专题07 遗传规律与变异的综合运用（知识解读+分类归纳+模考题组练）-高考生物二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）

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一、基础知识解读
二、基础知识分类归纳
【基础知识1】 细胞分裂
【基础知识2】 分离定律
【基础知识3】 自由组合定律
【基础知识4】 中心法则分析
【基础知识5】 遗传变异与育种
【基础知识6】 生物进化
三、最新模考题组练
PART 1 基础知识解读
遗传规律与变异是高考生物的重要考点。
1、遗传规律：（1）孟德尔定律的应用与计算：高考常考查根据亲代基因型推断子代基因型、表型及比例，或反之。如给出两对相对性状的亲本基因型，让考生计算F2中各种表型、基因型的比例及概率。还会结合遗传病系谱图，考查遗传病的遗传方式判断及发病概率计算，需考生熟练运用分离定律和自由组合定律的基本原理和方法。
（2） 特殊遗传现象：如不完全显性、共显性、致死现象、基因互作等。例如，某些植物花色遗传中，红花与白花杂交，F1为粉花，体现不完全显性；两对基因控制一对相对性状时，可能出现9:7、9:3:4等不同于9:3:3:1的特殊分离比，要求考生能根据题目信息，灵活运用遗传规律进行分析和推理。
（3）遗传实验设计：常要求考生设计实验判断基因的显隐性、基因在染色体上的位置等。比如通过正反交实验判断基因是位于常染色体还是性染色体上，或通过自交、测交实验判断某性状的遗传是否遵循孟德尔定律，考查考生对遗传规律的理解和实验设计、分析能力。
2、生物变异：（1）三种可遗传变异的特点与判断：高考会给出具体的变异现象或细胞图像，让考生判断属于哪种变异类型。如根据染色体形态、结构变化判断染色体结构变异，根据DNA序列变化判断基因突变，根据配子形成过程中染色体行为判断基因重组，同时要求考生掌握三种变异在变异本质、发生时期、遗传效应等方面的特点。
（2）变异与育种：以各种育种方法为背景，考查可遗传变异原理在育种中的应用。如杂交育种利用基因重组，单倍体育种、多倍体育种利用染色体变异，诱变育种利用基因突变，要求考生掌握不同育种方法的原理、操作过程、优缺点及应用实例，能根据育种目标选择合适的育种方法。
（3）变异与进化：考查可遗传变异为生物进化提供原材料的原理，以及变异在自然选择、种群基因频率改变等进化过程中的作用。如分析某种生物在特定环境下，基因突变或基因重组如何导致种群基因频率变化，进而推动生物进化，要求考生理解变异与进化的内在联系，能用相关理论解释生物进化现象。
PART 2 基础知识分类归纳
【基础知识1】细胞分裂
【典例分析1-1】（2024.湖北十堰模拟）某二倍体动物(2N＝4)的基因型为AaBbDd，其体内一个精原细胞(DNA链全部被32P标记)在含31P 的培养液中先进行一次有丝分裂，再进行减数分裂过程，形成的其中1个细胞的一对染色体发生如图1所示变化。图2是测定的该动物体内处于不同分裂时期的细胞①～⑦中染色体数与核DNA分子数的关系图。请据图回答下列问题。
(1)图1所属细胞的名称为__________________，图1中的四分体间交换了部分片段，互换片段之后的这个四分体中含32P的染色单体可能有________条。该精原细胞减数分裂结束时产生的8个子细胞中含有32P的细胞数目有__________个。
(2)图2中可发生同源染色体分离、非同源染色体自由组合的细胞是______(填序号)，细胞中DNA聚合酶活性高的细胞有________(填序号)，发生了着丝粒一分为二导致染色体数目加倍的细胞有________(填序号)。
解析：(1)由题图分析可知，图1所属细胞的名称为初级精母细胞。体内一个精原细胞(DNA链全部被32P标记)在含31P的培养液中先进行一次有丝分裂，每个DNA分子都是1条链被32P标记，另1条链被31P标记，再进行减数分裂过程，经过DNA复制后，一条染色体上有2个DNA分子，其中1个DNA分子都是被31P标记，另1个DNA分子1条链被32P标记，另1条链被31P标记，则互换片段之后的这个四分体中含32P的染色单体可能有2或3条，该精原细胞减数分裂结束时产生的8个子细胞中含有32P的细胞数目有4～8个。(2)同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在减数分裂Ⅰ，根据题图可知，图2中可发生同源染色体分离、非同源染色体自由组合的细胞是⑥；DNA复制时需要DNA聚合酶催化游离的脱氧核糖核苷酸连接到脱氧核糖核苷酸链上，故细胞中DNA聚合酶活性高的细胞有④⑤；发生了着丝粒一分为二导致染色体数目加倍的细胞有③⑦。
答案：(1)初级精母细胞 2或3 4～8 (2)⑥ ④⑤ ③⑦
【提分秘籍】
1.①域数分裂中染色体数目减半发生在减数分裂I。
②基因的分离定律、自由组合定律都发生在减数分裂I的后期。
③着丝粒分开的时间是减数分裂II的后期。
2.减数分裂1与藏数分裂II之间通常没有(有、没有)间期，或者间期时间很知，染色体不复制(复制、不复制)。
3.四分体中的同源染色体的非姐妹染色单体 之间可能发生缠绕，并交换相应的片段发生交叉互换，这种变异属于基因重组,因而一个精原细胞最多可以形成4种不同的精子。不发生互换的情况下，一个卵原细胞能形成1种卵细胞，一个精原细胞能形成2种精细胞。
4.减数分裂没有(有、没有)细胞周期，无丝分裂没有(有、没有)细胞周期。精子的变形不属于(属于、不属于)减数分裂。
5.在受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，与此同时，卵细胞细胞膜会发生:复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。精子细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会和在一起。受精卵中的遗传物质多数母方(多数母方、多数父方、父母各半)，染色体父母各半 (多数母方、多数父方、父母各半)，细胞核中的DNA父母各半(多数母方、多数父方、父母各半)。
6.对进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
【典例分析1-2】（2023.广东广州模拟）图甲表示基因型为AaBb的某高等雌性动物处于细胞分裂不同时期的图像，图乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线，图丙表示该动物形成生殖细胞的过程图解，图丁表示该动物某细胞中染色体与基因的位置关系。请据图分析回答下列问题。
(1)在不考虑变异的情况下，图甲中可能含有等位基因的细胞有________。
(2)在细胞分裂过程中，细胞中染色体数暂时加倍处在图乙中的______(填标号)阶段。图甲中E细胞所处的分裂时期属于图乙中的______(填标号)阶段。
(3)图丁对应图丙中的______细胞(选填“①”“②”或“③”)，细胞Ⅳ的基因组成是________。
解析：(1)在不考虑变异的情况下，图甲中可能含有等位基因的细胞有ABD。(2)图乙中，细胞中染色体数暂时加倍处在图乙中的③⑥阶段。图甲中E细胞所处的分裂时期属于图乙中的②阶段。(3)图丁为处于减数分裂Ⅱ后期，对应图丙中的②细胞。②细胞的基因组成为AAbb，细胞Ⅳ为卵细胞，其基因组成是aB。
答案：(1)ABD (2)③⑥ ② (3)② aB
【典例分析1-3】（2024.湖北仙桃模拟）酵母菌在有丝分裂过程中可能会发生染色体分离错误，导致子代细胞增加或减少部分甚至整条染色体，这种现象称为非整倍体化。下图为有丝分裂过程中染色体与中心体的几种连接方式示意图。请据图回答相关问题。
(1)酵母菌中心体的复制发生在________期，该时期细胞中发生的主要变化是______________________________。
(2)图中细胞处于有丝分裂的______期，染色体与核DNA数目比例为______。正常情况下，每条染色体的____________两侧，都有星射线附着，星射线牵引着染色体运动，使其排列在赤道板上。
(3)能保证染色体精确地平均分配到两个子细胞中的是图______(填字母)，可能造成子细胞中出现非整倍体的是图____________(填字母)。
解析：(1)酵母菌中心体的复制发生在间期，该时期细胞中发生的主要变化是DNA复制后数目加倍。(2)图中细胞处于有丝分裂的中期，此时每条染色体都有两个DNA分子，故染色体与核DNA数目比例为1∶2。正常情况下，每条染色体的着丝粒两侧，都有星射线附着，星射线牵引着染色体运动，使其排列在赤道板上。(3)图A两侧都有中心体，且只有1个，到达两极后发出星射线各自牵引一条染色体到达两极，故图A能保证染色体精确地平均分配到两个子细胞。图B、C、D由于染色体和中心体连接方式错误，会发生染色体分离错误，出现非整倍体化，故可造成子细胞中出现非整倍体的是图B、C、D。
答案：(1)间 DNA复制后数目加倍 (2)中 1∶2 着丝粒 (3)A B、C、D
【典例分析1-4】（2024.四川模拟）脑缺血会引起局部脑神经缺氧导致轻度受损，甚至造成脑神经细胞死亡而产生不可逆损伤，最终导致患者永久性残疾甚至死亡。骨髓基质细胞(M)是存在于骨髓中具有多种分化潜能的干细胞，它可以诱导生成心肌细胞、成骨细胞、神经细胞等。运用干细胞疗法有可能实现对缺血坏死神经结构与功能的修复和重建，将成为缺血性脑损伤治疗的有效策略。
(1)脑缺血所导致的神经细胞死亡属于______________________(填“细胞凋亡”或“细胞坏死”)。
(2)干细胞的主要特点有__________________________________。M可通过________________，增加神经细胞的数量和种类，在脑缺血的治疗中发挥作用。
(3)研究发现，M的线粒体可转移到缺氧损伤脑神经细胞(N)中，实现细胞供能机制的修复。为进一步探究M的线粒体转移对N的影响，进行了如下实验：
①第3组为正常对照组，请将实验补充完整：____________________。
②检测得到各组神经细胞内的ATP水平相对值如图。
由图分析比较可知，第1组神经细胞内ATP水平____________正常水平，第2组在实验中起______________作用。
③根据上述实验结果，推测M对脑缺血损伤后恢复的可能作用机制为__________________________________________________。
解析：(1)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，而细胞坏死是由外界不利因素引起的细胞被动死亡，因此脑缺血所导致的神经细胞死亡属于细胞坏死。(2)干细胞的主要特点有分裂能力强，全能性高，具有分化成其他各种细胞甚至完整个体的潜能。M可通过增殖来增加细胞的数量，通过分化来增加细胞的种类。(3)该实验的目的是探究M的线粒体转移对N的影响，该实验的自变量是培养基是否含有M线粒体以及脑神经细胞是否正常。①第3组为正常对照组，则培养的应该是正常脑神经细胞。②第3组的ATP水平属于正常水平，则第1组神经细胞内ATP水平高于正常水平；第2组在实验中起对照作用。③根据上述实验可知，M的线粒体转移可提高N的ATP水平，由此可推测M对脑缺血损伤后恢复的机制为M的线粒体可转移到脑缺血神经细胞中，增加损伤细胞中线粒体数量，使有氧呼吸加强产生更多ATP，为损伤细胞修复提供充足的能量。
