2025導(dǎo)與練生物高考一輪復(fù)習(xí)人教版第七單元　生物的變異與進(jìn)化含答案

2025導(dǎo)與練生物高考一輪復(fù)習(xí)(人教版）第七單元生物的變異與進(jìn)化第24講基因突變和基因重組基礎(chǔ)鞏固練1.(2024·湖南長沙模擬)某基因發(fā)生基因突變,導(dǎo)致mRNA增加了一個(gè)三堿基序列CCC,表達(dá)的肽鏈增加了1個(gè)氨基酸。下列有關(guān)敘述正確的是(B)A.該基因突變后,其嘧啶核苷酸的比例增加B.突變前后編碼的肽鏈,最多有2個(gè)氨基酸不同C.該基因突變后,一定會(huì)遺傳給后代D.該基因突變后,生物體的性狀一定會(huì)發(fā)生改變解析:該基因突變后,由于基因中嘌呤和嘧啶配對(duì),突變前后嘧啶核苷酸比例不變;mRNA中三個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸,插入的3個(gè)堿基若插入了一個(gè)密碼子的三個(gè)堿基中,突變前后編碼的兩條肽鏈,有2個(gè)氨基酸不同,若插入了兩個(gè)密碼子之間,則有1個(gè)氨基酸不同;對(duì)于有性生殖的生物體發(fā)生在體細(xì)胞內(nèi)的基因突變,一般不能遺傳給后代,故該基因突變后,不一定遺傳給后代;突變可能為隱性突變,或該基因突變后,得到的肽鏈發(fā)生改變,但由肽鏈加工而成的蛋白質(zhì)功能不變,故生物體的性狀不一定發(fā)生改變。2.(2024·福建莆田月考)下列關(guān)于可遺傳變異的敘述,正確的是(A)A.可遺傳變異是指親代產(chǎn)生的可以遺傳給后代的變異B.真核生物基因突變一般會(huì)改變基因中嘌呤堿基與嘧啶堿基的比值C.同源染色體的片段互換一定引起基因重組D.基因突變的不定向性是指基因突變可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期解析:可遺傳變異是指親代產(chǎn)生的可以遺傳給后代的變異;真核生物的基因?yàn)殡p鏈DNA上有遺傳效應(yīng)的片段,堿基之間遵循嘌呤和嘧啶互補(bǔ)配對(duì),因此嘌呤堿基與嘧啶堿基的比值為1,基因突變后仍然遵循嘌呤和嘧啶互補(bǔ)配對(duì),因此基因突變一般不會(huì)改變基因中嘌呤堿基和嘧啶堿基的比值;同源染色體的片段互換不一定引起基因重組,如互換的是相同基因;基因突變的不定向性是指一個(gè)基因可以突變成一個(gè)以上的等位基因。3.(2024·湖北武漢聯(lián)考)細(xì)胞中的USP15酶在維持基因組穩(wěn)定和在人體中抑制乳腺癌和胰腺癌細(xì)胞產(chǎn)生中扮演關(guān)鍵角色,因而有望幫助開發(fā)治療乳腺癌和胰腺癌的新型療法。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(C)A.乳腺癌細(xì)胞的DNA一定發(fā)生了堿基對(duì)的改變B.USP15酶可能通過修復(fù)DNA來維持基因組穩(wěn)定C.乳腺癌和胰腺癌細(xì)胞中的USP15基因表達(dá)增強(qiáng)D.治療癌癥要促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡和抑制癌細(xì)胞分裂解析:乳腺癌細(xì)胞是基因突變的結(jié)果,則DNA一定發(fā)生了堿基對(duì)的改變;據(jù)題干信息可知,USP15酶能抑制癌細(xì)胞的產(chǎn)生,則USP15酶可能通過修復(fù)DNA來維持基因組穩(wěn)定;USP15酶能抑制乳腺癌和胰腺癌細(xì)胞的產(chǎn)生,因此乳腺癌和胰腺癌細(xì)胞中的USP15基因表達(dá)減弱;可通過促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡和抑制癌細(xì)胞分裂的措施治療癌癥。4.(2024·湖北襄陽月考)研究發(fā)現(xiàn),編碼P通道蛋白的基因發(fā)生突變后導(dǎo)致卵母細(xì)胞死亡是女性不育的原因之一。某家系中表型正常的夫婦生育一表型正常的兒子和一個(gè)患病的女兒,對(duì)這對(duì)夫婦和其女兒與該病相關(guān)的等位基因的兩條編碼鏈進(jìn)行部分測(cè)序,結(jié)果如圖,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(B)注:“↓”處C/T的含義為一個(gè)基因編碼鏈的該位點(diǎn)為C,其等位基因的該位點(diǎn)為T;C的含義是個(gè)體中同位置的兩個(gè)基因的編碼鏈該位點(diǎn)都是C。A.女兒卵母細(xì)胞死亡的根本原因是發(fā)生了堿基對(duì)的替換B.P通道蛋白突變基因編碼的蛋白質(zhì)可能與正常蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)相同C.卵母細(xì)胞死亡導(dǎo)致女性不育的性狀為顯性性狀D.該對(duì)夫婦所生的兒子與正常女性婚配,子代患病的概率是1/8解析:由圖可知,母親表型正常,女兒患病,對(duì)應(yīng)母親的堿基序列分析女兒的,女兒含有與母親相同的正?；?而等位基因中C被T替換,因此該致病基因的產(chǎn)生是發(fā)生了堿基對(duì)的替換,即基因突變;分析題干信息,P通道蛋白基因突變導(dǎo)致了女性患病,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能,因此該突變基因控制合成的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與正常蛋白質(zhì)的不同;分析圖形,女兒含正?；蚝屯蛔兓?為雜合子,表現(xiàn)為患病,雜合子患病說明該病為顯性遺傳病;父親為雜合子,有相應(yīng)的正?；蚝椭虏』?則該病不可能是伴X染色體遺傳病,應(yīng)為常染色體顯性遺傳病,設(shè)相關(guān)基因用A/a表示,父親基因型為Aa,母親基因型為aa,則兒子的基因型為1/2Aa或1/2aa,與正常女性(aa)婚配,子代基因型為Aa的概率為1/4,而只有女兒患病,因此子代患病的概率為1/8。5.(2023·重慶三模)小麥種子休眠與M基因表達(dá)有密切關(guān)系,研究發(fā)現(xiàn),M基因4個(gè)位點(diǎn)突變會(huì)影響種子不同的休眠效應(yīng)。4個(gè)位點(diǎn)突變的M基因表達(dá)情況和產(chǎn)生的種子休眠效應(yīng)如表。下列分析錯(cuò)誤的是(C)突變情況M基因表達(dá)情況種子休眠效應(yīng)無突變正常蛋白正常休眠位點(diǎn)1突變變異蛋白(肽鏈長度不變)休眠減少位點(diǎn)2突變變異蛋白(肽鏈變長)休眠減少位點(diǎn)3突變變異蛋白(肽鏈縮短)休眠減少位點(diǎn)4突變3倍量正常蛋白休眠增加A.M基因的表達(dá)可能與脫落酸的合成有關(guān)B.位點(diǎn)1突變可能是堿基對(duì)發(fā)生替換造成的C.位點(diǎn)2、3突變分別是堿基對(duì)的增添和缺失造成的D.位點(diǎn)4突變的植株較少發(fā)生雨后穗上發(fā)芽的現(xiàn)象解析:脫落酸具有促進(jìn)種子休眠的作用,M基因突變后會(huì)影響種子的休眠,故推測(cè)M基因的表達(dá)可能與脫落酸的合成有關(guān);位點(diǎn)1突變后,變異蛋白中肽鏈長度不變,故位點(diǎn)1的突變可能是堿基對(duì)替換導(dǎo)致的;基因中堿基對(duì)的替換、增添和缺失都可以導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄的mRNA中的終止密碼子提前或延后出現(xiàn),故不能確定位點(diǎn)2和位點(diǎn)3的突變是由于堿基對(duì)的替換、增添還是缺失造成的;根據(jù)位點(diǎn)4突變后,種子的休眠增加,故推測(cè)該植株合成的脫落酸可能會(huì)增多,雨后穗上的種子不易解除休眠,故不易發(fā)生雨后穗上發(fā)芽的現(xiàn)象。6.(2023·山西忻州模擬)骨髓增生異常綜合征(MDS)的致病機(jī)理如圖所示,已知甲基轉(zhuǎn)移酶可催化DNA甲基化。下列說法錯(cuò)誤的是(C)A.抑癌基因的產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞的生長和增殖起抑制作用B.MDS出現(xiàn)的原因可能與p15、p16過度甲基化有關(guān)C.甲基轉(zhuǎn)移酶使抑癌基因p15、p16的堿基序列發(fā)生了變化D.可以通過抑制甲基轉(zhuǎn)移酶的活性來緩解MDS癥狀解析:由圖知,甲基轉(zhuǎn)移酶作用于抑癌基因p15、p16使其甲基化后,細(xì)胞周期失常,因此推測(cè)MDS出現(xiàn)的原因可能與抑癌基因p15、p16過度甲基化有關(guān);甲基轉(zhuǎn)移酶使抑癌基因p15、p16發(fā)生甲基化,但甲基化不改變基因的堿基序列;抑制甲基轉(zhuǎn)移酶活性,抑癌基因p15、p16不會(huì)被甲基化,正常起作用,可以緩解MDS癥狀。7.基因型為AaBb(兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳)的某二倍體生物有以下幾種細(xì)胞分裂圖像。下列說法正確的是(D)A.圖甲中基因a最可能來源于染色體的互換B.圖乙中基因a不可能來源于基因突變C.圖丙產(chǎn)生的子細(xì)胞發(fā)生的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異D.圖丁中基因a的出現(xiàn)最可能與基因重組有關(guān)解析:圖甲是有絲分裂后期圖像,圖像中基因a出現(xiàn)的原因是基因突變;圖乙細(xì)胞處于減數(shù)分裂Ⅱ,圖像中基因a出現(xiàn)的原因可能是染色體互換,也可能是基因突變;圖丙產(chǎn)生的2個(gè)子細(xì)胞中,一個(gè)多一條染色體,一個(gè)少一條染色體,屬于染色體數(shù)目變異;圖丁是減數(shù)分裂Ⅱ后期圖像,圖像中基因a出現(xiàn)的原因可能是染色體互換,也可能是基因突變,基因突變的頻率是很低的,最可能的原因是減數(shù)分裂Ⅰ前期發(fā)生了染色體互換,染色體互換會(huì)導(dǎo)致基因重組,因此基因a的出現(xiàn)最可能與基因重組有關(guān)。8.(2023·山東濱州模擬)編碼氨基酸的密碼子經(jīng)堿基替換后,變成不編碼任何氨基酸的終止密碼子,這種基因突變稱為無義突變。生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)一些抑制性tRNA能攜帶氨基酸并與提前終止密碼子識(shí)別并互補(bǔ)配對(duì),從而翻譯出正常功能的蛋白質(zhì)。通過改造原有tRNA制作的抑制性tRNA可用于治療無義突變引起的遺傳病。下列分析錯(cuò)誤的是(A)A.導(dǎo)致終止密碼子提前出現(xiàn)的基因突變就是無義突變B.無義突變的發(fā)生不一定導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變C.制作抑制性tRNA時(shí)需改造原有tRNA的反密碼子部位D.制作的抑制性tRNA也可能使正?；虮磉_(dá)出肽鏈延長的蛋白質(zhì)解析:編碼氨基酸的密碼子經(jīng)堿基替換后,變成不編碼任何氨基酸的終止密碼子,這種基因突變稱為無義突變,因此若是由于堿基增添或缺失導(dǎo)致終止密碼子提前出現(xiàn)的基因突變不屬于無義突變;生物體內(nèi)存在一些抑制性tRNA能攜帶氨基酸并與提前終止密碼子識(shí)別并互補(bǔ)配對(duì),從而翻譯出正常功能的蛋白質(zhì),因此無義突變的發(fā)生不一定導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變;正常情況下,攜帶氨基酸的tRNA其反密碼子不能與終止密碼子配對(duì),由于抑制性tRNA能攜帶氨基酸并與提前終止密碼子識(shí)別并互補(bǔ)配對(duì),因此制作抑制性tRNA時(shí)需改造原有tRNA的反密碼子部位;由于抑制性tRNA能攜帶氨基酸并與提前終止密碼子識(shí)別并互補(bǔ)配對(duì),因此制作的抑制性tRNA也可能使正?；虮磉_(dá)出肽鏈延長的蛋白質(zhì)。9.(2024·山東泰安模擬)某植株(雌雄同株)的花單瓣與重瓣受一對(duì)等位基因A、a控制,單瓣對(duì)重瓣為顯性。該植株野生型開白花,經(jīng)太空育種,出現(xiàn)了紫花突變體H;花色受另一對(duì)等位基因B、b控制,分別對(duì)野生型植株和突變體H的花色基因進(jìn)行擴(kuò)增并電泳,結(jié)果如圖?，F(xiàn)將甲、乙兩植株雜交得F1,F1自交,F2表型為單瓣白花∶單瓣紫花∶重瓣白花∶重瓣紫花=99∶33∶165∶55。請(qǐng)回答下列問題。(1)由圖可知,紫花基因是白花基因發(fā)生了堿基的(填“增添”“缺失”或“替換”)而成,且突變體H為(填“純合體”或“雜合體”)。

