第七章生物的變異與進化2025年高考生物專項復習第1節生物的變異目錄生物變異的類型低溫誘導植物細胞染色體數目的變化生物變異在育種上的應用壹貳叁生物變異的類型壹教材知識萃取1.基因突變的實例（1）鐮狀細胞貧血①形成示意圖一、基因突變②原因分析

堿基的替換、增添或缺失基因堿基序列&2&

（1）DNA分子中發生堿基的替換、增添或缺失不一定是基因突變，只有引起了基因堿基序列的改變，才是基因突變。（2）RNA病毒的遺傳物質為RNA，病毒RNA上基因堿基序列的改變也稱為基因突變。（3）基因突變是分子水平上的變化，基因突變不會改變基因數目及基因在染色體上的位置。（3）細胞癌變&4&

（1）原癌基因和抑癌基因都是一類基因，而不是一個基因。（2）不是只有癌細胞中才存在原癌基因和抑癌基因，正常細胞中的DNA上也存在原癌基因和抑癌基因。（3）原癌基因和抑癌基因共同對細胞的生長和增殖起調節作用。2.基因突變的原因、特點及意義&6&

基因突變主要發生在細胞分裂前的間期，但也能發生在其他時期，只是突變頻率更低。3.基因突變對氨基酸序列與生物性狀的影響

（1）基因突變對氨基酸序列的影響堿基對蛋白質中氨基酸序列的影響替換只改變1個氨基酸或不改變或提前終止或延后終止增添不影響插入位置前的序列，影響插入位置后的序列缺失不影響缺失位置前的序列，影響缺失位置后的序列“改變”生物性狀的4大原因“不改變”生物性狀的4大原因啟動子突變——肽鏈不能合成突變部位在基因編碼區的非編碼序列終止密碼子延后——肽鏈延長密碼子的簡并終止密碼子提前——肽鏈縮短隱性突變堿基替換——氨基酸種類改變改變了個別氨基酸，但蛋白質的功能不變（2）基因突變與性狀的關系深度思考1.基因突變是分子水平上的變化，一般不能借助光學顯微鏡觀察到，鐮狀細胞貧血是分子水平上基因突變造成的，能否借助光學顯微鏡進行診斷？理由是什么？提示

能。可借助光學顯微鏡觀察紅細胞的形態，鐮狀細胞貧血患者的紅細胞呈鐮刀狀，正常人的紅細胞呈中央微凹的圓餅狀。2.基因突變一定能產生新的等位基因嗎？理由是什么？提示

不一定。病毒和原核細胞的基因一般是單個存在的，不存在等位基因。因此，病毒和原核生物基因突變產生的是新基因，而不是新的等位基因。3.為什么在細胞分裂前的間期易發生基因突變？提示

細胞分裂前的間期進行DNA復制，DNA復制時需要解旋成單鏈，單鏈DNA容易受到內、外因素的影響而發生堿基序列的改變。4.基因突變的頻率很低，而且有些基因突變對生物體是有害的，但它為何仍可以為生物進化提供原材料？提示

對于生物個體而言，發生自然突變的頻率是很低的。但是，一個物種往往是由許多個體組成的，就整個物種來看，在漫長的進化歷程中產生的突變還是很多的。此外，突變的有害和有利也不是絕對的，這往往取決于生物的生存環境。因此，基因突變能夠為生物進化提供原材料。1.基因重組的概念二、基因重組類型自由組合型交換型基因工程重組型發生時間減數分裂Ⅰ

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_____減數分裂Ⅰ前期人為條件下體外進行示意圖

________________________________________________________________________________________________后期2.基因重組的類型類型自由組合型交換型基因工程重組型發生機制位于

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____________________________隨非同源染色體的

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__________而發生重組位于同源染色體上的

<m></m>

______基因有時會隨著

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________________之間的互換而發生交換，導致染色單體上的基因重組目的基因經

<m></m>

________導入受體細胞，導致受體細胞中基因發生重組非同源染色體上的非等位基因自由組合等位非姐妹染色單體載體續表

&13&

基因重組一般發生于有性生殖配子的形成過程中，其他過程中的基因重組一般需要人為參與。新的基因型重組性狀生物的進化情境應用現在很多家庭都養殖有色彩斑斕、形態各異的金魚，你知道這些金魚是怎么形成的嗎？提示

