重难06 生物的变异类型与进化机制的内在联系（重难专练）（北京专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

重难06 生物的变异类型与进化机制的内在联系 内容导航 重难突破 技巧掌握 速度提升 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击：快速掌握重难考向核心靶点，明确主攻方向 重难要点剖析 定位要点 重点提炼：聚焦重难核心内容，深入剖析知识内涵与联系 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点：总结瓦解重难考向的核心方法论与实战技巧 重难提分必刷 模拟实战 挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” 核心考点 重难考向 高考考情 生物的变异 1. 基因突变 2. 基因重组 3. 染色体变异 （2025北京卷）基因突变 （2024北京卷）染色体数目的变异 （2023北京卷）基因突变 生物进化 1. 生物进化 2. 物种的形成 （2025北京卷）自然选择与适应性的形成 （2024北京卷）基因频率的改变与生物进化 （2023北京卷）自然选择与适应的形成,基因频率的改变与生物进化 一、变异 （一）基因突变 1.概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫做基因突变。 2.基因突变的类型 类型 范围 对肽链的影响 备注 替换 小 只改变1个氨基酸的种类或不改变 替换的结果也可能使肽链合成提前终止，或延后 增添 大 插入位置前不影响，影响插入位置后的序列 ①增添或缺失的位置越靠前，对肽链的影响越大； ②增添或缺失的碱基数是3的倍数，则仅影响个别氨基酸 缺失 大 缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列 增添或缺失3个碱基 小 增添或缺失位置增加或缺失 1个氨基酸 3.特点 （1）普遍性：在生物界是普遍存在的。 （2）随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位。 （3）低频性：自然状态下，突变频率很低。 （4）不定向性：一个基因可以发生不同突变，产生一个以上的等位基因， （5）多害少利性：突变性状大多数会给生物带来不利的影响，少数有利。 4.意义：新基因产生的途径；生物变异的根本来源；生物进化的原始材料。 （二）基因重组 1.概念： （1）发生过程：真核生物有性生殖过程中。 （2）实质：控制不同性状的基因的重新组合。 2.类型 类型 发生时间 发生重组的原因 图示 特点 自由组合型 减数第一次分裂后期 同源染色体分开,等位基因分离,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上非等位基因间重组 ①只产生新的基因型,并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(有新性状组合); ②发生于真核生物有性生殖的核遗传中(DNA重组技术除外); ③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多 交叉互换型 减数第一次分裂四分体时期 同源染色体上非姐妹染色单体之间发生互换,导致基因重组 人工重组类 外源DNA导入受体细胞 人为有目的进行的不同种生物间的基因组合 3.结果:产生新的基因型。 4.意义 (1)是生物变异的来源之一。 (2)为生物进化提供材料。 (3)是形成生物多样性的重要原因之一。 （三）染色体变异 1.染色体结构变异 （1）类型 类型 图像 联会异常 实例 缺失 人的5号染色体片段缺失导致猫叫综合征 重复 果蝇的棒状眼 倒位 人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产 易位 人类慢性粒细胞白血病 （2）结果：可导致染色体上的基因结构或数目发生改变。 2.染色体数目的变异：个别染色体数目改变、染色体组数目改变。 3.单倍体、二倍体和多倍体 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 体细胞中含有两个染色体组的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 发育起点 配子 受精卵 受精卵 植株特点 ①植株弱小；②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮；②营养物质含量丰富 ③叶片、果实和种子较大但结实率低 体细胞染色体组数 ≥1 2 ≥3 形成 原因 自然原因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变（如低温） 人工诱导 花药离体培养 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 举例 蜜蜂中的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体） 二、生物进化 （一）现代生物进化理论的内容 1.适应是自然选择的结果 2.种群是生物进化的基本单位 （1）种群:生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。 （2）基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因。 （3）基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值。 3.突变和基因重组提供进化的原材料 4.自然选择决定生物进化的方向 （1）生物进化的实质:基因频率的定向改变。 5.隔离是物种形成的必要条件 （1）物种:能够在自然状态下相互交配并产生可育后代的一群生物。 （2）隔离：种类，地理隔离和生殖隔离 （3）物种：形成的三个环节：变异、自然选择、生殖隔离。形成标志：生殖隔离。 6.生物多样性是协同进化的结果 （1）协同进化 ①概念:不同生物之间、生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展。 ②协同进化实例 协同进化类型 包含类型 实例 不同物种之间 种间互助 一种蛾与兰花 种间斗争 捕食 猎豹和斑马 寄生 黏液瘤病毒和兔子 种间竞争 作物与杂草 （2）生物多样性的三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。 （二）生物进化理论在发展 1.中性学说:大量的基因突变是中性的,决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。 2.生物进化理论不会停滞不前,而是在不断发展。 【易错提醒】 ①自然选择直接作用的对象是个体的表型，实质是使基因频率发生定向改变。 ②生物进化了种群基因频率一定改变；种群基因频率改变也一定表示生物发生了进化。 ③Aa个体连续自交n次，假设无突变无淘汰等，后代基因型频率改变，基因频率不发生改变。 高分技巧 一、生物变异 （一）辨析基因突变、基因重组与染色体结构变异 1.辨析基因突变和染色体结构变异 （1）一看基因种类：即看染色体上的基因种类是否发生改变，若发生改变则为基因突变，由基因中碱基的替换、增添或缺失所致 （2）二看基因位置：若基因种类和基因数日未变，但染色体上的基因位置改变，应为染色体结构变异中的“易位”或“倒位” 2.如何辨析染色体结构变异与基因重组？ 项目 易位 交叉互换 图解 区别 位置 非同源染色体之间 同源染色体的非姐妹染色单体之间 原理 染色体结构变异 基因重组 观察 可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到 3.辨析基因突变与基因重组 (1)根据细胞分裂方式判断 ①如果是有丝分裂中姐妹染色单体上的基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。 ②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同,则可能发生了基因突变或互换(基因重组),如图乙。 (2)根据变异前体细胞的基因型判断 ①如果亲代基因型为AA或aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。 ②如果亲代基因型为Aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变或互换(基因重组)。 【易错提醒】 ①基因突变一定会导致基因碱基序列的改变，但不一定引起生物性状的改变。 ②真核生物DNA的非基因区发生碱基改变不属于基因突变，突变的基因不一定都能遗传给后代。 ③自然条件下，病毒的可遗传变异只有基因突变。 ④基因重组一般发生在控制不同性状的基因间，至少涉及两对等位基因，如基因型为Aa的个体自交不能发生基因重组，受精过程中也不发生基因重组。　　 （二）显性突变和隐性突变的判断 由隐性基因突变成显性基因叫显性突变;由显性基因突变成隐性基因叫隐性突变。 （1）若在当代植株中表现新性状,且突变性状由一对等位基因控制。 ①若该等位基因位于常染色体上,则为显性突变,即aa突变为Aa,直接表现新性状。 ②若该等位基因位于X染色体上,则雌性个体中为显性突变,雄性个体中可能为显性突变,也可能为隐性突变:XaXa突变为XAXa;XaY突变为XAY或者XAY突变为XaY。 ③若该等位基因位于Z染色体上,则雄性个体中为显性突变,雌性个体中可能为显性突变,也可能为隐性突变:ZaZa突变为ZAZa;ZaW突变为ZAW或者ZAW突变为ZaW。 （2）若在当代植株中未表现新性状,则为隐性突变,用当代植株进行自交,子代出现不同表现型,新出现的性状为隐性性状。 注意:一般不考虑两个基因同时发生突变,即AA不考虑其突变为aa。 二、生物进化 （一）基因频率的计算 1.“定义法”求解基因频率 （1）某基因频率=（某基因总数/某基因和其等位基因的总数）×100% （2）若在常染色体上,某基因频率=（某基因总数/种群个体数×2）×100% （3）若在X染色体上,某基因频率=[某基因总数/2×雌性个体数+雄性个体数]×100% 2.“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A、a为例) A基因频率=AA基因型频率+1/2×Aa基因型频率 a基因频率=aa基因型频率+1/2×Aa基因型频率 3.运用遗传平衡定律求解基因频率 (1)适用条件:①种群非常大;②所有雌雄个体之间自由交配并产生后代;③没有迁出和迁入;④没有自然选择;⑤没有突变。 (2)计算方法 ①当等位基因只有两个(A、a)时,设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则基因型AA的频率为p2,Aa的频率为2pq,aa的频率为q2。 4.自交与自由交配中基因频率的计算 （1）自交 杂合子自交，基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐下降，但基因频率不变。 （2）自由交配 在无突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变。 【提示】遗传平衡时X染色体上基因频率与基因型频率的关系(以红绿色盲为例) (1)红绿色盲基因(Xb)的基因频率在男性和女性中相同,但发病率不同。 (2)人群中男性的红绿色盲发病率即该群体Xb的基因频率。 (3)若红绿色盲基因Xb的基因频率为10%,则 男性中:XBY=90%;XbY=10%  女性中:XBXB=90%x90%=81%;XBXb=2x90%x10%=18%;XbXb=10%x10%=1% 说明:若男性和女性数量相等,则女性携带者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分别为18%和9%。 深度拓展 一、杂交水稻 1.雄性不育与“两系法”杂交水稻 植物的雄性不育(花粉败育，但雌性器官仍然发育正常)一般分为核不育和质核互作不育两大类。 类型一：核不育 核不育是由细胞核内基因决定的雄性不育类型。根据核不育的原因又可分为基因控制的核不育和环境诱导的核不育两种。 环境诱导的核不育是指花粉是否可育由细胞核基因在特定环境下的表达产物控制。同一植株，在一定条件下花粉可育，在另一特定条件下花粉不育。 类型二：质核互作的雄性不育 这种类型的雄性不育受到细胞质不育基因和对应的细胞核基因的共同控制，当细胞质不育基因SA存在时，核内必须有相对应的隐性不育基因aa，即个体基因型为SA(aa)时才表现为雄性不育。根据控制雄性不育质核基因的对数可以分为主基因不育和多基因不育两种。主基因不育是指一对或两对核基因与对应的不育细胞质基因决定的不育性，在这种情况下，显性的核基因能使对应细胞质的不育基因恢复正常。假定某水稻品种为主基因不育型，其花粉是否可育受细胞质基因S、N和细胞核基因A、B共同控制，植株中出现SA(aa)或SB(bb)均表现为雄性不育，其余的都可育。 2.雄性不育与“三系法”杂交水稻 “三系法”杂交水稻是我国研究应用最早的杂交水稻，由不育系、保持系、恢复系三种水稻培育而成，如图3所示。 不育系A的花粉不育，这种雄性不育性状由细胞质基因cms控制，细胞核含有雄性不育基因rf(只有当细胞质和细胞核都只有不育基因时，才表现为雄性不育)。保持系B能保持不育系的细胞质雄性不育性，其细胞质基因Cms正常可育，能够自交结实。