高考生物一轮总复习：第七单元 生物的变异、育种与进化

高考生物一轮总复习：第七单元生物的变异、育种与进化目录第1讲基因突变和基因重组第2讲染色体变异第3讲人类遗传病第4讲从杂交育种到基因工程第5讲现代生物进化理论第1讲基因突变和基因重组一、选择题1．下图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是()A．在每个植物细胞中，a、b、c基因都会表达出相应蛋白质B．a、b互为非等位基因，在亲子代间传递时可自由组合C．b中碱基对若发生了增添、缺失或替换，则发生了基因突变，但性状不一定改变D．基因在染色体上呈线性排列，基因的首、尾端存在起始密码子和终止密码子解析植物细胞会进行基因选择性表达，并不是所有的基因在同一细胞中都表达，A项错误；a、b位于同一条染色体上，不遵循基因自由组合定律，自由组合的条件是非同源染色体上的非等位基因，B项错误；b中碱基对发生改变后，mRNA中对应位置的碱基可能改变，但密码子具有简并性，性状不一定改变，C项正确；起始密码子和终止密码子位于mRNA上，基因的首、尾端是启动子和终止子，D项错误。答案C2．经检测某生物发生了基因突变，但其性状并没有发生变化，其原因是()A．遗传信息没有改变B．遗传基因没有改变C．遗传密码没有改变D．控制合成的蛋白质中的氨基酸序列没有改变解析基因突变会导致遗传信息改变，A项不符合题意；基因突变后遗传基因发生改变，相应的遗传密码也会发生改变，B、C项不符合题意；由于密码子的简并性，基因突变后，若控制合成的蛋白质的氨基酸序列没有改变，则其性状不会发生改变，D项符合题意。答案D3．5－溴尿嘧啶(5－BU)是胸腺嘧啶的类似物，可取代胸腺嘧啶。5－BU能产生两种互变异构体，一种是酮式，一种是烯醇式，酮式可与A互补配对，烯醇式可与G互补配对。在含有5－BU的培养基中培养大肠杆菌，得到少数突变型大肠杆菌，突变型大肠杆菌中的碱基数目不变，但A＋T/C＋G的碱基比例不同于原大肠杆菌。下列说法不正确的是()A．5－BU诱发突变的机制是诱发DNA链发生碱基种类替换B．5－BU诱发突变的机制是阻止碱基配对C．培养过程中可导致A/T配对变成C/G配对D．5－BU诱发突变发生在DNA分子复制的过程中解析据题可知，5－BU诱发突变的机制是诱发DNA链发生碱基种类替换，A项正确；5－BU诱发突变的机制并非阻止碱基配对，而是导致碱基对错配，B项错误；据分析可知，培养过程中可导致A/T配对变成C/G配对，C项正确；基因突变发生在DNA复制的过程中，故5－BU诱发突变发生在DNA分子复制的过程中，D项正确。答案B4．某个精原细胞中一对同源染色体上某个基因的一条链发生突变，则该精原细胞分裂产生的4个精细胞中，含有突变基因的细胞数是()A．1个B．2个C．3个 D．4个解析某个基因的一条链发生突变后，由于DNA是半保留复制，形成的初级精母细胞中只有一条染色体上的一条姐妹染色单体含突变基因，最终分裂产生的4个精细胞中，只有1个精细胞含突变基因。答案A5．镰刀型细胞贫血症病因的发现，是现代医学史上重要的事件。假设正常血红蛋白由H基因控制，突变后的异常血红蛋白由h基因控制。下列相关叙述正确是()A．镰刀型细胞贫血症属于单基因遗传病，该病的症状可利用显微镜观察到B．造成镰刀型细胞贫血症的根本原因是一个氨基酸发生了替换C．h基因与H基因中的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值不同D．利用光学显微镜可观测到基因H的长度较基因h长解析镰刀型细胞贫血症患者的红细胞由中央微凹的圆饼状变成了弯曲的镰刀状，而红细胞呈红色，可在显微镜下看到其形态，因此可用显微镜观察镰刀型细胞贫血症患者的红细胞，A项正确；造成镰刀型细胞贫血症的根本原因是控制血红蛋白分子中的基因的碱基序列发生了替换，从而引起所编码的蛋白质的改变，B项错误；在双链DNA分子中，A＝T，C＝G，因此A＋G＝C＋T，即嘌呤与嘧啶的比值等于1，因此h基因与H基因的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值相同，其比值均等于1，C项错误；基因在光学显微镜下是观察不到的，D项错误。答案A6．下图表示基因突变的一种情况，其中a、b是核酸链，c是肽链。下列说法正确的是()A．a→b→c表示基因的复制和转录B．图中由于氨基酸没有改变，所以没有发生基因突变C．图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有简并性D．除图示情况外，基因突变还包括染色体片段的缺失和增添解析由图可知，a→b→c表示基因的转录和翻译，A项错误；只要DNA中碱基对发生改变，该基因就发生了基因突变，B项错误；图中氨基酸没有发生改变，是由于密码子具有简并性，C项正确；染色体片段缺失和增添属于染色体结构的变异，D项错误。答案C7．一个位于常染色体上的基因，发生突变导致胚胎畸形且无法存活。以下叙述正确的是()A．若此突变为隐性，则突变基因携带者均为雌性果蝇B．若此突变为显性，则在存活的个体中存在突变的纯合果蝇C．若此突变为显性，则突变雄果蝇和野生型雌果蝇杂交子代只有雄果蝇D．若此突变为隐性，两个突变基因携带者产生的子代中雌性个体占一半解析若此突变为隐性，因基因位于常染色体上，则突变基因携带者为雌性果蝇或雄性果蝇，A项错误；一个位于常染色体上的基因发生突变，若此突变为显性，则在存活的个体中不存在突变的纯合果蝇，B项错误；基因发生突变导致胚胎畸形且无法存活，若此突变为显性，则突变雄果蝇为杂合子，野生型雌果蝇为隐性纯合子，二者杂交，子代既有雄果蝇，也有雌果蝇，C项错误；若此突变为隐性，两个突变基因携带者产生的子代中，隐性突变纯合子死亡，在存活的个体中，雌雄个体的比值为1∶1，即雌性个体占一半，D项正确。答案D8．A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于1号和2号这一对同源染色体上，1号染色体上有部分来自其他染色体的片段，如图所示。下列有关叙述正确的是()A．A和a、B和b的遗传均遵循基因的分离定律B．A、a和B、b的遗传遵循基因的自由组合定律C．其他染色体片段移接到1号染色体上的现象称为基因重组D．A和a基因的根本区别是组成它们的基本单位的种类不同解析由图可知，A和a、B和b是位于同源染色体上的等位基因，A和a、B和b的遗传遵循基因的分离定律，故A项正确；A、a和B、b位于一对同源染色体上，A、a和B、b的遗传不遵循基因的自由组合定律，故B项错误；其他染色体片段移接到1号染色体上的现象为易位，属于染色体变异，故C项错误；A和a是等位基因，他们的根本区别是碱基的排列顺序不同，故D项错误。答案A9．下列变异的原理一般认为属于基因重组的是()A．将转基因的四倍体与正常的二倍体杂交，生产出不育的转基因三倍体鱼苗B．血红蛋白氨基酸排列顺序发生改变，导致某些贫血病C．一对表现型正常的夫妇，生下了一个既白化又色盲的儿子D．目的基因被误插入受体基因的非编码区，使受体基因不能表达解析A项中运用染色体变异原理；B项中是由基因突变引起的；C项中是由基因重组产生的；D项中基因工程中受体基因不能表达的原因是原有基因受到了破坏。答案C10．鹌鹑的羽色十分丰富，控制羽色的基因多达26个，其中有4个复等位基因(A1、A2、A3、a)，A为显性基因，a为隐性基因；A1、A2、A3之间为共显性。据此判断，下列说法正确的是()A．复等位基因A1、A2、A3、a的存在说明了基因可以向不同方向突变B．鹌鹑群体中存在不同的羽色体现了物种多样性C．复等位基因的出现，主要是基因重组的结果D．在减数分裂形成配子时，复等位基因之间遵循基因的分离和自由组合定律解析复等位基因A1、A2、A3、a的存在说明了一个基因可以向不同方向突变，A项正确；鹌鹑群体中存在不同羽色体现了基因多样性，B项错误；复等位基因的出现，主要是基因突变的结果，C项错误；在减数分裂形成配子时，复等位基因之间遵循基因的分离定律，不遵循自由组合定律，D项错误。答案A二、非选择题11．下图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程，a～d表示4种基因突变。