专题8 生物的变异与进化（非选择题）-2025年高考生物二轮复习模块分练【新高考版】（含解析）

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1.与二倍体植株相比，多倍体植株常常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质的含量都有所增加。因此，人们常常采用人工诱导多倍体的方法来获得多倍体植株，培育新品种。请阅读下列资料，回答与育种有关的问题：
a.鲍文奎是中国八倍体小黑麦研究的创始人，他采用染色体加倍技术，利用异源六倍体普通小麦（AABBDD，2n=42）与黑麦（RR，2n=14）杂交，培育了异源八倍体小黑麦，在国际上处于领先地位。鲍文奎团队创造了小黑麦原始品系4700多个，培育出抗逆性强、蛋白质含量高的品种95个，八倍体小黑麦育种研究基本上解决了结实率和种子饱满度问题。其培育过程如图1所示。
b.目前，我国是世界上西瓜最大消费国和生产国，三倍体西瓜的细胞通常比二倍体的大，植株抗逆性强，在生产上具有很好的经济价值。将某二倍体西瓜（基因型为Aa)经过处理得到四倍体西瓜，以其为母本，用其他二倍体西瓜(基因型为aa)作父本进行杂交，将得到的种子种下去，就会长出三倍体西瓜。其培育过程如图2所示。
图1 图2
（1）异源八倍体小麦的配子中有_______________个染色体组，有_______________条染色体。
（2）图1中F1和图2中三倍体无子西瓜都是高度不育的，原因是_______________。图1和图2中人工诱导染色体数目加倍的方法有_______________（填两种）等，二者的作用原理是_______________。
（3）与普通小麦和黑麦相比，异源八倍体小黑麦抗逆性强、蛋白质含量高的原因可能是____________________________________________。
（4）图2中三倍体西瓜籽的基因型及比例为_______________。为鉴定四倍体植株细胞中染色体数目是否加倍，可首先取其幼嫩的芽尖，再按“固定→_____________→制片”等步骤正确操作后，制得四倍体植株芽尖的临时装片。最后选择处于中期的细胞进行染色体数目统计。
2.脆性X综合征（FXS）主要与X染色体上的FMRI基因5′端非编码区（基因中不编码蛋白质的部分）的CGG/GCC序列重复有关。如图是FMRI基因内（CGG），序列重复次数与表现型之间的关系图。回答下列问题：
（1）导致脆性X综合征出现的变异类型是_____。
（2）人体细胞中的FMRI基因内（CGG）n序列重复次数为55～200，会导致约20%女性表现原发性卵巢功能不足和40%男性成年后患有震颤/共济失调。据图从基因表达的角度解释上述表现型出现的原因：_____。
（3）某同学观察图甲后认为脆性X综合征的出现符合表观遗传。你认为该同学的观点是否合理？请判断并说明理由：_____。
（4）研究发现，不同的变异类型也会发生以智力障碍和发育畸形为特征的不同临床症状。在图乙所示的家庭中，致病基因是由单基因突变导致的（其中Ⅱ1不携带致病基因）。根据图乙判断，M家庭所患的遗传病的遗传方式是_____，依据是_____。若该病在男性人群中发病率为1%，则女性人群中携带者的基因频率为_____。
3.美国龙纹鳌虾1（染色体组组成A1A1）与美国龙纹螯虾2（染色体组组成A2A2）在德国的某个水族箱里结缘，二者交配后竟然成功产生了染色体组组成为A1A1A2的三倍体后代，称为大理石纹螯虾。大理石纹螯虾可以繁殖后代。回答下列问题：
（1）科学家检测大理石纹螯虾同源或者相同的染色体上相同位置上的基因的强度值，结果如图。推测三倍体产生的原因是美国龙纹螯虾1在进行减数分裂产生生殖细胞时，_____（填“MⅠ”或“MⅡ”）分裂异常。
（2）推测大理石纹螯虾_____（填“是”或“不是”）通过精卵结合的方式产生后代，请说明理由：_____。
