配套K12学习全国通用版高考生物二轮复习 专题四 遗传的分子基础变异与进化专题.docx

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配套K12学习全国通用版高考生物二轮复习专题四遗传的分子基础变异与进化专题

专题四遗传的分子基础、变异与进化

专题强化练

1．赫尔希和蔡斯用32P标记的T2噬菌体与无32P标记的大肠杆菌混合培养，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。

下列叙述正确的是（　　）

A．32P主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性

B．搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与噬菌体的DNA分开

C．如果离心前保温时间过长，会导致上清液中的放射性降低

D．该实验结果说明DNA是主要的遗传物质，能控制蛋白质的合成

答案　A

解析　由于32P只标记DNA分子，而DNA分子注入了大肠杆菌体内，所以32P主要集中在沉淀物中，但也有少量噬菌体的DNA没有注入大肠杆菌，所以上清液中也能检测到少量的放射性，A项正确；在噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程中，搅拌的目的主要是使吸附于大肠杆菌表面的噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开，而不是使噬菌体的蛋白质外壳与DNA分开，B项错误；恰当的保温（培养）时间，可保证多数噬菌体已侵染进入大肠杆菌内且大肠杆菌尚未裂解，这一操作非常关键，若离心前保温时间过长，则部分大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，会导致上清液中的放射性升高，C项错误；该实验结果说明DNA是T2噬菌体的遗传物质，并能控制蛋白质的合成，但不能证明DNA是主要的遗传物质，D项错误。

2．核基因编码的蛋白质在细胞内的运输取决于自身氨基酸序列中是否包含了信号序列（引导蛋白质定向转移）及信息序列的差异。

据图分析下列说法错误的是（　　）

A．①过程形成多聚核糖体，加快了多肽链合成的效率

B．③过程输出的蛋白质中信号序列被切除属于对蛋白质的加工

C．无信号序列参与的蛋白质留在了细胞质基质

D．蛋白质经⑥⑦过程进入相应结构时无选择性

答案　D

解析　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，因此少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，A正确；题图所示的蛋白质中，只有⑤所示的胞质可溶性蛋白不具有信号序列，此蛋白质留在了细胞质基质，C正确；某些蛋白质经⑥过程进入线粒体具有选择性，某些蛋白质经⑦过程进入细胞核是通过核孔进入的，蛋白质通过核孔进入细胞核也具有选择性，D错误。

3．埋在土里的种子萌发时，为了防止出土过程中与土壤直接接触而造成机械伤害，会形成一种“顶端弯钩”的构造。

如图所示是外源激素茉莉素、乙烯对“顶端弯钩”形成的影响，MYC2和EIN3是协助基因转录的蛋白因子（其中“→”表示促进，“―→×”表示抑制）。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．HLS1基因的表达受MYC2和EIN3的影响

B．茉莉素通过抑制EIN3的功能从而抑制“顶端弯钩”的出现

C．MYC2可以通过促进EBF1基因的表达来促进HLS1蛋白的合成

D．茉莉素和乙烯在“顶端弯钩”形成过程中具有拮抗作用

答案　C

解析　分析题图可知，MYC2抑制HLS1基因的表达，EIN3促进HLS1基因的表达，故HLS1基因的表达受MYC2和EIN3的影响，A正确；茉莉素通过作用于协助基因转录的蛋白因子MYC2抑制EIN3的功能，从而抑制“顶端弯钩”的出现，B正确；由题图可知，协助基因转录的蛋白因子MYC2可通过促进EBF1基因的表达来促进EBF1蛋白的合成，进而抑制HLS1蛋白的合成，C错误；由题图可知，乙烯可促进HLS1基因的表达，茉莉素可抑制HLS1基因的表达，故茉莉素和乙烯在“顶端弯钩”形成过程中具有拮抗作用，D正确。

4．下图所示为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程。

相关叙述正确的是（　　）

A．①②过程中碱基配对情况相同

B．②③过程发生的场所相同

C．①②过程所需要的酶相同

D．③过程中核糖体的移动方向是由右向左

答案　D

解析　分析题图可知，①是DNA复制，②是转录，两者碱基配对情况不完全相同，A错误；③是翻译，场所是核糖体，②过程发生的场所是细胞核、线粒体或叶绿体，B错误；①②过程所需要的酶不同，DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，转录过程需要RNA聚合酶，C错误；由肽链的长短可判断出，③过程中核糖体的移动方向是由右向左，D正确。

