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專題7　變異、育種與進化 (30分鐘　100分) 一、單項選擇題(共10小題,每小題6分,共60分) 1.(2018六安三模)圖①②③④分別表示不同的變異類型,其中圖③中的基因2由基因1變異而來。下列有關說法正確的是 (　　) A.圖①②都表示易位,發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期 B.圖③中的變異屬于染色體結構變異中的缺失 C.圖④中的變異屬于染色體結構變異中的缺失或重復 D.圖中4種變異能夠遺傳的是①③ 【解題指導】解答本題的關鍵: (1)區(qū)分染色體結構變異中的易位和交叉互換引起的基因重組。 (2)區(qū)分基因突變中堿基對的缺失與染色體結構變異中的基因的缺失: ①DNA分子上若干“基因”的缺失:屬于染色體結構變異。 ②基因內部若干“堿基對”的缺失:屬于基因突變。 【解析】選C。圖①表示交叉互換(導致基因重組),發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期;圖②的交換發(fā)生在非同源染色體間,屬于染色體結構變異中的易位,A錯誤;圖③中的堿基對發(fā)生缺失,屬于基因突變,B錯誤;圖④中彎曲的部位表示在其同源染色體上沒有配對的片段,可能發(fā)生了染色體重復或缺失,C正確;基因突變、基因重組和染色體變異都是可遺傳的變異,故4種變異都能遺傳,D錯誤。 2.(2018成都二模)玉米植株(2N=20)的紫色(H)和綠色(h)是一對相對性狀。用射線處理若干純合紫株萌發(fā)的種子,待其成熟后與綠株雜交,發(fā)現(xiàn)某一紫株(記為M)的后代中,紫株與綠株比例為1∶1。下列說法錯誤的是 (　　) A.M紫株細胞可能發(fā)生了染色體結構變異 B.M紫株產(chǎn)生配子時,可能會發(fā)生H、h的分離 C.處于減數(shù)第一次分裂聯(lián)會時期的玉米細胞,可能只形成9個四分體 D.通過顯微鏡觀察后代紫株根尖分生區(qū)細胞,可判斷是否發(fā)生染色體變異 【解析】選D。與綠株雜交的紫株(M)應為雜合子(Hh)或者為HO(O代表原來含H基因的染色體片段缺失或者H基因所在染色體丟失所致)都可能與雜交結果符合。M紫株細胞可能發(fā)生了染色體結構變異,A正確;若M紫株為雜合子(Hh),則其減數(shù)分裂時會發(fā)生H、h的分離,B正確;若M紫株為染色體丟失,則其發(fā)生減數(shù)第一次分裂聯(lián)會時期的玉米細胞,可能只形成9個四分體,C正確;后代紫株的染色體結構和數(shù)目都是正常的,所以無法通過顯微鏡觀察其根尖分生區(qū)細胞來判斷是否發(fā)生染色體變異,D錯誤。 3.(新題預測)ALL型和CML型白血病都是由于22號和9號染色體斷裂后形成的BCR-ABL融合基因所致,其機理如圖所示。下列敘述正確的是 (　　) A.輻射和病毒等因素可導致染色體斷裂 B.由BCR、ABL基因形成BCR-ABL基因的過程屬于基因重組 C.兩種融合蛋白的氨基酸序列高度相似,功能也相同 D.若這種變化發(fā)生在造血干細胞中,一般會由親代遺傳給后代 【解析】選A。輻射和病毒等因素可導致染色體斷裂,A正確;由圖可知,由BCR、ABL基因形成BCR-ABL基因的過程屬于染色體結構變異,B錯誤;兩種融合蛋白都能引起白血病,但其氨基酸序列并不高度相似,相差②部分控制形成的氨基酸序列,C錯誤;造血干細胞屬于未完全分化的體細胞,發(fā)生在體細胞中的變異一般不會由親代遺傳給后代,D錯誤。 4.下列有關育種和進化的說法,不正確的是 (　　) A.雜交除了可以選育新品種,還可獲得雜種表現(xiàn)的優(yōu)勢 B.基因工程可以實現(xiàn)基因在不同種生物之間的轉移 C.基因頻率是指某個基因占種群中全部基因數(shù)的比率 D.二倍體西瓜和四倍體西瓜之間存在生殖隔離 【解析】選C。