训练(8) 生物的变异、育种与进化-2024年高二生物暑假作业（江苏专版）

训练(八)　生物的变异、育种与进化 知识点一　基因突变和基因重组 1．基因突变对氨基酸序列的影响 (1)替换：除非终止密码子提前或延后出现，否则只改变1个氨基酸或不改变。 (2)增添：插入位置前的氨基酸序列不改变，影响插入位置后的氨基酸序列。 (3)缺失：缺失位置前的氨基酸序列不改变，影响缺失位置后的氨基酸序列。 2．细胞癌变 (1)原因：致癌因子(物理因素、化学因素、生物因素等)使原癌基因和抑癌基因发生突变。 ①原癌基因：表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。 ②抑癌基因：表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。 (2)特征：能够无限增殖；形态结构发生显著变化；细胞膜上的糖蛋白等物质减少，癌细胞间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。 3．基因突变机理的“二确定” (1)确定突变的形式：若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增添或缺失。 (2)确定替换的碱基对：一般根据突变前后转录成的mRNA的碱基序列判断，若只有一个碱基不同，则该碱基所对应的基因发生碱基替换。 4．基因重组的四个关注点 (1)基因重组只是原有基因间的重新组合。 (2)自然条件下基因重组发生在配子形成过程中，而不是受精作用发生时。 (3)基因重组一般发生于有性生殖产生配子的过程中，无性生殖的生物体不发生，有性生殖的个体体细胞增殖时也不会发生。 (4)杂合子(Aa)自交产生的子代出现性状分离，不属于基因重组，原因是基因A、a控制的性状是同一性状中的不同表型，而非不同性状。 知识点二　可遗传变异的类型和染色体组 1．“三看法”判断可遗传变异的类型 (1)“一看”基因组成：看染色体上的基因组成是否发生改变，若发生改变，则为基因突变。 (2)“二看”基因位置：若基因的种类和数目未变，但染色体上的基因位置改变，则为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”或基因重组中的“互换”。 (3)“三看”基因数目：若基因的数目改变，但基因的种类和位置未变，则为染色体数目变异；若基因数目和位置改变，但基因的种类不变，则为染色体结构变异中的“重复”或“缺失”。 2．判定染色体组数的三种方法 (1)根据染色体形态判定：细胞内形态、大小相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。 (2)根据基因型判定：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。 (3)根据染色体数和染色体的形态数推算：染色体组数＝染色体数/染色体形态数。例如，果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组数为2组。 3．“两看法”界定二倍体、多倍体、单倍体 有丝分裂过程中染色体只复制、未分离，造成某生物个体的细胞内染色体组数加倍，加倍后，染色体组有几个，该生物就叫几倍体。 知识点三　据图弄清“5”种生物育种 (1)“亲本新品种”为杂交育种。 (2)“亲本新品种”为单倍体育种。 (3)“种子或幼苗新品种”为诱变育种。 (4)“种子或幼苗新品种”为多倍体育种。 (5)“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子―→新品种”为基因工程育种。 知识点四　生物进化 1．现代生物进化理论 2．隔离、物种形成与进化的关系 1．镰状细胞贫血是一种遗传病，严重时会导致患病个体死亡。该病的致病机理是相关基因发生了碱基对的替换，导致相应的氨基酸发生了替换，最终使红细胞由圆饼状变成了镰刀状(如图)。与正常人相比，下列各项会在该病患者体内发生改变的是(　　) A．突变基因中碱基对间的氢键总数 B．突变基因中储存的遗传信息 C．突变基因转录的mRNA的碱基总数 D．异常血红蛋白的氨基酸残基数目 2．研究发现结肠黏膜上皮细胞中的APC、SMAD4、CDC4和p53等基因发生突变会导致相应蛋白质活性减弱或者失活，进而引发细胞癌变。KRAS基因突变或过量表达也会诱发癌症的发生。下列说法正确的是(　　) A．APC、SMAD4、CDC4和KRAS基因均属于抑癌基因 B．细胞癌变后质膜上的糖蛋白及细胞内蛋白质的含量均会减少 C．p53基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖或者促进细胞凋亡 D．