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高三生物二輪復習專題突破
專題五　遺傳的分子基礎、變異與進化
&核心知識梳理
1.細胞中DNA的復制是以親代的一條DNA鏈為模板，按照堿基互補配對原則，合成另一條具有互補堿基的新鏈，復制出的DNA分子與親代DNA分子完全相同，因此細胞中DNA的復制稱為半保留復制。
2.基因是具有遺傳效應的DNA片段(包括部分病毒的RNA片段)，是遺傳物質結構和功能的基本單位，是DNA(部分生物是RNA)分子上含特定遺傳信息的核苷酸序列的總稱。
3.轉錄是以DNA的一條鏈為模板，依據堿基互補配對原則，合成RNA的過程。
4.起始密碼子是翻譯第一個氨基酸的密碼子，一般是AUG。但對于原核生物來說，少數蛋白質以GUG作為起始密碼子。需要特別注意的是，如果GUG作為起始密碼子，它會與AUG一樣編碼甲硫氨酸，而不是纈氨酸。
5.基因重組是指具有不同遺傳性狀的雌、雄個體進行有性生殖時，控制不同性狀的基因重新組合，導致后代出現不同于親本類型的現象或過程。
6.在遺傳學和進化論的研究中，把能夠在自然狀態下相互交配并產生可育后代的一群生物稱為一個物種。
7.不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育的后代，這種現象稱為生殖隔離。
1．判斷有關基因的本質說法的正誤
(1)格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗證明了DNA是遺傳物質。(×)
(2)分別用含32P、35S的培養基培養噬菌體，可得到被標記的噬菌體。(×)
(3)在用35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物中存在少量放射性可能是攪拌不充分所致。(√)
(4)同一條脫氧核苷酸鏈上相鄰的兩個堿基通過氫鍵相連。(×)
(5)DNA復制合成的子代DNA一條鏈中嘌呤和嘧啶的數量相等。(×)
(6)DNA分子中每個脫氧核糖都連接兩個磷酸，每個堿基都連接一個脫氧核糖。(×)
(7)含有m個腺嘌呤的DNA分子第n次復制需要腺嘌呤脫氧核苷酸數為2n－1×m個。(√)
2．基因的表達包括轉錄和翻譯兩個過程，請判斷下列敘述的正誤：
(1)mRNA、tRNA和rRNA均參與翻譯過程，且均為轉錄生成。(√)
(2)原核細胞中邊轉錄邊翻譯，真核細胞的細胞核中復制、轉錄和翻譯可同時進行。(×)
(3)原核細胞和真核細胞中存在多聚核糖體現象，可同時合成多條多肽鏈，從而縮短每條多肽鏈的合成時間。(×)
(4)在一個細胞周期中，DNA只復制一次，每個復制起點只起始一次。(√)
(5)在一個細胞周期中，基因只轉錄一次，每個轉錄起點只起始一次。(×)
(6)DNA復制時DNA聚合酶作用的部位在相鄰核苷酸的脫氧核糖和磷酸基團之間。(√)
(7)翻譯時，mRNA沿著核糖體移動，由tRNA將氨基酸相繼地加在延伸的多肽鏈上。(×)
3．基因突變和染色體畸變(變異)統稱突變，突變和基因重組為進化提供了原材料。請判斷下列相關敘述的正誤：
(1)基因突變一定會引起基因堿基對序列的改變，但不一定會導致性狀的改變。(√)
(2)DNA分子上基因之間的區域發生堿基對的改變不屬于基因突變。(√)
(3)自然條件下，病毒的可遺傳變異通常只有基因突變。(√)
(4)雜合高莖豌豆(Hh)自交后代同時出現高莖和矮莖豌豆的現象，屬于基因重組。(×)
(5)單倍體只含有一個染色體組，無法進行減數分裂，因此不育。(×)
(6)二倍體白菜與二倍體甘藍雜交產生的異源二倍體，細胞中含有兩個染色體組，因此是可育的。(×)
(7)為了適應冬季寒冷環境，植物會產生抗寒性變異。(×)
(8)一般來說，頻率高的基因所控制的性狀更適應環境。(√)
(9)自然選擇通過作用于個體而影響種群的基因頻率。(√)
(10)捕食關系會降低物種的多樣性。(×)
1．(評獎獲獎類)在噬菌體侵染細菌的實驗中，可選擇35S和32P這兩種同位素分別對蛋白質和DNA標記，而不能用14C和18O同位素標記，原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示　所選擇的同位素應能將噬菌體的DNA和蛋白質分開(評獎標準)，S只存在于噬菌體的蛋白質中，P幾乎只存在于噬菌體的DNA中(獲獎理由)，而噬菌體的蛋白質和DNA均含有C和O(未獲獎理由)
2．(溯因推理類)將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養基中培養一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是_________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示　1個含32P標記的噬菌體DNA分子共有2條帶32P標記的單鏈(邏輯起點1)，在大腸桿菌細胞內增殖共產生n個子代噬菌體(邏輯鏈條1)，由于DNA分子的半保留復制，含32P的兩條單鏈只能分配到兩個子代噬菌體的雙鏈DNA分子中(邏輯鏈條2)，因此得到的n個子代噬菌體只有2個帶32P標記(邏輯鏈條3)
3．(發散思維類)基因突變未引起生物性狀改變的原因有哪些？
提示　①多種密碼子可能決定同一種氨基酸(角度1：密碼子與氨基酸的對應關系)；②由顯性純合子的顯性基因突變成隱性基因或雜合子中的隱性基因突變為顯性基因(角度2：基因型與表型的關系)；③起始密碼子對應的序列之前或終止
密碼子對應的序列之后發生堿基對的插入、缺失或替換(角度3：基因的結構)。
1．(2021·浙江6月選考，14)含有100個堿基對的一個DNA分子片段，其中一條鏈的A＋T占40%，它的互補鏈中G與T分別占22%和18%，如果連續復制2次，則需游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸數量為(　　)
A．240個 B.180個
C.114個 D.90個
答案　B
解析　一條鏈的A＋T占40%，則它的互補鏈中A＋T也占40%，雙鏈中A＋T也占40%。雙鏈中G＋C占60%，G＝C，則DNA雙鏈中C占30%，所以含有100個堿基對的一個DNA中C＝60個。連續復制2次，則需游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸數量為(22－1)×60＝180個。