恢复系R含有恢复雄性可育的核基因Rf，与不育系杂交产生的三系杂交稻正常可育且具有杂种优势，即A×R→F1，因为F1的子代的育性、农艺性状等会发生分离，所以F1种植后不再使用，需每年利用不育系育种。 考向突破01 基因突变 1．高温导致番茄叶片运输到果实的蔗糖难以转化为单糖，果实糖度降低。为解决该问题，研究者将一个热响应元件序列插入蔗糖转化酶基因（CN）的启动子中，培育环境智能型作物。下列关于热响应元件的叙述，错误的是（　　） A．导致番茄CN发生基因突变 B．抑制RNA聚合酶与CN的启动子结合 C．促进高温条件下CN的转录 D．提高高温环境下番茄果实的糖度 2．HER2基因位于17号染色体上，该基因过表达促进肿瘤细胞的增殖和侵袭。检测HER2基因数量和17号染色体着丝粒数量，发现某些异常细胞的HER2基因数量与着丝粒数量比值大于2。下列对此现象的解释最合理的是（　　） A．HER2基因是一种抑癌基因 B．某些异常细胞发生了染色体结构变异 C．某些异常细胞发生了染色体数目变异 D．某些异常细胞发生了HER2基因突变 3．我国科学家发现一种由常染色体上P基因突变引起的“卵母细胞死亡”不孕症。P基因编码一种通道蛋白，同源染色体上仅一个P基因突变，即可引起卵母细胞ATP释放到细胞外，导致卵母细胞凋亡。下列叙述错误的是（    ） A．此不孕症是由P基因显性突变引发 B．P基因通过控制蛋白质的结构控制性状 C．此病症只出现在女性且属于伴X遗传病 D．此不孕症患者不可通过导入正常的P基因进行治疗 考向突破02 染色体变异 4．果实发育是被子植物重要的生殖过程，通常只有传粉和受精成功，子房才能发育成果实，但在未受精情况下，外施赤霉素（GA）或生长素均可诱导植物单性结实（即产生无籽果实）。研究发现，对GA合成缺陷突变体和GA信号传导突变体施加外源生长素未能促进单性结实。下列叙述错误的是（　　） A．生长素和赤霉素等植物激素在果实发育中起关键作用 B．生长素诱导的单性结实需要GA生物合成和信号传导 C．番茄雌蕊被授以正常花粉后，其子房发育成有籽番茄 D．三倍体西瓜经传粉和受精后，子房可发育成无籽西瓜 5．与 X 染色体相比，Y 染色体在不同猿类物种之间的差异很大，而且含有许多物种特有的序列。不同猿类物种Y 染色体之间的一个显著差异是它们的长度。DNA重复序列的数量和类型的差异是造成染色体长度差异的部分原因。下列叙述正确的是（　　） A．猿类近亲物种之间不存在生殖隔离 B．X染色体与Y染色体属于同源染色体，在减数第一次分裂的后期联会 C．Y染色体上DNA重复序列的数量和类型的差异可能是发生缺失、易位导致的 D．Y染色体上DNA重复序列的数量和类型的差异可能发生了基因突变 6．野生牡蛎多为二倍体（2n=20），研究者通过化学方法或物理方法抑制第二极体的释放，使极体的染色体组留在受精卵内，进而培育出三倍体牡蛎。下列叙述错误的是（　　） A．二倍体牡蛎产生的精子中含有一个染色体组 B．三倍体牡蛎的育性与二倍体牡蛎无显著差异 C．抑制第二极体释放可使受精卵染色体数目增至30条 D．通过四倍体牡蛎与二倍体牡蛎杂交可获得三倍体牡蛎 考向突破03 生物进化 7．某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素，经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解，消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起，取食内部叶片，不会受到毒害。下列叙述错误的是（　　） A．乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果 B．影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性 C．植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果 D．织叶蛾卷叶摄食的行为是叶片香豆素诱导产生的适应性变异 8．英国曼彻斯特地区的桦尺蛾体色由一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）为显性。19世纪工业革命前，浅色桦尺蛾占优势；工业污染后，S基因频率从5%上升到95%。相关叙述错误的是（　　） A．工业革命前，浅色桦尺蛾的基因型频率约为90% B．工业污染后，黑色桦尺蛾的体色为有利变异 C．天敌对不同体色桦尺蛾的捕食属于非密度制约因素 D．桦尺蛾体色比例的变化是种群基因频率定向改变的结果 9．细胞色素c是细胞中普遍存在的一种蛋白质。据测算，其氨基酸序列每2000万年发生1%的改变，但对功能无影响。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列差异如表所示，相关叙述正确的是（    ） 生物 黑猩猩 猕猴 狗 鸡 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾 酵母菌 差异/个 0 1 11 13 14 21 27 31 44 A．生物普遍含有细胞色素c提示他们有共同的祖先 B．表中数据为生物进化提供了比较解剖学证据 C．不同生物间细胞色素c的差异越小，亲缘关系越远 D．自然选择学说可解释细胞色素c的不断变化 （建议用时：30分钟） 一、选择题 1．（2025·北京·高考真题）蝴蝶幼虫取食植物叶片，萝藦类植物进化出产生CA的能力，CA抑制动物细胞膜上N酶的活性，对动物产生毒性，从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感，其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是（    ） A．斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择 B．斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物 C．N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离 D．萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例 2．（2024·北京·高考真题）有性杂交可培育出综合性状优于双亲的后代，是植物育种的重要手段。六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1。F1花粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如图。据图判断，错误的是（    ） A．F1体细胞中有21条染色体 B．F1含有不成对的染色体 C．F1植株的育性低于亲本 D．两个亲本有亲缘关系 3．（2022·北京·高考真题）人与黑猩猩是从大约700万年前的共同祖先进化而来，两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成，但α链的相同位置上有一个氨基酸不同，据此不能得出（　　） A．这种差异是由基因中碱基替换造成的 B．两者共同祖先的血红蛋白也有α链 C．两者的血红蛋白都能行使正常的生理功能 D．导致差别的变异发生在黑猩猩这一物种形成的过程中 4．（2023·北京·高考真题）抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标（　　） A．在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子 B．大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂 C．转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植 D．转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带 5．（2025·北京海淀·二模）下图所示的基因编码区序列，编码的氨基酸序列为：甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……。下列叙述错误的是（    ） A．甲链是转录的模板链，其左侧是3'端，右侧是5'端 B．6号碱基对由A/T替换为G/C后，合成的肽链不变 C．5号和6号碱基对之间插入G/C，合成的肽链变短 D．甲链和乙链上均有终止密码子，可使转录终止 6．（2025·北京房山·一模）天山雪莲是一种高山珍稀植物，与低海拔物种向日葵亲缘关系近。与向日葵相比，其抗冻、抗紫外线、耐缺氧相关基因表达量显著上调。下列说法错误的是（　　） A．抗冻基因是在高海拔环境中诱导产生的 B．高寒环境决定了天山雪莲种群的进化方向 C．天山雪莲高表达抗冻基因是自然选择的结果 D．天山雪莲种群耐缺氧基因频率可能高于向日葵 7．（2025·北京·模拟预测）为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是（　　） A．实现过程②依赖膜的流动性 B．过程①需使用胰蛋白酶处理 C．过程③需应用植物组培技术 D．三倍体植株可产生无籽柑橘 8．（2025·北京·模拟预测）某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素，经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解，消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起，取食内部叶片，不会受到毒害。下列叙述错误的是（　　） A．乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果 B．影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性 C．植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果 D．织叶蛾卷叶摄食的行为是叶片香豆素诱导产生的适应性变异 9．（2025·北京大兴·模拟预测）甘蓝型油菜引入我国历史较短，其遗传基础狭隘。菘蓝（别名“板蓝根”）是传统中药材，具有广谱抗病毒特性。研究人员利用甘蓝型油菜（染色体数为38）与菘蓝（染色体数为14）进行体细胞杂交，培育抗病毒的甘蓝型油菜-菘蓝单体附加系，过程如图。下列叙述错误的是（　　） A．两种植物的体细胞经纤维素酶和果胶酶酶处理后获得原生质体 B．原生质体经PEG诱导可获得杂种细胞 C．BC1染色体组成为PPQQRR D．BC2植株群体的染色体数目范围是38—45 10．（2025·北京昌平·二模）野生牡蛎多为二倍体（2n=20），研究者通过化学方法或物理方法抑制第二极体的释放，使极体的染色体组留在受精卵内，进而培育出三倍体牡蛎。下列叙述错误的是（　　） A．二倍体牡蛎产生的精子中含有一个染色体组 B．三倍体牡蛎的育性与二倍体牡蛎无显著差异 C．抑制第二极体释放可使受精卵染色体数目增至30条 D．通过四倍体牡蛎与二倍体牡蛎杂交可获得三倍体牡蛎 11．（2025·北京东城·二模）天然β-淀粉酶耐热性较差，难以满足工业化生产需求。通过PCR对天然β-淀粉酶基因进行改造，将其导入大肠杆菌表达后，获得了一种耐高温的β-淀粉酶。与天然酶相比，改造后的酶在第476位发生了氨基酸替换，由天冬氨酸改变为天冬酰胺。下列叙述错误的是（    ） A．天冬酰胺与天冬氨酸的R基不同，该替换导致酶的空间结构改变 B．根据新的氨基酸序列可逆推出唯一对应的基因编码序列 C．PCR技术在此过程中实现了对β-淀粉酶基因的定点突变 D．这种通过设计并合成新蛋白质的技术属于蛋白质工程 12．（2025·北京海淀·一模）“花粉蒙导效应”是指使用同种和异种花粉同时混合授粉至同一柱头，以帮助异种花粉突破柱头处的生殖障碍，实现远缘杂交。相关实验及结果如下表。下列叙述错误的是（    ） 组别 柱头来源 花粉来源 柱头上滴加的物质 花粉萌发情况 1 拟南芥 拟南芥 无 萌发 2 远缘物种 无 不萌发 3 拟南芥+远缘物种 无 均萌发 4 远缘物种 R肽 萌发 A．拟南芥花粉可能诱导自身柱头释放R肽，保证花粉萌发 B．第3组的柱头来源若为远缘物种，则结果仍为均萌发 C．可借助R肽提高农作物远缘杂交的成功率 D．该效应通过基因突变提高植物的遗传多样性 13．（2025·北京丰台·二模）英国曼彻斯特地区的桦尺蛾体色由一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）为显性。19世纪工业革命前，浅色桦尺蛾占优势；工业污染后，S基因频率从5%上升到95%。相关叙述错误的是（　　） A．工业革命前，浅色桦尺蛾的基因型频率约为90% B．工业污染后，黑色桦尺蛾的体色为有利变异 C．天敌对不同体色桦尺蛾的捕食属于非密度制约因素 D．桦尺蛾体色比例的变化是种群基因频率定向改变的结果 14．（2025·北京西城·一模）大熊猫主要食用冷箭竹，但体内缺乏纤维素酶，靠肠道内的纤维素分解菌帮助消化。由于受到道路、农田等干扰，秦岭地区的大熊猫被分割成几个局域种群，2017年建设秦岭国家公园以保护野生大熊猫。下列叙述正确的是（    ） A．国家公园里的大熊猫、冷箭竹共同构成一个群落 B．大熊猫与肠道内纤维素分解菌的种间关系为寄生 C．被分隔在不同局域的大熊猫种群间存在地理隔离 D．建设国家公园属于易地保护生物多样性的措施 15．（2024·北京·模拟预测）雄性长颈鹿之间常发生“脖斗”，甩动脖子和头部组成的“流星锤”，击打对手的薄弱部位。科研人员分析了雌雄长颈鹿头部重量的差异。下列相关说法正确的是（    ） A．