2026届高三生物一轮复习讲义高考特训营第七单元　生物的变异和进化

该高中生物学高考复习资料围绕“生物的变异和进化”单元，整合基因突变、基因重组、染色体变异、育种及进化等核心考点，按课标要求构建“概念诊断-探究点分析-考法突破-真题演练”复习体系，通过分层练习（A组对点特训、B组综合特训）帮助学生系统突破难点，体现复习的系统性和针对性。 资料突出科学思维与探究实践，创新设计“三看法”区分基因突变与基因重组、“变异类型实验探究”答题模板等策略，结合低温诱导染色体数目变化实验分析，培养学生理性思维与实验设计能力，助力教师精准把控复习节奏，高效提升学生应考能力。

第七单元　生物的变异和进化 第26讲　基因突变和基因重组 课标要求 1.概述碱基的替换、增添或缺失会引起基因碱基序列的改变 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 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 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 关键词索引 替换　增添　缺失　原癌基因　抑癌基因　非同源染色体上的非等位基因自由组合　四分体　非姐妹染色单体 特训点一　基因突变与细胞的癌变 1.基因突变的实例与概念 (1)实例1——镰状细胞贫血 (2)实例2——细胞癌变 ①细胞癌变的原因 ②癌细胞的特征 (3)基因突变的概念 DNA分子中发生　　　　　　　　　　，而引起的　　　　　　　的改变，叫作基因突变。  2.基因突变的原因、特点及意义 (1)原因 ①外因 ②内因：DNA　　　偶尔发生错误等。  (2)特点 ①　　　　性：在生物界中普遍存在。  ②　　　　性：可以发生在生物个体发育的任何时期、细胞内不同的DNA分子上和同一个DNA分子的不同部位。  ③　　　　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　　　　性：在自然状态下，基因突变的频率很低。  (3)意义 ①　　　　　　产生的途径；②生物变异的　　　　　　；③为生物进化提供了丰富的原材料。  拓展链接 基因突变的“一定”和“不一定” (1)基因突变会引起基因中碱基排列顺序的改变，但并未改变基因的数量和位置。 (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。一般真核生物的核基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。 知识必备答案：1.(1)圆饼　镰刀　谷氨酸　缬氨酸　谷氨酸　替换　(2)①必需　抑制　促进　致癌因子　②无限增殖　糖蛋白　(3)碱基的替换、增添或缺失　基因碱基序列 2.(1)①化学因素　②复制　(2)①普遍　②随机　③不定向　④低频　(3)①新基因　②根本来源 概念诊断 1.镰状细胞贫血发生的根本原因是在组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换。(　　) 答案：× 提示：镰状细胞贫血发生的根本原因是发生了基因突变。 2.某膜蛋白基因CTCTT重复次数改变不会引起基因突变。(　　) 答案：× 提示：CTCTT重复次数不同，即基因碱基序列不同，会引起基因突变。 3.基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代，若发生在体细胞中，一般不能遗传。(　　) 答案：√ 4.基因突变的方向和环境没有明确的因果关系。(　　) 答案：√ 5.基因通常是具有遗传效应的DNA片段，HIV的遗传物质是RNA，也能发生基因突变。(　　) 答案：√ 探究点　基因突变 【情境引领】　α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，其中第1~138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。 【问题生成】 (1)该变异的类型是什么?说说判断的依据。 提示：基因突变。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的基因碱基序列的改变。 (2)怎样说明基因能指导蛋白质的合成? 提示：基因碱基序列的改变导致了相应蛋白质的改变，说明基因能指导蛋白质的合成。 (3)该变异导致终止密码子是前移还是后移?说说判断的依据。 提示：后移。α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，说明变异后形成的蛋白质中氨基酸数目增多，可推测该变异导致终止密码子后移。 【归纳总结】 1.基因突变的机理及特点 2.基因突变可改变生物性状的四大原因 基因突变可能引发： (1)肽链不能合成； (2)肽链延长(终止密码子推后出现)； (3)肽链缩短(终止密码子提前出现)； (4)肽链中氨基酸种类改变。 3.基因突变未引起生物性状改变的四大原因 (1)突变部位：基因突变发生在基因的非编码区或发生在编码区的内含子中。 (2)密码子的简并：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能对应多种密码子，若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸，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中的一个A基因突变为a基因，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。 4.基因突变对蛋白质的影响 碱基 影响范围 对蛋白质中氨基酸序列的影响 替换 小 只改变一个或几个氨基酸或不改变 增添 大 不影响插入前序列，影响插入后序列 缺失 大 不影响缺失位置前序列，影响缺失后序列 考法1　以基因突变为载体考查生命观念及科学思维 1.(2025·河南商丘模拟)酪氨酸酶基因(A)有三种隐性突变基因(a1、a2、a3)，均能使该基因失效导致白化病。下图表示三种突变基因在A基因编码链(与转录模板链互补)上对应的突变位点及碱基变化。下列叙述错误的是(　　) A.酪氨酸酶基因突变具有不定向性，三种突变基因之间互为等位基因 B.a1基因的表达产物与A基因的相比，多一个甘氨酸而其他氨基酸不变 C.a2和a3基因都只替换一个碱基，表达的产物只有一个氨基酸差异 D.对白化病患者父母(表型正常)进行基因检测，可能含其中两种突变基因 答案：C 解析：图中A基因突变为a1、a2和a3三种基因，这三种基因属于等位基因，说明基因突变具有不定向性，A项正确；A基因突变为a1基因是A基因编码链的GAG的G和A之间插入了GGG，对应编码链变为GGGGAG，相比以前多了三个碱基GGG，所以a1基因的模板链多了CCC，转录形成的mRNA多了GGG，因此多了一个甘氨酸，而其他氨基酸不变，B项正确；A基因突变为a2基因是A基因编码链的CGA变为了TGA，则对应DNA分子的模板链是ACT，转录形成的mRNA上的密码子为UGA，是终止密码子，如果A基因突变为a2基因，则编码的蛋白质少了多个氨基酸，C项错误；白化病患者父母表型正常，都具有一个正常基因A，并携带一个患病基因，即可能携带a1、a2或a3基因，因此对他们进行基因检测，可含其中一种或两种突变基因，D项正确。 考法2　基因突变类型的判断技巧 2.(2024·湖南长沙学情调研)一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中，偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。为了探究卷刚毛性状是如何产生的，科学家用这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交，F1全部为直刚毛果蝇，F1雌雄果蝇随机自由交配，F2中直刚毛雌果蝇∶直刚毛雄果蝇∶卷刚毛雄果蝇＝2∶1∶1。最合理的结论是(　　) A.亲代生殖细胞中X染色体上基因发生隐性突变 B.亲代生殖细胞中X染色体上基因发生显性突变 C.亲代生殖细胞中常染色体上基因发生隐性突变 D.亲代生殖细胞中常染色体上基因发生显性突变 答案：A 解析：由于这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交，F1的表型全部为直刚毛，说明直刚毛是显性性状。而让F1雌雄果蝇随机自由交配，F2中直刚毛雌果蝇∶直刚毛雄果蝇∶卷刚毛雄果蝇＝2∶1∶1，说明卷刚毛和直刚毛与性别相关联，即控制刚毛形态的基因不在常染色体上，所以很可能是亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生隐性突变。假设控制刚毛形态的基因为A/a，则卷刚毛雄果蝇(XaY)与直刚毛雌果蝇(XAXA)杂交，F1全部为直刚毛果蝇(XAXa、XAY)，F1雌雄果蝇随机自由交配，F2中直刚毛雌果蝇(XAXa、XAXA)∶直刚毛雄果蝇(XAY)∶卷刚毛雄果蝇(XaY)＝2∶1∶1。综上所述，A项符合题意。 3.凤仙花是自花传粉的二倍体植物，开红花。若在红花种群中，偶然发现甲、乙两株植物开白花。关于白花的探究实验方案及结果，下列分析错误的是(　　) A.要判断甲、乙是否为纯合子，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.让甲、乙杂交，若子一代全表现为白花，说明甲、乙可能为同一基因突变的结果 D.让甲、乙杂交，若子一代全表现为红花，说明甲、乙的突变基因位于非同源染色体上 答案：D 解析：分别让甲、乙自交，若子代出现性状分离，说明甲、乙为杂合子；若子代全表现为白花，说明甲、乙为纯合子，A项正确。用甲、乙分别与红花植株杂交，即用具有相对性状的亲本杂交，若子代全表现为红花，说明红花为显性性状，白花为隐性性状，突变体是隐性突变的结果；若子代中有白花个体，说明红花为隐性性状，白花为显性性状，突变体是显性突变的结果，B项正确。让甲、乙杂交，若子一代全表现为白花，则白花为隐性性状，且甲、乙可能为同一基因突变的结果，C项正确。让甲、乙杂交，若子一代全表现为红花，说明白花由不同的等位基因控制，如果白花由两对等位基因控制，则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项错误。 考法3　以细胞癌变为载体考查科学思维及社会责任 4.(2025·河北承德模拟)结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，下图是结肠癌发生的简化模型图。下列有关说法错误的是(　　) A.原癌基因、抑癌基因是与癌变相关的基因，两类基因的表达将导致癌变 B.原癌基因、抑癌基因发生突变后，基因的碱基序列改变，但合成的蛋白质可能不变 C.癌细胞转移时，形态结构已发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白含量减少 D.比较导入某个与癌变相关基因的细胞与正常细胞的增殖情况，可判断导入的是原癌基因还是抑癌基因 答案：A 解析：原癌基因、抑癌基因是人和动物细胞中本来就存在的与癌变相关的基因，属于正常基因，两类基因的表达产物调控着细胞的生长和增殖过程，两类基因正常表达不会导致癌变，A项错误；基因突变后碱基序列发生变化，但由于密码子的简并，控制合成的蛋白质不一定改变，B项正确；癌细胞发生转移时，形态结构已发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，C项正确；原癌基因过量表达会使相应蛋白质活性过强，可能引起细胞癌变，而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，因此通过比较导入某个与癌变相关基因的细胞与正常细胞的增殖情况，可判断导入的是原癌基因还是抑癌基因，D项正确。 特训点二　基因重组 1.基因重组 2.基因突变与基因重组的比较 比较 项目 基因突变 基因重组 变异 本质 　　　　　　发生改变  原有基因的重新组合 发生 时间 通常在　　　　　和　　　　  减数分裂Ⅰ 　　　和　　  适用 范围 所有生物(包括病毒) 有性生殖的　　　　和基因工程中的原核生物或真核生物等  产生 结果 产生新　　　(等位基因)  产生新　　  应用 人工诱变育种 杂交育种 联系 (1)都使生物产生　　　的变异  (2)在长期进化过程中，通过基因突变产生　　　，为基因重组提供大量可自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础  知识必备答案：1.基因　非同源染色体上的非等位基因自由组合　四分体的非姐妹染色单体　基因型　生物多样性 2.基因碱基序列　有丝分裂前的间期　减数分裂Ⅰ前的间期　前期　后期　真核生物　基因　基因型　可遗传　新基因 概念诊断 1.多种精子和卵细胞之间多种组合方式使后代性状多样属于基因重组。(　　) 答案：× 提示：多种精子和卵细胞之间多种组合方式使后代性状多样，属于雌雄配子的随机结合，不属于基因重组。 2.杂合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交换，这种变异属于基因重组。(　　) 答案：√ 3.植物根尖分生区细胞分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合，导致基因重组。(　　) 答案：× 提示：植物根尖分生区细胞的分裂方式为有丝分裂，有丝分裂过程中不发生基因重组。 4.基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状。(　　) 答案：√ 5.原核生物也存在基因重组。(　　) 答案：√ 考法1　以基因重组为载体考查生命观念 1.(2024·辽宁锦州诊断)下图是某种高等动物的部分细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。下列说法正确的是(　　) A.图甲细胞表明该动物细胞发生了基因重组 B.图乙细胞处于分裂间期，容易发生基因重组 C.图丙细胞中1与4的片段部分互换属于基因重组 D.图丙细胞表示发生了非同源染色体之间的自由组合，属于基因重组 答案：D 解析：图甲细胞进行有丝分裂，不可能发生基因重组，故该动物细胞发生了基因突变，A项错误；基因重组可发生于减数分裂Ⅰ的前期和后期，间期不会发生基因重组，B项错误；图丙细胞中1与4属于非同源染色体，非同源染色体之间发生片段部分互换属于染色体结构变异中的易位，C项错误。 考法2　基因突变与基因重组的判断及探究 2.(2024·湖南长沙高三月考)某哺乳动物雄性个体的基因型为AaBb，下图是该个体的一个初级精母细胞示意图。下列有关叙述正确的是(　　) A.若图示现象发生的原因是基因突变，则未标出的基因分别是A和a B.若发生的是显性突变，则该初级精母细胞产生的配子的基因型为AB、aB、ab或Ab、aB、ab C.若图示现象发生的原因是同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细胞产生的配子种类由2种增加到4种 D.基因突变和基因重组都是生物变异的根本来源，为生物进化提供了丰富的原材料 答案：C 解析：若图示现象发生的原因是基因突变，则未标出的基因分别是A和A或a和a，A项错误；若发生的是显性突变，则该初级精母细胞产生的配子的基因型为AB、aB、Ab或Ab、ab、AB，B项错误；不考虑基因突变和同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，一个初级精母细胞只能产生2种配子，若发生同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，则产生的配子种类为4种，C项正确；基因突变是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，而基因重组只能产生新的基因型，是生物变异的来源之一，D项错误。 “三看法”区分基因突变与基因重组 (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。 (2)二看细胞分裂方式 ①如果是有丝分裂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。 (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，无互换发生)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，两条子染色体上的两基因不同(颜色不一致)，则为互换(基因重组)的结果，如图丙(其B处颜色为“黑色”)。 一、核心概念——重落实 1.基因突变是指　　　　　　　　　　　　　　　，而引起的　　　　　　　　　　。  提示：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失　基因碱基序列的改变 2.原癌基因表达的蛋白质是　　　　　　　　　　　　所必需的；若原癌基因突变或过量表达而导致相应蛋白质　　　　，可能引起细胞癌变。抑癌基因表达的蛋白质能　　　　　　　　　　　　　；若抑癌基因突变而导致相应蛋白质　　　　　　，也可能引起细胞癌变。  提示：细胞正常的生长和增殖　活性过强　抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡　活性减弱或失去活性 3.基因重组的准确描述是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。基因重组的结果是产生　　　　和　　　　，不能产生　　　　和　　　　。  提示：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　新基因型　重组性状　新基因　新性状 4.在细胞分裂时，通常基因重组的两种类型是自由组合型和互换型。其中前者发生在　　　　　　　(填时期)，会造成　　　　　　　　　　　　　　　；后者发生在　　　　　　　　　(填时期)，会造成　　　　　　　　　　。  提示：减数分裂Ⅰ后期　非同源染色体上的非等位基因自由组合　减数分裂Ⅰ前期　四分体的非姐妹染色单体的互换 5.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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：产生新基因组合的机会多 6.