2.(2022·浙江6月選考，16)“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向，其中某過程的示意圖如下。
下列敘述正確的是(　　)
A.催化該過程的酶為RNA聚合酶
B.a鏈上任意3個堿基組成一個密碼子
C.b鏈的脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連
D.該過程中遺傳信息從DNA向RNA傳遞
答案　C
解析　該過程是以RNA為模板合成DNA的過程，即逆轉錄，催化該過程的酶為逆轉錄酶，A錯誤；即使a鏈是mRNA，其上決定一個氨基酸的3個相鄰堿基才稱為1個密碼子，B錯誤；b鏈為DNA單鏈，其上的脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連，C正確；該過程遺傳信息從RNA向DNA傳遞，D錯誤。
3.(2021·浙江6月選考，19)某單鏈RNA病毒的遺傳物質是正鏈RNA(＋RNA)。該病毒感染宿主后，合成相應物質的過程如圖所示，其中①～④代表相應的過程。
下列敘述正確的是(　　)
A.＋RNA復制出的子代RNA具有mRNA的功能
B.病毒蛋白基因以半保留復制的方式傳遞給子代
C.過程①②③的進行需RNA聚合酶的催化
D.過程④在該病毒的核糖體中進行
答案　A
解析　由圖可知，＋RNA復制出的子代RNA既有＋RNA，又有－RNA，其中＋RNA具有mRNA的功能，A正確；該病毒的遺傳物質為單鏈RNA，半保留復制是DNA復制的方式，RNA復制不具有半保留復制的特點，B錯誤；該病毒RNA的復制過程(①②)需要RNA聚合酶的催化，翻譯過程(③)不需要，C錯誤；病毒沒有核糖體，病毒的翻譯是在宿主細胞的核糖體上進行，D錯誤。
4.(2022·浙江6月選考，3)貓叫綜合征的病因是人類第五號染色體短臂上的部分片段丟失所致。這種變異屬于(　　)
A.倒位 B.缺失
C.重復 D.易位
答案　B
解析　五號染色體部分片段丟失屬于染色體結構變異中的缺失，故選B。
微專題1　遺傳的分子基礎
1.準確識記遺傳物質探究歷程的“兩標記”“三結論”和“誤差”
(1)噬菌體侵染細菌實驗中的兩次標記的目的不同
(2)遺傳物質發現的幾個實驗結論
　①轉化的成功率較低，大量S型菌來自于少量轉化成功個體的繁殖。
②加熱殺死S型菌的過程中，其蛋白質變性失活，但是其內部的DNA在加熱結束后隨溫度的降低又逐漸恢復活性。
③肺炎鏈球菌的體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的設計思路相同，即設法將DNA和其他物質分開，單獨研究它們各自不同的功能。
④由于所有的真核生物、原核生物和DNA病毒的遺傳物質都是DNA，只有RNA病毒的遺傳物質是RNA，所以DNA是主要的遺傳物質。
(3)T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗的誤差分析
病毒侵染宿主細胞有特異性
①32P標記DNA的T2噬菌體侵染大腸桿菌
②35S標記蛋白質的T2噬菌體侵染大腸桿菌
2.遺傳信息的傳遞和表達(以真核細胞為例)
(1)DNA分子復制：DNA→DNA
(2)轉錄：DNA→RNA
　
(3)翻譯：mRNA→蛋白質
(4)快速確認原核細胞與真核細胞中的基因表達
①原核細胞：邊轉錄邊翻譯
②真核細胞：先轉錄后翻譯
　①遺傳信息位于DNA上，密碼子位于mRNA，反密碼子位于tRNA上。
②mRNA、tRNA和rRNA都是轉錄的產物，也都參與翻譯過程。
③起點問題：在一個細胞周期中，DNA復制一次，每個復制起點只起始一次；而在一個細胞周期中，基因可多次轉錄，因此轉錄起點可多次起始。
④翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進而依次讀取密碼子，最終因為模板mRNA相同，合成的多個多肽的氨基酸序列完全相同。
考向1　高頻考查遺傳物質探索的經典實驗及其拓展
1.(真題重組)肺炎鏈球菌活體轉化實驗的部分過程如圖所示。請判斷下列說法的正誤。
(1)從病死小鼠中分離得到的肺炎鏈球菌只有S型菌而無R型菌(2017·浙江4月選考，20C)(　　)
(2)該實驗未證明R型菌轉化為S型菌是由S型菌的DNA引起的(2017·浙江4月選考，20D)(　　)
(3)活體轉化實驗中，R型菌轉化成的S型菌不能穩定遺傳(2020·浙江7月選考，12A)(　　)
(4)活體轉化實驗中，S型菌的莢膜物質使R型菌轉化成有莢膜的S型菌(2020·浙江7月選考，12B)(　　)
(5)肺炎鏈球菌活體細菌轉化實驗中，R型肺炎鏈球菌轉化為S型菌是基因突變的結果(2018·浙江4月選考，23B)(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
解析　S型菌中的DNA能將部分R型菌轉化為S型菌，因此從病死小鼠中分離得到的肺炎鏈球菌有S型菌和R型菌，(1)錯誤；該實驗證明S型菌中存在某種轉化因子，能將R型菌轉化為S型菌，但不能證明R型菌轉化為S型菌是由S型菌的DNA引起的，(2)正確；活體轉化實驗中，小鼠體內有大量S型菌，說明R型菌轉化成的S型菌能穩定遺傳，(3)錯誤；活體轉化實驗中，無法說明是哪種物質使R型菌轉化成有莢膜的S型菌，(4)錯誤；肺炎鏈球菌活體細菌轉化實驗中，R型肺炎鏈球菌轉化為S型菌是基因重組的結果，(5)錯誤。
2.(真題重組)(多選)為研究R型肺炎鏈球菌轉化為S型肺炎鏈球菌的轉化物質是DNA還是蛋白質，進行了肺炎鏈球菌體外轉化實驗，其基本過程如圖所示。
下列敘述正確的有(　　)
A.甲組培養皿中只有S型菌落，推測加熱不會破壞轉化物質的活性(2019·浙江4月選考，20A)
B.乙組培養皿中有R型及S型菌落，推測轉化物質是蛋白質(2019·浙江4月選考，20B)
C.丙組培養皿中只有R型菌落，推測轉化物質是DNA(2019·浙江4月選考，20C)
D.該實驗能證明肺炎鏈球菌的主要遺傳物質是DNA(2019·浙江4月選考，20D)
E.離體轉化實驗中，蛋白質也能使部分R型菌轉化成S型菌且可實現穩定遺傳(2020·浙江7月選考，12C)
F.離體轉化實驗中，經DNA酶處理的S型菌提取物不能使R型菌轉化成S型菌(2020·浙江7月選考，12D)
G.肺炎鏈球菌離體轉化實驗證明了DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(2021·浙江1月選考，15D)
