专题五-遗传的分子基础、变异与进化.docx

专题五　遗传的分子基础、变异与进化
[课标内容]　1.亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上。2.由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的。3.地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先。4.适应是自然选择的结果。
梳理核心知识

提示　深思1：不需要，RNA聚合酶有解旋功能。
深思2：不是，差速离心需在同一过程中多次改变转速，以分离多种不同物质或细胞器。
深思3：是遗传物质变化引起的性状变异，可以遗传(采用有性生殖或无性生殖方式)，但并不是一定会遗传给后代，也并不一定是可育的。

1.荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物体后，容易被巨噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗巨噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。

2.在噬菌体侵染细菌的实验中选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记，而不用14C和18O同位素标记的原因：因为S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P几乎都存在于DNA分子中。用14C和18O同位素标记是不可行的，因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中都含有这两种元素。

3.选用细菌或病毒作为实验材料研究遗传物质的优点：成分和结构简单，繁殖速度快，容易分析结果。

4.从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。

5.DNA分子杂交技术可以用来比较不同生物DNA分子的差异。不同生物的DNA分子互补的碱基序列结合形成杂合双链区的部位越多，说明两种生物亲缘关系越近。

6.转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T；转录成的RNA的碱基序列与该DNA的另一条链（非模板链）的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。

7.密码子的简并性对生物体的生存发展的意义：在一定程度上能防止由碱基改变而导致的遗传性状的改变。

8.红霉素能与核糖体结合，通过抑制翻译过程来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长。环丙沙星抑制细菌DNA的复制过程，从而抑制细菌的增殖过程。利福平通过抑制RNA聚合酶的活性，可以抑制细菌的转录过程。因此这些抗生素可用于治疗因细菌感染而引起的疾病。

9.柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰抑制了基因的表达，进而对表型产生了影响。DNA甲基化修饰可以遗传给后代。

10.除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。

11.当DNA分子复制过程中出现差错时，其所携带的遗传信息发生改变，但由于密码子具有简并性，DNA编码的氨基酸序列不一定改变。所对应的性状也不一定改变。

12.三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的生殖细胞。

1.判断有关DNA的结构与复制说法的正误
(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。(×)
(2)分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体，可得到被标记的噬菌体。(×)
(3)在噬菌体侵染细菌实验过程中，通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。(×)
(4)在用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。(√)
(5)同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过氢键相连。(×)
(6)DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸，每个碱基都连接一个脱氧核糖。(×)
(7)DNA复制合成的子代DNA一条链中嘌呤和嘧啶的数量相等。(×)
2.判断有关基因表达的说法的正误
(1)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。(√)
(2)一种tRNA只能转运一种氨基酸，一种氨基酸可能由多种tRNA转运。(√)
(3)每种氨基酸都对应多个密码子，每个密码子都决定一种氨基酸。(×)
(4)存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质。(√)
(5)一个mRNA中含有多个密码子，一个tRNA中只含有一个反密码子。(√)
(6)核糖体与mRNA结合部位形成3个tRNA结合位点。(×)
(7)胰岛细胞和未成熟的红细胞所含有的基因和种类不同。(×)
(8)DNA甲基化会导致基因碱基序列的改变。(×)
3.判断有关变异与育种说法的正误
(1)基因突变一定导致生物性状改变，但不一定遗传给后代。(×)
(2)原癌基因与抑癌基因只存在于癌细胞中。(×)
(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会导致染色体结构变异。(×)
(5)淀粉分支酶基因中插入一段外来DNA序列属于基因突变。(√)
(6)多倍体生物的单倍体都是高度不育的。(×)
(7)基因重组发生在受精作用过程中。(×)
(8)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化。(√)
(9)用射线照射大豆使其基因结构发生定向改变，获得种子性状发生变异的大豆属于诱变育种。(×)
(10)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.判断有关生物进化说法的正误
(1)为了适应冬季寒冷环境，植物会产生抗寒性变异。(×)
(2)一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境。(√)
(3)生物形成的适应性特征不会遗传给后代。(×)
(4)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。(√)
(5)生物进化时基因频率总是变化的。(√)
(6)害虫抗药性增强，是因为杀虫剂刺激害虫产生抗药性，并在后代中不断积累。(×)
(7)捕食关系会降低物种的多样性。(×)
(8)协同进化是指生物和生物之间在相互影响中不断进化和发展。(×)

