2025导与练生物高考一轮复习人教版第七单元　生物的变异与进化含答案

2025导与练生物高考一轮复习(人教版）第七单元生物的变异与进化第24讲基因突变和基因重组基础巩固练1.(2024·湖南长沙模拟)某基因发生基因突变,导致mRNA增加了一个三碱基序列CCC,表达的肽链增加了1个氨基酸。下列有关叙述正确的是(B)A.该基因突变后,其嘧啶核苷酸的比例增加B.突变前后编码的肽链,最多有2个氨基酸不同C.该基因突变后,一定会遗传给后代D.该基因突变后,生物体的性状一定会发生改变解析:该基因突变后,由于基因中嘌呤和嘧啶配对,突变前后嘧啶核苷酸比例不变;mRNA中三个相邻的碱基决定一个氨基酸,插入的3个碱基若插入了一个密码子的三个碱基中,突变前后编码的两条肽链,有2个氨基酸不同,若插入了两个密码子之间,则有1个氨基酸不同;对于有性生殖的生物体发生在体细胞内的基因突变,一般不能遗传给后代,故该基因突变后,不一定遗传给后代;突变可能为隐性突变,或该基因突变后,得到的肽链发生改变,但由肽链加工而成的蛋白质功能不变,故生物体的性状不一定发生改变。2.(2024·福建莆田月考)下列关于可遗传变异的叙述,正确的是(A)A.可遗传变异是指亲代产生的可以遗传给后代的变异B.真核生物基因突变一般会改变基因中嘌呤碱基与嘧啶碱基的比值C.同源染色体的片段互换一定引起基因重组D.基因突变的不定向性是指基因突变可发生在生物个体发育的任何时期解析:可遗传变异是指亲代产生的可以遗传给后代的变异;真核生物的基因为双链DNA上有遗传效应的片段,碱基之间遵循嘌呤和嘧啶互补配对,因此嘌呤碱基与嘧啶碱基的比值为1,基因突变后仍然遵循嘌呤和嘧啶互补配对,因此基因突变一般不会改变基因中嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值;同源染色体的片段互换不一定引起基因重组,如互换的是相同基因;基因突变的不定向性是指一个基因可以突变成一个以上的等位基因。3.(2024·湖北武汉联考)细胞中的USP15酶在维持基因组稳定和在人体中抑制乳腺癌和胰腺癌细胞产生中扮演关键角色,因而有望帮助开发治疗乳腺癌和胰腺癌的新型疗法。下列相关叙述错误的是(C)A.乳腺癌细胞的DNA一定发生了碱基对的改变B.USP15酶可能通过修复DNA来维持基因组稳定C.乳腺癌和胰腺癌细胞中的USP15基因表达增强D.治疗癌症要促进癌细胞凋亡和抑制癌细胞分裂解析:乳腺癌细胞是基因突变的结果,则DNA一定发生了碱基对的改变;据题干信息可知,USP15酶能抑制癌细胞的产生,则USP15酶可能通过修复DNA来维持基因组稳定;USP15酶能抑制乳腺癌和胰腺癌细胞的产生,因此乳腺癌和胰腺癌细胞中的USP15基因表达减弱;可通过促进癌细胞凋亡和抑制癌细胞分裂的措施治疗癌症。4.(2024·湖北襄阳月考)研究发现,编码P通道蛋白的基因发生突变后导致卵母细胞死亡是女性不育的原因之一。某家系中表型正常的夫妇生育一表型正常的儿子和一个患病的女儿,对这对夫妇和其女儿与该病相关的等位基因的两条编码链进行部分测序,结果如图,下列相关叙述错误的是(B)注:“↓”处C/T的含义为一个基因编码链的该位点为C,其等位基因的该位点为T;C的含义是个体中同位置的两个基因的编码链该位点都是C。A.女儿卵母细胞死亡的根本原因是发生了碱基对的替换B.P通道蛋白突变基因编码的蛋白质可能与正常蛋白质空间结构相同C.卵母细胞死亡导致女性不育的性状为显性性状D.该对夫妇所生的儿子与正常女性婚配,子代患病的概率是1/8解析:由图可知,母亲表型正常,女儿患病,对应母亲的碱基序列分析女儿的,女儿含有与母亲相同的正常基因,而等位基因中C被T替换,因此该致病基因的产生是发生了碱基对的替换,即基因突变;分析题干信息,P通道蛋白基因突变导致了女性患病,蛋白质的结构决定其功能,因此该突变基因控制合成的蛋白质的空间结构与正常蛋白质的不同;分析图形,女儿含正常基因和突变基因,为杂合子,表现为患病,杂合子患病说明该病为显性遗传病;父亲为杂合子,有相应的正常基因和致病基因,则该病不可能是伴X染色体遗传病,应为常染色体显性遗传病,设相关基因用A/a表示,父亲基因型为Aa,母亲基因型为aa,则儿子的基因型为1/2Aa或1/2aa,与正常女性(aa)婚配,子代基因型为Aa的概率为1/4,而只有女儿患病,因此子代患病的概率为1/8。5.(2023·重庆三模)小麦种子休眠与M基因表达有密切关系,研究发现,M基因4个位点突变会影响种子不同的休眠效应。4个位点突变的M基因表达情况和产生的种子休眠效应如表。下列分析错误的是(C)突变情况M基因表达情况种子休眠效应无突变正常蛋白正常休眠位点1突变变异蛋白(肽链长度不变)休眠减少位点2突变变异蛋白(肽链变长)休眠减少位点3突变变异蛋白(肽链缩短)休眠减少位点4突变3倍量正常蛋白休眠增加A.M基因的表达可能与脱落酸的合成有关B.位点1突变可能是碱基对发生替换造成的C.位点2、3突变分别是碱基对的增添和缺失造成的D.位点4突变的植株较少发生雨后穗上发芽的现象解析:脱落酸具有促进种子休眠的作用,M基因突变后会影响种子的休眠,故推测M基因的表达可能与脱落酸的合成有关;位点1突变后,变异蛋白中肽链长度不变,故位点1的突变可能是碱基对替换导致的;基因中碱基对的替换、增添和缺失都可以导致转录的mRNA中的终止密码子提前或延后出现,故不能确定位点2和位点3的突变是由于碱基对的替换、增添还是缺失造成的;根据位点4突变后,种子的休眠增加,故推测该植株合成的脱落酸可能会增多,雨后穗上的种子不易解除休眠,故不易发生雨后穗上发芽的现象。6.(2023·山西忻州模拟)骨髓增生异常综合征(MDS)的致病机理如图所示,已知甲基转移酶可催化DNA甲基化。下列说法错误的是(C)A.抑癌基因的产物对细胞的生长和增殖起抑制作用B.MDS出现的原因可能与p15、p16过度甲基化有关C.甲基转移酶使抑癌基因p15、p16的碱基序列发生了变化D.可以通过抑制甲基转移酶的活性来缓解MDS症状解析:由图知,甲基转移酶作用于抑癌基因p15、p16使其甲基化后,细胞周期失常,因此推测MDS出现的原因可能与抑癌基因p15、p16过度甲基化有关;甲基转移酶使抑癌基因p15、p16发生甲基化,但甲基化不改变基因的碱基序列;抑制甲基转移酶活性,抑癌基因p15、p16不会被甲基化,正常起作用,可以缓解MDS症状。7.基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图像。下列说法正确的是(D)A.图甲中基因a最可能来源于染色体的互换B.图乙中基因a不可能来源于基因突变C.图丙产生的子细胞发生的变异属于染色体结构变异D.图丁中基因a的出现最可能与基因重组有关解析:图甲是有丝分裂后期图像,图像中基因a出现的原因是基因突变;图乙细胞处于减数分裂Ⅱ,图像中基因a出现的原因可能是染色体互换,也可能是基因突变;图丙产生的2个子细胞中,一个多一条染色体,一个少一条染色体,属于染色体数目变异;图丁是减数分裂Ⅱ后期图像,图像中基因a出现的原因可能是染色体互换,也可能是基因突变,基因突变的频率是很低的,最可能的原因是减数分裂Ⅰ前期发生了染色体互换,染色体互换会导致基因重组,因此基因a的出现最可能与基因重组有关。8.(2023·山东滨州模拟)编码氨基酸的密码子经碱基替换后,变成不编码任何氨基酸的终止密码子,这种基因突变称为无义突变。生物细胞内发现一些抑制性tRNA能携带氨基酸并与提前终止密码子识别并互补配对,从而翻译出正常功能的蛋白质。通过改造原有tRNA制作的抑制性tRNA可用于治疗无义突变引起的遗传病。下列分析错误的是(A)A.导致终止密码子提前出现的基因突变就是无义突变B.无义突变的发生不一定导致生物性状发生改变C.制作抑制性tRNA时需改造原有tRNA的反密码子部位D.制作的抑制性tRNA也可能使正常基因表达出肽链延长的蛋白质解析:编码氨基酸的密码子经碱基替换后,变成不编码任何氨基酸的终止密码子,这种基因突变称为无义突变,因此若是由于碱基增添或缺失导致终止密码子提前出现的基因突变不属于无义突变;生物体内存在一些抑制性tRNA能携带氨基酸并与提前终止密码子识别并互补配对,从而翻译出正常功能的蛋白质,因此无义突变的发生不一定导致生物性状发生改变;正常情况下,携带氨基酸的tRNA其反密码子不能与终止密码子配对,由于抑制性tRNA能携带氨基酸并与提前终止密码子识别并互补配对,因此制作抑制性tRNA时需改造原有tRNA的反密码子部位;由于抑制性tRNA能携带氨基酸并与提前终止密码子识别并互补配对,因此制作的抑制性tRNA也可能使正常基因表达出肽链延长的蛋白质。9.(2024·山东泰安模拟)某植株(雌雄同株)的花单瓣与重瓣受一对等位基因A、a控制,单瓣对重瓣为显性。该植株野生型开白花,经太空育种,出现了紫花突变体H;花色受另一对等位基因B、b控制,分别对野生型植株和突变体H的花色基因进行扩增并电泳,结果如图。现将甲、乙两植株杂交得F1,F1自交,F2表型为单瓣白花∶单瓣紫花∶重瓣白花∶重瓣紫花=99∶33∶165∶55。请回答下列问题。(1)由图可知,紫花基因是白花基因发生了碱基的(填“增添”“缺失”或“替换”)而成,且突变体H为(填“纯合体”或“杂合体”)。

