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专题四遗传、变异和进化第三讲生物的变异与进化体验高考一、理解能力1．(2010·全国Ⅰ，4)关于在自然条件下，某随机交配种群中等位基因A、a频率的叙述，错误的是()A．在某种条件下两种基因的频率可以相等B．该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关C．一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境D．持续选择条件下，一种基因的频率可以降为零解析：遗传漂变和迁移也是造成种群基因频率发生变化的重要原因，故B项错误。在自然条件下，通过选择两种基因的频率可能相等；持续选择条件下，某种基因的频率可以降为零；优胜劣汰的结果是频率高的基因所控制的性状更适应环境。故选项A、C、D均正确。答案：B2．(2010·山东理综，2)下列符合现代生物进化理论的叙述是()A．物种的形成可以不经过隔离B．生物进化过程的实质在于有利变异的保存C．基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向D．自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率解析：根据现代生物进化理论的内容可知，隔离导致物种形成，物种形成可以不经过地理隔离，但必须有生殖隔离；生物进化的实质是种群基因频率的定向改变；自然选择决定生物进化的方向；自然选择的直接作用对象是个体，通过对个体的选择作用来改变种群的基因频率。答案：D二、获取信息的能力3．(2010·福建理综，5)下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是()A．①处插入碱基对G—CB．②处碱基对A—T替换为G—CC．③处缺失碱基对A—TD．④处碱基对G—C替换为A—T解析：首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为TTC，确定赖氨酸的密码子为AAG，①③处插入、缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变，④处碱基对替换后密码子为AAA还是赖氨酸，②处碱基对替换后密码子为GAG，对应谷氨酸。答案：B4．(2010·上海生物，28)某自花传粉植物种群中，亲代中AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是()A．55%和32.5%B．55%和42.5%C．45%和42.5%D．45%和32.5%解析：由题可推知亲代中Aa基因型个体占的比例为1－30%－20%＝50%，则亲代A的基因频率为30100AA＋50100Aa×12＝55%；基因型为AA的个体自交后代全部为AA，基因型为Aa的个体自交后代中有1/4为AA，所以F1中AA的基因型频率为30100AA×1＋50100Aa×14＝42.5%。答案：B5．(2010·天津理综，7Ⅱ)某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至1967年中期停用。右图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因，S表示野生敏感型基因。据图回答：(1)R基因的出现是的结果。(2)在RR基因型频率达到峰值时，RS、SS基因型频率分别为4%和1%，此时R基因的频率为________。(3)1969年中期RR基因型几乎消失，表明在的环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力________。(4)该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中，最终频率最高的基因型是_____，原因是。基因突变97%不再使用杀虫剂低SS在不使用杀虫剂环境下，持续的选择作用使R基因频率越来越低三、实验与探究能力6．(2010·福建理综，3)下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是()A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变解析：低温诱导染色体加倍的原理：抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向两极；卡诺氏液用于染色体的固定，解离液为盐酸酒精混合液；低温诱导染色体加倍的时期是前期，大多数细胞处于间期；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以用于染色体的染色。答案：C7．(2010·全国新课标，6)在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中()A．花色基因的碱基组成B．花色基因的DNA序列C．细胞的DNA含量D．细胞的RNA含量解析：基因是DNA分子上有遗传效应的片段，基因突变是指基因结构的改变，包括DNA上碱基对的增添、缺失和替换，不是碱基的组成发生改变，也不是细胞中的DNA含量变化和RNA含量变化，故A、C、D项都是错误的。答案：B四、综合应用能力8．(2010·江苏生物，10)为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是()A．利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体B．用被γ射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体C．将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成新个体D．用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体解析：A、B、C项分别得到四倍体、单倍体和二倍体，选项D中，化学试剂阻止了次级卵母细胞的正常分裂，生成含有两个染色体组的卵细胞，与精子(含一个染色体组)结合后，受精卵含三个染色体组，经培育形成三倍体牡蛎，故正确答案为D。答案：D9．(2010·江苏生物，12)根据现代生物进化理论，下列观点正确的是()A．人工培育的新物种只能生活在人工环境中B．生物进化的方向与基因突变的方向一致C．冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害D．受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代解析：抗药性强的个体更能适应环境，生存下来的个体有更多的机会将基因传给后代，D项正确；通过人工培育获得的新物种也能生活在自然环境中；生物进化的方向是定向的，而基因突变是不定向的，二者的方向不一定相同；C项不属于现代生物进化理论的观点。