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专题07 生物的变异与进化1从考查内容上看，主要集中分布在基因突变的特点、应用；染色体变异类型及农作物育种等知识点上。 2从考查角度上看，结合细胞分裂、DNA复制、遗传的基本规律，综合考查基因突变类型、特点及对性状的影响；借助科学研究热点材料或结合减数分裂考查染色体变异的类型及其判断等相关知识；以二倍体、多倍体、单倍体的区别及其在生物育种上的应用为载体进行命题或结合实验探究进行考查。 3从命题趋势上看，预计2016年高考命题，基因突变、染色体变异、生物育种仍是考查重点，多结合减数分裂、DNA复制、遗传基本规律、不同育种方式进行综合命题考查。 4从考查内容上看，主要集中在对生物进化的实质、物种形成过程及自然选择的作用的考查。 5从考查角度上看，多以具体的生物进化案例为背景对生物进化、物种形成进行命题；也常以图表为知识载体考查生物进化及其多样性形成。 6从命题趋势上看，预计2017年高考命题仍趋于联系生物进化实例，以生物进化及物种形成过程为背景信息进行综合命题考查。 一、生物变异的类型、特点及判断1生物变异的类型2三种可遗传变异的比较项目基因突变基因重组染色体变异适用范围生物种类所有生物自然状态下能进行有性生殖的生物真核生物生殖方式无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖类型自然突变、诱发突变交叉互换、自由组合染色体结构变异、染色体数目变异原因DNA复制（有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期）过程出现差错减/数分裂时非同源染色体上的非等位基因自由组合或同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换内外因素影响使染色体结构出现异常，或细胞分裂过程中，染色体的分开出现异常实质产生新的基因（改变基因的质，不改变基因的量）产生新的基因型（不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量）基因数目或基因排列顺序发生改变（不改变基因的质）关系基因突变是生物变异的根本来源，为基因重组提供原始材料。三种可遗传变异都为生物进化提供了原材料1） 理清基因突变相关知识间的关系(如下图)（1） （2）基因突变对性状的影响突变间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。由于密码子的简并性、隐形突变等情况也可能不改变生物的性状。（3）基因突变对子代的影响若基因突变发生在有丝分裂过程中，则一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖将突变的基因传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，则可以通过配子传递给后代。4、理清基因重组相关知识间的关系(如下图)。 5、染色体变异（1）在光学显微镜下可以看到，染色体结构变异的四种类型可以通过观察减数分裂的联会时期染色体的形态进行判断（2）其中相互易位与四分体时期的交叉互换要注意区分，易位发生在两条非同源染色体之间，交叉互换发生在一对同源染色体之间。染色体数目变异发生在细胞分裂过程中，也可以在光学显微镜下看到，选择中期细胞观察。（3）染色体组数的判定染色体组是指真核细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条：A、一个染色体组中不含同源染色体，但源于同一个祖先种。B、一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。C、一个染色体组中含有控制该种生物性状的一整套基因，但不能重复6、染色体组和基因组a.有性染色体的生物其基因组包括一个染色体组的常染色体加上两条性染色体。b.没有性染色体的生物其基因组与染色体组相同。7、单倍体和多倍体的比较单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。多倍体由合子发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组。对于体细胞中含有三个染色体组的个体，是属于单倍体还是三倍体，要依据其来源进行判断：若直接来自配子，就为单倍体；若来自受精卵，则为三倍体。二、生物变异在育种中的应用常见的几种育种方法的比较项目 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 常用 方法 杂交自交选优自交；杂交杂种 辐射诱变等 花药离体培养，然后用秋水仙素处理使其加倍，得到纯合体 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 优点 使位于不同个体的优良性状集中在一个个体上 可提高变异频率或出现新的性状，加速育种进程 明显缩短育种年限 器官巨大，提高产量和营养成分 缺点 时间长，需及时发现优良性状 有利变异少，需大量处理实验材料，具有不定向性 技术复杂；与杂交育种相结合 适用于植物，在动物中难于开展 1、育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、生活力强、产量高、品质优良)的新品种，以便更好地为人类服务。若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种。若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。若实验植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。2、动、植物杂交育种中应特别注意语言叙述：植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过双亲杂交获得F1，F1雌雄个体间交配，选F2与异性隐性纯合子测交来确定基因型的方法。三、基因频率及基因型频率的计算和现代生物进化理论 1、基因频率与基因型频率的相关计算（1）定义法：根据定义，基因频率是指在一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比率（2）不同染色体上基因频率的计算若某基因在常染色体上，则：若某基因只出现在X染色体上，则：（3）通过基因型频率计算基因频率(1)在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。