变异、育种及进化
考点一、基因突变
1.基因突变的分子机制
几点理解：①无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。
②基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的结构，即由A→a或a→A，而A、a的本质区别是其基因分子结构发生了改变，即基因中脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序发生了改变。
2.类型
（1）显性突变：如a→A，该突变一旦发生即可表现出相应性状。
（2）隐性突变：如A→a，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。
3.基因突变对性状的影响
（1）基因突变改变生物性状
突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的功能改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。
（2）基因突变不改变生物性状
①体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因。
②若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来。
③根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。
④性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来等。
4.基因突变多害少利
基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，所以一般有害；但有少数基因突变也可能使生物产生新的性状，适应改变的环境，获得新的生存空间。
几点理解：①基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。
②有些基因突变既无害也无益。
误区警示
①
基因突变只发生在①过程中，②、③过程不发生。
②基因突变容易发生在具有DNA复制功能的细胞中（具有分裂能力的细胞），已高度分化的失去分裂能力的细胞因其不发生DNA复制，故不容易发生基因突变。所以细胞发生基因突变的概率为：生殖细胞体细胞，分裂旺盛的细胞停止分裂的细胞。
③诱变育种材料
只要能进行细胞分裂的材料都符合要求，如萌发的种子、小白鼠等；但不进行细胞分裂的材料不符合要求，如干种子、动物精子等。原因是诱变育种必须发生基因突变，而基因突变只能发生在细胞分裂的DNA复制过程中。
④突变频率很低，但突变的基因数或个体数不一定少。
⑤基因突变产生的新基因新性状不一定传递给后代，若发生在体细胞中，一般不会传递给子代，而发生在配子中可以。
考点二、基因重组
由图获得的信息：
（1）图中无同源染色体、着丝点断裂、均等分裂，应为次级精母细胞或第一极体，不可能为次级卵母细胞。
（2）造成B、b不同的原因有基因突变（间期）或交叉互换（前期）。①若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源——基因突变；若题目中有××分裂××时期提示，如减Ⅰ前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。
考点三、染色体变异与其他变异的比较
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姐妹染色单体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。
考点四、育种
（一）常见育种方式的比较
（二）育种方法的选择
1.诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。
2.在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法——杂交育种。
3.根据不同育种需求选择不同的育种方法
（1）将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种。
（2）要求快速育种，则运用单倍体育种。
（3）要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种的方法。
（4）要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。
4.杂交育种选育的时间是F2，原因是从F2开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。
5.杂交育种是通过杂交培育具有优良性状且能稳定遗传（纯合子）的新品种，而杂种优势则是通过杂交获得种子，一般不是纯合子，在杂种后代上表现出多个优良性状，但只能用杂种一代，因为后代会发生性状分离。
6.诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。
7.动、植物杂交育种的区别
（1）方法：植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法获得；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过测交的方法获得。
