第3讲 生物的变异与进化
聚焦新课标：概念3遗传信息控制生物性状，并代代相传；3.3由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的；概念4生物的多样性和适应性是进化的结果；4.1地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先；4.2适应是自然选择的结果。
基础自查·明晰考位
纵引横连——建网络
提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
边角扫描——全面清
提醒：判断正误并找到课本原话
1．发生在体细胞中的基因突变，一定不能遗传。(必修2 P81正文)( )
2．原癌基因突变或过量表达、抑癌基因突变都可能引起细胞癌变。(必修2 P82“思考·讨论”)( )
3．基因突变的方向和环境没有明确的因果关系。(必修2 P83小字)( )
4．生物体的体细胞内染色体数目或结构的变化称为染色体变异。(必修2 P87正文)( )
5．多倍体茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，结实率高。(必修2 P88正文)( )
6．单倍体的体细胞中必定只含有一个染色体组。(必修2 P88正文)( )
7．染色体结构变异会使排列在染色体上的基因种类或排列顺序发生改变。(必修2 P90正文)( )
8．生物的遗体、遗物或生活痕迹就叫作化石。(必修2 P100正文)( )
9．不同种群间的个体不能进行基因交流说明两种群存在生殖隔离。(必修2 P116正文)( )
10．捕食者的存在有利于增加物种多样性。(必修2 P119正文)( )
考点梳理·整合突破
整合考点10 “千变万化”的生物变异及育种
任务驱动
任务1 变异类型的判别
1．判断可遗传的变异和不可遗传的变异的方法
(1)两类变异的本质区别是遗传物质是否改变。遗传物质改变产生的变异可以遗传，但是否遗传给后代，关键要看遗传物质的改变是否发生在 细胞中。由环境引起的性状改变，由于遗传物质并未改变，故不能遗传。
(2)将变异个体置于与原来类型相同的环境下种植或培育，观察变异性状是否消失。若不消失，则是可遗传的变异；反之，则为不遗传的变异。
2．“三看法”判断可遗传变异的类型
(1)染色体内的变异
(2)染色体间的变异
任务2 可遗传的变异的“四大”易混点
(②③④⑤空中选填“质”或“量”)
【特别提醒】
(1)变异≠遗传物质改变
变异包括可遗传的变异(遗传物质改变)和不遗传的变异(遗传物质未改变)。
(2)基因突变的“一定”和“不一定”
①基因突变一定会引起基因结构的改变，即基因中碱基排列顺序的改变。
②基因突变不一定会引起生物性状的改变。
③基因突变不一定都产生等位基因：真核生物染色体上的基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒发生基因突变产生的是一个新基因。
(3)有性生殖产生的后代，其变异类型主要来自基因重组。
任务3 几类可遗传的变异个体的判别
1.“二看法”界定二倍体、多倍体、单倍体
2.界定“三倍体”与“三体”
任务4 澄清有关可遗传变异的四个易错点
1.体细胞中发生的基因突变一般不能通过有性生殖传递给后代，但有些植物可以通过无性繁殖传递给后代。
2.基因重组一般发生在控制不同性状的基因间，且至少是两对基因，如果是一对等位基因控制的遗传，后代出现新类型可能来源于性状分离或基因突变，而不可能是基因重组。
3.自然条件下，细菌等原核生物和病毒的可遗传的变异只有基因突变；真核生物无性繁殖时的可遗传的变异有基因突变和染色体变异。
4.单倍体并非都不育，其体细胞中并非都只有一个染色体组，也并非都一定没有同源染色体和等位基因，如由多倍体的配子发育成的个体，若含偶数个染色体组，则形成的单倍体含有同源染色体及等位基因。
任务5 图示法分析几种常考产生配子的类型
注：分析三体产生的配子类型时，为了避免混淆，可以进行标号，如AAa，可标记为A1A2a，则染色体的三种分离方式为1A1A2、1a，1A1、1A2a，1A2、1A1a，最后把A合并即可得到各种配子的比例。
任务6 生物育种中应注意的问题
1.澄清“可遗传”与“可育”
(1)三倍体无子西瓜、骡子、单倍体玉米等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。
(2)无子番茄“无子”的原因是植株未受粉，生长素促进了果实的发育，这种“无子”性状是不可保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”。
2.有关育种方式的四点提醒
(1)单倍体育种：操作对象是单倍体幼苗。
(2)多倍体育种：操作对象是萌发的种子或幼苗。
(3)诱变育种：多用于植物和微生物，一般不用于动物育种。
(4)杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状即可。
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[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
2.[2023·浙江1月]阅读下列材料，回答下列问题。
基因启动子区发生DNA甲基化可导致基因转录沉默。研究表明，某植物需经春化作用才能开花，该植物的DNA甲基化水平降低是开花的前提。用5 azaC处理后，该植株开花提前，检测基因组DNA，发现5′胞嘧啶的甲基化水平明显降低，但DNA序列未发生改变，这种低DNA甲基化水平引起的表型改变能传递给后代。
(1)这种DNA甲基化水平改变引起表型改变，属于( )
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体变异 D．表观遗传
(2)该植物经5 azaC去甲基化处理后，下列各项中会发生显著改变的是( )
A．基因的碱基数量 B．基因的碱基排列顺序
C．基因的复制 D．基因的转录
3.[2023·海南卷]我国航天员乘坐我国自主研发的载人飞船，顺利进入空间实验室，并在太空中安全地生活与工作。航天服具有生命保障系统，为航天员提供了类似地面的环境。下列有关航天服及其生命保障系统的叙述，错误的是( )
A．能清除微量污染，减少航天员相关疾病的发生
B．能阻隔太空中各种射线，避免航天员机体细胞发生诱发突变
C．能调控航天服内的温度，维持航天员的体温恒定不变
D．能控制航天服内的压力，避免航天员的肺由于环境压力变化而发生损伤
4.[2023·湖北卷]DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列，可检测识别区间的任意片段，并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位，如下图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体(染色体上“－”表示杂交信号)，结果正确的是( )
5.[2023·湖南卷]为精细定位水稻4号染色体上的抗虫基因，用纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代多次自交，得到一系列抗虫或易感水稻单株。对亲本及后代单株4号染色体上的多个不连续位点进行测序，部分结果按碱基位点顺序排列如下表。据表推测水稻同源染色体发生了随机互换，下列叙述正确的是( )
…位点1…位点2…位点3…位点4…位点5…位点6…
测序结果 A/A A/A A/A A/A A/A A/A 纯合抗虫 水稻亲本
G/G G/G G/G G/G G/G G/G 纯合易感 水稻亲本
G/G G/G A/A A/A A/A A/A 抗虫水稻1
A/G A/G A/G A/G A/G G/G 抗虫水稻2
A/G G/G G/G G/G G/G A/A 易感水稻1
示例：A/G表示同源染色体相同位点，一条DNA上为A—T碱基对，另一条DNA上为G—C碱基对。
A.抗虫水稻1的位点2－3之间发生过交换
B.易感水稻1的位点2－3及5－6之间发生过交换
C.抗虫基因可能与位点3、4、5有关
D.抗虫基因位于位点2－6之间
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
6.(必修2 P83“正文”拓展)某植株发生基因突变后，该植株及其有性生殖后代均不能表现突变性状的主要原因是什么？
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7.(必修2 P85正文拓展)基因突变一定产生等位基因吗？为什么？
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8.(必修2 P84“正文”)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，分别是什么？
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9.(必修2 P91“拓展应用”)三倍体无子西瓜培育时用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖的原因是什么？观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？
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评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
10.[2023·湖南卷]基因检测是诊断和预防遗传病的有效手段。研究人员采集到一遗传病家系样本，测序后发现此家系甲和乙两个基因存在突变：甲突变可致先天性耳聋；乙基因位于常染色体上，编码产物可将叶酸转化为N5 甲基四氢叶酸，乙突变与胎儿神经管缺陷(NTDs)相关；甲和乙位于非同源染色体上。家系患病情况及基因检测结果如图所示。不考虑染色体互换，回答下列问题：
(1)此家系先天性耳聋的遗传方式是 。Ⅰ1和Ⅰ2生育一个甲和乙突变基因双纯合体女儿的概率是 。
(2)此家系中甲基因突变如下图所示：
正常基因单链片段5′—ATTCCAGATC……(293个碱基)……CCATGCCCAG—3′
突变基因单链片段5′—ATTCCATATC……(293个碱基)……CCATGCCCAG—3′
研究人员拟用PCR扩增目的基因片段，再用某限制酶(识别序列及切割位点为)酶切检测甲基因突变情况，设计了一条引物为5′—GGCATG—3′，另一条引物为 (写出6个碱基即可)。用上述引物扩增出家系成员Ⅱ1的目的基因片段后，其酶切产物长度应为 bp(注：该酶切位点在目的基因片段中唯一)。
(3)女性的乙基因纯合突变会增加胎儿NTDs风险。叶酸在人体内不能合成，孕妇服用叶酸补充剂可降低NTDs的发生风险。建议从可能妊娠或孕前至少1个月开始补充叶酸，一般人群补充有效且安全剂量为0.4～1.0 mg·d－1，NTDs生育史女性补充4 mg·d－1。经基因检测胎儿(Ⅲ2)的乙基因型为－/－，据此推荐该孕妇(Ⅱ1)叶酸补充剂量为 mg·d－1。
模拟预测·题组集训
题组预测一 生物变异类型的理解
1.[2023·江苏连云港高三调研]某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，A～E表示基因。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示，其中染色体桥在减数分裂Ⅰ时随机断裂，后续的分裂过程正常进行。下列有关叙述正确的是( )
A．形成该精原细胞的分裂过程中发生了基因突变
B．该精原细胞在形成精子过程中发生染色体结构和数目变异
C．该精原细胞经减数分裂产生含异常染色体的精子占3/4
D．图示“染色体桥”中不存在染色体的同源区段
2.[2023·江苏省高三测试]人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)，在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述正确的是( )
A．男性携带者的初级精母细胞中可形成22个正常四分体
B．男性携带者的初级精母细胞含有47条染色体
C．女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体
D．女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)
题组预测二 聚焦变异探究，强力扫清难点
3.[2023·江苏省南通市高三一调]下图是某变异果蝇(2n＝8)精原细胞减数分裂过程中染色体的部分行为变化示意图，部分染色体片段缺失或重复均导致精子死亡。相关叙述正确的是( )
A．该变异的类型是染色体缺失
B．该变异改变了果蝇基因的数量和位置
C．乙图所示时期细胞中有16条染色单体
D．按B方式产生的精子一半是致死的
4.[2023·北京西城一模]栽培稻由野生稻驯化而来，但驯化过程使其失去多年生能力。我国科研人员将野生稻与栽培稻杂交，培育出多年生栽培稻PR24，又通过PR24，将多年生相关基因引入栽培稻“楚粳28”，培育出多年生栽培稻新品系(如图)，降低了劳动力投入，提高了生产效益。下列叙述错误的是( )
A．可利用现代生物技术在DNA水平筛选含有多年生基因的植株
B．应将筛选出的植株与PR24回交，以逐步清除楚粳28的基因
C．连续多代自交是为了获得多年生性状稳定遗传的品系
D．保护野生稻等生物资源是维护国家生物安全的重要措施
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
5.[2023·湖南省岳阳高三考试]栽培的马铃薯为同源四倍体植物(4N＝48)，一般采取无性繁殖的方式种植。我国科学家用杂交种子繁殖替代薯块繁殖并用二倍体育种替代四倍体育种，取得了颠覆性成果。回答以下问题。
(1)在农业生产中，无论是种子繁殖还是薯块繁殖都需要留种，在储藏种子、薯块时，往往通过 和 等措施减弱种子和薯块的呼吸作用，延长保质期。
(2)种子具有耐贮藏，运输、存放简便等优点。除此之外，在育种过程中运用杂交种子繁殖相对于薯块繁殖，最大的优点是______________________________________________
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(3)相对于二倍体杂交育种，四倍体杂交育种更难获得纯合子。如用基因组成AAaa的四倍体马铃薯自交，后代基因组成aaaa的比例是 。
(4)纯合的隐性有害基因可能导致马铃薯生长力衰退。在育种中发现有害基因d和y位于同一对染色体上，但其杂交植株(基因组成DdYy，如图所示)通过自交得到了
少量不含有害基因的植株(基因组成DDYY)。请绘制减数分裂中相应染色体变化模型并对此进行解释。
(5)杂交育种实践中雄性不育系的应用能大大降低生产成本，科研人员发现F基因与马铃薯的育性相关(如图所示)。如何运用生物技术将纯合亲本转化为雄性不育系？
专题拓展·素养落地10 变异与育种(诱变、杂交、单倍体与多倍体)
知识拓展
1.基因突变与诱变育种
基因突变的发生具有随机性，分为生殖细胞突变和体细胞突变。在胚胎发育早期发生基因突变常使个体成为嵌合体，成熟个体的体细胞突变，一般不能通过有性生殖传递给子代。育种过程中利用合子形成后短暂的休眠期进行诱变，可避免产生嵌合体，同时具有突变频率高的特点。
①碱基的自发性损伤，如腺嘌呤的氨基有时会自发脱落，变为次黄嘌呤(I)，次黄嘌呤会与胞嘧啶配对。亚硝酸是一种碱基修饰剂，具有氧化脱氨的作用，能作用于腺嘌呤使其脱去分子中的氨基而转化为次黄嘌呤。
腺嘌呤和次黄嘌呤结构
②紫外线对DNA的作用主要是在DNA相邻的两个T之间诱导形成共价键，产生嘧啶二聚体。当DNA复制到嘧啶二聚体的位置时，二聚体不能作为模板指导互补链的合成。DNA聚合酶随后在二聚体后面继续合成互补链，留下的缺口将随机插入一个碱基填补空隙，结果使新合成的互补链的碱基序列发生改变，从而引起基因突变。
胸腺嘧啶二聚体的形成
2.基因重组与杂交育种
(1)互换与自由组合
在减数分裂形成配子的过程中，随着非同源染色体的自由组合，其上的非等位基因也自由组合，产生不同类型的配子。,在四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
(2)肺炎链球菌转化实验：R型细菌转化为S型细菌。
(3)人工重组：转基因技术(人为条件下进行的)，即基因工程。
3.单倍体及育种
自然条件下，有的生物未受精的雌、雄配子可直接发育成单倍体。如：蜜蜂、蚂蚁和白蚁的雄性个体。
花药(或花粉)离体培养是人工获取单倍体植株的重要途径。
种间或属间远缘杂交也可获得单倍体。如：
单倍体育种与杂交育种的关系
4.多倍体及育种
自然条件下，多倍体植物的形成有两条途径：
一是减数分裂过程中，因同源染色体未分离等原因导致配子中染色体数目未减半，形成含有两个及以上染色体组的配子，这种配子受精后就会发育成多倍体；
二是体细胞(如合子、幼胚)在有丝分裂时，染色体复制后细胞未分裂，细胞核内染色体数目加倍，这样的细胞也会发育成多倍体。
人工诱导四倍体时需了解被处理细胞的细胞周期，处理时间过长，细胞内的染色体会加倍不止一次；处理时间过短，只有少数细胞变为四倍体。由于二倍体细胞生长快，四倍体细胞不易增殖，导致诱导无效。诱导能否成功还与秋水仙素的浓度、处理温度和处理方式有关。
在培育三倍体无子西瓜过程中，人工诱导的四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交时，四倍体西瓜结实率迅速下降，原因是四倍体西瓜减数分裂过程中同源染色体的联会有多种可能性，其中能产生可育配子的概率较低。
专项提升
1.5－溴尿嘧啶(5－BU)是胸腺嘧啶的类似物，可取代胸腺嘧啶。5－BU能产生两种互变异构体，一种是酮式，一种是烯醇式。酮式可与A互补配对，烯醇式可与G互补配对。在含有5－BU的培养基中培养大肠杆菌，得到少数突变型大肠杆菌。请回答问题。
(1)突变型大肠杆菌DNA的碱基数目是否改变？发生突变的DNA分子中A＋G的比例及A＋T的比例改变了吗？
(2)得到的突变型大肠杆菌中有赖氨酸依赖型和亮氨酸依赖型，这体现了基因突变的什么特点？
2．某自花传粉植物的紫苗(A)对绿苗(a)为显性，紧穗(B)对松穗(b)为显性，黄种皮(D)对白种皮(d)为显性，这3对基因独立遗传。现以绿苗紧穗白种皮的纯合品种作母本，以紫苗松穗黄种皮的纯合品种作父本进行杂交实验，结果F1表现为紫苗紧穗黄种皮。请回答问题。
(1)播种F1植株所结的全部种子长成的全部植株是否都表现为紫苗紧穗黄种皮？为什么？
(2)如果需要选育绿苗松穗白种皮的品种，那么能否从F1植株所结种子长成的植株中筛选？为什么？
(3)如果只考虑穗型和种皮颜色这2对性状，F1自交获得的F2的表型有哪些？比例是多少？
(4)如果杂交失败，导致自花受粉，能得到哪些基因型的后代？
3．为培育更具市场竞争力的无子柑橘，研究者设计如下流程。请回答问题。
(1)过程①采用的常见方法及依据的原理是什么？
(2)若过程③原生质体两两随机融合，可产生几种类型的细胞？如何筛选出三倍体细胞？
(3)过程④要经过哪些阶段？培育出的三倍体不育的原因是什么？
4．[2023·山东济宁三模]水稻种植时需要先育苗再插秧。光温敏雄性不育系水稻被广泛用于杂交育种，相关培育过程如图1所示。回答下列问题。
