必修2第3单元第1讲 生物的变异.docx

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必修2第3单元第1讲生物的变异

第三单元　生物变异、进化、育种

第1讲　生物的变异

1．下列关于基因及基因型的描述中，不正确的是（　　）

A．突变既可能改变基因的结构，又可能改变基因的数量或排列顺序

B．自然选择通过选择不同表现型的个体，使基因频率定向改变

C．S型肺炎双球菌的基因位于拟核的染色体上，呈线性方式排列

D．基因型为Aa的植物自交，其雄配子比雌配子的数量多

解析　突变可以分为基因突变和染色体变异，其中基因突变可改变基因的结构，染色体变异可能改变基因的数量或排序，A正确；自然选择通过选择相应表现型的个体使基因频率定向改变，B正确；S型肺炎双球菌是细菌，无染色体，C错误；基因型为Aa的植物自交，其雄配子数远大于雌配子数，但雌雄配子种类及比例一致，D正确。

答案　C

2．若图甲中①和②为一对同源染色体，③和④为另一对同源染色体，图中字母表示基因，“。

”表示着丝点，则图乙～图戊中染色体结构变异的类型依次是

（　　）

A．缺失、重复、倒位、易位B．缺失、重复、易位、倒位

C．重复、缺失、倒位、易位D．重复、缺失、易位、倒位

解析　图乙中②号染色体丢失了D基因，形成缺失；图丙中①号染色体多了一个C基因，形成重复；图丁中①号染色体上的“BC”基因位置颠倒了180°，形成倒位；图戊中②号染色体与③号非同源染色体间相互交换了部分片段，产生易位。

答案　A

3．亚硝酸可使胞嘧啶（C）变成尿嘧啶（U）。

某DNA分子中的碱基对G/C中的C在亚硝酸的作用下转变成U，转变后的碱基对经过两次正常复制后不可能出现的碱基对是（只考虑该对碱基，且整个过程不发生其他变异）（　　）

A．G/CB．A/T

C．U/AD．C/U

解析　整个过程如下：

G/C在亚硝酸的作用下转变成G/U，复制后形成G/C和U/A，第二次复制后形成两对G/C、一对U/A和一对A/T。

答案　D

4．原核生物某基因原有213对碱基，现经过突变，成为210对碱基（未涉及终止密码子改变），它指导合成的蛋白质分子与原蛋白质相比，差异可能为

（　　）

A．少一个氨基酸，氨基酸顺序不变

B．少一个氨基酸，氨基酸顺序改变

C．氨基酸数目不变，但顺序改变

D．A、B都有可能

解析　突变后少了三个碱基对，氨基酸数比原来少1个，C错误；若少的三个碱基对正好控制着原蛋白质的一个氨基酸，则少一个氨基酸，其余氨基酸顺序不变；若减少的三个碱基对正好对应着两个密码子中的碱基，则在减少一个氨基酸数目的基础上，还会改变一种氨基酸的种类，从而引起氨基酸顺序改变；若减少的不是三个连续的碱基，则对氨基酸的种类和顺序影响将更大。

答案　D

5．基因突变和染色体变异的一个重要区别是（　　）

A．基因突变在光学显微镜下看不见，染色体变异在光学显微镜下可看见

B．染色体变异是定向的，基因突变是不定向的

C．基因突变是可以遗传的，染色体变异是不能遗传的

D．染色体变异产生的变异是有利的，基因突变产生的变异是有害的

解析　基因突变是基因内部少量碱基对的改变，发生在基因内部，在光学显微镜下无法观察到，而染色体无论是结构的改变还是数目的增减，在光学显微镜下都可以观察到；无论是染色体变异还是基因突变，两者都是不定向的；基因突变和染色体变异都发生了遗传物质的改变，因此都是可以遗传的；一般来说，无论是染色体变异还是基因突变，大多数变异对生物体是有害的，但也有少数变异是有利的。

