2023届高考生物二轮复习生物的变异、育种与进化 作业含答案

这是一份2023届高考生物二轮复习生物的变异、育种与进化 作业含答案，共21页。试卷主要包含了选择题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．(2022·湖南模拟)塔斯社2月28日报道，一批冠状病毒蛋白将于3月18日搭乘联盟MS－21载人飞船前往国际空间站，进行一个月至一个半月研究。之后，这些样本将被送回地球。下列有关冠状病毒蛋白的说法，错误的是( )
A．在国际空间站，由于紫外线等因素的作用，可能导致新冠病毒蛋白产生可遗传变异
B．在国际空间站，由于紫外线等因素的作用，冠状病毒蛋白的结构可能发生改变
C．冠状病毒蛋白合成场所是核糖体
D．冠状病毒蛋白一定含有C、H、O、N四种元素
【解析】 由于紫外线等作用，引起冠状病毒蛋白的改变，未发生遗传物质的改变，故不是可遗传的变异，A错误；在国际空间站，由于紫外线等作用，冠状病毒蛋白的结构可能发生改变，B正确；冠状病毒蛋白合成场所是寄主细胞的核糖体，C正确；冠状病毒蛋白一定含有C、H、O、N四种元素，D正确。
【答案】 A
2．(2022·湖北模拟)下列关于某二倍体动物细胞分裂图的叙述，错误的是( )
A．此细胞中基因a与基因A的出现可能是基因重组的结果
B．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体
C．此细胞可能形成两种精子或两种卵细胞
D．该动物体细胞内最多含有四个染色体组
【解析】 姐妹染色单体上的基因不同，可能因为DNA复制时基因突变所致，也可能是因为交叉互换引起的基因重组所致，A正确；该细胞处于减数分裂第二次分裂前或中期，因为没有体现出后期细胞质是否均裂，暂时不能判断雌雄，即此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体，B正确；一个卵原细胞进行减数分裂只能得到一个卵细胞，一个精原细胞进行减数分裂能得到4个精子(两种类型)，则此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞，C错误；在有丝分裂后期，染色体数目加倍，含4个染色体组，此时该动物体细胞内含染色体组数最多，D正确。
【答案】 C
3．(2022·四川省泸县二中模拟)大肠杆菌菌株P对链霉素具有抗性，而另一菌株Q对氨苄青霉素具有抗性。将菌株P、Q混合培养后涂布在含有链霉素和氨苄青霉素的选择性培养基上，培养基上产生了几个菌落(菌株R)。下列有关叙述正确的是( )
A．菌株P的染色体上具有链霉素抗性基因
B．菌株P、Q的DNA中碱基对的排列顺序不同
C．菌株P、Q在基因表达过程中使用不同的密码子表
D．混合培养后，菌株R的产生一定是基因突变所致
【解析】 大肠杆菌是原核生物没有染色体，A错误；菌株P、Q的DNA不同，不同DNA分子中碱基对的排列顺序和碱基对的数目也不同，B正确；所有生物共用一套密码子表，C错误；混合培养后，菌株R对链霉素和氨苄青霉素都具有抗性，故菌株R的产生可能是基因突变或基因重组所致，D错误。
【答案】 B
4．(2022·贵州贵阳模拟)图中甲和乙分别表示果蝇的卵原细胞和由其形成的卵细胞中的3号染色体。若E、e和F、f表示位于该染色体上的两对等位基因。不考虑基因突变，下列叙述正确的是( )
A．图乙的产生是由于图中在减数分裂过程中发生了染色体结构变异
B．与图乙细胞同时形成的三个极体的基因型分别为eF、Ef和Ef
C．图甲产生的次级卵母细胞中含有等位基因但不存在同源染色体
D．该细胞发生变异的时间是减数第二次分裂前期
【解析】 图乙的产生是由于图甲在减数分裂过程中发生了交叉互换，此变异的类型为基因重组，A错误；不考虑基因突变，图乙的染色体上的基因是减数第一次分裂的四分体时期发生了交叉互换产生的，此变异的类型为基因重组，能产生EF、Ef、eF、ef四种配子，与图乙细胞(eF)同时形成的三个极体的基因型分别为EF、Ef和ef，B错误；由于发生了交叉互换，图甲产生的次级卵母细胞中含有等位基因，但不存在同源染色体，C正确；该细胞发生变异是由于减数第一次分裂的四分体时期发生了交叉互换产生的，D错误。
