(共28张PPT)
专题五 遗传的分子基础、变异与进化
第7讲 遗传的分子基础
思维导图体系构建
第7讲 遗传的分子基础
思维导图体系构建
第7讲 遗传的分子基础
1．(教材必修2 P46“思考·讨论”，节选)从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是_________________________________________________________
___________________________________________________________________。
教材剖析扩展提升
提示：从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。在实际操作过程中最大的困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)
第7讲 遗传的分子基础
2．(教材必修2 P45“相关信息”改编)在噬菌体侵染细菌的实验中选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记，而不用14C和18O同位素标记的原因是______________________________________________________________
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___________________________________________________________________。
教材剖析扩展提升
提示：S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P几乎都存在于DNA分子中。用14C和18O同位素标记是不可行的，因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中都含有这两种元素
第7讲 遗传的分子基础
3．(教材必修2 P67“思考·讨论”)密码子的简并对生物体的生存发展的意义是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
教材剖析扩展提升
提示：可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度
第7讲 遗传的分子基础
4．(教材必修2 P72“思考讨论”)3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了________________________________________________________________
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5．(教材必修2 P73“思考·讨论”)柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是___________________________________________________________________
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教材剖析扩展提升
提示：细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性
提示：柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰抑制了基因的表达，进而对表型产生了影响。这对你认识基因和性状的关系得到的启示是这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型
第7讲 遗传的分子基础
1．在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，能否利用噬菌体侵染细菌的实验的操作过程？请说明理由。
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教材剖析扩展提升
答案：不能，因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。而噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳仍留在外面
第7讲 遗传的分子基础
2．在细胞内，DNA的两条链都能作为模板，由于DNA分子的两条链是反向平行的，每条链都通过磷酸和戊糖的3′、5′碳原子相连而成，因此每条链的两端是不同的，其中，一端是3′端(3′羟基)，另一端是5′端(5′磷酸基团)。在DNA复制中，DNA聚合酶催化合成的方向是5′→3′，而不是3′→5′。DNA复制又是边解旋边复制。请推测DNA聚合酶是如何催化DNA复制的：______________
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教材剖析扩展提升
答案：DNA复制时，一条模板链是3′→5′走向，其互补链在5′→3′方向上连续合成，并称为前导链；另一条模板链是5′→3′走向，其互补链也是沿5′→3′方向合成，但是与前导链的合成方向正好相反，随着复制的进行会形成许多不
第7讲 遗传的分子基础
连续的片段，最后不连续片段连成一条完整的DNA单链，称为后随链。如图所示：
教材剖析扩展提升
第7讲 遗传的分子基础
3．某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型，请提出可能的解释：_______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
教材剖析扩展提升
答案：对于基因型为XBXO的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活，XB就不能表达，而另一条X染色体上的XO表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活，则XO不表达，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此，基因型为XBXO的雌猫会呈现黑黄相间的毛色
第7讲 遗传的分子基础
考点一 DNA是遗传物质的实验证据及其结构和复制
