2024届高考生物考前冲刺素能提升3遗传微专题3生物的变异与进化课件

这是一份2024届高考生物考前冲刺素能提升3遗传微专题3生物的变异与进化课件，共60页。PPT课件主要包含了知识联网，重点突破，重点1生物的变异，单倍体，二倍体，多倍体，长翅∶残翅3∶1，长翅∶残翅1∶1，长翅∶残翅2∶1，重点2变异与育种等内容，欢迎下载使用。

注重学科基础·倡导回归教材
①有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期　②普遍性、低频性、不定向性、随机性　③产生新的基因　④减数分裂Ⅰ的四分体时期和后期　⑤自由组合型和互换型　⑥缺失、易位、倒位、重复⑦种群　⑧自然选择　⑨隔离　⑩生物多样性　⑪基因重组　⑫基因突变　⑬染色体变异　⑭染色体变异　⑮基因重组　　
1.(必修2 P80图5-1)基因突变是分子水平的变化,一般不能借助光学显微镜观察,但镰状细胞贫血可借助显微镜通过观察红细胞的形态是圆饼状还是镰刀状判断。2.(必修2 P81思考·讨论)镰状细胞贫血能够遗传,患者通过减数分裂可形成带有突变基因的生殖细胞,将突变基因传递给下一代。
3.(必修2 P82正文)原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。相反,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,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。4.(必修2 P83小字)基因突变的随机性,表现为基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期;可以发生在细胞内不同的DNA分子上,以及同一个DNA分子的不同部位。
5.(必修2 P85生物科技进展)基因组编辑指对基因进行定点修改,以改变目的基因的序列和功能,进而进行基因治疗和物种改良。基因组编辑的CRISPR/Cas9系统包括作向导的、与被编辑的DNA序列结合的短链RNA和切割DNA双链的核酸酶Cas9。6.(必修2 P89小字)利用单倍体植株培育新品种,能明显缩短育种年限。育种工作者常常采用花药(或花粉)离体培养的方法来获得单倍体植株,然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍,恢复到正常植株的染色体数目。用这种方法培育得到的植株,不但能够正常繁殖,而且每对染色体上成对的基因都是纯合的,自交的后代不会发生性状分离。
7.(必修2 P91拓展应用)替代年年制种,获取无子西瓜的方法一是进行无性繁殖,将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗,再进行移栽;方法二是利用生长素或生长素类调节剂处理二倍体未受粉的雌蕊,以促进子房发育成无子果实,在此过程中要进行套袋处理。8.(必修2 P101图6-2)化石在地层中的分布规律:在越早形成的地层里,成为化石的生物越简单,越低等;在越晚形成的地层里,成为化石的生物越复杂,越高等。
9.(必修2 P103思考·讨论)人和类人猿在DNA的碱基序列或基因组方面高度接近说明人和类人猿有共同的祖先,且亲缘关系较近。不同生物的细胞色素c中氨基酸序列的差异大小不一表明现存各种生物有着或远或近的亲缘关系,差异大说明亲缘关系远,差异小说明亲缘关系近。10.(必修2 P104正文)化石为研究生物进化提供了直接的证据,比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究,都给生物进化论提供了有力的支持。这些证据互为补充、相互印证,有力地支持了达尔文的共同由来学说,进而为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础。
11.(必修2 P106思考·讨论)雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的,有利于在白雪皑皑的环境中保护自己,这是适应的普遍性。群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择,是适应形成的必要条件。但如果由于干旱,冬季不下雪,这种白色羽毛则容易成为天敌的捕食目标,这是适应的相对性。适应的相对性是由于基因等遗传物质的稳定性、多效性和环境条件的变化相互作用的结果。12.(必修2 P112～113探究·实践)自然选择的实质是对控制某特定性状的基因的选择,自然选择作用的直接对象是生物个体的表型。
13.(必修2 P119小字)收割理论是指捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于增加物种多样性。