答案　CFG
解析　甲組中培養一段時間后可發現有極少的R型菌轉化成了S型菌，因此甲組培養皿中不僅有S型菌落也有R型菌落，A錯誤；乙組培養皿中加入了蛋白酶，故在乙組的轉化中已經排除了蛋白質的干擾，應當推測轉化物質是DNA，B錯誤；丙組培養皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不發生轉化，故可推測是DNA參與了R型菌的轉化，C正確；該實驗只能證明肺炎鏈球菌的遺傳物質是DNA，無法證明還有其他的物質也可做遺傳物質，D錯誤；離體轉化實驗中，只有S型菌的DNA才能使部分R型菌轉化成S型菌且可實現穩定遺傳，E錯誤；離體轉化實驗中，經DNA酶處理的S型菌提取物，其DNA被水解，故不能使R型菌轉化成S型菌，F正確；肺炎鏈球菌離體轉化實驗證明了DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質，G正確。
3.(真題重組)(多選)某研究小組用放射性同位素32P、35S分別標記T2噬菌體，然后將大腸桿菌和被標記的噬菌體置于培養液中培養，如圖所示。一段時間后，分別進行攪拌、離心，并檢測沉淀物和懸浮液中的放射性。下列分析正確的有(　　)
A.攪拌的目的是使噬菌體與細菌充分混合(2017·浙江11月選考，17B)
B.噬菌體與細菌混合培養的時間越長，實驗效果越好(2017·浙江11月選考，17C)
C.噬菌體侵染細菌后，產生許多遺傳信息相同的子代噬菌體(2017·浙江11月選考，17D)
D.噬菌體侵染細菌實驗中，用32P標記的噬菌體侵染細菌后的子代噬菌體多數具有放射性(2018·浙江4月選考，23A)
E.甲組的懸浮液含極少量32P標記的噬菌體DNA，但不產生含32P的子代噬菌體(2020·浙江1月選考，23A)
F.乙組的懸浮液含極少量35S標記的噬菌體蛋白質，也可產生含35S的子代噬菌體(2020·浙江1月選考，23C)
G.乙組被感染的細菌內不含35S標記的噬菌體蛋白質，也不產生含35S的子代噬菌體(2020·浙江1月選考，23D)
H.T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗證明了DNA是大腸桿菌的遺傳物質(2021·浙江1月選考，15C，改編)
答案　CEG
解析　攪拌的目的是使噬菌體與細菌充分分離，A錯誤；若標記噬菌體的DNA，噬菌體與細菌混合培養的時間過長，大腸桿菌裂解會導致沉淀物放射性降低、上清液放射性增加，B錯誤；噬菌體侵染細菌后，產生許多遺傳信息相同的子代噬菌體，C正確；噬菌體侵染細菌的實驗中，用32P標記的是噬菌體的DNA，而DNA進行半保留復制，因此子代噬菌體極少數具有放射性，D錯誤；甲組離心后，沉淀物放射性強，由于部分噬菌體未侵染大腸桿菌，所以懸浮液含有少量放射性，但甲組懸浮液不存在大腸桿菌，噬菌體無法繁殖產生后代，E正確；由于噬菌體的蛋白質外殼不會進入大腸桿菌，所以乙組的懸浮液含較多35S標記的噬菌體蛋白質，不會產生含35S的子代噬菌體，F錯誤；由于噬菌體的蛋白質外殼不會進入大腸桿菌，乙組被感染的細菌內不含35S標記的噬菌體蛋白質，也不產生含35S的子代噬菌體，G正確；T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質，H錯誤。
考向2　高頻考查遺傳信息的傳遞與表達
4.(真題重組)下列是關于遺傳信息的傳遞與表達的敘述，請判斷正誤：
(1)DNA分子復制時，DNA的兩條鏈均可作為模板(2016·浙江4月選考，24A，改編)(　　)
(2)轉錄過程中，RNA聚合酶沒有解開DNA雙螺旋結構的功能(2019·浙江4月選考，22B)(　　)
(3)轉錄可發生在洋蔥根尖分生區細胞的細胞核、線粒體和葉綠體中(2018·浙江11月選考，23D)(　　)
(4)每種氨基酸都至少有兩個以上的遺傳密碼(2017·浙江11月選考，25A)(　　)
(5)多個核糖體可結合在一個mRNA分子上共同合成一條多肽鏈(2019·浙江4月選考，22C)(　　)
(6)勞氏肉瘤病毒的RNA可通過逆轉錄合成單鏈DNA，洋蔥根尖細胞中DNA聚合酶主要在G2期通過轉錄和翻譯合成(2020·浙江1月選考，21AD)(　　)
(7)果蠅體細胞中核DNA分子通過轉錄將遺傳信息傳遞給子代，煙草花葉病毒的RNA可通過復制將遺傳密碼傳遞給子代(2020·浙江1月選考，21BC)(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)× (5)×　(6)×　(7)×
解析　DNA復制時，以DNA的兩條鏈作為模板進行復制，(1)正確；RNA聚合酶具有解開DNA雙螺旋的功能，(2)錯誤；洋蔥根尖分生區細胞內無葉綠體，(3)錯誤；色氨酸對應的密碼子只有UGG一種，(4)錯誤；多個核糖體可結合在一個mRNA分子上共同合成多條多肽鏈，(5)錯誤；DNA聚合酶用于DNA復制，因此洋蔥根尖細胞中DNA聚合酶主要在G1期通過轉錄和翻譯合成，(6)錯誤；果蠅體細胞中核DNA分子通過DNA復制將遺傳信息傳遞給子代，煙草花葉病毒的RNA可通過復制將遺傳信息傳遞給子代，(7)錯誤。
考向1　圍繞遺傳物質探索的經典實驗考查科學探究能力
1.(2022·余慈聯考)已知肺炎鏈球菌有致病的S型菌和不致病的R型菌兩種類型，如圖是R型菌轉化為S型菌的過程示意圖。下列敘述錯誤的是(　　)
A.使R型菌轉化為S型菌的物質是caps的基因，其表達產物是莢膜
B.R型菌轉化為S型菌后，DNA的嘌呤堿基所占比例不發生改變
C.S型菌擬核DNA分子上與RNA聚合酶結合的啟動部位有多個
D.S型菌可能因莢膜的保護作用在小鼠體內大量繁殖而致小鼠死亡
答案　A
解析　基因表達的產物是蛋白質(多肽)，而莢膜的成分為多糖，A錯誤。
2.(2022·湖麗衢質檢)下圖1表示“噬菌體侵染細菌的實驗”過程示意圖，圖2為模擬噬菌體與細菌混合培養時的增殖過程。下列敘述正確的是(　　)
A.圖1離心的目的是使吸附在細菌表面的噬菌體外殼脫落
B.圖1實驗的設計思路是把DNA與蛋白質分開研究
C.圖2的③過程以細菌的模板和原料合成子代噬菌體
D.35S標記的噬菌體侵染實驗中出現⑤過程時，上清液放射性會變強
答案　B
解析　攪拌的目的是使吸附在細菌表面的噬菌體外殼脫落，離心的目的則是讓二者分層，A錯誤；③過程合成子代噬菌體的模板是由噬菌體提供的，C錯誤；35S標記的噬菌體侵染實驗中，出現子代噬菌體裂解釋放，并不影響上清液的放射性，D錯誤。
