高频考点06变异与进化

高频考点06变异与进化2021年2022年2023年1月6月1月6月1月6月变异的来源2分2分2分育种2分生物进化2分2分2分2分2分基因频率2分分值合计4分4分2分4分2分4分本专题的考查主要集中在变异的类型及其在育种方面的应用等方面。题型上，主要以单选题出现，设题情境大都为生物的变异或育种实例。进化题已出现的高考试题中多为单项选择题，非选择题偶有出现。难度上，多为中档题或容易题，但基因频率的计算类试题较难。变异类型的考查常以变异的实例为情境，通过案例分析理解基因突变、基因重组和染色体变异；育种知识的考查常与生产、生活实际联系起来；已出现的高考试题中集中考查现代生物进化理论的内容与基因频率的计算；现代生物进化理论内容的考查常以自然界存在的进化实例为情境，通过案例分析理解现代生物进化的内容，从而形成科学的进化与适应观。1.生物变异的来源四倍体产生配子的分析方法：(1)若四倍体基因型为aaaa,其减数分裂产生aa一种配子;(2)若四倍体基因型为AAaa,其减数分裂产生AA、Aa、aa三种配子,且比例为1∶4∶1;(3)若四倍体基因型为Aaaa,其减数分裂产生Aa、aa两种配子,且比例为1∶1。2.变异在生产上的应用为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性,可采取如下措施:①基因策略:包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等。例如,早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因,抗虫机制比较单一;现在经常将两种或两种以上Bt基因同时转入棉花。②田间策略:主要是为棉铃虫提供庇护所。例如我国新疆棉区,在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花,为棉铃虫提供专门的庇护所;长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式,为棉铃虫提供天然的庇护所。③国家宏观调控政策:如实施分区种植管理等。3.生物的进化自然选择决定生物进化的方向。变异是不定向的不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累→种群的基因频率发生定向改变生物朝一定的方向不断进化。(1)在自然选择的过程中,直接选择的是表型,而不是控制该性状的基因型,但选择可导致控制该性状的基因的频率上升或下降。(2)外界环境不会使生物产生定向变异,生物的变异是不定向的。题型01生物变异的来源1.我国航天员乘坐我国自主研发的载人飞船,顺利进入空间实验室,并在太空中安全地生活与工作。航天服具有生命保障系统,为航天员提供了类似地面的环境。下列有关航天服及其生命保障系统的叙述,错误的是()A.能清除微量污染,减少航天员相关疾病的发生B.能阻隔太空中各种射线,避免航天员机体细胞发生诱发突变C.能调控航天服内的温度,维持航天员的体温恒定不变D.能控制航天服内的压力,避免航天员的肺由于环境压力变化而发生损伤答案C根据题干信息“航天服具有生命保障系统,为航天员提供了类似地面的环境”,可推测航天服具有清除微量污染的功能,也能阻隔射线,避免射线对人体细胞的诱变作用,还能调控压力,利于航天员维持自身胸腔的压力平衡,保证肺的正常功能,故A、B、D正确。正常人的体温会在一定范围内波动(接近37℃,一天内变化幅度一般不超过1℃),不是恒定不变的,C错误。2.酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%,而东亚人群中是30%~50%。下列叙述错误的是()A.相对于高加索人群,东亚人群饮酒后面临的风险更高B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物C.ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过蛋白质控制生物性状D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸,从而预防酒精中毒答案D乙醇在人体内先转化为乙醛,ALDH2可催化乙醛转化为乙酸,ALDH2基因突变会导致ALDH2活性下降或丧失,使乙醛代谢减慢,并在体内积蓄,从而引起人体恶心、呕吐等不良反应,由题意可知,东亚人群中ALDH2突变基因的频率大于高加索人群,所以相较于高加索人群,东亚人群饮酒后面临的风险更高,A正确;头孢类药物能抑制ALDH2的活性,从而使乙醛的代谢过程减慢,所以患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物,B正确;ALDH2是一种蛋白质类酶,由上述分析可知,ALDH2基因突变会使ALDH2活性下降或丧失,从而使人的酒精耐受性下降,这表明基因可通过控制蛋白质类酶的活性来控制(并非是直接控制,而是间接控制)代谢过程,进而控制生物性状,C正确;ALDH2酶制剂口服后会被消化酶水解,不能再催化乙醛转化成乙酸,D错误。