综合训练03 遗传的分子基础、遗传规律、生物的变异和进化（综合训练）（广东专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

综合训练03 遗传的分子基础、遗传规律、生物的变异和进化 （试题分值：100分 测试时间：75分钟） 一、选择题：本大题共16小题，共40分。第1~12小题，每小题2分；第13~16小题，每小题4分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．原始生殖细胞既可进行减数分裂，又可进行有丝分裂。下列相关叙述错误的是（ ） A．二者均可能发生等位基因的分离 B．二者分裂前均需进行 DNA 复制 C．二者均可能发生染色体片段的移接 D．二者均发生细胞质的不均等分裂 【答案】D 【详解】A、减数第一次分裂时，同源染色体分离会导致等位基因分离；有丝分裂中若发生基因突变或互换，姐妹染色单体分离时也可能导致等位基因分离，A正确； B、减数分裂和有丝分裂前均需进行DNA复制（减数分裂仅复制一次，有丝分裂每次分裂前均复制），B正确； C、减数分裂中同源染色体互换（基因重组）属于染色体片段移接；有丝分裂中可能发生染色体易位（结构变异），C正确； D、有丝分裂时细胞质均等分裂；减数分裂中，精原细胞分裂时细胞质均等分配，卵原细胞分裂时细胞质不均等分配，D错误。 故选D。 2．21-三体综合征又称先天愚型或Down综合征，是由染色体异常而引发的一种疾病。现有一个21-三体综合征患儿，检测其父母染色体均正常，导致该患儿患病的原因不可能是（ ） A．母亲次级卵母细胞分裂时21号染色体未正常分离 B．母亲初级卵母细胞分裂时21号同源染色体未分离 C．胚胎期部分细胞分裂时21号染色体着丝粒未分裂 D．父亲初级精母细胞分裂时21号同源染色体未分离 【答案】C 【详解】A、次级卵母细胞在减数第二次分裂时若21号染色体未分离，会导致卵细胞含两条21号染色体，与正常精子结合后形成三体。此情况可能发生，A不符合题意； B、初级卵母细胞在减数第一次分裂时若同源染色体未分离，形成的次级卵母细胞可能含两条21号染色体，最终导致三体。此情况可能发生，B不符合题意； C、胚胎期细胞进行的是有丝分裂，若21号染色体着丝粒未分裂，仅导致部分细胞异常（如嵌合体），而非所有体细胞均为三体，故C不可能，C符合题意； D、初级精母细胞在减数第一次分裂时若同源染色体未分离，会形成含两条21号染色体的精子，与正常卵子结合后形成三体。此情况可能发生，D不符合题意。 故选C。 3．在生物学发展历程中，众多经典实验为生命科学研究奠定了基础。下列关于实验处理和结论的叙述，正确的是（ ） A．低温诱导染色体加倍实验中，用卡诺氏液对细胞进行固定后直接进行解离 B．肺炎链球菌体外转化实验的结论为DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 C．科学家利用放射性同位素标记等技术，证明了DNA的复制方式为半保留复制 D．模拟减数分裂中非同源染色体自由组合的实验至少需要一对同源染色体 【详解】A、低温诱导染色体加倍实验中，卡诺氏液固定细胞形态后需要用体积分数为95%的酒精漂洗，然后才能解离，A错误； B、肺炎链球菌体外转化实验中，艾弗里通过减法原理分离S型细菌的DNA、蛋白质等成分，证明只有DNA能使R型细菌转化为S型细菌，且这种转化可稳定遗传，B正确； C、梅塞尔森和斯塔尔利用15N（稳定同位素，非放射性同位素）标记DNA，结合密度梯度离心技术证明DNA的半保留复制，C错误； D、模拟减数分裂中非同源染色体自由组合时，需至少两对同源染色体才能体现不同对的染色体自由组合，D错误。 故选B。 4．某遗传病家系的系谱图如图甲所示，已知该遗传病由正常基因A突变成A1或A2引起，且A1对A和A2为显性，A对A2为显性。为确定家系中某些个体的基因型，分别根据A1和A2两种基因的序列，设计鉴定该遗传病基因的引物进行PCR扩增，电泳结果如图乙所示。下列叙述错误的是（ ） A．若对家系中表型相同的个体进行电泳，电泳结果不一定相同 B．若Ⅱ3的电泳结果有1条条带，则Ⅱ2和Ⅲ3基因型相同的概率为2/3 C．若Ⅲ1与正常女子结婚，生了1个患病的后代，则可能是A1导致的 D．若Ⅲ1与正常女子结婚，则他们所生育后代中患病的概率为1/2 【答案】B 【详解】A、因为PCR是根据A1和A2设计的引物，A1对A和A2为显性，A对A2为显性，分析图2可知，Ⅰ1基因型为A1A2，Ⅰ2基因型为AA2，Ⅱ1基因型为AA，则Ⅱ2基因型为A2A2或A1_；由图甲Ⅲ1患病可知Ⅱ2基因型为A1_；故若对家系中表型相同的个体进行电泳，如Ⅰ1与Ⅱ2 均患病，但电泳结果不一定相同，A正确； B、Ⅰ1是2个条带，基因型均为A1 A2，Ⅰ2和Ⅱ4都是1个条带，且表型正常，因此基因型均为AA2，有病的Ⅱ2基因型可能为A1 A2或A2A2或A1 A，各占1/3，又因为Ⅱ1没有条带，表现正常，因此Ⅱ1基因型为AA，而Ⅲ1是患病的，基因型为A1 A，因此Ⅱ2的基因型不能为A2A2，可能为A1 A2或A1 A，且各占1/2；Ⅱ3的电泳结果有1条条带，且患病，基因型可能为1/2A1 A或1/2A2A2，Ⅲ3的基因型可能是1/4A1 A2或1/2A2A2或1/4A1 A，Ⅱ2和Ⅲ3基因型相同的概率为1/2×1/4+1/2×1/4=1/4，B错误； C、Ⅱ1无电泳条带且表型正常，Ⅱ1基因型为AA，Ⅱ2基因型为A1 A2或A1 A，但Ⅲ1患病，因此Ⅲ1基因型只能为A1 A，因此Ⅲ1与正常女子结婚，生了一个患病后代，只能是A1导致的，C正确； D、Ⅱ1无电泳条带且表型正常，Ⅱ1基因型为AA，Ⅱ2基因型为A1 A2或A1 A，但Ⅲ1患病，因此Ⅲ1基因型只能为A1 A，与正常女子结婚，基因型可能为AA或AA2，若该女子基因型为AA，后代患病的概率为A1 A=1/2，若该女子基因型为AA2，后代患病的概率为A1 A＋A1 A2=1/2，D正确。 