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專題八 生物的變異、育種和進(jìn)化 一、選擇題 1．下列關(guān)于可遺傳變異的敘述，正確的是(　　) A．A基因可以自發(fā)突變?yōu)閍1或a2基因，但a1基因不可以突變?yōu)锳基因 B．有性生殖的生物，非同源染色體上的非等位基因間可以發(fā)生基因重組 C．Ti質(zhì)粒的TDNA片段整合到土壤農(nóng)桿菌的DNA上，屬于染色體變異 D．殺蟲劑作為化學(xué)因素誘導(dǎo)害蟲產(chǎn)生抗藥性突變，導(dǎo)致害蟲抗藥性增強 解析：基因突變具有不定向性，由a1基因可以突變?yōu)锳基因，A錯誤；非同源染色體上的非等位基因自由組合發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，屬于基因重組，B正確；Ti質(zhì)粒的TDNA片段整合到土壤農(nóng)桿菌的DNA上屬于基因重組，C錯誤；殺蟲劑作為環(huán)境因素不能誘導(dǎo)害蟲產(chǎn)生抗藥性突變，只能選擇已有的抗藥性變異，導(dǎo)致害蟲抗藥性增強，D錯誤。 答案：B 2．下列有關(guān)人工培育作物新品種的說法，不正確的是(　　) A．誘變育種不能定向改變種群的基因頻率 B．雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是基因重組 C．雜交育種可快速、高效地培育出具有新性狀的作物新品種 D．基因工程屬于定向改造新品種，人工選擇育種屬于定向選擇新品種 解析：誘變育種原理是基因突變，基因突變具有不定向性，A正確；雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是基因重組，B正確；單倍體育種可快速、高效地培育出具有新性狀的作物新品種，C錯誤；基因工程屬于定向改造新品種，人工選擇育種關(guān)鍵在于人工的選擇，屬于定向選擇新品種，D正確。 答案：C 3．果蠅灰體對黃體為顯性，相關(guān)基因E、e位于X染色體上。用X射線處理一只灰體雄蠅，然后將其與黃體雌蠅雜交，數(shù)千只子代(F1)中出現(xiàn)一只灰體雄蠅。檢測發(fā)現(xiàn)，這只灰體雄蠅Y染色體上多了一段帶有E基因的片段。下列判斷錯誤的是(　　) A．親代灰體雄蠅變異發(fā)生在胚胎時期 B．實驗結(jié)果說明突變具有低頻性 C．F1中灰體雄蠅的出現(xiàn)是染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果 D．F1灰體雄蠅與黃體雌蠅交配，后代雄蠅都是灰體 解析：數(shù)千只子代(F1)中出現(xiàn)一只灰體雄蠅，所以突變應(yīng)該發(fā)生在灰體雄蠅產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過程中，A錯誤；數(shù)千只子代(F1)中出現(xiàn)一只灰體雄蠅說明突變具有低頻性，B正確；灰體雄蠅Y染色體上多了一段帶有E基因的片段，表明F1中灰體雄蠅的出現(xiàn)是發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果，C正確；F1灰體雄蠅Y染色體上多了一段帶有E基因的片段，會把Y染色體傳遞給子代雄蠅，子代雄蠅都是灰體，D正確。 答案：A 4．下列關(guān)于基因突變和基因重組的說法正確的是(　　) A．姐妹染色單體間的互換屬于基因重組 B．基因突變和基因重組都能產(chǎn)生新的基因型 C．基因重組是變異產(chǎn)生的根本來源 D．基因決定生物性狀，基因突變后生物的性狀一定隨之改變 解析：同源染色體中，姐妹染色單體片段的交換不屬于基因重組，非姐妹染色單體片段交換屬于基因重組，A錯誤；基因突變能產(chǎn)生新的基因，進(jìn)而產(chǎn)生新的基因型，基因重組不能產(chǎn)生新基因，但能產(chǎn)生新的基因型，B正確；基因突變是生物變異的根本來源，C錯誤；基因突變一定引起基因結(jié)構(gòu)的改變，但由于密碼子的簡并性，不一定改變蛋白質(zhì)中氨基酸的種類，也就不一定能改變生物性狀，D錯誤。 答案：B 5．下列有關(guān)生物遺傳變異的敘述，正確的是(　　) A．三倍體無子西瓜高度不育，但其無子性狀可遺傳 B．單倍體的體細(xì)胞中不存在同源染色體，其植株比正常植株弱小 C．