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专题04 生物的变异和进化相关实验
核心知识回顾
1.实验原理 有丝分裂前期形成，低温并非抑制着丝粒分裂
低温抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是染色体数目加倍。
2.实验步骤
培养不定根：蒜→置于装满清水的容器上方→让蒜底部接触水面
诱导培养
低温诱导：待蒜长出约1 cm 长的不定根→冰箱冷藏室→培养48~72 h
固定细胞形态：剪取根尖0.5～1 cm→卡诺氏液浸泡0.5~1h,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2 次
制作装片：解离→漂洗→染色→制片（实验顺序不能颠倒）
观察比较：先低倍镜→再高倍镜
(2)现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。
3．注意事项
(1)在显微镜下观察到的细胞已经死亡，不能观察到细胞中染色体数目的变化过程。
(2)选材只能是分生区细胞，不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数目的变化。
4.实验中的试剂及其作用
试剂
作用
卡诺氏液
固定细胞形态
体积分数为95%的酒精
洗去卡诺氏液
质量分数为15%的盐酸
解离根尖细胞
清水
漂洗根尖、去除解离液
实验概览
目录索引
实验一：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
实验二：调查人群中的遗传病
实验三：探究自然选择对种群基因频率变化的影响
实验四：探究抗生素对细菌的选择作用
核心知识回顾
核心知识辨析
深化拓展提能
题组专项训练（高考真题感知+针对训
练）
1
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甲紫溶液
使染色体着色
核心归纳
(1)抑制纺锤体形成≠着丝粒不分裂。低温条件下不能形成纺锤体，但着丝粒正常分裂，结果是染色体无
法移向细胞两极。
(2)低温处理分生组织细胞≠低温处理任何细胞。分生组织细胞分裂旺盛，其他细胞分裂速度较慢或不分
裂。
(3)低温处理时间不是越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成，使染色体不能移向细胞的两极。
如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至导致细胞死亡。
(4)显微镜下观察到的是死细胞，而不是活细胞：植物细胞经卡诺氏液固定后死亡。
(5)看不到染色体数目加倍的细胞的常见原因分析
①没有剪取分生区。
②低温诱导时间不足。
③解离不充分或漂洗不彻底。④染色时间控制不当，看不清染色体。
⑤直接用高倍镜进行观察。
核心知识辨析
1．经低温处理过的植物根尖，放入卡诺氏液中浸泡以固定细胞形态，再用酒精冲洗。( )
2．秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极。(必修2 P88) ( )
3．固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的( )
4．低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的( )
5．在低温诱导植物细胞染色体数目加倍实验中，用显微镜观察时发现所有细胞中染色体均已加倍(
)
6．低温诱导染色体数目加倍时温度越低效果越显著( )
高考真题剖析
1．（2015·山东·高考真题）下列有关生物学实验的叙述，正确的是（ ）
A．叶绿体色素滤液细线浸入层析液，可导致滤纸条上色素带重叠
B．低温诱导大蒜根尖时间过短，可能导致难以观察到染色体加倍的细胞
C．用显微镜观察洋葱根尖装片时，需保持细胞活性以便观察有丝分裂过程
D．将洋葱表皮放入0．3g/mL 蔗糖溶液中，水分交换平衡后制成装片观察质壁分离过程
限时训练
A 组(选择题为单选)
1．用洋葱（2N=16）进行低温诱导植物染色体数目变化实验，有关分析正确的是（ ）
A．将从超市买回的洋葱放置冰箱冷藏（4℃）一周的目的是低温诱导，使细胞内染色体数目加倍
B．在显微镜下可观察到染色体数目加倍的过程
C．用卡诺氏液对根尖解离后需用95%酒精冲洗2 次
D．在高倍镜下可观察到染色体数为16、32、64 个细胞
2．在某些真核细胞中，微管以中心体为核心组装延伸形成细胞骨架和纺锤体等结构，细胞内许多膜性细
胞器和囊泡通过与微管结合从而分布在特定的空间或沿特定方向运动。微管由微管蛋白构成，秋水仙素可
以抑制微管的组装。下列说法正确的是（ ）
2
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A．中心体由两个中心粒构成，是合成微管蛋白的细胞器
B．中心体在洋葱根尖细胞有丝分裂前期参与形成纺锤体
C．若用秋水仙素处理洋葱鳞片叶表皮可能会诱导细胞染色体数目加倍
D．若用秋水仙素处理动物细胞，细胞的分泌、运动、分化会出现紊乱
3．下列相关叙述正确的是（ ）
A．二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子