3.中外科学家经多年合作研究,发现circDNMT1(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌,为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是()A.p53基因突变可能引起细胞癌变B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究答案C抑癌基因(如p53)表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,可能引起细胞癌变,A、B正确;由于circDNMT1与抑癌基因p53表达的蛋白结合可诱发乳腺癌,故circDNMT1高表达更易诱发乳腺癌,使癌细胞增殖变快,C错误;通过基因编辑改造circDNMT1序列,可用于研究乳腺癌的发病机理,D正确。4.大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化=1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异()答案C大鼠控制黑眼/红眼和黑毛/白化的两对基因位于一对同源染色体上,正常情况只能产生两种配子,测交后代只能出现两种表现型。根据题意,测交后代出现四种表现型且比例相等,最可能是发生了易位,使这两对基因位于两对同源染色体上,C项符合题意。5.为了分析某21三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙述错误的是()A.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常B.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常C.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常D.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常答案D21三体综合征属于染色体数目变异引起的遗传病,病因是患儿的父亲或母亲的减数分裂异常,产生了含有两条21号染色体的精子或卵细胞。根据题中凝胶电泳结果图示可判断,患儿同时含有母亲体内21号染色体上的A2和A3基因,故患儿的病因是母亲减数分裂异常,产生了含有两条21号染色体的卵细胞。若考虑同源染色体交叉互换,一条21号染色体可以同时含有A2和A3基因,产生同时含有A2和A3基因的卵细胞,可能因为卵原细胞进行减数第一次分裂时同源染色体未分离,或减数第二次分裂时姐妹染色单体分开后形成的子染色体移向同一极,A、B正确;若不考虑同源染色体交叉互换,一条21号染色体不可能同时含有A2和A3基因,卵原细胞进行减数第一次分裂时同源染色体未分离,才可能产生同时含有A2和A3基因的卵细胞,C正确,D错误。6.蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)为二倍体,由受精卵发育而来;雄蜂是单倍体,由未受精卵发育而来。由此不能得出()A.雄蜂体细胞中无同源染色体B.雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半C.蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合D.蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同答案B雄蜂由未受精卵发育而来,故其体细胞中只有一个染色体组,无同源染色体,A正确;雄蜂精子和体细胞中均只有一个染色体组,故雄蜂精子中染色体数目与其体细胞中的相同,B错误;蜂王为二倍体,蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合,C正确;蜜蜂的性别由染色体组数决定,果蝇的性别由性染色体决定,故二者的性别决定方式不同,D正确。