内容正文:
专题07 变异与进化
考点概览
考点01 基因突变与基因重组
考点02 染色体变异
考点03 生物的进化
基因突变与基因重组考点01
一、单选题
1.(2025·山西·三模)基因由编码区和非编码区组成。内源性和外源性DNA损伤会导致基因突变,基因组特定位置发生的单碱基改变称为SNV,在基因编码区和非编码区都有可能发生SNV。下列说法错误的是( )
A.基因突变主要发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期
B.基因突变可发生在基因编码区和非编码区,体现了突变的不定向性
C.发生在基因编码区的SNV可能通过影响蛋白质的功能而影响性状
D.发生在非编码区的SNV可能通过影响转录而实现对性状的调控
2.(2025·山西·三模)M蛋白、B蛋白分别是癌细胞膜上两种重要的ABC转运家族蛋白,其转运化疗药物(5-氟尿嘧啶)的作用机制如图所示。下列分析正确的是( )
A.5-氟尿嘧啶进出癌细胞的运输方式相同
B.癌细胞出现抗药性的原因是5-氟尿嘧啶使用过多
C.抑制癌细胞能量供应能提高5-氟尿嘧啶疗效
D.提高癌细胞M蛋白活性为癌症治疗开辟了新途径
3.(2025·甘肃白银·三模)研究发现,细胞中的miRNA(非编码RNA)可干扰基因表达,细胞分泌外囊泡可使miRNA进入内环境并作用于靶细胞进行胞间通信,而miRNA异常与肿瘤的发生密切相关。下列推断正确的是( )
A.miRNA合成的过程需要经过转录和翻译
B.miRNA进入靶细胞后直接参与细胞代谢
C.miRNA可诱发抑癌基因突变为原癌基因
D.miRNA可能成为癌症诊断的生物标志物
4.(2025·山东泰安·三模)研究发现,癌细胞通过表观遗传修饰下调NK细胞(自然杀伤细胞)对应活化配体(如MICA、MICB等)的表达,使NK细胞无法识别并攻击这些肿瘤细胞。除了抑制杀伤细胞,癌细胞还通过分泌免疫抑制性代谢物和细胞因子来抑制免疫效应。例如,许多实体瘤在缺氧条件下会分泌大量的乳酸和腺苷,这些代谢产物会在肿瘤微环境中建立起免疫抑制环境,从而抑制T细胞和NK细胞的活性。下列说法错误的是( )
A.构成染色体的组蛋白乙酰化是表观遗传修饰的一种
B.肿瘤细胞会使NK细胞上MICA、MICB等活化配体的表达减弱
C.提高组织液中的氧气浓度有利于癌症的治疗
D.NK细胞杀伤清除癌细胞的过程体现了免疫监视功能
5.(2025·山东泰安·三模)某二倍体动物的三对基因在染色体上的分布情况如图所示。该生物某细胞的每条染色体DNA双链均被32P标记,然后置于³¹P的培养液中进行了一次有丝分裂,再次分裂观察到图中所示的细胞。下列说法错误的是( )
A.图中细胞发生了基因突变,该生物的基因型为AaBBDd或AaBbDd
B.图中细胞最终分裂产生的生殖细胞为ABD、aBd、abd
C.图中细胞含有放射性32P标记的染色单体数为4或5
D.图中细胞等位基因的分离发生在减数分裂I和减数分裂Ⅱ
6.(2025·山西晋中·三模)短腿安康羊的养殖优势在于适应性、繁殖力、抗病力均较强,且经济效益高。安康羊最初是在羊群中偶然发现的一只短腿羊,通过与多只正常腿羊进行杂交和选择性繁殖,最终培育出一个性状稳定的优良新品种。下列相关分析合理的是( )
A.若该短腿羊由隐性突变所致,则杂交后最早在F2中能观察到此短腿表型
B.若F1中既有正常腿羊又有短腿羊,则该短腿羊不可能由显性突变产生
C.选择性繁殖决定短腿羊的进化方向,使短腿基因频率发生不定向改变
D.由于突变和选择因素,安康羊与原种群基因库差异明显而形成生殖隔离
7.(2025·湖南湘西·三模)湖南某水稻研究所发现,当地主栽品种“湘晚籼12号”易感染稻瘟病。研究人员用射线诱变获得一株抗病突变体,经检测发现其抗病性与2号染色体上的Pid3基因突变有关。为进一步培育抗病新品种,将该突变体与优质但不抗病的“玉针香“杂交,F1代自交获得F2群体。下列叙述错误的是( )
A.射线诱变可能引起Pid3基因碱基对的缺失或替换,导致编码蛋白结构改变
B.若Pid3基因突变体为显性性状,则F2群体中抗病植株与感病植株的比例为1:1
C.通过单倍体育种可快速获得纯合抗病植株,但需用秋水仙素处理花药离体培养的幼苗
D.若要对F2抗病植株进行筛选,可通过接种稻瘟病菌进行田间抗性鉴定
8.(2025·湖南湘西·三模)研究人员利用基因编辑技术(CRISPR-Cas9)对小鼠的β-珠蛋白基因进行定点敲除,构建地中海贫血模型,并尝试通过干细胞移植进行治疗。下列叙述错误的是( )
A.CRISPR-Cas9系统中,向导RNA的碱基序列与靶基因的互补配对决定了Cas9蛋白的切割位点
B.若敲除β-珠蛋白基因时意外破坏了相邻的δ-珠蛋白基因,可能导致基因编辑脱靶,该变异属于染色体结构变异
C.移植的造血干细胞需与受体小鼠的MHC蛋白匹配,否则会引发免疫排斥反应
D.为检测基因编辑效果,可提取小鼠骨髓细胞的DNA进行PCR扩增,并通过电泳比较产物片段大小与野生型小鼠的差异
9.(2025·湖南湘西·三模)肝癌为临床上常见的恶性肿瘤之一,研究发现,诸多基因包含原癌基因和抑癌基因,可能与肝癌的发生、细胞增殖和转移密切相关。在某些因素影响下,原癌基因和抑癌基因表达异常,致使正常细胞癌变。下列叙述说法正确的是( )
A.癌细胞体外培养时需要加入胰蛋白酶处理,解除接触抑制
B.原癌基因和抑癌基因发生突变就会引起细胞癌变
C.癌细胞与正常细胞相比,细胞周期更短,并且容易分散转移
D.肝癌的发生只与原癌基因和抑癌基因突变有关
10.(2025·山西临汾·三模)利福平是一种广谱抗生素,主要用于治疗由细菌引起的感染。其作用机理是抑制细菌的RNA聚合酶活性,最终导致细菌死亡。下列相关叙述正确的是( )
A.由上述信息推测细菌的RNA聚合酶和人的RNA聚合酶存在差异
B.RNA聚合酶与起始密码子结合,驱动基因转录合成新RNA
C.新RNA链的合成方向是从3'端到5'端,合成过程遵循碱基互补配对原则
D.长时间高强度使用利福平会诱导相应细菌产生耐药性变异
11.(2025·安徽合肥·三模)研究发现,非小细胞肺癌往往与 E基因突变有关,该类患者在接受靶向药物奥希替尼治疗一段时间后,部分肿瘤细胞会产生耐药性。通过基因组测序,研究人员发现了两种类型的耐药性变异:类型 1 是肺癌细胞E基因中新增了一个突变,导致 EGFR 蛋白第 790位的苏氨酸变为甲硫氨酸;类型2 是肺癌细胞中 M 基因的扩增,由正常的2个增至5个及以上,导致MET 蛋白过度表达。下列说法错误的是( )
A.E基因新增突变的原因可能是一个碱基对替换
B.耐药性类型2的肿瘤细胞中发生了染色体变异
C.奥希替尼治疗肺癌的机理是其能抑制E基因和M基因的表达
D.研发EGFR 和MET 双靶点抑制剂,用其治疗肺癌的效果会更好
12.(2025·四川德阳·三模)CAR-T疗法通过改造T细胞,使其膜上具有结合特定肿瘤抗原的CAR受体,实现对肿瘤细胞的靶向杀伤。但T细胞过度响应又会引发细胞因子风暴,损伤身体组织。对T细胞进行工程设计引入光控组件,获得对蓝光响应的LiCAR-T细胞,实现了对细胞免疫疗法的时空精准操控,从而提高安全性。下列有关说法错误的是( )
A.CAR受体在核糖体合成,经加工后通过囊泡运输到细胞膜
B.T细胞活化后增殖分化成细胞毒性T细胞,能裂解肿瘤细胞
C.有蓝光照射时,LiCAR-T细胞对肿瘤细胞杀伤不再具有特异性
D.无蓝光照射时,LiCAR-T细胞不被激活,可减少细胞因子风暴的发生
13.(2025·河南·三模)在生物学中涉及很多随机性问题,下列叙述错误的是( )
A.有丝分裂后期,着丝粒受纺锤丝牵引而断裂,子染色体随机移向两极
B.减数分裂Ⅰ的后期,同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合
C.调查草地上蒲公英的种群密度应随机选取样方
D.基因突变可随机发生在生物个体发育的任何时期
14.(2025·湖南·三模)大蒜素是从大蒜中提取的一种有机硫化物。研究发现,大蒜素能有效清除部分自由基、有使肿瘤细胞中端粒酶(可修复DNA长度)活性下降等功能。下列相关叙述错误的是( )
A.大蒜素与蛋白质的元素组成可能不完全相同
B.代谢产生的自由基攻击生物膜引起基因突变
C.端粒酶以脱氧核苷酸为原料修复端粒的长度
D.饮食中加入少量大蒜可延缓体内细胞的衰老
15.(2025·广东惠州·三模)癌症复杂难治,但基因编辑技术为癌症的治疗带来了新思路。基因编辑技术即在基因组水平上对DNA分子的碱基序列进行定位与修改。我国科学家利用诱导逆转技术可使肝癌细胞向正常细胞逆转。下列叙述错误的是( )
A.诱导逆转技术致力于研究逆转突变的原癌基因或抑癌基因
B.基因编辑技术可将DNA序列串联起来,从而导致基因重组
C.与正常细胞相比,癌细胞的端粒可能不会随分裂而缩短
D.基因编辑技术有助于癌症的治疗,但也可能出现社会伦理问题
16.(2025·河南郑州·三模)大约98%的宫颈癌由高危型人乳头瘤病毒(HPV)导致,HPV疫苗是世界上第一个预防癌症的疫苗,需分三次接种。下列相关叙述正确的是( )
A.HPV疫苗必须包含一个完整的病原体
B.宫颈癌细胞膜表面的糖蛋白含量减少
C.原癌基因的表达受到抑制可能会导致宫颈癌的发生
D.多次接种HPV疫苗可诱导机体产生更多种类的浆细胞
17.(2025·河南郑州·三模)已知果蝇翅的发育需要经酶的催化,果蝇幼虫正常的培养温度为25℃。遗传学家曾将刚孵化的残翅果蝇放到31℃的环境中培养,得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫,这些成虫在25℃下产生的后代仍为残翅果蝇。下列相关叙述错误的是( )
A.该实验说明酶的活性易受到温度的影响
B.借助电镜无法判断果蝇翅型变化是否与基因突变有关
C.该实验说明不同温度引起的果蝇翅型变化属于表观遗传
D.可借助光学显微镜判断果蝇翅型变化是否与染色体片段缺失有关
18.(2025·湖南永州·三模)研究者通过对豌豆的红花品系诱变处理,培育了甲、乙、丙三个稳定遗传的白花品系。为探究三个品系之间是否存在同一个基因突变,进行了如下杂交实验:
品系甲×品系乙→子代全为白花
品系乙×品系丙→子代全为红花
下列相关叙述正确的是( )
A.品系甲与品系乙存在同一个基因突变
B.品系乙与品系丙存在同一个基因突变
C.品系甲与品系丙不存在相同突变基因
D.品系甲、乙、丙的突变基因都不相同
二、解答题
19.(2025·山西晋中·三模)伴随着生活水平的提高,人们对猪肉的卫生、口感等提出更高要求,良种培育是保障生猪产业健康发展的重要基础。猪应激综合征(PSS)表现为死亡或屠宰后猪肉苍白、柔软和水分渗出,影响肉的品质。对猪PSS起主要效应的基因为氟烷基因(用N/n表示),氟烷敏感个体(nn)易受环境刺激引发PSS,严重时导致死亡,对其繁殖性能也有负面影响。请利用所学知识,回答下列有关优质种猪育种的问题:
(1)研究人员发现用氟烷麻醉剂可以诱导猪产生PSS,使某受体蛋白第615位的精氨酸变为半胱氨酸,表现出氟烷敏感,则诱导该氟烷敏感性状出现的变异类型属于 。通过氟烷测定法只能检出氟烷敏感个体,无法区分氟烷不敏感个体的基因型,氟烷不敏感个体的基因型为 。
(2)实验表明,携带有n基因的个体在繁殖性能上都表现为劣势。为在猪群中消除n基因,提高种猪质量,请利用氟烷测定法和常规杂交育种方法,从提高N基因频率角度分析,提出一个合理的育种方案: 。
(3)常规杂交育种需经过多代人工选择繁殖,进程慢,时间长。PCR技术可快速且精准地检测该种群氟烷基因的分布。N基因酶切后的电泳产物为2个条带,n基因缺少相应酶的识别位点,不会被相应酶切割,则杂合体的相应基因酶切后电泳产物为 个条带。
(4)根据电泳结果筛选出基因型为NN的种猪,通常还需要进一步通过基因测序确认,原因是 。
20.(2025·湖南常德·三模)了解免疫系统对抗肿瘤细胞的机理,可以有助于人们更好地进行抗癌治疗。
(1)研究表明,肿瘤细胞一般情况下主要通过 呼吸获取能量,并将乳酸分泌到肿瘤微环境中。为了研究肿瘤细胞分泌的乳酸的作用,研究人员用含有不同浓度乳酸的培养液分别培养细胞毒性T细胞(Tc细胞)和Treg细胞(一种调节性T细胞,可抑制Tc细胞的激活和增殖),一段时间后检测细胞增殖情况,结果如图(细胞分裂指数越高表示增殖能力越强)。结果表明,肿瘤细胞通过分泌乳酸可实现免疫逃逸,其主要机理是 。
(2)又有研究发现,癌细胞表面蛋白PD-L1与T细胞表面的PD-1受体结合后,抑制T细胞的激活。开发PD-L1抗体,通过 ,从而解除对T细胞的抑制。前列腺癌细胞PD-L1基因的表达水平较高,一部分PD-L1定位于细胞膜上,一部分PD-L1通过外泌体(细胞分泌的具膜小泡)分泌到细胞外,请分析PD-L1抗体治疗前列腺癌效果不明显的原因是 。
(3)嵌合抗原受体T细胞(CAR-T细胞)疗法是一种治疗癌症的免疫新疗法,基本流程是从患者体内分离T细胞,为其装上识别肿瘤抗原的嵌合抗原受体(CAR),体外扩增后再输回患者体内,即可进行肿瘤免疫治疗。与放疗、化疗等传统治疗方法相比,CAR-T细胞疗法具备 等优势。在一名经过CAR-T细胞治疗后又复发的患者身上发现了“CAR-癌细胞”(生产CAR-T细胞时一部分CAR加到了癌细胞上),“CAR-癌细胞”导致癌症复发的原因是 。
21.(2025·重庆·三模)亨廷顿舞蹈病是一种常染色体显性遗传的神经退行性疾病,其致病机理主要与HTT基因编码区CAG三核苷酸重复序列异常扩增,导致亨廷顿蛋白的多聚谷氨酰胺(polyQ)链延长有关。传统的分子探针检测法具有样本质量要求高、杂交不稳定等缺点。利用巢式PCR与荧光定量PCR技术,可高效、快速进行CAG重复型疾病的诊断。
(1)亨廷顿舞蹈病患者HTT基因编码区上增添的若干个CAG改变了原基因碱基序列,这种变异称为 。临床数据显示患者CAG重复次数越多,发病年龄越早,请从蛋白质结构角度分析该现象 。
(2)当CAG重复次数较多时,等位基因长度可达千余碱基,难以用基因上下游的引物扩增出产物。为此,研究人员设计了如图1所示的巢式PCR扩增。其基本原理为:先用引物P1与P4对DNA模板做一次PCR扩增,再用引物P1和P3,以第一次扩增的产物为模板,做一次PCR扩增。(P3、P4均与基因编码链结合,编码链为非模板链)
①如图1所示,P4可以在基因的多个位点上结合,由此推测P4的3'端碱基序列为 (从5'到3′),原因是 。
②与引物P3碱基互补配对的片段为 。
A.P4的5'端
B.P4的3'端
C.P4的5'端的互补链
D.P4的3'端的互补链
③为了验证引物P1/P4与DNA模板的结合为特异性/选择性结合,请设计实验并给出预期结果: 。
(3)使用荧光定量PCR技术可以反映第二轮扩增的结果。横轴为迁移时间,与模板长度正相关;纵轴为荧光强度,与DNA分子数正相关。已知用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸,图2展示了甲、乙个体使用普通PCR做基因检测的结果。用a表示小于40次CAG重复的正常基因,AS表示40次到可扩增长度的CAG重复基因,A1表示长度极大不可扩增的CAG重复基因。则乙的基因型为 。
22.(2025·河南周口·三模)3-岩藻糖基乳糖(3-FL)是一种母乳低聚糖,工业上用大肠杆菌K-12菌株发酵生产,结构与母乳中的3-FL完全一致,主要用于婴幼儿配方奶粉。回答下列问题:
(1)c-1,3-岩藻糖基转移酶基因是培育大肠杆菌K-12菌株的核心目的基因, 可作为它进入受体细胞的“分子运输车”,而菌体常用 处理。大肠杆菌K-12菌种扩大培养后,采用 等方法进行分离和干燥。
(2)培育的大肠杆菌K-12菌株出现了~1,3-岩藻糖基转移酶基因表达水平低的现象,这可能与 有关,也可能与大肠杆菌对密码子的偏好性(生物在翻译过程中对决定相同氨基酸的不同密码子的使用频率存在差异)有关,密码子的偏好性主要由细胞质中对应的 的数量决定。
(3)研究发现,将编码精氨酸的稀有密码子AGA替换为高频密码子CGC,酶表达量能提高1.5~2倍。利用重叠延伸PCR技术可以实现对目的基因的优化,即分段扩增含突变位点的DNA片段,通过重叠序列连接生成完整突变基因。过程如图:
通过①过程形成2个图示突变基因片段需要 (填“2种”或“4种”)引物,而要实现②过程,设计的有关引物还需要满足的两个要求是 。③过程能够延伸形成优化目的基因的重叠序列是 (填“a”或“b”)。
(4)若稀有密码子没有同义高频密码子,密码子替换要尽量满足的条件是 。
23.(2025·广西·三模)OsOFP30基因能够调控植物生长发育进程,对植物果实形状、DNA修复、细胞壁的形成、抗逆性和果实成熟都具有一定的作用。研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对水稻OsOFP30基因进行定向编辑,获得了一株突变体水稻。对此突变体进行测序,结果如图。回答下列问题:
(1)CRISPR/Cas9基因编辑系统可对基因进行特异性编辑,该系统中的向导RNA是一段与目标DNA序列互补的RNA,Cas9蛋白在向导RNA的帮助下可特异性结合水稻DNA序列,在特定位点破坏 键,从而使DNA双链断裂。发生断裂的DNA在修复时容易产生错误,于是就可得到相应基因的突变体。其他研究发现,利用CRISRP/Cas9基因编辑技术有时存在“脱靶”效应,即不仅对目标基因进行了定向编辑,还对其他无关基因进行了不必要的编辑。造成“脱靶”效应可能的原因是 。
(2)测序后发现某个突变体一对同源染色体上的OsOFP30基因序列相同,因此对于OsOFP30基因来说,这个突变体是 (填“纯合子”或“杂合子”)。
(3)OsOFP30基因在水稻细胞中需要经过转录和 过程可得到相应蛋白质。合成蛋白质时,携带氨基酸进入核糖体的物质是 。研究发现野生型OsOFP30蛋白有345个氨基酸,而突变体的OsOFP30蛋白只有282个氨基酸,其原因可能是 。
三、实验题
24.(2025·贵州遵义·三模)科学家发现植物中存在一种新型信号肽(SPX)参与植物根生长的调控。研究者以野生型和SPX基因突变型拟南芥为材料进行实验,部分结果如表所示(注:实验中使用的NPA为外源化学物质,可影响生长素的运输)。
不同处理下拟南芥主根长度及侧根数目
组别
处理
主根长度(mm)
侧根数目(个)
①
野生型+未处理
12.3
8
②
野生型+NPA处理
8.1
15
③
突变型+未处理
7.9
16
④
突变型+NPA处理
7.8
17
回答下列问题:
(1)生长素是植物体内产生的具有 (填“催化”或“调节”)作用的有机物;在植物体内主要的合成部位是 (答出一点即可)。
(2)比较①②两组推测NPA对生长素运输的作用是 ,实验中用 作为检测NPA作用结果的指标。
(3)分析①③两组可推测SPX对根生长的效应是 ,该结果 (填“能”或“不能”)说明SPX促进生长素的运输。
染色体变异考点02
一、单选题
1.(2025·陕西咸阳·三模)家蚕的性别决定方式为ZW型。科学家利用电离辐射等方法诱导家蚕Z染色体出现隐性致死基因,得到平衡致死系雄蚕和雌蚕;雌蚕有一个隐性致死基因1(如图1),雄蚕有两个致死基因l1和l2(如图2)。图中“+”号表示相应位置上对应的基因为显性。已知正常雌蚕Z染色体对应上述致死基因的位置为显性基因(++),W染色体对应位置无相应基因。下列叙述错误的是( )
A.利用电离辐射等方法诱导得到上述平衡致死系常常需要大量原材料
B.图中两种家蚕不致死的原因是它们另一条同源染色体上存在显性基因
C.若要使后代的雌蚕全部致死,需要选平衡致死系的雄蚕和正常雌蚕杂交
D.让平衡致死系雌蚕和平衡致死系雄蚕杂交,子代存活个体中雌:雄=1:2
2.(2025·重庆·三模)果蝇缺刻翅(N)对正常翅(n)为显性,红眼(W)对白眼(w)为显性,两对基因均位于X染色体的甲片段上。用“+”表示甲片段存在,“-”表示甲片段缺失。染色体组成为X+X-的红眼缺刻翅雌果蝇与染色体组成为X+Y的白眼正常翅雄果蝇杂交,F1中雌雄比为2:1,且白眼全是雌果蝇,雄果蝇全是红眼;F1雌雄果蝇相互交配,得F2。下列分析正确的是( )
A.N/n、W/w两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.甲片段缺失会导致雌配子致死现象
C.F1中红眼缺刻翅果蝇的雌雄比例为2:1
D.F2雄果蝇中红眼缺刻翅果蝇占1/3
3.(2025·湖南湘西·三模)研究人员利用基因编辑技术(CRISPR-Cas9)对小鼠的β-珠蛋白基因进行定点敲除,构建地中海贫血模型,并尝试通过干细胞移植进行治疗。下列叙述错误的是( )
A.CRISPR-Cas9系统中,向导RNA的碱基序列与靶基因的互补配对决定了Cas9蛋白的切割位点
B.若敲除β-珠蛋白基因时意外破坏了相邻的δ-珠蛋白基因,可能导致基因编辑脱靶,该变异属于染色体结构变异
C.移植的造血干细胞需与受体小鼠的MHC蛋白匹配,否则会引发免疫排斥反应
D.为检测基因编辑效果,可提取小鼠骨髓细胞的DNA进行PCR扩增,并通过电泳比较产物片段大小与野生型小鼠的差异
4.(2025·四川德阳·三模)人类慢性髓细胞白血病是9号染色体和22号染色体之间发生相互易位造成的,其过程如图所示。由此形成了BCR-ABL融合基因,该基因表达产生的P210蛋白导致造血干细胞增殖失控,最终引发慢性髓细胞白血病。下列叙述正确的是( )
A.9号染色体和22号染色体之间发生片段互换属于基因重组
B.抑制P210蛋白的活性,可以控制慢性髓细胞白血病的发生
C.该病患者产生的配子中含有异常染色体,可通过显微镜检测
D.该病患者产生的BCR-ABL融合基因的功能与抑癌基因类似
5.(2025·安徽合肥·三模)研究发现,非小细胞肺癌往往与 E基因突变有关,该类患者在接受靶向药物奥希替尼治疗一段时间后,部分肿瘤细胞会产生耐药性。通过基因组测序,研究人员发现了两种类型的耐药性变异:类型 1 是肺癌细胞E基因中新增了一个突变,导致 EGFR 蛋白第 790位的苏氨酸变为甲硫氨酸;类型2 是肺癌细胞中 M 基因的扩增,由正常的2个增至5个及以上,导致MET 蛋白过度表达。下列说法错误的是( )
A.E基因新增突变的原因可能是一个碱基对替换
B.耐药性类型2的肿瘤细胞中发生了染色体变异
C.奥希替尼治疗肺癌的机理是其能抑制E基因和M基因的表达
D.研发EGFR 和MET 双靶点抑制剂,用其治疗肺癌的效果会更好
6.(2025·甘肃白银·三模)梅花鹿(2n=66)的体细胞染色体中有两对中间着丝粒染色体,马鹿(2n=68)的体细胞染色体中有一对中间着丝粒染色体,它们的杂交后代不可育。不考虑突变,下列叙述错误的是( )
A.梅花鹿和马鹿杂交,其后代的体细胞中最多有134条染色体
B.梅花鹿和马鹿杂交,其后代正常体细胞中有3条中间着丝粒染色体
C.梅花鹿和马鹿杂交产生后代,丰富了两个物种的种群基因库
D.梅花鹿和马鹿杂交,后代不育主要是后代无同源染色体,减数分裂时不能联会
7.(2025·福建三明·三模)凤丹白是江南牡丹最常见的品种,对其核型(体细胞中的全部染色体,按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像)分析可为研究牡丹品种的演化、分类和育性提供参考。凤丹白的核型分析结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.根据染色体核型分析凤丹白为二倍体核型,含5对同源染色体
B.减数分裂过程中,染色体1与2、1与3可能会相互交换片段
C.减数分裂I后期,染色体2、3、5、8、9不会同时移向同一极
D.有丝分裂后期细胞内染色体组数目与图中染色体组数目不相同
8.(2025·河南·三模)Prader-Willi综合征(PWS)是一种涉及多器官组织的复杂遗传性疾病,科学家对某男性PWS患者的染色体进行检测,发现其一条15号染色体上出现一段19号染色体的片段,一条19号染色体上出现了15号染色体的片段(各片段上基因均未发生改变)。下列分析合理的是( )
A.该变异只能发生在减数第一次分裂同源染色体联会后
B.该患者的初级精母细胞中可观察到23个正常的四分体
C.该患者造血干细胞分裂产生的子细胞中含有一条异常染色体
D.该病例说明,基因在染色体上的排列顺序会对性状产生影响
9.(2025·江苏·三模)普通小麦为异源六倍体,染色体组成为AABBDD(2n=6x=42)。下图为利用小麦胚珠观察到减数分裂过程中的两个图像,相关叙述正确的是( )
A.需用无水乙醇和冰醋酸混合液进行解离,用甲紫进行染色
B.图甲细胞处于减数第二次分裂、每个细胞中含42条染色体
C.图乙两个细胞中的染色体数不同,DNA数、染色单体数相同
D.图乙两细胞的染色体行为不同步,与小麦为异源多倍体育性低有关
10.(2025·河南·三模)在植物体细胞杂交过程中,染色体行为的高度不稳定性会导致染色体结构重排和双着丝粒的形成。这种不稳定性可能是由杂种细胞在原生质体再生过程中染色体结构的随机变化所致。下列有关叙述错误的是( )
A.染色体结构重排的前提是染色体片段的断裂和重新连接,可能导致基因数量减少
B.发生在一条染色体上的倒位及非同源染色体间的易位都将导致染色体结构和数目变异
C.双着丝粒染色体通常不稳定,在细胞分裂时因无法正确分配遗传物质可能导致变异
D.双着丝粒染色体上可能含有不同物种的基因,若基因表达异常则可导致性状的改变
11.(2025·辽宁·三模)罗伯逊易位是染色体易位的一种特殊形式,只发生在近端着丝粒染色体(如图所示)。例如某罗伯逊易位患者的一条14号和一条21号染色体在着丝粒处断裂后形成两条衍生染色体。其中一条由两者的长臂构成,两个着丝粒融合成一个,几乎具有全部的遗传物质;而另一条衍生染色体由两者的短臂构成。由于后者没有着丝粒,在减数分裂时不能定向移动而丢失,其他三条染色体能够联会,在减数分裂Ⅰ后期其中任意两条随机移向一极,另外一条进入另一极。下列对该患者的叙述,错误的是( )
A.该患者理论上会产生6种类型的配子
B.该患者的体细胞内含有44条染色体
C.该患者减数分裂过程中会形成21个正常的四分体
D.该患者与正常人婚配可能会生出有21三体综合征病征的后代
12.(2025·四川眉山·三模)人工诱导雌核发育技术是用遗传物质失活的精子来刺激卵子的发育,再通过一定途径发育为二倍体的过程。虾夷扇贝是二倍体生物,现对杂合子虾夷扇贝进行人工诱导雌核发育,若不考虑基因突变和染色体结构变异,一定能获得纯合二倍体的途径是( )
A.抑制初级卵母细胞缢裂形成两个子细胞
B.抑制次级卵母细胞缢裂形成两个子细胞
C.抑制激活的卵子第一次有丝分裂时着丝粒分裂
D.抑制激活的卵子第一次有丝分裂时细胞的缢裂
13.(2025·湖南·三模)某红绿色盲家系中,一对夫妻的基因型分别是XBXb、XbY,妻子怀孕后经检测其胎儿的性染色体组成为 XXY。下列说法正确的是( )
A.该胎儿与猫叫综合征患者均发生了染色体数目的变异
B.若胎儿出生后表现色觉正常,则变异一定发生在母本减数分裂Ⅰ过程
C.若胎儿出生后表现色盲,则变异一定发生在父本减数分裂Ⅱ过程
D.检测并比较胎儿两条 X 染色体上相关基因的碱基序列是否相同无法判断其是否患色盲
14.(2025·四川成都·三模)某六倍体小麦(体细胞中含42条染色体)在栽培中出现极少数单体植株(体细胞中含有41条染色体)。研究人员将该单体小麦植株自交,发现子代中单体植株与正常植株各占1/2。下列关于该单体小麦的叙述,错误的是( )
A.可通过显微镜观察根尖分生区细胞确认变异类型
B.一个花粉母细胞在减数分裂时只能形成20个四分体
C.所产生的配子中染色体数目及染色体组成可能不同
D.自交时形成各种受精卵并且发育成植株的机会均等
15.(2025·江苏盐城·三模)某二倍体植物的某个细胞分裂时,细胞中的染色体出现了十字形图像,如图所示,其中的字母表示染色体片段,图中未画出染色单体。下列叙述错误的是( )
A.该细胞发生了染色体变异,使细胞中基因的数目发生改变
B.该细胞中含有2个染色体组,十字形图像中含有8个DNA分子
C.该细胞可能存在于花药中,但不可能存在于根尖分生区中
D.该细胞完成细胞分裂,可形成正常的子细胞
16.(2025·河南·三模)基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系,而对生物体有害;也有些基因突变对生物体是有利的。下列叙述中的哪种情况不仅可以降低隐性突变基因可能表现的有害性,还能有效地保留该突变基因( )
A.先发生基因突变,含该突变的染色体片段再缺失
B.先发生基因突变,含该突变的染色体片段再移接到非同源染色体上
C.先发生染色体中重复某一片段的变异,再在重复片段上发生基因突变
D.先发生染色体的某一片段位置颠倒的变异,再在颠倒区域内发生基因突变
17.(2025·陕西宝鸡·三模)下图是香蕉野生祖先种和栽培品种的染色体核型图,下列相关叙述正确的是( )
A.栽培品种由野生祖先种香蕉培育而来,故不存在生殖隔离
B.栽培品种每个染色体组中的染色体数目比野生祖先种多一条
C.利用野生祖先种培育栽培品种香蕉,其原理是染色体变异
D.野生祖先种香蕉和栽培品种香蕉均能进行有性生殖
18.(2025·江西景德镇·三模)某二倍体高等植物的体细胞核DNA含量为2C,对其体外培养细胞的核DNA含量进行检测,结果如图所示,其中甲、乙、丙表示不同核DNA含量的细胞及其占细胞总数的百分比。下列叙述正确的是( )
A.甲中细胞着丝粒数与DNA分子数相同
B.乙中细胞中心体正在进行复制
C.丙中细胞均含有同源染色体和2个染色体组
D.若培养液中加入秋水仙素,丙占细胞总数百分比会增加
19.(2025·河北秦皇岛·三模)由于细胞中一条14号和一条21号染色体连接形成一条异常染色体,不含重要基因的短片段在细胞分裂中丢失(如图甲),导致某女子的14号和21号染色体在减数分裂时会发生异常联会(如图乙)。配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任意一极。下列叙述错误的是( )
A.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
B.该异常导致染色体上基因的数目和顺序发生改变
C.该女子减数分裂过程中会出现三个染色体联会的现象
D.该女子与正常男子婚配能生育染色体组正常的后代
20.(2025·四川南充·三模)研究人员将普通小麦与黑麦杂交得到F1(如图),诱变处理F1植株得到Ph1突变体(Ph1基因发生突变),镜检Ph1突变体的花粉母细胞,发现染色体不仅有配对现象,还发生了片段交换。下列叙述错误的是( )
注:一个字母代表一个染色体组,不同字母表示来自不同物种染色体组。
A.自然状态下,普通小麦和黑麦之间存在生殖隔离
B.普通小麦的花粉母细胞在减数分裂中可形成21个四分体
C.可以通过镜检F1植株的花粉母细胞筛选Ph1突变体
D.Ph1基因能促进普通小麦的非同源染色体发生基因重组
21.(2025·重庆·三模)果蝇的部分性染色体组成及发育情况如下表所示,现有一只性染色体数目异常且携带纯合致死基因的白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇杂交,相关叙述错误的是( )
受精卵中性染色体组成
发育情况
XX、XXY
雌性,可育
XY、XYY
雄性,可育
XXX、YO、YY
胚胎期致死
XO
雄性,不育
A.据表推测,果蝇的性别决定与X染色体的数目有关,与是否含有Y染色体无关
B.若致死基因位于常染色体上,则F1个体中红眼雌果蝇:白眼雌果蝇:红眼雄果蝇: 白眼雄果蝇=4:1:1:4
C.若致死基因位于X染色体上,则F1个体中红眼雌果蝇:白眼雌果蝇:红眼雄果蝇: 白眼雄果蝇=4:1:1:2
D.F1红眼雌雄果蝇交配产生的染色体数目异常的F2个体中,若有1/9是白眼,则致死基因位于常染色体上
22.(2025·浙江嘉兴·三模)某男子46岁时患上了慢性髓细胞性白血病(CML),原因是造血干细胞的9号和22号染色体间发生了片段移接(如图),且有A-B基因融合,该基因编码的一种酶导致白细胞增殖失控。CML的环境诱因包括化学污染、病毒感染等。下列叙述正确的是( )
A.患者造血干细胞的基因型发生了改变
B.与正常细胞相比,患者造血干细胞中染色体减少1条
C.电离辐射不可能是CML的环境诱因
D.促进A-B融合基因表达是治疗CML的思路之一
23.(2025·广西柳州·三模)位点特异性重组是指在DNA特定位点上发生的重组,需要在重组位点存在同源序列(指相同或相似的DNA序列)。位点特异性重组可以发生在2个不同的DNA分子之间,也可以发生在同一个DNA分子之内,具体重组方式如图所示。下列叙述错误的是( )
A.方式①遵循的原理与基因工程相同
B.方式②导致染色体发生结构变异
C.方式③通常导致染色体发生数目变异
D.噬菌体和大肠杆菌存在同源序列,说明它们可能有共同的祖先
24.(2025·福建福州·三模)图1为小鼠(XY型)某细胞分裂示意图(仅画出部分染色体),图2表示小鼠不同分裂时期细胞中染色体与核DNA的数量。下列叙述正确的是( )
A.图1精原细胞对应图2d细胞,细胞中染色体数:核DNA数=1:2
B.该小鼠体内细胞最多含4个染色体组,图2e细胞中含2个染色体组
C.图1细胞分裂完成后产生的次级精母细胞的基因型为aaYY和AaXBXB
D.图2b细胞一定处于减数分裂Ⅰ,c细胞处于减数分裂Ⅱ后期、末期
25.(2025·山西晋中·三模)下图表示某生物一对同源染色体上的部分基因及其位置关系。研究发现,同一条染色体上较远的基因更容易发生交换重组。下列叙述正确的是( )
A.控制不同性状的非等位基因的重新组合均发生在非同源染色体间
B.基因F与C的分离可能是减数分裂Ⅰ后期发生了基因重组导致的
C.可据两对基因交换重组的频率推测它们在一条染色体上的相对距离
D.丢失d和丢失A、B的变异类型分别属于基因突变和染色体结构变异
二、多选题
26.(2025·山东泰安·三模)普通小麦是由一粒小麦(2n=14,N₁=7)、节节麦(2n=14,N₂=7)、拟斯卑尔山羊草(2n=14,N₃=7)通过属间杂交、染色体自然加倍形成的异源六倍体(6n=42),其中二粒小麦是其形成过程中的一种异源四倍体。将普通小麦形成过程中的几种植株杂交,部分结果如图所示,图中圆圈交集处数字表示F1杂合子在减数分裂 I中形成的四分体个数。下列说法错误的是( )
A.二粒小麦是由一粒小麦和拟斯卑尔山羊草杂交后直接得到的可育植株
B.普通小麦的染色体组成为N₁N₁N₂N₂N₃N₃,其与节节麦杂交的后代为可育的四倍体
C.取普通小麦的花粉进行组织培养得到植株甲,甲植株的细胞中含有三个染色体组
D.图中任意两种小麦间杂交,获得的后代植株均不育,说明相互间存在生殖隔离
27.(2025·黑龙江大庆·三模)家蚕(2N=56)为ZW型性别决定,生产实践中发现雄蚕具有食量低、结茧率高的特点。为了能够通过蚕卵颜色辨别蚕的性别,科研人员利用辐射诱变技术处理常染色体上控制卵色的基因(A控制黑卵,a控制白卵),得到变异家蚕,进而培育限性黑卵家蚕,过程如图。已知基因A位置改变后仍能正常表达,下列说法错误的是( )
A.上述培育限性黑卵家蚕过程中发生的可遗传变异只有染色体变异
B.若受精卵中无基因A或a会导致胚胎致死,则F2中限性黑卵雌蚕所占比例为1/8
C.若想在子代中通过卵的颜色筛选出雄蚕,应将限性黑卵家蚕与正常白卵家蚕杂交
D.若对家蚕进行基因组测序,应对其28条染色体上的DNA碱基序列进行检测
三、解答题
28.(2025·江西·三模)脊髓小脑性共济失调(SCA)是一类神经系统退行性疾病,受常染色体上独立遗传的基因B/b和基因T/t控制,基因B/b能编码polyQ蛋白。患者polyQ蛋白的谷氨酰胺重复次数比正常人的多,基因T编码的CHIP蛋白会降解重复次数多的异常polyQ蛋白至正常人水平。图1为某家系关于SCA的遗传系谱图,用限制酶对该家系部分个体的基因B/b剪切后进行电泳,结果如图2所示。回答下列问题:
(1)若正常基因为B,则患者的基因型是 ;若正常基因为b,则患者的基因型是 。
(2)根据图1和图2可以判断,正常基因是重复次数为 (填“50”或“26”)的片段序列。I-1的电泳结果与Ⅱ-2的相同,而I-1表现正常,原因是 。
(3)Ⅱ-2和Ⅱ-3再生育一个患病孩子的概率是 ,在Ⅲ-1体内未检测到功能性CHIP蛋白,请在图2中画出Ⅲ-1的基因B/b的电泳结果 。
