1、专题四遗传变异和进化第讲生物的变异与进化第3讲 生物的变异与进化(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1(2010安徽省合肥二模)5BrU(5溴尿嘧啶)既可以与A配对，又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从TA到GC的替换()。A2次 B3次 C4次 D5次解读基因突变包括碱基(对)的增添、缺失或替换，该题中的5BrU能使碱基错配，属于碱基(对)的替换，但这种作用是作用于复制中新形成的子链的；TA在第一次复制后出现异常的5BrUA，
2、这种异常的碱基对在第二次复制后会出现异常的5BrUC，而5BrUC在第三次复制后会出现GC，过程如右上图。答案B2(2010江苏盐城二次调研)右图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因。下列四种情况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是()。AB CD解读染色体结构变异指的是染色体某一片段的缺失、增添、倒位等；是基因突变或是减数分裂四分体时期发生交叉互换所致。答案C3如图表示人体细胞中某对同源染色体不正常分离的情况。如果一个类型A的卵细胞成功地与一个正常的精子受精，将会得到的遗传病可能是()。A镰刀型细胞贫血症 B苯丙酮尿症C21三体综合征 D白血病解读根据图中信息，人体的一对同源染色体没有分离
3、，进入了同一个配子，这种异常的卵细胞比正常卵细胞(23条染色体)多一条染色体，再与正常精子(23条染色体)结合，子代体细胞中有47条染色体，最可能是21三体综合征。答案C4(2011江苏南通二模)生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”、“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是()。A甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组B甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果C乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D甲、乙两图常出现在减数第一次
4、分裂的前期，染色体数与DNA数之比为12解读分析题图，甲变异属于染色体结构变异中的缺失或增加，乙变异属于染色体结构变异中的易位。甲图中部分基因发生了增添或缺失，导致染色体上基因数目改变；乙图中的右上角的含s基因的黑色部分与左下角的含w基因的白色部分已发生互换，且它们之间的互换发生在非同源染色体之间，所以该变异为易位而不是四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的基因重组；甲、乙两图中每条染色体都含两个单体、两个DNA分子、且同源染色体相互配对。答案D5(2011安徽巢湖一次质检)右图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是()。Aa表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料B
5、b表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志Cc表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化Dd表示地理隔离，新物种形成一定需要地理隔离解读突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供原材料；生物进化的标志是基因频率的定向改变，不是生殖隔离；隔离是物种形成的必要条件，但有些生物没有地理隔离也会形成新的物种，如植物多倍体的形成。答案C6某植物种群中，r基因纯合的个体不能存活。已知该种群的基因型分别为YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr，它们的基因型频率依次为30%、20%、20%、10%、10%、10%。计算Y和y的基因频率依次为()。A55%和45% B45%和55%C2
6、7.5%和22.5% D22.5%和27.5%解读本题最终只考虑Y和y一对等位基因，不考虑R和r这对等位基因。基因频率的计算公式为：(某一基因的总数/等位基因的总数)100%；假设有100个个体，Y基因的总数为YY个数2Yy个数40230110，等位基因的总数为(YYYyyy)总数2200，则Y的基因频率55%，而y的基因频率为155%45%。答案A7(2011北京石景山三月测试)图中和表示某精原细胞中的一段DNA分子，分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体的相同位置上。下列相关叙述中，正确的是()。A和所在的染色体都来自父方B和的形成是由于染色体易位C和上的非等位基因可能会发生重新组合D
