内容正文:
抢分05 遗传的分子基础
4大考点抢分
题型
考情分析
考向预测
DNA分子的结构和复制
2025年北京卷:探究DNA的复制过程,DNA分子的复制过程、特点及意义
2024年北京卷:DNA分子的结构和复制,基因的结构及功能,染色体、DNA、基因和核苷酸之间的关系
2023年北京卷: DNA分子的复制过程、特点及意义
1.DNA分子的结构和复制:重点考察DNA的复制过程,DNA分子的复制过程、特点及意义。
2.基因表达与性状的关系:重点考察基因表达的过程和表观遗传。
3.生物的变异与育种:重点考察基因突变和染色体变异。
4.生物的进化:重点考察自然选择和基因频率。
基因表达与性状的关系
2025年北京卷:基因的表达综合
2024年北京卷:表观遗传
生物的变异与育种
2025年北京卷:基因突变
2024年北京卷:染色体数目的变异,染色体组、单倍体、二倍体、多倍体概念
2023年北京卷:基因突变
生物的进化
2025年北京卷:自然选择与适应的形成,协同进化与生物多样性
2024年北京卷:基因频率的改变与生物进化
2023年北京卷:自然选择与适应的形成,基因频率的改变与生物进化
考点1 DNA分子的结构和复制
1.(2026·北京石景山·一模)研究者将1个含的大肠杆菌转移到含的培养液中,低温下培养24h。提取子代大肠杆菌的DNA,解开DNA双螺旋变成单链,然后进行密度梯度离心,试管中出现2条条带,见下图。下列叙述不正确的是( )
A.由结果推测该大肠杆菌的增殖周期大约为8h
B.根据条带的数目和位置无法确定DNA的复制方式
C.解开DNA双螺旋的实质是破坏配对碱基之间的氢键
D.将子代DNA进行密度梯度离心可得到相同位置的2条条带
2.(2026·北京房山·一模)DNA双螺旋结构的发现运用了多种科学方法。下列方法中,在DNA结构模型建立与验证中未直接使用的是( )
A.同位素标记法——追踪DNA分子的复制方式
B.归纳法——从X射线衍射图谱总结DNA的结构
C.假说-演绎法——提出碱基互补配对假说并以实验数据验证
D.模型建构法——通过物理模型验证碱基的空间排列
1.DNA双螺旋结构的主要特点
①DNA是由两条单链组成的,两条单链走向相反,从双链的一端起始,一条单链是从5′端到3′端的,另一条单链则是从3′端到5′端的。这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
②DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对具有一定规律:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对,G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。
2.DNA分子中的数量关系
(1)双链DNA分子中脱氧核糖:含氮碱基:磷酸:脱氧核苷酸=1:1:1:1。
(2)双链DNA分子中A=T、G=C、A+G=C+T=A+C=T+G,即非互补配对碱基和相等,等于碱基总数的50%。
(3)在双链DNA分子中,互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
(4)双链DNA分子中,非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数关系。
设双链DNA分子中,一条链上=m,则==m,互补链上=。
简记为DNA两条互补链中,不配对两碱基之和的比值乘积为1。
(5)在一个双链DNA分子中,某碱基占碱基总数的百分数等于每条链中该碱基所占比例的平均值,即A=。
(6)双链DNA分子中氢键总数=2×(A—T)碱基对数+3×(G—C)碱基对数。
3.与DNA复制有关的数量关系
DNA分子的复制为半保留复制,一个DNA分子复制n次,则:
(1)子代DNA分子数=2n个。
(2)含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个。
(3)不含亲代DNA链的子代DNA分子数=2n-2个。
(4)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条。
(5)亲代脱氧核苷酸链数=2条。
(6)新合成的脱氧核苷酸链数=2n+1-2条。
(7)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m×(2n-1)个。
②n次复制后,DNA分子含该种脱氧核苷酸数=m×2n个,(n-1)次复制后,DNA分子含该种脱氧核苷酸数=m×2n-1个,则第n次复制需该种脱氧核苷酸数=m×2n-m×2n-1=m×(2n-2n-1)=m×2n-1个。
1.一段DNA的两条链分别记为Ⅰ、Ⅱ,通过复制新合成子链a、b、c,其中c比b先合成。下列叙述错误的是( )
A.合成子链a、b、c时,都需要引物
B.子链a的合成方向是从右端向左端延伸
C.合成子链a、b、c时需要DNA聚合酶
D.子链a、b、c合成后,Ⅰ链与Ⅱ链重新形成双链结构
2.如图为某细菌拟核 DNA 复制的示意图,DNA 在复制原点(只有一个)解开成单链状态,两条单链分别作为模板,各自合成其互补链。复制过程中需先在引物酶的作用下合成引物(一小段 RNA)。下列相关叙述正确的是( )
A.引物酶可能是一种特殊的 RNA 聚合酶
B.前导链和滞后链结合形成一个子代 DNA 分子
C.两个子代 DNA 分子会随着丝粒的断裂而分离
D.两条链上 DNA 聚合酶移动方向都与复制叉前进方向相同
考点2 基因表达与性状的关系
1.(2026·北京·二模)科研团队采用AI人工智能模型根据蛋白质结构逆向设计基因序列。已知某蛋白质片段的部分氨基酸序列及其对应密码子的基因序列(模板链)如下表;下列叙述错误的是( )
氨基酸位置
氨基酸类型
对应密码子的基因模板链序列(5'→3')
10
丝氨酸(Ser)
TCT/TCC/TCA/TCG
11
精氨酸(Arg)
CGT/CGC/CGA/CGG/AGA/AGG
12
亮氨酸(Leu)
CTT/CTC/CTA/CTG/TTA/TTG
13
终止
TAA/TAG/TGA
A.利用AI预测新型蛋白质的基因结构应依据碱基互补配对原则
B.位置10处的丝氨酸对应密码子有4种,说明密码子具有简并性
C.精氨酸对应密码子的基因序列富含C或G,G-C含量与DNA稳定性有关
D.若位置13设计为3'-TCC-5',则相应mRNA翻译时对应的氨基酸为亮氨酸
2.(2026·北京门头沟·一模)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA,引起基因表达效应改变,具体过程如图所示。相关叙述正确的是( )
A.发生甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上
B.碱基甲基化通过影响翻译过程调控基因表达
C.蛋白Y可结合甲基化的mRNA促进其降解
D.碱基的甲基化可能会导致碱基种类发生改变
1.中心法则
①DNA的复制;②转录;③翻译;④RNA的复制;⑤逆转录。(提醒:④⑤在病毒体内发生)
①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递(DNA病毒及细胞生物)
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)
③具有逆转录功能的RNA病毒(如HIV)
④高度分化的细胞遗传信息的传递(提醒:高度分化细胞不在分裂,不存在DNA的复制过程)
DNARNA蛋白质
2.DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
项目
DNA复制
转录
翻译
逆转录
RNA复制
场所
主要细胞核
主要细胞核
核糖体
宿主细胞
宿主细胞
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
RNA
RNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
缩合反应的酶
逆转录酶
RNA聚合酶
能量
ATP提供
碱基互补配对原则
G-C、C-G
A-T、T-A
A-U、T-A
A-U、U-A
A-T、U-A
A-U、U-A
产物
两个子代DNA
RNA
多肽链
DNA
RNA
信息传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
RNA→DNA
RNA→RNA
1.暹罗猫毛色的季节变化(冬深夏浅),主要由TYR基因突变,温度敏感型酪氨酸酶构象变化影响黑色素合成导致。下列分析错误的是( )
A.暹罗猫毛色随温度变化属于表观遗传
B.温度可引起酪氨酸酶活性改变
C.环境可通过改变蛋白质的结构来影响性状
D.基因型与环境都会影响暹罗猫的毛色
2.miRNA是一种非编码单链RNA,参与基因表达调控(如图),在细胞分化、个体发育及疾病发生发展中发挥巨大作用,相关叙述错误的是( )
A.miRNA通过碱基互补配对来识别目标mRNA
B.途径②③中miRNA均通过抑制翻译来抑制目标基因表达
C.途径①②③的碱基互补配对有A-T、U-A、C-G、G-C配对
D.miRNA可能作为治疗疾病的药物的靶点
考点3 生物的变异与育种
1.(25-26高三上·北京海淀·月考)Wolf-Hirschhorn综合征(WHS)是由于4号染色体短臂缺失造成的。某该病患儿经检测发现4号染色体异常(如图),其他染色体正常。其父母无此疾病,父亲染色体正常,母亲存在8号与4号染色体相互移接现象。下列说法错误的是( )
A.WHS的症状是4号染色体基因数量改变所致
B.母亲染色体异常可能是通过家族遗传获得
C.8号和4号染色体相互移接属于基因重组
D.上述检测需用到动物细胞培养和显微观察技术
2.(2025·北京·模拟预测)染色质中有些区域螺旋化程度高,称为异染色质,异染色质中的基因难以表达。异染色质区域可以沿染色质扩展,障碍序列能够阻止其扩展。下图中某染色体倒位的雄果蝇斑点眼性状的出现原因是( )
A.白斑区域细胞中W基因的碱基序列发生改变
B.白斑区域细胞中异染色质扩展覆盖了W基因
C.白斑区域细胞中染色体倒位,红斑区域细胞中染色体正常
D.细胞中成对的W基因中只有一个能够正常表达
1.基因突变对蛋白质和性状的影响
(1)基因结构中碱基对的替换、增添、缺失对氨基酸序列的影响大小
类型
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
可改变1个氨基酸或不改变,也可能使翻译提前终止
增添
大
插入位置前不影响,影响插入位置后的序列
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一个氨基酸对应的序列
(2)基因突变未引起生物性状改变的三大原因
①突变部位:基因突变发生在基因的非编码区。
②密码子简并性:若基因突变发生后,引起了mRNA上的密码子改变,但由于一种氨基酸可对应多种密码子,若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状不改变。
③隐性突变:若基因突变为隐性突变,如AA中其中一个A→a,此时性状也不改变。
2.几种染色体变异类型产生配子的分析
(1)3种染色体结构变异产生配子情况