故选B。 5．下列关于遗传物质DNA经典实验的叙述，正确的是（ ） A．格里菲思通过肺炎链球菌感染小鼠的实验，推测S型菌的DNA使R型菌发生转化 B．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术 C．摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上 D．沃森和克里克通过双螺旋模型阐明了DNA分子的半保留复制方式 【答案】B 【详解】A、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验仅发现存在“转化因子”，但未确定其化学本质为DNA，该结论由艾弗里体外实验证实，A错误； B、艾弗里实验通过分离提纯S型菌的DNA、蛋白质等成分，单独观察转化作用；噬菌体侵染实验利用同位素³²P和³⁵S分别标记DNA和蛋白质，两者均能区分DNA与蛋白质，B正确； C、摩尔根通过果蝇实验首次用实验证明基因在染色体上，C错误； D、沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型，并推测其半保留复制方式，但复制机制由后续实验（如同位素示踪法）证实，D错误。 故选B。 6．果蝇红眼对白眼为显性，控制这对性状的一对等位基因位于X染色体。果蝇缺失1条IV号染色体仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死。一对都缺失1条IV号染色体的红眼果蝇杂交（亲本雌果蝇为杂合子），则F1中（ ） A．染色体数正常的白眼果蝇占1/16 B．染色体数异常的红眼雌果蝇占1/2 C．染色体数正常的红眼果蝇占1/6 D．染色体数异常的白眼雄果蝇占1/6 【答案】D 【详解】A、果蝇红眼对白眼为显性，控制这对性状的基因位于X染色体（用B、b表示），一对都缺失1条Ⅳ号染色体的红眼果蝇杂交（亲本雌果蝇为杂合子），即ⅣOXBY×ⅣOXBXb，由于OO死亡，则子代染色体数正常的白眼果蝇ⅣⅣXbY占1/3×1/4=1/12，A错误； B、染色体数异常的红眼雌果蝇ⅣOXBX_占2/3×1/2=1/3，B错误； C、染色体数正常的红眼果蝇ⅣⅣXBX_+ⅣⅣXBY占1/3×1/2+1/3×1/4=1/4，C错误； D、染色体数异常的白眼雄果蝇ⅣOXbY占2/3×1/4=1/6，D正确。 故选D。 7．对遗传本质的认识是在持续探究中逐步建构的。下列有关叙述错误的是（ ） A．孟德尔运用假说-演绎法提出了分离和自由组合定律 B．摩尔根等人基于性状与性别的关联证明了基因在染色体上 C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是T2噬菌体的遗传物质 D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式 【答案】D 【详解】A、孟德尔在研究一对相对性状时运用假说-演绎法提出分离定律，在研究两对性状时通过测交实验验证自由组合假说，也属于假说-演绎法的应用，A正确； B、摩尔根团队通过果蝇红眼与白眼性状的遗传与性别关联，确证了基因位于染色体上，B正确； C、赫尔希和蔡斯通过分别标记噬菌体DNA（32P）和蛋白质（35S）的两组对比实验，证明DNA是遗传物质，C正确； D、沃森和克里克利用DNA衍射图谱推断出DNA的双螺旋结构，但碱基配对方式是基于查哥夫法则（A=T，C=G）而非衍射图谱直接得出，D错误。 故选D。 8．科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述错误的是（ ） A．肺炎链球菌体内转化实验，证明了加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性突变为有致病性 B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“减法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子 C．在肺炎链球菌体外转化实验中和噬菌体侵染细菌实验中均采用了能够区分DNA和蛋白质的技术。 D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 【答案】A 【详解】A、肺炎链球菌体内转化实验仅发现加热致死的S型菌能使R型菌转化为S型菌，但未明确DNA是转化因子。该实验未直接证明DNA的作用，结论由体外转化实验得出，A错误； B、体外转化实验通过“减法原理”去除DNA后无法转化，确证DNA是转化因子，B正确； C、体外转化实验通过分离提纯技术区分成分，噬菌体实验用同位素标记区分DNA和蛋白质，C正确； D、烟草花叶病毒实验中，RNA和蛋白质互为自变量对照，结果RNA导致花叶病斑，证明RNA是其遗传物质，D正确。 故选A。 9．M为人体细胞中的一条核苷酸链片段。X（某种化合物或细胞结构）能与M形成复合体，完成特定的生理过程。下列说法错误的是（ ） A．若该过程为DNA复制，X为DNA聚合酶，则X由M的3’向5’移动 B．若该过程为转录，则X为RNA聚合酶，具有特定的识别位点 C．若该过程为翻译，X为核糖体，则M移动，X读取密码子 D．若该过程为逆转录，则X为逆转录酶，催化底物为脱氧核苷酸 【答案】C 【详解】A、DNA复制时，DNA聚合酶沿模板链3’→5’方向移动，催化子链5’→3’合成，描述正确，A正确； B、转录时，RNA聚合酶识别并结合启动子（特定识别位点），启动RNA合成，描述正确，B正确； C、翻译时，核糖体（X）沿mRNA（M）移动读取密码子，而非mRNA自身移动，描述错误，C错误； D、逆转录以RNA为模板合成DNA，需逆转录酶催化脱氧核苷酸连接，描述正确，D正确。 