29.(2025·河南·三模)玉米(2n=20)根据籽粒颜色可分为黄玉米、白玉米和混合玉米三种,该性状由两对等位基因A/a和B/b共同控制,其中A基因控制黄色,且AA和Aa的效应相同。玉米植株颜色由2号染色体上的基因D/d控制,其中D基因控制紫色、d基因控制绿色。研究人员在玉米中发现了一个孤雌生殖诱导系,其一条2号染色体的姐妹染色单体发生融合,最终在两个着丝粒之间形成染色体桥,染色体桥可在任意一处随机断裂,形成的子染色体移向两极(机制如图1),当不含D/d基因的精子与卵细胞结合时,可诱导卵细胞直接发育成单倍体子代(不考虑致死情况)。研究人员利用纯合品系黄玉米和白玉米进行图2所示杂交实验。
(1)亲本中黄玉米和白玉米的基因型分别是 ,基因A/a和基因B/b的遗传遵循自由组合定律,理由是 。
(2)F2混合玉米自交,子代中黄玉米所占比例为 。
(3)基因型为Dd的孤雌生殖诱导系在减数分裂产生精子的过程中,染色体桥出现在处于 (填时期)的细胞中,产生的不含D/d基因的精子中含有 条染色体。图1染色体上出现D、d基因的原因是发生了 (填变异类型)。
(4)基因型为Dd的孤雌生殖诱导系与紫色玉米植株杂交,子代出现了紫色和绿色的单倍体植株,说明母本紫色玉米植株为杂合子,原因是 。
(5)欲判断A/a基因是否位于2号染色体上,可选用基因型为AaBbDd的紫色混合玉米植株与孤雌生殖诱导系杂交,得到单倍体幼苗后,使用 (填化学试剂)处理使染色体数目加倍,统计后代性状分离比,若 ,则A/a基因位于2号染色体上。
30.(2025·河南开封·三模)我国是蚕丝业的发祥地,丝绸之路是最早最重要的东西方文明交流通道。利用性别控制技术实现“农村专养雄蚕,蚕种场多养雌蚕”将有效提高整个蚕丝产业的综合效益。研究人员利用雌蚕无性克隆品种作为家蚕杂交种生产的母本,经济性状优良的限性卵色品种作为父本,在杂交种生产中可实现原种的性别控制,形成一种新的“单交蚕种”生产模式,如图所示。回答下列问题。
(1)研究发现,用46℃热处理从卵巢中取出的蚕卵18 min,再立即将其置于低温水中冷却,即可使蚕卵发育成与雌性亲本染色体组成和基因型完全相同的子代,且具有良好的繁殖力。雌性家蚕的染色体组成为54+ZW,雄性家蚕的染色体组成为54+ZZ。该过程的原理是:产生蚕卵的过程中,低温处理可能破坏了 的形成,导致 (填“减数分裂Ⅰ”或“减数分裂Ⅱ”)过程异常从而形成了无性克隆品种。
(2)某种卵色只限于在一种性别中出现并能代代相传的家蚕品种称为限性卵色品种。家蚕的10号染色体上有一对控制卵色的基因(黑色E/黄色e),研究人员用射线处理基因型为EE的雌性家蚕,获得了有一个E基因转移至W染色体上的突变体。该突变属于 (变异类型),要获得家蚕的限性卵色品种,可以选择该突变个体与基因型为 的个体进行交配,所得子代雌雄表现型及比例为 ,再经过多轮子代与 性亲本回交后即可获得能稳定遗传的限性卵色品种。
(3)单交蚕种生产模式下,应取无性克隆品种与限性卵色品种中 色卵孵化出的家蚕交配,即可避免纯种的发生,提高了蚕种质量。
四、实验题
31.(2025·湖北·三模)阅读材料,完成下列要求。
水稻是我国重要的粮食作物,水稻稻瘟病是由稻瘟病菌侵染水稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。水稻的抗稻瘟病是由基因R控制的,与不抗稻瘟病r均位于第11号染色体上。水稻至少有一条正常的11号染色体才能存活。研究人员发现两株染色体异常稻(体细胞染色体如图所示)。请据图分析回答下列问题:
(1)植株甲的可遗传变异类型具体为 ,请简要写出区分该变异类型与基因突变最简单的鉴别方法: 。
(2)已知植株甲的基因型为Rr,若要确定R基因位于正常还是异常的11号染色体上,请用最简单的方法设计实验证明R基因的位置(写出杂交组合预期结果及结论)。
① ,将种子种植后观察并统计子代植株表型和比例;
②若子代 ,R基因在11号正常染色体上;若子代 ,R基因在11号异常染色体上;
③若R位于异常染色体上,若让植株甲、乙进行杂交,假设产生配子时,三条互为同源染色体的其中任意两条随机联会,然后分离,多出的一条随机分配到细胞的一极,则子代植株表型及比例为 。
(3)水稻细胞中另有一对等位基因B、b对稻瘟病的抗性表达有影响,BB使水稻抗性完全消失,Bb使抗性减弱。现用两纯合亲本进行杂交,实验过程和结果如图。
根据题意判断,等位基因B、b (填“位于”或“不位于”)第11号染色体上,F2的易感病植株中纯合子占 。
32.(2025·安徽·三模)水稻是自花授粉植物,常用三系法制备杂交种。雄性不育系(A)是不能产生花粉的植物品系;保持系(B)是与不育系杂交,使F1保持雄性不育性的植物品系;恢复系(D)是与不育系杂交,使F1恢复雄性可育的植物品系。
资料Ⅰ细胞核和细胞质中都有控制雄性可育的基因。细胞核中,可育基因用R表示,不育基因用r表示,R对r显性;细胞质中,可育基因用N表示,不育基因用S表示。只要含一个雄性可育基因,植株即雄性可育,下图表示杂交种培育的过程,回答下列问题:
(1)水稻雄性可育的个体理论的基因型共有 种,恢复系D的基因型有 。
(2)一株基因型为S(rr)的雄性不育系水稻,与基因型为N(Rr)的水稻杂交,F1自交,后代可育个体的基因型及比例为 。
资料Ⅱ 研究发现水稻2号染色体上的一对等位基因D、d与水稻的高矮相关,D基因控制高茎性状,d基因控制矮茎性状。水稻至少有一条正常的2号染色体才能存活。研究人员发现一株2号染色体异常稻(体细胞2号染色体如图所示,形成的配子至少含有一条2号染色体,且均存活),据图分析回答:
已知植株的基因型为DDd,若要确定d基因位于正常还是异常的2号染色体上,请设计最简便实验验证d基因的位置(请写出杂交组合预期结果)。
(3)实验步骤: ,观察种子种植后的植株高度。
(4)预测实验结果及结论:若子代 ,d基因在2号正常染色体上;若子代 ,d基因在2号异常染色体上。
五、未知
33.(2025·河北秦皇岛·三模)鹌鹑(ZW)到了繁殖期,颈后部有的会长出长羽冠,有的长出短羽冠,长羽冠受显性基因G控制,即使携带G基因也只在成年后的繁殖期才表现出来。现有一繁殖期表现出短羽冠的雄性和一繁殖期表现出长羽冠的雌性鹌鹑杂交,繁殖出一雄一雌两只幼体。对亲子代进行相关基因检测,电泳结果如图所示(对应个体标签丢失且不考虑Z、W染色体的同源区段)。请回答下列问题:
(1)控制羽冠基因G/g位于 染色体上,理论上,子代中繁育期雌性长羽冠鹌鹑和雄性长羽冠鹌鹑在数量上表现为 。
(2)F1雌雄鹌鹑相互杂交,F2成年后出现雄性短羽冠的概率为 。
(3)鹌鹑的喙有黄色(F)和褐色(f),取多对短羽冠褐喙雄鹌鹑与长羽冠黄喙雌鹌鹑杂交,F1雄性均表现为长羽冠黄喙,雌性均表现为长羽冠褐喙。
①上述两个亲本的基因型为 。
②几个生物兴趣小组多次重复上述实验,偶然间发现F1中出现一只雄性褐喙。小组成员猜测以下三种可能:F基因所在染色体出现了缺失;出现了性反转;出现了基因突变。请你设计最简单实验进行判断,请简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验设计思路: ;
实验结果预期: 。
34.(2025·四川南充·三模)天然棉(2n=52)的棉絮呈白色或棕色等颜色,叶片通常为绿色。研究人员在天然棉群体中发现一淡红叶棕絮突变株(新生叶为淡红色)。现欲选育能稳定遗传的淡红叶抗虫棕絮棉,研究人员用该突变株做了如下实验。不考虑染色体变异和交叉互换,回答下列问题:
(1)分析上述实验可知,棉花的叶色和絮色这两对相对性状可能是由 (填“一对”或“两对”或“一对或两对”)等位基因控制的。
(2)经研究发现,棉花的叶色和絮色分别由等位基因R/r和F/f控制,其中R/r位于7号染色体上。请在淡红叶突变株的染色体上标记出这两对基因的位置 。
(3)研究人员将两个Bt基因整合到淡红叶突变株细胞的染色体上,从而培育得到转基因抗虫棉。假设两个Bt基因整合到7号染色体外的两对同源染色体上,让该转基因抗虫棉自交得到子代,子代中淡红叶抗虫棕絮棉占比为 。
(4)请以上述转基因抗虫棉为材料设计实验快速选育出能稳定遗传的淡红叶抗虫棕絮棉(写出实验思路即可): 。
35.(2025·辽宁·三模)水稻雌雄同株,自然状态下自花授粉。水稻花粉发育异常或不育会导致出现花粉活力下降、花药开裂不全、花粉管萌发受阻等问题,最终降低水稻的结实率和产量。但雄性不育植株可以简化制种程序,避免人工去雄操作,是杂交水稻遗传育种的关键材料。回答下列问题:
(1)对二倍体水稻采取 的措施可获取同源四倍体水稻,与二倍体水稻相比,同源四倍体水稻具有的优点有 (答出1点),但其结实率偏低,影响产量。
(2)水稻花粉母细胞减数分裂期间,若染色体的行为只考虑同源染色体联会后平均分配且随机移向细胞两极的情况,则将基因型为AAAA的长穗植株与基因型为aaaa的短穗植株杂交获得F1,F1与基因型为aaaa的植株杂交获得F2,F2的表型及比例为 。但实际上,染色体的行为会出现如图1所示的3种同源染色体的联会和分离现象,图1中联会方式 (填序号)在减I后期容易出现非2/2式分离,从而形成非整倍体的配子,使水稻的结实率下降。研究人员利用同源四倍体水稻T1与同源四倍体水稻品系T2杂交,经选育获得了可克服结实率低的新型四倍体水稻H3,相关材料花粉育性的统计结果如表所示。从花粉母细胞减数分裂期间染色体的行为上分析,H3能克服结实率低的原因可能是 。T1、H3与T2的生长情况如图2所示,与T1、T2相比,H3在产量方面表现出明显的 的遗传学现象。
材料
T1
T2
H3
E(二倍体水稻)
育性正常的花粉比例/%
52.51
60.10
90.79
96.32
(3)研究发现雄性可育(C基因控制)与雄性不育(c基因控制)为一对相对性状。为确保基因型为∝的品系F的雄性不育特性能够稳定遗传下去,研究人员构建了如图3所示的基因表达载体,将其导入品系F,获得仅一条染色体含表达载体的品系G。如何仅利用品系G为材料进行品系F的保持和品系G的制作,写出简要思路及理由: 。
生物的进化考点03
一、单选题
1.(2025·陕西咸阳·三模)对氟烷表现不敏感的猪称为氟烷阴性猪,而对氟烷表现敏感的猪称为氟烷阳性猪,氟烷阳性猪易产生应激综合征,出现灰白色、松软和汁液渗出症状的猪肉。R基因可表达出R酶使肌肉中肌糖原含量升高70%,糖酵解后乳酸量增加,导致肌肉pH下降,而酸度提高会使肉品质下降。已知猪对氟烷的敏感度受常染色体上的一对等位基因控制。若氟烷阴性猪受显性基因N控制,氟烷阳性猪受隐性基因n控制,现有一头氟烷阴性公猪。下列叙述正确的是( )
A.为鉴定该氟烷阴性公猪的N基因是否纯合,最好是选多只氟烷阴性母猪与其杂交
B.该公猪与基因型为Nn的母猪杂交,若4头仔猪均对氟烷不敏感,则该公猪的基因型为NN
C.R基因使猪的肉品质下降,说明基因是通过控制酶的合成来直接控制生物性状
D.等数量氟烷阴性猪和氟烷阳性猪组成的种群中n基因的频率≥N基因的频率
2.(2025·山西·三模)研究人员通过分析一块禄丰古猿(距今约800万年)化石的半规管(内耳中负责感受平衡的器官)形态发现,禄丰古猿的运动方式与人猿分异时的祖先非常相似,推断出人类直立行走或许起源于禄丰古猿型的运动方式。并且此演化过程在距今320万年左右突然加速,该时期恰好是北极冰盖扩张的时期,全球温度下降。下列说法错误的是( )
A.禄丰古猿化石是研究人类运动方式最直接的证据
B.禄丰古猿运动方式的变化是长期自然选择的结果
C.禄丰古猿运动方式演化速率与温度可能呈负相关
D.人类直立行走与禄丰古猿型的运动方式存在协同进化
3.(2025·湖北武汉·三模)转座子是染色体上一段能够自主复制和移位的DNA序列。复制型转座子的DNA通过转录RNA来合成相应DNA片段,然后插入新位点。非复制型转座子直接将自身DNA从原来位置切除并插入新的位点。澳洲野生稻在过去近300万年内,3种独立的转座子增加了约4×108个碱基对,总量约占整个基因组的60%以上。下列叙述,错误的是( )
A.复制型转座子转座过程需要逆转录酶、DNA连接酶等参与
B.澳洲野生稻的基因组大小的变化主要是复制型转座子引起的
C.转座子可能会造成基因和染色体的改变,给基因组造成潜在危害
D.转座子可能造成基因组不稳定,降低遗传多样性,不利于生物进化
4.(2025·甘肃白银·三模)森林区鸟类偏好浅色(E)无毒石蝇,浅色无毒石蝇为躲避捕食会伪装成深色(ee)有毒石蝇,该现象称为贝氏拟态。而森林砍伐区鸟类稀少且对该种昆虫无此偏好,但深色有毒石蝇卵巢质量较差。下列叙述错误的是( )
A.森林区浅色无毒石蝇的伪装是自然选择的结果
B.森林砍伐区深色有毒石蝇的ee基因型频率保持不变
C.贝氏拟态现象会随着森林砍伐程度的增加而减少
D.森林砍伐活动可能会加快该种昆虫颜色的进化
5.(2025·重庆·三模)在频率依赖选择中,当一种表型或基因型频率较低时,其具有更高的适合度,这会促使原本频率较低的基因或表型得以保留和增加。如在某片草原上生活着一种鼠类,其毛色有黑色和棕色两种,由一对等位基因控制。研究发现,当黑色鼠在种群中比例较低时,它们更容易在草原的深色土壤环境中隐藏自己躲避天敌,繁殖成功率较高;但随着黑色鼠比例逐渐升高,其被捕食风险增加,繁殖成功率下降,棕色鼠的繁殖成功率则相对上升。下列说法错误的是( )
A.频率依赖选择是一种自然选择
B.个体的适合度取决于表型在种群中的相对频率
C.频率依赖选择不会改变该鼠种群的基因频率
D.频率依赖选择有利于维持该鼠种群毛色的遗传多样性
6.(2025·山西晋中·三模)短腿安康羊的养殖优势在于适应性、繁殖力、抗病力均较强,且经济效益高。安康羊最初是在羊群中偶然发现的一只短腿羊,通过与多只正常腿羊进行杂交和选择性繁殖,最终培育出一个性状稳定的优良新品种。下列相关分析合理的是( )
A.若该短腿羊由隐性突变所致,则杂交后最早在F2中能观察到此短腿表型
B.若F1中既有正常腿羊又有短腿羊,则该短腿羊不可能由显性突变产生
C.选择性繁殖决定短腿羊的进化方向,使短腿基因频率发生不定向改变
D.由于突变和选择因素,安康羊与原种群基因库差异明显而形成生殖隔离
7.(2025·湖南湘西·三模)某海岛上生活的两种蜥蜴种群,A种群以大型果实为食,B种群以小型昆虫为食。研究发现,在干旱年份,A种群数量显著增加;而在多雨年份,B种群数量占优。下列相关叙述错误的是( )
A.干旱导致小型昆虫减少,使B种群面临更大的生存压力,这种调节方式属于密度制约因素
B.两种蜥蜴食性的分化有利于减少竞争,这是长期自然选择的结果
C.若A种群中某些个体开始捕食昆虫,这种行为的出现一定会导致新物种的形成
D.气候变化导致两个种群数量波动,说明环境变化会影响种群特征和群落结构
8.(2025·山西临汾·三模)利福平是一种广谱抗生素,主要用于治疗由细菌引起的感染。其作用机理是抑制细菌的RNA聚合酶活性,最终导致细菌死亡。下列相关叙述正确的是( )
A.由上述信息推测细菌的RNA聚合酶和人的RNA聚合酶存在差异
B.RNA聚合酶与起始密码子结合,驱动基因转录合成新RNA
C.新RNA链的合成方向是从3'端到5'端,合成过程遵循碱基互补配对原则
D.长时间高强度使用利福平会诱导相应细菌产生耐药性变异
9.(2025·四川乐山·三模)在长期协同进化中,榕树与榕小蜂形成了专性互利共生关系:榕树依赖榕小蜂为其雌花传粉,而榕小蜂雌蜂必须将卵产在榕果的特定雌花子房内,幼虫以子房组织为食并仅能在榕果中完成发育。为适应这一精密互动,榕小蜂的触角进化出高度特化的形态——细长弯曲的触角可探入榕树花序内部复杂结构,表面密布的化学与机械感受器能精准识别榕树花序释放的挥发物信号并定位产卵位点。双方的发育周期高度同步,确保共生关系代代延续。下列叙述正确的是( )
A.榕小蜂触角形态的适应性进化仅由榕树花的形态直接决定
B.榕树与榕小蜂独特互利共生关系会提高它们的基因多样性
C.若榕树灭绝,榕小蜂可能会因缺乏食物和繁殖场所而灭绝
D.每只榕小蜂个体DNA中包含有该种群基因库的全部基因
10.(2025·江苏盐城·三模)下列关于生物进化的叙述,正确的是( )
A.经过隔离而形成的不同物种之间不可能具有相同的遗传信息
B.同种生物之间、生物与环境之间通过相互影响实现了协同进化
C.种群是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位
D.物种的形成一定要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离
11.(2025·安徽合肥·三模)按蚊是疟疾的主要传播媒介,为消除疟疾,科研人员利用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建了“抗疟基因驱动”系统,可使抗疟基因(A)在按蚊种群中快速传播。在测试该驱动系统时,研究人员发现携带抗疟基因的按蚊在疟疾流行区具有显著生存优势,但该基因会导致非疟疾环境下按蚊的生殖力下降,有关研究数据如表所示。下列说法正确的是( )
AA
Aa
aa
初始种群中基因型频率
10%
20%
70%
疟疾流行区的适应度
1.0
1.0
0.6
非疟疾环境下的适应度
0.8
0.8
1.0
注:适应度是指某一基因型个体在特定环境中生存并繁殖后代的能力,通常用相对值表示,如0.5代表适应及繁殖能力是最优值的一半。
A.初始种群中A 基因频率为0.8,a基因频率为0.2
B.疟疾流行区按蚊会定向进化为只含A 基因的新物种
C.若疟疾消灭,初始种群自由交配形成的子代中 Aa基因型频率为0.32
D.该项研究说明生物的适应性是相对的,进化方向会随环境变化而变化
12.(2025·山西晋城·三模)在生物进化的过程中,自然选择通过改变种群中基因的频率来推动生物的适应与进化。下列相关叙述正确的是( )
A.自然选择引起基因突变,产生新的等位基因并遗传给下一代,从而改变基因频率
B.自然选择仅发生在有害突变的过程中,通过消除这些突变来保持种群的稳定性
C.自然选择使群体向着更加适应环境的方向发展,导致基因频率定向改变
D.自然选择导致种群中所有有利变异的频率都等比例增加
13.(2025·甘肃白银·三模)梅花鹿(2n=66)的体细胞染色体中有两对中间着丝粒染色体,马鹿(2n=68)的体细胞染色体中有一对中间着丝粒染色体,它们的杂交后代不可育。不考虑突变,下列叙述错误的是( )
A.梅花鹿和马鹿杂交,其后代的体细胞中最多有134条染色体
B.梅花鹿和马鹿杂交,其后代正常体细胞中有3条中间着丝粒染色体
C.梅花鹿和马鹿杂交产生后代,丰富了两个物种的种群基因库
D.梅花鹿和马鹿杂交,后代不育主要是后代无同源染色体,减数分裂时不能联会
14.(2025·湖南常德·三模)玉米的高秆(H)对矮秆(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。下列分析正确的是( )
A.只有p=a时,亲代群体才可能只含有杂合体
B.p=c时,F1自交一代,子代中纯合体比例为5/9
C.p=a时,隐性纯合体F1中所占的比例为1/9
D.0<p<1时,亲代群体都可能只含有纯合体
15.(2025·重庆·三模)近日,科学家通过对三种肺鱼的基因组测序,确认了肺鱼是四足动物最近的现存亲缘,其中南美肺鱼更是打破了最大的动物基因组记录,是人类的30倍,下列说法错误的是( )
A.南美肺鱼的体细胞只有少量几个时无法完成基因组的测序
B.利用基因组测序可反映不同动物的亲缘关系的远近
C.通过对肺鱼的基因组进行测序可以构建三种肺鱼的基因数据库
D.南美肺鱼的基因组大小远超人类,其染色体数目不一定比人类多
16.(2025·浙江·三模)在前寒武纪的多数时间里,原核生物蓝细菌是地球上主要的生物类群。“收割理论”认为:捕食者往往捕食个体数量多的物种,为其他物种的形成腾出空间。生态学家用“收割理论”解释寒武纪生物大爆发,下列叙述不合理的是( )
A.捕食者的出现增加了物种多样性,也增加了营养级
B.“收割理论”可用于解释一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的现象
C.食用原核蓝细菌的动物的出现可能是寒武纪物种大爆发的原因
D.捕食者和被捕食者在相互选择中实现协同进化
17.(2025·江苏·三模)缓步动物又称水熊虫,以其隐生现象而闻名,这是因为它能在极端环境(如极度干旱、低温、缺氧、高辐射)下几乎停止所有新陈代谢而生存下来。相关叙述错误的是( )
A.比较生物间细胞色素C的差异来研究进化关系,属于细胞水平的证据
B.水熊虫独特的隐生现象,使其成为太空生命和医学研究的理想材料
C.隐生现象是水熊虫与其他物种、环境之间协同进化的结果
D.隐生现象是自然选择使水熊虫有利变异定向积累的结果
18.(2025·浙江温州·三模)拟南芥的春化作用与FLC基因的表观遗传修饰有关。温暖条件下,FLC基因表达,拟南芥不开花;低温条件下,FLC基因表达受抑制,拟南芥开花。下列叙述错误的是( )
A.拟南芥感受低温刺激的部位一般在叶片
B.FLC基因的甲基化可能促进拟南芥开花
C.相关组蛋白的乙酰化可能抑制拟南芥开花
D.拟南芥的春化作用是其和环境协同进化的结果
19.(2025·河南·三模)某小岛上生活着两种棕榈科植物。研究认为,在200万年前它们的共同祖先迁移到该岛时,一部分生活在pH较高的石灰岩上,开花较早;另一部分生活在pH较低的火山灰上,开花较晚。它们由于花期不同,不能相互授粉,经过长期演变,最终形成两个不同的物种。土壤条件的差异在两个物种形成过程中的作用是( )
A.诱导植物产生适应不同pH环境的变异
B.阻止了植物花粉的产生和传播
C.致使两个物种形成地理隔离
D.阻断了种群间的基因交流
20.(2025·福建泉州·三模)我国科学家发现“政和八闽鸟”骨骼化石并制作“政和八闽鸟”模型(如图)。经研究推测,“政和八闽鸟”为1.48亿年到1.5亿年前的侏罗纪鸟类,起源于兽脚类恐龙。下列有关该研究的操作合理的是( )
A.对现代鸟与兽脚类恐龙的骨骼特征进行比对
B.利用半衰期为4500年¹⁴C同位素以检测其该化石所处年代
C.构建“政和八闽鸟”模型以推测其飞行能力强弱
D.通过比对现代鸟与八闽鸟的体型大小来确定八闽鸟的分类位置
21.(2025·青海西宁·三模)研究表明,中国境内生存着四川大熊猫和陕西大熊猫两个亚种,近30万年来一直处于地理隔离状态。现发现某区域有一个较大的熊猫种群,雌雄数量相当,且雌雄之间可随机交配。不考虑其他因素影响,若该种群中A的基因频率为65%,a的基因频率为35%,下列相关叙述正确的是( )
A.大熊猫两个亚种的形态差异是生物与环境间长期协同进化的结果
B.该大熊猫种群中全部A基因和a基因的总和构成了种群的基因库
C.若A/a基因只位于X染色体上,则该种群中XaY的基因型频率为35%
D.大熊猫由肉食性进化为以植物为主的杂食性的实质是种群基因频率的定向改变
22.(2025·广东惠州·三模)科学家用噬菌体治疗方法成功治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是( )
A.宿主菌经噬菌体侵染后,基因定向突变的几率变小
B.运用噬菌体治疗时,噬菌体特异性侵染病原菌
C.噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D.噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
23.(2025·福建三明·三模)辣椒品种繁多,分布广泛,因其提味、去腥和驱寒等特性,成为重要的调味品。辣椒素的辛辣特性使哺乳动物难以吞咽,能抑制某些病原微生物的生长。下列叙述错误的是( )
A.不同辣椒品种之间种群基因库不同,形成生殖隔离
B.少数哺乳动物对辣椒素产生抗性,体现了协同进化
C.辣椒素辛辣特性的形成是长期自然选择的结果
D.辣椒通过辣椒素向哺乳动物传递的信息属于化学信息
24.(2025·贵州遵义·三模)细胞色素c是线粒体内膜上的一种嵌入蛋白,约由104个氨基酸组成。据测算,它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如表所示。下列相关叙述正确的是( )
生物名称
黑猩猩
猕猴
狗
鸡
响尾蛇
金枪鱼
果蝇
天蚕蛾
链孢霉
氨基酸差异/个
0
1
11
13
14
21
27
31
43
A.各种生物普遍含有细胞色素c,为生物进化提供了直接证据
B.人细胞色素c的DNA序列与猕猴相似度高,与天蚕蛾相似度低
C.细胞色素c序列存在差异,表明不同物种之间存在生殖隔离
D.细胞色素c在进化中发生变化,说明生物的细胞呼吸方式发生了改变
25.(2025·重庆·三模)研究发现,中国西南山地不同海拔的报春花存在较大的差异:低海拔地区的报春花大都为短柱花,产生大而少的花粉;高海拔地区的报春花多为长柱花,产生小而多的花粉。花柱长度相差较大的报春花很难相互传粉完成受精。下列叙述错误的是( )
A.报春花花柱长短的分化可能是对不同海拔环境差异适应的结果
B.不同海拔环境诱导报春花发生突变导致了花柱长度的差异
C.花柱长短的分化增大了报春花不同种群基因库之间的差异
D.长柱报春花与短柱报春花之间可能存在生殖隔离
26.(2025·陕西咸阳·三模)人和其他脊椎动物有共同祖先,下列各项不能作为支持这一论点证据的是( )
A.蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢骨骼,其内部结构模式排列顺序一致
B.人和类人猿在DNA的碱基序列或基因组方面高度接近,且共用一套遗传密码
C.人和其他脊椎动物的细胞具有基本相同的结构,其生命活动都是靠能量驱动
D.人的胚胎在发育早期会出现鳃裂和尾,与鱼的胚胎早期发育非常相似
27.(2025·湖南·三模)干扰素是一种常见的细胞因子,根据 GenBank 中查询到的人类和其他 4 种动物的干扰素γ氨基酸序列,并进行同源性分析(氨基酸序列同源性是指不同蛋白质序列之间,在氨基酸组成上存在的相似性),结果如下表所示。下列有关分析正确的是( )
物种
干扰素γ氨基酸序列同源性
人类(%)
野猪(%)
家猫(%)
家鼠(%)
原鸡(%)
人类
100
59.64
64.07
41.03
35.11
野猪
59.64
100
70.66
43.59
36.81
家猫
64.07
70.66
100
43.95
40.38
家鼠
41.03
43.59
43.95
100
30.30
原鸡
35.11
36.81
40.38
30.30
100
A.干扰素γ氨基酸序列同源性结果说明家猫与野猪的亲缘关系最远
B.干扰素一般由辅助性 T 细胞产生,可作为信号激活 B 细胞
C.干扰素γ基因可能在构成骨髓、肾上腺、脾和淋巴结等免疫器官的细胞中高表达
D.研究干扰素γ的氨基酸序列可以为生物具有共同祖先提供间接证据
28.(2025·江西·三模)基因测序技术在进化研究中展现了极大的用处,复旦大学历史学和人类学联合课题组通过现代基因反推,再通过对曹操叔祖父曹鼎古DNA 的序列比对,双重澄清了历史上曹操身份的谜团,即曹操并非汉相曹参后代,同时推翻了曹操为夏侯氏抱养而来的说法,下列有关叙述错误的是( )
A.测定人类基因组序列需至少测定24条染色体的DNA序列
B.基因测序技术测定古 DNA 的序列为生物进化提供分子生物学的证据
C.通过比对Y染色体上的DNA 序列能够更为直接地证明曹操与曹鼎、曹参的关系
D.古今环境多样性是造成古今DNA 的多样性以及差异性的重要原因
29.(2025·湖南永州·三模)夏威夷群岛的蜜旋木雀是一类以花蜜为主食的鸣禽,不同物种的喙形差异显著。科学家发现,某小型岛屿上的黄颊蜜旋木雀种群数量因栖息地破坏骤降至50只以下,近年观察显示其喙长平均值从12.3mm缩短至10.8mm,但花蜜资源未显著变化。有关黄颊蜜旋木雀喙长变短的原因,下列解释最合理的是( )
A.环境压力诱发喙长相关基因发生定向突变
B.栖息地碎片化增加了近亲繁殖的机会,导致喙长性状发生退化
C.种群数量过小导致长喙基因随机丢失,以及自然选择的共同作用
D.短喙个体更易啄食昆虫,自然选择偏好适应性更广的性状
30.(2025·广西·三模)为了明确广西裂果薯与裂果薯是否为同一物种,研究小组对广西裂果薯与其他薯类植物的叶绿体DNA进行了测序。分析这些DNA序列表明,广西裂果薯与箭根薯亲缘关系最近,与裂果薯亲缘关系较远。下列有关叙述错误的是( )
A.此项研究是在分子水平探寻薯类植物进化的证据
B.广西裂果薯、箭根薯和裂果薯都存在共同的祖先
C.若广西裂果薯与裂果薯是不同的物种,则它们之间应存在生殖隔离
D.与裂果薯相比,广西裂果薯与箭根薯的叶绿体DNA序列差异更大
31.(2025·湖北·三模)生物进化的实质是种群基因频率的改变。下列有关叙述错误的是( )
A.无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率,导致生物朝着一定的方向进化
B.所有变异都不能决定生物进化的方向,但都能提供进化的原材料
C.不考虑其他因素,自交使种群中后代基因型频率改变,基因频率不变
D.不考虑其他因素,自由交配下,种群中亲子代的基因频率不变,子一代开始基因型频率不变
32.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)蜜距是某些被子植物花上储存花蜜的结构,有蜜距的植物主要依赖长喙昆虫和鸟类传粉。达尔文认为,长喙传粉者能获取更多花蜜,促使蜜距和喙长度共同增长。科学证明多种基因与蜜距伸长相关,这些基因在植物间可能存在结构或表达差异。下列说法正确的是( )
A.传粉者喙长度的变异可导致植物蜜距长度的定向变异
B.蜜距和喙长度均增长体现了不同物种之间的协同进化
C.表观遗传导致蜜距长度不同的变异能改变种群的基因频率
D.基因结构差异导致蜜距由短到长的演变增加了物种多样性
33.(2025·内蒙古通辽·三模)研究发现,由EDAR基因的一个碱基替换产生的m基因,与东亚人具有更多汗腺等典型体征相关,且m基因频率从末次冰盛期后明显升高。下列有关分析错误的是( )
A.m基因的产生属于基因突变的范畴
B.不含m基因的个体没有汗腺等相应的体征
C.m基因的产生增加了基因多样性,为生物进化提供原材料
D.末次冰盛期后的环境变化对m基因进行了定向选择
34.(2025·浙江·三模)进化是生命多样性和统一性的驱动力。根据现代生物进化论的观点,下列叙述不合理的是( )
A.丰富多样的现存物种来自共同祖先
B.自然选择和隔离是生物进化的主要机制
C.有利的变异可在自然选择中逐代积累
D.进化的本质是种群基因频率的改变
35.(2025·甘肃白银·三模)使用氰菊酯喷雾剂灭杀蟑螂时,抗药蟑螂的比例会增加。停止使用氰菊酯喷雾剂一段时间后,抗药蟑螂因嗅觉受体合成减少,其比例又逐渐减少。下列分析错误的是( )
A.氰菊酯喷雾剂使蟑螂产生了抗药突变
B.消灭蟑螂时氰菊酯喷雾剂起到了选择作用
C.抗药突变是否有害取决于蟑螂的生存环境
D.蟑螂的抗药基因在停药后还能遗传给后代
36.(2025·河北沧州·三模)海鞘的种类很多,常见的有柄海鞘、玻璃海鞘等。海鞘在幼虫时期犹如蝌蚪,具有发达的脊索、背神经和尾巴;成体则变成茶壶状,固着在石头上,脊索、背神经、尾巴先后消失,结构变得更简单。下列有关叙述错误的是( )
A.一片海域中全部营固着生活的柄海鞘不构成一个种群
B.海鞘成体形态和结构简单化是经过长期进化形成的
C.柄海鞘的出生和死亡、自然选择都会影响其种群基因库
D.海鞘幼体和成体为了适应环境而产生了不同的变异
37.(2025·四川成都·三模)某种群雌雄比例接近1:1,B、b为一对等位基因,基因型为XbY的个体在该种群全部个体中占1%。下列叙述正确的是( )
A.全部XB和Xb构成了该种群的基因库
B.该种群中Xb的基因频率为2%
C.可通过比较同一种群不同时期的基因型频率来判断生物是否发生进化
D.达尔文创立的进化论对生物进化的原因提出了合理的解释,对遗传和变异的本质做出了科学的解释
38.(2025·四川成都·三模)在动画电影《哪吒2》里,太乙真人用莲藕重塑哪吒肉身的情节扣人心弦。现在,抛开奇幻设定,从生物学视角剖析,下列相关叙述错误的是( )
A.从元素组成的角度看这是可行的,因为莲藕和人体具有相似的元素组成
B.从DNA的序列角度看难度较大,需要进行大量基因编辑
C.从细胞结构与功能的角度分析这是可行的,将莲藕细胞中细胞壁、叶绿体、液泡等结构去掉即可
D.从遗传与进化的角度分析,哪吒和莲藕可能具有共同的祖先
39.(2025·四川眉山·三模)我国中部、北部、南部分别分布着三种银鱼,科学工作者对三个银鱼物种的线粒体基因进行了测序分析,结果如表所示。下列说法正确的是( )
COⅡ基因
Cytb 基因
银鱼 A-银鱼 B
13.41
26.57
银鱼 A-银鱼 C
14.89
24.32
银鱼 B-银鱼 C
13.59
16.95
注:表中数据表示的是脱氧核苷酸序列差异百分比
A.生物多样性是生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的结果
B.根据基因序列差异判断三种银鱼的亲缘关系远近,属于分子生物学证据
C.银鱼 B 和 C 相关基因差异较小,亲缘关系较近,两者可能不存在生殖隔离
D.COⅡ基因和 Cytb 基因常通过基因重组传递给后代,为进化提供了原材料
40.(2025·四川南充·三模)研究人员将普通小麦与黑麦杂交得到F1(如图),诱变处理F1植株得到Ph1突变体(Ph1基因发生突变),镜检Ph1突变体的花粉母细胞,发现染色体不仅有配对现象,还发生了片段交换。下列叙述错误的是( )
注:一个字母代表一个染色体组,不同字母表示来自不同物种染色体组。
A.自然状态下,普通小麦和黑麦之间存在生殖隔离
B.普通小麦的花粉母细胞在减数分裂中可形成21个四分体
C.可以通过镜检F1植株的花粉母细胞筛选Ph1突变体
D.Ph1基因能促进普通小麦的非同源染色体发生基因重组
41.(2025·四川南充·三模)幽门螺杆菌(Hp)感染是一种传染病,CLA、MTX、LEV、AMX是根除治疗Hp感染的常用抗生素。为探究Hp对4种抗生素的耐药率与其变异产生的相关耐药基因的关系,研究人员从某地区数例患者体内分离出Hp菌株,并对其进行了相关实验,结果见下表。下列叙述错误的是( )
抗生素种类检测项目
CLA
MTZ
LEV
FZ
耐药基因
srnA
rdxA
gyrA
Oord
基因突变率(%)
64
58
18
80
耐药率(%)
64.71
59.38
60
100
注:突变率=(突变菌株数/总菌株数)×100%,耐药率=(耐药菌株数/突变菌株数)×100%
A.Hp对抗生素的耐药性增强是抗生素环境选择的结果
B.突变Hp对CLA的耐药性与其基因突变的关联度最高
C.对患者体内Hp进行基因检测可以优化抗生素选择
D.Hp感染可能还与当地居民的饮食习惯和卫生条件有关
42.(2025·辽宁·三模)在某个远离大陆的小岛上,研究者选择花葵集中分布的区域,观察发现昆虫和鸟均可为它传粉,且鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者进行相关研究,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.鸟类和花葵之间的种间关系是互利共生
B.昆虫和鸟类均能加快生态系统的物质循环
C.花葵开花时间与传粉昆虫活动时间吻合,是协同进化的结果
D.花葵释放的吸引昆虫传粉的香气属于化学信息
43.(2025·河南·三模)生活在同一山谷的鼠群被地壳运动形成的大河分隔在河的两岸。几百年后调查位于河两岸的鼠种群A和种群B,两种群关于尾型(由基因D/d控制)的基因型及个体数如表,下列相关叙述正确的是( )
基因型
种群A(个)
种群B(个)
XDXD
200
0
XDXd
50
160
XdXd
100
200
XDY
180
0
XdY
100
270
A.种群A和种群B中都含有基因D/d,二者的基因库相同
B.两种群各基因型的频率不同是自然选择直接作用于基因型所致
C.种群A和种群B中D的基因频率分别为64.3%、16.2%
D.种群A和种群B由于地理隔离导致生殖隔离而形成不同的物种