a丢失T/A，b由T/A变为C/G，c由T/A变为G/C，d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生，请回答：注：可能用到的密码子：天冬氨酸(GAU、GAC)，酪氨酸(UAU、UAC)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，终止密码(UAG)。(1)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序为__________________________________________________________，在a突变点附近再丢失________个碱基对对性状影响最小。(2)图中________突变对性状无影响。(3)①过程需要的酶是________。(4)在②过程中，少量mRNA就可以合成大量的蛋白质，原因是________________________________________________________。解析(1)a突变后的DNA转录形成的密码子是GACUAUGGUAUG，对应的氨基酸顺序为天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸。在a突变点附近再丢失两个碱基对对性状的影响最小。(2)由于GAU与GAC均对应于天冬氨酸，所以b突变对性状无影响。(3)转录需要RNA聚合酶。(4)由于一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条多肽链的合成，所以少量mRNA就可以合成大量的蛋白质。答案(1)天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸2(2)b(3)RNA聚合酶(4)一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条多肽链的合成12．回答下列关于生物变异的问题：(1)如图甲表示镰刀型细胞贫血症的发病机理。图中①②表示的遗传信息流动过程分别是①________；②________；缬氨酸的密码子(之一)为________。(2)图乙为基因型AaBB的某动物进行细胞分裂的示意图。则图中两条姐妹染色单体上的基因不同的原因可能是_____________________________________________________。(3)图丙表示两种类型的变异。其中属于基因重组的是________(填序号)，属于染色体结构变异的是________(填序号)，从发生的染色体种类说，两种变异的主要区别是_________________________________。解析(1)图甲中①②表示的过程分别是DNA复制和转录；由图可知缬氨酸的密码子之一是GUA。(2)图乙姐妹染色单体上基因不同的原因可能是DNA复制时发生了基因突变或四分体时期发生了同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换。(3)同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换引起的变异称为基因重组，非同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换引起的变异称为染色体结构变异中的易位。答案(1)DNA复制转录GUA(2)发生了交叉互换或基因突变(3)①②①发生在同源染色体之间，②发生在非同源染色体之间13．果蝇是遗传学研究的经典材料，分析下列与之有关的遗传问题：(1)果蝇的灰体和黑檀体由E和e控制，E和e的根本区别是______________________________________________________。科研人员对E和e基因进行测序并比较，发现e基因的编码序列缺失一个碱基对。据此推测，e基因在翻译时，可能出现________或________。(2)视网膜色素变性病是一种单基因遗传病，是影响人类健康的重要因素之一。有科学家发现，某果蝇种群中也有这种单基因遗传病，为研究人类视网膜色素变性病提供了实验材料。①为判断视网膜色素变性病的遗传方式，请用该种群的果蝇进行相关实验，并完成以下内容：实验材料：选择亲本表现型为________的果蝇作为杂交实验材料。杂交方法：____________________________。实验结果：子一代表现型均正常。结论：视网膜色素变性病的遗传方式为常染色体上隐性遗传病。②视网膜色素变性病也有只发生在X染色体上的隐性遗传，若用荧光分子标记法检测，女性患者体细胞在有丝分裂中期应有________个荧光点。解析(1)E和e是等位基因，二者的根本区别是脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同。e基因的编码序列缺失一个碱基对，可能导致mRNA中终止密码提前出现，使翻译提前终止，也可能导致突变位点及以后对应的氨基酸序列均发生改变。(2)由于视网膜色素变性病的显隐性未知，判断视网膜色素变性病的遗传方式，可选择具有相对性状的雌雄果蝇进行正反交实验，即选择视网膜色素变性和视网膜色素正常的雌雄果蝇进行正反交实验。②若视网膜色素变性病是只发生在X染色体上的隐性遗传，则女性体细胞中的两条X染色体上均含有致病基因，在有丝分裂中期每条染色体均含有两条染色单体，共含有4个致病基因，用荧光分子标记法检测，应有4个荧光点。答案(1)脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同提前终止从缺失部位以后翻译的氨基酸序列发生变化(2)视网膜色素变性和视网膜色素正常正交、反交4第2讲染色体变异一、选择题1．下列有关水稻的叙述中，正确的是()A．二倍体水稻经花药离体培养，获得的单倍体植株较弱小，种子也较小B．二倍体水稻经过秋水仙素处理，可得到四倍体水稻，稻穗、米粒变大C．四倍体水稻经花药离体培养，可得到二倍体水稻，含两个染色体组D．四倍体水稻与二倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，稻穗、米粒变小解析二倍体水稻的单倍体植株弱小，且高度不育，难以结种子，A项错误；二倍体水稻经秋水仙素处理后染色体加倍，得到四倍体，其营养器官、果实和种子都比较大，B项正确；四倍体水稻经花药离体培养得到的是单倍体，含有两个染色体组，C项错误；四倍体水稻与二倍体水稻杂交后得到三倍体水稻，细胞内含三个染色体组，高度不育，不能结出米粒，D项错误。答案B2．下列关于基因突变和染色体变异的叙述，错误的是()A．通过大量杂交实验，可以确定基因突变是显性还是隐性B．X射线不仅可以引起基因突变，也可能引起染色体变异C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类和数目的变化D．染色体结构变异可在光学显微镜下观察到，而基因突变不能解析通过大量杂交实验，然后根据子代表现型可确定该基因突变是显性突变还是隐性突变，A项正确；X射线处理既可以引起基因突变也可能引起染色体变异，B项正确；染色体片段的重复不会导致基因种类的变化，C项错误；染色体结构变异可在光学显微镜下观察到，而基因突变不能在光学显微镜下观察到，D项正确。答案C3.番茄是一种二倍体植物。有一种三体番茄，其第6号染色体有三条。在减数分裂过程中联会时2条随机配对，另1条不能配对(如图所示)。设三体番茄的基因型为AABBb。下列分析中，错误的是()A．该三体番茄产生的花粉的基因型为ABB、Ab、ABb、ABB．该三体番茄与正常番茄杂交，后代中变异个体的概率为1/4C．该三体番茄的形成属于染色体变异，用光学显微镜可观察到此变异D．该三体番茄的根尖分生区细胞分裂1次所得子细胞的基因型为AABBb解析三体在联会时三条同源染色体随机配对，然后同源染色体再随机分到子细胞中，所以会产生ABB、Ab、ABb、AB四种基因型的花粉，A项正确；该三体番茄与正常番茄杂交，后代变异个体的概率为1/2，B项错误；三体番茄形成属于单个染色体数目变异，在光学显微镜下可以观察到，C项正确；根尖分生区细胞进行的是有丝分裂，所得子细胞的基因型和原细胞相同，即AABBb，D项正确。答案B4．如图是蝗虫细胞中同源染色体(A1和A2)的配对情况。下列判断错误的是()A．若A1正常，则A2可能发生了染色体片段的缺失B．若A2正常，则A1可能发生了染色体片段的增加C．图中的变异可以通过光学显微镜观察到D．