(必修2 P85拓展应用)基因突变并不一定都是有害的：镰状细胞贫血杂合子在疟疾高发地区具有更强的适应力，因为　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力 7.(必修2 P85生物科技进展)基因组编辑需用到的组分：人工合成的短链RNA和一种来自细菌的核酸酶Cas9。短链RNA作为“向导”，它的部分序列通过碱基互补配对原则，与　　　　　　　　　　　　　　　　结合；核酸酶Cas9也与短链RNA结合，然后切割　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：目的基因中希望被编辑的DNA序列　与“向导”RNA结合的DNA，使DNA双链断裂 二、真题体验——明考向 1.(2024·甘肃卷)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：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，这可能是碱基的替换造成的，属于基因突变，表明基因突变可导致癌变，A项正确；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，B项正确；原癌基因N-myc发生异常扩增，基因数目增加，属于染色体变异中的重复，表明染色体变异可导致癌变，C项正确；9号和22号染色体互换片段，原癌基因abl过度表达，表明染色体变异可导致癌变，D项错误。 2.(2023·广东卷)中外科学家经多年合作研究，发现circDNMT1(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白质结合诱发乳腺癌，为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是(　　) A.p53基因突变可能引起细胞癌变 B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖 C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢 D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究 答案：C 解析：p53基因是抑癌基因，这类基因突变可能引起细胞癌变，A项正确；p53基因是抑癌基因，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，B项正确；circDNMT1通过与抑癌基因p53表达的蛋白质结合诱发乳腺癌，则circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变快，C项错误；circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究，D项正确。 3.(2022·福建卷)无义突变是指基因中单个碱基替换导致出现终止密码子，肽链合成提前终止。科研人员成功合成了一种tRNA(sup-tRNA)，能帮助A基因第401位碱基发生无义突变的成纤维细胞表达出完整的A蛋白。该sup-tRNA对其他蛋白质的表达影响不大。过程如下图。 下列叙述正确的是(　　) A.基因模板链上色氨酸对应的位点由UGG突变为UAG B.该sup-tRNA修复了突变的基因A，从而逆转因无义突变造成的影响 C.该sup-tRNA能用于逆转因单个碱基发生插入而引起的蛋白质合成异常 D.若A基因发生无义突变导致出现UGA，则此sup-tRNA无法帮助恢复读取 答案：D 解析：在成纤维细胞中，基因是有遗传效应的DNA片段，DNA中不含碱基U，A项错误；由图可知，该sup-tRNA并没有修复突变的基因A，但是在sup-tRNA的作用下，翻译过程中能恢复读取，进而抵消因无义突变造成的影响，B项错误；由图可知，该sup-tRNA能用于逆转因单个碱基发生替换而引起的蛋白质合成异常，C项错误；若A基因发生无义突变导致出现UGA，由于碱基互补配对原则，则此sup-tRNA只能帮助AUC恢复读取UAG，无法帮助UGA突变恢复读取，D项正确。 4.(2023·重庆卷)科学家在基因型为mm的普通玉米(2n＝20)中发现杂合雄性不育突变体，并从中克隆了控制不育性状的显性基因M(编码M蛋白)。研究发现，突变体玉米雄性不育与花粉母细胞减数分裂异常密切相关(见下表)，进一步研究发现，减数分裂细胞中影响染色体联会的R蛋白量与M蛋白有关(见图1)。 注：M-Del表示敲除M基因的突变体；①~⑤表示依次发生的减数分裂Ⅰ或Ⅱ某时期；⑥表示减数分裂结束后形成的子细胞；⑦表示花粉可育率 (1)上表中③所示时期为　　　　　　，⑥中单个正常细胞内染色体数目为　　　　，玉米减数分裂细胞中R蛋白量减少，植株的花粉可育率将　　　　　，推测玉米突变体中M蛋白影响减数分裂的机制是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)欲利用现有植株通过杂交方式获得种子用于M基因的后续研究，杂交亲本的基因型分别应为　　　　　　　　　　　　。  (3)M基因与m基因的DNA序列相比，非模板链上第1 072和1 094位的两个碱基突变为A，致使M蛋白的第358位和365位氨基酸分别变为x和y(见图2)，按5'→3'方向，转运x(第358位)的tRNA上反密码子第　　　　位碱基必为U，如需用定点突变的方法分析M基因的两个突变位点对玉米花粉可育率的影响，可采取的分析思路为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)减数分裂Ⅰ中期(或MⅠ中)　10　降低　M蛋白使减数分裂细胞中R蛋白减少，影响染色体联会，造成同源染色体分离异常　(2)Mm(♀)和mm(♂)　(3)3(或三)　分别研究M基因两个突变位点A突变为G和两个A分别突变为G后，对花粉可育率的影响 解析：(1)③所示时期细胞未分裂成两个细胞，染色体分布在赤道板的两侧，说明③所示时期为减数分裂Ⅰ中期；⑥表示减数分裂Ⅱ结束后形成的子细胞，细胞中染色体数目减半，有10条染色体；图1中mm个体、M-Del以及突变体中R蛋白量依次降低，表中三者花粉可育率依次降低，说明玉米减数分裂细胞中R蛋白量减少，植株的花粉可育率将降低。根据图1分析：显性基因M可编码M蛋白，突变体是杂合子，基因型是Mm，mm个体不含M基因，不能合成M蛋白。根据题表分析，突变体②时期异常，即联会过程异常，故可推测M蛋白使减数分裂细胞中R蛋白减少，影响染色体联会，造成同源染色体分离异常。(2)欲利用现有植株通过杂交方式获得种子用于M基因的后续研究，含有M的个体雄性不育，只能作为母本，且不存在MM个体，故选择的杂交组合为Mm(♀)×mm(♂)。(3)非模板链序列对应了mRNA的序列，由于x是第358位氨基酸，mRNA中每三个碱基决定一个氨基酸，358×3＝1 074，说明mRNA中第1 072、1 073、1 074位碱基共同决定了x，即第1 072位碱基是x在mRNA的5'端第一个位置，则按5'→3'方向，转运x的tRNA上反密码子第3位碱基为U。如需用定点突变方法分析M基因的两个突变位点对玉米花粉可育率的影响，则应该研究单独一个位点突变及两个位点同时突变的影响，即分别研究M基因两个突变位点A突变为G和两个A分别突变为G后，对花粉可育率的影响。 5.(2022·湖南卷)中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。请回答下列问题： (1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代，F3成年植株中黄色叶植株占　　　　。  (2)测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基发生改变，由5'—GAGAG—3'变为5'—GACAG—3'，导致第　　　　　位氨基酸突变为　　　　，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(部分密码子及对应氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA苏氨酸；CAG谷氨酰胺)  (3)由C突变为C1产生了一个限制酶切割位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳(电泳条带表示特定长度的DNA片段)，其结果为图中的　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。  (4)突变型2叶片为黄色，由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变?　　　　(填“能”或“否”)，用文字说明理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)2/9　(2)243　谷氨酰胺　基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄　(3)Ⅲ　(4)能　若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，子代中黄色叶植株(C1C2)与绿色叶植株(CC2)各占50%；若突变型2为显性突变，突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交，子代的表型及比例应为黄色∶绿色＝3∶1，与题意不符 解析：(1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死，说明突变型1应为杂合子，C1对C为显性，突变型1自交3代，F1中有1/3CC、2/3CC1，F2中有3/5CC、2/5CC1，F3成年植株中黄色叶植株占2/9。(2)突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基发生改变，由5'—GAGAG—3'变为5'—GACAG—3'，突变位点前对应的氨基酸数为726/3＝242，因此该基因突变导致第243位氨基酸由谷氨酸突变为谷氨酰胺。叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果，而色素不是蛋白质，从基因控制性状的角度推测，基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄。(3)由上述分析可知突变型1应为杂合子，由C突变为C1产生了一个限制酶切割位点。Ⅰ应为C酶切电泳结果，Ⅱ应为C1酶切电泳结果，从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳，其结果为图中的Ⅲ。(4)用突变型2(C2_)与突变型1(CC1)杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，子代中黄色叶植株(C1C2)与绿色叶植株(CC2)各占50%；若突变型2为显性突变，突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交，子代的表型及比例应为黄色∶绿色＝3∶1，与题意不符，故C2是隐性突变。 A组(对点特训) 对点1　基因突变与细胞的癌变 1.下图表示结肠癌发病过程中细胞形态与基因的变化。下列有关叙述错误的是(　　) A.从结肠癌形成过程分析，任何抑癌基因突变即可造成细胞癌变 B.正常结肠上皮细胞中也存在APC抑癌基因 C.K-ras原癌基因突变后，其表达产物促进细胞分裂的功能增强 D.通过显微镜观察细胞形态可作为判断细胞癌变的依据之一 答案：A 解析：分析题图可知，细胞癌变是多个基因突变的累积结果，一般与细胞增殖有关的至少5~6个基因发生突变，才会导致细胞癌变，A项错误；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，正常结肠上皮细胞中也存在APC抑癌基因，B项正确；原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，K-ras原癌基因突变后，其表达产物促进细胞分裂的功能增强，C项正确；癌细胞形态结构发生显著变化，通过显微镜观察细胞形态可作为判断细胞癌变的依据之一，D项正确。 2.研究人员对果蝇进行诱变处理后得到纯合的残翅品系。已知酶X参与调控果蝇翅膀的发育，经检测得知，酶X基因发生突变后，其mRNA序列如图所示。下列相关分析错误的是(　　) 注：省略号表示省略了部分相同的碱基序列；AUG是起始密码子；正常情况下，UGA和UAG均为终止密码子 A.突变后酶X的活性可能降低或丧失 B.诱变处理直接使酶X的mRNA发生碱基替换 C.突变后酶X的相对分子质量可能小于正常酶X的 D.诱变处理残翅果蝇，可能得到不同序列的酶X基因 答案：B 解析：突变后酶X的结构发生了变化，则其活性可能降低或丧失，A项正确；诱变处理直接使指导酶X合成的DNA发生了碱基替换，B项错误；第431位的UUA变为UGA(终止密码子)，则突变后酶X的多肽链会变短，所以突变后酶X的相对分子质量可能小于正常酶X的相对分子质量，C项正确；由于基因突变具有不定向性，所以诱变处理残翅果蝇，可能得到不同序列的酶X基因，D项正确。 3.(2024·河南漯河联考)科研人员在种植野生型玉米的田间，发现两株隐性矮秆突变体X和Y(X和Y均由单基因突变导致)，为探究两种突变体是否由同一位点基因突变导致，让两种突变体杂交，F1再自交(不考虑互换)，观察并统计F2的表型及比例。下列分析错误的是(　　) A.若两突变体由同一位点基因突变导致，则F2均表现为矮秆 B.若两突变基因是非同源染色体上不同位点的基因，则F2中高秆∶矮秆＝9∶7 C.若两突变基因是一对同源染色体上不同位点的基因，则F2中高秆∶矮秆＝3∶1 D.若两突变基因的遗传遵循自由组合定律，则F2矮秆植株中纯合子占3/7 答案：C 解析：若两突变体由同一位点基因突变导致，则突变体X和Y的基因型可设为a1a1和a2a2，让两种突变体杂交，F1(基因型为a1a2)再自交，则F2均表现为矮秆，A项正确；若两突变基因是非同源染色体上的非等位基因，则其遗传遵循自由组合定律，假设突变体X的基因型为aaBB，突变体Y的基因型为AAbb，则X和Y杂交，F1的基因型为AaBb，F1自交，F2的基因型为A-B-∶(A-bb＋aaB-＋aabb)＝9∶7，即F2中高秆∶矮秆＝9∶7，F2矮秆植株中纯合子(AAbb、aaBB、aabb)占3/7，B、D两项正确；如果两突变基因是一对同源染色体上不同位点的基因，假设突变体X的基因型为aaBB，突变体Y的基因型为AAbb，则X和Y杂交，F1的基因型为AaBb，由于两对基因在一对同源染色体上，所以F1产生的配子的基因型为Ab和aB，则F1自交，F2中AaBb∶AAbb∶aaBB＝2∶1∶1，故F2中高秆∶矮秆＝1∶1，C项错误。 4.研究人员利用60Co-γ射线处理某品种花生，获得了高油酸花生突变体。研究发现，该突变与花生细胞中的M基因有关，含有MA基因的花生的油酸含量与原花生品种无显著差异，含有MB基因的花生的油酸含量较高，如图所示。下列说法错误的是(　　) A.利用60Co-γ射线处理花生可提高突变率 B.MA基因和MB基因中的嘧啶碱基所占比例不同 C.M基因可以突变为MA、MB，说明基因突变具有不定向性 D.M基因中碱基的替换、插入都可以导致基因碱基序列的改变 答案：B 解析：利用60Co-γ射线处理花生的方法属于人工诱变，其原理是基因突变，人工诱变可在短时间内提高突变率，并可产生新基因，A项正确；根据题意可知，MA基因和MB基因都是通过基因突变形成的，双链DNA分子中，嘧啶碱基和嘌呤碱基互补配对，都是各占一半，故两基因中的嘧啶碱基所占比例相同，B项错误；一个基因可以朝多个方向突变，产生一个以上的等位基因，说明基因突变具有不定向性，C项正确；基因突变是指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，M基因中碱基的替换、插入都可以导致基因碱基序列的改变，D项正确。 5.图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体，图乙表示该卵原细胞形成的卵细胞中的一条染色体，图中字母表示基因。下列叙述正确的是(　　) A.基因D、d的本质区别是碱基的种类、数目不同 B.图甲中的非等位基因在减数分裂过程中可发生自由组合 C.图乙中染色体上存在基因d的原因一定是发生了基因突变 D.与有丝分裂比，甲→乙的过程中能产生的特有的可遗传变异是基因重组 答案：D 解析：基因D、d的本质区别是碱基的排列顺序不同，A项错误；图甲中的非等位基因位于一对同源染色体上，在减数分裂过程中不能发生自由组合，B项错误；图乙中染色体上的基因d可能来自染色体片段互换，C项错误；与有丝分裂相比，甲→乙的过程中能产生的特有的可遗传变异是基因重组，D项正确。 6.在细胞周期中，一条染色体的两条姐妹染色单体之间的相同位置上可能发生部分互换，这种现象被称为姐妹染色单体互换(SCE)。为研究被动吸烟对小鼠骨髓细胞SCE率的影响，科研人员将小鼠置于密闭小室内，每日两次香烟烟雾熏染30 min，分别在第9、18、27 d采集小鼠骨髓细胞，统计SCE率，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.在骨髓细胞的减数分裂Ⅰ前期能观察到SCE，而有丝分裂不能 B.SCE可以改变小鼠骨髓细胞中的染色体数目和基因的位置 C.香烟烟雾熏染处理会导致小鼠骨髓细胞的SCE率升高 D.骨髓细胞发生SCE的过程属于基因重组 答案：C 解析：骨髓细胞只能进行有丝分裂，不能进行减数分裂，A项错误；据题意可知，骨髓细胞发生SCE的过程未涉及基因重组，SCE没有改变小鼠骨髓细胞中的染色体数目和基因的位置，B、D两项错误。 7.生物将遗传物质传递给其他细胞而非其子代的过程称为基因水平转移，例如农杆菌可通过感染植物细胞实现基因向植物基因组的转化。肺炎链球菌有S型和R型两种类型。野生型的S型细菌可以在基本培养基上生长，S型细菌发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株a、b需要在基本培养基上分别补充不同氨基酸才能生长。科学工作者将菌株a和菌株b混合后，涂布于基本培养基上，结果如图。下列叙述正确的是(　　) A.有多糖荚膜的R型细菌可抵御吞噬细胞的吞噬而表现出毒性 B.S型细菌和R型细菌的结构不同是基因选择性表达的结果 C.野生型的S型细菌突变为菌株a、b说明基因突变是不定向的 D.