1、遗传与进化 边角 12 突变果蝇的变异类型验证 按照遗传规律，白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)交配，后代雄果蝇都应该是白眼的，后代雌果蝇都应该是红眼的。可是有一天，摩尔根的合作者布里吉斯(Bridges)发现白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交所产生的子一代中出现了一个白眼雌果蝇。大量的观察发现，在上述杂交中，2 0003 000 只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在 2 0003 000 只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇。你怎样解释这种奇怪的现象？如何验证你的解释？摘自必修 2 P38“拓展题”提示：雌果蝇卵原细胞减数分裂过程中，在 2 0003 000 个细胞中，有一次发生了差错
2、，两条 X 染色体不分离，结果产生的卵细胞中可能含有两条 X 染色体或不含 X 染色体，如含 XwXw染色体的卵细胞与含 Y 染色体的精子受精，产生基因型为 XwXwY 的个体为白眼雌果蝇；如果不含 X 染色体的卵细胞与含 XW染色体的精子受精，产生基因型为 XWO 的个体为红眼雄果蝇，这样就可以解释上述现象。可以用显微镜检查细胞中的染色体，如果在上述杂交子一代中出现的那只白眼雌果蝇中找到 Y 染色体，在那只红眼雄果蝇中找不到 Y 染色体，就可以证明解释是正确的。【预测】1果蝇的性别决定方式为 XY 型，XX、XXY 的受精卵发育成雌性个体，XY 和 XO 的受精卵发育成雄性个体；摩尔根的合作
3、者布里吉斯用白眼雌果蝇(XbXb)与红眼雄果蝇(XBY)进行杂交实验，观察后代红眼雌蝇中有千分之一左右的白眼雌蝇，白眼雄蝇中有千分之一左右的红眼雄蝇。下图为果蝇细胞分裂图，其中能解释其产生原因的是()A B C D 解析：选 D。图示 4 个细胞均发生分裂异常。在卵细胞形成过程中，减数第一次分裂同源染色体未分开(图)或减数第二次分裂染色单体未分开(图)时，出现性染色体为 XbXb 和 O的卵子，前者与含 Y 染色体的精子结合，将生成基因型为 XbXbY 的雌性白眼果蝇，后者与含 XB染色体的精子结合，将生成基因型为 XBO 的红眼雄果蝇。21909 年，摩尔根开展了关于果蝇白眼性状遗传的研究，
4、他将白眼雄蝇与纯合的红眼雌蝇杂交，F1都是红眼；F2中红眼雌果蝇 2 459 只，红眼雄果蝇 1 011 只，白眼雄果蝇 782 只(设有关基因用 R、r 表示)。请回答下列问题：(1)在上述果蝇眼色中，_是显性性状，其遗传符合_定律。(2)摩尔根的合作者布里吉斯在重复摩尔根的果蝇伴性遗传实验时，又发现了例外现象。他观察了大量的白眼雌蝇与红眼雄蝇的杂交后代，发现大约每 2 000 个子代个体中，有一个可育的白眼雌蝇或不育的红眼雄蝇。已知几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如下表所示。染色体组成 XXY XO YO XYY XXX 性状 雌性，可育 雄性，不育 死亡 雄性，可育 死亡 布里吉斯分析
5、这些例外现象的产生是由 X 染色体在_(填具体时期)不分开造成的，产生了_的卵细胞，据此分析请推测例外的可育白眼雌蝇可产生_的卵细胞。解析：(1)将白眼雄蝇与纯合的红眼雌蝇杂交，F1 都是红眼，说明红眼为显性性状；根据题意可判断，控制红眼和白眼的基因位于 X 染色体上，因此眼色的遗传符合基因分离定律。(2)例外现象的产生是由在减数第二次分裂后期 X 染色体的姐妹染色单体分离后，移向同一个细胞内造成的，因此产生了 XX 或 O 的卵细胞。白眼雌果蝇(XrXrY)的卵原细胞在进行减数分裂产生配子的过程中，由于性染色体有 3 条，所以会出现联会紊乱现象，这样最多可形成 Xr、XrXr、XrY、Y 4
