第四单元 生物的变异与进化专题13 生物的变异专题检测A组一、单项选择题1.(2020届安徽六校第一测,15)以下通过诱变育种培育出的是( )A.无子西瓜B.青霉素高产菌株C.能合成人胰岛素的大肠杆菌D.八倍体小黑麦答案 B 无子西瓜、八倍体小黑麦的培育利用了多倍体育种;利用转基因技术培育出能合成人胰岛素的大肠杆菌;通过诱变育种培育出青霉素高产菌株,B正确。2.(2019广东汕头质监,4)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。下列相关叙述正确的是 ( )A.基因H的长度较基因h长B.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.镰刀型细胞贫血症属于单基因遗传病,该病的症状可利用光学显微镜观察到答案 D 镰刀型细胞贫血症是由基因中一对碱基的替换引起的,突变前后基因的长度不变,A错误;镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因中一个碱基对的替换,B错误;双链DNA分子中的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值都等于1,C错误;镰刀型细胞贫血症属于单基因遗传病,患者的红细胞呈镰刀型,可利用显微镜观察红细胞形态来确定是否患病,D正确。3.(2018北京丰台二模,3)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答案 D 本题以三倍体无子西瓜为出题背景,考查染色体数目变异、减数分裂及多倍体育种,基础性很强,体现了对科学思维素养中归纳与概括要素的考查。二倍体西瓜经秋水仙素处理获得四倍体,该四倍体作为母本,与二倍体西瓜(作为父本)进行杂交,得到三倍体西瓜;三倍体西瓜在减数分裂过程中由于有三个染色体组,联会紊乱,几乎不能产生可育配子;将二倍体西瓜的花粉授到三倍体西瓜的雌蕊柱头上,可诱导子房发育成果实,从而形成无子西瓜,A、B、C错误。三倍体西瓜高度不育,不能进行有性生殖,可利用植物组织培养技术进行无性繁殖,大量制备三倍体无子西瓜幼苗,D正确。4.(2020届安徽A10联盟摸底,18)人类社会的进步离不开生物育种技术的发展,下列有关说法正确的是( )A.青霉素高产菌株的选育原理和培育太空椒、杂交水稻的原理相同B.通过杂交育种技术选育的小麦既能集合双亲的优点,又能大幅度改良性状C.六倍体普通小麦和二倍体黑麦杂交后,选择子代花粉进行离体培养就能得到八倍体小黑麦D.基因工程育种的实现基于细胞生物的遗传物质都是DNA,且共用一套遗传密码答案 D 青霉素高产菌株、太空椒选育的原理是基因突变,培育杂交水稻的原理是基因重组,A错误;诱变育种可大幅改良某些性状,B错误;八倍体小黑麦是由六倍体普通小麦和二倍体黑麦杂交,再经过秋水仙素处理种子或幼苗选育得到的,C错误;基因工程的原理是基因重组,一种生物的基因能在另一种生物细胞中存在、表达,是因为它们的遗传物质都是DNA,而且共用一套遗传密码,D正确。5.(2018北京丰台期末,26)某二倍体植物基因a1中插入了一个碱基对后形成基因a2,下列分析正确的是( )
A.该变异可能导致翻译过程提前终止B.正常情况下a1和a2可存在于同一配子中C.利用光学显微镜可观测到a1的长度较a2短D.该个体的子代中遗传信息不会发生改变答案 A 本题以基因突变中碱基对的增添为载体,结合基因表达,考查基因突变的实质、基因突变的结果等内容,属于基础类题目,体现了对科学思维素养中归纳与概括要素的考查。若基因中插入一个碱基对,可能导致转录产生的mRNA序列从插入碱基对的位置向后全部错位,即之后的密码子全部改变,若提前出现终止密码子,则翻译过程提前终止,A正确;基因突变形成的是原基因的等位基因,正常情况下,减数分裂时,等位基因随同源染色体的分开而分离,进入不同的配子中,B错误;基因突变不能用光学显微镜观察到,C错误;若通过配子将a2基因遗传给子代,则子代的遗传信息会改变,D错误。6.(2018北京朝阳二模,3)家猪(2n=38)群体中发现一种染色体易位导致的变异,如图所示。易位纯合公猪体细胞无正常13、17号染色体,易位纯合公猪与四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。相关叙述错误的是( )A.上述变异是染色体结构和数目均异常导致的B.易位纯合公猪的初级精母细胞中含72条染色体C.易位杂合子减数分裂会形成17个正常的四分体D.易位杂合子有可能产生染色体组成正常的配子答案 B 13号染色体和17号染色体重接属于染色体结构变异,残片丢失属于染色体数目变异,A正确。初级精母细胞所含染色体数目与体细胞相同,所以正常纯合公猪的初级精母细胞含有38条染色体,因为易位纯合公猪13号和17号染色体重接,所以含有36条染色体,B错误。易位杂合子减数分裂时,因为13号和17号染色体不正常,所以剩下17对正常的染色体,可以形成17个正常的四分体,C正确。易位杂合子是由易位纯合公猪和正常母猪产生而来的,有来自公猪的不正常的13号和17号染色体,也有来自母猪的正常的13、17号染色体,所以形成配子时,可以产生正常的配子,D正确。7.(2020届黑龙江牡丹江一中月考二,33)下列关于果蝇可遗传变异的叙述,正确的是( )A.果蝇的长翅基因中缺失10个碱基对而引起的变异属于染色体结构变异B.果蝇有性生殖中,不同类型雌、雄配子随机结合属于基因重组C.雄果蝇减数分裂时,X、Y染色体上的某些基因可能发生基因重组D.染色体倒位、易位不改变基因的数量,因而不改变果蝇的性状答案 C 一个基因中缺失多个碱基对而引起的变异属于基因突变,A错误;基因重组可发生在减数分裂形成配子的过程中,不同类型雌、雄配子随机结合为受精作用,不属于基因重组,B错误;雄果蝇减数分裂时X、Y染色体为同源染色体,含有同源区段,同源区段上的染色体相应片段交叉互换属于基因重组,C正确;染色体倒位、易位不改变基因的数量,但是可能会改变生物的性状,D错误。8.(2019江苏南京、盐城三模,8)用基因型分别为AABBDD、aabbdd(三对基因独立遗传)的甲、乙两个品种进行如图所示的育种,下列相关叙述正确的是( )A.③④⑤培育新品种的过程中,戊、己的染色体数目相同B.②过程获得的丁植株中不能稳定遗传的个体占总数的7/8C.⑤过程中可用秋水仙素处理戊萌发的种子获得己植株