（2）实例：现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物，欲培育基因型为BBee的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：
考点五、人类遗传病
1．用典型图判断人类遗传病（如题目中有典型图则直接判断）
2．遗传系谱图的判定方法
（1）先确定是否为伴Y遗传
①若系谱图中患者全为男性，而且患者后代中男性全为患者，女性都正常，则为伴Y遗传病；
②若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y遗传。
（2）确定是否为母系遗传
①若系谱图中，女患者的子女全部患病，正常女性的子女全正常，即子女的表现型与母亲相同，则为母系遗传。
②若系谱图中，出现母亲患病，孩子有正常的情况，或者，孩子患病母亲正常，则不是母系遗传。
（3）确定是显性遗传病还是隐性遗传病
①无病的双亲，所生的孩子中有患者，一定是隐性遗传病；
②有病的双亲，所生的孩子中出现无病的，一定是显性遗传病。
（4）确定是常染色体遗传还是伴X遗传
①在已确定是隐性遗传的系谱中
a．若女患者的父亲和儿子都患病，则最可能为伴X隐性遗传；
b．若女患者的父亲和儿子中有正常的，则最可能为常染色体隐性遗传。
②在已确定是显性遗传的系谱中
a．若男患者的母亲和女儿都患病，则最可能为伴X显性遗传；
b．若男患者的母亲和女儿中有正常的，则为常染色体显性遗传。
3．遗传系谱图判定口诀
父子相传为伴Y，子女同母为母系；
无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子都病为伴性，父子有正非伴性（伴X)；
有中生无为显性，显性遗传看男病，母女都病为伴性，母女有正非伴性（伴X）。
4.人群中的遗传病
注意：
①在做相关题目时要注意调查的内容是发病率还是遗传方式，然后再做具体的分析。
②在分析遗传方式时，要先确定是否为单基因遗传病，然后再分析致病基因的显隐性及所在位置。
考点六、现代生物进化理论
1.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。
2.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。
3.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。
4.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。
基因突变思维误区警示
1.误区分析
误区1.对基因突变中碱基对的增添、缺失和替换与氨基酸、蛋白质和性状的关系模糊不清
注意：增添或缺失的的位置不同，影响结果也不一样：最前端——氨基酸序列全部改变或不能表达（形成终止密码子）；在中间某个位置会造成肽链提前中断（形成终止密码子）或插入点后氨基酸序列改变；在该序列最后则不影响表达或使肽链延长。
误区2.对人工诱变的特点产生误解
（1）人工诱变与自然突变相比较，提高了突变频率，但仍具低频性特点——即未突变的比突变的多。
（2）人工诱变仍然具有不定向性，并不是诱变的性状一定有利。
（3）人工诱变仍然具有多害少利性，即突变个体增多的同时，有利有害的都增多但仍然是有害的多。
2.典型例题分析
例1.原核生物中某一基因编码氨基酸的区域起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小()
A.置换单个碱基对B.增加4个碱基对
C.缺失3个碱基对D.缺失4个碱基对
答案：D
例2.在一段能编码蛋白质的脱氧核苷酸序列中，如果其中部缺失1个核苷酸对，不可能的后果是（)
A.没有蛋白质产物B.翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C.所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D.翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
答案：A
3.互动探究(1)若例2不是强调“中部”特定位置，只是交待“1个基因中缺失了1个核苷酸对”，则A能发生吗？
(2)若上题其它条件不变，只是将“1个核苷酸对”换成“3个核苷酸对”(减少的碱基对是连续的，且与终止密码子无关)，会对蛋白质长度和氨基酸序列有何影响？
提示：(1)若发生在起始密码子相对应的核苷酸序列，则可能没有蛋白质产物，即A能发生。
(2)蛋白质长度少一个氨基酸，其它氨基酸序列不变或改变。
“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。
3.典型例题分析
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
答案D
下图中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
答案A
染色体组与染色体组数量的判断方法
1.染色体组概念的理解
（1）不含同源染色体，没有等位基因。
（2）染色体形态、大小和功能各不相同。