1.在噬菌体侵染细菌实验中，搅拌和离心的目的分别是　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
2.将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带标记
3.一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
4.原核生物的拟核基因表达速率往往比真核生物的核基因表达的速率要快很多，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　原核生物基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物基因表达时先完成转录，再完成翻译
5.囊性纤维病的发病原因说明了基因控制生物性状的途径之一是　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
6.DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失是否一定是基因突变？原因是　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　不一定。基因突变是发生在基因中碱基的替换、增添或缺失，若碱基的替换、增添或缺失发生在没有遗传效应的DNA片段，则不属于基因突变
7.三倍体西瓜没有种子的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　三倍体在减数分裂时染色体联会紊乱，无法产生正常的配子
8.物种是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物
9.什么是“精明的捕食者”策略？其原因是什么？

提示　捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，否则自己也无法生存，这就是“精明的捕食者”策略。其基础是捕食者和被捕食者的负反馈调节。
10.协同进化是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　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

1.(2021·全国乙卷，5，改编)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是(　　)
A.与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌
答案　D
解析　S型菌与R型菌最主要的区别是前者具有多糖类的荚膜，后者不具有多糖类的荚膜，S型细菌有毒，故推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A正确；加热杀死的S型菌其蛋白质已经被破坏，而分离出的S型菌有毒性，即具备活性蛋白，可推出S型菌的DNA能够进入R型菌细胞中指导蛋白质的合成，B正确；加热可使蛋白质变性，由实验结果R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌可知，S型菌的遗传物质未受影响，即加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而其DNA功能可能不受影响，C正确；S型菌的DNA经DNA酶处理后，被降解，失去活性，故与R型菌混合后，无法得到S型菌，D错误。
2.(2021·选择性考试河北卷，8)关于基因表达的叙述，正确的是(　　)
A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B.DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C.翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D.多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
答案　C
解析　绝大多数生物的遗传物质是DNA，其RNA和蛋白质均由DNA编码，也有某些病毒的遗传物质是RNA，部分RNA病毒可直接以RNA作为模板合成RNA和蛋白质，A错误；RNA聚合酶催化转录过程，从启动子开始启动转录，到终止子结束，终止密码子存在于mRNA上，B错误；翻译过程中，mRNA与tRNA的碱基互补配对，从而保证遗传信息传递的准确性，C正确；多肽链的合成过程中，核糖体读取mRNA上的密码子，D错误。
3.(2021·选择性考试湖南卷，8)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(　　)
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
答案　B
解析　金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代，因此二者属于同一物种，A正确；鲫鱼的变异是随机的、不定向的，并不是人工选择使之发生变异，B错误；生物进化的实质是种群基因频率发生改变，C正确；人类的喜好决定了人工选择的方向，所以也影响了金鱼的进化方向，D正确。
4.(2020·全国卷Ⅲ，3)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(　　)

A.一种反密码子可以识别不同的密码子
B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C.tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
答案　C
解析　根据图像可知，反密码子CCI可与mRNA中的GGU、GGC、GGA互补配对，说明一种反密码子可以识别不同的密码子，A正确；密码子与反密码子的碱基互补配对，密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合，B正确；tRNA分子和mRNA分子都是单链结构，C错误；由于某些氨基酸可对应多种密码子，故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。
5.(2020·全国卷Ⅰ，32)遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：
(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是__________________________________。
(2)在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是____________________，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是__________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组　(2)控制新性状的基因型是杂合的　通过自交筛选性状能稳定遗传的子代
解析　(1)互换型基因重组发生在减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会过程中，在该过程中非姐妹染色单体之间进行互换；自由组合型基因重组发生在减数分裂Ⅰ后期，伴随着非同源染色体的自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)诱变育种过程中，突变体一般为杂合子，即控制新性状的基因型是杂合的，不能稳定遗传；对于杂合子，可以采用连续自交和不断选择的方法，获得纯合子，即通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。
微专题1　遗传的分子基础

1.遗传物质的探索过程
(1)肺炎链球菌转化实验

(2)噬菌体侵染细菌实验的误差分析　不能侵染肺炎链球菌
①32P标记DNA的噬菌体侵染大肠杆菌

②用35S标记蛋白质的噬菌体侵染大肠杆菌

提醒：①不能用35S和32P标记同一T2噬菌体。放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
②不能用培养基直接培养T2噬菌体。
③加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。
2.遗传信息的传递和表达
(1)DNA分子复制(以真核细胞为例)：DNA→DNA