首先金魚的祖先野生鯽魚經過基因突變等產生新的品種，人們選擇喜歡的品種并進行人工雜交，最后出現了現在家庭養殖的色彩斑斕、形態各異的金魚。深度思考1.二倍體生物同源染色體的非姐妹染色單體間一定能發生互換嗎？為什么？提示

不一定。二倍體生物進行有性生殖產生生殖細胞的過程中（減數分裂時），在四分體時期，可能會有一定數量的同源染色體的非姐妹染色單體間發生互換，也可能不發生互換。2.精子與卵細胞隨機結合屬于基因重組嗎？為什么？提示

不屬于。基因重組的實質是控制不同性狀的基因的重新組合，通常發生在減數分裂形成配子的過程中，精子與卵細胞的隨機結合屬于受精作用，不屬于基因重組。3.基因重組有利于物種在一個無法預測將會發生什么變化的環境中生存的原因是什么？提示

基因重組產生的基因組合多樣化的后代中，可能會含有適應某種變化的、生存所必需的基因組合。1.染色體數目變異2.單倍體、二倍體和多倍體項目單倍體二倍體多倍體概念由配子發育而來的個體，體細胞中含有本物種

<m></m>

_____染色體數目的個體由受精卵發育而來的個體，體細胞中含有兩個

<m></m>

__________的個體由受精卵發育而來的個體，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體發育起點

<m></m>

______受精卵

<m></m>

________植株特點①植株弱小;②一般高度不育正常可育①莖稈粗壯；②葉片、果實和種子較大；③營養物質含量豐富配子染色體組配子受精卵項目單倍體二倍體多倍體體細胞染色體組數

<m></m>

2

<m></m>

形成過程

形成原因自然原因單性生殖正常的有性生殖外界環境條件劇變（如低溫）續表項目單倍體二倍體多倍體形成原因人工誘導

<m></m>

______________秋水仙素處理

<m></m>

____________________秋水仙素處理

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__________________舉例蜜蜂中的雄蜂幾乎全部的動物和過半數的高等植物香蕉（三倍體）、四倍體葡萄花藥離體培養二倍體的單倍體幼苗萌發的種子或幼苗類型變化圖解實例缺失缺失某一片段_________________________________________果蠅缺刻翅的形成

<m></m>

______增加某一片段_________________________________________果蠅棒狀眼的形成

<m></m>

______某一片段移接到另一條非同源染色體上_______________________________________________果蠅花斑眼的形成重復易位3.染色體結構變異類型變化圖解實例

<m></m>

______某一片段位置顛倒____________________________________果蠅卷翅的形成結果使排列在染色體上的基因的

<m></m>

________________發生改變，從而導致

<m></m>

______的變異對生物體的影響

大多數染色體結構變異對生物體是

<m></m>

______的，有的甚至會導致生物體死亡倒位數目或排列順序性狀不利續表情境應用香蕉是人們喜愛吃的一種水果，我們平時吃的香蕉是三倍體，一般沒有種子，為什么？提示

三倍體香蕉的原始生殖細胞中有三套非同源染色體，減數分裂時出現聯會紊亂，因此不能形成可育的配子。1.單倍體一定不育嗎？請說明理由。提示

不一定。若單倍體體細胞中含有奇數個染色體組，一般不可育；若有偶數個染色體組,則一般可育。2.野生馬鈴薯的一個染色體組有12條染色體，一個基因組也有12條染色體的DNA，染色體組與基因組相同嗎？

深度思考3.所有的生物都能發生染色體變異嗎？提示

不是。只有具有染色體的真核生物才能發生染色體變異，原核生物和病毒沒有染色體，不能發生染色體變異。4.基因突變和染色體變異都涉及堿基序列的改變，二者的主要區別是什么？提示