44.(2025·陕西商洛·三模)某地农田蜗牛危害严重,农民起初喷洒杀虫剂R控制虫害,但几年后效果不明显,于是通过放养青蛙来控制虫害。这几年中蜗牛种群密度变化情况如图所示。下列叙述错误的是( )
A.杀虫剂R的长期使用可能导致蜗牛种群中抗药性个体比例增加
B.放养青蛙以捕食蜗牛可以降低蜗牛种群的环境容纳量
C.喷洒杀虫剂R初期蜗牛种群密度骤降,说明此时蜗牛种群中没有抗药性基因
D.蜗牛种群密度从A到C的过程中,蜗牛种群发生了进化
45.(2025·吉林·三模)人和动物拥有大量同源基因(有共同进化起源,通常在序列和功能上具有相似性),分别将4种动物与人相应的同源基因序列进行比对,相似度如表所示。下列叙述错误的是( )
物种
黑猩猩
小鼠
牛
鸡
相似度
96%
85%
80%
60%
A.生物拥有共同祖先最直接的证据是化石
B.据表可推断出人和小鼠的亲缘关系比人和牛的亲缘关系远
C.变异和选择是不同物种同源基因序列间存在差异的重要原因
D.同源基因序列的相似度能反映物种在进化史上出现的顺序
46.(2025·福建福州·三模)研究人员在作物中建立了靶向DNA甲基化去除编辑体系,靶向去除了FIE1基因近启动子区域的DNA甲基化,产生了一系列的植株矮化表型。编辑产生的低甲基化状态和矮化性状可以在分离出转基因载体的后代中稳定遗传。下列叙述正确的是( )
A.表观遗传通过改变该植株FIE1基因的碱基序列影响株高
B.该作物选择育种时,其种群所有基因的基因频率均发生了定向改变
C.该育种方法和多倍体育种均加速了作物的进化并产生了新物种
D.DNA甲基化等表观遗传修饰可成为获取优良性状的来源
47.(2025·江西九江·二模)19世纪中叶,欧洲国家工业黑化现象严重,严重污染使椒花蛾的栖息环境黑化,树干被煤烟熏黑,二氧化硫对树干上的苔藓植物的破坏使椒花蛾的黑色类型占优势。科学家对该地区典型的椒花蛾用“捉放捉”方法进行实验研究,实验结果如下表所示。下列分析正确的是( )
表现型
黑色
浅灰色
基因型
DD,Dd
dd
污染区
非污染区
污染区
非污染区
释放量a
154
406
64
39
回收量b
82
19
16
54
生存率b/a
0.53
0.047
0.25
0.137
相对适合度w
0.53/0.53=1
0.047/0.137=0.34
0.25/0.53=0.47
0.137/0.137=1
A.工业黑化现象的出现加速了椒花蛾的浅灰色类型突变为黑色类型
B.在污染区,黑色个体的生存率只有0.53,是由于煤烟毒害造成的
C.在非污染区,鸟类只会捕食黑色蛾,使浅灰色蛾的相对适合度为1
D.分析实验数据:0.34<1,表明苔藓对浅灰色类型可能有保护作用
48.(2025·广西柳州·三模)科学家对某地梭子蟹的体色深浅进行研究,发现经过二十年的河水治理,不同体色的梭子蟹所占的比例发生了很大变化,数据如图所示(浅体色、中间体色和深体色的基因型分别为aa、Aa、AA)。下列叙述错误的是( )
A.二十年间梭子蟹的种群基因频率已改变,发生了生物进化
B.该地梭子蟹的全部个体所含的全部基因叫作梭子蟹种群的基因库
C.不同体色的梭子蟹在对空间和资源的竞争中不断发展、协同进化
D.梭子蟹体色对河水环境的适应是相对的,根本原因是遗传稳定性与环境变化之间的矛盾
二、多选题
49.(2025·山东泰安·三模)普通小麦是由一粒小麦(2n=14,N₁=7)、节节麦(2n=14,N₂=7)、拟斯卑尔山羊草(2n=14,N₃=7)通过属间杂交、染色体自然加倍形成的异源六倍体(6n=42),其中二粒小麦是其形成过程中的一种异源四倍体。将普通小麦形成过程中的几种植株杂交,部分结果如图所示,图中圆圈交集处数字表示F1杂合子在减数分裂 I中形成的四分体个数。下列说法错误的是( )
A.二粒小麦是由一粒小麦和拟斯卑尔山羊草杂交后直接得到的可育植株
B.普通小麦的染色体组成为N₁N₁N₂N₂N₃N₃,其与节节麦杂交的后代为可育的四倍体
C.取普通小麦的花粉进行组织培养得到植株甲,甲植株的细胞中含有三个染色体组
D.图中任意两种小麦间杂交,获得的后代植株均不育,说明相互间存在生殖隔离
50.(2025·江西景德镇·三模)蜜距是某些被子植物花器官上储存花蜜的管状或囊状突起,有蜜距的植物主要依靠长喙的昆虫和鸟类传粉。研究者发现某蓝花楼斗菜种群中存在一种失去了蜜距的花异型突变体,该突变体的频率高达25%。研究者认为,失去了蜜距的蓝花楼斗菜突变体减少了在花结构和传粉动物报酬上的投入,在生存斗争中拥有了某些优势。下列事实中,能支持该观点的有( )
A.突变体的花瓣被体积较小的萼片所取代,失去了具有蜜距的花瓣
B.野生型的花朵由于颜色、气味等特征更容易吸引天敌昆虫取食
C.与野生型植株相比,突变体植株所产生的种子数更多
D.长喙的昆虫和鸟类从突变体吸食花蜜时难以帮助其传播花粉
51.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)骡是由马(2n=64)和驴(2n=62)杂交产生的后代,驴和马均为X、Y型性别决定,由公驴和母马所生为马骡,公马和母驴所生为驴骡,马骡力大无比,驴骡则善于奔跑,骡一般是不可育的。下列关于骡的叙述错误的是( )
A.骡的存在证明了不同物种之间不能进行基因交流
B.骡的原始生殖细胞可以进行正常的减数分裂
C.骡这一个体产生可育配子的概率为1/263+1/263
D.骡的染色体组来源不同,所以骡没有性别之分
52.(2025·吉林长春·三模)我国在修建青藏铁路的过程中,在一些路基下修建了可供藏羚羊等野生动物行走的涵洞等作为生态廊道,以降低栖息地碎片化的程度。下列观点合理的是( )
A.铁路的修建使两侧的生物均产生了生殖隔离
B.由栖息地碎片化产生的小种群可能会因长期近亲繁殖而衰退
C.生态廊道的修建有利于铁路两侧藏羚羊种群进行基因交流
D.生态廊道的修建有利于保护生物的多样性
三、解答题
53.(2025·重庆·三模)大兴安岭湿地拥有森林沼泽、草本沼泽等类型,生物多样性丰富。科学家通过研究该生态系统的能量流动,评估其碳固定能力及生态稳定性。回答下列问题:
(1)在大兴安岭湿地生态系统中,食物链能量流动的起点是 。湿地中的微生物在能量流动中扮演重要角色,它们通过分解作用将有机物转化为无机物,释放的能量大部分以 的形式散失。
(2)大兴安岭湿地中的某种关键物种数量减少,可能会直接破坏 的结构,进而影响整个生态系统的能量流动。
(3)下图为大兴安岭湿地某区域的部分能量流动图[单位:MJ·m-2·a-1]。
由图可知,若该区域第一营养级和第二营养级间的能量传递效率小于19.3%,则A部分能量指的是 ;用于该区域植被生长、发育和繁殖的能量为 MJ·m-2·a-1。
(4)竞争是指两种或两种以上生物间存在的相互争夺资源和空间等的关系。竞争的结果常表现为 (答出2点)。竞争会促使物种的形态、生理特征发生改变,从而提高物种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“军备竞赛”式的竞争结果是 。
54.(2025·安徽芜湖·三模)生态位重叠反映了物种间对资源利用的相似程度,其中营养生态位重叠反映了物种间食物组成的相似程度,而空间生态位重叠则反映的是不同物种在空间分布上的重叠程度。生态小组调查了某湖泊生态系统中三种鱼的生态位大小以及生态位重叠指数,回答下列问题。
种类
生态位宽度
生态位重叠指数
营养生态位宽度
空间生态位宽度
皮氏叫姑鱼
小黄鱼
棘头鱼
皮氏叫姑鱼
2.59
2.58
0.24
0.46
小黄鱼
2.69
2.78
0.19
0.25
棘头鱼
2.67
2.42
0.21
0.30
注:虚线以下为空间生态位重叠指数,虚线以上为营养生态位重叠指数。
(1)从协同进化的角度分析,小黄鱼在该群落中占据相对稳定生态位的原因是 。
(2)皮氏叫姑鱼、小黄鱼和棘头鱼中 对该湖泊环境的适应性最强,理由是 。
(3)根据调查结果可知,小黄鱼和棘头鱼之间主要通过 (填“食物”或“空间”)的差异降低种间竞争。当食物紧缺时,皮氏叫姑鱼更容易和 产生激烈的竞争,理由是 。
试卷第1页,共3页
2 / 2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题07 变异与进化
考点概览
考点01 基因突变与基因重组
考点02 染色体变异
考点03 生物的进化
基因突变与基因重组考点01
一、单选题
1.(2025·山西·三模)基因由编码区和非编码区组成。内源性和外源性DNA损伤会导致基因突变,基因组特定位置发生的单碱基改变称为SNV,在基因编码区和非编码区都有可能发生SNV。下列说法错误的是( )
A.基因突变主要发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期
B.基因突变可发生在基因编码区和非编码区,体现了突变的不定向性
C.发生在基因编码区的SNV可能通过影响蛋白质的功能而影响性状
D.发生在非编码区的SNV可能通过影响转录而实现对性状的调控
【答案】B
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因结构的改变。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期,基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。
【详解】A、基因突变主要发生在DNA双链解旋的DNA复制时期,而DNA复制主要发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期,A正确;
B、DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫作基因突变,基因突变可以发生在基因编码区和非编码区的任何位置,体现了基因突变的随机性,B错误;
C、SNV(单碱基改变)如果发生在基因编码区,就有可能导致密码子发生改变,使其所决定的氨基酸种类甚至排列顺序发生改变,从而影响蛋白质的功能,进而影响性状,C正确;
D、SNV(单碱基改变)如果发生在非编码区的启动子序列,可能影响RNA聚合酶的识别而影响转录,进而实现对性状的调控,D正确。
故选B。
2.(2025·山西·三模)M蛋白、B蛋白分别是癌细胞膜上两种重要的ABC转运家族蛋白,其转运化疗药物(5-氟尿嘧啶)的作用机制如图所示。下列分析正确的是( )
A.5-氟尿嘧啶进出癌细胞的运输方式相同
B.癌细胞出现抗药性的原因是5-氟尿嘧啶使用过多
C.抑制癌细胞能量供应能提高5-氟尿嘧啶疗效
D.提高癌细胞M蛋白活性为癌症治疗开辟了新途径
【答案】C
【分析】图中5-氟尿嘧啶通过M蛋白出细胞需要消耗ATP,是主动运输,从B蛋白进入细胞是协助扩散。
【详解】A、5-氟尿嘧啶进入癌细胞的运输方式是协助扩散,出癌细胞的运输方式是主动运输,故5-氟尿嘧啶进出癌细胞的运输方式不同,A错误;
B、癌细胞出现抗药性的原因可能不是5-氟尿嘧啶使用过多,而是5-氟尿嘧啶被M蛋白运出癌细胞,B错误;
C、因为5-氟尿嘧啶运出癌细胞需要消耗能量,所以抑制癌细胞能量供应能提高5-氟尿嘧啶疗效,C正确;
D、因为M蛋白能将5-氟尿嘧啶运出癌细胞,从而使癌细胞出现抗药性,所以抑制癌细胞M蛋白活性能为癌症治疗开辟新途径,D错误。
故选C。
3.(2025·甘肃白银·三模)研究发现,细胞中的miRNA(非编码RNA)可干扰基因表达,细胞分泌外囊泡可使miRNA进入内环境并作用于靶细胞进行胞间通信,而miRNA异常与肿瘤的发生密切相关。下列推断正确的是( )
A.miRNA合成的过程需要经过转录和翻译
B.miRNA进入靶细胞后直接参与细胞代谢
C.miRNA可诱发抑癌基因突变为原癌基因
D.miRNA可能成为癌症诊断的生物标志物
【答案】D
【分析】细胞癌变的根本原因是基因突变。与细胞癌变有关的基因有原癌基因和抑癌基因。
【详解】A、miRNA是非编码RNA,由miRNA基因转录产生,miRNA不是蛋白质,其合成不需要经过翻译,A错误;
B、题意显示,细胞分泌外囊泡可使miRNA进入内环境并作用于靶细胞进行胞间通信,miRNA作为信息分子,作用于靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化,而非进入靶细胞后直接参与细胞代谢,B错误;
C、原癌基因和抑癌基因是细胞内具有正常功能的基因,细胞癌变是原癌基因突变或过量表达,或抑癌基因突变导致的,抑癌基因不会突变为原癌基因,C错误;
D、题意显示,“miRNA异常与肿瘤的发生密切相关”,据此推测,血浆中miRNA的情况可反映癌症的发生和发展情况,因此,miRNA可能成为癌症诊断的生物标志物,D正确。
故选D。
4.(2025·山东泰安·三模)研究发现,癌细胞通过表观遗传修饰下调NK细胞(自然杀伤细胞)对应活化配体(如MICA、MICB等)的表达,使NK细胞无法识别并攻击这些肿瘤细胞。除了抑制杀伤细胞,癌细胞还通过分泌免疫抑制性代谢物和细胞因子来抑制免疫效应。例如,许多实体瘤在缺氧条件下会分泌大量的乳酸和腺苷,这些代谢产物会在肿瘤微环境中建立起免疫抑制环境,从而抑制T细胞和NK细胞的活性。下列说法错误的是( )
A.构成染色体的组蛋白乙酰化是表观遗传修饰的一种
B.肿瘤细胞会使NK细胞上MICA、MICB等活化配体的表达减弱
C.提高组织液中的氧气浓度有利于癌症的治疗
D.NK细胞杀伤清除癌细胞的过程体现了免疫监视功能
【答案】B
【分析】人体免疫包括非特异性免疫和特异性免疫,非特异性免疫包括第一、二道防线,第一道防线由皮肤和黏膜组成,第二道防线由体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成;特异性免疫是人体的第三道防线,由免疫器官、免疫细胞借助于血液循环和淋巴循环组成,包括细胞免疫和体液免疫两种方式。
【详解】A、构成染色体的组蛋白甲基化或乙酰化是表观遗传修饰的一种,A正确;
B、癌细胞通过表观遗传修饰下调NK细胞对应活化配体(如MICA、MICB等)的表达,使NK细胞无法识别并攻击这些肿瘤细胞,说明癌细胞上MICA、MICB等活化配体的表达减弱,B错误;
C、许多实体瘤在缺氧条件下会分泌大量的乳酸和腺苷,这些代谢产物会在肿瘤微环境中建立起免疫抑制环境,从而抑制T细胞和NK细胞的活性,说明提高组织液中的氧气浓度有利于癌症的治疗,C正确;
D、免疫系统清除癌细胞的过程体现了免疫监视功能,D正确。
故选B。
5.(2025·山东泰安·三模)某二倍体动物的三对基因在染色体上的分布情况如图所示。该生物某细胞的每条染色体DNA双链均被32P标记,然后置于³¹P的培养液中进行了一次有丝分裂,再次分裂观察到图中所示的细胞。下列说法错误的是( )
A.图中细胞发生了基因突变,该生物的基因型为AaBBDd或AaBbDd
B.图中细胞最终分裂产生的生殖细胞为ABD、aBd、abd
C.图中细胞含有放射性32P标记的染色单体数为4或5
D.图中细胞等位基因的分离发生在减数分裂I和减数分裂Ⅱ
【答案】B
【分析】图中同源染色体正在联会,处于减数分裂Ⅰ前期。
【详解】A、图中细胞发生了基因突变,a基因所在的染色体的姐妹染色单体上有等位基因,该生物的基因型为AaBBDd或AaBbDd,A正确;
B、图中细胞进行减数分裂,同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,若为精原细胞,减数分裂最终可产生ABD、aBd、abd或ABd、aBD、abD的精子,若为卵原细胞,减数分裂最终可产生ABD或aBd或abd(或ABd或aBD或abD)的卵细胞,B错误;
C、该生物某细胞的每条染色体的DNA双链均被32P标记,然后置于31P的培养液中培养,有丝分裂后的每条染色体均含有32P标记,正常情况下,减数分裂复制形成的8条染色单体中,4条染色单体被标记,4条未被标记,但由于图中细胞发生了同源染色体上的互换,若互换发生在未被标记或被标记的非姐妹染色单体间,被32P标记的情况不变,若互换发生在未被标记和被标记的非姐妹染色单体间,则图中细胞含有放射性32P标记的染色单体数为5,C正确;
D、由于发生了基因突变,图中细胞等位基因的分离发生在减数分裂I后期和减数分裂Ⅱ后期,D正确。
故选B。
6.(2025·山西晋中·三模)短腿安康羊的养殖优势在于适应性、繁殖力、抗病力均较强,且经济效益高。安康羊最初是在羊群中偶然发现的一只短腿羊,通过与多只正常腿羊进行杂交和选择性繁殖,最终培育出一个性状稳定的优良新品种。下列相关分析合理的是( )
A.若该短腿羊由隐性突变所致,则杂交后最早在F2中能观察到此短腿表型
B.若F1中既有正常腿羊又有短腿羊,则该短腿羊不可能由显性突变产生
C.选择性繁殖决定短腿羊的进化方向,使短腿基因频率发生不定向改变
D.由于突变和选择因素,安康羊与原种群基因库差异明显而形成生殖隔离
【答案】A
【分析】不同物种之间一般是不能自由交配的,即使交配成功,也不能产生可育后代,这一现象称为生殖隔离。
【详解】A、若该短腿羊由隐性突变所致,则其基因型为aa,与正常羊AA杂交后F1为Aa,最早在F2中能观察到此短腿表型,A正确;
B、若F1中既有正常腿羊又有短腿羊,则该短腿羊可能由显性突变产生,即亲本为Aa短腿羊×aa正常羊,B错误;
C、选择性繁殖决定短腿羊的进化方向,使短腿基因频率发生定向改变,即朝着决定短腿的方向改变,C错误;
D、由题意可知,安康羊与原种群可自由交配并产生可育后代,说明没有生殖隔离,D错误。
故选A。
7.(2025·湖南湘西·三模)湖南某水稻研究所发现,当地主栽品种“湘晚籼12号”易感染稻瘟病。研究人员用射线诱变获得一株抗病突变体,经检测发现其抗病性与2号染色体上的Pid3基因突变有关。为进一步培育抗病新品种,将该突变体与优质但不抗病的“玉针香“杂交,F1代自交获得F2群体。下列叙述错误的是( )
A.射线诱变可能引起Pid3基因碱基对的缺失或替换,导致编码蛋白结构改变
B.若Pid3基因突变体为显性性状,则F2群体中抗病植株与感病植株的比例为1:1
C.通过单倍体育种可快速获得纯合抗病植株,但需用秋水仙素处理花药离体培养的幼苗
D.若要对F2抗病植株进行筛选,可通过接种稻瘟病菌进行田间抗性鉴定
【答案】B
【分析】诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法。其原理是基因突变。
诱变育种的诱变因素有:物理因素,如,X激光、射线、紫外线等;化学因素,如亚硝酸、硫酸二乙酯等。
诱变育种的操作流程:人工诱发变→选择育成新品种;其优点是能提高变异频率,加速育种过程,可大幅度改良某些性状;变异范围广。缺点:有利变异少,须大量处理材料;诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差。
【详解】A、γ 射线诱变可能引起Pid3基因碱基对的缺失或替换,导致编码蛋白结构改变,进而引起性状改变,A正确;
B、若Pid3基因突变体为显性性状,将该突变体与优质但不抗病的“玉针香“杂交,若相关基因用Aa表示,则突变体的基因型可表示为Aa,F1代(Aa∶aa=1∶1)自交获得F2群体。则F2群体中抗病植株占比为1/2×3/4=3/8,则抗病与感病植株的比例为3∶5,B错误;
C、通过单倍体育种可快速获得纯合抗病植株,但需用秋水仙素处理花药离体培养的幼苗,即单倍体育种过程包括花药离体培养和秋水仙素处理,C正确;
D、若要对F2抗病植株进行筛选,可通过接种稻瘟病菌进行田间抗性鉴定,这属于个体生物学鉴定的操作,D正确。
故选B。
8.(2025·湖南湘西·三模)研究人员利用基因编辑技术(CRISPR-Cas9)对小鼠的β-珠蛋白基因进行定点敲除,构建地中海贫血模型,并尝试通过干细胞移植进行治疗。下列叙述错误的是( )
A.CRISPR-Cas9系统中,向导RNA的碱基序列与靶基因的互补配对决定了Cas9蛋白的切割位点
B.若敲除β-珠蛋白基因时意外破坏了相邻的δ-珠蛋白基因,可能导致基因编辑脱靶,该变异属于染色体结构变异
C.移植的造血干细胞需与受体小鼠的MHC蛋白匹配,否则会引发免疫排斥反应
D.为检测基因编辑效果,可提取小鼠骨髓细胞的DNA进行PCR扩增,并通过电泳比较产物片段大小与野生型小鼠的差异
【答案】B
【分析】PCR是利用DNA在体外摄氏95℃高温时变性会变成单链,低温(经常是55°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合酶沿着5'-3'的方向合成互补链。PCR仪实际就是一个温控设备,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制。
【详解】A、向导RNA通过碱基互补配对引导Cas9蛋白定位到靶基因特定位置进行切割,这是CRISPR技术的核心原理,A正确;
B、相邻基因被破坏属于基因突变或基因缺失(属于基因内部变化),而非染色体结构变异(需涉及大片段的缺失、重复、易位等),B错误;
C、MHC(主要组织相容性复合体)匹配是避免免疫斥的关键,属于细胞工程和免疫学的交叉知识点,C正确;
D、通过PCR扩增靶基因区域并电泳比较,可验证基因是否被成功敲除(野生型与突变型产物长度可能不同),D正确。
故选B。
9.(2025·湖南湘西·三模)肝癌为临床上常见的恶性肿瘤之一,研究发现,诸多基因包含原癌基因和抑癌基因,可能与肝癌的发生、细胞增殖和转移密切相关。在某些因素影响下,原癌基因和抑癌基因表达异常,致使正常细胞癌变。下列叙述说法正确的是( )
A.癌细胞体外培养时需要加入胰蛋白酶处理,解除接触抑制
B.原癌基因和抑癌基因发生突变就会引起细胞癌变
C.癌细胞与正常细胞相比,细胞周期更短,并且容易分散转移
D.肝癌的发生只与原癌基因和抑癌基因突变有关
【答案】C
【分析】1、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变,其中原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖;
2、癌细胞的主要特征:无限增殖、形态结构发生显著改变、细胞表面发生变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,易转移。
【详解】A、癌细胞具有无限增殖的特点,不存在接触抑制现象,所以癌细胞体外培养时不需要加入胰蛋白酶处理来解除接触抑制,A错误;
B、细胞癌变是多个原癌基因和抑癌基因发生累积性突变的结果,并非原癌基因和抑癌基因发生一次突变就会引起细胞癌变,B错误;
C、癌细胞代谢旺盛,与正常细胞相比,细胞周期更短;癌细胞表面的糖蛋白等物质减少,使得细胞间的黏着性降低,容易分散转移,C正确;
D、肝癌的发生与原癌基因和抑癌基因突变有关,但不是只与它们有关,还可能与其他因素如环境因素等有关,D错误。
故选C。
10.(2025·山西临汾·三模)利福平是一种广谱抗生素,主要用于治疗由细菌引起的感染。其作用机理是抑制细菌的RNA聚合酶活性,最终导致细菌死亡。下列相关叙述正确的是( )
A.由上述信息推测细菌的RNA聚合酶和人的RNA聚合酶存在差异
B.RNA聚合酶与起始密码子结合,驱动基因转录合成新RNA
C.新RNA链的合成方向是从3'端到5'端,合成过程遵循碱基互补配对原则
D.长时间高强度使用利福平会诱导相应细菌产生耐药性变异
【答案】A
【分析】利福平作用机理是抑制细菌的RNA聚合酶活性,最终导致细菌死亡。
【详解】A、因为利福平只作用于细菌RNA聚合酶,表明细菌的RNA聚合酶和人的RNA聚合酶存在差异,A正确;
B、RNA聚合酶结合的是DNA的启动子区域,而非起始密码子,B错误;
C、新RNA链的合成方向是5’→3’,C错误;
D、抗生素(如利福平)不直接诱导细菌变异,而是通过选择,使已存在的耐药性变异细菌被保留并繁殖,变异是自发随机的,而非药物诱导,D错误。
故选A。
11.(2025·安徽合肥·三模)研究发现,非小细胞肺癌往往与 E基因突变有关,该类患者在接受靶向药物奥希替尼治疗一段时间后,部分肿瘤细胞会产生耐药性。通过基因组测序,研究人员发现了两种类型的耐药性变异:类型 1 是肺癌细胞E基因中新增了一个突变,导致 EGFR 蛋白第 790位的苏氨酸变为甲硫氨酸;类型2 是肺癌细胞中 M 基因的扩增,由正常的2个增至5个及以上,导致MET 蛋白过度表达。下列说法错误的是( )
A.E基因新增突变的原因可能是一个碱基对替换
B.耐药性类型2的肿瘤细胞中发生了染色体变异
C.奥希替尼治疗肺癌的机理是其能抑制E基因和M基因的表达
D.研发EGFR 和MET 双靶点抑制剂,用其治疗肺癌的效果会更好
【答案】C
【分析】染色体变异包括结构变异(缺失、重复、倒位和易位)和染色体数目变异(包括个别染色体数目的增减和以染色体组形式成倍的增减)。
【详解】A、E基因新增突变导致氨基酸替换,可能由单个碱基对的替换引起(如密码子ACG→ATG),B正确;
B、M基因扩增属于染色体结构变异中的重复,属于染色体变异,B正确;
C、奥希替尼是靶向E基因突变的药物,耐药性类型2的M基因扩增是治疗后产生的适应性变化,说明药物原机理不涉及抑制M基因,C错误;
D、同时靶向EGFR和MET可应对两种耐药机制,治疗效果更佳,D正确。
故选C。
12.(2025·四川德阳·三模)CAR-T疗法通过改造T细胞,使其膜上具有结合特定肿瘤抗原的CAR受体,实现对肿瘤细胞的靶向杀伤。但T细胞过度响应又会引发细胞因子风暴,损伤身体组织。对T细胞进行工程设计引入光控组件,获得对蓝光响应的LiCAR-T细胞,实现了对细胞免疫疗法的时空精准操控,从而提高安全性。下列有关说法错误的是( )
A.CAR受体在核糖体合成,经加工后通过囊泡运输到细胞膜
B.T细胞活化后增殖分化成细胞毒性T细胞,能裂解肿瘤细胞
C.有蓝光照射时,LiCAR-T细胞对肿瘤细胞杀伤不再具有特异性
D.无蓝光照射时,LiCAR-T细胞不被激活,可减少细胞因子风暴的发生
【答案】C
【分析】1、细胞免疫过程:①被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号;②细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这一过程;③新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞;④靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合;或被其他细胞吞噬掉;
2、免疫系统三大功能:①免疫防御,针对外来抗原性异物,如各种病原体;②免疫自稳,清除衰老或损伤的细胞;③免疫监视,识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生。
【详解】A、CAR受体的本质是蛋白质,是在核糖体中合成、经内质网和高尔基体加工后通过囊泡运输到细胞膜,A正确;
B、T细胞活化后增殖分化成细胞毒性T细胞,细胞毒性T细胞能与肿瘤细胞密切接触,使肿瘤细胞裂解死亡,释放抗原,B正确;
C、由题干可知,有蓝光照射时,LiCAR-T细胞对肿瘤细胞的杀伤具有特异性,C错误;
D、无蓝光照射,CAR受体不能形成,T细胞不被激活,可减少细胞因子风暴的发生,D正确。
故选C。
13.(2025·河南·三模)在生物学中涉及很多随机性问题,下列叙述错误的是( )
A.有丝分裂后期,着丝粒受纺锤丝牵引而断裂,子染色体随机移向两极
B.减数分裂Ⅰ的后期,同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合
C.调查草地上蒲公英的种群密度应随机选取样方
D.基因突变可随机发生在生物个体发育的任何时期
【答案】A
【分析】1、有丝分裂是将亲代细胞的染色体经过复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
2、减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、有丝分裂后期着丝粒断裂后子染色体随机移向任一极,但是着丝粒是自动断裂,不是纺锤丝牵引断裂,A错误;
B、减数分裂Ⅰ的后期,同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合,形成的配子的染色体组合具有多样性,B正确;
C、调查种群密度时,为了避免人为因素的影响,取样应具有随机性,C正确;
D、基因突变可发生在个体生长发育的任何时期、任何器官或任何基因是基因突变的随机性,D正确。
故选A。
14.(2025·湖南·三模)大蒜素是从大蒜中提取的一种有机硫化物。研究发现,大蒜素能有效清除部分自由基、有使肿瘤细胞中端粒酶(可修复DNA长度)活性下降等功能。下列相关叙述错误的是( )
A.大蒜素与蛋白质的元素组成可能不完全相同
B.代谢产生的自由基攻击生物膜引起基因突变
C.端粒酶以脱氧核苷酸为原料修复端粒的长度
D.饮食中加入少量大蒜可延缓体内细胞的衰老
【答案】B
【分析】衰老细胞的特征:(1)细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢。(2)细胞内多种酶的活性降低。(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累。(4)细胞内的呼吸速率减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深。(5)细胞膜通透性改变,物质运输功能降低。
【详解】A、大蒜素是一种有机硫化物,其至少含有C、H、O、S等元素,蛋白质含有C、H、O、N、S等元素,两者的元素组成可能不完全相同,A正确;
B、代谢产生的自由基攻击DNA分子,可能引起基因突变,B错误;
C、端粒位于染色体两端,是一种DNA—蛋白质复合物,端粒酶可以脱氧核苷酸为原料修复端粒的长度,C正确;
D、由题意可知,大蒜素能有效清除部分自由基,因此饮食中加入少量大蒜能在一定程度上延缓体内细胞的衰老,D正确。
故选B。
15.(2025·广东惠州·三模)癌症复杂难治,但基因编辑技术为癌症的治疗带来了新思路。基因编辑技术即在基因组水平上对DNA分子的碱基序列进行定位与修改。我国科学家利用诱导逆转技术可使肝癌细胞向正常细胞逆转。下列叙述错误的是( )
A.诱导逆转技术致力于研究逆转突变的原癌基因或抑癌基因
B.基因编辑技术可将DNA序列串联起来,从而导致基因重组
C.与正常细胞相比,癌细胞的端粒可能不会随分裂而缩短
D.基因编辑技术有助于癌症的治疗,但也可能出现社会伦理问题
【答案】B
【分析】细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变,其中原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
【详解】A、细胞癌变的根本原因是原癌基因或抑癌基因的突变,因此诱导逆转技术致力于研究逆转突变的原癌基因或抑癌基因,A正确;
B、基因编辑技术即在基因组水平上对DNA分子的碱基序列进行定位与修改,基因编辑技术可将DNA序列串联起来,从而导致基因突变,B错误;
C、癌细胞能不断修复缩短的端粒DNA序列,可以无限增殖,正常细胞的端粒随着细胞分裂次数的增加会逐渐变短。与正常细胞相比,癌细胞的端粒可能不会随分裂而缩短,C正确;
D、基因编辑技术有助于癌症的治疗,但也可能出现社会伦理问题,因此科学家在使用时需要严守规则,D正确。
故选B。
16.(2025·河南郑州·三模)大约98%的宫颈癌由高危型人乳头瘤病毒(HPV)导致,HPV疫苗是世界上第一个预防癌症的疫苗,需分三次接种。下列相关叙述正确的是( )
A.HPV疫苗必须包含一个完整的病原体
B.宫颈癌细胞膜表面的糖蛋白含量减少
C.原癌基因的表达受到抑制可能会导致宫颈癌的发生
D.多次接种HPV疫苗可诱导机体产生更多种类的浆细胞
【答案】B
【分析】疫苗接种,是将疫苗制剂接种到人或动物体内的技术,使接受方获得抵抗某一特定或与疫苗相似病原的免疫力,借由免疫系统对外来物的辨认,进行抗体的筛选和制造,以产生对抗该病原或相似病原的抗体,进而使受注射者对该疾病具有较强的抵抗能力。
【详解】A、HPV疫苗不含完整的HPV病原体,而是由病毒样颗粒(VLPs)组成,仅包含病毒的衣壳蛋白,无遗传物质,因此不具备感染性,A错误;
B、癌细胞的特征之一是细胞膜表面糖蛋白减少,导致细胞间黏着性下降,易于扩散和转移,B正确;
C、癌变通常由原癌基因的异常激活(如突变)或抑癌基因失活引起,原癌基因在正常细胞中调控细胞增殖,若其表达被抑制,反而可能抑制癌变,C错误;
D、多次接种疫苗可刺激机体产生更多记忆细胞和更高水平的抗体,但浆细胞的种类由抗原决定,HPV疫苗仅针对HPV特定抗原,不会增加浆细胞种类,D错误。
故选 B。
17.(2025·河南郑州·三模)已知果蝇翅的发育需要经酶的催化,果蝇幼虫正常的培养温度为25℃。遗传学家曾将刚孵化的残翅果蝇放到31℃的环境中培养,得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫,这些成虫在25℃下产生的后代仍为残翅果蝇。下列相关叙述错误的是( )
A.该实验说明酶的活性易受到温度的影响
B.借助电镜无法判断果蝇翅型变化是否与基因突变有关
C.该实验说明不同温度引起的果蝇翅型变化属于表观遗传
D.可借助光学显微镜判断果蝇翅型变化是否与染色体片段缺失有关
【答案】C
【分析】①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,叫作表观遗传。②基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变。③染色体变异分为染色体结构变异和染色体数目变异,可以用光学显微镜直接观察到。
【详解】AC、温度会影响酶的活性,已知果蝇翅的发育需要经酶的催化,刚孵化的残翅果蝇放到31℃的环境中培养,得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫,这些成虫在25℃下产生的后代仍为残翅果蝇,说明接近正常果蝇的翅长性状是不能遗传的,而表观遗传是可以遗传的,因此该实验说明酶的活性易受到温度的影响,但不能说明不同温度引起的果蝇翅型变化属于表观遗传,A正确,C错误;
B、基因突变是基因内部碱基对的增添、缺失或替换,这种变化在显微镜下是无法直接观察到的,因此借助电镜无法判断果蝇翅型变化是否与基因突变有关,B正确;
D、染色体片段缺失属于染色体结构变异,可以用光学显微镜直接观察到,因此借助光学显微镜判断果蝇翅型变化是否与染色体片段缺失有关,D正确。
故选C。
18.(2025·湖南永州·三模)研究者通过对豌豆的红花品系诱变处理,培育了甲、乙、丙三个稳定遗传的白花品系。为探究三个品系之间是否存在同一个基因突变,进行了如下杂交实验:
品系甲×品系乙→子代全为白花
品系乙×品系丙→子代全为红花
下列相关叙述正确的是( )
A.品系甲与品系乙存在同一个基因突变
B.品系乙与品系丙存在同一个基因突变
C.品系甲与品系丙不存在相同突变基因
D.品系甲、乙、丙的突变基因都不相同
【答案】A
【分析】基因的分离定律的实质是:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】品系甲 × 品系乙→子代全为白花,品系乙 × 品系丙→子代全为红花,说明乙的突变基因与甲相同 ,乙的突变基因与丙不同,品系甲与品系丙可能存在相同突变基因,A正确。
故选A。
二、解答题
19.(2025·山西晋中·三模)伴随着生活水平的提高,人们对猪肉的卫生、口感等提出更高要求,良种培育是保障生猪产业健康发展的重要基础。猪应激综合征(PSS)表现为死亡或屠宰后猪肉苍白、柔软和水分渗出,影响肉的品质。对猪PSS起主要效应的基因为氟烷基因(用N/n表示),氟烷敏感个体(nn)易受环境刺激引发PSS,严重时导致死亡,对其繁殖性能也有负面影响。请利用所学知识,回答下列有关优质种猪育种的问题:
(1)研究人员发现用氟烷麻醉剂可以诱导猪产生PSS,使某受体蛋白第615位的精氨酸变为半胱氨酸,表现出氟烷敏感,则诱导该氟烷敏感性状出现的变异类型属于 。通过氟烷测定法只能检出氟烷敏感个体,无法区分氟烷不敏感个体的基因型,氟烷不敏感个体的基因型为 。