B．二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小
C．在低温诱导染色体数目变化实验中，可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．制作根尖细胞的临时装片观察染色体数目变化时，基本操作步骤是解离→漂洗→染色→制片
4．下列有关低温诱导植物染色体数目变化的实验的说法中，不正确的是（ ）
A．实验试剂及作用分别为：卡诺氏液→固定，改良苯酚品红→染色，体积分数为95%的酒精→洗去卡诺氏
液和配制解离液
B．该实验临时装片制作的程序为：选材→固定→解离→漂洗→染色→制片
C．如果以洋葱幼苗为实验材料，该幼苗长成植物体之后根部细胞的染色体数目都实现了加倍
D．镜检时细胞已经死亡，在高倍显微镜下无法观察到细胞染色体加倍的过程
5．低温可诱导植物减数分裂异常而获得染色体数目未减半的配子，其与正常配子结合可获得多倍体植株。
下列叙述正确的是（ ）
A．低温可能影响减数分裂过程中纺锤体的形成，导致同源染色体未分离
B．低温主要影响着丝粒的分裂，导致复制后的姐妹染色单体不分开而加倍
C．该育种方法的原理是染色体数目变异，形成的多倍体植株均不能产生配子
D．植株经短暂低温处理后获得的所有配子中均含有成对的同源染色体，染色体数目加倍
B 组(选择题为不定项)
1．某实验小组用一定浓度的秋水仙素溶液诱导处理某水稻发芽的种子（染色体数为y）后，获得的幼苗的
染色体数变化曲线如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．用秋水仙素处理后，部分细胞中染色体组数会加倍
B．DNA 在b~c 段复制，秋水仙素在该时期抑制纺锤体形成
C．在c~d 段，每条染色体都含有2 个DNA 分子
D．在e~f 段，会出现着丝粒整齐地排列在细胞板上的现象
2．为探究低温、秋水仙素和二甲戊灵对植物细胞染色体加倍的影响，某小组以大蒜（2n=16）为材料设计
了实验，结果如下图所示。下列相关叙述错误的有（ ）
3
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A．a 组实验中需要用清水洗去卡诺氏液
B．b 组实验中可能观察到含有32 条染色体的根尖细胞
C．c 组实验中效果不明显的原因可能是未用卡诺氏液处理根尖
D．实验结果表明秋水仙素和二甲戊灵都可以通过抑制着丝粒的分裂引起染色体加倍
3．下图是采用低温和秋水仙素处理，利用二倍体鱼培育多倍体鱼的过程图。以下说法正确的是（
）
A．由图可知低温处理和秋水仙素处理都能导致染色体数目加倍
B．育种过程中只能发生染色体变异这种可遗传的变异
C．在“低温诱导植物染色体数目变化”实验中，低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理不同
D．①和②的染色体组数目不同
4．下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述中，错误的是（ ）
A．常用的实验材料有蚕豆、洋葱、大蒜等
B．低温诱导至少要设三个温度组，确保实验的严密性
C．低温处理材料会抑制纺锤体的形成，使着丝点无法分裂
D．在用15%的盐酸解离之前，实验材料必需确保有生命活力
5．秋水仙素是一种生物碱，因最初从秋水仙中提取出来而得名，它可与细胞内微管蛋白结合，阻止微管
蛋白转换成纺锤丝。秋水仙素的分子结构与碱基类似，可在DNA 复制时发生碱基对的替换。下列有关叙述
正确的是（ ）
4
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A．细胞骨架由微管蛋白等构成，与细胞的分化有关
B．秋水仙素可使洋葱根尖细胞发生基因突变和染色体变异
C．秋水仙素通过抑制着丝点的分裂而使染色体数目加倍
D．经秋水仙素处理后的植物自交，其后代不发生性状分离
6．下列关于“①观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”和“②低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙
述，正确的是（ ）
A．实验①在能看到约5 个细胞的高倍视野中统计不同时期细胞数，以比较各时期时长
B．实验②在诱导加倍成功的细胞内可见散乱排列的染色体
C．实验①和实验②的装片制作流程相同
D．实验①和实验②中根尖解离不充分会导致细胞重叠
7．四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最适温度，设计了如下实
验：
实验主要材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精、质量分数为15%的盐酸、显
微镜、改良苯酚品红染液等。
(1)实验步骤
①取5 个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。
②将培养皿分别放入－4 ℃、0 ℃、4 ℃、 、12 ℃的恒温箱中培养1 h。
③取大蒜随机均分成5 组，分别放入培养皿中诱导培养36 小时。
④分别取根尖0．5～1 cm，放入 中固定0．5～1 h，然后用 冲洗2 次。
⑤制作装片：解离→漂洗→ →制片。