(1)现有光温敏雄性不育植株M、N，M的雄性不育起始温度低于N，在制备杂交种子时，考虑到温度的日间波动，最好选用植株________(填字母编号)来制种，得到大量光温敏雄性不育植株的方法是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图1中，杂合子F1表现出优于双亲的现象称为杂种优势，农业生产中一般不继续将F1自交留种，原因是________________________________________。高温长日照条件下，水稻光温敏雄性不育系有超5%的自交结实率。水稻叶鞘是其叶基部扩大包围着茎的部分，紫叶鞘对绿叶鞘完全显性，由一对等位基因控制，为保证插秧秧苗均能表现杂种优势，请从纯合紫叶鞘光温敏雄性不育株、纯合绿叶鞘光温敏雄性不育株、纯合紫叶鞘光温敏雄性可育株、纯合绿叶鞘光温敏雄性可育株中选择合适材料进行育种、并选苗插秧。方案为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)科学家对高温导致水稻雄性不育的机制进行了探究，发现M中Os基因发生了突变，Os蛋白是一种激活E基因转录的因子，E基因的表达产物促进花粉发育。研究者检测了M与野生型水稻P中Os蛋白的表达量及E基因的转录量，结果如图2所示，据此推测Os基因突变导致雄性不育的原因是____________________________________________________
________________________________________________________________________
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(4)为了进一步探究Os基因突变造成光温敏雄性不育的机理，研究者分别检测细胞核与细胞质中Os蛋白量，结果如图3、图4所示。
①据图3可知，低温条件下光温敏雄性不育植株与野生型植株相比________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②综合上述信息和图4，推测高温条件下M植株雄性不育的原因是________________________________________________________________________
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考点梳理·整合突破
整合考点11 “拨开迷雾”的进化理论
任务驱动
任务1 认清化石的种类
(1) 证据是研究生物进化的直接证据。
(2)现存生物不但在结构上具有相似性，而且在新陈代谢方面具有共同特征，这进一步说明现存生物由 进化而来。
任务2 其他进化证据的比较
项目 证据 结论
比较解剖学证据 蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢所在部位和结构组成相似 它们的起源相同，都是由共同的原始祖先进化而来的
胚胎学证据 脊椎动物和鱼在发育早期都有鳃裂和尾，随着发育的进行，除鱼以外，其他动物和人的鳃裂都消失了，人的尾也消失了 脊椎动物和人都是由共同的祖先进化而来的，它们之间存在着或远或近的亲缘关系；原始祖先生活在水中
细胞水平的证据 生物都有能进行生长、增殖的细胞，细胞有共同的物质基础和结构基础 支持生物由共同的祖先进化而来
分子水平的证据 不同生物的DNA和蛋白质既有共同点，又有差异 生物有共同的祖先；生物不同种类之间亲缘关系的远近不同
任务3 比较达尔文进化论与现代生物进化理论的主要内容
任务4 理清生物进化脉络
任务5 自交和自由交配时基因(型)频率变化不同
(1)自交：种群个体自交时，子代中 增多，杂合子减少，基因型频率发生改变。自交过程 (填“改变”或“不改变”)基因频率。
(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，上下代之间种群的基因频率、基因型频率 (填“不变”或“改变”)。
任务6 明确隔离、物种形成与进化的关系
【特别提醒】
(1)自然选择直接作用的对象是个体的表型，不是个体的基因型。
(2)生物进化了种群基因频率一定改变；种群基因频率改变一定表示生物进化了。
(3)Aa个体连续自交n次，假设无突变无淘汰等，后代基因型频率改变，基因频率不发生改变。
任务7 把握基因频率的三类计算方法
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[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
2.[2023·浙江6月]不同物种体内会存在相同功能的蛋白质，编码该类蛋白质的DNA序列以大致恒定的速率发生变异。猩猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质的同源DNA序列比对结果如下表，表中数据表示DNA序列比对碱基相同的百分率。( )
大猩猩 黑猩猩 人
猩猩 96.61% 96.58% 96.70%
大猩猩 98.18% 98.31%
黑猩猩 98.44%
下列叙述错误的是( )
A．表中数据为生物进化提供了分子水平的证据
B．猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩
C．人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先
D．黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系远
3.[2023·浙江1月]太平洋某岛上生存着上百个蜗牛物种，但同一区域中只有少数几个蜗牛物种共存。生活在同一区域的不同蜗牛物种之间外壳相似性高，生活在不同区域的不同蜗牛物种之间外壳相似性低。下列叙述正确的是( )
A．该岛上蜗牛物种数就是该岛的物种多样性
B．该岛上所有蜗牛的全部基因组成了一个基因库
C．同一区域内的不同蜗牛物种具有相似的外壳是自然选择的结果
D．仅有少数蜗牛物种生存在同一区域是种间竞争造成生态位重叠的结果
4.[2023·北京卷]抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标的是( )
A．在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子
B．大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂
C．转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植
D．转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带
5.[2023·海南卷]某学者按选择结果将自然选择分为三种类型，即稳定选择、定向选择和分裂选择，如图。横坐标是按一定顺序排布的种群个体表型特征，纵坐标是表型频率，阴影区是环境压力作用的区域。下列有关叙述错误的是( )
A．三种类型的选择对种群基因频率变化的影响是随机的
B．稳定选择有利于表型频率高的个体
C．定向选择的结果是使种群表型均值发生偏移
D．分裂选择对表型频率高的个体不利，使其表型频率降低
6.[2023·湖北卷]某二倍体动物种群有100个个体，其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因A1、A2、A3进行PCR扩增，凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是( )
A．52% B．27%
C．26% D．2%
7.[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
8.[2023·浙江6月]浙江浦江县上山村发现了距今1万年的稻作遗址，证明我国先民在1万年前就开始了野生稻驯化。经过长期驯化和改良，现代稻产量不断提高。尤其是袁隆平院士团队培育成的超级杂交稻品种，创造水稻高产新记录，为我国粮食安全作出杰出贡献。下列叙述正确的是( )
A．自然选择在水稻驯化过程中起主导作用
B．现代稻的基因库与野生稻的基因库完全相同
C．驯化形成的现代稻保留了野生稻的各种性状
D．超级杂交稻品种的培育主要利用基因重组原理
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
9.(必修2 P102“图6－3及思考·讨论”)下图表示三种脊椎动物的前肢和人的上肢骨骼示意图，据图回答有关问题：
(1)蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢与人的上肢相比，在结构上有相似之处，而且排列顺序也基本一致，这说明了什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)这四种前(上)肢内部结构模式非常一致，但功能迥异，外形差别也很大，这说明了什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
10.(必修2 P108“正文”拓展)在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
11.(必修2 P112“知识链接”)染色体数目变异和结构的变异都能引起种群基因频率的变化吗？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
12.(必修2 P112“正文信息”)基因突变频率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，但为何它仍可为生物进化提供原材料？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
13.(必修2 P117“思考·讨论”)通过地雀的形成过程，说明物种形成需要哪几个环节？
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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
14.(必修2 P119“小字内容”)关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利(S.M.stanley)提出了“收割理论”，主要观点是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
15.[2023·天津卷]某植物四号染色体上面的A基因可以指导植酸合成，不能合成植酸的该种植物会死亡。现有A3－和A25－两种分别由A基因缺失3个和25个碱基对产生的基因，已知前者不影响植酸合成，后者效果未知。
(1)现有基因型为AA25－的植物，这两个基因是 基因。该植物自交后代进行PCR，正向引物与A25－缺失的碱基配对，反向引物在其下游0.5kb处，PCR后进行电泳，发现植物全部后代PCR产物电泳结果均具有明亮条带，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
其中明亮条带分为较明亮和较暗两种，其中较明亮条带代表基因型为 的植物，比例为 。
(2)将一个A基因导入基因型为A3－A25－的植物的6号染色体，构成基因型为A3－A25－A的植物、该植物自交子代中含有A25－A25－的比例是 。
(3)在某逆境中，基因型为A3－A3－的植物生存具有优势，现有某基因型为A3－A的植物，若该种植物严格自交，且基因型为A3－A3－的植物每代数量增加10%，补齐下面的表格中，子一代基因频率数据(保留一位小数)：
代 亲代 子一代 子二代
A基因频率 50% ________% 46.9%
A3－基因频率 50% ________% 53.1%
基因频率改变，是 的结果。
模拟预测·题组集训
题组预测一 生物进化的相关判断
1.[2023·江苏省宿迁高三检测]下列有关叙述不符合现代生物进化理论的是( )
A．生物的种间竞争是一种选择过程，决定了生物进化的方向
B．草原上狼和兔子奔跑能力的提高是二者共同进化的结果
C．农田中广泛栽种抗虫棉会使棉铃虫抗毒蛋白基因频率下降
D．植物由于花期不同使得种间杂交不能完成的现象属于生殖隔离
2.[2023·江苏省泰州高三调研]海绵等足虫(某种低等动物)栖息在海绵的中央腔中，雌虫的外观都一样，雄虫有大、中、小3种形态，且会采取不同的生殖对策：大雄虫用战斗来保卫雌虫；中雄虫会模拟雌虫，与大雄虫共处一室；小雄虫回避大雄虫，伺机与雌虫交配。研究表明，大、中、小雄虫的体型差异由a1、a2、a3三个等位基因控制。下列有关叙述正确的是( )
A．三个等位基因的差异说明大、中、小雄虫之间存在生殖隔离
B．a1、a2、a3的出现是基因突变的结果，体现了基因突变的随机性
C．大、中、小雄虫采取不同的生殖对策是不同雄虫之间协同进化的结果
D．大、中、小雄虫之间的种内斗争强度会随着海绵的生活状态发生改变
题组预测二 区分生物进化与物种形成
3.[2023·江苏省南京师大附中高三一模]除草剂草甘膦能通过抑制E酶的活性导致植物死亡。某地连续多年使用草甘膦后，黑麦草对草甘膦的抗性提高了10倍。下列分析错误的是( )
A．上述事例体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物性状
B．黑麦草对草甘膦的抗性可能与使用除草剂导致E酶基因突变有关
C．草甘膦使用期间，黑麦草种群草甘膦抗性基因频率发生了定向改变
D．若该地区持续使用草甘膦，多年以后可能会有新的物种形成
4.[2023·安徽合肥高三质检]褐花杓兰和西藏杓兰主要分布于我国西南地区，且分布区域有一定交叉。典型的褐花杓兰，花是深紫色的；典型的西藏杓兰，花是紫红色的。此外，它们还存在花色从浅红到深紫等一系列过渡类型。研究人员通过实验发现，这两种植物能够杂交并产生可育后代。下列分析错误的是( )
A．杂交子代花色与亲本有差异可能是基因重组的结果
B．花色从浅红到深紫的过渡类型是地理隔离导致的
C．光照、气温、土壤等环境因素可能会影响花的颜色
D．西南地区的褐花杓兰与西藏杓兰属于同一物种
题组预测三 生物进化的综合考查
5.[2023·山东聊城三模]在不同的生境斑块上，同一生物种群可以分成在空间上存在隔离但彼此间通过个体迁移或扩散而相互联系的许多局域种群。局域种群数量变动很大甚至灭绝，其他局域种群个体的迁入可以建立起新的局域种群，从而在整体上可以维持种群数量稳定。斑块面积越大，种群数量越稳定。下列说法错误的是( )
A．局域种群之间存在地理隔离而无法基因交流
B．斑块的大小与当地生境及生物生活习性有关
C．将濒危动物分布区连接起来有利于其种群的延续
D．害虫的防治应该防止局域种群的迁入且在充分大的范围内同步进行
6.[2023·山东济南三模]甲地只有白车轴草(T)单独分布，乙地T与黑麦草(L)共存且L占据优势。为研究两物种是否会因种间竞争而发生资源利用的分化，科学家划分了六块样地，去除了某些物种并开展了3个移栽T实验和3个重栽T实验，具体处理如图a，移栽和重栽均遵循等量原则。一段时间后统计了不同处理下每块样地中T的总干重如图b。以下结论不正确的是( )
注：图a中“—”代表去除，箭头代表移栽或重栽白车轴草的情况，箭头基部表示白车轴草的来源地，箭头表示白车轴草所种植的地方
A．处理3、4、5为重栽实验，目的是作为对照来排除无关变量栽种操作对植物干重的影响
B．由处理1、2可知，和重栽于乙地的白车轴草组相比，甲地的白车轴草移栽到乙地后生存能力更弱
C．是否去除黑麦草对乙地的白车轴草干重影响较小，但去除L后能促进来自甲地的白车轴草的生长
D．种间竞争使乙地白车轴草可利用的资源少于甲地，该过程伴随着种群基因频率的改变
题组预测四 基于学科核心素养的长句应答类专训
7.[2023·广东惠州模拟预测]2021年，海水稻产业化推广和商业化运营在袁隆平海水稻团队的推进下正式启动，预期10年内实现“亿亩荒滩变良田”的“禾下乘凉梦”。我国科学家采用抗盐碱野生稻和高产不抗盐碱水稻不断杂交，不断择优的方法，培育出了一批“海水稻”，这种水稻可以用含盐的水直接灌溉并且产量大幅提高。
(1)“海水稻”培育过程的原理是 ，该方法的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答两点即可)。
(2)“海水稻”的培育过程使水稻种群发生进化，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)通过诱变育种获得“海水稻”需要处理大量的水稻，其原因是 ，而抗盐碱基因的产生却增加了 多样性。
(4)“海水稻”种植在我国沿海滩涂，改善了当地的土壤条件，这种现象叫 。
专题拓展·素养落地11 遗传平衡定律
知识拓展
哈代与温伯格先后独立地证明，如果一个群体符合下列条件：①群体是个无限大的群体；②随机交配，即每一个体跟群体中所有其他个体的交配机会是相等的；③没有突变；④种群之间不存在个体的迁移或基因交流；⑤没有任何形式的自然选择。那么，这个种群的基因频率(包括基因型频率)就可以一代代稳定不变，保持平衡，这就是著名的遗传平衡定律，也称哈代—温伯格平衡。
1.常染色体上一对等位基因遗传平衡的相关试题
假设A、a是一对位于常染色体上的等位基因，在一个达到了遗传平衡的群体中，用p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则(p＋q)2＝1。这样p2是AA基因型的频率，2pq是Aa基因型的频率，q2是aa基因型的频率。(见第1题)
2.性染色体上基因遗传平衡的相关试题
遗传平衡定律是遗传学的理论基石之一，不仅适用于常染色体上的基因平衡问题，也适用于性连锁基因的遗传平衡。处于平衡状态时，X连锁基因的频率在雌雄群体中的特点是：
(1)在雄性群体和雌性群体中基因的频率是相等的；
(2)在雄性群体中，基因频率与其相应的基因型频率相等；
(3)在雌性群体中，三种基因型在平衡状态下的频率分配类似于常染色体上一对等位基因的三种基因型在平衡时的频率分配。(见第2题)
3.复等位基因遗传平衡的相关试题
假设e1、e2、e3是一对位于常染色体上的复等位基因，在一个达到了遗传平衡的群体中，用p代表e1基因的频率，q代表e2基因的频率，r代表e3基因的频率，则(p＋q＋r)2＝1。这样p2、q2、r2分别表示3种纯合体的基因型频率，2pq、2pr、2qr分别表示3种杂合体的基因型频率。(见第3题)
4.群体处于不平衡状态时相关试题
对于常染色体的等位基因而言，在一个大群体里，如交配是随机的，没有突变，也没有任何自然选择的影响等，那么，群体中3种基因型的频率如果不是平衡的，只要经过一代就可以达到平衡，若已经平衡，就可一代代保持下去，不发生变化。(见第4题)
专项提升
1.下面是具有两种遗传病的家族系谱图，家族中有的成员患甲种遗传病(设显性基因为A，隐性基因为a)，有的成员患乙种遗传病(设显性基因为B，隐性基因为b)。已知Ⅱ2不携带甲病致病基因，Ⅲ2的1条X染色体长臂缺失，乙病在人群中的发病率为1/104，不考虑基因突变以及X、Y染色体的同源区段。相关叙述中正确的是( )
A．Ⅲ2长臂缺失的X染色体来自母亲
B．Ⅰ2的一个卵原细胞最多可形成4种类型的卵细胞
C．若Ⅲ1与Ⅲ4婚配，生一个男孩患甲病的概率为1/4
D．Ⅱ1与Ⅱ2再生一个患乙病男孩的概率为99/60 000
2.调查某与外界隔离的岛屿居民中遗传病时发现，白化病在该岛屿人群中的发病率为m，红绿色盲在该岛屿女性中的发病率为n，理论上，相关叙述中正确的是( )
A．白化病在男性中的发病率等于该致病基因的基因频率
B．针对白化病而言，正常人群中杂合子所占的比例为2(1－)
C．针对红绿色盲而言，人群中女性携带者所占的比例为2(1－)
D．红绿色盲在男性中的发病率等于该致病基因的基因频率
3.某雌雄同株异花植物的花色由复等位基因(e1、e2、e3)控制，e1对e2、e3显性。e2对e3显性。已知e1与e3都决定红色，e2决定蓝色。在一个遗传平衡的种群中，e1、e2、e3的基因频率分别为0.3、0.4、0.3。下列有关叙述中，正确的是( )