(2)為驗(yàn)證紫花為隱性性狀,可選

作為親本雜交,若,則紫花為隱性。

(3)甲、乙植株的基因型為。

(4)某科研團(tuán)隊(duì)又培育出一紫花突變體N。假設(shè)每個(gè)突變體只有一種隱性突變,不考慮其他突變及互換。某科研小組欲探究H、N紫花基因三種可能的位置關(guān)系,設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你進(jìn)行完善。選用作親本進(jìn)行雜交。

a.若F1表型均為,則結(jié)論是

。

b.

。

c.

。

解析:(1)圖中野生型的是白花基因,其電泳的結(jié)果離點(diǎn)樣處的距離比紫花突變體的紫花基因近,則白花基因相對(duì)分子質(zhì)量大于紫花基因,則紫花基因是白花基因發(fā)生了堿基的缺失而成。由于紫花突變體只有一條帶,則其為純合體。(2)由于野生型只有一條帶,紫花突變體也只有一條帶,則野生型與紫花突變體均為純合子,則為驗(yàn)證紫花為隱性性狀,可選野生型與紫花突變體作為親本雜交,若子一代全是白花,則紫花為隱性。(3)由于F2中單瓣∶重瓣=(99+33)∶(165+55)=3∶5,假設(shè)親本是Aa和aa,則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。將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表現(xiàn)為單瓣,aa表現(xiàn)為重瓣,單瓣∶重瓣=3∶5,符合題意,假設(shè)正確。由于F2中白花∶紫花=(99+165)∶(33+55)=3∶1,假設(shè)親本是BB和bb,則F1全是Bb,Bb自交后代BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,其中BB、Bb表現(xiàn)為白花,bb表現(xiàn)為紫花,白花∶紫花=3∶1,符合題意,假設(shè)正確。則親本甲、乙植株的基因型是AaBB、aabb或Aabb、aaBB。(4)選用紫花H和紫花N雜交,第一種情況,兩紫花突變體的突變基因是同一基因突變的結(jié)果,則紫花突變體H與N的基因型均是bb,讓H與N雜交,F1全是紫花。第二種情況,兩紫花突變體的突變基因是位于一對(duì)同源染色體上的兩對(duì)不同基因突變的結(jié)果,若控制N的紫花基因?yàn)閐,則H的基因型是bbDD,N的基因型是BBdd,且B/b與D/d位于一對(duì)同源染色體上,則F1全是BbDd,表現(xiàn)為白花,由于b與D在一條染色體上,B與d在這對(duì)同源染色體的另一條上,則F1BbDd能產(chǎn)生兩種配子bD∶Bd=1∶1,雌雄配子均是如此,雌雄配子隨機(jī)結(jié)合,后代1bbDD(紫花)∶2BbDd(白花)∶1BBdd(紫花),則F2中紫花∶白花=1∶1。第三種情況,兩紫花突變體的突變基因是位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)不同基因突變的結(jié)果,若控制N的紫花基因?yàn)閐,則H的基因型是bbDD,N的基因型是BBdd,且B/b與D/d位于兩對(duì)同源染色體上,則F1全是BbDd,表現(xiàn)為白花,F1自交得F2,F2中白花∶紫花=9∶7。答案:(1)缺失純合體(2)紫花突變體與野生型白花植株子一代均為白花(3)AaBB、aabb或Aabb、aaBB(4)紫花H和紫花N紫花兩紫花突變體的突變基因是同一基因突變的結(jié)果若F1均為白花,F1自交得F2,F2表型為白花∶紫花=9∶7,則兩紫花突變體的突變基因是位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)不同基因突變的結(jié)果若F1均為白花,F1自交得F2,F2表型為白花∶紫花=1∶1,則兩紫花突變體的突變基因是位于一對(duì)同源染色體上的兩對(duì)不同基因突變的結(jié)果綜合提升練10.(多選)(2023·山東泰安二模)圖甲表示果蠅卵原細(xì)胞中的一對(duì)同源染色體,圖乙表示該卵原細(xì)胞形成的卵細(xì)胞中的一條染色體,圖中字母表示基因。下列敘述錯(cuò)誤的是(BC)A.基因D、d的本質(zhì)區(qū)別是堿基對(duì)的排列順序不同B.圖甲中的非等位基因在減數(shù)分裂過程中可發(fā)生自由組合C.圖乙染色體上存在d基因的原因一定是發(fā)生了基因突變D.與有絲分裂比,甲→乙的過程中能產(chǎn)生的特有的可遺傳的變異是基因重組解析:圖甲中的非等位基因位于一對(duì)同源染色體上,在減數(shù)分裂過程中不能發(fā)生自由組合;圖乙染色體上的d基因可能來自染色體的片段互換,也可能來自基因突變;與有絲分裂比,甲→乙的過程中能產(chǎn)生的特有的可遺傳的變異是基因重組。11.(多選)在耳聾的致病因素中,遺傳因素約占60%,且遺傳性耳聾具有很強(qiáng)的遺傳異質(zhì)性,即不同位點(diǎn)的耳聾致病基因可導(dǎo)致相同表型的聽覺功能障礙,而同一個(gè)基因的不同突變可以引起不同臨床表現(xiàn)的耳聾?？蒲腥藛T確定了一種與耳聾相關(guān)的基因,并對(duì)其進(jìn)行測(cè)序,結(jié)果如圖所示。有關(guān)分析正確的是(ABD)注:部分密碼子為Met—AUG;Leu—CUG;Gln—CAA;Ile—AUU;終止—UAA。A.造成相同表型聽覺功能障礙的致病基因不一定相同B.同一個(gè)基因可突變出不同基因,體現(xiàn)了基因突變具有不定向性C.圖中的基因序列作為模板鏈,指導(dǎo)合成相應(yīng)的mRNAD.與正?；駽相比,突變的基因C控制合成的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量減小解析:根據(jù)題意“不同位點(diǎn)的耳聾致病基因可導(dǎo)致相同表型的聽覺功能障礙”可知,造成相同表型聽覺功能障礙的致病基因不一定相同;由于基因突變的不定向性,同一個(gè)基因可能突變出不同的基因;根據(jù)圖中第一位氨基酸是Met可知,其對(duì)應(yīng)的密碼子為AUG,故模板鏈的堿基序列為TAC,故推測(cè)圖中基因序列為非模板鏈;根據(jù)突變的基因C的非模板鏈由CAA變?yōu)門AA可知,該位置對(duì)應(yīng)的密碼子由CAA變?yōu)閁AA,UAA為終止密碼子,故與正?；駽相比,突變的基因C控制合成的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量減小。12.(多選)(2023·湖南卷)為精細(xì)定位水稻4號(hào)染色體上的抗蟲基因,用純合抗蟲水稻與純合易感水稻的雜交后代多次自交,得到一系列抗蟲或易感水稻單株。對(duì)親本及后代單株4號(hào)染色體上的多個(gè)不連續(xù)位點(diǎn)進(jìn)行測(cè)序,部分結(jié)果按堿基位點(diǎn)順序排列如下表。據(jù)表推測(cè)水稻同源染色體發(fā)生了隨機(jī)互換,下列敘述正確的是(ACD)…位點(diǎn)1…位點(diǎn)2…位點(diǎn)3…位點(diǎn)4…位點(diǎn)5…位點(diǎn)6…測(cè)序結(jié)果A/AA/AA/AA/AA/AA/A純合抗蟲水稻親本G/GG/GG/GG/GG/GG/G純合易感水稻親本G/GG/GA/AA/AA/AA/A抗蟲水稻1A/GA/GA/GA/GA/GG/G抗蟲水稻2A/GG/GG/GG/GG/GA/A易感水稻1示例:A/G表示同源染色體相同位點(diǎn),一條DNA上為A—T堿基對(duì),另一條DNA上為G—C堿基對(duì)。A.抗蟲水稻1的位點(diǎn)2-3之間發(fā)生過交換B.易感水稻1的位點(diǎn)2-3及5-6之間發(fā)生過交換C.抗蟲基因可能與位點(diǎn)3、4、5有關(guān)D.抗蟲基因位于位點(diǎn)2-6之間解析:根據(jù)表格分析,純合抗蟲水稻親本6個(gè)位點(diǎn)都是A/A,純合易感水稻親本6個(gè)位點(diǎn)都是G/G,抗蟲水稻1的位點(diǎn)1和2都變成了G/G,則位點(diǎn)2-3之間可能發(fā)生過交換;比較易感水稻1和純合易感水稻親本各位點(diǎn)的堿基可知,兩者位點(diǎn)1、6的堿基不同,說明易感水稻1的位點(diǎn)1-2及5-6之間發(fā)生過交換;由題表分析可知,抗蟲水稻的相同點(diǎn)為在位點(diǎn)3-5中都至少有一條DNA有A—T堿基對(duì),所以抗蟲基因可能位于2-6之間,或者說可能與位點(diǎn)3、4、5有關(guān)。13.(2023·河北邯鄲二模)水稻是一種重要的農(nóng)作物,研究者通過多種育種技術(shù)來提高水稻的產(chǎn)量。(1)水稻既可自交也可雜交。自交或雜交,均通過生殖產(chǎn)生后代,親本須經(jīng)分裂產(chǎn)生兩性配子。

