专题梳理16 生物的变异与进化-【精英1号】2024-2025学年高中生物学考笔记·知识梳理手册

66 专题梳理16 生物的变异与进化 一、生物的变异 (一)基因突变可能引起性状改变 1.碱基对的替换、插入或缺失引起基因序列 的改变,可能会影响编码的蛋白质 (1)基 因 突 变 概 念:指 基 因 内 部 特 定 发 生 改 变 的 现 象 或 过 程。 DNA分子中碱基序列的改变包括碱基对 的 、 或缺失。 (2)基因突变的原因:在复制等时期发生 的改变,从而改变了遗传信息。 2.基因序列的改变可能会影响其编码的蛋 白质 (1)镰刀形细胞贫血症 控制血红蛋白的基因中DNA的 发生了改变,使组成血红蛋白分子的多肽链 上发生一个氨基酸的 。 (2)基因突变特点 ① 性 所有生物 生物个体发育的 不同阶段 不同个体的任何 细胞内 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁􀪁􀪁􀪁 􀪁􀪁􀪁􀪁 􀮦 􀮨 􀮧 􀪁􀪁􀪁􀪁 􀪁􀪁􀪁􀪁 均可发 生基因 突变 ② 性:A可突变为基因a1、a2、 a3…… ③ 性:在自然状态下,生物的 基因突变频率一般是很低的 ④ 性:显性基因可以突变为隐 性基因,隐性基因也可突变为显性 基因 ⑤多数 性:大多数的基因突变 会给生物带来不利的影响 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁 􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁 3.有些因素能提高基因突变概率 (1)诱发基因突变的因素 ① 因素:如X射线、紫外线等各种 射线的照射、温度剧变等。 ② 因素:各种能改变DNA分子中 碱基排列顺序的化合物,如亚硝酸、碱基类 似物等。 ③ 生 物 因 素:如 麻 疹 病 毒 等,它 们 的 对 DNA 分 子 都 有 诱 变 作用。 (2)种类 ① 突变:自然状态下发生的基因 突变。 ② 突变:人工条件下诱发的基因 突变。 4.某些基因突变导致细胞分裂失控 (1)原癌基因与抑癌基因 原癌基因:控制细胞生长和分裂的一类正 常基因,其 能引起正常 细胞发生癌变。 抑癌基因:抑癌基因编码的蛋白质是正常 细胞增殖过程中的 ,抑癌基因突 变丧失其细胞增殖的 ,则导致细 胞周期失控而发生癌变。 (2)癌症产生机理 癌症的发生并不是单一基因突变的结果, 在一个细胞中发生多个基因突变,才能赋 予癌细胞所有的特征,这是一种 。癌症的病因很难确定,因为 因素和 因素都参与其 中,居住在不同国家和地区的人群,癌症的 发病率不同,类型也不同。 (3)致癌因子 物理致癌因子:紫外线、X射线等。 化学致癌因子:无机化合物如石棉、砷化物 等,有机化合物如苯、黄曲霉毒素等。 病毒致癌因子:指能使细胞发生癌变的病 毒。致癌病毒能够引起细胞发生癌变,主 专题梳理16 生物的变异与进化 67 要是因为它们含有 以及与致癌有 关的 ,它们通过感染人的细胞后, 将其基因组整合进入人的基因组中,从而 诱发人的细胞癌变。 5.基因突变可应用于诱变育种 (1)诱变育种机理:利用如X射线、γ射线、 紫外线、激光等物理因素或如亚硝酸、硫酸 二乙酯等化学因素来处理生物,使生物发 生基因突变。 (2)特点:可提高 ;能在 有效地改良生物品种的某些性状;改 良作物品质,增强抗逆性。 (3)缺点:需要处理 ,并具有 一定的盲目性。 (二)基因重组使子代出现变异 1.基因重组概念及意义 (1)概念:指具有 的雌、雄 个体进行有性生殖时,控制 重 新组合,导致后代出现不同于亲本类型的现 象或过程。 (2)意义:基因重组是通过 过程实现的,基因重组的结果是导致生物性 状的多样性,为动、植物育种和生物进化提供 丰富的物质基础。 2.非同源染色体间的自由组合导致基因重组 生物在通过减数分裂形成配子时,非同源 染色体的自由组合,导致 ,因此产生多种类型的配 子。雌、雄配子结合后形成的新个体的基 因型就有可能与亲代的 不同。 3.同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互 换导致基因重组 在减数分裂过程中, ,使染色体上的基因产生 重组。 4.基因重组可用于杂交育种 (1)杂交育种:利用 原理,有目的 地将两个或多个品种的优良性状组合在一 起,培育出更优良的新品种。 (2)方法:一般可以通过 、选择、 等手段培育出新品种。 5.转基因技术可以实现物种间的基因重组 (1)转基因技术:利用分子生物学和基因工 程的手段,将某种生物的基因(外源基因) 转移到其他生物物种中,使其出现原物种 不具有的新性状的技术。 (2)过程:用 方法将人类所需要的 导入受体细胞内,使其整合到受 体的染色体上。外源基因随细胞的分裂而 增殖,并在体内得以表达,还能将所获得的 新性状稳定地遗传给后代。 (3)特点:人为地增加了生物变异的范围, 实现 遗传物质的交换;针对性更 强,效率更高,经济效益更明显。 (三)染色体畸变可能引起性状改变 1.染色体畸变概念与类型 (1)概念:指生物细胞中染色体在 上发生的变化。 (2)类型:染色体数目变异、染色体结构 变异。 (3)染色体畸变与基因突变区别:基因突变 是染色体的某个位点上基因的改变,这种 改变在光学显微镜下是 观察到 的。而 染 色 体 畸 变 是 可 以 用 显 微 镜 观察到的。 2.染色体结构变异可能导致生物性状的改变 (1)染色体结构变异:指染色体发生断裂 后,在断裂处发生错误连接而导致染色体 结构不正常的变异。 68 (2)类型 类型 概念 图示 举例 缺失 染色体 的丢失,引起片 段上所带基因也随之丢失的现象 猫叫综合征 重复 染色体上 了某个相同片 段的现象 果蝇棒眼 倒位 一条染色体上的某个片段的正常 排列顺序发生 的现象 易位 染色体上的某一片段移接到另一 染色体上的现象 3.染色体数目变异能导致生物性状的改变 (1)染色体数目变异:指生物细胞中染色体 数目的 。 (2)染色体组:一般将二倍体生物的 中的全部染色体称为染色体组。 (3)整倍体变异:体细胞中的染色体数目是 以 的形式成倍增加或减少的,如 二倍体、多倍体、单倍体。 (4)非整倍体变异:个别染色体的增加或 减少。 4.染色体变异可应用于单倍体育种和多倍体 育种 类型 单倍体育种 多倍体育种 概念 利用单倍体作为 产生具有优良性状的 可育纯合子的育种方法 人们利用物理、化学 因素来诱导多倍 体 产生的育种方法 方法 ①用杂交方法获得 。②将 F1 的 放在人工培养基 上进行离体培养,花粉细 胞经多次分裂形成愈伤组 织,诱导愈伤组织分化成 幼苗。③用 处理幼苗,染色体加倍后 成为可育的纯合植株 目前效果较好的 方 法 是 用 处 理萌发的种子、幼苗 等,使它们的染色体 数目加倍 续表 类型 单倍体育种 多倍体育种 主要 特点 ① ②能排除显隐性干扰,提 高效率 多倍体的细胞通 常 比二倍体的细胞大, 细胞内有机物的 含 量高、抗 逆 性 强,在 生产上具有很高 的 经济价值 5.不遗传的变异与可遗传的变异 (1)不遗传的变异: 的改变引 起的,不涉及遗传物质的变化,其变异只限 当代的表型改变。 (2)可遗传的变异 ①在强烈的物理、化学因素影响下发生的 基因突变和染色体畸变。 ②有性生殖过程中形成配子时,由于非同 源染色体的 和同源染色 体的 而 引 起 的 基 因 重组。 (四)人类遗传病是可以检测和预防的 1.遗传病是由生殖细胞或受精卵里的遗传物 质发生了改变引起的 (1)遗传病:由于生殖细胞或受精卵里的 发生了改变,从而使发育成的个 体患病。 专题梳理16 生物的变异与进化 69 (2)遗传病的种类 遗传病类型 遗传特点 举例 单基因 遗传病 常染色体 显性 遗传病 致病基因是 基 因;亲代 患 者 只 要 将 一 个致 病 基 因 遗 传 给 后 代,后代 便 可 能 出 现 病 症;在 系 谱 图 中 出 现 “ ”的特点 高 胆 固 醇 血症 常染色体 隐性 遗传病 致病基因是 基 因;只有 隐 性 基 因 纯 合 才可能 出 现 病 症;在 系 谱图中出现亲代父母双 方都不 患 病,而 子 代 出 现患病者的特点 糖 原 沉 积 病Ⅰ型 X连锁 遗传病 男、女患病概率不相同 抗 维 生 素 D佝偻病、 红绿色盲、 蚕豆病等 Y连锁 遗传病 Y染 色 体 连 锁 的 遗 传 病,“传男不传女”,对健 康无大危害 外耳道 多毛症 多基因遗传病 涉及 和 因素 唇 裂、腭 裂、先天性 心脏病等 染色体 异常 遗传病 结构异常 数目异常 染色体 的 数 目、形 态 或 结构异常引起的疾病 克 兰 费 尔 特综合征、 特 纳 综 合 征、猫叫综 合征等 2.遗传咨询可以帮助检测和预防遗传病 (1)遗传咨询:可以为遗传病患者或遗传性 异常性状表现者及其家属做出诊断,估计 疾病或异常性状再度发生的可能性,并详 细解答有关 等问题。 (2)基本程序 (3)各类遗传病在人体不同发育阶段的发 病风险 一般来说, 的胎儿50% 以上会因自发流产而不出生;新出生婴儿 和儿童容易表现 ;各种遗 传病在青春期的发病率很低;成人很少新 发染色体病,但成人的单基因病比青春期 发病率高,更显著的是 的发病率在中老年群体中随着年龄增加而 快速上升。 (4)产前诊断方法:常用方法是 和 。 3.人类基因组计划可用于基因检测和治疗 (1)人类基因组计划目标:通过国际合作, 用15年的时间构建详细的人类基因组 ,并期望通过分析每个 人类基因的功能和 使 医学专家们了解疾病的分子机制。 (2)人类基因组计划可能有以下应用价值: ①追踪疾病基因。②估计遗传风险。③用 于 。④ 建 立 个 体 DNA 档 案。 ⑤用于 。 二、生物的进化 (一)丰富多样的现存物种来自共同祖先 1.现在的生物是进化而来的 学说 提出者 时间 主要观点 特 创 论 《圣经》 创世故事 形形色色的生物物种是由 分别创造的;它们 是天生完美的,一经创造出 来不会再发生改变;不同物 种之间没有亲缘关系 进 化 论 拉马克 1809年 地球上的所有生物不是神 创造的,而是由更古老的生 物进化来的,生物各种适应 性特征的形成是由于“ ”和“ ” 达尔文 1859年 物种是可变的,所有生物是 由 进 化 而 来 的。 在自然状态下,随着时间的 推移,由于 等因素 的作用,种群可以发生变化 70 2.