高中生物第三章 生物的变异第二节 基因突变和基因重组本节综合与测试课时练习
展开学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意:本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题,所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题,所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效,不予记分。
一、单选题(本大题共20小题,共20.0分)
下列关于生物变异、育种的叙述,正确的是()
A. 诱变所得植株若不出现预期性状就应该丢弃
B. 花药离体培养过程可能发生的变异有突变和基因重组
C. 经杂交育种培育的高产矮杆水稻品种,其体细胞中染色体数目不变
D. 由于三倍体西瓜没有种子,因此该无子性状属于不可遗传的变异
下列关于作物育种的叙述,正确的是
A. 杂交育种一般可以将两个不同物种的优良性状组合在一起
B. 无子果实的获得均要用到秋水仙素,变异类型为染色体的数目变异
C. 中国荷斯坦牛、青霉素高产菌株和转基因抗虫棉的培育依据的原理相同
D. 诱变育种能提高突变的频率,但不能控制基因突变的方向
如图中甲、乙表示水稻的两个品种,均为二倍体,A,a和B、b表示位于两对同源染色体上的等位基因,①~⑧表示培育水稻新品种的过程。下列说法正确的是( )
A. ④和⑦过程都需要使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
B. AaBb和AAaaBBbb属于同一物种
C. ②③⑧过程均发生基因重组
D. 通过③④过程培育新品种的优点是操作简便
生物变异与育种、生物进化密切相关。下列相关说法正确的是()
A. 驯化家畜经过了长期的人工选择育种,这种育种方式的原理一般是突变和基因重组
B. 生物在进行有性生殖过程中产生的突变和基因重组可决定生物进化的方向
C. 实验室获取具备某种抗性的微生物,可用相应药物进行选择,使微生物定向突变
D. 真核生物的基因重组可发生在同源染色体的非等位基因间,也可发生在受精过程中
下列有关育种的叙述正确的是( )
A. 单倍体育种的原理是染色体结构的变异
B. 人工诱变可培育出合成人生长激素的大肠杆菌
C. 种子长成植株过程中会出现基因重组
D. 青霉素高产菌株的育成原理为基因突变
如图所示将二倍体植株①和②杂交得到③,再将③作进一步处理。对此分析错误的是( )
A. 由⑤得到⑥的育种原理是基因重组
B. 图中用秋水仙素处理后并非所有的细胞染色体数目都加倍
C. 若③的基因型是AaBbdd,则⑨的基因型可能是aBd
D. ③至④的过程中,若未出现新的性状,则一定没有新基因产生
下列叙述正确的是()
A. 培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育原理
B. 培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理
C. 培育高产、矮秆杂交水稻是利用基因突变的原理
D. 培育青霉素高产菌株是利用基因重组的原理
遗传物质的改变可能导致人类遗传病的发生,但也可用于培育生物新品种。下列有关遗传和变异的叙述不正确的是()
A. 猫叫综合征是由基因突变引起的遗传病
B. 花药离体培养过程中,基因突变、染色体变异均有可能发生
C. 青霉素高产菌株的获得所依据的原理与杂交育种的原理不相同
D. 父亲色觉正常,母亲患红绿色盲,生了一个色觉正常的克莱费尔特症(XXY)患者,这是由于父方减数第一次分裂异常所致
下面有关对生物变异来源概念图的叙述,错误的是( )
A. 产生镰刀型细胞贫血症的直接原因是图中④的改变
B. 图中⑤过程发生在减数第二次分裂时期
C. 表中的①②分别表示基因突变和基因重组
D. ③的结构改变不一定会造成生物性状的改变
下列关于生物变异的叙述,正确的是()
A. 染色体上部分基因缺失引起生物性状的改变属于基因突变
B. 若某基因缺失了单个碱基对,则该基因编码的肽链长度会变短
C. 突变和重组使种群基因频率发生不定向改变,并决定生物进化的方向
D. 基因突变、基因重组和染色体变异都可使其染色体上出现不曾有过的基因
下列有关基因重组的叙述中,正确的是
A. 基因型为Aa的个体自交后代性状分离,说明A和A、A和a、a和a发生了基因重组
B. 基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a,这属于基因重组
C. AaBb自交后代出现不同于亲本的新类型说明该过程中发生了基因重组
D. 太空椒、太空南瓜等植物的培育利用的是基因重组的原理
下列有关生物变异的叙述正确的是()
A. 基因突变的不定向性表现在其可发生在个体发育的任何时期
