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2023届高考生物二轮复习变异和进化课件(多项选择)
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这是一份2023届高考生物二轮复习变异和进化课件(多项选择),共60页。PPT课件主要包含了专题四变异和进化,脉络梳理连点成网,重要概念优化检测,练填空,新题严选洞察趋势,LDL,谷氨酰胺,CC2,CC1,黄∶绿=3∶1等内容,欢迎下载使用。
第一部分专题复习
专题四变异和进化
脉络梳理 连点成网
可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异,是由于遗传物质改变形成的,可能导致生物性状的改变;可遗传的变异为生物进化提供了原材料,生物进化的实质是种群基因频率发生改变,自然选择决定生物进化方向,适应是自然选择的结果。生物进化的结果是生物具有多样性和适应性。
重要概念 优化检测
[例1] SLC基因编码锰转运蛋白。研究发现该基因作为转录模板的一条DNA链中的碱基序列由CGT变为TGT,导致所编码蛋白中的丙氨酸突变为苏氨酸,使组织中锰元素严重缺乏,引发炎性肠病等多种疾病。下列相关分析不正确的是( )A.推测患者SLC基因内部发生了碱基的替换B.SLC基因突变导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变C.突变的SLC基因相应mRNA中的变化为CGU→UGUD.识别并转运丙氨酸和苏氨酸的tRNA不同
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
解析 据题干信息“该基因作为转录模板的一条DNA链中的碱基序列由CGT变为TGT,导致所编码蛋白中的丙氨酸突变为苏氨酸”,该过程涉及了C→T碱基的替换,导致基因突变,A正确;SLC基因编码锰转运蛋白,据信息可知:丙氨酸突变为苏氨酸后,组织中的锰元素严重缺乏,进而引发多种疾病,说明SLC基因突变导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变,B正确;基因与mRNA之间遵循碱基互补配对原则,基因中的碱基序列由CGT变为TGT,则相应mRNA中的碱基序列由GCA变为ACA,C错误;tRNA与mRNA上的密码子碱基互补配对,因丙氨酸和苏氨酸的密码子不同,故识别并转运丙氨酸和苏氨酸的tRNA不同,D正确。
[例2] 激活的细胞周期蛋白依赖性激酶(CDKs)抑制因子会造成细胞周期停滞,引发细胞衰老。下图反映的是一种癌基因诱导激活CDKs的抑制因子而引起的细胞衰老的过程。下列叙述不正确的是( )A.原癌基因突变不一定会导致细胞癌变B.衰老细胞中多种酶的活性降低C.CDKs抑制因子基因属于抑癌基因D.CDKs有活性就会导致细胞衰老的发生
解析 一般来说,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,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,CDKs抑制因子会造成细胞周期停滞,引发细胞衰老,可见CDKs抑制因子基因属于抑癌基因,C正确;由题可知,抑制CDKs会导致细胞衰老,所以CDKs没有活性才会使细胞衰老,D错误。
[例3] (2022·河南省实验中学高三上学期期中)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
解析 基因是DNA分子的一个片段,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] 下图表示某真核生物一条染色体上a、b、c三个基因的分布状况,其中Ⅰ、Ⅱ为非基因序列。下列叙述正确的是( )A.a中发生碱基替换可形成a的等位基因B.Ⅱ中缺失一个碱基将导致染色体变异C.基因重组可导致a、b位置发生互换D.染色体易位可导致b、c基因位置互换
解析 基因中碱基替换可导致基因突变,基因突变可使a突变成它的等位基因,A正确;染色体结构变异是染色体片段的改变,Ⅱ中缺失一个碱基不属于染色体变异,B错误;基因重组一般分为染色体互换型和自由组合型,两种情况都不会使a、b位置发生互换,C错误;染色体易位发生在非同源染色体之间,互换的是不同类型的基因,D错误。
[例5] (2022·湖南,9,改编)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( )
解析 分析题意可知: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,两对等位基因为连锁关系,正常情况下,测交结果只能出现两种表型,但题干中某个体测交后代表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,类似于基因自由组合定律的结果,推测该个体可产生四种数目相等的配子,且控制两对性状的基因遵循自由组合定律,即其中一对等位基因被易位到非同源染色体上,C正确。
[例6] (2021·广东选择性考试)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
解析 白菜型油菜2n=20,表明白菜型油菜属于二倍体生物,体细胞中含有两个染色体组,而Bc是通过卵细胞发育而来的单倍体,其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组,A错误;Bc是通过卵细胞发育而来的单倍体,秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株,此种方法为单倍体育种,能缩短育种年限,B、C正确;自然状态下,Bc只含有一个染色体组,细胞中无同源染色体,减数分裂不能形成正常配子而高度不育,D正确。
[例7] (多选)(2021·北京等级考改编)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状导入普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述正确的是( )A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化C.杂种植株减数分裂时染色体不能正常联会D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