考向2　圍繞遺傳信息的傳遞與表達，考查科學思維
3.(2022·精誠聯盟)下圖為高等動物線粒體中的一個DNA片段遺傳信息的表達過程，其中①為RNA聚合酶結合位點，②③④為核糖體結合位點，AUG為起始密碼。下列相關敘述正確的是(　　)
A.多肽β經加工后可能催化[H]與O2的結合
B.多肽α可能經內質網、高爾基體加工、包裝后分泌到細胞外
C.圖中mRNA片段ab間僅能結合三個核糖體，且翻譯產物不同
D.②③④為基因表達的啟動部位，被RNA聚合酶識別后啟動基因的表達
答案　A
解析　線粒體基因編碼的蛋白質一般僅在線粒體發揮作用，B錯誤；mRNA片段a、b間能結合多個核糖體，②③之間(③④之間或④之后)的多聚核糖體翻譯產物相同，C錯誤；②③④為起始密碼子，為翻譯的啟動部位，被核糖體識別后啟動翻譯，D錯誤。
4.(2022·十校聯盟)新型冠狀病毒(SARS－CoV－2)和埃博拉病毒(EBOV)是威脅人類健康的高致病性RNA病毒。下圖表示兩種病毒侵入宿主細胞后的增殖過程。下列敘述錯誤的是(　　)
A.兩種病毒均需至少復制兩次才能獲得子代病毒RNA
B.兩種病毒首次RNA復制所需的酶并不都是在侵入宿主細胞后合成
C.新型冠狀病毒的S蛋白與肺部細胞表面的特異性受體結合，體現了細胞間的信息交流
D.將病毒的RNA單獨注射到宿主細胞內，SARS－CoV－2可以產生子代病毒，EBOV不可以
答案　C
解析　新冠病毒無細胞結構，因此其S蛋白與肺部細胞表面的特異性受體結合，并不能體現出細胞間的信息交流，C錯誤。
微專題2　可遺傳變異與育種
1.突破生物變異的4大問題
2.“兩看”法界定二倍體、多倍體、單倍體
3.界定“三倍體”與“三體”
　利用“編號法”和“補0法”計算三體與四倍體產生配子的種類和比例
4.育種方法選擇
考向1　考查變異類型及其判斷
1.(真題重組)(多選)基因突變、基因重組和染色體畸變是可遺傳變異的3種來源，下圖表示其中的若干類型。下列相關可遺傳變異的敘述，正確的有(　　)
A.某條染色體經處理后，其結構發生了如圖甲所示的變化，這種染色體結構的變異屬于倒位(2020·浙江1月選考，4)
B.圖乙所示的染色體發生了斷裂和重新組合，該變異屬于染色體變異中的易位(2018·浙江11月選考，11B，改編)
C.圖乙所示的變異是由染色單體分離異常所致，細胞中的遺傳物質出現了重復和缺失(2018·浙江11月選考，11CD)
D.圖丙所示染色體結構的變異屬于重復(2021·浙江1月選考，4)
E.人類的鐮刀形細胞貧血癥是由于血紅蛋白基因中一個堿基對A－T替換成了T－A，引起血紅蛋白結構改變所致，該變異屬于致死突變，該實例說明基因突變是可逆的(2017·浙江11月選考，11AB)
答案　ABD
解析　圖甲所示的染色體結構變異屬于倒位，A正確；圖乙中兩條非同源染色體發生了斷裂，斷裂片段交換位置后重接，兩條非同源染色體的片段發生了互換，沒有發生顛倒，所示的染色體結構變異屬于易位，B正確；染色單體分離異常會導致染色體數目變異，不是結構變異，圖乙所示的變異僅有位置的改變，沒有染色體片段的增減，細胞中的遺傳物質沒有出現重復和缺失，C錯誤；圖丙所示的染色體結構變異屬于重復，D正確；人類鐮刀形細胞貧血癥的發病根本原因是基因突變，直接原因是血紅蛋白結構改變，若患者體內缺乏正常血紅蛋白，該變異則屬于致死突變，該實例不能說明基因突變具有可逆性的特點，E錯誤。
考向2　考查生物育種的原理、方法及應用
2.(真題重組)下列是關于遺傳育種的具體實例，分析回答下列問題：
①用γ射線處理秈稻種子，培育出早熟的新品種(2015·浙江10月選考，13A)(2016·浙江10月選考，5)
②將抗蟲基因轉入普通棉的體細胞中，培育出抗蟲棉(2015·浙江10月選考，13B)
③用秋水仙素處理二倍體草莓幼苗，培育出多倍體草莓(2015·浙江10月選考，13C)
④將抗病黃果肉番茄與感病紅果肉番茄雜交，培育出新品種(2015·浙江10月選考，13D)
⑤用六倍體小麥和二倍體黑麥培育出異源八倍體小黑麥(2016·浙江4月選考，10)
⑥研究人員用X射線處理野生型青霉菌，選育出了高產青霉菌新菌株(2017·浙江4月選考，7)
⑦將某種海魚的抗凍基因導入西紅柿細胞中，培育成耐低溫的西紅柿新品種(2018·浙江4月選考，3)
(1)上述實例中，屬于誘變育種的有______________________________________。
(2)上述實例中，屬于雜交育種的有______________________________________。(3)上述實例中，屬于多倍體育種的有____________________________________。
(4)上述實例中，屬于轉基因育種的有____________________________________。
答案　(1)①⑥　(2)④　(3)③⑤　(4)②⑦
考向1　創設情景考查變異的原理與類型
1.(2022·Z20二聯)果蠅的正常翅基因B與截翅基因b位于2號染色體上，該染色體上某些基因表達產物是生命活動所必需的。在某正常翅果蠅群體中偶然發現一只截翅果蠅。導致該現象的原因最不可能是(　　)
A.環境改變引起的不遺傳變異
B.B基因發生隱性突變
C.2號染色體發生片段缺失
D.兩條2號染色體均丟失
答案　D
解析　如果兩條2號染色體均丟失，果蠅就會因缺乏某些生命活動必需的基因表達產物而無法存活，故D項最不可能。
2.(2022·杭州質檢)某二倍體高等動物基因型為AaXBY，其體內某細胞進行了3次分裂，共產生了8個子細胞，其中子細胞1和子細胞2的部分染色體組成如圖所示。已知分裂過程中僅發生一次異常，且不考慮交叉互換。下列敘述正確的是(　　)
A.該異常為染色體數目變異，發生于減數第二次分裂后期
B.這8個子細胞均可成為配子，呈現出4種或5種染色體組成類型
C.該細胞為初級精母細胞，分裂過程中發生了基因重組
D.圖中子細胞2與正常配子受精，發育得到的個體為三體
答案　B
解析　據題意，應為1個精原細胞先經過1次有絲分裂再經過一次完整的減數分裂。子細胞2中少了1條染色體，也可能是減數第一次分裂后期同源染色體未分開造成的，A錯誤；如果該異常發生在后期Ⅰ，則產生AaXB、Y兩種配子，另一個精原細胞正常分裂產生2種染色體組成類型的配子，共4種；如果該異常發生在后期Ⅱ，則可能產生AAY、Y、aXB三種配子，另一個精原細胞正常分裂產生2種染色體組成類型的配子AY和aXB，共產生4種類型；如果該異常發生在后期Ⅱ，也可能產生AXB、aaY、Y三種配子，另一個精原細胞產生AY、aXB兩種配子，共5種染色體組成類型，B正確；該細胞為精原細胞，C錯誤；三體是個別染色體增加了一條，細胞2與正常配子受精，發育得到的個體少一條染色體，不會是三體，D錯誤。
