专题七 生物的变异和进化【典题导引】1、生物的变异和遗传育种的关系 通过各种方式改变生物的遗传物质，产生各种各样的变异类型，从众多的不同变异类型中，选择符合人类要求的变异，然后定向培育成新品种。
［例1］有两组纯种小麦，一个是高秆抗锈病（DDTT ），一个是矮秆不抗锈病（ddtt ）。
现将这两个品种进行下列3组实验：假如以上三组实验都有矮秆抗锈病出现，分析以下问题：（1）A 组所得矮抗类型的基因型是 ；B 组所得矮抗类型的基因型是 。
C 组所得矮抗是由于发生了基因突变。
但一般来说，这种情况不容易发生，因为 。
（3）A 组F 2中的矮抗类型不能直接用作大田栽种，原因是 。
（4）B 组获得矮抗类型也不能直接利用，原因是 ，但通过 处理，可以直接产生理想的矮抗品种，其基因型是 。
［简析］可遗传的变异是育种的依据。
A 组是杂交育种，F 2中矮抗类型的基因型为ddTT 、ddTt ，由于ddTt 的后代会发生性状分离，所以该类型不能直接用作大田栽种；B 组是单倍体育种，经过花药的离体培养得到单倍体植株，矮抗类型的基因型是dT ，其后代不育，因此也不能直接用作大田栽种，但通过秋水仙素处理就变成正常植株；C 组是诱变育种，但变异的方向不定向。
2、生物进化理论的应用［例2］在一个海岛上，一种海龟中有的脚趾是连趾(ww)，有的脚趾是分趾(WW 、Ww)，连趾便于划水，游泳能力强，分趾则游泳能力较弱。
若开始时连趾和分趾的基因频率各为0.5，当海龟数量增加到岛上食物不足时，连趾的海龟容易从海水中获得食物，分趾的海龟因不易获得食物而饿死，若千万年后，基因频率变化为W 为0.2，w 为0.8。
请问：（1）该种群中所有海龟所含的基因称为该种群的 。
基因频率变化后，从理论上计算，海龟种群中连趾占整个种群的比例为 ；分趾的海龟中杂合子占整个种群的比例为 。
（2）导致海龟种群的基因频率发生变化的原因是什么？。
（3）这种基因频率的改变，是否发生了生物进化？请讲述理由。
（4）这种基因频率的改变，是否产生了新的物种？请讲述理由。
［简析］现代生物进化理论认为：生物进化的实质是种群基因频率的改变；自然选择决定生物进化的方向；突变和基因重组、自然选择和隔离是物种形成 三个环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。
在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
【归类总结】1、变异和育种的关系（1）三种可遗传变异的比较（表1）（2）生物育种方法比较及变异在育种中的应用（表2）表1表22、生物进化理论（1）基因频率及基因型频率的计算①一对等位基因的遗传△基因在常染色体上，其基因频率或基因型频率可表示为：A的基因频率=A的数量/（ A的数量+a的数量）a的基因频率=A的数量/（ A的数量+a的数量）AA的基因型频率=AA的个体数/（ AA +Aa+aa）的个体数或AA的基因型频率=A的基因频率的平方aa的基因型频率=aa的个体数/（ AA +Aa+aa）的个体数或aa的基因型频率=a的基因频率的平方△基因在X染色体上，其基因频率或基因型频率可表示为：X A的基因频率=X A的数量/（X A的数量+X a的数量）X a的基因频率=X a的数量/（X A的数量+X a的数量）（注意：由于Y染色体上无A、a基因，因此不能写成X A的基因频率=X A的数量/（X A +X a+Y）的数量②多个等位基因的遗传如控制ABO血型的3个等位基因I A、I B、i。
其基因频率可表示为：I A基因频率= I A数量/（I A+I B+i）的数量…（2）现代生物进化理论和达尔文自然选择学说关系相同点：都能解释生物进化的原因及生物的多样性和适应性。
都认为自然选择决定生物进化的方向。
不同点：①达尔文认为生物个体是进化的基本单位，现代生物进化理论认为种群是进化的单位。