类型
产生的配子
A∶O=1∶1
AA∶a=1∶1
A∶Aa∶a∶O=1∶1∶1∶1
(2)3种染色体数目变异产生配子情况
类型
产生的配子
A∶O=1∶1
Aa∶A∶AA∶a=2∶2∶1∶1
AA∶Aa∶aa=1∶4∶1
注:“O”表示不含该基因。
1.利用多花报春和轮花报春培育异源四倍体植物丘园报春,A、B分别代表两个远缘物种的1个染色体组,每个染色体组均含9条染色体,培育过程如图。下列叙述正确的是( )
A.丘园报春减数分裂过程中能形成36个四分体
B.F₁植株通过减数分裂可产生A、B两种配子
C.多花报春芽尖细胞有丝分裂后期染色体数目为18条
D.利用秋水仙素或低温处理F₁幼苗,可获得丘园报春
2.将两种突变型T4噬菌体混合后与大肠杆菌共同涂布到平板上培养,观察噬菌体感染细菌后在平板上形成的透明圆斑(噬菌斑),结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.任意两种突变型噬菌体混合均能恢复感染能力
B.该实验可推断出两种突变是否发生在同一个基因内
C.只有发生基因重组的突变体,混合后才能恢复感染能力
D.噬菌斑的形成取决于突变体是否混合,与突变位点无关
考点4 生物的进化
1.(2026·北京顺义·一模)研究表明,城市麻雀的鸣唱音频(Hz)显著高于乡村同种麻雀,且这种差异可稳定遗传。关于城市噪音对麻雀鸣唱音频的影响,下列分析合理的是( )
A.城市噪音诱导麻雀鸣唱相关基因定向突变
B.低音频鸣唱有利于麻雀在城市噪音中求偶
C.噪音使麻雀种群中高音频鸣唱基因频率升高
D.城市麻雀与乡村麻雀已进化为两个物种
2.(2025·北京·模拟预测)工业革命导致英国某些地区树干变黑,栖息在树干上的桦尺蛾种群中,携带显性等位基因S的黑色蛾的频率增加。空气污染被控制后,英国3个地点桦尺蛾黑色类型的频率变化如下图所示,相关叙述错误的是( )
A.从1960年到2000年S基因的频率逐渐下降
B.自然选择决定了桦尺蛾种群体色进化的方向
C.S基因及其等位基因是突变产生的进化原材料
D.该现象说明不经过地理隔离也可以形成生殖隔离
1.基因突变对蛋白质和性状的影响
(1)常染色体上基因频率的计算
①已知各种基因型的个体数,计算基因频率
某基因频率=×100%
;
(A、a为基因,AA、Aa、aa为三种基因型个体数,PA、Pa为A、a基因的基因频率)
②已知基因型频率,计算基因频率
设有N个个体的种群,AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3,A、a的基因频率分别用PA、Pa表示,AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示,则:
;
以上公式可得出下列结论:某等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+×杂合子的频率。
(2)性染色体上基因频率的计算
计算公式(p为XA的基因频率,q为Xa的基因频率)
1.月亮鱼是目前已报道的唯一“全身恒温”鱼类。月亮鱼的体温比周围海水温度高约,能够提高其神经传导能力。基于比较基因组学研究,发现月亮鱼基因组中多个基因发生了适应性变化,这些基因的适应性变化可能共同驱动了月亮鱼恒温性状的演化,下列相关叙述错误的是( )
A.月亮鱼新物种的形成经过染色体变异、选择及地理隔离三个基本环节
B.在自然选择的作用下,月亮鱼种群的基因频率会发生定向改变
C.对比月亮鱼与其他物种的基因序列,是研究它们进化关系的分子水平证据
D.“全身恒温”可能是自然选择的结果,有助于提升月亮鱼的捕食以及防御能力
2.在一个果蝇种群中,科学家发现某个控制翅膀大小的基因位点存在多个等位基因。当环境温度逐渐升高时,其中一个决定较小翅膀的等位基因频率迅速增加。下列叙述正确的是( )
A.控制翅膀大小的多个等位基因的遗传遵循自由组合定律
B.该果蝇种群中控制翅膀大小的全部等位基因称为基因库
C.已经存在的等位基因会由于环境变化而变得有利或有害
D.该种群较小翅膀的基因频率迅速增加是基因突变的结果
1.(2026·北京东城·一模)单纯疱疹病毒(HSV)的ICP22蛋白能够抑制宿主细胞RNA聚合酶的功能,从而抑制宿主细胞基因的转录,但不影响自身基因转录。下列叙述错误的是( )
A.HSV能利用宿主细胞的酶和核糖体合成蛋白质
B.转录的原料是宿主细胞中4种游离的脱氧核苷酸
C.RNA聚合酶能与相关基因的启动子结合启动转录
D.研发ICP22蛋白抑制剂有望用于治疗HSV感染
2.(2026·北京朝阳·一模)下列关于基因与性状关系的理解,表述正确的是( )
A.生物体的性状主要取决于基因
B.每种性状都由一个基因决定
C.基因都通过控制酶合成控制性状
D.相同基因序列在不同环境性状相同
3.(25-26高三上·北京丰台·期末)红耳龟的性别分化受温度影响,D基因是睾丸发育的必需基因,K基因(编码组蛋白去甲基化酶)可促进D基因表达。研究者测得26℃和32℃下性腺细胞中K基因的相对表达量、如图所示。下列叙述错误的是( )
A.26℃时,K基因高表达有利于胚胎发育成雄性
B.32℃时,若促进D基因高表达胚胎仍可发育成雄性
C.遗传信息相同的红耳龟有可能发育成不同性别
D.温度可通过改变D基因的碱基序列影响性别分化
4.(25-26高三上·北京房山·期末)研究显示,吸烟可提高机体细胞DNA甲基化水平而影响基因表达。对比重度吸烟者和不吸烟者的精子情况,结果如下表,下列推断错误的是( )
分组
重度吸烟者
不吸烟者
精子浓度()
52.38
64.42
精子活力(%)
59.95
67.87
精子DNA甲基化水平()
8.2
4.1
A.吸烟会导致精子数量和活力下降
B.吸烟产生的影响会遗传给子代
C.吸烟导致DNA甲基化使其碱基序列改变
D.本研究为“吸烟有害健康”提供了证据
5.(2025·北京东城·二模)如下图所示,细胞内存在修复DNA损伤的机制,若正在转录的基因发生损伤,来不及修复时,可能发生跨损伤转录。将终止密码子对应序列 插入荧光素酶基因,并去除碱基A引入损伤,将损伤的荧光素酶基因导入细菌中进行实验。下列说法错误的是( )
A.DNA修复的过程中有氢键形成
B.图中终止密码子的序列为TAA
C.若检测到细菌产生荧光,能够说明细菌存在跨损伤转录机制
D.跨损伤转录和DNA修复能降低基因突变对细菌的不利影响
6.(24-25高三上·北京顺义·期末)某细菌的逆转录酶RT可催化其体内的一种非编码RNA发生滚环逆转录,即完成一轮逆转录后,RT“跳跃”到起点继续下一轮,每轮产生的cDNA片段不能编码蛋白质,但其不断串联形成的单链cDNA可在噬菌体感染细菌时编码防御蛋白,过程如下图。相关叙述错误的是( )
A.滚环逆转录以4种脱氧核苷酸为原料
B.单链cDNA中存在多个重复序列
C.上述过程仅体现遗传信息由RNA向DNA流动
D.细菌基因组中原本不存在编码防御蛋白的基因
7.(2026·北京朝阳·一模)LMNA基因编码的蛋白可维持细胞核的结构稳定。研究者利用CRISPR/Cas9技术获得LMNA突变基因被修复的iPSC细胞系。该细胞系作为对照在研究中的价值是( )
A.验证CRISPR/Cas9系统对LMNA基因的编辑效率
B.排除遗传背景差异以确定LMNA基因突变与表型关系
C.制备可供异体移植的通用型干细胞治疗产品
D.比较LMNA基因不同突变类型对细胞功能的影响
8.(25-26高三上·北京海淀·月考)科学家对我国北方地区距今3.3万年~3400年的25个古东亚人的基因组数据进行分析,发现突变基因E最早出现在距今1.9万年前,这是距今最近的极寒时期末期。该突变基因使东亚人具有更多的汗腺等体征。下列叙述不正确的是( )
A.该地区古东亚人化石也可为进化提供证据
B.突变基因E使个体更能适应温暖环境
C.温度改变导致形成突变基因E且频率升高
D.现代人的E基因频率可能高于古东亚人
9.(24-25高三上·北京昌平·期末)下图所示的变异导致A病的发生,下列叙述错误的是( )
A.该变异属于可遗传变异
B.该病属于多基因遗传病
C.该变异导致基因的数目和排列顺序改变
D.患者的染色体片段发生缺失和易位
10.(2026·北京西城·一模)将来自不同湖泊的刺鱼在人工饲养条件下杂交,结果如图。对两个刺鱼种群的叙述错误的是( )
A.不存在生殖隔离 B.性状主要由环境决定
C.基因库有差异 D.具有共同祖先
11.(2026·北京东城·一模)适应是自然选择的结果,其形成离不开生物的遗传、变异与环境的相互作用。下列叙述正确的是( )
A.食蚁兽舌头细长,主要是长期舔食蚂蚁的结果
B.枯叶蝶因模仿枯叶而改变翅色,并将该性状遗传给后代
C.抗生素诱导细菌产生相应突变,从而使细菌产生耐药性
D.工业污染区中浅色型桦尺蛾更易被捕食,黑色型比例增加
12.(2026·北京门头沟·一模)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。相关叙述错误的是( )
A.引起镰状细胞贫血的基因突变为有害突变
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形态
D.基因h的功能体现了一个基因可以影响多个性状
13.(2025·北京石景山·一模)某植物在青藏高原的不同区域有两个种群,种群甲花期结束约20天后,种群乙才开始开花。研究发现两者间人工授粉不能形成有活力的种子。下列叙述不正确的是( )
A.花期隔离标志着两个种群间已出现物种的分化
B.花期隔离进一步增大种群甲和乙的基因库差异
C.地理隔离和花期隔离限制两种群间的基因交流
D.物种形成过程实质是种间生殖隔离建立的过程
14.(2026·北京西城·一模)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
基于T7-OR复制系统的基因持续超突变和加速进化
T7噬菌体侵染大肠杆菌后,会合成其特有的DNA聚合酶、解旋酶等,以适配自身DNA的特殊结构,来进行DNA复制。科研人员对T7噬菌体的复制系统进行改造,开发出新的复制系统(T7-OR),实现了目标基因在大肠杆菌细胞内的连续超突变和加速进化。
T7溶菌酶的核心功能是降解宿主菌细胞壁,帮助子代噬菌体从细菌中释放。T7溶菌酶还参与T7噬菌体DNA复制(图1)。科研人员将T7DNA聚合酶基因、T7溶菌酶基因改造后,与T7RNA聚合酶基因、T7复制原点等导入大肠杆菌中,获得具有T7-OR复制系统的菌株(R菌株)。T7-OR系统仅作用于携带T7复制原点的环形质粒,实现在正常培养条件下目标基因的持续超突变。
细菌产生的β-内酰胺酶能够水解β-内酰胺类抗生素,使其失去抗菌活性。这种酶是细菌耐药性的重要机制之一。科研人员将β-内酰胺酶基因导入R菌株,然后将此菌株接种到含有最低抑菌浓度的抗生素的平板上,以此作为进化起点。培养后挑取菌落,在不断提高的抗生素浓度下传代培养。该系统仅用一周时间,就使β-内酰胺酶的抗菌活性提升5000倍,且进化出的突变位点与临床耐药菌株中的突变高度一致。
(1)在复制原点附近,T7溶菌酶与T7RNA聚合酶结合后______过程被终止,已合成的RNA链被T7DNA聚合酶利用,以复制T7DNA。
(2)为实现目标基因在宿主菌内的持续超突变,在开发T7-OR复制系统时,对T7溶菌酶和T7DNA聚合酶的改造分别是______。
(3)获取用于β-内酰胺酶基因加速进化的R菌株时,下列组件应构建到图2中哪种结构上。
