高中生物人教版遺傳與進(jìn)化第6章從雜交育種到基因工程 市賽獲獎(jiǎng)

階段質(zhì)量檢測(cè)(四)基因突變及其他變異從雜交育種到基因工程(A卷學(xué)業(yè)水平達(dá)標(biāo))一、選擇題(每小題3分，共42分)1．果蠅某染色體上的DNA分子中一個(gè)脫氧核苷酸發(fā)生了改變，其結(jié)果是()A．所屬基因變成其等位基因B．DNA內(nèi)部的堿基配對(duì)原則發(fā)生改變C．此染色體的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變D．此染色體上基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變解析：選ADNA分子中一個(gè)脫氧核苷酸發(fā)生了改變是基因突變，結(jié)果是把所屬基因變成其等位基因。2．在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株，推測(cè)該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測(cè)是否正確，應(yīng)檢測(cè)和比較紅花植株與白花植株中()A．花色基因的堿基組成B．花色基因的DNA序列C．細(xì)胞的DNA含量D．細(xì)胞的RNA含量解析：選B推測(cè)該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是否為花色基因突變的結(jié)果，應(yīng)檢測(cè)和比較紅花植株與白花植株細(xì)胞中花色基因的不同，即基因的DNA序列。3．下列關(guān)于生物變異的敘述中不正確的是()A．基因突變是隨機(jī)的，可以發(fā)生在細(xì)胞分裂的任何時(shí)期B．二倍體植株加倍為四倍體，營養(yǎng)成分必然增加C．有絲分裂和減數(shù)分裂過程中都可能發(fā)生染色體變異D．單倍體植株長得弱小，高度不育，但有的單倍體生物是可育的解析：選B二倍體植株加倍為四倍體后，營養(yǎng)成分不一定增加，營養(yǎng)物質(zhì)的含量增加。4．下列有關(guān)育種說法，正確的是()A．用雜交的方法進(jìn)行育種，F(xiàn)1自交后代有可能篩選出符合人類需要的優(yōu)良品種B．用輻射的方法進(jìn)行誘變育種，誘變后的植株一定比誘變前的具備更多的優(yōu)良性狀C．用基因型為DdTt的植株進(jìn)行單倍體育種，所育的種自交后代約有1/4為純合子D．用基因型為DdTt的植株進(jìn)行多倍體育種，所育的種和原品種雜交一定能產(chǎn)生可育后代解析：選A用輻射的方法進(jìn)行誘變育種，由于基因突變的不定向性和有害性，誘變后的植株不一定比誘變前具有更多的優(yōu)良性狀。用基因型為DdTt的植株進(jìn)行單倍體育種，得到純合子，自交后代全為純合子。用基因型為DdTt的植株進(jìn)行多倍體育種，所育的種是四倍體，和原二倍體品種雜交產(chǎn)生的后代是三倍體，高度不育。5．人類的血紅蛋白(HbA)的β鏈第63位氨基酸為組氨酸(CAU)，異常血紅蛋白(HbM)的β鏈第63位為酪氨酸(UAU)，這種變異的原因在于基因中()A．某堿基對(duì)發(fā)生改變 B．CAU變成UAUC．缺失一個(gè)堿基對(duì) D．增添一個(gè)堿基對(duì)解析：選A據(jù)題意知，密碼子由CAU變?yōu)閁AU，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，其對(duì)應(yīng)的基因轉(zhuǎn)錄鏈GTA變?yōu)锳TA，即一個(gè)堿基對(duì)的替換。6．人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素131I治療某些甲狀腺疾病。但大劑量的131I對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生有害影響。積聚在細(xì)胞內(nèi)的131I可能直接()A．插入DNA分子引起插入點(diǎn)后的堿基序列改變B．替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變C．造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異D．誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞基因突變并遺傳給下一代解析：選C131I不能插入DNA分子中，也不能替換DNA分子中的堿基。大劑量的放射性同位素131I會(huì)導(dǎo)致基因突變或染色體結(jié)構(gòu)的變異。上皮細(xì)胞屬于體細(xì)胞，發(fā)生基因突變后不會(huì)遺傳給下一代。7．下圖表示染色體結(jié)構(gòu)變異的四種情況，有關(guān)敘述正確的是()A．圖①表示缺失，該變異在顯微鏡下觀察不到B．圖②表示倒位，該變異一定不會(huì)影響生物體性狀的改變C．