第10讲 生物的变异和进化（讲义）-2025年高考生物二轮复习（新高考通用）

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核心整合一 生物的变异
知识串联1 可遗传变异类型的判断方法
1.DNA分子内的变异
一看基因种类：即看染色体上的基因种类是否发生改变，若发生改变，则为基因突变，由基因中碱基的替换、增添或缺失所致
二看基因数目：若基因的数目改变则为染色体结构变异中的重复或缺失
三看基因位置：若基因种类和基因数目未变，但染色体上的基因位置改变，应为染色体结构变异中的倒位
2.DNA分子间的变异
一看染色体数：若染色体的数目发生改变，可根据染色体的数目变化情况，确定染色体的数目是“整倍变异”还是“非整倍变异”
二看基因数目：若染色体上的基因数目不变，则为染色体分裂过程中的非姐妹染色单体片段互换的结果，属于基因重组
三看基因位置：若染色体的数目和基因数目均未改变，但等位基因或相同基因所处的染色体为非同源染色体，则应为染色体变异中的易位
【易错提醒】
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，如基因型为Aa的个体自交不能发生基因重组，受精过程中也不发生基因重组。
【典例1】下列有关变异的叙述正确的是（ ）
A．三倍体无子西瓜由于不能形成可育的配子，属于不可遗传变异
B．水稻单倍体一般不存在等位基因，进行诱变处理后，当代就能表现出变异性状
C．普通小麦是异源六倍体，因遗传物质来自不同物种，从而导致育性较差
D．四分体时期，同源染色体上的非等位基因会发生交换，导致染色单体上的基因重组
【答案】B
【解析】利用二倍体西瓜培育出三倍体西瓜属于多倍体育种，遗传物质发生改变，属于可遗传变异，其原理是染色体变异，A错误；水稻单倍体只含一个染色体组，一般不存在等位基因，进行诱变处理后，当代就能表现出变异性状，B正确；普通小麦是异源六倍体，含有成对的同源染色体，育性正常，C错误；四分体时期，同源染色体非姐妹染色单体上的等位基因会发生交换，导致染色单体上的基因重组，D错误。
知识串联2 基因突变与生物性状改变
基因突变未引起生物性状改变的三大原因
【典例2】下列关于基因突变的描述错误的是（ ）
A．基因突变具有普遍性，任何生物都能发生基因突变
B．基因突变的随机性表现在可以发生在同一DNA分子的不同部位上
C．无遗传效应的片段发生碱基对的替换不属于基因突变，因而遗传信息未发生改变
D．由于密码子的简并性，基因突变不一定会导致性状发生改变
【答案】C
【解析】基因突变具有普遍性，无论是低等生物还是高等生物都能发生基因突变，A正确；基因突变的随机性表现在可以发生在细胞内不同的DNA分子上，同一DNA分子的不同部位上等，B正确；无遗传效应的片段发生碱基对的替换不属于基因突变，而遗传信息蕴藏在DNA的四种碱基的排列顺序中，包括非基因片段，C错误；由于密码子的简并性，不同的密码子可能翻译出同一种氨基酸，因此基因突变不一定引起生物性状的改变，有利于维持生物性状的相对稳定，D正确。
知识串联3 “两看法”界定二倍体、多倍体、单倍体
【易错提醒】
含一个染色体组的单倍体不育的原因：不含同源染色体；三倍体不能产生可育配子的原因：同源染色体联会紊乱。
【典例3】在三倍体无子西瓜的制作过程中，需用一定浓度的秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗。下列相关叙述正确的是（ ）
A．秋水仙素作用于有丝分裂后期，使西瓜细胞中染色体数目加倍
B．处理后得到的西瓜植株中，细胞的染色体组数可能为2、4、8
C．得到的四倍体西瓜植株进行自交，其子代肯定不出现性状分离
D．二倍体西瓜与四倍体西瓜属于同一物种，两者之间无生殖隔离
【答案】B
【解析】秋水仙素通过抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体数目加倍，A错误；经过秋水仙素处理后得到的西瓜植株中，细胞的染色体组数可能为2、4、8，2个染色体组的出现可能是未成功加倍的细胞，4个染色体组是成功加倍的细胞或者为处于有丝分裂后期的正常体细胞，含有8个染色体组的细胞是经过秋水仙素处理后成功加倍的细胞继续分裂处于有丝分裂后期的状态，B正确；得到的四倍体西瓜植株进行自交，其子代也可能出现性状分离，如加倍后的四倍体植株的基因型为AAaa，其自交的结果会发生性状分离，C错误；四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交形成的三倍体植物，由于联会紊乱，很难形成可育的种子，说明四倍体西瓜与二倍体西瓜间存在生殖隔离，D错误。
核心整合二 生物的进化
知识串联1 两种生物进化理论的比较
【典例1】下列有关“适应”与“选择”的说法正确的是（ ）
A．自然选择直接作用于生物的基因型对有利变异进行积累
B．适应就是指生物对环境的适应
C．根据达尔文观点，长颈鹿由于缺乏青草，需要经常伸长颈吃高处的树叶而形成了长颈
D．群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件
【答案】D
【解析】自然选择直接作用于表现型，A错误；适应是指生物的形态结构适合于完成一定的功能或者生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定环境中生存和繁殖；生物与环境，生物与生物之间都有适应，B错误；达尔文认为：长颈鹿存在着颈长和颈短、四肢长和四肢短的变异，这些变异是可以遗传的，四肢和颈长的能够吃到高处的树叶，就容易生存下去，并且繁殖后代，这是一种对环境的适应，C错误；群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件，D正确。
知识串联2 隔离、物种形成与进化的关系
1.两个标志
（1）生物进化的标志:种群基因频率的改变
（2）物种形成的标志:生殖隔离的形成
2.两种隔离
（1）地理隔离：因地理屏障阻碍基因交流,如两个池塘中的鲤鱼
（2）生殖隔离：不同物种间不能进行天然基因交流
3.三个环节
（1）突变（基因突变和染色体变异）和基因重组产生进化的原材料
（2）自然选择决定生物进化的方向
（3）隔离是物种形成的必要条件
4.三种关系
（1）生物发生进化,并不一定形成新物种,但是新物种的形成要经过生物进化
（2）物种的形成不一定要经过地理隔离,但必须要经过生殖隔离
（3）协同进化不仅包括不同物种之间的协同进化,还包括生物与无机环境之间的协同进化。生物多样性是协同进化的结果。
【易错提醒】
①自然选择直接作用的对象是个体的表型，实质是使基因频率发生定向改变。
②生物进化了种群基因频率一定改变；种群基因频率改变也一定表示生物发生了进化。
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。
【典例2】进化论经历了从神话到拉马克，再到“贝格尔”号上的达尔文，直至现如今的现代生物进化理论，一直在发展和变化中，相关叙述正确的是（ ）
A．不同种群存在地理隔离和生殖隔离
B．适应是指生物的形态结构适合于完成一定的功能
C．可遗传变异是随机的和不定向的，而选择是定向的
D．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
【答案】C
【解析】不同种群可能存在地理隔离，但不一定存在生殖隔离，只有当种群间不能进行基因交流时才存在生殖隔离，A错误；适应是指生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖，B错误；
可遗传变异是随机的和不定向的，而自然选择是定向的，它决定了生物进化的方向，C正确；冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是长期自然选择的结果，D错误。
知识串联3 基因频率在遗传概率计算中的应用
1.根据定义计算基因频率和基因型频率
某基因频率＝eq \f(某基因总数,某基因和其等位基因的总数)×100%
(1)若在常染色体或XY同源区段上，某基因频率的求法为eq \f(某基因总数,种群个体数×2)×100%。
