八-變異與進化

八變異與進化(30分鐘100分)一、選擇題:本題共10小題,每小題6分,共60分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.下列有關可遺傳的變異的敘述,正確的是 (

)A.三倍體無子西瓜高度不育,但其無子性狀也可以遺傳B.雜交育種可培育出新品種是因為基因重組產生了新性狀C.單倍體植株的體細胞中不存在同源染色體,其植株比正常植株弱小D.基因突變是不定向的,A基因既可突變成a基因,也可突變成b基因【解析】選A。三倍體無子西瓜的原理是染色體變異,因此其無子性狀可以遺傳,A正確;雜交育種的原理是基因重組,培育出新品種是因為基因重組產生了新的表現(xiàn)型,B錯誤;四倍體的單倍體植株的體細胞存在同源染色體,一般單倍體植株比正常植株弱小,C錯誤;基因突變是不定向的,A基因可突變成a基因,但不能突變成b基因,只能產生它的等位基因,D錯誤。

【方法技巧】幾種常考的育種方法雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種方法雜交→自交→選優(yōu)雜交→篩選,連續(xù)自交→直至后代不發(fā)生性狀分離為止輻射誘變、激光誘變、化學藥劑處理花藥離體培養(yǎng)→秋水仙素誘導加倍秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗原理基因重組基因突變染色體變異(染色體數(shù)目先成倍減少,再加倍,得到純種)染色體變異(染色體數(shù)目成倍增加)雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種優(yōu)點不同個體的優(yōu)良性狀可集中于同一個體上提高變異頻率,出現(xiàn)新性狀,大幅度改良某些性狀,加速育種進程明顯縮短育種年限營養(yǎng)器官增大、提高產量與營養(yǎng)成分缺點時間長,需要及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀有利變異少,需要處理大量實驗材料,具有不確定性技術復雜,成本高技術復雜,且需要與雜交育種配合;在動物中難以實現(xiàn)舉例高稈抗病與矮稈不抗病小麥雜交產生矮稈抗病品種高產青霉素菌株的培育抗病植株的培育三倍體西瓜、八倍體小黑麥2.(2021·許昌模擬)下列關于生物遺傳與變異的說法,正確的是 (

)A.發(fā)生在DNA分子中個別堿基對的替換、增添和缺失均屬于基因突變B.同源染色體相同位點上的基因未必是等位基因,同源染色體間可以發(fā)生基因重組C.遺傳病一定是個體含有致病基因引起的D.先天性疾病一定是遺傳病,遺傳病一定是先天性疾病【解析】選B。發(fā)生在DNA分子沒有遺傳效應片段中的個別堿基對的替換、增添和缺失不屬于基因突變,A錯誤;同源染色體相同位點上的基因未必是等位基因,也可能是相同基因,同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換可導致基因重組,B正確;遺傳病不一定是個體含有致病基因引起的,也可能是染色體異常引起的,C錯誤;先天性疾病不一定是遺傳病,遺傳病也不一定是先天性疾病,D錯誤。3.(2021·哈爾濱二模)下列關于變異和進化的敘述,正確的是 (

)A.組織培養(yǎng)過程中可能發(fā)生的變異是突變和基因重組B.染色體中某一片段缺失而引起的變異屬于基因突變C.有性生殖的出現(xiàn)實現(xiàn)了基因重組,為生物進化提供選擇的原材料D.從進化角度看,物種多樣性是環(huán)境導致生物產生變異的結果【解析】選C。組織培養(yǎng)過程中只進行有絲分裂,可能發(fā)生的變異有基因突變和染色體變異,不會發(fā)生基因重組,A錯誤;染色體中某一片段缺失而引起的變異屬于染色體結構變異,B錯誤;有性生殖的出現(xiàn)實現(xiàn)了基因重組,為生物進化提供選擇的原材料,C正確;從進化角度看,物種多樣性是不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間長期共同進化的結果,D錯誤。

【加固訓練】

(2021·南昌一模)小黑麥新品種具有產量高、抗逆性和抗病性強、耐瘠耐寒的特點,適于高寒山區(qū)種植。小黑麥的培育過程大致為:普通小麥(AABBDD)和黑麥(RR)雜交獲得F1,人工處理F1可培育獲得小黑麥(AABBDDRR),其中A、B、D、R分別代表不同物種的一個染色體組,每個染色體組含有7條染色體。下列敘述正確的是 (

