高考生物 考前專項拔高提分練 一　必考熱點五　遺傳的分子基礎(chǔ)、變異與進(jìn)化

必考熱點五遺傳的分子基礎(chǔ)、變異與進(jìn)化考向1基因的本質(zhì)【真題研磨】典例(2024·黑吉遼高考T9·DNA復(fù)制及甲基化)下圖表示DNA半保留復(fù)制和甲基化修飾①過程。研究發(fā)現(xiàn),50歲同卵雙胞胎間基因組DNA甲基化的差異普遍比3歲同卵雙胞胎間的差異大。下列敘述正確的是(C)A.酶E的作用是催化DNA復(fù)制②B.甲基是DNA半保留復(fù)制的原料③之一C.環(huán)境可能是引起DNA甲基化差異的重要因素D.DNA甲基化不改變堿基序列和生物個體表型④【審答思維】關(guān)鍵信息信息轉(zhuǎn)化①DNA半保留復(fù)制的過程和甲基化修飾的結(jié)果②酶E的作用是催化DNA甲基化③DNA半保留復(fù)制的原料為四種脫氧核糖核苷酸④DNA甲基化不改變堿基序列,但會影響生物個體表型【失分警示】(1)不能正確理解DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因:DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板,堿基互補(bǔ)配對保證其準(zhǔn)確復(fù)制。(2)不能準(zhǔn)確理解甲基化的本質(zhì)和結(jié)果。DNA甲基化不改變堿基序列,但會影響生物個體表型?！敬痤}要素】1.DNA的結(jié)構(gòu):(1)圖解:(2)特點:①DNA單鏈上相鄰脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接。②雙鏈DNA分子中常用公式:A=T、C=G、A+G=T+C=A+C=T+G。③“單鏈中互補(bǔ)堿基和”占該鏈堿基數(shù)比例=“雙鏈中互補(bǔ)堿基和”占雙鏈總堿基數(shù)比例。④某單鏈不互補(bǔ)堿基之和的比值與其互補(bǔ)鏈的該比值互為倒數(shù)。2.DNA復(fù)制的分析:提醒:(1)解旋酶使氫鍵打開,將DNA雙螺旋的兩條鏈解開,限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和DNA聚合酶分別催化磷酸二酯鍵斷裂和形成。(2)DNA初步水解的產(chǎn)物是4種脫氧核苷酸,徹底水解的產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基。(3)不同DNA分子中A+T與G+C的比值不一定相同。(4)DNA形成多個復(fù)制泡的意義是DNA有多個復(fù)制起點,可從不同起點開始DNA的復(fù)制,由此加快了DNA復(fù)制的速率,為細(xì)胞分裂做好準(zhǔn)備。3.細(xì)胞分裂過程中的同位素標(biāo)記問題:(1)DNA分子半保留復(fù)制圖像及解讀:(2)有絲分裂中子代DNA(染色體)標(biāo)記情況分析:若只復(fù)制一次,產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記;若復(fù)制兩次,產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標(biāo)記。過程如下圖(以一條染色體為例)。復(fù)制一次(母鏈標(biāo)記,培養(yǎng)液不含標(biāo)記同位素):轉(zhuǎn)至不含標(biāo)記同位素的培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個細(xì)胞周期:(3)減數(shù)分裂中DNA(染色體)標(biāo)記情況分析:減數(shù)分裂沒有細(xì)胞周期,DNA只復(fù)制一次,結(jié)果產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記。過程如圖(減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象)?！径嗑S訓(xùn)練】1.★★(DNA是遺傳物質(zhì)的相關(guān)實驗)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。關(guān)于證明蛋白質(zhì)和核酸哪一種是遺傳物質(zhì)的系列實驗,下列敘述正確的是(D)A.肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中,加熱致死的S型細(xì)菌的DNA分子在小鼠體內(nèi)可使R型活細(xì)菌從無致病性轉(zhuǎn)化為有致病性,從而證明了DNA是轉(zhuǎn)化因子B.肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中,利用自變量控制的“加法原理”,將“S型細(xì)菌DNA+DNA酶”加入R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中,結(jié)果證明DNA是轉(zhuǎn)化因子C.噬菌體侵染實驗中,用放射性同位素分別標(biāo)記了噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA,發(fā)現(xiàn)其DNA進(jìn)入宿主細(xì)胞后,利用自身原料和酶完成自我復(fù)制D.煙草花葉病毒實驗中,以病毒顆粒的RNA和蛋白質(zhì)互為對照進(jìn)行侵染,結(jié)果發(fā)現(xiàn)自變量RNA分子可使煙草出現(xiàn)花葉病斑性狀2.★★(噬菌體侵染細(xì)菌實驗)某研究小組用放射性同位素32P、35S分別標(biāo)記T2噬菌體,然后將大腸桿菌和被標(biāo)記的噬菌體置于培養(yǎng)液中保溫培養(yǎng),如圖所示。一段時間后,取培養(yǎng)液分別進(jìn)行攪拌、離心,并檢測沉淀物和上清液中的放射性。下列分析正確的是(C)A.甲組大腸桿菌內(nèi)形成的子代噬菌體中均含有32PB.乙組大腸桿菌內(nèi)形成的子代噬菌體中均含35SC.保溫時間過長會導(dǎo)致甲組上清液中放射性升高D.攪拌不充分會導(dǎo)致乙組上清液中放射性升高3.★★★(DNA分子的復(fù)制)哺乳動物的線粒體DNA是雙鏈閉合環(huán)狀分子,外環(huán)為H鏈,內(nèi)環(huán)為L鏈,如圖所示。下列敘述正確的是(C)A.線粒體DNA分子中含有兩個游離的磷酸基團(tuán)B.子鏈1的延伸方向是3'端→5'端,需要DNA聚合酶的催化C.子鏈中新形成的磷酸二酯鍵數(shù)目和脫氧核苷酸數(shù)目相同D.若該線粒體DNA放在15N的培養(yǎng)液中復(fù)制3次,含15N的DNA有6個4.★★★★(多選·DNA分子的結(jié)構(gòu))G-四鏈體通常是由富含串聯(lián)重復(fù)鳥嘌呤(G)的DNA單鏈折疊形成的高級結(jié)構(gòu)。G-四分體是四鏈體的結(jié)構(gòu)單元,由氫鍵連接4個G形成環(huán)狀平面,兩層或兩層以上的四分體堆積形成四鏈體;另一條DNA單鏈C與C配對,則形成i-motif,如圖所示。研究發(fā)現(xiàn),與CO2濃度為5%的培養(yǎng)液相比,CO2濃度分別為2%和8%的培養(yǎng)液培養(yǎng)的細(xì)胞中i-motif的DNA位點分別少了20%左右和多了30%左右。下列相關(guān)敘述正確的是(A、B)A.不同DNA分子的G-四鏈體,所含堿基G的數(shù)量不一定相同B.i-motif的DNA位點多少可能與細(xì)胞培養(yǎng)液的酸堿度有關(guān)C.DNA分子的G-四鏈體或i-motif區(qū)域仍能形成雙螺旋結(jié)構(gòu)D.G-四鏈體和i-motif的形成均改變了脫氧核苷酸的連接順序考向2基因的表達(dá)【真題研磨】典例(2024·安徽高考T11·基因的表達(dá))真核生物細(xì)胞中主要有3類RNA聚合酶,它們在細(xì)胞內(nèi)定位和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物見下表。此外,在線粒體和葉綠體中也發(fā)現(xiàn)了分子量小的RNA聚合酶。下列敘述錯誤的是(C)種類細(xì)胞內(nèi)定位轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA聚合酶Ⅰ核仁5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNARNA聚合酶Ⅱ核質(zhì)mRNARNA聚合酶Ⅲ核質(zhì)tRNA、5SrRNA注:各類RNA均為核糖體的組成成分A.線粒體和葉綠體中都有DNA①,兩者的基因轉(zhuǎn)錄時使用各自的RNA聚合酶B.基因的DNA發(fā)生甲基化修飾,抑制RNA聚合酶的結(jié)合②,可影響基因表達(dá)C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都有rRNA,兩種酶識別的啟動子序列③相同D.