(共44张PPT)
层级一:主干知识落实清单
考点1 遗传的分子基础
【串联整合】
1.明确噬菌体侵染大肠杆菌实验的“两标记”和“三原因”
(1)实验中两次标记的目的
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
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
获得带有标记的大肠杆菌
使噬菌体带上放射性标记
(2)实验中放射性分布误差产生的三个原因
①用32P标记DNA
②用35S标记蛋白质外壳
未侵染大肠杆菌
子代噬菌体
2.双链DNA的结构
(1)厘清DNA结构的两种关系和两种化学键
①
2
②
③
—脱氧核糖—
磷酸—脱氧核糖—
氢键
两个脱氧
核苷酸
(2)关注DNA结构与复制的3种“计算”
①牢记A=T、G=C,并牢记二者依次含2个氢键和3个氢键。
②牢记两种“和”
互补碱基之和(即A+T或G+C)在不同DNA中可不同,但在某一特定DNA中,该值在一条链、在另一条链及在整个DNA分子中为“定值”。
非互补碱基之和的比即(A+C)/(T+G)或(A+G)/(T+C),在所有双链DNA中均等于1,无特异性,且该值在两条互补链中互为倒数。
③DNA复制时的计算:已知某亲代DNA中含某种脱氧核苷酸m个。
“复制n次”消耗的该种脱氧核苷酸数:m·(2n-1);“第n次复制”消耗的该种脱氧核苷酸数:m·。
3.图解遗传信息的传递和表达
(1)DNA分子复制(以真核细胞为例):DNA→DNA。
DNA
聚合酶
解旋酶
减数分裂
四种脱氧核
苷酸
(2)转录:DNA→RNA。
(3)翻译: →蛋白质。
①模型一
mRNA
tRNA
mRNA
甲硫氨酸
终止密码子
核糖体
②模型二
mRNA、核糖体、
多肽链
多肽链的
长短
模板mRNA
4.中心法则与遗传信息的传递类型
5.基因与性状的关系
(1)基因控制性状的途径
(2)表观遗传
【自主落实】
[练易错]
1.判断下列有关遗传物质探索实验叙述的正误。
(1)(2024·甘肃卷)肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性。
( )
(2)(2024·甘肃卷)噬菌体侵染实验中,用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后,利用自身原料和酶完成自我复制。( )
(3)(2022·广东卷)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。( )
(4)(2022·浙江卷)在噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来。( )
×
×
√
×
2.判断下列有关DNA结构与复制叙述的正误。
(1)(2024·浙江卷)双链DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架。( )
(2)(2024·河北卷)DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5'端向3'端。( )
(3)(2022·河北卷)双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径。( )
(4)(2022·广东卷)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。( )
(5)(2021·辽宁卷)细胞内DNA复制子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'端。( )
√
√
√
×
√
3.判断下列有关基因表达叙述的正误。
(1)(2023·山东卷)细胞在有丝分裂各时期都进行核rDNA的转录。( )
(2)(2023·山东卷)rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子。( )
(3)(2023·天津卷)叶绿体和线粒体内基因表达都遵循中心法则。( )
(4)(2023·广东卷)RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充。( )
(5)(2022·河北卷)RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键。( )
(6)(2020·全国Ⅲ卷)细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。( )
×
×
√
√
√
×
[练表达]
4.(必修2 P43相关信息)有荚膜的肺炎链球菌导致小鼠死亡的原因是
______________________________________________________________
。
5.(必修2 P46思考·讨论)选用细菌或病毒作为实验材料研究遗传物质的优点是 。
6.(必修2 P56拓展应用2)真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100 bp/s,果蝇DNA的电镜照片中有一些泡状结构,叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分,果蝇DNA上形成多个复制泡,这说明
______________________________________________________________
。
有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬,有利于细菌在宿主体内生活
并繁殖
细菌或病毒的成分和结构简单,繁殖速度快,容易得出实验结论
果蝇的DNA有多个复制起点,可同时从不同起点开始DNA的复制,由此加
快DNA复制的速率,为细胞分裂做好物质准备
7.(必修2 P67表4-1)起始密码子AUG决定甲硫氨酸,蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸的原因是_______ _________________________
。
8.(必修2 P59正文)DNA上分布着许多个基因,基因通常是
片段。对RNA病毒而言,基因就是
片段。基因的遗传效应是指基因能够
的过程。
翻译生成的多肽链往往需要进行加工和
修饰,甲硫氨酸在此过程中往往会被剪切掉
有遗传效应的DNA
有遗传效应的RNA
复制、传递和表达性状
9.(必修2 P67思考·讨论)密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义
_______________________________________________________________________________________________________________________ ______
_______________________________________________________ ______
。
10.(必修2 P69小字部分)通常,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行 条肽链的合成。其意义是
。
从增强密码子容错性的角度:当密码子中有一个碱基改变时,由于密码子的简并,可能并不会改变其对应的氨基酸;从密码子使用频率的角度: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
多
少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质
考点2 可遗传变异与育种
【串联整合】
1.突破生物变异
的四大问题
2.明确细胞癌变的三个常考点
原癌基因和抑癌基因
3.辨析“二倍体”与“单倍体”“三倍体”与“三体”
(1)“两看法”辨析二倍体、多倍体、单倍体:
单倍
二倍
多倍
(2)“三倍体”与“三体”辨析:
(3)“单倍体”与“单体”辨析:
4.育种方式及原理辨析
(1)诱变育种原理
(2)单倍体育种与杂交育种的关系
(3)多倍体育种的原理分析
【自主落实】
[练易错]
1.判断有关基因突变和基因重组表述的正误。
(1)(2023·天津卷)癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低,可能是该酶基因发生突变。( )
(2)(2022·湖南卷)正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞,原因是抑癌基因突变成原癌基因。( )
(3)(2021·福建卷)亲代遗传信息的改变都能遗传给子代。( )
(4)(2021·河北卷)紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一。
( )
√
×
×
√
2.判断有关染色体变异表述的正误。
(1)(2022·浙江卷)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。( )
(2)(2021·辽宁卷)被子植物的无融合生殖是指卵细胞、助细胞和珠心细胞等直接发育成胚的现象。助细胞与卵细胞染色体组成相同,珠心细胞是植物的体细胞。由助细胞无融合生殖产生的个体保持了亲本的全部遗传特性。( )
√
×
(3)(2021·重庆卷)有研究表明,人体细胞中DNA发生损伤时,P53蛋白能使细胞停滞在细胞周期的间期并激活DNA的修复,修复后的细胞能够继续完成细胞周期的其余过程。DNA损伤修复后的细胞,与正常细胞相比,染色体数目发生改变。( )
(4)(2021·广东卷)白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组。( )
×
√
[练表达]
3.(2020·全国Ⅰ卷)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
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________。
4.(2020·全国Ⅰ卷)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 。
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;位于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间的交换而发生互换,导致染色单体上的基因重组
控制新性状的基因是杂合的
通过自交筛选性状能稳定遗传的子代
5.(必修2 P80图5-1)基因突变是分子水平的变化,一般 (填“能”或“不能”)借助光学显微镜观察,镰状细胞贫血是分子水平基因突变造成的,能否借助显微镜进行诊断 并说明理由。
。
6.(必修2 P84正文)基因重组的类型之一是“同源染色体上非姐妹染色单体的互换”,二倍体生物同源染色体的非姐妹染色单体间一定能发生互换吗
,原因是____________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________。
不能
能,可借助显微镜观察红细胞的形态是圆饼状还是镰刀状来诊断
不一定
二倍体生物进行有性生殖产生生殖细胞的过程中
(减数分裂时),在四分体时期,可能会有一定数量的同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换
7.(必修2 P89与社会的联系)单倍体育种能缩短育种年限,原因是
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________。
8.DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失不一定是基因突变,原因是
_____________________________________________________________________________________________________________________________。 9.已知某植物的宽叶对窄叶为显性,纯种宽叶植株与窄叶植株杂交的后代中,偶然发现一株窄叶个体,原因是_________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________。
采用花药(或花粉)离体培养获得的单倍体植株,经人工诱导染色体数目加倍后,植株细胞内每对染色体上成对的基因一般是纯合的,自交的后代不会发生性状分离
若碱基的替换、增添或缺失发生在没有遗传效应的DNA片段中,则不属于基因突变
纯种宽叶个体在产生配子时发生了基因突变,或者纯种宽叶个体产生的配子中含宽叶基因的染色体片段缺失(或该染色体缺失)
10.有人选取豌豆的高茎与矮茎杂交得子一代,子一代全为高茎。子一代自交得子二代,子二代出现了性状分离,但分离比并不是预期的3∶1,而是出现了高茎∶矮茎=35∶1。试分析产生这一现象的可能原因,并设计一个实验方案加以证明。
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________。
子一代的自交后代出现高茎∶矮茎=35∶1的原因可能是染色体加倍形成了四倍体DDdd,DDdd经减数分裂产生三种配子,DD∶Dd∶dd=1∶4∶1。让子一代与矮茎豌豆测交,若后代出现高茎∶矮茎=5∶1,则说明子一代是四倍体DDdd
考点3 生物的进化
【串联整合】
1.厘清生物进化知识脉络
基因库
基因频率
自然选择学说
生态系
统
2.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
隔离
生物与无机环境
【自主落实】
[练易错]
1.判断下列有关生物进化与生物多样性叙述的正误。
(1)(2024·黑吉辽卷)鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据。
( )