解析 簇毛麦与小麦的后代(杂种植株)细胞内没有同源染色体,在减数分裂时染色体联会紊乱,不可育,故二者之间存在生殖隔离,A、C正确;幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽,从而得到完整植株,B正确;杂种植株的染色体加倍后染色体成对存在,能正常产生配子,能获得可育植株,D正确。
[例8] (多选)(2021·江苏新高考适应性考试) 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
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。
[例9] (新教材新知识点)生物化石之所以能证明生物的进化,其根本原因是( )A.各类生物化石在地层中的出现具有一定的顺序B.地壳岩石的形成有一定的顺序C.化石是保存在地层中的生物遗体、遗物或遗迹D.化石是生物的祖先留下来的
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10] (新教材新知识点)下列关于生物进化证据和结论的说法,错误的是( )A.几乎所有生物共用一套遗传密码能为生物有共同祖先这一论点提供支持B.所有生物都有细胞结构及共同的物质基础和结构基础C.不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近D.脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,说明人与其他脊椎动物有共同的祖先
[例11] 某种兰花细长的花距底部可分泌花蜜,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。下列分析错误的是( )A.该种兰花是通过基因指导有关酶的合成,进而控制花距中分泌物的合成的B.该兰花种群中花距分泌物有关基因频率的改变可能与传粉动物变换有关C.兰花花距中有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.该种兰花与采油蜂之间在相互影响下不断进化和发展,体现了协同进化
重要概念3 适应是自然选择的结果
[例12] (2021·湖北选择性考试) 线虫的npr-1基因编码一种G蛋白偶联受体,该基因突变后(突变基因NPR-1),其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸,导致线虫觅食行为由“独立觅食”变为“聚集觅食”。觅食行为的改变,在食物匮乏时,使线虫活动范围受限,能量消耗减少,有利于交配,对线虫生存有利。针对以上现象,下列叙述错误的是( )A.npr-1基因发生的上述突变属于碱基替换B.食物匮乏时,npr-1基因频率会提高C.新基因的产生为线虫的进化提供了原始材料D.这两种觅食行为的存在有利于线虫适应环境
解析 该基因突变后(突变基因NPR-1),其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸,只有一个氨基酸发生替换,说明npr-1基因发生了碱基的替换,A正确;基因为npr-1的线虫觅食行为是“独立觅食”,在食物匮乏时,使线虫活动范围大,能量消耗多,不利于交配,对线虫生存有害,npr-1基因频率会下降,B错误;基因突变是生物变异的根本来源,为生物进化提供原始材料,C正确;两种觅食行为,有利于线虫在不同的食物环境中更好的生存,有利于线虫适应环境,D正确。
[例13] (2021·湖南选择性考试)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是( )A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种B.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种形态C.鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变D.人类的喜好影响了金鱼的进化方向
解析 由题干中信息“自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代”可知,金鱼与野生鲫鱼属于同一物种,A正确;人工选择可以积累人类喜好的变异,淘汰人类不喜好的变异,只对鲫鱼的变异类型起选择作用,不能使鲫鱼发生变异,而且人类的喜好影响了金鱼的进化方向,B错误,D正确;种群进化的实质是种群基因频率的改变,因此,鲫鱼进化成金鱼的过程中,存在基因频率的改变,C正确。
[例14] 某研究小组为研究自然选择的作用,进行了如下实验:将直毛长翅果蝇(AABB)与分叉毛残翅果蝇(aabb)杂交,杂交后代作为第0代放置在塑料箱中,个体间自由交配。装有食物的培养瓶悬挂在箱盖上,使残翅个体难以进入。连续培养7代,检测每一代a、b的基因频率,结果如图所示。已知A、a与B、b基因是自由组合的。下列相关叙述正确的是( )
A.第2代成年果蝇的性状分离比为9∶3∶3∶1B.种群数量越大,a基因频率的波动幅度会越小C.a、b基因频率的变化都是自然选择的结果D.培养至某一代中无残翅个体时,b基因频率为0
解析 已知A、a和B、b基因是自由组合的,那么这两对基因分别位于两对常染色体上,遵循分离定律和自由组合定律,亲本杂交的第一代表型均为直毛长翅,第二代性状分离比为9∶3∶3∶1。题中说杂交后代作为第0代,那么应是第1代性状分离比为9∶3∶3∶1,且残翅个体会被淘汰,残翅所占比例会下降,第2代也不满足9∶3∶3∶1的性状分离比,A错误;由题意可知,只会将残翅个体淘汰,对A、a基因无影响,则理论上该等位基因比例始终为1∶1,种群数量越大,得到的结果与理论比例越接近,基因频率的波动幅度越小,B正确;a基因不受所创设的外界环境干扰,其基因频率的变化是自然选择的结果,b基因受人为干扰,残翅个体被选择性淘汰而无法与长翅个体进行交配,所以其基因频率的变化不是自然选择的结果,C错误;培养至某一代中无残翅个体时,仍有可能存在基因型为Bb的个体,b基因频率不为0,D错误。