(2)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。(3)已知AA或aa的基因型频率，求A或a的频率经常用到开平方的方法。即：A(a)=(对于XY型性别决定的生物，雄性的伴性遗传除外)（4）根据遗传平衡定律计算设一对等位基因为A和a，其频率分别为p与q(p+q=1)。亲代AA和aa自然交配后F1具有AA、Aa、aa三种基因型，其频率如下列公式：p(A)+q(a)=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)，即AA的基因型频率为p2，Aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2，产生A配子频率为：p2+1/22pq=p2+pq=p(p+q)=p，产生a配子频率为：q2+1/22pq=q2+pq=q(p+q)=q。可知F1的基因频率没有改变。上式揭示了基因频率与基因型频率的关系，使用它时，种群应满足以下5个条件：种群大；种群个体间的交配是随机的；没有突变发生；没有新基因加入；没有自然选择。满足上述5个条件的种群即处于遗传平衡。2、种群是生物进化的基本单位(1)一个种群所含有的全部基因，称为种群的基因库。基因库代代相传，得到保持和发展。(2)种群中每个个体所含有的基因，只是基因库中的一个组成部分。(3)不同的基因在基因库中的基因频率是不同的。(4)生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。3、突变和基因重组是产生进化的原材料(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异。其中染色体变异和基因突变统称为突变。(2)基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。(3)突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。(5)突变是不定向的，基因重组是随机的，只为进化提供原材料，而不能决定生物进化的方向。4、自然选择决定生物进化的方向(1)种群中产生的变异是不定向的。(2)自然选择淘汰不利变异，保留有利变异。(3)自然选择使种群基因频率发生定向改变，即 导致生物朝一个方向缓慢进化。5、隔离与物种的形成种群物种概念生活在一定区域的同种生物的全部个体；种群是生物进化和繁殖的单位。能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一群生物范围较小范围内的同种生物个体由分布在不同区域的同种生物的许多种群组成判断标准种群具备“两同”，即同一地点，同一物种；同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能产生可育后代主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代，不同物种间存在生殖隔离联系一个物种可以包括许多种群，如同一种立于可以生活在不同的池塘、湖泊中，形成一个个彼此呗陆地隔离的种群；同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能成为不同的亚种（或品种）。进而形成多个新物种。6、生物多样性之间的关系：四、基因突变与生物性状的表现1当基因发生突变时，其性状未必改变(1)当基因发生突变时，引起mRNA上密码子改变，但由于密码子的简并性，改变后的密码子若与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。(2)若基因突变为隐性突变，如AA中的一个Aa，此时性状也不改变。(3)某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响该蛋白质的功能。例如：由于基因突变使不同生物中的细胞色素C中的氨基酸发生改变，其中酵母菌的细胞色素C肽链的第十七位上是亮氨酸，而小麦是异亮氨酸，尽管有这样的差异，但它们的细胞色素C的功能都是相同的。 (4)由于性状的多基因决定，某基因改变，但共同作用于此性状的其他基因未改变，其性状也不会改变。如：香豌豆花冠颜色的遗传。当C和R同时存在时显红花，不同时存在时不显红色。所以由ccrr突变成ccRr时也不引起性状的改变。(5)体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因，或若为父方细胞质内的DNA上某个碱基对发生改变，则受精后一般不会传给后代。(6)性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。(7)在某些母性效应的遗传中(锥实螺螺壳旋转方向的遗传)，如果母本为aa者，子代基因由aa突变为Aa或者AA，性状也不发生改变。(8)在某些从性遗传中(如女性只有AA才表现为秃顶)，某性别的个体的基因型由aa突变为Aa时性状也不会改变。2有些情况下基因突变会引起性状的改变。如显性突变：即aa中的一个a突变为A，则直接引起性状的改变。3基因突变产生的具有突变性状的个体能否把突变基因稳定遗传给后代，要看这种突变性状是否有很强的适应环境能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖稳定遗传给后代，否则为有害突变，会被淘汰掉。4基因突变的原因实例五、 染色体组与几倍体的区别以及诱导染色体加倍实验1. 单倍体、二倍体和多倍体的区别区别的方法可简称为“二看法”：一看是由受精卵还是由配子发育成的，若是由配子发育成的个体，是单倍体；若是由受精卵发育成的个体，二看含有几个染色体组，就是几倍体。2单倍体植株、多倍体植株和杂种植株的区别(1)单倍体植株：长得弱小，一般高度不育。(2)多倍体植株：茎秆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，但发育迟缓结实率低。(3)杂种植株：一般生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强。