7.白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是()A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B.将Bc作为育种材料,能缩短育种年限C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育答案A白菜型油菜为二倍体植株,由未受精的卵细胞发育形成的植株Bc为单倍体,故Bc体细胞中有一个染色体组,A错误;Bc作为育种材料能明显缩短育种年限,B正确;秋水仙素可诱导细胞染色体加倍,故Bc幼苗经秋水仙素处理,可以获得纯合植株,C正确;因该单倍体植株体细胞中无同源染色体,故其无法产生正常的配子,从而表现为高度不育,D正确。8.为精细定位水稻4号染色体上的抗虫基因,用纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代多次自交,得到一系列抗虫或易感水稻单株。对亲本及后代单株4号染色体上的多个不连续位点进行测序,部分结果按碱基位点顺序排列如表。据表推测水稻同源染色体发生了随机互换,下列叙述不正确的是()位点1位点2位点3位点4位点5位点6A/AA/AA/AA/AA/AA/A纯合抗虫水稻亲本G/GG/GG/GG/GG/GG/G纯合易感水稻亲本G/GG/GA/AA/AA/AA/A抗虫水稻1A/GA/GA/GA/GA/GG/G抗虫水稻2A/GG/GG/GG/GG/GA/A易感水稻1示例:A/G表示同源染色体相同位点,一条DNA上为AT碱基对,另一条DNA上为GC碱基对A.抗虫水稻1的位点23之间发生过交换B.易感水稻1的位点23及56之间发生过交换C.抗虫基因可能与位点3、4、5有关D.抗虫基因位于位点26之间答案B题表中的6个位点均位于水稻4号染色体上,由亲本6个位点测序结果可知,F1的4号染色体中一条为6个A,另一条为6个G,即相应的6个位点均应为A/G,故若亲代减数分裂过程中未发生互换,则后代4号染色体6个位点碱基序列为6个A/A、6个G/G或6个A/G三种类型。由抗虫水稻1的6个位点碱基序列可知,其2条4号染色体上的6个位点碱基序列均为GGAAAA,说明亲代产生配子过程中,同源染色体的非姐妹染色单体上含位点1、2的片段或含位点3、4、5、6的片段发生过互换,即位点23之间发生过交换,形成的GGAAAA雌雄配子结合发育形成该抗虫水稻1,A正确。同理易感水稻1的位点12及56之间发生过交换,B错误。由纯合抗虫水稻亲本、抗虫水稻1、抗虫水稻2的位点3、4、5均有A,而纯合易感水稻亲本、易感水稻1的位点3、4、5均无A可知,抗虫基因可能与位点3、4、5有关,C正确。抗虫水稻1的位点1、2为G/G,位点23之间发生过交换,但仍抗虫;抗虫水稻2位点6为G/G,位点56之间发生过交换,但仍抗虫,说明交换片段上应不含抗虫基因,故抗虫基因位于26之间,D正确。题型02变异在生产中的应用1.《尔雅》《四民月令》和《齐民要术》中记载,麻为雌雄异株,黑、白种子萌发分别长成雌、雄植株,其茎秆经剥皮、加工后生产的纤维可用于制作织物。雄麻纤维产量远高于雌麻,故“凡种麻,用白麻子”。依据上述信息推断,下列叙述错误的是()A.可从雄麻植株上取部分组织,体外培养产生大量幼苗用于生产B.对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长,增加纤维产量C.因为雌麻纤维产量低,所以在生产中无需播种黑色种子D.与雌雄同花植物相比,麻更便于杂交选育新品种答案C可从雄麻植株上取部分组织,体外培养产生大量幼苗用于生产,即利用植物组织培养技术实现快速繁殖,A正确;赤霉素可以促进植物茎的生长,对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长,增加纤维产量,B正确;雌麻纤维产量低,但麻为雌雄异株,生产中仍需播种黑色种子以进行有性生殖获得种子,C错误;与雌雄同花植物相比,雌雄异株的麻杂交时无需去雄,更便于杂交选育新品种,D正确。2.蓝粒小麦是小麦(2n=42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的,其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,研究人员设计了如图所示的杂交实验。回答下列问题:(1)亲本不育小麦的基因型是,F1中可育株和不育株的比例是。