①T7DNA聚合酶基因______;
②T7复制原点______;
③β-内酰胺酶基因______。
(4)关于β-内酰胺酶进化实验和T7-OR复制系统的叙述,正确的有______。
A.目标基因快速高频突变,依赖系统导致的高突变率和大肠杆菌快速繁殖能力
B.该系统使酶活性提升5000倍,说明可通过定向突变提升蛋白质功能
C.进化出的突变位点与临床耐药菌高度一致,体现实验室进化结果的实用性
(5)请说明T7-OR复制系统与传统诱变相比在基因加速进化方面的优势______。
15.(2026·北京丰台·一模)在作物育种中,培育不育系可简化制种流程、节约人工时间。
(1)科研人员培育出了具备优良性状的甘蓝油菜雄性不育系CMS,为获得雄性育性恢复的该品系,计划引入油菜R中的育性恢复基因,部分流程如图1,其中①是________。以________性状作为筛选依据,从而获得BC1到BC5。
(2)在上述BC5中发现一株雌性不育突变体(G)。为判断雌性不育性状的遗传方式,应从BC5中选择正常植株(H)与G杂交,结果发现子代性状及比例为________,推测雌性不育性状由显性单基因控制。
(3)检测发现G中Bol基因的转录量显著低于H.对两者进行基因组测序,若结果为________,则支持假说“Bol基因是导致雌性不育的基因”。后续实验证明了该假说。
(4)进一步研究发现在20±2℃稳定低温或32±2℃稳定高温时,G可恢复育性。且G中突变的Bol基因可使叶片呈锯齿状。基于以上信息,请利用G植株、CMS植株、N品系(可育、具备优良性状),在图2中完善育种流程,构建田间收获均为目标杂交种的育种体系。
16.(2026·北京丰台·一模)学习下列材料,回答(1)~(4)题。
大肠杆菌转录调控机制的新认识
转录因子(TF)是一类可促进或抑制转录的蛋白质。过去认为强度有差异的启动子受同一TF调控时,转录量差异会更大。最近科学家发现某些TF不符合这一规律,在这些TF调控下,强度不同的组成型启动子(持续表达启动子)的最终转录量却无显著差异,科学家对此展开研究。LacI与CpxR是这类TF的代表,二者调控结果如图1。
图1:
注:不同虚线代表强度不同的组成型启动子,转录量频率为某转录水平的细胞所占比例
科学家建立数学模型解释上述现象:最终转录量由TF对启动子的调控能力(FC)与组成型启动子强度(C)共同决定,最终转录量=FC×C.图1结果显示,在CpxR或LacI的调节下,FC×C=常数,说明这类TF的调控能力FC与启动子强度C呈反比。以CpxR调控为例,强启动子基础转录水平高,在极少量CpxR促进下仅增长几倍就达到饱和转录水平,因此FC较小,而弱启动子相反。细胞内正常浓度的TF对强启动子已过饱和,而对弱启动子不饱和,弱启动子能更充分地利用TF的调控效果,使得不同启动子在TF调控下的转录量差异被“抹平”。
为将结果推向一般化,科学家进一步提出了适用于所有TF类型的FC定量计算公式:
其中[TF]是TF饱和程度(最小为0,最大为1),在同一个TF调节过程中,α和β是不变的。β是大于0的数,用来衡量TF调控RNA聚合酶与启动子结合的稳定性参数:当β>1时,TF会增强RNA聚合酶与启动子结合的稳定性,上文中LacI与CpxR均属此类;β<1时反之。因此可以计算出某一TF浓度下具体的FC,也可以推知随着TF浓度变化,FC的变化趋势。
该项研究拓展了人们对基因转录水平调控的认识。
(1)RNA聚合酶能识别并结合启动子、驱动基因________。该过程所需的原料是________。
(2)根据图1分析LacI和CpxR的作用效果,将选项填入表格中。
TF类型
启动子类型
LacI
CpxR
弱启动子
①________
②________
强启动子
③________
④________
a.激活作用强 b.激活作用弱
c.抑制作用强 d.抑制作用弱
(3)由FC计算公式推知,当β>1时,随TF浓度增加FC的变化趋势是________,可能与RNA聚合酶和启动子的结合情况有关。
(4)另发现一种促进型转录因子D,其β<1.现有两种不同强度的组成型启动子(X和Y)控制同一基因表达,无D时表达量如图所示。请运用文中信息与模型,预测并绘制D调控下的转录量结果(不考虑转录量频率)。
17.(2025·北京石景山·一模)玉米是我国种植面积最大的粮食作物。研究籽粒的发育机制对提高产量有重要意义。
(1)DNA甲基化是表观遗传调控中一种重要修饰,广泛参与到植物生命活动的调控中。它并未改变基因的碱基序列,但______发生了可遗传的变化。
(2)科研团队从玉米B73品系突变体库中筛选得到两种去甲基化酶的突变体,相关基因分别为a和b。
①测序发现,两个突变基因均为单碱基替换,导致最终合成的多肽链缩短,形成的DNA去甲基化酶功能减弱。这种变异类型属于______。
②玉米籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成,籽粒大小主要取决于胚乳体积。双杂合植株自交后代中,纯合双突变体籽粒的重量明显低于其他基因型个体,所占比例为1/16.判断基因A/a、B/b的位置关系是______。
③研究人员检测了授粉14天后双杂合植株自交后代胚乳中的DNA甲基化情况,结果如下表。请解释纯合双突变籽粒比单突变籽粒轻的原因_______。
基因组成
A_B_
aaB_
A_bb
aabb
胚乳基因的DNA甲基化水平
*
**
***
*****
注:“*”越多,表示甲基化水平越高
(3)基因印记表达是子代中的等位基因基于亲本来源特异性表达的现象,即子代只表达来源于母方(或父方)的等位基因。研究人员用B73品系和另一稳定遗传的品系做亲本进行杂交实验,证明与胚乳发育有关的H/h为母源等位基因,且其特异性表达由来自母本的酶B介导的DNA去甲基化导致。请在下表中补充其余3组的亲本基因型及H基因表达情况。
组别
杂交组合
H基因表达情况
1
BBhh(♀)×BBHH(♂)
不表达
2
_______
_______
3
_______
_______
4
_______
_______
18.(24-25高三上·北京昌平·期末)稻瘟病菌分泌的非经典分泌蛋白M会导致水稻患稻瘟病,严重威胁粮食安全。
(1)M是在稻瘟病菌细胞内,以____为原料,通过____反应形成肽链,再盘曲、折叠形成的有特定功能的非经典分泌蛋白。
(2)为探究M对稻瘟病菌细胞壁完整性的影响,及其在稻瘟病菌氧化损伤中所起的作用,研究人员做了以下两组实验:
①选用野生型菌株和M基因缺失突变菌株(AM),检测几丁质(稻瘟病菌细胞壁的主要成分)合成相关酶和抗氧化相关酶的活性,图1结果显示,在M基因缺失突变菌株中,____。
②选用野生型菌株和M基因缺失突变菌株(AM-2、△M-6)以及M基因恢复突变菌株(AM-c),置于不同浓度的H2O2环境中,图2结果表明____,且随着H2O2浓度的增加,菌株的抗氧化损伤能力下降。
(3)为研究M在水稻细胞中作用部位,用红色荧光染料将水稻的线粒体标记为红色,将构建的M基因与绿色荧光蛋白基因融合表达载体导入水稻细胞。结果显示绿色荧光与红色荧光重叠,形成黄色或橙色区域。由此推测,M的作用部位可能是水稻细胞的____。
(4)结合上述研究,提出一个能够增强水稻抗稻瘟病能力的设想____。
19.(2026·北京丰台·一模)为探究白车轴草与黑麦草之间是否会因种间竞争而发生资源利用的分化,研究者进行了相关实验。
(1)白车轴草的生态位是指它在群落中的地位或作用,包括所处的________,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。
(2)研究者在甲、乙两个地点对白车轴草进行了移栽和重栽实验。实验处理如图1,检测白车轴草的总干重如图2。
注:1—6表示样地编号,“。”表示白车轴草来源地,箭头表示白车轴草移栽/重栽方向。
①将白车轴草种植在三类实验样地中:移除白车轴草的乙地、移除白车轴草和黑麦草的乙地、______。
②样地3和样地5是对照组,其中样地3的处理是移除________、种植________。
③据图2分析,样地1中白车轴草的总干重显著低于样地2,说明________。样地3与样地4相比无显著差异的原因是________。
(3)综合上述实验结果,可推测乙地白车轴草会因长期与黑麦草竞争而发生________的分化,即产生了________性进化。
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抢分05
考点1DNA分子的结构和复制
01考点狙击
1.D
2.A
03命题预测
1.D
2.A
◆考点2基因表达与性状的关系
01考点狙击
1.D
2.B
03命题预测
1.A
2.C
考点3生物的变异与育种
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1.C
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1.D
2.B
●考点4生物的进化
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遗传的分子基础
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1.A
2.C
THREE
PART3通关特训
1.B
2.A
3.D
4.C
5.B
6.C
7.B
8.C
9.8
10.B
11.D
12.A
13.A
14.
【答案】(1)转录
(2)使T7溶菌酶降解细菌细胞壁功能缺失;降低T7DNA聚合酶的保真性
(3)
质粒1质粒2
质粒2
(4)AC
(5)仅针对外源目标基因进行突变,不导致宿主菌自身基因突变,宿主菌成活率高,月标基因持续超突变,
进化速度快
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15.
【答案】(1)
CMS
雄性可育/育性恢复
(2)雌性可育:雌性不育=1:1
(3)仅Bol基因序列存在差异
N品系
G植株
FXN品系
田间,早期选择
N品系XBC
锯齿状叶性状
连续多代Y
与N回交Y
(4)
获得与N品系相似的雌性不育系
20℃±2℃的稳定低温或
⑧
条件:32℃±2℃的稳定高温
大量获得
X CMS
该纯合雌性不育植株
条件:23℃-29℃1
大量目标杂交种
16
【答案】(1)
转录
四种游离的核糖核苷酸
(2)
b
(3)逐渐降低
4)
17
【答案】(1)基因表达和表型
(2)
基因突变
分别位于两对同源染色体上
酶A和酶B均能使促
甲基化,提高其表达水平。单突变体分别能合成酶A或酶B,发挥去甲基化
均无法合成,因此相关基因的甲基化水平高,胚乳发育受抑制。
(3)
BBHH(♀)X BBhh(S)
表达
bbHH(♀)X BBhh(&)
XbbHH (
不表达
18.
【答案】(1)
氨基酸
脱水缩合
(2)几丁质合成相关酶和抗氧化相关酶的相对酶活性下降
M可降低H202
(3)线粒体
(4)将抑制M功能的基因导入水稻细胞,干扰M发挥作用
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进胚乳组织发育的相关基因去
用,双突变体中酶A和酶B
不表达
BBhh(♀)
对稻瘟病菌的氧化损伤
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19.