)A.F1減數(shù)分裂過程中因同源染色體發(fā)生聯(lián)會紊亂導致高度不育B.用適宜濃度秋水仙素處理F1的種子或幼苗可培育獲得小黑麥C.普通小麥、黑麥、小黑麥在自然條件下自交都可產生可育下一代D.在高倍鏡下可觀察到小黑麥根尖分生區(qū)細胞中有28個四分體【解析】選C。F1(ABDR)不含同源染色體,減數(shù)分裂時不能正常聯(lián)會,A錯誤;因為秋水仙素可抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成,故可用適宜濃度秋水仙素處理F1幼苗(ABDR),使其染色體加倍,從而獲得小黑麥(AABBDDRR),F1(ABDR)通常不可育,無種子形成,B錯誤;普通小麥、黑麥、小黑麥都含有同源染色體,在自然條件下自交都可產生可育下一代,C正確;小黑麥根尖分生區(qū)細胞只能進行有絲分裂,而四分體是在減數(shù)第一次分裂前期形成的,D錯誤。4.(2021·浙江6月選考)α-珠蛋白與α-珠蛋白突變體分別由141個和146個氨基酸組成,其中第1～138個氨基酸完全相同,其余氨基酸不同。該變異是由基因上編碼第139個氨基酸的一個堿基對缺失引起的。該實例不能說明 (

)A.該變異屬于基因突變B.基因能指導蛋白質的合成C.DNA片段的缺失導致變異D.該變異導致終止密碼子后移【解析】選C。本題主要考查基因表達和基因突變?；蛲蛔兪侵赣捎贒NA堿基對的替換、增添或缺失而引起的基因結構的變化。該變異是由基因上編碼第139個氨基酸的一個堿基對缺失引起的,屬于基因突變。由于基因上的一個堿基對缺失,而使α-珠蛋白突變體的氨基酸組成與原α-珠蛋白不同,可以得出基因能指導蛋白質的合成的結論。根據(jù)α-珠蛋白與α-珠蛋白突變體分別由141個和146個氨基酸組成,可知是由于基因突變導致終止密碼子后移,而使α-珠蛋白突變體的氨基酸數(shù)量增多。題干沒有涉及DNA片段的缺失,不能說明DNA片段的缺失導致變異。

【易錯警示】基因突變的種類及結果(1)基因突變是發(fā)生在分子水平上的變化,而基因數(shù)目未變,光學顯微鏡下不能直接觀察到,包括基因中堿基對的替換、增添和缺失。(2)基因中堿基對的替換不改變肽鏈中氨基酸的種類、數(shù)目或只改變肽鏈中的一個氨基酸,而基因中堿基對的增添和缺失對肽鏈中氨基酸的種類和數(shù)目影響較大。(3)一般來說,在生物個體發(fā)育過程中,基因突變發(fā)生的時期越遲,生物體表現(xiàn)突變的部分越少。

【加固訓練】

(2021·呂梁一模)一只灰體雄果蠅(Tt,基因位于4號染色體上)與一只黑體雌果蠅(tt)雜交,子代出現(xiàn)了一只4號染色體三體的灰體雄果蠅,為確定其基因組成,研究人員用該三體果蠅進行測交實驗(假設均無基因突變發(fā)生)。下列敘述正確的是 (

)A.該三體果蠅的基因型是TTtB.該三體果蠅的形成可能是親代灰體雄果蠅減數(shù)第一次分裂異常導致的C.該三體果蠅不能產生染色體數(shù)正常的配子D.若測交后代灰體∶黑體=1∶1,則該三體果蠅的基因型為TTt【解析】選B。由分析可知,該三體果蠅的基因型可能是TTt或Ttt,A錯誤;該三體果蠅的形成可能是親代灰體雄果蠅(Tt)減數(shù)第一次分裂異常,產生含Tt的精子并與含t的卵細胞受精導致的,B正確;該三體果蠅能產生染色體數(shù)正常的配子,C錯誤;若測交后代灰體∶黑體=1∶1,則該三體果蠅的基因型為Ttt,D錯誤。5.(2021·廣東選擇考)孔雀魚雄魚的魚身具有艷麗的斑點,斑點數(shù)量多的雄魚有更多機會繁殖后代,但也容易受到天敵的捕食。關于種群中雄魚的平均斑點數(shù)量,下列推測錯誤的是 (