深化学科思维·体现知识运用
1.突破生物变异的4大问题
[特别提醒] (1)基因突变一定会导致基因碱基序列的改变,但不一定引起生物性状的改变。(2)真核生物DNA的非编码区发生碱基改变不属于基因突变,突变的基因不一定都能遗传给后代。(3)自然条件下,病毒的可遗传变异只有基因突变。(4)基因重组一般发生在控制不同性状的基因间,至少涉及两对等位基因,如AABb自交不能发生基因重组,受精过程也不发生基因重组。
2.几种常考变异类型产生配子的分析方法
3.“两看”法界定二倍体、多倍体、单倍体
考向1　围绕生物变异的类型和特点,考查对基础知识的理解能力1.(2023·湖北模拟)镰状细胞贫血病因的发现,是现代医学史上重要的事件。假设正常血红蛋白由H基因控制,突变后的异常血红蛋白由h基因控制,下列相关叙述正确的是(　 　)A.镰状细胞贫血属于单基因遗传病,该病的症状可利用显微镜观察到B.造成镰状细胞贫血的根本原因是血红蛋白分子一个氨基酸发生了替换C.H基因与h基因中的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值不同D.利用光学显微镜可观测到基因H的长度较基因h长
解析:该病由一对等位基因控制,属于单基因遗传病,患者的红细胞由中央微凹的圆饼状变成了弯曲的镰刀状,故可用显微镜观察到该病症状;造成镰状细胞贫血的根本原因是编码血红蛋白分子的基因的碱基发生了替换;在双链DNA分子中,A=T,C=G,因此A+G=C+T,即嘌呤与嘧啶的比值等于1,因此H基因与h基因中的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值相同,其比值均等于1;镰状细胞贫血是H基因中碱基的替换导致的,在光学显微镜下是观察不到的,故利用光学显微镜不能观测到基因H的长度较基因h长。
2.(2021·广东卷)人类(2n=46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体,该染色体携带者具有正常的表现型,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(不考虑交叉互换),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)
解析:有丝分裂中期的染色体的形态和数目是最清晰的,因此可以选择在有丝分裂中期观察平衡易位染色体;正常男性的初级精母细胞中含有46条染色体,由于一条14号染色体和一条21号染色体融合为一条染色体(14/21平衡易位染色体),故男性携带者的初级精母细胞中含有45条染色体;减数分裂时联会复合物中的3条染色体,任意2条进入同一个配子中,剩余1条染色体进入另一个配子中,故女性携带者的卵子中最多含23种形态不同的染色体;假设平衡易位染色体标记为①,14号染色体标记为②,21号染色体标记为③,女性携带者的卵子可能有6种类型,分别是仅含①、②、③的卵子以及含①②、②③、①③的卵子。
(1)易位≠染色体互换。 ①易位:发生在非同源染色体之间,属于染色体结构变异。②染色体互换:发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,属于基因重组。(2)染色体结构变异≠基因突变。①染色体结构变异包括缺失、重复、易位和倒位四种类型,会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,染色体结构变异可以用显微镜观察到。②基因突变是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,基因突变不能用显微镜观察到。
考向2　以细胞的癌变为载体考查科学思维能力3.(2022·广东卷)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能,科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc+Ras,基因均大量表达),发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图所示)。下列叙述正确的是(　 　)A.原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖B.三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应
