资源描述
高考微题组一 细胞呼吸与光合作用
非选择题
1.(2016全国Ⅱ理综)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水 草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯
20
遮光*
100
80
60
40
20
50 min后试管中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿色
浅绿色
浅蓝色
蓝色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100 cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题。
(1)本实验中,50 min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由 引起的;若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是 (填“可靠的”或“不可靠的”)。
(2)表中X代表的颜色应为 (填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”),判断依据是
。
(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草
。
答案(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用 不可靠的 (2)黄色 水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号管 (3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等
解析(1)依题意并结合表中信息可知,距日光灯的距离代表不同的光强。2号试管遮光,其内的水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用。有光条件下,3~7号试管内溶液颜色的变化是水草光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量的综合反映。1号试管为对照组,其中的NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定,2~7号试管为实验组。综上所述,若50 min后,1号试管的溶液是浅绿色,则说明2~7号试管的实验结果是由光合作用与呼吸作用引起的。若1号试管的溶液是蓝色,则说明2~7号试管的实验结果是不可靠的。
(2)2号试管进行了遮光处理,其内的水草不能进行光合作用消耗CO2,但能通过呼吸作用释放CO2,所以试管内CO2浓度高于3号试管,X代表的颜色应为黄色。
(3)5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同,均为浅绿色,说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收和释放的CO2量相等。
2.(2018江苏)下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H]),请回答下列问题。
(1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为 ,其中大多数高等植物的 需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲内,在 (填场所)组装;核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内,在 (填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为 后进入乙,继而在乙的 (填场所)彻底氧化分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的 (填场所)转移到ATP中。
(4)乙产生的ATP被甲利用时,可参与的代谢过程包括 (填序号)。
①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O裂解释放O2 ④酶的合成
答案(1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素
(2)类囊体膜上 基质中
