内容正文:
题型07 变异、育种与进化
目录
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
考向解读 方法透视 典例引领 变式演练
考向01 生物变异的类型
考向02 育种方法的原理与应用
考向03 人类遗传病
考向04 生物的进化
第三部分 新题演练 整合应用,模拟实战
高考真题(三年考情2023-2025)
命题点
常见设问/关键词
2025:湖南卷、河南卷、广东卷、江苏卷、山东卷
2024:天津卷、江苏卷、江苏卷、北京卷、浙江卷、甘肃卷、广东卷、浙江卷
2023:湖北卷、广东卷、湖南卷
生物变异的类型
细胞癌变的原因及防治、染色体数目的变异、基因突变、染色体组、单倍体、二倍体、多倍体、易位与互换、基因重组、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、人类遗传病的类型、生物有共同祖先的证据、基因频率、隔离与物种的形成
2025:全国卷、全国二卷
2024:福建卷、安徽卷
2023:湖北卷、浙江卷
育种方法的原理与应用
2025:浙江卷、湖南卷
2024:福建卷、广西卷、广东卷
人类遗传病
2025:河南卷、甘肃卷、云南卷、四川卷、广东卷、陕晋青宁卷、黑吉辽蒙卷、湖北卷、安徽卷、北京卷、江苏卷
2024:广西卷、福建卷、江西卷、浙江卷、甘肃卷、安徽卷、
广东卷、河北卷、吉林卷、浙江卷、
2023:福建卷、河北卷、江苏卷、广东卷、海南卷、北京卷、湖北卷、湖北卷、浙江卷、浙江卷
生物的进化
关键技巧
1. 变异类型判断:通过“分子水平(基因突变 / 基因重组)”“细胞水平(染色体变异)”区分变异类型;
2. 育种方法选择:根据“育种目标(如快速获得纯合子选单倍体育种)”匹配育种原理;
3. 进化计算:用“哈迪-温伯格定律”(理想条件)计算基因频率,通过“隔离类型(地理/生殖)”判断物种形成。
思维误区
1. 混淆“染色体易位(非同源染色体间)”与“互换(同源染色体间)”;
2. 误将“单倍体”等同于“含一个染色体组”(单倍体取决于配子染色体数);
3. 忽略“多倍体育种的原理是染色体变异”,误归为基因重组;
4. 认为“进化的标志是物种形成”(实际是基因频率改变);
5. 误将 “地理隔离” 视为物种形成的必要条件(如多倍体形成可直接产生新物种)。
考向01 生物变异的类型
核心命题点:
1. 基因突变、基因重组、染色体变异(结构/数目变异)的类型区分;
2. 细胞癌变的原因;
3. 染色体易位与互换的差异。
命题规律:
题型:以选择题为主,偶尔在非选择题中考查变异类型判断;
形式:常结合“变异过程示意图”“实例(如染色体易位案例)”命题,侧重变异类型的细节辨析。
1. 提炼升华:
(1)基因突变和基因重组辨析模型:
①看细胞的基因型。若正常细胞是纯合子,则引起姐妹染色单体上基因不同的原因是基因突变;若正常细胞是杂合子,则引起姐妹染色单体上基因不同的原因是基因突变或基因重组(发生了互换)。
②看图像分析细胞分裂方式。若在有丝分裂过程中出现姐妹染色单体上的基因不同的现象,则为基因突变的结果;若在减数分裂过程中出现姐妹染色单体上的基因不同的现象,则可能是基因突变或基因重组(互换)的结果。
③看姐妹染色单体或子染色体的结构、颜色有无区别。若是在有丝分裂后期的图像中出现两条子染色体上的两个基因不同,则为基因突变的结果,如图甲所示;若是在减数分裂Ⅱ后期的图像中出现两条子染色体(同为白色或黑色)上的两个基因不同,则为基因突变的结果,如图乙所示;若是在减数分裂Ⅱ后期的图像中出现两条子染色体(颜色不同)上的两个基因不同,则为互换的结果,如图丙所示。
(2)易位和互换辨析模型:
①分析细胞分裂的方式。若为有丝分裂,则可能是易位;若为减数分裂,则可能为易位或互换;
②观察同源染色体的结构是否发生改变。与正常染色体相比,若结构发生明显改变则为易位;若结构没有明显变化,但染色体的颜色发生改变,则为互换;
③观察染色体上的基因的变化。若等位基因出现在同源染色体上,则为互换;若等位基因出现在非同源染色体上,则为易位。
【易位和互换易错辨析】①易位属于染色体结构变异,能在显微镜下看到,发生在非同源染色体之间;互换并未改变染色体形态、大小及基因数目,所以不是染色体结构变异,属于基因重组,在显微镜下看不到,它发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间;
②互换是同源染色体上非姐妹染色单体之间等位基因的交换;易位是一对非同源染色体的非姐妹染色单体之间的片段交换,交换的是非等位基因;
③易位能发生在有丝分裂和减数分裂过程中;互换只能发生在减数分裂过程中;
④从定义可以看出,易位与互换在本质上是相同的,都是染色体的断裂与重接,都涉及基因位置和染色体结构的改变。
2. 可视呈现
变异类型
发生水平
核心特征
基因突变
分子水平
碱基对的增添/缺失/替换
基因重组
分子水平
同源染色体互换、非同源染色体自由组合
染色体易位
细胞水平
非同源染色体间片段交换
1.(2024·广东·高考真题·T10)研究发现,短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成,会启动原癌基因zfhl的表达,导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于( )
A.基因突变
B.染色体变异
C.基因重组
D.表观遗传
1.某豌豆基因型为YyRr,Y/y和R/r位于非同源染色体上,在不考虑突变和染色体互换的前提下,其细胞分裂时期、基因组成、染色体组数对应关系正确的是( )
选项
分裂时期
基因组成
染色体组数
A
减数分裂Ⅰ后期
YyRr
2
B
减数分裂Ⅱ中期
YR或yr或Yr或yR
1
C
减数分裂Ⅱ后期
YYRR或yyrr或YYrr或yyRR
2
D
有丝分裂后期
YYyyRRrr
2
A.A B.B C.C D.D
2.用秋水仙素处理大花葱(2n=16),将其根尖制成有丝分裂装片,图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是( )
A.解离时间越长,越有利于获得图甲所示的分裂象
B.取解离后的根尖,置于载玻片上,滴加清水并压片
C.图乙是有丝分裂后期的细胞分裂象
D.由于秋水仙素的诱导,图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍
考向02育种方法的原理与应用
核心命题点:
1. 单倍体育种、多倍体育种、杂交育种的原理与操作流程,育种流程的关键步骤(如单倍体育种需秋水仙素处理单倍体幼苗);
2. 不同育种方法的适用目标(如快速获纯合子选单倍体育种)。
命题规律:
题型:选择题、非选择题(育种流程设计)均有涉及。。
形式:常结合“育种流程图”“育种目标需求”命题,侧重育种方法与原理的匹配。
1.提炼升华:
(1)明确育种目标:
①快速获纯合子→单倍体育种;
②获多倍体性状→多倍体育种;集合优良性状→杂交育种;
(2)匹配育种原理:根据目标对应变异类型(如染色体变异→单倍体/多倍体育种)。
2.可视呈现(对比表格):根据育种目标选择最佳育种方案
育种目标
对应的育种方案及说明
集合双亲优良性状
单倍体育种(明显缩短育种年限);杂交育种(耗时较长,但简便易行)
快速获得纯种
单倍体育种
对原品系实施“定向”改造
基因工程育种或植物细胞工程育种(植物体细胞杂交)
让原品系产生新性状(无中生有)
诱变育种(可提高变异频率,获得理想性状)
使原品系营养器官“增大”或“加强”
多倍体育种
培育无子果实
多倍体育种(如三倍体植株减数分裂时联会紊乱,因而不能结出种子)
1.(2021·广东·高考真题·T11)白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株 Bc。下列叙述错误的是( )
A.Bc 成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B.将 Bc 作为育种材料,能缩短育种年限
C.秋水仙素处理 Bc 幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下 Bc 因配子发育异常而高度不育
1. 甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻,但不抗稻瘟病(rr),乙品种水稻抗稻瘟病(RR)。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种,设计了下列育种方案,合理的是( )
①将甲与乙杂交,再自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株
②将甲与乙杂交,F1与甲回交,选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交,依次重复多代;再将选取的抗稻瘟病植株自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株
③将甲与乙杂交,取F1的花药离体培养获得单倍体,再诱导染色体数目加倍为二倍体,从中选取抗稻瘟病植株
④向甲转入抗稻瘟病基因,筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
2.水稻为一年生植物,每次收获后需要重新播种。我国科学家展开了培育多年生水稻的相关研究。
(1)甲品系具有地下茎,地下茎可使水稻进行无性繁殖,从而具备多年生特性。将无地下茎的乙品系与甲品系进行如下图所示的杂交实验。结果显示,F2的性状分离比接近 ,由此判断这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。
(2)若要进一步验证上述结论,可设计的杂交方案和预期结果为 。研究者将2个控制地下茎的基因分别命名为R2和R3。
(3)DNA中存在许多简单重复序列(SSR),可作为基因定位的分子标记。通过对F2群体分子标记与表型的关联性分析,最终确定了R2和R3的位置,甲品系的基因和SSR在染色体上的位置关系如下图所示,乙品系的相关分子标记用小写字母表示,如m1。
F1在减数分裂过程中,有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换,推测F1雄配子中m1R2配子所占比例为 %。
(4)由于乙品系高产、口感好,且生育周期短,能实现一年两熟甚至三熟,适合在我国大面积种植。欲利用杂交育种,培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系,请完善育种流程。 。
考向03 人类遗传病
核心命题点:
1. 人类遗传病的类型(单基因/多基因/染色体异常遗传病);
2. 遗传病的监测与预防(如遗传咨询、产前诊断)。
命题规律:
题型:选择题为主。