菌株a和菌株b混合后可能因基因水平转移而发生基因重组 答案：D 解析：有多糖荚膜的S型细菌可抵御吞噬细胞的吞噬而表现出毒性，A项错误；S型细菌和R型细菌的结构不同是基因不同的结果，B项错误；基因突变具有不定向性，表现为一个基因通过突变可能产生多种等位基因，题图显示的是细菌的突变，细菌体内不含等位基因，故实验结果不能说明基因突变是不定向的，C项错误；菌株a和菌株b含有不同的突变基因，两者混合后可能交换了遗传物质，弥补了菌株a和菌株b的不足，这种现象产生的原因最可能是基因重组，D项正确。 B组(综合特训) 8. (2025·河北石家庄模拟)科研人员对水稻细胞核中一个DNA片段进行研究，发现其上有三个片段，即基因A、基因b和基因间的片段M，现将某外来DNA片段(m)插入该DNA片段。下列叙述错误的是(　　) A.若m为有效片段(有遗传效应)且插入M片段中，则发生基因重组 B.若碱基替换发生在基因b中，则属于基因突变 C.基因A和基因b所携带的遗传信息不可能同时得到执行 D.若m为无效片段(无遗传效应)且插入基因A中，则发生基因突变 答案：C 解析：若m为有效片段且插入M片段中，则控制不同性状的基因进行了重新组合，即发生基因重组，A项正确；基因突变是指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，若碱基替换发生在基因b中，则属于基因突变，B项正确；基因的选择性表达有可能使基因A和基因b所携带的遗传信息同时得到执行，C项错误；m虽然为无效片段但插入基因A中，改变了基因A的碱基序列，则发生基因突变，D项正确。 9.(2024·江苏无锡高三期末)水稻的每朵花中都有雄蕊和雌蕊，可自花传粉，也可异花传粉。科研人员用化学诱变剂EMS处理大量野生型水稻品系，获得了一株雄性不育植株以及一些具有不同新性状的植株。 (1)用EMS处理大量野生型水稻品系后得到的上述结果，说明基因突变具有　　　　　　　　　的特点。研究人员进一步研究发现，雄性不育是由10号染色体上某个碱基发生替换引起的，经对比后发现10号染色体的末端区域有三个部位发生碱基的替换，其中两个位于如图所示的基因甲和基因乙的间隔区，另一个位于基因丙内部。由此推断控制雄性不育的基因应位于　　　　　　　　(填“基因甲和基因乙的间隔区”或“基因丙内部”)，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)假设雄性不育性状与可育性状由等位基因M/m控制，将诱变获得的雄性不育植株作为　　　(填“父本”或“母本”)与纯合野生型植株杂交，后代中50%个体可育，50%个体雄性不育，由此推断雄性不育为　　　　突变，杂交后代出现该结果的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。研究人员无法通过杂交育种的方式获得纯合雄性不育植株，原因是　　　　　　　　　　　。  (3)为解决育种过程中雄性不育性状不易辨别和筛选的问题，研究人员尝试选取其他性状对其进行标记，具体过程如下：将高秆(DD)雄性不育水稻与矮秆(dd)可育水稻杂交，选取子代雄性不育水稻进行测交，发现测交后代中高秆雄性不育∶高秆可育∶矮秆雄性不育∶矮秆可育＝159∶2∶3∶163，该结果说明雄性不育基因与高秆基因的位置关系是　　　　　　　　　　，据此可知育种过程中选取表型为　　　　(填“高秆”或“矮秆”)的植株即可实现在开花前对雄性不育株的筛选；测交后代中出现高秆可育和矮秆雄性不育表型的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)低频性、不定向性　基因丙内部　基因甲和基因乙的间隔区发生的碱基替换不能引起基因碱基序列的改变，不属于基因突变，只有发生在基因丙内部的碱基的替换能引起基因碱基序列的改变，属于基因突变　(2)母本　显性　该雄性不育植株为杂合子，产生的雌配子中雄性不育基因M与雄性可育基因(野生型基因)m的比例为1∶1，与基因组成为m的雄配子结合，后代中Mm∶mm＝1∶1　不存在含雄性不育基因M的雄配子　(3)位于同一条染色体上　高秆　减数分裂Ⅰ前期同源染色体上的非姐妹染色单体间发生互换，产生了基因型为Dm和dM的雌配子，与基因型为dm的雄配子结合，从而产生了高秆可育植株和矮秆雄性不育植株 解析：(1)科研人员用化学诱变剂EMS处理大量野生型水稻品系，获得了一株雄性不育植株以及一些具有不同新性状的植株，该事实说明基因突变具有低频性、不定向性。根据题意推断，控制雄性不育的基因应位于基因丙内部，作出此判断的依据是基因甲和基因乙的间隔区发生碱基的替换不能引起基因碱基序列的改变，不属于基因突变，只有发生在基因丙内部的碱基的替换能引起基因碱基序列的改变，才可能会引起性状的改变，即表现为雄性不育。(2)假设雄性不育性状与可育性状由等位基因M/m控制，诱变获得的雄性不育植株只能作为母本，且其作为母本避免了去雄，该植株与纯合野生型植株杂交，后代中50%个体可育，50%个体雄性不育，由此推断雄性不育为显性突变，其基因型可表示为Mm，杂交后代出现该结果的原因可描述为该雄性不育植株为杂合子，产生的雌配子中雄性不育基因M与雄性可育基因(野生型基因)m的比例为1∶1，与基因组成为m的雄配子结合，后代中Mm∶mm＝1∶1。研究人员无法通过杂交育种的方式获得纯合雄性不育植株(MM)，这是因为M基因控制雄性不育，而群体中没有含M基因的花粉。(3)将高秆(DD)雄性不育水稻与矮秆(dd)可育水稻杂交，选取子代雄性不育水稻进行测交，发现测交后代中高秆雄性不育∶高秆可育∶矮秆雄性不育∶矮秆可育＝159∶2∶3∶163，该比例不符合1∶1∶1∶1，说明控制株高和育性的两对等位基因的遗传不符合自由组合定律，即雄性不育基因M与高秆基因D位于同一条染色体上，据此可知育种过程中选取表型为高秆的植株即可实现在开花前对雄性不育植株的筛选；测交后代中出现高秆可育和矮秆雄性不育表型的原因是基因型为DdMm(D和M、d和m连锁)的个体在产生配子的过程中，减数分裂Ⅰ前期同源染色体上的非姐妹染色单体间发生互换，产生了基因型为Dm和dM的雌配子，与基因型为dm的雄配子结合，从而产生了高秆可育植株和矮秆雄性不育植株。 第27讲　染色体变异与育种 课标要求 举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变，甚至死亡 关键词索引 单倍体　多倍体　染色体组　染色体结构变异　生物育种 特训点一　染色体数目变异 1.类型 2.染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳) (1)组成：图中雄果蝇体细胞中的一个染色体组可表示为　　　　　　　　　　　　　　。  (2)组成特点 ①形态上：细胞中的一组　　　　　　　，在形态和功能上各不相同。  ②功能上：控制生物　　　　　　　　　　的一组染色体。  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，但不重复。 3.单倍体、二倍体和多倍体 知识必备答案：1.增加或减少　非同源染色体　纺锤体 2.(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y　(2)①非同源染色体　②生长、发育、遗传和变异 3.配子 概念诊断 1.体细胞中含有本物种配子染色体组的个体无法存活。(　　) 答案：× 提示：雄蜂的体细胞中含有本物种配子染色体组，但雄蜂能存活。 2.体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体。(　　) 答案：× 提示：若是由配子发育成的个体，不管体细胞中有几个染色体组，都是单倍体。 3.三倍体在减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育配子。(　　) 答案：√ 4.单倍体的体细胞中必定含有一个染色体组。(　　) 答案：× 提示：单倍体的体细胞中未必含有一个染色体组，如四倍体的单倍体体细胞中含两个染色体组。 5.二倍体生物的单倍体都是高度不育的。(　　) 答案：× 提示：蜂王是二倍体，其卵细胞发育成的雄蜂是单倍体，可育。 6.若果蝇的某细胞在减数分裂Ⅰ后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有一个染色体组。(　　) 答案：× 提示：不一定，最终形成的精子可能同时含有X染色体和Y染色体，因为X染色体和Y染色体是同源染色体，而一个染色体组中的染色体都是非同源染色体。 探究点　染色体变异与细胞分裂的关系 【情境引领】　人类的X和Y染色体上均有与性别决定有关的基因，如SRY基因是Y染色体上编码睾丸决定因子的基因，该基因可通过引导原始性腺细胞发育成睾丸来决定男性性别。现有一对夫妇，妻子患红绿色盲(XbXb)，丈夫正常，该夫妇生了一个色觉正常的男孩(睾丸等男性特征正常)。已知没有X染色体的胚胎不能发育，不考虑基因突变。 【问题生成】 (1)该男孩色觉正常可能有以下3种情况。 情况一：父亲的一个精原细胞减数分裂异常，　　　　　　　　　　　　　　　　，与卵细胞结合后形成了XBXbY的受精卵，进而发育成不患色盲的男孩。  情况二：父亲的一个精原细胞减数分裂异常，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，与卵细胞结合后形成了XBXb的受精卵，进而发育成不患色盲的男孩。  情况三：父亲的一个精原细胞减数分裂异常，　　　　　　　　　　　　　，与卵细胞结合后形成了XbYB的受精卵，进而发育成不患色盲的男孩。  提示：产生了一个含XBY的精子　(Y染色体与X染色体交换片段，)产生了一个性染色体是X但含SRY基因的精子　(Y染色体与X染色体交换片段，)产生了一个性染色体是Y但含B基因的精子　 (2)为确定是第(1)题中的哪种情况，可取该男孩分裂期细胞，制成临时装片，统计有丝分裂中期染色体的数目。若为情况一，则染色体数目为　　　。  提示：47 考法1　以染色体组及生物体倍性为载体考查生命观念 1.下列对a~h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是(　　) A.细胞中含有一个染色体组的是h图，对应个体是单倍体 B.细胞中含有两个染色体组的是e、g图，对应个体是二倍体 C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但对应个体未必是三倍体 D.细胞中含有四个染色体组的是c、f图，对应个体一定是四倍体 答案：C 解析：形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组，则a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，d图中同一字母仅有一个，所以d图只含有一个染色体组，g图含有一个染色体组，e、f图含有四个染色体组。确认单倍体、二倍体、多倍体必须先看个体发育起点：若由配子发育而来，无论含几个染色体组均为单倍体；若由受精卵发育而来，有几个染色体组即为几倍体。综上所述，C项正确。 1.染色体组数目的判定 (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。 2.“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体 考法2　染色体数目与结构变异的判断 2.(2025·湖南株洲模拟)甲~丁表示细胞中不同的变异类型，甲中英文字母表示染色体片段。下列叙述正确的是(　　) A.图中所示变异类型都会引起染色体上基因数目的变化 B.图中所示变异类型都可能出现在根尖分生区细胞的分裂过程中 C.若乙为精原细胞，则它一定不能产生正常的配子 D.图中所示变异类型中甲、乙、丁可用光学显微镜观察检验 答案：D 解析：甲、丁所示变异会引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变，乙、丙所示变异不会导致染色体上基因数目的变化，A项错误；根尖分生区细胞有丝分裂活动旺盛，丙所示变异(互换)不可能发生在有丝分裂的过程中，B项错误；若乙为精原细胞，则其经减数分裂可能产生正常的配子，C项错误；甲、乙、丁均表示染色体变异，能在光学显微镜下观察到，而丙表示的基因重组无法在光学显微镜下观察到，D项正确。 特训点二　染色体结构变异 1.类型及实例 2.结果与影响 (1)结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因　　　或　　　　　发生改变，导致　　　的变异。  (2)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。  3.辨析生物变异类型 (1)变异类型 (2)可在显微镜下观察到的是　　　(填编号)。  (3)基因数目和排列顺序均未变化的是　　　(填编号)。  (4)实质：基因数目、种类或排列顺序的改变。 4.辨析易位与互换 (1)图1表示　　　　，图2表示　　　　。  (2)发生对象：图1发生于　　　　　　之间，图2发生于　　　　　　　　　　　　　　之间。  (3)变异类型：图1属于　　　　　　　　，图2属于　　　　。  (4)可在光学显微镜下观察到的变异是　　　，观察不到的变异是　　　　。(填“图1”或“图2”)  知识必备答案：2.(1)数目　排列顺序　性状　(2)不利 3.(1)缺失　重复　倒位　基因突变　(2)①②③　(3)④ 4.(1)易位　互换　(2)非同源染色体　同源染色体的非姐妹染色单体　(3)染色体结构变异　基因重组　(4)图1　图2 概念诊断 1.染色体变异可以在显微镜下观察到。(　　) 答案：√ 2.染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。(　　) 答案：√ 3.染色体结构变异一定引起染色体中基因的增加或减少。(　　) 答案：× 提示：染色体结构变异不一定引起染色体中基因的增加或减少，如倒位不改变基因数目，只改变基因的排列顺序。 4.基因突变与染色体结构变异都导致DNA碱基序列的改变。(　　) 答案：√ 5.染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。(　　) 答案：× 提示：染色体增加某一片段属于染色体结构变异中的重复，对生物往往不利。 考法1　结合染色体结构变异，考查科学思维 1.(2025·河北邯郸模拟)精原细胞中发生臂内倒位(如图)将导致染色体桥和断片的形成，已知有缺失或重复的染色单体产生的配子不育。下列说法错误的是(　　) A.臂内倒位发生于减数分裂Ⅰ前期的同源染色体的非姐妹染色单体之间 B.可在光学显微镜下观察到染色体桥结构 C.染色体桥断裂后，最后只能形成一个含正常染色体的精细胞 D.发生该现象的精原细胞产生的配子将有一半以上不可育 答案：D 解析：据题图可知，臂内倒位发生于联会时期，即减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了倒位，A项正确；染色体桥结构可在光学显微镜下观察到，B项正确；该精原细胞经减数分裂形成四个精细胞，其中只有一个含正常染色体，其余三个均含异常染色体，C项正确；已知有缺失或重复的染色单体产生的配子不育，据C项分析可知，形成的四个精细胞中，有一个精细胞含正常染色体，表现为可育，还有一个精细胞含有的异常染色体仅发生倒位但没有发生缺失或重复，表现为可育，D项错误。 考法2　借助生物变异类型的实验，考查科学探究 2.某二倍体植物的紫株和绿株受6号常染色体上一对等位基因(H、h)控制，紫株对绿株为完全显性。用X射线照射紫株甲后，再让其与绿株杂交，发现子代中只有1株绿株(绿株乙)，其余全为紫株。为研究绿株乙出现的原因，将绿株乙与纯合紫株丙杂交获得F1，F1自交产生F2。一条染色体片段缺失不影响个体生存，两条同源染色体缺失相同的片段会导致个体死亡。下列叙述错误的是(　　) A.若是紫株甲基因突变导致的，则绿株乙与纯合紫株丙杂交获得的F1一定是杂合子 B.若是紫株甲基因突变导致的，则F2中紫株所占的比例为2/3 C.若是紫株甲染色体片段缺失导致的，则绿株乙能产生2种配子 D.若是紫株甲染色体片段缺失导致的，则F2中紫株所占的比例为6/7 答案：B 解析：若是紫株甲基因突变导致的，则紫株甲的基因型为Hh，绿株乙的基因型为hh，其与纯合紫株丙(HH)杂交获得的F1的基因型为Hh，是杂合子，F1自交产生的F2中紫株所占的比例为3/4，A项正确，B项错误。若是紫株甲染色体片段缺失导致的，则紫株甲的基因型为HO，而绿株乙的基因型为hO，其能产生h和O 2种配子，其与纯合紫株丙(HH)杂交获得的F1的基因型及比例为1/2Hh、1/2HO，F1自交得F2，F2的基因型及比例为(1/2)×(3/4)H_、(1/2)×(1/4)hh、(1/2)×(3/4)H_、(1/2)×(1/4)OO(死亡)，故F2中紫株所占的比例为6/7，C、D两项正确。 变异类型实验探究题的答题模板 特训点三　生物变异与育种 探究点　生物育种 【情境引领】　如图所示，甲、乙表示水稻两个品种，A/a和B/b表示分别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。 【问题生成】 (1)图中哪些过程表示单倍体育种? 提示：①③⑤过程。 (2)图中哪些过程中需用秋水仙素处理?应如何处理? 提示：⑤⑥过程。⑤过程中需用秋水仙素处理单倍体的幼苗，从而获得纯合子；⑥过程中需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体数目加倍。 (3)④⑥的育种原理分别是什么? 提示：④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。 (4)基因型为AAaaBBbb的植株和基因型为AaBb的植株是同一物种吗?为什么? 提示：不是同一物种。因为二倍体(AaBb)与四倍体(AAaaBBbb)杂交产生的子代为不育的三倍体。 (5)若基因型为AAaaBBbb的植株在产生配子时同源染色体两两配对，两两分离，则其产生基因型为AaBb的配子的概率为多少?写出计算思路。 提示：4/9。基因型为AAaaBBbb的植株减数分裂产生的配子的基因型及比例为(AA∶Aa∶aa)(BB∶Bb∶bb)＝(1∶4∶1)(1∶4∶1)，则其产生基因型为AaBb的配子的概率＝(2/3)×(2/3)＝4/9。 【归纳总结】 根据育种程序图识别育种名称和过程 (1)首先要识别图中各字母表示的处理方法：A——杂交，D——自交，B——花药离体培养，C——秋水仙素处理，E——诱变处理，F——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。