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第3讲 变异、育种和进化
(建议用时：45分钟)
1．下列关于变异的叙述正确的是 ( )
A．基因突变都是由外界因素诱发引起的基因结构的转变
B．同源染色体间的交叉互换可导致染色体结构发生变异
C．构成一个染色体组的染色体确定是非同源染色体
D．体细胞中含有两个染色体组的个体确定是二倍体
2．如图为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是( )
A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C．图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的
D．上述基因突变可传递给子代细胞从而确定传给子代个体
3．二倍体植物甲(2N＝10)和二倍体植物乙(2M＝10)进行有性杂交，得到的F1不育。下列有关叙述正确的是( )
A．甲和乙属于同种生物
B．F1体细胞中含有四个染色体组
C．若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗，长成的植株有可能是可育的
D．F1体细胞中含有10对同源染色体
4.在黑腹果蝇(2n＝8)中，缺失一条点状染色体的个体(单体，如图所示)仍可以存活，而且能够繁殖后代，若两条点状染色体均缺失则不能存活。若干这样的黑腹果蝇单体相互交配，其后代为单体的比例为( )
A．1 B．1/2
C．1/3 D．2/3
5.某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育。缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。若以该植株为父本，测交后代中，部分表现为红色性状。下列解释中，最合理的是( )
A．减数第一次分裂的间期，在进行DNA分子复制时，染色单体1或2上的基因b突变为基因B
B．减数其次次分裂时，非姐妹染色单体1与3或1与4或2与3或2与4之间发生自由组合
C．减数第一次分裂的四分体时期，非姐妹染色单体1与3或1与4或2与3或2与4之间发生交叉互换
D．减数其次次分裂时，着丝点分裂，姐妹染色单体1与2或3与4之间彼此分别
6．在人的体细胞核中，除一条X染色体外，其余的X染色体常浓缩成染色较深的染色质块，通常位于间期细胞的核膜边缘，称为巴氏小体。下列分析错误的是( )
A．取女性的少许口腔黏膜细胞染色制片即可用显微镜观看到巴氏小体
B．巴氏小体的形成是一种染色体结构变异
C．运动会上运动员的性别鉴定可接受观看巴氏小体的方法
D．男性的体细胞核中毁灭巴氏小体，说明发生了染色体数目变异
7．下图中的①②③表示培育番茄新品种的三种育种方法。下列有关说法不正确的是( )
A．方法①和③的原理都是基因重组，但方法③的变异是定向的
B．方法②形成单倍体的过程中细胞全能性的表达与植物激素亲热相关
C．方法③中的抗病基因导入受体细胞常用细菌质粒作运载体
D．图中筛选过程不转变抗病基因频率
8．现有甲、乙两种二倍体农作物的纯种植株，其中甲种植株的光合作用力气高于乙种植株的，乙种植株很适宜在干旱条件下种植，但甲、乙的多倍体抗虫性都降低。若想培育出高产抗旱抗虫的新品种(目标品种)，下列技术手段最可行的是( )
A．先用甲、乙植株杂交得到F1，再将F1利用单倍体育种技术获得纯种的目标品种
B．将乙种植株的抗旱基因导入甲种植株的幼茎细胞中进行组织培育，在干旱条件下可培育出目标品种
C．利用人工诱变的方法处理乙种植株，在弱光下获得满足要求的目标品种
D．诱导两种植株叶肉细胞融合并培育成幼苗
9.如图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化状况，下列说法正确的是( )
A．环境条件发生变化后，使生物产生适应性的变异
B．在变化过程中，P点时Aa的基因型频率最小
C．Q点表示环境发生了变化，A基因把握的性状更加适应环境
D．该种群基因库中A和a的基因频率的变化表示新物种将产生
10．(2021·高考四川卷) 大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培育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( )
A．用花粉离体培育获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性
B．单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体
