高考生物二轮复习（9）生物变异、育种与进化训练含答案

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  整合训练(九)　生物变异、育种与进化 [全员必做题]1．以下关于生物变异和生物进化的叙述，正确的是(　　)A．抗生素的使用使病原体产生了适应性的变异B．生物与生物之间、生物与环境之间共同进化形成了生物的多样性C．由于种群基因频率的改变，生物进化后一定会形成新的物种D．有性生殖的出现实现了生殖隔离，明显加快了生物进化的速度解析：抗生素的使用只能对病原体起到选择作用，而不能诱导其产生适应性变异；生物进化后出现生殖隔离才能形成新的物种，基因频率改变是进化的标志；有性生殖的出现实现了基因重组，加快了生物进化的速度。答案：B2．家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性，原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换成了苯丙氨酸。下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。 家蝇种群来源敏感性纯合子/%抗性杂合子/%抗性纯合子/%甲地区78202乙地区64324丙地区84151下列叙述，正确的是(　　)A．上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果B．甲地区家蝇种群中抗性基因频率为22%C．比较三个地区抗性基因频率可知，乙地区抗性基因突变率最高D．丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果解析：分析题干信息及表格信息可知，杀虫剂抗性基因的根本来源是基因突变(碱基对替换)；三个地区普遍存在三种基因型的个体，只是概率不同，说明主要是受到遗传和各自环境的选择作用造成的，因而A、C选项错误，D选项正确；甲地区家蝇种群中抗性基因频率为：×100%＝12%，B选项错误。答案：D3．[2019·天津五校合作体联考]人类Y染色体上的S基因能控制合成睾丸决定因子(TDF)，TDF能诱导原始性腺发育成睾丸，无TDF时原始性腺发育成卵巢。某男子的性染色体组成为变异类型，如图所示。据图分析，下列叙述，正确的是(　　)A．该男子与正常女性的婚配后代中，XX为男性，XY为女性B．S基因能控制合成雄性激素，使个体发育为男性C．该男子的X、Y染色体发生交叉互换后导致了基因重组D．人类的性别是由性染色体决定的，与基因无关解析：该男子的Y染色体上的S基因转移到X染色体上，所以其与正常女性婚配后得到的后代如果性染色体是XX，则个体为男性，性染色体为XY，则个体为女性，A正确；S基因能控制合成的是蛋白质，雄性激素是脂质，B错误；这种变异应为易位，C错误；人类的性别是由性染色体决定的，与基因有关，D错误。答案：A4．[2016·天津卷]枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：注P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸下列叙述，正确的是(　　)A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变解析：根据表格信息可知，枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是S12蛋白结构改变导致的，突变型能在含链霉素的培养基中存活，说明突变型具有链霉素抗性，故A项正确；翻译是在核糖体上进行的，所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B项错误；野生型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸(56位氨基酸)有差异，而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变，所以突变型的产生是由于碱基对的替换所致，C项错误；根据题意可知，枯草杆菌对链霉素的抗性突变早已存在，不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素起到选择作用，D项错误。答案：A5．细菌出现耐药性正成为全球性问题。2018年我们国家将严格控制门诊对抗生素的使用，以防止“超级细菌”的产生。下列有关叙述，正确的是(　　)A．超级细菌抗药性变异的来源属于染色体变异B．超级细菌的遗传物质为RNA，变异能力强C．细菌菌群中天然存在着极少数含有抗药性基因的个体D．细菌耐药性的形成是细菌发生定向变异的结果解析：细菌是原核生物，遗传物质是DNA，但没有染色体，因此抗药性变异的来源不是基因重组和染色体变异，只能是基因突变，A、B均错误；在抗生素刚被使用的时候，能够杀死大多数类型的细菌。