6生物的变异、育种与进化例1．金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成，是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是（　　）A．金鱼与野生鲫鱼属于同一物种B．人工选择使鲫鱼发生变异，产生多种形态C．鲫鱼进化成金鱼的过程中，有基因频率的改变D．人类的喜好影响了金鱼的进化方向一、选择题1．下列关于镰状细胞贫血遗传病的叙述中，错误的是（　　）A．镰状细胞贫血属于单基因遗传病B．镰状细胞贫血是由基因突变引起的C．镰状细胞贫血患者的致病基因不会遗传给下一代D．镰状细胞贫血患者的红细胞呈弯曲的镰刀状，容易破裂2．研究发现，直肠癌患者体内存在癌细胞和肿瘤干细胞。用姜黄素治疗会引起癌细胞内凋亡蛋白——Bax高表达，与凋亡抑制蛋白Bcl-2结合形成二聚体，诱发癌细胞凋亡；而肿瘤干细胞膜上因具有ABCG2蛋白（一种ATP结合转运蛋白），能有效排出姜黄素，从而可以避免凋亡，并增殖分化成癌细胞。下列说法错误的是（　　）A．Bax、Bcl-2两种蛋白数量的比例是决定癌细胞凋亡的关键因素之一B．用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡C．肿瘤干细胞分化成癌细胞过程中，蛋白质的种类和数量发生改变D．在癌细胞中，Bax蛋白与ABCG2蛋白的作用表现为相抗衡3．科研人员利用小鼠缺失系（del）定位经诱变得到的隐性突变基因m。下图是用缺失型小鼠与经诱变得到的杂合型小鼠杂交图解，相关叙述错误的是（　　）\nA．图中子代野生型小鼠、杂合型小鼠、缺失型小鼠的表现型相同B．如果图中突变基因是隐性致死基因，则后代有＋/＋、m/＋、del/m、del/＋四种小鼠C．如果隐性突变基因不在缺失区段，则后代不会出现突变性状D．不同的突变基因可应用染色体不同部位缺失的小鼠进行基因定位4．下列关于基因突变、基因重组和染色体变异的叙述，正确的是（　　）A．人类遗传病就是由体内基因异常所引起的B．基因重组发生在真核生物的有性生殖过程中，所以在原核生物中不会发生C．在有丝分裂和减数分裂过程中，非同源染色体之间交换一部分片段、导致染色体结构变异D．基因突变和基因重组为生物进化提供原始材料5．人类斑秃属于常染色体显性遗传病，由一对等位基因PB、pb控制。男性带有一个或两个斑秃基因（PB）就会发生斑秃，而女性需要有两个斑秃基因才会显示出该性状。某特定人群中，PB基因的频率为30％。下列叙述正确的是（　　）A．斑秃女性和正常男性婚配，若子代为患者，则患者一定为男性B．女性携带者的卵原细胞在减数第二次分裂时，只有1条染色体含PB基因C．在该特定人群中，男性中斑秃的概率为51％，女性中斑秃的概率为49％D．一对夫妇均斑秃，生育了一个正常孩子，原因是发生了基因突变6．小鼠Tmc1基因突变可致耳聋。甲、乙家系的耳聋基因是Tmc1基因不同突变类型。两个家系系谱图如图。\n注：两个家系成员都没有发生基因突变下列叙述正确的是（　　）A．两个家系的耳聋基因均为显性基因B．两个家系的耳聋基因均位于常染色体上C．两个家系耳聋小鼠都可通过敲除致病基因进行治疗D．甲家系4号小鼠与乙家系5号小鼠交配，后代都患耳聋7．某地区有一种蝴蝶，其翅色受一对等位基因A和a控制，黑色（A）对白色（a）为显性。20世纪时，该地区树干颜色很浅，1970年基因型频率为AA=10%、Aa=20%、aa=70%；之后，工业排出的煤烟将树皮熏成黑色。根据现代生物进化理论内容分析，下列叙述正确的是（　　）A．20世纪A基因频率远小于a，树干变黑后A基因频率会远大于a，说明自然选择直接选择的是基因B．若1970年后每年白色个体减少10%，黑色个体增加10%，则1971年A的基因频率约为22.9%C．蝴蝶的进化过程说明生物的进化是生物与环境协同进化的结果，与其他生物无关D．蝴蝶的翅色有黑色和白色的原因是环境交替变化诱导产生了不同的变异类型8．（多选）同一山地生长着两类鸭跖草，一类生长在阳光充分的悬崖顶上，一类生长在悬崖底下的树荫里（图甲）。后来由于山体坡度缓和，它们相互杂交产生杂交种（图乙）并迅速繁殖。相关叙述错误的是（　　）A．图甲中突变和基因重组决定了两类鸭跖草基因库的差异\nB．