生物具有许多共同的特征,多重证据表明 当今生物有共同祖先 (1)生物具有许多共同的特征 ①所有脊椎动物之间存在着统一性。 ②所有真核生物之间存在着统一性。统一 的 模式将动物、植物、真菌和众多 的原生生物联系在一起。 ③真核生物和原核生物的细胞是由相同类 型的分子所组成的,在 上存在着 高度统一性。 (2)多重证据表明当今生物有共同的祖先 ① 也为生物来自共同的祖先 提供了直接证据。 ②胚胎学为所有生物来自 提供了有力证据。 (二)适应是自然选择的结果 1.种群内普遍存在着变异 (1)基因座位:指一个特定基因在 上的位置。一个种群中往往有成千上万的 基因座位中有两个或两个以上不同的等位 基因。这些等位基因通过有性生殖可以形 成数量巨大的 。 (2)生物通过突变可以产生新基因,通过 产生形形色色的基因型。 (3)个体间存在可遗传的变异是 的前提,是形成适应的前提。 2.优势性状的个体在特定环境中具有生存和 繁殖的优势 (1)生物的繁殖能力很强,但是在自然界 中,生物赖以生存的食物和空间是 ,因此任何生物在生活过程中都必 须为生存而斗争。生物与生物之间会争夺 食物、空间、配偶,生物要与干旱、寒冷等恶 劣环境进行斗争,通过 ,生存下来 的个体就会大大减少。 (2)在生存斗争中,一定是具有 的 个体,更容易获得食物和空间,获得更多的 生存和繁殖的机会。 3.自然选择导致生物更好地适应特定的生存 条件 (1)适应:生物特有的一种现象。生命的结 构及功能、行为、生活方式使该生物适合在 一定环境条件下生存和延续。 (2)人工选择:人们根据 ,把某些 比较合乎要求的变异个体挑选出来,让它 们保留后代;把其他变异个体淘汰掉,不让 它们保留后代。经过连续数代的选择,人 类所需要的变异被保存下来,微小变异因 此积累成为显著变异,从而培育出新的 品种。 (3)自然选择:自然界中的物种,其个体之 间普遍存在变异,有些性状有利于个体在 特定环境中存活和繁殖,另些则是不利的。 有助于其生存的个体较之没有这 种特征的个体,能繁殖出更多的后代。 (4)同种生物的个体之间,只要个体之间存 在着变异,而且某些变异性状影响了个体 的存活和繁殖,从而使具有不同性状的个 体之间在存活率和繁殖率上出现了差异, 就发生作用。经过世世代代的选 择,种群中相关的有利变异被保存下来并 不断得到积累,微小变异积成显著变异,新 的类型、新的物种由此产生。 (5)遗传平衡定律 ①在 一 个 大 的 随 机 交 配 的 种 群 里, 在没有迁移、 、 的情况下,世代相传 不发生变化。 ②有许多因素能够打破平衡使种群基因频 率发 生 变 动,如: 、基 因 迁 移、 、非随机交配、 。 专题梳理16 生物的变异与进化 71 4.现代生物进化理论为地球上的生命史提供 了科学的解释 (1)异地的物种形成 一个种群 环境隔离因素→ 两个种群 自然选择→ 出现差异 生殖隔离→ 形成新物种 (2)同地的物种形成:在一次有性生殖中 形成。 二倍体 植物 减数分 裂失败→ 配子 两个二倍体 配子融合→ 四倍体 植物 (三)生物多样性为人类生存提供资源与适宜 环境 1.生物多样性包括物种多样性、遗传多样性 以及生态系统多样性 (1)生物多样性概念:地球上 以及它们赖 以生存的生态环境的总和。 (2)生物多样性层次 项目 含义 重要性 关系 物种 多样性 指地球上动物、 植物、微生物等 生物 种 类 的① 生物多样性的② 遗传 多样性 指 地 球 上 生 物 所 携 带 的 全 部 ③ 的总和 生物多样性的重 要④ 生态 系统 多样性 指 地 球 上 生 态 系统组成、功能 的 多 样 性 以 及 生 态 环 境 的 多 样性、生物群落 的多样性、生态 系 统 类 型 的 多 样性等多个方面 生物的生存依赖 于 环 境,每 种 生 物都生活在一定 的生态系统中 ⑤ 多 样 性 决 定 了 ⑥ 的 多样性,物 种 的 多 样 性 形 成 了 不 同 的 生 态系统,生 态 系 统 中 的 生 物 种 类 和 数 量 越多,生态 系 统 越 稳 定,生物圈 越稳定 2.人类生存和发展受益于生物多样性 (1)生物多样性的直接价值 ①人类从生物多样性中得到了所需的全部 食品、许多药物和工业原料。 是培育新品种不可缺少的原材料, 特别是随着近代遗传工程的兴起和发展,物 种的保存有着更深远的意义。自然界的物 种资源也为人类提供大量的工业原料。 ②千姿百态的生物给人以美的享受,是 的源泉。物种多样性对 科学技术的发展是不可或缺的,甚至人类 文化的多样性在很大程度上起源于生物及 其环境的多样性。 (2)生物多样性的 价值:在维系自 然界能量流动、物质循环、改良土壤、涵养 水源及调节小气候等诸多方面发挥着重要 的作用。生物多样性也是维持生态系统平 衡的必要条件,某些物种的消亡可能引起 整个系统的失衡,甚至崩溃。而且,丰富多 彩的生物和它们所赖以生存的无机环境共 同构成了人类赖以生存的生命支撑系统。 (3)生物多样性的 价值:有些物种 现在看来毫无用途,也许将来某一天却能 帮助人类免于饥荒,祛除疾病。 3.人类活动会影响生物多样性,生物多样性 也会影响人类生存 (1)人类活动会影响到生物的多样性。