不断发生基因突变导致某一雄性长颈鹿个体头部不断增长 B．取得脖斗优势的雄性个体可能在生殖和生存方面具有优势 C．据图推测雌性个体和雄性个体相似，也通过脖斗相互斗争 D．种群促进头部增大基因的频率在种间协同进化中越来越大 二、非选择题 16．（2025·北京·高考真题）链霉菌A能产生一种抗生素M，可用于防治植物病害，但产量很低。为提高M的产量，科研人员用紫外线和亚硝酸对野生型链霉菌A的孢子悬液进行诱变处理，筛选M产量提高的突变体（M+株），以应用于农业生产。 (1)紫外线和亚硝酸均通过改变DNA的 ，诱发基因突变。 (2)因基因突变频率低，孢子悬液中突变体占比很低；又因基因突变的 性，M+株在全部突变体中的占比低。要获得M+株，需进行筛选。 (3)链霉菌A主要进行孢子繁殖。研究者对链霉菌A发酵液进行了粗提浓缩，得到粗提液，测定粗提液对野生型链霉菌A孢子萌发的影响，结果如图。 由图可知，粗提液对野生型孢子萌发有 作用。 (4)随后研究者进行筛选实验。诱变处理后，将适量孢子悬液涂布在含有不同浓度粗提液的筛选平板上，每个浓度的筛选平板设若干个重复，28℃培养7天。从每个浓度的筛选平板上挑取100个单菌落，再次分别培养后逐一测定M产量，统计结果如下表。 组别 I II III IV V VI 筛选平板中粗提液浓度（mL/100mL） 2 5 8 10 12 15 所取菌落中M+株占比（%） 0 13 25 65 20 3 ①用图中信息，解释表中IV组M+株占比明显高于Ⅲ组的原因 。 ②表中Ⅲ组和V组中M+株占比接近，但在筛选平板上形成的菌落有差异。下列叙述正确的有 （多选）。 A．Ⅲ组中有野生型菌落，而V组中没有野生型菌落 B．V组中有M产量未提高的突变体菌落，而III组中没有 C．与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体在V组中被抑制 D．与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的M+株在V组中被抑制 综上所述，用粗提液筛选是获得M+株的有效方法。 17．（2025·北京大兴·模拟预测）血红素加氧酶（HO）催化血红素降解，HO基因突变常引发叶色变异。科研人员从辐射诱变的水稻纯合品系T98B的后代中发现了1株黄叶突变体yl（t）。 (1)将yl（t）与野生品种T98B杂交，获得F1和F2群体；室温条件下（28 ℃）种子正常萌发，观察并统计F1和F2植株叶色表型，结果如下表。 亲本 F1 F2 总数 野生型单株数 突变型单株数 总数 野生型单株数 突变型单株数 T98B×yl（t） 46 46 0 784 603 181 根据结果判断，黄叶突变为 性突变，该相对性状由1对等位基因控制，理由是 。 (2)OsH01是已知的HO基因第１外显子突变基因，以T98B为对照，对yl（t）中的OsH01基因进行测序，确定突变位点，结果如下： ①结合图1、图2分析，RsaI的识别序列是 ，由于突变体中OsH01基因发生了 ，导致 。 ②电泳结果显示 ，说明该突变位点与叶色变异高度关联。 (3)比较yl（t）与T98B基因编码序列发现，mRNA较野生型（870 bp）缩短179 bp，推测由于突变导致转录后 ，较野生型缺失了59个氨基酸残基，缺失区域中的亚铁血红素结合位点完全缺失，从而丧失催化功能。 (4)综合以上研究，在图3方框中填写必要的文字，推测yl（t）植株生长弱小、株高下降和穗粒数减少的原因 。 18．（2025·北京西城·二模）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 同倍体杂交物种的形成 物种形成丰富了生物的多样性。传统观念认为物种形成是渐变的，但有人提出跳跃式物种形成理论，同倍体杂交物种形成（HHS）为该理论提供研究模型。 我国特有植物虎榛子属仅虎榛子、滇虎榛子和居中虎榛子三个物种，均为二倍体（2n=16），对它们调查的部分结果如表。 物种 虎榛子 滇虎榛子 居中虎榛子 分布区域 北方 西南 西南 生境土壤含铁量 低 高 高 叶表面被毛 几乎没有 较多 数量中等 科研人员将虎榛子移栽至西南地区虎榛子属的生境中，第2年虎榛子出现铁中毒症状，第5年约50%死亡。三个物种叶片含铁量、花期重叠情况如图所示。 比对基因组发现，居中虎榛子是虎榛子与滇虎榛子杂交产生的，属于同倍体杂交物种。同倍体杂交能快速形成新物种的关键是什么?居中虎榛子铁耐受相关基因（FR）及花期相关基因（LHY）分别来自不同亲本，这种分别固定不同亲本不同性状等位基因的机制导致杂种与亲本间无法进行基因交流。HHS分子遗传学模型揭示了快速形成新物种的机制。 (1)生物多样性包括 和生态系统多样性，新物种形成的标志是存在 。 (2)下列可作为“居中虎榛子是新物种”的证据有______（多选）。 A．居中虎榛子和虎榛子分布在不同区域 B．居中虎榛子叶片被毛介于虎榛子和滇虎榛子之间 C．居中虎榛子与滇虎榛子花期几乎不重叠 D．三者种间杂交的坐果率远低于种内杂交 (3)研究人员对三个物种分别进行全基因组测序并比较数据，找到 的基因，与模式生物—拟南芥已知功能的基因比对，确定候选基因并获取它们的等位基因，将其分别导入 的拟南芥，检测转基因植物的开花时间，证明LHY是与花期分化有关的关键成种基因。 (4)请以居中虎榛子为例，完善答题卡中HHS分子遗传学模型 。 位点1填FR类型，用FH和FL表示对铁耐受/敏感基因，位点2填LHY类型，用LE和LL表示早开花/晚开花基因 (5)HHS方式比现代生物进化理论所提出的渐进式物种形成方式更易发生，尤其是在人类活动频繁的当下，请阐述原因 。 19．（2025·北京·模拟预测）水稻是一种自花受粉的二倍体作物，也是全球最重要的粮食作物之一、水稻稻穗的大小和穗粒数决定水稻产量，通过杂交可获得具备杂种优势的水稻。 (1)雄性不育植株可省去人工去雄操作，为生产带来便利。用性状优良的水稻纯合体（甲）给某雄性不育水稻植株授粉，杂交子一代均表现雄性不育；杂交子一代与甲回交，子代均表现雄性不育；连续回交获得性状优良的雄性不育品系（乙）。由此推测控制雄性不育的基因（A）位于 （填“细胞质”或“细胞核”）。 (2)将另一性状优良的水稻纯合体（丙）与乙杂交，F1均表现雄性可育，且长势与产量优势明显。丙的细胞核基因T的表达产物能够抑制基因A的表达。以丙为父本与甲杂交（正交）得F1，F1自交得F2，反交结果与正交结果不同，反交的F2中表现型及其比例为 。 (3)研究人员发现，水稻穗粒数多少与D基因有关。若D基因中第301位碱基G突变为T，则内含子不能被正常剪接，导致水稻穗粒数减少（如下图甲所示）。为在种植前确认不同水稻中D基因是否发生突变，研究人员以待测水稻总DNA为模版，设计引物1为5'-GCTTCACTTCTCTGCTTGTG-3'，引物2为 进行PCR（从下列选项中选择）。 a．5'—TTCAACTCTCGTTAAATCAT—3'    b．5'—ATGATTTAACGAGAGTTGAA—3' c．5'—TACTAAATTGCTCTCAACTT—3'    d．5'—AAGTTGAGAGCAATTTAGTA—3' 对扩增产物用限制酶A进行酶切验证（结果如图乙），其中6号植株 （是/否）发生了突变。 (4)研究人员获得了稻穗显著大于野生型的单基因纯合突变体1和突变体2。 ①分别将两种突变体与野生型水稻杂交，获得的F1的稻穗 （填“大于”、“小于”或“等于”）野生型，说明大穗为隐性性状。将突变体1和突变体2杂交，子代穗子大于野生型的，说明两种突变体突变基因的位置关系是 。 ②为了研究突变体2的突变基因位于哪条染色体上，实验人员用该突变株作父本，与不同的三体野生型（三体比正常植株多一条染色体，产生配子时一对同源染色体正常联会，多余的一条同源染色体随机分配）纯合体植株杂交，选择1中的三体与突变体植株杂交得，实验结果见表。 母本 F2表型及数量 大穗 正常穗 9-三体 128 132 12-三体 33 168 注：9——三体、12——三体分别表示9号、12号染色体多了一条。 据表分析，F1中的三体产生的配子类型及比例是 （用T/t表示相关基因），由此可推知突变基因位于 号染色体上。 20．（2024·北京密云·模拟预测）黄瓜瓜把口感差，瓜把的长度是影响黄瓜品质和商业性的重要性状之一。 (1)科研人员将长瓜把品系（6.5cm）与短瓜把品系（2.0cm）杂交，F1瓜把长度约4.6cm，F1自交，得到158株F2瓜把长度分布如图1。 由结果推测黄瓜瓜把长度受 （一对/多对） 基因控制。 (2)SSR是DNA中普遍存在的简单重复序列。不同品系、不同染色体DNA的SSR互不相同，因此可作为分子标记进行基因定位。研究者构建了仅在一对基因上存在差异的瓜把长度为5cm（含SSR1标记）和4cm（含SSR2标记）的两个亲本，杂交后再自交，F2中瓜把长度5cm个体占3/4，4cm个体占1/4。测定F2植株的SSR组成，请从下表中选择一种实验结果与对应推论的正确组合有 。 实验结果 推论 I 5cm瓜把和4cm瓜把植株的SSR组成均为SSR1/SSR1:SSR1/SSR2:SSR2/SSR2=1:2:1 Ⅱ 4cm瓜把植株仅具有SSR2标记 Ⅲ 5cm瓜把植株仅有2/3具有SSR2标记 IV 4cm瓜把植株中的SSR1:SSR2=1:1 ①该瓜把长度基因与该SSR标记位于同源染色体 ②该瓜把长度基因与该SSR标记位于非同源染色体 (3)通过上述定位方法，科研人员找到了与瓜把长度相关的A基因、B基因，并进一步研究。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除A基因后，果实瓜把长度缩短，但瓜把细胞长度与野生型无显著差异，推测A基因的表达产物能 瓜把细胞增殖。检测发现，敲除A基因的突变体植株中基因B的转录水平显著降低，敲除B基因的突变体植株瓜把长度显著降低，推测A通过增强B基因的表达进而影响瓜把长度。请从①~⑤选择合适的基因与黄瓜植株，进行转基因实验，为上述推测提供一个新的证据。简述实验设计方案、检测指标并预期实验结果 。 ①A基因②B基因③野生型植株④A基因突变体植株⑤B基因突变体植株 (4)进一步研究发现，D蛋白可与A 蛋白结合，抑制后者与B基因的启动子结合，相关调控途径如图2所示。 D基因突变体与A基因突变体杂交，F2中野生型、D突变体、A突变体、D和A突变体4种表型的瓜把长度大小关系为 。 (5)目前市场占有率最大的国产“油亮密刺黄瓜”，是科研人员通过单倍体育种培育出来的，单倍体育种依据的生物学原理和优势分别是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难06 生物的变异类型与进化机制的内在联系 内容导航 重难突破 技巧掌握 速度提升 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击：快速掌握重难考向核心靶点，明确主攻方向 重难要点剖析 定位要点 重点提炼：聚焦重难核心内容，深入剖析知识内涵与联系 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点：总结瓦解重难考向的核心方法论与实战技巧 重难提分必刷 模拟实战 挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” 核心考点 重难考向 高考考情 生物的变异 1. 基因突变 2. 基因重组 3. 染色体变异 （2025北京卷）基因突变 （2024北京卷）染色体数目的变异 （2023北京卷）基因突变 生物进化 1. 生物进化 2. 物种的形成 （2025北京卷）自然选择与适应性的形成 （2024北京卷）基因频率的改变与生物进化 （2023北京卷）自然选择与适应的形成,基因频率的改变与生物进化 一、变异 （一）基因突变 1.概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫做基因突变。 2.基因突变的类型 类型 范围 对肽链的影响 备注 替换 小 只改变1个氨基酸的种类或不改变 替换的结果也可能使肽链合成提前终止，或延后 增添 大 插入位置前不影响，影响插入位置后的序列 ①增添或缺失的位置越靠前，对肽链的影响越大； ②增添或缺失的碱基数是3的倍数，则仅影响个别氨基酸 缺失 大 缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列 增添或缺失3个碱基 小 增添或缺失位置增加或缺失 1个氨基酸 3.特点 （1）普遍性：在生物界是普遍存在的。 （2）随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位。 （3）低频性：自然状态下，突变频率很低。 （4）不定向性：一个基因可以发生不同突变，产生一个以上的等位基因， （5）多害少利性：突变性状大多数会给生物带来不利的影响，少数有利。 4.意义：新基因产生的途径；生物变异的根本来源；生物进化的原始材料。 （二）基因重组 1.概念： （1）发生过程：真核生物有性生殖过程中。 （2）实质：控制不同性状的基因的重新组合。 2.类型 类型 发生时间 发生重组的原因 图示 特点 自由组合型 减数第一次分裂后期 同源染色体分开,等位基因分离,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上非等位基因间重组 ①只产生新的基因型,并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(有新性状组合); ②发生于真核生物有性生殖的核遗传中(DNA重组技术除外); ③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多 交叉互换型 减数第一次分裂四分体时期 同源染色体上非姐妹染色单体之间发生互换,导致基因重组 人工重组类 外源DNA导入受体细胞 人为有目的进行的不同种生物间的基因组合 3.