【答案】 C
5．(2022·湖南长郡中学模拟)种间和属间杂交是获得单倍体大麦的方法。某研究人员将二倍体大麦(染色体组成为2n)与其近缘种(染色体组成为2m)杂交，发现两者产生的配子可进行正常的受精作用形成合子。但在合子随后的分裂过程中由于染色体间遗传的不亲和性，近缘种的染色体组从合子中被排除，形成单倍性胚胎，最终发育成单倍体大麦。下列叙述错误的是( )
A．形成单倍性胚胎前，合子的染色体组成可能为(n＋m)
B．题中所述的遗传不亲和性可能是由于合子发育过程中染色体无法正常联会
C．与正常二倍体大麦植株相比，单倍性胚胎发育成的单倍体大麦植株弱小
D．用一定浓度的秋水仙素处理单倍体大麦幼苗可快速获得纯合大麦植株
【解析】 合子(受精卵)的染色体是精子与卵细胞的染色体组成总和，再结合题干信息“在合子随后的分裂过程中……形成单倍性胚胎”可知，形成单倍性胚胎前，合子的染色体组成可能为(n＋m)，A正确；合子(受精卵)的发育是建立在有丝分裂的基础上，该过程中不会发生同源染色体联会，B错误；单倍性胚胎发育成单倍体大麦，与正常二倍体大麦植株相比，单倍体植株弱小，C正确；单倍体大麦幼苗经一定浓度的秋水仙素处理后，染色体数目加倍，可快速获得纯合大麦植株，D正确。
【答案】 B
6．(2022·海南模拟)在豌豆杂交实验中利用纯种亲本高茎豌豆(DD)和矮茎豌豆(dd)杂交获得F1，在自然条件下种植，结果发现某一F1植株的后代高茎与矮茎之比为35∶1。下列有关说法最合理的是( )
A．该F1植株后代出现性状分离是由于发生了基因重组
B．该F1植株的基因型可能为Dddd
C．该F1植株发生了基因突变
D．该F1植株发生了染色体数目变异
【解析】 根据题意分析可知：正常情况下，F2出现高茎∶矮茎＝3∶1的性状分离比，但实际出现了高茎∶矮茎＝35∶1的性状分离比，是因为F1植株的染色体发生了变异，数目加倍，其基因型变为DDdd，四倍体DDdd在减数分裂产生配子时，配子中的基因只有体细胞的一半，同时4个等位基因间的分离是随机的，进入同一个配子的是4个等位基因中的任意2个，故产生配子的基因型及比例为DD∶Dd∶dd＝1∶4∶1。F2出现了高茎∶矮茎＝35∶1的性状分离比，是因为F1植株的染色体发生了变异，数目加倍，其基因型变为DDdd，产生配子的基因型及比例为DD∶Dd∶dd＝1∶4∶1，故子代中矮茎dddd＝1/6×1/6＝1/36，高茎＝1－1/36＝35/36，表现为高茎与矮茎之比为35∶1。故选D。
【答案】 D
7．(2022·浙江模拟)野生果蝇的某条染色体可发生如下图所示变异，下列叙述错误的是( )
A．上述变异能够在高倍显微镜下观察到的是①和②
B．果蝇条形棒眼的出现与变异类型②有关
C．①②③变异结果分别是基因的数目减少、数目增加、排列顺序改变
D．②中重复片段O可来自姐妹染色单体或同源染色体的非姐妹染色单体
【解析】 ①属于染色体结构缺失；②属于染色体结构重复；③属于染色体结构倒位，在高倍显微镜下均可观察到，A错误；果蝇条形棒眼的形成是染色体上区段增多导致，所以属于染色体结构重复，与变异类型②有关，B正确；由A项分析可知，①②③变异结果分别是基因的数目减少、数目增加、排列顺序改变，C正确；姐妹染色单体或同源染色体的非姐妹染色单体都可能含有片段O，故②中重复片段O可来自姐妹染色单体或同源染色体的非姐妹染色单体，D正确。
【答案】 A
8．(2022·青海西宁二模)为有效解决困扰我国牧草产业的种源“卡脖子”问题，2020年11月，嫦娥五号探测器搭载紫花苜蓿和燕麦两大主要牧草种子进行了空间诱变实验。下列有关说法错误的是( )
A．太空中的某些物理因素可使牧草种子发生基因突变
B．通过太空诱变获得的牧草新性状一定能够稳定遗传
C．空间诱变实验有利于较短时间内获得更多的变异类型
D．空间诱变实验不一定能够获得人们所期望的优良性状
【解析】 太空中的物理因素如射线，可能会导致牧草种子发生基因突变，A正确；通过太空诱变获得的牧草新性状可能为杂合子，故不一定能够稳定遗传，B错误；空间诱变因素多，容易引起牧草发生突变，可以提高变异率，故有利于较短时间内获得更多的优良变异类型，C正确；由于基因突变是不定向的并且是多害少利的，故不一定能够获得人们所需要的优良性状，D正确。