(2)为验证紫花为隐性性状,可选

作为亲本杂交,若,则紫花为隐性。

(3)甲、乙植株的基因型为。

(4)某科研团队又培育出一紫花突变体N。假设每个突变体只有一种隐性突变,不考虑其他突变及互换。某科研小组欲探究H、N紫花基因三种可能的位置关系,设计了下列实验,请你进行完善。选用作亲本进行杂交。

a.若F1表型均为,则结论是

。

b.

。

c.

。

解析:(1)图中野生型的是白花基因,其电泳的结果离点样处的距离比紫花突变体的紫花基因近,则白花基因相对分子质量大于紫花基因,则紫花基因是白花基因发生了碱基的缺失而成。由于紫花突变体只有一条带,则其为纯合体。(2)由于野生型只有一条带,紫花突变体也只有一条带,则野生型与紫花突变体均为纯合子,则为验证紫花为隐性性状,可选野生型与紫花突变体作为亲本杂交,若子一代全是白花,则紫花为隐性。(3)由于F2中单瓣∶重瓣=(99+33)∶(165+55)=3∶5,假设亲本是Aa和aa,则F1Aa∶aa=1∶1,其中Aa占1/2,其自交后代AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,即AA占1/2×1/4=1/8,Aa占1/2×2/4=1/4,aa占1/2×1/4=1/8;aa占1/2,其自交后代全是aa,占1/2。将相同基因型比例相加,得到AA占1/8,Aa占1/4,aa占1/8+1/2=5/8,其中AA、Aa表现为单瓣,aa表现为重瓣,单瓣∶重瓣=3∶5,符合题意,假设正确。由于F2中白花∶紫花=(99+165)∶(33+55)=3∶1,假设亲本是BB和bb,则F1全是Bb,Bb自交后代BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,其中BB、Bb表现为白花,bb表现为紫花,白花∶紫花=3∶1,符合题意,假设正确。则亲本甲、乙植株的基因型是AaBB、aabb或Aabb、aaBB。(4)选用紫花H和紫花N杂交,第一种情况,两紫花突变体的突变基因是同一基因突变的结果,则紫花突变体H与N的基因型均是bb,让H与N杂交,F1全是紫花。第二种情况,两紫花突变体的突变基因是位于一对同源染色体上的两对不同基因突变的结果,若控制N的紫花基因为d,则H的基因型是bbDD,N的基因型是BBdd,且B/b与D/d位于一对同源染色体上,则F1全是BbDd,表现为白花,由于b与D在一条染色体上,B与d在这对同源染色体的另一条上,则F1BbDd能产生两种配子bD∶Bd=1∶1,雌雄配子均是如此,雌雄配子随机结合,后代1bbDD(紫花)∶2BbDd(白花)∶1BBdd(紫花),则F2中紫花∶白花=1∶1。第三种情况,两紫花突变体的突变基因是位于两对同源染色体上的两对不同基因突变的结果,若控制N的紫花基因为d,则H的基因型是bbDD,N的基因型是BBdd,且B/b与D/d位于两对同源染色体上,则F1全是BbDd,表现为白花,F1自交得F2,F2中白花∶紫花=9∶7。答案:(1)缺失纯合体(2)紫花突变体与野生型白花植株子一代均为白花(3)AaBB、aabb或Aabb、aaBB(4)紫花H和紫花N紫花两紫花突变体的突变基因是同一基因突变的结果若F1均为白花,F1自交得F2,F2表型为白花∶紫花=9∶7,则两紫花突变体的突变基因是位于两对同源染色体上的两对不同基因突变的结果若F1均为白花,F1自交得F2,F2表型为白花∶紫花=1∶1,则两紫花突变体的突变基因是位于一对同源染色体上的两对不同基因突变的结果综合提升练10.(多选)(2023·山东泰安二模)图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体,图乙表示该卵原细胞形成的卵细胞中的一条染色体,图中字母表示基因。下列叙述错误的是(BC)A.基因D、d的本质区别是碱基对的排列顺序不同B.图甲中的非等位基因在减数分裂过程中可发生自由组合C.图乙染色体上存在d基因的原因一定是发生了基因突变D.与有丝分裂比,甲→乙的过程中能产生的特有的可遗传的变异是基因重组解析:图甲中的非等位基因位于一对同源染色体上,在减数分裂过程中不能发生自由组合;图乙染色体上的d基因可能来自染色体的片段互换,也可能来自基因突变;与有丝分裂比,甲→乙的过程中能产生的特有的可遗传的变异是基因重组。11.(多选)在耳聋的致病因素中,遗传因素约占60%,且遗传性耳聋具有很强的遗传异质性,即不同位点的耳聋致病基因可导致相同表型的听觉功能障碍,而同一个基因的不同突变可以引起不同临床表现的耳聋。科研人员确定了一种与耳聋相关的基因,并对其进行测序,结果如图所示。有关分析正确的是(ABD)注:部分密码子为Met—AUG;Leu—CUG;Gln—CAA;Ile—AUU;终止—UAA。A.造成相同表型听觉功能障碍的致病基因不一定相同B.同一个基因可突变出不同基因,体现了基因突变具有不定向性C.图中的基因序列作为模板链,指导合成相应的mRNAD.与正常基因C相比,突变的基因C控制合成的蛋白质相对分子质量减小解析:根据题意“不同位点的耳聋致病基因可导致相同表型的听觉功能障碍”可知,造成相同表型听觉功能障碍的致病基因不一定相同;由于基因突变的不定向性,同一个基因可能突变出不同的基因;根据图中第一位氨基酸是Met可知,其对应的密码子为AUG,故模板链的碱基序列为TAC,故推测图中基因序列为非模板链;根据突变的基因C的非模板链由CAA变为TAA可知,该位置对应的密码子由CAA变为UAA,UAA为终止密码子,故与正常基因C相比,突变的基因C控制合成的蛋白质相对分子质量减小。12.(多选)(2023·湖南卷)为精细定位水稻4号染色体上的抗虫基因,用纯合抗虫水稻与纯合易感水稻的杂交后代多次自交,得到一系列抗虫或易感水稻单株。对亲本及后代单株4号染色体上的多个不连续位点进行测序,部分结果按碱基位点顺序排列如下表。据表推测水稻同源染色体发生了随机互换,下列叙述正确的是(ACD)…位点1…位点2…位点3…位点4…位点5…位点6…测序结果A/AA/AA/AA/AA/AA/A纯合抗虫水稻亲本G/GG/GG/GG/GG/GG/G纯合易感水稻亲本G/GG/GA/AA/AA/AA/A抗虫水稻1A/GA/GA/GA/GA/GG/G抗虫水稻2A/GG/GG/GG/GG/GA/A易感水稻1示例:A/G表示同源染色体相同位点,一条DNA上为A—T碱基对,另一条DNA上为G—C碱基对。A.抗虫水稻1的位点2-3之间发生过交换B.易感水稻1的位点2-3及5-6之间发生过交换C.抗虫基因可能与位点3、4、5有关D.抗虫基因位于位点2-6之间解析:根据表格分析,纯合抗虫水稻亲本6个位点都是A/A,纯合易感水稻亲本6个位点都是G/G,抗虫水稻1的位点1和2都变成了G/G,则位点2-3之间可能发生过交换;比较易感水稻1和纯合易感水稻亲本各位点的碱基可知,两者位点1、6的碱基不同,说明易感水稻1的位点1-2及5-6之间发生过交换;由题表分析可知,抗虫水稻的相同点为在位点3-5中都至少有一条DNA有A—T碱基对,所以抗虫基因可能位于2-6之间,或者说可能与位点3、4、5有关。13.(2023·河北邯郸二模)水稻是一种重要的农作物,研究者通过多种育种技术来提高水稻的产量。(1)水稻既可自交也可杂交。自交或杂交,均通过生殖产生后代,亲本须经分裂产生两性配子。