(2)转录：DNA→RNA

(3)翻译：mRNA→蛋白质

提醒：①原核细胞中边转录边翻译，真核细胞中核基因的表达先在细胞核中转录，后在细胞质中完成翻译过程。
②多聚核糖体现象：真、原核细胞中都存在，可同时合成多条多肽链，但不能缩短每条肽链的合成时间。
③起点问题：在一个细胞周期中，DNA复制一次，每个复制起点只起始一次；而在一个细胞周期中，基因可多次转录，因此转录起点可多次起始。
④范围问题：DNA复制时整个DNA分子为单位进行，产生两个相同的子代DNA分子。转录时，是以基因为单位进行，产生一段RNA，该RNA分子的长度远小于DNA分子。
⑤翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而依次读取密码子，最终因为模板mRNA相同，合成的多个多肽的氨基酸序列完全相同。
3.基因与性状的关系
(1)基因控制性状的途径

提醒：若最终合成的物质并非蛋白质(如植物激素)，则基因对其控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性状”这一间接途径实现的。
(2)表观遗传

考向1　围绕遗传物质的探索过程考查科学探究的能力
1.(2021·华东师大附中质检)下列关于科学家探究“DNA是遗传物质”实验的叙述中正确的是(　　)
A.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明了DNA是遗传物质
B.艾弗里将S型菌的DNA与R型活菌混合培养，只有部分R型菌转化为S型菌
C.35S标记的是T2噬菌体的DNA，32P标记的是T2噬菌体的蛋白质
D.噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质
答案　B
解析　格里菲思的体内转化实验只能证明S型细菌含有能让R型细菌转化的转化因子，但不能证明该转化因子就是DNA，A错误；艾弗里的体外转化实验中，将S型菌的DNA与R型菌混合，并不是全部的R型菌都转化为S型菌，B正确；T2噬菌体的DNA不含S元素，T2噬菌体的蛋白质不含P元素，C错误；噬菌体侵染细菌的实验只证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，D错误。
2.下表为T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验设计方案，下列叙述不正确的是(　　)
组别
大肠杆菌材料
T2噬菌体材料
检测结果
甲
35S标记的大肠杆菌
未被标记的T2噬菌体
培养一段时间后，搅拌离心，检测子代T2噬菌体的放射性
乙
未被标记的大肠杆菌
32P标记的T2噬菌体
A.甲组的子代T2噬菌体全部含放射性
B.乙组的子代T2噬菌体部分含放射性
C.该实验能证明只有DNA才是T2噬菌体的遗传物质
D.乙组含放射性的子代T2噬菌体个数与培养时间无关
答案　C
解析　甲组中用35S标记的是大肠杆菌中的氨基酸和蛋白质，用未被标记的T2噬菌体侵染被35S标记的大肠杆菌后，合成子代T2噬菌体蛋白质所需的原料全部由大肠杆菌提供，因此甲组的子代T2噬菌体全部含放射性，A正确；乙组用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，合成子代T2噬菌体DNA时，由大肠杆菌提供原料，部分子代T2噬菌体因含有亲代T2噬菌体的DNA链而含有放射性，另一部分子代T2噬菌体无放射性，B正确；该实验不能证明只有DNA才是T2噬菌体的遗传物质，C错误；乙组用32P标记的是T2噬菌体，无论培养多少代，子代中含有放射性的个体数目是一定的，与培养时间无关，D正确。
考向2　围绕遗传信息的传递和表达，考查科学思维能力
3.(2021·中原名校质量考评)DNA半保留复制过程是分别以解旋的两条链为模板，合成两个子代DNA分子，在复制起始点呈现叉子的形式，被称为复制叉。DNA连接酶可以将脱氧核苷酸片段连接在一起，如图表示某DNA分子复制的过程。下列说法错误的是(　　)