但少数细菌由于变异而具有抵抗抗生素的特性，原因是只有少数细菌体内含有抗药性基因，C正确；细菌耐药性的形成是经过抗生素的长期自然选择的结果，不是细菌发生了定向变异的结果，D错误。答案：C6．玉米株色中紫色对绿色是显性，分别由基因PL和pl控制。玉米株色遗传时出现了变异(如下图所示)，下列相关叙述，正确的是(　　)A．图中子一代株色因染色体变异有紫色和绿色B．该变异不能传递到子二代C．该变异是由隐性基因突变成显性基因引起D．该变异无法用显微镜观察鉴定解析：从图中可以看出，亲本紫株产生的一种配子发生了染色体的缺失，属于染色体变异，该变异可以用显微镜观察鉴定，C、D项错误；图中子一代中含有缺失染色体的个体，由于没有显性基因，表现型为绿色，该变异可以遗传给子二代，A项正确，B项错误。答案：A7．油菜物种Ⅰ(2n＝20)与Ⅱ(2n＝18)杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后，得到一个油菜新品系(注：Ⅰ的染色体和Ⅱ的染色体在减数分裂中不会相互配对)。(1)该油菜新品种的培育依据的原理是________________________________________________________________________。杂交幼苗用秋水仙素处理，导致染色体加倍，获得的植株进行自交，子代________(会/不会)出现性状分离。(2)观察油菜新品根尖细胞有丝分裂，处于分裂后期的细胞中含有________个染色体组。(3)该油菜新品系经过多代种植后出现不同颜色的种子，已知种子颜色由一对基因A/a控制，并受另一对基因R/r影响。用产黑色种子植株(甲)、产黄色种子植株(乙和丙)进行以下实验： 组别亲代F1表现型F1自交所得F2的表现型及比例实验一甲×乙全为产黑色种子植株产黑色种子植株产黄色种子植株＝3:1实验二乙×丙全为产黄色种子植株产黑色种子植株产黄色种子植株＝3:13①由实验一得出，种子颜色性状中黑色对黄色为________性。②分析以上实验可知，两对等位基因之间的相互关系为________________________。实验二中F1的基因型为________，F2代产黄色种子植株中纯合子的比例为________。③有人重复实验二，发现某一F1植株，其体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条(其中两条含r基因)，该变异产生的原因分析：由于植株乙在减数第________次分裂后期出现了染色体分配异常。让该植株自交(所有配子均有活力)，理论上后代中产黑色种子的植株所占比例为________。解析：(1)秋水仙素通过抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，导致染色体加倍，因此油菜物种Ⅰ(2n＝20)与Ⅱ(2n＝18)杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后，得到的新植株为纯合子，该油菜新品种的培育依据的原理是染色体(数目)变异。纯合子进行自交：子代不会出现性状分离。(2)油菜物种Ⅰ与Ⅱ均为二倍体，二者杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后，得到的新植株为四倍体，其体细胞含有4个染色体组。该油菜新品根尖细胞处于分裂后期时，因着丝点分裂导致细胞中的染色体数目暂时加倍，因此细胞中含有8个染色体组。(3)①依题意可知：实验一的后代全为黑色，说明黑色对黄色为显性性状。②实验二中，F2的表现型及比例为产黑色种子植株:产黄色种子植株＝3:13，为9:3:3:1的变式，说明F1基因型为AaRr，而F1表现为黄色，说明R基因存在会抑制A基因的表达，进而推知F1自交所得F2中，产黄色种子植株中的纯合子的基因型有AARR、aaRR、aarr，均各占产黄色种子植株中的1/13，所以纯合子共占3/13。③结合对②的分析可知，甲、乙、丙的基因型分别为：AArr、aarr、AARR。重复实验二，理论上F1基因型均为AaRr，却发现某一F1植株的体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条，其中两条含r基因，该F1植株的基因型为AaRrr，说明乙植株在减数第一次分裂后期含r基因的同源染色体未分离或乙植株在减数第二次分裂后期含r基因的2条姐妹染色单体随着丝点分裂而分开后没有分别移向细胞两极，而是移向了细胞的同一极。由于该植株基因型为AaRrr，自交可分解为两个分离定律的问题来分析，即Aa自交和Rrr自交，Aa自交会产生3/4A_,1/4aa，Rrr可产生4种类型的配子，分别为1/3Rr、1/6R、1/6rr、1/3r，所以后代中产黑色种子的植株所占比例为3/4A_×1/4(r＋rr＋rrr＋rrrr)＝3/16。