(3)丙酮酸 基质中 内膜上
(4)①②④
解析本题考查光合作用与呼吸作用的相关知识,属于对生命观念和科学思维的考查。(1)甲为叶绿体,与光合作用有关的色素包括叶绿素、类胡萝卜素,其中叶绿素的合成需要光照条件。(2)光反应发生在类囊体膜上,与光反应有关的中心蛋白应该被组装在类囊体膜上;Rubisco(催化CO2固定的酶)是暗反应过程需要的酶,暗反应发生在叶绿体基质中,Rubisco(催化CO2固定的酶)的小亚基应在叶绿体基质中组装。(3)丙酮酸可以进入线粒体参与有氧呼吸第二、三阶段的反应;丙酮酸被分解成二氧化碳发生在线粒体基质中;有氧呼吸前两阶段产生的[H]在线粒体内膜上与氧气结合,生成水的同时产生能量,其中一部分能量转移到ATP中。NADPH可在线粒体内膜上被利用。(4)光合作用的暗反应阶段C3化合物的还原需要ATP;某些物质的运输以及蛋白质的合成也需要ATP供能;H2O裂解释放O2发生在光反应阶段,该阶段不消耗ATP。
3.(2017全国Ⅰ理综)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题。
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是
。
甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率 (填“大于0”“等于0”或“小于0”)。
(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是
。
答案(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低 大于0
(2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加
解析植物在适宜光照条件下,光合作用强度大于细胞呼吸强度,会使容器内CO2的浓度降低。CO2是植物光合作用的原料,其浓度降低会使光合速率也降低。O2浓度增大,则有氧呼吸强度增大。由于甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,故甲种植物净光合速率为0时,所对应的CO2浓度大于乙种植物的CO2补偿点,此时乙种植物净光合速率大于0。
4.图1表示空气中的CO2含量对某绿色植物光合作用的影响,图2表示一天24 h蔬菜大棚内CO2浓度随时间的变化曲线(水平虚线为实验开始时大棚内的CO2浓度)。据图回答下列问题。
(1)两图中光合作用强度和呼吸作用强度相等的点有 ,此时细胞中能产生[H]的部位有 。图2中积累有机物最多的点是 。
(2)经过24 h后,大棚内植物有机物的含量会 (填“增加”“减少”或“不变”)。据图分析原因是
。
(3)图2中A点所进行的生理反应表达式为
。
(4)图1中限制N点的主要外界因素是 和 。N点时叶肉细胞叶绿体中的ADP的运动方向是
。
(5)若将叶面积相等的甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同体积、温度适宜且恒定的密闭小室中,给予充足的光照,下列有关说法正确的是 。
A.甲、乙两叶片的光合作用强度一定相同
B.甲、乙两叶片的光合作用强度在一段时间后都将逐渐下降
C.若实验一段时间后,甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低,则甲叶片的呼吸作用强度一定比乙低
D.若实验一段时间后,甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低,则甲固定CO2的能力较弱
(6)某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验后,绘制了四种光合色素在滤纸上的分离情况(如图3所示),据图分析,溶解度最大的色素是 (填序号)。
图3
答案(1)M、D、H 细胞质基质、叶绿体、线粒体 H
(2)增加 I点CO2浓度低于A点,说明光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物
(3)C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
(4)光照强度 温度 从叶绿体基质到类囊体薄膜
(5)B (6)丁