这是识别各种育种方法的主要依据。 (2)根据以上分析可以判断：“亲本新品种”为杂交育种，“亲本新品种”为单倍体育种，“种子或幼苗新品种”为诱变育种，“种子或幼苗新品种”为多倍体育种，“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子【—→】新品种”为基因工程育种。 【真题示范】　(2024·安徽卷)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，其中合理的是(　　) 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，再诱导单倍体幼苗染色体数目加倍形成二倍体，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.①② B.①③ C.②④ D.③④ 解答本题的关键是结合所学知识明确不同育种的原理、过程和优点，再结合选项作出判断。 答案：C 解析：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)，两者杂交，子代为抗稻瘟病植株(Rr)，若让其不断自交，每代均选取抗稻瘟病植株，则得到的子代为抗稻瘟病植株，但其具有的其他性状不一定优良纯合，①不合理；将甲与乙杂交，F1与甲回交，F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代，可得到具有其他许多优良性状(纯合)但抗稻瘟病的植株，该植株可能为杂合子，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，可得到抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，②合理；将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导单倍体幼苗染色体数目加倍形成纯合二倍体，从中选取抗稻瘟病且具有其他许多优良性状的纯合植株，即为所需新品种，只选取抗稻瘟病植株，不能保证其他性状优良纯合，③不合理；甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，向甲转入抗稻瘟病基因，则抗稻瘟病性状相当于杂合，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，可获得所需新品种，④合理。 考法预测 考法　关注育种设计，强化社会责任 1.(2024·重庆南开中学质检)组蛋白H3(CENH3)是细胞分裂时染色体分离所必需的，其决定着丝粒的定位；Cenh3是组蛋白H3的一个突变体。研究发现，异源CENH3可补偿Cenh3的突变，形成单倍体诱导系，其与野生型植株杂交，后代产生非整倍体和只含有野生型基因组的单倍体。下图表示CENH3介导的某二倍体植株诱导形成单倍体的过程。下列有关叙述错误的是(　　) A.图中有丝分裂过程中，纺锤丝不能附着到Cenh3突变体的染色体上发生在中期 B.图中诱导产生的单倍体中只含有来自父本的DNA C.可以用秋水仙素处理单倍体幼苗，使之成为二倍体 D.与传统单倍体诱导技术相比，图中的诱导方法不需要经过花药离体培养 答案：B 解析：有丝分裂中期，纺锤丝附着在每条染色体的着丝粒两侧，据此推测图中有丝分裂过程中，纺锤丝不能附着到Cenh3突变体的染色体上发生在中期，A项正确；题图中诱导产生的单倍体中含有父本的细胞核基因和母本的细胞质基因，因此单倍体中含有的DNA来自父本和母本，B项错误；秋水仙素可以诱导单倍体幼苗成为二倍体或多倍体，C项正确；传统的单倍体诱导技术一般需要经过花药离体实验、组织培养等过程，题图中的诱导方法不需要经过花药离体培养，D项正确。 2.(2025·北京昌平检测)野生型马铃薯大多自交不亲和。研究者为培育DMP基因突变的马铃薯，开展了如下杂交实验。下列叙述错误的是(　　) A.分析种子中双亲的特异性DNA序列可确定其染色体来源 B.据图可推测，DMP基因突变可使父本来源染色体全部或部分消失 C.杂交实验过程中获得的单倍体幼苗由种子发育而来 D.经秋水仙素处理即可获得具有母本优良性状的植株 答案：D 解析：染色体的主要成分是DNA和蛋白质，且DNA具有多样性和特异性，分析种子中双亲的特异性DNA序列可确定其染色体来源，A项正确；结合题图中“筛选并鉴定仅有母本来源染色体的种子”可知，DMP基因突变可使父本来源染色体全部或部分消失，B项正确；结合题图可知，杂交实验过程中获得的单倍体幼苗由仅有母本来源染色体的种子发育而来，C项正确；经秋水仙素处理，染色体数目成功加倍后，通过筛选可获得具有母本优良性状的植株，D项错误。 特训点四　(探究·实践)低温诱导植物细胞染色体数目的变化 1.实验原理、步骤和现象 2.实验分析 (1)低温诱导时控制的温度为　　　　　，诱导时间为48~72 h。  (2)制作装片的步骤与观察植物细胞有丝分裂的相同。 3.实验中的试剂及其作用 知识必备答案：1.纺锤体　蒜(或洋葱)底部　冰箱冷藏室(4 ℃)　卡诺氏液　95%的酒精　漂洗　染色　制片　低　正常的二倍体　染色体数目发生改变 2.(1)4 ℃ 概念诊断 1.卡诺氏液可使组织细胞互相分离开。(　　) 答案：× 提示：卡诺氏液的作用是固定细胞形态。 2.秋水仙素抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。(　　) 答案：√ 3.“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中用酒精冲洗的目的是洗去卡诺氏液。(　　) 答案：√ 4.低温和秋水仙素都可用于诱导染色体数目加倍。(　　) 答案：√ 考法　围绕实验的原理、步骤和操作注意事项，考查科学探究 1.低温可诱导植物细胞减数分裂异常而获得染色体数目未减半的配子，其与正常配子结合可获得多倍体植株。下列叙述正确的是(　　) A.低温可能影响减数分裂过程中纺锤体的形成，导致同源染色体未分离 B.低温主要影响着丝粒的分裂，导致复制后的姐妹染色单体不分开而加倍 C.该育种方法的原理是染色体数目变异，形成的多倍体植株均不能产生配子 D.植株经短暂低温处理后，获得的所有配子中均含有成对的同源染色体，染色体数目加倍 答案：A 解析：低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒的分裂，B项错误；该育种方法形成的多倍体植株，若染色体组数为偶数，则能正常进行减数分裂产生配子，C项错误；植株经短暂低温处理后，有些细胞发生了异常分裂，也有些细胞正常分裂，故获得的所有配子中有的含有成对的同源染色体，有的不含成对的同源染色体，D项错误。 2.(2024·河北石家庄调研)低温诱导洋葱(2N)根尖细胞染色体数目变化的实验中，下列相关叙述正确的是(　　) A.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 B.洋葱根尖在冰箱冷藏室内诱导培养48~72 h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝粒分裂 C.用卡诺氏液固定细胞的形态，用苏丹Ⅲ染液对染色体染色 D.低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂中期 答案：A 解析：低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒的分裂，B项错误；给染色体染色使用的是甲紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料，C项错误；低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂前期，D项错误。 一、核心概念——重落实 1.(必修2 P87)染色体变异的概念：　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化 2.(必修2 P90)染色体结构的变异结果：　　　　　　　　　　　　　，导致性状的变异。  提示：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变 3.染色体组是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息 4.三倍体不育的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：三倍体个体在进行减数分裂时染色体联会紊乱，不能形成可育的配子 5.骡子不育的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：骡子细胞内无同源染色体，不能进行正常的减数分裂，不能形成可育的配子 6.单倍体育种中的秋水仙素作用于　　　　　　　　　，多倍体育种中的秋水仙素作用于　　　　　　　　　期的　　　　　植株。  提示：幼苗期的单倍体植株　萌发的种子或幼苗　正常 二、真题体验——明考向 1.(2024·吉林卷)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、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：相比二倍体马铃薯，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大，所含的营养物质也更多，A项正确；植物可进行无性繁殖，可保持母本的优良性状，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，B项正确；Gggg细胞复制之后为GGgggggg，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故Gggg个体产生的次级精母细胞含有2个或0个G基因，C项错误；若同源染色体两两联会，则GGgg个体经减数分裂产生的配子的基因型及比例为1/6GG、4/6Gg、1/6gg，由于只有存在G基因才能产生直链淀粉，故GGgg个体自交，子代中产直链淀粉的个体占1—(1/6)×(1/6)＝35/36，D项正确。 2.(2024·广东卷)雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料，研究者用基因型为AaCcFf的番茄植株自交，所得子代的部分结果见图。其中，控制紫茎(A)与绿茎(a)、缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)的两对基因独立遗传，雄性可育(F)与雄性不育(f)为另一对相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是(　　) A.育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记 B.子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1∶1 C.子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1 D.出现等量绿茎雄性可育株与紫茎雄性不育株是基因突变的结果 答案：C 解析：绿茎株中绝大多数雄性不育，紫茎株中绝大多数雄性可育，据此可推测a(绿茎)和f(雄性不育)位于同一条染色体上，A(紫茎)和F(雄性可育)位于同一条染色体上；子代雄性不育株中，缺刻叶∶马铃薯叶≈3∶1，据此可推测C(缺刻叶)与c(马铃薯叶)位于另一对同源染色体上。因此绿茎可以作为雄性不育材料筛选的标记，A项错误；C、c与F、f这两对基因位于两对同源染色体上，因此，子代雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例也约为3∶1，B项错误；由于A和F位于同一条染色体上，a和f位于同一条染色体上，子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1，C项正确；出现等量绿茎雄性可育株与紫茎雄性不育株是减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换的结果，D项错误。 3.(2023·湖北卷)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，如下图所示。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(　　) 答案：B 解析：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，根据图示信息，倒位发生在着丝粒附近，倒位发生后，基因位置颠倒，但DNA探针依然可以识别。综上所述，B项正确。 4.(2022·北京卷)蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)为二倍体，由受精卵发育而来；雄蜂是单倍体，由未受精卵发育而来。由此不能得出(　　) A.雄蜂体细胞中无同源染色体 B.雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半 C.蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合 D.蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同 答案：B 解析：雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而来的，是单倍体，因此雄蜂体细胞中无同源染色体，A项不符合题意；雄蜂精子中染色体数目与其体细胞中的染色体数目相同，B项符合题意；蜂王是由受精卵经过分裂、分化产生的，其体细胞中存在同源染色体，在减数分裂时非同源染色体自由组合，C项不符合题意；蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同，蜜蜂的性别决定与染色体数目有关，而果蝇的性别决定与性染色体有关，D项不符合题意。 5.(2023·江苏卷)2022年我国科学家发布燕麦基因组，揭示了燕麦的起源与进化，燕麦进化模式如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.燕麦是起源于同一祖先的同源六倍体 B.燕麦是由AA和CCDD连续多代杂交形成的 C.燕麦多倍化过程说明染色体数量的变异是可遗传的 D.燕麦中A和D基因组同源性小，D和C基因组同源性大 答案：C 解析：结合燕麦进化模式图可知，燕麦属于异源六倍体，A项错误；燕麦是由含A基因组的个体和含C、D基因组的个体杂交后，染色体数目加倍形成的，B项错误；由图可知，燕麦多倍化过程中发生了染色体数量的改变，且能遗传给后代，C项正确；据图可知，燕麦中A和D基因组由同一祖先即A/D基因组祖先进化而来，故A和D基因组同源性大，C和D基因组同源性小，D项错误。 A组(对点特训) 对点1　染色体数目变异 1.下图表示4种不同生物体细胞的染色体组成情况，有关叙述正确的是(　　) A.图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组 B.由图b细胞组成的个体是三倍体 C.图c有3个染色体组，每个染色体组有2条染色体 D.由图d细胞组成的个体是由配子发育而来的 答案：D 解析：图a中着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，其处于有丝分裂后期，含有4个染色体组；图b含有3个染色体组，A项错误。图b含有3个染色体组，若图b细胞由受精卵发育而来，则其组成的个体是三倍体；若图b细胞由配子直接发育而来，则其组成的个体是单倍体，B项错误。图c有2个染色体组，每个染色体组有3条染色体，C项错误。图d细胞只有1个染色体组，由图d细胞组成的个体由配子发育而来，D项正确。 2.同源四倍体植物在减数分裂联会时，同源区段配对会形成不同的结果，进而产生不同染色体数目的配子，如图(短箭头表示细胞分裂后期相应着丝粒移动的方向)。下列相关叙述错误的是(　　) A.用秋水仙素处理二倍体植物种子，可培育出同源四倍体 B.1个四价体和2个二价体均可实现同源染色体的均等分配 C.图中1个三价体包含3条同源染色体和3个DNA分子 D.题图解释了同源四倍体通常可育，但育性却有所降低 答案：C 解析：联会时的染色体含有染色单体，图中1个三价体含有3条染色体(即6条染色单体)、6个DNA分子，C项错误。 对点2　染色体结构变异 3.(2024·江苏南京一模)某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示：。该动物通过减数分裂产生的若干精细胞中，出现了6种异常精子。下列相关叙述正确的是(　　) 异常 精子 ①AB　CD　②Ab　D　③Ab　Cd  ④aB　CC　D　⑤Ab　DC　⑥ab　CD  A.若不考虑基因突变，①和⑥属于同一变异类型，发生于减数分裂Ⅰ后期 B.②④⑤都属于染色体结构变异，都一定发生了染色体片段断裂 C.③发生的变异一般不改变碱基序列，是变异的根本来源 D.只有②④发生的变异改变了染色体上DNA的碱基数量 答案：B 解析：若不考虑基因突变，异常精子①和⑥形成的原因均是减数分裂Ⅰ的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换，A项错误；②发生了染色体片段缺失，④发生了染色体片段重复，⑤发生了染色体片段倒位，三者都属于染色体结构变异，染色体结构变异的基础是染色体片段断裂，B项正确；③中d基因出现的原因一定是基因突变，基因突变是指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，C项错误；③(基因突变)发生的过程中碱基的数量也可能发生改变，D项错误。 4.(2024·江西南昌模拟)鹦鹉的毛色由两对独立遗传的基因A、a和B、b控制，其中B、b位于Z染色体上。鹦鹉毛色的遗传机理如图所示。某人所养的一对绿色鹦鹉产下一只白色鹦鹉和一只蓝色雌性鹦鹉甲，甲的左翅上带有白色斑点，假设基因突变只改变一对等位基因中的一个基因，缺失一条常染色体的个体能够存活。下列关于甲左翅上白色斑点产生原因的分析，错误的是(　　) A.若产生原因是基因突变，则变异细胞的基因型为aaZbW B.若产生原因是基因重组，则变异细胞中a基因发生重新组合 C.若产生原因是染色体结构变异，则变异细胞中含A的片段缺失 D.