(2)若仅在X染色体上，某基因频率的求法为eq \f(某基因总数,2×女性个体数＋男性个体数)×100%。
2.根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
3.自交与自由交配中基因频率的计算
（1）自交
杂合子自交，基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐下降，但基因频率不变。
（2）自由交配
在无突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变。
【典例3】某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个体数比例为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．只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有5种
C．若该种群基因库中的H基因频率发生变化，就一定会形成新物种
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
【答案】B
【解析】分析题干信息可知，某二倍体动物的性别决定方式为 ZW 型，雌性个体中有1/10患甲病（由 Z 染色体上 h 基因决定），可计算出 Zh 的基因频率为10%，ZH的基因频率为90%。该动物群体中雌性和雄性个体数的比例为1∶1，该种群患病概率为（10%+10%×10%）×1/2=5.5%，A 错误；只考虑该对基因，种群繁殖一代后，基因型有 ZHZH、ZHZh、ZhZh、ZHW、ZhW共5种，B正确；若该种群基因库中的H基因频率发生变化不一定会形成新物种，新物种的出现需要出现生殖隔离，C错误；若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，则种群中 h 基因频率降低，H基因频率应增大，D错误。
核心整合三 生物变异类型的实验
知识串联1 一对基因突变和两对基因突变的判断
1.两种突变来自一对基因突变(隐性突变)
2.两种突变来自两对基因突变(隐性突变)
【典例1】科学家研究发现突变型棒眼果蝇的出现与常染色体上的两个基因发生突变有关，突变情况如下表所示。已知赖氨酸的密码子为AAA、AAG，谷氨酰胺的密码子为CAA、CAG。将突变型棒眼果蝇与野生型圆眼果蝇杂交，F1均为圆眼果蝇，F1雌雄交配，测得F2中圆眼果蝇有450只，棒眼果蝇有30只。下列叙述正确的是（ ）
A．突变基因Ⅰ的模板链中所发生的碱基变化为A→C
B．导致Ⅱ变化的原因可能是基因的终止密码子延后出现
C．突变型棒眼果蝇发生的是隐性突变
D．F2圆眼果蝇中纯合子所占的比例为3/16
【答案】C
【解析】根据题文和题表，突变基因Ⅰ的某个位点的赖氨酸替换为谷氨酰胺，说明mRNA上的密码子中的A替换为C，根据碱基互补配对原则，推测模板链中所发生的碱基变化为T→G，A错误；导致Ⅱ中蛋白质长度变长的原因可能是突变基因Ⅱ的终止子延后出现，从而导致mRNA上的终止密码子延后出现，B错误；
由F2果蝇中圆眼：棒眼=450：30=15：1，可知基因Ⅰ、Ⅱ分别位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，且只有隐性纯合子才能表现为棒眼，突变型棒眼果蝇发生的是隐性突变，其中F2圆眼果蝇中纯合子所占的比例为3/15＝1/5，C正确，D错误。
知识串联2 不同变异类型实验常用的探究方法
【典例2】下列为染色体之间转接的示意图，可表示染色体结构变异中的（ ）
A．缺失B．重复C．倒位D．易位
【答案】D
【解析】分析题图，两对染色体为非同源染色体，一条染色体的基因片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位，ABC错误，D正确。
题型1 基因突变和基因重组综合
1．（2024·广东·高考真题）研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于（ ）
A．基因突变
B．染色体变异
C．基因重组
D．表观遗传
【答案】D
【解析】由题意可知，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，因此驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传，ABC错误、D正确。
【易错提醒】表观遗传属于可遗传变异，但遗传物质未发生改变。
2．（2024·河北·高考真题）核DNA受到损伤时ATM蛋白与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，同时可诱导抗氧化酶基因H的表达。下列分析错误的是（ ）
A．细胞在修复受损的DNA时，抗氧化能力也会提高
B．ATM在细胞质合成和加工后，经核孔进入细胞核发挥作用
C．H蛋白可减缓氧化产生的自由基导致的细胞衰老
D．ATM基因表达增强的个体受辐射后更易患癌
【答案】D
【解析】依据题干信息，当核DNA受到损伤时，ATM蛋白与受损部位结合，可诱导抗氧化酶基因基因H的表达，即提高了其抗氧化能力，A正确；ATM属于胞内蛋白，所以在细胞质合成、加工后，经核孔进入细胞核发挥作用，B正确；H蛋白是抗氧化酶基因H表达的产物，可以减缓氧化过程中所产生的自由基导致的细胞衰老，C正确；核DNA受到损伤时ATM蛋白与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，ATM基因表达增强的个体受辐射后不易患癌，D错误。
3．（2024·湖北·高考真题）不同品种烟草在受到烟草花叶病毒（TMV）侵染后症状不同。研究者发现品种甲受TMV侵染后表现为无症状（非敏感型），而品种乙则表现为感病（敏感型）。甲与乙杂交，F1均为敏感型；F1与甲回交所得的子代中，敏感型与非敏感型植株之比为3∶1。对决定该性状的N基因测序发现，甲的N基因相较于乙的缺失了2个碱基对。下列叙述正确的是（ ）
A．该相对性状由一对等位基因控制
B．F1自交所得的F2中敏感型和非敏感型的植株之比为13∶3
C．发生在N基因上的2个碱基对的缺失不影响该基因表达产物的功能
D．用DNA酶处理该病毒的遗传物质，然后导入到正常乙植株中，该植株表现为感病
【易错提醒】DNA酶可水解DNA，RNA酶水解RNA。
【答案】D
【解析】已知品种甲受TMV侵染后表现为无症状（非敏感型），而品种乙则表现为感病（敏感型）。甲与乙杂交，F1均为敏感型，说明敏感型为显性性状，F1与甲回交相当于测交，所得的子代中，敏感型与非敏感型植株之比为3∶1，说明控制该性状的基因至少为两对独立遗传的等位基因，假设为A/a、B/b，A错误；根据F1与甲回交所得的子代中，敏感型与非敏感型植株之比为3∶1，可知子一代基因型为AaBb，甲的基因型为aabb，且只要含有显性基因即表现敏感型，因此子一代AaBb自交所得子二代中非敏感型aabb占1/4×1/4=1/16，其余均为敏感型，即F2中敏感型和非敏感型的植株之比为15∶1，B错误；发生在N基因上的2个碱基对的缺失会导致基因的碱基序列改变，使表现敏感型的个体变为了非敏感型的个体，说明发生在N基因上的2个碱基对的缺失会影响该基因表达产物的功能，C错误；烟草花叶病毒遗传物质为RNA，由于酶具有专一性，用DNA酶处理该病毒的遗传物质，其RNA仍保持完整性，因此将处理后的病毒导入到正常乙植株中，该植株表现为感病，D正确。
4．（2024·广东·高考真题）雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料，研究者用基因型为 AaCcFf的番茄植株自交，所得子代的部分结果见图。其中，控制紫茎（A）与绿茎（a）、缺刻叶（C）与马铃薯叶（c）的两对基因独立遗传，雄性可育（F）与雄性不育（f）为另一对相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是（ ）
A．育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记