雜交育種是利用基因重組的原理進行的新品種選育方法,通過雜交獲得的大量雜合子在自然界中還可表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢,A正確;基因工程的實質就是將一種生物的某種基因導入另一種生物的細胞內并實現(xiàn)基因表達的過程,B正確;基因頻率是指某種基因占種群中該種基因的全部等位基因數(shù)的比率,C錯誤;二倍體西瓜和四倍體西瓜雜交不能產(chǎn)生可育的后代,二者存在生殖隔離,分別屬于不同物種,D正確。 5.(2018煙臺三模)瑞特綜合征是由于X染色體上的MECP2基因突變導致的遺傳病,患者神經(jīng)系統(tǒng)異常,運動控制能力喪失。研究表明,MECP2基因突變的小鼠神經(jīng)元細胞中與運動有關的基因信息是正常的,但無法正常表達,突變小鼠表現(xiàn)為活動能力極弱。當研究者開啟了突變小鼠體內MECP2基因的表達后,小鼠的活動能力迅速恢復正常。下列與之相關的敘述中,不正確的是 (　　) A.瑞特綜合征患者的肝臟細胞中也存在MECP2突變基因 B.瑞特綜合征患者的基因改變屬于可遺傳的變異 C.MECP2基因的表達產(chǎn)物能夠調節(jié)其他基因的表達 D.MECP2基因突變小鼠的神經(jīng)發(fā)育不良導致其運動能力減弱 【解析】選D。肝臟細胞和神經(jīng)元細胞均來自受精卵的有絲分裂,核基因完全相同,因此都含有突變基因MECP2,A正確;基因突變屬于可遺傳的變異,B正確;由題干信息可知,MECP2基因的表達產(chǎn)物能夠調節(jié)與運動有關基因的表達,C正確;MECP2基因突變小鼠的神經(jīng)系統(tǒng)異常,對運動控制能力喪失,而小鼠的運動能力并沒有減弱,D錯誤。 6.下列有關變異、育種與進化的敘述,正確的是 (　　) A.基因重組可發(fā)生在同源染色體上的非等位基因之間 B.三倍體無子西瓜植株不可能由受精卵發(fā)育而來 C.單倍體育種的流程是:篩選F1花粉→花藥離體培養(yǎng)→秋水仙素處理 D.突變和基因重組決定生物變異和進化的方向 【解析】選A。同源染色體上非姐妹染色單體間交叉互換可導致同源染色體上的非等位基因發(fā)生基因重組,A正確;三倍體無子西瓜可由受精卵發(fā)育而來,也可由植物組織培養(yǎng)獲得,B錯誤;單倍體育種過程中,先進行花藥離體培養(yǎng),后經(jīng)秋水仙素處理,最后對植株進行篩選,C錯誤;生物的變異是不定向的,自然選擇決定生物進化的方向,D錯誤。 【知識總結】單倍體育種的一般流程 7.一粒小麥(2N=14)與一種山羊草(2N=14)雜交得到幼苗甲,用秋水仙素處理甲的頂芽形成幼苗乙,待乙開花后自交獲得后代丙若干。下列有關敘述不正確的是 (　　) A.幼苗甲是二倍體并且是可育的 B.植株乙減數(shù)分裂過程可形成14個四分體 C.植株丙的細胞分裂后期,可觀察到28或56條染色體 D.形成乙的過程雖未經(jīng)過地理隔離,但乙屬于新物種 【解析】選A。一粒小麥和山羊草都是二倍體,但屬于不同物種,兩者雜交得到的幼苗甲是二倍體,不可育,A錯誤;幼苗乙為可育的四倍體,含14對同源染色體,減數(shù)分裂過程可形成14個四分體,B正確;植株丙(28條染色體)在有絲分裂后期含56條染色體,在減數(shù)第一次分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期含28條染色體,C正確;二倍體經(jīng)誘導加倍得到的四倍體是新物種,其形成不經(jīng)過地理隔離就達到了生殖隔離。 8.(2018大連二模)下列有關變異和育種的敘述,正確的是 (　　) A.基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂和受精作用的過程中 B.A基因可突變成a1、a2基因反映了基因突變的隨機性 C.三倍體西瓜因減數(shù)分裂過程異常而不能正常結子 D.單倍體育種中常用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子 【解析】選C。基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,A錯誤;A基因可突變成a1、a2基因反映了基因突變的不定向性,B錯誤;三倍體西瓜因減數(shù)分裂聯(lián)會紊亂不能產(chǎn)生正常的生殖細胞,故不能正常結子,C正確;單倍體育種中常用一定濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗,D錯誤。 