当 人类活动遵循自然规律时,其活动会促进 生物多样性的增加;反之,当人类片面追求 单一因子的效益,并且利用一切手段来强 化这种效益时,其结果会损害 , 终威胁人类自身的 生存和发展。 (2)生物多样性保护 ①内容:一是对那些面临灭绝的 的绝对保护;二是对数量较大 的可以开发的资源进行 的合理 利用。 ②措施:迁地保护、就地保护。 72 1.生物的变异与进化 2.分析遗传图谱流程 基因重组、基因突变和染色体 畸变 【例题1】 [2024∙6浙江选考]野生型果蝇 的复眼为椭圆形,当果蝇 X 染色体上的 16A片段发生重复时,形成棒状的复眼(棒 眼),如图所示。 棒眼果蝇X染色体的这种变化属于( ) A.基因突变 B.基因重组 C.染色体结构变异 D.染色体数目变异 【例题2】 [2023·6浙江卷]浙江浦江县上 山村发现了距今1万年的稻作遗址,证明 我国先民在1万年前就开始了野生稻驯 化。经过长期驯化和改良,现代稻产量不 断提高。尤其是袁隆平院士团队培育成的 专题梳理16 生物的变异与进化 73 超级杂交稻品种,创造水稻高产新记录,为 我国粮食安全作出杰出贡献。下列叙述正 确的是 ( ) A.自然选择在水稻驯化过程中起主导作用 B.现代稻的基因库与野生稻的基因库完全 相同 C.驯化形成的现代稻保留了野生稻的各种 性状 D.超级杂交稻品种的培育主要利用基因重 组原理 【例题3】 [2021·7浙江学考]杜兴氏症患 者表现为肌肉无力、行走困难等症状,严重 影响其正常生活,甚至死亡。研究发现,该 病是一种由基因突变引起的单基因遗传 病,具有如下遗传特点:在人群中男性患者 多于女性患者;正常男性的母亲和女儿均 正常;双亲正常,儿子可能患病。据上述材 料分析,基因突变具有 ( ) A.多方向性 B.可逆性 C.稀有性 D.有害性 【例题4】 [2021·1浙江学考]野生果蝇的 复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼,是由于 某条染色体中发生了如下图所示变化,a、 b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和 超棒眼的变异属于染色体畸变中的 ( ) A.缺失 B.重复 C.易位 D.倒位 杂交育种、诱变育种、单倍体 育种、多倍体育种和转基因技术 【例题5】 [2023∙7浙江学考]通常把体细 胞中含有三个或三个以上染色体组的生物 称为多倍体。由二倍体杜鹃培育成为花期 更长的三倍体杜鹃的育种方法,属于多倍 体育种。多倍体育种运用的变异原理是 ( ) A.基因突变 B.基因重组 C.染色体结构变异 D.染色体数目变异 【例题6】 [2023∙7浙江学考]在深红色玫 瑰栽培园中,偶然发现少数植株开粉色花。 为探究粉色花植株的出现是否由基因突变 导致,可检测和比较两种花色植株的细 胞中 ( ) A.DNA含量 B.花色基因的碱基序列 C.RNA含量 D.花色基因的碱基种类 【例题7】 [2022·7浙江学考]通常把体细 胞中含有三个或三个以上染色体组的生物 称为多倍体。多倍体植物往往表现为植株 高大,营养物质含量高、抗逆性强等特点。 将二倍体甜菜培育成含糖量高的三倍体甜 菜的育种方法属于 ( ) A.单倍体育种 B.杂交育种 C.多倍体育种 D.诱变育种 【例题8】 [2021·7浙江学考]“杂交水稻之 父”袁隆平院士长期致力于杂交水稻育种 研究,为我国粮食的持续稳定增产作出了 杰出贡献。杂交水稻是通过不同的水稻品 种杂交,获得的具有杂种优势的新品种。 这种育种方法属于 ( ) A.杂交育种 B.诱变育种 C.单倍体育种 D.多倍体育种 【例题9】 [2020·7浙江学考]用宽叶(D)不 抗病(t)烟草与窄叶(d)抗病(T)烟草培育 宽叶抗病烟草新品种的方法如下: 74 下列叙述正确的是 ( ) A.过程①是自交 B.过程②是花药离体培养 C.过程③是人工授粉 D.过程④常使用秋水仙素处理 人类遗传病 [2021·7浙江学考]阅读下列材料,回答例题 10、11。 杜兴氏症患者表现为肌肉无力、行走困 难等症状,严重影响其正常生活,甚至死亡。 研究发现,该病是一种由基因突变引起的单 基因遗传病,具有如下遗传特点:在人群中男 性患者多于女性患者;正常男性的母亲和女 儿均正常;双亲正常,儿子可能患病。 【例题10】 依据上述材料分析,杜兴氏症的 致病基因属于 ( ) A.常染色体上的显性基因 B.常染色体上的隐性基因 C.X染色体上的显性基因 D.X染色体上的隐性基因 【例题11】 家系调查发现,某对健康的夫妇, 双方的父母均正常,而妻子的弟弟患杜兴 氏症。预测这对夫妇生一个患杜兴氏症男 孩的概率为 ( ) A.1/4 B.1/6 C.1/8 D.1/16 【例题12】 [2021·1浙江选考]遗传病是生 殖细胞或受精卵遗传物质改变引发的疾 病。下列叙述正确的是 ( ) A.遗传病都是由致病基因引起的 B.红绿色盲是一种常染色体隐性遗传病 C.X连锁遗传病的遗传特点是“传女不传男” D.与其他发育阶段相比,遗传病的发病率 在青春期很低 [2023∙7浙江学考]阅读下列材料,回 答例题13、14、15题。 据记载,在1780~1790年间,一次飓 风 袭 击 了 东 卡 罗 群 岛,造 成 岛 上 的 Pingelap人大量伤亡,仅留下9个男人和 数目不详的女人,直到1970年才增 加 到 1 500人。