(2)(2024·甘肃卷)物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程。( )
(3)(2023·广东卷)自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正。( )
(4)(2022·辽宁卷)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。( )
√
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(5)(2022·辽宁卷)生物之间既相互依存又相互制约,生物多样性是协同进化的结果。( )
(6)(2021·江苏卷)水葫芦大量生长提高了所在水体生态系统的物种多样性。
( )
(7)(2021·浙江卷)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。( )
(8)(2021·湖南卷)鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变。( )
√
×
√
√
[练表达]
2.(必修2 P111思考·讨论)在种群足够大、没有突变发生、种群之间不存在个体的迁移或基因交流、没有自然选择的情况下,自交和自由交配对基因(型)频率分别有什么影响
_____________________________________________________________________________________________________________________________。
自交多代,后代基因频率不变,基因型频率改变。自由交配的种群,基因频率和基因型频率均不变
3.(必修2 P119小字)捕食者的存在能够增加物种多样性的原因是
_____________________________________________________________________________________________________________________________。
4.(必修2 P121正文拓展)同种动物为争夺配偶或食物而发生了进化,
(填“是”或“不是”)发生了协同进化 理由是
。
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
不是
协同进化发生在不同物种之间或生物与无机环境之间(共24张PPT)
限时练15 DNA复制与冈崎片段 基因修饰、
遗传信息的表达及其调控
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一、选择题
突破点1 DNA复制与冈崎片段
1.(2025·北京卷)1958年,Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验,证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是( )
A.因为15N有放射性,所以能够区分DNA的母链和子链
B.得到的DNA带的位置有三个,证明了DNA的半保留复制
C.将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果
D.选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA
B
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解析 15N不具有放射性,A项错误。在实验过程中,两条链均被15N标记的亲代双链DNA离心后在离心管中出现一条带(重带),将第一代细菌的DNA离心后,在离心管中出现一条带(中带),将第二代细菌的DNA离心后,在离心管中出现两条带(中带与轻带)。该实验证明了DNA进行半保留复制,B项正确。将DNA变成单链后再进行离心时,亲代DNA在离心管中仅出现在重带区,第一代、第二代细菌的DNA在离心管中出现在重带区与轻带区,C项错误。本实验选择大肠杆菌作为实验材料是因为其拟核区DNA可进行复制,其DNA分子几乎不与组蛋白结合,利于研究,D项错误。
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2.(2025·陕西宝鸡三模)真核生物DNA复制启动时,由DNA解螺旋后两条单链所形成的Y形结构叫复制叉,两个复制叉之间的泡状区域称复制泡。图中可观察到多个复制泡与复制叉,下列相关叙述错误的是( )
A.多个复制泡的存在说明DNA多起点复制,可提高复制效率
B.复制叉的形成需要解旋酶和ATP参与,断开双链之间的氢键
C.减数分裂中复制产生的子代DNA随同源染色体的分开而分离
D.子链延伸时,游离脱氧核苷酸的5'端与核苷酸链的3'端相连
C
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解析 由题意可知,真核生物DNA复制启动时,由DNA解螺旋后两条单链所形成的Y形结构叫复制叉,两个复制叉之间的泡状区域称复制泡。因此多个复制泡的存在说明DNA多起点复制,可提高复制效率,A项正确。复制叉是DNA在解旋酶的作用下解旋形成的,两条链解旋需要断裂氢键,需要消耗能量,B项正确。减数分裂中复制产生的子代DNA是存在于姐妹染色单体上的两个DNA,在减数分裂Ⅱ过程中随着着丝粒的断裂而分离,C项错误。DNA复制时,子链只能从5'端向3'端延伸,因此游离脱氧核苷酸的5'端与核苷酸链的3'端相连,D项正确。
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3.(2025·河南驻马店模拟)下图为某DNA复制过程的部分图解,其中rep蛋白具有解旋的功能。下列叙述正确的是( )
A.rep蛋白的作用是破坏A与C、T与G之间的氢键
B.推测DNA单链结合蛋白可防止DNA单链之间重新配对
C.子链的延伸方向与复制叉的移动方向一致
D.冈崎片段连接成子链的过程需要RNA聚合酶
B
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解析 rep蛋白的作用是破坏A与T、C与G之间的氢键,A项错误。DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上,可防止DNA单链之间重新配对而重新螺旋化,B项正确。DNA子链延伸的方向是5'端→3'端,两条子链中一条的合成方向与复制叉的移动方向一致,另一条的合成方向与复制叉的移动方向相反,C项错误。冈崎片段为DNA链,需要在DNA连接酶的作用下连接成子链,D项错误。
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突破点2 基因修饰、遗传信息的表达及其调控
4.(2025·湖南卷)被噬菌体侵染时,某细菌以一特定RNA片段为重复单元,逆转录成串联重复DNA,再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo,如图所示。该蛋白能抑制细菌生长,从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是( )
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A.噬菌体侵染细菌时,会将核酸注入细菌内
B.蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C.串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D.串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
答案 C
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解析 噬菌体侵染细菌时,会将自身的核酸注入细菌内,而将蛋白质外壳留在外面,A项正确。细菌有核糖体,蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质,所以在细菌的核糖体中合成,B项正确。在转录过程中,以DNA的一条链为模板合成mRNA,进而指导蛋白质的合成,C项错误。由题图可知,串联重复的双链DNA转录合成mRNA后,以一整条mRNA翻译形成含多个串联重复肽段的蛋白Neo,说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子,D项正确。
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5.(2025·湖南卷)基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是( )
A.蛋白W在细胞核中发挥调控功能
B.敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量
C.在基因P缺失突变体水稻中,增加基因W的表达量能提高其抗虫性
D.蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用
C
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解析 因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始,转录发生在细胞核中,所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能,A项正确。敲除基因W后,就不能合成蛋白W,核基因P和M的表达量提高,有助于提高水稻抗虫性和产量,B项正确。在基因P缺失突变体水稻中,本身就没有基因P,增加基因W的表达量也无法提高其抗虫性,C项错误。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,蛋白W能抑制核基因P和M转录起始,可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用,D项正确。
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6.(2025·江苏卷)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA,引起基因表达效应改变,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.甲基化通过抑制转录过程调控基因表达
B.图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上
C.蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达
D.若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应
D
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解析 由题图可知,转录产生的mRNA发生碱基甲基化修饰后可被降解,或被甲基化读取蛋白Y识别后引起表达效应的改变,因此可通过影响翻译过程调控基因的表达,A项错误。mRNA的基本组成单位是核糖核苷酸,B项错误。由题图可知,蛋白Y可结合甲基化的mRNA并促使其翻译表达出肽链,C项错误。DNA的碱基甲基化可通过影响基因的转录过程调控基因的表达,引起表观遗传效应,D项正确。
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7.(2025·四川卷)为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨,研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造,使其能释放特定的双链RNA(dsRNA)。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后,能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解,导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是( )
A.siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同
B.dsRNA加工成siRNA会发生氢键的断裂
C.瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制
D.用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治
A
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解析 dsRNA为双链RNA,其嘌呤数等于嘧啶数,即嘌呤与嘧啶之比为1∶1。siRNA是由dsRNA加工而来的双链RNA小片段,其嘌呤与嘧啶之比仍为1∶1,A项正确。siRNA是由dsRNA加工而来的双链RNA小片段,加工过程中需要断开磷酸二酯键,B项错误。由题意可知,siRNA能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解,导致瓦螨死亡,所以siRNA直接抑制的是翻译过程,C项错误。用改造后的S菌来杀死瓦螨属于生物防治,D项错误。
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8.(2025·广东肇庆二模)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现微小核糖核酸(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用的两位科学家。如图为真核生物秀丽隐杆线虫lin-4基因的microRNA抑制lin-14基因表达的过程。下列有关说法错误的是( )
