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变异与进化
重点精华
典例赏析
【例1】（08天津）为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法；
图中两对相对性状独立遗传。
据图分析，不正确的是
A.过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高
B.过程②可以取任一植株的适宜花药作培养材料
C.过程③包括脱分化和再分化两个过程
D.图中筛选过程不改变抗病基因频率
（08青岛）下面是某基因的部分碱基序列，该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸（异亮氨酸的密码子是AUA）”
如果箭头所指碱基对A—T缺失，该片段所编码的氨基酸序列为（）
A．异亮氨酸—精氨酸—谷氮酸—丙氨酸—天冬氨酸
B．异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—谷氨酸
C．精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸
D．亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—缬氨酸
答案：
B
（08山东）番茄（2n=24）的正常植株（A）对矮生植株（a）为显性，红果（B）对黄果（b）为显性。
两对基因独立遗传。
请回答下列问题：
（1）现有基因型AaBB与aaBb的番茄杂交，其后代的基因型有_______种，______基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高，自交后代的表现型及比例为______________。
（2）在♀AA×♂aa杂交中，若A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为________，这种情况下，杂交后代的株高表现型可能是________
（3）假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高的A基因突变产生的，检测突变基因转录的mRNA，发现X第二个密码子中的第二个碱基由C变为U，Y在第二个密码子的第二个碱基前多了一个U。
与正常植株相比，_______突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因______________________________。
（4）转基因技术可以使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某基因表达。
假设A基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高，请完成如下实验设计，以验证假设是否成立。
①实验设计：
（借助转基因技术，但不要求转基因的具体步骤）
a．分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。
b．_______________________________。
c．_______________________________。
②支持上述假设的预期结果：
__________________。
③若假设成立，据此说明基因控制性状的方式：
__________________________。
解析：
（1）Aa与aa杂交后代基因型2种，Bb与BB杂交后代基因型2种，则自由组合后的基因型有AaBB、AaBb、aaBb、aaBB4种，其中aaBb自交后代中矮生红果∶矮生黄果=3∶1。
（2）当A所在的染色体不发生分离，则次级卵母细胞中是13或11条染色体（极体中是11或13条染色体）。
产生的卵细胞基因型是AA或A缺失。
则产生的受精卵基因型是AAa或a，表现型为红果或黄果。
（3）Y突变体的蛋白质中氨基酸的改变比X突变体可能更多或：
x突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变．Y突变体的蛋白质氨基酸序列可能从第一个氪基酸后都改变。
（4）本小题的题干中包含重要的信息：
①转基因技术可以使某基因“过量表达”或“抑制表达”，②A基因可“控制赤霉素的合成来控制番茄的株高”。
两个信息中，①是实验处理，②是实验结果。
实验思路是：
利用转基因技术使A基因“过量表达”或“抑制表达”，而结果是赤霉素含量和株高的变化。
基因一方面可以通过控制蛋白质的分子结构来控制性状，另一方面可以通过控制酶的合成控制代谢过程，从而影响生物性状。
答案：
（l）4aaBb矮生红果：
矮生黄果=3：
1
（2）13或11正常或矮生
（3）YY突变体的蛋白质中氡基酸的改变比x突变体可能更多（或：