(2)实验表明,携带有n基因的个体在繁殖性能上都表现为劣势。为在猪群中消除n基因,提高种猪质量,请利用氟烷测定法和常规杂交育种方法,从提高N基因频率角度分析,提出一个合理的育种方案: 。
(3)常规杂交育种需经过多代人工选择繁殖,进程慢,时间长。PCR技术可快速且精准地检测该种群氟烷基因的分布。N基因酶切后的电泳产物为2个条带,n基因缺少相应酶的识别位点,不会被相应酶切割,则杂合体的相应基因酶切后电泳产物为 个条带。
(4)根据电泳结果筛选出基因型为NN的种猪,通常还需要进一步通过基因测序确认,原因是 。
【答案】(1) 基因突变 NN、Nn
(2)通过氟烷测定法检出氟烷敏感个体后,让氟烷不敏感雌雄个体间相互交配,每一代淘汰氟烷敏感个体
(3)3
(4)电泳结果仅能显示扩增片段的大致长度,不能显示精确的DNA碱基数量,也不能呈现DNA碱基序列
【分析】基因分离定律的实质:进行有性生殖的生物,在减数分裂产生配子过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离,进入不同的配子中。
【详解】(1)氟烷麻醉剂处理后产生PSS,合成的受体蛋白中发生了氨基酸的替换,说明其变异类型属于基因突变中碱基对的替换。控制该性状的基因型有三种,NN、Nn、nn,通过氟烷测定法只能检出氟烷敏感个体nn,无法区分氟烷不敏感个体的基因型NN、Nn。
(2)由于动物不能自交,要提高N基因的频率,可以通过氟烷测定法检出氟烷敏感个体后,让氟烷不敏感雌雄个体间相互交配,每一代淘汰氟烷敏感个体。
(3)N基因酶切后的电泳产物为2个条带,n基因缺少相应酶的识别位点,不会被相应酶切割,经过电泳后只有一条条带,因此,杂合子Nn经过电泳后会形成三种条带。
(4)由于电泳结果仅能显示扩增片段的大致长度,不能显示精确的DNA碱基数量,也不能呈现DNA碱基序列,故筛选出NN的个体后,还需要进一步通过基因测序进行确认。
20.(2025·湖南常德·三模)了解免疫系统对抗肿瘤细胞的机理,可以有助于人们更好地进行抗癌治疗。
(1)研究表明,肿瘤细胞一般情况下主要通过 呼吸获取能量,并将乳酸分泌到肿瘤微环境中。为了研究肿瘤细胞分泌的乳酸的作用,研究人员用含有不同浓度乳酸的培养液分别培养细胞毒性T细胞(Tc细胞)和Treg细胞(一种调节性T细胞,可抑制Tc细胞的激活和增殖),一段时间后检测细胞增殖情况,结果如图(细胞分裂指数越高表示增殖能力越强)。结果表明,肿瘤细胞通过分泌乳酸可实现免疫逃逸,其主要机理是 。
(2)又有研究发现,癌细胞表面蛋白PD-L1与T细胞表面的PD-1受体结合后,抑制T细胞的激活。开发PD-L1抗体,通过 ,从而解除对T细胞的抑制。前列腺癌细胞PD-L1基因的表达水平较高,一部分PD-L1定位于细胞膜上,一部分PD-L1通过外泌体(细胞分泌的具膜小泡)分泌到细胞外,请分析PD-L1抗体治疗前列腺癌效果不明显的原因是 。
(3)嵌合抗原受体T细胞(CAR-T细胞)疗法是一种治疗癌症的免疫新疗法,基本流程是从患者体内分离T细胞,为其装上识别肿瘤抗原的嵌合抗原受体(CAR),体外扩增后再输回患者体内,即可进行肿瘤免疫治疗。与放疗、化疗等传统治疗方法相比,CAR-T细胞疗法具备 等优势。在一名经过CAR-T细胞治疗后又复发的患者身上发现了“CAR-癌细胞”(生产CAR-T细胞时一部分CAR加到了癌细胞上),“CAR-癌细胞”导致癌症复发的原因是 。
【答案】(1) 无氧 高浓度的乳酸抑制Tc细胞增殖,但对Treg细胞无影响,增殖的Treg细胞又抑制细胞毒性T细胞的激活和分裂
(2) 与癌细胞表面的PD-L1结合,阻断其与 T细胞表面的PD-1结合 PD-L1抗体与外泌体PD-L1结合,不能与肿瘤细胞结合
(3) 精准、持久、副作用小 “CAR-癌细胞”表面的CAR与其表面的抗原相结合,不能再被T细胞识别,癌细胞大量增殖导致癌症复发
【分析】参与体液免疫的细胞和物质有:吞噬细胞、辅助性T细胞、B细胞、抗体,并且B细胞会增殖分化成记忆细胞和浆细胞。参与细胞免疫的细胞和物质有:吞噬细胞、T细胞,细胞因子,细胞毒性T细胞会增殖分化成记忆细胞和细胞毒性T细胞。
【详解】(1)肿瘤细胞一般主要通过无氧呼吸获取能量,需要消耗大量的葡萄糖。实验结果表明,肿瘤细胞通过分泌乳酸可实现免疫逃逸,其主要机理是高浓度的乳酸抑制Tc细胞增殖,但对Treg细胞无影响,增殖的Treg细胞又抑制细胞毒性T细胞的激活和分裂。
(2)癌细胞表面蛋白PD-L1与T细胞表面的PD-1受体结合后,抑制T细胞的激活。故开发抗PD-L1抗体,通过与癌细胞表面的PD-L1结合,阻断PD-L1与T细胞表面的PD-L1受体的结合,从而解除对T细胞的抑制。经过分析可知,抗PD-L1抗体治疗前列腺癌效果不明显的原因是抗PD-L1的抗体与外泌体PD-L1结合,不能与肿瘤细胞结合。
(3) 与放疗、化疗等传统治疗方法相比,CAR-T细胞疗法具备精准、持久、副作用小等特点。“CAR-癌细胞”表面的CAR与其表面的抗原相结合,不能再被T细胞识别,癌细胞大量增殖导致癌症复发。
21.(2025·重庆·三模)亨廷顿舞蹈病是一种常染色体显性遗传的神经退行性疾病,其致病机理主要与HTT基因编码区CAG三核苷酸重复序列异常扩增,导致亨廷顿蛋白的多聚谷氨酰胺(polyQ)链延长有关。传统的分子探针检测法具有样本质量要求高、杂交不稳定等缺点。利用巢式PCR与荧光定量PCR技术,可高效、快速进行CAG重复型疾病的诊断。
(1)亨廷顿舞蹈病患者HTT基因编码区上增添的若干个CAG改变了原基因碱基序列,这种变异称为 。临床数据显示患者CAG重复次数越多,发病年龄越早,请从蛋白质结构角度分析该现象 。
(2)当CAG重复次数较多时,等位基因长度可达千余碱基,难以用基因上下游的引物扩增出产物。为此,研究人员设计了如图1所示的巢式PCR扩增。其基本原理为:先用引物P1与P4对DNA模板做一次PCR扩增,再用引物P1和P3,以第一次扩增的产物为模板,做一次PCR扩增。(P3、P4均与基因编码链结合,编码链为非模板链)
①如图1所示,P4可以在基因的多个位点上结合,由此推测P4的3'端碱基序列为 (从5'到3′),原因是 。
②与引物P3碱基互补配对的片段为 。
A.P4的5'端
B.P4的3'端
C.P4的5'端的互补链
D.P4的3'端的互补链
③为了验证引物P1/P4与DNA模板的结合为特异性/选择性结合,请设计实验并给出预期结果: 。
(3)使用荧光定量PCR技术可以反映第二轮扩增的结果。横轴为迁移时间,与模板长度正相关;纵轴为荧光强度,与DNA分子数正相关。已知用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸,图2展示了甲、乙个体使用普通PCR做基因检测的结果。用a表示小于40次CAG重复的正常基因,AS表示40次到可扩增长度的CAG重复基因,A1表示长度极大不可扩增的CAG重复基因。则乙的基因型为 。
【答案】(1) 基因突变 重复越多,异常蛋白空间结构改变越大,更易形成错误折叠聚集,加速神经元损伤进程
(2) 5′-CTG-3′ P4的3′端可以与基因的编码链(即带有5′-(CAG)n-3′的链)的多个位点结合 C 制作随机序列引物或选取无关DNA片段作上下游“引物”,保持其他条件相同做PCR扩增,若不能产生大量DNA片段,则P1与P4与DNA模板的结合为特异性/选择性结合
(3)aa或A1a
【分析】基因突变是指基因的碱基对的增添、缺失或替换;染色体变异分为染色体结构变异和染色体数目变异,染色体结构变异包括重复、缺失、易位和倒位;染色体数目变异包括单个染色体的数目变异和染色体组的变异。
【详解】(1)CAG三核苷酸重复序列异常扩增属于基因编码区的碱基重复增加,本质是基因突变中的动态突变。polyQ链延长破坏蛋白质正常构象,引发毒性聚集,神经元损伤速度与polyQ长度正相关。因此CAG重复次数越多,多聚谷氨酰胺链(polyQ)越长,导致亨廷顿蛋白空间结构异常加剧,更易形成错误折叠或聚集,加速神经元退行性病变。
(2)P4的3'端碱基序列为5′-CTG-3′。原因是P4的3'端与基因编码链(5′-(CAG)n-3′)的CAG重复序列互补配对,因此可在多个重复位点结合;P3结合于第一次扩增产物的编码链,其互补链对应模板链上P4结合区域的5'端互补序列。ABD错误,故选C;使用随机序列引物或无关DNA片段作为上下游引物,在相同条件下进行PCR扩增。若无法产生大量DNA产物,则证明P1/P4为特异性结合。
(3)乙的基因型为aa或A1a。普通PCR无法扩增超长的A1等位基因,若乙的荧光峰仅显示正常等位基因(a)的扩增结果,则其基因型可能为纯合正常(aa)或杂合(A1a)。
22.(2025·河南周口·三模)3-岩藻糖基乳糖(3-FL)是一种母乳低聚糖,工业上用大肠杆菌K-12菌株发酵生产,结构与母乳中的3-FL完全一致,主要用于婴幼儿配方奶粉。回答下列问题:
(1)c-1,3-岩藻糖基转移酶基因是培育大肠杆菌K-12菌株的核心目的基因, 可作为它进入受体细胞的“分子运输车”,而菌体常用 处理。大肠杆菌K-12菌种扩大培养后,采用 等方法进行分离和干燥。
(2)培育的大肠杆菌K-12菌株出现了~1,3-岩藻糖基转移酶基因表达水平低的现象,这可能与 有关,也可能与大肠杆菌对密码子的偏好性(生物在翻译过程中对决定相同氨基酸的不同密码子的使用频率存在差异)有关,密码子的偏好性主要由细胞质中对应的 的数量决定。
(3)研究发现,将编码精氨酸的稀有密码子AGA替换为高频密码子CGC,酶表达量能提高1.5~2倍。利用重叠延伸PCR技术可以实现对目的基因的优化,即分段扩增含突变位点的DNA片段,通过重叠序列连接生成完整突变基因。过程如图:
通过①过程形成2个图示突变基因片段需要 (填“2种”或“4种”)引物,而要实现②过程,设计的有关引物还需要满足的两个要求是 。③过程能够延伸形成优化目的基因的重叠序列是 (填“a”或“b”)。
(4)若稀有密码子没有同义高频密码子,密码子替换要尽量满足的条件是 。
【答案】(1) 质粒和噬菌体 Ca2+ 过滤、沉淀
(2) 基因的甲基化修饰/基因间的相互作用等合理答案 tRNA
(3) 4种 2种引物有部分碱基互补配对;与a-1,3-岩藻糖基转移酶基因碱基变化位点对应的碱基A换成C、T换成G a
(4)替换后的密码子编码的氨基酸应对蛋白质的功能影响小或没有影响
【分析】基因工程的操作步骤:获取目的基因(基因文库、PCR、人工合成);构建基因表达载体(含标记基因、启动子、终止子、目的基因、复制原点等);把目的基因导入受体细胞(显微注射法、农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法、钙离子处理法);目的基因的检测和鉴定(分子水平和个体水平检测,前者包括DNA分子杂交、分子杂交和抗原抗体杂交;后者如抗虫抗病接种实验)。
【详解】(1)受体细胞是原核细胞时,目的基因的“分子运输车”可以是质粒或噬菌体,常用Ca2+处理菌体,使之处于感受态,易于吸收基因表达载体。发酵产品如是菌体本身,培养后常采用过滤、沉淀等方法分离和干燥。
(2)基因的甲基化修饰可以调控基因表达水平。tRNA上的反密码子与密码子对应,tRNA数量的多少决定了密码子的使用效率。
(3)完成①过程需要4种引物。要实现密码子从AGA到CGC的变化,要设计2种特定的引物,与α-1,3-岩藻糖基转移酶基因碱基变化位点对应的碱基A换成C、T换成G,才能将稀有密码子AGA替换为高频密码子CGC;并且这2种引物有部分碱基互补配对,才能实现重叠延伸。子链的延伸沿着引物的5'到3'方向,若b重叠序列延伸,则从两端向内延伸,形成的新片段与母链连接需要DNA连接酶,因此是a。
(4)编码同种氨基酸的密码子为同义密码子,最好把低频密码子换成高频同义密码子,这样对蛋白质的结构和功能都没有影响,若没有高频同义密码子,需要换成异义高频密码子时,那么替换后的密码子编码的氨基酸应对蛋白质的功能影响小或没有影响。
23.(2025·广西·三模)OsOFP30基因能够调控植物生长发育进程,对植物果实形状、DNA修复、细胞壁的形成、抗逆性和果实成熟都具有一定的作用。研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对水稻OsOFP30基因进行定向编辑,获得了一株突变体水稻。对此突变体进行测序,结果如图。回答下列问题:
(1)CRISPR/Cas9基因编辑系统可对基因进行特异性编辑,该系统中的向导RNA是一段与目标DNA序列互补的RNA,Cas9蛋白在向导RNA的帮助下可特异性结合水稻DNA序列,在特定位点破坏 键,从而使DNA双链断裂。发生断裂的DNA在修复时容易产生错误,于是就可得到相应基因的突变体。其他研究发现,利用CRISRP/Cas9基因编辑技术有时存在“脱靶”效应,即不仅对目标基因进行了定向编辑,还对其他无关基因进行了不必要的编辑。造成“脱靶”效应可能的原因是 。
(2)测序后发现某个突变体一对同源染色体上的OsOFP30基因序列相同,因此对于OsOFP30基因来说,这个突变体是 (填“纯合子”或“杂合子”)。
(3)OsOFP30基因在水稻细胞中需要经过转录和 过程可得到相应蛋白质。合成蛋白质时,携带氨基酸进入核糖体的物质是 。研究发现野生型OsOFP30蛋白有345个氨基酸,而突变体的OsOFP30蛋白只有282个氨基酸,其原因可能是 。
【答案】(1) 磷酸二酯 水稻基因组中其他无关基因可能也存在与向导RNA发生特异性结合的碱基序列,向导RNA与之结合导致了不必要的编辑
(2)纯合子
(3) 翻译 tRNA 突变体OsOFP30基因增加1个碱基对后,转录得到的mRNA上的终止密码子提前出现,所以翻译出的蛋白质氨基酸数目比野生型少
【分析】终止密码子是信使RNA上的一个核苷酸三联体序列,代表翻译的终止。在遗传密码中,64个密码子中的三个(UAA,UAG和UGA)用作翻译终止信号,也叫无义密码子。当核糖体到达编码序列的末端并且终止密码子进入A位点时,翻译进入终止阶段,新生肽链被释放并核糖体解离。
【详解】(1)CRISPR/Cas9技术中的Cas9蛋白在向导RNA的帮助下可特异性结合水稻DNA序列,并在特定位点破坏磷酸二酯键,从而使DNA双链断裂。水稻基因组中不光是OsOFP30基因含有与向导RNA发生特异性结合的碱基序列,其他无关基因可能也具有这种序列,向导RNA会与之结合导致了不必要的编辑,造成“脱靶”效应。
(2)测序后发现某个突变体一对同源染色体上的OsOFP30基因序列相同,因此对于OsOFP30基因来说,这个突变体是纯合子。
(3)OsOFP30基因在水稻细胞中需要经过转录和翻译过程可得到相应蛋白质。合成蛋白质时,携带氨基酸进入核糖体的物质是tRNA。由图可知,与野生型相比,突变体增加了一个碱基对。研究发现野生型OsOFP30蛋白有345个氨基酸,而突变体的OsOFP30蛋白只有282个氨基酸,其原因可能是突变体OsOFP30基因增加1个碱基对后,转录得到的mRNA上的终止密码子提前出现,所以翻译提前终止,得到的蛋白质氨基酸数目比野生型少。
三、实验题
24.(2025·贵州遵义·三模)科学家发现植物中存在一种新型信号肽(SPX)参与植物根生长的调控。研究者以野生型和SPX基因突变型拟南芥为材料进行实验,部分结果如表所示(注:实验中使用的NPA为外源化学物质,可影响生长素的运输)。
不同处理下拟南芥主根长度及侧根数目
组别
处理
主根长度(mm)
侧根数目(个)
①
野生型+未处理
12.3
8
②
野生型+NPA处理
8.1
15
③
突变型+未处理
7.9
16
④
突变型+NPA处理
7.8
17
回答下列问题:
(1)生长素是植物体内产生的具有 (填“催化”或“调节”)作用的有机物;在植物体内主要的合成部位是 (答出一点即可)。
(2)比较①②两组推测NPA对生长素运输的作用是 ,实验中用 作为检测NPA作用结果的指标。
(3)分析①③两组可推测SPX对根生长的效应是 ,该结果 (填“能”或“不能”)说明SPX促进生长素的运输。
【答案】(1) 调节 芽(或答幼嫩的叶、发育中的种子)
(2) NPA抑制生长素从主根运往侧根(或答NPA使生长素运输能力下降) 主根长度和侧根数目
(3) 促进主根生长,抑制侧根生长 不能
【分析】生长素类具有促进植物生长的作用,在生产上的应用主要有:(1)促进扦插的枝条生根;(2)促进果实发育;(3)防止落花落果。
【详解】(1)生长素是植物产生的激素,对植物具有调节作用;生长素在植物体内主要的合成部位是芽、幼嫩的叶、发育中的种子。
(2)比较①②两组,②组的主根长度更短、侧根数目更多,说明NPA抑制生长素从主根运往侧根,有利于侧根的生长;主根长度和侧根数目是该实验的检测指标。
(3)分析①③两组,③组(无SPX)的主根长度更短、侧根数目更多,可推测SPX促进主根生长,抑制侧根生长;突变型为SPX基因突变型,③组的结果只能说明SPX的作用,不能说明其对生长素的运输的影响。
染色体变异考点02
一、单选题
1.(2025·陕西咸阳·三模)家蚕的性别决定方式为ZW型。科学家利用电离辐射等方法诱导家蚕Z染色体出现隐性致死基因,得到平衡致死系雄蚕和雌蚕;雌蚕有一个隐性致死基因1(如图1),雄蚕有两个致死基因l1和l2(如图2)。图中“+”号表示相应位置上对应的基因为显性。已知正常雌蚕Z染色体对应上述致死基因的位置为显性基因(++),W染色体对应位置无相应基因。下列叙述错误的是( )
A.利用电离辐射等方法诱导得到上述平衡致死系常常需要大量原材料
B.图中两种家蚕不致死的原因是它们另一条同源染色体上存在显性基因
C.若要使后代的雌蚕全部致死,需要选平衡致死系的雄蚕和正常雌蚕杂交
D.让平衡致死系雌蚕和平衡致死系雄蚕杂交,子代存活个体中雌:雄=1:2
【答案】D
【分析】1、基因突变具有不定向性、低频性、有害性、可逆性、普遍性等特点。
2、家蚕的性别决定方式是ZW型,雌蚕的性染色体组成是ZW,雄蚕的性染色体组成是ZZ。
【详解】A、利用电离辐射等方法诱导得到上述平衡致死系,由于变异的不定向性和低频性,因此需要处理大量原材料,A正确;
B、在平衡致死系雌蚕中,由于隐性致死基因只在Z染色体上,W染色体对应位置上有相应的显性基因(用“+”表示),故不会致死,在平衡致死系雄蚕中,一条Z染色体有隐性纯合致死基因l1或l2,但另一条Z染色体对应位置为与l1或12相对应的显性基因(用“+”表示),故雄蚕不会致死,B正确;
C、平衡致死系雄蚕的基因型可表示为“Zl1+Zl2”,正常雌蚕的基因型可表示为“Z++W”,二者杂交,子代的基因型为:Zl1+Z++、Z+l2Z++、Zl+W(Z染色体上l基因使其致死)、Z+l2W(Z染色体上l2基因使其致死),则子代存活个体仅剩雄蚕(ZZ),C正确;
D、平衡致死系雌蚕(Z+l2W++)和平衡致死系雄蚕(Zl1+Z+l2)杂交,子代雌蚕的基因型为Zl+W++:Z+l2W++=1:1,二者均无致死效应,子代雄蚕的基因型为Z+l2Zl1+:Z+l2Z+l2=1:1,Z+l2Z++不致死,Z+l2Z+l2因隐性基因l2纯合而致死,故子代存活个体中雌:雄=2:1,D错误。
故选D。
2.(2025·重庆·三模)果蝇缺刻翅(N)对正常翅(n)为显性,红眼(W)对白眼(w)为显性,两对基因均位于X染色体的甲片段上。用“+”表示甲片段存在,“-”表示甲片段缺失。染色体组成为X+X-的红眼缺刻翅雌果蝇与染色体组成为X+Y的白眼正常翅雄果蝇杂交,F1中雌雄比为2:1,且白眼全是雌果蝇,雄果蝇全是红眼;F1雌雄果蝇相互交配,得F2。下列分析正确的是( )
A.N/n、W/w两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.甲片段缺失会导致雌配子致死现象
C.F1中红眼缺刻翅果蝇的雌雄比例为2:1
D.F2雄果蝇中红眼缺刻翅果蝇占1/3
【答案】D
【分析】据题意分析∶ F1中雌雄比为2∶1,且白眼全是雌果蝇,雄果蝇全是红眼,说明F1中染色体组成为X-Y的合子不能发育。
【详解】A、N/n、W/w两对基因均位于X染色体的甲片段上,两对基因位于一对同源染色体上,故不遵循基因的自由组合定律,A错误;
B、X+X-与X+Y杂交,子代基因型为X+X+、X+X-、X+Y、X-Y,F1中雌雄比为2∶1,且白眼全是雌果蝇,雄果蝇全是红眼,说明F1中染色体组成为X-Y的合子不能发育,若甲片段缺失会导致雌配子致死,则后代中雌:雄=1:1,B错误;
C、亲本的基因型分别为:XWNX-、XwnY,F1中:XNWXnw红眼缺刻翅:X-Xnw白眼正常翅:XNWY红眼缺刻翅=1:1:1,红眼缺刻翅果蝇的雌雄比例为1:1,C错误;
D、F1中:雌果蝇的基因型及比例为:1/2XNWXnw,1/2X-Xnw,产生的雌配子的种类和比例为:XNW:Xnw:X-=1:2:1,雄果蝇的基因型为XNWY,F1雌雄果蝇相互交配,产生的雄果蝇的基因型、表现型及比例为:XNWY红眼缺刻翅:XnwY白眼正常翅:X-Y(致死)=1:2:1,雄果蝇中红眼缺刻翅果蝇占1/3,D正确。
故选D。
3.(2025·湖南湘西·三模)研究人员利用基因编辑技术(CRISPR-Cas9)对小鼠的β-珠蛋白基因进行定点敲除,构建地中海贫血模型,并尝试通过干细胞移植进行治疗。下列叙述错误的是( )
A.CRISPR-Cas9系统中,向导RNA的碱基序列与靶基因的互补配对决定了Cas9蛋白的切割位点
B.若敲除β-珠蛋白基因时意外破坏了相邻的δ-珠蛋白基因,可能导致基因编辑脱靶,该变异属于染色体结构变异
C.移植的造血干细胞需与受体小鼠的MHC蛋白匹配,否则会引发免疫排斥反应
D.为检测基因编辑效果,可提取小鼠骨髓细胞的DNA进行PCR扩增,并通过电泳比较产物片段大小与野生型小鼠的差异
【答案】B
【分析】PCR是利用DNA在体外摄氏95℃高温时变性会变成单链,低温(经常是55°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合酶沿着5'-3'的方向合成互补链。PCR仪实际就是一个温控设备,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制。
【详解】A、向导RNA通过碱基互补配对引导Cas9蛋白定位到靶基因特定位置进行切割,这是CRISPR技术的核心原理,A正确;
B、相邻基因被破坏属于基因突变或基因缺失(属于基因内部变化),而非染色体结构变异(需涉及大片段的缺失、重复、易位等),B错误;
C、MHC(主要组织相容性复合体)匹配是避免免疫斥的关键,属于细胞工程和免疫学的交叉知识点,C正确;
D、通过PCR扩增靶基因区域并电泳比较,可验证基因是否被成功敲除(野生型与突变型产物长度可能不同),D正确。
故选B。
4.(2025·四川德阳·三模)人类慢性髓细胞白血病是9号染色体和22号染色体之间发生相互易位造成的,其过程如图所示。由此形成了BCR-ABL融合基因,该基因表达产生的P210蛋白导致造血干细胞增殖失控,最终引发慢性髓细胞白血病。下列叙述正确的是( )
A.9号染色体和22号染色体之间发生片段互换属于基因重组
B.抑制P210蛋白的活性,可以控制慢性髓细胞白血病的发生
C.该病患者产生的配子中含有异常染色体,可通过显微镜检测
D.该病患者产生的BCR-ABL融合基因的功能与抑癌基因类似
【答案】B
【分析】染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、易位和倒位,染色体结构变异会改变基因的数目和排列顺序进而引起生物性状的改变。
【详解】A、9号染色体和22号染色体互为非同源染色体,所以9号染色体和22号染色体之间发生片段互换属于染色体结构的变异,A错误;
B、依据题干信息,BCR-ABL融合基因表达产生的P210蛋白导致造血干细胞增殖失控,最终引发慢性髓细胞白血病,所以抑制P210蛋白的活性,可以控制慢性髓细胞白血病的发生,B正确;
C、慢性髓细胞白血病不属于遗传病,通常是体细胞发生染色体易位导致的,患者的精(卵)原细胞中染色体是正常的,减数分裂产生的配子中染色体也是正常的,C错误;
D、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,就可能引起细胞癌变,所以该病患者产生的BCR-ABL融合基因的功能与原癌基因类似,D错误。
故选B。
5.(2025·安徽合肥·三模)研究发现,非小细胞肺癌往往与 E基因突变有关,该类患者在接受靶向药物奥希替尼治疗一段时间后,部分肿瘤细胞会产生耐药性。通过基因组测序,研究人员发现了两种类型的耐药性变异:类型 1 是肺癌细胞E基因中新增了一个突变,导致 EGFR 蛋白第 790位的苏氨酸变为甲硫氨酸;类型2 是肺癌细胞中 M 基因的扩增,由正常的2个增至5个及以上,导致MET 蛋白过度表达。下列说法错误的是( )
A.E基因新增突变的原因可能是一个碱基对替换
B.耐药性类型2的肿瘤细胞中发生了染色体变异
C.奥希替尼治疗肺癌的机理是其能抑制E基因和M基因的表达
D.研发EGFR 和MET 双靶点抑制剂,用其治疗肺癌的效果会更好
【答案】C
【分析】染色体变异包括结构变异(缺失、重复、倒位和易位)和染色体数目变异(包括个别染色体数目的增减和以染色体组形式成倍的增减)。
【详解】A、E基因新增突变导致氨基酸替换,可能由单个碱基对的替换引起(如密码子ACG→ATG),B正确;
B、M基因扩增属于染色体结构变异中的重复,属于染色体变异,B正确;
C、奥希替尼是靶向E基因突变的药物,耐药性类型2的M基因扩增是治疗后产生的适应性变化,说明药物原机理不涉及抑制M基因,C错误;
D、同时靶向EGFR和MET可应对两种耐药机制,治疗效果更佳,D正确。
故选C。
6.(2025·甘肃白银·三模)梅花鹿(2n=66)的体细胞染色体中有两对中间着丝粒染色体,马鹿(2n=68)的体细胞染色体中有一对中间着丝粒染色体,它们的杂交后代不可育。不考虑突变,下列叙述错误的是( )
A.梅花鹿和马鹿杂交,其后代的体细胞中最多有134条染色体
B.梅花鹿和马鹿杂交,其后代正常体细胞中有3条中间着丝粒染色体
C.梅花鹿和马鹿杂交产生后代,丰富了两个物种的种群基因库
D.梅花鹿和马鹿杂交,后代不育主要是后代无同源染色体,减数分裂时不能联会
【答案】C
【分析】生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。生殖隔离有三种情况:不能杂交;杂交不活;活而不育。
【详解】A、由梅花鹿和马鹿的染色体可知,梅花鹿和马鹿杂交,F1的正常体细胞中有67条染色体,处于有丝分裂后期的细胞有134条染色体,A正确;
B、梅花鹿和马鹿杂交,其后代正常体细胞中有3条中间着丝粒染色体(其中有2条来自梅花鹿,1条来自马鹿),B正确;
C、梅花鹿和马鹿杂交产生的后代不可育,故梅花鹿和马鹿杂交产生后代不能丰富两个物种的种群基因库,C错误;
D、梅花鹿和马鹿杂交产生的后代不育,主要原因是其后代无同源染色体,在减数分裂过程中不能联会,D正确。
故选C。
7.(2025·福建三明·三模)凤丹白是江南牡丹最常见的品种,对其核型(体细胞中的全部染色体,按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像)分析可为研究牡丹品种的演化、分类和育性提供参考。凤丹白的核型分析结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.根据染色体核型分析凤丹白为二倍体核型,含5对同源染色体
B.减数分裂过程中,染色体1与2、1与3可能会相互交换片段
C.减数分裂I后期,染色体2、3、5、8、9不会同时移向同一极
D.有丝分裂后期细胞内染色体组数目与图中染色体组数目不相同
【答案】C
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂:①前期:染色体散乱的排布与细胞内;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、图示中有5对同源染色体,2个染色体组,为二倍体核型,A正确;
B、减数分裂过程中,染色体1与2为同源染色体,在减数第一次分裂前期可能发生交叉互换,而1与3为非同源染色体,可能会相互交换片段,属于染色体结构变异中的易位,B正确;
C、减数分裂I后期,染色体2、3、5、8、9为非同源染色体,非同源染色体可以自由组合,可能会同时移向同一极,C错误;
D、图中染色体组数目为2,有丝分裂后期细胞内染色体组数目为4,D正确。
故选C。
8.(2025·河南·三模)Prader-Willi综合征(PWS)是一种涉及多器官组织的复杂遗传性疾病,科学家对某男性PWS患者的染色体进行检测,发现其一条15号染色体上出现一段19号染色体的片段,一条19号染色体上出现了15号染色体的片段(各片段上基因均未发生改变)。下列分析合理的是( )
A.该变异只能发生在减数第一次分裂同源染色体联会后
B.该患者的初级精母细胞中可观察到23个正常的四分体
C.该患者造血干细胞分裂产生的子细胞中含有一条异常染色体
D.该病例说明,基因在染色体上的排列顺序会对性状产生影响
【答案】D
【分析】伴性遗传:是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关的遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】A、染色体相互易位可发生在有丝分裂或减数分裂中,并非“只能”发生在减数第一次分裂同源染色体联会后,A错误;
B、患者的一条15号和一条19号染色体发生相互易位,导致这两条染色体在减数分裂时无法正常联会,形成异常四分体。因此,初级精母细胞中正常四分体数目为22个,而非23个,B错误;
C、造血干细胞通过有丝分裂增殖,子细胞应遗传母细胞的全部染色体。由于患者所有体细胞均含两条异常染色体(15号和19号易位),分裂后子细胞仍携带这两条异常染色体,而非仅一条,C错误;
D、染色体易位导致基因在染色体上的排列顺序改变,可能引发位置效应(基因的表达受邻近调控序列影响),即使基因本身未突变,仍可影响性状。PWS患者的临床表现即由染色体结构变异导致基因表达异常引起,D正确。
故选D。
9.(2025·江苏·三模)普通小麦为异源六倍体,染色体组成为AABBDD(2n=6x=42)。下图为利用小麦胚珠观察到减数分裂过程中的两个图像,相关叙述正确的是( )
A.需用无水乙醇和冰醋酸混合液进行解离,用甲紫进行染色
B.图甲细胞处于减数第二次分裂、每个细胞中含42条染色体
C.图乙两个细胞中的染色体数不同,DNA数、染色单体数相同
D.图乙两细胞的染色体行为不同步,与小麦为异源多倍体育性低有关
【答案】B
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期,同源染色体分离非同源染色体自由组合;④末期,细胞质分裂。核膜,核仁重建纺锤体和染色体消失;;(3)减数第二次分裂:①前期:核膜,核仁消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定,数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体病均匀的移向两级;④末期:核膜核仁重建,纺锤体和染色体消失。
【详解】A、需用95%乙醇和15%盐酸混合液进行解离,用甲紫进行染色,A错误;
B、图甲细胞处于减数第二次分裂的后期,每个细胞中含42条染色体,B正确;
C、乙图上面的细胞处于减数分裂Ⅱ中期,下方的细胞处于减数分裂Ⅱ后期,两个细胞中的染色体数不同,DNA数相同、染色单体数不相同,C错误;
D、图乙两细胞的染色体行为不同步,但最终都能产生正常的配子,D错误。
故选B。
10.(2025·河南·三模)在植物体细胞杂交过程中,染色体行为的高度不稳定性会导致染色体结构重排和双着丝粒的形成。这种不稳定性可能是由杂种细胞在原生质体再生过程中染色体结构的随机变化所致。下列有关叙述错误的是( )
A.染色体结构重排的前提是染色体片段的断裂和重新连接,可能导致基因数量减少
B.发生在一条染色体上的倒位及非同源染色体间的易位都将导致染色体结构和数目变异
C.双着丝粒染色体通常不稳定,在细胞分裂时因无法正确分配遗传物质可能导致变异
D.双着丝粒染色体上可能含有不同物种的基因,若基因表达异常则可导致性状的改变
【答案】B
【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类: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。
【详解】A、染色体结构重排的前提是染色体片段的断裂和重新连接,可能导致基因数量减少,也可能导致某条染色体上基因数目增加,A正确;
B、发生在一条染色体上的倒位不会导致染色体数目的改变,非同源染色体间的易位可能导致染色体结构和数目变异,B错误;
C、双着丝粒染色体通常不稳定,在分裂过程中着丝粒间的断裂是随机的,因而在细胞分裂时因无法正确分配遗传物质可能导致变异,C正确;
D、双着丝粒染色体上可能含有不同物种的基因,因而会出现基因表达异常,基因表达异常则可导致性状的改变,D正确。
故选B。
11.(2025·辽宁·三模)罗伯逊易位是染色体易位的一种特殊形式,只发生在近端着丝粒染色体(如图所示)。例如某罗伯逊易位患者的一条14号和一条21号染色体在着丝粒处断裂后形成两条衍生染色体。其中一条由两者的长臂构成,两个着丝粒融合成一个,几乎具有全部的遗传物质;而另一条衍生染色体由两者的短臂构成。由于后者没有着丝粒,在减数分裂时不能定向移动而丢失,其他三条染色体能够联会,在减数分裂Ⅰ后期其中任意两条随机移向一极,另外一条进入另一极。下列对该患者的叙述,错误的是( )
A.该患者理论上会产生6种类型的配子
B.该患者的体细胞内含有44条染色体
C.该患者减数分裂过程中会形成21个正常的四分体
D.该患者与正常人婚配可能会生出有21三体综合征病征的后代
【答案】B
【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类: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。
【详解】A、由14号和21号长臂构成的染色体记为14+21,则该患者含有一条正常的14号染色体、一条正常的21号染色体、一条14+21染色体和一条衍生染色体(不含着丝粒)。由题中可知,在减数分裂Ⅰ后期任意两条染色体随机移向一极,另外一条移向另一极,则配子中可能只有三条染色体中一条或者两条,具体类型有14、21、14+21、14和21、14和14+21、21和14+21六种类型,A正确;
B、患者在减数分裂时减少一条衍生染色体,体细胞中染色体数目不变,应为46条,B错误;
C、除14号和21号染色体不能正常联会外,患者体内会有21对正常染色体可以联会,所以会形成21个正常的四分体,C正确;
D、患者的配子中可能会出现21和14+21这种类型,14+21几乎含有全部的遗传物质,也就是该类型类似于含有两条21号染色体,和正常人婚配有可能会生出有21三体综合征病征的后代,D正确。
故选B。
12.(2025·四川眉山·三模)人工诱导雌核发育技术是用遗传物质失活的精子来刺激卵子的发育,再通过一定途径发育为二倍体的过程。虾夷扇贝是二倍体生物,现对杂合子虾夷扇贝进行人工诱导雌核发育,若不考虑基因突变和染色体结构变异,一定能获得纯合二倍体的途径是( )
A.抑制初级卵母细胞缢裂形成两个子细胞
B.抑制次级卵母细胞缢裂形成两个子细胞
C.抑制激活的卵子第一次有丝分裂时着丝粒分裂
D.抑制激活的卵子第一次有丝分裂时细胞的缢裂
【答案】D
【分析】人工诱导多倍体的方法很多,如低温处理,低温能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍,染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂,将来可能发育成多倍体个体。
【详解】A、抑制初级卵母细胞缢裂形成两个子细胞,此时细胞中含有同源染色体,且为杂合子,不能获得纯合二倍体,A 错误;