结果:产生新的基因型。 4.意义 (1)是生物变异的来源之一。 (2)为生物进化提供材料。 (3)是形成生物多样性的重要原因之一。 （三）染色体变异 1.染色体结构变异 （1）类型 类型 图像 联会异常 实例 缺失 人的5号染色体片段缺失导致猫叫综合征 重复 果蝇的棒状眼 倒位 人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产 易位 人类慢性粒细胞白血病 （2）结果：可导致染色体上的基因结构或数目发生改变。 2.染色体数目的变异：个别染色体数目改变、染色体组数目改变。 3.单倍体、二倍体和多倍体 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 体细胞中含有两个染色体组的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 发育起点 配子 受精卵 受精卵 植株特点 ①植株弱小；②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮；②营养物质含量丰富 ③叶片、果实和种子较大但结实率低 体细胞染色体组数 ≥1 2 ≥3 形成 原因 自然原因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变（如低温） 人工诱导 花药离体培养 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 举例 蜜蜂中的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体） 二、生物进化 （一）现代生物进化理论的内容 1.适应是自然选择的结果 2.种群是生物进化的基本单位 （1）种群:生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。 （2）基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因。 （3）基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值。 3.突变和基因重组提供进化的原材料 4.自然选择决定生物进化的方向 （1）生物进化的实质:基因频率的定向改变。 5.隔离是物种形成的必要条件 （1）物种:能够在自然状态下相互交配并产生可育后代的一群生物。 （2）隔离：种类，地理隔离和生殖隔离 （3）物种：形成的三个环节：变异、自然选择、生殖隔离。形成标志：生殖隔离。 6.生物多样性是协同进化的结果 （1）协同进化 ①概念:不同生物之间、生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展。 ②协同进化实例 协同进化类型 包含类型 实例 不同物种之间 种间互助 一种蛾与兰花 种间斗争 捕食 猎豹和斑马 寄生 黏液瘤病毒和兔子 种间竞争 作物与杂草 （2）生物多样性的三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。 （二）生物进化理论在发展 1.中性学说:大量的基因突变是中性的,决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。 2.生物进化理论不会停滞不前,而是在不断发展。 【易错提醒】 ①自然选择直接作用的对象是个体的表型，实质是使基因频率发生定向改变。 ②生物进化了种群基因频率一定改变；种群基因频率改变也一定表示生物发生了进化。 ③Aa个体连续自交n次，假设无突变无淘汰等，后代基因型频率改变，基因频率不发生改变。 高分技巧 一、生物变异 （一）辨析基因突变、基因重组与染色体结构变异 1.辨析基因突变和染色体结构变异 （1）一看基因种类：即看染色体上的基因种类是否发生改变，若发生改变则为基因突变，由基因中碱基的替换、增添或缺失所致 （2）二看基因位置：若基因种类和基因数日未变，但染色体上的基因位置改变，应为染色体结构变异中的“易位”或“倒位” 2.如何辨析染色体结构变异与基因重组？ 项目 易位 交叉互换 图解 区别 位置 非同源染色体之间 同源染色体的非姐妹染色单体之间 原理 染色体结构变异 基因重组 观察 可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到 3.辨析基因突变与基因重组 (1)根据细胞分裂方式判断 ①如果是有丝分裂中姐妹染色单体上的基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。 ②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同,则可能发生了基因突变或互换(基因重组),如图乙。 (2)根据变异前体细胞的基因型判断 ①如果亲代基因型为AA或aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。 ②如果亲代基因型为Aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变或互换(基因重组)。 【易错提醒】 ①基因突变一定会导致基因碱基序列的改变，但不一定引起生物性状的改变。 ②真核生物DNA的非基因区发生碱基改变不属于基因突变，突变的基因不一定都能遗传给后代。 ③自然条件下，病毒的可遗传变异只有基因突变。 ④基因重组一般发生在控制不同性状的基因间，至少涉及两对等位基因，如基因型为Aa的个体自交不能发生基因重组，受精过程中也不发生基因重组。　　 （二）显性突变和隐性突变的判断 由隐性基因突变成显性基因叫显性突变;由显性基因突变成隐性基因叫隐性突变。 （1）若在当代植株中表现新性状,且突变性状由一对等位基因控制。 ①若该等位基因位于常染色体上,则为显性突变,即aa突变为Aa,直接表现新性状。 ②若该等位基因位于X染色体上,则雌性个体中为显性突变,雄性个体中可能为显性突变,也可能为隐性突变:XaXa突变为XAXa;XaY突变为XAY或者XAY突变为XaY。 ③若该等位基因位于Z染色体上,则雄性个体中为显性突变,雌性个体中可能为显性突变,也可能为隐性突变:ZaZa突变为ZAZa;ZaW突变为ZAW或者ZAW突变为ZaW。 （2）若在当代植株中未表现新性状,则为隐性突变,用当代植株进行自交,子代出现不同表现型,新出现的性状为隐性性状。 注意:一般不考虑两个基因同时发生突变,即AA不考虑其突变为aa。 二、生物进化 （一）基因频率的计算 1.“定义法”求解基因频率 （1）某基因频率=（某基因总数/某基因和其等位基因的总数）×100% （2）若在常染色体上,某基因频率=（某基因总数/种群个体数×2）×100% （3）若在X染色体上,某基因频率=[某基因总数/2×雌性个体数+雄性个体数]×100% 2.“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A、a为例) A基因频率=AA基因型频率+1/2×Aa基因型频率 a基因频率=aa基因型频率+1/2×Aa基因型频率 3.运用遗传平衡定律求解基因频率 (1)适用条件:①种群非常大;②所有雌雄个体之间自由交配并产生后代;③没有迁出和迁入;④没有自然选择;⑤没有突变。 (2)计算方法 ①当等位基因只有两个(A、a)时,设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则基因型AA的频率为p2,Aa的频率为2pq,aa的频率为q2。 4.自交与自由交配中基因频率的计算 （1）自交 杂合子自交，基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐下降，但基因频率不变。 （2）自由交配 在无突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变。 【提示】遗传平衡时X染色体上基因频率与基因型频率的关系(以红绿色盲为例) (1)红绿色盲基因(Xb)的基因频率在男性和女性中相同,但发病率不同。 (2)人群中男性的红绿色盲发病率即该群体Xb的基因频率。 (3)若红绿色盲基因Xb的基因频率为10%,则 男性中:XBY=90%;XbY=10%  女性中:XBXB=90%x90%=81%;XBXb=2x90%x10%=18%;XbXb=10%x10%=1% 说明:若男性和女性数量相等,则女性携带者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分别为18%和9%。 深度拓展 一、杂交水稻 1.雄性不育与“两系法”杂交水稻 植物的雄性不育(花粉败育，但雌性器官仍然发育正常)一般分为核不育和质核互作不育两大类。 类型一：核不育 核不育是由细胞核内基因决定的雄性不育类型。根据核不育的原因又可分为基因控制的核不育和环境诱导的核不育两种。 环境诱导的核不育是指花粉是否可育由细胞核基因在特定环境下的表达产物控制。同一植株，在一定条件下花粉可育，在另一特定条件下花粉不育。 类型二：质核互作的雄性不育 这种类型的雄性不育受到细胞质不育基因和对应的细胞核基因的共同控制，当细胞质不育基因SA存在时，核内必须有相对应的隐性不育基因aa，即个体基因型为SA(aa)时才表现为雄性不育。根据控制雄性不育质核基因的对数可以分为主基因不育和多基因不育两种。主基因不育是指一对或两对核基因与对应的不育细胞质基因决定的不育性，在这种情况下，显性的核基因能使对应细胞质的不育基因恢复正常。假定某水稻品种为主基因不育型，其花粉是否可育受细胞质基因S、N和细胞核基因A、B共同控制，植株中出现SA(aa)或SB(bb)均表现为雄性不育，其余的都可育。 2.雄性不育与“三系法”杂交水稻 “三系法”杂交水稻是我国研究应用最早的杂交水稻，由不育系、保持系、恢复系三种水稻培育而成，如图3所示。 不育系A的花粉不育，这种雄性不育性状由细胞质基因cms控制，细胞核含有雄性不育基因rf(只有当细胞质和细胞核都只有不育基因时，才表现为雄性不育)。保持系B能保持不育系的细胞质雄性不育性，其细胞质基因Cms正常可育，能够自交结实。恢复系R含有恢复雄性可育的核基因Rf，与不育系杂交产生的三系杂交稻正常可育且具有杂种优势，即A×R→F1，因为F1的子代的育性、农艺性状等会发生分离，所以F1种植后不再使用，需每年利用不育系育种。 考向突破01 基因突变 1．高温导致番茄叶片运输到果实的蔗糖难以转化为单糖，果实糖度降低。为解决该问题，研究者将一个热响应元件序列插入蔗糖转化酶基因（CN）的启动子中，培育环境智能型作物。下列关于热响应元件的叙述，错误的是（　　） A．导致番茄CN发生基因突变 B．抑制RNA聚合酶与CN的启动子结合 C．促进高温条件下CN的转录 D．提高高温环境下番茄果实的糖度 解题技巧点拨 基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，从而引起的基因碱基序列的改变。 【答案】B 【详解】A、将热响应元件序列插入蔗糖转化酶基因（CN）的启动子中，改变了基因的结构，属于基因突变，A正确； B、若抑制RNA聚合酶与CN的启动子结合，就无法启动转录过程，而培育环境智能型作物是为了在高温下使蔗糖转化酶基因更好地表达，所以热响应元件不是抑制RNA聚合酶与启动子结合，B错误； C、因为要解决高温下果实糖度降低的问题，将热响应元件插入启动子中，应该是促进高温条件下CN的转录，从而使蔗糖转化酶能正常合成，将蔗糖转化为单糖，C正确； D、促进高温条件下CN的转录，蔗糖转化酶合成增加，能将运输到果实的蔗糖转化为单糖，进而提高高温环境下番茄果实的糖度，D正确。 故选B。 2．HER2基因位于17号染色体上，该基因过表达促进肿瘤细胞的增殖和侵袭。检测HER2基因数量和17号染色体着丝粒数量，发现某些异常细胞的HER2基因数量与着丝粒数量比值大于2。下列对此现象的解释最合理的是（　　） A．HER2基因是一种抑癌基因 B．某些异常细胞发生了染色体结构变异 C．某些异常细胞发生了染色体数目变异 D．某些异常细胞发生了HER2基因突变 解题技巧点拨 基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。基因突变可以发生在发育的任何时期，通常发生在DNA复制时期，即细胞分裂间期，包括有丝分裂间期和减数分裂间期；同时基因突变和脱氧核糖核酸的复制、DNA损伤修复、癌变和衰老都有关系，基因突变也是生物进化的重要因素之一，所以研究基因突变除了本身的理论意义以外还有广泛的生物学意义。基因突变为遗传学研究提供突变型，为育种工作提供素材，所以它还有科学研究和生产上的实际意义。 【答案】B 【详解】A、HER2基因过表达促进肿瘤细胞的增殖和侵袭，是一种原癌基因，A错误； B、染色体的数目以着丝粒进行计数，某些异常细胞的HER2基因数量与着丝粒数量比值大于2，说明某些异常细胞发生了染色体结构变异，导致基因增多而染色体数目未变，B正确； C、某些异常细胞未发生染色体数目变异，C错误； D、某些异常细胞发生了HER2基因数目的增多，而不是基因突变，D错误。 故选B。 3．我国科学家发现一种由常染色体上P基因突变引起的“卵母细胞死亡”不孕症。P基因编码一种通道蛋白，同源染色体上仅一个P基因突变，即可引起卵母细胞ATP释放到细胞外，导致卵母细胞凋亡。下列叙述错误的是（    ） A．此不孕症是由P基因显性突变引发 B．P基因通过控制蛋白质的结构控制性状 C．此病症只出现在女性且属于伴X遗传病 D．此不孕症患者不可通过导入正常的P基因进行治疗解题技巧点拨 基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。