(2)水稻种植区域广泛,同一品种在不同生态区域产量差异明显。研究发现作物品种的表型(P)是其基因型(G)、环境效应(E)及基因型与环境之间的互作效应(G×E)共同作用的结果,即P=G+E+G×E。G×E的大小反映了基因型与环境之间的相互作用程度的高低,G×E较小的品种一般适应种植的区域(填“较大”或“较小”)。表观遗传是G×E效应的一种体现,是指基因的保持不变,但影响基因,导致表型发生可遗传变化的现象。

(3)A基因表达一种甲基转移酶,可通过催化染色体中组蛋白的甲基化来影响F基因的表达,F基因是稻穗发育的主要抑制基因。研究者进一步做了如图所示检测,据图解释突变体大穗出现的成因:。

解析:(1)水稻自交或杂交都属于有性生殖,通过减数分裂产生两性生殖细胞。(2)G×E较小的品种说明基因型与环境的互作效应较小,即环境对基因表达的影响较小,因而一般适应种植的区域也就较大。表观遗传是一种可遗传的变异,但不改变碱基序列,影响的是基因表达。(3)题干中表明A基因表达一种甲基转移酶,可通过催化染色体中组蛋白的甲基化来影响F基因的表达,F基因是稻穗发育的主要抑制基因,所以突变体水稻由于A基因突变,甲基转移酶功能异常,组蛋白的甲基化水平降低,F基因表达水平下降,对稻穗发育的抑制作用降低,出现大穗现象。答案:(1)有性减数(2)较大碱基序列表达(3)突变体由于A基因突变,甲基转移酶功能异常,组蛋白的甲基化水平降低,F基因表达水平下降,对稻穗发育的抑制作用降低,出现大穗现象第25讲染色体变异基础巩固练1.(2023·山东淄博三模)已知红花对白花为显性,分别由A基因和a基因控制。在杂合红花植株的枝条上发现一白花芽变,芽变部位的体细胞中,相关基因及其所在的染色体不可能发生的是(D)A.隐性突变 B.染色体缺失C.缺失一条染色体 D.增加一条染色体解析:红花对白花为显性,分别由A基因和a基因控制,在杂合红花植株Aa的枝条上发现一白花芽变,可能是Aa→aa,即发生了隐性突变;Aa的个体若发生A基因所在片段的缺失,则只表现出a的性状,出现白色性状;Aa的细胞若缺失一条A基因所在的染色体,只有a基因所在染色体,出现白色性状;杂合红花植株Aa增加一条染色体,无论是增加A基因所在的染色体还是a基因所在的染色体,都不会出现白花芽变。2.(2024·辽宁沈阳联考)某兴趣小组的同学将生长旺盛的洋葱不定根置于4℃的冰箱冷藏室中培养36h后,剪取根尖制成临时装片,然后用显微镜观察细胞中染色体的分裂象。下列叙述正确的是(B)A.低温处理能阻断洋葱根尖细胞中DNA的复制B.用甲紫溶液处理根尖可使染色体着色C.制作临时装片前可用卡诺氏液维持细胞的活性D.低倍镜视野中所有细胞染色体数都已发生改变解析:低温处理能抑制洋葱根尖细胞中纺锤体的形成;染色体易被碱性染料染成深色,用甲紫溶液处理根尖可使染色体着色;用卡诺氏液固定后细胞已经死亡;低倍镜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.(2023·山东日照二模)14号染色体往往由于细胞分裂后期染色体不分离而出现三体。完全型14号染色体三体指所有有核细胞均含有3条14号染色体;嵌合型14号染色体三体通常是部分细胞形成三体,而另一部分细胞维持正常二倍体,从而形成嵌合体,其原因之一是形成的三体细胞部分发生三体自救,将多余的染色体丢弃而产生了正常细胞系。下列分析错误的是(B)A.父母中一方减数分裂时14号染色体不分离会导致出现三体子代B.完全型14号染色体三体可能是受精卵有丝分裂异常后两个子细胞继续正常分裂导致C.嵌合型14号染色体三体可能是由于胚胎发育过程中有丝分裂异常所致D.在三体自救过程中可能出现两条14号染色体来自同一亲本的情况解析:父母中一方减数分裂过程中14号染色体不分离会产生含有两条14号染色体的配子,这种配子与正常异性配子受精后,出现三体子代;完全型14号染色体三体可能是受精卵有丝分裂后期有两条14号染色体未分离而形成一个三体细胞和一个单体细胞,然后单体细胞退化不再分裂导致的;嵌合型14号染色体三体可能是胚胎发育过程中有些细胞有丝分裂异常、有些正常导致的;在细胞发生三体自救的过程中,14号染色体随机丢失可能会把来自父方(或母方)的14号染色体丢失,只剩下来自母方(或父方)的两条14号染色体。4.(2024·山东潍坊模拟)同源染色体联会时若不能准确配对,互换发生在不对应的位置上,会使一条染色体发生重复,而另一条染色体发生缺失,这种不等交换最早是在果蝇棒眼演化为重棒眼的研究中发现的。如图表示发生这一变化中的某一细胞,相关说法错误的是(C)A.果蝇重棒眼是由染色体结构变异导致的B.图示的不等交换发生在减数分裂Ⅰ过程中C.雌果蝇体内该细胞产生的配子有4种D.不等交换可使某些子代基因数量减少解析:雌果蝇体内该细胞即初级卵母细胞,产生的配子即卵细胞只有1个,1种。5.(2023·河北沧州三模)如图所示细胞中所含的染色体,下列叙述不正确的是(B)A.如果图甲表示有丝分裂后期,则含有4个染色体组B.如果图乙表示体细胞,则其代表的生物一定是三倍体C.如果图丙代表由受精卵发育成生物的体细胞,则该生物一定是二倍体D.如果图丁代表的生物是由卵细胞发育而成的,则该生物一定是单倍体解析:如果图甲表示有丝分裂后期,则含有4个染色体组;如果图乙表示体细胞,其代表的生物若是由受精卵发育而来,则是三倍体,若是由配子发育而来,则是单倍体;如果图丙代表由受精卵发育成生物的体细胞,且含有两个染色体组,则该生物一定是二倍体;如果图丁代表的生物是由卵细胞发育而成的,则该生物一定是单倍体。6.(2023·山东济南一模)如图为某家猪(2n=38)群体中存在的一种染色体变异。易位纯合公猪体细胞中无正常13号、17号染色体,易位纯合公猪与多头染色体组成正常的母猪交配产生的后代均为易位杂合子。易位杂合子进行减数分裂时,13号、17号染色体分别与易位染色体的同源区段联会,之后联会的三条染色体随机分开,移向细胞两极。下列相关叙述错误的是(D)A.上述变异是染色体结构和数目均异常导致的B.子代易位杂合子可能会产生染色体组成正常的配子C.易位杂合子减数分裂时会形成17个正常的四分体D.易位纯合公猪的初级精母细胞中含有72条染色体解析:图中发生了染色体结构变异(易位)和染色体数目变异;易位纯合公猪无正常13号、17号染色体,而易位杂合子含有易位染色体和正常13号、17号染色体,其有可能产生染色体组成正常的配子;易位杂合子含有易位染色体和正常13号、17号染色体,它们不能形成正常四分体,其他正常染色体可以形成17个正常的四分体;易位纯合公猪因为13号和17号染色体的易位,形成了一条易位染色体和残片,而残片的丢失导致减少了两条染色体,故细胞内只有36条染色体,即初级精母细胞中只存在36条染色体,且含有异常染色体。7.(2024·辽宁锦州模拟)一对外表和智力均正常的夫妇,母亲怀了一个异常的胎儿,对染色体检查发现,丈夫染色体正常,妻子和胎儿的18号染色体组成分别如图1和图2。下列相关叙述正确的是(D)A.妻子与胎儿均发生了染色体结构变异,且胎儿细胞中染色体数目也改变B.妻子18号染色体某一片段位置颠倒,使基因的数目和排列顺序发生改变C.胎儿异常染色体是减数分裂过程同源染色体非姐妹染色单体互换的结果D.胎儿的18号染色体部分基因可能会出现过量表达,导致相关疾病的产生解析:胎儿细胞中染色体只是发生结构变异,数目并未改变;妻子18号染色体某一片段位置颠倒,使基因的排列顺序发生改变,基因的数目不变;胎儿异常染色体是D基因变成了A基因,不是减数分裂过程同源染色体非姐妹染色单体互换的结果;胎儿的18号染色体A基因多了一个,可能会出现过量表达,导致相关疾病的产生。8.(2023·辽宁沈阳一模)在细胞分裂过程中,染色体的着丝粒异常横裂,使染色体的两个臂分开,从而形成两条“等臂染色体”,如图所示。某基因型为Aa的二倍体生物的一个体细胞进行有丝分裂时,A、a所在的染色体中有一条形成了“等臂染色体”,并正常移到细胞两极,不考虑其他变异,下列有关该细胞的叙述,错误的是(D)A.该细胞中等臂染色体形成于有丝分裂后期B.等臂染色体的形成属于染色体结构变异C.其子细胞中染色体的数目未发生改变D.其产生的子细胞基因型为AA或aa解析:据题意可知,“等臂染色体”是由于A、a所在的染色体中的一条形成的,假定是A所在的染色体形成的,则子细胞基因型为AAa或a;假定是a所在的染色体形成的,则子细胞基因型为Aaa或A。9.(2023·山西太原二模)二倍体水稻(2N)栽培过程中,有时会发现单体植株(2N-1)。现有一种单体水稻,比正常水稻缺少一条5号染色体,称为5号单体水稻。利用5号单体水稻进行杂交实验,结果如表所示。下列分析正确的是(C)组别杂交亲本实验结果①5号单体(♀)×正常二倍体()子代中5号单体占25%,正常二倍体占75%②5号单体()×正常二倍体(♀)子代中5号单体占4%,正常二倍体占96%A.5号单体水稻内不会形成新的等位基因,故不能作为进化的原材料B.该变异属于染色体数目变异,可由二倍体水稻经花药离体培养发育形成C.该单体形成的原因可能是其亲本在减数分裂过程中同源染色体没有分离D.两组实验互为正反交,缺少5号染色体的配子的活力较低且雌配子的活力低于雄配子解析:5号单体水稻比二倍体水稻缺少1条染色体,为染色体数目变异,能作为进化的原材料;该单体发生的变异属于染色体数目变异,但不可由二倍体水稻经花药离体培养发育形成,花药离体培养得到的是单倍体;该单体形成的原因可能是其亲本在减数分裂过程中5号同源染色体没有分离,得到缺少5号染色体的配子,该配子和正常配子结合得到5号单体;两组实验互为正反交,正常情况下5号单体亲本产生的正常配子和缺少5号染色体的配子比例为1∶1,而①组实验结果显示子代5号单体占25%,正常二倍体占75%,说明5号单体(♀)产生的雌配子中正常配子和能发育的缺少5号染色体的配子的比例是3∶1,②组子代中5号单体占4%,正常二倍体占96%,说明5号单体()产生的雄配子中正常配子和能发育的缺少5号染色体的配子的比例是24∶1,因此缺少5号染色体的配子的活力较低且雄配子的活力低于雌配子。10.(2023·河北秦皇岛二模)两性花植物中的雄性不育个体在杂交育种中具有重要的价值,而有颜色的种子又有利于筛选植株。研究人员用小麦(2n=42)进行了杂交育种。请回答下列问题。(1)在杂交育种中,雄性不育植株只能作为亲本中的,其应用优势为。