(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是。

(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离,来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配,最终能产生种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是。

(4)F3蓝粒不育株体细胞中有条染色体,属于染色体变异中的变异。

(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现:①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1,说明

;

②蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1,说明。符合育种要求的是(填“①”或“②”)。

答案(1)TtHH1∶1(2)获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株,诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上,以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦(3)2041/16(4)43数目(5)F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上且不发生交叉互换②解析(1)亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上,由于只有tt雄性可育,只能产生含t的雄配子,雄性不育的基因型为Tt,故其基因型为TtHH,亲本小麦(hh)的基因型为tthh,因此F1中可育株(ttHh)∶不育株(TtHh)=1∶1。(2)F1中的不育株(TtHh)与蓝粒小麦(EEHH)杂交,F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh,其中T基因和E基因分别来自小麦的和长穗偃麦草的4号染色体;F2中的蓝粒不育株与小麦(hh)杂交可获得h基因纯合的蓝粒不育株,而h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上,从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。(3)F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦,一条来自长穗偃麦草,其余染色体均来自小麦,为同源染色体,所以其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体。不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配,仅考虑T/t、E基因时,若两条4号染色体移向同一极,则同时产生基因型为TE和O(两基因均没有)的两种配子,若两条4号染色体分别移向两极,则产生基因型为T和E的两种配子,因此F2中的蓝粒不育株最终共产生4种配子。F2中的蓝粒不育株(1/2TEHH、1/2TEHh)产生TE配子的概率为1/4,产生h配子的概率是1/4,其和小麦(tthh)杂交,F3中基因型为hh的蓝粒不育株(TEthh)占比是1/4×1/4×1=1/16。(4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类,可以确定形成F3中的蓝粒不育株中应含有两条4号染色体,且小麦染色体组成为2n=42,所以F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体,多了一条4号染色体,这属于染色体数目变异。(5)F2中的蓝粒不育株(TEHH、TEHh)和小麦(tthh)杂交,F3中的蓝粒不育株基因型为TEtHh和TEthh,含hh基因的个体可诱导T和E交换到同一条染色体上,即T基因和E基因连锁,其(TEthh)与小麦(ttHH)杂交,F4中的表型及比例为蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1,即F4中蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上且不发生交叉互换;F3中的蓝粒不育株(TEtHh)在减数第一次分裂前期联会时,携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会,在减数第一次分裂后期,携带T基因的染色体和携带t基因的染色体分离,携带E基因的染色体随机分配到子细胞中,产生的配子基因型及比例为tE∶TE∶t∶T=1∶1∶1∶1(仅考虑T/t、E基因),与小麦(ttHH)杂交,子代表型及比例为蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1,即F4蓝粒不育植株体细胞中的T基因和E基因位于不同染色体上。本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,所以②符合育种要求。3.我国科学家利用栽培稻(H)与野生稻(D)为亲本,通过杂交育种方法并辅以分子检测技术,选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段(含有耐缺氮基因TD),L7的7号染色体上带有D的染色体片段(含有基因SD),两个品系的其他染色体均来自H(图1)。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交,利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测,对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测,检测结果以带型表示(图2)。回答下列问题:(1)为建立水稻基因组数据库,科学家完成了水稻条染色体的DNA测序。

(2)实验一F2中基因型TDTD对应的是带型。理论上,F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为。

(3)实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108,表明F2群体的基因型比例偏离定律。进一步研究发现,F1的雌配子均正常,但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常,推测无活性的花粉带有(填“SD”或“SH”)基因。

(4)以L7和L12为材料,选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X(图3)。主要实验步骤包括:①;②对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型的植株即为目的植株。

(5)利用X和H杂交得到F1,若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同,雌配子均有活性,则F2中与X基因型相同的个体所占比例为。

答案(1)12(2)Ⅲ1∶2∶1(3)(基因的)分离SD(4)①选取L7和L12杂交得F1,F1自交得F2②Ⅲ和α(5)1/80解析(1)水稻是雌雄同株植物,水稻细胞没有性染色体,图1显示水稻细胞有12对染色体,建立水稻基因组数据库,需要测定每对染色体中的一条,即完成12条染色体的DNA测序。(2)依题意,对于12号染色体而言,实验一中亲本L12和H的基因型分别为TDTD和THTH,分别对应图2实验一中下面的带型和上面的带型,F1的基因型为TDTH,F1自交,F2的基因型为1TDTD(带型Ⅲ)、2TDTH(带型Ⅱ)、1THTH(带型Ⅰ),故F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为1∶2∶1。(3)实验二中,亲本的基因型为SDSD和SHSH,F1的基因型为SDSH,F2中产生带型α(SDSD)、β(SDSH)、γ(SHSH)个体数量比为12∶120∶108,12∶120∶108不符合基因分离定律1∶2∶1的分离比,表明F2群体的基因型比例偏离(基因的)分离定律。带型α(SDSD)的个体数量明显偏少,由题干信息可知F1的雌配子均正常,则可能是F1中含有SD基因的部分花粉无活性。(4)L7和L12的基因型分别为SDSDTHTH和SHSHTDTD,想要选育基因型为SDSDTDTD的纯合品系X,考虑到基因SD/SH和TD/TH位于两对同源染色体上,其遗传遵循基因的自由组合定律,因此,主要实验步骤包括:①选取L7和L12杂交得F1(SDSHTDTH),F1自交得F2(其中有基因型为SDSDTDTD的个体);②对最终获得的F2所有植株进行分子检测,同时具有带型Ⅲ和α的植株(基因型为SDSDTDTD)即为目的植株。(5)品系X和H杂交,即SDSDTDTD×SHSHTHTH,F1的基因型为SDSHTDTH,若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同,则F1自交,F2为(12SDSD∶120SDSH∶108SHSH)×(1TDTD∶2TDTH∶1THTH),故F2中与X基因型相同的个体所占比例=12/240×1/4=1/80。4.玉米是我国重要的农作物,研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒,这些植株所占比例约为。