A．两株纯合红花植株之间杂交，子代全为纯合子
B．纯合蓝花与红花杂交，若子代有蓝花和红花，则亲代红花的基因型为e1e2或e1e3
C．在该种群中，杂合子的概率为0.33
D．在该种群中，红花植株出现的概率为0.18
4.在某实验室中，一人为组成的果蝇种群中AA、Aa、aa的基因型频率分别为30%、10%和60%(假定该果蝇种群的数量足够大，没有突变等)。若该果蝇种群随机交配一代，理论上，相关叙述中错误的是( )
A．子代中A、a的基因频率不变
B．子代中AA、Aa、aa的基因型频率不变
C．子代中AA、Aa、aa的基因型频率分别为36%、48%和16%
D．若该种群的子代再随机交配，其后代中AA、Aa、aa的基因型频率不会发生改变
第3讲 生物的变异与进化
纵引横连——建网络
①替换、增添或缺失 ②普遍性、随机性、不定向性、低频性 ③DNA复制时期 ④新基因 ⑤减数分裂Ⅰ后期 ⑥四分体时期 ⑦转基因 ⑧新基因型 ⑨缺失、重复、倒位、易位 ⑩个别染色体增减 单倍体 化石 适应 种群 种群基因频率的改变 突变和基因重组 自然选择 遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性
边角扫描——全面清
1．× 2.√ 3.√ 4.× 5.× 6.× 7.× 8.× 9.×
10．√
整合考点10
任务驱动
任务1
1．(1)生殖
任务2 四分体 质 量 质 量 分子 细胞
过程评价
1．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错误；circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究，D正确。
答案：C
2．解析：(1)表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化。故选D。(2)甲基化的Leyc基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译最终合成Leyc蛋白，从而抑制了基因的表达。植物经5-azaC去甲基化处理后，基因启动子正常解除基因转录沉默，基因能正常转录产生mRNA。
答案：(1)D (2)D
3．解析：航天服具有生命保障系统，为航天员提供了类似地面的环境，据此可推测，航天服能清除微量污染，减少航天员相关疾病的发生，A正确；太空中有宇宙射线的存在，而航天服能起到阻隔太空中各种射线，避免航天员机体细胞发生诱发突变的作用，B正确；航天服的生命保障系统能调控航天服内的温度，进而可使航天员的体温维持相对稳定，C错误；航天服及其生命保障系统能控制航天服内的压力，避免航天员的肺由于环境压力变化而发生损伤，D正确。
答案：C
4．解析：根据题干“DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列……并形成杂交信号”，结合题图信息可知，倒位发生在探针识别区域的中部，倒位发生后，倒位两端都是DNA探针可以识别的区域。故选B。
答案：B
5．解析：抗虫水稻1的位点2－3之间可能发生过交换，也可能是位点1－3之间发生交换，易感水稻1的位点2－3之间未发生交换，5－6之间可能发生过交换，A、B错误；由题表分析可知，抗虫水稻的相同点为在位点3－5 中都至少有一条DNA有A—T碱基对，所以抗虫基因可能位于2－6之间，或者说与位点3、4、5有关，C、D正确。
答案：CD
6．答案：该突变为隐性突变，且基因突变发生在该植株的体细胞中，不能通过有性生殖传递给子代。
7．答案：不一定；真核生物基因突变一般可产生它的等位基因，而病毒和原核细胞中不存在等位基因，其基因突变产生的是一个新基因。
8．答案：在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，其上的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互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
9．答案：原因是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。观察时只有少部分细胞实现染色体加倍，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
10．解析：(1)由遗传系谱图可知，由于I1与I2均表现正常，他们关于甲病的基因型均为＋/－，而他们的女儿Ⅱ4患病，因此可判断甲基因突变导致的先天性耳聋是常染色体隐性遗传病，由I1、I2和Ⅱ3关于乙病的基因可以推出乙基因突变导致的遗传病也是常染色体隐性遗传病，所以I1和I2生出一个甲和乙突变基因双纯合体女儿的概率为1/4×1/4×1/2＝1/32。(2)由于题中给出的引物与模板DNA的3′端碱基互补，由一条引物序列与题图正常基因3′端的碱基互补推知，正常基因互补链的3′端的碱基序列为TAAGGTCTAG，突变基因互补链的3′端的碱基序列为TAAGGTATAG，为保证正常基因和突变基因均可被扩增，因此另一条引物为5′—ATTCCA—3′。由限制酶的识别序列和切割位点可知，Ⅱ1的目的基因被切割后，产生的产物长度为2＋293＋8＝302(bp)。(3)Ⅲ2关于乙的基因型为－/－，有患NTDs的可能，因此推荐该孕妇(Ⅱ1)叶酸补充剂量为4 mg·d－1。
答案：(1)常染色体隐性遗传病 1/32
(2)CCAGAT 302
(3)4
模拟预测·题组集训
1．解析：根据题意分析，n发生了倒位，该精原细胞形成的配子中存在染色体结构变异，A错误；该精原细胞在分裂过程中发生了染色体倒位和片段缺失，B错误；由于右图中同源染色体发生变异后，相连的片段随机断裂，所以该精原细胞产生含有正常染色体的配子比例为1/4，异常染色体的精子占3/4，C正确；由图可知，图示“染色体桥”中存在染色体A片段的同源区段，D错误。
答案：C
2．解析：男性携带者的初级精母细胞中14号和21号染色体联会异常，其余21对同源染色体正常联会，形成21个正常的四分体，A错误；题干信息可知，14/21平衡易位染色体，由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，故男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体，B错误；由于发生14/21平衡易位染色体，该女性卵母细胞中含有45条染色体，经过减数分裂该女性携带者的卵子最多含23种形态不同的染色体，C错误；女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图6中的3种染色体)分别是：①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④含有14号染色体的卵细胞、⑤14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥含有21号染色体的卵细胞，D正确。
答案：D
3．解析：图中细胞经过减数分裂染色体的某些片段发生了易位，染色体没有缺失，A错误；发生易位的染色体，其相关基因的位置发生了改变，基因的数量不改变，B错误；乙图所示时期细胞中的染色体发生了配对，处于减数分裂Ⅰ前期，此时细胞中有16条染色单体，C正确；按B方式产生的精子含有的染色体没有发生缺失和重复，则都不致死，D错误。
答案：C
4．解析：利用PCR等现代生物技术，可在DNA水平筛选含有多年生基因的植株，A正确；实验目的是通过PR24，将多年生相关基因引入栽培稻“楚粳28”，故应将筛选出的植株与“楚粳28”回交，以逐步清除PR24的无关基因，B错误；连续多代自交是为了淘汰杂合子，获得纯合子，即获得多年生性状稳定遗传的品系，C正确；野生稻资源是重要的农业种质资源和遗传多样性资源，对于维持生物多样性和水稻育种研究具有重要的作用，是我国重要的战略资源，关系着国家的粮食安全，是维护国家生物安全的重要措施，D正确。
答案：B
5．解析：(1)在农业生产中，在储藏种子、薯块时，通过降低温度来抑制相关酶的活性，降低氧气浓度来抑制呼吸作用减少有机物的消耗，延长保质期。(2)杂交育种的原理是基因重组，可以将物种内的两个或者两个以上的优良性状综合到一个新的品种内，可以产生杂种优势，获得某一性状比亲本更加优秀的品种。(3)基因组成AAaa的四倍体马铃薯自交，则产生雌雄配子及其比例均是AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，则后代aaaa的比例为1/6×1/6＝1/36。(4)如图所示，基因型为DdYy中，dY基因连锁，Dy基因连锁，正常情况下，其自交后代的基因型是ddYY、DDyy和DdYy，不会产生DDYY的基因型，要让后代出现少量不含有害基因的植株DDYY，则说明DdYy植株在产生配子的过程中发生了互换，发生的时期是减数分裂Ⅰ前期，具体可通过绘制模型进行解释，如图所示：
(5)由图可知，F基因正常表达为正常植株，F基因不表达为雄性不育，纯合的亲本的基因型是FF，欲获得雄性不育系，则需要将F基因抑制，可采用基因编辑技术敲除F基因再自交确保获得雄性不育系ff植株。
答案：(1)降低温度 降低氧气浓度
(2)有性生殖通过基因重组可以提供大量的育种材料供选择
(3)1/36
(4)
(5)利用基因编辑技术敲除F基因再自交获得雄性不育系
专题拓展·素养落地⑩
专项提升
1．答案：(1)碱基数目不改变；A＋G的比例不变，A＋T的比例可能不变或减小。
(2)基因突变的不定向性。
2．答案：(1)不是；因为F1植株是杂合子，F2会发生性状分离。
(2)能；因为F1植株3对基因都是杂合的，F2能分离出表现绿苗松穗白种皮的类型。
(3)紧穗黄种皮∶紧穗白种皮∶松穗黄种皮∶松穗白种皮＝9∶3∶3∶1。
(4)aaBBdd；AAbbDD。
3．答案：(1)花药离体培养；植物细胞的全能性。
(2)3种；鉴定细胞染色体的数目等。
(3)脱分化、再分化；同源染色体联会紊乱，几乎不能产生可育配子。
4．解析：(1)雄性不育的起始温度越低，在日间温度波动的情况下雄性可育概率越低，所以选择M。由图可知，在低温且短日照条件下，雄性可育，而在高温且长日照条件下，雄性不育，所以欲得到大量光温敏雄性不育植株，可在低温且短日照条件下，光温敏雄性不育水稻自交，留种即可。(2)杂合子不继续留种的原因有两个，一是子代出现性状分离，相当一部分会表现为隐性，纯合显性也不具备杂种优势，二是即使是杂合子杂种优势的力度也会减弱。紫叶鞘对绿叶鞘完全显性，可选用纯合绿叶鞘光温敏雄性不育水稻作母本，与纯合紫叶鞘雄性可育水稻在高温长日照条件下杂交，收获雄性不育水稻种子后育苗，插秧时去除绿叶鞘秧苗(由于水稻光温敏雄性不育系有超5%的自交结实率，导致纯合绿叶鞘光温敏雄性不育水稻自交所产生)，即可保证插秧秧苗(全为杂合子)均能表现杂种优势。(3)由图2可知，M较P而言Os表达量相对增加，但在高温条件下，E转录量明显下降，而E基因的表达产物促进花粉发育，所以导致M花粉不育。(4)由图3可知，在低温条件下，P植株在细胞核含有Os，而在细胞质中不含Os；M在细胞核和细胞质中均含有Os，在细胞核中含量稍多与细胞质中。由图3、4可知，高温条件下，Os蛋白进入细胞核受到抑制，从而使E的转录相对减弱，导致花粉不能正常发育。
答案：(1)M 在低温且短日照条件下，光温敏雄性不育水稻自交
(2)F1留种自交的后代会出现性状分离，杂种优势效应减弱 选用纯合绿叶鞘光温敏雄性不育水稻作母本，与纯合紫叶鞘雄性可育水稻在高温长日照条件下杂交，收获雄性不育水稻种子后育苗，插秧时去除绿叶鞘秧苗
(3)M植株Os蛋白的表达量增加，但E基因的转录量下降，花粉不能正常发育
(4)①M植株Os蛋白在细胞核中的分布大于细胞质中的分布，P植株细胞质中无Os蛋白 ②高温导致Os蛋白进入细胞核的量下降，基因E转录量降低，花粉不能正常发育
整合考点11
任务驱动
任务1 (1)化石 (2)共同祖先
任务4 种群 地理 基因频率 物种多样性
任务5 (1)纯合子 不改变 (2)不变
任务6 种群基因频率 生殖隔离 自然选择 生物进化 地理 生殖 生物与无机环境
任务7 纯合子 杂合子 显性纯合子 显性 杂合子 足够大 自由 突变 不变
过程评价
1．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错误。
答案：B
2．解析：表中数据研究的是DNA中碱基的排列顺序，属于生物进化方面分子水平的证据，A正确；表中数据显示，猩猩与人类同种蛋白质相关的DNA片段中碱基序列的相同度低于大猩猩和黑猩猩，因而推测，猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩，B正确；表中结果显示的是猩猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质的同源DNA序列比，该结果说明人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先，C正确；表中数据显示黑猩猩和大猩猩同种蛋白质相关DNA片段的相似度高于黑猩猩与猩猩，因而说明黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系近，D错误。
答案：D
3．解析：物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度，蜗牛只是其中的一种生物，其数量不能代表该岛的物种多样性，A错误；一个生物种群的全部等位基因的总和称为基因库，而该岛上的蜗牛有上百个物种，故其全部基因不能组成一个基因库，B错误；同一区域内的不同蜗牛物种所处的环境相同，具有相似的外壳，是自然选择的结果，C正确；仅有少数蜗牛物种生存在同一区域是种间竞争造成生态位分化的结果，D错误。
答案：C
4．解析：在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子，非转基因作物的存在不会对害虫生存产生压力，A不符合题意；大面积种植转基因作物并使用杀虫剂会导致害虫大量死亡，抗性基因频率会越来越高，因为能生存的大多数都具有抗性基因，B符合题意；转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植也会减少转基因作物的数量，减少对害虫的杀伤力，C不符合题意；转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带会使一部分害虫体内的非抗性基因保留下来，不至于抗性基因频率越来越高，D不符合题意。
答案：B
5．解析：三种类型的选择都是自然选择，自然选择对种群基因频率的影响是固定的，都使种群基因频率发生定向的改变，A错误；根据图示信息，稳定选择淘汰了表型频率低的个体，有利于表型频率高的个体，B正确；根据图示信息，定向选择是在一个方向上改变了种群某些表现性特征的频率曲线，使个体偏离平均值，C正确；分裂选择淘汰了表型频率高的个体，使其频率下降，D正确。
答案：A
6．解析：分析电泳图，含A3基因的个体有2个A3A3，15个A1A3，35个A2A3，所以A3的基因频率是：(2×2＋15＋35)÷(100×2)×100%＝27%，B正确。
答案：B
7．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错误。
答案：A
8．解析：自然选择通常选择出的是适应环境条件的类型，而人工选择选择出的通常是对人类有利的类型，故人工选择在水稻驯化过程中起主导作用，A错误；基因库是指一个种群所有基因的总和，经过长期驯化和改良，现代稻产量不断提高，则可推测现代稻与野生稻的基因库不完全相同，B错误；驯化形成的现代稻保留了野生稻的优良性状，而一些不利性状在选择中被淘汰，C错误；超级杂交稻品种的培育借助于杂交育种，该过程的原理主要是基因重组，D正确。
答案：D
9．答案：(1)生物之间存在一定的亲缘关系，它们可能都是由共同的原始祖先进化而来的。
(2)说明结构与功能相适应，也体现了生物适应环境的特点。
10．答案：直接受选择的是表型(体色)，而不是基因型；基因型并不能在自然选择中起直接作用。例如天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。
11．答案：都能。染色体数目变异必然引起染色体上基因数目的变化，进而引起种群基因频率的变化，染色体结构的变异也可能引起种群基因频率的变化。
12．答案：对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。
13．答案：突变和基因重组为生物的进化提供原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离的出现意味着新物种的产生。
14．答案：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。捕食者的存在有利于增加物种多样性。
15．解析：(1)由题干可知，A25－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A25－基因，因此二者属于等位基因。基因型为AA25－的植物自交后代的基因型及其比例为AA∶AA25－∶A25－A25－＝1∶2∶1。当对这些后代进行PCR时，正向引物与A25－缺失的碱基配对，反向引物在其下游0.5 kb处，可推知缺失这25个碱基对的A25－基因无法与正向引物配对从而不能扩增，因此只含有A25－基因的个体(即A25－A25－)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、AA25－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AA25－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A25－A25－的个体无法存活，只有基因型为AA和A25－A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A3－和A25－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A3－A、A25－A、A3－、A25－，比例各自占1/4；该植物自交后代中基因型为A25－A25－＝1/4×1/4＝1/16的个体死亡，存活个体占1－1/16＝15/16，含有A25－A25－的后代个体基因型有2种，分别是AAA25－A25－＝1/4×1/4＝1/16，AA25－A25－＝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A25－A25－的比例是3/16÷15/16＝1/5。(3)基因型为A3－A的植物自交产生子一代的基因型及比例为AA＝1/4，A3－A＝1/2，A3－A3－＝1/4，由题干可知，基因型为A3－A3－的植物每代数量增加10%，则子一代中A3－A3－＝1/4＋1/4×10%＝11/40，因此子一代中AA∶A3－A∶A3－A3－＝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，A3－A＝20÷(10＋20＋11)＝20/41，A3－A3－＝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%，A3－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有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。
答案：(1)等位 自交后代中基因型为A25－A25－的个体死亡，基因型为A25－A和AA的个体由于都至少含有一个A基因，因此可以与正向引物和反向引物结合进而完成PCR，获得明亮条带 AA 1/3