答案：(1)染色体(数目)变异　不会(2)8(3)①显　②当R基因存在时会抑制A基因的表达(其他合理答案即可)　AaRr　3/13③一或二　3/168．[2019·常州期末]2018年中科院覃重军团队将包含16条染色体的酿酒酵母人工拼接为只有1条巨大染色体的SY14菌株，如图1所示，在合成生物学领域具有里程碑意义。结合下列示意图分析并回答下列问题：(1)自然界存在的生命体分为真核生物和原核生物，SY14菌株属于________。天然酵母的出芽生殖属于________(填细胞分裂方式)，在中期DNA与染色体数之比等于________。(2)如图2所示，染色体两端存在维持结构稳定的端粒，当敲除了两端的端粒，着丝粒没有敲除，某条染色体连接成环状，它与质粒的环状结构在组成上的最大区别在于________________________________。在天然酵母改造成SY14菌株的过程中，需要敲除________个端粒。(3)若以着丝粒为界，染色体分为长臂(q)和短臂(p)，臂比(长度比值q/p)是染色体的一项重要特征。天然酵母在某次分裂过程中，臂比1.5的某条染色体形成了两条长度不等，但臂比等于1的染色体，其原因是发生了________________________________________________________________________。解析：(1)根据“2018年中科院覃重军团队将包含16条染色体的酿酒酵母人工拼接为只有1条巨大染色体的SY14菌株”可知，SY14菌株含有染色体，为真核生物。真核细胞主要通过有丝分裂产生体细胞，天然酵母的出芽生殖属于无性繁殖，故为有丝分裂，在细胞分裂的中期每条染色体上含有两条染色单体，每条染色单体含有一个DNA，故中期时DNA与染色体数之比等于2。(2)染色体主要由DNA和蛋白质组成，而质粒是环状的DNA，故敲除了两端端粒的某条染色体连接成的环状与质粒的环状结构在组成上的最大区别为：染色体连接成的环状结构的成分除含有DNA外，还含有蛋白质。由于每条染色体的两端均含有一个端粒，则16条染色体含有32个端粒，将16条染色体人工拼接为1条巨大染色体，由于所形成的巨大染色体的两端仍有端粒，故连接过程中需要敲除30个端粒。(3)以着丝粒为界，染色体分为长臂(q)和短臂(p)，臂比(长度比值q/p)是染色体的一项重要特征。天然酵母在某次分裂过程中，臂比1.5的某条染色体形成了两条长度不等，但臂比等于1的染色体，说明新形成的染色体着丝粒两端的臂长相等，可能是着丝粒处断裂而后p与p连结，或q与q连结从而形成了两条长度不等，但臂比等于1的染色体，该过程的变异属于染色体结构变异。答案：(1)真核生物　有丝分裂　2(2)成分除DNA外，还有蛋白质　30(3)染色体结构变异(着丝粒处断裂而后p与p连结，或q与q连结)[重点选做题]1．[2019·福州期末质检]为获得果实较大的四倍体葡萄(4N＝76)，将二倍体葡萄茎段经秋水仙素溶液处理后栽培。研究结果显示，植株中约40%的细胞中的染色体被诱导加倍，这种植株含有2N细胞和4N细胞，称为“嵌合体”，其自交后代有四倍体植株。下列叙述错误的是(　　)A．“嵌合体”产生的原因之一是细胞分裂不同步B．“嵌合体”可以产生含有38条染色体的配子C．“嵌合体”不同的花之间传粉后可以产生三倍体子代D．“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含有19条染色体解析：秋水仙素使细胞染色体数目加倍的原理是抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，而纺锤体是在有丝分裂的前期形成的，故秋水仙素只能在有丝分裂的前期起作用，植物细胞的分裂是不同步的，即秋水仙素对有些细胞不起作用，仍进行正常分裂，细胞染色体数目不变，A正确；配子中染色体数比体细胞减少一半，4N(4N＝76)细胞可以产生含有38条染色体的配子，B正确；4N细胞产生的配子与2N细胞产生的配子结合形成的后代为三倍体，C正确；根尖分生区细胞不能进行减数分裂，不能产生含19条染色体的细胞，D错误。答案：D2．[2019·保定二模]某高秆玉米(基因型Aa)3号染色体如右图所示。该高秆玉米自交后代高秆:矮秆＝1:1，出现该结果的可能原因是(　　)A．Aa不位于3号染色体上，3号缺失染色体纯合致死B．Aa不位于3号染色体上，含3号缺失染色体的花粉不育C．A位于3号正常染色体上，3号缺失染色体纯合致死D．a位于3号正常染色体上，含3号缺失染色体的花粉不育解析：假如Aa不位于3号染色体上，该高秆玉米自交则不用考虑3号染色体，结果是高秆:矮秆＝3:1。假如A位于3号正常染色体上，3号缺失染色体纯合致死，结果只会有高秆。假如a位于3号正常染色体上，含3号缺失染色体的花粉不育，则高秆玉米自交后代高秆:矮秆＝1:1。