2023届高考生物二轮复习变异育种进化学案
展开变异育种进化
[基础测试]
一、选择题(每道题只有一个选项符合题目要求)
1.基因编辑技术能够让人类对目标基因进行“编辑”,实现对特定DNA片段的敲除或加入等。将基因编辑后的体细胞输回患者体内成功“治愈”了白化病女孩Layla,以下叙述正确的是( )
A.白化病与艾滋病的预防都需要进行遗传咨询
B.对特定DNA片段的敲除与加入属于基因突变
C.Layla体内的编辑基因会通过卵细胞遗传给她的孩子
D.Layla与正常男性婚配所生男孩全部患病,女孩一半患病
答案 B
解析 艾滋病是传染病,不属于遗传病,其预防不需要进行遗传咨询,A错误;对特定DNA片段的敲除或加入改变了基因中的碱基序列,属于基因突变,B正确;Layla体内的编辑基因存在于体细胞,不能通过卵细胞遗传给她的孩子,C错误;基因编辑的是体细胞,Layla的卵细胞基因未变,与正常男性婚配,即aa×AA(或Aa),后代中子女患病情况不确定,D错误。
2.遗传物质的改变是生物进化的重要因素。下列有关变异和进化的叙述正确的是( )
A.肺炎双球菌和果蝇均能发生突变,突变的方向是由环境决定的
B.单倍体育种过程中,基因突变、基因重组、染色体变异均有可能发生
C.农药的使用诱导农业害虫产生抗药性,使其抗药基因频率增大
D.基因突变具有多害少利的特点,因此不足以为生物进化提供原始材料
答案 B
解析 肺炎双球菌和果蝇均可以发生基因突变,但突变是不定向的,A错误;单倍体育种过程涉及到减数分裂和有丝分裂,因此基因突变、基因重组、染色体变异均有可能发生,B正确;农药的使用对农业害虫产生的不同抗药性个体进行了定向选择,使其抗药基因频率增大,农药并不是农业害虫抗药性产生的诱变因素,C错误;有利突变虽然少,但是自然选择能让其有利突变保存下来,淘汰不利变异,为生物进化提供原材料,D错误。
3.细胞在发生癌变时,形态和结构会发生变化。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
答案 B
解析 抑癌基因抑制细胞癌变,不能调节细胞周期,以及控制细胞生长和分裂,A错误;细胞癌变以后,形态结构发生显著变化,通过镜检观察细胞形态可作为判断细胞癌变的依据,B正确;癌细胞易于在体内转移与其细胞膜上糖蛋白减少有关,C错误;与细胞癌变有关的原癌基因和抑癌基因等多个基因发生突变,才会导致细胞癌变,D错误。
4.某基因型为AaBb的一个精原细胞经减数分裂产生了4个精子,基因型分别为AB、aB、Ab、ab,以下关于这两对等位基因的位置及变异情况的分析正确的是( )
A.遵循分离定律,不遵循自由组合定律
B.位于一对同源染色体上发生了基因突变
C.位于两对同源染色体上发生了基因突变
D.位于两对同源染色体上发生了交叉互换
答案 D
解析 正常情况下,一个精原细胞减数分裂能产生四个细胞,有两种,现在根据题意一个精原细胞产生4种细胞,说明至少有一对等位基因发生了交叉互换,位于一对或者两对同源染色体上,D正确。
5.DNA的碱基或染色体片段都存在着互换现象,下列相关叙述错误的是( )
A.基因的两条DNA链上相同位置的碱基互换可引起基因突变
B.姐妹染色单体相同位置的片段互换可引起基因重组
C.非同源染色体之间发生的互换可引起染色体结构变异
D.减数第一次分裂时染色体互换会引起配子种类的改变
答案 B
解析 基因的两条DNA链上相同位置的碱基互换会使基因结构发生改变,从而引起基因突变,A正确;姐妹染色单体相同位置上的基因是复制而来的,通常相同,姐妹染色单体片段互换不会引起基因重组,B错误;非同源染色体之间发生的互换可引起染色体结构变异,属于易位,C正确;减数第一次分裂时染色体互换会引起配子种类的改变,增加配子的多样性,D正确。
6.有关生物的变异,下列说法中正确的是( )
A.基因重组一般不会改变基因的结构,但可能会改变DNA的分子结构
B.染色体变异中的倒位一般会改变染色体上基因内部的碱基序列