B. 有丝分裂和减数分裂过程中都可发生基因突变、基因重组和染色体变异
C. 秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体增倍
D. 基因突变为生物进化提供原始材料,是生物变异的根本来源
下列过程不涉及基因突变的是()
A. 经紫外线照射后,获得红色色素产量更高的红酵母
B. 运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基
C. 利用大肠杆菌生产人胰岛素,治疗糖尿病
D. 香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换,增加患癌风险
下列关于生物变异的叙述,错误的是
A. 同一染色体上基因位置改变引起的生物性状改变不属于基因突变
B. 若某基因缺失了单个碱基对,则该基因编码的肽链长度可能变长
C. 基因突变不会改变基因的数量,而染色体结构变异一定会有基因数量的变化
D. 雌雄配子随机结合产生不同于亲本类型的子代个体不属于基因重组
有科学家在人类遗传学的会议上提出,虽然同卵双胞胎可能共享他们全部的DNA,但他们的基因也不完全一样。下列与同卵双胞胎基因差异相关的分析中,合理的是( )
A. 母亲形成次级卵母细胞时,非同源染色体发生自由组合
B. 该双胞胎是由两个卵细胞分别与精子受精形成的受精卵发育而来的
C. 个体发育的有丝分裂过程中,间期染色体上某一基因发生基因突变
D. 父亲的精原细胞在产生精细胞过程中,同源染色体的非姐妹染色单体发生交换
细胞在发生癌变时,形态和基因会发生变化,有关叙述正确的是( )
A. 抑癌基因调节细胞周期,控制细胞生长和分裂
B. 通过镜检观察细胞形态可作为判断细胞癌变的依据
C. 癌细胞易于在体内转移与其细胞膜上糖蛋白增多有关
D. 与细胞增殖有关的某一基因发生突变,就会导致细胞癌变
某科研人员对野生型小鼠进行X射线处理,得到一只突变型雄性小鼠,然后将该突变型雄鼠与野生型雌鼠交配,后代雌鼠全为突变型,雄鼠全为野生型。下列有关叙述正确的是( )
A. X射线处理野生型小鼠得到突变型小鼠,说明基因突变是定向的
B. 杂交后代中雌鼠全为突变型,雄鼠全为野生型是基因重组的结果
C. 该突变基因位于X染色体上,且突变基因为隐性基因
D. X射线处理出现突变型雄鼠,种群基因频率发生变化
下列关于变异的叙述,正确的是
A. 基因突变一定导致DNA特定核营酸序列的改变
B. 基因突变一定导致基因的结构的改变
C. 偶数倍多倍体一定可育,奇数倍多倍体不可育
D. 同源染色体间的片段交换属于染色体结构变异
下列有关生物变异与进化的叙述,正确的是
A. 自然界中的单倍体生物都是高度不育的
B. 基因重组不能产生新性状,但能为生物进化提供原材料
C. 基因中插入一小段DNA序列引起的变异属于染色体结构变异
D. 诱变育种的过程和结果说明没有经过地理隔离也可以形成新物种
下列关于基因突变和基因重组的叙述,正确的是( )
A. 蛙红细胞无丝分裂、细菌的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变
B. γ射线处理使染色体上数个基因丢失引起的变异属于基因突变
C. 减数分裂四分体时期姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组,受精过程中也可进行基因重组
D. 抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致,则该抗性基因编码的肽链中肽键数目一定不变
二、探究题(本大题共5小题,共75.0分)
农业生产要求作物的产量、品质、抗性等性状在个体间、年度间表现一致。小麦是自花传粉作物,现有小麦种子资源包括:①矮秆、感病;②高秆、抗病;③高秆、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求,育种专家要培育两类品种:a.矮秆、抗病;b.矮秆、早熟。请回答下列问题:
(1)小麦可以从生产田留种繁殖,因为同一品种小麦的所有植株________,通过自交产生的后代________。
(2)小麦中高秆对矮秆为显性,抗病对感病为显性,两对性状独立遗传。为培育稳定遗传的矮秆、抗病品种,可选取________(填序号)两个品种进行杂交育种,所需要的类型在________代就会出现。每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系,如果想在F3代得到100个能稳定遗传的目标株系,理论上F2代约需种植________株。
(3)为了加快(2)的育种进程,还可以采用单倍体育种。请写出简要流程:________。
(4)为培育品种b(矮秆、早熟),可对品种③进行射线处理,其可遗传变异的主要来源是基因突变,基因突变的实质是________。人工诱变育种大大提高了育种的效率和选择范围,但是由于基因突变的________,导致诱变育种具有盲目性。
