变异与进化专题
知识要点
1、 基因突变和染色体变异（基因突变的本质、诱变因素、染色体变异类型）； 2、 诱变育种和单倍体育种（诱变育种特点、单倍体育种、多倍体育种、联会紊乱）； 3、 现代生物进化理论（拉马克进化学说、自然选择学说与现代生物进化理论对比）； 4、 种群基因频率计算（隔离、种群基因频率理论和计算方法）。
基础突破
考点整合一：基因突变和染色体变异 1．生物变异的类型
2. 基因突变：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构改变。 特点：自发进行、可诱导性、不定向性、突变频率低。
诱导因素：物理因素、化学因素、生物因素——与癌变联系（癌变实际上是一种特殊的基因突变） 3. 染色体变异：染色体的结构发生确实、增加、重复、颠倒、无序拼接等行为，染色数目发生个别或整
体的改变，都会引起遗传物质的改变，从而导致性状变异。
染色体组：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，但是携带着控制一种生物生长发
育、遗传和变异的全部信息。
特点：（1）一个染色体组中所含的染色体大小、形态和功能各不相同。
（2）一个染色体组中不含有同源染色体，当然也就不含有等位基因。 （3）一个染色体组中含有控制该物种生物性状的一整套基因。
（4）二倍体生物的生殖细胞中所含有的一组染色体可看成一个染色体组。 （5）不同种的生物，每个染色体组所包括的染色体数目、形态和大小是不同的。
基因组：一般的定义是二倍体生物的单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是二倍体生物的单倍体
细胞中的全部基因为一个基因组。
4．三种可遗传变异的比较 项目 适用范围 原因 DNA复制（有丝分裂间期、减数分裂时非同源染色体减数分裂第一次分裂的间期）过程出现差错 上的非等位基因自由组合或同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换 实质 产生新的基因（改变基因产生新的基因型（不改变生殖方式 无性生殖、有性生殖 类型 自然突变、诱发突变 基因突变 生物种类 所有生物 基因重组 自然状态下能进行有性生殖的生物 有性生殖 交叉互换、自由组合 无性生殖、有性生殖 染色体结构变异、染色体数目变异 内外因素影响使染色体结构出现异常，或细胞分裂过程中，染色体的分开出现异常（秋水仙素处理、低温诱导） 基因数目或基因排列顺序发生改变（不改变基因的质） 染色体变异 真核生物 的质，不改变基因的量） 基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量） 关系 基因突变是生物变异的根本来源，为基因重组提供原始材料。三种可遗传变异都为生物进化提供了原材料
【例1】（2010江浦中学测试，9）下列有关变异的说法正确的是（ ）C A．染色体中DNA的一个碱基缺失属于染色体结构变异 B．染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察 C．同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组 D．秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体增倍
考点整合二：诱变育种、单倍体育种和多倍体育种
1.育种方法的比较 项目 诱变育种 原理 基因突变 常用 辐射诱变等 方法 优点 可提高变异频率或出现新的性状，加速育种进程 缺点 有利变异少，需大量处理实验材料，具有不定向性 2.联会紊乱与无籽西瓜的培育
联会紊乱就是染色体不能正常配对，无法形成有生殖效应的配子。正常情况下联会时同源染色体配对，然后要把同源染色体分开，若同源染色体为偶数条则可以平均分开，但三倍体的同源染色体是三条，没有办法平均分开，即形成联会紊乱，减数分裂不能正常进行，所以不能形成配子，无法形成种子。
无籽西瓜的培育过程：母本（秋水仙素处理）+父本（正常花粉） 三倍体种子 联会紊乱 要点总结
西瓜果实的发育：果肉是四倍体，发育要涂抹生长素。 【互动探究】
①技术复杂；②与杂交育种相结合 单倍体育种 染色体变异 花药离体培养，然后用秋水仙多倍体育种 染色体变异 秋水仙素处理萌发的种子素处理使其加倍，得到纯合体 或幼苗 明显缩短育种年限 器官巨大，提高产量和营养成分 适用于植物，在动物中难于开展 （2009广东高考，33）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。
（1）从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成________幼苗。
（2）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___________________。 单倍体 诱发基因突变 抗该除草剂的能力
（3）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。
（4）对抗性的遗传基础做进一步研究，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_________________________________。
数目加倍 二倍体（纯合） 敏感型植株 F1都是敏感型 该抗性植株中有两个基因发生了突变
考点整合三：现代生物进化理论 1．基本概念梳理
2.拉马克的进化学说基本观点：生物是由更古老的生物进化而来的，进化是由低等到高等进行的；
生物的适应性特征形成特点为用进废退、获得性遗传。——局限性
