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高考二轮专题综合复习
第8讲　生物的变异、育种与进化
1.下列关于变异与育种的说法,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)基因突变一定导致生物性状发生改变,但不一定会遗传给后代。 (　×　)
(2)自然突变是不定向的,人工诱变是定向的。 (　×　)
(3)染色体上某个基因的丢失属于基因突变。 (　×　)
(4)DNA分子中发生一个碱基对的缺失导致染色体结构变异。 (　×　)
(5)非同源染色体某片段移接,仅发生在减数分裂过程中。 (　×　)
(6)由二倍体生物产生的单倍体都是不育的。 (　×　)
(7)单倍体育种中,常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使染色体数目加倍。 (　×　)
(8)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。 (　×　)
(9)基因重组发生在受精作用的过程中。 (　×　)
(10)用秋水仙素处理大肠杆菌,可使其染色体数目加倍。 (　×　)
[解析] (1)由于密码子的简并性、隐性突变等,基因突变不一定导致生物性状发生改变;基因突变若发生在体细胞中,一般不遗传给后代,若发生在配子中,可以随配子遗传给后代。
(2)基因突变都是不定向的。
(3)基因突变不改变基因的数目,染色体上某个基因的丢失属于染色体变异。
(4)DNA分子中发生一个碱基对的缺失可能属于基因突变,但不属于染色体变异。
(5)非同源染色体中某片段的移接也可以发生在有丝分裂过程中。
(6)蜂王是二倍体,其卵细胞形成的雄蜂是单倍体,可育。
(7)单倍体育种中,花药离体培养形成单倍体幼苗,用秋水仙素处理的是幼苗,而不是萌发的种子。
(8)单倍体植株不一定含一个染色体组,也可能含两个或多个染色体组,因此用秋水仙素处理单倍体植株后得到的不一定是二倍体。
(9)自然状态下,基因重组发生在减数第一次分裂过程中。
(10)大肠杆菌属于原核生物,无染色体。
2.下列关于生物进化的说法,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)为了适应冬季寒冷环境,植物会产生抗寒性变异。 (　×　)
(2)自然选择决定了生物变异和进化的方向。 (　×　)
(3)一个种群中控制一对相对性状的基因型频率改变,说明生物在进化。 (　×　)
(4)外来物种入侵可能会改变生物进化的速度和方向。 (　√　)
(5)一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境。 (　√　)
(6)共同进化是指生物和生物之间相互选择共同进化。 (　×　)
(7)“精明的捕食者”策略体现了物种间的共同进化。 (　√　)
(8)在进化地位上越高等的生物,其适应能力越强。(　×　)
[解析] (1)变异是不定向的。
(2)自然选择决定了生物进化的方向,但变异是不定向的。
(3)生物进化的实质是种群基因频率的改变。
(4)外来物种入侵后会与本地物种建立捕食或竞争等关系,改变本地物种生存环境,因此可能会改变生物进化的方向和速度。
(5)自然选择作用下,有利变异个体存活率高,并有更多机会产下后代,相应的基因频率会不断升高,可见,一般频率高的基因所控制的性状更适应环境。
(6)共同进化指生物和生物之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
(7)“精明的捕食者”策略体现了物种间的共同进化,有利于种群发展。
(8)进化过程中出现的新物种,有些是靠开辟环境中新的生存位置来生存和繁衍的,不一定比原来物种的适应能力强。
3.细读教材,查缺补漏
(1)若DNA分子携带的遗传信息发生了改变,但由于密码子的简并性,编码的氨基酸不一定改变。(教材必修2 P80问题探讨)
(2)基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中,一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生基因突变,可通过无性繁殖传递。(教材必修2 P81)
(3)镰刀型细胞贫血症能够遗传的原因是突变后的DNA分子复制,通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞,并将突变基因传递给下一代。(教材必修2 P81思考讨论)
(4)染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。(教材必修2 P95本章小结)
(5)选择育种不仅周期长,而且可选择的范围是有限的。(教材必修2 P98)
