【高考生物】变异和进化

规律总结
三种可遗传变异相关问题分析策略 (1)关于“互换”问题。同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于 基因重组;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”问题。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异;DNA 分子上若干碱基对的缺失属于基因突变。 (3)关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于分子水平的变化,光学 显微镜下观察不到;染色体变异属于细胞水平的变化,光学显微镜下可以观 察到。
解读 以在细胞分裂过程中出现的特殊结构为情境,综合考查细胞分裂和染色体 变异等方面的知识,体现了考查的基础性、综合性、应用性和创新性。
3.(2020山东,17)下图表示甲、乙两种单基因遗传 病的家系图和各家庭成员基因检测的结果。检测 过程中用限制酶处理相关基因得到大小不同的片 段后进行电泳,电泳结果中的条带表示检出的特定 长度的酶切片段,数字表示碱基对的数目。下列说 法正确的是( ) A.甲病的致病基因位于常染色体上,乙病的致病基 因位于X染色体上 B.甲病可能由正常基因发生碱基对的替换导致,替 换后的序列可被MstⅡ识别 C.乙病可能由正常基因上的两个BamHⅠ识别序列之间发生碱基对的缺失导致 D.Ⅱ4不携带致病基因、Ⅱ8携带致病基因,两者均不患待测遗传病
5.(2018全国Ⅰ理综,6)某大肠杆菌能在基本培养基上生长。其突变体M和 N均不能在基本培养基上生长,但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上 生长,N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨 基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后,再将菌体接种在基本培 养基平板上,发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断,下列说法不合理 的是( ) A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失 B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的 C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X D.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
答案 C 解析 该卵原细胞形成的第一极体的基因型为aaeeDd,A项错误;甲中基因E 与e在有丝分裂后期不分离,B项错误;形成乙的次级卵母细胞中不存在同 源染色体,因为由图上可知,存在交叉互换,故有等位基因,C项正确;甲形成 乙的过程中发生了基因重组,D项错误。
规律总结 (2)染色体结构变异与基因突变的判断
6.外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向。( √ ) 7.一般来说,基因频率高的基因所控制的性状更适应环境。( √ ) 8.物种的形成可以不经过隔离。( × )
9.长期使用农药后,害虫会产生很强的抗药性,这种抗药性的产生是因为农药诱
导害虫产生了抗药性突变。( × )
核心考点 能力突破
考点1 生物变异的类型及特点
答案 CD 解析 由甲病遗传系谱图可知,该病为常染色体隐性遗传病,由乙病电泳图可知,该家 系中4个个体都含有致病基因,因此可判断乙病致病基因位于常染色体上,A项错误; 由甲病电泳图可知,Ⅰ1和Ⅰ2经酶切电泳后有3种条带,而Ⅱ3却只有1种条带,说明变 异后不再被限制酶MstⅡ识别切割,B项错误;由乙病电泳图可知,表现型正常的Ⅰ5基 因酶切电泳条带有两种,患者Ⅰ6和Ⅱ7的基因被酶切电泳后只有1种条带,且条带碱 基对数减少,可判断乙病可能由正常基因上的两个BamHⅠ识别序列之间发生碱基 对的缺失导致,C项正确;由电泳图可知,Ⅱ4与Ⅱ3电泳条带完全不同,可判断Ⅱ4不携 带致病基因且不患待测遗传病,Ⅱ8与Ⅰ5电泳条带相同,可判断Ⅱ8携带致病基因且 不患待测遗传病,D项正确。