②达尔文自然选择学说不能阐述遗传变异的实质以及自然选择的作用机理，现代生物进化理论克服了这一点。
联系：达尔文自然选择学说是现代生物进化理论的基础，现代生物进化理论是对达尔文自然选择学说的继承和发扬。
【随堂反馈】1、现代生物进化理论对达尔文自然选择学说进行了修改，下列哪项不是修改的内容？（）A、进化的基本单位是种群，而不是生物个体B、自然选择是通过生存斗争而实现C、生物进化的实质在于种群基因频率的改变D、现代生物进化理论将自然选择学说与遗传变异有关理论结合起来2、现代生物进化理论认为，突变和基因重组产生生物进化的原材料，下列哪种变异现象不属于此类A、、红眼果蝇中出现了白眼黄色黄色、绿色C、猫叫综合症D、无子西瓜3、（多选）种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。
种群中的个体通过繁殖将各自的基因传递给后代。
下列叙述正确的是（）A、自然选择使种群基因频率发生定向改变B、种群基因频率的改变导致生物进化C、种群通过个体的进化而进化D、种群通过地理隔离可能达到生殖隔离4、（多选）用生物进化论的观点解释病菌抗药性不断增强的原因是A、使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强的方向变异B、抗菌素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的C、抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的D、病菌中原来就有抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体5、某工厂有男女职工各100名，女性色盲基因携带者15人，患者5人，男患者11人，那么这个群体的色盲基因的频率为多少？6、我国育种专家成功地培育出了一种可育农作物新品种，该品种是由普通小麦与黑麦杂交培育出的新作物。
它既有普通小麦的特性，又综合了黑麦的耐瘠薄、抗病力强、种子蛋白含量高等优点。
据资料表明普通小麦（2N=6X=42，AABBDD）是野生二粒小麦（2N=4X=28，AABB）与方穗山羊草的杂交后代。
（①从播种到收获种子需两年。
②生物学中把X代表染色体组）现有原始物种及其所（1）填写完成培育可育农作物新品种的过程：（用序号表示物种）a、×→杂种幼苗经秋水仙素处理染色体加倍，培育为野生二粒小麦。
b、×→杂种幼苗经秋水仙素处理染色体加倍，培育为可育新品种。
c、×→杂种幼苗经秋水仙素处理染色体加倍，培育为普通小麦。
（2）获得该农作物新品种植株，整个培育过程至少需要年。
（3）该新品种细胞中染色体组的组成可写为。
育种过程中是杂交后代可育的关键。
（4）这种农作物新品种的体细胞中含个染色体组，这些染色体组来自物种。
【课后提升】一、选择题1、我国西北部的欧洲玉米螟与东部的亚洲玉米螟由于信息激素的不同而具有生殖隔离，但外貌上几乎无法辨认。
以下说法正确的是（）A、由于外貌形态相同，因此它们属于同一个物种B、由于具有生殖隔离，它们属于不同的物种C、无法判断D、以上说法都不对2、下列关于植物育种及生长的叙述，其中不正确的一组是（）①诱变育种很可能较快选育出新的优良品种②三倍体无籽西瓜的种子种下去可继续发育成无籽西瓜③穗小粒少的小麦种到西藏后会长成穗大粒多的小麦④植物在扦插时使用一定浓度的生长素可以促进生根⑤由于没有土壤，只在完全培养液中生长的幼苗，不能正常生长⑥利用杂种优势可以提高农作物的产量A、①②④B、①⑤⑥C、③④⑥D、②③⑤3、利用马铃薯的块茎进行无性繁殖生产马铃薯，几代以后往往会因病毒感染而减产，为了解决这个问题，科学家利用细胞工程培育去毒马铃薯，这种方法是（）A、选择抗病毒品种进行杂交B、利用单倍体育种提纯品种C、利用人工诱变产生抗病毒基因D、用生