在非同源染色体间互换通常不会改变“拷贝”的数量

D．若某DNA分子复制时在基因中增加了一定数量的碱基，则属于CNV中的重复

解析：选C　染色体拷贝数目变异(CNV)是染色体数目发生变化，染色体上的基因数目不一定发生改变，A错误；发生染色体拷贝数目变异(CNV)过程中可能出现大于2份拷贝的情况，则存在同源染色体，故发生染色体拷贝数目变异(CNV)的细胞在减数第一次分裂的前期可能会出现联会现象，B错误；染色体片段在非同源染色体间的互换属于易位，通常不会改变“拷贝”数量，C正确；某DNA分子复制时在基因中增加了一定数量的碱基，属于基因突变，不属于染色体拷贝数目变异(CNV)中的重复，D错误。

10．(2022·石家庄模拟)临床上，随着抗生素的大量使用，敏感性菌株不断被淘汰，抗药性菌株大量繁殖，最终可能导致出现对多种抗生素具有抗性的“超级细菌”。下列有关分析正确的是(　 )

A．敏感性和抗药性是由细菌同源染色体上的等位基因控制的相对性状

B．随着抗生素的大量使用，加速诱发了基因突变从而产生“超级细菌”

C．细菌的抗生素抗性变异是定向的，抗生素对细菌进行了定向选择

D．若停止抗生素的使用，则细菌的抗药性基因频率可能会逐渐下降

解析：选D　细菌是原核生物，原核生物的细胞内没有染色体，A错误；抗生素只有选择作用，不会诱发基因突变，B错误；细菌的抗生素抗性变异是不定向的，抗生素对细菌的变异进行了定向选择，存活下来的细菌大多为抗药性菌株，C错误；若停止抗生素的使用，细菌的抗药性基因频率可能会逐渐下降，D正确。

11．(2022·临汾模拟)紫花地丁为多年生的草本植物，具有清热解毒，凉血消肿的功效。其花色多为紫色，少有白色。控制花色的基因A控制紫色，a控制白色。现有一株染色体变异的紫花地丁，其染色体如图。减数分裂时，三条染色体可以随机两两配对，余下的染色体随机移向一极。无正常染色体的花粉败育。据图分析，下列说法不正确的是(　 )

A．该植株的变异，即有染色体数目变异又有染色体结构变异

B．该植株产生的雌配子和雄配子的种类和比例均不同

C．该植株自交后代开白花的个体占1/36

D．该植株的变异，可以在光学显微镜下观察到

解析：选C　该植株的变异，即有染色体数目变异(多了一条染色体)又有染色体结构变异(缺失)，A正确；由于无正常染色体的花粉败育，所以该植株产生的雄配子的种类比雌配子少，则该植株产生的雌雄配子种类和比例均不同，B正确；由于无正常染色体的花粉败育，所以产生的雌配子中a占1/6，产生的雄配子中a占1/5，因此该植株自交后代开白花的个体占1/6×1/5＝1/30，C错误；染色体数目变异和染色体结构变异都可以在光学显微镜下观察到，D正确。

12．(2022·南阳模拟)某科研小组利用普通水稻培育耐盐水稻新品种的育种方案如下图，下列叙述不正确的是(　 )

A．过程①能提高基因突变频率以获得耐盐性状的植株

B．过程②筛选耐盐植株时必须使用秋水仙素处理幼苗

C．过程③获得的耐盐新品种自交后代不发生性状分离

D．过程④通过多代自交和筛选能提高耐盐基因的频率

解析：选B　过程①是利用γ射线处理萌发的种子，能提高基因突变频率以获得耐盐性状的植株，A正确；过程②筛选的幼苗为二倍体，无需用秋水仙素处理幼苗，B错误；图示耐盐植株为二倍体，过程③属于单倍体育种，获得的后代均为纯合子，因此过程③获得的耐盐新品种自交后代不发生性状分离，C正确；过程④通过多代自交和筛选可不断淘汰不耐盐的植株，故能提高耐盐基因的频率，D正确。