(2)水稻種植區(qū)域廣泛,同一品種在不同生態(tài)區(qū)域產(chǎn)量差異明顯。研究發(fā)現(xiàn)作物品種的表型(P)是其基因型(G)、環(huán)境效應(yīng)(E)及基因型與環(huán)境之間的互作效應(yīng)(G×E)共同作用的結(jié)果,即P=G+E+G×E。G×E的大小反映了基因型與環(huán)境之間的相互作用程度的高低,G×E較小的品種一般適應(yīng)種植的區(qū)域(填“較大”或“較小”)。表觀遺傳是G×E效應(yīng)的一種體現(xiàn),是指基因的保持不變,但影響基因,導(dǎo)致表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。

(3)A基因表達(dá)一種甲基轉(zhuǎn)移酶,可通過催化染色體中組蛋白的甲基化來影響F基因的表達(dá),F基因是稻穗發(fā)育的主要抑制基因。研究者進(jìn)一步做了如圖所示檢測(cè),據(jù)圖解釋突變體大穗出現(xiàn)的成因:。

解析:(1)水稻自交或雜交都屬于有性生殖,通過減數(shù)分裂產(chǎn)生兩性生殖細(xì)胞。(2)G×E較小的品種說明基因型與環(huán)境的互作效應(yīng)較小,即環(huán)境對(duì)基因表達(dá)的影響較小,因而一般適應(yīng)種植的區(qū)域也就較大。表觀遺傳是一種可遺傳的變異,但不改變堿基序列,影響的是基因表達(dá)。(3)題干中表明A基因表達(dá)一種甲基轉(zhuǎn)移酶,可通過催化染色體中組蛋白的甲基化來影響F基因的表達(dá),F基因是稻穗發(fā)育的主要抑制基因,所以突變體水稻由于A基因突變,甲基轉(zhuǎn)移酶功能異常,組蛋白的甲基化水平降低,F基因表達(dá)水平下降,對(duì)稻穗發(fā)育的抑制作用降低,出現(xiàn)大穗現(xiàn)象。答案:(1)有性減數(shù)(2)較大堿基序列表達(dá)(3)突變體由于A基因突變,甲基轉(zhuǎn)移酶功能異常,組蛋白的甲基化水平降低,F基因表達(dá)水平下降,對(duì)稻穗發(fā)育的抑制作用降低,出現(xiàn)大穗現(xiàn)象第25講染色體變異基礎(chǔ)鞏固練1.(2023·山東淄博三模)已知紅花對(duì)白花為顯性,分別由A基因和a基因控制。在雜合紅花植株的枝條上發(fā)現(xiàn)一白花芽變,芽變部位的體細(xì)胞中,相關(guān)基因及其所在的染色體不可能發(fā)生的是(D)A.隱性突變 B.染色體缺失C.缺失一條染色體 D.增加一條染色體解析:紅花對(duì)白花為顯性,分別由A基因和a基因控制,在雜合紅花植株Aa的枝條上發(fā)現(xiàn)一白花芽變,可能是Aa→aa,即發(fā)生了隱性突變;Aa的個(gè)體若發(fā)生A基因所在片段的缺失,則只表現(xiàn)出a的性狀,出現(xiàn)白色性狀;Aa的細(xì)胞若缺失一條A基因所在的染色體,只有a基因所在染色體,出現(xiàn)白色性狀;雜合紅花植株Aa增加一條染色體,無論是增加A基因所在的染色體還是a基因所在的染色體,都不會(huì)出現(xiàn)白花芽變。2.(2024·遼寧沈陽聯(lián)考)某興趣小組的同學(xué)將生長旺盛的洋蔥不定根置于4℃的冰箱冷藏室中培養(yǎng)36h后,剪取根尖制成臨時(shí)裝片,然后用顯微鏡觀察細(xì)胞中染色體的分裂象。下列敘述正確的是(B)A.低溫處理能阻斷洋蔥根尖細(xì)胞中DNA的復(fù)制B.用甲紫溶液處理根尖可使染色體著色C.制作臨時(shí)裝片前可用卡諾氏液維持細(xì)胞的活性D.低倍鏡視野中所有細(xì)胞染色體數(shù)都已發(fā)生改變解析:低溫處理能抑制洋蔥根尖細(xì)胞中紡錘體的形成;染色體易被堿性染料染成深色,用甲紫溶液處理根尖可使染色體著色;用卡諾氏液固定后細(xì)胞已經(jīng)死亡;低倍鏡視野中既有正常的二倍體細(xì)胞,也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞。3.(2023·山東日照二模)14號(hào)染色體往往由于細(xì)胞分裂后期染色體不分離而出現(xiàn)三體。完全型14號(hào)染色體三體指所有有核細(xì)胞均含有3條14號(hào)染色體;嵌合型14號(hào)染色體三體通常是部分細(xì)胞形成三體,而另一部分細(xì)胞維持正常二倍體,從而形成嵌合體,其原因之一是形成的三體細(xì)胞部分發(fā)生三體自救,將多余的染色體丟棄而產(chǎn)生了正常細(xì)胞系。下列分析錯(cuò)誤的是(B)A.父母中一方減數(shù)分裂時(shí)14號(hào)染色體不分離會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)三體子代B.完全型14號(hào)染色體三體可能是受精卵有絲分裂異常后兩個(gè)子細(xì)胞繼續(xù)正常分裂導(dǎo)致C.嵌合型14號(hào)染色體三體可能是由于胚胎發(fā)育過程中有絲分裂異常所致D.在三體自救過程中可能出現(xiàn)兩條14號(hào)染色體來自同一親本的情況解析:父母中一方減數(shù)分裂過程中14號(hào)染色體不分離會(huì)產(chǎn)生含有兩條14號(hào)染色體的配子,這種配子與正常異性配子受精后,出現(xiàn)三體子代;完全型14號(hào)染色體三體可能是受精卵有絲分裂后期有兩條14號(hào)染色體未分離而形成一個(gè)三體細(xì)胞和一個(gè)單體細(xì)胞,然后單體細(xì)胞退化不再分裂導(dǎo)致的;嵌合型14號(hào)染色體三體可能是胚胎發(fā)育過程中有些細(xì)胞有絲分裂異常、有些正常導(dǎo)致的;在細(xì)胞發(fā)生三體自救的過程中,14號(hào)染色體隨機(jī)丟失可能會(huì)把來自父方(或母方)的14號(hào)染色體丟失,只剩下來自母方(或父方)的兩條14號(hào)染色體。4.(2024·山東濰坊模擬)同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)若不能準(zhǔn)確配對(duì),互換發(fā)生在不對(duì)應(yīng)的位置上,會(huì)使一條染色體發(fā)生重復(fù),而另一條染色體發(fā)生缺失,這種不等交換最早是在果蠅棒眼演化為重棒眼的研究中發(fā)現(xiàn)的。如圖表示發(fā)生這一變化中的某一細(xì)胞,相關(guān)說法錯(cuò)誤的是(C)A.果蠅重棒眼是由染色體結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致的B.圖示的不等交換發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ過程中C.雌果蠅體內(nèi)該細(xì)胞產(chǎn)生的配子有4種D.不等交換可使某些子代基因數(shù)量減少解析:雌果蠅體內(nèi)該細(xì)胞即初級(jí)卵母細(xì)胞,產(chǎn)生的配子即卵細(xì)胞只有1個(gè),1種。5.(2023·河北滄州三模)如圖所示細(xì)胞中所含的染色體,下列敘述不正確的是(B)A.如果圖甲表示有絲分裂后期,則含有4個(gè)染色體組B.如果圖乙表示體細(xì)胞,則其代表的生物一定是三倍體C.如果圖丙代表由受精卵發(fā)育成生物的體細(xì)胞,則該生物一定是二倍體D.如果圖丁代表的生物是由卵細(xì)胞發(fā)育而成的,則該生物一定是單倍體解析:如果圖甲表示有絲分裂后期,則含有4個(gè)染色體組;如果圖乙表示體細(xì)胞,其代表的生物若是由受精卵發(fā)育而來,則是三倍體,若是由配子發(fā)育而來,則是單倍體;如果圖丙代表由受精卵發(fā)育成生物的體細(xì)胞,且含有兩個(gè)染色體組,則該生物一定是二倍體;如果圖丁代表的生物是由卵細(xì)胞發(fā)育而成的,則該生物一定是單倍體。6.(2023·山東濟(jì)南一模)如圖為某家豬(2n=38)群體中存在的一種染色體變異。易位純合公豬體細(xì)胞中無正常13號(hào)、17號(hào)染色體,易位純合公豬與多頭染色體組成正常的母豬交配產(chǎn)生的后代均為易位雜合子。易位雜合子進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí),13號(hào)、17號(hào)染色體分別與易位染色體的同源區(qū)段聯(lián)會(huì),之后聯(lián)會(huì)的三條染色體隨機(jī)分開,移向細(xì)胞兩極。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(D)A.上述變異是染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目均異常導(dǎo)致的B.子代易位雜合子可能會(huì)產(chǎn)生染色體組成正常的配子C.易位雜合子減數(shù)分裂時(shí)會(huì)形成17個(gè)正常的四分體D.易位純合公豬的初級(jí)精母細(xì)胞中含有72條染色體解析:圖中發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異(易位)和染色體數(shù)目變異;易位純合公豬無正常13號(hào)、17號(hào)染色體,而易位雜合子含有易位染色體和正常13號(hào)、17號(hào)染色體,其有可能產(chǎn)生染色體組成正常的配子;易位雜合子含有易位染色體和正常13號(hào)、17號(hào)染色體,它們不能形成正常四分體,其他正常染色體可以形成17個(gè)正常的四分體;易位純合公豬因?yàn)?3號(hào)和17號(hào)染色體的易位,形成了一條易位染色體和殘片,而殘片的丟失導(dǎo)致減少了兩條染色體,故細(xì)胞內(nèi)只有36條染色體,即初級(jí)精母細(xì)胞中只存在36條染色體,且含有異常染色體。7.(2024·遼寧錦州模擬)一對(duì)外表和智力均正常的夫婦,母親懷了一個(gè)異常的胎兒,對(duì)染色體檢查發(fā)現(xiàn),丈夫染色體正常,妻子和胎兒的18號(hào)染色體組成分別如圖1和圖2。下列相關(guān)敘述正確的是(D)A.妻子與胎兒均發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異,且胎兒細(xì)胞中染色體數(shù)目也改變B.妻子18號(hào)染色體某一片段位置顛倒,使基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變C.胎兒異常染色體是減數(shù)分裂過程同源染色體非姐妹染色單體互換的結(jié)果D.胎兒的18號(hào)染色體部分基因可能會(huì)出現(xiàn)過量表達(dá),導(dǎo)致相關(guān)疾病的產(chǎn)生解析:胎兒細(xì)胞中染色體只是發(fā)生結(jié)構(gòu)變異,數(shù)目并未改變;妻子18號(hào)染色體某一片段位置顛倒,使基因的排列順序發(fā)生改變,基因的數(shù)目不變;胎兒異常染色體是D基因變成了A基因,不是減數(shù)分裂過程同源染色體非姐妹染色單體互換的結(jié)果;胎兒的18號(hào)染色體A基因多了一個(gè),可能會(huì)出現(xiàn)過量表達(dá),導(dǎo)致相關(guān)疾病的產(chǎn)生。8.(2023·遼寧沈陽一模)在細(xì)胞分裂過程中,染色體的著絲粒異常橫裂,使染色體的兩個(gè)臂分開,從而形成兩條“等臂染色體”,如圖所示。某基因型為Aa的二倍體生物的一個(gè)體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí),A、a所在的染色體中有一條形成了“等臂染色體”,并正常移到細(xì)胞兩極,不考慮其他變異,下列有關(guān)該細(xì)胞的敘述,錯(cuò)誤的是(D)A.該細(xì)胞中等臂染色體形成于有絲分裂后期B.等臂染色體的形成屬于染色體結(jié)構(gòu)變異C.其子細(xì)胞中染色體的數(shù)目未發(fā)生改變D.其產(chǎn)生的子細(xì)胞基因型為AA或aa解析:據(jù)題意可知,“等臂染色體”是由于A、a所在的染色體中的一條形成的,假定是A所在的染色體形成的,則子細(xì)胞基因型為AAa或a;假定是a所在的染色體形成的,則子細(xì)胞基因型為Aaa或A。9.(2023·山西太原二模)二倍體水稻(2N)栽培過程中,有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)單體植株(2N-1)?，F(xiàn)有一種單體水稻,比正常水稻缺少一條5號(hào)染色體,稱為5號(hào)單體水稻。利用5號(hào)單體水稻進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),結(jié)果如表所示。下列分析正確的是(C)組別雜交親本實(shí)驗(yàn)結(jié)果①5號(hào)單體(♀)×正常二倍體()子代中5號(hào)單體占25%,正常二倍體占75%②5號(hào)單體()×正常二倍體(♀)子代中5號(hào)單體占4%,正常二倍體占96%A.5號(hào)單體水稻內(nèi)不會(huì)形成新的等位基因,故不能作為進(jìn)化的原材料B.該變異屬于染色體數(shù)目變異,可由二倍體水稻經(jīng)花藥離體培養(yǎng)發(fā)育形成C.該單體形成的原因可能是其親本在減數(shù)分裂過程中同源染色體沒有分離D.兩組實(shí)驗(yàn)互為正反交,缺少5號(hào)染色體的配子的活力較低且雌配子的活力低于雄配子解析:5號(hào)單體水稻比二倍體水稻缺少1條染色體,為染色體數(shù)目變異,能作為進(jìn)化的原材料;該單體發(fā)生的變異屬于染色體數(shù)目變異,但不可由二倍體水稻經(jīng)花藥離體培養(yǎng)發(fā)育形成,花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體;該單體形成的原因可能是其親本在減數(shù)分裂過程中5號(hào)同源染色體沒有分離,得到缺少5號(hào)染色體的配子,該配子和正常配子結(jié)合得到5號(hào)單體;兩組實(shí)驗(yàn)互為正反交,正常情況下5號(hào)單體親本產(chǎn)生的正常配子和缺少5號(hào)染色體的配子比例為1∶1,而①組實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示子代5號(hào)單體占25%,正常二倍體占75%,說明5號(hào)單體(♀)產(chǎn)生的雌配子中正常配子和能發(fā)育的缺少5號(hào)染色體的配子的比例是3∶1,②組子代中5號(hào)單體占4%,正常二倍體占96%,說明5號(hào)單體()產(chǎn)生的雄配子中正常配子和能發(fā)育的缺少5號(hào)染色體的配子的比例是24∶1,因此缺少5號(hào)染色體的配子的活力較低且雄配子的活力低于雌配子。10.(2023·河北秦皇島二模)兩性花植物中的雄性不育個(gè)體在雜交育種中具有重要的價(jià)值,而有顏色的種子又有利于篩選植株。研究人員用小麥(2n=42)進(jìn)行了雜交育種。請(qǐng)回答下列問題。(1)在雜交育種中,雄性不育植株只能作為親本中的,其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)為。