轉(zhuǎn)基因技術(shù)是通過直接導(dǎo)入外源基因，使轉(zhuǎn)基因生物獲得新性狀 D．家庭中僅一代人出現(xiàn)過的疾病不是遺傳病，幾代人中都出現(xiàn)過才是遺傳病 解析：三倍體西瓜通過染色體變異原理培育而成，其無子性狀通過無性繁殖可以遺傳給后代，A正確；有些單倍體細(xì)胞中存在同源染色體，如同源四倍體產(chǎn)生的配子培育而成的單倍體細(xì)胞中存在同源染色體，B錯誤；轉(zhuǎn)基因技術(shù)需要將目的基因與運載體結(jié)合構(gòu)成重組質(zhì)粒，才能導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，不能直接導(dǎo)入，C錯誤；家庭中僅一代人出現(xiàn)過的疾病也可能是遺傳病，幾代人中都出現(xiàn)過的疾病也不一定是遺傳病，如感冒，D錯誤。 答案：A 6．洋蔥是二倍體植物，某同學(xué)用低溫誘導(dǎo)洋蔥根尖細(xì)胞染色體加倍并獲得成功。下列相關(guān)敘述中錯誤的是(　　) A．低溫誘導(dǎo)過程會使細(xì)胞出現(xiàn)不完整的細(xì)胞周期 B．低溫誘導(dǎo)只能使具有分裂能力的細(xì)胞染色體加倍 C．根尖細(xì)胞分裂包括細(xì)胞核分裂和細(xì)胞質(zhì)分裂兩個過程，兩者是不同步的 D．經(jīng)低溫誘導(dǎo)的根尖細(xì)胞，可能發(fā)生染色體數(shù)目變異，也可能發(fā)生基因重組 解析：低溫抑制紡錘體的形成，使染色體不能被拉向細(xì)胞兩極，細(xì)胞不能分裂成兩個子細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)不完整的細(xì)胞周期，A正確；低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的原理是抑制紡錘體的形成，紡錘體只出現(xiàn)在細(xì)胞分裂的過程中，因此，低溫誘導(dǎo)只可能使具有分裂能力的細(xì)胞染色體加倍，B正確；根尖細(xì)胞分裂包括細(xì)胞核分裂和細(xì)胞質(zhì)分裂兩個過程，細(xì)胞質(zhì)分裂在末期才開始發(fā)生，兩者的發(fā)生是不同步的，C正確；根尖細(xì)胞只能進(jìn)行有絲分裂，不能發(fā)生基因重組，基因重組通常發(fā)生于減數(shù)分裂，D錯誤。 答案：D 7．下列對現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的理解，正確的是(　　) A．環(huán)境改變使生物產(chǎn)生的定向變異，為進(jìn)化提供原材料 B．自然選擇使種群基因頻率發(fā)生改變，決定生物進(jìn)化的方向 C．地理隔離使種群間基因不能交流，必然導(dǎo)致生殖隔離 D．共同進(jìn)化就是物種間在相互影響中不斷發(fā)展和進(jìn)化 解析：生物的變異是不定向的，突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料，A錯誤；自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向緩慢進(jìn)化，即自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，B正確；地理隔離是指同一物種由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，但地理隔離不一定導(dǎo)致生殖隔離，C錯誤；共同進(jìn)化是指不同生物之間及生物與環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，D錯誤。 答案：B 8．(2017山東青島模擬)下列關(guān)于生物進(jìn)化的敘述中，不正確的是(　　) A．自然選擇能定向改變種群的基因頻率，決定生物變異與進(jìn)化的方向 B．種群內(nèi)基因頻率的改變在世代間具有連續(xù)性 C．人類進(jìn)化過程中，基因庫中的基因是不斷變化的 D．若物種乙是由物種甲進(jìn)化來的，則物種乙和物種甲之間一定存在生殖隔離 解析：變異是不定向的，而自然選擇是定向的，所以自然選擇不能決定生物變異的方向；A錯誤；種群內(nèi)基因頻率的改變在世代間具有連續(xù)性，B正確；人類進(jìn)化過程中，基因庫中的基因是不斷變化的，C正確；生殖隔離是產(chǎn)生新物種的標(biāo)志，若物種乙是由物種甲進(jìn)化來的，說明產(chǎn)生了新物種，則物種乙和物種甲之間一定存在生殖隔離，D正確。 