（3）含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。
2.染色体组数量的判断方法
（1）据细胞分裂图像进行识别判断
以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目中所给图的染色体组数。如下图所示：
①减数第一次分裂的前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有2个染色体组。
②减数第一次分裂的未期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有1个染色体组。
③减数第一次分裂的后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有2个染色体组。
④有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有4个染色体组。
（2）据染色体形态判断
细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有3条，b中两两相同，c中各不相同，则可判定它们分别含3个、2个、1个染色体组。
（3）据基因型判断
控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组——每个染色体组内不含等位或相同基因，如图所示：（d～g中依次含4、2、3、1个染色体组）
（4）据染色体数/形态数的比值判断
染色体数/形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。如果蝇该比值为8条/4种形态=2，则果蝇含2个染色体组。
3.典型例题分析
从下图a～h所示的细胞图中，说明它们各含有几个染色体组。正确答案为()
A.细胞中含有一个染色体组的是h图
B.细胞中含有二个染色体组的是g、e图
C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图
D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图
答案：C
变式训练
如图为某高等植物卵细胞内的染色体数目和染色体形态的模式图。此植物的胚细胞、胚乳细胞、叶肉细胞的染色体组数目和染色体数目分别是（）
A.12、8、8和36、24、24
B.6、9、6和24、36、24
C.8、9、8和24、48、24
D.8、16、16和24、24、48
解析：由图可知，该卵细胞内有3个染色体组，共12条染色体。推过程为：①1个卵细胞（N）+1个精子（N）→受精卵（2N）→胚（2N）；②2个极核（2N）+1个精子（N）→受精极核（3N）→胚乳（3N）；③叶肉细胞与胚相同，即为2N。所以胚细胞、胚乳细胞、叶肉细胞的染色体组数和染色体数目分别是3×2=6，3×3=9，3×2=6；12×2=24，12×3=36，12×2=24。
答案：B
与生物进化有关的几组概念辨析
一、概念辨析
1.生物进化和物种形成的区别与联系
2.种群和物种的区别与联系
（1）物种是自然状态下能够交配并产生可育后代的一群生物，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。（2）种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”，不同种群间有地理隔离；物种“大”，不同物种间有生殖隔离。
（3）判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构相似，可靠依据是是否存在生殖隔离。若出现生殖隔离，则不是同一物种。
（4）二者关系可借助下图理解。
3.地理隔离和生殖隔离区别与联系
4.自然选择和人工选择区别与联系
5.基因频率和基因型频率
二、典型例题分析
例1下列关于生物进化问题的叙述中，正确的是（）
①生殖隔离是地理隔离的必然结果②不同物种之间必然存在生殖隔离③种群基因库间出现差异是产生生殖隔离的根本原因④隔离、可遗传的变异和自然选择导致了物种的多样性⑤达尔文的自然选择学说认为种群是生物进化的单位⑥自然选择导致了生物的定向变异与进化
A.①②③④B.②③④C.④⑤⑥D.①③④⑤
答案：B
例2下列关于自然界中影响物种形成的因素，不正确的是（）
A.突变和基因重组是物种形成的内因
B.自然选择是物种形成的外因
C.隔离是物种形成的必要条件
D.物种的形成有的不需要经过隔离
答案：D
例3.下图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况，下列说法错误的是（）
A.Q点表示环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境
B.P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%
C.该种群中杂合子的比例会越来越高，逐渐取代纯合子
D.在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变
答案：C
基因频率的计算方法
一．定义法
根据定义“基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例”可知，基因频率=某基因总数/某基因和其等位基因的总数×%。
