高考生物真题分类汇编：专题12 生物的变异与进化（含解析）

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高考生物真题分类汇编
专题12　生物的变异与进化
题组一 难度:★★★ 限时:15分钟 满分:39分 用时:　　分钟 得分:　　分 答案:题后
一、选择题
1.(2022浙江1月选考,2分)峡谷和高山的阻隔都可能导致新物种形成。两个种的羚松鼠分别生活在某大峡谷的两侧,它们的共同祖先生活在大峡谷形成之前;某高山两侧间存在有限的“通道”,陆地蜗牛和很多不能飞行的昆虫可能会在“通道”处形成新物种。下列分析不合理的是 (　　)
A.大峡谷分隔形成的两个羚松鼠种群间难以进行基因交流
B.能轻易飞越大峡谷的鸟类物种一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种
C.高山两侧的陆地蜗牛利用“通道”进行充分的基因交流
D.某些不能飞行的昆虫在“通道”处形成的新种与原物种存在生殖隔离
2.(2022广东,4分)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定,H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食。如图为某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例,下列分析错误的是 (　　)
A.草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B.城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C.与乡村相比,市中心种群中h的基因频率更高
D.基因重组会影响种群中H、D的基因频率
3.(2021湖南,2分)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是 (　　)
A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种形态
C.鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变
D.人类的喜好影响了金鱼的进化方向
4.(2021江苏,2分)下列关于生物种群叙述正确的是 (　　)
A.不同种群的生物之间均存在生殖隔离
B.种群中个体的迁入与迁出会影响种群的基因频率
C.大量使用农药导致害虫种群产生抗药性,是一种共同进化的现象
D.水葫芦大量生长提高了所在水体生态系统的物种多样性
5.(2021湖北,2分)自青霉素被发现以来,抗生素对疾病治疗起了重要作用。目前抗生素的不合理使用已经引起人们的关注。下列关于抗生素使用的叙述,正确的是 (　　)
A.作用机制不同的抗生素同时使用,可提高对疾病的治疗效果
B.青霉素能直接杀死细菌,从而达到治疗疾病的目的
C.畜牧业中为了防止牲畜生病可大量使用抗生素
D.定期服用抗生素可预防病菌引起的肠道疾病
6.(2021福建,2分)物种甲和物种乙为二倍体植物。甲生活在阳光充足的悬崖顶,乙生活在悬崖底的林荫里。在某些山地坡度和缓的地方,甲和乙分别沿着斜坡向下和向上扩展,在斜坡上相遇并杂交产生丙。若丙不能产生子代,则下列叙述错误的是 (　　)
A.甲和乙仍然存在生殖隔离
B.甲种群基因频率的改变说明甲发生了进化
C.甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关
D.甲、乙、丙含有的基因共同构成一个种群的基因库
7.(2021河北,2分)雄性缝蝇的求偶方式有:①向雌蝇提供食物;②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇;③把食物裹成丝球送给雌蝇;④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是 (　　)
A.求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖,是一种适应性行为
B.④是一种仪式化行为,对缝蝇繁殖失去进化意义
C.③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D.④可能由③进化而来
8.(2020江苏,2分)下列叙述中与染色体变异无关的是 (　　)
A.通过孕妇产前筛查,可降低21三体综合征的发病率
B.通过连续自交,可获得纯合基因品系玉米
C.通过植物体细胞杂交,可获得白菜—甘蓝
D.通过普通小麦和黑麦杂交,培育出了小黑麦
9.(2019海南,2分)下列有关基因突变的叙述,正确的是 (　　)
A.高等生物中基因突变只发生在生殖细胞中
B.基因突变必然引起个体表现型发生改变
C.环境中的某些物理因素可引起基因突变
D.根细胞的基因突变是通过有性生殖传递的
二、非选择题
10.(2020全国Ⅰ理综,9分)遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题:
(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中,在不发生染色体结构变异的情况下,产生基因重新组合的途径有两条,分别是　　　　　　　　　　　　　　　　 　。
(2)在诱变育种过程中,通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传,原因是　　　　　 　　　　　,若要使诱变获得的性状能够稳定遗传,需要采取的措施是　　　　　　　 　　　　　　　。