某种属于单基因遗传病的先天 性失明症,在Pingelap人群中的发病率在 4%以上。该遗传病的某系谱图如下。 【例题13】 依据上述材料分析,先天性失明 症基因是 ( ) A.常染色体上的隐性基因 B.X染色体上的隐性基因 C.常染色体上的显性基因 D.X染色体上的显性基因 【例题14】 该先天性失明症对个体的生存是 不利的,但在Pingelap人群中发病率高。 其原因 可能是 ( ) A.发生了自然选择 B.群体中携带者比例高 C.出现了生殖隔离 D.基因发生了定向突变 【例题15】 若该家系中还存在由X染色体 隐性基因控制的红绿色盲,且只有Ⅰ-2个 体表现为红绿色盲。则预计个体Ⅱ-6和 Ⅱ-7生育的后代中,红绿色盲患者的概率 为 ( ) A.1/4 B.1/8 C.5/24 D.7/32 专题梳理16 生物的变异与进化 75 生物进化 【例题16】 [2024∙6浙江选考]在酵母菌、 植物、昆虫等不同生物类群中,rDNA(编码 核糖体RNA的基因)的碱基序列大部分是 相同的。这一事实为“这些不同生物类群 具有共同祖先”的观点提供了 ( ) A.化石证据 B.比较解剖学证据 C.胚胎学证据 D.分子水平证据 【例题17】 [2024∙1浙江选考]痕迹器官是 生物体上已经失去用处,但仍然存在的一 些器官。鲸和海牛的后肢己经退化,但体 内仍保留着后肢骨痕迹;食草动物的盲肠 发达,人类的盲肠已经极度退化,完全失去 了消化功能。据此分析,下列叙述错误∙∙的 是 ( ) A.后肢退化痕迹的保留说明鲸和海牛可 能起源于陆地动物 B.人类的盲肠退化可能与进化过程中生活 习性的改变有关 C.具有痕迹器官的生物是从具有这些器官 的生物进化而来的 D.蚯蚓没有后肢的痕迹器官,所以和四足 动物没有共同祖先 【例题18】 [2021·7浙江学考]英国某地白 桦蛾的体色有灰色和黑色,该性状由一对 等位基因控制。研究发现由于工业污染, 工业区的白桦蛾种群中,黑色个体明显比 灰色多。而在污染之前,该地区的白桦蛾 则以灰色为主。人们将这种现象称为“工 业黑化”。下列叙述错误的是 ( ) A.污染之前白桦蛾种群中已存在黑色个体 B.污染之后白桦蛾种群中黑色基因频率逐 渐增加 C.灰色白桦蛾的全部基因构成了该种群的 基因库 D.白桦蛾的这种“工业黑化”现象是自然选 择的结果 【例题19】 [2022·7浙江学考]生物界中广 泛存在配偶选择。具有鲜艳羽毛的雄鸟可 以在配偶选择中获胜,但鲜艳的色彩易被 天敌发现;雄性巨鹿头顶角发达,易觅得配 偶,但头顶角过于发达造成行动不便。下 列叙述错误的是 ( ) A.配偶选择发生在一个物种与另一个物 种之间 B.配偶选择中某些占优势的特征不利于个 体生存 C.配偶选择可能会导致雄性生存率下降 D.适应是有条件的,是一种相对意义上的 适应 【例题20】 [2020·7浙江学考]若种群中 AA、Aa和aa三种基因型的频率分别为 36%、48%和16%,则该种群中A的基因频 率为60%,a的基因频率为 ( ) A.60% B.40% C.16% D.4% 【例题21】 [2020·7浙江卷]下列关于遗传 漂变和自然选择的叙述,正确的是 ( ) A.遗传漂变在大种群中更易发生 B.遗传漂变能产生新的可遗传变异 C.遗传漂变和自然选择不都是进化的因素 D.遗传漂变和自然选择均可打破遗传平衡 【例题22】 [2023∙7浙江学考]某天南星科 植物在开花期,与其他部位的线粒体相比, 花顶部的线粒体内有机物分解释放的能量 76 很少用于合成ATP,更多的能量转化为热 能。下列分析不合理∙∙∙的是 ( ) A.开花期花顶部的温度可能高于其他部位 B.葡萄糖在线粒体中分解,但分解不彻底 C.该现象有利于花朵释放挥发性物质,吸 引昆虫前来传粉 D.与其他部位的线粒体相比,花顶部的线 粒体可能存在特殊的酶 生物多样性 【例题23】 [2021·1浙江卷]我省某国家级 自然保护区林木繁茂,自然资源丰富,是高 校的野外实习基地。设立该保护区的主要 目的是 ( ) A.防治酸雨 B.保护臭氧层 C.治理水体污染 D.保护生物多样性 【例题24】 [2022·7浙江学考]生物多样性 包括遗传多样性、物种多样性和生态系统 多样性。下列描述中属于生态系统多样性 层次的是 ( ) A.全球的生态系统有数千个类型 B.我国特有脊椎动物有300多种 C.我国栽培作物种类有600多种 D.秀丽隐杆线虫成体约有20 000个基因 发生在一个小群体内,偶发事件引起群体基 因频率的偶然变化,叫作遗传漂变。遗传漂 变一般发生在小群体。在一个小群体中,由 于一个小群体与其他群体相隔离,不能充分 地随机交配或偶然死亡,因而在小群体内基 因不能达到完全自由分离和组合,使基因频 率容易产生偏差,甚至使这种基因在种群中 消失。但这种偏差不是由突变、选择等因素 引起的。 (1)等位基因的分离发生在减数第一次分裂 时,不可能发生在减数第二次分裂过程 中。 ( ) (2)无论是有丝分裂还是减数分裂,都可以发 生基因突变及染色体畸变。基因重组只 能发生在减数分裂过程中,而不能发生在 有丝分裂过程中。 ( ) (3)人类细胞中出现XYY的原因是父方MⅠ 后期X和 Y染色体没有分离,共同进入 同一次级精母细胞。 ( ) (4)单倍体育种过程就是花药离体培养。 ( ) (5)多倍体育种可获得染色体加倍的植物,但 并非所有的细胞中染色体都加倍。( ) (6)转基因技术育种能定向改造生物性状,其 产生的变异是定向的。 ( ) (7)害虫抗药性增强是因为杀虫剂刺激害虫 产生抗药性,并在后代中不断积累。( ) (8)昆虫翅的变异是多方向的,控制昆虫翅型 的全部基因构成了该种群的基因库。 ( ) (9)可遗传变异是种群进化的前提,突变是种 群进化的重要动力和机制。 ( ) 精英1号 生物 学考笔记 98 移动的方向是a→b。一个 mRNA上同时有多个核 糖体进 行 翻 译,其 意 义 是 可 以 提 高 翻 译 的 效 率。 (3)识图携带氨基酸1的tRNA 上的反 密 码 子 为 3'-CGG-5',可知对应密码子为5'-GCC-3',根据题干 提供的密码子与氨基酸的对应关系,则氨基酸1为 丙氨酸。 例题10 【答案】(1)7 G-C (2)①mRNA ②146 【解析】(1)根据表格中的信息,部分氨基酸顺序与 正常β链相比,异常β链发生改变的是第7位氨基 酸,由原来的谷氨酸(密码子为 GAA)变为赖氨酸 (密码子为 AAA),其根本原因是基因中原来的对 应位子上的碱基对G-C被替换为A-T。 (2)①根据表格中的信息,表中异常α链的氨基酸 数目多于正常α链,原因是基因中的碱基对替换导 致 mRNA分子中的142位原 UAA终止密码子变 为CAA谷氨酸密码子,终止密码子后移。②根据 表格中的信息,若第138位氨基酸对应的密码子中 的1个碱基C缺失,则会导致α链的 mRNA 142位 密码子不再是终止密码子,终止密码子后移到147 位UAG,故含有146个氨基酸。 【易错辨析】 (1)× 【解析】RNA和DNA的基本单位分别是核糖核苷酸 和脱氧核糖核苷酸,它们的区别主要在五碳糖和含氮碱基 上。RNA中的五碳糖是核糖,其特有的含氮碱基是 U,不 含T;DNA中的五碳糖是脱氧核糖,其特有的含氮碱基是 T,不含U。 (2)× 【解析】哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和细胞器, 不能进行DNA的复制、转录和翻译。 (3)× 【解析】密码子位于 mRNA上,反密码子位于tRNA 上。一种氨基酸可有一种或多种密码子,每种tRNA只转 运一种氨基酸。 (4)× 【解析】基因控制生物性状的情况是复杂的,一方面, 多对基因共同控制生物的某个性状,基因之间存在复杂的 相互作用;另一方面,基因的表达受到环境的影响,所以生 物的性状(或表型)是基因与环境共同作用的 果。生物 的性状主要通过蛋白质来体现。 (5)× 【解析】在真核生物的细胞核中,DNA分子与一些蛋 白质 合在一起。带负电的DNA分子缠绕在带正电的 蛋白质分子上,使原来细长的DNA分子盘绕成紧密的 构,使基因及其“开关”被隐藏起来。 (6)× 【解析】给启动子中的胞嘧啶加上甲基基团(—CH3), 会使染色质高度螺旋化,凝缩成团,这个基因就无法被识 别,失去转录活性,因而不能完成转录的过程,这是DNA 的甲基化。 (7)× 【解析】双胞胎由于表达修饰上的差异,表现出的性状 不完全相同。 (8)× 【解析】表观遗传现象不符合孟德尔遗传定律。 专题梳理16 生物的变异与进化 【知识梳理】 一、(一)1.(1)核苷酸序列 替换 插入 (2)碱基序列 2.(1)碱基序列 替换 (2)①普遍 ②多方向 ③稀有 ④可逆 ⑤有害 3.(1)①物理 ②化学 ③毒 素或代谢产物 (2)①自发 ②诱发 4.(1)突变或过量 表达 负调控因子 负调控作用 (2)累积效应 遗传 环境 (3)病毒癌基因 核酸序列 5.(2)突变概率 较短时间内 (3)大量的材料 (二)1.(1)不同遗传性状 不同性状的基因 (2)有性生殖 2.非同源染色体上的非等位基因也自由 组合 基因型 3.同源染色体的非姐妹染色单体之间发 生染色体 片 段 的 交 换 4.(1)基 因 重 组 (2)杂 交 纯合化 5.(2)人工 目的基因 (3)种间 (三)1.(1)数目和 构 (3)无法直接 直接 2.(2)片段 增加 180°颠倒 非同源 3.(1)增加或减少 (2)一个配子 (3)染色体组 4.中间环节 杂种F1 花药 秋水仙素 秋水仙素 缩短育种年限 5.(1)环境条件 (2)②自由组合 非姐妹染色单体间的 片段交换 (四)1.(1)遗传物质 (2)显性 代代相传 隐性 许多 个基因 许多种环境 2.(1)病因、遗传方式、表现程度、 诊治方法、预后情况及再发风险 (2)系谱分析 遗传方 式 发病率 (3)染色体异常 单基因病和多基因病 多 基因遗传病 (4)羊膜腔穿刺 毛细胞检查 3.(1)遗 传图和物理图 基因在染色体上的位置 (2)优生优育 基因治疗 二、(一)1.上帝 用进废退 获得性遗传 共同的祖先 自然选择 2.(1)②细胞 ③分子层次 (2)①化石 ②共同祖先 (二)1.(1)染色体 基因型 (2)基因重组 (3)自然选择 2.(1)有一定限度的 生存斗争 (2)优势性状 3.