答案：(1)细胞坏死 (2)分裂能力强，全能性高，具有分化成多种细胞甚至完整个体的潜能 增殖和分化 (3)①正常脑神经细胞 ②高于 对照 ③M的线粒体可转移到脑缺血神经细胞中，增加损伤细胞中线粒体数量，使有氧呼吸加强产生更多ATP，为损伤细胞修复提供充足的能量
【提分秘籍】
1.无丝分裂:分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，有(有、没有) DNA的复制，没有(有、没有)核膜、核仁的消失和重建，如蛙的红细胞。
2.癌细胞中遗传物质是(是、否)发生了改变。
3.细胞不能无限长大的原因:细胞的表面积与体积比，细胞的核质比，限制了细胞的无限长大。
4.细胞越小其相对表面积越大(越小、不变、越大)，物质运输效率就越高(低、不变、高)。
5. 细胞不是越小越好，原因是细胞体积的最小限度，是由完成细胞功能所必需的基本结构( 如核糖体)和物质(如酶)所需要的空间决定。
6. 细胞分裂期蛋白质合成很少，原因是分裂期染色体中的DNA高度螺旋化，不容易解旋，无法转录。
【基础知识2】分离定律
【典例分析2-1】（2024.湖南长沙模拟）紫罗兰花是两性花，其单瓣花和重瓣花是一对相对性状，由一对等位基因A、a控制。研究人员用一株单瓣紫罗兰进行遗传实验，实验过程及结果如图，请回答下列问题。
(1)________为显性性状，判断的依据是___________________________。
(2)单瓣紫罗兰自交，F1、F2都出现单瓣和重瓣，且比例均为1∶1。对此现象，同学们做出了不同的假设。
①甲同学认为：出现上述现象是因为杂合子致死导致的。你认同这种说法吗？____________，请说明理由：_______________________________________________。
②乙同学认为：紫罗兰产生的雌配子育性正常，但带有A基因的花粉致死。于是他设计了两组实验验证假设，其中第一组以单瓣紫罗兰为母本，重瓣紫罗兰为父本进行杂交，第二组以____________为母本，____________为父本进行杂交，并预期实验结果：若第一组子代出现单瓣花和重瓣花，且比例为________，第二组子代____________，则证明乙同学的假设是正确的。
解析：(1)根据题意和图示分析可知，F1单瓣紫罗兰自交，F2出现性状分离，说明单瓣花为显性性状，实验中F1单瓣紫罗兰的基因型为Aa。(2)①单瓣紫罗兰自交，F1、F2都出现单瓣和重瓣，且比例均为1∶1，该现象不可能是杂合子致死导致的。若杂合子致死成立，则单瓣紫罗兰均为纯合子，其自交后代不会发生性状分离，故不认同甲同学的说法。②若要证明紫罗兰产生的雌配子育性正常，但带有A基因的花粉致死，则可设计正反交实验进行验证。单瓣紫罗兰(Aa)为母本，重瓣紫罗兰(aa)为父本进行杂交为正交，若紫罗兰产生的雌配子育性正常，但带有A基因的花粉致死，则后代出现1∶1的性状分离比；以单瓣紫罗兰为父本(Aa)，重瓣紫罗兰(aa)为母本进行杂交为反交，若紫罗兰产生的雌配子育性正常，但带有A基因的花粉致死，则父本只能产生含a的雄配子，后代表型全为重瓣紫罗兰。
答案：(1)单瓣花 单瓣紫罗兰自交发生了性状分离 (2)①不认同 若杂合子致死成立，则单瓣紫罗兰均为纯合子，其自交后代不会发生性状分离 ②重瓣紫罗兰 单瓣紫罗兰 1∶1 表型全为重瓣紫罗兰
【典例分析2-2】 (2024·辽宁丹东模拟)水稻的非糯性和糯性是一对相对性状，受B、b这对等位基因控制。非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘液变蓝黑色，而糯性花粉中所含的淀粉为支链淀粉，遇碘液变橙红色。请回答下列问题。
(1)用非糯性水稻与隐性个体测交，子代中非糯性∶糯性＝1∶1，则该株水稻的基因型为________。
(2)为进一步验证B、b这对等位基因控制的性状的遗传遵循分离定律，可用该株非糯性水稻作为材料进行________实验，实验结果为____________________________________；还可以取该植株的花粉，滴加碘液，染色结果为___________________________，也可证明该对等位基因控制的性状的遗传遵循分离定律。
某种扇贝具有不同的壳色(相关基因用D/d表示)，科研人员采用杂交的方法对壳色的遗传规律进行了研究，实验过程如下：
实验1：橘黄色与枣褐色个体杂交，F1全部为橘黄色；
实验2：实验1的F1与枣褐色个体杂交，后代橘黄色∶枣褐色＝1∶1；
实验3：橘黄色与橘黄色个体杂交，后代橘黄色∶枣褐色＝3∶1。
(3)上述实验中能够判断壳色性状的显隐性关系的是______________，显性性状是________。
(4)实验2为________实验，根据孟德尔遗传规律，后代橘黄色∶枣褐色＝1∶1的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)橘黄壳色深受人们青睐。实验3的橘黄色后代中，能稳定遗传的个体占________。若某种药物能够导致含有D基因的精细胞失活，请用遗传图解的方式表示该药物对实验3结果的影响。
解析：(1)非糯性个体与隐性纯合子(bb)杂交，杂交后代表现为非糯性∶糯性＝1∶1，说明亲本非糯性是杂合子，其基因型是Bb。(2)如果B、b这对等位基因控制的性状的遗传遵循分离定律，则基因型为Bb的水稻产生的配子类型及比例是B∶b＝1∶1，基因型为Bb的植株自交后代的基因型是BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，其中BB、Bb表现为非糯性，bb表现为糯性，非糯性∶糯性＝3∶1；由题意可知，非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘液变蓝黑色，而糯性花粉中所含的淀粉为支链淀粉，遇碘液变橙红色，因此也可以用花粉鉴定法进行验证，如果取该植株的花粉，滴加碘液，蓝黑花粉∶橙红花粉＝1∶1，也可证明该对等位基因控制的性状的遗传遵循分离定律。(3)实验1中橘黄色与枣褐色个体杂交，F1全部为橘黄色，说明显性性状是橘黄色；实验3中橘黄色与橘黄色个体杂交，后代橘黄色∶枣褐色＝3∶1，说明显性性状是橘黄色，故上述实验中能够判断壳色性状的显隐性关系的是实验1和实验3。(4)实验2后代橘黄色∶枣褐色＝1∶1，为测交实验，后代橘黄色∶枣褐色＝1∶1 的主要原因是实验1中F1个体的基因型为Dd，产生的配子种类及比例为D∶d＝1∶1。(5)实验3中，橘黄色和橘黄色个体杂交，后代橘黄色∶枣褐色＝3∶1，说明亲本均为杂合子Dd，子代基因型及比例为DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，橘黄色后代中，能稳定遗传的个体占1/3。若某种药物能够导致含有D基因的精细胞失活，则父本只产生d配子，母本产生两种配子，比例为1∶1，遗传图解见答案。
答案：(1)Bb (2)自交 子代中的非糯性水稻∶糯性水稻＝3∶1 蓝黑色花粉∶橙红色花粉＝1∶1 (3)实验1和实验3 橘黄色 (4)测交 F1个体产生配子时等位基因分离，产生比例为1∶1的两种配子
(5)1/3
【提分秘籍】
1.孟德尔通过两对相对性状的杂交实验，揭示了基因的自由组合定律，该实验中，F产生的雌配子和雄配子各有4种，数量比接近1:1:1:1，F1共有9种基因型和4种表型，表型的数量比接近 9:3:3:1，其中能稳定遗传的个体占F1总数的1/4。F2中重组性状占 3/8 ，若亲本为纯合黄皱和绿圆，则F1中重组性状占5/8。
2.测交实验证明了F,在形成配子时，不同对的遗传因子是自由组合的。
3.基因的自由组合定律的内容是:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是(是、不是)互不干扰的;在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
【基础知识3】自由组合定律
【典例分析3-1】(2024·四川凉山模拟)某自花传粉植物的红花/白花、高茎/矮茎这两对相对性状各由一对等位基因控制，A/a表示控制花颜色的基因、B/b表示控制茎高度的基因，这两对等位基因独立遗传。现有该种植物的甲、乙两植株，甲自交后，子代均为白花，但有高茎和矮茎性状分离；乙自交后，子代均为矮茎，但有红花和白花性状分离。回答下列问题。
(1)据题干信息推测，植株甲可能的基因型是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)进一步实验研究，最终确定红花和高茎为显性性状，则乙的表型是____________，基因型是____________。若将甲与乙杂交的F1中的红花植株拔掉1/3，然后F1自交得F2，则F2中的高茎植株的比例是____________。
(3)请以甲和乙为材料，设计杂交实验，验证A/a与B/b基因遵循基因自由组合定律。
实验步骤：
让甲和乙杂交得F1，取F1中的红花高茎____________，统计F2的表型及其比例。
预期结果：______________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(2)结合题干信息分析可知，植株乙花色基因杂合，株高基因纯合。又因为红花和高茎为显性，而子代全为矮茎，可知乙的表型为红花矮茎，基因型为Aabb，同理可知，甲为aaBb。因为两对基因独立遗传，所以拔掉1/3红花植株对茎高的遗传不构成影响。亲本为Bb和bb，F1为Bb∶bb＝1∶1，F1自交得到的F2中高茎植物的比例是1/2×3/4＝3/8。(3)亲本基因型分别为Aabb和aaBb，杂交产生的红花高茎为双杂合AaBb，其余个体为红花矮茎Aabb、白花高茎aaBb、白花矮茎aabb。验证自由组合定律可用双杂合AaBb自交，后代表型比例为9∶3∶3∶1；双杂合AaBb与白花矮茎aabb测交，后代表型比例为1∶1∶1∶1；双杂合AaBb与一隐一杂个体(红花矮茎Aabb、白花高茎aaBb)杂交，后代表型比例为3∶3∶1∶1。
答案：(1)AABb或aaBb (2)红花矮茎 Aabb 3/8 (3)方案一：实验步骤：自交 预期结果：红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎＝9∶3∶3∶1
方案二：实验步骤：与白花矮茎杂交 预期结果：红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎＝1∶1∶1∶1
方案三：实验步骤：与红花矮茎杂交 预期结果：红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎＝3∶3∶1∶1
方案四：实验步骤：与白花高茎杂交 预期结果：红花高茎∶白花高茎∶红花矮茎∶白花矮茎＝3∶3∶1∶1