5．性染色体形态学进化学说认为：

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）。

下列有关说法错误的是（　　）

A．从变异类型来看，这种变化属于染色体结构变异

B．从题干及图解信息可推测，这种变化可能会使原来的染色体上出现重复基因

C．从生物进化的角度分析，性染色体的出现可能是常染色体变异所致

D．由于变异后的染色体形态、大小差异明显，故减数分裂时不能正常联会

答案　D

解析　从假说模型来看，两条染色体经过这种变化后，形态结构出现了明显差别，但染色体数目没有发生变化，因此该变异类型属于染色体结构变异；同源染色体上可能携带完全相同的基因，经过这种变化后，一条染色体上可能出现重复基因；发生变异后，虽然染色体的形态、大小有明显差异，但它们仍是同源染色体，在减数第一次分裂前期仍能正常联会。

6．正常的水稻体细胞染色体数为2n＝24。

现有一种三体水稻，细胞中7号染色体有三条。

该水稻细胞及其产生的配子类型如图所示（6、7为染色体标号；A为抗病基因，a为感病基因；①～④为四种配子类型）。

已知染色体数异常的配子（①③）中雄配子不能参与受精作用，雌配子能参与受精作用。

以下说法正确的是（　　）

A．形成配子①的次级精母细胞中染色体数为13

B．正常情况下，配子②④可由同一个初级精母细胞分裂而来

C．以该三体抗病水稻作母本，与感病水稻（aa）杂交，子代抗病个体中三体植株占3/5

D．以该三体抗病水稻作父本，与感病水稻（aa）杂交，子代中抗病∶感病＝5∶1

答案　C

解析　正确分析出三体水稻（AAa）产生的配子种类及比例为AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2是解题的关键，由此可推知配子④的7号染色体上的基因为A。

A项，形成配子①的次级精母细胞，处于减数第二次分裂前、中期时染色体数为13，着丝点分裂后染色体数为26，A项错误；B项，配子②和④不可能来自同一个初级精母细胞，因为来自同一个初级精母细胞的两个精子要么两两相同，要么两两互补，如②和①可来自同一个初级精母细胞，B项错误；C项和D项，根据题干信息，配子①③中雄配子不能参与受精作用，当AAa作父本时，产生的可参与受精作用的雄配子的种类及比例为A∶a＝2∶1，母本（aa）产生的雌配子为a，二者杂交，子代中抗病∶感病＝2∶1。

而当AAa作母本时，产生的雌配子的种类及比例是AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，父本（aa）产生的雄配子为a，二者杂交，子代基因型及比例为AAa∶aa∶Aaa∶Aa＝1∶1∶2∶2，其中感病个体占1/6，抗病个体中三体植株占3/5。

综上分析可知，C项正确、D项错误。

7．某地区男性中红绿色盲患者占8%，若此地区红绿色盲的遗传符合遗传平衡定律。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．该地区女性患红绿色盲的概率为0.64%

B．该地区女性是携带者的概率为14.72%

C．该地区男性发病率比女性低

D．该地区男性正常的概率为92%

答案　C

解析　红绿色盲为伴X染色体隐性遗传，对于男性而言，每个男性只有一个X染色体，含致病基因即为患者，假设控制色觉的基因用B、b表示，根据题干信息可知，某地区男性中红绿色盲患者占8%，说明男性中b的基因频率＝8%，男性中B的基因频率＝1－8%＝92%，男性的X染色体来自母亲，因此女性中b的基因频率＝8%，B的基因频率＝92%，则该地区女性患色盲（XbXb）的概率为8%×8%＝0.64%，故该地区男性发病率比女性高，A正确，C错误；女性是携带者（XBXb）的概率为92%×8%×2＝14.72%，B正确；该地区男性正常的概率为1－8%＝92%，D正确。

8．（2018·江苏，15）下列过程不涉及基因突变的是（　　）

A．经紫外线照射后，获得红色素产量更高的红酵母

B．运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基

C．黄瓜开花阶段用2,4－D诱导产生更多雌花，提高产量

D．香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，增加患癌风险

答案　C

解析　基因突变是指由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。

紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA，从而引起基因突变，A错误；运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基能引起基因结构的改变，属于基因突变，B错误；2,4－D属于生长素类似物，其促进黄瓜产生更多雌花不涉及基因突变，C正确；香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，导致抑癌基因的结构发生改变，属于基因突变，D错误。

