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遗传与进化

第三节：1.遗传变异的结构和物质基础(1)遗传变异的结构生物体的各种性状都是由基因控制的。基因在细胞里大多有规律地集中在细胞核内的染色体上。染色体是由蛋白质和dna(脱氧核糖核酸)构成。dna分子具有双螺旋结构，其基本单位为脱氧核苷酸，包括脱氧核糖、碱基和磷酸。(2)遗传变异的物质基础基因是遗传变异的物质基础。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息得到表达。若不同人种之间头发、肤色、眼睛、鼻子等的不同，是基因差异所致。2.遗传变异现象(1)遗传现象子代与亲代、子代不同个体之间在性状上表现出的相似性现象。如“种瓜得瓜，种豆得豆”。(2)变异现象子代与亲代、子代不同个体之间在性状上表现出的差异性现象。如“一母生九子，子子各不同”。3.生物进化论(1)生物进化现象普遍存在于生物界。生物化石为生物进化提供了最有力的证据。(2)达尔文进化论的主要观点达尔文认为，生物普遍存在着过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存现象。达尔文生物进化论的核心是自然选择学说；自然选择的实质是适者生存，不适者被淘汰(也是自然选择的结果)。生物进化的总方向是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生；并认为，生物进化的方向由自然选择决定，生物进化的动力是生存斗争。(3)生物进化论的发展综合进化论从群体基因频率变化的角度解释物种进化过程，认为同一物种的生物群体中存在着多种多样的基因。在代代相传的种族繁衍过程中，这些基因从亲代传递到子代并保持着相对的稳定性，同时也发生着某些变异。生物群体中的某些基因所控制的生物性状对环境的适应性较强，则这些基因在子代的生物群体中会越来越多；反之，某些基因所控制的生物性状对环境的适应性较弱，这些基因在子代的生物群体中会越来越少。这说明亲代的基因在传递给子代的过程中也发生着“自然选择”。4.遗传变异在育种方面的应用(1)杂种优势通过物种杂交技术，可使子代表现出双亲的遗传优势。如袁隆平的杂交水稻、中国民间的马与驴杂交产生骡。(2)人类优生①近亲结婚的危害：近亲结婚使子代遗传病的发病率大大提高。②我国“婚姻法”规定：直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚。5.基因科学技术的发展(1)人类基因组计划人类基因组计划是美国科学家于1985年率先提出的，旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。该计划于1990年正式启动，其目的是测定人类23对染色体的dna分子中的全部基因，解读它们包含的遗传信息，造福于人类。美、英、德、日、法、中等六国参加了这项工作。中国承担了3号染色体约1100多个基因的测序，xx年6月26日，六国宣布完成了这项意义重大的工作，即人类基因组草图已经完成。(2)基因工程的应用——转基因技术转基因技术是指利用分子生物学技术，将某些生物的基因转移到其他物种中，改造生物的遗传物质，使遗传物质得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变。转基因技术在农业生产、动物饲养和医药研究等诸多领域有着广泛的应用前景。(3)沃森、克里克与dna双螺旋结构的发现及启示1953年，沃森和克里克发现了dna双螺旋的结构，开启了分子生物学时代。分子生物学使生物大分子的研究进入一个新的阶段，使遗传的研究深入到分子层次，“生命之谜”被打开，人们能清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径。从沃森、克里克对dna分子双螺旋结构模型的多次重建中，体会科学模型的建立同样是一个不断完善、不断修正的过程，从中体验科学家不畏失败、不懈探索的毅力和精神。

本模块的内容包括遗传的细胞基础、遗传的分子基础、遗传的基本规律、生物的变异、人类遗传病、生物的进化六部分。

生物通过生殖、发育和遗传实现生命的延续和种族的繁衍，通过进化形成物种多样性和适应性。

本模块选取的减数分裂和受精作用、dna分子结构及其遗传基本功能、遗传和变异的基本原理及应用等知识，主要是从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性；选取的现代生物进化理论和物种形成等知识，主要是阐明生物进化的过程和原因。学习本模块的内容，对于学生理解生命的延续和发展，认识生物界及生物多样性，形成生物进化的观点，树立正确的自然观有重要意义。同时，对于学生理解有关原理在促进经济与社会发展、增进人类健康等方面的价值，也是十分重要的。

教师要善于引导学生从生活经验中发现和提出问题，创造条件让学生参与调查、观察、实验和制作等活动，体验科学家探索生物生殖、遗传和进化奥秘的过程，学习有关概念、原理、规律和模型，应用有关知识分析和解决实践中的问题。

2.1遗传的细胞基础

具体内容标准

活动建议

阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程

中染色体的变化。

举例说明配子的形成过程。

举例说明受精过程。观察细胞的减数分裂。

搜集有关试管婴儿的资料，评价其意

义及伦理问题。

2.2遗传的分子基础

具体内容标准

活动建议

总结人类对遗传物质的探索过程。

概述dna分子结构的主要特点。

说明基因和遗传信息的关系。

概述dna分子的复制。

概述遗传信息的转录和翻译。搜集dna分子结构模型建立过程的

资料，并进行讨论和交流。

制作dna分子双螺旋结构模型。

2.3遗传的基本规律

具体内容标准

活动建议

分析孟德尔遗传实验的科学方法。

阐明基因的分离规律和自由组合规律。

举例说明基因与性状的关系。

概述伴性遗传。

模拟植物或动物性状分离的杂交实验。

2.4生物的变异

具体内容标准

活动建议

举例说出基因重组及其意义。

举例说明基因突变的特征和原因。

简述染色体结构变异和数目变异。

搜集生物变异在育种上应用的事例。

关注转基因生物和转基因食品的安全性。低温诱导染色体加倍的实验。

2.5人类遗传病

具体内容标准

活动建议

列出人类遗传病的类型。

探讨人类遗传病的监测和预防。

关注人类基因组计划及其意义。调查常见的人类遗传病。

搜集人类基因组或基因诊治方面的研究资料，进行交流。

2.6生物的进化

具体内容标准

活动建议

说明现代生物进化理论的主要内容。

概述生物进化与生物多样性的形成。

探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。

搜集生物进化理论发展的资料。

用数学方法讨论基因频率的变化。

案例3制作dna分子双螺旋结构模型

学时1学时。

目的要求通过制作dna分子双螺旋结构模型，深入理解dna双螺旋结构的特点。

原理dna分子双螺旋结构由两条脱氧多核苷酸链组成。双螺旋结构外侧的每条长链，是由脱氧核糖与磷酸交互连接形成的，两条长链以反向平行方式向右盘绕成双螺旋，螺旋直径为2nm，螺距为3.4nm；两条长链上对应碱基以氢键连接成对，对应碱基的互补关系为：a—t、c—g，碱基对位于双螺旋结构内侧，每个螺距有10对碱基，两个相邻碱基对平面的垂直距离为0.34nm。

材料器具分别代表脱氧核糖、磷酸、4种碱基的材料；代替氢键的连接物；代替磷酸二酯键的连接物等。

制作程序

1.通过讨论确定本组制作的dna双螺旋结构模型的大小，确定使用的各种材料，部分同学进行构思或设计，部分同学做好物质准备。

2.讨论设计方案，包括立体构型及其大小的设计依据、维持立体构型的方式等。确定制作模型的实施过程和具体分工。

3.按照具体分工制作部分配件，然后将各种配件整合在一起，逐步完成dna分子双螺旋结构模型的制作。

4.按照设计方案对制作的dna分子双螺旋结构模型进行检查，适当修补模型的某些缺陷。

5.鉴赏各组的制作成果，开展交流活动。

一、选择题

1.若某动物的体细胞内有两对同源染色体，分别用a和a、b和b表示。下列各组精子的染色体组成中，哪一组可能是由同一个精原细胞经减数分裂形成的？

a.ab、ab、ab、ab　　　　　b.ab、ab、ab、ab

c.ab、ab、ab、ab、　　　　d.ab、ab、ab、ab

2.某男学生在体检时发现是红绿色盲患者，医生在询问该家族病史时得悉该生的母亲既是色盲又是血友病患者，而父亲性状正常。医生在未对该生作任何检查情况下就在体检单上记录了患有血友病，这是因为。