(2)为通过种子颜色就能区分雄性不育和可育植株,育种工作者培育出一个三体新品种,其体细胞中增加一条带有易位片段的染色体。相应基因与染色体的关系如图(基因M控制可育,m控制雄性不育;基因R控制种子为蓝色,基因r控制种子为白色)。①三体新品种的培育属于染色体变异中的变异。

②在减数分裂时,带有R基因的染色体不能联会,则该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成正常的四分体个。

③已知带有R基因的染色体在期随机移向一极,则产生含有22条染色体的配子,若该配子为雄配子,则不能与雌配子结合。科学家用此三体植株自交,所结的种子70%表现为白色雄性不育,其余种子表现为蓝色可育。该结果说明三体植株产生的含有22条染色体和含有21条染色体的可育雌配子的比例是,这可能与带有易位片段的染色体在减数分裂时丢失有关。

④若欲利用此品种植株自交后代作为杂交育种的材料,可选择色的种子留种;若欲继续获得新一代的雄性不育植株,可选择色的种子种植后进行自交。

解析:(1)雄性不育植株不能产生正常的精子,所以只能作为亲本中的母本;在杂交过程中可以不必进行去雄操作。(2)①三体植株染色体数目多了一条,并且存在易位现象,所以利用了染色体数目和结构变异的原理。②正常体细胞2n=42,且带有R基因的染色体不能参与联会,所以形成正常四分体21个。③减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,带有R基因的染色体随机移向一极。因此该植株可以产生两种配子mr(含有21条染色体)和MmRr(含有22条染色体),MmRr的雄配子是异常的,不能和雌配子结合,则雄性个体产生的配子只有mr能与雌配子结合,因为受精卵中mmrr(白色雄性不育)占70%,MmmRrr(蓝色可育)占30%,所以可育雌配子的比例为MmRr∶mr=3∶7,即含有22条染色体和含有21条染色体的可育雌配子的比例是3∶7。④该植株自交后代有两种,mmrr(白色雄性不育)和MmmRrr(蓝色可育),作为杂交育种的材料需要选择mmrr(白色雄性不育)留种,因此若欲继续获得新一代的雄性不育植株,可选择MmmRrr蓝色的种子种植后进行自交。答案:(1)母本不必进行去雄操作(2)①数目和结构②21③减数分裂Ⅰ后3∶7④白蓝综合提升练11.(多选)(2023·河北保定模拟)两条非同源染色体各发生一处断裂后相互交换其无着丝粒的片段可形成两条新的衍生染色体,该变化保留了所有的基因,对基因作用和个体发育一般无影响,这种变异称为染色体平衡易位。下图甲、乙为某女性患者染色体平衡易位示意图,丙为发生平衡易位后细胞分裂图。下列叙述错误的是(BCD)A.该女性体细胞内含有25种形态不同的染色体B.丙图为该女性携带者体细胞分裂处于有丝分裂中期的图像C.平衡易位导致基因在不同的染色体上重新排列,属于基因重组D.该女性孕期可以通过基因诊断或B超检测胎儿是否为平衡易位携带者解析:该女性体细胞内含有22种正常的常染色体、2种异常的常染色体和1种X染色体,共25种;丙图为同源区段进行联会,为减数分裂Ⅰ前期;平衡易位导致基因在不同的染色体上重新排列,属于染色体结构变异;该变化保留了所有的基因,该女性孕期不能通过基因诊断检测胎儿是否为平衡易位携带者,因平衡易位携带者没有异常表型,所以不能用B超检测胎儿是否为平衡易位携带者。12.(多选)(2024·河北唐山模拟)研究发现,抑癌基因的失活可能由不同的变异组合引起,且往往需要两个等位基因都被破坏或不表达才能产生新的表型,具体机制如图所示。下列叙述正确的是(ACD)A.图中结果1是染色体片段缺失和染色体数目变异所致B.图中结果②可能是DNA甲基化引起碱基序列的改变,从而使基因沉默C.图中不同机制引起的基因失活均可能遗传给后代D.由题意和图示可知,该活跃的抑癌基因是完全显性的解析:分析题图可知,图中结果1是先发生染色体片段缺失,然后再发生染色体数目变异所致;甲基化是一种常见的表观遗传修饰方式,只是碱基被甲基化修饰,会引起基因表达和表型发生改变,但基因的碱基序列并没有变化;图中不同机制引起的基因失活是可遗传变异,均可能遗传给后代;由题意可知,同时存在活跃的抑癌基因和沉默的抑癌基因时,表现活跃的抑癌基因控制的表型,由此可知该活跃的抑癌基因是完全显性的。13.(多选)Ⅳ号染色体三体(体细胞含3条Ⅳ号染色体)的果蝇明显特征是体表有粗刚毛,其产生含有1条或2条Ⅳ号染色体的配子活性相当且受精后均能正常发育。现有无眼雄果蝇(无眼基因位于Ⅳ号染色体)与Ⅳ号染色体三体雌果蝇(野生型)杂交,F1全为野生型,F1中粗刚毛雌果蝇与无眼雄果蝇杂交得F2。下列相关叙述正确的是(AD)A.F1中粗刚毛果蝇占1/2B.F1粗刚毛雌果蝇能产生4种比例相等的配子C.F2中无眼个体体表均有粗刚毛D.F2野生型果蝇中粗刚毛个体占3/5解析:根据题干信息,现有无眼雄果蝇(无眼基因位于Ⅳ号染色体)与Ⅳ号染色体三体雌果蝇(野生型)杂交,F1全为野生型,可以推测野生型为显性,无眼为隐性,假设用E/e基因来表示,亲代的无眼雄果蝇就是ee,亲代的Ⅳ号染色体三体雌果蝇(野生型)就是EEE。根据以上分析,亲代是EEE和ee,由题干“其产生含有1条或2条Ⅳ号染色体的配子活性相当且受精后均能正常发育”可知,F1Ee∶EEe=1∶1,其中三体表现为粗刚毛,即EEe表现为粗刚毛,那么F1中粗刚毛果蝇占1/2;根据以上分析可知,F1的粗刚毛雌果蝇是EEe,会产生含有1条或2条Ⅳ号染色体的配子(产生配子时1条染色体移向一极,同时另外一极为其他2条染色体),即E∶Ee∶e∶EE=2∶2∶1∶1;F1中粗刚毛雌果蝇与无眼雄果蝇杂交,即EEe和ee杂交,其中EEe产生的配子及比例是E∶Ee∶e∶EE=2∶2∶1∶1,ee只能产生e配子,所以F2的基因型及比例是Ee∶Eee∶ee∶EEe=2∶2∶1∶1,其中无眼个体是ee,它不是三体,所以并没有粗刚毛;根据C选项的分析可知,F2的基因型及比例是Ee∶Eee∶ee∶EEe=2∶2∶1∶1,野生型果蝇为2Ee、2Eee、1EEe,其中粗刚毛是Eee和EEe,它们所占比例为3/5。14.(2023·山东潍坊模拟)性染色体组成为XXY的果蝇表现为雌性。有一种特殊的XXY雌果蝇,其两条X染色体在配子形成过程中不分离,记为“XX”。科学家利用它创造了“并连X染色体”法来检测X染色体未知的基因突变(图1)。已知不含X染色体或含3条X染色体的果蝇都不能存活。图2为果蝇正常性染色体组成示意图。请回答下列问题。(1)诱发果蝇发生基因突变的具体处理方法有(写出两种即可)。含并连X染色体果蝇的变异类型是。