⑥低倍镜检测，统计每组视野中的染色体数目加倍率，并记录结果。
实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最适温度。
(2)实验分析
①观察染色体形态和数目的最佳时期是 。
②除低温外， 也可以诱导染色体数目加倍，原理是 。
核心知识回顾
1．调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病、高度近视(600 度以上)等。
2．调查某种遗传病的发病率时，应该在群体中随机抽样调查，并保证调查的群体足够大。
某种遗传病的发病率＝×100%
3．调查某种遗传病的遗传方式时，应该在患者家系中调查，绘制遗传系谱图。
4．调查过程
5
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5.遗传病发病率与遗传方式的调查比较
项目
调查对象
及范围
注意事项
结果计算及分析
遗传病
发病率
广大人群
随机抽样
考虑年龄、性别等因素，
群体足够大
患病人数占所调查的总人数的
百分比
遗传
方式
患者家系
正常情况与患病情况
分析基因的显隐性及所在的染
色体类型
核心知识辨析
1．人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病。( )
2．在调查人类某种遗传病的遗传方式时，选择在人群中随机取样调查。( )
3．人类遗传病的遗传方式的判断只能通过调查的方法，而其他动物和植物可以通过杂交或
自交实验后统计高考真题剖析
1．下列关于人类遗传病的叙述正确的是（ ）
A．禁止近亲结婚可以降低所有单基因遗传病的发病概率
B．携带致病基因的个体一定会患病
C．羊水检查可以预防由于基因突变引起的遗传
D．调查白化病的遗传方式应该在患者家系中调查
限时训练
A 组(选择题为单选)
1．1896 年法国儿科医生安东尼·马凡发现有一类特殊的患者，他们普遍具有高个子、长肢体的特征，但
同时其体内还会存在心血管、骨骼和眼部病变，后来医学界将这种症状称为马方综合征。科学家发现该病
症的致病原因是位于人的第15 号染色体上的FBN1 基因发生显性突变所致。当FBN1 基因发生显性突变时，
会导致人体内合成弹性纤维蛋白的数量减少，从而造成骨骼受到的牵制拉力减少而迅速生长，因此具有高
个子、长肢体的特征等。下列说法正确的是（ ）
A．该病例可以说明基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制生物体的性状
B．可以通过禁止近亲结婚来降低子代患该病的概率
C．杂合子男性个体和正常女性婚配，子代中男女患病概率相等
D．可在患者家系中进行详细调查，来统计该病在人群中的发病率
2．图1 为某家系中某种单基因遗传病的遗传系谱图（相关基因用A/a 表示），图2 表示对该家系的部分成
员中和该遗传病有关的正常基因和异常基因片段的电泳结果。下列说法错误的是（ ）
6
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A．图2 中表示A 基因的是条带①
B．3、4 号生一个患病孩子的概率是1/8
C．2、7 号基因型相同的概率是100%
D．可在该家系中调查该遗传病的发病率
3．人类遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的人类疾病，包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体
异常遗传病三大类。下列叙述正确的是（ ）
A．原发性高血压、青少年型糖尿病等遗传病在群体中发病率较高
B．通过遗传咨询、产前诊断，可完全避免遗传病的发生
C．调查人群中某种遗传病的遗传方式和发病率均需在患者家系中调查
D．通过PCR 和电泳技术进行致病基因的检测可确定胎儿是否患21 三体综合征
4．近两年各省纷纷推出了免费婚检政策，方便新婚夫妇了解双方身体健康状况，实现优生优育。新婚小
张夫妇婚检时进行了遗传咨询，下列有关说法错误的是（ ）
A．通过遗传咨询和产前诊断等，对遗传病进行检测和预防，在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产
生
B．遗传咨询能通过系谱图推测苯丙酮尿症、冠心病、唐氏综合征等遗传病的产生
C．基因检测准确性高，可用于对胎儿进行多种遗传病的诊断
D．调查某单基因遗传病的遗传方式时应在患者家系中调查
5．爱美之心人皆有之，几个雀斑会让爱美女士郁郁寡欢。雀斑多数是有遗传性的，且为常染色体显性遗
传，下列关于遗传性雀斑的叙述正确的是（ ）
A．某人因常在海滩上享受日光浴出现的雀斑一定 能遗传给后代
B．调查人群中遗传性雀斑发病率时，若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏低
C．一对均为杂合的遗传性雀斑夫妇，其女儿也出现了雀斑，则女儿与正常男子婚配，生患遗传性雀斑儿
子的概率为1/6
D．镰刀型细胞贫血症、遗传性雀斑和21 三体综合征三种遗传病中只有两种能在显微镜下观察确诊
B 组(选择题为不定项)
1．出生缺陷即先天性畸形，是指婴儿出生前出现身体结构、功能或代谢等异常。下列关于出生缺陷和遗
传病关系的叙述，正确的是（ ）
A．21 三体综合征属于出生缺陷，也是遗传病，即先天性疾病就是人类遗传病