x突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变，Y突变体的蛋白质氨基酸序列可能从第一个氪基酸后都改变）。
（4）①答案一：
b.通过转基因技术，一是抑制正常植株A基因的表达，二是使A基固在矮生植株过量表达。
c.测定两个实验组植株的赤霉素含量和株高。
答案二
b.通过转基因技术，抑制正常植株A基因的表达，测定其赤霉素含量和株高。
c.通过转基因技术，使A基固在矮生植株过量表达，测定其赤霉素含量和株高。
（答案二中b和c次序不做要求）
②与对照比较．正常植株在A基因表达被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低；与对照比较，A基因在矮生植株中过量表达后，该植株赤霉索含量增加，株高增加。
③基因通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物性状。
点评：
此题考查基因的自由组合规律、细胞的减数分裂、受精过程、基因突变的特征和原因、以及基因的表达过程，考查验证简单生物学事实的能力。
抢分试题
（08上海）下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）
A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个T
C．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个T
答案：
B
（08广东）如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对.可能的后果是（多选）
A.没有蛋白质产物
B.翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C.所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D.翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸字列发生变化
（08江苏）．亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的变化如下：
C转变为U（U与A
配对），A转变为I（I为次黄嘌呤，与C配对）。
现有一DNA片段为
，经亚硝酸盐作用后，若链①中的A、C发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子孙代DNA片断之一为
答案：
C
（08江苏）下列关于育种的叙述中，错误的是
A．用物理因素诱变处理可提高突变率B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因
C．三倍体植物不能由受精卵发育而来D．诱变获得的突变体多数表现出优良性状
答案：
BCD
（08济南）在一个种群中，基因型AA、Aa、aa的个体分别占25%、50%、25%。
已知基因型aa的个体失去求偶繁殖能力，则随机交配一代后，子代中基因型aa的个体所占的比例为
（）
A．1/61B．1/9C．1/8D．1/4
答案：
B
（08济南）下图表示果绳某一条染色体上几个基因，相关叙述中不正确的是
A.观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列
B．图示各基因中只有部分脱氧核苷酸序列能编码蛋白质
c．如含红宝石眼基因的片段缺失，说明发生了基因突变
D.基因中有一个碱基对的替换，不一定会引起生物性状的改变
答案：
C
（08江苏）．某植物种群中，AA个体点16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为
A．增大，不变；不变，不变B．不变，增大；增大，不变
C．不变，不变；增大，不变D．不变，不变；不变，增大
答案：
C
（07上海）D15.太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发
生变异，然后进行培育的一种育种方法。
下列说法正确的是
A.太空育种产生的突变总是有益的
B.太空育种产生的性状是定向的
C.太空育种培育的植物是地球上原本不存在的
D.太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的
（07江苏）B15．果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制，基因型BB、Bb为灰身，bb为黑身。
若人为地组成一个群体，其中80％为BB的个体，20％为bb的个体，群体随机交配，其子代中Bb的比例是
A．25％B．32％C．50％D．64％
（07江苏）C18．某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。