A.过程①和②都需要RNA聚合酶将DNA的双链解开
B.lin-4 microRNA和lin-14 mRNA的碱基排列顺序不同
C.lin-4和lin-14至少含有2个碱基排列顺序相同的DNA片段
D.设计新的microRNA能治疗单基因隐性遗传病
D
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解析 过程①和②为转录,RNA聚合酶可将DNA的双链解开,并以DNA的一条链为模板进行转录,A项正确。由题图可知,lin-4 microRNA和lin-14 mRNA只有部分碱基互补配对,因此,两者的碱基排列顺序不同,B项正确。由于lin-4 microRNA和lin-14 mRNA的配对区域有2个,所以可推测lin-4和lin-14中碱基排列顺序相同的DNA片段至少有2个,C项正确。microRNA通过与目标mRNA结合来抑制基因表达,但单基因隐性遗传病的病因是基因突变导致的功能缺失,而microRNA难以直接补充或修复突变的基因,因此不能通过设计microRNA来治疗单基因隐性遗传病,D项错误。
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二、非选择题
9.(16分)(2025·湖北卷)治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取,但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种,科研工作者开展了相关研究,发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,并受到如水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等植物激素的调节。研究表明,SA和MeJA通过调控miR160的表达量(miR160是一种微小RNA,能与靶mRNA结合,引起后者降解),影响黄花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白,该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。
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回答下列问题。
(1)青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,其根本原因是:
。
(2)据图分析可知,miR160的表达量与青蒿素含量间呈现 相关性,并且可以推测外源MeJA处理对青蒿素含量的影响是: 。
(3)基于上述材料,miR160通过直接影响 ,调控青蒿素的合成。
基因的选择性表达,青蒿素相关基因在叶片的腺毛特异性表达
负
通过降低miR160的表达量提高青蒿素的含量
ARF1 mRNA
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(4)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路(用“→”表示促进,用“ ”表示抑制,显示各成员间的调控关系):
。
(5)请根据上述材料,提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路: 。
敲除miR160基因,增加ARF1和DBR2基因的表达
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解析 由图1可知,SA或MeJA处理后miR160表达量下降。由图2可知,miR160表达会导致青蒿素含量下降。由图3可知,ARF1基因表达可以促进DBR2基因的表达。
(1)青蒿素在叶片腺毛中合成的根本原因是基因的选择性表达,青蒿素相关基因在叶片的腺毛特异性表达。
(2)由图2可知,miR160的表达量与青蒿素含量间呈现负相关性,结合图1 MeJA可以抑制miR160的表达量,因此MeJA可以提高青蒿素的含量。
(3)由“miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白”可知,miR160直接影响的靶mRNA为ARF1 mRNA。
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(4)由图1可知,SA抑制miR160,miR160会降解ARF1 mRNA,ARF1会促进DBR2的表达,DBR2是青蒿素合成关键酶基因。
(5)可以敲除miR160基因,增加ARF1和DBR2基因的表达进而增加青蒿素的含量。(共15张PPT)
层级三 素养整合 诠释应用
素养 社会责任——雄性不育与“三系法”和“两系法”杂交水稻
1.雄性不育与“两系法”杂交水稻
植物的雄性不育(花粉败育,但雌性器官仍然发育正常)一般分为核不育和质核互作不育两大类。
(1)核不育
根据核不育的原因又可分为基因控制的核不育和环境诱导的核不育两种。
环境诱导的核不育是指花粉是否可育由细胞核基因在特定环境下的表达产物控制。同一植株,在一定条件下花粉可育,在另一特定条件下花粉不育。
(2)“两系法”杂交水稻是最为典型的实例,其育种过程如下图所示。
2.雄性不育与“三系法”杂交水稻
(1)质核互作的雄性不育
水稻雄性是否可育是由质基因N(雄性可育)/S(雄性不育)和核基因R(可抑制细胞质中的S基因)/r(无此功能)共同控制的。只有质基因为S且核基因为rr的水稻是雄性不育的。
项目 雄性不育系 保持系 恢复系
基因型 或
表型 雄性不育 雄性可育 雄性可育
雌配子 或
雄配子 —
作用 ①作为母本,与恢复系杂交,制备杂交种; ②作为母本,与保持系杂交,繁殖不育系 ①作为父本,与不育系杂交,繁殖不育系; ②自交后代基因型不变,用来繁殖保持系 ①作为父本,与不育系杂交,制备杂交种;
②自交后代基因型不变,用来繁殖恢复系
(2)三系法杂交水稻的原理
【素养应用】
1.(2025·四川宜宾二模)袁隆平院士致力于杂交水稻技术的研究与推广,利用野生雄性不育水稻,发明“三系法”籼型杂交水稻,成功研究出“两系法”杂交水稻,创建了超级杂交稻技术体系,提出并实施“种三产四丰产工程”,体现了超级杂交稻的技术成果。下列叙述错误的是( )
A.对水稻长期驯化,可能会降低水稻的遗传多样性
B.水稻杂交后出现新的基因型,可能是变异的来源之一
C.杂交育种要获得稳定遗传的性状,必须连续自交
D.选择雄性不育系水稻培育杂交水稻,可以不去雄
C
解析 自然选择选择出的通常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,故在水稻驯化过程中,人工选择可能会降低水稻的遗传多样性,A项正确。杂交产生了新的基因型,原理是基因重组,是变异的来源之一,B项正确。杂交育种过程中,若所需优良性状为隐性性状,则出现所需性状后即可直接留种,不需要连续自交,C项错误。选择雄性不育系水稻培育杂交水稻,省略了人工去雄的步骤,简化了培育过程,D项正确。
2.(2025·甘肃平凉模拟)水稻的育性由一对存在于细胞核中的等位基因R、r控制,其中RR、Rr可产生正常的雌雄配子,rr只产生雌配子;N(雄性可育)与S(雄性不育)是存在于细胞质中的基因,只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时,个体才表现为雄性不育。下列有关叙述错误的是( )
A.雄性不育植株不能通过自交将雄性不育的特性传递给它的子代
B.♀N(rr)与♂S(rr)杂交产生的后代均为雄性不育
C.不育系的发现免去了水稻杂交实验中去雄的实验步骤
D.水稻种群中雄性可育植株共有5种基因型
B
解析 由于雄性不育植株不能产生雄配子,因此不能通过自交将雄性不育的特性传递给它的子代,A项正确。S(rr)为雄性不育个体,只能产生雌配子,不能作父本,B项错误。不育系水稻本身无法产生雄配子,因此免去了水稻杂交实验中去雄的实验步骤,C项正确。雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制,基因型包括:N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr)。由“只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时,个体才表现为雄性不育”可知,只有S(rr)表现为雄性不育,其他均为可育,故水稻种群中雄性可育植株共有5种基因型,D项正确。
3.(2025·广东潮州二模)党的二十大提出,要加快建设农业强国,全方位夯实粮食安全根基,确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中。水稻作为我国的主要粮食作物之一,其育种工作极为重要。请回答下列相关问题。
(1)水稻是自花传粉植物,自然状态下一般是纯种。与自交相比,杂交育种具有 的优势,但因水稻的雄蕊多而小,使杂交水稻实验中的 步骤成为很难完成的任务。
集合亲本优良性状
去雄
(2)我国科研工作者开创了三系杂交水稻、两系杂交水稻等水稻育种方法,解决了世界性粮食问题。以下是不同杂交水稻的育种过程图。
注:雄性不育性状受细胞核基因R/r(R控制可育,r控制不育)和细胞质基因N/S(N控制可育,S控制不育)共同控制,只有基因型为S(rr)的个体表现为雄性不育,其余均为雄性可育。
①在三系法育种过程中,雄性不育系A作为 (填“父本”或“母本”)。三系F1杂交种的基因型是 ,F1自交,后代表型及比例是 。
②两系杂交中光温敏(对光照、温度敏感)水稻在不同条件下育性不同的根本原因是 。
母本
S(Rr)
雄性可育∶雄性不育=3∶1
不同条件下,基因的选择性表达情况不同
(3)目前广东省推广的杂交水稻品种主要存在米质差、抗性弱等问题。研究人员以R系和S系为亲本杂交制种,R系(基因型为AAbb)为感温型雄性不育系,具有米质优、抗性弱的特点,S系(基因型为aaBB)具有米质差、抗性强的特点,控制米质的基因A/a与控制抗性的基因B/b位于不同对的染色体上。请画出该杂交实验的遗传图解。
解析 (1)一般情况下,杂交需经过去雄→套袋→授粉→套袋等步骤,与自交相比,杂交育种子代为杂合子,具有集合亲本优良性状的优势,但因水稻的雄蕊多而小,使杂交水稻实验中的去雄步骤成为很难完成的任务。
(2)①由题图可知,雄性不育系A子代全为S(rr),说明其作为母本,子代细胞质基因几乎全部来自母本。三系F1杂交种由S(rr)作为母本,与恢复系N(RR)或S(RR)(作为父本)杂交获得,F1的基因型为S(Rr),其自交,后代表型及比例为雄性可育S(R_)∶雄性不育S(rr)=3∶1。
②两系杂交中光温敏(对光照、温度敏感)水稻在不同条件下育性不同的根本原因是不同条件下,基因的选择性表达情况不同。
(3)由题意可知,R系(基因型为AAbb)为感温型雄性不育系,说明其在杂交过程中作为母本,则S系(基因型为aaBB)作为父本,两者杂交,其子代的基因型为AaBb,具有米质优、抗性强的特点,其遗传图解见答案。(共21张PPT)
限时练14 大单元五查缺补漏保分练
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[刷真题]
1.(2025·湖北卷)大数据时代,全球每天产生海量数据,预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题,科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA,实现数据长期保存。下列叙述中,DNA可以作为存储介质的优点不包括( )
A.DNA具有可复制性,有利于数据的传播
B.可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息
C.DNA长链中碱基排列的多样化,为大量数据的存储提供可能
D.DNA作为存储介质体积小,为数据携带和保存节约了大量空间
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解析 DNA的可复制性使得数据可以高效传递和备份是其作为存储介质的优点之一,A项不符合题意。DNA存储数据是利用碱基序列编码信息,而不是通过转录和翻译过程传递信息,不符合DNA作为存储介质的实际机制,B项符合题意。碱基排列的多样性使DNA能存储海量信息,这是其作为存储介质的核心优势之一,C项不符合题意。DNA分子密度极高,存储相同数据所需的物理空间远小于传统介质,这是其显著优点,D项不符合题意。
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2.(2025·黑吉辽蒙卷)下列关于基因表达及其调控的叙述,错误的是( )
A.转录和翻译过程中,碱基互补配对的方式不同
B.转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链
C.某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型
D.核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点
D
解析 转录过程中存在T和A的配对,翻译过程中存在U和A的配对,A项正确。转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链,B项正确。某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型,C项正确。核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点,D项错误。
