8.生物的变异、育种与进化 一、单项选择题1.(2021湖南常德期末)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表:枯草杆菌核糖体S12蛋白第55~58位的氨基酸序列链霉素与核糖体的结合在含链霉素培养基中的存活率/%野生型…—P—K—K—P—…能0突变型…—P—R—K—P—…不能100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2.(2021湖南卷,15)血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB-100结合形成低密度脂蛋白(LDL),LDL通过与细胞表面受体结合,将胆固醇运输到细胞内,从而降低血浆中胆固醇含量。PCSK9基因可以发生多种类型的突变,当突变使PCSK9蛋白活性增强时,会增加LDL受体在溶酶体中的降解,导致细胞表面LDL受体减少。下列叙述错误的是( )A.引起LDL受体缺失的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高B.PCSK9基因的有些突变可能不影响血浆中LDL的正常水平C.引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高D.编码apoB-100的基因失活会导致血浆中胆固醇含量升高3.如图表示由甲(2n=20)、乙(2n=20)两种植物逐步培养出己植株的过程,其中基因B控制植株的高产,基因D决定植株的抗病性(不考虑基因工程)。下列有关叙述正确的是( )A.丙植株体细胞中含有10对同源染色体,减数分裂时能形成10个四分体B.②过程可用秋水仙素处理幼苗的芽尖,并取根尖分生区细胞制片以检测是否达到目的C.③过程发生了染色体结构变异,④过程可以按照生产需求定向改变相关基因结构D.正常情况下己植株自交产生的F1高产抗病植株中,自交后代不发生性状分离的植株占1/34.野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色,而突变型豌豆由于Y基因转变成y基因相关蛋白功能异常(变化的氨基酸序列如图所示),该蛋白进入叶绿体后调控叶绿素降解的能力降低,最终使突变型豌豆子叶维持“常绿”。据此分析错误的是( )
A.Y基因转变成y基因的过程属于染色体结构变异B.Y基因转变成y基因的过程中有碱基对的增添、替换C.Y基因转变成y基因不一定会引起豌豆表现型的变化D.Y基因转变成y基因后嘌呤数与嘧啶数的比例不变5.(2021湖南四大名校月考)彗星兰的花矩长达30cm,只有底约4cm处才有花蜜。达尔文曾预测肯定存在这样的昆虫,它们生有同样细长的吸管似的口器,可以从花矩中吸到花蜜。大约50年后,研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫——非洲长喙天蛾,它长着25cm长的口器,其在尽量伸长口器去吸花矩底部的花蜜时,身体会挤压到花冠,花粉会沾到身上,因此,在这样的情形下,兰花的花矩越长,它就会沾到更多的花粉,越容易留下更多的后代。下列分析错误的是( )A.根据资料推测消费者对植物的传粉和种子的传播等可能具有重要作用B.非洲长喙天蛾的口器越来越长是自然选择使基因发生定向变异的结果C.花矩高度特化的彗星兰将自身的遗传物质传递给后代的概率更高D.彗星兰与非洲长喙天蛾的某些形态特征彼此相适应,是共同进化的结果二、不定项选择题6.(2021山东泰安期末)科研人员发现某水稻品种发生突变,产生了新基因SW1,其表达产物能使植株内赤霉素含量下降,从而降低植株高度。将该品种与其他品种杂交,获得了后代“IR8水稻”,既高产又抗倒伏。下列说法错误的是( )A.SW1基因通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制了生物的性状B.进行“IR8水稻”的育种时,应用的原理是基因重组C.在育种时,该品种与其他品种杂交,子代全为既高产又抗倒伏的个体D.“IR8水稻”拥有高产的性状,根本原因是体内赤霉素含量较低,影响植株的生长7.(2021湖南娄底期中)昆虫取食或机械性损伤都会引起烟草植株释放大量烟碱,烟碱对昆虫具有广谱性的毒性。科学家发现,以烟草叶片为食的烟草天蛾幼虫在用含有高浓度烟碱的食物饲喂后,仍然能够生存,只是生长速率降低。烟草天蛾幼虫可以利用其从食物中摄取的烟碱抵抗寄生生物(如绒茧蜂幼虫)来保护自己。经X射线诱变后选择烟碱敏感型烟草天蛾幼虫有助于研究烟草天蛾对烟碱适应性的分子机制。下列叙述错误的是( )A.烟草天蛾对烟碱的适应性是长期共同进化的结果B.绒茧蜂发生可遗传变异能使其种群基因频率发生定向改变C.烟碱敏感型烟草天蛾的出现可增加生物多样性D.可以通过X射线定向诱导烟草天蛾发生烟碱敏感型突变三、非选择题8.(2021安徽黄山质检)某X、Y型性别决定的动物(2n=8),其中一个雄性个体的一条2号及一条3号染色体发生了如下图所示的变异,其余染色体正常。假如该个体表现型正常,且能与正常雌性交配产生后代,请回答下列问题。