若产生原因是染色体数目变异，则变异细胞中缺少一条常染色体 答案：B 解析：甲的基因型为A_ZbW，若产生原因是基因突变，则变异细胞的基因型为aaZbW，A项正确；基因重组发生在有性生殖过程中，不会导致后代某部分出现异常性状，B项错误；若产生原因是染色体结构变异，则变异细胞中A基因随着染色体片段的缺失而缺失，从而表现出a的性状，C项正确；若产生原因是染色体数目变异，则变异细胞中含有A基因的染色体缺失，D项正确。 对点3　生物变异与育种 5.玉米(2N＝20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆易倒伏(D)对矮秆抗倒伏(d)为显性，抗病(R)对易感病(r)为显性，控制上述两对性状的基因位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株，研究人员采用了如图所示的方法。根据材料分析，下列叙述正确的是(　　) A.过程①产生的F2若在无人工选择条件下自由交配两代，得到的F4中纯合矮秆抗病植株占1/64 B.过程②常用秋水仙素或低温处理单倍体的种子或幼苗 C.过程③得到的转基因植株自交，后代中有1/4的个体是符合要求的玉米植株 D.过程④发生的变异类型可能是基因突变或基因重组或染色体变异 答案：C 解析：F1(DdRr)自交产生的F2若在无人工选择条件下自由交配两代，自由交配过程中基因频率不变，F2中DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，则d基因频率为1/2；F2中RR∶Rr∶rr＝1∶2∶1，则R的基因频率为1/2，故得到的F4中矮秆植株(dd)占1/4，纯合抗病植株(RR)占1/4，则F4中纯合矮秆抗病植株占1/16，A项错误。根据题图分析可知，过程②属于单倍体育种，单倍体植株高度不育，不能产生种子，常用秋水仙素处理单倍体植株的幼苗，使染色体数目加倍，B项错误。过程③得到的转基因植株是杂合子(ddROrr)，自交后代中符合要求的玉米植株是纯合子(ddRRrr)，占1/4，C项正确。由种子发育形成植株的过程涉及有丝分裂，不涉及基因重组，D项错误。 6.(2023·江苏苏州高三模拟)我国科学家用二倍体育种替代四倍体育种，用杂交种子繁殖替代薯块繁殖，这一成果突破了百年来马铃薯育种的难题。自交不亲和是指植物自花传粉后不会产生种子的现象。科学家敲除了马铃薯决定自交不亲和的S-RNase基因，通过基因分析和杂交育种(如图所示)，成功地培育出“优薯1号”品种。下列分析错误的是(　　) A.能否选出基因组杂合度低和有害突变数少的材料决定实验最终的成败 B.品系1或2的强致病基因与有利基因的连锁在子代中消除的原因是同源染色体的互换 C.敲除S-RNase基因后的植株自交后，可通过观察是否产生种子来检测其作用效果 D.S-RNase基因是强致病基因，块茎繁殖，可能使有害病毒在植物体内积累 答案：D 解析：由题意可知，能否从敲除S-RNase基因后的二倍体马铃薯中选出基因组杂合度低和有害突变数少的材料决定实验最终的成败，A项正确；分析题图可知，品系1或2中强致病基因与有利基因连锁在同一条染色体上，而另一条染色体上没有这两种基因，则两者连锁关系的消除发生在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换，B项正确；敲除二倍体马铃薯的S-RNase基因后，让该植株自交，可通过观察是否产生种子来检测其作用效果，以此来判断敲除自交不亲和基因后马铃薯是否有自交后产生种子的能力，C项正确；由题干信息可知，S-RNase基因是决定马铃薯自交不亲和的关键基因，可以使马铃薯自花传粉后不会产生种子，而非强致病基因，D项错误。 对点4　低温诱导植物细胞染色体数目的变化 7.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过程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。基于这一原理，以洋葱不定根为实验材料进行“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验，下列相关叙述错误的是(　　) A.应在根尖细胞分裂旺盛时进行低温处理 B.卡诺氏液的作用是固定经诱导处理的根尖细胞的形态 C.延长冷藏时间可使分生区大多数细胞的染色体数目加倍 D.解离是让细胞相互分离，漂洗是为了防止解离过度而破坏细胞 答案：C 解析：染色体数目加倍的细胞数的多少，是由在实验过程中即将进行分裂的细胞数决定的，C项错误。 8.(2024·安徽六安高三月考)利用秋水仙素培育四倍体蓝莓的实验中，每个实验组选取50株蓝莓幼苗，用不同浓度的秋水仙素溶液处理它们的幼芽，得到的结果如下图所示。下列说法错误的是(　　) A.由实验结果可知处理时间会影响多倍体的诱变率 B.因变量是多倍体的诱变率，自变量只有一个，即秋水仙素处理时间 C.实验原理是秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，进而诱导形成多倍体 D.判断是否培育出四倍体蓝莓最可靠的方法是观察体细胞分裂中期的染色体数 答案：B 解析：因变量是多倍体的诱变率，自变量有两个，即秋水仙素处理时间和秋水仙素的浓度，B项错误。 B组(综合特训) 9.(2024·广东肇庆调研)在家蚕养殖业中，雄蚕(性染色体组成为ZZ)的桑叶利用率高，且蚕丝质量好。家蚕卵(受精卵)的颜色受10号染色体上的两对等位基因A/a、B/b控制。a基因纯合时卵表现为杏黄色，b基因纯合时卵表现为黄褐色，a基因和b基因同时纯合时卵表现为黄色，其他基因型则表现为黑色。回答下列问题： (1)家蚕卵色的遗传遵循　　　　定律。让纯合杏黄色卵家蚕与纯合黄褐色卵家蚕杂交，F1表型为　　　　。F1相互杂交，F2的表型及比例为　　　　　　　　　　(不考虑变异的情况)。  (2)育种工作者用辐射诱变的方法处理上述F1，通过特定方法选出缺失a基因或b基因的个体。有人提出可通过正常黄色卵个体(aabb)与经辐射后的F1个体杂交来选出a基因或b基因缺失的个体。你同意他的观点吗?请说明理由。(缺失a基因或b基因的配子存活力不受影响，且aa与a_的表型相同，bb与b_的表型相同)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)若已获得a基因或b基因缺失的家蚕，再通过其他方法使有部分片段缺失的10号染色体转移到W染色体上，如图1所示。在产生配子时两条正常染色体移向一极，则仅考虑图1中染色体和基因，该突变体能产生的两种配子分别为　　　　　　　。进一步选育后共形成了甲、乙、丙、丁四个品系家蚕，如图2所示。通过在四个品系中选择特定的杂交组合，可实现连续多代根据卵色筛选雄蚕进行生产。请写出杂交和选择方案：　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出一种方案即可)。  答案：(1)分离　黑色　杏黄色∶黄褐色∶黑色＝1∶1∶2　(2)不同意，正常黄色卵个体与待测个体杂交后，无论是否存在a基因缺失或b基因缺失，后代的表型及比例均为杏黄色∶黄褐色＝1∶1　(3)aBZ、(W染色体和A基因的书写形式不做要求)　选择甲与丙杂交，选择杏黄色卵进行生产，同时选择杏黄色卵和黑色卵进行留种；也可选择乙和丁杂交，选择黄褐色卵进行生产，同时选择黄褐色卵和黑色卵进行留种 解析：(1)据题意分析，家蚕卵色受10号染色体上的两对等位基因A/a、B/b控制，由于这两对基因位于一对同源染色体上，其遗传遵循分离定律。基因型为aaB_的个体的表型为杏黄色，基因型为A_bb的个体的表型为黄褐色，基因型为aabb的个体的表型为黄色，基因型为A_B_的个体的表型为黑色。让纯合杏黄色卵家蚕(aaBB)与纯合黄褐色卵家蚕(AAbb)杂交，F1的基因型为AaBb，表型为黑色。F1相互杂交，F2的表型(基因型)及比例为杏黄色(aaBB)∶黄褐色(AAbb)∶黑色(AaBb)＝1∶1∶2。(2)育种工作者用辐射诱变的方法处理F1，通过特定方法选出缺失a基因或b基因的个体。有人提出可通过正常黄色卵个体(aabb)与经辐射后的F1个体杂交来选出a基因或b基因缺失的个体。该杂交方法为测交，测交能检测待测个体产生的配子的种类和比例，但由于aa与a_的表型相同，bb与b_的表型相同，则无论a基因或b基因缺失与否，后代的表型均为杏黄色∶黄褐色＝1∶1。(3)在产生配子时两条正常染色体移向一极，则仅考虑图1中染色体和基因，该突变体能产生的两种配子分别为aBZ、。进一步选育后共形成了甲、乙、丙、丁四个品系家蚕，因为甲的W染色体上有A基因，因此需要选择没有A基因的雄性个体，与丙进行杂交，形成的受精卵中雌性卵表现为黑色，雄性卵表现为杏黄色，因此选择杏黄色卵进行生产，同时选择杏黄色卵和黑色卵进行留种；也可选择乙和丁杂交，形成的受精卵中雌性卵表现为黑色，雄性卵表现为黄褐色，因此，选择黄褐色卵进行生产，同时选择黄褐色卵和黑色卵进行留种。 一、可遗传的变异与不可遗传的变异的类型及判断 1.探究某一变异性状是否为可遗传的变异的方法 (1)两类变异的本质区别为遗传物质是否改变，遗传物质改变则可能遗传给后代，环境引起性状改变但遗传物质未变则不能遗传给后代。是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点，新性状能否遗传是实验设计的出发点。 (2)实验设计的方法：与原来类型在特定的相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失，则为可遗传的变异，反之则为不可遗传的变异。某些情况下也可以通过自交观察后代是否发生性状分离。 2.基因突变的类型与判断方法 (1)显性突变和隐性突变的判断方法 ①理论依据 ②判定方法 A.选取突变体与其他已知未突变体(野生型)杂交，根据子代性状表现判断。 a.若子代全为野生型，则突变性状为隐性性状。 b.若子代全为突变型，则突变性状为显性性状。 c.若子代既有突变型又有野生型，则突变性状为显性性状。 B.让突变体自交(或雌雄个体相互交配)，观察子代有无性状分离来判断。 (2)突变基因具体位置的判断 ①比较野生型个体与缺失不同基因的突变体，根据有无特定酶的活性判断编码该酶的基因对应的位置。 ②将一缺失未知基因片段的突变株与已知的缺失不同基因片段的突变株分别培养，根据是否转化为野生型个体判断未知个体的缺失基因对应的位置。 3.染色体变异、基因重组和基因突变的显微判断 染色体变异在光学显微镜下能观察到，而基因突变和基因重组不能，所以可通过显微观察法辨别染色体变异，即制作临时装片，观察有丝分裂中期染色体是否发生变异，若发生，则为染色体变异，否则为基因突变或基因重组(此处注意：若基因突变引起细胞结构改变也可间接用显微镜判断，例如显微镜下观察血细胞涂片，若发现镰刀状红细胞，可判断发生了基因突变)。 二、答题模板 考法预测 考法　生物变异类型的判断和实验探究 1.某二倍体生物，让其显性纯合个体(AA)与隐性个体(aa)杂交，子代中偶然发现了1个表现为隐性的个体。下列关于该变异个体出现的原因，不正确的是(　　) A.基因突变 B.染色体结构变异 C.染色体数目变异 D.同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换 答案：D 解析：根据题意可知，某二倍体生物，让其显性纯合个体(AA)与隐性个体(aa)杂交，正常情况下子代的基因型均为Aa，但是子代中偶然发现了1个表现为隐性的个体，该个体的基因型可能为aa，即发生了基因突变；该个体的基因型也可能是Oa，即发生了个别染色体缺失的现象(染色体数目变异)，或者由A所在的染色体部分片段缺失导致(染色体结构变异)。综上所述，A、B、C三项都可能是导致该变异个体出现的原因，而同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换不会引起子代出现表型为隐性的个体，D项不正确。 2.某种鱼因其颜色艳丽而成为重要的观赏鱼品种。研究发现，该种鱼某品系的体色由鳞片颜色和皮肤底色共同作用形成，其中鳞片有土耳其绿鳞、皇室蓝鳞、铁锈蓝鳞，由基因B/b控制；皮肤有黄皮和红皮，由基因R/r控制。研究人员现用一批不同体色的纯合雌鱼和雄鱼进行杂交获得F1，F1雌雄个体随机交配获得F2，实验结果如下表所示(不考虑X、Y染色体的同源区段)。请回答以下问题： 项目 亲本 F1体色 F2体色及分离比 实验一 铁锈蓝鳞黄皮♀×土耳其绿鳞红皮♂ 皇室蓝鳞红皮 铁锈蓝鳞红皮∶土耳其绿鳞红皮∶皇室蓝鳞红皮∶铁锈蓝鳞黄皮∶土耳其绿鳞黄皮∶皇室蓝鳞黄皮＝3∶3∶6∶1∶1∶2 实验二 铁锈蓝鳞黄皮♂×土耳其绿鳞红皮♀ 皇室蓝鳞红皮 铁锈蓝鳞红皮∶土耳其绿鳞红皮∶皇室蓝鳞红皮∶铁锈蓝鳞黄皮∶土耳其绿鳞黄皮∶皇室蓝鳞黄皮＝3∶3∶6∶1∶1∶2 某同学在重复上述实验时，在F1中发现了一尾皇室蓝鳞黄皮雄鱼。该同学推测该鱼黄皮性状可能是由基因突变引起的，也可能仅仅是由环境引起的表型改变。请利用亲本中已有个体设计杂交实验，通过一次杂交对该同学的推测进行探究。 实验思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  预期结果和结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　。  答案：实验思路：让该黄皮雄鱼与黄皮雌鱼杂交，观察并统计子代表型　预期结果和结论：若子代全为黄皮，则是由基因突变引起的；若子代中红皮∶黄皮＝1∶1，则仅仅是由环境引起的表型改变 解析：由题意可知，该鱼黄皮性状若是由基因突变引起的，则该雄鱼的基因型为rr；若仅仅是由环境引起的表型改变，基因型并未改变，则该雄鱼的基因型为Rr，通过测交实验可确定该雄鱼的基因型。 1.果蝇的正常翅和缺刻翅由位于X染色体上的一对等位基因(A/a)控制，Y染色体上没有它的等位基因。某科研小组用射线照射一对正常翅果蝇产生的受精卵，由这些受精卵发育成的F1个体中出现了一只缺刻翅雌果蝇(只考虑一种类型的变异)，将该果蝇与纯合正常翅雄果蝇杂交产生F2。回答下列问题： (1)若缺刻翅的出现是基因突变的结果，当F2中出现缺刻翅时，并不能确定是否发生了显性突变(基因a突变为基因A)，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若想证明缺刻翅的出现是发生显性突变的结果，可采取的简单做法是　　　　　　　　　，结果为　　　　　　　　　　　　　。  (2)若F2中正常翅∶缺刻翅＝2∶1，显微镜下观察到F1中该缺刻翅雌果蝇体内有五种形态的染色体，则这种变异属于　　　　　　　，解释出现以上结果的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)无论缺刻翅是显性突变还是隐性突变，F2中都会出现缺刻翅　统计F2中缺刻翅果蝇的性别(比例)　缺刻翅果蝇中雌∶雄＝1∶1(或雌雄果蝇中均有缺刻翅) (2)(X)染色体结构变异　正常翅对缺刻翅为显性，射线照射引起受精卵中X染色体上A基因片段缺失，F1中缺刻翅雌果蝇的基因型为XaXO，该雌果蝇与正常翅雄果蝇(XAY)杂交，F2中基因型为XOY的胚胎(个体)致死 解析：(1)如果是显性突变，则F1缺刻翅雌果蝇的基因型为XAXa，其与纯合正常翅雄果蝇(XaY)杂交，F2中XAXa(缺刻翅雌)∶XaXa(正常翅雌)∶XAY(缺刻翅雄)∶XaY(正常翅雄)＝1∶1∶1∶1。如果是隐性突变，则F1缺刻翅雌果蝇的基因型为XaXa，其与纯合正常翅雄果蝇(XAY)杂交，F2中XAXa(正常翅雌)∶XaY(缺刻翅雄)＝1∶1。所以无论缺刻翅是显性突变还是隐性突变，F2中都会出现缺刻翅，无法根据F2中是否出现缺刻翅来判断是发生了显性突变还是发生了隐性突变。若想证明缺刻翅的出现是发生显性突变的结果，可统计F2中缺刻翅果蝇的性别(比例)。当缺刻翅果蝇中雌∶雄＝1∶1(或雌雄果蝇中均有缺刻翅)时，说明发生了显性突变。(2)果蝇体内有四对同源染色体，雌果蝇性染色体是同型染色体，所以雌果蝇细胞内应有四种形态的染色体。而显微镜下观察到F1中该缺刻翅雌果蝇体内出现五种形态的染色体，说明控制翅型的基因所在染色体发生了染色体结构变异。当正常翅对缺刻翅为显性，射线照射引起受精卵中X染色体上A基因片段缺失，F1中缺刻翅雌果蝇的基因型为XaXO，该雌果蝇与正常翅雄果蝇(XAY)杂交，F2的基因型理论上有XAXa、XAXO、XaY、XOY，其中基因型为XOY的胚胎(个体)致死时，F2中会出现正常翅∶缺刻翅＝2∶1。 2.(2025·广东梅州高三模拟)某二倍体雌雄同株植物的茎色紫色对绿色为显性，受等位基因A/a控制。科学家用X射线处理某纯合紫株的花药后，将获得的花粉对绿株进行授粉，得到的F1中只出现了1株绿株(M)。请回答下列问题： (1)等位基因是通过　　　　产生的，等位基因A、a的根本区别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)若M的出现是由基因突变引起的，则　　　　(填“A”或“a”)基因发生了突变，发生突变的时间最可能为　　　　　　　　　　　　　　。若M的出现是由染色体变异引起的，而且变异的配子活力不受影响(两条染色体异常的受精卵不能发育)，则对M出现的合理解释是　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)已知每株植物所结种子的数目相同，请设计最简便的杂交实验探究M的出现是由基因突变引起的，还是由染色体变异引起的。请补充实验思路及预期实验结果。 实验思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，  观察统计后代的性状分离比。 预期实验结果：若后代中紫株∶绿株＝3∶1，则M的出现是由基因突变引起的；若后代中紫株∶绿株＝　　　　　　　，则M的出现是由染色体变异引起的。  答案：(1)基因突变　脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同(或碱基的排列顺序不同)　(2)A　减数分裂Ⅰ前的间期　发生了染色体中含A基因片段的缺失或A基因所在的染色体整条缺失　(3)将M与纯合紫株杂交得到F1，再让F1自交　6∶1 解析：(1)等位基因是通过基因突变产生的，等位基因A、a的根本区别是脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同(或碱基的排列顺序不同)。(2)用X射线处理某纯合紫株的花药后，将获得的花粉对绿株进行授粉，得到的F1中只出现了1株绿株(M)，说明紫色对绿色为显性，则紫株的基因型为A_，绿株的基因型为aa。若M的出现是由基因突变引起的，则应是A基因发生了隐性突变，发生突变的时间最可能为减数分裂Ⅰ前的间期。