7、和形成后，立即被平均分配到两个精细胞中解读图中和表示同源染色体上的2段DNA分子，一条来自父方，一条来自母方；图中和表示交叉互换过程，其上的非等位基因可能会发生重新组合，是基因重组的一种，不是非同源染色体之间的易位；和形成后，发生的是减分裂过程，会被平均分配到两个次级精母细胞中。答案C8(2011山东淄博一模，4)依据基因重组的概念，下列生物技术或生理过程没有发生基因重组的是()。解读基因重组的类型包括有性生殖过程中四分体时期的交叉互换，减数第一次分裂后期的自由组合(图C)，及转基因工程中的DNA重组(图B)。图D人工诱变的原理属于基因突变。图A中新型S菌的出现，是R菌的DNA与S菌的DNA重
8、组的结果，所以也属于基因重组。答案D9(2011济南一模，18)相同条件下，小麦植株哪一部位的细胞最难产生新的基因()。A叶肉 B根分生区 C茎尖 D花药解读新基因是通过基因突变产生的，而基因突变往往发生在DNA分子复制过程中，只有分裂的细胞才进行DNA分子复制，故细胞分裂频率高的组织易产生新基因。不分裂的细胞产生新基因的难度最大。答案A10(2011合肥二次质检，4)急性早幼粒细胞白血病是最凶险的一种白血病，发病机理如图所示，2010年度国家最高科学技术奖获得者王振义院士发明的“诱导分化疗法”联合应用维甲酸和三氧化二砷治疗该病。维甲酸通过修饰PMLRARa，使癌细胞重新分化“改邪归正”；三氧
9、化二砷则可以引起这种癌蛋白的降解，使癌细胞发生部分分化并最终进入凋亡。下列有关分析不正确的是()。A这种白血病是早幼粒细胞发生了染色体变异引起的B这种白血病与早幼粒细胞产生新的遗传物质有关C维甲酸和三氧化二砷均改变了癌细胞的DNA结构D“诱导分化疗法”将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞解读由图示知：非同源染色体间因片段交换而引起染色体结构变异，片段交换后出现了新的融合基因。由题意知，通过诱导分化使癌细胞发生部分分化并最终进入凋亡，故“诱导分化法”将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞；维甲酸和三氧化二砷未改变癌细胞DNA的分子结构。答案C二、非选择题(共50分)11(18分)(2011安徽蚌埠二模)2
10、009年诺贝尔生理学或医学奖授予因发现端粒和端粒酶如何保护染色体的三位学者。端粒是真核细胞内染色体末端的DNA重复片段，功能是完成染色体末端的复制，防止染色体融合、重组和降解。它们在细胞分裂时不能被完全复制，因而随分裂次数的增加而缩短，除非有端粒酶的存在。端粒酶主要成分是RNA和蛋白质，其含有引物特异识别位点，能以自身RNA为模板，合成端粒DNA并加到染色体末端，使端粒延长，从而延长细胞的寿命甚至使其永生化。研究表明：如果细胞中不存在端粒酶的活性，染色体将随每次分裂而变得越来越短，而且细胞的后代因必需基因的丢失，最终死亡。(1)染色体末端发生错误融合属于染色体结构变异中的_，结果使染色体上基因
11、的_发生改变。(2)端粒酶中，蛋白质成分的功能类似于_酶。体外培养正常纤维细胞，细胞中的端粒的长度与细胞增殖能力呈_(正相关、负相关)关系。(3)研究人员将小鼠体内一条常染色体上控制端粒酶基因B敲除，培育出一只基因型为BB的雄性小鼠(B表示具有B基因，B表示去除了B基因)，欲利用这只雄性小鼠选育BB雌性小鼠，用来与BB小鼠交配的亲本是_，杂交子代的基因型是_，让F1代中雌雄小鼠随机交配，子代中符合题意要求的个体的概率是_。(4)遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子
12、。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？方法一：_；方法二：_。解读(1)染色体发生错误融合导致非同源染色体间的结构发生改变，属于染色体结构变异中的易位。染色体结构变异使染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，而导致生物性状的改变。(2)由题意可知端粒酶本身具有以RNA为模板合成DNA的功能，因此其功能类似于逆转录酶，它的存在与否决定了染色体端粒的长短，从而决定了细胞增殖的次数。(3)由于原雌性小鼠中的基因型只有BB，欲
13、利用BB的雄性小鼠获得BB的雌性小鼠，方法必然为：BB()BB()F1(BB和BB)F1中雌雄小鼠随机交配获得F2中有BB雌性小鼠。F1的雌雄性小鼠的基因型均为BB、BB且比例相等，因此F1随机交配产生的F2中BB雌性小鼠的比例。(4)方法一：用显微镜检测的方法观察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生改变，确定该变异是来自基因突变还是染色体缺失造成的。方法二：利用题干信息：缺失纯合子导致个体死亡这一现象，可将该果蝇与红眼雄果蝇杂交，观察并统计子代雌雄性个体数目的比例来确定该变异的来源。若为基因突变，则XaXaXAYXAXa、XaY，子代雌雄比例为11；若该变异为染色体缺失造成，则XaXXAYX