11.(2019天津理综,10分)作物M的F1基因杂合,具有优良性状。F1自交形成自交胚的过程见途径1(以两对同源染色体为例)。改造F1相关基因,获得具有与F1优良性状一致的N植株,该植株在形成配子时,有丝分裂替代减数分裂,其卵细胞不能受精,直接发育成克隆胚,过程见途径2。据图回答:
(1)与途径1相比,途径2中N植株形成配子时由于有丝分裂替代减数分裂,不会发生由　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　导致的基因重组,也不会发生染色体数目　　　　。
(2)基因杂合是保持F1优良性状的必要条件。以n对独立遗传的等位基因为例,理论上,自交胚与F1基因型一致的概率是　　　　,克隆胚与N植株基因型一致的概率是　　　　。
(3)通过途径　　　　获得的后代可保持F1的优良性状。
题组二 难度:★★★★ 限时:20分钟 满分:44分 用时:　　分钟 得分:　　分 答案:题后
一、选择题
1.(2021海南,2分)某地区少数人的一种免疫细胞的表面受体CCR5的编码基因发生突变,导致受体CCR5结构改变,使得HIV-1入侵该免疫细胞的概率下降。随时间推移,该突变基因频率逐渐增加。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.该突变基因丰富了人类种群的基因库
B.该突变基因的出现是自然选择的结果
C.通过药物干扰HIV-1与受体CCR5的结合可抑制病毒繁殖
D.该突变基因频率的增加可使人群感染HIV-1的概率下降
2.(2021湖南,4分)(不定项)血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB-100结合形成低密度脂蛋白(LDL),LDL通过与细胞表面受体结合,将胆固醇运输到细胞内,从而降低血浆中胆固醇含量。PCSK9 基因可以发生多种类型的突变,当突变使PCSK9蛋白活性增强时,会增加LDL受体在溶酶体中的降解,导致细胞表面LDL受体减少。下列叙述错误的是 (　　)
A.引起LDL受体缺失的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高
B.PCSK9基因的有些突变可能不影响血浆中LDL的正常水平
C.引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高
D.编码apoB-100的基因失活会导致血浆中胆固醇含量升高
3.(2021浙江1月选考,2分)选择是生物进化的重要动力。下列叙述正确的是 (　　)
A.同一物种的个体差异不利于自然选择和人工选择
B.人工选择可以培育新品种,自然选择不能形成新物种
C.自然选择保存适应环境的变异,人工选择保留人类所需的变异
D.经自然选择,同一物种的不同种群的基因库发生相同的变化
4.(2020全国Ⅱ理综,6分)关于高等植物细胞中染色体组的叙述,错误的是 (　　)
A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
5.(2020江苏,2分)某膜蛋白基因在其编码区的5'端含有重复序列CTCTTCTCTTCTCTT,下列叙述正确的是 (　　)
A.CTCTT重复次数改变不会引起基因突变
B.CTCTT重复次数增加提高了该基因中嘧啶碱基的比例
C.若CTCTT重复6次, 则重复序列之后编码的氨基酸序列不变
D.CTCTT重复次数越多, 该基因编码的蛋白质相对分子质量越大
6.(2020天津,4分)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞, 其基因与染色体的位置关系如图。导致该结果最可能的原因是 (　　)
A.基因突变
B.同源染色体非姐妹染色单体交叉互换
C.染色体变异
D.非同源染色体自由组合
7.(2019江苏,2分)下列关于生物变异与育种的叙述,正确的是 (　　)
A.基因重组只是基因间的重新组合,不会导致生物性状变异
B.基因突变使DNA序列发生的变化,都能引起生物性状变异
C.弱小且高度不育的单倍体植株,进行加倍处理后可用于育种
D.多倍体植株染色体组数加倍,产生的配子数加倍,有利于育种
二、非选择题
8.(2021广东,12分)果蝇众多的突变品系为研究基因与性状的关系提供了重要的材料。摩尔根等人选育出M-5品系并创立了基于该品系的突变检测技术,可通过观察F1和F2的性状及比例,检测出未知基因突变的类型(如显/隐性、是否致死等),确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。回答下列问题:
(1)果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性,控制这2对相对性状的基因均位于X染色体上,其遗传总是和性别相关联,这种现象称为　　　　　　　　。
(2)图1示基于M-5品系的突变检测技术路线,在F1中挑出1只雌蝇,与1只M-5雄蝇交配。若得到的F2没有野生型雄蝇、雌蝇数目是雄蝇的两倍,F2中雌蝇的两种表现型分别是棒眼杏红眼和　　　　,此结果说明诱变产生了伴X染色体　　　　基因突变。该突变的基因保存在表现型为　　　　果蝇的细胞内。
注:不考虑图中染色体间的交叉互换和已知性状相关基因的突变
图1
(3)上述突变基因可能对应图2中的突变　　　　(从突变①、②、③中选一项),分析其原因可能是　　　　,使胚胎死亡。
图2
(4)图1所示的突变检测技术,具有的①优点是除能检测上述基因突变外,还能检测出果蝇　　　　基因突变;②缺点是不能检测出果蝇　　　　基因突变。(①、②选答1项,且仅答1点即可)