(2)為通過種子顏色就能區(qū)分雄性不育和可育植株,育種工作者培育出一個(gè)三體新品種,其體細(xì)胞中增加一條帶有易位片段的染色體。相應(yīng)基因與染色體的關(guān)系如圖(基因M控制可育,m控制雄性不育;基因R控制種子為藍(lán)色,基因r控制種子為白色)。①三體新品種的培育屬于染色體變異中的變異。

②在減數(shù)分裂時(shí),帶有R基因的染色體不能聯(lián)會(huì),則該三體新品種的細(xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)可形成正常的四分體個(gè)。

③已知帶有R基因的染色體在期隨機(jī)移向一極,則產(chǎn)生含有22條染色體的配子,若該配子為雄配子,則不能與雌配子結(jié)合?？茖W(xué)家用此三體植株自交,所結(jié)的種子70%表現(xiàn)為白色雄性不育,其余種子表現(xiàn)為藍(lán)色可育。該結(jié)果說明三體植株產(chǎn)生的含有22條染色體和含有21條染色體的可育雌配子的比例是,這可能與帶有易位片段的染色體在減數(shù)分裂時(shí)丟失有關(guān)。

④若欲利用此品種植株自交后代作為雜交育種的材料,可選擇色的種子留種;若欲繼續(xù)獲得新一代的雄性不育植株,可選擇色的種子種植后進(jìn)行自交。

解析:(1)雄性不育植株不能產(chǎn)生正常的精子,所以只能作為親本中的母本;在雜交過程中可以不必進(jìn)行去雄操作。(2)①三體植株染色體數(shù)目多了一條,并且存在易位現(xiàn)象,所以利用了染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)變異的原理。②正常體細(xì)胞2n=42,且?guī)в蠷基因的染色體不能參與聯(lián)會(huì),所以形成正常四分體21個(gè)。③減數(shù)分裂Ⅰ后期同源染色體分離,帶有R基因的染色體隨機(jī)移向一極。因此該植株可以產(chǎn)生兩種配子mr(含有21條染色體)和MmRr(含有22條染色體),MmRr的雄配子是異常的,不能和雌配子結(jié)合,則雄性個(gè)體產(chǎn)生的配子只有mr能與雌配子結(jié)合,因?yàn)槭芫阎衜mrr(白色雄性不育)占70%,MmmRrr(藍(lán)色可育)占30%,所以可育雌配子的比例為MmRr∶mr=3∶7,即含有22條染色體和含有21條染色體的可育雌配子的比例是3∶7。④該植株自交后代有兩種,mmrr(白色雄性不育)和MmmRrr(藍(lán)色可育),作為雜交育種的材料需要選擇mmrr(白色雄性不育)留種,因此若欲繼續(xù)獲得新一代的雄性不育植株,可選擇MmmRrr藍(lán)色的種子種植后進(jìn)行自交。答案:(1)母本不必進(jìn)行去雄操作(2)①數(shù)目和結(jié)構(gòu)②21③減數(shù)分裂Ⅰ后3∶7④白藍(lán)綜合提升練11.(多選)(2023·河北保定模擬)兩條非同源染色體各發(fā)生一處斷裂后相互交換其無著絲粒的片段可形成兩條新的衍生染色體,該變化保留了所有的基因,對(duì)基因作用和個(gè)體發(fā)育一般無影響,這種變異稱為染色體平衡易位。下圖甲、乙為某女性患者染色體平衡易位示意圖,丙為發(fā)生平衡易位后細(xì)胞分裂圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(BCD)A.該女性體細(xì)胞內(nèi)含有25種形態(tài)不同的染色體B.丙圖為該女性攜帶者體細(xì)胞分裂處于有絲分裂中期的圖像C.平衡易位導(dǎo)致基因在不同的染色體上重新排列,屬于基因重組D.該女性孕期可以通過基因診斷或B超檢測(cè)胎兒是否為平衡易位攜帶者解析:該女性體細(xì)胞內(nèi)含有22種正常的常染色體、2種異常的常染色體和1種X染色體,共25種;丙圖為同源區(qū)段進(jìn)行聯(lián)會(huì),為減數(shù)分裂Ⅰ前期;平衡易位導(dǎo)致基因在不同的染色體上重新排列,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異;該變化保留了所有的基因,該女性孕期不能通過基因診斷檢測(cè)胎兒是否為平衡易位攜帶者,因平衡易位攜帶者沒有異常表型,所以不能用B超檢測(cè)胎兒是否為平衡易位攜帶者。12.(多選)(2024·河北唐山模擬)研究發(fā)現(xiàn),抑癌基因的失活可能由不同的變異組合引起,且往往需要兩個(gè)等位基因都被破壞或不表達(dá)才能產(chǎn)生新的表型,具體機(jī)制如圖所示。下列敘述正確的是(ACD)A.圖中結(jié)果1是染色體片段缺失和染色體數(shù)目變異所致B.圖中結(jié)果②可能是DNA甲基化引起堿基序列的改變,從而使基因沉默C.圖中不同機(jī)制引起的基因失活均可能遺傳給后代D.由題意和圖示可知,該活躍的抑癌基因是完全顯性的解析:分析題圖可知,圖中結(jié)果1是先發(fā)生染色體片段缺失,然后再發(fā)生染色體數(shù)目變異所致;甲基化是一種常見的表觀遺傳修飾方式,只是堿基被甲基化修飾,會(huì)引起基因表達(dá)和表型發(fā)生改變,但基因的堿基序列并沒有變化;圖中不同機(jī)制引起的基因失活是可遺傳變異,均可能遺傳給后代;由題意可知,同時(shí)存在活躍的抑癌基因和沉默的抑癌基因時(shí),表現(xiàn)活躍的抑癌基因控制的表型,由此可知該活躍的抑癌基因是完全顯性的。13.(多選)Ⅳ號(hào)染色體三體(體細(xì)胞含3條Ⅳ號(hào)染色體)的果蠅明顯特征是體表有粗剛毛,其產(chǎn)生含有1條或2條Ⅳ號(hào)染色體的配子活性相當(dāng)且受精后均能正常發(fā)育?，F(xiàn)有無眼雄果蠅(無眼基因位于Ⅳ號(hào)染色體)與Ⅳ號(hào)染色體三體雌果蠅(野生型)雜交,F1全為野生型,F1中粗剛毛雌果蠅與無眼雄果蠅雜交得F2。下列相關(guān)敘述正確的是(AD)A.F1中粗剛毛果蠅占1/2B.F1粗剛毛雌果蠅能產(chǎn)生4種比例相等的配子C.F2中無眼個(gè)體體表均有粗剛毛D.F2野生型果蠅中粗剛毛個(gè)體占3/5解析:根據(jù)題干信息,現(xiàn)有無眼雄果蠅(無眼基因位于Ⅳ號(hào)染色體)與Ⅳ號(hào)染色體三體雌果蠅(野生型)雜交,F1全為野生型,可以推測(cè)野生型為顯性,無眼為隱性,假設(shè)用E/e基因來表示,親代的無眼雄果蠅就是ee,親代的Ⅳ號(hào)染色體三體雌果蠅(野生型)就是EEE。根據(jù)以上分析,親代是EEE和ee,由題干“其產(chǎn)生含有1條或2條Ⅳ號(hào)染色體的配子活性相當(dāng)且受精后均能正常發(fā)育”可知,F1Ee∶EEe=1∶1,其中三體表現(xiàn)為粗剛毛,即EEe表現(xiàn)為粗剛毛,那么F1中粗剛毛果蠅占1/2;根據(jù)以上分析可知,F1的粗剛毛雌果蠅是EEe,會(huì)產(chǎn)生含有1條或2條Ⅳ號(hào)染色體的配子(產(chǎn)生配子時(shí)1條染色體移向一極,同時(shí)另外一極為其他2條染色體),即E∶Ee∶e∶EE=2∶2∶1∶1;F1中粗剛毛雌果蠅與無眼雄果蠅雜交,即EEe和ee雜交,其中EEe產(chǎn)生的配子及比例是E∶Ee∶e∶EE=2∶2∶1∶1,ee只能產(chǎn)生e配子,所以F2的基因型及比例是Ee∶Eee∶ee∶EEe=2∶2∶1∶1,其中無眼個(gè)體是ee,它不是三體,所以并沒有粗剛毛;根據(jù)C選項(xiàng)的分析可知,F2的基因型及比例是Ee∶Eee∶ee∶EEe=2∶2∶1∶1,野生型果蠅為2Ee、2Eee、1EEe,其中粗剛毛是Eee和EEe,它們所占比例為3/5。14.(2023·山東濰坊模擬)性染色體組成為XXY的果蠅表現(xiàn)為雌性。有一種特殊的XXY雌果蠅,其兩條X染色體在配子形成過程中不分離,記為“XX”?？茖W(xué)家利用它創(chuàng)造了“并連X染色體”法來檢測(cè)X染色體未知的基因突變(圖1)。已知不含X染色體或含3條X染色體的果蠅都不能存活。圖2為果蠅正常性染色體組成示意圖。請(qǐng)回答下列問題。(1)誘發(fā)果蠅發(fā)生基因突變的具體處理方法有(寫出兩種即可)。含并連X染色體果蠅的變異類型是。