a.血友病为x染色体上的隐性基因控制　　b.血友病由x染色体上的显性基因控制

c.父亲是血友病基因携带者　　　　　　d.血友病由常染色体上的显性基因控制

3.用32p和35s标记的噬菌体侵染大肠杆菌，然后进行测试，在子代噬菌体的化学成分中，可测到。

a.有32p　　b.有35s　　c.有35s和32p　　d.有35s或32p

4.dna分子的多样性和特异性主要是由于。

a.分子量大　　　　　　　　　b.具有规则的双螺旋结构

c.碱基对的不同排列方式　　d.磷酸和脱氧核糖的相间排列

5.下列各项中，复制、转录、翻译的主要场所依次是。

a.细胞核、细胞质、细胞质　　b.细胞核、细胞核、核糖体

c.细胞核、细胞质、核糖体　　d.细胞核、细胞质、线粒体

6.下列关于“中心法则”含义的叙述中，错误的是。

a.表示遗传信息的传递方向　　b.表示基因控制蛋白质合成的过程

c.dna只能来自dna的复制　　d.基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状

7.具有100个碱基对的1个dna分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。

a.60个　　b.80个　　c.120个　　d.180个

8.20世纪50年代以来,分子生物学和分子遗传学得到了飞速发展,如转基因技术、克隆技术、基因芯片技术的发展。上述这些技术的理论基础是。

a.孟德尔遗传规律　　b.摩尔根遗传规律　　c.dna结构及其功能　　d.人类基因组计划

9.下列各项中，错误的是。

a.一种氨基酸只能被一种trna运载　　　　b.一种trna只能运载一种氨基酸

c.一种氨基酸可以由多种密码子决定　　d.信使rna上碱基顺序决定氨基酸顺序

10.下列有关遗传规律的叙述中，错误的是。

a.遗传规律适用于一切生物　　　　　　b.遗传规律只适用于高等植物

c.遗传规律在配子形成过程中起作用　　d.遗传规律在受精作用过程中起作用

11.下列生理活动中，能使基因a和a分别进入两个子细胞的是。

a.有丝分裂　　b.减数分裂　　c.细胞分化　　d.受精作用

12.鉴别一株高茎豌豆是不是纯合体，最简便的方法是。

a.自交　　b.测交　　c.杂交　　d.测交或杂交

13.一对夫妇为单眼皮，丈夫的父母均为双眼皮。这对夫妇经手术后均明显地变为双眼皮，则他们所生的孩子一定是。

a.双眼皮　　b.单眼皮　　c.眼皮介于单双之间　　d.不能确定

14.下列各项中，属于单倍体的是。

a.由玉米种子发育成的幼苗

b.由蛙的受精卵发育成的蝌蚪

c.由花粉离体培养成的幼苗再经秋水仙素处理后长成的小麦植株

d.含有三个染色体组的花粉直接培育成的试管幼苗

15.基因型为aabbdd的个体自交后，其后代表现型的比例接近于。

a.9∶3∶3∶1　　b.3∶3∶1∶1　　c.1∶2∶1　　d.3∶1

16.如果已知子代的基因型及比例为1yyrr∶1yyrr∶1yyrr∶1yyrr∶2yyrr∶2yyrr。并且也知道上述结果是按自由组合规律产生的，那么双亲的基因型是。

a.yyrr×yyrr　　b.yyrr×yyrr　　c.yyrr×yyrr　　d.yyrr×yyrr

17.右图为某遗传病的家谱图,则5和7婚配及6和8婚配后代子女患病的概率分别是。

a.0，8/9　　b.1/4，1　　c.1/9，1　　d.0，1/9

18.抗维生素d佝偻病是一种显性遗传病，在人群中，女性的发病率高于男性，则这种致病基因最可能位于。

a.x染色体　　b.y染色体　　c.常染色体　　d.任何一个染色体

19.某女色盲，其祖母。

a.必然携带色盲基因　　b.必为色盲　　c.纯合正常　　d.与此女无关

20.aa、bb、cc三对基因分别位于三对同源染色体上。基因型aabbcc的一个初级精母细胞经减数分裂形成的精子，按基因组成有。

a.2种　　b.4种　　c.8种　　d.16种

21.dna分子中脱氧核苷酸的排列顺序发生改变，不会影响。

a.生物的性状　　　　　　　b.蛋白质的结构

c.信使rna的核苷酸顺序　　d.dna的空间结构

22.若杂交的双亲的基因型分别为aabbccddee与aabbccddee，则其子代中纯合体的比例为。

a.0　　b.1/4　　c.1/16　　d.1/32

23.父本基因型为aabb，母本基因型为aabb，其f1不可能出现的基因型是。

a.aabb　　b.aabb　　c.aabb　　d.aabb

24.下列各项中，属于可遗传变异的是。

a.玉米由于水肥充足而长得穗大粒多　　　b.晒太阳使皮肤变黑

c.用生长素处理得到无子番茄　　　　　　d.人的镰刀型细胞贫血症

25.在人体内，下列哪一种细胞产生的基因突变最容易传递给下一代？

a.骨骼肌细胞　　　　　b.精原细胞

c.皮肤的表皮细胞　　　d.造血干细胞

26.下列各项中，存在等位基因的是。

a.四分体　　b.双链dna分子　　c.染色体组　　d.非同源染色体

27.基因重组、基因突变和染色体变异三者的共同点是。

a.都能产生可遗传的变异　　　　b.都能产生新的基因

c.产生的变异均对生物不利　　　d.产生的变异均对生物有利

28.四倍体水稻的花粉经离体培养得到的单倍体植株中，所含的染色体组数是。

a.1组　　b.2组　　c.3组　　d.4组

29.生物的共同进化，可以从哪些方面表现出来？

①同种生物之间　　②不同种生物之间　　③生物与环境之间　　④亲代与子代之间

a.①③　　b.②④　　c.②③　　d.①④

30.以美国为首的北约部队在1994～1995年对波黑的空袭以及1999年对南联盟的空袭中大量使用了贫铀弹。贫铀弹的使用，导致了当地白血症等癌症和新生儿畸形的大量发生。一些欧洲国家也纷纷报道本国参加维和行动的士兵中，一些人因患癌症等疾病而死亡，并称之为“巴尔干综合征”。下列针对以上现象的讨论中，不合理的是。

a.绝大多数的基因突变是对生物体有害的

b.当射线作用于生殖细胞或发育的胚胎时，可能导致新生儿的畸形

c.射线引起的生物变异都可能通过有性生殖传给下一代

d.辐射污染引发的基因突变是导致“巴尔干综合征”的重要原因

31.目前，影响最为广泛和深远的生物进化学说是。

a.自然选择学说　　　　b.用进废退学说

c.中性突变积累学说　　d.渐变与突变交替学说

32.寒武纪大爆发使生态系统形成了“第三极”，是指。

a.生产者　　b.消费者　　c.分解者　　d.非生物物质和能量

33.大豆根尖细胞所含的核酸中，含有碱基a、g、c、t核苷酸种类数共有。

a.8　　b.7　　c.5　　d.4

34.下列关于生物共同进化的叙述中，正确的是。

a.所有生物的进化是同步进行的

b.所有生物的进化速度是相同的

c.所有新物种的诞生是同时的

d.不同种生物之间，生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展

35.下列各项中，不是用基因工程方法生产的药品是。

a.干扰素　　b.白细胞介素-2　　c.青霉素　　d.乙肝疫苗

36.实施基因工程的最终目的是。

a.定向提取生物体的dna分子　　　　b.定向地对dna分子进行人工剪切

c.在生物体外对dna分子进行改造　　d.定向地改造生物的遗传性状

37.下列哪项不是基因工程中用来运载目的基因的运载体？

a.细菌质粒　　b.噬菌体　　c.动植物病毒　　d.细菌核区的dna

38.按达尔文的生物进化学说，下列叙述中正确的是。

a.鲸没有牙齿是因为它们吞食浮游生物

b.天鹅的长颈是因为它取食湖底生物反复伸长的结果

c.马得拉岛上多数昆虫的翅微弱，是大风长期作用的结果

d.蛇的身体细长无足，是因为它们经常进出鼠穴捕食的结果

39.新物种形成的标志是。

a.具有一定的形态结构和生理功能　　　b.产生了地理隔离

c.形成了生殖隔离　　　　　　　　　　d.改变了基因频率

40.有性生殖的出现直接推动了生物的进化，其原因是。

a.有性生殖是高等生物所存在的生殖方式

b.有性生殖经过两性生殖细胞的结合

c.有性生殖细胞是由减数分裂形成的

d.通过有性生殖，实现了基因重组，增强了生物的变异性

二、简答题

41.据报道，江苏某少年成为上海心脏移植手术后存活时间最长的“换心人”。他所患的心脏病有明显的家族性。下面的遗传系谱图是其部分家庭成员的情况，其中ⅲ11表示该少年。经查，他母亲的家族史上无该病患者。请回答下面的问题。

(1)该病最可能的遗传方式是　　　　　　。

(2)依据上述推理，该少年的基因型是　　　　　(该病显性基因为a，隐性基因为a)。

(3)该少年的父母如果再生一个孩子，是正常男孩的概率是。

(4)有人说：该少年经手术冶疗后已经康复，将来只要和一个正常女性结婚，他的子女就不会患此病。你认为这种说法正确吗?试简要说明。

42.基因突变、基因重组和染色体变异是生物产生可遗传变异的三个来源。右图是生产实践中的几种不同育种方法。请分析回答下面的问题。

图中a、d所示方向的育种方式与a→b→c方向所示的育种方式相比较，后者的优越性主要表现在　　　　　　。

过程b常用的方法为　　　　，过程f经常采用的药剂为　　　　。

由g→j的过程所涉及到的生物工程技术有　　　　　　　　和　　　　　　　　。

请分别例举出根据①基因突变、②基因重组、③染色体变异三项原理而采用的育种方法：

①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

43.豌豆种子的子叶黄色(y)对绿色(y)是显性，豆荚颜色绿色(m)对黄色(m)是显性。现有两个豌豆的纯合品种，品种甲：黄子叶、绿豆荚；品种乙：绿子叶、黄豆荚。某校生物科研小组计划利用这两个品种的豌豆进行两对相对性状的遗传实验，杂交组合如下表：

