2019-2020年高考生物二轮复习：变异进化专题

专题六 变异进化

【教法指引】

本专题是新课标教材必修二《遗传与进化》中第五章、第六章、第七章的内容。主要内容包括基因重组及其意义、基因突变的特征和原因、染色体结构变异和数目变异、生物变异在育种上应用、转基因食品的安全以及有关人类优生与进化的关系，人类遗传病的相关问题由于与遗传定律联系紧密，和遗传规律并为一个专题。

【专题要点】

本专题考纲汇总本部分10个知识点5个要求为Ⅱ，其中基因重组的类型，发生的时间、基因突变发生的时间、基因突变和基因重组的区别，染色体变异的特点，现代生物进化理论的主要内容，生物进化与生物多样性的形成为主要内容，总结如下： 一、基因重组的理解

1．概念：在生物体有性生殖中，控制不同性状的基因重新组合。 2．方式：有性生殖（减数分裂）、重组DNA技术（基因工程）。

3．减数分裂过程中的基因重组两种类型：四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换；（如图1），减数分裂第一次分裂后期中的非等位基因的自由组合（如图2）。

2019-2020年高考生物二轮复习：变异进化专题

图2

4．意义：产生了新的基因型，大大丰富了变异的来源；形成生物多样性的原因之一、为生物变异提供丰富的来源、对生物的进化具有重要的意义。

5．基因重组概念的整合：（如下图）

归纳：

①基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合，属于非自然的基因重组，可以发生在不同种生物之间，能够定向改变生物性状。

②肺炎双球菌的转化也属于基因重组。

③基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。

二、对基因突变的理解

归纳：

①概念内涵：DNA分子发生的碱基对的替换、增添和缺失；外延：基因突变是DNA分子水平上某一个基因内部碱基对种类和数目的变化，基因的数目和位置并未改变。

②突变特征：

普遍性（所有生物都可能发生基因突变）； 随机性（生物个体发育的任何时期）； 不定向性（向不同的方向发生突变）； 低频性（突变的频率比较低）；

多害性（多数有害，少数有利，也有中性）。

③突变原因：外在因素诱发，如物理、化学、生物因素。也存在自发进行的基因突变，如DNA复制偶尔出现错误等。

④基因突变的时期：基因突变可发生在任何生物的细胞中，一般发生于DNA复制的时候，突变的基因在细胞分裂的间期随DNA的复制而复制，通过细胞分裂而传递给子细胞，体细胞发生的基因突变一般不能传递给后代，而发生在生殖细胞中的突变，可以通过生殖细胞的结合传给后代。

⑤意义：基因突变能产生等位基因，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原始材料。

三、基因突变对性状与子代的影响

1．基因突变对性状的影响 （1）改变性状

①原因：突变间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。 ②实例：镰刀型细胞贫血症。

（2）不改变性状，有下列两种情况：

①一种氨基酸可以由多种密码子决定（密码的简并性），当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。 ②突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变。

③突变发生在非编码区或真核细胞基因的编码区的内含子中。

2．基因突变对子代的影响

（1）基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。

（2）如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。

（3）基因突变的频率比较：生殖细胞＞体细胞；分裂旺盛的细胞＞停止分裂的细胞。

四、染色体组与染色体数目的判断

1．染色体组与染色体数目的差别

（1）染色体组是指细胞中形态和功能各不相同，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的一组非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条： ①一个染色体组中不含同源染色体。

②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。

③一个染色体组中含有控制物种生物性状的一整套基因，但不能重复。

（2）要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑： ①细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组 。（如图一） ②根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基因型确定控制每一性状的基因出现的次数，该次数就等于染色体组数（如图二）。如基因型AAaaBBbb的细胞生物体含有4个染色体组。

③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算，染色体组的数目=染色体数／染色体形态数。

2．单倍体与二倍体、多倍体的判定

（1）由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组，就叫几倍体。

（2）由配子发育而成的个体，不论含几个染色体组，都称为单倍体。如八倍体生物的单倍体含有4个染色体组。单倍体个体的体细胞染色体组数一般为奇数，当其进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常的配子。