(6)自然选择直接作用的是生物个体,而且是个体的表现型,但研究生物的进化,仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的,还必须研究群体的基因组成的变化。(教材必修2 P114)
(7)捕食者往往优先捕食个体数量多的物种,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。(教材必修2 P123)
(8)实际上,捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,客观上起到促进种群发展的作用。此外,捕食者一般不能将所有的猎物都吃掉,否则自己也无法生存,这就是所谓“精明的捕食者”策略。(教材必修2 P123)
4.规范答题训练
(1)单倍体是指　体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体　。
(2)物种是指　能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物　。
(3)共同进化是指　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　。
(4)γ射线照射花蕾期的某植株后,植株叶芽细胞和生殖细胞均发生了突变,但在自然条件下,叶芽细胞突变对子代的性状几乎无影响,其原因是　突变发生在体细胞中,一般不能遗传给后代　。
(5)尽管有抗药性基因存在,但使用抗生素仍能治疗由细菌引起的感染,原因在于细菌种群中　有抗性基因的个体占极少数　。
考点一　生物的变异
1.厘清基因突变相关知识间的关系
(1)明确基因突变的原因及其与进化的关系
图8-1
(2)有关基因突变的“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,而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。
④基因突变不一定都能遗传给后代:
a.基因突变如果发生在体细胞的有丝分裂过程中,一般不遗传给后代,但有些植物可通过无性繁殖遗传给后代。
b.如果发生在减数分裂过程中,可以通过配子遗传给后代。
2.厘清变异的种类
(1)关于“互换”的问题
①同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换:属于　基因重组　。
②非同源染色体之间的互换:属于染色体结构变异中的　易位　。
(2)关于“缺失”的问题
①DNA分子上若干“基因”的缺失:属于　染色体结构变异　。
②基因内部若干“碱基对”的缺失:属于　基因突变　。
(3)关于变异水平的问题
①分子水平:　基因突变、基因重组　属于分子水平的变异,在光学显微镜下直接观察不到。
②细胞水平:　染色体变异　是细胞水平的变异,在光学显微镜下可以观察到。
(4)可遗传变异对基因种类和基因数量的影响
①基因突变——改变基因的种类(基因结构改变,成为新基因),不改变基因的数量。
②基因重组——不改变基因的种类和数量,但改变基因间的组合方式,即改变基因型。
③染色体变异——改变基因的数量或排列顺序。
3.识图区别变异类型
图8-2
(1)写出图8-2中①②③④分别代表的变异类型:
①　缺失　;②　重复　;③　倒位　;④　基因突变　。
(2)图①②③④中可以在显微镜下观察到的是　①②③　。
(3)填写①②③④变异的实质:
①基因数目减少;②基因数目　增加　;③基因排列顺序的改变;④基因中　碱基对替换、增添或缺失　。
4.需掌握一个技巧——“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体
图8-3
考法一　变异类型及其特点
1.如图8-4为豌豆根细胞中某条染色体部分基因的排布示意图,①②③④分别代表四个基因序列,最短的序列包括2000个碱基对。下列相关叙述正确的是 (　C　)
图8-4
A.如果③基因序列整体缺失,则发生了基因突变
B.如果②与③发生了位置互换,则属于基因重组
C.①中发生基因突变时不能通过有性生殖传给后代
D.如果②中缺失了 20 个碱基对,则属于染色体变异
[解析] 整个基因缺失属于染色体结构变异中的缺失,A错误;②③发生位置互换属于染色体结构变异中的倒位,不是基因重组,B错误;该细胞为豌豆根细胞,不能进行减数分裂,因此①中发生基因突变时不能通过有性生殖传给后代,C正确;基因中碱基对的缺失属于基因突变,D错误。
2.除草剂敏感型的玉米经辐射获得了抗性突变体,敏感和抗性是一对相对性状。下列关于突变体的叙述,正确的是 (　B　)
A.若为染色体片段缺失所致,则该抗性基因一定是显性基因
B.若为基因突变所致,则抗性基因与敏感基因的碱基序列一定不同
C.若为染色体结构变异中的易位所致,则四分体中非姐妹染色单体一定发生了交叉互换
D.若为一对碱基缺失所致,则该抗性基因一定不能编码肽链