【答案】 B
9．(2022·广东执信中学模拟)青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用二倍体野生型青蒿，通过育种可培育抗病高产青蒿素植株，下列说法错误的是( )
A．抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交后连续自交，可筛选出抗病高产青蒿素的新品种
B．为提高青蒿素的含量，可采用低温或秋水仙素处理二倍体青蒿从而得到四倍体青蒿
C．抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1，经单倍体育种可获得抗病高产青蒿纯合子
D．通过某种处理让野生型青蒿成为三倍体植株，该处理过程中发生的变异是不可遗传变异
【解析】 抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得到的F1为杂合子，F1自交在F2中需要进行选优再连续自交，直到不发生性状分离为止，可获得纯种的抗病高产青蒿素的植株，A正确；常采用低温或秋水仙素处理二倍体青蒿从而得到四倍体青蒿，该过程主要抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，使复制后的染色体不能正常发生分离，从而使染色体数目加倍，B正确；抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1，利用花药离体培养获得单倍体，在经过秋水仙素处理后可获得稳定遗传的抗病高产青蒿素植株，C正确；通过一定的处理让野生型青蒿成为三倍体植株，这种三倍体青蒿形成过程中发生的变异是染色体数目变异，所以属于可遗传变异，D错误。
【答案】 D
10．(2022·辽宁葫芦岛二模)科研人员对某处岛屿上的一种地雀进行研究，发现该鸟主要以植物种子为食。1977年该岛降水量严重不足，只有结大而坚硬种子的耐旱植物生存。1983年降水量充沛，结小而柔软种子的植物生长茂盛。随后几年没有明显降水量的波动，据图判断下列说法正确的是( )
A．1985年后喙的尺寸趋于稳定表明该种群数量稳定
B．地雀喙大小的变化，是自然环境定向选择的结果
C．研究表明喙的大小是由环境改变导致的可遗传的变异
D．1978～1983年地雀喙尺寸变大是由于取食大粒种子导致的
【解析】 喙的尺寸趋于稳定只能说明环境选择了该大小的鸟喙，不能说明种群数量是多少，也不能说明其变化，A错误；大而坚硬的种子选择了适宜该环境的鸟喙，是定向选择，B正确；喙的大小是可遗传变异，但不是环境改变导致的，环境改变只是起到选择的作用，C错误；鸟喙尺寸变大是自然选择的结果，不是由于取食大粒种子导致的，D错误。
【答案】 B
11．(2022·全国模拟预测)金鱼的祖先是野生鲫鱼。将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到了五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交，得到了朝天水泡眼。经过选择、培育，出现了色彩斑斓、形态各异的金鱼。下列分析错误的是( )
A．金鱼的变异决定了其进化的方向
B．金鱼是由野生鲫鱼经过基因突变而来的
C．不同品种的金鱼杂交的原理是基因重组
D．不同品种的杂交丰富了金鱼的基因多样性
【解析】 可遗传变异为生物进化提供了原材料，但不能决定进化的方向，自然选择决定生物进化的方向，A错误；野生鲫鱼在生长过程中，会发生基因突变，再通过自然选择和人工选择，产生了各种金鱼品种，B正确；不同品种的金鱼进行杂交属于杂交育种，其原理是基因重组，C正确；通过杂交实现了不同品种间的基因交流，产生了多种多样的基因型，从而形成了不同的品种，丰富了金鱼的基因多样性，D正确。
【答案】 A
12．(2022·北京朝阳二模)报春花具有二型花柱和同型花柱两种不同花型(如图1)。研究发现，传粉昆虫随海拔增加而减少。为研究上述现象对报春花花型的影响，研究者进行模拟实验，处理及结果如图2。相关分析错误的是( )
A．传粉昆虫与报春花间的相互作用是长期自然选择的结果
B．实验中套袋处理是为了模拟高山上传粉昆虫减少的条件