(2)1/5
(3)48.8 51.2 自然选择
模拟预测·题组集训
1．解析：生物的种间竞争是一种选择和共同进化的过程，自然选择决定生物进化的方向，A正确；狼和兔子的奔跑能力的提高是它们共同进化的结果，B正确；广泛栽种抗虫棉，可以杀死不能抵抗毒蛋白的棉铃虫，只有能抵抗毒蛋白的棉铃虫才能生存，因此棉铃虫的抗毒蛋白基因频率增加，C错误；植物由于花期不同使得种间杂交不能完成的现象属于生殖隔离，D正确。
答案：C
2．解析：三个等位基因的差异是基因突变的结果，不能说明大、中、小雄虫之间存在生殖隔离，A错误；三个等位基因的出现是基因突变的结果，体现了基因突变的不定向性，B错误；协同进化发生在不同生物之间或生物与无机环境之间，而大、中、小雄虫属于同一种生物，C错误；雄虫有大、中、小3种形态，且会采取不同的生殖对策，如大雄虫用战斗来保卫雌虫；中雄虫会模拟雌虫，与大雄虫共处一室；小雄虫回避大雄虫，伺机与雌虫交配。因此，大、中、小雄虫之间的种内斗争强度会随着海绵的生活状态发生改变，D正确。
答案：D
3．解析：题干信息“除草剂草甘膦能通过抑制E酶的活性导致植物死亡”体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物性状，A正确；E酶基因突变不是因为使用除草剂，因为基因突变具有不定向性和普遍性，B错误；在草甘膦的选择作用下，黑麦草种群草甘膦抗性基因频率发生定向改变，草甘膦抗性基因频率会提高，C正确；在草甘膦作用下，该地黑麦草与其他黑麦草种群的遗传组成会出现差异，多年后，遗传差异积累可能导致生殖隔离，形成新物种，D正确。
答案：B
4．解析：若控制花色受基因控制，交叉区域内的不同花色的植株杂交可通过基因重组产生不同于亲本花色的子代，因此杂交子代花色与亲本有差异可能是基因重组的结果，A正确；花色从浅红到深紫的过渡类型是不同表型的个体杂交的结果，不是地理隔离导致的，B错误；生物的表型是受基因型控制的，也受环境的影响，因此光照，气温、土壤等环境因素可能会影响花的颜色，C正确；由于褐花杓兰与西藏杓兰两种植物能够杂交并产生可育后代，因此属于同一物种，D正确。
答案：B
5．解析：局域种群数量变动很大甚至灭绝，其他局域种群个体的迁入可以建立起新的局域种群，说明局域种群之间不存在地理隔离，可以进行基因交流，A错误；斑块的生态环境越好，斑块的面积越大，生物的生活习性也会影响斑块的大小，B正确；由“斑块面积越大，种群数量越稳定”可知，将濒危动物分布区连接起来有利于其种群的延续，C正确；由“其他局域种群个体的迁入可以建立起新的局域种群，从整体上种群数量可以维持稳定”可知，害虫的防治应该防止局域种群的迁入且在充分大的范围内同步进行，D正确。
答案：A
6．解析：分析题意可知，箭头代表移栽或重栽白车轴草的情况，箭头基部表示白车轴草的来源地，箭头表示白车轴草所种植的地方，图中3、4、5的箭头基部和箭头方向一致，目的是作为对照来排除无关变量栽种操作对植物干重的影响，A正确；处理1是去除乙地的白车轴草然后将甲地的白车轴草移栽到乙地，而2处理是将乙地的两种植物去除后再移栽甲地的白车轴草，两组对照不能说明重栽于乙地和移栽到乙地的车轴草对比，B错误；据图分析，4和5组的自变量是是否去除黑麦草，两组均重新栽植乙地的白车轴草，结果两者的干重差别不大，而1组和2组的自变量是是否去除黑麦草，两组均重新移栽甲地的白车轴草，结果2组的干重明显大于1组，说明是否去除黑麦草对乙地的白车轴草干重影响较小，但去除L后能促进来自甲地的白车轴草的生长，C正确；分析乙地可知，两物种地点黑麦草占据优势，种间竞争使乙地白车轴草可利用的资源少于甲地，该过程伴随着种群基因频率的改变，最终导致生物进化，D正确。
答案：B
7．解析：(1)培育“海水稻”可以采用抗盐碱性野生稻和高产不抗盐碱水稻不断杂交，不断择优的方法，该育种方法是杂交育种，其利用的原理是基因重组；杂交育种的优点有可以将同一物种里两个或多个优良性状集中在一个新品种中、操作简单。(2)在杂交育种过程中，由于不断择优选择，使水稻种群基因频率发生了改变，导致水稻种群发生了进化。(3)由于基因突变具有低频性和不定向性，所以采用诱变育种方法时，需要处理大量的水稻种子并进行筛选。而抗盐碱基因的产生却增加了遗传多样性。(4)协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，“海水稻”种植在我国沿海滩涂，改善了当地的土壤条件，而当地的土壤条件的改善又可以促进“海水稻”的进化，这种现象叫协同进化。
答案：(1)基因重组 可以将同一物种里两个或多个优良性状集中在一个新品种中；操作简单
(2)水稻种群的抗盐碱基因频率(在含盐水浇灌的自然选择中)发生了定向改变
(3)基因突变频率低且具有不定向性 遗传
(4)协同进化
专题拓展·素养落地
专项提升
1．解析：本题主要考查染色体片段缺失、卵细胞的形成、遗传平衡定律等知识点，重点考查理解能力、获取信息的能力以及综合运用能力等。此题检测学生的科学思维与社会责任，具体表现为：在面对生产、生活中与生物学相关的新问题情境时，能熟练运用科学思维方法展开探讨(四级水平)；推算后代遗传病的再发风险率，能对有关生物学的社会热点议题进行理性判断(二级水平)。Ⅱ2不携带甲病致病基因，且Ⅱ1与Ⅱ2生出一患甲病的男孩，由此可分析出甲病为伴X染色体隐性遗传病；Ⅰ1与Ⅰ2生出一患乙病的女孩，可分析出乙病为常染色体隐性遗传病。只有当Ⅲ2长臂缺失的X染色体来自父亲时(含A基因的片段缺失)，Ⅲ2才可能会患甲病。一个卵原细胞只能形成一个卵细胞。若Ⅲ1(XaY)与Ⅲ4(1/2XAXA、1/2XAXa)婚配，生一个男孩患甲病的概率为1/4。乙病在人群中的发病率为1/104，得出b＝1/100，B＝99/100，进而得出在正常人群中Bb所占的比例为：Bb/(Bb＋BB)＝(2×99/100×1/100)/(99/100×99/100＋2×99/100×1/100)＝2/101，只考虑乙病，Ⅱ2的基因型为1/3BB、2/3Bb，Ⅱ1与Ⅱ2再生一个患乙病男孩的概率为：2/3×2/101×1/4×1/2＝1/606。
答案：C
2．解析：本题主要考查遗传病的发病率与致病基因的基因频率之间的关系、性染色体上基因遗传平衡等知识点，重点考查理解能力、综合运用能力等。此题检测学生的科学思维与社会责任，具体表现为：分析、判断遗传病的发病率与致病基因的基因频率之间的关系，能熟练运用科学思维方法进行相关遗传计算(四级水平)；基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断(三级水平)。白化病在男性中的发病率不等于该致病基因的基因频率。针对白化病而言，人群中杂合子所占的比例为2(1－))，而正常人群中杂合子所占的比例应为2)/(1＋))针对红绿色盲而言，人群中女性携带者所占的比例为(1－)))。红绿色盲在男性中的发病率等于该致病基因的基因频率。
答案：D
3．解析：本题主要考查复等位基因遗传平衡、纯合子、杂合子、基因型等知识点，重点考查理解能力、获取信息的能力、综合运用能力等。此题检测学生的科学思维，具体表现为：分析、判断子代纯合与否以及亲代的基因型，能熟练运用科学思维方法进行相关遗传计算(四级水平)。纯合红花植株的基因型是e1e1或e3e3，因此，两株纯合红花植株之间杂交，子代全为纯合子或杂合子。纯合蓝花与红花杂交，若子代有蓝花和红花，则亲代红花的基因型为e2e2，e1e3。在该种群中，杂合子的概率为：2×0.3×0.4＋2×0.3×0.3＋2×0.4×0.3＝0.66。在该种群中，红花植株出现的概率为：1－(0.4×0.4＋2×0.4×0.3)＝0.6。
答案：B
4．解析：本题主要考查基因频率与基因型频率的变化等知识点，重点考查理解能力、综合运用能力等。此题检测学生的科学思维，具体表现为：分析、判断基因频率与基因型频率的变化，探讨、阐释生命规律(三级水平)。若该果蝇种群随机交配一代，子代中A、a的基因频率不变，但基因型频率却发生了改变。亲代果蝇种群中A、a的基因频率分别为60%、40%，则子代中AA、Aa、aa的基因型频率分别为36%、48%和16%。若该种群的子代再随机交配，其后代中AA、Aa、aa的基因型频率不会发生改变。
答案：B(共135张PPT)
第3讲 生物的变异与进化
基础自查·明晰考位
纵引横连——建网络
提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
①替换、增添或缺失 ②普遍性、随机性、不定向性、低频性 ③DNA复制时期 ④新基因 ⑤减数分裂Ⅰ后期 ⑥四分体时期 ⑦转基因 ⑧新基因型 ⑨缺失、重复、倒位、易位 ⑩个别染色体增减 单倍体 化石 适应 种群 种群基因频率的改变 突变和基因重组 自然选择 遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性
边角扫描——全面清
提醒：判断正误并找到课本原话
1．发生在体细胞中的基因突变，一定不能遗传。(必修2 P81正文)( )
2．原癌基因突变或过量表达、抑癌基因突变都可能引起细胞癌变。(必修2 P82“思考·讨论”)( )
3．基因突变的方向和环境没有明确的因果关系。(必修2 P83小字)( )
4．生物体的体细胞内染色体数目或结构的变化称为染色体变异。(必修2 P87正文)( )
5．多倍体茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，结实率高。(必修2 P88正文)( )
×
√
√
×
×
6．单倍体的体细胞中必定只含有一个染色体组。(必修2 P88正文)( )
7．染色体结构变异会使排列在染色体上的基因种类或排列顺序发生改变。(必修2 P90正文)( )
8．生物的遗体、遗物或生活痕迹就叫作化石。(必修2 P100正文)( )
9．不同种群间的个体不能进行基因交流说明两种群存在生殖隔离。(必修2 P116正文)( )
10．捕食者的存在有利于增加物种多样性。(必修2 P119正文)( )
×
×
×
×
√
考点梳理·整合突破
整合考点10 “千变万化”的生物变异及育种
任务驱动
任务1 变异类型的判别
1．判断可遗传的变异和不可遗传的变异的方法
(1)两类变异的本质区别是遗传物质是否改变。遗传物质改变产生的变异可以遗传，但是否遗传给后代，关键要看遗传物质的改变是否发生在 细胞中。由环境引起的性状改变，由于遗传物质并未改变，故不能遗传。
(2)将变异个体置于与原来类型相同的环境下种植或培育，观察变异性状是否消失。若不消失，则是可遗传的变异；反之，则为不遗传的变异。
生殖
2．“三看法”判断可
遗传变异的类型
(1)染色体内的变异
(2)染色体间的变异
任务2 可遗传的变异的“四大”易混点
可
遗
传
的
变
异
的
辨
析
四分体
(②③④⑤空中选
填“质”或“量”)
质
质
质
量
分子
细胞
【特别提醒】
(1)变异≠遗传物质改变
变异包括可遗传的变异(遗传物质改变)和不遗传的变异(遗传物质未改变)。
(2)基因突变的“一定”和“不一定”
①基因突变一定会引起基因结构的改变，即基因中碱基排列顺序的改变。
②基因突变不一定会引起生物性状的改变。
③基因突变不一定都产生等位基因：真核生物染色体上的基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒发生基因突变产生的是一个新基因。
(3)有性生殖产生的后代，其变异类型主要来自基因重组。
任务3 几类可遗传的变异个体的判别
1.“二看法”界定二倍体、多倍体、单倍体
2.界定“三倍体”与“三体”
任务4 澄清有关可遗传变异的四个易错点
1.体细胞中发生的基因突变一般不能通过有性生殖传递给后代，但有些植物可以通过无性繁殖传递给后代。
2.基因重组一般发生在控制不同性状的基因间，且至少是两对基因，如果是一对等位基因控制的遗传，后代出现新类型可能来源于性状分离或基因突变，而不可能是基因重组。
3.自然条件下，细菌等原核生物和病毒的可遗传的变异只有基因突变；真核生物无性繁殖时的可遗传的变异有基因突变和染色体变异。
4.单倍体并非都不育，其体细胞中并非都只有一个染色体组，也并非都一定没有同源染色体和等位基因，如由多倍体的配子发育成的个体，若含偶数个染色体组，则形成的单倍体含有同源染色体及等位基因。
任务5 图示法分析几种常考产生配子的类型
注：分析三体产生的配子类型时，为了避免混淆，可以进行标号，如AAa，可标记为A1A2a，则染色体的三种分离方式为1A1A2、1a，1A1、1A2a，1A2、1A1a，最后把A合并即可得到各种配子的比例。
任务6 生物育种中应注意的问题
1.澄清“可遗传”与“可育”
(1)三倍体无子西瓜、骡子、单倍体玉米等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。
(2)无子番茄“无子”的原因是植株未受粉，生长素促进了果实的发育，这种“无子”性状是不可保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”。
2.有关育种方式的四点提醒
(1)单倍体育种：操作对象是单倍体幼苗。
(2)多倍体育种：操作对象是萌发的种子或幼苗。
(3)诱变育种：多用于植物和微生物，一般不用于动物育种。
(4)杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状即可。
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[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
答案：C
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错误；circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究，D正确。
2.[2023·浙江1月]阅读下列材料，回答下列问题。
基因启动子区发生DNA甲基化可导致基因转录沉默。研究表明，某植物需经春化作用才能开花，该植物的DNA甲基化水平降低是开花的前提。用5 azaC处理后，该植株开花提前，检测基因组DNA，发现5′胞嘧啶的甲基化水平明显降低，但DNA序列未发生改变，这种低DNA甲基化水平引起的表型改变能传递给后代。
(1)这种DNA甲基化水平改变引起表型改变，属于( )
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体变异 D．表观遗传
答案：D
解析：表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化。故选D。
(2)该植物经5 azaC去甲基化处理后，下列各项中会发生显著改变的是( )
A．基因的碱基数量 B．基因的碱基排列顺序
C．基因的复制 D．基因的转录
答案：D
解析：甲基化的Leyc基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译最终合成Leyc蛋白，从而抑制了基因的表达。植物经5-azaC去甲基化处理后，基因启动子正常解除基因转录沉默，基因能正常转录产生mRNA。
3.[2023·海南卷]我国航天员乘坐我国自主研发的载人飞船，顺利进入空间实验室，并在太空中安全地生活与工作。航天服具有生命保障系统，为航天员提供了类似地面的环境。下列有关航天服及其生命保障系统的叙述，错误的是( )
A．能清除微量污染，减少航天员相关疾病的发生
B．能阻隔太空中各种射线，避免航天员机体细胞发生诱发突变
C．能调控航天服内的温度，维持航天员的体温恒定不变
D．能控制航天服内的压力，避免航天员的肺由于环境压力变化而发生损伤
答案：C
解析：航天服具有生命保障系统，为航天员提供了类似地面的环境，据此可推测，航天服能清除微量污染，减少航天员相关疾病的发生，A正确；太空中有宇宙射线的存在，而航天服能起到阻隔太空中各种射线，避免航天员机体细胞发生诱发突变的作用，B正确；航天服的生命保障系统能调控航天服内的温度，进而可使航天员的体温维持相对稳定，C错误；航天服及其生命保障系统能控制航天服内的压力，避免航天员的肺由于环境压力变化而发生损伤，D正确。
4.[2023·湖北卷]DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列，可检测识别区间的任意片段，并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位，如下图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体(染色体上“－”表示杂交信号)，结果正确的是( )
答案：B
解析：根据题干“DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列……并形成杂交信号”，结合题图信息可知，倒位发生在探针识别区域的中部，倒位发生后，倒位两端都是DNA探针可以识别的区域。故选B。
5.[2023·湖南卷] 为精细定位水稻4号染色体上的抗虫基因，用纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代多次自交，得到一系列抗虫或易感水稻单株。对亲本及后代单株4号染色体上的多个不连续位点进行测序，部分结果按碱基位点顺序排列如下表。
示例：A/G表示同源染色体相同位点，一条DNA上为A—T碱基对，另一条DNA上为G—C碱基对。
…位点1…位点2…位点3…位点4…位点5…位点6…
测序结果 A/A A/A A/A A/A A/A A/A 纯合抗虫
水稻亲本
G/G G/G G/G G/G G/G G/G 纯合易感
水稻亲本
G/G G/G A/A A/A A/A A/A 抗虫水稻1
A/G A/G A/G A/G A/G G/G 抗虫水稻2
A/G G/G G/G G/G G/G A/A 易感水稻1
据表推测水稻同源染色体发生了随机互换，下列叙述正确的是( )
A.抗虫水稻1的位点2－3之间发生过交换
B.易感水稻1的位点2－3及5－6之间发生过交换
C.抗虫基因可能与位点3、4、5有关
D.抗虫基因位于位点2－6之间
答案：CD
解析：抗虫水稻1的位点2－3之间可能发生过交换，也可能是位点1－3之间发生交换，易感水稻1的位点2－3之间未发生交换，5－6之间可能发生过交换，A、B错误；由题表分析可知，抗虫水稻的相同点为在位点3－5 中都至少有一条DNA有A—T碱基对，所以抗虫基因可能位于2－6之间，或者说与位点3、4、5有关，C、D正确。
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
6.(必修2 P83“正文”拓展)某植株发生基因突变后，该植株及其有性生殖后代均不能表现突变性状的主要原因是什么？
7.(必修2 P85正文拓展)基因突变一定产生等位基因吗？为什么？
答案：该突变为隐性突变，且基因突变发生在该植株的体细胞中，不能通过有性生殖传递给子代。
答案：不一定；真核生物基因突变一般可产生它的等位基因，而病毒和原核细胞中不存在等位基因，其基因突变产生的是一个新基因。
8.(必修2 P84“正文”)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，分别是什么？
9.(必修2 P91“拓展应用”)三倍体无子西瓜培育时用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖的原因是什么？观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？
答案：在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，其上的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互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