考向2　結合育種過程考查社會責任
3.(2022·臺州二模)小麥育種專家育成的“小麥二體異附加系”，能將長穗偃麥草的抗病、高產等基因轉移到小麥中。普通小麥6n＝42，記為42W；長穗偃麥草2n＝14，記為14E。如圖為普通小麥與長穗偃麥草雜交選育“小麥二體異附加系”示意圖。
下列敘述正確的是(　　)
A.普通小麥與長穗偃麥草雜交產生的所有F1個體構成一個新種群
B.過程①可以通過體細胞雜交技術或秋水仙素處理F1的子代幼苗獲得甲
C.丙體內的次級精母細胞中來自長穗偃麥草的染色體數目最多為14條
D.丁自交產生的子代中含有2E的植株戊約占1/2
答案　C
解析　F1含有小麥的3個染色體組和長穗偃麥草的1個染色體組，高度不育，不是一個新物種，不能構成一個新種群，A錯誤；植物體細胞雜交是將兩個來自不同種植物的體細胞融合成一個雜種細胞，因此甲不能通過過程①體細胞雜交技術獲得的，B錯誤；丁產生的配子中一半含1E，一半無E，自交后代中含2E∶含1E∶沒有E＝1∶2∶1，所以含有2E的植株戊約占1/4，D錯誤。
考向3　結合變異考查孟德爾定律的應用
4.(2022·余慈聯考)果蠅的體細胞染色體數為2n＝8。某三體雄果蠅體細胞中Ⅱ號染色體有三條，該三體果蠅的基因型為AAa(A為長翅基因，a為殘翅基因，在Ⅱ號染色體上)。已知染色體數目異常的配子(如AA、Aa)中雄配子有50%不能參與受精作用，其他配子均能參與受精作用。下列敘述錯誤的是(　　)
A.若該三體果蠅的父本表現為殘翅且染色體組型正常，則導致該三體果蠅產生的原因通常是其母本減數分裂異常
B.若3條Ⅱ號染色體中任意2條聯會的概率均等，則該三體雄果蠅產生的配子種類及比例為AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶4∶2
C.將正常殘翅雌果蠅與某三體雄果蠅(基因型為AAa)雜交，子代長翅∶殘翅＝7∶2
D.不考慮新的染色體數目變異，該三體果蠅體內可出現染色體數目為4、5、8、9、10或18條的細胞
答案　B
解析　該果蠅基因型為AAa，父本表現為殘翅且染色體組型正常，為aa，則A基因只能來自于母本，且母本減數分裂異常，A正確；此情況下，該三體雄果蠅產生的配子種類及比例為AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶2∶1，B錯誤，該三體果蠅產生的配子及比例為AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶2∶1，因異常配子AA、Aa有50%不能參與受精，故參與受精作用的配子及比例為AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶4∶2，與正常殘翅(aa)果蠅交配，子代長翅∶殘翅＝(1＋2＋4)∶2＝7∶2，C正確；三體果蠅體細胞中有9條染色體，有絲分裂后期有18條染色體，末期Ⅰ染色體數可能為4條或5條，后期Ⅱ染色體數可能為8條或10條，D正確。
微專題3　生物的進化
1.理清生物進化的知識脈絡
2.明確隔離、物種形成與進化的關系
3.基因頻率的相關計算
(1)已知基因型頻率求基因頻率
(2)已知基因頻率求基因型頻率
(3)X染色體上顯(隱)性基因的基因頻率計算(在全部人群中)
B%＝×100%
b%＝×100%
(4)X染色體上基因頻率的計算(以色盲為例，相關基因用B、b表示，假設色盲在男性中的發病率為7%)
考向1　創設情境，考查適應與自然選擇的關系
1.(真題重組)關于下列進化實例的敘述，正確的是(　　)
實例1　某海島上，因為經常有大風天氣，昆蟲中無翅的或翅特別發達的個體比翅普通(中間型)的更易生存，長此以往形成了現在的無翅或翅特別發達的昆蟲類型。(2020·浙江1月選考，9)
實例2　經調查發現，某地區菜青蟲種群的抗藥性不斷增強，其原因是連續多年對菜青蟲使用農藥。(2017·浙江4月選考，17)
實例3　隨著除草劑使用的增加，抗除草劑雜草不斷增多。(2016·浙江10月選考，22)
A.實例1中，昆蟲翅的變異是多方向且可遺傳的，昆蟲翅的全部基因構成了該種群的基因庫
B.實例1中，大風在昆蟲翅的進化過程中起選擇作用，自然選擇使昆蟲翅膀的有利變異得到保留并逐漸積累
C.實例2中，菜青蟲抗藥性的增強是人工選擇的結果，通過選擇導致菜青蟲抗藥性不斷積累
D.實例2中，使用農藥導致菜青蟲發生抗藥性變異，環境是造成菜青蟲抗藥性不斷增強的動力
E.實例3中，雜草中全部抗除草劑基因構成了基因庫，種群內的基因朝著抗除草劑增強方向突變
F.實例3中，種群的變異性是雜草進化的前提，突變是雜草進化的重要動力和機制
答案　B
解析　海島上昆蟲中有三種翅膀類型，說明昆蟲翅的變異是多方向且可遺傳的，一個生物種群的全部等位基因的總和稱為種群的基因庫，所以昆蟲翅的全部基因不能構成其種群的基因庫，A錯誤；大風在昆蟲翅的進化過程中起自然選擇作用，自然選擇是定向的，使有利變異得到保留并逐漸積累，B正確；菜青蟲抗藥性的增強是自然選擇的結果，通過選擇淘汰掉不抗藥的個體，導致菜青蟲抗藥性不斷積累，C錯誤；菜青蟲先發生抗藥性變異，農藥只是起選擇作用，連續多年對菜青蟲使用農藥是造成菜青蟲抗藥性不斷增強的動力，D錯誤；一個生物種群的全部等位基因的總和稱為種群的基因庫，所以雜草的全部抗除草劑基因不能構成其種群的基因庫，基因突變是不定向的，而選擇是定向的，E錯誤；種群的變異性為進化提供了豐富的原材料，是雜草進化的前提，突變為進化提供原材料，自然選擇是進化的重要動力和機制，F錯誤。
2.(真題重組)(多選)下列關于生物進化的敘述，正確的有(　　)
A.同一物種的個體差異不利于自然選擇和人工選擇(2021·浙江1月選考，14A)
B.人工選擇可以培育新品種，自然選擇不能形成新物種(2021·浙江1月選考，14B)
C.自然選擇保存適應環境的變異，人工選擇保留人類所需的變異(2021·浙江1月選考，14C)
D.經自然選擇，同一物種的不同種群的基因庫發生相同的變化(2021·浙江1月選考，14D)
E.自然選擇是生物進化的重要動力，加速了種群生殖隔離的進程(2018·浙江4月選考，14AB)
