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專題四 遺傳、變異和進化 4.3 生物的變異、育種與進化測試 (本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！) 一、選擇題 1．(2015黃山一模)下列關于可遺傳變異的敘述，正確的是(　　) A．A基因可自發(fā)突變?yōu)閍1或a2基因，但a1基因不可回復突變?yōu)锳基因 B．有性生殖的生物，非同源染色體上的非等位基因間可以發(fā)生基因重組 C．Ti質粒的TDNA片段整合到土壤農桿菌的DNA上，屬于染色體變異 D．殺蟲劑作為化學因素誘導害蟲產生抗藥性突變，導致害蟲抗藥性增強 解析：　基因突變具有可逆性，存在回復突變的現象；轉基因屬于廣義上的基因重組；害蟲抗藥性的增強不是因為殺蟲劑的誘變作用，而是因為殺蟲劑起到選擇作用，把抗藥性差的個體殺死，而抗藥性強的個體則存活下來。 答案：　B 2．如圖是某細胞中一對同源染色體形態(tài)示意圖(a～f、a＋～f＋代表基因)。下列有關敘述不正確的是(　　) A．該對染色體構成一個四分體，含4個DNA分子 B．該細胞中染色體發(fā)生了結構變異 C．該細胞中染色體的變化導致缺失部分基因 D．該細胞可能產生基因組成為adc＋bef的配子 解析：　本題考查染色體結構變異的有關知識，準確梳理圖解信息是解題的關鍵。如圖表示一對同源染色體聯會，其中每條染色體含有兩條姐妹染色單體。比較這對同源染色體可知基因a～f所在的染色體發(fā)生了部分片段的倒位，這屬于染色體結構變異，而其上的基因并未丟失。聯會時若基因c所在的染色單體片段與基因c＋所在的染色單體片段發(fā)生交叉互換，則可能會產生基因組成為adc＋bef的配子。 答案：　C 3．圖中A、B、C表示3個自然條件有差異的地區(qū)，地區(qū)間的黑線表示存在一定的地理隔離。A地區(qū)的某些個體由于某些機會開始分布到B、C地區(qū)，并逐漸形成兩個新物種，③中的甲、乙、丙分別表示3個種群。下列有關說法正確的是(　　) A．上述過程說明地理隔離是新物種形成的標志 B．甲、乙兩個種群的基因庫存在較大差異，不能進行基因交流 C．乙、丙兩個種群存在地理隔離，但兩種群的基因頻率相同 D．甲、丙兩種群存在生殖隔離，兩個種群基因庫組成完全不同 解析：　生殖隔離是新物種形成的標志；甲、乙兩個種群的個體為不同物種，不同物種間存在生殖隔離，因此兩個種群的基因庫存在較大差異，且不能進行基因交流；乙、丙兩個種群存在地理隔離，兩種群的基因頻率不一定相同；甲、丙兩個種群存在生殖隔離，但兩個種群的部分基因庫組成可能相同。 答案：　B 4．研究人員將抗蟲基因(SCK基因)導入水稻，篩選出SCK基因成功整合到染色體上的抗蟲植株(假定SCK基因都能正常表達)。某些抗蟲植株體細胞含兩個SCK基因，假設這兩個基因在染色體上隨機整合，出現如圖所示三種情況。下列相關說法正確的是(　　) A．甲圖個體自交，F1中抗蟲植株和非抗蟲植株之間的比例為3∶1 B．乙圖個體與正常水稻進行雜交，子代中抗蟲植株和非抗蟲植株之間的比例為1∶1 C．丙圖個體減數分裂產生的配子有1/2含SCK基因 D．丙圖個體自交，F1中抗蟲植株和非抗蟲植株之間的比例為9∶1 解析：　圖甲所示基因型可看作AA，而非轉基因水稻基因型可看作aa，圖乙所示基因型可看作Aa(因兩個SCK基因都在一條染色體上)，圖丙所示基因型可看作AaBb(A、B任一都抗蟲)。