【2020】高考生物二轮复习专题07生物的变异与进化教学案含解析

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【2020】高考生物二轮复习专题07生物的变异与进化教学案含解析

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专题07 生物的变异与进化 教学资料范本

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1．从考查内容上看，主要集中分布在基因突变的特点、应用；染色体变异类型及农作物育种等知识点上。

2．从考查角度上看，结合细胞分裂、DNA复制、遗传的基本规律，综合考查基因突变类型、特点及对性状的影响；借助科学研究热点材料或结合减数分裂考查染色体变异的类型及其判断等相关知识；以二倍体、多倍体、单倍体的区别及其在生物育种上的应用为载体进行命题或结合实验探究进行考查。

3．从命题趋势上看，预计2016年高考命题，基因突变、染色体变异、生物育种仍是考查重点，多结合减数分裂、DNA复制、遗传基本规律、不同育种方式进行综合命题考查。

4．从考查内容上看，主要集中在对生物进化的实质、物种形成过程及自然选择的作用的考查。

5．从考查角度上看，多以具体的生物进化案例为背景对生物进化、物种形成进行命题；也常以图表为知识载体考查生物进化及其多样性形成。

6．从命题趋势上看，预计2017年高考命题仍趋于联系生物进化实例，以生物进化及物种形成过程为背景信息进行综合命题考查。

一、生物变异的类型、特点及判断

1．生物变异的类型

2．三种可遗传变异的比较

项目 基因突变 基因重组 染色体变异

适用范围 生物

种类 所有生物 自然状态下能进行有性生殖的生物 真核生物

生殖

方式 无性生殖、有性生殖 有性生殖 无性生殖、有性生殖

类型 自然突变、诱发突变 交叉互换、自由组合 染色体结构变异、染色体数目变异

3 / 36 原因 DNA复制（有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期）过程出现差错 减/数分裂时非同源染色体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 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

实质 产生新的基因（改变基因的质，不改变基因的量） 产生新的基因型（不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量） 基因数目或基因排列顺序发生改变（不改变基因的质）

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

1） 理清基因突变相关知识间的关系(如下图)

（1）

（2）基因突变对性状的影响

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。由于密码子的简并性、隐形突变等情况也可能不改变生物的性状。

（3）基因突变对子代的影响

若基因突变发生在有丝分裂过程中，则一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖将突变的基因传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，则可以通过配子传递给后代。

4、理清基因重组相关知识间的关系(如下图)。

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5、染色体变异

（1）在光学显微镜下可以看到，染色体结构变异的四种类型可以通过观察减数分裂的联会时期染色体的形态进行判断

（2）其中相互易位与四分体时期的交叉互换要注意区分，易位发生在两条非同源染色体之间，交叉互换发生在一对同源染色体之间。

染色体数目变异发生在细胞分裂过程中，也可以在光学显微镜下看到，选择中期细胞观察。

（3）染色体组数的判定

染色体组是指真核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：

A、一个染色体组中不含同源染色体，但源于同一个祖先种。

B、一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。

C、一个染色体组中含有控制该种生物性状的一整套基因，但不能重复

6、染色体组和基因组

a.有性染色体的生物其基因组包括一个染色体组的常染色体加上两条性染色体。

b.没有性染色体的生物其基因组与染色体组相同。

7、单倍体和多倍体的比较

单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。多倍体由合子发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组。对于体细胞中含有三个染色体组的个体，是属于单倍体还是三倍体，要依据其来源进行判断：若直接来自配子，就为单倍体；若来自受精卵，则为三倍体。

二、生物变异在育种中的应用

常见的几种育种方法的比较

项目 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种

原理 基因重基因突染色体变异 染色体变异

5 / 36 组 变

常用

方法 ①杂交→自交→选优→自交；②杂交→杂种 辐射诱变等 花药离体培养，然后用秋水仙素处理使其加倍，得到纯合体 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

优点 使位于不同个体的优良性状集中在一个个体上 可提高变异频率或出现新的性状，加速育种进程 明显缩短育种年限 器官巨大，提高产量和营养成分

缺点 时间长，需及时发现优良性状 有利变异少，需大量处理实验材料，具有不定向性 ①技术复杂；②与杂交育种相结合 适用于植物，在动物中难于开展

1、育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、生活力强、产量高、品质优良)的新品种，以便更好地为人类服务。

①若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。

②有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。

③若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。

④若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种。

⑤若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。

⑥若实验植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。

2、动、植物杂交育种中应特别注意语言叙述：

植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过双亲杂交获得F1，F1雌雄个体间交配，选F2与异性隐性纯合子测交来确定基因型的方法。

6 / 36 三、基因频率及基因型频率的计算和现代生物进化理论

1、基因频率与基因型频率的相关计算

（1）．定义法：根据定义，基因频率是指在一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比率

（2）．不同染色体上基因频率的计算

若某基因在常染色体上，则：

若某基因只出现在X染色体上，则：

（3）通过基因型频率计算基因频率

(1)在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。

(2)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。

(3)已知AA或aa的基因型频率，求A或a的频率经常用到开平方的方法。

即：A(a)=(对于XY型性别决定的生物，雄性的伴性遗传除外)

（4）根据遗传平衡定律计算

设一对等位基因为A和a，其频率分别为p与q(p+q=1)。亲代AA和aa自然交配后F1具有AA、Aa、aa三种基因型，其频率如下列公式：p(A)+q(a)=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)，即AA的基因型频率为p2，Aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2，产生A配子频率为：p2+1/2×2pq=p2+pq=p(p+q)=p，产生a配子频率为：q2+1/2×2pq=q2+pq=q(p+q)=q。可知F1的基因频率没有改变。上式揭示了基因频率与基因型频率的关系，使用它时，种群应满足以下5个条件：种群大；种群个体间的交配是随机的；没有突变发生；没有新基因加入；没有自然选择。满足上述5个条件的种群即处于遗传平衡。

2、种群是生物进化的基本单位

(1)一个种群所含有的全部基因，称为种群的基因库。基因库代代相传，得到保持和发展。

(2)种群中每个个体所含有的基因，只是基因库中的一个组成部分。

(3)不同的基因在基因库中的基因频率是不同的。

(4)生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。

3、突变和基因重组是产生进化的原材料

7 / 36 (1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异。其中染色体变异和基因突变统称为突变。

(2)基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。

(3)突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。

(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。

(5)突变是不定向的，基因重组是随机的，只为进化提供原材料，而不能决定生物进化的方向。

4、自然选择决定生物进化的方向

(1)种群中产生的变异是不定向的。

(2)自然选择淘汰不利变异，保留有利变异。

(3)自然选择使种群基因频率发生 定向 改变，即 导致生物朝一个方向缓慢进化。

5、隔离与物种的形成

种群 物种

概念 生活在一定区域的同种生物的全部个体；种群是生物进化和繁殖的单位。 能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一群生物

范围 较小范围内的同种生物个体 由分布在不同区域的同种生物的许多种群组成

判断

标准 种群具备“两同”，即同一地点，同一物种；同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能产生可育后代 主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代，不同物种间存在生殖隔离

联系 一个物种可以包括许多种群，如同一种立于可以生活在不同的池塘、湖泊中，形成一个个彼此呗陆地隔离的种群；同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能成为不同的亚种（或品种）。进而形成多个新物种。

6、生物多样性之间的关系：