(2023·广东卷)科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充，下列叙述错误的是( )
A．新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正
B．自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正
C．RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充
D．具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充
教材剖析扩展提升
第7讲 遗传的分子基础
解析：细胞学说主要由施莱登和施旺建立，魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”是对细胞学说的修正和补充，A项正确；共同由来学说指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的；自然选择学说揭示了生物进化的机制，揭示了适应的形成和物种形成的原因。共同由来学说为自然选择学说提供了基础，B项错误；中心法则最初的内容是遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，随着研究的不断深入，科学家发现一些RNA病毒的遗传信息可以从RNA流向RNA(RNA的复制)以及从RNA流向DNA(逆转录)，对中心法则进行了补充，C项正确；最早是美国科学家萨姆纳证明了酶是蛋白质，在20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有催化功能，这一发现对酶化学本质的认识进行了补充，D项正确。
教材剖析扩展提升
答案：B
第7讲 遗传的分子基础
1．准确识记遗传物质探索历程的“两标记”和“三结论”
(1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同
教材剖析扩展提升
第一次标记 分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，目的是获得带有标记的大肠杆菌
第二次标记 分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体，目的是使噬菌体带上放射性标记
(2)遗传物质发现的三个实验结论
①格里菲思的体内转化实验的结论：加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。
第7讲 遗传的分子基础
②艾弗里的体外转化实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即DNA是遗传物质。
③噬菌体侵染细菌实验的结论：DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。
2．明确噬菌体侵染细菌实验放射性分布误差产生的三个原因
教材剖析扩展提升
第7讲 遗传的分子基础
3．理清DNA结构的两种关系和两种化学键
教材剖析扩展提升
第7讲 遗传的分子基础
题点一：围绕探索DNA是遗传物质的实验，考查理解能力
1．(2023·广东统考三模)在证明DNA是遗传物质的噬菌体侵染细菌实验中，侵染时间过短，分别会使32P标记组和35S标记组的上清液中放射性强度( )
A．增强、增强 B．减弱、减弱
C．增强、基本不变 D．减弱、增强
教材剖析扩展提升
解析：用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，侵染时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液放射性增强；用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，侵染时间过短并不会影响上清液放射性的强度，因为35S使得蛋白质带上放射性，不管侵染时间长短，其都会留在大肠杆菌外，不影响上清液放射性即上清液放射性基本不变，A、B、D项错误，C项正确。
答案：C
第7讲 遗传的分子基础
题点二：以探索遗传物质实验为素材，考查实验探究能力
2．(2023·广东深圳模考)赫尔希和蔡斯的“噬菌体侵染细菌的实验”证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，下图表示部分实验过程。下列相关叙述错误的是( )
A．放射性主要出现在沉淀中，该组实验证明噬菌体的遗传物质是DNA
B．该实验产生的子代噬菌体中仅少部分DNA的一条链被32P标记
C．噬菌体侵染细菌的实验成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中
D．该实验中，噬菌体以自身DNA为模板在大肠杆菌内完成DNA复制
教材剖析扩展提升
第7讲 遗传的分子基础
解析：32P标记的是噬菌体的DNA，放射性主要出现在沉淀中，但该实验没有对照，不能证明噬菌体的遗传物质是DNA，需要再用35S标记的噬菌体做对照，A项错误；每个噬菌体的DNA分子两条链被32P标记后，经n次复制产生的2n个DNA分子，有两个DNA的一条链被32P标记，因此该实验产生的子代噬菌体中仅少部分DNA的一条链被32P标记，B项正确；噬菌体侵染细菌的过程中只将DNA注入大肠杆菌细胞中，实现了DNA和蛋白质的完全分离，这样可以单独研究二者的功能，C项正确；该实验中，噬菌体直接以自身DNA为模板在大肠杆菌内完成DNA复制，大肠杆菌细胞提供复制的原料、酶、能量，D项正确。
教材剖析扩展提升
答案：A
第7讲 遗传的分子基础
考点二 基因的表达与基因控制生物性状
(2023·湖南卷)酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛，在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸，最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%，而东亚人群中高达30%～50%。下列叙述错误的是( )
A．相对于高加索人群，东亚人群饮酒后面临的风险更高
B．患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物