【典例分析3-2】（2024.湖北黄冈模拟）某水稻的宽叶(A)对窄叶(a)为显性，花粉粒非糯性(E)对花粉粒糯性(e)为显性，花粉粒长形(R)对圆形(r)为显性。非糯性花粉遇碘变蓝黑色，糯性花粉遇碘呈橙红色，现用品种甲(aaeerr)、乙(aaEERR)、丙(AAeeRR)、丁(AAEErr)进行杂交实验。回答下列问题。
(1)若三对基因独立遗传，甲与丁的杂交后代产生的配子基因型及比例为________________________________。若利用花粉鉴定法来验证基因自由组合定律，可选用的亲本组合为________________。
(2)为探究基因R、r和A、a的位置关系，研究人员做了以下杂交实验：让甲与丙杂交产生F1，F1与甲回交，观察并统计后代的表型及比例。请写出可能的实验结果与评论(不考虑交叉互换)：____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)除以上让F1与甲回交的方法外，还可采用____________的方法探究基因R、r和A、a的位置关系，请写出可能的结果与结论：_______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)甲与丁的杂交后代基因型为AaEerr，若三对基因独立遗传，则遵循自由组合定律，故基因型为AaEerr的个体会产生四种类型的配子：AEr∶aEr∶Aer∶aer，比例为1∶1∶1∶1；若利用花粉鉴定法来验证基因的自由组合定律，由于花粉的形状显微镜可见，花粉糯性非糯性遇碘变色可见，故可选用基因型为EeRr个体的花粉验证，故可选用的亲本组合为甲×乙、丙×丁。(2)甲与丙杂交产生的F1基因型为AaeeRr，F1与甲(aaeerr)回交，可能的情况如下：①若A、a与R、r位于同一对同源染色体上，则回交后代中只有两种表型，且比例为1∶1；②若基因A、a与R、r不在同一对同源染色体上，则后代有四种表型，且比例为1∶1∶1∶1。(3)除以上让F1与甲回交的方法外，还可采用F1自交的方法探究基因R、r和A、a的位置关系，可能的结果与结论：①若自交后代中只有两种表型，且比例为3∶1，则基因A、a与R、r位于同一对同源染色体上；②若自交后代有四种表型，且比例为9∶3∶3∶1，则基因A、a与R、r不在同一对同源染色体上。
答案：(1)AEr∶aEr∶Aer∶aer＝1∶1∶1∶1 甲×乙、丙×丁 (2)如果回交后代中只有两种表型，且比例为1∶1，则基因A、a与R、r位于同一对同源染色体上；如果回交后代有四种表型，且比例为1∶1∶1∶1，则基因A、a与R、r不在同一对同源染色体上 (3)F1自交 若自交后代中只有两种表型，且比例为3∶1，则基因A、a与R、r位于同一对同源染色体上；若自交后代有四种表型，且比例为9∶3∶3∶1，则基因A、a与R、r不在同一对同源染色体上
【典例分析3-3】（2024.山东济南调研）果蝇的性状表型极其丰富，有较多的突变类型，并且有很多易于分析的遗传特征，这也是奠定果蝇在遗传学中重要地位的一个主要原因。果蝇的体细胞中有4对同源染色体，其中3对为常染色体，1对为性染色体。现有多只红眼雌果蝇(控制果蝇红眼和白眼的基因分别是A、a)，雌果蝇的卵原细胞经减数分裂可以形成卵细胞。回答下列问题。
(1)在该卵原细胞减数分裂Ⅰ的前期可观察到的染色体的行为是________________________；在减数分裂Ⅱ过程中，次级卵母细胞中含有的染色体数最多为_________条。
(2)若多只红眼雌果蝇与红眼雄果蝇分别杂交，F1中有少量的白眼果蝇出现，且白眼果蝇均为雄性，占子代的比例为1/8，由此推测这些红眼雌果蝇的基因型(纯合子与杂合子)及比例为__________________。若利用F1的白眼雄果蝇与某只红眼雌果蝇杂交，子代中的雌雄果蝇均有红眼和白眼，则该红眼雌果蝇的基因型为_________。
(3)设计果蝇杂交实验，验证(2)中控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上，若选择纯合白眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇正交，则反交应选择_________________________________进行杂交。两次杂交后代表型分别为______________________________________________，可证明控制眼色的基因只位于X染色体上。
解析：(1)卵原细胞减数分裂Ⅰ的前期发生同源染色体联会，形成四分体。果蝇体细胞染色体数目为8条，在减数分裂Ⅱ后期，次级卵母细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数变成8条。(2)红眼雌果蝇基因型为XAXA或XAXa，红眼雄果蝇基因型为XAY。F1中有少量的白眼果蝇出现，说明亲本红眼雌果蝇两种基因型都有。假设亲本红眼雌果蝇为Q份XAXA和(1－Q)份XAXa，则后代白眼雄果蝇占比为1/4(1－Q)＝1/8，Q＝1/2，则亲本红眼雌果蝇的基因型及比例为XAXA∶XAXa＝1∶1。若利用F1的白眼雄果蝇与某只红眼雌果蝇杂交，子代中的雌雄果蝇均有红眼和白眼，则该红眼雌果蝇的基因型为XAXa。(3)控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上，若选择纯合白眼雌果蝇(XaXa)与纯合红眼雄果蝇(XAY)正交，则反交应选择纯合红眼雌果蝇和(纯合)白眼雄果蝇。正交子代中雌性果蝇均为红眼，雄性果蝇均为白眼；反交子代中雌雄果蝇均为红眼。可证明控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上。
答案：(1) 同源染色体联会，形成四分体 8
(2) XAXA∶XAXa＝1∶1 XAXa (3) 纯合红眼雌果蝇和(纯合)白眼雄果蝇 正交子代中雌性果蝇均为红眼，雄性果蝇均为白眼；反交子代中雌雄果蝇均为红眼
【典例分析3-4】（2023.上海浦东模拟）果蝇是研究遗传实验的经典模式生物。已知等位基因A、a控制果蝇翅型中卷翅与正常翅，等位基因B、b控制眼型中大眼与小眼(大眼为显性性状，且等位基因B/b位于常染色体上)。为了研究这两对相对性状的遗传机制(不考虑基因位于X、Y染色体同源区段情况)，实验小组选择卷翅大眼雌果蝇与正常翅小眼雄果蝇杂交，得到F1雌果蝇正常翅大眼∶正常翅小眼＝1∶1，雄果蝇卷翅大眼∶卷翅小眼＝1∶1。请分析回答下列问题。
(1)果蝇卷翅和正常翅相对性状中，显性性状为____________。两对等位基因A/a与B/b在遗传中____________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。荧光原位杂交的方法也可以快速准确判定控制两对相对性状的基因是否遵循基因的自由组合定律，已知等位基因A和a被标记为黄色，B和b被标记为绿色，对亲本雄果蝇四分体时期的细胞进行荧光标记后在荧光显微镜下观察，记录四分体中荧光的颜色和数量。若控制翅型和眼型这两对相对性状的基因遗传遵循基因的自由组合定律，则会有一个四分体中出现__________个黄色荧光点，另一个四分体出现____________个绿色荧光点。
(2)让F1雌、雄果蝇相互交配，则F2果蝇的表型及比例为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若F1雌、雄果蝇相互交配，F2果蝇的表型及比例为正常翅大眼∶正常翅小眼∶卷翅大眼∶卷翅小眼＝2∶3∶2∶3，则原因可能是____________________________________(仅考虑某种基因型受精卵致死情况)。请以F2果蝇为实验材料，设计杂交实验证明该原因，简要写出实验方案和预期结果：____________________________________。
解析：(1)只考虑翅型，亲代雌果蝇为卷翅，雄果蝇为正常翅，F1雌果蝇全是正常翅，雄果蝇全是卷翅，说明正常翅是显性性状，基因位于性染色体上，据题意可知，等位基因B、b控制眼型中大眼与小眼，基因位于常染色体上，两对基因位于两对同源染色体上，说明遵循基因的自由组合定律。亲代卷翅大眼雌果蝇(B_XaXa)与正常翅小眼雄果蝇(bbXAY)杂交，得到F1雌果蝇正常翅大眼∶正常翅小眼＝1∶1，雄果蝇卷翅大眼∶卷翅小眼＝1∶1，因此亲代基因型为BbXaXa和bbXAY，亲本雄果蝇四分体时期基因型为bbbbXAXAYY，控制翅型和眼型这两对相对性状的基因的遗传遵循基因的自由组合定律，因此bbbb所在染色体形成一个四分体，XAXAYY形成另外一个四分体，等位基因A和a被标记为黄色，B和b被标记为绿色，因此一个四分体中出现2个黄色荧光点，另一个四分体出现4个绿色荧光点。(2)据分析可知，亲代基因型为BbXaXa和bbXAY，两对等位基因遵循基因的自由组合定律，可以用分离定律解自由组合定律，只考虑翅型，F1雌、雄果蝇基因型为XAXa、XaY，F1雌、雄果蝇相互交配，F2果蝇正常翅(XAXa、XAY)∶卷翅(XaXa、XaY)＝1∶1；只考虑眼型，F1雌、雄果蝇基因型都为1/2Bb、1/2bb，都能产生1/4B和3/4b，F1雌、雄果蝇相互交配，F2果蝇小眼(bb)为3/4×3/4＝9/16，大眼(B_)为1－9/16＝7/16，两对综合考虑，F2果蝇的表型及比例为正常翅大眼∶正常翅小眼∶卷翅大眼∶卷翅小眼＝7∶9∶7∶9。(3)据(3)分析可知，只考虑眼型，F1雌、雄果蝇基因型都为1/2Bb、1/2bb，都能产生1/4B和3/4b，F1雌、雄果蝇相互交配，F2果蝇BB∶Bb∶bb＝1∶6∶9，若F2果蝇的表型及比例为大眼∶小眼＝2∶3＝6∶9，说明基因型为BB的果蝇致死。设计杂交实验证明基因型为BB的果蝇致死，可以从F2果蝇中选择表型为大眼的雌、雄个体相互交配，观察后代的表型和比例，因为BB致死，子代的表型及比例为大眼∶小眼＝2∶1。
答案： (1)正常翅 遵循 2 4 (2)正常翅大眼∶正常翅小眼∶卷翅大眼∶卷翅小眼＝7∶9∶7∶9 (3)基因型为BB的果蝇致死 实验方案：从F2果蝇中选择表型为大眼的雌、雄个体相互交配，观察后代的表型和比例。预期结果：子代的表型及比例为大眼∶小眼＝2∶1
【典例分析3-5】（2024.石家庄迁安模拟）果蝇的灰身和黑身这对相对性状的基因位于常染色体上，用B、b来表示；红眼和白眼这对相对性状的基因位于X染色体上，用D、d来表示。某生物兴趣小组选用一对雌雄果蝇杂交，F1的表型及比例为灰身红眼∶黑身红眼∶灰身白眼∶黑身白眼＝6∶2∶3∶1。请回答下列问题。
(1)若欲测定果蝇基因组的序列，需对____________条染色体进行DNA测序。
(2)根据题干中F1的表型和比例，可推知亲代父本和母本的基因型为____________。
(3)通过进一步研究发现，F1中出现异常分离比的原因是其中某一亲本的一条X染色体上出现一个突变基因(n)，含该基因的纯合子在胚胎期间死亡。请分析判断存在该突变基因的亲本是____________(填“母本”或“父本”)。该亲本基因型为________。