例1：在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为AA的个体有18个，基因型为Aa的个体有78个，基因型为aa的个体有4个，则基因A和a的频率分别是（）
A.18%，82%B.36%，64%
C.57%，43%D.92%，8%
解析：要求A和a的频率，必须先求得A和a的总数。因为AA或aa的个体有2个A或a，Aa的个体有A和a各1个，所以A共有（即18×2+78×1）个，a共有86（即78×1+4×2）个，A和a共个。因此，A的频率=/×%=57%，a的频率=86/×%=43%。
答案：C
二．基因位置法
若某基因在常染色体上，则基因频率=某基因总数/（种群个体数×2）×%；若某基因只出现在X染色体上，则基因频率=某基因总数/（2×女性个体数+男性个体数）×%。
例2：某工厂有男女职工各名，调查发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人。那么这个群体中色盲基因的频率是（）
A.4.5%B.6%C.9%D.7.8%
解析：解本题的关键是先求得色盲基因的总数。因为女性的性染色体组成为XX，男性为XY，假设色盲基因为b，其等位基因位于X染色体上，所以色盲基因b共有36（即15×1+5×2+11×1）个，色盲基因b及其等位基因共有（即×2+×1）个。因此，色盲基因的频率=36/×%=6%
答案：B
三．借助基因型频率法
若基因在常染色体上，则该对等位基因中，显（隐）性基因的频率=显（隐）性纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率。
例3：在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为BB的个体占40%，基因型为Bb的个体占50%，基因型为bb的个体占10%，则基因B和b的频率分别是（）
A.90%，10%B.65%，35%
C.50%，50%D.35%，65%
解析：基因B的频率=基因型BB的频率+1/2基因型Bb的频率=40%+1/2×50%=65%。同理，基因b的频率=35%。
答案：B
四．遗传平衡法
例4：已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率大约为1/00。请问，在人群中苯丙酮尿症致病基因的基因频率以及携带此隐性基因的杂合基因型频率各是多少？
答案：1/，99/
例5：人的ABO血型决定于3个等位基因IA、IB、i。通过抽样调查发现血型频率：A型=0.45，B型=0.13，AB型=0.06，O型=0.36。试计算IA、IB、i这3个等位基因的频率。
答案：IA频率为0.3，IB频率为0.1，i频率为0.6。
例6.囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中每个人就有一人患此病。如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子，此后该女又与另一健康男子再婚，则再婚后他们生一个患此病孩子的概率是（）。
A.0.98%B.0.04%C.3.9%D.2%
答案：A
例7（18分）产前诊断是优生的主要措施之一，其中的羊水检查是对孕妇进行检查的一种手段。检查羊水和羊水中的胎儿脱落细胞，能反映胎儿的病理情况。下列甲图是羊水检查的主要过程，据图回答。
（1）抽取的羊水离心后得到的胎儿脱落细胞需进行细胞培养，除了给予一定量的O2维持细胞呼吸外，还需要提供CO2气体以_________________。在细胞培养过程中，需定期更换培养液，原因是__________________。
（2）对培养的胎儿脱落细胞进行染色体分析时，通常选用处于有丝分裂_______(时期)的细胞，主要观察染色体的___________。对培养细胞用___________处理，可以使细胞中的染色体释放出来。下列疾病可以通过此方法检测的有________。
A.原发性高血压
B.苯丙酮尿症
C.猫叫综合征
D.镰刀型细胞贫血症
（3）苯丙酮尿症患者体内缺乏某种酶，使苯丙氨酸不能沿着正常途径转变成酪氨酸，而只能变成苯丙酮酸，苯丙酮酸在体内积累过多就会对胎儿的神经系统造成不同程度的伤害。图乙表示人体内苯丙氨酸与酪氨酸的代谢途径；图丙表示某家系遗传系谱图。
①诊断某胎儿是否患苯丙酮尿症的是检验羊水中_______________的基因。
②图丙所示Ⅱ–1因缺乏图乙中的酶X而患有苯丙酮尿症，Ⅱ–3因缺乏图乙中的酶Y而患有尿黑酸尿症，(上述两种性状的等位基因分别用A和a、B和b表示)。则I–1个体的基因型是___________。若人群中苯丙酮尿症发病率为1/00，则II-3的后代患苯丙酮尿症的概率是_______。
（1）维持培养液的pH减少细胞代谢产物积累，补充细胞消耗的营养物质
（2）中期 形态和数目 低渗溶液 C
（3）①胎儿脱落细胞中的X酶的
②AaBB或AaBb 0.33%
用生物进化论“聚焦”热点问题
近几年来随着生存环境的日益恶化、，传染病的流行、滥用抗生素等国际热点问题的凸现，人们在不断探索解决这些问题的新途径，在此过程中，为微生物进化论的发展和完善提供了支持，吸引了人们的更多