a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于
A．三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失
B．三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加
C．三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失
D．染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体
（08全国）以下有关基因重组的叙述，错误的是
A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B.非姊妹染色体的交换可引起基因重组
C.纯合体自交因基因重组导致子代性状分离
D.同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关
（08广东）.关于多倍体的叙述，正确的是
A.植物多倍体不能产生可育的配子
B.八倍体小黑麦是用基因工程技术创造的新物种
C.二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分必然增加
D.多倍体在植物中比动物中更常见
答案：
D
．（08广东）对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，正确的描述是（多选）
A．处于分裂间期的细胞最多
B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
答案：
ABD
（08潍坊）下列过程中，不能发生基因重组的是
A．减数第一次分裂过程B．精卵细胞结合成受精卵的过程
C．减数分裂四分体时期D．利用基因工程培育“抗虫棉”
答案：
B
（08潍坊）某种群产生了一个突变基因S，其基因频率在种群中的变化如右图所示：
对于这个突变基因，以下叙述正确的是
A.S的等位基因在自然选择中占优势地位
B.ss纯合子是致死的
C.S纯合子的生育率不一定高于杂合子
D.该种群基因库中S频率的变化表示新物种将产生
答案：
C
10．（08广东）正常双亲产下一头矮生雄性牛犊，以下解释不可能的是
A．雄犊营养不良 B．雄犊携带了X染色体
C．发生了基因突变 D．双亲都是矮生基因的携带者
答案：
B
．（08广东）21三体综合征患儿的发病率与母亲年龄的关系如右图所示，预防该遗传病的主要措施是
①适龄生育 ②基因诊断 ③染色体分析 ④B超检查
A．①③ B．①②
C．③④ D．②③
答案：
A
．（08广东）改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是
A．诱变育种 B．单倍体育种 C．基因工程育种 D．杂交育种
答案：
B
．（08山东）下列与生物进化相关的叙述，正确的是
A．进化总是由突变引起的 B．进化时基因频率总是变化的
C．变异个体总是适应环境的 D．进化改变的是个体而不是群体
解析：
生物进化的实质是种群基因频率的改变，故B选项正确，而变的是种群的基因频率，单位是种群，故改变的是种群的特征，而非个体，D选项错误；自然选择、迁入迁出等改变种群的基因频率即引起进化，故A选项错误；变异是不定项的，并具有多害少利性，此处的“害”与“利”即指能否适应所生存的环境，C选项错误。
答案：
B
．（08山东）拟南芥P基因的突变体表现为花发育异常。
用生长素极性运输抑制剂处理正常拟南芥，也会造成相似的花异常。
下列推测错误的是
A．生长素与花的发育有关 B．生长素极性运输与花的发育有关
C．P基因可能与生长素极性运输有关 D．生长素极性运输抑制剂诱发了P基因突变
解析：
用生长素极性运输抑制剂处理拟南芥，出现类Ｐ基因突变体的性状，可推测出要么是生长素与花的发育有关（Ａ），要么是生长素的极性运输与之有关（Ｂ），Ｐ基因可能与生长素极性运输有关（Ｃ）。
而由于基因突变的不定向性，故特定的因素不可能诱发特定的基因突变，故Ｄ选项错误。
答案：
D
29、（08北京）白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。
以白菜为母本、甘蓝为父本。
经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到“白菜－甘蓝”杂种幼苗。
请回答问题：
⑴白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在 隔离。
自然条件下，这两个物种间不能通过 的方式产生后代。
雌蕊离体培养“白菜－甘蓝”杂种幼苗获得，所依据的理论基因是植物细胞具有 。
⑵为观察“白菜－甘蓝”染色体数目和形态，通常取幼苗的 做临时装片，用 染色。
观察、计数染色体的最佳时期是 。
⑶二倍体“白菜－甘蓝”的染色体数为 。