答案：原因是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。观察时只有少部分细胞实现染色体加倍，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
10.[2023·湖南卷]基因检测是诊断和预防遗传病的有效手段。研究人员采集到一遗传病家系样本，测序后发现此家系甲和乙两个基因存在突变：甲突变可致先天性耳聋；乙基因位于常染色体上，编码产物可将叶酸转化为N5 甲基四氢叶酸，乙突变与胎儿神经管缺陷(NTDs)相关；甲和乙位于非同源染色体上。
家系患病情况及基因检测结果如图所示。不考虑染色体互换，回答下列问题：
(1)此家系先天性耳聋的遗传方式是 。Ⅰ1和Ⅰ2生育一个甲和乙突变基因双纯合体女儿的概率是 。
常染色体隐性遗传病
1/32
解析：由遗传系谱图可知，由于I1与I2均表现正常，他们关于甲病的基因型均为＋/－，而他们的女儿Ⅱ4患病，因此可判断甲基因突变导致的先天性耳聋是常染色体隐性遗传病，由I1、I2和Ⅱ3关于乙病的基因可以推出乙基因突变导致的遗传病也是常染色体隐性遗传病，所以I1和I2生出一个甲和乙突变基因双纯合体女儿的概率为1/4×1/4×1/2＝1/32。
(2)此家系中甲基因突变如下图所示：
正常基因单链片段5′—ATTCCAGATC……(293个碱基)……CCATGCCCAG—3′
突变基因单链片段5′—ATTCCATATC……(293个碱基)……CCATGCCCAG—3′
研究人员拟用PCR扩增目的基因片段，再用某限制酶(识别序列及切
割位点为 )酶切检测甲基因突变情况，设计了一条引物
为5′—GGCATG—3′，另一条引物为 (写出6个碱基即可)。用上述引物扩增出家系成员Ⅱ1的目的基因片段后，其酶切产物长度应为________bp(注：该酶切位点在目的基因片段中唯一)。
CCAGAT
302
解析：由于题中给出的引物与模板DNA的3′端碱基互补，由一条引物序列与题图正常基因3′端的碱基互补推知，正常基因互补链的3′端的碱基序列为TAAGGTCTAG，突变基因互补链的3′端的碱基序列为TAAGGTATAG，为保证正常基因和突变基因均可被扩增，因此另一条引物为5′—ATTCCA—3′。由限制酶的识别序列和切割位点可知，Ⅱ1的目的基因被切割后，产生的产物长度为2＋293＋8＝302(bp)。
(3)女性的乙基因纯合突变会增加胎儿NTDs风险。叶酸在人体内不能合成，孕妇服用叶酸补充剂可降低NTDs的发生风险。建议从可能妊娠或孕前至少1个月开始补充叶酸，一般人群补充有效且安全剂量为0.4～1.0 mg·d－1，NTDs生育史女性补充4 mg·d－1。经基因检测胎儿(Ⅲ2)的乙基因型为－/－，据此推荐该孕妇(Ⅱ1)叶酸补充剂量为________ mg·d－1。
4
解析：Ⅲ2关于乙的基因型为－/－，有患NTDs的可能，因此推荐该孕妇(Ⅱ1)叶酸补充剂量为4 mg·d－1。
模拟预测·题组集训
题组预测一 生物变异类型的理解
1.[2023·江苏连云港高三调研]某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，A～E表示基因。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示，其中染色体桥在减数分裂Ⅰ时随机断裂，后续的分裂过程正常进行。
下列有关叙述正确的是( )
A．形成该精原细胞的分裂过程中发生了基因突变
B．该精原细胞在形成精子过程中发生染色体结构和数目变异
C．该精原细胞经减数分裂产生含异常染色体的精子占3/4
D．图示“染色体桥”中不存在染色体的同源区段
答案：C
解析：根据题意分析，n发生了倒位，该精原细胞形成的配子中存在染色体结构变异，A错误；该精原细胞在分裂过程中发生了染色体倒位和片段缺失，B错误；由于右图中同源染色体发生变异后，相连的片段随机断裂，所以该精原细胞产生含有正常染色体的配子比例为1/4，异常染色体的精子占3/4，C正确；由图可知，图示“染色体桥”中存在染色体A片段的同源区段，D错误。
2.[2023·江苏省高三测试]人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)，在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑互换)，
下列关于平衡易位染色体携带者的叙述正确的是( )
A．男性携带者的初级精母细胞中可形成22个正常四分体
B．男性携带者的初级精母细胞含有47条染色体
C．女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体
D．女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)
答案：D
解析：男性携带者的初级精母细胞中14号和21号染色体联会异常，其余21对同源染色体正常联会，形成21个正常的四分体，A错误；题干信息可知，14/21平衡易位染色体，由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，故男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体，B错误；由于发生14/21平衡易位染色体，该女性卵母细胞中含有45条染色体，经过减数分裂该女性携带者的卵子最多含23种形态不同的染色体，C错误；女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图6中的3种染色体)分别是：①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④含有14号染色体的卵细胞、⑤14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥含有21号染色体的卵细胞，D正确。
题组预测二 聚焦变异探究，强力扫清难点
3.[2023·江苏省南通市高三一调]下图是某变异果蝇(2n＝8)精原细胞减数分裂过程中染色体的部分行为变化示意图，部分染色体片段缺失或重复均导致精子死亡。
相关叙述正确的是( )
A．该变异的类型是染色体缺失
B．该变异改变了果蝇基因的数量和位置
C．乙图所示时期细胞中有16条染色单体
D．按B方式产生的精子一半是致死的
答案：C
解析：图中细胞经过减数分裂染色体的某些片段发生了易位，染色体没有缺失，A错误；发生易位的染色体，其相关基因的位置发生了改变，基因的数量不改变，B错误；乙图所示时期细胞中的染色体发生了配对，处于减数分裂Ⅰ前期，此时细胞中有16条染色单体，C正确；按B方式产生的精子含有的染色体没有发生缺失和重复，则都不致死，D错误。
4.[2023·北京西城一模]栽培稻由野生稻驯化而来，但驯化过程使其失去多年生能力。我国科研人员将野生稻与栽培稻杂交，培育出多年生栽培稻PR24，又通过PR24，将多年生相关基因引入栽培稻“楚粳28”，培育出多年生栽培稻新品系(如图)，降低了劳动力投入，提高了生产效益。
下列叙述错误的是( )
A．可利用现代生物技术在DNA水平筛选含有多年生基因的植株
B．应将筛选出的植株与PR24回交，以逐步清除楚粳28的基因
C．连续多代自交是为了获得多年生性状稳定遗传的品系
D．保护野生稻等生物资源是维护国家生物安全的重要措施
答案：B
解析：利用PCR等现代生物技术，可在DNA水平筛选含有多年生基因的植株，A正确；实验目的是通过PR24，将多年生相关基因引入栽培稻“楚粳28”，故应将筛选出的植株与“楚粳28”回交，以逐步清除PR24的无关基因，B错误；连续多代自交是为了淘汰杂合子，获得纯合子，即获得多年生性状稳定遗传的品系，C正确；野生稻资源是重要的农业种质资源和遗传多样性资源，对于维持生物多样性和水稻育种研究具有重要的作用，是我国重要的战略资源，关系着国家的粮食安全，是维护国家生物安全的重要措施，D正确。
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答类专训
5.[2023·湖南省岳阳高三考试]栽培的马铃薯为同源四倍体植物(4N＝48)，一般采取无性繁殖的方式种植。我国科学家用杂交种子繁殖替代薯块繁殖并用二倍体育种替代四倍体育种，取得了颠覆性成果。回答以下问题。
(1)在农业生产中，无论是种子繁殖还是薯块繁殖都需要留种，在储藏种子、薯块时，往往通过 和 等措施减弱种子和薯块的呼吸作用，延长保质期。
(2)种子具有耐贮藏，运输、存放简便等优点。除此之外，在育种过程中运用杂交种子繁殖相对于薯块繁殖，最大的优点是
___________________________________________________________。
(3)相对于二倍体杂交育种，四倍体杂交育种更难获得纯合子。如用基因组成AAaa的四倍体马铃薯自交，后代基因组成aaaa的比例是 。
降低温度
降低氧气浓度
有性生殖通过基因重组可以提供大量的育种材料供选择
1/36
解析：(1)在农业生产中，在储藏种子、薯块时，通过降低温度来抑制相关酶的活性，降低氧气浓度来抑制呼吸作用减少有机物的消耗，延长保质期。(2)杂交育种的原理是基因重组，可以将物种内的两个或者两个以上的优良性状综合到一个新的品种内，可以产生杂种优势，获得某一性状比亲本更加优秀的品种。(3)基因组成AAaa的四倍体马铃薯自交，则产生雌雄配子及其比例均是AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，则后代aaaa的比例为1/6×1/6＝1/36。
(4)纯合的隐性有害基因可能导致马铃薯生长力衰退。在育种中发现有害基因d和y位于同一对染色体上，但其杂交植株(基因组成DdYy，如图所示)通过自交得到了
少量不含有害基因的植株(基因组成DDYY)。请绘制减数分裂中相应染色体变化模型并对此进行解释。
解析：如图所示，基因型为DdYy中，dY基因连锁，Dy基因连锁，正常情况下，其自交后代的基因型是ddYY、DDyy和DdYy，不会产生DDYY的基因型，要让后代出现少量不含有害基因的植株DDYY，则说明DdYy植株在产生配子的过程中发生了互换，发生的时期是减数分裂Ⅰ前期，具体可通过绘制模型进行解释，如图所示：
(5)杂交育种实践中雄性不育系的应用能大大降低生产成本，科研人员发现F基因与马铃薯的育性相关(如图所示)。如何运用生物技术将纯合亲本转化为雄性不育系？
答案：利用基因编辑技术敲除F基因再自交获得雄性不育系
解析：由图可知，F基因正常表达为正常植株，F基因不表达为雄性不育，纯合的亲本的基因型是FF，欲获得雄性不育系，则需要将F基因抑制，可采用基因编辑技术敲除F基因再自交确保获得雄性不育系ff植株。
知识拓展
1.基因突变与诱变育种
基因突变的发生具有随机性，分为生殖细胞突变和体细胞突变。在胚胎发育早期发生基因突变常使个体成为嵌合体，成熟个体的体细胞突变，一般不能通过有性生殖传递给子代。育种过程中利用合子形成后短暂的休眠期进行诱变，可避免产生嵌合体，同时具有突变频率高的特点。
①碱基的自发性损伤，如腺嘌呤的氨基有时会自发脱落，变为次黄嘌呤(I)，次黄嘌呤会与胞嘧啶配对。亚硝酸是一种碱基修饰剂，具有氧化脱氨的作用，能作用于腺嘌呤使其脱去分子中的氨基而转化为次黄嘌呤。
腺嘌呤和次黄嘌呤结构
②紫外线对DNA的作用主要是在DNA相邻的两个T之间诱导形成共价键，产生嘧啶二聚体。当DNA复制到嘧啶二聚体的位置时，二聚体不能作为模板指导互补链的合成。DNA聚合酶随后在二聚体后面继续合成互补链，留下的缺口将随机插入一个碱基填补空隙，结果使新合成的互补链的碱基序列发生改变，从而引起基因突变。
胸腺嘧啶二聚体的形成
2.基因重组与杂交育种
(1)互换与自由组合
在减数分裂形成配子的过程中，随着非同源染色体的自由组合，其上的非等位基因也自由组合，产生不同类型的配子。,在四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
(2)肺炎链球菌转化实验：R型细菌转化为S型细菌。
(3)人工重组：转基因技术(人为条件下进行的)，即基因工程。
3.单倍体及育种
自然条件下，有的生物未受精的雌、雄配子可直接发育成单倍体。如：蜜蜂、蚂蚁和白蚁的雄性个体。
花药(或花粉)离体培养是人工获取单倍体植株的重要途径。
种间或属间远缘杂交也可获得单倍体。如：
单倍体育种与杂交育种的关系
4.多倍体及育种
自然条件下，多倍体植物的形成有两条途径：
一是减数分裂过程中，因同源染色体未分离等原因导致配子中染色体数目未减半，形成含有两个及以上染色体组的配子，这种配子受精后就会发育成多倍体；
二是体细胞(如合子、幼胚)在有丝分裂时，染色体复制后细胞未分裂，细胞核内染色体数目加倍，这样的细胞也会发育成多倍体。
人工诱导四倍体时需了解被处理细胞的细胞周期，处理时间过长，细胞内的染色体会加倍不止一次；处理时间过短，只有少数细胞变为四倍体。由于二倍体细胞生长快，四倍体细胞不易增殖，导致诱导无效。诱导能否成功还与秋水仙素的浓度、处理温度和处理方式有关。
在培育三倍体无子西瓜过程中，人工诱导的四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交时，四倍体西瓜结实率迅速下降，原因是四倍体西瓜减数分裂过程中同源染色体的联会有多种可能性，其中能产生可育配子的概率较低。
专项提升
1.5－溴尿嘧啶(5－BU)是胸腺嘧啶的类似物，可取代胸腺嘧啶。5－BU能产生两种互变异构体，一种是酮式，一种是烯醇式。酮式可与A互补配对，烯醇式可与G互补配对。在含有5－BU的培养基中培养大肠杆菌，得到少数突变型大肠杆菌。请回答问题。
(1)突变型大肠杆菌DNA的碱基数目是否改变？发生突变的DNA分子中A＋G的比例及A＋T的比例改变了吗？
(2)得到的突变型大肠杆菌中有赖氨酸依赖型和亮氨酸依赖型，这体现了基因突变的什么特点？
答案：碱基数目不改变；A＋G的比例不变，A＋T的比例可能不变或减小。
答案：基因突变的不定向性。
2．某自花传粉植物的紫苗(A)对绿苗(a)为显性，紧穗(B)对松穗(b)为显性，黄种皮(D)对白种皮(d)为显性，这3对基因独立遗传。现以绿苗紧穗白种皮的纯合品种作母本，以紫苗松穗黄种皮的纯合品种作父本进行杂交实验，结果F1表现为紫苗紧穗黄种皮。请回答问题。
(1)播种F1植株所结的全部种子长成的全部植株是否都表现为紫苗紧穗黄种皮？为什么？
(2)如果需要选育绿苗松穗白种皮的品种，那么能否从F1植株所结种子长成的植株中筛选？为什么？
答案：不是；因为F1植株是杂合子，F2会发生性状分离。
答案：能；因为F1植株3对基因都是杂合的，F2能分离出表现绿苗松穗白种皮的类型。
(3)如果只考虑穗型和种皮颜色这2对性状，F1自交获得的F2的表型有哪些？比例是多少？
(4)如果杂交失败，导致自花受粉，能得到哪些基因型的后代？
答案：紧穗黄种皮∶紧穗白种皮∶松穗黄种皮∶松穗白种皮＝9∶3∶3∶1。
答案：aaBBdd；AAbbDD。
3．为培育更具市场竞争力的无子柑橘，研究者设计如下流程。请回答问题。
(1)过程①采用的常见方法及依据的原理是什么？
(2)若过程③原生质体两两随机融合，可产生几种类型的细胞？如何筛选出三倍体细胞？
(3)过程④要经过哪些阶段？培育出的三倍体不育的原因是什么？
答案：花药离体培养；植物细胞的全能性。
答案：3种；鉴定细胞染色体的数目等。
答案：脱分化、再分化；同源染色体联会紊乱，几乎不能产生可育配子。
4．[2023·山东济宁三模]水稻种植时需要先育苗再插秧。光温敏雄性不育系水稻被广泛用于杂交育种，相关培育过程如图1所示。回答下列问题。
(1)现有光温敏雄性不育植株M、N，M的雄性不育起始温度低于N，在制备杂交种子时，考虑到温度的日间波动，最好选用植株________(填字母编号)来制种，得到大量光温敏雄性不育植株的方法是
_________________________________________。
(2)图1中，杂合子F1表现出优于双亲的现象称为杂种优势，农业生产中一般不继续将F1自交留种，原因是
_____________________________________________。高温长日照条件下，水稻光温敏雄性不育系有超5%的自交结实率。水稻叶鞘是其叶基部扩大包围着茎的部分，紫叶鞘对绿叶鞘完全显性，由一对等位基因控制，为保证插秧秧苗均能表现杂种优势，请从纯合紫叶鞘光温敏雄性不育株、纯合绿叶鞘光温敏雄性不育株、纯合紫叶鞘光温敏雄性可育株、纯合绿叶鞘光温敏雄性可育株中选择合适材料进行育种、并选苗插秧。方案为
___________________________________________________________。
M
在低温且短日照条件下，光温敏雄性不育水稻自交
F1留种自交的后代会出现性状分离，杂种优势效应减弱
选用纯合绿叶鞘光温敏雄性不育水稻作母本，与纯合紫叶鞘雄性可育水稻在高温长日照条件下杂交，收获雄性不育水稻种子后育苗，插秧时去除绿叶鞘秧苗
解析：(1)雄性不育的起始温度越低，在日间温度波动的情况下雄性可育概率越低，所以选择M。由图可知，在低温且短日照条件下，雄性可育，而在高温且长日照条件下，雄性不育，所以欲得到大量光温敏雄性不育植株，可在低温且短日照条件下，光温敏雄性不育水稻自交，留种即可。(2)杂合子不继续留种的原因有两个，一是子代出现性状分离，相当一部分会表现为隐性，纯合显性也不具备杂种优势，二是即使是杂合子杂种优势的力度也会减弱。紫叶鞘对绿叶鞘完全显性，可选用纯合绿叶鞘光温敏雄性不育水稻作母本，与纯合紫叶鞘雄性可育水稻在高温长日照条件下杂交，收获雄性不育水稻种子后育苗，插秧时去除绿叶鞘秧苗(由于水稻光温敏雄性不育系有超5%的自交结实率，导致纯合绿叶鞘光温敏雄性不育水稻自交所产生)，即可保证插秧秧苗(全为杂合子)均能表现杂种优势。
(3)科学家对高温导致水稻雄性不育的机制进行了探究，发现M中Os基因发生了突变，Os蛋白是一种激活E基因转录的因子，E基因的表达产物促进花粉发育。研究者检测了M与野生型水稻P中Os蛋白的表达量及E基因的转录量，结果如图2所示，据此推测Os基因突变导致雄性不育的原因是
___________________________________________________________。
解析：由图2可知，M较P而言Os表达量相对增加，但在高温条件下，E转录量明显下降，而E基因的表达产物促进花粉发育，所以导致M花粉不育。
M植株Os蛋白的表达量增加，但E基因的转录量下降，花粉不能正常发育
(4)为了进一步探究Os基因突变造成光温敏雄性不育的机理，研究者分别检测细胞核与细胞质中Os蛋白量，结果如图3、图4所示。
①据图3可知，低温条件下光温敏雄性不育植株与野生型植株相比___________________________________________________________。
②综合上述信息和图4，推测高温条件下M植株雄性不育的原因是____________________________________________________________。
M植株Os蛋白在细胞核中的分布大于细胞质中的分布，P植株细胞质中无Os蛋白
高温导致Os蛋白进入细胞核的量下降，基因E转录量降低，花粉不能正常发育
解析：由图3可知，在低温条件下，P植株在细胞核含有Os，而在细胞质中不含Os；M在细胞核和细胞质中均含有Os，在细胞核中含量稍多与细胞质中。由图3、4可知，高温条件下，Os蛋白进入细胞核受到抑制，从而使E的转录相对减弱，导致花粉不能正常发育。
考点梳理·整合突破
整合考点11 “拨开迷雾”的进化理论
任务驱动
任务1 认清化石的种类
(1) 证据是研究生物进化的直接证据。
(2)现存生物不但在结构上具有相似性，而且在新陈代谢方面具有共同特征，这进一步说明现存生物由 进化而来。