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、随机性、不定向性。 【答案】C 【详解】A、由题意可知，“卵母细胞死亡”不孕症是仅一个P基因突变引起的，其类型应是pp→Pp的类型，属于显性突变，A正确； B、基因控制性状的途径有两种，分析题意可知，P基因编码一种通道蛋白，说明P基因通过控制蛋白质的结构控制性状，B正确； C、此病症只出现在女性，但是由常染色体上P基因突变引起的，不属于伴性遗传病，C错误； D、由于该突变是显性突变，P基因是异常基因，导入正常的p基因会被抑制，无法表达，故此不孕症患者不可通过导入正常的P基因进行治疗，D正确。 故选C。 考向突破02 染色体变异 4．果实发育是被子植物重要的生殖过程，通常只有传粉和受精成功，子房才能发育成果实，但在未受精情况下，外施赤霉素（GA）或生长素均可诱导植物单性结实（即产生无籽果实）。研究发现，对GA合成缺陷突变体和GA信号传导突变体施加外源生长素未能促进单性结实。下列叙述错误的是（　　） A．生长素和赤霉素等植物激素在果实发育中起关键作用 B．生长素诱导的单性结实需要GA生物合成和信号传导 C．番茄雌蕊被授以正常花粉后，其子房发育成有籽番茄 D．三倍体西瓜经传粉和受精后，子房可发育成无籽西瓜 解题技巧点拨 三倍体西瓜体细胞中染色体组为三组，减数分裂时同源染色体联会紊乱（无法平均分配到子细胞中），导致无法产生正常的雌、雄配子（卵细胞和花粉）。因此，三倍体西瓜无法通过自然传粉完成受精作用，胚珠不能发育成种子。种植三倍体西瓜时，需用二倍体西瓜的花粉给三倍体雌花传粉（或施加外源生长素、赤霉素等植物激素），刺激三倍体西瓜的子房壁细胞膨大、分化，最终发育成果实。 【答案】D 【详解】A、生长素和赤霉素等植物激素在果实发育中起关键作用，A正确； B、对GA合成缺陷突变体和GA信号传导突变体施加外源生长素，无法促进单性结实，这表明生长素诱导的单性结实依赖于GA的生物合成和信号传导过程，B正确； C、番茄雌蕊接受正常花粉后会完成传粉和受精，进而子房发育为有籽番茄，这符合自然生殖规律，C正确； D、三倍体西瓜由于染色体数目为三倍体，减数分裂时染色体联会紊乱，不能产生正常配子，即便进行传粉，也无法完成受精作用。其无籽果实的形成通常是通过二倍体花粉刺激子房发育，而非传粉和受精成功后发育形成，D错误。 故选D。 5．与 X 染色体相比，Y 染色体在不同猿类物种之间的差异很大，而且含有许多物种特有的序列。不同猿类物种Y 染色体之间的一个显著差异是它们的长度。DNA重复序列的数量和类型的差异是造成染色体长度差异的部分原因。下列叙述正确的是（　　） A．猿类近亲物种之间不存在生殖隔离 B．X染色体与Y染色体属于同源染色体，在减数第一次分裂的后期联会 C．Y染色体上DNA重复序列的数量和类型的差异可能是发生缺失、易位导致的 D．Y染色体上DNA重复序列的数量和类型的差异可能发生了基因突变 解题技巧点拨 染色体结构变异包括缺失、重复、易位、倒位等。染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。 【答案】C 【详解】A、不同物种之间存在生殖隔离，A错误； B、X染色体与Y染色体属于同源染色体，在减数第一次分裂前期联会，B错误； C、染色体结构变异（如缺失、易位）可能会导致Y染色体上DNA重复序列数量和类型的差异，C正确； D、DNA重复序列的数量和类型的差异是造成染色体长度差异的部分原因，基因突变不会改变染色体的长度，D错误。 故选C。 6．野生牡蛎多为二倍体（2n=20），研究者通过化学方法或物理方法抑制第二极体的释放，使极体的染色体组留在受精卵内，进而培育出三倍体牡蛎。下列叙述错误的是（　　） A．二倍体牡蛎产生的精子中含有一个染色体组 B．三倍体牡蛎的育性与二倍体牡蛎无显著差异 C．抑制第二极体释放可使受精卵染色体数目增至30条 D．通过四倍体牡蛎与二倍体牡蛎杂交可获得三倍体牡蛎解题技巧点拨 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。 【答案】B 【详解】A、正常情况下二倍体小牡蛎产生的精子和卵细胞中均含一个染色体组，A正确； B、三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子，所以三倍体牡蛎不可育与二倍体牡蛎无显著差异，B错误； C、根据二倍体牡蛎（2n＝20），当精卵结合后，所释放出的第二极体含有10条染色体，若抑制第二极体释放可使受精卵染色体数目增至30条，C正确； D、通过二倍体与四倍体杂交，可获得三倍体牡蛎，与染色体数目变异有关，D正确。 故选B。 考向突破03 生物进化 7．某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素，经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解，消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起，取食内部叶片，不会受到毒害。下列叙述错误的是（　　） A．乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果 B．影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性 C．植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果 D．织叶蛾卷叶摄食的行为是叶片香豆素诱导产生的适应性变异 解题技巧点拨 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。 【答案】D 【详解】A、由于基因突变等变异，乌凤蝶中存在对香豆素降解能力强和降解能力弱的个体，香豆素可将降解能力强的个体选择并保存下来，故乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果，A正确； B、基因突变具有不定向性，B正确； C、共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，由于任何一个物种都不是单独进化的，因此植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果，C正确； D、织叶蛾卷叶摄食的行为不是因为叶片香豆素诱导产生，而是自然选择使这种变异被保留下来，D错误。 故选D。 8．英国曼彻斯特地区的桦尺蛾体色由一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）为显性。19世纪工业革命前，浅色桦尺蛾占优势；工业污染后，S基因频率从5%上升到95%。相关叙述错误的是（　　） A．工业革命前，浅色桦尺蛾的基因型频率约为90% B．工业污染后，黑色桦尺蛾的体色为有利变异 C．天敌对不同体色桦尺蛾的捕食属于非密度制约因素 D．桦尺蛾体色比例的变化是种群基因频率定向改变的结果 解题技巧点拨 现代生物进化理论认为：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。突变和基因重组是生物进化的原材料；自然选择决定了生物进化的方向；隔离导致了物种的形成，突变和基因重组、自然选择和隔离是新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。生殖隔离的产生是新物种形成的标志。 【答案】C 【详解】A、工业革命开始前，S的基因频率为5%，s的基因频率为95%，则浅色桦尺蛾的基因型ss的基因型频率为95%95%90%，A正确； B、工业污染后，由于生活环境的变化，黑色桦尺蛾的体色为有利变异，B正确； C、天敌对不同体色桦尺蛾的捕食属于密度制约因素，C错误； D、桦尺蛾体色比例的变化是种群基因频率定向改变的结果，即自然选择的结果，D正确。 故选C。 9．细胞色素c是细胞中普遍存在的一种蛋白质。据测算，其氨基酸序列每2000万年发生1%的改变，但对功能无影响。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列差异如表所示，相关叙述正确的是（    ） 生物 黑猩猩 猕猴 狗 鸡 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾 酵母菌 差异/个 0 1 11 13 14 21 27 31 44 A．生物普遍含有细胞色素c提示他们有共同的祖先 B．表中数据为生物进化提供了比较解剖学证据 C．不同生物间细胞色素c的差异越小，亲缘关系越远 D．自然选择学说可解释细胞色素c的不断变化 解题技巧点拨 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。 【答案】A 【详解】A、细胞色素c是细胞中普遍存在的一种蛋白质，且不同生物间的细胞色素c具有相似性，只是氨基酸序列存在微小差异。这种普遍性和相似性提示了不同生物可能有共同的祖先，A正确； B、细胞色素c是一种蛋白质分子，这些生物细胞色素c的相似性，为生物的进化提供分子水平的证据，为共同由来学说提供了间接的证据，B错误； C、据题表数据分析可知，与人亲缘关系越近的生物，其细胞色素c的氨基酸组成的差异越小，与人亲缘关系越远的生物，其细胞色素c的氨基酸组成的差异越大，C错误； D、细胞色素c是细胞中普遍含有的蛋白质，不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列存在差异，但功能相同，而达尔文自然选择学说强调了由于自然选择的原因，使同一生物在不同环境中进化的方向不同，从而其结构和功能不同，而细胞色素c在不同的生物中结构不同，但功能相同，故自然选择学说不能解释细胞色素c的不断变化，D错误。 故选A。 （建议用时：30分钟） 一、选择题 1．（2025·北京·高考真题）蝴蝶幼虫取食植物叶片，萝藦类植物进化出产生CA的能力，CA抑制动物细胞膜上N酶的活性，对动物产生毒性，从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感，其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是（    ） A．斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择 B．斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物 C．N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离 D．萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例 【答案】C 【详解】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。通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统。 【分析】A、斑蝶类蝴蝶的N酶发生氨基酸替换属于基因突变，自然选择保留有利变异，使其适应CA环境，A正确； B、斑蝶取食萝藦后占据不同生态位，减少与其他蝴蝶的食物资源竞争，符合生态位分化原理，B正确； C、生殖隔离需物种间无法交配或后代不育，仅N酶基因突变未直接导致生殖隔离，C错误； D、萝藦与斑蝶相互影响、共同进化，体现协同进化，D正确。 故选C。 2．（2024·北京·高考真题）有性杂交可培育出综合性状优于双亲的后代，是植物育种的重要手段。六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1。F1花粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如图。据图判断，错误的是（    ） A．F1体细胞中有21条染色体 B．F1含有不成对的染色体 C．F1植株的育性低于亲本 D．两个亲本有亲缘关系 【答案】A 【分析】由题干可知，六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1的方法是杂交育种，原理是基因重组，且F1为异源五倍体，高度不育。 【详解】A、细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少，属于染色体数目变 异。通过显微照片可知，该细胞包括14 个四分体，7条单个染色体，由于每个四分体是1对同源染色体，所以14个四分体是 28条染色体，再加上7条单个染色体，该细胞共有35条染色体。图为F1花粉母细胞减数分裂时染色体显微照片，由图中 含有四分体可知，该细胞正处于减数第--次分裂，此时染色体 数目应与F1体细胞中染色体数目相同，故F1体细胞中染色体数目是35条，A错误； B、由于六倍体小麦减数分裂产生的配子有3个染色体组，四倍体小麦减数分裂产生的配子有2个染色体组，因此受精作用后形成的F1体细胞中有5个染色体组， F1花粉母细胞减数分裂时，会出现来自六倍体小麦的染色体无法正常联会配对形成四分体的情况，从而出现部分染色体以单个染色体的形式存在的情况，B正确； C、F1体细胞中存在异源染色体，所以同源染色体联会配对时，可能会出现联会紊乱无法形成正常配子，故F1的育性低于亲本，C正确； D、由题干信息可知，六倍体小麦和四倍体小麦能够进行有性杂交获得F1，说 明二者有亲缘关系，D正确。 故选A。 3．（2022·北京·高考真题）人与黑猩猩是从大约700万年前的共同祖先进化而来，两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成，但α链的相同位置上有一个氨基酸不同，据此不能得出（　　） A．