C.由基因突变引发的人类遗传病都不能直接通过光学显微镜进行观测
D.基因重组是生物界中可遗传变异的根本来源
答案 A
解析 基因重组有两种情况:a.非同源染色体上的非等位基因自由组合重组,b.同源染色体上的非等位基因由于非姐妹染色单体交叉互换重组,这两种重组一般不会改变基因内部的结构,不会产生新基因,但“交叉互换重组”可能会改变DNA的分子结构,A正确;染色体变异中的倒位一般会改变染色体上基因的排列顺序,但不会改变基因内部的碱基序列,B错误;由于基因突变属于DNA分子水平的碱基序列改变,一般不能直接通过光学显微镜观测,但镰刀型细胞贫血症可通过显微镜检测,C错误;基因突变是生物界中可遗传变异根本来源,D错误。
7.我国科学家以某种红鲤(2N=100)为母本、草鱼(2N=48)为父本进行杂交,杂种子一代染色体自动加倍发育为异源四倍体鱼。杂种子一代与草鱼进行正反交,子代均为三倍体。据此分析细胞内的染色体数目及组成,下列说法不正确的是( )
A.某种红鲤的初级卵母细胞可有200条染色单体
B.杂种子一代产生的卵细胞、精子均含有74条染色体
C.三倍体鱼的三个染色体组两个来自草鱼、一个来自鲤鱼
D.三倍体鱼产生的精子或卵细胞均含有49条染色体
答案 D
解析 某种红鲤的染色体数目为100,因此初级卵母细胞可有200条染色单体,A正确;异源四倍体的染色体数为148,因此产生的卵细胞、精子均含有74条染色体,B正确;异源四倍体鱼的染色体组可以表示为AABB,草鱼的染色体组可以表示为BB,因此杂交产生的三倍体鱼(ABB)的三个染色体组两个来自草鱼,一个来自红鲤,C正确;三倍体鱼由于联会紊乱,不能产生正常的精子和卵细胞,D错误。
8.下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述,正确的是( )
A.单倍体生物体的体细胞中都没有同源染色体
B.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后,芽尖的细胞中都含有4个染色体组
答案 C
解析 例如同源四倍体的单倍体的体细胞中就含有同源染色体,A错误;21三体综合征患者的体细胞中有2个染色体组,只是第21号染色体含有3条,B错误;在减数第一次分裂四分体时期,常常发生同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换,人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因,C正确;用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后,芽尖的大部分细胞含有4个染色体组,D错误。
9.某二倍体植株甲(不耐寒,基因型为Aa)经低温诱导处理后得到植株乙(耐寒),植株甲与植株乙杂交得到植株丙(不可育)。下列相关叙述正确的是( )
A.低温诱导植株甲产生了耐寒性基因
B.植株乙和植株丙属于两个新的物种
C.植株乙细胞中的全部遗传物质是植株甲的二倍
D.植株乙属于杂合子,植株丙细胞中含三个染色体组
答案 D
解析 低温诱导植株甲发生了染色体数目变异,但没有产生新的耐寒性基因,A错误;由于植株甲与植株乙杂交得到的后代植株丙为三倍体不可育,所以植株丙不属于新的物种,B错误;植株乙细胞中的染色体数目是植株甲的二倍,但细胞质中的DNA不是植株甲的二倍,C错误;植株甲为Aa,植株乙为AAaa,仍属于杂合子,植株甲与植株乙杂交得到的植株丙的细胞中含三个染色体组,D正确。
10.西瓜是夏季的重要水果,病毒病是影响其品质和产量的重要原因之一。下图是某科研小组以二倍体西瓜(aa)为实验材料培育抗病毒无子新品种的过程,以下分析正确的是( )
A.②⑥过程均发生了基因重组
B.③⑦过程必须使用秋水仙素才能实现四倍体的培育
C.基因型为AAAA和AAAB的植株杂交,产生的子代有2种基因型
D.基因型为AAaa的植株可产生比例为1∶4∶1的3种配子
答案 D