則甲圖個體自交，F1中所有的個體都抗蟲，A錯誤；乙圖個體(Aa)與正常水稻(aa)進行雜交，子代中抗蟲植株與非抗蟲植株的比例為1∶1，B正確；丙圖個體減數分裂產生的配子有3/4含SCK基因，C錯誤；丙圖個體自交，F1中抗蟲植株和非抗蟲植株之間的比例為15∶1，D錯誤。 答案：　B 5．下列關于染色體變異的說法，正確的是(　　) A．染色體DNA中某個堿基的丟失引起的變異屬于染色體結構變異 B．21三體綜合征患者21號染色體增加了1條，會對個體性狀產生很大影響 C．染色體以染色體組的形式成倍增加，一定會導致基因種類的增加 D．利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗可人工誘導產生所需的多倍體，說明變異是定向的 解析：　DNA中某個堿基的丟失引起的變異屬于基因突變，不是染色體結構變異，A錯誤；染色體數目變異會導致生物個體的性狀發(fā)生變化，且一般會對個體造成較大影響，B正確；染色體數目成倍增加，一般只會增加基因的數目，不會增加基因的種類，C錯誤；利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗屬于多倍體育種，所有的變異都是不定向的，D錯誤。 答案：　B 6．在某一個群體中，AA、Aa、aa三種基因型的個體數量相等，A和a的基因頻率均為50%。當自然選擇對隱性基因或顯性基因不利時，對應的有利基因的基因頻率就會上升，但其上升的幅度不同，如圖所示。下列相關敘述不正確的是(　　) A．甲為自然選擇對顯性基因不利時的曲線 B．自然選擇作用于表現型而不是基因型 C．該種群將因基因頻率的改變而進化為新的物種 D．生物體內有害的顯性基因一般少于隱性基因 解析：　當自然選擇對隱性基因不利時，其僅對隱性純合子起作用，對雜合子不起作用，但當自然選擇對顯性基因不利時，其對顯性純合子和雜合子均起作用，則甲、乙分別為自然選擇對顯性基因不利時和對隱性基因不利時的曲線，A正確；生物對環(huán)境是否適應是一種性狀表現，自然選擇作用于表現型而不是基因型，B正確；生物體內有害的顯性基因一般少于隱性基因，D正確；生物進化的實質是種群基因頻率發(fā)生改變，而新物種形成的標志是生殖隔離，C錯誤。 答案：　C 7．如圖表示某種農作物品種①和②培育出⑥的幾種方法，下列有關說法正確的是(　　) A．經過Ⅲ培育形成④的原理是基因重組 B．過程Ⅵ常用一定濃度的秋水仙素處理④的幼苗，并需要植物組織培養(yǎng) C．由品種①直接形成⑤的過程須經過基因突變 D．由品種①和②培育能穩(wěn)定遺傳的品種⑥的最快途徑是Ⅰ→V 解析：　經過Ⅲ培育形成④的過程是單倍體育種，原理是染色體變異；過程Ⅵ常用一定濃度的秋水仙素處理④的幼苗，處理的幼苗在自然狀態(tài)下就可以長成純合植株，不需要進行植物組織培養(yǎng)；培育成能穩(wěn)定遺傳的品種⑥通過常規(guī)的雜交育種需要很多年，通過單倍體育種只需兩年，大大縮短了育種年限。 答案：　C 8．(2015山東日照一模)紫羅蘭單瓣花(A)對重單瓣花(a)顯性。圖示一變異品系，A基因所在的染色體缺失了一片段(如圖所示)，該變異不影響A基因功能。發(fā)生變異的個體中，含缺失染色體的雄配子不育，但含缺失染色體的雌配子可育?，F將該個體自交，子代單瓣花與重單瓣花分離比為(　　) A．1∶1　　　　　　　　　　 B．1∶0 C．2∶1 D．3∶1 解析：　根據分析可知，雌雄配子以及后代的基因型： 雌配子A 雌配子a 雄配子a Aa(單瓣花) aa(重單瓣花) 所以該個體自交，子代單瓣花與重單瓣花分離比為1∶1。 答案：　A 9．圖甲表示某動物精原細胞中一對同源染色體，圖乙表示該精原細胞形成的精細胞中的一條染色體，若只考慮圖中字母所表示的基因，下列相關敘述中正確的是(　　) A．