该变异不能通过有性生殖遗传给下一代解析如果A1正常，则A2可能发生了染色体结构变异中的缺失，A项正确；若A2正常，则A1可能发生了染色体结构变异中的重复，B项正确；染色体可用龙胆紫或者醋酸洋红染色进行观察，所以染色体变异可通过光学显微镜观察，C项正确；染色体结构变异属于可遗传变异，能通过有性生殖遗传给下一代，D项错误。答案D5．将人体细胞置于一种培养液中培养时，色觉正常基因B与色盲基因b分别被绿色与红色荧光标记，与白化病有关的基因A、a分别被紫色与黄色荧光标记。在此培养液中培养精原细胞，一段时间后观察到一个次级精母细胞中有三种颜色的荧光点，其原因不可能是()A．白化病有关基因所在染色体发生了基因突变B．色盲有关基因所在染色体发生了基因突变C．白化病有关基因所在染色体发生了交叉互换D．色盲有关基因所在染色体发生了交叉互换解析该次级精母细胞基因型可能为AAXBXb或aaXBXb或AaXBXB或AaXbXb，若是前两种情况，则原因不可能是交叉互换，因为相关基因位于X染色体的非同源区，不会发生交叉互换。答案D6．如图所示为基因型AaBb(两对基因独立遗传)的某种二倍体动物的两个正处在分裂状态的细胞。下列说法正确的是()A．两个细胞所属的分裂方式相同B．两个细胞中染色体组数和同源染色体对数相同C．两个细胞中A、a基因的位置异常，其原因相同D．两个细胞发生了相同类型的可遗传变异解析图示为基因型AaBb的某种二倍体动物的两个正处在分裂状态的细胞。图A细胞有同源染色体，呈现的特点是每条染色体排列在细胞中央赤道板上，处于有丝分裂中期，图B细胞没有同源染色体，呈现的特点是染色体移向细胞两极，处于减数第二次分裂的后期，可见，两个细胞所属的分裂方式不同，A项错误；两个细胞中都含有2个染色体组，图A细胞有2对同源染色体，图B细胞中没有同源染色体，B项错误；图A细胞中A、a基因的位置异常是由于发生了基因突变，图B细胞中A、a基因的位置异常是由于发生了基因突变或交叉互换，C项错误；已知A和a、B和b这两对基因独立遗传，即分别位于两对同源染色体上，而图示的两个细胞中却有1条染色体上同时含有a、b基因，说明这两个细胞都发生了染色体结构变异中的易位，D项正确。答案D7．图1为某高等动物的一组细胞分裂图像，A、a、B、b、C、c分别表示染色体；图2表示该动物某种细胞分裂过程中染色体组数变化情况。下列有关叙述正确的是()A．a和B染色体上的基因可能会发生交叉互换B．若图1中的乙细胞对应图2中的d时期，则m所代表的数值是1C．甲、乙、丙三个细胞中均含有2个染色体组，但只有丙中不含同源染色体D．丙细胞产生子细胞的过程中会发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合解析交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，a和B染色体是非同源染色体；图1中的乙细胞是有丝分裂中期，染色体组数为2；甲、乙、丙三个细胞中均含有2个染色体组，丙细胞处于减数第二次分裂后期，不含同源染色体；等位基因的分离和非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂过程中。答案C8．下列现象中，与减数分裂同源染色体联会行为均有关的是()①人类的47，XYY综合征个体的形成②线粒体DNA突变会导致在培养大菌落酵母菌时出现少数小菌落③三倍体西瓜植株的高度不育④一对等位基因杂合子的自交后代出现3∶1的性状分离比⑤卵裂时个别细胞染色体异常分离，可形成人类的21三体综合征个体A．①② B．①⑤C．③④ D．④⑤解析①人类的47，XYY综合征个体的形成是X的卵细胞与YY的精子结合的结果，所以YY染色体来自精子，减Ⅱ姐妹染色单体没有分离，与同源染色体联会行为无关；②线粒体DNA不与蛋白质结合不形成染色体，和同源染色体联会无联系；③三倍体西瓜植株的高度不育正是由于染色体不能正常联会的结果，所以选项中必有此小项；④一对等位基因杂合子的自交后代出现3∶1的性状分离比是基因分离的结果，在于联会后的同源染色体的分离；⑤卵裂时个别细胞染色体异常分离，可形成人类的21三体综合征个体，是指有丝分裂过程，与同源染色体联会无关。答案C9．果蝇灰体对黄体为显性，相关基因E、e位于X染色体上。用X射线处理一只灰体雄蝇，然后将其与黄体雌蝇杂交，数千只子代(F1)中出现一只灰体雄蝇。检测发现，这只灰体雄蝇Y染色体上多了一段带有E基因的片段。下列判断不正确的是()A．亲代灰体雄蝇变异发生在胚胎时期B．实验结果说明突变具有低频性C．F1中灰体雄蝇的出现是染色体结构变异的结果D．F1灰体雄蝇与黄体雌蝇交配，后代雄蝇都是灰体解析如果亲代灰体雄蝇变异发生在胚胎时期(此时Y染色体上多了一段带有E基因的片段)，则后代中的雄蝇将均为灰体，这与题中信息矛盾；数千只子代(F1)中出现一只灰体雄蝇，说明突变具有低频性；Y染色体上多了一段带有E基因的片段属于染色体结构变异；由于F1灰体雄蝇的Y染色体上带有E基因，因此，该灰体雄蝇的后代中雄性个体均为灰体。答案A10．豌豆种群中偶尔会出现一种三体植株(多1条2号染色体)，减数分裂时2号染色体的任意两条移向细胞一极，剩下一条移向另一极。下列关于某三体植株(基因型AAa)的叙述，正确的是()A．该植株来源于染色体变异，这种变异会导致基因种类增加B．该植株在细胞分裂时，含2个A基因的细胞应处于减Ⅱ后期C．三体豌豆植株能产生四种配子，其中a配子的比例为1/4D．三体豌豆植株自交，产生Aaa基因型子代的概率为1/9解析由题意可知，该植株发生了染色体变异，这种变异会导致基因数量的增加，A项错误；该植株在减数分裂过程中，若减数第一次分裂后期含A的两条同源染色体分离进入不同细胞，则含2个A基因的细胞应处于减数第二次分裂的前期、中期或后期，B项错误；若该三体植株(基因型AAa)基因组成中的2个A基因分别用A1、A2表示，则该三体植株在减数分裂过程产生配子的情况有：①A1、A2移向一极，a移向另一极，②A1、a移向一极，A2移向另一极，③A2、a移向一极，A1移向另一极，所产生配子的种类及比例为AA∶A∶Aa∶a＝1∶2∶2∶1，即a配子的比例为1/6，C项错误；结合对C选项的分析，三体豌豆植株自交，产生Aaa基因型子代的概率为2/6Aa(雌配子)×1/6a(雄配子)＋2/6Aa(雄配子)×1/6a(雌配子)＝1/9，D项正确。答案D11．下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述中，正确的是()A．洋葱的不定根在冰箱的低温室内诱导36h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝点分裂B．改良苯酚品红染液的作用是固定和染色C．体积分数为95%的酒精可用于洗涤细胞，固定过程中使用卡诺氏液D．经过解离、漂洗、染色和制片，在显微镜下观察，发现所有细胞内的染色体数目都加倍解析低温诱导不会抑制染色体着丝点的分裂，而是使子染色体不能移向细胞的两极、细胞不能分裂成两个子细胞；改良苯酚品红染液的作用是染色，不能用于固定；显微镜下观察，发生染色体数目加倍的只有少数细胞，多数细胞处于分裂间期，看不到染色体，还有部分细胞有染色体，但可能是正常的有丝分裂。答案C12．下列关于生物变异的说法，错误的是()A．用一定浓度的秋水仙素处理二倍体的单倍体幼苗，可得到纯合的二倍体B．豌豆的淀粉分支酶基因中插入一段外来的DNA序列属于基因突变C．果蝇的某个核基因Q1突变为Q2后，正常情况下Q1与Q2会出现在同一个配子中D．基因突变若发生在体细胞中，则不能通过有性生殖遗传给后代解析二倍体的单倍体幼苗经秋水仙素处理可得到纯合二倍体，A项正确；基因中插入一段DNA序列属于基因结构的改变，为基因突变，B项正确；基因突变产生的新基因与原基因互为等位基因，正常情况下，等位基因会在减数分裂形成配子的过程中分离，进入不同的配子中，C项错误；体细胞是不能进行减数分裂的，所以发生在体细胞中的基因突变不能通过有性生殖遗传给后代，D项正确。答案C二、非选择题13．某男性表现型正常，其一条13号染色体和一条21号染色体发生了下图1所示变化。该男性与某染色体组成正常的女性婚配，所生的三个子女染色体组成如图2所示。据图回答：(1)图1所示的染色体变异类型有________，该变异可发生在________分裂过程，观察该变异最好选择处于________(时期)的胚胎细胞。