这种差异是由基因中碱基替换造成的 B．两者共同祖先的血红蛋白也有α链 C．两者的血红蛋白都能行使正常的生理功能 D．导致差别的变异发生在黑猩猩这一物种形成的过程中 【答案】D 【分析】基因突变指DNA分子中发生碱基对的替换增添、缺失，而引起基因结构的改变。 【详解】A、两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成，但α链的相同位置上有一个氨基酸不同，可能是由由基因中碱基替换造成的，A不符合题意； B、人与黑猩猩是从大约700万年前的共同祖先进化而来，两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成，推测两者共同祖先的血红蛋白也有α链，B不符合题意； C、人与黑猩猩都能正常生存，两者的血红蛋白都能行使正常的生理功能，C不符合题意； D、两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成，但α链的相同位置上有一个氨基酸不同，这属于基因突变，突变可以发生在任何生物的任何生长发育过程，D符合题意。 故选D。 4．（2023·北京·高考真题）抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标（　　） A．在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子 B．大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂 C．转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植 D．转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带 【答案】B 【分析】现代生物进化理论的主要内容：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组产生生物进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离是新物种形成的必要条件。达尔文认为生物变异在前，选择在后，适者生存，优胜劣汰。 【详解】A 、在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子，则常规种子长成的普通植株能敏感性（不抗虫）个体提供生存空间，增加与抗虫个体的竞争，避免抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性，A不符合题意； B 、大面积种植转基因抗虫棉、施用杀虫剂，都会进一步选择并保存抗性强的个体，导致敏感性个体死亡，从而加快害虫种群抗性基因频率提高，不利于抗虫棉的抗虫持久性，B符合题意； CD 、将转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植以及转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带，作用机理相似：可以使敏感型个体存活，敏感性个体能与抗性强的棉铃虫进行竞争，不会导致抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性， CD 正确。 故选B。 5．（2025·北京海淀·二模）下图所示的基因编码区序列，编码的氨基酸序列为：甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……。下列叙述错误的是（    ） A．甲链是转录的模板链，其左侧是3'端，右侧是5'端 B．6号碱基对由A/T替换为G/C后，合成的肽链不变 C．5号和6号碱基对之间插入G/C，合成的肽链变短 D．甲链和乙链上均有终止密码子，可使转录终止 【答案】D 【详解】A、转录时RNA聚合酶从模板链的3'端向5'端移动，合成RNA，且起始密码子是AUG，模板链的碱基与mRNA的碱基互补配对，相应的转录的模板链上含有TAC，据此可知甲链是转录的模板链，其左侧是3'端，右侧是5'端，A正确； B、6号碱基对由A/T替换为G/C后，密码子CAU变为CAC，都是编码氨基酸，合成的肽链不变，B正确； C、mRNA上的密码子依次为AUGCAUCCUAAG，当5号和6号碱基对之间插入G/C，mRNA上的密码子依次为AUGCACUCCUAA（终止密码子），故会导致终止密码子提前出现，肽链变短，C正确； D、甲链和乙链都是DNA链，终止密码子是在mRNA上，而不是在DNA链上，D错误。 故选D。 6．（2025·北京房山·一模）天山雪莲是一种高山珍稀植物，与低海拔物种向日葵亲缘关系近。与向日葵相比，其抗冻、抗紫外线、耐缺氧相关基因表达量显著上调。下列说法错误的是（　　） A．抗冻基因是在高海拔环境中诱导产生的 B．高寒环境决定了天山雪莲种群的进化方向 C．天山雪莲高表达抗冻基因是自然选择的结果 D．天山雪莲种群耐缺氧基因频率可能高于向日葵 【答案】A 【详解】A、抗冻基因的产生源于基因突变，高海拔环境仅通过自然选择保留具有该基因的个体，并非诱导产生新基因，A错误； B、高寒环境作为自然选择因素，定向选择有利变异，决定天山雪莲种群的进化方向，B正确； C、抗冻基因的高表达是适应高寒环境的表现，经自然选择保留并逐代积累，C正确； D、天山雪莲长期处于缺氧环境，耐缺氧基因的个体生存优势显著，导致其基因频率高于低海拔的向日葵，D正确。 故选A。 7．（2025·北京·模拟预测）为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是（　　） A．实现过程②依赖膜的流动性 B．过程①需使用胰蛋白酶处理 C．过程③需应用植物组培技术 D．三倍体植株可产生无籽柑橘 【答案】B 【详解】A、②过程为细胞融合过程，该过程依赖膜的流动性，A正确； B、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理，B错误； C、过程③需应用植物组培技术将杂种细胞培养形成个体，C正确； D、三倍体植株含有三个染色体组，减数分裂时联会紊乱，可产生无籽柑橘，D正确。 故选B。 8．（2025·北京·模拟预测）某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素，经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解，消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起，取食内部叶片，不会受到毒害。下列叙述错误的是（　　） A．乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果 B．影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性 C．植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果 D．织叶蛾卷叶摄食的行为是叶片香豆素诱导产生的适应性变异 【答案】D 【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、由于基因突变等变异，乌凤蝶中存在对香豆素降解能力强和降解能力弱的个体，香豆素可将降解能力强的个体选择并保存下来，故乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果，A正确； B、基因突变具有不定向性，B正确； C、共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，由于任何一个物种都不是单独进化的，因此植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果，C正确； D、织叶蛾卷叶摄食的行为不是因为叶片香豆素诱导产生，而是自然选择使这种变异被保留下来，D错误。 故选D。 9．（2025·北京大兴·模拟预测）甘蓝型油菜引入我国历史较短，其遗传基础狭隘。菘蓝（别名“板蓝根”）是传统中药材，具有广谱抗病毒特性。研究人员利用甘蓝型油菜（染色体数为38）与菘蓝（染色体数为14）进行体细胞杂交，培育抗病毒的甘蓝型油菜-菘蓝单体附加系，过程如图。下列叙述错误的是（　　） A．两种植物的体细胞经纤维素酶和果胶酶酶处理后获得原生质体 B．原生质体经PEG诱导可获得杂种细胞 C．BC1染色体组成为PPQQRR D．BC2植株群体的染色体数目范围是38—45 【答案】C 【分析】植物体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交是首先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体；用物理法（离心、振动、电刺激）或者化学法（聚乙二醇）诱导细胞融合，获得融合的原生质体；原生质体再生出细胞壁，获得杂种细胞；杂种细胞经过脱分化和再分化获得杂种植株。 【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以两种植物的体细胞经纤维素酶和果胶酶处理后可去除细胞壁获得原生质体，A正确； B、原生质体经 PEG（聚乙二醇）诱导可发生融合，从而获得杂种细胞，B正确； C、甘蓝型油菜染色体组成为 PPQQ，菘蓝染色体组成为 RR，二者原生质体融合形成的F1染色体组成为 PPQQRR，F1（PPQQRR）与甘蓝型油菜（PPQQ）杂交，得到的BC1染色体组成为 PPQQR，而不是 PPQQRR，C错误； D、BC1（PPQQR）与甘蓝型油菜（PPQQ）再一次杂交，BC1在产生配子时，菘蓝的染色体（R 中的染色体）可能全部丢失，也可能有 1 - 7 条进入配子（菘蓝有 7 对染色体），甘蓝型油菜产生的配子染色体组成为 PQ，含有 19 条染色体。当菘蓝染色体全部丢失时，BC2染色体数为 38（19 + 19），当菘蓝的 7 条染色体都进入配子时，BC2染色体数为 45（19+19 + 7），所以BC2植株群体的染色体数目范围是 38 - 45，D正确。 故选C。 10．（2025·北京昌平·二模）野生牡蛎多为二倍体（2n=20），研究者通过化学方法或物理方法抑制第二极体的释放，使极体的染色体组留在受精卵内，进而培育出三倍体牡蛎。下列叙述错误的是（　　） A．二倍体牡蛎产生的精子中含有一个染色体组 B．三倍体牡蛎的育性与二倍体牡蛎无显著差异 C．抑制第二极体释放可使受精卵染色体数目增至30条 D．通过四倍体牡蛎与二倍体牡蛎杂交可获得三倍体牡蛎 【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、正常情况下二倍体小牡蛎产生的精子和卵细胞中均含一个染色体组，A正确； B、三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子，所以三倍体牡蛎不可育与二倍体牡蛎无显著差异，B错误； C、根据二倍体牡蛎（2n＝20），当精卵结合后，所释放出的第二极体含有10条染色体，若抑制第二极体释放可使受精卵染色体数目增至30条，C正确； D、通过二倍体与四倍体杂交，可获得三倍体牡蛎，与染色体数目变异有关，D正确。 故选B。 11．（2025·北京东城·二模）天然β-淀粉酶耐热性较差，难以满足工业化生产需求。通过PCR对天然β-淀粉酶基因进行改造，将其导入大肠杆菌表达后，获得了一种耐高温的β-淀粉酶。与天然酶相比，改造后的酶在第476位发生了氨基酸替换，由天冬氨酸改变为天冬酰胺。下列叙述错误的是（    ） A．天冬酰胺与天冬氨酸的R基不同，该替换导致酶的空间结构改变 B．根据新的氨基酸序列可逆推出唯一对应的基因编码序列 C．PCR技术在此过程中实现了对β-淀粉酶基因的定点突变 D．这种通过设计并合成新蛋白质的技术属于蛋白质工程 【答案】B 【分析】蛋白质工程：指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 【详解】A、不同氨基酸的差异在于R基不同，氨基酸的改变会影响蛋白质的空间结构，天冬酰胺与天冬氨酸的R基不同，该替换会导致酶的空间结构改变，A正确； B、由于密码子的简并性，根据新的氨基酸序列推导出的基因编码序列不是唯一的，B错误； C、通过PCR技术可以对基因进行定点突变，从而实现对天然β - 淀粉酶基因的改造，C正确； D、蛋白质工程是通过设计并合成新蛋白质或对现有蛋白质进行改造的技术，题中通过对天然β - 淀粉酶基因改造获得耐高温的β - 淀粉酶属于蛋白质工程，D正确。 故选B。 12．（2025·北京海淀·一模）“花粉蒙导效应”是指使用同种和异种花粉同时混合授粉至同一柱头，以帮助异种花粉突破柱头处的生殖障碍，实现远缘杂交。相关实验及结果如下表。下列叙述错误的是（    ） 组别 柱头来源 花粉来源 柱头上滴加的物质 花粉萌发情况 1 拟南芥 拟南芥 无 萌发 2 远缘物种 无 不萌发 3 拟南芥+远缘物种 无 均萌发 4 远缘物种 R肽 萌发 A．拟南芥花粉可能诱导自身柱头释放R肽，保证花粉萌发 B．第3组的柱头来源若为远缘物种，则结果仍为均萌发 C．可借助R肽提高农作物远缘杂交的成功率 D．该效应通过基因突变提高植物的遗传多样性 【答案】D 【分析】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。 