6、 种配子。答案：(1)红眼 基因分离(2)减数第二次分裂后期 XX 或 O Xr、XrXr、XrY、Y 边角 13 细胞质基因与母系遗传 线粒体和叶绿体中的 DNA，都能够进行_，并通过转录和翻译控制_。为了与细胞核的基因相区别，将线粒体和叶绿体中的基因称做细胞质基因。对人的线粒体 DNA 的研究表明，线粒体 DNA 的缺陷与数十种人类遗传病有关。这些疾病很多是与脑部和肌肉有关的。例如，线粒体肌病和神经性肌肉衰弱、运动失调及眼视网膜炎等。这些遗传病都只能通过_遗传给后代。摘自必修 2 P70“细胞质基因”提示：半自主自我复制 某些蛋白质的合成 母亲 点睛 科学家用电子显微镜观察鸡胚线粒体，发现
7、一种小细丝能被 DNA 专一性的染料染色，被专一的 DNA 酶消化，不能被蛋白酶或 RNA 酶消化，说明线粒体中也有 DNA。由线粒体DNA 突变造成的疾病往往被统称为线粒体疾病，其遗传不遵循孟德尔遗传规律，而是母系遗传，因为受精卵的细胞质中线粒体基因几乎全部来自卵细胞(母方)。【预测】1科学家在细胞中发现了一种新的线粒体因子MTERF3，这一因子主要抑制线粒体 DNA的表达，从而减少细胞能量的产生，此项成果将可能有助于糖尿病、心脏病和帕金森氏症等多种疾病的治疗。根据相关知识和以上资料，下列叙述错误的是()A线粒体 DNA 也含有可以转录、翻译的功能基因 B线粒体基因控制性状的遗传不遵循孟德尔
8、遗传规律 C线粒体因子 MTERF3 直接抑制细胞呼吸中酶的活性 D糖尿病、心脏病和帕金森氏症等疾病可能与线粒体功能受损相关 解析：选 C。线粒体 DNA 和细胞核 DNA 一样，也有功能基因，A 正确；孟德尔遗传规律适用于细胞核基因，不适用于细胞质基因，B 正确；根据材料可知，线粒体因子 MTERF3 直接抑制的是 DNA 的表达，不是酶的活性，C 错误；线粒体功能受损会导致人体患某些疾病，D 正确。2根据以下实验可知，表中两对相对性状的遗传方式最可能是()实验序号 亲本组合 子代 饱满豆荚豌豆()不饱满豆荚豌豆()全为饱满豆荚豌豆 饱满豆荚豌豆()不饱满豆荚豌豆()全为饱满豆荚豌豆 胚表皮
9、深蓝色紫罗兰()胚表皮黄色紫罗兰()全为胚表皮深蓝色 胚表皮深蓝色紫罗兰()胚表皮黄色紫罗兰()全为胚表皮黄色 A豌豆豆荚形状为细胞核遗传，紫罗兰胚表皮颜色遗传方式不能确定 B豌豆豆荚形状为细胞核遗传，紫罗兰胚表皮颜色为细胞质遗传 C豌豆豆荚形状为细胞质遗传，紫罗兰胚表皮颜色遗传方式不能确定 D豌豆豆荚形状遗传方式不能确定，紫罗兰胚表皮颜色为细胞核遗传 解析：选 B。实验中，正交和反交的结果相同，说明豌豆豆荚形状的遗传属于细胞核遗传；实验中，正交和反交的结果不相同，且实验结果体现母系遗传的特点，因此紫罗兰胚表皮颜色为细胞质遗传。边角 14 果蝇红眼的形成 形成果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成
10、，而红色色素的形成需要经历一系列生化反应，每一个反应所涉及的酶都与相应的基因有关，因此，红眼的形成实际上是多个基因协同作用的结果。但是，科学家只将其中一个因突变而导致红眼不能形成的基因命名为红眼基因。请你根据上述事实，分析红眼的形成与红眼基因的关系。摘自必修 2 P71“拓展题”提示：红眼基因正常是形成红眼的必要而非充分条件。红眼基因正常，并且其他涉及红眼形成的基因也正常时，果蝇的红眼才能形成；如果红眼基因不正常，即使所有其他涉及红眼形成的基因都正常，果蝇的红眼也不能形成。【预测】人体内苯丙氨酸的代谢途径如下图所示，人群中，有若干种遗传病是由苯丙氨酸的代谢缺陷所导致的。例如，苯丙氨酸的代谢产物