(2)甲果蝇产生的配子类型有。F1雄果蝇的Y染色体来自(填“父本”或“母本”),且F1的(填“雌”或“雄”)果蝇中保存了突变基因。

(3)经诱导处理正常果蝇,其X染色体发生一次基因突变后,分别与含并连X染色体的果蝇杂交,F1中有的只有雌果蝇,原因可能是;有的出现朱红眼、深红眼等突变性状,这些突变性状不可能是(填“Ⅰ区显性”“Ⅰ区隐性”“Ⅱ区显性”或“Ⅱ区隐性”)突变。

解析:(1)诱发果蝇发生基因突变的方式有三种:物理法:紫外线、X射线等处理;化学法:亚硝酸盐、碱基类似物等处理;生物法:相关病毒处理。含并连X染色体果蝇的变异属于染色体变异。(2)甲果蝇的染色体组成为XXY,产生XX和Y两种配子,F1可能的基因型有4种:XXX(致死)、XXY(雌性)、XY(雄性)和YY(致死),XY(雄性)的Y染色体来自母本,在染色体组成正常的雄果蝇中保存了突变基因。(3)诱导处理的正常果蝇(XY)与XXY雌果蝇杂交,后代只有雌果蝇,而没有雄果蝇,说明诱变果蝇产生的含有X染色体的配子致死,推测诱变果蝇的X染色体上发生致死突变。X、Y染色体含有同源区Ⅱ区和非同源区Ⅰ区和Ⅲ区。正常果蝇的X染色体发生一次基因突变后,表现出朱红眼和深红眼等性状,单基因突变并表现出性状,如果是显性基因突变,无论是在X染色体的同源区Ⅱ区,还是在非同源区Ⅰ区都能表现出性状,如果是隐性突变,在X染色体的非同源区Ⅰ区可表现性状,但在同源区Ⅱ区则不能表现性状,所以出现朱红眼和深红眼等突变性状不可能是Ⅱ区隐性突变。答案:(1)用紫外线、X射线等(或其他辐射方法)处理,用亚硝酸盐、碱基类似物等处理染色体变异(2)XX、Y母本雄(3)诱变果蝇的X染色体上发生致死突变Ⅱ区隐性第26讲生物变异在育种上的应用基础巩固练1.(2024·湖南长沙联考)“国以农为本,农以种为先”,育种技术正处于传统育种向生物育种的快速转变。下列有关育种说法正确的是(A)A.杂交育种与基因工程育种都利用了基因重组的原理B.诱变育种通过大量处理实验材料,就能得到所需新品种C.单倍体育种通过花药离体培养后,可得到稳定遗传的植株D.多倍体育种所得植株其生长周期短,且所结果实含有的糖类等物质会更多解析:诱变育种利用了基因突变具有不定向性的特点,即使处理了大量实验材料,也不一定能得到所需的新品种;花药离体培养后得到的是单倍体植株,植株弱小,一般高度不育,单倍体育种通过花药离体培养后,还需秋水仙素处理单倍体幼苗,才能得到稳定遗传的植株;多倍体育种所得植株因其茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,从而生长周期长,但所结果实含有的糖类等物质会更多。2.(2024·辽宁抚顺模拟)载人航天飞行任务中,一定量的水稻种子被带进飞行舱进入太空。下列关于水稻种子的航天育种的叙述,正确的是(A)A.水稻种子航天育种主要利用了基因突变的原理B.水稻种子发生的变异都能遗传给子代C.返回地球的水稻种子均能获得预期优良性状D.水稻种子基因的碱基序列的变化能在显微镜下观察到解析:由遗传物质改变引起的变异能够遗传给下一代,是可遗传的变异,由环境因素引起的变异由于遗传物质没有发生变化,这种变异是不遗传的变异;基因突变具有低频性、不定向性等特点,故返回地球的水稻种子很少能获得预期优良性状;水稻种子基因的碱基序列的变化无法在显微镜下观察到。3.(2023·山东枣庄二模)普通小麦是由一粒小麦、节节草和山羊草等不同种的二倍体野生植物杂交后,逐渐进化而来的,进化历程如图所示。下列叙述错误的是(C)A.一粒小麦与节节草存在生殖隔离,为两个物种B.普通小麦的正常体细胞中含有6个染色体组C.杂交种乙的体细胞内不存在同源染色体,高度不育,为单倍体D.普通小麦进化过程说明新物种的形成并不一定需要经过地理隔离解析:由题意“一粒小麦、节节草和山羊草等不同种的二倍体野生植物”可知,一粒小麦与节节草为两个物种,存在生殖隔离;由图可知,杂交种甲含有2个染色体组,经过染色体加倍后,二粒小麦含有4个染色体组,杂交种乙是由二粒小麦(四倍体)和山羊草(二倍体)经过杂交而来的,杂交种乙含有3个染色体组,经过染色体加倍后,普通小麦的正常体细胞中含有6个染色体组;单倍体是由配子发育而来,杂交种乙由受精卵发育而成,并不是单倍体;普通小麦没有经过地理隔离就形成了新物种,因此,普通小麦进化过程说明新物种的形成并不一定需要经过地理隔离。4.(2023·黑龙江大庆模拟)西瓜(2n)的黄瓤(R)和红瓤(r)是一对相对性状,育种人员培育三倍体黄瓤西瓜的过程如图所示。下列叙述错误的是(C)A.若F1中发现三倍体西瓜植株,则其变异类型属于染色体变异B.秋水仙素可滴在F1幼苗的芽尖部位,因为该部位有丝分裂旺盛,容易变异C.植株戊的基因型有四种,其中符合要求的三倍体黄瓤西瓜占1/2D.与植株甲相比,植株戊所结黄瓤西瓜较大,蛋白质和糖类等含量有所增加解析:甲、乙植株经杂交得到的F1幼苗基因型是Rr,为二倍体。如果发现F1中有三倍体西瓜植株,说明细胞中染色体组增加了一组,其变异类型属于染色体数目变异;秋水仙素作用于分裂的细胞,抑制细胞纺锤体形成,使染色体数目加倍,因此,秋水仙素可滴在F1幼苗的芽尖部位,因为该部位有丝分裂旺盛,容易变异;植株F1、丙、丁的基因型分别是Rr、Rr、RRrr,RRrr产生配子种类及比例为RR∶Rr∶rr=1∶4∶1,植株戊的基因型及比例是1RRR∶5RRr∶5Rrr∶1rrr,要培育的是三倍体黄瓤西瓜,所以符合要求的三倍体黄瓤西瓜占比为11/12;植株戊是三倍体,与正常的二倍体相比植株戊所结黄瓤西瓜较大,蛋白质和糖类等含量有所增加。5.长期以来马铃薯的种植以块茎繁殖为主。为改良品种,我国科学家通过基因分析和杂交育种(如图所示),成功培育了高品质的二倍体杂交马铃薯品系,下列分析错误的是(D)A.与块茎繁殖相比,杂交育种子代能够产生更多的变异类型B.块茎繁殖的做法,可能使有害病毒在植物体内积累C.品系1中的强致病基因与有利基因连锁关系的消除发生在减数分裂Ⅰ前期D.品系2中的强致病基因与有利基因连锁关系的消除发生在减数分裂Ⅰ后期解析:块茎繁殖属于无性繁殖,杂交育种属于有性繁殖,有性繁殖过程中会出现基因重组,因此与块茎繁殖相比,杂交育种子代能够产生更多的变异类型;块茎繁殖属于无性繁殖,块茎繁殖的做法,可能使有害病毒在植物体内积累;由图可知,品系1和品系2中强致病基因与有利基因连锁在同一条染色体上,则两者连锁关系的消除发生在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换。6.(2024·辽宁抚顺模拟)如图是利用野生柑橘种子(BB,2N=18)为材料培育无子柑橘新品种(bbb)的过程。下列相关叙述错误的是(C)A.①过程发生了隐性突变B.若⑤过程是单倍体育种,则产生bbbb的概率为1/6C.bb和bbbb是同一物种的不同类型D.用秋水仙素诱导染色体加倍的过程可能有三个解析:过程①BB→Bb,B基因突变为b基因,发生了隐性突变;若⑤过程是单倍体育种,由于BBbb产生的配子为4Bb∶1BB∶1bb,即bb=1/6,则产生bbbb的概率为1/6;由于bb和bbbb杂交的后代为bbb,bbb为三倍体,形成配子时联会紊乱,即bbb高度不育,故bb和bbbb之间存在生殖隔离,属于不同的物种;图中用秋水仙素诱导染色体加倍的过程可能有三个:③Bb→BBbb,这是诱导染色体数目加倍的结果,可通过使用秋水仙素来实现;④bb→bbbb,是诱导染色体数目加倍的结果,可通过使用秋水仙素来实现;⑤BBbb→bbbb,bbbb可为BBbb自交的后代,也可通过单倍体育种(需使用秋水仙素)的方式来实现。7.(2023·河北衡水一模)稻瘟病是由稻瘟病原菌引起的一种病害,其分布遍及世界产稻区,是稻作生产中的主要病害。选用抗病品种是稻瘟病防治的主要方法。研究发现,水稻中存在三种稻瘟病抗性基因,分别位于不同品系,某团队欲将这三种抗稻瘟病基因整合至同一品系,以培育出高抗、广抗的水稻新品种。如图为利用纯合品系A(抗性基因为显性基因A)、纯合品系B(抗性基因为显性基因B)和纯合品系D(抗性基因为显性基因D)培育高抗品系E的过程图解(三对抗性基因独立遗传),请据图回答下列问题。注:分子标记辅助选择是指通过分析与目标基因紧密连锁(两基因连锁且不发生染色体互换)的分子标记的基因型,借此对目标性状个体的基因型进行选择。(1)品系A和品系B杂交所得F1自交后,F2中的AB双抗纯合体所占比例为。