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．放射性60Co诱发的基因突变，可以打算大豆的进化方向
11．Ⅰ.如表所示为一个不含致病基因的正常人的两条非同源染色体，及甲、乙、丙、丁四个表现型正常的人对应的染色体上某基因中相应部位碱基的排列挨次。请分析回答下列问题：
个体
染色体
正常人
甲
乙
丙
丁
11号染色体
CTT
CTC
CTT
CTC
CTT
16号染色体
ATT
ATT
ATA
ATT
ATA
(1)表中所示甲的11号染色体上，该部位碱基排列挨次变为CTC是__________________的结果。
(2)若表中所示碱基所在的那条链为非模板链，请写出乙个体第16号染色体上该基因片段转录成的密码子：________________。
(3)甲、乙、丙、丁四个人表现正常的缘由可能有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若甲、乙、丙、丁体内变化后的基因均为致病基因且甲、乙为女性，丙、丁为男性，则甲和________组成家庭更符合优生要求。
Ⅱ.果蝇的翅膀有长翅和残翅两种，眼色有红眼和白眼两种，分别由A、a和B、b两对等位基因把握。下图为某果蝇的染色体及基因组成，该果蝇与“另一亲本”杂交，后代的表现型及比例如下表，请分析回答：
长翅红眼
长翅白眼
残翅红眼
残翅白眼
雌性
3/8
0
1/8
0
雄性
3/16
3/16
1/16
1/16
(1)如图所示果蝇的一个染色体组包括的染色体为
________________________________________________________________________。
(2)若图中所示果蝇的一个原始生殖细胞产生了一个基因型为aXB的配子，则同时产生的另外三个子细胞的基因型为
________________________________________________________________________。
(3)从表中可分析出“另一亲本”果蝇的基因型为____________________。
(4)该果蝇与“另一亲本”杂交，子代中长翅红眼雌果蝇中杂合子占的比例为________。
(5)若只依据子代果蝇的眼色就能推断其性别，则亲本果蝇的眼色基因型应当为________________________________________________________________________。
(6)若同时考虑上述两对性状，子代雌、雄果蝇都有四种表现型，且比例为3∶3∶1∶1，则选作亲本果蝇的基因型应当为
________________________________________________________________________。
12．已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性，二室(M)对多室(m)为显性，把握两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用红果多室(Yymm)番茄植株，接受不同的方法进行了四组试验。请据图回答问题。
(1)以上四种育种试验都主要应用了__________________的原理，培育中发生了脱分化的过程有________________。
(2)用番茄植株的花粉随机进行有关试验，得到幼苗B直接移栽，发育成番茄植株的基因型和表现型分别是________、__________，假如植物体C仅是花粉两两随机融合得到的，则植物体C的基因型及其比例是____________________________________。
(3)图中__________________大部分细胞中染色体数量最少，要保证植物体B可以用于生产，培育中④过程可使用
________________________________________________________________________
__________________________________________________________处理幼苗。
(4)图中植物体________少数细胞中染色体数量最多，培育该植物体的过程称为________育种法，植物体D能表现出两个亲本的一些性状，根本缘由是
________________________________________________________________________
__________________。
(5)植物体A只表现红果多室，缘由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13．(2021·高考浙江卷) 在玉米中，把握某种除草剂抗性(简称抗性，T)与除草剂敏感(简称非抗，t)、非糯性(G)与糯性(g)的基因分别位于两对同源染色体上。有人以纯合的非抗非糯性玉米(甲)为材料，经过EMS诱变处理获得抗性非糯性个体(乙)；甲的花粉经EMS诱变处理并培育等，获得可育的非抗糯性个体(丙)。