玉米(2n=20)是雌雄同株植物,培育优良玉米品种是提高农业生产能力的重要措施,请回答下列相关问题:
(1)玉米有多个不同性状的品种,体现了生物__________的多样性,不同性状产生的根本 原因是____________ 。为加快育种进程,可测定玉米的基因组序列,需测定其______条染色体上DNA的碱基序列。
(2)在玉米田中发现一株早熟的变异植株,要判断该植株是否有育种价值,首先要确定其 ________________是否发生变化。
(3)玉米的抗穗粒腐病基因位于叶绿体中,高产与低产韵基因、高茎与矮茎的基因都在细胞核内。用抗穗粒腐病低产矮茎植株与不抗穗粒腐病高产高茎植株杂交,培育抗穗粒 腐病高产矮茎品种,依据的原理是______________________。杂交时,应该选用表现为__________的植株作母本,原因是 ____________________。
玉米的抗病和不抗病(基因分别为A、a)、高秆和矮秆(基因分别为B、b)是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子(甲),研究人员欲培育抗病高秆玉米,进行了以下实验:
取适量的甲,用合适剂量的γ射线照射后种植,在后代中发现了4株白化植株、1株抗病矮秆植株(乙)和1株不抗病高秆植株(丙)。将乙与丙杂交,F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆四种表现型。选取F1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养,获得幼苗,将幼苗用秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。
另一实验表明,以甲和丁为亲本进行杂交,子一代均为抗病高秆。
请回答下列问题:
(1)对上述1株白化苗的研究发现,控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA,因此该基因不能正常________,功能丧失,无法合成叶绿素,表明该白化苗的变异具有________的特点,该变异类型属于________。
(2)上述培育抗病高秆玉米的实验运用了________、单倍体育种和杂交育种技术,其中杂交育种技术依据的原理是_______________________________________________________。
(3)从基因的组成看,乙与丙植株杂交的F1中,抗病高秆植株能产生________种配子。
(4)请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。
2004年2月,玉米育种栽培专家李登海的“高产玉米新品种掖单13号的选育和推广”荣获国家科技进步一等奖,登上了人民大会堂的领奖台。该品种在较高密度下提高了单株生产量,创造并保持着夏玉米单产1096.29千克的世界纪录,为我国农业粮食生产和农民增收做出了重要贡献。请回答:
(1)在玉米种群中发现了“大果穗”这一突变性状后,连续培育到第三代才选育出能稳定遗传的突变类型,该突变应是显性突变(b→B)还是隐性突变(B→b)?____________________。
(2)紧凑型、大果穗等原来分别存在于不同玉米品种的性状被完美地结合到了一个新品种中,这一过程的原理是可遗传变异中的________________。这一新品种经较长时间的大面积种植,依然保持着各种优良性状,没有发生性状分离,说明此品种是精心选育得到的__________。
(3)若玉米“紧凑型(A)”与“平展型(a)”是一对相对性状,“大果穗(B)”与“小果穗(b)”是另一对相对性状,控制两对相对性状的基因分别位于非同源染色体上,则紧凑型、小果穗与平展型、大果穗两个纯合亲本杂交,F2中性状表现符合要求的植株出现的比例为_______,其中符合育种要求的个体所占的比例应是____________________。
为了提高玉米的产量,在农业生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(H)白粒(f)和短果穗(h)黄粒(F)两个玉米杂合子品种。
(1)为了能持续培育长果穗黄粒(HhFf)玉米杂交种,科研人员设计了如上图所示的快速育种方案。其中的处理方法A和B分别是指___________ 、___________ 。写出M和N的基因型:____________、___________。以上方案所依据的育种原理有_________(填两个)。