解析 ②为自交,由于只涉及一对等位基因,所以没有发生基因重组,A错误;③⑦过程可以使用秋水仙素,也可以采用低温处理的方法获得四倍体,B错误;基因型为AAAA和AAAB的植株杂交,虽然其中AAAA产生AA一种配子,而AAAB是三倍体不能产生配子,因此两植株不能杂交,C错误;基因型为AAaa的植株可产生AA、Aa、aa三种配子,比例为1∶4∶1,D正确。
11.下列关于遗传病与人类健康的叙述,错误的是( )
A.原发性高血压、青少年型糖尿病等多基因遗传病易受环境因素的影响
B.调查红绿色盲、白化病等单基因遗传病的发病率是在多个患者家系中调查
C.遗传咨询和产前诊断是预防遗传病的有效措施
D.遗传病患者体内不一定存在致病基因
答案 B
解析 原发性高血压、青少年型糖尿病属于多基因遗传病,易受环境因素的影响,在群体中发病率较高,A正确;调查红绿色盲、白化病等单基因遗传病的发病率是在人群中随机调查,调查遗传方式是在多个患者家系中调查,B错误;进行遗传咨询和产前诊断在一定程度上能够预防遗传病的发生,C正确;染色体异常遗传病患者体内不存在致病基因,D正确。
12.科罗拉多大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群,经过长期演化已经形成两个物种,演化过程如图,相关叙述错误的是( )
A.b表示基因频率的定向改变
B.物种1和物种2的基因库不同
C.①~⑥的存在说明变异是不定向的
D.自然界中物种的形成只能通过a到达c
答案 D
解析 b表示在自然选择作用下基因频率发生定向改变,A正确;物种1和物种2所处的环境条件有很大差异,经长期自然选择,它们的基因库不同,B正确;据图可知①~⑥的存在说明变异是不定向的,C正确;自然界中有的物种的形成是通过a到达c,即长期地理隔离导致生殖隔离产生新物种,有的物种形成不经过地理隔离,例如很多生活在帕米尔高原的植物遇到低温,导致染色体加倍产生新物种,D错误。
二、非选择题
13.细胞中核基因的表达过程严格并且准确,若偶尔出现差错,也会有一定的补救措施,如图1;图2表示基因控制合成多肽的过程,其中a~d表示4种基因突变。a为丢失T/A,b为由T/A变为C/G,c为由T/A变为G/C,d为由G/C变为A/T(假设4种突变都单独发生)。请回答下列问题。
可能用到的密码子:天冬氨酸(GAC、GAU),甘氨酸(GGU、GGG),甲硫氨酸(AUG),色氨酸(UGG),终止密码(UAG)。
(1)图1中所示的①过程所需要的酶是____________;异常mRNA的出现是________________出现异常造成的。
(2)若图1中细胞检测失误,导致异常mRNA翻译成了蛋白质,表达出的异常蛋白质使生物体性状改变了,这种变异________(填“可遗传”或“不可遗传”),理由是__________________________________________。
(3)若图2中按照a方式突变,则合成多肽链时所用的tRNA(用其反密码子表示)依次是________________;图2所示突变中,________(填小写字母)突变对生物体产生的影响最小,原因是____________________________________________,其意义是____________________________________________。d方式突变造成的影响是______________________________________________________________。
答案 (1)RNA聚合酶 对RNA前体剪切
(2)不可遗传 遗传物质(或基因序列)没有发生改变
(3)CUG—AUA—CCA—UAC b 突变前的密码子GAU与突变后的密码子GAC编码的都是天冬氨酸,蛋白质结构和功能不变 有利于维持生物遗传性状的相对稳定 提前出现终止密码(UAG),蛋白质合成提前终止
解析 (1)图1中所示的①为转录,所以①过程所需要的酶是RNA聚合酶。异常mRNA的出现是因为对RNA前体剪切出现异常造成的。