图甲中两类鸭跖草的形态不同是主动适应环境的结果C．图乙中的杂交种与亲本之间存在生殖隔离D．图示过程说明环境骤变可加快生物进化的进程二、非选择题9．大麦是高度自交植物，杂交去雄工作相当困难。为此育种工作者采用染色体诱变的方法培育获得如图所示的6号染色体三体品系，该品系的一对染色体上有紧密连锁的两个基因，一个是雄性不育基因（ms），使植株不能产生花粉，另一个是长粒种子基因（r）。这两个基因的显性等位基因Ms能形成正常花粉，R控制椭圆粒种子，带有这两个显性基因的染色体片段易位连接到另一染色体片段上，形成一个额外染色体，成为三体，该品系的自交后代分离出两种植株，如下图所示。请回答下列问题：（1）已知大麦的体细胞染色体是7对，育成的新品系三体大麦体细胞染色体为____________条。（2）三体大麦减数分裂时，若其他染色体都能正常配对，唯有这条额外的染色体，在后期随机分向一极，其中花粉中有额外染色体的配子无授粉能力。该三体大麦自花授粉，子代椭圆粒种子和长粒种子的理论比值为_____________，其中_____________籽粒的种子为雄性不育。但在生产实践中发现，大多数种子为长粒种子，请推测可能的原因：____________。（3）在大麦群体中，由于隐性突变，出现了一株高产植株，请设计实验探究该突变基因是否位于6号染色体上，写出实验方案、预期结果及结论。（提示：请用题干中提供的方便用于杂交育种的植株进行实验，不考虑交叉互换）实验方案：______________________________________________________。预期结果及结论：________________________________________________。10．抗生素是治疗重度感染的药物。下表为2005～2008年，碳青霉素在某医院住院患者中的人均使用量以及患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化，据表分析回答下列问题：\n年份2005200620072008住院患者该类抗生素的人均使用量/g0.0740.120.140.19某种细菌对该类抗生素的耐药率/%2.66.1110.925.5（1）使用该类抗生素前，某种细菌对该类抗生素的耐药性是否有差异？____________，这种现象体现了生物的____________是不定向的。（2）随着该类抗生素的连续使用，细菌的耐药率增加，其实质是细菌种群的耐药的____________不断升高，这是____________的结果。（3）人类不断研发和使用新的抗生素，细菌对新药的耐药性也在不断提高，二者之间宛如一场漫长的“军备竞赛”。不同生物之间、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____________进化。\n答案与解析例1．【答案】B【解析】A．由题干中信息“自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代”可知，金鱼与野生鲫鱼属于同一物种，A正确；B．人工选择可以积累人类喜好的变异，淘汰人类不喜好的变异，只对金鱼的变异类型起选择作用，不能使金鱼发生变异，B错误；C．种群进化的实质是种群基因频率的改变，因此，鲫鱼进化成金鱼的过程中，存在基因频率的改变，C正确；D．人类的喜好可以通过人工选择来实现，使人类喜好的性状得以保留，因此，人工选择可以决定金鱼的进化方向，D正确。故选B。1．【答案】C【解析】A．镰状细胞贫血是一种单基因遗传病，A正确；B．镰状细胞贫血病的病因是患者红细胞的血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换，即镰状细胞贫血是由基因突变引起的，B正确；C．镰状细胞贫血患者的致病基因可以遗传给下一代，C错误；D．镰状细胞贫血患者的红细胞呈弯曲的镰刀状，这样的红细胞容易破裂而使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡，D正确。故选C。2．【答案】D【解析】A．Bax属于凋亡蛋白，Bcl-2属于凋亡抑制蛋白，两种蛋白数量的比例是决定癌细胞凋亡的关键因素之一，A正确；B．