解析(1)在图1中,M点为光合作用补偿点,在图2中,D点CO2浓度最高,H点CO2浓度最低,这两个时刻光合作用强度与细胞呼吸强度相等,此时细胞内既进行光合作用又进行细胞呼吸,产生[H]的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体。图2从D点到H点,CO2浓度一直在下降,说明光合作用强度大于细胞呼吸强度,有机物在积累,到H点时,积累最多。(2)观察整条曲线,可以看出,24时的I点CO2浓度略低于0时A点,说明总的来说,光合作用合成的有机物大于呼吸作用消耗的有机物,大棚内植物有机物的含量会略有积累。(3)在A点,植物细胞在氧气充足的情况下进行有氧呼吸,书写反应式时注意箭头和反应条件的准确性。(4)图1中N点为CO2饱和点,CO2不再影响光合作用强度,这时光照强度和温度会对光合作用强度产生影响;N点正在进行光合作用,叶绿体中的ADP会由叶绿体基质向类囊体薄膜运动。(5)甲、乙是两种不同的植物,因此两叶片的光合作用强度不一定相同,A项错误;由于甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同体积、温度适宜且恒定的密闭小室中,给予充足的光照,都能进行光合作用,所以随着时间的推移,小室中的CO2越来越少,导致光合作用强度都逐渐下降,B项正确;由于密闭小室中CO2浓度的变化与光合作用和细胞呼吸都有关,所以无法判断甲叶片和乙叶片光合作用强度和细胞呼吸强度的高低,C项错误,D项错误。(6)色素的扩散距离与色素的溶解度有密切的关系,丁扩散距离最远,说明其溶解度最大。
5.(2018全国Ⅲ理综)回答下列问题。
(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的 上,该物质主要捕获可见光中的 。
(2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均 。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是
。
(3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度 (填“高”或“低”)。
答案(1)类囊体膜 蓝紫光和红光
(2)增加 群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增加,故群体干物质积累速率降低
(3)低
解析本题主要考查光合作用的场所、过程及曲线分析。(1)光反应发生在类囊体薄膜上,光合色素主要吸收蓝紫光和红光。(2)由曲线推知,当叶面积系数小于a时,群体光合速率及干物质积累速率随叶面积系数的增加而增加。当叶面积系数超过b时,群体光合速率不再变化,但群体呼吸速率仍在增加,所以群体干物质积累速率降低。(3)与阳生植物相比,阴生植物光补偿点低,即光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低。
6.(2017江苏)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图,图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题。
图1
图2
(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量 ,以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是 。
(2)图1中影响光合放氧速率的因素有 。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度,测定前应排除反应液中 的干扰。
(3)图1在反应室中加入NaHCO3 的主要作用是 。若提高反应液中NaHCO3 浓度,果肉放氧速率的变化是 (填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”)。
(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率,对15~20 min 曲线的斜率几乎不变的合理解释是 ;若在20 min 后停止光照,则短时间内叶绿体中含量减少的物质有 (填序号:①C5 ②ATP ③[H] ④C3),可推测20~25 min 曲线的斜率为 (填“正值”“负值”或“零”)。
答案 (1)CaCO3 光合色素溶解在乙醇中
(2)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度 溶解氧
(3)提供CO2 增大后稳定
(4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等 ①②③ 负值
