8.生物的變異、育種與進化　　　　　　　　　　　　　　　　　一、單項選擇題1.(2021湖南常德期末)枯草桿菌野生型與某一突變型的差異見下表:枯草桿菌核糖體S12蛋白第55~58位的氨基酸序列鏈霉素與核糖體的結合在含鏈霉素培養(yǎng)基中的存活率/%野生型…—P—K—K—P—…能0突變型…—P—R—K—P—…不能100注:P:脯氨酸;K:賴氨酸;R:精氨酸下列敘述正確的是(　　)A.S12蛋白結構改變使突變型具有鏈霉素抗性B.鏈霉素通過與核糖體結合抑制其轉錄功能C.突變型的產生是由堿基對的缺失所致D.鏈霉素可以誘發(fā)枯草桿菌產生相應的抗性突變2.(2021湖南卷,15)血漿中膽固醇與載脂蛋白apoB-100結合形成低密度脂蛋白(LDL),LDL通過與細胞表面受體結合,將膽固醇運輸到細胞內,從而降低血漿中膽固醇含量。PCSK9基因可以發(fā)生多種類型的突變,當突變使PCSK9蛋白活性增強時,會增加LDL受體在溶酶體中的降解,導致細胞表面LDL受體減少。下列敘述錯誤的是(　　)A.引起LDL受體缺失的基因突變會導致血漿中膽固醇含量升高B.PCSK9基因的有些突變可能不影響血漿中LDL的正常水平C.引起PCSK9蛋白活性降低的基因突變會導致血漿中膽固醇含量升高D.編碼apoB-100的基因失活會導致血漿中膽固醇含量升高3.如圖表示由甲(2n=20)、乙(2n=20)兩種植物逐步培養(yǎng)出己植株的過程,其中基因B控制植株的高產,基因D決定植株的抗病性(不考慮基因工程)。下列有關敘述正確的是(　　)A.丙植株體細胞中含有10對同源染色體,減數分裂時能形成10個四分體B.②過程可用秋水仙素處理幼苗的芽尖,并取根尖分生區(qū)細胞制片以檢測是否達到目的C.③過程發(fā)生了染色體結構變異,④過程可以按照生產需求定向改變相關基因結構D.正常情況下己植株自交產生的F1高產抗病植株中,自交后代不發(fā)生性狀分離的植株占1/34.野生型豌豆成熟后,子葉由綠色變?yōu)辄S色,而突變型豌豆由于Y基因轉變成y基因相關蛋白功能異常(變化的氨基酸序列如圖所示),該蛋白進入葉綠體后調控葉綠素降解的能力降低,最終使突變型豌豆子葉維持“常綠”。據此分析錯誤的是(　　) A.Y基因轉變成y基因的過程屬于染色體結構變異B.Y基因轉變成y基因的過程中有堿基對的增添、替換C.Y基因轉變成y基因不一定會引起豌豆表現型的變化D.Y基因轉變成y基因后嘌呤數與嘧啶數的比例不變5.(2021湖南四大名校月考)彗星蘭的花矩長達30cm,只有底約4cm處才有花蜜。達爾文曾預測肯定存在這樣的昆蟲,它們生有同樣細長的吸管似的口器,可以從花矩中吸到花蜜。大約50年后,研究人員果然發(fā)現了這樣的蛾類昆蟲——非洲長喙天蛾,它長著25cm長的口器,其在盡量伸長口器去吸花矩底部的花蜜時,身體會擠壓到花冠,花粉會沾到身上,因此,在這樣的情形下,蘭花的花矩越長,它就會沾到更多的花粉,越容易留下更多的后代。下列分析錯誤的是(　　)A.根據資料推測消費者對植物的傳粉和種子的傳播等可能具有重要作用B.非洲長喙天蛾的口器越來越長是自然選擇使基因發(fā)生定向變異的結果C.花矩高度特化的彗星蘭將自身的遺傳物質傳遞給后代的概率更高D.彗星蘭與非洲長喙天蛾的某些形態(tài)特征彼此相適應,是共同進化的結果二、不定項選擇題6.(2021山東泰安期末)科研人員發(fā)現某水稻品種發(fā)生突變,產生了新基因SW1,其表達產物能使植株內赤霉素含量下降,從而降低植株高度。將該品種與其他品種雜交,獲得了后代“IR8水稻”,既高產又抗倒伏。