解析:原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或促进细胞凋亡。据图示可知,三组小鼠的肿瘤细胞均有无限增殖的能力。原癌基因的正常表达对于细胞正常生长和增殖是必需的,原癌基因Myc和Ras在人体细胞内编码功能正常的蛋白质。据图分析,同时转入Myc和Ras的小鼠中肿瘤小鼠的比例大于只转入Myc或Ras的小鼠中肿瘤小鼠的比例,说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应。
4.(2023·广东卷)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
解析:p53基因是抑癌基因,这类基因突变可能引起细胞癌变;p53基因是抑癌基因,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或促进细胞凋亡;依据题意,circDNMT1通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌,则circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变快;circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究,如通过编辑circDNMT1的基因以抑制其表达,进而降低乳腺癌的发生概率。
考向3　围绕生物变异与性状的关系,考查科学思维能力5.(2021·福建卷)水稻等作物在即将成熟时,若经历持续的干热之后又遇大雨天气,穗上的种子就容易解除休眠而萌发。脱落酸有促进种子休眠的作用,同等条件下,种子对脱落酸越敏感,越容易休眠。研究发现,XM基因表达的蛋白发生变化会影响种子对脱落酸的敏感性。XM基因上不同位置的突变影响其蛋白表达的情况和产生的种子休眠效应如下图所示。
下列分析错误的是(　 　)A.位点1突变会使种子对脱落酸的敏感性降低B.位点2突变可以是碱基对发生替换造成的C.可判断位点3突变使XM基因的转录过程提前终止D.位点4突变的植株较少发生雨后穗上发芽的现象
解析:种子正常休眠,主要由脱落酸起作用,而位点1突变则无XM蛋白产生,休眠减少,可推测脱落酸作用减弱,即敏感性降低;比较图中位点2突变和无突变表达的蛋白图示,蛋白质长度相同,只是中间有一小段氨基酸序列不同,可推测该突变可能是碱基对发生替换造成的;比较图中位点3突变和无突变表达的蛋白图示,蛋白质长度变短,可推测模板mRNA上的终止密码子提前出现,翻译提前终止;位点4突变使XM蛋白的表达倍增,使得种子对脱落酸的敏感性增强,雨后穗上的种子不易解除休眠而萌发。
6.(2022·山东卷)家蝇Y染色体由于某种影响断成两段,含s基因的小片段移接到常染色体获得XY′个体,不含s基因的大片段丢失。含s基因的家蝇发育为雄性,只含一条X染色体的雌蝇胚胎致死,其他均可存活且繁殖力相同。M、m是控制家蝇体色的基因,灰色基因M对黑色基因m为完全显性。如图所示的两亲本杂交获得F1,从F1开始逐代随机交配获得Fn。不考虑交换和其他突变,关于F1至Fn,下列说法错误的是(　 　)A.所有个体均可由体色判断性别B.各代均无基因型为MM的个体C.雄性个体中XY′所占比例逐代降低D.雌性个体所占比例逐代降低
解析:含有M的个体同时含有s基因,且含s基因的家蝇发育为雄性,即雄性个体均表现为灰色,雌性个体不会含有M,只含有m,故表现为黑色,因此所有个体均可由体色判断性别;含有Ms基因的个体表现为雄性,基因型为MsMs的个体需要亲本均含有Ms基因,而两个雄性个体不能杂交,故各代均无基因型为MM的个体;亲本雌性个体产生的配子为Xm,雄性亲本产生的配子为XMs、MsO、Xm、mO,子一代中只含一条X染色体的雌蝇胚胎致死,雄性个体为1/3XXY′(XXMsm)、1/3XY′(XOMsm),雌性个体为1/3XXmm,先把性染色体和常染色体分开考虑,只考虑性染色体,子一代雄性个体产生的配子种类及比例为3/4X、1/4O,雌性个体产生的配子均含有X,子二代中3/4XX、1/4XO;只考虑常染色体,子二代中1/2Ms m、1/2mm,把性染色体和常染色体综合考虑后,1/8mmXO致死,XXmm表现为雌性,所占比例为3/7,雄性个体3/7XXY′(XXMsm)、1/7XY′(XOMsm),即雄性个体中XY′所占比例由1/2降到1/4,逐代降低,雌性个体所占比例由1/3变为3/7,逐代升高。
考向4　围绕变异类型的判断与相关实验,考查科学思维与科学探究能力7.某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图所示,该生物性原细胞经减数分裂形成了如图所示的几种配子。关于这几种配子形成过程中所发生的变异,下列说法错误的是(　 　)A.甲的变异属于基因重组,发生在减数分裂Ⅰ过程中B.乙的变异属于染色体数目变异,发生在减数分裂Ⅱ过程中C.丙的变异属于染色体结构变异,可能是基因b转移到非同源染色体上D.丁的变异属于基因突变,在光学显微镜下可观察到碱基序列发生了改变
