内容正文:
专题08 生物的变异与进化
目录
第一部分 高考风向解读 洞察考向,感知前沿
第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升
要点01 基因突变的特点及意义
要点02细胞癌变的机理
要点03姐妹染色单体上等位基因来源的判断
要点04染色体易位和互换的区别
第三部分 题型精准突破 固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01 基因突变与基因重组
题型02染色体变异
题型03生物变异在育种上的应用
题型04生物的进化
B组·增分能力练
第四部分 真题演练进阶 对标高考,感悟考法
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
基因突变和基因重组
(2025天津卷)基因频率的改变
(2024天津卷)基因突变与自然选择
(2023天津卷)基因突变
1.关注真实情境(如盐碱地植物耐逆性、基因编辑技术伦理),提升信息提取和模型建立能力。
2.加强实验设计训练,注重误差分析和结论推导
染色体变异
生物进化
新风向演练
1.【新情境·CAR-T疗法】(2025·天津武清·二模)CAR-T疗法是一种基于T细胞的基因工程疗法,首先从患者体内收集T细胞,对其进行基因工程改造,使之表达嵌合特异性抗原受体(CAR蛋白),进行细胞扩增后再重新输回患者体内,过程如图所示,目前CAR-T疗法在临床上对肿瘤的治疗取得了较好的效果,下列说法正确的是( )
A.CAR-T细胞能够特异性识别癌细胞的根本原因是患者T细胞发生了基因突变
B.CAR-T细胞构建时收集的患者T细胞主要是辅助性T细胞
C.图中CAR-T细胞疗法可以明显提高机体的免疫监视功能
D.使用健康志愿者的T细胞制备CAR-T细胞,比用患者自身T细胞的抗癌能力更强
2.【新考法·家蚕】(2025·天津·二模)(2025·天津·二模)家蚕(2N=56)的性别决定方式为ZW型。有斑纹(A)对无斑纹(a)为显性,A和a所在的常染色体偶见缺失(但基因A/a所在的片段并没有缺失,如图1)现象,表示为A0、a0,染色体缺失时卵细胞不可育但精子是可育的。家蚕的正常体壁(B)对透明体壁(b)为显性,相关基因位于Z染色体上。雄蚕丝多、质量好,但幼蚕时雌雄不易区分。下列有关叙述错误的是( )
A.若要研究家蚕的基因组,应测定29条染色体上的DNA序列
B.限性斑纹蚕的培育过程所依据的原理是染色体结构变异
C.利用图2所示限性斑纹蚕和无斑纹异性蚕杂交,后代中有斑纹幼蚕是高产蚕
D.基因型A0aZbW的个体与基因型A0aZBZB的个体杂交,后代中有斑纹正常体壁雄性所占比例为1/4
3.【新情境·MHCI】(2025·天津·一模)(2025·天津·一模)主要组织相容性复合体Ⅰ类(MHCI)(分子可在细胞表面展示抗原肽,激活T细胞,从而精确地识别并清除体内的病变细胞,维护机体的健康。研究发现,IRGQ蛋白可引起MHCI降解,据此推测 IRGQ可介导肿瘤免疫逃逸。为验证此推测,研究者测定了 IRGQ正常鼠和IRGQ敲除鼠的肿瘤情况,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.MHCI 介导的肿瘤细胞清除过程体现了免疫自稳功能
B.IRGQ基因可能是一种抑癌基因
C.IRGQ敲除鼠细胞内MHCI 含量升高
D.升高IRGQ含量可作为一种肿瘤治疗的新思路
4.【新情境·囊性纤维病】(2025·天津河西·一模)囊性纤维化患者的CTR转运Cl-功能异常,导致肺部黏稠分泌物堵塞支气管。CFTR是一种转运器,其细胞质侧具有ATP和Cl-的结合位点,ATP与CFTR结合,将引起CFTR上的Cl-结合位点转向膜外侧,ATP水解后其结构恢复原状,从而实现Cl-的跨膜运输。下列说法错误的是( )
A.CFTR可以协助细胞逆浓度梯度从内环境中吸收Cl-
B.CFTR能够转运Cl-是因Cl-与其结合部位相适应
C.CFTR功能异常会导致肺部细胞外极性渗透压的改变
D.CTR的Cl-结合位点由膜内转向膜外不需要ATP直接供能
知识串联·核心必记
要点01 基因突变的特点及意义
(1)特点
①普遍性:在生物界是普遍存在的。
②随机性:时间上可以发生在生物个体发育的任何时期;部位上可以发生在细胞内不同DNA分子上和同一DNA分子的不同部位。
③低频性:在自然状态下,突变频率很低。
④不定向性: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。
⑤遗传性: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,但有些植物可通过无性生殖遗传。
【典例1】我国学者对棕白色大熊猫棕色毛产生的机制进行研究,发现其棕色毛的产生与1号同源染色体上BACE基因(编码某蛋白裂解酶)的部分缺失(缺失25个碱基对)有关,这一缺失导致毛色由黑色变为棕色。下列说法错误的是( )
A.该突变可以为生物进化提供原材料
B.BACE基因突变时缺失的嘧啶数等于嘌呤数
C.BACE蛋白结构随着BACE基因突变发生改变
D.BACE突变使基因上的终止密码子位置可能提前或延后
要点02细胞癌变的机理
【典例2】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。下列有关叙述错误的是( )
A.p53 基因突变可能导致相应蛋白质活性减弱
B.p53 表达的蛋白不能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快
D.circDNMT1 的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究
要点03姐妹染色单体上等位基因来源的判断
(1) 如果亲代的基因型为BB或bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变
(2) 如果亲代的基因型为Bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或基因重组(互换型)
(3) 如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则一般认为是基因突变的结果
(4) 如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或基因重组(互换型)
(5) 如果是有丝分裂后期的图像,两条子染色体上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图1所示
(6) 如果是减数分裂II后期的图像,两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图2
(7) 如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或基因重组(互换型)
【典例3】如图为某种高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。图中不可能反映的是( )
A.图丙细胞表示发生自由组合
B.图甲细胞表明该动物发生了基因重组
C.图丙细胞中1与2的片段部分交换属于基因重组
D.图乙细胞由于完成DNA复制解开双螺旋容易发生基因突变
要点04染色体易位和互换的区别
【典例4】如图所示,甲、乙、丙分别表示不同的生物变异类型,其中丙中的基因2由基因1变异而来。下列叙述正确的是( )
A.图甲所示的变异类型为染色体结构变异
B.图乙可以表示减数分裂过程中的基因重组
C.图丙中的变异一定会使该基因表达的肽链变长
D.镰状细胞贫血症发病的根本原因与图丙类似
01 基因突变与基因重组
1.(2025·天津河北区·二模)下图为控制某种酶的基因中突变位点附近编码4个氨基酸的碱基序列。若仅考虑虚线框内的碱基对改变,下列说法正确的是( )
A.若图示AGT突变为CGT,基因中嘌呤与嘧啶的比值改变
B.若图示AGT突变为GGT,酶活性会发生变化
C.单个碱基对的替换对酶活性影响一定小于碱基对的增添
D.若图示AGT缺失AG,则翻译提前终止,肽链合成变短
(2025·天津武清·二模)生命的一种容错机制——“遗传补偿”效应
细胞中的capn3a基因编码某种蛋白酶,当capn3a基因表达受抑制时,会导致哺乳动物的肝脏发育异常变小。而通过基因编辑技术使capn3a基因突变失活后,却发现斑马鱼的肝脏发育反面是正常的。斑马鱼约80%的基因都存在类似现象,在小鼠、人类等生物中也普遍存在类似现象。为解释这种现象,科学家提出“遗传补偿”的概念:基因在突变失活后,可以通过上调其同源基因(由同一个基因演化而来,序列相似)的表达来弥补其功能。并非所有类型的基因突变都会激活遗传补偿效应,无义突变是激活遗传补偿效应的必要条件,无义突变是指由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子,使肽链合成提前终止。因此,当capn3a基因发生无义突变后,转录生成的无义突变mRNA可与细胞质中的一种Upf3a蛋白结合形成COMPASS复合体,再利用其内部核酸序列的同源性,COMPASS复合体可被特异性带到细胞核内的同源基因处,将染色体中的H3组蛋白进行甲基化修饰,从而促进同源基因的表达以弥补capn3a基因的功能缺失。
无义突变基因翻译出来的蛋白质往往功能减弱或丧失。甚至对细胞有负作用。因此,真核细胞还存在一种NMD途径(Nonsense-Mediated mRNA Decay):当细胞质中出现突变mRNA时,细胞中的SURF复合物会将其识别并降解。已知SURF复合物只能识别并降解含有提前出现终止密码子的mRNA。NMD途径既能避免物质和能量的浪费,也避免了错误蛋白的产生对细胞造成的伤害。
阅读材料完成下列小题:
2.对于斑马鱼体内存在的遗传补偿现象,下列叙述错误的是( )
A.Upf3a蛋白可通过碱基互补配对特异性识别并结合同源基因序列
B.无义突变基因的出现为斑马鱼种群的进化提供了原材料
C.在某mRNA中若创建提前出现的终止密码子可能触发遗传补偿效应
D.无义突变mRNA诱发的斑马鱼遗传补偿现象的保留是自然选择的结果
3.针对真核生物细胞中同时存在的NMD机制,下列说法错误的是( )
A.SURF复合物具有RNA水解酶的作用
B.SURF复合物只能识别并降解无义突变mRNA上的终止密码子
C.NMD作用可以防止相对分子质量变小的异常蛋白的产生
D.NMD机制无法对染色体异常的人类遗传病进行防治
4.(2025·天津河西·三模)科学家在研究果蝇的羽化(从蛹变为蝇)昼夜节律过程中,克隆出野生型昼夜节律基因per及其三个等位基因pers、perL、perOl,并证实基因位于X染色体上。野生型的羽化节律周期为24h,突变基因pers、perL、perOl分别导致果蝇的羽化节律周期变为19h、29h和无节律。下列叙述正确的是( )
A.不同等位基因的产生体现了基因突变的随机性
B.可用果蝇的羽化节律性状和红眼白眼性状研究基因的自由组合定律
