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专题强化练(九)生物的可遗传变异与育种时间:45分钟一、选择题1.(2019云南一模)下列过程中未发生基因重组的是()A.表现型正常的双亲生下患苯丙酮尿症的孩子B.将人胰岛素基因导入大肠杆菌,利用大肠杆菌生产人胰岛素C.黑色家鼠和白化家鼠杂交,F1全为黑鼠,F2中黑鼠淡黄鼠白鼠=934D.灰身长翅果蝇和黑身残翅果蝇杂交,F1全为灰身长翅,F1的测交后代出现四种表现型,比例为424288答案A解析表现型正常的双亲生下患苯丙酮尿症的孩子,原因是基因分离,未发生基因重组;将人胰岛素基因导入大肠杆菌需要采用基因工程技术,其原理是基因重组;黑色家鼠和白化家鼠杂交,F1全为黑鼠,F2中黑鼠淡黄鼠白鼠=934,是“9331”的变式,说明该性状是由两对等位基因控制的,且这两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律,因此发生了基因重组;灰身长翅果蝇和黑身残翅果蝇杂交,F1全为灰身长翅,F1的测交后代出现四种表现型,比例为424288,不符合1111,说明这两对基因不遵循基因的自由组合定律,可知这两对基因位于一对同源染色体上,但该过程中发生了交叉互换,因此也发生了基因重组。2.(2019宁夏银川兴庆区二模)镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖狂的地区,此地区具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体(杂合子)并不表现镰刀型细胞贫血症的症状,但对疟疾具有较强的抵抗力。下列关于镰刀型细胞贫血症的说法正确的是()A.镰刀型细胞贫血症基因是突变产生的所以不表达B.推算该遗传病后代再发风险率需要确定其遗传方式C.该病为基因突变所致,只能通过基因诊断来检测D.该致病基因为有害基因,不能为生物进化提供原材料答案B解析杂合子(Aa)能同时合成正常和异常的血红蛋白,但是不表现出症状;推算该遗传病后代再发风险率需要在该病的家系中确定其遗传方式、双亲的基因型及比例等;镰刀型细胞贫血症的红细胞形态变成镰刀型,可以通过观察红细胞形态来判断是否患病;该病是由基因突变导致的,基因突变可为生物进化提供原材料。3.(2019山东德州一模)为探究秋水仙素诱发基因突变及染色体数目加倍的最佳浓度和作用时间,进行了相关实验,下列有关叙述不正确的是()A.秋水仙素的浓度和作用时间属于自变量B.温度属于无关变量,会影响实验结果C.变异细胞类型都可以用光学显微镜观察检验D.正式实验前需进行预实验,以检验实验设计的科学性和可行性答案C解析由于探究秋水仙素诱发基因突变及染色体数目加倍的最佳浓度和作用时间,所以秋水仙素的浓度和作用时间属于自变量;温度等属于无关变量,需要严格控制,否则会影响实验结果;变异细胞类型中染色体数目变化可以用光学显微镜观察检验,基因突变属于分子水平,不能用光学显微镜观察检验;预实验是在正式实验之前,用标准物质或只用少量样品进行实验,以便摸出最佳的实验条件,为正式实验打下基础,所以正式实验前需进行预实验,以检验实验设计的科学性和可行性。4.(2019陕西咸阳一模)酵母菌细胞中一个基因发生突变后,使mRNA中段增加了连续的三个碱基AAG(终止密码子有UGA、UAG、UAA)。据此推测,下列叙述错误的是()A.突变后的基因在复制时参与复制的嘧啶脱氧核苷酸的比例不改变B.突变后的基因编码的多肽链最多只有两个氨基酸与原多肽链不同C.突变后的基因表达时可能会在mRNA增加AAG的位置停止翻译D.突变前后的基因在编码多肽链过程中需要的tRNA种类可能相同答案B解析基因是DNA分子的一个片段,根据碱基互补配对原则,双链DNA中嘧啶碱基和嘌呤碱基的比例各占1/2,因此突变后的基因在复制时参与复制的嘧啶脱氧核苷酸的比例不改变;突变后的基因编码的多肽链,与原多肽链相比,有可能刚好只多出一个氨基酸,也可能该位置的两个氨基酸与原多肽链不同,其余氨基酸都相同,但是还有可能出现插入点以后的氨基酸序列完全发生改变甚至提前终止翻译过程肽链变短等情况;若AAG刚好插入在原mRNA的碱基U后面,使UAA刚好形成一个终止密码子,就可能使突变后的基因翻译时在该位置终止多肽链;突变前后的基因在编码多肽链过程中需要的氨基酸种类可能不变,因此参与搬运氨基酸的tRNA种类可能相同。5.有一玉米植株(二倍体),它的一条9号染色体有缺失,另一条9号染色体正常。该植株9号染色体上决定糊粉层颜色的基因是杂合的,缺失的染色体带有产色素的显性基因A,而正常的染色体带有无色隐性等位基因a。已知含有缺失染色体的花粉不能成活。如果以这样一个杂合玉米植株为父本,在测交后代中,有10%的有色籽粒出现。下列解释合理的是()A.减数分裂时正常染色体上的基因a突变为AB.减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换C.减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合D.