请回答：
(1)获得丙的过程中，运用了诱变育种和________育种技术。
(2)若要培育抗性糯性的新品种，接受乙与丙杂交，F1只毁灭抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F1中选择表现型为________________的个体自交，F2中有抗性糯性个体，其比例是________。
(3)接受自交法鉴定F2中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后代中没有表现型为________________________________________________________________________
的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。
(4)拟接受转基因技术改良上述抗性糯性玉米的抗虫性。通常从其他物种获得________，将其和农杆菌的____________用合适的限制性核酸内切酶分别切割，然后借助__________________连接，形成重组DNA分子，再转移到该玉米的培育细胞中，经筛选和培育等获得转基因抗虫植株。
答案
第3讲 变异、育种和进化
1．【解析】选C。选项A，基因突变在自然状态下也可能发生；选项B，同源染色体间的交叉互换属于基因重组；选项D，体细胞中含有两个染色体组的个体若是由配子发育而来的，则是单倍体。
2．【解析】选B。等位基因是指在同源染色体的同一位置上，把握相对性状的基因，故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因；由图可知，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果；基因突变具有随机性和不定向性；若该基因突变发生在一般体细胞中，则不行能传给下一代。
3．【解析】选C。F1不育说明甲、乙存在生殖隔离，不属于同种生物；F1体细胞中有两个染色体组；F1幼苗经过秋水仙素处理染色体组会加倍，可能得到可育个体；F1体细胞中的两个染色体组来自两个物种，不含同源染色体。
4．【解析】选D。单体产生的配子有2种，1种含有点状染色体(假设用A表示)，1种不含点状染色体(假设用a表示)，雌雄配子随机组合的结果有：1AA、2Aa和1aa，由于aa个体不能存活，则单体杂交的后代为单体的比例为2/3。
5．【解析】选C。父本的基因型为Bb，正常状况下该个体只能产生一种b配子(含缺失染色体的配子不育)，其测交后代不会毁灭红色个体，但由题干可知其测交后代毁灭了红色个体，合理的解释是在减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，形成了可育的B配子。
6．【解析】选B。从题干可知，正常女性体细胞核中有两条X染色体，其中一条形成巴氏小体，这是正常的现象，不是染色体结构变异，可在显微镜下观看到，这可作为鉴定性别的依据；而男性体细胞核中若毁灭巴氏小体说明发生了染色体数目的变异。
7．【解析】选D。图示方法①表示杂交育种，方法③表示运用基因工程技术育种，它们依据的原理都是基因重组，基因工程能对生物的性状进行定向转变，A项正确；花药离体培育形成单倍体的过程中，往往需要使用植物激素，人为地把握细胞的去分化和再分化，B项正确；在基因工程操作中常用细菌质粒作为运载体，C项正确；通过筛选获得纯合抗病植株，使抗病基因的频率不断上升，D项错误。
8．【解析】选B。甲、乙是两物种，远缘杂交不亲和，一般是不能进行杂交的，即使杂交成功，也不能产生可育的后代，更不能猎取F1的正常花药进行单倍体育种；转基因技术可以使一个物种具有被转入基因的特点，同时也不失自己的特点，干旱条件下才能筛选出抗旱新品种；人工诱变乙种植株，不易得到高产抗旱的新基因，且弱光下幼苗生长发育受影响，并不能选育出光合作用力气强的品种；诱导两种植株叶肉细胞融合得到的是四倍体幼苗，抗虫性降低，不符合要求。
9．【解析】选C。P点时两曲线相交，此时A基因频率＝a基因频率＝0.50，Aa的基因型频率(2×0.5×0.5)最大。Q点后，A基因频率增大，表示环境发生了变化，A基因把握的性状更加适应环境。形成新物种的标志是生殖隔离。
10．【解析】选A。大豆体细胞含40条染色体，减数分裂产生的花粉经离体培育，得到的单倍体植株细胞含有20条染色体，但仍含有发育成完整个体的全部遗传信息，所以具有全能性，A项正确；单倍体植株细胞含20条染色体，在有丝分裂后期由于着丝点分裂，姐妹染色单体分开变成染色体，染色体数临时加倍，变为40条，B项错误；由于植株X的花粉离体培育得到的单倍体有50%抗病，说明植株X为杂合子，杂合子自交，随着自交代数增加，纯合子逐代增多，C项错误；基因突变只能为自然选择供应原始材料，自然选择打算了生物进化的方向，D项错误。