[例15] (2022·湖南,12)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 由表格中的交配率的结果可知,近缘物种之间也可进行交配,A正确;生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代,与物种的分布区域是否重叠无关,B正确;②与③的分布区域不重叠,故存在地理隔离自然情况下无法进行基因交流;两者属于两个近缘物种,存在生殖隔离,表中②×③交配精子传送率100%,但无法说明二者能进行基因交流,D错误。
[例16] (多选)(2022·山东潍坊高三12月抽测改编)自2010年科学家首次在南亚发现新型超级病菌NDM-1以来,世界各地不断出现超级病菌感染病例。超级病菌是一种耐药性细菌,抗生素药物对它不起作用,病人会因为感染而引起可怕的炎症,高烧、痉挛、昏迷甚至死亡。下列相关叙述正确的是( )A.抗生素的滥用引发细菌产生抗药性突变B.超级细菌的抗药性状属于可遗传的变异C.短期内交替使用多种抗生素有助于防止超级细菌的产生D.超级细菌是自然选择使细菌抗药基因频率定向改变的结果
解析 先有细胞发生耐药性变异,后有抗生素的选择作用,A错误;抗药性性状是由基因决定的,是可遗传的变异,B正确;细菌对不同的抗生素的耐药性不同,短期内交替使用多种抗生素有助于防止超级细菌的产生,C正确;生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,所以超级细菌是自然选择使细菌抗药基因频率定向改变的结果,D正确。
[练] 填空:
新题严选 洞察趋势
情境信息例1 (2021·湖南选择性考试)血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB-100结合形成低密度脂蛋白(LDL),LDL通过与细胞表面受体结合,将胆固醇运输到细胞内,从而降低血浆中胆固醇含量。PCSK9基因可以发生多种类型的突变,当突变使PCSK9蛋白活性增强时,会增加LDL受体在溶酶体中的降解,导致细胞表面LDL受体减少。下列叙述错误的是( )A.引起LDL受体缺失的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高B.PCSK9基因的有些突变可能不影响血浆中LDL的正常水平C.引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高D.编码apoB-100的基因失活会导致血浆中胆固醇含量升高
此题为高考常考信息题,解这类题的方法为:边读题边画关键信息,将题目信息与所学相关生物学知识联系起来,将分析结果记在题旁边,然后结合选项做题。不要过多纠结题干信息。1.边读题边提取信息分析信息
减少
减少
不变
正常
增多
增多
下降
LDL
升高
[练1-1] (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
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。
[练1-2] (2020·山东等级考)在细胞分裂过程中,末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,如图所示。若某细胞进行有丝分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异,关于该细胞的说法错误的是( )
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段D.若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞
解析 由题干信息可知,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,故可以在有丝分裂后期观察到“染色体桥”结构,A正确;出现“染色体桥”后,在两个着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体分别移向细胞两极,其子细胞中染色体数目不会发生改变,B正确;“染色体桥”现象是姐妹染色单体之间发生了片段的连接,而后断开,不会出现非同源染色体片段连接,C错误;若该细胞的基因型为Aa,出现“染色体桥”后着丝粒间某一位置发生断裂,使一条姐妹染色单体上的a转接到了另一条姐妹染色体上时,则会产生基因型为Aaa的子细胞,D正确。
[练1-3] (2022·湖北,20,改编)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
解析 21三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。
长句应答例2 (2022·湖南,19)中国是传统的水稻种植大国,有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中,发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题:(1)突变型1叶片为黄色,由基因C突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代,F3成年植株中黄色叶植株占________。
2/9
(2)测序结果表明,突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,由5′-GAGAG-3′变为5′-GACAG-3′,导致第________位氨基酸突变为________,从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理______________________________________________________。(部分密码子及对应氨基酸:GAG谷氨酸;AGA精氨酸;GAC天冬氨酸;ACA苏氨酸;CAG谷氨酰胺)
243
谷氨酰胺
基因突变影响与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄
(3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段,用限制酶处理后进行电泳(电泳条带表示特定长度的DNA片段),其结果为图中________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。(4)突变型2叶片为黄色,由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变?________(填“能”或“否”),用文字说明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅲ
能
若C2是隐性突变,则突变型2为纯合子,则子代CC2表现为绿色,C1C2表现为黄色,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2为显性突变,突变型2(CC2)与突变型1(CC1)杂交,子代表型及比例应为黄∶绿=3∶1;与题意不符
CC2
CC1
CC(绿)∶CC2(黄)∶CC1(黄)∶C1C2(黄)=1∶1∶1∶1
黄∶绿=3∶1
C2C2
CC1
CC2(绿)∶C1C2(黄)=1∶1
黄∶绿=1∶1
解析 (1)突变型1叶片为黄色,由基因C突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死,说明突变型1应为杂合子,C1对C为显性,突变型1自交1代,子一代中基因型为1/3CC、2/3CC1,子二代中3/5CC、2/5CC1,F3成年植株中黄色叶植株占2/9。(2)突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,由5′-GAGAG-3′变为5′-GACAG-3′,突变位点前对应氨基酸数为726/3=242,则会导致第243位氨基酸由谷氨酸突变为谷氨酰胺。叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果,而色素不是蛋白质,从基因控制性状的角度推测,基因突变影响与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄。
(3)突变型1应为杂合子,由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。Ⅰ应为C酶切电泳结果,Ⅱ应为C1酶切电泳结果,从突变型1(CC1)叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段,用限制酶处理后进行电泳,其结果为图中Ⅲ。
创新设问例3 近年来发现,S蛋白与肺癌发生的mTOR信号途径密切相关,科研人员对S蛋白的功能展开研究。(1)与正常细胞相比,癌细胞的典型特征是能够__________,这可能是由于细胞中的DNA上与癌变有关的__________基因突变或过量表达,也可能是__________基因突变而造成相应蛋白质活性减弱或失去活性,导致细胞分裂失去调控所致。
无限增殖
原癌
抑癌
(2)mTOR信号途径激活后,调控的代谢过程可能包括________(多选),以保证癌细胞的物质和能量供应,适应其分散和转移。A.癌细胞营养供应不足,物质合成速率减慢B.癌细胞呼吸强度增加,局部组织大量积累酒精C.癌组织周围的毛细血管增多,利于癌细胞扩散D.胰岛素分泌增加,利于癌细胞摄入葡萄糖
CD
(3)为研究S蛋白与mTOR信号途径在肺癌发生过程中的上下游关系,科研人员进行如下实验。实验一:将皮下移植肿瘤的小鼠随机分为四组,定期测定肿瘤体积变化,各组处理及结果如下图(雷帕霉素是mTOR信号途径的抑制剂)。
①本实验中对照组为________组。据实验结果分析,在小鼠肿瘤发生的信号途径中,处于上游的是________。②依据实验结果,请用“+”(代表促进)、“-”(代表抑制)及文字信息,绘制出S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系图。
1
S蛋白
实验二:科研人员向小鼠的肺部移植肿瘤,对四组小鼠的其他处理与实验一相同。通过细胞学水平上定期检测肺部的________________,为上述调控关系图成立提供证据。(4)依据S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系,请列举1项该研究在肿瘤药物开发方面的应用价值:______________________________________________________________________。
癌细胞数量
研发提高S蛋白基因
表达的药物;研发抑制mTOR信号通路激活的药物
解析 (2)mTOR信号途径激活后,为保证癌细胞的物质和能量供应,适应其分散和转移,癌细胞营养供应充足,物质合成速率增强,癌细胞呼吸强度增加,癌细胞呼吸作用不产生酒精,癌组织周围的毛细血管增多,利于癌细胞扩散,胰岛素分泌增加,利于癌细胞摄入葡萄糖。
专题双练 分层突破
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.(2022·湖南三湘名校教育联盟高三第二次联考)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型菌属于基因重组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.DNA中碱基的缺失属于基因突变,染色体上基因的缺失属于染色体结构变异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
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正确;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;基因通常是有遗传效应的DNA片段,DNA中碱基的缺失不一定导致基因突变,染色体上基因的缺失属于染色体结构变异中的缺失,C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。