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3.(2025·湖北卷)我国科学家对三万余株水稻进行筛选,成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT,发现该基因编码GA20氧化酶,从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量,减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是( )
A.该研究表明基因与性状是一一对应关系
B.ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C.可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平
D.该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
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解析 据题干信息可知,水稻的耐碱—耐热性状至少与ATT基因和控制SLR1蛋白合成的基因有关,该研究表明基因与性状不都是简单的一一对应关系,A项错误。据题干信息可知,ATT基因编码GA20氧化酶,从而调控赤霉素的生物合成,来影响水稻的性状,B、C两项正确。该研究明确了ATT基因的作用机理,为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路,D项正确。
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4.(2025·广东卷)VHL基因的一个碱基发生突变,使其编码区中某CCA(编码脯氨酸)变成CCG(编码脯氨酸),导致合成的mRNA变短,引发VHL综合征。该突变( )
A.改变了DNA序列中嘧啶的数目
B.没有体现密码子的简并性
C.影响了VHL基因的转录起始
D.改变了VHL基因表达的蛋白序列
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解析 该突变使DNA某编码区中的CCA变为CCG,原互补链GGT变为GGC,嘧啶数目(T→C)未改变,仅种类发生变化,A项错误。突变后CCA(脯氨酸)变为CCG(脯氨酸),不同密码子编码同一氨基酸,体现了密码子简并性,B项错误。转录起始由启动子调控,启动子位于非编码区,该突变发生在编码区,因此不影响转录起始,C项错误。突变虽未改变脯氨酸,但导致mRNA变短(如提前出现终止密码子),使翻译提前终止,蛋白序列缩短,D项正确。
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5.(2025·山东卷)镰状细胞贫血是由等位基因H、h控制的遗传病。患者(hh)的红细胞只含异常血红蛋白,仅少数患者可存活到成年;正常人(HH)的红细胞只含正常血红蛋白;携带者(Hh)的红细胞含有正常和异常血红蛋白,并对疟疾有较强的抵抗力。下列说法错误的是( )
A.引起镰状细胞贫血的基因突变为中性突变
B.疟疾流行区,基因h不会在进化历程中消失
C.基因h通过控制血红蛋白的结构影响红细胞的形态
D.基因h可影响多个性状,不能体现基因突变的不定向性
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解析 引起镰状细胞贫血的基因突变对患者有明显的负面影响,不是中性突变,A项错误。因为携带者(Hh)的红细胞含有正常和异常血红蛋白,并对疟疾有较强的抵抗力,所以在疟疾流行区,携带者更容易存活下来,基因h会随着携带者留存下来并遗传给后代,不会在进化历程中消失,B项正确。基因h编码的血红蛋白因氨基酸替换导致蛋白质结构异常,从而使红细胞呈现弯曲的镰刀状,C项正确。基因h可影响多个性状,体现了基因和性状的关系不一定是一一对应关系,不能体现基因突变的不定向性,D项正确。
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6.(2025·河南卷)系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图。研究人员结合形态学和分子证据,构建了绿色植物的系统进化关系,示意简图如下。下列推断正确的是( )
A.植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果
B.基因重组增强了生物变异的多样性,但不影响进化的速度和方向
C.绿藻化石首次出现地层的年龄小于苔藓植物化石首次出现地层的年龄
D.裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系远
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解析 系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图,而且自然选择决定进化的方向,故植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果,A项正确。基因重组增强了生物变异的多样性,能为进化提供更多的原材料,会影响进化的速度和方向,B项错误。绿藻的出现早于苔藓,故绿藻化石首次出现地层的年龄大于苔藓植物化石首次出现地层的年龄,C项错误。由题图可知,裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系近,D项错误。
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7.(2025·云南卷)研究人员观察到川金丝猴为黄色毛发、滇/缅甸金丝猴为黑色毛发、黔金丝猴为黑灰色—黄色的镶嵌毛发,因此对金丝猴属5种金丝猴进行研究,证实黔金丝猴起源于187万年前川金丝猴祖先群与滇/缅甸金丝猴祖先群的杂交后代,其遗传信息约70%来自川金丝猴祖先群,30%来自滇/缅甸金丝猴祖先群。下列结论无法得出的是( )
A.杂交促进了金丝猴间的基因交流,是黔金丝猴形成的重要因素
B.黔金丝猴毛色是有别于祖先群的新性状,该性状可遗传给后代
C.黔金丝猴毛色的形成是遗传和所处自然环境共同作用的结果
D.黔金丝猴群体中黄色毛发的基因频率大于黑色毛发的基因频率
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解析 黔金丝猴是川金丝猴祖先群与滇/缅甸金丝猴祖先群杂交产生的后代,所以杂交促进了金丝猴间的基因交流,这是黔金丝猴形成的重要因素,A项不符合题意。黔金丝猴毛色与祖先群不同,是新性状,由于它是杂交产生,遗传物质发生改变,所以该性状可遗传给后代,B项不符合题意。生物的性状通常是遗传和所处自然环境共同作用的结果,黔金丝猴毛色的形成也是如此,C项不符合题意。虽然黔金丝猴遗传信息约70%来自川金丝猴祖先群(川金丝猴为黄色毛发),30%来自滇/缅甸金丝猴祖先群(滇/缅甸金丝猴为黑色毛发),但仅根据遗传信息的来源比例不能直接得出黔金丝猴群体中黄色毛发的基因频率大于黑色毛发的基因频率的结论,D项符合题意。
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8.(2025·陕晋宁青卷)专食性绢蝶幼虫以半荷包紫堇叶片为食,成体绢蝶偏好在绿叶型半荷包紫堇植株附近产卵。生长于某冰川地域的半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色,不易被成体绢蝶识别。冰川消融导致裸露岩石增多、分布范围扩大,则该地区( )
A.半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率会逐渐增加
B.半荷包紫堇bHLH35基因突变会引起绢蝶的变异
C.灰叶型半荷包紫堇的出现标志着新物种的形成
D.冰川消融导致绢蝶受到的选择压力减小
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解析 由于冰川消融,环境改变,半荷包紫堇突变的bHLH35基因使得半荷包紫堇不易被成体绢蝶识别,对其来说是有利变异,有更多的机会产生后代,故该基因的频率会逐渐增加,A项符合题意。半荷包紫堇bHLH35基因突变不会引起绢蝶的变异,B项不符合题意。bHLH35基因的突变使半荷包紫堇的基因频率发生改变,出现灰叶型的新性状,没有产生生殖隔离,不能标志着新物种的形成,C项不符合题意。冰川消融导致裸露的岩石增多,绢蝶更不易识别灰叶型的半荷包紫堇叶片,其受到的选择压力增大,D项不符合题意。
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9.(2025·黑吉辽蒙卷)下列关于现代生物进化理论的叙述,错误的是( )
A.进化的基本单位是种群
B.可遗传变异使种群基因频率定向改变,导致生物进化
C.某些物种经过地理隔离后出现生殖隔离会产生新物种
D.不同物种间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
B
解析 现代生物进化理论认为,种群是生物进化的基本单位,A项正确。可遗传变异为生物进化提供原材料,自然选择使种群基因频率发生定向改变,导致生物进化,可遗传变异本身是不定向的,B项错误。生殖隔离是新物种形成的标志,某些物种经过长期地理隔离后会出现生殖隔离,从而产生新物种,C项正确。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,D项正确。
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10.(2025·北京卷)蝴蝶幼虫取食植物叶片,萝藦类植物进化出产生CA的能力,CA抑制动物细胞膜上N酶的活性,对动物产生毒性,从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感,其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是( )
A.斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择
B.斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物
C.N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离
D.萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例
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解析 “CA抑制动物细胞膜上N酶的活性,对动物产生毒性,从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感,其幼虫可以取食萝藦”,由此可知:①N酶的变化是由基因突变引起的;②斑蝶类蝴蝶对CA的适应源自基因突变和自然选择(A项正确);③斑蝶类蝴蝶取食萝藦,生态位发生改变,可减少与其他蝴蝶竞争食物(B项正确);④这是萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶间相互选择、协同进化的过程(D项正确);⑤该材料中没有表明斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离(C项错误)。
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11.(2025·江苏卷改编)图示部分竹子的进化发展史,其中A~D和H代表不同的染色体组。下列相关叙述正确的是( )
A.新热带木本竹与温带木本竹杂交,F1是六倍体
B.竹子的染色体数目变异是不可遗传的
C.四种类群的竹子共同组成进化的基本单位
D.竹子化石为研究其进化提供直接证据
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解析 新热带木本竹(BBCC,含4个染色体组)与温带木本竹(CCDD,含4个染色体组)杂交,F1含4个染色体组,是四倍体,不是六倍体,A项错误。染色体数目变异属于可遗传变异,竹子的染色体数目变异可遗传,B项错误。生物进化的基本单位是种群,这四种类群的竹子不是一个种群,不能共同组成进化的基本单位,C项错误。化石是研究生物进化最直接的证据,竹子化石为研究其进化提供直接证据,D项正确。(共27张PPT)
限时练16 变异类型的判断及相关实验、
现代生物进化理论及基因频率的计算
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一、选择题
突破点3 变异类型的判断及相关实验
1.(2024·贵州卷)如图是某基因编码区部分碱基序列,在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为:甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……。下列叙述正确的是( )
注:AUG(起始密码子)编码甲硫氨酸;CAU、CAC编码组氨酸;CCU编码脯氨酸;AAG编码赖氨酸;UCC编码丝氨酸;UAA(终止密码子)。
A.①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端
B.若在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长
C.若在①链1号碱基前插入一个碱基G,合成的肽链不变
D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同
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解析 mRNA链碱基排列顺序和编码链一致(只是将编码链中的T替换为U),与模板链碱基互补配对,且方向相反,核糖体沿mRNA的5'端向3'端移动,再结合氨基酸的序列可推知,mRNA碱基序列为5'-AUGCAUCCUAAG-3',故①链是转录的模板链,其左侧是3'端,右侧是5'端,A项错误。若在①链5~6号碱基间插入碱基G,则mRNA的5~6号碱基间插入一个C,变为5'-AUGCACUCCUAAG-3',第4个密码子为终止密码子UAA,合成的肽链变短,B项错误。若在①链1号碱基前插入一个碱基G,肽链的合成仍从起始密码子AUG开始,合成的肽链不变,C项正确。由于密码子的简并,碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同,D项错误。