解析(1)提取色素时,加入CaCO3研磨的目的是防止色素被破坏。果肉薄片中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,故果肉薄片长时间浸泡在乙醇中会因色素溶解在乙醇中而变白。(2)光照强度、温度、CO2浓度均会影响光合作用强度。测定放氧速率时,应排除反应液中溶解氧的干扰。(3)反应室中加入NaHCO3的目的是为植物的光合作用提供原料CO2。若提高NaHCO3浓度,在一定范围内光合作用逐渐增强,超过一定浓度,光合作用不再增大,故放氧速率的变化是增大后稳定。(4)由图2可知15~20 min O2浓度不变,说明光合作用强度与细胞呼吸强度相等,光合作用释放的O2量与细胞呼吸消耗的O2量相等。若突然停止光照,光反应产物[H]、ATP的产生减少,C3的还原减慢,C5的消耗不变,故C5、ATP、[H]的含量下降。20 min时光合作用强度与细胞呼吸强度相等,20 min后停止光照,则光合作用强度减小,此时细胞呼吸强度大于光合作用强度,20~25 min曲线下降,斜率为负值。
高考微题组二 遗传的基本规律
非选择题
1.(2018全国理综Ⅲ)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验,杂交涉及的四对相对性状分别是:红果(红)与黄果(黄)、子房二室(二)与多室(多)、圆形果(圆)与长形果(长)、单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如下表。
组别
杂交组合
F1表现型
F2表现型及个体数
甲
红二×黄多
红二
450红二、160红多、150黄二、50黄多
红多×黄二
红二
460红二、150红多、160黄二、50黄多
乙
圆单×长复
圆单
660圆单、90圆复、90长单、160长复
圆复×长单
圆单
510圆单、240圆复、240长单、10长复
回答下列问题。
(1)根据表中数据可得出的结论是:控制甲组两对相对性状的基因位于 上,依据是 ;
控制乙组两对相对性状的基因位于 (填“一对”或“两对”)同源染色体上,依据是 。
(2)某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交,结合表中数据分析,其子代的统计结果不符合 的比例。
答案(1)非同源染色体 F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶3∶3∶1 一对 F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1,而两对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1
(2)1∶1∶1∶1
解析本题主要考查遗传方式的判定及遗传规律的应用。(1)由甲组F2中两对相对性状表现型分离比均为9∶3∶3∶1可判定,控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上,符合自由组合规律。乙组F2中两对相对性状表现型分离比不符合9∶3∶3∶1,每对相对性状表现型的分离比符合3∶1,故两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。(2)因乙组两对基因位于同一对同源染色体上,所以无法产生比例相等的4种配子,所以测交后代不会出现1∶1∶1∶1的比例。
2.结合所学知识回答下列问题。
(1)已知某地生活着一种植物,其叶片形状有圆形(A)和针形(a)。若a基因使雄配子完全致死,则基因型为Aa的植物相互交配,后代表现型及比例为 ;若a基因使雄配子一半致死,则基因型为Aa的植物相互交配,后代表现型及比例为 。
(2)矮牵牛花花瓣中存在合成红色和蓝色色素的生化途径(如下所示,A、B、E为控制相应生化途径的基因,基因为a、b、e时相应生化途径不能进行,且三对基因独立遗传)。
途径1:…→白色蓝色
途径2:…→白色黄色红色
若矮牵牛花在红色和蓝色色素均存在时表现为紫色,黄色和蓝色色素均存在时表现为绿色,三种色素均不存在时表现为白色,则该矮牵牛花中存在 种基因型, 种表现型;让基因型为AABBEE和aaBBee的亲本杂交得F1,F1自交产生F2的表现型及比例为 ;若F2中蓝色矮牵牛花自交,则其后代中纯合子的概率为 。
答案(1)针形叶∶圆形叶=0∶1(或全为圆形叶) 圆形叶∶针形叶=5∶1
(2)27 6 紫色∶红色∶蓝色∶白色=9∶3∶3∶1 2/3