2.(2022·重庆市高三四模)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是( )A.“引子”彻底水解的产物有两种B.设计“引子”能将古人类的DNA识别出来,说明现代人和古人遗传信息完全相同C.现代人类是由原始祖先与其他生物及环境协同进化而来的D.现代生物进化理论认为自然选择改变了种群的基因型频率,决定了生物的进化方向
解析 利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来,据此可以推测:“引子”是一段单链DNA序列,彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基,共6种产物,A错误;“引子”能将古人类的DNA识别出来,是因为古人类DNA中存在与“引子”的碱基序列互补配对的碱基序列,而非现代人和古人遗传信息完全相同,B错误;现代人类是由原始祖先与其他生物及环境协同进化而来的,即协同进化导致现代人类的诞生,C正确;现代生物进化理论的观点之一是:自然选择导致种群的基因频率发生定向改变,决定生物的进化方向,D错误。
3.(2022·北京二十二中第四次调研)生物的某些染色体结构变异可通过减数分裂染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”或“十字形结构”现象,图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是( )
A.两图中的现象均发生在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离过程中B.甲图所示的现象是由倒位导致的,乙图所示的现象是由易位导致的C.甲乙两图所示细胞完成减数分裂后产生的配子中染色体结构均正常D.两图所示细胞中基因种类、数量均正常,个体性状也不会发生改变
4. (2022·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
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;综合上述分析可推知:在并联X保持系中,亲本雄果蝇的X染色体传向子代雄蝇,亲本雄蝇的Y染色体传向子代雌蝇,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。
5.(2022·山东高三开学摸底考试生物试卷)小麦的易倒伏与抗倒伏受D、d基因的控制,抗锈病与易感锈病受T、t基因的控制,两对基因独立遗传。欲利用基因型为DdTt的易倒伏抗锈病的小麦培育出基因型为ddTT的抗倒伏抗锈病的小麦品种,甲同学设计了逐代自交并不断筛选的方案,乙同学设计了单倍体育种的方案。下列叙述错误的是( )A.逐代自交与筛选过程中,d与T基因的频率逐代增大B.甲、乙两同学的育种方案所遵循的遗传学原理不同C.与甲同学的方案相比,乙同学的方案可缩短育种年限D.单倍体育种过程表明小麦花粉细胞具有遗传的全能性
解析 自交过程中基因频率一般不变,筛选过程基因频率可能会改变,且d基因频率子一代以后就不会发生改变了,A错误;甲过程的原理是基因重组,乙过程的原理是染色体变异,B正确;乙同学是单倍体育种,优点是能明显缩短育种年限,C正确;单倍体育种过程中,花药离体培养获得单倍体幼苗过程体现了细胞全能性,D正确。
6.狮子鱼多栖息于温带靠海岸的岩礁或珊瑚礁内,但在马里亚纳海沟7000米以下具有高压、终年无光等特殊极端条件的深海环境生存着一个通体透明的新物种——超深渊狮子鱼。研究发现,该超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因大量丢失。下列说法正确的是( )A.深海高压、终年无光等特殊极端条件诱导超深渊狮子鱼发生了定向突变B.特殊极端的环境条件直接对超深渊狮子鱼个体的基因进行了选择C.狮子鱼与超深渊狮子鱼之间存在地理隔离,但不存在生殖隔离D.超深渊狮子鱼种群与温带靠海岸狮子鱼种群的基因库不同
解析 深海高压、终年无光等特殊极端条件对超深渊狮子鱼是选择因素,并非诱变因素,而且突变是不定向的,A错误;特殊极端的环境条件直接对超深渊狮子鱼个体的表型进行选择,B错误;狮子鱼与超深渊狮子鱼是两个不同的物种,存在生殖隔离,C错误;因自然选择,超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因发生了大量丢失,使得超深渊狮子鱼种群与温带靠海岸狮子鱼种群的基因库不同,D正确。
7.(2022·福建福州高三3月质量检测)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,下列不属于协同进化实例的是( )A.蜂王专职产卵,雄蜂和蜂王交尾,工蜂负责采集花粉,喂养幼虫等工作B.蝶类偏好高氨基酸含量花蜜,蝶类传粉植物的花蜜中氨基酸含量通常较高C.某种蝾螈可产生神经毒素抵抗捕食者,以其为食的乌梢蛇对此毒素具有一定抗性D.葱芥会产生有毒的化感物质,入侵美洲后,本土物种演化出耐受该有毒物质的能力
解析 协同进化发生在不同生物及生物与环境之间,雄蜂、蜂王和工蜂属于同一种生物,不属于协同进化,A符合题意;蝶类与蝶类传粉植物属于不同种生物,因此他们之间属于协同进化,B不符合题意;蝾螈和以其为食的乌梢蛇属于不同种生物,两者之间的捕食关系体现了协同进化,C不符合题意;葱芥和本土物种演化出的耐受该有毒物质的物种之间属于竞争关系,他们之间体现了协同进化,D不符合题意。
8.下列四组图是关于生物进化方面的证据。下列相关叙述中,正确的是( )A.图①四种地雀喙的差异源于不同环境食物的刺激所致的不同变异B.图②昆虫的两类翅型的形成是对环境的主动适应C.图③是两种体色的桦尺蛾,它们的性状分化证实了物种形成的机制D.图④为高等动物的同源器官,可以帮助追溯它们的共同起源
解析 图①四种地雀喙的差异源于不同环境食物的选择不同,A错误;图②昆虫的两类翅型的形成是环境条件自然选择的结果,不是主动适应,B错误;图③是两种体色的桦尺蛾,它们的性状分化是自然选择的结果,但它们并未出现生殖隔离,无法证实物种形成的机制,C错误;图④为高等动物的同源器官,可以帮助追溯它们的共同起源,D正确。