形式:常结合“遗传病实例”“遗传系谱图”命题,侧重遗传病类型与遗传方式的匹配。
1.提炼升华:
(1)可参考判断口诀:
无中生有为隐性:隐性遗传看女病,父子无病非伴性;
有中生无为显性:显性遗传看男病,母女无病非伴性。
(2)系谱图中遗传病概率计算:
在解答遗传病概率计算题时,需要注意所求对象是在哪一个范围内所占的比例。
①求解概率时,若试题还涉及生育孩子的性别问题,如问及生育“患病男孩”或“男孩患病”的概率,则解答时可以按以下程序进行:
Ⅰ.先确定相关遗传病的遗传方式。
Ⅱ.当只涉及常染色体遗传时,若题中要求计算“生育患病男孩”的概率,需乘以有关性别的概率,即乘以1/2;若题中要求计算“生育男孩患病”的概率,此时性别已确定,不需乘以1/2。
Ⅲ.当题中涉及伴性遗传(包括既有常染色体遗传又有伴性遗传的情况),则有时只需根据基因型进行计算即可,不需考虑是否乘以有关性别的1/2。
②当涉及两种或多种遗传病的患病概率问题时,可利用“拆分法”,即将基因自由组合定律的问题转化为基因分离定律问题来分析,分别求出每种遗传病的正常概率与患病概率,再结合题中要求的相关问题综合分析,其具体过程如下(以涉及甲、乙两种遗传病的概率计算为例):
Ⅰ.根据系谱图,先确定每种(甲和乙)遗传病的遗传方式。
Ⅱ.再分别求出生育患甲病孩子和患乙病孩子的概率(假设患甲、乙遗传病的概率分别为a、b)。
Ⅲ.最后利用“乘法”或“加法”按题中要求进行组合计算即可。例如:
·生育患病孩子的概率是1-(1-a)×(1-b);
·生育只患一种病孩子的概率是a×(1-b)+b×(1-a);
·生育两病皆患孩子的概率是a×b。
③在人群处于遗传平衡状态时,当试题给出某种遗传病在整个人群中的患病概率,或某种遗传性状在群体中的表型概率时,就涉及遗传平衡定律的运用。
2.可视呈现:系谱图中某遗传病遗传方式的判断方法(不考虑 X、Y 染色体同源区段的遗传)
伴Y染色体遗传病
是
是否“父病子全病”,无女患者
否
伴性遗传
常染色体遗传病
患病男多于女或患病女多于男
患病男女比例相当
很可能是隐性
很可能是显性
隔代遗传
连续遗传
最可能为伴X染色体显性性遗传病
一定为常染色体显性遗传病
一定为常染色体隐性遗传病
最可能为伴X隐性遗传病
是
否
否
是
有为显性
有为隐性
女患者的父、子是否都患病
男患者的母、女是都否患病
有中生无
不能判断显隐性
无中生有
判断显隐性
1.(2022·广东·高考真题·T16)遗传病监测和预防对提高我国人口素质有重要意义。一对表型正常的夫妇,生育了一个表现型正常的女儿和一个患镰状细胞贫血症的儿子(致病基因位于 11 号染色体上,由单对碱基突变引起)。为了解后代的发病风险,该家庭成员自愿进行了相应的基因检测(如图)。下列叙述错误的是( )
(杂交结果:●为阳性,○为阴性)
A.女儿和父母基因检测结果相同的概率是 2/3
B.若父母生育第三孩,此孩携带该病基因的概率是 3/4
C.女儿将该病基因传递给下一代的概率是 1/2
D.该家庭的基因检测信息应受到保护,避免基因歧视
1. 已知甲、乙家系的耳聋分别由基因E、F突变导致;丙家系耳聋由线粒体基因G突变为g所致,部分个体携带基因g但听力正常。下列叙述错误的是( )
A.听觉相关基因在人的DNA上本来就存在
B.遗传病是由获得了双亲的致病遗传物质所致
C.含基因g的线粒体积累到一定程度才会导致耳聋
D.甲、乙家系的耳聋是多基因遗传病
2.由三条21号染色体引起的唐氏综合征是一种常见遗传病,患者常伴有自身免疫病。下列相关叙述错误的是( )
A.病因主要是母亲的卵母细胞减数分裂时染色体不分离
B.通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断
C.患者性母细胞减数分裂时联会紊乱不能形成可育配子
D.降低感染可减轻患者的自身免疫病症状
考向04生物的进化
核心命题点:
1. 基因频率的计算(哈迪-温伯格定律的适用条件与基因频率计算);
2. 物种形成的条件(隔离);
3. 共同进化的实例。
命题规律:
题型:选择题、非选择题(基因频率计算)均有涉及。
形式:常结合“种群基因频率数据”“物种形成案例”命题,侧重基因频率计算与物种形成逻辑的考查。
1.提炼升华:
(1)基因频率计算步骤:
①确定“哈迪-温伯格适用条件”(理想种群:无突变、无选择、无迁移等);
②套用公式:若A频率为 p,a频率为,则 p+q=1,p2+2pq+q2=1(p2为AA频率,2pq为Aa频率,q2为aa频率)。
(2)物种形成判断: 看“是否产生生殖隔离”→生殖隔离是物种形成的标志。
2.可视呈现(对比表格)
内容
物种形成
生物进化
标志
出现生殖隔离
种群基因频率改变
变化后生物与原生物关系
属于不同物种
可能属于同一物种
二者关系
①生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,这种改变可大可小,不一定会突破物种的界限,即生物进化不一定导致物种的形成,进化是量变,物种形成是质变
②新物种的形成一般是长期进化的结果
1.(2024·广东·高考真题·T11)(2024·广东·高考真题)EDAR 基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR 基因,研究发现,m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是( )
A.m的出现是自然选择的结果
B.m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C.m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D.MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
1. 成年棘胸蛙存在雄蛙大、雌蛙小的两性异形现象,推测这是雌蛙对雄蛙长期选择的结果。支持该推测的证据是( )
A.体型较大的雄蛙能获得更多的交配机会
B.雌蛙对相同种群雄蛙的求偶鸣叫更敏感
C.雄蛙在雌蛙产卵高峰期求偶鸣叫更积极
D.体型较大的雌蛙交配后能产出更多的卵
2.(多选)图示部分竹子的进化发展史,其中A~D和H代表不同的染色体组。下列相关叙述正确的有( )
A.新热带木本竹与温带木本竹杂交,是六倍体
B.竹子的染色体数目变异是可遗传的
C.四种类群的竹子共同组成进化的基本单位
D.竹子化石为研究其进化提供直接证据
1.(2025·广东·高考真题)若某常染色体隐性单基因遗传病的致病基因存在两个独立的致病变异位点1和2(M和N表示正常,m和n表示异常),理论上会形成两种变异类型且效应不同(如图),但仅凭个体的基因检测不足以区分这两种变异类型。通过对人群中变异位点的大规模基因检测,有助于该遗传病的风险评估。表为某人群中这两个变异位点的检测数据。下列对该人群的推测,合理的是( )
变异位点组合个体数
位点2
NN
Nn
nn
位点1
MM
94121
1180
44
Mm
2273
4
0
mm
29
0
0
A.m和n位于同一条染色体上
B.携带m的基因频率约是携带n的基因频率的3倍
C.有3种携带致病变异的基因
D.MmNn组合个体均患病
2.(2024·江苏·高考真题)图示甲、乙、丙3种昆虫的染色体组,相同数字标注的结构起源相同。下列相关叙述错误的是( )
甲 乙 丙
A.相同数字标注结构上基因表达相同
B.甲和乙具有生殖隔离现象
C.与乙相比,丙发生了染色体结构变异
D.染色体变异是新物种产生的方式之一
3.(2025·山东·高考真题)镰状细胞贫血是由等位基因H、h控制的遗传病。患者(hh)的红细胞只含异常血红蛋白,仅少数患者可存活到成年;正常人(HH)的红细胞只含正常血红蛋白;携带者(Hh)的红细胞含有正常和异常血红蛋白,并对疟疾有较强的抵抗力。下列说法错误的是( )
A.引起镰状细胞贫血的基因突变为中性突变
B.疟疾流行区,基因h不会在进化历程中消失
C.基因h通过控制血红蛋白的结构影响红细胞的形态
D.基因h可影响多个性状,不能体现基因突变的不定向性
4.(2023·广东·高考真题)中外科学家经多年合作研究,发现circDNMT1(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌,为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是( )
A.p53基因突变可能引起细胞癌变
B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖
C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢
D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究
5.(2025·全国卷·高考真题)为获得作物新品种,可采用不同的育种技术。下列叙述错误的是( )
A.三倍体西瓜育种时,利用了人工诱导染色体加倍获得的多倍体
B.作物单倍体育种时,利用了由植物茎尖组织培养获得的单倍体
C.航天育种时,利用了太空多种因素导致基因突变产生的突变体
D.水稻杂交育种时,利用了水稻有性繁殖过程中产生的重组个体
6.(2023·湖北·高考真题)栽培稻甲产量高、品质好,但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获多年,但产量低。中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交,培育出兼具两者优点的品系丙,为全球作物育种提供了中国智慧。下列叙述错误的是( )
A.该成果体现了生物多样性的间接价值
B.利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙
C.该育种技术为全球农业发展提供了新思路
D.品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护
7.(2023·浙江·高考真题)浙江浦江县上山村发现了距今1万年的稻作遗址,证明我国先民在1万年前就开始了野生稻驯化。经过长期驯化和改良,现代稻产量不断提高。尤其是袁隆平院士团队培育成的超级杂交稻品种,创造水稻高产新记录,为我国粮食安全作出杰出贡献。下列叙述正确的是( )
A.自然选择在水稻驯化过程中起主导作用
B.现代稻的基因库与野生稻的基因库完全相同
C.驯化形成的现代稻保留了野生稻的各种性状
D.超级杂交稻品种的培育主要利用基因重组原理
8.(2024·福建·高考真题)中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式,不仅周期长、产率低、花色单调,还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是( )
A.用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率