解析(1)若a基因使雄配子完全致死,则基因型为Aa的植物相互交配,基因型为Aa的植株产生的雌配子为A∶a=1∶1;而雄配子只产生A,后代全为圆形叶。若a基因使雄配子一半致死,则基因型为Aa的植物相互交配,雌配子A∶a=1∶1;成活的雄配子A∶a=2∶1,则后代AA∶Aa∶aa=2∶3∶1,圆形叶∶针形叶=5∶1。
(2)根据题意和色素合成过程图可以判断,矮牵牛花瓣颜色有白色、黄色、红色、蓝色、绿色和紫色,其基因型可分别表示为白色(aaB_ee或aabbee)、黄色(A_bbee)、红色(A_B_ee)、蓝色(aabbE_或aaB_E_)、绿色(A_bbE_)、紫色(A_B_E_),共有27种基因型,6种表现型;让基因型为AABBEE和aaBBee的亲本杂交得F1(AaBBEe),F1自交得F2,F2中紫色∶红色∶蓝色∶白色=9∶3∶3∶1;F2中蓝色:aaBBEE∶aaBBEe=1∶2,自交后代纯合子占2/3。
3.下图甲、乙分别代表某种植物两个不同个体的细胞的部分染色体与基因组成,其中高茎(A)对矮茎(a)显性,卷叶(B)对直叶(b)显性,红花(C)对白花(c)显性。已知失去图示三种基因中的任意一种,都会使配子致死,且甲、乙植物减数分裂过程中不发生交叉互换。
(1)该植物控制卷叶的基因B是一段 片段。在基因B的表达过程中,首先需要来自细胞质的 (物质)穿过 层核膜进入细胞核与基因B的特定部位结合,催化转录的进行。
(2)由图判断,乙植株发生了 ,两植株基因型是否相同? 。
(3)若要区分甲、乙植株,可选择性状为 的植株进行测交实验,甲的测交后代有 种表现型。乙植株产生配子的基因型及其比例是 。
(4)甲、乙植株自交后代中,高茎卷叶植株所占比例分别为 和 。
答案(1)具有遗传效应的DNA RNA聚合酶 0
(2)染色体结构变异(易位) 相同
(3)矮茎直叶白花 4 AbC∶aBc=1∶1
(4)9/16 1/2
解析(1)基因是具有遗传效应的DNA片段;基因的表达包括转录和翻译两个环节,其中转录需要RNA聚合酶,RNA聚合酶从核孔进入细胞核与基因B的特定部位结合,催化转录的进行。(2)甲、乙植物减数分裂过程不发生交叉互换,图甲与图乙相比较可以看出乙植株发生了染色体结构变异(易位),两植株基因型相同,都是AaBbCc。 (3)甲植株能产生AbC、ABc、abC、aBc四种比例相等的配子,乙植株产生的配子有AbC、Aac、BbC、aBc四种,因缺失三种基因中的任意一种会使配子致死,因此乙植株只能产生两种比例相等的配子:AbC、aBc。选择性状为矮茎直叶白花(aabbcc)的个体进行测交,甲植株产生四种比例相等的子代,而乙植株只产生两种比例相等的子代。(4)甲、乙两植株基因型均为AaBbCc;甲植株自交后代高茎卷叶占9/16,乙植株只产生AbC、aBc两种配子,自交后代基因型有AAbbCC、AaBbCc、aaBBcc三种,比例为1∶2∶1,高茎卷叶占1/2。
4.(2018海南)生物的有些性状受单基因控制,有些性状受多基因控制。回答下列问题。
(1)假设某作用的A性状(如小麦的有芒/无芒)受单基因控制,B性状(如小麦的产量)受多基因控制,则 性状更容易受到环境的影响。
(2)若要通过实验探究B性状的表现与环境的关系,则该实验的自变量应该是 ,在设置自变量时,应该注意的事项有 (答出两点即可)。
(3)根据上述两类性状的遗传特点,对于人类白化病的控制来说,一般应设法降低人群中 ;对于哮喘病的预防来说,一般可从改善其所处的 入手。
答案(1)B (2)环境 不同组间环境有足够的差异,同一组内的环境尽量保持一致
(3)致病基因的基因频率 环境
解析(1)生物的有些性状是由单基因控制的,有些性状是由多基因控制的,而多基因控制的性状易受环境影响。
(2)由于要探究B性状的表现与环境的关系,换句话说就是探究环境因素对B性状的影响,因此环境因素就是自变量,B性状的表现形式就是因变量;由于是自变量,因此控制的标准:不同组之间环境有足够的差异,同一组内环境尽量保持一致。
(3)如果是控制白化病,这种病是单基因遗传病,环境是对其影响不大的,因此只能通过降低人群中白化病基因的基因频率来控制;而哮喘是多基因遗传病,与环境因素密切相关,因此可以通过改善患者所处的环境来入手,控制哮喘病。
5.杂种优势泛指杂种品种即F1(杂合子)表现出的某些性状或综合性状优越于其亲本品种(纯系)的现象。现阶段,我国大面积推广种植的优质、高产玉米品种,均为杂合子。请回答下列问题。
(1)玉米是单性花、雌雄同株的作物。在杂交过程中,玉米相对于豌豆可以简化环节,在开花前直接给雌、雄花序 处理即可。