【答案】(1)空间位置
(2)
移除白车轴草的甲地
白车轴草
乙地的白车轴草
黑麦草与白车轴草之间存在显著的
种间竞争,黑麦草会明显抑制白车轴草的生长
来自两物种地(乙地)的白车轴草与黑麦草的竞争较弱
(3)
生态位
适应
4/4
抢分05 遗传的分子基础
4大考点抢分
题型
考情分析
考向预测
DNA分子的结构和复制
2025年北京卷:探究DNA的复制过程,DNA分子的复制过程、特点及意义
2024年北京卷:DNA分子的结构和复制,基因的结构及功能,染色体、DNA、基因和核苷酸之间的关系
2023年北京卷: DNA分子的复制过程、特点及意义
1.DNA分子的结构和复制:重点考察DNA的复制过程,DNA分子的复制过程、特点及意义。
2.基因表达与性状的关系:重点考察基因表达的过程和表观遗传。
3.生物的变异与育种:重点考察基因突变和染色体变异。
4.生物的进化:重点考察自然选择和基因频率。
基因表达与性状的关系
2025年北京卷:基因的表达综合
2024年北京卷:表观遗传
生物的变异与育种
2025年北京卷:基因突变
2024年北京卷:染色体数目的变异,染色体组、单倍体、二倍体、多倍体概念
2023年北京卷:基因突变
生物的进化
2025年北京卷:自然选择与适应的形成,协同进化与生物多样性
2024年北京卷:基因频率的改变与生物进化
2023年北京卷:自然选择与适应的形成,基因频率的改变与生物进化
考点1 DNA分子的结构和复制
1.(2026·北京石景山·一模)研究者将1个含的大肠杆菌转移到含的培养液中,低温下培养24h。提取子代大肠杆菌的DNA,解开DNA双螺旋变成单链,然后进行密度梯度离心,试管中出现2条条带,见下图。下列叙述不正确的是( )
A.由结果推测该大肠杆菌的增殖周期大约为8h
B.根据条带的数目和位置无法确定DNA的复制方式
C.解开DNA双螺旋的实质是破坏配对碱基之间的氢键
D.将子代DNA进行密度梯度离心可得到相同位置的2条条带
【答案】D
【详解】A、初始1个含14N/14N-DNA的大肠杆菌,在15N培养液中复制n次后,总DNA单链数为2n+1条,其中14N单链始终为2条,15N单链为2n+1−2条;由图可知14N单链占比为1/8,则得n=3,说明24h内完成3次复制,因此增殖周期约为24÷3=8h,A正确;
B、本实验是将DNA解旋为单链后离心,仅能得到14N单链和15N单链的两条条带,无法区分DNA的复制方式是半保留复制、全保留复制还是弥散复制,即根据条带的数目和位置无法确定DNA的复制方式,B正确;
C、DNA双螺旋的维系依赖配对碱基之间的氢键,解开双螺旋的实质就是破坏这些氢键,使两条链分离,C正确;
D、若不解旋直接对子代双链DNA进行密度梯度离心,子代DNA有14N/15N(中带)和15N/15N(重带)两种类型,会出现2条位置不同的条带,与解旋后单链离心得到的条带位置不同,D错误。
2.(2026·北京房山·一模)DNA双螺旋结构的发现运用了多种科学方法。下列方法中,在DNA结构模型建立与验证中未直接使用的是( )
A.同位素标记法——追踪DNA分子的复制方式
B.归纳法——从X射线衍射图谱总结DNA的结构
C.假说-演绎法——提出碱基互补配对假说并以实验数据验证
D.模型建构法——通过物理模型验证碱基的空间排列
【答案】A
【详解】A、同位素标记法追踪DNA分子的复制方式,是后续科学家验证DNA半保留复制特点时使用的方法,并未直接参与DNA双螺旋结构模型的建立与验证过程,A符合题意;
B、科学家对DNA的X射线衍射图谱结果进行归纳分析,总结得出DNA为螺旋结构,该过程使用了归纳法,B不符合题意;
C、沃森和克里克先提出碱基互补配对的假说,再结合查哥夫发现的“DNA中A含量等于T、G含量等于C”的实验数据验证假说,用到了假说-演绎法,C不符合题意;
D、沃森和克里克通过搭建DNA物理模型,不断调整碱基、磷酸等组分的空间排列,最终得到合理的双螺旋结构,用到了模型建构法,D不符合题意。
1.DNA双螺旋结构的主要特点
①DNA是由两条单链组成的,两条单链走向相反,从双链的一端起始,一条单链是从5′端到3′端的,另一条单链则是从3′端到5′端的。这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
②DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对具有一定规律:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对,G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。
2.DNA分子中的数量关系
(1)双链DNA分子中脱氧核糖:含氮碱基:磷酸:脱氧核苷酸=1:1:1:1。
(2)双链DNA分子中A=T、G=C、A+G=C+T=A+C=T+G,即非互补配对碱基和相等,等于碱基总数的50%。
(3)在双链DNA分子中,互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
(4)双链DNA分子中,非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数关系。
设双链DNA分子中,一条链上=m,则==m,互补链上=。
简记为DNA两条互补链中,不配对两碱基之和的比值乘积为1。
(5)在一个双链DNA分子中,某碱基占碱基总数的百分数等于每条链中该碱基所占比例的平均值,即A=。
(6)双链DNA分子中氢键总数=2×(A—T)碱基对数+3×(G—C)碱基对数。
3.与DNA复制有关的数量关系
DNA分子的复制为半保留复制,一个DNA分子复制n次,则:
(1)子代DNA分子数=2n个。
(2)含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个。
(3)不含亲代DNA链的子代DNA分子数=2n-2个。
(4)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条。
(5)亲代脱氧核苷酸链数=2条。
(6)新合成的脱氧核苷酸链数=2n+1-2条。
(7)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m×(2n-1)个。
②n次复制后,DNA分子含该种脱氧核苷酸数=m×2n个,(n-1)次复制后,DNA分子含该种脱氧核苷酸数=m×2n-1个,则第n次复制需该种脱氧核苷酸数=m×2n-m×2n-1=m×(2n-2n-1)=m×2n-1个。
1.一段DNA的两条链分别记为Ⅰ、Ⅱ,通过复制新合成子链a、b、c,其中c比b先合成。下列叙述错误的是( )
A.合成子链a、b、c时,都需要引物
B.子链a的合成方向是从右端向左端延伸
C.合成子链a、b、c时需要DNA聚合酶
D.子链a、b、c合成后,Ⅰ链与Ⅱ链重新形成双链结构
【答案】D
【详解】A、DNA复制过程中,DNA聚合酶需要引物来启动新链的合成,引物通常是一段短核酸序列,为DNA聚合酶提供3’-OH末端,以便开始延伸,A正确;
B、Ⅰ的右边为3′端,子链与模板链反向链接,DNA复制时,子链沿5′→3′方向延长,图中子链a的合成方向是从右端向左端延伸,B正确;
C、新链合成均需 DNA 聚合酶催化,故合成子链a、b、c时都需要DNA聚合酶,C正确;
D、DNA复制是半保留复制,两条模板链不会重新形成双链结构,而是各自与其新合成子链配对形成新的双链,D错误。
故选D。
2.如图为某细菌拟核 DNA 复制的示意图,DNA 在复制原点(只有一个)解开成单链状态,两条单链分别作为模板,各自合成其互补链。复制过程中需先在引物酶的作用下合成引物(一小段 RNA)。下列相关叙述正确的是( )
A.引物酶可能是一种特殊的 RNA 聚合酶
B.前导链和滞后链结合形成一个子代 DNA 分子
C.两个子代 DNA 分子会随着丝粒的断裂而分离
D.两条链上 DNA 聚合酶移动方向都与复制叉前进方向相同
【答案】A
【详解】A、已知引物是一小段RNA,而RNA聚合酶能催化RNA的合成。引物酶的作用是合成引物(RNA),所以引物酶可能是一种特殊的RNA聚合酶,A正确;
B、DNA复制为半保留复制,每个子代DNA分子是由一条母链和一条新合成的子链组成。前导链和滞后链分别是两条母链指导合成的子链,它们不会结合形成一个子代DNA分子,B错误;
C、细菌是原核生物,没有染色体,也就不存在着丝粒。两个子代DNA分子是随着细胞的分裂(如二分裂)而分离的,C错误;
D、DNA聚合酶只能从引物的3’端开始延伸DNA链,所以前导链上DNA聚合酶移动方向与复制叉前进方向相同;但滞后链是不连续复制的,其DNA聚合酶移动方向与复制叉前进方向相反,D错误。
故选A。
考点2 基因表达与性状的关系
1.(2026·北京·二模)科研团队采用AI人工智能模型根据蛋白质结构逆向设计基因序列。已知某蛋白质片段的部分氨基酸序列及其对应密码子的基因序列(模板链)如下表;下列叙述错误的是( )
氨基酸位置
氨基酸类型
对应密码子的基因模板链序列(5'→3')
10
丝氨酸(Ser)
TCT/TCC/TCA/TCG
11
精氨酸(Arg)
CGT/CGC/CGA/CGG/AGA/AGG
12
亮氨酸(Leu)
CTT/CTC/CTA/CTG/TTA/TTG
13
终止
TAA/TAG/TGA
A.利用AI预测新型蛋白质的基因结构应依据碱基互补配对原则
B.位置10处的丝氨酸对应密码子有4种,说明密码子具有简并性
C.精氨酸对应密码子的基因序列富含C或G,G-C含量与DNA稳定性有关
D.若位置13设计为3'-TCC-5',则相应mRNA翻译时对应的氨基酸为亮氨酸
【答案】D
【详解】A、逆向设计基因序列时,基因的转录和翻译过程均遵循碱基互补配对原则,AI预测新型蛋白质的基因结构需要依据该原则保证合成的蛋白质序列正确,A正确;
B、密码子简并性指一种氨基酸可对应多种密码子,位置10的丝氨酸对应4种密码子,体现了密码子的简并性,B正确;
C、G-C碱基对之间含3个氢键,A-T碱基对之间含2个氢键,G-C含量越高DNA热稳定性越高,精氨酸对应的模板链序列富含C、G,符合该特点,C正确;
D、基因模板链为3'-TCC-5'时,按照碱基互补配对、反向平行的转录规则,得到的mRNA密码子为5'-AGG-3',对应氨基酸为精氨酸,不是亮氨酸,D错误。
2.(2026·北京门头沟·一模)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA,引起基因表达效应改变,具体过程如图所示。相关叙述正确的是( )
A.发生甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上
B.碱基甲基化通过影响翻译过程调控基因表达
C.蛋白Y可结合甲基化的mRNA促进其降解
D.碱基的甲基化可能会导致碱基种类发生改变
【答案】B
【详解】A、题干明确说明甲基化修饰发生在mRNA上,mRNA的基本单位是核糖核苷酸,因此甲基化的碱基位于核糖核苷酸链上,而非脱氧核糖核苷酸链,A错误;
B、mRNA是翻译的模板,从题图可知,甲基化后的mRNA有两种去向:未被结合的发生降解无法翻译,被蛋白Y结合的可正常翻译,说明碱基甲基化通过影响翻译过程调控基因表达,B正确;
C、题图显示蛋白Y结合甲基化的mRNA后,该mRNA可正常进行表达(翻译)产生肽链,并非促进其降解,C错误;
D、碱基甲基化只是给碱基添加甲基修饰,不会改变碱基的种类,D错误。
1.中心法则
①DNA的复制;②转录;③翻译;④RNA的复制;⑤逆转录。(提醒:④⑤在病毒体内发生)
①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递(DNA病毒及细胞生物)
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)
③具有逆转录功能的RNA病毒(如HIV)
④高度分化的细胞遗传信息的传递(提醒:高度分化细胞不在分裂,不存在DNA的复制过程)
DNARNA蛋白质
2.DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
项目
DNA复制
转录
翻译