[解析] 除草剂敏感型的玉米经辐射获得抗性突变体,突变体若为一条染色体片段缺失所致,则缺失片段中含有敏感基因,说明该抗性基因一定为隐性基因,A错误;若为基因突变所致,则基因的结构发生了改变,故抗性基因与敏感基因的碱基序列一定不同,B正确;交叉互换是基因重组,不属于易位,C错误;若为一对碱基缺失所致,则该抗性基因可能不编码肽链,也可能编码的肽链发生改变,D错误。
考法二　染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的相关判断
3.[2020·全国卷Ⅱ] 关于高等植物细胞中染色体组的叙述,错误的是 (　C　)
A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
[解析] 二倍体植物的体细胞中含有两个染色体组,其配子只含有一个染色体组,A正确;生物的一个染色体组内,染色体的形态、大小各不相同,均为非同源染色体,B正确;不是每个染色体组中都含有性染色体,例如,没有性别分化的生物,细胞中没有性染色体,C错误;每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同,D正确。
4.普通小麦是自然条件下由不同物种杂交和染色体加倍形成的,过程如图8-5所示,其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组,每个染色体组均含7条染色体。下列分析错误的是 (　B　)
图8-5
A.杂种一是高度不育的二倍体
B.杂种二与无子西瓜不育的原理完全相同
C.杂种二发育成普通小麦可能是温度骤降所致
D.普通小麦具有6个染色体组,42条染色体
[解析] 杂种一由于无同源染色体,不能进行正常的减数分裂,是高度不育的,A正确;杂种二属于异源三倍体,而无子西瓜属于同源三倍体,二者不育原理不同,B错误;杂种二经过人工诱导处理,染色体数目加倍后获得普通小麦,而低温会抑制纺锤体的形成,使得染色体数目加倍,所以杂种二发育成普通小麦可能是温度骤降所致,C正确;由于A、B、D代表不同物种的一个染色体组,且均含7条染色体,普通小麦含有6个染色体组,故普通小麦体细胞中有染色体6×7=42(条),D正确。
【易错提醒】 关注单倍体的两个失分点
(1)单倍体的体细胞中并非只有1个染色体组:由多倍体的配子形成的单倍体体细胞中有两个或两个以上的染色体组。
(2)单倍体并非都不育,即单倍体中染色体组数为偶数时,该单倍体可育并能产生后代。
考点二　生物变异在育种上的应用
1.据图厘清“5”种生物育种
图8-6
(1)识别各字母表示的处理方法
A:　杂交　,D:　自交　,B:　花药离体培养　,C:　秋水仙素处理幼苗　,E:　诱变处理　,F:　秋水仙素处理　,G:转基因技术。
(2)判断育种方法及依据原理
育种流程 育种方法 原理
亲本新品种 　杂交　育种 　基因重组　
亲本新品种 　单倍体　育种 　染色体变异　
种子或幼苗新品种 　诱变　育种 　基因突变　
种子或幼苗新品种 　多倍体　育种 　染色体变异　
植物细胞新品种 基因工程育种 　基因重组　
2.关注育种方法的“4个”易错点
(1)动、植物杂交育种的区别:植物杂交育种中纯合子的获得只能通过逐代自交的方法,不能通过测交方法,子代留种;而动物杂交育种中纯合子的获得一般通过测交的方法,亲代留种。
(2)原核生物不能运用杂交育种,如细菌的育种一般采用诱变育种。
(3)花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序,要想得到纯合子,还需用秋水仙素处理单倍体幼苗使其染色体数目加倍。
(4)多倍体育种中用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,而单倍体育种中只能用秋水仙素处理幼苗,而不能处理萌发的种子。
考法一　考查育种方法及原理
1.现用高秆抗病(AABB)品系小麦和矮秆不抗病(aabb)品系小麦培育矮秆抗病(aaBB)品系小麦,下列对其过程分析错误的是 (　C　)
A.F1虽未表现出矮秆抗病的性状组合,但已经集中了相关基因
B.F2中出现重组性状的原因是F1产生配子时发生了基因重组
C.通常利用F2的花粉进行单倍体育种,可以明显缩短育种年限
D.杂交育种能将两个或多个优良性状通过杂交集中在一起
[解析] 高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)杂交,F1为AaBb,F1中虽未表现出矮秆抗病的性状组合,但已经集中了相关基因,A正确;F2中出现重组性状的原因是F1产生配子时发生了基因重组,B正确;通常利用F1花粉进行单倍体育种,可以明显缩短育种年限,C错误;杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起,培养出新品种的方法,D正确。