答案：A 9．下列有關(guān)生物進(jìn)化的敘述，錯誤的是(　　) A．基因突變會導(dǎo)致種群基因頻率發(fā)生定向改變 B．遺傳可使有利變異逐代積累，對生物進(jìn)化具有重要意義 C．物種的形成必須經(jīng)過種群間的隔離 D．不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間存在共同進(jìn)化 解析：基因突變具有不定向性，導(dǎo)致種群基因頻率發(fā)生定向改變的不是基因突變而是自然選擇，A錯誤；遺傳可使有利變異逐代積累，為生物進(jìn)化提供原材料，對生物進(jìn)化具有重要意義，B正確；隔離是物種形成的必須條件，C正確；共同進(jìn)化是指生物與生物之間、生物與環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，D正確。 答案：A 10．基因型為AaBB的某二倍體動物細(xì)胞分裂示意圖如下，下列分析錯誤的是(　　) A．甲、乙細(xì)胞表明該動物發(fā)生了基因突變 B．丙細(xì)胞表明該動物可能在減數(shù)第一次分裂時發(fā)生過交叉互換 C．丙細(xì)胞的名稱是次級精母細(xì)胞或者第一極體 D．甲、乙、丙產(chǎn)生的變異均屬于可遺傳的變異 解析：圖甲細(xì)胞基因型由BB變?yōu)锽b，說明該細(xì)胞發(fā)生了基因突變，圖乙細(xì)胞的基因型也發(fā)生了變化，一對姐妹染色單體的基因型由BB變?yōu)锽b，根據(jù)圖甲和圖乙中細(xì)胞的基因型變化說明該動物發(fā)生了基因突變，A正確；圖丙細(xì)胞中由同一染色體形成的兩條子染色體所帶基因變成一對等位基因A、a，該動物細(xì)胞(AaBB)很可能在減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生過同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換，B正確；圖乙細(xì)胞處于減Ⅰ后期，由細(xì)胞質(zhì)均等分裂可判斷該動物為雄性，因此丙細(xì)胞為次級精母細(xì)胞，不可能為第一極體，C錯誤；甲、乙、丙三圖中依次發(fā)生的是基因突變、基因突變、基因重組，均為可遺傳變異，D正確。 答案：C 11．枯草桿菌野生型與某一突變型的差異見下表，下列敘述正確的是(　　) 枯草 桿菌 核糖體S12蛋白第55～58位的氨基酸序列 鏈霉素與核糖體的結(jié)合 在含鏈霉素培養(yǎng)基中的存活率(%) 野生型 —P—K—K—P— 能 0 突變型 —P—R—K—P— 不能 100 注：P脯氨酸；K賴氨酸；R精氨酸。 A．S12蛋白結(jié)構(gòu)改變使突變型具有鏈霉素抗性 B．鏈霉素通過與核糖體結(jié)合抑制其轉(zhuǎn)錄功能 C．突變型的產(chǎn)生是由于堿基對的缺失所致 D．鏈霉素可以誘發(fā)枯草桿菌產(chǎn)生相應(yīng)的抗性突變 解析：分析表格可知，突變型在含有鏈霉素的培養(yǎng)基中的存活率為100%，說明S12蛋白結(jié)構(gòu)改變使突變型具有鏈霉素抗性，A正確；鏈霉素通過與核糖體結(jié)合抑制其翻譯功能，B錯誤；分析可知，S12蛋白第55～58位僅56位氨基酸發(fā)生變化，因此突變型的產(chǎn)生是堿基對的替換所致，C錯誤；基因突變是不定向的，在使用鏈霉素之前就已發(fā)生，鏈霉素只是起選擇作用，D錯誤。 答案：A 12．普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個品種，控制兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實驗小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實驗： 下列關(guān)于該實驗的說法，不正確的是(　　) A．A組和B組都利用雜交的方法，目的是一致的 B．A組F2中的矮稈抗病植株Ⅰ可以直接用于生產(chǎn) C．B組育種過程中，必須用到生長素、細(xì)胞分裂素、秋水仙素等物質(zhì) D．C組育種過程中，必須用γ射線處理大量的高稈抗病植株，才有可能獲得矮稈抗病植株 解析：育種過程中直接用于生產(chǎn)的品種一般是純合子，在雜交育種過程中F2矮稈抗病植株有兩種基因型，其中純合子只占1/3，雜合子占2/3。 