11、之一苯丙酮酸在脑中积累会阻碍脑的发育，造成智力低下。下列分析不正确的是()A缺乏酶可导致病人既“白(白化病)”又“痴”B缺乏酶可导致病人只“白”不“痴”C缺乏酶时，婴儿使用过的尿布会留有黑色污迹(尿黑酸)D上述实例可以证明遗传物质通过控制酶的合成，从而控制新陈代谢和性状 解析：选 C。由题图可知，酶可将苯丙氨酸转化为酪氨酸，而酶能将苯丙氨酸转化为苯丙酮酸；酶可将酪氨酸转化为尿黑酸，但酶和酶可将其分解为 CO2 和 H2O；酶可将酪氨酸转化为黑色素。缺乏酶时，不能合成黑色素，使人患白化病，同时苯丙酮酸在脑中积累会阻碍脑的发育，A 正确；缺乏酶时，人体不能合成黑色素，但不会导致苯丙酮酸过多积累，因
12、此可导致病人只“白”不“痴”，B 正确；缺乏酶时，婴儿使用过的尿布会留有黑色污迹(尿黑酸)，C 错误；题图所示实例可以证明遗传物质通过控制酶的合成，从而控制新陈代谢和性状，D 正确。边角 15 生物体的异常性状是探究基因作用的突破口(科学思维)摩尔根通过白眼这一异常性状发现了控制果蝇眼色的基因。还有许多科学家也是从生物体的异常性状入手，研究相关基因的作用。想一想这是为什么？摘自必修 2 P71“拓展题”提示：生物体内基因的数目多、作用方式复杂，难以单独对其进行研究，生物体的异常性状为科学家研究相关基因的作用提供了一个突破口，使科学家能够从异常性状入手，分析性状异常的个体的基因与正常个体的基因是
13、否存在区别，存在哪些区别等问题，从而建立起性状与基因的对应关系。因为性状是由基因控制的，如果某一性状发生异常，并且能够稳定遗传，说明控制该性状的基因发生了突变。根据异常性状的遗传方式，还可以分析出控制该性状的基因是位于性染色体上还是常染色体上，是显性还是隐性，并且可以预测这一性状将来的遗传规律。【预测】1摩尔根因为红眼基因发生突变，幸运地得到一只白眼果蝇，继而获得一系列遗传学重大发现，成为现代遗传学的奠基人，于 1933 年获得了诺贝尔奖。1926 年，摩尔根的学生穆勒因为发明辐射诱变技术，开创了辐射遗传学，也于 1946 年获得诺贝尔奖。辐射诱变技术为什么成为现代遗传学研究的一项重要技术？提
14、示：基因容易发生突变正是果蝇获得科学家们青睐的一大优势，但果蝇的突变率非常低。辐射诱变技术可获得众多果蝇突变类型，而且具有许多易于诱变分析的遗传特征。由于其表现型多样，在研究果蝇的杂交等实验时，对其亲本组合的选择也可多种多样，因此大大加快了遗传学研究的步伐。2广西、广东地区高发的 地中海贫血症属于常染色体遗传病。研究发现，患者的 珠蛋白(血红蛋白的组成部分)合成受阻，原因是血红蛋白 链第 39 位氨基酸的编码序列发生了改变，由正常基因 A 突变成致病基因 a(见甲图，AUG、UAG 分别为起始和终止密码子)。但是，患者体内并没有发现异常 珠蛋白，这是因为细胞里出现的异常 mRNA 被 SURF
15、 复合物识别而发生了降解(见乙图)。请回答下列问题：(1)分析甲图可知，正常基因 A 突变成致病基因 a，该病体现了基因通过_控制生物体的性状。(2)若异常 mRNA 进行翻译产生了异常 珠蛋白，则该异常 珠蛋白与正常 珠蛋白相比相对分子质量要_。(3)乙图中降解的产物是_，除 SURF 复合物外，科学家还发现了具有类似作用的其他复合物，他们被统称为 mRNA 监视系统。这种 mRNA 监视系统可以通过阻止_过程从而阻止异常蛋白质的形成。解析：(1)分析题图可知，甲图中过程表示转录，转录过程需要 RNA 聚合酶；过程表示翻译，翻译发生在核糖体上。分析甲图可知，正常基因 A 突变成致病基因 a，