B．子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1：1
C．子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3：1
D．出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
【答案】C
【解析】根据绿茎株中绝大多数雄性不育，紫茎株中绝大多数雄性可育，可推测绿茎(a)和雄性不育(f)位于同一条染色体，紫茎(A)和雄性可育(F)位于同一条染色体，由子代雄性不育株中，缺刻叶：马铃薯叶≈3：1可知，缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)位于另一对同源染色体上。因此绿茎可以作为雄性不育材料筛选的标记，A错误；控制缺刻叶（C）、马铃薯叶（c）与控制雄性可育（F）、雄性不育（f）的两对基因位于两对同源染色体上，因此，子代雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例也约为3：1，B错误；由于基因A和基因F位于同一条染色体，基因a和基因f位于同一条染色体，子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3：1，C正确；出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体互换的结果，D错误。
【易错提醒】同源染色体非姐妹染色单体互换属于基因重组
5．（2024·贵州·高考真题）如图是某基因编码区部分碱基序列，在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为：甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……下列叙述正确的是（ ）
注：AUG（起始密码子）：甲硫氨酸 CAU、CAC：组氨酸 CCU：脯氨酸 AAG：赖氨酸 UCC：丝氨酸 UAA（终止密码子）
A．①链是转录的模板链，其左侧是5'端，右侧是3'端
B．若在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，合成的肽链变长
C．若在①链1号碱基前插入一个碱基G，合成的肽链不变
D．碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同
【答案】C
【解析】转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程，由于起始密码子是AUG，故①链是转录的模板链，即左侧是3'端，右侧是5'端，A错误；在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，将会导致终止密码子提前出现，故合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，在起始密码子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码子之间的序列，故合成的肽链不变，C正确；由于mRNA是翻译模板，但由于密码子的简并性，故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。
【易错提醒】转录时模板链读取的方向是3'→5'。
题型2 辨析染色体变异类型
6．（2024·天津·高考真题）某豌豆基因型为YyRr，Y/y和R/r位于非同源染色体上，在不考虑突变和染色体互换的前提下，其细胞分裂时期、基因组成、染色体组数对应关系正确的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【解析】减数分裂I后期含有姐妹染色单体，此时基因组成应为YYyyRRrr，细胞中含有2个染色体组，A错误；减数分裂I后期同源染色体分离，但减数分裂Ⅱ中期含有姐妹染色单体，故基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，细胞中含1个染色体组，B错误；减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，细胞中含2个染色体组，C正确；有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体和染色体组加倍，基因组成是YYyyRRr，染色体组有4个，D错误。
【易错提醒】减数第一次分裂后期同源染色体分离，减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离。
7．（2024·江苏·高考真题）图示果蝇细胞中基因沉默蛋白（PcG）的缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列相关叙述错误的是（ ）
A．PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集，抑制了基因表达
B．细胞增殖失控可由基因突变引起，也可由染色质结构变化引起
C．DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录
D．图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制
【答案】D
【解析】PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集，影响RNA聚合酶与DNA分子的结合，抑制了基因表达，A正确；
细胞增殖失控可由基因突变（如原癌基因和抑癌基因发生突变）引起；根据题意“基因沉默蛋白（PcG）的缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤”可知，也可由染色质结构变化引起，B正确；DNA和组蛋白的甲基化修饰属于表观遗传，都能影响细胞中基因的转录，C正确；原核细胞没有染色质，D错误。
8．（2024·北京·高考真题）有性杂交可培育出综合性状优于双亲的后代，是植物育种的重要手段。六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1。F1花粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如图。
据图判断，错误的是（ ）
A．F1体细胞中有21条染色体
B．F1含有不成对的染色体
C．F1植株的育性低于亲本
D．两个亲本有亲缘关系
【答案】A
【解析】细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少，属于染色体数目变 异。通过显微照片可知，该细胞包括14 个四分体，7条单个染色体，由于每个四分体是1对同源染色体，所以14个四分体是 28条染色体，再加上7条单个染色体，该细胞共有35条染色体。图为F1花粉母细胞减数分裂时染色体显微照片，由图中 含有四分体可知，该细胞正处于减数第--次分裂，此时染色体 数目应与F1体细胞中染色体数目相同，故F1体细胞中染色体数目是35条，A错误；由于六倍体小麦减数分裂产生的配子有3个染色体组，四倍体小麦减数分裂产生的配子有2个染色体组，因此受精作用后形成的F1体细胞中有5个染色体组， F1花粉母细胞减数分裂时，会出现来自六倍体小麦的染色体无法正常联会配对形成四分体的情况，从而出现部分染色体以单个染色体的形式存在的情况，B正确；F1体细胞中存在异源染色体，所以同源染色体联会配对时，可能会出现联会紊乱无法形成正常配子，故F1的育性低于亲本，C正确；
由题干信息可知，六倍体小麦和四倍体小麦能够进行有性杂交获得F1，说 明二者有亲缘关系，D正确。
9．（2024·浙江·高考真题）野生型果蝇的复眼为椭圆形，当果蝇X染色体上的16A片段发生重复时，形成棒状的复眼（棒眼），如图所示。
棒眼果蝇X染色体的这种变化属于（ ）
A．基因突变B．基因重组
C．染色体结构变异D．染色体数目变异
【答案】C