9.(2020天津,10分)小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一,如制作优质面包需强筋面粉,制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因(A/a,B1/B2,D1/D2)分别位于三对同源染色体上, 控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白(HMW),从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1,F1自交得F2,以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见表。
基因 基因的表达产物(HMW) 亲本 F1 育种目标
小偃6号 安农91168 强筋小麦 弱筋小麦
A 甲 + + + + -
B1 乙 - + + - +
B2 丙 + - + + -
D1 丁 + - + - +
D2 戊 - + + + -
注:“+”表示有相应表达产物;“-”表示无相应表达产物
据表回答:
(1)三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制　　　　　　来控制生物体的性状。
(2)在F1植株上所结的F2种子中,符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为　　　　,符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为　　　　。
(3)为获得纯合弱筋小麦品种,可选择F2中只含　　　　产物的种子,采用　　　　　　　　　　　　　　　　等育种手段,选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。
题组三 难度:★★★★ 限时:25分钟 满分:43分 用时:　　分钟 得分:　　分 答案:题后
一、选择题
1.(2019天津理综,6分)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性,若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表现型频率,检测并计算基因频率,结果如图。下列叙述错误的是 (　　)
A.深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响
B.与浅色岩P区相比,深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率低
C.浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd
D.与浅色岩Q区相比,浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高
二、非选择题
2.(2022广东,12分)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培育蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:
(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白酶抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为　　　　　　　。
(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是　　　　　　　　　;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得　　　　　　　　只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕,用于留种。
(3)研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。如图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与Ⅰ组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于　　　　染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是　　　　　　　　　(如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,请简要说明理由。
3.(2021湖北,15分)疟疾是一种由疟原虫引起的疾病。疟原虫为单细胞生物,可在按蚊和人两类宿主中繁殖。我国科学家发现了治疗疟疾的青蒿素。随着青蒿素类药物广泛应用,逐渐出现了对青蒿素具有抗药性的疟原虫。
　　为了研究疟原虫对青蒿素的抗药性机制,将一种青蒿素敏感(S型)的疟原虫品种分成两组:一组逐渐增加青蒿素的浓度,连续培养若干代,获得具有抗药性(R型)的甲群体,另一组为乙群体(对照组)。对甲和乙两群体进行基因组测序, 发现在甲群体中发生的9个碱基突变在乙群体中均未发生,这些突变发生在9个基因的编码序列上,其中7个基因编码的氨基酸序列发生了改变。
　　为确定7个突变基因与青蒿素抗药性的关联性,现从不同病人身上获取若干疟原虫样本,检测疟原虫对青蒿素的抗药性(与存活率正相关)并测序,以S型疟原虫为对照,与对照的基因序列相同的设为野生型“+”,不同的设为突变型“-”。部分样本的结果如表。
疟原虫 存活率(%) 基因1 基因2 基因3 基因4 基因5 基因6 基因7
对照 0.04 + + + + + + +
1 0.2 + + + + + + -
2 3.8 + + + - + + -
3 5.8 + + + - - + -
4 23.1 + + + + - - -