(1)该个体发生的变异为 。该变异 (填“能”或“不能”)通过光学显微镜观察。 (2)此雄性个体在减数分裂过程中,该异常染色体与其同源染色体中的一条联会并正常分离,另一条随机移向细胞一极。则此个体产生的精子中,染色体组成正常的概率为 。已知2号与3号染色体的单体及三体表现型均不正常,则此雄性与正常雌性交配产生的后代中,表现型正常的比例为 。 (3)假如在该动物群体中,发现了一只性染色体组成为XYY的个体,则此个体产生的原因是其亲本在 (填“精子”或“卵细胞”)的产生过程中 。 9.(2021湖南益阳开学考试)玉米非糯性基因(A)对糯性基因(a)为显性,植株紫色基因(B)对植株绿色基因(b)为显性,这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。现有非糯性紫株、非糯性绿株和糯性紫株三个纯种品系供实验选择。(1)若要验证基因的自由组合定律,应选择的杂交组合是 。 (2)当用X射线照射纯合糯性紫株玉米花粉后,将其授于纯合糯性绿株的个体上,发现在F1734株中有2株为绿色。关于这2株绿色植株产生的原因,有以下两种推测。推测一:少数花粉中紫色基因(B)突变为绿色基因(b),导致F1少数绿苗产生。推测二:6号染色体载有紫色基因(B)区段缺失导致的。已知第6号染色体区段缺失的雌、雄配子可育,而缺失纯合子(两条同源染色体均缺失相同片段)致死。某同学设计了以下杂交实验,以探究X射线照射花粉后产生的变异类型。实验步骤:第一步,选上述绿色植株与 纯种品系杂交,得到F2; 第二步,让F2植株自交,得到F3;第三步,观察并记录F3 。 结果预测及结论:①若F3植株的 ,说明推测一成立; ②若F3植株的 ,说明推测二成立。 10.1万多年前,某地比现在湿润得多,气候也较为寒冷,许多湖泊(A、B、C、D)通过纵横交错的小溪流连接起来,湖中有不少鳉鱼。后来,该地区逐渐干旱,小溪流渐渐消失,形成了若干个独立的湖泊,各湖泊生活的鳉鱼形态差异也变得明显(分别称为a、b、c、d鳉鱼)。如图为某地1万多年以来湖泊地质的变化示意图。(1)1万多年后,D湖中的 称为鳉鱼种群的基因库;现代生物进化理论认为 为生物的进化提供原材料。
(2)现在,有人将四个湖泊中的一些鳉鱼混合养殖,结果发现:A、B两湖的鳉鱼(a和b)能进行交配且产生后代,但其后代高度不育,则a、b鳉鱼之间存在 ,它们属于两个 ;来自C、D两湖的鳉鱼(c和d)交配,能生育具有正常生殖能力的子代,且子代之间存在一定的性状差异,这体现了生物多样性中的 (填“基因多样性”“物种多样性”或“生态系统多样性”)。 (3)在5000年前,A湖泊的浅水滩生活着甲水草(二倍体),如今科学家发现了另一些植株较硕大的乙水草,经基因组分析,甲、乙两水草完全相同;经染色体组分析,甲水草含有18对同源染色体,乙水草的染色体组数是甲水草的2倍。则乙水草产生的原因最可能是 。 (4)如果C湖泊中鳉鱼体色有黑色和浅灰色,其为一对相对性状,黑色对浅灰色为显性,控制相应性状的基因用A、a表示,A的基因频率为50%。环境变化后,鳉鱼种群中基因型为AA、Aa的个体数量在1年后各增加10%,基因型为aa的个体数量减少10%,则1年后A的基因频率为 (保留一位小数),该种群 (填“有”或“没有”)进化成一个新物种。 参考答案8.生物的变异、育种与进化1.A 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由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,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(第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碱基对的替换导致的,C项错误;枯草杆菌对链霉素的抗性突变不是链霉素诱发的,链霉素只能作为环境因素起选择作用,D项错误。