3低温或秋水仙素诱导染色体加倍实验的原理是：低温和秋水仙素一样，处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致分裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着丝点分裂后的染色体仍在一个细胞中，故细胞中的染色体数目加倍。如果用低温处理根尖，则在根尖分生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞，如果用低温处理植物幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。六、基因突变、基因重组和染色体变异列表比较 七、几种育种方法的比较 八、有关生物进化的问题1. 现代进化论与达尔文进化论比较(1)共同点：都能解释生物进化和生物的多样性、适应性。(2)不同点：达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，而现代进化论克服了这个缺点。达尔文的进化论着重研究生物个体的进化，而现代进化论强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。在达尔文学说中，自然选择来自过度繁殖和生存斗争，而现代进化论中，则将自然选择归结于不同基因型差异的延续，没有生存斗争，自然选择也在进行。2改变基因频率的因素(1)突变对基因频率的影响从进化的角度看，基因突变是新基因的唯一来源，是自然选择的原始材料；即使没有选择作用的存在，突变对基因频率的影响也是巨大的。研究突变对遗传结构的影响时，仍然假定是一个无限大的随机婚配群体，除了突变以外没有其他因素的作用。(2)选择对基因频率的影响比较适应环境的个体生育率高，可以留下较多的后代，这样下一代群体中这一类基因型及相关基因的频率就会增加；反之，生育率低的个体留下的后代较少，下一代中有关的基因频率就会降低。因此，自然选择的结果总是使群体向着更加适应于环境的方向发展。完全淘汰显性基因的选择效应若不利基因为显性，淘汰显性性状改变基因频率的速度很快。水稻育种中，人们总是选择半矮秆品种，淘汰高秆个体，而高秆基因对半矮秆基因是显性。某一群体中高秆基因和半矮秆基因的频率均为0.5，若只选留矮秆个体，淘汰高秆个体，下一代将全部为半矮秆，半矮秆基因的频率由0迅速上升为1，高秆基因的频率下降为0。若淘汰隐性性状，改变基因频率的速度就慢得多了。完全淘汰隐性基因的选择效应在二倍体中，一对等位基因A、a可以有3种基因型：AA、Aa和aa。如果显性完全，AA和Aa的表现型相同，即性状相同，均不受选择的作用，选择只对aa起作用。这样的选择效率是比较慢的，即使隐性基因是致死的，而且也没有新产生的突变基因来补偿，在自然选择压力下，隐性有害基因仍然可以在群体中保持很多世代。3物种形成和生物进化比较区别：(1)生物进化：实质上是种群基因频率改变的过程，所以生物发生进化的标志为基因频率改变，无论变化大小，都属于进化的范围。(2)物种形成：种群基因频率改变至突破种的界限，形成生殖隔离，标志着新的物种形成，隔离是物种形成的必要条件。联系：生物进化，并不一定形成新物种，但新物种的形成一定要经过生物进化过程。基因频率的算法主要有三种：1利用种群中一对等位基因组成的各基因型个体数求解种群中某基因频率种群中该基因总数/种群中该对等位基因总数100%种群中某基因型频率该基因型个体数/该种群的个体数100%2利用基因型频率求解基因频率种群中某基因频率该基因控制的性状纯合体频率1/2杂合体频率3利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率(1)遗传平衡指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代保持不变。遗传平衡的种群中，某一基因位点上各种不同的基因频率之和以及各种基因型频率之和都等于1。(2)遗传平衡定律公式的推导和应用：遗传平衡群体中一对等位基因A、a的遗传平衡定律公式：设群体中A的基因频率为p，a的基因频率为q。由于种群中个体的交配是随机的，而且又没有自然选择，每个个体都为下一代提供了同样数目的配子，所以两性个体之间的随机交配可以归结为两性配子的随机结合，而且各种配子的频率就是基因频率。雄性个体产生的配子A频率为p、a配子频率为q，雌性个体产生的配子频率A为p、a配子频率为q。根据基因的随机结合，用下列式子可求出子代的基因型频率：(pAqa)(pAqa)p2AA2pqAaq2aa1，即AA的基因频率为p2，Aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2。这一种群如果连续自交多代，它的进化趋势是没有发生变化，从基因频率上看是没有改变，而从基因型上看是杂合体所占比例愈来愈小，纯合体所占比例越来越大。考点一生物的变异例1(2016高考天津卷)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：枯草杆菌核糖体S12蛋白第5558位的氨基酸序列链霉素与核糖体的结合在含链霉素培养基中的存活率(%)野生型 PKP能0突变型PKP不能100注P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸下列叙述正确的是()AS12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性B链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能C突变型的产生是由于碱基对的缺失所致D链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变【变式探究】(2016高考江苏卷)下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是()A个体甲的变异对表型无影响B个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C个体甲自交的后代，性状分离比为31D个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常考点二生物的育种例2下列关于生物育种的叙述，正确的是()A单倍体育种与多倍体育种均涉及植物组织培养技术B杂交育种利用基因重组的原理，从而产生新的物种C秋水仙素可应用于诱变育种和多倍体育种，且作用的细胞分裂时期相同D单倍体育种可缩短育种年限，杂交育种可获得杂种优势的个体【解析】选D。