2.野生猕猴桃是一种多年生的富含维生素C的二倍体(2n=58)小野果。如图8-7是某科研小组利用基因型为AA的野生猕猴桃植株经不同育种途径获得的植株甲、乙和丙。植株甲是三倍体,植株乙是二倍体,植株丙是单倍体,①~⑦表示各种处理方法。下列说法正确的是 (　C　)
图8-7
A.①和⑦可通过使用秋水仙素处理来实现
B.过程②③体现了基因突变的定向性
C.植株甲中基因型为AAa的体细胞中染色体数目为87
D.过程⑤形成花药时发生了基因重组
[解析] 根据题意和图示分析可知,①是诱导染色体数目加倍,④⑥是杂交,②③是诱导基因突变,⑤⑦是花药离体培养。植株甲是通过多倍体育种获取的,植株乙是通过杂交育种获得,植株丙是通过植物组织培养技术获得。①诱导染色体数目加倍可用低温或者秋水仙素处理,⑦是花药离体培养获得单倍体,使用的是植物组织培养技术,染色体数目不加倍,不需要用秋水仙素处理,A错误。基因突变具有不定向性,B错误。植株甲是三倍体,体细胞中染色体数目是3×29=87,C正确。A、a是一对等位基因,在减数分裂形成配子时会彼此分离,过程⑤形成花药时不会发生基因重组,D错误。
考法二　考查育种方法的选择与育种方案的设计
3.在现代农业生产上应依据育种目标选择育种方案。下列有关育种目标与育种方案说法一致的是 (　D　)
A.欲对原品系实施定向改造,适合采用诱变育种
B.欲“增大”或“加强”原品系营养器官,适合采用单倍体育种
C.欲让原品系产生自然界没有的新性状,适合采用基因工程育种
D.欲集中双亲优良性状,适合采用杂交育种
[解析] 诱变育种的原理为基因突变,由于基因突变具有随机性和不定向性,故不能对原品系实施定向改造,A错误;欲对原品系营养器官进行“增大”或“加强”,应采用多倍体育种,B错误;基因工程的原理是基因重组,不能产生自然界没有的新性状,欲让原品系产生自然界没有的新性状,适合采用诱变育种,C错误;杂交育种的原理为基因重组,优点是能将不同品种的优良性状集中到一起,D正确。
4.农业生产要求作物的产量、品质、抗性等性状在个体间、年度间表现一致。小麦是自花传粉作物,现有小麦种子资源:①矮秆、感病;②高秆、抗病;③高秆、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求,育种专家要培育两类品种:a.矮秆、抗病;b.矮秆、早熟。请回答下列问题:
(1)小麦可以从生产田留种繁殖,因为同一品种小麦的所有植株　基因型相同　,通过自交产生的后代　性状表现一致(或表现型相同或不发生性状分离)　。
(2)小麦中高秆对矮秆为显性,抗病对感病为显性,两对性状独立遗传。为培育稳定遗传的矮秆、抗病品种,可选取　①②　(填序号)两个品种进行杂交育种,所需要的类型在　F2　(填代数)就会出现。每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系,如果想在F3得到100个能稳定遗传的目标株系,理论上F2约需种植　1600　株。
(3)为了加快(2)的育种进程,还可以采用单倍体育种。请写出简要流程:　①取F1的花药离体培养,得到单倍体幼苗,②用适宜浓度的秋水仙素溶液(或低温)处理单倍体幼苗,使其染色体数目加倍,③筛选出所需的类型(或答流程图:F1单倍体幼苗纯合体所需的类型)　。
(4)为培育品种b(矮秆、早熟),可对品种③进行射线处理,其可遗传变异的主要来源是基因突变,基因突变的实质是　DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变　。人工诱变育种大大提高了育种的效率和选择范围,但是由于基因突变的　不定向性　,诱变育种具有盲目性。
[解析] (1)小麦是严格的自花传粉植物,其个体都是纯合体,自交后代不发生性状分离,能够保持其固有的遗传特性。同一品种小麦的所有植株基因型相同,通过自交产生的后代性状表现一致(或不发生性状分离)。(2)小麦种子资源包括①矮秆、感病;②高秆、抗病;③高秆、晚熟等品种,①②中两对性状独立遗传,为培育稳定遗传的矮秆、抗病品种,可选取①②两个品种进行杂交育种,F1是高秆抗病杂合子,F1自交后F2出现矮秆抗病,需要再自交选育,才能得到能稳定遗传的矮秆抗病品种。如果想在F3得到100个能稳定遗传的目标株系,理论上F2约需种植1600株。(3)单倍体育种可以大大缩短育种年限,加快育种进程,该育种过程中最重要的是花药离体培养,所以流程为①取F1的花药离体培养,得到单倍体幼苗,②用适宜浓度的秋水仙素溶液(或低温)处理单倍体幼苗,使其染色体数目加倍,③筛选出所需的类型。(4)基因突变的实质是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,引起基因结构的改变。人工诱变育种大大提高了育种的效率和选择范围,但是由于基因突变的不定向性,育种具有盲目性。
【技法提炼】 根据不同的需求选择育种的方法