(2)自己的需要 (3)性状特征 (4)自然选择 (5)①基因频率和基因型频率 突变 选择 ②突变 遗传漂变 自然选择 4.遗传组成 二倍体 (三)1.(1)所有的动物、植物、微生物物种和它们所拥有的 全部基因 (2)①丰富程度 ②核心 ③遗传信息 ④组成部分 ⑤遗传 ⑥物种 2.(1)①野生物种 ②艺术创造和科学发明 (2)生态 (3)潜在 3.(1)生物多样性并导致某些物种的灭绝 (2)①珍稀濒 危物种和生态系统 可持续 【概念图构建】 1.生物的变异与进化 ①外界环境条件 ②普遍性、多方向性、稀有性、可逆性 ③产生新的基因 ④减Ⅰ的四分体时期和后期 答案解析 99 ⑤新基因型 ⑥缺失、易位、倒位、重复 ⑦基因重组 ⑧基因突变或染色体畸变 ⑨基因重组和染色体畸变 ⑩染色体畸变 􀃊􀁉􀁓基因重组 􀃊􀁉􀁔种群 􀃊􀁉􀁕自然选择 􀃊􀁉􀁖隔离 􀃊􀁉􀁗生物多样性 2.分析遗传图谱流程 伴X隐性 常染体隐性 伴X显性 常染色体显性 【典例精练】 例题1 【答案】C 【解析】染色体 构的变异主要有缺失、重复、倒位、 易位四种类型,据题干信息,果蝇X染色体上的16A 片段发生重复时,复眼会由正常的椭圆形变成棒状 的复眼(棒眼),该变异属于染色体 构变异中的重 复,故C项正确。 例题2 【答案】D 【解析】自然选择通常选择出的是适应环境条件的类 型,而人工选择选择的通常是对人类有利的类型,故 人工选择在水稻驯化过程中起主导作用,A错误;基 因库是指一个种群所有基因的总和,经过长期驯化 和改良,现代稻产量不断提高,则可推测现代稻与野 生稻的基因库不完全相同,B错误;驯化形成的现代 稻保留了野生稻的优良性状,而一些不利性状在选 择中被淘汰,C错误;超级杂交稻品种的培育借助于 杂交育种,该过程的原理主要是基因重组,D正确。 例题3 【答案】D 【解析】杜兴氏症是一种由基因突变引起的单基因遗 传病,患者表现为肌肉无力、行走困难等症状,严重 影响其正常生活,甚至死亡,可见基因突变具有有害 性,D正确。 例题4 【答案】B 【解析】由图可知,棒眼和超棒眼是染色体上分别增 加1个b片段和2个b片段造成的,B正确。 例题5 【答案】D 【解析】由二倍体杜鹃培育成为花期更长的三倍体杜 鹃的育种方法,属于多倍体育种,在这个过程中染色 体以染色体组的形式增加了,故多倍体育种运用的 变异原理是染色体数目变异。 例题6 【答案】B 【解析】在深红色玫瑰栽培园中,偶然发现少数植株 开粉色花,可能是基因突变导致的。但基因突变一 般不改变DNA含量,也不改变花色基因的碱基种类 (一般均为4种),RNA含量可能改变也可能不变, 但基因突变,基因中的碱基序列必然改变,故可检测 和比较两种花色植株的细胞中花色基因的碱基序列 来判断是否由基因突变导致。 例题7 【答案】C 例题8 【答案】A 【解析】杂交水稻是通过水稻不同品种间杂交,创造 新品种的方法,属于杂交育种,A正确。 例题9 【答案】D 【解析】由图分析可知:此育种方法为单倍体育种,图 中①②③④分别为杂交、减数分裂、花药离体培养和 用秋水仙素处理单倍体幼苗,D正确。 例题10 【答案】D 【解析】双亲正常,儿子可能患病,可知该病为隐性 遗传病,又因为在人群中男性患者多于女性患者, 可知基因位于X染色体上,所以杜兴氏症的致病基 因属于X染色体上的隐性基因,D正确。 例题11 【答案】C 【解析】假设杜兴氏症由等位基因A、a控制,丈夫正 常,基因型为XAY,妻子正常,但妻子的弟弟患杜兴 氏症,说明妻子父母的基因型分别为 XAY、XAXa, 可得妻子的基因型为1/2 XAXA、1/2XAXa,所以这 对夫妇生一个患 杜 兴 氏 症 男 孩(XaY)的 概 率 为 1/4×1/2=1/8,C正确。 例题12 【答案】D 【解析】单基因和多基因遗传病是由致病基因引起 的,而染色体异常遗传病是由染色体的数目、形态 或 构异常引起的,A错误;红绿色盲是一种X连 锁隐性遗传病,B错误;男女均有X染色体,故X连 锁遗传病男女都有,C错误;各种遗传病在青春期 的发病率很低,D正确。 例题13 【答案】A 【解析】Ⅰ-1和Ⅰ-2无中生有为隐性,若为伴X染色 体隐性,则无法生出Ⅱ-8:XaXa,因此只能为常染色 体隐性遗传。 例题14 【答案】B 【解析】自然选择保留的是有利变异,A错;不会出 现生殖隔离,C错;突变是不定向的,D错。 例题15 【答案】B 【解析】红绿色盲的前提是这个人没有失明,因此我 们要求 的 红 绿 色 盲 患 者 的 基 因 型 为 A_XbY 和 A_XbXb,Ⅱ-6和Ⅱ-7基因型为aaXBXb×AaXBY→ A_=12,XbY= 1 4,A_XbY= 1 2× 1 4= 1 8。 例题16 【答案】D 【解析】化石能够记录生物的存在、形态、 构等信 息,是生物进化的直接证据,但本题中并未提及化 石,因此A选项错误。比较解剖学是通过比较不同 生物的骨骼、器官等解剖 构来推断它们之间的亲 缘关系和进化历程。虽然比较解剖学在生物进化 研究中占有重要地位,但本题讨论的是rDNA的碱 基序列,与解剖 构无关,因此B选项错误。在生 物进化中,有时可以通过比较不同生物胚胎的发育 过程来寻找它们之间的共同点和差异点,从而推断 它们的亲缘关系和进化历程。