小专题8　生物的变异、育种和进化

1.(2015江西赣州摸底)大豆植株的体细胞含40条染色体。用紫外线处理大豆种子后,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单倍体植株,其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是(　D　)

A.用花粉离体培养获得的抗病植株,自交后代无性状分离

B.紫外线诱发的基因突变,可以决定大豆的进化方向

C.植株X连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代降低

D.单倍体植株细胞在分裂过程中最多含有40条染色体

解析:用花粉离体培养获得抗病植株都是单倍体,高度不育,A错误。基因突变具有不定向性,自然选择决定生物进化的方向,B错误。一株抗花叶病的植株X,取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株,其中抗病植株占50%,可判定出这株植株X是杂合子,自交若干代,纯合抗病植株比例逐代提高,C错误。单倍体植株的细胞,在有丝分裂后期,数目最多含有40条染色体,D正确。

2.(2015甘肃一诊)关于生物进化的叙述,错误的是(　C　)

A.生物的种间竞争是一种选择过程

B.地理隔离可阻止种群间的基因交流,种群基因库间的差异导致种群间产生生殖隔离

C.人类种群中,控制一对相对性状的各种基因型频率的改变说明人类在不断进化

D.共同进化的过程也是生物多样性形成的过程

解析:种间竞争可以引起多种生物共同进化,而共同进化的基础是生物间相互自然选择,A正确;地理隔离可阻断种群间的基因交流,引起种群基因库间的差异导致种群间产生生殖隔离,产生新物种,B正确;生物进化的实质是种群基因频率的改变,而基因型频率的改变不一定引起基因频率的改变,C错误;共同进化是指生物与生物之间、生物与环境之间的共同进化,生物多样性的形成是共同进化的结果,D正确。

3.(2015江西赣州摸底)如图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况,图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是(　B　)

A.a中碱基对缺失,属于染色体结构变异

B.c中碱基对若发生变化,生物体性状不一定会发生改变

C.在减数分裂的四分体时期,b、c之间可发生交叉互换

D.基因在染色体上呈线性排列,基因的首端存在起始密码子

解析:a中碱基对缺失,属于基因突变,A错误;c中碱基对发生变化,由于密码子的简并性,生物体性状不一定会发生改变,B正确;在减数分裂中交叉互换一般发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,C错误;基因的首端存在启动子,而起始密码子位于mRNA上,D错误。

4.(2015广西南宁质检) 花生的含油量由一对基因控制,如图为花生的含油量随选择世代的变化情况,据图分析,选择育种对高含油量花生品种的产生所起的作用是(　D　)

A.增加了控制含油量的一对等位基因的频率

B.改变了花生的基因库,导致新物种的产生

C.定向诱导了控制含油量基因的自由组合

D.淘汰部分表现型,使高含油量基因的基因频率增大

解析:控制含油量的一对等位基因的总频率为1,是不变的,A错误;新物种出现的标志为生殖隔离,选育高含油量花生品种,如果与原花生品种不出现生殖隔离,就不是新物种,B错误;变异是不定向的,C错误;选择育种是从每一代的变异个体中选出最好的类型进行繁殖培育,必然淘汰了许多含油量低的类型,进而使高含油量基因的基因频率增大,D正确。

5.(2014广东惠州二模)决定玉米籽粒有色(C)和无色(c)、淀粉质(Wx)和蜡质(wx)的基因位于9号染色体上,结构异常的9号染色体一端有染色体结节,另一端有来自8号染色体的片段。下列有关玉米染色体特殊性的研究,说法正确的是(　B　)

A.异常9号染色体的产生称为基因重组

B.异常的9号染色体可为C和wx的基因重组提供细胞学标记

C.图2中的母本在减数分裂形成配子时,这两对基因所在的染色体不能发生联会

D.图2中的亲本杂交时,F1出现了无色蜡质个体,说明亲代母本在形成配子时,同源染色体的姐妹染色单体间发生了交叉互换

解析:9号染色体一端有来自8号染色体的片段,属于染色体结构变异,A错误;可根据9号染色体一端染色体结节和另一端8号染色体的片段判断9号染色体上的基因,B正确;图2中的母本的2条9号染色体有相同的片段可联会,C错误;F1出现了无色蜡质个体,说明双亲都能产生cwx的配子,说明母本在形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换,D错误。