F.自然選擇獲得的性狀都可以通過遺傳進行積累，自然選擇作用于對個體存活和繁殖有影響的變異性狀(2018·浙江4月選考，14CD)
G.遺傳漂變在大種群中更易發生，能產生新的可遺傳變異(2020·浙江7月選考，13AB)
H.遺傳漂變和自然選擇不都是進化的因素，但均可打破遺傳平衡(2020·浙江7月選考，13CD)
答案　CE
解析　同一物種的個體差異會產生更多的變異，利于自然選擇和人工選擇，A錯誤；自然選擇能定向改變種群的基因頻率，從而決定生物進化的方向，生物的遺傳和變異是普遍存在的，因此自然選擇也能形成新物種，B錯誤；自然選擇是適者生存、不適者被淘汰，保存了適應環境的變異；人工選擇是根據人類的需要選育出不同的品種，C正確；種群基因庫是指一個生物種群中全部等位基因的總和，在自然選擇的作用下，同一物種的不同種群向著適應環境的方向發展進化，但同一物種的不同種群的基因庫變化不一定相同，D錯誤；自然選擇是生物進化的重要動力，加速了種群生殖隔離的進程，E正確；自然選擇獲得的性狀，若為可遺傳變異的范疇，則可以通過遺傳進行積累，若為不可遺傳變異，則無法積累；自然選擇直接作用的是生物個體，而且是生物個體的表型，使具有有利變異的個體存活的機會增加，進而通過繁殖，使有利變異在后代中積累，因此自然選擇作用于對個體存活和繁殖有影響的變異性狀，F錯誤；遺傳漂變一般發生在小種群中，由于一個小種群與其他種群相隔離，不能充分地隨機交配或偶然死亡，因而在小種群內基因不能達到完全自由分離和組合，使基因頻率容易產生偏差，從而使生物得到進化，遺傳漂變沒有產生基因突變或染色體變異，故沒有產生新的可遺傳變異，自然選擇會使基因頻率定向改變，因此遺傳漂變和自然選擇都是進化的因素，遺傳漂變和自然選擇都會導致基因頻率改變，均可打破遺傳平衡，G錯誤，H錯誤。
考向2　圍繞基因頻率與基因型頻率，考查科學思維
3.(2018·浙江11月選考)研究小組對某公園的金魚草種群進行調查及基因鑒定，得知紅花(CC)金魚草35株、粉紅花(Cc)40株、白花(cc)25株。下列敘述正確的是(　　)
A.金魚草種群中全部C和c的總和構成其基因庫
B.不同花色數量的差異是由適應環境的變異造成的
C.基因重組產生的粉紅花為自然選擇提供選擇材料
D.種群中C的基因頻率為55%，Cc的基因型頻率為40%
答案　D
解析　基因庫是一個生物種群的全部等位基因的總和，C和c基因不是全部的等位基因，A錯誤；不同花色數量的差異是選擇的結果，B錯誤；基因重組需要涉及多對等位基因，而題干中僅有一對等位基因，因此粉紅花的產生不是基因重組的結果，C錯誤；種群中紅花(CC)金魚草35株、粉紅花(Cc)40株、白花(cc)25株，故CC的基因型頻率為35%，Cc的基因型頻率為40%，cc的基因型頻率為25%，則C的基因頻率為35%＋40%×＝55%，D正確。
4.(2016·全國課標卷Ⅰ，6)理論上，下列關于人類單基因遺傳病的敘述，正確的是(　　)
A.常染色體隱性遺傳病在男性中的發病率等于該病致病基因的基因頻率
B.常染色體顯性遺傳病在女性中的發病率等于該病致病基因的基因頻率
C.X染色體顯性遺傳病在女性中的發病率等于該病致病基因的基因頻率
D.X染色體隱性遺傳病在男性中的發病率等于該病致病基因的基因頻率
答案　D
解析　根據哈迪 溫伯格定律，滿足一定條件的種群中，等位基因只有一對(A、a)時，設基因A的頻率為p，基因a的頻率為q，則基因頻率p＋q＝1，AA、Aa、aa的基因型頻率分別為p2、2pq、q2。基因頻率和基因型頻率關系滿足(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2，若致病基因位于常染色體上，發病率與性別無關。隱性遺傳病發病率應為基因頻率的平方(即q2)，A錯誤；常染色體上顯性遺傳病的發病率應為AA和Aa的基因型頻率之和，即p2＋2pq，B錯誤；若致病基因位于X染色體上，發病率與性別有關，女性的發病率計算方法與致病基因位于常染色體上的情況相同，X染色體顯性遺傳病女性的發病率為p2＋2pq，C錯誤；因男性只有一條X染色體，故男性的發病率即為致病基因的基因頻率，D正確。
考向3　創設情境考查物種的形成
5.(2022·浙江1月選考，16)峽谷和高山的阻隔都可能導致新物種形成。兩個種的羚松鼠分別生活在某大峽谷的兩側，它們的共同祖先生活在大峽谷形成之前；某高山兩側間存在有限的“通道”，陸地蝸牛和很多不能飛行的昆蟲可能會在“通道”處形成新物種。下列分析不合理的是(　　)
A.大峽谷分隔形成的兩個羚松鼠種群間難以進行基因交流
B.能輕易飛越大峽谷的鳥類物種一般不會在大峽谷兩側形成為兩個物種
C.高山兩側的陸地蝸牛利用“通道”進行充分的基因交流
D.某些不能飛行的昆蟲在“通道”處形成的新種與原物種存在生殖隔離
答案　C
解析　大峽谷分隔形成的兩個羚松鼠種群間存在地理障礙，難以進行基因交流，A正確；能輕易飛越大峽谷的鳥類物種沒有形成地理隔離，一般不會在大峽谷兩側形成為兩個物種，B正確；由題意可知，某高山兩側間存在的“通道”是有限的，陸地蝸牛利用“通道”并不能進行充分的基因交流，C錯誤；存在生殖隔離即為不同物種，某些不能飛行的昆蟲在“通道”處形成的新種與原物種存在生殖隔離，D正確。
考向1　創設情境，綜合考查生物的進化
1.(2023·湖衢麗質檢)20世紀50年代，有人做了如下的實驗：將暗黑色樺尺蠖蛾和灰白色樺尺蠖蛾分別標記后放養在工業區和沒有污染的非工業區。經過一段時間后，將所釋放的蛾盡量收回，統計其數目，結果見下表。
地區 灰白色蛾 暗黑色蛾
釋放數 回收數 釋放數 回收數
工業污染區 64 16(25%) 154 82(53%)
非工業區 393 54(13.7%) 406 19(4.7%)
下列敘述錯誤的是(　　)
A.樺尺蠖蛾種群中有兩種體色是基因突變的結果
B.樺尺蠖蛾種群的所有體色基因構成了該種群的基因庫
C.在同一環境中不同顏色樺尺蠖蛾的存活率存在差異
D.該實驗說明環境的變化可以使種群中的基因頻率發生改變
答案　B
解析　基因庫是一個種群中全部等位基因的總和，因此樺尺蠖蛾種群的所有體色基因僅僅是其基因庫中的一少部分基因，B錯誤。
2.(2022·浙南名校聯考)金魚是從野生鯽魚馴化而來的觀賞魚類，能與野生鯽魚雜交產生可育的后代。下列敘述錯誤的是(　　)
A.人工選擇使野生鯽魚發生基因突變，產生多種突變類型
B.鯽魚進化成金魚的過程中，基因頻率發生了改變