(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础,研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中,获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。实验方案Ⅰ.转基因玉米×野生型玉米Ⅱ.转基因玉米×甲品系Ⅲ.转基因玉米自交Ⅳ.野生型玉米×甲品系预期结果①正常籽粒∶干瘪籽粒≈1∶1②正常籽粒∶干瘪籽粒≈3∶1③正常籽粒∶干瘪籽粒≈7∶1④正常籽粒∶干瘪籽粒≈15∶1(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1),使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为。

图1(4)为确定A基因在玉米染色体上的位置,借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1,F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,如图2所示。图2统计干瘪籽粒(F2)的数量,发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。答案(12分)(1)分离2/3(2)Ⅲ④/Ⅱ③(3)Aa(4)基因A/a与M/m在一对同源染色体上(且距离近),其中a和M在同一条染色体上;在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少;类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此,类型3干瘪籽粒数量极少。解析(1)甲品系玉米自交后的果穗上异常籽粒约占1/4,说明正常籽粒∶异常籽粒约为3∶1,进而说明籽粒正常和干瘪这对相对性状遵循分离定律;甲品系所结正常籽粒中纯合子约占1/3,杂合子约占2/3,其中杂合子自交后的果穗上有约1/4的干瘪籽粒。(2)将A基因导入甲品系a基因所在染色体的非同源染色体上,说明新插入的A基因和原先的A/a基因遵循自由组合定律。野生型玉米基因型为AA,甲品系基因型为AaOO,其转入单个A基因所得的转基因玉米的基因型可以写为AaAO,Aa和AO遵循自由组合定律,产生的配子有AA、Aa、AO、aO四种,且比例相等,其自交的性状分离比约为15∶1;甲品系(AaOO)与转基因玉米(AaAO)杂交所得子代中,干瘪籽粒约占1/8,则正常籽粒∶干瘪籽粒约为7∶1。综上可知,答案为Ⅲ④、Ⅱ③。(3)a基因是A基因中插入了一段DNA,使A基因功能丧失。引物1对应的是插入的片段,在引物1、2参与下能扩增出目标条带,说明A基因中插入了特定片段,进而说明存在a基因;而其为正常籽粒,说明存在A基因。综上所述,相应植株基因型为Aa。(4)A基因和M/m基因的位置关系有两种,一是位于同源染色体上,二是位于非同源染色体上;若位于非同源染色体上,说明遵循自由组合定律,则类型1∶类型2∶类型3=1∶2∶1(只需考虑M/m)。由题干信息“类型1最多、类型2较少、类型3极少”可知,这两对基因不遵循自由组合定律,说明A/a基因和M/m基因位于同源染色体上,其中a和M在同一条染色体上(P基因型为AAmm,甲品系基因型为AaMM);在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少;类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成的。因此,类型3干瘪籽粒数量极少。题型03生物的进化1.某学者按选择结果将自然选择分为三种类型,即稳定选择、定向选择和分裂选择,如图。横坐标是按一定顺序排布的种群个体表型特征,纵坐标是表型频率,阴影区是环境压力作用的区域。下列有关叙述错误的是()A.三种类型的选择对种群基因频率变化的影响是随机的B.稳定选择有利于表型频率高的个体C.定向选择的结果是使种群表型均值发生偏移D.分裂选择对表型频率高的个体不利,使其表型频率降低答案A据图分析,定向选择可以定向地改变种群的基因频率,使种群中某些基因频率定向增加,会使种群表型均值发生偏移,A错误,C正确;据图分析,稳定选择会淘汰表型频率较低的个体,有利于表型频率高的个体,B正确;图中显示分裂选择会淘汰表型频率高的个体,对表型频率高的个体不利,通过分裂选择,其表型频率降低,D正确。2.“油菜花开陌野黄,清香扑鼻蜂蝶舞。”菜籽油是主要的食用油之一,秸秆和菜籽饼可作为肥料还田。下列叙述错误的是()A.油菜花通过物理、化学信息吸引蜂蝶B.蜜蜂、蝴蝶和油菜之间存在协同进化C.蜂蝶与油菜的种间关系属于互利共生D.秸秆和菜籽饼还田后可提高土壤物种丰富度答案C黄色的油菜花吸引蜂蝶属于物理信息,而释放的清香气味为挥发性化学物质,属于化学信息,A正确;油菜的花色及释放的气味吸引蜂蝶的同时,也有利于油菜的传粉受精,它们之间存在协同进化,B正确;互利共生是指两种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利,两者分开以后至少一方不能独立生活,而蜂蝶与油菜并非此关系,C错误;秸秆和菜籽饼还田后可被分解者利用,进而提升土壤有机质含量,改良土壤结构,提高土壤分解者类群的数量,增加物种丰富度,D正确。3.