C．据图2推测二型花柱报春花的传粉方式主要为异花传粉
D．异花传粉增加了基因多样性因此高海拔二型花更具优势
【解析】 传粉昆虫在吸食花筒底部花蜜的同时，也起到帮助报春花传粉的作用，这是长期自然选择的结果，A正确；根据题意可知，“高山上环境温度降低，传粉昆虫减少”，因此本实验中，套袋处理可以防止外来花粉的干扰，模拟了高山上无传粉者的条件，B正确；结合图1和图2分析，套袋处理后，二型花柱的花结实率低或不结实，说明其主要传粉方式为异花传粉，C正确；套袋处理后，二型花柱的花结实率低或不结实，说明其主要传粉方式为异花传粉，这种传粉方式虽然有利于增加报春花的遗传多样性，但同型花柱报春花主要为自花传粉，在传粉昆虫减少条件下结实率更高，有利于繁殖，因而高海拔环境下同型花柱的花比例增大，D错误。
【答案】 D
13．(2022·湖北模拟)某高速公路将一盆地分隔成南北两区域，高速公路两侧间存在有限的通道，原为同一种群的羚羊分隔成南北两个种群；陆地蜗牛因不能通过“通道”，被分隔成两个独立的种群。下列分析不合理的是( )
A．分布在高速公路两侧的羚羊种群可能出现不同的突变和基因重组
B．高速公路的间隔将使两个羚羊种群基因库的差异将逐渐增大
C．高速公路两侧的陆地蜗牛因不能进行基因交流，而产生生殖隔离
D．能轻易飞越高速公路的鸟类物种一般不会在两侧形成为两个物种
【解析】 分布在高速公路两侧的羚羊种群发生的可遗传变异是随机的，可能相同也可能不同，A正确；两侧间存在有限的“通道”，基因交流受阻，由于南北两侧的食物和气候条件互不相同，自然选择对不同种群基因频率的改变所起作用就有差别，久而久之，这些种群的基因库就会逐渐加大，B正确；高速公路两侧的陆地蜗牛因不能通过“通道”而产生地理隔离，但不一定会形成生殖隔离，C错误；能轻易飞越大峡谷的鸟类物种没有产生地理隔离，一般不会因高速公路的间隔在两侧形成为两个物种，D正确。
【答案】 C
14．(2022·湖南模拟)下列关于遗传变异的说法，错误的是( )
A．三倍体无子西瓜中偶尔出现一些可育的种子，原因是母本在进行减数分裂时，有可能形成部分正常的卵细胞
B．染色体结构变异和基因突变都可使染色体上的DNA分子碱基对排列顺序发生改变
C．基因型为AaBb的植物自交，且遵循自由组合定律，后代有4种表型，则子代中的重组型个体所占比例为7/16
D．八倍体小黑麦是由普通小麦(六倍体)和黑麦(二倍体)杂交后再经过染色体加倍后选育的，它的花药经离体培养得到的植株是可育的
【解析】 三倍体西瓜由于减数分裂中，联会发生紊乱，不能产生配子，因此形成无子西瓜，而无子西瓜中偶尔出现一些可育的种子，原因是母本在进行减数分裂时，有可能形成部分正常的卵细胞，A正确；染色体结构变异会导致基因的数目和排列顺序发生改变，基因突变可使染色体上的DNA分子碱基排列顺序发生改变，B正确；基因型为AaBb的植物自交，且遵循自由组合定律，后代有A_B_、A_bb、aaB_、aabb 4种表现型，其中不同于亲本的重组类型为A_bb、aaB_、aabb，所占比例为7/16，C正确；八倍体小黑麦是由普通小麦(六倍体)和黑麦(二倍体)杂交后再经过染色体加倍后选育，它的花药经离体培养得到的植株是单倍体，含有普通小麦的三个染色体组和黑麦的一个染色体组，在减数分裂是会发生联会紊乱，不能产生正常的配子，是不可育的，D错误。
【答案】 D
15．(2022·宁夏银川一中三模)疟疾主要通过按蚊进行传播，杀虫剂的广泛使用可以有效降低疟疾发病率。近年来发现携带疟原虫的按蚊中存在一种化学感应蛋白(SAP2)，使它们对杀虫剂显示出了很强的抵抗力。下列说法错误的是( )
A．抗杀虫剂按蚊的出现不一定说明产生了新的物种
B．在使用杀虫剂之前按蚊种群基因库中就存在抗药性基因
C．抗杀虫剂按蚊群体的出现说明该按蚊种群已发生了进化
D．杀虫剂直接作用于按蚊个体的基因型而影响种群的基因频率
【解析】 生殖隔离是物种形成的标志，由题干信息分析可知，使用杀虫剂后按蚊产生了抗性，这说明对杀虫剂具有抗性的按蚊能够和抗性较弱的按蚊进行交配并产生可育后代，并没有出现生殖隔离，A正确；在使用杀虫剂之前按蚊种群基因库中就存在抗药性基因，这是基因突变的结果，B正确；生物进化的实质是种群基因频率的改变，在使用杀虫剂后，按蚊的种群基因频率发生了改变，抗性低的个体会被杀死，抗性较强的个体能够存活，使得按蚊向抗药性的方向进行进化，C正确；杀虫剂直接作用于按蚊个体的表现型，抗性低的个体会被杀死，抗性较强的个体能够存活，进而影响到种群的基因频率，D错误。