(2)AB双抗纯合体和AD双抗纯合体经一系列操作所得的F2中表型符合要求的个体所占比例为,其中三抗纯合体所占的比例为。

(3)在传统的杂交育种方式中,为获得三抗纯合体植株,在得到三抗性状植株后的一般操作是

。

(4)与传统杂交育种方法相比,利用分子标记辅助选择技术进行育种的优点是(写出一点即可)。

解析:(1)品系A的基因型为AAbbdd,品系B的基因型为aaBBdd,品系A和品系B杂交所得F1(AaBbdd)自交后,F2中的AB双抗纯合体(AABBdd)所占比例为1/4×1/4=1/16。(2)由图可知,AB双抗纯合体(AABBdd)和AD双抗纯合体(AAbbDD)经一系列操作所得的F2中表型符合要求的三抗(AABD)个体所占比例为1×3/4×3/4=9/16,其中三抗纯合体(AABBDD)所占的比例为1/9。

(3)在传统的杂交育种方式中,为获得三抗纯合体植株,在得到三抗性状植株后的一般操作是将三抗性状植株开花前的稻穗套袋,令其自交并单株收获水稻种子,来年分区种植,得到一系列不同的水稻株系,选出不发生性状分离的株系,即为三抗纯合体植株。(4)分子标记辅助选择是指通过分析与目标基因紧密连锁(两基因连锁且不发生染色体互换)的分子标记的基因型,借此对目标性状个体的基因型进行选择。利用分子标记辅助选择,可直接来判断所测定个体的基因型,因此与传统杂交育种方法相比,借助该技术进行育种的典型优点是能缩短育种年限,加快育种进程,从而提高育种效率。答案:(1)1/16(2)9/161/9(3)将三抗性状植株开花前的稻穗套袋,令其自交并单株收获水稻种子,来年分区种植,得到一系列不同的水稻株系,选出不发生性状分离的株系,即为三抗纯合体植株(4)缩短了育种年限,加快了育种进程,提高了育种效率(写出一点即可)综合提升练8.(多选)(2023·山东济宁二模)小麦体细胞中有21对同源染色体,科研人员将带有蓝色素基因E的长穗偃麦草4号染色体替代了小麦的4号染色体,从而培育出了纯合蓝粒小麦。减数分裂过程中小麦和长穗偃麦草的4号染色体不能联会,随机进入配子,小麦5号染色体上的h基因纯合可诱导它们联会并发生互换。某雄性不育小麦4号染色体上分别具有不育基因T与可育基因t。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,研究人员设计了如图所示的杂交实验。下列叙述正确的是(ABC)A.F1中可育株和不育株的比例是1∶1B.F2与小麦(hh)杂交的目的是获得纯合(hh)蓝粒不育株C.F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体D.F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成21个正常的四分体解析:亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上,所以其基因型为TtHH,亲本小麦(hh)的基因型为tthh,所以F1中可育株(ttHh)∶不育株(TtHh)=1∶1;F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh,其中T基因和E基因分别来自小麦和长穗偃麦草,TEHh与小麦(tthh)杂交可获得纯合(hh)蓝粒不育株;F3蓝粒不育株的基因型为ETtHh和ETthh,含有43条染色体;F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦,一条来自长穗偃麦草,其余染色体均来自小麦,所以其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体。9.(多选)(2023·山东济宁三模)某优良栽培稻纯合品系H和野生稻纯合品系D中与花粉育性相关的基因分别是SH、SD,与某抗性相关的基因分别是TH、TD。科学家构建基因SD纯合品系甲和基因TD纯合品系乙的流程如图,甲、乙品系只有一对基因与品系H不同。甲、乙品系杂交后的F1自交得到的F2中SDSD、SDSH、SHSH数量分别为12、72和60,TDTD、TDTH、THTH数量分别为50、97和52。下列叙述错误的是(ABC)A.培育品系甲、乙的原理是染色体变异B.TD/TH基因和SD/SH基因位于一对同源染色体上C.分子检测筛选的目的是选出具有TH或SH基因的子代D.甲、乙品系杂交后的F1产生的SD可育花粉∶SH可育花粉为1∶5解析:由题意知,培育品系甲、乙运用了杂交育种的方法,其原理是基因重组;根据题干信息,F2中与花粉育性相关的基因型数量之比为1∶6∶5,与抗性相关的基因型数量之比为1∶2∶1,若在同一条染色体上,二者的比例应该相同,因此两对等位基因不位于一对同源染色体上;最终构建的是基因SD和TD纯合的品系,所以分子检测筛选的目的应该是选出具有TD或SD基因的子代;F2中与花粉育性相关的基因型(SDSD∶SDSH∶SHSH)数量之比为1∶6∶5,雌配子中SD∶SH为1∶1,1/12=1/2×1/6,所以雄配子中SD占1/6,所以SD可育花粉∶SH可育花粉为1∶5。10.(多选)为提高小麦的抗旱性,有人将大麦的抗旱基因(HVA)导入小麦细胞,筛选出HVA基因成功整合到染色体上的小麦细胞,并用植物组织培养的方法培育成高抗旱性T0植株(假定HVA基因都能正常表达)。某些T0植株体细胞含两个HVA基因,这两个基因在染色体上的整合情况有如图所示的三种类型(黑点表示HVA基因的整合位点,不考虑互换)。将T0植株与非转基因小麦杂交,相关叙述错误的是(CD)A.该育种过程依据的生物学原理是基因重组,能定向改变生物的遗传性状B.若两个HVA基因的整合位点属于图乙类型,则子代中含HVA基因的个体所占比例为50%C.若两个HVA基因的整合位点属于图丙类型,则子代中含HVA基因的个体所占的比例为25%D.若两个HVA基因的整合位点如图甲,该T0植株自交后代中含HVA基因的个体占50%解析:该抗旱植株通过转基因技术获得,其依据的原理是基因重组,基因工程育种最大的优点是能定向改变生物的遗传性状;由题图可知,用D来表示HVA基因,用O来表示染色体上没有HVA基因的情况,则图甲所示细胞的基因型为DD,图乙所示细胞的基因型为DO,图丙所示细胞的基因型为DODO,则HVA基因整合位点如图乙的植株与非转基因小麦杂交,后代中含HVA基因的个体所占比例为50%;HVA基因整合位点如图丙所示植株与非转基因小麦杂交,后代中含HVA基因的个体所占的比例是75%;HVA基因整合位点如图甲所示,则图甲所示细胞的基因型为DD,植株自交后代中含HVA基因的个体占100%。11.(2023·广东潮州开学考)杂种优势是指两个或两个以上具有不同优良性状的纯合亲本杂交获得的杂种一代(杂交种),在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、适应性以及产量和品质等方面优于其双亲的现象。玉米为二倍体雌雄同株异花植物,存在杂种优势现象,生产上常种植杂交种提高产量。(1)玉米种子的颜色有紫色(A)和黄色(a)之分。研究表明,纯合紫色品系与纯合黄色品系杂交,F1具有明显的杂种优势。为了获得杂种优势个体,科研人员将两种品系间行种植,收获在品系植株上结的种子即为所需杂交种。