【解析】染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型，果蝇X染色体上的16A片段发生重复时，复眼会由正常的椭圆形变成“棒眼”，该变异属于染色体结构变异中的重复，C正确，ABD错误。
【易错提醒】染色体结构片段的变化属于染色体结构变异。
10．（2024·甘肃·高考真题）癌症的发生涉及原癌基因和抑癌基因一系列遗传或表观遗传的变化，最终导致细胞不可控的增殖。下列叙述错误的是（ ）
A．在膀胱癌患者中，发现原癌基因H-ras所编码蛋白质的第十二位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸，表明基因突变可导致癌变
B．在肾母细胞瘤患者中，发现抑癌基因WT1的高度甲基化抑制了基因的表达，表明表观遗传变异可导致癌变
C．在神经母细胞瘤患者中，发现原癌基因N-myc发生异常扩增，基因数目增加，表明染色体变异可导致癌变
D．在慢性髓细胞性白血病患者中，发现9号和22号染色体互换片段，原癌基因abl过度表达，表明基因重组可导致癌变
【答案】D
【解析】在膀胱癌患者中，发现原癌基因H-ras所编码蛋白质的第十二位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸，可能是由于碱基的替换造成的属于基因突变，表明基因突变可导致癌变，A正确；抑癌基因WT1的高度甲基化抑制了基因的表达，表明表观遗传变异可导致癌变，B正确；原癌基因N-myc发生异常扩增，基因数目增加，属于染色体变异中的重复，表明染色体变异可导致癌变，C正确；9号和22号染色体互换片段，原癌基因abl过度表达，表明染色体变异可导致癌变，D错误。
11．（2024·吉林·高考真题）栽培马铃薯为同源四倍体，育性偏低。GBSS基因（显隐性基因分别表示为G和g）在直链淀粉合成中起重要作用，只有存在G基因才能产生直链淀粉。不考虑突变和染色体互换，下列叙述错误的是（ ）
A．相比二倍体马铃薯，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大
B．选用块茎繁殖可解决马铃薯同源四倍体育性偏低问题，并保持优良性状
C．Gggg个体产生的次级精母细胞中均含有1个或2个G基因
D．若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，子代中产直链淀粉的个体占35/36
【答案】C
【解析】相比二倍体马铃薯，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大，所含的营养物质也更多，A正确；植物可进行无性繁殖，可保持母本的优良性状，选用块茎繁殖可解决马铃薯同源四倍体育性偏低问题，并保持优良性状，B正确；Gggg细胞复制之后为GGgggggg，减数第一次分裂后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故Gggg个体产生的次级精母细胞含有2或0个G基因，C错误；若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，GGgg产生的配子为1/6GG、4/6Gg、1/6gg，只有存在G基因才能产生直链淀粉，故子代中产直链淀粉的个体占1—1/6×1/6＝35/36，D正确。
12．（2024·浙江·高考真题）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交叉互换，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（ ）
A．图甲发生了①至③区段的倒位
B．图乙细胞中II和III发生交叉互换
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】由图甲可知是bcd 发生了倒位，因此是①到④区段发生倒位，A错误；图乙可知，细胞中染色单体Ⅱ和IV发生了交叉互换，B错误；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，经过倒位后交叉互换，可能会形成四个配子为：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正确，D错误。
题型3 生物进化以及新物种的形成
13．（2024·江西·高考真题）某水果的W基因（存在多种等位基因）影响果实甜度。研究人员收集到1000棵该水果的植株，它们的基因型及对应棵数如下表。据表分析，这1000棵植株中W1的基因频率是（ ）
A．16.25%B．32.50%C．50.00%D．67.50%
【答案】A
【解析】根据基因频率计算的公式可得：W1的基因频率=（211+114）×1/2÷1000=16.25%，A符合题意。
14．（2024·广东·高考真题）EDAR 基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR 基因，研究发现，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是（ ）
A．m的出现是自然选择的结果
B．m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C．m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D．MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
【答案】C
【解析】根据题意，EDAR 基因的一个碱基替换导致M突变为m，因此m的出现是基因突变的结果，A不符合题意；根据题意，EDAR 基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关，因此无法判断m是否存在于现代非洲和欧洲人群中，B不符合题意；自然选择导致基因频率发生定向改变，根据题意，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高，因此m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果，C符合题意；根据题意，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高，末次盛冰期后气温逐渐升高，m基因频率升高，M基因频率降低，因此推测MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次上升，D不符合题意。
15．（2024·湖北·高考真题）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
【答案】B
【解析】分析题干信息可知，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，所以Zh的基因频率为10%，该种群种患该病的个体的基因型有ZhW和ZhZh，由于雌性和雄性个体数的比例为1∶1，该种群患病概率为（10%+10%×10%）×1/2=5.5%，A错误；分析题干信息可知，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，所以Zh的基因频率为10%，B正确；只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型有ZHZH、ZHZh、ZhZh、ZHW、ZhW，共5种，C错误；若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，则种群中h基因频率降低，H基因频率应增大，D错误。
16．（2024·江苏·高考真题）图示甲、乙、丙3种昆虫的染色体组，相同数字标注的结构起源相同。下列相关叙述错误的是（ ）

甲 乙 丙
A．相同数字标注结构上基因表达相同
B．甲和乙具有生殖隔离现象
C．与乙相比，丙发生了染色体结构变异
D．染色体变异是新物种产生的方式之一
【答案】A