5 27.2 + + + + - - -
6 27.3 + + + - + - -
7 28.9 + + + - - - -
8 31.3 + + + + - - -
9 58.0 + + + - + - -
回答下列问题:
(1)连续培养后疟原虫获得抗药性的原因是 　,
碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是 　。
(2)7个基因中与抗药性关联度最高的是　　　　,判断的依据是　 　。
(3)若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因,利用现代分子生物学手段,将该突变基因恢复为野生型,而不改变基因组中其他碱基序列。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为　　　　　　　　。
(4)根据生物学知识提出一条防控疟疾的合理化建议:　 。
4.(2020全国Ⅲ理综,10分)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程,如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组,每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上,人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题:
(1)在普通小麦的形成过程中,杂种一是高度不育的,原因是　　　　　　　　　　　　。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体,普通小麦体细胞中有　　　条染色体。一般来说,与二倍体相比,多倍体的优点是　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。
(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍,可采用的方法有　　　　　　(答出1点即可)。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体),甲的表现型是抗病易倒伏,乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种,请简要写出实验思路。
专题12　生物的变异与进化
题组一
1.C　地理隔离导致两个羚松鼠种群间难以进行基因交流,A正确;据题干“某高山……新物种”,推测高山两侧的陆地蜗牛间不能进行充分的基因交流,C错误;新物种形成的标志是产生生殖隔离,D正确。
2.D　草食动物和白车轴草之间的种间关系为捕食,据题干信息“H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食”可知,草食动物是白车轴草种群进化的选择压力,A正确;根据曲线图可知,从市中心到市郊再到乡村,白车轴草种群中产HCN个体比例增加,说明城市化进程会影响白车轴草种群的进化,B正确;与乡村相比,市中心种群中产HCN个体比例小,即基因型为D_H_的个体所占比例小,则与乡村相比,市中心种群中d和h的基因频率更高,C正确;基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合,基因重组不会影响种群中H、D的基因频率,D错误。
3.B　自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代,表明金鱼和野生鲫鱼属于同一物种,A项正确;变异不是选择的结果,B项错误;自然选择和人工选择可使种群基因频率发生定向改变,并决定生物进化的方向,C、D项正确。
4.B　不同种群的生物可能是同一物种,同一物种的生物之间不存在生殖隔离,A项错误。害虫种群的抗药性在大量使用农药之前已经产生,农药起的是选择作用,C项错误。水葫芦大量生长会破坏水体生态环境,降低所在水体生态系统的物种多样性,D项错误。
5.A　同时使用作用机制不同的抗生素,可增强杀菌效果,提高对疾病的治疗效果,A项正确;青霉素能破坏细菌的细胞壁,抑制细菌增殖,其不能直接杀死细菌,B项错误;畜牧业中如果大量使用抗生素,可能会出现对抗生素具有抗药性的细菌,因此,在畜牧业中,应严格控制抗生素的使用,C项错误;定期服用抗生素可能会导致耐药菌的出现,同时也会破坏肠道内与人共生的菌群,影响肠道的正常功能,D项错误。
6.D　据题意,甲、乙杂交产生的丙不可育,说明二者仍然存在生殖隔离,A正确;种群基因频率改变,说明种群发生了进化,B正确;一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫这个种群的基因库,而甲、乙不是一个物种,D错误。
7.B　求偶时提供食物给雌蝇对其繁殖后代有利,是一种适应性行为,A正确;仅送一个空丝球给雌蝇能求偶成功,这种行为对缝蝇繁殖有进化意义,B错误;把食物裹成丝球给雌蝇能求偶成功,这种行为是雌蝇对雄蝇长期选择的结果,C正确;③是把食物裹成丝球送给雌蝇,④仅送一个空丝球给雌蝇,两种方式都能求偶成功,推测④可能由③进化而来,D正确。
8.B　连续自交获得纯合基因品系玉米的过程中不涉及染色体变异,B符合题意;21三体综合征属于染色体变异遗传病,植物体细胞杂交获得白菜—甘蓝的过程中发生了染色体变异,普通小麦和黑麦杂交培育出小黑麦属于多倍体育种,原理是染色体变异,A、C、D不符合题意。
9.C　高等生物中基因突变可以发生在体细胞或生殖细胞中,A错误;由于密码子的简并性,基因突变不一定引起个体表现型发生改变;显性纯合子中只有一个基因发生隐性突变,表现型也不发生改变,B错误;环境中的某些物理因素如射线可引起基因突变,C正确;根细胞不是生殖细胞,其基因突变只能通过无性生殖传递,D错误。
