2025届高考生物二轮专题突破：专题二 遗传与进化 选填题探析九 生物的变异与进化（含答案）

选填题探析九　生物的变异与进化
【考情分析】
1.考查题型:该部分内容的考查多以选择题形式呈现。
2.考查趋势:变异常以实例辨析背后原理或以变异为基础考查育种的流程及背后的原理;进化多侧重基本观点考查及基因频率的计算。
考点1　变异及其育种应用
【知识归纳】
1.突破生物变异的四大问题
【特别提醒】
①基因突变一定会导致基因碱基序列的改变,但不一定引起生物性状的改变。
②真核生物DNA的非基因区发生碱基改变不属于基因突变,突变的基因不一定都能遗传给后代。
③自然条件下,病毒的可遗传变异只有基因突变。
④基因重组一般发生在控制不同性状的基因间,至少涉及两对等位基因,如基因型为AABb的个体自交不发生基因重组,受精过程中也不发生基因重组。
2.“三看法”辨析基因突变和染色体结构变异
3.“二看法”界定二倍体、多倍体、单倍体
【特别提醒】
①单倍体并非都不育,其细胞中也并非都只有一个染色体组,且并非都一定没有等位基因和同源染色体。如由同源四倍体的配子发育成的个体,若该个体含偶数个染色体组,则形成的单倍体含有同源染色体及等位基因。
②二倍体并非一定可育,如异源二倍体。
4.产生配子种类及比例的常见类型
缺失 单体 三体 四倍体
减数 分裂 “减 半”
配子 的种 类和 比例 A∶O=1∶1(O表示不含有该基因) A∶O=1∶1(O表示不含有该基因) AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2 AA∶Aa∶aa=1∶4∶1
5.变异原理在育种中的应用
(1)诱变育种的原理及过程分析
　　最盲目的育种方式
(2)单倍体育种与杂交育种的关系
　可明显缩短育种年限　最简便的育种方式
(3)多倍体育种的原理及过程分析
【高考真题】
(2024·河北卷,T15改编)单基因隐性遗传性多囊肾病是P基因突变所致。图中所示为某患者及其父母同源染色体上P基因的相关序列检测结果(每个基因序列仅列出一条链,其他未显示序列均正常)。患者的父亲、母亲分别具有①、②突变位点,但均未患病。患者弟弟具有①和②突变位点。下列分析错误的是( )。
A.未突变P基因的位点①碱基对为A—T
B.①和②位点的突变均会导致P基因功能的改变
C.患者同源染色体的①和②位点间发生交换,可使其产生正常配子
D.不考虑其他变异,患者弟弟体细胞的①和②突变位点不会位于同一条染色体上
【考向速清】
(1)(2022·天津卷,T9)可遗传的性状改变都是由染色体上的基因突变导致的。 ( )
(2)(2022·浙江卷6月,T3)猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失。这种变异属于缺失。 ( )
(3)(2023·浙江卷6月,T9)超级杂交稻品种的培育主要利用基因重组原理。 ( )
(4)(2023·河北卷,T6)一个物种的染色体组数与其等位基因数一定相同。 ( )
(5)(2023·辽宁卷,T2)葡萄与爬山虎均是葡萄科常见植物,将二倍体爬山虎的花粉涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上,可获得无子葡萄。则无子葡萄的果肉细胞含一个染色体组。 ( )
(6)(2023·浙江卷6月,T17)某动物(2n=4)的基因型为AaXBY,其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示,其中一个细胞处于有丝分裂某时期。则形成乙细胞过程中发生了　　　　和　　　　。
【对点强化】
1.[考查基因突变](2024·河北一模)结节性硬化症是一种累及体内多个器官的遗传病。研究发现,人体内仅一个TSC2基因发生突变导致其编码的蛋白中氨基酸数目减少,就可引起结节性硬化症。下列判断正确的是( )。
A.结节性硬化症可能是TSC2基因发生隐性突变引起的