答案：B 二、非選擇題 13．玉米是重要的糧食作物，請回答下列有關(guān)玉米遺傳變異的問題： (1)玉米有早熟和晚熟兩個品種，該性狀的遺傳涉及兩對等位基因，分別用A、a，B、b表示。為探究玉米早熟和晚熟的遺傳規(guī)律，科學(xué)家進(jìn)行了雜交實驗： 實驗1：早熟晚熟，F(xiàn)1表現(xiàn)為早熟，F(xiàn)2表現(xiàn)為15早熟∶1晚熟； 實驗2：早熟晚熟，F(xiàn)1表現(xiàn)為早熟，F(xiàn)2表現(xiàn)為3早熟∶1晚熟。 ①實驗1中F1測交后代的表現(xiàn)型及比例為________。如果對F2中早熟品種測交，其后代表現(xiàn)型為1∶1的個體占________。 ②實驗2的親本中，早熟品種的基因型為________，F(xiàn)2中早熟品種自交，后代中早熟與晚熟的比例為________。 (2)假設(shè)決定玉米抗寒與不抗寒的基因在葉綠體DNA上，用抗寒晚熟與不抗寒早熟的純合親本雜交，要得到抗寒早熟個體，需用表現(xiàn)型為__________的個體作母本，純合的抗寒早熟個體最早出現(xiàn)在________代。 (3)玉米有黃粒品種，如果有一黃粒玉米變異株，子粒變?yōu)榘琢＃?jīng)檢查，體細(xì)胞缺少一對染色體，這屬于________變異，將這一變異玉米和正常玉米雜交，得到的F1是淡黃粒。F1自交，則F2代中黃粒個體占________。如果讓淡黃粒玉米與白粒玉米雜交，后代玉米的表現(xiàn)型及比例為________。 解析：(1)①實驗1中F1的基因型為AaBb，自交后代的表現(xiàn)型及比例為早熟(A_B_、aaB_、A_bb)∶晚熟(aabb)＝15∶1。如果對F2中早熟品種(1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb)測交，其后代表現(xiàn)型為1∶1的個體有Aabb和aaBb，占。②由于實驗2中早熟晚熟，F(xiàn)1表現(xiàn)為早熟，F(xiàn)2表現(xiàn)為3早熟∶1晚熟。因此親本早熟品種的基因型為AAbb或aaBB，晚熟品種的基因型為aabb，F(xiàn)1表現(xiàn)為早熟，其基因型為Aabb或aaBb。F2中早熟品種(AAbb、Aabb或aaBB、aaBb)自交，后代中早熟與晚熟的比例為5∶1。(2)假設(shè)決定玉米抗寒與不抗寒的基因在葉綠體DNA上，用抗寒晚熟與不抗寒早熟的純合親本雜交，要得到抗寒早熟個體，需用表現(xiàn)型為抗寒晚熟的個體作母本，純合的抗寒早熟個體最早出現(xiàn)在F2代。(3)染色體變異包括結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)白粒玉米的體細(xì)胞缺少一對染色體，屬于染色體數(shù)目的變異。將這一變異玉米和正常玉米雜交，得到的F1是淡黃粒，相當(dāng)于雜合體。F1自交，則F2代中黃粒個體占。如果讓淡黃粒玉米與白粒玉米雜交，后代玉米的表現(xiàn)型及比例為淡黃?！冒琢＃?∶1。 答案：(1)①早熟∶晚熟＝3∶1　?、贏Abb或aaBB　5∶1 (2)抗寒晚熟　F2 (3)染色體數(shù)目　　淡黃?！冒琢＃?∶1 14．某實驗室從野生型水稻(正常株高)中獲得了甲、乙兩種矮生突變體植株，并對其展開了以下研究，結(jié)果如下： 結(jié)果1：檢測發(fā)現(xiàn)，甲植株中僅赤霉素含量顯著低于野生型植株，噴施赤霉素后株高恢復(fù)正常；乙植株中各激素含量與野生型大致相等，噴施各種激素后株高都不能恢復(fù)正常。 結(jié)果2：將甲植株與野生型純合子雜交，F(xiàn)1均正常，F(xiàn)1自交，F(xiàn)2表現(xiàn)型和比例為正常∶矮生＝3∶1。 請回答下列問題： (1)有人提出甲、乙的突變可能是染色體變異或基因突變所致，請設(shè)計一個簡單的實驗加以判斷：_________________________________________。 (2)若證實甲、乙為基因突變所致。假設(shè)甲植株突變基因為A或a(其等位基因控制赤霉素的產(chǎn)生)，乙植株突變基因為B(b基因控制植物激素受體的合成)，且兩對等位基因位于兩對同源染色體上。只考慮甲、乙為純合子情況下，將甲、乙植株雜交后得F1，F(xiàn)1自交得到F2，則： ①控制株高的這兩對基因遺傳遵循______________定律。 ②根據(jù)結(jié)果2判斷，甲植株屬于________________(填“顯性”或“隱性”)突變。 ③F2中表現(xiàn)型矮生∶正常＝________，理論上F2矮生植株中能穩(wěn)定遺傳的占________。 解析：(1)若甲、乙的突變可能是染色體變異或基因突變所致，則可選取甲、乙植株分裂旺盛部位(分生區(qū)、根尖、莖尖等)的細(xì)胞，經(jīng)染色、制片得到臨時裝片，在顯微鏡下觀察兩者的染色體是否發(fā)生變化，若染色體形態(tài)不發(fā)生變化，則是基因突變。(2)若甲、乙均為基因突變所致，并且控制株高的兩對等位基因位于兩對同源染色體上，則這兩對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律。根據(jù)結(jié)果2甲植株與野生型純合子雜交所得的F1均正常，并且F2出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，因此可判斷野生型植株的基因型為AA，甲植株的基因型為aa，屬于隱性突變。甲、乙植株都是純合子，甲植株噴施赤霉素后可恢復(fù)正常，因此其控制赤霉素受體合成的基因是正常的，植株的基因型為aabb；乙植株可合成赤霉素，但不能恢復(fù)正常株高，因此其控制赤霉素受體合成的基因是不正常的，乙植株的基因型為AABB，將甲、乙植株雜交后得F1(AaBb)，F(xiàn)1自交得到F2，則只有基因型為A_bb的植株才表現(xiàn)為正常，其余均表現(xiàn)為矮生，故F2中矮生∶正常＝(1－3/41/4)∶(3/41/4)＝13/16∶3/16＝13∶3，理論上F2矮生植株(9A_B_、3aaB_、1aabb)中能穩(wěn)定遺傳的占3/13。 答案：(1)選取甲、乙植株分裂旺盛部位(分生區(qū)、根尖、莖尖等)的細(xì)胞，經(jīng)染色、制片得到臨時裝片，顯微鏡下觀察 (2)①基因的自由組合?、陔[性?、?3∶3　3/13 15．設(shè)小麥的高產(chǎn)與低產(chǎn)受一對等位基因控制，基因型AA為高產(chǎn)，Aa為中產(chǎn)，aa為低產(chǎn)。小麥抗銹病(B)對不抗銹病(b)為顯性。這兩對等位基因的遺傳遵循基因的自由組合定律。如圖是某同學(xué)設(shè)計的以高產(chǎn)不抗銹病與低產(chǎn)抗銹病兩個純種品系為親本培育高產(chǎn)抗銹病小麥品種的過程圖。試回答： (1)通過步驟①→②獲得的高產(chǎn)抗銹病小麥品種基因型有________種。 (2)步驟④是____________，步驟⑤中最常用的藥劑是____________。 (3)基因重組發(fā)生在圖中的________(填步驟代號)。 (4)經(jīng)步驟⑥(人工誘變)處理獲得的小麥品種不一定是高產(chǎn)抗病類型，這是因為誘發(fā)突變具有________，而且突變頻率________。 (5)與“①→②→③”途徑相比，通過“①→④→⑤”途徑育種具有能夠明顯縮短育種年限的優(yōu)點，這是因為__________________________________________； 已知小麥?zhǔn)莾赡晟参?第一年秋冬季播種，第二年春夏季開花、結(jié)果)，則通過“①→④→⑤”途徑獲得基因型為aaBB的小麥植株至少需要________年。 解析：(1)圖中步驟“①→②→③”為雜交育種，通過方法①→②獲得的高產(chǎn)抗銹病小麥品種的基因型有AABB和AABb兩種。(2)步驟“①→④→⑤”為單倍體育種，過程④是花藥離體培養(yǎng)，過程⑤中最常用的藥劑是秋水仙素，其作用是使染色體數(shù)目加倍。(3)基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，圖中①②③④步驟都發(fā)生過減數(shù)分裂。(4)基因突變具有多方向性，且突變頻率很低，因此人工誘變不一定獲得高產(chǎn)抗病類型。(5)與雜交育種相比，單倍體育種獲得的植株一定是純合子，后代不會發(fā)生性狀分離，因而能夠明顯縮短育種年限；根據(jù)題意，AAbbaaBB，第二年獲得基因型為AaBb的種子，第二年秋冬季播種，第三年春季開花時進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)，經(jīng)秋水仙素處理即可獲得基因型為aaBB的小麥植株。 答案：(1)2　(2)花藥離體培養(yǎng)　秋水仙素 (3)①②③④　(4)多方向性　很低 (5)通過單倍體育種獲得的植株一定是純合子(能穩(wěn)定遺傳或不發(fā)生性狀分離)　3