9．如图为太平洋岛屿鸟类的分布情况，甲岛分布着S、L两种鸟，乙岛的鸟类是S鸟的迁移后代。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．甲岛所有的鸟类称为一个种群

B．可遗传变异为乙岛鸟类进化提供了可能

C．乙岛的鸟类与S鸟可能具有生殖隔离

D．甲、乙岛的自然条件决定了鸟类的进化方向

答案　A

解析　种群是指在一定自然区域内同种生物的全部个体，甲岛分布着S、L两种鸟，甲岛所有的鸟类不能称为一个种群，A错误；可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，可为生物进化提供原材料，B正确；乙岛的鸟类是S鸟的迁移后代，由于两个岛的环境不同，乙岛的鸟类可能与甲岛的S鸟产生生殖隔离，C正确；自然选择决定生物进化的方向，D正确。

10．（2018·洛阳第一次质量检测）下图表示某生态系统中的三种植物，下列叙述中正确的是（　　）

A．a、c、f没有地理隔离，也不会产生生殖隔离

B．a～j所含的全部基因，称为种群基因库

C．f～j在一段时间内没有产生新的基因，但该种群基因频率有可能发生变化

D．该生态系统中的所有生物和周围的无机环境之和称为生态系统的多样性

答案　C

解析　a、c、f生活在同一个区域内，没有地理隔离，但它们属于三种植物，所以存在生殖隔离，A错误；基因库是一个种群中所有个体所含的全部基因，而图中a～j不是一个种群，B错误；f～j在一段时期内没有产生新的基因，但也有可能因为自然选择，种群的基因频率发生变化，C正确；该生态系统中的所有生物和周围的无机环境之和称为生态系统，D错误。

11．阅读下列材料，回答相关问题：

材料一　HPV（人乳头瘤病毒）是小型DNA病毒，据2015年不完全统计，其亚型超过100种，其中至少13种亚型可引起癌变（又称高风险类型），而16型和18型引起的宫颈癌和宫颈癌癌前病变占全部的70%；宫颈癌是中国女性第二高发妇科癌症，其在我国人群中的发病率逐年上升；仅2015年我国宫颈癌患者新增约98900例，死亡约30500例。

材料二　2006年，全世界第一支HPV疫苗正式获准上市，可帮适龄女性避免罹患宫颈癌；2017年7月31日，“二价”宫颈癌疫苗在中国内地上市，接种对象为9～25岁女孩，“二价”疫苗主要针对HPV中的16型和18型，需要接种3次，三次接种时间间隔为0、2、6个月。

（1）HPV具有100多种亚型是____________的结果。

HPV是引发宫颈癌的________________（填致癌因子类型），人体宫颈细胞感染HPV后发生癌变而恶性增殖，原因是________________________________________________________________________。

（2）在该病毒核酸类型未知时，科研人员欲通过同位素示踪法，以体外培养的宿主细胞等为材料，检测HPV的核酸类型（假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换）。

请写出实验思路并预测结果及结论。

①实验思路：

_________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②预测结果及结论：

____________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）人体参与防卫HPV的免疫活性物质主要有____________和________；从免疫学角度来说“二价”疫苗属于________，接种“二价”疫苗可以预防宫颈癌发生的原因是________________________________________________________________________。

（4）HPV只有侵染宫颈细胞后才能繁殖子代，繁殖时亲代HPV仅提供____________________________，其余均来自宿主细胞；在HPV增殖过程中遗传信息传递过程为_______________________________________________________________。