答案　A

6．下图为小鼠结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。

以下表述不正确的是

（　　）

A．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果

B．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因

C．小鼠细胞的染色体上本来就存在着与癌变有关的基因

D．与正常细胞相比，癌细胞的表面发生了变化

解析　细胞癌变是细胞中原癌基因与抑癌基因发生突变的结果。

由图示可知：

细胞癌变是4处基因突变累积的结果。

发生突变的基因不是位于等位基因的位置，故也不是等位基因；与正常细胞相比，癌细胞表面的糖蛋白等物质减少。

答案　B

7．下列有关植物单倍体的叙述不正确的是

（　　）

A．与正常植株相比，单倍体植株一般长得弱小，而且高度不育

B．含有两个染色体组的生物体，也可能是单倍体

C．利用单倍体育种可缩短育种年限，能培育出品质优良的单倍体

D．由花粉直接发育成的植物体是单倍体

解析　四倍体生物的单倍体含有两个染色体组；单倍体育种的结果是培育出具有正常染色体数目的纯合子，而不是为了得到单倍体，C错误。

答案　C

8．育种专家将水稻种子用甲磺酸乙酯溶液浸泡，再在大田种植，可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。

由此表明基因突变具有的特点是（多选）

（　　）

A．不定向性B．多害少利性

C．随机性D．低频性

解析　获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株说明了基因突变具有不定向性和随机性的特点。

答案　AC

9．野生型链孢霉能在基本培养基上生长，而用X射线照射后的链孢霉却不能在基本培养基上生长。

在基本培养基中添加某种维生素后，经过X射线照射的链孢霉又能生长了。

由此说明

（　　）

A．这种维生素是基本培养基的一种成分

B．自然状态下野生型链孢霉不会发生基因突变

C．野生型链孢霉发生了定向的基因突变

D．可能是基因突变导致了链孢霉不能合成该维生素

解析　用X射线照射后的链孢霉不能在基本培养基上生长，在基本培养基中添加某种维生素后，经过X射线照射的链孢霉又能生长了，说明基因突变导致了链孢霉不能合成该维生素；基因突变是不定向的：

在自然状态下和人工条件下都可以发生突变。

答案　D

10．小麦高秆（A）对矮秆（a）为显性，抗病（B）对易感病（b）为显性，如图表示培育矮秆抗病品种的几种途径，下列相关说法正确的是

（　　）

A．过程①的原理是基因突变，最大的优点是育种周期短

B．过程⑥使用的试剂是秋水仙素，在有丝分裂间期发挥作用

C．过程⑤为单倍体育种，可明显缩短育种年限

D．④过程产生的子代中纯合子所占比例是

解析　过程①为诱变育种，最大的优点是变异频率高，可在较短的时间内获得更多的优良变异类型；秋水仙素作用于有丝分裂前期；过程②⑤⑥结合起来为单倍体育种；③过程产生的基因型为aaB_的个体中含有

aaBB和

aaBb，自交后代纯合子所占的比例为

×1＋

×

＝

。

答案　D

11．下图是四种生物的体细胞示意图，A、B图中的每一个字母代表细胞的染色体上的基因，C、D图代表细胞的染色体情况，那么最可能属于多倍体的细胞是（　　）

解析　一般情况下，细胞中具有同一形态的染色体有几条，或控制某一相对性状的基因有几个，则表示细胞含有几个染色体组，如图A、B、C、D中一般可认为分别具有4个、1个、2个、4个染色体组。