若M的出现是由染色体变异引起的，则可能是在减数分裂过程中发生了染色体中含A基因片段的缺失或A基因所在的染色体整条缺失。(3)要想探究M的出现是由基因突变引起的，还是由染色体变异引起的，可将M与纯合紫株杂交得到F1，再让F1自交，观察统计后代的性状分离比。若M的出现是由基因突变引起的，则M(aa)与纯合紫株(AA)杂交得到F1(Aa)，F1(Aa)自交，后代中紫株(A_)∶绿株(aa)＝3∶1；若M的出现是由染色体变异引起的，则M(aO)与纯合紫株(AA)杂交得到F1(1/2Aa、1/2AO)，F1自交，基因型为Aa的F1自交后代中紫株(A_)∶绿株(aa)＝3∶1，基因型为AO的F1自交后代中紫株(A_)∶绿株(aa)＝3∶0，因此后代中紫株(A_)∶绿株(aa)＝6∶1。 3.科研工作者利用某二倍体植物(2n＝20)进行实验。该植物的红花和白花由5号染色体上的一对等位基因(D/d)控制。正常情况下纯合红花植株与白花植株杂交，子代均为红花植株。育种工作者用X射线照射纯合红花植株甲后，再让其与白花植株杂交，发现子代中有932株红花植株和1株白花植株乙。请回答下列问题： (1)若对该植物基因组进行测序，发现1个DNA分子有1个碱基发生了改变，但该DNA控制合成的蛋白质均正常，试说出2种可能的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)关于白花植株乙产生的原因，科研人员提出了3种假设。 假设一：用X射线照射甲，导致其发生了基因突变。 假设二：用X射线照射甲，导致其5号染色体断裂，含有基因D的片段缺失。 假设三：用X射线照射甲，导致其5号染色体丢失1条。 ①经显微镜观察，乙减数分裂Ⅰ前期四分体有　　　　个，则可以否定假设三。  ②若假设二成立，则下图所示杂交实验中，乙能产生　　　　种配子，F1自交得到的F2中，红花植株所占的比例应为　　　　。(注：一条染色体片段缺失不影响个体生存，两条同源染色体缺失相同的片段则个体死亡)  ③若假设一成立，有人认为，红花植株甲一定发生了D→d的隐性突变。请判断该说法是否正确并说明原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)1个碱基的改变引起了密码子改变，但对应的氨基酸未改变；1个碱基的改变发生于DNA的非基因序列(或基因的非编码区)　(2)①10　②2　6/7　③不正确，也可能是另一对基因发生了突变，抑制了D基因的功能 解析：(1)若对该植物基因组进行测序，发现1个DNA分子有1个碱基发生了改变，但该DNA控制合成的蛋白质均正常，则可能的原因为发生改变的部位不在基因序列中，而是在非基因序列中；发生改变的部位在基因内部，但改变后转录出的密码子和原来的密码子决定的氨基酸种类相同；发生改变的部位在该基因的非编码区，上述现象都不会引起相关蛋白质的改变。(2)①染色体变异可用显微镜观察到，若用X射线照射甲，导致其5号染色体丢失1条，即产生了不含5号染色体的配子参与受精形成了乙，故乙中含有19条染色体，则乙减数分裂Ⅰ前期四分体有9个，若观察到10个，则可以否定假设三。②若假设二成立，即用X射线照射甲，导致其5号染色体断裂，含有基因D的片段缺失，即产生了不含D基因的配子参与受精形成了乙，故乙中5号染色体丢失了一段。则图中所示杂交实验中，乙能产生2种配子，即F1的基因型可表示为Dd、DO(O代表的是D基因缺失的5号染色体)，各占1/2，则F1自交得到的F2的基因型及比例为1DD、2Dd、1dd、1DD、2DO、1OO(致死)，可见存活的7份个体中有6份表现为红花，即红花所占比例为6/7。③若假设一成立，则甲未必一定发生了D→d的隐性突变，若是另一对基因发生了突变，抑制了D基因的功能，则同样会产生乙。 4.根据遗传学知识，请回答以下问题： Ⅰ.某XY型性别决定的植物，其红花和黄花由等位基因A、a控制，等位基因B、b会影响红花颜色的深浅，两对等位基因独立遗传。现有红花雌性与黄花雄性亲本杂交，F1全表现为黄花，F1随机交配，F2的表型及数量如下表。 表型 黄花 红花 深红花 雌性个体数/株 299 102 0 雄性个体数/株 302 50 51 (1)等位基因A、a位于　　　　染色体上，其中A基因控制　　　　花，等位基因B、b位于　　　　染色体上。  (2)这对亲本的基因型为　　　　(♂)、　　　　(♀)。  (3)F2黄花雄性个体的基因型共　　　种，F2黄花雌性个体中纯合子占　　　　。  Ⅱ.果蝇的长翅(D)与残翅(d)为常染色体上的一对等位基因控制的相对性状。基因型为DD或Dd的幼虫所处环境温度为25 ℃时，发育为长翅；所处环境温度为37 ℃时，发育为残翅。某生物兴趣小组在模拟一对相对性状的杂交实验时，选用的亲本组合为DD×dd，在众多F1中发现了一只残翅果蝇，其产生原因可能有三种：①单纯受环境温度影响；②基因突变；③缺少一条染色体。已知缺少一对同源染色体的果蝇致死，现提供甲、乙、丙、丁四种果蝇(染色体组成如下图所示)，欲通过一次杂交实验鉴定该残翅果蝇产生的原因，简要写出实验思路，并预期实验结果及结论。 (4)实验思路： a.让该残翅果蝇与异性的　　　　(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)杂交。  b.　　　　　　　　　　　　　　环境下生长发育，观察后代的表型及比例。  (5)预期实验结果及结论： A.若后代的表型及比例为　　　　　　　　　，则该残翅果蝇是单纯受环境温度影响导致的。  B.若后代的表型及比例为　　　　　　　　　，则该残翅果蝇是基因突变导致的。  C.若后代的表型及比例为　　　　　　　　　，则该残翅果蝇是缺少一条染色体导致的。  答案：(1)常　黄　X　(2)AAXbY　aaXBXB　(3)4　1/6　(4)丙　让杂交后代的幼虫处在温度为25 ℃的　(5)长翅∶残翅＝3∶1　长翅∶残翅＝1∶1　长翅∶残翅＝2∶1 解析：(1)F2中黄花在雌性、雄性个体中均占3/4，与性别无关，说明等位基因A、a位于常染色体上，其中A基因控制黄花；F2雌性个体中没有深红花个体，雄性个体中红花∶深红花＝1∶1，与性别有关，说明等位基因B、b位于X染色体上，能使红花颜色加深的为基因b(XbXb或XbY)。(2)根据(1)的推理可知，红花的基因型为aaXBX-或aaXBY，深红花的基因型为aaXbXb或aaXbY，黄花的基因型为A_X-X-或A_X-Y，由F2的表型及比例推理出F1的基因型为AaXBXb和AaXBY，进一步可推出亲本的基因型为aaXBXB、AAXbY。(3)根据F1的基因型为AaXBXb和AaXBY，推出F2黄花雄性个体的基因型(A_X-Y)共2×2＝4种；F2黄花雌性个体(A_XBX-)中纯合子所占比例为(1/3)×(1/2)＝1/6。(4)由题意可知，欲通过一次杂交实验鉴定该残翅果蝇产生的原因，只能让该残翅果蝇与异性的丙杂交，让杂交后代的幼虫处在温度为25 ℃的环境下生长发育，观察后代的表型及比例。(5)丙的基因型可表示为DO。若为原因①，则该残翅果蝇的基因型为Dd，杂交组合为Dd×DO，后代的基因型及比例为DD∶Dd∶DO∶dO＝1∶1∶1∶1，其中没有致死个体，故后代的表型及比例为长翅∶残翅＝3∶1；若为原因②，则该残翅果蝇的基因型为dd，杂交组合为dd×DO，后代的基因型及比例为Dd∶dO＝1∶1，其中没有致死个体，故后代的表型及比例为长翅∶残翅＝1∶1；若为原因③，则该残翅果蝇的基因型为dO，杂交组合为dO×DO，后代的基因型及比例为Dd∶DO∶dO∶OO＝1∶1∶1∶1，其中OO个体致死，故后代的表型及比例为长翅∶残翅＝2∶1。 5.果蝇的性别决定方式为XY型。下表表示果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况。 受精卵中性染色体组成 发育情况 XX、XXY 雌性、可育 XY、XYY 雄性、可育 XXX、YO(没有X染色体)、YY 胚胎期死亡 XO(没有Y染色体) 雄性、不育 已知果蝇中红眼(A)对白眼(a)为显性，A、a基因位于X染色体某一片段上，若该片段缺失，则X染色体记为X-。XX-个体为可育雌果蝇，X-Y个体因缺少相应基因而死亡。用红眼雄果蝇(XAY)与白眼雌果蝇(XaXa)杂交得到F1，发现F1中有一只例外的白眼雌果蝇。现将该白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇杂交产生F2。根据F2性状判断该白眼雌果蝇产生的原因： (1)若子代中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，  则是亲代配子基因突变所致。 (2)若子代中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，  则是X染色体片段缺失所致。 (3)若子代中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，  则是性染色体数目变异所致。 答案：(1)白眼雄果蝇∶红眼雌果蝇＝1∶1　(2)红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1　(3)红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝4∶1∶1∶4(或雌雄个体中均有红眼和白眼两种性状) 解析：红眼雄果蝇(XAY)与白眼雌果蝇(XaXa)杂交，正常情况下产生的后代中红眼雌果蝇(XAXa)∶白眼雄果蝇(XaY)＝1∶1。现在出现一只例外的白眼雌果蝇，则其染色体及基因组成可能为XaXa或XaX-或XaXaY。让其与正常红眼雄果蝇杂交，若其基因型为XaXa，则子代中雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，且雌雄果蝇数量之比为1∶1，这种情况是亲代配子基因突变所致；若其基因型为XaX-，则子代中雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，且雌雄果蝇数量之比为2∶1，这种情况是X染色体片段缺失所致；若其基因型为XaXaY(可产生的配子及其比例为Xa∶XaY∶XaXa∶Y＝2∶2∶1∶1)，则子代中红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝4∶1∶1∶4(或雌雄个体中均有红眼和白眼两种性状)，这种情况是性染色体数目变异所致。 第28讲　生物的进化 课标要求 1.尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等，说明当今生物具有共同的祖先 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 3.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.说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境 5.阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加 6.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 7.阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成 关键词索引 自然选择　物种　生殖隔离　协同进化　生物多样性 特训点一　生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成 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 3.适应的普遍性和相对性 4.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 ①揭示了生物界的　　　　　是由于所有的生物都有　　　　　　　　。  ②科学地解释了生物的　　　　　　　是进化的结果。  ③对于遗传和变异的认识还局限于　　　　水平，不能科学地解释遗传和变异的本质。  (3)达尔文以后进化理论的发展 ①关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到　　　　水平，人们逐渐认识到　　　　　的本质。  ②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。  ③形成了以　　　　　　为核心的现代生物进化理论。  知识必备答案：1.遗体　生活痕迹　直接　重要　简单 高等　原始的共同祖先　进化　复杂　低等　陆生 2.器官、系统　翼　鳍　前肢　胚胎的形成　鳃裂和尾 共同祖先　细胞膜　细胞质 3.形态结构　功能　形态结构及其功能　生存和繁殖　普遍存在　环境条件 4.(1)进化　用进废退　获得性遗传　遗传给后代 (2)过度繁殖　生存斗争　有利变异　逐代积累　①统一性　共同祖先　②多样性和适应性　③性状　(3)①基因　遗传和变异　②种群　③自然选择学说 概念诊断 1.共同由来学说指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。(　　) 答案：√ 2.比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究，都给生物进化论提供了有力的支持。(　　) 答案：√ 3.我国发现的大量的恐龙蛋化石属于生活痕迹化石。(　　) 答案：× 提示：我国发现的大量的恐龙蛋化石属于遗体化石，而恐龙脚印化石则属于生活痕迹化石。 4.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。(　　) 答案：√ 5.达尔文的自然选择学说仅揭示了生物界的统一性。(　　) 答案：×　 提示：达尔文的自然选择学说揭示了生物界的统一性和多样性。 探究点　生物有共同祖先的证据 【情境引领】　下图是三种脊椎动物的前肢和人的上肢骨骼比较的示意图。 【问题生成】 (1)蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢与人的上肢相比，在结构上有相似之处，而且排列顺序也基本一致，这说明了什么? 提示：生物之间存在一定的亲缘关系，它们可能都是由共同的原始祖先进化而来的。 (2)这四种前(上)肢内部结构模式非常一致，但功能迥异，外形差别也很大，这说明了什么? 提示：结构与功能相适应，也体现了生物适应环境的特点。 考法1　以生物进化的证据为载体考查生命观念及科学思维 1.我国科学家发现了古土壤和植物化石，为研究植物登上陆地并改造地球表层系统提供了重要的科学参考。下列说法错误的是(　　) A.古植物化石的发现可为生物进化提供直接证据 B.古植物进化的原因是特殊的地理环境使古植物产生有利变异 C.不同种生物DNA碱基序列或基因组越接近，说明亲缘关系越近 D.新物种一旦形成，则说明生物一定发生了进化，但进化不一定形成新物种 答案：B 解析：化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，A项正确；古植物进化的原因是特殊的地理环境对生物的变异进行了选择，导致种群的基因频率发生了改变，B项错误；不同生物的DNA碱基序列或基因组越接近，差异越小，说明亲缘关系越近，C项正确；新物种形成的标志是产生了生殖隔离，生物一定发生了进化，但进化不一定形成新物种，D项正确。 考法2　以自然选择与适应的形成为载体考查科学思维 2.皮肤中的色素能吸收阳光中的紫外线，从而减轻紫外线辐射对皮肤的伤害。青藏高原具有强紫外线辐射，且随着海拔高度的升高，紫外线辐射越强。某研究团队检测了生活在青藏高原不同海拔高度的高山倭蛙的皮肤色素相对含量，结果如表。下列说法错误的是(　　) 分布的海拔高度/m 皮肤色素相对含量 2 900 0.28 4 500 0.47 A.高山倭蛙皮肤色素含量的差异是自然选择的结果 B.适应的形成离不开遗传变异和环境间的相互作用 C.生活在不同海拔高度的高山倭蛙间存在协同进化 D.生活在不同海拔高度的高山倭蛙的进化方向不完全相同 答案：C 解析：高山倭蛙皮肤色素含量的差异是自然选择的结果，A项正确；适应的形成离不开遗传变异和环境间的相互作用，B项正确；生活在不同海拔高度的高山倭蛙属于同一物种，不存在协同进化，C项错误；不同海拔高度的环境不完全相同，所以对高山倭蛙的选择作用有所不同，使得高山倭蛙的进化方向不完全相同，D项正确。 特训点二　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)可遗传的变异的来源 可遗传的变异来源 (2)可遗传的变异的特点：随机的、不定向的。 (3)变异的有利和有害是相对的，是由生物的生存环境决定的。 (4)自然选择对种群基因频率变化的影响 ①原因：在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会　　　　　　；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会　　　　。  ②自然选择使种群的基因频率发生定向改变 3.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　　　　　　会杀死细菌，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　　　　　，　　　　　有可能存活下来。  (2)实验结论 ①细菌耐药性的出现是发生了　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②抗生素的选择作用导致了耐药菌比例的逐渐　　　　　　　　。  拓展链接 自然选择的实质及作用的对象 　　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)，根本对象是与生物个体变异性状相对应的基因。 4.隔离在物种形成中的作用 (1)隔离类型：常见的有　　　　和　　　　。  (2)隔离实质：不同群体间个体在自然条件下　　　　不能自由交流。  (3)物种形成三个基本环节：　　　　　　　、　　　　及　　　　。  (4)新物种形成的标志：　　　　　　　。  (5)物种的概念：能够在自然状态下　　　　并且产生　　　　的一群生物。  (6)隔离是物种形成的必要条件。 知识必备答案：1.同种　全部个体　繁殖　基因　全部个体　基因　全部等位基因数 2.(1)基因重组　(4)①不断提高　下降　②定向改变 3.(1)抗生素　耐药性　抗生素　耐药菌　(2)①可遗传的变异　②升高 4.