答案　

（1）基因突变　病毒致癌因子　该致癌因子能导致原癌基因和抑癌基因发生突变

（2）①分别用含有放射性标记的尿嘧啶的宿主细胞（甲组）和含有放射性标记的胸腺嘧啶的宿主细胞（乙组）培养HPV，一段时间后收集并检测HPV病毒的放射性

②若甲组收集到的病毒具有放射性，乙组无放射性，则HPV的核酸为RNA；若乙组收集到的病毒具有放射性，甲组无放射性，则HPV的核酸为DNA

（3）淋巴因子　抗体　抗原　疫苗刺激人体产生抗体和记忆细胞

（4）DNA作为模板（或DNA）

解析　宫颈癌疫苗在中国内地上市是惠及适龄女性的热点新闻，无论是从人体健康角度还是从高考命题的角度来看，其相关内容都是值得考生关注的好素材。

本题以宫颈癌疫苗为媒介考查考生对病毒的遗传物质组成、病毒的变异、病毒致癌机理、人体免疫和中心法则等相关知识的理解和应用，考查的知识跨度大，内容综合性高。

本题第

（1）小题侧重考查基因突变，前者考查HPV自身的基因突变，后者考查HPV作为致癌因子时的致癌机理，同时考查了考生对教材的熟悉程度。

第

（2）小题以实验设计的形式出现，其考查方式与2017年课标全国Ⅰ卷的第29题高度吻合，可以较好地训练考生对此类情境试题的应对能力。

12．回答下列有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题：

（1）将同位素标记的胸苷（胸腺嘧啶和脱氧核糖的结合物）加入动物细胞培养液中，在多数细胞处于有丝分裂________期时，可检测到培养液中胸苷含量变化明显。

将同位素标记的尿苷（尿嘧啶和核糖的结合物）加入动物细胞培养液中，不久在细胞核中可发现被标记的物质是________。

（2）将从细胞A中提取的核酸，通过一定技术转移到另一种细胞B中。

当转入________时，其遗传信息可能在细胞B中得到表达并能够复制传给下一代。

当转入________时，在细胞B中虽可能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。

（3）某成熟多肽（经加工后形成的一条含a个氨基酸残基的肽链）的起始端氨基酸序列为“脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸……”。

编码该多肽的基因中对应上述氨基酸序列的碱基排列如图所示。

翻译上述多肽的mRNA是由该基因的________（填“①”或“②”）链转录而来的，该mRNA相应起始密码子与终止密码子之间（含起始密码子，但不含终止密码子）的碱基数目________（填下列选项）。

[注：

起始密码子（甲硫氨酸）为AUG；起始密码子（缬氨酸）为GUG；脯氨酸的密码子为CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的密码子为GAA、GAG；赖氨酸的密码子为AAA、AAG]

A．大于3aB．等于3aC．小于3a

答案　

（1）间　RNA　

（2）DNA　RNA　（3）②　A

解析　

（1）胸苷（胸腺嘧啶和脱氧核糖的结合物）是合成DNA的物质，而有丝分裂间期进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，故多数细胞处于有丝分裂间期时，培养液中胸苷含量变化明显。

尿苷（尿嘧啶和核糖的结合物）是合成RNA的物质，因此将同位素标记的尿苷加入动物细胞培养液中，不久在细胞核中可发现被标记的物质是RNA。

（2）从细胞A中提取的核酸分为两类，DNA和RNA，转入的核酸能表达并能复制传给下一代的是DNA，只能指导相应的蛋白质合成的是RNA。

（3）②链中的GGA对应的密码子为CCU，对应的氨基酸是脯氨酸，接下来的密码子是GAA、GAG、AAG，对应的氨基酸分别是谷氨酸、谷氨酸和赖氨酸，所以上述多肽的mRNA是由该基因的②链转录来的。

因为该mRNA起始密码子对应的氨基酸为甲硫氨酸或缬氨酸，而转录的多肽起始端氨基酸为脯氨酸，说明转录后经过加工去掉了部分氨基酸残基形成了含有a个氨基酸残基的肽链，mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，称为密码子，所以该mRNA相应起始密码子与终止密码子之间的碱基数目大于3a。

13．在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用被32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上，上清液几乎不含放射性，下层沉淀物具有很高的放射性；而实际的实验最终结果显示：

离心后上清液也具有一定的放射性，而下层沉淀物的放射性比理论值略低。

（1）在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的实验方法是________________。

（2）理论上，上清液放射性应该几乎为0，其原因是________________________

________________________________________________________________________。

（3）实验数据和理论数据之间会有一定的差异，因此实验过程常常需要进行误差分析，请回答下列问题：

①在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机离心，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性升高，其原因是_____________________________________________

________________________________________________________________________。

②在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，将________（填“是”或“不是”）误差的来源，理由是______________________________________________。

（4）噬菌体侵染细菌的实验证明了____________________________________________。

（5）上述实验中，________（填“能”或“不能”）用15N来标记噬菌体的DNA，理由是________________________________________________________________________。