B.利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育
C.选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗
D.通过基因工程技术引入外源基因改变花色
9.(2024·福建·高考真题)人体Ⅰ型胶原蛋白是骨骼和结缔组织的主要结构蛋白,由两条α1链和一条α2链组成,α1链由17号染色体上的COL1A1编码,α2链由7号染色体上的COL1A2编码。某夫妻因部分Ⅰ型胶原蛋白结构异常导致疾病发生,检测发现丈夫存在1个突变的COL1A1,妻子存在1个突变的COL1A2。下列叙述错误的是( )
A.人体中的COL1A1和COL1A2为非等位基因
B.该夫妻所患疾病都属于常染色体显性遗传病
C.丈夫体内Ⅰ型胶原蛋白结构异常的概率是1/2
D.该夫妻生下正常女孩的概率是1/8
10.(2025·广东·高考真题)果蝇外骨骼角质中表皮烃的含量不仅影响果蝇的环境适应能力,也影响果蝇的交配对象选择(如图)。表皮烃的合成受mFAS基因控制。下列叙述错误的是( )
A.突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成
B.自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境
C.果蝇种群A和种群B交配减少加速了新物种的形成
D.mFAS基因突变带来的双重效应足以导致生殖隔离
11.(2024·浙江·高考真题)在酵母菌、植物、昆虫等不同生物类群中,rDNA(编码核糖体RNA的基因)的碱基序列大部分是相同的。这一事实为“这些不同生物类群具有共同祖先”的观点提供了( )
A.化石证据 B.比较解剖学证据
C.胚胎学证据 D.分子水平证据
12.(2024·广西·高考真题)屠呦呦等科学家发现青蒿素,为全球疟疾治疗做出突出贡献。随着时间推移。发现疟原虫对单方青蒿素出现了一定抗药性,为了解决该问题,我国科学家继续研发出高效的青蒿素联合疗法并广泛应用。下列说法错误的是( )
A.疟原虫出现抗药性,说明疟原虫种群在进化
B.受单方青蒿素刺激,疟原虫产生了抗药性变异
C.若一直使用单方青蒿素,疟原虫种群抗药性基因频率会上升
D.青蒿素联合疗法,可以有效地杀灭感染人体的抗药性疟原虫
13.(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
14.(2024·广西·高考真题)β-地中海贫血是人11号染色体上β-珠蛋白基因HBB突变所造成的遗传病。如图为HBB几种常见的基因突变位点及功能区域示意图。回答下列问题:
注:-28A→C中,“-”表示转录起始位点前,数值表示碱基位点,A→C表示碱基A突变为C;仅标示了非模板链上的变化,模板链也发生对应变化,但没有标示出来。
(1)654C→T突变, (选填“会”或“不会”)增加该基因嘌呤碱基总数量。-28A→C突变,会导致β-珠蛋白的表达异常,其原因是 。
(2)HBB在转录形成mRNA的过程中,细胞核内特定RNA复合物能特异性识别初级转录产物(mRNA前体),并将内含子对应区域剪切以及拼接外显子对应区域,这表明上述RNA复合物是一种 。
(3)含有17A→T突变的HBB转录出的mRNA,对应位点的碱基是 。
(4)某男性一条染色体上的HBB存在突变位点W,其配偶无W突变,他们生育的孩子 (选填“一定”或“不一定”)存在该突变,从遗传概率角度分析,其原因是 。为有效降低人群中β-地中海贫血的发病率,可以采取 和 等措施。
15.(2024·广东·高考真题)遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)是一种罕见的口腔遗传病,严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年,我国科学家对某一典型的HGF家系(如图)进行了研究,发现ZNF862基因突变导致HGF发生。
回答下列问题:
(1)据图分析,HGF最可能的遗传方式是 。假设该致病基因的频率为p,根据最可能的遗传方式,Ⅳ2生育一个患病子代的概率为 (列出算式即可)。
(2)为探究ZNF862 基因的功能,以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验,简要写出设计思路: 。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF,可制备携带该突变的转基因小鼠,然后比较 的差异。
(3)针对HGF这类遗传病,通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病?作出判断并说明理由 。
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题型07 变异、育种与进化
目录
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
考向解读 方法透视 典例引领 变式演练
考向01 生物变异的类型
考向02 育种方法的原理与应用
考向03 人类遗传病
考向04 生物的进化
第三部分 新题演练 整合应用,模拟实战
高考真题(三年考情2023-2025)
命题点
常见设问/关键词
2025:湖南卷、河南卷、广东卷、江苏卷、山东卷
2024:天津卷、江苏卷、江苏卷、北京卷、浙江卷、甘肃卷、广东卷、浙江卷
2023:湖北卷、广东卷、湖南卷
生物变异的类型
细胞癌变的原因及防治、染色体数目的变异、基因突变、染色体组、单倍体、二倍体、多倍体、易位与互换、基因重组、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、人类遗传病的类型、生物有共同祖先的证据、基因频率、隔离与物种的形成
2025:全国卷、全国二卷
2024:福建卷、安徽卷
2023:湖北卷、浙江卷
育种方法的原理与应用
2025:浙江卷、湖南卷
2024:福建卷、广西卷、广东卷
人类遗传病
2025:河南卷、甘肃卷、云南卷、四川卷、广东卷、陕晋青宁卷、黑吉辽蒙卷、湖北卷、安徽卷、北京卷、江苏卷
2024:广西卷、福建卷、江西卷、浙江卷、甘肃卷、安徽卷、
广东卷、河北卷、吉林卷、浙江卷、
2023:福建卷、河北卷、江苏卷、广东卷、海南卷、北京卷、湖北卷、湖北卷、浙江卷、浙江卷
生物的进化
关键技巧
1. 变异类型判断:通过“分子水平(基因突变 / 基因重组)”“细胞水平(染色体变异)”区分变异类型;
2. 育种方法选择:根据“育种目标(如快速获得纯合子选单倍体育种)”匹配育种原理;
3. 进化计算:用“哈迪-温伯格定律”(理想条件)计算基因频率,通过“隔离类型(地理/生殖)”判断物种形成。
思维误区
1. 混淆“染色体易位(非同源染色体间)”与“互换(同源染色体间)”;
2. 误将“单倍体”等同于“含一个染色体组”(单倍体取决于配子染色体数);
3. 忽略“多倍体育种的原理是染色体变异”,误归为基因重组;
4. 认为“进化的标志是物种形成”(实际是基因频率改变);
5. 误将 “地理隔离” 视为物种形成的必要条件(如多倍体形成可直接产生新物种)。
考向01 生物变异的类型
核心命题点:
1. 基因突变、基因重组、染色体变异(结构/数目变异)的类型区分;
2. 细胞癌变的原因;
3. 染色体易位与互换的差异。
命题规律:
题型:以选择题为主,偶尔在非选择题中考查变异类型判断;
形式:常结合“变异过程示意图”“实例(如染色体易位案例)”命题,侧重变异类型的细节辨析。
1. 提炼升华:
(1)基因突变和基因重组辨析模型:
①看细胞的基因型。若正常细胞是纯合子,则引起姐妹染色单体上基因不同的原因是基因突变;若正常细胞是杂合子,则引起姐妹染色单体上基因不同的原因是基因突变或基因重组(发生了互换)。
②看图像分析细胞分裂方式。若在有丝分裂过程中出现姐妹染色单体上的基因不同的现象,则为基因突变的结果;若在减数分裂过程中出现姐妹染色单体上的基因不同的现象,则可能是基因突变或基因重组(互换)的结果。
③看姐妹染色单体或子染色体的结构、颜色有无区别。若是在有丝分裂后期的图像中出现两条子染色体上的两个基因不同,则为基因突变的结果,如图甲所示;若是在减数分裂Ⅱ后期的图像中出现两条子染色体(同为白色或黑色)上的两个基因不同,则为基因突变的结果,如图乙所示;若是在减数分裂Ⅱ后期的图像中出现两条子染色体(颜色不同)上的两个基因不同,则为互换的结果,如图丙所示。
(2)易位和互换辨析模型:
①分析细胞分裂的方式。若为有丝分裂,则可能是易位;若为减数分裂,则可能为易位或互换;
②观察同源染色体的结构是否发生改变。与正常染色体相比,若结构发生明显改变则为易位;若结构没有明显变化,但染色体的颜色发生改变,则为互换;
③观察染色体上的基因的变化。若等位基因出现在同源染色体上,则为互换;若等位基因出现在非同源染色体上,则为易位。
【易位和互换易错辨析】①易位属于染色体结构变异,能在显微镜下看到,发生在非同源染色体之间;互换并未改变染色体形态、大小及基因数目,所以不是染色体结构变异,属于基因重组,在显微镜下看不到,它发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间;
②互换是同源染色体上非姐妹染色单体之间等位基因的交换;易位是一对非同源染色体的非姐妹染色单体之间的片段交换,交换的是非等位基因;
③易位能发生在有丝分裂和减数分裂过程中;互换只能发生在减数分裂过程中;
④从定义可以看出,易位与互换在本质上是相同的,都是染色体的断裂与重接,都涉及基因位置和染色体结构的改变。
2. 可视呈现
变异类型
发生水平
核心特征
基因突变
分子水平
碱基对的增添/缺失/替换
基因重组
分子水平
同源染色体互换、非同源染色体自由组合
染色体易位
细胞水平
非同源染色体间片段交换
1.(2024·广东·高考真题·T10)研究发现,短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成,会启动原癌基因zfhl的表达,导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于( )
A.基因突变
B.染色体变异
C.基因重组
D.表观遗传
1.【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。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
【详解】由题意可知,短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成,会启动原癌基因zfhl的表达,导致肿瘤形成,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,因此驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传,ABC错误、D正确。