（2） 由题中信息可知只要有Ｒ存在块根就表现为红色，二倍体红色块根、复果型的植株的基因型有多种，如R_Y_M_(有8种类型)、R_yyM_（有4种类型），当其中只要有一对基因是显性纯合（没有相应的隐性基因）存在，如果没有基因突变，就无法得到白色块根、单果型二倍体（rryymm），也就无法得到白色块根、单果型三倍体种子（rrryyymmm）。
答案：（1）步骤：
①二倍体植株（rrYyMm）自交，得到种子；②从自交后代中选择白色块根、单果型的二倍体植株，并收获其种子（甲）；③播种种子甲，长出的植株经秋水仙素处理得到白色块根、单果型四倍体植株，并收获其种子（乙）；
④播种甲、乙两种种子，长出植株后，进行杂交，得到白色块根、单果型三倍体种子。（若用遗传图解答题，合理也给分）
（2）不一定
因为表现型为红色块根、复果型的植株有多种基因型，其中只有基因型为RrYyMm或RryyMm的植株自交后代才能出现基因型为rryymm的二倍体植株。（其他合理答案也给分）
例4：为了提高玉米的产量，在农业生产上使用的玉米都是杂交种，杂交玉米的性状不能稳定遗传，因此农民每年都需要购买玉米杂交种。现有长果穗（A）白粒（b）和短果穗（a）黄粒（B）的两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒（AaBb）杂交种玉米的目的，请你以遗传图解加简要说明的形式，设计出你的育种方案。
解析：由于玉米育种是为了获得杂合体AaBb，而它可以由两种纯合体AABB与aabb杂交直接得到，也可由另两种纯合子AAbb与aaBB杂交直接得到。题中给出了两种原材料长果穗（A）白粒（b）和短果穗（a）黄粒（B）的两个玉米杂合子品种，即两种的基因型分别为Aabb和aaBb,可以有几种方案，一是让其杂交，从中选出表型符合要求的两种类型（即为A_B_与aabb）再分别自交从中选出纯种，一部分纯种用于自交保留育种原材料，另一部分进行杂交即得到AaBb，第二种方案是直接让Aabb和aaBb自交选育纯种（基因型为Aabb和aaBB），然和仍然是一部分自交作为育种原材料，另一部分进行杂交得到AaBb的种子，此外也可用单倍体育种的方法进行。
答案：方案一：
方案二：
方案三：
几种育种方式的比较——诱变育种、杂交育种、基因工程育种
一、知识整理
1、诱变育种
（1）原理：基因突变
（2）方法：用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等）或化学因素（如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙酯、秋水仙素等各种化学药剂）或空间诱变育种（用宇宙强辐射、微重力等条件）来处理生物。
（3）发生时期：有丝分裂间期或减数第一次分裂间期（DNA复制过程中）
（4）优点：能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种；变异范围广。
（5）缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差，具有盲目性。
（6）举例：青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、“彩色小麦”等
2、杂交育种
（1）原理：基因重组
（2）方法：杂交、自交、再自交，不断选种。（不同个体间杂交产生后代，然后连续自交后，筛选所需纯合子）
（3）发生时期：有性生殖的四分体时期或减数第一次分裂后期
（4）优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。
（5）缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。
（6）举例：矮茎抗锈病小麦等
3、基因工程育种（转基因育种）
（1）原理：基因重组（DNA重组）
（2）方法：基因工程基本操作程序的四个步骤（目的基因的获取→表达载体的构建→目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定）
（3）优点：目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物；缩短育种周期。
（4）缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。
（5）举例：抗虫棉、抗真菌立枯丝核菌的烟草、抗盐碱和抗干旱作物、耐寒的番茄、抗除草剂大豆、增强甜味的水果、生产胰岛素的工程菌等。
二、经典解析
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（简捷）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
答案：B
2．以下有关基因工程的叙述，正确的是
A．基因工程是细胞水平上的生物工程B．基因工程的产物对人类部是有益的
C．基因工程产生的变异属于人工诱变D．基因工程育种的优点之一是目的性强
答案：D
3．能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是
A．单倍体育种
B．杂交育种 C．基因工程育种
D．多倍体育种
答案：C
4．太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是
A．太空育种产生的突变总是有益的