【解析】相同数字标注结构上基因表达不一定相同，基因的表达受到多种因素的调控，如基因的甲基化、组蛋白修饰、转录因子等，A错误；甲和乙染色体组不同，存在较大差异，具有生殖隔离现象，B正确；
与乙相比，丙的染色体结构发生了明显变化，标号为1 的染色体形态结构不同，发生了染色体结构变异，C正确；染色体变异可以为生物进化提供原材料，是新物种产生的方式之一，D正确。
17．（2024·甘肃·高考真题）青藏高原隆升引起的生态地理隔离促进了物种的形成。该地区某植物不同区域的两个种群，进化过程中出现了花期等性状的分化，种群甲花期结束约20天后，种群乙才开始开花，研究发现两者间人工授粉不能形成有活力的种子。下列叙述错误的是（ ）
A．花期隔离标志着两个种群间已出现了物种的分化
B．花期隔离进一步增大了种群甲和乙的基因库差异
C．地理隔离和花期隔离限制了两种群间的基因交流
D．物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程
【答案】A
【解析】花期隔离只是会导致种群间个体不能进行交配，但不一定导致出现了生殖隔离，花期隔离不能说明两个种群间已出现了物种的分化，A错误；花期隔离使得2个种群间不能进行交配，进一步增大了种群甲和乙的基因库差异，B正确；地理隔离和花期隔离，都能导致不同种群间的个体在自然条件下不能进行交配，都限制了两种群间的基因交流，C正确；生殖隔离是物种形成的标志，故物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程，D正确。
【易错提醒】新物种形成的标志是生殖隔离的出现。
18．（2024·河北·高考真题）为控制地中海沿岸某陆地区域蚊子的数量，每年在距海岸线0～20 km范围内（区域A）喷洒杀虫剂。某种蚊子的Est基因与毒素降解相关，其基因频率如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．在区域A中，该种蚊子的Est基因频率发生不定向改变
B．随着远离海岸线，区域A中该种蚊子Est基因频率的下降主要由迁入和迁出导致
C．距海岸线0～60 km区域内，蚊子受到杀虫剂的选择压力相同
D．区域A中的蚊子可快速形成新物种
【答案】B
【解析】据图可知，与距海岸线20km以外相比，区域A中Est基因频率较高，说明每年在距海岸线0～20 km范围内（区域A）喷洒杀虫剂，对该种蚊子进行了定向选择，Est基因频率逐渐增加，即发生了定向改变，A错误；随着远离海岸线，区域A中该种蚊子Est基因频率的下降主要由与邻近区域的迁入和迁出导致的，B正确；距海岸线0～60 km区域内，杀虫剂的浓度不同，所以杀虫剂对蚊子的选择作用不同，即蚊子受到杀虫剂的选择压力不同，C错误；新物种形成的标志是产生生殖隔离，所以区域A中的蚊子中Est基因频率的变化，不一定导致其快速形成新物种，D错误。

预测1 借助变异类型的判断考查科学思维
1．基因突变和基因重组是两类重要的可遗传变异。下列相关叙述错误的是（ ）
A．基因突变可以产生新基因，是生物变异的根本来源
B．同胞兄妹之间遗传上的差异主要是基因重组所造成
C．基因突变在光学显微镜下不可见，也不改变基因的数量和位置
D．基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离
【答案】D
【解析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。基因突变可以产生新基因，是生物变异的根本来源，A正确；基因重组是指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。同胞兄妹之间遗传上的差异主要是基因重组所造成，B正确；基因突变属于分子水平上的变异，在光学显微镜下不可见。基因突变只是基因中的碱基变化，不会改变基因的数量和位置，C正确；基因重组是指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，基因型为Aa的个体自交，出现基因型为AA、Aa、aa的后代，是因为等位基因的分离以及雌、雄配子的随机结合，没有发生基因重组，D错误。
2．基因A控制合成小鼠正常发育所需的蛋白质IGF。研究发现，基因A发生下图①或②变化均会导致小鼠个体矮小。下列叙述错误的是（ ）
A．①发生基因突变，可能改变IGF结构
B．①可产生等位基因，增加基因多样性
C．②影响基因转录水平，导致小鼠个体矮小
D．①是可遗传变异，②是不可遗传变异
【答案】D
【解析】图中①过程CG对变为GC对，发生了碱基对的替换，这属于基因突变，可能导致编码的蛋白质IGF结构发生改变，A正确；①是基因突变，可能会产生新的等位基因，增加基因多样性，B正确；②是DNA分子中发生了碱基对的甲基化，影响了基因的表达，所以是影响了转录水平导致小鼠个体矮小，C正确；①和②都属于可遗传的变异，D错误。
3．若某二倍体高等动物（2n=4），一个基因型为AaBbCc的精原细胞（DNA被32P全部标记）在不含32P的培养液中经一次有丝分裂后，再减数分裂形成如图所示的1个细胞，图中仅标明部分基因。不考虑图示以外的其它变异，下列叙述正确的是（ ）
A．该细胞形成的过程发生的变异类型为基因重组
B．该细胞的核DNA分子含32P的有4个或5个
C．该细胞的核DNA分子数为4个，含2套核遗传信息
D．该细胞分裂形成的精子基因型为2种：Aac、BbC
【答案】B
【解析】该细胞中同源染色体分离，说明处于减数第一次分裂后期，根据同源染色体的形态和基因位置可判断，细胞中的两条非同源染色体之间发生了交换，属于染色体变异中的易位，A错误；细胞中的DNA被32P全部标记，在不含32P的培养液中经一次有丝分裂后，细胞中的DNA都是一条链被标记，经减数第一次分裂间期复制后，该细胞的每条染色体中有一个染色单体的核DNA分子中含有32P标记，共4个；图中细胞发生了易位，易位的两条非同源染色体的染色单体中，一条为32P标记的，一条未被标记，则易位后，两条染色单体都被32P标记，故该细胞的核DNA分子中含32P的有4个或5个，B正确；该细胞中有4条染色体，处于减数第一次分裂后期，有8个核DNA分子，C错误；减数第一次分裂结束后，产生了两个次级精母细胞基因型为AAccab和abCCBB，再经过减数第二次分裂，产生的精子基因型为Aca、Acb、aCB、bCB，D错误。
4．下图表示减数分裂过程中的染色体的部分行为变化。下列说法错误的是（ ）
A．图示的变异类型为基因重组
B．甲图中的姐妹染色单体完成了片段的交换
C．发生图示的变化后，等位基因的分离可发生在减数第一、二次分裂后期
D．乙图表示产生的重组型配子是aB、Ab
【答案】B
【解析】根据试题分析，甲图同源染色体的非姐妹染色单体之间发生片段交换，变异类型为基因重组，A正确；甲图中的非姐妹染色单体发生互换，而不是姐妹染色体单体之间发生交换，B错误；甲图发生了同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，互换后两条染色体的基因组成分别为AABb、aaBb，A和a等位基因的分离可发生在减数第一次分裂后期，B和b等位基因的分离可发生在减数第二次分裂后期，C正确；原本的配子种类为AB、ab，乙图产生的重组型配子是aB、Ab，D正确。
5．下图中乙、丙为某二倍体生物甲细胞分裂过程中出现变异的细胞，每个细胞只发生一种类型的变异。下列相关叙述正确的是（ ）
A．图乙细胞正在进行有丝分裂，不可能发生基因突变和基因重组
B．乙细胞有4个染色体组，该过程中可能发生等位基因的分离
C．丙细胞中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了易位
D．图丙细胞减数分裂结束后能产生2种基因型的子细胞
【答案】B
【解析】乙细胞处于有丝分裂后期，可以发生基因突变和染色体变异，A错误；乙细胞含有4个染色体组，若该细胞发生了基因突变，导致姐妹染色单体上出现了等位基因，则在有丝分裂后期会出现等位基因分离的现象，B正确；丙细胞发生了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，C错误；图丙细胞由于发生了交叉互换，减数分裂结束后能产生4种基因型的子细胞，D错误。