科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充,下列叙述错误的是()A.新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正B.自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正C.RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充D.具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充答案B早期的细胞学说认为新细胞是从老细胞中产生的,后来魏尔肖提出的“细胞通过分裂产生新细胞”是对细胞学说的修正,A正确;自然选择学说和共同由来学说是达尔文生物进化论的两大学说,两者不存在修正和补充关系,B错误;一些RNA病毒的RNA复制和逆转录过程是对克里克提出的中心法则的补充,C正确;早期科学家认为酶是蛋白质,后来切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能,这个发现是对酶化学本质认识的补充,D正确。4.抗虫作物对害虫的生存产生压力,会使害虫种群抗性基因频率迅速提高,导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果,农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标的是()A.在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子B.大面积种植转基因抗虫棉,并施用杀虫剂C.转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植D.转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带答案B转基因抗虫棉与常规棉混合种植,可改变自然条件对害虫的选择作用,可避免害虫种群抗性基因频率迅速提高,进而保持转基因抗虫棉的抗虫效果,A、C、D不符合题意;大面积种植转基因抗虫棉,并施用杀虫剂,可使害虫种群抗性基因频率提高,导致转基因抗虫棉的抗虫效果减弱,B符合题意。5.现有甲、乙两种牵牛花,花冠的颜色由基因A、a控制。含A基因的牵牛花开紫花,不含A基因的牵牛花开白花。甲开白花,释放的挥发物质多,主要靠蛾类传粉;乙开紫花,释放的挥发物质少,主要靠蜂类传粉。若将A基因转入甲,其花颜色由白变紫,其他性状不变,但对蛾类的吸引下降,对蜂类的吸引增强。根据上述材料,下列叙述正确的是()A.甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异,对维持两物种生殖隔离具有重要作用B.在蛾类多而蜂类少的环境下,甲有选择优势,A基因突变加快C.将A基因引入甲植物种群后,甲植物种群的基因库未发生改变D.甲释放的挥发物是吸引蛾类传粉的决定性因素答案A甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异是不同环境条件下自然选择的结果,对维持两物种生殖隔离具有重要作用,A正确;蛾类多而蜂类少的环境不影响A基因突变的频率,B错误;种群的基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,A基因的引入会使甲植物种群的基因库发生改变,C错误;A基因的转入改变甲花冠的颜色,未改变甲中挥发物质的释放量,但引起甲对蛾类的吸引下降,对蜂类的吸引增强,据此推测花冠颜色是甲吸引蛾类传粉的决定性因素,D错误。6.人与黑猩猩是从大约700万年前的共同祖先进化而来,两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,但α链的相同位置上有一个氨基酸不同,据此不能得出()A.这种差异是由基因中碱基替换造成的B.两者共同祖先的血红蛋白也有α链C.两者的血红蛋白都能行使正常的生理功能D.导致差别的变异发生在黑猩猩这一物种形成的过程中答案D人与黑猩猩成体的血红蛋白的α链的相同位置上有一个氨基酸不同,推测这种差异是由基因中碱基替换造成的,A不符合题意;人与黑猩猩是由共同祖先进化而来的,且两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,说明两者共同祖先的血红蛋白也有α链,B不符合题意;两者的血红蛋白都存在于红细胞中,可行使正常的生理功能,如携带O2,C不符合题意;导致人与黑猩猩血红蛋白差别的变异可能发生在黑猩猩这一物种形成的过程中,也可能发生在人这一物种形成的过程中,D符合题意。7.白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定,H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食。图示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例,下列分析错误的是()A.草食动物是白车轴草种群进化的选择压力B.城市化进程会影响白车轴草种群的进化C.与乡村相比,市中心种群中h的基因频率更高D.