【详解】A、从组别1中拟南芥花粉在自身柱头上萌发，组别4中在拟南芥柱头上滴加R肽后远缘物种花粉萌发，可推测拟南芥花粉可能诱导自身柱头释放R肽，从而保证花粉萌发，A正确； B、“花粉蒙导效应”是指同种和异种花粉同时混合授粉帮助异种花粉突破生殖障碍实现远缘杂交。若第3组的柱头来源为远缘物种，由于存在拟南芥花粉和远缘物种花粉的混合授粉，依然可能借助拟南芥花粉产生的某种作用（如诱导产生R肽等）使花粉均萌发，B正确； C、组别4表明在拟南芥柱头上滴加R肽后远缘物种花粉能够萌发，说明可借助R肽提高农作物远缘杂交的成功率，C正确； D、“花粉蒙导效应”是通过帮助异种花粉突破生殖障碍实现远缘杂交，进而提高植物的遗传多样性，而不是通过基因突变，D错误。 故选D。 13．（2025·北京丰台·二模）英国曼彻斯特地区的桦尺蛾体色由一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）为显性。19世纪工业革命前，浅色桦尺蛾占优势；工业污染后，S基因频率从5%上升到95%。相关叙述错误的是（　　） A．工业革命前，浅色桦尺蛾的基因型频率约为90% B．工业污染后，黑色桦尺蛾的体色为有利变异 C．天敌对不同体色桦尺蛾的捕食属于非密度制约因素 D．桦尺蛾体色比例的变化是种群基因频率定向改变的结果 【答案】C 【分析】现代生物进化理论认为：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。突变和基因重组是生物进化的原材料；自然选择决定了生物进化的方向；隔离导致了物种的形成，突变和基因重组、自然选择和隔离是新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。生殖隔离的产生是新物种形成的标志。 【详解】A、工业革命开始前，S的基因频率为5%，s的基因频率为95%，则浅色桦尺蛾的基因型ss的基因型频率为95%95%90%，A正确； B、工业污染后，由于生活环境的变化，黑色桦尺蛾的体色为有利变异，B正确； C、天敌对不同体色桦尺蛾的捕食属于密度制约因素，C错误； D、桦尺蛾体色比例的变化是种群基因频率定向改变的结果，即自然选择的结果，D正确。 故选C。 14．（2025·北京西城·一模）大熊猫主要食用冷箭竹，但体内缺乏纤维素酶，靠肠道内的纤维素分解菌帮助消化。由于受到道路、农田等干扰，秦岭地区的大熊猫被分割成几个局域种群，2017年建设秦岭国家公园以保护野生大熊猫。下列叙述正确的是（    ） A．国家公园里的大熊猫、冷箭竹共同构成一个群落 B．大熊猫与肠道内纤维素分解菌的种间关系为寄生 C．被分隔在不同局域的大熊猫种群间存在地理隔离 D．建设国家公园属于易地保护生物多样性的措施 【答案】C 【分析】保护生物多样性就是在生态系统、物种和基因三个水平上采取保护战略和保护措施。主要有：就地保护，即建立自然保护区；易地保护，如建立遗传资源种质库、植物基因库，以及野生动物园和植物园及水族馆等；制定必要的法规，对生物多样性造成重大损失的活动进行打击和控制。 【详解】A、群落是指在一定时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，包括动物、植物、微生物等所有生物。而大熊猫和冷箭竹只是这个群落中的两个组成部分，不能代表整个群落，A错误； B、寄生是指一种生物（寄生者）寄居在另一种生物（宿主）的体内或体表，并从这种生物体上摄取养料来维持生活的现象。而大熊猫与肠道内纤维素分解菌的关系是互利共生，即大熊猫为纤维素分解菌提供生存的环境和食物（纤维素），而纤维素分解菌帮助大熊猫消化纤维素，为大熊猫提供营养，B错误； C、地理隔离是指由于地理上的障碍而使彼此间无法相遇而不能交配。在题目中，由于受到道路、农田等干扰，秦岭地区的大熊猫被分割成几个局域种群，这些种群之间由于地理障碍而无法相遇交配，因此存在地理隔离，C正确； D、易地保护是指将濒危生物迁出原地，移入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心等进行特殊的保护和管理。而建设国家公园属于就地保护，即在原来的生活区域中对濒危生物实施保护，D错误。 故选C。 15．（2024·北京·模拟预测）雄性长颈鹿之间常发生“脖斗”，甩动脖子和头部组成的“流星锤”，击打对手的薄弱部位。科研人员分析了雌雄长颈鹿头部重量的差异。下列相关说法正确的是（    ） A．不断发生基因突变导致某一雄性长颈鹿个体头部不断增长 B．取得脖斗优势的雄性个体可能在生殖和生存方面具有优势 C．据图推测雌性个体和雄性个体相似，也通过脖斗相互斗争 D．种群促进头部增大基因的频率在种间协同进化中越来越大 【答案】B 【分析】1、达尔文的自然选择学说： (1)内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。 (2)意义：科学地解释了生物进化的原因和物种多样性形成的原因。 (3)局限性：①对遗传和变异的本质不能做出科学的解释；②对生物进化的解释局限于个体水平；③强调物种形成都是自然选择的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。 2、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、基因突变具有不定向性，雄性长颈鹿个体头部不一定不断增长，A错误； B、雄性头颈部的重量随着年龄始终在增长，说明强壮的头颈在雄性中肯定具有某种优势，头颈强壮的雄性可能更容易在争夺配偶时获胜，B正确； C、结合题干信息分析，“脖斗”发生在雄性长颈鹿之间，C错误； 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，因此长颈鹿之间不存在协同进化，D错误。 故选B。 二、非选择题 16．（2025·北京·高考真题）链霉菌A能产生一种抗生素M，可用于防治植物病害，但产量很低。为提高M的产量，科研人员用紫外线和亚硝酸对野生型链霉菌A的孢子悬液进行诱变处理，筛选M产量提高的突变体（M+株），以应用于农业生产。 (1)紫外线和亚硝酸均通过改变DNA的 ，诱发基因突变。 (2)因基因突变频率低，孢子悬液中突变体占比很低；又因基因突变的 性，M+株在全部突变体中的占比低。要获得M+株，需进行筛选。 (3)链霉菌A主要进行孢子繁殖。研究者对链霉菌A发酵液进行了粗提浓缩，得到粗提液，测定粗提液对野生型链霉菌A孢子萌发的影响，结果如图。 由图可知，粗提液对野生型孢子萌发有 作用。 (4)随后研究者进行筛选实验。诱变处理后，将适量孢子悬液涂布在含有不同浓度粗提液的筛选平板上，每个浓度的筛选平板设若干个重复，28℃培养7天。从每个浓度的筛选平板上挑取100个单菌落，再次分别培养后逐一测定M产量，统计结果如下表。 组别 I II III IV V VI 筛选平板中粗提液浓度（mL/100mL） 2 5 8 10 12 15 所取菌落中M+株占比（%） 0 13 25 65 20 3 ①用图中信息，解释表中IV组M+株占比明显高于Ⅲ组的原因 。 ②表中Ⅲ组和V组中M+株占比接近，但在筛选平板上形成的菌落有差异。下列叙述正确的有 （多选）。 A．Ⅲ组中有野生型菌落，而V组中没有野生型菌落 B．V组中有M产量未提高的突变体菌落，而III组中没有 C．与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体在V组中被抑制 D．与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的M+株在V组中被抑制 综上所述，用粗提液筛选是获得M+株的有效方法。 【答案】(1)碱基序列（或脱氧核苷酸序列） (2)随机性、不定向 (3)抑制 (4) Ⅳ组无野生型菌落，Ш组仍有野生型菌落 ACD 【分析】基因突变的原因主要有以下两类： 外因： 物理因素：如紫外线、X 射线及其他辐射，这些射线能损伤细胞内的 DNA，改变其碱基序列引发突变。 化学因素：像亚硝酸、碱基类似物等，可改变核酸的碱基，从而导致基因突变。 生物因素：某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的 DNA，引发突变。 内因：DNA 复制过程中，偶尔会发生碱基对的增添、缺失或替换，导致基因结构改变，引发基因突变 。 【详解】（1）紫外线和亚硝酸均通过改变 DNA 的碱基序列（或脱氧核苷酸序列），诱发基因突变。因为基因突变是指 DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而这些处理会影响 DNA 的碱基组成和排列顺序。 （2）因基因突变频率低，孢子悬液中突变体占比很低；又因基因突变的随机性、不定向性，M＋株在全部突变体中的占比低。要获得 M＋株，需进行筛选。基因突变具有不定向性，即一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因，所以即使发生了基因突变，也不一定是我们想要的 M＋株。 （3）由图可知，随着培养基中粗提液浓度的升高，野生型孢子萌发率下降，所以粗提液对野生型孢子萌发有抑制作用。 （4）①IV 组粗提液浓度高于 Ⅲ 组，结合前面得出的粗提液对孢子萌发有抑制作用，且M＋株可能对粗提液有更强的耐受性，所以在较高浓度的粗提液下，更多的野生型孢子萌发受抑制，而 M＋株相对更容易存活，导致 IV 组 M＋株占比明显高于 Ⅲ 组。 ②A、Ⅲ组粗提液浓度较低，与对野生型孢子抑制作用较弱，筛选平板上有野生型菌落，据（3）表可知，Ⅴ组粗提液浓度较高，对野生型孢子抑制作用较强，筛选平板上没有野生型菌落，A 正确； B、Ⅲ 组和 V 组中都可能有 M 产量未提高的突变体菌落，B 错误； CD、与Ⅲ组相比，Ⅳ、Ⅴ组粗提液浓度较高，筛选平板上的菌落可能均为突变体，但Ⅵ组M+株显著少于Ⅳ组，说明诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体株在Ⅴ组中被抑制，CD正确。 故选ACD。 据表可知，用10 mL/100mL 粗提液筛选是获得M+株的有效方法。 17．（2025·北京大兴·模拟预测）血红素加氧酶（HO）催化血红素降解，HO基因突变常引发叶色变异。科研人员从辐射诱变的水稻纯合品系T98B的后代中发现了1株黄叶突变体yl（t）。 (1)将yl（t）与野生品种T98B杂交，获得F1和F2群体；室温条件下（28 ℃）种子正常萌发，观察并统计F1和F2植株叶色表型，结果如下表。 亲本 F1 F2 总数 野生型单株数 突变型单株数 总数 野生型单株数 突变型单株数 T98B×yl（t） 46 46 0 784 603 181 根据结果判断，黄叶突变为 性突变，该相对性状由1对等位基因控制，理由是 。 (2)OsH01是已知的HO基因第１外显子突变基因，以T98B为对照，对yl（t）中的OsH01基因进行测序，确定突变位点，结果如下： ①结合图1、图2分析，RsaI的识别序列是 ，由于突变体中OsH01基因发生了 ，导致 。 ②电泳结果显示 ，说明该突变位点与叶色变异高度关联。 (3)比较yl（t）与T98B基因编码序列发现，mRNA较野生型（870 bp）缩短179 bp，推测由于突变导致转录后 ，较野生型缺失了59个氨基酸残基，缺失区域中的亚铁血红素结合位点完全缺失，从而丧失催化功能。 (4)综合以上研究，在图3方框中填写必要的文字，推测yl（t）植株生长弱小、株高下降和穗粒数减少的原因 。 【答案】(1) 隐 T98B与yl（t）杂交，F1全为野生型，F1自交后代出现性状分离，且野生型﹕突变型接近3﹕1 (2) （第2外显子与内含子之间）碱基T缺失 RasI无法在识别位点进行切割 F2黄叶突变体yl（t）的OsH01基因酶切片段电泳结果全部一致 (3)拼接异常，使得mRNA编码序列提前出现终止密码子，翻译提前终止 (4) 【分析】基因突变是指DNA中的碱基对的增添、缺失、替换，导致基因结构的改变。基因突变具有普遍性、随机性、不定向性、多害少利性、低频性。利用物理因素或化学因素诱导基因突变，可以提高基因突变的频率。 【详解】（1）F1全为野生型，说明野生型为显性性状，那么黄叶突变为隐性突变。F2中野生型与突变型单株数之比约为 603:181=3.33:1≈3:1，符合孟德尔一对相对性状杂交实验中 F2的性状分离比，所以该相对性状由 1 对等位基因控制。 （2）观察图 1 可知，T98B 基因序列中有AGGTAC能被RsaI切割，所以RsaI的识别序列是GTAC或（只要包含GTAC即可）。突变体中OsH01基因发生了碱基对的缺失（T碱基缺失 ），导致RsaI的识别序列消失，不能被RsaI切割。电泳结果显示F2黄叶单株的酶切片段与突变体yl(t)高度一致，与野生型 T98B 不同，说明该突变位点与叶色变异高度关联。 （3）比较yl(t)与 T98B 基因编码序列发现，mRNA 较野生型缩短，推测由于突变导致转录后 mRNA拼接异常，使得mRNA编码序列提前出现终止密码子，翻译提前终止。 （4）因为yl(t)中OsH01基因突变，导致血红素加氧酶（HO）丧失催化功能，血红素降解受阻，进而抑制了尿卟啉原 Ⅲ 的合成，使得叶绿素合成减少，影响光合作用，导致植株生长弱小、株高下降和穗粒数减少。方框补充完整如下：。 18．（2025·北京西城·二模）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 同倍体杂交物种的形成 物种形成丰富了生物的多样性。传统观念认为物种形成是渐变的，但有人提出跳跃式物种形成理论，同倍体杂交物种形成（HHS）为该理论提供研究模型。 我国特有植物虎榛子属仅虎榛子、滇虎榛子和居中虎榛子三个物种，均为二倍体（2n=16），对它们调查的部分结果如表。 