C.以上四品系果蝇自由交配若干代后,种群基因型共有14种
D.纯合pers突变体与纯合野生型果蝇进行正反交,F1雌果蝇的羽化节律周期一定不同
02 染色体变异
5.(2025·天津·一模)利用杂合二倍体珍珠贝快速育种时,用遗传物质失活的精子激发卵子发育,并通过一定途径实现卵子发育成二倍体。常用的途径是:①抑制第一极体形成;②抑制第二极体形成;③抑制第一次卵裂。不考虑基因突变和其他情况的染色体变异,下列分析正确的是( )
A.①②途径获得的二倍体基因组成一定相同
B.②途径获得的二倍体一定是纯合子
C.③途径获得的二倍体一定是纯合子
D.②③途径获得的二倍体基因组成一定相同
6.(2025·天津武清·二模)FDR指减数分裂Ⅰ时,联会后姐妹染色单体提前分离进入2个子细胞,到减数分裂Ⅱ时,染色体不再分离;SDR指减数分裂Ⅱ时,姐妹染色单体分开后没有移向两极。以上两种由于原始生殖细胞(2n)减数分裂失败而形成染色体数为2n配子的过程称为核重组,现有一雄性个体基因型为AaBb,染色体如图所示,不考虑其他变异类型。下列说法错误的是( )
A.核重组现象属于染色体变异,可为进化提供原材料
B.若只考虑SDR,该雄性个体最多可以产生4种染色体加倍的精子
C.该个体中1个精原细胞在减数分裂时仅发生一次核重组产生精细胞种类可能为1或2种
D.光学显微镜不能观察到初级精母细胞中A/a、B/b是否发生基因重组
7.(2025·天津南开·一模)安哥拉兔的体色由位于常染色体上的一对等位基因控制,灰身(B)对黑身(b)为显性。只含有其中一个相关基因(B/b)的胚胎无法发育。下图为安哥拉兔的培育实验示意图,未发生图示以外的变异。下列叙述错误的是( )
A.甲与乙杂交得到F₁的表型均为灰身
B.重复乙的培育方法,不一定能得到相同的变异个体
C.若F₁的基因型为BbXBX,则其变异类型为染色体移接
D.通过此流程育种时,筛选②的结果中雌雄比为1:1
8.(2025·天津·二模)十字花科植物甲(2n=20)与乙(2n=16)通过人工授粉,获得的幼胚经组织培养形成幼苗丙,用秋水仙素处理丙的幼芽形成幼苗丁,待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是( )
A.甲、乙杂交的受精卵,因没有同源染色体而不能进行有丝分裂
B.秋水仙素抑制纺锤体形成,促进着丝粒分裂,使染色体数目加倍
C.在幼苗丁细胞分裂后期,可以观察到36或72条染色体的细胞
D.由丁培育戊打破了生殖隔离,克服了远缘杂交的不亲和障碍
03 生物变异在育种上的应用
9.(2025·天津和平·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
10.(2025·天津和平·三模)科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验;杂种经多代自花传粉选育,后代育性达到了亲本相当的水平。下图中L、M、N表示、3个不同的染色体组。下列相关叙述错误的是( )
A.两亲本和F1都为多倍体
B.F1减数第一次分裂前期形成8个四分体
C.F1减数第二次分裂后产生的配子类型为LM和MN
D.F1两个M染色体组能稳定遗传给后代
11.(2025·天津·一模)马铃薯抗病(A)对易感病(a)为显性,块茎大(B)对块茎小(b)为显性。现利用品系甲(Aabb)和品系乙(aaBb)培育抗病块茎大的新品种。科学家利用了以下两种途径进行培育。下列有关叙述错误的是( )
A.目标品系M和目标品系N的染色体组数相同
B.目标品系M和目标品系N的核DNA数相同
C.目标品系M和目标品系N的相关基因组成相同
D.目标品系M和目标品系N的表型不一定相同
04 生物的进化
12.(2025·天津河北·二模)如图1为某种老鼠原种群被一条河流分割成甲、乙两个种群后的进化过程示意图。图2为种群乙在被河流分割后某时间段内A的基因频率的变化情况,由于生存环境的变化,使得各种基因型的个体的生存比例不稳定。其中P年时种群乙AA的基因型频率为0.3、A的基因频率为0.5,下列相关叙述错误的是( )
A.图2中P年,种群乙中Aa的基因型频率为0.5
B.图2中RT段A的基因频率保持稳定,在T之后种群乙仍可能会发生进化
C.b过程可能定向改变了两种群的基因频率,最终使两种群的基因库产生较大差异
D.图1中a表示地理隔离,c表示生殖隔离,但地理隔离不一定会导致生殖隔离
13.(2025·天津河东·二模)非洲沙蟒是我国一级保护动物,栖息于沙漠干燥地区以及稀树草原,主要以小型啮齿动物为食,善于在草丛和洞穴中潜伏等待猎物。其身体较为粗壮,通常在松软的土壤中挖掘洞穴,用于栖息和躲避危险,能通过季节性迁徙寻找更适宜的栖息地和食物资源。下列叙述错误的是( )
A.建立自然保护区是保护非洲沙蟒最为有效的措施
B.稀树草原生物多样性的间接价值大于直接价值
C.非洲沙蟒与小型啮齿动物通过负反馈调节维持数量的相对稳定
D.非洲沙蟒通过与环境、与种内和种间生物协同进化,形成了特有的生活习性
14.(2025·天津·二模)某地农田长期单一使用草甘膦除草剂,导致杂草中草甘膦抗性基因(R)频率从5%上升至78%。研究发现,抗性杂草通过花粉将R基因传播给邻近非抗性杂草,但抗性个体在无除草剂环境中的存活率低于非抗性个体。下列叙述中正确的是( )
A.草甘膦除草剂的使用决定了杂草变异的方向
B.随时间推移该杂草种群中抗性杂草与非抗性杂草的基因库趋于一致
C.长期无除草剂时,R基因频率可能因自然选择下降
D.抗性杂草与非抗性杂草出现生殖隔离已进化为不同物种
15.(2025·天津·一模)从化石分析得知,距今1000年前,某山林甲、乙、丙三个区域曾生活着A、B、C性状差异很大的三个品种的彩蝶。500年前在乙、丙之间出现过一条大河,如今大河干涸,该山林甲、乙区域依然保留A、B彩蝶,丙区域原有C品种彩蝶已经绝迹,出现了一种具新性状的D彩蝶,且甲、乙两区结合处的A、B彩蝶依然能互相交配产生可育后代,乙、丙两区结合处的B、D彩蝶能杂交,但所产受精卵不能发育成幼虫。据此,下列说法错误的是( )
A.化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等
B.距今1000年前A、B、C三个品种的彩蝶不是同一个物种
C.C品种彩蝶绝迹的原因可能是其不适应生存环境
D.D彩蝶的出现说明隔离是物种形成的必要条件
16.(2025·天津·二模)研究发现,玉米是由墨西哥蜀黍驯化形成的,两者可以杂交,且后代全部可育。经基因分析发现,两者表型的显著差异是由少量基因不同导致。下列叙述正确的是( )
A.玉米比墨西哥蜀黍更适应自然环境 B.驯化导致墨西哥蜀黍发生定向突变
C.玉米和墨西哥蜀黍没有出现生殖隔离 D.玉米和墨西哥蜀黍的基因库完全不同
1.(2025·天津和平·二模)人体内苯丙氨酸代谢途径如下图1所示。尿黑酸积累会导致尿黑酸症,发病率是1/10000,由常染色体上B基因编码的尿黑酸氧化酶异常引起,原因是B基因发生碱基对、替换或缺失。下图2为尿黑酸症的家系图,其中④为患者,对其家庭的部分成员进行相关基因电泳检测,结果如图3所示。下列叙述错误的是( )
A.由图1可知,基因与性状不一定是一一对应的关系
B.尿黑酸氧化酶应该是图1中的酶③,酶⑤的缺失会导致人患白化病
C.由图1分析,酪氨酸是人体的一种必需氨基酸
D.如果图2中⑤号个体表型正常,则电泳检测出现两条带的概率为1/3
(2025·天津·二模)阅读下列材料,回答以下小题。
癌细胞是一种变异的细胞,在形态、结构及代谢上均与正常细胞有明显差异。2023年10月,某研究小组确定了癌细胞的“生死开关”:CD95受体上一个可导致细胞死亡的关键结构位点。研究发现,CD95受体关键结构位点位于细胞膜外表面,当其被激活时,细胞就会释放出一个触发细胞编程性死亡的信号。
2.下列叙述错误的是( )
A.生死开关位于细胞膜外表面
B.CD95受体关键结构位点被激活利于杀灭癌细胞
C.生死开关体现了细胞膜具有信息交流的功能
D.关键结构位点是小型DNA片段,激活时进行基因表达
3.下列关于癌细胞结构与代谢的叙述,正确的是( )
A.癌细胞产生的原因是染色体变异
B.形态结构变化不大
C.一般情况下,线粒体活动增强
D.细胞表面粘连蛋白少,不易转移
4.下列关于“激活CD95受体关键结构位点触发肿瘤细胞死亡”的叙述,正确的是( )
A.该种细胞死亡方式属于病理性坏死
B.该过程中细胞不受基因控制
C.人体正常发育过程中不会发生类似的细胞死亡
D.激活CD95受体的药物不需进入癌细胞就能发挥作用
5.(2025·天津·一模)研究小组观察了月季花瓣某细胞染色体的形态,视野如图1所示。将染色体按照相同形态和大小进行归类,共得到7组染色体,如图2所示。下列相关叙述正确的是( )
A.该细胞处于有丝分裂中期或减数分裂Ⅱ中期
B.月季含有4个染色体组,属于四倍体
C.单倍体月季有14条染色体,均为纯合子
D.该植物减数分裂后产生的配子中不具有同源染色体
6.(2025·天津武清·一模)我国科学家利用基因编辑技术敲除杂交水稻中的4个基因,获得了可以发生无融合生殖(不发生雌雄配子的细胞核融合,其中一方染色体退化消失)的水稻。该无融合生殖的原理过程如图所示,下列相关分析正确的是( )
A.通过无融合生殖得到的子代水稻为单倍体,后续还需进行染色体组加倍
B.无融合生殖应用于水稻育种中可增加水稻种群的遗传多样性
C.利用基因编辑技术敲除水稻的4个基因,属于基因突变中的缺失
D.敲除的4个基因在正常减数分裂过程中的作用可能是使同源染色体分离
7.(2025·天津·二模)下图是基因型为AaBbDd的某雄性动物睾丸中的四个精细胞,图②为正常精细胞,其他三个精细胞在产生过程中发生了染色体互换或者染色体变异,下列有关分析正确的是( )
A.配子①的出现是基因重组所致
B.①②③④四个精细胞可能由同一个精原细胞产生
C.配子③、④所示的变异类型都是染色体结构变异
D.产生配子时,A/a与B/b这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律
8.(2025·天津·一模)铜绿假单胞杆菌突变体对内酰胺替卡西林(Tic)或哌拉西林(Pip)抗生素的反应表现出集体生存现象。培养物只有在细胞密度高于某一阈值时才会在含这两种抗生素的培养基上生长,且 Tic或Pip含量越高,该阈值越大。下列叙述错误的是( )
A.突变体的抗药性变异来源于突变或基因重组
B.Tic或Pip在铜绿假单胞杆菌抗药性形成过程中起选择作用
C.在含 Tic和Pip的培养基上,只有初始接种密度足够大的菌落才能存活
D.Tic或Pip使用量的增加与铜绿假单胞菌耐药性的增强,属于协同进化
9.(2025·天津·二模)科学家在拟南芥中发现了一个新基因,命名为“孙悟空”(SWK)。该基因由P基因的非编码区经过一系列突变形成,该基因的表达产物能够参与叶酸(有机小分子)的合成以及缓解渗透压的胁迫。下列叙述正确的是( )
A.含SWK拟南芥的产生是自然选择的结果
B.叶酸的生物合成体现SWK直接控制生物性状
C.P基因的有利变异被保存下来逐渐积累产生新物种
D.长期渗透压胁迫使拟南芥种群中SWK基因频率逐渐增加