姜黄素治疗会诱发癌细胞凋亡，ABCG2蛋白的抑制剂能防止姜黄素排出细胞，因此用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡，B正确；C．癌细胞是由原癌基因和抑癌基因突变引起的，肿瘤干细胞分化成癌细胞过程中，由于遗传物质发生改变，蛋白质的种类和数量发生改变，C正确；D．Bax属于凋亡蛋白，能够抑制细胞癌变，而姜黄素治疗会诱发癌细胞凋亡，ABCG2蛋白的抑制剂能防止姜黄素被排出细胞，故在癌细胞中，Bax蛋白与ABCG2蛋白的作用表现为协同作用，D错误。故选D。3．【答案】B\n【解析】A．结合图示可知，子代野生型小鼠、杂合型小鼠、缺失型小鼠均带有＋，因此表现型相同，A正确；B．如果图中突变基因是隐性致死基因，则后代有＋/＋、m/＋、del/＋三种小鼠，del/m相当于隐性纯合致死，B错误；C．如果隐性突变基因不在缺失区段，则后代不会出现突变性状，只有野生性状，C正确；D．根据图示可知，根据缺失/突变型小鼠的表现型可实现表现型与相应基因所在染色体的定位，即该突变性状表现出来就意味着控制该突变性状的基因位于缺失染色体的缺失部位，从而实现基因定位，也就是说，不同的突变基因可应用染色体不同部位缺失的小鼠进行基因定位，D正确。故选B。4．【答案】C【解析】A．人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病，不一定是由体内基因异常引起的，如染色体异常遗传病，A错误；B．原核生物中也可能会发生基因重组，如R型活细菌转化为S型活细菌，B错误；C．在有丝分裂和减数分裂过程中，非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异，属于易位，C正确；D．基因突变和基因重组都属于可遗传变异，其中能为生物进化提供原始材料的是基因突变，D错误。故选C。5．【答案】A【解析】分析题意，斑秃属于常染色体显性遗传病，由一对等位基因PB、pb控制。男性带有一个或两个斑秃基因（PB）就会发生斑秃，而女性需要有两个斑秃基因才会显示出该性状。因此男性斑秃的基因型为PBPB和PBpb，女性的斑秃基因型为PBPB。某特定人群中，PB基因的频率为30％，则pb基因的基因频率为70%，该特定人群中pbpb个体的比例为70%×70%=49%，PBPB个体的比例为30%×30%=9%，PBpb个体的比例为2×30%×70%=42%。因此，A．斑秃女性（PBPB）和正常男性（pbpb）婚配，子代的基因型为PBpb，若表现为斑秃，则患者一定为男性，A正确；B．女性携带者的基因型为PBpb，则其卵原细胞在减数第二次分裂时，可能出现1条、2条或0条染色体含PB基因的情况，B错误；C．由分析可知，在该特定人群中，男性中斑秃的概率为42%＋9%=51％，女性中斑秃的概率为9％，C错误；D．一对夫妇均斑秃，斑秃女性的基因型为PBPB，斑秃男性的基因型为PBPB或PBpb，二者生育了一个正常孩子，则该正常孩子的基因型可以是PBpb，表现为女性，并非由基因突变引起，D错误。故选A。\n6．【答案】B【解析】分析图甲，图中1号和2号个体患病，而有正常的子代3号和6号，说明该病属于显性遗传病，又由于2号的女儿正常，故为常染色体显性遗传病；分析图乙，1号和2号正常，而有患病的儿子5号，说明该病是隐性遗传病，又因为耳聋基因是Tmc1基因不同突变类型，故可推知该家系中致病类型为常染色体隐性遗传。因此，AB．结合分析可知，两个家系的耳聋基因均位于常染色体上，其中甲为显性基因，乙为隐性基因，A错误，B正确；C．乙家系为隐性遗传病，即患者为隐性纯合子，故无法通过敲除致病基因的手段进行治疗，可通过导入正常的显性基因进行治疗，C错误；D．设甲家系的致病基因为A、a，乙家系的致病基因是B、b，甲家系中I-1和1-2患病，子代有正常个体，基因型均为Aa，则Ⅱ-4基因型可能为1/3AABB，2/3AaBB，乙家系中属于隐性遗传病，若位于常染色体，则Ⅱ-5基因型为aabb，两者交配，可能产生aaBb的个体，后代患病概率不是100%，D错误。故选B。7．【答案】B【解析】A．自然选择中直接选择的对象是表现型，间接选择的对象是基因型，根本选择的对象是基因，A错误；B．