故选C。 10．某种生物体内，存在两个基因G1和G2，它们分别编码两种关键酶E1和E2基因G1和G2的转录过程均受同一转录因子TF的调控。现发现一个突变体生物，其体内E1和E2酶的活性均显著降低，研究发现，该突变体生物中G1和G2基因的转录水平并未明显下降，但G2基因的 mRNA 含量远低于正常水平，而G1基因的mRNA含量则接近正常。下列相关推测正确的是（ ） A．突变体生物中G1和G2基因均发生了甲基化 B．突变体生物中G2基因的mRNA降解速率可能会加快 C．突变体生物中编码转录因子TF的基因发生了突变 D．突变体生物中G1和G2基因的编码区一定发生了突变 【答案】B 【详解】A、基因甲基化通常抑制转录，但题干指出G1和G2的转录水平未明显下降，因此G1 和 G2 基因没有发生甲基化，A错误； B、G2的mRNA含量低但转录正常，可能是其mRNA降解速率加快导致积累减少，B正确； C、若转录因子TF突变，G1和G2的转录应同时受影响，但题干中转录水平未下降，C错误； D、编码区突变可能导致酶结构异常，但G1的mRNA含量正常且E1活性低可能由翻译或翻译后修饰问题引起，且G2的mRNA减少可能由非编码区突变（如UTR影响稳定性）导致，D错误。 故选B。 11．在生物学研究中，染色体变异是一个重要的领域。下列关于染色体变异的描述，正确的是（ ） A．四分体中非姐妹染色单体片段互换属于染色体结构变异 B．猫叫综合征是第5号染色体上的某个基因发生突变导致的 C．单倍体育种过程中，可发生基因突变或染色体结构变异等遗传变化现象 D．在光学显微镜下无法观察到染色体某一片段的位置颠倒 【答案】C 【详解】A、四分体中非姐妹染色单体片段互换属于基因重组，A错误； B、猫叫综合征是第5号染色体部分缺失引起的染色体结构变异，B错误； C、单倍体育种需通过花药离体培养，此过程中细胞进行有丝分裂，可能发生基因突变或染色体结构变异（如染色体断裂后错误连接），C正确； D、染色体某一片段的位置颠倒（倒位）属于染色体结构变异，在光学显微镜下可以观察到，D错误。 故选C。 12．水稻是两性花，水稻花粉的育性受细胞核基因（R/r）与细胞质基因（S/N）的共同调控。其中S为不育基因，R为育性恢复基因，R对S表达有抑制作用。S（r）表现出雄性不育（雄蕊发育不正常，无法产生可育花粉；雌蕊发育正常）。图是我国科学家开创的三系杂交水稻育种过程示意图。下列叙述正确的是（ ） A．上述保持系与恢复系都是作为母本 B．杂交种的基因型为N（Rr）或S（Rr） C．获得上述杂交种后无需再每年制种 D．上述杂交过程中无需进行人工去雄 【答案】D 【详解】A、雄性不育系作为母本，保持系与恢复系都是作为父本，A错误；   B、受精卵形成过程中，细胞质主要由母本提供，细胞核由母本和父本共同提供，故杂交种的基因型为S （Rr），B错误；   C、F1自交后代会发生性状分离，杂种优势无法保持，故获得上述杂交种后仍然需再每年制种，C错误；   D、水稻是两性花，利用雄性不育系作为母本，杂交过程中无需进行人工去雄，D正确。 故选D。 13．某种单基因遗传病为基因突变所致，其家庭成员系谱图和基因检测的结果如图。检测过程中用限制酶MstII处理相关基因，将得到的大小不同的片段进行电泳，电泳结果中的数字表示碱基对的个数。据此分析，下列说法错误的是（ ） A．电泳结果中1350的片段代表的是显性基因 B．致病基因是由正常基因发生碱基对的替换导致 C．II4个体为表现型正常的杂合子的概率为0 D．利用基因测序进行产前诊断来确定胎儿是否患病 【答案】A 【详解】A、Ⅰ1和Ⅰ2正常，Ⅱ3患病，可知该病为隐性遗传，Ⅱ3在电泳结果中只有1350片段，所以1350片段代表致病基因是隐性基因，A错误； B、由题可知，正常基因的碱基对数用“1150+200”表示，致病基因碱基对数用1350表示，1350=1150+200，因此正常基因发生碱基对的替换突变为致病基因，B正确； C、由电泳图可知，II4个体为表型正常的纯合子，所以II4个体为表现型正常的杂合子的概率为0，C正确； D、利用基因测序进行产前诊断来确定胎儿是否患病，预防疾病的发生，D正确。 故选A。 14．多数哺乳动物断奶后乳糖酶基因表达量下降，少数个体成年后甚至不能产生乳糖酶，引起乳糖不耐症。但在畜牧业发展后，部分人群（如北欧牧民）中出现了能终身表达乳糖酶的变异体（耐受个体）。下列叙述不符合现代生物进化理论的是（ ） A．乳糖酶基因的持续表达源于突变，为进化提供了原材料 B．畜牧业出现前，该突变基因频率极低，且耐受个体不具有生存优势 C．畜牧业出现后，耐受个体获得优势，基因频率定向提高 D．个体通过长期饮用牛奶获得了耐受性并遗传给后代 【答案】D 【详解】A、乳糖酶基因的持续表达是由于基因突变产生的变异，基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原材料，符合现代生物进化理论，A不符合题意； B、在畜牧业出现前，乳糖耐受性状未表现出适应优势，突变基因频率低且未受自然选择保留，符合现代生物进化理论，B不符合题意； C、畜牧业发展后，乳糖耐受个体因能利用牛奶获得生存和繁殖优势，导致该基因频率定向提高，属于自然选择引起的适应性进化，符合现代生物进化理论，C不符合题意； D、个体通过长期饮用牛奶获得了耐受性并遗传给后代属于获得性遗传，而现代生物进化理论认为获得性性状不可遗传，只有遗传物质改变（如基因突变）才能遗传，故不符合现代生物进化理论，D符合题意。 故选D。 15．