解析:甲的形成发生在减数分裂Ⅰ四分体时期或后期,属于基因重组;乙形成的原因是减数分裂Ⅱ后期,姐妹染色单体分开后形成的子染色体未分离,这属于染色体数目变异;a和b是非同源染色体上的基因,而丙中a和b位于同一条染色体上,原因可能是基因b转移到非同源染色体上,属于染色体结构变异中的易位;丁的变异产生了新的等位基因,属于基因突变,基因突变是DNA中碱基序列的改变,在光学显微镜下观察不到。
8.(2023·山东模拟)果蝇的长翅(D)与残翅(d)为常染色体上的一对等位基因控制的相对性状。基因型为DD或Dd的幼虫所处环境温度为25 ℃时,发育为长翅;所处环境温度为37 ℃时,发育为残翅。某生物兴趣小组在模拟一对相对性状杂交实验时,选用的亲本组合为DD×dd,在众多F1中发现了一只残翅果蝇,其产生原因可能有三种:①单纯由环境温度影响导致的,②基因突变导致的,③缺少一条染色体导致的。已知缺少一对同源染色体的果蝇致死,现提供如图所示的甲、乙、丙、丁四种果蝇,欲通过一次杂交实验鉴定其产生的原因,简要写出实验思路,并预期实验结果及结论。
(1)实验思路:①让该残翅果蝇与　　　　(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)的异性果蝇杂交。 ②　　　　　　　　　　　　　　　　　环境下生长发育,观察后代的表型及比例。 
让杂交后代在温度为25 ℃的　
解析:(1)由题意可知,残翅果蝇的基因型可能为Dd、dd或dO,三种情况可用丙所示的异性果蝇进行区分。为了排除环境温度对性状的影响,应让果蝇在25 ℃环境下发育,观察后代的表型及比例。
(2)预期实验结果及结论:①若后代的表型及比例为　 　　　　　　　,则该果蝇是单纯由环境温度影响导致的; ②若后代的表型及比例为　　 　　　　　　,则该果蝇是基因突变导致的; ③若后代的表型及比例为　 　　　　　　　,则该果蝇是缺少一条染色体导致的。 
解析:(2)若为假设①,则该果蝇的基因型为Dd,杂交组合为Dd×DO,后代基因型及比例为DD∶Dd∶DO∶dO=1∶1∶1∶1,表型及比例为长翅∶残翅=3∶1;若为假设②,则该果蝇的基因型为dd,杂交组合为dd×DO,后代基因型及比例为Dd∶dO=1∶1,表型及比例为长翅∶残翅=1∶1;若为假设③,则该果蝇的基因型为dO,杂交组合为dO×DO,后代基因型及比例为Dd∶DO∶dO∶OO=1∶1∶1∶1,其中OO个体致死,表型及比例为长翅∶残翅=2∶1。
(1)猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种变异属于缺失。(2022·浙江6月选考)(　 　)(2)正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞,原因是抑癌基因突变成原癌基因。(2022·湖南卷)(　 　)(3)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如图所示的变异。(2022·湖南卷)(　 　)
(4)(2020·天津卷)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞,其基因与染色体的位置关系如图。导致该结果最可能的原因是 。
同源染色体非姐妹染色单体交叉互换
1.育种方式及原理辨析(1)诱变育种原理。
(2)单倍体育种与杂交育种。
(3)多倍体育种的原理分析。
2.准确选取育种方案(1)依据目标选方案。
(2)关注“三最”定方向。①最简便——侧重于技术操作,杂交育种操作最简便。②最快——侧重于育种时间,单倍体育种明显缩短育种年限。③最准确——侧重于目标精准度, 育种可“定向”改变生物性状。
考向1　围绕生物变异原理在育种中的应用,考查科学思维与探究能力1.(2023·湖北荆门期末)如图表示小麦育种的几种方式,下列有关叙述错误的是(　 　)A.获得①和⑥的育种原理是基因重组,②和③的育种原理是染色体变异B.获得④⑤的育种方式是诱变育种,得到的变异个体不全都符合生产需要C.获得⑥的育种方式可定向改变生物体的性状,克服远缘杂交不亲和的障碍D.秋水仙素作用的时间是有丝分裂后期,结果是细胞中染色体数加倍
解析:获得①和⑥的育种方式分别是杂交育种和基因工程育种,其原理是基因重组,②和③的育种方式分别是单倍体育种和多倍体育种,其原理是染色体变异;获得④⑤的育种方式是诱变育种,由于基因突变是不定向的,所以得到的变异个体不全都符合生产需要;获得⑥的育种方式是基因工程育种,可根据人们的意愿定向改变生物体的性状,克服远缘杂交不亲和的障碍;秋水仙素作用的时间是有丝分裂前期,抑制细胞纺锤体的形成,结果是细胞中染色体数加倍。