11．【解析】Ⅰ.(1)甲的11号染色体上该部位碱基序列变为CTC，是基因突变的结果。(2)DNA非模板链碱基挨次为ATA，模板链对应碱基为TAT，转录成的密码子为AUA。(3)发生了基因突变而表现型正常的缘由可能有突变后的基由于隐性基因或突变后的基因把握合成的蛋白质不变。(4)表中信息显示甲和丙含有相同的致病基因，其后代患病概率较大。Ⅱ.(1)细胞中的非同源染色体组成一个染色体组，包括图中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。(2)一个原始生殖细胞经过减数分裂产生4个两两相同的配子，若其中一个基因型为aXB，则同时产生的另外三个子细胞的基因型为aXB、AY、AY。(3)图示果蝇的基因型为AaXBY，其子代长翅∶残翅＝3∶1，所以“另一亲本”相应基因型为Aa；子代雌性全为红眼，雄性中红眼∶白眼＝1∶1，所以“另一亲本”相应基因型为XBXb。(4)该果蝇与“另一亲本”杂交，子代中长翅红眼雌果蝇的基因型为A_XBX－，其中纯合子占1/3×1/2＝1/6，故杂合子占5/6。(5)选择隐性性状的雌性个体与显性性状的雄性个体杂交，可以依据子代果蝇的眼色推断其性别，即XbXb×XBY。(6)3∶3∶1∶1＝(3∶1)(1∶1)，眼色在雌、雄个体中只能毁灭1∶1，所以3∶1来自Aa×Aa。
【答案】Ⅰ.(1)基因突变 (2)AUA (3)突变后的基由于隐性基因；突变后的基因把握合成的蛋白质不变 (4)丁
Ⅱ.(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y (2)aXB、AY、AY
(3)AaXBXb (4)5/6 (5)XbXb×XBY (6)AaXBXb×AaXbY
12．【解析】(1)图中四种育种方法，都接受离体的植物细胞育种，运用了植物细胞全能性的原理，离体植物细胞的培育都必需运用植物组织培育技术，过程中会发生脱分化，即①③⑤⑥。(2)红果多室(Yymm)番茄植株的花粉基因型及比例是Ym∶ym＝1∶1，故花粉苗直接发育成的番茄植株的基因型是Ym或ym，但单倍体高度不育，表现型为无果实；而植物体C仅是花粉两两随机融合得到的，基因型及其比例是YYmm∶Yymm∶yymm＝1∶2∶1。(3)育种过程中染色体数量削减的是减数分裂产生的花粉及花粉幼苗B。花粉苗只有一个染色体组，可以使用确定浓度的秋水仙素或适当低温处理使之成为二倍体。(4)植物体D是由番茄体细胞和马铃薯体细胞融合培育而来的，其染色体数量是两个物种亲本的染色体数量之和，有丝分裂中少数细胞染色体临时加倍，数量最多。性状表现相同的根本缘由是遗传物质相同，植物体D具有两个亲本的遗传物质，故能表现出两个亲本的一些性状。(5)植物体A的形成过程中没发生减数分裂，只进行了有丝分裂，没有基因重组，没发生基因突变，故完全表现亲本红果多室的性状。
【答案】(1)植物细胞全能性 ①③⑤⑥ (2)Ym或ym 无果 YYmm∶Yymm∶yymm＝1∶2∶1 (3)花粉和幼苗B 确定浓度的秋水仙素或适当低温 (4)D 多倍体 具有两个亲本的遗传物质 (5)该培育过程中只进行了有丝分裂，且没发生基因突变，完全保持了亲本的遗传性状
13．【解析】分析题干可知，两种性状的遗传符合自由组合定律。以纯合的非抗非糯性玉米(甲)为材料经EMS诱变处理获得乙、丙的过程可用下图表示：
(1)由图可知，获得丙的过程中，运用了诱变育种和单倍体育种技术。
(2)由乙和丙杂交，F1只毁灭抗性非糯性和非抗非糯性的个体，可推出乙个体的基因型为TtGG，F1个体的基因型为TtGg和ttGg，其中自交后代(F2)有抗性糯性个体毁灭的是TtGg，且F2中抗性糯性个体的比例是3/16。
(3)上一小题F2中抗性糯性个体的基因型为TTgg或Ttgg，其中TTgg自交后代无性状分别，而Ttgg个体自交后代会有非抗糯性个体毁灭，其遗传图解见答案。
(4)若要通过转基因技术得到抗虫性，需要将抗虫基因导入该植物细胞，将目的基因导入植物细胞通常用农杆菌转化法，故需将目的基因与农杆菌的Ti质粒连接形成基因表达载体(此过程需要DNA连接酶)，然后导入玉米的培育细胞中，经筛选和培育等获得抗虫植株。
【答案】(1)单倍体 (2)抗性非糯性 3/16 (3)非抗糯性
P 抗性糯性
Ttgg
F1
雌配子
雄配子
Tg
tg
Tg
TTgg抗性糯性
Ttgg抗性糯性
tg
Ttgg抗性糯性
ttgg非抗糯性
抗性糯性∶非抗糯性＝3∶1
(4)抗虫基因(或目的基因) Ti质粒 DNA连接酶
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