(2)为了提高获得杂交种的生产效率,科研人员利用黄色玉米培育了单基因隐性突变的雄性不育纯合品系(可育基因M,雄性不育基因m)。将该黄色不育品系与紫色可育品系进行以下实验,结果如下表:PF1F2黄色不育×紫色可育紫色可育紫色可育∶黄色不育=3∶1F2出现该结果的原因是。

(3)雄性不育系个体无法通过自交继续保持雄性不育性状,为了持续获得雄性不育个体,研究人员将D基因导入基因型为AaMm的紫色可育玉米的A基因附近,得到了可以持续获得雄性不育个体的保持系。D基因是在玉米花粉中特异性表达的基因,导致雄配子不发育。在该保持系中M和A基因只能通过配子传递给子代。利用保持系获得雄性不育系和保持系的最简单方法是,快速判断雄性不育系和保持系种子的方法是。

解析:(1)为了获得杂种优势个体,科研人员将两种品系间行种植,由于紫色对黄色为显性,则杂种应该表现为紫色,且玉米表现为自由交配,因此,收获在黄色品系植株上结的紫色种子即为所需杂交种(Aa)。(2)黄色不育品系(aamm)与紫色可育品系(AAMM)杂交获得的F1的基因型为AaMm,F1自交获得的F2中紫色可育∶黄色不育=3∶1,该比例说明相关的两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律,说明两对等位基因位于一对同源染色体上,为连锁关系。(3)雄性不育系个体无法通过自交继续保持雄性不育性状,为了持续获得雄性不育个体,研究人员将D基因导入基因型为AaMm的紫色可育玉米的A基因附近,得到了可以持续获得雄性不育个体的保持系,即该保持系的基因型可表示为DAaMm,其产生花粉的基因型为DAM和am,二者比例均等,但D基因的存在使得花粉的基因型只有am类型,因此,在该保持系中M和A基因只能通过雌配子传递给子代。利用保持系获得雄性不育系和保持系的最简单方法是该保持系自交,则后代的基因型和表型为DAaMm(紫色保持系)和aamm(黄色雄性不育系),即保持系所结的种子中紫色均为保持系,而黄色均为雄性不育系。答案:(1)黄色紫色(2)两对等位基因(A/a、M/m)位于一对同源染色体上,为连锁关系(3)雌该保持系自交紫色均为保持系,而黄色均为雄性不育系12.(2023·山东临沂质检)番茄是雌雄同株植物,可自花受粉也可异花受粉。M、m基因位于2号染色体上,基因型为mm的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上,基因型为RR、Rr、rr的植株表型分别为正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成,导入H基因的转基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和互换。(1)基因型为Mm的植株连续自交两代,F2中雄性不育植株所占的比例为。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机受粉,则F2中可育晚熟果植株所占比例为,其中纯合子占。

(2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙,植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交,在形成配子时喷施NAM,F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因,则以上所得F1的体细胞中含有个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,则H基因插入了(填“2号”“5号”“X”或“Y”)染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在

染色体上的分布必须满足的条件是

,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为。

(3)若植株甲的细胞中仅含1个H基因,在不喷施NAM的情况下,利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案:

。

解析:(1)基因型为Mm的植株自交,F1中MM∶Mm∶mm=1∶2∶1,其中基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育,基因型为mm的植株只产生可育雌配子,故只有1/3MM和2/3Mm能够自交,则F2中雄性不育植株mm所占的比例为2/3×1/4=1/6。雄性不育植株mm与野生型植株杂交所得可育(Mm)晚熟红果(Rr)杂交种的基因型为MmRr,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机受粉,即自由交配,则亲本产生的配子有MR、Mr、mR、mr,比例为1∶1∶1∶1,则F1中有9种基因型,分别为1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr,F1雌配子种类及比例为MR∶Mr∶mR∶mr=1∶1∶1∶1,F1雄配子种类及比例为MR∶Mr∶mR∶mr=2∶2∶1∶1,则F2中可育晚熟红果植株(基因型为MRr)所占比例为1/4×3/6+1/4×3/6+1/4×2/6+1/4×2/6=10/24,F2中可育晚熟黄果植株(基因型为Mrr)所占比例为1/4×3/6+1/4×2/6=5/24,因此F2中可育晚熟果植株所占比例为10/24+5/24=5/8,其中纯合子(即MMrr)占1/4×2/6÷5/8=2/15。(2)已知细菌中的H基因控制某种酶的合成,导入H基因的转基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙,则H基因的可能位置有插入了M基因所在的染色体上、插入了m基因所在的染色体上、插入了2号染色体以外的染色体上,植株甲和乙分别与雄性不育植株mm杂交,在形成配子时喷施NAM,则含H基因的雄配子死亡,F1均表现为雄性不育mm,说明含有M基因的雄配子死亡,即有H基因插入了M基因所在的染色体(即2号染色体)上。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因,以上所得F1的体细胞中含有0个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,则H基因插入了M基因所在的染色体上,即H基因与M基因连锁。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是有1个H基因位于M基因所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为(1/2)n。(3)若植株甲的细胞中仅含一个H基因,且H基因插入了M基因所在的染色体上,在不喷施NAM的情况下,以雄性不育植株mm为母本、植株甲HMm为父本进行杂交,雌配子为m,雄配子为HM、m,则子代中大花植株(基因型为HMm)即为与植株甲基因型相同的植株(或利用雄性不育植株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)。