D.④过程使用的花药在甲、乙两个品种的植株上都可以采集到答案 B 分析题可确定①②为杂交育种,③④⑤为单倍体育种,其中④为花药离体培养,戊为单倍体,⑤为用秋水仙素等诱导,己为正常纯合植株,由此可判断戊、己的染色体数目不同,A错误;②过程获得的丁植株中不能稳定遗传的个体占总数的1-8/64=7/8,B正确;由于戊是单倍体,因此⑤过程中只能用秋水仙素处理戊幼苗获得己植株,C错误;④过程使用的花药来自丙品种的植株,甲、乙两个品种的植株分别只产生丙品种可产生的一种花药,D错误。易错警示 ①单倍体一般是高度不育的,不结种子,因此用秋水仙素处理时,只能处理幼苗;②解答本题应先推断出题图中的育种方式,再分析各选项。9.(2019重庆南开中学适应考,6)摩尔根及同事发现控制果蝇红眼(W)及白眼(w)的基因位于X染色体上,在大量的杂交实验中,发现白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,F1中2000~3000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇,同样在2000~3000只白眼雄果蝇中会出现一只不育的红眼雄性果蝇,下列对这种现象的解释中正确的是[注:XXX与OY(无X染色体)为胚胎时期致死型、XXY为可育雌蝇、XO(无Y染色体)为不育雄蝇]( )A.雌蝇的卵原细胞在减数分裂过程中发生了基因突变B.雌蝇的卵原细胞在减数分裂过程中两个X染色体没有分离C.雄蝇的精原细胞在减数分裂过程中性染色体没有分离D.雄蝇的精原细胞在减数分裂过程中发生了基因突变答案 B 白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交,在正常情况下不会出现白眼雌果蝇或红眼雄果蝇,由题干信息,子代出现一只不育的红眼雄性果蝇,其基因型为XWO,红眼基因只能来自雄蝇,母本没有提供X染色体,即雌蝇的卵原细胞在减数分裂过程中两个X染色体没有分离,移向同一极,结果使形成的卵细胞中没有X染色体或两条X染色体,并与正常精子结合受精,会产生XwXwY(雌性)和XWO(雄性)个体,故B正确,A、C、D错误。10.(2020北京西城二模,5)生物的某些染色体结构变异可通过减数分裂染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”或“十字形结构”现象,图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是( )A.两图中的现象均发生在减数第一次分裂后期同源染色体分离过程中B.甲图所示的现象是由倒位导致的,乙图所示的现象是由易位导致的C.甲乙两图所示细胞完成减数分裂后产生的配子中染色体结构均正常D.两图所示细胞中基因种类、数量均正常,个体性状也不会发生改变答案 B 甲图表示一对同源染色体联会形成一个异常四分体,乙图表示两对同源染色体联会形成异常四分体,均发生在减数第一次分裂前期,A错误;甲图中b基因所在染色体片段和d基因所在染色体片段位置互换,此过程发生在一条染色体上,即染色体结构变异中的倒位,乙图中两条黑色染色体为一对同源染色体,两条白色染色体为一对同源染色体,V基因所在的染色体片段和t基因所在的染色体片段发生的异常或S基因所在的染色体片段和W基因所在的染色体片段发生的异常由非同源染色体发生的染色体片段的互换所致,即染色体结构变异中的易位,B正确;甲乙两图均发生了染色体结构变异,若甲乙两图所示细胞为雄性生物的初级精母细胞,则细胞完成减数分裂后产生的配子中有一半配子染色体结构正常,一半配子染色体结构异常,若甲乙两图所示细胞为雌性生物的初级卵母细胞,则细胞完成减数分裂后产生的配子中的染色体结构有可能正常,有可能异常,C错误;两图所示细胞中基因种类、数量均正常,但由于都发生了染色体结构变异,因此对生物性状有较大影响,个体性状可能会发生改变,D错误。
11.(2019广东肇庆二模,4)如图是某小组进行育种的过程图,高产与低产分别由A、a控制,抗病与易感病分别由B、b控制。下列说法错误的是( )A.过程Ⅵ既要用到秋水仙素,也要用到生长素B.过程Ⅱ的原因与镰刀型贫血症的原因一致C.培育品种⑥的最简单途径是Ⅰ→ⅤD.通过过程Ⅴ、Ⅵ获得个体⑥的概率分别为1/4、1/16答案 D 根据题意和图示分析可知:从①变为④再变为⑥的过程,是诱变育种;①与②杂交得到③再培育出⑥的过程,是杂交育种;从③得到⑤再培育出⑥的过程,是单倍体育种。过程Ⅵ要用到秋水仙素或者低温处理单倍体幼苗,使细胞中染色体数目加倍,植株生长过程中要用到生长素,故A正确。过程Ⅱ属于诱变育种,其原因与镰刀型贫血症的原因一致,都是基因突变,故B正确。Ⅰ→Ⅴ过程为杂交育种过程,该过程方法最简单,但育种时间长,故C正确。通过过程Ⅴ、Ⅵ获得个体⑥的概率分别为1/16和1/4,D错误。12.(2019辽宁朝阳模拟,6)植物的自交不亲和性是指当花粉落在自身柱头上时,花粉不能够正常萌发或穿过柱头,无法完成受精作用,表现为自交不能结实的现象。如图为科研人员培育自交不亲和油菜的过程,其中F1中C染色体组的染色体在减数分裂过程中随机移向细胞一极,下列说法正确的是( )白菜(自交不亲和)♂ (2n=20,AA) ×F1甘蓝型油菜(自交亲和)♀ ×BC1植株M (2n=38,AACC) 亲代母本(AACC)注:A、C代表不同的染色体组A.该育种方式的主要原理是基因突变B.A和C含有染色体的条数分别为10、18C.BC1中所有个体均表现为自交不亲和D.F1产生染色体组型为AC配子概率为1/512答案 D 该育种方式的主要原理是染色体变异,A错误;据图知A具有10条染色体,C具有9条染色体,B错误;BC1产生配子AC中的A有两种,来自白菜的A表现为自交不亲和,故BC1中有部分个体表现为自交不亲和,C错误;F1的染色体组型是AAC,其中C是9条染色体,由于C染色体组在减数分裂时会随机移向某一极,每一条染色体移向一极的概率是1/2,9条染色体移向同一极的概率是(1/2)9,F1形成染色体组成为AC的配子的概率为(1/2)9=1/512,D正确。13.(2019广东广州三校联考,7)某被子植物(2n=20)雌雄同株异花,无性染色体。决定其籽粒有色(C)和无色(c)、淀粉质(Wx)和蜡质(wx)的基因位于9号染色体上,结构异常的9号染色体一端有染色体结节,另一端有来自8号染色体的片段(如图)。科学家利用此植物染色体的特殊性进行了如图所示的研究。下列说法正确的是( )
A.图中结构异常的染色体的变异来源属于基因重组B.该植物的单倍体基因组中含11条染色体上的基因C.图中所示的母本在减数分裂形成配子时,这两对基因所在的染色体可发生联会D.若图中所示的亲本杂交,F1有四种表现型且出现了表现型为无色蜡质的个体,说明初级精母细胞发生了交叉互换(不考虑基因突变)答案 C 图中结构异常的染色体多出来的片段来自非同源染色体,属于染色体结构变异中的易位,A错误;该植株是雌雄同株的二倍体生物,没有性染色体,且体细胞含有20条染色体,所以其单倍体基因组为10条染色体上的基因,B错误;图中所示的母本的两对基因位于同源染色体的相同位置上,所以在减数分裂形成配子时,这两对基因所在的染色体可发生联会,C正确;F1有四种表现型且出现了表现型为无色蜡质的个体,说明双亲都能产生cwx的配子,图中,父本的cwx是连锁的,而母本的基因,C与wx连锁,c与Wx连锁,若要产生cwx配子,需要母本在形成配子过程中,同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换,D错误。二、不定项选择题14.(2019江苏如东一模,22)为获得具有优良性状的纯合小麦,研究人员将基因型为Aa的小麦连续自交并逐代淘汰隐性个体。下列相关叙述正确的是( )A.本育种方法的主要遗传学原理是等位基因分离B.