該動物的基因型為AaDdEe，能產生8種比例相同的精子 B．圖乙所示的精細胞形成的最可能原因是在減數分裂間期發(fā)生了基因突變 C．與乙同時產生的另外三個精細胞的基因型最可能為AdE、aDe、aDe D．該精原細胞經減數分裂最可能共產生了四種不同基因型的精細胞 解析：　該動物的基因型為AaDdEe，但由于這些基因在一對同源染色體上，不符合自由組合定律，但考慮到交叉互換，能產生8種不同類型的精子，但比例卻不相同，A錯誤。圖乙所示的精細胞形成的最可能原因是在減數分裂前期同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生了交叉互換，B錯誤。如果發(fā)生交叉互換，則與乙同時產生的另外三個精細胞的基因型為ADE、ade、aDe，C錯誤、D正確。 答案：　D 10．將純種的某二倍體植物品種甲(AA)與近緣純種乙(EE)雜交后，經多代選育出如右圖所示的新品種丙(圖中的同源染色體，黑色部分是來自品種乙的染色體片段，品種甲沒有此片段)。下列相關敘述錯誤的是(　　) A．該育種過程中發(fā)生過染色體結構上的變異 B．該育種過程中發(fā)生過DNA上堿基對的替換、增添或缺失 C．該育種過程中可能發(fā)生了交叉互換 D．丙品種自交后代中有1/2個體能穩(wěn)定遺傳 解析：　根據題意和題圖可知，在雜交育種過程中一定發(fā)生了染色體結構變異。根據圖中染色體上基因的種類(A、a)可知，DNA分子上發(fā)生過基因突變。根據親本的基因組成判斷，該育種過程中不可能發(fā)生交叉互換。丙品種自交，后代的基因型及比例為AAEE∶AaEE∶aaEE＝1∶2∶1，其中AAEE和aaEE能穩(wěn)定遺傳，占1/2。 答案：　C 11．將基因型為AAbbcc、aaBBcc植株雜交得到幼苗，將幼苗分別作如圖所示處理，下列敘述不正確的是(　　) A．獲得具有新的理想性狀的①植株需要經過多次選育 B．②植株中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數的1/4 C．③植株能夠提供9種類型的雄配子 D．④到⑤過程中，基因A、a所在的染色體會移向細胞同一極 解析：　獲得①植株的過程屬于誘變育種，由于基因突變具有不定向性，所以獲得具有新的理想性狀的①植株需要經過多次選育，A正確。幼苗的基因型為AaBbcc，自交后代中，能穩(wěn)定遺傳的個體占總數的1/4，B正確。③植株的基因型為AAaaBBbbcccc，AAaa能產生AA、Aa、aa三種配子，BBbb能產生BB、Bb、bb三種配子，cccc能產生cc一種配子，故③植株能產生331＝9種配子，C正確。④植株通過秋水仙素處理后得到的⑤全部為純合子，故不會出現A、a所在染色體移向細胞同一極這種情況，D錯誤。 答案：　D 二、非選擇題 12．(2015河南鄭州一模)科學家發(fā)現多數抗旱性農作物能通過細胞代謝，產生一種代謝產物，調節(jié)根部細胞液的滲透壓，此代謝產物在葉肉細胞和莖部細胞中卻很難找到。 (1)該代謝產物能夠使細胞液的滲透壓________(填“增大”或“減小”)。 (2)這種代謝產物在莖部和葉肉細胞中很難找到，而在根部細胞中卻能產生的根本原因是________________________________________________________________________。 (3)現有一抗旱植物，其體細胞內有一個抗旱基因R，其等位基因為r(旱敏基因)。R、r的部分核苷酸序列為r：ATAAGCATGACATTA；R：ATAAGCAAGACATTA?？