2.(2023·湖南邵阳一模)某科学院运用人工诱导雌核发育(即采用一定的方法,使精子的遗传物质失活,再以这种精子激活卵子,使卵子仅依靠雌核而发育成胚胎的技术)、性别转变等技术大量培育了三倍体雌鱼。该技术先通过伪“受精”让甲鱼(Rr)卵原细胞完成减数分裂,待细胞分裂到减数分裂Ⅱ时进行冷冻休克处理,之后细胞发育为成体二倍体乙鱼,再对部分乙鱼进行性反转获得丙鱼。以下说法正确的是(　 　)A.冷冻休克的作用是阻止甲鱼卵子完成减数分裂Ⅱ,使其染色体数目加倍B.冷冻休克技术并不是100%成功,所以要对DNA进行碱基测序来鉴定成体鱼的染色体倍数C.乙鱼的基因型为RR或rr或Rr,性别为雄性D.将乙鱼与丙鱼杂交,取受精卵进行冷冻休克处理,即可培育出三倍体鱼
解析:在减数分裂Ⅱ时进行冷冻处理,冷冻处理会抑制细胞中的纺锤体的形成,最终导致细胞染色体数目加倍;冷冻休克技术并不是100%成功,DNA碱基测序无法确定染色体倍数,可通过DNA含量测定的方法来鉴定成体鱼的染色体倍数;甲鱼减数分裂Ⅰ完成后形成的次级卵母细胞的基因型为RR或rr,所以乙鱼的基因型为RR或rr,性别为雌性;由于乙鱼与丙鱼都是二倍体,对受精卵进行冷冻休克处理,最终发育成的成体鱼不是三倍体鱼,冷冻处理时间为卵子减数分裂Ⅱ,卵子染色体加倍后再与精子结合才会得到三倍体鱼。
考向2　围绕育种方法的设计,考查科学思维能力3.植物的杂种一代会出现产量等性状优于双亲的杂种优势,雄性不育品系能有效提高作物的杂交效率。油菜花粉的育性由一对基因控制,现有三种花粉育性基因型不同的纯合油菜(具两性花)品系,品系甲、乙育性正常,品系丙雄性不育(肉眼可观测到雄蕊异常),杂交实验如下。下列说法错误的是(　 　)A.由于基因重组,杂交一中F1的育性无法在自交后代中保持B.据杂交一、杂交二推测,与油菜花粉育性有关的基因共有三种C.杂交二F2中雄性不育株与品系甲杂交可获得兼具品系甲、乙优良性状的杂交种子D.杂交二自F2起逐代选取雄性不育株与品系乙杂交可使雄性不育株具有更多品系乙的性状
解析:由题意可知,该性状受一对等位基因控制,不会发生基因重组;油菜的育性性状可能由同源染色体上的三个等位基因(A1、A2、A3)决定,设品系甲的可育性状由基因A1决定,雄性不育由基因A2决定,品系乙的可育性状由基因A3决定,则其显隐性关系为基因A1对A2、A3为显性,基因A2对A3为显性,故与油菜花粉育性有关的基因共有三种;结合B选项可知,品系甲的基因型应为A1A1,品系丙为A2A2,品系乙为A3A3,则杂交二中F2雄性不育株基因型为A2A3,其与品系甲A1A1杂交,子代基因型有A1A2、A1A3,可获得兼具品系甲、乙优良性状的杂交种子;杂交二F1基因型为A2A3,与品系乙A3A3杂交,F2基因型包括A2A3、A3A3,自F2起逐代选取雄性不育株(A2A3)与品系乙(A3A3)杂交,雄性不育株可作母本,其上结的种子基因型为1/2A2A3、1/2A3A3,可使雄性不育株具有更多品系乙(A3A3)的性状。
4.(2021·河北卷)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)。
解析:(1)由题图1可知,水稻体细胞中有12对同源染色体,因此,为建立水稻基因组数据库,需要完成水稻12条染色体的DNA测序。
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。 
解析:(2)由题图2可知,实验一F2中带型Ⅲ与L12相同,因此,带型Ⅲ的基因型是TDTD。L12的基因型是TDTD,H的基因型是THTH,两者杂交产生的F1的基因型是TDTH,F1自交产生的F2的基因型及比例为TDTD∶TDTH∶THTH=1∶2∶1,带型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的基因型分别为THTH、TDTH、TDTD,因此,F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的个体数量比为1∶2∶1。
(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。 
解析:(3)由题图2可知,实验二F2中带型α与L7相同,α、β、γ带型对应的基因型分别为SDSD、SDSH、SHSH,说明该相对性状由一对等位基因控制,三者的数量比为1∶10∶9,因此F2群体的基因型比例偏离分离定律。由于F1的雌配子均正常,有且只有一种基因型的花粉部分无活性,统计F2中不同基因型个体比例可知,SD和SH的花粉比例是1∶9,因此推测无活性的花粉带有SD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。 
以L7和L12作亲本,进行杂交,得到F1,再让F1自交得到F2