预测2 利用基因频率在遗传概率计算中的应用考查科学思维
6．图1表示图2中甲种病遗传病Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅱ3的相关基因电泳图谱，图2表示某家族中两种遗传病的患病情况，已知甲病在人群中的发病率为1/100，下列相关叙述错误的是（ ）
A．甲病为常染色体隐性遗传病，乙病不是显性遗传病
B．Ⅱ2与Ⅱ3甲病相关基因型一致的概率为100%
C．若Ⅲ4不携带乙病的致病基因，Ⅳ3染色体组成为XXY，则Ⅲ3在减数分裂Ⅱ后期出错
D．若Ⅱ3与不患甲病的女子婚配，子代患甲病的概率是3/22
【答案】D
【解析】图2中III2患甲病，双亲不患甲病，说明甲病为隐性病。又根据甲家族的电泳图谱儿子II3有两种基因即杂合子，若为伴X遗传，男性不会出现杂合子，故甲病为常染色体隐性遗传病，III3与III4均不患乙病，但后代患乙病，故乙病不是显性遗传病，A正确；甲病为常染色体隐性遗传，则患病母亲I1为隐性纯合子，父亲I2为显性纯合子，则后代II2与II3甲病相关基因型一致的概率为100%，B正确；若III4不携带乙病的致病基因，则乙病为伴X染色体隐性遗传，IV3染色体组成为XXY，因其生病，则基因型为XbXbY，其父母为XBXb和XBY，其生病原因为母亲III3在减数第二次分裂后期含Xb的姐妹染色单体未分离，C正确；设控制甲病的基因为A/a，已知甲病在人群中的发病率为1/100，即aa频率为1/100，a频率为1/10，A频率为9/10，Aa频率为2×1/10×9/10=18/100，AA频率为9/10×9/10=81/100，因此不患甲病的女子基因型为2/11Aa、9/11AA，II3基因型为Aa，因此后代患甲病的概率是2/11×1/4=1/22，D错误。
7．某校的一个生物兴趣小组在研究性学习活动中，开展了色盲普查活动，他们先从学校的1800名学生中随机抽取了180名学生（男女生各一半）作为首批调查对象，结果有女性色盲患者3人、男性色盲患者8人，女性色盲基因携带者13人.则在该校全体学生中色盲基因的频率是（ ）。
A．10%B．20%C．80%D．90%
【答案】A
【解析】色盲是伴X隐性遗传，假定色盲基因是Xb，其等位基因是XB，根据基因频率的概念可知，Xb=Xb÷（XB+Xb）×100%；又由题干可知：XbXb=3人，XBXb=13人，XBXB=90-3-13=74人，XbY=8人，XBY=90-8=82人，代入基因频率的计算公式Xb=Xb÷（XB+Xb）×100%=（3×2+13+8）÷（3×2+13+8+74×2+13+82）×100%=10%。
8．果蝇的红眼和白眼是一对相对性状，其中红眼是显性性状，由位于X染色体上的B基因控制。选用若干杂合的红眼雌果蝇和白眼雄果蝇作为亲代杂交，每代果蝇再随机交配，统计各代雌、雄果蝇中b基因频率的变化，曲线如图所示。若每代能繁殖出足够数量的个体且雌雄各占一半，下列叙述错误的是（ ）
A．子一代雌性中b基因频率与子二代雄性个体中b的基因频率相等
B．子二代雌性中b基因频率为5/8，雄性中b基因的频率为3/5
C．每代雌性与雄性中B基因频率之和的1/2与下一代雌性个体中B的基因频率相等
D．此种群持续随机交配下去，b基因频率在雌性和雄性中的差值递减
【答案】B
【解析】亲本果蝇基因型为XBXb和XbY，子一代基因型及比例为XBXb：XbXb：XBY：XbY=1：1：1：1，雌性中b基因频率为3/4，子一代随机交配，产生雌配子1/4XB和3/4Xb，产生雄配子1/4XB、1/4Xb、2/4Y，雌雄配子随机结合，子二代基因型及比例为XBXB：XBXb：XbXb：XBY：XbY=1：4：3：2：6，子二代雄性中b基因的频率为3/4，雌性中b基因频率为5/8，A正确，B错误；由于每代雌性个体中的B基因来自上一代的雌性与雄性亲本的B基因，因此每代雌性与雄性中B基因频率之和的1/2与下一代雌性个体中B的基因频率相等，C正确；由图可知，代表雄性中b基因频率的曲线和代表雌性中b基因频率的曲线之间的差值逐渐减少，D正确。
9．家蚕是ZW型性别决定生物，1975年科学家斯特鲁尼科夫利用性连锁平衡致死原理育成几乎只产雄蚕的家蚕品系，l₁ 和l₂是Z染色体上的致死基因，W染色体上没有其等位基因，现用正常雌蛾 Z（++）W与平衡致死系雄蛾杂交，结果如图。下列说法错误的是（ ）
A．l₁和l₂属于隐性致死基因
B．基因l₁ 与l₂属于等位基因，来源于基因突变
C．若没有人为干涉，群体中l₁ 和l₂的基因频率会不断下降
D．若上述亲本杂交后代中出现少数雌性家蚕，则可能是父本减数分裂时发生了基因重组
【答案】B
【解析】已知l₁ 和l₂是Z染色体上的致死基因，由图可知：存活的亲本雄蚕的一条Z染色体上存在连锁的基因l₁ 和＋，另一条Z染色体上存在连锁的基因＋和l2，说明l1和l2属于隐性致死基因，A正确；基因l1与l2位于一对同源染色体的不同位置上，属于非等位基因，B错误；l1和l2是致死基因，若没有人为干涉，群体中l1和l2的基因频率会不断下降，C正确；若上述亲本杂交后代中出现少数雌性家蚕，则可能是父本在减数分裂Ⅰ的四分体时期发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，产生Z++的精子，属于基因重组，D正确。
10．假设某地区有一个雌雄数量相等、遗传平衡的猕猴种群，若该种群中B的基因频率为90%，b的基因频率为10%，下列叙述正确的是（ ）
A．猕猴进化的实质是种群基因型频率的定向改变
B．猕猴种群中全部个体所含有的全部B、b基因是该种群的基因库
C．若该对等位基因只位于X染色体上，则XbXb的基因型频率为1%
D．若该对等位基因位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雌猕猴概率约为9.1%
【答案】D
【解析】生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，A错误；基因库是一个群体中所有个体的全部基因的总和，因此，猕猴种群中全部个体所含有的全部B、b基因不是该种群的基因库，B错误；若该对等位基因只位于X染色体上，在雌性个体中，XbXb基因型频率为10%×10%=1%，雌雄数量相等，所以该种群中XbX的基因型频率分别为0.5%，C错误；若该对等位基因位于常染色体上，该种群中B的基因频率为90%，b的基因频率为10%，则种群中BB基因型频率等于B基因频率的平方，为81%，Bb基因型频率为2×B基因频率×b基因频率=18%，bb基因型频率等于b基因频率的平方，为1%，则显性个体中出现杂合雌猕猴概率约为18%÷(81%+18%)×1/2=9.1%，D正确。
预测3 通过变异与进化的关系考查科学探究
11．下列有关生物进化的叙述，错误的是（ ）
A．无论是自然选择还是人工选择，都能使生物发生进化
B．种群基因型频率发生改变，基因频率一定会发生改变
C．古老地层中没有复杂生物的化石，而新近地层中可能有简单生物的化石
D．新物种的形成可以不经过地理隔离，但必须经过生殖隔离
【答案】B
【解析】无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变，A正确；种群基因型频率的改变不一定会导致基因频率发生改变，如植物的自交，B错误；古老地层中没有复杂生物的化石，而新近地层中可能有简单生物的化石，C正确；隔离导致了物种的形成，新物种形成可不经过地理隔离，如三倍体的产生，但必须经过生殖隔离，D正确。
12．对深圳拟兰基因组的测序和功能分析，解释了兰花的多样性来源于多种基因的扩张（突变）或收缩（丢失）。研究表明，深圳拟兰的合蕊柱与B-AP3类基因部分收缩有关。其花粉呈现粉末状是由P、S两种subclades基因调控，P-subclade基因丢失导致花粉粘合不易随风飘散；其地下根与AGL12基因有关，缺乏该基因则会长出有利于附着在岩石表面生长的气生根。下列说法正确的是（ ）
A．B-AP3、subclades、AGL12基因共同构成了深圳拟兰的基因库
B．B-AP3类基因扩张会导致基因频率改变，是形成新物种的标志
C．P-subclade缺失可增加自交比例，该变异属于基因突变