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2.(2025·陕西安康模拟)染色体某个区段重复,该区段上的基因也随之重复,额外基因的存在使某些基因超过正常的数量,破坏了基因组的平衡。研究发现,果蝇中基因型为V+V的个体是红眼,但基因型为V+VV的果蝇眼色却与基因型为VV的果蝇眼色相同,均是朱红眼,即2个隐性基因的作用超过了与之相对应的显性基因的作用,如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.图示变异类型将会导致该果蝇种群基因库中基因的种类增加
B.基因型为V+VV的果蝇,其处于减数分裂Ⅰ后期的细胞两极基因的种类和数量均不相同
C.果蝇眼色遗传与基因种类或数量有关,含显性基因的个体不一定表现显性性状
D.可通过观察减数分裂Ⅰ前期的染色体状态,初步确定某朱红眼果蝇的基因型
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答案 A
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解析 染色体区段重复属于染色体结构变异(重复),该变异仅导致个体中某基因数量增加,但并未产生新基因(基因种类未变),A项错误。基因型为V+VV的果蝇在减数分裂Ⅰ后期时,同源染色体分离。由于V+是重复区段携带的显性基因,而V是隐性基因,V+和VV可能分配到两极,导致两极基因的种类和数量(重复区段基因数不同)不相同,B项正确。由题意可知,基因型为V+VV(显性基因V+存在)的果蝇表现为朱红眼(隐性性状),说明显性基因的存在不一定表现显性性状,表型与基因数量或组合相关(两个隐性基因V的作用超过显性基因V+),C项正确。朱红眼果蝇的基因型可能为VV或V+VV。在减数分裂Ⅰ前期,若个体基因型为V+VV,同源染色体联会时重复区段会形成环状结构(染色体结构变异特征),而个体基因型为VV时无此现象,因此可通过观察染色体状态初步判断基因型,D项正确。
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3.(2025·重庆模拟)某卵原细胞的正常染色体和倒位染色体发生了同源区段的配对及互换,在减数分裂过程中形成倒位环,产生一条含双着丝粒桥的染色体,如图所示,“×”表示非姐妹染色单体的互换位点。无着丝粒片段会因水解而丢失,双着丝粒桥在两着丝粒之间随机发生断裂。不考虑其他变异和基因被破坏的情况,下列说法错误的是( )
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A.次级卵母细胞中一条染色单体上的基因不可能是ebcAB
B.卵细胞的基因组成最多有8种可能
C.若卵细胞的基因组成是Dcbe,则第二极体可能是ABCDE、adcbe和E
D.若卵细胞基因组成是EDc,则双着丝粒桥断裂位点可能发生在c、b之间
答案 B
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解析 由题图可知,染色体发生了倒位,即正常染色体上的基因序列为ABCD●E,倒位后的染色体上基因序列为adcb●e,图示为该同源染色体联会的状态,同时发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,因此,该同源染色体形成的染色单体上的基因序列依次为:ABCD●E、adcb●e、adD●E和e●bcCBA或ABCD●E、adcb●e、adCBA和e●bcD●E,而形成的染色体桥随机断裂的过程中不会产生ebcAB的基因序列,A项正确。次级卵母细胞正常染色体上的基因序列为ABCD●E,倒位后次级卵母细胞中一条染色单体上基因序列可能为ABCD●E、adcb●e、adD●E、e●bcCBA或ABCD●E、adcb●e、adCBA、e●bcD●E,次级卵母细胞分裂后产生卵细胞,由于双着丝粒桥在两着丝粒之间随机发生断裂,故卵细胞的基因组成最多有10种可能,B项错误。
若卵细胞的基因组成是Dcbe,说明与之来自同一个次级卵母细胞的第二极体可能是E,结合题图可知,另外一个第一极体产生的两个第二极体是ABCDE、adcbe,C项正确。结合题图可知,若卵细胞基因组成是EDc,则双着丝粒桥断裂位点可能发生在右侧环状结构的c、b之间,D项正确。
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突破点4 现代生物进化理论及基因频率的计算
4.(2025·广东卷)果蝇外骨骼角质中表皮烃的含量不仅影响果蝇的环境适应能力,也影响果蝇的交配对象选择(如图)。表皮烃的合成受mFAS基因控制。下列叙述错误的是( )
A.突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成
B.自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境
C.果蝇种群A和种群B交配减少加速了新物种的形成
D.mFAS基因突变带来的双重效应足以导致生殖隔离
D
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解析 突变产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向,故突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成,A项正确。在潮湿环境中,低表皮烃个体因具有更高的存活率和繁殖力,其基因频率在种群中逐渐上升,即自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境,B项正确。果蝇种群A和种群B交配减少,导致种群间的基因交流减少,基因频率发生改变,最终形成生殖隔离,加速了新物种的形成,C项正确。mFAS基因突变带来的双重效应使得果蝇种群A和果蝇种群B的交配减少并影响二者环境适应的能力,但并不足以导致生殖隔离,生殖隔离需多因素协同作用,如基因库的长期积累、地理隔离、自然选择等,D项错误。
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5.(2025·湖北卷)若在一个随机交配的二倍体生物种群中,偶然出现一个有利突变基因,该突变基因可能是隐性或显性,具有突变表型的个体更容易生存和繁衍。图1与图2是在自然选择下突变基因的频率变化趋势图。据图分析,下列叙述正确的是( )
图1
图2
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A.图1曲线在1 200代左右时形成了新物种
B.对比图1与图2,推测图1中有利突变基因为隐性
C.随着世代数的增加,图2曲线的峰值只能接近1,无法等于1
D.图2曲线在200~400代增长慢,推测该阶段含有利基因的纯合子占比少
答案 D
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解析 图1、图2的差别主要在于突变发生后前期的有利突变基因频率。显性和隐性有利突变的主要区别在于杂合子是否可以表现出有利性状,由于隐性突变杂合无法表现出有利性状,故前期增长缓慢,而显性突变基因的频率前期就可以快速增长。图1曲线在1 200代后只是基因频率接近1,无法判断是否产生生殖隔离,也就无法判断是否形成新物种,A项错误。根据分析可知图2为隐性有利突变,B项错误。图2为隐性突变,隐性突变作为有利性状,随着世代数的增加,可能基因频率达到1,C项错误。图2曲线在200~400代增长缓慢,根据基因频率以及哈迪—温伯格定律可知,该阶段含有利基因的纯合子占比少,D项正确。
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6.(2025·安徽合肥模拟)马方综合征(MFS)是由FBN1基因突变引起的遗传病,可导致肺部、皮肤和中枢神经系统正常功能受到影响。研究者对身材矮小的秘鲁人的样本进行分析显示,其某种突变的FBN1基因(E1297G)与马方综合征无关,但与平均身高有关。下列叙述错误的是( )
A.基因E1297G不能为人类的进化提供原材料
B.FBN1基因频率的改变意味着种群发生了进化
C.秘鲁人身材矮小可能是秘鲁特定的环境对性状选择的结果
D.基因E1297G与马方综合征无关可能是因为基因突变是不定向的
A
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解析 基因突变、基因重组、染色体变异为生物进化提供了原材料,基因E1297G是由FBN1基因突变而来,可为生物进化提供原材料,A项错误。生物进化的实质是种群基因频率的改变,FBN1基因频率的改变意味着种群发生了进化,B项正确。自然选择决定生物进化的方向,秘鲁人身材普遍矮小可能是自然选择的结果,C项正确。马方综合征是由FBN1基因突变引起的,但基因突变具有不定向性,所以并不是FBN1基因发生的所有突变都与马方综合征有关,D项正确。
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7.(2025·重庆模拟)中国是世界上最早把野鸭驯化成家鸭(2n=78)的国家。现有鸭种群(雌∶雄=1∶1)处于遗传平衡,毛色褐色(T)对灰色(t)显性,该等位基因只位于Z染色体上,其中灰色母鸭占20%。下列叙述正确的是( )
A.驯化使基因频率定向改变,该种群中杂合公鸭占24%
B.若只考虑该对基因,种群繁殖一代后,基因型共有6种
C.该种群下一代T基因频率是80%,t基因频率是20%
D.毛色基因的乙酰化和甲基化均可产生表观遗传现象,影响表型比例
A
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解析 驯化指人类通过长期选择、培育和改良,使野生动植物逐步适应人工环境,并丧失野生特性的过程,驯化使基因频率定向改变,该种群ZtW(灰色母鸭)占20%,因此Zt的基因频率为2/5,ZT的基因频率为3/5,雌配子为2/10Zt、3/10ZT、1/2W,雄配子为2/5Zt、3/5ZT,雌雄配子结合,ZTZt(杂合公鸭)占3/5×2/10+2/5×3/10=24%,A项正确。若只考虑该对基因,种群繁殖一代后,基因型共有5种,分别为ZTZT、ZTZt、ZtZt、ZTW、ZtW,B项错误。该鸭种群(雌∶雄=1∶1)处于遗传平衡,因此下一代T基因频率是60%,t基因频率是40%,C项错误。由题干信息可知,鸭种群处于遗传平衡,表型比例不变,D项错误。
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二、非选择题
8.(12分)(2025·安徽芜湖模拟)表皮蜡质是指覆盖在陆生植物最外层的一层脂质有机混合物,能够保护植物免受干旱、紫外线、病原菌和昆虫等的侵害。研究人员通过诱变获得济麦突变体glossy1(纯合子),其穗部蜡质缺失。
(1)研究人员欲判断该突变体是否发生了染色体变异,最简单的方式是
。研究发现突变体glossy1未发生染色体变异,将其与纯合野生型济麦22(WT)杂交,若F1均为野生型,可判断其发生了 (填“隐性突变”或“显性突变”)。
用显微镜观察小麦根尖细胞有丝分裂中期的染色体形态和数目
隐性突变
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(2)glossy1和WT杂交得到的F1均有白霜状蜡质层,但相对于两个亲本而言,F1的蜡质水平介于二者中间,属于中间型。将F1与突变体glossy1间行种植,自然条件下其传粉方式与豌豆相同,一段时间后收获后代F2(假设每株后代个体数相同)。利用PCR技术分别扩增F2中各个体的相关基因序列,电泳检测产物,得到的带型为下图泳道中的 (在1~5中依次选择),不同泳道的电泳带型比例为 。
泳道1、泳道2、泳道4
1∶5∶2
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(3)为进一步探究济麦22和glossy1之间表皮蜡质性状产生差异的原因,研究人员比较了二者叶鞘表皮蜡质组分和含量,发现A基因突变为a基因致使未知化合物(UN)含量显著降低。除此之外,W基因(控制蜡质成分β-二酮合成的关键酶基因)对于合成小麦蜡质这一过程也有重要影响,其和突变后的非模板链部分序列如下:
注:起始密码子为AUG,终止密码子是UAA、UAG、UGA。
由图可知,W基因在特定位点发生了碱基的 ,导致原来第 位氨基酸对应的密码子变成了终止密码子,形成的肽链变短,产物合成异常。这一现象说明基因与性状表达的关系是
。
增添
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基因可以通过控制酶的合成影响代谢,从而控制生物体性状的表达
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(4)现通过诱变技术获得W基因单位点突变的隐性纯合子w5,发现A、a与W、w均位于染色体上,欲判断两对等位基因的位置关系,应选择
(从“WT”“glossy1”和“w5”中选填)作为亲本进行杂交(不考虑突变与互换),再自交,若子二代表皮有蜡和无蜡的比值为 ,则说明两对基因位于一对同源染色体上。
glossy1和w5
1∶1
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解析 (1)研究人员欲判断该突变体是否发生染色体变异,最简单的方式是用显微镜观察小麦根尖细胞有丝分裂中期的染色体形态和数目,原因是染色体变异在显微镜下可以直接观察到。将突变体glossy1(纯合子)与纯合野生型济麦22(WT)杂交,若F1均为野生型,可判断突变体glossy1发生了隐性突变,原因如下:若发生了显性突变,突变体为显性纯合子,与野生型杂交,F1应表现为突变性状,而F1表现为野生型,说明野生型为显性性状,突变体为隐性性状,即发生了隐性突变。
