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變異、育種和進化 一、選擇題 1．下列關于單倍體、二倍體和多倍體的敘述，正確的是( ) A．多倍體體細胞中含有三個或三個以上的染色體組，單倍體體細胞中含有一個染色體組 B．雄蜂是單倍體，雌蜂是二倍體，二者不屬于同一個物種 C．與二倍體水稻相比，單倍體水稻植株弱小、籽粒較小 D．惡劣環(huán)境中多倍體植物較多，說明多倍體植物適應惡劣環(huán)境的能力較強 【解析】單倍體體細胞中可能含有一個染色體組，也可能含有多個染色體組；在自然狀態(tài)下，雄蜂和雌蜂交配后可以產生可育后代，因此屬于同一個物種；單倍體植株弱小、高度不育，一般不會產生種子；惡劣環(huán)境中多倍體植物多，可說明多倍體植物適應惡劣環(huán)境的能力較強。 【答案】D 2、某植株的一條染色體發(fā)生缺失突變，獲得該缺失染色體的花粉不育，缺失染色體上具有紅色顯性基因B，正常染色體上具有白色隱性基因b(見圖)。如以該植株為父本，測交后代中部分表現為紅色性狀。下列解釋最合理的是( ) A．減數分裂時染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽 B．減數第二次分裂時姐妹染色單體3與4自由分離 C．減數第二次分裂時非姐妹染色單體之間自由組合 D．減數第一次分裂時非姐妹染色單體之間交叉互換 【解析】從題中信息可知，突變植株為父本，減數分裂產生的雄配子為和，后者不育。正常情況下，測交后代表現型應都為白色性狀，而題中已知測交后代中部分為紅色性狀，推知父本減數分裂過程中產生了含B基因的可育花粉，而產生這種花粉最可能的原因是減Ⅰ同源染色體聯會時非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，故D最符合題意。 【答案】D 3、現有小麥種子資源包括：①高產、感?。虎诘彤a、抗病；③高產、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a.高產、抗病；b.高產、早熟；c.高產、抗旱。下述育種方法可行的是( ) A．利用①、③品種間雜交篩選獲得a B．對品種③進行染色體加倍處理篩選獲得b C．c的培育不可采用誘變育種方法 D．用轉基因技術將外源抗旱基因導入③中獲得c 【解析】欲獲得a，應利用①和②品種間雜交，A錯誤；欲獲得b應對③進行誘變育種，B錯誤；誘變育種可以產生新基因，因此a、b、c都可以通過誘變育種獲得，C錯誤；基因工程可定向改變生物的性狀，用轉基因技術將外源抗旱基因導入③中獲得c，D正確。 【答案】D 4、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行了如下三組實驗： 下列關于該實驗的說法，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 C．B組育種過程中，必須用到生長素、細胞分裂素、秋水仙素等物質 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 5、如圖是我國黃河兩岸a、b、c、d 4個物種及其演化關系的模型，請據圖分析，下列說法錯誤的是( ) A．a物種最終進化為b、c兩個物種經歷了從地理隔離到生殖隔離的過程 B．b遷到黃河南岸后，不與c物種進化為同一物種，內因是種群的基因庫不同 C．c物種的種群基因頻率發(fā)生了變化，則該物種一定在進化 D．欲判斷d與b是否為同一物種，只需看b與d能否自由交配即可 【解析】由圖可知，物種a經過地理隔離，最終形成不同的物種b、c，產生了生殖隔離，A項正確；b和c是不同的物種，它們的基因庫有很大的差異，所以b、c不進化為同一物種，B項正確；生物進化的實質是種群基因頻率的改變，C項正確；判斷兩個種群是否為同一物種，要看它們之間能否自由交配，若能自由交配，還需看它們交配后產生的子代是否可育，D項錯誤。 【答案】D 6、野生獼猴桃是一種多年生富含VC的二倍體(2n＝58)小野果。下圖是某科研小組以大量的野生獼猴桃種子(aa)為實驗材料培育抗蟲獼猴桃無籽新品種的過程，分析正確的是( ) A．該培育過程中不可使用花藥離體培養(yǎng) B．③⑦過程必須使用秋水仙素 C．⑤的親本不是同一物種 D．