10.(2025·天津·二模)金鹃不自行筑巢孵卵,而是将卵产于白耳吸蜜鸟巢中,由其代孵育雏,待金鹃雏鸟孵出便将白耳吸蜜鸟的卵或雏鸟逐出巢外。白耳吸蜜鸟也逐渐进化出识别金鹃雏鸟鸣声的能力,能精准揪出巢中的“外来者”。面对白耳吸蜜鸟的“反击”,金鹃雏鸟也成功进化出模仿白耳吸蜜鸟雏鸟鸣声的能力。下列说法正确的是( )
A.金鹃雏鸟进化出模仿白耳吸蜜鸟雏鸟鸣声的能力是有利变异积累的结果
B.会模仿白耳吸蜜鸟雏鸟鸣叫的金鹃雏鸟的出现意味着新物种的形成
C.金鹃与白耳吸蜜鸟之间通过捕食和寄生实现了协同进化
D.在此过程中,金鹃、白耳吸蜜鸟的种群基因频率保持不变
11.(2025·天津和平·二模)杜鹃作为一种巢寄生生物,具有将寄生蛋置于寄主巢中由寄主孵化和抚养的特性。在漫长的进化历程中,杜鹃种群中那些控制寄生蛋外形与寄主蛋相似的基因频率显著提升。引起该基因频率提升的因素主要是( )
A.杜鹃种群内部基因的自然突变 B.杜鹃种群与寄主鸟类的基因交流
C.与寄主蛋相似的杜鹃蛋的存活率高 D.杜鹃种群中随机交配导致的基因重组
12.(2025·天津河西·三模)1977年,南美洲的大达夫尼岛上发生了为期一年的严重干旱,使中地雀的主要食物严重匮乏。研究发现,干旱前后中地雀种群喙的平均深度发生了较大的变化,如图所示。下列分析错误的是( )
A.干旱导致的食物严重匮乏引发个体间激烈的生存斗争
B.为适应干旱环境,中地雀种群产生了喙深度增大的变异
C.较大深度的喙有利于中地雀种群在干旱环境的生存和繁衍
D.该种群喙的平均深度在1978年后不一定能维持相对稳定
1.(2025·天津·高考真题)T1蛋白和生长素在植物组织水平上的分布高度重合。T1基因突变后细胞内的脂类会发生改变,且生长素载体蛋白从高尔基体到细胞膜的运输异常。描述错误的是( )
A.T1蛋白主要表达在胚芽鞘、茎尖和根尖的分生区等部位
B.T1突变影响了核糖体、高尔基体的组成和功能
C.T1突变体内的生长素极性运输异常
D.T1突变体幼苗的根变短
2.(2024·天津·高考真题)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
3.(2023·天津·高考真题)癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性低,原因不可能是( )
A.酶基因突变 B.酶基因启动子甲基化
C.酶的某个氨基酸发生了改变 D.酶在翻译后的加工发生了改变
4.(2022·天津·高考真题)蝙蝠是现存携带病毒较多的夜行性哺乳动物,这与其高体温(40℃)和强大的基因修复功能有关。关于蝙蝠与其携带的病毒,下列叙述错误的是( )
A.高温利于提高病毒对蝙蝠的致病性
B.病毒有潜在破坏蝙蝠基因的能力
C.病毒与蝙蝠之间存在寄生关系
D.病毒与蝙蝠协同进化
5.(2023·天津·高考真题)植酸合成酶基因A位于水稻4号染色体,其缺失导致水稻不能合成植酸而死亡。某小组对A进行基因编辑,获得2个突变基因,一个删除了3个相邻核苷酸(A-3),不影响植酸合成,另一个删除了25个相邻核苷酸(A-25),对植株的影响未知。
(1)在获得的AA-25植株中,A与A-25互称____基因。为研究A-25对植株的影响,以A-25被删除的序列设计正向引物,以其下游0.5kb处的一段序列设计反向引物,通过PCR分析AA-25自交子代基因型,电泳发现所有样本的DNA均能扩增出目标条带,未发现无扩增条带样本的原因是__________,在样本基因组DNA量及扩增条件一致时,目标条带的亮度有强有弱,亮度强的样本基因型为________,比例为________。
(2)为进一步研究A-25对植株的影响,在A-3A-25愈伤组织中转入A,获得6号染色体插入一个A的植株,表示为A-3A-25A,该植株自交子代中含有A-25A-25的比例为_________。
(3)自然状态下水稻严格自交。某逆境下,A-3A-3植株的适应能力比AA及AA-3强,每代植株数增加10%。一株AA-3水稻在该逆境下自然繁殖,每代基因频率如下表,请填写表格空白处(保留至小数点后一位)。
基因
子一代
子二代
…
A
_____%
46.9%
…
A-3
_____%
53.1%
…
此表表明,种群基因频率发生了变化,这种变化是________________________的结果。
6.(2022·天津·高考真题)α地中海贫血是一种常染色体遗传病,可由α2珠蛋白基因变异导致,常见变异类型有基因缺失型和碱基替换突变型。现发现一例患者,疑似携带罕见α2基因变异,对其家系α2基因进行分析。
①检测碱基替换突变,发现祖母不携带碱基替换突变;母亲的α2基因仅含一个单碱基替换突变,该变异基因可记录为“αW”。
②检测有无α2基因缺失,电泳结果如下图。
注:1.7kb条带表示有α2基因,1.4kb条带表示无α2基因
(1)将缺失型变异记录为“—”,正常α2基因记录为“α”,则祖母的基因型可记录为“—∕α”。仿此,母亲的基因型可记录为_______________。
(2)经鉴定,患者确携带一罕见α2基因变异,将该变异基因记录为“αX”,则其基因型可记录为“—∕αX”。αX属于__________(缺失型∕非缺失型)变异。
(3)患者有一妹妹,经鉴定,基因型为“αX∕αW”,请在上图虚线框中画出其在基因缺失型变异检测中的电泳图谱__________。
(4)患者还有一哥哥,未进行基因检测。他与基因型为“—∕αW”的女性结婚,生育一孩,理论上该孩基因型为“—∕αW”的概率为__________。
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专题08 生物的变异与进化
目录
第一部分 高考风向解读 洞察考向,感知前沿
第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升
要点01 基因突变的特点及意义
要点02细胞癌变的机理
要点03姐妹染色单体上等位基因来源的判断
要点04染色体易位和互换的区别
第三部分 题型精准突破 固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01 基因突变与基因重组
题型02染色体变异
题型03生物变异在育种上的应用
题型04生物的进化
B组·增分能力练
第四部分 真题演练进阶 对标高考,感悟考法
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
基因突变和基因重组
(2025天津卷)基因频率的改变
(2024天津卷)基因突变与自然选择
(2023天津卷)基因突变
1.关注真实情境(如盐碱地植物耐逆性、基因编辑技术伦理),提升信息提取和模型建立能力。
2.加强实验设计训练,注重误差分析和结论推导
染色体变异
生物进化
新风向演练
1.【新情境·CAR-T疗法】(2025·天津武清·二模)CAR-T疗法是一种基于T细胞的基因工程疗法,首先从患者体内收集T细胞,对其进行基因工程改造,使之表达嵌合特异性抗原受体(CAR蛋白),进行细胞扩增后再重新输回患者体内,过程如图所示,目前CAR-T疗法在临床上对肿瘤的治疗取得了较好的效果,下列说法正确的是( )
A.CAR-T细胞能够特异性识别癌细胞的根本原因是患者T细胞发生了基因突变
B.CAR-T细胞构建时收集的患者T细胞主要是辅助性T细胞
C.图中CAR-T细胞疗法可以明显提高机体的免疫监视功能
D.使用健康志愿者的T细胞制备CAR-T细胞,比用患者自身T细胞的抗癌能力更强
【答案】C
【详解】A、C、CAR-T细胞能够特异性识别肿瘤细胞的根本原因一方面是肿瘤细胞的原癌基因和抑癌基因发生了突变,另一方面是CAR-T细胞转入了CAR基因,属于基因重组,A错误;
B、细胞免疫的中心细胞是细胞毒性T细胞,据此可推测,在构建嵌合体时,选取的T细胞主要是细胞毒性T细胞,B错误;
C、CAR-T嵌合细胞进入人体后攻击的是体内的肿瘤细胞,可见,在人体内主要发挥免疫监视功能,C正确;
D、使用患者自身T细胞制备CAR-T细胞注入患者体内,一般不会发生免疫排斥,故使用健康志愿者T细胞制备CAR-T细胞,比用患者自身T细胞的抗癌能力弱,D错误。
故选C。
2.【新考法·家蚕】(2025·天津·二模)(2025·天津·二模)家蚕(2N=56)的性别决定方式为ZW型。有斑纹(A)对无斑纹(a)为显性,A和a所在的常染色体偶见缺失(但基因A/a所在的片段并没有缺失,如图1)现象,表示为A0、a0,染色体缺失时卵细胞不可育但精子是可育的。家蚕的正常体壁(B)对透明体壁(b)为显性,相关基因位于Z染色体上。雄蚕丝多、质量好,但幼蚕时雌雄不易区分。下列有关叙述错误的是( )
A.若要研究家蚕的基因组,应测定29条染色体上的DNA序列
B.限性斑纹蚕的培育过程所依据的原理是染色体结构变异
C.利用图2所示限性斑纹蚕和无斑纹异性蚕杂交,后代中有斑纹幼蚕是高产蚕
D.基因型A0aZbW的个体与基因型A0aZBZB的个体杂交,后代中有斑纹正常体壁雄性所占比例为1/4
【答案】C
【详解】A、已知家蚕核染色体组成为2N=56,其性别决定方式为ZW型,若要研究家蚕的基因组,应测定27条常染色体+Z染色体+W染色体共29条染色体上的DNA序列,A正确;
B、图2可知,限性斑纹蚕发生了易位,所依据的原理是染色体结构变异,B正确;
C、图中的限性斑纹雌蚕的基因型为aaZWA,用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕aaZZ培育后代,子代雄蚕全为aaZZ无斑纹,雌蚕全为aaZWA限制性斑纹,故选择无斑纹的个体培养得到的都是高产的雄蚕,C错误;
D、染色体缺失时卵细胞不可育但精子是可育的,故基因型A0aZbW的个体产生1/2aZb、1/2aW两种配子,基因型A0aZBZB的个体产生1/2A0ZB、1/2aZB两种配子,两者杂交后代中有斑纹正常体壁雄性A0aZBZb所占比例为1/4,D正确。
故选C。
3.【新情境·MHCI】(2025·天津·一模)(2025·天津·一模)主要组织相容性复合体Ⅰ类(MHCI)(分子可在细胞表面展示抗原肽,激活T细胞,从而精确地识别并清除体内的病变细胞,维护机体的健康。研究发现,IRGQ蛋白可引起MHCI降解,据此推测 IRGQ可介导肿瘤免疫逃逸。为验证此推测,研究者测定了 IRGQ正常鼠和IRGQ敲除鼠的肿瘤情况,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.MHCI 介导的肿瘤细胞清除过程体现了免疫自稳功能
B.IRGQ基因可能是一种抑癌基因
C.IRGQ敲除鼠细胞内MHCI 含量升高
D.升高IRGQ含量可作为一种肿瘤治疗的新思路
【答案】C
【详解】A、免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能,而MHCI介导的肿瘤细胞清除过程体现的是免疫监视功能,免疫监视是指机体识别和清除突变细胞,防止肿瘤发生的功能,A错误;
B、因为IRGQ蛋白可引起MHCI降解,进而可能介导肿瘤免疫逃逸,所以IRGQ基因可能促进肿瘤发生,不是抑癌基因,抑癌基因是抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因,B错误;