请分析，并回答下面的问题。

(1)从子叶、豆荚的颜色看，a、b两组实验结出的种子子叶、豆荚的表现型分别是：

a　　　　　　　；b　　　　　　。

(2)以上两组实验结出的种子萌发长出的子代豌豆的基因型是　　　　　　，子代豌豆自花传粉后，结出的种子和豆荚的表现型及比例为：　　　　　　　　　　　　。

44.某植物种群，aa基因型个体占30％，aa基因型个体占20％。回答下面的问题。

(1)该植物的a、a基因频率分别是　　　　　　、　　　　　　。

(2)若该植物自交，后代中aa、aa基因型个体分别占　　　　　　、　　　　　　。这时，a和a的基因频率分别是　　　　　　、　　　　　　。

(3)依现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了进化?　　　　　　，由此可见，生物进化的单位是　　　　　　，进化的原材料由　　　　　　提供，是否发生进化决定于　　　　　　，进化的实质是　　　　　　。

45.右图表示某雄性动物体内细胞分裂图解，请回答下面的问题。

图a表示　　　分裂，含有　　　对同源染色体，　　　个染色体组。

图b表示　　　时期，分裂后形成的细胞叫　　　。

基因重组可能发生在　　　　　细胞中。

46.近年来，基因工程在农作物的培育方面得到了越来越广泛的应用，已经获得转基因植株的植物已达100种以上。过去，对重要的谷类作物和豆科作物的转基因工作十分困难，后来，科学家们发明了一种“基因枪”的生物技术，使这些作物的转基因成为可能。所谓“基因枪”，就是用火药爆炸、电容放电或高压气流作为动力，发射直径仅1μm左右的金属颗粒，颗粒表面用优选基因包覆，高速射入植物细胞，并在细胞内产生有活性的基因产物，从而达到改良品种的目的。

基因工程的一般操作步骤是　　　　　、　　　　　、　　　　　、　　　　　。

金属颗粒的作用相当于基因工程中的　　　　　。颗粒表面的基因相当于　　　　　，受体细胞是　　　　　。

这里讲的“有活性的基因产物”是指　　　　　　　　　　　　　　　。

请简要表示其合成过程　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

47.女娄菜是一种雌雄异株的植物，其叶形有披针叶和狭披针叶两种类型，受一对等位基因控制。某校生物研究小组用两个披针形叶的亲本进行杂交实验，后代出现了一定数量的狭披针形叶。请回答：

狭披针叶是　　　　　性状。

其实，女娄菜的叶型遗传属于伴性遗传。该研究小组打算利用杂交实验对此加以验证，那么，他们应选择何种表现型的杂交组合？父本　　　　　；母本　　　　　。

请你预测并简要分析实验结果。

另一个研究小组试图研究玉米的叶型遗传是否为伴性遗传，你认为他们的研究是否有意义？为什么？

综合能力测试参考答案

1.a　2.a　3.a　4.c　5.b　6.c　7.d　8.c　9.a　10.c　11.b　12.a　13.b　14.d　15.a　16.b　17.a　18.a　19.a　20.a　21.d　22.a　23.d　24.d　25.b　26.a　27.a　28.b　29.c　30.c　31.a　32.b　33.b　34.d　35.c　36.d　37.d　38.c　39.c　40.d

41.(1)常染色体显性遗传　(2)aa　(3)1/4(　4)不正确。因为手术治疗不能改变他的遗传物质(基因型)，他的子女仍有患病的可能。

42.明显缩短育种年限花药离体培养秋水仙素

基因工程技术植物组织培养技术

①诱变育种　②杂交育种、转基因育种　③多倍体育种、单倍体育种

43.(1)黄子叶、绿豆荚黄子叶、黄豆荚

(2)yymm黄子叶、绿豆荚∶绿子叶、绿豆荚＝3∶1

44.(1)55％　45％　(2)42.5％　32.5％　55％　45％

(3)没有发生进化　种群　突变和基因重组　自然选择　基因频率的改变

45.有丝44减数分裂第一次分裂后期　次级精母细胞b

46.提取目的基因　目的基因与运载体结合　将目的基因导入受体细胞　目的基因的表达与检测运载体目的基因植物细胞

目的基因控制合成的蛋白质等生物活性物质

47.隐性披针形　狭披针形　后代雌性植株全为披针形叶，雄性植株全为狭披针形叶，即雌性植株不出现狭披针形叶，雄性植株不出现披针形叶，即可验证此基因的遗传为伴性遗传。无意义。因为玉米为雌雄同株，不存在伴性遗传。

一、选择题

1.dna分子中脱氧核苷酸的排列顺序，一般不影响。

a.dna的种类　　　　b.蛋白质的种类

c.有关rna的种类　　d.碱基对的配对方式

2.若把老鼠的尾巴从出生时就切除，一代一代地连续进行，10代以后出生的老鼠将是。

a.无尾巴　　b.尾巴变短　　c.尾巴变长　　d.和普通老鼠一样

3.包含人类基因组所研究的全部碱基对的细胞是。

a.男性体细胞　　b.男性精子　　c.女性体细胞　　d.女性卵细胞

4.某夫妇中，妻子患有红绿色盲，则其后代患病的概率至少为。

a.1/2　　b.1/4　　c.1/8　　d.0

5.已知一段信使rna有60个碱基，其中a和c共有20个，那么转录成该信使rna的一段dna分子中应有多少个g和t。

a.30　　b.40　　c.60　　d.20

6.科学家将萤火虫的萤光基因分离出来，转移到烟草的细胞中，成功得到了能够发出萤光的烟草植株。这一实验的成功说明。

a.萤火虫和烟草的细胞结构相同　　b.萤火虫和烟草的基因相同

c.萤火虫和烟草的遗传信息相同　　d.萤火虫和烟草的基因表达机制相同

7.下列有关遗传变异的四种说法，请你判断。

①染色体中dna的脱氧核苷酸数量、种类和序列，三者中有一个发生改变，就会引起染色体变异

②有一个质粒，其碱基数量为m个，这个质粒完全被水解需消耗水分子数3m个

③基因自由组合发生的同时也在发生基因分离

④基因型为dd的豌豆在进行减数分裂时，会产生雌雄两种配子，其数量比接近1∶1

a.四种说法都对　　　　b.四种说法都不对

c.至少有一种说法对　　d.有一种说法不对

8.人类正常血红蛋白的β链第63位氨基酸为组氨酸，hb—m的β—63为酪氨酸，这种变异的原因在于基因中。

a.某碱基对发生改变　　　　b.cau变成了uau

c.缺失一个碱基对　　　　　d.增添一个碱基对

9.卵巢中的5个卵原细胞经过一次减数分裂，形成的结果是。

a.20个卵细胞　　　　　　　b.10个卵细胞和10个极体

c.5个卵细胞和15个极体　　d.5个卵细胞和5个极体

10.已知某玉米植株的基因型为aabb，周围虽生长有其他基因型的玉米植株，但其子代不可能出现的基因型是。

a.aabb　　b.aabb　　c.aabb　　d.aabb

11.现有矮秆抗锈病小麦若干。让其自交，则子代中符合生产要求的小麦种子占子代总数的比例是。

a.1/4　　b.1/3　　c.1/2　　d.7/12

12.下列关于遗传变异的叙述中，不正确的是。

a.在噬菌体侵染细菌的实验中，用32p、35s分别标记细菌dna、蛋白质，复制4次，则子代噬菌体中100%含32p和35s

b.色盲遗传具有交叉遗传的特点，男性的色盲基因只会传给女儿，女性的色盲基因既会传给儿子，也会传给女儿

c.如果控制人的血红蛋白的基因中有一对碱基发生改变，则血红蛋白的结构一定发生改变

d.与酶一样，转运rna也具有专一性，在蛋白质的翻译过程中，只能运载一种特定的氨基酸

13.下列有关现代生物进化理论的叙述中，不正确的是。

a.种群是生物进化的基本单位

b.自然选择学说是现代生物进化理论的核心

c.生物进化过程的实质在于种群基因频率的改变

d.生物进化过程的实质在于有利变异的保存

14.从分子水平鉴定物种，不能依据的是。

a.蛋白质分子的氨基酸的排列顺序

b.dna分子中脱氧核苷酸的排列顺序

c.dna分子中磷酸和脱氧核糖的排列顺序

d.dna分子中含氮碱基的排列顺序

15.某生物的碱基组成是：嘌呤碱60%，嘧啶碱40%。它不可能是。

a.棉花　　b.绵羊　　c.噬菌体　　d.烟草花叶病毒

16.遗传信息传递的最后阶段在细胞的哪一部分进行？。

a.线粒体　　b.核糖体　　c.染色体　　d.细胞膜

17.一正常成年男子是某种遗传病致病基因的携带者，体内可能不含致病基因的细胞是。

a.肌细胞　　b.脑细胞　　c.精原细胞　　d.某些精子细胞

18.一双链dna分子，在复制解旋的时候，一条链上的一个g变成了c，则此dna分子经n次复制后，发生差错的dna占子代dna总数的。

a.1/2　　b.1/2n-1　　c.1/2n　　d.1/2n+1

19.艾滋病毒属rna病毒，具有逆转录酶，如果它决定某性状的一段rna含碱基a19%，c26%，g32%，则通过逆转录过程形成的双链dna含碱基a。

a.19%　　b.21%　　c.23%　　d.42%

20.dna分子解旋发生在。

①转录②复制③翻译④逆转录

a.①②　　b.②③　　c.②④　　d.①④

21.科学家经过多年的努力创立了一种新兴的生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是。

a.提取生物体dna分子　　　　　b.对dna分子进行人工“剪切”