C．ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降，表明基因通过蛋白质控制生物性状
D．饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸，从而预防酒精中毒
教材剖析扩展提升
第7讲 遗传的分子基础
解析：ALDH2基因某突变会使ALDH2活性下降或丧失，使乙醛不能正常转化成乙酸，导致乙醛积累危害机体，东亚人群中ALDH2基因发生该种突变的频率较高，故与高加索人群相比，东亚人群饮酒后面临的风险更高，A项正确；头孢类药物能抑制ALDH2的活性，使乙醛不能正常转化成乙酸，导致乙醛积累危害机体，故患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物，B项正确；ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降，表明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，C项错误；酶制剂不会被胃蛋白酶消化，故饮酒前口服ALDH2酶制剂能催化乙醛分解为乙酸，能预防酒精中毒，D项正确。
教材剖析扩展提升
答案：C
第7讲 遗传的分子基础
1．图解DNA复制、转录和翻译过程
(1)DNA分子复制
(2)转录
教材剖析扩展提升
第7讲 遗传的分子基础
(3)翻译
①模型一：
②模型二：
教材剖析扩展提升
第7讲 遗传的分子基础
2．把握三种类型的生物遗传信息传递方式
教材剖析扩展提升
生物类型 信息传递方式 举例
以DNA为遗传物质的生物 绝大多数生物
以RNA为遗传物质的生物 烟草花叶病毒
逆转录病毒 艾滋病病毒
第7讲 遗传的分子基础
题点一：围绕基因表达过程，考查理解能力和信息获取能力
1．(2023·泰安校考模拟)大肠杆菌的乳糖操纵子由调节基因(Ⅰ)、启动子(P)、操纵基因(O)、结构基因(lacZ、lacY、lacA)等部分组成，结构基因所表达的蛋白质是与乳糖代谢有关的酶，其中lacZ编码的β－半乳糖苷酶可水解乳糖，其调节机制如图1、图2所示。下列叙述错误的是( )
教材剖析扩展提升
第7讲 遗传的分子基础
A．每个结构基因的首、尾端都存在起始密码子和终止密码子
B．启动子(P)上有RNA聚合酶结合的位点，可控制转录的开始
C．操纵基因(O)是一段具有调控作用的DNA序列，不编码蛋白质
D．单个大肠杆菌的细胞中存在基因的选择性表达
教材剖析扩展提升
解析：起始密码子和终止密码子位于mRNA上，A项错误；启动子(P)能发出信号，并结合RNA聚合酶，控制mRNA合成的开始，B项正确；操纵基因(O)位于启动子和结构基因之间，能够与阻遏蛋白结合，阻断RNA聚合酶在DNA分子上的移动，由此可推知，操纵基因是一段具有调控作用的DNA序列，不编码蛋白质，C项正确；根据题意，大肠杆菌在有乳糖的环境中才能合成β－半乳糖苷酶，相关基因是选择性表达的，D项正确。
答案：A
第7讲 遗传的分子基础
题点二：整合基因表达与遗传、变异，考查综合运用能力
2．(2023·广东模拟预测)DNA甲基化是表观遗传修饰中常见的方式。某些基因部分碱基发生DNA甲基化后，该基因的转录会受到抑制，从而基因表达发生变化。下列叙述中正确的是( )
A．对于有性生殖的生物，其表观遗传现象只能发生在减数分裂形成配子的过程中
B．部分碱基发生了甲基化的修饰，但因基因的碱基序列没有变化，所以这种甲基化修饰不能遗传给后代，只能对当代表型产生影响
C．基因的转录受阻可能是该基因的起始密码子发生甲基化后无法与RNA聚合酶结合
D．染色体发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达
教材剖析扩展提升
第7讲 遗传的分子基础
解析：对于有性生殖的生物，其表观遗传现象不仅能发生在减数分裂形成配子的过程中，也可发生在个体发育过程中进行的有丝分裂过程中，A项错误；部分碱基发生了甲基化的修饰，且基因的碱基序列没有变化，但这种甲基化修饰会遗传给后代并对后代表型产生影响，B项错误；基因的转录受阻可能是该基因的启动子发生甲基化后无法与RNA聚合酶结合，进而使转录过程无法完成，即通过影响基因的表达引起了性状的改变，密码子位于mRNA上，C项错误；构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，进而使性状发生改变，D项正确。
教材剖析扩展提升
答案：D(共41张PPT)
专题五 遗传的分子基础、变异与进化
第8讲 生物的变异与进化
思维导图体系构建
第8讲 生物的变异与进化
思维导图体系构建
第8讲 生物的变异与进化
1．(必修2 P81“文字信息”)DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失是否一定是基因突变？原因是什么？
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教材剖析扩展提升
提示：不一定。基因突变是发生在基因中碱基的替换、增添或缺失，若碱基的替换、增添或缺失发生在没有遗传效应的DNA片段，则不属于基因突变。
第8讲 生物的变异与进化
2．(必修2 P82“文字信息”)健康人的细胞中，原癌基因和抑癌基因表达的蛋白质各有什么作用？
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教材剖析扩展提升
提示：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；抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞死亡。
第8讲 生物的变异与进化
3．(必修2 P91“拓展应用”)用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜幼苗的芽尖的原因是什么？
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4．(必修2 P98“非选择题2”)X射线照射野生型链孢霉使其不能在基本培养基上生长，但加入某种维生素则立即能生长，说明了什么？
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教材剖析扩展提升
提示：西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。
提示：说明了基因突变可能影响了酶的合成，从而影响了此种维生素的合成。
第8讲 生物的变异与进化