【答案】 D
二、综合题(共5题，共54分)
16．(9分)(2022·云南昆明一中阶段练习)某自花传粉植物的花色有红花和白花两种性状，受两对或三对等位基因控制，其中每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花，否则开白花。现有甲、乙、丙三个白花纯合植株品系，分别与一红花纯合品系杂交，F1均为红花，F1自交，F2的表现型及比例分别是红花∶白花＝48∶16；红花∶白花＝36∶28；红花∶白花＝27∶37，请回答下列问题：
(1)品系甲与红花品系杂交的F2代的表现型及比例是红花∶白花＝48∶16，说明该过程遵循______________定律。
(2)该植物的红花和白花性状受____对等位基因控制，纯种白花品系可能的基因型有____种。
(3)甲品系中某一植株与乙品系中某一植株杂交，子代表现型为_________________________________________________。
(4)某同学在红花纯种品系中偶然发现一株白花植株，将该白花植株自交，子代均开白花。该同学推断，可能是控制花色的基因发生突变或者相关染色体变异。
①请用最简单的方法，判断是基因突变还是染色体变异？___________________________________________________。
②若该白花植株为控制花色的基因突变所致，而且可能是上述甲、乙、丙中的某一种，你觉得最可能是____(填“甲”“乙”或“丙”)，理由是_____________________________________。
【解析】 (1)甲与红花纯合品系杂交所得的子一代自交后得到的子二代表现型及比例简化后为3∶1，说明子一代的基因型有一对等位基因杂合，即该过程遵循基因分离定律。(2)甲与红花纯合品系杂交所得的子一代的基因型有一对等位基因杂合，乙与红花纯合品系杂交所得的子一代的基因型有两对等位基因杂合，丙植株与红花纯合品系杂交所得的子一代的基因型有三对等位基因杂合，结合题干写道该性状由两对或三对等位基因控制，可知该性状由三对等位基因控制。假设这三对等位基因分别为A/a、B/b、C/c，由题可知，纯种白花品系可能的基因型有aaBBCC、AAbbCC、AABBcc、aabbCC、aaBBcc、AAbbcc、aabbcc，一共7种。(3)甲品系与乙品系都是白花纯合植株品系，由前面的分析可知，甲品系的基因型为aaBBCC或AAbbCC或AABBcc，乙品系的基因型为aabbCC、aaBBcc、AAbbcc，若甲品系中某一植株的基因型为aaBBCC，乙品系中某一植株的基因型为aabbCC，子代表现型为白花，同理可得，甲品系中aaBBCC与AAbbcc杂交，子代表现型为红花。(4)基因突变在显微镜下观察不到，而染色体变异在显微镜下可以观察到，因此判断是基因突变还是染色体变异的最简单方法是显微镜观察。结合前面的分析可知，红花纯种品系的基因型为AABBCC，甲品系的基因型为aaBBCC或AAbbCC或AABBcc，乙品系的基因型为aabbCC、aaBBcc、AAbbcc，丙品系的基因型为aabbcc，若该白花植株为控制花色的基因突变所致，而且可能是上述甲、乙、丙中的某一种，最可能是甲，因为基因突变是具有低频性，不可能多对基因同时发生隐形突变。
【答案】 (1)基因的分离
(2)3 7
(3)红花或白花
(4)①显微镜观察 ②甲 基因突变是具有低频性，不可能多对基因同时发生隐形突变
17．(10分)(2022·贵州铜仁二模)某自花传粉闭花授粉作物的高茎/矮茎、抗病/感病、高产/低产这三对相对性状各由一对等位基因控制，且三对等位基因自由组合。现有该作物的甲、乙两植株，甲自交后，子代均为矮茎和低产，但出现抗病和感病性状；乙自交后，子代均为抗病和低产，但出现高茎和矮茎性状。回答下列相关问题：