)A.缺少天敵,斑點數(shù)量可能會增多B.引入天敵,斑點數(shù)量可能會減少C.天敵存在與否決定斑點數(shù)量相關基因的變異方向D.自然環(huán)境中,斑點數(shù)量增減對雄魚既有利也有弊【解析】選C。本題主要考查自然選擇和共同進化。缺少天敵的環(huán)境中,孔雀魚雄魚的斑點數(shù)量逐漸增多,原因是孔雀魚群體中斑點數(shù)多的雄性個體體色艷麗,易吸引雌性個體,從而獲得更多的交配機會,導致群體中該類型個體的數(shù)量增多,A正確;引入天敵的環(huán)境中,斑點數(shù)量多的雄魚容易受到天敵的捕食,數(shù)量減少,反而斑點數(shù)量少的雄魚獲得更多交配機會,導致群體中斑點數(shù)量可能會減少,B正確;生物的變異是不定向的,故天敵存在與否不能決定斑點數(shù)量相關基因的變異方向,C錯誤;由題干信息可知,斑點數(shù)量多的雄魚有更多機會繁殖后代,但也容易受到天敵的捕食,而斑點少的雄魚不易被天敵捕食,但繁殖后代的機會少,可知自然環(huán)境中,斑點數(shù)量增減對雄魚既有利也有弊,D正確。

【易錯警示】自然選擇決定生物進化的方向,但是不決定變異的方向,天敵的存在與否屬于自然選擇。變異具有多害少利性,變異是否有利,關鍵看是否適應環(huán)境。6.(2020·馬鞍山三模)綠頭鴨和琵嘴鴨、綠翅鴨、斑嘴鴨都是野生鴨類,它們常常在同一棲息地生活。綠頭鴨的ND2基因長度為1041bp,另外幾種鴨與綠頭鴨ND2基因長度及核苷酸序列相似度的比較如表。下列敘述不正確的是 (

)A.琵嘴鴨、綠翅鴨、斑嘴鴨是由綠頭鴨進化而來的B.可通過DNA分子測序技術檢測基因的相似度C.進化過程中ND2基因中發(fā)生了堿基序列的改變D.根據(jù)檢測結果不能判斷四種鴨是否有生殖隔離物種ND2基因長度/bp核苷酸序列相似度/%琵嘴鴨104190.97綠翅鴨104194.62斑嘴鴨1041100【解析】選A。由表格信息可知,斑嘴鴨與綠頭鴨親緣關系最近,說明斑嘴鴨可能是由綠頭鴨進化而來的,A錯誤;可通過DNA分子測序技術檢測基因的相似度從而確定物種之間的親緣關系,B正確;由表格中ND2基因之間核苷酸序列的差異可推測,進化過程中ND2基因中發(fā)生了堿基序列的改變,C正確;生殖隔離是新物種形成的標志,故根據(jù)檢測結果不能判斷四種鴨是否有生殖隔離,D正確。

【加固訓練】

1.(2021·合肥一模)利福霉素是一種有效的抗結核病藥,如圖為在一固定容器內用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)結核桿菌并測定其種群數(shù)量變化,其中在a點向培養(yǎng)基中添加了一定量利福霉素,b點更換成含利福霉素的培養(yǎng)液,下列相關敘述正確的是

(

)A.突變和基因重組為結核桿菌的進化提供了原材料B.a點時使用利福霉素導致結核桿菌產生抗利福霉素突變C.c點時結核桿菌種群中抗利福霉素基因的基因頻率比b點時高D.d點之后結核桿菌數(shù)量的下降是再次加入利福霉素的結果【解析】選C。結核桿菌為原核生物,以二分裂方式繁殖,繁殖過程中沒有基因重組和染色體變異,基因突變?yōu)榻Y核桿菌的進化提供原材料,A錯誤;結核桿菌的抗利福霉素突變在a點前已產生,a點時使用利福霉素只是對結核桿菌的抗利福霉素突變進行了定向選擇,其結果是使結核桿菌種群中抗利福霉素基因的基因頻率顯著增加,c點時結核桿菌種群中抗利福霉素基因的基因頻率比b點時高,B錯誤、C正確;圖示為在一固定容器內培養(yǎng)結核桿菌,d點之后結核桿菌數(shù)量的下降是營養(yǎng)物質消耗、有害物質積累等導致的,D錯誤?！疽族e警示】變異先于環(huán)境選擇(1)細菌在使用藥物之前,就存在抗藥的突變個體。(2)藥物不能使細菌產生抗藥性變異,只是對抗藥性個體進行選擇。2.(2021·吳忠二模)如圖表示用農作物①和②兩個品種培育出④和⑥兩個品種的過程,下列敘述錯誤的是 (