答案　

（1）同位素标记法（或同位素示踪法）

（2）理论上讲，所有噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含噬菌体蛋白质外壳

（3）①噬菌体在大肠杆菌内增殖后，大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体，经离心后分布于上清液中　②是　没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中，使上清液具有放射性　（4）DNA是遗传物质　（5）不能　DNA和蛋白质中都含有N

解析　

（1）在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳并侵染细菌，采用了同位素标记法（或同位素示踪法）。

（2）因为在T2噬菌体的化学组成中，P几乎都存在于DNA分子中，故32P标记的是噬菌体的DNA，理论上讲，如果操作得当，所有噬菌体都会将含32P的DNA全部注入到大肠杆菌中，而将蛋白质外壳留在外面，因此离心后，含有32P标记的大肠杆菌沉在底部，而噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中，所以理论上，上清液放射性应该几乎为0。

（3）①在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机离心，这一段时间如果过长，产生的子代噬菌体会从大肠杆菌中被释放出来，离心后出现在上清液中，使上清液的放射性升高。

②在实验中，如果保温时间过短，会有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。

（4）噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。

（5）因为DNA和蛋白质中均有N，所以不能用15N来标记噬菌体的DNA。

14．在一个海岛上，一种海龟中有的脚趾是连趾（ww），有的脚趾是分趾（Ww、WW），连生的脚趾便于划水，游泳能力强，分趾的游泳能力弱。

开始时，连趾和分趾的基因频率各为0.5，当岛上食物不足时，连趾的海龟更容易从海中得到食物。

若干万年后，基因频率发生变化，W的基因频率变为0.2，w的基因频率变为0.8。

（1）该种群中所有海龟所含有的全部基因称为该种群的________，基因频率发生变化后，从理论上计算，分趾海龟中杂合子在整个种群中的比例为________。

（2）该种群中海龟有多种多样的类型，其中可遗传的变异主要来源于____________，但由于变异是不定向的，因此只是产生了进化的原材料，进化的方向是由__________决定的。

（3）海龟是否发生了进化？

________（填“是”或“否”），理由是___________________。

（4）基因频率的改变，能否表明该种群中产生了新的物种？

________（填“能”或“不能”），理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）基因库　32%　

（2）基因重组　自然选择　（3）是　种群的基因频率发生了改变　

（4）不能　该种群中只是基因频率发生改变，并不一定产生生殖隔离

解析　

（1）种群基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因。

若干万年后，该海岛中海龟的基因频率发生变化，W的基因频率变为0.2，w的基因频率变为0.8，则WW的基因型频率＝0.04，Ww的基因型频率＝0.32，ww的基因型频率＝0.64，所以基因频率变化后，从理论上计算，分趾海龟中杂合子（Ww）在整个种群中的比例为32%。

（2）对于有性生殖的生物，其后代具有多样性的主要原因是基因重组。

在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断变化，所以进化的方向是由自然选择决定的。

（3）种群的基因频率发生改变，则种群发生进化。

因为原来w和W的基因频率各为0.5，若干万年后，基因频率发生变化，W的基因频率变为0.2，w的基因频率变为0.8，由此可知，种群的基因频率发生了改变，故海龟发生了进化。

（4）种群基因频率改变并不代表产生了生殖隔离，而新物种形成的标志是产生生殖隔离，所以不能说明产生了新的物种。

15．研究人员培育了体细胞含有两个外源抗虫基因（T）的某转基因植物。

这两个基因在染色体上的整合位点如图1所示（p、q表示一对同源染色体）。

已知体细胞中含两个及两个以上抗虫基因的植株表现为强抗虫，含一个抗虫基因的植株表现为弱抗虫，没有抗虫基因的植株表现为不抗虫，且1/2弱抗虫幼苗和3/4不抗虫幼苗会死亡。

回答下列问题：

（1）若该转基因植物雌株的一个原始生殖细胞减数分裂过程中，染色体p的一条染色单体上含有基因T的片段与染色体q上的相应同源区段发生交叉互换，则该过程发生的时期为________________________，由此产生的雌配子的基因组成为____________。

（不含T基因则用T0表示，含有1个T基因则用T1表示，以此类推，下同）

（2）若一转基因植株与非转基因普通植株杂交，产生的足量子代成熟个体中，不抗虫植株∶弱抗虫植株∶强抗虫植株＝1∶196∶4，则该转基因植株产生的配子的种类及比例为___