逆转录
RNA复制
场所
主要细胞核
主要细胞核
核糖体
宿主细胞
宿主细胞
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
RNA
RNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
缩合反应的酶
逆转录酶
RNA聚合酶
能量
ATP提供
碱基互补配对原则
G-C、C-G
A-T、T-A
A-U、T-A
A-U、U-A
A-T、U-A
A-U、U-A
产物
两个子代DNA
RNA
多肽链
DNA
RNA
信息传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
RNA→DNA
RNA→RNA
1.暹罗猫毛色的季节变化(冬深夏浅),主要由TYR基因突变,温度敏感型酪氨酸酶构象变化影响黑色素合成导致。下列分析错误的是( )
A.暹罗猫毛色随温度变化属于表观遗传
B.温度可引起酪氨酸酶活性改变
C.环境可通过改变蛋白质的结构来影响性状
D.基因型与环境都会影响暹罗猫的毛色
【答案】A
【详解】A、表观遗传的核心是生物体基因的碱基序列保持不变,仅基因表达和表型发生可遗传的变化。本题中该性状的根本原因是TYR基因发生了突变,且温度导致的毛色变化不可遗传,不符合表观遗传的定义,A错误;
B、题干明确说明温度会使温度敏感型酪氨酸酶的构象发生变化,而酶的空间结构直接决定酶活性,因此温度可引起酪氨酸酶活性改变,B正确;
C、温度属于环境因素,它通过改变酪氨酸酶(蛋白质)的空间结构影响黑色素的合成,最终改变毛色性状,说明环境可通过改变蛋白质的结构来影响性状,C正确;
D、TYR基因突变的基因型是该性状出现的基础,季节温度(环境)会通过影响酶活性改变毛色深浅,说明基因型与环境都会影响暹罗猫的毛色,D正确。
故选A。
2.miRNA是一种非编码单链RNA,参与基因表达调控(如图),在细胞分化、个体发育及疾病发生发展中发挥巨大作用,相关叙述错误的是( )
A.miRNA通过碱基互补配对来识别目标mRNA
B.途径②③中miRNA均通过抑制翻译来抑制目标基因表达
C.途径①②③的碱基互补配对有A-T、U-A、C-G、G-C配对
D.miRNA可能作为治疗疾病的药物的靶点
【答案】C
【详解】A、从图中可以看出,miRNA能与目标mRNA进行碱基互补配对来识别目标mRNA,A正确;
B、途径②③中,miRNA与mRNA结合后,抑制了核糖体与mRNA的结合,也就抑制了翻译过程,从而抑制目标基因表达,B正确;
C、途径②③都是RNA链之间的结合,所以不存在A-T的碱基互补配对,C错误;
D、由于miRNA在细胞分化、个体发育及疾病发生发展中发挥巨大作用,所以它可能作为治疗疾病的药物的靶点,D正确。
故选C。
考点3 生物的变异与育种
1.(25-26高三上·北京海淀·月考)Wolf-Hirschhorn综合征(WHS)是由于4号染色体短臂缺失造成的。某该病患儿经检测发现4号染色体异常(如图),其他染色体正常。其父母无此疾病,父亲染色体正常,母亲存在8号与4号染色体相互移接现象。下列说法错误的是( )
A.WHS的症状是4号染色体基因数量改变所致
B.母亲染色体异常可能是通过家族遗传获得
C.8号和4号染色体相互移接属于基因重组
D.上述检测需用到动物细胞培养和显微观察技术
【答案】C
【详解】A、根据题干可知:WHS 是 4 号染色体短臂缺失导致的,染色体片段缺失会使该区域的基因数量减少,从而引发相关症状,A正确;
B、母亲存在 8 号与 4 号染色体相互移接(易位)现象,属于染色体结构变异,这种染色体结构异常可以通过家族遗传获得,B正确;
C、母亲存在8号与4号染色体的相互易位现象属于染色体结构变异,C错误;
D、染色体核型分析需要先进行动物细胞培养,再通过显微镜观察染色体的形态和结构,D正确。
故选C。
2.(2025·北京·模拟预测)染色质中有些区域螺旋化程度高,称为异染色质,异染色质中的基因难以表达。异染色质区域可以沿染色质扩展,障碍序列能够阻止其扩展。下图中某染色体倒位的雄果蝇斑点眼性状的出现原因是( )
A.白斑区域细胞中W基因的碱基序列发生改变
B.白斑区域细胞中异染色质扩展覆盖了W基因
C.白斑区域细胞中染色体倒位,红斑区域细胞中染色体正常
D.细胞中成对的W基因中只有一个能够正常表达
【答案】B
【详解】A、斑点眼是染色体倒位导致的异染色质扩展问题,不是基因结构变化,故基因的碱基序列未发生改变,A错误;
B、染色体倒位后,原本的障碍序列位置改变,无法有效阻止异染色质扩展;白斑区域中异染色质覆盖了W基因,导致W基因难以表达,进而形成白斑,符合题干中异染色质的功能特点,B正确;
C、从图中能明显看出,白斑区域和红斑区域细胞中染色体均发生了倒位,并非只有白斑区域细胞中染色体倒位,C错误;
D、图中显示白斑区域是因为W基因被异染色质覆盖而难以表达,并不是细胞中成对的W基因中只有一个能够正常表达,D错误。
故选B。
1.基因突变对蛋白质和性状的影响
(1)基因结构中碱基对的替换、增添、缺失对氨基酸序列的影响大小
类型
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
可改变1个氨基酸或不改变,也可能使翻译提前终止
增添
大
插入位置前不影响,影响插入位置后的序列
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一个氨基酸对应的序列
(2)基因突变未引起生物性状改变的三大原因
①突变部位:基因突变发生在基因的非编码区。
②密码子简并性:若基因突变发生后,引起了mRNA上的密码子改变,但由于一种氨基酸可对应多种密码子,若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状不改变。
③隐性突变:若基因突变为隐性突变,如AA中其中一个A→a,此时性状也不改变。
2.几种染色体变异类型产生配子的分析
(1)3种染色体结构变异产生配子情况
类型
产生的配子
A∶O=1∶1
AA∶a=1∶1
A∶Aa∶a∶O=1∶1∶1∶1
(2)3种染色体数目变异产生配子情况
类型
产生的配子
A∶O=1∶1
Aa∶A∶AA∶a=2∶2∶1∶1
AA∶Aa∶aa=1∶4∶1
注:“O”表示不含该基因。
1.利用多花报春和轮花报春培育异源四倍体植物丘园报春,A、B分别代表两个远缘物种的1个染色体组,每个染色体组均含9条染色体,培育过程如图。下列叙述正确的是( )
A.丘园报春减数分裂过程中能形成36个四分体
B.F₁植株通过减数分裂可产生A、B两种配子
C.多花报春芽尖细胞有丝分裂后期染色体数目为18条
D.利用秋水仙素或低温处理F₁幼苗,可获得丘园报春
【答案】D
【详解】A、丘园报春为异源四倍体,含有36条染色体,减数分裂过程中能形成18个四分体,A错误;
B、A、B分别代表两个远缘物种的1个染色体组,F1植株中含有9对异源染色体,高度不育,不能产生正常的配子,B错误;
C、多花报春AA体细胞含有2×9=18条染色体,其芽尖细胞有丝分裂后期染色体数目为18×2=36条,C错误;
D、利用秋水仙素或低温处理F1幼苗,均可使其染色体加倍,获得丘园报春,D正确。
故选D。
2.将两种突变型T4噬菌体混合后与大肠杆菌共同涂布到平板上培养,观察噬菌体感染细菌后在平板上形成的透明圆斑(噬菌斑),结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.任意两种突变型噬菌体混合均能恢复感染能力
B.该实验可推断出两种突变是否发生在同一个基因内
C.只有发生基因重组的突变体,混合后才能恢复感染能力
D.噬菌斑的形成取决于突变体是否混合,与突变位点无关
【答案】B
【详解】A、只有当两种突变型噬菌体的突变位点位于不同的基因上时,混合后通过互补作用才能恢复感染能力。如果突变发生在同一个基因内,混合后无法恢复感染能力,A错误;
B、通过观察混合后噬菌体是否能够恢复感染能力,可以推断出两种突变是否发生在同一个基因内:如果混合后能够恢复感染能力,说明突变发生在不同的基因上;如果不能恢复,则说明突变发生在同一个基因内,B正确;
C、结合题意及题图可知,恢复感染能力的关键在于互补作用,而不是基因重组。互补作用是指两种突变型噬菌体各自携带的突变位点位于不同的基因上,混合后通过互补作用恢复感染能力,C错误;
D、噬菌斑的形成不仅取决于突变体是否混合,还取决于突变位点是否位于不同的基因上。只有当突变位点位于不同的基因上时,混合后才能恢复感染能力并形成噬菌斑,D错误。
故选B。
考点4 生物的进化
1.(2026·北京顺义·一模)研究表明,城市麻雀的鸣唱音频(Hz)显著高于乡村同种麻雀,且这种差异可稳定遗传。关于城市噪音对麻雀鸣唱音频的影响,下列分析合理的是( )
A.城市噪音诱导麻雀鸣唱相关基因定向突变
B.低音频鸣唱有利于麻雀在城市噪音中求偶
C.噪音使麻雀种群中高音频鸣唱基因频率升高
D.城市麻雀与乡村麻雀已进化为两个物种
【答案】C
【详解】A、基因突变具有不定向的特点,城市噪音是选择因素,不能诱导鸣唱相关基因发生定向突变,A错误;
B、城市噪音频率普遍较低,高音频鸣唱才能避开噪音掩盖,有利于麻雀在城市环境中求偶,B错误;
C、城市噪音作为自然选择因素,会淘汰低音频鸣唱的个体,使种群中高音频鸣唱基因频率定向升高,C正确;
D、生殖隔离是新物种形成的标志,题干仅表明二者鸣唱音频存在可遗传差异,未说明二者存在生殖隔离,因此未进化为两个物种,D错误。
2.(2025·北京·模拟预测)工业革命导致英国某些地区树干变黑,栖息在树干上的桦尺蛾种群中,携带显性等位基因S的黑色蛾的频率增加。空气污染被控制后,英国3个地点桦尺蛾黑色类型的频率变化如下图所示,相关叙述错误的是( )
A.从1960年到2000年S基因的频率逐渐下降
B.自然选择决定了桦尺蛾种群体色进化的方向
C.S基因及其等位基因是突变产生的进化原材料
D.该现象说明不经过地理隔离也可以形成生殖隔离
【答案】D
【详解】A、据图可知,空气污染被控制后,英国桦尺蛾黑色类型(BB、Bb)的频率不断下降,可推知,从1960年到2000年S基因的频率逐渐下降,A正确;
B、自然选择决定生物进化的方向,自然选择(空气污染被控制后的环境)决定了桦尺蛾种群体色进化的方向,B正确;
C、S基因及其等位基因s的产生是基因突变的结果,为生物进化提供了原材料,C正确;
D、依据题图信息,可以得出S的基因频率下降,而不能得出桦尺蛾形成了生殖隔离的结论,D错误。
故选D。
1.基因突变对蛋白质和性状的影响
(1)常染色体上基因频率的计算
①已知各种基因型的个体数,计算基因频率
某基因频率=×100%
;
(A、a为基因,AA、Aa、aa为三种基因型个体数,PA、Pa为A、a基因的基因频率)
②已知基因型频率,计算基因频率
设有N个个体的种群,AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3,A、a的基因频率分别用PA、Pa表示,AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示,则:
;
以上公式可得出下列结论:某等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+×杂合子的频率。
(2)性染色体上基因频率的计算
计算公式(p为XA的基因频率,q为Xa的基因频率)
1.月亮鱼是目前已报道的唯一“全身恒温”鱼类。月亮鱼的体温比周围海水温度高约,能够提高其神经传导能力。基于比较基因组学研究,发现月亮鱼基因组中多个基因发生了适应性变化,这些基因的适应性变化可能共同驱动了月亮鱼恒温性状的演化,下列相关叙述错误的是( )
A.月亮鱼新物种的形成经过染色体变异、选择及地理隔离三个基本环节
B.在自然选择的作用下,月亮鱼种群的基因频率会发生定向改变
C.对比月亮鱼与其他物种的基因序列,是研究它们进化关系的分子水平证据
D.“全身恒温”可能是自然选择的结果,有助于提升月亮鱼的捕食以及防御能力
【答案】A
【详解】A、新物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离(包括地理隔离和生殖隔离)。染色体变异属于可遗传变异的一种,但新物种形成的关键是生殖隔离而非仅地理隔离,A错误;
