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版高考生物一轮总复习高考AB卷专题12生物的变异与育种
专题12生物的变异与育种
A卷 全国卷
基因突变与基因重组
1.(2016·全国课标卷Ⅲ,32)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。
回答下列问题:
(1)基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者________。
(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以________为单位的变异。
(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。
若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子________代中能观察到该显性突变的性状;最早在子________代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子________代中能分离得到显性突变纯合体;最早在子________代中能分离得到隐性突变纯合体。
解析
(1)基因突变是指DNA分子中发生的碱基替换、增添或缺失,而染色体变异往往会改变基因的数目和排列顺序,所以与基因突变相比,后者所涉及的碱基对数目会更多。
(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以个别染色体为单位的变异。
(3)AA植株发生隐性突变后基因型变为Aa,而aa植株发生显性突变后基因型也可变为Aa,该种植物自花授粉,所以不论是显性突变还是隐性突变,子一代为Aa时在子二代中的基因型都有AA、Aa和aa三种,故最早可在子一代观察到该显性突变的性状(A_);最早在子二代中观察到该隐性突变的性状(aa);显性纯合子和隐性纯合子均出现于子二代,且隐性纯合子一旦出现,即可确认为纯合,从而可直接分离出来,而显性纯合子的分离,却需再令其自交一代至子三代,若不发生性状分离方可认定为纯合子,进而分离出来。
答案
(1)少
(2)染色体 (3)一 二 三 二
2.(2013·全国课标卷Ⅰ,31)一对相对性状可受多对等位基因控制,如某植物花的紫色(显性)和白色(隐性)。
这对相对性状就受多对等位基因控制。
科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系,且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。
某同学在大量种植该紫花品系时,偶然发现了1株白花植株,将其自交,后代均表现为白花。
回答下列问题:
(1)假设上述植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状受8对等位基因控制,显性基因分别用A、B、C、D、E、F、G、H表示,则紫花品系的基因型为________________________________;上述5个白花品系之一的基因型可能为______________________(写出其中一种基因型即可)。
(2)假设该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异,若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的,还是属于上述5个白花品系中的一个,则:
①该实验的思路____________________________________________________。
②预期的实验结果及结论____________________________________________。
解析 本题主要考查基因自由组合定律的原理和应用。
(1)植株的紫花和白花是由8对等位基因控制的,紫花为显性,且5种已知白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异,据此可推断该紫花品系为8对等位基因的显性纯合子。
上述5种白花品系都只有一对基因为隐性纯合,另外7对等位基因为显性纯合,如aaBBCCDDEEFFGGHH、AAbbCCDDEEFFGGHH等。
(2)该紫花品系的后代中出现了1株能稳定遗传的白花植株,且与紫花品系也只有一对等位基因存在差异,若已知5种白花品系中隐性纯合的那对基因分别为aa、bb、cc、dd、ee,则该突变白花植株的基因型可能与上述5种白花品系之一相同,也可能出现隐性纯合基因是ff或gg或hh的新突变。
判断这两种情况的方法是让该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交,预测子代花色遗传情况:
若为新等位基因突变,则5种杂交组合中的子代应全为紫花;若该白花植株为上述5个白花品系之一,则与之基因型相同的一组杂交子代全为白花,其余4组杂交子代均为紫花。
由此可判断该白花植株的类型。
答案
(1)AABBCCDDEEFFGGHH aaBBCCDDEEFFGGHH
(2)①用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交,观察子代花色 ②在5个杂交组合中,如果子代全为紫花,说明该白花植株是新等位基因突变形成的;在5个杂交组合中,如果4个组合的子代全为紫花,1个组合的子代为白花,说明该白花植株属于这5个白花品系之一