10.(1)在减数分裂过程中,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因自由组合;同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,导致染色单体上的基因重组(4分)　(2)控制新性状的基因型一般是杂合的(2分)　通过自交筛选性状能稳定遗传的子代(3分)
【解析】　(1)交叉互换型基因重组发生在减数第一次分裂前期同源染色体联会过程中,在该过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间进行交叉互换;自由组合型基因重组发生在减数第一次分裂后期,伴随着非同源染色体的自由组合,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)诱变育种过程中,突变体一般为杂合体,即控制新性状的基因型是杂合的,不能稳定遗传;对于杂合体,可以采用连续自交和不断选择的方法,获得纯合体,即通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。
11.(除标明外,每空2分)(1)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换　非同源染色体自由组合　减半(1分)　(2)1/2n　100%　(3)2(1分)
【解析】　(1)根据图示可知,途径1表示作物M的F1产生的精子和卵细胞经过受精作用形成受精卵,受精卵发育成自交胚。途径2表示改造F1相关基因,获得具有与F1优良性状一致的N植株,该植株在形成配子时,以有丝分裂代替减数分裂,其精子和卵细胞的基因型与N植株相同,其卵细胞未受精可以直接发育成克隆胚。由于途径2中N植株在形成配子时不进行减数分裂,因此,不会发生同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换和非同源染色体的自由组合而导致的基因重组,卵细胞的染色体数目与N植株相同,也不会发生染色体数目的减半。(2)基因杂合是保持F1优良性状的必要条件。作物M的F1基因杂合,若以n对独立遗传的等位基因为例,自交胚与F1基因型一致的概率是1/2n。克隆胚是由N植株有丝分裂替代减数分裂产生的卵细胞未受精获得的,其基因型与N植株相同。(3)由于途径2获得的克隆胚的基因型与N植株相同,不会发生性状分离,所以通过途径2获得的后代可保持F1的优良性状。
题组二
1.B　基因突变可以产生新基因,能丰富种群基因库,A项正确;该突变基因的出现是由于基因中发生了碱基对的替换、增添或缺失,不是自然选择的结果,B项错误;HIV-1能够与一种免疫细胞的表面受体CCR5特异性结合,以入侵该免疫细胞,若通过药物干扰HIV-1与受体CCR5结合,则可抑制病毒繁殖,C项正确。
2.C　据题意分析,引起LDL受体缺失的基因突变会使LDL与LDL受体的结合受阻,从而影响胆固醇运输到细胞内,导致血浆中胆固醇含量升高,A正确;若PCSK9基因的有些突变没有使PCSK9蛋白活性发生改变,则不会影响细胞表面LDL受体的数量,从而不影响血浆中LDL的正常水平,B正确;据题意可知,当突变使PCSK9蛋白活性增强时,会增加LDL受体在溶酶体中的降解,导致细胞表面LDL受体减少,从而引起血浆中胆固醇含量升高,C错误;编码apoB-100的基因失活会使胆固醇与apoB-100的结合受阻,从而影响胆固醇向细胞内的运输,导致血浆中胆固醇含量升高,D正确。
3.C　同一物种的个体差异有利于自然选择和人工选择,A错误。人工选择可以培育新品种,自然选择是生物适应环境的过程,最终可能导致新物种的形成,B错误。经自然选择,同一物种的不同种群的基因库的变化不一定相同,D错误。
4.C　一个染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,B、D正确;二倍体植物的配子是经减数分裂产生的,配子中只含有一个染色体组,A正确;雌雄同体的高等植物如水稻、豌豆等没有性染色体,C错误。
5.C　由题意可知该膜蛋白基因含有重复序列,若CTCTT重复次数改变,则由于碱基对的增添或缺失基因结构发生改变,即会发生基因突变,A错误;CTCTT重复次数增加,该基因中嘧啶碱基的比例不变,B错误;CTCTT重复6次,碱基对增加数量是3的整数倍,重复序列之后的密码子没有变化,所以编码的氨基酸序列不变,C正确;CTCTT重复次数增多,可能会影响该基因的功能,该基因编码的蛋白质相对分子质量可能变大,也可能变小,D错误。
6.B　一个基因型为DdTt的精原细胞经减数分裂产生了四个精细胞,正常情况下产生两种精细胞,基因型为DT、dt(或Dt、dT),但结果产生了四种精细胞,最可能的原因是在减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换,故选B。
【高分必备】　一个精原细胞(基因型为AaBb)产生了四个精细胞,一般情况下,精细胞种类为两种;如果产生四个精细胞,精细胞种类为四种,最可能是减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换导致的。若发生了基因突变,由于基因突变具有低频性,则最可能会产生四个精细胞,精细胞种类为三种(只考虑一个位点发生基因突变);若发生了染色体变异,则会发现精细胞中的染色体的形态或结构发生改变。
7.C　基因重组是生物变异的来源之一,可能会导致生物性状变异,A错误;因为密码子具有简并性以及基因的显隐性等,所以基因突变不一定导致生物性状发生改变,B错误;弱小且高度不育的单倍体植株经加倍处理后,其染色体数目加倍而成为可育的植株,可用于育种,C正确;多倍体植株染色体组数加倍,产生的配子数不变,D错误。