(2)甲果蠅產(chǎn)生的配子類型有。F1雄果蠅的Y染色體來自(填“父本”或“母本”),且F1的(填“雌”或“雄”)果蠅中保存了突變基因。

(3)經(jīng)誘導(dǎo)處理正常果蠅,其X染色體發(fā)生一次基因突變后,分別與含并連X染色體的果蠅雜交,F1中有的只有雌果蠅,原因可能是;有的出現(xiàn)朱紅眼、深紅眼等突變性狀,這些突變性狀不可能是(填“Ⅰ區(qū)顯性”“Ⅰ區(qū)隱性”“Ⅱ區(qū)顯性”或“Ⅱ區(qū)隱性”)突變。

解析:(1)誘發(fā)果蠅發(fā)生基因突變的方式有三種:物理法:紫外線、X射線等處理;化學(xué)法:亞硝酸鹽、堿基類似物等處理;生物法:相關(guān)病毒處理。含并連X染色體果蠅的變異屬于染色體變異。(2)甲果蠅的染色體組成為XXY,產(chǎn)生XX和Y兩種配子,F1可能的基因型有4種:XXX(致死)、XXY(雌性)、XY(雄性)和YY(致死),XY(雄性)的Y染色體來自母本,在染色體組成正常的雄果蠅中保存了突變基因。(3)誘導(dǎo)處理的正常果蠅(XY)與XXY雌果蠅雜交,后代只有雌果蠅,而沒有雄果蠅,說明誘變果蠅產(chǎn)生的含有X染色體的配子致死,推測(cè)誘變果蠅的X染色體上發(fā)生致死突變。X、Y染色體含有同源區(qū)Ⅱ區(qū)和非同源區(qū)Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)。正常果蠅的X染色體發(fā)生一次基因突變后,表現(xiàn)出朱紅眼和深紅眼等性狀,單基因突變并表現(xiàn)出性狀,如果是顯性基因突變,無論是在X染色體的同源區(qū)Ⅱ區(qū),還是在非同源區(qū)Ⅰ區(qū)都能表現(xiàn)出性狀,如果是隱性突變,在X染色體的非同源區(qū)Ⅰ區(qū)可表現(xiàn)性狀,但在同源區(qū)Ⅱ區(qū)則不能表現(xiàn)性狀,所以出現(xiàn)朱紅眼和深紅眼等突變性狀不可能是Ⅱ區(qū)隱性突變。答案:(1)用紫外線、X射線等(或其他輻射方法)處理,用亞硝酸鹽、堿基類似物等處理染色體變異(2)XX、Y母本雄(3)誘變果蠅的X染色體上發(fā)生致死突變Ⅱ區(qū)隱性第26講生物變異在育種上的應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固練1.(2024·湖南長沙聯(lián)考)“國以農(nóng)為本,農(nóng)以種為先”,育種技術(shù)正處于傳統(tǒng)育種向生物育種的快速轉(zhuǎn)變。下列有關(guān)育種說法正確的是(A)A.雜交育種與基因工程育種都利用了基因重組的原理B.誘變育種通過大量處理實(shí)驗(yàn)材料,就能得到所需新品種C.單倍體育種通過花藥離體培養(yǎng)后,可得到穩(wěn)定遺傳的植株D.多倍體育種所得植株其生長周期短,且所結(jié)果實(shí)含有的糖類等物質(zhì)會(huì)更多解析:誘變育種利用了基因突變具有不定向性的特點(diǎn),即使處理了大量實(shí)驗(yàn)材料,也不一定能得到所需的新品種;花藥離體培養(yǎng)后得到的是單倍體植株,植株弱小,一般高度不育,單倍體育種通過花藥離體培養(yǎng)后,還需秋水仙素處理單倍體幼苗,才能得到穩(wěn)定遺傳的植株;多倍體育種所得植株因其莖稈粗壯,葉片、果實(shí)和種子都比較大,從而生長周期長,但所結(jié)果實(shí)含有的糖類等物質(zhì)會(huì)更多。2.(2024·遼寧撫順模擬)載人航天飛行任務(wù)中,一定量的水稻種子被帶進(jìn)飛行艙進(jìn)入太空。下列關(guān)于水稻種子的航天育種的敘述,正確的是(A)A.水稻種子航天育種主要利用了基因突變的原理B.水稻種子發(fā)生的變異都能遺傳給子代C.返回地球的水稻種子均能獲得預(yù)期優(yōu)良性狀D.水稻種子基因的堿基序列的變化能在顯微鏡下觀察到解析:由遺傳物質(zhì)改變引起的變異能夠遺傳給下一代,是可遺傳的變異,由環(huán)境因素引起的變異由于遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化,這種變異是不遺傳的變異;基因突變具有低頻性、不定向性等特點(diǎn),故返回地球的水稻種子很少能獲得預(yù)期優(yōu)良性狀;水稻種子基因的堿基序列的變化無法在顯微鏡下觀察到。3.(2023·山東棗莊二模)普通小麥?zhǔn)怯梢涣Ｐ←湣⒐?jié)節(jié)草和山羊草等不同種的二倍體野生植物雜交后,逐漸進(jìn)化而來的,進(jìn)化歷程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)A.一粒小麥與節(jié)節(jié)草存在生殖隔離,為兩個(gè)物種B.普通小麥的正常體細(xì)胞中含有6個(gè)染色體組C.雜交種乙的體細(xì)胞內(nèi)不存在同源染色體,高度不育,為單倍體D.普通小麥進(jìn)化過程說明新物種的形成并不一定需要經(jīng)過地理隔離解析:由題意“一粒小麥、節(jié)節(jié)草和山羊草等不同種的二倍體野生植物”可知,一粒小麥與節(jié)節(jié)草為兩個(gè)物種,存在生殖隔離;由圖可知,雜交種甲含有2個(gè)染色體組,經(jīng)過染色體加倍后,二粒小麥含有4個(gè)染色體組,雜交種乙是由二粒小麥(四倍體)和山羊草(二倍體)經(jīng)過雜交而來的,雜交種乙含有3個(gè)染色體組,經(jīng)過染色體加倍后,普通小麥的正常體細(xì)胞中含有6個(gè)染色體組;單倍體是由配子發(fā)育而來,雜交種乙由受精卵發(fā)育而成,并不是單倍體;普通小麥沒有經(jīng)過地理隔離就形成了新物種,因此,普通小麥進(jìn)化過程說明新物種的形成并不一定需要經(jīng)過地理隔離。4.(2023·黑龍江大慶模擬)西瓜(2n)的黃瓤(R)和紅瓤(r)是一對(duì)相對(duì)性狀,育種人員培育三倍體黃瓤西瓜的過程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)A.若F1中發(fā)現(xiàn)三倍體西瓜植株,則其變異類型屬于染色體變異B.秋水仙素可滴在F1幼苗的芽尖部位,因?yàn)樵摬课挥薪z分裂旺盛,容易變異C.植株戊的基因型有四種,其中符合要求的三倍體黃瓤西瓜占1/2D.與植株甲相比,植株戊所結(jié)黃瓤西瓜較大,蛋白質(zhì)和糖類等含量有所增加解析:甲、乙植株經(jīng)雜交得到的F1幼苗基因型是Rr,為二倍體。如果發(fā)現(xiàn)F1中有三倍體西瓜植株,說明細(xì)胞中染色體組增加了一組,其變異類型屬于染色體數(shù)目變異;秋水仙素作用于分裂的細(xì)胞,抑制細(xì)胞紡錘體形成,使染色體數(shù)目加倍,因此,秋水仙素可滴在F1幼苗的芽尖部位,因?yàn)樵摬课挥薪z分裂旺盛,容易變異;植株F1、丙、丁的基因型分別是Rr、Rr、RRrr,RRrr產(chǎn)生配子種類及比例為RR∶Rr∶rr=1∶4∶1,植株戊的基因型及比例是1RRR∶5RRr∶5Rrr∶1rrr,要培育的是三倍體黃瓤西瓜,所以符合要求的三倍體黃瓤西瓜占比為11/12;植株戊是三倍體,與正常的二倍體相比植株戊所結(jié)黃瓤西瓜較大,蛋白質(zhì)和糖類等含量有所增加。5.長期以來馬鈴薯的種植以塊莖繁殖為主。為改良品種,我國科學(xué)家通過基因分析和雜交育種(如圖所示),成功培育了高品質(zhì)的二倍體雜交馬鈴薯品系,下列分析錯(cuò)誤的是(D)A.與塊莖繁殖相比,雜交育種子代能夠產(chǎn)生更多的變異類型B.塊莖繁殖的做法,可能使有害病毒在植物體內(nèi)積累C.品系1中的強(qiáng)致病基因與有利基因連鎖關(guān)系的消除發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ前期D.品系2中的強(qiáng)致病基因與有利基因連鎖關(guān)系的消除發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期解析:塊莖繁殖屬于無性繁殖,雜交育種屬于有性繁殖,有性繁殖過程中會(huì)出現(xiàn)基因重組,因此與塊莖繁殖相比,雜交育種子代能夠產(chǎn)生更多的變異類型;塊莖繁殖屬于無性繁殖,塊莖繁殖的做法,可能使有害病毒在植物體內(nèi)積累;由圖可知,品系1和品系2中強(qiáng)致病基因與有利基因連鎖在同一條染色體上,則兩者連鎖關(guān)系的消除發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ前期,同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了互換。6.(2024·遼寧撫順模擬)如圖是利用野生柑橘種子(BB,2N=18)為材料培育無子柑橘新品種(bbb)的過程。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(C)A.①過程發(fā)生了隱性突變B.若⑤過程是單倍體育種,則產(chǎn)生bbbb的概率為1/6C.bb和bbbb是同一物種的不同類型D.用秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍的過程可能有三個(gè)解析:過程①BB→Bb,B基因突變?yōu)閎基因,發(fā)生了隱性突變;若⑤過程是單倍體育種,由于BBbb產(chǎn)生的配子為4Bb∶1BB∶1bb,即bb=1/6,則產(chǎn)生bbbb的概率為1/6;由于bb和bbbb雜交的后代為bbb,bbb為三倍體,形成配子時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂,即bbb高度不育,故bb和bbbb之間存在生殖隔離,屬于不同的物種;圖中用秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍的過程可能有三個(gè):③Bb→BBbb,這是誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的結(jié)果,可通過使用秋水仙素來實(shí)現(xiàn);④bb→bbbb,是誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的結(jié)果,可通過使用秋水仙素來實(shí)現(xiàn);⑤BBbb→bbbb,bbbb可為BBbb自交的后代,也可通過單倍體育種(需使用秋水仙素)的方式來實(shí)現(xiàn)。7.(2023·河北衡水一模)稻瘟病是由稻瘟病原菌引起的一種病害,其分布遍及世界產(chǎn)稻區(qū),是稻作生產(chǎn)中的主要病害。選用抗病品種是稻瘟病防治的主要方法。研究發(fā)現(xiàn),水稻中存在三種稻瘟病抗性基因,分別位于不同品系,某團(tuán)隊(duì)欲將這三種抗稻瘟病基因整合至同一品系,以培育出高抗、廣抗的水稻新品種。如圖為利用純合品系A(chǔ)(抗性基因?yàn)轱@性基因A)、純合品系B(抗性基因?yàn)轱@性基因B)和純合品系D(抗性基因?yàn)轱@性基因D)培育高抗品系E的過程圖解(三對(duì)抗性基因獨(dú)立遺傳),請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。注:分子標(biāo)記輔助選擇是指通過分析與目標(biāo)基因緊密連鎖(兩基因連鎖且不發(fā)生染色體互換)的分子標(biāo)記的基因型,借此對(duì)目標(biāo)性狀個(gè)體的基因型進(jìn)行選擇。(1)品系A(chǔ)和品系B雜交所得F1自交后,F2中的AB雙抗純合體所占比例為。