随着育种年限的延长,种群中a基因频率会逐渐减小C.直接取亲代(Aa)的成熟花药进行离体培养可能获得纯合小麦D.育种中要注意对小麦植株进行保护,防止其他植株花粉的传粉答案 ABD 基因型为Aa的小麦连续自交并逐代淘汰隐性个体以获得基因型为AA的小麦的过程中只涉及一对等位基因,其基本原理是等位基因的分离,A正确;育种过程中逐代淘汰隐性个体aa,随着育种年限的延长,a基因频率逐渐降低,B正确;直接取亲代Aa的成熟花药进行离体培养获得的是单倍体植株,需要对单倍体植株进行加倍处理才能获得纯合小麦,C错误;小麦为自花传粉植物,但与其他植株之间存在一定的天然杂交率,故在育种中要注意对小麦植株进行保护,防止其他植株花粉的传粉,D正确。15.(2020届山东临沂期中,20)某野生型细菌能在基本培养基上生长,而用X射线照射后的该细菌(突变型)却不能在基本培养基上生长。如表是野生型细菌与突变型细菌的差异,下列叙述错误的是( )某细菌在基本培养基上的存活率/%核糖体S12蛋白的部分氨基酸序列在添加了某种维生素的基本培养基上的存活率/%野生型100…P—K—K—Y…100突变型0…P—R—K—Y…100(注:P、K、R、Y分别代表不同的氨基酸)A.该突变型细菌的产生可能是由碱基对的替换、增添或缺失所致B.突变型细菌不能合成某种维生素,说明基因通过控制酶的合成控制代谢进而控制生物性状C.可以利用野生型菌获得突变体,也可以利用突变体获得野生型菌D.基因突变是产生新基因的途径,其中有利突变为进化提供原材料答案 AD 由表可知,与野生型细菌相比,突变型细菌的核糖体S12蛋白只有一个氨基酸发生了改变,该变异类型应为由碱基对的替换所致,A错误;突变型细菌在基本培养基上的存活率为0,
在添加了某种维生素的基本培养基上的存活率达到100%,说明突变型细菌不能合成该维生素,而野生型细菌可以,说明基因通过控制酶的合成控制代谢进而控制生物性状,B正确;由于基因突变具有不定向性,因此可以利用野生型菌获得突变体,也可以利用突变体获得野生型菌,C正确;基因突变是产生新基因的途径,为生物进化提供原材料,而不仅仅是有利突变为进化提供原材料,D错误。16.(2019江苏常州一模,22)视网膜母细胞瘤基因(R)是一种抑癌基因,杂合子(Rr)仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中,一旦体细胞的杂合性丢失,形成纯合子(rr)或半合子(r),就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。如图为视网膜母细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制。下列分析正确的是( )A.1是含R基因的染色体丢失而导致半合子(r)的产生B.2是发生了染色体片段的交换而导致纯合子(rr)的产生C.3是缺失了含R基因的染色体片段而导致半合子(r)的产生D.4是R基因突变成了r基因而导致纯合子(rr)的产生答案 ACD 本题主要考查科学思维中的模型分析、逻辑思维等。结合题干分析题图,1属于含R基因的染色体丢失而导致半合子(r)的产生,A正确;2中如果发生了染色体片段的交换,则不会形成两条完全相同的染色体,B错误;3是缺失了含R基因的染色体片段而导致半合子(r)的产生,C正确;4是R基因突变成了r基因而导致纯合子(rr)的产生,D正确;三、非选择题17.(2020届宁夏石嘴山三中期中,32)(10分)请分析并回答下列问题:(1)茄子营养丰富,为培养优良的品种,育种工作者进行了大量的实践。茄子晚开花(A)对早开花(a)为显性,果实颜色有深紫色(BB)、淡紫色(Bb)与白色(bb)之分,两对基因自由组合。选择基因型为AABB与aabb的植株为亲本杂交,F1自交得到的F2中有 种表现型。青枯病是茄子主要病害,抗青枯病(T)对易感青枯病(t)为显性,基因T、t与控制开花期的基因A、a自由组合。若采用二倍体早开花、易感青枯病纯种茄子(aatt)与四倍体晚开花、抗青枯病纯种茄子(AAAATTTT)种子为育种材料,在短时间内培育出纯合的二倍体早开花、抗青枯病茄子,则主要步骤为: ①第一步:种植四倍体晚开花、抗青枯病茄子(AAAATTTT), ,获得基因型为AATT的子代; ②第二步:以基因型为AATT和基因型为 的茄子为亲本杂交,得到F1(AaTt); ③第三步:种植F1,取花药离体培养, ,获得纯合二倍体,从中选出表现型为早开花、抗青枯病的茄子。 (2)水稻杂交育种是通过品种间杂交,培育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的 通过杂交集中在一起,再经过选择和培育获得新品种。若两个杂交亲本各具有不同的优良性状,杂交后,F1自交能产生多种非亲本类型,其原因是F1在 形成配子过程中,位于 基因自由组合,或者位于 基因通过非姐妹染色单体交叉互换进行重新组合。如果想获得新的变异类型水稻,可采取 育种方式。 答案 (1)6 ①取花药离体培养 ②aatt ③用秋水仙素处理 (2)优良基因(优良性状) 减数分裂 非同源染色体上的非等位 同源染色体上的非等位 诱变解析 (1)根据题意,AATT×aatt→AaTt,F1自交得到的F2中表现型有2×3=6种。①用四倍体晚开花、抗青枯病茄子(AAAATTTT)的种子种植,得到AAAATTTT的个体,取它的花药离体培养可以获得AATT的个体。②用aatt和AATT杂交,得到F1AaTt个体。③用单倍体育种法获得纯合子,即种植F1,取花药离体培养,并在幼苗期用秋水仙素处理,获得纯合二倍体,从中选出表现型为早开花、抗青枯病的茄子。
(2)杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。F1自交能产生多种非亲本类型,其根本原因是F1在减数分裂形成配子过程中,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,或者位于同源染色体上的非等位基因通过非姐妹染色单体交叉互换进行重新组合。如果想获得新的变异类型水稻,则需要通过诱变育种的方式。18.(2019广东名校联盟联考,28)(10分)玉米为一年生雌雄同株异花授粉植物,野生型为纯合子。研究人员在种植一批经过太空诱变处理的玉米种子时,发现了两株雄花发育不全的植株(编号甲、乙),表现为雄性不育。(1)为确定甲株雄性不育性状出现的原因,研究人员先用 ,得到F1,发现F1没有出现雄性不育株。这一结果 (填“能”或“不能”)排除雄性不育性状是由环境因素导致的。再用F1自交得到F2,发现F2的表现型及比例为 ,由此可判断雄性不育性状是由细胞核中的一对基因发生隐性突变导致的。 (2)用乙株重复上述实验,结果与甲株完全一致。甲乙两株雄性不育性状是否由同一对基因控制的呢?请设计实验解决这一问题,要求简要写出①实验思路、②结果分析。答案 (1)甲株与野生型杂交 不能 可育∶雄性不育=3∶1 (2)①将甲株系的F1与乙株系的F1杂交,观察其后代的表现型。②若后代出现雄性不育株,则甲乙两株雄性不育性状由同一对基因控制。若后代全为可育株,则甲乙两株雄性不育性状不是由同一对基因控制的。