c.定向改造生物的遗传性状　　　d.在生物体外对dna分子进行改造

22.“转基因动物”是指。

a.提供基因的动物　　　　b.基因组中增加外源基因的动物

c.能产生白蛋白的动物　　d.能表达基因信息的动物

23.1982年，美国科学家将人的生长激素基因转移到了小鼠体内，得到了超级小鼠。此转基因技术的受体细胞是。

a.卵细胞　　b.去核卵细胞　　c.受精卵细胞　　d.乳腺上皮细胞

24.要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种酶是。

①限制酶　②连接酶　③解旋酶　④还原酶

a.①②　　b.③④　　c.①④　　d.②③

25.如果科学家通过转基因工程，成功地把一女性血友病患者的造血细胞进行改造，使其凝血功能恢复正常。那么，她后来所生的儿子中。

a.全部正常　　b.一半正常　　c.全部患病　　d.不能确定

26.人的胰岛b细胞能合成胰岛素，但不能合成血红蛋白。在胰岛b细胞中。

a.只有胰岛素基因

b.比人受精卵的基因要少

c.既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因

d.有胰岛素基因和其他基因，但无血红蛋白基因

27.某种自花授粉植物连续几代只开红花，一次开出一朵白花，该花的各自交子代全开白花，其原因是。

a.基因突变　　b.基因分离　　c.基因互换　　d.基因重组

28.人类发生镰刀型细胞贫血症的根本原因在于基因突变，其突变的方式是基因内。

a.碱基发生改变(替换)　　b.增添或缺失某个碱基对

c.增添一小段dna　　　　　d.缺失一小段dna

29.基因工程的正确操作步骤是。

①目的基因与运载体相结合　②将目的基因导入受体细胞　③检测目的基因的表达　④提取目的基因

a.③④②①　　b.②④①③　　c.③④①②　　d.④①②③

30.下列各项中，不含同源染色体的是。

a.精子和卵细胞　　b.花粉内　　c.染色体组内　　d.单倍体内

31.对生物进化和新品种培育有重要意义的变异主要是。

a.基因突变　　b.基因的连锁　　c.染色体变异　　d.基因重组

32.下列各项中，属于单倍体的是。

a.二倍体种子长成的幼苗　　　　　　　b.四倍体的植株枝条扦插成的植株

c.六倍体小麦的花粉离体培养的幼苗　　d.用鸡蛋孵化出的小鸡

33.果蝇的红眼为伴x显性遗传，其隐性性状为白眼。在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是。

a.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇　　b.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇

c.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇　　d.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇

34.现有甲乙两瓶世代连续的果蝇，甲瓶中的个体全为灰身，乙瓶中的个体既有灰身也有黑身。让乙瓶中的灰身个体与黑身个体交配，子代只表现为灰身。据以上现象判断。

①灰身为显性，黑身为隐性　②黑身为显性，灰身为隐性　③甲为乙的亲本　④乙为甲的亲本　⑤甲中的灰身为杂合体　⑥乙中的灰身为纯合体

a.①③⑤　　b.①④⑥　　c.②④⑥　　d.②③⑤

35.基因型分别为aa、aa的相同物种的个体进行杂交，其f1中a、a基因的频率分别为。

a.60%、40%　　b.40%、60%　　c.50%、50%　　d.30%、70%

36.下列各项中，属于染色体变异的是。

①21三体综合征　②染色体之间发生相对应部位的交叉互换　③染色体数目增加或减少　④花药离体培养后长成的植株　⑤非同源染色体之间自由组合　⑥染色体上碱基对的增添或缺失

a.②④⑤　　b.①③④⑥　　c.②③④⑥　　d.①③④

37.化石资料表明，有许多物种，曾经只存活了相当短暂的一段时间，就逐渐绝灭了。下列有关的叙述中，最能解释它们的短暂生存的是。

a.这些物种缺乏产生变异的能量

b.人类用遗传学知识改造了生物类型

c.这些物种缺乏能适应环境的可遗传的变异

d.物种内部器官的复杂使其生存机会减少

38.原始生命出现之后，符合生物进化实际情况的是。

a.光合作用→厌氧呼吸→有氧呼吸　　b.厌氧呼吸→有氧呼吸→光合作用

c.有氧呼吸→光合作用→厌氧呼吸　　d.厌氧呼吸→光合作用→有氧呼吸

39.基因型为aa的植物所产生的♀♂配子间的数量关系可表示为。

a.♀∶♂=1∶1　　b.♀a∶♂a=1∶1　　c.♀a∶♀a=1∶1　　d.♀>♂

40.基因型aa的豌豆连续自交。在下图中,能正确表示其自交代数和纯种占第n代个体比例关系的是。

二、简答题

41.现有从生物体内提取的一个dna分子、经放射性同位素3h标记的四种脱氧核苷酸，要在实验室内合成新的dna分子。

除上述几种物质外，还必须有　　　　　和　　　　　方能合成第二代的dna分子。

在第二代的dna分子中，有　　　　　条含3h的链。

在第二代的dna分子中，含有3h的链的碱基序列相同吗？　　　　　。

在第五代的全部dna分子中，有几条不含3h的链？　　　　　。

42.下图表示某基因型为aabb的高等动物睾丸内细胞分裂图像和染色体数目变化曲线。请根据图回答下面的问题。

(1)图像d→f属于　　　　　分裂；d→a属于　　　　　分裂，判断的理由是，　　　　　　　　　　。

(2)图中c细胞和a细胞依次叫做　　　　　、　　　　　。

(3)写出一个d细胞经c细胞形成的配子的基因型　　　　　。

(4)图d细胞在分裂产生配子时a与a的分离和a与a的分开分别发生在座标g中的　　　　　。

(5)请在坐标g中画出该动物细胞减数分裂中dna分子变化曲线图。

43.目前，转基因技术已应用于农业，转基因食品已近在咫尺，甚至已上了我们的餐桌。有一种芽孢杆菌能产生毒素杀死玉米的害虫螟蛾，科学家将这一控制毒素合成的基因导入玉米体内，培育出了具有抗虫能力的玉米——bt转基因玉米。英国权威科学杂志《自然》1999年5月发表了一篇令人震惊的论文，文中说，研究人员将“bt转基因玉米”的花粉撒在苦莴苣菜叶上，然后让蝴蝶幼虫啃食这些菜叶，4天之后，有44%的幼虫死亡；而另一组幼虫啃食撒有普通玉米花粉的菜叶，基本没有出现死亡。请分析上述材料后回答问题。

培育转基因农作物过程中，进行基因操作的基本步骤有：

、　　　　　、　　　　　、　　　　　。

蝴蝶幼虫啃食撒有bt转基因玉米花粉的菜叶造成死亡的原因是　　　　　　　　　　。

我国相关机构已经明确要求，凡是由转基因农作物生产的产品在其包装上必须加明确标注是转基因产品，并说明此产品是否含有转基因成分。这里讲的“转基因成分”是指　　　　　　　　　　　　　　。

44.某校生物兴趣小组的同学在进行人群中遗传病发病情况调查时，发现某小学的一名三年级男生患一种先天性心脏病。这种病有明显的家族聚集现象，该男孩的父亲、祖父和祖母都是此病患者，他的两位姑姑也有一位患病。这位患病的姑姑又生了一个患病的女儿。已知家族中的其他成员都正常。

请根据这个男孩及其相关的家庭成员的情况，在右侧方框中绘制出遗传系谱图。

图例：○正常女性　　□正常男性

●女性患者　　■男性患者

□——○夫妻

该遗传病的致病基因位于　　　　　　　染色体上，属于　　　　　　　性遗传病。

这个男孩的基因型与他姑姑的患病女儿的基因型相同的可能性是　　　　　　　%。

经手术治疗后，这个男孩恢复了健康。若他成年后，与一正常女子结婚，你认为其后代能否患病？为什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