D．海边岩石多而土壤浅，AGL12的缺失有利于深圳拟兰扩大生活区域
【答案】D
【解析】基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，B- AP3、subclades、AGL12基因只是深圳拟兰众多基因中的一部分，不能共同构成其基因库，A错误；基因频率改变是生物进化的标志，新物种形成的标志是生殖隔离的产生，B错误；P-subclade缺失属于染色体结构变异中的缺失，不属于基因突变，C错误；
海边岩石多而土壤浅，AGL12基因的缺失会长出有利于附着在岩石表面生长的气生根，这有利于深圳拟兰在海边岩石环境中生长，有利于扩大生活区域，D正确。
13．加拉帕戈斯群岛由13个主要岛屿组成，居住着13种地雀。达尔文发现，它们在体型、喙等形态上存在巨大差异，不同种之间存在生殖隔离。这13种地雀是在150万年间由同一个祖先演化而来的，被称为“达尔文雀”。以下说法不正确的是（ ）
A．不同种地雀形态特征差异体现了对不同地理环境的适应
B．突变和基因重组使“达尔文雀”出现了丰富的表型
C．各岛屿上的地雀种群之间由于地理隔离逐渐形成生殖隔离
D．自然选择导致种群基因频率的改变，标志着新物种的形成
【答案】D
【解析】不同的地理环境会对生物进行选择，使得生物向着适应环境的方向进化，不同种地雀形态特征差异体现了对不同地理环境的适应，A正确；突变和基因重组为生物进化提供原材料，使“达尔文雀”出现了丰富的表型，B正确；各岛屿上的地雀种群之间由于地理隔离，不能进行基因交流，逐渐形成生殖隔离，C正确；自然选择导致种群基因频率的改变，标志着生物发生了进化，生殖隔离的形成标志着新物种的形成，D错误。
14．小麦单倍体常通过远缘花粉刺激卵细胞的方法获得。研究人员将玉米（二倍体）和普通小麦（六倍体）进行杂交，受精卵排除玉米花粉的染色体得到小麦单倍体胚。经过人工诱导和筛选培育抗赤霉病小麦品种，育种流程如图所示，数字表示过程。下列分析正确的是（ ）
A．培育抗赤霉病小麦品种利用了基因重组的遗传学原理
B．因小麦和玉米存在生殖隔离，若杂交后对子房鉴定，其内应有胚乳
C．过程②可通过接种适量的赤霉菌筛选抗赤霉病小麦品种
D．筛选获得的抗赤霉病小麦品种与普通小麦将产生生殖隔离
【答案】C
【解析】过程①小麦单倍体变为六倍体小麦幼苗利用了染色体数目变异的原理，过程②人工诱导获得并筛选获得新性状（抗赤霉病）利用了基因突变的原理，A错误；精子和2个极核结合会发育形成受精极核，受精极核会发育形成胚乳，因小麦和玉米存在生殖隔离，无法形成受精极核，因此无法形成胚乳，B错误；
过程②通过人工诱导基因突变以期获得抗赤霉病性状的基因，因基因突变具有不定向性，因此可用接种适量的赤霉素菌营造特定的环境条件，选择出抗赤霉病小麦品种，C正确；筛选获得的抗赤霉病小麦品种与普通小麦品种遗传物质有差异，但还没产生生殖隔离，D错误。
15．脱落酸会抑制种子萌发，水稻等作物的XM基因所控制的蛋白质决定了种子对脱落酸的敏感性。科学家期望修改水稻中的XM基因，以培养休眠期长的水稻。下列相关叙述正确的是（ ）
A．射线处理使XM基因突变后，其控制合成的蛋白质的结构就会改变
B．用外源突变XM基因替换水稻中的XM基因利用了基因突变的原理
C．导入外源突变XM基因的水稻经过人工选择后进化成了新物种
D．通过比较两种不同植物的XM基因序列，其结果可作为它们起源相同的分子生物学证据
【答案】D
【解析】由于密码子的简并性，基因突变后其控制合成的蛋白质结构不一定发生变化，A错误；用外源突变XM基因替换水稻中的XM基因利用了基因重组的原理，B错误；导入外源突变XM基因的水稻经过人工选择后，不一定进化成新物种，如果它还能与原水稻进行自然杂交并产生可育后代，则说明其不是一个新物种，C错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，属于生物大分子，从分子水平看，不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点，提示人们当今生物有着共同的原始祖先，即通过比较两种不同植物的XM基因序列，其结果可作为它们起源相同的分子生物学证据，D正确。
预测4 借助育种方案考查科学思维和社会责任
16．研究人员以红鲫鱼和团头鲂为亲本，利用不同方法进行人工育种获得3种后代，如图所示，其中A、B表示染色体组。下列有关叙述正确的是（ ）
A．自然条件下，红鲫鱼和团头鲂不存在生殖隔离
B．子代2的体细胞比子代1的体细胞多一条染色体
C．培育子代3的过程中发生了染色体数目变异
D．子代2和子代3都可以通过有性生殖来繁殖后代
【答案】C
【解析】自然条件下，红鲫鱼和团头鲂存在生殖隔离，因为它们属于不同的物种，A错误；子代2的体细胞比子代1的体细胞多一条套色体组，即多了B24条染色体，B错误；亲代含有的染色体数目分别为100和48，而培育的子代3中含有的染色体数目为148，说明培育子代3的过程中发生了染色体数目变异，C正确；
子代2中含有三个染色体组，减数分裂联会紊乱形成高度不可育的配子，因而不能产生后代；而子代3中含有四个染色体组且每条染色体均能找出与之对应的同源染色体，能产生可育的配子，因而可通过有性生殖产生后代，D错误。
17．2022年，我国宇航员在问天实验舱中进行航天育种培育太空稻，完成了国际上首次在轨太空环境下水稻全生命周期培养实验获得水稻种子。还首次成功尝试空间再生稻技术，在水稻剪株后利用稻桩上存活的休眠芽，精心培育并最终收获了再生稻的种子，开辟出高产太空稻的技术路线。下列叙述错误的是（ ）
A．在轨太空环境下获得水稻种子的培育方法是杂交育种
B．空间再生稻技术利用了太空微重加重离子、多种宇宙射线等因素
C．航天育种可以提高变异率，还可短时间内有效地改良某些性状
D．空间再生稻技术是利用了芽在分裂过程中容易发生变异的原理
【答案】A
【解析】在轨太空环境下获得水稻种子的培育方法是诱变育种，原理是基因突变，A错误；空间再生稻技术利用了太空微重加重离子、多种宇宙射线等因素使水稻发生基因突变，B正确；航天育种利用了基因突变的原理，基因突变可以产生新基因，因此，航天育种可以提高变异率，还可短时间内有效地改良某些性状，C正确；基因突变主要发生在分裂间期，空间再生稻技术是利用了芽在分裂过程中容易发生变异的原理，D正确。
18．袁隆平被誉为“杂交水稻之父”，杂交水稻指选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种进行杂交，生产具有杂种优势的第一代杂交种，就是杂交水稻。一般杂交水稻仅指由两个遗传背景相同的不育系和恢复系杂交后形成的第一代杂交种。大面积推广的杂交水稻主要是利用水稻雄性不育系作为遗传工具。中国是世界上第一个成功研发和推广杂交水稻的国家。杂交水稻具有个体高度杂合性，杂种后代出现性状分离，故需年年制种，下列说法正确的是（ ）
A．性状分离是指生物体由于变异导致后代出现新的性状的现象
B．杂交水稻的育种原理是基因重组，与黑农五号大豆的育种原理一致
C．水稻的雄性不育系与恢复系是两个物种，因为雄性不育系存在着生殖隔离
D．具有杂种优势的第一代杂交种种植于贫瘠的农田中，其生长会遭受严重影响，说明环境也可以影响到生物体性状的表现
【答案】D
【解析】性状分离是指杂种后代同时出现显性性状和隐性性状的现象，A错误；杂交水稻的育种原理是基因重组，而黑农五号大豆的育种原理是基因突变，B错误；水稻的雄性不育系可作为母本，与恢复系杂交，产生可育的后代，因此雄性不育系与恢复系不是两个物种，不存在着生殖隔离，C错误；生物的表型是基因型和环境共同作用的结果，因此具有杂种优势的第一代杂交种种植于贫瘠的农田中，其生长会遭受严重影响，说明环境也可以影响到生物体性状的表现，D正确。
19．我国科学家利用红鲫鱼（2N=100）与团头鲂（2N=48）进行育种，杂交种1（3N=124）和杂交种2（4N=148）（5N=172）。关于上述杂交育种过程，下列说法正确的是（ ）
A．杂交种1不育的原因是减数分裂时同源染色体不能联会
B．杂交种2产生的配子中一定含有两个染色体组
C．得到杂交种3说明杂交种2与团头鲂不存在生殖隔离
D．形成杂交多倍体过程中发生了染色体变异和基因重组
【答案】D