故选D。
1.某豌豆基因型为YyRr,Y/y和R/r位于非同源染色体上,在不考虑突变和染色体互换的前提下,其细胞分裂时期、基因组成、染色体组数对应关系正确的是( )
选项
分裂时期
基因组成
染色体组数
A
减数分裂Ⅰ后期
YyRr
2
B
减数分裂Ⅱ中期
YR或yr或Yr或yR
1
C
减数分裂Ⅱ后期
YYRR或yyrr或YYrr或yyRR
2
D
有丝分裂后期
YYyyRRrr
2
A.A B.B C.C D.D
1.【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,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、减数分裂I后期含有姐妹染色单体,此时基因组成应为YYyyRRrr,细胞中含有2个染色体组,A错误;
B、减数分裂I后期同源染色体分离,但减数分裂Ⅱ中期含有姐妹染色单体,故基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR,细胞中含1个染色体组,B错误;
C、减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为两条染色体,基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR,细胞中含2个染色体组,C正确;
D、有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体和染色体组加倍,基因组成是YYyyRRr,染色体组有4个,D错误。
故选C。
2.用秋水仙素处理大花葱(2n=16),将其根尖制成有丝分裂装片,图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是( )
A.解离时间越长,越有利于获得图甲所示的分裂象
B.取解离后的根尖,置于载玻片上,滴加清水并压片
C.图乙是有丝分裂后期的细胞分裂象
D.由于秋水仙素的诱导,图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍
2.【答案】C
【分析】1、低温或秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使子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。
2、该实验的步骤为选材→固定→解离→漂洗→染色→制片。
【详解】A、解离时间过长,会使细胞过于酥软,导致细胞结构被破坏,不利于观察到如图甲所示的清晰分裂象,A错误;
B、解离后的根尖,应先进行漂洗,洗去解离液,然后染色,再置于载玻片上,滴加清水并压片,B错误;
C、图乙中细胞的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,分别向细胞两极移动,符合有丝分裂后期的特征,C正确;
D、图甲细胞不处于有丝分裂后期,且明显看出染色体数目多于16条,是秋水仙素诱导染色体数目加倍的结果,而图乙细胞处于正常的有丝分裂后期,着丝粒分裂导致其染色体数目加倍,并不是秋水仙素诱导的结果,D错误。
故选C。
考向02育种方法的原理与应用
核心命题点:
1. 单倍体育种、多倍体育种、杂交育种的原理与操作流程,育种流程的关键步骤(如单倍体育种需秋水仙素处理单倍体幼苗);
2. 不同育种方法的适用目标(如快速获纯合子选单倍体育种)。
命题规律:
题型:选择题、非选择题(育种流程设计)均有涉及。。
形式:常结合“育种流程图”“育种目标需求”命题,侧重育种方法与原理的匹配。
1.提炼升华:
(1)明确育种目标:
①快速获纯合子→单倍体育种;
②获多倍体性状→多倍体育种;集合优良性状→杂交育种;
(2)匹配育种原理:根据目标对应变异类型(如染色体变异→单倍体/多倍体育种)。
2.可视呈现(对比表格):根据育种目标选择最佳育种方案
育种目标
对应的育种方案及说明
集合双亲优良性状
单倍体育种(明显缩短育种年限);杂交育种(耗时较长,但简便易行)
快速获得纯种
单倍体育种
对原品系实施“定向”改造
基因工程育种或植物细胞工程育种(植物体细胞杂交)
让原品系产生新性状(无中生有)
诱变育种(可提高变异频率,获得理想性状)
使原品系营养器官“增大”或“加强”
多倍体育种
培育无子果实
多倍体育种(如三倍体植株减数分裂时联会紊乱,因而不能结出种子)
1.(2021·广东·高考真题·T11)白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株 Bc。下列叙述错误的是( )
A.Bc 成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B.将 Bc 作为育种材料,能缩短育种年限
C.秋水仙素处理 Bc 幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下 Bc 因配子发育异常而高度不育
1.【答案】A
【分析】1. 根据单倍体、二倍体和多倍体的概念可知,由受精卵发育成的生物体细胞中有几个染色体组就叫几倍体;由配子发育成的个体,无论含有几个染色体组都为单倍体。
2. 单倍体往往是由配子发育形成的,无同源染色体,故高度不育,而多倍体含多个染色体组,一般茎秆粗壮,果实种子较大。
【详解】A、白菜型油菜(2n=20)属于二倍体生物,体细胞中含有两个染色体组,而Bc是通过卵细胞(配子)发育而来的单倍体,其成熟叶肉细胞中只含有一个染色体组,A错误;
B、C、Bc是单倍体,利用秋水仙素处理Bc幼苗可培育出纯合植株,该方法为单倍体育种,能明显缩短育种年限,B、C正确;
D、自然状态下,Bc只含一个染色体组,细胞中无同源染色体,减数分裂时无法形成正常配子,因此高度不育,D正确。
1. 甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻,但不抗稻瘟病(rr),乙品种水稻抗稻瘟病(RR)。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种,设计了下列育种方案,合理的是( )
①将甲与乙杂交,再自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株
②将甲与乙杂交,F1与甲回交,选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交,依次重复多代;再将选取的抗稻瘟病植株自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株
③将甲与乙杂交,取F1的花药离体培养获得单倍体,再诱导染色体数目加倍为二倍体,从中选取抗稻瘟病植株
④向甲转入抗稻瘟病基因,筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
1.【答案】C
【分析】1、诱变育种:
原理:基因突变;
优点: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。
2、杂交育种:
原理:基因重组;
优点:操作简单。
3、基因工程育种
原理:基因重组;
优点:目的性强;可克服远缘杂交不亲和障碍。
4、单倍体育种:
原理:染色体数目变异;
优点:可明显缩短育种年限。
【详解】①甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻,但不抗稻瘟病(rr),乙品种水稻抗稻瘟病(RR),两者杂交,子代为优良性状的杂合子,以及抗稻瘟病(Rr),若让其不断自交,每代均选取抗稻瘟病植株,则得到的子代为抗稻瘟病植株,但其他性状不一定是优良性状的纯合子,①错误;
②将甲与乙杂交,F1与甲回交,F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交,依次重复多代,可得到其他许多优良性状的纯合品种水稻,但抗稻瘟病植株可能为纯合子或杂合子,再将选取的抗稻瘟病植株自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株,可得到抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种,②正确;
③将甲与乙杂交,取F1的花药离体培养获得单倍体,再诱导染色体数目加倍为纯合二倍体,从中选取抗稻瘟病且其他许多优良性状的纯合植物,为所需新品种,只选取抗稻瘟病植株,不能保证其他性状优良纯合,③错误;
④甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻,向甲转入抗稻瘟病基因,则抗稻瘟病性状相当于杂合,对转入成功的抗稻瘟病植株自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株,可获得所需新品种,④正确。
综上所述,②④正确,即C正确,ABD错误。
故选C。
2.水稻为一年生植物,每次收获后需要重新播种。我国科学家展开了培育多年生水稻的相关研究。
(1)甲品系具有地下茎,地下茎可使水稻进行无性繁殖,从而具备多年生特性。将无地下茎的乙品系与甲品系进行如下图所示的杂交实验。结果显示,F2的性状分离比接近 ,由此判断这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。
(2)若要进一步验证上述结论,可设计的杂交方案和预期结果为 。研究者将2个控制地下茎的基因分别命名为R2和R3。
(3)DNA中存在许多简单重复序列(SSR),可作为基因定位的分子标记。通过对F2群体分子标记与表型的关联性分析,最终确定了R2和R3的位置,甲品系的基因和SSR在染色体上的位置关系如下图所示,乙品系的相关分子标记用小写字母表示,如m1。
F1在减数分裂过程中,有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换,推测F1雄配子中m1R2配子所占比例为 %。
(4)由于乙品系高产、口感好,且生育周期短,能实现一年两熟甚至三熟,适合在我国大面积种植。欲利用杂交育种,培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系,请完善育种流程。 。
2.【答案】(1)9:7
(2)将F1与乙品系进行测交,预期结果为子代中有地下茎与无地下茎的比例为1:3
(3)4.05
(4)
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】(1)根据F2有地下茎:无地下茎=3024:2237≈9:7,可知这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。