(1)自然状态下该作物一般都是__________(“纯合子”或“杂合子”)。根据所学的遗传学知识，可推断高茎/矮茎、抗病/感病两对相对性状的显隐性关系，请通过对甲、乙自交实验结果的分析，简述推断思路_________________________________________。
(2)若采用γ射线诱变培育高产作物，诱变时需要处理大量________(“休眠”或“萌发”)种子。请解释种子处理需“大量”的理由__________________________________________。
(3)现有纯合高茎抗病植株和矮茎感病植株，采用单倍体育种方法培育优良品种，该育种过程涉及可遗传的变异有___________。
(4)RNA干扰技术可抑制某基因的表达。假设乙植株高茎和矮茎基因为D/d，采用RNA干扰技术处理乙植株，用处理后的乙植株自交，其子代表现型均为矮茎性状，由此推测RNA干扰技术抑制______(填“D”或“d”)基因表达。
【解析】 (1)自花传粉、闭花授粉的植物，在自然状态下一般都是纯合子；对于植物而言，判断显隐性可用自交的方法进行：若甲为抗病，则抗病为显性，感病为隐性，若甲为感病，则感病为显性，抗病为隐性；若乙为高茎，则高茎是显性，矮茎是隐性，若乙为矮茎，则矮茎为显性，高茎为隐性。(2)若采用γ射线诱变培育高产作物，该方法的原理是基因突变，由于萌发期的种子分裂旺盛，易发生突变，故诱变时需要处理大量萌发种子；由于基因突变具有不定向性、随机性，故种子处理需“大量”。(3)纯合高茎抗病植株和矮茎感病植株，采用单倍体育种方法培育优良品种，需要先通过杂交育种集中两个亲本的优良性状，再经花药离体培养和诱导染色体数目加倍获得，涉及的可遗传的变异有基因重组和染色体变异。(4)结合题意可知，矮茎植株为隐性性状，若用处理后的乙植株自交，其子代表现型均为矮茎性状，说明D基因的表达受抑制，即RNA干扰技术抑制D基因表达。
【答案】 (1)纯合子 若甲为抗病，则抗病为显性，感病为隐性，若甲为感病，则感病为显性，抗病为隐性；若乙为高茎，则高茎是显性，矮茎是隐性，若乙为矮茎，则矮茎为显性，高茎为隐性
(2)萌发 基因突变具有不定向性、随机性
(3)基因重组和染色体变异
(4)D
18．(11分)(2022·黑龙江实验中学阶段练习)中国科学家屠呦呦因从青蒿中分离出青蒿素并应用于疟疾治疗获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖。已知野生型青蒿为一年生二倍体植物，一般在10月底开黄花，人们主要从青蒿的茎叶中提取青蒿素。研究人员从该野生型黄花品系中选育出了两株开白花的植株，分别标记为P、Q。据此分析回答问题：
(1)为提高青蒿素的产量，研究人员欲通获得四倍体的青蒿，一般常用的处理方法是用____________________________________处理青蒿萌发的种子或幼苗。野生型青蒿与四倍体的青蒿________(填“是”或“不是”)同一物种，原因是__________________________。
(2)若要探究这两株植物白花基因突变是发生在同一对基因上，还是发生在不同对基因上，某研究小组设计了如下杂交实验。请加以完善：
实验步骤：将P、Q进行杂交，观察并统计F1表现型及比例。
预期实验结果及结论：
①若F1均开黄花时，可确定P、Q的白花基因突变发生在_________________________________________________；
②若F1均开白花时，可确定P、Q的白花基因突变发生在__________________________________________________。
(3)实验证明P、Q的白花基因突变发生在不同对基因上，为了探究这两对基因是否独立遗传，请利用(2)中的F1进一步设计实验。请写出实验思路、预期结果及结论(注：不考虑交叉互换)。
实验思路：________________________________________。
预期结果及结论：
若F2中黄花植株∶白花植株＝9∶7，则________________。
若F2中黄花植株∶白花植株＝1∶1，则_________________。