編碼RNA聚合酶Ⅰ的基因在核內(nèi)轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞質(zhì)中翻譯,產(chǎn)物最終定位④在核仁【審答思維】關(guān)鍵信息信息轉(zhuǎn)化①線粒體和葉綠體中都含有DNA和核糖體②RNA聚合酶與該基因的啟動子識別并結(jié)合后才轉(zhuǎn)錄,進(jìn)而表達(dá)③酶具有專一性,所以兩種酶識別的啟動子序列不同④由表格信息可知,RNA聚合酶Ⅰ的產(chǎn)物最終定位在核仁【失分警示】(1)真核生物細(xì)胞中主要有3類RNA聚合酶,在細(xì)胞中的定位分別是核仁、核質(zhì)、核質(zhì),轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物不同。(2)RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物雖然都有rRNA,但rRNA的種類不同,而且酶具有專一性,所以兩種酶識別的啟動子序列不同?！敬痤}要素】1.基因表達(dá)的“兩種方式”:2.遺傳信息的“四種傳遞途徑”:(1)能進(jìn)行分裂的細(xì)胞和DNA病毒(2)高度分化(不分裂)的細(xì)胞(3)煙草花葉病毒等RNA復(fù)制病毒(4)HIV等逆轉(zhuǎn)錄病毒提醒:(1)所有遺傳信息傳遞途徑都遵循堿基互補(bǔ)配對原則,其中RNA復(fù)制和翻譯過程堿基配對方式相同。(2)表觀遺傳是指生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象,即基因型未發(fā)生變化,而表型卻發(fā)生了改變。類型:DNA甲基化,組蛋白的甲基化和乙?；??！径嗑S訓(xùn)練】1.★★(密碼子與反密碼子的概念)編碼某蛋白質(zhì)的基因有兩條鏈,一條是模板鏈(指導(dǎo)mRNA合成),其互補(bǔ)鏈?zhǔn)蔷幋a鏈。若編碼鏈的一段序列為5'—ATG—3',則該序列所對應(yīng)的反密碼子是(A)A.5'—CAU—3' B.5'—UAC—3'C.5'—TAC—3' D.5'—AUG—3'2.★★★(翻譯過程)合成生物學(xué)家“創(chuàng)造”了一組可以識別并以非重疊方式解碼四聯(lián)體密碼子(如UAGA)的tRNA,稱為qtRNA,并在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)成功實現(xiàn)了蛋白質(zhì)片段的翻譯。據(jù)研究,四聯(lián)體密碼子可以編碼非標(biāo)準(zhǔn)氨基酸,如帶化學(xué)修飾的氨基酸。因此四聯(lián)體密碼系統(tǒng)可以應(yīng)用于生產(chǎn)含復(fù)雜化學(xué)修飾的蛋白質(zhì)。下列有關(guān)敘述錯誤的是(C)A.tRNA和qtRNA為單鏈分子,但其內(nèi)部均含有氫鍵B.三聯(lián)體密碼子共有64種,四聯(lián)體密碼子共有256種C.qtRNA與mRNA之間的堿基配對方式有A-U、T-A、G-CD.對于同一mRNA片段而言,采用tRNA與qtRNA翻譯得到的肽鏈?zhǔn)遣煌?.★★★(基因表達(dá))某細(xì)胞中有關(guān)物質(zhì)的合成如圖,①~⑤表示生理過程,Ⅰ、Ⅱ表示結(jié)構(gòu)或物質(zhì)。據(jù)圖分析正確的是(C)A.物質(zhì)Ⅱ上的基因遵循孟德爾定律B.②過程需要脫氧核苷酸做原料C.圖中③過程核糖體在mRNA上由右向左移動D.③⑤為同一生理過程,所用密碼子的種類和數(shù)量相同4.★★★★(多選·基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的修飾)真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄后產(chǎn)生的RNA前體會被剪接體(由一些蛋白質(zhì)和小型RNA構(gòu)成)切除內(nèi)含子片段并使之快速水解,外顯子則相互連接形成成熟mRNA,如圖所示。RNA與DNA對應(yīng)的片段都稱為外顯子與內(nèi)含子序列。下列說法錯誤的是(A、B)A.被初步降解的內(nèi)含子形成6種水解產(chǎn)物,在細(xì)胞核內(nèi)重新參與轉(zhuǎn)錄反應(yīng)B.剪接體具有催化功能,其內(nèi)部小型RNA的堿基序列相同C.單鏈RNA片段容易與小型RNA發(fā)生堿基配對,兩者之間形成氫鍵D.