A.在复制叉的部位结合有解旋酶、RNA聚合酶
B.DNA复制过程中需要DNA连接酶的参与
C.前导链和后随链延伸的方向都是由5′端向3′端
D.该过程发生的场所不一定是细胞核、线粒体和叶绿体
答案　A
解析　复制叉处进行DNA解旋、合成新链，所以需要解旋酶和DNA聚合酶，A错误；后随链先形成DNA单链的片段，之间需要DNA连接酶相连接，B正确；据图可知，DNA两条链的方向是相反的，但前导链和后随链延伸的方向都是由5′端向3′端，C正确；DNA复制可以发生在原核细胞中，D正确。
4.(2021·山西师大附中质检)如图代表人体胰岛细胞中合成胰岛素的某一过程(AA代表氨基酸)。下列叙述正确的是(　　)

A.所示过程的模板是DNA的一条链
B.图中所示过程只有两种RNA参与
C.该过程形成的是多肽，要经过加工才能形成胰岛素
D.运输氨基酸的工具是rRNA，其中也含碱基对和氢键
答案　C
解析　图中所示的过程是翻译，其模板是mRNA，A错误；翻译过程三种RNA都要参与，B错误；核糖体上合成的物质是多肽，还需要在内质网和高尔基体上进一步加工，C正确；运输氨基酸的工具是tRNA，D错误。
考向3　围绕中心法则与表观遗传，考查综合分析问题的能力
5.(2021·山东烟台调研)2020年诺贝尔生理学或医学奖颁给了哈维·阿尔特、迈克尔·霍顿和查尔斯·赖斯这三位伟大的科学家，奖励他们在发现丙型肝炎病毒上作出的贡献。如图为丙型肝炎病毒的增殖过程，下列相关叙述错误的是(　　)

A.该病毒和HIV的增殖过程都需要逆转录酶的参与
B.该病毒侵入宿主细胞后，③过程通常发生在④过程之前
C.③④⑤⑥过程都发生了碱基配对且配对方式完全相同
D.④⑤过程需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的数目不相同
答案　A
解析　由图可以直接看出该病毒的增殖没有逆转录过程，不需要逆转录酶的参与，A错误；④过程为RNA复制，需要RNA复制酶的催化，而宿主细胞中不含有RNA复制酶，故③过程通常发生在④过程之前，B正确；④⑤过程发生＋RNA和－RNA之间的配对，③⑥过程发生＋RNA上的密码子和tRNA上的反密码子之间的配对，配对方式都是A—U、C—G，C正确；④过程合成的是－RNA，⑤过程合成的是＋RNA，两者需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的数目不相同，D正确。
6.(2021·河北正定调研)许多基因的前端有一段特殊的碱基序列(富含CG重复序列)决定着该基因的表达水平，若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为5－甲基胞嘧啶，就会抑制基因的转录。下列相关叙述正确的是(　　)
A.在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接
B.胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变
C.基因的表达水平与基因的甲基化程度无关
D.胞嘧啶甲基化可能会阻碍RNA聚合酶与基因前端的特殊碱基序列结合
答案　D
解析　在一条脱氧核苷酸单链上相邻的C和G之间不是通过氢键连接，而是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，A错误；胞嘧啶甲基化会抑制基因转录过程，对已经表达的蛋白质的结构没有影响，B错误；基因的表达水平与基因的转录有关，而基因转录与基因甲基化程度有关，故基因表达水平与基因的甲基化程度有关，C错误；根据胞嘧啶甲基化会抑制基因的转录可推知胞嘧啶甲基化可能会阻碍RNA聚合酶与基因前端的特殊碱基序列结合，D正确。
微专题2　可遗传变异的类型和特点

1.突破生物变异的4大问题

提醒：①基因突变一定会导致基因碱基序列的改变，但不一定引起生物性状的改变。
②真核生物DNA的非基因区发生碱基改变不属于基因突变，突变的基因不一定都能遗传给后代。
③自然条件下，病毒的可遗传变异只有基因突变。
④基因重组一般发生在控制不同性状的基因间，至少涉及两对等位基因，如AABb自交不能发生基因重组，受精过程中也不发生基因重组。
2.“两看”法界定二倍体、多倍体、单倍体

提醒：①单倍体并非都不育，其细胞中也并非都只有一个染色体组，且并非都一定没有等位基因和同源染色体。如由多倍体的配子发育成的个体，若含偶数个染色体组，则形成的单倍体含有同源染色体及等位基因。
②二倍体并非一定可育，如异源二倍体。
③“可遗传”不等于可育。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异。