)A.由Ⅰ、Ⅱ過程培育④所依據(jù)的原理是基因重組B.由Ⅰ、Ⅴ過程培育得到的⑥中含八個染色體組C.由Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ過程培育得到④的育種方法能明顯縮短育種年限D.Ⅳ和Ⅴ過程中都可以用秋水仙素處理【解析】選B。由Ⅰ、Ⅱ過程培育④的過程屬于雜交育種,所依據(jù)的原理是基因重組,A正確;由Ⅰ、Ⅴ過程培育得到⑥屬于多倍體育種,得到的⑥中含四個染色體組,B錯誤;由Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ過程培育得到④屬于單倍體育種,單倍體育種能明顯縮短育種年限,C正確;Ⅳ和Ⅴ過程中都可以用秋水仙素處理,誘導染色體加倍,D正確。7.(2021·池州一模)下列關于英國曼徹斯特地區(qū)受工業(yè)發(fā)展影響,樺尺蠖黑化現(xiàn)象的敘述,正確的是 (

)A.樺尺蠖發(fā)生的突變和基因重組具有不定向性,導致該種群朝著不同的方向進化B.在自然選擇過程中,黑色與淺色樺尺蠖的比例發(fā)生了改變,表現(xiàn)為共同進化C.受工業(yè)發(fā)展影響,樺尺蠖淺色基因的頻率一定可以降到零D.樺尺蠖的工業(yè)黑化現(xiàn)象,體現(xiàn)了適者生存,不適者被淘汰的自然規(guī)律【解析】選D。樺尺蠖發(fā)生的突變和基因重組具有不定向性,但自然選擇是定向的,決定著生物進化的方向,A錯誤;不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展叫共同進化,黑色與淺色樺尺蠖屬于同種生物,不屬于共同進化,B錯誤;受工業(yè)發(fā)展影響,樺尺蠖淺色基因的頻率會下降,但不一定會降到零,C錯誤;樺尺蠖的工業(yè)黑化現(xiàn)象,體現(xiàn)了適者生存、不適者被淘汰的自然規(guī)律,D正確。8.下列有關生物變異與進化的敘述,錯誤的是 (

)A.染色體結構變異會導致基因數(shù)目或排序的改變B.利用DNA分子雜交技術可判斷生物間的親緣關系C.地理隔離是物種產生生殖隔離的必要條件D.有性生殖豐富了變異的多樣性,有利于生物的進化【解析】選C。染色體結構變異會導致基因數(shù)目或排序的改變,如缺失會導致基因數(shù)目減少,倒位導致基因排列順序改變,A正確;通過DNA分子雜交技術可以看出DNA分子的相似度,從而判斷生物間的親緣關系,B正確;隔離是物種形成的必要條件,生殖隔離的產生不一定經過地理隔離,C錯誤;有性生殖通過基因重組增加了變異的多樣性,有利于生物的進化,D正確。9.(2021·內江二模)在某島嶼上有甲、乙兩個相互隔絕的湖泊,湖中都生活著一種小型淡水魚——虹鳉。調查發(fā)現(xiàn),甲湖中虹鳉的天敵是花鳉,以幼小的虹鳉為食;乙湖中虹鳉的天敵是狗魚,以個體大而成熟的虹鳉為食。下列推測正確的是 (

)A.甲、乙兩湖中的虹鳉屬于兩個不同的物種B.甲湖中的虹鳉不可能產生早熟變異的類型C.乙湖虹鳉種群基因頻率的改變與狗魚有關D.兩湖中的虹鳉種群將向同一方向進化【解析】選C。甲、乙兩湖只有地理隔離,但是沒有說明是否有生殖隔離,因此無法推斷是否屬于同一個物種,A錯誤;甲湖中幼小的虹鳉易被花鳉捕食,因此可能會將早熟變異的虹鳉選擇出來,B錯誤;乙湖中個體大而成熟的虹鳉易被狗魚捕食,因此該種群可能會朝著個體小的虹鳉方向進化,即乙湖虹鳉種群基因頻率的改變與狗魚有關,C正確;由于兩湖中的環(huán)境不同(如天敵、環(huán)境),因此虹鳉種群的進化方向會有差異,D錯誤。10.(2021·成都三模)在美國佛羅里達州草原上有一種雌螢,能模擬其他種類螢火蟲的閃光信號,把異種雄螢引誘過來后加以殲滅。下列敘述錯誤的是 (