B.该蛋白中氨基酸数目减少说明TSC2基因的碱基缺失
C.TSC2基因突变后其转录产物上终止密码子可能提前出现
D.TSC2基因突变后产生了新的基因,但遗传信息未改变
2.[考查染色体变异](原创)研究表明内共生细菌引起的孤雌生殖大多与染色体的倍性有关,即雄性由未受精的单倍体卵发育而成,雌性则来自二倍体的受精卵,但调控生殖表型的机制不尽相同。研究表明,内共生细菌在寄生蜂中诱导孤雌生殖分为两种情况:一种是导致胚胎细胞在第一次有丝分裂完成后,两个单倍体细胞核融合成一个二倍体细胞核;另一种是胚胎细胞产生的不是两个正常的单倍体细胞核,而是一个二倍体细胞核。下列说法错误的是( )。
A.内共生细菌会与寄生蜂形成互利共生的关系,是长期协同进化的结果
B.内共生细菌在寄生蜂中诱导孤雌生殖可能发生了染色体变异
C.两个单倍体细胞核融合成一个二倍体细胞核发生在第一次有丝分裂末期
D.雄性由未受精的单倍体卵发育而成,体细胞内不存在同源染色体
3.[考查生物变异在育种中的应用](2024·江苏一模)下图是以普通大麦(2n=14,n=A1+A2+…+A7)、球茎大麦(2n=14,n=B1+B2+…+B7)分别作母本和父本培育新品种的过程图。在胚发育过程中,球茎大麦的染色体逐渐消失,最终形成单倍体大麦。下列相关叙述错误的是( )。
A.杂种胚不含同源染色体但属于二倍体
B.上述过程的原理属于基因重组和染色体数目变异
C.上述培育单倍体大麦的过程中需用到花药离体培养技术
D.与二倍体相比,单倍体大麦是进行诱变育种的优良材料
考点2　现代生物进化理论及发展
【知识归纳】
1.现代生物进化理论图解
2.隔离、物种形成与进化的关系
3.基因频率相关计算
(1)通过基因型频率计算基因频率
若已知AA、Aa、aa的基因型频率,求A(a)的基因频率,则A%=AA%+(1/2)×Aa%,a%=aa%+(1/2)×Aa%;或A%=(AA×2+Aa×1)/(所有个体×2)×100%,a%=(aa×2+Aa×1)/(所有个体×2)×100%。
(2)根据遗传平衡定律计算
①若A%=p,a%=q,则AA%=p2,aa%=q2,Aa%=2pq。所以a%=,A%=。
②逆推计算:已知隐性纯合子的概率,求种群的基因频率和基因型频率。
若aa%=X%,则a%=,A%=1-,即AA%=(1-)2,Aa%=2·(1-)。
③X染色体上基因频率的计算(以红绿色盲为例,相关基因用B、b表示,假设红绿色盲在男性中的发病率为7%)
4.自交与自由交配中基因频率的计算
自交 杂合子自交,基因型频率发生变化,纯合子比例逐渐①　　　　,杂合子比例逐渐②　　　　,但基因频率③　　　　
自由 交配 在无突变、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及基因型频率都④　　　
【高考真题】
1.(2024·黑吉辽卷,T8)鲟类是最古老的鱼类之一,被誉为鱼类的“活化石”。我国学者新测定了中华鲟、长江鲟等的线粒体基因组,结合已有信息将鲟科分为尖吻鲟类、大西洋鲟类和太平洋鲟类三个类群。下列叙述错误的是( )。
A.鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据
B.地理隔离在不同水域分布的鲟类进化过程中起作用
C.鲟类稳定的形态结构能更好地适应不断变化的环境
D.研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值
2.(2024·河北卷,T6)地中海沿岸某陆地区域为控制蚊子数量,每年在距海岸线0~20 km范围内(区域A)喷洒杀虫剂。某种蚊子的Est基因与毒素降解相关,其基因频率如图所示。下列分析正确的是( )。
A.在区域A中,该种蚊子的Est基因频率发生不定向改变
B.随着远离海岸线,区域A中该种蚊子Est基因频率的下降主要由迁入和迁出导致
C.距海岸线0~60 km区域内,蚊子受到杀虫剂的选择压力相同
D.区域A中的蚊子可快速形成新物种