在一海岛上，某昆虫种群中有全翅和残翅两种翅型，全翅（A）对残翅（a）为显性。由于该海岛经常刮大风，全翅个体易掉落海中溺亡，而残翅个体因不能正常飞行而避免被海风吹到海里。下列叙述正确的是（ ） A．刮大风的环境导致该昆虫种群产生残翅变异 B．自然选择导致该种群a基因频率逐渐升高 C．全翅昆虫与残翅昆虫之间通过生存斗争实现协同进化 D．该种群进化过程中，突变和基因重组分别是随机的和定向的 【答案】B 【详解】A．刮大风的环境不会直接导致残翅变异的产生，变异是随机发生的，环境仅起选择作用，A错误； B．自然选择使适应环境的残翅个体存活并繁殖，导致a基因频率逐渐升高，B正确； C．协同进化发生在不同物种或生物与环境之间，全翅与残翅属于同种昆虫的不同表型，不涉及协同进化，C错误； D．突变和基因重组均为随机、不定向的，自然选择是定向的，D错误。 故选B。 16．某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是（ ） A．该种群有11%的个体患该病 B．该种群h基因的频率是10% C．只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有6种 D．患甲病的雄性个体占种群的1% 【答案】B 【分析】本题考察ZW型性别决定系统中隐性伴性遗传的基因频率计算及基因型分析。根据题意，甲病由Z染色体上的隐性致病基因h引起，需结合哈迪-温伯格定律和ZW型性别决定特点进行推导。 【详解】A、雌性患病率为1/10即10%，即雌性中ZHW占9/10、ZhW占1/10，因此Zh的频率为1/10，雄性（ZhZh）患病率为（1/10）²=1%，雌性和雄性个体数的比例为1：1，因此，该种群中患病率为5%+0.5%=5.5%，A错误； B、雌性中患病率基ZhW基因型频率等于h基因频率，故种群中h基因频率为10%，B正确； C、只考虑该对基因，种群繁殖一代后，后代雌性基因型为ZHW、ZhW（2种），雄性为ZHZH、ZHZh、ZhZh（3种），共5种基因型，C错误； D、Zh的频率为1/10，雄性中（ZhZh）患甲病率为（1/10）2=1%，故患甲病的雄性个体占种群的0.5%，D错误。 故选B。 二、非选择题：本大题共5小题，共60分。考生根据要求作答。 17（每空2分，共12分）．某种由单基因控制的常染色体显性遗传病（S病）患者表现为行走不稳、眼球震颤，多在成年发病。甲乙两人均出现这些症状。遗传咨询发现，甲的家系不符合S病遗传系谱图的特征，而乙的家系符合。经检查确诊，甲不是S病患者，而乙是。回答下列问题： (1)系谱图分析是遗传疾病诊断和优生的重要依据。下列单基因遗传病系谱图中，一定不属于S病的是 （填序号），判断理由是 ；一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是 （填序号）。 (2)提取患者乙及其亲属的DNA，对该病相关基因进行检测，电泳结果如下图（1是乙，2、3、4均为乙的亲属）。根据该电泳图 （填“能”或“不能”）确定2号和4号个体携带了致病基因，理由是 。 (3)《“健康中国2030”规划纲要》指出，孕前干预是出生缺陷防治体系的重要环节。单基因控制的常染色体显性遗传病患者也有可能产生不含致病基因的健康配子，再通过基因诊断和试管婴儿等技术，生育健康小孩。该类型疾病女性患者有可能产生不含致病基因的卵细胞，请从减数分裂的角度分析，其原因是 。 【答案】(1) ③ 系谱图③中亲代均不患该病，女儿患该病，说明该病为隐性遗传病，一定不属于S病 ①② (2)不能 乙为常染色体显性遗传病，由电泳图可知，乙（1号个体）为杂合子，但无法推断哪条条带携带致病基因，哪条条带携带正常基因 (3)该类型疾病女性患者的致病基因和正常基因是随减数第一次分裂时同源染色体的分离而分开 【详解】（1）①双亲患该病，儿子不患该病，说明该病为显性遗传病，男性患者的女儿不患该病，可排除伴X遗传，说明该病为常染色体显性遗传病； ②双亲患该病，女儿正常，说明该病为常染色体显性遗传病； ③双亲不患该病，女儿患该病，说明该病为隐性遗传病，一定不属于S病； ④男患者的女儿正常，排除伴X显性遗传病，但无法判断其是否为常染色体显性遗传病； 故单基因遗传病系谱图中，一定不属于S病的是③； 故下列单基因遗传病系谱图中，一定不属于S病的是③；一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是①②。 （2）乙为常染色体显性遗传病，由电泳图可知，乙（1号个体）为杂合子，但无法推断哪条条带携带致病基因，哪条条带携带正常基因，因此该电泳图不能2号和4号个体携带了致病基因。 （3）该类型疾病女性患者（杂合子）致病基因和正常基因是随减数第一次分裂时同源染色体的分离而分开，从而产生不含致病基因的卵细胞。 18（每空2分，共10分）．大肠杆菌乳糖操纵子包括lacZ、lacY、lacA三个结构基因（编码参与乳糖代谢的酶，其中酶a能够水解乳糖），以及操纵基因、启动子和调节基因。培养基中无乳糖存在时，调节基因表达的阻遏蛋白和操纵基因结合，导致RNA聚合酶不能与启动子结合，使结构基因无法转录（注：启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位，可驱动转录过程）；乳糖存在时，结构基因才能正常表达，调节过程如下图所示。回答下列问题。 (1)过程②除需mRNA提供信息指导外，还需要的RNA有 。据图分析，③过程发生时，以 （填“α链”或“β链”）为模板，表达出三种酶。 (2)当培养基中没有葡萄糖仅有乳糖时，乳糖与阻遏蛋白结合，使其 改变而失去功能，则结构基因表达，从而使得大肠杆菌充分利用乳糖。 (3)当环境中存在葡萄糖和乳糖时，大肠杆菌可以通过调控确保优先利用葡萄糖进行细胞呼吸，只有当环境中仅存在乳糖时，大肠杆菌才能利用乳糖，这种“内卷效应”也是通过乳糖操纵子模型实现的。研究发现，乳糖操纵子的表达和cAMP的含量有很大关系。cAMP含量愈高，乳糖操纵子的表达愈旺盛。当细菌以葡萄糖为能源时，受葡萄糖降解物的影响，cAMP的生成速率 ，导致乳糖操纵子结构基因 （填“表达”或“不表达”）。 【答案】(1) tRNA和rRNA β链 (2)空间结构 (3)降低 不表达 【详解】（1）过程②翻译需要mRNA做模板，tRNA运输氨基酸，rRNA参与核糖体的组成。在转录过程中，DNA模板链被转录方向是从3′端到5′端，③过程表示转录过程，转录方向是从左向右，β链从左向右是3′端到5′端，因此③过程发生时，以β链为模板，表达出三种酶。 （2）由图可知，阻遏蛋白可以结合操纵基因阻断结构基因转录，当培养基中没有葡萄糖仅有乳糖时，乳糖与阻遏蛋白结合，会使阻遏蛋白的空间结构改变而失去功能，则结构基因表达，从而使得大肠杆菌充分利用乳糖。 （3）研究发现，乳糖操纵子的表达和cAMP的含量有很大关系，cAMP含量愈高，乳糖操纵子的表达愈旺盛，当细菌以葡萄糖为能源时，ATP生成增加，cAMP的生成速率降低，导致乳糖操纵子结构基因不表达。 19（除特别说明外，每空2分，共12分）．玉米株高是影响产量的关键性状，科研团队处理正常玉米得到了具有新的矮化性状的新品种，矮化玉米与正常玉米杂交得到F1，F1自交后代F2的表型及比例如下表。回答下列问题： 组别 正常表型 矮化表型 1 217 58 2 241 74 3 161 46 (1)该团队处理正常玉米最可能是采用了 育种方法，被处理的材料应该选择 合适。 (2)据上表推测，该矮化性状是 （显/隐）（1分）性性状，判断依据是 。 (3)SSR是DNA分子中的简单重复序列，如-GAGAGAGA……-，其长度（重复次数）在不同染色体（含同源染色体的相同位置）间可能不同，常作为分子标记用于基因位置的定位。该团队在一对同源染色体上选择了大量的SSR分子标记进行矮化基因的定位研究，其中的1个标记经电泳后的示意图如下。 ①矮化子代出现正常亲本分子标记的现象被科学家称为“重组”，结合配子产生时同源染色体的行为分析，“重组”产生的原因是 。 ②研究发现，“重组”出现的频率与其距离待定位基因的远近关系密切，结合染色体的结构推测，科研团队会选择重组出现频率 （高/低）（1分）的标记来定位染色体，理由是 。 【答案】(1) 人工诱变/诱变育种 发芽的玉米种子/萌发的玉米种子 (2) 隐 F1自交出现3:1的性状分离比，矮化表型占1/4。 (3) 同源染色体的非姐妹染色单体之间交换片段 低 离待定位基因越近、越容易与待定位基因一起遗传给下一代 【详解】（1）该团队通过处理正常玉米获得新性状，最可能采用的是诱变育种（利用物理或化学因素诱导基因突变，产生新性状）。被处理的材料应选择萌发的玉米种子或幼苗，因为其细胞分裂旺盛，易发生基因突变。 （2）该矮化性状是隐性性状，其判断依据为F1自交后代F2中，正常表型与矮化表型的比例约为3:1（性状分离比），矮化表型占1/4。说明F1为杂合子，矮化性状为隐性。 （3）①“重组”产生的原因是减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换，导致分子标记与矮化基因的组合方式改变。 ②选择重组出现频率低的标记来定位染色体，理由是标记与待定位基因距离越近，越容易与待定位基因一起遗传给下一代。 20（除特别说明外，每空2分，共12分）．腓骨肌萎缩症（CMT1A）和遗传性压力易感性周围神经病（HNPP）是常见的周围神经系统遗传病，均与17号染色体减数分裂时不等交换引起PMP22基因异常有关。现对某CMT1A患者的家系进行调查发现，部分成员表现为CMT1A典型症状（远端肌无力、腱反射减弱），另一些表现为HNPP特征（发作性肢体麻木无力），通过检测证实该家系同时存在两种突变类型。回答下列问题： (1)据图分析CMT1A和HNPP属于 遗传病，调查该遗传病发病率的调查对象及方法是： 。 (2)某CMT1A患者的精原细胞在减数第一次分裂 期，17号染色体联会时发生错位且形成如图所示异常配对，该细胞产生的配子中，含异常PMP22基因的配子比例为 。 (3)研究发现CMT1A患者体内PMP22基因表达的蛋白质量是正常人的2-3倍，而HNPP患者体内该蛋白质量仅为正常人的1/2。结合上图分析，推测造成这种差异的原因可能是 。 (4)为降低CMT1A和HNPP在人群中的发病率，除了产前诊断外，还可采取哪些有效的遗传病监测和预防措施： 。（答两点） 【答案】(1) 染色体异常 在广大人群中，随机抽样调查 (2)前 1/2 (3)由于染色体变异导致CMT1A型患者的PMP22基因数量增加，从而表达更多的蛋白质；而HNPP患者的PMP22基因缺失，使蛋白质合成减少 (4)遗传咨询；进行PMP22基因检测等 【详解】（1）腓骨肌萎缩症（CMT1A）和遗传性压力易感性周围神经病（HNPP）是常见的周围神经系统遗传病，均与17号染色体减数分裂时不等交换引起PMP22基因异常有关，结合图示可知，CMT1A和HNPP属于染色体异常遗传病，调查该遗传病发病率的调查对象及方法是：在广大人群中，随机抽样调查。 （2）某CMT1A患者的精原细胞在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对形成四分体，此时17号染色体联会时发生错位且形成异常配对。从图中可以看出，该细胞产生的配子中，有2种配子含有异常PMP22基因（一种是多了异常片段，一种是少了正常片段对应的部分），另外2种配子是正常的。所以含异常PMP22基因的配子比例为1/2。 （3）据图可知。