解析 (1)已知野生型为纯合子,为确定甲株(乙)雄性不育性状出现的原因,可以用杂交的方法,观察杂交后代的表现型及比例,因此可用甲株与野生型杂交,看其后代的表现型及比例,因为生物体的表现型是由基因型和环境共同作用决定的,因此如果F1没有出现雄性不育株,这一结果不能排除雄性不育性状是由环境因素导致的。再用F1自交得到F2,若发现F2的表现型及比例是可育∶雄性不育=3∶1,则可判断雄性不育性状是由细胞核中的一对基因发生隐性突变导致的。(2)用乙株重复上述实验,结果与甲株完全一致,说明乙株也是隐性突变。甲乙两株雄性不育性状是否由同一对基因控制的实验设计思路是:将甲株系的F1与乙株系的F1杂交,观察其后代的表现型,若后代出现雄性不育株,则甲乙两株雄性不育性状由同一对基因控制;若后代全为可育株,则甲乙两株雄性不育性状不是由同一对基因控制的。19.(2019东北三校二联,31)(10分)油菜是雌雄同株植物,其雄性不育的发现和研究是育种中的重要基础工作。用雄性不育系与野生(雄性可育)油菜进行杂交,F1均表现为雄性不育。(1)研究人员对此现象提出了两种假说。假说一:控制该性状的基因位于细胞核,且雄性不育为 (“显性”或“隐性”)性状;假说二:控制该性状的基因位于细胞质,因此子代表现出 (“父本”或“母本”)特征。 (2)为探究哪种假说正确,科研人员选择F1与野生油菜杂交,若后代表现为 ,则假说一正确;若后代表现为 ,则假说二正确。 (3)有人提出第三种假说:雄性不育性状需要野生型的核基因和质基因都发生改变才能表现。实验中偶然发现,雄性不育系的育性受环境温度影响,低温条件下表现不育,若温度升高其育性可得到恢复。于是科研人员将在 条件下培养的F1与野生油菜进行 ,再将后代在低温条件下培养长大。若发现性状表现分别为全为雄性可育和雄性不育∶雄性可育=1∶1,则可说明假说三正确。 答案 (1)显性 母本(2)雄性不育∶野生型(雄性可育)=1∶1 全部雄性不育(3)高温 正反交解析 (1)F1均表现为雄性不育,若为细胞核遗传,则说明雄性不育为显性。若控制该性状的基因位于细胞质,由于受精卵的细胞质主要来自卵细胞,因此子代表现出母本特征。若假说一正确,假设F1的基因型用Aa表示,野生油菜用aa表示,两者杂交后代基因型及其比例为Aa∶aa=1∶1,则表现型及其比例为雄性不育∶野生型(雄性可育)=1∶1。(2)若假说二正确,F1只能为母本,与野生型杂交,子代全为雄性不育型。(3)若假说三正确,F1雄性不育个体既有雄性不育核基因,又有雄性不育质基因,F1作为父本与野生型杂交时,F1只能将核基因传给子代,子代全为雄性可育,若F1作为母本与野生型杂交,F1
可将雄性不育核基因、质基因传给子代,一半个体同时带雄性不育核基因和质基因,一半个体仅带雄性不育质基因,即子代雄性不育∶雄性可育=1∶1,若让F1作父本与野生型杂交,需在高温条件下完成。20.(2019福建三明高二期末,47)2015年我国科学家屠呦呦因研制抗疟疾药物青蒿素挽救了数百万人的生命,而获得诺贝尔生理学或医学奖。青蒿为雌雄同株的二倍体,青蒿的白青秆(A)对紫红秆(a)为显性,稀裂叶(B)对分裂叶(b)为显性,两对性状独立遗传。请回答以下相关问题:(10分)(1)低温处理青蒿正在进行有丝分裂的幼苗芽尖细胞,导致染色体不分离,从而获得四倍体青蒿植株,推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是 。青蒿素是从青蒿的叶片和茎秆中提取的,从营养器官的角度分析,四倍体青蒿与二倍体青蒿相比具有的优点是 。 (2)用四倍体青蒿与二倍体青蒿杂交获得三倍体青蒿,该三倍体青蒿 (填“可育”或“高度不育”),其原因是 。 (3)用X射线照射分裂叶品系以后,b基因中一小段碱基序列发生变化,这种变异属于可遗传变异中的 。 (4)请利用白青秆分裂叶(Aabb)和紫红秆稀裂叶(aaBb)两植物品种作实验材料。设计一个快速育种方案(仅含一次杂交),使后代个体全部都是白青秆稀裂叶杂交种(AaBb),用文字简要说明: 。 答案 (1)低温抑制纺锤体形成,导致染色体不能移向细胞两极(回答“低温抑制纺锤体形成”给分) 茎秆粗壮,叶片较大 (2)高度不育 在减数分裂过程中,联会紊乱,无法产生正常的配子 (3)基因突变 (4)先用Aabb和aaBb通过单倍体育种分别得到AAbb和aaBB,然后让它们杂交得杂种AaBb解析 (1)四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿,低温处理野生型青蒿,抑制正在进行有丝分裂细胞的纺锤体形成,使后期染色体着丝点分裂,染色体不分离,从而获得四倍体植株。与二倍体青蒿相比,四倍体青蒿具有的优点是茎秆粗壮,叶片较大。(2)三倍体青蒿在减数分裂过程中,联会紊乱,无法产生正常的配子,故三倍体青蒿高度不育。(3)用X射线照射分裂叶品系以后,b基因中一小段碱基序列发生变化,这种变异属于基因突变。(4)快速育种一般采用单倍体育种的方法,若使白青秆分裂叶和紫红秆稀裂叶植株后代个体全部都是白青秆稀裂叶杂交种(AaBb),可先用Aabb和aaBb通过单倍体育种分别得到AAbb和aaBB,然后让它们杂交得杂种AaBb。21.(2018北京丰台一模,30)(15分)水稻是我国主要的粮食作物之一,它是自花传粉的植物。提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种(F1)的杂种优势,即F1的性状优于双亲的现象。(1)杂交种虽然具有杂种优势,却只能种植一代,其原因是 ,进而影响产量。为了获得杂交种,需要对 去雄,操作极为繁琐。 (2)雄性不育水稻突变体S表现为花粉败育。在制种过程中,利用不育水稻可以省略去雄操作,极大地简化了制种程序。①将突变体S与普通水稻杂交,获得的F1表现为可育,F2中可育与不育的植株数量比约为3∶1,说明水稻的育性由 等位基因控制,不育性状为 性状。 ②研究人员发现了控制水稻光敏感核不育的基因pms3,该基因并不编码蛋白质。为研究突变体S的pms3基因表达量和花粉育性的关系,得到如下结果(用花粉可染率代表花粉的可育性)。表1 不同光温条件下突变体S的花粉可染率(%)短日低温短日高温长日低温长日高温41.930.25.10