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(2)glossy1和WT杂交得到的F1为杂合子,F1与突变体glossy1间行种植,自然条件下传粉方式与豌豆相同,即自花传粉且闭花受粉,F1自交产生F2,F2的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,glossy1的基因型为aa,其自交后代为aa,由于每株后代个体数相同,所以F2的基因型及比例为AA∶aa∶Aa=1∶5∶2,利用PCR技术分别扩增F2中各个体的相关基因序列,电泳检测产物,WT的基因型为AA,对应泳道1,glossy1的基因型为aa,对应泳道2,F2中AA对应泳道1,Aa对应泳道4(杂合子),aa对应泳道2,所以F2的电泳带型为泳道1、泳道2、泳道4,不同泳道的电泳带型比例为1∶5∶2。
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(3)由正常基因序列和突变基因序列对比可知,W基因在特定位点发生了碱基的增添(增加了一个T),根据密码子的碱基序列,正常基因序列中第229~231位碱基开始的三个碱基为AGA,对应的密码子为AGA,突变后第229位碱基开始的三个碱基为TAG,对应的密码子为终止密码子,所以导致原来第76位氨基酸对应的密码子变成了终止密码子,因为mRNA上三个相邻碱基决定一个氨基酸,从第4位开始的碱基为ATG,对应的密码子为AUG,为起始密码子,(231-3)/3=76。这一现象说明基因可以通过控制酶的合成影响代谢,从而控制生物体性状的表达,因为W基因是控制蜡质成分β-二酮合成的关键酶基因,其突变导致酶合成异常,进而影响蜡质合成,使性状改变。
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(4)由题意可知,A、a与W、w均位于染色体上,遵循孟德尔遗传规律。w5为W基因单位点突变的隐性纯合子,基因型为AAww,突变体glossy1的基因型为aaWW,欲判断A、a与W、w在染色体上的位置关系,可以将glossy1和w5作为亲本进行杂交,获得F1(AaWw),F1自交后得F2,若A/a、W/w基因同时位于一对同源染色体上,A与w连锁,a与W连锁,F1产生的配子为aW和Aw,自交后代的基因型及比例为AAww∶AaWw∶aaWW=1∶2∶1,即表皮有蜡(AaWw)∶无蜡(AAww+aaWW)=1∶1。(共81张PPT)
层级二 二轮核心 精研专攻
【单元网络构建】
低频性
减数分裂Ⅰ前期和后期
染色体组
规则的双螺旋结构
边解旋边复制
种群
自然选择
隔离
基因重组
基因突变
染色体变异
染色体变异
基因重组
突破点1 DNA复制与冈崎片段
【高考命题预测】
DNA复制与冈崎片段这部分内容高考可能重点考查:①半保留复制(实验证据、意义);②冈崎片段成因(滞后链不连续合成,需要RNA引物、DNA连接酶缝合);③酶功能区分(解旋酶、聚合酶、连接酶);④复制方向性(模板链3'端→5'端,子链5'端→3'端);⑤复制错误与基因突变关联。命题或结合示意图、实验分析,突出过程细节与逻辑推理能力。
【练真题 明方向】
1.(2025·广东卷)Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中,DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后,DNA链不继续延伸,应保护底物中脱氧核糖结构上的( )
A.1'-碱基 B.2'-氢
C.3'-羟基 D.5'-磷酸基团
C
解析 已知DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5'端→3'端,原因是脱氧核苷酸的3'端有羟基,可以结合下一个脱氧核苷酸5'端的磷酸基团,故为了DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后,DNA链不继续延伸,应保护底物中脱氧核糖结构上的3'-羟基,使其不能结合下一个脱氧核苷酸5'端的磷酸基团,C项正确。
2.(2024·河北卷)下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是( )
A.DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B.复制时,解旋酶使DNA双链由5'端向3'端解旋
C.复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5'端向3'端
D
解析 DNA复制时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,A项错误。复制时,解旋酶使DNA双链的一条链由3'端向5'端解旋,另一条链由5'端向3'端解旋,B项错误。转录时,RNA聚合酶将DNA双链解开,而不是解旋酶,C项错误。DNA聚合酶和RNA聚合酶都作用于模板链的3'端,使DNA子链和RNA由5'端向3'端延伸,D项正确。
【归纳拓展】
DNA复制时,由于DNA聚合酶合成方向均是5'端到3'端,而DNA的两条链是反向平行的,故在复制叉附近解开的DNA链,一条是5'端到3'端方向,另一条是3'端到5'端方向。那么如何解释DNA的两条链是同时进行复制的呢 日本学者冈崎等人发现在DNA复制中,滞后链是由DNA聚合酶合成的不连续、相对较短的DNA片段通过DNA连接酶连接而成的长链,此不连续、相对较短的DNA片段称为冈崎片段。将冈崎片段连接起来,需要DNA连接酶的作用。如图:
【练模拟 拓角度】
3.(2025·湖北武汉模拟)某实验小组为研究DNA的复制机制,向培养液中加入过量3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸,并在短时间内(如30秒)分离新合成的DNA分子。电泳检测发现:DNA片段长度较短,且放射性主要集中在分子量较小的区域。若延长培养时间(如10分钟),则长链DNA比例显著增加。下列解释最合理的是( )
A.DNA聚合酶只能沿模板链的3'端→5'端方向合成,导致新链分段复制
B.DNA连接酶未发挥作用,无法连接片段
C.解旋酶活性不足,未能充分打开双链DNA
D.DNA复制时两条链同时连续合成
A
解析 DNA聚合酶只能沿5'端→3'端方向合成新链,因此后随链需分段合成(冈崎片段),短时间复制形成短链,A项合理。短时间复制过程中,DNA连接酶尚未发挥作用,但主要原因是DNA聚合酶的方向性限制,B项不合理。解旋酶活性不足会影响DNA的复制速度,但不会导致短链形成,C项不合理。前导链连续合成,后随链分段合成(冈崎片段),两条链的复制方式不同,D项不合理。
4.(2025·河南郑州模拟)DNA复制时双链DNA从复制起点处解开螺旋形成单链,复制起点呈现叉子形的复制叉。复制起始点的共同特点是含有丰富的AT序列,DNA复制从固定的起始点以双向等速方式进行,如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.复制起始点含有丰富的AT序列的原因是该序列所含氢键少,更容易解旋
B.酶a催化DNA两条链之间氢键的断裂,该过程不需要消耗ATP
C.酶b可将脱氧核苷酸聚合到前导链的3'端,形成磷酸二酯键
D.冈崎片段②先于①形成,酶c可将相邻的两个冈崎片段连接起来
B
解析 双链DNA的碱基A、T之间含有2个氢键,G、C之间含有3个氢键,故复制起始点含有丰富的AT序列的原因是该序列所含氢键少,更容易解旋,A项正确。据图可知,酶a为解旋酶,DNA复制时,解旋酶催化氢键断开,该过程需要消耗ATP,B项错误。酶b为DNA聚合酶,DNA聚合酶可将脱氧核苷酸聚合到前导链的3'端,形成磷酸二酯键,C项正确。前导链的合成是连续的,解旋的方向应与前导链的合成方向一致,因此冈崎片段②先于①合成,D项正确。
突破点2 基因修饰、遗传信息的表达及其调控
【高考命题预测】
遗传信息的表达及其调控是高考命题的热点,高考可能聚焦以下方向:(1)基因表达过程,如转录/翻译的模板、场所及产物差异,RNA聚合酶的作用;(2)基因表达调控的层次,如DNA甲基化、组蛋白修饰、miRNA调控机制等。命题或结合科研实例、实验数据,考查信息提取、逻辑推理及知识迁移能力。
【练真题 明方向】
1.(2025·河北卷)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是( )
编号 M的转录产物 编号 N的转录产物
① 5'-UCUACA-3' ③ 5'-AGCUGU-3'
② 5'-UGUAGA-3' ④ 5'-ACAGCU-3'
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
C
解析 转录时,以DNA模板链为模板,遵循A—U、T—A、G—C、C—G的碱基互补配对原则,且RNA合成方向为5'端→3'端,模板链方向为3'端→5'端。
M基因的部分DNA双链序列为:
链1(5'端→3'端):TCTACA
链2(3'端→5'端):AGATGT
转录方向向左,故模板链为链1(5'端→3'端),其碱基序列为5'-TCTACA-3'。转录产物RNA与模板链互补,因此M转录产物的碱基序列为5'-UGUAGA-3'(对应②)。
N基因的部分DNA双链序列为:
链3(5'端→3'端):AGCTGT
链4(3'端→5'端):TCGACA
转录方向向右,故模板链为链4(3'端→5'端),其碱基序列为3'-TCGACA-5'。转录产物RNA与模板链互补,因此N转录产物的碱基序列为5'-AGCUGU-3'(对应③)。
综上所述,M和N转录产物的碱基序列分别为②③,C项正确。
2.(2025·山东卷)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程,下列说法错误的是( )
A.三个过程均存在碱基互补配对现象
B.三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C.根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D.RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
C
解析 复制时DNA双链碱基互补配对,转录时DNA与RNA碱基互补配对,翻译时mRNA与tRNA碱基互补配对,三个过程均有碱基互补配对,A项正确。细胞核中淀粉酶基因的复制以DNA双链为模板,转录以DNA单链为模板,均在细胞核内进行;翻译以mRNA为模板,在细胞质中核糖体上进行,B项正确。因密码子的简并(一种氨基酸可能对应多种密码子),由翻译产物(氨基酸序列)无法确定模板mRNA序列,C项错误。RNA聚合酶催化转录沿DNA模板链3'→5'移动,核糖体沿mRNA模板链5'→3'移动,二者移动方向不同,D项正确。
3.(2025·河南卷)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白,需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是( )
A.组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型
B.具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程
C.编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同,可影响翻译的准确度和效率
D.组蛋白乙酰化发生在翻译后,是基因表达调控的结果,也会影响基因的表达
C
解析 组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列,但能降低染色质的紧密程度,从而促进基因的表达,可影响个体表型,A项正确。具有生物活性的tRNA的形成,需要经过DNA转录,还需要经过转录后加工形成三叶草结构,B项正确。编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同,会影响翻译效率,但不会影响翻译的准确度,C项错误。组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后,是基因表达调控的结果,也会影响基因的表达,D项正确。
4.(2025·云南卷)RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌,能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时,将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游,启动基因asd转录,PT启动转录效率与氧浓度成反比;同时将好氧启动子PA置于基因asd下游,启动互补链转录,PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是( )
A.Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态
B.PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同
C.PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡
D.改造X菌目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力
A