物种 虎榛子 滇虎榛子 居中虎榛子 分布区域 北方 西南 西南 生境土壤含铁量 低 高 高 叶表面被毛 几乎没有 较多 数量中等 科研人员将虎榛子移栽至西南地区虎榛子属的生境中，第2年虎榛子出现铁中毒症状，第5年约50%死亡。三个物种叶片含铁量、花期重叠情况如图所示。 比对基因组发现，居中虎榛子是虎榛子与滇虎榛子杂交产生的，属于同倍体杂交物种。同倍体杂交能快速形成新物种的关键是什么?居中虎榛子铁耐受相关基因（FR）及花期相关基因（LHY）分别来自不同亲本，这种分别固定不同亲本不同性状等位基因的机制导致杂种与亲本间无法进行基因交流。HHS分子遗传学模型揭示了快速形成新物种的机制。 (1)生物多样性包括 和生态系统多样性，新物种形成的标志是存在 。 (2)下列可作为“居中虎榛子是新物种”的证据有______（多选）。 A．居中虎榛子和虎榛子分布在不同区域 B．居中虎榛子叶片被毛介于虎榛子和滇虎榛子之间 C．居中虎榛子与滇虎榛子花期几乎不重叠 D．三者种间杂交的坐果率远低于种内杂交 (3)研究人员对三个物种分别进行全基因组测序并比较数据，找到 的基因，与模式生物—拟南芥已知功能的基因比对，确定候选基因并获取它们的等位基因，将其分别导入 的拟南芥，检测转基因植物的开花时间，证明LHY是与花期分化有关的关键成种基因。 (4)请以居中虎榛子为例，完善答题卡中HHS分子遗传学模型 。 位点1填FR类型，用FH和FL表示对铁耐受/敏感基因，位点2填LHY类型，用LE和LL表示早开花/晚开花基因 (5)HHS方式比现代生物进化理论所提出的渐进式物种形成方式更易发生，尤其是在人类活动频繁的当下，请阐述原因 。 【答案】(1) 遗传（基因）多样性、物种多样性 生殖隔离 (2)CD (3) 差异较大 敲除相应基因 (4) (5)同倍体杂交物种形成最少涉及两对基因重组，概率远高于因长期自然选择导致基因库积累多种差异而出现的生殖隔离，且人类活动的引入导致不同物种间的地理隔离消失，种间杂交概率增加 【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】（1）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。新物种形成的标志是存在生殖隔离； （2）物种是指在自然状态下能够相互交配并产生可育后代的一群生物。 A、居中虎榛子和虎榛子分布在不同区域，不能直接说明居中虎榛子是新物种，因为地理隔离不一定导致生殖隔离，A不符合题意； B、居中虎榛子叶片被毛介于虎榛子和滇虎榛子之间，这只是形态上的特征，不能作为新物种的有力证据，B不符合题意； C、居中虎榛子与滇虎榛子花期几乎不重合，说明二者在自然状态下很难进行交配，可能存在生殖隔离，可以作为新物种的证据，C符合题意； D、三者种间杂交结实率远低于种内杂交，说明种间存在生殖隔离，可以作为新物种的证据，D符合题意。 故选CD； （3）研究人员对三个物种分别进行全基因组测序并比较数据，找到差异较大的基因，与模式生物一些已知功能的基因比对，确定候选基因并获取它们的等位基因，将其分别导入敲除相应基因，检测转基因植物的开花时间，证明LHY是与花期分化有关的关键成种基因； （4）同倍体杂交物种形成（HHS）的研究模型可能是： ； （5）HHS方式（同倍体杂交物种形成）比现代生物进化理论所提出的渐进式物种形成方式更易发生，尤其是在人类活动频繁的当下。原因是：同倍体杂交物种形成最少涉及两对基因重组，概率远高于因长期自然选择导致基因库积累多种差异而出现的生殖隔离，且人类活动（如动植物的引种、栽培等）的引入导致不同物种间的地理隔离消失，种间杂交概率增加。 19．（2025·北京·模拟预测）水稻是一种自花受粉的二倍体作物，也是全球最重要的粮食作物之一、水稻稻穗的大小和穗粒数决定水稻产量，通过杂交可获得具备杂种优势的水稻。 (1)雄性不育植株可省去人工去雄操作，为生产带来便利。用性状优良的水稻纯合体（甲）给某雄性不育水稻植株授粉，杂交子一代均表现雄性不育；杂交子一代与甲回交，子代均表现雄性不育；连续回交获得性状优良的雄性不育品系（乙）。由此推测控制雄性不育的基因（A）位于 （填“细胞质”或“细胞核”）。 (2)将另一性状优良的水稻纯合体（丙）与乙杂交，F1均表现雄性可育，且长势与产量优势明显。丙的细胞核基因T的表达产物能够抑制基因A的表达。以丙为父本与甲杂交（正交）得F1，F1自交得F2，反交结果与正交结果不同，反交的F2中表现型及其比例为 。 (3)研究人员发现，水稻穗粒数多少与D基因有关。若D基因中第301位碱基G突变为T，则内含子不能被正常剪接，导致水稻穗粒数减少（如下图甲所示）。为在种植前确认不同水稻中D基因是否发生突变，研究人员以待测水稻总DNA为模版，设计引物1为5'-GCTTCACTTCTCTGCTTGTG-3'，引物2为 进行PCR（从下列选项中选择）。 a．5'—TTCAACTCTCGTTAAATCAT—3'    b．5'—ATGATTTAACGAGAGTTGAA—3' c．5'—TACTAAATTGCTCTCAACTT—3'    d．5'—AAGTTGAGAGCAATTTAGTA—3' 对扩增产物用限制酶A进行酶切验证（结果如图乙），其中6号植株 （是/否）发生了突变。 (4)研究人员获得了稻穗显著大于野生型的单基因纯合突变体1和突变体2。 ①分别将两种突变体与野生型水稻杂交，获得的F1的稻穗 （填“大于”、“小于”或“等于”）野生型，说明大穗为隐性性状。将突变体1和突变体2杂交，子代穗子大于野生型的，说明两种突变体突变基因的位置关系是 。 ②为了研究突变体2的突变基因位于哪条染色体上，实验人员用该突变株作父本，与不同的三体野生型（三体比正常植株多一条染色体，产生配子时一对同源染色体正常联会，多余的一条同源染色体随机分配）纯合体植株杂交，选择1中的三体与突变体植株杂交得，实验结果见表。 母本 F2表型及数量 大穗 正常穗 9-三体 128 132 12-三体 33 168 注：9——三体、12——三体分别表示9号、12号染色体多了一条。 据表分析，F1中的三体产生的配子类型及比例是 （用T/t表示相关基因），由此可推知突变基因位于 号染色体上。 【答案】(1)细胞质 (2)雄性可育：雄性不育=3：1 (3) b 否 (4) 等于 互为等位基因 TT： Tt：T：t=1：2：2：1 12 【分析】三体是指染色体异常的一种情况，具体指细胞内同源染色体数目异常，其中最常见的是二倍体生物某对同源染色体多出一条。 【详解】（1）因为连续回交（父本为性状优良的水稻纯合体甲 ），子代均表现雄性不育，说明雄性不育的遗传物质没有因为与父本核基因的回交而改变，即控制雄性不育的基因不遵循细胞核基因的遗传规律，由此推测控制雄性不育的基因（A）位于细胞质。 （2）反交结果与正交结果不同，说明涉及到细胞质遗传。因为甲为雄性可育且不含T，所以雄性不育的基因（A）位于丙中。因甲丙为纯合体，反交时F1基因型为Tt（A），F1自交得到F2的基因型及比例为TT（A）：Tt（A）：tt（A）=1：2：1。即雄性可育：雄性不育=3：1。 （3）引物1与模板链中的碱基互补配对，引物的延伸方向是5'→3'，引物1设计区碱基序列与图甲所示单链的序列相同，因此该单链不是引物1的模板链，是引物2的模板链，故引物2的碱基序列应与所给序列碱基互补配对，即5'—ATGATTTAACGAGAGTTGAA—3'。据图甲可知目的基因的长度为530bp，而6号的电泳片段为200多bp左右，说明仍能被限制酶切割，所以未发生基因突变。 （4）将穗子显著大于野生型的突变体与野生型水稻杂交，F1穗子大小与野生型的相等，因为双亲是纯合子，F1表现出的是显性性状，说明野生型是显性性状，大穗为隐性性状。突变体1和2都是纯合子，且突变性状都为隐性性状，若将突变体1与突变体2杂交，子代穗子大于野生型的，则说明两种突变体突变基因的关系是互为等位基因。因为如果为非等位基因，子代穗子等于野生型。若T/t位于与形成三体有关的染色体上，用该突变株（tt）作父本，与三体野生型纯合体植株（TTT）杂交，F1的基因型为1/2Tt、1/2TTt，即三体的概率为1/2，选择F1中的三体（TTt）与突变体植株（tt）杂交得F2，F2为Tt：Ttt：TTt：tt=2：2：1：1，即正常穗：大穗=5：1。若T/t基因不位于三体有关的染色体上，用该突变株（tt）作父本，与三体野生型纯合体植株杂交，F1的基因型为Tt，选择F1中的三体（Tt）与突变体植株（tt）杂交得F2，F2为Tt：tt=1：1，即正常穗：大穗=1：1。根据表格分析，该突变株基因r位于12号染色体上。 20．（2024·北京密云·模拟预测）黄瓜瓜把口感差，瓜把的长度是影响黄瓜品质和商业性的重要性状之一。 (1)科研人员将长瓜把品系（6.5cm）与短瓜把品系（2.0cm）杂交，F1瓜把长度约4.6cm，F1自交，得到158株F2瓜把长度分布如图1。 由结果推测黄瓜瓜把长度受 （一对/多对） 基因控制。 (2)SSR是DNA中普遍存在的简单重复序列。不同品系、不同染色体DNA的SSR互不相同，因此可作为分子标记进行基因定位。研究者构建了仅在一对基因上存在差异的瓜把长度为5cm（含SSR1标记）和4cm（含SSR2标记）的两个亲本，杂交后再自交，F2中瓜把长度5cm个体占3/4，4cm个体占1/4。测定F2植株的SSR组成，请从下表中选择一种实验结果与对应推论的正确组合有 。 实验结果 推论 I 5cm瓜把和4cm瓜把植株的SSR组成均为SSR1/SSR1:SSR1/SSR2:SSR2/SSR2=1:2:1 Ⅱ 4cm瓜把植株仅具有SSR2标记 Ⅲ 5cm瓜把植株仅有2/3具有SSR2标记 IV 4cm瓜把植株中的SSR1:SSR2=1:1 ①该瓜把长度基因与该SSR标记位于同源染色体 ②该瓜把长度基因与该SSR标记位于非同源染色体 (3)通过上述定位方法，科研人员找到了与瓜把长度相关的A基因、B基因，并进一步研究。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除A基因后，果实瓜把长度缩短，但瓜把细胞长度与野生型无显著差异，推测A基因的表达产物能 瓜把细胞增殖。检测发现，敲除A基因的突变体植株中基因B的转录水平显著降低，敲除B基因的突变体植株瓜把长度显著降低，推测A通过增强B基因的表达进而影响瓜把长度。请从①~⑤选择合适的基因与黄瓜植株，进行转基因实验，为上述推测提供一个新的证据。简述实验设计方案、检测指标并预期实验结果 。 ①A基因②B基因③野生型植株④A基因突变体植株⑤B基因突变体植株 (4)进一步研究发现，D蛋白可与A 蛋白结合，抑制后者与B基因的启动子结合，相关调控途径如图2所示。 D基因突变体与A基因突变体杂交，F2中野生型、D突变体、A突变体、D和A突变体4种表型的瓜把长度大小关系为 。 (5)目前市场占有率最大的国产“油亮密刺黄瓜”，是科研人员通过单倍体育种培育出来的，单倍体育种依据的生物学原理和优势分别是 。 【答案】(1)多对 (2)Ⅰ和②；Ⅱ和①；Ⅲ和① (3) 促进 方案:①④（或⑤）③：开始时A、B基因突变体瓜把长度显著短于野生型植株，随后把A基因导入A基因突变体后，其植株瓜把长度增加，检测植株中B基因转录水平升高（显著高于B突变体），与野生型相似 (4)D突变体>野生型>A突变体=D和A突变体 (5)染色体数目变异、快速获得纯合子，明显缩短育种年限 【分析】两个亲本杂交，子二代出现多种表现型，则该性状受多对等位基因控制。瓜把长度为5cm（含 SSR1标记）和 4cm（含SSR2标记）的两个亲本杂交，子二代和亲本类型一样，比例为3:1，初步判断长度性状受一对等位基因控制，SSR序列基因可能和长度性状基因独立遗传，也可能位于一对同源染色体上。 【详解】（1）双亲杂交，子一代表型不同双亲，子二代出现了多种性状，则长度性状不是受一对等位基因控制，而是多对基因的控制。 （2）瓜把长度为5cm（含 SSR1标记）和 4cm（含SSR2标记）的两个亲本杂交，子二代和亲本类型一样，比例为3:1，初步判断长度性状受一对等位基因控制，SSR序列基因可能和长度性状基因独立遗传，也可能位于一对同源染色体上。若两性状独立遗传，则可以用乘法原理分开分析，子二代长度比为3:1，SSR序列的分离比为SSR1/SSR1：SSR1/SSR2：SSR2/SSR2＝1:2:1；若二性状位于一对染色体上，考虑到双亲的SSR序列为瓜把长度为5cm（含 SSR1标记）和 4cm（含SSR2标记），则SSR1和控制5cm长度的基因位于一条染色体上，SSR2和控制4cm长度的基因位于一条染色体上，即Ⅰ和②、Ⅱ和①、Ⅲ和①。 （3）利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除A基因后，即没有基因A的表达产物，果实瓜把长度缩短，但瓜把细胞长度与野生型无显著差异，推测A基因的表达产物能促进瓜把细胞增殖。 推测认为A 通过增强B基因的表达（转录和翻译）进而影响瓜把长度，所以B基因必须存在且正常表达，结合转基因操作，通过A基因的有无来验证结论。具体过程为设置一野生型植株作为空白对照组，让A基因突变组和B基因突变组正常条件下生长，然后对A基因突变组转入A基因，继续观察植株瓜把长度以及检测植株中B基因转录水平，即实验设计方案、检测指标、预期实验结果为：方案:①④（或⑤）③：开始时A、B基因突变体瓜把长度显著短于野生型植株，随后把A基因导入A基因突变体后，其植株瓜把长度增加，检测植株中B基因转录水平升高（显著高于B突变体），与野生型相似。 （4）A蛋白增加瓜把长度，D蛋白抑制A蛋白的作用，所以D突变体的瓜把长度最长，A突变体和双突变体因为都没有A蛋白的作用，所以长度应该相等，野生型两种蛋白都有，考虑到D蛋白的抑制效应不确定，所以长度可能介于D蛋白突变体和其他突变体之间，即：D突变体>野生型>A突变体=D和A突变体。 （5）单倍体育种（先花药离体培养后染色体数目加倍）依据的生物学原理是染色体数目变异，优势是快速获得纯合子，明显缩短育种年限。 / 学科网（北京）股份有限公司 $