(3)据题意可以知道,a为丢失T/A,mRNA上丢失相应碱基U,tRNA与mRNA上的碱基互补配对,则合成多肽链时所用的tRNA(用其反密码子表示)依次是CUG—AUA—CCA—UAC。由密码子的简并性可知,b突变后的密码子仍与天冬氨酸相对应,其意义是有利于维持生物遗传性状的相对稳定。d方式突变造成的影响是提前出现终止密码(UAG),蛋白质合成提前终止。
14.单基因遗传病研究过程中,常用“DNA探针”(人工合成的带有放射性或荧光物质标记的单链DNA片段)从人的基因组中检测出致病基因,从而进行相应研究。请回答下列问题。
(1)单基因遗传病是指受____________控制的遗传病。
(2)“DNA探针”的制备方法之一是先分析致病基因编码的蛋白质的氨基酸序列,利用其mRNA________合成DNA,进而制成探针。经该方法制备得到的探针碱基序列是否一定相同?________,理由是
______________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)利用上述方法,科研人员测出了半乳糖血症基因(A/a)和血友病基因(H/h),血友病基因位于X染色体上。下图调查结果如为该地区某家系遗传图谱,请回答下列问题:
①半乳糖血症遗传方式为__________________,为保证发病率数据的准确,调查时应该做到______________________________________________。
②图中能够确定基因型的有______________________人,分别是__________________________________________________(写出编号和基因型)。
答案 (1)一对等位基因
(2)逆转录 否 密码子具有简并性,一种氨基酸可由多种密码子决定,因此mRNA序列可能有多种,探针序列可能有多种
(3)常染色体隐性遗传 在人群中随机调查,且调查的人群足够大 4 (Ⅱ代)3号:AaXHY、(Ⅱ代)4号:AaXHXh、(Ⅱ代)5号:AaXHXh、(Ⅱ代)6号:AaXHY
解析 (3)①图Ⅱ-3和Ⅱ-4均正常,他们的女儿Ⅲ-8患半乳糖血症,故半乳糖血症遗传方式为常染色体隐性遗传;调查某遗传病的发病率时,应该在人群中随机调查,且调查的人群要足够大,以保证发病率数据的准确。②若只考虑半乳糖血症,患者Ⅲ-8和Ⅲ-9一定是隐性纯合子;根据Ⅲ-8和Ⅲ-9患病,可推知她们的父母Ⅱ-3和Ⅱ-4、Ⅱ-5和Ⅱ-6一定都是携带者(杂合子);因此,能够确定基因型的有Ⅲ-8和Ⅲ-9、Ⅱ-3和Ⅱ-4、Ⅱ-5和Ⅱ-6共6人。若只考虑血友病,Ⅱ-5和Ⅱ-6均正常,他们的儿子Ⅲ-10患病,说明该病属于隐性遗传病;由题意可知,血友病基因位于X染色体上,故血友病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传;则图中Ⅰ-2和Ⅲ-10为男性患者,其基因型可以确定;Ⅱ-3、Ⅱ-6和Ⅲ-7为正常男性,其基因型也可以确定;患者Ⅲ-10的母亲Ⅱ-5一定是携带者;患者Ⅰ-2的女儿Ⅱ-4一定是携带者;因此,能够确定基因型的有Ⅰ-2、Ⅲ-10、Ⅱ-3、Ⅱ-4、Ⅱ-6、Ⅲ-7、Ⅱ-5共7人。两病综合分析可知,图中能够确定基因型的有Ⅱ-3和Ⅱ-4、Ⅱ-5和Ⅱ-6共4人。
[能力提升]
一、选择题(每道题只有一个选项符合题目要求)
1.RB基因与某种恶性肿瘤的发病有关。RB基因编码的蛋白质称为RB蛋白,能抑制细胞增殖。正常人体细胞中含有一对RB基因,当两个RB基因同时突变产生突变蛋白时,会发生视网膜母细胞瘤。下列叙述正确的是( )
A.上述RB基因发生突变属于显性突变
B.突变蛋白可以延长细胞周期
C.突变蛋白的产生体现了细胞分化的实质
D.RB基因可能为抑癌基因,能抑制细胞癌变
答案 D
