2026届高三二轮复习课件 生物 大单元5 遗传的分子基础、变异与进化 层级2 二轮核心 精研专攻

层级二二轮核心•精研专攻2026【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DNAD.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ATPC.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①5'-UCUACA-3'③5'-AGCUGU-3'②5'-UGUAGA-3'④5'-ACAGCU-3'A.①③ B.①④

C.②③

D.②④C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.3/5B.3/4C.2/3D.1/2A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FFFfff基因型FFFfffDD++-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∶3ffDd(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)

②20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。

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2NNNnnn位点1MM94121118044Mm227340mm2900A.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。