C、由题干“IRGQ蛋白可引起MHCI降解”可知,IRGQ敲除鼠体内没有IRGQ蛋白,那么MHCI不会被降解,细胞内MHCI含量应升高,C正确;
D、由于IRGQ蛋白可引起MHCI降解,进而可能介导肿瘤免疫逃逸,那么降低IRGQ含量,可减少MHCI降解,有利于免疫系统识别和清除肿瘤细胞,所以降低IRGQ含量可作为一种肿瘤治疗的新思路,D错误。
故选C。
4.【新情境·囊性纤维病】(2025·天津河西·一模)囊性纤维化患者的CTR转运Cl-功能异常,导致肺部黏稠分泌物堵塞支气管。CFTR是一种转运器,其细胞质侧具有ATP和Cl-的结合位点,ATP与CFTR结合,将引起CFTR上的Cl-结合位点转向膜外侧,ATP水解后其结构恢复原状,从而实现Cl-的跨膜运输。下列说法错误的是( )
A.CFTR可以协助细胞逆浓度梯度从内环境中吸收Cl-
B.CFTR能够转运Cl-是因Cl-与其结合部位相适应
C.CFTR功能异常会导致肺部细胞外极性渗透压的改变
D.CTR的Cl-结合位点由膜内转向膜外不需要ATP直接供能
【答案】A
【详解】A、由题意可知,CFTR可以协助细胞逆浓度梯度将Cl-运输到细胞外,A错误;
B、CFTR能够Cl-特异性结合,通过空间结构的改变转运Cl-,B正确;
C、CFTR功能异常会导致肺部细胞中的Cl-不能转运到细胞外,导致细胞内渗透压升高,细胞外渗透压的降低,C正确;
D、由题意可知,CFTR与ATP结合后,引起CI-结合位点由膜内转向膜外,当ATP水解后,CFTR结构恢复原状,因此Cl-结合位点由膜内转向膜外时,不需要ATP直接供能,D正确。
故选A。
知识串联·核心必记
要点01 基因突变的特点及意义
(1)特点
①普遍性:在生物界是普遍存在的。
②随机性:时间上可以发生在生物个体发育的任何时期;部位上可以发生在细胞内不同DNA分子上和同一DNA分子的不同部位。
③低频性:在自然状态下,突变频率很低。
④不定向性: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。
⑤遗传性: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,但有些植物可通过无性生殖遗传。
【典例1】我国学者对棕白色大熊猫棕色毛产生的机制进行研究,发现其棕色毛的产生与1号同源染色体上BACE基因(编码某蛋白裂解酶)的部分缺失(缺失25个碱基对)有关,这一缺失导致毛色由黑色变为棕色。下列说法错误的是( )
A.该突变可以为生物进化提供原材料
B.BACE基因突变时缺失的嘧啶数等于嘌呤数
C.BACE蛋白结构随着BACE基因突变发生改变
D.BACE突变使基因上的终止密码子位置可能提前或延后
【答案】D
【详解】A、基因突变可以为生物进化提供原材料,A正确;
B、据碱基互补配对原则可知,BACE基因突变时缺失的嘧啶数等于嘌呤数,B正确;
C、由于BACE基因突变导致毛色由黑色变为棕色,说明BACE蛋白结构随着BACE基因突变发生改变,C正确;
D、缺失25个碱基对,则转录出的mRNA缺少25个碱基,mRNA上相连的可编码1个氨基酸的3个碱基为1个密码子,BACE突变基因后mRNA上终止密码子可能提前或延后出现,基因上对应的终止子可能提前或延后出现,D错误。
故选D。
要点02细胞癌变的机理
【典例2】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。下列有关叙述错误的是( )
A.p53 基因突变可能导致相应蛋白质活性减弱
B.p53 表达的蛋白不能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快
D.circDNMT1 的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究
【答案】B
【详解】A、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,p53基因是抑癌基因,所以p53 基因突变可能导致相应蛋白质活性减弱,进而可能引起细胞癌变,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错误;
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正确;
D、circDNMT1(一种 RNA 分子)通过与抑癌基因 p53 表达的蛋白结合能诱发乳腺癌,所以circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究,D正确。
故选B。
要点03姐妹染色单体上等位基因来源的判断
(1) 如果亲代的基因型为BB或bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变
(2) 如果亲代的基因型为Bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或基因重组(互换型)
(3) 如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则一般认为是基因突变的结果
(4) 如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或基因重组(互换型)
(5) 如果是有丝分裂后期的图像,两条子染色体上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图1所示
(6) 如果是减数分裂II后期的图像,两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图2
(7) 如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或基因重组(互换型)
【典例3】如图为某种高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。图中不可能反映的是( )
A.图丙细胞表示发生自由组合
B.图甲细胞表明该动物发生了基因重组
C.图丙细胞中1与2的片段部分交换属于基因重组
D.图乙细胞由于完成DNA复制解开双螺旋容易发生基因突变
【答案】B
【详解】A、图丙是减数第一次分裂后期,同源染色体正在分离,同时非同源染色体自由组合导致非同源染色体上的非等位基因自由组合,A正确;
B、图甲细胞为有丝分裂后期的细胞,细胞中有同源染色体没有染色单体,最左侧的姐妹染色单体分开后,基因不同,说明发生了基因突变,基因重组发生在减数分裂,B错误;
C、图丙细胞中1与2的片段部分交换,属于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生基因重组,C正确;
D、图乙细胞中心体复制完成,处于分裂间期,由于完成DNA复制解开双螺旋容易发生基因突变,D正确。
故选B。
要点04染色体易位和互换的区别
【典例4】如图所示,甲、乙、丙分别表示不同的生物变异类型,其中丙中的基因2由基因1变异而来。下列叙述正确的是( )
A.图甲所示的变异类型为染色体结构变异
B.图乙可以表示减数分裂过程中的基因重组
C.图丙中的变异一定会使该基因表达的肽链变长
D.镰状细胞贫血症发病的根本原因与图丙类似
【答案】D
【详解】A、图甲表示同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换,发生在减数分裂的四分体时期,属于基因重组的一种情况,A错误;
B、图乙表示染色体结构变异中的易位,非同源染色体之间发生了某一片段的交换,B错误;
C、图丙中的变异属于基因突变中的碱基对的替换,这种有可能导致转录出的mRNA上的终止密码子提前出现,由此导致翻译出来的肽链变短,C错误;
D、镰状细胞贫血发病根本原因是碱基对的替换,与图丙类似,D正确。
故选D。
01 基因突变与基因重组
1.(2025·天津河北区·二模)下图为控制某种酶的基因中突变位点附近编码4个氨基酸的碱基序列。若仅考虑虚线框内的碱基对改变,下列说法正确的是( )
A.若图示AGT突变为CGT,基因中嘌呤与嘧啶的比值改变
B.若图示AGT突变为GGT,酶活性会发生变化
C.单个碱基对的替换对酶活性影响一定小于碱基对的增添
D.若图示AGT缺失AG,则翻译提前终止,肽链合成变短
【答案】D
【详解】A、若图示AGT突变为CGT,由于基因两条链之间的碱基配对原则不变,因此基因中仍然是嘌呤数等于嘧啶数,嘌呤与嘧啶的比值不改变,A错误;
B、密码子的读取是由mRNA的5’→3’,mRNA与基因的模板链方向相反,因此若图示AGT突变为GGT,即密码子由ACU→ACC,都是对应苏氨酸,因此酶活性不变,B错误;
C、单个碱基对的替换通常只会改变一个氨基酸,而碱基对的增添可能会导致移码突变,影响多个氨基酸。因此,单个碱基对的替换对酶活性的影响通常小于碱基对的增添,但这不是绝对的,如碱基对替换若发生在基因中比较靠前的位置,若替换会使mRNA上的终止密码子提前出现,则对酶活性的影响比较大,而若碱基对的增添发生在基因中不编码氨基酸的序列中,则可能不影响酶的活性,因此单个碱基对的替换对酶活性影响不一定小于碱基对的增添,C错误;
D、若图示AGT缺失AG,则转录的mRNA上碱基序列变为5’UGCAUUUAGC3’,第三个密码子变为UAG(终止密码子),因此翻译会提前终止,肽链合成变短,D正确。
故选D。
(2025·天津武清·二模)生命的一种容错机制——“遗传补偿”效应
细胞中的capn3a基因编码某种蛋白酶,当capn3a基因表达受抑制时,会导致哺乳动物的肝脏发育异常变小。而通过基因编辑技术使capn3a基因突变失活后,却发现斑马鱼的肝脏发育反面是正常的。斑马鱼约80%的基因都存在类似现象,在小鼠、人类等生物中也普遍存在类似现象。为解释这种现象,科学家提出“遗传补偿”的概念:基因在突变失活后,可以通过上调其同源基因(由同一个基因演化而来,序列相似)的表达来弥补其功能。并非所有类型的基因突变都会激活遗传补偿效应,无义突变是激活遗传补偿效应的必要条件,无义突变是指由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子,使肽链合成提前终止。因此,当capn3a基因发生无义突变后,转录生成的无义突变mRNA可与细胞质中的一种Upf3a蛋白结合形成COMPASS复合体,再利用其内部核酸序列的同源性,COMPASS复合体可被特异性带到细胞核内的同源基因处,将染色体中的H3组蛋白进行甲基化修饰,从而促进同源基因的表达以弥补capn3a基因的功能缺失。
无义突变基因翻译出来的蛋白质往往功能减弱或丧失。甚至对细胞有负作用。因此,真核细胞还存在一种NMD途径(Nonsense-Mediated mRNA Decay):当细胞质中出现突变mRNA时,细胞中的SURF复合物会将其识别并降解。已知SURF复合物只能识别并降解含有提前出现终止密码子的mRNA。NMD途径既能避免物质和能量的浪费,也避免了错误蛋白的产生对细胞造成的伤害。