14、AXa、XAX、XaY、XY(致死)，子代雌雄比例为21。答案(1)易位数量、排列顺序(2)逆转录正相关(3)BB雌性小鼠BB、BB(4)方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构，若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失造成的方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为11，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为21，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的12(15分)(2010湖南十二校联考)番茄是二倍体植物(染色体2N24)。有一种三体，其6号染色体的同源染色体有三条(比正常的番茄
15、多了一条6号染色体)。三体在减数分裂联会时，形成一个二价体和一个单价体；3条同源染色体中的任意2条随意配对联会，另1条同源染色体不能配对，减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他如5号染色体正常配对、分离(如图所示)。(1)在方框中绘出三体番茄减数第一次分裂后期图解。(只要画出5、6号染色体就可以，并用“5、6号”字样标明相应的染色体)(2)设三体番茄的基因型为AABBb，则花粉的基因型及其比例是_。则根尖分生区连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为_。(3)从变异的角度分析，三体的形成属于_，形成的原因是_。(4)以马铃薯叶型
16、(dd)的二倍体番茄为父本，以正常叶型(DDD)的三体番茄为母本(纯合体)进行杂交。试回答下列问题：假设D(或d)基因不在第6号染色体上，使F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交，杂交子代叶型的表现型及比例为_。假设D(或d)基因在第6号染色体上，使F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交，杂交子代叶型的表现型及比例为_。解读(1)因6号染色体有3条，所以在减数第一次分裂后期，同源染色体分离使细胞一极有2条6号染色体和1条5号染色体，另一极有1条5号染色体和1条6号染色体。(2)BBb中，BB到一极，b到另一极有1种情况；Bb到一极，B到另一极有两种情况，故花粉的基因型及比例为ABB
17、ABbABAb1221；因根尖分生区细胞分裂方式为有丝分裂，故得到的子细胞的基因型仍为AABBb。(3)三体属于染色体数目变异，可由减数第一次分裂后期同源染色体未分离或减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离而产生的配子与正常减数分裂形成的配子结合形成的受精卵发育而形成。(4)D或d不在第6号染色体上时，F1的基因型为Dd，其与dd杂交，子代基因型为Dddd11，故杂交子代叶型的表现型及比例为正常叶型马铃薯叶型11。D或d在第6号染色体上时，F1三体植株的基因型为DDd，其产生的配子种类及比例为DDDdDd1221，即d占，故F1与二倍体马铃薯叶型dd杂交，其子代中马铃薯叶型占，正常叶型占，故杂交
18、子代叶型的表现型及比例为正常叶型马铃薯叶型51。答案(1)如图(2)ABBABbABAb1221AABBb(3)染色体(数目)变异减数第一次分裂有一对同源染色体未分开或是减数第二次分裂有一对姐妹染色单体未分开，而是移向了同一极，这样形成的异常配子和正常减数分裂形成的配子结合成的受精卵发育而成(4)正常叶型马铃薯叶型11正常叶型马铃薯叶型51(2011山东潍坊二模)由于日本福岛核电站发生核物质泄露，我国政府从3月24日起，禁止从日本12个都县进口食品、食用农产品及饲料。请回答下列有关问题：(1)核电站泄露的高浓度放射性物质可能导致高等生物产生的变异类型是_，这些变异会通过_遗传给后代。(2)核泄
19、漏发生后，放射性物质在生物体之间传递的途径主要是_，由于生态系统的_，所以，在世界各地几乎都检测到了微量的放射性物质。(3)某研究小组对生活在核电站周边的小鼠进行了遗传研究。小鼠尾长的长尾与短尾(由基因A、a控制)，尾形的弯曲与正常(由基因B、b控制)各为一对相对性状。从鼠群中选择多只基因型相同的雌鼠作母本，多只基因型相同的雄鼠作父本，杂交所得F1的表现型及其比例如图一所示，请分析回答：小鼠的尾长和尾形这两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律？请简述判断的理由。母本通过减数分裂产生卵细胞的基因型为_。让F1中全部长尾弯曲尾雌鼠与短尾正常尾雄鼠杂交，F2中短尾正常尾雌鼠所占的比例为_。小鼠毛色