(2)在农业生产时,玉米杂交种(F1)的杂种优势明显,但是F2会出现杂种优势衰退现象。这可能是F1产生配子时发生了 ,使F2出现一定比例纯合子所致。
(3)玉米的大粒杂种优势性状由一对等位基因(A1A2)控制,现将若干大粒玉米杂交种平分为甲、乙两组,相同条件下隔离种植,甲组自然状态授粉,乙组人工控制自交授粉。若所有的种子均正常发育,第3年种植时甲组和乙组杂种优势衰退率(小粒所占比例)分别为 、 。
(4)玉米的大穗杂种优势性状由两对等位基因(B1B2C1C2)共同控制,两对等位基因都纯合时表现为衰退的小穗性状。若大穗杂交种( B1B2C1C2)自交,F2出现衰退的小穗性状的概率为1/2,则说明基因与染色体的关系是 。
(5)如果玉米的某杂种优势性状由n对等位基因控制,且每对等位基因都独立遗传。若某杂种优势品种n对基因都杂合,其后代n对基因都纯合时才表现衰退,该品种自然状态授粉留种,第二年种植时(F2)表现衰退的概率为 ,由此推断F2杂种优势衰退速率与杂合等位基因对数的关系是
。
答案(1)去雄、套袋
(2)基因分离
(3)1/2 3/4
(4)两对等位基因位于一对同源染色体上
(5)1/2n F2杂种优势衰退速率与杂合等位基因对数呈负相关,杂合基因越多,F2杂种优势衰退速率越低
解析(1)玉米是单性花,雌雄同株的植物,对玉米进行杂交,可直接去雄,然后对其套袋处理。(2)F1产生配子时发生了基因分离,导致F2出现性状分离。(3)甲组自然状态授粉,相当于自由交配,既可以自交,也可以杂交,可以按照基因频率来解答,即A1的基因频率为1/2,A2的基因频率为1/2,第三年A1的基因频率为1/2,A2的基因频率为1/2,A1A1为1/4,A1A2为1/2,A2A2为1/4,杂种优势的衰退率为1/2。乙组人工控制自交授粉,第三年A1A1为3/8,A1A2为1/4,A2A2为3/8,杂种优势的衰退率为3/4。(4)如果两对等位基因位于一对同源染色体上,即B1与C1在一条染色体上,B2与C2在一条染色体上,则大穗杂交种(B1B2C1C2)自交,出现衰退小穗性状(B1B1C1C1、B2B2C2C2)的概率为1/2,如果两对等位基因位于两对同源染色体上,出现衰退小穗性状(B1B1C1C1、B2B2C2C2、B2B2C1C1、B1B1C2C2)的概率为1/4。(5)若杂种优势由一对等位基因控制,则第二年种植时(F2)表现衰退的概率为1/2,若杂种优势性状由2对等位基因控制,则第二年种植时(F2)表现衰退的概率为1/4,故答案为1/2n,由此推断,F2杂种优势衰退速率与杂合等位基因对数呈负相关,杂合基因越多,F2杂种优势衰退速率越低。
6.(2019四川射洪中学高三开学考试)已知红玉杏花朵颜色由两对基因(A、a和B、b)控制,A基因控制色素合成,该色素随液泡中细胞液pH降低而颜色变浅。B基因与细胞液的酸碱性有关。其基因型与表现型的对应关系见表,请回答下列问题。
基因型
A_bb
A_Bb
A_BB、aa_ _
表现型
深紫色
淡紫色
白色
(1)纯合白色植株和纯合深紫色植株作亲本杂交,子一代全部是淡紫色植株。该杂交亲本的基因型组合是 。
(2)有人认为A、a和B、b基因是在一对同源染色体上,也有人认为A、a和B、b基因分别在两对非同源染色体上。现利用淡紫色红玉杏(AaBb)设计实验进行探究。
实验步骤:让淡紫色红玉杏(AaBb)植株自交,观察并统计红玉杏花的颜色和比例(不考虑交叉互换)。
实验预测及结论:
①若子代红玉杏花色及比例为 ,则A、a和B、b基因分别
在两对非同源染色体上。
②若子代红玉杏花色及比例为 ,则A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和b在同一条染色体上。
③若子代红玉杏花色及比例为 ,则A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和B在同一条染色体上。
(3)若A、a和B、b基因分别在两对非同源染色体上,则取(2)题中淡紫色红玉杏(AaBb)植株自交,F1中白色红玉杏的基因型有 种,其中纯种个体大约占 。
答案(1)AABB×AAbb或aaBB×AAbb
(2)①深紫色∶淡紫色∶白色=3∶6∶7 ②深紫色∶淡紫色∶白色=1∶2∶1 ③淡紫色∶白色=1∶1
(3)5 3/7