5．(必修2 P119小字)美国生态学家斯坦利提出的“收割理论”是指___________________________________________________________________
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教材剖析扩展提升
提示：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。
第8讲 生物的变异与进化
1．辐射诱变，即用α射线、β射线、γ射线、Χ射线、紫外线以及微波辐射等物理因素诱发变异。辐射诱变只能导致生物发生基因突变吗？为什么？
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教材剖析扩展提升
答案：不一定。除了引起DNA分子结构中碱基的变化，造成基因突变外，还可能引起染色体断裂和重接而造成染色体结构和数目的变异，即染色体变异。
第8讲 生物的变异与进化
2．秋水仙素应用于单倍体育种和多倍体育种时处理的材料有什么不同？秋水仙素作用后，一定获得纯合子吗？
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教材剖析扩展提升
答案：单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。秋水仙素作用后，不一定获得纯合子，如Aa个体使用秋水仙素后的基因型是AAaa，是杂合子。
第8讲 生物的变异与进化
3．现代生物进化理论认为，生物进化的实质是什么？基因频率改变一定表示生物进化了吗？生物进化一定产生新物种吗？新物种产生一定表示生物进化了吗？
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教材剖析扩展提升
答案：生物进化的实质是种群基因频率的改变。基因频率改变一定表示生物进化了。生物进化并不一定产生新物种。新物种的形成要经过生物进化。
第8讲 生物的变异与进化
4．什么是“精明的捕食者”策略？其原理是什么？
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教材剖析扩展提升
答案：捕食者一般会倾向捕食数量多的生物，不会将所有的猎物都吃掉，否则自己也无法生存，这就是“精明的捕食者”策略。其原理是捕食者和被捕食者的负反馈调节。
第8讲 生物的变异与进化
考点一 生物的变异
(2023·广东卷)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
教材剖析扩展提升
第8讲 生物的变异与进化
解析：p53基因是抑癌基因，这类基因突变可能引起细胞癌变，A项正确；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项正确；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项错误；circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究，D项正确。
教材剖析扩展提升
答案：C
第8讲 生物的变异与进化
1．图解基因突变与染色体变异的判断
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第8讲 生物的变异与进化
2．表解染色体易位和互换的判断
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项目 染色体易位 互换
位置 发生于非同源染色体之间 发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
变异类型 染色体(结构)变异 基因重组
3.表解基因“质”与“量”的变化问题
基因突变 改变基因的质(基因结构改变，成为新基因)，不改变基因的量
基因重组 不改变基因的质，也不改变基因的量，但改变基因间组合搭配方式，即改变基因型(注：转基因技术可改变基因的量)
染色体变异 不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序
第8讲 生物的变异与进化
4.染色体组的判断方法
教材剖析扩展提升
方法1 根据染色体形态判断
方法：细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条，则有几个染色体组。
例如：①图1中染色体的形态、大小各不相同，所以有1个染色体组。②图2中彼此相同的(比如点状的)染色体有3条，故有3个染色体组。③图3中染色体的形态、大小各不相同，有1个染色体组。④图4中彼此相同的染色体有2条，有2个染色体组
第8讲 生物的变异与进化
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续上表
方法2 根据基因型判断
方法：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大小写)出现几次，则含有几个染色体组。
例如：①图甲所示基因型为ABC，有1个染色体组。②图乙所示基因型为AAa，有3个染色体组。③图丙所示基因型为Aa，有2个染色体组。④图丁所示基因型为Aaa，有3个染色体组(注：判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可)
第8讲 生物的变异与进化
5.利用假说—演绎法探究变异类型
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第8讲 生物的变异与进化
题点一：围绕变异的类型和特点，考查分析判断能力
1．(2023·重庆统考)生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。下图甲、乙、丙分别表示染色体变异的不同类型，图中的字母代表染色体片段。下列相关叙述错误的是( )
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A．染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异
B．图甲、乙、丙代表的变异分别属于染色体结构变异中的缺失、易位、倒位
C．联会的同源染色体片段上含有相同基因或等位基因
D．大多数染色体结构变异对生物体是不利的
第8讲 生物的变异与进化