图1 不同光温条件下突变体S的pms3基因表达量差异该基因的表达量指的是 的合成量。根据实验结果可知,pms3基因的表达量和花粉育性关系是 。突变体S的育性是可以转换的,在 条件下不育,在 条件下育性最高,这说明 。 (3)结合以上材料,请设计培育水稻杂交种并保存突变体S的简要流程: 。 答案 (1)F1自交后代会发生性状分离现象 母本(2)①1对 隐性 ②RNA 花粉育性变化与pms3基因的表达量呈正相关(pms3基因的表达量越高,花粉育性越高) 长日高温 短日低温 表现型是基因与环境共同作用的结果(3)在长日高温条件下,以突变体S为母本,与普通水稻杂交,收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种。在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用解析 (1)杂交种虽然具有杂种优势,却只能种植一代,其原因是F1是杂合子,自交后代会发生性状分离现象,不能稳定遗传,进而影响产量。为了获得杂交种,需要对母本去雄。(2)①将突变体S与普通水稻杂交,获得的F1表现为可育,说明不育性状为隐性性状;F2中可育与不育的植株数量比约为3∶1,说明水稻的育性由1对等位基因控制。②基因的表达过程是指通过转录形成mRNA、再通过翻译形成蛋白质的过程。控制水稻光敏感核不育的基因pms3并不编码蛋白质,因此该基因的表达量指的是RNA的合成量。表中信息显示:在日照长度相同的条件下,花粉可染率随温度的升高而降低,且在温度相同的条件下,短日照的花粉可染率高于长日照;柱形图显示:在日照长度相同的条件下,pms3基因相对表达量随温度的升高而降低,且在温度相同的条件下,短日照的pms3基因相对表达量高于长日照;综上信息可知:花粉育性变化与pms3基因的表达量呈正相关(pms3基因的表达量越高,花粉育性越高)。分析表中信息可知:突变体S在长日高温条件下不育,在短日低温条件下育性最高,这说明表现型是基因与环境共同作用的结果。(3)突变体S在长日高温条件下雄性不育,据此,可在长日高温条件下,以突变体S为母本,与普通水稻杂交,收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种。突变体S在短日低温条件下雄性育性最高,因此可在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用。专题检测B组一、单项选择题1.(2019北京丰台期末,11)玉米第6对染色体上存在与植株颜色有关的一对等位基因D(紫色)和d(绿色),经X射线照射的纯合紫株玉米花粉授粉给正常绿株玉米,F1中出现个别绿苗。出现个别绿苗的最可能原因是( ) A.染色体数加倍B.基因重组C.染色体缺失D.染色体重复答案 C 本题以玉米经X射线照射后出现异常情况为载体,结合诱变因素,考查染色体变异、基因重组等相关内容,属于基础题目考查,考生需根据F1的性状,对现象进行分析和推理,主要体现了对科学思维中演绎与推理、科学探究中结果分析等素养要素的考查。染色体数加倍不会导致新基因的产生,纯合紫株玉米花粉仍然只有D,不会导致受精后出现绿苗,A选项错误;
基因重组是个体原有基因之间的重新组合,B选项错误;X射线照射导致的可遗传变异类型可能为染色体变异,若纯合紫株玉米D基因所在的染色体片段缺失,则产生的配子可能不含D基因,若该类型配子与含有d基因的配子受精并发育为个体,则表现为绿苗,C选项正确;染色体重复会导致相关片段基因数增多,无基因缺失或新基因的产生,D选项错误。2.(2020届安徽六校第一测,12)DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(设为M)变成了尿嘧啶,该DNA连续复制两次得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、T—A、G—C、G—C,推测“M”可能是( )A.胸腺嘧啶B.鸟嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤D.腺嘌呤答案 B 根据DNA半保留复制的特点,DNA经两次复制后,以突变链为模板得到的两个DNA分子中含有U—A、T—A,以正常链为模板得到的两个DNA分子中含G—C、G—C,因此被替换的碱基可能是鸟嘌呤G,B正确。3.(2020届北京海淀期中,19)黄曲霉素是极强的致癌物,会使DNA分子中鸟嘌呤脱氧核苷酸的碱基丢失,导致DNA复制时,子链中对应位置随机填补一个脱氧核苷酸。下列有关叙述中,不正确的是( )A.黄曲霉素是化学致癌因子B.黄曲霉素导致碱基对缺失C.随机填补可能会导致基因突变D.随机填补可能不引起性状改变答案 B 本题以致癌物质和基因突变为载体,重点考查了学生的辨认、比较和解读能力,在普及生活常识的同时,也加强了学生的社会责任。黄曲霉素是一种化学物质,具有极强的致癌性,是化学致癌因子,会使DNA分子中鸟嘌呤脱氧核苷酸的碱基丢失,导致DNA复制时,子链中对应位置随机填补一个脱氧核苷酸,可能引起碱基序列的改变,从而引起基因突变,但碱基对并未缺失,同时根据密码子的简并性(一种氨基酸可以对应多个密码子)特点,基因突变后对应的氨基酸也可能相同,所以随机填补可能不引起性状改变,故B错误。4.(2019江苏常州一模,15)图中字母表示染色体上不同的基因,与正常染色体相比,染色体①~④中,可能发生了基因突变的是( )A.① B.② C.③ D.④答案 C 本题主要考查科学思维中的模型分析。据图分析可知①为重复、②为缺失、③为产生等位基因、④为倒位,所以①②④为染色体变异,③为基因突变。答案选C。5.(2020届安徽合肥零模,10)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.DNA分子上碱基对的增添、缺失或替换都属于基因突变B.基因重组主要发生在减数第一次分裂和第二次分裂的后期C.所有的单倍体都矮小、瘦弱、高度不育D.培育无子西瓜的方法是人工诱导多倍体
答案 D 基因中碱基对的增添、缺失或替换属于基因突变,A错误;基因重组主要发生在减数第一次分裂前期和减数第一次分裂后期,B错误;单倍体一般是高度不育的,但也存在特殊情况,如四倍体水稻的花药离体培养得到的单倍体是可育的,C错误;用秋水仙素处理二倍体西瓜的种子或幼苗得到四倍体西瓜植株,将其与二倍体西瓜植株(父本)杂交,从而得到三倍体西瓜的种子,因此,培育无子西瓜采用人工诱导多倍体的方法,D正确。易错警示 本题易错选A。基因突变是DNA分子中碱基对增添、缺失或替换所引起的基因结构的改变。6.(2019北京东城期末,18)如图为白色棉的培育过程。以下叙述不正确的是( )A.过程①的培育原理为基因突变B.过程②的培育原理为染色体变异C.过程③产生的子代可能出现三种表现型D.过程④产生的子代出现白色棉的概率为1/4答案 D 太空育种主要借助太空中失重、大量射线等特殊环境导致生物发生可遗传变异,其中最常见的为基因突变,图中太空育种前后染色体的结构无明显差异,基因B变为b,因此过程①的培育原理为基因突变,A选项正确;过程②处理导致染色体片段缺失,即发生了染色体结构变异,B选项正确;过程③产生的子代可能出现深红棉、粉红棉、白色棉三种表现型,C选项正确;过程④为单倍体育种,产生的子代出现白色棉的概率为1/2,D选项错误。7.(2019广东深圳二模,4)黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交,产生的F1(Aa)不同个体出现了不同体色。研究表明,不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同,但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化(如图)现象出现,甲基化不影响基因DNA复制,但不能正常表达。有关分析错误的是( )A.F1个体体色的差异与A基因甲基化程度有关B.甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合C.碱基甲基化不影响碱基互补配对过程D.甲基化是引起基因突变的常见方式答案 D F1个体的基因型都是Aa,但体色有差异,显然与A基因甲基化程度有关,A正确;RNA聚合酶与该基因的结合属于基因表达的关键环节,而A基因甲基化会影响其表达过程,B正确;碱基甲基化不影响DNA复制过程,而DNA复制过程有碱基互补配对过程,C正确;基因突变是基因中碱基对增添、缺失或替换导致基因结构的改变,而基因中碱基甲基化后仍然属于该基因,所以不属于基因突变,D错误。8.(2020届黑龙江哈尔滨六中二调,34)如图所示为某二倍体生物的正常细胞及几种突变细胞的一对常染色体和性染色体。以下分析不正确的是( )A.图中正常雄性个体产生的雄配子类型有四种B.突变体Ⅰ的形成可能是由于基因发生了突变