（3）二倍体生物的配子中只含有一个染色体组。

（4）含奇数倍染色体（如3组染色体的三倍体和单倍体）的个体不能产生正常的配子。3．三倍体无子西瓜中果实各部分染色体 果实位置 果皮染色体组数 种皮染色体组数 胚染色体组数 胚乳染色体组数 第一年所结果实 四倍体植株上 4 4 3 5 第二年所结果实 （三倍体西瓜） 三倍体植株上 3 3 无 无 归纳：无子番茄是不经传粉受精，子房经生长素处理后形成的二倍体果实，其无子性状不能遗传。

4．不同倍数的个体的基因的分离 基因型 A Aa AAAa AAaa Aaaa 配子比例 A 1A：1a 1AA：1Aa 1AA：4Aa：1aa 1Aa：1aa 自交后代的表现型比例（只有一个A就表现A性状） A 3A：1a A 35A：1a 3A：1a

五、可遗传变异三种来源的比较 比较 基因重组 控制不同性状的基因重新组合，产生新的基因型 基因突变 基因分子结构发生改变，产生新的基因 染色体变异 染色体组成倍增加或减少，产生新的基因型或染色体结构发生变异 变异实质 产生过程 减数分裂形成配子时，复制过程中，基染色体复制后，不能形成两个子细非等位基因的自由组因中脱氧核苷酸胞或配子不经受精作用，而单独发合，或等位基因的互换 的增、减和改变 育成个体或染色体结构的变异 ①非同源染色体上的非等位基因的自由组合②同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换 发生在真核生物进行有性生殖中，后代中重新产生的变异类型有一定的比例规律 黄圆与绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱与绿圆个体 类型 ①自然突变 ②人工诱变 ①染色体结构的变异 ②染色体数目的变异 特点 任何生物都可发生，频率低，有害变异多，是变异的主要来源，进化的重要因素 镰刀型细胞贫血症 发生在真核生物核遗传中，多倍体植株器官大，养分多，成熟迟，结实少；单倍体植株弱小，高度不育；染色体结构变异在人体遗传病中是比较严重的遗传病 普通小麦（六倍体） 雄蜂、单倍体玉米 实例 六、几种育种方法的比较 名称 原理 方法 优点 使分散在同一物种或不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优” 缺点 ⑴育种间长 ⑵局限同一种亲缘关较近的体 时于或系个用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦 应用 杂交基因重育种 组 杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止 ⑴物理：紫外线、α射线、微重力、激光诱变等处理、再筛选 基因突变 育种 ⑵化学：秋水仙素、硫酸二乙酯处理，再筛选 单倍体育种 ⑴先将花药离体染色体变培养，培养出单倍体异（染色植株 体组成倍⑵将单倍体幼苗地减少） 经一定浓度的秋水仙有利变异提高变异频率，少，工作量加快育种进程，大，需要大大幅度改良某量的供试些性状 材料 明显缩短育种年限，加快育种进程 高产青霉菌、“黑农五号”大豆品种等的培育 技术复杂 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦 素处理获得纯合子 多倍体育种 染色体变用一定浓度的秋水仙异（染色素处理萌发的种子或体组成倍幼苗 地增多） 提取目的基因→装入运载体→导入受体细胞→目的基因的检测与表达→筛选出符合要求的新品种 技术复杂，植物茎秆粗壮，发育延迟，三倍体无子西叶片果实种子结实率低，瓜、八倍体小黑均大，营养物质一般只适麦、四倍体水稻 含量提高 用于植物 目的性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍 技术复杂，转基因“向日葵安全性问豆”；转基因抗虫题多 棉 转基因育种 异源DNA（基因）重组

七、自然选择学说的内容

1．自然选择学说内容的整合

2．自然选择的对象

（1）直接对象是生物的变异性状（表现型）。 （2）间接对象是相关的基因型。

（3）根本对象是与变异性状相对应的基因。即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。

3．自然选择的因素：对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。 4．自然选择的动力：生存斗争

（1）类型：包括种内斗争、种间斗争（竞争）、生物与无机环境之间的斗争。

（2）意义：生存斗争对生物的某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并能推动生物的进化。

5．自然选择的结果：适者生存。

八、现代生物进化理论的主要内容

1．种群是生物进化的基本单位

个体携带的基因随个体死亡而从基因库中消失，但随着繁殖它把自身一部分基因传给了后代，通过突变使新基因进入了基因库。如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代，这个个体在进化上就没有意义。

2．突变和基因重组产生进化的原材料