(2)AB雙抗純合體和AD雙抗純合體經(jīng)一系列操作所得的F2中表型符合要求的個(gè)體所占比例為,其中三抗純合體所占的比例為。

(3)在傳統(tǒng)的雜交育種方式中,為獲得三抗純合體植株,在得到三抗性狀植株后的一般操作是

。

(4)與傳統(tǒng)雜交育種方法相比,利用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)進(jìn)行育種的優(yōu)點(diǎn)是(寫出一點(diǎn)即可)。

解析:(1)品系A(chǔ)的基因型為AAbbdd,品系B的基因型為aaBBdd,品系A(chǔ)和品系B雜交所得F1(AaBbdd)自交后,F2中的AB雙抗純合體(AABBdd)所占比例為1/4×1/4=1/16。(2)由圖可知,AB雙抗純合體(AABBdd)和AD雙抗純合體(AAbbDD)經(jīng)一系列操作所得的F2中表型符合要求的三抗(AABD)個(gè)體所占比例為1×3/4×3/4=9/16,其中三抗純合體(AABBDD)所占的比例為1/9。

(3)在傳統(tǒng)的雜交育種方式中,為獲得三抗純合體植株,在得到三抗性狀植株后的一般操作是將三抗性狀植株開花前的稻穗套袋,令其自交并單株收獲水稻種子,來年分區(qū)種植,得到一系列不同的水稻株系,選出不發(fā)生性狀分離的株系,即為三抗純合體植株。(4)分子標(biāo)記輔助選擇是指通過分析與目標(biāo)基因緊密連鎖(兩基因連鎖且不發(fā)生染色體互換)的分子標(biāo)記的基因型,借此對(duì)目標(biāo)性狀個(gè)體的基因型進(jìn)行選擇。利用分子標(biāo)記輔助選擇,可直接來判斷所測(cè)定個(gè)體的基因型,因此與傳統(tǒng)雜交育種方法相比,借助該技術(shù)進(jìn)行育種的典型優(yōu)點(diǎn)是能縮短育種年限,加快育種進(jìn)程,從而提高育種效率。答案:(1)1/16(2)9/161/9(3)將三抗性狀植株開花前的稻穗套袋,令其自交并單株收獲水稻種子,來年分區(qū)種植,得到一系列不同的水稻株系,選出不發(fā)生性狀分離的株系,即為三抗純合體植株(4)縮短了育種年限,加快了育種進(jìn)程,提高了育種效率(寫出一點(diǎn)即可)綜合提升練8.(多選)(2023·山東濟(jì)寧二模)小麥體細(xì)胞中有21對(duì)同源染色體,科研人員將帶有藍(lán)色素基因E的長穗偃麥草4號(hào)染色體替代了小麥的4號(hào)染色體,從而培育出了純合藍(lán)粒小麥。減數(shù)分裂過程中小麥和長穗偃麥草的4號(hào)染色體不能聯(lián)會(huì),隨機(jī)進(jìn)入配子,小麥5號(hào)染色體上的h基因純合可誘導(dǎo)它們聯(lián)會(huì)并發(fā)生互換。某雄性不育小麥4號(hào)染色體上分別具有不育基因T與可育基因t。為培育藍(lán)粒和不育兩性狀不分離的小麥,研究人員設(shè)計(jì)了如圖所示的雜交實(shí)驗(yàn)。下列敘述正確的是(ABC)A.F1中可育株和不育株的比例是1∶1B.F2與小麥(hh)雜交的目的是獲得純合(hh)藍(lán)粒不育株C.F3藍(lán)粒不育株體細(xì)胞中有43條染色體D.F2藍(lán)粒不育株在減數(shù)分裂時(shí)理論上能形成21個(gè)正常的四分體解析:親本雄性不育小麥(HH)的不育基因T與等位可育基因t位于4號(hào)染色體上,所以其基因型為TtHH,親本小麥(hh)的基因型為tthh,所以F1中可育株(ttHh)∶不育株(TtHh)=1∶1;F2中的藍(lán)粒不育株的基因型及比例為1/2TEHH、1/2TEHh,其中T基因和E基因分別來自小麥和長穗偃麥草,TEHh與小麥(tthh)雜交可獲得純合(hh)藍(lán)粒不育株;F3藍(lán)粒不育株的基因型為ETtHh和ETthh,含有43條染色體;F2中的藍(lán)粒不育株的4號(hào)染色體一條來自小麥,一條來自長穗偃麥草,其余染色體均來自小麥,所以其減數(shù)分裂時(shí)理論上能形成20個(gè)正常的四分體。9.(多選)(2023·山東濟(jì)寧三模)某優(yōu)良栽培稻純合品系H和野生稻純合品系D中與花粉育性相關(guān)的基因分別是SH、SD,與某抗性相關(guān)的基因分別是TH、TD?？茖W(xué)家構(gòu)建基因SD純合品系甲和基因TD純合品系乙的流程如圖,甲、乙品系只有一對(duì)基因與品系H不同。甲、乙品系雜交后的F1自交得到的F2中SDSD、SDSH、SHSH數(shù)量分別為12、72和60,TDTD、TDTH、THTH數(shù)量分別為50、97和52。下列敘述錯(cuò)誤的是(ABC)A.培育品系甲、乙的原理是染色體變異B.TD/TH基因和SD/SH基因位于一對(duì)同源染色體上C.分子檢測(cè)篩選的目的是選出具有TH或SH基因的子代D.甲、乙品系雜交后的F1產(chǎn)生的SD可育花粉∶SH可育花粉為1∶5解析:由題意知,培育品系甲、乙運(yùn)用了雜交育種的方法,其原理是基因重組;根據(jù)題干信息,F2中與花粉育性相關(guān)的基因型數(shù)量之比為1∶6∶5,與抗性相關(guān)的基因型數(shù)量之比為1∶2∶1,若在同一條染色體上,二者的比例應(yīng)該相同,因此兩對(duì)等位基因不位于一對(duì)同源染色體上;最終構(gòu)建的是基因SD和TD純合的品系,所以分子檢測(cè)篩選的目的應(yīng)該是選出具有TD或SD基因的子代;F2中與花粉育性相關(guān)的基因型(SDSD∶SDSH∶SHSH)數(shù)量之比為1∶6∶5,雌配子中SD∶SH為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可育花粉為1∶5。10.(多選)為提高小麥的抗旱性,有人將大麥的抗旱基因(HVA)導(dǎo)入小麥細(xì)胞,篩選出HVA基因成功整合到染色體上的小麥細(xì)胞,并用植物組織培養(yǎng)的方法培育成高抗旱性T0植株(假定HVA基因都能正常表達(dá))。某些T0植株體細(xì)胞含兩個(gè)HVA基因,這兩個(gè)基因在染色體上的整合情況有如圖所示的三種類型(黑點(diǎn)表示HVA基因的整合位點(diǎn),不考慮互換)。將T0植株與非轉(zhuǎn)基因小麥雜交,相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(CD)A.該育種過程依據(jù)的生物學(xué)原理是基因重組,能定向改變生物的遺傳性狀B.若兩個(gè)HVA基因的整合位點(diǎn)屬于圖乙類型,則子代中含HVA基因的個(gè)體所占比例為50%C.若兩個(gè)HVA基因的整合位點(diǎn)屬于圖丙類型,則子代中含HVA基因的個(gè)體所占的比例為25%D.若兩個(gè)HVA基因的整合位點(diǎn)如圖甲,該T0植株自交后代中含HVA基因的個(gè)體占50%解析:該抗旱植株通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得,其依據(jù)的原理是基因重組,基因工程育種最大的優(yōu)點(diǎn)是能定向改變生物的遺傳性狀;由題圖可知,用D來表示HVA基因,用O來表示染色體上沒有HVA基因的情況,則圖甲所示細(xì)胞的基因型為DD,圖乙所示細(xì)胞的基因型為DO,圖丙所示細(xì)胞的基因型為DODO,則HVA基因整合位點(diǎn)如圖乙的植株與非轉(zhuǎn)基因小麥雜交,后代中含HVA基因的個(gè)體所占比例為50%;HVA基因整合位點(diǎn)如圖丙所示植株與非轉(zhuǎn)基因小麥雜交,后代中含HVA基因的個(gè)體所占的比例是75%;HVA基因整合位點(diǎn)如圖甲所示,則圖甲所示細(xì)胞的基因型為DD,植株自交后代中含HVA基因的個(gè)體占100%。11.(2023·廣東潮州開學(xué)考)雜種優(yōu)勢(shì)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上具有不同優(yōu)良性狀的純合親本雜交獲得的雜種一代(雜交種),在生長勢(shì)、生活力、繁殖力、抗逆性、適應(yīng)性以及產(chǎn)量和品質(zhì)等方面優(yōu)于其雙親的現(xiàn)象。玉米為二倍體雌雄同株異花植物,存在雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象,生產(chǎn)上常種植雜交種提高產(chǎn)量。(1)玉米種子的顏色有紫色(A)和黃色(a)之分。研究表明,純合紫色品系與純合黃色品系雜交,F1具有明顯的雜種優(yōu)勢(shì)。為了獲得雜種優(yōu)勢(shì)個(gè)體,科研人員將兩種品系間行種植,收獲在品系植株上結(jié)的種子即為所需雜交種。