C.突变体Ⅱ所发生的变异能够通过显微镜直接观察到D.突变体Ⅲ中基因A和a的分离符合基因的分离定律答案 D 图中正常雄性个体产生的雄配子类型有四种,即AX、AY、aX、aY,A正确;突变体Ⅰ中A基因变成a基因,其形成可能是基因突变,B正确;突变体Ⅱ所发生的变异为染色体结构变异,能够通过显微镜直接观察到,C正确;突变体Ⅲ中发生了染色体结构变异(易位),导致基因A和a不在一对同源染色体上,因此它们的分离不再符合基因的分离定律,D错误。9.(2019陕西西安校际联考,18)在农业生产中,选择合适的育种方法,能有效改良作物品质,提高产量。下列有关作物育种的说法正确的是( )A.通过杂交育种,能从纯合低产不抗病的品种中选出高产抗病的新品种B.诱变育种能诱发突变,所以可在较短的时间内获得大量纯合变异类型C.利用单倍体育种可获得正常生殖的纯合个体,明显缩短了育种的年限D.人工诱导染色体数目加倍最常用的方法是低温处理萌发的种子或幼苗答案 C 本题主要考查科学思维素养中的归纳与概括。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。纯合低产不抗病的品种中没有与高产、抗病相关的基因,所以不可能通过杂交育种从纯合低产不抗病的品种中选出高产、抗病的新品种,A错误。诱变育种与自然突变相比提高了突变频率,能在较短的时间内获得较多的优良变异类型,但这些变异类型一般都是杂合的,需要通过自交等方式获得纯合子,B错误。单倍体育种过程中,常采用花药(花粉)离体培养的方法来获得单倍体植株,然后经过人工诱导使染色体数目加倍,重新恢复到正常植株的染色体数目;因此用这种方法培育得到的植株,不仅能够正常生殖,而且对二倍体植株而言,每对染色体上的成对的基因都是纯合的,明显缩短了育种的年限,C正确。人工诱导染色体数目加倍的方法很多,目前最常用而且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗,D错误。10.(2020广东广州育才中学零模,2)图中,a、b、c、d分别表示不同的变异类型。下列有关说法正确的是( )①a发生在减数第二次分裂中期②a、c分别表示基因重组、基因突变③b、d都属于染色体结构变异④b、c、d都能使子代表现出相对性状 A.①③B.②④C.①④D.②③答案 D ①a表示同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组,发生在减Ⅰ前期,①错误;②a表示同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换,属于基因重组;c是基因中碱基对的缺失,属于基因突变,②正确;③b属于染色体结构变异中的易位;d属于染色体结构变异中的倒位,③正确;④c基因突变不一定使子代表现出相对性状,b、d中基因不变,都不能使子代表现出相对性状,④错误。故选D。11.(2020届皖江名校联考,15)已知甘蓝型油菜是由白菜(2n=20,AA)与甘蓝(2n=18,CC)通过自然种间杂交后染色体加倍得到的一种复合种,其中A、C代表不同的染色体组。如图所示为培育自交不亲和油菜的过程,下列叙述错误的是( )A.自交不亲和现象有利于防止自交退化,保持油菜的遗传多样性B.甘蓝型油菜的出现是染色体变异的结果,该变异属于可遗传变异
C.落在甘蓝型油菜雌蕊柱头上的白菜花粉不会萌发出花粉管D.选育出的自交不亲和油菜的基因组中应有来自白菜的自交不亲和基因答案 C 自交不亲和现象,也就是自交不能产生后代,这样有利于防止自交退化,保持油菜的遗传多样性,A正确;由题干信息可知,甘蓝型油菜有白菜和甘蓝的全部染色体,因此甘蓝型油菜的出现是染色体变异的结果,该种变异是可遗传的,B正确;从图示信息可知,甘蓝型油菜与白菜能进行杂交并能产生后代,因此,落在甘蓝型油菜雌蕊柱头上的白菜花粉能萌发出花粉管,C错误;由于白菜自交不亲和,而甘蓝型油菜自交亲和,说明自交不亲和油菜的自交不亲和基因应该来自白菜,D正确。12.(2019广东中山期末,15)如图表示培育新品种(或新物种)的不同育种方法,下列分析错误的是( )A.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.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D.图中A、B、C、D、E、F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的两倍答案 D ①②③过程为杂交育种,其中②③过程自交的目的不同,前者是产生符合要求的性状,后者是筛选符合生产要求的纯合子,A正确;④⑤过程为单倍体育种,⑦过程是多倍体育种,二者均利用了染色体变异的原理,B正确;杂交育种能产生新的基因型,诱变育种(⑥过程)的原理是突变,能产生新的基因,C正确;图中E幼苗是由花药发育而来的,为单倍体植株,染色体数目减半,即E中染色体数目是A、B、C、D、F中的染色体数目的一半,D错误。13.(2019广东广州六校联盟联考,3)玉米(2n=20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏(D)对矮秆、抗倒伏(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上,为获得纯合矮秆抗病玉米植株,研究人员采用了如图所示的方法。根据材料分析,下列叙述正确的是( )A.若过程①的F1自由交配3代,无人工选择,产生的F4中纯合抗病植株占7/16B.过程②,若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因,则利用其花药离体培养成的单倍体幼苗的基因型,在理论上应有2n种C.过程③得到的转基因植株自交,后代中有3/4的后代是符合要求的玉米植株D.过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是染色体变异答案 B 根据题意和图示分析可知,①为杂交育种过程中对筛选植株的自交,若过程①的F1自由交配3代,无人工选择,则产生的F2中RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,其产生的配子中R占1/2,r占1/2,则F3中RR∶Rr∶rr=(1/2×1/2)∶(2×1/2×1/2)∶(1/2×1/2)=1∶2∶1,F3产生的配子中R占1/2,r占1/2,则F4中RR∶Rr∶rr=(1/2×1/2)∶(2×1/2×1/2)∶(1/2×1/2)=1∶2∶1,因此产生的F4中纯合抗病植株RR占1/4,A错误。②是单倍体育种中选取花药进行离体培养,若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因,则利用其花药离体培养成的单倍体幼苗的基因型,在理论上应有2n种,B正确。③是植物组织培养,经过③获得的转基因植株,其自交后代中有1/4的个体,是符合要求的玉米植株,C错误。过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因突变,D错误。