解析:(4)根据题图3可知,以L7和L12为材料选育的品系X的基因型为SDSDTDTD,因此实验步骤为先让L7和L12杂交得到F1,再让F1自交得到F2,对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型α和Ⅲ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　　　　。 
1.比较达尔文的生物进化论与现代生物进化理论
2.明确隔离、物种形成与进化的关系
3.基因频率相关计算(1)通过基因型频率计算基因频率。基因频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率,例如:A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率;a的基因频率=aa的基因型频率+1/2Aa的基因型频率。(2)X染色体上基因频率的计算(以红绿色盲为例,相关基因用B、b表示,假设红绿色盲在男性中的发病率为7%)。
考向1　围绕生物进化理论,考查理解能力1.(2023·湖北卷)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
解析:甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异,导致两物种之间不会交叉传粉,对维持两物种生殖隔离具有重要作用;甲主要靠蛾类传粉,在蛾类多而蜂类少的环境下,甲有选择优势,但并不会导致A基因突变加快;基因库是指一个种群内所有个体的全部基因,将A基因引入甲植物种群(本身不含A基因)后,甲植物种群的基因库发生改变;若将A基因转入甲,其花颜色由白变紫,其他性状不变(释放的挥发物质没有改变),但对蛾类的吸引下降,对蜂类的吸引增强,推测花冠颜色为白色是吸引蛾类传粉的决定性因素,而不是释放的挥发物。
2.(2022·湖南卷)稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中,①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的生殖隔离机制,进行了种间交配实验,结果如表所示。下列叙述错误的是(　 　)
注:精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比。A.实验结果表明近缘物种之间也可进行交配B.生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关C.隔离是物种形成的必要条件D.②和③之间可进行基因交流
解析:由表格中的交配率结果可知,近缘物种之间也可进行交配。已知①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠,但从交配率和精子传送率来看,生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关。隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件。②与③的分布区域不重叠,故存在地理隔离;两者属于两个近缘物种,表中②和③交配精子传送率100%,但即使交配成功,由于存在生殖隔离,也不能产生可育后代,即不能进行基因交流。
(1)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异,甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果。(2022·浙江6月选考)(　 　)(2)自然选择加速了种群生殖隔离的进程。(2018·浙江4月选考)(　 　)(3)甲、乙两物种在某一地区共同生存了上百万年,甲以乙为食,则物种乙的存在与进化会阻碍物种甲的进化。(2018·海南卷)(　 　)
(4)下图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程,X、Y、Z表示生物进化的基本环节,Y是自然选择。(经典高考题)(　 　)
(5)(2022·广东卷)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白酶抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为 。
考向2　以基因频率变化为载体,考查演绎推理和解决问题能力3.(2022·广东卷)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。如图为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