【考向速清】
(1)(2022·辽宁卷,T3)人类与黑猩猩基因组序列高度相似,说明人类从黑猩猩进化而来。 ( )
(2)(2022·辽宁卷,T3)通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种,增加了水稻的遗传多样性。 ( )
(3)(2023·广东卷,T4)“线粒体DNA复制时可能发生突变”能支持将线粒体用于生物进化研究。 ( )
(4)(2023·广东卷,T5)自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正。 ( )
(5)(2023·河北卷,T4)由“真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA”,可推断出地球上所有细胞生命具有共同祖先。 ( )
(6)(2023·重庆卷,T5)在某实验室繁育的果蝇种群中,部分无翅果蝇胚胎被转入小鼠W基因后(不整合到基因组),会发育成有翅果蝇,随后被放回原种群。则转入W基因的果蝇可能决定该种群朝有翅方向进化。 ( )
(7)(2023·北京卷,T6)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,可大面积种植转基因抗虫棉,并施用杀虫剂。 ( )
【对点强化】
1.[考查生物进化与物种形成](2024·江西南昌一模)我国科学家对深圳拟兰等被子植物的基因组测序和功能分析,发现兰花有474个特有基因家族。深圳拟兰的根在地下生长和吸收养分,其他兰花缺失AGL12基因时,则生长出气生根,其中的海绵状表皮细胞能在空气中吸收养分,使其能附着在树上或石上生长。下列叙述错误的是( )。
A.兰花基因家族的扩张或收缩会导致种群基因频率的改变
B.某些兰花的气生根体现了生物形态结构与功能相适应
C.基因组测序为兰花进化的研究提供了分子水平的证据
D.AGL12基因缺失导致兰花生境的差异不利于新物种的产生
2.[考查基因频率、基因型频率的计算](2024·江西上饶一模)大熊猫的祖先是肉食动物,经进化目前其食物约99%是竹子。现有一个较大的大熊猫种群,其雌雄数量相等,且雌雄之间可以自由交配,若该种群中B的基因频率为60%,b的基因频率为40%。下列说法错误的是( )。
A.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
B.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16%、40%
C.大熊猫食性的改变是与其他生物及无机环境协同进化的结果
D.若该对等位基因位于常染色体上,则显性个体中出现杂合雄性大熊猫概率约为28.6%
参考答案
考点1　变异及其育种应用
知识归纳
3.①单倍体　②二倍体　③多倍体
5.(3)①纺锤体　②染色体　③染色体
高考真题
A　解析　由题图可知,患者获得父亲的下面一条链和母亲的下面一条链,均为突变的链,说明未突变P基因的位点①碱基对为C—G,位点②碱基对为A—T,A错误;结构决定功能,①和②位点的突变均导致基因结构发生改变,进而导致P基因功能的改变,B正确;由题图可知,患者同源染色体的①和②位点间发生交换,可得到①、②位点均正常的染色单体,可使其产生正常配子,C正确;由父母的染色体可知,父母突变的①、②位点不在一条染色体上,所以不考虑其他变异,患者弟弟体细胞的①和②突变位点不会位于同一条染色体上,D正确。
考向速清
(1)×　提示:可遗传的性状改变可能是由染色体上的基因突变导致的,也可能是基因重组或者染色体变异引起的。
(2)√　(3)√
(4)×　提示:一个物种的染色体组数不一定与其等位基因数相同,例如二倍体生物有两个染色体组,但人体控制ABO血型的基因有三个。
(5)×　提示:无子葡萄果肉细胞是由母本子房壁细胞经有丝分裂和分化形成的,而母本葡萄是二倍体,所以无子葡萄的果肉细胞含2个染色体组。
(6)基因重组　染色体变异