圖③表示重復(fù)，該變異發(fā)生于兩條同源染色體之間，屬于交叉互換類型的基因重組D．圖④表示易位，該變異發(fā)生于兩條非同源染色體之間，導(dǎo)致染色體上基因的數(shù)目、排列順序發(fā)生改變解析：選D圖①表示的缺失可在顯微鏡下觀察到；圖②表示倒位，該變異可能會(huì)影響生物體性狀的改變；圖③不屬于交叉互換類型的基因重組。8．如果細(xì)菌控制產(chǎn)生某種“毒蛋白”的基因發(fā)生了突變，突變?cè)斐傻慕Y(jié)果使其決定的蛋白質(zhì)的部分氨基酸變化如下：基因突變前：甘氨酸谷氨酸丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸基因突變后：甘氨酸谷氨酸天冬氨酸亮氨酸賴氨酸根據(jù)上述氨基酸序列確定突變基因DNA分子的改變是()A．突變基因?yàn)橐粋€(gè)堿基腺嘌呤替換為鳥嘌呤B．突變基因?yàn)橐粋€(gè)堿基胞嘧啶替換為胸腺嘧啶C．突變基因?yàn)橐粋€(gè)堿基鳥嘌呤替換為腺嘌呤D．突變基因?yàn)橐粋€(gè)堿基的增減解析：選D基因突變前與基因突變后的氨基酸序列從第三個(gè)開始，其后的氨基酸序列都發(fā)生變化。若發(fā)生一個(gè)堿基的替換，最多只可能使一個(gè)氨基酸改變，不可能使后面的多個(gè)氨基酸序列都發(fā)生變化。9．依據(jù)基因重組的概念，下列生物技術(shù)或生理過程沒有發(fā)生基因重組的是()解析：選D普通青霉菌誘變成高產(chǎn)青霉菌的原理是基因突變。10．用C、c和D、d表示兩對(duì)同源染色體，如果在減數(shù)分裂過程中，一個(gè)染色體組成為CcDd的精原細(xì)胞形成了一個(gè)染色體組成為CCD的精子，導(dǎo)致該精子染色體異常的原因是()A．同源染色體C、c沒有分離B．姐妹染色單體C、C沒有分離C．非同源染色體C、D沒有分離D．基因發(fā)生突變解析：選B題干中字母代表染色體，因此不是基因突變的結(jié)果；CCD精子中多了一條C染色體，是減數(shù)第二次分裂時(shí)，姐妹染色單體沒有分離而形成的。11．下圖為培育新品種小麥的幾種方法，有關(guān)敘述不正確的是()A．①過程中運(yùn)用的遺傳學(xué)原理是基因重組B．a(chǎn)過程育種可以明顯縮短育種年限C．b過程可通過不斷地自交來提高純合率D．a(chǎn)、c過程都可使用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗解析：選D圖中①過程表示雜交育種，原理是基因重組；a過程表示單倍體育種中秋水仙素(或低溫)處理的過程，原理是染色體變異，可明顯縮短育種年限；b過程表示進(jìn)行不斷的自交來提高純合率；a過程中所得到的yR個(gè)體是單倍體，沒有種子，所以只能用秋水仙素(或低溫)處理其幼苗。12．玉米糯性與非糯性、甜粒與非甜粒為兩對(duì)相對(duì)性狀。一般情況下用純合非糯非甜粒與糯性甜粒兩種親本進(jìn)行雜交時(shí)，F(xiàn)1表現(xiàn)為非糯非甜粒，F(xiàn)2有4種表現(xiàn)型，其數(shù)量比為9∶3∶3∶1。若重復(fù)該雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)一個(gè)雜交組合，其F1仍表現(xiàn)為非糯非甜粒，但某一F1植株自交，產(chǎn)生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2種表現(xiàn)型。對(duì)這一雜交結(jié)果的解釋，理論上最合理的是()A．發(fā)生了染色體易位B．染色體組數(shù)目整倍增加C．基因中堿基對(duì)發(fā)生了替換D．基因中堿基對(duì)發(fā)生了增減解析：選A具有兩對(duì)(或多對(duì))相對(duì)性狀的親本進(jìn)行雜交，在F1產(chǎn)生配子時(shí)，等位基因分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因表現(xiàn)為自由組合。但如果兩對(duì)(或多對(duì))非等位基因位于一對(duì)同源染色體上就不會(huì)表現(xiàn)出自由組合。從題目可知，發(fā)生突變的植株不能進(jìn)行基因的自由組合，原因最可能是發(fā)生染色體易位，使原來位于非同源染色體上的基因位于一對(duì)同源染色體上。13．菊花種類很多，與其變異類型有關(guān)。下列關(guān)于菊花細(xì)胞中染色體變異和基因重組的敘述正確的是()A．染色體組整倍性變化必然導(dǎo)致基因種類增加B．一般情況下，菊花花蕊細(xì)胞內(nèi)均可發(fā)生基因重組，而根尖細(xì)胞內(nèi)則不能C．同源染色體的姐妹染色單體之間局部交換可導(dǎo)致基因突變D．