解析(1)纯合白色植株和纯合深紫色植株(AAbb)杂交,子一代全部是淡紫色植株(A_Bb),由此可推知亲本中纯合白色植株的基因型为AABB或aaBB。(2)淡紫色红玉杏(AaBb)植株自交,可根据题目所给结论,逆推实验结果。若A、a和B、b基因分别在两对非同源染色体上,则自交后代出现9种基因型,3种表现型,其比例为:深紫色∶淡紫色∶白色=3∶6∶7;若A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和b在同一条染色体上,则自交后代出现1/4AAbb、1/2AaBb、1/4aaBB,表现型比例为深紫色∶淡紫色∶白色=1∶2∶1。若A、a和B、b基因在一对同源染色体上,且A和B在同一条染色体上,则自交后代出现1/4AABB、1/2AaBb、1/4aabb,表现型比例为淡紫色∶白色=1∶1。(3)若A、a和B、b基因分别在两对非同源染色体上,淡紫色红玉杏(AaBb)植株自交,F1中白色红玉杏的基因型有1AABB、2AaBB、1aaBB、2aaBb、1aabb,其中纯种个体大约占3/7。
7.玉米(2n=20)是重要的粮食作物之一。请分析回答下列有关遗传学问题。
(1)某玉米品种2号染色体上的基因对S、s和M、m各控制一对相对性状,基因S在编码蛋白质时,控制最前端几个氨基酸的DNA序列,如下图1所示。已知起始密码子为AUG或GUG。
图1
图2
①基因S发生转录时,作为模板链的是图1中的 链。若基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失,则该处对应的密码子将变为 。
②某基因型为SsMm的植株自花传粉,后代出现了4种表现型,在此过程中出现的变异的类型属于 ,其原因是在减数分裂过程中发生了 。
(2)玉米的高秆易倒伏(H)对矮秆抗倒伏(h)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,两对基因分别位于两对同源染色体上。图2表示利用品种甲(HHRR)和乙(hhrr)通过三种育种方法(Ⅰ~Ⅲ)培育优良品种(hhRR)的过程。
①图2所示的三种方法(Ⅰ~Ⅲ)中,最难获得优良品种(hhRR)的是方法 ,其原因是 。
②用方法Ⅱ培育优良品种时,先将基因型为HhRr的植株自交获得子代(F2),F2植株中自交会发生性状分离的基因型共有 种,这些植株在全部 F2中的比例为 。若将F2的全部高秆抗病植株去除雄蕊,用F2矮秆抗病植株的花粉随机授粉,则杂交所得子代中的纯合矮秆抗病植株占 。
答案(1)①b GUU ②基因重组 同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换
(2)①Ⅲ 基因突变频率很低而且是不定向的 ②5 3/4 4/27
解析(1)①由题图1可知,只能由b链作模板链才能指导合成出起始密码子。从b链的TAC开始,三个碱基对应一个密码子,发生缺失后,则会由CAA指导合成密码子GUU。②S、s和M、m都位于2号染色体,自交后代出现4种表现型,说明发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换,即发生了基因重组。(2)①基因突变频率很低而且是不定向的,得到所需的性状的可能性小,Ⅲ表示人工诱变育种。②HhRr植株自交获得子代中,有HHRR、HHrr、hhRR、hhrr四种基因型不会发生性状分离,占1/4,所以后代中会发生性状分离的植株占3/4。若将F2中的全部高秆抗病植株(1/9HHRR、2/9HhRR、2/9HHRr、4/9HhRr)去雄作为母本,产生的卵细胞中hR的概率为2/9×1/2+4/9×1/4=2/9,矮秆抗病植株(1/3hhRR、2/3hhRr)产生hR的精子的概率为1/3+2/3×1/2=2/3,所以后代矮秆抗病纯合子的概率为4/27。
高考微题组三 生物育种
非选择题
1.小麦斑锈病是由真菌引起的,严重影响小麦的高产、稳产。为选育小麦的抗斑锈病品种,我国科学工作者利用“神舟”飞船搭载易感斑锈病的小麦种子(基因型为aabb),在太空失重等条件下处理。返回后在这批种子长成的植株中发现有的不能正常生长,有的白化,有的叶片缺刻,也有少数出现抗斑锈病性状。选取这些抗斑锈病植株进行自交,后代均出现性状分离,其中选取甲、乙两植株自交,后代的分离情况统计如下表所示。请分析回答问题。
亲本植株
子代植株
抗斑锈病植株数
易感斑锈病植株数
甲
84
25
乙
144
8
(1)控制斑锈病的两对等位基因位于 对同源染色体上,遵循 定律。甲、乙植株出现抗斑锈病性状最可能是 的结果。
(2)根据杂交结果可推断甲的基因型为 ;甲的子代抗斑锈病植株中纯合子所占的比例是 。
(3)根据乙植株自交后代出现的性状分离情况,可推知控制抗斑锈病的基因是 ,乙产生的配子类型及比例为 。
(4)在乙植株子代的抗病个体中,自交后代依然保持抗病性状的个体所占比例为 ,这些个体的基因型有 种。
答案(1)两 自由组合 基因突变
(2)Aabb或aaBb 1/3