基因重组会影响种群中H、D的基因频率答案D在草食动物捕食无毒白车轴草的作用下,产HCN的植株会被选择保留下来,使H、D基因频率增大,白车轴草种群发生进化,所以草食动物是白车轴草种群进化的选择压力,A正确;通过曲线图可知,距离市中心越近,产HCN的个体比例越小,种群中h的基因频率越高,H基因频率越低,说明城市化进程会影响白车轴草种群的进化,B、C正确;基因重组只是原有基因进行了重新组合,不改变种群的基因频率,D错误。题型04基因频率和基因型频率的题型探究1.某二倍体动物种群有100个个体,其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因A1、A2、A3进行PCR扩增,凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是()A.52%B.27%C.26%D.2%答案B由凝胶电泳及统计结果可知,该二倍体动物种群中有A3A3、A2A2、A1A1、A1A3、A1A2、A2A3六种基因型,其中基因型为A3A3的个体有2个,基因型为A1A3的个体有15个,基因型为A2A3的个体有35个。故A3的基因频率=(2×2+15×1+35×1)/(100×2)×100%=27%,B正确。2.人的扣手行为属于常染色体遗传,右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述正确的是()A.该群体中两个左型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率为3/50B.该群体中两个右型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率为25/324C.该群体下一代AA基因型频率为0.16,aa基因型频率为0.64D.该群体下一代A基因频率为0.4,a基因频率为0.6答案B该群体中两个左型扣手(aa)的人婚配,后代左型扣手的概率为1,A错误。该群体中两个右型扣手的人婚配,只有两人基因型都为Aa时,后代才会出现左型扣手,右型扣手(AA、Aa)人群中Aa个体的概率为0.20/(0.16+0.20)=5/9,故该群体中两个右型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率为5/9×5/9×1/4=25/324,B正确。该群体中A基因频率为0.16+1/2×0.20=0.26,a基因频率为0.64+1/2×0.20=0.74,若群体内个体随机婚配,则下一代基因频率不变,子代中AA、aa基因型频率分别为0.26×0.26×100%≈6.8%、0.74×0.74×100%≈54.8%;若婚配对象不局限于该群体内部,则子代基因频率及AA、aa的基因型频率无法计算,C、D错误。3.在某生态系统中引入一定数量的一种动物,以其中一种植物为食。该植物种群基因型频率初始状态时为0.36AA、0.50Aa和0.14aa。最终稳定状态时为0.17AA、0.49Aa和0.34aa。下列相关推测合理的是()A.该植物种群中基因型aa个体存活能力很弱,可食程度很高B.随着动物世代增多,该植物种群基因库中A基因频率逐渐增大C.该动物种群密度最终趋于相对稳定是由于捕食关系而非种内竞争D.生物群落的负反馈调节是该生态系统自我调节能力的基础答案D由该植物种群初始状态时基因型频率与最终稳定状态时基因型频率相比知,aa基因型频率明显增大,AA基因型频率明显减小,说明基因型aa个体的存活能力更强,基因型AA个体的可食程度比aa个体高,A不合理;初始状态时A基因频率=0.36+0.50×1/2=0.61,最终稳定状态时A基因频率=0.17+0.49×1/2=0.415,故随着动物世代增多,该植物种群基因库中A基因频率逐渐降低,B不合理;因种内关系(种内竞争)和种间关系(如捕食、种间竞争等)共同作用,该动物种群密度最终趋于相对稳定,C不合理;负反馈调节在生态系统中普遍存在,是生态系统自我调节能力的基础,D合理。4.兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性,由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1500只淡黄色脂肪兔组成,F、f的基因频率分别是()A.15%、85%B.25%、75%C.35%、65%D.45%、55%答案B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。该兔群纯合白色脂肪兔的基因型为FF,数目为500;淡黄色脂肪兔的基因型为ff,数目为1500。F的基因频率为500×2500×2+1500×2×100%=25%,f的基因频率为1【归纳总结】1．基因突变对氨基酸序列的影响(1)替换：除非终止密码子提前或延后出现，否则只改变1个氨基酸或不改变。(2)增添：插入位置前的氨基酸序列不改变，影响插入位置后的氨基酸序列。(3)缺失：缺失位置前的氨基酸序列不改变，影响缺失位置后的氨基酸序列。2．细胞癌变(1)原因：致癌因子(物理因素、化学因素、生物因素等)使原癌基因和抑癌基因发生突变。①原癌基因：主要负责调节细胞周期，是细胞正常的生长和增殖所必需的。②抑癌基因：表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡。(2)特征：能够无限增殖；形态结构发生显著变化；细胞膜上的糖蛋白等物质减少，癌细胞间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。3．