二、多项选择题(每题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求)9.(2022·福建厦门高三毕业班第二次质量检测改编)下图表示太平洋岛屿上部分鸟类的分布及迁移情况。其中S鸟有AA、Aa、aa三种基因型,调查发现Y岛上S鸟随机交配产生的后代中aa个体占1%。下列相关叙述错误的是( )
A.岛上的所有生物构成生物多样性,Y岛上的生物多样性小于X岛B.Y岛上,S鸟种群中A基因的频率为90%,Aa个体占18%C.S鸟种群中所有个体含有的A、a基因构成了该种群的基因库D.Y岛上的S鸟与X岛上的S鸟既存在地理隔离,也存在生殖隔离
10.RB基因与某种恶性肿瘤的发病有关。RB基因编码的蛋白质称为RB蛋白,能抑制细胞增殖。正常人体细胞中含有一对RB基因,当两个RB基因同时突变产生突变蛋白时,会发生视网膜母细胞瘤。下列叙述正确的是( )A.上述RB基因发生突变属于隐性突变B.突变蛋白可以延长细胞周期C.突变蛋白的产生体现了细胞分化的实质D.RB基因可能为抑癌基因,能抑制细胞癌变
解析 “当两个RB基因同时突变产生突变蛋白时,会发生视网膜母细胞瘤”,这说明RB基因发生的突变属于隐性突变,A正确;基因突变产生突变蛋白时,会发生视网膜母细胞瘤,肿瘤细胞连续分裂,细胞周期缩短,B错误;突变蛋白的产生是基因突变的结果,不能体现细胞分化的实质,C错误;“RB基因编码的蛋白质称为RB蛋白,能抑制细胞增殖”,这说明RB基因可能为抑癌基因,能抑制细胞癌变,D正确。
三、非选择题11.(2022·山东潍坊第四中学高三上学期收心考)请分析下列有关果蝇遗传的相关问题:在一个自然果蝇种群中,灰身与黑身为一对相对性状(由A、a控制);棒眼与正常眼为一对相对性状(由B、b控制)。现有两果蝇杂交,得到F1表型和数目(只)如下表。请据图回答:
(1)该种群中控制灰身与黑身的基因位于________染色体上,控制棒眼与正常眼的基因位于________染色体上。(2)亲代雌雄果蝇的基因型分别为________、________。(3)F1中黑身棒眼雌雄果蝇随机交配,F2的表型及其比例为______________________________________________________________。(4)控制果蝇眼色的基因仅位于X染色体上,红眼(R)对白眼(r)为显性。研究发现,眼色基因会因染色体片段缺失而丢失(记为X0);若果蝇两条性染色体上都无眼色基因则其无法存活。在一次用纯合红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)的杂交实验中,子代出现了一只白眼雌果蝇。用这只白眼雌果蝇与红眼雄果蝇进行杂交实验,对后代表型及雌雄比例进行分析,可判断子代白眼雌果蝇出现的原因。
常
X
AaXBXb
AaXBY
黑身棒
眼雌蝇∶黑身棒眼雄蝇∶黑身正常眼雄蝇=4∶3∶1
实验结果预测和结论:①若子代果蝇__________________________________,且雌∶雄=1∶1,则是环境条件改变导致的不可遗传的变异。②若子代果蝇__________________________________,且雌∶雄=1∶1,则是基因突变导致的。③若子代果蝇__________________________________,且雌∶雄=2∶1,则是染色体片段缺失导致的。
雌性全红眼,雄性红眼∶白眼=1∶1
雌性全红眼,雄性全白眼
雌性全红眼,雄性全白眼
解析 (1)子代雌蝇中黑身∶灰身=50∶156≈1∶3,雄蝇中黑身∶灰身=(26+23)∶(70+82)≈1∶3,雌雄比例相等,故控制灰身与黑身的基因位于常染色体上。子代雌蝇全是棒眼,雄蝇棒眼∶正常眼=(70+26)∶(82+23)≈1∶1,雌雄表型不同,故控制棒眼与正常眼的基因位于X染色体上。(2)子代黑身∶灰身=1∶3,亲本相关基因型为Aa×Aa;子代雌蝇全是棒眼,雄蝇中,棒眼∶正常眼=1∶1,亲本相关基因型为XBXb×XBY,故亲本基因型为AaXBXb和AaXBY。
12.(2022·福建四地市高三第一次质量检测)蜜蜂是一种传粉昆虫,它的舌管(吻)较长,适于采集不同花的花蜜,且周身长有绒毛,便于黏附花粉,这是长期进化的结果。(1)我国现有的东方蜜蜂由7个独立种群组成。研究发现,每个种群中都存在白细胞激肽受体基因(Lkr),该基因与蜜蜂对糖的敏感度有关。为研究Lkr在蜜蜂适应环境中的作用,研究人员将X基因转入蜜蜂体内,该基因的转录产物能与Lkr mRNA结合,从而干扰Lkr mRNA的翻译,检测不同处理下蜜蜂对蔗糖发生反应的最低浓度的差异,结果如图所示。
回答下列问题:①已知该实验中对照组2转入了编码无关RNA的基因,对照组1和实验组应进行的操作分别是____________________、________________________。对照组1和2与实验组在Lkr基因表达上的差异是__________________________________________________________。由结果可知,Lkr基因的作用是_______________________________________________。②对糖敏感的蜜蜂倾向于采集花粉为食,反之则倾向于采蜜为食。温带地区植物开花呈现明显的季节性,而热带地区常年开花,花粉充足。请用柱形图表示温带和热带地区蜜蜂种群Lkr基因相对表达量的差异。
不做处理的同种蜜蜂
转入X基因的同种
蜜蜂
对照组1和2 Lkr
基因表达量正常,而实验组该基因的表达量较小
Lkr基因正常表达能提高蜜蜂对蔗糖的敏感程度
答案
(2)我国7个东方蜜蜂种群生活在不同地区,存在不同变异,各种群受到不同的气候、植物开花期等因素的________作用,导致其________形成明显的差异。如果这种差异继续增大,以至出现_________,它们便会发展成不同的物种。
选择
基因库
生殖隔离
解析 (1)该实验的自变量为是否转入X基因,因变量是对蔗糖的反应。①已知该实验中对照组2转入了编码无关RNA的基因(实验的目的是排除导入基因操作的影响),则对照组1应该是不做处理的同种蜜蜂,实验组应为转入X基因的同种蜜蜂。由于对照组1不做处理,则其中的Lkr基因应该正常表达,而对照组2导入了无关的RNA,则其体内的Lkr基因也应该能正常表达,因此对照组1和2对蔗糖的敏感程度几乎无差异,而实验组中有些蜜蜂个体对蔗糖的敏感程度却有所下降,据此可推测,Lkr基因正常表达能提高蜜蜂对蔗糖的敏感程度。