非同源染色體之間交換一部分片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異解析：選D若染色體組整倍性地發(fā)生變化，其基因數(shù)量增加，但基因種類是不變的；同源染色體的非姐妹染色單體之間局部交換可導(dǎo)致基因重組，非同源染色體之間交換一部分片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；在花蕊內(nèi)，只有部分細(xì)胞可進(jìn)行減數(shù)分裂，發(fā)生基因重組。14．如圖為利用玉米(2N＝20)的幼苗芽尖細(xì)胞(基因型BbTt)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的流程示意圖。下列有關(guān)分析不正確的是()A．基因重組發(fā)生在圖中②過程，過程③中能夠在顯微鏡下看到染色單體的時(shí)期是前期和中期B．秋水仙素用于培育多倍體的原理是其能夠抑制紡錘體的形成C．植株A為二倍體，其體細(xì)胞內(nèi)最多有4個(gè)染色體組，植株C屬于單倍體，其發(fā)育起點(diǎn)為配子D．利用幼苗2進(jìn)行育種的最大優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限，植株B純合的概率為25%解析：選D在自然條件下，基因重組發(fā)生在有性生殖形成配子的過程中，即發(fā)生在圖中②過程，過程③是植物的有絲分裂過程，因此在顯微鏡下能觀察到染色單體的時(shí)期是前期和中期；秋水仙素能抑制紡錘體的形成，從而使染色體數(shù)目加倍，在多倍體育種和單倍體育種中都有所應(yīng)用；植株A為二倍體，其在有絲分裂后期的細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組，植株C是通過花藥離體培養(yǎng)獲得的，為單倍體；植物B是幼苗2經(jīng)秋水仙素處理后獲得的，純合的概率為100%。二、非選擇題(共58分)15．(10分)用紫外線處理大腸桿菌，得到色氨酸合成酶等223位的氨基酸更換的幾種突變型(如下圖)，已知野生型大腸桿菌此位的氨基酸是甘氨酸，請(qǐng)分析回答：甘氨酸GGU、GGC、GGA、GGG天冬氨酸GAU、GAC丙氨酸GCU、GCC、GCA、GCG半胱氨酸UGU、UGC(1)造成上述變化的原因是紫外線誘導(dǎo)大腸桿菌發(fā)生__________，該變異最可能是DNA分子上發(fā)生了__________，如果突變型1、突變型3都只是一個(gè)核苷酸的改變引起的，請(qǐng)你利用密碼子表推導(dǎo)出野生型大腸桿菌甘氨酸的密碼子是________________________。(2)從圖解中你能看出基因突變的特點(diǎn)有哪些？________________________________________________________________________(寫出兩點(diǎn)即可)。(3)誘變育種具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是由于具有頻率低等特點(diǎn)，所以并不是所有材料均適合采用誘變育種，下列不適合用誘變育種的材料有()A．萌發(fā)的植物種子 B．酵母菌菌落C．植物的愈傷組織 D．哺乳動(dòng)物的胚胎解析：(1)紫外線會(huì)誘導(dǎo)大腸桿菌發(fā)生基因突變，該變異是DNA分子中堿基對(duì)發(fā)生替換，最終導(dǎo)致個(gè)別氨基酸發(fā)生改變。根據(jù)信息判斷，該處甘氨酸密碼子可能是GGU，一個(gè)堿基替換后變成天冬氨酸GAU或變成半胱氨酸UGU；也可能是GGC，一個(gè)堿基替換后變成天冬氨酸CAC或半胱氨酸UGC。(2)由該圖解可看出基因突變具有不定向性和普遍性等特點(diǎn)。(3)誘變育種適用于細(xì)胞分裂比較旺盛的材料，如萌發(fā)的植物種子、酵母菌菌落、植物的愈傷組織等。哺乳動(dòng)物的胚胎雖然細(xì)胞分裂旺盛，但一般不適合誘變育種。答案：(1)基因突變堿基對(duì)的替換GGU或GGC(2)基因突變具有不定向性；基因突變產(chǎn)生新基因；基因突變?cè)谏锝缙毡榇嬖?合理即可)(3)D16．(8分)根據(jù)圖示分析人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，并回答下列問題：(1)寫出圖中①②③代表的含義：①________；②________；③________。(2)患鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是，控制________合成的________________，從而改變了遺傳信息。(3)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是常染色體上的隱性遺傳病，該隱性致病基因在圖中對(duì)應(yīng)的堿基組成為______________；正?；蛟趫D中對(duì)應(yīng)的組成為________。(4)根據(jù)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的發(fā)病率和表現(xiàn)特征，說明基因突變具有________和________的特點(diǎn)。