多倍体育种不涉及植物组织培养技术，故A错误；杂交育种只能获得新品种，不能获得新物种，故B错误；秋水仙素在诱变育种中诱发细胞发生突变，作用于分裂间期，在多倍体育种中抑制细胞中纺锤体的形成，作用于细胞分裂的前期，故C错误；单倍体育种的优点是明显缩短育种年限，杂交育种除得到重组类型纯合子外，另一个重要的应用是获得具有杂种优势的个体，故D正确。【变式探究】将两个植株杂交得到种子，再进一步做如图所示处理，则下列有关叙述中，错误的是()A由至过程中产生的变异多数是不利的B由到的过程涉及减数分裂和细胞全能性的表现C若的基因型为AaBbDd，则植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4D由到过程可能发生突变和基因重组，可为生物进化提供原材料考点三生物的进化例3(2016高考北京卷)豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。20世纪90年代初，F区豹种群仅剩25只，且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡，由T区引入8只成年雌豹。经过十年，F区豹种群增至百余只，在此期间F区的()A豹种群遗传(基因)多样性增加B豹后代的性别比例明显改变C物种丰(富)度出现大幅度下降D豹种群的致病基因频率不变【解析】选A。因地理隔离形成的F区和T区两个种群，在自然选择的作用下，它们种群的基因库有一定的差别，因此，将T区的豹引入F区后，会导致豹种群基因多样性增加，A项正确；从题干中无法确定豹后代的性别比例是否会发生改变，B项错误；由于T区和F区的豹只存在地理隔离，未产生生殖隔离，仍为同一物种，所以T区的豹迁到F区后，物种丰(富)度不发生改变，C项错误；F区在引入健康豹繁殖子代后，豹种群的致病基因频率将降低，D项错误。【变式探究】为控制野兔种群数量，澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高，兔被强毒性病毒感染后很快死亡，致兔种群数量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高，兔种群数量维持在低水平。由此无法推断出()A病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用B毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系C中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致D蚊子在兔和病毒之间的协同(共同)进化过程中发挥了作用【易错提醒】关注隔离、物种形成、生物进化的区别1生物进化物种的形成(1)生物进化的实质是种群基因频率的改变，物种形成的标志是生殖隔离的产生。(2)生物发生进化，并不一定形成新物种，但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的基础。2物种形成与隔离的关系：物种的形成不一定要经过地理隔离，但必须要经过生殖隔离。考点三、变异类型实验探究 例3已知性染色体组成为XO(体细胞内只含1条性染色体X)的果蝇，性别为雄性，不育。用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本进行杂交，在F1群体中，发现一只白眼雄果蝇(记为“W”)。为探究W果蝇出现的原因，某学校研究性学习小组设计将W果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，再根据杂交结果，进行分析推理获得。下列有关实验结果和实验结论的叙述中，正确的是 ()A若子代雌、雄果蝇的表现型都为白眼，则W出现是由环境改变引起B若子代雌果蝇都是红眼、雄果蝇都是白眼，则W出现是由基因突变引起C若无子代产生，则W的基因组成为XrO，由不能进行正常的减数第一次分裂引起D若无子代产生，则W的基因组成为XrY，由基因重组引起【解析】选C。若子代雌、雄果蝇的表现型都为白眼，则W出现是由基因突变引起，A项错误；若子代雌果蝇都是红眼，雄果蝇都是白眼，则W出现是由环境改变引起，B项错误；若无子代产生，则W的基因组成为XrO，由不能进行正常的减数第一次分裂引起，C项正确，D项错误。【变式探究】在普通的棉花中导入能控制合成毒素蛋白的B、D基因。已知棉花短纤维由基因A控制，现有一基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株(减数分裂时不发生交叉互换，也不考虑致死现象)自交子代出现短纤维抗虫短纤维不抗虫长纤维抗虫211，则导入的B、D基因位于 ()A均在1号染色体上B均在2号染色体上 C均在3号染色体上DB在2号染色体上，D在1号染色体上1.（2016上海卷.23）导致遗传物质变化的原因有很多，图8字母代表不同基因，其中变异类型和依次是A.突变和倒位B.重组和倒位C.重组和易位D.易位和倒位【答案】D【解析】中少了基因ab，多了基因J，是非同源染色体间发生了片段交换，属于染色体结构变异中的易位；dc基因位置发生了颠倒，属于倒位。【考点定位】染色体变异2.（2016海南卷.23）减数分裂过程中出现染色体数目异常，可能导致的遗传病是A先天性愚型 B原发性高血压 C猫叫综合征 D苯丙酮尿症【答案】A【考点定位】减数分裂3.（2016海南卷.24）下列叙述不属于人类常染色体显性遗传病遗传特征的是A男性与女性的患病概率相同B患者的双亲中至少有一人为患者C患者家系中会出现连续几代都有患者的情况D若双亲均无患者，则子代的发病率最大为3/4【答案】D【解析】人类常染色体显性遗传病与性别无关，男性与女性的患病概率相同；患者的致病基因来自亲代，患者的双亲中至少有一人为患者；患者家系中会出现连续几代都有患者的情况；若双亲均为患者，则子代的发病率最大为1。【考点定位】遗传病4.（2016海南卷.25）依据中心法则，若原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，则该DNA序列的变化是ADNA分子发生断裂BDNA分子发生多个碱基增添CDNA分子发生碱基替换DDNA分子发生多个碱基缺失【答案】【解析】原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，可能的原因是DNA分子发生碱基替换。