B．太空育种产生的性状是定向的
C．太空育种培育的植物是地球上原本不存在的
D．太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的
答案：D
5.生物世界广泛存在着变异，人们研究并利用变异可以培育高产、优质的作物新品种。下列能产生新基因的育种方式是
A．“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级稻
B．用X射线进行大豆人工诱变育种，从诱变后代中选出抗病性强的优良品种
C．通过杂交和人工染色体加倍技术，成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦
D．把合成β-胡萝卜素的有关基因转进水稻，育成可防止人类VA缺乏症的转基因水稻
答案：B
6.(7分)甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中G—C对转换成A—T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。
(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为——突变。
(2)用EMS浸泡种子是为了提高————，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有————。
(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的————不变。
(4)经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有————、————。
(5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为————。
答案：(1)显性水稻种子用EMS溶液浸泡(2)基因突变频率不定向性
(3)结构和数目(4)自交花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体
(5)该水稻植株体细胞基因型相同
调查人群中的遗传病调查注意事项与优生
一、调查时的注意事项
注意：
①在做相关题目时要注意调查的内容是发病率还是遗传方式，然后再做具体的分析。
②在分析遗传方式时，要先确定是否为单基因遗传病，然后再分析致病基因的显隐性及所在位置。
③成功的关键是，如实调查，实事求是地作好记录，才能使调查结果具有真实性。
④一些细节问题：对被调查的家庭，注意不要重复进行，以免影响统计结果的真实性。填写调查表时，对每个被调查家庭中的成员一定要写清楚，尤其是血缘关系、性别，以便分析某种遗传性疾病的遗传方式。设计的调查表中，规定的调查病种，应是当地常见的遗传病。下发调查表后，应规定完成的时间，不要无限地延长调查时间。在调查、统计过程中，不要披露调查者的姓名和被调查者的姓名，以保护公民的隐私权。
⑵最好选择发病率高的单基因遗传病，如色盲、白化病等；⑶样本要足够；⑷注意调查人群的随机性。
二、典型例题赏析
例1某研究性学习小组在调查人群中的遗传病时，以“研究××病的遗传方式”为子课题，下列子课题中最为简单可行、所选择的调查方法最为合理的是
A．研究猫叫综合征的遗传方式，在学校内随机抽样调查
B．研究红绿色盲的遗传方式，在患者家系中调查
C．研究青少年型糖尿病，在患者家系中进行调查
D．研究艾滋病的遗传方式，在市中心随机抽样调
B
例2系谱法是进行人类单基因遗传病分析的传统方法。通常建立系谱图必须的信息不包括（）
A．性别、性状表现B．亲子关系
C．遗传病是显性还是隐性、是在常染色体上还是在X染色体上
D．世代数以及每一个体在世代中的位置
C
例3某生物兴趣小组对某种皮肤病遗传的情况进行了调查，以下说法正确的是
A.在调查该皮肤病的发病率时，选取的样本越多，误差越小
B.要选择单个基因控制的皮肤遗传病进行调查
C.在调查该皮肤病的遗传方式时应注意随机取样
D.在调查该皮肤病的发病率时应选取患者家庭进行调查
A
变异与进化部分热点命题例析与拓展
热点一、细胞增殖与生物变异
例1下图是同一种生物体内，有关细胞分裂的一组图像。
下列与此有关的几种说法中，不正确的是（）
A．可遗传的变异来源之一的基因突变的发生与图⑤有直接关系
B．可遗传的变异来源之一的基因重组的发生与图①有关而与图③无直接关系
C．在图②示细胞分裂方式，在其间期发生的基因突变传递给下一代的可能性要比图③所示的大得多
D.①②③④中都可能发生基因突变；XYY型个体的形成与④有密切的关系
答案B
热点二、现代生物进化理论的理解
例2下图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是
A.图中A表示基因突变和基因重组，为进化提供原材料
B.种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提
C.图中B表示地理隔离，是新物种形成的必要条件
D.图中C表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代
答案：B
拓展：对现代生物进化理论的几个易错点分析
1.物种包括各个不同地域的同一物种多个不同种群，范围较大，而种群是一定地域内同种生物个体的总和，范围较小。