【解析】 (1)人工诱导多倍体的方法主要有低温诱导或者使用秋水仙素处理，即用适宜浓度的秋水仙素(或适宜的低温)处理野生型青蒿的幼苗(或萌发的种子)；野生型(二倍体)与四倍体的青蒿杂交，后代为三倍体，高度不育，因此他们之间存在生殖隔离或杂交后代不育，说明野生型青蒿与四倍体的青蒿不是同一物种。(2)假设P、Q的白花基因突变发生在同一对基因上，用A/a来表示，根据分析，白花类型为隐性性状，则P和Q的基因型都为aa，P和Q杂交以后产生的子一代全部为aa，表现为白花；若P、Q的白花基因突变发生在不同对基因上，则可以设这两对基因分别为A/a、B/b，P的基因型为AAbb，Q的基因型为aaBB，因此两者杂交的基因型为AaBb，均表现为黄花；综上所述，如果F1均开白花，则可确定P、Q的白花基因突变发生在同一对基因上；如果F1均开黄花，则可确定P、Q的白花基因突变发生在不同对基因上。(3)已知该性状涉及两对基因，首先明确黄花为双显性性状，其余表现为白花，该实验的目的为“探究这两对基因是否独立遗传”，此时可以利用(2)中的子一代进行实验，使其进行自交，观察后代的表现型及比例，若符合独立遗传，遵循自由组合定律，则子二代中基因型及比例符合A_B_(黄花)∶A_bb(白花)∶aaB_(白花)∶aabb(白花)＝9∶3∶3∶1，因此黄花∶白花＝9∶7；若两对基因连锁，则AaBb是由AAbb和aaBB个体杂交而来，表明A和b连锁、a和B连锁，因此AaBb自交的后代基因型及比例为AAbb(白花)∶aaBB(白花)∶AaBb(黄花)＝1∶1∶2，即黄花∶白花为1∶1。综上所述，若要证明该结论，让F1自交，观察、记录并统计F2表现型及比例，预期结果及结论：若F2中黄花植株∶白花植株＝9∶7，则这两对基因独立遗传；若F2中黄花植株∶白花植株＝1∶1，则这两对基因不是独立遗传。
【答案】 (1)适宜浓度的秋水仙素或适宜的低温 不是 它们之间存在生殖隔离或杂交后代不育
(2)①不同对基因上 ②同一对基因上
(3)让F1自交，观察、记录并统计F2表现型及比例 这两对基因独立遗传 这两对基因不是独立遗传
19．(10分)(2022·青海海东一模)竞争和协同是普遍存在于生物个体或种群之间的两种表现行为。大量实验和研究表明，在一定范围和水平上，竞争的结果有利于生物形态、生理特征及生活方式等适应策略的进化；协同能够使生物以最小的代价或成本实现自身在自然界的存在与繁殖(最大适合度)。回答下列问题；
(1)协同进化，即共同进化，是指________________________之间在相互影响中不断进化和发展。协同进化与竞争进化中，____________更有利于维持生态系统的有序性和多样性。
(2)竞争关系是指两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。竞争的结果常表现为__________________________。竞争关系通过改变种群的出生率和存活率，最终影响种群最基本的数量特征______________。
(3)一般生物在以下几个方面都需要有能量的投入与消耗：①抵御不良气候与土壤条件；②生长、发育和繁殖；③防御天敌等。其中对于最高营养级生物而言，通常用于自身生长，发育和繁殖的能量最终去向是____________________。
(4)竞争会导致物种的形态、生理特征发生改变，以提高自身的综合竞争能力。从器官形态层面分析，动物群落中捕食者与被捕食者之间进行的“军备竞赛”式的竞争结果是______________________。
【解析】 (1)协同进化，即共同进化，是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。协同进化更有利于维持生态系统的有序性和多样性，因为协同进化显示的是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的过程。(2)竞争是指两种生物生活在一起，因为争夺资源、空间等而发生斗争的现象。竞争的结果通常表现为相互抑制，有时也表现为一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡。竞争关系通过改变种群的出生率和存活率，最终影响种群密度的变化，种群最基本的数量特征是种群密度。(3)对于最高营养级生物而言，通常用于自身生长，发育和繁殖的能量最终去向是流向分解者。(4)竞争会导致物种的形态、生理特征发生改变，以提高自身的综合竞争能力。从器官形态层面分析，动物群落中捕食者与被捕食者之间进行的“军备竞赛”式的竞争结果是捕食者的攻击器官更发达才能获得更多的食物得以生存，被捕食者的防卫器官更发达才能在与捕食者的斗争中获胜，避免被捕获，进而获得生存的机会。