B．在调查发病率时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如原发性高血压、红绿色盲、白化病
等
C．通过遗传咨询和产前诊断等手段，对遗传病进行检测和预防，在一定的程度上能够有效的预防遗传病
的产生和发展
D．患伴X 染色体隐性遗传病的女性的父亲、儿子都是患者
7
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2．正常人的体细胞中有23 对染色体，有一种称为“13 三体综合征”的遗传病，该类患者的体细胞中第13
号染色体有3 条，患者头小，患先天性心脏病，且智力远低于正常人。下列相关分析正确的是（
）
A．该遗传病患者的体细胞中第13 号染色体最多可以有6 条
B．该遗传病患者的父亲和母亲减数分裂Ⅰ时两条13 号染色体都没有分离
C．该遗传病患者的母亲可能在减数分裂Ⅱ后期两条13 号染色体没有分离
D．该遗传病在人群中的发病率男性明显高于女性
3．人能卷舌与不能卷舌是一对相对性状，由常染色体上一对等位基因控制。某小组的同学对能卷舌和不
能卷舌的遗传情况进行调查，统计结果如下，下列叙述错误的是（ ）
组别
家
庭
数
父母表型
能卷舌子女
不能卷舌子女
Ⅰ
24
都能卷舌
28
5
Ⅱ
41
只有一方能卷舌
33
22
A．根据调查结果判断能卷舌是隐性性状
B．第1 组调查结果中，能卷舌∶不能卷舌的比值大于3∶1，可能的合理解释是父母中既有纯合子又有杂
合子
C．一对能卷舌的夫妇已经生了一个不能卷舌的孩子，他们二胎（异卵双胞胎）中只有一个人能卷舌的概
率为3/4
D．调查人群中某种遗传病的发病率，最好选取群体中发病率较高的多基因遗传病
4．如图为某种单基因隐性遗传病的系谱图（深色代表的个体是该遗传病患者，其余为表现型正常个体）。
近亲结婚时该遗传病发病率较高，下列说法正确的是（ ）
A．若要调查该病的遗传方式，则应该在广大人群中随机调查
B．该病可能为Y 染色体遗传病
C．若该病为常染色体隐性遗传病，Ⅱ1 是杂合子，则Ⅲ2 是杂合子的概率是2/3
D．若该病是伴X 染色体隐性遗传病，Ⅲ1 为杂合子，则Ⅳ1 为杂合子的概率为1/2
5．我国有20%-25%的人患有遗传病，遗传病不但给患者个人带来痛苦，而且给家庭和社会造成了负担。
对遗传病进行检测和预防，在一定程度上能够有效地预防遗传病。
(1)人类遗传病通常是指 而引起的人类疾病；例如，原发性高血压、冠心病属于遗传
病，唐氏综合征属于 遗传病，
(2)猫叫综合征是人的5 号染色体部分缺失引起的遗传病；若甲的父亲基因型为BB、其母亲基因型为bb
8
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（基因B 对b 完全显性），甲患猫叫综合征并表现出基因b 控制的性状；在不考虑发生基因突变的情况下，
甲表现出基因b 控制的性状，最合理解释是 。
(3)若要调查某种遗传病的发病率，最好选取群体中发病率较高的 遗传病进行调查。
遗传性高度近视就属于上述遗传病，在某地区人群中的该病发病率为4%，一视力正常女性的父母视力都
正常，但她有一个患该病的妹妹。若该视力正常的女性与本地视力正常的男性结婚，则理论上婚后生育一
个患遗传性高度近视男孩的概率是 。
(4)为有效预防遗传病的产生和发展，你有哪些优生建议?（至少答出2 点）。
6．人类遗传病在不同程度上危害人体的健康，因而在生育过程中能否生育健康后代是人们最为关注的问
题。结合所学知识，回答下列问题：
(1)先天性夜盲症为常见的伴X 染色体隐性遗传病，某家庭中夫妇表型都正常，但妻子的姐姐患该病。从优
生的角度考虑，该家庭最好选择生育 （填“男孩”或“女孩”）。
(2)若要调查某种遗传病的发病率，一般要在 中随机调查。下表是某兴趣小组调查的某地区
抗维生素D 佝偻病的患病情况，该地区抗维生素D 佝偻病的发病率为 。
样本
甲
乙
丙
丁
调查人
数
1000
1000
1000
1000
患病人
数
2
5
2
1
(3)研究表明，多数唐氏综合征都源于高龄母亲卵子形成过程中的异常，异常卵子形成的原因可能是
（答出1 点）。
(4)哺乳动物Y 染色体上的SRY 基因为雄性的性别决定基因。研究人员取胎儿细胞，利用基因探针（进行
荧光标记的能与SRY 基因进行杂交的DNA 片段）进行胎儿性别的鉴定，若出现一条有荧光一条无荧光的
杂合双链区，则说明胎儿为男性。此方法鉴定原理是基因探针与SRY 基因之间进行了 。
(5)为进行遗传病的预防，你有哪些优生建议？ （答出1 点）。
核心知识回顾
1. 实验目的
本实验主要运用数学方法，通过对数据计算和分析，探究自然选择对种群基因频率变化的影响。
2. 实验步骤
（1）阅读教材“探究.实践”关于桦尺蛾的资料。
（2）引导学生依据教材提出的问题，基于已有知识作出假设。
（3）学生在探究时，可以针对教材提出的问题进行分组讨论、分析计算，填写教材中的表格。
（4）提出问题：若种群中浅色个体每年减少20%，种群的基因频率和基因型频率又会有什么变化？将这一
步的计算结果与之前的计算结果进行分析和比较，看是否支持假设，最终得出结论。
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（5）利用讨论题引发学生深入思考，加深学生的理解。
3. 注意事项