6.(2015广东深圳二模)实验表明,某些“21三体综合征”患者体内超氧化物歧化酶(简称SOD)的活性为正常人的1.5倍。该事实支持了下列哪一观点(　B　)

A.正常人不含有控制SOD的基因

B.SOD合成基因位于第21号染色体

C.SOD的活性与其基因数量无关

D.控制SOD合成的基因位于线粒体

解析:21三体综合征患者比正常人多了一条21号染色体,其SOD的活性为正常人的1.5倍,说明正常人体内也含有控制SOD的基因,SOD合成基因位于第21号染色体,且SOD的活性与其基因数量有关,基因数量越多,SOD活性越高,A、C、D三项均错误,B项正确。

7.(2015福建泉州联考)假设A、b代表玉米的优良基因,这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种,为培育出优良品种AAbb,可采用的方法如图所示,有关叙述不正确的是(　D　)

A.由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式的优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上

B.与①②③过程的育种方法相比,⑤⑥过程的优势是明显缩短了育种年限

C.图中A　bb的类型经过③过程,子代中AAbb与aabb的数量比是

3∶1 

D.④过程在完成目的基因和运载体的结合时,必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶

解析:④过程在完成目的基因和运载体的结合时,必须用到的工具酶除了限制性核酸内切酶外还需DNA连接酶,D错误。

8.(2015山东烟台一模)编码酶X的基因中某个碱基被替换时,表达产物将变为酶Y。下表显示了与酶X相比,酶Y可能出现的四种状况,对这四种状况出现的原因判断正确的是(　C　)

A.状况①一定是因为氨基酸序列没有变化

B.状况②一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50%

C.状况③可能是因为突变导致了终止密码位置变化

D.状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加

解析:基因突变引起氨基酸种类替换后,蛋白质的功能不一定发生变化,A错误;蛋白质功能取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构,状况②中酶Y与酶X的氨基酸数目相同,所以肽键数不变,B错误;状况③氨基酸数目减少,最可能的原因是突变导致了终止密码位置提前,C正确;基因突变不会导致tRNA种类改变,D错误。

9.(2015广东深圳一模)某科研小组利用植物染色体杂交技术,将携带R(抗倒伏基因)和A(抗虫基因)的豌豆染色质片段直接导入玉米体细胞,两种染色质片段可随机与玉米染色质融合形成杂交细胞,将杂交细胞筛选分化培育成既抗虫又抗倒伏性状的可育植株(F1),过程如图。据图回答。

(1)豌豆基因在玉米细胞中翻译的场所是　　　　　,杂交细胞发生的可遗传变异类型是　　　　　　　。 

(2)杂交细胞在第一次有丝分裂中期时含有　　个A基因(不考虑变异),A基因复制的模板是　　　　　　　,杂交细胞能够培育成F1植株的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)若杂交植物同源染色体正常分离,则杂交植物在　　　(代)首次出现性状分离,其中既抗虫又抗倒伏个体所占比例为　　　　　。 

(4)植物染色体杂交育种的优点是　　　　　　　　　　　　　　。(要求写两点) 

解析:(1)翻译的场所在核糖体上,将豌豆细胞的染色体片段导入玉米细胞,使玉米细胞中染色体多了一段染色体片段,引起的变异是染色体结构变异(易位)。(2)杂交细胞中导入1个基因A,在有丝分裂中期,已完成复制,所以含有2个A基因;DNA复制的模板是DNA的两条单链;由于植物细胞具有全能性,所以能培育成植株。(3)杂交植物自交即可发生性状分离,即F2植株中首先出现,其中既抗虫又抗病的基因型为A　R　,概率为3/4×3/4=9/16。(4)植物染色体杂交育种的优点是克服远缘杂交的障碍;缩短了育种时间;能同时导入多个目的基因;目的

性强。 

答案:(1)核糖体　染色体变异(易位、染色体结构变异)