B、抑制次级卵母细胞缢裂形成两个子细胞,得到的细胞中虽然染色体数目加倍,但由于减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离,若在减数第一次分裂前期发生互换现象,可能存在等位基因,不一定是纯合二倍体,B错误;
C、抑制激活的卵子第一次有丝分裂时着丝粒分裂,染色体不能正常分离,细胞中染色体组成混乱,无法获得纯合二倍体,C错误;
D、抑制激活的卵子第一次有丝分裂时细胞的缢裂,使得姐妹染色单体分开后形成的子染色体不能进入两个子细胞,从而形成染色体加倍的细胞,且由于不考虑基因突变和染色体结构变异,该细胞为纯合二倍体,D正确。
故选D。
13.(2025·湖南·三模)某红绿色盲家系中,一对夫妻的基因型分别是XBXb、XbY,妻子怀孕后经检测其胎儿的性染色体组成为 XXY。下列说法正确的是( )
A.该胎儿与猫叫综合征患者均发生了染色体数目的变异
B.若胎儿出生后表现色觉正常,则变异一定发生在母本减数分裂Ⅰ过程
C.若胎儿出生后表现色盲,则变异一定发生在父本减数分裂Ⅱ过程
D.检测并比较胎儿两条 X 染色体上相关基因的碱基序列是否相同无法判断其是否患色盲
【答案】D
【分析】基因的分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、由题意可知,该胎儿的染色体数量异常,而猫叫综合征患者的染色体结构异常,A错误;
B、若胎儿出生后表现色觉正常,则变异可能发生在母本减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ过程中或父本减数分裂Ⅰ过程中,B错误;
C、若胎儿出生后表现色盲,则变异可能发生在父本减数分裂Ⅰ过程中或母本减数分裂Ⅱ过程中,C错误;
D、检测并比较两条X染色体上的相关基因的碱基序列,若两者序列相同(XBXBY或XbXbY),可能表现正常或色盲,若两者序列不同(XBXbY),则其一定表现色觉正常,D正确。
故选D。
14.(2025·四川成都·三模)某六倍体小麦(体细胞中含42条染色体)在栽培中出现极少数单体植株(体细胞中含有41条染色体)。研究人员将该单体小麦植株自交,发现子代中单体植株与正常植株各占1/2。下列关于该单体小麦的叙述,错误的是( )
A.可通过显微镜观察根尖分生区细胞确认变异类型
B.一个花粉母细胞在减数分裂时只能形成20个四分体
C.所产生的配子中染色体数目及染色体组成可能不同
D.自交时形成各种受精卵并且发育成植株的机会均等
【答案】D
【分析】由题意可知,子代中单体植株与正常植株各占1/2,单体自交时,配子组合为:20(雌)+20(雄)=40(缺少一对同源染色体)、20+21=41(单体)、21+21=42(正常),说明受精卵形成时并非所有类型均能发育(如40条染色体受精卵致死)
【详解】A、题干所述变异属于染色体数目变异,可通过显微镜观察根尖分生区细胞确认变异类型,A正确;
B、六倍体小麦)正常减数分裂时形成21个四分体,单体植株缺失一条染色体,导致某同源组无法配对,四分体数目减少为20个,B正确;
C、单体植株减数分裂时,缺失染色体随机分配,可能产生含20或21条染色体的配子,染色体数目及组成不同,C正确;
D、单体自交时,子代中单体植株与正常植株各占1/2,配子组合为:20(雌)+20(雄)=40(缺少一对同源染色体)、20+21=41(单体)、21+21=42(正常),说明受精卵形成时并非所有类型均能发育(如40条染色体受精卵致死),D错误。
故选D。
15.(2025·江苏盐城·三模)某二倍体植物的某个细胞分裂时,细胞中的染色体出现了十字形图像,如图所示,其中的字母表示染色体片段,图中未画出染色单体。下列叙述错误的是( )
A.该细胞发生了染色体变异,使细胞中基因的数目发生改变
B.该细胞中含有2个染色体组,十字形图像中含有8个DNA分子
C.该细胞可能存在于花药中,但不可能存在于根尖分生区中
D.该细胞完成细胞分裂,可形成正常的子细胞
【答案】A
【分析】染色体数目变异和结构变异是两种不同的染色体变异类型:
(1)染色体数目变异是指生物细胞中染色体数目发生改变,这可能导致生物体的后代性状发生改变。染色体数目变异可以分为整倍性变异和非整倍性变异。整倍性变异是指染色体组数目的成倍增加或减少,例如二倍体、多倍体等。非整倍性变异则是指个别染色体数目增加或减少,如21三体综合征、XYY型的男性、XXX的女性等;
(2)染色体结构变异则是指染色体的结构发生改变,这可能会导致基因的数目或排列顺序发生改变,从而引起性状的变异。染色体结构变异主要包括缺失、重复、倒位和易位这四种类型。例如,猫叫综合征是人的第五号染色体部分缺失引起的。
【详解】A、从图中可以看出,非同源染色体之间发生了片段的交换,这属于染色体结构变异中的易位。易位一般不会使细胞中基因的数目发生改变,只是基因的排列顺序发生变化,A错误;
B、该植物是二倍体,其正常体细胞含有2个染色体组,该细胞处于减数第一次分裂前期,细胞中的染色体组数目与体细胞相同,也是2个染色体组。图中十字形图像由4条染色体组成,每条染色体含有2条染色单体,每条染色单体含有1个DNA分子,所以十字形图像中含有8个DNA分子,B正确;
C、花药中的细胞可进行减数分裂,会发生染色体联会等行为,可能出现这种染色体易位后的联会图像;而根尖分生区细胞进行有丝分裂,一般不会出现这种联会形成的十字形图像 ,C正确;
D、该细胞进行减数分裂,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,可形成正常的子细胞,D正确。
故选A。
16.(2025·河南·三模)基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系,而对生物体有害;也有些基因突变对生物体是有利的。下列叙述中的哪种情况不仅可以降低隐性突变基因可能表现的有害性,还能有效地保留该突变基因( )
A.先发生基因突变,含该突变的染色体片段再缺失
B.先发生基因突变,含该突变的染色体片段再移接到非同源染色体上
C.先发生染色体中重复某一片段的变异,再在重复片段上发生基因突变
D.先发生染色体的某一片段位置颠倒的变异,再在颠倒区域内发生基因突变
【答案】C
【分析】基因突变:1、基因突变是指基因中碱基的增添、缺失或替换.2、基因突变的特点:基因突变具有普遍性、低频性(个体的基因突变率低,但种群中个体数,其突变率较高)、随机性、不定向性.3、基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
【详解】A、先发生基因突变,含该突变基因的染色体片段缺失,会导致突变基因丢失,A错误;
B、先发生基因突变,含该突变基因的染色体片段移接到非同源染色体上,这是染色体结构变异,不能实现降低隐性突变基因可能表现的有害性,B错误;
C、先发生染色体中某一片段重复的变异,再在重复片段上的基因突变,不影响原来存在的显性基因,所以可以降低隐性突变基因可能对细胞和个体正常机能的损害,还能有效地保留该突变基因,C正确;
D、先发生染色体的某一片段位置颠倒的变异,再在颠倒区域发生基因突变,也不能实现降低隐性突变基因可能表现的有害性,D错误。
故选C。
17.(2025·陕西宝鸡·三模)下图是香蕉野生祖先种和栽培品种的染色体核型图,下列相关叙述正确的是( )
A.栽培品种由野生祖先种香蕉培育而来,故不存在生殖隔离
B.栽培品种每个染色体组中的染色体数目比野生祖先种多一条
C.利用野生祖先种培育栽培品种香蕉,其原理是染色体变异
D.野生祖先种香蕉和栽培品种香蕉均能进行有性生殖
【答案】C
【分析】染色体核型分析是指将待测细胞的染色体依照该生物固有的染色体形态结构特征,按照一定的规定,人为的对其进行配对、编号和分组,并进行形态分析的过程。分析题图的染色体核型,可知栽培品种为三倍体,野生祖先种为二倍体。
【详解】A、观察染色体核型图可知,野生祖先种为二倍体,栽培品种为三倍体。二倍体与三倍体杂交后代是不育的,存在生殖隔离,A错误;
B、野生祖先种是二倍体,每个染色体组有11条染色体;栽培品种是三倍体,每个染色体组也是11条染色体,B错误;
C、从染色体核型图能看到,栽培品种比野生祖先种多了一个染色体组,利用野生祖先种培育栽培品种香蕉的原理是染色体数目变异,属于染色体变异,C正确;
D、栽培品种香蕉是三倍体,在减数分裂时会发生联会紊乱,不能产生正常的生殖细胞,不能进行有性生殖,D错误。
故选C 。
18.(2025·江西景德镇·三模)某二倍体高等植物的体细胞核DNA含量为2C,对其体外培养细胞的核DNA含量进行检测,结果如图所示,其中甲、乙、丙表示不同核DNA含量的细胞及其占细胞总数的百分比。下列叙述正确的是( )
A.甲中细胞着丝粒数与DNA分子数相同
B.乙中细胞中心体正在进行复制
C.丙中细胞均含有同源染色体和2个染色体组
D.若培养液中加入秋水仙素,丙占细胞总数百分比会增加
【答案】AD
【分析】1、分裂间期是有丝分裂的准备阶段。细胞内发生着活跃的代谢变化,最重要的变化是发生在S期的DNA复制。S期之前的G1期,主要是合成DNA复制所需的蛋白质,以及核糖体的增生,S期之后的G2期,合成M期所必需的一些蛋白质。当分裂间期结束,细胞进入分裂期时,组成染色质的DNA已经完成复制,有关蛋白质已经合成。这些复杂的变化需要较长的时间,因此在细胞周期中,分裂间期的时间总是长于M期。
2、题图分析:据图中核DNA含量及占比分析,甲为G1期,乙为S期细胞,丙为G2期和有丝分裂分裂期的细胞。
【详解】A、据图中核DNA含量及占比分析,甲中核DNA含量为2C且甲细胞占比最多,说明甲为G1期细胞,此时DNA尚未复制,着丝粒数与DNA分子数相同,A正确;
B、根据题干信息可知该生物为高等植物细胞,高等植物细胞中不含中心体,B错误;
C、据图可知,丙中细胞核DNA含量为4C,说明细胞处于G2期和分裂期。丙中细胞均含有同源染色体,但当细胞处于有丝分裂后期时,细胞中应含4个染色体组,C错误;
D、秋水仙素抑制纺锤体形成,若培养液中加入秋水仙素,细胞无法完成细胞分裂,丙占细胞总数的百分比会增加,D正确。
故选AD。
19.(2025·河北秦皇岛·三模)由于细胞中一条14号和一条21号染色体连接形成一条异常染色体,不含重要基因的短片段在细胞分裂中丢失(如图甲),导致某女子的14号和21号染色体在减数分裂时会发生异常联会(如图乙)。配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任意一极。下列叙述错误的是( )
A.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
B.该异常导致染色体上基因的数目和顺序发生改变
C.该女子减数分裂过程中会出现三个染色体联会的现象
D.该女子与正常男子婚配能生育染色体组正常的后代
【答案】A
【分析】正常人体细胞中含有46条染色体,23对同源染色体,染色体一般成对存在。减数分裂时配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任意一极,据此可分析该女子产生的卵细胞中染色体的组成类型。
【详解】A、14号和21号染色体在减数分裂时会发生异常联会,故观察异常染色体应选择处于减数第一次分裂前期的细胞,A错误;
B、细胞中一条14号和一条21号染色体连接形成一条异常染色体,不含重要基因的短片段在细胞分裂中丢失,故该异常导致染色体上基因的数目和顺序发生改变,B正确;
C、依题意“配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任意一极”可知,该女子减数分裂过程中会出现三个染色体联会的现象,C正确;
D、该女子可以产生正常14号染色体+正常21号染色体的配子,该女子与正常男子婚配能生育染色体组正常的后代,D正确。
故选A。
20.(2025·四川南充·三模)研究人员将普通小麦与黑麦杂交得到F1(如图),诱变处理F1植株得到Ph1突变体(Ph1基因发生突变),镜检Ph1突变体的花粉母细胞,发现染色体不仅有配对现象,还发生了片段交换。下列叙述错误的是( )
注:一个字母代表一个染色体组,不同字母表示来自不同物种染色体组。
A.自然状态下,普通小麦和黑麦之间存在生殖隔离
B.普通小麦的花粉母细胞在减数分裂中可形成21个四分体
C.可以通过镜检F1植株的花粉母细胞筛选Ph1突变体
D.Ph1基因能促进普通小麦的非同源染色体发生基因重组
【答案】D
【分析】黑麦为纯合二倍体,普通小麦为纯合六倍体,二者杂交的F1含有4个染色体组,由于4个染色体组有1个来源于二倍体,3个来源于六倍体,称为异源四倍体。
【详解】A、黑麦为纯合二倍体,普通小麦为纯合六倍体,二者杂交的F1含有4个染色体组,由于4个染色体组有1个来源于二倍体,3个来源于六倍体,故F1减数分裂时不能正常联会,表现为不育,即黑麦和普通小麦之间存在生殖隔离,A正确;
B、普通小麦减数分裂时,42条染色体每两条形成一对,可配对成21对,因此形成21个四分体,B正确;
C、诱变处理F1植株并通过镜检其花粉母细胞的染色体配对情况(是否出现异常配对或片段交换)可筛选到Ph1突变体,C正确;
D、互换导致的基因重组发生在同源染色体的非姐妹染色体单体之间,在非同源染色体之间发生片段互换是易位,D错误。
故选D。
21.(2025·重庆·三模)果蝇的部分性染色体组成及发育情况如下表所示,现有一只性染色体数目异常且携带纯合致死基因的白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇杂交,相关叙述错误的是( )
受精卵中性染色体组成
发育情况
XX、XXY
雌性,可育
XY、XYY
雄性,可育
XXX、YO、YY
胚胎期致死
XO
雄性,不育
A.据表推测,果蝇的性别决定与X染色体的数目有关,与是否含有Y染色体无关
B.若致死基因位于常染色体上,则F1个体中红眼雌果蝇:白眼雌果蝇:红眼雄果蝇: 白眼雄果蝇=4:1:1:4
C.若致死基因位于X染色体上,则F1个体中红眼雌果蝇:白眼雌果蝇:红眼雄果蝇: 白眼雄果蝇=4:1:1:2
D.F1红眼雌雄果蝇交配产生的染色体数目异常的F2个体中,若有1/9是白眼,则致死基因位于常染色体上
【答案】D
【分析】题意分析,用红眼雄果蝇(XAY)与白眼雌果蝇(XaXa)杂交得到F1,正常情况下,子代雌果蝇(XAXa)均为红眼,雄果蝇(XaY)均为白眼,但在子代中发现一只例外白眼雌果蝇(记为W)。则此白眼果蝇产生的原因可能是基因突变、染色体数目变异或染色体缺失,现将该白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇(XAY)杂交产生F2,根据F2性状判断其产生的原因。
【详解】A、据表推测,果蝇的性别决定与X染色体的数目有关,与是否含有Y染色体无关,如含有两个X染色体的为雌性,含有一个X染色体的为雄性,无X染色体和三条染色体的个体致死,A正确;
B、根据题意可知,现有一只性染色体数目异常且携带纯合致死基因的白眼雌果蝇XaXaY与野生型红眼雄果蝇XAY杂交,白眼果蝇产生的配子为XaXa∶XaY∶Xa∶Y=1∶2∶2∶1。正常红眼雄果蝇产生的配子为XA∶Y=1∶1,产生的子代的基因型和表现型比例为红眼雌果蝇(2XAXaY、2XAXa)∶白眼雌果蝇(1XaXaY)∶红眼雄果蝇(XAY)∶ 白眼雄果蝇(2XaYY、2XaY)=4∶1∶1∶4,该结果说明致死基因位于常染色体上,B正确;
C、若致死基因位于X染色体上,且设为隐性纯合ee致死,则白眼雌果蝇的基因型表示为XaEXaeY与野生型红眼雄果蝇XAY杂交,白眼果蝇产生的配子为XaEXae∶XaEY∶XaE∶XaeY∶Xae∶Y=1∶1∶1∶1∶1∶1。F1个体中红眼雌果蝇(1XAXaeY、1XAXaEY、1XAXaE、1XAXae)∶白眼雌果蝇(1XaEXaeY)∶红眼雄果蝇(XAY)∶ 白眼雄果蝇(1XaEYY、1XaEY)=4∶1∶1∶2,C正确;
D、若致死基因位于常染色体上,则产生的子代中红眼雌果蝇(1XAXaY、1XAXa)和红眼雄果蝇(XAY)杂交,根据棋盘法计算可知,染色体异常个体中白眼个体(XaYY)占比为1/5,D错误。
故选D。
22.(2025·浙江嘉兴·三模)某男子46岁时患上了慢性髓细胞性白血病(CML),原因是造血干细胞的9号和22号染色体间发生了片段移接(如图),且有A-B基因融合,该基因编码的一种酶导致白细胞增殖失控。CML的环境诱因包括化学污染、病毒感染等。下列叙述正确的是( )
A.患者造血干细胞的基因型发生了改变
B.与正常细胞相比,患者造血干细胞中染色体减少1条
C.电离辐射不可能是CML的环境诱因
D.促进A-B融合基因表达是治疗CML的思路之一
【答案】A
【分析】染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、易位和倒位,染色体结构变异会改变基因的数目和排列顺序进而引起生物性状的改变。
【详解】A、由图可知,慢性髓细胞性白血病是9号染色体与22号染色体的片段互换,且有A-B基因融合,所以患者造血干细胞的基因型发生了改变,A正确;
B、从图中可以看出,只是9号染色体和22号染色体之间发生了片段移接,并没有导致染色体的数目减少。 即与正常细胞相比,患者造血干细胞中染色体数目不变,B错误;
C、已知CML的环境诱因包括化学污染、病毒感染等,而电离辐射属于化学污染的一种(物理性化学污染),所以电离辐射可能是CML的环境诱因,C错误;
D、因为A - B基因编码的一种酶导致白细胞增殖失控,从而引发慢性髓细胞性白血病(CML)。 那么抑制A - B融合基因表达,使其不能编码导致白细胞增殖失控的酶,才可能是治疗CML的思路之一,而不是促进其表达,D错误。
故选A。
23.(2025·广西柳州·三模)位点特异性重组是指在DNA特定位点上发生的重组,需要在重组位点存在同源序列(指相同或相似的DNA序列)。位点特异性重组可以发生在2个不同的DNA分子之间,也可以发生在同一个DNA分子之内,具体重组方式如图所示。下列叙述错误的是( )
A.方式①遵循的原理与基因工程相同
B.方式②导致染色体发生结构变异
C.方式③通常导致染色体发生数目变异
D.噬菌体和大肠杆菌存在同源序列,说明它们可能有共同的祖先
【答案】C
【分析】基因工程:目的基因的筛选与获取、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、方式①遵循的原理是基因重组,与基因工程的原理相同,A正确;
B、方式②属于染色体发生结构变异中的倒位现象,B正确;
C、方式③属于染色体发生结构变异中的易位现象,C错误;
D、噬菌体和大肠杆菌存在同源序列,这是利用分子生物学证据说明它们可能有共同的祖先,D正确。
故选C。
24.(2025·福建福州·三模)图1为小鼠(XY型)某细胞分裂示意图(仅画出部分染色体),图2表示小鼠不同分裂时期细胞中染色体与核DNA的数量。下列叙述正确的是( )
A.图1精原细胞对应图2d细胞,细胞中染色体数:核DNA数=1:2
B.该小鼠体内细胞最多含4个染色体组,图2e细胞中含2个染色体组
C.图1细胞分裂完成后产生的次级精母细胞的基因型为aaYY和AaXBXB
D.图2b细胞一定处于减数分裂Ⅰ,c细胞处于减数分裂Ⅱ后期、末期
【答案】C
【分析】 减数分裂过程:(1)减数分裂前间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂:①前期:染色体散乱分布;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点(着丝粒)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、题中左图细胞同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期,且该小鼠是雄性,该细胞为初级精母细胞,对应右图b细胞,A错误;
B、右图e细胞中染色体与核DNA都是n,染色体数目减半,此时含1个染色体组,B错误;
C、图1细胞染色体组成是AaaaXBXBYY,减数第一次分裂后期同源染色体分离,结合图示可知,分裂完成后产生的次级精母细胞的基因型为aaYY和AaXBXB,C正确;
D、图2中b 细胞染色体数目是2n,核DNA是4n,可能处于减数分裂I,也可能处于有丝分裂前期、中期,D错误。
故选C。
25.(2025·山西晋中·三模)下图表示某生物一对同源染色体上的部分基因及其位置关系。研究发现,同一条染色体上较远的基因更容易发生交换重组。下列叙述正确的是( )
A.控制不同性状的非等位基因的重新组合均发生在非同源染色体间
B.基因F与C的分离可能是减数分裂Ⅰ后期发生了基因重组导致的
C.可据两对基因交换重组的频率推测它们在一条染色体上的相对距离
D.丢失d和丢失A、B的变异类型分别属于基因突变和染色体结构变异
【答案】C
【分析】基因在染色体上呈线性排列,一条染色体上有许多个基因,基因通常是具有遗传效应的DNA片段,基因是控制性状的基本单位。
【详解】A、控制不同性状的非等位基因的重新组合不一定发生在非同源染色体间,如基因F与C发生分离,可能是减数分裂Ⅰ前期时同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换导致的基因重组,A错误;
B、控制不同性状的非等位基因的重新组合不一定发生在非同源染色体间,如基因B与F发生分离,可能是减数分裂Ⅰ前期时同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换导致的基因重组,B错误;
C、结合题干中“同一条染色体上较远的基因更容易发生交换重组”,可根据两对基因交换重组的频率推测同一条染色体上两个基因间的相对距离,C正确;
D、染色体上基因整体丢失都属于染色体结构变异中的缺失,基因内部某个位点碱基丢失才属于基因突变,D错误。
故选C。
二、多选题
26.(2025·山东泰安·三模)普通小麦是由一粒小麦(2n=14,N₁=7)、节节麦(2n=14,N₂=7)、拟斯卑尔山羊草(2n=14,N₃=7)通过属间杂交、染色体自然加倍形成的异源六倍体(6n=42),其中二粒小麦是其形成过程中的一种异源四倍体。将普通小麦形成过程中的几种植株杂交,部分结果如图所示,图中圆圈交集处数字表示F1杂合子在减数分裂 I中形成的四分体个数。下列说法错误的是( )
A.二粒小麦是由一粒小麦和拟斯卑尔山羊草杂交后直接得到的可育植株
B.普通小麦的染色体组成为N₁N₁N₂N₂N₃N₃,其与节节麦杂交的后代为可育的四倍体
C.取普通小麦的花粉进行组织培养得到植株甲,甲植株的细胞中含有三个染色体组
D.图中任意两种小麦间杂交,获得的后代植株均不育,说明相互间存在生殖隔离
【答案】AB
【分析】1、秋水仙素可以抑制纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍。
2、染色体组:细胞中的一组非同源染色体,他们在形态和功能上各不相同,但又互相协调,携带着控制本生物生长、发育、遗传和变异的全部信息,这样的一组染色体。
【详解】A、一粒小麦和拟斯卑尔山羊草杂交后得到的植株,需经秋水仙素或低温处理后,染色体数目加倍,才能成为异源四倍体的可育二粒小麦,A错误;
B、由题干可知,普通小麦为一粒小麦、节节麦、拟斯卑尔,山羊草杂交后自然加倍形成的六倍体,普通小麦染色体组成为N1N1N2N2N3N3,其与节节麦(N2N2)杂交产生后代的染色体组成为N1N2N2N3,为不育的四倍体,B错误;
C、普通小麦含有六个染色体组,减数分裂产生的花粉中含有三个染色体组,经花粉组织培养获得的植株中含有三个染色体组,C正确;
D、图中任意两种小麦间杂交,获得的后代植株均不育,说明相互间存在生殖隔离,属于不同物种,D正确。
故选AB。
27.(2025·黑龙江大庆·三模)家蚕(2N=56)为ZW型性别决定,生产实践中发现雄蚕具有食量低、结茧率高的特点。为了能够通过蚕卵颜色辨别蚕的性别,科研人员利用辐射诱变技术处理常染色体上控制卵色的基因(A控制黑卵,a控制白卵),得到变异家蚕,进而培育限性黑卵家蚕,过程如图。已知基因A位置改变后仍能正常表达,下列说法错误的是( )
A.上述培育限性黑卵家蚕过程中发生的可遗传变异只有染色体变异
B.若受精卵中无基因A或a会导致胚胎致死,则F2中限性黑卵雌蚕所占比例为1/8
C.若想在子代中通过卵的颜色筛选出雄蚕,应将限性黑卵家蚕与正常白卵家蚕杂交
D.若对家蚕进行基因组测序,应对其28条染色体上的DNA碱基序列进行检测
【答案】ABD
【分析】自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合
【详解】A、上述培育限性黑卵家蚕过程中发生的可遗传变异有染色体变异和基因重组,A错误;
B、变异黑卵家蚕与正常白卵家蚕杂交,F1中基因型为AaZWA、AaZZ、aZZ、aZWA,F1相互杂交,可利用分离定律解决,雌性产生A配子概率为1/4,a=1/2,0=1/4,雄性产生配子种类及比例与雌性相同,子代00=1/16,aa=1/4,已知若受精卵中无基因A或a会导致胚胎致死,00与ZZ组合会致死,所以致死个体占1/16×
1/2=1/32,F2中限性黑卵雌蚕aaZWA所占比例为(1/4×1/2)/(1-1/32)=4/31,B错误;
C、将图中限性黑卵家蚕aaZWA与正常白卵家蚕aaZZ杂交,子代基因型为aaZZ和aaZWA,表型为黑卵的家蚕只有雌蚕,表型为白卵的家蚕只有雄蚕,因此在子代中可通过卵的颜色筛选出雄蚕,C正确;
D、若对家蚕进行基因组测序,应检测27+Z+W即29条染色体上DNA的碱基序列,D错误。
故选ABD。
三、解答题
28.(2025·江西·三模)脊髓小脑性共济失调(SCA)是一类神经系统退行性疾病,受常染色体上独立遗传的基因B/b和基因T/t控制,基因B/b能编码polyQ蛋白。患者polyQ蛋白的谷氨酰胺重复次数比正常人的多,基因T编码的CHIP蛋白会降解重复次数多的异常polyQ蛋白至正常人水平。图1为某家系关于SCA的遗传系谱图,用限制酶对该家系部分个体的基因B/b剪切后进行电泳,结果如图2所示。回答下列问题:
(1)若正常基因为B,则患者的基因型是 ;若正常基因为b,则患者的基因型是 。
(2)根据图1和图2可以判断,正常基因是重复次数为 (填“50”或“26”)的片段序列。I-1的电泳结果与Ⅱ-2的相同,而I-1表现正常,原因是 。
(3)Ⅱ-2和Ⅱ-3再生育一个患病孩子的概率是 ,在Ⅲ-1体内未检测到功能性CHIP蛋白,请在图2中画出Ⅲ-1的基因B/b的电泳结果 。
【答案】(1) bb_ _ Bbtt或BB_ _
(2) 50 I-1含有基因T,基因T编码的CHIP蛋白会降解重复次数多的异常polyQ蛋白
(3) 3/8
【分析】几种常见的单基因遗传病及其特点:1、伴X染色体隐性遗传病:如红绿色盲、血友病等;发病特点:①男性患者多于女性患者,②隔代交叉遗传,即男性患者将致病基因通过女儿传给他的外孙,女性患者的父亲和儿子均为患者。2、伴X染色体显性遗传病:如抗维生素D佝偻病等;发病特点:①女性患者多于男性患者,②男性患者的母亲和女儿均为患者,③世代相传。3、常染色体隐性遗传病:如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等;发病特点:患者少,个别代有患者,一般不连续。4、常染色体显性遗传病:如多指、并指、软骨发育不全等;发病特点:患者多,多代连续得病。5、伴Y染色体遗传病:如人类的外耳道多毛症;特点是患者都是男性,传男不传女。
【详解】(1)因CHIP蛋白(T基因)可降解异常蛋白,若T基因缺失(tt),则(杂合子)致病基因所表达的蛋白质无法被纠正,导致发病。当正常基因为B时,则患者基因型为bb_ _。当正常基因为b时,基因型为B_含有致病基因,患者基因型为Bbtt或BB_ _。
(2)由图2可知,Ⅲ-2患病,且只含有重复次数为50的片段序列,因此致病基因是重复次数为50的片段序列,正常基因是重复次数为26的片段序列;由图2可知,Ⅰ-1的电泳结果与Ⅱ-2的相同,而Ⅰ-1 表现正常,原因是其含有T基因,基因T编码的CHIP蛋白会降解重复数多的异常polyQ蛋白,使得Ⅰ-1不发病。
(3)Ⅱ-2的基因型为Bbtt,由于Ⅲ-1体内未检测到功能性CHIP蛋白(tt),故Ⅱ-3 的基因型为 BbTt,基因型为Bbtt和BB_ _的个体患病,因此生育患病孩子的概率1/4×1+1/4×1/2=3/8。若Ⅲ-1体内不能检测到功能性 CHIP蛋白,则其不含重复次数多的异常 polyQ蛋白,否则会患病,因此只存在正常基因的重复26次的条带,示意图为: 。
29.(2025·河南·三模)玉米(2n=20)根据籽粒颜色可分为黄玉米、白玉米和混合玉米三种,该性状由两对等位基因A/a和B/b共同控制,其中A基因控制黄色,且AA和Aa的效应相同。玉米植株颜色由2号染色体上的基因D/d控制,其中D基因控制紫色、d基因控制绿色。研究人员在玉米中发现了一个孤雌生殖诱导系,其一条2号染色体的姐妹染色单体发生融合,最终在两个着丝粒之间形成染色体桥,染色体桥可在任意一处随机断裂,形成的子染色体移向两极(机制如图1),当不含D/d基因的精子与卵细胞结合时,可诱导卵细胞直接发育成单倍体子代(不考虑致死情况)。研究人员利用纯合品系黄玉米和白玉米进行图2所示杂交实验。
(1)亲本中黄玉米和白玉米的基因型分别是 ,基因A/a和基因B/b的遗传遵循自由组合定律,理由是 。
(2)F2混合玉米自交,子代中黄玉米所占比例为 。
(3)基因型为Dd的孤雌生殖诱导系在减数分裂产生精子的过程中,染色体桥出现在处于 (填时期)的细胞中,产生的不含D/d基因的精子中含有 条染色体。图1染色体上出现D、d基因的原因是发生了 (填变异类型)。
(4)基因型为Dd的孤雌生殖诱导系与紫色玉米植株杂交,子代出现了紫色和绿色的单倍体植株,说明母本紫色玉米植株为杂合子,原因是 。
(5)欲判断A/a基因是否位于2号染色体上,可选用基因型为AaBbDd的紫色混合玉米植株与孤雌生殖诱导系杂交,得到单倍体幼苗后,使用 (填化学试剂)处理使染色体数目加倍,统计后代性状分离比,若 ,则A/a基因位于2号染色体上。
【答案】(1) AABB,aabb或AAbb,aaBB F2中黄玉米:混合玉米:白玉米=6:6:4,属于“9:3:3:1”的变式
(2)5/12
(3) 减数分裂II后期 10 基因突变或基因重组
(4)单倍体子代的种类即母本产生卵细胞的种类,子代出现了紫色和绿色的单倍体植株,说明母本产生了分别含D基因和d基因的卵细胞
(5) 秋水仙素 绿色黄玉米植株:紫色白玉米植株=1:1或紫色黄玉米植株:绿色白玉米植株=1:1
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)籽粒颜色由两对等位基因A/a和B/b共同控制,其中A基因控制黄色,且AA和Aa的效应相同,由图2中的杂交结果可知,A_Bb表现为混合玉米、A_BB和A_bb表现为黄玉米、aa_ _表现为白玉米,F1(混合玉米)的基因型为AaBb,基因型为AABB的黄玉米和基因型为aabb的白玉米或基因型为AAbb的黄玉米和基因型为aaBB的白玉米杂交均可得到基因型为AaBb的F1混合玉米。
图2的F2中黄玉米:混合玉米:白玉米=6:6:4,属于“9:3:3:1”的变式,说明基因A/a和基因B/b的遗传遵循自由组合定律。
(2)F2混合玉米的基因型及比例为AABb:AaBb=1:2,则F2混合玉米自交,子代中黄玉米所占比例为1/3×1/2+2/3×3/8=5/12。
(3)姐妹染色单体发生融合后,随着着丝粒分裂,子染色体向细胞两极移动,形成染色体桥,着丝粒分裂发生在减数分裂II后期;染色体桥会随机断裂,导致形成的子细胞中D/d基因的数量改变,但染色体数目不变,故产生的不含D/d基因的精子中含有10条染色体。细胞中姐妹染色单体是由染色体复制得到的,应该含有相同的基因,但图1的姐妹染色单体上含有D、d基因,则可推测该细胞发生了基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体互换(基因重组)。
(4)孤雌生殖诱导系作父本时,减数分裂产生的不含D/d基因的精子与卵细胞结合,会诱导卵细胞直接发育成单倍体子代,故单倍体子代的种类即母本产生卵细胞的种类,子代出现了紫色和绿色的单倍体植株,说明母本产生了分别含D基因和d基因的卵细胞。
(5)秋水仙素处理单倍体植株会抑制纺锤体的形成,导致子染色体不能移向细胞两极,从而形成正常的二倍体植株。为判断A/a基因是否位于2号染色体上,可选用基因型为AaBbDd的紫色混合玉米与孤雌生殖诱导系杂交,则子代单倍体植株是由卵细胞直接发育而来的,若A/a基因位于2号染色体上,则可能是A与D在一条染色体上、a与d在另一条染色体上,也可能是A与d在一条染色体上、a与D在另一条染色体上,故由卵细胞直接发育成的单倍体植株经秋水仙素加倍后得到的二倍体植株的基因型及比例为AABBDD:AAbbDD:aaBBdd:aabbdd=1:1:1:1,表型及比例为紫色黄玉米植株:绿色白玉米植株=1:1;或AABBdd:AAbbdd:aaBBDD:aabbDD=1:1:1:1,表型及比例为绿色黄玉米植株:紫色白玉米植株=1:1。
30.(2025·河南开封·三模)我国是蚕丝业的发祥地,丝绸之路是最早最重要的东西方文明交流通道。利用性别控制技术实现“农村专养雄蚕,蚕种场多养雌蚕”将有效提高整个蚕丝产业的综合效益。研究人员利用雌蚕无性克隆品种作为家蚕杂交种生产的母本,经济性状优良的限性卵色品种作为父本,在杂交种生产中可实现原种的性别控制,形成一种新的“单交蚕种”生产模式,如图所示。回答下列问题。
(1)研究发现,用46℃热处理从卵巢中取出的蚕卵18 min,再立即将其置于低温水中冷却,即可使蚕卵发育成与雌性亲本染色体组成和基因型完全相同的子代,且具有良好的繁殖力。雌性家蚕的染色体组成为54+ZW,雄性家蚕的染色体组成为54+ZZ。该过程的原理是:产生蚕卵的过程中,低温处理可能破坏了 的形成,导致 (填“减数分裂Ⅰ”或“减数分裂Ⅱ”)过程异常从而形成了无性克隆品种。
(2)某种卵色只限于在一种性别中出现并能代代相传的家蚕品种称为限性卵色品种。家蚕的10号染色体上有一对控制卵色的基因(黑色E/黄色e),研究人员用射线处理基因型为EE的雌性家蚕,获得了有一个E基因转移至W染色体上的突变体。该突变属于 (变异类型),要获得家蚕的限性卵色品种,可以选择该突变个体与基因型为 的个体进行交配,所得子代雌雄表现型及比例为 ,再经过多轮子代与 性亲本回交后即可获得能稳定遗传的限性卵色品种。
(3)单交蚕种生产模式下,应取无性克隆品种与限性卵色品种中 色卵孵化出的家蚕交配,即可避免纯种的发生,提高了蚕种质量。
【答案】(1) 纺锤体(星射线) 减数分裂I
(2) 染色体(结构)变异(或易位) ee(ZZ) 黑色雌性:黑色雄性:黄色雄性=2:1:1 雄
(3)黄
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关,这种与性别相关联的性别遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】(1)低温处理能破坏纺锤体(星射线)的形成,导致减数分裂I过程异常从而形成了无性克隆品种。因为纺锤体的作用是牵引染色体运动,若纺锤体被破坏,染色体分开后不能移向两极,导致产生的子细胞染色体数目与亲代细胞相同。
(2)已知家蚕的10号染色体上有一对控制卵色的基因(E/e),研究人员用射线处理基因型为EE的雌性家蚕,获得了有一个E基因转移至W染色体上的突变体,由于基因的位置发生了改变,所以该突变属于染色体(结构)变异(或易位)。要获得家蚕的限性卵色品种,可以选择该突变个体(EOZWE )与基因型为eeZZ的个体进行交配,所得子代的基因型及比例为EeZZ:EeZWE :eOZZ:eOZWE=1:1:1:,表现型黑色雌性:黑色雄性:黄色雄性=2:1:1。 再经过多轮子代与雄性亲本(eeZZ)回交后即可获得能稳定遗传的限性卵色品种(eeZWE )。
