2024届高考二轮 变异和进化 学案

概念3遗传信息控制生物性状，并代代相传3．3由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的3．3.1概述碱基的eq\x(\s\up1(01))替换、插入或缺失会引发基因中碱基序列的改变3．3.2阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果3．3.3描述细胞在某些eq\x(\s\up1(02))化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能eq\x(\s\up1(03))提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变3．3.4阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的eq\x(\s\up1(04))自由组合和染色体互换，会导致控制不同性状的基因重组，从而使子代出现变异3．3.5举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡3．3.6举例说明人类遗传病是可以检测和预防的概念4生物的多样性和适应性是进化的结果4．1地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先4．1.1尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物具有eq\x(\s\up1(01))共同的祖先4．1.2尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征4．2适应是自然选择的结果4．2.1举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势4．2.2阐明具有eq\x(\s\up1(02))优势性状的个体在种群中所占比例将会增加4．2.3说明eq\x(\s\up1(03))自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境4．2.4概述现代生物进化理论以eq\x(\s\up1(04))自然选择学说为核心，为地球上的生命进化史提供了科学的解释4．2.5阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成(对照课本回顾主干知识)重要概念1由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的[例1](2023·湖南名校联盟高三联考)下列关于生物变异的说法正确的是()A．基因突变可发生于所有细胞生物中，加热杀死的S型菌使R型活菌转化成S型菌属于基因突变B．发生染色体结构变异时基因数量一定发生改变，基因重组时基因数量不发生改变C．太空中的射线等条件可以提高基因突变概率，用于植物育种D．基因突变产生新基因但不产生新基因型，完整染色体的缺失属于染色体数目变异答案C解析基因突变具有普遍性，可发生于所有细胞生物中，加热杀死的S型菌使R型活菌转化成S型菌属于基因重组，A错误；发生染色体结构变异时基因数量不一定发生改变(如倒位)，基因重组时基因数量不发生改变，B错误；基因突变产生新基因从而产生新基因型，完整染色体的缺失属于染色体数目变异，D错误。[例2](2023·广东，2)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解析细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变，p53为抑癌基因，A正确；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，这类基因一旦突变，可能导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，进而引起细胞癌变，B正确；由题干信息可知，circDNMT1通过与抑癌基因p53表达的蛋白质结合诱发乳腺癌，推测circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖加快，C错误。[例3](2023·河南省实验中学高三模拟)酵母菌细胞中一个基因发生突变后，使mRNA中段增加了连续的三个碱基AAG(终止密码子有UGA、UAG、UAA)。据此推测，下列叙述正确的是()A．突变后的基因在复制时参与复制的嘧啶脱氧核苷酸的比例减小B．突变后的基因编码的多肽链最多只有两个氨基酸与原多肽链不同C．突变后的基因表达时可能会在mRNA上增加AAG的位置停止翻译D．突变后的基因表达时与密码子UAA对应的tRNA无法携带氨基酸，故而终止翻译答案C解析根据碱基互补配对原则，双链DNA中嘧啶碱基和嘌呤碱基的比例各占1/2，因此突变后的基因在复制时参与复制的嘧啶脱氧核苷酸的比例不改变，A错误；突变后的基因编码的多肽链，与原多肽链相比，有可能刚好只多出一个氨基酸，也可能该位置的两个氨基酸与原多肽链不同，其余氨基酸都相同，但是还有可能出现提前终止肽链等情况，B错误；若AAG刚好插入在原mRNA的碱基U后面，使UAA刚好形成一个终止密码子，就可能使突变后的基因翻译时在该位置终止，C正确；终止密码子没有与之对应的反密码子，故没有与密码子UAA对应的tRNA，且该mRNA中不一定含有终止密码子UAA，D错误。[例4](2023·湖南邵阳高三第二次联考)某二倍体雌雄同株的植物，高秆对矮秆为显性(分别由基因D和d控制)，现用纯合高秆和矮秆杂交，子代中出现了甲、乙两株基因型为DDd的可育高秆植株。研究人员让甲与矮秆植株杂交，让乙自交，后代高秆与矮秆的分离比均为3∶1。甲、乙两植株产生过程中所发生的变异类型分别是()A．染色体片段易位，染色体片段重复B．个别染色体数量变异，染色体片段易位C．个别染色体数量变异，染色体片段重复D．染色体片段易位，个别染色体数量变异答案A解析如果是个别染色体数量变异导致的，则DDd产生D、Dd、DD、d四种配子的比例为2∶2∶1∶1，若与矮秆植株杂交，后代高秆与矮秆的比例为5∶1，若自交，后代高秆与矮秆的比例为35∶1。如果是染色体片段重复，则DDd产生DD、d两种配子的比例为1∶1，若与矮秆植株杂交，后代高秆与矮秆的比例为1∶1，若自交，后代高秆与矮秆的比例为3∶1。如果是染色体片段易位，则DDd产生D、Dd、DD、d四种配子的比例为1∶1∶1∶1，若与矮秆植株杂交，后代高秆与矮秆的比例为3∶1，若自交，后代高秆与矮秆的比例为15∶1。甲与矮秆dd植株杂交，后代高秆与矮秆的分离比为3∶1，甲植株产生过程发生的变异类型为染色体片段易位；乙自交后代高秆与矮秆的分离比为3∶1，乙植株产生过程中的变异类型为染色体片段重复，A正确。[例5]肌萎缩性脊髓侧索硬化症(即“渐冻症”，ALS)是一种在人类中年时期发病的麻痹性致命遗传病，致病基因位于9号染色体上，该疾病也会威胁到儿童，为了更好地认识和治疗儿童型ALS，研究者展开了系列研究。图1为某渐冻症家系图，图2为患儿家系图中四个个体的致病基因和正常基因的电泳结果。结合图1、图2分析，下列相关叙述正确的是()A．肌萎缩性脊髓侧索硬化症为常染色体隐性遗传病B．肌萎缩性脊髓侧索硬化症为显性遗传病C．Ⅰ－1和Ⅰ－2号再生出一个“渐冻症”孩子的概率为1/4D．若Ⅰ－2再次怀孕，通过B超检查，可检查出胎儿是否携带致病基因答案B解析分析题图可知，Ⅱ－1患病，其基因检测显示既有与亲本相同的条带，又有与亲本不同的条带，说明Ⅱ－1基因型为杂合，即正常基因发生突变导致ALS，该病为显性遗传病，A错误，B正确；渐冻症为显性遗传病，Ⅰ－1和Ⅰ－2号均表现为正常，Ⅱ－1患病是因为正常基因发生突变导致的，所以Ⅰ－1和Ⅰ－2号再生出一个“渐冻症”孩子的概率不能确定，C错误；B超检查只能诊断出胎儿外观形态发育是否正常，不能诊断出胎儿是否携带致病基因，D错误。[例6](2023·湖北第一次调研)六倍体小麦与二倍体玉米杂交是诱导小麦单倍体最有效的途径之一。用普通小麦与玉米杂交，受粉后在部分膨大子房中剥取到发育幼胚，经组织培养后，获得单倍体小麦植株。