(2)要验证上述结论(即这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制),可采用测交的方法。即让F1(双杂合子)与乙品系(隐性纯合子)杂交。若遵循自由组合定律,测交后代的基因型及比例为R1r1R2r2:R1r1r2r2:r1r1R2r2:r1r1r2r2 = 1:1:1:1,表现型及比例为有地下茎 : 无地下茎=1:3。
(3)已知有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换。一个初级精母细胞减数分裂能产生4个配子,发生互换的初级精母细胞产生的4个配子中有1个是m1R2。设初级精母细胞总数为N,发生互换的初级精母细胞数为0.162N,这些细胞产生的m1R2配子数为0.162N,未发生互换的初级精母细胞不产生m1R2配子。所以F1雄配子中m1R2配子所占比例为0.162N÷4N=4.05%。
(4)乙品系高产、口感好,且生育周期短,能实现一年两熟甚至三熟,适合在我国大面积种植。利用杂交育种,培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系,育种流程为:将甲品系与乙品系杂交,获得F1(含有控制地下茎的基因,但为杂合子);让F1与乙品系杂交,在后代中筛选含M1~M4分子标记的植株,继续与乙品系杂交,每代筛选含M2、M3分子标记的植株,最后让该类型植株自交,筛选可稳定遗传的具有地下茎的植株。图解如下:
考向03 人类遗传病
核心命题点:
1. 人类遗传病的类型(单基因/多基因/染色体异常遗传病);
2. 遗传病的监测与预防(如遗传咨询、产前诊断)。
命题规律:
题型:选择题为主。
形式:常结合“遗传病实例”“遗传系谱图”命题,侧重遗传病类型与遗传方式的匹配。
1.提炼升华:
(1)可参考判断口诀:
无中生有为隐性:隐性遗传看女病,父子无病非伴性;
有中生无为显性:显性遗传看男病,母女无病非伴性。
(2)系谱图中遗传病概率计算:
在解答遗传病概率计算题时,需要注意所求对象是在哪一个范围内所占的比例。
①求解概率时,若试题还涉及生育孩子的性别问题,如问及生育“患病男孩”或“男孩患病”的概率,则解答时可以按以下程序进行:
Ⅰ.先确定相关遗传病的遗传方式。
Ⅱ.当只涉及常染色体遗传时,若题中要求计算“生育患病男孩”的概率,需乘以有关性别的概率,即乘以1/2;若题中要求计算“生育男孩患病”的概率,此时性别已确定,不需乘以1/2。
Ⅲ.当题中涉及伴性遗传(包括既有常染色体遗传又有伴性遗传的情况),则有时只需根据基因型进行计算即可,不需考虑是否乘以有关性别的1/2。
②当涉及两种或多种遗传病的患病概率问题时,可利用“拆分法”,即将基因自由组合定律的问题转化为基因分离定律问题来分析,分别求出每种遗传病的正常概率与患病概率,再结合题中要求的相关问题综合分析,其具体过程如下(以涉及甲、乙两种遗传病的概率计算为例):
Ⅰ.根据系谱图,先确定每种(甲和乙)遗传病的遗传方式。
Ⅱ.再分别求出生育患甲病孩子和患乙病孩子的概率(假设患甲、乙遗传病的概率分别为a、b)。
Ⅲ.最后利用“乘法”或“加法”按题中要求进行组合计算即可。例如:
·生育患病孩子的概率是1-(1-a)×(1-b);
·生育只患一种病孩子的概率是a×(1-b)+b×(1-a);
·生育两病皆患孩子的概率是a×b。
③在人群处于遗传平衡状态时,当试题给出某种遗传病在整个人群中的患病概率,或某种遗传性状在群体中的表型概率时,就涉及遗传平衡定律的运用。
2.可视呈现:系谱图中某遗传病遗传方式的判断方法(不考虑 X、Y 染色体同源区段的遗传)
伴Y染色体遗传病
是
是否“父病子全病”,无女患者
否
伴性遗传
常染色体遗传病
患病男多于女或患病女多于男
患病男女比例相当
很可能是隐性
很可能是显性
隔代遗传
连续遗传
最可能为伴X染色体显性性遗传病
一定为常染色体显性遗传病
一定为常染色体隐性遗传病
最可能为伴X隐性遗传病
是
否
否
是
有为显性
有为隐性
女患者的父、子是否都患病
男患者的母、女是都否患病
有中生无
不能判断显隐性
无中生有
判断显隐性
1.(2022·广东·高考真题·T16)遗传病监测和预防对提高我国人口素质有重要意义。一对表型正常的夫妇,生育了一个表现型正常的女儿和一个患镰状细胞贫血症的儿子(致病基因位于 11 号染色体上,由单对碱基突变引起)。为了解后代的发病风险,该家庭成员自愿进行了相应的基因检测(如图)。下列叙述错误的是( )
(杂交结果:●为阳性,○为阴性)
A.女儿和父母基因检测结果相同的概率是 2/3
B.若父母生育第三孩,此孩携带该病基因的概率是 3/4
C.女儿将该病基因传递给下一代的概率是 1/2
D.该家庭的基因检测信息应受到保护,避免基因歧视
1.【答案】C
【分析】
分析题意可知:一对表现正常的夫妇,生育了一个患镰状细胞贫血症的儿子,且致病基因位于常染色体 11 号上,故该病受常染色体隐性致病基因控制。
【详解】
假设相关基因用A、a表示:A 选项:父母均为杂合子Aa,女儿表型正常,基因型为AA(概率1/3)或Aa(概率2/3)。父母的基因检测结果对应 “杂合子Aa”,因此女儿与父母结果相同的概率是2/3,A 正确;B 选项:父母(Aa×Aa)生育第三孩,携带致病基因的基因型为Aa(概率2/4)或aa(概率1/4),总概率为3/4,B 正确;C 选项:女儿基因型为1/3AA、2/3Aa,将致病基因(a)传递给下一代的概率为2/3×1/2=1/3,并非1/2,C 错误;D 选项:基因检测信息属于个人隐私,应受保护以避免基因歧视,D 正确。故选 C。
1. 已知甲、乙家系的耳聋分别由基因E、F突变导致;丙家系耳聋由线粒体基因G突变为g所致,部分个体携带基因g但听力正常。下列叙述错误的是( )
A.听觉相关基因在人的DNA上本来就存在
B.遗传病是由获得了双亲的致病遗传物质所致
C.含基因g的线粒体积累到一定程度才会导致耳聋
D.甲、乙家系的耳聋是多基因遗传病
1.【答案】BD
【分析】人类遗传病是指由于遗传物质发生改变而引起的疾病,不一定是生下来就有的疾病;由性染色体异常引起的疾病称为性染色体遗传病;多基因遗传病在群体中发病率比较高;均不携带致病基因的双亲,在其形成配子过程中可能会出现染色体变异或基因突变,其后代可能会患遗传病。
【详解】A 、听觉相关基因是人体基因的一部分,正常存在于人的 DNA 上,只是突变后可能引发耳聋,A正确;
B、遗传病是因遗传物质发生改变(突变或缺陷)引起的疾病,包括单基因、多基因、染色体异常遗传病等,并非单纯 “获得双亲致病遗传物质”,比如新发突变也会导致,B错误;
C、丙家系线粒体基因 G 变 g,部分携带 g 但听力正常,说明含基因 g 的线粒体积累到一定程度(阈值效应)才会致耳聋,C正确;
D、耳聋基因可能涉及多个致病基因(比如E、F、G突变所致),但通常是由一个明确的基因突变所致,属于单基因遗传病范畴,D错误
故选BD。
2.由三条21号染色体引起的唐氏综合征是一种常见遗传病,患者常伴有自身免疫病。下列相关叙述错误的是( )
A.病因主要是母亲的卵母细胞减数分裂时染色体不分离
B.通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断
C.患者性母细胞减数分裂时联会紊乱不能形成可育配子
D.降低感染可减轻患者的自身免疫病症状
2.【答案】C
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:
(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病);
(2)多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病;
(3)染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征)。
【详解】A、该病患病原因是患者的母亲减数分裂的过程中出现异常,常染色体21号染色体在减数第一次分裂的后期没有分别移向细胞两极,而是移向了细胞的一极,或者是减数第二次分裂的后期着丝粒断开之后姐妹染色单体没有移向细胞两极,以至于产生了含有2条21 号染色体的卵细胞,而后参与受精导致的,异常精子一般难以参与受精,A正确;
B、染色体变异可以通过显微镜进行观察,三体中染色体数目增加一条,可统计染色体条数来进一步确定,即可通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断,B正确;
C、患者含有3条21号染色体,其性母细胞减数分裂时这三条21号染色体随机分开,因而能形成可育配子,C错误;
D、由题意可知唐氏综合征患者常伴有自身免疫病,因此若降低感染可减轻患者的自身免疫病症状,D正确。
故选C。
考向04生物的进化
核心命题点:
1. 基因频率的计算(哈迪-温伯格定律的适用条件与基因频率计算);
2. 物种形成的条件(隔离);
3. 共同进化的实例。
命题规律:
题型:选择题、非选择题(基因频率计算)均有涉及。
形式:常结合“种群基因频率数据”“物种形成案例”命题,侧重基因频率计算与物种形成逻辑的考查。
1.提炼升华:
(1)基因频率计算步骤:
①确定“哈迪-温伯格适用条件”(理想种群:无突变、无选择、无迁移等);
②套用公式:若A频率为 p,a频率为,则 p+q=1,p2+2pq+q2=1(p2为AA频率,2pq为Aa频率,q2为aa频率)。
(2)物种形成判断: 看“是否产生生殖隔离”→生殖隔离是物种形成的标志。
2.可视呈现(对比表格)
内容
物种形成
生物进化
标志
出现生殖隔离
种群基因频率改变
变化后生物与原生物关系
属于不同物种
可能属于同一物种
二者关系
①生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,这种改变可大可小,不一定会突破物种的界限,即生物进化不一定导致物种的形成,进化是量变,物种形成是质变
②新物种的形成一般是长期进化的结果
1.(2024·广东·高考真题·T11)(2024·广东·高考真题)EDAR 基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR 基因,研究发现,m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是( )
A.m的出现是自然选择的结果
B.m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C.m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D.MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
1.【答案】C