（3）大理石纹鳌虾产生的后代有许多不同的花斑，这些花斑可以遗传。推测这种可遗传变异可能来自_____（填“基因突变”或“基因重组”）。实验发现：大理石纹螯虾与美国龙纹螯虾相比较，未出现新的基因，该结果_____（填“支持”或“不支持”）你的推测。
（4）科学家检测了三倍体大理石纹螯虾（a）与美国龙纹螯虾（b）细胞中的DNA甲基化水平（如图数据所示），说明不同大理石纹螯虾斑纹多样化的机理可能是（提示：DNA中某种基因的甲基化不改变基因的碱基序列但会抑制该基因的表达）_____。
（5）大理石纹螯虾繁殖速率快，其数量是其他螯虾的数倍之多，它身上还携带龙虾的瘟疫真菌。请推测：该种大理石纹螯虾，对于欧洲的原生龙虾来说会有什么影响：_____。可以说无性繁殖在进化中占绝对优势吗？请说明理由：_____。
4.亨廷顿舞蹈症（HD）患者是由于编码亨廷顿蛋白的基因（H基因）序列中的三个核苷酸（CAG）发生多次重复所致。
（1）某HD家系图（图甲）及每个个体CAG重复序列扩增后，电泳结果如图乙。
①据图甲判断HD是一种__________染色体遗传病。
②据图推测，当个体的所有H基因中CAG重复次数__________25次时才可能不患病。与Ⅰ-1比较，Ⅱ-1并未患病，推测该病会伴随__________呈渐进性发病。
③与Ⅰ-1比较，Ⅱ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-4、Ⅱ-5的H基因中CAG重复次数均有增加，这表明患者Ⅰ-1__________过程中异常H基因的重复次数会增加。
（2）由于缺乏合适的动物模型用于药物筛选，HD患者目前尚无有效的治疗方法。我国科学家利用基因编辑技术和体细胞核移植技术成功培育出世界首例含人类突变H基因的模型猪，操作过程如图丙。
①从可遗传变异类型来看，模型猪发生的变异是______________。
②筛选含有目的基因的体细胞，将细胞核移植到_________中，构建重组细胞，再将重组细胞发育来的早期胚胎移植到代孕母猪体内，获得子代F0，此过程体现出动物细胞核具有_________。
③将F0与野生型杂交得到F1，F1再与野生型杂交得到F2。在F0、F1、F2中，更适合作为模型猪的是F2个体，理由是__________________。
5.适应辐射现象表现为由一个祖先物种进化产生各种各样不同的新物种，从而适应不同的环境，形成一个同源的辐射状的进化系统，如图1所示。通常适应辐射可以分为3种基本类型：Ⅰ.环境性适应，指物种能够在不断变化的环境中生存，并分化出不同的物种：Ⅱ.普遍性适应，指物种建立了一种全新的特性或能力来适应新环境：Ⅲ.群岛化适应，指生物类群迁入到一系列相互隔离的生态系统中（如岛屿和山地），进面发生快速的适应性进化。请回答下列问题：
（1）适应辐射是______的结果，______等可遗传的变异是适应形成的必要条件之一。
（2）达尔文在加拉帕戈斯群岛发现的13种地雀就是适应辐射的产物，属于适应辐射中的______类型，这13种地雀的存在体现了生物______的多样性。
（3）以下属于适应辐射的有______（填序号）。
①蝙蝠以回声定位捕食猎物，而灯蛾科昆虫能发射超声波使其失灵
②高纬度和海拔较高地区的山地植物，体型普遍矮小，叶片表面密布绒毛
③起源于盾皮鱼的各种软骨鱼类和硬骨鱼类分别生活于各自的水环境中
④翼手目包括多种蝙蝠，有的吃花蜜和花粉，有的吃昆虫，还有的吸血和食鱼等
（4）为了探索鼠尾草属部分植物的适应辐射机制，科研小组对传粉者熊蜂的体长与鼠尾草花冠长度的关系进行研究，统计结果如图2所示。由图可知熊蜂的体长与花冠长度呈______（填“正相关”或“负相关”），该现象产生的原因可能是当体型大的熊蜂访问花冠______的花时，因受花冠口限制而导致______。还有部分鼠尾草属植物的传粉媒介从蜂类向鸟类转变，这说明植物、蜂类和鸟类在相互选择中______。