(2)2　A基因(DNA)的两条单链　植物细胞具有全能性

(3)F2　9/16

(4)克服远缘杂交的障碍;缩短育种时间;可同时导入多个目的基因;目的性强

10.(2014鄂尔多斯一模)控制果蝇眼色的基因仅位于X染色体上,红眼(R)对白眼(r)为显性。研究发现,眼色基因会因染色体片段缺失而丢失(记为X0);若果蝇两条性染色体上都无眼色基因则其无法存活。在一次用纯合红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)的杂交实验中,子代出现了一只白眼雌果蝇。根据上述资料回答下列问题。

(1)基因型为XRXr的雌果蝇,减数第二次分裂后期出现部分基因型为XRXr的次级卵母细胞,最可能原因是　　　　　　　　　　,此时期细胞中含有　　　个染色体组。 

(2)欲用一次杂交实验判断子代白眼雌果蝇出现的原因。请简要写出实验方案的主要思路: 

　。 

实验结果预测和结论:

①若子代果蝇 

　　　　　　,则是环境条件改变导致的不可遗传的变异。 

②若子代果蝇　 , 

则是基因突变导致的。

③若子代果蝇　 , 

则是染色体片段缺失导致的。

解析:(1)基因型为XRXr的个体,减Ⅰ后期XR与Xr应分开,题中已知减Ⅱ后期出现了XRXr的次级卵母细胞,最可能的原因是在减Ⅰ时发生了交叉互换,此时细胞含2个染色体组。(2)XRXR与XrY的个体杂交,后代雌果蝇基因型应为XRXr,表现为红眼,出现了一只白眼雌果蝇,可能是环境条件影响,或基因突变所致(基因型为XrXr),或染色体片段缺失(基因型为XrO)所致。方案一:可用该个体与红眼雄果蝇(XRY)杂交。若为环境影响,XRXr×XRY,后代中雌性全为红眼(XRXR,XRXr),雄性中红眼(XRY)∶白眼(XrY)=1∶1。若为突变所致,XrXr×XRY后代中,雌性全为红眼(XRXr),雄性全为白眼(XrY)。若为缺失,XrO×XRY,后代中,雌性全为红眼(XRXr,XRO),雄性OY不存活,XrY为白眼,雌雄比例为2∶1。

方案二:可用该个体与白眼雄果蝇(XrY)杂交。若为环境影响,XRXr×XrY后代中雌(XRXr,XrXr)雄(XRY,XrY)均有红眼、白眼个体存在。若为突变,XrXr×XrY后代雌雄全为白眼,且雌雄比例为1∶1。若为染色体缺失,XrO×XrY,后代雌雄全为白眼,且雌雄比例为2∶1。

答案:(1)交叉互换　2

(2)方案一:用这只白眼雌果蝇与红眼雄果蝇进行杂交,对后代表现型及雌雄比例进行分析得出结论

①雌性全红眼,雄性红眼∶白眼=1∶1(或雄性既有红眼也有白眼)

②雌性全红眼,雄性全白眼　雌∶雄=1∶1

③雌性全红眼,雄性全白眼　雌∶雄=2∶1

方案二:用这只白眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行杂交,对后代表现型及雌雄比例进行分析得出结论

①雌性红眼:白眼=1∶1　雄性红眼∶白眼=1∶1

②雌雄全白眼　雌∶雄=1∶1

③雌雄全白眼　雌∶雄=2∶1

11.(2015江苏宿迁一模)回答下列有关生物进化与生物多样性的

问题:

随着生命科学技术的不断发展,物种形成、生物多样性发展机制的理论探索也在不断地发展与完善。下图是科学家利用果蝇所做的进化实验,两组实验仅喂养食物不同,其他环境条件一致。

(1)第一期时,甲箱和乙箱中的全部果蝇属于两个　　　　。 

(2)经过八代或更长时间之后,甲箱果蝇体色变浅,乙箱果蝇体色变深。再混养时,果蝇的交配择偶出现严重的同体色选择偏好,以此推断,甲、乙品系果蝇之间的差异可能体现的是　　　　多样性,判断的理由是　 