(2)让长果穗黄粒(HhFf)玉米自然授粉,若含h基因的花粉有一半死亡,则F1中长果穗植株的比例为___________ ,F1中黄粒基因F的基因频____________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)用X射线照射纯种黄粒个体的雄蕊后,人工传粉至多株纯种白粒个体的未授粉的雌蕊柱头上,在不改变种植环境的条件下,获得大量植株,偶然出现一株白粒个体。推测该白粒个体出现的原因可能是 __________________。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查生物的变异和育种相关知识,意在考查考生理解所学知识要点,构建知识网络的能力。
【解答】
A.诱变所得植株可能是杂合体,进一步自交可能获得预期隐性性状,A错误;
B.花药离体培养过程可能发生突变,不会发生基因重组,B错误;
C.杂交育种应用的原理是基因重组,培育的高产矮杆水稻品种,其体细胞中染色体数目不变,C正确;
D.培育三倍体西瓜依据的原理是染色体数目变异,是可遗传的变异,通过无性繁殖可将性状遗传给后代,D错误。
故选C。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本题主要考查作物育种相关知识,意在考查学生对知识的理解和识记能力。
【解答】
A.杂交育种一般可以将两个不同品种的优良性状组合在一起,A错误;
B.无子果实的获得有的要用到秋水仙素(如三倍体无籽西瓜),变异类型为染色体的数目变异,有的用一定浓度的生长素涂抹未授粉的雌蕊柱头(如无子番茄),B错误;
C.中国荷斯坦牛的培育采用了试管动物技术,属于有性生殖的范畴,其培育原理与转基因抗虫棉的培育依据的原理相同,都是基因重组,青霉素高产菌株的培育依据的原理是基因突变,C错误;
D.诱变育种能提高突变的频率,但不能控制基因突变的方向,D正确。
故选D。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查几种不同的育种方法,牢记各种育种方法的特征是解答本题的关键。
根据题意和图示分析可知:①表示杂交过程;②是连续自交过程;③是花药离体培养形成单倍体的过程;④是人工诱导染色体数目加倍的过程,常用秋水仙素处理;⑤⑥表示人工诱变过程;⑦表示人工诱导染色体数目加倍的过程,常用秋水仙素处理;⑧表示导入外源基因,属于基因工程育种。据此答题。
【解答】
A.⑦过程都需要使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,但由于单倍体高度不育,因此④过程只能用秋水仙素处理单倍体幼苗,A错误;
B.AaBb与AAaaBBbb不属于同一物种,AaBb是二倍体,AAaaBBbb是四倍体。判断是否属于同一物种,看二者杂交后代是否可育,二者杂交是三倍体,不可育,所以二者不是同一物种,B错误;
C.②③⑧过程均发生基因重组,C正确;
D.通过③④过程培育新品种的优点是容易得到纯合子,但操作复杂,①②杂交育种操作简便但育种时间较长,D错误。
故选C。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查了诱变育种、杂交育种、生物进化等相关知识,熟练掌握诱变育种和杂交育种的原理、以及生物进化的相关知识是解题的关键。
【解答】
A.驯化家畜经过了长期的人工选择育种,这种育种方式的原理一般是突变和基因重组,A正确;
B.生物进化的方向是自然选择决定的,突变和基因重组不能决定进化方向,B错误;
C.药物只能起到选择作用,不能使微生物定向突变,变异是不定向的,C错误;
D.真核生物的基因重组可发生在同源染色体的非等位基因间,也可发生在非同源染色体的非等位基因间,但受精作用中不会发生基因重组,D错误。
故选A。
5.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查几种育种方法,意在考查学生的识记能力和判断能力;重点考查变异在育种上的应用,要求学生熟练掌握诱变育种、杂交育种、单倍体育种和多倍体育种的原理、方法、优缺点。
【解答】
A、单倍体育种的原理是染色体数目变异,A错误;
B、人工诱变不能培育出合成人生长激素的大肠杆菌,培育合成人生长激素的大肠杆菌的方法是基因工程,原理是基因重组,C错误;
C、基因重组发生在减数分裂过程中,种子长成植株过程中不会出现基因重组,C错误;
D、诱变育种可获得青霉素高产菌株,其原理是基因突变,会导致基因结构发生改变,D正确。
故选D
6.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查育种方式的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结构的能力。
【解答】
A.⑤到⑥属于杂交育种,依据的原理是基因重组,A正确;
B.细胞分裂是不同步的,图中用秋水仙素处理后并非所有的细胞染色体数目都加倍,B正确;
C.基因型为AaBbdd的植株可以产生基因型为aBd的配子,经花药离体培养后即可得到aBd的植株,C正确;
D.③至④依据的原理是基因突变,若未出现新的性状,可能有新基因产生,D错误。
