資源簡介

專題5　遺傳的分子基礎、變異與進化
微專題3　生物的進化
1.現代生物進化理論
2.明確隔離、物種形成與進化的關系
①自然選擇直接作用的對象是個體的表型，不是個體的基因型。
②生物進化了種群基因頻率一定改變；種群基因頻率改變一定表示生物進化了。
③Aa個體連續自交n次，假設無突變無淘汰等，后代基因型頻率改變，基因頻率不發生改變。
3.基因頻率相關計算
(1)通過基因型頻率計算基因頻率
基因頻率＝該基因純合子的基因型頻率＋雜合子的基因型頻率，例如：
A基因頻率＝AA的基因型頻率＋Aa的基因型頻率
(2)X染色體上基因頻率的計算(以紅綠色盲為例，相關基因用B、b表示，假設紅綠色盲在男性中的發病率為7%)
(3)遺傳平衡定律的應用
經典考題重現
地球上現存豐富多樣的物種是由共同祖先長期進化形成的。下列關于生物進化的敘述正確的有③⑤。
①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，14C)
②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)
③種群是生物進化的基本單位，種群內出現個體變異是普遍現象。(2019·江蘇卷，6A)
④鎖陽因長期干旱定向產生了適應環境的突變，并被保留下來。(2019·江蘇卷，15D)
⑤從島上狼的數量相對穩定可推測該島上環境條件相對穩定。(2019·海南卷，25D)
高考重點訓練
考向1　圍繞生物進化與生物的多樣性考查分析判斷能力
1.(2021·海南卷，8)某地區少數人的一種免疫細胞的表面受體CCR5的編碼基因發生突變，導致受體CCR5結構改變，使得HIV－1病毒入侵該免疫細胞的幾率下降。隨時間推移，該突變基因頻率逐漸增加。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A.該突變基因豐富了人類種群的基因庫
B.該突變基因的出現是自然選擇的結果
C.通過藥物干擾HIV－1與受體CCR5的結合可抑制病毒繁殖
D.該突變基因頻率的增加可使人群感染HIV－1的幾率下降
答案　B
解析　基因突變產生了新基因，能豐富種群基因庫，A正確；基因突變在自然界中普遍存在，任何一種生物都有可能發生，并非自然選擇的結果，B錯誤；受體CCR5能夠與HIV－1特異性結合，通過藥物干擾HIV－1與受體CCR5的結合可抑制病毒繁殖，C正確；該突變基因頻率的增加可使HIV－1與受體CCR5結合的幾率下降，進而導致人群感染HIV－1的幾率下降，D正確。
2.(2022·南京市調研)經DNA檢測發現，中美洲東海岸與西海岸的兩種海龜曾經是同一物種。火山爆發導致它們被分隔成兩個地區的不同種群，現已進化成兩個不同物種。下列有關敘述正確的是(　　)
A.兩種海龜的進化方向相同
B.兩種海龜產生地理隔離后，基因頻率不再發生改變
C.兩種海龜存在地理隔離，但不存在生殖隔離
D.DNA檢測為生物進化提供了分子水平上的證據
答案　D
解析　由題意可知，因為火山爆發，兩個海龜種群之間產生了地理隔離，這兩個海龜種群可能會出現不同的突變和基因重組，進化方向也會因所處環境不同而不同，A錯誤；而自然選擇通過直接作用于個體的表型而發揮作用，在突變、基因重組、自然選擇的作用下，這兩個種群的基因頻率出現差異，B錯誤；久而久之，兩個種群的基因庫就形成了明顯的差異，并逐漸形成了生殖隔離，即形成了新物種，C錯誤，D正確。
考向2　基因頻率的變化與進化的關系
3.(2022·江蘇揚州月考) 栽培番茄含有來自野生番茄的 Mi1 抗蟲基因，它使番茄產生對根結線蟲(侵染番茄的根部)、長管蚜和煙粉虱三種害蟲的抗性。下列相關推論正確的是(　　)