解析 “当两个RB基因同时突变产生突变蛋白时,会发生视网膜母细胞瘤”,这说明RB基因发生的突变属于隐性突变,A错误;基因突变产生突变蛋白时,会发生视网膜母细胞瘤,视网膜母细胞瘤连续分裂,细胞周期缩短,B错误;突变蛋白的产生是基因突变的结果,不能体现细胞分化的实质,C错误;“RB基因编码的蛋白质称为RB蛋白,能抑制细胞增殖”,这说明RB基因可能为抑癌基因,能抑制细胞癌变,D正确。
2.下列各项有关遗传变异的描述,正确的是( )
A.原基因中插入一段外来DNA序列,将导致染色体结构变异
B.如果没有发生交叉互换,等位基因的分离只发生在减数第一次分裂
C.某个体遗传物质的遗传信息在该个体中均被表达
D.一个精原细胞产生的精子中遗传物质可能互不相同
答案 D
解析 原基因中插入一段外来DNA序列属于基因突变,A错误;由于基因突变会使姐妹染色单体上可能存在等位基因,这种情况下的等位基因分离也发生在减数第二次分裂,B错误;生物在个体生长发育过程中,基因选择性表达,且杂合体中的隐性基因一般不表达,即并不是生物体中所有基因均被表达,C错误;减数分裂过程中,若同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换,则一个精原细胞产生的精子中遗传物质可能互不相同,D正确。
3.猴面包树根系发达、树干粗壮高大,木质松如海绵。旱季时树叶完全脱落,雨季大量吸水,迅速长叶开花结果,花在夜间开放,吸引果蝠等动物传粉。猴面包树的果实是猴子等动物喜爱的食物,树干中的水分也可以被动物取用,使其获得“热带草原生命之树”的美誉。由此无法推断出( )
A.热带草原的季节性变化引起猴面包树产生有利变异
B.落叶使猴面包树的水分散失减少,有利于其度过旱季
C.猴面包树的夜间开花是与果蝠等传粉动物共同进化的结果
D.猴子等动物的取食行为可以帮助猴面包树传播种子
答案 A
解析 猴面包树本来就存在不同的变异,热带草原的季节性变化对猴面包树的变异起着选择作用,A错误;落叶使猴面包树的蒸腾作用降低,水分散失减少,有利于其度过旱季,B正确;猴面包树的夜间开花是与果蝠等传粉动物共同进化的结果,C正确;猴子等消费者的取食行为可以帮助猴面包树传播种子,D正确。
4.乳草产生的毒素“强心甾”能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能,然而帝王蝶幼虫不仅以乳草为食,还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因,发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”,119位氨基酸改变无表型效应,但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息可做出的判断是( )
A.强心甾与钠钾泵结合后诱发钠钾泵基因突变
B.帝王蝶在进化历程中119、122位氨基酸的改变是同时发生的
C.帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率不断升高是乳草选择作用的结果
D.通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了两个实验组
答案 C
解析 强心甾与钠钾泵结合后仅破坏动物细胞钠钾泵的功能,不能诱发钠钾泵基因突变,A错误;根据题目信息无法得知帝王蝶在进化历程中119、122位氨基酸的改变是否同时发生的,B错误;帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率不断升高是乳草选择作用的结果,C正确;通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时需要设置3个实验组:只改变122位氨基酸的组,只改变119位氨基酸的组,同时改变119位和122位氨基酸的组,D错误。