45.已知抗维生素d佝偻病是由x染色体上的显性基因(a)控制的；血友病是由x染色体上的隐性基因(b)控制的。现有两对刚刚结婚的青年夫妇，甲夫妇的男方是抗维生素d佝偻病患者，女方正常；乙夫妇双方都正常，但女方的弟弟是血友病患者(其父母正常)。请根据题意回答问题。

(1)就这两对夫妇及其家庭成员各自的遗传病情，写出相关的基因型：

甲夫妇：男　　　　　　　；女　　　　　　　。

乙夫妇：男　　　　　　　；女　　　　　　　。

(2)医生建议这两对夫妇在生育之前，应进行遗传咨询。

①假如你是医生，你认为这两对夫妇的后代患相关遗传病的风险率是：

甲夫妇：后代患抗维生素d佝偻病的风险率为　　　　　　　％。

乙夫妇：后代患血友病的风险率为　　　　　　　％。

②优生学上认为，有些情况下可通过选择后代的性别来降低遗传病的发病概率。请你就生男生女为这两对夫妇提出合理化建议，并简述理由。

建议：甲夫妇最好生一个　　　　　　　孩。

乙夫妇最好生一个　　　　　　　孩。

理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

46.家兔的毛有长短和黑白之分，已知短毛对长毛是完全显性，黑毛对白毛是完全显性，两对性状独立遗传。某兔场选中一只健壮的短毛白色雄兔，请设计配种方案鉴定它是杂种还是纯种。

若在一个繁殖季节完成鉴定，应该如何配种？

上述杂交后代可能出现哪些结果？请对每一种结果作出相应的鉴定说明。

参考答案

1.d　2.d　3.a　4.a　5.c　6.d　7.c　8.a　9.c　10.c　11.c　12.c　13.d　14.c　15.c　16.b　17.d　18.a　19.b　20.a　21.c　22.b　23.c　24.a　25.c　26.c　27.a　28.a　29.d　30.c　31.a　32.c　33.b　34.b　35.c　36.d　37.c　38.d　39.c　40.d

41.酶atp1条不同两条

42.(1)有丝减数d→f中亲子代细胞染色体数目相同d→b中子细胞染色体是亲代细胞的一半(2)初级精母细胞次级精母细胞(3)abab(4)1～2，3～4(5)如图：

43.提取目的基因　目的基因与运载体结合　将目的基因导入受体细胞　目的基因的检测和表达

bt基因在花粉细胞中得到了表达，合成了使昆虫致死的毒素

由转基因农作物的外源基因控制合成的物质

44.见右图常显

1/3100

他的子女仍有可能患病，因为手术治疗不会改变他的遗传物质

45.甲：xay　　xaxa　　乙：xby　xbxb或xbxb(2)①50　　12.5　②男　女　根据有关的遗传定律可判定，夫妇甲的后代中，女儿一定患病，儿子不会患病；夫妇乙的后代中，女儿不会患病，儿子可能患病(患病概率为25％)

46.让该短毛白色雄兔与多只长毛白毛雌兔交配，a　　bb×aabb。

①若杂交后代全是短毛白兔，则此雄兔是纯种。

②若杂交后代全是长毛白兔，则此雄兔一定是杂种。

③若杂交后代有长毛白兔，则此雄兔是杂种。

第四部分遗传与进化

第34讲生物进化

一、考点内容全解

本讲考点是什么

1.达尔文自然选择学说

主要内容：达尔文认为遗传和变异是自然选择的基础(内因)；生存斗争是生物进化的动力(外因)；过度繁殖为自然选择提供了更多的选择材料，同时加剧了生存斗争；定向的自然选择决定了生物进化的方向。其要点图示如下：

评价

意义：科学地解释了生物进化的原因，以及生物的多样性、适应性。

局限：对于遗传和变异的本质、自然选择如何起作用等方面存在猜想和片面，甚至错误的认识。

2.现代生物进化理论

现代生物进化理论是达尔文自然选择学说和基因学说的综合，也就是说用现代遗传学理论来补充和完善达尔文学说的不足，如通过种群、基因库、基因频率解决了达尔文不能解释的自然选择如何发挥作用的问题。其本观点是：

种群是生物进化的单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。

突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。

在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群基因频率发生定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。图示如右：

考点例析

[例1]用生物进化论的观点解释病菌抗药性不断增强的原因是

a.使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强方向变异

b.抗菌素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的

c.抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的

d.病菌中原来就有抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体

[解析]本题考查学生对达尔文生物进化观点的理解情况。根据达尔文的进化观点，由于变异，病菌本身存在着个体差异，有的抗药性强，有的抗药性弱，有的无抗药性，抗菌素的使用对病菌起了自然选择作用，而不是人工选择(人工选择是指人类有目的地选择适合人类需要的生物品种)。通过一代又一代地自然选择，病菌的抗药性会越来越强。

[答案]c、d

[解题警示]最容易犯的错误是“生物主动的适应”

[例2]在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为aa的个体占18％，基因型为aa的个体占78%，aa的个体占4%。基因a和a的频率分别是：

a.18%、82%b.36%、64%c.57%、43%d.92%、8%

[解析]不妨设该种群为100个个体，则基因型为aa、aa和aa的个体分别是18、78和4个。就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个体共有200个基因，其中，a基因有2×18+78=114个，a基因有2×4+78=86个。于是，在这个种群中，

a基因的基因频率为：114÷200=57%

a基因的基因频率为：86÷200=43%

[答案]c

[说明]可以先算出一对等位基因中任一个基因的频率，再用1减去该值即得另一个基因的频率。

[同类变式]据调查，某地人群基因型为xbxb的比例为42.32%、xbxb为7.36%、xbxb为0.32%、xby为46%、xby为4%，求在该地区xb和xb的基因频率分别为

[解析]取100个个体，由于b和b这对等位基因只存在于x染色体上，y染色体上无相应的等位基因。故基因总数为150个，而xb和xb基因的个数xb、xb分别为42.32×2+7.36+46＝138，7.36+0.32×2+4＝12，再计算百分比。xb、xb基因频率分别为138/150＝92%，12/150＝8%

[答案]92%，8%

[例3]图为加拉帕戈斯群岛上物种演化的模型，a、b、c、d为四个物种及其演化关系，回答：

(1)a物种进化为b、c两个物种的两个外部因素是

(2)甲岛上的b物种迁到乙岛后，不与c物种进化为同一物种的原因是

(3)迁到乙岛的b物种进化为d物种的原因

[解析]a物种原是同一自然区域的生物类群，后来，同一物种的生物有的在甲岛生活，有的在乙岛生活，由于甲、乙两岛环境条件不同，使得同种物种的两个种群的基因频率发生不同的定向改变。再加上甲、乙两岛由于地理隔离而不能相互自由交配，使不同种群的基因库不同。所以，最后的进化结果是形成两个物种。甲岛上的b物种迁回乙岛后，由于各自种群的基因库已发生改变，加之二者的生殖隔离，因此物种b不会与c物种共同进化为一个相同的新物种，而是各自独立进化。因甲、乙两岛的环境条件不同，再加上由于地理隔离导致生殖隔离，不能与b自由交配，故d物种在b物种基础上进化而成。

[答案](1)自然选择、地理隔离(2)b与c间已形成生殖隔离(3)甲、乙两岛的环境条件不同，自然选择作用不同，再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到累积而形成了生殖隔离。

二、方法技巧规律

近几年高考命题集中在三个方面：自然选择学说的理解和运用；基因频率的有关计算；对生物进化一些新观点、新学说的评价；生物进化的证据。未来高考考向预测：与遗传基本定律相结合，以基因频率为知识切入点，解决进化中的相关计算问题；研究生物大分子进化；与生态学知识相结合，考查综合运用现代进化理论分析生物多样性。

1.运用遗传的基本定律，结合“哈代-温伯格”基因平衡定律解决有关基因频率的计算问题，加深理解自然选择学说的实质。

在一个种群中符合以下5个条件：①种群极大②种群个体间的交配是随机的③无基因突变④无新基因加入⑤无自然选择的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，保持平衡。用数学方程式可表示为：(p+q)2=1,p2+2pq+q2=1，p+q=l。其中p代表一个等位基因的频率，q代表另一个等位基因的频率。运用此规律，已知基因型频率可求基因频率；反之，已知基因频率可求基因型频率。

2.生物进化历程和彼此间的亲缘关系是进化论的重要内容，能够提供生物进化和亲缘关系的证据有多方面，要学会运用已有知识去寻找证据：

古生物学研究提供的证据：化石。通过对地层中化石的研究表明：生物进化与自然条件的改变密切相关；生物的进化有许多中间过渡类型连接。

胚胎学研究提供的证据：重演律——生物个体发育过程中，重现其祖先的重要发育阶段。通过对动物胚胎发育的研究，可推测生物之间的亲缘关系和各种生物的起源。比较生理学研究的证据：如血清鉴别法，注射了异种动物血清后根据沉淀情况，测定各种生物的亲缘关系。若沉淀反应愈强，说明血清蛋白差异越小，亲缘关系越近；反之，则越远。