碱基增添或缺失均会导致多个氨基酸序列的改变。【考点定位】中心法则5.（2016江苏卷.12）下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是A. 杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点B. 基因pen的自然突变是定向的C. 基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料D. 野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离【答案】C【考点定位】基因突变、生物进化、生殖隔离6.（2016江苏卷.14）右图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异（字母表示基因）。下列叙述正确的是A.个体甲的变异对表型无影响B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C.个体甲自交的后代，性状分离比为3:1D.个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常【答案】B【考点定位】染色体结构变异，减数分裂7.（2016天津卷.5）枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：枯草杆菌核糖体S12蛋白第55-58位的氨基酸序列链霉素与核糖体的结合在含链霉素培养基中的存活率（%）野生型能0突变型不能100注P:脯氨酸；K赖氨酸；R精氨酸下列叙述正确的是A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性 B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致 D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变【答案】A【解析】根据表格信息可知，枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是由S12蛋白结构改变导致的，突变型能在含链霉素的培养基中存活，说明突变型具有链霉素抗性，故A项正确；翻译是在核糖体上进行的，所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B项错误；野生型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸（56位氨基酸）有差异，而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变，所以突变型的产生是由于碱基对的替换导致的，C项错误；枯草杆菌对链霉素的抗性突变不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素起选择作用，D项错误。【考点定位】基因突变、遗传信息的表达8.（2016北京卷.3） 豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。20世纪90年代初，F区豹种群仅剩25只，且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡，由T区引入8只成年雌豹。经过十年，F区豹种群增至百余只，在此期间F区的A. 豹种群遗传（基因）多样性增加 B. 豹后代的性别比例明显改变C. 物种丰（富）度出现大幅度下降 D. 豹种群的致病基因频率不变【答案】A【解析】题干中“经过十年，F区豹种群增至数百余只”，由于豹与豹之间的基因组成存在差异性，因此随着F区豹种群密度的增加，其遗传多样性增加；A正确。题干中没有关于十年后F区中豹种群性别比例的相关描述，无法确认其性别比例的变化；B错误。丰富度为群落特征，而豹群为种群，种群数量增加，没有改变丰富度；C错误。引入T区的豹后，引入的雌豹与F区的雄豹交配，产生后代，且种群数量在增加，由此推出致病基因频率下降；D错误。【考点定位】种群、群落、基因频率、生物多样性。31.（2016新课标卷.32）基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题：（1）基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者 。（2）在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以 为单位的变异。（3）基因突变既可由显性基因突变为隐性基因（隐性突变），也可由隐性基因突变为显性基因（显性突变）。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子 代中能观察到该显性突变的性状；最早在子 代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子 代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子 代中能分离得到隐性突变纯合体。 【答案】（1）少 （2）染色体 （3）一 二 三 二（2）染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。所以在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以染色体为单位的变异。（3）AA植株发生隐性突变后基因型变为Aa，而aa植株发生显性突变后基因型也可变为Aa，题目中已知在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，所以不论是显性突变还是隐性突变，在子一代中的基因型都有Aa，该基因型个体表现显性性状，故最早可在子一代观察到该显性突变的性状；该种植物自花授粉，且子一代基因型为Aa，则子二代的基因型有AA、Aa和aa三种，故最早在子二代中观察到该隐性突变的性状(aa)；子一【考点定位】基因突变、染色体变异32.（2016北京卷.30）（18分）研究植物激素作用机制常使用突变体作为实验材料，通过化学方法处理萌动的拟南芥种子可获得大量突变体。