16、该病体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(2)由甲图可以看出，替换后的部位转录形成的密码子为 UAG，该密码子为终止密码子，因此若异常 mRNA 进行翻译产生了异常 珠蛋白，则该异常 珠蛋白与正常 珠蛋白相比相对分子质量要小。(3)RNA 的基本单位是核糖核苷酸，即乙图中降解的产物是核糖核苷酸，SURF 复合物和具有类似作用的其他复合物，这种 mRNA 监视系统可以通过阻止翻译过程从而阻止异常蛋白质的形成。答案：(1)控制蛋白质的结构直接(2)小(3)核糖核苷酸 翻译 边角 16 核糖体与抗生素 四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的
17、形成，有的能阻止 tRNA 和 mRNA 结合。请根据以上事实说明这些抗生素可用于一些疾病治疗的道理。摘自必修 2 P78“知识迁移”提示：核糖体、tRNA 和 mRNA 的结合都是蛋白质的合成所不可缺少的。抗生素通过干扰细菌核糖体的形成，或阻止 tRNA 与 mRNA 的结合，来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长，因此抗生素可用于治疗由细菌感染引起的疾病。点睛 通俗地讲，抗生素就是用于治疗各种细菌感染或抑制致病微生物感染的药物。抗生素等抗菌剂的抑菌或杀菌作用主要是针对“细菌(原核生物)有而人或其他高等动植物(真核生物)没有”的机制进行杀伤，有 4 大作用机理：阻碍细菌细胞壁的合成；与细菌细
18、胞膜相互作用，如增强细菌细胞膜的通透性、打开膜上的离子通道等；与细菌核糖体或其反应底物(如 tRNA、mRNA)相互作用，抑制蛋白质的合成；阻碍细菌 DNA 的复制和转录。【印证】(高考天津卷)枯草杆菌最多差异见下表：枯草杆菌 核糖体 S12 蛋白第 5558 位的氨基酸序列 链霉素与核 糖体的结合 在含链霉素培养 基中的存活率(%)野生型 P K KP 能 0 突变型 P R KP 不能 100 注：P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸。下列叙述正确的是()AS12 蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性 B链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能 C突变型的产生是由于碱基对的缺失所致 D链霉素可以诱
19、发枯草杆菌产生相应的抗性突变 解析：选 A。由表格可知，突变型在含链霉素的培养基中存活率达到 100%，说明 S12 蛋白结构的改变使突变型具有链霉素抗性，A 项正确；链霉素通过与核糖体结合，可以抑制其翻译功能，B 项错误；野生型与突变型的氨基酸序列中只有一个氨基酸不同，故突变型的产生是碱基对替换的结果，C 项错误；本题中链霉素只是起到鉴别作用，能判断野生型和突变型是否对链霉素有抗性，并不能诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变，D 项错误。【预测】结合下图和下表分析，下列有关说法正确的是()抗菌药物 抗菌机理 青霉素 抑制细菌细胞壁的合成 环丙沙星 抑制细菌 DNA 旋转酶(DNA 旋转酶可促进 D
20、NA 螺旋化)红霉素 能与核糖体特异性结合 利福平 抑制 RNA 聚合酶的活性 A环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的和 B青霉素和利福平能抑制 DNA 的复制 C结核杆菌的和都发生在细胞质中 D可发生在人体健康细胞中 解析：选 A。环丙沙星抑制 DNA 旋转酶，故影响的过程有 DNA 复制()；红霉素能与核糖体结合，故抑制翻译过程()，A 正确。青霉素抑制细菌细胞壁合成，故对中心法则的过程没有影响；利福平能抑制 RNA 聚合酶活性，故抑制转录过程()，B 错误。结核杆菌不能进行RNA 自我复制过程()和逆转录过程()，C 错误。人体健康细胞内能发生的过程有 DNA 复制()、转录()和翻译()，D