6.某时期，在一条大河的南岸的大块农田中发生某种甲虫的虫害，承包土地的农民起初在农田里喷洒某种杀虫剂R，取得较好的效果，但几年后又不得不以放养青蛙来代替喷洒农药。如图为在此时期内这种甲虫种群密度变化示意图，据图回答下列问题。
（1）从A点到B点，在施用杀虫剂的初期，害虫种群密度急剧下降，但仍有极少数个体得以生存，原因是_____。
（2）从B点到C点曲线回升的原因是这种抗药性的变异是可以_____的，通过一代代的积累，使害虫种群的抗药性增强了，在这个过程中，农药对害虫起_____作用，这是通过农药与害虫之间的_____实现的，农药对害虫所起作用的实质就是定向地改变害虫种群中的_____，向抗药性强的方向演化。
（3）如果A到D都为农药防治期，这说明在C点时，农民在使用农药时可能采取了某种措施，这种措施最可能是_____。
（4）若在这条大河的北岸也发现了与南岸的甲虫外形很相似的甲虫种群，将两岸甲虫放在一起饲养，发现这两个种群的甲虫可以交配并产生小甲虫，但小甲虫不育，这说明两个种群之间存在_____。
（5）大河南岸的马铃薯地和玉米地里分别都有这种甲虫种群，经检测发现它们的基因型共有5种，这反映了生物多样性中的_____多样性。
（6）某种群中EE、Ee、ee的基因型频率见下图，图中阴影部分表示繁殖成功率低的个体。则该种群经多代选择后三种基因型频率最可能是_____。
答案以及解析
1.答案：（1）4 ；28
（2）二者的生殖细胞减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育的配子低温、秋水仙素处理抑制纺锤体的形成，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
（3）八倍体小黑麦具有普通小麦和黑麦的遗传物质，遗传了双亲的优良性状（或八倍体小黑麦比普通小麦和黑麦有更多的染色体(遗传物质)，基因表达产物更多)
（4）AAa：Aaa：aaa=1：4：1解离→漂洗→染色
解析：(1)由图1可知:六倍体普通小麦的体细胞含有6个染色体组、42条染色体,黑麦的体细胞含有2个染色体组、14条染色体,二者杂交产生的F1的体细胞含有4个染色体组、28条染色体;经过人工诱导F1细胞中的染色体数目加倍,进而培育成的异源八倍体小黑麦的体细胞中含有8个染色体组、56条染色体。由此可推知:异源八倍体小黑麦通过减数分裂产生的配子中有4个染色体组,有28条染色体。
(2)图1中F1的体细胞含有的4个染色体组(ABDR)分别来源于不同的物种,图2中三倍体无子西瓜的体细胞含有3个染色体组,由于二者在形成生殖细胞的减数分裂过程中出现联会紊乱,不能形成可育的配子,所以图1中F1和图2中三倍体无子西瓜都是高度不育的。人工诱导染色体数目加倍的方法有低温处温、秋水仙素处理,都能抑制纺锤体的形成,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。
(3)八倍体小黑麦具有普通小麦和黑麦的遗传物质,遗传了双亲的优良性状(或八倍体小黑麦比普通小麦和黑麦有更多的染色体),导致基因表达产物更多,所以,与普通小麦和黑麦相比,异源八倍体小黑麦抗逆性强、蛋白质含量高。
(4)在图2中,将基因型为Aa的某二倍体西瓜经过处理后,得到的四倍体西瓜的基因型为AAaa,该四倍体西瓜产生的配子的基因型及其比例为AA:Aa:aa=1:4:1.基因型为的二倍体西瓜只产生一种基因型为a的配子,以该四倍体西瓜为母本,以基因型为aa的二信体西瓜作父本进行杂交,将得到的种子种下去,最终获得的三倍体西瓜籽的基因型及比例为AAa:Aaa:aaa=1:4:1.为鉴定四倍体植株细胞中染色体数目是否加倍,取其幼嫩的芽尖制作临时装片,其操作流程为:固定一解离→漂洗→染色一制片。
2.答案：（1）基因突变
（2）FMRI基因内（CGG）n序列重复次数为55~200，该基因转录的FMRI mRNA量增加，但FMRI mRNA翻译成的FMRP蛋白质量减少，从而引发部分男性和女性出现异常症状