5.大豆植株的体细胞中含有40条染色体,用放射性60Co处理大豆种子后播种,筛选出一株抗花叶病的植株X,取其花粉经离体培养得到若干植株统称Y,其中抗病植株占50%,下列叙述正确的是( )
A.植株Y的体细胞中染色体数最多有40条
B.获得植株Y的过程称为单倍体育种
C.植株X自交,其下一代抗病植株所占比例小于植株Y
D.放射性60Co可以诱发定向的基因突变
答案 A
解析 花粉是经减数分裂得到的,花粉细胞中的染色体数目是体细胞的一半,单倍体Y的细胞在有丝分裂后期,由于着丝点的分裂,染色体数目加倍,所以此时细胞内共含有40条染色体,A正确;获得植株Y的过程称为花药离体培养,得到单倍体植株,单倍体育种除花药离体培养之外,还应有秋水仙素处理环节,B错误;根据题意可知植株X是杂合体且抗病,因此自交产生的后代中抗病的个体所占比例是75%,大于植株Y的50%,C错误;生物的变异是不定向的,D错误。
6.一个基因型为AaBb的精原细胞减数分裂产生的4个精子出现了以下情况,下列对相应情况的分析,正确的是( )
精子的种类及比例
对相应情况的分析
①
AB∶ab=2∶2
两对等位基因一定位于同一对同源染色体上
②
AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1
一定发生等位基因分离,非等位基因自由组合
③
AaB∶b=2∶2
一定发生了染色体结构变异
④
AB∶aB∶ab=1∶1∶2
一定有一个A基因突变成了a基因
A.① B.②
C.③ D.④
答案 D
解析 一个基因型为AaBb的精原细胞,产生的4个精子若出现AB∶ab=2∶2,既可能是这两对等位基因位于一对同源染色体上,也可能是这两对等位基因位于两对同源染色体上,A错误;若出现AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,原因是这两对等位基因位于一对同源染色体上,四分体时期同源染色体非姐妹染色单体间发生了交叉互换,不可能出现两对等位基因自由组合,B错误;一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂形成的精子为AaB∶b=2∶2,其原因是减数第一次分裂后期,含有基因A和a的同源染色体没有分离所致,属于染色体数目变异,C错误;有一个A基因突变成了a基因,则一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂形成的精子可能为AB∶aB∶ab=1∶1∶2,D正确。
7.视网膜母细胞瘤基因(R)是一种抑癌基因,杂合子(Rr)仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中,一旦体细胞的杂合性丢失形成纯合子(rr)或半合子(r),就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。下图为视网膜母细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制,下列分析不正确的是( )
A.1是由于含R的染色体丢失而导致半合子(r)的产生
B.2是由于发生了染色体片段的交换而导致纯合子(rr)的产生
C.3是由于缺失了含R的染色体片段而导致半合子(r)的产生
D.4是由于R基因突变成了r而导致纯合子(rr)的产生
答案 B
解析 2是两条相同的染色体(由颜色判断),并非由于发生了染色体片段的交换而导致纯合子(rr)的产生,B错误。
8.一项关于唐氏综合征(21三体)的调查结果如下表,以下叙述错误的是( )
母亲年龄(岁)
20~24
25~29
30~34
≥35
唐氏患儿发生率(×10-4)
1.19
2.03
2.76
9.42
A.抽样调查时应兼顾地区差异等因素,以增大取样的随机性
B.减数第一次分裂后期21号染色体未分离可使子代患唐氏综合征
C.新生儿患唐氏综合征只与母亲年龄有关,与父亲年龄无关
D.应加强35岁以上孕妇的产前诊断以降低唐氏综合征患儿出生率
答案 C