2.C 解析分析题干,血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB-100结合形成低密度脂蛋白(LDL),LDL通过与细胞表面的受体结合,将胆固醇运输到细胞内,从而使血浆中的胆固醇含量降低;LDL受体减少和载脂蛋白apoB-100减少,均会影响胆固醇被细胞利用,导致血浆中的胆固醇含量较高。LDL受体缺失,则LDL不能将胆固醇运进细胞,导致血浆中的胆固醇含量升高,A项正确;由于密码子的简并性,PCSK9基因的某些突变不一定会导致PCSK9蛋白活性发生改变,则不影响血浆中LDL的正常水平,B项正确;引起PCSK9蛋白活性增强的基因突变会导致细胞表面LDL受体减少,使血浆中胆固醇的含量升高,C项错误;编码apoB-100的基因失活,则apoB-100蛋白减少,与血浆中胆固醇结合形成LDL减少,进而被运进细胞的胆固醇减少,使血浆中的胆固醇含量升高,D项正确。3.D 解析甲、乙是两种不同的植物,杂交子代丙的体细胞中虽然含有20条染色体,但这些染色体分别来自两个物种,不是同源染色体,故丙不能联会形成四分体。丙的基因型为bD,高度不育,②过程可用秋水仙素处理幼苗的芽尖,以诱导染色体加倍。但此时根尖细胞未被诱导,染色体数不变,所以不能取根尖分生区细胞制片观察染
色体数来检测是否达到目的。③过程发生了染色体结构变异(易位);④过程中基因b突变为基因B,基因结构发生改变,但是基因突变具有不定向性,故不可以定向改变相关基因结构。正常情况下己植株能产生bD、BD两种配子,己植株自交产生的F1基因型及比例为BBDD∶BbDD∶bbDD=1∶2∶1,F1高产抗病植株中自交后代不发生性状分离的植株占1/3。4.A 解析①②号位点对应碱基序列发生了碱基对的替换,只改变了该位点的氨基酸,不影响其前后的氨基酸序列,③号位点增加了两个氨基酸,故基因中相应位点增加了6个碱基对,虽然基因内部有多个碱基对的改变,但仍属于基因结构的改变,Y基因转变成y基因的过程属于基因突变而非染色体结构变异,A项错误,B项正确;如果显性纯合豌豆YY发生隐性突变,突变为Yy,豌豆的表现型不变,C项正确;豌豆的遗传物质为双链DNA分子,Y基因发生突变前后其嘌呤数与嘧啶数的比例始终是1∶1,D项正确。5.B 解析非洲长喙天蛾可以促进彗星兰的授粉作用,据此推测消费者对植物的传粉和种子的传播等可能具有重要作用,A项正确;非洲长喙天蛾的口器越来越长是长期自然选择的结果,进而适应了环境,但基因突变是不定向的,B项错误;非洲长喙天蛾专一性传粉,只在彗星兰中活动,使得彗星兰更直接地授粉,减少运输过程中的花粉损失,效率反而更高,故其遗传物质传递给后代的概率更高,C项正确;彗星兰的某些形态特征与传粉昆虫的某些形态特征彼此相适应,是共同进化的结果,D项正确。6.CD 解析SW1基因表达产物能使植株内赤霉素含量下降,从而降低植株高度,说明基因通过控制酶的合成,间接控制了生物的性状,A项正确;该品种作为亲本与其他品种进行杂交,获得了后代“IR8水稻”,这属于杂交育种,其原理是基因重组,B项正确;在育种时,该品种与其他品种杂交,后代可能发生性状分离,故子代不全为既高产又抗倒伏的个体,还需进行筛选,C项错误;“IR8水稻”拥有抗倒伏的性状,直接原因是体内赤霉素含量较低影响植株的生长,根本原因是基因突变,D项错误。7.BD 解析烟草天蛾对烟碱的适应性是生物之间相互选择、长期共同进化的结果,A项正确;烟草天蛾幼虫可以利用其从食物中摄取的烟碱抵抗寄生生物(如绒茧蜂幼虫)来保护自己,所以烟碱可以改变绒茧蜂种群的基因频率,自然选择使其朝着一定的方向不断进化,B项错误;生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性,烟碱敏感型烟草天蛾的出现可增加基因多样性,从而增加生物多样性,C项正确;基因突变是不定向的,X射线不能定向诱导烟草天蛾发生烟碱敏感型突变,D项错误。8.答案(1)染色体结构的变异(染色体易位、缺失) 能 (2)1/4 1/2 (3)精子 减数第二次分裂Y染色体的姐妹染色单体分开后移向同一极解析(1)结合分析可知,该个体发生的变异为染色体结构的变异(染色体易位、缺失)。因为染色体变异在光学显微镜下能观察到,据此可推测该变异能通过光学显微镜观察。(2)此雄性个体在减数分裂过程中,该异常染色体(设为2—3)与其同源染色体中的一条联会并正常分离,另一条随机移向细胞一极,因此在减数分裂产生精子的过程中2与2—3配对、3随机,或2随机、3与2—3配对,共2种组合方式,又每种组合能产生4种配子,所以理论上产生的精子类型有2×4=8(种),其中每一种组合方式都能产生1种同时含有2、3号染色体的精子,即两种组合方式产生的染色体正常的配子概率为2/8=1/4。已知2号与3号染色体的单体及三体表现型均不正常,而此雄性产生的染色体数目正常,即含4条染色体的配子(同时含有2号和3号染色体的正常配子+含有一条异常染色体和一条正常2号或3号染色体的异常配子)