故选D。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查育种相关知识,理解各种育种原理是解决本题的关键。
【解答】
A.培育无子西瓜是利用染色体数目变异的原理,培育无子番茄是利用生长素促进果实发育原理,A错误;
B.培育八倍体小黑麦是利用染色体数目变异的原理,B正确;
C.培育高产、矮秆杂交水稻是利用基因重组的原理,C错误;
D.培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理,D错误。
故选B。
8.【答案】A
【解析】略
9.【答案】B
【解析】
【分析】
本题旨在考查学生理解所学知识的要点,把握知识的内在联系形成知识网络的能力,对于可遗传变异的类型的比较掌握的能力及应用相关知识通过分析、比较等方法综合解答问题的能力。
阅读题干和题图可知,该题的知识点是可以遗传的变异的来源,生物变异与性状之间的关系,图中①是基因突变,②是基因重组,⑤是同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换,③是碱基对的增添、缺失或替换,④是蛋白质结构的改变。
【解答】
A.镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因突变,直接原因是血红蛋白结构的改变,即图中的④,A正确;
B.⑤是同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换,发生在减数第一次分裂的四分体时期,B错误;
C.图中①是基因突变,②是基因重组,C正确;
D.由于密码子的简并性,基因突变不一定引起蛋白质结构的改变,因此基因突变不一定引起生物性状的改变,另外,如果显性纯合子突变成杂合子,在完全显性的情况下,性状也不发生改变,D正确。
故选B。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查生物变异的相关知识,要求考生识记生物变异的类型,掌握可遗传变异的种类及各自的意义,明确基因突变能产生新基因,是生物变异的根本来源,再选出正确的答案即可。
生物的变异包括可遗传变异和不可遗传变异,可遗传变异的来源有基因突变、基因重组和染色体变异。
基因突变指的是基因中碱基对的增添、缺失或替换从而导致基因结构的改变,结果是产生新的等位基因,主要发生在细胞分裂间期。基因重组发生在减数第一次分裂的前期和后期,改变基因型,但是不改变基因的种类和数量。染色体变异包括数量变异和结构变异。
【解答】
A.染色体上部分基因缺失引起生物性状的改变属于染色体结构变异,A错误;
B.若某基因缺失了单个碱基对,则该基因编码的肽链长度可能变短也可能延长,B错误;
C.突变和重组使种群基因频率发生定向改变,突变和基因重组为生物进化提供原材料,自然选择决定生物进化的方向,C错误;
D.基因突变、基因重组和染色体变异均可能使其染色体上出现不曾有过的基因,D正确。
故选D。
11.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查基因重组相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结构的能力。
【解答】
A.基因型为Aa的个体自交,因等位基因分离而导致子代性状分离,A错误;
B.基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a,这属于基因突变,B错误;
C.AaBb自交后代出现不同于亲本的新类型过程中发生了基因重组(减一前期四分体时期交叉互换,减一后期非同源染色体上非等位基因自由组合),C正确;
D.太空椒、太空南瓜等植物的培育利用的是基因突变的原理,D错误。
故选C。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查生物体的变异,包括基因突变、基因重组和染色体变异;要求学生理解各种变异类型以及相关意义。
【解答】
A.基因突变的不定向性表现为一个基因可以向不同方向发生突变,A错误;
B.有丝分裂和减数分裂过程中都可发生基因突变和染色体变异,基因重组发生在减数分裂过程,B错误;
C.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制纺锤体的形成影响染色体被拉向两极,C错误;
D.基因突变是新基因产生的途径,为生物进化提供原始材料,是生物变异的根本来源,D正确;
故选D。
13.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查基因突变的相关知识,意在考查学生理解所学知识要点的能力。
【解答】
A.经紫外线照射后,获得红色素产量更高的红酵母,属于基因突变,A错误;