染色体组数目整倍增加答案B解析基因突变具有不定向性、低频性,不会有10%的后代籽粒有色;父本形成雄配子时发生同源染色体上非姐妹染单体交叉互换可以形成有活性的含基因A的配子;基因A和a都位于9号染色体上,所以在减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合也不会出现有色籽粒;染色体组数目整倍增加不会出现有色籽粒。6.(2019河北衡水一模)下列关于变异应用的叙述,错误的是()A.单倍体育种目的是得到具有优良性状的单倍体B.人工诱变处理可大幅度改良生物的性状C.通过杂交、筛选,可定向集合亲本的优良基因D.DNA重组技术可克服物种间远缘杂交的不亲和性答案A解析单倍体育种目的是得到不发生性状分离的优良纯合子;自然条件下基因突变的频率是很低的,用紫外线、X射线诱变处理能提高基因突变的频率,大幅度改良生物的性状;杂交育种是指通过杂交、筛选,定向集合亲本的优良基因,可将多个优良性状组合在同一个新品种中;DNA重组技术打破了物种之间的界限,实现种间遗传物质的交换,克服了远缘杂交亲本的不亲和现象。7.(2019江苏徐州一模)某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了图甲、乙、丙、丁4种类型的变异,图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是()A.图示中的生物变异都是染色体变异B.如果图乙为精原细胞,则不能产生正常的配子C.图丁所示的变异类型可以产生新的基因D.图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生答案D解析图示中的生物变异只有甲、乙和丁是染色体变异;若图乙为一精原细胞,其减数分裂过程中,可能产生正常的配子和异常的配子;图丁所示的变异类型属于染色体变异,不能产生新基因,但可产生新基因型;依据以上分析:图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生。8.(2019湖南郴州一模)小麦育种专家李振声育成的“小麦二体异附加系”,能将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到小麦中。普通小麦6n=42,记为42W;长穗偃麦草2n=14,记为14E。如图为普通小麦与长穗偃麦草杂交选育“小麦二体异附加系”示意图。根据流程示意图,下列叙述正确的是()A.普通小麦与长穗偃麦草为同一个物种,杂交产生的F1为四倍体B.过程可用低温抑制染色体着丝点分裂而导致染色体数目加倍C.乙中来自长穗偃麦草的染色体不能联会,产生8种染色体数目的配子D.丁自交产生的子代中,含有两条长穗偃麦草染色体的植株戊占1/2答案C解析普通小麦与长穗偃麦草杂交产生的后代F1不育,存在生殖隔离,不是同一个物种;低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成,不是抑制染色体着丝点分裂;分析题图可知,乙中来自偃麦草的染色体组是一个,因此长穗偃麦草的染色体不能联会,产生的配子的染色体数目是21+07E,共8种染色体数目的配子;丁体细胞中含有一条长穗偃麦草染色体,自交后代中长穗偃麦草染色体的情况是2条1条0条=121,因此含有两条长穗偃麦草染色体的植株戊占1/4。9.如图分别表示不同的变异类型,a、a基因仅有图所示片段的差异。下列相关叙述正确的是()A.图中4种变异中能够遗传的变异是B.中的变异属于染色体结构变异中的缺失C.中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复D.都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换,发生在减数第一次分裂的前期答案C解析据图可知4种变异都是由遗传物质改变引起的,所以都属于可遗传变异;表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换(发生在减数第一次分裂的前期),导致基因重组;表示非同源染色体互换片段,发生的是染色体结构变异;表示基因突变,是由碱基对的增添引起的;图中弯曲的部位表示在其同源染色体上没有配对的片段,可能是发生了染色体结构的缺失或重复。10.水稻是自花传粉植物,野生稻A耐盐能力强,栽培水稻B(纯种)综合性状好(有多种优良性状)但不耐盐,有人设计了如图所示育种方案,最终都选育出了综合性状好且耐盐能力强的水稻新品种。下列说法错误的是()A.两种育种方案依据的变异原理都是基因重组B.方案二较方案一更简便,只要每代种植、收集种子就可以实现目标C.若方案二中F1植株全部耐盐,F2耐盐不耐盐=13,则耐盐性状受两对等位基因控制D.