　。 

(3)经过八代或更长的时间后,两箱中的果蝇体色发生了很大的变化,请用现代综合进化理论解释这一现象出现的原因:两箱分养造成　　　　　　　　　　　　　　　　　,当两箱中果蝇发生变异后,由于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　不同,导致　　　　　　　　　　　　　　　　　　　变化,形成两个群体体色的很大差异。 

(4)下表是甲、乙两箱中果蝇部分等位基因[A—a、T(T1、T2)—t、E—e]的显性基因频率统计的数据:

甲、乙两箱果蝇的基因库变化较大的是　　　　,频率基本稳定的基因是　　　　,第十代时,甲箱中果蝇的该等位基因杂合体出现的频率是　　　　。 

解析:(1)一定地域,同种生物的所有个体构成种群。(2)长期的地理隔离,使种群的基因库出现差异,当使两个种群的基因库的变化很大,达到生殖隔离后,原来同种生物就进化成两个不同的物种,增加了物种的多样性。 (3)两个种群由于箱子的存在,使它们之间存在地理隔离;同时由于两个种群所处的环境不同(喂养的食物不同),使两个种群的基因频率按照不同的方向发生改变,最终形成两个物种。(4)根据表格可知,甲箱中,A和T1基因的变化加大,乙箱中,只有T2基因的基因频率变化大,说明甲箱中的基因库变化大;根据表格的数据可知,两个箱子中E基因的基因频率基本不变;由于E的基因频率为65%,所以e的基因频率为35%,故Ee的基因型频率为2×65%×35%=45.5%。

答案:(1)种群

(2)物种　由于交配的同体色偏好,造成两品系果蝇之间发生生殖隔离现象(或遗传　虽然交配选择上有体色偏好,但可能依然不影响两者交配的行为与后代的可育性)

(3)地理隔离而不能进行基因交流　食物的差异与选择　

基因频率向不同方向积累

(4)甲　E　45.5%

12.(2015安徽合肥联考)芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜,又名石刀板,为XY型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗,雌雄株都有。

(1)仅从染色体分析,雄性芦笋幼苗产生的精子类型将有　　　　种,比例为　　　　　　　。 

(2)有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析,认为可能有两种原因:一是因为基因突变,二可能是染色体加倍成为多倍体。

请设计一个简单的实验鉴定阔叶石刀板出现的原因。

(3)现已证实阔叶为基因突变的结果,为确定是显性突变还是隐性突变,选用多株阔叶雌雄株进行交配,并统计后代表现型。

若　　　　　　　　,则为　 。 

若　　　　　　　　,则为　 。 

(4)已经知道阔叶是显性突变所致,由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株,养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄,为了探求可行性,求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型雌石刀板与阔叶雄株杂交,你能否推断该技术人员做此实验的意图。　 。 

若杂交实验结果出现　　　　　　　　　　　　　　　,养殖户的心愿可以实现。 

解析:(1)由于芦笋为XY型性别决定,雄性植株的性染色体组成为XY,减数分裂产生的精子类型为2种,即X∶Y=1∶1。

(2)染色体变异在显微镜下可观察到,基因突变在显微镜下观察不到。因此,区分染色体变异与基因突变的最简单的方法是取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片,用显微镜观察有丝分裂中期细胞内染色体数目,若观察到阔叶植株的染色体加倍,则说明是染色体组加倍的结果,否则为基因突变。

(3)选用多株阔叶突变型石刀板雌雄株相交,若杂交后代出现了野生型,则阔叶植株的出现为显性突变所致;若杂交后代仅出现突变型,则阔叶植株的出现为隐性突变所致。

(4)选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交。若杂交后代野生型全为雄株,突变型全为雌株,则这对基因位于X染色体上;若杂交后代,野生型和突变型雌、雄均有,则这对基因位于常染色体上。故该技术人员做此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。

答案:(1)2　1∶1　(2)取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片,用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目,若观察到阔叶植株的染色体加倍,则说明是染色体组加倍的结果,否则为基因

突变。

(3)后代出现窄叶　显性突变　后代都为阔叶　隐性突变

(4)通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上　后代雌株都为阔叶,雄株都为窄叶