(4)现欲从F1中选出不携带突变基因(n)的红眼雌果蝇用于后续的研究，需用F1中的红眼雌果蝇与____________杂交，观察后代的表型和比例，若____________________________，则该果蝇即是所需果蝇；若____________________________，则不是所需果蝇。
(5)该生物兴趣小组又用红眼雌蝇(XDnXd)和红眼雄蝇(XDY)做杂交实验，在F1中偶然发现染色体组成为XO的雄果蝇，后续研究发现是亲本精子形成过程中发生染色体异常分离，推断染色体异常分离发生在减数分裂____________过程中，该果蝇的基因型是________________________________________________________________________。
解析：(1)果蝇是二倍体的雌雄异体生物，染色体共8条，若欲测定果蝇基因组的序列，其中6条常染色体只需测一半即可，但X和Y染色体都需要测定，故共需对3＋1＋1＝5条染色体进行DNA测序。(2)根据题干中F1的表型和比例，可推知灰身对黑身为显性，红眼对白眼是显性，由于后代出现性状分离，且分离比分别为3∶1和2∶1，则亲代父本和母本的杂交组合为BbXDXd×BbXDY。(3)通过进一步研究发现，F1中出现异常分离比的原因是其中某一亲本的一条X染色体上出现一个突变基因(n)，含该基因的纯合子在胚胎期间死亡。由于父本只有一条X染色体，如果是父本携带该基因，则父本在胚胎期间会死亡，故携带该基因的亲本应是母本，其基因型为BbXDnXd，当其传给后代雄性果蝇时，由于只有一条X，则纯合致死，故后代红眼∶白眼＝2∶1，其中有1/3的红眼果蝇死亡。(4)用F1红眼雌果蝇(XDnXD或XDXd)与白眼雄果蝇(XdY)杂交，如果该果蝇是所需果蝇(XDXd)，则后代的表型及比例为红眼雌蝇∶白眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇＝1∶1∶1∶1；如果该果蝇不是所需果蝇(XDnXD)，后代中基因型为XDnY的雄果蝇胚胎期间死亡，因此后代的表型及比例为红眼雌蝇∶红眼雄蝇＝2∶1。(5)红眼雌蝇(XDnXd)和红眼雄蝇(XDY)杂交，在F1中出现染色体组成为XO的雄果蝇，即只有X染色体，由于基因型为XDnO的个体不能存活，故该雄果蝇的基因型为XdO。基因型为XDY 的父本如果在减数分裂Ⅰ发生染色体异常分离，X染色体和Y染色体移向细胞同一极，则会产生没有性染色体的精子，基因型为XDY的父本如果在减数分裂Ⅱ发生染色体异常分离，则X和X染色体移向细胞同一极，或Y和Y染色体移向细胞同一极，都会产生没有性染色体的精子，故染色体异常分离既可以发生在减数分裂Ⅰ，也可以发生在减数分裂Ⅱ。
答案：(1)5 (2)BbXDXd、BbXDY (3)母本 BbXDnXd (4)白眼雄果蝇 红眼雌蝇∶白眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇＝1∶1∶1∶1(或红眼雌蝇∶红眼雄蝇＝1∶1) 红眼雌蝇∶红眼雄蝇＝2∶1 (5)Ⅰ或Ⅱ XdO
【基础知识4】中心法则分析
【典例分析4-1】（2024.山西大同模拟）朊病毒(PrPSc)是一类仅由蛋白质构成的具感染性的因子，朊病毒侵入牛体后，可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPC的空间结构发生改变成为PrPSc，实现朊病毒的增殖，最终引起疯牛病。为验证朊病毒是具有感染性的蛋白质，某小组进行了如图所示实验。请回答下列问题。
(1)本实验利用的技术方法是__________________。
(2)第一组A处牛脑组织细胞应______(填“含”或“不含”)标记元素，第二组B处牛脑组织细胞应______(填“含”或“不含”)标记元素。
(3)搅拌后进行的D操作为______，目的是让上清液中析出质量较轻的物质，而离心管的沉淀物中留下____________。
(4)从理论上分析，预期结果是a、b、c和d中放射性主要出现在______，从而验证朊病毒是具有感染性的蛋白质。若其中一组上清液中放射性偏高，可能的原因是______(填“①”“②”或“③”)适宜条件下培养时间过长。
解析：(1)本实验分别用32P和35S标记朊病毒，所用的技术是(放射性)同位素标记技术。(2)为区分放射性物质的来源，两组实验的牛脑组织细胞均不应含有标记元素，否则无法区分。(3)朊病毒侵染实验中，搅拌后进行的操作是离心，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的物质，而离心管的沉淀物中留下(被侵染的)牛脑组织细胞。(4)朊病毒(PrPSc)是一类仅由蛋白质构成的具有感染性的因子，故其蛋白质(用S标记)进入细胞内，经离心后主要分布在沉淀物，从理论上分析，预期结果是a、b、c和d中放射性主要出现在d；若其中一组上清液中放射性偏高，可能的原因是③适宜条件下培养时间过长，导致牛脑组织细胞裂解将朊病毒释放出来。
答案：(1)(放射性)同位素标记技术 (2) 不含 不含 (3) 离心 (被侵染的)牛脑组织细胞
(4)d ③
【提分秘籍】
1.噬菌体侵染细菌实验中选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记的原因是.仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中，分别标记的原因是可以分别追踪蛋白质和DNA的去向。用14C和180同位素标记不可行(可行、不可行)，原因是蛋白质和 DNA中都含这两种元素。
2.艾弗里与赫尔希等人的实验选用了结构十分简单的生物--细菌或病毒。以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化;繁殖快。
3.赫尔希和蔡斯采用了噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等技术手段来实现他们的实验设计；从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化，在实际操作过程中最大困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。
【典例分析4-2】（2024.河北冀州调研）心肌细胞不能增殖，ARC基因在心肌细胞中特异性表达，抑制其细胞凋亡，以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA加工过程中会产生许多小RNA，如miR­223(链状)，HRCR(环状)。HRCR可以吸附miR­223等，以达到清除它们的目的(如图)。当心肌细胞缺血、缺氧时，某些基因过度表达会产生过多的miR­223，导致心肌细胞凋亡，最终引起心力衰竭。请回答下列问题。
(1)过程①的原料是____________，催化该过程的酶是_______________。过程②的场所是____________。
(2)若某HRCR中含有n个碱基，则其中有________个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附，这是因为其碱基数目少，特异性________，更容易与HRCR结合。与ARC基因相比，核酸杂交分子1中特有的碱基对是____________。
(3)缺血、缺氧时，某些基因过度表达产生过多的miR­223，会导致过程②因____________的缺失而受阻，最终导致心力衰竭。
(4)科研人员认为，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，其依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)过程①表示转录，催化该过程的酶是RNA聚合酶，原料是核糖核苷酸，过程②表示翻译，场所是核糖体。(2)HRCR为单链环状RNA分子，其中所含磷酸二酯键数目与碱基数目相同，因此若某HRCR中含有n个碱基，则其中有n个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附，这是因为其碱基数目少，特异性弱，更容易与HRCR结合。与ARC基因(碱基配对方式为A—T、C—G)相比，核酸杂交分子1 (碱基配对方式为A—U、C—G )中所特有的碱基对是A—U。(3)缺血、缺氧时，某些基因过度表达产生过多的miR­223, miR­223与mRNA结合形成核酸杂交分子1，导致过程②因模板的缺失而受阻，最终导致心力衰竭。(4)科研人员认为， HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，其依据是HRCR与miR­223碱基互补配对，导致ARC基因的表达增加，抑制心肌细胞的凋亡。
答案：(1)核糖核苷酸 RNA聚合酶 核糖体 (2)n 弱 A—U (3)模板 (4)HRCR与miR­223碱基互补配对，导致ARC基因的表达增加，抑制心肌细胞的凋亡
【提分秘籍】
1.RNA适于作DNA的信使的原因是它的分子结构与DNA很相似，可以储存遗传信息; RNA-般是单链，而且比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
2.RNA主要有3种，分别是mRNA tRNA rRNA ，这3种RNA都是(都是、不都是)转录的产物。
3.基因表达是通过指导蛋白质的合成来实现的，包括转录和 翻译两个过程。
4. 细胞核DNA的转录在细胞核内进行，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA，需要的酶是RNA 聚合酶，一个DNA分子上的所有基因的模板核糖核苷酸，需要的原料是不一定(一定、不一定)相同。
5.翻译在核糖体中进行，指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。需要的原料是氨基酸。
6.信使RNA上的密码子碱基的组合有64种;决定氨基酸的有 61 (或62)种，另几种是终止密码子
【典例分析4-3】 （2024.江苏海门模拟）表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5­甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的非甲基化位点，使其全甲基化。
(1)图2中过程①的方式是半保留复制，其产物都是____________(填“半”或“全”)甲基化的，因此过程②必须经过____________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(2)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制______。