方案二与方案一相比,最突出的优点是使后代更快更多地积累水稻B的多种优良性状答案B解析两种育种方案均属于杂交育种,依据的变异原理都是基因重组,A项正确;水稻是自花传粉植物,让水稻自交更为方便,方案二每一代均需要进行杂交,操作较为复杂,B项错误;若方案二中F1植株全部耐盐,F2耐盐不耐盐=13,为1111的变形,说明耐盐性状受两对等位基因控制,C项正确;方案二与方案一相比,最突出的优点是后代的遗传物质更多地来源于品种B,使后代更快更多地积累水稻B的多种优良性状,D项正确。二、非选择题11.在一个鼠(2N)的种群中,鼠的毛色有野生型黄色(A)、突变型灰色(a1)和突变型黑色(a2)三种表现型,基因A对a1和a2为显性,a1对a2为显性,三种基因的形成关系如图所示。请回答下列问题。(1)由图可以看出DNA分子中碱基对的能导致基因突变。(2)基因a2控制的蛋白质肽链长度明显变短,这是由于基因突变导致,在细胞质中参与该蛋白质合成的核酸种类是。(3)杂合灰色鼠精巢中的一个细胞中含有2个a2基因,原因最可能是,此时该细胞可能含有个染色体组。(4)有些杂合黄色小鼠的皮毛上出现灰色斑点,请从可遗传变异的角度对这一现象做出合理解释:。答案(1)缺失、替换(2)翻译提前终止转运RNA、信使RNA、核糖体RNA(3)DNA发生了复制(染色体复制)1或2或4(4)部分细胞A基因突变成了a1,表现为灰色(或部分细胞带有A基因的染色体片段缺失,使a1基因表现了出来)解析(1)由图可以看出DNA分子中碱基对的缺失、替换能导致基因突变。(2)基因a2控制的蛋白质肽链长度明显变短,这是由于基因突变导致翻译提前终止,在细胞质中参与该蛋白质合成的核酸种类是转运RNA、信使RNA、核糖体RNA。(3)杂合灰色鼠精巢中的一个细胞中含有2个a2基因,原因最可能是DNA发生了复制(染色体复制),如果该细胞为精原细胞在有丝分裂后期,则含有4个染色体组;如果该细胞为精原细胞在有丝分裂有1个染色体组,因此此时该细胞可能含有1或2或4个染色体组。(4)部分细胞A基因突变成了a1,表现为灰色,因此有些杂合黄色小鼠的皮毛上出现灰色斑点。12.(2019北京石景山区一模)转座子是指一段可移动DNA片段,可在同一染色体的不同位点或不同染色体之间发生转移。雄性不育植株不能产生正常功能的花粉,但雌蕊发育正常。研究人员利用已知序列的Mu转座子对雄性不育玉米植株进行了系列研究。(1)转座子插入可导致基因断裂,发生突变,利用雄性不育玉米植株Mo17和具有Mu转座子活性(有相应的转移酶,使转座子能移动)的玉米植株进行了系列杂交实验,最终获得育性恢复突变体(无转移酶,转座子不能移动),用H表示Mu插入的染色体。突变体植株通过产生2种类型的花粉;含h染色体的花粉败育,含H染色体的花粉育性恢复。将该育性恢复突变体植株自交,子代的育性表现为:。进一步观察发现,授粉16天后,果穗上出现了种子致死现象且比例为50%,则致死种子细胞中的染色体组成是。(2)提取育性恢复突变体与的DNA进行比对,仅突变体植株含有的特异片段即为,再将其两端的碱基序列与玉米全基因组比对,最终确定了导致雄性不育的基因rp16。(3)进一步研究发现,rp16基因决定育性的机理如图所示,图中表示,发生的场所是。由此可见,花粉的育性是由控制的。据图推测Mu插入导致育性恢复的原因:。(4)显微观察发现,正常发育的种子可清晰地观察到23层BETL细胞(向籽粒输送营养物质的通道),致死种子BETL细胞数量明显减少。据此推测(1)中的种子致死的原因:。(5)将上述育性恢复突变体与另一育性恢复突变体杂交,发现无种子致死现象,说明两种突变体导致育性恢复的基因是基因。答案(1)减数分裂均可育HH(2)不育株Mo17Mu转座子(3)转录核糖体细胞核基因和细胞质基因Mu插入引起rp16基因突变,不能合成rp16蛋白,从而抑制不育蛋白的合成,使花粉的育性得以恢复(4)可育基因纯合导致BETL细胞层不能正常形成,从而中断营养物质向籽粒运输,种子得不到足够的养分而死亡(5)非等位解析(1)花粉粒含有雄配子,植物产生花粉粒是通过减数分裂过程;恢复育性突变体的基因型是Hh,由于h花粉败育,因此自交后代基因型是HH、Hh,都表现为可育;授粉16天后,果穗上出现了种子致死现象且比例为50%,则致死种子细胞中的染色体组成是HH。(2)育性恢复突变体的染色体组型Hh(H含有转座子),不育株Mo17hh(h不含有转座子),二者的DNA对比,特异性片段为转座子。(3)由题图可知,是以基因为模板形成mRNA,是转录过程,是以mRNA为模板合成蛋白质,是翻译过程,发生在核糖体上;由题图可知,花粉的育性是由细胞核基因和线粒体基因共同决定;Mu插入引起rp16基因突变,不能合成rp16蛋白,从而抑制不育蛋白的合成,使花粉的育性得以恢复。(4)如果与正常种子相比,致死种子BETL细胞数量明显减少,由于BETL细胞是向籽粒输送营养物质的通道,因此可育基因纯合导致BETL细胞层不能正常形成,从而中断营养物质向籽粒运输,种子得不到足够的养分而死亡。(5)育性恢复突变体与另一育性恢复突变体杂交,如果两种突变体是由等位基因控制,则杂交后代可育不育=31,若是无种子致死现象,说明两种突变体导致育性恢复的基因是非等位基因。9
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