解析：染色体结构包括染色体片段的增添、缺失、倒位和易位，这种变化会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，进而导致性状的变异，A项正确；甲是染色体结构变异的缺失或增添，乙是染色体结构变异的易位，丙属于染色体片段颠倒引起的染色体结构变异，B项错误；联会的同源染色体片段相同的位置上含有相同基因或等位基因，C项正确；大多数染色体结构变异对生物体是不利的，因为结构变异引起了染色体上基因的数目和排序的改变，对生物的影响是大的，D项正确。
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答案：B
第8讲 生物的变异与进化
题点二：以变异育种为载体，考查科学探究能力
2．(2023·广东高三统考)家蚕(2n＝56)的性别决定方式是ZW型。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的B和b基因控制。已知雄蚕的桑叶利用率高，可以提高生丝量，为了在家蚕还未孵化时能通过卵色判断蚕的性别，科研育种人员采用下图所示方法处理，获得了一只如图所示的限性斑纹雌蚕。下列说法正确的是( )
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第8讲 生物的变异与进化
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第8讲 生物的变异与进化
色体组的组成为27条常染色体＋1条性染色体Z或27条常染色体＋1条性染色体W，C项错误；根据题意，在生产中，无斑纹雄蚕与该限性斑纹雌蚕交配，后代中雄蚕全为无斑纹，故应保留无斑纹的幼蚕，以提高生丝量，D项错误。
教材剖析扩展提升
答案：B
第8讲 生物的变异与进化
题点三：通过设计杂交实验探究生物变异类型，考查科学探究能力
3．(2023·通州联考)果蝇是进行遗传学研究的模式生物，其有3对常染色体(分别编号为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)和1对性染色体。请回答下列问题：
(1)雄性果蝇含有______条形态、功能不同的染色体。果蝇适合用作遗传实验材料的优点有_______________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)科研人员培育出果蝇甲品系，其4种突变性状(多翅脉、卷曲翅、短刚毛、钝圆平衡棒)分别由一种显性突变基因控制，位置如下图，突变基因纯合时胚胎致死(不考虑交叉互换)。
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第8讲 生物的变异与进化
①果蝇可遗传的变异来源除了上述变异类型外还包括__________________。
②果蝇甲品系雌果蝇产生的卵细胞有______种(只考虑图示基因且不考虑交叉互换和基因突变)
③果蝇甲品系遗传时，下列基因遵循自由组合定律的是________。
a．A/a与C/c b．A/a与S/s c．A/a与T/t
d．C/c与S/s e．C/c与T/t f．S/s与T/t
教材剖析扩展提升
第8讲 生物的变异与进化
(3)果蝇甲品系的雌、雄个体间相互交配，子代果蝇的胚胎致死率为________。
(4)为探究果蝇眼色基因(B、b)的位置，科研人员进行了如下杂交实验(除图中性状外，其它均为隐性性状)：
P 纯合红眼正常翅(♂)×紫眼卷曲翅(♀)
↓
F1 红眼卷曲翅229(♂117，♀112) 红眼正常翅236(♂120，♀116)
①根据上述结果，判断B、b基因________(一定/不一定)位于常染色体上，简要说明理由：_____________________________________________________
___________________________________________________________________。
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第8讲 生物的变异与进化
②若B、b位于常染色体上，现要通过杂交实验进一步探究其是否位于Ⅱ号染色体上，应该取F1中若干表现型为________________的雌、雄果蝇在适宜条件下培养并自由交配。
不考虑交叉互换，预测结果并推断：
a．若后代中红眼卷曲翅∶红眼正常翅∶紫眼卷曲翅∶紫眼正常翅＝__________________，则果蝇眼色基因不在Ⅱ号染色体上，
b．若后代中红眼卷曲翅∶紫眼正常翅＝________，则果蝇眼色基因在Ⅱ号染色体上，且B、C基因位于同一条染色体上，b、c基因位于同一条染色体上。
c．若后代中红眼正常翅∶红眼卷曲翅＝________，则果蝇眼色基因在Ⅱ号染色体上，且B、c基因位于同一条染色体上，b、C基因位于同一条染色体上。
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第8讲 生物的变异与进化
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第8讲 生物的变异与进化
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第8讲 生物的变异与进化
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第8讲 生物的变异与进化
曲翅∶紫眼正常翅＝2∶1。若果蝇眼色基因在Ⅱ号染色体上，且B、c基因位于同一条染色体上，b、C基因位于同一条染色体上，则子代基因型及比例为BBcc∶BbCc∶bbCC＝1∶2∶1，其中bbCC胚胎致死，故子代红眼正常翅∶红眼卷曲翅＝1∶2。
教材剖析扩展提升
答案：(1)5 染色体数目少：有容易区分的相对性状；繁殖周期短、易饲养、后代数量多
(2)①基因重组、染色体变异 ②4 ③bcde
(3)75%
(4)①不一定 B和b也可能位于X、Y染色体的同源区段
②红眼卷曲翅 6∶3∶2∶1 2∶1 1∶2
第8讲 生物的变异与进化
考点二 生物的进化
(2023·广东卷)下列叙述中，能支持将线粒体用于生物进化研究的是( )
A．线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律
B．线粒体DNA复制时可能发生突变
C．线粒体存在于各地质年代生物细胞中
D．线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖
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解析：孟德尔遗传定律适用于真核生物核基因的遗传，线粒体基因属于质基因，A项错误；线粒体DNA复制时可能发生突变，为生物进化提供原材料，B项正确；地球上最早的生物是细菌，属于原核生物，没有线粒体，C项错误；有丝分裂是真核细胞的分裂方式，线粒体不能通过有丝分裂的方式增殖，D项错误。
答案：B
第8讲 生物的变异与进化
1．图解生物进化的脉络过程
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第8讲 生物的变异与进化
2．物种形成和生物进化的比较
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项目 物种形成 生物进化
标志 生殖隔离出现 种群基因频率的改变
变化后的生物与原生物的关系 新物种形成，质变 生物进化，量变
二者联系 ①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种； ②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化 第8讲 生物的变异与进化
3.归纳现代生物进化理论中的“两、三、三”
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两种隔离 地理隔离：因地理障碍种群间不能发生基因交流的现象，如两个池塘中的鲤鱼
生殖隔离：不同物种之间即使交配成功也不能产生可育后代的现象
物种形成三个环节 ①突变和基因重组是生物进化的原材料
②自然选择决定生物进化的方向
③隔离是新物种形成的必要条件
物种形成三种方式 ①渐变式：经长期地理隔离逐渐形成生殖隔离，直到形成新物种
②骤变式：不经历地理隔离直接形成新物种
③人工新物种：通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)等方式也可以创造新物种
第8讲 生物的变异与进化
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第8讲 生物的变异与进化
(3)遗传平衡定律适用的前提条件：①种群非常大。②所有雌雄个体间随机交配。③没有迁入和迁出。④没有自然选择。⑤没有基因突变。
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第8讲 生物的变异与进化
题点一：围绕生物进化和生物多样性的形成，考查理解能力
1．(2023·广东高三模拟)科学家通过对化石资料的研究发现，在过去的地质年代里，一共发生五次大灭绝。第六次大灭绝开始于三万年前，持续到现在。主要原因是地球人口的增长、人类对动物的捕杀和人类活动造成的生境丧失。下列有关描述错误的是( )
A．人类活动总是使生物群落朝着物种丰富度降低、群落结构简单的方向发展
B．化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
C．人类活动对野生物种生存环境的破坏，主要表现为使得某些物种的栖息地丧失和碎片化
D．生物多样性在促进生态系统中基因流动等方面具有重要的生态价值
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第8讲 生物的变异与进化
解析：人类活动还可以保护生物多样性，使群落朝着物种多样化，结构复杂化，功能完善化的方向发展，A项错误；化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，B项正确；新物种的产生需要很长时间和大量空间，在人类参与下，自然环境越来越来差，生物失去了自然进化的环境和条件，C项正确；生物多样性指基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。在促进生态系统中基因流动等方面具有重要的生态价值，D项正确。
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答案：A
第8讲 生物的变异与进化
题点二：以基因频率和基因型频率变化为载体，考查推理能力
2．(2023·江门模考)2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”的设计原型是大熊猫。大熊猫最初是食肉动物，经过进化，其99%的食物都来源于竹子。现有一个较大的熊猫种群中雌雄数量相等，且雌雄之间可以自由交配，若该种群中B的基因频率为70%，b的基因频率为30%，下列有关说法正确的是( )
A．大熊猫种群中全部B和b的总和构成其基因库
B．大熊猫由以肉为食进化为以竹子为食的实质是种群基因频率的定向改变
C．若该对等位基因位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雌熊猫的概率为46.2%
D．若该对等位基因只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为9%、30%
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第8讲 生物的变异与进化
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专题五 遗传的分子基础、变异与进化
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
1．基于具体情境，采用比较与分类、分析与综合等方法，分析基因的结构和功能。
2．借助具体生理过程，以模型与建模的形式，分析基因与遗传信息的传递和表达。
3．以人类遗传病等为背景，运用分析与综合等方法，分析基因与可遗传变异的关系，解释简单情境中的生命现象。
4．以“育种”或“杂交实验”为情境，采用归纳与演绎等方法，分析基因的传递规律，预测子代的基因型和遗传性状。
5．针对生产、生活中与生物学相关的新问题情境或特殊的遗传现象，运用批判性思维方法展开分析和探讨。
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
(2023·湖北卷)现有甲、乙两种牵牛花，花冠的颜色由基因A、a控制。含A基因的牵牛花开紫花，不含A基因的牵牛花开白花。甲开白花，释放的挥发物质多，主要靠蛾类传粉；乙开紫花，释放的挥发物质少，主要靠蜂类传粉。若将A基因转入甲，其花颜色由白变紫，其他性状不变，但对蛾类的吸引下降，对蜂类的吸引增强。根据上述材料，下列叙述正确的是( )