答案：D3．[经典高考]某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的，如不考虑染色体变异，下列叙述，错误的是(　　)A．该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的B．基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同C．基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码D．基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中解析：新基因的产生来自基因突变，基因突变包括碱基对的缺失、增添和替换；B1和B2基因的碱基排列顺序不同，其转录的mRNA碱基序列不同，但由于密码子的简并性，其翻译合成的蛋白质可能相同也可能不同；生物指导蛋白质合成的过程中，使用同一套密码子，这也是证明生物共同起源的有力证据；B1和B2为等位基因，存在于一对同源染色体上，故而可以存在于同一个体细胞中。但是二倍体生物的配子中的遗传物质减半，不考虑染色体变异的情况下，配子中只含有一个染色体组，不可能同时含有两个等位基因，故B1和B2基因不可以存在于同一个配子中。答案：D4．生物学家以野生的草莓为原料，经人工诱导或培育出四倍体草莓。下列叙述，正确的是(　　)A．检测染色体时，用卡诺氏液固定细胞或直接染色观察B．检测染色体时，不能使用醋酸洋红溶液作为染色剂C．经诱导处理，植株中仅部分细胞发生染色体数目变异D．培育出的四倍体草莓高度不育，只能进行无性繁殖解析：用卡诺氏液固定细胞后，需要解离、漂洗、染色、制片后进行观察，A错误；检测染色体时，使用醋酸洋红或龙胆紫等碱性染料作为染色剂，B错误；一般用低温处理萌发的种子或幼苗，抑制纺锤体的形成，因此植株中仅处于分裂前期之前的细胞染色体数目加倍，C正确；培育出的多倍体含有同源染色体，因此能进行有性生殖，D错误。答案：C5．[2019·广东肇庆二模]下列说法错误的是(　　)A．突变与基因重组属于可遗传变异，可以为进化提供原材料B．自然选择只能决定进化的方向，而不能决定变异的方向C．基因重组加快了生物多样性，生物多样性是指物种多样性D．共同进化既可以发生在不同生物间，也可以发生在生物与无机环境间解析：突变与基因重组属于可遗传变异，可以为进化提供原材料，A正确；自然选择只能决定进化的方向，而不能决定变异的方向，B正确；基因重组促进了生物多样性的形成，生物多样性是包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，C错误；共同进化既可以发生在不同生物间，也可以发生在生物与无机环境间，D正确。答案：C6．[2019·湘赣十四校联考]黑色素的合成需要酪氨酸酶。眼皮肤白化病(OCA)是一种与黑色素合成有关的疾病，该病患者的虹膜、毛发及皮肤呈现白色症状。该病的两种类型OCA1与OCA2均是隐性突变造成的，OCA1型是由位于11号染色体的酪氨酸酶基因突变所致，患者毛发均呈白色，体内的酪氨酸酶含量较低；OCA2型是由位于15号染色体的P基因突变所致，患者症状略轻，体内的P蛋白缺乏，黑色素细胞中pH异常，但酪氨酸酶含量正常。有一对患病的夫妇生下了两个正常的孩子。下列说法正确的是(　　)A．老年人的黑色素细胞和OCA2型患者的酪氨酸酶活性都较低B．这对患病的夫妇都是杂合子，生下正常孩子的概率为3/4C．OCA两种突变类型体现了基因突变的普遍性和不定向性特点D．OCA两类型都体现了基因通过控制酶的合成间接控制生物性状解析：老年人的黑色素细胞由于衰老造成酶活性降低，据题意知OCA2型患者的酪氨酸酶活性也较低，A正确；OCA两种突变类型均为隐性突变，如果夫妇二人所患为同一类型，则不会生下正常子女，所以夫妇各患其中的一种，所生子女正常概率不确定，B错误；OCA两种突变类型体现了基因突变的不定向性特点，未体现出普遍性，C错误；据题意，OCA2型是由位于15号染色体的P基因突变所致，患者症状略轻，体内的P蛋白缺乏，因此属于基因直接控制蛋白质的合成来控制生物性状，D错误。答案：A7．[2019·河南洛阳统考]杂交育种是通过品种间杂交创造新类型的育种方法。请回答相关问题：(1)玉米是单性花、雌雄同株的作物。在杂交过程中，玉米相对于豌豆减少了去雄环节，在开花前直接给雌雄花序进行________处理即可。(2)两个具有某些所需性状的不同纯系亲本进行杂交，获得的杂种子代往往表现出比双亲优良的性状，这一现象称为杂种优势。但杂种子一代再相互交配，这种优势将减弱，这一现象叫衰退。玉米某杂种优势性状由一对等位基因控制，对杂种子一代(F1)分别进行自然状态受粉和人工控制自交授粉，所有种子均正常发育，则收获的F2中杂种优势的衰退率分别是____________和____________。