答案：D10．(2010·安徽理综，31Ⅰ)如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子，诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状，诱变1代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。(1)两个新性状中，棕色是________性状，低酚是________性状。(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是________，白色、高酚的棉花植株基因型是________。(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。显性隐性AaBBaaBb不发生性状分离(或全为棕色棉，或没有出现白色棉)解析：(1)由诱变当代自交，诱变1代发生性状分离可确定棕色为显性性状，低酚是隐性性状。(2)由诱变当代棕色、高酚自交结果，颜色发生性状分离，高酚稳定遗传，可确定棕色高酚植株的基因型为AaBB，同理可确定白色高酚植株的基因型为aaBb。(3)诱变1代中棕色高酚植株有纯合AABB和杂合的AaBB，自交不发生性状分离的为纯合体AABB。要培育棕色低酚的纯合植株AAbb，需用AABB植株与诱变1代的白色低酚aabb植株杂交，因要求尽快选育则需用可明显缩短育种年限的单倍体育种法育种。考点1三种可遗传变异的相关知识整合1．三种可遗传变异的比较类型项目基因突变基因重组染色体变异概念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在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合因染色体数目或结构发生变化而导致生物性状发生变异适用范围生物种类所有生物(包括病毒)均可发生自然状态下只发生于真核生物有性生殖过程中，为核遗传真核生物细胞增殖过程中均可发生生殖方式无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖类型自然突变诱发突变交叉互换自由组合人工DNA拼接技术染色体结构变异、染色体数目的变异发生时期DNA复制时(有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期)减数分裂四分体时期及减数第一次分裂过程中细胞分裂期产生机理DNA上发生碱基对的增添、缺失、改变，从而引起DNA碱基序列即遗传信息的改变非同源染色体上非等位基因的自由组合；交叉互换由于细胞分裂受阻，体细胞中染色体组成倍地增加；直接由生物的配子，如未受精卵细胞、花粉粒发育而来，使染色体组数成倍地减少产生结果产生新的基因只产生新的基因型，不产生新的基因不产生新的基因，但可引起基因数目或顺序的变化镜检光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定光镜下可检出育种应用诱变育种杂交育种基因工程育种单倍体育种多倍体育种2.网络图示(1)基因突变的原因、特点等(2)基因重组与进化的关系(3)细胞分裂图示分裂图形分裂类型有丝分裂减数分裂变异类型基因突变基因突变、基因重组1．交叉互换与染色体易位的区别交叉互换染色体易位图解发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生于非同源染色体之间属于基因重组属于染色体结构的变异区别在显微镜下观察不到可在显微镜下观察到2.基因突变与性状的关系(1)基因片段上碱基对的种类发生改变不一定会导致生物性状的改变，原因可有三：①突变部位可能在非编码部位(内含子和非编码区)。②基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，也不会导致性状的改变。(2)基因突变对后代性状的影响①基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。②基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，突变可能通过有性生殖传给后代。③生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。(3)基因突变引起性状的改变，具有突变性状的个体能否把突变基因传给后代，要看这种突变性状是否有很强的适应环境的能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖传给后代，否则为有害突变，被淘汰掉。3．单倍体、二倍体和多倍体【例1】(改编题)下列与变异有关的叙述中，正确的是()A．子代的性状分离是基因重组的结果B．用二倍体植物的花药离体培养，能得到叶片和果实较小的单倍体植物C．肺炎双球菌抗药性的变异来源有基因突变、基因重组和染色体变异三种类型D．若蝗虫的两个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因最可能是发生过交叉互换审题关键：“性状分离”、“基因重组”、“花药离体培养”、“果实”、“肺炎双球菌”、“染色单体”、“交叉互换”命题来源：基因突变、基因重组、染色体变异与减数分裂。听课心得思路分析：例如，黄色――→⊗黄色、绿色，出现了性状分离，这是由于等位基因分离导致，而不属于重组，所以A错误；二倍体的单倍体植株高度不育，不可能结果，所以B错误；肺炎双球菌是一种细菌，属于原核生物，细胞内无染色体，不可能出现染色体变异，也不可能出现基因重组，其变异来源只能是基因突变，所以C错误；两个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因本应相同，若不同只有交叉互换的可能性最大，因基因突变频率比较低，其可能性较低，所以D正确。答案：D【例2】(济宁5月模拟)右图为果蝇体细胞染色体图解，以下叙述错误的是()A．从染色体组成分析，如图所示的果蝇可以产生16种配子B．图中所示的细胞具有两个染色体组，其中Y染色体上的基因并不全是控制性别的基因C．对此果蝇进行基因组测序时需要检测5条染色体上基因的脱氧核苷酸排列顺序D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X(或Y)四条染色体携带了控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息听课心得审题关键：“染色体图解”的认识命题来源：减数分裂、染色体组概念、性染色体的特点、基因组测序。思路分析：图示果蝇体细胞中含有4对染色体(同源)，所以从染色体组成分析