（3）不完全合理，脆性X综合征患者的FMRI基因由于甲基化发生表达和表现型的改变，但无法获得患者亲代的FMRI基因的（CGG）n序列重复次数的信息
（4）伴X染色体隐性遗传；Ⅱ1和Ⅱ2正常，生有患病的Ⅲ1和Ⅲ2，说明该遗传病为隐性遗传病。由“Ⅱ1不携带致病基因”可知，Ⅱ1为显性纯合子。若该致病基因位于常染色体上，则Ⅱ1的子女均不患病，与事实不符，因此该致病基因位于X染色体上；1.98%
解析：（1）根据题意，人类脆性X综合征是由于X染色体上的FMRI基因中特定的CGG/GCC序列重复而导致的，可以推知出现脆性X综合征的变异类型是基因突变。
（2）分析图甲可知，当人体细胞中的FMRI基因内（CGG）n序列重复次数为55~200时，会导致细胞中相应的mRNA的量比正常人多，面FMRI基因编码的蛋白质比正常人少，从而引发部分男性和女性出现异常症状。
（3）表观遗传是生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象。由图甲可知，脆性X综合征患者的FMRI基因由于甲基化发生表达和表现型的改变，但由于无法获得患者亲代的FMRI基因的（CGG）n序列重复次数的信息，因此该同学的观点有合理之处，但也有不足的地方。
（4）由图乙可知，Ⅱ1和Ⅱ2正常，生有患病的Ⅲ1和Ⅲ2，说明该遗传病为隐性遗传病，由“Ⅱ1不携带致病基因”可知，Ⅱ1为显性纯合子，若该致病基因位于常染色体上，则Ⅱ1的子女均不患病，与事实不符，因此该致病基因位于X染色体上，综上所述，M家庭所患的遗传病的遗传方式是伴X染色体隐性遗传；设控制该病的基因用T、t表示，若该病在男性群体中发病率为1%，则Xt的基因频率为1%，XT的基因频率为99%，则女性人群中携带者的基因频率为2×1%×99%=1.98％。
3.答案：（1）MⅠ
（2）不是；大理石纹螯虾为三倍体，在减数分裂过程中染色体联会紊乱，不能产生可育的配子
（3）基因突变；不支持
（4）大理石纹螯虾细胞中的DNA甲基化水平较高，不同大理石纹螯虾细胞中不同基因的甲基化情况不同，抑制不同基因的表达
（5）通过与欧洲的原生龙虾竞争食物、空间等资源，传播瘟疫真菌等方式，使欧洲的原生龙虾大量死亡（合理即可）；不可以，无性繁殖速率在短时间内可能较快，但其不能产生大量可遗传变异，不能增加生物的多样性，不能为生物进化提供原始材料（合理即可）
解析：（1）科学家检测大理石纹螯虾相同或同源的染色体相同位置上的基因的强度值，出现了三个强度的峰值，说明大理石纹螯虾相同或同源的染色体相同位置上有三个不同的基因，推测三倍体产生的原因可能是美国龙纹螯虾1在进行减数分裂产生生殖细胞时，MⅠ分裂异常，两条同源染色体没有分离。若为MⅡ分裂异常，两条染色单体没有分离，大理石纹螯虾的两个A1染色体组上的基因是相同的（暂不考虑交叉互换），其峰值也应是相同的，会出现两个峰值。
（2）大理石纹螯虾为三倍体，在减数分裂过程中染色体联会紊乱，不能产生可育的配子，所以只能进行无性生殖。
（3）无性生殖过程中不会发生基因重组，但可以发生基因突变；实验发现，大理石纹螯虾与美国龙纹螯虾相比较，未出现新的基因，该结果不支持大理石纹螯虾的斑纹来源于基因突变的推测。
（4）比较三倍体大理石纹螯虾（a）与美国龙纹鳌虾（b）细胞中的DNA甲基化水平可知，大理石纹螯虾细胞中的DNA甲基化水平较高，结合题干信息“DNA中某种基因的甲基化会抑制该基因的表达”可推知，不同大理石纹螯虾细胞中不同基因的甲基化情况不同，抑制不同基因的表达，从而出现不同的斑纹。
（5）大理石纹螯虾通过与欧洲的原生龙虾竞争食物、空间等资源，传播瘟疫真菌等方式，使欧洲的原生龙虾大量死亡；无性繁殖速率在短时间内可能较快，但无性繁殖不能产生大量可遗传变异，不能增加生物的多样性，不能为生物进化提供原始材料，因此不能说无性繁殖在进化中占绝对优势。
4.答案：（1）①常染色体或伴X；②不超过；年龄增长；③减数分裂形成配子
（2）①基因突变；②去核卵母细胞；全能性；③随着繁殖代数增加，F2个体的H基因中CAG重复次数更多，发病更早或更严重