解析 由题干信息可知,将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游启动基因asd转录,将好氧启动子PA置于基因asd下游启动互补链转录,在一定的氧浓度条件下,有可能同时满足PT和PA的启动条件,从而使Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态,A项正确。PT启动的是基因asd转录,PA启动的是基因asd互补链转录,所以PT和PA分别启动转录得到的mRNA是互补的,B项错误。由于好氧启动子PA置于基因asd下游,启动互补链转录,PA启动转录效率与氧浓度成正比,故PA的作用是在有氧环境中启动非模板链的转录,抑制mRNA的翻译,使Y菌死亡,C项错误。改造X菌的目的是在有氧环境中使Y菌死亡,防止杀死正常细胞,D项错误。
【归纳拓展】
1.表观遗传调节机制
DNA修饰 DNA甲基化是目前研究较充分的表观遗传修饰形式(如下图)。DNA甲基化可在空间上阻碍RNA聚合酶与DNA的结合
修饰组 蛋白 真核生物的核DNA被组蛋白组成的核小体紧密包绕,组蛋白上的许多位点都可以被修饰。组蛋白修饰会改变染色质的疏松和凝集状态,进而影响转录因子等调节蛋白与染色质的结合,影响基因表达
2.真核细胞基因表达的调控
(1)基因表达的转录调控
①转录增强调控:其他因素调控使相关基因转录增强,如下图中组蛋白修饰后与DNA结合紧密程度发生改变,若结合程度变小,则促进基因表达属于转录增强调控。
②转录抑制调控:其他因素调控使相关基因转录抑制,如诱导物诱导的阻遏蛋白对基因表达的调控、基因甲基化导致的基因不表达等均为转录抑制调控。
(2)转录后水平的调控(以选择性剪接为例)
转录后产生的mRNA前体可按照不同的方式剪接,产生两种或两种以上的成熟mRNA,进而产生多种蛋白质,即一个基因在转录后通过mRNA前体的剪接加工后可以控制多种蛋白质的合成。
(2)转录后水平的调控(以选择性剪接为例)
转录后产生的mRNA前体可按照不同的方式剪接,产生两种或两种以上的成熟mRNA,进而产生多种蛋白质,即一个基因在转录后通过mRNA前体的剪接加工后可以控制多种蛋白质的合成。
【练模拟 拓角度】
5.(2025·浙江杭州模拟)选择性剪接是指一个基因的转录产物可通过不同的拼接方式形成不同的mRNA的过程。如图表示鼠的降钙素基因的表达过程,下列叙述正确的是( )
注:CGRP表示降钙素基因相关肽。
A.当RNA聚合酶移动到终止密码子时,过程①停止
B.过程②中,被转运的氨基酸与tRNA的5'端结合
C.题中鼠降钙素基因表达的调控属于转录后水平的调控
D.一种基因表达只能得到一种相同的产物
答案 C
解析 由题图可知,过程①表示转录,过程②表示翻译。进行转录(即过程①)时,DNA双链解开,RNA聚合酶识别并结合启动子,驱动基因转录,移动到终止子时停止转录,而终止密码子位于mRNA上,A项错误。一种tRNA只能转运一种氨基酸,特定的tRNA分子与特定的氨基酸相连,进行翻译(即过程②)时,tRNA的3'端(—OH)与被转运的氨基酸结合,B项错误。题图所示的基因表达的调控为转录后将mRNA进行不同修饰,从而形成不同的蛋白质,属于转录后水平的调控,C项正确。降钙素基因可以控制合成降钙素和CGRP,即相同基因的表达产物不同,D项错误。
6.(2025·安徽合肥模拟)miRNA是一类长度约为20~24个核苷酸的非编码RNA,与靶mRNA结合后,其稳定性下降,易于被降解。下列叙述正确的
是( )
A.miRNA通过阻碍基因的转录从而调控基因的表达
B.miRNA和靶mRNA通过磷酸二酯键结合形成局部双链
C.miRNA调控和DNA甲基化都会改变基因的碱基序列
D.miRNA调控和DNA甲基化均可导致个体表型发生可遗传变化
D
解析 由题干信息可知,miRNA与靶mRNA结合后,导致其被降解,从而阻碍了基因的翻译过程,A项错误。miRNA和靶mRNA通过氢键结合形成局部双链,B项错误。miRNA调控与DNA甲基化都属于表观遗传现象,表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,C项错误,D项正确。
突破点3 变异类型的判断及相关实验(染色体结构变异倒位环、桥,倒位引起互换——臂内互换、臂间互换)
【高考命题预测】
变异在高考命题中,通常与细胞分裂、遗传规律等融合考查生物变异的原理和变异类型的判断:(1)染色体结构变异类型的判断;(2)基因突变、基因重组、染色体变异的辨析和设计实验探究变异类型;(3)显性突变和隐性突变的探究、设计实验判断一对等位基因突变或两对等位基因突变。
聚焦1生物变异与生物性状的关系
【练真题 明方向】
1.(2025·黑吉辽蒙卷)某二倍体(2n)植物的三体(2n+1)变异株可正常生长。该变异株减数分裂得到的配子为“n”型和“n+1”型两种,其中“n+1”型的花粉只有约50%的受精率,而卵子不受影响。该变异株自交,假设四体(2n+2)细胞无法存活,预期子一代中三体变异株的比例约为( )
A.3/5
B.3/4
C.2/3
D.1/2
A
解析 由题意可知,该变异株产生的雌配子中,“n”型∶“n+1”型=1∶1,雄配子中,“n”型∶“n+1”型=2∶1,所以自交子一代中,二倍体(2n)∶ 三体(2n+1)∶ 四体(2n+2)=2∶3∶1,又因为四体(2n+2)细胞无法存活,所以子一代中,二倍体(2n)∶三体(2n+1)=2∶3,三体变异株的比例约为3/5。
2.(2024·浙江卷)某精原细胞同源染色体中的一条发生倒位,如图甲。减数分裂过程中,由于染色体倒位,同源染色体联会时会形成倒位环,此时经常伴随同源染色体的互换,如图乙。完成分裂后,若配子中出现染色体片段缺失,染色体上增加某个相同片段,则不能存活,而出现倒位的配子能存活。下列叙述正确的是( )
图甲
图乙
A.图甲发生了①至③区段的倒位
B.图乙细胞中Ⅱ和Ⅲ发生互换
C.该精原细胞减数分裂时染色体有片段缺失
D.该精原细胞共产生了3种类型的可育雄配子
答案 C
解析 由图甲可知,bcd发生了倒位,即①到④区段发生了倒位,A项错误。由图乙可知,细胞中染色单体Ⅱ和Ⅳ发生了互换,B项错误。由题干可知,配子中出现染色体片段缺失或重复,则不能存活,出现倒位的配子能存活,经过倒位后互换,形成的四个配子为:ABCDE(正常)、adcbe(倒位但能存活)、ABcda(缺失了e,不能存活)、ebCDE(缺失了A,不能存活),因此该精原细胞共产生了2种类型的可育雄配子,C项正确,D项错误。
【归纳拓展】
1.几种产生配子种类及比例的常考类型
2.基因突变可改变生物性状的4大原因与未改变生物性状的4大原因
【练模拟 拓角度】
3.(2025·江西鹰潭二模)位于染色体上的酪氨酸酶基因(A)有3种隐性突变基因(a1、a2、a3),均会导致人患白化病。如图为3种突变基因在A基因编码链(与转录模板链互补)对应的突变位点及碱基变化,下列叙述错误的是( )
A.酪氨酸酶基因突变具有不定向性,三种突变基因互为等位基因
B.白化病属于单基因遗传病,通过基因测序技术可诊断该病携带者和患者
C.a2与A基因的表达产物相比,因翻译时终止密码子提前出现,导致缺失多个氨基酸
D.a1与a3基因的表达产物相比,会增加一个甘氨酸,其他氨基酸的种类和数目都相同
D
解析 由题意可知,酪氨酸酶基因(A)能突变成a1、a2、a3三种不同的隐性突变基因,这体现了基因突变具有不定向性,而且这些突变基因都位于染色体上的相同位置,控制同一性状(白化病相关性状),所以三种突变基因互为等位基因,A项正确。白化病是由单个基因(酪氨酸酶基因)发生突变导致的单基因遗传病,因为不同的突变基因(如a1、a2、a3)在基因序列上有特定的变化,所以通过基因测序技术可以检测出个体是否携带这些突变基因,从而诊断该病携带者和患者,B项正确。由题图可知,a2突变基因中C变为T,根据碱基互补配对原则,转录形成的mRNA上会提前出现终止密码子UGA,这会导致翻译提前终止,与A基因的表达产物相比,缺失多个氨基酸,C项正确。
a1基因在GAG之前插入GGG,转录后mRNA上会多一个甘氨酸(GGG编码甘氨酸)的密码子,会增加一个甘氨酸,a3基因TGC变为TTC,模板链碱基是AAG,转录形成的mRNA上的密码子为UUC,为苯丙氨酸,编码的蛋白质氨基酸数目不变,所以a1和a3基因表达产物相比,会增加一个甘氨酸,其他氨基酸的种类不同,数目相同,D项错误。
4.(2025·江苏南通二模)基因型为EeFf的雌果蝇某初级卵母细胞发生了图示变化,但雄果蝇通常不发生此行为,且基因型为ef的雄配子不育。不考虑基因突变,下列分析正确的是( )
A.图示初级卵母细胞产生的4个卵细胞基因型各不相同
B.图示初级卵母细胞发生了染色体结构变异中的易位
C.与该雌果蝇基因型相同的雄果蝇只能产生基因型为EF的可育配子
D.若该雌果蝇的卵细胞中基因型为Ef的占8%,则发生图示变化的初级卵母细胞占比为32%
D
解析 一个初级卵母细胞经过减数分裂只能产生1个卵细胞和3个极体,所以图示初级卵母细胞只能产生1个卵细胞,A项错误。题图发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,属于基因重组,B项错误。与该雌果蝇基因型相同的雄果蝇的基因型为EeFf,两对等位基因位于同源染色体上,虽然不发生互换,但可能发生基因突变,因此依然可能产生基因型为EF、Ef、eF的三种可育配子,C项错误。不发生互换时,产生的卵细胞基因型为EF和ef;发生互换时,产生的卵细胞基因型为EF、ef、Ef、eF。若该雌果蝇的卵细胞中基因型为Ef的占8%,因为互换后产生的四种配子比例相等,所以发生互换产生的配子占总配子数的比例为8%×4=32%,即发生图示变化的初级卵母细胞占比为32%,D项正确。
聚焦2生物变异类型相关的实验探究
【练真题 明方向】
5.(2025·黑吉辽蒙卷)科学家系统解析了豌豆7对性状的遗传基础,以下为部分实验,回答下列问题。
(1)将控制花腋生和顶生性状的基因定位于4号染色体上,用F/f表示。在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生∶顶生约为3∶1,符合孟德尔的
定律。
(2)然而,某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象
(填“能”或“不能”)用基因突变来解释,原因是
。
分离
不能
基因突变的频率低,不能使20%以上的子代个体的基因发生改变
(3)定位于6号染色体上的基因D/d可能与(2)中的现象有关。为了验证这个假设,用两种纯种豌豆杂交得到F1,F1自交产生的F2表型和基因型的对应关系如下表,表格内“+”、“-”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型 顶生表型 基因型 FF Ff ff 基因型 FF Ff ff
DD + + - DD - - +
Dd + + - Dd - - +
dd + + + dd - - -
结果证实了上述假设,则F2中腋生∶顶生的理论比例为 ,并可推出(2)中顶生亲本的基因型是 。
13∶3
ffDd
(4)研究发现群体中控制黄色子叶的Y基因有两种突变形式y-1和y-2,基因结构示意图如下。Y突变为y-1导致其表达的
蛋白功能丧失,Y突变为y-2导致 。y-1和y-2纯合突变体都表现为绿色子叶。
在一次y-1纯合体与y-2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释上述现象 (填“①”“②”或“③”)。若此F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生 个具有正常功能Y基因的子细胞。
无法启动转录(或基因无法表达)
②
20
解析 (1)腋生和顶生由一对等位基因(F/f)控制,F2表型比约为3∶1,符合孟德尔的分离定律(一对等位基因的遗传遵循分离定律)。
(2)基因突变具有低频性,某顶生个体(基因型为ff)自交,子代个体中20%以上为腋生(F_),若此现象为基因突变所致,则大量f突变为F,但自然状态下突变的频率极低,无法使20%以上子代的基因发生改变,故不能用基因突变来解释。
(3)F1应为双杂合(FfDd),结合表格,自交后腋生情况:基因型为dd时(占1/4),所有F/f组合都表现为腋生;基因型为D_时(占3/4),FF、Ff表现为腋生(占3/4)。所以腋生个体的比例=1/4+3/4×3/4=13/16。自交后顶生情况:基因型为D_时(占3/4),ff表现为顶生(占1/4),顶生个体的比例=3/4×1/4=3/16。故F2中腋生∶顶生=13∶3。(2)中顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生,结合D基因的影响,推测亲本基因型为ffDd(ff决定顶生,Dd存在使自交时部分子代表现为腋生)。
(4)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,y-2启动子区出现部分碱基序列缺失会导致无法启动转录(或基因无法表达)。y-1纯合体(插入片段)和y-2纯合体(启动子区出现部分碱基序列缺失)杂交,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体(Y功能正常),需通过交换恢复Y基因正常结构。位点②交换可使y-1和y-2缺失/异常片段互补,恢复Y功能。1个花粉母细胞经减数分裂产生4个子细胞,20个花粉母细胞共产生20×4=80(个)子细胞。每次交换使1个花粉母细胞产生1个含正常Y基因的子细胞(交换后重组染色体恢复正常),20个花粉母细胞交换,产生20×1=20(个)具有正常功能Y基因的子细胞。
【归纳拓展】
1.变异类型的常
用实验探究方法
2.探究两种隐性突变基因的位置
(1)两种隐性突变基因可能的三种位置关系
项目 两种隐性突变基因互为等位基因 为同源染色体上的非等位基因 为非同源染色体上的非等位基因
突变 体1
突变 体2
(2)实验思路、预期结果与得出结论
【练模拟 拓角度】
6.(2025·广东梅州模拟)某二倍体雌雄同株植物的茎色紫色对绿色为显性,受等位基因A/a控制。科学家用X射线处理某纯合紫茎个体的花药后,将获得的花粉对绿茎个体进行授粉,得到的F1中只出现了1株绿茎个体(M)。请回答下列问题。
(1)等位基因是通过 产生的,等位基因A、a的根本区别是 。
基因突变
脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同