內(nèi)含子沒有編碼氨基酸的序列,RNA剪接機(jī)制有利于降低突變產(chǎn)生的傷害考向3生物的變異與進(jìn)化【真題研磨】典例(2024·廣東高考T11·基因突變和現(xiàn)代生物進(jìn)化理論)EDAR基因的一個堿基替換與東亞人有更多汗腺等典型體征有關(guān)。用M、m分別表示突變前后的EDAR基因,研究發(fā)現(xiàn),m的頻率從末次盛冰期后開始明顯升高。下列推測合理的是(C)A.m的出現(xiàn)是自然選擇①的結(jié)果B.m不存在②于現(xiàn)代非洲和歐洲人群中C.m的頻率升高是末次盛冰期后環(huán)境選擇③的結(jié)果D.MM、Mm和mm個體的汗腺密度④依次下降【審答思維】關(guān)鍵信息信息轉(zhuǎn)化①堿基替換導(dǎo)致M突變?yōu)閙,是基因突變的結(jié)果②EDAR基因的一個堿基替換與東亞人有更多汗腺等典型體征有關(guān),無法判斷m是否存在于現(xiàn)代非洲和歐洲人群中③m的頻率升高是末次盛冰期后環(huán)境選擇的結(jié)果④m基因頻率升高,M基因頻率降低,進(jìn)行推算【失分警示】(1)誤認(rèn)為導(dǎo)致生物發(fā)生變異是自然選擇的結(jié)果。(2)易混淆環(huán)境改變導(dǎo)致基因頻率的變化和基因型頻率變化的關(guān)系?！敬痤}要素】1.“四個角度”突破生物變異的類型:提醒:(1)基因突變、基因重組和染色體變異都能改變?nèi)旧wDNA上堿基的排列順序。(2)基因突變和基因重組都不改變?nèi)旧w上基因的排列順序,但染色體結(jié)構(gòu)變異會改變基因的排列順序。2.“兩看法”界定二倍體、多倍體、單倍體:提醒:體細(xì)胞中含有多個染色體組的個體不一定是多倍體,如體細(xì)胞中含有三個染色體組,可能是六倍體形成的單倍體。3.“三最”選取育種方案:(1)最簡便——側(cè)重于技術(shù)操作,雜交育種操作最簡便。(2)最快——側(cè)重于育種時間,單倍體育種可明顯縮短育種年限。(3)最準(zhǔn)確——側(cè)重于目標(biāo)精準(zhǔn)度,基因工程育種可“定向”改變生物性狀。提醒:(1)單倍體育種時間短,但技術(shù)復(fù)雜。(2)單倍體育種包括兩個過程,即花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理。4.“三個角度”理解生物進(jìn)化、物種形成與隔離的關(guān)系:提醒:(1)形成新物種,生物一定發(fā)生進(jìn)化,基因頻率一定發(fā)生改變。(2)生殖隔離的形成不一定經(jīng)過地理隔離,經(jīng)過地理隔離也不一定形成生殖隔離。5.“兩種類型”計算基因頻率:(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+1/2雜合子的基因型頻率,例如:A基因頻率=AA的基因型頻率+1/2Aa的基因型頻率;a基因頻率=aa的基因型頻率+1/2Aa的基因型頻率。(2)X染色體上基因頻率的計算(以色盲為例,相關(guān)基因用B、b表示,假設(shè)色盲在男性中的發(fā)病率為7%):提醒:基因型頻率改變不一定導(dǎo)致基因頻率改變。如Aa群體自交,基因型頻率在每一代均會改變,但每一代的基因頻率不變?！径嗑S訓(xùn)練】1.★★(基因突變)擬南芥是實驗室常用的模式植物,研究人員將野生型擬南芥進(jìn)行誘變,從中篩選出一株單基因突變型個體,將該個體和野生型個體雜交,F1全部為野生型,F1自交所得F2中野生型∶突變型=13∶1,研究發(fā)現(xiàn)某種基因型花粉存在部分不育現(xiàn)象。下列說法錯誤的是(A)A.突變型是由顯性突變導(dǎo)致的B.含有突變基因的花粉存在部分不育現(xiàn)象C.部分不育花粉不育的概率是5/6D.可利用基因測序技術(shù)判斷擬南芥的基因型2.★★★(染色體變異)豌豆(2n=14)的高莖(A)對矮莖(a)為顯性。細(xì)胞中的某一對同源染色體少一條的個體稱為單體,染色體表示為2n-1。已知單體和缺少一條染色體的生殖細(xì)胞均能存活。為了判斷基因A/a是否位于4號染色體上,現(xiàn)讓純合的高莖4號染色體單體(4號同源染色體少一條)與矮莖正常個體雜交。下列敘述正確的是(A)A.4號染色體單體的細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂時,能形成6個四分體B.若子代個體全部表現(xiàn)為高莖,則說明基因A位于4號染色體上C.