3．达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的比较 项目 达尔文自然选择学说 现代生物进化理论 ①种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变；②突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节；③突变和基因重组为生物进化提供了原材料；④自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物的进化方向；⑤隔离是新物种形成的必要条件 从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理，强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位 联系 现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的，两者都强调遗传变异是生物进化的内因，可遗传变异为生物进化提供了原材料，生存斗争是生物进化的手段，是生物进化的过程，自然选择决定生物进化的方向，适者生存是自然选择的结果 4.现代生物进化理论的相关概念
种群：生活在一定区域的同种生物全部个体，种群是生物进化的基本单位。 物种：能够在自然状态下相互交配产生可育后代的一群生物。
生殖隔离：不同物种间不能相互交配产生可育后代的现象，生殖隔离是新物种形成的标志。 地理隔离：同一种生物由于地理上的原因分成不同种群，基因不能交流的现象。 共同进化：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。
基本观点 ①遗传变异是自然选择的内因；②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争；③变异一般是不定向的，而自然选择是定向的，定向的自然选择决定生物的进化方向；④生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力；⑤适应是自然选择的结果；⑥自然选择是一个长期、缓慢、连续的过程 不同点 没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理，着重研究生物个体进化 【例4】 （2010·贵州调研）如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是（ ）D A．图中A表示基因突变和基因重组 B．该生物进化理论的研究对象是生物个体
C．图中B表示地理隔离，没有地理隔离不可能有新物种的形成 D．图中C表示的是种群间生殖隔离，是新物种形成的标志
【互动探究】
（2010·江苏卷，12）根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是（ ）D A．人工培育的新物种只能生活在人工环境中 B．生物进化的方向与基因突变的方向一致
C．冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害 D．受农药处理后的种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代
考点整合四：种群基因频率计算 1.基因频率的基础概念：
基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。 基因频率：群体中某一基因的数量。
【A与a为一对等位基因，A基因频率＝A基因数量/（ A基因数量+a基因数量）×100%】
基因突变产生新的等位基因，可能使种群的基因频率发生变化，在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝一定方向不断进化。 2. 用基因频率求基因型频率的方法
在一个有性生殖的自然种群中，当种群较大，种群内个体间随机交配，没有突变发生、新基因加入和自然选择时，存在以下公式（p＋q）＝p＋2pq＋q＝1（哈迪—温伯格公式法），其中p代表一个等位基因的频率，q代表另一个等位基因的频率，p代表一个等位基因纯合体（如AA）的频率，2pq代表杂合体的频率，q代表另一个纯合体（aa）的频率。
【例3】 （2010福建联考，11）一个随机交配的群体，某一对相对性状（其等位基因用A．a表示）中，显性性状表现型的频率是0.64，则杂合子Aa的频率是（ ） A．0.24 B．0.4 C．0.48 D．0.6
2
2
2
2
2
【互动探究】
1、在某种群中，显性和隐性基因的频率分别为0.9与0.1，则其第一子代的表现型中，显性与隐性个体的比例，正确的是（ ）
A．9：1 B．81：1 C．99：1 D．3：1
1.（2010全国卷Ⅰ，4）下列关于在自然条件下，某随机交配种群中等位基因A．a频率的叙述，错误的是（ ）B
A．在某种条件下两种基因的频率可以相等 B．该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关 C．一般来说，频率高的基因所控制的性状更能适应环境 D．持续选择条件下，一种基因的频率可以降为零
2．（2010·全国卷Ⅱ，4）已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有AA．Aa两种基因型，其比例为1：2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是（ ）A
A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．3：1