“三看法”判断可遗传变异的类型(1)“一看”基因组成：看染色体上的基因组成是否发生改变，若发生改变，则为基因突变。(2)“二看”基因位置：若基因的种类和数目未变，但染色体上的基因位置改变，则为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”或基因重组中的“互换”。(3)“三看”基因数目：若基因的数目改变，但基因的种类和位置未变，则为染色体数目变异；若基因数目和位置改变，但基因的种类不变，则为染色体结构变异中的“重复”或“缺失”。4．染色体组数的判定方法(1)染色体组的概念：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。(2)判定染色体组数的三种方法：一看细胞内形态相同的染色体数，有几条，就含几个染色体组；二看生物体的基因型，控制同一性状的基因出现几次，就有几个染色体组；三根据染色体数和染色体形态数来推算，染色体组数＝染色体数/染色体形态数。5.生物进化与生物多样性的关系①协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。②生物多样性的形成是协同进化的结果。生物多样性的形成经历了漫长的进化历程。1.(2022浙江6月选考,3,2分)猫叫综合征是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种变异属于()A.倒位B.缺失C.重复D.易位答案B人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失引起的变异属于染色体结构变异中的缺失,B正确。2.(2021浙江6月选考,6,2分)α珠蛋白与α珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成,其中第1—138个氨基酸完全相同,其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明()A.该变异属于基因突变B.基因能指导蛋白质的合成C.DNA片段的缺失导致变异D.该变异导致终止密码子后移答案C该变异是由基因上编码氨基酸的一个碱基对缺失引起的,基因的结构发生了改变,属于基因突变,A不符合题意;基因结构发生改变后,相应的蛋白质也发生了改变,表明基因能指导蛋白质的合成,B不符合题意;该变异是由基因上的一个碱基对缺失引起的,而DNA中有基因序列和非基因序列,DNA片段的缺失不一定导致变异,C符合题意;该变异导致相应的蛋白质中所含氨基酸由141个变为146个,而两者前138个氨基酸完全相同,且该变异由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起,则该变异导致其转录的mRNA上终止密码子后移,使最终合成的蛋白质多了5个氨基酸,D不符合题意。3.(2021浙江1月选考,4,2分)野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼,是由于某个染色体中发生了如图所示变化,a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体畸变中的()A.缺失B.重复C.易位D.倒位答案B由题意和图示可知,a、b、c表示该染色体中的不同片段,与正常眼果蝇相比,棒眼和超棒眼果蝇的某个染色体中片段b重复出现,该变异类型属于染色体畸变中的重复,B符合题意。4.(2018浙江4月选考,3,2分)将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中,培育成耐低温的西红柿新品种。这种导入外源基因的方法属于()A.杂交育种B.转基因技术C.单倍体育种D.多倍体育种答案B将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中培育出耐低温的西红柿新品种,突破了物种间生殖隔离的障碍,属于转基因技术。5.(2023浙江6月选考,3,2分)不同物种体内会存在相同功能的蛋白质,编码该类蛋白质的DNA序列以大致恒定的速率发生变异。猩猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质的同源DNA序列比对结果如表,表中数据表示DNA序列比对碱基相同的百分率。大猩猩黑猩猩人猩猩96.61%96.58%96.70%大猩猩98.18%98.31%黑猩猩98.44%下列叙述错误的是()A.表中数据为生物进化提供了分子水平的证据B.猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩C.人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先D.黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系远答案D人类最晚出现,根据表中人类与猩猩、大猩猩、黑猩猩的DNA序列比对结果可知,人类与猩猩的同源DNA序列比对碱基相同的百分率最小,说明二者的亲缘关系最远,也就说明猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩,B正确;据表中数据分析,黑猩猩与大猩猩同源DNA序列比对碱基相同的百分率为98.18%,黑猩猩与猩猩同源DNA序列比对碱基相同的百分率为96.58%,说明前者的亲缘关系更近,D错误。6.(2023浙江6