阅读材料完成下列小题:
2.对于斑马鱼体内存在的遗传补偿现象,下列叙述错误的是( )
A.Upf3a蛋白可通过碱基互补配对特异性识别并结合同源基因序列
B.无义突变基因的出现为斑马鱼种群的进化提供了原材料
C.在某mRNA中若创建提前出现的终止密码子可能触发遗传补偿效应
D.无义突变mRNA诱发的斑马鱼遗传补偿现象的保留是自然选择的结果
3.针对真核生物细胞中同时存在的NMD机制,下列说法错误的是( )
A.SURF复合物具有RNA水解酶的作用
B.SURF复合物只能识别并降解无义突变mRNA上的终止密码子
C.NMD作用可以防止相对分子质量变小的异常蛋白的产生
D.NMD机制无法对染色体异常的人类遗传病进行防治
【答案】2.A 3.B
2.A、根据材料,Upf3a 蛋白是与无义突变转录生成的 mRNA 结合形成 COMPASS 复合体,再利用核酸序列同源性带到细胞核内同源基因处,并非 Upf3a 蛋白通过碱基互补配对特异性识别并结合同源基因序列 。Upf3a 蛋白不是直接与同源基因结合,而是通过复合体借助 mRNA 与同源基因的核酸序列同源性起作用,A 错误;
B、基因突变属于可遗传变异,为生物进化提供原材料。无义突变基因作为基因突变的一种类型,同样为斑马鱼种群的进化提供了原材料,B正确;
C、因为无义突变是激活遗传补偿效应的必要条件,无义突变会使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子,所以在某 mRNA 中若创建提前出现的终止密码子(类似无义突变情况),可能触发遗传补偿效应,C正确;
D、无义突变 mRNA 诱发的斑马鱼遗传补偿现象使得生物在基因发生突变失活情况下仍能正常发育等,这种现象的保留是自然选择的结果,自然选择保留了对生物生存有利的变异,D正确。
故选A。
3.A、已知 SURF 复合物能识别并降解含有提前出现终止密码子的 mRNA,降解 mRNA 需要水解 RNA 的酶,所以 SURF 复合物具有 RNA 水解酶的作用,A正确;
B、SURF 复合物是识别并降解含有提前出现终止密码子的 mRNA,而不是只识别并降解无义突变 mRNA 上的终止密码子,只要是 mRNA 中提前出现终止密码子,SURF 复合物都可能识别并降解,B错误;
C、无义突变基因翻译出的蛋白质往往功能减弱或丧失,NMD 途径能识别并降解含提前终止密码子的 mRNA,从而防止相对分子质量变小(因肽链合成提前终止)的异常蛋白产生,C正确;
D、NMD 机制主要针对的是 mRNA 层面含提前终止密码子的情况,染色体异常的人类遗传病不是这种 mRNA 异常情况,所以 NMD 机制无法对染色体异常的人类遗传病进行防治,D正确。
故选B。
4.(2025·天津河西·三模)科学家在研究果蝇的羽化(从蛹变为蝇)昼夜节律过程中,克隆出野生型昼夜节律基因per及其三个等位基因pers、perL、perOl,并证实基因位于X染色体上。野生型的羽化节律周期为24h,突变基因pers、perL、perOl分别导致果蝇的羽化节律周期变为19h、29h和无节律。下列叙述正确的是( )
A.不同等位基因的产生体现了基因突变的随机性
B.可用果蝇的羽化节律性状和红眼白眼性状研究基因的自由组合定律
C.以上四品系果蝇自由交配若干代后,种群基因型共有14种
D.纯合pers突变体与纯合野生型果蝇进行正反交,F1雌果蝇的羽化节律周期一定不同
【答案】C
【详解】A、基因突变具有不定向性,表现为一个基因可以向不同方向发生突变,产生一个以上的等位基因,A错误;
B、由于控制果蝇羽化节律性状的基因与控制眼色性状的基因均位于X染色体,故这两对等位基因的遗传不符合自由组合定律,即无法用于研究自由组合定律,B错误;
C、以上不同羽化节律周期的四品系果蝇自由交配若干代后,雌性果蝇的基因型有10种,包括XperXper、XperXpers、XperXperL、XperXperO1、XpersXpers、XpersXperL、XpersXperO1、XperLXperL、XperLXperO1、XperO1XperO1,雄性果蝇的基因型有4种,包括XperY、XpersY、XperLY、XperO1Y,故果蝇种群基因型共有14种,C正确;
D、纯合pers突变体果蝇与纯合野生型果蝇进行正交和反交,F1果蝇中,雌果蝇基因型均为XperXpers,雄果蝇基因型分别为XperY、XpersY,故F1果蝇的羽化节律周期一定不同的是雄蝇,D错误。
故选C。
02 染色体变异
5.(2025·天津·一模)利用杂合二倍体珍珠贝快速育种时,用遗传物质失活的精子激发卵子发育,并通过一定途径实现卵子发育成二倍体。常用的途径是:①抑制第一极体形成;②抑制第二极体形成;③抑制第一次卵裂。不考虑基因突变和其他情况的染色体变异,下列分析正确的是( )
A.①②途径获得的二倍体基因组成一定相同
B.②途径获得的二倍体一定是纯合子
C.③途径获得的二倍体一定是纯合子
D.②③途径获得的二倍体基因组成一定相同
【答案】C
【详解】A、由于在减数分裂过程中会发生互换和自由组合等现象,①抑制第一极体形成,②抑制第二极体形成,导致最终产生的二倍体基因组成不一定相同,A错误;
B、设该杂合二倍体基因型是Aa,若在减数第一次分裂前期发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,②抑制第二极体形成,可能会形成Aa的杂合类型,B错误;
C、经减数分裂完成后卵细胞只有等位基因中的一个(A或a),卵裂过程进行的时有丝分裂,该基因复制后加倍,不考虑基因突变和其他情况的染色体变异,③抑制第一次卵裂,一定会形成AA或aa类型的纯合子,C正确;
D、②抑制第二极体形成之前可能发生互换等现象,③抑制第一次卵裂进行有丝分裂,一定产生纯合子,②途径和③途径获得的二倍体基因组成不一定相同,D错误;
故选C。
6.(2025·天津武清·二模)FDR指减数分裂Ⅰ时,联会后姐妹染色单体提前分离进入2个子细胞,到减数分裂Ⅱ时,染色体不再分离;SDR指减数分裂Ⅱ时,姐妹染色单体分开后没有移向两极。以上两种由于原始生殖细胞(2n)减数分裂失败而形成染色体数为2n配子的过程称为核重组,现有一雄性个体基因型为AaBb,染色体如图所示,不考虑其他变异类型。下列说法错误的是( )
A.核重组现象属于染色体变异,可为进化提供原材料
B.若只考虑SDR,该雄性个体最多可以产生4种染色体加倍的精子
C.该个体中1个精原细胞在减数分裂时仅发生一次核重组产生精细胞种类可能为1或2种
D.光学显微镜不能观察到初级精母细胞中A/a、B/b是否发生基因重组
【答案】B
【详解】A 、核重组现象属于染色体变异,可为进化提供原材料,题干中“核重组”指FDR和SDR导致的减数分裂失败,本质是染色体数目变异(配子染色体数为2n,异常于正常配子的n)。染色体数目变异属于染色体变异,可遗传变异能为进化提供原材料,A正确;
B、精原细胞基因型为AaBb,A和B连锁在一条染色体,a和b连锁在同源染色体的另一条, 正常减数分裂Ⅰ时,同源染色体分离,形成两个次级精母细胞:一个含AABB(复制后),另一个含aabb(复制后)。 若只考虑SDR(减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体未分离),每个次级精母细胞分裂后,AABB型次级精母细胞产生两个AABB型配子(实际因未分离,可视为一个加倍配子),aabb型次级精母细胞产生两个aabb型配子。 由于两对基因连锁且无交叉互换,最多只能产生2种染色体加倍的精子(AABB和aabb),而非4种,B错误;
C、若发生FDR(减数分裂Ⅰ异常):姐妹染色单体提前分离,两个子细胞均含同源染色体(如AaBb),减数分裂Ⅱ不再分离,最终产生的精细胞均为AaBb(1种)。 若发生SDR(减数分裂Ⅱ异常):减数分裂Ⅰ正常产生AABB和aabb型次级精母细胞,若其中一个次级精母细胞发生SDR(产生AABB或aabb),另一个正常分裂(产生AB或ab),则精细胞种类为2种(如AABB和ab,或aabb和Ab)。 因此仅发生一次核重组时,精细胞种类可能为1或2种,C正确;
D、基因重组(如互换)发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,属于分子水平的变化,光学显微镜只能观察染色体的形态和数目,无法直接检测基因层面的重组,D正确。
故选B。
7.(2025·天津南开·一模)安哥拉兔的体色由位于常染色体上的一对等位基因控制,灰身(B)对黑身(b)为显性。只含有其中一个相关基因(B/b)的胚胎无法发育。下图为安哥拉兔的培育实验示意图,未发生图示以外的变异。下列叙述错误的是( )
A.甲与乙杂交得到F₁的表型均为灰身
B.重复乙的培育方法,不一定能得到相同的变异个体
C.若F₁的基因型为BbXBX,则其变异类型为染色体移接
D.通过此流程育种时,筛选②的结果中雌雄比为1:1
【答案】D
【详解】A、甲(bbXX)与乙(BOXBY)杂交,F1的基因型有BbXBX、BbXY、bOXBX、bOXY(死亡,只含有其中一个基因的胚胎无法发育),故F1都表现为灰身,A正确;
B、乙的培育方法是通过60Co照射甲的细胞,使染色体发生变异,这种变异是不定向的,故重复乙的培育方法,不一定能得到相同的变异个体,B正确;
C、若F1的基因型为BbXBX,说明B基因所在的染色体片段转移到了X染色体上,这种变异类型属于染色体结构变异,是由染色体的片段移接到另一个非同源染色体上引起的,C正确;
D、图中甲的基因型为bbXX,乙的基因型为BOXBY,F1的基因型有BbXBX、BbXY、bOXBX、bOXY(死亡),筛选出的含异常染色体个体的基因型为BbXXB或bOXXB,全为雌性,D错误。
故选D。
8.(2025·天津·二模)十字花科植物甲(2n=20)与乙(2n=16)通过人工授粉,获得的幼胚经组织培养形成幼苗丙,用秋水仙素处理丙的幼芽形成幼苗丁,待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是( )
A.甲、乙杂交的受精卵,因没有同源染色体而不能进行有丝分裂
B.秋水仙素抑制纺锤体形成,促进着丝粒分裂,使染色体数目加倍
C.在幼苗丁细胞分裂后期,可以观察到36或72条染色体的细胞
D.由丁培育戊打破了生殖隔离,克服了远缘杂交的不亲和障碍
【答案】C
【详解】A、甲、乙杂交的受精卵,因没有同源染色体而不能进行减数分裂,A错误;
B、秋水仙素抑制纺锤体形成,但是不会促进着丝粒分裂,B错误;
C、甲、乙(2n=20,2n=16)通过人工授粉杂交得丙,丙的染色体数为18条,用秋水仙素处理顶芽形成幼苗丁,幼苗丁体细胞染色体数为36条,但是并不是所有细胞的染色体都能加倍,所以在细胞分裂后期可观察到36或72条染色体,C正确;
D、丁是四倍体,由丁培育戊是杂交育种得过程,未打破生殖隔离,D错误。
故选C。
03 生物变异在育种上的应用
9.(2025·天津和平·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