(2)若M是由基因突变造成的,则 (填“A”或“a”)发生了突变,发生突变的时间最可能为 。若M的出现是由染色体变异引起的,而且变异的配子活力不受影响(两条染色体异常的受精卵不能发育),则对M出现的合理解释是
。
A
减数分裂Ⅰ前的间期
发生了染色体中含A基因片段的缺失或A基因所在染色体的整条缺失
(3)已知每株植物所结种子的数目相同,请设计最简便的杂交实验探究M的出现是由基因突变还是染色体变异导致的。请补充实验思路及预期实验结果。
实验思路: ,观察统计后代的性状分离比。
预期结果:若后代紫茎∶绿茎=3∶1,则M植株的出现为基因突变引起的;若后代紫茎∶绿茎= ,则M植株的出现为染色体变异引起的。
将M与纯合紫茎个体杂交,得到F1,F1自交
6∶1
解析 (1)基因突变产生了等位基因,等位基因A、a的根本区别是脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同。
(2)若M是由基因突变造成的,则A发生了隐性突变,发生突变的时间最可能为减数分裂Ⅰ前的间期。若M的出现是由染色体变异引起的,则可能是在减数分裂过程中发生了A基因片段的缺失或A基因所在染色体的整条缺失。
(3)要想探究M的出现是由基因突变还是染色体变异导致的,将M与纯合紫茎个体杂交,得到F1,F1自交,观察统计后代的性状分离比。若M是由基因突变导致的,则绿茎个体M(aa)与纯合紫茎个体(AA)杂交得到F1(Aa),F1(Aa)自交,后代紫茎个体(A_)∶绿茎个体(aa)=3∶1;若M是由染色体变异引起的,则绿茎个体M(aO)与纯合紫茎个体(AA)杂交得到F1,F1自交,Aa自交后代紫茎个体(A_)∶绿茎个体(aa)=3∶1,AO自交后代紫茎个体(A_)∶绿茎个体(OO)=3∶0,因此后代紫茎个体∶绿茎个体=6∶1。
7.(2025·河北邢台模拟)水稻是我国重要的粮食作物。生产实践中获得具有杂种优势的杂合种子是提高水稻产量的重要途径,同时寻找多蘖基因对水稻进行遗传改良具有重要意义。回答下列问题。
(1)自然条件下,科研人员从野生型水稻(WT)中筛选出雄性不育突变体M1。利用雄性不育突变体进行杂交水稻育种的优势是省去了 操作。将野生型WT作为 (填“父本”或“母本”)和突变体M1杂交,F1自交,F2中突变体M1占1/4,说明突变性状为 (填“显性性状”或“隐性性状”)。
(2)科研人员又获得了纯合多蘖隐性突变体M2。与WT相比,由于该突变体M2基因的 排列顺序改变,转录形成的mRNA提前出现了 ,导致其编码的氨基酸序列长度变短。
去雄
父本
隐性性状
碱基
终止密码子
(3)为确定M1和M2两个突变基因是否遵循自由组合定律,请你利用题目给定的实验材料(WT、M1和M2)设计合理的实验方案:
。不考虑互换,实验预期结果:①若____________________________________________
,则两个突变基因遵循自由组合定律;②若 ,则两个突变基因位于一对同源染色体上。
将M1和M2杂交,获得F1,F1自交获得F2,统计F2的表型和比例
F2中野生型∶雄性不育∶多蘖∶雄性不育多蘖
F2中雄性不育∶野生型∶多蘖=1∶2∶1
=9∶3∶3∶1
解析 (1)雄性不育突变体不能产生可育花粉,省去了去雄操作,可作为母本;野生型WT雄性可育,可作为父本;将野生型和突变体M1杂交,F1自交,F2中突变体M1占1/4,说明突变性状为隐性性状。
(2)由于该突变体M2基因的碱基排列顺序改变,因此转录形成的mRNA提前出现了终止密码子,导致翻译提前停止,编码的氨基酸序列长度变短。
(3)为确定M1和M2两个突变基因是否遵循自由组合定律,可将M1和M2杂交,获得F1,F1自交获得F2,统计F2的表型和比例。若两个突变基因位于两对同源染色体上,则遵循自由组合定律,F2中野生型∶雄性不育∶多蘖∶雄性不育多蘖=9∶3∶3∶1。若两个突变基因位于一对同源染色体上,产生的配子分别为两种突变基因(一种突变基因位于同源染色体的一条染色体上),F1自交,F2中雄性不育∶野生型∶多蘖=1∶2∶1。
突破点4 现代生物进化理论及基因频率的计算
【高考命题预测】
高考对基因频率的考查主要聚焦以下角度:(1)结合遗传平衡条件(无突变、迁移、选择、随机交配等),计算基因频率;(2)结合自然选择、突变、迁移对频率的影响,分析生物进化的机制;(3)结合遗传规律与生态学知识,综合考查生物进化的有关内容。命题趋向数据图表分析,强调建模能力和进化观的形成。
【练真题 明方向】
1.(2025·四川卷)青藏高原砾石(呈灰色)荒漠中生活着一种紫堇,每年7月开蓝花,叶片通常为绿色,但部分植株出现H基因,导致叶片呈灰色。绢蝶是紫堇的头号天敌,主要靠识别紫堇与环境的颜色差异来定位植株。绢蝶5~6月将卵产在紫堇附近的砾石上,便于孵化的幼虫就近取食。绢蝶产卵率与紫堇结实率如下图。下列推断不合理的是( )
注:产卵率指绢蝶在绿叶或灰叶紫堇附近产卵的概率;结实率=结实植株数/总植株数×100%。
A.灰叶紫堇具有保护色,被天敌取食的概率更低,结实率更高
B.紫堇开花时间与绢蝶产卵时间不重叠,不利于H基因的保留
C.若绢蝶种群数量锐减,绿叶紫堇在种群中所占的比例会增加
D.灰叶紫堇占比增加有助于绢蝶演化出更敏锐的视觉定位能力
答案 B
解析 青藏高原砾石呈灰色,灰叶紫堇的叶片颜色与环境颜色相近,具有保护色,结合题图可知,绢蝶在灰叶紫堇附近产卵率低,说明灰叶紫堇的叶色能够减少被天敌取食的概率,从而使结实率提高,A项合理。绢蝶主要靠识别紫堇与环境的颜色差异来定位植株,灰叶紫堇(具有H基因)因具有保护色,绢蝶产卵率低,结实率高,且紫堇开花时间与绢蝶产卵时间不重叠,有利于H基因保留,B项不合理。绢蝶是紫堇的头号天敌,且主要靠识别紫堇与环境的颜色差异定位植株,绢蝶种群数量锐减,对紫堇的取食压力减小,绿叶紫堇不再因颜色易被发现而处于劣势,在种群中所占比例会增加,C项合理。灰叶紫堇占比增加,对绢蝶的捕食能力提出更高要求,只有更敏锐地识别灰叶紫堇才能获取食物,这有助于绢蝶演化出更敏锐的视觉定位能力,D项合理。
2.(2025·安徽卷)粗糙玉蜀螺是一种分布于海岸边的小海螺,其天冬氨酸转氨酶活性受一对等位基因Aat100和Aat120控制。至1987年,这对等位基因的频率在该种群世代间保持相对稳定(低潮带Aat120基因频率为0.4)。1988年,该螺分布区发生了一次有毒藻类爆发增殖,藻类分泌的藻毒素使低潮带个体大量死亡,而高潮带个体受影响较小,此后高潮带个体向低潮带扩散。1993年,种群又恢复到1987年的相对稳定状态。Aat120基因频率变化如图所示。下列叙述正确的是( )
注:1988—1989年未统计。
A.1987年,含Aat120基因的个体在低潮带比高潮带具有更强的适应能力
B.在自然选择作用下,1993年后低潮带Aat100基因频率将持续上升
C.1988—1993年,影响低潮带种群基因频率变化的主要因素是个体迁移
D.1993年,含Aat100基因的个体在低潮带种群中所占比例为84%
答案 D
解析 由图可知,1987年时Aat120基因频率在低潮带为0.4、在高潮带为0.9,说明含Aat120基因的个体在高潮带具有更强的适应能力,A项错误。由“1993年,种群又恢复到1987年的相对稳定状态”可知,1993年后低潮带Aat100基因频率将保持相对稳定,B项错误。1988—1993年,初期高潮带个体向低潮带扩散,低潮带Aat120基因频率上升,其后随环境的自然选择,Aat120基因频率下降直至相对稳定,C项错误。1993年种群处于相对稳定状态,Aat120基因频率为0.4,则Aat100基因频率为0.6,在低潮带种群中含Aat100基因的个体的基因型为Aat100Aat100和Aat100Aat120,其所占比例为(0.6×0.6+2×0.6×0.4)×100%=84%,D项正确。
3.(2025·广东卷)若某常染色体隐性单基因遗传病的致病基因存在两个独立的致病变异位点1和2(M和N表示正常,m和n表示异常),理论上会形成两种变异类型且效应不同(如图),但仅凭个体的基因检测不足以区分这两种变异类型。通过对人群中变异位点的大规模基因检测,有助于该遗传病的风险评估。下表为某人群中这两个变异位点的检测数据。下列对该人群的推测,合理的是( )
变异位点组合个体数 位点2 NN Nn nn
位点1 MM 94 121 1 180 44
Mm 2 273 4 0
mm 29 0 0
A.m和n位于同一条染色体上
B.携带m的基因频率约是携带n的基因频率的3倍
C.有3种携带致病变异的基因
D.MmNn组合个体均患病
答案 D
解析 由题图可知,m和n是同一个致病基因存在的两个独立的致病变异位点,不存在mmnn的个体,说明m和n不在同一条染色体上,A项错误。分析表格数据可知,该人群总人数为94 121+1 180+44+2 273+4+29=97 651,携带m的基因频率=(2 273+4+29×2)/(97 651×2)×100%≈1.2%,携带n的基因频率=(1 180+4+44×2)/(97 651×2)×100%≈0.65%,携带m的基因频率约是携带n的基因频率的2倍,B项错误。从表中三个“0”可知,不存在mn的变异基因,只存在Mn和mN两种情况,MmNn组合个体均患病,C项错误,D项正确。
4.(2024·湖北卷)某二倍体动物的性别决定方式为ZW型,雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡,雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是( )
A.该种群有11%的个体患该病
B.该种群h基因的频率是10%
C.只考虑该对基因,种群繁殖一代后基因型共有6种
D.若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%,H基因频率不变
B
解析 性别决定方式为ZW型的生物中,雌性个体的性染色体组成为ZW,雌性个体中有1/10患甲病,且该病由Z染色体上h基因决定,说明h基因的基因频率是10%,B项正确。雄性个体的性染色体组成为ZZ,雄性个体患甲病的概率为1/10×1/10=1/100,该种群患该病个体的比例为1/2×1/10+1/2×1/100=11/200,A项错误。只考虑该对基因,雌性个体的基因型为ZHW、ZhW,雄性个体的基因型为ZHZH、ZHZh、ZhZh,种群繁殖一代后基因型共有5种,C项错误。患甲病雄性个体减少10%,h基因的数量减少,H基因频率增大,D项错误。
【归纳拓展】
1.利用遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
2.X染色体上基因频率和基因型频率的相关计算(以人类红绿色盲为例,相关基因用B、b表示)
(1)男性中相关基因频率和基因型频率的关系
应用:当基因位于X染色体上时,在雄性个体中,某一基因的频率等于该基因型的频率,求出了相关的基因型频率,就等于求出了基因频率。
(2)人群中红绿色盲基因频率的关系
人群中红绿色盲基因的频率=男性中红绿色盲基因的频率=女性中红绿色盲基因的频率
(3)红绿色盲在男性和女性中发病率的关系
3.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,纯合子比例逐渐上升,杂合子比例逐渐下降,但基因频率不变
自由交配 在无突变、各种基因型个体的生活力相同时,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保持不变
【练模拟 拓角度】
5.(2025·河北邯郸模拟)在某个体数量足够多的种群中,基因型为AA和Aa的个体分别占30%和20%,下列说法正确的是( )
A.随机交配一代后,种群中基因型频率不变
B.让基因型相同的个体交配,后代A基因频率不变
C.种群内A或a发生基因突变,不会改变相关的基因频率
D.让该种群自由交配,若Aa受精卵有一半致死,则后代没有发生进化
B
解析 在某个体数量足够多的种群中,基因型为AA和Aa的个体分别占30%和20%,则基因型为aa的个体占50%,A的基因频率为2/5,a的基因频率为3/5,随机交配一代后,AA的基因型频率=4/25,Aa的基因型频率=12/25,aa的基因型频率=9/25,A的基因频率=4/25+12/25×1/2=2/5,a的基因频率=3/5,基因频率没有发生变化,基因型频率发生了变化,A项错误。亲本中30%AA自交后代都是30%AA,20%Aa自交后代是20%(1/4AA,1/2Aa,1/4aa),50%aa自交后代都是50%aa,合并后为35%AA、10%Aa、55%aa,则A的基因频率为2/5,a的基因频率为3/5,基因频率仍保持不变,B项正确。种群内A或a发生基因突变,会改变A或a的基因频率,C项错误。让该种群自由交配,若Aa受精卵有一半致死,则后代基因型及比例为4/19AA,6/19Aa,9/19aa,则A的基因频率为7/19,种群的基因频率发生了变化,种群发生了进化,D项错误。
6.某地海岛上的一年生雌雄异株的植物种群,B基因频率为3/4,b基因频率为1/4,该植物随机传粉产生F1。由于环境条件的改变,F1中的隐性个体未能开花,让F1显性个体随机传粉产生F2。下列叙述正确的是( )
A.B和b的全部基因构成了这个植物种群的基因库
B.F1中B基因频率与亲代的不同
C.F2中隐性个体的比例为1/25
D.若F2所有个体均正常传粉,则F3中B基因频率为3/4
C
解析 一个种群的全部基因构成该种群的基因库,A项错误。亲代B基因频率为3/4,b基因频率为1/4,根据遗传平衡定律,F1中BB的基因型频率为3/4×3/4=9/16,Bb的基因型频率为2×3/4×1/4=6/16,bb的基因型频率=1/4×1/4=1/16,B基因频率为3/4,b基因频率为1/4,与亲代的相同,B项错误。由于F1中的隐性个体未能开花,因此不参与形成F2,F1只有基因型为BB和Bb的个体参与自由交配,二者的比例为3∶2,可以计算b的基因频率为1/5,B的基因频率为4/5,因此F2中隐性个体的比例为(1/5)2=1/25,C项正确。F2所有个体均能正常随机传粉产生F3,因此F3中B的基因频率与F2中的相同,基因型及比例为BB∶Bb∶bb=16∶8∶1,B基因频率与F2的相同,仍为4/5,D项错误。