下列相关叙述错误的是()A．受精卵内丢失之前的玉米染色体可能会影响小麦的基因表达B．因小麦和玉米存在生殖隔离，若杂交后对子房鉴定，其内应有胚乳C．利用秋水仙素将单倍体小麦幼苗染色体加倍，可获得纯合六倍体D．该育种过程可缩短育种年限、加快育种进程、提高选择效率答案B解析精子和2个极核结合会发育形成受精极核，受精极核会发育形成胚乳，因小麦和玉米存在生殖隔离，无法形成受精极核，因此无法形成胚乳，B错误。[例7](2023·原创)穿梭育种是近年小麦育种采用的新模式。科研人员将一个地区的品种与其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种抗病高产的小麦新品种。下列关于穿梭育种的说法错误的是()A．穿梭育种克服了地理隔离B．不同地区的小麦基因库相同C．穿梭育种主要原理是基因重组D．穿梭育种培育充分利用了环境的选择作用答案B解析穿梭育种利用的是杂交育种的基因重组原理，利用了不同地区不同的环境的选择作用。但是不同地区基因库是不相同的。[例8]栽培苹果品种以二倍体为主，通过离体培养苹果成熟胚(2n)，可诱导再生获得品质改良的四倍体苹果。下列叙述不正确的是()A．可通过低温或秋水仙素诱导处理获得四倍体B．经诱导获得的再生苗都为纯合体C．诱导获得的植株需经染色体倍性鉴定D．通过二倍体的体细胞杂交方法也可获得四倍体植株答案B解析可通过低温或秋水仙素诱导抑制纺锤体的形成使得染色体加倍，进而获得四倍体，A正确；若原二倍体植株为杂合子，则经诱导获得的再生苗也是杂合子，B错误；诱导获得的植株不一定都能成为四倍体，所以需经染色体倍性鉴定，C正确。重要概念2地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先[例9](2023·河北石家庄期末考)运用证据和逻辑进行推测是研究生物进化最为有效的方法。下列有关进化证据的叙述错误的是()A．研究不同地层的古生物化石可以推测生物进化的路线，这是最直接的证据B．不同生物的细胞色素c的氨基酸序列存在差异，这否定了生物有共同的祖先C．人和黑猩猩的基因组序列差异只有3%，这属于分子水平的证据D．人和鱼的胚胎发育早期都出现鳃裂和尾，这属于胚胎学证据答案B解析不同生物的细胞色素c的氨基酸序列存在差异，反应了不同生物的亲缘关系的远近，没有否定生物有共同的祖先，B错误。[例10](2023·湖南省九校联盟一联)2022年诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家斯万特·帕博以表彰他对已灭绝人种的基因组和人类进化的发现。现代进化生物学将物种以上分类群漫长的进化称为宏进化。下列有关进化的叙述错误的是()A．通过测定已灭绝古人类基因组及比较其与当代人类的遗传差异，推动了对人类祖先的分支、演化以及人类起源的探索和研究B．化石是研究宏进化最直接也是最重要的证据C．利用形态解剖学的办法，可以通过对两个物种形态结构特征的比较来分析亲缘关系的远近D．可以通过个体水平的杂交实验来探究宏进化的机制和规律答案D解析对于漫长的宏进化的研究，人们主要是依靠化石纪录、经典的形态解剖学方面的比较和DNA等生物大分子的比较来进行的。重要概念3适应是自然选择的结果[例11](2023·衡水四调)自然选择有三种类型，①稳定选择：把种群中极端变异个体淘汰，保留中间类型；②分裂选择：把种群中极端变异个体按照不同方向保留，淘汰中间个体；③单向选择：在种群中保存趋于某一极端变异个体，淘汰另一极端变异个体。三种自然选择类型建模分别对应图1～3。下列相关说法错误的是()A．若①与进化起点最相似，则进化过程中生存环境最稳定的可能是①B．②中的自然选择是不定向的，可能形成两个物种C．三种自然选择类型都会导致种群基因频率发生改变D．③中种群发生的不定向变异为进化提供了原材料答案B解析①为稳定选择，若①与进化起点最相似，则进化过程中生存环境最稳定的可能是①，A正确；自然选择决定生物进化的方向，自然选择是定向的，B错误；自然选择可以使基因频率发生定向改变，因此三种自然选择类型都会导致种群基因频率发生改变，C正确；变异为生物进化提供原材料，故③中种群发生的不定向变异为进化提供了原材料，D正确。[例12](2023·江苏南京六校联合调研)下列有关生物多样性和进化的叙述中，正确的是()A．细菌在接触青霉素后才会产生具有抗药性的突变个体B．蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化的结果C．现代生物进化理论认为进化的实质是自然选择使微小的有利变异不断积累的过程D．进化的原材料来源于基因突变和基因重组，自然选择能够定向改变种群的基因频率答案B解析不论是否接触青霉素，细菌都有不定向的变异，青霉素只是起到一个定向的选择作用，A错误；蜂鸟细长的喙可以深入倒挂金钟的筒状花萼进行采蜜，从而为其传播花粉，是它们长期协同进化的结果，B正确；现代生物进化理论认为进化的实质是种群基因频率的定向改变，C错误；进化的原材料来源于突变(基因突变和染色体变异)和基因重组，自然选择能够定向改变种群的基因频率，D错误。[例13](2023·湖北十一校第一次联考)某种兰花细长的花距底部分泌花蜜，主要由采蜜蛾类为其传粉。多年后发现，在某地其传粉者从采蜜蛾类逐渐转变为采油蜂类。进一步研究发现，花距中花蜜大量减少，而二乙酸甘油酯(一种油脂类化合物)有所增加。下列分析正确的是()A．传粉动物细长的口器与兰花细长的花距相适应是“用进废退”的结果B．传粉动物变换引起兰花花距分泌物有关基因发生变异C．兰花花距中不同种类分泌物含量的变化，是不同种兰花形成的必要条件D．传粉动物口器的长短决定着不同兰花个体将其基因传递给后代的概率答案D解析不同物种之间、生物与环境之间相互作用、共同发展的现象属于协同进化，传粉动物细长的口器与兰花细长的花距相适应是协同进化的结果，A错误；基因突变具有不定向性，传粉动物变换会对该兰花种群中花距分泌物进行选择，从而影响该兰花种群中花距分泌物的种类，B错误；隔离是物种形成的必要条件，因此不同种兰花形成的必要条件是隔离而不是兰花花距中不同种类分泌物含量的变化，C错误；由题干信息分析可知，传粉动物口器的长短决定着不同兰花个体能否完成传粉产生后代，这说明传粉动物口器的长短决定着不同兰花个体将其基因传递给后代的概率，D正确。[例14](2023·辽宁省六校高三开学考)一种白蛾侵入甲地，对甲地的果树等造成了严重危害。某农业基地用某种病毒防治该害虫，结果如图所示。下列有关叙述错误的是()A．白蛾在入侵地与果树等生物之间存在协同进化B．白蛾体内产生的突变和基因重组都是不定向的C．病毒感染会导致白蛾种群的基因频率发生定向改变D．b年的白蛾种群和c年的白蛾种群的基因库是相同的答案D解析不同物种间、生物与非生物环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化，白蛾在入侵地与果树等生物之间存在协同进化，A正确；突变和基因重组都属于变异，变异是不定向的，B正确；病毒感染会导致白蛾种群的基因频率发生定向改变，其中病毒相当于自然选择因素，将抗病毒的白蛾选择并保存，C正确。[例15](2023·山西省高三第一次摸底考)达尔文环球考察中发现，在加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀，不同种之间存在生殖隔离。下列相关叙述正确的是()A．地理隔离导致出现生殖隔离是物种形成的唯一方式B．不同岛屿的环境条件导致地雀发生了不同方向的变异C．地雀用于生物进化的研究体现了生物多样性的间接价值D．各个岛上不同地雀种群的基因频率发生了不同的变化答案D解析生殖隔离的形成不一定是经过地理隔离形成的，如多倍体育种，A错误；变异是不定向的，自然选择能决定生物进化的方向，B错误；科学研究属于直接价值，因此地雀用于生物进化的研究体现了生物多样性的直接价值，C错误；由于不同岛屿上的环境不同，因此在不同环境下，不同岛屿上的地雀种群基因频率发生了不同的变化，D正确。[例16](2023·湖北省一模联考)2020年6月5号，海水稻首次在青海柴达木盆地的盐碱地里扎根。这是袁隆平团队试种的高寒耐盐碱水稻，又称海水稻。