下列說法錯誤的是(　　)A.SW1基因通過控制酶的合成控制代謝過程進而控制了生物的性狀B.進行“IR8水稻”的育種時,應用的原理是基因重組C.在育種時,該品種與其他品種雜交,子代全為既高產又抗倒伏的個體D.“IR8水稻”擁有高產的性狀,根本原因是體內赤霉素含量較低,影響植株的生長7.(2021湖南婁底期中)昆蟲取食或機械性損傷都會引起煙草植株釋放大量煙堿,煙堿對昆蟲具有廣譜性的毒性。科學家發(fā)現,以煙草葉片為食的煙草天蛾幼蟲在用含有高濃度煙堿的食物飼喂后,仍然能夠生存,只是生長速率降低。煙草天蛾幼蟲可以利用其從食物中攝取的煙堿抵抗寄生生物(如絨繭蜂幼蟲)來保護自己。經X射線誘變后選擇煙堿敏感型煙草天蛾幼蟲有助于研究煙草天蛾對煙堿適應性的分子機制。下列敘述錯誤的是(　　)A.煙草天蛾對煙堿的適應性是長期共同進化的結果B.絨繭蜂發(fā)生可遺傳變異能使其種群基因頻率發(fā)生定向改變C.煙堿敏感型煙草天蛾的出現可增加生物多樣性D.可以通過X射線定向誘導煙草天蛾發(fā)生煙堿敏感型突變三、非選擇題8.(2021安徽黃山質檢)某X、Y型性別決定的動物(2n=8),其中一個雄性個體的一條2號及一條3號染色體發(fā)生了如下圖所示的變異,其余染色體正常。假如該個體表現型正常,且能與正常雌性交配產生后代,請回答下列問題。 (1)該個體發(fā)生的變異為　　　　　　　　　　　　。該變異　　　　(填“能”或“不能”)通過光學顯微鏡觀察。?(2)此雄性個體在減數分裂過程中,該異常染色體與其同源染色體中的一條聯會并正常分離,另一條隨機移向細胞一極。則此個體產生的精子中,染色體組成正常的概率為　　　　。已知2號與3號染色體的單體及三體表現型均不正常,則此雄性與正常雌性交配產生的后代中,表現型正常的比例為　　　　　　　　　。?(3)假如在該動物群體中,發(fā)現了一只性染色體組成為XYY的個體,則此個體產生的原因是其親本在　　　　　　(填“精子”或“卵細胞”)的產生過程中　　　　　　　　　　　　　　　　　。?9.(2021湖南益陽開學考試)玉米非糯性基因(A)對糯性基因(a)為顯性,植株紫色基因(B)對植株綠色基因(b)為顯性,這兩對等位基因分別位于第9號和第6號染色體上。現有非糯性紫株、非糯性綠株和糯性紫株三個純種品系供實驗選擇。(1)若要驗證基因的自由組合定律,應選擇的雜交組合是　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(2)當用X射線照射純合糯性紫株玉米花粉后,將其授于純合糯性綠株的個體上,發(fā)現在F1734株中有2株為綠色。關于這2株綠色植株產生的原因,有以下兩種推測。推測一:少數花粉中紫色基因(B)突變?yōu)榫G色基因(b),導致F1少數綠苗產生。推測二:6號染色體載有紫色基因(B)區(qū)段缺失導致的。已知第6號染色體區(qū)段缺失的雌、雄配子可育,而缺失純合子(兩條同源染色體均缺失相同片段)致死。某同學設計了以下雜交實驗,以探究X射線照射花粉后產生的變異類型。實驗步驟:第一步,選上述綠色植株與　　　　　　　　　　純種品系雜交,得到F2;?第二步,讓F2植株自交,得到F3;第三步,觀察并記錄F3　　　　　　　　　　　　　　　　。?結果預測及結論:①若F3植株的　　　　　　　　　　　　　　　,說明推測一成立;?②若F3植株的　　　　　　　　　　　　　　　,說明推測二成立。?10.1萬多年前,某地比現在濕潤得多,氣候也較為寒冷,許多湖泊(A、B、C、D)通過縱橫交錯的小溪流連接起來,湖中有不少鳉魚。