但有丝分裂过程的前期和中期，每条染色体上含有两条姐妹染色单体，而每条染色单体上含有相同的基因，则一对同源染色体则可能具有相应的4个基因，如图A。

故最可能属于多倍体的细胞是图D所示的细胞。

答案　D

12．二倍体植物甲（2N＝10）和二倍体植物乙（2n＝10）进行有性杂交，得到的F1不育。

用物理撞击的方法使F1在减数第一次分裂时整套的染色体分配到同一个次级精（卵）母细胞中，减数第二次分裂正常，再让这样的雌雄配子结合，产生F2。

下列有关叙述正确的是

（　　）

A．植物甲和乙能进行有性杂交，说明它们属于同种生物

B．F1为四倍体，具有的染色体数目为N＝10，n＝10

C．若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗，则长成的植株是可育的

D．用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的F2为二倍体

解析　甲和乙有性杂交产生的F1是不育的，说明二者之间存在生殖隔离，它们属于不同的物种；F1含有2个染色体组，共10条染色体，其中5条来自甲，5条来自乙；F1幼苗经秋水仙素处理后，染色体数目加倍，长成的植株是可育的；利用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的F2为四倍体。

答案　C

13．图1为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株（纯种）的一个A基因和乙植株（纯种）的一个B基因发生突变的过程（已知A基因和B基因是独立遗传的），请分析该过程，回答下列问题：

（1）上述两个基因发生突变是由于__________引起的。

（2）图2为甲植株发生了基因突变的细胞，它的基因型为__________，表现型是__________，请在图中标明基因与染色体的关系。

（3）甲、乙发生基因突变后，该植株及其子一代均不能表现突变性状，为什么？

可用什么方法让其后代表现出突变性状。

（4）a基因和b基因分别控制两种优良性状。

请利用已表现出突变性状的植株为实验材料，设计实验，培育出同时具有两种优良性状的植株（用遗传图解表示）。

（5）该种植物野生型都为矮茎，现在野生种群中发现生长着少数高茎植株。

若已证明高茎为基因突变所致，有两种可能：

一是显性突变，二是隐性突变，请设计一个简单实验方案加以判定。

解析　

（1）由图可知甲植株和乙植株都发生了碱基的替换。

（2）因为A基因和B基因是独立遗传的，所以这两对基因应该分别位于图中的两对同源染色体上。

又由于甲植株（纯种）的一个A基因发生突变，所以该细胞的基因型应该是AaBB，性状是扁茎缺刻叶。

（3）植株虽已突变但由于A对a的显性作用，B对b的显性作用，在植株上并不能表现出突变性状。

当突变发生于体细胞时，突变基因不能通过有性生殖传给子代；要想让子代表现出突变性状，可对突变部位的组织细胞进行组织培养，而后让其自交，后代中即可出现突变性状。

（4）杂交育种和单倍体育种两种方法都能达到育种目的。

（5）野生型都为纯种，若是显性突变则突变型有杂合子与纯合子之分，若是隐性突变，则不发生性状分离。

答案　

（1）一个碱基的替换（或碱基对改变或基因结构的改变）

（2）AaBB（写Aa不正确）　扁茎缺刻叶（写扁茎不正确）

表示出两对基因分别位于两对同源染色体上即可。

（3）该突变均为隐性突变，且基因突变均发生在甲和乙的体细胞中，不能通过有性生殖传递给子代。

取发生基因突变部位的组织细胞，通过组织培养技术获得试管苗，让其自交，其子代即可表现突变性状。

（5）选用多株突变型植株自花传粉，若后代出现野生型，则为显性突变所致；若后代全为突变型，则为隐性突变所致。

14．某地区生长的野生植物类群中出现了许多变异植株。

请分析回答有关问题。

（1）植株的可遗传变异类型中，只能发生在减数分裂过程中的是________。

（2）部分变异植株与正常植株相比，茎秆粗壮，营养物质含量明显增加。

原因是环境因素影响了这些植株有丝分裂中________的形成，导致________成倍地增加。

（3）某种植物有甲、乙两株突变植株，对它们同一基因形成的信使RNA进行检测，发现甲的第二个密码子中第二个碱基C变为U，乙的第二个密码子中第二个碱基前多了一个U，则与正常植株相比________的性状变化大。