化石
共同祖先
任务2 其他进化证据的比较
项目 证据 结论
比较解剖学证据 蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢所在部位和结构组成相似 它们的起源相同，都是由共同的原始祖先进化而来的
胚胎学证据 脊椎动物和鱼在发育早期都有鳃裂和尾，随着发育的进行，除鱼以外，其他动物和人的鳃裂都消失了，人的尾也消失了 脊椎动物和人都是由共同的祖先进化而来的，它们之间存在着或远或近的亲缘关系；原始祖先生活在水中
细胞水平的证据 生物都有能进行生长、增殖的细胞，细胞有共同的物质基础和结构基础 支持生物由共同的祖先进化而来
分子水平的证据 不同生物的DNA和蛋白质既有共同点，又有差异 生物有共同的祖先；生物不同种类之间亲缘关系的远近不同
任务3 比较达尔文进化论与现代生物进化理论的主要内容
任务4 理清生物进化脉络
种群
地理
基因频率
物种多样性
任务5 自交和自由交配时基因(型)频率变化不同
(1)自交：种群个体自交时，子代中 增多，杂合子减少，基因型频率发生改变。自交过程 (填“改变”或“不改变”)基因频率。
(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，上下代之间种群的基因频率、基因型频率 (填“不变”或“改变”)。
纯合子
不改变
不变
任务6 明确隔离、物种形成与进化的关系
种群基因频率
生殖隔离
自然选择
生物进化
地理
生殖
生物与无机环境
【特别提醒】
(1)自然选择直接作用的对象是个体的表型，不是个体的基因型。
(2)生物进化了种群基因频率一定改变；种群基因频率改变一定表示生物进化了。
(3)Aa个体连续自交n次，假设无突变无淘汰等，后代基因型频率改变，基因频率不发生改变。
任务7 把握基因频率的三类计算方法
纯合子
杂合子
显性纯合子
显性
杂合子
足够大
自由
突变
不变
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验，明考向
1.[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
答案：B
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错误。
2.[2023·浙江6月]不同物种体内会存在相同功能的蛋白质，编码该类蛋白质的DNA序列以大致恒定的速率发生变异。猩猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质的同源DNA序列比对结果如下表，表中数据表示DNA序列比对碱基相同的百分率。
大猩猩 黑猩猩 人
猩猩 96.61% 96.58% 96.70%
大猩猩 98.18% 98.31%
黑猩猩 98.44%
下列叙述错误的是( )
A．表中数据为生物进化提供了分子水平的证据
B．猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩
C．人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先
D．黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系远
答案：D
解析：表中数据研究的是DNA中碱基的排列顺序，属于生物进化方面分子水平的证据，A正确；表中数据显示，猩猩与人类同种蛋白质相关的DNA片段中碱基序列的相同度低于大猩猩和黑猩猩，因而推测，猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩，B正确；表中结果显示的是猩猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质的同源DNA序列比，该结果说明人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先，C正确；表中数据显示黑猩猩和大猩猩同种蛋白质相关DNA片段的相似度高于黑猩猩与猩猩，因而说明黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系近，D错误。
3.[2023·浙江1月]太平洋某岛上生存着上百个蜗牛物种，但同一区域中只有少数几个蜗牛物种共存。生活在同一区域的不同蜗牛物种之间外壳相似性高，生活在不同区域的不同蜗牛物种之间外壳相似性低。下列叙述正确的是( )
A．该岛上蜗牛物种数就是该岛的物种多样性
B．该岛上所有蜗牛的全部基因组成了一个基因库
C．同一区域内的不同蜗牛物种具有相似的外壳是自然选择的结果
D．仅有少数蜗牛物种生存在同一区域是种间竞争造成生态位重叠的结果
答案：C
解析：物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度，蜗牛只是其中的一种生物，其数量不能代表该岛的物种多样性，A错误；一个生物种群的全部等位基因的总和称为基因库，而该岛上的蜗牛有上百个物种，故其全部基因不能组成一个基因库，B错误；同一区域内的不同蜗牛物种所处的环境相同，具有相似的外壳，是自然选择的结果，C正确；仅有少数蜗牛物种生存在同一区域是种间竞争造成生态位分化的结果，D错误。
4.[2023·北京卷]抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标的是( )
A．在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子
B．大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂
C．转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植
D．转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带
答案：B
解析：在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子，非转基因作物的存在不会对害虫生存产生压力，A不符合题意；大面积种植转基因作物并使用杀虫剂会导致害虫大量死亡，抗性基因频率会越来越高，因为能生存的大多数都具有抗性基因，B符合题意；转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植也会减少转基因作物的数量，减少对害虫的杀伤力，C不符合题意；转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带会使一部分害虫体内的非抗性基因保留下来，不至于抗性基因频率越来越高，D不符合题意。
5.[2023·海南卷]某学者按选择结果将自然选择分为三种类型，即稳定选择、定向选择和分裂选择，如图。横坐标是按一定顺序排布的种群个体表型特征，纵坐标是表型频率，阴影区是环境压力作用的区域。
下列有关叙述错误的是( )
A．三种类型的选择对种群基因频率变化的影响是随机的
B．稳定选择有利于表型频率高的个体
C．定向选择的结果是使种群表型均值发生偏移
D．分裂选择对表型频率高的个体不利，使其表型频率降低
答案：A
解析：三种类型的选择都是自然选择，自然选择对种群基因频率的影响是固定的，都使种群基因频率发生定向的改变，A错误；根据图示信息，稳定选择淘汰了表型频率低的个体，有利于表型频率高的个体，B正确；根据图示信息，定向选择是在一个方向上改变了种群某些表现性特征的频率曲线，使个体偏离平均值，C正确；分裂选择淘汰了表型频率高的个体，使其频率下降，D正确。
6.[2023·湖北卷]某二倍体动物种群有100个个体，其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因A1、A2、A3进行PCR扩增，凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是( )
A．52% B．27%
C．26% D．2%
答案：B
解析：分析电泳图，含A3基因的个体有2个A3A3，15个A1A3，35个A2A3，所以A3的基因频率是：(2×2＋15＋35)÷(100×2)×100%＝27%，B正确。
7.[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
答案：A
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错误。
8.[2023·浙江6月]浙江浦江县上山村发现了距今1万年的稻作遗址，证明我国先民在1万年前就开始了野生稻驯化。经过长期驯化和改良，现代稻产量不断提高。尤其是袁隆平院士团队培育成的超级杂交稻品种，创造水稻高产新记录，为我国粮食安全作出杰出贡献。下列叙述正确的是( )
A．自然选择在水稻驯化过程中起主导作用
B．现代稻的基因库与野生稻的基因库完全相同
C．驯化形成的现代稻保留了野生稻的各种性状
D．超级杂交稻品种的培育主要利用基因重组原理
答案：D
解析：自然选择通常选择出的是适应环境条件的类型，而人工选择选择出的通常是对人类有利的类型，故人工选择在水稻驯化过程中起主导作用，A错误；基因库是指一个种群所有基因的总和，经过长期驯化和改良，现代稻产量不断提高，则可推测现代稻与野生稻的基因库不完全相同，B错误；驯化形成的现代稻保留了野生稻的优良性状，而一些不利性状在选择中被淘汰，C错误；超级杂交稻品种的培育借助于杂交育种，该过程的原理主要是基因重组，D正确。
评价2 依托教材专练长句表述，提考能
9.(必修2 P102“图6－3及思考·讨论”)下图表示三种脊椎动物的前肢和人的上肢骨骼示意图，据图回答有关问题：
(1)蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢与人的上肢相比，在结构上有相似之处，而且排列顺序也基本一致，这说明了什么？
(2)这四种前(上)肢内部结构模式非常一致，但功能迥异，外形差别也很大，这说明了什么？
答案：生物之间存在一定的亲缘关系，它们可能都是由共同的原始祖先进化而来的。
答案：说明结构与功能相适应，也体现了生物适应环境的特点。
10.(必修2 P108“正文”拓展)在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？
11.(必修2 P112“知识链接”)染色体数目变异和结构的变异都能引起种群基因频率的变化吗？为什么？
答案：直接受选择的是表型(体色)，而不是基因型；基因型并不能在自然选择中起直接作用。例如天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。
答案：都能。染色体数目变异必然引起染色体上基因数目的变化，进而引起种群基因频率的变化，染色体结构的变异也可能引起种群基因频率的变化。
12.(必修2 P112“正文信息”)基因突变频率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，但为何它仍可为生物进化提供原材料？
13.(必修2 P117“思考·讨论”)通过地雀的形成过程，说明物种形成需要哪几个环节？
答案：对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。
答案：突变和基因重组为生物的进化提供原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离的出现意味着新物种的产生。
14.(必修2 P119“小字内容”)关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利(S.M.stanley)提出了“收割理论”，主要观点是什么？
答案：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。捕食者的存在有利于增加物种多样性。
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
15.[2023·天津卷]某植物四号染色体上面的A基因可以指导植酸合成，不能合成植酸的该种植物会死亡。现有A3－和A25－两种分别由A基因缺失3个和25个碱基对产生的基因，已知前者不影响植酸合成，后者效果未知。
(1)现有基因型为AA25－的植物，这两个基因是 基因。该植物自交后代进行PCR，正向引物与A25－缺失的碱基配对，反向引物在其下游0.5kb处，PCR后进行电泳，发现植物全部后代PCR产物电泳结果均具有明亮条带，原因是
___________________________________________________________，
其中明亮条带分为较明亮和较暗两种，其中较明亮条带代表基因型为_______的植物，比例为_______ 。
等位
自交后代中基因型为A25－A25－的个体死亡，基因型为A25－A和AA的个体由于都至少含有一个A基因，因此可以与正向引物和反向引物结合进而完成PCR，获得明亮条带
AA
1/3
解析：由题干可知，A25－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A25－基因，因此二者属于等位基因。基因型为AA25－的植物自交后代的基因型及其比例为AA∶AA25－∶A25－A25－＝1∶2∶1。当对这些后代进行PCR时，正向引物与A25－缺失的碱基配对，反向引物在其下游0.5 kb处，可推知缺失这25个碱基对的A25－基因无法与正向引物配对从而不能扩增，因此只含有A25－基因的个体(即A25－A25－)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、AA25－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AA25－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A25－A25－的个体无法存活，只有基因型为AA和A25－A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)将一个A基因导入基因型为A3－A25－的植物的6号染色体，构成基因型为A3－A25－A的植物、该植物自交子代中含有A25－A25－的比例是 。
(3)在某逆境中，基因型为A3－A3－的植物生存具有优势，现有某基因型为A3－A的植物，若该种植物严格自交，且基因型为A3－A3－的植物每代数量增加10%，补齐下面的表格中，子一代基因频率数据(保留一位小数)：
基因频率改变，是 的结果。
代 亲代 子一代 子二代
A基因频率 50% ________% 46.9%
A3－基因频率 50% ________% 53.1%
1/5
48.8
51.2
自然选择
解析：(2)已知基因A3－和A25－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A3－A、A25－A、A3－、A25－，比例各自占1/4；该植物自交后代中基因型为A25－A25－＝1/4×1/4＝1/16的个体死亡，存活个体占1－1/16＝15/16，含有A25－A25－的后代个体基因型有2种，分别是AAA25－A25－＝1/4×1/4＝1/16，AA25－A25－＝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A25－A25－的比例是3/16÷15/16＝1/5。
(3)基因型为A3－A的植物自交产生子一代的基因型及比例为AA＝1/4，A3－A＝1/2，A3－A3－＝1/4，由题干可知，基因型为A3－A3－的植物每代数量增加10%，则子一代中A3－A3－＝1/4＋1/4×10%＝11/40，因此子一代中AA∶A3－A∶A3－A3－＝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，A3－A＝20÷(10＋20＋11)＝20/41，A3－A3－＝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%，A3－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有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。
模拟预测·题组集训
题组预测一 生物进化的相关判断
1.[2023·江苏省宿迁高三检测]下列有关叙述不符合现代生物进化理论的是( )
A．生物的种间竞争是一种选择过程，决定了生物进化的方向
B．草原上狼和兔子奔跑能力的提高是二者共同进化的结果
C．农田中广泛栽种抗虫棉会使棉铃虫抗毒蛋白基因频率下降
D．植物由于花期不同使得种间杂交不能完成的现象属于生殖隔离
答案：C
解析：生物的种间竞争是一种选择和共同进化的过程，自然选择决定生物进化的方向，A正确；狼和兔子的奔跑能力的提高是它们共同进化的结果，B正确；广泛栽种抗虫棉，可以杀死不能抵抗毒蛋白的棉铃虫，只有能抵抗毒蛋白的棉铃虫才能生存，因此棉铃虫的抗毒蛋白基因频率增加，C错误；植物由于花期不同使得种间杂交不能完成的现象属于生殖隔离，D正确。
2.[2023·江苏省泰州高三调研]海绵等足虫(某种低等动物)栖息在海绵的中央腔中，雌虫的外观都一样，雄虫有大、中、小3种形态，且会采取不同的生殖对策：大雄虫用战斗来保卫雌虫；中雄虫会模拟雌虫，与大雄虫共处一室；小雄虫回避大雄虫，伺机与雌虫交配。研究表明，大、中、小雄虫的体型差异由a1、a2、a3三个等位基因控制。下列有关叙述正确的是( )
A．三个等位基因的差异说明大、中、小雄虫之间存在生殖隔离
B．a1、a2、a3的出现是基因突变的结果，体现了基因突变的随机性
C．大、中、小雄虫采取不同的生殖对策是不同雄虫之间协同进化的结果
D．大、中、小雄虫之间的种内斗争强度会随着海绵的生活状态发生改变
答案：D
解析：三个等位基因的差异是基因突变的结果，不能说明大、中、小雄虫之间存在生殖隔离，A错误；三个等位基因的出现是基因突变的结果，体现了基因突变的不定向性，B错误；协同进化发生在不同生物之间或生物与无机环境之间，而大、中、小雄虫属于同一种生物，C错误；雄虫有大、中、小3种形态，且会采取不同的生殖对策，如大雄虫用战斗来保卫雌虫；中雄虫会模拟雌虫，与大雄虫共处一室；小雄虫回避大雄虫，伺机与雌虫交配。因此，大、中、小雄虫之间的种内斗争强度会随着海绵的生活状态发生改变，D正确。
题组预测二 区分生物进化与物种形成
3.[2023·江苏省南京师大附中高三一模]除草剂草甘膦能通过抑制E酶的活性导致植物死亡。某地连续多年使用草甘膦后，黑麦草对草甘膦的抗性提高了10倍。下列分析错误的是( )
A．上述事例体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物性状
B．黑麦草对草甘膦的抗性可能与使用除草剂导致E酶基因突变有关
C．草甘膦使用期间，黑麦草种群草甘膦抗性基因频率发生了定向改变
D．若该地区持续使用草甘膦，多年以后可能会有新的物种形成
答案：B
解析：题干信息“除草剂草甘膦能通过抑制E酶的活性导致植物死亡”体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物性状，A正确；E酶基因突变不是因为使用除草剂，因为基因突变具有不定向性和普遍性，B错误；在草甘膦的选择作用下，黑麦草种群草甘膦抗性基因频率发生定向改变，草甘膦抗性基因频率会提高，C正确；在草甘膦作用下，该地黑麦草与其他黑麦草种群的遗传组成会出现差异，多年后，遗传差异积累可能导致生殖隔离，形成新物种，D正确。