8.(除标明外,每空2分)(1)伴性遗传(1分)　(2)棒眼红眼(1分)　隐性致死　棒眼红眼(雌)　(3)③　突变后的密码子变为终止密码子,蛋白质合成提前终止,蛋白质失去原来的功能　(4)伴X染色体显性　常染色体和X、Y染色体同源区段(选答1项)
【解析】　(1)位于性染色体上的基因的遗传总是与性别相关联,这种现象称为伴性遗传。(2)根据题中信息可知,F2没有野生型雄果蝇,雌果蝇的数目是雄果蝇的两倍,且该突变发生在X染色体上,将该未知突变基因用“ ”表示,遗传图解如下:
据图解可知,F2中雌果蝇的表现型为棒眼杏红眼和棒眼红眼,F2中没有野生型雄果蝇,雌果蝇数目是雄果蝇数的两倍,说明该突变为伴X染色体隐性致死突变,该基因保存在棒眼红眼雌果蝇的细胞内。(3)突变①:ACU(苏氨酸)→ACC(苏氨酸),突变后合成的蛋白质结构没有改变;突变②:AAC(天冬酰胺)→AAA(赖氨酸),突变后合成的蛋白质中1个氨基酸发生变化;突变③:UUA(亮氨酸)→UGA(终止密码子),突变后的密码子变为终止密码子,蛋白质合成提前终止,蛋白质的结构变化最大,故突变③最可能导致胚胎死亡。(4)图1所示的突变检测技术,具有的优点是除能检测伴X染色体隐性致死基因突变外,还能检测出伴X染色体显性基因突变,缺点是不能检测出果蝇常染色体和X、Y染色体同源区段基因突变。
9.(每空2分)(1)蛋白质的结构　(2)1/16　0　(3)甲、乙、丁　诱变、基因工程、将其与不含甲产物的小麦品种进行杂交
【解析】　(1)由题干信息可知,小麦的三对等位基因(A/a,B1/B2,D1/D2)可控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白,从而影响面筋强度,这体现了基因可通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状。(2)由题中信息可知,小偃6号和安农91168的基因组成分别为AAB2B2D1D1、AAB1B1D2D2,所要选育的强筋小麦的基因组成为AAB2B2D2D2,弱筋小麦的基因组成为aaB1B1D1D1;F1的基因组成为AAB1B2D1D2,F1植株上所结的F2种子中符合强筋小麦育种目标的种子(基因组成为AAB2B2D2D2)所占比例为1×(1/4)×(1/4)=1/16,符合弱筋小麦育种目标的种子(基因组成为aaB1B1D1D1)所占比例为0。(3)弱筋小麦的基因组成为aaB1B1D1D1,若要获得纯合弱筋小麦品种,可选择F2中只含甲、乙、丁产物的种子,采用人工诱变、基因工程等育种手段进行选育。
题组三
1.B　在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化,深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择的影响,A项正确;在浅色岩P区,D基因的频率为0.1,则d基因的频率为0.9,深色表现型频率为0.18,则浅色表现型频率为0.82,设杂合体频率为x,那么1/2x+0.82=0.9,可算出x=0.16,同理,在深色熔岩床区,D基因的频率为0.7,则d基因的频率为0.3,深色表现型频率为0.95,则浅色表现型频率为0.05,可算出杂合体频率为0.50,B项错误;已知浅色岩Q区D基因的频率为0.3,若该区深色囊鼠的基因型均为Dd,则D基因的频率为0.25,不足0.3,故浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd,C项正确;浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率为0.82,浅色岩Q区囊鼠的隐性纯合体频率为1-0.50=0.50,即与浅色岩Q区相比,浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高,D项正确。
【技巧点拨】　　由基因频率求基因型频率的方法
　　在一个足够大、没有自然选择、随机交配的自然种群中,当等位基因只有A、a时,设p代表A的基因频率,q代表a的基因频率,则(p+q)2=p2+2pq+q2=1,其中p2是AA的基因型频率,2pq是Aa的基因型频率,q2是aa的基因型频率。
【误区警示】　自交和自由交配对种群基因频率和基因型频率的影响不同
(1)自交:基因型频率发生改变,纯合子比例逐渐增大,杂合子比例逐渐减小,但基因频率不变。
(2)自由交配:在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时,处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,亲代与子代之间种群的基因频率及基因型频率不变。
2.(除标明外,每空2分)(1)协同进化(1分)　(2)3/64　50　(3)①常　②ZbWB　③Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别。(3分)