解析：鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是由于病人血紅蛋白分子的一條多肽鏈上，有一個(gè)氨基酸的種類發(fā)生了改變，即由正常的谷氨酸變成了異常的纈氨酸，根本原因是合成血紅蛋白分子的遺傳物質(zhì)DNA的堿基序列發(fā)生了改變，也就是發(fā)生了基因突變，由eq\o(=,\s\up7(CTT),\s\do5(GAA))突變成eq\o(=,\s\up7(CAT),\s\do5(GTA))。答案：(1)基因突變CATGUA(2)血紅蛋白DNA堿基序列發(fā)生了改變(3)eq\o(=,\s\up7(CAT),\s\do5(GTA))eq\o(=,\s\up7(CTT),\s\do5(GAA))(4)低頻性有害性17．(10分)刺毛鼠是XY型性別決定的二倍體生物，當(dāng)其體細(xì)胞中存在兩條或兩條以上的X染色體時(shí)，在早期胚胎的細(xì)胞分裂過程中，一般只有一條X染色體上的基因能表達(dá)，其余X染色體高度螺旋化失活成為巴氏小體，如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)巴氏小體的組成成分可分別用__________和__________染色來鑒定。巴氏小體通常能用來區(qū)分正常刺毛鼠的性別，理由是_______________________________________。(2)性染色體組成為XXX的雌性刺毛鼠體細(xì)胞的細(xì)胞核中應(yīng)有________個(gè)巴氏小體。高度螺旋化的染色體上的基因由于________過程受阻通常不能表達(dá)。(3)控制刺毛鼠毛色的基因B(黑色)、b(白色)位于X染色體上，基因型為XBY的鼠的表現(xiàn)型是________。若巴氏小體上的B、b基因可以表達(dá)，現(xiàn)觀察到一只白色的雄性刺毛鼠體細(xì)胞核中有一個(gè)巴氏小體，則該鼠的基因型應(yīng)為________。(4)控制有刺、無刺的基因依次為A、a，則無刺黑毛雄鼠的基因型是____________，如果它與圖示的雌鼠交配，子代雄性個(gè)體的表現(xiàn)型及其比例為________________________________。解析：(1)巴氏小體是X染色體高度螺旋化形成的，組成成分主要是蛋白質(zhì)和DNA，檢測(cè)兩種物質(zhì)的試劑分別是雙縮脲試劑和甲基綠(或二苯胺)。雄性個(gè)體細(xì)胞內(nèi)只含有一條X染色體，沒有巴氏小體，但雌性個(gè)體細(xì)胞內(nèi)含有兩條X染色體，其中一條X染色體螺旋化形成巴氏小體。(2)性染色體組成為XXX的雌性個(gè)體細(xì)胞內(nèi)只有一條X染色體上的基因表達(dá)，另兩條X染色體形成巴氏小體。高度螺旋化的染色體中的基因不能表達(dá)，因?yàn)榛虻霓D(zhuǎn)錄過程不能進(jìn)行。(3)基因型為XBY的雄性個(gè)體在B基因控制下表現(xiàn)為黑色；有一個(gè)巴氏小體的白色雄性個(gè)體的性染色體組成為XXY，白色性狀為隱性性狀，如果巴氏小體中基因也表達(dá)，則兩條X染色體上的基因都應(yīng)為b，該雄鼠的基因型為XbXbY。(4)由題目信息可知，黑毛雄鼠的性染色體組成為XBY，無刺為a控制的隱性性狀，因此無刺黑毛雄鼠的基因型為aaXBY，圖示雌鼠的基因型為AaXBXb，它們交配后的子代個(gè)體中Aa∶aa＝1∶1，XBY∶XbY＝1∶1，所以子代雄性個(gè)體表現(xiàn)型及比例為有刺黑毛∶有刺白毛∶無刺黑毛∶無刺白毛＝1∶1∶1∶1。答案：(1)雙縮脲試劑甲基綠染液正常雄性刺毛鼠體細(xì)胞中沒有巴氏小體，正常雌性刺毛鼠體細(xì)胞中有1個(gè)巴氏小體(2)2轉(zhuǎn)錄(3)黑色XbXbY(4)aaXBY無刺白毛∶有刺白毛∶無刺黑毛∶有刺黑毛＝1∶1∶1∶118．(10分)科研人員圍繞培育四倍體草莓進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組選取50株草莓幼苗，并以秋水仙素溶液處理它們的幼芽，得到下圖所示結(jié)果。請(qǐng)分析回答相關(guān)問題：(1)秋水仙素誘導(dǎo)多倍體的作用機(jī)理是_________________________________________________________________________________________________________________。(2)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，影響多倍體誘導(dǎo)率的因素有____________________________，誘導(dǎo)形成四倍體草莓適宜的處理方法是________________________________________________________________________________________________________________。