它的起源地在湛江市遂溪县城月镇海边，是能在海边滩涂等盐碱地生长的特殊水稻，是在海边芦苇荡里发现的一种野生稻谷类植物基础上培育而成的。下列相关叙述错误的是()A．水肥充足的生长环境使野生稻谷粒饱满，谷粒饱满的性状并不会遗传下一代B．野生稻谷在进化过程中会导致基因多样性发生改变C．耐盐碱稻与野生稻谷细胞中所含酶的种类和数量不完全相同D．人工选择能够改变耐盐碱稻变异的方向和基因频率改变的速度答案D解析环境因素导致水稻遗传物质发生改变的变异是可遗传的，水肥充足的生长环境使野生稻谷粒饱满但未改变遗传物质，该性状是不可遗传的，A正确；生物进化的实质是基因频率的改变，野生稻谷在进化过程中由于变异和人为选择，会导致基因多样性发生改变，B正确；耐盐碱稻是在一种野生稻谷类植物的基础上经培育后选择而成的，该过程中基因种类发生了变化，故与野生稻谷细胞中所含酶的种类和数量不完全相同，C正确；变异是不定向的，人工选择不能够改变耐盐碱稻变异的方向，D错误。[练]填空：答案情境信息__知识综合命题视角一：侧重基因突变(2023·潍坊市高考模拟)紫外线照射大肠杆菌会使其DNA形成胸腺嘧啶二聚体(T­T)而损伤DNA。重组修复是DNA修复机制之一，即双链DNA中的一条链发生损伤，损伤DNA进行复制时，由于损伤部位不能成为模板使子链产生缺口，通过分子重组从未损伤母链的对应部位切出相应的部分将缺口填满，母链缺口在酶的作用下完成修补。若干代以后，损伤的DNA链逐渐被“稀释”，最后不影响正常的生理过程，损伤也就得到了修复。下列说法错误的是()A．碱基类似物诱发基因突变的机理与紫外线的作用不同B．DNA损伤会使其空间结构改变，影响DNA的复制和转录C．DNA聚合酶和DNA连接酶在修复母链缺口中所起的作用不同D．用3H标记的核苷酸培养，损伤DNA重组修复n代后被标记单链数为2n＋1－2答案D解析碱基类似物属于化学因素诱发基因突变，引起碱基的替换，紫外线照射会使DNA形成胸腺嘧啶二聚体(T­T)而损伤DNA，诱发基因突变，A正确；由题意可知，DNA损伤会导致其空间结构改变，损伤部位不能成为模板，会影响复制和转录，B正确；DNA连接酶是把两个分离的DNA链在特定的末端连接起来，而DNA聚合酶则将单个的脱氧核苷酸连接到子链上，形成新的DNA链，所以在修复母链缺口中二者所起的作用不同，C正确；用3H标记的核苷酸培养，损伤DNA重组修复n代后一共有2n＋1条单链，除损伤母链外，其他单链均带有标记，所以被标记单链数为2n＋1－1，D错误。命题视角二：侧重染色体结构变异(2021·广东选择性考试改编)人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)，在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑染色体互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是()A．观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞B．男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体C．女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体D．女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)答案C解析14/21平衡易位染色体，是通过染色体易位形成，属于染色体变异，可通过显微镜观察，而有丝分裂中期染色体形态固定，故观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞，A正确；根据题干信息可知，14/21平衡易位染色体，由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，故男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体，B正确；由于形成14/21平衡易位染色体，该女性卵母细胞中含有45条染色体，经过减数分裂该女性携带者的卵子最多含23种形态不同的染色体，C错误；女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)分别是：①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④含有14号染色体的卵细胞、⑤14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥含有21号染色体的卵细胞，D正确。命题视角三：侧重染色体数目变异(2023·北京东城区期末考试)芸薹属栽培种中二倍体种，芸薹、黑芥和甘蓝通过相互杂交和自然加倍形成了四倍体种，关系如图(图中A、B、C分别代表不同的染色体组，数字代表体细胞中的染色体数目)。下列叙述错误的是()A．骤然低温能够通过抑制纺锤体的形成引起染色体自然加倍B．黑芥与芸薹培育芥菜的过程中发生了染色体数目变异和基因重组C．若甘蓝型油菜与黑芥杂交，产生的子代体细胞中含同源染色体D．若芥菜与甘蓝杂交，后代体细胞含3个染色体组，减数分裂中无法正常联会答案C解析黑芥与芸薹培育芥菜的过程中发生了减数分裂、受精作用、低温诱导，减数分裂过程发生了基因重组，低温诱导过程发生了染色体数目变异，B正确；甘蓝型油菜染色体组为AACC，黑芥染色体组为BB，若甘蓝型油菜与黑芥杂交，产生的子代体细胞为ABC，不含同源染色体，C错误；芥菜AABB与甘蓝CC杂交，后代体细胞含3个染色体组A、B、C，减数分裂中无法正常联会，D正确。命题视角四：微生物培养过程中的变异问题(2020·山东等级考)野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长，发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时，均不会产生菌落。某同学实验过程中发现，将M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后出现许多由单个细菌形成的菌落，将这些菌落分别接种到基本培养基上，培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析，不合理的是()A．操作过程中出现杂菌污染B．M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸C．混合培养过程中，菌株获得了对方的遗传物质D．混合培养过程中，菌株中已突变的基因再次发生突变答案B解析操作过程中可能出现杂菌污染，基本培养基上生长的为杂菌，A合理；M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸形成的菌落，需要M、N混合在一起才能形成，而菌落一般来自于单个细菌，也就不存在M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸的可能，B不合理；M、N菌株混合培养后在基本培养基上可以单独生存，推测可能是混合培养过程中，菌株间发生了基因交流，获得了对方的遗传物质，C合理；基因突变是不定向的，在混合培养过程中，菌株中已突变的基因也可能再次发生突变，得到可在基本培养基上生存的野生型大肠杆菌，D合理。命题视角五：基因频率计算(2023·云南等四省联考)某植物的红花/白花这对相对性状是由位于常染色体上的等位基因A/a控制。已知在某一种群中，基因型频率分别为AA＝0.4，Aa＝0.44，aa＝0.16，若不发生基因突变，也没有迁移和选择等因素的影响，则该种群进行随机交配得到的子代种群中()A．基因A频率为0.6，基因a频率为0.4B．红花、白花植株出现的频率都与亲代中的相同C．基因A的频率、基因a的频率都与亲代中的相同D．显性纯合子、杂合子出现的频率都与亲代中的相同答案C解析白花aa出现的频率是0.1444，红花A_出现的频率是1－0.1444＝0.8556，与亲代不同，B错误；子代中显性纯合子AA出现的概率是0.3844，杂合子Aa的频率是0.4712，与亲代不同，D错误。