B、自然选择通过作用于表型,使有利变异的个体存活并繁殖,导致种群基因频率定向改变,B正确;
C、比较不同物种的基因序列属于分子生物学证据,可推断亲缘关系和进化历程,C正确;
D、恒温性状通过自然选择保留,可能增强代谢效率,提高活动能力,从而利于捕食和防御,D正确。
故选A。
2.在一个果蝇种群中,科学家发现某个控制翅膀大小的基因位点存在多个等位基因。当环境温度逐渐升高时,其中一个决定较小翅膀的等位基因频率迅速增加。下列叙述正确的是( )
A.控制翅膀大小的多个等位基因的遗传遵循自由组合定律
B.该果蝇种群中控制翅膀大小的全部等位基因称为基因库
C.已经存在的等位基因会由于环境变化而变得有利或有害
D.该种群较小翅膀的基因频率迅速增加是基因突变的结果
【答案】C
【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,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、如果多个等位基因位于一对同源染色体上,则不遵循基因自由组合定律,A错误;
B、果蝇种群中全部等位基因称为基因库,B错误;
C、变异是有害的还是有利的是由环境决定的,所以已经存在的等位基因会由于环境变化而变得有利或有害 ,C正确;
D、该种群较小翅膀的基因频率迅速增加是温度升高选择的结果,D错误。
故选C。
1.(2026·北京东城·一模)单纯疱疹病毒(HSV)的ICP22蛋白能够抑制宿主细胞RNA聚合酶的功能,从而抑制宿主细胞基因的转录,但不影响自身基因转录。下列叙述错误的是( )
A.HSV能利用宿主细胞的酶和核糖体合成蛋白质
B.转录的原料是宿主细胞中4种游离的脱氧核苷酸
C.RNA聚合酶能与相关基因的启动子结合启动转录
D.研发ICP22蛋白抑制剂有望用于治疗HSV感染
【答案】B
【详解】A、HSV属于病毒,无细胞结构,无法独立完成代谢和增殖,必须寄生在宿主细胞内,利用宿主细胞的核糖体、酶和原料合成自身的蛋白质等物质,A正确;
B、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,所需原料是4种游离的核糖核苷酸,脱氧核苷酸是DNA复制的原料,B错误;
C、转录过程中,RNA聚合酶可以识别并结合基因上的启动子序列,启动转录过程,C正确;
D、ICP22蛋白会抑制宿主细胞的基因转录,保障HSV的增殖,研发ICP22蛋白抑制剂可解除其对宿主细胞转录的抑制,阻碍HSV增殖,因此可用于治疗HSV感染,D正确。
2.(2026·北京朝阳·一模)下列关于基因与性状关系的理解,表述正确的是( )
A.生物体的性状主要取决于基因
B.每种性状都由一个基因决定
C.基因都通过控制酶合成控制性状
D.相同基因序列在不同环境性状相同
【答案】A
【详解】A、生物体的性状是基因和环境共同作用的结果,其中基因是性状的主要决定因素,A正确;
B、基因与性状不是简单的一一对应关系,一种性状可由多个基因共同控制,一个基因也可影响多种性状,B错误;
C、基因控制性状有两种途径,除通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制性状外,还可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,C错误;
D、性状是基因和环境共同作用的结果,相同基因序列在不同环境下,受环境因素影响,性状可能存在差异,D错误。
3.(25-26高三上·北京丰台·期末)红耳龟的性别分化受温度影响,D基因是睾丸发育的必需基因,K基因(编码组蛋白去甲基化酶)可促进D基因表达。研究者测得26℃和32℃下性腺细胞中K基因的相对表达量、如图所示。下列叙述错误的是( )
A.26℃时,K基因高表达有利于胚胎发育成雄性
B.32℃时,若促进D基因高表达胚胎仍可发育成雄性
C.遗传信息相同的红耳龟有可能发育成不同性别
D.温度可通过改变D基因的碱基序列影响性别分化
【答案】D
【详解】A、26℃条件下K基因的表达量高于32℃条件下的K基因表达量,K基因高表达又会促进D基因表达,促进睾丸的发育,从而有利于胚胎发育成雄性,A正确;
B、32℃时,正常情况下K基因低表达,D基因表达受抑制,胚胎发育为雌性,若通过人为手段促进D基因高表达,可促进睾丸发育,胚胎仍可发育成雄性,B正确;
C、红耳龟性别分化受温度影响,遗传信息相同的个体在不同温度下可能发育成不同性别,C正确;
D、温度影响性别分化主要通过表观遗传调控(如组蛋白修饰)改变基因表达,而非直接改变DNA碱基序列,D错误。
故选D。
4.(25-26高三上·北京房山·期末)研究显示,吸烟可提高机体细胞DNA甲基化水平而影响基因表达。对比重度吸烟者和不吸烟者的精子情况,结果如下表,下列推断错误的是( )
分组
重度吸烟者
不吸烟者
精子浓度()
52.38
64.42
精子活力(%)
59.95
67.87
精子DNA甲基化水平()
8.2
4.1
A.吸烟会导致精子数量和活力下降
B.吸烟产生的影响会遗传给子代
C.吸烟导致DNA甲基化使其碱基序列改变
D.本研究为“吸烟有害健康”提供了证据
【答案】C
【详解】A、表格数据显示重度吸烟者精子浓度(52.38×10⁶/mL)低于不吸烟者(64.42×10⁶/mL),精子活力(59.95%)低于不吸烟者(67.87%),说明吸烟导致精子数量和活力下降,A正确;
B、DNA甲基化属于表观遗传修饰,可在不改变DNA序列的前提下影响基因表达,且可能通过配子遗传给子代,B正确;
C、DNA甲基化是在碱基上添加甲基基团,属于表观遗传修饰,不会改变DNA的碱基序列,仅影响基因转录活性,C错误;
D、研究证实吸烟通过提高DNA甲基化水平降低精子质量,为"吸烟有害健康"提供了科学证据,D正确。
故选C。
5.(2025·北京东城·二模)如下图所示,细胞内存在修复DNA损伤的机制,若正在转录的基因发生损伤,来不及修复时,可能发生跨损伤转录。将终止密码子对应序列 插入荧光素酶基因,并去除碱基A引入损伤,将损伤的荧光素酶基因导入细菌中进行实验。下列说法错误的是( )
A.DNA修复的过程中有氢键形成
B.图中终止密码子的序列为TAA
C.若检测到细菌产生荧光,能够说明细菌存在跨损伤转录机制
D.跨损伤转录和DNA修复能降低基因突变对细菌的不利影响
【答案】B
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以DNA分子的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下消耗能量,合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、DNA修复过程中,DNA双链需要重新配对,配对过程中会形成氢键,A正确;
B、终止密码子在mRNA上,mRNA中不含T,B错误;
C、如果细菌中存在跨损伤转录机制,即使荧光素酶基因中有损伤,细菌仍可能通过跨损伤转录产生荧光素酶,进而产生荧光。因此,检测到荧光可以说明细菌存在跨损伤转录机制,C正确;
D、跨损伤转录和DNA修复都是细胞应对DNA损伤的机制,能够减少基因突变的发生,从而降低对细菌的不利影响,D正确。
故选B。
6.(24-25高三上·北京顺义·期末)某细菌的逆转录酶RT可催化其体内的一种非编码RNA发生滚环逆转录,即完成一轮逆转录后,RT“跳跃”到起点继续下一轮,每轮产生的cDNA片段不能编码蛋白质,但其不断串联形成的单链cDNA可在噬菌体感染细菌时编码防御蛋白,过程如下图。相关叙述错误的是( )
A.滚环逆转录以4种脱氧核苷酸为原料
B.单链cDNA中存在多个重复序列
C.上述过程仅体现遗传信息由RNA向DNA流动
D.细菌基因组中原本不存在编码防御蛋白的基因
【答案】C
【分析】中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
【详解】A、滚环逆转录的产物是DNA,合成DNA的原料是脱氧核糖核苷酸,A正确;
B、题干信息“每轮产生的cDNA片段不能编码蛋白质,但其不断串联形成的单链cDNA”可知,单链cDNA中存在多个重复序列,B正确;
C、上述过程中单链cDNA转录翻译出防御蛋白,会发生遗传信息由DNA向RNA流动,C错误;
D、题干信息“不断串联形成的单链cDNA可在噬菌体感染细菌时编码防御蛋白”可知,细菌基因组中原本不存在编码防御蛋白的基因,D正确。
故选C。
7.(2026·北京朝阳·一模)LMNA基因编码的蛋白可维持细胞核的结构稳定。研究者利用CRISPR/Cas9技术获得LMNA突变基因被修复的iPSC细胞系。该细胞系作为对照在研究中的价值是( )
A.验证CRISPR/Cas9系统对LMNA基因的编辑效率
B.排除遗传背景差异以确定LMNA基因突变与表型关系
C.制备可供异体移植的通用型干细胞治疗产品
D.比较LMNA基因不同突变类型对细胞功能的影响
【答案】B
【详解】A、验证CRISPR/Cas9系统的基因编辑效率,需要统计处理后成功发生基因编辑的细胞占总处理细胞的比例,题中仅仅指出已经获得的修复成功的细胞系,A错误;
B、修复后的细胞系与原突变细胞系的遗传背景几乎完全相同,唯一变量为LMNA基因是否发生突变,作为对照可以排除其他遗传背景差异的干扰,准确确定LMNA基因突变与表型的对应关系,B正确;
C、通用型异体移植干细胞需进行基因修饰以消除免疫排斥相关抗原,本题仅修复了LMNA突变,C错误;
D、该细胞系仅将突变的LMNA基因修复为正常类型,没有多种不同突变类型的LMNA基因,无法比较不同突变类型对细胞功能的影响,D错误。
8.(25-26高三上·北京海淀·月考)科学家对我国北方地区距今3.3万年~3400年的25个古东亚人的基因组数据进行分析,发现突变基因E最早出现在距今1.9万年前,这是距今最近的极寒时期末期。该突变基因使东亚人具有更多的汗腺等体征。下列叙述不正确的是( )
A.该地区古东亚人化石也可为进化提供证据
B.突变基因E使个体更能适应温暖环境
C.温度改变导致形成突变基因E且频率升高
D.现代人的E基因频率可能高于古东亚人
【答案】C
【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,在研究生物的进化的过程中,化石是重要的证据,A正确;
B、分析题意可知,E突变基因使东亚人具有更多的汗腺等特征,汗腺能够排汗,故突变基因E使个体更能适应温暖环境,B正确;
C、E基因发生突变在环境改变之前就已发生,环境改变只是选择并保存适应强的个体,且自然选择的作用能导致基因频率发生改变,C错误;
D、分析题意可知,E突变基因使东亚人具有更多的汗腺等体征,该特征更适于温暖环境,故现代人的E基因频率可能高于古东亚人(生活在极寒时期),D正确。
故选C。
9.(24-25高三上·北京昌平·期末)下图所示的变异导致A病的发生,下列叙述错误的是( )
A.该变异属于可遗传变异
B.该病属于多基因遗传病
C.该变异导致基因的数目和排列顺序改变
D.患者的染色体片段发生缺失和易位
【答案】B
【分析】据图可知,该病的发生是由于B片段缺失和D片段与F片段交换引起的。
【详解】AD、据图可知,该病是由B片段缺失以及D片段与F片段交换引起的,发生染色体片段缺失和易位,都属于染色体变异,属于可遗传变异,AD正确;
B、多基因遗传病是指由两对或两对以上的等位基因异常引起的疾病,而该病是由染色体变异引起的,属于染色体遗传病,B错误;
C、该变异属于可遗传变异,会导致基因的数目和排列顺序改变,C正确。
故选B。
10.(2026·北京西城·一模)将来自不同湖泊的刺鱼在人工饲养条件下杂交,结果如图。对两个刺鱼种群的叙述错误的是( )
A.不存在生殖隔离 B.性状主要由环境决定
C.基因库有差异 D.具有共同祖先
【答案】B
【详解】A、两个刺鱼种群杂交可得到可育后代(F1可繁殖,F2正常出现性状分离),说明二者不存在生殖隔离,A正确;
B、根据杂交结果,F1相互交配后,F2性状分离比接近9:3:3:1,说明该性状由核基因控制、遵循孟德尔遗传规律,性状主要由遗传物质(基因)决定,B错误;
C、两个种群来自不同湖泊,原始性状存在差异,种群的基因库存在差异,C正确;
D、二者均为刺鱼,可杂交产生可育后代,说明亲缘关系较近,具有共同祖先,D正确。