这种植株通常不育，原因是减数分裂过程中 。
为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体“白菜－甘蓝”，这种变异属于 。
试题的背景是能从实验、从生产实际出发，考查考生运用知识解决实际问题的能力；题中给了两个种间的杂交现象，让考生正确理解种间的杂交实验现象，并能给出合理的解释经人工授粉后得到的雌蕊进行离体培养，这样得到的雌蕊主要利用的是融合的受精卵，它是由白菜的卵细胞（n=10）和甘蓝的精子（n=9）结合而来。
这样培育得到的“白菜－甘蓝”是异源二倍体，染色体数是2n=10+9=19，由于在杂种体内没有同源染色体，在减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，所以通常是不育的；可用秋水仙素处理使染色体数目加倍得到可育的四倍体“白菜－甘蓝”。
幼苗中细胞分裂活动最旺盛的是根尖的分生区，在有丝分裂的中期染色体形态固定、数目清晰可数，是对染色体进行观察和计数的最佳时期。
29. 答案：
⑴生殖 杂交（有性生殖） 全能性
⑵根尖（茎尖） 醋酸洋红（龙胆紫、碱性） 有丝分裂中期
⑶19 没有同源染色体配对的现象 染色体变异
31.（08全国）某植物块根的颜色由两对自由组合的基因共同决定，只要基因R存在，块根必为红色，rrYY或rrYy为黄色，rryy为白色；在基因M存在时果实为复果型，mm为单果型。
现要获得白色块根、单果型的三倍体种子。
（1）请写出以二倍体黄色块根、复果型（rrYyMm）植株为原始材料，用杂交育种的方法得到白色块根、单果型三倍体种子的主要步骤。
（2）如果原始材料为二倍体红色块根复果型的植株，你能否通过杂交育种方法获得白色块根、单果型的三倍体种子？
为什么？
答案：
（1）步骤：
①、二倍体植株（rrYyMm）自交得种子
②、从自交后代中选择白色单型的二倍体植株，并收获其种子（甲）；
③、播种种子甲，长出的植株秋水仙色处理得四倍体并收获种子（乙）；
④、播种甲乙两种种子，杂交，得到白色块根、单果型。
（若用遗传图解答题，合理也给分）
（2）不一定
因为表现型为红色块根、复果型的植株有多种基因型，其中只有RrYyMm或RryyMm的植株自交后代才能出现基因型为rryymm的二倍体植株。
（其它合理答案也给分）
名师预测
（2007年四川31题）
（1）下面是某基因的部分碱基序列，序列Ⅰ为内含子的一部分，序列Ⅱ为外显子的一部分。
解析：
基因的表达包括遗传信息的转录和翻译。
RNA的合成属于转录，发生的场所在细胞核。
在基因表达中，只有基因结构中的外显子才具有编码蛋白质的功能。
该题中又告诉，在编码蛋白质的氨基酸序列中第一个为甲硫氨酸，其密码子为AUG，DNA模板链上对应的就应该是TAC，所以是以序列Ⅱ中的…TACGCCCTCCGCCTACAG…单链为模板进行转录的。
由于序列I为内含子的一部分，其上的碱基对序列发生替换，不会影响序列Ⅱ对蛋白质合成的控制。
而如果序列Ⅱ发生碱基对的缺失，则会造成对应的信使RNA上密码子的改变，其结果使所编码的氨基酸序列发生改变。
答案：
①细胞核 转录
②AUG CGG GAG GCG GAU GUC
③…甲硫氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸…
④…甲硫氨酸—精氨酸—谷氨酸—精氨酸—甲硫氨酸…
（07山东）普通小麦中有高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。
实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：
请分析回答：
⑴A组由F1获得F2的方法是，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占。
自交2/3
⑵Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是类。
Ⅱ
⑶A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是组，原因是
。
C基因突变频率低且不定向
⑷通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是。
获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占。
秋水仙素（或低温）诱导染色体加倍100%
⑸在一块高秆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮秆小麦。
请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因（简要写出所用方法、结果和结论）。
。
将矮秆小麦与高秆小麦杂交；如果子一代为高秆，子二代高秆：
矮秆＝3：