(2)若不考虑其他染色体，在减数分裂时，图2中男性的三条染色体中，任意两条联会并正常分离，另一条随机移向细胞任一极，则其理论上产生的精子类型有________种，该夫妇生出正常染色体组成的孩子的概率为________。参照4号个体的染色体组成情况，画出3号个体的染色体组成。解析(1)根据图1可知，13号染色体与21号染色体结合形成了1条染色体，且发生了染色体片段的丢失，因此染色体变异类型有染色体结构和数目变异。该变异过程既可发生在减数分裂过程中，也可发生在有丝分裂过程中。由于有丝分裂中期的细胞中染色体形态比较固定，数目比较清晰，因此最好选择处于有丝分裂中期的胚胎细胞观察该变异。(2)若图2中男性的三条染色体中，任意两条联会并正常分离，另一条随机移向任一极，则理论上产生的精子类型有13号染色体和21号染色体、易位染色体、21号染色体和易位染色体、13号染色体、13号染色体和易位染色体、21号染色体共6种；该夫妇生出正常染色体(即13号和21号染色体组成正常)孩子的概率为1/6。根据4号个体的染色体组成情况，3号(13三体)的染色体组成为2条13号染色体、1条易位染色体和1条21号染色体。答案(1)染色体结构和数目变异有丝分裂和减数有丝分裂中期(2)61/614．二倍体观赏植物蓝铃花的花色(紫色、蓝色、白色)由三对常染色体上的等位基因(A、a，E、e，F、f)控制，下图为基因控制物质合成的途径。请分析回答下列问题：(1)研究发现有A基因存在时花色为白色，则基因A对基因E的表达有________作用。(2)选取纯合的白花与紫花植株进行杂交，F1全为紫色，F2中白花、蓝花、紫花植株的比例为4∶3∶9，请推断图中有色物质Ⅱ代表________(填“蓝色”或“紫色”)物质，亲本白花植株的基因型是________，将F2中的紫花植株自交，F3中蓝花植株所占的比例是________。(3)基因型为AAeeff的植株和纯合的蓝花植株杂交，F2植株的表现型与比例为________。(4)已知体细胞中f基因数多于F基因时，F基因不能表达。下图是基因型为aaEeFf的两种突变体类型与其可能的染色体组成(其他染色体与基因均正常，产生的各种配子正常存活)。①图中甲所示的变异类型是________，基因型为aaEeFff的突变体花色为________。②现有纯合的紫花和蓝花植株，欲通过一代杂交确定aaEeFff植株属于图中的哪一种突变体类型，请完善实验步骤及结果预测。实验步骤：让该突变体与________植株杂交，观察并统计子代的表现型与比例。结果预测：Ⅰ.若子代中蓝∶紫＝3∶1，则其为突变体________。Ⅱ.若子代中________，则其为突变体________。解析(1)根据题图分析可知E控制有色物质Ⅰ，F控制有色物质Ⅱ，但是当A基因存在时花色为白色，说明A基因对E的表达有抑制作用。(2)选取纯合的白花与紫花植株进行杂交，F1全为紫花，F2中白花、蓝花、紫花植株的比例为4∶3∶9，说明F1紫花为双杂合子aaEeFf，则有色物质Ⅱ是紫色，有色物质Ⅰ是蓝色。同时也说明亲本白花的基因型是aaeeff，紫花的基因型是aaEEFF，F2中的紫花植株的基因型有aaEEFF(1/9)、aaEEFf(2/9)、aaEeFF(2/9)、aaEeFf(4/9)，它们自交后代蓝花(aaE_ff)的比例为2/9×1/4＋4/9×3/4×1/4＝5/36。(3)基因型为AAeeff的植株和纯合的蓝花植株aaEEff杂交，F2植株的基因型及比例为A_E_ff(白花)∶A_eeff(白花)∶aaE_ff(蓝花)∶aaeeff(白花)＝9∶3∶3∶1，即表现型与比例为白花∶蓝花＝13∶3。(4)①甲细胞在非同源染色体上多了一个f，为染色体结构变异(或易位)；由于体细胞中f基因数多于F基因时，F基因不能表达，因此基因型为aaEeFff的突变体花色为蓝色。②让突变体aaEeFff与基因型为aaEEff(蓝花)的植株杂交，若子代中蓝∶紫＝3∶1，则其为突变体甲；若子代中蓝∶紫＝1∶1，则其为突变体乙。答案(1)抑制(2)紫色aaeeff5/36(3)白花∶蓝花＝13∶3(4)①染色体结构变异(或易位)蓝色②实验步骤：蓝花结果预测：Ⅰ.甲Ⅱ.蓝∶紫＝1∶1乙第3讲人类遗传病一、选择题1．下列有关人类遗传病的叙述，正确的是()A．遗传病一定是自亲代遗传而来，但不一定遗传给后代B．应在人群中随机抽样调查以研究单基因遗传病的遗传方式C．多基因遗传病与环境因素有一定的关系，在群体中发病率较高D．从理论上分析，遗传病无法根治解析人类遗传病是因遗传物质改变而引起的人类疾病。遗传病不一定自亲代遗传而来，可由基因突变或染色体变异而在当代个体中产生，也不一定遗传给后代，如杂合子患者有可能把正常基因传给后代；调查遗传病的遗传方式时，应该在患者的家系中进行研究，在人群中能开展的是统计发病率的工作；从理论上分析，只要能修复病变基因即可根治遗传病，如基因治疗为根治遗传病开辟了新途径。答案C2．戈谢病是患者缺乏β－葡糖苷酶－葡糖脑苷脂酶，从而引起不正常的葡糖脑苷脂在细胞内积聚所致，患者肝、脾肿大。如图是用凝胶电泳的方法得到的某患者家系相关DNA凝胶电泳结果。据图分析，下列推断错误的是()A．该病为常染色体隐性遗传病B．2号为该病致病基因的携带者，5号为杂合子的概率是2/3C．1号和2号再生一个正常男孩的概率是3/8D．该病可通过测羊水中酶的活性和B超检查来进行产前诊断解析根据系谱图中“无中生有”的特点可判断该病是隐性遗传病，根据个体的表现型及电泳结果可知，3号为显性纯合子，4号为隐性纯合子，1号和5号均为杂合子。若该病为伴X染色体隐性遗传病，则1号不可能为杂合子，故该病为常染色体隐性遗传病，A项正确；1号和2号均为该病致病基因的携带者，5号一定为杂合子，B项错误；1号和2号均为该病致病基因携带者，二者再生一个正常男孩的概率是(3/4)×(1/2)＝3/8，C项正确；根据题意可知，该病患者缺乏β－葡糖苷酶－葡糖脑苷脂酶，肝、脾肿大，因此可通过测羊水中酶的活性和B超检查来进行产前诊断，D项正确。答案B3．下列与遗传病有关的叙述，正确的是()A．遗传病患者生育的后代个体一定带致病基因B．抗维生素D佝偻病、哮喘和猫叫综合征三种遗传病遗传时都符合孟德尔遗传定律C．各种遗传病的发病率在中老年群体中随着年龄增加而增加D．在患者后代中多基因遗传病的发病率高于单基因遗传病解析常染色体显性遗传病患者Aa的后代可能是aa，不含致病基因，A项错误；符合孟德尔遗传定律的只有单基因遗传病，抗维生素D佝偻病属于单基因遗传病，猫叫综合征属于染色体异常遗传病，B项错误；染色体异常遗传病不会随中老年个体的年龄增长而改变，C项错误；在患者后代中，多基因遗传病的发病率远高于单基因遗传病，D项正确。答案D4．下列关于人类遗传病及其实例的分析中，不正确的是()A．多指、苯丙酮尿症、原发性高血压是单基因遗传病B．21三体综合征、猫叫综合征都是染色体异常引起的C．多基因遗传病易受环境因素的影响、在群体中发病率比较高D．既患血友病又患白化病的孩子的父母可能均表现正常解析单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病，多指、苯丙酮尿症是单基因遗传病，原发性高血压属于多基因遗传病，A项错误；21三体综合征、猫叫综合征都是染色体异常引起的，B项正确；多基因遗传病易受环境因素的影响、在群体中发病率比较高，C项正确；血友病和白化病都是隐性遗传病，因此既患血友病又患白化病的孩子的父母可能均表现正常，D项正确。答案A5．有关资料表明，我国人群中高度近视的发病率为1%。某家庭母亲、儿子高度近视，父亲正常。下列判断或叙述中最合理的是()A．高度近视发病率很低，因此为单基因遗传病B．高度近视发病率很低，因此为隐性遗传病C．判断该遗传病显隐性的方法是让高度近视的男女婚配，若后代中出现正常子女，该病为伴X显性遗传病D．根据母子患病父亲正常，还不能判断该病的致病基因是否位于X染色体上答案D6．下列关于21三体综合征和猫叫综合征的相关说法中，正确的是()A．都属于人类遗传病，由染色体结构变异造成的疾病B．都可通过绘制患者家族遗传系谱图研究遗传规律C．都可通过显微镜观察羊水中胎儿细胞染色体进行产前诊断D．