【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。
10.(2025·天津和平·三模)科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验;杂种经多代自花传粉选育,后代育性达到了亲本相当的水平。下图中L、M、N表示、3个不同的染色体组。下列相关叙述错误的是( )
A.两亲本和F1都为多倍体
B.F1减数第一次分裂前期形成8个四分体
C.F1减数第二次分裂后产生的配子类型为LM和MN
D.F1两个M染色体组能稳定遗传给后代
【答案】C
【详解】A、由题意可知,L、M、N表示3个不同的染色体组,故两亲本和F1都含有四个染色体组,且由受精卵发育而来,为四倍体,A正确;
B、四分体形成于减数第一次分裂前期,同源染色体联会,F1减数第一次分裂前期形成8个四分体,因为F1的体细胞中含有两个M,其中每个M含有8条染色体,因而其中有8对同源染色体,形成8个四分体,另外两组L、N之间不能配对,B正确;
C、由图中选育产生的后代基因型推知,F1可能产生M、LM、LN、MN、LMN等配子,C错误;
D、根据C选项配子类型可推知,结合图中选育产生的后代可知,后代一定会获得两个M染色体组,且稳定遗传,D正确。
故选C。
11.(2025·天津·一模)马铃薯抗病(A)对易感病(a)为显性,块茎大(B)对块茎小(b)为显性。现利用品系甲(Aabb)和品系乙(aaBb)培育抗病块茎大的新品种。科学家利用了以下两种途径进行培育。下列有关叙述错误的是( )
A.目标品系M和目标品系N的染色体组数相同
B.目标品系M和目标品系N的核DNA数相同
C.目标品系M和目标品系N的相关基因组成相同
D.目标品系M和目标品系N的表型不一定相同
【答案】C
【详解】A、目标品系M和目标品系N都为四倍体,染色体组数相同,A正确;
B、目标品系M和目标品系N都为四倍体,二者的核DNA数相同,B正确;
CD、根据试题分析,目标品系M有纯合子也有杂合子,而目标品系N的是杂合子,二者相关基因组成不一定相同,二者的表型不一定相同,C错误、D正确。
故选C。
04 生物的进化
12.(2025·天津河北·二模)如图1为某种老鼠原种群被一条河流分割成甲、乙两个种群后的进化过程示意图。图2为种群乙在被河流分割后某时间段内A的基因频率的变化情况,由于生存环境的变化,使得各种基因型的个体的生存比例不稳定。其中P年时种群乙AA的基因型频率为0.3、A的基因频率为0.5,下列相关叙述错误的是( )
A.图2中P年,种群乙中Aa的基因型频率为0.5
B.图2中RT段A的基因频率保持稳定,在T之后种群乙仍可能会发生进化
C.b过程可能定向改变了两种群的基因频率,最终使两种群的基因库产生较大差异
D.图1中a表示地理隔离,c表示生殖隔离,但地理隔离不一定会导致生殖隔离
【答案】A
【详解】A、根据A的基因频率=AA的频率+Aa的频率×1/2,即0.5=0.3+Aa的频率×1/2,得出种群乙中Aa的基因型频率为0.4,A错误;
B、生物进化的实质是种群基因频率的改变。图2中RT段A的基因频率保持稳定,但在T之后,若环境等因素发生变化,导致基因频率改变,种群乙仍可能会发生进化,B正确;
C、b过程表示自然选择,自然选择能定向改变种群的基因频率。由于甲、乙两个种群所处环境可能不同,经过长期的自然选择,最终会使两种群的基因库产生较大差异,C正确;
D、图1中a表示地理隔离,将原种群分割成甲、乙两个种群;c表示生殖隔离,标志着新物种的形成。地理隔离不一定会导致生殖隔离,只有长期的地理隔离,在自然选择等因素作用下,才可能形成生殖隔离,D正确。
故选A。
13.(2025·天津河东·二模)非洲沙蟒是我国一级保护动物,栖息于沙漠干燥地区以及稀树草原,主要以小型啮齿动物为食,善于在草丛和洞穴中潜伏等待猎物。其身体较为粗壮,通常在松软的土壤中挖掘洞穴,用于栖息和躲避危险,能通过季节性迁徙寻找更适宜的栖息地和食物资源。下列叙述错误的是( )
A.建立自然保护区是保护非洲沙蟒最为有效的措施
B.稀树草原生物多样性的间接价值大于直接价值
C.非洲沙蟒与小型啮齿动物通过负反馈调节维持数量的相对稳定
D.非洲沙蟒通过与环境、与种内和种间生物协同进化,形成了特有的生活习性
【答案】D
【详解】A、建立自然保护区实施即就地保护是保护非洲沙蟒最为有效的措施,A正确;
B、生物多样性的间接价值大于直接价值,B正确;
C、非洲沙蟒主要以小型啮齿动物为食,捕食者(非洲沙蟒)和被捕食者(小型啮齿动物)之间通过负反馈调节维持数量的相对稳定,C正确;
D、生物与环境、生物与不同物种之间通过协同进化,形成了特有的生活习性,D错误。
故选 D。
14.(2025·天津·二模)某地农田长期单一使用草甘膦除草剂,导致杂草中草甘膦抗性基因(R)频率从5%上升至78%。研究发现,抗性杂草通过花粉将R基因传播给邻近非抗性杂草,但抗性个体在无除草剂环境中的存活率低于非抗性个体。下列叙述中正确的是( )
A.草甘膦除草剂的使用决定了杂草变异的方向
B.随时间推移该杂草种群中抗性杂草与非抗性杂草的基因库趋于一致
C.长期无除草剂时,R基因频率可能因自然选择下降
D.抗性杂草与非抗性杂草出现生殖隔离已进化为不同物种
【答案】C
【详解】A、基因突变是不定向的,且是在自然条件下随机发生的,并不是由除草剂诱导产生的,A错误;
B、基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,抗性杂草与非抗性杂草属于一个种群,不能说基因库趋于一致,B错误;
C、已知抗性个体在无除草剂环境中的存活率低于非抗性个体,在长期无除草剂的环境下,自然选择会对杂草群体起作用,非抗性个体由于更能适应无除草剂环境而更容易生存和繁殖,抗性个体逐渐被淘汰,那么R基因频率就可能因自然选择而下降,C正确;
D、生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代。题干中只是表明抗性杂草通过花粉将R基因传播给邻近非抗性杂草,未出现生殖隔离,没有进化为不同物种,D错误。
故选C。
15.(2025·天津·一模)从化石分析得知,距今1000年前,某山林甲、乙、丙三个区域曾生活着A、B、C性状差异很大的三个品种的彩蝶。500年前在乙、丙之间出现过一条大河,如今大河干涸,该山林甲、乙区域依然保留A、B彩蝶,丙区域原有C品种彩蝶已经绝迹,出现了一种具新性状的D彩蝶,且甲、乙两区结合处的A、B彩蝶依然能互相交配产生可育后代,乙、丙两区结合处的B、D彩蝶能杂交,但所产受精卵不能发育成幼虫。据此,下列说法错误的是( )
A.化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等
B.距今1000年前A、B、C三个品种的彩蝶不是同一个物种
C.C品种彩蝶绝迹的原因可能是其不适应生存环境
D.D彩蝶的出现说明隔离是物种形成的必要条件
【答案】B
【详解】A、化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等,A正确;
B、由题意可知,A、B彩蝶依然能互相交配产生可育后代,故A和B彩蝶无生殖隔离,属于同一个物种。B、D彩蝶能杂交,但所产受精卵不能发育成幼虫,说明B和D彩蝶为不同物种。C是由于先产生地理隔离最后形成了物种D,所以C与A、B原本可能都属于同一物种,B错误;
C、C彩蝶由于环境的改变最终绝迹,有可能是不适应环境的结果,C正确;
D、D彩蝶的出现是先有地理隔离再产生生殖隔离,最终形成了新物种,可以说明隔离是物种形成的必要条件,D正确。
故选B。
16.(2025·天津·二模)研究发现,玉米是由墨西哥蜀黍驯化形成的,两者可以杂交,且后代全部可育。经基因分析发现,两者表型的显著差异是由少量基因不同导致。下列叙述正确的是( )
A.玉米比墨西哥蜀黍更适应自然环境 B.驯化导致墨西哥蜀黍发生定向突变
C.玉米和墨西哥蜀黍没有出现生殖隔离 D.玉米和墨西哥蜀黍的基因库完全不同
【答案】C
【详解】A、虽然玉米是由墨西哥蜀黍驯化而来,但不能就此得出玉米比墨西哥蜀黍更适应自然环境。因为驯化是在人类干预下进行的,其适应的是人类创造的种植等环境,而不是自然环境,在自然环境中墨西哥蜀黍可能有其自身的适应性优势,A错误;
B、突变是不定向的,驯化只是对具有人类需要性状的个体进行选择,而不是导致墨西哥蜀黍发生定向突变,B错误;
C、生殖隔离是指不同物种之间不能相互交配,或者即使交配成功,也不能产生可育的后代。 已知玉米和墨西哥蜀黍可以杂交,且后代全部可育,这就说明它们没有出现生殖隔离,C正确;
D、玉米是由墨西哥蜀黍驯化形成的,两者表型的显著差异只是由少量基因不同导致,说明它们有大量相同的基因,基因库并不是完全不同,D错误。
故选C。
1.(2025·天津和平·二模)人体内苯丙氨酸代谢途径如下图1所示。尿黑酸积累会导致尿黑酸症,发病率是1/10000,由常染色体上B基因编码的尿黑酸氧化酶异常引起,原因是B基因发生碱基对、替换或缺失。下图2为尿黑酸症的家系图,其中④为患者,对其家庭的部分成员进行相关基因电泳检测,结果如图3所示。下列叙述错误的是( )
A.由图1可知,基因与性状不一定是一一对应的关系
B.尿黑酸氧化酶应该是图1中的酶③,酶⑤的缺失会导致人患白化病
C.由图1分析,酪氨酸是人体的一种必需氨基酸
D.如果图2中⑤号个体表型正常,则电泳检测出现两条带的概率为1/3
【答案】C
【详解】A、从图1可知,苯丙氨酸代谢途径中多个基因参与,一个基因可能参与多个代谢过程,一种性状可能由多个基因控制,所以基因与性状不一定是一一对应的关系,A正确;
B、因为尿黑酸积累会导致尿黑酸症,由染色体上B基因编码的尿黑酸氧化酶异常引起,所以尿黑酸氧化酶应该是图1中的酶③。 而酶⑤缺失会使酪氨酸不能转化为黑色素,导致人患白化病,B正确;
C、从图1可知,苯丙氨酸在酶①的作用下可转化为酪氨酸,说明酪氨酸可以在人体内合成,属于非必需氨基酸,而不是必需氨基酸,C错误;
D、假设B基因发生碱基替换的基因为BL,碱基缺失的基因为BS,则①号个体表现正常且无条带2,说明其基因型由两个等长的基因组成,即BBL,同理②号个体基因型为BBS,④号个体基因型为BLBS,⑤号表型正常个体的基因型可以为BB、BBL、BBS,只有BBS会被检测出两条带,概率为1/3,D正确。
故选C。
(2025·天津·二模)阅读下列材料,回答以下小题。
癌细胞是一种变异的细胞,在形态、结构及代谢上均与正常细胞有明显差异。2023年10月,某研究小组确定了癌细胞的“生死开关”:CD95受体上一个可导致细胞死亡的关键结构位点。研究发现,CD95受体关键结构位点位于细胞膜外表面,当其被激活时,细胞就会释放出一个触发细胞编程性死亡的信号。
2.下列叙述错误的是( )
A.生死开关位于细胞膜外表面
B.CD95受体关键结构位点被激活利于杀灭癌细胞
C.生死开关体现了细胞膜具有信息交流的功能
D.关键结构位点是小型DNA片段,激活时进行基因表达
3.下列关于癌细胞结构与代谢的叙述,正确的是( )
A.癌细胞产生的原因是染色体变异
B.形态结构变化不大
C.一般情况下,线粒体活动增强