【分析】1、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。⑤协同进化导致生物多样性的形成。
2、DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因基因碱基序列的改变,叫作基因突变。基因突变是产生新基因的途径。对生物界的种族繁衍和进化来说,产生了新基因的生物有可能更好地适应环境的变化,开辟新的生存空间,从而出现新的生物类型。因此,基因突变是生物变异的很本来源,为生物的进化提供了丰富的原材料。
【详解】A、根据题意,EDAR 基因的一个碱基替换导致M突变为m,因此m的出现是基因突变的结果,A不符合题意;
B、根据题意,EDAR 基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关,因此无法判断m是否存在于现代非洲和欧洲人群中,B不符合题意;
C、自然选择导致基因频率发生定向改变,根据题意,m的频率从末次盛冰期后开始明显升高,因此m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果,C符合题意;
D、根据题意,m的频率从末次盛冰期后开始明显升高,末次盛冰期后气温逐渐升高,m基因频率升高,M基因频率降低,因此推测MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次上升,D不符合题意。
故选C。
1. 成年棘胸蛙存在雄蛙大、雌蛙小的两性异形现象,推测这是雌蛙对雄蛙长期选择的结果。支持该推测的证据是( )
A.体型较大的雄蛙能获得更多的交配机会
B.雌蛙对相同种群雄蛙的求偶鸣叫更敏感
C.雄蛙在雌蛙产卵高峰期求偶鸣叫更积极
D.体型较大的雌蛙交配后能产出更多的卵
1.【答案】A
【分析】成年棘胸蛙存在雄蛙大、雌蛙小的两性异形现象,是长期自然选择的结果,可能是由于体型较大的雄蛙能获得更多的交配机会,经过长期的筛选,导致成年棘胸蛙雄蛙普遍偏大。
【详解】A、体型较大的雄蛙能获得更多的交配机会,经过长期的筛选,导致成年棘胸蛙雄蛙普遍偏大,A正确;
BC、雌蛙对相同种群雄蛙的求偶鸣叫更敏感,雄蛙在雌蛙产卵高峰期求偶鸣叫更积极,不影响雄蛙大小的选择,BC错误;
D、体型较大的雌蛙交配后能产出更多的卵,会导致体型较大的雌蛙繁殖率高,导致成年棘胸蛙雌蛙普遍偏大,与题干矛盾,D错误。
故选A。
2.(多选)图示部分竹子的进化发展史,其中A~D和H代表不同的染色体组。下列相关叙述正确的有( )
A.新热带木本竹与温带木本竹杂交,是六倍体
B.竹子的染色体数目变异是可遗传的
C.四种类群的竹子共同组成进化的基本单位
D.竹子化石为研究其进化提供直接证据
2.【答案】BD
【分析】化石是生物进化最直接,最有力的证据。在越早形成的地层里,成为化石的生物越简单、越低等,在越晚形成的地层里,成为化石的生物就越复杂、越高等。
【详解】A、新热带木本竹(BBCC)为四倍体,温带木本竹(CCDD)为四倍体,它们杂交,新热带木本竹产生的配子含 2 个染色体组(BC),温带木本竹产生的配子含 2 个染色体组(CD),则F1的染色体组成为 BCCD,是四倍体,A错误;
B、染色体数目变异属于可遗传变异,因为这种变异是由遗传物质改变引起的,可以遗传给后代,B正确;
C、进化的基本单位是种群,而四种类群的竹子不是一个种群,C错误;
D、化石是研究生物进化的直接证据,竹子化石能直观地展现竹子在不同地质时期的形态、结构等特征,为研究其进化提供直接证据,D正确。
故选BD。
1.(2025·广东·高考真题)若某常染色体隐性单基因遗传病的致病基因存在两个独立的致病变异位点1和2(M和N表示正常,m和n表示异常),理论上会形成两种变异类型且效应不同(如图),但仅凭个体的基因检测不足以区分这两种变异类型。通过对人群中变异位点的大规模基因检测,有助于该遗传病的风险评估。表为某人群中这两个变异位点的检测数据。下列对该人群的推测,合理的是( )
变异位点组合个体数
位点2
NN
Nn
nn
位点1
MM
94121
1180
44
Mm
2273
4
0
mm
29
0
0
A.m和n位于同一条染色体上
B.携带m的基因频率约是携带n的基因频率的3倍
C.有3种携带致病变异的基因
D.MmNn组合个体均患病
1.【答案】D
【分析】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。
【详解】A、m和n是同一个致病基因存在的两个独立的致病变异位点,不出现mmnn个体,说明m和n不在同一条染色体上,A错误;
B、分析表格数据可知,该人群总人数为94121+1180+44+2273+4+29=97651,携带m的基因频率=(2273+4+29×2)/97651×2×100%=1.2%,携带n的基因频率的=(1180+4+44×2)/97651×2×100%=0.65%,携带m的基因频率约是携带n的基因频率的2倍,B错误;
CD、从表中三个“0”可知,不存在mn的变异基因,只存在Mn和mN两种情况,MmNn组合个体均患病,C错误,D正确;
故选D。
2.(2024·江苏·高考真题)图示甲、乙、丙3种昆虫的染色体组,相同数字标注的结构起源相同。下列相关叙述错误的是( )
甲 乙 丙
A.相同数字标注结构上基因表达相同
B.甲和乙具有生殖隔离现象
C.与乙相比,丙发生了染色体结构变异
D.染色体变异是新物种产生的方式之一
2.【答案】A
【分析】染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。 在不同物种中,即使染色体结构相似,基因的表达也可能不同。 生殖隔离是指由于各方面的原因,使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配,或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制。 染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异,是生物进化和新物种产生的重要因素之一。
【详解】A、相同数字标注结构上基因表达不一定相同,基因的表达受到多种因素的调控,如基因的甲基化、组蛋白修饰、转录因子等,A错误;
B、甲和乙染色体组不同,存在较大差异,具有生殖隔离现象,B正确;
C、与乙相比,丙的染色体结构发生了明显变化,标号为1 的染色体形态结构不同,发生了染色体结构变异,C正确;
D、染色体变异可以为生物进化提供原材料,是新物种产生的方式之一,D正确。
故选A。
3.(2025·山东·高考真题)镰状细胞贫血是由等位基因H、h控制的遗传病。患者(hh)的红细胞只含异常血红蛋白,仅少数患者可存活到成年;正常人(HH)的红细胞只含正常血红蛋白;携带者(Hh)的红细胞含有正常和异常血红蛋白,并对疟疾有较强的抵抗力。下列说法错误的是( )
A.引起镰状细胞贫血的基因突变为中性突变
B.疟疾流行区,基因h不会在进化历程中消失
C.基因h通过控制血红蛋白的结构影响红细胞的形态
D.基因h可影响多个性状,不能体现基因突变的不定向性
3.【答案】A
【分析】基因突变指的是基因内部因碱基对的增加、缺失或替换而引起基因内部碱基对的排列顺序发生改变的现象。
【详解】A、患者(hh)的红细胞只含异常血红蛋白,仅少数患者可存活到成年,说明引起镰状细胞贫血的基因突变为有害突变,A错误;
B、携带者(Hh)的红细胞含有正常和异常血红蛋白,并对疟疾有较强的抵抗力,说明基因h在抗疟疾过程中发挥一定的作用,是能适应某些特定环境的,因此疟疾流行区,基因h不会在进化历程中消失,B正确;
C、正常红细胞和异常红细胞含有的血红蛋白不相同,血红蛋白的结构不同影响了红细胞的形态,因此说基因h通过控制血红蛋白的结构影响红细胞的形态,C正确;
D、基因突变的不定向性指的是某一基因可以向多个方向突变,突变后控制的是同一性状的不同表现形式,基因h可影响多个性状,不能体现基因突变的不定向性,D正确。
故选A。
4.(2023·广东·高考真题)中外科学家经多年合作研究,发现circDNMT1(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌,为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是( )
A.p53基因突变可能引起细胞癌变
B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖
C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢
D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究
4.【答案】C
【分析】人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因:原癌基因和抑癌基因。一般来说,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而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。相反,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。
【详解】A、p53基因是抑癌基因,这类基因突变可能引起细胞癌变,A正确;
B、p53基因是抑癌基因,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或促进细胞凋亡,B正确;
C、依据题意,circDNMT1通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌,则circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变快,C错误;
D、circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究,D正确。
故选C。
5.(2025·全国卷·高考真题)为获得作物新品种,可采用不同的育种技术。下列叙述错误的是( )
A.三倍体西瓜育种时,利用了人工诱导染色体加倍获得的多倍体
B.作物单倍体育种时,利用了由植物茎尖组织培养获得的单倍体
C.航天育种时,利用了太空多种因素导致基因突变产生的突变体
D.水稻杂交育种时,利用了水稻有性繁殖过程中产生的重组个体
5.【答案】B
【分析】几种常考的育种方法:
杂交育种
诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
方法
(1)杂交→自交→选优(2)杂交
物理因素、化学因素、生物因素
花药离体培养、秋水仙素诱导加倍
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理
基因重组