9.(2018衡水二模)如圖為太平洋島嶼上鳥類的分布情況,甲島分布著S、L兩種鳥,乙島上的鳥類是S鳥的遷移后代,下列相關敘述錯誤的是 (　　) A.甲島上所有的鳥類稱為一個種群 B.可遺傳變異為乙島鳥類進化提供了可能 C.乙島上的鳥類與S鳥可能存在生殖隔離 D.甲、乙島上的自然條件決定了鳥類的進化方向 【解析】選A。根據(jù)題干信息可知,甲島上分布著S、L兩種鳥,因此甲島上所有的鳥類不是一個種群,A錯誤;可遺傳的變異為生物進化提供原材料,B正確;乙島上的鳥類是S鳥的遷移后代,由于兩個島上的環(huán)境不同,乙島上的鳥類可能由于長期的地理隔離導致與甲島上的S鳥產(chǎn)生生殖隔離,C正確;自然選擇決定生物進化的方向,D正確。 【加固訓練】 　　如圖A、B、C代表不同的種群,已知A和B原本屬于同一物種,都以物種C作為食物來源,由于地理隔離,且經(jīng)過若干年的進化,現(xiàn)在不知A和B是否還屬于同一物種,下列有關說法正確的是 (　　) A.若A和B在一起還能進行自由交配,則它們就一定不存在生殖隔離 B.A和B的關系一定為競爭 C.若A和B仍然為同一物種,則它們具有共同的基因庫 D.A和B種群基因頻率的定向改變,導致它們朝著一定方向進化 【解析】選D。 10.(2018合肥二模)下列關于進化與生物多樣性的敘述中正確的是 (　　) A.淺色樺尺蠖與黑色樺尺蠖同時存在體現(xiàn)了基因多樣性 B.種群是生物進化的基本單位,也是自然選擇的對象 C.嚴格自花傳粉的植物種群內個體之間存在生殖隔離 D.生物多樣性的形成是不同物種之間共同進化的結果 【解析】選A。淺色樺尺蠖與黑色樺尺蠖是同一種昆蟲,淺色與黑色是不同的,體現(xiàn)了基因多樣性,A正確;種群是生物進化的基本單位,但自然選擇的對象是個體的表現(xiàn)型,B錯誤;嚴格自花傳粉的植物種群內個體屬于同種生物,它們之間不存在生殖隔離,C錯誤;共同進化發(fā)生在不同物種之間以及生物與無機環(huán)境之間,D錯誤。 二、非選擇題(共2小題,共40分) 11.(20分)(2018寶雞二模)螺旋蛆蠅是家畜的毀滅性寄生物種。在實驗室里對兩種數(shù)量相同的螺旋蛆蠅進行不同的處理:一組使用殺蟲劑,另一組使用電離輻射,促使雄性不育。實驗結果如圖一所示,請回答: (1)用現(xiàn)代生物進化理論解釋圖一中殺蟲劑處理后群體中的個體數(shù)逐漸增加的原因:螺旋蛆蠅中存在________________,殺蟲劑起到了選擇作用,通過選擇使________________增大,逐漸形成了抗藥的新類型。 (2)在電離輻射后,會產(chǎn)生圖二所示的基因突變。請闡述你從圖二獲得的基因突變的有關信息:____________________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)用電離輻射促使螺旋蛆蠅雄性不育的方法最終能消滅螺旋蛆蠅,但所需時間較長,原因是________________,所以需要處理較長時間后才能達到目的。 (4)在對螺旋蛆蠅某一種群進行的調查中,發(fā)現(xiàn)基因型為AA和aa的個體所占的比例分別為10%和70%(各種基因型個體生存能力相同),第二年對同一種群進行的調查中,發(fā)現(xiàn)基因型為AA和aa的個體所占的比例分別為4%和64%,在這一年中,該種群________(填“發(fā)生了”或“沒發(fā)生”)進化,理由是______________ ____________________________________________。 【解析】(1)螺旋蛆蠅中存在抗藥性基因突變,圖一中殺蟲劑處理后,具有抗藥性基因的個體生存和繁殖后代的機會增大,抗藥性基因頻率升高,逐漸形成抗藥性新類型,因此群體中的個體數(shù)逐漸上升。(2)由圖二可知,A可突變成a1、a2、a3,說明突變具有不定向性;A與a1、a2、a3互為等位基因,它們?yōu)閺偷任换?A可突變成a1,a1也可突變成A,說明突變具有可逆性等。(3)由于基因突變的頻率較低,需要在幾代中反復進行,才能使突變個體(即雄性不育個體)的數(shù)量逐漸增多,所以采用電離輻射促使雄性不育的方法消滅螺旋蛆蠅,所需時間較長。