由于染色体变异导致CMT1A型患者的PMP22基因数量增加，从而表达更多的蛋白质；而HNPP患者的PMP22基因缺失，使蛋白质合成减少，故CMT1A患者体内PMP22基因表达的蛋白质量是正常人的2-3倍，而HNPP患者体内该蛋白质量仅为正常人的1/2。 （4）为降低CMT1A和HNPP在人群中的发病率，除了产前诊断外，还可采取遗传咨询和进行PMP22基因检测等措施。 21（除特别说明外，每空2分，共14分）．东非马拉维湖中的丽鱼科生物拥有共同的祖先，但在短短 200万～300万年间，就演化出了超过1000种不同的丽鱼，如纵带黑丽鱼、小齿龙占丽鱼等。回答下列问题： (1)现代生物进化理论认为 为生物进化提供原材料，进化 （填“一定”或“不一定”）（1分）会形成新物种。 (2)经调查发现，初始时，基因型为 BB 和 bb 的纵带黑丽鱼个体分别占种群的 12%、48%，一段时间后再次统计，BB 和 bb 个体分别占 18%、54%。该种群在此期间 （填“是”或“否”）（1分）发生了进化，原因是 。 (3)马拉维湖中的丽鱼多种多样，体现了 多样性。马拉维湖中的各种生物和无机环境依然在相互影响中不断进化和发展，这就是 进化。 (4)比较不同种丽鱼的基因序列，可以确定亲缘关系的远近。如图为三种丽鱼的肌动蛋白基因的部分碱基序列： 由图推测，与甲丽鱼亲缘关系更近的是 ，该研究可以为研究丽鱼的进化提供 水平的证据。 【答案】(1) 突变和基因重组 不一定 (2)否 两次统计的结果显示基因频率没有发生改变 (3) 物种和基因 协同 (4) 丙 分子 【详解】（（1）生物进化理论认为突变和基因重组为生物进化提供原材料，生物进化的基本单位是种群，生物进化的实质是种群基因频率的改变，种群基因频率的改变导致生物进化，但并不一定出现新的物种，新物种形成的标志是生殖隔离。 （2）调查发现，初始时，基因型为BB和bb的纵带黑丽鱼个体分别占种群的12%、48%，Bb的基因型频率为40%，则B的基因频率是BB+1/2Bb=32%，则b的基因频率为1-32%=68%。一段时间后再次统计，BB和bb个体分别占18%、54%。则Bb为28%，计算得B的基因频率还是32%，b的基因频率还是68%。由于生物进化的实质是种群基因频率的改变，该种群的基因频率没有发生改变，所以种群没有进化。 （3）马拉维湖中的丽鱼多种多样，涉及多个物种，体现了物种多样性和基因多样性。马拉维湖中的各种生物和无机环境依然在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化，协同进化的结果导致了生物多样性的形成，此外生物多样性还包括物种多样性和生态系统多样性。 （4）判断亲缘关系的远近，实质是判断基因中碱基序列的相似性，甲丽鱼的DNA单链和丙丽鱼的DNA单链互补程度更高，证明丙丽鱼的另一条DNA单链和甲丽鱼的DNA单链相似程度更高，因此二者亲缘关系更近，这是分子水平的证据。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 综合训练03 遗传的分子基础、遗传规律、生物的变异和进化 （试题分值：100分 测试时间：75分钟） 一、选择题：本大题共16小题，共40分。第1~12小题，每小题2分；第13~16小题，每小题4分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．原始生殖细胞既可进行减数分裂，又可进行有丝分裂。下列相关叙述错误的是（ ） A．二者均可能发生等位基因的分离 B．二者分裂前均需进行 DNA 复制 C．二者均可能发生染色体片段的移接 D．二者均发生细胞质的不均等分裂 2．21-三体综合征又称先天愚型或Down综合征，是由染色体异常而引发的一种疾病。现有一个21-三体综合征患儿，检测其父母染色体均正常，导致该患儿患病的原因不可能是（ ） A．母亲次级卵母细胞分裂时21号染色体未正常分离 B．母亲初级卵母细胞分裂时21号同源染色体未分离 C．胚胎期部分细胞分裂时21号染色体着丝粒未分裂 D．父亲初级精母细胞分裂时21号同源染色体未分离 3．在生物学发展历程中，众多经典实验为生命科学研究奠定了基础。下列关于实验处理和结论的叙述，正确的是（ ） A．低温诱导染色体加倍实验中，用卡诺氏液对细胞进行固定后直接进行解离 B．肺炎链球菌体外转化实验的结论为DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 C．科学家利用放射性同位素标记等技术，证明了DNA的复制方式为半保留复制 D．模拟减数分裂中非同源染色体自由组合的实验至少需要一对同源染色体 4．某遗传病家系的系谱图如图甲所示，已知该遗传病由正常基因A突变成A1或A2引起，且A1对A和A2为显性，A对A2为显性。为确定家系中某些个体的基因型，分别根据A1和A2两种基因的序列，设计鉴定该遗传病基因的引物进行PCR扩增，电泳结果如图乙所示。下列叙述错误的是（ ） A．若对家系中表型相同的个体进行电泳，电泳结果不一定相同 B．若Ⅱ3的电泳结果有1条条带，则Ⅱ2和Ⅲ3基因型相同的概率为2/3 C．若Ⅲ1与正常女子结婚，生了1个患病的后代，则可能是A1导致的 D．若Ⅲ1与正常女子结婚，则他们所生育后代中患病的概率为1/2 5．下列关于遗传物质DNA经典实验的叙述，正确的是（ ） A．格里菲思通过肺炎链球菌感染小鼠的实验，推测S型菌的DNA使R型菌发生转化 B．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术 C．摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上 D．沃森和克里克通过双螺旋模型阐明了DNA分子的半保留复制方式 6．果蝇红眼对白眼为显性，控制这对性状的一对等位基因位于X染色体。