分子生物学研究的证据：测定不同生物的同种蛋白质的分子结构，差异越小，亲缘关系越近；不同生物的核酸分子杂交，杂交程度越高，亲缘关系越近。

[例4]某人群中每10000人中有一白化病患者(aa)，问该人群中带有a基因的杂合体概率是

[解析]已知基因型aa的频率为1/10000则基因a的频率q==0.01，基因a的频率p=1－0.01=0.99，，则基因型aa的频率为2pq=2×0.99×0.01=0.0198

[答案]0.0198

[特别提示]熟练运用遗传的基本定律，结合“哈代-温伯格”基因平衡定律计算基因频率这是定量描述自然选择的基础。

[同类变式]人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因控制。如果群体的发病率是1/10000，表现型正常的个体与苯丙酮尿症患者婚配，生出患苯丙酮尿症小孩的概率约为

[解析]本例是[例4]的拓展。依基因的平衡定律，杂合体基因频率为2×1/100×(1－1/100)≈1/50≈杂合体占表型正常个体的机率，故表型正常个体婚配子女患病机率为1/4×1/50＝1/200

[答案]1/200

[例5]研究表明鱼和蝌蚪的排泄物主要是氨，两栖类的排泄物主要是尿素，飞行类和鸟类的排泄物主要是尿酸。经测定，在鸡胚的发育过程中，含氮化合物的排泄情况如图。

该图说明：

①

②

[解析]据图可知，第4天的鸡胚，氮排泄物主要是氨，其排泄功能与鱼类相似；第7天的鸡胚主要排泄尿素，与两栖类相当；第10天的鸡胚主要排泄尿素，与鸟类相当。由此可见，鸡胚发育简单而迅速地重演其祖先进化的历程，这是胚胎学为生物进化及生物间亲缘关系提供的证据。

[答案](1)动物的个体发育简单而迅速地重演其系统发育的过程(2)进化历程：鱼类→两栖类→鸟类

[特别提示]无论采用何种方法、何种指标比较各种生物的亲缘关系：相似程度越多则亲缘关系越近。

[例6]1977年，科学家在深海中的火山口周围发现热泉。热泉喷出的海水温度超过300℃，并且富含硫化氢和硫酸盐。令人惊奇的是，在这样的海水中，竟发现大量的硫细菌。这些细菌通过氧化硫化物和还原二氧化碳来制造有机物，在热泉口周围还发现多种无脊椎动物，如大海蛤、蟹、管水母、没有口也没有消化道的管居环节动物等。近年来，人们不断在深海发现这样的热泉生态系统。有些科学家认为热泉口的环境与地球上早期生命所处的环境类拟。请根据以上材料回答：(1)上述硫细菌的同化作用类型是

(2)与一般生态系统相比，深海热泉生态系统有哪些特殊之处?

(3)研究深海热泉生态系统有什么意义?

[解析]本题考查了生物代谢、进化和生态的知识，旨在阐明生物体结构与功能相统一的观点，更为重要的是引导考生解放思想，不要被传统观念所束缚，只有批判地继承，大胆创新，才能攀登科学的高峰，为人类和社会发展做出更大贡献。(1)根据题目材料信息：这些细菌通过氧化硫化物和还原二氧化碳来制造有机物。以bs为例，则：

bs+o2so2+能量(化学能)

co2+bo(cbo)

可见硫细菌为化能自养型生物。(2)深海热泉生态系的特殊之处可从无机环境、生产者类群和生态系的能源等三个方面进行描述。(3)阅读完题干，给人的第一印象是生物的适应性和多样性超出我们的预料，进而对热泉生态系生物的抗高温、高压能力感到迷惑，还有“有些科学家认为热泉生态系的环境与地球上早期生命所处的环境类似”，这难道不是生命起源和生物进化的鲜活材料吗?

[答案](1)化能自养型(2)①能源是化学能，不是太阳能②生产者是化能自养细菌，不是绿色植物③无机环境是高温、高压、无光环境，不是常温、常压、有光环境(3)①丰富人们对生物适应性或多样性的认识；②对研究生物抗高温、抗高压的机理有重要价值；③对研究生命的起源和生物的进化有一定意义。

三、基础能力测试

1.右图为某一群体基因频率变化图(樟坐标表示基因型，纵坐标表示频率)，则与这一现象相符的事实是

a.克格伦岛上残翅昆虫和强翅昆虫的形成

b.人类新生儿体重过重或过轻死亡率较高

c.育种学家选育某抗病品种

d.工业(尺蛾)黑化

2.下列叙述中正确的是

①自然选择是通过生存斗争来实现的②生存斗争是通过自然选择实现的③适应是自然选择的结果④自然选择是适应的结果

a.①②b.①③c.②③d.②④

3.若让某杂合体连续自交，那么能表示自交代数和纯合体比例关系的是

4.在进化过程中，有关生物类型出现的几种描述，可能性的是

a.自养、厌氧异养、需氧异养b.需氧异养、厌氧异养、自养

c.厌氧自养、需氧异养、光能自养d.厌氧异养、光能合成自养、需氧异养

5.在1.5×108a前(用150mabp表示)的沉积物中发现了已灭绝的剑尾动物。对每个个体背甲的长宽比都进行了测量。长宽的比值用s值表示。在下图中，p曲线表示150mabp时该动物s值的分布，在100mabp的沉积物中，在3个不同地点发现了3个不同剑尾动物的群体。

选项abcd

新种形成bccb

环境不变acab

图中a、b、c分别表示3种动物群体中s值的分布情况。那么，在a、b、d个群体中，哪一群体最可能出现了新种?在发现剑尾动物的3个地区中，哪一地区的环境最可能保持不变?请从下表a、b、c、d选项中选择正确的一项。6.对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般不采用的物质是

a.蛋白质b.dnac.rnad.核苷酸

7.用现代生物技术能制造出新的生物品种，这主要是由于①现代技术可在短时间内完成高频率的基因突变或基因重组②现代转基因技术可迅速改变生物的基因组成③现代生物技术可迅速使新品种形成种群④现代技术可使新品种的产生不需要经过地理隔离

a.①②③④b.①②③c.②③④d.①③④

8.图表示最早生活在这个区域同种生物的群体由于屏障(水)的阻碍，已经分离为两个独立的群体。如果群体a经历了长期的生活环境剧烈的变化，而群体b的环境无大变化，则群体a的进化速度将可能是

a.比群体b快b.比群体b慢c.与群体b相同d.停止进化

9.下图表示4种不同森林环境的树于样品，在一个大城市附近的森林环境中释放了1000只白色的和1000只黑色的飞蛾。三周后重新捕捉到778只白飞蛾和135只黑飞蛾。该城市附近的树干很可能类似于

abcd

四、潜能挑战测试

10.假设一对等位基因a、a的频率为a=0.9，a=0.1，那么aa、aa、aa三种基因型的频率分别是、、；若环境的选择使用使a的率由0.9降为0.7，选择后第二代基因型知aa、aa的频率分别是、；若选择作用保持变，后代基因型频率变化是

11.右图为人、猪、鼠、野山羊、鸭嘴兽的胰岛素分子同源性分析统计曲线(纵标表示氨基酸序列相同的百分率)。回答：

⑴曲线中代表猪的点是

⑵分子进化速率为每改变1%氨基酸需p年,若人和猪胰岛素同源序列，在总共m个氨基酸中有n个氨基酸不同，则可推知人和猪的祖先在距今年前开始分道扬镳。

⑶请你运用鸭嘴兽作为材料，说明一种生物学观点。

12.所谓“杂种优势”，是指杂合体的生活力(繁殖力、抗逆性及产量和品质)高于亲本的平均值，甚至超出亲本范围的现象，杂种优势常见于种间杂种的子一代

(1)试运用“杂种优势”原理解释近亲繁殖的坏处

(2)生物进化实质是环境对不利基因的淘汰及对有利基因的保留和放大过程。为模拟自然选择过程，假定基因型为aa、aa个体全部能生存并繁殖后代，而基因型为aa的个体全部致死，若不考虑基因突变，试求基因型为aa个体自交，fn代各基因型的比例？先猜想，再用数学归纳法证明。

五、参考答案与提示

1.a

2.d

3.a(用“归纳法”得杂合体的比率为n-1，故纯合体比率值域亦为)

4.d(原始生命结构非常简单，没有自养的结构基础，同时原始海洋有机营养十分丰富，异养条件充分；而且因环境中无氧，只能进行无氧呼吸。随后出现原始的光合自养型生物，同时生成o2，形成“第二代大气”。环境有o2后，生物经变异产生的有氧呼吸类生物能量利用效率高，经自然选择逐渐演变为需氧型)

5.c(c种群的s值有2个峰值，表明自然选择已造成种群分异，只要这种“过程”持续下去，就有可能形成在s值上有明显差异的新种。相反地，a种群中的s值近乎恒定，表明a种群所处的自然环境相对稳定)