染色体变异及变异原理在育种中的应用
3.(2015·全国卷Ⅱ,6)下列关于人类猫叫综合征的叙述,正确的是( )
A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的
B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的
C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的
D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的
解析 人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的,A正确,B、C、D错误。
答案 A
4.(2013·全国卷)下列实践活动包含基因工程技术的是( )
A.水稻F1花药经培养和染色体加倍,获得基因型纯合新品种
B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交,通过基因重组获得抗虫矮秆小麦
C.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞,经组织培养获得抗病植株
D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变,获得种子性状发生变异的大豆
解析 基因工程的实质在于实现“外源基因”在受体细胞中的表达。
答案 C
B卷 地方卷
基因突变与基因重组
1.(2016·江苏卷,12)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。
下列相关叙述正确的是( )
A.杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B.基因pen的自然突变是定向的
C.基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D.野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
解析 pen基因突变后形成了抗药靶位点,A错误;基因突变具有不定向性,B错误;基因突变为昆虫进化提供原材料,C正确;野生型昆虫和pen基因突变型昆虫属于同一物种,二者不存在生殖隔离,D错误。
答案 C
2.(2016·天津卷,5)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5558位的氨基酸序列
链霉素与
核糖体结合
在含链霉素培养基中的存活率/%
野生型
-P-
-K-P-
能
0
突变型
-P-
-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.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
解析 突变型菌在含链霉素的培养基中存活率为100%,故具有链霉素抗性,A正确;链霉素与核糖体结合是抑制其翻译功能,B错误;突变的产生最可能为碱基替换所致,因为只改变了一个氨基酸,C错误;链霉素在培养基中起筛选作用,不能诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变,D错误。
答案 A
3.(2015·海南卷,21)关于基因突变和染色体结构变异的叙述,正确的是( )
A.基因突变都会导致染色体结构变异
B.基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变
C.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变
D.基因突变与染色体结构变异通常都能用光学显微镜观察
解析 基因突变只是基因中个别碱基对的替换、增添、缺失,导致基因结构的改变,A错误;基因突变中若发生碱基对的替换,可能因为密码子的简并性,不会改变氨基酸的种类,进而表现型也不会改变,B错误;基因突变是染色体的某个位点上基因的改变,这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的,而染色体结构变异是可以用显微镜直接观察到的,D错误。
答案 C
4.(2015·四川卷,6)M基因编码含63个氨基酸的肽链。
该基因发生插入突变,使mRNA增加了一个三碱基序列AAG,表达的肽链含64个氨基酸。
以下说法正确的是( )
A.M基因突变后,参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加
B.在M基因转录时,核糖核苷酸之间通过碱基配对连接
C.突变前后编码的两条肽链,最多有2个氨基酸不同
D.在突变基因的表达过程中,最多需要64种tRNA参与
解析 在基因中嘌呤碱基与嘧啶碱基配对,基因发生插入突变后,嘌呤碱基数仍会等于嘧啶碱基数,故A错误;在M基因转录时,核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接,B错误;若AAG插入点在密码子之间,突变前后编码的两条肽链,只有1个氨基酸不同,若AAG插入点在某一密码子中,则突变前后编码的两条肽链,最多有2个氨基酸不同,故C正确;因与决定氨基酸的密码子配对的反密码子共有61种,故基因表达过程中,最多需要61种tRNA参与,D错误。