A．甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异，对维持两物种生殖隔离具有重要作用
B．在蛾类多而蜂类少的环境下，甲有选择优势，A基因突变加快
C．将A基因引入甲植物种群后，甲植物种群的基因库未发生改变
D．甲释放的挥发物是吸引蛾类传粉的决定性因素
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
解析：甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异，导致两物种之间不会交叉传粉，对维持两物种生殖隔离具有重要作用，A项正确；甲主要靠蛾类传粉，在蛾类多而蜂类少的环境下，甲有选择优势，但并不会导致A基因突变加快，B项错误；基因库是指一个种群内所有个体的全部基因，将A基因引入甲植物种群(本身不含A基因)后，甲植物种群的基因库发生改变，C项错误；若将A基因转入甲，其花颜色由白变紫，其他性状不变(释放的挥发物质没有改变)，但对蛾类的吸引下降，对蜂类的吸引增强，推测花冠颜色为白色是吸引蛾类传粉的决定性因素，而不是释放的挥发物，D项错误。
答案：A
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
1．(2023·广东统考模拟预测)核糖开关是一段具有复杂结构的RNA序列，能感受环境因素的变化而改变自身的结构和功能，从而调控基因的表达。在枯草杆菌中，有些基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关，其调节机制如图所示。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．SAM可以抑制相关基因的转录来调节代谢过程
B．核糖开关与tRNA均存在碱基互补配对的区域
C．组成核糖开关的基本单位是脱氧核糖核苷酸
D．RBS的下游区域中存在启动子，是翻译的起始位置
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
解析：SAM是mRNA上的感受型核糖开关，RBS区是核糖体结合的位点，与翻译过程有关，故SAM可以抑制相关基因的翻译来调节代谢过程，与转录无关，A项错误；由图可知核糖开关存在双链区域，tRNA的“三叶草”结构中也存在双链区域，故两者均存在碱基互补配对的区域，B项正确；核糖开关是一段具有复杂结构的RNA序列，属于RNA，其基本单位是核糖核苷酸，C项错误；启动子是基因中与RNA聚合酶识别结合的区域，而RBS为mRNA上的核糖体结合位点，不存在启动子，D项错误。
答案：B
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
2．(2023·广州联考)SDNA片段能引起野生型苎植株(2N)黄化，向野生型苎麻的核基因组中随机插入SDNA片段，得到突变体Y。SDNA片段的插入使基因A的功能丧失，从突变体的表现型可以推测野生型基因A的功能。突变体Y自交，子代绿色幼苗和黄色幼苗性状分离比例接近于1∶1。进一步设计杂交实验以检测突变基因的作用机制，实验如下表。以下分析错误的是( )
杂交亲本 实验结果
突变体Y(♀)×野生型(♂) 绿色∶黄色＝1∶1
突变体Y(♂)×野生型(♀) 绿色
A．该变异类型属于基因突变
B．突变型对野生型为显性
C．自交后性状分离比不为3∶1，说明该基因的遗传不符合分离定律
D．SDNA片段插入导致雄配子致死，基因A功能与雄配子发育有关
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
解析：基因突变是指DNA中发生碱基的增添、缺失或替换，导致基因碱基序列的改变，因此，野生型苎麻的核基因组插入SDNA片段引起的变异类型属于基因突变，A项正确；突变体Y自交，子代中幼苗既有绿色又有黄色，说明突变型对野生型为显性，B项正确；根据分析，自交后性状分离比不为3∶1，是由于突变体可能导致花粉致死，该基因的遗传仍符合分离定律，C项错误；根据分析，SDNA片段插入导致雄配子致死，基因A功能与雄配子发育有关，D项正确。
答案：C
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
3．(2023·广东福州统考)水稻的雄性不育性状是由细胞质基因和细胞核基因共同控制的，子代的细胞质基因只能来源于母本。S表示细胞质不育基因，N表示细胞质可育基因；R(R1、R2)表示细胞核中可恢复育性的基因，其等位基因r(r1、r2)无此功能，只有当细胞质中含有S基因，细胞核中r1、r2基因纯合时，植株才表现出雄性不育性状。不同基因型水稻S基因的表达情况如下表所示，下列分析错误的是( )
基因型 N(r1r1r2r2) S(r1r1r2r2) S(R1R1r2r2) S(r1r1R2R2) S(R1R1R2R2)
S基因转录的mRNA － ＋＋＋ ＋＋＋ ＋ ＋
S基因编码的蛋白质 － ＋＋＋ ＋＋ ＋ －
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
A．S(r1r1r2r2)与N(r1r1r2r2)杂交，后代全部雄性不育
B．S(R1R1r2r2)与S(r1r1R2R2)杂交，后代全部育性正常
C．R1和R2均能抑制不育基因S的表达，但抑制机理不同
D．R1抑制不育基因S的转录，使水稻恢复为部分花粉可育
水稻育性性状 育性正常 雄性不育 部分花 粉可育 部分花 粉可育 育性正常
注：“＋”表示产生相应物质，“＋”的多少表示物质量的多少：“－”表示没有产生相应物质 续上表
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
解析：S(r1r1r2r2)(该个体为雄性不育，只能作母本)与N(r1r1r2r2)杂交，后代基因型为S(r1r1r2r2)，全部表现为雄性不育，A项正确；S(R1R1r2r2)与S(r1r1R2R2)杂交后代基因型为S(R1r1R2r2)，与S(R1R1R2R2)表型相同，全部育性正常，B项正确；根据表格信息可知，存在R1不存在R2时，S基因转录的mRNA不减少，但翻译形成的蛋白质减少，从而使S(R1R1r2r2)部分花粉可育，说明R1能抑制S基因的表达，存在R2不存在R1时，转录的S基因的mRNA减少，使S(r1r1R2R2)部分花粉可育，说明R2抑制S基因的转录进而抑制S基因的表达，即R1和R2均能抑制不育基因S的表达，C项正确；根据C项分析可知，R1抑制不育基因S的翻译，使水稻恢复为部分花粉可育，D项错误。