长点细胞进行组织培养4、利用植物体细胞杂交和多倍体育种可以培育出作物新品种，下列叙述正确的是（）A、植物体细胞杂交尚未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状B、人工诱导多倍体形成和实现植物体细胞杂交的方法相同C、人工诱导多倍体形成和实现植物体细胞杂交的原理相同D、多倍体植株和植物体细胞杂交形成的杂种植株均需经地理隔离后才能形成作物新品种5、将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理后得到四倍体芝麻，此四倍体芝麻A、与原来二倍体芝麻相比，在理论上已经是一个新的物种了B、产生的配子中由于没有同源染色体，所以配子无遗传效应C 、产生的配子中没有同源染色体，故用秋水仙素诱导成单倍体是可育的D 、产生的花粉进行花药离体培养，长成芝麻，因其体内仍有同源染色体，所以属于二倍体6、有些品系的果蝇对CO 2非常敏感，容易受CO 2的麻醉而死亡，后来发现这些品系有的果蝇对CO 2有抗性。
科学工作者实验结果表明果蝇对CO 2敏感与抗性的基因位于细胞内的线粒体中。
下表是果蝇抗CO 2品系和敏感品系的部分DNA 减基序列和氨基酸序列。
请分析下列有关果蝇抗CO 2品系的说法中正确的是（ ）A 、果蝇之所以具有抗性是由于基因突变导致第151号位的脯氨酸被丝氨酸取代B 、果蝇抗CO 2品系遗传遵循基因的分离定律C 、果蝇抗性产生的原因是由于密码子由AGT 变为GGTD 、果蝇抗性产生的根本原因是DNA 模板链上决定第151号位氨基酸的有关减基A 被G7、根据现代生物进化理论，判断下列说法正确的是（ ）A 、研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄的迁徙行为B 、研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代C 、生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程D 、生物进化的方向，决定于生物变异的方向8、遗传育种中筛选是一个重要环节，下图是某研究小组对由A 、a 基因控制的性状进行优选时种群中两种基因比例变化，下列有关叙述中不正确的是（ ）A 、在该育种过程中，隐性个体最终消失B 、种群中A 基因频率逐渐增大C 、生物进化的实质是种群基因频率的改变D 、种群中杂合个体的比例会逐渐下降9、请分析下列两个实验：（1）用适量浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾，子房发育成无籽番茄。
（2）用四倍体与二倍体杂交，获得三倍体西瓜植株，给其雌蕊授以二倍体西瓜花粉，子房发育成无籽西瓜。
试问：a 、番茄和三倍体西瓜的无籽性状是否能遗传？b 、将番茄和三倍体西瓜的枝条扦插生成的植株所结果中是否有种子。
A 、a 能，不能；b 无，有B 、a 能，不能；b 有，无C 、a 不能，能；b 无，D 、a 能，能；b 无，无10、假如有一种西瓜个大，但甜味不够，基因型是AaBb ，你能用什么方法在尽可能短的时间内培育出既大又甜的优良纯种西瓜（AAbb ）？（1）你选用的育种方法是 ，育种原理为 。
（2）写出育种的步骤：步骤Ⅰ： ， 步骤Ⅱ： ， 步骤Ⅲ：。
（3）在此基础上要进一步培育得到无籽西瓜（AAAbbb ），还需培育 年。
答案：一、典题导引：例1、（1）ddTT 、ddTd Dt （2）变异是不定向的（3）后代可能会发生性状分离（4）单倍体不育 秋水仙素 ddTT 例2、（1）基因库；64℅；32℅（2）自然选择导致海龟例自交代数种群的基因频率发生定向变化（3）发生了生物进化，因为只要种群的基因频率改变，就是进化（4）没有新物种产生，只是种群的基因频率改变，并没有产生生殖隔离。