（1）若诱变后某植株出现一个新形状，可通过_交判断该形状是否可以遗传，如果子代仍出现该突变性状，则说明该植株可能携带_性突变基因，根据子代_，可判断该突变是否为单基因突变。（2）经大量研究，探明了野生型拟南芥中乙烯的作用途径，简图如下。由图可知，R蛋白具有结合乙烯和调节酶T活性两种功能，乙烯与_结合后，酶T的活性_，不能催化E蛋白磷酸化，导致E蛋白被剪切，剪切产物进入细胞核，可调节乙烯相应基因的表达，植株表现有乙烯生理反应。（3）酶T活性丧失的纯合突变体（1#）在无乙烯的条件下出现_（填“有”或“无”）乙烯生理反应的表现型，1#与野生型杂交，在无乙烯的条件下，F1的表现型与野生型相同。请结合上图从分子水平解释F1出现这种表现型的原因：_。（4）R蛋白上乙烯结合位点突变的纯合体（2#）仅丧失了与乙烯结合的功能。请判断在有乙烯的条件下，该突变基因相对于野生型基因的显隐性，并结合乙烯作用途径陈述理由：_。（5）番茄中也存在与拟南芥相似的乙烯作用途径，若番茄R蛋白发生了与2#相同的突变，则这种植株的果实成熟期会_。【答案】（1） 自 显 表现型的分离比（2） R蛋白 被抑制（3） 有 杂合子有野生型基因，可产生有活性的酶T，最终阻断乙烯作用途径（4） 2#与野生型杂交，中突变基因表达的R蛋白不能与乙烯结合，导致酶T持续有活性，阻断乙烯作用途径，表现为无乙烯生理反应，其表现型与2#一致，因此突变基因为显性（5） 推迟（2）由左右两图对比看出：酶T有活性时促进ATP的水解，酶T活性受到抑制后，有利于乙烯生理反应的进行。由左图看出当乙烯与R蛋白结合后，酶T活性受到抑制，不能催化E蛋白磷酸化，导致E蛋白被剪切，剪切产物进入细胞核，可调节乙烯相应基因的表达，植株表现有乙烯生理反应。（3）由图可知：有无乙烯生理反应发生，关键在于酶T有无活性，因此只要酶T无活性，存在不存在乙烯都会发生乙烯生理反应。 若杂合子含有野生型基因，就可产生有活性的酶T，最终阻断乙烯作用途径。（4）2#与野生型杂交，F1中突变基因表达的R蛋白不能与乙烯结合，导致酶T持续有活性，阻断乙烯作用途径，表现为无乙烯生理反应，其表现型与2#一致，因此突变基因为显性（5）由“番茄中也存在与拟南芥相似的乙烯作用途径，若番茄R蛋白发生了与2#相同的突变”和“”突变基因表达的R蛋白不能与乙烯结合，导致酶T持续有活性，阻断乙烯作用途径，表现为无乙烯生理反应”可推知发生突变的该番茄植株果实的成熟期会推迟。33.（2016上海卷.一）回答下列有关生物进化与多样性的问题。（9分）图11显示太平洋某部分岛屿上几种鸟类的分布及迁徙情况。图12 显示其中的S鸟不同种群的等位基因频率与代数的关系，其中n代表种群的个体数。31.图11显示，相对于X岛，Y岛上的鸟_多样性减小。32.S鸟有黑羽（AA）、杂羽（Aa）、灰羽（aa）三种表现型，当S鸟迁至Y岛后，在随机交配产生的后代中统计发现灰羽个体只占1%，Y岛S鸟种群中A基因的频率为_。估算Y岛S鸟密度的调查方法一般采用_。33.经过多个阶段的迁移，在各岛上发现源于S鸟的14种鸟，此类现象称为_。34.据图12判断，随着繁殖代数的增加，下列表述正确的是_（多选）。A.群体越小，某些基因消失的几率越大B.群体越小，种群基因越偏离原始种群C.群体越大，种群遗传多样性越易消失D.群体越大，种群纯合子越倾向于增加35.除自然因素外，影响鸟类群体数量的人为因素有_（多选）。A.栖息地开发B.烈性病毒的出现C.栖息地污染 D.栖息地因地震被岛屿化【答案】31.物种多样性和遗传多样性 32.0.9 标记重捕法33.适应辐射34.AB 35.AC（3） 在各岛上发现源于S鸟的适应不同环境的14种鸟，此类现象称为适应辐射。（4）当n=50时，a基因频率迅速下降至0，说明群体越小，某些基因消失的几率越大；n=25和n=50两种情况下，a基因频率快速上升或下降，说明群体越小，种群基因越偏离原始种群。（5）栖息地开发和栖息地污染属于人为因素，烈性病毒的出现是基因突变的结果，栖息地因地震被岛屿化是自然原因造成的。【考点定位】生物的进化1.（2015安徽卷.5）现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，无迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%，a的基因频率为20%；种群2的A基因频率为60%,a%的基因频率为40%。假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是 （ ）A75% B. 50% C. 42% D. 21%【答案】C【解析】根据遗传平衡定律，种群1中AA=64%，Aa=32%，aa=4%；种群2中AA=36%，Aa=48%，aa=16%；则二者合并后，AA=50%，Aa=40%，aa=10%；所以A=70%，a=30%；随机交配后，子代中Aa=270%30%=42%。所以选C。2.（海南卷.19）关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是（ ）A等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因BX射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率C基因B中的碱基对GC被碱基对AT替换可导致基因突变D在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变【答案】B3.（海南卷.21）关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是（ ）A基因突变都会导致染色体结构变异B基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察【答案】C【解析】基因突变不会导致染色体结构变异，A错误；基因突变与染色体结构变异都有可能导致个体表现型改变，B错误；基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变，C正确；基因突变在光学显微镜下是不可见的，染色体结构变异可用光学显微镜观察到，D错误。4.（江苏卷.10）甲、乙为两种果蝇(2n),下图为这两种果蝇的各一个染色体组,下列叙述正确的是（ ）A. 甲、乙杂交产生的 F1 减数分裂都正常B. 