(1)若要培育隐性性状个体,则可用自交或杂交,只要出现该性状即可。
(2)有些植物如小麦、水稻等,杂交实验较难操作,则最简便的方法是自交。
(3)若要快速获得纯种,则用单倍体育种方法。
(4)若实验植物为营养繁殖类如马铃薯、甘薯等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。
(5)若要培育原先没有的性状,则可用诱变育种。
(6)若要定向改变生物的性状,可利用基因工程育种。
(7)花药离体培养≠单倍体育种,前者的终点是单倍体幼苗,而后者的终点是染色体数目加倍后的正常植株。
考点三　生物的进化
1.现代生物进化理论的基本观点
图8-8
2.辨清生物进化、物种形成与隔离的关系
(1)生物进化≠物种的形成:
①标志不同:
②生物发生进化,并不一定会形成新物种,但是新物种的形成要经过生物进化,即生物进化是物种形成的基础。
(2)隔离与物种形成
①
②
③物种形成与隔离的关系:物种的形成不一定要经过　地理隔离　,但必须要经过　生殖隔离　。
(3)共同进化与生物多样性的形成
①共同进化并不只包括生物与生物之间的共同进化,还包括　生物与无机环境　之间的共同进化。
②生物多样性包括　基因多样性　、　物种多样性　、　生态系统多样性　。
3.掌握基因频率的计算方法
(1)依据概念求基因频率:
基因频率=此基因个数/(此基因个数+其等位基因个数)。
(2)已知基因型频率求基因频率:
①基因频率=此种基因纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率。
②若基因只位于X染色体上:
X染色体上显性基因频率=(雌性显性纯合子个体数×2+雄性显性个体数+雌性杂合子个体数)/(雌性个体数×2+雄性个体数)。
(3)遗传平衡定律(哈迪—温伯格定律)
①理想条件:在一个有性生殖的自然种群中,种群　足够大　、　自由(或随机)　交配、无迁入和迁出、不发生　突变　、不发生选择,基因频率　不变　。
②计算公式:(p+q)2=p2+2pq+q2=1,其中p代表基因A的频率,q代表基因a的频率,p2代表　AA　的频率,2pq代表　Aa　的频率,q2代表　aa　的频率。
考法一　考查现代生物进化理论的基本观点
1.下列有关生物进化和生物多样性的叙述,正确的是 (　D　)
A.生物的各种变异均可为进化提供原材料
B.基因重组只是基因间的重新组合,不会导致生物性状改变
C.生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程
D.不同生物的DNA和蛋白质分子的差异程度可揭示物种亲缘关系的远近
[解析] 变异包括可遗传变异和不可遗传变异,只有可遗传变异能为进化提供原材料,A错误;基因重组是在有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合,会导致后代性状发生改变,B错误;生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,因此生物多样性的形成不仅仅是新物种不断形成的过程,C错误;DNA分子和蛋白质分子都具有物种特异性,故不同生物的DNA和蛋白质分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近,D正确。
2.X植物容易受到Y害虫的侵害,X植物的某突变株含有一种抗虫基因,该基因使突变株具有了对Y害虫的抗性。下列相关叙述正确的是 (　C　)
A.抗虫基因的产生是X植物为抵抗Y害虫而突变的结果
B.该突变株的出现说明不经过长期的地理隔离也可以形成新物种
C.Y害虫长期采食X植物可能会使X植物和Y害虫的种群基因频率都发生变化
D.X植物产生的突变株对Y害虫是不利的,会阻碍Y害虫的进化
[解析] 基因突变是随机的、不定向的,抗虫基因的产生不是X植物主动定向突变的结果,A错误;X植物的突变株不是一个新物种,B错误;Y害虫的采食属于自然选择,长期的自然选择可能会使种群的基因频率发生变化,C正确;X植物和Y害虫是相互作用、共同进化的,D错误。
【易错提醒】 (1)把“突变”误认为只是基因突变:“突变”不是基因突变的简称,而是包括基因突变和染色体变异。
(2)变异在环境变化之前已经产生,环境通常只起选择作用,不是影响变异的因素。
(3)把物种误认为种群:一个物种可以形成多个种群,一个种群必须是同一物种。同一物种的多个种群间存在地理隔离。
(4)误认为物种形成一定经历长期的地理隔离。例如多倍体的产生不需要经过地理隔离。
(5)“新物种”必须具备两个条件
①与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交或能杂交但后代不育)。