在教学过程中，教师多注意留出时间让学生进行充分的讨论和交流，并阐述自己的观点。
核心知识辨析
1．在一个种群基因库中，某个基因占全部基因数的比值，叫作基因频率。(必修2 P111) ( )
2．自然选择直接作用于个体基因型影响种群的基因频率。( )
3．害虫会产生抗药性是因为农药诱导害虫产生了抗药性突变之故。( )
4．环境能使生物产生适应环境的定向变异。( )
高考真题剖析
1．自然选择主要包括分裂性选择、定向性选择和稳定性选择三种类型（如图所示）。分裂性选择：把种
群中极端变异个体按照不同方向保留，淘汰中间类型个体；定向性选择：种群趋于保存某一极端变异个体，
淘汰另一极端变异个体；稳定性选择：种群中极端变异个体被淘汰，保留中间类型个体。下列有关说法错
误的是（ ）
A．由题意可知，图乙为定向性选择
B．图甲代表的选择类型多见于环境相对稳定的群体中
C．定向性选择多见于环境条件逐渐发生变化的群体，如桦尺蛾黑化
D．丙图中的自然选择是不定向的，最容易形成新物种
限时训练
A 组(选择题为单选)
1．在19 世纪工业革命之前，曼彻斯特地区的灰色桦尺蛾占绝对优势，工业污染后黑色桦尺蛾占绝对优势。
下列分析正确的是（ ）
A．自然选择是黑色桦尺蛾逐渐占优势的动力
B．工业污染使桦尺蛾从灰色基因朝着黑色基因的方向变异
C．该地区所有桦尺蛾控制灰色和黑色的基因总和构成其基因库
D．该地区的黑色桦尺蛾占绝对优势时已进化成了一个新物种
2．桦尺蛾的体色受到常染色体上一对等位基因S 和s 的控制，黑色（S）对浅色（s）为显性。在某个自由
交配且数量足够多的桦尺蛾种群中，浅色个体长期维持在16%左右。下列有关分析正确的是（ ）
A．纯合黑色个体大约占84%
B．杂合黑色个体大约占48%
C．S 基因的频率为96%，s 基因的频率为4%
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D．亲代S 基因的频率大于子代S 基因的频率
3．某自然生长条件下随机授粉的XY 型性别决定植物，X 染色体非同源区上有一对等位基因N 和n，N 基因
控制叶片宽阔，n 基因控制叶片狭长。该植物的某个处于遗传平衡的种群，雌雄植株各占50%，且狭长叶个
体占12%，则有关该种群叙述正确的是（ ）
A．形成花粉过程中，有等位基因N 和n 的分离现象
B．该种群中n 基因频率为0.2
C．该种群中雌雄个体随机交配一代后，基因频率不变，基因型频率改变
D．阔叶雌株中，能稳定遗传的占1/3
4．同种动物的三个种群，初始个体数依次为26、260 和2600，并存在地理隔离。A、a 是等位基因，下图
①②③分别表示以上三个种群A 基因频率的变化，下列分析正确的是（ ）
A．三个种群的DNA 序列可以为生物进化提供分子生物学证据，也是研究进化的最直接证据
B．基因突变、自然选择和迁移都会影响A 基因频率，且种群越小，影响越大
C．②在75 代和125 代时aa 个体所占比例相同
D．②③两个种群在第25 代时所拥有的基因库相同
5．在自然界中，导致基因频率改变的因素有很多，如小种群中含有某突变基因的个体死亡、猴群中因猴
王与雌猴交配机会多而造成某基因传下去的机会多、因环境改变导致一些个体的迁出、人工选择等。下列
相关叙述中错误的是（ ）
A．某动物发生了基因突变，一定产生新的等位基因，原基因所占比例下降
B．过度繁殖会使种群数量增加，因物种不同，基因频率改变情况也不同
C．种群数量越少越易发生进化，种群基因频率的改变可能不因选择而改变
D．个体的迁出、人工选择可能导致某个种群中一些基因的频率下降为0
6．适应的形成离不开生物的遗传和变异（内因）与环境（外因）的相互作用。下列与适应及其形成相关
的表述中不正确的是（ ）
A．适应不仅是指生物对环境的适应，也包括生物的结构与功能相适应
B．具有有利变异的个体，都能成功地生存和繁殖后代；具有不利变异的个体，会过早死亡，不能留下后
代
C．群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件
D．适应相对性的根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾
B 组(选择题为不定项)
1．物种的研究者对能表达黄色荧光蛋白的大肠杆菌进行了定向的演化培养，并在不同的演化压力下对其
加以筛选。其中，S 表示的是强自然选择，W 表示的是弱自然选择，而N 则是不做自然选择。黄色荧光蛋白
频率与演化压力的关系如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
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A．对照组是N 组，该实验的自变量为演化压力
B．实验组黄色荧光蛋白频率大小不同是自然选择的结果
C．强自然选择的条件下对黄色荧光蛋白基因频率的影响更小
D．自然选择的直接对象是基因型，进而改变生物的基因频率
2．在实验室内一个随机交配的某蝴蝶种群，共有蝴蝶10000 只，且群体达到了遗传平衡，9%的蝴蝶体色为
白色，该性状由常染色体上的隐性基因e 决定；91%为花斑色，由基因E 决定。向该种群引入与原种群数量
相同的白色蝴蝶，下列相关分析正确的是（ ）
A．引入蝴蝶前杂合花斑蝴蝶有4200 只
B．引入蝴蝶后e 基因的频率升高为50%
C．引入蝴蝶后E 基因的频率保持不变