比例为1/2,因此该雄性个体与正常雌性交配产生的后代中,表现型正常的比例为1/2。(3)异常个体的性染色体组成为XYY,显然Y染色体只能来自雄性个体,则此个体的产生是异常的精子(YY)和正常的卵细胞导致的,该异常精子产生的原因是雄性减数第二次分裂过程中Y染色体的姐妹染色单体分开后移向同一极形成的。9.答案(1)非糯性绿株和糯性紫株 (2)非糯性紫株(或糯性紫株) 植株颜色及比例 ①紫色∶绿色=3∶1 ②紫色∶绿色=6∶1 解析(1)若验证基因的自由组合定律,则应选择非糯性绿株和糯性紫株两个纯种品系进行杂交,其基因型为AAbb和aaBB。(2)纯合糯性紫株玉米的基因型是aaBB,其产生的精子的基因型是aB;纯合糯性绿株的基因型是aabb,其产生的卵细胞的基因型是ab,杂交后代的基因型是aaBb,都是紫株。如果用X射线照射纯合糯性紫株玉米花粉后,将其授于纯合糯性绿株的个体上,发现在F1734株中有2株为绿色,绿株的出现可能的原因是精子中B基因突变形成b,或者精子中B基因所在的染色体片段缺失。如果是基因突变引起的,该突变绿株的基因型是bb,与紫株纯合品系杂交,F2的基因型是Bb,F2自交得到F3的基因型及其比例是BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,紫株∶绿株=3∶1;如果是染色体片段缺失引起的,则突变绿株的基因型用B-b表示,与紫株纯合品系杂交,F2的基因型是Bb、BB-,比例是1∶1,Bb自交后代的基因型及其比例是BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,BB-自交后代的基因型及其比例是BB∶BB-∶B-B-=1∶2∶1,其中B-B-致死,因此F2自交得到的F3的表现型及其比例是紫株∶绿株=6∶1。10.答案(1)所有鳉鱼所含有的全部基因 突变和基因重组 (2)生殖隔离 物种 基因多样性 (3)低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂过程中纺锤体形成受到抑制,进而导致染色体组成倍增加形成四倍体乙水草 (4)52.4% 没有解析(1)种群中的全部个体所含有的全部基因为其基因库,故D湖中的所有鳉鱼所含有的全部基因称为鳉鱼种群的基因库;现代生物进化理论认为突变和基因重组产生生物进化的原材料,其中突变包括基因突变和染色体变异。(2)虽然A、B两湖的鳉鱼(a和b)能进行交配且产生后代,但其后代高度不育,所以A、B两湖的鳉鱼产生了生殖隔离,它们属于两个物种。来自C、D两湖的鳉鱼(c和d)交配,能生育具有正常生殖能力的子代,说明C、D两湖的鳉鱼还是同一个物种,没有产生生殖隔离,而且子代之间存在一定的性状差异,因此体现的是基因多样性。(3)根据甲、乙两水草的基因组完全相同,乙水草的染色体组数是甲水草的2倍,且乙水草的植株较硕大,说明乙水草是由甲水草经过染色体加倍形成的多倍体,即乙水草是四倍体,形成的原因可能是低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂过程中纺锤体形成受到抑制,进而导致染色体组成倍增加形成四倍体乙水草。(4)根据A的基因频率为50%,可知群体中不同基因型个体所占比例,AA个体占25%,Aa个体占50%,aa个体占25%,假设开始时鳉鱼的种群数量为200(AA为50、Aa为100、aa为50),环境变化后,基因型为AA、Aa的个体数量在1年后各增加10%,基因型为aa的个体数量减少10%,则AA的数量为55,Aa的数量为110,aa的数量为45,所以1年后A的基因频率为(110+55×2)÷(55×2+110×2+45×2)≈52.4%。基因频率改变,只能说明生物发生了进化,由于各个基因型的个体仍然可以进行基因交流,所以该种群没有进化形成新物种。