(3)单交蚕种生产模式下,应取无性克隆品种(♀无性克隆品种)与限性卵色品种中黄色卵孵化出的家蚕交配,因为限性卵色品种中黄色卵孵化出的是雄性家蚕(eeZZ),无性克隆品种的基因型为eeZWE ,它们杂交后代的基因型为eeZZ和eeZWE ,不会出现纯种(EEZWE 或EEZZ),即可避免纯种的发生,提高了蚕种质量。
四、实验题
31.(2025·湖北·三模)阅读材料,完成下列要求。
水稻是我国重要的粮食作物,水稻稻瘟病是由稻瘟病菌侵染水稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。水稻的抗稻瘟病是由基因R控制的,与不抗稻瘟病r均位于第11号染色体上。水稻至少有一条正常的11号染色体才能存活。研究人员发现两株染色体异常稻(体细胞染色体如图所示)。请据图分析回答下列问题:
(1)植株甲的可遗传变异类型具体为 ,请简要写出区分该变异类型与基因突变最简单的鉴别方法: 。
(2)已知植株甲的基因型为Rr,若要确定R基因位于正常还是异常的11号染色体上,请用最简单的方法设计实验证明R基因的位置(写出杂交组合预期结果及结论)。
① ,将种子种植后观察并统计子代植株表型和比例;
②若子代 ,R基因在11号正常染色体上;若子代 ,R基因在11号异常染色体上;
③若R位于异常染色体上,若让植株甲、乙进行杂交,假设产生配子时,三条互为同源染色体的其中任意两条随机联会,然后分离,多出的一条随机分配到细胞的一极,则子代植株表型及比例为 。
(3)水稻细胞中另有一对等位基因B、b对稻瘟病的抗性表达有影响,BB使水稻抗性完全消失,Bb使抗性减弱。现用两纯合亲本进行杂交,实验过程和结果如图。
根据题意判断,等位基因B、b (填“位于”或“不位于”)第11号染色体上,F2的易感病植株中纯合子占 。
【答案】(1) 染色体结构变异(染色体片段缺失) 用光学显微镜观察区分(分裂期或联会时期的装片)
(2) ①让甲植株自交产生种子 ②均为抗病植株 抗病植株∶感病植株=2∶1 ③抗病植株∶感病植株=8∶3
(3) 不位于
【分析】分析题图可知植株甲,异常染色体与正常染色体相比,短了一截,可判断变异类型属于染色体结构变异(染色体片段缺失)。植株乙的变异类型属于染色体数目变异。
【详解】(1)植株甲的异常染色体与正常染色体相比,短了一截,可判断变异类型属于染色体结构变异(染色体片段缺失)。染色体变异可在光学显微镜下观察到,而基因突变不能在光学显微镜下观察,所以可用光学显微镜观察区分(分裂期或联会时期的装片)该变异类型。
(2)①结合题意“水稻至少有一条正常的11号染色体才能存活”,要确定R基因位于正常还是异常的11号染色体上,可让甲植株(Rr)自交产生种子,观察并统计子代表型和比例;
②Rr自交后代基因型为RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,若R基因在11号正常染色体上,基因型rr的个体因不含正常染色体而死亡,子代只有抗病植株;若R基因在11号异常染色体上,基因型RR的个体无正常染色体而死亡,子代剩下Rr和rr基因型的个体,表型及比例为抗病植株∶感病植株=2∶1。
③若R位于异常染色体上,甲(Rr)能产生两种配子R∶r=1∶1,乙(Rrr)能产生配子2Rr∶2r∶1R∶1rr,子代为2RRr∶1RR∶3Rrr∶3Rr∶1rrr∶2rr,其中RR个体死亡,剩下的抗病植株∶不抗病植株=8∶3。
(3)由于F2的性状分离比是3∶6∶7,加和为16,可判定抗病性状符合自由组合定律,故等位基因B、b不位于第11号染色体上。由F2表型比例为3∶6∶7可知,F1个体基因型为BbRr,F2的易感病植株基因型为rrBB()、rrBb()、rrbb()、RRBB()、RrBB(),F2的易感病植株中纯合子占(++)/(++++)=。
32.(2025·安徽·三模)水稻是自花授粉植物,常用三系法制备杂交种。雄性不育系(A)是不能产生花粉的植物品系;保持系(B)是与不育系杂交,使F1保持雄性不育性的植物品系;恢复系(D)是与不育系杂交,使F1恢复雄性可育的植物品系。
资料Ⅰ细胞核和细胞质中都有控制雄性可育的基因。细胞核中,可育基因用R表示,不育基因用r表示,R对r显性;细胞质中,可育基因用N表示,不育基因用S表示。只要含一个雄性可育基因,植株即雄性可育,下图表示杂交种培育的过程,回答下列问题:
(1)水稻雄性可育的个体理论的基因型共有 种,恢复系D的基因型有 。
(2)一株基因型为S(rr)的雄性不育系水稻,与基因型为N(Rr)的水稻杂交,F1自交,后代可育个体的基因型及比例为 。
资料Ⅱ 研究发现水稻2号染色体上的一对等位基因D、d与水稻的高矮相关,D基因控制高茎性状,d基因控制矮茎性状。水稻至少有一条正常的2号染色体才能存活。研究人员发现一株2号染色体异常稻(体细胞2号染色体如图所示,形成的配子至少含有一条2号染色体,且均存活),据图分析回答:
已知植株的基因型为DDd,若要确定d基因位于正常还是异常的2号染色体上,请设计最简便实验验证d基因的位置(请写出杂交组合预期结果)。
(3)实验步骤: ,观察种子种植后的植株高度。
(4)预测实验结果及结论:若子代 ,d基因在2号正常染色体上;若子代 ,d基因在2号异常染色体上。
【答案】(1) 5 S(RR)、N(RR)
(2)S(RR)∶S(Rr)=1∶2
(3)让该异常植株自交产生种子
(4) 若子代出现高茎和矮茎植株 若子代全为高茎植株
【分析】题意分析,等位基因是指位于一对同源染色体上的相同位置,控制一对相对性状的一对基因。雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制,基因型包括:N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr)。
【详解】(1)只要含有一个可育基因(细胞质为N 或核基因含R)即可雄性可育。细胞质为N时,核基因可 RR、Rr、rr ,合计3种;细胞质为S时,核基因需含R(即RR或Rr),合计2种,雄性可育基因型共有5种。恢复系D要求与不育系杂交后代一定可育,因而其核基因必带显性R,细胞质可为N或S,且核基因可为RR或Rr,恢复系D的基因型S(RR)、N(RR)。
(2)基因型为S(rr)的不育系与N(Rr)的可育稻杂交,F₁中能产生花粉的只有S(Rr)。在只考虑 S(Rr) 植株自交时,F2核基因型按1 ∶ 2 ∶ 1(RR ∶ Rr ∶ rr)分离,细胞质统一为S,故可育个体的基因型为S(RR)和S(Rr),比例为S(RR)∶S(Rr)=1∶2。
(3)要确定d基因位于正常还是异常2号染色体的最简便实验:
实验步骤:让该异常植株自交产生种子,收集种子并观察杂交后代的株高。
(4)若子代出现高茎和矮茎植株,d基因在2号正常染色体上;
若子代全为高茎植株,d基因在2号异常染色体上。
五、未知
33.(2025·河北秦皇岛·三模)鹌鹑(ZW)到了繁殖期,颈后部有的会长出长羽冠,有的长出短羽冠,长羽冠受显性基因G控制,即使携带G基因也只在成年后的繁殖期才表现出来。现有一繁殖期表现出短羽冠的雄性和一繁殖期表现出长羽冠的雌性鹌鹑杂交,繁殖出一雄一雌两只幼体。对亲子代进行相关基因检测,电泳结果如图所示(对应个体标签丢失且不考虑Z、W染色体的同源区段)。请回答下列问题:
(1)控制羽冠基因G/g位于 染色体上,理论上,子代中繁育期雌性长羽冠鹌鹑和雄性长羽冠鹌鹑在数量上表现为 。
(2)F1雌雄鹌鹑相互杂交,F2成年后出现雄性短羽冠的概率为 。
(3)鹌鹑的喙有黄色(F)和褐色(f),取多对短羽冠褐喙雄鹌鹑与长羽冠黄喙雌鹌鹑杂交,F1雄性均表现为长羽冠黄喙,雌性均表现为长羽冠褐喙。
①上述两个亲本的基因型为 。
②几个生物兴趣小组多次重复上述实验,偶然间发现F1中出现一只雄性褐喙。小组成员猜测以下三种可能:F基因所在染色体出现了缺失;出现了性反转;出现了基因突变。请你设计最简单实验进行判断,请简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验设计思路: ;
实验结果预期: 。
【答案】(1) 常 1:1
(2)1/8
(3) ggZfZf、GGZFW 取该褐喙雄性个体细胞制成临时装片进行染色体观察 若只有一条性染色体,则为染色体缺失;若两条性染色体大小形态不同,则是出现了性反转;若性染色体形态相同且结构正常,则为基因突变
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关,这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】(1)根据电泳条带分析可知,两个个体为杂合子,两个个体为纯合子,若基因位于Z染色体上,设繁殖期表现出短羽冠的雄性基因型为ZgZg和一繁殖期表现出长羽冠的雌性鹌鹑基因型为ZGW,子代为ZGZg和ZgW,因子代是一个雌性一个雄性,无法出现两个纯合两个杂合的情况,与题目不符;若基因在常染色体上,短羽冠的雄性基因型为g,长羽冠的雌性鹌鹑基因型为GG,子代的基因型Gg,则1和3是子代,2和4是亲代,与题目相符。若短羽冠的雄性基因型为g,长羽冠的雌性鹌鹑基因型为Gg,子代基因型为Gg和gg,与题目不符,故可确定控制羽冠基因G/g位于常染色体上;由于基因在常染色体上,且即使携带G基因也只在成年后的繁殖期才表现出来,亲本中短羽冠的雄性鹌鹑和长羽冠的雌性鹌鹑的基因型为GG、gg,子代中雌性短羽冠鹤鹑和雄性短羽冠鹤鹑在数量上表现为1∶ 1。
(2)亲本中短羽冠的雄性鹌鹑和长羽冠的雌性鹌鹑的基因型为GG、gg,F1中雌性、雄性鹤鹑基因型为Gg,F1中雌雄鹤鹑相互杂交,子代为GG:Gg:gg=1:2:1,出现雄性短羽冠的概率为1/2×1/4=1/8,但需要在繁殖期才表现出来。
(3)由(1)可知长羽冠的基因在常染色体上,根据F1雄性均表现为长羽冠黄喙,雌性均表现为长羽冠褐喙,可知喙的颜色的遗传与性别有关,基因在Z染色体上。
①多对短羽冠褐喙雄鹌鹑与长羽冠黄喙雌鹌鹑杂交,F1雄性均表现为长羽冠黄喙,雌性均表现为长羽冠褐喙,可知亲本中短羽冠褐喙雄鹌鹑的基因型为ggZfZf,长羽冠黄喙雌鹌鹑的基因型为GGZFW。
②只考虑喙的颜色这一对相对性状,F1雄性的基因型为ZFZf,雌性的基因型为ZfW,而F1雄性中出现一只褐喙,若F1基因所在染色体出现了缺失,则基因型为Z0Zf;出现了性反转则基因型为ZfW;出现了基因突变则基因型为ZfZf,都可以通过显微镜观察染色体进行判断,故若想判断属于哪种类型,可以取该褐喙雄个体细胞制成临时装片进行染色体观察。若只有一条性染色体,则为染色体缺失;若两条性染色体大小形态不同,则是出现了性反转;若性染色体形态相同且结构正常,则为基因突变。
34.(2025·四川南充·三模)天然棉(2n=52)的棉絮呈白色或棕色等颜色,叶片通常为绿色。研究人员在天然棉群体中发现一淡红叶棕絮突变株(新生叶为淡红色)。现欲选育能稳定遗传的淡红叶抗虫棕絮棉,研究人员用该突变株做了如下实验。不考虑染色体变异和交叉互换,回答下列问题:
(1)分析上述实验可知,棉花的叶色和絮色这两对相对性状可能是由 (填“一对”或“两对”或“一对或两对”)等位基因控制的。
(2)经研究发现,棉花的叶色和絮色分别由等位基因R/r和F/f控制,其中R/r位于7号染色体上。请在淡红叶突变株的染色体上标记出这两对基因的位置 。
(3)研究人员将两个Bt基因整合到淡红叶突变株细胞的染色体上,从而培育得到转基因抗虫棉。假设两个Bt基因整合到7号染色体外的两对同源染色体上,让该转基因抗虫棉自交得到子代,子代中淡红叶抗虫棕絮棉占比为 。
(4)请以上述转基因抗虫棉为材料设计实验快速选育出能稳定遗传的淡红叶抗虫棕絮棉(写出实验思路即可): 。
【答案】(1)一对或两对
(2)
(3)45/64
(4)将上述转基因抗虫棉采用花药离体培养的方法获得单倍体幼苗,采摘淡红叶幼苗的叶片饲喂棉铃虫,一旦有抗虫性,用秋水仙素处理这些幼苗使其染色体数目加倍,待其长大结实,留种推广即可。
【分析】自由组合的实质:当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在子一代产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配定律。
【详解】(1)淡红叶棕絮突变株自交,后代淡红叶棕絮棉∶绿色白絮棉=3∶1,棉花的叶色和絮色这两对相对性状可能是由一对等位基因控制,后代发生性状分离,也可能由两对等位基因控制,两对等位基因连锁。
(2)棉花的叶色和絮色分别由等位基因R/r和F/f控制,自交后代出现3∶1,且绿色白絮棉占1/4,则rf的配子占1/2,r与f连锁,R与F连锁,R/r位于7号染色体上,F/f在染色体的位置如图所示。
(3)假设两个Bt基因整合到7号染色体外的两对同源染色体上,则自交时产生的不含Bt的配子占1/4,后代不抗虫的比例为1/16,抗虫的比例为15/16,而淡红叶突变株自交产生淡红叶棕絮棉的比例为3/4,7号染色体上的基因与另外两对染色体上的Bt基因能自由组合,因此子代中淡红叶抗虫棕絮棉占比为3/4×15/16=45/64。
(4)将上述转基因抗虫棉采用花药离体培养的方法获得单倍体幼苗,采摘淡红叶幼苗的叶片饲喂棉铃虫,一旦有抗虫性,用秋水仙素处理这些幼苗使其染色体数目加倍,待其长大结实,留种推广即可,这样即可快速选育出能稳定遗传的淡红叶抗虫棕絮棉。
35.(2025·辽宁·三模)水稻雌雄同株,自然状态下自花授粉。水稻花粉发育异常或不育会导致出现花粉活力下降、花药开裂不全、花粉管萌发受阻等问题,最终降低水稻的结实率和产量。但雄性不育植株可以简化制种程序,避免人工去雄操作,是杂交水稻遗传育种的关键材料。回答下列问题:
(1)对二倍体水稻采取 的措施可获取同源四倍体水稻,与二倍体水稻相比,同源四倍体水稻具有的优点有 (答出1点),但其结实率偏低,影响产量。
(2)水稻花粉母细胞减数分裂期间,若染色体的行为只考虑同源染色体联会后平均分配且随机移向细胞两极的情况,则将基因型为AAAA的长穗植株与基因型为aaaa的短穗植株杂交获得F1,F1与基因型为aaaa的植株杂交获得F2,F2的表型及比例为 。但实际上,染色体的行为会出现如图1所示的3种同源染色体的联会和分离现象,图1中联会方式 (填序号)在减I后期容易出现非2/2式分离,从而形成非整倍体的配子,使水稻的结实率下降。研究人员利用同源四倍体水稻T1与同源四倍体水稻品系T2杂交,经选育获得了可克服结实率低的新型四倍体水稻H3,相关材料花粉育性的统计结果如表所示。从花粉母细胞减数分裂期间染色体的行为上分析,H3能克服结实率低的原因可能是 。T1、H3与T2的生长情况如图2所示,与T1、T2相比,H3在产量方面表现出明显的 的遗传学现象。
材料
T1
T2
H3
E(二倍体水稻)
育性正常的花粉比例/%
52.51
60.10
90.79
96.32
(3)研究发现雄性可育(C基因控制)与雄性不育(c基因控制)为一对相对性状。为确保基因型为∝的品系F的雄性不育特性能够稳定遗传下去,研究人员构建了如图3所示的基因表达载体,将其导入品系F,获得仅一条染色体含表达载体的品系G。如何仅利用品系G为材料进行品系F的保持和品系G的制作,写出简要思路及理由: 。
【答案】(1) 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 茎秆粗壮(或叶片、果实和种子都比较大等)
(2) 长穗 : 短穗 = 5 : 1 ③ H3花粉母细胞减数分裂时,染色体联会更正常(如形成更多二价体,正常分离),育性正常花粉比例高 杂种优势
(3)思路:让品系G自交,从后代中分别选取雄性不育个体(品系F)和含基因表达载体的个体(品系G);理由:品系G基因型为Cc,F基因使含C基因的花粉死亡,仅能产生含c基因的花粉;而雌配子可正常产生C、c两种。自交时,雌配子(C、c)与雄配子(c)结合,后代基因型为Cc(品系G)和cc(品系F)。因此,品系G自交后代会分离出cc(保持品系F)和Cc(持续制作品系G),实现保种与制种。
【分析】染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位四种类型。缺失是指染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失,从而引起变异的现象。重复是指染色体上增加了相同的某个区段而引起变异的现象,分为顺接重复和反接重复。倒位指某染色体的内部区段发生180°的倒转,而使该区段的原来基因顺序发生颠倒的现象。易位是指一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上,从而引起变异的现象。染色体数量变异包括整倍性变异和非整倍性变异两种类型。整倍性变异指以一定染色体数为一套的染色体组呈整倍增减的变异。非整倍性变异是指生物体的2n染色体数增或减一个以至几个染色体或染色体臂的现象。
【详解】(1)要获取同源四倍体水稻,对二倍体水稻采取用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的措施。因为秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍。 ② 与二倍体水稻相比,同源四倍体水稻具有茎秆粗壮、叶片、果实和种子都比较大等优点;
(2)基因型为AAAA的长穗植株与基因型为aaaa的短穗植株杂交,F1的基因型为AAaa。F1(AAaa)产生的配子类型及比例为AA : Aa : aa = 1 : 4 : 1,与基因型为aaaa的植株杂交,F2的基因型及比例为AAaa : Aaaa : aaaa = 1 : 4 : 1,表型及比例为长穗 : 短穗 = 5 : 1;图1中联会方式③(1个单价体和1个三价体)在减数分裂Ⅰ后期容易出现非2/2式分离,因为单价体和三价体均随机移向细胞一极,从而形成非整倍体的配子,使水稻的结实率下降;从花粉母细胞减数分裂期间染色体的行为上分析,H3能克服结实率低的原因可能是H3能克服结实率低,由表可以看出H3育性正常花粉比例高,说明其花粉母细胞减数分裂时,染色体联会更正常,比如多数形成二价体,正常分离,所以育性正常花粉多;H3产量比T1、T2好,表现出杂种优势。T1、T3与T2的生长情况如图2所示,与T1、T2相比,H3在产量方面表现出明显的杂种优势的遗传学现象,即杂种后代在生长、繁殖、抗逆性等方面优于亲本的现象,从育性正常的花粉比例也可看出H3花粉育性较高,有利于产量提升;
(3)品系G的基因型是Cc,因为原本是cc,导入了C和F的一条染色体。现在要保种,自交的话,G自交,产生配子。因为F基因在花粉形成后让花粉死亡,所以含F所在染色体的花粉(即C那个)无法存活。那G产生的花粉只有c。而雌配子能正常产生C和c两种。所以自交后代:雌配子C、c,雄配子只有c。后代就是Cc(品系G)和cc(品系F)。 因此利用品系G为材料进行品系F的保持和品系G的制作的思路是:让品系G自交。这样后代会有cc(品系F)和Cc(品系G)。然后分别留种。这样既得到了品系F,又得到了品系G;理由是:品系G基因型为Cc,F基因使含C基因的花粉死亡,仅能产生含c基因的花粉;而雌配子可正常产生C、c两种。自交时,雌配子(C、c)与雄配子(c)结合,后代基因型为Cc(品系G)和cc(品系F)。因此,品系G自交后代会分离出cc(保持品系F)和Cc(持续制作品系G),实现保种与制种。
生物的进化考点03
一、单选题
1.(2025·陕西咸阳·三模)对氟烷表现不敏感的猪称为氟烷阴性猪,而对氟烷表现敏感的猪称为氟烷阳性猪,氟烷阳性猪易产生应激综合征,出现灰白色、松软和汁液渗出症状的猪肉。R基因可表达出R酶使肌肉中肌糖原含量升高70%,糖酵解后乳酸量增加,导致肌肉pH下降,而酸度提高会使肉品质下降。已知猪对氟烷的敏感度受常染色体上的一对等位基因控制。若氟烷阴性猪受显性基因N控制,氟烷阳性猪受隐性基因n控制,现有一头氟烷阴性公猪。下列叙述正确的是( )
A.为鉴定该氟烷阴性公猪的N基因是否纯合,最好是选多只氟烷阴性母猪与其杂交
B.该公猪与基因型为Nn的母猪杂交,若4头仔猪均对氟烷不敏感,则该公猪的基因型为NN
C.R基因使猪的肉品质下降,说明基因是通过控制酶的合成来直接控制生物性状
D.等数量氟烷阴性猪和氟烷阳性猪组成的种群中n基因的频率≥N基因的频率
【答案】D
【分析】基因控制生物性状的两种方式:基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物的性状。基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【详解】A、对于动物而言,检测其为纯合子还是杂合子最合适的方法为测交,故若氟烷阴性猪受显性基因N控制,氟烷阳性猪受隐性基因n控制。为鉴定一头氟烷阴性公猪的N基因是否纯合,应选择多只氟烷阳性母猪(nn)与其杂交,A错误;
B、4头仔猪太少,不能判断该公猪的基因型为NN,B错误;
C、R基因可表达出R酶,使肌肉中肌糖原含量升高70%,糖酵解后乳酸量增加,说明基因表达产物与性状的关系是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物体的性状,C错误;
D、氟烷阴性猪:基因型可能是NN或Nn。氟烷阳性猪:基因型是nn。假设:设氟烷阴性猪中NN比例为p,Nn比例为1-p。氟烷阳性猪均为nn。设各有x头,总个体数2x。N基因频率=[2px + (1 - p)x] / 4x = (p + 1)/4,n基因频率=[(1 - p)x + 2x] / 4x = (3 - p)/4,比较数据n频率 ≥ N频率,D正确。
故选D。
2.(2025·山西·三模)研究人员通过分析一块禄丰古猿(距今约800万年)化石的半规管(内耳中负责感受平衡的器官)形态发现,禄丰古猿的运动方式与人猿分异时的祖先非常相似,推断出人类直立行走或许起源于禄丰古猿型的运动方式。并且此演化过程在距今320万年左右突然加速,该时期恰好是北极冰盖扩张的时期,全球温度下降。下列说法错误的是( )
A.禄丰古猿化石是研究人类运动方式最直接的证据
B.禄丰古猿运动方式的变化是长期自然选择的结果
C.禄丰古猿运动方式演化速率与温度可能呈负相关
D.人类直立行走与禄丰古猿型的运动方式存在协同进化
【答案】D
【分析】协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。
【详解】A、化石是研究生物进化最直接的证据,A正确;
B、根据题意和生物进化理论可知,禄丰古猿运动方式的变化是长期自然选择的结果,B正确;
C、题干信息“演化过程在距今320万年左右突然加速,该时期恰好是北极冰盖扩张的时期,全球温度下降”说明,禄丰古猿运动方式演化速率与温度可能呈负相关,C正确;
D、协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,人类和禄丰古猿不在同一时代,故人类直立行走与禄丰古猿型的运动方式不存在协同进化,D错误。
故选D。
3.(2025·湖北武汉·三模)转座子是染色体上一段能够自主复制和移位的DNA序列。复制型转座子的DNA通过转录RNA来合成相应DNA片段,然后插入新位点。非复制型转座子直接将自身DNA从原来位置切除并插入新的位点。澳洲野生稻在过去近300万年内,3种独立的转座子增加了约4×108个碱基对,总量约占整个基因组的60%以上。下列叙述,错误的是( )
A.复制型转座子转座过程需要逆转录酶、DNA连接酶等参与
B.澳洲野生稻的基因组大小的变化主要是复制型转座子引起的
C.转座子可能会造成基因和染色体的改变,给基因组造成潜在危害
D.转座子可能造成基因组不稳定,降低遗传多样性,不利于生物进化
【答案】D
【分析】物种形成的3个环节:突变和基因重组为生物进化提供原材料;自然选择使种群的基因频率定向改变;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、复制型转座子转座过程是转座子的DNA通过转录RNA来合成相应DNA片段,然后插入新位点故需要用到逆转录酶、DNA连接酶等的参与,A正确;
B、澳洲野生稻在过去近300万年内,3种独立的转座子增加了约4×108个碱基对,总量约占整个基因组的60%以上,故可以说澳洲野生稻基因组的大小变化主要是由复制型转座子引起的,B正确;
C、转座子是一段能移位的DNA序列,可能会引发基因和染色体的改变,给基因组造成潜在危害,C正确;
D、转座子可能造成基因组不稳定,降低遗传的稳定性,不利于生物进化,而不是降低遗传的多样性,D错误。
故选D。
4.(2025·甘肃白银·三模)森林区鸟类偏好浅色(E)无毒石蝇,浅色无毒石蝇为躲避捕食会伪装成深色(ee)有毒石蝇,该现象称为贝氏拟态。而森林砍伐区鸟类稀少且对该种昆虫无此偏好,但深色有毒石蝇卵巢质量较差。下列叙述错误的是( )
A.森林区浅色无毒石蝇的伪装是自然选择的结果
B.森林砍伐区深色有毒石蝇的ee基因型频率保持不变
C.贝氏拟态现象会随着森林砍伐程度的增加而减少
D.森林砍伐活动可能会加快该种昆虫颜色的进化
【答案】B
【分析】进化的实质是种群基因频率发生定向的改变,变异是不定向的,为进化提供原材料,而自然选择的方向是确定的。生物适应环境的方式不同,变异的类型不同,自然选择的结果不同,但被选择的个体都是适应环境的个体。
【详解】A、森林区鸟类偏好浅色无毒石蝇,而深色是警戒色,所以浅色无毒石蝇中能伪装成深色的个体不易被天敌捕食,而不能伪装成深色的个体在自然选择过程中被淘汰,所以说森林区浅色无毒石蝇的伪装是自然选择的结果,A正确;
B、“森林砍伐区鸟类稀少且对该种昆虫无此偏好”,也就是说有伪装和无伪装的浅色无毒石蝇被捕食的概率相当,所以贝氏拟态现象会随着森林砍伐程度的增加而减少,但森林砍伐区深色有毒石蝇卵巢质量较差,所以ee基因型频率随着森林砍伐程度的增加而逐渐下降,B错误;
C、森林区鸟类偏好浅色(E)无毒石蝇,浅色无毒石蝇为躲避捕食会伪装成深色(ee)有毒石蝇,该现象称为贝氏拟态,由于砍伐后不利于伪装,贝氏拟态现象会随着森林砍伐程度的增加而减少,C正确;
D、森林砍伐活动使得鸟类稀少且对不同颜色的该种昆虫无偏好,可能会加快该种昆虫颜色的进化,D正确。
故选B。
5.(2025·重庆·三模)在频率依赖选择中,当一种表型或基因型频率较低时,其具有更高的适合度,这会促使原本频率较低的基因或表型得以保留和增加。如在某片草原上生活着一种鼠类,其毛色有黑色和棕色两种,由一对等位基因控制。研究发现,当黑色鼠在种群中比例较低时,它们更容易在草原的深色土壤环境中隐藏自己躲避天敌,繁殖成功率较高;但随着黑色鼠比例逐渐升高,其被捕食风险增加,繁殖成功率下降,棕色鼠的繁殖成功率则相对上升。下列说法错误的是( )
A.频率依赖选择是一种自然选择
B.个体的适合度取决于表型在种群中的相对频率
C.频率依赖选择不会改变该鼠种群的基因频率
D.频率依赖选择有利于维持该鼠种群毛色的遗传多样性
【答案】C
【分析】在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多的机会产生后代,种群中相应基因的频率会不断提高;相反,具有不利变异的个体留下后代的机会少,种群中相应基因的频率会下降。因此,在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
【详解】A、频率依赖选择属于自然选择的一种,因为它基于环境压力(如捕食)对个体生存和繁殖的影响,A正确;
B、在频率依赖选择中,个体的适合度直接取决于其表型在种群中的相对频率(当黑色鼠在种群中比例较低时,它们更容易在草原的深色土壤环境中隐藏自己躲避天敌,繁殖成功率较高;但随着黑色鼠比例逐渐升高,其被捕食风险增加,繁殖成功率下降,棕色鼠的繁殖成功率则相对上升),B正确;
C、频率依赖选择会改变基因频率:当黑色鼠频率低时,其适合度高,黑色基因频率上升;反之,棕色基因频率可能上升,因此,基因频率会动态变化,C错误;
D、因为低频表型具有适合度优势,两种毛色会交替增减,避免某一表型固定,从而维持多样性,D正确。
故选C。
6.(2025·山西晋中·三模)短腿安康羊的养殖优势在于适应性、繁殖力、抗病力均较强,且经济效益高。安康羊最初是在羊群中偶然发现的一只短腿羊,通过与多只正常腿羊进行杂交和选择性繁殖,最终培育出一个性状稳定的优良新品种。下列相关分析合理的是( )
A.若该短腿羊由隐性突变所致,则杂交后最早在F2中能观察到此短腿表型
B.若F1中既有正常腿羊又有短腿羊,则该短腿羊不可能由显性突变产生
C.选择性繁殖决定短腿羊的进化方向,使短腿基因频率发生不定向改变
D.由于突变和选择因素,安康羊与原种群基因库差异明显而形成生殖隔离
【答案】A
【分析】不同物种之间一般是不能自由交配的,即使交配成功,也不能产生可育后代,这一现象称为生殖隔离。
【详解】A、若该短腿羊由隐性突变所致,则其基因型为aa,与正常羊AA杂交后F1为Aa,最早在F2中能观察到此短腿表型,A正确;
B、若F1中既有正常腿羊又有短腿羊,则该短腿羊可能由显性突变产生,即亲本为Aa短腿羊×aa正常羊,B错误;
C、选择性繁殖决定短腿羊的进化方向,使短腿基因频率发生定向改变,即朝着决定短腿的方向改变,C错误;
D、由题意可知,安康羊与原种群可自由交配并产生可育后代,说明没有生殖隔离,D错误。
故选A。
7.(2025·湖南湘西·三模)某海岛上生活的两种蜥蜴种群,A种群以大型果实为食,B种群以小型昆虫为食。研究发现,在干旱年份,A种群数量显著增加;而在多雨年份,B种群数量占优。下列相关叙述错误的是( )
A.干旱导致小型昆虫减少,使B种群面临更大的生存压力,这种调节方式属于密度制约因素
B.两种蜥蜴食性的分化有利于减少竞争,这是长期自然选择的结果
C.若A种群中某些个体开始捕食昆虫,这种行为的出现一定会导致新物种的形成
D.气候变化导致两个种群数量波动,说明环境变化会影响种群特征和群落结构
【答案】C
【分析】生物之间的关系为种间关系和种内关系两种:种间关系又分互利共生(如藻类和真菌共同生活在一起形成地衣,二者密不可分)、原始合作(如海葵和寄居蟹在一起,互惠互利)、种间竞争(如水稻与稗草)、捕食(如狼吃羊)和寄生(如蛔虫寄生在人体内)等;种内关系又分种内互助(如蜜蜂之间的合作)和种内斗争(如狼群争抢猎物)等。
【详解】A、食物短缺对种群的影响程度与种群密度相关,属于密度制约因素,A正确;
B、食性分化是生态位分化的表现,可减少种间竞争,是长期自然选择的结果,B正确;
C、"一定"过于绝对,新物种形成需要生殖隔离的出现,C错误;
D、在干旱年份,A种群数量显著增加;而在多雨年份,B种群数量占优,说明环境变化会影响种群特征和群落结构,D 正确。
故选C。
8.(2025·山西临汾·三模)利福平是一种广谱抗生素,主要用于治疗由细菌引起的感染。其作用机理是抑制细菌的RNA聚合酶活性,最终导致细菌死亡。下列相关叙述正确的是( )
A.由上述信息推测细菌的RNA聚合酶和人的RNA聚合酶存在差异
B.RNA聚合酶与起始密码子结合,驱动基因转录合成新RNA
C.新RNA链的合成方向是从3'端到5'端,合成过程遵循碱基互补配对原则
D.长时间高强度使用利福平会诱导相应细菌产生耐药性变异
【答案】A
【分析】利福平作用机理是抑制细菌的RNA聚合酶活性,最终导致细菌死亡。
【详解】A、因为利福平只作用于细菌RNA聚合酶,表明细菌的RNA聚合酶和人的RNA聚合酶存在差异,A正确;
B、RNA聚合酶结合的是DNA的启动子区域,而非起始密码子,B错误;
C、新RNA链的合成方向是5’→3’,C错误;
D、抗生素(如利福平)不直接诱导细菌变异,而是通过选择,使已存在的耐药性变异细菌被保留并繁殖,变异是自发随机的,而非药物诱导,D错误。
故选A。
9.(2025·四川乐山·三模)在长期协同进化中,榕树与榕小蜂形成了专性互利共生关系:榕树依赖榕小蜂为其雌花传粉,而榕小蜂雌蜂必须将卵产在榕果的特定雌花子房内,幼虫以子房组织为食并仅能在榕果中完成发育。为适应这一精密互动,榕小蜂的触角进化出高度特化的形态——细长弯曲的触角可探入榕树花序内部复杂结构,表面密布的化学与机械感受器能精准识别榕树花序释放的挥发物信号并定位产卵位点。双方的发育周期高度同步,确保共生关系代代延续。下列叙述正确的是( )
A.榕小蜂触角形态的适应性进化仅由榕树花的形态直接决定
B.榕树与榕小蜂独特互利共生关系会提高它们的基因多样性
C.若榕树灭绝,榕小蜂可能会因缺乏食物和繁殖场所而灭绝
D.每只榕小蜂个体DNA中包含有该种群基因库的全部基因
【答案】C
【分析】种间关系(不同种生物之间的关系):包括互利共生、捕食、竞争、寄生。
【详解】A、榕小蜂触角形态的适应性进化是协同进化的结果,由榕树花的形态和化学信号(如挥发物),但进化过程由自然选择驱动,并非仅由榕树花的形态直接决定,A错误;
B、互利共生关系本身不一定提高基因多样性,基因多样性主要取决于突变、基因流等因素,B错误;
C、由于榕小蜂的生存和繁殖完全依赖于榕树,若榕树灭绝,榕小蜂将失去必需的资源,可能无法生存而导致灭绝,C正确;
D、基因库是种群中所有个体基因的总和,每个榕小蜂个体只携带种群基因库的一部分基因,而非全部基因,D错误。
故选C。
10.(2025·江苏盐城·三模)下列关于生物进化的叙述,正确的是( )
A.经过隔离而形成的不同物种之间不可能具有相同的遗传信息
B.同种生物之间、生物与环境之间通过相互影响实现了协同进化
C.种群是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位
D.物种的形成一定要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离
【答案】C
【分析】种群是生物进化的基本单位,突变和基因重组产生进化的原材料,自然选择决定生物进化的方向,隔离导致新物种的形成。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,这就是协同进化。
【详解】A、隔离是指在自然条件下不同种群间的个体不能进行基因交流的现象,生殖隔离是新物种形成的标志,但它们可具有相同的遗传信息,A错误;
B、协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,同种生物之间不存在协同进化,B错误;
C、种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变;同时种群内的个体可以相互交配进行繁殖,所以种群也是生物繁殖的基本单位,C 正确;
D、大多数物种的形成要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,也有不经过地理隔离就达到生殖隔离的,如多倍体的形成,D错误。
故选C。
11.(2025·安徽合肥·三模)按蚊是疟疾的主要传播媒介,为消除疟疾,科研人员利用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建了“抗疟基因驱动”系统,可使抗疟基因(A)在按蚊种群中快速传播。在测试该驱动系统时,研究人员发现携带抗疟基因的按蚊在疟疾流行区具有显著生存优势,但该基因会导致非疟疾环境下按蚊的生殖力下降,有关研究数据如表所示。下列说法正确的是( )
AA
Aa
aa
初始种群中基因型频率
10%
20%
70%
疟疾流行区的适应度
1.0
1.0
0.6
非疟疾环境下的适应度
0.8
0.8
1.0
注:适应度是指某一基因型个体在特定环境中生存并繁殖后代的能力,通常用相对值表示,如0.5代表适应及繁殖能力是最优值的一半。
A.初始种群中A 基因频率为0.8,a基因频率为0.2
B.疟疾流行区按蚊会定向进化为只含A 基因的新物种
C.若疟疾消灭,初始种群自由交配形成的子代中 Aa基因型频率为0.32
D.该项研究说明生物的适应性是相对的,进化方向会随环境变化而变化
【答案】D
【分析】现代生物进化理论认为:生物进化的单位是种群,生物进化的实质是种群基因频率的改变,引起生物进化的因素包括突变、自然选择、迁入和迁出、非随机交配、遗传漂变等;可遗传变异为生物进化提供原材料,可遗传变异包括基因突变、染色体变异、基因重组,基因突变和染色体变异统称为突变;自然选择决定生物进化的方向;隔离导致新物种的形成。