2.种群基因库指种群内全部个体的所有基因，若有n个个体，每个个体平均有m个基因，则基因库中应有nm个基因，指个数不是指种类。
3.因地理隔离造成两个亚种，如东北虎和华南虎，应为同一个物种，仍能进行交配繁殖产生后代。但地理隔离不一定是高山、河流的阻隔，两个池塘中的鲤鱼也存在地理隔离。
4.突变性状是有利还是有害是相对的，取决于环境条件。如昆虫的残翅性状在正常环境中不利，但在多风的岛上则是有利的。
5.基因频率与生物进化的关系。
只要基因频率改变，生物就进化，只要生物进化，基因频率一定改变。若基因频率不变，则生物就不进化，基因频率是否改变是判断生物是否进化的有效依据。
6.可遗传变异包括基因突变、染色体变异和基因重组，而基因突变和染色体变异合称突变。
7.生物多样性指基因（遗传）多样性、物种多样性和生态系统多样性，不能说种群多样性。
8.判断是否是同一物种标准不能只看能否杂交，还要看杂交后代是否可育，如二倍体西瓜和四倍体西瓜、马和驴等。
拓展：生物变异与细胞分裂
（1）基因突变与变异类型
基因突变发生在有丝分裂期间（体细胞突变）和减数第一次分裂间期（有性生殖细胞突变）的DNA分子复制过程中，对于体细胞的突变，影响的主要是亲代本身，属于不可遗传的变异；对于有性生殖细胞的突变可传递到子代，属于可遗传的变异，有利于生物的进化。
（2）基因重组与细胞分裂过程
基因重组的细胞学基础是在减数分裂第一次过程中，同源染色体彼此分离的同时，非同源染色体之间的自由组合以及同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换。
（3）染色体数目变异与异常配子类型
①常染色体类型
在减数分裂过程中，伴随着染色体行为变化的异常，往往会引起配子中基因数目的增减。在分析基因数目变化时，应考虑变化与减数第一次分裂有关，还是与减数第二次分裂有关。如图1表示减数第一次分裂异常、减数第二次分裂正常产生的配子情况。
图2表示减数第一次分裂正常、减数第二次分裂异常产生配子的情况。
②性染色体类型
在正常减数过程中将产生X或Y染色体的精子以及含有X染色体的卵细胞。但偶尔也会出现异常精子和卵细胞类型，各种情况及出现的原因大致如下：
例1.（16分）
果蝇的2号染色体上存在朱砂眼（a）和褐色眼（b）基因，减数分裂时不发生交叉互换。aa个体的褐色素合成受到抑制，bb个体的朱砂色素合成受到抑制。正常果蝇复眼的暗红色是这两种色素叠加的结果。
（1）a和b是——性基因，就这两对基因而言，朱砂眼果蝇的基因型包括——。
（2）用双杂合体雄蝇（K）与双隐性纯合体雌蝇进行测试交实验，母本果蝇复眼为——色。子代表现型及比例为暗红眼：白眼=1：1，说明父本的A、B基因与染色体的对应关系是————。
（3）在近千次的重复实验中，有6次实验的子代全部为暗红眼，但反交却无此现象，从减数分裂的过程分析，出现上述例外的原因可能是：——的一部分——细胞未能正常完成分裂，无法产生————。
（4）为检验上述推测，可用——观察切片，统计——的比例，并比较——之间该比值的差异。
答案.（16分）
（1）隐aaBb、aaBB
（2）白A、B在同一条2号染色体上
（3）父本次级精母携带有a、b基因的精子
（4）显微镜次级精母细胞与精细胞K与只产生一种眼色后代的雄蝇
例2.（16分）
图1表示果蝇体细胞的染色体组成，图2表示果蝇性染色体X和Y的非同源区段和同源区段。已知控制果蝇刚毛（B）和截毛（b）的等位基因位于XY染色体的同源区段。
请分析回答：
（1）基因B和b的根本区别是——，它们所控制性状的遗传遵循——定律。若只考虑这对基因，截毛雄果蝇的基因型可表示为————。
（2）若某雄果蝇X染色体的非同源区段有一显性致病基因，与正常雌果蝇交配，后代发病率为——；若此雄果蝇Y染色体的非同源区段同时存在另一致病基因，与正常雌果蝇交配，后代发病率为——。
（3）研究人员发现，果蝇群体中偶尔会出现Ⅳ-三体（Ⅳ号染色体多一条）的个体。从变异类型分析，此变异属于——。已知Ⅳ-三体的个体均能正常生活，且可以繁殖后代，则三体雄果蝇减数分裂过程中，次级精母细胞中Ⅳ号染色体的数目可能有条（写出全部可能性）。从染色体组成的角度分析，此种三体雄果蝇经减数分裂可产生种配子，与正常雌果蝇杂交，子一代中正常个体和三体的比例为。
答案.（16分）
（1）脱氧核苷酸（或碱基）序列不同基因分离XbYb
（2）50%%
（3）染色体数目变异1、2、：1
例3.（18分）
普通甘蓝为二倍体（2n=18），通过育种得到四倍体。
（1）一般得到四倍体植株是利用试剂处理二倍体植株进行分裂的部位，上述育种方法是。
（2）二倍体甘蓝正常减数分裂后产生的细胞，其染色体彼此为染色体。
（3）若减数第一次分裂前期同源染色体均联会，后期同源染色体分离，使得染色体平均分配到子细胞中，则四倍体甘蓝减数分裂后的细胞中染色体数为条。
（4）实际观察四倍体甘蓝的器官，减数第一次分裂时，前期多数为4或2条同源染色体联会，3条染色体联会或1条染色体单独存在的情况占少数；而中期则出现较多独立的1条染色体，且染色体总数不变，表明联会的染色体会出现的现象。
（5）上述情况表明：四倍体甘蓝减数分裂过程出现异常，导致减数分裂后形成的细胞中的染色体数有17、19、21条等，说明细胞内出现了增加或减少的现象，使其育性（正常/减弱/增强）。
答案．（18分）
（1）有丝多倍体育种
（2）非同源
（3）18
（4）生殖提前分离
（5）联会及染色体分离个别染色体减弱