后來,該地區(qū)逐漸干旱,小溪流漸漸消失,形成了若干個獨立的湖泊,各湖泊生活的鳉魚形態(tài)差異也變得明顯(分別稱為a、b、c、d鳉魚)。如圖為某地1萬多年以來湖泊地質的變化示意圖。(1)1萬多年后,D湖中的　　　　　　　　　　　　　　　　　稱為鳉魚種群的基因庫;現代生物進化理論認為　　　　　　為生物的進化提供原材料。? (2)現在,有人將四個湖泊中的一些鳉魚混合養(yǎng)殖,結果發(fā)現:A、B兩湖的鳉魚(a和b)能進行交配且產生后代,但其后代高度不育,則a、b鳉魚之間存在　　　　　,它們屬于兩個　　　　　;來自C、D兩湖的鳉魚(c和d)交配,能生育具有正常生殖能力的子代,且子代之間存在一定的性狀差異,這體現了生物多樣性中的　　　　　　　　　　　　　(填“基因多樣性”“物種多樣性”或“生態(tài)系統(tǒng)多樣性”)。?(3)在5000年前,A湖泊的淺水灘生活著甲水草(二倍體),如今科學家發(fā)現了另一些植株較碩大的乙水草,經基因組分析,甲、乙兩水草完全相同;經染色體組分析,甲水草含有18對同源染色體,乙水草的染色體組數是甲水草的2倍。則乙水草產生的原因最可能是??　。?(4)如果C湖泊中鳉魚體色有黑色和淺灰色,其為一對相對性狀,黑色對淺灰色為顯性,控制相應性狀的基因用A、a表示,A的基因頻率為50%。環(huán)境變化后,鳉魚種群中基因型為AA、Aa的個體數量在1年后各增加10%,基因型為aa的個體數量減少10%,則1年后A的基因頻率為　　　　(保留一位小數),該種群　　　　(填“有”或“沒有”)進化成一個新物種。?參考答案8.生物的變異、育種與進化1.A　解析根據表格信息可知,枯草桿菌野生型與某一突變型的差異是由S12蛋白結構改變導致的,突變型能在含鏈霉素的培養(yǎng)基中存活,說明突變型具有鏈霉素抗性,A項正確;翻譯是在核糖體上進行的,所以鏈霉素通過與核糖體結合抑制其翻譯功能,B項錯誤;野生型和突變型的S12蛋白中只有一個氨基酸(第56位氨基酸)有差異,而堿基對的缺失會導致缺失位置后的氨基酸序列均改變,所以突變型的產生是由堿基對的替換導致的,C項錯誤;枯草桿菌對鏈霉素的抗性突變不是鏈霉素誘發(fā)的,鏈霉素只能作為環(huán)境因素起選擇作用,D項錯誤。2.C　解析分析題干,血漿中膽固醇與載脂蛋白apoB-100結合形成低密度脂蛋白(LDL),LDL通過與細胞表面的受體結合,將膽固醇運輸到細胞內,從而使血漿中的膽固醇含量降低;LDL受體減少和載脂蛋白apoB-100減少,均會影響膽固醇被細胞利用,導致血漿中的膽固醇含量較高。LDL受體缺失,則LDL不能將膽固醇運進細胞,導致血漿中的膽固醇含量升高,A項正確;由于密碼子的簡并性,PCSK9基因的某些突變不一定會導致PCSK9蛋白活性發(fā)生改變,則不影響血漿中LDL的正常水平,B項正確;引起PCSK9蛋白活性增強的基因突變會導致細胞表面LDL受體減少,使血漿中膽固醇的含量升高,C項錯誤;編碼apoB-100的基因失活,則apoB-100蛋白減少,與血漿中膽固醇結合形成LDL減少,進而被運進細胞的膽固醇減少,使血漿中的膽固醇含量升高,D項正確。3.D　解析甲、乙是兩種不同的植物,雜交子代丙的體細胞中雖然含有20條染色體,但這些染色體分別來自兩個物種,不是同源染色體,故丙不能聯會形成四分體。丙的基因型為bD,高度不育,②過程可用秋水仙素處理幼苗的芽尖,以誘導染色體加倍。但此時根尖細胞未被誘導,染色體數不變,所以不能取根尖分生區(qū)細胞制片觀察染 色體數來檢測是否達到目的。