D．引入蝴蝶会促进该蝴蝶种群发生进化
3．动物食性的转变一般需要漫长的岁月，但意大利壁蜥从肉食到素食的转变仅用了40 年。在一个较大的
意大利壁蜥种群中，雌雄数目相等且自由交配，等位基因A、a 中A 的基因频率为60%。下列说法正确的是
（ ）
A．意大利壁蜥食性的转变是自然选择的结果
B．a 基因占该种群全部基因数的40%
C．若该等位基因只位于X 染色体上，则XaXa 的基因型频率为8%
D．若没有突变、迁入、迁出和自然选择，该种群的基因频率将维持不变
4．生物进化存在两种动力：自然选择和遗传漂变。遗传漂变是基因频率的随机变化，漂变的发生是由于
偶然性对基因从亲代向下一代传递时的影响；不是所有个体都交配，也不是所有个体产生的配子都能贡献
于繁殖，从而导致亲子代之间基因频率出现变化。下列关于自然选择和遗传漂变的叙述正确的是（ ）
A．自然选择引起种群的基因频率朝一定的方向变化
B．遗传漂变对种群基因频率的影响没有方向性
C．遗传漂变对基因频率的影响与种群的大小无关
D．自然选择通过选择相关的表型进而选择相关的基因
5．英国曼彻斯特地区有一种桦尺蠖，它们夜间活动，白天栖息在长满地衣的树干上。桦尺蠖的黑色基因
对浅色基因为显性，已知桦尺蛾种群的基因型频率如下，BB 占20%，Bb 占40%，bb 占40%。在树干变黑这
一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色（隐性）桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑
色各基因型个体每年增加10%。下列说法正确的是（ ）
A．桦尺蠖种群第二年相比第一年发生了进化
B．第一年该种群中B 和b 的基因频率分别是40%和60%
C．桦尺蠖种群中所有个体的体色基因构成了它的基因库
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D．第二年该种群的BB 和bb 的基因型频率分别是21．6%和35．3%
6．杂交实验表明，桦尺蠖体色受一对等位基因S 和s 控制，黑色S 对浅色s 为显性。在曼彻斯特地区，19
世纪中叶以前，种群中S 的基因频率很低，在5%以下，到20 世纪则上升到95%以上。请分析回答下列问
题：
(1)从遗传的角度分析，最初的S 基因是通过 出现的，它为生物进化提供
。S 基因频率升高的遗传学基础是 。
(2)试用现代生物进化理论分析这一变化的原因：
19
①
世纪，桦尺蠖的栖息地(树干)上长满了地衣，在此环境下，种群s 基因频率高的原因是
。
②随着英国工业的发展，工业炼铜使地衣不能生长，树皮暴露，并被煤烟熏成黑褐色，在此环境条件下，
种群S 基因频率升高的原因是 。
(3)上述事实说明，种群中产生的变异是 的，经过长期的 ，其中不利变
异不断 ，有利的变异则逐渐 ，从而使种群的 发生定向的改
变，导致生物朝着一定方向缓慢地变化。因此生物进化的方向是由 决定的。
核心知识回顾
1．实验原理：一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连
续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。
2．方法步骤
第1 步：用记号笔在培养皿的底部画2 条相互垂直的直线，将培养皿分为4 个区域，分别标记为①~④
第2 步：取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上
第3 步：用无菌的镊子先夹取1 张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1 张抗生素纸片放
在②~④号区域的中央，盖上皿盖
第4 步：将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12~16h
第5 步：观察培养基上细菌的生长状况。若纸片附近出现了抑菌圈，测量和记录每个实验组中抑菌圈的直
径，并取平均值
第6 步：从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，然后重复步骤2~5。如此
重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径
3．注意事项：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。
核心归纳
1．教材P115“探究·实践”实验现象的分析和实验结论
(1)实验现象
与区域①相比，区域②③④纸片周围会出现抑菌圈；区域②③④抑菌圈的平均直径逐代变小。
(2)实验结论
①细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异。
②抗生素选择作用导致耐药菌比例逐代升高。
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2．要点归纳
(1)抗生素不是诱变因子，因此细菌耐药性变异的产生与抗生素无关。
(2)细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变，而基因突变具有不定向性。
(3)滤纸片上的抗生素杀死了其周围的细菌，使其不能形成菌落而出现抑菌圈。