4.[2023·安徽合肥高三质检]褐花杓兰和西藏杓兰主要分布于我国西南地区，且分布区域有一定交叉。典型的褐花杓兰，花是深紫色的；典型的西藏杓兰，花是紫红色的。此外，它们还存在花色从浅红到深紫等一系列过渡类型。研究人员通过实验发现，这两种植物能够杂交并产生可育后代。下列分析错误的是( )
A．杂交子代花色与亲本有差异可能是基因重组的结果
B．花色从浅红到深紫的过渡类型是地理隔离导致的
C．光照、气温、土壤等环境因素可能会影响花的颜色
D．西南地区的褐花杓兰与西藏杓兰属于同一物种
答案：B
解析：若控制花色受基因控制，交叉区域内的不同花色的植株杂交可通过基因重组产生不同于亲本花色的子代，因此杂交子代花色与亲本有差异可能是基因重组的结果，A正确；花色从浅红到深紫的过渡类型是不同表型的个体杂交的结果，不是地理隔离导致的，B错误；生物的表型是受基因型控制的，也受环境的影响，因此光照，气温、土壤等环境因素可能会影响花的颜色，C正确；由于褐花杓兰与西藏杓兰两种植物能够杂交并产生可育后代，因此属于同一物种，D正确。
题组预测三 生物进化的综合考查
5.[2023·山东聊城三模]在不同的生境斑块上，同一生物种群可以分成在空间上存在隔离但彼此间通过个体迁移或扩散而相互联系的许多局域种群。局域种群数量变动很大甚至灭绝，其他局域种群个体的迁入可以建立起新的局域种群，从而在整体上可以维持种群数量稳定。斑块面积越大，种群数量越稳定。下列说法错误的是( )
A．局域种群之间存在地理隔离而无法基因交流
B．斑块的大小与当地生境及生物生活习性有关
C．将濒危动物分布区连接起来有利于其种群的延续
D．害虫的防治应该防止局域种群的迁入且在充分大的范围内同步进行
答案：A
解析：局域种群数量变动很大甚至灭绝，其他局域种群个体的迁入可以建立起新的局域种群，说明局域种群之间不存在地理隔离，可以进行基因交流，A错误；斑块的生态环境越好，斑块的面积越大，生物的生活习性也会影响斑块的大小，B正确；由“斑块面积越大，种群数量越稳定”可知，将濒危动物分布区连接起来有利于其种群的延续，C正确；由“其他局域种群个体的迁入可以建立起新的局域种群，从整体上种群数量可以维持稳定”可知，害虫的防治应该防止局域种群的迁入且在充分大的范围内同步进行，D正确。
6.[2023·山东济南三模] 甲地只有白车轴草(T)单独分布，乙地T与黑麦草(L)共存且L占据优势。为研究两物种是否会因种间竞争而发生资源利用的分化，科学家划分了六块样地，去除了某些物种并开展了3个移栽T实验和3个重栽T实验，具体处理如图a，移栽和重栽均遵循等量原则。一段时间后统计了不同处理下每块样地中T的总干重如图b。
注：图a中“—”代表去除，箭头代表移栽或重栽白车轴草的情况，箭头基部表示白车轴草的来源地，箭头表示白车轴草所种植的地方
以下结论不正确的是( )
A．处理3、4、5为重栽实验，目的是作为对照来排除无关变量栽种操作对植物干重的影响
B．由处理1、2可知，和重栽于乙地的白车轴草组相比，甲地的白车轴草移栽到乙地后生存能力更弱
C．是否去除黑麦草对乙地的白车轴草干重影响较小，但去除L后能促进来自甲地的白车轴草的生长
D．种间竞争使乙地白车轴草可利用的资源少于甲地，该过程伴随着种群基因频率的改变
答案：B
解析：分析题意可知，箭头代表移栽或重栽白车轴草的情况，箭头基部表示白车轴草的来源地，箭头表示白车轴草所种植的地方，图中3、4、5的箭头基部和箭头方向一致，目的是作为对照来排除无关变量栽种操作对植物干重的影响，A正确；处理1是去除乙地的白车轴草然后将甲地的白车轴草移栽到乙地，而2处理是将乙地的两种植物去除后再移栽甲地的白车轴草，两组对照不能说明重栽于乙地和移栽到乙地的车轴草对比，B错误；据图分析，4和5组的自变量是是否去除黑麦草，两组均重新栽植乙地的白车轴草，结果两者的干重差别不大，而1组和2组的自变量是是否去除黑麦草，两组均重新移栽甲地的白车轴草，结果2组的干重明显大于1组，说明是否去除黑麦草对乙地的白车轴草干重影响较小，但去除L后能促进来自甲地的白车轴草的生长，C正确；分析乙地可知，两物种地点黑麦草占据优势，种间竞争使乙地白车轴草可利用的资源少于甲地，该过程伴随着种群基因频率的改变，最终导致生物进化，D正确。
题组预测四 基于学科核心素养的长句应答类专训
7.[2023·广东惠州模拟预测]2021年，海水稻产业化推广和商业化运营在袁隆平海水稻团队的推进下正式启动，预期10年内实现“亿亩荒滩变良田”的“禾下乘凉梦”。我国科学家采用抗盐碱野生稻和高产不抗盐碱水稻不断杂交，不断择优的方法，培育出了一批“海水稻”，这种水稻可以用含盐的水直接灌溉并且产量大幅提高。
(1)“海水稻”培育过程的原理是 ，该方法的优点是_______________________________________________________(答两点即可)。
(2)“海水稻”的培育过程使水稻种群发生进化，原因是_______________________________________________________。
(3)通过诱变育种获得“海水稻”需要处理大量的水稻，其原因是________________________，而抗盐碱基因的产生却增加了________多样性。
(4)“海水稻”种植在我国沿海滩涂，改善了当地的土壤条件，这种现象叫 。
基因重组
可以将同一物种里两个或多个优良性状集中在一个新品种中；操作简单
水稻种群的抗盐碱基因频率(在含盐水浇灌的自然选择中)发生了定向改变
基因突变频率低且具有不定向性
遗传
协同进化
解析：(1)培育“海水稻”可以采用抗盐碱性野生稻和高产不抗盐碱水稻不断杂交，不断择优的方法，该育种方法是杂交育种，其利用的原理是基因重组；杂交育种的优点有可以将同一物种里两个或多个优良性状集中在一个新品种中、操作简单。(2)在杂交育种过程中，由于不断择优选择，使水稻种群基因频率发生了改变，导致水稻种群发生了进化。(3)由于基因突变具有低频性和不定向性，所以采用诱变育种方法时，需要处理大量的水稻种子并进行筛选。而抗盐碱基因的产生却增加了遗传多样性。(4)协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，“海水稻”种植在我国沿海滩涂，改善了当地的土壤条件，而当地的土壤条件的改善又可以促进“海水稻”的进化，这种现象叫协同进化。
知识拓展
哈代与温伯格先后独立地证明，如果一个群体符合下列条件：①群体是个无限大的群体；②随机交配，即每一个体跟群体中所有其他个体的交配机会是相等的；③没有突变；④种群之间不存在个体的迁移或基因交流；⑤没有任何形式的自然选择。那么，这个种群的基因频率(包括基因型频率)就可以一代代稳定不变，保持平衡，这就是著名的遗传平衡定律，也称哈代—温伯格平衡。
1.常染色体上一对等位基因遗传平衡的相关试题
假设A、a是一对位于常染色体上的等位基因，在一个达到了遗传平衡的群体中，用p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则(p＋q)2＝1。这样p2是AA基因型的频率，2pq是Aa基因型的频率，q2是aa基因型的频率。(见第1题)
2.性染色体上基因遗传平衡的相关试题
遗传平衡定律是遗传学的理论基石之一，不仅适用于常染色体上的基因平衡问题，也适用于性连锁基因的遗传平衡。处于平衡状态时，X连锁基因的频率在雌雄群体中的特点是：
(1)在雄性群体和雌性群体中基因的频率是相等的；
(2)在雄性群体中，基因频率与其相应的基因型频率相等；
(3)在雌性群体中，三种基因型在平衡状态下的频率分配类似于常染色体上一对等位基因的三种基因型在平衡时的频率分配。(见第2题)
3.复等位基因遗传平衡的相关试题
假设e1、e2、e3是一对位于常染色体上的复等位基因，在一个达到了遗传平衡的群体中，用p代表e1基因的频率，q代表e2基因的频率，r代表e3基因的频率，则(p＋q＋r)2＝1。这样p2、q2、r2分别表示3种纯合体的基因型频率，2pq、2pr、2qr分别表示3种杂合体的基因型频率。(见第3题)
4.群体处于不平衡状态时相关试题
对于常染色体的等位基因而言，在一个大群体里，如交配是随机的，没有突变，也没有任何自然选择的影响等，那么，群体中3种基因型的频率如果不是平衡的，只要经过一代就可以达到平衡，若已经平衡，就可一代代保持下去，不发生变化。(见第4题)
专项提升
1.下面是具有两种遗传病的家族系谱图，家族中有的成员患甲种遗传病(设显性基因为A，隐性基因为a)，有的成员患乙种遗传病(设显性基因为B，隐性基因为b)。已知Ⅱ2不携带甲病致病基因，Ⅲ2的1条X染色体长臂缺失，乙病在人群中的发病率为1/104，不考虑基因突变以及X、Y染色体的同源区段。
相关叙述中正确的是( )
A．Ⅲ2长臂缺失的X染色体来自母亲
B．Ⅰ2的一个卵原细胞最多可形成4种类型的卵细胞
C．若Ⅲ1与Ⅲ4婚配，生一个男孩患甲病的概率为1/4
D．Ⅱ1与Ⅱ2再生一个患乙病男孩的概率为99/60 000
答案：C
解析：本题主要考查染色体片段缺失、卵细胞的形成、遗传平衡定律等知识点，重点考查理解能力、获取信息的能力以及综合运用能力等。此题检测学生的科学思维与社会责任，具体表现为：在面对生产、生活中与生物学相关的新问题情境时，能熟练运用科学思维方法展开探讨(四级水平)；推算后代遗传病的再发风险率，能对有关生物学的社会热点议题进行理性判断(二级水平)。Ⅱ2不携带甲病致病基因，且Ⅱ1与Ⅱ2生出一患甲病的男孩，由此可分析出甲病为伴X染色体隐性遗传病；Ⅰ1与Ⅰ2生出一患乙病的女孩，可分析出乙病为常染色体隐性遗传病。只有当Ⅲ2长臂缺失的X染色体来自父亲时(含A基因的片段缺失)，Ⅲ2才可能会患甲病。
一个卵原细胞只能形成一个卵细胞。若Ⅲ1(XaY)与Ⅲ4(1/2XAXA、1/2XAXa)婚配，生一个男孩患甲病的概率为1/4。乙病在人群中的发病率为1/104，得出b＝1/100，B＝99/100，进而得出在正常人群中Bb所占的比例为：Bb/(Bb＋BB)＝(2×99/100×1/100)/(99/100×99/100＋2×99/100×1/100)＝2/101，只考虑乙病，Ⅱ2的基因型为1/3BB、2/3Bb，Ⅱ1与Ⅱ2再生一个患乙病男孩的概率为：2/3×2/101×1/4×1/2＝1/606。
答案：D
3.某雌雄同株异花植物的花色由复等位基因(e1、e2、e3)控制，e1对e2、e3显性。e2对e3显性。已知e1与e3都决定红色，e2决定蓝色。在一个遗传平衡的种群中，e1、e2、e3的基因频率分别为0.3、0.4、0.3。下列有关叙述中，正确的是( )
A．两株纯合红花植株之间杂交，子代全为纯合子
B．纯合蓝花与红花杂交，若子代有蓝花和红花，则亲代红花的基因型为e1e2或e1e3
C．在该种群中，杂合子的概率为0.33
D．在该种群中，红花植株出现的概率为0.18
答案：B
解析：本题主要考查复等位基因遗传平衡、纯合子、杂合子、基因型等知识点，重点考查理解能力、获取信息的能力、综合运用能力等。此题检测学生的科学思维，具体表现为：分析、判断子代纯合与否以及亲代的基因型，能熟练运用科学思维方法进行相关遗传计算(四级水平)。纯合红花植株的基因型是e1e1或e3e3，因此，两株纯合红花植株之间杂交，子代全为纯合子或杂合子。纯合蓝花与红花杂交，若子代有蓝花和红花，则亲代红花的基因型为e2e2，e1e3。在该种群中，杂合子的概率为：2×0.3×0.4＋2×0.3×0.3＋2×0.4×0.3＝0.66。在该种群中，红花植株出现的概率为：1－(0.4×0.4＋2×0.4×0.3)＝0.6。
4.在某实验室中，一人为组成的果蝇种群中AA、Aa、aa的基因型频率分别为30%、10%和60%(假定该果蝇种群的数量足够大，没有突变等)。若该果蝇种群随机交配一代，理论上，相关叙述中错误的是( )
A．子代中A、a的基因频率不变
B．子代中AA、Aa、aa的基因型频率不变
C．子代中AA、Aa、aa的基因型频率分别为36%、48%和16%
D．若该种群的子代再随机交配，其后代中AA、Aa、aa的基因型频率不会发生改变
答案：B
解析：本题主要考查基因频率与基因型频率的变化等知识点，重点考查理解能力、综合运用能力等。此题检测学生的科学思维，具体表现为：分析、判断基因频率与基因型频率的变化，探讨、阐释生命规律(三级水平)。若该果蝇种群随机交配一代，子代中A、a的基因频率不变，但基因型频率却发生了改变。亲代果蝇种群中A、a的基因频率分别为60%、40%，则子代中AA、Aa、aa的基因型频率分别为36%、48%和16%。若该种群的子代再随机交配，其后代中AA、Aa、aa的基因型频率不会发生改变。整合训练（八）
1．解析：正常体型的基因型可能为Aa或AA，不一定是纯合子，矮小体型的小鼠不一定是纯合子，若基因型Aa小鼠的A基因被“印迹”而不能表达，则表现为矮小体型，A错误；基因型为Aa的雌雄小鼠交配，后代基因型比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，若来自某一亲本的基因A被“印迹”而不能表达，即Aa中有一半表现为矮小体型，故子代性状分离比为1∶1，B错误；可通过测交实验判断被“印迹”基因A来自哪个亲本，若♂Aa×♀aa的子代性状比例为1∶1，则“印迹”基因A来自母本，若♂Aa×♀aa的子代全为矮小体型，则“印迹”基因A来自父本，C正确；若“印迹”基因A来自母本，其母本的基因型可能是Aa，母本的基因A可能被“印迹”而表现矮小体型，D错误。
答案：C
2．解析：三个组合中，F1、F2的雌、雄的表型和性别没有关系，基因A1、A2、A3位于常染色体上，A正确；组合Ⅰ中亲本纯种品系杂交，F1全是黄色，可知黄色对黑色是显性，根据组合Ⅱ可知灰色对黑色是显性，根据组合Ⅲ可知灰色对黄色是显性，基因A1、A2、A3间的显隐性关系为A2>A3>A1，B正确；实验Ⅰ中，F1的基因型是A3A1，F1自交，F2黄色个体是1/3A3A3，2/3A3A1，C正确；实验Ⅲ中F2的灰色个体的基因型是1/3A2A2，2/3A2A3，随机交配后代中黑色个体所占比例为0，D错误。
答案：D
3．解析：由一对表型正常的夫妇，生育了一个患甲型血友病的儿子可知，该病是隐性遗传病，分析电泳图可知，父亲只有一种基因，由此可知，该病是伴X隐性遗传病，则人群中甲型血友病患者的男性多于女性，A正确；根据A解析可知，母亲的基因型是XAXa，父亲的基因型是XAY，则女儿的基因型是XAXA或XAXa，则女儿与母亲基因诊断结果相同的概率是1/2，第三胎的电泳带型与父亲相同的基因型为XAXA和XAY，概率是1/2，B正确，C错误；遗传咨询的第四步即为医生向咨询对象提出防治对策和建议，包括进行产前诊断、终止妊娠等，故若三胎基因诊断结果为患儿，可建议终止妊娠，D正确。
答案：C
4．解析：甲病为常染色体隐性遗传病，假设为A、a控制甲病的一对等位基因。乙病为伴X染色体隐性遗传病，假设为B、b控制乙病的一对等位基因。Ⅰ1的基因型为AaXBX－，Ⅰ2的基因型为AaXbY，则Ⅱ1的基因型为aaXBXb，Ⅰ4的基因型为aaXBX－，Ⅰ4和Ⅱ1的基因型可能相同，A正确；Ⅱ2关于甲病的基因型及概率为1/3AA或2/3Aa，Ⅰ4的基因型为aa，Ⅱ3不患甲病，Ⅱ3的基因型为Aa，Ⅲ1不患甲病但为携带者的概率为（1/3×1/2＋2/3×1/2）÷（1－2/3×1/4）＝3/5，B正确；Ⅰ2基因型为XbY，遗传给Ⅱ2的只能是Xb，Ⅰ1的基因型为XBX－，Ⅱ2的基因型可能是XbXb或XBXb，患乙病的原因可能是来自母方的X染色体失活，也可能是基因型为XbXb，所以患乙病，C错误；乙病为伴X染色体隐性遗传病，且男性只含有一条X染色体，所以乙病在男性中的发病率XbY/（XbY＋XBY）与乙病的致病基因频率Xb/（Xb＋XB）相同，D正确。
答案：C
5．解析：白眼雄果蝇（_ _XbY）与纯合粉眼雌果蝇（aaXBXB）杂交，子代有红眼和粉眼，说明亲代基因型是AaXbY和aaXBXB，子代中红眼果蝇基因型有AaXBXb和AaXBY，共2种基因型，A错误，B正确；红眼雄果蝇A_XBY的后代中雌性肯定含有XB基因，所以不可能为白眼，C正确；亲代基因型是AaXbY和aaXBXB，只考虑B/b基因，F1基因型为XBY、XBXb，则F2基因型及比例为XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝1∶1∶1∶1，所以B的基因频率＝（1×2＋1＋1）/（2＋2＋1＋1）＝2/3，D正确。
答案：A
6．解析：同时具备GAL4和UAS绿色荧光蛋白基因（M基因）的果蝇，才能合成GAL4蛋白驱动UAS下游的绿色荧光蛋白基因表达，从而表现出绿色性状，A正确；若绿色荧光蛋白基因（M基因）插入Ⅲ号染色体上，发生基因连锁，假设插入GAL4基因用A表示（没有该基因用a表示），插入UAS绿色荧光蛋白基因用B表示（没有该基因用b表示），则亲本为Aabb×aaBb，则F1中绿色翅（AaBb）∶无色翅（Aabb、aaBb、aabb）为1∶3，若插入Ⅲ号染色体以外的染色体上，两对基因遵循自由组合定律，则亲本仍为Aabb×aaBb，F1中绿色翅（AaBb）与无色翅（Aabb、aaBb、aabb）比例仍为1∶3，B错误；若F2中绿色翅∶无色翅＝9∶7，则说明两种基因自由组合，故绿色荧光蛋白基因（M基因）没有插入Ⅲ号染色体上，但不能确定荧光蛋白基因的具体位置，不一定就在常染色体上，也可能在X染色体上，C错误；若F2中绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5，雌雄中绿色翅和无色翅比例不同，说明与性别相关，则可以得出荧光蛋白基因（M基因）插入X染色体的结论，D错误。
答案：A
7．解析：（1）“CRISPR/Cas9介导的多重基因编辑技术获得新品种”属于基因工程育种，其优点为：①目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物的性状；②育种周期短，明显缩短育种年限；③不受物种的限制，杂交育种必须在同一物种之间进行。（2）由亲本一为野生型红果，亲本二为三重突变体，F1全为红果，可推知三重突变体为隐性突变纯合子；由题干“这三对基因独立遗传”可知这三类色素相关基因位于三对同源染色体上；由题干“控制三类色素代谢的关键基因为番茄红素合成酶基因PSY1、类黄酮合成调控基因MYB12和叶绿素降解酶基因SGR1”可知，三重突变体因不能合成“番茄红素合成酶、类黄酮合成调控蛋白和叶绿素降解酶”，使相关色素的合成或降解受到影响，从而呈现出绿色。（3）F1三杂合子（PpMmSs）自交得到F2，粉红果为myb12单突变体（基因型为P－mmS－），粉红果在F2中所占比例为3/4×1/4×3/4＝9/64，其中纯合子基因型为PPmmSS，在F2中所占比例为1/4×1/4×1/4＝1/64，所以F2的粉红色番茄中纯合子所占比例为1/64÷9/64＝1/9。测交（未知基因型个体与隐性纯合子杂交）可以用来检测某个体的基因型，所以为进一步确定该粉红色番茄的基因型，可将之与三重突变体（隐性纯合子）进行测交。若该番茄有两对基因均为杂合，基因型可表示为PpmmSs，与三重突变体ppmmss杂交，则后代PpmmSs（粉红色）∶Ppmmss（红紫色）∶ppmmSs（黄色）∶ppmmss（绿色）＝1∶1∶1∶1。（4）F2红紫色番茄基因型为1/3PPmmss，2/3Ppmmss，F2中黄绿色番茄基因型为1/3ppMMss，2/3ppMmss，根据题意F2中红紫色和黄绿色番茄进行杂交，即1/3PPmmss×1/3ppMMss，1/3PPmmss×2/3ppMmss，2/3Ppmmss×1/3ppMMss，2/3Ppmmss×2/3ppMmss，将四组杂交子代相同基因型加和统计为：4/9PpMmss，2/9ppMmss，2/9Ppmmss，1/9ppmmss，所以后代表型及比例为棕色∶红紫色∶黄绿色∶绿色＝4∶2∶2∶1。（5）“将外源的甜菜红素合成相关基因导入红色番茄基因组中”属于基因工程中将目的基因导入受体细胞，高等植物常用农杆菌转化法；要创造出深紫红色，即在红紫果（myb12 sgr1双突变体）的基础上，加入甜菜红素合成相关基因，使果色红紫色加深，深红紫果是PSY1和甜菜红素合成相关基因及myb12 sgr1双突变体共同作用的结果。外源基因插入到PSY1的内部使PSY1结构破坏，得不到深紫红色果，影响育种进程，A符合题意；外源基因插入到PSY1所在染色体的邻近位置，使PSY1与甜菜红素合成相关基因连锁，加快育种进程，会影响育种进程，B符合题意；题干“将外源的甜菜红素合成相关基因导入红色番茄基因组中”，即导入野生型细胞中；外源基因插入到PSY1所在染色体的非同源染色体上，如果非同源染色体是MYB12或SGR1所在的染色体，甜菜红素合成相关基因与MYB12或SGR1连锁，无论怎样杂交，也得不到深紫红色，影响育种进程，C符合题意；外源基因沉默，即甜菜红素合成相关基因无法表达，那么无论怎样杂交，也得不到深紫红色，影响育种进程，D符合题意。