②物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡子均不可称为“物种”,因为它们均是“不育”的,而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”,因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育,意味着它与二倍体西瓜间已产生生殖隔离,故已成为另一个物种。
考法二　基因频率及基因型频率的计算　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3.在一个随机交配的中等大小的种群中,经调查发现控制某性状的基因型只有两种:AA基因型的百分比为20%,Aa基因型的百分比为80%,aa基因型(致死型)的百分比为0,那么随机交配繁殖一代后,AA基因型的个体占 (　C　)
A.1/4 B.1/5 C.3/7 D.11/21
[解析] 已知某种群控制某性状的基因型只有两种,AA基因型的频率为20%,Aa基因型的频率为80%,aa基因型(致死型)的频率为0,则A的基因频率=20%+1/2×80%=60%,a的基因频率=1/2×80%=40%,根据遗传平衡定律,其随机交配繁殖一代后,AA基因型频率=60%×60%=36%,Aa的基因型频率=2×60%×40%=48%,aa的基因型频率=40%×40%=16%,其中aa为致死型,因此AA基因型的个体占3/7,C正确。4.[2021·广东卷] 兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性,由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1500只淡黄色脂肪兔组成,F、 f的基因频率分别是 (　B　)
A.15%、85% B.25%、75%
C.35%、65% D.45%、55%
[解析] 由题意可知,该兔群中基因型为FF的纯合白色脂肪兔有500只,基因型为ff的淡黄色脂肪兔有1500只,因此该种群中F基因的数量有500×2=1000(个),种群中相关的等位基因总数是(500+1500)×2=4000(个),因此F的基因频率为1000÷4000×100%=25%,f的基因频率为1-25%=75%。综上所述,B项正确。
1.[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。下列叙述错误的是 (　A　)
A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B.将Bc作为育种材料,能缩短育种年限
C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
[解析] 由题意可知,白菜型油菜含有两个染色体组,每个染色体组中含有10条染色体。诱导该油菜未受精的卵细胞发育成完整植株Bc,则该植株是单倍体,其体细胞中只有一个染色体组,A项错误;Bc是单倍体植株,将其用于单倍体育种可缩短育种年限,B项正确;Bc植株是单倍体,用秋水仙素处理后会使其体细胞中的染色体数目加倍,最终获得的个体含有两个染色体组,且为纯合子,C项正确;Bc植株为单倍体,该植株无法进行减数分裂或减数分裂异常导致配子发育异常,高度不育,D项正确。
2.[2021·湖南卷] 金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是 (　B　)
A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种形态
C.鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变
D.人类的喜好影响了金鱼的进化方向
[解析] 自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代,因此金鱼与野生鲫鱼属于同一物种,A正确;鲫鱼发生的变异是随机的、不定向的,不是人工选择导致的,人工选择只决定生物进化的方向,但不能诱导变异的发生,B错误;生物进化的实质是种群基因频率的改变,C正确;人类的喜好相当于一种选择,会影响金鱼的进化方向,D正确。
3.[2021·广东卷] 孔雀鱼雄鱼的鱼身具有艳丽的斑点,斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代,但也容易受到天敌的捕食。关于种群中雄鱼的平均斑点数量,下列推测错误的是 (　C　)
A.缺少天敌,斑点数量可能会增多
B.引入天敌,斑点数量可能会减少
C.天敌存在与否决定斑点数量相关基因的变异方向
D.自然环境中,斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊
[解析] 缺少天敌,斑点数量多的雄鱼有更多的机会生存,且有更多的机会将多斑点的性状遗传给后代,A项正确;引入天敌,斑点数量多的雄鱼会由于天敌的捕食而数量减少,少斑点的雄鱼有更多的生存机会,且它们将少斑点的性状遗传给后代的机会也会增多,B项正确;与斑点数量相关基因的变异是不定向的,与天敌的存在无关,天敌的存在只是起到选择的作用,C项错误;斑点数量多的雄鱼有更多的机会繁殖后代,这是有利的方面,但是斑点数量多的雄鱼却容易受到天敌的捕食,因此自然环境中,斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊,D项正确。
4.[2021·广东卷] 人类(2n=46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成14/21平衡易位染色体,该染色体携带者具有正常的表现型,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(图8-9)。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(不考虑交叉互换),下列关于平衡易位染色体携带者的叙述,错误的是 (　C　)
图8-9
A.观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞
B.男性携带者的初级精母细胞含有45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)
[解析] 可选择有丝分裂中期的细胞来观察该变异,A项正确;正常人体细胞中含有46条染色体,其中有44条常染色体和2条性染色体,男性携带者由于其1条14号染色体与1条21号染色体发生了融合,所以其初级精母细胞中含有45条染色体,B项正确;女性携带者细胞中14/21平衡易位染色体与联会的14号、21号染色体随机分离,使得有的卵细胞含有22条染色体,有的卵细胞含有23条染色体,C项错误;女性携带者的卵原细胞中含有1条21号染色体、1条14号染色体和1条14/21平衡易位染色体,由于这三条染色体在减数分裂时随机移向细胞两极,因此其减数分裂会产生6种类型配子:①含1条14号染色体和1条21号染色体(正常)、②含1条14/21平衡易位染色体(异常)、③含1条21号染色体(异常)、④含1条14号染色体和1条14/21平衡易位染色体(异常)、⑤含1条14号染色体(异常)、⑥含1条21号染色体和1条14/21平衡易位染色体(异常),D项正确。
1.图①~④分别表示不同的变异类型。下列有关分析正确的是 (　D　)
A.①②都表示易位,发生在减数第一次分裂的前期
B.③表示染色体结构变异中的缺失
C.④一定是染色体结构变异中的重复导致的
D.四种变异都能够遗传
[解析] ①发生交叉互换的片段是在同源染色体上,该变异发生在减数第一次分裂前期,属于基因重组,②是发生在非同源染色体上,属于易位,A错误。③表示基因中碱基对的缺失,表示基因突变,B错误。④中可能是染色体结构变异中的重复或缺失,C错误。基因重组、基因突变和染色体变异都是可以遗传的,D正确。
2.关于人类“白化病”“猫叫综合征”和“青少年型糖尿病”的叙述,正确的是 (　B　)
A.都可通过光学显微镜检测染色体是否异常
B.患者父母不一定患病
C.都是遗传病,患者的后代都会患病
D.都是基因突变引起的
[解析] 白化病和青少年型糖尿病不是染色体异常遗传病,A错误;遗传病患者的父母不一定患遗传病,B正确;遗传病患者的后代不一定患病,C错误;“猫叫综合征”是染色体异常遗传病,是由染色体片段的缺失引起的,D错误。
3.小鼠(2N=40)胚胎期某细胞发生图示异常分裂(未绘出的染色体均正常),其中A为抑癌基因,a为A的突变基因。下列说法正确的是 (　C　)
A.该分裂过程中形成20个四分体
B.分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为1/2
C.子细胞aa在适宜条件下可能无限增殖
D.染色体异常分离与纺锤体无关
[解析] 由题意可知,该分裂过程是有丝分裂,无四分体,A错误。由于染色体的丢失是随机的,所以分裂产生Aa或aa子细胞的概率不一定为1/2,B错误。由题意可知A基因为抑癌基因,抑癌基因的作用是抑制细胞不正常增殖,若细胞中抑癌基因发生突变,则细胞在适宜条件下可能无限增殖,C正确。由于染色体是由纺锤体牵引至两极的,因此染色体异常分离可能与纺锤体形成有关,D错误。
4.下列关于进化的叙述正确的是 (　B　)
A.农药的使用促进了害虫发生变异,导致抗药性产生
B.猎豹和斑马奔跑迅速,是长期共同进化的结果
C.捕食者的存在导致被捕食者减少,从而导致生物多样性降低
D.显性性状容易显现,因此显性基因的频率会高于隐性基因的频率
[解析] 害虫由于基因突变产生抗药性,农药发挥的是选择作用,A错误;猎豹和斑马在追捕和逃避追捕的过程中奔跑速度都增加,是长期共同进化的结果,B正确;捕食者往往捕食个体数量多的物种,从而避免出现某个物种占绝对优势的局面,有利于增加生物多样性,C错误;显性性状若不适应环境则被淘汰,从而导致显性基因频率下降,隐性基因频率上升,D错误。