D.细胞表面粘连蛋白少,不易转移
4.下列关于“激活CD95受体关键结构位点触发肿瘤细胞死亡”的叙述,正确的是( )
A.该种细胞死亡方式属于病理性坏死
B.该过程中细胞不受基因控制
C.人体正常发育过程中不会发生类似的细胞死亡
D.激活CD95受体的药物不需进入癌细胞就能发挥作用
【答案】2.D 3.C 4.D
2.A、CD95受体上一个可导致细胞死亡的关键结构位点,CD95受体关键结构位点位于细胞膜外表面,A正确;
B、CD95受体关键结构位点被激活细胞就会释放出一个触发细胞编程性死亡的信号,即CD95受体关键结构位点被激活利于杀灭癌细胞,B正确;
C、CD95受体关键结构位点被激活会释放出一个触发细胞编程性死亡的信号,因而说明生死开关体现了细胞膜具有信息交流的功能,C正确;
D、CD95受体关键结构位点位于细胞膜外表面,细胞膜的成分包括磷脂、蛋白质和少量的糖类,可见该结构位点不可能是小型DNA片段,D错误。
故选D。
3.A、癌细胞产生的原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变的结果,A错误;
B、癌细胞是不受机体控制的恶性增殖细胞,其形态结构发生了变化,如变成了圆球形,B错误;
C、癌细胞在生命活动过程中会消耗大量的糖类,主其代谢旺盛,而线粒体活动增强可以满足其对能量的需求,C正确;
D、细胞表面粘连蛋白少,易分散转移,D错误。
故选C。
4.A、激活 CD95受体关键结构位点触发肿瘤细胞死亡是基因控制的细胞死亡,属于细胞凋亡,A错误;
B、激活 CD95受体关键结构位点触发肿瘤细胞死亡是受基因控制的,B错误;
C、人体正常发育过程中会发生类似的细胞凋亡,有利于个体的发育,C错误;
D、CD95受体关键结构位点位于细胞膜外表面,所以激活 CD95 受体的药物不需进入癌细胞就能发挥作用,D正确。
故选D。
5.(2025·天津·一模)研究小组观察了月季花瓣某细胞染色体的形态,视野如图1所示。将染色体按照相同形态和大小进行归类,共得到7组染色体,如图2所示。下列相关叙述正确的是( )
A.该细胞处于有丝分裂中期或减数分裂Ⅱ中期
B.月季含有4个染色体组,属于四倍体
C.单倍体月季有14条染色体,均为纯合子
D.该植物减数分裂后产生的配子中不具有同源染色体
【答案】B
【详解】A、花瓣细胞不能进行减数分裂,A错误;
B、由图可知,将染色体按照相同形态和大小进行归类,共得到7组染色体,每组有4条染色体,说明月季细胞中含有4个染色体组,属于四倍体,B正确;
C、由B可知,月季是四倍体,单倍体是由配子发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,单倍体月季不一定是纯合子,C错误;
D、月季细胞中含有4个染色体组,减数分裂后产生的配子中可能具有同源染色体,D错误。
故选B。
6.(2025·天津武清·一模)我国科学家利用基因编辑技术敲除杂交水稻中的4个基因,获得了可以发生无融合生殖(不发生雌雄配子的细胞核融合,其中一方染色体退化消失)的水稻。该无融合生殖的原理过程如图所示,下列相关分析正确的是( )
A.通过无融合生殖得到的子代水稻为单倍体,后续还需进行染色体组加倍
B.无融合生殖应用于水稻育种中可增加水稻种群的遗传多样性
C.利用基因编辑技术敲除水稻的4个基因,属于基因突变中的缺失
D.敲除的4个基因在正常减数分裂过程中的作用可能是使同源染色体分离
【答案】D
【详解】A、通过无融合生殖得到的子代水稻为不是单倍体,后续不需进行染色体组加倍,A错误;
B、无融合生殖得到的子代的遗传物质与亲本一致,未增加水稻的遗传多样性,B错误;
C、基因突变不改变基因的数目,利用基因编辑技术敲除水稻中的4个基因导致基因数目减少,不属于基因突变中的碱基对缺失,C错误;
D、在正常减数分裂中,同源染色体分离,分别进入到不同的配子中,而敲除4个相关基因后得到的配子中仍存在同源染色体,由此可知这4个基因的功能可能是使同源染色体分离,D正确。
故选D。
7.(2025·天津·二模)下图是基因型为AaBbDd的某雄性动物睾丸中的四个精细胞,图②为正常精细胞,其他三个精细胞在产生过程中发生了染色体互换或者染色体变异,下列有关分析正确的是( )
A.配子①的出现是基因重组所致
B.①②③④四个精细胞可能由同一个精原细胞产生
C.配子③、④所示的变异类型都是染色体结构变异
D.产生配子时,A/a与B/b这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律
【答案】B
【详解】A、根据四个精细胞可知,三对等位基因在2对同源染色体上,A、b基因在同一条染色体上,a、B基因在另一条与之同源的染色体上,而D、d基因位于另一对同源染色体上,配子①上b基因所在片段与d基因所在片段结合,发生过非同源染色体片段互换(A基因所在染色体片段与d基因所在染色体片段互换),属于染色体结构变异,而不是基因重组,A错误;
B、从图中基因及染色体的关系来看,A、b基因在同一条染色体上,a、B基因在另一条与之同源的染色体上,而D、d基因位于另一对同源染色体上,①②③④可能来自同一个精原细胞,B正确;
C、正常情况下,a与B基因在一条染色体上,而配子③显示a基因所在的染色体上缺少了B基因,故属于染色体结构变异中的缺失,正常情况下,A与b基因在同一条染色体上,而配子④中,可能发生了A基因所在片段与B基因所在片段结合,说明发生了同源染色体的非姐妹染色单体的染色体互换,属于基因重组,而不是染色体结构变异,C错误;
D、A、a与B、b两对基因位于一对同源染色体上,在产生配子过程中,遵循分离定律,不遵循自由组合定律,D错误。
故选B。
8.(2025·天津·一模)铜绿假单胞杆菌突变体对内酰胺替卡西林(Tic)或哌拉西林(Pip)抗生素的反应表现出集体生存现象。培养物只有在细胞密度高于某一阈值时才会在含这两种抗生素的培养基上生长,且 Tic或Pip含量越高,该阈值越大。下列叙述错误的是( )
A.突变体的抗药性变异来源于突变或基因重组
B.Tic或Pip在铜绿假单胞杆菌抗药性形成过程中起选择作用
C.在含 Tic和Pip的培养基上,只有初始接种密度足够大的菌落才能存活
D.Tic或Pip使用量的增加与铜绿假单胞菌耐药性的增强,属于协同进化
【答案】A
【详解】A、突变体的抗药性变异来源于基因突变,铜绿假单胞杆菌属于原核生物,自然状态下不会发生基因重组(自由组合和交叉互换),A错误;
B、Tic或Pip是人为提供的,在铜绿假单胞菌抗药性形成过程中起选择作用,B正确;
C、根据题意,两种抗生素作用下,只有初始接种密度足够大(大于某阈值)的菌落才能存活,C正确;
D、协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,抗生素使用量的增加与细菌耐药性的增强,属于协同进化,D正确。
故选A。
9.(2025·天津·二模)科学家在拟南芥中发现了一个新基因,命名为“孙悟空”(SWK)。该基因由P基因的非编码区经过一系列突变形成,该基因的表达产物能够参与叶酸(有机小分子)的合成以及缓解渗透压的胁迫。下列叙述正确的是( )
A.含SWK拟南芥的产生是自然选择的结果
B.叶酸的生物合成体现SWK直接控制生物性状
C.P基因的有利变异被保存下来逐渐积累产生新物种
D.长期渗透压胁迫使拟南芥种群中SWK基因频率逐渐增加
【答案】D
【详解】A、含“孙悟空”(SWK)基因的拟南芥的产生是基因突变的结果,基因突变是随机发生的,而自然选择是对已存在的变异进行选择,决定生物进化的方向,不是产生含SWK拟南芥的原因,A错误;
B、基因对性状的直接控制是指基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状;而叶酸是有机小分子,不是蛋白质,SWK基因的表达产物参与叶酸的合成,这体现的是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物的性状,B错误;
C、新物种形成的标志是生殖隔离,P基因的有利变异被保存下来并逐渐积累,不一定会产生生殖隔离,也就不一定会产生新物种,C错误;
D、长期渗透压胁迫下,具有能够缓解渗透压胁迫的SWK基因的拟南芥更有利于生存和繁殖,其后代中含有该基因的个体比例会增加,从而使拟南芥种群中SWK基因频率逐渐增加,D正确。
故选D。
10.(2025·天津·二模)金鹃不自行筑巢孵卵,而是将卵产于白耳吸蜜鸟巢中,由其代孵育雏,待金鹃雏鸟孵出便将白耳吸蜜鸟的卵或雏鸟逐出巢外。白耳吸蜜鸟也逐渐进化出识别金鹃雏鸟鸣声的能力,能精准揪出巢中的“外来者”。面对白耳吸蜜鸟的“反击”,金鹃雏鸟也成功进化出模仿白耳吸蜜鸟雏鸟鸣声的能力。下列说法正确的是( )
A.金鹃雏鸟进化出模仿白耳吸蜜鸟雏鸟鸣声的能力是有利变异积累的结果
B.会模仿白耳吸蜜鸟雏鸟鸣叫的金鹃雏鸟的出现意味着新物种的形成
C.金鹃与白耳吸蜜鸟之间通过捕食和寄生实现了协同进化
D.在此过程中,金鹃、白耳吸蜜鸟的种群基因频率保持不变
【答案】A
【详解】A、在自然选择过程中,具有能模仿白耳吸蜜鸟雏鸟能力的金鹃雏鸟更容易存活并繁殖后代,这种有利变异不断积累,使得金鹃雏鸟逐渐进化出模仿白耳吸蜜鸟雏鸟的能力,A正 确;
B、会模仿白耳吸蜜鸟雏鸟鸣叫的金鹃雏鸟的出现,只是金鹃在进化过程中出现的一种适应性 变化,金鹃仍然属于原来的物种,并没有形成新物种,新物种形成的标志是产生生殖隔离,B 错误;
C、金鹃把卵产在白耳吸蜜鸟的巢中,其雏鸟会将白耳吸蜜鸟的雏鸟挤出巢外,这属于 寄生关系,并非捕食关系,C错误;
D、生物进化的实质是种群基因频率改变,在此过程中,金鹃与白耳吸蜜鸟均发生了进化,基因 频率会发生改变,D错误。
故选A。
11.(2025·天津和平·二模)杜鹃作为一种巢寄生生物,具有将寄生蛋置于寄主巢中由寄主孵化和抚养的特性。在漫长的进化历程中,杜鹃种群中那些控制寄生蛋外形与寄主蛋相似的基因频率显著提升。引起该基因频率提升的因素主要是( )
A.杜鹃种群内部基因的自然突变 B.杜鹃种群与寄主鸟类的基因交流
C.与寄主蛋相似的杜鹃蛋的存活率高 D.杜鹃种群中随机交配导致的基因重组
【答案】C
【详解】A、基因突变具有不定向性,所以杜鹃种群内部基因的自然突变,不一定是引起该基因频率提升的因素,A错误;
B、杜鹃种群一般不与寄主鸟类发生基因交流,B错误;
C、种群足够大、种群个体间进行随机交配并产生后代、不发生基因突变、不存在自然选择作用、没有迁入和迁出的情况下,种群基因频率不变。寄主对寄生蛋的识别能力增强会淘汰掉与寄主蛋不同的寄生蛋,从而影响杜鹃种群的基因频率,与寄主蛋相似的杜鹃蛋的存活率高,可以提升与寄主蛋相似的基因频率,C正确;
D、杜鹃种群中随机交配导致的基因重组,在没有选择的前提下,该基因的基因频率不变,D错误;
故选C。
12.(2025·天津河西·三模)1977年,南美洲的大达夫尼岛上发生了为期一年的严重干旱,使中地雀的主要食物严重匮乏。研究发现,干旱前后中地雀种群喙的平均深度发生了较大的变化,如图所示。下列分析错误的是( )
A.干旱导致的食物严重匮乏引发个体间激烈的生存斗争
B.为适应干旱环境,中地雀种群产生了喙深度增大的变异