考向1　围绕变异的类型及特点，考查分析判断能力
1.(2021·辽宁沈阳市联考)下列关于生物变异的叙述，错误的是(　　)
A.三种可遗传变异均可改变基因中的遗传信息
B.基因突变一定改变遗传信息，但不一定改变生物性状
C.基因重组可以发生于减数分裂Ⅰ的前期或后期
D.同一染色体上基因位置改变引起性状改变属于染色体结构变异
答案　A
解析　基因重组和染色体变异不改变基因中的遗传信息，A错误；由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定能改变生物的性状，B正确；减数分裂Ⅰ后期，非同源染色体的自由组合及前期四分体上的非姐妹染色单体间互换均可导致基因重组，C正确；同一染色体上基因位置改变引起生物性状改变属于染色体结构变异，D正确。
2.(2021·山东青岛调研)视网膜母细胞瘤基因(R)是一种抑癌基因，杂合子(Rr)仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中，一旦体细胞的杂合性丢失形成纯合子(rr)或半合子(r)，形成的细胞就会失去抑癌功能而发生恶性转化。如图为视网膜母细胞瘤细胞杂合性丢失的可能机制，下列分析正确的是(　　)

A.情况1一定是含R基因的染色体组缺失而导致半合子(r)的产生
B.情况2一定是含R或r基因的染色体易位而导致纯合子(rr)的产生
C.情况3一定是含R基因的染色体片段倒位而导致半合子(r)的产生
D.情况4一定是R基因突变成r基因而导致纯合子(rr)的产生
答案　D
解析　情况1可能是含R基因的染色体缺失而导致半合子(r)的产生，不是缺乏一个染色体组，A错误；情况2是有丝分裂后期，含r基因的姐妹染色单体在着丝粒分裂后移向细胞同一极，含R基因的姐妹染色单体在着丝粒分裂后移向细胞另一极，导致纯合子(rr)的产生，B错误；情况3是缺失了含R基因的染色体片段而导致半合子(r)的产生，C错误；情况4一定是R基因突变成r基因而导致纯合子(rr)的产生，D正确。
考向2　生物变异类型及相关实验探究
3.(2021·郑州一中检测)已知性染色体组成为XO(体细胞内只含1条性染色体X)的果蝇，表现为雄性不育。用红眼雌果蝇(XAXA)与白眼雄果蝇(XaY)为亲本进行杂交，在F1群体中，发现一只白眼雄果蝇(记为“W”)。为探究W果蝇出现的原因，某学校研究性学习小组设计将W果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，再根据杂交结果，进行分析推理。下列有关实验结果和实验结论的叙述，正确的是(　　)
A.若子代雌、雄果蝇的表型都为白眼，则W的出现由环境改变引起
B.若子代雌果蝇都是红眼，雄果蝇都是白眼，则W的出现由基因突变引起
C.若无子代产生，则W的基因组成为XaO
D.若无子代产生，则W的基因组成为XaY，由基因突变引起
答案　C
解析　若W的出现是由环境改变引起的，则其基因型为XAY，XAY(白眼)×XaXa→XAXa(红眼)、XaY(白眼)，A错误；若W的出现是由基因突变引起的，则其基因型为XaY，XaY(白眼)×XaXa→XaXa(白眼)、XaY(白眼)，有子代产生，B、D错误；若W的基因型是XaO，则其不育，无子代产生，C正确。
4.(2021·山东日照模拟)某研究人员在二倍体番茄(2n＝24)群体中偶然发现了一种三体植株，其6号染色体有3条。减数分裂时，3条6号染色体中任意2条随机配对，另1条不配对，配对的2条染色体正常分离，不能配对的另1条染色体随机地移向细胞的任意一极，其余的染色体均正常，形成的配子均可育。下列关于某基因型为AAa的三体番茄的叙述，错误的是(　　)
A.该三体番茄的形成属于染色体数目变异
B.该三体番茄进行细胞分裂时，细胞中最多含有50条染色体
C.该三体番茄进行自交时，子代的基因型共8种，其中aa所占比例为1/16
D.该三体番茄与基因型为Aa的正常植株杂交，子代中三体植株出现的概率为1/2
答案　C
解析　该三体植株是6号染色体多1条所致，属于染色体数目变异，A正确；正常二倍体植株有24条染色体，该三体番茄植株体细胞中含有25条染色体，在有丝分裂后期，细胞中含有50条染色体，B正确；基因型为AAa的三体番茄产生的配子及比例为AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶2∶1，该三体番茄植株自交，子代的基因型有AAAA、AAAa、AAaa、AAA、AAa、Aaa、AA、Aa、aa，共9种，其中aa占1/36，C错误；在减数分裂过程中，这3条6号染色体的任意2条向细胞一极移动，剩余1条移向细胞的另一极，细胞中其他染色体正常分离，则该三体番茄细胞产生含有2条6号染色体和1条6号染色体的配子的比例均为1/2，其与基因型为Aa的正常植株杂交，子代中三体植株出现的概率为1/2，D正确。
　几种常考类型产生配子的分析方法