【详解】A、A基因频率=10%+1/2×20%=20%,a基因频率=80%,A错误;
B、生物进化的实质是种群基因频率的改变,新物种形成的标志是产生生殖隔离。 在疟疾流行区,携带抗疟基因的按蚊具有生存优势,但这并不意味着按蚊一定会定向进化为只含A基因的新物种,因为还没有产生生殖隔离,B错误;
C、若疟疾消灭,此时在非疟疾环境下,aa基因型的适应度最高,种群会发生进化,不能用遗传平衡定律来计算子代基因型频率。 只有在理想条件(种群非常大、所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代、没有迁入和迁出、没有自然选择、没有基因突变)下才能用遗传平衡定律计算,本题不符合这些条件,C错误;
D、由题意可知,携带抗疟基因的按蚊在疟疾流行区具有显著生存优势,但在非疟疾环境下生殖力下降,这说明生物的适应性是相对的。 同时,环境不同(疟疾流行区和非疟疾环境),按蚊的进化方向会发生变化(在疟疾流行区抗疟基因有优势,在非疟疾环境下无抗疟基因有优势),即进化方向会随环境变化而变化,D正确。
故选D。
12.(2025·山西晋城·三模)在生物进化的过程中,自然选择通过改变种群中基因的频率来推动生物的适应与进化。下列相关叙述正确的是( )
A.自然选择引起基因突变,产生新的等位基因并遗传给下一代,从而改变基因频率
B.自然选择仅发生在有害突变的过程中,通过消除这些突变来保持种群的稳定性
C.自然选择使群体向着更加适应环境的方向发展,导致基因频率定向改变
D.自然选择导致种群中所有有利变异的频率都等比例增加
【答案】C
【分析】现代生物进化理论:适应是自然选择的结果;种群是生物进化的单位;突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协同进化的结果。
【详解】A、自然选择本身不引起基因突变。基因突变是随机发生的、不定向的变异来源,与自然选择无关。自然选择仅对已存在的突变(等位基因)进行筛选,保留有利变异并淘汰不利变异,从而改变基因频率,A错误;
B、自然选择不仅仅发生在有害突变的过程中,它更广泛地作用于所有遗传变异,包括有利变异和中性变异。此外,自然选择并不只是简单地消除有害突变,而是通过保留有利变异来推动种群的进化,B错误;
C、在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多的机会产生后代,种群中相应基因的频率会不断提高;相反,具有不利变异的个体留下后代的机会少,种群中相应的基因的频率会下降。因此,在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化,C正确;
D、有利变异的频率增加程度取决于该变异对生物体适应性的贡献大小以及种群中其他变异的情况,因此自然选择对不同有利变异的“筛选强度”不同,D错误。
故选C。
13.(2025·甘肃白银·三模)梅花鹿(2n=66)的体细胞染色体中有两对中间着丝粒染色体,马鹿(2n=68)的体细胞染色体中有一对中间着丝粒染色体,它们的杂交后代不可育。不考虑突变,下列叙述错误的是( )
A.梅花鹿和马鹿杂交,其后代的体细胞中最多有134条染色体
B.梅花鹿和马鹿杂交,其后代正常体细胞中有3条中间着丝粒染色体
C.梅花鹿和马鹿杂交产生后代,丰富了两个物种的种群基因库
D.梅花鹿和马鹿杂交,后代不育主要是后代无同源染色体,减数分裂时不能联会
【答案】C
【分析】生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。生殖隔离有三种情况:不能杂交;杂交不活;活而不育。
【详解】A、由梅花鹿和马鹿的染色体可知,梅花鹿和马鹿杂交,F1的正常体细胞中有67条染色体,处于有丝分裂后期的细胞有134条染色体,A正确;
B、梅花鹿和马鹿杂交,其后代正常体细胞中有3条中间着丝粒染色体(其中有2条来自梅花鹿,1条来自马鹿),B正确;
C、梅花鹿和马鹿杂交产生的后代不可育,故梅花鹿和马鹿杂交产生后代不能丰富两个物种的种群基因库,C错误;
D、梅花鹿和马鹿杂交产生的后代不育,主要原因是其后代无同源染色体,在减数分裂过程中不能联会,D正确。
故选C。
14.(2025·湖南常德·三模)玉米的高秆(H)对矮秆(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。下列分析正确的是( )
A.只有p=a时,亲代群体才可能只含有杂合体
B.p=c时,F1自交一代,子代中纯合体比例为5/9
C.p=a时,隐性纯合体F1中所占的比例为1/9
D.0<p<1时,亲代群体都可能只含有纯合体
【答案】D
【分析】种群非常大,所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代,没有迁入和迁出,不同基因型个体的生存和繁殖的机会是均等的,且没有突变时,遵循遗传平衡定律。
【详解】A、当亲代群体中只含有杂合子时,H和h的基因频率均为1/2,a小于1/2,A错误;
B、当H的基因频率为c时,Hh与HH的基因型频率相等,根据遗传平衡定律可得2c(1-c)=c2,解得c=2/3,即H的基因频率为2/3,h的基因频率为1/3,则F1中,HH=4/9,Hh=4/9,hh=1/9,F1自交一代,子代中纯合子的概率为4/91+4/91/2+1/91=7/9,B错误;
C、当H的基因频率为a时,Hh与hh的基因型频率相等,根据遗传平衡定律可得2a(1-a)=(1-a)2,解得a=1/3,即H的基因频率为1/3,h的基因频率为2/3,所以F1中,隐性纯合子所占的概率为2/32/3=4/9,C错误;
D、当H的基因频率,0p1,亲本都可能只含有纯合子,PP、pp,D正确。
故选D。
15.(2025·重庆·三模)近日,科学家通过对三种肺鱼的基因组测序,确认了肺鱼是四足动物最近的现存亲缘,其中南美肺鱼更是打破了最大的动物基因组记录,是人类的30倍,下列说法错误的是( )
A.南美肺鱼的体细胞只有少量几个时无法完成基因组的测序
B.利用基因组测序可反映不同动物的亲缘关系的远近
C.通过对肺鱼的基因组进行测序可以构建三种肺鱼的基因数据库
D.南美肺鱼的基因组大小远超人类,其染色体数目不一定比人类多
【答案】A
【分析】基因组测序技术的发展使得科学家能够以前所未有的精度比较不同物种的基因组。不同物种的基因序列的共同点,提示人们当今生物有着共同的原始祖先,其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近。
【详解】A、少量细胞也可以通过单细胞基因组测序法完成测序,A错误;
B、利用基因组测序,可以获得不同动物的基因组,不同动物的基因序列的差异可反映不同动物的亲缘关系的远近,B正确;
C、通过测序可以构建基因数据库,C正确;
D、基因组和染色体数目不一定成正比,实际上,肺鱼的染色体数少于人类,D正确。
故选A。
16.(2025·浙江·三模)在前寒武纪的多数时间里,原核生物蓝细菌是地球上主要的生物类群。“收割理论”认为:捕食者往往捕食个体数量多的物种,为其他物种的形成腾出空间。生态学家用“收割理论”解释寒武纪生物大爆发,下列叙述不合理的是( )
A.捕食者的出现增加了物种多样性,也增加了营养级
B.“收割理论”可用于解释一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的现象
C.食用原核蓝细菌的动物的出现可能是寒武纪物种大爆发的原因
D.捕食者和被捕食者在相互选择中实现协同进化
【答案】B
【分析】1、现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
2、协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断发展、进化,经过漫长的共同进化,形成生物多样性。
【详解】A、捕食者往往捕食个体数量多的物种,为其他物种的形成腾出空间,如食用原核蓝细菌的动物的出现,就出现了第二营养级,之后又会慢慢出现第三营养级。因此,捕食者的出现增加了物种多样性,也增加了营养级,A合理;
B、“收割理论”可用于解释一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的现象被打破的局面,B不合理;
C、“收割理论”解释寒武纪生物大爆发,因此食用原核蓝细菌的动物的出现可能是寒武纪物种大爆发的原因,C合理;
D、捕食者和被捕食者在相互选择中实现协同进化,D合理。
故选B。
17.(2025·江苏·三模)缓步动物又称水熊虫,以其隐生现象而闻名,这是因为它能在极端环境(如极度干旱、低温、缺氧、高辐射)下几乎停止所有新陈代谢而生存下来。相关叙述错误的是( )
A.比较生物间细胞色素C的差异来研究进化关系,属于细胞水平的证据
B.水熊虫独特的隐生现象,使其成为太空生命和医学研究的理想材料
C.隐生现象是水熊虫与其他物种、环境之间协同进化的结果
D.隐生现象是自然选择使水熊虫有利变异定向积累的结果
【答案】A
【分析】现代生物进化主要内容
①种群是生物进化的基本单位:生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
②突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成的三个基本环节。
③突变和基因重组产生生物进化的原材料。
④自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向。
⑤隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、细胞色素C属于生物分子,比较生物间细胞色素C的差异来研究进化关系,属于分子水平的证据,A错误;
B、水熊虫能在极端环境(如极度干旱、低温、缺氧、高辐射)下几乎停止所有新陈代谢而生存下来,使其成为太空生命和医学研究的理想材料,B正确;
C、协同进化是指不同物种之间或生物与无机环境之间,在相互影响中不断进化和发展,隐生现象是水熊虫与其他物种、环境之间协同进化的结果,C正确;
D、变异是选择的前提,自然选择决定生物进化的方向,隐生现象是自然选择使水熊虫有利变异定向积累的结果,D正确。
故选A。
18.(2025·浙江温州·三模)拟南芥的春化作用与FLC基因的表观遗传修饰有关。温暖条件下,FLC基因表达,拟南芥不开花;低温条件下,FLC基因表达受抑制,拟南芥开花。下列叙述错误的是( )
A.拟南芥感受低温刺激的部位一般在叶片
B.FLC基因的甲基化可能促进拟南芥开花
C.相关组蛋白的乙酰化可能抑制拟南芥开花
D.拟南芥的春化作用是其和环境协同进化的结果
【答案】A
【分析】生物体内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,叫做表观遗传。
【详解】A、植物体感受光周期变化的部位是叶片,叶片感受到光周期刺激后,把相关信息传递到开花部位(茎尖或叶腋处),感受低温刺激的部位一般在茎尖,A错误;
B、题意显示,温暖条件下,FLC基因表达,拟南芥不开花;低温条件下,FLC基因表达受抑制,拟南芥开花,即FLC基因的甲基化(导致FLC基因不能表达)可能促进拟南芥开花,B正确;
C、相关组蛋白的乙酰化会促进基因表达,而拟南芥开花是相关基因表达受抑制的结果,因而推测,相关组蛋白的乙酰化可能抑制拟南芥开花,C正确;
D、如果没有春化作用,拟南芥开花时遇到寒冷的天气会对结果造成严重影响,因此这是一种自我保护机制,即拟南芥的春化作用是其和环境协同进化的结果,D正确。
故选A。
19.(2025·河南·三模)某小岛上生活着两种棕榈科植物。研究认为,在200万年前它们的共同祖先迁移到该岛时,一部分生活在pH较高的石灰岩上,开花较早;另一部分生活在pH较低的火山灰上,开花较晚。它们由于花期不同,不能相互授粉,经过长期演变,最终形成两个不同的物种。土壤条件的差异在两个物种形成过程中的作用是( )
A.诱导植物产生适应不同pH环境的变异
B.阻止了植物花粉的产生和传播
C.致使两个物种形成地理隔离
D.阻断了种群间的基因交流
【答案】D
【分析】变异在环境变化之前已经产生,环境只是起选择作用,不是影响变异的因素,不要夸大其作用,通过环境的选择将生物个体中产生的不定向的有利变异选择出来,其余变异遭到淘汰.只要基因频率改变,生物就进化,只要生物进化,基因频率一定改变.物种是自然状态下能够交配并产生可育后代的一群生物,一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群;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。
【详解】A、土壤条件的差异能对不定向的变异进行定向选择,而不是诱导变异发生,A错误;
B、土壤条件的差异对不同的变异进行了定向选择,不会阻止植物花粉的产生和传播,B错误;
C、题意没有显示出两种棕榈科植物之间存在地理隔离,C错误;
D、土壤条件的差异导致原来属于同一物种的不同种群表现出花期不遇的特征,因而不能实现基因交流,随着时间的推移最终产生了生殖隔离形成了两个不同物种,D正确。
故选D。
20.(2025·福建泉州·三模)我国科学家发现“政和八闽鸟”骨骼化石并制作“政和八闽鸟”模型(如图)。经研究推测,“政和八闽鸟”为1.48亿年到1.5亿年前的侏罗纪鸟类,起源于兽脚类恐龙。下列有关该研究的操作合理的是( )
A.对现代鸟与兽脚类恐龙的骨骼特征进行比对
B.利用半衰期为4500年¹⁴C同位素以检测其该化石所处年代
C.构建“政和八闽鸟”模型以推测其飞行能力强弱
D.通过比对现代鸟与八闽鸟的体型大小来确定八闽鸟的分类位置
【答案】C
【分析】生物有共同祖先的证据:(1)化石证据:在研究生物进化的过程中,化石是最重要的、比较全面的证据,化石在地层中出现的先后顺序,说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。(2)比较解剖学证据:具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来。这些具有共同祖先的生物生活在不同环境中,向着不同的方向进化发展,其结构适应于不同的生活环境,因而产生形态上的差异。(3)胚胎学证据:①人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾;②人和其它脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。(4)细胞水平的证据:①细胞有许多共同特征,如有能进行代谢、生长和增殖的细胞;②细胞有共同的物质基础和结构基础。(5)分子水平的证据:不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子,既有共同点,又存在差异性。
【详解】A、“政和八闽鸟”起源于兽脚类恐龙,但是仅对现代鸟与兽脚类恐龙的骨骼特征进行比对,无法直接得出“政和八闽鸟”与它们之间的具体联系,因为没有涉及到“政和八闽鸟”自身的骨骼特征,A错误;
B、“政和八闽鸟”为1.48亿年到1.5亿年前的侏罗纪鸟类,而¹⁴C同位素半衰期为5730年,其适用的测年范围一般在数万年以内,对于1亿多年前的化石,¹⁴C同位素无法准确检测其所处年代,B错误;
C、构建“政和八闽鸟”模型,可以依据其骨骼结构等特征,对其飞行能力强弱进行推测,这是一种合理的研究方式,C正确;
D、仅通过对比现代鸟与八闽鸟的体型大小,不能确定八闽鸟的分类位置,分类位置的确定需要综合考虑骨骼结构、生理特征、进化关系等多方面因素,而不仅仅是体型大小,D错误。
故选C。
21.(2025·青海西宁·三模)研究表明,中国境内生存着四川大熊猫和陕西大熊猫两个亚种,近30万年来一直处于地理隔离状态。现发现某区域有一个较大的熊猫种群,雌雄数量相当,且雌雄之间可随机交配。不考虑其他因素影响,若该种群中A的基因频率为65%,a的基因频率为35%,下列相关叙述正确的是( )
A.大熊猫两个亚种的形态差异是生物与环境间长期协同进化的结果
B.该大熊猫种群中全部A基因和a基因的总和构成了种群的基因库
C.若A/a基因只位于X染色体上,则该种群中XaY的基因型频率为35%
D.大熊猫由肉食性进化为以植物为主的杂食性的实质是种群基因频率的定向改变
【答案】D
【分析】现代生物进化理论:种群是生物进化的基本单位;生物进化的实质是种群基因频率的改变;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;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、协同进化发生在不同物种之间以及生物与环境之间,四川大熊猫和陕西大熊猫是两个亚种,还属于同一物种,二者形态的不同是长期处于不同的环境自然选择的结果,A错误;
B、基因库是一个群体中所有个体的全部基因的总和,因此,大熊猫种群中全部A基因和a基因的总和不能构成大熊猫种群的基因库,B错误;
C、若A/a基因只位于X染色体上,则雄性群体中XaY的基因型频率=a的基因频率=35%,该种群(雌雄数量相当)中XaY的基因型频率为35%÷2=17.5%,C错误;
D、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,因此,大熊猫由肉食性动物进化为以植物为主的杂食性动物的实质是种群基因频率的定向改变,D正确。
故选D。
22.(2025·广东惠州·三模)科学家用噬菌体治疗方法成功治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是( )
A.宿主菌经噬菌体侵染后,基因定向突变的几率变小
B.运用噬菌体治疗时,噬菌体特异性侵染病原菌
C.噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D.噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
【答案】A
【分析】噬菌体是一种细菌病毒,噬菌体侵染细菌后,会利用宿主细胞核苷酸、氨基酸和能量等来维持自身的生命活动。
【详解】A、基因突变具有不定向性,A错误;
B、噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒,运用噬菌体治疗时,噬菌体特异性侵染病原菌,B正确;
C、在自然界中,噬菌体和细菌长期处于生存斗争状态。噬菌体为了更好地侵染细菌,会不断进化以克服细菌的防御机制;而细菌为了抵抗噬菌体的侵染,也会不断进化出新的防御手段。这种相互作用、相互影响的过程就是协同进化,C正确;
D、噬菌体作为病毒,侵染细菌后利用宿主细胞的核苷酸、氨基酸和能量等来维持自身的生命活动,D正确。
故选A。
23.(2025·福建三明·三模)辣椒品种繁多,分布广泛,因其提味、去腥和驱寒等特性,成为重要的调味品。辣椒素的辛辣特性使哺乳动物难以吞咽,能抑制某些病原微生物的生长。下列叙述错误的是( )
A.不同辣椒品种之间种群基因库不同,形成生殖隔离
B.少数哺乳动物对辣椒素产生抗性,体现了协同进化
C.辣椒素辛辣特性的形成是长期自然选择的结果
D.辣椒通过辣椒素向哺乳动物传递的信息属于化学信息
【答案】A
【分析】现代生物进化理论的基本观点:
①种群是生物进化的基本单位;
②生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
③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,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。
③其中突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、不同辣椒品种之间种群基因库不同,可以杂交产生可育后代,因此并未形成生殖隔离,A错误;
B、协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,少数哺乳动物对辣椒素产生抗性,故哺乳动速对辣椒素产生抗性是协同进化的结果,B正确;
C、辣椒素的辛辣特性使哺乳动物难以吞咽,能抑制某些病原微生物的生长,具有更多辣椒素的辣椒物种可以具有更多的机会生存下去,因此辣椒素辛辣特性的形成是长期自然选择的结果,C正确;
D、辣椒素属于化学物质,因此,辣椒通过辣椒素向哺乳动物传递的信息属于化学信息,D正确。
故选A。
24.(2025·贵州遵义·三模)细胞色素c是线粒体内膜上的一种嵌入蛋白,约由104个氨基酸组成。据测算,它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如表所示。下列相关叙述正确的是( )
生物名称
黑猩猩
猕猴
狗
鸡
响尾蛇
金枪鱼
果蝇
天蚕蛾
链孢霉
氨基酸差异/个
0
1
11
13
14
21
27
31
43
A.各种生物普遍含有细胞色素c,为生物进化提供了直接证据
B.人细胞色素c的DNA序列与猕猴相似度高,与天蚕蛾相似度低
C.细胞色素c序列存在差异,表明不同物种之间存在生殖隔离
D.细胞色素c在进化中发生变化,说明生物的细胞呼吸方式发生了改变
【答案】B
【分析】动植物体都有细胞色素C的事实说明动植物具有一定的亲缘关系,亲缘关系越近的生物,细胞色素C的差异越小;亲缘关系越远的生物,细胞色素C的差异则越大。
【详解】A、依题意,细胞色素c是线粒体内膜上的一种嵌入蛋白,故真核生物才含有细胞色素C。细胞色素c在多种生物中的存在属于分子水平证据,为生物进化提供的是间接证据,而非直接证据。生物进化的直接证据通常指化石,A错误;
B、氨基酸序列差异越小,表明DNA序列相似度越高。猕猴与人的氨基酸差异仅1个,远小于天蚕蛾的31个,因此人类与猕猴的DNA序列相似度更高,与天蚕蛾相似度低,B正确;
C、细胞色素c的差异反映的是物种间的亲缘关系远近,生殖隔离是物种形成的标志,需通过杂交实验等验证,C错误;
D、细胞色素c的变化仅表明蛋白质的结构发生变化,但其功能并不一定发生变化,故不一定导致细胞呼吸方式改变,D错误。
故选B。
25.(2025·重庆·三模)研究发现,中国西南山地不同海拔的报春花存在较大的差异:低海拔地区的报春花大都为短柱花,产生大而少的花粉;高海拔地区的报春花多为长柱花,产生小而多的花粉。花柱长度相差较大的报春花很难相互传粉完成受精。下列叙述错误的是( )
A.报春花花柱长短的分化可能是对不同海拔环境差异适应的结果
B.不同海拔环境诱导报春花发生突变导致了花柱长度的差异
C.花柱长短的分化增大了报春花不同种群基因库之间的差异
D.长柱报春花与短柱报春花之间可能存在生殖隔离
【答案】B
【分析】现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、自然选择决定生物进化方向,花柱长短分化是自然选择对不同海拔环境(如传粉者差异)的适应结果,A正确;
B、突变是随机发生的,并非由环境诱导产生。不同海拔的环境通过自然选择保留有利变异,而非直接导致突变,B错误;
B、种群基因库是一个种群中所有个体的全部基因,花柱差异减少基因交流,导致不同种群基因库差异增大,C正确;
D、花柱差异过大阻碍传粉受精,可能形成生殖隔离,故长柱报春花与短柱报春花之间可能存在生殖隔离,D正确。
故选B。
26.(2025·陕西咸阳·三模)人和其他脊椎动物有共同祖先,下列各项不能作为支持这一论点证据的是( )
A.蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢骨骼,其内部结构模式排列顺序一致
B.人和类人猿在DNA的碱基序列或基因组方面高度接近,且共用一套遗传密码
C.人和其他脊椎动物的细胞具有基本相同的结构,其生命活动都是靠能量驱动
D.人的胚胎在发育早期会出现鳃裂和尾,与鱼的胚胎早期发育非常相似
【答案】C
【分析】生物有共同祖先的证据:(1)化石证据:在研究生物进化的过程中,化石是最重要的、比较全面的证据,化石在地层中出现的先后顺序,说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。(2)比较解剖学证据:具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来。这些具有共同祖先的生物生活在不同环境中,向着不同的方向进化发展,其结构适应于不同的生活环境,因而产生形态上的差异。(3)胚胎学证据:①人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾;②人和其它脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。(4)细胞水平的证据:①细胞有许多共同特征,如有能进行代谢、生长和增殖的细胞;②细胞有共同的物质基础和结构基础。(5)分子水平的证据:不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子,既有共同点,又存在差异性。
【详解】A、蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢骨骼结构排列一致,属于同源器官,是支持共同祖先的比较解剖学证据,A不符合题意;
B、人与类人猿的DNA碱基序列高度相似且共用遗传密码,属于分子生物学证据,直接表明亲缘关系密切,B不符合题意;
C、细胞具有基本相同的结构,其生命活动都是靠能量驱动是真核生物共同祖先的证据,而非特指“人与其他脊椎动物”的特定共同祖先,C符合题意;
D、人胚胎早期出现鳃裂和尾,与鱼类胚胎相似,属于胚胎学证据,反映发育过程的同源性,D不符合题意。
故选C。
27.(2025·湖南·三模)干扰素是一种常见的细胞因子,根据 GenBank 中查询到的人类和其他 4 种动物的干扰素γ氨基酸序列,并进行同源性分析(氨基酸序列同源性是指不同蛋白质序列之间,在氨基酸组成上存在的相似性),结果如下表所示。下列有关分析正确的是( )
物种
干扰素γ氨基酸序列同源性
人类(%)
野猪(%)
家猫(%)
家鼠(%)
原鸡(%)
人类
100
59.64
64.07
41.03
35.11
野猪
59.64
100
70.66
43.59
36.81
家猫
64.07
70.66
100
43.95
40.38
家鼠
41.03
43.59
43.95
100
30.30
原鸡
35.11
36.81
40.38
30.30
100
A.干扰素γ氨基酸序列同源性结果说明家猫与野猪的亲缘关系最远
B.干扰素一般由辅助性 T 细胞产生,可作为信号激活 B 细胞
C.干扰素γ基因可能在构成骨髓、肾上腺、脾和淋巴结等免疫器官的细胞中高表达
D.研究干扰素γ的氨基酸序列可以为生物具有共同祖先提供间接证据
【答案】D
【分析】干扰素是在对抗病毒感染中发挥重要作用的蛋白质,分α、β、γ三种。α和β干扰素 由被病毒感染的体细胞产生。干扰素并不直接杀死病毒,而是作为信号刺激周围细胞 产生另一种能抑制病毒复制的蛋白质,从而抵抗感染。γ干扰素由白细胞产生,它可以 对抗感染并抗击肿瘤。现在可以用基因工程的方法,利用酵母菌生产干扰素。
【详解】A、由表格数据分析可知,干扰素γ氨基酸序列同源性结果说明家猫与野猪的亲缘关系最近,因为两者干扰素γ氨基酸序列同源性最高,A错误;
B、干扰素是常见的细胞因子,一般由辅助性T细胞产生,能促进B细胞的分裂和分化,激活B细胞的两个信号分别为:第一个信号——一些病原体直接与B细胞结合,第二个信号——辅助性T细胞表面的特定分子发生变化与B细胞结合,B错误;
C、干扰素γ作为一种细胞因子在免疫调节中发挥作用,其基因可能在骨髓、胸腺、脾和淋巴结等免疫器官中高表达,肾上腺不属于免疫器官,C错误;
D、研究干扰素γ的氨基酸序列可以为生物具有共同祖先提供间接证据,这属于细胞和分子水平的证据,D正确。
故选D。
28.(2025·江西·三模)基因测序技术在进化研究中展现了极大的用处,复旦大学历史学和人类学联合课题组通过现代基因反推,再通过对曹操叔祖父曹鼎古DNA 的序列比对,双重澄清了历史上曹操身份的谜团,即曹操并非汉相曹参后代,同时推翻了曹操为夏侯氏抱养而来的说法,下列有关叙述错误的是( )
A.测定人类基因组序列需至少测定24条染色体的DNA序列
B.基因测序技术测定古 DNA 的序列为生物进化提供分子生物学的证据
C.通过比对Y染色体上的DNA 序列能够更为直接地证明曹操与曹鼎、曹参的关系
D.古今环境多样性是造成古今DNA 的多样性以及差异性的重要原因
【答案】D
【分析】人类的性别决定方式为XY型,人有46条染色体,23对同源染色体,在进行人类基因组计划研究时通常需要测定24个DNA的核苷酸序列,包括22条常染色体、一条X染色体和一条Y染色体。
【详解】A、测定人类基因组序列至少需要测定22条常染色体和X、Y染色体上的碱基序列,A正确;
B、基因测序技术测定古DNA的序列属于分子生物学的范畴,为生物进化提供分子生物学的证据,B正确;
C、曹操与曹鼎、曹参如果有直系亲缘关系,那么他们的Y染色体上的DNA 碱基序列应该相似,故可以直接比对Y染色体上的DNA序列,C正确;
D、古今DNA 的多样性以及差异性是基因突变和染色体变异造成的,不是由环境导致的,D错误。
故选D。
29.(2025·湖南永州·三模)夏威夷群岛的蜜旋木雀是一类以花蜜为主食的鸣禽,不同物种的喙形差异显著。科学家发现,某小型岛屿上的黄颊蜜旋木雀种群数量因栖息地破坏骤降至50只以下,近年观察显示其喙长平均值从12.3mm缩短至10.8mm,但花蜜资源未显著变化。有关黄颊蜜旋木雀喙长变短的原因,下列解释最合理的是( )
A.环境压力诱发喙长相关基因发生定向突变
B.栖息地碎片化增加了近亲繁殖的机会,导致喙长性状发生退化
C.种群数量过小导致长喙基因随机丢失,以及自然选择的共同作用
D.短喙个体更易啄食昆虫,自然选择偏好适应性更广的性状
【答案】C
【分析】以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释:适应是自然选择的结果;种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协同进化的结果。
【详解】A、现代生物进化理论认为,基因突变是不定向的,而不是环境压力诱发长相关基因发生定向突变,A错误;
B、栖息地碎片化增加了近亲繁殖的机会,但近亲繁殖一般不会直接导致喙长性状发生退化,B错误;
C、种群数量过小,会导致某些基因随机丢失,这是遗传漂变现象。同时自然选择也对喙长性状起到作用。在栖息地破坏等环境变化下,可能原本长喙的一些基因随机丢失,再加上自然选择(如可能存在一些对短喙有利的环境因素等),使得黄颊蜜旋木雀的喙长变短,该选项对黄颊蜜旋木雀喙长变短原因的解释是合理的,C正确;
D、题目中明确提到黄颊蜜旋木雀是以花蜜为主食的鸟类,并没有表明短喙个体更易啄食昆虫且自然选择偏好适应性更广的性状能导致喙长变短,D错误。
故选C。
30.(2025·广西·三模)为了明确广西裂果薯与裂果薯是否为同一物种,研究小组对广西裂果薯与其他薯类植物的叶绿体DNA进行了测序。分析这些DNA序列表明,广西裂果薯与箭根薯亲缘关系最近,与裂果薯亲缘关系较远。下列有关叙述错误的是( )
A.此项研究是在分子水平探寻薯类植物进化的证据
B.广西裂果薯、箭根薯和裂果薯都存在共同的祖先
C.若广西裂果薯与裂果薯是不同的物种,则它们之间应存在生殖隔离
D.与裂果薯相比,广西裂果薯与箭根薯的叶绿体DNA序列差异更大
【答案】D
【分析】生物有共同祖先的证据:(1)化石证据:在研究生物进化的过程中,化石是最重要的、比较全面的证据,化石在地层中出现的先后顺序说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的;(2)比较解剖学证据:具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来。这些具有共同祖先的生物生活在不同环境中,向着不同的方向进化发展,其结构适应于不同的生活环境,因而产生形态上的差异;(3)胚胎学证据:人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾;人和其它脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段;(4)细胞水平的证据:细胞有许多共同特征,如有能进行代谢、生长和增殖的细胞;细胞有共同的物质基础和结构基础。
【详解】A、此项研究是通过叶绿体DNA序列分析,来确定植物间的亲缘关系在分子水平上探寻薯类植物进化的证据,属于分子水平的研究,A正确;
B、广西裂果薯、箭根薯和裂果薯都存在共同的祖先,B正确;
C、生殖隔离是指不同物种之间不能交配,或交配后不能产生可育后代,如果广西裂果薯与裂果薯是不同物种,则它们之间存在生殖隔离,C正确;
D、与裂果薯相比,广西裂果薯与箭根薯亲缘关系最近,说明广西裂果薯与箭根薯的叶绿体DNA序列差异小,D错误。
故选D。
31.(2025·湖北·三模)生物进化的实质是种群基因频率的改变。下列有关叙述错误的是( )
A.无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率,导致生物朝着一定的方向进化
B.所有变异都不能决定生物进化的方向,但都能提供进化的原材料
C.不考虑其他因素,自交使种群中后代基因型频率改变,基因频率不变
D.不考虑其他因素,自由交配下,种群中亲子代的基因频率不变,子一代开始基因型频率不变
【答案】B
【分析】现代生物进化理论:种群是生物进化的基本单位;生物进化的实质是种群基因频率的改变;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;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、自然选择是筛选出适应环境的性状,是定向的,故无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率,导致生物朝着一定的方向进化,A正确;
B、变异分为可遗传变异和不遗传变异,变异都不能决定生物进化的方向,可遗传变异能提供进化的原材料,B错误;
C、不考虑致死、突变、迁入、迁出等因素,自交使种群中后代基因型频率改变,但基因频率不变,C正确;
D、不考虑致死、突变、迁入、迁出等因素,自由交配下,种群中亲子代的基因频率不变,子一代开始基因型频率和基因频率均不变,D正确。
故选B。
32.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)蜜距是某些被子植物花上储存花蜜的结构,有蜜距的植物主要依赖长喙昆虫和鸟类传粉。达尔文认为,长喙传粉者能获取更多花蜜,促使蜜距和喙长度共同增长。科学证明多种基因与蜜距伸长相关,这些基因在植物间可能存在结构或表达差异。下列说法正确的是( )
A.传粉者喙长度的变异可导致植物蜜距长度的定向变异
B.蜜距和喙长度均增长体现了不同物种之间的协同进化
C.表观遗传导致蜜距长度不同的变异能改变种群的基因频率
D.基因结构差异导致蜜距由短到长的演变增加了物种多样性
【答案】B
【分析】种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、生物的变异是不定向的,A错误;
B、生物进化的过程是不同物种之间、生物与无机环境之间共同进化的结果,蜜距和喙长度均增长体现了不同物种间的协同进化,B正确;
C、表观遗传现象中的DNA并没有发生改变,不能改变种群的基因频率,C错误;
D、基因结构差异导致蜜距由短到长的演变增加了遗传多样性,D错误。
故选B。
33.(2025·内蒙古通辽·三模)研究发现,由EDAR基因的一个碱基替换产生的m基因,与东亚人具有更多汗腺等典型体征相关,且m基因频率从末次冰盛期后明显升高。下列有关分析错误的是( )
