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專題7　變異、育種與進(jìn)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(guān)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(jié)構(gòu)變異中的缺失 C.圖④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù) D.圖中4種變異能夠遺傳的是①③ 【解題指導(dǎo)】解答本題的關(guān)鍵: (1)區(qū)分染色體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)變異。 ②基因內(nèi)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(dǎo)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(jié)構(gòu)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(fù)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(xì)胞可能發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)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(xì)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(xì)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(yīng)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(jié)果符合。M紫株細(xì)胞可能發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)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(xì)胞,可能只形成9個四分體,C正確;后代紫株的染色體結(jié)構(gòu)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(xì)胞來判斷是否發(fā)生染色體變異,D錯誤。 3.(新題預(yù)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(jī)理如圖所示。下列敘述正確的是 (　　) A.輻射和病毒等因素可導(dǎo)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(xì)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(dǎo)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(jié)構(gòu)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(xì)胞屬于未完全分化的體細(xì)胞,發(fā)生在體細(xì)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(guān)育種和進(jìn)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(zhuǎn)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(jìn)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(zhì)就是將一種生物的某種基因?qū)肓硪环N生物的細(xì)胞內(nèi)并實現(xiàn)基因表達(dá)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(dǎo)致的遺傳病,患者神經(jīng)系統(tǒng)異常,運(yùn)動控制能力喪失。研究表明,MECP2基因突變的小鼠神經(jīng)元細(xì)胞中與運(yùn)動有關(guān)的基因信息是正常的,但無法正常表達(dá),突變小鼠表現(xiàn)為活動能力極弱。當(dāng)研究者開啟了突變小鼠體內(nèi)MECP2基因的表達(dá)后,小鼠的活動能力迅速恢復(fù)正常。下列與之相關(guān)的敘述中,不正確的是 (　　) A.瑞特綜合征患者的肝臟細(xì)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(dá)產(chǎn)物能夠調(diào)節(jié)其他基因的表達(dá) D.MECP2基因突變小鼠的神經(jīng)發(fā)育不良導(dǎo)致其運(yùn)動能力減弱 【解析】選D。肝臟細(xì)胞和神經(jīng)元細(xì)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(dá)產(chǎn)物能夠調(diào)節(jié)與運(yùn)動有關(guān)基因的表達(dá),C正確;MECP2基因突變小鼠的神經(jīng)系統(tǒng)異常,對運(yùn)動控制能力喪失,而小鼠的運(yùn)動能力并沒有減弱,D錯誤。 6.下列有關(guān)變異、育種與進(jìn)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(jìn)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(dǎo)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(jìn)行花藥離體培養(yǎng),后經(jīng)秋水仙素處理,最后對植株進(jìn)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(jìn)化的方向,D錯誤。 【知識總結(jié)】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(guān)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(xì)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(dǎo)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(dá)到了生殖隔離。 8.(2018大連二模)下列有關(guān)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(jī)性 C.三倍體西瓜因減數(shù)分裂過程異常而不能正常結(jié)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?；蛑亟M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(xì)胞,故不能正常結(jié)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(guān)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dǎo)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(jìn)化的方向,D正確。 【加固訓(xùn)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(jìn)化,現(xiàn)在不知A和B是否還屬于同一物種,下列有關(guān)說法正確的是 (　　) A.若A和B在一起還能進(jìn)行自由交配,則它們就一定不存在生殖隔離 B.A和B的關(guān)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(dǎo)致它們朝著一定方向進(jìn)化 【解析】選D。 10.(2018合肥二模)下列關(guān)于進(jìn)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(jìn)化的基本單位,也是自然選擇的對象 C.嚴(yán)格自花傳粉的植物種群內(nèi)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(jìn)化的結(jié)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(jìn)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(yán)格自花傳粉的植物種群內(nèi)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(jìn)化發(fā)生在不同物種之間以及生物與無機(jī)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(jìn)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(jié)果如圖一所示,請回答: (1)用現(xiàn)代生物進(jìn)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(guān)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(dá)到目的。 (4)在對螺旋蛆蠅某一種群進(jìn)行的調(diào)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(jìn)行的調(diào)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(jìn)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(jī)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?fù)等位基因;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(fù)進(jìn)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(jìn)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(fù)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(jié)】物種形成與生物進(jìn)化的關(guān)系 物種形成 生物進(jìn)化 標(biāo)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(guān)系 新物種形成,生殖隔離,質(zhì)變,屬于不同的物種 生物進(jìn)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(jìn)化的實質(zhì)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(jìn)化不一定導(dǎo)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(jìn)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(dǎo)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(jī)抽取10個穗子,統(tǒng)計完全成熟的粒數(shù)并求其結(jié)實率如表所示,為進(jìn)一步研究同源四倍體玉米的遺傳特性,該小組對植株A進(jìn)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(jié)實率統(tǒng)計表 　　　序號 項目　　　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均 應(yīng)結(jié)實數(shù) 567 656 514 350 400 384 322 240 480 320 423.3 實際結(jié)實數(shù) 64 28 85 20 6 45 34 32 15 14 34.3 結(jié)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(xì)胞中染色體的情況,可取植株A中部分組織,進(jìn)行____________、制片后進(jìn)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(shè)四倍體玉米所有花粉母細(xì)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(jié)實率只有8.24%,說明該育種方式獲得的后代結(jié)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(xì)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(jié)構(gòu)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(xì)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(xì)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(shè)四倍體玉米所有花粉母細(xì)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(jié)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