②对糖敏感的蜜蜂倾向于采集花粉为食,反之则倾向于采蜜为食。温带地区植物开花呈现明显的季节性,说明温带地区花粉相对于热带地区明显不足。采集花粉的蜜蜂对糖的敏感性较强,则相应的蜜蜂体内与蔗糖敏感性相关的基因表达量应该较高,据此可推测,处于热带地区的蜜蜂体内Lkr基因表达量高,而处于温带地区的蜜蜂该基因的表达量较低,据此用柱形图表示温带和热带地区蜜蜂种群Lkr基因相对表达量。
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.(2022·广东广州一模)一定波长紫外线被微生物的核酸吸收后,会破坏嘧啶与嘌呤的正常配对,还可能导致核酸链的断裂,从而破坏核酸结构。研究人员用不同波长的低剂量紫外线处理等量酵母菌,统计存活率及突变数,结果见下表。据表推断,错误的是( )
A.低剂量的一定波长紫外线可能引起酵母菌发生基因突变或染色体变异B.在复制、转录和翻译过程中,正常的碱基配对均存在受到紫外线破坏的可能性C.推测酵母菌的核酸对260 nm紫外线的吸收量大于对280 nm紫外线的吸收量D.用280 nm紫外线处理时,酵母菌存活率高,这有利于选育新菌种
解析 一定波长紫外线被微生物的核酸吸收后,会破坏嘧啶与嘌呤的正常配对,从而引起突变,紫外线波长为260 nm时,突变数量多,因此可推测酵母菌的核酸对260 nm紫外线的吸收量大于对280 nm紫外线的吸收量,C正确;突变率高才有利于选育新菌种,而280 nm紫外线处理时,突变率较低,因此用280 nm紫外线处理时,不利于选育新菌种,D错误。
2.(2022·湖北省名校联盟高三上学期核心模拟卷)染色体拷贝数目变异(CNV)是人类变异的一种重要形式,其覆盖的染色体范围广,可引起人群中巨大的遗传差异,从而表现出不同的性状。正常人类的基因成对存在,即2份拷贝,若出现1或0拷贝即为缺失,大于2份拷贝即为重复,在拷贝过程中还会出现倒位、易位等情况。下列相关分析正确的是( )A.发生CNV的细胞中细胞核中的基因数目一定出现变化B.发生CNV的细胞在减数分裂Ⅰ的前期不会出现联会现象C.不改变基因数的染色体变异包括染色体片段在非同源染色体间的交换D.若某DNA分子复制时在基因中增加了一定数量的碱基,则属于CNV中的重复
解析 若细胞中发生某基因的缺失(1份拷贝),另一基因的重复(3份拷贝),则细胞中基因数目不变,因此发生染色体拷贝数目变异的细胞细胞核中不一定出现基因数目的变化,A错误;发生CNV的细胞在减数分裂Ⅰ的前期仍能进行同源染色体的联会,B错误;发生在非同源染色体之间的片段交换属于易位,是不改变DNA片段拷贝数的染色体变异,C正确;若DNA分子的基因中增加一定数量的碱基,则属于基因突变,D错误。
3.(2022·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
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,那么无论在什么情况下(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。
4.(2022·辽宁葫芦岛高三一模)非洲草原上的鬣狗是一种群居性动物,它们会成群结队的猎捕食物,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
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。
5.(2022·山东日照高三上学期校际联考)萤火虫生命周期的每个阶段都会发光。发光的卵可警告捕食者,成虫发光还与其交配有关,不同种的萤火虫闪烁的频率各不相同。Photuris属中某种萤火虫的雌虫,是肉食性的,它们会模拟同属其他种萤火虫雌虫的发光频率,诱使异种的雄虫靠近,进而捕食它们。下列说法错误的是( )A.荧光闪烁频率不同的萤火虫之间不能交配,存在生殖隔离B.萤火虫卵发光是可遗传变异和环境定向选择共同作用的结果C.肉食性雌性萤火虫的捕食行为不利于被捕食者种群的进化D.肉食性雌性萤火虫可能会使被捕食者种群的基因频率定向改变
解析 不同种的萤火虫闪烁的频率各不相同,所以荧光闪烁频率不同的萤火虫之间不能交配,存在生殖隔离,A正确;发光的卵可警告捕食者,是可遗传变异和环境定向选择共同作用的结果,B正确;肉食性雌性萤火虫,捕食异种的雄虫,使不受光照诱惑的个体获得了更多的生存机会,可能会使被捕食者种群的基因频率定向改变,D正确。
6.(2022·八省八校高三第一次联考)一种家鼠的毛色为黑色,在一个黑色鼠群中偶尔发现了一只黄色雌家鼠。后来这个鼠群繁殖的家鼠后代中出现了多只黄色雌鼠和雄鼠。让黄色鼠与黄色鼠交配,其后代分离比总是接近2(黄色)∶1(黑色)。下列推理结论正确的是( )A.最初出现的黄色雌鼠是染色体缺失造成的B.该鼠群中的黄色家鼠均为杂合体C.控制黄色与黑色的基因之间的差别在于碱基对的数目不同D.一对黄色家鼠繁殖形成一个新的种群,理论上黄色与黑色基因的频率相等
解析 分析题意可知,家鼠种群原来都是黑色个体,黄色鼠与黄色鼠交配,其后代分离比总是接近2黄色∶1黑色,说明黄色是显性性状,最初出现的黄色雌鼠是基因突变导致的,且是显性突变,A错误;黄色鼠与黄色鼠交配,其后代分离比总是接近2黄色∶1黑色,说明发生了性状分离,且黄色纯合子致死,亲本黄色鼠应均为杂合子,B正确;由以上分析可知,黄色个体是基因突变导致的,基因突变是基因中碱基发生增添、缺失或替换导致的,不一定会导致基因中碱基对数目不同,C错误;由以上分析可知,黄色家鼠为杂合子,一对黄色家鼠繁殖形成一个新的种群,由于黄色个体纯合子致死,因此黄色与黑色基因的频率不相等,D错误。
7.(2022·山东省青岛市高三上学期期初考试)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
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;因茶褐色(R)对种子灰色(r)为显性,且R位于Ⅲ染色体,而又由于含染色体Ⅲ的花粉无受粉能力,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。