基因突變是基因結構中堿基的替換、增添或缺失，通常不改變基因的數目和排列順序，而染色體變異能改變排列在染色體上的基因的數目和排列順序。變式1

生物變異類型的辨析1.[鏈接人教版必修2

P83~P84正文、P91概念檢測T1]下列關于生物變異的說法，正確的是(

)

BA.根尖細胞能發生的變異類型有基因重組、基因突變、染色體變異B.體細胞中含有兩個染色體組的個體不一定是二倍體C.觀察細胞有絲分裂中期染色體形態可判斷基因突變發生的位置D.基因重組是生物變異的根本來源，一般發生在有性生殖過程中

教材素材變式2.[鏈接人教版必修2

P81、P84正文，P90圖5-7]某動物一對染色體上部分基因及其位置如圖1所示，該動物通過減數分裂產生的若干精細胞中，出現了如圖2中6種異常精子。下列相關敘述正確的是(

)

B圖1圖2

3.[鏈接人教版必修2

P81正文、P83相關信息，2023全國甲卷節選]利用物理、化學等因素處理生物，可以使生物發生基因突變，從而獲得新的品種。通常，基因突變是指__________________________________________________________________。

變式2

生物變異的實例

B

5.[鏈接人教版必修2

P82思考·討論]如圖為結腸癌發病過程中細胞形態和部分染色體上基因的變化。下列相關敘述正確的是(

)

AA.正常結腸上皮細胞中原癌基因和抑癌基因均會表達B.抑癌基因Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ控制同一性狀，屬于復等位基因C.與正常細胞相比，癌細胞表面各種蛋白質含量均降低D.結腸癌是遺傳物質改變引起的，能夠遺傳給下一代【解析】原癌基因和抑癌基因屬于正常基因，在正常細胞中均表達，

歸納總結原癌基因和抑癌基因的突變與細胞癌變的關系

C

7.[鏈接人教版必修2

P90正文、圖5-7]（多選）科研人員對貓叫綜合征患者進行家系分析和染色體檢查，結果如圖1和圖2，下列敘述正確的是(

)

ABC

【解析】圖示分析：

變異類型結構變化示意圖聯會時鏡檢示意圖缺失（

片段）重復（

片段）易位（一條染色體上的、、

片段與另一條非同源染色體上的、

片段交換）倒位（、、、

片段）易錯辨析染色體變異類型辨析低溫誘導植物細胞染色體數目的變化貳教材實驗攻略1.實驗過程2.實驗中的試劑及其作用試劑使用方法作用對應實驗步驟卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡

<m></m>

<m></m>

______________固定體積分數為

<m></m>

的酒精沖洗用卡諾氏液處理的根尖洗去卡諾氏液與質量分數為

<m></m>

的鹽酸等體積混合,浸泡經固定的根尖解離根尖細胞解離質量分數為

<m></m>

的鹽酸與體積分數為

<m></m>

的酒精等體積混合,作為解離液清水浸泡解離后的根尖約

<m></m>

漂洗根尖,去除解離液漂洗固定細胞形態試劑使用方法作用對應實驗步驟甲紫溶液把漂洗干凈的根尖放進盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色

<m></m>

使

<m></m>

________著色染色&4&

植物細胞經卡諾氏液固定后已死亡，所以顯微鏡下觀察到的是死細胞。染色體續表深度思考1.用一定濃度的秋水仙素處理次級精母細胞，則次級精母細胞不分裂，其著絲粒還能正常分裂嗎？為什么？提示

著絲粒可以正常分裂。著絲粒分裂不是紡錘絲牽引導致的，而是在相關酶的作用下自主分裂的結果。著絲粒分裂后染色體向兩極移動的過程才與紡錘體有關。2.低溫處理可以使染色體數目加倍，那么低溫處理的時間越長，效果越好嗎？提示

不是。低溫處理的目的只是抑制紡錘體形成，使染色體不能被拉向細胞兩極。如果低溫持續時間過長，會影響細胞的各項功能，甚至導致細胞死亡。3.三倍體無子西瓜培育時用一定濃度的秋水仙素溶液處理二倍體西瓜的芽尖，原因是什么？提示

西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的部位，用秋水仙素處理有利于抑制細胞有絲分裂時紡錘體的形成，從而形成四倍體西瓜植株。變式1