[练5－1](2023·衡水一模)安哥拉兔体色的遗传受一对等位基因S(黑色)和s(白色)控制，某地一个随机交配的大种群中，S和s的基因频率各占一半，现逐代人工选择，淘汰白色兔子。有关说法错误的是()A．选择前，兔群中黑色个体数量与白色个体数量之比为3∶1B．选择前，无论随机交配多少代，兔群中黑色纯合子的比例不发生变化C．选择一代后随机交配，s的基因频率变为1/3，选择二代后随机交配，S的基因频率变为3/4D．随逐代选择次数的增加，兔群中基因S和基因型Ss的频率均下降，说明兔群在进化答案D解析由题意可知，选择前S和s的基因频率各占一半，即都为1/2，由于是随机交配，所以选择前SS＝1/2×1/2＝1/4，ss＝1/2×1/2＝1/4，Ss＝1－1/4－1/4＝2/4，即选择前，兔群中黑色个体数量与白色个体数量之比为3∶1，A正确；该种群是随机交配，如果没有选择和突变，随机交配后代基因型频率不变，兔群中黑色纯合子的比例不会发生变化，B正确；选择前，基因型频率比例是SS∶Ss∶ss＝1∶2∶1，淘汰掉ss后，SS∶Ss＝1∶2，S基因频率为2/3，s基因频率为1/3，随机交配子代的基因型比例是SS∶Ss∶ss＝(2/3×2/3)∶(2×2/3×1/3)∶(1/3×1/3)＝4∶4∶1，s的基因频率是1/9＋4/9×1/2＝1/3，再选择一次，去掉ss个体，SS∶Ss＝1∶1，S基因频率为3/4，s基因频率为1/4，随机交配后代的基因型比例是SS∶Ss∶ss＝(3/4×3/4)∶(2×3/4×1/4)∶(1/4×1/4)＝9∶6∶1，S的基因频率是9/16＋6/16×1/2＝3/4，C正确；由题意可知，人工选择时，逐代淘汰ss个体，所以随逐代选择次数的增加，兔群中基因S逐渐升高，D错误。[练5－2](2023·原创)某羚羊种群中雌雄羚羊数量相等，且雌雄个体之间进行随机交配。已知该种群中B基因频率为70%，b基因频率为30%。在60年时间内经历多次繁殖，第一个20年B、b基因频率保持不变，第二个20年，B基因频率由70%降为30%，第三个20年，B基因频率保持30%不变。下列相关叙述错误的是()A．在第一、第三个20年的时间段内，该羚羊种群中杂合子的基因型频率可能是21%B．在第一、第三个20年的时间段内羚羊虽多次繁殖，但后代基因型频率保持不变C．经历60年后，该羚羊种群基因频率发生了改变，说明b基因占据进化的优势D．若B、b只位于X染色体，60年后该羚羊种群中XbXb、XbY的基因型频率分别为49%、70%答案D解析若B、b基因位于X染色体，在第一、第三个20年的时间段中杂合子的基因型频率均为70%×30%×2×1/2＝21%，若B、b基因位于常染色体，在第一、第三个20年的时间段内杂合子的基因型频率均为70%×30%×2＝42%，A正确；在自由交配等理想条件下，在第一、第三个20年的时间段中多次繁殖，后代基因型频率保持不变，B正确；经历60年后，种群b基因频率升高，说明b基因占据了进化的优势，C正确；若B、b基因只位于X染色体，60年后XbXb、XbY的基因型频率分别为70%×70%×1/2＝24.5%和70%×1/2＝35%，D错误。长句应答__科学探究命题视角六：基因突变与遗传(2023·原创)青少年型糖尿病(MODY)是由常染色体上单基因突变引起的遗传性糖尿病，与HNF－1α、GCK等基因突变有关。医务人员对两例MODY患者及家人不同染色体上的GCK基因和HNF－1α基因进行测序，得到如图所示的结果。图甲中Ⅱ­1GCK基因：…GGC－GCG－TCC－CTG…HNF－1α基因：…CCC－ACG－GCA－CAG…图甲中Ⅱ­2GCK基因：…GGC－GCG－GCC－CTG…HNF－1α基因：…CCC－ACG－GCA－CAG…图甲中Ⅲ­1GCK基因：…GGC－GCG－TCC－CTG…HNF－1α基因：…CCC－ACG－GCA－CAG…图乙中Ⅱ­3GCK基因：…GGC－GCG－GCC－CTG…HNF－1α基因：…CCC－ACG－GAA－CAG…图乙中Ⅱ­4GCK基因：…GGC－GCG－GCC－CTG…HNF－1α基因：…CCC－ACG－GCA－CAG…图乙中Ⅲ­1GCK基因：…GGC－GCG－GCC－CTG…HNF－1α基因：…CCC－ACG－GAA－CAG…注：图中省略的序列均相同，列出的碱基是4个密码子对应的模板链序列。回答下列问题：(1)图甲中Ⅱ­2、图乙中Ⅱ­4均没有检测到突变位点，说明GCK基因和HNF－1α基因的突变类型属于________(填“显性”或“隐性”)突变。患者1出现MODY的根本原因是基因发生碱基的________。GCK是葡萄糖激酶，影响葡萄糖的磷酸化，患者1出现MODY说明基因控制性状的方式为____________________________________________________________。(2)已知部分氨基酸与密码子的关系如下：脯氨酸CCC；甘氨酸GGG；苏氨酸ACG；半胱氨酸UGC；谷氨酸GAA；丙氨酸GCA；亮氨酸CUU；精氨酸CGU；谷氨酰胺CAG；缬氨酸GUC。患者2体内的HNF－1α基因表达的HNF－1α，与图中部分基因序列对应的氨基酸序列是__________________________________________________________。HNF－1α是一种转录因子，可能由于________________________________，导致HNF－1α的空间结构改变，胰岛B细胞功能障碍而出现高血糖。(3)若患者1和患者2结婚，生出患MODY孩子的概率是________。理论上，两者也可以生出不患MODY的孩子，原因是____________________________________________________________________________________________。答案(1)显性替换基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状(2)甘氨酸—半胱氨酸—亮氨酸—缬氨酸、甘氨酸—半胱氨酸—精氨酸—缬氨酸肽链上氨基酸发生替换(氨基酸排列顺序发生改变)(3)eq\f(3,4)两位患者生成生殖细胞时，正常的GCK基因和正常的HNF－1α基因自由组合进入同一配子中，生成正常配子，正常配子彼此受精后可生出正常胎儿解析(1)题图甲中Ⅱ­2、题图乙中Ⅱ­4均没有检测到突变位点，说明该病不可能是隐性遗传，所以GCK基因和HNF－1α基因的突变类型属于显性突变。根据基因测序结果，患者1出现MODY的根本原因是GCK基因发生碱基的替换。葡萄糖激酶影响葡萄糖的磷酸化，基因突变后性状改变，说明基因控制性状的方式为基因通过控制酶的合成控制代谢过程，从而控制生物体的性状。(2)患者2体内存在正常的HNF－1α基因和突变的HNF－1α基因。题图中列出的碱基是4个密码子对应的模板链序列，则患者2正常的HNF－1α基因和突变的HNF－1α基因的密码子序列分别是…GGG—UGC—CGU—GUC…、…GGG—UGC—CUU—GUC…，氨基酸序列对应为甘氨酸—半胱氨酸—精氨酸—缬氨酸、甘氨酸—半胱氨酸—亮氨酸—缬氨酸。可能由于肽链上氨基酸发生替换，导致HNF­1α的空间结构发生改变，HNF­1α异常而出现高血糖。(3)患者1和患者2分别是不同的基因发生显性突变，且均只有一个致病基因，假设患者1与患者2的致病基因分别用A/a、B/b中的A和B表示，则患者1和患者2的基因型为Aabb、aaBb，他们生出正常孩子(基因型为aabb)的概率为eq\f(1,4)，他们生出患MODY孩子的概率是eq\f(3,4)。[练6](2023·湖南，19)基因检测是诊断和预防遗传病的有效手段。研究人员采集到一遗传病家系样本，测序后发现此家系甲和乙两个基因存在突变：甲突变可致先天性耳聋；乙基因位于常染色体上，编码产物可将叶酸转化为N5­甲基四氢叶酸，乙突变与胎儿神经管缺陷(NTDs)相关；甲和乙位于非同源染色体上。家系患病情况及基因检测结果如图1所示。不考虑染色体互换，回答下列问题：(1)此家系先天性耳聋的遗传方式是________________。Ⅰ­1和Ⅰ­2生育一个甲和乙突变基因双纯合体女儿的概率是________。