14.(2019广东珠海一模,4)下列关于遗传、变异及进化的叙述不正确的是( )A.各种生物的性状都是通过DNA遗传给后代的,DNA是遗传物质B.大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡C.基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生改变D.可遗传变异为进化提供原材料,自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境答案 A 大多数生物的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA,A错误;变异具有多害少利性,B正确;基因可控制蛋白质的合成,因此基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生改变,C正确;可遗传变异为生物进化提供原材料,自然选择是适者生存、不适者被淘汰的过程,可促进生物更好地适应特定的生存环境,D正确。15.(2019北京海淀二模,2)研究者得到B基因突变、P基因突变和B、P基因双突变小鼠,持续在一定剂量紫外线照射条件下培养上述三组小鼠,一段时间后统计小鼠皮肤上黑色素瘤(一种皮肤癌)的数目,得到如图所示结果。下列相关叙述,不正确的是( )A.皮肤上的黑色素瘤细胞增殖失去了控制B.黑色素瘤的发生可能是紫外线损伤DNA所致C.仅P基因突变会导致小鼠皮肤上产生大量黑色素瘤D.多基因突变效应叠加会增加黑色素瘤产生的数目答案 C 皮肤上的黑色素瘤细胞是一种皮肤癌细胞,癌细胞具有无限增殖能力,与正常细胞相比癌细胞增殖失去了控制,A正确;根据题意,该实验是持续在一定剂量紫外线照射条件下培养的结果,因此黑色素瘤的发生可能是紫外线损伤DNA所致,B正确;由图可知,当B、P基因双突变时,小鼠皮肤上产生大量的黑色素瘤,且多于B基因突变体小鼠,因此多基因突变效应叠加会增加黑色素瘤产生的数目,C错误,D正确。二、不定项选择题16.(2020江苏苏、锡、常、镇二模,23)下列有关生物变异的叙述,正确的是( )A.基因中碱基对的缺失或替换不一定导致性状的改变B.DNA分子中少数碱基对缺失引起多个基因不表达的现象属于染色体变异C.雌雄配子的随机结合使后代具有多样性的现象属于基因重组D.肺炎双球菌中的R型菌转化为S型菌的现象属于基因重组答案 AD 基因中碱基对的缺失或替换等属于基因突变,但由于密码子的简并性,或如果是隐性突变或基因突变发生在非编码区,生物的性状不一定发生改变,A正确;DNA分子中少数碱基对缺失引起多个基因不表达的现象属于基因突变,B错误;雌雄配子的随机结合使后代具有多样性的现象属于受精作用,不属于基因重组,C错误;肺炎双球菌中的R型菌转化为S型菌的现象属于基因重组,D正确。17.(2020届山东济南历城二中期中,15)一对正常夫妇婚后不能正常生育,经检查发现,丈夫的10号染色体与18号染色体发生了如图所示的变化。下列相关叙述正确的是( )
A.该图表示染色体发生了易位,可利用显微镜检测出该变异B.猫叫综合征患者染色体的变异方式与该丈夫染色体的变异方式相同C.该丈夫变异后的细胞中的基因数目可能不变但基因排列顺序发生了改变D.不考虑交叉互换,该丈夫的精原细胞经减数分裂可能得到染色体数目正常的精细胞答案 ACD 染色体变异是可以用显微镜直接观察到的,由图可知,10号染色体和18号染色体互换了部分片段,因此该图表示染色体发生了易位,可利用显微镜检测出该变异,A正确;猫叫综合征患者染色体的变异方式是染色体变异中的缺失,与该丈夫染色体的变异方式不同,B错误;该丈夫变异后的细胞中的基因数目可能不变但基因排列顺序发生了改变,C正确;由于该丈夫发生的是染色体结构变异,其染色体数目未发生改变,因此不考虑交叉互换,该丈夫的精原细胞经减数分裂可能得到染色体数目正常的精细胞,D正确。18.(2020江苏无锡期中,24)结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。如图是解释结肠癌发生的简化模型,下列叙述正确的是( )A.健康人细胞中的DNA上不存在原癌基因和抑癌基因B.与正常细胞相比,癌细胞的形态结构发生显著变化C.癌细胞易转移与细胞膜上的糖蛋白等物质减少有关D.多个与癌变相关的基因突变是结肠癌发生的根本原因答案 BCD 健康人细胞中的DNA上存在原癌基因和抑癌基因,A错误;与正常细胞相比,癌细胞的形态结构发生显著变化,B正确;癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞间黏着性降低,使癌细胞容易在体内扩散和转移,C正确;分析题图,正常结肠上皮细胞变成癌细胞经过了抑癌基因Ⅰ突变、原癌基因突变、抑癌基因Ⅱ突变、抑癌基因Ⅲ突变,最终产生了癌细胞转移的过程,可见,细胞癌变是多个基因突变的结果,D正确。三、非选择题19.(2020届天津武清杨村一中月考一,33)回答下列关于生物变异的问题:(9分)(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 ;α链碱基组成为 ,图中缬氨酸的密码子为 。
