高频考点06变异与进化（原卷版）

高频考点06变异与进化2021年2022年2023年1月6月1月6月1月6月变异的来源2分2分2分育种2分生物进化2分2分2分2分2分基因频率2分分值合计4分4分2分4分2分4分本专题的考查主要集中在变异的来源及其在生物进化等方面。题型上，主要以单选题出现，设题情境大都为生物的变异或育种实例。进化题已出现的高考试题中多为单项选择题，非选择题偶有出现。难度上，多为中档题或容易题，但基因频率的计算类试题较难。变异类型的考查常以变异的实例为情境，通过案例分析理解基因突变、基因重组和染色体变异；育种知识的考查常与生产、生活实际联系起来；已出现的高考试题中集中考查现代生物进化理论的内容与基因频率的计算；现代生物进化理论内容的考查常以自然界存在的进化实例为情境，通过案例分析理解现代生物进化的内容，从而形成科学的进化与适应观。1.生物变异的来源四倍体产生配子的分析方法：(1)若四倍体基因型为aaaa,其减数分裂产生aa一种配子;(2)若四倍体基因型为AAaa,其减数分裂产生AA、Aa、aa三种配子,且比例为1∶4∶1;(3)若四倍体基因型为Aaaa,其减数分裂产生Aa、aa两种配子,且比例为1∶1。2.变异在生产上的应用为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性,可采取如下措施:①基因策略:包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等。例如,早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因,抗虫机制比较单一;现在经常将两种或两种以上Bt基因同时转入棉花。②田间策略:主要是为棉铃虫提供庇护所。例如我国新疆棉区,在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花,为棉铃虫提供专门的庇护所;长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式,为棉铃虫提供天然的庇护所。③国家宏观调控政策:如实施分区种植管理等。3.生物的进化自然选择决定生物进化的方向。变异是不定向的不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累→种群的基因频率发生定向改变生物朝一定的方向不断进化。(1)在自然选择的过程中,直接选择的是表型,而不是控制该性状的基因型,但选择可导致控制该性状的基因的频率上升或下降。(2)外界环境不会使生物产生定向变异,生物的变异是不定向的。题型01生物变异的来源1.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2.酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%,而东亚人群中是30%~50%。下列叙述错误的是()A.相对于高加索人群,东亚人群饮酒后面临的风险更高B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物C.ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过蛋白质控制生物性状D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸,从而预防酒精中毒3.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4.大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化=1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异()5.为了分析某21三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙述错误的是()A.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常B.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常C.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常D.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常6.蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)为二倍体,由受精卵发育而来;雄蜂是单倍体,由未受精卵发育而来。由此不能得出()A.雄蜂体细胞中无同源染色体B.雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半C.蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合D.蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同7.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.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8.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表。据表推测水稻同源染色体发生了随机互换,下列叙述不正确的是()位点1位点2位点3位点4位点5位点6A/AA/AA/AA/AA/AA/A纯合抗虫水稻亲本G/GG/GG/GG/GG/GG/G纯合易感水稻亲本G/GG/GA/AA/AA/AA/A抗虫水稻1A/GA/GA/GA/GA/GG/G抗虫水稻2A/GG/GG/GG/GG/GA/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AT碱基对,另一条DNA上为GC碱基对A.抗虫水稻1的位点23之间发生过交换B.易感水稻1的位点23及56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26之间题型02变异在生产中的应用1.《尔雅》《四民月令》和《齐民要术》中记载,麻为雌雄异株,黑、白种子萌发分别长成雌、雄植株,其茎秆经剥皮、加工后生产的纤维可用于制作织物。雄麻纤维产量远高于雌麻,故“凡种麻,用白麻子”。依据上述信息推断,下列叙述错误的是()A.可从雄麻植株上取部分组织,体外培养产生大量幼苗用于生产B.对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长,增加纤维产量C.因为雌麻纤维产量低,所以在生产中无需播种黑色种子D.与雌雄同花植物相比,麻更便于杂交选育新品种2.蓝粒小麦是小麦(2n=42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的,其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,研究人员设计了如图所示的杂交实验。回答下列问题:(1)亲本不育小麦的基因型是,F1中可育株和不育株的比例是。

(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是。

(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离,来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配,最终能产生种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是。

(4)F3蓝粒不育株体细胞中有条染色体,属于染色体变异中的变异。

(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现:①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1,说明

;

②蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1,说明。符合育种要求的是(填“①”或“②”)。

3.我国科学家利用栽培稻(H)与野生稻(D)为亲本,通过杂交育种方法并辅以分子检测技术,选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段(含有耐缺氮基因TD),L7的7号染色体上带有D的染色体片段(含有基因SD),两个品系的其他染色体均来自H(图1)。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交,利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测,对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测,检测结果以带型表示(图2)。回答下列问题:(1)为建立水稻基因组数据库,科学家完成了水稻条染色体的DNA测序。

(2)实验一F2中基因型TDTD对应的是带型。理论上,F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为。

(3)实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108,表明F2群体的基因型比例偏离定律。进一步研究发现,F1的雌配子均正常,但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常,推测无活性的花粉带有(填“SD”或“SH”)基因。

(4)以L7和L12为材料,选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X(图3)。主要实验步骤包括:①;②对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型的植株即为目的植株。

(5)利用X和H杂交得到F1,若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同,雌配子均有活性,则F2中与X基因型相同的个体所占比例为。

4.玉米是我国重要的农作物,研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒,这些植株所占比例约为。