11.(2026·北京东城·一模)适应是自然选择的结果,其形成离不开生物的遗传、变异与环境的相互作用。下列叙述正确的是( )
A.食蚁兽舌头细长,主要是长期舔食蚂蚁的结果
B.枯叶蝶因模仿枯叶而改变翅色,并将该性状遗传给后代
C.抗生素诱导细菌产生相应突变,从而使细菌产生耐药性
D.工业污染区中浅色型桦尺蛾更易被捕食,黑色型比例增加
【答案】D
【详解】A、该表述属于拉马克“用进废退”的错误理论,食蚁兽舌头细长是种群中先出现舌头细长的可遗传变异,再经取食蚂蚁的环境长期定向选择的结果,并非长期舔食直接导致的性状改变,A错误;
B、生物的变异是不定向的,枯叶蝶种群中先自发出现翅色类似枯叶的变异,并非主动模仿枯叶定向改变翅色,“定向改变性状并遗传给后代”属于拉马克“获得性遗传”的错误观点,B错误;
C、细菌的耐药性突变在接触抗生素之前就已自发产生,抗生素仅起到定向选择的作用,筛选出耐药性个体,并非诱导细菌产生耐药突变,C错误;
D、工业污染区树干被熏黑,浅色型桦尺蛾与环境色彩差异大,更易被天敌捕食,黑色型个体生存繁殖的概率更高,经自然选择,黑色型个体比例逐渐上升,符合现代生物进化理论的观点,D正确。
12.(2026·北京门头沟·一模)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。相关叙述错误的是( )
A.引起镰状细胞贫血的基因突变为有害突变
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形态
D.基因h的功能体现了一个基因可以影响多个性状
【答案】A
【详解】A、基因突变的有利或有害是相对的,由生存环境决定。虽然hh个体患镰状细胞贫血对生存不利,但Hh个体在疟疾流行区具有抗疟疾的生存优势,因此不能判定该突变绝对是有害突变,A错误;
B、疟疾流行区,Hh携带者的生存能力强于HH和hh个体,h基因可通过杂合子在种群中保留,不会在进化历程中消失,B正确;
C、基因h控制合成异常血红蛋白,直接导致红细胞形态变为镰刀状,体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状,C正确;
D、基因h既可以影响血红蛋白结构、红细胞形态,又能使携带者获得抗疟疾能力,体现了一个基因可以影响多个性状的一因多效特点,D正确。
13.(2025·北京石景山·一模)某植物在青藏高原的不同区域有两个种群,种群甲花期结束约20天后,种群乙才开始开花。研究发现两者间人工授粉不能形成有活力的种子。下列叙述不正确的是( )
A.花期隔离标志着两个种群间已出现物种的分化
B.花期隔离进一步增大种群甲和乙的基因库差异
C.地理隔离和花期隔离限制两种群间的基因交流
D.物种形成过程实质是种间生殖隔离建立的过程
【答案】A
【分析】突变(包括基因突变和染色体变异)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。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,新物种形成的标志是产生生殖隔离。
【详解】A、花期隔离只是会导致种群间个体不能进行交配,但不一定导致出现了生殖隔离,花期隔离不能说明两个种群间已出现了物种的分化,A错误;
B、花期隔离使得2个种群间不能进行交配,进一步增大了种群甲和乙的基因库差异,B正确;
C、地理隔离和花期隔离,都能导致不同种群间的个体在自然条件下不能进行交配,都限制了两种群间的基因交流,C正确;
D、生殖隔离是物种形成的标志,故物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程,D正确。
故选A。
14.(2026·北京西城·一模)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
基于T7-OR复制系统的基因持续超突变和加速进化
T7噬菌体侵染大肠杆菌后,会合成其特有的DNA聚合酶、解旋酶等,以适配自身DNA的特殊结构,来进行DNA复制。科研人员对T7噬菌体的复制系统进行改造,开发出新的复制系统(T7-OR),实现了目标基因在大肠杆菌细胞内的连续超突变和加速进化。
T7溶菌酶的核心功能是降解宿主菌细胞壁,帮助子代噬菌体从细菌中释放。T7溶菌酶还参与T7噬菌体DNA复制(图1)。科研人员将T7DNA聚合酶基因、T7溶菌酶基因改造后,与T7RNA聚合酶基因、T7复制原点等导入大肠杆菌中,获得具有T7-OR复制系统的菌株(R菌株)。T7-OR系统仅作用于携带T7复制原点的环形质粒,实现在正常培养条件下目标基因的持续超突变。
细菌产生的β-内酰胺酶能够水解β-内酰胺类抗生素,使其失去抗菌活性。这种酶是细菌耐药性的重要机制之一。科研人员将β-内酰胺酶基因导入R菌株,然后将此菌株接种到含有最低抑菌浓度的抗生素的平板上,以此作为进化起点。培养后挑取菌落,在不断提高的抗生素浓度下传代培养。该系统仅用一周时间,就使β-内酰胺酶的抗菌活性提升5000倍,且进化出的突变位点与临床耐药菌株中的突变高度一致。
(1)在复制原点附近,T7溶菌酶与T7RNA聚合酶结合后______过程被终止,已合成的RNA链被T7DNA聚合酶利用,以复制T7DNA。
(2)为实现目标基因在宿主菌内的持续超突变,在开发T7-OR复制系统时,对T7溶菌酶和T7DNA聚合酶的改造分别是______。
(3)获取用于β-内酰胺酶基因加速进化的R菌株时,下列组件应构建到图2中哪种结构上。
①T7DNA聚合酶基因______;
②T7复制原点______;
③β-内酰胺酶基因______。
(4)关于β-内酰胺酶进化实验和T7-OR复制系统的叙述,正确的有______。
A.目标基因快速高频突变,依赖系统导致的高突变率和大肠杆菌快速繁殖能力
B.该系统使酶活性提升5000倍,说明可通过定向突变提升蛋白质功能
C.进化出的突变位点与临床耐药菌高度一致,体现实验室进化结果的实用性
(5)请说明T7-OR复制系统与传统诱变相比在基因加速进化方面的优势______。
【答案】(1)转录
(2)使T7溶菌酶降解细菌细胞壁功能缺失;降低T7 DNA聚合酶的保真性
(3) 质粒1 质粒2 质粒2
(4)AC
(5)仅针对外源目标基因进行突变,不导致宿主菌自身基因突变,宿主菌成活率高,目标基因持续超突变,进化速度快
【详解】(1)T7RNA聚合酶催化以DNA为模板合成RNA的转录过程,T7溶菌酶结合后,正在进行的转录过程终止,已合成的RNA可作为DNA复制的引物。
(2)T7溶菌酶的核心功能是降解宿主菌细胞壁,帮助子代噬菌体从细菌中释放,为实现持续超突变,需要使T7溶菌酶降解细菌细胞壁功能缺失,改造T7DNA聚合酶降低其复制保真度,提升突变频率。
(3)T7-OR系统仅使携带T7复制原点的质粒发生超突变。T7DNA聚合酶基因是系统的组成元件,不需要突变,因此构建在已有其他系统元件的质粒1上;目标基因β-内酰胺酶需要发生超突变,因此与T7复制原点一同构建在质粒2上。
(4)A、该系统本身可产生高突变率,同时大肠杆菌繁殖速度快,能快速传代积累突变,实现目标基因快速高频突变,A正确;
B、基因突变是不定向的,该过程是不定向突变后,通过抗生素筛选获得功能提升的突变体,并非定向突变,B错误;
C、进化出的突变位点和临床耐药菌株高度一致,说明该实验结果可反映真实的进化规律,具备实用性,C正确。
(5)传统诱变是全基因组随机诱变,突变效率低、筛选难度大;该系统靶向目标基因突变,仅针对外源目标基因进行突变,不导致宿主菌自身基因突变,宿主菌成活率高,目标基因持续超突变,进化速度快。
15.(2026·北京丰台·一模)在作物育种中,培育不育系可简化制种流程、节约人工时间。
(1)科研人员培育出了具备优良性状的甘蓝油菜雄性不育系CMS,为获得雄性育性恢复的该品系,计划引入油菜R中的育性恢复基因,部分流程如图1,其中①是________。以________性状作为筛选依据,从而获得BC1到BC5。
(2)在上述BC5中发现一株雌性不育突变体(G)。为判断雌性不育性状的遗传方式,应从BC5中选择正常植株(H)与G杂交,结果发现子代性状及比例为________,推测雌性不育性状由显性单基因控制。
(3)检测发现G中Bol基因的转录量显著低于H.对两者进行基因组测序,若结果为________,则支持假说“Bol基因是导致雌性不育的基因”。后续实验证明了该假说。
(4)进一步研究发现在20±2℃稳定低温或32±2℃稳定高温时,G可恢复育性。且G中突变的Bol基因可使叶片呈锯齿状。基于以上信息,请利用G植株、CMS植株、N品系(可育、具备优良性状),在图2中完善育种流程,构建田间收获均为目标杂交种的育种体系。
【答案】(1) CMS 雄性可育/育性恢复
(2)雌性可育:雌性不育= 1:1
(3)仅Bol基因序列存在差异
(4)
【详解】(1)CMS(♀,雄性不育) × 油菜R(♂,可育),核基因杂合,细胞质来自CMS,表型可育。作为母本,提供细胞质和部分核基因,F₁作为父本,提供含育性恢复基因的花粉。回交后代BC₁至BC₅中,核基因组逐步向CMS背景趋近,同时保留育性恢复基因。在每代回交后代中,仅选择雄性可育个体进行后续回交,淘汰雄性不育个体。该表型直接反映育性恢复基因的存在。
(2)若雌性不育性状由显性单基因控制,设该显性基因为A,隐性正常基因为a。突变体G为雌性不育,其基因型应为AA或Aa,正常植株H基因型为aa。当G与H杂交时:若G为AA,子代全为Aa,全部表现为雌性不育;若G为Aa,子代中Aa(雌性不育):aa(正常)=1:1。突变体为杂合子,因此子代性状及比例应为雌性不育:雌性可育 = 1:1。
(3)要支持“Bol基因是导致雌性不育的基因”这一假说,基因组测序结果应显示G与H仅Bol基因序列存在差异,具体表现可能为:G中Bol基因存在功能丧失性突变,而H中该基因序列完整且保守。G中Bol基因的启动子或增强子区域发生插入/缺失等结构变异,导致转录量显著降低,而H中相应区域正常。G中Bol基因拷贝数减少或完全缺失,而H中为正常拷贝数。若测序结果显示上述任一情况,即可从遗传层面支持假说“Bol基因是导致雌性不育的基因”。后续实验证明了该假说。
(4)根据题意,构建田间收获均为目标杂交种的育种体系需遵循以下步骤:将G植株(基因型为bb,锯齿叶、温度敏感型雄性不育)与N品系(基因型为BB,正常叶、可育)杂交,获得F₁代(Bb,正常叶、可育)。F₁与N品系回交,在田间早期选择锯齿叶性状个体与连续多代与N品系回交,获得与N品系相似的雌性不育系,在20±2℃稳定低温或32±2℃稳定高温条件下,使bb植株恢复育性,通过自交大量繁殖该纯合雌性不育植株。与CMS在23-29℃低温条件下杂交,获得大量目标杂交种。
16.(2026·北京丰台·一模)学习下列材料,回答(1)~(4)题。
大肠杆菌转录调控机制的新认识
转录因子(TF)是一类可促进或抑制转录的蛋白质。过去认为强度有差异的启动子受同一TF调控时,转录量差异会更大。最近科学家发现某些TF不符合这一规律,在这些TF调控下,强度不同的组成型启动子(持续表达启动子)的最终转录量却无显著差异,科学家对此展开研究。LacI与CpxR是这类TF的代表,二者调控结果如图1。
图1:
注:不同虚线代表强度不同的组成型启动子,转录量频率为某转录水平的细胞所占比例
科学家建立数学模型解释上述现象:最终转录量由TF对启动子的调控能力(FC)与组成型启动子强度(C)共同决定,最终转录量=FC×C.图1结果显示,在CpxR或LacI的调节下,FC×C=常数,说明这类TF的调控能力FC与启动子强度C呈反比。以CpxR调控为例,强启动子基础转录水平高,在极少量CpxR促进下仅增长几倍就达到饱和转录水平,因此FC较小,而弱启动子相反。细胞内正常浓度的TF对强启动子已过饱和,而对弱启动子不饱和,弱启动子能更充分地利用TF的调控效果,使得不同启动子在TF调控下的转录量差异被“抹平”。
为将结果推向一般化,科学家进一步提出了适用于所有TF类型的FC定量计算公式:
其中[TF]是TF饱和程度(最小为0,最大为1),在同一个TF调节过程中,α和β是不变的。β是大于0的数,用来衡量TF调控RNA聚合酶与启动子结合的稳定性参数:当β>1时,TF会增强RNA聚合酶与启动子结合的稳定性,上文中LacI与CpxR均属此类;β<1时反之。因此可以计算出某一TF浓度下具体的FC,也可以推知随着TF浓度变化,FC的变化趋势。