【解析】杂交种1是含有3个染色体组的三倍体，其中2个染色体组来自红鲫鱼，1个染色体组来自团头鲂，属于异源三倍体，来自团头鲂的1个染色体组不能正常分配，导致其不育，A错误；杂交种2含有4个染色体组，各有2个染色体组来自红鲫鱼和团头鲂，正常情况下其产生的配子中含有两个染色体组（分布来自红鲫鱼和团头鲂）；又根据题意，杂交种2和团头鲂杂交得到杂交种3（5N=172），说明杂交种2还可能产生与体细胞染色体数相同的配子，因此杂交种2产生的配子中不一定含有2个染色体组，还可能含有4个染色体组，B错误；杂交种3染色体数为5N=172，得到杂交种3说明杂交种2与团头鲂存在生殖隔离，C错误；上述杂交育种过程中，形成了不同的杂交多倍体，发生了染色体变异和基因重组，D正确。
20．穿梭育种是近年来小麦育种采用的新模式。农业科学家将一个地区的品种与国内国际其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种抗病高产的小麦新品种。下列关于穿梭育种的叙述不正确的是（ ）
A．自然选择方向不同使各地区的小麦基因库存在差异
B．穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件
C．穿梭育种充分地利用了小麦的遗传多样性
D．穿梭育种利用的主要原理是染色体变异
【答案】D
【解析】两个地区的环境不同，导致自然选择的方向不同，使各地区的小麦基因库存在差异，A正确；由题意可知，穿梭育种是将小麦在两个地区反复交替种植，然后进行选择和鉴定，最终选育出小麦新品种，所以，穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件，B正确；由题意可知，穿梭育种是将一个地区的品种与国内国际其他地区的品种进行杂交，然后将小麦在两个地区反复交替种植，然后进行选择和鉴定，最终选育出小麦新品种，利用的育种原理是基因重组，充分地利用了小麦的遗传多样性，C正确，D错误。
情境1：雄性不育与“两系法”杂交水稻
植物的雄性不育(花粉败育，但雌性器官仍然发育正常)一般分为核不育和质核互作不育两大类。
类型一：核不育
核不育是由细胞核内基因决定的雄性不育类型。根据核不育的原因又可分为基因控制的核不育和环境诱导的核不育两种。
环境诱导的核不育是指花粉是否可育由细胞核基因在特定环境下的表达产物控制。同一植株，在一定条件下花粉可育，在另一特定条件下花粉不育。
类型二：质核互作的雄性不育
这种类型的雄性不育受到细胞质不育基因和对应的细胞核基因的共同控制，当细胞质不育基因SA存在时，核内必须有相对应的隐性不育基因aa，即个体基因型为SA(aa)时才表现为雄性不育。根据控制雄性不育质核基因的对数可以分为主基因不育和多基因不育两种。主基因不育是指一对或两对核基因与对应的不育细胞质基因决定的不育性，在这种情况下，显性的核基因能使对应细胞质的不育基因恢复正常。假定某水稻品种为主基因不育型，其花粉是否可育受细胞质基因S、N和细胞核基因A、B共同控制，植株中出现SA(aa)或SB(bb)均表现为雄性不育，其余的都可育。
典例赏析：(1)类型一中的基因控制的核不育，即花粉是否可育由细胞核基因的显隐性控制，与细胞质基因没有关系。假定某植物开单性花，其雄性不育由基因R控制，取一杂合雄性不育植株与另一可育植株杂交得到F1，将F1进行自由交配，预测F2雄性不育植株与雄性可育植株的比例为__________。
根据图1回答下列有关问题
①假定有温敏雄性不育植株M、N，且M的雄性不育起始温度低于N的，在制备杂交种子时，考虑到温度的日间波动，最好选用植株________填字母编号)来制种。
②图1中，杂合子F1表现出优于双亲的生长状况，也叫杂种优势，但我们一般不继续将F1自交留种，原因是_____________________________________________________。
【答案】(1)1∶3 (2)①M ②F1留种自交的后代会出现性状分离，且杂种优势效应会减弱
情境2：雄性不育与“三系法”杂交水稻
“三系法”杂交水稻是我国研究应用最早的杂交水稻，由不育系、保持系、恢复系三种水稻培育而成，如图3所示。
不育系A的花粉不育，这种雄性不育性状由细胞质基因cms控制，细胞核含有雄性不育基因rf(只有当细胞质和细胞核都只有不育基因时，才表现为雄性不育)。保持系B能保持不育系的细胞质雄性不育性，其细胞质基因Cms正常可育，能够自交结实。恢复系R含有恢复雄性可育的核基因Rf，与不育系杂交产生的三系杂交稻正常可育且具有杂种优势，即A×R→F1，因为F1的子代的育性、农艺性状等会发生分离，所以F1种植后不再使用，需每年利用不育系育种。
典例赏析：(1)在培育杂交水稻时，选育雄性不育植株的目的是________________________________。
(2)繁殖不育系时，不育系A只能作________(填“父本”或“母本”)。
(3)由材料图可知，若三系杂交稻中不育系的基因型表示为cms(rfrf)，则保持系的基因型为______，恢复系的基因型为______________________。
(4)在三系法杂交育种中，选育恢复系非常关键。研究人员发现几株性状优良、纯度高但不含Rf基因的水稻植株(D)，现利用基因工程技术将两个Rf基因导入不同的植株D中来培育恢复系，为确定Rf基因导入的结果，研究人员的思路是将植株D作为亲本与不育系混合种植，单株收获不育系植株所结种子后，再种植并统计后代的育性情况及其数量比例，请依据上述思路完善结果分析：
①若后代雄性不育植株∶雄性可育植株＝____，则说明两个Rf导入到保持系D的一条染色体上。
②若后代雄性不育植株∶雄性可育植株＝____，则说明两个Rf导入到保持系D的一对同源染色体上。
③若后代雄性不育植株∶雄性可育植株＝____，则说明两个Rf导入到保持系D的非同源染色体上。
【答案】(1)省去人工去雄(降低人工成本)，提高种子质量 (2)母本 (3)Cms(rfrf) Cms(RfRf)或cms(RfRf) (4)①1∶1 ②0∶1 ③1∶3核心考点
考试频次
考题统计
考情分析
基因突变与基因重组
3年32次
（2024 福建卷）遗传定律与基因突变
（2024 贵州卷）变异对基因表达的影响
（2024 广东卷）细胞癌变的原因与防治
本部分以选择题形式考查变异类型的判断，基因频率计算等知识点，也会以非选择题形式考查变异与细胞增殖以及育种的关系。
2025年预计会考查基因突变所引起的蛋白质的变化及在生物性状层面的效应。还可能考查变异、选择和隔离，导致新物种的形成等。
染色体变异
3年14次
（2024 天津卷）染色体组与减数分裂
（2024 江苏卷）染色体结构变异
（2024 北京卷）染色体数目变异
（2024 浙江卷）染色体结构变异
自然选择与适应的形成
3年5次
（2024 福建卷）自然选择与适应的形成
（2023 浙江卷）杂交育种与自然选择
种群基因频率改变与新物种形成
3年19次
（2024 江苏卷）隔离与物种的形成
（2024 江西卷）基因频率改变与生物进化
（2024 甘肃卷）基因频率改变与生物进化
情境设计
借助雄性不育系和二系、三系杂交水稻，考查杂交水稻的培育过程，体现了科学思维和社会责任的核心素养。
备考要点
基因突变和基因重组综合
辨析染色体变异类型
生物进化以及新物种的形成
项目
达尔文生物进化论
现代生物进化理论
不同点
①进化局限于个体水平；
②自然选择源于过度繁殖和生存斗争；
③未对遗传和变异的本质作出科学解释，未能阐明自然选择的作用机理
①进化的基本单位是种群；
②生物进化的实质是种群基因频率的改变；
③突变和基因重组为生物进化提供原材料；
④隔离导致新物种的形成
共同点
①变异是进化的原材料；
②自然选择决定生物进化的方向；
③解释了生物的多样性和适应性
突变基因
Ⅰ
Ⅱ
蛋白质变化
某个位点的赖氨酸替换为谷氨酰胺
多肽链长度比野生型果蝇的长
选项
分裂时期
基因组成
染色体组数
A
减数分裂Ⅰ后期
YyRr
2
B
减数分裂Ⅱ中期
YR或yr或Yr或yR
1
C
减数分裂Ⅱ后期
YYRR或yyrr或YYrr或yyRR
2
D
有丝分裂后期
YYyyRRrr
2
基因型
W1W2
W1W3
W2W2
W2W3
W3W4
W4W4
棵数
211
114
224
116
260
75