(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础,研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中,获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。实验方案Ⅰ.转基因玉米×野生型玉米Ⅱ.转基因玉米×甲品系Ⅲ.转基因玉米自交Ⅳ.野生型玉米×甲品系预期结果①正常籽粒∶干瘪籽粒≈1∶1②正常籽粒∶干瘪籽粒≈3∶1③正常籽粒∶干瘪籽粒≈7∶1④正常籽粒∶干瘪籽粒≈15∶1(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1),使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为。

图1(4)为确定A基因在玉米染色体上的位置,借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1,F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,如图2所示。图2统计干瘪籽粒(F2)的数量,发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。题型03生物的进化1.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2.“油菜花开陌野黄,清香扑鼻蜂蝶舞。”菜籽油是主要的食用油之一,秸秆和菜籽饼可作为肥料还田。下列叙述错误的是()A.油菜花通过物理、化学信息吸引蜂蝶B.蜜蜂、蝴蝶和油菜之间存在协同进化C.蜂蝶与油菜的种间关系属于互利共生D.秸秆和菜籽饼还田后可提高土壤物种丰富度3.科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充,下列叙述错误的是()A.新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正B.自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正C.RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充D.具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充4.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.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6.人与黑猩猩是从大约700万年前的共同祖先进化而来,两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,但α链的相同位置上有一个氨基酸不同,据此不能得出()A.这种差异是由基因中碱基替换造成的B.两者共同祖先的血红蛋白也有α链C.两者的血红蛋白都能行使正常的生理功能D.导致差别的变异发生在黑猩猩这一物种形成的过程中7.白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定,H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食。图示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例,下列分析错误的是()A.草食动物是白车轴草种群进化的选择压力B.城市化进程会影响白车轴草种群的进化C.与乡村相比,市中心种群中h的基因频率更高D.基因重组会影响种群中H、D的基因频率题型04基因频率和基因型频率的题型探究1.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%2.人的扣手行为属于常染色体遗传,右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述正确的是()A.该群体中两个左型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率为3/50B.该群体中两个右型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率为25/324C.该群体下一代AA基因型频率为0.16,aa基因型频率为0.64D.该群体下一代A基因频率为0.4,a基因频率为0.63.在某生态系统中引入一定数量的一种动物,以其中一种植物为食。该植物种群基因型频率初始状态时为0.36AA、0.50Aa和0.14aa。最终稳定状态时为0.17AA、0.49Aa和0.34aa。下列相关推测合理的是()A.该植物种群中基因型aa个体存活能力很弱,可食程度很高B.随着动物世代增多,该植物种群基因库中A基因频率逐渐增大C.该动物种群密度最终趋于相对稳定是由于捕食关系而非种内竞争D.生物群落的负反馈调节是该生态系统自我调节能力的基础4.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()A.15%、85%B.25%、75%C.35%、65%D.45%、55%【归纳总结】1．基因突变对氨基酸序列的影响(1)替换：除非终止密码子提前或延后出现，否则只改变1个氨基酸或不改变。(2)增添：插入位置前的氨基酸序列不改变，影响插入位置后的氨基酸序列。(3)缺失：缺失位置前的氨基酸序列不改变，影响缺失位置后的氨基酸序列。2．细胞癌变(1)原因：致癌因子(物理因素、化学因素、生物因素等)使原癌基因和抑癌基因发生突变。①原癌基因：主要负责调节细胞周期，是细胞正常的生长和增殖所必需的。②抑癌基因：表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡。(2)特征：能够无限增殖；形态结构发生显著变化；细胞膜上的糖蛋白等物质减少，癌细胞间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。3．“三看法”判断可遗传变异的类型(1)“一看”基因组成：看染色体上的基因组成是否发生改变，若发生改变，则为基因突变。(2)“二看”基因位置：若基因的种类和数目未变，但染色体上的基因位置改变，则为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”或基因重组中的“互换”。(3)“三看”基因数目：若基因的数目改变，但基因的种类和位置未变，则为染色体数目变异；若基因数目和位置改变，但基因的种类不变，则为染色体结构变异中的“重复”或“缺失”。4．染色体组数的判定方法(1)染色体组的概念：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。(2)判定染色体组数的三种方法：一看细胞内形态相同的染色体数，有几条，就含几个染色体组；二看生物体的基因型，控制同一性状的基因出现几次，就有几个染色体组；三根据染色体数和染色体形态数来推算，染色体组数＝染色体数/染色体形态数。5.生物进化与生物多样性的关系①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。②生物多样性的形成是协同进化的结果。生物多样性的形成经历了漫长的进化历程。1.(2022浙江6月选考,3,2分)猫叫综合征是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种变异属于()A.倒位B.缺失C.重复D.易位2.(2021浙江6月选考,6,2分)α珠蛋白与α珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成,其中第1—138个氨基酸完全相同,其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明()A.该变异属于基因突变B.基因能指导蛋白质的合成C.DNA片段的缺失导致变异D.该变异导致终止密码子后移3.(2021浙江1月选考,4,2分)野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼,是由于某个染色体中发生了如图所示变化,a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体畸变中的()A.缺失B.重复C.易位D.倒位4.(2018浙江4月选考,3,2分)将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中,培育成耐低温的西红柿新品种。这种导入外源基因的方法属于()A.杂交育种B.转基因技术C.单倍体育种D.多倍体育种5.(2023浙江6月选考,3,2分)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6.(2023浙江6月选考,9,2分)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