⑥過程得到的個體是四倍體 【答案】C 【解析】圖中②過程中可用花藥離體培養(yǎng)，再誘導染色體加倍獲得AA的個體，A錯誤；秋水仙素或低溫誘導均可導致染色體數加倍，B錯誤；⑤的親本中，AA為二倍體，AAAA為四倍體，不是同一物種，C正確；⑥過程為基因工程導入抗蟲基因，獲得的仍是三倍體，D錯誤。 二、非選擇題 7、如圖曲線表示各類遺傳病在人體不同發(fā)育階段的發(fā)病風險，請分析回答： (1)圖中多基因遺傳病的顯著特點是____________。 (2)AS綜合征是一種由于患兒腦細胞中UBE3A蛋白含量缺乏導致的神經系統發(fā)育性遺傳病。父、母方第15號染色體上相關基因的作用機理分別如圖所示。 ①研究表明，人體非神經組織中的來自母方或父方的UBE3A基因都可以正常表達，只在神經組織中UBE3A基因表達才會被抑制，說明該基因的表達具有________性。 ②由于UBE3A基因和SNRPN基因________________________，所以它們的遺傳關系不遵循自由組合定律。 ③對絕大多數AS綜合征患者和正常人的UBE3A基因進行測序，相應部分堿基序列如圖所示。 患者…TCAAGCAACGGAAA… 正常人…TCAAGCAGCGGAAA… 由此判斷絕大多數AS綜合征的致病機理是________________，導致基因突變。 (3)人類第7和第9號染色體之間可發(fā)生相互易位(細胞內基因結構和種類未發(fā)生變化)如甲圖所示，乙圖為某癡呆患者的家族系譜圖。已知Ⅰ－2、Ⅱ－2為甲圖所示染色體易位的攜帶者，后代如果出現9號染色體“部分三體”(細胞中出現某一染色體某一片段有三份)，則表現為癡呆，如果出現9號染色體“部分單體”(細胞中出現某一染色體某一片段的缺失)，后代早期流產。 Ⅲ－3已出生且為7/9染色體易位攜帶者(含有A＋、B－易位染色體)的概率是________。 【答案】(1)成年人發(fā)病概率顯著增加 (2)①選擇 ②位于一對同源染色體上 ③來自母方的UBE3A基因發(fā)生堿基的替換 (3)1/3 8、粗糙脈孢菌是一種真菌，約10天完成一個生活周期(如圖)，合子分裂產生的孢子是按分裂形成的順序排列的。請分析回答： (1)從合子到8個孢子的過程中，細胞核內的DNA發(fā)生了________次復制。圖中8個子代菌絲體都是________(填“單倍體”或“二倍體”)。 (2)順序排列的8個孢子中，如果第一個與第二個性狀不同，原因可能是有絲分裂過程中發(fā)生了________(填選項前的字母)；如果第二個與第三個性狀不同，原因可能是合子減數分裂過程中發(fā)生了________(填選項前的字母)。 a．基因突變 b．基因重組 c．染色體變異 (3)野生型脈胞菌能在只含水、無機鹽、蔗糖和維生素的基本培養(yǎng)基中生長。研究人員用X射線照射野生型脈孢菌孢子，經選擇培養(yǎng)，獲得了三種營養(yǎng)缺陷型突變菌株(如圖)。 ①如果培養(yǎng)C突變型脈胞菌，需要在基本培養(yǎng)基中加入_______。 ②欲證明A突變型菌株的酶缺陷是一個基因決定的，應讓該突變型菌株與________雜交，根據________定律，預期其后代的8個孢子的表現型是________________________，若實驗結果與預期一致，則說明A突變型菌株的酶缺陷是一個基因決定的。 【答案】(1)兩 單倍體 (2)a、c a、b、c (3)①精氨酸 ②野生型菌株 基因分離 4個野生型、4個突變型 9、遺傳學上將染色體上某一區(qū)段及其攜帶基因一起丟失的現象叫缺失，若一對同源染色體中的兩條染色體在相同區(qū)域同時缺失叫缺失純合子，僅一條染色體發(fā)生缺失而另一條正常叫缺失雜合子，缺失雜合子的生活力降低但能存活，缺失純合子常導致個體死亡。 (1)缺失導致染色體上基因的________發(fā)生改變。 (2)現有一紅眼雄果蠅XAY與一白眼雌果蠅XaXa雜交，子代中有一只白眼雌果蠅。為探究這只白眼雌果蠅的產生是缺失造成的，還是由基因突變引起的，兩個生物小組用不同的方法進行了判斷。 ①甲小組取該果蠅有分裂能力的細胞制成裝片，在顯微鏡下觀察有絲分裂________期細胞的________，與紅眼果蠅對照，若出現異常，是缺失造成的；反之則是基因突變引起的。 ②乙小組選該白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，若雜交子代中________，則這只白眼雌果蠅的出現是基因突變引起的；若雜交子代中________，則這只白眼雌果蠅的出現是缺失造成的。 (3)若已確定(2)中的變異是由缺失引起的，則選取乙組方案中的雜交組合產生的雜交子代讓其隨機交配，產生的后代中致死的概率為________。 【解析】(1)染色體上某一區(qū)段及其攜帶基因一起丟失的現象叫缺失，所以缺失能導致染色體上基因的數目發(fā)生改變。(2)為探究白眼雌果蠅的產生是缺失造成的，還是由基因突變引起的，可采用不同的方法進行判斷。方法一：染色體缺失可以通過顯微鏡觀察到，但基因突變不能，所以取該果蠅有分裂能力的細胞制成裝片，顯微鏡下觀察中期細胞的染色體結構，與紅眼雌果蠅對比，若染色體結構正常，則這只白眼雌果蠅的出現可能是由基因突變引起的；反之，可能是由缺失引起的。方法二：選該白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅(XAY)雜交，若是基因突變引起的，則該白眼雌果蠅基因型為XaXa，雜交子代中紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅比例為1∶1；若這只白眼雌果蠅的出現是由缺失造成的，則其基因型為XaX－，雜交后代中基因型為X－Y的個體致死，故紅眼雌果蠅∶白眼雄果蠅＝2∶1。(3)若已確定(2)中的變異是由缺失引起的，則乙組方案中雜交組合產生的子代成活個體的基因型為XAXa、XAX－、XaY，讓其隨機交配，產生的后代中致死(X－Y)的概率為1/21/4＝1/8。 【答案】(1)數目 (2)①中 染色體結構 ②紅眼雌∶白眼雄＝1∶1 紅眼雌∶白眼雄＝2∶1 (3)1/8 10、西瓜消暑解渴，深受百姓喜愛，其中果皮深綠(G)對淺綠(g)為顯性，紅瓤(R)對黃瓤(r)為顯性，已知西瓜的染色體數目2n＝22，請根據下列幾種育種方法的流程圖回答有關問題。 注：甲為深綠皮黃瓤小子，乙為淺綠皮紅瓤大子，且甲、乙都能穩(wěn)定遺傳。 (1)通過①過程獲得無子西瓜A時用到的試劑1是________________________。 (2)②過程常用的試劑2是________；通過③過程得到無子西瓜B與通過①過程獲得無子西瓜A，從產生變異的來源來看，其區(qū)別是___________________________________。 (3)若甲、乙為親本，通過雜交獲得F1，F1相互受粉得到F2，進而獲得所需品種。該過程的育種方式為________。 (4)通過⑧過程獲得的單倍體植株中擁有的染色體數是________。 (5)若將四倍體西瓜(gggg)和二倍體西瓜(GG)間行種植，結果發(fā)現四倍體西瓜植株上所結的種子，播種后發(fā)育成的植株中既有四倍體又有三倍體。那么，能否從這些植株所結西瓜的果皮顏色直接判斷出這些植株是四倍體還是三倍體呢？請用遺傳圖解解釋，并作簡要說明。 【答案】(1)適宜濃度的生長素 (2)秋水仙素 通過 ③過程獲得的無子西瓜B屬于可遺傳變異中的染色體變異，通過①過程獲得的無子西瓜A屬于不可遺傳變異 (3)雜交育種 (4)33 (5)如圖所示 解析：若四倍體西瓜(gggg)自交，子代的基因型為gggg，所結西瓜果皮為淺綠色；若四倍體西瓜(gggg)為母本，二倍體西瓜(GG)為父本，雜交子代的基因型為Ggg，所結西瓜果皮為深綠色，所以四倍體植株上收獲的種子發(fā)育成植株，所結西瓜的果皮為深綠色的是三倍體，果皮為淺綠色的是四倍體。 11、科研人員以果蠅為實驗材料進行遺傳與進化方面的研究，請回答問題： (1)果蠅作為實驗材料所具備的優(yōu)點有________(多選，填字母)。 a．比較常見，具有危害性 b．生長速度快，繁殖周期短 c．身體較小，所需培養(yǎng)空間小 d．具有易于區(qū)分的相對性狀 e．子代數目多，有利于獲得客觀的實驗結果 (2)研究中選擇的果蠅起始種群腹部剛毛數目分布如圖1，從果蠅起始種群開始分別進行了多代選擇：在每一代，研究者從種群中選出剛毛數目最少的20%個體進行繁殖，多代選擇后形成如圖2的少剛毛種群；在每一代，選擇剛毛數目最多的20%個體進行繁殖，多代選擇后形成如圖2的多剛毛種群。 ①據圖2可知，經多代選擇后，兩個種群個體的剛毛數目平均值存在________。 ②從生物進化實質的角度分析，上述變化是果蠅種群________改變的結果。 ③這一實驗結果支持了現代生物進化理論中________的生物學觀點。 【答案】(1)bcde (2)①顯著差異(不同) ②基因頻率 ③選擇決定進化的方向