甲发生染色体交叉互换形成了乙C. 甲、乙1 号染色体上的基因排列顺序相同D. 图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料【答案】D【解析】与图甲相比，图乙染色体1发生了倒位，所以甲、乙杂交产生的F1减数分裂过程中染色体1间不能正常联会，不能产生正常配子，A错误；甲染色体1发生倒位形成乙，B错误；甲、乙1号染色体上的基因排列序列不完全相同，C错误；染色体结构变异属于可遗传变异，可为生物进化提供原材料，D正确。5.（江苏卷.15）经 X 射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花植株,下列叙述错误的是（ ）A. 白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存B. X 射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异C. 通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变D. 观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变异【答案】A6.（天津卷.4）低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞，此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。上述过程中产生下列四种细胞，下图所示四种细胞的染色体行为（以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例）可出现的是（ ）【答案】B【解析】由“低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞”及减数分裂知识可知：低温诱导后染色体加倍的细胞中同源染色体对数不变，只是变成4条染色体互为同源，减数第一次分裂后期细胞的每一极有4条染色体且存在同源染色体；A错误。染色体加倍后的细胞进行减数分裂产生的卵细胞中的染色体情况同加倍前的卵原细胞，即卵细胞中存在2对同源染色体，4条染色体；C错误。含有两对同源染色体的卵细胞与不含同源染色体的精子结合形成的受精卵中含有6条染色体，且3条互为同源染色体，受精卵发育成胚胎进行的是有丝分裂和分化，分化不会改变遗传物质，有丝分裂产生的子细胞与体细胞一样，而图示胚胎细胞虽说含6条染色体，但是2条互为同源；D错误。7.（江苏卷.14） 下列关于生物多样性的叙述,正确的是（ ）A. 生态系统多样性是物种多样性的保证B. 各种中药材的药用功能体现了生物多样性的间接价值C. 大量引进国外物种是增加当地生物多样性的重要措施D. 混合树种的天然林比单一树种的人工林更容易被病虫害毁灭【答案】A8.（山东卷.6）玉米的高杆（H）对矮杆（h）为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体，在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得F1，各F1中基因型频率与H基因频率（p）的关系如图。下列分析错误的是（ ）A.0p1时，亲代群体都可能只含有纯合体B.只有p=b时，亲代群体才可能只含有杂合体C.p=a时，显性纯合体在F1中所占的比例为1/9D.p=c时，F1自交一代，子代中纯合体比例为5/9【答案】D9.（福建卷.5）绿色荧光标记的X染色体DNA探针（X探针），仅能与细胞内的X染色体DNA的一段特定序列杂交，并使该处呈现绿色荧光亮点。同理，红色荧光标记的Y染色体DNA探针（Y探针）可使Y染色体呈现一个红色荧光亮点。同时用这两种探针检测体细胞，可诊断性染色体数目是否存在异常。医院对某夫妇及其流产胎儿的体细胞进行检测，结果如图所示。下列分析正确的是( )A.X染色体DNA上必定有一段与X探针相同的碱基序列B.据图分析可知妻子患X染色体伴性遗传病C.妻子的父母至少有一方患有性染色体数目异常疾病D.该夫妇选择生女儿可避免性染色体数目异常疾病的发生【答案】A【解析】DNA探针是针对待测基因制备的具有与目标基因相同或互补碱基序列的单链DNA。根据题干信息，X探针与Y探针分别具有一段与X和Y染色体相同的碱基序列，可以分别与X和Y染色体结合，使相应染色体呈现荧光标记，A正确。据图分析，妻子具有三条X染色体，属于染色体数目异常；妻子的X染色体上是否有致病基因导致的伴性遗传，本题的图形中没有显示相关基因的种类和分布情况，不能判断；所以B错误。妻子的染色体数目异常的形成既有可能是父母中一方减数分裂异常产生异常的配子所导致，也有可能是是受精卵形成之后的有丝分裂过程中染色体分配异常导致，不能确定；至于妻子的父母是否有一方染色体异常，更不能确定；所以C错误。由图形显示分析，流产胎儿的异常配子既有可能来自母亲产生的XX卵细胞与父亲产生的含Y精子的结合的结果，也有可能来自母亲产生的含X的正常卵细胞与父亲产生的含XY的精子结合的结果，因此，对于该对夫妇来说，选择性生育并不能解决该疾病出现的问题，所以D错误。10（上海卷.27）图9显示一对表型正常的夫妇及其智障儿子细胞中的两对染色体（不考虑受精和胚胎发育过程中的任何情况下造成），造成儿子异常的根本原因是（ ）A父亲染色体上的基因发生突变B母亲染色体上的基因发生突变C母亲染色体发生缺失D母亲染色体发生易位【答案】D发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。由此可推断造成儿子异常的根本原因的母亲染色体发生易位；答案选D。11.（海南卷.29）（10分）回答下列关于遗传和变异的问题：（1）高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，位于非同源染色体上的基因会发生，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生，这两种情况都可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子。 （2）假设物种的染色体数目为2n，在其减数分裂过程中，会出现不同的细胞，甲、乙2个模式图仅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色体，那么，图甲表示的是（填“初级精母细胞”、“次级精母细胞”或“精细胞”），图乙表示的是（填“初级精母细胞”、“次级精母细胞”或“精细胞”）。