购祷蛲蛔?yōu)楹得艋虻母驹蚴莀_____________________。研究得知與抗旱有關的代謝產物主要是糖類，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過________________________________________________________________________ 實現的。 (4)已知抗旱性和多顆粒屬顯性，各由一對等位基因控制，且分別位于兩對同源染色體上。純合的旱敏多顆粒植株與純合的抗旱少顆粒植株雜交，F1自交： ①F2抗旱多顆粒植株中雙雜合子占的比例是________。 ②若拔掉F2中所有的旱敏型植株后，剩余植株自交。從理論上講F3中旱敏型植株的比例是________。 ③若某人用一植株和一旱敏型多顆粒的植株做親本進行雜交，發(fā)現后代出現4種類型，性狀的統(tǒng)計結果顯示：抗旱∶旱敏＝1∶1，多顆?！蒙兕w粒＝3∶1。若只讓F1中抗旱多顆粒植株相互授粉，F2的性狀分離比是________。 (5)請設計一個快速育種方案，利用抗旱少顆粒(Rrdd)和旱敏多顆粒(rrDd)兩植物品種做親本，通過一次雜交，使后代個體全部都是抗旱多顆粒雜交種(RrDd)，用文字簡要說明。 答案：　(1)增大　(2)基因選擇性表達　(3)堿基對替換　基因控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程　(4)①4/9 ②1/6?、?4∶8∶3∶1　(5)先用(Rrdd)和(rrDd)通過單倍體育種得到(RRdd)和(rrDD)，然后讓它們雜交得雜交種(RrDd)。 13．果蠅的眼色由兩對基因(A/a和R/r)控制，已知A和R同時存在時果蠅表現為紅眼，其余情況為白眼，且其中R/r僅位于X染色體上。 實驗：一只純合白眼雌果蠅與一只白眼雄果蠅雜交，正常F1全為紅眼(偶見一只雌果蠅為XXY，記為“M”；還有一只白眼雄果蠅，記為“N”)。 (1)由題可知A/a位于常染色體上，且親本白眼雄果蠅基因型為________，其不可能與R/r一樣位于X染色體上的理由是： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ __________________。請用遺傳圖解表示出以上實驗過程(產生正常F1果蠅)。 (2)M果蠅能正常產生配子，其最多能產生X、Y、XY和________四種類型的配子，其對應比例為____________。 (3)N果蠅出現的可能原因是：①是環(huán)境改變引起表現型變化，但基因型未變；②是親本雄果蠅發(fā)生某個基因突變；③是親本雌果蠅發(fā)生某個基因突變；④是親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離而產生XO型果蠅(XO為缺一條性染色體的不育雄性)，請利用現有材料設計簡便的雜交實驗，確定N果蠅的出現是由哪一種原因引起的。 實驗步驟：________________________________________________________________________，然后觀察 子代雌果蠅的性狀及比例。 結果預測：Ⅰ.若____________，則是環(huán)境改變； Ⅱ.若____________，則是親本雄果蠅基因突變； Ⅲ.若____________，則是親本雌果蠅基因突變； Ⅳ.若____________，則是減數分裂時X染色體不分離。 解析：　(1)由題意知，A和R同時存在時果蠅表現為紅眼，則F1全為紅眼時，親代純合白眼雌果蠅與白眼雄果蠅的基因型應分別為：aaXRXR、AAXrY。