(3)鑒定四倍體草莓的方法之一是觀察細(xì)胞中的染色體數(shù)，鑒定時(shí)一般不宜選用當(dāng)代草莓的根尖作材料，原因是________________________________________。觀察時(shí)，最好選擇處于分裂________期的細(xì)胞。(4)最新研究發(fā)現(xiàn)多倍體植株葉片上的氣孔有明顯變化?？蒲腥藛T取生長在同一位置、大小相近的二倍體和四倍體草莓葉片，觀察并統(tǒng)計(jì)兩種植株葉片氣孔長度、寬度和密度，得到如表所示結(jié)果：倍性氣孔長度(μm)氣孔寬度(μm)氣孔密度(個(gè)·μm－2)二倍體草莓四倍體草莓實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明四倍體植株單位葉面積上氣孔總面積比二倍體植株________。聯(lián)系多倍體植株糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)含量高的特點(diǎn)，從光合作用角度分析，四倍體植株氣孔呈現(xiàn)上述特點(diǎn)的意義在于________________________________________________________________________。解析：(1)秋水仙素能抑制紡錘體形成，從而誘導(dǎo)形成多倍體。(2)從圖中可看出，影響多倍體形成的因素有秋水仙素濃度和處理時(shí)間，用%的秋水仙素處理1天誘導(dǎo)形成四倍體的效果最顯著。(3)秋水仙素處理的是幼芽，只有地上部分加倍形成四倍體，地下部分并未加倍。(4)從表中數(shù)據(jù)可知，四倍體單位葉面積上氣孔總面積比二倍體大。氣孔的作用除蒸騰作用散失水分外，還可吸收CO2用于光合作用。答案：(1)抑制細(xì)胞有絲分裂過程中紡錘體的形成(2)秋水仙素濃度和處理時(shí)間用%的秋水仙素溶液處理1d(3)當(dāng)代草莓植株的根細(xì)胞并沒有經(jīng)過誘導(dǎo)，染色體數(shù)目沒有發(fā)生加倍中(4)大有利于植株從外界吸收CO2進(jìn)行光合作用19．(10分)豇豆對(duì)多種害蟲具有抗蟲能力，根本原因是豇豆體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制基因(CpTI基因)?？茖W(xué)家將其轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后，卻發(fā)現(xiàn)效果不佳，主要原因是CpTI蛋白質(zhì)的積累量不足。經(jīng)過在體外對(duì)CpTI基因進(jìn)行了修飾后，CpTI蛋白質(zhì)在水稻中的積累量就得到了提高。修飾和表達(dá)過程如圖所示：根據(jù)以上材料，回答下列問題：(1)CpTI基因是該基因工程中的____________基因。“信號(hào)肽”序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)”序列的基本單位是四種脫氧核苷酸，在①過程中，首先要用____________切開，暴露出____________，再用____________連接。(2)在該基因工程中，供體是______，受體是______。(3)檢測(cè)修飾后的CpTI基因是否表達(dá)的最好方法是______________________________________________________________________________________________________。(4)與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)是__________________和________________。(5)當(dāng)前，轉(zhuǎn)基因大豆、轉(zhuǎn)基因棉花等轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物已經(jīng)進(jìn)入了我們的生活。請(qǐng)你談?wù)勣D(zhuǎn)基因農(nóng)作物可能帶來的利與弊(各舉一條)。①利：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。②弊：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)目的限制酶黏性末端DNA連接酶(2)豇豆水稻(3)讓多種害蟲食用水稻葉片(4)目的明確培育周期短可以克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性(答出兩點(diǎn)即可)(5)①可以讓人類獲得具有優(yōu)良品質(zhì)的作物，如蛋白質(zhì)含量更高、抗逆性更強(qiáng)；打破傳統(tǒng)育種界限，如植物表達(dá)微生物的抗蟲性狀等(其他合理答案也可)②轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物也可能變異成為對(duì)人類或環(huán)境有害的物種