核心知识辨析
1．变异是不定向的，自然选择决定了生物进化的方向。( )
2．达尔文认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。( )
3．从以种群为单位，发展到以生物个体为基本单位，形成了以自然选择为核心的现代生物进化理论。(必
修2 P109) ( )
高考真题剖析
1．（2022·福建·统考高考真题）青蒿素是治疗疟疾的主要药物。疟原虫在红细胞内生长发育过程中吞
食分解血红蛋白，吸收利用氨基酸，血红蛋白分解的其他产物会激活青蒿素，激活的青蒿素能杀死疟原虫。
研究表明，疟原虫Kelch13 蛋白因基因突变而活性降低时，疟原虫吞食血红蛋白减少，生长变缓。同时血
红蛋白的分解产物减少，青蒿素无法被充分激活，疟原虫对青蒿素产生耐药性。下列叙述错误的是（
）
A．添加氨基酸可以帮助体外培养的耐药性疟原虫恢复正常生长
B．疟原虫体内的Kelch13 基因发生突变是青蒿素选择作用的结果
C．在青蒿素存在情况下，Kelch13 蛋白活性降低对疟原虫是一个有利变异
D．在耐药性疟原虫体内补充表达Kelch13 蛋白可以恢复疟原虫对青蒿素的敏感性
限时训练
A 组(选择题为单选)
1．抗生素可以通过干扰细菌的代谢过程而影响其结构和生理功能，从而达到抑制和杀灭细菌的目的。测
试某细菌对不同抗生素敏感性的实验方法如下：在涂有该细菌的琼脂平板培养基上按照一定要求贴浸有不
同种类抗生素的纸片，抗生素向周围扩散，如果抑制生长，则在滤纸片周围出现抑菌圈，结果如图所示。
下列叙述错误的是（ ）
A．该实验的自变量是抗生素的种类
B．该细菌对抗生素IV 的敏感程度大于抗生素I、II 和III
C．抗生素II 形成的抑菌圈较小的原因可能与该抗生素扩散速度太慢有关
D．在本实验条件下，该细菌产生耐药性的变异对该细菌而言是有害变异
2．耐药鲍曼不动杆菌已成为医院内主要流行病原菌，这种细菌在全球范围内对包括碳青霉烯类等在内的
多种抗生素具有广谱耐药性，将可能进化成“超级细菌”，对其引起的疾病的针对性治疗变得日益困难。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．耐药鲍曼不动杆菌的遗传物质主要是DNA
B．耐药鲍曼不动杆菌引起的疾病的治疗困难因为其易发生基因重组
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C．抗生素在该过程中发挥了自然选择的作用
D．抗生素能诱使耐药鲍曼不动杆菌产生新的抗药变异
3．人类在生产和生活中大量使用抗生素是引起细菌抗药性增强的重要原因，如图是细菌抗药性形成示意
图，有关叙述不正确的是（ ）
A．易感菌群中出现具有一定抗药性的细菌可能是基因突变的结果
B．抗药性基因传递给其他细菌产生的变异属于基因重组
C．长期使用某种抗生素，就会通过人工选择产生耐该抗生素的菌群
D．抗生素的不合理使用，会导致耐药菌群的出现或造成体内菌群失调
4．耐甲氧西林金黄色葡萄球菌是超级细菌中最著名的，由医院获得感染或社区获得感染，现在极其常见，
可引起皮肤、肺部、血液和关节的感染。对于超级细菌的说法正确的是（ ）
A．超级细菌的出现是由于抗生素导致定向突变而产生的
B．超级细菌可以通过逆转录的方式形成DNA 分子
C．超级细菌是由于等位基因突变产生耐药性的性状
D．超级细菌可以在进行转录的同时进行翻译过程
5．铜绿假单胞菌已成为重症监护室病人感染的最常见致病菌之一。近年来，治疗恶性肿瘤住院患者发生
铜绿假单胞菌感染的效果一直不佳。为了调查恶性肿瘤患者体内铜绿假单胞菌对抗生素的耐药性，研究者
对8 种抗生素进行了药敏试验，记录各种抗生素在2015~2018 年间的耐药性变化，结果如表所示。下列相
关叙述错误的是（ ）
铜绿假单胞菌对6 大类8 种抗菌药物的耐药性（%）
抗菌药物
2015 年（72
株）
2016 年（83
株）
2017 年（92
株）
2018 年（121
株）
头孢菌素类
头孢唑肟
13.9
14.4
16.3
22.0
阿奇霉素
88.0
89.0
89.0
90.0
大环内脂类
庆大霉素
19.9
25.3
29.9
32.6
氨基糖苷类
妥布霉素
10.6
13.6
16.6
19.9
环丙沙星
12.6
16.7
22.6
22.5
喹诺酮类
左氧氟沙
星
17.4
22.1
23.3
25.8
β-内酰胺抗生
哌拉西林
25.6
25.9
29.9
30.8
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素
青霉素类
阿洛西林
27.1
28.3
30.0
33.2
A．基因突变是细菌群体产生耐药性的根本原因
B．抗生素使用量增大可诱导细菌向耐药性增强的方向变异
C．该菌对各抗菌药物的耐药性基本为逐年递增，较有效的抗菌药物为妥布霉素
D．欲使细菌的耐药性处于较低水平，则需适当更换抗生素种类及使用剂量、次数等
6．碳青霉烯类抗生素是治疗重症感染的一类药物，下表为2005～2008 年该类抗生素在某医院住院患者中
的人均使用量及某种细菌对该类抗生素的耐药率的变化。下列说法正确的是（ ）
年份
2005
200
6
2007
2008
人均使用量/g
0.074
0.1
2
0.14
0.19
耐药率/%
2.6
6.1
1
10.9
25.5