可通過顯微鏡觀察法判斷基因A是否位于4號染色體上D.單體的變異類型與貓叫綜合征的變異類型相同3.★★★(基因重組)減數(shù)分裂過程中,配對的同源染色體并不是簡單地平行靠攏,而是在非姐妹染色單體間的某些部位因互換形成清晰可見的交叉,如圖為某細(xì)胞中互換模式圖。下列敘述錯誤的是(C)A.此種變異屬于基因重組,在減數(shù)分裂Ⅰ前期能觀察到B.一般情況下,染色體越長可形成的交叉數(shù)目越多C.該細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab四種配子D.互換是基因重組的一種常見類型,為進(jìn)化提供原材料4.★★★(多選·生物對環(huán)境的適應(yīng))海綿等足蟲棲息在海生海綿的中央腔中,雌蟲的外觀都一樣,雄蟲的形態(tài)有大、中、小3種類型,且這3種不同形態(tài)的雄蟲會采取不同的生殖對策:大雄蟲傾向于用戰(zhàn)斗來保衛(wèi)海綿中央腔中的多個雌蟲;中雄蟲會模擬雌蟲,與大雄蟲共處一室;小雄蟲回避大雄蟲并埋伏在其周圍,伺機(jī)與雌蟲交配。研究表明,大、中、小雄蟲的體型差異主要來自一個基因的3個等位基因a1、a2、a3。下列說法正確的是(A、D)A.三種雄蟲的平均繁殖成功率不存在顯著差異B.大、中、小雄蟲存在生殖隔離,分屬三個物種C.三種雄蟲具有不同的生殖對策是不同雄蟲間協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果D.經(jīng)歷很長時期后,種群中a1、a2、a3的基因頻率能保持基本穩(wěn)定5.★★★(多選·新物種形成的三個環(huán)節(jié))縫蠅是一種小昆蟲,其雄蠅存在奇特的求偶方式。雄蠅在求偶前先建造一個細(xì)軟的、與自身大小相當(dāng)?shù)慕z質(zhì)球,球內(nèi)通常包裹食物。雄蠅帶球飛到由其他帶球雄蠅組成的蠅群中,并繞圓圈飛行以吸引雌蠅。雌蠅從雄蠅群中挑選一只雄蠅并接受絲質(zhì)球,結(jié)成配偶后雙雙飛離蠅群并完成交配。下列敘述正確的是(B、D)A.雄蠅求偶時提供食物給雌蠅有利于雌蠅繁殖后代,該行為是定向變異形成的B.雄蠅把食物裹成絲質(zhì)球送給雌蠅的求偶行為,是雌蠅對雄蠅長期選擇的結(jié)果C.突變和基因重組為縫蠅的進(jìn)化提供原材料,決定縫蠅的進(jìn)化方向D.雌雄蠅交配產(chǎn)生后代的過程中,種群的基因庫和基因頻率會發(fā)生改變1.★★(病毒的增殖)某病毒具有蛋白質(zhì)外殼,其遺傳物質(zhì)的堿基含量如表所示,下列敘述正確的是(B)堿基種類ACGTU含量/%31.220.828.0020.0A.該病毒復(fù)制合成的互補(bǔ)鏈中G+C含量為51.2%B.病毒的遺傳物質(zhì)可能會引起宿主DNA變異C.病毒增殖需要的蛋白質(zhì)在自身核糖體合成D.病毒基因的遺傳符合基因的分離定律2.★★★(細(xì)胞癌變的原理及表觀遺傳)癌癥的發(fā)生涉及原癌基因和抑癌基因等一系列遺傳或表觀遺傳的變化,最終導(dǎo)致細(xì)胞不可控的增殖。下列敘述錯誤的是(D)A.在膀胱癌患者中,發(fā)現(xiàn)原癌基因H-ras所編碼蛋白質(zhì)的第十二位氨基酸由甘氨酸變?yōu)槔i氨酸,表明基因突變可導(dǎo)致癌變B.在腎母細(xì)胞瘤患者中,發(fā)現(xiàn)抑癌基因WT1的高度甲基化抑制了基因的表達(dá),表明表觀遺傳變異可導(dǎo)致癌變C.在神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者中,發(fā)現(xiàn)原癌基因N-myc發(fā)生異常擴(kuò)增,基因數(shù)目增加,表明染色體變異可導(dǎo)致癌變D.在慢性髓細(xì)胞白血病患者中,發(fā)現(xiàn)9號和22號染色體互換片段,原癌基因abl過度表達(dá),表明基因重組可導(dǎo)致癌變3.★★★(生物進(jìn)化)葦草主要生長于瑞士阿爾卑斯山的高山盛夏牧場,是一種依賴風(fēng)力傳粉的植物。不同種群的葦草對銅耐受力不同,有耐受性基因的個體在無銅污染地區(qū)生長很緩慢。調(diào)查廢棄銅礦區(qū)及附近葦草種群對銅的耐受力,結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是(C)A.距離礦區(qū)160m的葦草種群對銅耐受性基因主要來自基因突變B.礦區(qū)內(nèi)葦草與距離礦區(qū)100m的葦草存在地理隔離C.礦區(qū)土壤的選擇導(dǎo)致葦草銅耐受性基因頻率高于非礦