两种病与哮喘病、青少年型糖尿病致病原理相同解析21三体综合征和猫叫综合征都属于人类遗传病，但是21三体综合征是染色体数目变异的结果，A项错误；21三体综合征和猫叫综合征没有一定的遗传规律，不能通过绘制患者家族遗传系谱图研究其遗传规律，B项错误；染色体变异可通过显微镜观察羊水中胎儿细胞染色体进行产前诊断，C项正确；哮喘病、青少年型糖尿病是多基因遗传病，与21三体综合征和猫叫综合征的致病原理不同，D项错误。答案C7．一对夫妇生了个基因型为XBXbY的孩子，已知父亲正常，母亲为色盲携带者。下列分析中正确的是()A．问题可能来自父亲，在减数第一次分裂过程中出现了差错B．问题可能来自父亲，在减数第二次分裂过程中出现了差错C．问题一定来自母亲，在减数第一次分裂过程中出现了差错D．问题一定来自母亲，在减数第二次分裂过程中出现了差错解析根据题意分析可知：父亲正常，则基因型为XBY；母亲为色盲携带者，则基因型为XBXb。该夫妇生了个基因型为XBXbY的孩子，可能是XBXb＋Y的受精卵发育而来，也可能是XBY＋Xb的受精卵发育而来。若问题来自父亲，则孩子是由XBY＋Xb的受精卵发育而来，XY染色体没有分离，说明在减数第一次分裂过程中出现了问题，A项正确，B项错误；若问题来自母亲，则孩子是由XBXb＋Y的受精卵发育而来，XB与Xb没有分离，说明在减数第一次分裂过程中出现了问题，C、D两项错误。答案A8．下列有关人类遗传病的叙述，正确的是()A．21三体综合征是受一对等位基因控制的遗传病B．男性血友病患者的女儿结婚应尽量选择生育男孩C．原发性高血压属于人类遗传病中的多基因遗传病D．调查遗传病的发病率需对多个患者家系进行调查解析人类遗传病包括多基因遗传病、单基因遗传病和染色体异常遗传病，21三体综合征属于染色体异常遗传病，A项错误；血友病是伴X染色体隐性遗传病，男性血友病患者的女儿可能是携带者也可能是患者，若为携带着，其与正常男性结婚，后代女孩全部正常，而男孩有一半患病，若为患者，其与正常男性结婚，后代女孩全部正常，男孩全部患病，故男性血友病患者的女儿结婚应尽量选择生女孩，B项错误；原发性高血压、青少年型糖尿病等属于人类遗传病中的多基因遗传病，C项正确；调查遗传病的发病率时，需要在人群中随机调查，且要保证调查的群体足够大，D项错误。答案C9．下表是四种人类遗传病的亲本组合及优生指导，不正确的是()选项遗传病遗传方式夫妻基因型优生指导A地中海贫血病常染色体隐性遗传Aa×Aa产前诊断B血友病伴X染色体隐性遗传XhXh×XHY选择生女孩C白化病常染色体隐性遗传Bb×Bb选择生男孩D抗维生素D佝偻病伴X染色体显性遗传XdXd×XDY选择生男孩解析白化病是常染色体遗传病，男女患病概率相同。答案C10．下列关于优生措施的相关说法错误的是()A．遗传咨询和产前诊断等对预防遗传病有重要意义B．羊水检测可检查出染色体异常遗传病和多基因遗传病C．基因诊断出不含致病基因的胎儿也可能患先天性疾病D．经B超检查无缺陷的胎儿也可能患遗传病解析遗传咨询和产前诊断等措施，能够有效降低遗传病的发病率，对预防遗传病有重要意义，A项正确；羊水检测可检查出染色体异常遗传病，一般查不出多基因遗传病，B项错误；人类遗传病主要分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类，基因诊断出不含致病基因的胎儿也有可能患先天性疾病，如染色体异常遗传病，C项正确；B超检查只能检查出胎儿是否患有先天性畸形，不能检查出是否患有遗传病，所以经B超检查无缺陷的胎儿也可能患遗传病，D项正确。答案B11．人类基因组计划(HGP)对于人类遗传病的诊治和预防具有重要意义，下列说法正确的是()A．正常人体细胞都含有23对同源染色体，HGP就是测定23条染色体上DNA的碱基序列B．镰刀型细胞贫血症，21三体综合征都可以在显微镜下观察确诊C．人类遗传病可通过遗传咨询和产前诊断完全杜绝D．HGP是一项有着深远影响的工程，这项工程是没有负面影响且有利于人类发展的解析人类基因组计划(HGP)需要测定包括22条常染色体和X、Y两条性染色体在内共24条染色体上的DNA序列，A项错误；镰刀型细胞贫血症患者的红细胞异常，可以在显微镜下观察到，21三体综合征患者的细胞中多了一条21号染色体，也可以在显微镜下观察到，B项正确；遗传咨询和产前诊断可以在一定程度上预防人类遗传病，C项错误；HGP是一项有着深远影响的工程，有利于人类的发展，但是也有一定的负面影响，D项错误。答案B二、非选择题12．图甲曲线表示各类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险，图乙是患甲病(显性基因为A，隐性基因为a)和乙病(显性基因为B，隐性基因为b)两种遗传病的系谱图。回答下列问题：(1)据图甲分析：①多基因遗传病的显著特点是_______________________________。②染色体异常遗传病风险在出生后明显低于胎儿期，这是因为__________________________________________________________。③克莱费尔特症患者的性染色体组成为XXY。父亲色觉正常(XBY)，母亲患红绿色盲(XbXb)，生了一个色觉正常的克莱费尔特症患者，请运用有关知识进行解释。_______________________________________________________。(2)图乙中甲病为________遗传病。假设Ⅱ3不是乙病基因的携带者，则乙病为________遗传病，若Ⅲ9与Ⅲ12结婚，生育的子女患病的概率为________。(3)人类基因组计划需要对人类的________条染色体进行测序；选样时通常选择采集男性血液样本建立白细胞基因血库，原因是_________________________________________________________。解析(1)①图甲中实线代表多基因遗传病，明显看出成年人发病风险显著增加。②大多数染色体异常遗传病是致死的，患病胎儿在出生前就死亡了，因此染色体异常遗传病风险在出生后明显低于胎儿期。③克莱费尔特症患者的性染色体组成为XXY。父亲色觉正常(XBY)，母亲患红绿色盲(XbXb)，生育一个色觉正常的克莱费尔特症患者，则母亲减数分裂正常，形成Xb卵细胞；父亲减数第一次分裂时，X、Y染色体未正常分离，形成XBY精子；XBY精子与Xb卵细胞结合形成XBXbY的受精卵，才会生出色觉正常的克莱费尔特症患者。(2)确定遗传病类型：由Ⅱ7、Ⅱ8生出无病的Ⅲ11，可知甲病为显性遗传病，由Ⅱ7患病、Ⅲ11正常，可知甲病不是伴X染色体显性遗传病，而是常染色体显性遗传病；由Ⅱ3、Ⅱ4生有患病的Ⅲ10，可知乙病为隐性遗传病，再根据Ⅱ3不是乙病基因的携带者，可知乙病是伴X染色体隐性遗传。确定Ⅲ9与Ⅲ12的基因型：由Ⅲ9、Ⅲ10、Ⅱ3、Ⅱ4关于乙病的表现型可推出Ⅱ3、Ⅱ4关于乙病的基因型分别为XBY、XBXb，所以Ⅲ9的基因型为1/2aaXBXb或1/2aaXBXB，由Ⅲ11知Ⅱ7、Ⅱ8关于甲病的基因型分别为Aa、Aa，所以Ⅲ12的基因型为1/3AAXBY或2/3AaXBY。最后计算概率：先分析每对基因，分别算出患甲病和乙病的概率，患甲病的概率为1/3＋2/3×1/2＝2/3，患乙病的概率为1/2×1/4＝1/8，则生育的子女中不患病的概率为(1－2/3)×(1－1/8)＝7/24，所以患病的概率＝1－7/24＝17/24。(3)人类细胞中含有23对染色体，但由于男性的性染色体不同，因此人类基因组计划需要对人类的24条染色体(22条常染色体＋X＋Y)进行测序；男性白细胞携带人类的全套遗传物质(遗传信息)，并且采样非常方便，因此选样时通常选择采集男性血液样本建立白细胞基因血库。答案(1)①成年人发病风险显著增加(或随着年龄增加发病人数急剧上升)②大多数染色体异常遗传病是致死的，患病胎儿在出生前就死亡了③母亲减数分裂正常，形成Xb卵细胞；父亲减数第一次分裂时，X、Y染色体未正常分离，最终形成XBY精子；XBY精子与Xb卵细胞结合形成XBXbY的受精卵(2)常染色体显性伴X染色体隐性17/24(3)24男性白细胞携带人类的全套遗传物质(遗传信息)，并且采样非常方便13．在开展高中生物研究性学习时，某校部分学生对高度近视的家系进行调查，调查结果如下表。双亲性状调查的家庭个数子女总人数子女高度近视人数男女双亲均正常711972624母方高度近视父方正常51435父方高度近视母方正常41233双亲高度近视41147总计842344647若控制高度近视的基因为D和d，请据表回答下列问题：(1)请据表分析高度近视的遗传方式是________。