1（或出现性状分离），则矮秆性状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是环境引起的。
或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下；如果两者未出现明显差异，则矮秆性状是环境引起的；否则，矮秆性状是基因突变的结果。
结合遗传规律考查育种相关知识。
A、B、C三组实验分别利用了杂交育种、单倍体育种和诱变育种的原理。
小麦是自花授粉的植物，利用杂交育种的方法可以把不同小麦个体上的优良性状集中到同一个个体上，但需要耗费较长时间，一般5-6年才可以培育出新品种。
而利用单倍体育种，可以大大缩短育种年限，一般2年就可以培育出新品种。
诱变育种可以大幅度地改良小麦的性状，其原理是基因突变，由于基因突变的不定向性，所以在三种育种方法中最不容易获得矮秆抗病小麦品种
（08潍坊）27．（16分）通过宇宙飞船搭载生物搭载生物材料进行生命科学的研究，不仅有助于揭示生命的本质，而且可以培育一些新品种。
请依据所学知识回答相关问题：
（1）在飞船搭载的下列生物材料中，你认为不用于育种研究的是（）
A．小鼠B．棉花试管苗C．萌发的水稻种子D．植物愈伤组织E．牛精液
（2）请简述作出上述判断的理由：
。
（3）下图表示在地面上培育棉花新品种的几种方法，其中与太空育种原理相同的是
。
（4）在上图过程Ⅰ—Ⅵ中，处理方法相同的是。
Ⅲ—Ⅴ过程与Ⅰ—Ⅱ过程相比，优点在于。
（5）科学家培育出了抗旱的陆地棉新品种，而海岛棉从来没有出现过抗旱类型，有人打算也培养出抗旱的海岛棉品种，但是用海岛棉与抗旱的陆地棉进行了多次杂交，始终得不到子代，原因是。
要达到上述目的，你认为采取那种育种方法更为合理？
。
（6）将上述水稻种子种植、培养，发现有个别矮杆植株出现，若此变异性状是基因突变的结果，请利用杂交实验鉴定该突变体是显性突变（d→D）还是隐性突变（D→d）。
实验步骤：
结果预测及结论：
答案：
（1）E（1分）
（2）精子不能再分裂，一般不会发生基因突变（1分）（3）Ⅳ（1分）（4）Ⅲ和Ⅴ（1分）能明显地缩短育种的年限（2分）（5）陆地棉和海岛棉是两个物种，存在生殖隔离（2分）转基因育种（或诱变育种）（2分）
（6）实验步骤一：
让突变体矮杆植株与原始植株杂交（1分）
步骤二：
F1自交得F2（1分）
预测实验结果及结论：
①如果F1表现为高杆，F2即有高杆又有矮杆植株，则可判断突变体为隐性突变；（2分）②如果F1出现性状分离，或者F1中的矮杆植株自交后代出现性状分离，则可判段突变体为显性突变。
（2分）
（08济宁）果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞过程中常常发生染色体不分开的现象，因此常出现性染色体异常的果蝇，并产生不同的表现型，如下表所示：
受精卵中异常的性染色体组成方式
表现型
XXX
在胚胎期致死，不能发育为成虫
YO（体细胞中只有一条Y染色体，没有X染色体）
在胚胎期致死，不能发育为成虫
XXY
表现为雌性可育
XYY
表现为雄性可育
XO（体细胞中只有一条X染色体，没有Y染色体）
表现为雄性不育
（1）经分析出现异常受精卵XXY的原因，可能是由于雌果蝇次级卵母细胞减数分裂第二次分裂后期着丝粒分离后，两条XX没有平均分配到两极，产生异常卵细胞XX，与正常精子Y结合后形成异常受精卵XXY；还可能是_________（答出一种即可）。
（2）在探究果蝇控制眼色的基因是否位于X染色体上的实验中，蒂更斯（Dikens）在孟德尔实验的基础上，用白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配，子代大多数雄果蝇都是白眼，雌果蝇都是红眼，但有少数例外，大约每2000个子代个体中，有一个白眼雌蝇或红眼雄蝇（不育）。
①根据上表信息，我们可以判断出实验中出现的少数例外的白眼雌蝇或红眼雄蝇（不育）的基因型为________、________（控制眼色的基因用B、b表示），这种性状的出现是由于________（变异方式）引起的。
②少数例外个体产生的原因，可利用光学显微镜，通过实验观察的方法来进一步得到验证，请写出简单思路，并预测结果。
_____________________________________
答案：
（1）雌果蝇减数分裂第一次分裂后期同源染色体XX没有分离，产生异常卵细胞XX，与正常精子Y结合后形成异常受精卵XXY。
（或雄果蝇减数分裂第一次分裂后期同源染色体XY没有分离，产生异常精子XY，与正常卵细胞X结合后形成异常受精卵XXY）（3分）。
（2）①XbXbY（2分）XBO（2分）染色体（数目）变异（2分）
②取例外的果蝇分裂期的体细胞，制做有丝分裂装片，在光学显微镜下观察，找出分裂期中期的性染色体（3分）。
在白眼雌蝇装片中可观察到XXY的性染色体组成；在红眼雄果蝇中只能观察到一条X染色体（4分）。
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