C.金魚與野生鯽魚之間不存在生殖隔離現象
D.人類通過不斷選擇使微小變異積累成顯著變異，才培育成了金魚
答案　A
解析　基因突變發生在選擇之前，A錯誤；生物進化的實質是種群基因頻率的改變，B正確；金魚可與野生鯽魚雜交產生可育后代，故兩者之間不存在生殖隔離，C正確；人工選擇使微小變異積累成顯著變異，D正確。
考向2　圍繞基因頻率的變化，考查科學思維
3.(2022·選考適應性)囊鼠的體毛深色(D)對淺色(d)為顯性，毛色與環境差異大的個體易被天敵捕食。調查發現某區域囊鼠表現為深色的基因型頻率為0.95，深色基因頻率為0.7，則該區域的深色雜合子基因型頻率為(　　)
A.21% B.42%
C.50% D.70%
答案　C
解析　D_的基因型頻率＝0.95，dd的基因型頻率應為0.05，D基因頻率＝0.7，則d基因頻率＝1－0.7＝0.3＝Dd＋dd，可求出Dd的基因型頻率應為0.5，即50%，C正確。
4.(2022·北斗星盟)如果含有基因型為AA、Aa、aa的個體的種群后代，在某一環境中的生存能力或競爭能力大小是AA＝Aa>aa，則在長期的選擇過程中，下列敘述錯誤的是(　　)
A.這對等位基因中A基因所控制的性狀更適應環境
B.A的基因頻率將逐漸增加，而a的基因頻率將逐漸下降
C.在持續選擇條件下，a基因的頻率不可能降為零
D.在自然界中種群基因頻率的變化只與環境的自然選擇作用有關
答案　D
解析　生存能力或競爭能力AA＝Aa>aa，即A基因所控制的性狀比a更適應環境，A正確；自然選擇導致AA和Aa的基因型頻率增加，而aa的基因型頻率下降，從而導致A的基因頻率將逐漸增加，而a的基因頻率將逐漸下降，B正確；在持續選擇條件下，由于Aa的存在，a基因的頻率不可能降為零，C正確；種群基因頻率的變化與突變、基因遷移、遺傳漂變、非隨機交配、自然選擇有關，D錯誤。
考向3　創設情境，考查生物進化與物種形成
5.(2022·十校聯盟)某地有兩個習性相似的猴面花姐妹種——粉龍頭(花瓣呈粉紅色)和紅龍頭(花瓣呈紅色)，起源于一個粉色花的祖先種，兩者分布區重疊，前者由黃蜂授粉，后者由蜂鳥授粉。下列分析正確的是(　　)
A.粉龍頭和紅龍頭猴面花是因長期地理隔離而產生生殖隔離形成的
B.兩者雖然分布區重疊，但因授粉方式不同而不存在種間競爭
C.粉龍頭猴面花種群的突變對紅龍頭猴面花種群的基因頻率無直接影響
D.兩者分布區重疊導致自然選擇對兩種群基因頻率改變所起的作用相同
答案　C
解析　粉龍頭和紅龍頭猴面花的分布區重疊，因此不可能是因長期地理隔離而產生生殖隔離形成的，A錯誤；競爭不限于授粉動物一個方面，還包括陽光、水、無機鹽等，B錯誤；一個種群發生突變對另一個種群的基因頻率無直接影響，C正確；雖然二者分布區重疊，但傳粉動物不同，說明自然選擇對兩種群基因頻率改變所起作用不相同，D錯誤。
6.(2022·諸暨市高三診斷)原產某地的某種一年生植物a，分別引種到低緯度和高緯度地區種植，很多年以后移植到原產地，開花時期如圖所示。下列表述正確的是(　　)
A.b和c之間容易形成生殖隔離
B.a和b之間已經不能進行基因交流
C.遷回到原產地之后，a、b、c已經是三個物種
D.a植物引種到不同緯度地區，產生了適應當地環境變異
答案　A
解析　b和c之間，絕大多數個體的開花時期不同，導致不能正常授粉，因此容易形成生殖隔離，A正確；a和b之間，極少數個體的開花時期相同，這些個體之間有可能通過正常的授粉而進行基因交流，B錯誤；遷回到原產地之后，a和b之間、a和c之間的極少數個體的開花時期相同，說明它們之間不一定存在生殖隔離，因此a、b、c不一定是三個物種，C錯誤；引種到不同緯度地區的a植物產生的變異是不定向的，在特定環境的選擇下，將具有適應當地環境變異的個體選擇出來，D錯誤。
1.DNA半保留復制與同位素標記問題
(2021·1月浙江選考，25)現建立“動物精原細胞(2n＝4)有絲分裂和減數分裂過程”模型。1個精原細胞(假定DNA中的P元素都為32P，其他分子不含32P)在不含32P的培養液中正常培養，分裂為2個子細胞，其中一個子細胞發育為細胞①。細胞①和②的染色體組成如圖所示，H(h)、R(r)是其中的兩對基因，細胞②和③處于相同的分裂時期。下列敘述正確的是(　　)
A.細胞①形成過程中沒有發生基因重組
B.細胞②中最多有兩條染色體含有32P
C.細胞②和細胞③中含有32P的染色體數相等
D.細胞④～⑦中含32P的核DNA分子數可能分別是2、1、1、1
答案　D
解析　由題圖可知，細胞①中發生了交叉互換，A錯誤；由題意可知，細胞①中的4條染色體均含32P，但每條染色體中的兩條染色單體，一條含32P，一條不含32P，又因①中發生了交叉互換，因此含H、h基因的4條染色單體中可能有3條染色單體含32P，所以細胞②中最多有3條染色體含32P，B錯誤；細胞②和細胞③中含有32P的染色體數可能相同，即均為2，也可能不同，即一個為2，另一個為3，C錯誤；由于細胞①中發生交叉互換，細胞④～⑦中含32P的核DNA分子數可能分別是2、1、1、1，D正確。
【丟分原因】 ①減數分裂或DNA復制的過程不清晰，無法處理此類復雜問題；②缺乏對此類題目進行解題建模，無法在短時間內迅速得到正確答案。
【解題建模】 有絲分裂與減數分裂過程中核DNA和染色體的標記情況(假設體細胞中有2N條染色體，僅以其中1條染色體或1對同源染色體為例)
過程圖解：
注：“|”為帶有放射性標記的親代DNA鏈，“┆”為不帶標記的子代DNA鏈。
注：“|”為帶有放射性標記的親代DNA鏈，“┆”為不帶標記的子代DNA鏈。
兩個規律：
　若細胞中一對同源染色體的DNA被標記，則復制一次后，若為有絲分裂，由于同源染色體之間沒有特殊行為，故和標記兩條染色體沒有區別；若為減數分裂，需要考慮減數第一次分裂同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換。
2.DNA半保留復制與色差染色體問題
(2021·浙江6月選考，22)在DNA復制時，5 溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對復制后的染色體進行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色。現將植物根尖放在含有BrdU的培養液中培養，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區細胞分裂中期染色體的著色情況。下列推測錯誤的是(　　)