C.较大深度的喙有利于中地雀种群在干旱环境的生存和繁衍
D.该种群喙的平均深度在1978年后不一定能维持相对稳定
【答案】B
【详解】A、生物生存需要一定的空间和资源,干旱导致的食物严重匮乏引发个体间激烈的生存斗争,A正确;
B、干旱之前地雀中已经存在着喙大而厚的变异个体,干旱筛筛选除了喙大而厚的变异个体,干旱导致地雀种群的喙朝大而厚的方向进化,B错误;
C、较大深度的喙有利于中地雀种群在干旱环境中摄食、生存和繁衍,C正确;
D、不同环境选择出来的喙大小不同,环境可能会变化,因此该种群喙的平均深度在1978年后不一定能维持相对稳定,D正确。
故选B。
1.(2025·天津·高考真题)T1蛋白和生长素在植物组织水平上的分布高度重合。T1基因突变后细胞内的脂类会发生改变,且生长素载体蛋白从高尔基体到细胞膜的运输异常。描述错误的是( )
A.T1蛋白主要表达在胚芽鞘、茎尖和根尖的分生区等部位
B.T1突变影响了核糖体、高尔基体的组成和功能
C.T1突变体内的生长素极性运输异常
D.T1突变体幼苗的根变短
【答案】B
【详解】A、因为T1蛋白和生长素在植物组织水平上的分布高度重合,而胚芽鞘、茎尖和根尖的分生区等部位是生长素集中且细胞分裂旺盛的区域,所以推测T1蛋白主要表达在这些部位,A正确;
B、题干中提到T1基因突变后细胞内的脂类会发生改变,且生长素载体蛋白从高尔基体到细胞膜的运输异常。但并没有信息表明T1突变影响了核糖体的组成和功能,B错误;
C、由于生长素载体蛋白从高尔基体到细胞膜的运输异常,而生长素的极性运输需要载体蛋白,所以T1突变体内的生长素极性运输会异常,C正确;
D、生长素对根的生长有调节作用,T1突变导致生长素极性运输异常,会影响根的生长,使T1突变体幼苗的根变短,D正确。
故选B。
2.(2024·天津·高考真题)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
【答案】C
【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。
3.(2023·天津·高考真题)癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性低,原因不可能是( )
A.酶基因突变 B.酶基因启动子甲基化
C.酶的某个氨基酸发生了改变 D.酶在翻译后的加工发生了改变
【答案】B
【详解】A、基因控制蛋白质的合成,基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、替换和缺失而引起基因碱基序列的改变。基因突变后可能导致蛋白质功能发生改变,进而导致酶活性降低,A正确;
B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用于驱动基因的转录,转录出的mRNA可作为翻译的模板翻译出蛋白质。若该酶基因启动子甲基化,可能导致该基因的转录过程无法进行,不能合成酶,B错误;
CD、蛋白质的结构决定其功能,蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式等有关。故若该酶中一个氨基酸发生变化 (氨基酸种类变化)或该酶在翻译过程中肽链加工方式变化,都可能导致该酶的空间结构变化而导致功能改变,活性降低,CD正确。
故选B。
4.(2022·天津·高考真题)蝙蝠是现存携带病毒较多的夜行性哺乳动物,这与其高体温(40℃)和强大的基因修复功能有关。关于蝙蝠与其携带的病毒,下列叙述错误的是( )
A.高温利于提高病毒对蝙蝠的致病性
B.病毒有潜在破坏蝙蝠基因的能力
C.病毒与蝙蝠之间存在寄生关系
D.病毒与蝙蝠协同进化
【答案】A
【详解】A、病毒的主要成分是蛋白质和核酸,高温下蛋白质变性,故高温下病毒可能被杀死,不能对蝙蝠造成致病性,A错误;
B、病毒的核酸可以整合到染色体的基因上,故病毒有潜在破坏蝙蝠基因的能力,B正确;
C、病毒是寄生在活细胞内的,不能单独生存,蝙蝠体内的病毒寄生在蝙蝠的活细胞内,C正确;
D、病毒寄生在蝙蝠体内,若蝙蝠体内发生变化,病毒要想在其体内生存,就得适应蝙蝠的变化,同样蝙蝠要想存活下来,也会随着病毒的变化而变化,所以病毒与蝙蝠存在协同进化,D正确。
故选A。
5.(2023·天津·高考真题)植酸合成酶基因A位于水稻4号染色体,其缺失导致水稻不能合成植酸而死亡。某小组对A进行基因编辑,获得2个突变基因,一个删除了3个相邻核苷酸(A-3),不影响植酸合成,另一个删除了25个相邻核苷酸(A-25),对植株的影响未知。
(1)在获得的AA-25植株中,A与A-25互称____基因。为研究A-25对植株的影响,以A-25被删除的序列设计正向引物,以其下游0.5kb处的一段序列设计反向引物,通过PCR分析AA-25自交子代基因型,电泳发现所有样本的DNA均能扩增出目标条带,未发现无扩增条带样本的原因是__________,在样本基因组DNA量及扩增条件一致时,目标条带的亮度有强有弱,亮度强的样本基因型为________,比例为________。
(2)为进一步研究A-25对植株的影响,在A-3A-25愈伤组织中转入A,获得6号染色体插入一个A的植株,表示为A-3A-25A,该植株自交子代中含有A-25A-25的比例为_________。
(3)自然状态下水稻严格自交。某逆境下,A-3A-3植株的适应能力比AA及AA-3强,每代植株数增加10%。一株AA-3水稻在该逆境下自然繁殖,每代基因频率如下表,请填写表格空白处(保留至小数点后一位)。
基因
子一代
子二代
…
A
_____%
46.9%
…
A-3
_____%
53.1%
…
此表表明,种群基因频率发生了变化,这种变化是________________________的结果。
【答案】(1) 等位 A25-纯合致死(A-25A-25植株死亡) AA 1/3(33.3%)
(2)3/15(1/5或20%)
(3) 48.8% 51.2% 自然选择
【详解】(1)由题干可知,A-25基因是由A基因缺失25个碱基对产生的基因,即A基因通过基因突变产生A-25基因,因此二者属于等位基因。基因型为AA-25的植物自交后代的基因型及其比例为AA:AA-25:A-25-A-25=1:2:1。当对这些后代进行PCR时,正向引物与A-25缺失的碱基配对,反向引物在其下游0.5kb处,可推知缺失这25个碱基对的A-25基因无法与正向引物配对从而不能扩增,因此只含有A-25基因的个体(即A-25-A-25)不具有条带;含有这25个碱基对的A基因才能与正向引物和反向引物都进行碱基互补配对从而扩增出条带,因此基因型为AA、AA-25的个体均具有条带,且A基因个数越多,扩增产物越多,条带越明亮,因此基因型为AA的个体具有较明亮的条带,基因型为AA-25的个体具有较暗的条带。由题干可知,该植物的全部后代都具有明亮条带,说明基因型为A-25A-25的个体无法存活,只有基因型为AA和AA-25的个体能够存活下来,并进行了PCR扩增产生了条带,因此较明亮条带代表基因型为AA,占比为1/3。
(2)已知基因A-3和A-25都在4号染色体上,再导入一个A基因至6号染色体上,由于它们位于不同对染色体上,故该植物在减数分裂产生配子时,遵循基因自由组合定律,产生配子的基因型为A-3A、A-25A、A-3、A-25,比例各自占1/4;该植物自交后代中基因型为A-25A-25=1/4×1/4=1/16的个体死亡,存活个体占1-1/16=15/16,含有A-25A-25的后代个体基因型有2种,分别是AAA-25A-25-=1/4×1/4=1/16,AA-25-A-25-=1/4×1/4×2=2/16,二者共占3/16,因此该植物自交子代中含有A-25A-25的比例是3/16÷15/16=1/5。
(3)基因型为A-3A的植物自交产生子一代的基因型及比例为AA=1/4,A-3A=1/2,A-3A-3=1/4,由题干可知,基因型为A-3A-3的植物每代数量增加10%,则子一代中A-3A-3=1/4+1/4×10%=11/40,因此子一代中AA:A-3A:A-3A-3=1/4:1/2:11/40=10:20:11,可计算出三者的基因型频率分别是AA=10÷(10+20+11)=10/41,A-3A=20÷(10+20+11)=20/41,A-3A-3=11÷(10+20+11)=11/41,可进一步计算出子一代中A基因频率=10/41+1/2×20/41=48.8%,A-3基因频率=11/41+1/2×20/41=51.2%。自然选择导致具有有利变异的个体存活并由更大几率产生更多后代,导致后代中决定有利变异的基因频率增大,而具有不利变异的个体则会被自然选择淘汰,因此决定不利变异的基因频率减小,因此基因频率的改变是自然选择的结果。
6.(2022·天津·高考真题)α地中海贫血是一种常染色体遗传病,可由α2珠蛋白基因变异导致,常见变异类型有基因缺失型和碱基替换突变型。现发现一例患者,疑似携带罕见α2基因变异,对其家系α2基因进行分析。
①检测碱基替换突变,发现祖母不携带碱基替换突变;母亲的α2基因仅含一个单碱基替换突变,该变异基因可记录为“αW”。
②检测有无α2基因缺失,电泳结果如下图。
注:1.7kb条带表示有α2基因,1.4kb条带表示无α2基因
(1)将缺失型变异记录为“—”,正常α2基因记录为“α”,则祖母的基因型可记录为“—∕α”。仿此,母亲的基因型可记录为_______________。
(2)经鉴定,患者确携带一罕见α2基因变异,将该变异基因记录为“αX”,则其基因型可记录为“—∕αX”。αX属于__________(缺失型∕非缺失型)变异。
(3)患者有一妹妹,经鉴定,基因型为“αX∕αW”,请在上图虚线框中画出其在基因缺失型变异检测中的电泳图谱__________。
(4)患者还有一哥哥,未进行基因检测。他与基因型为“—∕αW”的女性结婚,生育一孩,理论上该孩基因型为“—∕αW”的概率为__________。
【答案】(1)—∕αW(或αW∕—)
(2)非缺失型
(3)
(4)3/8
【详解】(1)由遗传图谱可知,祖母含有1.7kb表明有α2基因,还有1.4kb的条带,表明无α2基因,则为缺失型变异,记为—/α,而母亲也含有1.7kb和1.4kb,但是母亲含有一个单碱基替换突变,所以基因型记录为—∕αW(或αW∕—)。
(2)正常基因标记为α,如果缺失α2基因,则为—,所以αX属于碱基替换突变,而非缺失变异,所以属于非缺失型变异。
(3)由于妹妹基因型为αX∕αW,则证明有两个α2基因,所以没有缺失型变异,有α2基因则只有1.7kb的条带,没有1.4kb的条带,如下图所示。
(4)患者基因型为—∕αX,妹妹基基因型为αX∕αW,父亲有1.4kb的条带,则夫亲基因型为—∕αX,母亲基因型已知,为—∕αW,那么哥哥可能的基因型及比例为—∕—:—∕αX:—∕αW:αX∕αW=1:1:1:1,则配子比例为:—:αX:αW=2:1:1,若与—∕αW的女性婚配,则该女性产生的配子比例为—:αW=1:1,那么二者产生—∕αW的概率为
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