(2)图乙表示基因型为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来说,图中两种变异的主要区别是 。 答案 (1)基因突变 转录 CAT GUA (2)发生了交叉互换或基因突变 (3)① ② ①发生在同源染色体之间,②发生在非同源染色体之间解析 (1)图甲中①过程DNA发生了碱基对的替换,属于基因突变。②代表转录过程。其中α链是模板链,其上碱基与GTA互补配对,即为CAT,其转录出的信使RNA的序列为GUA,为缬氨酸的密码子。(2)该动物原本就具有Aa基因,因此,图中姐妹染色单体上同时出现A、a这对等位基因就有两种可能,即发生了基因突变或者交叉互换。(3)图丙的①可以表示同源染色体非姐妹染色单体之间相应片段的交叉互换,属于基因重组。②中染色体片段的位置交换发生在非同源染色体之间,因此属于染色体结构变异中的易位。20.(2019广东珠海一模,32)(10分)大豆是雌雄同花植物,科学家从大豆种群中分离得到一株雄性不育单基因突变体甲,为确定其遗传机制,进行了以下实验:(1)雄性不育突变体甲的出现,可能是因为基因的碱基对发生了 ,导致其基因结构发生了改变。 (2)让野生型大豆与该雄性不育突变体甲进行杂交,F1均为雄性可育,F1自交得F2,其中雄性可育∶雄性不育=3∶1,说明雄性不育属于 性状,该性状的遗传遵循 。 (3)已知大豆M基因的隐性突变也会导致雄性不育(雄性不育突变体乙),科学家为确定两种突变体是否属于同一突变基因,做了以下实验:将雄性不育突变体乙与野生型大豆杂交得到F1,再将F1与雄性不育突变体甲进行杂交,得到F2。①若F2 ,则说明二者都属于M基因发生的突变。 ②若F2 ,则说明二者属于不同基因发生的突变。 答案 (1)增添、缺失或替换 (2)隐性 分离定律(3)①雄性可育∶雄性不育=1∶1 ②全为雄性可育解析 (1)基因突变是指基因的碱基对发生了增添、缺失或替换,导致其基因结构发生了改变。(2)野生型大豆与雄性不育突变体甲杂交得到F1,F1均为雄性可育,这说明雄性不育为隐性性状,F1自交获得的F2中雄性可育∶雄性不育=3∶1,这符合分离定律的性状分离比,该性状的遗传遵循分离定律。(3)①若二者都属于M基因发生的突变,则将雄性不育突变体乙与野生型大豆杂交得到F1,F1的基因型相当于Mm,突变体甲的基因型为mm,二者杂交所得F2为雄性可育∶雄性不育=1∶1。②若二者属于不同基因发生的突变,假设突变体甲是由N基因的隐性突变形成的,则将雄性不育突变体乙与野生型大豆杂交得到F1,F1的基因型相当于MmNN,突变体甲的基因型为MMnn,二者杂交所得F2全为雄性可育。21.(2020届黑龙江哈尔滨六中二调,45)如图所示为利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞进行实验的流程示意图。据图回答下列问题:(9分)(1)植株A的体细胞内最多有 个染色体组,基因重组发生在图中 (填编号)过程。 (2)秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制 的形成。
(3)利用幼苗2进行育种的最大优点是 ,植株B纯合的概率为 。 (4)植株C属于单倍体是因为 ,其培育成功说明花药细胞具有 。 答案 (1)4 ② (2)纺锤体 (3)明显缩短育种年限 1(或100%) (4)发育起点为配子(或含有玉米配子染色体数目) 全能性(或控制玉米性状的全套遗传信息)解析 (1)植株A是利用芽尖细胞进行组织培养而获得的二倍体玉米,其体细胞中含有2个染色体组,在有丝分裂后期,着丝点分裂,细胞中的染色体数加倍,染色体组数也随之加倍,所以植株A的体细胞内最多有4个染色体组。基因重组发生在图中②所示的减数分裂过程。(2)秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,使染色体不能移向细胞两极,导致细胞中染色体数目加倍。(3)幼苗2为利用花药离体培养而获得的单倍体,利用单倍体育种的最大优点是能够明显缩短育种年限。用秋水仙素处理幼苗2而得到的植株B为纯合子,所以其纯合的概率为100%。(4)用花药离体培养获得单倍体幼苗2,再经过正常培育得到单倍体植株C。植株C之所以属于单倍体,是因为其发育起点为配子(或含有玉米配子染色体数目),其培育成功说明花药细胞具有全能性(或控制玉米性状的全套遗传信息)。22.(2018北京海淀零模,30)(10分)水稻的雄性不育植株是野生型水稻的隐性突变体(正常基因M突变为m)。雄性不育植株不能产生可育花粉,但能产生正常雌配子。(1)水稻的花为两性花,自花受粉并结种子。在杂交育种时,雄性不育植株的优点是无需进行 ,大大减轻了杂交操作的工作量。 (2)我国科研人员将紧密连锁不发生交换的三个基因M、P和R(P是与花粉代谢有关的基因,R为红色荧光蛋白基因)与Ti质粒连接,构建 ,通过 法转入雄性不育水稻植株细胞中,获得转基因植株,如图所示。 (3)向雄性不育植株转入M基因的目的是让转基因植株 。转基因植株自交后代中,雄性不育植株为 荧光植株,由无荧光植株和红色荧光植株的性状分离比为 ,分析P基因的功能是 。 (4)雄性不育植株不能通过自交将雄性不育的特性传递给它的子代,而育种工作者构建出的转基因植株的特点是 。 (5)以转基因植株自交产生的雄性不育植株为母本,以其他水稻品种为父本进行杂交,获得杂交稻。转基因植株中的M、P和R基因不会随着这种杂交稻的花粉扩散,这是由于转基因植株 ,因此保证了雄性不育植株和杂交稻不含M、P和R基因。 答案 (1)去雄(2)重组DNA 农杆菌转化(3)雄配子可育 无 1∶1 使带有P基因的花粉败育(4)自交后既产生雄性不育植株,用于育种,也可产生转基因植株用于保持该品系(5)紧密连锁的M、P和R基因不会发生交换(即M、R基因不会出现在没有P基因的花粉中),而且含有P基因的花粉是失活的解析 (1)水稻同豌豆,为自花传粉且闭花受粉植株,若进行杂交实验,必须进行人工去雄→套袋→人工授粉→套袋处理,雄性不育植株不能产生可育花粉,因此在杂交育种中只能作为母本,其优势是免去人工去雄,降低育种工作量。(2)基因工程中将目的基因导入植物细胞的方法常用农杆菌转化法。其过程:将目的基因插入Ti质粒的T-DNA中,构建重组DNA,并将其转接至农杆菌中;用含有重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞,使其T-DNA转移并整合到植物细胞的染色体DNA上,用此方法实现将目的基因导入植物细胞的目标,最终获得转基因植株。(3)据题图,雄性不育植株的基因型是mm,将M、P和R导入雄性不育植株获得转基因植株,该植株可发生自交,且子代无荧光∶有荧光=1∶1,说明转基因植株可育。M是m的等位基因,为正常基因,其功能是让转基因植株形成可育配子。由于M、P、R
三个基因紧密连锁,因此以一个整体进行遗传,用基因工程的方式将这三个基因插入,位置关系与m存在以下两种可能:两种情况产生的配子类型均为m和mMPR(三者连锁遗传用此表示),计算结果如下:结合题图,子代的性状分离比为无荧光(无R)∶有荧光(有R)=1∶1,结合P的功能是与花粉代谢有关,可知P的功能是导致花粉败育。(4)题干信息指明,雄性不育植株的缺点是不能通过自交将不育性状传递给子代,因此解释转基因植株的特点的解题点应落在解释转基因植株是否能够解决雄性不育的缺点。转基因植株自交,子代的基因型分别为mm、mmMPR,子代不但具有雄性不育植株,还存在转基因植株,故该转基因植株的优点在于不仅可以自交产生雄性不育植株,也可以通过自交保持自身品系(即保持自身基因型不变)。(5)基因工程的风险之一在于转入的目的基因可能通过花粉在自然界中扩散造成基因污染。实际应用中,该转基因植株自交,获得雄性不育植株,说明该植株没有M基因,而M、P和R三个基因紧密连锁不发生交换,则此雄性不育植株不携带M、P、R基因。因此雄性不育植株作为母本,与其他水稻品种进行杂交,获得的杂交稻也就不会具有这三个基因。