(2)在调查过程中，该研究小组同学对一患高度近视的女生进行家系调查，该女生的父母视力正常，且有一视力正常的哥哥。①已知在正常视力人群中，杂合子的概率为1/100，该女生的哥哥与一视力正常的女性结婚，所生子女患高度近视的概率是________。②已知抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病，该女生的父母表现正常，则该女生患抗维生素D佝偻病的概率为________。(3)人类遗传病均可经“基因检测”确诊吗？________(填“是”或“不一定”)。解析(1)根据双亲正常子女高度近视，且男女比例相当可判断高度近视为常染色体隐性遗传病。(2)根据题意所述结合遗传系谱图的绘制要求可绘出遗传系谱图，从图中可知该女生的哥哥基因型为DD或Dd，且DD占1/3，Dd占2/3，他与正常女性结婚，该正常女性为杂合子Dd的概率为1/100，则他们所生子女高度近视的概率＝2/3×1/100×1/4＝1/600，由于抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病，该女生的父母正常，基因型为XaY、XaXa，他们不可能生出患抗维生素D佝偻病的孩子，人类遗传病有三种，染色体异常遗传病不能通过基因检测确诊。答案(1)常染色体隐性遗传(2)①1/600②0(3)不一定解析(1)该植物为自花且闭花受粉植物，故一般情况下，其植株大多为纯合子。(2)诱变育种时用γ射线处理利用的原理是基因突变，由于基因突变具有不定向性、低频性以及多害少利性三个特点，故需要处理大量种子以获得所需品种。(3)如采用杂交育种的方式，将上述两个亲本杂交，即DDEErr×ddeeRR→F1∶DdEeRr，在F1自交所得的F2中选择抗病矮茎个体(D_E_R_)，再通过连续自交及逐代淘汰等纯合化的手段，最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种(DDEERR)。一般情况下，控制性状的基因数量越多，需进行多次的自交和筛选操作才能得到所需的纯合品种，育种时间相对较长。若只考虑茎的高度，F1(DdEe)在自然状态下繁殖即自交后，F2中表现型及比例为9矮茎(9D_E_)∶6中茎(3D_ee、3ddE_)、1高茎(1ddee)。答案(1)纯(2)不定向性、低频性(3)选择纯合化年限越长矮茎∶中茎∶高茎＝9∶6∶1(4)基因重组和染色体变异遗传图解如下：3．水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害，严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比，抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。(1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对________。为判断某抗病水稻是否为纯合子，可通过观察自交子代________来确定。(2)研究发现，水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白，也需要Mp基因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合，抗病反应才能被激活。若基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻，被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，推测这两种水稻的抗病性表现依次为________。(3)研究人员每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3)，几年后甲品种丧失了抗病性，检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是____________________________________________________。(4)水稻种植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种，将会引起Mp种群______________________________，使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失，无法在生产中继续使用。(5)根据本题所述水稻与Mp的关系，为避免水稻品种抗病性丧失过快，请从种植和育种两个方面给出建议：________________________________________________________。解析(1)水稻的抗病与感病符合同一种生物的同一性状的不同表现型，是一对相对性状；通过观察自交子代是否发生性状分离来确定纯合子、杂合子的情况。(2)基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，因只有R蛋白与相应的A蛋白结合，抗病反应才能被激活，基因型为R1R1r2r2R3R3的水稻没有R2蛋白与Mp的A2蛋白结合，抗病反应不能被激活；基因型为r1r1R2R2R3R3的水稻中有与A2蛋白结合的相应的R2蛋白，抗病反应能被激活，因此这两种水稻的抗病性表现依次为感病、抗病。(3)每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3)，几年后甲品种丧失了抗病性，由于水稻的基因没有变异，只能是Mp(A1A1a2a2a3a3)的A1基因发生突变，使甲品种R1蛋白没有与之结合的A1蛋白，抗病反应不能被激活，丧失抗性。(4)由于Mp有多种不同基因型的个体，而单一抗病类型的水稻只对其中一种Mp有抗性，长期种植这一种类型将会引起Mp种群中其他类型的个体大量繁殖，其A基因频率升高，该品种不能对其他类型的Mp有抗性，导致其抗病性逐渐减弱直至丧失，无法再生产中继续使用。(5)为避免单一抗病类型的水稻品种抗病性丧失过快，可以将不同水稻抗病品种(甲、乙、丙)混种；育种时培养同时含有多对抗性基因的纯合子品种(如R1R1R2R2R3R3)。答案(1)性状性状是否分离(2)感病、抗病(3)Mp的A1基因发生了突变(4)(A类)基因(型)频率改变(5)将含有不同抗病基因的品种轮换/间隔种植；将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中第4讲从杂交育种到基因工程一、选择题1．下列有关育种和进化的说法，不正确的是()A．杂交除了可以选育新品种，还可获得杂种表现的优势B．基因工程可以实现基因在不同种生物之间的转移C．基因频率是指某个基因占种群中全部基因数的比率D．二倍体西瓜和四倍体西瓜之间存在生殖隔离解析杂交育种是利用基因重组的原理进行的新品种选育方法，通过杂交获得的大量杂合子在自然界中还可表现出杂种优势，A项正确；基因工程的实质就是让一种生物的某种基因导入另一种生物的细胞内实现基因表达的过程，B项正确；基因频率是指某种基因占种群中该种基因的全部等位基因数的比率，C项错误；二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交后代为三倍体，不可育，所以二者分属不同物种，D项正确。答案C2．有人在一大片柑橘林中偶然发现一株罕见的具有明显早熟特征的植株，经检测，该变异是由基因突变引起的。研究人员决定利用该植株培育早熟柑橘新品种，下列叙述正确的是()A．该柑橘变异植株的早熟性状一定是隐性性状B．用显微镜观察细胞有丝分裂中期染色体形态可确定基因突变的位置C．用秋水仙素处理变异植株的幼苗就能得到纯合早熟品系D．选育早熟品系过程中柑橘种群基因频率会发生定向改变解析由于早熟性状是有人偶然发现的罕见性状，故该基因突变最可能是显性突变，即早熟性状很可能是显性性状，A项错误；基因突变在显微镜下是观察不到的，B项错误；用秋水仙素处理植株幼苗可使染色体加倍，但如果幼苗是杂合子，则得到的也是杂合子，C项错误；人工选择是定向的，淘汰不需要的个体会使种群基因频率发生定向改变，D项正确。答案D3．