若1970年后每年白色个体减少10%，黑色个体增加10%，假设1970年一共有100个个体，则不同基因型个体的数量为AA=10（个），Aa=20（个），aa=70（个），一年后AA=11（个），Aa=22（个），aa=63（个），1971年基因型频率为AA=11/96、Aa=22/96、aa=63/96，A的基因频率11/96＋1/2×22/96=22/96≈22.9%，B正确；C．生物的进化是生物与生物、生物与环境之间协同进化的结果，与其他生物（如捕食者）有关，C错误；D．遗传变异在自然选择之前，翅色不同是变异的结果，环境变化起选择作用，D错误。故选B。8．【答案】ABC【解析】A．突变和基因重组提供进化的原材料，两类鸭跖草基因库的差异是由突变和环境决定的，A错误；B．图甲中两类鸭跖草的形态不同是环境对其进行选择的结果，而非两者主动适应环境的结果，B错误；C．杂交种能繁殖并形成种群，说明杂交种是可育的，两个鸭跖草亲本之间能进行传粉并产生可育后代，说明两个种群之间无生殖隔离，但据题干信息无法推知杂交种与亲本之间是否存在生殖隔离，C错误；D．图示过程发生在资源和条件相差较大的环境中，能迅速产生杂\n种乙，说明环境骤变可加快生物进化的进程，D正确。故选ABC。9．【答案】（1）15（2）1∶1　　长粒　　可能雌配子MsmsRr受精能力较低（活性较低）或受精后三体生长发育受影响（3）雄性不育植株与该高产植株杂交得到F1，F1自交得到F2，单独种植F2各植株，最后统计F2的产量　　若F2普通产量植株∶高产植株=2∶1，则高产突变发生在6号染色体上；若F2普通产量植株∶高产植株=3∶1，则高产突变发生在其他染色体上【解析】遵循自由组合定律的两对基因应位于两对同源染色体上，图示中两对基因连锁，故不遵循基因的自由组合定律。由于雄性不育植株不能产生花粉，故可用mm基因型的个体做母本进行杂交实验，可免去对母本去雄的操作。（1）大麦的体细胞染色体是7对，正常小麦的体细胞为14条染色体，现三体比正常细胞多一条染色体，因此为15条。（2）该三体大麦产生的含额外染色体的异常配子与正常配子的比例为1∶1，花粉（雄配子）中有额外染色体的配子无授粉能力，因此雄配子参与受精的均为正常配子（长粒r基因），雌配子有异常配子的（含椭圆粒R基因）与正常配子（长粒r基因）的比例为1∶1，因此后代椭圆粒种子（MsmsmsRrr）和长粒种子（msmsrr）的理论比值为1∶1；由于R所在的染色体为额外染色体，其上有Ms基因，而长粒所在的染色体上有ms雄性不育基因，因此长粒种子为雄性不育；可能雌配子MsmsRr受精能力较低（活性较低）或受精后三体生长发育受影响，因此后代大多数种子为长粒种子（msmsrr）。（3）实验方案：设控制高产的基因为b，则突变体高产的基因型为bb，则题（2）中雄性不育植株为msmsBB，其与高产植株（MsMsbb）杂交得到F1（MsmsBb），F1自交得到F2，单独种植F2各植株，最后统计F2的产量（不考虑交叉互换）。预期结果及结论：若高产突变发生在6号染色体上，则F1（MsmsBb）产生的雌雄配子均为Msb∶msB=1∶1，F2的基因型为1MsMsbb∶2MsmsBb∶1msmsBB，由于msms表现雄性不育，故msmsBB不能产生后代，F2植株MsMsbb、MsmsBb分别表现为高产、普通产量，比例为1∶2，所以若F2普通产量植株∶高产植株=2∶1，则高产突变发生在6号染色体上；若高产突变发生在其他染色体上，则后代配子\n比例不受雄性不育的影响，F1（Bb）产生的雌雄配子均为b∶B=1∶1，F2的基因型为1bb∶2Bb∶1bb，F2植株表现为高产、普通产量，比例为1∶3，所以若F2普通产量植株∶高产植株=3∶1，则高产突变发生在其他染色体上。10．【答案】（1）是（或有差异）　　变异（2）基因频率　　自然选择（3）协同【解析】（1）根据表格数据可知，使用该类抗生素前，某种细菌对该类抗生素的耐药性有差异。这说明细菌产生的变异是不定向的。（2）随着抗生素人均使用量的增加，耐药菌生存和繁殖的机会增加，从而使种群的耐药性的基因频率发生定向改变（不断升高），细菌朝着一定的方向进化，这是自然选择的结果。（3）协同进化是指生物的不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。