(2)此家系中甲基因突变如图2所示：正常基因单链片段5′­ATTCCAGATC……(293个碱基)……CCATGCCCAG­3′突变基因单链片段5′­ATTCCATATC……(293个碱基)……CCATGCCCAG­3′图2研究人员拟用PCR扩增目的基因片段，再用某限制酶(识别序列及切割位点为：)酶切检测甲基因突变情况，设计了一条引物为5′­GGCATG­3′，另一条引物为________________(写出6个碱基即可)。用上述引物扩增出家系成员Ⅱ­1的目的基因片段后，其酶切产物长度应为____________bp(注：该酶切位点在目的基因片段中唯一)。(3)女性的乙基因纯合突变会增加胎儿NTDs风险。叶酸在人体内不能合成，孕妇服用叶酸补充剂可降低NTDs的发生风险。建议从可能妊娠或孕前至少1个月开始补充叶酸，一般人群补充有效且安全剂量为0.4～1.0mg·d－1，NTDs生育史女性补充4mg·d－1。经基因检测胎儿(Ⅲ­2)的乙基因型为－/－，据此推荐该孕妇(Ⅱ­1)叶酸补充剂量为________mg·d－1。答案(1)常染色体隐性遗传1/32(2)5′­ATTCCA­3′310、302、8(3)4解析(1)甲突变可致先天性耳聋，由遗传系谱图分析该病，Ⅰ­1和Ⅰ­2均正常，且基因组成均为＋/－，都是杂合子，二者均不患病，说明该病是隐性遗传病；Ⅰ­1和Ⅰ­2后代中Ⅱ­2、Ⅱ­4为隐性纯合子，即父亲含致病基因的染色体既可以传给儿子，又可以传给女儿，不考虑染色体互换，该致病基因不在性染色体上。故先天性耳聋是常染色体隐性遗传病，Ⅰ­1和Ⅰ­2的甲、乙基因组成均为＋/－，生育甲、乙突变基因双纯合体(－/－－/－)的概率为1/16，生女儿的概率为1/2，故Ⅰ­1和Ⅰ­2生育一个甲和乙突变基因双纯合体女儿的概率为1/16×1/2＝1/32。(2)引物结合在DNA单链的3′端，且与DNA单链反向平行，研究人员已经设计好的引物5′­GGCATG­3′与题干中给出的正常基因单链片段3′端相应位点(5′­CATGCC­3′)互补，为反向引物，则另一条引物应与题干中给出的正常基因单链片段的5′端互补链互补，也就是与该正常基因单链的5′端相同，为正向引物，故另一条引物应设计为“5′­ATTCCA­3′”。Ⅱ­1为杂合子，既含正常基因，又含突变基因，扩增产物长度都为10(左侧长度)＋293＋7(右侧有三个碱基在引物扩增范围之外)＝310(bp)，因为酶切位点在正常基因5′端第8、9两个碱基之间，突变基因不含酶切位点，所以Ⅱ­1的目的基因片断酶切后应有正常基因产生的两条链，长度为8bp和302bp，突变基因一条链，长度为310bp。(3)Ⅱ­1乙基因的基因组成为＋/－，但经基因检测胎儿Ⅲ­2乙基因的基因组成为－/－，表明该胎儿不具备转化叶酸的能力，故应给该孕妇补充叶酸的剂量为4mg·d－1。命题视角七：染色体变异与遗传(2023·广东二月调研)真核生物中的非整倍体变异是指整倍体中缺少或额外增加一条或几条染色体的变异类型。在叙述非整倍体时常把正常的2n个体称为双体。双体多一条染色体使其中的某一对同源染色体变成三条称为三体；使某一对同源染色体变成四条同源染色体，称为四体。(1)上述变异类型属于________________。(2)非整倍配子和正常配子(n)结合，或由它们相互结合便产生各种非整倍体，非整倍配子产生的原因通常是减数分裂异常所致。现有一基因型为Aa(2n)的个体减数分裂时产生了基因型为Aa的雄配子，只考虑染色体数目变异情况下，则同时产生的其他三个雄配子中染色体数目为____________。(3)三体自交产生的后代可以是________，从理论上说，这些类型的比例是________。实际上，以AAa为例，如用作母本，其所有配子类型均能正常存活，其配子及比例是____________________；如用作父本，由于n＋1的雄配子不育，故其可育配子的实际比例是________。若A对a完全显性，则AAa自交后代的预期表型比是________。据此可以利用三体系统(n种野生型三体)把基因定位到某一条染色体上。例如在大麦(2n＝14)中发现一个新的隐性突变，要把这个新的隐性基因定位到某条染色体上，请写出实验设计思路：____________________________________________________________________________________________。答案(1)染色体数目变异(2)n＋1、n－1、n－1(3)双体、三体和四体1∶2∶1A∶Aa∶a∶AA＝2∶2∶1∶1A∶a＝2∶117∶1让该隐性突变株作父本，分别和所有的7种野生型三体杂交，F1再进行自交，观察并统计F2的性状分离比解析(1)由题意可知，非整倍体变异是指整倍体中缺少或额外增加一条或几条染色体的变异类型，三体多一条染色体，四体多两条染色体，属于染色体数目变异。(2)该变异可能是减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离，此时该雄配子的亲代次级精母细胞分裂所得的另一个雄配子也为Aa，多一条染色体，为n＋1，另一个次级精母细胞分裂所得的两个子细胞少一条染色体，为n－1。(3)三体在形成配子时多出的一条染色体随机进入配子中，可产生配子类型为n和n＋1，其自交可产生n＋n为二体，n＋n＋1为三体，n＋1＋n＋1为四体，由于配子类型n∶(n＋1)＝1∶1，故雌雄配子随机结合，二体∶三体∶四体＝1∶2∶1。AAa可看作是A1A2a，其可产生A1、A2a、A2、A1a、A1A2、a，即可产生A∶Aa∶a∶AA＝2∶2∶1∶1。用作父本，由于n＋1的雄配子不育，即Aa和AA不育，其配子比例为A∶a＝2∶1。AAa可产生显性雌配子(2A、2Aa、1AA)∶隐性雌配子(1a)＝5∶1，AAa自交子代显性∶隐性＝(1－1/3×1/6)∶(1/3×1/6)＝17∶1。欲将新的隐性基因定位到某条染色体上，可让该隐性突变株作父本，分别和所有的7种(2n＝14，说明有7对染色体)野生型三体杂交，F1再进行自交，观察并统计F2的性状分离比。[练7](2023·辽宁省教研联盟二调)将白菜(2n＝20，染色体表示为AnAn)和甘蓝(2n＝18，染色体表示为CnCn)杂交后经染色体加倍，可形成甘蓝型油菜(染色体表示为AnAnCnCn)。研究者将甘蓝型油菜与白菜杂交获得F1，使其与亲本甘蓝型油菜回交，获得F2，F2自交获得F3，从F3中筛选获得了C1(甘蓝1号染色体)成对缺失的缺体植株NC1，过程如图所示。回答下列问题：(1)使用秋水仙素处理________或幼苗，是诱导形成多倍体植物最常用的方法，其原理是当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够________________，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起染色体数加倍。(2)F1植株减数分裂产生的配子中C组染色体数目不同，分析其原因是____________________________________。F2植株染色体数介于________之间。(3)F3缺体植株NC1形成的原因是__________________________________________。(4)缺体植株可用于基因定位，研究者发现甘蓝型油菜叶片无毛刺，而NC1叶片具有毛刺，表明缺失的C1染色体上可能携带有________________的基因。若将NC1与甘蓝型油菜杂交，F1植株叶片表现为________，F1自交，F2植株的表型及比例为____________________________________________________________________________________________。答案(1)萌发的种子抑制纺锤体的形成(2)F1植株在减数分裂时，C组染色体(因为没有同源染色体)联会异常，各条染色体随机移向细胞一极29～38(3)F2产生的缺失C1染色体的雌雄配子结合(4)抑制毛刺产生无毛刺无毛刺∶有毛刺＝3∶1解析(1)人工诱导多倍体的方法很多，目前最常用而且最有效的方法，是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素的作用机理是能抑制纺锤体的形成，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。