科研人员发现某水稻品种发生突变，产生了新基因SW1，其表达产物能使植株体内赤霉素含量下降，从而降低植株高度。将该品种作为亲本进行杂交，获得了后代“IR8水稻”，既高产又抗倒伏。下列叙述正确的是()A．SW1基因通过控制酶的合成，间接控制了生物的性状B．进行“IR8水稻”的育种时，应用的原理是基因突变C．在育种时，科研人员无法让水稻产生定向突变，这体现了基因突变的低频性D．“IR8水稻”拥有抗倒伏的性状，根本原因是体内赤霉素含量较低影响植株的生长解析SW1基因表达产物能使植株体内赤霉素含量下降，从而降低植株高度，说明基因通过控制酶的合成，间接控制了生物的性状，A项正确；将该品种作为亲本进行杂交，获得了后代“IR8水稻”，这属于杂交育种，其原理是基因重组，B项错误；在育种时，科研人员无法让水稻产生定向突变，体现了基因突变的不定向性，C项错误；“IR8水稻”拥有抗倒伏的性状，直接原因是体内赤霉素含量较低影响植株的生长，根本原因是发生了基因突变，D项错误。答案A4．通过一定的手段或方法使生物产生可遗传的变异，在育种上已有广泛的应用。下列关于育种的说法，正确的是()A．秋水仙素在多倍体育种和单倍体育种中都有使用，作用原理相同B．X射线可能改变基因的结构，能够定向获得优良的变异类型C．杂交育种实现了不同亲本间性状的组合，其原理是基因重组，体现在两亲本的受精作用中D．可以使生物产生新基因的育种方法有杂交育种和诱变育种解析多倍体育种中需要使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，单倍体育种在获得单倍体植物后，需要使用秋水仙素处理其幼苗，使其染色体组加倍，获得纯合子，在这两种育种方法中秋水仙素都能抑制有丝分裂中纺锤体的形成，A项正确；X射线可能改变基因的结构，诱发基因突变，基因突变是不定向的，B项错误；基因重组体现在亲本通过减数分裂产生配子的过程中，C项错误；可以使生物产生新基因的育种方法是诱变育种，杂交育种不产生新基因，只是实现原有基因的重新组合，D项错误。答案A5．下列有关三倍体无子西瓜的叙述，正确的是()A．三倍体无子西瓜是用生长素处理单倍体西瓜幼苗获得的B．三倍体无子西瓜因其不存在同源染色体而无法产生种子C．秋水仙素可以促进三倍体无子西瓜果实的发育D．利用植物组织培养技术可获得大量三倍体无子西瓜幼苗解析三倍体无子西瓜是用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，得到的种子种下去是三倍体植株，A项错误；三倍体无子西瓜因同源染色体有3条，联会时出现紊乱，不能产生正常的配子而无法产生种子，B项错误；秋水仙素处理可使细胞中染色体数加倍，生长素能促进三倍体无子西瓜果实的发育，C项错误；利用植物组织培养技术培养三倍体无籽西瓜的细胞，可获得大量幼苗，D项正确。答案D6．小麦育种专家李振声育成的“小麦二体异附加系”，能将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到小麦中。普通小麦6n＝42，记为42W；长穗偃麦草2n＝14，记为14E。下图为普通小麦与长穗偃麦草杂交选育“小麦二体异附加系”示意图。根据流程示意图，下列叙述正确的是()A．普通小麦与长穗偃麦草为同一个物种，杂交产生的F1为四倍体B．①过程可用低温抑制染色体着丝点分裂而导致染色体数目加倍C．乙中长穗偃麦草的染色体不能联会，产生8种染色体数目的配子D．丁自交产生的子代中，含有两条长穗偃麦草染色体的植株戊占1/2解析长穗偃麦草与普通小麦是两个物种，A项错误；①过程可用低温抑制纺锤体的形成而导致染色体数目加倍，B项错误；乙中长穗偃麦草(42W＋7E)的染色体不能联会，会产生8种染色体数目的配子(21W＋0E、21W＋1E、21W＋2E、21W＋3E、21W＋4E、21W＋5E、21W＋6E、21W＋7E)，C项正确；丁产生的配子是21W＋0E和21W＋1E，所以丁自交产生的子代中，含有两条长穗偃麦草染色体的植株戊占1/4，D项错误。答案C7．如图表示新品种(或新物种)的不同育种方法，下列分析错误的是()A．①②③过程的育种方法能产生新的基因型，⑥过程的育种方法能产生新的基因B．④⑤过程的育种和⑦过程的育种原理相同，均利用了染色体变异的原理C．②③过程自交的目的不同，后者是筛选符合生产要求的纯合子D．图中A、B、C、D、E、F体细胞中的染色体数相等，通过⑦过程产生的新物种的染色体数是B的两倍解析①②③过程的育种方法为杂交育种，能产生新的基因型，⑥过程是诱变育种，原理是基因突变，能产生新的基因，A项正确；④⑤过程为单倍体育种，⑦过程是多倍体育种，它们的育种原理相同，均利用了染色体变异的原理，B项正确；②③过程自交的目的不同，前者是产生符合生产要求的性状，后者是筛选符合生产要求的纯合子，C项正确；图中E幼苗是由花药发育而来的，为单倍体植株，体细胞中染色体数目是C品种的一半，D项错误。答案D8．下列有关生物变异和育种的叙述，正确的是()A．单倍体育种的目的是获得茎秆粗壮、营养丰富的植株B．杂交育种可将优良性状从一个物种转移到另一个物种C．诱变育种能定向改变生物的性状，获得人们所需的品种D．秋水仙素在单倍体育种和多倍体育种过程中的作用相同解析一般来讲，单倍体育种的目的是获得能够稳定遗传的纯合子，A项错误；杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法，B项错误；诱变育种的原理是基因突变，而基因突变具有不定向性，C项错误；秋水仙素在单倍体育种和多倍体育种过程中的作用相同，都是抑制纺锤体的形成，D项正确。答案D9．下图所示是育种专家利用染色体部分缺失原理，对棉花品种的培育过程。相关叙述正确的是()A．图中涉及的变异只有染色体结构的变异B．粉红棉M的出现是染色体缺失的结果C．白色棉N自交后代会发生性状分离，不能稳定遗传D．深红棉S与白色棉N杂交，产生深红棉的概率为1/4解析太空育种涉及基因突变，粉红棉M的产生过程中有染色体结构变异；从粉红棉M及深红棉S的染色体及基因组成可以看出，粉红棉M的出现是染色体缺失的结果；白色棉N相当于纯合子，自交后代不会发生性状分离，能稳定遗传；深红棉S与白色棉N杂交，产生深红棉的概率为0。答案B10．欲获得能稳定遗传的优良品种，某生物育种小组用基因型为Dd的玉米通过两种方法进行育种实验，第一种育种方法为连续自交并逐代淘汰隐性个体，第二种育种方法为随机交配并逐代淘汰隐性个体。下列说法正确的是()A．上述两种育种方法所遵循的原理为基因重组B．上述两种育种过程中，子代的基因频率始终不变C．通过上述两种育种方法所得的F2中Dd的频率相等D．第一种育种方法比第二种育种方法的育种效率更高解析因只涉及一对基因，不存在基因重组，A项错误；因为逐代淘汰隐性个体，因此d基因频率下降，B项错误；两种方法得到的F1都是1/3DD和2/3Dd，自交并逐代淘汰隐性个体时，F2为2/5Dd和3/5DD；随机交配并逐代淘汰隐性个体，F2为1/2DD和1/2Dd，C项错误；第一种育种方法比第二种育种方法的育种效率更高，D项正确。答案D11．果蝇的体色中灰身对黑身为显性，由位于常染色体上的B、b基因控制，只含有其中一个基因的个体致死。如图为果蝇培育和杂交实验的示意图。下列叙述错误的是()A．乙属于诱变得到的染色体变异个体B．通过②筛选时，含异常染色体的个体均为雌性C．F1中有1/2果蝇的细胞中含有异常染色体D．F1中雌性个体的体色理论上均为灰色解析据图分析，在60Co照射下，乙的B基因片段移接到X染色体上，因此乙属于诱变得到的染色体结构变异中的染色体易位的变异个体。甲配子F1基因型乙配子BXBBYOXBOYbXBbXBX(灰身雌性)BbXY(灰身雄性)bOXBX(灰身雌性)bOXY(死亡)注：表中XB表示易位后的基因，O表示配子中缺失该基因。由上表可知，通过②筛选含异常染色体的个体基因型为BbXBX、bOXBX，均为雌性；F1中有2/3果蝇的细胞中含有异常染色体；理论上，F1中雌性个体均为灰色。答案C二、非选择题12.已知小麦高产(H)对低产(h)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为42。现用基因型为HHrr、hhRR的小麦品系，通过单倍体育种选育能稳定遗传的高产、抗病小麦新品种。(1)首先利用题中提供的两个小麦品系进行杂交实验，得F1，F1基因型为________，再对F1的花药进行离体培养。