但本题并未涉及胚 胎学的内容,因此C选项错误。随着分子生物学的 发展,人们开始从分子水平上研究生物进化的证 据。其中,rDNA(编码核糖体RNA的基因)的碱基 序列在不同生物类群中的相似性就是一个重要的 精英1号 生物 学考笔记 100 分子水平证据。由于rDNA在所有生物中都存在 且功能相似,因此其碱基序列的相似性可以反映不 同生物之间的亲缘关系和进化历程。本题中提到 的酵母菌、植物、昆虫等不同生物类群的rDNA碱 基序列大部分是相同的,这一事实为“这些不同生 物类群具有共同祖先”的观点提供了有力的分子水 平证据。因此D选项正确。 例题17 【答案】D 【解析】陆地动物具有灵活的后肢,鲸和海牛后肢退 化痕迹的保留,说明了其可能起源于陆生动物,A 正确;人类的盲肠退化可能是由于生活习性的改 变,不需要盲肠的消化而使其退化,B正确;具有痕 迹器官的生物说明这些器官在这些生物中存在过, 也说明该生物是从具有这些器官的生物进化而来 的,C正确;所有生物都起源于同一祖先,蚯蚓没有 后肢的痕迹器官,可能有其他痕迹器官和四足动物 类似,也可能和四足动物类似的痕迹器官在进化中 消失,所以蚯蚓没有后肢的痕迹器官,不能说明和 四足动物没有共同祖先,D错误。 例题18 【答案】C 【解析】在污染之前,该地区的白桦蛾则以灰色为 主,说明也存在黑色个体,A正确;由于工业污染, 工业区的白桦蛾种群中,黑色个体明显比灰色多, 说明污染之后白桦蛾种群中黑色基因频率逐渐增 加,B正确;英国某地的灰色和黑色白桦蛾的全部基 因构成了该种群的基因库,C错误;工业污染后,黑色 个体与灰色个体相比不易被天敌发现,更容易存活,从 而使黑色个体明显比灰色多,所以“工业黑化”现象是 自然选择的 果,D正确。 例题19 【答案】A 【解析】由于不同物种之间存在生殖隔离,配偶选择 应该发生同一物种内部,A错误;依据题干信息可 知,B、C、D正确。 例题20 【答案】B 【解析】在一个种群中A和a的基因频率之和是1, A的基 因 频 率 是60%,则a的 基 因 频 率 为1- 60%=40%。综上所述,B正确。 例题21 【答案】D 【解析】遗传漂变是指在一个比较小的种群中,一起 偶然的事件往往可以引起种群基因频率发生较大 变化,如自然灾害、没有获得交配的机会等,A错 误;可遗传的变异主要来自基因突变、基因重组和 染色体变异,遗传漂变只是会造成种群基因频率的 改变,并不涉及变异,B错误;进化体现在种群的基 因频率的改变上,自然选择和遗传漂变都可以改变 种群的基因频率,使得生物进化,C错误;遗传平衡 是指在一个大的随机交配的种群里,基因频率和基 因型频率在没有迁移、突变和选择的情况下,世代 相传不发生变化,而自然选择和遗传漂变都可以改 变种群中的基因频率,打破遗传平衡,D正确。 例题22 【答案】B 【解析】根据题意,某天南星科植物在开花期,与其 他部位的线粒体相比,花顶部的线粒体内有机物分 解释放的能量很少用于合成ATP,更多的能量转化 为热能,可以推测:开花期花顶部的温度可能高于 其他部位;与其他部位的线粒体相比,花顶部的线 粒体可能存在特殊的酶;该现象有利于花朵释放挥 发性物质,吸引昆虫前来传粉。需氧呼吸时,葡萄 糖先在细胞溶胶中分解为丙酮酸和[H],丙酮酸和 [H]在线粒体中进行需氧呼吸的第二阶段和第三 阶段,故B项叙述不合理。 例题23 【答案】D 【解析】题干中已经说明自然保护区林木繁茂,自然 资源丰富,则说明设立此自然保护区的目的是保护 生物多样性,D正确。 例题24 【答案】A 【解析】A项属于生态系统多样性层次,B和C项属 于物种多样性,D项属于遗传多样性。 【易错辨析】 (1)× 【解析】等位基因一般位于同源染色体上,在减数第一 次分裂时可以分离,如果发生基因突变或交叉互换,等位 基因也可以出现在姐妹染色单体上,在减数第二次分裂时 分离。 (2)√ 【解析】无论是有丝分裂还是减数分裂,都可以发生基 因突变及染色体畸变,基因突变主要发生在间期。基因重 组只能发生在减数分裂过程中,而不能发生在有丝分裂过 程中。 (3)× 【解析】XYY成因:父方 MⅡ异常,即 MⅡ后期 Y染 色体着丝粒分裂后形成的两条Y染色体共同进入同一精 细胞。 (4)× 【解析】注意区分单倍体育种和花药离体培养,在单倍 体育种过程中采用了花药离体培养,并且获得的单倍体植 株需要用秋水仙素处理(或低温诱导),才能获得稳定遗传 的个体,仅花药离体培养得到的是单倍体植株。 (5)√ 【解析】多倍体育种过程中,秋水仙素处理后可获得染 色体数目加倍的植株,但并非所有的细胞中染色体数目都 加倍。 (6)√ 【解析】基因重组这种变异一般是不定向的,但是转基 因技术育种为特殊情况,其能定向改造生物性状,其产生 的变异是定向的。 (7)× 【解析】害虫的变异是不定向的,个体中本来就存在抗 药性个体,杀虫剂对害虫起到定向选择作用。 (8)× 【解析】昆虫翅的变异是多方向的,一个生物种群的全 部等位基因的总和称为种群的基因库,所以控制昆虫翅型 的全部基因不能构成该种群的基因库。 (9)× 【解析】可遗传变异为进化提供了丰富的原材料,是种 群进化的前提,突变为进化提供原材料,自然选择为进化 提供动力。