（4）某植株产生了一种新的抗病基因，要将该基因提取出来，应用________________酶处理它的DNA分子，这种酶的作用部位是________。

（5）将上述抗病基因转移到农作物体内的核心步骤是__________________，抗病基因导入受体细胞最常用的方法是________________。

解析　

（1）植物在通过减数分裂形成配子的过程中，会发生基因重组。

（2）环境因素（如低温）可影响有丝分裂过程中纺锤体的形成，形成多倍体。

（3）基因中碱基的替换属于点突变，只影响一个密码子的表达；而乙的突变属于移码突变，从突变点开始，整个基因中的脱氧核苷酸的序列都发生了变化，因此乙的性状变化较大。

（4）限制性核酸内切酶可能用来切取目的基因，切割的部位是磷酸二酯键。

（5）基因工程包括四个步骤，其中最核心的步骤是基因表达载体的构建，抗病基因导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法。

答案　

（1）D　

（2）3　3　不可育。

用秋水仙素处理其种子或幼苗，诱导使之发生染色体数目加倍　（3）该个体由受精卵发育而来　该个体由未受精的生殖细胞直接发育而来　（4）8　（5）C、B、A、D

15．玉米基因图谱已经绘出，这一成果将有助于科学家们改良玉米和其他谷类粮食作物（水稻、小麦和大麦）的品种。

研究者说，现在科学家可以对玉米基因组进行准确而有效的研究，帮助找到改良品种、增加产量和抵抗干旱与疾病的新方法。

（1）作物基因图谱主要研究基因的定位，以及基因中________的排列顺序等。

在基因表达过程中，一种氨基酸可以对应几个密码子，这一现象叫密码子的简并性。

你认为密码子的简并性对生物的遗传有什么意义？

___________________________。

（2）用玉米作原料进行酵母菌发酵生产乙醇，可帮助解决日益紧张的能源问题，酵母菌发酵产生乙醇的条件是________________________。

（3）现有3个纯种品系的玉米，其基因型分别是甲aaBBCC、乙AAbbCC和丙AABBcc。

基因a、b、c所决定的性状可提高玉米的市场价值，请回答下列问题。

（假定三个基因是独立遗传的，玉米可以自交和杂交）

①获得aabbcc个体的杂交方案有多种，请补全下面的杂交育种方案。

第一年，______________________________；

第二年，种植F1和纯系乙（丙、甲），让F1与纯系乙（丙、甲）杂交，获得F2种子；

第三年，____________________________；

第四年，种植F3，植株长成后，选择由基因型aabbcc决定的表现型个体，使其自交，保留种子。

②此杂交育种方案中，由基因型aabbcc决定的表现型个体出现的概率是____________。

（4）玉米中aa基因型植株不能长出雌花而成为雄株，而基因B控制的性状是人类所需要的某种优良性状。

现有基因型为aaBb的植株，要在短时间内获得大量具有这种优良性状的纯合雄性植株，请你写出简要的实验方案：

①____________________________。

②用秋水仙素处理单倍体使其加倍成纯合的二倍体，选取aaBB性状的植株。

③______________________。

解析　甲、丙杂交后获得F1种子，F1与纯系乙杂交，获得F2种子，其中AABbCC、AABbCc、AaBbCC、AaBbCc各占

，让其自交得F3，只有AaBbCc的自交后代中会出现aabbcc，且概率为

×

＝

。

利用杂合子培育具备优良性状的纯合子时，用单倍体育种方法可缩短育种年限。

答案　

（1）脱氧核苷酸（碱基）　基因中碱基（对）的改变会导致遗传密码改变，但是由于密码子的简并性，翻译成的氨基酸不一定改变，从而保证了遗传性状的稳定性　

（2）无氧　（3）①甲与丙（或甲与乙或乙与丙）杂交，获得F1种子　种植F2，让F2自交，获得F3种子　②

（4）①取该植株的花药离体培养成单倍体植株幼苗　③将②中选取的植株利用植物组织培养技术进行扩大培养