注　分析三体产生的配子类型时，为了避免混淆，可以进行标号，如AAa，可以记为A1A2a，则染色体的三种分离方式为1A1A2、1a，1A1、1A2a，1A2、1A1a，最后把A合并即可得到各种配子的比例。
微专题3　生物的进化

1.理清生物进化知识脉络

2.明确隔离、物种形成与进化的关系

提醒：①自然选择直接作用的对象是个体的表型，不是个体的基因型。
②生物进化了种群基因频率一定改变；种群基因频率改变一定表示生物进化了。
③Aa个体连续自交n次，假设无突变无淘汰等，后代基因型频率改变，基因频率不发生改变。
3.基因频率相关计算
(1)通过基因型频率计算基因频率
基因频率＝该基因纯合子的基因型频率＋杂合子的基因型频率，例如：
A基因频率＝AA的基因型频率＋Aa的基因型频率
a基因频率＝aa的基因型频率＋Aa的基因型频率
(2)X染色体上基因频率的计算(以色盲为例，相关基因用B、b表示，假设色盲在男性中的发病率为7%)

考向1　围绕生物进化与生物的多样性考查分析判断能力
1.(2021·湖北襄阳四中调研)下列关于达尔文自然选择学说的叙述，错误的是(　　)
A.生存斗争是进化的动力，对维持物种内个体数目的稳定有重要作用
B.达尔文认为遗传和变异是进化的内因，种群基因频率的改变导致生物不断进化
C.达尔文的研究是个体水平的研究，但是仍能合理地解释生物进化原因
D.杀虫剂造成抗药性强的一些害虫生存下来属于适者生存，是自然选择的结果
答案　B
解析　生存斗争是生物进化的动力，在生存斗争中一些个体被淘汰，从而对维持一个物种内个体数的稳定有重要作用，A正确；遗传和变异是进化的内因，但是种群基因频率的改变属于现代生物进化论的内容，B错误；达尔文对生物进化的研究是在个体水平的研究，但是其自然选择学说能合理地解释生物进化，C正确；杀虫剂造成抗药性强的一些害虫生存下来，而抗药性低的被淘汰属于适者生存，是自然选择的结果，D正确。
2.(2021·广东佛山质检)生态学家研究发现，某岛上的地雀种群中喙小的个体只适于食用小坚果，喙大的个体容易咬开大坚果，也食小坚果，但是取食速度较慢。当该岛持续干旱、食物短缺时，喙小的地雀死亡率高于喙大的地雀，新出生的个体喙的平均尺寸增大4%。下列叙述错误的是(　　)
A.该岛的地雀与其生存环境间存在着协同进化
B.环境的选择导致地雀产生了进化，但不一定就产生新物种
C.地雀喙的适应性变化是自然选择造成的
D.环境选择直接作用的是地雀的基因型
答案　D
解析　生物进化受无机环境的影响，生物进化也会影响无机环境，所以生物与其生存的无机环境之间存在着协同进化，A正确；环境的选择导致地雀种群的基因频率发生变化，地雀发生了进化，但由题干信息并不能得出环境的选择导致地雀产生了新物种这一结论，B正确；地雀喙的适应性变化是自然选择造成的，C正确；环境选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型，D错误。
考向2　围绕基因频率的改变与进化，考查科学思维能力
3.(2021·湖南怀化一模)某处于遗传平衡的动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为55%、30%和15%，另已知B/b基因仅位于X染色体上。以下分析错误的是(　　)
A.该种群的子一代中Aa的基因型频率为42%
B.该种群的子二代中A、a的基因频率不会发生改变，aa的基因型频率会发生改变
C.若该种群中雌雄比例为1∶1，则该种群中XbY基因型频率等于Xb基因频率的一半
D.若该种群中A、a控制的显性和隐性性状个体数目相等，则说明A、a的基因频率不相等
答案　B
解析　该种群中与A、a有关的各基因型频率分别为AA＝55%、Aa＝30%、aa＝15%，该种群中A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率＝0.55＋1/2×0.3＝0.7，则a的基因频率＝1－0.7＝0.3。根据遗传平衡定律可知，该种群子一代中Aa的基因型频率＝2×0.7×0.3＝0.42，即42%，A正确；由于该种群处于遗传平衡状态，所以该种群的子二代中A、a的基因频率不会发生改变，aa的基因型频率也不会发生改变，B错误；由于雄性只有一条X染色体，则雄性中XbY基因型频率就是种群中Xb基因频率，但雄性占个体总数的1/2，则该种群中XbY的基因型频率为Xb基因频率的一半，C正确；若该种群中A、a控制的显性和隐性性状个体数目相等，即aa＝50%，由遗传平衡定律可知，a的基因频率约为0.7，则A的基因频率约为0.3，所以A、a的基因频率不相等，D正确。
4.(2021·西安五校联考)如图为某家族的遗传系谱图，甲病基因用A或a表示，乙病基因用E或e表示，其中有一种病的基因位于X染色体上；男性人群中隐性基因a的频率为1%。下列推断正确的是(　　)