)A.該地區(qū)某些螢火蟲之間可能存在生殖隔離B.螢火蟲發(fā)出的閃光信號能夠調節(jié)種間關系C.突變產生的新性狀決定螢火蟲進化的方向D.同一地區(qū)異種螢火蟲在進化上會相互影響【解析】選C。因自然選擇,該地區(qū)某些螢火蟲之間可能存在生殖隔離,A正確;螢火蟲發(fā)出閃光信號屬于物理信息,能夠調節(jié)種間關系,B正確;突變是不定向的,自然選擇是定向的,自然選擇決定生物進化的方向,C錯誤;不同物種之間,生物與無機環(huán)境之間,在相互影響中不斷進化和發(fā)展,這就是共同進化,D正確。二、非選擇題:本題共2小題,共40分。11.(20分)(2021·許昌模擬)蘆筍是世界十大名菜之一,又名石刁柏,為XY型性別決定的雌雄異株植物,其染色體數(shù)目為2N=20。研究發(fā)現(xiàn),蘆筍的寬葉與窄葉、抗病與不抗病分別由基因A/a、B/b控制,兩對基因獨立遺傳。為研究其遺傳機制,某小組選取純合寬葉不抗病雌株與多株雜合窄葉抗病雄株雜交,F1的表現(xiàn)型及數(shù)量為:寬葉抗病雌株1802株、寬葉不抗病雌株598株、寬葉抗病雄株600株、寬葉不抗病雄株1798株。請回答下列問題:(1)若要分析蘆筍的核基因組,需要至少研究

條染色體;若一株蘆筍的性染色體組成是XYY,最可能是親代中

植株的減數(shù)分裂發(fā)生異常所致。

(2)關于兩對性狀的遺傳機制,我們可以分別統(tǒng)計子代雌株、雄株中每一對性狀的表現(xiàn)型及比例,然后對比觀察是否存在性別差異,從而進行判斷。具體如下:①先研究是否抗病:研究發(fā)現(xiàn)子代雌株中和子代雄株中抗病與不抗病的比例不同,有明顯的性別差異。兩種表現(xiàn)型雌雄均有,可排除該對基因只在Y染色體上;親代雄株又是雜合,所以,該對基因位于

,

且

為顯性。親代多株雄株中該對性狀的基因型包括

兩種。

②再研究寬葉、窄葉:子代無論雌株還是雄株都為寬葉,性狀表現(xiàn)沒有性別差異,據(jù)此可得,該對基因位于

染色體上,且

為顯性。

(3)兩對基因獨立遺傳,所以遵循基因的自由組合定律,該定律的細胞學基礎是

。根據(jù)上述判斷可知,F1的抗病個體中純合子的比例為

。

(4)基因工程可將一個或多個目的基因導入受體細胞的染色體中,有研究人員把抗蟲基因A成功導入蘆筍的染色體中,結果發(fā)現(xiàn)有一批轉基因植株自交后代中抗蟲∶不抗蟲=3∶1,另一批轉基因植株與未轉基因的植株測交后代中抗蟲∶不抗蟲=3∶1,如何解釋這一現(xiàn)象?

。

【解析】(1)核基因組數(shù)目為2N=20,故N=10,再加一條性染色體,所以至少應研究的染色體數(shù)目為N+1,即11;Y染色體只有雄性個體才有,而子代出現(xiàn)兩條Y染色體,應是雄性植株減數(shù)分裂異常所致。(2)①研究發(fā)現(xiàn)子代雌株中和子代雄株中抗病與不抗病的比例不同,有明顯的性別差異。兩種表現(xiàn)型雌雄均有,可排除該對基因只在Y染色體上;親代雄株又是雜合,所以,該對基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上。A/a、B/b兩對基因獨立遺傳,故A/a在常染色體上。抗病基因位于X、Y染色體同源區(qū)段上,故親代抗病雄株應有兩種基因型,分別為XBYb和XbYB,即抗病為顯性性狀。②分析可知,控制寬葉、窄葉的基因位于常染色體上,且寬葉為顯性。(3)自由組合定律的細胞學基礎是在減數(shù)分裂過程中同源染色體分離,非同源染色體自由組合;親代雌性不抗病(XbXb)與親代雄性抗病(XBYb、XbYB)雜交后代抗病基因型中不存在純合子。(4)自交后代中抗蟲∶不抗蟲=3∶1,此實驗現(xiàn)象的比值符合分離定律中雜合子自交后代性狀分離比,故只在一條染色體上導入了抗蟲基因;測交組比值符合自由組合定律的變式,推斷親本有兩條非同源染色體都導入了抗蟲基因。答案:(1)11雄性(2)①X和Y染色體的同源區(qū)段抗病XBYb、XbYB

②常寬葉(3)在減數(shù)分裂過程中同源染色體分離,非同源染色體自由組合0

(4)自交組的親本,只有一條染色體導入了抗蟲基因A;測交組的親本,有兩條非同源染色體都導入了抗蟲基因A12.(20分)(2021·寶雞二模)如圖1為某野兔原種群被一條大河分割成甲、乙兩個種群后的進化過程圖,圖2是在某段時間內,甲種群中一對等位基因(A、a)中A基因頻率的變化情況,請回答下列問題:(1)圖1中a過程為

,b過程的實質是

,新物種的形成必須經過

。

(2