20、的黄与灰是一对相对性状，由位于常染色体上的基因D、d控制，且基因D纯合使胚胎致死。若亲本基因型为DdXBXb和DdXBY，请参照图一格式在图二中表示出子代的表现型及比例。解读(1)放射性物质能够诱导基因突变和染色体变异，并通过有性生殖(减数分裂和受精作用)传递给后代。(2)物质循环在生物群落中，途径主要是食物链和食物网，由于生态系统的物质循环是全球性的(生物地化循环)，所以，在世界各地几乎都检测到了微量的放射性物质。(3)分析图示可知：杂交后代的四种表现型比例为9331，符合基因自由组合定律的分离比，也可把两对性状分别统计，然后综合考虑。根据图示表现型及比例可以推断亲代基因型为AaXBXbAa
21、XBY，母本(AaXBXb)通过减数分裂产生卵细胞的基因型为：AXB、AXb、aXB、aXb。F1中长尾弯曲尾雌鼠的基因型有四种，短尾正常尾雄鼠基因型为aaXbY，分别杂交，F2中短尾正常尾雌鼠所占的比例为。本题也可把两对基因分别计算，然后综合考虑。先根据亲本基因型写出子代的表现型及比例，然后参照图一格式在图二中画图，注意考虑DD胚胎致死和致死后的基因型频率转换。答案(1)基因突变、染色体变异减数分裂和受精作用(2)食物链和食物网物质循环是全球性的(3)符合。控制尾长和尾形的基因分别位于常染色体和X染色体上，两对基因独立遗传(或：杂交后代的四种表现型比例为9331，符合基因自由组合定律的分离比
22、)。AXB、AXb、aXB、aXb见图13.(17分)(2011山东淄博一模，27)去冬今春，河北、山西、山东、河南、江苏和安徽等地的严重干旱导致农作物减产，故具有抗旱性状的农作物有重要的经济价值。研究发现，多数抗旱性作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液内的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞中却很难找到。(1)在抗旱性农作物的叶肉细胞中找不到与抗旱有关代谢产物的根本原因是_。(2)现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r(不抗旱)。R、r基因转录链上部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTAR：ATAAGCAAGACATTA请写出R基因转录成的RNA链上
23、的核苷酸序列：_。这一片段编码的肽链中对应的氨基酸数目是_个。已知旱敏型rr植株的某一细胞基因型变成了Rr，则此变化是基因中_所导致的；若该细胞是一卵原细胞，则其分裂产生的卵细胞基因型是R的概率是_。(3)现已制备足够多的R探针和r探针，通过探针来检测某植物相关的基因型。据图回答下列问题。若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA，(能、不能)_以DNA为模板直接扩增抗旱基因。细胞中R或r基因的解旋发生在_过程中。DNA杂交发生在_两者之间。若被检植物发生A现象，不发生C现象，则被检植物的基因型为_。(4)为培育能稳定遗传、具抗旱性和多颗粒产量的农作物，科研人员按以下两种流程图进行育种。(已知
24、抗旱性和多颗粒是显性，两对性状各由一对等位基因控制)A.纯合旱敏性多颗粒产量农作物纯合抗旱性少颗粒产量农作物F1F1F2人工选择(汰劣留良)自交F3人工选择自交性状稳定的优良品种B.纯合旱敏性多颗粒产量农作物纯合抗旱性少颗粒产量农作物F1F1花药离体培养得到许多单倍体幼苗人工诱导染色体数目加倍若干植株F1人工选择性状稳定的新品种。杂交育种利用的变异原理是_。A流程图中的“筛选和自交”环节从F2代开始，这是因为F2才出现符合要求的_，具体操作是将F2代的种子种植在_环境中，经多年筛选才能获得理想品种。B流程与A流程图相比，B流程育种的突出优点是_。花粉细胞能发育成单倍体植株，表现出全能性，原因是
25、细胞内有_。解读(1)由于基因选择性表达，所以细胞有了分化，虽然有相同的基因，但在不同的细胞中表达的基因不同，所以其代谢产物会有差异。(2)翻译的模板RNA链是以DNA的一条链为模板转录来的，其上的三个相邻的碱基形成的一个密码子对应一个氨基酸。所以，由15对脱氧核苷酸片段编码的基因可以控制合成5个氨基酸组成的肽链。等位基因是通过基因突变产生的。(3)目的基因获取后可以通过PCR技术扩增大量目的基因。DNA复制与转录过程中都需要由解旋酶使DNA双链解开。目的基因通过一定的高温处理使之解旋为两个单链DNA，可以制作成R探针或r探针，通过探针与待测单链DNA是否杂交，可以用来检测某植物相关的基因型。(4)题中A过程为杂交育种，B过程为单倍体育种。杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种的优点是明显缩短了育种年限。杂交育种时，F2才出现符合要求的基因型和表现型，因此“筛选和自交”环节从F2代开始；花粉细胞含有该物种的全套遗传信息，可以发育成单倍体植株，表现出全能性。答案(1)基因选择性表达发育成单倍体植株，表现出全能性。(2)UAUUCGUUCUGUAAU5碱基对的替换(3)能DNA复制与转录探针与R或r基因(单链DNA)RR(4)基因重组基因型和表现型干旱(缺水)明显缩短育种年限该物种的全套遗传信息