(2)因为F1植株在减数分裂时，C组染色体(因为没有同源染色体)联会异常，各条染色体随机移向细胞一极，故F1植株减数分裂产生的配子中C组染色体数目不同；F1植株减数分裂时，AnAn为同源染色体可正常分离，Cn只有一个染色体组，随机进入子细胞中，导致F1产生的配子染色体数为10～19，甘蓝型油菜(染色体表示为AnAnCnCn)产生的配子为AnCn，染色体数为19，故F2植株染色体数介于29～38之间。(4)甘蓝型油菜不缺失C1染色体，其叶片无毛刺，而NC1叶片具有毛刺，表明缺失的C1染色体上可能携带有抑制毛刺产生的基因。若将NC1与甘蓝型油菜杂交，F1植株有一条C1染色体，故叶片表现为无毛刺，F1自交，F2植株有两条C1染色体∶有1条C1染色体∶没有C1染色体＝1∶2∶1，故表型及比例为无毛刺∶有毛刺＝3∶1。双练一基础测试一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的)1．(2023·原创)短串联重复序列广泛存在于人的基因组中，通常由1～6个核苷酸组成重复单位，一般重复10～60次。研究发现，正常人的FMR1基因模板链编码区CGG重复拷贝次数少于60次，而脆性X染色体综合征患者多于100次。已知密码子CGG编码精氨酸、GCC编码丙氨酸。下列相关分析错误的是()A．通过检测CGG重复拷贝次数可对脆性X染色体综合征患者作出诊断B．CGG重复拷贝次数增加，FMR1基因中嘌呤碱基所占的比例保持不变C．CGG重复拷贝次数增加1次，FMR1基因编码的蛋白质增加一个精氨酸D．CGG重复拷贝次数增多改变了FMR1基因的结构，引起FMR1基因突变答案C解析脆性X染色体综合征患者CGG重复拷贝次数多于100次，比正常人多，所以通过检测CGG重复拷贝次数可对脆性X染色体综合征患者作出诊断，A正确；双链DNA分子中嘌呤碱基所占的比例均为1/2，B正确；FMR1基因模板链编码区CGG重复拷贝次数增加1次，多产生一个GCC密码子，FMR1基因编码的蛋白质增加一个丙氨酸，C错误；CGG重复拷贝次数增多改变了FMR1基因的结构，基因结构的改变属于基因突变，D正确。2．(2023·山西省高三第一次摸底考)下列有关可遗传变异的叙述，正确的是()A．基因突变是基因片段的增添、缺失和替换B．染色体片段的重复必然导致基因种类的变化C．同源染色体上姐妹染色单体之间的互换属于基因重组D．染色体数目变异在减数分裂和有丝分裂过程中均可发生答案D解析基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，A错误；染色体片段的重复可导致基因数目的变化，但不会导致基因种类改变，B错误；同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换属于基因重组，C错误。3．(2023·济南3月模拟)下列关于基因突变、基因重组和染色体变异的相关叙述，正确的是()A．基因突变只有发生在生殖细胞中，突变的基因才能遗传给下一代B．基因重组既可以发生在染色单体上，也可以发生在非同源染色体之间C．利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞并表达，依据的遗传学原理是染色体变异D．猫叫综合征是人的5号染色体缺失引起的遗传病答案B解析发生基因突变的生殖细胞若用于繁殖产生受精卵能遗传给下一代，植物发生在体细胞中的基因突变可通过无性繁殖遗传给下一代，A错误；利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞并表达，依据的遗传学原理是基因重组，C错误；猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，属于染色体结构变异，D错误。4．(2023·辽宁省教研联盟二调)下列关于遗传变异的说法，错误的是()A．染色体易位和基因突变都可导致DNA中碱基对的排列顺序发生改变B．三倍体无子西瓜中偶尔会出现种子，可能是三倍体产生了少数正常生殖细胞C．六倍体普通小麦的花粉经离体培养后即可得到三倍体小麦D．四分体中非姐妹染色单体片段互换会导致同源染色体上的基因重组答案C解析六倍体普通小麦的花粉经离体培养后得到的是单倍体，三倍体是指由受精卵发育而来，体细胞中含有三个染色体组的生物，C错误；四分体中非姐妹染色单体片段互换会导致同源染色体上的基因重组，D正确。5．(2023·唐山期末)2022年诺贝尔生理学或医学奖获得者斯万特·帕博在已灭绝古人类基因组和人类演化研究方面做出杰出贡献。如图为现代人类演化的部分路线，研究发现欧洲血统的现代人类中大约有1%至4%的基因来自尼安德特人。下列叙述错误的是()A．基因突变的不定向性导致直立人在非洲与欧洲朝不同方向进化B．4万年前迁入欧洲的晚期智人与尼安德特人可能经历了激烈的生存斗争C．对尼安德特人DNA序列进行分析时所用的DNA可能从化石中提取D．欧洲现代人类在进化过程中可能存在尼安德特人与晩期智人之间的基因交流答案A解析基因突变是不定向的，自然选择决定生物进化的方向，A错误；4万年前迁入欧洲的晚期智人与生活于40～3万年前的尼安德特人时间上存在交集，由于生存空间的限制，可能经历了激烈的生存斗争，B正确；尼安德特人生活于40～3万年前，对尼安德特人DNA序列进行分析时所用的DNA可能从化石中提取，C正确；欧洲血统的现代人类中大约有1%至4%的基因来自尼安德特人，推测欧洲现代人类在进化过程中可能存在尼安德特人与晩期智人之间的基因交流，D正确。6．(2023·青岛市一模)我国科研人员曾在某地捕获15只鼩鼱，经形态和分子鉴定，证实它们均为远东鼩鼱，此前远东鼩鼱仅发现在我国黑龙江省和内蒙古自治区东部，而本次的研究结果扩展了该物种的分布范围。另外研究发现，在黑龙江和该地分布的远东鼩鼱的皮毛颜色明显不同。下列有关说法错误的是()A．不同地区的远东鼩鼱的皮毛颜色差异是自然选择的结果B．不同地区的远东鼩鼱的皮毛颜色不同，说明适应具有普遍性C．若该地区的远东鼩鼱的皮毛颜色发生变化，其可能发生了进化D．若不同地区的远东鼩鼱能进行交配，则说明它们仍属于同一物种答案D解析生殖隔离是指种群间的个体不能交配，或者交配后不能产生出可育后代的现象，所以仅凭不同地区的远东鼩鼱能进行交配无法判断这两个种群是否存在生殖隔离，即无法判断这两个种群是否为同一物种，D错误。7．(2023·原创)玉米的籽粒饱满与凹陷受等位基因D/d控制，籽粒饱满玉米与籽粒凹陷玉米杂交，F1中仅有一株籽粒凹陷玉米。为探究F1籽粒凹陷玉米是基因突变还是染色体片段缺失造成的，让F1中的该籽粒凹陷玉米与纯合籽粒饱满玉米杂交得F2，F2随机受粉得F3，已知两条同源染色体片段都缺失的玉米个体无法存活。下列相关分析错误的是()A．无论上述哪种情况，F2的植株表型均为籽粒饱满玉米B．若为基因突变，则F2植株中D基因频率为1/2C．若为染色体结构变异，则F2能产生两种基因型的雌雄配子D．若F3的籽粒饱满∶籽粒凹陷＝3∶1，则该玉米是基因突变的结果答案C解析依题意，若该籽粒凹陷玉米是基因突变的结果，则其基因型为dd，若为染色体片段缺失的结果，则其基因型为Od。该玉米与纯合籽粒饱满玉米DD杂交得F2，F2的基因型为Dd，或为DO、Dd，F2的表型均为籽粒饱满玉米，A正确；若为基因突变，则F2中D的基因频率和d的基因频率相等，均为1/2，B正确；若为染色体结构变异，则F2能产生含D、d和O三种基因型的雌雄配子，C错误；若F3的籽粒饱满∶籽粒凹陷＝3∶1，则该玉米是基因突变的结果，若F3的籽粒饱满∶籽粒凹陷＝4∶1，则该玉米是染色体片段缺失的结果，D正确。8．(2023·原创)白菜是二倍体植株(2n＝20)，染色体组成记作AA，甘蓝也是二倍体植株(2n＝18)，染色体组成记作BB，白菜—甘蓝杂种植株的育种过程如图所示。据图分析，下列相关叙述错误的是()A．F1是单倍体植株，因而表现为高度不育B．F1的体细胞中有19种不同形态的染色体C．F2植株的茎秆粗壮，营养物质含量较高D．