解析 抽样调查时应兼顾地区差异等因素,以增大取样的随机性,A正确;减数第一次分裂后期21号染色体未分离,产生了含有2条21号染色体的配子,可使子代患唐氏综合征,B正确;新生儿患唐氏综合征除了与母亲年龄有关,与父亲年龄也有关,也可能是父亲产生了含有2条21号染色体的精子与正常染色体的卵细胞结合所致,C错误;应加强35岁以上孕妇的产前诊断以降低唐氏综合征患儿出生率,D正确。
9.狮子鱼多栖息于温带靠海岸的岩礁或珊瑚礁内,但在马里亚纳海沟7000米以下具有高压、终年无光等特殊极端条件的深海环境生存着一个通体透明的新物种——超深渊狮子鱼。研究发现,该超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因大量丢失。下列说法正确的是( )
A.深海高压、终年无光等特殊极端条件诱导超深渊狮子鱼发生了定向突变
B.特殊极端的环境条件直接对超深渊狮子鱼个体的基因进行了选择
C.狮子鱼与超深渊狮子鱼之间存在地理隔离,但不存在生殖隔离
D.超深渊狮子鱼种群与温带靠海岸狮子鱼种群的基因库不同
答案 D
解析 深海高压、终年无光等特殊极端条件对超深渊狮子鱼是选择因素,并非诱变因素,而且突变是不定向的,A错误;特殊极端的环境条件直接对超深渊狮子鱼个体的表现型进行选择,B错误;狮子鱼与超深渊狮子鱼是两个不同的物种,存在生殖隔离,C错误;因自然选择,超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因发生了大量丢失,使得超深渊狮子鱼种群与温带靠海岸狮子鱼种群的基因库不同,D正确。
10.下列四组图是关于生物进化方面的证据。下列相关叙述中,正确的是( )
A.图①四种地雀喙的差异源于不同环境食物的刺激所致的不同变异
B.图②昆虫的两类翅形的形成是对环境的主动适应
C.图③是两种体色的桦尺蛾,它们的性状分化证实了物种形成的机制
D.图④为高等动物的同源器官,可以帮助追溯它们的共同起源
答案 D
解析 图①四种地雀喙的差异源于不同环境食物的选择不同所致,A错误;图②昆虫的两类翅形的形成是环境条件自然选择的结果,不是主动适应,B错误;图③是两种体色的桦尺蛾,它们的性状分化是自然选择的结果,但它们并未出现生殖隔离,无法证实物种形成的机制,C错误;图④为高等动物的同源器官,可以帮助追溯它们的共同起源,D正确。
二、非选择题
11.卡那霉素能引起野生型苎麻植株(2N)黄化,育种专家向野生型苎麻的核基因组中随机插入已知序列的sDNA片段(含卡那霉素抗性基因),通过筛选得到突变体Y,sDNA片段的插入使基因A的功能丧失,从突变体的表现型可以推测野生型基因A的功能。
(1)野生型苎麻的核基因组插入已知序列的sDNA片段引起的变异类型属于________(填“基因突变”或“染色体变异”)。
(2)将突变体自交所结的种子用75%酒精消毒处理30 s后,接种在含有________的培养基中,实验设置3个重复组,在适宜条件下光照培养。一段时间后若培养基上有绿色幼苗,则可确定苎麻植株的DNA中含有________________,实验设置3个重复的目的是________________。
(3)统计培养基中突变体Y自交产生大量后代,绿色幼苗和黄色幼苗性状分离比例接近于1∶1,突变型(A+)对野生型(A)________(填“显性”或“隐性”),自交结果________(填“符合”或“不符合”)孟德尔自交实验的比例。
(4)育种专家进一步设计杂交实验以检测突变体Y(突变基因为A+)产生的________________,实验内容及结果如表:
杂交亲本
实验结果
突变体Y(♀)×野生型(♂)
绿色∶黄色=1∶1
突变体Y(♂)×野生型(♀)
黄色
由实验结果可知,X片段插入引起的变异会导致________致死,进而推测基因A的功能与_______________有关。
答案 (1)基因突变
(2)卡那霉素 sDNA片段或卡那霉素抗性基因 排除实验偶然性
(3)显性 不符合