21、 错误。边角 17 等位基因显隐性关系的相对性 具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体(即杂合子)并不表现镰刀型细胞贫血症的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区，请根据这一事实探讨突变基因对当地人生存的影响。摘自必修 2 P84“拓展题”提示：镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变有利于当地人生存。虽然这个突变体的纯合子对生存不利，但其杂合子却有利于当地人的生存。点睛 显性基因和隐性基因是相对的，判断某等位基因的显性与隐性主要依据与该等位基因所关联的性状确定。某个基因
22、可能与多种性状有关，讨论所关联的不同性状的时候，等位基因的显隐性关系也不同。对于镰刀型细胞贫血症性状，HbS 等位基因(镰刀型)一般为隐性等位基因。但杂合子(HbAHbS)对疟疾的抗性却比野生型纯合子(HbAHbA)强，因此在疟疾泛滥的地区(一般位于低海拔)，HbAHbS杂合子不但不表现贫血病性状，反而比野生型的适应性更强，因而 HbS等位基因对于抗疟疾性状而言是显性，而 HbA则为隐性。【预测】1下列关于具有完全显隐性关系的等位基因 A、a 的说法，正确的是()A分别控制不同的性状 B分别存在于两个染色体组中 C分别在不同的细胞中转录 D分别位于同一个 DNA 分子的两条链中 解析：选 B。
23、等位基因 A、a 控制同一性状的不同表现类型，A 错误；A 与 A，a 与 a 是相同基因，位于同源染色体上，A 与 a 是等位基因，也位于同源染色体上，由于一个染色体组中无同源染色体，所以就不会同时含有 A 与 a 基因，B 正确；等位基因 A、a 可以在同一个细胞中转录，C 错误；A、a 位于不同的 DNA 分子上，D 错误。2试从基因表达的角度，解释在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中，所观察的 7 种性状的 F1中显性性状得以体现，隐性性状不体现的可能原因。(或：杂合子中隐性基因是否表达出蛋白质？)提示：首先要明确基因的显隐性与性状的显隐性的界定略有不同：性状的显隐性要看是否体现出遗传
24、效应或遗传性状，基因的显隐性要看是否翻译出蛋白质(广义的表达是只要有转录过程就算表达)。可能原因：显性和隐性基因都表达，但是隐性基因的表达结果被显性基因的结果掩盖或改变；显性基因表达，而隐性基因不转录，或隐性基因不翻译，或隐性基因编码的蛋白质无活性或活性低。边角 18 野生型与突变型 野生型链孢霉能在基本培养基上生长，而用 X 射线照射后的链孢霉却不能在基本培养基中生长。在基本培养基中添加某种维生素后，经过 X 射线照射的链孢霉又能生长了。请你对这一实验结果作出合理的解释。摘自必修 2 P96“技能应用”提示：野生型链孢霉能在基本培养基上生长，用 X 射线照射后的链孢霉不能在基本培养基上生长，
25、说明 X 射线照射后的链孢霉发生了基因突变，有可能不能合成某种物质，所以不能在基本培养基上生长。在基本培养基中添加某种维生素后，X 射线照射后的链孢霉又能生长，说明经 X 射线照射后的链孢霉不能合成该种维生素。点睛 野生型和突变型也是相对来说的，野生型一般指在野生群体中观察到的最高频率的表现型，或具有这种表现型的系统、生物和基因。在目前的研究中是把从大自然中获得的个体，也就是非人工诱变的作为野生型，那么它所携带的就是野生型的基因组。对于同一个基因，不同生态型的序列会不一样，但都是野生型的。在相同的生态型背景下进行的，突变基因在序列上会有单一核苷酸位点突变，或者缺失增多等。【预测】野生型大肠杆菌