该育种实验表明，白菜和甘蓝存在生殖隔离答案A解析单倍体植株是由未受精的生殖细胞直接发育而来的个体，F1是由受精卵发育而来，属于二倍体植株，其高度不育的原因是没有同源染色体，A错误；F1的体细胞染色体组成为AB，有19条形态、大小都不同的染色体，B正确；F2植株是异源多倍体植株，多倍体植株通常表现为茎秆粗壮，营养物质含量较高，C正确；白菜与甘蓝的染色体组成不同，且F1高度不育，说明两种植物存在生殖隔离，D正确。9．(2023·河北保定市期末考试)两条非同源染色体各发生一处断裂后相互交换其无着丝粒的片段可形成两条新的衍生染色体，该变化保留了所有的基因，对基因作用和个体发育一般无影响，这种变异称为染色体平衡易位。下图甲、乙为某女性患者染色体平衡易位示意图，丙为发生平衡易位后细胞分裂图。下列叙述正确的是()A．该女性体细胞内含有25种形态不同的染色体B．丙图为该女性携带者体细胞分裂处于有丝分裂中期C．平衡易位导致基因在不同的染色体上重新排列，属于基因重组D．该女性孕期可以通过基因诊断或B超检测胎儿是否为平衡易位携带者答案A解析正常女性细胞中有23种形态的染色体(23对同源染色体)，该女性体细胞中有2条易位的染色体，因此形态不同的有25种；丙图为减数分裂Ⅰ联会时期；平衡易位属于染色体变异，不是基因重组；由题干可知，平衡易位对基因作用和个体发育一般无影响，所以基因诊断或B超检测不能检测平衡易位携带者。10．(2023·原创)某基因型Aa的小鼠(2N＝40)细胞在有丝分裂过程中，两条姐妹染色单体连接在一起，着丝粒分裂后出现“染色体桥”结构(如图所示)，之后染色体桥在两个着丝粒之间的任意位置发生断裂成为两条染色体，分别移向细胞两极(假定不发生其他变异)。下列有关分析正确的是()A．图中的子细胞发生的变异属于染色体数目变异B．观察染色体桥形态的最佳时期是有丝分裂中期C．若该变异发生在基因A所在的染色体，则不会产生基因型Aa的子细胞D．若该变异发生在基因a所在的染色体，则可能产生基因型Aaa的子细胞答案D解析结合图形分析题意可知，子细胞发生的变异是染色体结构变异，子细胞中的染色体数目不变，A错误；染色体桥出现在着丝粒分裂之后，即有丝分裂后期才能观察到，B错误；若该变异发生在基因A所在的染色体，假设染色体桥在两个基因A之间断裂，可产生基因型Aa的子细胞，C错误；若该变异发生在基因a所在的染色体，假设染色体桥在两个基因a的左侧或右侧断裂，则可能产生基因型Aaa的子细胞，D正确。11．(2023·湖北，17)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解析由题可知，甲、乙两种牵牛花传粉昆虫不同，不会使甲和乙之间相互传粉，对维持两物种生殖隔离具有重要作用，A正确；蛾类多蜂类少，有利于甲传粉，但是A基因突变频率不会加快，B错误；甲开白花，说明甲中不存在A基因，将A基因引入甲植物种群后，其基因库会发生改变，C错误；据题干信息分析，将A基因引入甲后，甲花色由白变紫，其他性状不变，但是对蛾类的吸引下降，推测吸引蛾类传粉的决定性因素不是甲释放的挥发物，可能是植物的花色，D错误。二、非选择题12．如图是有关生物变异来源的概念图，请据图回答下列问题：(1)图中③的含义包括____________________；④的含义是四分体时期非姐妹染色单体的互换而发生交换，导致____________的基因重组。(2)将①的原理应用在育种中，常利用物理因素如________或化学因素如________来处理生物。(各举一例)(3)通过一定的手段或方法使生物产生可遗传的变异，在育种上已有广泛的应用。秋水仙素在多倍体育种和单倍体育种中都有使用，作用原理是__________________________________________________，单倍体育种这种方法培育得到的植株一般自交的后代不会发生性状分离的原因是____________________________________________。(4)低温诱导植物细胞染色体数目的变化的实验中卡诺氏液的作用是________________。答案(1)替换、增添、缺失染色单体上(2)X射线(或γ射线、紫外线、激光等)亚硝酸盐(或碱基类似物等)(3)秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成每对染色体上成对的基因都是纯合的(都是纯合子)(4)固定细胞的形态13．(2023·原创)小麦是我国第二大经济作物，既能自花传粉也能异花传粉，常用作科研材料；拟南芥也是研究遗传变异的常选物种，请回答有关小麦和拟南芥的有关问题：(1)图1为实验室培育异源四倍体小麦(染色体组为AADD)的过程。异源多倍体形成配子时常出现部分同源重组(HE)，即DNA序列高度相似的部分非同源染色体之间通过配对交叉导致出现染色体片段交换等现象。研究人员对异源四倍体小麦某精原细胞产生精子的过程进行观察，结果如图2。据图分析，产生精子过程中发生的变异类型为________，请补充完善画出图中相应配子的染色体组成。(2)拟南芥种群中偶尔会出现少一条5号染色体的单体(2n－1)和多一条5号染色体的三体(2n＋1)，这种变异属于________变异。若5号同源染色体上存在一对等位基因A/a，且该三体植株的基因型为Aaa，则该三体植株能产生的配子类型有________种，其中a配子所占的比例约为________。答案(1)染色体结构变异(易位)如图所示(2)染色体(数目)41/3解析Aaa可以产生的配子为A∶Aa∶aa∶a＝1∶2∶1∶2，因此a的比例为1/3。双练二能力提升一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的)1．(2023·武汉四调)实现基因重组的方式之一是染色体互换。科学家用性染色体构型如图所示的果蝇作亲本，进行了杂交实验。已知Y染色体不携带图示基因，不考虑其他变异，下列叙述错误的是()A．减数分裂Ⅰ后期也会发生基因重组B．图示雌果蝇的两条X染色体均发生了结构变异C．若亲本果蝇未发生染色体互换，则F1雄果蝇X染色体构型均异常D．若F1中出现两种性状均为野生型的个体，则亲代果蝇发生了染色体互换答案D解析减数分裂Ⅰ后期会发生非同源染色体上的非等位基因重组，A正确；图示雌果蝇的两条X染色体均发生了染色体结构变异，B正确；若亲本果蝇未发生染色体互换，F1雄果蝇的X染色体是来自母方的，图示雌果蝇的两条X染色体均发生了染色体结构变异，C正确；亲代果蝇未发生染色体互换时也可以出现两种性状均为野生型的个体，D错误。2.(2023·湖南省高三3月调研)在细胞中，有时两条X染色体可融合成一条X染色体，称为并联X(记作“X^X”)，其形成过程如图。带有一条并联X染色体和一条Y染色体的果蝇表现为雌性可育。一只含有并联X的雌果蝇(X^XY)和一只正常雄果蝇杂交，子代的基因型与亲本完全相同，子代连续交配也是如此，因而称为并联X保持系。下列叙述错误的是()A．形成X^X的过程中，染色体的结构和数目均会异常B．并联X的雌果蝇减数分裂时，在一个初级卵母细胞中会形成3个正常的四分体C．利用该保持系，可“监控”和“记录”雄果蝇X染色体上的新发突变D．在并联X保持系中，亲本雄果蝇的X染色体传向子代雌果蝇答案D解析据图和题意可知，并联X(记作“X^X”)是由两条X染色体融合成一条X染色体，同时有部分染色体片段的丢失，因此形成X^X的过程中，染色体的结构和数目均会异常，A正确；正常果蝇体细胞中含有8条染色体，若并联X的雌果蝇细胞内含有7条染色体，因此在减数分裂时，在一个初级卵母细胞中会形成3个正常的四分体，若并联X的雌果蝇细胞中含有8条染色体，在减数分裂时性染色体联会不能形成正常四分体，只会形成3个正常的四分体，B正确；在并联X保持系中，亲本雄果蝇的X染色体传向子代雄果蝇，亲本雄果蝇的Y染色体传向子代雌果蝇，而且子代雌雄果蝇的数量比为1∶1，由于子代的基因型与亲代完全相同，可见，利用该保持系，可“监控”和“记录”雄果蝇X染色体上的新发突变，C正确，D错误。3．(2023·湖北省九师联盟高三开学考)科学家在近半数人类肿瘤细胞核中发现大量独立于染色体外的环状DNA(ecDNA)，ecDNA缺少组蛋白，其携带的癌基因很容易启动转录和翻译程序从而促进癌细胞快速生长，并对细胞外部环境迅速做出反应，产生耐药性。下列相关分析错误的是()A．