答案:(1)1/6MmRr5/82/15(2)02号有1个H基因位于M基因所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因(1/2)n(3)以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或利用雄性不育植株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)第27讲生物的进化基础巩固练1.(2023·山东临沂一模)适应的形成离不开生物的遗传和变异及其与环境的相互作用。生物在遗传中会受各种因素的影响产生不同类型的变异,然后环境从中选择与之相适应的变异类型。下列有关适应的描述,错误的是(B)A.环境决定生物进化的方向,适应是环境对生物进行定向选择的结果B.群体中出现的各种变异均会赋予种群生存和繁殖的优势,提高环境适应性C.可遗传的有利变异逐代积累和环境的定向选择是适应性生物新类型形成的必要条件D.适应不仅指生物的形态结构对环境的适应,也包括生物的功能对环境的适应解析:生物的变异是不定向的,其变异的结果可能对生物的生存是有利的,也有可能是不利的,并不是所有变异均会赋予种群生存和繁殖的优势。2.达尔文列举了大量的证据证明自己的生物进化理论。后来,随着研究的深入,人们又发现了许多支持达尔文生物进化理论的新证据。下列关于生物进化证据的分析,错误的是(D)A.赫氏近鸟龙化石为鸟类起源于恐龙提供了最直接、最重要的证据B.比较蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢,可为是否存在共同祖先提供证据C.脊椎动物早期胚胎发育过程都彼此相似,支持脊椎动物具有共同的祖先D.人和其他动物DNA的碱基序列或某种蛋白质的比较,属于细胞水平上的证据解析:人和其他动物DNA的碱基序列或某种蛋白质的比较,属于分子水平上的证据。3.(2024·安徽高考适应性考试)人类活动的过度干扰,有时会造成野生动物种群栖息地的碎片化,原先的大种群被分散成若干很少联系甚至不联系的小种群。下列相关叙述错误的是(A)A.通常种群中的致病基因频率会因为自然选择而不断降低,直至为零B.碎片化初期小种群间基因频率可能相差大,但不是自然选择造成的C.碎片化后的小种群遗传多样性降低,近亲交配增多而容易衰退D.碎片化后的各小种群间基因交流减少,基因库的差异不断扩大解析:通常种群中的致病基因频率会因为自然选择而不断降低,但由于杂合子的存在,致病基因频率不会降为零。4.(2024·山东烟台模拟)广义的协同进化可以发生在不同的生物学水平,协同进化是物种平衡与多样性的关键。下列叙述错误的是(D)A.细胞中的线粒体基因组的形成可能源于胞内共生菌的协同进化B.物种之间的协同进化过程中,种群的基因频率会发生改变C.捕食者的存在有利于增加物种多样性D.营养级越高的种群和进化过程中形成越晚的物种,对环境的适应能力越强解析:线粒体是半自主性细胞器,其内部的DNA呈环状裸露结构,和细菌的遗传物质类似,所以线粒体基因组的形成可能源于胞内共生菌的协同进化;进化的实质是种群基因频率的改变;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,为其他物种的形成腾出空间,因此捕食者的存在有利于增加物种的多样性;营养级越高的种群和进化过程中形成越晚的物种,对环境的适应能力不一定越强。5.(2023·山东济南一模)研究发现,生物中某些大分子的进化速度(蛋白质中的氨基酸或核酸中的核苷酸在一定时间内的替换率)恒定,可通过比较代表性基因的差异判断物种的亲缘关系,这就是“分子钟”假说。用于比较物种亲缘关系的代表性蛋白质或基因就是“分子钟”,如细胞色素c、人类线粒体DNA(mtDNA)、原核生物核糖体RNA基因等。考古学家从岩土沉积物中提取DNA检测,通过比较古生物遗骸中DNA和现代基因库的材料来研究物种起源及进化。下列说法错误的是(D)A.研究人员可使用DNA分子杂交的方法进行物种亲缘关系的鉴定B.发菜的核糖体RNA基因可作为比较物种亲缘关系的“分子钟”C.可用现代基因库的DNA序列设计引物对古生物遗骸中DNA序列进行扩增D.提取mtDNA时,研磨液有利于染色体上蛋白质与mtDNA分离解析:由于现代生物是古生物进化而来的,现代生物的DNA与古生物的DNA具有相似性,所以可以根据现代基因库的DNA序列设计引物对古生物遗骸中DNA序列进行扩增;mtDNA是裸露的DNA分子,不含蛋白质。6.(2023·河北保定模拟)如图所示,自然选择有三种类型:①稳定选择,淘汰种群中极端变异个体、保留中间类型个体;②分裂选择,按照不同方向保留种群中极端变异个体、淘汰中间类型个体;③单向选择,保留种群中趋于某一极端变异个体、淘汰另一极端变异个体。下列叙述错误的是(B)A.图②中的个体存在表型差异,与基因的多样性密切相关B.三种选择类型均会引起种群发生基因突变、基因重组或染色体变异C.种群内可遗传的有利变异和环境的定向选择是三种类型形成的必要条件D.三种类型的自然选择过程中,生物与环境之间都会发生协同进化解析:变异是不定向的,变异不是由三种选择类型引起的。7.(2023·山东济宁三模)理想条件下,种群基因频率和基因型频率在遗传中保持不变的现象称为遗传平衡。自然界种群中基因型实际频率偏离遗传平衡频率的程度用Fst表示,Fst越大,差异越大。囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性,不同区域囊鼠深色表型频率及D基因频率如图所示。下列叙述正确的是(A)A.浅色岩区中浅色囊鼠的Fst值比深色熔岩床区小B.深色熔岩床区的深色囊鼠的基因型可能只存在DdC.囊鼠体色的差异是种群内不同个体之间及生物与环境间协同进化的结果D.两个区域的囊鼠在自然选择作用下基因发生了定向突变解析:遗传平衡时,浅色岩区中浅色囊鼠dd基因型频率是(1-0.1)2=0.81,实际基因型频率是1-0.18=0.82,浅色岩区中浅色囊鼠的Fst值是0.82-0.81=0.01。深色熔岩床区,浅色囊鼠遗传平衡时dd基因型频率是(1-0.7)2=0.09,实际基因型频率是1-0.95=0.05,深色熔岩床区中浅色囊鼠的Fst值是0.09-0.05=0.04,浅色岩区中浅色囊鼠的Fst值比深色熔岩床区小;深色熔岩床区的深色囊鼠的基因型是DD和Dd;囊鼠体色的差异是囊鼠和其他生物之间及生物与环境间协同进化的结果;突变是不定向的,两个区域的囊鼠的基因频率在自然选择作用下发生了定向改变。8.(2024·湖南衡阳模拟)细菌对各种抗生素的药敏程度实验方法如下:将含有相同且适宜浓度的不同抗生素的滤纸片放置在已接种被检细菌的固体培养基表面,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(图中里面的圈),结果如图所示:(1)上述实验结果表明细菌对(填字母)培养皿中的抗生素最敏感。

(2)用上述最有效的抗生素对细菌进行处理,并测定细菌数量的变化,如图所示:①向培养基中加入抗生素的时刻为点。

②细菌种群的进化是定向的,而变异是,细菌的抗药性产生于环境变化之(填“前”“中”或“后”),由于抗生素的选择作用,细菌种群发生了进化,生物进化的实质是

。

(3)尽管有抗药性基因的存在,使用抗生素仍然能够治疗由细菌引起的感染,原因在于细菌种群中。

解析:(1)通过抑菌圈的大小来确定杀菌能力,即抑菌圈越大杀菌能力越强。因此题述图中抑菌最有效的是B培养皿中的抗生素,即细菌对B培养皿中的抗生素最敏感。(2)①抗生素会使细菌中不具抗药性的个体大量死亡而数量下降,所以b点是使用抗生素的起点。②变异是不定向的,而自然选择使种群定向进化,细菌的抗药性在环境变化之前就已经产生了,自然选择是性状的选择者,而不是诱导者。生物进化的实质是种群基因频率发生定向改变。(3)因为细菌种群中有抗药性基因的个体占极少数,所以尽管有抗药性基因存在,但使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染。答案:(1)B(2)①b②不定向的前种群基因频率发生定向改变(3)有抗药性基因的个体占极少数综合提升练9.(多选)(2023·山东青岛模拟)黑腹果蝇的灰身和黄身是一对相对性状,其中灰身是显性性状,由位于X染色体上的B和b基因控制。若亲代果蝇的基因型为XBXB和XbY,每代果蝇随机交配,则各代雌雄果蝇中b基因频率的变化曲线如图所示。若每代能繁殖出足够数量的个体,下列叙述错误的是(BD)A.图中雄性b基因