(2)為了提高獲得雜交種的生產(chǎn)效率,科研人員利用黃色玉米培育了單基因隱性突變的雄性不育純合品系(可育基因M,雄性不育基因m)。將該黃色不育品系與紫色可育品系進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下表:PF1F2黃色不育×紫色可育紫色可育紫色可育∶黃色不育=3∶1F2出現(xiàn)該結(jié)果的原因是。

(3)雄性不育系個(gè)體無法通過自交繼續(xù)保持雄性不育性狀,為了持續(xù)獲得雄性不育個(gè)體,研究人員將D基因?qū)牖蛐蜑锳aMm的紫色可育玉米的A基因附近,得到了可以持續(xù)獲得雄性不育個(gè)體的保持系。D基因是在玉米花粉中特異性表達(dá)的基因,導(dǎo)致雄配子不發(fā)育。在該保持系中M和A基因只能通過配子傳遞給子代。利用保持系獲得雄性不育系和保持系的最簡(jiǎn)單方法是,快速判斷雄性不育系和保持系種子的方法是。

解析:(1)為了獲得雜種優(yōu)勢(shì)個(gè)體,科研人員將兩種品系間行種植,由于紫色對(duì)黃色為顯性,則雜種應(yīng)該表現(xiàn)為紫色,且玉米表現(xiàn)為自由交配,因此,收獲在黃色品系植株上結(jié)的紫色種子即為所需雜交種(Aa)。(2)黃色不育品系(aamm)與紫色可育品系(AAMM)雜交獲得的F1的基因型為AaMm,F1自交獲得的F2中紫色可育∶黃色不育=3∶1,該比例說明相關(guān)的兩對(duì)等位基因的遺傳不遵循自由組合定律,說明兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上,為連鎖關(guān)系。(3)雄性不育系個(gè)體無法通過自交繼續(xù)保持雄性不育性狀,為了持續(xù)獲得雄性不育個(gè)體,研究人員將D基因?qū)牖蛐蜑锳aMm的紫色可育玉米的A基因附近,得到了可以持續(xù)獲得雄性不育個(gè)體的保持系,即該保持系的基因型可表示為DAaMm,其產(chǎn)生花粉的基因型為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類型,因此,在該保持系中M和A基因只能通過雌配子傳遞給子代。利用保持系獲得雄性不育系和保持系的最簡(jiǎn)單方法是該保持系自交,則后代的基因型和表型為DAaMm(紫色保持系)和aamm(黃色雄性不育系),即保持系所結(jié)的種子中紫色均為保持系,而黃色均為雄性不育系。答案:(1)黃色紫色(2)兩對(duì)等位基因(A/a、M/m)位于一對(duì)同源染色體上,為連鎖關(guān)系(3)雌該保持系自交紫色均為保持系,而黃色均為雄性不育系12.(2023·山東臨沂質(zhì)檢)番茄是雌雄同株植物,可自花受粉也可異花受粉。M、m基因位于2號(hào)染色體上,基因型為mm的植株只產(chǎn)生可育雌配子,表現(xiàn)為小花、雄性不育?；蛐蜑镸M、Mm的植株表現(xiàn)為大花、可育。R、r基因位于5號(hào)染色體上,基因型為RR、Rr、rr的植株表型分別為正常成熟紅果、晚熟紅果、晚熟黃果。細(xì)菌中的H基因控制某種酶的合成,導(dǎo)入H基因的轉(zhuǎn)基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表達(dá),噴施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考慮基因突變和互換。(1)基因型為Mm的植株連續(xù)自交兩代,F2中雄性不育植株所占的比例為。雄性不育植株與野生型植株雜交所得可育晚熟紅果雜交種的基因型為,以該雜交種為親本連續(xù)種植,若每代均隨機(jī)受粉,則F2中可育晚熟果植株所占比例為,其中純合子占。

(2)已知H基因在每條染色體上最多插入1個(gè)且不影響其他基因。將H基因?qū)牖蛐蜑镸m的細(xì)胞并獲得轉(zhuǎn)基因植株甲和乙,植株甲和乙分別與雄性不育植株雜交,在形成配子時(shí)噴施NAM,F1均表現(xiàn)為雄性不育。若植株甲和乙的體細(xì)胞中含1個(gè)或多個(gè)H基因,則以上所得F1的體細(xì)胞中含有個(gè)H基因。若植株甲的體細(xì)胞中僅含1個(gè)H基因,則H基因插入了(填“2號(hào)”“5號(hào)”“X”或“Y”)染色體上。若植株乙的體細(xì)胞中含n個(gè)H基因,則H基因在

染色體上的分布必須滿足的條件是

,植株乙與雄性不育植株雜交,若不噴施NAM,則子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例為。

(3)若植株甲的細(xì)胞中僅含1個(gè)H基因,在不噴施NAM的情況下,利用植株甲及非轉(zhuǎn)基因植株通過一次雜交即可選育出與植株甲基因型相同的植株。請(qǐng)寫出選育方案:

。

解析:(1)基因型為Mm的植株自交,F1中MM∶Mm∶mm=1∶2∶1,其中基因型為MM、Mm的植株表現(xiàn)為大花、可育,基因型為mm的植株只產(chǎn)生可育雌配子,故只有1/3MM和2/3Mm能夠自交,則F2中雄性不育植株mm所占的比例為2/3×1/4=1/6。雄性不育植株mm與野生型植株雜交所得可育(Mm)晚熟紅果(Rr)雜交種的基因型為MmRr,以該雜交種為親本連續(xù)種植,若每代均隨機(jī)受粉,即自由交配,則親本產(chǎn)生的配子有MR、Mr、mR、mr,比例為1∶1∶1∶1,則F1中有9種基因型,分別為1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr,F1雌配子種類及比例為MR∶Mr∶mR∶mr=1∶1∶1∶1,F1雄配子種類及比例為MR∶Mr∶mR∶mr=2∶2∶1∶1,則F2中可育晚熟紅果植株(基因型為MRr)所占比例為1/4×3/6+1/4×3/6+1/4×2/6+1/4×2/6=10/24,F2中可育晚熟黃果植株(基因型為Mrr)所占比例為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為10/24+5/24=5/8,其中純合子(即MMrr)占1/4×2/6÷5/8=2/15。(2)已知細(xì)菌中的H基因控制某種酶的合成,導(dǎo)入H基因的轉(zhuǎn)基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表達(dá),噴施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。H基因在每條染色體上最多插入1個(gè)且不影響其他基因。將H基因?qū)牖蛐蜑镸m的細(xì)胞并獲得轉(zhuǎn)基因植株甲和乙,則H基因的可能位置有插入了M基因所在的染色體上、插入了m基因所在的染色體上、插入了2號(hào)染色體以外的染色體上,植株甲和乙分別與雄性不育植株mm雜交,在形成配子時(shí)噴施NAM,則含H基因的雄配子死亡,F1均表現(xiàn)為雄性不育mm,說明含有M基因的雄配子死亡,即有H基因插入了M基因所在的染色體(即2號(hào)染色體)上。若植株甲和乙的體細(xì)胞中含1個(gè)或多個(gè)H基因,以上所得F1的體細(xì)胞中含有0個(gè)H基因。若植株甲的體細(xì)胞中僅含1個(gè)H基因,則H基因插入了M基因所在的染色體上,即H基因與M基因連鎖。若植株乙的體細(xì)胞中含n個(gè)H基因,則H基因在染色體上的分布必須滿足的條件是有1個(gè)H基因位于M基因所在染色體上,且2條同源染色體上不能同時(shí)存在H基因,植株乙與雄性不育植株雜交,若不噴施NAM,則子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例為(1/2)n。(3)若植株甲的細(xì)胞中僅含一個(gè)H基因,且H基因插入了M基因所在的染色體上,在不噴施NAM的情況下,以雄性不育植株mm為母本、植株甲HMm為父本進(jìn)行雜交,雌配子為m,雄配子為HM、m,則子代中大花植株(基因型為HMm)即為與植株甲基因型相同的植株(或利用雄性不育植株與植株甲雜交,子代中大花植株即為所需植株)。