细胞癌变后，细胞的形态结构与遗传物质均发生改变B．ecDNA更容易启动转录和翻译与其DNA结构裸露有关C．含ecDNA的癌细胞增殖后，子细胞携带ecDNA的数量相同D．研发抑制ecDNA上癌基因转录的药物可能有利于此类癌症的治疗答案C解析癌变细胞的形态结构与遗传物质均发生改变，A正确；相对于染色体DNA，ecDNA更容易启动转录和翻译程序与其DNA结构裸露有关，B正确；含ecDNA的癌细胞增殖后，ecDNA没有均匀分配的机制，随机进入子细胞，使子细胞携带ecDNA的数量不同，C错误。4．(2023·福建八地市高三4月诊断性联考)大肠杆菌色氨酸操纵子控制色氨酸合成酶的合成，包含启动子、操纵基因和五个色氨酸合成途径所需酶的编码基因(A、B、C、D、E)，结构如图所示。缺乏色氨酸时，调节基因编码的阻遏蛋白失活，不能与操纵基因结合，操纵子中的编码基因正常转录，色氨酸正常合成；色氨酸存在时，其与阻遏蛋白结合，激活阻遏蛋白并结合到操纵基因上，从而抑制编码基因转录，色氨酸停止合成。下列分析错误的是()A．若调节基因突变，阻遏蛋白合成异常，则存在色氨酸时，色氨酸合成路径不关闭B．若启动子突变，RNA聚合酶无法与之结合，则缺乏色氨酸时，色氨酸合成路径不开启C．若操纵基因突变，阻遏蛋白无法与之结合，则存在色氨酸时，色氨酸合成路径不关闭D．若编码基因B突变，酶2合成异常，则缺乏色氨酸时，合成的其他酶也异常答案D解析若调节基因突变，阻遏蛋白合成异常，则即使存在色氨酸，也不能发生色氨酸与阻遏蛋白的结合，也就不能抑制操纵基因的表达，操纵基因正常表达，故而色氨酸合成路径不关闭，A正确；若启动子突变，则无论是否缺乏色氨酸，RNA聚合酶都无法与启动子结合，进而整个操纵子无法表达，色氨酸合成路径无法开启，B正确；若操纵基因突变，阻遏蛋白无法与之结合，那么无论色氨酸是否缺乏，操纵基因都能正常表达，色氨酸合成路径均可以正常开启，C正确；缺乏色氨酸时，操纵基因可以正常表达，后续基因A、B、C、D、E均可以进行正常的转录和翻译，若编码基因B突变，则只有酶2合成异常，由于其他基因结构并没有发生改变，故其他酶的合成可以正常进行不受影响，D错误。5．(2023·辽宁葫芦岛高三模拟)非洲草原上的鬣狗是一种群居性动物，它们会成群结队地猎捕食物，但有时会出现个别鬣狗在觅食时表现为求偶或其他与觅食无关的行为，此种行为一经出现，经常被群体攻击，这种现象属于进化稳定对策。下列有关说法错误的是()A．进化稳定对策有利于种群基因频率的定向改变B．进化稳定对策不利于种群基因多样性的发展C．进化稳定对策的发生有利于生物间的协同进化D．当出现环境的剧烈改变时，进化稳定对策将会被削弱答案C解析题中动物表现出与觅食无关的行为时被群体攻击，不合群动物被攻击也是一种选择，进化稳定对策有利于种群基因频率的定向改变，A正确；对不合群的动物攻击，会导致这一类动物的减少，不利于种群基因多样性的发展，B正确；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叫协同进化，而进化稳定对策发生在同一物种之间，对协同进化影响不大，C错误；当出现环境的剧烈改变时，物种由于要适应环境，进化稳定对策将会被削弱，D正确。6.(2023·山东省青岛模拟)某二倍体植物(2n＝20)开两性花，可自花传粉。育种工作者培育出一个三体新品种，其体细胞中增加一条带易位片段的染色体。相应基因与染色体的关系如图所示，雄性可育(M)对雄性不育(m)为显性，种子茶褐色(R)对种子灰色(r)为显性。该三体植株在减数分裂Ⅰ后期染色体Ⅰ和Ⅱ分离，染色体Ⅲ因结构特殊不能参与联会而随机移向一极，且含染色体Ⅲ的花粉无受粉能力。下列说法错误的是()A．该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成10个正常的四分体B．该三体植株通过减数分裂能产生2种基因型的雌配子C．理论上，该三体植株产生含有11条染色体的雄配子占全部雄配子的50%D．该三体植株自交产生的F1中茶褐色种子种植后更方便用于杂交育种答案D解析该二倍体植物正常体细胞中含有10对20条染色体，而带有易位片段的染色体不能参与联会，因此该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成10个正常的四分体，A正确；根据题意，该植株的基因型为MmmRrr，在减数分裂Ⅰ后期染色体Ⅰ和Ⅱ分离，染色体Ⅲ因结构特殊不能参与联会而随机移向一极，则两种雌配子的种类为mr和MmRr，B正确；减数分裂Ⅰ后期，联会的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，而带有易位片段的染色体随机移向一极，故理论上，产生含有11条染色体的雄配子占全部雄配子的比值为50%，C正确；R、M连锁遗传，茶褐色种子雄性可育，杂交育种时需要去雄，故要利用此品种植株自交后代作为杂交育种的材料，可选择灰色的种子留种，D错误。7．(2023·湖南雅礼中学高三考)2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”的设计原型是大熊猫。大熊猫最初是食肉动物，经过进化，其99%的食物都来源于竹子。下图是在某段时间内，大熊猫种群中一对与其食性有关的等位基因(A、a)中A基因频率的变化情况，到达T点时的大熊猫种群中雌雄数量相等，且雌雄之间可以自由交配，则下列有关说法不正确的是()A．大熊猫在QR时间段内发生了以肉食为主向以植食为主的进化B．T点时大熊猫种群不一定会形成新物种C．若该对等位基因位于常染色体上，则T点时显性个体中出现杂合雌熊猫概率为18%D．若该对等位基因只位于X染色体上，则T点时XaXa、XAY的基因型频率分别为0.5%、45%答案C解析生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，图中QR时间段内种群内a基因频率减少，说明该时间段内大熊猫种群发生了进化，A正确；新物种形成的标志是生殖隔离，从图中无法判断出是否形成生殖隔离，因此在T点时不一定形成新物种，B正确；T点时，种群达到遗传平衡，该种群中A的基因频率为90%，a的基因频率为10%，若该对等位基因位于常染色体上，则种群中AA基因型频率等于81%，Aa基因型频率＝2×A基因频率×a基因频率＝18%，aa基因型频率等于1%，显性个体中出现杂合雌熊猫概率为1/2×18%/(81%＋18%)≈9%，C错误；若该对等位基因只位于X染色体上，雌性个体中XaXa的基因型频率为Xa基因频率的平方，因雌雄比例为1∶1，则种群中XaXa的基因型频率为1/2×10%×10%＝0.5%，同理XAY的基因型频率为1/2×90%＝45%，D正确。8．(2023·河北3月联考)2019年，我国科学家发现了一种被命名为“卵子死亡”的单基因遗传病。许多大学的科研团队联合攻关，揭示其病因是PANX1基因发生突变，引起PANX1通道异常激活，主要表现为卵子发黑、萎缩、退化，导致不育。研究团队在4个无血缘关系的家系中发现的PANX1基因存在不同的突变，且都导致“卵子死亡”。下图为其中一个家系的图谱，基因检测显示，患者及其父亲和弟弟含有致病基因，其他人不含致病基因。下列相关分析，错误的是()A．该单基因遗传病是由位于常染色体上的基因控制的B．4种PANX1突变基因都致病，体现了基因突变的多害少利性C．PANX1基因存在不同种突变，体现了基因突变的不定向性D．若Ⅱ­6与正常女性结婚，所生孩子患该遗传病的概率为1/2答案D解析据题意，Ⅱ­4可以得到Ⅰ­2的正常基因，但Ⅱ­4患病，说明正常基因为隐性基因，Ⅱ­5正常说明Ⅰ­1既有正常基因，又有致病基因，可推出控制“卵子死亡”的是位于常染色体上的显性基因，A正确；若Ⅱ­6含有致病基因，且是杂合子，他与正常女性结婚，所生孩子含有致病基因的概率占1/2，其中女孩才患病，因此患该遗传病的概率为1/4，D错误。9．(2023·武汉五校考试)新冠病毒依赖核糖体“移码”的特殊机制来提高病毒蛋白表达水平。核糖体“移码”是指病毒RNA翻译过程中核糖体会向前或向后滑动一两个核苷酸，导致病毒可以利用一条RNA为模板翻译产生两种蛋白质。下列有关该现象叙述不正确的是()A．核糖体“移码”可扩展病毒所携带遗传信息的利用率B．若“移码”发生在正常人