A.m基因的产生属于基因突变的范畴
B.不含m基因的个体没有汗腺等相应的体征
C.m基因的产生增加了基因多样性,为生物进化提供原材料
D.末次冰盛期后的环境变化对m基因进行了定向选择
【答案】B
【分析】自然选择是指生物在生存斗争中适者生存、不适者被淘汰的过程。基因频率的改变是自然选择的结果。
【详解】A、基因突变是指 DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。由题意可知,m 基因是由 EDAR 基因的一个碱基替换产生的,所以 m 基因的产生属于基因突变的范畴,A正确;
B、不含 m 基因的个体也有汗腺等相应体征,只是东亚人具有 m 基因可能使汗腺等体征更典型,B错误;
C、m 基因作为新的基因,其产生增加了基因多样性,而突变和基因重组为生物进化提供原材料,C正确;
D、末次冰盛期后 m 基因频率明显升高,是因为环境变化对 m 基因进行了定向选择,使得适应环境的 m 基因得以保留和传播,D正确。
故选B。
34.(2025·浙江·三模)进化是生命多样性和统一性的驱动力。根据现代生物进化论的观点,下列叙述不合理的是( )
A.丰富多样的现存物种来自共同祖先
B.自然选择和隔离是生物进化的主要机制
C.有利的变异可在自然选择中逐代积累
D.进化的本质是种群基因频率的改变
【答案】B
【分析】现代生物进化理论的基本观点:
(1)种群是生物进化的基本单位;
(2)突变和基因重组产生生物进化的原材料;
(3)自然选择决定生物进化的方向;
(4)隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、现代生物进化理论认为,丰富多样的现存物种都是由共同祖先进化而来的,这体现了生物的统一性,A正确;
B、自然选择是生物进化的主要驱动力,隔离是物种形成的必要条件,B错误;
C、有利的变异在自然选择的作用下,具有有利变异的个体更容易生存和繁殖,从而使得有利变异可在自然选择中逐代积累,C正确;
D、现代生物进化理论认为,进化的本质是种群基因频率的改变,D正确。
故选B。
35.(2025·甘肃白银·三模)使用氰菊酯喷雾剂灭杀蟑螂时,抗药蟑螂的比例会增加。停止使用氰菊酯喷雾剂一段时间后,抗药蟑螂因嗅觉受体合成减少,其比例又逐渐减少。下列分析错误的是( )
A.氰菊酯喷雾剂使蟑螂产生了抗药突变
B.消灭蟑螂时氰菊酯喷雾剂起到了选择作用
C.抗药突变是否有害取决于蟑螂的生存环境
D.蟑螂的抗药基因在停药后还能遗传给后代
【答案】A
【分析】现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、在使用氰菊酯喷雾剂之前,蟑螂种群中已存在抗药个体和不抗药个体,而不是氰菊酯喷雾剂使蟑螂产生抗药突变,A错误,
B、使用氰菊酯喷雾剂杀灭不抗药个体,选择出抗药个体,起到了选择作用,B正确;
C、根据题意可知,抗药突变是否有害取决于蟑螂的生存环境(在用药环境中,抗药突变对蟑螂有利,反之则有害),C正确;
D、由于遗传物质发生了改变,抗药蟑螂的抗性基因在停药后还能遗传给后代,D正确。
故选A。
36.(2025·河北沧州·三模)海鞘的种类很多,常见的有柄海鞘、玻璃海鞘等。海鞘在幼虫时期犹如蝌蚪,具有发达的脊索、背神经和尾巴;成体则变成茶壶状,固着在石头上,脊索、背神经、尾巴先后消失,结构变得更简单。下列有关叙述错误的是( )
A.一片海域中全部营固着生活的柄海鞘不构成一个种群
B.海鞘成体形态和结构简单化是经过长期进化形成的
C.柄海鞘的出生和死亡、自然选择都会影响其种群基因库
D.海鞘幼体和成体为了适应环境而产生了不同的变异
【答案】D
【分析】种群指同一时间生活在一定自然区域内,同种生物的所有个体。种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给可育后代。
【详解】A、一片海域中全部营固着生活的柄海鞘仅是成体,种群还应包括该片海域柄海鞘的幼体,A正确;
B、生物体形态结构的退化是适应环境的表现,是经过长期进化形成的,B正确;
C、柄海鞘的出生和死亡、自然选择都会影响其种群基因库,C正确;
D、海鞘幼体和成体形态结构的差异是环境对变异进行定向选择的结果,并非为了适应环境而产生变异,D错误。
故选D。
37.(2025·四川成都·三模)某种群雌雄比例接近1:1,B、b为一对等位基因,基因型为XbY的个体在该种群全部个体中占1%。下列叙述正确的是( )
A.全部XB和Xb构成了该种群的基因库
B.该种群中Xb的基因频率为2%
C.可通过比较同一种群不同时期的基因型频率来判断生物是否发生进化
D.达尔文创立的进化论对生物进化的原因提出了合理的解释,对遗传和变异的本质做出了科学的解释
【答案】B
【分析】①一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫作这个种群的基因库;
②生物变异是不定向的,但自然选择是定向的,生物进化的标志是基因频率的改变,物种形成的标志是生殖隔离的产生。
【详解】A、一个种群内的全部基因称为该种群的基因库,不仅仅包括XB和Xb基因,A错误;
B、由于该种群雌雄比例接近1:1,假定Xb的概率为A,雄性个体中XbY的概率为A,整个种群中XbY的概率为A/2,已知基因型为XbY的个体占1%,因此该种群中Xb的基因频率为2%,B正确;
C、生物进化的标志是基因频率的改变,基因型频率改变,但基因频率不一定改变,生物不一定发生进化,C错误;
D、达尔文的自然选择学说没有科学地解释遗传与变异的本质,D错误。
故选B。
38.(2025·四川成都·三模)在动画电影《哪吒2》里,太乙真人用莲藕重塑哪吒肉身的情节扣人心弦。现在,抛开奇幻设定,从生物学视角剖析,下列相关叙述错误的是( )
A.从元素组成的角度看这是可行的,因为莲藕和人体具有相似的元素组成
B.从DNA的序列角度看难度较大,需要进行大量基因编辑
C.从细胞结构与功能的角度分析这是可行的,将莲藕细胞中细胞壁、叶绿体、液泡等结构去掉即可
D.从遗传与进化的角度分析,哪吒和莲藕可能具有共同的祖先
【答案】C
【分析】细胞中常见的化学元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等,不同生物、不同细胞中各种元素的相对含量有一定差异。
【详解】A、动物细胞和植物细胞的元素组成相似,但各种元素的相对含量有一定差异,A正确;
B、人体与莲藕细胞的DNA信息差别大,要让莲藕的DNA转变为编码人体结构的形式,需借助基因编辑技术进行大量基因编辑,B正确;
C、动物细胞的功能依赖完整且特化的结构(如流动性强的细胞膜、中心体等),仅去除植物细胞的部分结构无法实现功能与动物细胞完全匹配,C错误;
D、从生物进化历程看,地球上生物起源于共同祖先,之后沿着不同分支演化,动物和植物逐渐呈现出极大差异,但根源上保留了一些共性特征,从遗传与进化的角度看哪吒和莲藕可能有共同祖先,D正确。
故选C。
39.(2025·四川眉山·三模)我国中部、北部、南部分别分布着三种银鱼,科学工作者对三个银鱼物种的线粒体基因进行了测序分析,结果如表所示。下列说法正确的是( )
COⅡ基因
Cytb 基因
银鱼 A-银鱼 B
13.41
26.57
银鱼 A-银鱼 C
14.89
24.32
银鱼 B-银鱼 C
13.59
16.95
注:表中数据表示的是脱氧核苷酸序列差异百分比
A.生物多样性是生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的结果
B.根据基因序列差异判断三种银鱼的亲缘关系远近,属于分子生物学证据
C.银鱼 B 和 C 相关基因差异较小,亲缘关系较近,两者可能不存在生殖隔离
D.COⅡ基因和 Cytb 基因常通过基因重组传递给后代,为进化提供了原材料
【答案】B
【分析】现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,它是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的结果,A错误;
B、分子生物学证据是通过对生物大分子(如DNA、RNA和蛋白质等)的结构、功能和进化关系的研究来揭示生物进化的证据。 根据三种银鱼线粒体基因的脱氧核苷酸序列差异判断它们的亲缘关系远近,属于从分子层面进行研究,是分子生物学证据,B正确;
C、银鱼B和C相关基因差异较小,只能说明它们在基因层面亲缘关系较近。 但判断是否存在生殖隔离需要看它们是否能相互交配并产生可育后代,仅基因差异小不能得出两者不存在生殖隔离的结论,C错误;
D、COⅡ基因和Cytb基因属于线粒体基因,线粒体基因的遗传属于细胞质遗传,不遵循基因重组(基因重组发生在有性生殖过程中,涉及核基因),D错误。
故选B。
40.(2025·四川南充·三模)研究人员将普通小麦与黑麦杂交得到F1(如图),诱变处理F1植株得到Ph1突变体(Ph1基因发生突变),镜检Ph1突变体的花粉母细胞,发现染色体不仅有配对现象,还发生了片段交换。下列叙述错误的是( )
注:一个字母代表一个染色体组,不同字母表示来自不同物种染色体组。
A.自然状态下,普通小麦和黑麦之间存在生殖隔离
B.普通小麦的花粉母细胞在减数分裂中可形成21个四分体
C.可以通过镜检F1植株的花粉母细胞筛选Ph1突变体
D.Ph1基因能促进普通小麦的非同源染色体发生基因重组
【答案】D
【分析】黑麦为纯合二倍体,普通小麦为纯合六倍体,二者杂交的F1含有4个染色体组,由于4个染色体组有1个来源于二倍体,3个来源于六倍体,称为异源四倍体。
【详解】A、黑麦为纯合二倍体,普通小麦为纯合六倍体,二者杂交的F1含有4个染色体组,由于4个染色体组有1个来源于二倍体,3个来源于六倍体,故F1减数分裂时不能正常联会,表现为不育,即黑麦和普通小麦之间存在生殖隔离,A正确;
B、普通小麦减数分裂时,42条染色体每两条形成一对,可配对成21对,因此形成21个四分体,B正确;
C、诱变处理F1植株并通过镜检其花粉母细胞的染色体配对情况(是否出现异常配对或片段交换)可筛选到Ph1突变体,C正确;
D、互换导致的基因重组发生在同源染色体的非姐妹染色体单体之间,在非同源染色体之间发生片段互换是易位,D错误。
故选D。
41.(2025·四川南充·三模)幽门螺杆菌(Hp)感染是一种传染病,CLA、MTX、LEV、AMX是根除治疗Hp感染的常用抗生素。为探究Hp对4种抗生素的耐药率与其变异产生的相关耐药基因的关系,研究人员从某地区数例患者体内分离出Hp菌株,并对其进行了相关实验,结果见下表。下列叙述错误的是( )
抗生素种类检测项目
CLA
MTZ
LEV
FZ
耐药基因
srnA
rdxA
gyrA
Oord
基因突变率(%)
64
58
18
80
耐药率(%)
64.71
59.38
60
100
注:突变率=(突变菌株数/总菌株数)×100%,耐药率=(耐药菌株数/突变菌株数)×100%
A.Hp对抗生素的耐药性增强是抗生素环境选择的结果
B.突变Hp对CLA的耐药性与其基因突变的关联度最高
C.对患者体内Hp进行基因检测可以优化抗生素选择
D.Hp感染可能还与当地居民的饮食习惯和卫生条件有关
【答案】B
【分析】现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变;②突变和基因重组产生进化的原材料;③自然选择决定生物进化的方向;④隔离导致物种形成。
【详解】A、在自然选择中,抗生素环境会对Hp种群进行筛选。具有耐药性的Hp更易存活和繁殖,不具有耐药性的则被淘汰,久而久之Hp对该抗生素耐药性增强,A正确;
B、对比表格中CLA对应的基因突变率(64%)和耐药率(64.71%),以及其他抗生素对应的这两个数据。例如FZ,基因突变率80%,耐药率100%,计算其差值分别为:CLA的差值约为0.71,FZ的差值为20。CLA对应的两个数据差值相对不是最小,说明其耐药性与基因突变的关联度不是最高,B错误;
C、由表格可知不同抗生素对应的耐药基因不同。若能对患者体内Hp进行基因检测,确定含有的耐药基因,就可避开对应的耐药抗生素,从而优化抗生素的选择,C正确;
D、饮食习惯和卫生条件会影响人群接触Hp的机会和方式。比如共用餐具、食物受污染等饮食习惯,以及饮用水和食物卫生情况等卫生条件,都可能与Hp感染有关,D正确。
故选B。
42.(2025·辽宁·三模)在某个远离大陆的小岛上,研究者选择花葵集中分布的区域,观察发现昆虫和鸟均可为它传粉,且鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者进行相关研究,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.鸟类和花葵之间的种间关系是互利共生
B.昆虫和鸟类均能加快生态系统的物质循环
C.花葵开花时间与传粉昆虫活动时间吻合,是协同进化的结果
D.花葵释放的吸引昆虫传粉的香气属于化学信息
【答案】A
【分析】原始合作指两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活,如海葵与寄居蟹。互利共生指两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利,如豆科植物和根瘤菌。
【详解】A、通过题干信息可知,鸟和花葵的种间关系最可能是原始合作,A错误;
B、昆虫和鸟类作为消费者,均能加快生态系统的物质循环,B正确;
C、协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,花葵开花时间与传粉昆虫活动时间吻合,是协同进化的结果,C正确;
D、香气属于化学信息,D正确。
故选A。
43.(2025·河南·三模)生活在同一山谷的鼠群被地壳运动形成的大河分隔在河的两岸。几百年后调查位于河两岸的鼠种群A和种群B,两种群关于尾型(由基因D/d控制)的基因型及个体数如表,下列相关叙述正确的是( )
基因型
种群A(个)
种群B(个)
XDXD
200
0
XDXd
50
160
XdXd
100
200
XDY
180
0
XdY
100
270
A.种群A和种群B中都含有基因D/d,二者的基因库相同
B.两种群各基因型的频率不同是自然选择直接作用于基因型所致
C.种群A和种群B中D的基因频率分别为64.3%、16.2%
D.种群A和种群B由于地理隔离导致生殖隔离而形成不同的物种
【答案】C
【分析】现代生物进化理论:适应是自然选择的结果;种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协同进化的结果。
【详解】A、基因库是一个种群中全部个体的全部基因,表格中只涉及基因D和d,故种群A和B的基因库是否相同无法判断,A错误;
B、自然选择直接作用于表型,B错误;
C、种群A中D的基因频率=(200×2+50+180)/(700+180+100)×100%=64.3%,种群B中D的基因频率=160/[(160+200)×2+270]×100%=16.2%,C正确;
D、种群A和种群B存在地理隔离,但是不一定形成生殖隔离,即二者可能还是同一物种,D错误。
故选C。
44.(2025·陕西商洛·三模)某地农田蜗牛危害严重,农民起初喷洒杀虫剂R控制虫害,但几年后效果不明显,于是通过放养青蛙来控制虫害。这几年中蜗牛种群密度变化情况如图所示。下列叙述错误的是( )
A.杀虫剂R的长期使用可能导致蜗牛种群中抗药性个体比例增加
B.放养青蛙以捕食蜗牛可以降低蜗牛种群的环境容纳量
C.喷洒杀虫剂R初期蜗牛种群密度骤降,说明此时蜗牛种群中没有抗药性基因
D.蜗牛种群密度从A到C的过程中,蜗牛种群发生了进化
【答案】C
【分析】图中施加杀虫剂后,蜗牛种群数量先降低后升高,是由于不具抗性的个体被杀死,而具有抗性个体存活,并繁殖产生后代。
【详解】A、根据生物进化理论,长期使用同一种杀虫剂会对害虫种群施加定向的选择压力,使得具有抗药性的个体因为能够存活下来并繁殖后代,从而在种群中的比例逐渐增加,故杀虫剂R的长期使用可能导致蜗牛种群中抗药性个体比例增加,A正确;
B、环境容纳量(K值)是指在特定环境条件下,种群所能达到的最大数量。放养青蛙以捕食蜗牛,相当于增加了蜗牛种群的天敌数量,从而降低了蜗牛种群在特定环境下的存活率和繁殖率,进而降低了其环境容纳量,B正确;
C、喷洒杀虫剂 R初期蜗牛种群密度骤降,是由于大部分敏感型个体被淘汰,但此时种群中仍存在少量抗药性个体,抗药性基因频率并未接近于零(自然选择保留抗药性基因),C错误;
D、从图中可以看出,蜗牛种群密度从A到C的过程中,种群数量先下降后上升,这反映了种群在不同环境条件下的适应和进化过程。在这个过程中,蜗牛种群可能经历了基因频率的改变、自然选择的作用以及适应性的进化等,D正确。
故选C。
45.(2025·吉林·三模)人和动物拥有大量同源基因(有共同进化起源,通常在序列和功能上具有相似性),分别将4种动物与人相应的同源基因序列进行比对,相似度如表所示。下列叙述错误的是( )
物种
黑猩猩
小鼠
牛
鸡
相似度
96%
85%
80%
60%
A.生物拥有共同祖先最直接的证据是化石
B.据表可推断出人和小鼠的亲缘关系比人和牛的亲缘关系远
C.变异和选择是不同物种同源基因序列间存在差异的重要原因
D.同源基因序列的相似度能反映物种在进化史上出现的顺序
【答案】B
【分析】4种动物与人相应的同源基因序列进行比对,黑猩猩与人的相似度最高,说明亲缘关系较近。
【详解】A、证明生物拥有共同祖先的最直接的证据通常是化石,A正确;
B、同源基因序列相似度的高低能说明物种间的亲缘关系的远近,据表中数据可知,人和小鼠的亲缘关系比人和牛的亲缘关系近,B错误;
C、变异和选择是不同物种同源基因序列间存在差异的重要原因,基因突变等变异过程会导致基因序列的变化,自然选择则决定了哪些变异能够在种群中保留下来,C正确;
D、同源基因序列的相似度可以反映物种在进化史上出现的顺序,一般来说,相似度越高,说明物种间的分化时间越近,进化顺序越接近,D正确。
故选B。
46.(2025·福建福州·三模)研究人员在作物中建立了靶向DNA甲基化去除编辑体系,靶向去除了FIE1基因近启动子区域的DNA甲基化,产生了一系列的植株矮化表型。编辑产生的低甲基化状态和矮化性状可以在分离出转基因载体的后代中稳定遗传。下列叙述正确的是( )
A.表观遗传通过改变该植株FIE1基因的碱基序列影响株高
B.该作物选择育种时,其种群所有基因的基因频率均发生了定向改变
C.该育种方法和多倍体育种均加速了作物的进化并产生了新物种
D.DNA甲基化等表观遗传修饰可成为获取优良性状的来源
【答案】D
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,表观遗传不改变基因的碱基序列,A错误;
B、该作物选择育种时,低甲基化的FIE1基因频率增加,其它 基因频率不一定发生改变,B错误;
C、该育种方法产生的矮化植株没有与原始植株产生生殖隔离,不是新物种,C错误;
D、DNA甲基化等表观遗传修饰能改变生物性状,且属于可遗传变异,可成为获取优良性状的来源,D正确。
故选D。
47.(2025·江西九江·二模)19世纪中叶,欧洲国家工业黑化现象严重,严重污染使椒花蛾的栖息环境黑化,树干被煤烟熏黑,二氧化硫对树干上的苔藓植物的破坏使椒花蛾的黑色类型占优势。科学家对该地区典型的椒花蛾用“捉放捉”方法进行实验研究,实验结果如下表所示。下列分析正确的是( )
表现型
黑色
浅灰色
基因型
DD,Dd
dd
污染区
非污染区
污染区
非污染区
释放量a
154
406
64
39
回收量b
82
19
16
54
生存率b/a
0.53
0.047
0.25
0.137
相对适合度w
0.53/0.53=1
0.047/0.137=0.34
0.25/0.53=0.47
0.137/0.137=1
A.工业黑化现象的出现加速了椒花蛾的浅灰色类型突变为黑色类型
B.在污染区,黑色个体的生存率只有0.53,是由于煤烟毒害造成的
C.在非污染区,鸟类只会捕食黑色蛾,使浅灰色蛾的相对适合度为1
D.分析实验数据:0.34<1,表明苔藓对浅灰色类型可能有保护作用
【答案】D
【分析】种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变,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,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生 物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、工业黑化现象是环境对已存在的不同表现型进行选择,而不是加速浅灰色类型突变为黑色类型。因为突变是随机发生的,不受环境因素直接诱导使其加速突变,A错误;
B、在污染区,黑色个体生存率为0.53,这是由于黑色个体与被煤烟熏黑的环境背景更相近,不容易被捕食者发现,而不是煤烟毒害造成的,B错误;
C、在非污染区,浅灰色个体的相对适合度为1,不是因为鸟类只捕食黑色蛾。而是浅灰色个体与非污染区环境更适应,相对生存优势明显,C错误;
D、从表格数据可知,在非污染区,浅灰色个体相对适合度为1,黑色个体相对适合度为0.34;在污染区,黑色个体相对适合度为1,浅灰色个体相对适合度为0.47。在非污染区,树干上有苔藓等,浅灰色个体更易生存,说明苔藓对浅灰色类型可能有保护作用,使得其在非污染区更具生存优势,D正确。
故选D。
48.(2025·广西柳州·三模)科学家对某地梭子蟹的体色深浅进行研究,发现经过二十年的河水治理,不同体色的梭子蟹所占的比例发生了很大变化,数据如图所示(浅体色、中间体色和深体色的基因型分别为aa、Aa、AA)。下列叙述错误的是( )
A.二十年间梭子蟹的种群基因频率已改变,发生了生物进化
B.该地梭子蟹的全部个体所含的全部基因叫作梭子蟹种群的基因库
C.不同体色的梭子蟹在对空间和资源的竞争中不断发展、协同进化
D.梭子蟹体色对河水环境的适应是相对的,根本原因是遗传稳定性与环境变化之间的矛盾
【答案】C
【分析】据图分析,图为对某地一种蟹的体色深浅进行了研究结果,其中中间色个体数目最多,浅色个体和深色个体数目相当,均比较少,说明中间体色更适应环境,不易被天敌捕食。
【详解】A、2004年: 设浅体色(aa)个体占比为10%,中间体色(Aa)个体占比为30%,深体色(AA)个体占比为60%。 根据基因频率的计算方法,a的基因频率 = aa的基因型频率 + 1/2×Aa的基因型频率,即 10%+1/2×30%=25%; A的基因频率 = 1−a的基因频率 = 1−25%=75%。 2024年: 浅体色(aa)个体占比为10%,中间体色(Aa)个体占比为 60%,深体色(AA)个体占比为30%。 同理,A的基因频率 = 30%+1/2×60%=60%;a的基因频率 = 1−60%=40%,所以控制体色的基因频率发生了改变,也就意味着梭子蟹的种群基因频率已改变,发生了生物进化,A正确;
B、一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库。该地梭子蟹的全部个体所含的全部基因符合基因库的定义,B正确;
C、协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。而不同体色的梭子蟹属于同一物种,它们之间对空间和资源的竞争属于种内斗争,并不属于协同进化,C错误;
D、梭子蟹整体对河水环境的适应是相对的,因为遗传具有稳定性,环境是不断变化的,遗传稳定性与环境变化之间的矛盾导致了这种适应性的相对性,D正确。
故选C。
二、多选题
49.(2025·山东泰安·三模)普通小麦是由一粒小麦(2n=14,N₁=7)、节节麦(2n=14,N₂=7)、拟斯卑尔山羊草(2n=14,N₃=7)通过属间杂交、染色体自然加倍形成的异源六倍体(6n=42),其中二粒小麦是其形成过程中的一种异源四倍体。将普通小麦形成过程中的几种植株杂交,部分结果如图所示,图中圆圈交集处数字表示F1杂合子在减数分裂 I中形成的四分体个数。下列说法错误的是( )
A.二粒小麦是由一粒小麦和拟斯卑尔山羊草杂交后直接得到的可育植株
B.普通小麦的染色体组成为N₁N₁N₂N₂N₃N₃,其与节节麦杂交的后代为可育的四倍体
C.取普通小麦的花粉进行组织培养得到植株甲,甲植株的细胞中含有三个染色体组
D.图中任意两种小麦间杂交,获得的后代植株均不育,说明相互间存在生殖隔离
【答案】AB
【分析】1、秋水仙素可以抑制纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍。
2、染色体组:细胞中的一组非同源染色体,他们在形态和功能上各不相同,但又互相协调,携带着控制本生物生长、发育、遗传和变异的全部信息,这样的一组染色体。
【详解】A、一粒小麦和拟斯卑尔山羊草杂交后得到的植株,需经秋水仙素或低温处理后,染色体数目加倍,才能成为异源四倍体的可育二粒小麦,A错误;
B、由题干可知,普通小麦为一粒小麦、节节麦、拟斯卑尔,山羊草杂交后自然加倍形成的六倍体,普通小麦染色体组成为N1N1N2N2N3N3,其与节节麦(N2N2)杂交产生后代的染色体组成为N1N2N2N3,为不育的四倍体,B错误;
C、普通小麦含有六个染色体组,减数分裂产生的花粉中含有三个染色体组,经花粉组织培养获得的植株中含有三个染色体组,C正确;
D、图中任意两种小麦间杂交,获得的后代植株均不育,说明相互间存在生殖隔离,属于不同物种,D正确。
故选AB。
50.(2025·江西景德镇·三模)蜜距是某些被子植物花器官上储存花蜜的管状或囊状突起,有蜜距的植物主要依靠长喙的昆虫和鸟类传粉。研究者发现某蓝花楼斗菜种群中存在一种失去了蜜距的花异型突变体,该突变体的频率高达25%。研究者认为,失去了蜜距的蓝花楼斗菜突变体减少了在花结构和传粉动物报酬上的投入,在生存斗争中拥有了某些优势。下列事实中,能支持该观点的有( )
A.突变体的花瓣被体积较小的萼片所取代,失去了具有蜜距的花瓣
B.野生型的花朵由于颜色、气味等特征更容易吸引天敌昆虫取食
C.与野生型植株相比,突变体植株所产生的种子数更多
D.长喙的昆虫和鸟类从突变体吸食花蜜时难以帮助其传播花粉
【答案】ABC
【分析】协同进化与生物多样性的形成: 协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。这个过程促进了生物多样性的形成。 生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。它是生物不断进化的结果,同时生物多样性的产生又加速了生物的进化。
【详解】A、突变体的花瓣被体积较小的萼片所取代,失去了具有蜜距的花瓣,减少了在花结构和传粉动物报酬上的投入,有利于突变体的繁殖,A符合题意;
B、野生型的花朵由于颜色、气味等特征更容易吸引天敌昆虫取食,会造成野生型频率下降,从而造成突变体频率升高,B符合题意;
C、与野生型植株相比,突变体植株所产生的种子数更多,有利于突变体的繁殖,C符合题意;
D、长喙的昆虫或鸟类从突变体吸食花蜜时难以帮助其传播花粉,会造成突变体花蜜被吸食,花粉没有传播,从而不利于突变体繁殖,D不符合题意。
故选ABC。
51.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)骡是由马(2n=64)和驴(2n=62)杂交产生的后代,驴和马均为X、Y型性别决定,由公驴和母马所生为马骡,公马和母驴所生为驴骡,马骡力大无比,驴骡则善于奔跑,骡一般是不可育的。下列关于骡的叙述错误的是( )
A.骡的存在证明了不同物种之间不能进行基因交流
B.骡的原始生殖细胞可以进行正常的减数分裂
C.骡这一个体产生可育配子的概率为1/263+1/263
D.骡的染色体组来源不同,所以骡没有性别之分
【答案】ABD
【分析】1、地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖隔离是物种形成的质变时期,只有地理隔离而不形成生殖隔离,能产生亚种,但绝不可能产生新物种。
2、生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。生殖隔离有三种情况:不能杂交;杂交不活;活而不育。
【详解】A、骡是由驴和马杂交产生的,因此来自于骡的体细胞应该包含马的一半染色体即32条和驴的一半染色体即31条,32+31=63条,骡的体细胞有63条染色体,骡的存在证明了在人工干预条件下,不同物种也可以进行基因交流,体现了不同物种的基因交流的可能性和局限性,骡的出现说明驴和马能够进行基因交流,只是无法延续基因,A错误;
B、骡原始的生殖细胞不含同源染色体,因此不能联会,不能进行正常的减数分裂,B错误;
C、骡可育的概率极低,但当产生的生殖细胞有32条全部来自于马,另外31条不来自于驴的时候产生的为可育的配子,同理,有31条来自于驴,另外32条不来自马的染色体组成时也为可育的配子,因此可育的概率为1/263+1/263,C正确;
D、骡的染色体组成为61+XX或61+XY。因此,骡是有性别之分的,D错误。
故选ABD。
52.(2025·吉林长春·三模)我国在修建青藏铁路的过程中,在一些路基下修建了可供藏羚羊等野生动物行走的涵洞等作为生态廊道,以降低栖息地碎片化的程度。下列观点合理的是( )
A.铁路的修建使两侧的生物均产生了生殖隔离
B.由栖息地碎片化产生的小种群可能会因长期近亲繁殖而衰退
C.生态廊道的修建有利于铁路两侧藏羚羊种群进行基因交流
D.生态廊道的修建有利于保护生物的多样性
【答案】BCD
【分析】生物多样性是生物进化的结果,既有直接价值,也有维持生态系统稳定等间接价值,还有尚未明确的潜在价值。但是长期以来由于人类掠夺式的开发和利用,环境污染等原因,生物多样性正在以惊人的速度锐减。
【详解】A、铁路的修建使两侧的生物产生了地理隔离,但不一定产生了生殖隔离,A错误;
B、由栖息地碎片化产生的小种群可能会由于地理隔离难以进行基因交流,导致近亲繁殖等而衰退消亡,B正确;
C、地理隔离会导致野生物种的生境碎片化,生态廊道的修建有利于铁路两侧藏羚羊种群进行基因交流,C正确;
D、生态廊道的修建有利于生物之间的基因交流,保护生物的多样性,D正确。
故选BCD。
三、解答题
53.(2025·重庆·三模)大兴安岭湿地拥有森林沼泽、草本沼泽等类型,生物多样性丰富。科学家通过研究该生态系统的能量流动,评估其碳固定能力及生态稳定性。回答下列问题:
(1)在大兴安岭湿地生态系统中,食物链能量流动的起点是 。湿地中的微生物在能量流动中扮演重要角色,它们通过分解作用将有机物转化为无机物,释放的能量大部分以 的形式散失。
(2)大兴安岭湿地中的某种关键物种数量减少,可能会直接破坏 的结构,进而影响整个生态系统的能量流动。
(3)下图为大兴安岭湿地某区域的部分能量流动图[单位:MJ·m-2·a-1]。
由图可知,若该区域第一营养级和第二营养级间的能量传递效率小于19.3%,则A部分能量指的是 ;用于该区域植被生长、发育和繁殖的能量为 MJ·m-2·a-1。
(4)竞争是指两种或两种以上生物间存在的相互争夺资源和空间等的关系。竞争的结果常表现为 (答出2点)。竞争会促使物种的形态、生理特征发生改变,从而提高物种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“军备竞赛”式的竞争结果是 。
【答案】(1) 生产者所固定的能量(或太阳能) 热能
(2)食物链或食物网/营养
(3) 被下一营养级同化的能量和未被利用的能量 80.3
(4) 相互抑制(或生态位分化,双方共存);有时也表现为一方占优势,另一方处于劣势甚至灭 捕食者的攻击器官更发达,被捕食者的防卫器官更发达(或捕食者与被捕食者协同进化)
【分析】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。因为空间、食物有限,两种生物呈现出“你死我活“的变化,导致“强者更强弱者更弱”,甚至弱者最终被淘汰。如果两个物种生存能力相当,因为竞争和种内斗争的双重调节,使两种生物互为消长,能长期共存于同一环境中,表现出趋同进化。
【详解】(1)在大兴安岭湿地生态系统中,食物链能量流动的起点是生产者所固定的能量(或太阳能)。湿地中的微生物在能量流动中扮演重要角色,它们通过分解作用将有机物转化为无机物,释放的能量大部分以热能的形式散失。
(2)大兴安岭湿地中的某种关键物种数量减少,可能会直接破坏食物链和食物网的结构,进而影响整个生态系统的能量流动。
(3)生产者固定的太阳光能,包括呼吸作用消耗的能量,分解者利用的能量,流向下一营养级的能量和未被利用的能量,据图可知,A表示流向下一营养级的能量和未被利用的能量。用于该区域植被生长、发育和繁殖的能量=该区域植被固定的能量-呼吸作用消耗的能量=133.5-53.2=80.3MJ·m-2·a-1。
(4)竞争是指两种或两种以上生物间存在的相互争夺资源和空间等的关系。竞争的结果常表现为相互排斥、相互抑制或造成生态位的分化等。从器官形态层面来看,动物群落中捕食者与被捕食者之间“军备竞赛”式的竞争会造成:捕食者的攻击器官更发达,被捕食者的防卫器官更发达,这是生物与生物之间发生的协同进化。
54.(2025·安徽芜湖·三模)生态位重叠反映了物种间对资源利用的相似程度,其中营养生态位重叠反映了物种间食物组成的相似程度,而空间生态位重叠则反映的是不同物种在空间分布上的重叠程度。生态小组调查了某湖泊生态系统中三种鱼的生态位大小以及生态位重叠指数,回答下列问题。
种类
生态位宽度
生态位重叠指数
营养生态位宽度
空间生态位宽度
皮氏叫姑鱼
小黄鱼
棘头鱼
皮氏叫姑鱼
2.59
2.58
0.24
0.46
小黄鱼
2.69
2.78
0.19
0.25
棘头鱼
2.67
2.42
0.21
0.30
注:虚线以下为空间生态位重叠指数,虚线以上为营养生态位重叠指数。
(1)从协同进化的角度分析,小黄鱼在该群落中占据相对稳定生态位的原因是 。
(2)皮氏叫姑鱼、小黄鱼和棘头鱼中 对该湖泊环境的适应性最强,理由是 。
(3)根据调查结果可知,小黄鱼和棘头鱼之间主要通过 (填“食物”或“空间”)的差异降低种间竞争。当食物紧缺时,皮氏叫姑鱼更容易和 产生激烈的竞争,理由是 。
【答案】(1)小黄鱼在与其他物种之间以及与无机环境之间相互选择并不断进化和发展形成的
(2) 小黄鱼 皮氏叫姑鱼、小黄鱼和棘头鱼中,小黄鱼的营养生态位和空间生态位宽度都最大,因而食物来源更丰富
(3) 食物 棘头鱼 皮氏叫姑鱼和棘头鱼的营养生态位的重叠指数大于其与小黄鱼的营养生态位重叠指数
【分析】生态位重叠是指两个或两个以上生态位相似的物种生活于同一空间时分享或竞争共同资源的现象。生态位重叠的两个物种因竞争排斥原理而难以长期共存,除非空间和资源十分丰富。通常资源总是有限的,因此生态位重叠物种之间竞争总会导致重叠程度降低,如彼此分别占领不同的空间位置和在不同空间部位觅食等。
【详解】(1)协同进化指的是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的过程,据此可推测小黄鱼在该群落中占据相对稳定生态位的原因是由于小黄鱼在与其他物种之间以及与无机环境之间相互选择并不断进化和发展形成的,即小黄鱼在该群落中占据相对稳定生态位的原因是自然选择的结果。
(2)据表可知,皮氏叫姑鱼、小黄鱼和棘头鱼中,小黄鱼的营养生态位和空间生态位宽度都最大,即对空间和食物资源的利用范围最广,生存能力更强,因此小黄鱼对该湖泊的适应性最强。
(3)小黄鱼和棘头鱼之间营养生态位重叠指数较小,而空间生态位重叠指数较大,因此两者之间主要通过食物差异降低种间竞争;而皮氏叫姑鱼和棘头鱼的营养生态位的重叠指数大于其与小黄鱼的营养生态位重叠指数,因此当食物紧缺时,皮氏叫姑鱼更容易和棘头鱼发生激烈的竞争。
试卷第1页,共3页
2 / 2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$