果蝇缺失1条IV号染色体仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死。一对都缺失1条IV号染色体的红眼果蝇杂交（亲本雌果蝇为杂合子），则F1中（ ） A．染色体数正常的白眼果蝇占1/16 B．染色体数异常的红眼雌果蝇占1/2 C．染色体数正常的红眼果蝇占1/6 D．染色体数异常的白眼雄果蝇占1/6 7．对遗传本质的认识是在持续探究中逐步建构的。下列有关叙述错误的是（ ） A．孟德尔运用假说-演绎法提出了分离和自由组合定律 B．摩尔根等人基于性状与性别的关联证明了基因在染色体上 C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是T2噬菌体的遗传物质 D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式 8．科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述错误的是（ ） A．肺炎链球菌体内转化实验，证明了加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性突变为有致病性 B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“减法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子 C．在肺炎链球菌体外转化实验中和噬菌体侵染细菌实验中均采用了能够区分DNA和蛋白质的技术。 D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 9．M为人体细胞中的一条核苷酸链片段。X（某种化合物或细胞结构）能与M形成复合体，完成特定的生理过程。下列说法错误的是（ ） A．若该过程为DNA复制，X为DNA聚合酶，则X由M的3’向5’移动 B．若该过程为转录，则X为RNA聚合酶，具有特定的识别位点 C．若该过程为翻译，X为核糖体，则M移动，X读取密码子 D．若该过程为逆转录，则X为逆转录酶，催化底物为脱氧核苷酸 10．某种生物体内，存在两个基因G1和G2，它们分别编码两种关键酶E1和E2基因G1和G2的转录过程均受同一转录因子TF的调控。现发现一个突变体生物，其体内E1和E2酶的活性均显著降低，研究发现，该突变体生物中G1和G2基因的转录水平并未明显下降，但G2基因的 mRNA 含量远低于正常水平，而G1基因的mRNA含量则接近正常。下列相关推测正确的是（ ） A．突变体生物中G1和G2基因均发生了甲基化 B．突变体生物中G2基因的mRNA降解速率可能会加快 C．突变体生物中编码转录因子TF的基因发生了突变 D．突变体生物中G1和G2基因的编码区一定发生了突变 11．在生物学研究中，染色体变异是一个重要的领域。下列关于染色体变异的描述，正确的是（ ） A．四分体中非姐妹染色单体片段互换属于染色体结构变异 B．猫叫综合征是第5号染色体上的某个基因发生突变导致的 C．单倍体育种过程中，可发生基因突变或染色体结构变异等遗传变化现象 D．在光学显微镜下无法观察到染色体某一片段的位置颠倒 12．水稻是两性花，水稻花粉的育性受细胞核基因（R/r）与细胞质基因（S/N）的共同调控。其中S为不育基因，R为育性恢复基因，R对S表达有抑制作用。S（r）表现出雄性不育（雄蕊发育不正常，无法产生可育花粉；雌蕊发育正常）。图是我国科学家开创的三系杂交水稻育种过程示意图。下列叙述正确的是（ ） A．上述保持系与恢复系都是作为母本 B．杂交种的基因型为N（Rr）或S（Rr） C．获得上述杂交种后无需再每年制种 D．上述杂交过程中无需进行人工去雄 13．某种单基因遗传病为基因突变所致，其家庭成员系谱图和基因检测的结果如图。检测过程中用限制酶MstII处理相关基因，将得到的大小不同的片段进行电泳，电泳结果中的数字表示碱基对的个数。据此分析，下列说法错误的是（ ） A．电泳结果中1350的片段代表的是显性基因 B．致病基因是由正常基因发生碱基对的替换导致 C．II4个体为表现型正常的杂合子的概率为0 D．利用基因测序进行产前诊断来确定胎儿是否患病 14．多数哺乳动物断奶后乳糖酶基因表达量下降，少数个体成年后甚至不能产生乳糖酶，引起乳糖不耐症。但在畜牧业发展后，部分人群（如北欧牧民）中出现了能终身表达乳糖酶的变异体（耐受个体）。下列叙述不符合现代生物进化理论的是（ ） A．乳糖酶基因的持续表达源于突变，为进化提供了原材料 B．畜牧业出现前，该突变基因频率极低，且耐受个体不具有生存优势 C．畜牧业出现后，耐受个体获得优势，基因频率定向提高 D．个体通过长期饮用牛奶获得了耐受性并遗传给后代 15．在一海岛上，某昆虫种群中有全翅和残翅两种翅型，全翅（A）对残翅（a）为显性。由于该海岛经常刮大风，全翅个体易掉落海中溺亡，而残翅个体因不能正常飞行而避免被海风吹到海里。下列叙述正确的是（ ） A．刮大风的环境导致该昆虫种群产生残翅变异 B．自然选择导致该种群a基因频率逐渐升高 C．全翅昆虫与残翅昆虫之间通过生存斗争实现协同进化 D．该种群进化过程中，突变和基因重组分别是随机的和定向的 16．某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是（ ） A．该种群有11%的个体患该病 B．该种群h基因的频率是10% C．只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有6种 D．患甲病的雄性个体占种群的1% 二、非选择题：本大题共5小题，共60分。考生根据要求作答。 17（每空2分，共12分）．