A. 三種害蟲與番茄之間協同進化，所以害蟲和番茄之間都是捕食關系
B.Mi1 抗蟲基因的產生是野生番茄長期適應環境的結果
C.能在含 Mi1 基因的番茄植株上生長的長管蚜和煙粉虱種群基因頻率會發生
變化
D.長期種植含 Mi1 基因的番茄，土壤中根結線蟲的數量會越來越少
答案　C
解析　三種害蟲與番茄之間的寄生關系使它們各有進化，促進了它們的協同進化，A錯誤；Mi1抗蟲基因的產生是基因突變的結果，B錯誤；由于自然選擇的作用，所以能在含Mi1基因的番茄植株上生長的長管蚜和煙粉虱種群基因頻率會發生變化，C正確；由于生物變異是隨機的、不定向的，所以，土壤中根結線蟲可能會出現適應Mi1抗蟲基因的個體，土壤中根結線蟲的數量會先減少后增多，D錯誤。
4.(2022·江蘇海門中學期末)孔雀魚是一種觀賞魚，雄魚體側常有大量橘紅色斑點以吸引雌魚，也易被天敵捕食。在天敵較多的水域中，雄魚體側橘紅色斑點較少，多為綠色或青灰色斑點。下列敘述錯誤的是(　　)
A.孔雀魚作為觀賞魚體現了生物多樣性的直接價值
B.天敵多少決定了斑點顏色相關基因的變異方向
C.驅趕其天敵，橘紅色斑點雄魚增多，種群發生進化
D.自然環境中，橘紅色斑點的多少對雄魚既有利也有弊
答案　B
解析　觀賞價值體現了生物多樣性的直接價值，A正確；變異是不定向的，B錯誤；根據題干信息“在天敵較多的水域中，雄魚體側橘紅色斑點較少，多為綠色或青灰色斑點”可知，驅趕其天敵，橘紅色斑點雄魚增多，種群發生進化，C正確；自然環境中，橘紅色斑點的多少對雄魚既有利也有弊，既有利于雄魚吸引雌魚，又容易被天敵捕食，D正確。
可遺傳變異在生產實踐中的應用是歷年高考考查的重點，從歷年真題看，主要從兩個方面考查：一是利用變異個體培育新品種，如2021年山東卷22、2021年河北卷21、2020年全國卷Ⅲ32、2020年北京卷21等；二是探究變異的根源，進行疾病的預防與治療，如2021年廣東卷20、2019年江蘇卷18、2021年江蘇卷24等。
材料一　水稻是自花受粉作物，雜交水稻的育種成功得益于對雄性不育性狀的利用，如圖為我國科學家培育雜交水稻的基本原理，其中基因S/N為細胞質基因，基因R/r為細胞核基因。
注：S表示不育因子，N表示可育因子；R表示雄性育性恢復顯性基因，r表示雄性育性恢復隱性基因。
材料二　甲水稻有抗旱優良性狀，而乙水稻除不具備抗旱性狀外其他性狀都優良，研究人員要培育具抗旱性且其他性狀表現與乙相同的優良水稻，利用如圖所示育種過程來實現。(已知雜交種的花粉育性降低)
(2022·江蘇南京、鹽城二模)雜交水稻之父袁隆平為我國乃至世界的糧食生產做出了巨大貢獻。回答下列有關水稻研究的問題：
(1)軟米飯松軟可口，軟米水稻的稻米中直鏈淀粉含量低。軟米基因(Wxmq)由蠟質基因(Wx)突變形成，兩者互為________。Wxmq與Wx序列長度相同但其內部
出現了限制酶NlaⅢ的識別位點，該基因突變最可能是由于基因中堿基對發生________導致。
(2)水稻殼的顏色黃色對白色為完全顯性，用某純合白穎稻殼品系與另一純合黃穎稻殼品系進行雜交實驗，F1全為黃穎，F1自交，F2中黃穎∶白穎＝9∶7。科研人員將實驗獲得的F2中黃穎個體自交，則子代的表型及比例為________，白穎個體中雜合子自交，后代均未發生性狀分離，試分析其原因：____________________________________________________________________。
(3)粳稻和秈稻間的雜種優勢很早就被發現，但是粳、秈雜交種中存在部分不育的現象。水稻的部分不育與可育是一對相對性狀，為探究其遺傳學原理，科研人員進行了如下雜交實驗。