【解析】　(1)不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。(2)由题意可知,家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传,说明控制这三对性状的三对等位基因的遗传遵循自由组合定律。将这三对基因均杂合的亲本杂交,运用分解组合法,可得F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕所占的比例是3/4×1/4×1/4=3/64。若题述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,则总产卵数为8×400=3 200(枚),其中虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕占1/4×1/4×1/4=1/64,共有3 200×1/64=50(只)。(3)①分析题意和图示方案可知,黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达,转移情况可分为三种,即携带B基因的染色体片段转移到常染色体上、转移到Z染色体上、转移到W染色体上。辐射诱变黑壳卵(Bb),将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交,统计子代的黑壳卵孵化后雌雄家蚕的数目,结合图中的三组结果分析,Ⅰ组黑壳卵家蚕中雌雄比例接近1∶1,说明该性状与性别无关,即携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上;Ⅱ组黑壳卵家蚕全为雌性,说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上;Ⅲ组黑壳卵家蚕全为雄性,说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。②Ⅱ组携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上,亲本雌蚕的基因型为ZbWB,其与白壳卵雄蚕(ZbZb)杂交,子代中雌蚕的基因型为ZbWB(黑壳卵),雄蚕的基因型为ZbZb(白壳卵),可以在卵期通过卵壳颜色区分性别。③Ⅲ组携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上,亲本雌蚕的基因型为ZBWb,其与白壳卵雄蚕ZbZb杂交,子代中雌蚕的基因型为ZbWb(白壳卵),雄蚕的基因型为ZBZb(黑壳卵)。再将黑壳卵雄蚕(ZBZb)与白壳卵雌蚕(ZbWb)杂交,子代的基因型为ZBZb、ZbZb、ZBWb、ZbWb,即子代黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法在卵期通过卵壳颜色区分性别,不能满足生产需求。
3.(1)通过基因突变可产生抗青蒿素的个体,连续培养过程中,在青蒿素的定向选择作用下,疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高,抗药性个体数增多(3分)　密码子具有简并性(或碱基突变前后,相应的密码子决定的氨基酸种类不变)(2分)　(2)基因6(2分)　与对照组相比,在有突变基因6和7的4~9组中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在有突变基因7的1、2、3组中,疟原虫的存活率提高的幅度不大(合理即可,3分)　(3)S型(对青蒿素敏感)(2分)　(4)做好按蚊的防治工作(3分)
【解析】　(1)在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。通过基因突变可产生抗青蒿素的个体,连续培养过程中,在青蒿素的定向选择作用下,疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率会升高,抗药性个体数增多。碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是碱基突变前后,相应的密码子决定的氨基酸种类不变,即密码子具有简并性。(2)分析样本结果可知,与对照组相比,在4~9组中,疟原虫的存活率都大幅提高,它们都有突变基因6和7,但有突变基因7的1、2、3组中,疟原虫的存活率提高的幅度不大,因此推测,7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6。(3)将突变基因恢复为野生型且不改变基因组中其他碱基序列,改造后的疟原虫对青蒿素敏感。(4)疟原虫可在按蚊和人两类宿主中繁殖,为有效控制疟疾,需要做好按蚊的防治工作,以阻断传播途径,减少疟疾的发生。
4.(1)无同源染色体,不能进行正常的减数分裂(2分)　42(2分)　营养物质含量高、茎秆粗壮(2分)　(2)秋水仙素处理(2分)　(3)甲、乙两个品种杂交,F1自交,选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。(合理即可,2分)
【解析】　(1)杂种一(AB)含有一粒小麦的一个染色体组(A)和斯氏麦草的一个染色体组(B),由于杂种一无同源染色体,不能进行正常的减数分裂,故其高度不育。普通小麦(AABBDD)有6个染色体组,结合题干信息“A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组,每个染色体组均含7条染色体”可知,普通小麦体细胞中有42条染色体。一般来说,与二倍体植株相比,多倍体植株茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量增加。(2)人工诱导多倍体的方法有:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,低温处理等。(3)若要以甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)小麦纯种为实验材料,获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种,可通过杂交育种或单倍体育种的方法来实现。
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