(4)根據(jù)題意分析,第一年中AA、Aa、aa分別占10%、20%、70%,則A的基因頻率=10%+1/220%=20%,a的基因頻率為80%;第二年中AA、Aa、aa分別占4%、32%、64%,則A的基因頻率=4%+1/232%=20%,a的基因頻率為80%。因種群的基因頻率沒有發(fā)生改變,則生物沒發(fā)生進化。 答案:(1)抗藥性基因突變　抗藥性基因頻率 (2)基因突變是不定向的、基因突變產(chǎn)生等位基因、基因突變是可逆的、基因突變可產(chǎn)生復等位基因 (3)基因突變具有低頻性(基因突變的頻率較低) (4)沒發(fā)生　基因頻率沒有發(fā)生改變 【知識總結】物種形成與生物進化的關系 物種形成 生物進化 標志 生殖隔離出現(xiàn) 基因頻率改變 變化后生物和原來生物的關系 新物種形成,生殖隔離,質變,屬于不同的物種 生物進化,基因頻率改變,量變,仍可屬于同一個物種 聯(lián)系 ①生物進化的實質是種群基因頻率的改變,這種變化可大可小,不一定會突破物種的界限,即生物進化不一定導致新物種的形成 ②新物種一旦形成,則說明生物發(fā)生了進化 12.(20分)(能力挑戰(zhàn)題)某科研小組利用基因型為Aa的普通二倍體玉米(2N=20),人工誘導得到了同源四倍體玉米(植株A),從收獲的同源四倍體玉米穗中隨機抽取10個穗子,統(tǒng)計完全成熟的粒數(shù)并求其結實率如表所示,為進一步研究同源四倍體玉米的遺傳特性,該小組對植株A進行了如圖甲所示的系列實驗。請回答下列問題: 同源四倍體玉米結實率統(tǒng)計表 　　　序號 項目　　　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均 應結實數(shù) 567 656 514 350 400 384 322 240 480 320 423.3 實際結實數(shù) 64 28 85 20 6 45 34 32 15 14 34.3 結實率% 11.3 4.3 16.5 5.7 1.5 11.7 10.6 13.3 3.1 4.4 8.24 (1)獲得同源四倍體玉米的育種方式為________________,據(jù)上表數(shù)據(jù)分析可知該育種方式的局限性為________________。 (2)基因重組能夠發(fā)生在圖甲所示過程________(填序號)中。 (3)為觀察同源四倍體玉米細胞中染色體的情況,可取植株A中部分組織,進行____________、制片后進行鏡檢。若發(fā)現(xiàn)染色體出現(xiàn)如圖乙所示的異常情況,推測該過程發(fā)生在________期。在過程③中,最多能觀察到的染色體數(shù)目為______ _______,可觀察到四分體________個。 (4)假設四倍體玉米所有花粉母細胞的染色體都能兩兩配對成功并平均分配,則植株B中雜合子所占比例為__________。 【解析】(1)同源四倍體玉米的獲得是多倍體育種;因經(jīng)多倍體育種獲得的同源四倍體玉米的平均結實率只有8.24%,說明該育種方式獲得的后代結實率降低。(2)正常情況下,基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程②中(花藥中含雄配子)。(3)要觀察細胞中染色體的情況,可解離→漂洗→染色→制片→鏡檢;圖乙所示的異常情況為染色體結構變異,根據(jù)變異前圖中有四分體推測該過程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期;四倍體玉米體細胞染色體數(shù)目為2N=40,過程③表示有絲分裂,有絲分裂后期細胞中染色體數(shù)目最多為80條,有絲分裂過程中不出現(xiàn)四分體。(4)同源四倍體的基因型為AAaa,假設四倍體玉米所有花粉母細胞的染色體都能兩兩配對成功并平均分配,則該同源四倍體產(chǎn)生的精子基因型及比例為AA∶Aa∶aa=1∶4∶1,則植株B可能的基因型及比例為AAAA∶AAaa∶aaaa=1∶4∶1,其中雜合子(AAaa)所占比例為2/3。 答案:(1)多倍體育種　結實率降低 (2)② (3)解離、漂洗、染色　減數(shù)第一次分裂前　80　0　(4)2/3