答案:(1)1/6MmRr5/82/15(2)02號(hào)有1個(gè)H基因位于M基因所在染色體上,且2條同源染色體上不能同時(shí)存在H基因(1/2)n(3)以雄性不育植株為母本、植株甲為父本進(jìn)行雜交,子代中大花植株即為所需植株(或利用雄性不育植株與植株甲雜交,子代中大花植株即為所需植株)第27講生物的進(jìn)化基礎(chǔ)鞏固練1.(2023·山東臨沂一模)適應(yīng)的形成離不開生物的遺傳和變異及其與環(huán)境的相互作用。生物在遺傳中會(huì)受各種因素的影響產(chǎn)生不同類型的變異,然后環(huán)境從中選擇與之相適應(yīng)的變異類型。下列有關(guān)適應(yīng)的描述,錯(cuò)誤的是(B)A.環(huán)境決定生物進(jìn)化的方向,適應(yīng)是環(huán)境對(duì)生物進(jìn)行定向選擇的結(jié)果B.群體中出現(xiàn)的各種變異均會(huì)賦予種群生存和繁殖的優(yōu)勢(shì),提高環(huán)境適應(yīng)性C.可遺傳的有利變異逐代積累和環(huán)境的定向選擇是適應(yīng)性生物新類型形成的必要條件D.適應(yīng)不僅指生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境的適應(yīng),也包括生物的功能對(duì)環(huán)境的適應(yīng)解析:生物的變異是不定向的,其變異的結(jié)果可能對(duì)生物的生存是有利的,也有可能是不利的,并不是所有變異均會(huì)賦予種群生存和繁殖的優(yōu)勢(shì)。2.達(dá)爾文列舉了大量的證據(jù)證明自己的生物進(jìn)化理論。后來,隨著研究的深入,人們又發(fā)現(xiàn)了許多支持達(dá)爾文生物進(jìn)化理論的新證據(jù)。下列關(guān)于生物進(jìn)化證據(jù)的分析,錯(cuò)誤的是(D)A.赫氏近鳥龍化石為鳥類起源于恐龍?zhí)峁┝俗钪苯?、最重要的證據(jù)B.比較蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢和人的上肢,可為是否存在共同祖先提供證據(jù)C.脊椎動(dòng)物早期胚胎發(fā)育過程都彼此相似,支持脊椎動(dòng)物具有共同的祖先D.人和其他動(dòng)物DNA的堿基序列或某種蛋白質(zhì)的比較,屬于細(xì)胞水平上的證據(jù)解析:人和其他動(dòng)物DNA的堿基序列或某種蛋白質(zhì)的比較,屬于分子水平上的證據(jù)。3.(2024·安徽高考適應(yīng)性考試)人類活動(dòng)的過度干擾,有時(shí)會(huì)造成野生動(dòng)物種群棲息地的碎片化,原先的大種群被分散成若干很少聯(lián)系甚至不聯(lián)系的小種群。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(A)A.通常種群中的致病基因頻率會(huì)因?yàn)樽匀贿x擇而不斷降低,直至為零B.碎片化初期小種群間基因頻率可能相差大,但不是自然選擇造成的C.碎片化后的小種群遺傳多樣性降低,近親交配增多而容易衰退D.碎片化后的各小種群間基因交流減少,基因庫的差異不斷擴(kuò)大解析:通常種群中的致病基因頻率會(huì)因?yàn)樽匀贿x擇而不斷降低,但由于雜合子的存在,致病基因頻率不會(huì)降為零。4.(2024·山東煙臺(tái)模擬)廣義的協(xié)同進(jìn)化可以發(fā)生在不同的生物學(xué)水平,協(xié)同進(jìn)化是物種平衡與多樣性的關(guān)鍵。下列敘述錯(cuò)誤的是(D)A.細(xì)胞中的線粒體基因組的形成可能源于胞內(nèi)共生菌的協(xié)同進(jìn)化B.物種之間的協(xié)同進(jìn)化過程中,種群的基因頻率會(huì)發(fā)生改變C.捕食者的存在有利于增加物種多樣性D.營養(yǎng)級(jí)越高的種群和進(jìn)化過程中形成越晚的物種,對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力越強(qiáng)解析:線粒體是半自主性細(xì)胞器,其內(nèi)部的DNA呈環(huán)狀裸露結(jié)構(gòu),和細(xì)菌的遺傳物質(zhì)類似,所以線粒體基因組的形成可能源于胞內(nèi)共生菌的協(xié)同進(jìn)化;進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變;捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種,這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的局面,為其他物種的形成騰出空間,因此捕食者的存在有利于增加物種的多樣性;營養(yǎng)級(jí)越高的種群和進(jìn)化過程中形成越晚的物種,對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力不一定越強(qiáng)。5.(2023·山東濟(jì)南一模)研究發(fā)現(xiàn),生物中某些大分子的進(jìn)化速度(蛋白質(zhì)中的氨基酸或核酸中的核苷酸在一定時(shí)間內(nèi)的替換率)恒定,可通過比較代表性基因的差異判斷物種的親緣關(guān)系,這就是“分子鐘”假說。用于比較物種親緣關(guān)系的代表性蛋白質(zhì)或基因就是“分子鐘”,如細(xì)胞色素c、人類線粒體DNA(mtDNA)、原核生物核糖體RNA基因等?？脊艑W(xué)家從巖土沉積物中提取DNA檢測(cè),通過比較古生物遺骸中DNA和現(xiàn)代基因庫的材料來研究物種起源及進(jìn)化。下列說法錯(cuò)誤的是(D)A.研究人員可使用DNA分子雜交的方法進(jìn)行物種親緣關(guān)系的鑒定B.發(fā)菜的核糖體RNA基因可作為比較物種親緣關(guān)系的“分子鐘”C.可用現(xiàn)代基因庫的DNA序列設(shè)計(jì)引物對(duì)古生物遺骸中DNA序列進(jìn)行擴(kuò)增D.提取mtDNA時(shí),研磨液有利于染色體上蛋白質(zhì)與mtDNA分離解析:由于現(xiàn)代生物是古生物進(jìn)化而來的,現(xiàn)代生物的DNA與古生物的DNA具有相似性,所以可以根據(jù)現(xiàn)代基因庫的DNA序列設(shè)計(jì)引物對(duì)古生物遺骸中DNA序列進(jìn)行擴(kuò)增;mtDNA是裸露的DNA分子,不含蛋白質(zhì)。6.(2023·河北保定模擬)如圖所示,自然選擇有三種類型:①穩(wěn)定選擇,淘汰種群中極端變異個(gè)體、保留中間類型個(gè)體;②分裂選擇,按照不同方向保留種群中極端變異個(gè)體、淘汰中間類型個(gè)體;③單向選擇,保留種群中趨于某一極端變異個(gè)體、淘汰另一極端變異個(gè)體。下列敘述錯(cuò)誤的是(B)A.圖②中的個(gè)體存在表型差異,與基因的多樣性密切相關(guān)B.三種選擇類型均會(huì)引起種群發(fā)生基因突變、基因重組或染色體變異C.種群內(nèi)可遺傳的有利變異和環(huán)境的定向選擇是三種類型形成的必要條件D.三種類型的自然選擇過程中,生物與環(huán)境之間都會(huì)發(fā)生協(xié)同進(jìn)化解析:變異是不定向的,變異不是由三種選擇類型引起的。7.(2023·山東濟(jì)寧三模)理想條件下,種群基因頻率和基因型頻率在遺傳中保持不變的現(xiàn)象稱為遺傳平衡。自然界種群中基因型實(shí)際頻率偏離遺傳平衡頻率的程度用Fst表示,Fst越大,差異越大。囊鼠的體毛深色(D)對(duì)淺色(d)為顯性,不同區(qū)域囊鼠深色表型頻率及D基因頻率如圖所示。下列敘述正確的是(A)A.淺色巖區(qū)中淺色囊鼠的Fst值比深色熔巖床區(qū)小B.深色熔巖床區(qū)的深色囊鼠的基因型可能只存在DdC.囊鼠體色的差異是種群內(nèi)不同個(gè)體之間及生物與環(huán)境間協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果D.兩個(gè)區(qū)域的囊鼠在自然選擇作用下基因發(fā)生了定向突變解析:遺傳平衡時(shí),淺色巖區(qū)中淺色囊鼠dd基因型頻率是(1-0.1)2=0.81,實(shí)際基因型頻率是1-0.18=0.82,淺色巖區(qū)中淺色囊鼠的Fst值是0.82-0.81=0.01。深色熔巖床區(qū),淺色囊鼠遺傳平衡時(shí)dd基因型頻率是(1-0.7)2=0.09,實(shí)際基因型頻率是1-0.95=0.05,深色熔巖床區(qū)中淺色囊鼠的Fst值是0.09-0.05=0.04,淺色巖區(qū)中淺色囊鼠的Fst值比深色熔巖床區(qū)小;深色熔巖床區(qū)的深色囊鼠的基因型是DD和Dd;囊鼠體色的差異是囊鼠和其他生物之間及生物與環(huán)境間協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果;突變是不定向的,兩個(gè)區(qū)域的囊鼠的基因頻率在自然選擇作用下發(fā)生了定向改變。8.(2024·湖南衡陽模擬)細(xì)菌對(duì)各種抗生素的藥敏程度實(shí)驗(yàn)方法如下:將含有相同且適宜濃度的不同抗生素的濾紙片放置在已接種被檢細(xì)菌的固體培養(yǎng)基表面,抗生素向周圍擴(kuò)散,如果抑制生長,則在濾紙片周圍出現(xiàn)抑菌圈(圖中里面的圈),結(jié)果如圖所示:(1)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明細(xì)菌對(duì)(填字母)培養(yǎng)皿中的抗生素最敏感。

(2)用上述最有效的抗生素對(duì)細(xì)菌進(jìn)行處理,并測(cè)定細(xì)菌數(shù)量的變化,如圖所示:①向培養(yǎng)基中加入抗生素的時(shí)刻為點(diǎn)。

②細(xì)菌種群的進(jìn)化是定向的,而變異是,細(xì)菌的抗藥性產(chǎn)生于環(huán)境變化之(填“前”“中”或“后”),由于抗生素的選擇作用,細(xì)菌種群發(fā)生了進(jìn)化,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是

。

(3)盡管有抗藥性基因的存在,使用抗生素仍然能夠治療由細(xì)菌引起的感染,原因在于細(xì)菌種群中。

解析:(1)通過抑菌圈的大小來確定殺菌能力,即抑菌圈越大殺菌能力越強(qiáng)。因此題述圖中抑菌最有效的是B培養(yǎng)皿中的抗生素,即細(xì)菌對(duì)B培養(yǎng)皿中的抗生素最敏感。(2)①抗生素會(huì)使細(xì)菌中不具抗藥性的個(gè)體大量死亡而數(shù)量下降,所以b點(diǎn)是使用抗生素的起點(diǎn)。②變異是不定向的,而自然選擇使種群定向進(jìn)化,細(xì)菌的抗藥性在環(huán)境變化之前就已經(jīng)產(chǎn)生了,自然選擇是性狀的選擇者,而不是誘導(dǎo)者。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率發(fā)生定向改變。(3)因?yàn)榧?xì)菌種群中有抗藥性基因的個(gè)體占極少數(shù),所以盡管有抗藥性基因存在,但使用抗生素仍然能治療由細(xì)菌引起的感染。答案:(1)B(2)①b②不定向的前種群基因頻率發(fā)生定向改變(3)有抗藥性基因的個(gè)體占極少數(shù)綜合提升練9.(多選)(2023·山東青島模擬)黑腹果蠅的灰身和黃身是一對(duì)相對(duì)性狀,其中灰身是顯性性狀,由位于X染色體上的B和b基因控制。若親代果蠅的基因型為XBXB和XbY,每代果蠅隨機(jī)交配,則各代雌雄果蠅中b基因頻率的變化曲線如圖所示。若每代能繁殖出足夠數(shù)量的個(gè)體,下列敘述錯(cuò)誤的是(BD)A.圖中雄性b基因