答案 C
5.(2015·江苏卷,15)经X射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花植株,下列叙述错误的是( )
A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存
B.X射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异
C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变
D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变异
解析 白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变,不一定有利于生存,A错误;X射线可引起基因突变和染色体变异,B正确;应用杂交实验,通过观察其后代的表现型及比例,可以确定是显性突变还是隐性突变,C正确;白花植株自交后代若有白花后代,可确定为可遗传变异,否则为不可遗传变异,D正确。
答案 A
6.(2015·海南卷,19)关于等位基因B和b发生突变的叙述,错误的是( )
A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C.基因B中的碱基对G-C被碱基对A-T替换可导致基因突变
D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变
解析 根据基因突变的不定向性,突变可以产生多种等位基因,A正确;X射线属于物理诱变因子,可以提高基因突变率,B错误;基因突变包括碱基对的替换、增添、缺失三种情况,C选项属于替换,D选项属于增添,C、D正确。
答案 B
7.(2016·北京卷,30)研究植物激素作用机制常使用突变体作为实验材料,通过化学方法处理萌动的拟南芥种子可获得大量突变体。
(1)若诱变后某植株出现一个新性状,可通过________交判断该性状是否可以遗传,如果子代仍出现该突变性状,则说明该植株可能携带________性突变基因,根据子代________,可判断该突变是否为单基因突变。
(2)经大量研究,探明了野生型拟南芥中乙烯的作用途径,简图如下。
由图可知,R蛋白具有结合乙烯和调节酶T活性两种功能,乙烯与________结合后,酶T的活性________,不能催化E蛋白磷酸化,导致E蛋白被剪切,剪切产物进入细胞核,可调节乙烯响应基因的表达,植株表现有乙烯生理反应。
(3)酶T活性丧失的纯合突变体(1#)在无乙烯的条件下出现________(填“有”或“无”)乙烯生理反应的表现型,1#与野生型杂交,在无乙烯的条件下,F1的表现型与野生型相同。
请结合上图从分子水平解释F1出现这种表现型的原因:
______________________________________________________________。
(4)R蛋白上乙烯结合位点突变的纯合体(2#)仅丧失了与乙烯结合的功能。
请判断在有乙烯的条件下,该突变基因相对于野生型基因的显隐性,并结合乙烯作用途径陈述理由:
__________________________________________________
__________________________________________________________________。
(5)番茄中也存在与拟南芥相似的乙烯作用途径,若番茄R蛋白发生了与2#相同的突变,则这种植株的果实成熟期会________。
解析
(1)突变出现一个新性状个体,可通过该突变性状个体自交,如果子代仍出现该突变性状,说明该突变性状为显性。
控制性状的基因对数不同,其杂交后代的性状分离比往往是不同的,故可通过杂交子代的性状分离比,确认是否为单基因突变。
(2)R蛋白具有结合乙烯和调节酶T活性两种功能,根据图示可知,乙烯与R蛋白受体结合后,酶T的活性被抑制,不能催化E蛋白磷酸化。
(3)酶T活性丧失的纯合突变体(1#)在无乙烯的条件下出现有乙烯生理反应的表现型。
原因是F1的酶T有活性,能催化E蛋白磷酸化,不能剪切E蛋白,故导致无乙烯生理反应。
(4)2#不能和乙烯结合,导致酶T被激活,表现为无乙烯生理反应,野生型表现为有乙烯生理反应。
2#与野生型进行杂交得到F1,F1在有乙烯条件下,部分R蛋白不能和乙烯结合,产生有活性的酶T,可催化E蛋白的磷酸化,出现无乙烯生理反应,表现型与2#相同,故该突变基因相对于野生型为显性。
(5)番茄R蛋白发生了与2#相同的突变,乙烯不能与受体相结合起促进果实成熟的作用,则这种植株的果实成熟期会推迟。
答案
(1)杂 显 表现型的分离比
(2)R蛋白 被抑制 (3)有 杂合子有野生型基因,可产生有活性的酶T,最终阻断乙烯作用途径 (4)2#与野生型杂交,F1中突变基因表达的R蛋白不能与乙烯结合,导致酶T持续有活性,阻断乙烯作用途径,表现为无乙烯生理反应,其表现型与2#一致,因此突变基因为显性 (5)推迟
8.(2015·广东卷,28)下表为野生型和突变型果蝇的部分性状。
翅形
复眼形状
体色
……
翅长
野生型
完整
球形
黑檀
……
长
突变型
残
菱形
灰
……
短
(1)由表可知,果蝇具有____________________________的特点,常用于遗传学研究。
摩尔根等人运用__________法,通过果蝇杂交实验,证明了基因在染色体上。