解析：本题综合考查遗传病的遗传方式、变异类型及核移植技术的知识。
（1）①图甲中父亲Ⅰ-1有病，而女儿Ⅱ-2正常，据此可确定该病一定不是伴X显性遗传病，也不是伴Y染色体遗传病，其可能是常染色体显性遗传病、隐性遗传病或伴X染色体隐性遗传病，即据图甲判断HD是一种常染色体或伴X染色体遗传病。②从图乙中可以看出所有患者中Ⅰ-1的重复次数最少，刚超过25次，而Ⅰ-2和Ⅱ-2重复次数为25次则不患病，故可确定当个体的所有H基因中CAG重复次数不超过25次时才可能不患病。与Ⅰ-1比较，Ⅱ-1并未患病，可能因其年龄尚小，故可推测该病会伴随年龄增长呈渐进性发病。③Ⅱ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-4、Ⅱ-5的H基因中CAG序列的重复次数都较Ⅰ-1高，这表明患者Ⅰ-1减数分裂产生配子的过程中H基因的重复次数会增加。
（2）①该变异为基因上碱基对的增添，即模型猪发生的变异是基因突变。②图丙中动物细胞核移植技术需将细胞核移植到去核卵母细胞中，动物细胞核移植过程中体现出动物细胞核具有全能性。③结合题意知，随着繁殖代数的增加，H基因中CAG重复次数会增加，CAG重复次数增加则会导致发病更早或更严重，所以F2个体更适合作为模型猪。
5.答案：（1）（长期）自然选择；突变和基因重组（或基因突变、基因重组和染色体变异）
（2）群岛化适应（或Ⅲ）；物种
（3）③④
（4）负相关；长；熊蜂无法完全进入花冠内吸取花蜜，从而影响传粉；协同进化
解析：（1）适应辐射的形成是（长期）自然选择的结果，突变和基因重组能为生物进化提供原材料，即突变和基因重组产生的可遗传变异是适应形成的必要条件之一。
（2）达尔文在加拉帕戈斯群岛发现的13种地雀就是适应辐射的产物，根据题中的信息可判断该适应辐射属于群岛化适应（Ⅲ）类型，这13种地雀已经成为不同的物种，因此它们的存在体现了生物的物种多样性。
（3）蝙蝠以回声定位捕食猎物，而灯蛾科昆虫能发射超声波使其失灵，该现象表现的是二者的协同进化，不属于适应辐射现象，①不符合题意；高纬度和海拔较高地区的山地植物，体型普遍矮小，叶片表面密布绒毛，该现象体现的是适应性，不属于适应辐射现象，②不符合题意；各种软骨鱼类和硬骨鱼类起源于共同的祖先一盾皮鱼，两类生物分别生活于各自的水环境中，这是适应辐射现象，③特合题意；翼手目包括多种蝙蝠，有的吃花蜜和花粉，有的吃昆虫，还有的吸血和食鱼，这些蝙蝠是由共同的祖先进化来的，属于适应辐射现象，④符合题意。故选③④。
（4）结合图示可知，熊蜂的体长与花冠长度呈负相关，该现象产生的原因可能是当体型大的熊蜂访问花冠长的花时，因受花冠口限制而导致熊蜂无法完全进入花冠内吸取花蜜，从而影响传粉。还有部分鼠尾草属植物的传粉媒介从蜂类向鸟类转变，这是植物、蜂类和鸟类在相互选择中协同进化的实例。
6.答案：(1)种群中有少数个体对杀虫剂具有抗性
(2)遗传；选择；生存斗争；基因频率
(3)更换杀虫剂的种类
(4)生殖隔离
(5)遗传(或基因)
(6)C
解析：解析：（1）从A点到B点，在施用杀虫剂的初期，由于变异是不定向的，某些害虫具有抗药性变异，故害虫种群密度虽急剧下降，但仍有极少数个体得以生存。
（2）由于这种抗药性变异是可以遗传的，使害虫种群的抗药性增加，种群数量增多。因此从B点到C点曲线回升。在这个过程中，农药对害虫起选择作用，这是通过农药与害虫之间的生存斗争实现的。而生物进化的实质是种群基因频率的改变。
（3）如果A到D为农药防治期，这说明在C点时，农民在使用农药时最可能采取的措施是改用了其他种类的农药，害虫种群中具有该药的抗性个体数少，而出现害虫大量死亡的现象。
（4）两个种群的甲虫可以交配并产生小甲虫，但小甲虫不育，说明了两种甲虫之间存在生殖隔离。
（5）甲虫种群基因型共有5种，反映了生物种群的基因多样性
（6）根据题意和图示分析可知，EE的个体繁殖成功率最低，其次是Ee，说明在选择过程中，EE和Ee的个体会越来越少，而ee的个体会越来越多。故选C。