【答案】 (1)不同物种之间、生物与无机环境 协同进化
(2)相互抑制，有时也表现为一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡 种群密度
(3)流向分解者
(4)捕食者的攻击器官更发达，而被捕食者的防卫器官更发达(或捕食者与被捕食者共同进化)
20．(14分)(2022·河北沧州二模)囊性纤维化是一种单基因突变的遗传病，其发病机制为跨膜蛋白(CFTR)基因突变，导致转运氯离子功能障碍，氯离子无法运到细胞外，细胞外水分减少。目前被证实的囊性纤维化约有1300多种，其中△F508突变型CFTR是最主要的突变形式。研究发现△F508突变型的CFTR中第508位的苯丙氨酸缺失，其他氨基酸序列未变，进而导致该蛋白无法转运到细胞膜上，或即使通过某种方式定位到细胞膜上，仍需要加入激活剂才能使其恢复转运氯离子的功能。回答下列问题：
(1)囊性纤维化种类可以达到1300多种，这可以说明基因突变具有______________和__________特点。△F508突变型是由于CFTR基因中碱基对发生________，进而引起该基因结构的改变。
(2)调查发现，某地人群中囊性纤维化发病率为1/2500。该地区一女性及其父母表现均正常，但其同胞妹妹患囊性纤维化。该病的遗传方式是______________________，原因是_______________________。
若该女性和当地一正常男性结婚、怀孕，胎儿患囊性纤维化的概率为________，确定该胎儿是否患有该病的检测手段可以是_______________________________________________。
(3)2019年，科研人员研发的药物ORKAMBI成为第一种用于治疗2～5岁儿童囊性纤维化的药物。请根据囊性纤维化的发病机理，推测该药物的作用机理是________________________(答出两点即可)。
【解析】 (1)由题意可知，囊性纤维化的出现说明基因突变具有不定向性(不同种类型)和随机性(基因内碱基对的改变的位点不同)特点；且突变型CFTR第508位的苯丙氨酸缺失，说明CFTR基因内有三个碱基对缺失。(2)分析题意可知，父母正常而女儿患病，说明该病为隐性遗传病；若控制该病的基因位于X染色体上，则不患该病男性的女儿均不患病，与题意不符，因此囊性纤维化的遗传方式是常染色体隐性遗传。若用A/a表示相关基因，则父母的基因型均为Aa，表现正常的女儿的基因型及其概率为AA∶Aa＝1∶2。由该地人群中囊性纤维化发病率为1/2500，结合分析可知，p(aa)＝1/2500，因此p(a)＝1/50，q(A)＝49/50。该地区中，p(AA)＝(49/50)2，p(Aa)＝2×1/50×49/50，因此当地一正常男性的基因型及其概率为AA∶Aa＝49∶2。该女性和当地一正常男性结婚、怀孕，胎儿患囊性纤维化的概率为2/51×2/3×1/4＝1/153。由于囊性纤维化是由基因突变所引起的，因此为预防该病发生，该女性怀孕后应进行基因检测。确定胎儿是否患有某种遗传病，可以进行产前诊断，如羊水检查、基因诊断等手段。(3)由题意可知，囊性纤维化是由基因突变所引起蛋白质功能异常，且△F508－CFTR无法到达细胞膜形成氯离子通道，即使少量到达细胞膜也无法有效打开通道，从而造成氯离子运输严重障碍。因此可推知，该药物可能作用机理是帮助恢复CFTR蛋白的功能；帮助组装和运输CFTR蛋白至细胞表面来增强它的功能；通过增加位于细胞表面CFTR通道的开放率，提高CFTR蛋白的活性，增加氯离子的转运。
【答案】 (1)不定向性 随机性 缺失(缺失三对碱基)
(2)常染色体隐性遗传 父母不患该病，女儿中有患囊性纤维化 1/153 产前诊断
(3)帮助CFTR蛋白恢复正常空间结构；帮助成熟的CFTR蛋白运至细胞表面；激活CFTR氯离子通道的功能；促进细胞内氯离子和水向细胞外运输