(2)果蝇产生生殖细胞的过程称为________,受精卵通过________________过程发育为幼虫。
(3)突变为果蝇的________提供原材料,在果蝇的饲料中添加碱基类似物,发现子代突变型不仅仅限于表中所列性状,说明基因突变具有________的特点。
(4)果蝇X染色体上的长翅基因(M)对短翅基因(m)是显性,常染色体上的隐性基因(f)纯合时,仅使雌蝇转化为不育的雄蝇,对双杂合的雌蝇进行测交,F1中雌蝇的基因型有________种,雄蝇的表现型及其比例为________________。
解析
(1)由图表可知,果蝇的翅形、复眼形状、体色、翅长都有相对性状,摩尔根等人运用了假说—演绎法,最终证明了基因在染色体上。
(2)果蝇是典型的有性生殖,所以通过减数分裂产生生殖细胞;受精卵通过有丝分裂和细胞分化发育成幼虫。
(3)突变为果蝇进化提供原材料,突变方向不确定,能产生新的基因。
(4)亲本为FfXMXm和ffXmY,测交后产生8种基因型。
又因为ff能使雌果蝇转化为不育的雄果蝇,所以最终的基因型和表现型如下:
FfXMXm(雌果蝇)、FfXmXm(雌果蝇)、FfXMY(长翅可育雄果蝇)、FfXmY(短翅可育雄果蝇)、ffXMXm(长翅不育雄果蝇)、ffXmXm(短翅不育雄果蝇)、ffXMY(长翅可育雄果蝇)、ffXmY(短翅可育雄果蝇)。
答案
(1)多对容易区分的相对性状 假说—演绎
(2)减数分裂 有丝分裂和细胞分化
(3)进化 不定向性
(4)2 长翅可育∶短翅可育∶长翅不育∶短翅不育=2∶2∶1∶1
染色体变异及变异原理在育种中的应用
9.(2016·江苏卷,14)如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。
下列叙述正确的是( )
A.个体甲的变异对表型无影响
B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C.个体甲自交的后代,性状分离比为3∶1
D.个体乙染色体没有基因缺失,表型无异常
解析 个体甲的变异属于缺失基因“e”所在片段缺失,影响表型,A错误;个体乙发生的变异是倒位,减数分裂形成的四分体异常,呈“十字型”,B正确;含缺失染色体的配子一般是败育的,故其后代一般不会发生性状分离,C错误;个体乙染色体没有基因缺失,但发生倒位,表型异常,D错误。
答案 B
10.(2015·江苏卷,10)甲、乙为两种果蝇(2n),右图为这两种果蝇的各一个染色体组,下列叙述正确的是( )
A.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B.甲发生染色体交叉互换形成了乙
C.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
D.图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
解析 A、B、C项错,甲、乙的1号染色体,一为正常,一为倒位,二者排列顺序不同,属于染色体结构变异;D项对,染色体变异属于可遗传变异,可为生物进化提供原材料。
答案 D
11.(2013·福建理综,5)某男子表现型正常,但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体,如图甲。
减数分裂时异常染色体的联会如图乙,配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任一极。
下列叙述正确的是( )
A.图甲所示的变异属于基因重组
B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C.如不考虑其他染色体,理论上该男子产生的精子类型有8种
D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
解析 本题主要考查变异及减数分裂的相关知识。
图甲所示的变异为染色体变异,自然状态下,基因重组只发生在减Ⅰ四分体时期和减Ⅰ后期;观察异常染色体应选择处于细胞分裂中期的细胞;如不考虑其他染色体,理论上该男子可产生含14号和21号,含14号+21号,只含14号,含2l号和14号+21号,只含2l号,含14号和14号+21号共6种精子;由于该男子可以产生含正常染色体的配子,所以其与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代。
故D项正确。
答案 D
12.(2016·天津卷,9)鲤鱼和鲫鱼体内的葡萄糖磷酸异构酶(GPI)是同工酶(结构不同、功能相同的酶),由两条肽链构成。
编码肽链的等位基因在鲤鱼中是a1和a2,在鲫鱼中是a3和a4,这四个基因编码的肽链P1、P2、P3、P4可两两组合成GPI。
以杂合体鲫鱼(a1a2)为例,其GPI基因、多肽链、GPI的电泳(蛋白分离方法)图谱如下。
请问答相关问题:
(1)若一尾鲫鱼为纯合二倍体,则其体内GPI类型是________。
(2)若鲤鱼与鲫鱼均为杂合二倍体,则鲤鲫杂交的子一代中,基因型为a2a4个体的比例为________。
在其杂交子一代中取一尾鱼的组织进行GPI电泳分析,图谱中会出现________条带。
(3)鲤鲫杂交育种过程中获得了四倍体鱼。
四倍体鱼与二倍体鲤鱼杂交,对产生的三倍体子代的组织进行GPI电泳分析,每尾鱼的图谱均一致,如下所示。
据图分析,三倍体的基因型为________,二倍体鲤鱼亲本为纯合体的概率是________。