(3)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子­2(IGF­2)，a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF­2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表型为____________。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表型及其比例为____________。
解析：(1)图2中过程①的模板链都含甲基，而复制后都只含一个甲基，所以其产物都是半甲基化的，因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(2)RNA聚合酶与启动子结合，催化基因进行转录。研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质(RNA聚合酶)与启动子的结合，不能合成mRNA，从而抑制基因的表达。(3)在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达，所以纯合矮小雌鼠(aa)与纯合正常雄鼠(AA)杂交，则F1的表型为全部正常(Aa)。卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达，并且含A的精子∶含a的精子＝1∶1，所以F1雌雄个体间随机交配，F2的表型及比例为正常∶矮小＝1∶1。
答案：(1)半 维持甲基化酶 (2)基因的表达 (3)全部正常 正常∶矮小＝1∶1
【基础知识5】遗传变异与育种
【典例分析5-1】 (2024·广东广州二模)如图是某种噬菌体的DNA单链的部分序列，研究结果表明，其编码蛋白质时存在基因重叠现象。结合所学知识回答下列问题。
(1)组成DNA单链的基本单位是______________，已知起始密码子为AUG或GUG，在D基因表达过程中此DNA片段会发生_______________轮碱基互补配对过程，才能将信息传递到氨基酸的序列中。
(2)该噬菌体比侵染大肠杆菌的T2噬菌体更加容易发生变异，原因是_______________________________________________________________，病毒体积远远小于宿主细胞，基因重叠现象对其积极意义是__________________________________。
(3)当因为基因突变而导致E基因控制的蛋白质结构发生改变，而D基因控制的蛋白质中氨基酸序列并未改变，最可能原因是E基因内发生的是碱基的_______________，D基因控制的蛋白质未改变的原因是_______________，同时密码子具有_______________性。
解析：(1)DNA即脱氧核糖核酸，组成DNA单链的基本单位是脱氧核糖核苷酸；分析题意，起始密码子为AUG或GUG，图示D基因的起始碱基是ATG，故需要先经过DNA分子复制得到TAC的序列，再经过转录过程得到AUG的起始密码子，然后起始密码子经翻译过程与tRNA上的反密码子碱基互补配对才能将信息传递到氨基酸的序列中，即需要经过3轮碱基互补配对过程。(2)由于T2噬菌体的遗传物质是双链DNA，而该噬菌体为DNA单链，碱基暴露在外，容易改变而发生基因突变，故该噬菌体比侵染大肠杆菌的T2噬菌体更加容易发生变异；基因重叠可以使一定长度的DNA能够储存更多的遗传信息，对于病毒具有积极意义。(3)基因突变通常是指DNA分子中碱基的增添、缺失或替换，因为基因突变而导致E基因控制的蛋白质结构发生改变，而D基因控制的蛋白质中氨基酸序列并未改变，最可能原因是E基因内发生的是碱基的替换；D基因控制的蛋白质未改变的原因是D基因和E基因的密码子不是一一对应的，且密码子具有简并性。
答案：(1)脱氧核糖核苷酸 3 (2)该噬菌体为DNA单链，碱基暴露在外，容易改变而发生基因突变 一定长度的DNA能够储存更多的遗传信息 (3)替换 D基因和E基因的密码子不是一一对应的 简并
【典例分析5-2】（2024.浙江奉化调研）在栽培某种农作物(2n＝42)的过程中，有时会发现单体植株(2n－1)，例如有一种单体植株就比正常植株缺少一条6号染色体，称为6号单体植株。
(1)6号单体植株的变异类型为__________________，该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂过程中________________________________未分离。
(2)6号单体植株在减数分裂Ⅰ时能形成________个四分体。如果该植株能够产生数目相等的n型和n－1型配子，则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为________________。
(3)科研人员利用6号单体植株进行杂交实验，结果如表所示。
①单体♀在减数分裂时，形成的n－1型配子________(填“多于”“等于”或“少于”)n型配子，这是因为6号染色体往往在减数分裂Ⅰ过程中因无法________________而丢失。
②n－1型配子对外界环境敏感，尤其是其中的______(填“雌”或“雄”)配子育性很低。
(4)现有该作物的两个品种，甲品种抗病但其他性状较差(抗病基因R位于6号染色体上)，乙品种不抗病但其他性状优良，为获得抗病且其他性状优良的品种，理想的育种方案是：以乙品种6号单体植株为__________(填“父本”或“母本”)与甲品种杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与________________杂交，每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株，最后使该单体________，在后代中即可挑选出RR型且其他性状优良的新品种。
解析：(1)有一种单体植株比正常植株缺少一条6号染色体，称为6号单体植株，故6号单体植株的变异类型为染色体数目变异，该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂过程中6号染色体的同源染色体或姐妹染色单体未分离。(2)某种农作物为2n＝42，则单体植株为2n－1＝41条染色体，故6号单体植株在减数分裂Ⅰ时能形成20个四分体。如果该植株能够产生数目相等的n型和n－1型配子，则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为正常二倍体(2n)∶单体(2n－1)∶缺体(2n－2)＝1∶2∶1。(3)①据表格数据可知，单体♀在减数分裂时，形成的n－1型配子多于n型配子，这是因为6号染色体往往在减数分裂Ⅰ过程中因无法联会(无法形成四分体)而丢失。②据表格数据可知，n－1型配子对外界环境敏感，尤其是其中的雄配子育性很低。(4)根据(3)中的②可知，n－1型雄配子育性很低，则以乙品种6号单体植株为母本与甲品种杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与乙品种6号单体杂交，每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株，最后使该单体自交，在后代中即可挑选出RR型且其他性状优良的新品种。
答案：(1)染色体数目变异 6号染色体的同源染色体或姐妹染色单体 (2)20 正常二倍体(2n)∶单体(2n－1)∶缺体(2n－2)＝1∶2∶1 (3)①多于 联会(形成四分体) ②雄 (4)母本 乙品种6号单体 自交
【提分秘籍】
1.细菌、病毒可遗传的变异的来源只有基因突变，植物营养生殖过程中，可遗传的变异来源包括基因突变和染色体变异。
2.自然条件下基因突变率很低(低、高)，而且大多数基因突变对生物体是有害的，它可以(可以、不可以)为生物进化提供原材料，原因是尽管发生自然突变的频率是很低的，但一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义(合理即可)。
3.单倍体植株的特点是植株长得弱小，而且高度不育。在单倍体育种上常用花药(或花粉)离体培养的方法来获得二倍体植物的单倍体植株，然后经过秋水仙素或低温的人工诱导使染色体加倍 ，就能得到稳定的纯系品种，单倍体育种的原理是染色体变异，单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。
【典例分析5-3】（2024.山东青岛模拟）某二倍体植物(2n＝14)是雌雄同花、闭花传粉的植物，培育杂种非常困难。为简化育种流程，人们采用染色体诱变的方法培育获得三体新品系，其相关染色体及相关基因分布情况如图所示。该植株雄蕊的发育受一对等位基因M/m控制，M基因控制雄蕊的发育与成熟，使植株表现为雄性可育，m基因无此功能，使植株表现为雄性不育。请分析回答问题(不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换)。
(1)若要在该植物的柱头上涂抹一定浓度的生长素以获得无子果实，需选用基因型为____________的个体作为材料，原因是________________________________________。
(2)将基因型为Mm的个体连续隔离自交两代，则F2中，雄性可育植株与雄性不育植株的比例为____________。
(3)该三体新品系的培育利用了____________的原理，若用显微镜观察该植株根尖细胞中的染色体形态和数目，最多可观察到____________条染色体。
(4)该三体品系植株减数分裂时，较短的染色体不能正常配对，随机移向细胞一极，并且含有较短染色体的雄配子无受粉能力。减数分裂后可产生的配子基因型是____________。
(5)为在开花前区分雄性可育与雄性不育植株，人们利用转基因技术将花的色素合成基因R导入该三体品系，但不确定R基因整合到哪条染色体上。为确定R基因与M、m基因的位置关系，将该转基因植株自交，若子代中出现________________________的现象，则说明M与R在同一条染色体上(注：R基因控制红色，无R基因表现为白色)。
解析：(1)已知m基因使植株表现为雄性不育，故基因型为mm的植株雄性不育，在培育无子果实前不需要人工去雄。(2)将基因型为Mm的个体连续隔离自交两代，F1中MM∶Mm∶mm＝1∶2∶1，由于mm雄性不育，只能作母本，故不能自交，F1能自交的基因型及比例为MM∶Mm＝1∶2，则F2中，雄性不育植株mm出现的概率为2/3×1/4＝1/6，故雄性可育植株与雄性不育植株的比例为5∶1。(3)该三体品系植株(14＋1)的培育用到了染色体(数目)变异的原理，根尖细胞进行有丝分裂，后期细胞中染色体数目暂时加倍，最多可观察到30条染色体。(4)该三体品系植株的基因型为Mmm，进行减数分裂时，由于较短的染色体不能正常配对，在分裂过程中随机移向细胞一极，则产生的配子基因型为m和Mm。(5)利用基因工程技术将花的色素合成基因R导入到该三体品系中，其变异类型为基因重组。如果M与R在同一条染色体上，则该三体品系基因型为MmmR，产生正常的雄配子为m，产生雌配子为1/2MmR、1/2m，自交后代表型及比例为红花(MmmR)∶白花(mm)＝1∶1。