6.d(各种生物具有不同dna→不同mrna→不同蛋白质，因而各种生物的dna、mrna、蛋白质具有特异性)

7.a

8.a

9.a(黑蛾重捕数少，表明环境选择白飞蛾)

10.选择前各基因型频率为aa=(0.9)2=0.81，aa=2×0.9×0.1=0.18，aa=(0.1)2=0.01。选择后各基因型频率为aa(0.7)2=0.49，aa=2×0.7×0.3=0.42，aa=(0.3)2=0.09。由此可见若选择作用继续保，后代中aa将减少，aa将增加）

11.(1)①b②(n/m)÷1/100×p÷2＝50np/m③鸭嘴兽是一种过渡型生物的“活化石”，可以作为生物进化的证据

12.⑴近亲繁殖，基因杂合率下降，杂种优势丧失；同时隐性致病基因的纯合率上升，患病几率增大

⑵f1：aa→1/4aa+2/4aa+1/4aa→1/3aa+2/3aa；f2：f1→1/3aa+2/3(1/4aa+2/4aa+1/4aa)→3/5aa+2/5aa……猜想fn：［1-2/(2n+1)］aa+2/(2n+1)aa

证明：①当n=1时，成立②假定当n=k时成立，即fk：［1-2/(2k+1)］aa+2/(2k+1)aa那么fk+1：［1-2/(2k+1)］aa+2/(2k+1)(1/4aa+2/4aa+1/4aa)→［1-2/(2k+1+1)］aa+2/(2k+1+1)aa③综合①②知原猜想成立

第四部分遗传与进化

第34讲生物进化

一、考点内容全解

本讲考点是什么

1.达尔文自然选择学说

主要内容：达尔文认为遗传和变异是自然选择的基础(内因)；生存斗争是生物进化的动力(外因)；过度繁殖为自然选择提供了更多的选择材料，同时加剧了生存斗争；定向的自然选择决定了生物进化的方向。其要点图示如下：

评价

意义：科学地解释了生物进化的原因，以及生物的多样性、适应性。

局限：对于遗传和变异的本质、自然选择如何起作用等方面存在猜想和片面，甚至错误的认识。

2.现代生物进化理论

现代生物进化理论是达尔文自然选择学说和基因学说的综合，也就是说用现代遗传学理论来补充和完善达尔文学说的不足，如通过种群、基因库、基因频率解决了达尔文不能解释的自然选择如何发挥作用的问题。其本观点是：

种群是生物进化的单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。

突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。

在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群基因频率发生定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。图示如右：

考点例析

[例1]用生物进化论的观点解释病菌抗药性不断增强的原因是

a.使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强方向变异

b.抗菌素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的

c.抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的

d.病菌中原来就有抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体

[解析]本题考查学生对达尔文生物进化观点的理解情况。根据达尔文的进化观点，由于变异，病菌本身存在着个体差异，有的抗药性强，有的抗药性弱，有的无抗药性，抗菌素的使用对病菌起了自然选择作用，而不是人工选择(人工选择是指人类有目的地选择适合人类需要的生物品种)。通过一代又一代地自然选择，病菌的抗药性会越来越强。

[答案]c、d

[解题警示]最容易犯的错误是“生物主动的适应”

[例2]在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为aa的个体占18％，基因型为aa的个体占78%，aa的个体占4%。基因a和a的频率分别是：

a.18%、82%b.36%、64%c.57%、43%d.92%、8%

[解析]不妨设该种群为100个个体，则基因型为aa、aa和aa的个体分别是18、78和4个。就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个体共有200个基因，其中，a基因有2×18+78=114个，a基因有2×4+78=86个。于是，在这个种群中，

a基因的基因频率为：114÷200=57%

a基因的基因频率为：86÷200=43%

[答案]c

[说明]可以先算出一对等位基因中任一个基因的频率，再用1减去该值即得另一个基因的频率。

[同类变式]据调查，某地人群基因型为xbxb的比例为42.32%、xbxb为7.36%、xbxb为0.32%、xby为46%、xby为4%，求在该地区xb和xb的基因频率分别为

[解析]取100个个体，由于b和b这对等位基因只存在于x染色体上，y染色体上无相应的等位基因。故基因总数为150个，而xb和xb基因的个数xb、xb分别为42.32×2+7.36+46＝138，7.36+0.32×2+4＝12，再计算百分比。xb、xb基因频率分别为138/150＝92%，12/150＝8%

[答案]92%，8%

[例3]图为加拉帕戈斯群岛上物种演化的模型，a、b、c、d为四个物种及其演化关系，回答：

(1)a物种进化为b、c两个物种的两个外部因素是

(2)甲岛上的b物种迁到乙岛后，不与c物种进化为同一物种的原因是

(3)迁到乙岛的b物种进化为d物种的原因

[解析]a物种原是同一自然区域的生物类群，后来，同一物种的生物有的在甲岛生活，有的在乙岛生活，由于甲、乙两岛环境条件不同，使得同种物种的两个种群的基因频率发生不同的定向改变。再加上甲、乙两岛由于地理隔离而不能相互自由交配，使不同种群的基因库不同。所以，最后的进化结果是形成两个物种。甲岛上的b物种迁回乙岛后，由于各自种群的基因库已发生改变，加之二者的生殖隔离，因此物种b不会与c物种共同进化为一个相同的新物种，而是各自独立进化。因甲、乙两岛的环境条件不同，再加上由于地理隔离导致生殖隔离，不能与b自由交配，故d物种在b物种基础上进化而成。

[答案](1)自然选择、地理隔离(2)b与c间已形成生殖隔离(3)甲、乙两岛的环境条件不同，自然选择作用不同，再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到累积而形成了生殖隔离。

二、方法技巧规律

近几年高考命题集中在三个方面：自然选择学说的理解和运用；基因频率的有关计算；对生物进化一些新观点、新学说的评价；生物进化的证据。未来高考考向预测：与遗传基本定律相结合，以基因频率为知识切入点，解决进化中的相关计算问题；研究生物大分子进化；与生态学知识相结合，考查综合运用现代进化理论分析生物多样性。

1.运用遗传的基本定律，结合“哈代-温伯格”基因平衡定律解决有关基因频率的计算问题，加深理解自然选择学说的实质。

在一个种群中符合以下5个条件：①种群极大②种群个体间的交配是随机的③无基因突变④无新基因加入⑤无自然选择的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，保持平衡。用数学方程式可表示为：(p+q)2=1,p2+2pq+q2=1，p+q=l。其中p代表一个等位基因的频率，q代表另一个等位基因的频率。运用此规律，已知基因型频率可求基因频率；反之，已知基因频率可求基因型频率。

2.生物进化历程和彼此间的亲缘关系是进化论的重要内容，能够提供生物进化和亲缘关系的证据有多方面，要学会运用已有知识去寻找证据：

古生物学研究提供的证据：化石。通过对地层中化石的研究表明：生物进化与自然条件的改变密切相关；生物的进化有许多中间过渡类型连接。

胚胎学研究提供的证据：重演律——生物个体发育过程中，重现其祖先的重要发育阶段。通过对动物胚胎发育的研究，可推测生物之间的亲缘关系和各种生物的起源。

比较生理学研究的证据：如血清鉴别法，注射了异种动物血清后根据沉淀情况，测定各种生物的亲缘关系。若沉淀反应愈强，说明血清蛋白差异越小，亲缘关系越近；反之，则越远。

分子生物学研究的证据：测定不同生物的同种蛋白质的分子结构，差异越小，亲缘关系越近；不同生物的核酸分子杂交，杂交程度越高，亲缘关系越近。

[例4]某人群中每10000人中有一白化病患者(aa)，问该人群中带有a基因的杂合体概率是

[解析]已知基因型aa的频率为1/10000则基因a的频率q==0.01，基因a的频率p=1－0.01=0.99，，则基因型aa的频率为2pq=2×0.99×0.01=0.0198

[答案]0.0198

[特别提示]熟练运用遗传的基本定律，结合“哈代-温伯格”基因平衡定律计算基因频率这是定量描述自然选择的基础。

[同类变式]人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因控制。如果群体的发病率是1/10000，表现型正常的个体与苯丙酮尿症患者婚配，生出患苯丙酮尿症小孩的概率约为

[解析]本例是[例4]的拓展。依基因的平衡定律，杂合体基因频率为2×1/100×(1－1/100)≈1/50≈杂合体占表型正常个体的机率，故表型正常个体婚配子女患病机率为1/4×1/50＝1/200

[答案]1/200

[例5]研究表明鱼和蝌蚪的排泄物主要是氨，两栖类的排泄物主要是尿素，飞行类和鸟类的排泄物主要是尿酸。经测定，在鸡胚的发育过程中，含氮化合物的排泄情况如图。

该图说明：

①

②

[解析]据图可知，第4天的鸡胚，氮排泄物主要是氨，其排泄功能与鱼类相似；第7天的鸡胚主要排泄尿素，与两栖类相当；第10天的鸡胚主要排泄尿素，与鸟类相当。由此可见，鸡胚发育简单而迅速地重演其祖先进化的历程，这是胚胎学为生物进化及生物间亲缘关系提供的证据。

[答案](1)动物的个体发育简单而迅速地重演其系统发育的过程(2)进化历程：鱼类→两栖类→鸟类

[特别提示]无论采用何种方法、何种指标比较各种生物的亲缘关系：相似程度越多则亲缘关系越近。

[例6]1977年，科学家在深海中的火山口周围发现热泉。热泉喷出的海水温度超过300℃，并且富含硫化氢和硫酸盐。令人惊奇的是，在这样的海水中，竟发现大量的硫细菌。这些细菌通过氧化硫化物和还原二氧化碳来制造有机物，在热泉口周围还发现多种无脊椎动物，如大海蛤、蟹、管水母、没有口也没有消化道的管居环节动物等。近年来，人们不断在深海发现这样的热泉生态系统。有些科学家认为热泉口的环境与地球上早期生命所处的环境类拟。请根据以上材料回答：

(1)上述硫细菌的同化作用类型是

(2)与一般生态系统相比，深海热泉生态系统有哪些特殊之处?