基因突变
染色体数目变异
染色体数目变异
优点
不同个体的优良性状可集中于同一个体上
提高变异频率,出现新性状,大幅度改良某些性状,加速育种进程
明显缩短育种年限
营养器官增大、提高产量与营养成分
缺点
时间长,需要及时发现优良性状
有利变异少,需要处理大量实验材料,具有不确定性
技术复杂,成本高
技术复杂,且需要与杂交育种配合;在动物中难以实现
举例
高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂产生矮杆抗病品种
高产量青霉素菌株的育成
抗病植株的育成
三倍体西瓜、八倍体小黑麦
【详解】A、三倍体西瓜的培育需先通过秋水仙素处理二倍体幼苗获得四倍体,再与二倍体杂交得到三倍体,四倍体的形成属于人工诱导染色体加倍,A正确;
B、单倍体育种需通过花粉(生殖细胞)离体培养获得单倍体植株,而茎尖组织培养属于无性繁殖,所得植株染色体数目与原植株相同,并非单倍体,B错误;
C、航天育种利用太空中的辐射、微重力等因素诱导基因突变,属于诱变育种,C正确;
D、杂交育种通过有性生殖(减数分裂)过程中基因重组产生新性状的个体,D正确。
故选B。
6.(2023·湖北·高考真题)栽培稻甲产量高、品质好,但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获多年,但产量低。中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交,培育出兼具两者优点的品系丙,为全球作物育种提供了中国智慧。下列叙述错误的是( )
A.该成果体现了生物多样性的间接价值
B.利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙
C.该育种技术为全球农业发展提供了新思路
D.品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护
6.【答案】A
【分析】生物多样性的直接价值提现在食用、药用、文学艺术创作等,间接价值体现在调节生态系统的功能上,培育新品系不属于间接价值,潜在价值指的是尚未发现的。植物体细胞杂交是以原生质体培养为基础,人工诱导使不同亲本原生质体融合,并通过对异核体的培养产生体细胞杂种的技术。体细胞杂交在转移抗逆性状,进行作物改良,实现远缘重组,创造新型物种,以及定向转移胞质基因控制的性状和利用配子一体细胞杂交产生三倍体植物上显示出重要的应用前景,并对丰富种质、保持和促进生物多样性具有重大的意义。
【详解】A、生物多样性的直接价值提现在食用、药用、文学艺术创作等,间接价值体现在调节生态系统的功能上,培育新品系不属于间接价值,A错误;
B、植物体细胞杂交是以原生质体培养为基础,人工诱导使不同亲本原生质体融合,并通过对异核体的培养产生体细胞杂种的技术。植物体细胞杂交使远缘杂交不亲和的植物有可能实现遗传物质重组,创造和培养植物新品种乃至新物种,尤其在多基因控制农艺性状的改良上具有较大优势。因此可以利用该方法培育品系丙,B正确;
C、该育种技术把栽培稻和野生稻杂交,为全球农业发展提供了新思路,C正确;
D、品系丙的成功培育需要依靠野生稻的参与,提示我们要注重野生种质资源的保护,D正确。
故选A。
7.(2023·浙江·高考真题)浙江浦江县上山村发现了距今1万年的稻作遗址,证明我国先民在1万年前就开始了野生稻驯化。经过长期驯化和改良,现代稻产量不断提高。尤其是袁隆平院士团队培育成的超级杂交稻品种,创造水稻高产新记录,为我国粮食安全作出杰出贡献。下列叙述正确的是( )
A.自然选择在水稻驯化过程中起主导作用
B.现代稻的基因库与野生稻的基因库完全相同
C.驯化形成的现代稻保留了野生稻的各种性状
D.超级杂交稻品种的培育主要利用基因重组原理
7.【答案】D
【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、自然选择通常选择出的是适应环境条件的类型,而人工选择选择的通常是对人类有利的类型,故人工选择在水稻驯化过程中起主导作用,A错误;
B、基因库是指一个种群所有基因的总和,经过长期驯化和改良,现代稻产量不断提高,则可推测现代稻与野生稻的基因库不完全相同,B错误;
C、驯化形成的现代稻保留了野生稻的优良性状,而一些不利性状在选择中被淘汰,C错误;
D、超级杂交稻品种的培育借助于杂交育种,该过程的原理主要是基因重组,D正确。
故选D。
8.(2024·福建·高考真题)中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式,不仅周期长、产率低、花色单调,还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是( )
A.用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率
B.利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育
C.选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗
D.通过基因工程技术引入外源基因改变花色
8.【答案】B
【分析】由题意可知,中国水仙是一种三倍体观赏花卉,其在形成配子是联会紊乱,不能形成正常的配子,不能进行单倍体育种。
【详解】A、用水仙鳞片进行植物组织培养可以在短期内得到大量植株,可以提高产率,A正确;
B、中国水仙是一种三倍体观赏花卉,其在形成配子是联会紊乱,不能形成正常的配子,不能进行单倍体育种,B错误;
C、幼嫩组织几乎不含病毒,可选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗,C正确;
D、生物的性状受基因的控制,可通过基因工程技术引入外源基因改变花色,D正确。
故选B。
9.(2024·福建·高考真题)人体Ⅰ型胶原蛋白是骨骼和结缔组织的主要结构蛋白,由两条α1链和一条α2链组成,α1链由17号染色体上的COL1A1编码,α2链由7号染色体上的COL1A2编码。某夫妻因部分Ⅰ型胶原蛋白结构异常导致疾病发生,检测发现丈夫存在1个突变的COL1A1,妻子存在1个突变的COL1A2。下列叙述错误的是( )
A.人体中的COL1A1和COL1A2为非等位基因
B.该夫妻所患疾病都属于常染色体显性遗传病
C.丈夫体内Ⅰ型胶原蛋白结构异常的概率是1/2
D.该夫妻生下正常女孩的概率是1/8
9.【答案】C
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和替换而导致基因结构的改变;其的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。
【详解】A、分析题意,COL1A1和COL1A2基因分别位于17号和7号染色体上,两个基因属于非等位基因,A正确;
B、检测发现丈夫存在1个突变的COL1A1,妻子存在1个突变的COL1A2,即一个基因突变后就患病,说明该病是显性遗传病,又因为相关基因位于常染色体,故是常染色体显性遗传病,B正确;
C、设相关基因分别是A/a、B/b,丈夫为COL1A1杂合突变(基因型:Aabb),妻子COL1A2正常(基因型:aaBb)。Ⅰ型胶原蛋白分子由两条α1链和一条α2链组成。α1链由COL1A1编码,丈夫体内α1链的生成:由于COL1A1杂合,每条α1链有50%概率正常、50%概率异常(假设等位基因随机表达)。α2链正常(100%)。胶原蛋白分子结构异常的条件:至少一条α1链突变。两条α1链均正常的概率 = (1/2) × (1/2) = 1/4。因此,结构异常的概率 = 1 - 1/4 = 3/4(包括一条或两条α1链突变的情况),C错误;
D、设相关基因分别是A/a、B/b,夫妻基因型分别是Aabb、aaBb,该夫妻生下正常女孩的概率是1/2×1/2(aabb)×1/2(女孩)=1/8,D正确。
故选C。
10.(2025·广东·高考真题)果蝇外骨骼角质中表皮烃的含量不仅影响果蝇的环境适应能力,也影响果蝇的交配对象选择(如图)。表皮烃的合成受mFAS基因控制。下列叙述错误的是( )
A.突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成
B.自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境
C.果蝇种群A和种群B交配减少加速了新物种的形成
D.mFAS基因突变带来的双重效应足以导致生殖隔离
10.【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、突变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,故突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成,A正确;
B、在潮湿环境中,低表皮烃个体因更高的存活率和繁殖力,其基因频率在种群中逐渐上升,即自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境,B正确;
C、果蝇种群A和种群B交配减少,导致种群间的基因交流减少,基因频率发生改变,最终形成生殖隔离,加速了新物种的形成,C正确;
D、mFAS基因突变带来的双重效应不足以导致生殖隔离,生殖隔离需多因素协同作用,如基因库的长期积累、地理隔离、自然选择等,D错误。
故选D。
11.(2024·浙江·高考真题)在酵母菌、植物、昆虫等不同生物类群中,rDNA(编码核糖体RNA的基因)的碱基序列大部分是相同的。这一事实为“这些不同生物类群具有共同祖先”的观点提供了( )
A.化石证据 B.比较解剖学证据
C.胚胎学证据 D.分子水平证据
11.【答案】D
【分析】1、化石:指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹。利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为特征。过对大量化石证据的研究发现,生物进化的顺序:有共同的祖先,由简单到复杂,由高等到低等,由水生到陆生等。
2、比较解剖学证据:研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构,可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。如:人与蝙蝠、鲸与猫都具有相似的脊椎骨组成的脊柱,说明这些动物是由共同祖先进化而来的。
3、胚胎学证据:指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。比较不同动物以及人的胚胎发育过程,也可以看到进化的蛛丝马迹。脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,这个证据支持了任何其他脊椎动物有共同祖先的观点。如:人的胚胎在发育早期会出现鳃裂和尾,与鱼的胚胎在发育早期相似。