①實驗一：粳稻品系甲與秈稻品系乙雜交，F1全部表現為部分不育；粳稻品系甲與廣親和品系丙雜交，F1全部表現為可育，將可育型F1與秈稻品系乙雜交，后代表現為部分不育∶可育＝1∶1。研究人員根據上述現象提出一個假設，認為水稻育性由兩對獨立遺傳的等位基因控制。具體內容如下圖所示：
根據遺傳圖解推測當水稻基因組成中存在________基因時表現出部分不育。
②已知水稻的非糯性(M)和糯性(m)基因位于6號染色體上，研究人員繼續進行了實驗二和實驗三。
實驗二：將非糯性粳稻品系丁與糯性廣親和水稻品系己雜交，F1與非糯性秈稻品系戊雜交獲得F2，結果發現F2中MM∶Mm＝1∶1，且基因型為MM的個體均表現為部分不育，基因型為Mm的個體均表現為可育。請根據實驗二的部分遺傳圖解分析F1產生的配子的基因型為________。
實驗二：
實驗三：將品系戊與品系己雜交，F1再與品系丁雜交，所得F2中基因型為MM的個體也均表現為部分不育，Mm的個體均表現為可育。則說明品系戊與品系己雜交得到的F1產生的配子的基因型為________。
由以上實驗二與實驗三的結果推測控制水稻的育性的兩對等位基因遺傳________(填“是”或“否”)遵循基因的自由組合定律。
答案　(1)等位基因　替換　(2)25∶11　由于黃穎為雙雜合，白穎至少有一對基因為隱形純合，故白穎雜合子為Aabb或aaBb，自交后代均不能出現黃穎A_B_，即后代全為白穎，不出現性狀分離　(3)①a、b　ABm、AbM　② aBM、ABm　否
解析　(1)軟米基因(Wxmq)由蠟質基因(Wx)突變形成，兩者互為等位基因。Wxmq與Wx序列長度相同，說明該基因突變最可能是由于基因中堿基對發生替換導致。(2)由題意F1全為黃穎，F1自交，F2中黃穎∶白穎＝9∶7可知，F1為雙雜合，其符合基因的自由組合定律，若用AaBb表示，則F2中黃穎為A_B_，若將實驗獲得的F2中黃穎個體(1/9AABB，2/9AABb，2/9AaBB，4/9AaBb)自交子代的表型及比例為黃穎(1/9AABB＋2/9×3/4AAB_＋2/9×3/4A_BB＋4/9×3/4×3/4A_B_)∶白穎＝25/36∶(1－25/36)＝25∶11。由于黃穎為雙雜合，白穎至少有一對基因為隱形純合，故白穎雜合子為Aabb或aaBb，自交后代均不能出現黃穎A_B_，即后代全為白穎，不出現性狀分離。(3)①根據遺傳圖解可知，AaBb部分不育，圖中其余基因型可育，說明可能a、b基因同時存在時表現出部分不育。②由遺傳圖解可看出，實驗二F1基因型為AABbMm，F1與戊aaBBMM雜交的F2，結果發現F2中MM∶Mm＝1∶1，且基因型為MM的個體均表現為部分不育，基因型為Mm的個體均表現為可育，而AaBb部分可育，AaBB可育，說明F2共有AaBbMM，AaBBMm兩種基因型，戊只產生aBM配子，說明F1產生AbM，ABm兩種配子。實驗三中，品系戊與品系己雜交，F1基因型為AaBBMm，丁可產生配子AbM，F1再與品系丁雜交，所得F2中基因型為MM的個體也均表現為部分不育，Mm的個體均表現為可育，說明MM所在的個體同時含ab，即基因型應為AaBbMM，Mm所在的個體基因型為AABbMm，由此可推知，實驗三中F1產生aBM和ABm兩種配子。由實驗二、三中各自F1產生的配子可看出，Bm基因連鎖，bM基因連鎖，故控制水稻的育性的兩對等位基因不遵循基因的自由組合定律。

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