答案：（1）定向改造生物性状，明显缩短育种年限
（2）隐 三 番茄红素合成酶、类黄酮合成调控蛋白和叶绿素降解酶
（3）1/9 三重突变体（psy1 myb12 sgrl） 粉红色∶红紫色∶黄色∶绿色＝1∶1∶1∶1
（4）棕色∶红紫色∶黄绿色∶绿色＝4∶2∶2∶1
（5）农杆菌转化法 ABCD
8．解析：现有一只白色雄性小鼠bb_ _，与两只基因型不同的棕黄色雌鼠B_dd杂交，子代小鼠表型及比例分别是全为黑色和黑色∶白色＝1∶1，则说明白色雄性小鼠基因型为bbDD，所以白色雄鼠能表达黑色素合成酶，A正确；若两组子代小鼠表型及比例分别是黑色∶棕黄色＝1∶1和黑色∶棕黄色∶白色＝1∶1∶2，则说明白色雄性小鼠基因型为bbDD或bbD_，雌性小鼠为Bbdd，则无论B/b、D/d两对等位基因分别位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上，都会有相同的结果，B错误；由于白色雄性小鼠为bb_ _，棕黄色雌鼠为B_dd，若两组子代小鼠表型出现黑色，可判断黑色小鼠的基因型一定为BbDd，C错误；由于白色雄性小鼠为bb_ _，棕黄色雌鼠为B_dd，若一组子代小鼠表现型全为黑色，则亲本基因型为bbDD×BBdd，则F1为BbDd，由于无法判断B/b、D/d基因的位置，所以F2表型及比例不一定是黑色∶棕黄色∶白色＝9∶3∶4，D错误。
答案：A
9．解析：调查脆性X综合征的发病率需在人群中随机调查，A错误；分析图2可知，F基因和F＋基因都能编码F蛋白，即使F＋基因可以编码F蛋白仍然有患病的，B错误；由于F基因位于X染色体上，含f基因的男性的基因型为XfY，该男性一定患病，含一个f基因的女性的基因型为XFXf、XF＋Xf，若该女性的基因型是XF＋Xf则有可能患病，C正确；分析图1、2，若Ⅰ2的基因型是XFXF＋，Ⅱ1患病，则Ⅰ1号的基因型XFY或XF＋Y，则Ⅱ2男孩XFY或XF＋Y、若该男孩基因型为XF＋Y有可能患病，D错误。
答案：C
10．解析：（1）据题意可知，纯种紫粒品系与纯种黄粒品系进行杂交，F1均为紫粒，说明紫粒为显性，黄粒为隐性，F1基因型为Aa。再考虑另外一对相对性状，G决定单向异交不亲和，因此亲代纯种单向异交不亲和品系（GG）与正常纯种品系（gg）进行杂交，F1基因型为Gg，因此F1的基因型是AaGg。（2）题干中含有G的卵细胞不能与g的花粉结合受精，单向异交不亲和品系做母本时，由于G基因的卵细胞不能接受g基因的花粉，无法产生后代，因此黄粒品系应作为母本。（3）F1的基因型为AaGg，产生配子及比例为AG∶Ag∶aG∶ag＝1∶1∶1∶1，含有G的卵细胞不能与g的花粉结合受精，因此F1产生的可接受g花粉的卵细胞的基因型及比例是Ag∶ag＝1∶1，F2中纯种育性正常黄粒（aagg）的比例是1/4×1/3＝1/12。（4）利用F1（AaGg）作母本进行测交（与aagg）实验，后代AaGg∶Aagg∶aaGg∶aagg＝1∶1∶1∶1。①若M导入G所在的染色体上，则后代可表示为AaGMg（浅紫粒）∶Aagg（紫粒）∶aaGMg（黄粒）∶aagg（黄粒）＝1∶1∶1∶1，即紫粒∶浅紫粒∶黄粒＝1∶1∶2。②若M的导入破坏了A基因序列，则后代可表示为AMagg（黄粒）∶aagg（黄粒）＝1∶1，即全是黄粒。③若M导入G以外的染色体上，且没有破坏A基因序列，若M基因导入A所在染色体，但没有破坏A基因序列，则后代可表示为AaggM（浅紫粒）∶aaggM（黄粒）＝1∶1；若M基因导入a所在染色体，则后代可表示为Aagg（紫粒）∶aaggM（黄粒）＝1∶1；若M基因导入g所在染色体，则后代可表示为AaggM（浅紫粒）∶aaggM（黄粒）＝1∶1；若M基因导入A、a、g所在染色体以外的染色体，则后代可表示为AaggM（浅紫粒）∶Aagg（紫粒）∶aagg（黄粒）∶aaggM（黄粒）＝1∶1∶1∶1。因此子代的籽粒颜色及比例为浅紫粒∶黄粒＝1∶1或者紫粒∶黄粒＝1∶1或者浅紫粒∶紫粒∶黄粒＝1∶1∶2。
答案：（1）黄粒 AaGg
（2）母本 单向异交不亲和品系做母本时，由于G基因的卵细胞不能接受g基因的花粉，无法产生后代
（3）Ag∶ag＝1∶1 1/12
（4）①紫粒∶浅紫粒∶黄粒＝1∶1∶2 ②全为黄粒 ③浅紫粒∶黄粒＝1∶1或者紫粒∶黄粒＝1∶1或者浅紫粒∶紫粒∶黄粒＝1∶1∶2
11．解析：（1）结合题干“Wxb基因控制合成的成熟mRNA序列不变但含量减少”，成熟mRNA序列不变，mRNA是由编码区转录出来的，故推测Wxb基因产生过程中突变的区域不编码GBSS的氨基酸序列；成熟mRNA序列不变，成熟mRNA作为翻译的模板，Wxb基因控制合成的多肽链明显变短，无法合成GBSS，其原因可能是翻译时终止密码子提前出现，翻译不出所需的肽链，从而无法合成GBSS；支链淀粉具有非线性分支能在水溶液中结合更多水分子而溶胀，物理表征为直连淀粉固化坚硬如玉米，支链淀粉固化比较柔软如绿豆和豌豆。糊化是一种溶胀非完全溶解状态，支链淀粉易糊化温度比直链淀粉要低一些且有较好抑菌效力使酸败变慢，表格中含Wxa基因的组合类型成糊温度高于含Wxb基因的组合类型，意味着含Wxa基因的组合类型直链淀粉含量较多些，故甲、乙、丙品系水稻中直链淀粉含量由高到低依次为甲、乙、丙。（2）用甲品系（WxaWxaSⅠSⅠ）和乙品系（WxbWxbSⅡSⅡ）杂交后得到F1，F1自交得F2，不考虑互换，F2中Wxa能与非等位基因SⅠ、SⅡ自由组合，Wxb也能与非等位基因基因SⅠ、SⅡ自由组合，说明Wx基因和S基因位于非同源染色体上（非同源染色体上的非等位基因自由组合）；若F2（WxaSⅠ、WxaSⅡ、WxbSⅠ、WxbSⅡ）与丙品系（wxwxSⅠSⅠ）杂交，后代基因型有：WxawxSⅠSⅠ、WxawxSⅠSⅡ、WxbwxSⅠSⅠ、WxbwxSⅠSⅡ，共4种。（3）分析表格可知：当Wxa存在时，存在SⅠ和存在SⅡ对应的稻米的最高粘度、崩解值和成糊温度等蒸煮品质数据相当，即当Wxa存在时SⅠ和SⅡ对稻米蒸煮品质的控制无差别；而当只有Wxb存在时，含有SⅠ的基因组合类型的稻米的最高粘度、崩解值远大于含有SⅡ的基因组合类型的稻米。（4）结合题干“已知乙品系的直链淀粉含量为15%～18%”与目标植株“直链淀粉含量介于8%～10%的水稻”较为相近，可以利用乙品系进行基因突变，要将发生基因突变的细胞培育成完整植株，需要用到植物组织培养技术，故利用GRISPR/Cas9系统培育食用品质佳的水稻新品种主要技术流程为用CRISPR/Cas9系统对乙品系细胞的Wxb基因进行编辑，利用改造后乙品系细胞进行植物组织培养获得水稻植株，通过检测种子中直链淀粉的含量进行筛选。
答案：（1）不编码 翻译时终止密码子提前出现 甲、乙、丙
（2）位于非同源染色体上 4
（3）Wx基因和S基因共同控制稻米蒸煮品质；当Wxa存在时SⅠ和SⅡ对稻米蒸煮品质的控制无差别；当Wxa不存在（或仅有Wxb存在）时SⅠ和SⅡ对稻米蒸煮品质的控制有差别
（4）用CRISPR/Cas9系统对乙品系细胞的Wxb基因进行编辑，利用改造后乙品系细胞进行植物组织培养获得水稻植株，通过检测种子中直链淀粉的含量进行筛选整合训练(八) 遗传的基本规律与人类遗传病
全员必做题
1.[2023·九师联盟高三联考]小鼠的正常体型对矮小体型为显性，分别受常染色体上等位基因A、a控制。在小鼠体型的遗传过程中，有一种有趣的“基因印迹”现象，即来自某一亲本的基因A被“印迹”而不能表达。下列相关叙述正确的是( )
A．正常体型的小鼠不一定是纯合子，矮小体型的小鼠一定是纯合子
B．基因型为Aa的雌雄小鼠交配，子代性状分离比为3∶1
C．可通过测交实验判断被“印迹”基因A来自哪个亲本
D．若“印迹”基因A来自母本，母本一定是正常体型
2．[2023·山东日照一模]某种昆虫的黑色、灰色、黄色三种体色分别由基因A1、A2、A3决定。现将此昆虫的三个纯种品系进行杂交，杂交组合与实验结果如下表。下列分析错误的是( )
P F1 F2
♀ ♂ ♀ ♂ ♀ ♂
Ⅰ 黑色 黄色 黄色 黄色 3黄色∶1黑色 3黄色∶1黑色
Ⅱ 灰色 黑色 灰色 灰色 3灰色∶1黑色 3灰色∶1黑色
Ⅲ 灰色 黄色 灰色 灰色 3灰色∶1黄色 3灰色∶1黄色
A．基因A1、A2、A3位于常染色体上
B．基因A1、A2、A3间的显隐性关系为A2>A3>A1
C．实验Ⅰ中，F2黄色个体中杂合子所占的比例为2/3
D．实验Ⅲ中F2的灰色个体随机交配，后代中黑色个体所占比例为1/9
3．[2023·广东汕头二模]遗传病监测和预防对提高我国人口素质有重要意义。一对表型正常的夫妇，生育了一个表型正常的女儿和一个患甲型血友病的儿子。目前患儿母亲孕有三胎，并接受了产前基因诊断。部分家庭成员与此病有关的基因经限制酶HindⅢ切割，酶切位点见图(a)，PCR扩增产物酶切电泳带型见图(b)。下列叙述错误的是( )
A．人群中甲型血友病患者的男性多于女性
B．女儿与母亲基因诊断结果相同的概率是1/2
C．第三胎的电泳带型与父亲相同的概率是1/4
D．若三胎基因诊断结果为患儿，可建议终止妊娠
4．[2023·山东临沂一模]如图为甲、乙两种单基因遗传病的遗传系谱图，甲病为常染色体遗传病，乙病为伴X染色体隐性遗传病，部分女性个体的两条X染色体随机失活。下列叙述错误的是( )
A．Ⅰ4和Ⅱ1的基因型可能相同
B．Ⅲ1是甲病携带者的概率为3/5
C．Ⅱ2患乙病的原因是来自母方的X染色体失活
D．乙病在男性中的发病率与乙病的致病基因频率相同
5．[2023·江苏省南京市、盐城市高三二模]果蝇眼色由常染色体上的基因(A/a)和X染色体上的基因(B/b)共同控制，具体关系如下图所示。现有白眼雄果蝇与纯合粉眼雌果蝇杂交，F1有红眼和粉眼。下列有关叙述不正确的是( )
白眼 B粉眼 A 红眼
A．F1红眼果蝇可能有4种基因型
B．亲代雄果蝇基因型为AaXbY
C．红眼雄果蝇的后代中雌性个体不可能出现白色
D．F1果蝇随机交配，F2果蝇中B的基因频率为2/3
6．[2023·山东日照一模]GAL4基因的表达产物能识别启动子中的UAS序列，从而驱动UAS序列下游基因的表达。野生型雌雄果蝇均为无色翅，且基因组中无GAL4基因和含UAS序列的启动子。科研人员利用基因工程在雄果蝇的一条Ⅲ号染色体上插入GAL4基因，雌果蝇的某条染色体上插入基因M(含有UAS序列启动子的绿色荧光蛋白基因)，利用杂交实验对雌果蝇中基因M插入的位置进行判断：将上述雌雄果蝇杂交得到F1，让F1中绿色翅雌雄果蝇随机交配，观察并统计F2的表型和比例。下列说法正确的是( )
A．同时含有GAL4基因和基因M的果蝇才能表现出绿色性状
B．若F1中绿色翅∶无色翅为1∶3，则基因M插入Ⅲ号染色体上
C．若F2中绿色翅∶无色翅＝9∶7，则基因M插入Ⅲ号以外的其他常染色体上
D．若F2中绿雌∶无雌∶绿雄∶无雄＝6∶2∶3∶5，则基因M插入常染色体上
7．[2023·江苏省苏锡常镇四市高三调研]二倍体野生纯合红果番茄中控制三类色素代谢的关键基因为番茄红素合成酶基因PSY1、类黄酮合成调控基因MYB12和叶绿素降解酶基因SGR1，这三对基因独立遗传。科研人员利用CRISPR/Cas9多重基因编辑技术靶向敲除获得纯合的三重突变体(psy1 myb12 sgr1)，并进行相应的杂交实验，具体过程如图。请回答下列问题：
F2表型 突变类型
红果 野生型
橙果 psy1单突变体
棕果 sgr1单突变体
粉红果 myb12单突变体
红紫果 myb12 sgr1双突变体
黄绿果 psy1 sgr1双突变体
黄果 psy1 myb12双突变体
绿果 psy1 myb12 sgr1三重突变体
(1)与传统的杂交育种相比，CRISPR/Cas9介导的多重基因编辑技术获得新品种的优势是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)三重突变体(psy1 myb12 sgr1)属于____(填“显”或“隐”)性突变，这三类色素相关基因位于________对同源染色体上。三重突变体因不能合成________________________________________________，使相关色素的合成或降解受到影响，从而呈现出绿色。
(3)F2的粉红色番茄中纯合子所占比例为________。为进一步确定该粉红色番茄的基因型，可将之与________________进行测交，若后代表型及其比例为________________________________________，可判断该番茄有两对基因均为杂合。
(4)F2中红紫色和黄绿色番茄进行杂交，后代表型及其比例为________________________________________。
(5)为了创造出深紫红色的新品种，也可通过________________法将外源的甜菜红素合成相关基因导入红色番茄基因组中。然而，外源基因插入的随机性往往会影响后续番茄果色的杂交育种进程。下列外源基因的插入情况可能会导致上述问题发生的有________(填选项字母)。
A．外源基因插入到PSY1的内部使PSY1结构破坏
B．外源基因插入到PSY1所在染色体的邻近位置
C．外源基因插入到PSY1所在染色体的非同源染色体上
D．外源基因插入到高度甲基化的染色体位点导致外源基因沉默
重点选做题
8.[2023·山东济南一模]小鼠的毛色是由小鼠毛囊中黑色素细胞合成的色素控制的，其色素合成机理如下图所示。现有一只白色雄性小鼠，与两只基因型不同的棕黄色雌鼠杂交，分别统计子代小鼠的表型及比例、后代性状无性别差异。下列说法正确的是( )
A.若两组子代小鼠表型及比例分别是全为黑色和黑色∶白色＝1∶1，可判断白色雄鼠能表达黑色素合成酶
B．若两组子代小鼠表型及比例分别是黑色∶棕黄色＝1∶1和黑色∶棕黄色∶白色＝1∶1∶2，可判断B/b、D/d两对等位基因分别位于两对同源染色体上
C．若两组子代小鼠表型出现黑色，可判断黑色小鼠的基因型一定为BbDD
D．若一组子代小鼠表型全为黑色，则子代小鼠自由交配，F2表型及比例为黑色∶棕黄色∶白色＝9∶3∶4
9．[2023·江苏省新高考基地学校高三测试]某脆性X染色体综合征(一种常见的智力低下综合征)家系，其系谱如下图1所示。X染色体上F基因的某区域存在(CGG)n三核苷酸片段重复，正常基因(F)、前突变基因(F＋)和全突变基因(f)的相关差异如图2所示。研究发现，卵细胞形成过程中，F＋基因的(CGG)n重复次数会显著增加，而精子形成过程中则不会增加。相关叙述正确的是( )
A．脆性X综合征的发病率需在患者家族中随机调查
B．只要表达F蛋白的个体，表现即为正常
C．含f基因的男性一定患病，含一个f基因的女性可能患病
D．若Ⅰ2的基因型是XFXF＋，Ⅱ2为男孩，该男孩一定不患病
10．[2023·山东枣庄二模]自然界中存在一类称为“单向异交不亲和”的玉米，该性状由G/g控制，其中G决定单向异交不亲和。该性状的遗传机制是“含有G的卵细胞不能与g的花粉结合受精，其余配子间结合方式均正常”。玉米籽粒颜色紫色和黄色为一对相对性状，用A/a表示，两对性状独立遗传。研究人员选择纯种紫粒单向异交不亲和品系与正常纯种黄粒品系进行杂交，F1均为紫粒，F1进行自交获得F2。
(1)玉米的籽粒颜色中隐性性状是________，F1的基因型是________。
(2)为了让亲本正常杂交，黄粒品系应作为________(填“父本”或“母本”)，理由是
________________________________________________________________________。
(3)F1产生的可接受g花粉的卵细胞的基因型及比例是________________，F2中纯种育性正常黄粒的比例是________。
(4)科研人员利用转基因技术将一个育性恢复基因M导入F1中，发现M能够使籽粒的紫色变浅成为浅紫色；只有将M导入G所在的染色体上才可以使其育性恢复正常。现在利用F1作母本进行测交实验，探究M基因导入的位置。
①若M导入G所在的染色体上，则子代的籽粒颜色及比例为____________。
②若M的导入破坏了A基因序列，则子代的籽粒颜色及比例为________________________________________________________________________。
③若M导入G以外的染色体上，且没有破坏A基因序列，则子代的籽粒颜色及比例为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11．[2023·广东佛山二模]我国科技工作者经过多年努力，在提高水稻产量和改善品质方面作出了卓越贡献。水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，两者的含量会影响稻米的最高粘度、崩解值和成糊温度等蒸煮品质。Wx基因(等位基因有Wxa、Wxb和wx)编码直链淀粉合成酶GBSS，Wxb、wx都由Wxa基因突变产生。S基因(等位基因有SⅠ和SⅡ)则与支链淀粉的合成密切相关。现有三种水稻品系：甲(WxaWxaSⅠSⅠ)、乙(WxbWxbSⅡSⅡ)、丙(wxwxSⅠSⅠ)，已知乙品系的直链淀粉含量为15%～18%。用甲品系和乙品系杂交后得到F1，F1自交得F2。对F2群体的基因组合类型(不考虑互换)及稻米的蒸煮品质进行了分析，结果如下表所示。
基因组合类型 最高粘度PKV/RVU 崩解值BDV/RVU 成糊温度PaT/℃
Wxa SⅠ 285.5 87.1 78.6
SⅡ 285.9 86.5 79.0
Wxb SⅠ 299.1 113.2 78.2
SⅡ 256.5 73.2 72.4
回答下列问题：
(1)Wxb基因控制合成的成熟mRNA序列不变但含量减少，导致GBSS合成量降低。推测wx基因产生过程中突变的区域________(填“编码”或“不编码”)GBSS的氨基酸序列。Wxb基因控制合成的多肽链明显变短，无法合成GBSS，其原因可能是____________________________。甲、乙、丙品系水稻中直链淀粉含量由高到低依次为________________。
(2)据F2群体的基因组合类型推测，Wx基因和S基因的位置关系为________________________。若F2与丙品系杂交，则后代基因型有________种。
(3)据上表分析，Wx基因和S基因是如何相互作用影响稻米蒸煮品质的？________________________________________________________________________
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(4)研究表明直链淀粉含量介于8%～10%的水稻，米饭具有软而不烂、富有弹性、甜润爽口等特点。GRISPR/Cas9系统可实现对细胞基因定点编辑。请根据Wx基因突变的原理，在甲、乙、丙三个品系中选择合适的材料，利用GRISPR/Cas9系统培育食用品质佳的水稻新品种。请简要写出主要技术流程________________________________________________________________________
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(GRISPR/Cas9系统对细胞基因定点编辑的具体过程不作要求。)