答案：D
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
4．(2023·广东深圳一模)如图表示原核细胞中遗传信息的传递和表达过程，有关叙述正确的是( )
A．图中①、②过程中均可发生基因突变
B．核糖体在mRNA上移动方向由b到a
C．图中rRNA和核糖体的合成与核仁有关
D．图中③、④最终合成的物质结构相同
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
解析：基因突变一般发生在DNA分子复制的过程中，即图中①过程，而②是转录过程，A项错误；因为右边的肽链较长，所以核糖体是从a到b进行移动的，B项错误；图中是原核生物细胞中遗传信息的传递和表达过程，而原核生物没有核仁，C项错误；图中③、④翻译的模板是同一条mRNA，所以最终形成的蛋白质结构也是相同的，D项正确。
答案：D
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
5．(2023·烟台模拟预测)2022年1月10日美国马里兰大学医学院宣布，他们成功将一只转基因猪的心脏植入到了一名57岁的病人体内，这是全球首例此类手术，该病人在接受心脏移植手术三天后恢复良好、没有出现免疫排斥现象。可惜的是，两个月后病人还是去世了，确切死因不明。作为供体的转基因猪，利用了基因敲除技术，使得该猪个体的细胞中没有相关抗原蛋白的产生，下列关乎基因敲除技术的描述和可遗传变异对应关系合理的是( )
选项 操作过程 可遗传变异类型
A 在基因中增加或减少非3的倍数个碱基，破坏原有序列 染色体数目变异
B 让基因中的某些或某个外显子区域缺失 染色体结构变异
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
解析：在基因中增加或减少非3的倍数个碱基，破坏原有序列，属于基因突变，A项错误；让基因中的某些或某个外显子区域缺失，引起了基因结构的改变，属于基因突变，B项错误；让染色体中的某个基因缺失，引起了染色体上基因数目的改变，属于染色体数目变异，C项错误；利用基因工程导入调节基因，其表达产物抑制某些基因的表达，其原理为基因重组，D项正确。
续上表
C 让染色体中的某个基因缺失 基因突变
D 导入调节基因，其表达产物抑制某些基因的表达 基因重组
答案：D
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
6．(2023·河北邢联考)水稻育种工作者发现一种苗期耐盐突变体M。用野生型亲本B和耐盐突变体M杂交产生F1，F1苗期在盐胁迫下都表现为枯萎死亡，与野生亲本B性状一致。根据资料及所学内容回答下列问题：
(1)水稻的抗盐性状为__________(填“显性”或“隐性”)性状。
(2)SNP是指由单个核苷酸的变异引起的DNA序列多态性，该种差异可被基因测序技术检测。为确定抗盐基因的位置(位于Ⅱ或Ⅲ染色体上)，科研人员用SNP1m、SNP2m、SNP1B、SNP2B四种SNP标记(四种标记的碱基序列不同)对突变体M和野生型亲本B的两对非同源染色体(Ⅱ号和Ⅲ号染色体)进行分子标记(标记结果如下图所示)。实验步骤如下：
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
①将突变体M和野生型B进行杂交获得多株F1。将F1自交所结的种子播种于有盐胁迫环境中，获得耐盐的多株F2幼苗。
②检测这些耐盐的F2幼苗的SNP1和SNP2标记情况，若全部个体的SNP1检测结果为__________，SNP2检测结果为______________________，则证明抗盐基因在Ⅱ号染色体上。
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
③若F2中全部耐盐个体的SNP1检测结果为大多数为SNP1m，有少量为SNP1B，SNP2检测结果为SNP2m∶SNP2B＝1∶1，则说明_______________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)同源染色体的交叉互换属于可遗传变异中的____________类型。若Ⅱ和Ⅲ染色体上的染色单体之间发生片段交换，该变异属于可遗传变异中的________________类型。
解析：(1)根据题意可知，杂交产生的F1苗期在盐胁迫下都表现为枯萎死亡，与野生亲本B性状一致，可判断不耐盐性状为显性，耐盐性状应为隐性性状。(2)①分析题意可知，该实验的目的是利用SNP1和SNP2标记对耐盐基因进行定
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
位，以判断抗盐基因(相关基因用A和a表示)在Ⅱ号还是Ⅲ号染色体上，用抗盐突变体M(隐性性状，设为aa)与另一野生型植株B(显性性状，AA)杂交得到的F1(Aa)，F1植株自交得到的后代中挑选出其中的耐盐植株(aa)，分别检测F2中抗盐植株个体的SNP1和SNP2的具体类型。②若抗盐基因(a)在Ⅱ号染色体上则抗盐基因(a)会与SNP1m标记连锁，按照基因分离定律，则全部个体的SNP1检测结果应均为SNP1m；由于Ⅲ号染色体上没有耐盐基因(a)淘汰非耐盐个体不会对SNP2的数量造成影响，在耐盐的F2中SNP2标记的类型有SNP2mSNP2m，SNP2mSNP2B，SNP2BSNP2B三种类型，其比例为1∶2∶1，所有这些个体中SNP2的检测结果为SNP2m和SNP2B的比例约为1∶1。③若抗盐基因(a)位于Ⅱ号染色体上，且F1的Ⅱ号染色体在减数分裂时还发生了交叉互换，则会造成
[高考命题热点六] 基因的多维度命题
少量抗盐基因(a)与SNP1B标记位于同一条Ⅱ号染色体上，因此对所有抗盐植株个体的SNP1检测结果应表现为大多数为SNP1m，有少量为SNP1B；SNP2的检测结果仍然为SNP2m和SNP2B的比例约为1∶1。(3)同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换(互换)属于基因重组类型；非同源染色体上的片段交换属于染色体结构变异(易位)的类型。
答案：(1)隐性 (2)②均为SNP1m SNP2m∶SNP2B＝1∶1
③抗盐基因位于Ⅱ号染色体上，且F1的Ⅱ号染色体在减数分裂时发生了交叉互换
(3)基因重组 染色体(结构)变异