A.2号的基因型是EeXAXa
B.7号为甲病患者的概率是1/600
C.5号的基因型是aaXEXe
D.4号与2号基因型相同的概率是1/3
答案　D
解析　甲病为常染色体隐性遗传病，乙病为伴X染色体隐性遗传病。2号的基因型为AaXEXe，A错误；男性人群中隐性基因a的频率为1%，则A的基因频率为99%，根据遗传平衡定律，AA的基因型频率为99%×99%，Aa的基因型频率为2×1%×99%，3号的基因型为Aa的概率为Aa/(AA＋Aa)＝2/101，4号的基因型为1/3AA、2/3Aa，因此7号为甲病患者的概率是1/4×2/101×2/3＝1/303，B错误；5号的基因型是aaXEXe或aaXEXE，C错误；2号的基因型为AaXEXe，4号关于甲病的基因型为1/3AA、2/3Aa，关于乙病的基因型为1/2XEXe、1/2XEXE，因此4号与2号基因型相同的概率是2/3×1/2＝1/3，D正确。
高考命题热点聚焦4　变异在生产实践中的应用
可遗传变异在生产实践中的应用是历年高考考查的重点，从历年真题看，主要从两个方面考查：一是利用变异个体培育新品种，如2020年全国卷Ⅲ32，2020年北京卷21，2020年山东等级考23等；二是探究变异的根源，进行疾病的预防与治疗，如2019年江苏卷18，2018年江苏卷15等。

材料一　水稻的杂种表现为生长和产量的优势，但水稻一般是自花传粉且去雄困难，很难实施人工杂交，袁隆平等成功培育出高产杂交水稻的关键是在野生稻中找到了雄性不育植株。科学研究已证明水稻雄性是否可育是由细胞核基因(可育基因R对不育基因r为显性)和细胞质基因(可育基因为N，不育基因为S，细胞质中基因都成单存在，子代的细胞质基因全部来自母方)共同控制的。基因R能够抑制基因S的表达，当细胞质中有基因N时，植株都表现为雄性可育。如图表示利用雄性不育植株培育杂种水稻的过程。

材料二　电影《我不是药神》讲述了一位从最初单纯为了赚钱贩卖慢粒白血病药物，到后来深入接触慢粒白血病病人后，低价卖药帮助病人的老板的蜕变过程。电影中涉及的慢粒白血病简称“慢粒”，是一类造血干细胞异常的克隆性恶性疾病。其致病机理可能如下：

图中BCR­ABL蛋白是一种活性加强的酪氨酸激酶，由于该酶活性的异常升高，激活了下游的信号转导通路而造成造血干细胞增殖和凋亡的紊乱。慢粒白血病就是由造血干细胞增殖和凋亡的紊乱造成的。

1.(2021·选择性考试广东卷，11