(2)在离体培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株的花粉表现为________(填“可育”或“不育”)，花粉细胞中染色体数为________。(3)在离体培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该植株________(填“可结实”或“不结实”)。(4)自然加倍植株和花药壁植株中存在高产、抗病的表现型。为获得能稳定遗传的高产、抗病新品种，本实验应选以上两种植株中的________植株，因为_____________________________________。(5)鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是_____________________________________________________。解析(1)单倍体育种的第一步是杂交，题中两品种杂交产生F1(HhRr)，取F1的花药进行离体培养。(2)单倍体自然加倍和人工加倍结果都相同，可以得到正常二倍体植株，可以进行正常的减数分裂，得到正常的配子，所以花粉表现为可育，其细胞中染色体数为正常体细胞的一半(21条)。(3)因为花药壁细胞为体细胞，含有两个染色体组，所以该植株可以结实。(4)单倍体植株的染色体加倍后得到的是纯合子，高产、抗病性状可以稳定遗传，而花药壁植株为杂合子，后代会出现性状分离，所以育种应选自然加倍的植株。(5)鉴别自然加倍植株与花药壁植株的实质是鉴别其基因型，植物基因型鉴别的最佳方法是自交，如果后代只有一种表现型，则为自然加倍的植株，如果后代有性状分离，则为花药壁植株。答案(1)HhRr(2)可育21(3)可结实(4)自然加倍自然加倍植株的基因型是纯合的，花药壁植株的基因型是杂合的(5)让两种植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代发生性状分离的是花药壁植株13.水稻的杂种表现为生长和产量的优势，但水稻一般是自花传粉且去雄困难，很难实施人工杂交，袁隆平等成功培育出高产杂交水稻的关键是在野生稻中找到了雄性不育植株。科学研究已证明水稻雄性是否可育是由细胞核基因(可育基因R对不育基因r为显性)和细胞质基因(可育基因为N，不育基因为S，细胞质中基因都成单存在，子代的细胞质基因全部来自母方)共同控制的。基因R能够抑制基因S的表达，当细胞质中有基因N时，植株都表现为雄性可育。如图表示利用雄性不育植株培育杂种水稻的过程，请回答下列问题：P♂N(RR)或S(RR)×♀S(rr)↓⊗↓F1N(RR)或S(RR)S(Rr)大田生产中用于播种(1)根据上述信息推测水稻雄性可育植株的基因型共有________种，利用雄性不育植株进行杂交共有________种杂交组合。(2)上图中杂交获得的种子播种后，发育成的植株恢复雄性可育的原因是________________________________________________________。(3)杂交水稻需年年育种，但上述育种过程不能保留雄性不育植株，请参照题图中的遗传图解模式，写出长期稳定获得雄性不育植株的育种方案。解析(1)根据题干信息可知，只有S(rr)表现雄性不育，N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)均表现为雄性可育，共5种。利用雄性不育作为母本，与雄性可育个体(5种基因型)进行杂交，一共有5种杂交组合。(2)由雄性不育个体作为母本，其产生的卵细胞为S(r)，父本产生的精子中含有R基因，会导致该种子播种后，发育成的植株恢复雄性可育。(3)杂交水稻需年年育种，但上述育种过程不能保留雄性不育植株，若要长期稳定获得雄性不育植株，可以让N(rr)不断自交获得雄性可育个体，让N(rr)与S(rr)杂交获得S(rr)，遗传图解见答案。答案(1)55(2)来自父本的R基因使后代恢复雄性可育(3)如图14．研究人员培育出了体细胞中含有两个外源抗虫基因(T)的某转基因雌雄异株植物。这两个基因在染色体上的整合位点如图1所示(p、q表示一对同源染色体)。已知体细胞中含有两个抗虫基因的植株表现为强抗虫，含有一个抗虫基因的植株表现为弱抗虫，没有抗虫基因的植株不抗虫，且1/2的弱抗虫幼苗和3/4的不抗虫幼苗会死亡。请回答下列问题：(1)若该转基因植物雌株的一个原始生殖细胞在减数分裂过程中，染色体p的一条染色单体上含有基因T的片段与染色体q上的相应同源区域发生交叉互换，则此过程发生的时期是________，由此产生的雌配子的基因组成是________(不含T基因用T0表示，含有1个T基因用T1表示，以此类推)。如果让该转基因植物雌株与________杂交，子代出现的表现型为________，则可以证明在雌配子形成过程中未发生上述情况的交叉互换。(2)已知该植物红花对白花为显性(相关基因用R、r表示)。若培育的该转基因植物中，有一雄株体细胞中相关基因与染色体的位置如图2所示，且该植株能进行正常的减数分裂。请问：①由一棵普通植株得到该变异植株，涉及的变异类型有________和________。②取该变异植株的花粉进行离体培养，得到的成熟红花植株中，强抗虫个体所占的比例为________。解析(1)根据减数分裂的过程分析，同源染色体交叉互换发生在减数第一次分裂前期的四分体时期；由于染色体p的一条染色单体上含有基因T的片段与染色体q上的相应同源区域发生交叉互换，则形成的配子可能含有0、1或2个T基因，因此产生的雌配子的基因组成为T0或T1或T2；如果在雌配子形成过程中未发生上述情况的交叉互换，则让该转基因植物雌株与非转基因普通雄性植株杂交，子代全部表现为弱抗虫。(2)①据图分析，图2中插入了两个T基因，属于基因重组；q染色体一部分片段易位到含R的染色体上，属于染色体结构的变异。②取该变异植株的花粉进行离体培养，得到的成熟红花植株中，RTT∶RT＝1∶1，由于RT有一半会死亡，因此强抗虫个体所占的比例为2/3。答案(1)四分体时期T0或T1或T2非转基因普通雄性植株全为弱抗虫(2)①基因重组染色体结构变异②2/3第5讲现代生物进化理论一、选择题1．英国椒花蛾身体和翅有浅灰色斑点。随着工业发展，煤烟等污染使该虫栖息的树干变成黑色。到十九世纪末，英国各工业区发现了越来越多的黑色椒花蛾，这种变化说明()A．自然选择决定生物进化的方向B．生物突变都是有害的C．生物自发突变的频率很低D．基因突变和重组是定向的解析自然选择决定生物进化的方向；突变的有害和有利取决于是否适合当前的环境；题干中叙述的现象不能说明自发突变频率很低；变异是不定向的。答案A2．达尔文明确指出人类可能与黑猩猩具有共同的原始祖先，但从染色体数目看，人类23对、黑猩猩24对，让人们对达尔文的学说产生怀疑。生物学家研究发现黑猩猩的两条染色体(2A和2B)经拼接与人类2号染色体相似，据此提出融合假说。下列分析错误的是()A．若融合假说成立，在共同原始祖先进化成人类的过程中发生了染色体变异B．人和黑猩猩的生存环境差异较大是长期自然选择的结果C．融合假说说明染色体变化是新物种形成的直接原因D．DNA分子杂交能为融合假说提供证据解析根据题意分析，若融合假说成立，则在进化过程中，黑猩猩的两条染色体(2A和2B)经拼接和人类2号染色体相似，说明发生了染色体变异，A项正确；达尔文明确指出人类可能与黑猩猩具有共同的原始祖先，则两者的生存环境差异较大是长期自然选择的结果，B项正确；新物种形成的标志是生殖隔离，是长期自然选择的结果，C项错误；黑猩猩的两条染色体(2A和2B)经拼接和人类2号染色体相似，因此DNA分子杂交能为融合假说提供证据，D项正确。答案C3．下列说法符合现代生物进化理论的是()A．种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因B．如果没有突变，只有自然选择，生物仍能进化C．隔离是新物种形成的必要条件，也是生物进化的必要条件D．自然选择是对种群的有利基因进行选择，且决定了新基因的产生解析产生生殖隔离是形成新物种的标志，不同的物种，种群的基因库一定有很大差异，基因库的不同是产生生殖隔离的根本原因，A项正确；突变和基因重组为生物进化提供原材料，没有突变，就没有新的等位基因产生，自然选择则失去了原材料，生物不可能发生进化，B项错误；隔离不是生物进化的