26、能在基本培养基上生长，用射线照射野生型大肠杆菌得到一突变株，该突变株在基本培养基上培养时必须添加氨基酸甲后才能生长。判断下列对这一实验结果的解释是否合理：(1)野生型大肠杆菌代谢可能不需要氨基酸甲。()(2)该突变株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能丧失。()(3)野生型大肠杆菌比突变株更能适应自然环境。()(4)该突变株可能无法产生氨基酸甲合成所需的酶。()(5)用基本培养基可以筛选出野生型大肠杆菌。()(6)突变株是由野生型大肠杆菌发生基因重组而产生的。()提示：(1)野生型大肠杆菌代谢需要氨基酸甲，虽培养基中没有氨基酸甲，但是野生型的大肠杆菌可以合成氨基酸甲。(2)(3)(4)(5)(6)突
27、变株是由野生型大肠杆菌发生基因突变而产生的。边角 19“精明的捕食者”策略与“收割理论”(生命观念：进化与适应观)关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利(S.M.Stanley)提出了“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量_(填“多”或“少”)的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于_(填“增加”或“降低”)物种多样性。摘自必修 2 P123“小字内容”提示：多 增加 点睛(1)不同物种之间，生物与无机环境之间，在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变，这种现象在生态
28、学上也是共同进化。(2)捕食者对猎物起到选择作用，但猎物对捕食者也有选择作用，生物与生物之间是相互选择、共同进化的，因此它可以促进种群的发展。【印证】(2018高考全国卷)回答下列问题：(1)大自然中，猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食，而捕食者则通过更快速地奔跑来获得捕食猎物的机会，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变，这种现象在生态学上称为_。(2)根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性，在这个过程中，捕食者使物种多样性增加的方式是_ _。(3)太阳能进入生态系统的主要过程是_ _。分解者通过_ 来获得生命活动所需的能量。解析：(1)大自然中，猎物通过
29、快速奔跑来逃脱被捕食，而捕食者通过更快速地奔跑来获得捕食猎物的机会，在生态学上，此种现象称为共同进化(协同进化)。(2)捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的生存提供机会，有利于增加物种的多样性。(3)生产者(绿色植物)的光合作用是能量进入生态系统的主要途径，生产者通过光合作用将光能转化为化学能，储存在有机物中。分解者通过呼吸作用分解有机物，释放能量，满足生命活动所需。答案：(1)协同进化(或共同进化)(2)捕食者往往捕食个体数量多的物种，为其他物种的生存提供机会(3)绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中 呼吸作用将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解【预测】下列有关捕食者与被捕食者的关系的叙述，错误的是()A捕食者的存在有利于增加物种多样性 B捕食者的捕食对被捕食种群的发展起促进作用 C捕食者和被捕食者在相互影响中共同进化 D捕食者和被捕食者的数量变化不改变二者的基因频率 解析：选 D。捕食者和被捕食者之间存在自然选择的作用，自然选择会导致种群的基因频率发生定向改变。