(3)研究深海热泉生态系统有什么意义?

[解析]本题考查了生物代谢、进化和生态的知识，旨在阐明生物体结构与功能相统一的观点，更为重要的是引导考生解放思想，不要被传统观念所束缚，只有批判地继承，大胆创新，才能攀登科学的高峰，为人类和社会发展做出更大贡献。(1)根据题目材料信息：这些细菌通过氧化硫化物和还原二氧化碳来制造有机物。以bs为例，则：

bs+o2so2+能量(化学能)

co2+bo(cbo)

可见硫细菌为化能自养型生物。(2)深海热泉生态系的特殊之处可从无机环境、生产者类群和生态系的能源等三个方面进行描述。(3)阅读完题干，给人的第一印象是生物的适应性和多样性超出我们的预料，进而对热泉生态系生物的抗高温、高压能力感到迷惑，还有“有些科学家认为热泉生态系的环境与地球上早期生命所处的环境类似”，这难道不是生命起源和生物进化的鲜活材料吗?

[答案](1)化能自养型(2)①能源是化学能，不是太阳能②生产者是化能自养细菌，不是绿色植物③无机环境是高温、高压、无光环境，不是常温、常压、有光环境(3)①丰富人们对生物适应性或多样性的认识；②对研究生物抗高温、抗高压的机理有重要价值；③对研究生命的起源和生物的进化有一定意义。

三、基础能力测试

1.右图为某一群体基因频率变化图(樟坐标表示基因型，纵坐标表示频率)，则与这一现象相符的事实是

a.克格伦岛上残翅昆虫和强翅昆虫的形成

b.人类新生儿体重过重或过轻死亡率较高

c.育种学家选育某抗病品种

d.工业(尺蛾)黑化

2.下列叙述中正确的是

①自然选择是通过生存斗争来实现的②生存斗争是通过自然选择实现的③适应是自然选择的结果④自然选择是适应的结果

a.①②b.①③c.②③d.②④

3.若让某杂合体连续自交，那么能表示自交代数和纯合体比例关系的是

4.在进化过程中，有关生物类型出现的几种描述，可能性最大的是

a.自养、厌氧异养、需氧异养b.需氧异养、厌氧异养、自养

c.厌氧自养、需氧异养、光能自养d.厌氧异养、光能合成自养、需氧异养

5.在1.5×108a前(用150mabp表示)的沉积物中发现了已灭绝的剑尾动物。对每个个体背甲的长宽比都进行了测量。长宽的比值用s值表示。在下图中，p曲线表示150mabp时该动物s值的分布，在100mabp的沉积物中，在3个不同地点发现了3个不同剑尾动物的群体。

选项abcd

新种形成bccb

环境不变acab

图中a、b、c分别表示3种动物群体中s值的分布情况。那么，在a、b、d个群体中，哪一群体最可能出现了新种?在发现剑尾动物的3个地区中，哪一地区的环境最可能保持不变?请从下表a、b、c、d选项中选择正确的一项。

6.对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般不采用的物质是

a.蛋白质b.dnac.rnad.核苷酸

7.用现代生物技术能制造出新的生物品种，这主要是由于①现代技术可在短时间内完成高频率的基因突变或基因重组②现代转基因技术可迅速改变生物的基因组成③现代生物技术可迅速使新品种形成种群④现代技术可使新品种的产生不需要经过地理隔离

a.①②③④b.①②③c.②③④d.①③④

8.图表示最早生活在这个区域同种生物的群体由于屏障(水)的阻碍，已经分离为两个独立的群体。如果群体a经历了长期的生活环境剧烈的变化，而群体b的环境无大变化，则群体a的进化速度将可能是

a.比群体b快b.比群体b慢c.与群体b相同d.停止进化

9.下图表示4种不同森林环境的树于样品，在一个大城市附近的森林环境中释放了1000只白色的和1000只黑色的飞蛾。三周后重新捕捉到778只白飞蛾和135只黑飞蛾。该城市附近的树干很可能类似于

abcd

四、潜能挑战测试

10.假设一对等位基因a、a的频率为a=0.9，a=0.1，那么aa、aa、aa三种基因型的频率分别是、、；若环境的选择使用使a的率由0.9降为0.7，选择后第二代基因型知aa、aa的频率分别是、；若选择作用保持变，后代基因型频率变化是

11.右图为人、猪、鼠、野山羊、鸭嘴兽的胰岛素分子同源性分析统计曲线(纵标表示氨基酸序列相同的百分率)。回答：

⑴曲线中代表猪的点是

⑵分子进化速率为每改变1%氨基酸需p年,若人和猪胰岛素同源序列，在总共m个氨基酸中有n个氨基酸不同，则可推知人和猪的祖先在距今年前开始分道扬镳。

⑶请你运用鸭嘴兽作为材料，说明一种生物学观点。

12.所谓“杂种优势”，是指杂合体的生活力(繁殖力、抗逆性及产量和品质)高于亲本的平均值，甚至超出亲本范围的现象，杂种优势常见于种间杂种的子一代

(1)试运用“杂种优势”原理解释近亲繁殖的坏处

(2)生物进化实质是环境对不利基因的淘汰及对有利基因的保留和放大过程。为模拟自然选择过程，假定基因型为aa、aa个体全部能生存并繁殖后代，而基因型为aa的个体全部致死，若不考虑基因突变，试求基因型为aa个体自交，fn代各基因型的比例？先猜想，再用数学归纳法证明。

五、参考答案与提示

1.a

2.d

3.a(用“归纳法”得杂合体的比率为n-1，故纯合体比率值域亦为)

4.d(原始生命结构非常简单，没有自养的结构基础，同时原始海洋有机营养十分丰富，异养条件充分；而且因环境中无氧，只能进行无氧呼吸。随后出现原始的光合自养型生物，同时生成o2，形成“第二代大气”。环境有o2后，生物经变异产生的有氧呼吸类生物能量利用效率高，经自然选择逐渐演变为需氧型)

5.c(c种群的s值有2个峰值，表明自然选择已造成种群分异，只要这种“过程”持续下去，就有可能形成在s值上有明显差异的新种。相反地，a种群中的s值近乎恒定，表明a种群所处的自然环境相对稳定)

6.d(各种生物具有不同dna→不同mrna→不同蛋白质，因而各种生物的dna、mrna、蛋白质具有特异性)

7.a

8.a

9.a(黑蛾重捕数少，表明环境选择白飞蛾)

10.选择前各基因型频率为aa=(0.9)2=0.81，aa=2×0.9×0.1=0.18，aa=(0.1)2=0.01。选择后各基因型频率为aa(0.7)2=0.49，aa=2×0.7×0.3=0.42，aa=(0.3)2=0.09。由此可见若选择作用继续保，后代中aa将减少，aa将增加）

11.(1)①b②(n/m)÷1/100×p÷2＝50np/m③鸭嘴兽是一种过渡型生物的“活化石”，可以作为生物进化的证据

12.⑴近亲繁殖，基因杂合率下降，杂种优势丧失；同时隐性致病基因的纯合率上升，患病几率增大

⑵f1：aa→1/4aa+2/4aa+1/4aa→1/3aa+2/3aa；f2：f1→1/3aa+2/3(1/4aa+2/4aa+1/4aa)→3/5aa+2/5aa……猜想fn：［1-2/(2n+1)］aa+2/(2n+1)aa

证明：①当n=1时，成立②假定当n=k时成立，即fk：［1-2/(2k+1)］aa+2/(2k+1)aa那么fk+1：［1-2/(2k+1)］aa+2/(2k+1)(1/4aa+2/4aa+1/4aa)→［1-2/(2k+1+1)］aa+2/(2k+1+1)aa③综合①②知原猜想成立

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