(1)地理隔离　生殖隔离　(2)基因　(3)突变和基因重组　自然选择　隔离　(4)产生生殖隔离　(5)相互交配 可育后代 概念诊断 1.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。(　　) 答案：√ 2.突变具有低频性，但能为生物进化提供原材料。(　　) 答案：√ 3.只要不同种群的基因库产生了明显差异，就一定能产生新物种。(　　) 答案：× 提示：不同种群的基因库产生明显差异，不一定出现新物种，只有出现生殖隔离后才能形成新物种。 4.新物种形成的标志是生殖隔离，生殖隔离必须经过地理隔离才能形成。(　　) 答案：× 提示：新物种形成的标志是生殖隔离，生殖隔离可以不经过地理隔离形成，如四倍体西瓜的形成。 探究点　新物种的形成 【情境引领】　某研究小组研究了某地的两个湖泊，这一地区有时会发洪水。两个湖泊中都生活着两种相似的鱼，即红褐色鱼和金黄色鱼。他们不清楚这两种鱼之间的关系，于是作出如图所示的两种假设： 【问题生成】 (1)在假说甲和假说乙中，湖泊Ⅰ和湖泊Ⅱ中的两种鱼的祖先各是哪种鱼? 提示：假说甲认为，两个湖中的红褐色鱼和金黄色鱼都是由灰色鱼进化而来的，红褐色鱼和金黄色鱼有共同的祖先；假说乙认为，由于洪水的作用，洪水将湖泊Ⅰ中的红褐色鱼带到了湖泊Ⅱ，将湖泊Ⅱ中的金黄色鱼带到了湖泊Ⅰ。 (2)DNA分析表明，湖泊 Ⅰ 中红褐色鱼与湖泊 Ⅱ 中红褐色鱼亲缘关系最近，这一证据支持哪个假说? 提示：假说乙。 (3)假说甲是否符合当地实际情况?为什么? 提示：假说甲不符合当地实际情况。因为假说甲没考虑当地“有时会发洪水”这一实际情况。 (4)什么证据可以帮助你确定湖泊Ⅰ中的红褐色鱼和金黄色鱼不是一个物种? 提示：将湖泊Ⅰ中的红褐色鱼与金黄色鱼杂交，若红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交或杂交后不能产生可育后代，说明它们不是一个物种(或若红褐色鱼和金黄色鱼之间存在生殖隔离，说明它们不是一个物种)。 【归纳总结】 1.物种的形成 (1)物种形成的方式 ①渐变式 ②爆发式 在很短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。 (2)三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示： (3)隔离导致物种的形成 ①只有地理隔离而不形成生殖隔离，不可能产生新物种。 ②生殖隔离是物种形成的标志，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交后代不活；杂交后代活而不育。 2.判断生物进化与物种形成的方法 (1)从形成标志方面分析： ①如果生物之间出现了生殖隔离，则说明形成了新物种。 ②如果只是种群基因频率改变，则只能说明生物一定发生了进化。 (2)从二者联系方面分析： ①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离后才能形成新物种。 ②生物进化不一定产生新物种，产生新物种一定发生了生物进化。 考法1　以生物进化与物种形成为载体考查生命观念及科学思维 1.(2024·山东潍坊模拟)某山地的蜗牛被突然隆起的山丘分隔成两个种群，若干年后，两个种群发生了明显的进化，而后山丘障碍消失，进化过程如图所示。下列相关说法正确的是(　　) A.b1和c1间出现了地理隔离，二者之间也一定出现了生殖隔离 B.c1到c2的过程中种群的基因频率一定发生了改变 C.d1和d2形态差别较大，所以二者之间一定出现了生殖隔离 D.生物圈中物种的形成都必须经历这种长期的地理隔离 答案：B 解析：隆起的山丘将蜗牛分成了两个种群，使b1和c1之间出现了地理隔离，但不一定形成生殖隔离，A项错误；c1到c2的过程中种群发生了进化，进化的实质就是种群基因频率发生改变，B项正确；生殖隔离出现的标志是两种生物之间无法交配或交配后不能产生可育后代，而形态差别大的生物之间不一定出现了生殖隔离，C项错误；不经过地理隔离也可以形成新物种，如四倍体西瓜的形成，D项错误。 考法2　借助基因频率及基因型频率的相关计算，考查科学思维 2.(2024·宁夏石嘴山模拟)某植物的红花和白花这对相对性状由位于常染色体上的等位基因A/a控制。已知在某一种群中，基因型频率分别为AA＝0.4，Aa＝0.44，aa＝0.16，若不发生基因突变，也没有迁移和选择等因素的影响，则该种群进行随机交配得到的子代种群中(　　) A.基因A的频率为0.6，基因a的频率为0.4 B.红花、白花植株出现的频率都与亲代中的相同 C.基因A的频率、基因a的频率都与亲代中的相同 D.显性纯合子、杂合子出现的频率都与亲代中的相同 答案：C 解析：已知基因型频率求基因频率，则显性基因的基因频率＝显性纯合子的基因型频率＋杂合子的基因型频率的一半，隐性基因的基因频率＝隐性纯合子的基因型频率＋杂合子的基因型频率的一半，故亲代种群中A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率＝0.4＋(1/2)×0.44＝0.62，a的基因频率＝0.16＋(1/2)×0.44＝0.38，亲代随机交配后，子代种群中AA＝0.62×0.62＝0.384 4，aa＝0.38×0.38＝0.144 4，Aa＝2×0.62×0.38＝0.471 2，子代种群中A的基因频率＝0.384 4＋(1/2)×0.471 2＝0.62，a的基因频率＝0.38，基因A的频率、基因a的频率都与亲代中的相同，A、D两项错误，C项正确；子代种群中，白花植株(aa)出现的频率是0.144 4，红花植株(A_)出现的频率是1-0.144 4＝0.855 6，与亲代中的不同，B项错误。 3.果蝇的突变型(A)对野生型(a)为显性，A、a基因位于常染色体上。已知A基因纯合时会导致1/2胚胎死亡，某果蝇种群中a的基因频率为20%，让其随机交配得到F1，F1随机交配获得F2。下列说法错误的是(　　) A.亲本中aa的基因型频率为4% B.F1中野生型∶突变型＝1∶24 C.F1突变型个体中纯合子所占比例为1/2 D.F2中a基因频率比F1中a基因频率高 答案：B 解析：亲本中a的基因频率为20%，A的基因频率为80%，则亲本中aa的基因型频率为4%，A项正确；亲本中a的基因频率为20%，A的基因频率为80%，亲本随机交配产生的后代的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝64∶32∶4，但由于基因型为AA的胚胎1/2死亡，因此F1中AA∶Aa∶aa＝32∶32∶4＝8∶8∶1，则野生型(aa)∶突变型(A_)＝1∶16，B项错误；F1中AA∶Aa∶aa＝8∶8∶1，因此F1突变型个体中纯合子所占比例为8÷(8＋8)＝1/2，C项正确；F1随机交配获得F2时，由于AA部分致死，导致F2中A基因频率比F1中A基因频率低，F2中a基因频率比F1中a基因频率高，D项正确。 1.位于常染色体上的基因频率计算 (1)已知各基因型个体的数量，求基因频率：此类题型可用定义公式计算，即某基因的频率＝[(该基因纯合子个体数×2＋杂合子个体数)÷(总个体数×2)]×100%。 (2)已知基因型频率，求基因频率：此类题型可以将百分号去掉，按定义公式计算或直接用“某基因的基 因频率＝该基因纯合子的百分比＋杂合子百分比的1/2”来代替。如基因A的频率＝AA的频率＋1/2Aa的频率，基因a的频率＝1-基因A的频率。 2.运用哈代—温伯格平衡(遗传平衡定律)，由基因频率计算基因型频率 (1)内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(A、a)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。其中p2是AA(纯合子)的基因型频率，2pq是Aa(杂合子)的基因型频率，q2是aa(纯合子)的基因型频率。 (2)适用条件：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的基因频率在一代代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的。这5个条件包括：种群足够大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发生；没有新基因的加入；没有自然选择。 3.伴性遗传中的遗传平衡定律 当等位基因(A、a)只有两个且位于X染色体上时，设p表示XA的基因频率，q表示Xa的基因频率，则： (1)雌性中平衡的基因型频率：p2＋2pq＋q2＝1。基因型XAXA的频率＝p2，基因型XAXa的频率＝2pq，基因型XaXa的频率＝q2。 (2)雄性中平衡的基因型频率：p＋q＝1。基因型XAY的频率＝p，基因型XaY的频率＝q。 4.位于X与Y染色体非同源区段上基因频率的计算 (1)已知各基因型个体的数量，求基因频率：此类题型可用定义公式计算。一定注意：Y染色体上不含与X染色体上相对应的等位基因，因此只能计算X染色体上的基因总数，绝不能将Y染色体计算在基因总数内。如求Xb的基因频率，可按如下公式求解：Xb的基因频率＝[Xb的基因数/(2×女性个体数＋1×男性个体数)]×100%。 (2)已知各种基因型频率，求基因频率：此类题型可以将百分号去掉，当作个体数，按定义公式计算，但不能用“该基因纯合子的百分比＋杂合子百分比的1/2”来代替。 特训点三　协同进化与生物多样性的形成 1.协同进化 [易错提示] (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。 2.生物多样性的形成 拓展链接 生物多样性形成的原因分析 (1)从分子水平看 (2)从进化角度看：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。 3.生物进化理论在发展 (1)现代生物进化理论：适应是　　　　　的结果；　　　　是生物进化的基本单位；　　　　　　　　提供进化的原材料，　　　　　　导致种群基因频率的定向改变，进而通过　　　　　形成新的物种；生物进化的过程实际上是　　　　　　、　　　　　　　　　协同进化的过程；　　　　　　是协同进化的结果。  (2)中性突变学说：大量的基因突变是　　　　，自然选择对这些基因突变不起作用，决定生物进化方向的是　　　　　的逐渐积累，而不是自然选择。  (3)间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的过程，而是物种　　　　　　与　　　　　　交替出现的过程。  知识必备答案：1.不同物种　厌氧　好氧　选择　影响 2.遗传　物种　生态系统　基因重组 3.(1)自然选择　种群　突变和基因重组　自然选择　隔离　生物与生物　生物与无机环境　生物多样性 (2)中性的　中性突变　(3)长期稳定　迅速形成新种 概念诊断 1.捕食者的存在有利于增加物种多样性。(　　) 答案：√ 2.害虫抗药性增强，是因为杀虫剂刺激害虫产生抗药性变异，并在后代中不断积累。(　　) 答案：× 提示：害虫抗药性增强，是因为杀虫剂的选择作用将具有抗药性的个体选择出来，并在后代中不断积累。 3.物种之间的协同进化都是通过种间竞争实现的。(　　) 答案：× 提示：除了种间竞争，物种之间的协同进化还可以通过生物与无机环境之间的相互影响等实现。 4.生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程。(　　) 答案：× 提示：生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，即生物多样性的形成不仅是新的物种不断形成的过程。 5.中性突变学说认为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。(　　) 答案：√ 考法　结合协同进化与生物多样性的形成，考查生命观念 1.(2025·福建龙岩检测)热带雨林中某鳞翅目昆虫的幼虫以植物甲的叶片为食。在漫长的演化过程中，植物甲产生的某种毒素抵制了该昆虫的取食，该昆虫也相应地产生解毒物质，避免自身受到伤害，二者之间形成了复杂的相互关系。下列叙述错误的是(　　) A.该昆虫和植物甲之间存在着协同进化现象 B.该昆虫的捕食不利于植物甲的适应性进化 C.植物甲产生的毒素对该昆虫造成了选择压力 D.非生物因素会影响该昆虫和植物甲的进化 答案：B 解析：协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，A项正确；该昆虫的捕食有利于植物甲的适应性进化，B项错误；植物甲产生的毒素对该昆虫造成了选择压力，适应的个体能够生存，不适应的个体被淘汰，C项正确；非生物因素会影响该昆虫和植物甲的进化，如外界环境的改变，D项正确。 2.原产于马达加斯加的彗星兰具有细长的花矩，花矩底部储存着花蜜，主要由有细长口器的天蛾在采蜜中完成传粉。多年后研究人员在马达加斯加某地发现另一彗星兰品种，其花矩底部花蜜大量减少，二乙酸甘油酯(一种脂质化合物)有所增加，其传粉者为采油蜂类。下列说法错误的是(　　) A.彗星兰自身的遗传变异与传粉昆虫的相互作用导致了上述适应性状的形成 B.彗星兰种群中与花矩分泌物形成相关的基因频率的改变可能与传粉昆虫的变化有关 C.彗星兰花矩中分泌物的不同是不同品种彗星兰形成的必要条件 D.花矩中分泌物不同的彗星兰与不同种类的传粉昆虫协同进化 答案：C 解析：彗星兰自身的遗传变异与传粉昆虫的相互作用导致了上述适应性状的形成，淘汰了不适应环境的个体，A项正确；传粉昆虫变换会对彗星兰种群中花距分泌物进行选择，从而影响彗星兰种群中与花距分泌物形成相关的基因频率的改变，B项正确；物种形成的必要条件是隔离，因此不同品种彗星兰形成的必要条件是隔离，而不是彗星兰花距中不同种类分泌物含量的变化，C项错误；在另一种彗星兰与采油蜂类之间的相互影响下，花蜜大量减少，二乙酸甘油酯有所增加，而传粉者从采蜜蛾类逐渐转变为采油蜂类，彗星兰和传粉者都发生了进化，这体现了协同进化，D项正确。 一、核心概念——重落实 1.生物进化的实质是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：种群的基因频率的改变 2.(必修2 P116)物种的概念：能够在　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　称为一个物种。  提示：自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物 3.(必修2 P121)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，这就是协同进化。  提示：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展 4.若想判断生长更快的金鲳鱼养殖品种与野生种是否为同一物种，可采用的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：将金鲳鱼养殖品种与野生种进行杂交，如果两者能杂交且可以产生可育后代，则两者是同一物种；若两者不能杂交或杂交后产生的后代不可育，则两者不是同一物种 5.近亲繁殖导致种质退化会使该物种的　　　　　　　多样性降低，从遗传的角度分析，近亲繁殖导致种质退化的原因是　　　　　　　　　　　　　　 。  提示：遗传(或基因)　近亲繁殖将会增加子代中隐性致病基因变为纯合子传给后代的概率，并直接导致生殖成功率下降和遗传多样性降低 6.(必修2 P103思考·讨论拓展)人和类人猿在DNA的碱基序列方面高度接近，可说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：人和类人猿有共同的祖先，并且亲缘关系很近 二、真题体验——明考向 1.(2024·黑龙江卷)鲟类是最古老的鱼类之一，被誉为鱼类的“活化石”。我国学者新测定了中华鲟、长江鲟等的线粒体基因组，结合已有信息将鲟科分为尖吻鲟类、大西洋鲟类和太平洋鲟类三个类群。下列叙述错误的是(　　) A.鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据 B.地理隔离在不同水域分布的鲟类进化过程中起作用 C.鲟类稳定的形态结构能更好地适应不断变化的环境 D.研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值 答案：C 解析：比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，所以鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据，A项正确；地理隔离是指同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，不同的地理环境可以对生物的变异进行选择，进而影响生物的进化，故地理隔离在不同水域分布的鲟类进化过程中起作用，B项正确；群落中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应环境的必要条件，故鲟类稳定的形态结构不能更好地适应不断变化的环境，C项错误；不同生物的DNA等生物大分子的共同点，可以揭示生物有着共同的原始祖先，其差异的大小可以揭示当今生物种类亲缘关系的远近，故研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值，D项正确。 2.(2023·浙江卷)不同物种体内会存在相同功能的蛋白质，编码该类蛋白质的DNA序列以大致恒定的速率发生变异。猩猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质的同源DNA序列比对结果如下表，表中数据表示DNA序列比对碱基相同的百分率。下列叙述错误的是(　　) 大猩猩 黑猩猩 人 猩猩 96.61% 96.58% 96.70% 大猩猩 98.18% 98.31% 黑猩猩 98.44% A.表中数据为生物进化提供了分子水平的证据 B.猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩 C.人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先 D.黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系远 答案：D 解析：表中数据研究的是DNA中碱基的排列顺序，属于生物进化方面的分子水平证据，A项正确；猩猩与人类同种蛋白质相关的DNA片段中碱基序列的相似度低于大猩猩和黑猩猩的，因而推测，猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩，B项正确；题表显示的是猩猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质的同源DNA序列比对结果，该结果说明人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先，C项正确；表中数据显示黑猩猩和大猩猩同种蛋白质相关DNA片段的相似度高于黑猩猩与猩猩的，因而说明黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系近，D项错误。 3.(2023·湖北卷)现有甲、乙两种牵牛花，花冠的颜色由基因A、a控制。含A基因的牵牛花开紫花，不含A基因的牵牛花开白花。甲开白花，释放的挥发物质多，主要靠蛾类传粉；乙开紫花，释放的挥发物质少，主要靠蜂类传粉。若将A基因转入甲，其花颜色由白变紫，其他性状不变，但对蛾类的吸引下降，对蜂类的吸引增强。根据上述材料，下列叙述正确的是(　　) A.甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异，对维持两物种生殖隔离具有重要作用 B.在蛾类多而蜂类少的环境下，甲有选择优势，A基因突变加快 C.将A基因引入甲植物种群后，甲植物种群的基因库未发生改变 D.甲释放的挥发物质是吸引蛾类传粉的决定性因素 答案：A 解析：甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异，导致两物种之间不会交叉传粉，对维持两物种生殖隔离具有重要作用，A项正确；甲主要靠蛾类传粉，在蛾类多而蜂类少的环境下，甲有选择优势，但并不会导致A基因突变加快，B项错误；将A基因引入甲植物种群(本身不含A基因)后，甲植物种群的基因库发生改变，C项错误；若将A基因转入甲，其花颜色由白变紫，其他性状不变(释放的挥发物质没有改变)，但对蛾类的吸引下降，对蜂类的吸引增强，推测花冠颜色为白色是吸引蛾类传粉的决定性因素，而不是释放的挥发物质，D项错误。 4.(2023·海南卷)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：三种类型的选择都是自然选择，自然选择对种群基因频率的影响是固定的，都使种群基因频率发生定向改变，A项错误。 5.(2022·广东卷)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定，H和D同时存在时，个体产HCN，能抵御草食动物的采食。下图表示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例，下列分析错误的是(　　) A.草食动物是白车轴草种群进化的选择压力 B.城市化进程会影响白车轴草种群的进化 C.与乡村相比，市中心种群中h的基因频率更高 D.基因重组会影响种群中H、D的基因频率 答案：D 解析：分析题意可知，草食动物能采食白车轴草，故草食动物是白车轴草种群进化的选择压力，A项正确；分析题中曲线可知，从市中心到市郊和乡村，白车轴草种群中产HCN个体比例增加，说明城市化进程会影响白车轴草种群的进化，B项正确；与乡村相比，市中心种群中产HCN个体的比例小，即基因型为D_H_的个体所占比例小，d、h的基因频率更高，C项正确；基因重组是控制不同性状的基因的重新组合，基因重组不会影响种群的基因频率，D项错误。 A组(对点特训) 对点1　生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成 1.运用证据和逻辑进行推测是研究生物进化最有效的方法。下列有关进化证据的叙述，错误的是(　　) A.研究不同地层的古生物化石可以推测生物进化的路线，这是最直接的证据 B.不同生物的细胞色素c的氨基酸序列存在差异，这否定了生物有共同的祖先 C.人和黑猩猩的基因组序列差异只有3%，这属于分子水平的证据 D.人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾，这属于胚胎学证据 答案：B 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，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，A项正确；亲缘关系越近，细胞色素c的氨基酸序列的差异越小，因此比较不同生物的细胞色素c的氨基酸序列的差异，可以推测生物之间的亲缘关系，B项错误；不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子既有共同点，又存在差异性，这属于分子水平的证据，故人和黑猩猩的基因组序列差异只有3%，这属于分子水平的证据，C项正确；胚胎学是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科，比较发现人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾，属于胚胎学证据，D项正确。 2.我国新疆和内蒙古存在四种野生扁桃，即新疆野扁桃、蒙古扁桃、长柄扁桃和西康扁桃，它们同为桃属植物。研究发现，这四种扁桃存在不同程度的亲缘关系。下列分析错误的是(　　) A.可通过测定DNA碱基序列判断四种扁桃的亲缘关系 B.四种扁桃可能由同一祖先进化而来 C.降水和气温会影响四种扁桃的进化方向 D.生活环境越相似的扁桃，亲缘关系越近 答案：D 解析：可通过测定DNA碱基序列判断四种扁桃的亲缘关系，亲缘关系越近，DNA碱基序列相似度越高，A项正确；根据题干信息“四种扁桃存在不同程度的亲缘关系”可知，四种扁桃可能由同一祖先进化而来，B项正确；降水和气温等环境因素会影响四种扁桃的进化方向，C项正确；亲缘关系与遗传物质有关，扁桃的DNA碱基序列相似度越高，亲缘关系越近，D项错误。 对点2　种群基因组成的变化与物种的形成 3.(2024·江西南昌高三联考)某种螳螂的体色褐色(A)对绿色(a)为显性，在某地区释放一群人工饲养的螳螂，这群螳螂中褐色个体约占90%，且褐色个体中杂合子所占比例为60%；第二年在该地区发现褐色个体的比例下降至76%；第三、第四年褐色个体的比例均有一定程度下降。下列叙述正确的是(　　) A.螳螂种群中全部的A基因和a基因构成了该种群的基因库 B.刚释放时该种群中的纯合褐色螳螂占54% C.刚释放时控制褐色和绿色的基因频率分别为37%和63% D.第二年时aa的基因型频率为24%，但无法计算出a的基因频率 答案：D 解析：螳螂种群中所有个体的全部基因构成该种群的基因库，仅有基因A和a不能构成基因库，A项错误；在刚释放时，褐色(A)个体约占90%，其中杂合子所占比例为60%，则杂合子在整个种群中所占的比例为90%×60%＝54%，AA的基因型频率为90%×40%＝36%，aa的基因型频率为10%，因此A的基因频率为36%＋54%×(1/2)＝63%，a的基因频率为0.1＋54%×(1/2)＝37%，B、C两项错误；第二年时褐色个体的比例为76%，则绿色个体占24%，但由于褐色个体中纯合子与杂合子的比例不明确，故无法计算出基因频率，D项正确。 4.某地分布着甲、乙两个人工水潭，甲、乙水潭中都有孔雀鱼。甲中孔雀鱼的天敌是鱼A，鱼A专以小的和未成熟的孔雀鱼为食；乙中孔雀鱼的天敌是鱼B，鱼B喜欢捕食大而成熟的孔雀鱼。研究发现，乙中的孔雀鱼通常比甲中的孔雀鱼成熟早，且成熟时体重较轻。将甲、乙中的孔雀鱼分别饲养在无天敌的实验室内，繁殖多代后，孔雀鱼成熟的早晚仍存在差异。下列叙述正确的是(　　) A.甲水潭中所有的孔雀鱼和鱼A，构成了该水潭的生物多样性 B.甲、乙水潭中鱼A和鱼B的存在有利于增加孔雀鱼的遗传多样性 C.甲、乙水潭中的孔雀鱼种群基因频率发生了变化，形成了新物种 D.甲、乙水潭中的孔雀鱼，虽然生存环境不同，但基因组成一定相同 答案：B 解析：生物多样性包括遗传多样性、物种多样性及生态系统多样性，A项错误；甲、乙水潭中鱼A和鱼B的存在有利于增加孔雀鱼的遗传多样性，B项正确；甲、乙水潭中的孔雀鱼种群基因频率发生了变化，但不一定形成了新物种，C项错误；甲、乙水潭中的孔雀鱼，由于生存环境不同，突变和选择因素不同，其基因组成可能会朝不同的方向改变，D项错误。 5.(2025·江苏镇江模拟)生物进化存在两种动力：自然选择和遗传漂变。遗传漂变是基因频率的随机变化，漂变的发生是由于偶然性对基因从亲代向下一代传递时的影响；不是所有个体都交配，也不是所有个体产生的配子都能贡献于繁殖，从而导致亲子代之间基因频率出现变化。下列关于自然选择和遗传漂变的叙述，错误的是(　　) A.自然选择引起种群的基因频率朝一定的方向变化 B.遗传漂变对种群基因频率的影响没有方向性 C.遗传漂变对基因频率的影响与种群的大小无关 D.自然选择通过选择相关的表型进而选择相关的基因 答案：C 解析：自然选择决定生物进化的方向，能定向改变种群的基因频率，A项正确。遗传漂变可导致种群基因频率发生改变，但遗传漂变对种群基因频率的影响没有方向性，B项正确。遗传漂变是基因频率的随机变化，种群越大，遗传漂变对基因频率的影响越小；种群越小，特殊因素对种群影响越大，遗传漂变越强，C项错误。自然选择的作用对象是表型，自然选择通过直接选择相关的表型进而选择相关的基因，D项正确。 6.(2024·河南高三校联考)甲、乙、丙三座大山被海水阻隔成了三座海岛，有人将甲岛上某种不飞翔鸟类的部分个体迁移到乙岛和丙岛上。这种鸟的羽色受B(黑色)、b(白色)、b1(棕色)、b2(灰色)基因的控制，分别统计5年和30年后相关的基因频率或基因型频率，其中甲岛上该种鸟的基因频率一直不变，乙岛、丙岛的数据如下表。下列相关叙述错误的是(　　) A.b1、b2的产生是基因不定向突变的结果，可为生物进化提供原材料 B.5年后乙岛和丙岛的B基因频率在原有基础上下降的比例约为7%和31% C.30年后乙岛和丙岛基因库已经与5年后存在明显差异，说明已有新物种形成 D.丙岛上b2基因频率升高是自然选择的结果，说明丙岛上该种鸟种群已发生进化 答案：C 解析：b1、b2的产生是基因不定向突变的结果，基因突变可为生物进化提供原材料，A项正确。由表中数据可知，5年后，乙岛的B基因频率＝BB＋1/2Bb＝65%，即下降了5%，5%÷70%≈7%；同理丙岛的B基因频率为48%，即下降22%，22%÷70%≈31%，B项正确。30年后乙岛和丙岛基因库已经与5年后有差异，说明该种群发生了基因突变和进化，但不一定是形成了新物种，新物种形成的标志是产生生殖隔离，C项错误。由表中信息可知，丙岛上b2基因频率升高是自然选择的结果，说明丙岛上该种鸟种群已发生进化，D项正确。 对点3　协同进化与生物多样性的形成 7.(2025·河南郑州检测)科学家在墨西哥湾深海发现了一种新的鮟鱇鱼，雌鱼头顶自带“钓鱼竿”——若干个肉状突起，可发出光源，吸引猎物；雄鱼则吸附在雌鱼体表提供繁殖所需的精子，同时通过雌鱼血液获取营养物质。下列相关叙述正确的是(　　) A.生物进化的过程实际上是不同物种之间、生物与无机环境之间协同进化的过程 B.雌雄鱼的生活繁殖方式是它们长期协同进化中相互适应形成的 C.头顶发光的“钓鱼竿”的形成是海底黑暗环境长期诱导的结果 D.鮟鱇鱼形成的过程仅靠基因突变和基因重组提供进化的原材料 答案：A 解析：生物进化的过程实际上是不同物种之间、生物与无机环境之间协同进化的过程，A项正确；雌雄鱼属于同一物种，二者生活繁殖方式形成的过程不属于协同进化，B项错误；头顶发光的“钓鱼竿”的形成是海底黑暗环境长期自然选择的结果，C项错误；鮟鱇鱼为真核生物，基因突变、染色体变异、基因重组都会为其进化过程提供原材料，D项错误。 B组(综合特训) 8.(2024·辽宁锦州统考期末)从化石分析来看，1 000年前，某山林曾生活着A、B、C三个品种的彩蝶，A、B、C彩蝶形状差异很大，分别集中分布于该山林的甲、乙、丙三个区域；500年前，在乙、丙区之间曾出现过一条宽阔的大河，现在大河早已干涸，该山林甲、乙区依然保留A、B彩蝶，丙区原有的C彩蝶已经绝迹，出现的是一种新形状的彩蝶(D彩蝶)，如下图所示。现在甲、乙区结合处的A、B彩蝶依然能互相交配产生可育后代，乙、丙区结合处的B、D彩蝶能杂交，但所产受精卵不能发育为成虫。请回答下列问题： (1)研究彩蝶进化最直接、最重要的证据是　　　　，　　　　是生物进化的基本单位。  (2)从1 000年前至今，这片山林中彩蝶的物种数量　　　　(填“增加”“减少”或“不变”)，其判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。这片山林中彩蝶是否发生了进化?　　(填“是”或“否”)。  (3)B、D彩蝶能杂交，但所产受精卵不能发育为成虫，推测B、D彩蝶可能有共同的起源，但如今两种群的基因库却有较大的差异。除了彩蝶，这片山林中还有很多种生物，生物多样性主要包括　　　　　　、　　　　　、　　　　　　　　。  (4)某彩蝶种群中某性状的基因型频率：BB、Bb、bb分别为20%、50%、30%。由于感染了某种细菌，一年后基因型为BB、Bb的个体数量分别增加了35%、8%，基因型为bb的个体数量减少了10%，这一年，该种群中b的基因频率下降了　　　　%。  答案：(1)化石　种群　(2)增加　原来是一个物种的三个品种，现在是两个物种　是　(3)遗传多样性(基因多样性)　物种多样性　生态系统多样性　(4)5 解析：(1)化石是研究生物进化最直接、最重要的证据；种群是生物进化的基本单位。(2)1 000年前这片山林中原来生活着A、B、C三个品种的彩蝶，A、B、C三个品种的彩蝶属于同一物种，现在A、B彩蝶依然能互相交配产生可育后代，说明A、B彩蝶不存在生殖隔离，是一个物种的不同品种；现在丙区原有的C彩蝶已经绝迹，出现的是一种新形状的彩蝶(D彩蝶)，而B、D彩蝶能杂交，但所产受精卵不能发育为成虫，说明B、D彩蝶存在生殖隔离，是两个物种，所以物种数量增加。物种的形成过程中必然涉及基因频率的改变，而生物进化的实质是种群基因频率的改变，故这片山林中彩蝶发生了进化。(3)生物多样性主要包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。(4)BB、Bb、bb的基因型频率分别为20%、50%、30%，该种群中b的基因频率为30%＋(1/2)×50%＝55%，一年后，基因型为BB的个体数量为20%×(1＋35%)＝27%，基因型为Bb的个体数量为50%×(1＋8%)＝54%，基因型为bb的个体数量为30%×(1-10%)＝27%，此时BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，该种群中b的基因频率为(2＋1×2)÷(1×2＋2×2＋1×2)＝50%，这一年，该种群中b的基因频率下降了55%-50%＝5%。 9.(2025·湖南长沙模拟)1万多年前，某地气候比现在湿润得多，气候也较为寒冷，A、B、C、D湖通过纵横交错的小溪流连接起来，湖中有不少鳉鱼。后来，气候逐渐干旱，小溪流渐渐消失，形成了独立的湖泊；A、B、C、D湖中生活的鳉鱼(分别称为a、b、c、d鳉鱼)的形态差异也变得明显。下图为该地1万多年以来湖泊地质的变化示意图。请回答下列问题： (1)1万多年后，D湖中的　　　　　　　　　构成鳉鱼种群的基因库；现代生物进化理论认为　　　　　　　　　　为生物的进化提供原材料。  (2)现在，有人将四个湖泊中的一些鳉鱼混合养殖，结果发现，A、B湖中的鳉鱼(a、b鳉鱼)能进行交配且能产生后代，但后代高度不育，说明a、b鳉鱼之间存在　　　　　　　；C、D湖中的鳉鱼(c、d鳉鱼)交配，能产生具有正常生殖能力的子代，且子代之间存在一定的性状差异，这体现了生物多样性中的　　　　　　　(填“遗传多样性”“物种多样性”或“生态系统多样性”)。  (3)在5 000年前，A湖的浅水滩生活着甲水草(二倍体)，如今科学家发现了另一些植株较硕大的乙水草，经基因组分析，甲、乙水草完全相同；经染色体组分析，甲水草含有18对同源染色体，乙水草的染色体组数是甲水草的2倍。则乙水草产生的原因最可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)如果C湖中鳉鱼的体色有黑色(A)和浅灰色(a)，其为一对相对性状，A的基因频率为50%，则a的基因频率为　　　　，基因型为aa的个体约占　　　　。环境变化后，鳉鱼种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%，基因型为aa的个体数量减少10%，则一年后A的基因频率为　　　　(保留一位小数)，该种群　　　　(填“有”或“没有”)发生进化。  答案：(1)所有鳉鱼所含有的全部基因　突变和基因重组　(2)生殖隔离　遗传多样性　(3)低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂过程中纺锤体形成受到抑制，进而导致染色体组成倍增加形成四倍体乙水草　(4)50%　25% 52.4%　有 解析：(1)D湖中的所有鳉鱼所含有的全部基因构成鳉鱼种群的基因库。突变和基因重组为生物的进化提供原材料。(2)A、B湖中的鳉鱼(a、b鳉鱼)能进行交配且产生后代，但后代高度不育，说明二者之间存在生殖隔离，它们属于两个物种。C、D湖中的鳉鱼(c、d鳉鱼)交配，能产生具有正常生殖能力的子代，说明它们属于同一个物种，子代之间存在一定的性状差异，这体现了生物多样性中的遗传多样性。(3)乙水草的染色体组数是甲水草的2倍，属于多倍体，其产生的原因可能是低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂过程中纺锤体形成受到抑制，进而导致染色体组成倍增加形成四倍体乙水草。(4)如果C湖中鳉鱼的体色有黑色(A)和浅灰色(a)，A的基因频率为50%，则a的基因频率也为50%，基因型为AA的黑色鳉鱼占25%，基因型为Aa的黑色鳉鱼占50%，浅灰色鳉鱼(aa)占25%；环境变化后，鳉鱼种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%，基因型为aa的个体数量减少10%，假设最初基因型为AA的个体有50条，基因型为Aa的个体有100条，基因型为aa的个体有50条，一年后，基因型为AA的个体有50×(1＋10%)＝55条，基因型为Aa的个体有110条，基因型为aa的个体有45条，此时AA∶Aa∶aa＝11∶22∶9，A的基因频率＝(11×2＋22×1)÷(11×2＋22×2＋9×2)×100%≈52.4%。A的基因频率由50%变为52.4%，说明该种群发生了进化。 学科网（北京）股份有限公司 $