解析
(1)纯合二倍体鲫鱼,其基因型为a3a3或a4a4能表达P3或P4,因而GPI类型有P3P3或P4P4两种。
(2)杂合二倍体鲤鲫杂交,遗传图解为:
a1a2×a3a4―→a1a3+a1a4+a2a3+a2a4,基因型a2a4个体占1/4。
任取一尾鱼因其都是杂合子,则其组织中GPI类型为诸如P1P1、P3P3、P1P3三种(以a1a3为例),故图谱中会出现三条带。
(3)图中GPI有6种,且仅涉及P1、P2、P3,并存在P3P3、P2P2、P1P1组合型。
可推测三倍体基因型为a1a2a3,由于该三倍体为四倍体鱼与二倍体鲤鱼杂交所得推测二倍体鲤鱼亲本应为纯合体,二倍体鲤鱼亲本若为杂合子,其后代可能出现a1a1a2等这类基因型,其GPI电泳就不为6条带。
答案
(1)P3P3或P4P4
(2)25% 3 (3)a1a2a3 100%
13.(2014·山东理综,28)果蝇的灰体(E)对黑檀体(e)为显性;短刚毛和长刚毛是一对相对性状,由一对等位基因(B,b)控制。
这两对基因位于常染色体上且独立遗传。
用甲、乙、丙三只果蝇进行杂交实验,杂交组合、F1表现型及比例如下:
(1)根据实验一和实验二的杂交结果,推断乙果蝇的基因型可能为________或________。
若实验一的杂交结果能验证两对基因E、e和B、b的遗传遵循自由组合定律,则丙果蝇的基因型应为________。
(2)实验二的F1中与亲本果蝇基因型不同的个体所占的比例为________。
(3)在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F1,F1中灰体果蝇8400只,黑檀体果蝇1600只。
F1中e的基因频率为________,Ee的基因型频率为________。
亲代群体中灰体果蝇的百分比为________。
(4)灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交,在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇。
出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。
现有基因型为EE、Ee和ee的果蝇可供选择,请完成下列实验步骤及结果预测,以探究其原因。
(注:
一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死;各型配子活力相同)
实验步骤:
①用该黑檀体果蝇与基因型为________的果蝇杂交,获得F1;
②F1自由交配,观察、统计F2表现型及比例。
结果预测:
Ⅰ.如果F2表现型及比例为________,则为基因突变;
Ⅱ.如果F2表现型及比例为________,则为染色体片段缺失。
解析 根据实验一中灰体∶黑檀体=1∶1,短刚毛∶长刚毛=1∶1,得知甲乙的基因型可能为EeBb×eebb或者eeBb×Eebb。
同理由实验二的杂交结果,推断乙和丙的基因型应为eeBb×EeBb,所以乙果蝇的基因型可能为EeBb或eeBb。
若实验一的杂交结果能验证两对基因E,e和B,b的遗传遵循自由组合定律,则甲乙的基因型可能为EeBb×eebb,乙的基因型为EeBb,则丙果蝇的基因型应为eeBb。
(2)实验二亲本基因型为eeBb×EeBb,F1中与亲本果蝇基因型相同的个体所占的比例为
×
+
×
=
,所以基因型不同的个体所占的比例为
。
(3)一个由纯合果蝇组成的大种群中,由于自由交配得到F1中黑檀体果蝇ee比例=
=16%,故e的基因频率为40%,E的基因频率为60%,Ee的基因型频率为2×40%×60%=48%。
在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,每一代中的基因频率是不变的,所以由纯合果蝇组成的亲代群体中,灰体果蝇的百分比为60%。
(4)由题意知,出现该黑檀体果蝇的原因如果是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变则此黑檀体果蝇的基因型为ee,如果是染色体片段缺失,黑檀体果蝇的基因型为e。
选用EE基因型果蝇杂交关系如下。
答案
(1)EeBb eeBb(注:
两空可颠倒) eeBb
(2)
(3)40% 48% 60%
(4)答案一:
①EE ②Ⅰ.灰体∶黑檀体=3∶1 Ⅱ.灰体∶黑檀体=4∶1
答案二:
①Ee ②Ⅰ.灰体∶黑檀体=7∶9 Ⅱ.灰体∶黑檀体=7∶8
14.(2014·安徽卷,31)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。
(1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制,其香味性状的表现是因为________________________,导致香味物质累积。
(2)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。
抗病(B)对感病(b)为显性。
为选育抗病香稻新品种,进行一系列杂交实验。
其中,无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示,则两
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- 高考 生物 一轮 复习 AB 专题 12 变异 育种