（3）某植物的染色体数目为2n，其产生的花粉经培养可得到单倍体植株。单倍体是指。【答案】（1）自由组合 交叉互换 （2）初级精母细胞 精细胞（3）体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体【解析】（1）高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，减数第一次分裂后期，位于非同源染色体上的基因会发生自由组合；减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生交叉互换，这两种情况都可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子。（3）单倍体是指体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体。12.(浙江卷.32)（18 分）某自花且闭花授粉植物， 抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。 抗病和感病由基因 R 和 r 控制， 抗病为显性； 茎的高度由两对独立遗传的基因（ D 、 d ， E 、 e ） 控制， 同时含有 D 和 E 表现为矮茎， 只含有 D 或 E 表现为中茎， 其他表现为高茎。 现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子， 欲培育纯合的抗病矮茎品种。 请回答： （ 1 ） 自然状态下该植物一般都是 _ 合子。 （ 2 ） 若采用诱变育种， 在 射线处理时， 需要处理大量种子， 其原因是基因突变具有 _ 和有害性这三个特点。 （ 3 ） 若采用杂交育种， 可通过将上述两个亲本杂交， 在 F 2 等分离世代中 _ 抗病矮茎个体， 再经连续自交等 _ 手段， 最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。 据此推测， 一般情况下， 控制性状的基因数越多， 其育种过程所需的 _ 。 若只考虑茎的高度， 亲本杂交所得的 F1 在自然状态下繁殖， 则理论上， F2 的表现型及比例为 _ 。 （ 4 ） 若采用单倍体育种， 该过程涉及的原理有 _ 。 请用遗传图解表示其过程（说明： 选育结果只需写出所选育品种的基因型、 表现型及其比例）。【答案】（1）纯（2）多方向性、稀有性（3）选择纯合化年限越长矮茎：中茎：高茎9：6：1（4）基因重组和染色体畸变遗传图解如下：【解析】（1）该植物为自花且闭花授粉植物，故一般情况下，其植株大多为纯合子。（2）诱变育种时用射线处理利用的原理是基因突变，由于基因突变具有多方向性、稀有性以及有害性三个特点，故需要处理大量种子以获得所需品种。（4）若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将花药进行离体培养得到单倍体，继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有基因重组和染色体畸变。13.（北京卷.30）（17分）野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛，而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛，研究者对果蝇S的突变进行了系列研究。用这两种果蝇进行杂交实验的结果见图。（1） 根据实验结果分析，果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对 性状，其中长刚毛是 性性状。图中、基因型（相关基因用A和a表示）依次为 。（2） 实验2结果显示：与野生型不同的表现型有 种。基因型为 ，在实验2后代中该基因型的比例是 。（3） 根据果蝇和果蝇S基因型的差异，解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因： 。（4） 检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小，推测相关基因发生的变化为 。（5）实验2中出现的胸部无刚毛的性状不是由F1新发生突变的基因控制的。作出这一判断的理由是：虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状，但 ，说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。【答案】（1）相对 显 Aa aa （2）两 AA 1/4 （3）两个A基因抑制胸部长出刚毛，只有一个A基因时无此效应 （4）核苷酸数量减少缺失 （5）新的突变基因经过个体繁殖后传递到下一代中不可能出现比例25的该基因纯合子。型为AA。 （3）由实验1、2的综合分析可以得到：AA个体为腹部有长刚毛且胸部无刚毛，Aa个体为腹部有长刚毛，可以得到腹部有长刚毛与A基因有关，但当有两个A基因时，则又会导致胸部无刚毛 （4）根据突变基因转录出来的mRNA相对分子质量比野生型小，由此可以判断突变基因的相对分子长度也应缩短，所以其基因应发生了碱基对的缺失现象 （5）由于实验2中后代性状分离比和基因型比例相同，所以，如果胸部无刚毛是新的基因突变，则其后代中的新性状胸部无刚毛的个体不可能是占后代比例1/4的纯合子。14.（山东卷.28）（14分）果蝇的长翅（A）对残翅（a）为显性、刚毛（B）对截毛（b）为显性。为探究两对相对性状的遗传规律，进行如下实验。（1）若只根据实验一，可以推断出等位基因A、a位于 染色体上；等位基因B、b可能位于 染色体上，也可能位于 染色体上。（填“常”“X”“Y”或“X”和“Y”）（2）实验二中亲本的基因型为 ；若只考虑果蝇的翅型性状，在F2的长翅果蝇中，纯合体所占比例为 。（3）用某基因的雄果蝇与任何雌果蝇杂交，后代中雄果蝇的表现型都为刚毛。在实验一和实验二的F2中，符合上述条件的雄果蝇在各自F2中所占比例分别为 和 。（4）另用野生型灰体果蝇培育成两个果蝇突变品系。两个品系都是由于常染色体上基
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