答案：(1)mm 该基因型植株雄性不育，在培育无子果实前不需要人工去雄 (2)5∶1 (3)染色体(数目)变异 30 (4)m和Mm (5)红花∶白花＝1∶1
【典例分析5-4】(2024·江苏南通模拟)某二倍体植物有多对容易区分的相对性状，其中部分性状受相关基因控制的情况如下表。体细胞的三对基因在染色体上的分布如图甲所示。回答下列问题。
甲
(1)遵循基因自由组合定律的非等位基因有_______________________________。
(2)如果该植株形成配子时，部分四分体中的两条非姐妹染色单体之间，基因D与d所在片段发生过互换，则该植株可形成________种基因型的配子；如果该植株形成配子时没有发生互换，则该植株自交产生的红花窄叶子代中纯合子占的比例为________，红花窄叶子代中中粗茎所占比例为____________。
(3)已知用电离辐射处理该植物的幼苗，能使A、a基因所在的染色体片段从原染色体随机断裂，然后随机结合在B、b所在染色体的末端，形成末端易位，但仅有一条染色体发生这种易位的植株高度不育。现将一基因型如图甲的植株在幼苗时期用电离辐射处理，欲判定该植株是否发生易位及易位的类型，可通过观察该植株自交后代的表型进行判断。(注：仅研究花色和叶形两对性状，不考虑互换)
①若出现____________种表型的子代，则该植株没有发生染色体易位；
②若____________，则该植株仅有一条染色体发生末端易位；
③若子代表型为____________，比例为____________，则A、a所在染色体片段均发生了易位，且A基因连在b基因所在的染色体上，a基因连在B基因所在的染色体上。
解析：(1)据分析可知，由于基因A、a与D、d在一对同源染色体上，基因B、b位于另一对同源染色体上，故A、a与B、b；D、d与B、b之间满足基因的自由组合定律。(2)据图甲可知，该植株基因型为AaBbDd，形成配子时若部分四分体中相邻的两条非姐妹染色单体之间，基因D与d所在片段发生过互换，则该植株可形成2×2×2＝8种基因型的配子；如果该植株形成配子时没有发生互换，由于A与d连锁，a与D连锁，所以只能产生ABd、Abd、aBD、abD四种配子，比例为1∶1∶1∶1，则该植株自交产生的红花窄叶(A_B_)子代占3/4×3/4＝9/16，而纯合的红花窄叶(AABB)占1/4×1/4＝1/16，所以该植株自交产生的红花窄叶子代中纯合子占的比例为1/9。由于A与d连锁，a与D连锁，故子代红花窄叶中中粗茎所占比例可只看红花中中粗茎所占比例，则该AaDd植株自交产生的子代为1/4AAdd，2/4AaDd，1/4aaDD，有3/4表现为红花，有2/4表现为红花中粗茎，故红花窄叶子代中中粗茎所占比例为2/3。(3)由题意可知，仅研究花色和叶形两对性状，不考虑互换，该实验的目的是欲确定该植株是否发生易位及易位类型，所采用的方法是让该植株自交，观察后代的表型。①如果没有发生染色体易位，则A、a与B、b依然满足基因的自由组合定律，可以产生AB、Ab、aB、ab四种配子，所以后代有4种表型，即红花宽叶、红花窄叶、白花宽叶、白花窄叶；②如果发生单个基因的染色体易位，由于单个基因的染色体易位是高度不育的，因此不能产生子代个体；③如果A、a所在染色体片段均发生了易位，且A基因连在b基因所在的染色体上，a基因连在B基因所在的染色体上，则可以产生Ab、aB两种配子，所以子代的基因型及比例为AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1，即表型及比例为红花宽叶∶红花窄叶∶白花窄叶＝1∶2∶1。
答案：(1)A、a和B、b ；D、d和B、b (2)8 1/9 2/3 (3)①4 ②没有子代产生 ③红花宽叶、红花窄叶、白花窄叶 1∶2∶1
【基础知识6】生物进化
【典例分析6-1】 （2023.海南海口模拟）桦尺蛾的体色有黑色和灰白色，它们夜间活动，白天栖息在树干上。鸟类更易于在白天发现体色与环境差异较大的个体，并捕食它们。科研人员对某地区桦尺蛾体色的变化进行研究。请回答下列问题。
(1)桦尺蛾体色的差异来源于基因突变，基因突变为____________提供了原材料。
(2)对该地A、B、C三个区域桦尺蛾进行调查，结果如图1。鸟类的捕食对不同体色的桦尺蛾起定向的____________作用，推测1975年以后__________色桦尺蛾的存活率更高。
(3)为验证上述推测，在与A、B、C环境相似的另一区域投放了等量的黑色和灰白色桦尺蛾，一段时间后统计不同体色桦尺蛾的存活率，结果如图2。若曲线Ⅰ为____________色桦尺蛾的存活率，则说明上述推测正确。
(4)不同体色桦尺蛾比例的变化，是由于种群____________发生定向改变。
解析：(1)基因突变可产生新基因，为生物进化提供了原材料。(2)鸟类的捕食对不同体色的桦尺蛾起定向的选择作用；据图可知，1975年以后黑色类型的桦尺蛾比例逐渐降低，故推测1975年以后灰白色桦尺蛾的存活率更高。(3)若上述推测正确，在与A、B、C环境相似的另一区域投放等量的黑色和灰白色桦尺蛾，则黑色桦尺蛾的存活率应较低，对应曲线Ⅱ，曲线Ⅰ为灰白色桦尺蛾。(4)不同体色桦尺蛾比例变化的实质是由于种群的基因频率发生定向改变。
答案：(1)进化 (2)(自然)选择 灰白 (3)灰白 (4)决定体色的基因频率
【提分秘籍】
1.在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝一定的方向不断进化。
2.隔离指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。常见的隔离有_地理隔离 和生殖隔离。
3.经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见的一种方式，种群基因库间的明显差异是产生生殖隔离的根本原因。
4.不同种群间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流，生殖隔离标志着新的物种形成。
5.突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节。
【典例分析6-2】程海是云南境内的内陆型大湖泊，非真正的海。明代中期以前，湖水通过期纳河流入金沙江。之后，湖水下降，期纳河断流，与程海隔绝，程海渐渐成为封闭式陆湖(如图所示)。
(1)科学工作者对程海水系鱼类起源与分化的调查发现，目前程海有鱼类20种，如鲤鱼、鲢鱼、鲫鱼、裂腹鱼等，这一现象体现的是____________多样性。
(2)对生活在金沙江和程海中的鲤鱼形态特征进行分析，发现其特征出现显著差异。
程海鲤鱼与金沙江鲤鱼生态位与形态差异比较
结合题干中的信息，用现代进化理论解释两个水系鲤鱼形态特征等的分化：____________。
(3)有人认为，“两个水系的鲤鱼形态特征差异显著，说明已经进化成2个鲤鱼物种”，你是否同意此结论？请依据进化理论说出你的判断与理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)鱼类20种，如鲤鱼、鲢鱼、鲫鱼、裂腹鱼等，描述的是物种的数目，体现的是物种多样性。
(2)两个水系的地理隔离导致两个种群无法进行基因交流，两个种群发生不同变异，不同的环境自然选择不同，生物的性状差异逐渐显著，向不同方向逐渐积累，因此两个水系鲤鱼在形态特征等方面发生了分化。(3)物种的判断依据是生殖隔离，因此两个水系的鲤鱼形态特征差异显著，不能说明已经进化成2个鲤鱼物种。
答案：(1)物种 (2)由于两个水系的地理隔离，导致两个种群的基因交流中断，每个种群发生不同变异，因环境选择不同而向不同方向逐渐积累，生物的形状差异逐渐显著 (3)不同意，物种的判断依据是生殖隔离，而非形态结构差异
【提分秘籍】
1.关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利提出了“收割理论”其内容及意义分别是：
内容是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;意义是捕食者的存在有利于增加物种多样性。
PART 3 最新模考组练

1、（2023.广西平乐模拟）果蝇是XY型性别决定的二倍体生物，常被用于遗传实验的实验材料。用不同刚毛表型和眼型的纯合雌雄性果蝇作为亲本进行两组杂交实验。若每一对相对性状都只受一对等位基因控制，与果蝇眼型相关的基因为A、a，与刚毛表现相关的基因为B、b；只考虑上述两对基因独立遗传的情况下，F1个体数基本相同。回答下列问题。
组别1 P ♀焦刚毛正常眼×♂直刚毛粗糙眼
↓
F1的表型：♀直刚毛正常眼、♂焦刚毛正常眼
组别2 P ♀直刚毛粗糙眼×♂焦刚毛正常眼
↓
F1的表型：♀直刚毛正常眼、♂直刚毛正常眼
(1)组别1和2互为_________实验，控制眼型的基因位于_________染色体上，判断依据是______________________。
(2)若以F1雌、雄果蝇为材料，验证控制果蝇正常眼与粗糙眼基因的遗传遵循分离定律，请写出实验思路、预期结果及结论。
①实验思路：_________________________________________________________。
②预期结果与结论：______________________________________________________。
(3)取组别1的F1雄蝇与组别2的F1雌蝇杂交，后代中焦刚毛粗糙眼的概率为________ 。
解析：(1)组别1母本、父本的表型分别与组别2的父本、母本的表型相同，说明组别1和2互为正反交实验。纯合的正常眼和粗糙眼亲本杂交，正反交的结果相同，F1均为正常眼，说明正常眼(A)对粗糙眼(a)为显性，而且控制眼型的等位基因A和a位于常染色体上。(2)①若以F1雌、雄果蝇为材料，验证控制果蝇正常眼和粗糙眼基因的遗传遵循分离定律，则可以让F1雌、雄果蝇杂交，观察F2果蝇中正常眼与粗糙眼的性状分离比。②如果F2果蝇中正常眼∶粗糙眼＝3∶1，证明控制果蝇正常眼与粗糙眼基因的遗传遵循分离定律。(3)由题图可知，纯合的焦刚毛和直刚毛杂交，正反交的结果不同，组别1的F1中雌性均为直刚毛、雄性均为焦刚毛，组别2的F1均为直刚毛，说明直刚毛(B)对焦刚毛(b)为显性，相关基因位于X染色体上。结合对(1)的分析可知，控制眼型的等位基因A和a位于常染色体上。在组别1中，亲本♀焦刚毛正常眼的基因型为AAXbXb，亲本♂直刚毛粗糙眼的基因型为aaXBY，二者杂交所得F1雄蝇的基因型为AaXbY。在组别2中，亲本♀直刚毛粗糙眼的基因型为aaXBXB，亲本♂焦刚毛正常眼的基因型为AAXbY，二者杂交所得F1雌蝇的基因型为AaXBXb。取组别1的F1雄蝇与组别2的F1雌蝇杂交，后代中焦刚毛粗糙眼(aaXbXb、aaXbY)的概率为1/4×1/2＝1/8。
答案：(1) 正反交 常 正反交结果相同(或组别1和2杂交实验结果都表现正常眼) (2)①让F1雌、雄果蝇杂交，观察F2果蝇中正常眼与粗糙眼的性状分离比 ②F2果蝇中正常眼∶粗糙眼＝3∶1，证明控制果蝇正常眼与粗糙眼的基因的遗传遵循分离定律 (3)1/8