(3)A和B AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1
(4)7/15 5
解析由题干易感斑锈病的小麦种子(基因型为aabb)可知,斑锈病由两对等位基因控制,由表中乙植株自交数据可知,控制斑锈病的两对等位基因位于两对同源染色体上,甲、乙植株出现抗斑锈病性状最可能是基因突变的结果。表中甲植株自交后代的性状分离比接近3∶1,所以甲植株的基因型是Aabb或aaBb,自交后代中,抗斑锈病植株中,纯合子和杂合子的比值是1∶2,所以纯合子所占比例是1/3。根据乙植株自交后代出现的性状分离情况,可知抗斑锈病是由两个显性基因控制的。乙的基因型是AaBb,产生的配子及比例是AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1。在乙植株子代的抗病个体中,自交后代依然保持抗病性状的个体的基因型是AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB,比例是1∶2∶2∶1∶1。
2.下图表示植物的五种不同的育种方法,请据图回答问题。
(1)E方法所用的原理是 ,通过该方法获得优良性状是不容易的,其原因是 。
(2)上述育种过程中,哪两个过程所使用的方法相同? (填写字母),具体使用的方法为 。
(3)B过程中常用的方法是 ,为确认该过程得到的植株是否为单倍体,可在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体,观察的最佳时期为有丝分裂的 期。
(4)在玉米中,控制某种除草剂抗性(简称抗性,T)、除草剂敏感(简称非抗,t)和非糯性(G)、糯性(g)的基因分别位于两对同源染色体上。科研人员利用上述育种方法培育玉米新品种,操作过程如下:以纯合的非抗非糯性玉米(甲)为材料,经过EMS(一种化学试剂)诱变处理获得抗性非糯性个体(乙);甲的花粉经EMS诱变等处理并培养,获得可育的非抗糯性个体(丙)。若要培育符合生产要求的抗性糯性玉米的新品种,采用乙与丙杂交,F1只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体;从F1中选择表现为 的个体自交,F2中有抗性糯性个体,其比例是 。
答案(1)基因突变 基因突变是不定向的,突变大多是有害的
(2)C、F 低温处理(或秋水仙素处理)
(3)花药离体培养 中
(4)抗性非糯性 3/16
解析(1)E为诱变育种,所运用的原理是基因突变。由于基因突变是不定向的,突变大多是有害的,故通过基因突变的方式获得优良性状是不易的。(2)在上述育种过程中,C和F过程都是用低温处理或秋水仙素处理样本,抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而使细胞内的染色体数目加倍。(3)B过程中常用的方法是花药离体培养。观察染色体的最佳时期为有丝分裂的中期,因为此时染色体形态最固定,数目最清晰。(4)由丙的培育过程可知,丙为纯合子,丙的基因型为ttgg。乙与丙杂交,F1中既有抗性个体又有非抗个体,所以乙关于T、t的基因型为Tt;F1全为非糯性,所以乙关于G、g的基因型为GG,因此乙的基因型为TtGG。要培育抗性糯性玉米的新品种,需要从F1中选择抗性非糯性个体进行自交。由乙和丙的基因型可推测出F1中抗性非糯性的基因型为TtGg,其自交后代中抗性糯性个体(T_gg)占的比例为3/4×1/4=3/16。
3.(2018四川绵阳中学高三考前适应性考试三)果蝇为XY型性别决定,表中所示为果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况,请分析回答下列问题。
受精卵中性染色体组成
发育情况
XX、XXY
雌性,可育
XY、XYY
雄性,可育
XXX、YO(没有X染色体)、YY
胚胎期致死
XO(没有Y染色体)
雄性,不育
(1)果蝇的X染色体长度比Y染色体 。
(2)染色体数目正常的亲代果蝇交配后,形成了一个性染色体组成为XYY的受精卵,请分析可能的原因。 。
(3)现有正常白眼雌果蝇(XrXr)与红眼雄果蝇(XRY)杂交,子代中出现一只白眼雌果蝇。请设计实验,探究出现上述现象的原因。
实验思路: 。
预期结果及结论:
若后代 ,
则说明这只白眼雌果蝇出现的原因是环境因素。
若后代 ,
则说明这只白眼雌果蝇出现的原因是基因突变。
若后代 ,
则说明这只白眼雌果蝇出现的原因是具有两条X染色体。
答案(1)短
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