(4)配子类型及比例 雄配子 雄配子正常发育(其他合理答案也可以)
解析 (1)基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换。因此,野生型苎麻的核基因组插入已知序列的sDNA片段引起的变异类型属于基因突变。
(2)已知序列的sDNA片段含卡那霉素抗性基因,因此将突变体自交所结的种子用75%酒精消毒处理30 s后,接种在含有卡那霉素的培养基中,若培养基上有绿色幼苗,说明其能抗卡那霉素,即可确定苎麻植株的DNA中含有sDNA片段;探究实验需要遵循平行重复原则,这样可以排除实验的偶然性,使实验结果更加准确。
(3)sDNA片段的插入使基因A的功能丧失,统计培养基中突变体Y自交产生大量后代,绿色幼苗和黄色幼苗性状分离比例接近于1∶1,说明突变型(A+)对野生型(A)是显性;在孟德尔杂合子自交实验中,后代表现型比例为显性∶隐性=3∶1,而统计结果为绿色∶黄色接近1∶1,可见这一结果不符合孟德尔自交实验的比例。
(4)测交实验可以验证F1产生的配子种类及比例。由实验结果可知,当母本为突变体时,后代比例符合测交的结果;当父本为突变体时其后代都是黄色,说明突变体可能导致花粉致死。又已知sDNA片段的插入使基因A的功能丧失,由此可以推测A基因可能与花粉的正常发育有关。
12.进行性肌营养不良是一种单基因遗传病,其临床症状主要表现为缓慢进行的肌肉萎缩、肌无力及不同程度的运动障碍。现有一对表现型正常的夫妻,妻子有一个患该病的弟弟,但其父母均不患该病,且父亲经过基因检测不含该病致病基因;丈夫无该病家族史,婚后生下一个患该病的孩子,请分析并回答下列问题。(不考虑基因突变和交叉互换,相关基因用A、a表示)。
(1)根据题干信息分析,患该病的孩子为________(填“男孩”或“女孩”),其基因型为________。
(2)患该病的孩子除了所患的进行性肌营养不良病,他的细胞中还具有三条性染色体,则他的基因型可能为____________。上述染色体数目异常情况之一是父方产生配子性染色体异常,应该发生在______________________________(填减数分裂时期),这种性染色体数目异常的配子可与母方产生的性染色体数目正常的配子结合。
(3)经过基因检测,发现妻子是红绿色盲(b)基因携带者,若同时考虑进行性肌营养不良和红绿色盲两种遗传病,她的基因型为__________________。
(4)妻子的弟弟夫妇在生育后代时,为了达到优生优育的目的,应进行__________________。
答案 (1)男孩 XaY
(2)XaXaY或XaYY 减数第二次分裂后期
(3)XABXab或XAbXaB
(4)遗传咨询、产前诊断等
解析 (1)先判断该病的遗传方式,父母均正常子代患病,说明该病为隐性遗传病。妻子有一个患该病的弟弟,妻子的父母均正常,且父亲经过基因检测不含该病致病基因,故该病为伴X染色体隐性遗传病。孩子患病,丈夫基因型为XAY,妻子基因型为XAXa,则患病孩子为男孩,基因型为XaY。
(2)该男孩患进行性肌营养不良病,还具有三条性染色体,则其基因型可能为XaXaY、XaYY。若基因型为XaXaY,则可能是因为妻子(其母)减数第二次分裂后期异常,Xa与Xa移向同一极,产生XaXa的卵细胞,与父方产生的精子Y结合;若基因型为XaYY,则最可能是因为丈夫(其父)减数第二次分裂后期异常,Y与Y移向同一极,产生YY的精子,与母方产生的卵细胞Xa结合。
(3)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病,进行性肌营养不良也是伴X染色体隐性遗传病,控制这两种遗传病的基因位于同一对同源染色体上,妻子的基因型为XABXab或XAbXaB。
(4)妻子的弟弟患病,为了能够生下健康的后代,他们夫妇需要进行遗传咨询、产前诊断等。
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