提示:甲细胞含有同源染色体,且着丝粒整齐地排列在赤道板上,为有丝分裂中期,乙细胞不含有同源染色体,着丝粒分裂,为减数分裂Ⅱ的后期,形成乙细胞的过程中发生了A基因所在的常染色体和Y染色体的组合,发生了基因重组,同时a基因所在的染色体片段转移到了Y染色体上,发生了染色体结构的变异。
对点强化
1.C　解析　由题干信息可知,只改变一个基因就表现出相应症状,则该基因发生的是显性突变,A错误;该蛋白中氨基酸数目减少不能说明TSC2基因的碱基缺失,若发生碱基的替换和增添也可能导致翻译提前终止,造成氨基酸数目减少,B错误;人体内仅一个TSC2基因发生突变导致其编码的蛋白中氨基酸数目减少,故TSC2基因突变后其转录产物上终止密码子可能提前出现,C正确;TSC2基因突变后产生了新的基因,其碱基序列发生改变,遗传信息也发生了改变,D错误。
2.C　解析　胚胎细胞产生的不是两个正常的单倍体细胞核,而是一个二倍体细胞核属于染色体变异,B正确;胚胎细胞在第一次有丝分裂完成后,两个单倍体细胞核融合成一个二倍体细胞核,说明发生在有丝分裂完成后,而不是末期,C错误。
3.C　解析　杂种胚中含有普通大麦的一个染色体组和球茎大麦的一个染色体组,故无同源染色体,又由于其是由受精卵发育而来的,故杂种胚属于异源二倍体,A正确;题述过程的原理属于基因重组和染色体数目变异,B正确;题述培育单倍体大麦的过程中无须使用花药离体培养技术,C错误;单倍体大麦高度不育,染色体数目少,与二倍体相比,单倍体大麦是进行诱变育种的优良材料,D正确。
考点2　现代生物进化理论及发展
知识归纳
1.①基因库　②基因频率　③自然选择学说　④生态系统
2.①种群基因频率　②生殖隔离　③地理隔离　④地理隔离
4.①增大　②下降　③不变　④保持不变
高考真题
1.C　解析　群落中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应环境的必要条件,故鲟类稳定的形态结构不能更好地适应不断变化的环境,C错误。
2.B　解析　据题图可知,在区域A中,Est基因频率逐渐下降,说明该种蚊子的Est基因频率发生了定向改变,A错误;随着远离海岸线,区域A中该种蚊子Est基因频率的下降主要由邻近区域的迁入和迁出导致,B正确;距海岸线0~60 km区域内,杀虫剂的浓度不同,所以杀虫剂对蚊子的选择作用不同,即蚊子受到杀虫剂的选择压力不同,C错误;新物种形成的标志是产生生殖隔离,所以区域A中蚊子的Est基因频率的变化不能说明该种蚊子可快速形成新物种,D错误。
考向速清
(1)×　提示:黑猩猩与人类在基因上的相似程度达到96%,只能表明人类和黑猩猩有较近的亲缘关系,有共同的祖先,不能说明人类从黑猩猩进化而来。
(2)√　(3)√
(4)×　提示: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。
(5)√
(6)×　提示:决定进化方向的是自然选择,而不是基因。
(7)×　提示:大面积种植转基因抗虫棉并使用杀虫剂会导致无抗性基因的害虫大量死亡,害虫的抗性基因频率会越来越高,从而导致作物的抗虫效果逐渐减弱。
对点强化
1.D　解析　AGL12基因缺失导致兰花的生活环境差异较大,自然选择有利于生物的进化,有利于新物种的形成,D错误。
2.B　解析　若该对等位基因只位于X染色体上,雌性个体XbXb的基因型频率为Xb基因频率的平方,由于雌雄比例为1∶1,则XbXb基因型频率=1/2×40%×40%=8%,同理雄性个体XbY的基因型频率=1/2×40%=20%,B错误;若该对等位基因位于常染色体上,该种群中B的基因频率为60%,b的基因频率为40%,则种群中BB基因型频率=B基因频率的平方=36%,Bb基因型频率=2×B基因频率×b基因频率=48%,bb基因型频率=b基因频率的平方=16%,则显性个体中出现杂合大熊猫的概率=48%÷(1-16%)=4/7,该杂合子为雄性大熊猫的概率=(4/7)×(1/2)≈28.6%,D正确。