③過程發(fā)生了染色體結構變異(易位);④過程中基因b突變?yōu)榛駼,基因結構發(fā)生改變,但是基因突變具有不定向性,故不可以定向改變相關基因結構。正常情況下己植株能產生bD、BD兩種配子,己植株自交產生的F1基因型及比例為BBDD∶BbDD∶bbDD=1∶2∶1,F1高產抗病植株中自交后代不發(fā)生性狀分離的植株占1/3。4.A　解析①②號位點對應堿基序列發(fā)生了堿基對的替換,只改變了該位點的氨基酸,不影響其前后的氨基酸序列,③號位點增加了兩個氨基酸,故基因中相應位點增加了6個堿基對,雖然基因內部有多個堿基對的改變,但仍屬于基因結構的改變,Y基因轉變成y基因的過程屬于基因突變而非染色體結構變異,A項錯誤,B項正確;如果顯性純合豌豆YY發(fā)生隱性突變,突變?yōu)閅y,豌豆的表現型不變,C項正確;豌豆的遺傳物質為雙鏈DNA分子,Y基因發(fā)生突變前后其嘌呤數與嘧啶數的比例始終是1∶1,D項正確。5.B　解析非洲長喙天蛾可以促進彗星蘭的授粉作用,據此推測消費者對植物的傳粉和種子的傳播等可能具有重要作用,A項正確;非洲長喙天蛾的口器越來越長是長期自然選擇的結果,進而適應了環(huán)境,但基因突變是不定向的,B項錯誤;非洲長喙天蛾專一性傳粉,只在彗星蘭中活動,使得彗星蘭更直接地授粉,減少運輸過程中的花粉損失,效率反而更高,故其遺傳物質傳遞給后代的概率更高,C項正確;彗星蘭的某些形態(tài)特征與傳粉昆蟲的某些形態(tài)特征彼此相適應,是共同進化的結果,D項正確。6.CD　解析SW1基因表達產物能使植株內赤霉素含量下降,從而降低植株高度,說明基因通過控制酶的合成,間接控制了生物的性狀,A項正確;該品種作為親本與其他品種進行雜交,獲得了后代“IR8水稻”,這屬于雜交育種,其原理是基因重組,B項正確;在育種時,該品種與其他品種雜交,后代可能發(fā)生性狀分離,故子代不全為既高產又抗倒伏的個體,還需進行篩選,C項錯誤;“IR8水稻”擁有抗倒伏的性狀,直接原因是體內赤霉素含量較低影響植株的生長,根本原因是基因突變,D項錯誤。7.BD　解析煙草天蛾對煙堿的適應性是生物之間相互選擇、長期共同進化的結果,A項正確;煙草天蛾幼蟲可以利用其從食物中攝取的煙堿抵抗寄生生物(如絨繭蜂幼蟲)來保護自己,所以煙堿可以改變絨繭蜂種群的基因頻率,自然選擇使其朝著一定的方向不斷進化,B項錯誤;生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性,煙堿敏感型煙草天蛾的出現可增加基因多樣性,從而增加生物多樣性,C項正確;基因突變是不定向的,X射線不能定向誘導煙草天蛾發(fā)生煙堿敏感型突變,D項錯誤。8.答案(1)染色體結構的變異(染色體易位、缺失)　能　(2)1/4　1/2　(3)精子　減數第二次分裂Y染色體的姐妹染色單體分開后移向同一極解析(1)結合分析可知,該個體發(fā)生的變異為染色體結構的變異(染色體易位、缺失)。因為染色體變異在光學顯微鏡下能觀察到,據此可推測該變異能通過光學顯微鏡觀察。(2)此雄性個體在減數分裂過程中,該異常染色體(設為2—3)與其同源染色體中的一條聯會并正常分離,另一條隨機移向細胞一極,因此在減數分裂產生精子的過程中2與2—3配對、3隨機,或2隨機、3與2—3配對,共2種組合方式,又每種組合能產生4種配子,所以理論上產生的精子類型有2×4=8(種),其中每一種組合方式都能產生1種同時含有2、3號染色體的精子,即兩種組合方式產生的染色體正常的配子概率為2/8=1/4。