4、细胞和分子水平的证据:当今生物有许多共同的特征,比如都能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质基础和结构基础,这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点,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的亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。
【详解】不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点,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的亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。rDNA(编码核糖体RNA的基因)的碱基序列大部分是相同的,属于分子水平的证据,D符合题意。
故选D。
12.(2024·广西·高考真题)屠呦呦等科学家发现青蒿素,为全球疟疾治疗做出突出贡献。随着时间推移。发现疟原虫对单方青蒿素出现了一定抗药性,为了解决该问题,我国科学家继续研发出高效的青蒿素联合疗法并广泛应用。下列说法错误的是( )
A.疟原虫出现抗药性,说明疟原虫种群在进化
B.受单方青蒿素刺激,疟原虫产生了抗药性变异
C.若一直使用单方青蒿素,疟原虫种群抗药性基因频率会上升
D.青蒿素联合疗法,可以有效地杀灭感染人体的抗药性疟原虫
12.【答案】B
【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、疟原虫出现抗药性,说明在青蒿素的选择压力下,疟原虫种群中抗药基因的基因频率在升高,这是生物进化的标志,A正确;
B、使用单方青蒿素治疗疟疾时,单方青蒿素对疟原虫种群进行了选择,使得具有抗药性的疟原虫得以生存和繁殖,该过程单方青蒿素不起诱导变异的作用,B错误;
C、若一直使用单方青蒿素,由于青蒿素对疟原虫的选择作用,具有抗药性的疟原虫将更容易生存和繁殖,从而导致疟原虫种群中抗药性基因的频率逐渐上升,C正确;
D、青蒿素联合疗法是通过使用多种药物来共同作用于疟原虫,从而有效地杀灭感染人体的抗药性疟原虫。这种方法可以克服单方青蒿素因长期使用而产生的抗药性问题,D正确。
故选B。
13.(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
13.【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。
14.(2024·广西·高考真题)β-地中海贫血是人11号染色体上β-珠蛋白基因HBB突变所造成的遗传病。如图为HBB几种常见的基因突变位点及功能区域示意图。回答下列问题:
注:-28A→C中,“-”表示转录起始位点前,数值表示碱基位点,A→C表示碱基A突变为C;仅标示了非模板链上的变化,模板链也发生对应变化,但没有标示出来。
(1)654C→T突变, (选填“会”或“不会”)增加该基因嘌呤碱基总数量。-28A→C突变,会导致β-珠蛋白的表达异常,其原因是 。
(2)HBB在转录形成mRNA的过程中,细胞核内特定RNA复合物能特异性识别初级转录产物(mRNA前体),并将内含子对应区域剪切以及拼接外显子对应区域,这表明上述RNA复合物是一种 。
(3)含有17A→T突变的HBB转录出的mRNA,对应位点的碱基是 。
(4)某男性一条染色体上的HBB存在突变位点W,其配偶无W突变,他们生育的孩子 (选填“一定”或“不一定”)存在该突变,从遗传概率角度分析,其原因是 。为有效降低人群中β-地中海贫血的发病率,可以采取 和 等措施。
14.【答案】(1) 不会 启动子区域发生碱基替换,使RNA聚合酶无法识别和结合,从而影响转录和翻译水平,使B-珠蛋白合成异常。
(2)酶(特异性酶)
(3)U(尿嘧啶)
(4)不一定 孩子有50%概率不含该突变 遗传咨询 产前检测
【分析】1、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。基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中,一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生了基因突变,可以通过无性生殖遗传。
2、通过遗传咨询和产前诊断等手段,对遗传病进行检测和预防,在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展。
3、启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游,紧挨转录的起始位点,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质。
【详解】(1)依题意,654C→T突变是指非模板链上的第654位碱基C突变为T,模板链也发生对应的654G→A变化,故654C→T突变不会增加该基因呤碱基总数量。据图可知,基因的第28位碱基位于基因的启动子上,-28A→C突变,启动子区域发生碱基替换,使RNA聚合酶无法识别和结合,从而影响转录和翻译水平,使B-珠蛋白合成异常。
(2)依题意,RNA复合物能特异性识别mRNA前体,并将内含子对应区域剪切以及拼接外显子对应区域,则该复合物使RNA的化学键发生了断裂和形成,故上述RNA复合物应是一种酶(特异性酶)。
(3)依题意,17A→T表示基因非模板链上的变化,基因非模板链的碱基排序与对应的mRNA碱基排序相同,故含有17A→T突变的HBB转录出的mRNA,对应位点的碱基变化是由17A→U,即对应位点的碱基是U。
(4)β-地中海贫血是人11号染色体上β-珠蛋白基因HBB突变所造成的遗传病,即β-地中海贫血为常染色体上基因控制的遗传病。该男性一条染色体上的HBB存在突变位点W,另一条染色体上基因是正常的,且其配偶无W突变,故其子代有50%概率不含该突变,他们生育的孩子不一定存在该突变。通过遗传咨询和产前诊断等手段,对遗传病进行检测和预防,在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展。故为有效降低人群中β-地中海贫血的发病率,可以采取遗传咨询和产前检测等措施。
15.(2024·广东·高考真题)遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)是一种罕见的口腔遗传病,严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年,我国科学家对某一典型的HGF家系(如图)进行了研究,发现ZNF862基因突变导致HGF发生。
回答下列问题:
(1)据图分析,HGF最可能的遗传方式是 。假设该致病基因的频率为p,根据最可能的遗传方式,Ⅳ2生育一个患病子代的概率为 (列出算式即可)。
(2)为探究ZNF862 基因的功能,以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验,简要写出设计思路: 。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF,可制备携带该突变的转基因小鼠,然后比较 的差异。
(3)针对HGF这类遗传病,通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病?作出判断并说明理由 。
1.(1) 常染色体显性遗传病 (1+p)/2
(2) 将正常细胞分为甲乙两组,其中甲组敲除ZNF862基因,观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能 转基因小鼠和正常小鼠牙龈
(3)不可以,违反法律和伦理,且存在安全隐患。
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
图中男女患病概率相当
常染色体遗传病,男女患病概率相当
该病很可能是常染色体上的遗传病
图中每代都有患者
显性遗传病的特点是代代相传
该病可能是显性遗传病
通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传
编辑生殖细胞或胚胎是违法行为,可能存在安全隐患
不能对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑
(2)逻辑推理与论证:
【详解】(1)由图可知,该病男女患者数量相当,且代代遗传,因此该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传病;假设该病由基因A/a控制,则致病基因A的基因频率为p,正常基因a的基因频率为1-p,Ⅳ2的基因型为Aa,产生配子基因型为1/2A和1/2a,正常人中基因型为AA的概率为p2,基因型为Aa的概率为2p(1-p),基因型为aa的概率为(1-p)2,Ⅳ2与AA生育患病子代的概率为p2,与Aa生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4,与aa生育患病子代的概率为(1-p)2×1/2,故Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+(1-p)2×1/2=(1+p)/2。(因IV2的基因型为Aa,其遗传A给后代的概率是1/2,此时无论父方如何,子代一定患病,故概率为1/2×1;其遗传a给后代的概率是1/2,在这种情形下,父方遗传A给后代,子代才患病,而其概率就等于A的基因频率即p,故子代患病概率为1/2*p;综上,子代患病概率为1/2+p/2=(1+p)/2。)
(2)从细胞水平分析,培养该细胞,敲除ZNF862基因,观察细胞表型等变化,通过比较含有该基因时的细胞表型从而探究该基因的功能,设计思路为:将正常细胞分为甲乙两组,其中甲组敲除ZNF862基因,观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能;从个体水平分析,通过比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈差异可得出该基因的功能。
(3)一般不通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传,该方式违反法律和伦理,且存在安全隐患。
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