教材實驗基礎1.[鏈接人教版必修2

P89探究·實踐]關于低溫誘導洋蔥細胞染色體數目變化實驗的敘述，正確的是(

)

C

教材實驗變式2.[鏈接人教版必修2

P89探究·實踐]下列關于低溫誘導植物細胞染色體數目變化的實驗中，部分試劑的使用方法及其作用的敘述，錯誤的是(

)

選項試劑使用方法作用A卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡

培養根尖,促進細胞分裂B體積分數為

的酒精與質量分數為

的鹽酸等體積混合,浸泡經固定的根尖解離根尖細胞,使細胞相互分離開C清水漂洗解離后的根尖約

洗去藥液,防止解離過度D甲紫溶液把漂洗后的根尖放入盛有質量濃度為

或的甲紫溶液的玻璃皿中染色

使染色體著色A【答案】A

變式2

教材實驗拓展

（1）實驗步驟①取5個培養皿，編號并分別加入紗布和適量的水。

⑥使用顯微鏡觀察，統計每組視野中的染色體數目加倍率，染色體數目加倍率最高的組別對應的溫度即為最適溫度。

5卡諾氏液

漂洗染色

（2）實驗分析①觀察染色體形態和數目的最佳時期是______________。有絲分裂中期【解題思路】有絲分裂中期染色體形態固定，數目清晰，整齊地排列在赤道板處，是觀察染色體形態和數目的最佳時期。②除低溫外，__________也可以誘導染色體數目加倍，原理是__________________。秋水仙素抑制紡錘體的形成【解題思路】除低溫外，秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，也能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞兩極，從而引起細胞內染色體數目加倍。解后反思梳理秋水仙素或低溫誘導染色體數目加倍的實驗原理和流程、實驗設計的原則等相關知識是分析、解決本題的關鍵。由題意準確把握實驗目的，結合給出的部分實驗步驟找出實驗變量（自變量、因變量、無關變量），進而對相應問題進行解答。生物變異在育種上的應用叁項目變異類型常用方法優點缺點舉例雜交育種基因重組雜交、自交①使不同個體的優良性狀集中在一個個體上；#b#②操作簡便①育種時間較長；#b#②局限于親緣關系較近的個體矮稈抗病小麥誘變育種基因突變紫外線、

射線、亞硝酸鹽等處理提高變異頻率，加速育種進程，大幅度改良性狀盲目性大，有利變異少，需大量處理實驗材料含油量高的大豆單倍體育種染色體變異花藥離體培養、用秋水仙素或低溫處理①明顯縮短育種年限；#b#②二倍體子代均為純合子技術復雜，需與雜交育種配合單倍體育種獲得矮稈抗病小麥多倍體育種染色體變異用秋水仙素或低溫處理萌發的種子或幼苗莖稈粗壯；葉、種子、果實較大；營養物質含量高只適用于植物，發育延遲，結實率低三倍體無子西瓜基因工程育種基因重組將一種生物的特定基因轉移到另一種生物細胞中打破物種界限，定向改造生物的遺傳性狀技術復雜，可能產生生態安全問題轉基因抗蟲棉的培育教材知識萃取1.六種育種方法的比較育種方法常規流程變異類型優點缺點實例雜交育種具有不同優良性狀的雙親雜交→

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自交→選種、自交

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<m></m>

__________操作簡便育種時間長矮稈抗病小麥基因重組育種方法常規流程變異類型優點缺點實例誘變育種用

<m></m>

射線或亞硝酸鹽等處理萌發的種子或幼苗主要是

<m></m>

___________①提高

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__________，可以在較短時間內選擇更多的優良變異類型；②大幅度

<m></m>

__________有很大盲目性太空種子基因

突變變異頻率改良性狀續表育種方法常規流程變異類型優點缺點實例單倍體育種花藥

<m></m>

單倍體幼苗

<m></m>

染色體數目加倍，得到所需純合子

<m></m>

____________明顯縮短育種年限技術復雜水稻、小麥等的單倍體育種多倍體育種用

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__________（或低溫）處理

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__________________提高營養物質含量發育延遲三倍體無子西瓜染色體變異秋水仙素萌發的種子或幼苗續表育種方法常規流程變異類型優點缺點實例細胞工程育種白菜和甘藍→植物體細胞雜交→白菜—甘藍（異源四倍體）