2、（2023.湖北黄石模拟）家蚕是二倍体(ZW 型)含56条染色体。雄蚕比雌蚕产丝量多，蚕丝的质量好，更受蚕农青睐。将从冷库中取出的蚕卵，放在适合蚕卵发育的温湿度环境中，使其健康发育直到转青、孵化的过程，叫作催青。研究发现催青过程对温度、湿度是否敏感受一对等位基因(T/t)控制。现有华1和伴1两个纯种家蚕品种，华1为非敏感型(在高温干燥或常温、常湿条件下均能催青成功孵化)，伴1为敏感型(在高温干燥条件下均不能催青成功孵化，但在常温常湿条件下可催青成功孵化)。下表为两品种杂交得 F1(所得F1中不孵化的个体后经常温、常湿条件下催青孵化)及F1雌雄蚕相互交配获得F2，并在高温干燥条件下F2催青孵化的结果：
请结合题干要求，回答下列问题。
(1)基因T、t位于___________染色体上，判断的依据是________________________
________________________________________________________________________。
(2)组合②亲本组合的基因型为__________，其F2孵化个体中，雄蚕的基因型有__________种，不孵化的基因型为__________。
(3)若组合②F2在常温常湿条件下催青后自由交配得F3, 则 F3中非敏感型占__________。
(4)在生产中选择__________在高温干燥条件下催青，就可达到专养雄蚕的目的。
解析：(1)根据表格可知，组合①与组合②互为正反交实验，F1的性状表现不同，所以基因T、t位于Z染色体上。(2)组合②两亲本为华1(非敏感型)×伴1(敏感型)，F1全孵化，即全为非敏感型，F2孵化∶不孵化为3∶1，可判断非敏感对敏感为显性，故组合②亲本基因型为ZTZT、ZtW，F1基因型为ZTZt、ZTW，F2基因型为ZTW、ZtW、ZTZT 、ZTZt。雄蚕基因型有2种，不孵化的基因型为ZtW。(3)由(2)可知，组合②F2基因型为ZTZT 、ZTZt 、ZTW、ZtW，F2雌雄性个体随机交配，F2雌配子ZT∶Zt∶W＝1∶1∶2，雄配子ZT∶Zt＝3∶1，F3中非敏感型比例＝1－敏感型(ZtZt＋ZtW)比例＝1－(1/4×1/4＋1/4×1/2)＝13/16。(4)组合①的F1基因型为ZTZt、ZtW，在干燥条件下催青，雄性(ZTZt)均孵化，雌性(ZtW)均不孵化，可达到专养雄蚕的目的。
答案：(1) Z(或性) 组合①与组合②互为正反交实验，杂种F1的性状表现不同 (2)ZTZT和ZtW 2 ZtW (3)13/16 (4)组合①的F1
3、（2024.湖北咸宁模拟）果蝇的正常眼与无眼是1对相对性状，受1对等位基因控制，要确定该性状的遗传方式，需从基因与染色体的位置关系及显隐性的角度进行分析。以正常眼雌果蝇与无眼雄果蝇为亲本进行杂交，根据杂交结果绘制部分后代果蝇的系谱图，如图所示。已知该遗传只有可能是伴X遗传或X、Y同源区段遗传。
(1)据图分析，关于果蝇无眼性状遗传方式，可以排除的是_________。
(2)若Ⅰ­2与Ⅰ­3基因型相同，且控制该性状的基因位于X、Y同源区段上，则Ⅰ­2与Ⅰ­3的基因型是_________________________。用Ⅱ­1与其亲本雄果蝇杂交获得大量子代，根据杂交结果______(填“能”或“不能”)确定果蝇正常眼性状的显隐性，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)从一堆纯合果蝇(纯合无眼雄、纯合无眼雌、纯合有眼雄、纯合有眼雌)中选择实验材料设计杂交实验，确定无眼性状的遗传方式。(要求：①只杂交一次；②仅根据子代表型预期结果；③不根据子代性状的比例预期结果)实验思路：_______________________________；预期结果并得出结论：______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)Ⅰ­1正常眼雌果蝇与Ⅰ­2无眼雄果蝇杂交，雌果蝇出现正常眼，说明该性状的遗传不可能为伴X显性遗传。(2)若Ⅰ­2与Ⅰ­3基因型相同，且控制该性状的基因位于X、Y同源区段上，假设无眼是显性，则Ⅰ­1基因型是XaXa，Ⅰ­2基因型可能是XAYa、XaYA或XAYA，但是当Ⅰ­2基因型为XAYa或XAYA时，与Ⅰ­1得到的子代雌果蝇为无眼，与实际的遗传图谱不符，所以Ⅰ­2的基因型是XaYA；假设无眼是隐性，则Ⅰ­2基因型是XaYa，也是符合要求的，Ⅰ­2与Ⅰ­3的基因型是XaYA和XaYA或XaYa和XaYa。用Ⅱ­1(XaXa或XAXa)与其亲本雄果蝇(XaYA或XaYa)杂交，若无眼为显性，对应的遗传方式是(XaYA×XaXa)，子代雌性全为正常眼，雄性全为无眼；若无眼为隐性，对应的遗传方式是(XaYa×XAXa)，子代雌性会出现无眼，雄性会出现正常眼。(3)将纯合有眼雄蝇与无眼雌蝇杂交，若子代只出现一种表型，则控制该性状的基因位于X、Y同源区段；若子代出现两种表型，则控制该性状的基因只位于X染色体上。
答案：(1)伴X显性遗传 (2)XaYA和XaYA或XaYa和XaYa 能 若无眼为显性，对应的遗传方式是(XaYA×XaXa)，子代雌性全为无眼，雄性全为正常眼；若无眼为隐性，对应的遗传方式是(XaYa×XAXa)，子代雌性会出现正常眼，雄性会出现无眼 (3) 将纯合有眼雄蝇与无眼雌蝇杂交 若子代只出现一种表型，则控制该性状的基因位于X、Y同源区段；若子代出现两种表型，则控制该性状的基因只位于X染色体上
4、（2024.湖南桃源模拟）1928 年，科学家格里菲思为了研究肺炎链球菌是如何使人患肺炎的，利用小鼠进行了一系列体内转化实验，如图甲所示。请回答下列有关问题。
实验1：R型细菌＋小鼠―→存活
实验2：S型细菌＋小鼠―→死亡―→分离出S型细菌
实验3：S型细菌＋加热＋小鼠―→存活
实验4：S型细菌＋加热＋R型细菌＋小鼠―→死亡
图甲
(1)图甲中实验4死亡的小鼠中能够分离出________型细菌。
(2)用显微镜可以观察肺炎链球菌有无荚膜，在培养基中可通过观察菌落特征区分菌体类型，据图甲，还可以通过怎样的方法来区分R型细菌和S型细菌？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)肺炎链球菌中的感受态R 型细菌与S型细菌之间的转化过程如图乙所示，图乙表示先将S型细菌加热杀死，S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关蛋白结合，双链中的一条链与感受态特异蛋白结合进入________型细菌细胞内；C细胞经细胞分裂后，产生S型细菌导致小鼠患败血症死亡，S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的________(结构)有关。
(4)青霉素是一种常用的广谱抗菌素，可以通过抑制肺炎链球菌细胞壁的合成起杀菌作用，无青霉素抗性的细菌与青霉素接触，易死亡的原因最可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图甲中实验4，加热后的S型细菌与R型细菌混合后，会产生具有致病性的S型细菌，故死亡的小鼠中能够分离出R型细菌和S型细菌。(2)根据图甲可知，可以使用注射法，通过观察注射细菌后小鼠的存活来区分S型细菌和R型细菌。(3)分析图乙可知，S 型细菌的 DNA 双链片段与 A 细胞膜表面的相关蛋白结合，双链中的一条链与感受态特异蛋白结合进入R型细菌细胞内；S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的荚膜有关。(4)青霉素杀菌的作用原理是使细菌丧失细胞壁的支持保护导致细胞过度吸水膨胀破裂，从而使细胞死亡。
答案：(1)R型和S (2)使用注射法，观察注射细菌后小鼠的存活状况区分细菌种类 (3)R 荚膜 (4)青霉素使细菌丧失细胞壁的支持保护导致细胞过度吸水膨胀破裂，从而使细胞死亡
5、（2024.湖北汉川调研）某研究性学习小组以细菌为实验对象，运用同位素标记技术及密度梯度离心法对有关DNA复制的方式进行了探究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示)。请回答下列问题。
(1)综合分析本实验的DNA离心结果，前三组的实验中，第三组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式。
(2)分析讨论。
①若实验三的离心结果为：如果DNA位于1/2重带和1/2轻带位置，则是______________复制；如果DNA位于全中带位置，则是______________复制。为了进一步得出结论，该小组设计了实验四，请分析：如果DNA位于______________(位置及比例，下同)带位置，则是全保留复制；如果DNA位于______________带位置，则是半保留复制。
②若将实验三得到的DNA双链分开再离心，其结果______________(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。原因是_____________________________________________。
实验得出结论：DNA复制方式为半保留复制。
解析：(1)综合分析本实验的DNA离心结果，第三组结果对得到半保留复制的结论起到了关键作用，但需把它与第一组的结果(全部为轻带)和第二组的结果(全部为重带)进行比较，才能说明DNA分子的复制方式。(2)①实验三中，若DNA进行全保留复制，则产生的两个子代DNA中，一个DNA的两条链全部含14N，另一个DNA的两条链全部含15N，离心后DNA位于1/2重带和1/2轻带位置。若DNA进行半保留复制，则产生的两个子代DNA中一条链含14N，一条链含15N，离心后DNA位于全中带位置。实验四中，细菌繁殖两代，形成4个DNA分子，如果DNA进行全保留复制，则只含14N的DNA分子有1个，位于1/4轻带位置，只含15N的DNA分子有3个，位于3/4重带位置；如果DNA进行半保留复制，则含14N和15N的DNA分子有2个，位于1/2中带位置，只含15N的DNA分子有2个，位于1/2重带位置。②若将实验三得到的DNA双链分开再离心，则无论DNA是全保留复制方式还是半保留复制方式，离心后DNA都位于1/2重带和1/2轻带位置。
答案：(1)一 二 (2)①全保留 半保留 1/4轻带和3/4重 1/2中带和1/2重 ②不能 无论DNA是全保留复制方式还是半保留复制方式，实验结果都是一样的
6、（2024.广东鹤山模拟）已知小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的，共有四种表型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。回答下列问题。
(1)如图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞，1位点为A基因，2位点为a基因，某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换。