B.运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基,属于基因突变,B错误;
C.获得产生大量人胰岛素的大肠杆菌,属于基因重组,不属于基因突变,C正确;
D.香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换,增加患癌风险,属于基因突变,D错误。
故选C。
14.【答案】C
【解析】略
15.【答案】C
【解析】
【分析】
本题旨在考查学生基因突变的特点和意义,并应用相关知识解释生活问题。
基因突变的特点是普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性。基因突变主要发生在细胞分裂的间期,染色体复制时。
【解答】
由题干信息可知,同卵双胎是由同一个受精卵发育形成的,在个体发育的初期遗传物质完全相同,受精卵发育成个体的过程中进行有丝分裂,有丝分裂间期可能会发生基因突变,因此同卵双胎基因差异的原因是个体发育的有丝分裂过程中,间期染色体上某一基因发生基因突变所致,与减数分裂过程和受精作用无关。综上,ABD错误,C正确。
故选C。
16.【答案】B
【解析】略
17.【答案】D
【解析】
【分析】
本题主要考查变异的知识。意在考查考生对知识的综合运用能力。
【解答】
A.虽然X射线处理野生型小鼠得到突变型小鼠,但基因突变是不定向的,A错误;
B.杂交后代中雌鼠全为突变型,雄鼠全为野生型是基因位于X染色体上且等位基因分离、雌雄配子随机结合的结果,B错误;
C.该突变基因位于X染色体上,且突变基因为显性基因,C错误;
D.X射线处理出现突变型雄鼠,种群基因频率发生变化,D正确。
故选D。
18.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查基因突变的类型和对基因结构的影响、染色体变异,答题关键是识记相关知识点。
【解答】
A.突变是随机的,可能发生在DNA分子的任何位置以及任何序列上,不是特定序列,A错误;
B.基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起基因结构的改变,基因突变一定导致基因的结构的改变,B正确;
C.同源偶数倍多倍体一定可育,非同源偶数倍多倍体不一定可育,奇数倍多倍体(联会紊乱无法形成配子)不可育,C错误;
D.同源染色体间的片段交换属于基因重组(交叉互换),D错误。
故选B。
19.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查学生对变异与进化知识点的掌握情况,单倍体的理解,现代进化理论的相关内容,基因突变与染色体变异的区分,以及对生物进化的理解。
【解析】
A.自然界中的单倍体生物大多是高度不育的,不是都不育,如四倍体的单倍体含有2个染色体组,一般可育,A错误;
B.基因重组不能产生新性状,但可以发生原有性状的重新组合,可以为生物进化提供原材料,B正确;
C.基因中插入一小段DNA属于基因内部结构的变化,属于基因突变,C错误;
D.诱变育种只会创造出新的基因型和表现型,不会形成新物种,D错误。
故选B。
20.【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查基因突变和基因重组相关知识,意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
A.蛙红细胞无丝分裂、细菌的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变,A正确;
B.γ射线处理使染色体上数个基因丢失引起的变异属于染色体结构变异中的缺失,B错误;
C.减数分裂四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组,而受精过程中不会进行基因重组,C错误;
D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致,若替换部位转录形成的密码子变为终止密码子,则该抗性基因编码的肽链长度变短,肽键数目减少,D错误。
故选A。
21.【答案】(1)基因组成相同;性状表现一致
(2)①②;F2;1600
(3)①取F1的花药离体培养,得到单倍体幼苗;②用适宜浓度的秋水仙素溶液(或低温)处理单倍体幼苗,使其染色体加倍;③筛选出所需的类型(或F1单倍体幼苗纯合体所需的类型)
(4)DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变;不定向
【解析】
【分析】
本题主要考查常见的几种育种方式的相关知识,目的考查学生对常见育种方式的过程、原理、的识记和理解,重点是掌握具体应用。
【解答】
(1)小麦是自花传粉作物,自然状态下一般为纯合子,可以从生产田留种繁殖,因为同一品种小麦的所有植株基因组成相同,通过自交产生的后代性状表现一致。