5.进化的红皇后假说认为,在通常的情况下,物种之间保持着一种动态平衡,物种间存在相互牵制的生态关系,例如一些昆虫取食时,植物会产生某种有毒物质抵制昆虫,昆虫也相应地产生解毒物质,下列分析正确的是 (　D　)
A.植物产生有毒物质的根本原因是自然选择的作用
B.一定浓度的有毒物质会诱导昆虫产生相应的解毒基因
C.具有抗毒性和不具抗毒性的昆虫不能进行基因交流
D.该假说认为一种生物的进化会导致其他生物的进化
[解析] 植物产生有毒物质的根本原因是基因突变,A项错误;昆虫相应的解毒基因是随机突变产生的,并不是由一定浓度的有毒物质诱导产生的,B项错误;具有抗毒性和不具抗毒性可能是一对相对性状,不影响昆虫的交配,这些昆虫能够进行基因交流,C项错误;该假说认为物种间存在相互牵制的生态关系,例如一些昆虫取食植物,植物会产生某种有毒物质抵制昆虫,昆虫也会相应地产生解毒物质,因此一种生物的进化可能会导致其他相关生物的进化,D项正确。
6.果蝇是生物科学研究中常用的模式生物。已知果蝇(2N=8) 的黑身基因(B)对灰身基因(b)为显性,位于常染色体上;红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染色体上。请回答下列相关的遗传学问题。
(1)若某个初级卵母细胞中,B基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离,产生的雌配子中染色体的数目为　3或5　。
(2)现有一只红眼黑身果蝇与一只白眼黑身果蝇交配,F1雄果蝇中有1/8为白眼灰身。则亲本中雌果蝇的基因型为　BbXRXr　。F1雌雄个体随机交配,F2中红眼果蝇与白眼果蝇的比例为　7∶9　。
(3)已知性染色体组成为XO(体细胞内只含有1条性染色体X)的果蝇表现为雄性不育。用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本进行杂交,在F群体中,发现一只白眼雄果蝇M。为探究M果蝇出现的原因,应选用果蝇M与　多只正常白眼雌果蝇　杂交,然后观察子代果蝇的表现型及比例。
①若　子代雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼(或子代红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇=1∶1)　,则M的出现是环境改变引起的。
②若　子代果蝇无论雌雄,均为白眼(或子代果蝇全为白眼)　,则M的出现是基因突变引起的。
③若无子代产生,则M的基因组成为XrO,其形成原因是　含Xr的正常雄配子与不含性染色体的异常雌配子结合　。
[解析] (1)果蝇(2N=8)正常形成的配子所含染色体数为4,若某个初级卵母细胞中,B基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离,则产生的次级卵母细胞中染色体数可能是3或5,所以最终经过减数第二次分裂产生的雌配子所含的染色体数目为3或5。(2)现有一只红眼黑身果蝇与一只白眼黑身果蝇交配,F1雄果蝇中有1/8为白眼灰身(bbXrY),可推知亲本基因型为BbXRXr和BbXrY。F1中雌果蝇基因型有1/2XRXr、1/2XrXr,雄果蝇基因型有1/2XRY、1/2XrY,F1雌配子基因组成有1/4XR、3/4Xr,雄配子基因组成有1/4XR、1/4Xr、1/2Y,因此,F1雌雄个体随机交配,F2中红眼果蝇的比例为1/4×1+3/4×1/4=7/16,白眼果蝇的比例为3/4×1/4+3/4×1/2=9/16,F2中红眼果蝇与白眼果蝇的比例为7∶9。(3)正常情况下:红眼雌果蝇(XRXR)×白眼雄果蝇(XrY)→XRXr(红眼雌果蝇)、XRY(红眼雄果蝇),即正常情况下在F群体中不会出现白眼雄果蝇,说明白眼雄果蝇M是变异产生的。为探究M果蝇出现的原因,应对该果蝇进行测交,即用果蝇M与多只正常白眼雌果蝇杂交,然后观察子代果蝇的表现型及比例。①若M的出现是环境改变引起的,其基因型为XRY,与XrXr杂交的结果应为子代雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼(或子代红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇=1∶1)。②若M的出现是基因突变引起的,其基因型为XrY,与XrXr杂交的结果应为子代果蝇无论雌雄,均为白眼(或子代果蝇全为白眼)。③若无子代产生,则M的基因组成为XrO,其形成原因是含Xr的正常雄配子与不含性染色体的异常雌配子结合。

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