A.第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍色
B.第二個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同
C.第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4
D.根尖分生區細胞經過若干個細胞周期后，還能觀察到深藍色的染色單體
答案　C
解析　DNA復制是半保留復制，據分析，第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍色，A正確；第二個細胞周期，每個著絲粒上2個染色單體，其中一個染色單體上DNA一條鏈含有BrdU，染色后呈深藍色，另一個染色單體上DNA兩條鏈都含有BrdU，染色后呈淺藍色，B正確；第二次分裂后期，染色體被紡錘絲牽引著移向細胞兩極，形成的子細胞內的染色體深藍色和淺藍色的數目不確定，故第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體不一定為1/4，C錯誤；根尖分生區細胞經過若干個細胞周期后，DNA由于半保留復制，仍然有一條鏈含有BrdU的DNA，所以還能觀察到深藍色的染色單體，D正確。
【丟分原因】 ①不了解DNA半保留復制的觀察——來自染色體的證據的相關知識；②缺乏對此類問題進行解題建模，不能快速找到解題的基本方法。
【解題建模】 在DNA復制時，5 溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對復制后的染色體進行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色。
過程圖解：
基本規律：
1.(2022·余慈聯考)將全部DNA分子雙鏈經32P標記的雄性動物細胞(染色體數為2n＝10)置于不含32P的培養基中培養。經過連續3次細胞分裂后產生8個子細胞，檢測子細胞中的情況。下列推斷正確的是(　　)
A.若只進行有絲分裂，則含32P染色體的子細胞所占比例≤1/2
B.若進行一次有絲分裂再進行一次減數分裂，則含32P染色體的子細胞所占比例≥1/2
C.若第一次分裂產生的某細胞中有10條染色體且都含32P，則可確定第一次分裂為有絲分裂
D.若子細胞中的染色體不都含32P，則一定進行了3次有絲分裂
答案　B
解析　若只進行有絲分裂，則DNA要復制3次，由于有絲分裂后期著絲粒一分為二后，移向細胞兩極的染色體是隨機的，每個子細胞中都有可能含有32P染色體，則含32P染色體的子細胞的最大比例為1，A錯誤；一次有絲分裂后產生的2個子細胞的DNA均是一條鏈被32P標記，減數第一次分裂前的間期又經一次DNA復制，減數第二次分裂后期，著絲粒分裂后，姐妹染色單體隨機移向兩極，因此含32P標記的子細胞比例至少占1/2，B正確；若第一次分裂產生的某細胞中有10條染色體且都含有32P，則該第一次分裂可能是有絲分裂，也可能是減數分裂，C錯誤；若子細胞中的染色體不都含32P，則說明DNA分子復制不止1次，可能進行的是1次有絲分裂和1次減數分裂，也可能是3次有絲分裂，D錯誤。
2.(2022·諸暨診斷)若將某一細胞中的一條染色體用14C充分標記，其同源染色體用32P充分標記，置于不含放射性的培養液中培養，經過連續兩次細胞分裂(不考慮交叉互換)。下列說法中正確的是(　　)
A.若進行有絲分裂，則四個細胞中可能都有放射性
B.若進行有絲分裂，則第二次分裂中期細胞中每條染色體都含有14C和32P
C.若進行減數分裂，則最終形成的四個細胞中都含有14C和32P
D.若進行減數分裂，則四個細胞中可能兩個有放射性，兩個沒有放射性
答案　A
解析　若進行有絲分裂，DNA復制一次，再平均分配，第一次分裂形成的兩個子細胞都含有14C和32P，但由于半保留復制，所以含有放射性的DNA只有一條鏈含有放射性，另一條鏈沒有放射性，第二次有絲分裂形成的四個細胞可能三個有放射性，一個沒有放射性，可能兩個有放射性，兩個沒有放射性，可能四個都有放射性，A正確；若進行有絲分裂，則第二次分裂中期細胞中一條染色體含有14C，其同源染色體含有32P，而不是每條染色體上都有14C和32P，B錯誤；若進行減數分裂，DNA只復制一次，由于一對同源染色體分別用14C和32P標記，減數第一次分裂時同源染色體分離，兩個子細胞一個含14C，一個含32P，兩個子細胞分別進行減數第二次分裂形成四個子細胞，兩個含14C，兩個含32P，C錯誤；根據C可知，若進行減數分裂，最終形成的四個子細胞兩個含14C，兩個含32P，故四個細胞都有放射性，D錯誤。
3.(2019·浙江4月選考，25)在含有BrdU的培養液中進行DNA復制時，BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色，發現含半標記DNA(一條鏈被標記)的染色單體發出明亮熒光，含全標記DNA(兩條鏈均被標記)的染色單體熒光被抑制(無明亮熒光)。若將一個細胞置于含BrdU的培養液中，培養到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察。下列推測錯誤的是(　　)
A.1/2的染色體熒光被抑制
B.1/4的染色單體發出明亮熒光
C.全部DNA分子被BrdU標記
D.3/4的DNA單鏈被BrdU標記
答案　D
解析　DNA復制方式是半保留復制，第一次分裂結束后所有染色體的DNA分子中一條鏈不含BrdU，另外一條鏈含有BrdU；第二次分裂結束后有1/2的染色體上的DNA分子兩條鏈均含有BrdU，1/2的染色體上的DNA分子中一條鏈不含BrdU，另外一條鏈含有BrdU；到第三次有絲分裂中期，全部DNA分子被BrdU標記，所有染色體均含有姐妹染色單體，其中有1/2的染色體上的2個DNA分子的兩條鏈均含BrdU(熒光被抑制)，有1/2的染色體上的2個DNA分子中的1個DNA分子的兩條鏈中的1條含BrdU、1條不含，另1個DNA分子的兩條鏈均含BrdU，所以有1/4的染色單體會發出明亮熒光，A、B、C正確；若該細胞有n個DNA，第3個細胞周期的中期，共復制了3次，有8n個DNA，則被BrdU標記的DNA單鏈數占1－2n/(2×8n)＝7/8，綜上所述，本題選D。

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