2.(2020山东,6)在细胞分裂过程中,末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定, 其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝点分裂后向两极移动时出现“染 色体桥”结构,如右图所示。若某细胞进行有丝分裂时,出现“染色体桥”并 在两着丝点间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极。不 考虑其他变异,关于该细胞的说法错误的是( ) A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构 B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变 C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段 D.若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞
答案 C 解析 由题干可知,姐妹染色单体连接在一起,着丝点分裂后向两极移动时出现 “染色体桥”结构,因此可在分裂后期观察到“染色体桥”结构,A项正确;进行有丝 分裂时,“染色体桥”在两着丝点间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到 细胞两极,因此其子细胞中染色体的数目不发生改变,B项正确;姐妹染色单体连 接在一起,着丝点分裂后出现“染色体桥”结构,其子细胞中染色体上不会连接非 同源染色体片段,C项错误;姐妹染色单体形成的“染色体桥”结构在分裂时,在两 着丝点间任一位置都可能发生断裂,形成的两条子染色体中一条子染色体可能 携带有2个相同基因,移到细胞一极,若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为 Aaa的子细胞,D项正确。
4.(2020山东济宁3月一模)图甲表示某动物卵原细胞中 的一对同源染色体,图乙表示该卵原细胞形成的卵细胞 中的一条染色体。若只考虑图中字母所表示的基因, 下列叙述正确的是( ) A.该卵原细胞形成的第一极体的基因型为aeD B.甲中基因E与e的分离发生在有丝分裂后期 C.形成乙的次级卵母细胞中不存在同源染色体,但存在等位基因 D.甲形成乙的过程中发生了基因突变或染色体结构变异
考向二 变异类型的判定 3.(2020山东滨州三模)T4噬菌体有野生型和甲、乙、丙三种突变型,甲、乙、丙独立感 染大肠杆菌时均无法增殖。不同的突变型噬菌体成对组合同时感染大肠杆菌时,两种 噬菌体在大肠杆菌细胞内产生的蛋白质可以共用;两个噬菌体的DNA会有类似真核生 物有性生殖中遗传物质交叉互换的过程(如图)。实验发现,甲与乙同时感染大肠杆菌 产生了子代噬菌体;甲与丙同时感染大肠杆菌大多数情况下不能产生子代噬菌体,但偶 尔也会产生子代噬菌体。 基于上述事实作出的推断不合理的是( ) A.甲、乙突变体是由不同基因突变形成的 B.甲、丙突变体产生的蛋白质不能相互弥补缺陷 C.甲、丙的相应突变基因是由不同基因突变而来 D.甲、丙突变体的DNA之间偶尔发生片段的交换
2.(2020山东日照4月一模)(多选)关于生物体性染色体的起源有两种假说:同 源假说和非同源假说。同源假说认为性染色体是同形染色体部分转移至 同 源染色体所致(如图所示)。下列生物学事实支持同源假说的是( )
A.X染色体上存在部分重复基因 B.减数分裂时X、Y染色体存在联会现象 C.果蝇的性别决定实际上不取决于细胞内是否存在Y染色体 D.人类女性体细胞内的两条X染色体中,有一条发生凝集而失活
答案 C 解析 癌细胞细胞膜表面会出现特有的蛋白,如Hale Waihona Puke Baidu胎蛋白和癌胚抗原,成为 异常抗原,A项正确;癌细胞具有容易扩散和转移的特点,故某部位发现的癌 细胞可能并不来源于该部位,B项正确;基因突变具有不定向性的特点,故同 种癌症细胞基因组的突变可能会不一样,C项错误;防癌疫苗可激发免疫系 统识别和清除癌细胞,故可预防病毒致癌因子引起的癌症发生,D项正确。
【概念辨析——判一判】
1.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。 ( × )
2.低温可抑制染色体着丝点分裂,使子染色体不能分别移向两极,导致染色体加
倍。( × ) 3.三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关。( √ ) 4.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素。( × ) 5.自然选择决定了生物变异和进化的方向。( × )
D.产生了新的基因型,没有产 生新基因 E.缺失、易位、倒位、重复
F.突变和基因重组 G.基因频率的改变 H.隔离
【应知应会——记一记】