某种由单基因控制的常染色体显性遗传病（S病）患者表现为行走不稳、眼球震颤，多在成年发病。甲乙两人均出现这些症状。遗传咨询发现，甲的家系不符合S病遗传系谱图的特征，而乙的家系符合。经检查确诊，甲不是S病患者，而乙是。回答下列问题： (1)系谱图分析是遗传疾病诊断和优生的重要依据。下列单基因遗传病系谱图中，一定不属于S病的是 （填序号），判断理由是 ；一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是 （填序号）。 (2)提取患者乙及其亲属的DNA，对该病相关基因进行检测，电泳结果如下图（1是乙，2、3、4均为乙的亲属）。根据该电泳图 （填“能”或“不能”）确定2号和4号个体携带了致病基因，理由是 。 (3)《“健康中国2030”规划纲要》指出，孕前干预是出生缺陷防治体系的重要环节。单基因控制的常染色体显性遗传病患者也有可能产生不含致病基因的健康配子，再通过基因诊断和试管婴儿等技术，生育健康小孩。该类型疾病女性患者有可能产生不含致病基因的卵细胞，请从减数分裂的角度分析，其原因是 。 18（每空2分，共10分）．大肠杆菌乳糖操纵子包括lacZ、lacY、lacA三个结构基因（编码参与乳糖代谢的酶，其中酶a能够水解乳糖），以及操纵基因、启动子和调节基因。培养基中无乳糖存在时，调节基因表达的阻遏蛋白和操纵基因结合，导致RNA聚合酶不能与启动子结合，使结构基因无法转录（注：启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位，可驱动转录过程）；乳糖存在时，结构基因才能正常表达，调节过程如下图所示。回答下列问题。 (1)过程②除需mRNA提供信息指导外，还需要的RNA有 。据图分析，③过程发生时，以 （填“α链”或“β链”）为模板，表达出三种酶。 (2)当培养基中没有葡萄糖仅有乳糖时，乳糖与阻遏蛋白结合，使其 改变而失去功能，则结构基因表达，从而使得大肠杆菌充分利用乳糖。 (3)当环境中存在葡萄糖和乳糖时，大肠杆菌可以通过调控确保优先利用葡萄糖进行细胞呼吸，只有当环境中仅存在乳糖时，大肠杆菌才能利用乳糖，这种“内卷效应”也是通过乳糖操纵子模型实现的。研究发现，乳糖操纵子的表达和cAMP的含量有很大关系。cAMP含量愈高，乳糖操纵子的表达愈旺盛。当细菌以葡萄糖为能源时，受葡萄糖降解物的影响，cAMP的生成速率 ，导致乳糖操纵子结构基因 （填“表达”或“不表达”）。 19（除特别说明外，每空2分，共12分）．玉米株高是影响产量的关键性状，科研团队处理正常玉米得到了具有新的矮化性状的新品种，矮化玉米与正常玉米杂交得到F1，F1自交后代F2的表型及比例如下表。回答下列问题： 组别 正常表型 矮化表型 1 217 58 2 241 74 3 161 46 (1)该团队处理正常玉米最可能是采用了 育种方法，被处理的材料应该选择 合适。 (2)据上表推测，该矮化性状是 （显/隐）（1分）性性状，判断依据是 。 (3)SSR是DNA分子中的简单重复序列，如-GAGAGAGA……-，其长度（重复次数）在不同染色体（含同源染色体的相同位置）间可能不同，常作为分子标记用于基因位置的定位。该团队在一对同源染色体上选择了大量的SSR分子标记进行矮化基因的定位研究，其中的1个标记经电泳后的示意图如下。 ①矮化子代出现正常亲本分子标记的现象被科学家称为“重组”，结合配子产生时同源染色体的行为分析，“重组”产生的原因是 。 ②研究发现，“重组”出现的频率与其距离待定位基因的远近关系密切，结合染色体的结构推测，科研团队会选择重组出现频率 （高/低）（1分）的标记来定位染色体，理由是 。 20（除特别说明外，每空2分，共12分）．腓骨肌萎缩症（CMT1A）和遗传性压力易感性周围神经病（HNPP）是常见的周围神经系统遗传病，均与17号染色体减数分裂时不等交换引起PMP22基因异常有关。现对某CMT1A患者的家系进行调查发现，部分成员表现为CMT1A典型症状（远端肌无力、腱反射减弱），另一些表现为HNPP特征（发作性肢体麻木无力），通过检测证实该家系同时存在两种突变类型。回答下列问题： (1)据图分析CMT1A和HNPP属于 遗传病，调查该遗传病发病率的调查对象及方法是： 。 (2)某CMT1A患者的精原细胞在减数第一次分裂 期，17号染色体联会时发生错位且形成如图所示异常配对，该细胞产生的配子中，含异常PMP22基因的配子比例为 。 (3)研究发现CMT1A患者体内PMP22基因表达的蛋白质量是正常人的2-3倍，而HNPP患者体内该蛋白质量仅为正常人的1/2。结合上图分析，推测造成这种差异的原因可能是 。 (4)为降低CMT1A和HNPP在人群中的发病率，除了产前诊断外，还可采取哪些有效的遗传病监测和预防措施： 。（答两点） 21（除特别说明外，每空2分，共14分）．东非马拉维湖中的丽鱼科生物拥有共同的祖先，但在短短 200万～300万年间，就演化出了超过1000种不同的丽鱼，如纵带黑丽鱼、小齿龙占丽鱼等。回答下列问题： (1)现代生物进化理论认为 为生物进化提供原材料，进化 （填“一定”或“不一定”）（1分）会形成新物种。 (2)经调查发现，初始时，基因型为 BB 和 bb 的纵带黑丽鱼个体分别占种群的 12%、48%，一段时间后再次统计，BB 和 bb 个体分别占 18%、54%。该种群在此期间 （填“是”或“否”）（1分）发生了进化，原因是 。 (3)马拉维湖中的丽鱼多种多样，体现了 多样性。马拉维湖中的各种生物和无机环境依然在相互影响中不断进化和发展，这就是 进化。 (4)比较不同种丽鱼的基因序列，可以确定亲缘关系的远近。如图为三种丽鱼的肌动蛋白基因的部分碱基序列： 由图推测，与甲丽鱼亲缘关系更近的是 ，该研究可以为研究丽鱼的进化提供 水平的证据。 / 学科网（北京）股份有限公司 $