该项研究拓展了人们对基因转录水平调控的认识。
(1)RNA聚合酶能识别并结合启动子、驱动基因________。该过程所需的原料是________。
(2)根据图1分析LacI和CpxR的作用效果,将选项填入表格中。
TF类型
启动子类型
LacI
CpxR
弱启动子
①________
②________
强启动子
③________
④________
a.激活作用强 b.激活作用弱
c.抑制作用强 d.抑制作用弱
(3)由FC计算公式推知,当β>1时,随TF浓度增加FC的变化趋势是________,可能与RNA聚合酶和启动子的结合情况有关。
(4)另发现一种促进型转录因子D,其β<1.现有两种不同强度的组成型启动子(X和Y)控制同一基因表达,无D时表达量如图所示。请运用文中信息与模型,预测并绘制D调控下的转录量结果(不考虑转录量频率)。
【答案】(1) 转录 四种游离的核糖核苷酸
(2) d a c b
(3)逐渐降低
(4)
【详解】(1)RNA聚合酶识别并结合启动子后,驱动基因进行转录,该过程以DNA为模板合成RNA,所需原料为四种核糖核苷酸(ATP、UTP、GTP、CTP)。
(2)LacI是乳糖操纵子的阻遏蛋白,通常对启动子起抑制作用。对于弱启动子,其抑制效果可能相对不明显,抑制作用弱;而对于强启动子,由于启动子活性高,LacI的抑制作用会更显著,抑制作用强。CpxR是一种应激反应调控蛋白,通常作为激活因子发挥作用。对于弱启动子,CpxR的激活作用可能较弱;而对于强启动子,其激活作用会更强。因此①d抑制作用弱;②a激活作用强;③c抑制作用强;④b激活作用弱。
(3)β是大于0的数,用来衡量TF调控RNA聚合酶与启动子结合的稳定性参数:当β>1时,TF会增强RNA聚合酶与启动子结合的稳定性参数,则随TF浓度增加FC逐渐降低。
(4)转录因子 D 是促进型转录因子,且其β<1(β 通常代表转录调控的放大系数 / 效率系数,β<1 说明促进作用有限,无法无限放大转录量,且对不同强度启动子的调控效果存在差异)。启动子 X、Y 为组成型启动子,无 D 时:X 的峰值转录量更低(约 4),Y 的峰值转录量更高(约 6),说明Y 的本底启动强度显著高于 X。促进型转录因子的核心作用:提升启动子的转录效率,使转录量整体上调,最终导致启动子 X、Y 的转录量分布曲线整体向右平移(转录量上调),峰值位置右移。
17.(2025·北京石景山·一模)玉米是我国种植面积最大的粮食作物。研究籽粒的发育机制对提高产量有重要意义。
(1)DNA甲基化是表观遗传调控中一种重要修饰,广泛参与到植物生命活动的调控中。它并未改变基因的碱基序列,但______发生了可遗传的变化。
(2)科研团队从玉米B73品系突变体库中筛选得到两种去甲基化酶的突变体,相关基因分别为a和b。
①测序发现,两个突变基因均为单碱基替换,导致最终合成的多肽链缩短,形成的DNA去甲基化酶功能减弱。这种变异类型属于______。
②玉米籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成,籽粒大小主要取决于胚乳体积。双杂合植株自交后代中,纯合双突变体籽粒的重量明显低于其他基因型个体,所占比例为1/16.判断基因A/a、B/b的位置关系是______。
③研究人员检测了授粉14天后双杂合植株自交后代胚乳中的DNA甲基化情况,结果如下表。请解释纯合双突变籽粒比单突变籽粒轻的原因_______。
基因组成
A_B_
aaB_
A_bb
aabb
胚乳基因的DNA甲基化水平
*
**
***
*****
注:“*”越多,表示甲基化水平越高
(3)基因印记表达是子代中的等位基因基于亲本来源特异性表达的现象,即子代只表达来源于母方(或父方)的等位基因。研究人员用B73品系和另一稳定遗传的品系做亲本进行杂交实验,证明与胚乳发育有关的H/h为母源等位基因,且其特异性表达由来自母本的酶B介导的DNA去甲基化导致。请在下表中补充其余3组的亲本基因型及H基因表达情况。
组别
杂交组合
H基因表达情况
1
BBhh(♀)×BBHH(♂)
不表达
2
_______
_______
3
_______
_______
4
_______
_______
【答案】(1)基因表达和表型
(2) 基因突变 分别位于两对同源染色体上 酶A和酶B均能使促进胚乳组织发育的相关基因去甲基化,提高其表达水平。单突变体分别能合成酶A或酶B,发挥去甲基化作用,双突变体中酶A和酶B均无法合成,因此相关基因的甲基化水平高,胚乳发育受抑制。
(3) BBHH(♀)×BBhh(♂) 表达 bbHH(♀)×BBhh(♂) 不表达 BBhh(♀)×bbHH(♂) 不表达
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。
基因自由组合定律实质:同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。
(2)①碱基对的增添、缺失、替换导致的基因结构的改变属于基因突变。
②双杂合植株自交后代中,纯合双突变体籽粒aabb所占比例为1/16,说明是9:3:3:1的变式,两对等位基因遵循基因的自由组合定律,位于非同源染色体上。
③据表可知,aabb甲基化水平最高,其重量最低,而籽粒大小主要取决于胚乳体积,可能是由于酶A和酶B均能使促进胚乳组织发育的相关基因去甲基化,提高其表达水平。单突变体分别能合成酶A或酶B,发挥去甲基化作用,双突变体中酶A和酶B均无法合成,因此相关基因的甲基化水平高,胚乳发育受抑制。
(3)欲证明与胚乳发育有关的H/h为母源等位基因,且其特异性表达由来自母本的酶B介导的DNA去甲基化导致,可设置下列杂交组合:BBhh(♀)×BBHH(♂)、BBHH(♀)×BBhh(♂)、bbHH(♀)×BBhh(♂)、BBhh(♀)×bbHH(♂),由于在酶B介导的DNA去甲基化影响下,子代特异性表达母源基因H/h,所以BBhh(♀)×BBHH(♂)子代H基因来自父本不表达,BBHH(♀)×BBhh(♂)子代可合成酶B,H基因来自母本,可正常表达,bbHH(♀)×BBhh(♂)子代B基因来自于父本,不能合成酶B,H基因不表达,BBhh(♀)×bbHH(♂)子代H基因来自于父本,不表达。
18.(24-25高三上·北京昌平·期末)稻瘟病菌分泌的非经典分泌蛋白M会导致水稻患稻瘟病,严重威胁粮食安全。
(1)M是在稻瘟病菌细胞内,以____为原料,通过____反应形成肽链,再盘曲、折叠形成的有特定功能的非经典分泌蛋白。
(2)为探究M对稻瘟病菌细胞壁完整性的影响,及其在稻瘟病菌氧化损伤中所起的作用,研究人员做了以下两组实验:
①选用野生型菌株和M基因缺失突变菌株(AM),检测几丁质(稻瘟病菌细胞壁的主要成分)合成相关酶和抗氧化相关酶的活性,图1结果显示,在M基因缺失突变菌株中,____。
②选用野生型菌株和M基因缺失突变菌株(AM-2、△M-6)以及M基因恢复突变菌株(AM-c),置于不同浓度的H2O2环境中,图2结果表明____,且随着H2O2浓度的增加,菌株的抗氧化损伤能力下降。
(3)为研究M在水稻细胞中作用部位,用红色荧光染料将水稻的线粒体标记为红色,将构建的M基因与绿色荧光蛋白基因融合表达载体导入水稻细胞。结果显示绿色荧光与红色荧光重叠,形成黄色或橙色区域。由此推测,M的作用部位可能是水稻细胞的____。
(4)结合上述研究,提出一个能够增强水稻抗稻瘟病能力的设想____。
【答案】(1) 氨基酸 脱水缩合
(2)几丁质合成相关酶和抗氧化相关酶的相对酶活性下降 M可降低H2O2对稻瘟病菌的氧化损伤
(3)线粒体
(4)将抑制M功能的基因导入水稻细胞,干扰M发挥作用
【分析】基因控制性状的途径:(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。如豌豆的圆粒和皱粒、人类白化病。(2)基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。如人类囊性纤维病、镰状细胞贫血。
【详解】(1)蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链,所以 M 是以氨基酸为原料,通过脱水缩合反应形成肽链,再盘曲、折叠形成的有特定功能的非经典分泌蛋白。
(2)①分析图 1,与野生型相比,M 基因缺失突变菌株(△M)中几丁质合成相关酶和抗氧化相关酶的活性均明显降低,所以在 M 基因缺失突变菌株中,几丁质合成相关酶和抗氧化相关酶的活性均明显降低。
②分析图 2,在相同浓度的H2O2环境中,野生型菌株的抑制率最小,M 基因缺失突变菌株(△M-2、△M-6)的抑制率较大,M 基因恢复突变菌株(△M-c)的抑制率介于野生型和 M 基因缺失突变菌株之间,由于抑制率大小反映菌株氧化损伤程度大小,所以图 2 结果表明野生型菌株的抗氧化损伤能力最强,M 基因缺失突变菌株的抗氧化损伤能力最弱,M 基因恢复突变菌株的抗氧化损伤能力介于野生型和 M 基因缺失突变菌株之间,且随着H2O2浓度的增加,菌株的抗氧化损伤能力下降。
(3)线粒体被标记为红色,M 基因与绿色荧光蛋白基因融合表达载体导入水稻细胞后,绿色荧光与红色荧光重叠形成黄色或橙色区域,这表明 M 基因表达产物的位置与线粒体的位置重合,所以可以推测 M 的作用部位可能是水稻细胞的线粒体。
(4)从研究角度来看,可从基因层面设想,比如利用转基因技术将抗稻瘟病的基因导入水稻细胞中,使水稻获得抗稻瘟病的能力;也可以从环境调控方面设想,例如研究出一种特殊的肥料或者生长调节剂,能增强水稻自身的免疫力,从而增强其抗稻瘟病能力;还可以从生物防治角度,引入一些与稻瘟病菌有拮抗作用的微生物,抑制稻瘟病菌的生长,以此增强水稻抗稻瘟病能力。
19.(2026·北京丰台·一模)为探究白车轴草与黑麦草之间是否会因种间竞争而发生资源利用的分化,研究者进行了相关实验。
(1)白车轴草的生态位是指它在群落中的地位或作用,包括所处的________,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。
(2)研究者在甲、乙两个地点对白车轴草进行了移栽和重栽实验。实验处理如图1,检测白车轴草的总干重如图2。
注:1—6表示样地编号,“。”表示白车轴草来源地,箭头表示白车轴草移栽/重栽方向。
①将白车轴草种植在三类实验样地中:移除白车轴草的乙地、移除白车轴草和黑麦草的乙地、______。
②样地3和样地5是对照组,其中样地3的处理是移除________、种植________。
③据图2分析,样地1中白车轴草的总干重显著低于样地2,说明________。样地3与样地4相比无显著差异的原因是________。
(3)综合上述实验结果,可推测乙地白车轴草会因长期与黑麦草竞争而发生________的分化,即产生了________性进化。
【答案】(1)空间位置
(2) 移除白车轴草的甲地 白车轴草 乙地的白车轴草 黑麦草与白车轴草之间存在显著的种间竞争,黑麦草会明显抑制白车轴草的生长 来自两物种地(乙地)的白车轴草与黑麦草的竞争较弱
(3) 生态位 适应
【详解】(1)生态位包括该物种所处的空间位置、占用资源情况、与其他物种的种间关系等,是物种在群落中的功能地位总和。
(2)①实验围绕 “有无黑麦草”“有无白车轴草” 设置三组处理,除已给出的两组外,第三组为移除白车轴草的甲地。②样地3和样地5是对照组,样地5是移除白车轴草后,重新种植在甲地,即样地3是原地重栽对照,因样地3的处理是移除白车轴草,种植乙地来源的白车轴草(原地白车轴草);③据图2分析,样地1中白车轴草的总干重显著低于样地2,样地 1 保留黑麦草,样地 2 移除黑麦草;样地 1 干重显著更低,说明黑麦草与白车轴草之间存在显著的种间竞争,黑麦草会明显抑制白车轴草的生长。样地 3 移除黑麦草、样地4 两种植物均移除,二者干重无显著差异,说明来自两物种地(乙地)的白车轴草与黑麦草的竞争较弱。
(3)长期与黑麦草共存,使乙地白车轴草在资源利用方式、资源获取策略上发生生态位的分化,以减少竞争压力,这种因种间竞争导致的进化为适应进化。
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