1.基因突变是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料,是新基因产生 的途径。 2.基因重组的类型包括自由组合(减数第一次分裂后期)和交叉互换(四分 体时期)。 3.生物进化的实质是种群基因频率(而不是基因型频率)的改变。 4.物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离。 5.隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件,生殖隔离是 新物种形成的标志。
解读 以电泳图结合家系图这种新颖的情境,综合考查遗传规律、遗传病类型、基 因突变类型、限制酶识别特点、产前诊断等知识,体现了考查的基础性、综合性、 应用性和创新性。
4.(2019海南,11)下列有关基因突变的叙述,正确的是( ) A.高等生物中基因突变只发生在生殖细胞中 B.基因突变必然引起个体表现型发生改变 C.环境中的某些物理因素可引起基因突变 D.根细胞的基因突变是通过有性生殖传递的
答案 C 解析 由题意知,大肠杆菌X是由大肠杆菌M和N突变而来,大肠杆菌X既可以自身 产生氨基酸甲,也可以产生氨基酸乙,而突变体M不能产生氨基酸甲,突变体N不 能产生氨基酸乙。所以,将两个突变体单独在基本培养基中培养都不能生存。 将它们在既含氨基酸甲又含氨基酸乙的培养基中培养,两种突变体都可以生存。 然后本题的思路转移到了证明DNA是遗传物质的经典实验之一——肺炎双球 菌的转化实验中,突变体M和突变体N可以通过基因转移获得正常的基因,从而 恢复到了突变前的菌株X,细胞中的遗传物质是DNA而不是RNA,即促使两种突 变体转化成菌种X的不是RNA,而是遗传物质DNA。
答案 B 解析 由于基因P发生突变以后,转录的mRNA长度不变,所以应该是发生了 碱基对的替换,A项错误;mRNA长度不变,但翻译出肽链的氨基酸数目只有 正常肽链的3/4,很有可能是提前出现了终止密码子,因此突变后造成转录 形成的mRNA可能含有两个或多个终止密码子,B项正确;起始密码子的位 置向前移动会导致肽链的长度变长,C项错误;mRNA无法与核糖体正常结 合则不会有多肽链产生,D项错误。
答案 AB 解析 同源染色体上可能携带完全相同的基因,经过这种变化后,X染色体上 可能出现重复基因,A项正确;X、Y染色体虽然形态、大小有明显差异,但 在减数第一次分裂前期,仍和其他同源染色体一样正常联会,B项正确;果蝇 为XY型性别决定,但实际上不取决于细胞内是否存在Y染色体,不能支持 同源假说,C项错误;人类女性体细胞内的两条X染色体中,有一条发生凝集 而失活,不能支持同源假说,D项错误。
解读 该题以突变体筛选为背景,考查微生物遗传变异、基因重组和突变体筛选 等核心概念,生物学基本概念构成了学科基本框架,对于生物学学科核心素养培 育至关重要,也是落实生命观念核心素养的关键所在。
梳理网络 强基固本
【构建网络——填一填】
A.碱基对增添、缺失和替换 B.原基因的等位基因 C.减数第一次分裂的四分体 时期和后期
01 重做真题 感悟考情
内
容
索
02 梳理网络 强基固本
引
03 核心考点 能力突破
重做真题 感悟考情
1.(2020山东,4)人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后,其DNA会以游离的 形式存在于血液中,称为cfDNA;胚胎在发育过程中也会有细胞脱落破碎, 其DNA进入孕妇血液中,称为cffDNA。近几年,结合DNA测序技术,cfDNA 和cffDNA在临床上得到了广泛应用。下列说法错误的是( ) A.可通过检测cfDNA中的相关基因进行癌症的筛查 B.提取cfDNA进行基因修改后直接输回血液可用于治疗遗传病 C.孕妇血液中的cffDNA可能来自于脱落后破碎的胎盘细胞 D.孕妇血液中的cffDNA可以用于某些遗传病的产前诊断
答案 C 解析 基因突变具有随机性,基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期, 也可以发生在不同的细胞、细胞内不同的DNA分子上或同一DNA分子的 不同部位,A项错误;由于密码子的简并性,若基因突变后编码的氨基酸不变, 则个体表现型不变,B项错误;诱发生物发生基因突变并提高突变频率的物 理因素中有紫外线、X射线及其他辐射等,C项正确;根细胞只能进行有丝 分裂,不能进行减数分裂,减数分裂过程中发生的基因突变可通过有性生殖 传递给后代,D项错误。
【热考内容练析】
考向一 三种可遗传的变异类型和特点 1.(2020山东临沂4月一模)果蝇的基因P发生突变后,转录出的mRNA长度不 变,但翻译出肽链的氨基酸数目只有正常肽链的3/4。下列原因分析正确的 是( ) A.该基因突变可能是碱基对的缺失 B.该基因突变后转录形成的mRNA可能含有两个或多个终止密码子 C.该基因突变可能导致起始密码的位置发生了向前移动 D.该基因突变可能导致mRNA无法与核糖体正常结合