(2)为培育稳定遗传的矮秆、抗病品种,应该先将控制矮杆和抗病的基因集中到同一个体,因此可选取①矮秆、感病和②高秆、抗病两个品种进行杂交育种,所需要的类型在F2代就会出现;F2代中,能够稳定遗传的矮杆抗病植株占F2代的116,将F2代单独种植,如果想在F3代得到100个能稳定遗传的目标株系,则理论上F2代约需种植100÷116=1600株。
(3)采用单倍体育种的流程为:①取F1的花药离体培养,得到单倍体幼苗;②用适宜浓度的秋水仙素溶液(或低温)处理单倍体幼苗,使其染色体加倍;③筛选出所需的类型。
(4)基因突变的实质是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变;人工诱变育种大大提高了育种的效率和选择范围,但是由于基因突变的不定向,导致诱变育种具有盲目性。
22.【答案】(1)基因(或遗传);基因突变;10
(2)遗传物质(或DNA、基因)
(3)基因重组;抗穗粒腐病低产矮茎;叶绿体中的 DNA随卵细胞遗传给后代
【解析】
【分析】
本题考查了玉米的基因组和变异的来源以及育种的相关知识,意在考查考生的审题能力,能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,从题目所给的表格中获取有效信息的能力。
【解答】
(1)玉米有多个不同性状的品种,体现了生物基因的多样性,不同性状产生的根本原因是基因突变。为加快育种进程,可测定玉米的基因组序列,由于玉米是雌雄同体不存在性染色体所以只需测定其 10条染色体上DNA的碱基序列。
(2)要判断该变异株是否有育种价值,首先要确定该种变异是否为可遗传的变异,判断是否为可遗传变异的依据是变异株的遗传物质是否发生改变。
(3)玉米的抗穗粒腐病基因位于叶绿体中,高产与低产的基因、高茎与矮茎的基因都在细胞核内。用抗穗粒腐病低产矮茎植株与不抗穗粒腐病高产高茎植株杂交,培育抗穗粒腐病高产矮茎品种,依据的原理是基因重组。杂交时,应该选用表现为抗穗粒腐病低产矮茎的植株作母本,原因是抗穗粒腐病基因位于叶绿体,而叶绿体中的DNA随卵细胞遗传给后代,遵循母系遗传规律。
23.【答案】(1)表达;有害性;基因突变
(2)诱变育种;基因重组
(3)4
(4)遗传图解:
【解析】略
24.【答案】(1)显性突变
(2)基因重组;纯合子
(3)9/16;1/9
【解析】
【分析】
本题考查基因自由组合定律、基因突变的特点以及育种的有关知识,意在考查考生的识记和理解能力。
【解答】
(1)显性突变在当代就能表现突变性状,但要选择突变的纯合子,需要连续自交才能出现,所以在玉米种群中发现了“大果穗”这一突变性状后,连续培育到第三代才选育出能稳定遗传的突变类型,该突变应是显性突变。
(2)紧凑型、大果穗等原来分别存在于不同玉米品种的性状被完美地结合到了一个新品种中,应为杂交育种的方法获得的新品种,所以这一过程的原理是基因重组。若新品种在种植的后代中没有发生性状分离,则新品种应为纯合子。
(3)由题意可知紧凑型、小果穗与平展型、大果穗两个纯合亲本杂交,即AAbb与aaBB杂交,F1的基因型为AaBb,F1自交后代符合要求的紧凑型、大果穗A-B-占9/16,其中纯合子AABB占紧凑型、大果穗的1/9。所以F2中性状表现符合要求的植株出现的比例为9/16,其中符合育种要求的个体所占的比例应是1/9。
故答案为:
(1)显性突变
(2)基因重组;纯合子
(3)9/16;1/9
25.【答案】(1)花药离体培养;秋水仙素处理;HHff;hhFF;基因重组、染色体变异;
(2)56;不变;
(3)黄粒基因F突变为白粒基因f。
【解析】
【分析】
本题考查生物育种相关知识,意在考查考生理解识记所列知识点,并能运用所学知识做出合理的判断或得出正确的结论的能力。
【解答】
(1)为了能持续培育长果穗黄粒(HhFf)玉米杂交种,科研人员设计了如上图所示的快速育种方案。其中的处理方法A和B分别是指花药离体培养和秋水仙素处理。M和N的基因型为:HHff 、hhFF。以上方案所依据的育种原理有基因重组和染色体变异。
(2)让长果穗黄粒(HhFf)玉米自然授粉,若含h基因的花粉有一半死亡,只考虑果穗长短,亲代产生的雌配子是12H、12h,雄配子23H、13h,则F1中长果穗植株的比例为1-12×13=56,题中并未说明籽粒颜色存在选择或淘汰,故F1中黄粒基因F的基因频不变。
(3)用X射线照射纯种黄粒个体的雄蕊后,人工传粉至多株纯种白粒个体的未授粉的雌蕊柱头上,在不改变种植环境的条件下,获得大量植株,偶然出现一株白粒个体,属于低频率事件,推测该白粒个体出现的原因可能是黄粒基因F突变为白粒基因f 。
故答案为:
(1)花药离体培养、秋水仙素处理;HHff;hhFF;基因重组、染色体变异;
(2)56;不变;
(3)黄粒基因F突变为白粒基因f。
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