已知2號與3號染色體的單體及三體表現型均不正常,而此雄性產生的染色體數目正常,即含4條染色體的配子(同時含有2號和3號染色體的正常配子+含有一條異常染色體和一條正常2號或3號染色體的異常配子) 比例為1/2,因此該雄性個體與正常雌性交配產生的后代中,表現型正常的比例為1/2。(3)異常個體的性染色體組成為XYY,顯然Y染色體只能來自雄性個體,則此個體的產生是異常的精子(YY)和正常的卵細胞導致的,該異常精子產生的原因是雄性減數第二次分裂過程中Y染色體的姐妹染色單體分開后移向同一極形成的。9.答案(1)非糯性綠株和糯性紫株　(2)非糯性紫株(或糯性紫株)　植株顏色及比例?、僮仙镁G色=3∶1?、谧仙镁G色=6∶1　解析(1)若驗證基因的自由組合定律,則應選擇非糯性綠株和糯性紫株兩個純種品系進行雜交,其基因型為AAbb和aaBB。(2)純合糯性紫株玉米的基因型是aaBB,其產生的精子的基因型是aB;純合糯性綠株的基因型是aabb,其產生的卵細胞的基因型是ab,雜交后代的基因型是aaBb,都是紫株。如果用X射線照射純合糯性紫株玉米花粉后,將其授于純合糯性綠株的個體上,發(fā)現在F1734株中有2株為綠色,綠株的出現可能的原因是精子中B基因突變形成b,或者精子中B基因所在的染色體片段缺失。如果是基因突變引起的,該突變綠株的基因型是bb,與紫株純合品系雜交,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∶綠株=3∶1;如果是染色體片段缺失引起的,則突變綠株的基因型用B-b表示,與紫株純合品系雜交,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的表現型及其比例是紫株∶綠株=6∶1。10.答案(1)所有鳉魚所含有的全部基因　突變和基因重組　(2)生殖隔離　物種　基因多樣性　(3)低溫導致甲水草幼苗或種子有絲分裂過程中紡錘體形成受到抑制,進而導致染色體組成倍增加形成四倍體乙水草　(4)52.4%　沒有解析(1)種群中的全部個體所含有的全部基因為其基因庫,故D湖中的所有鳉魚所含有的全部基因稱為鳉魚種群的基因庫;現代生物進化理論認為突變和基因重組產生生物進化的原材料,其中突變包括基因突變和染色體變異。(2)雖然A、B兩湖的鳉魚(a和b)能進行交配且產生后代,但其后代高度不育,所以A、B兩湖的鳉魚產生了生殖隔離,它們屬于兩個物種。來自C、D兩湖的鳉魚(c和d)交配,能生育具有正常生殖能力的子代,說明C、D兩湖的鳉魚還是同一個物種,沒有產生生殖隔離,而且子代之間存在一定的性狀差異,因此體現的是基因多樣性。(3)根據甲、乙兩水草的基因組完全相同,乙水草的染色體組數是甲水草的2倍,且乙水草的植株較碩大,說明乙水草是由甲水草經過染色體加倍形成的多倍體,即乙水草是四倍體,形成的原因可能是低溫導致甲水草幼苗或種子有絲分裂過程中紡錘體形成受到抑制,進而導致染色體組成倍增加形成四倍體乙水草。(4)根據A的基因頻率為50%,可知群體中不同基因型個體所占比例,AA個體占25%,Aa個體占50%,aa個體占25%,假設開始時鳉魚的種群數量為200(AA為50、Aa為100、aa為50),環(huán)境變化后,基因型為AA、Aa的個體數量在1年后各增加10%,基因型為aa的個體數量減少10%,則AA的數量為55,Aa的數量為110,aa的數量為45,所以1年后A的基因頻率為(110+55×2)÷(55×2+110×2+45×2)≈52.4%?；蝾l率改變,只能說明生物發(fā)生了進化,由于各個基因型的個體仍然可以進行基因交流,所以該種群沒有進化形成新物種。