若玉米某杂种优势性状由独立遗传的n对基因控制，且亲本n对基因都杂合，则种植一年后表现衰退(n对基因都纯合时才表现为衰退)的概率随等位基因对数的增加而________(填“升高”或“下降”)。(3)杂交育种的优点很明显，但实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足之处为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)豌豆是自花传粉、闭花授粉植物，而玉米是单性花，雌雄同株的作物，因此在杂交过程中，玉米相对于豌豆可以简化环节，在开花前直接给雌、雄花序去雄、套袋处理即可。(2)根据题意可知，只有杂合子才能表现杂种优势。假设玉米的某杂种优势性状由一对等位基因(A1A2)控制，甲组实验中自然状态授粉，进行的是随机交配，因此不管种植多少年，三种基因型的比例均为：1/4A1A1,1/2A1A2，1/4A2A2，只有A1A2表现为杂种优势，因此衰退率为1/2。乙组人工控制自交授粉，则收获的F2就是自交产生的子二代后代分别为：3/8A1A1,1/4A1A2,3/8A2A2，则乙组杂种优势衰退率为3/4。如果玉米的某杂种优势性状由n对等位基因控制，且每对等位基因都独立遗传，该品种自然状态授粉留种，先考虑一对等位基因，A1A2自交后代有1/4A1A1、1/2A1A2、1/4A2A2，即衰退率为1/2，亲本n对基因都杂合，则种植一年后要所有等位基因均纯合才表现为衰退，因此第二年种植时(F2)n对基因都纯合的概率为1/2n，即表现衰退的概率为1/2n，推断种植一年后杂种优势衰退的概率随等位基因对数的增加而降低。(3)杂交育种是改良作物品质和提高产量的常规方法，杂交育种依据的原理是基因重组，其不足之处为：只是原有基因的重新组合，不能创造新基因，不会产生新的性状；杂交过程会出现性状分离现象；育种进程缓慢等。答案：(1)套袋　(2)1/2　3/4　下降(3)杂交育种只能利用已有的基因重组，不能创造新基因；杂交过程会出现性状分离现象；育种进程缓慢等8．某实验室从野生型水稻(正常株高)中获得了甲、乙两种矮生突变体植株，并对其展开了以下研究，结果如下：结果1：检测发现，甲植株中仅赤霉素含量显著低于野生型植株，喷施赤霉素后株高恢复正常；乙植株中各激素含量与野生型大致相等，喷施各种激素后株高都不能恢复正常。结果2：将甲植株与野生型纯合子杂交，F1均正常，F1自交，F2表现型和比例为正常:矮生＝3:1。请回答下列问题：(1)有人提出甲、乙的突变可能是染色体变异或基因突变所致，请设计一个简单的实验加以判断：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若证实甲、乙为基因突变所致。假设甲植株突变基因为A或a(其等位基因控制赤霉素的产生)，乙植株突变基因为B(b基因控制植物激素受体的合成)，且两对等位基因位于两对同源染色体上。只考虑甲、乙为纯合子情况下，将甲、乙植株杂交后得F1，F1自交得到F2，则：①控制株高的这两对基因遗传遵循____________定律。②根据结果2判断，甲植株属于________(填“显性”或“隐性”)突变。③F2中表现型矮生正常＝________，理论上F2矮生植株中能稳定遗传的占________。解析：(1)若甲、乙的突变可能是染色体变异或基因突变所致，则可选取甲、乙植株分裂旺盛部位(分生区、根尖、茎尖等)的细胞，经染色、制片得到临时装片，在显微镜下观察两者的染色体是否发生变化，若染色体形态不发生变化，则是基因突变。(2)①若甲、乙均为基因突变所致，并且控制株高的两对等位基因位于两对同源染色体上，则这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。②根据结果2甲植株与野生型纯合子杂交所得的F1均正常，并且F2出现3:1的性状分离比，可判断野生型植株的基因型为AA，甲植株的基因型为aa，属于隐性突变。③甲、乙植株都是纯合子，甲植株喷施赤霉素后可恢复正常，因此其控制赤霉素受体合成的基因是正常的，植株的基因型为aabb；乙植株可合成赤霉素，但不能恢复正常株高，因此其控制赤霉素受体合成的基因是不正常的，乙植株的基因型为AABB，将甲、乙植株杂交后得F1(AaBb)，F1自交得到F2，则只有基因型为A_bb的植株才表现为正常，其余均表现为矮生，故F2中矮生:正常＝(1－3/4×1/4):(3/4×1/4)＝13/16:3/16＝13:3，理论上F2矮生植株(9A_B_、3aaB_、1aabb)中能稳定遗传的占3/13。答案：(1)选取甲、乙植株分裂旺盛部位(分生区、根尖、茎尖等)的细胞，经染色、制片得到临时装片，显微镜下观察染色体的形态结构，然后与正常状态的染色体比较(2)①基因的自由组合　②隐性　③13:3　3/13