<m></m>

____________打破物種界限（克服生殖隔離），定向改造生物的遺傳性狀技術復雜白菜—甘藍基因工程育種將某特定基因轉移到另一種生物的細胞中

<m></m>

__________轉基因抗蟲棉染色體變異基因重組續表2.育種方法的選擇&5&

（1）單倍體育種包括花藥離體培養和秋水仙素處理兩個過程。（2）單倍體育種一般應用于二倍體植物，因為對于四倍體植物，通過單倍體育種形成的個體不一定是純合子。（3）用秋水仙素處理植株使染色體數目加倍，若操作對象是單倍體植株，屬于單倍體育種；若操作對象為正常植株，叫多倍體育種。不能看到“染色體數目加倍”就認為是多倍體育種。（4）單倍體育種和多倍體育種都需用秋水仙素處理，使染色體數目加倍。單倍體育種在幼苗期處理，多倍體育種在種子萌發期或幼苗期處理。深度思考1.培育二倍體植物時，為什么采用單倍體育種能夠明顯縮短育種年限？提示

因為用單倍體育種方法得到的植株不但能夠正常生殖，而且每對染色體上成對的基因都是純合的，自交后代不發生性狀分離。2.在實施雜交育種時，一定要經過不斷自交、篩選過程嗎？

3.多倍體都是可育的嗎？提示

多倍體有的可育，有的不可育,需要依據具體情況進行判斷，方法如下：一看染色體組的來源，如同源四倍體、同源八倍體都是可育的；異源四倍體有的不育，如普通小麥（六倍體）和黑麥（二倍體）雜交，得到的異源四倍體是不育的。二看染色體組的數量，若染色體組數是奇數，則是不育的。變式1

誘變育種

DA.相關基因突變都會使大豆的含油量有所改變

B.相關基因突變后會改變基因在染色體上的位置C.相關基因突變的方向和輻射處理有明確的因果關系

D.經人工誘變選育出的含油量高的個體不一定是純合子【解析】密碼子具有簡并性，相關基因突變不一定會引起生物性狀改變，A錯誤。相關基因突變后可產生等位基因，但不會改變基因在染色體上的位置，B錯誤。基因突變具有不定向性，相關基因突變的方向和輻射處理沒有明確的因果關系，C錯誤。經人工誘變選育出的含油量高的個體不一定是純合子，D正確。教材素材變式2.[鏈接人教版必修2

P80問題探討]2023年2月23日，科研人員將洋紫荊幼苗從培養箱移植至大盆，標志著搭乘載人飛船經歷太空旅行的洋紫荊種子順利出苗移植，這是航天育種的又一突破，未來有望利用此批幼苗選育獲得更多洋紫荊新品種。下列有關航天育種的敘述，正確的是(

)

CA.洋紫荊種子經太空旅行后生活力會大大增強，利于選育新品種B.太空微重力、高輻射環境能有效降低洋紫荊種子突變的頻率C.航天育種與其他育種方式相結合，能培育出更多的洋紫荊新品種D.洋紫荊種子順利出苗移植標志著新品種洋紫荊的培育取得成功【解析】洋紫荊種子經太空旅行后可能會發生突變，突變具有不定向性，故經太空旅行后的洋紫荊種子的生活力不一定大大增強，A錯誤。太空微重力、高輻射環境能提高突變頻率，B錯誤。航天育種屬于誘變育種，選育出符合要求的品種后，可結合雜交育種、單倍體育種等方式，培育出更多的洋紫荊新品種，C正確。順利出苗的洋紫荊可能未發生變異，故不一定能培育出新品種洋紫荊，D錯誤。

濃度（相對值）發芽率/

相對致死率/

0.0096.3-0.2094.32.970.2585.011.750.3048.050.17B

變式2

單倍體育種

CA.進行①過程的主要目