(2)XXY產生的配子類型為X、XY、Y及XX四種類型，其比例為X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。(3)欲確認N果蠅(白眼雄性)出現的原因，可將N果蠅與F1紅眼雌果蠅雜交，觀察子代雌果蠅的性狀及比例。若由環(huán)境改變引起，則N果蠅基因型為AaXRY，它與AaXRXr雜交子代基因型為3/4A_XRX－、1/4aaXRX－，即紅眼∶白眼＝3∶1；若是親本雄果蠅基因突變，則N果蠅基因型為aaXRY，N與F1紅眼雌果蠅雜交子代雌果蠅表現型應為紅眼∶白眼＝1∶1；若是親本雌果蠅基因突變，則N果蠅基因型為AaXrY，它與F1紅眼雌果蠅雜交子代雌果蠅中3/8紅眼、5/8白眼。若是減數分裂時X染色體不分離，則N果蠅為XO型不育雄性，它與F1紅眼雌果蠅雜交將無子代產生。 答案：　(1)AAXrY　若A/a與R/r都在X上，則純合白眼雌果蠅的雄性子代也只能是白眼 P　　　白眼雌果蠅　　　　白眼雄果蠅 aaXRXR　　　　AAXrY F1　　　AaXRXr　　　　　AaXRY 紅眼雌果蠅　　　　紅眼雄果蠅 比例：　　　　1　　　∶　　　　1 (2)XX　2∶1∶2∶1 (3)將果蠅N與F1紅眼雌果蠅交配 Ⅰ.紅眼∶白眼＝3∶1 Ⅱ.紅眼∶白眼＝1∶1 Ⅲ.紅眼∶白眼＝3∶5 Ⅳ.無子代 14．(2015濰坊一模)正常的水稻體細胞染色體數為2n＝24條?，F有一種三體水稻，細胞中7號染色體的同源染色體有3條，即染色體數為2n＋1＝25條。下圖為該三體水稻細胞及其產生的配子類型和比例示意圖(6、7為染色體標號；A為抗病基因，a為非抗病基因；①～④為四種類型配子)。已知染色體數異常的配子(如①③)中雄配子不能參與受精作用，其他配子均能參與受精作用。請回答： (1)若減數分裂過程沒有發(fā)生基因突變和染色體交叉互換，且產生的配子均有正?；钚?，則配子②和③________(填“可能”或“不可能”)來自一個初級精母細胞，配子④的7號染色體上的基因為________。 (2)某同學取該三體的幼嫩花藥觀察減數分裂過程，欲觀察7號染色體的配對狀況，應選擇處于____________期的細胞，若某次級精母細胞形成配子①，則該次級精母細胞中染色體數為________條。 (3)現用非抗病水稻(aa)和該三體抗病水稻(AAa)雜交，已測得正交實驗的F1水稻抗病∶非抗?。?∶1。 請預測反交實驗的F1中，非抗病水稻所占比例為________，抗病水稻中三體所占比例為________。 (4)香稻的香味由隱性基因(b)控制，普通稻的無香無味由顯性基因(B)控制，等位基因B、b可能位于6號染色體上，也可能位于7號染色體上?，F有正常的香稻和普通稻，7號染色體三體的香稻和普通稻四種純合子種子供選用，請你設計雜交實驗并預測實驗結果，從而定位等位基因B、b在染色體上的位置。 實驗步驟： a．選擇正常的________稻為父本和三體的____________稻為母本雜交得F1。 b．用正常的香稻為母本與F1中三體的普通稻為父本雜交。 c．統(tǒng)計子代中的香稻和普通稻的性狀分離比。 實驗結果： d．若子代中的香稻和普通稻的性狀分離比為________，則等位基因(B、b)位于7號染色體上。 e．若子代中的香稻和普通稻的性狀分離比為________，則等位基因(B、b)位于6號染色體上。 答案：　(1)不可能　A　(2)減數第一次分裂前　13或26　(3)1/6　3/5　(4)a.香　普通D．1∶2　e．1∶1(或a.普通　香 D．2∶1　e．1∶1)