二、多项选择题(每题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求)8.(2022·广东普通高中联合质量测评改编)果蝇的2号染色体上有褐眼基因b,3号染色体上有黑檀体基因e。在产生配子时若两条易位的染色体移向同一极时,保证了染色体组的完整性,该配子可育;若两条易位的染色体移向不同极,则上述配子均不可育。现有野生型易位纯合体果蝇和褐眼黑檀体染色体正常果蝇杂交,取F1中雄果蝇与褐眼黑檀体染色体正常雌果蝇杂交得F2,下列叙述错误的是( )
A.F2代雌雄比例为2∶1B.F2代中有四种表型,比例为1∶1∶1∶1C.F1中两条易位染色体的分离(或组合)发生在减数分裂Ⅱ后期D.不考虑染色体互换的情况下,F1易位果蝇群体中B与E(或b与e)基因的遗传是连锁的
解析 上述变异发生在常染色体上,与性染色体无关,F2中雌雄比为1∶1,A错误;由于在产生配子时若两条易位的染色体移向同一极,保证了染色体组的完整性,该配子可育,若两条易位的染色体移向不同极,则该配子不可育,所以不考虑染色体互换的情况下,F1易位果蝇群体只能产生BE或be配子,B与E(或b与e)基因的遗传是连锁的,F2中只有两种表型比例为1∶1,B错误,D正确。
9.(2022·山东烟台高三上学期期末改编)野生稻具有谷粒细小,芒长、壳硬、脱壳困难、种子的蛋白质含量虽然高但产量很低、种子的休眠期很长且发芽不整齐等“缺点”。由野生稻选择、驯化而来的栽培水稻谷粒变大,芒变短甚至无芒,种子没有休眠期、产量高。下列分析错误的是( )A.控制野生稻“缺点”的所有基因构成野生稻种群的基因库B.经过长期选择、驯化,栽培水稻种群的基因频率发生了定向改变C.野生稻的“缺点”是不利于其适应自然环境的不利变异D.栽培水稻与野生稻的性状差异显著,说明它们之间一定存在生殖隔离
三、非选择题10.(2022·湖南师范大学附属中学高三一模)蝴蝶的性别决定方式为ZW型。某种野生型蝴蝶的体色是深紫色,深紫色源自于黑色素与紫色素的叠加。黑色素与紫色素的合成分别受A/a,B/b基因(均不位于W染色体上)的控制。现有一种黑色素与紫色素合成均受抑制的白色纯合品系M,研究人员让该品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交实验,所得F1的体色均为深紫色。利用F1又进行了以下实验:实验一:让F1的雌蝶与品系M的雄蝶杂交,后代为深紫色和白色,且比例为1∶1。实验二:让F1的雄蝶与品系M的雌蝶杂交,后代有4种表型:深紫色(占45%)、紫色(占5%)、黑色(占5%)和白色(占45%)。
回答下列问题:(1)由实验一可知,蝴蝶体色遗传不遵循基因的自由组合定律,理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。根据两组实验结果推断,若让F1的雌、雄蝶相互交配,子代中深紫色、紫色、黑色和白色个体的比例为________________________________________________。(2)多次重复上述两组实验,发现极少数实验一中所得后代全为深紫色,而实验二的结果保持不变。由此推测,F1中有个别雌蝶产生的含有________基因的卵细胞不育,这种雌蝶记作N。
品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交实验,所得F1的体色均为深紫色,故F1个体基因型为AaBb,品系M基因型为aabb。由实验一结果F2表型及比例为深紫色∶白色=1∶1可知,这两对基因位于一对同源染色体上,且A和B基因在一条染色体上,a和b基因在另一条染色体上
深紫色∶紫色∶黑色∶白色=
29∶1∶1∶9
ab
(3)野生型蝴蝶及品系M均为P+基因纯合子。研究发现,雌蝶N的一个P+基因突变为P基因,Р基因编码的蛋白可与特定DNA序列结合,导致卵细胞不育。将雌蝶N与品系M杂交,子代全为深紫色,选取子代雌蝶与品系M继续杂交,所得后代仍全为深紫色。据此判断,P基因为________(填“显性”或“隐性”)基因,P基因与A/a、B/b基因在染色体上的位置关系是_____________________________________________。
显性
P基因与A、B基因位于同一条染色体上
(4)用射线照射雌蝶N,得到一只变异的雌蝶Q,两者体内部分染色体及等位基因(P、P+)情况如图所示。由图可知,该种变异属于染色体结构变异中的________。将Q与品系M的雄蝶杂交,子代表型及比例为深紫色雄蝶∶白色雄蝶≈1∶1。据此推测,卵细胞不育现象与染色体上一段DNA序列t有关(其在同源染色体上相同位置对应的序列记为T),请在下图雌蝶Q中标注序列t和序列T的可能位置。
易位
答案
解析 (1)品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交实验,所得F1的体色均为深紫色,说明控制蝴蝶的体色的两对基因均位于常染色体上。F1个体基因型为AaBb,品系M基因型为aabb,由实验一结果F2表型及比例为深紫色∶白色=1∶1,可知这两对基因位于一对同源染色体上,且A和B基因在一条染色体上,a和b基因在另一条染色体上,由此可知,蝴蝶体色遗传不遵循基因的自由组合定律。实验一与实验二的F2表型及比例不同的原因是实验一中的雌蝶AaBb减数分裂Ⅰ过程中,体色基因之间的染色体片段不发生染色体互换,而实验二中的雄蝶AaBb可以发生染色体互换。由此可得,让F1的雌、雄蝶相互交配,雌配子是AB∶ab=1∶1,雄配子是AB∶Ab∶aB∶ab=9∶1∶1∶9,故子代中深紫色、紫色、黑色和白色个体的比例为29∶1∶1∶9。
(2)根据(1)分析可知,F1的雌蝶基因型为AaBb,可以产生AB、ab两种卵细胞,品系M基因型为aabb,可以产生ab一种精子,由于F1中有个别雌蝶产生的含有ab基因的卵细胞不育,所以F1的雌蝶与品系M的雄蝶杂交所得后代全为深紫色。(3)P+基因突变为P基因,P基因所控制的性状就表达出来,可判断P基因相对于P+基因为显性。将雌蝶N(AaBb)与品系M(aabb)杂交,子代雌蝶与品系M继续杂交,所得后代仍全为深紫色,由此推测P基因与A/a、B/b基因在染色体上的位置关系为P基因与A、B基因位于同一条染色体上。(4)由图可知,非同源染色体之间发生互换,属于染色体变异(易位);Q与品系M的雄蝶杂交,子代只有雄蝶,说明序列t易位到了W染色体上,标注序列t和序列T的可能位置见答案。
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