①若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细胞产生的配子的基因型是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若是发生基因突变，且为隐性突变，该初级精母细胞产生的配子的基因型是____________或____________。
(2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果，设计了如下实验：
实验方案：用该性母细胞产生的配子与基因型为____________的雌性个体产生的卵细胞进行体外受精，胚胎移植，观察子代的表型。
结果预测：如果子代____________________________________，则为发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换。如果子代____________________________________，则为基因发生了隐性突变。
解析：题图中1与2为姐妹染色单体上的两个位点，在正常情况下，姐妹染色单体上对应位点的基因是相同的，若不相同，则可能是发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换，若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细胞可产生AB、Ab、aB、ab四种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型；若是基因发生隐性突变，即A→a，则该初级精母细胞可产生AB、aB、ab或Ab、ab、aB三种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代可出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型。
答案：(1)①AB、Ab、aB、ab ②AB、aB、ab Ab、ab、aB (2)aabb 出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型 出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型
7、(2024·湖南长沙模拟)正常玉米的叶色有深绿和浅绿两种，玉米叶色的遗传受到细胞核中基因A和a的控制，基因A可控制叶绿素的合成，基因a不能控制叶绿素的合成。请据此回答下列问题。
(1)基因A和a称为一对________基因，这对基因的根本区别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)研究人员发现，浅绿色玉米自交，F1成熟植株的表型及比例为深绿色∶浅绿色＝1∶2。F1成熟植株随机交配，F2成熟植株中浅绿色占________。
(3)在种植深绿色玉米植株的时候，发现一株浅绿色玉米植株。为确定该变异是由基因突变(图1)造成的，还是由染色体片段缺失(图2)造成的(已知染色体片段缺失的花粉不育)，研究人员用深绿色玉米植株和该浅绿色玉米植株为亲本，完成如下杂交实验：
实验方案：选择深绿色玉米植株与该浅绿色玉米植株分别作为________进行杂交，分析比较子代成熟后的表型及比例。
结果及结论：如果子代的表型及比例为__________________，则该浅绿色植株是由基因突变造成的；如果子代的表型及比例为________，则该浅绿色植株是染色体片段缺失造成的。
解析：(1)基因A和a被称为一对等位基因，基因A和a的根本区别是不同基因中脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序不同。(2)浅绿色玉米自交，F1成熟植株的表型及比例为深绿色∶浅绿色＝1∶2，原因为深绿色玉米的基因型为AA，浅绿色玉米的基因型为Aa；Aa自交，F1中AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1；由于基因a不能控制叶绿素的合成，F1中的aa缺乏叶绿素在幼苗时期就死亡，故F1成熟植株中深绿色∶浅绿色＝1∶2，即AA＝1/3，Aa＝2/3，产生A配子的概率为2/3，产生a配子的概率为1/3，F1成熟植株随机交配，则F2中基因型AA＝4/9，Aa＝4/9，aa＝1/9，其中aa缺乏叶绿素在幼苗时期就死亡，故F2成熟植株中AA∶Aa＝1∶1，即浅绿色占1/2。(3)已知具有染色体片段缺失(缺失A基因所在染色体片段)的花粉不育，所以选择该浅绿色玉米植株(基因型为Aa或AO)作为父本，深绿色玉米植株(基因型为AA)作母本进行杂交，分析比较子代的表型及比例。如果该变异是由基因突变造成的，则浅绿色植株可以产生A和a两种配子，深绿色植株产生A一种配子，后代为AA∶ Aa＝1∶1，即子代的表型及比例为深绿色∶浅绿色＝1∶1；如果该变异是由染色体片段缺失造成的，则浅绿色植株只产生A一种配子，与深绿色植株杂交，后代全为深绿色。
答案：(1)等位 不同基因中的脱氧核苷酸(或碱基)排列顺序不同 (2)1/2 (3)母本、父本 深绿色∶浅绿色＝1∶1 全为深绿色
8、（2023·江苏省丹阳模拟）油菜是我国南方一种常见且可观赏的油料作物。如图甲表示该种植物某细胞内遗传信息传递的示意图，图中①、②、③表示生理过程；该植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运向种子后有两条转变途径，如图乙所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。浙江省农科院陈锦清教授根据这一机制培育出高产油菜，产油率由原来的35%提高到58%。据图回答下列问题：
（1）图甲中①、②、③所代表的三个过程分别是__________、__________、__________。②过程所需的酶是__________，其发生的主要场所是__________。图中需要mRNA、tRNA和核糖体同时参与的过程是______（填写图中的标号），此过程中一个mRNA可以与多个核糖体结合的意义是___________________________。
（2）图乙所示基因控制生物性状的类型是__________________________________________________；据图甲、乙分析，你认为在生产中能提高油菜产油率的基本思路是______________________________________。
解析：（1）题图甲中①、②、③所代表的三个过程分别是DNA复制、转录、翻译。②过程（转录）离不开RNA聚合酶的催化，其发生的主要场所是细胞核。mRNA是翻译的模板，tRNA是翻译时运载氨基酸的工具，核糖体是翻译的场所，因此题图中需要mRNA、tRNA和核糖体同时参与的过程是③所示的翻译，此过程中一个mRNA可以与多个核糖体结合的意义是在短时间内可以合成大量蛋白质。
（2）题图乙显示：PEP在酶a的催化下转变为油脂，在酶b的催化下转变为氨基酸，而酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成，因此题图乙所示基因控制生物性状的类型是：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；在生产中，可通过促进酶a的合成、抑制酶b的合成来提高油菜产油率。
答案 ：DNA复制 转录 翻译 RNA聚合酶 细胞核 ③ 在短时间内可以合成大量蛋白质 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 促进酶a合成、抑制酶b合成
9、（2023.湖北枣阳模拟）在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ）。回答下列问题；
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________（填“α”、“β”或γ”）位上。
（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的______（填“α”、“β”或γ”）位上。
（3）将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是______。
解析：（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，产生ADP和Pi，释放的能量用于生物体的生命活动。据此并结合题意可知：若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上。
（2）dA-Pα～Pβ～Pγ（d表示脱氧）脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一。因此，若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。
（3）每个噬菌体只含有1个DNA分子。噬菌体侵染大肠杆菌时，噬菌体的DNA进入到大肠杆菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在大肠杆菌细胞外；在噬菌体的DNA的指导下，利用大肠杆菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分。已知某种噬菌体DNA分子的两条链都用32P进行标记，该噬菌体所感染的大肠杆菌细胞中不含有32P。综上所述并依据DNA分子的半保留复制可知：一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子，因此在得到的n个噬菌体中只有两个带有标记，即其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n。
答案： γ α 一个含有32P 标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记
分组
第1组
第2组
第3组
处理方法
用含有M线粒体的培养基对N进行培养
用不含M线粒体的培养基对N进行培养
用不含M线粒体的培养基对？进行培养
杂交亲本
实验结果
6号单体(♀)×正常二倍体(♂)
子代中单体占75%，正常二倍体占25%
6号单体(♂)×正常二倍体(♀)
子代中单体占4%，正常二倍体占96%
等位基因
基因组成
显性纯合
杂合
隐性纯合
A－a
红花
白花
B－b
窄叶
宽叶
D－d
粗茎
中粗茎
细茎

程海鲤鱼
金沙江鲤鱼
主要食物
浮游动物及丝状藻类
软体动物、昆虫幼虫、水草
栖息
中上层
中下层
口位置
端位
亚下位
外侧鳃耙数、内侧鳃耙数
26～32、35～41
19～23、25～39
背鳍起点位
稍后
稍前
尾鳍高与眼后头长比例
小于眼后头长
大于眼后头长
体长为背鳍长
3.0～3.4倍
2.3～2.7倍
杂交亲本组合
F1(孵化∶不孵化)
F2(孵化∶不孵化)
组合①
华1(♀)×伴1(♂)
1∶1
1∶1
组合②
华1(♂)×伴1(♀)
1∶0
3∶1