A．2005～2008 年该类抗生素人均使用量逐渐增加，由此判断重症病人逐年增加
B．细菌耐药性产生的实质是发生了染色体变异
C．抗生素使用量的增加对细菌耐药性的增强有促进作用
D．2005～2008 年该细菌种群的基因库没有发生变化
7．利用“抗生素纸片扩散法”观察某细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，可探究抗生素对细菌的
选择作用。下列关于该实验的说法错误的是（ ）
A．实验中应将不含抗生素的纸片和抗生素纸片分别放置在培养基的不同区域
B．实验中可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果
C．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变大
D．在本实验条件下，细菌产生耐药性的变异对细菌而言是有利变异
B 组(选择题为不定项)
1．“超级细菌”是对目前临床使用的大多数抗生素均具耐药性的病菌，抗生素滥用是产生“超级细菌”
的重要原因。相关叙述正确的是（ ）
A．“超级细菌”不具有细胞壁，能抵御抗生素的作用
B．染色体变异是“超级细菌”产生的根本原因
C．长期滥用抗生素导致耐药性基因频率发生定向改变
D．借助噬菌体治疗“超级细菌”可作为一种研究的方向
2．人类生产和生活中滥用抗生素是引起细菌耐药性增强的重要原因。一定时间内抗生素X 在某医院住院患
者的人均使用量以及从患者体内分离得到的细菌M 对抗生素X 的耐药率变化，如图所示。据图分析，下列
说法错误的是（ ）
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A．细菌M 的耐药性形成可能是基因重组或染色体变异的结果
B．抗生素X 的人均使用量增大提高了细菌M 对抗生素X 的耐药率
C．细菌M 对抗生素X 的适应离不开自身的遗传和变异
D．在抗生素X 的选择作用下，细菌M 进化成了新的物种
3．我国卫生部门建立了全国抗菌药物临床应用监测网和细菌耐药监测网，并要求医疗机构开展细菌耐药
监测工作，建立细菌耐药预警机制。例如，当某抗菌药物的主要目标细菌耐药率超过30%时，医疗机构应
及时将这一预警信息进行通报。下列叙述正确的是（ ）
A．抗生素的使用诱导细菌产生了可遗传的耐药性变异
B．细菌进化的实质是细菌种群基因频率发生定向改变
C．预警通报可以提醒医生换用其他抗菌药物
D．基因突变的方向和生物进化的方向是一致的
4．抗生素的使用是一把双刃剑。现在细菌的耐药性越来越强，有效的药物越来越少，若不遏制抗生素的
滥用，人类终将面临“无药可用”的窘境。下列说法正确的是（ ）
A．细菌的变异一般只能发生基因突变，特定情况下也能发生基因重组
B．细菌对抗生素产生抗性的原因是抗生素导致抗性基因的突变
C．抗生素导致细菌抗药性个体的增多提高了物种的多样性
D．长期使用抗生素可改变细菌种群的基因库，并使其发生适应性进化
5．野生型金黄色葡萄球菌对青霉素敏感，长期使用青霉素，存活的金黄色葡萄球菌抗药性逐渐增强。主
要表现为：从群体上看，具有抗药性的菌体所占比例增加；从个体上看，单个菌体能抵抗更高浓度的青霉
素。下列叙述正确的是（ ）
A．群体抗药性增强是自然选择的结果
B．单个金黄色葡萄球菌抗药增强可能是若干个突变累加的结果
C．长期使用青霉素可导致抗药性基因频率减少
D．抗药性强的菌体在各种环境中都具有生存和繁殖的优势
6．最近，能够抗击多数抗生素的“超级细菌”引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因NDM—l，该基因
编码金属β 一内酰胺酶，此菌耐药性产生的缘故是（ ）
A．定向突变B．通过染色体交换从其它细菌获得耐药基因
C．金属β 一内酰胺酶使许多抗菌药物失活
D．抗生素滥用
7．某兴趣小组为探究抗生素对细菌的选择作用，将教材实验进行改进，设计图I 实验方案。首先设置含有
不同浓度抗生素的肉汤培养基培养大肠杆菌，抗生素浓度越低，液体越浑浊，大肠杆菌量越大，由此确定
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二种抗生素对大肠杆菌的最小抑菌浓度。再将大肠杆菌转接到其中培养。每转接一次为一代，连续培养3
代。将每次转接完的大肠杆菌接种到含更高浓度抗生素和TTC 的培养基中培养。（细菌繁殖过程中的代谢
产物能使含有无色TTC 的培养基显红色）测量并记录培养物抑菌圈的直径，统计结果如图2．请结合以上
实验回答下列问题：
(1)细菌耐药性产生的根本原因是和以下哪些现象产生的原因相同 ？
A．镰刀型细胞贫血症
B．高茎豌豆自交，子代出现矮茎
C．白化病
D．猫叫综合征
(2)本实验的自变量是 ，因变量是 。随着大肠杆菌培养代数的增加，耐药性逐渐 （“增
强”或“降低”），依据是 。
(3)根据图2 的统计结果可知，抗生素对大肠杆菌有 作用，并且抑菌效果更好的是 。在阿米卡
星组，三代大肠杆菌培养基颜色的深浅顺序是 （用“>或<或=”符号连接）。
(4)在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是 （“有利”或“有害”），你怎样理解变异是
有利还是有害的 ？
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