解析:草食动物和白车轴草的种间关系为捕食,据题干信息“H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食”分析可知,草食动物是白车轴草种群进化的选择压力;根据曲线图可知,从市中心到市郊再到乡村,白车轴草种群中产HCN个体比例增加,说明城市化进程会影响白车轴草种群的进化;与乡村相比,市中心种群中产HCN个体比例小,即基因型为H—D—的个体所占比例小,故与乡村相比,市中心种群中h和d的基因频率更高;基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合,基因重组不会影响种群中H、D的基因频率。
4.(2022·海南卷)匍匐鸡是一种矮型鸡,匍匐性状基因(A)对野生性状基因(a)为显性,这对基因位于常染色体上,且A基因纯合时会导致胚胎死亡。某鸡群中野生型个体占20%,匍匐型个体占80%,随机交配得到F1,F1雌、雄个体随机交配得到F2。下列有关叙述正确的是(　 　)A.F1中匍匐型个体的比例为12/25B.与F1相比,F2中A基因频率较高C.F2中野生型个体的比例为25/49D.F2中a基因频率为7/9
解析:依题意,A基因纯合致死,个体的基因型为Aa,表现为匍匐性状,个体的基因型为aa,表现为野生性状。亲本中aa占20%、Aa占80%,则A基因频率=40%、a基因频率=60%,随机交配的F1中AA=16%、Aa=48%、aa=36%,其中AA个体死亡,则存活的F1中匍匐型个体(Aa)的比例为4/7,野生型个体(aa)的比例为3/7;由上述分析可推知,F1中A基因频率=2/7、a基因频率=5/7,F1雌、雄个体随机交配得到的F2中,AA=4/49(死亡)、Aa=20/49、aa=25/49,则存活的F2中匍匐型个体(Aa)的比例为4/9,野生型个体(aa)的比例为5/9,可计算F2中A基因频率=2/9、a基因频率=7/9,与F1相比,F2中A基因频率较低。
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滥用抗生素与“超级细菌”的形成
情境材料　超级细菌不是特指某一种细菌,而是泛指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌,它的准确称呼应该是“多重耐药性细菌”。这类细菌能对抗生素有强大的抵抗作用,能逃避被杀灭的危险。基因突变是产生超级细菌的根本原因。细菌耐药性的产生是临床上广泛应用抗生素的结果,而抗生素的滥用则加速了这一过程。抗生素的滥用使得处于平衡状态的抗菌药物和细菌耐药之间的矛盾被破坏,具有耐药能力的细菌也通过不断地进化与变异,获得针对不同抗菌药物耐药的能力,这种能力在矛盾斗争中不断强化,细菌逐步从单一耐药到多重耐药甚至泛耐药,最终成为超级细菌。
问题探究 (1)“超级细菌”产生抗生素耐药性的主要机理如图所示。据图可知,“超级细菌”产生耐药性的途径有哪些?
提示:通过(特异性或多重耐药)外排泵将抗生素排出细胞外,降低胞内抗生素浓度而表现出耐药性;通过对抗生素靶位点的修饰,使抗生素无法与之结合而表现出耐药性;通过抗生素失活酶使抗生素降解,使其失去功能而表现出耐药性。
(2)从现代生物进化理论的角度分析,“超级细菌”出现的原因。提示:基因突变使细菌产生耐药基因,抗生素的使用导致耐药菌生存和繁殖的机会增加,耐药性基因在细菌种群中的基因频率逐渐上升,最终形成“超级细菌”。
1.近年来,鲍曼不动杆菌对多种抗生素的耐药性正逐年升高。鲍曼不动杆菌侵入人体后能引起肺炎、伤口感染,并可进一步发展为菌血症。研究发现,鲍曼不动杆菌可通过外膜孔蛋白的减少、缺失或突变和药物作用靶位的改变获得对多种抗菌药物的耐药性。下列叙述错误的是(　 　)A.鲍曼不动杆菌在多种抗生素的选择作用下可使其耐药基因频率上升B.推测鲍曼不动杆菌外膜孔蛋白的缺失可能会导致其对抗生素的通透性下降C.抗生素引起药物作用靶位的相关基因定向突变,可导致药物与细菌的亲和力下降D.治疗耐药鲍曼不动杆菌感染时,应选择敏感性较高的抗菌药物
解析:抗生素能杀死没有抗生素抗性的鲍曼不动杆菌,使其耐药基因频率上升;鲍曼不动杆菌可通过外膜孔蛋白的减少、缺失或突变获得对多种抗菌药物的耐药性,推测鲍曼不动杆菌外膜孔蛋白的缺失可能会导致其对抗生素的通透性下降;基因突变是不定向的,抗生素不能使基因定向突变;治疗耐药鲍曼不动杆菌感染时,应选择敏感性较高的抗菌药物,从而达到较好的治疗效果。
2.(2023·福建泉州模拟)碳青霉烯类抗生素是治疗重症感染的一类药物。下表为该类抗生素在住院患者中的人均使用量及从患者体内分离得到的铜绿假单胞菌对该类抗生素的耐药率变化。下列相关叙述正确的是(　 　)
A.表中数据表明,铜绿假单胞菌个体的耐药能力持续增强B.铜绿假单胞菌抗药性的产生发生在使用抗生素之后C.住院期间,在患者的选择下铜绿假单胞菌发生了进化D.适时更换抗生素类型对于治疗细菌感染至关重要