APC、SMAD4、CDC4和p53等基因中的一个基因突变就会引发细胞癌变 3．下图表示控制豌豆的5对相对性状的相关基因在染色体Ⅰ、Ⅳ上的位置。若不考虑突变，下列分析正确的是(　　) A．Lele个体自交后代出现性状分离是基因重组的结果 B．A/a和V/v在雌雄配子随机结合时发生基因重组 C．有丝分裂后期，基因I、i、Fa、fa会出现在细胞的同一极 D．减数第二次分裂后期，基因I、i、Fa、fa会出现在细胞的同一极 4．在某严格自花传粉的二倍体植物中，发现甲、乙两类矮生突变体(如图所示)，矮化植株无A基因，矮化程度与a基因的数量呈正相关。丙为花粉不育突变体，含b基因的花粉败育。甲、乙、丙均为纯合体。下列叙述错误的是(　　) A．甲类变异属于基因突变，乙类变异是在甲类变异的基础上发生了染色体结构变异 B．乙减数分裂产生2种花粉，在分裂中期，一个次级精母细胞最多带有4个a基因 C．乙的自交后代中，F1有3种矮化类型，植株矮化程度由低到高，数量比为1∶2∶1 D．若a与b位于同一对染色体上，丙(♀)×甲(♂)得F1，F1自交后代中只有矮生类型 5．吖啶类染料是一类重要的诱变剂。若这类物质插在模板链上，新链合成时必须要有一个碱基与之配对；若在合成的DNA新链中诱变剂取代一个碱基，在下一轮复制前该诱变剂丢失，则复制形成的DNA分子中将会减少一个碱基对，该类诱变剂引起移码突变的过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．基因中发生上述变化可能会使基因在表达时提前或延迟终止 B．上述增加或缺失突变属于染色体结构变异 C．上述增加或缺失突变一定会导致氨基酸序列发生改变 D．上述增加或缺失突变可能会导致该细胞中基因数目增加或减少 6．我国利用返回式卫星、神舟飞船、天宫空间实验室搭载植物种子，已在千余种植物中培育出新品系。下图为白色棉的培育过程。以下叙述错误的是(　　) A．过程①所依据的主要遗传学原理是基因突变，且产生了新基因 B．过程②的处理方法导致染色体出现结构变异，产生新的基因型 C．过程③产生配子时发生基因重组，自交后代中只有两种表型 D．过程④中花药离体培养后可用秋水仙素处理使其染色体数加倍 7．月亮鱼是目前已报道的唯一“全身恒温鱼类”。月亮鱼的体温比周围海水温度高约5 ℃，能够提高其神经传导能力基于比较基因组学研究，发现月亮鱼基因组中多个基因发生了适应性变化，这些基因的适应性变化可能共同驱动了月亮鱼恒温性状的演化，下列相关叙述错误的是(　　) A．月亮鱼新物种的形成经过染色体变异、选择及地理隔离三个基本环节 B．在自然选择的作用下，月亮鱼种群的基因频率会发生定向改变 C．对比月亮鱼与其他物种的基因序列，是研究它们进化关系的分子水平证据 D．“全身恒温”可能是自然选择的结果，有助于提升月亮鱼的捕食以及防御能力 8．(多选)“中普彩色小麦”是我国著名育种专家周中普应用独创的三结合育种法(化学诱变、物理诱变和远缘杂交)及航天育种技术精心培育而成，避免了育种界常用的“近亲繁殖”造成的抗性差、易退化等缺点。下列说法错误的是(　　) A．基因突变是碱基序列发生改变导致的，一定能引起性状改变 B．通过诱变可以大大提高突变率，一定能获得所需性状 C．通过远缘杂交可将不同品种的优良性状组合在一起 D．发生在配子和体细胞中的基因突变都能通过有性生殖传递给后代 9．杨树是重要的绿化树种，研究人员为更好地培育和开发杨树种质资源开展了一系列研究。 (1)青黑杨的形成包括杂交和染色体加倍过程，如图1所示(其中A、B分别代表不同来源的一个染色体组，每个染色体组均含有19条染色体)，WT­21体细胞中含有________条染色体，其染色体组成可表示为________(用A、B表示)。WT­21的花粉空瘪率为44.55%，远高于二倍体，其原因是________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)继续对WT­21减数分裂形成小孢子母细胞(雄配子)过程中的染色体行为进行观察。 ①对花芽进行固定，并用________进行染色，压片制成临时装片，部分观察结果如图2。 ②正常情况下染色体数目减半发生在图________(填“b→a”“a→c”或“b→c”)的过程中，是由于________导致的。 ③图2 d是观察到的三分体现象，请推测三分体形成的可能原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 1．某植株的基因型为AaBb，其中A和b基因控制的性状对提高产量是有利的。利用其花粉进行单倍体育种，过程如图所示，下列相关分析不正确的是(　　) A．图示育种方法的原理是染色体数目变异 B．过程②可用适当的低温处理，低温作用时期为有丝分裂前的间期 C．若未对植株A进行筛选，则植株B中符合要求的类型约占1/4 D．单倍体育种的优点是缩短育种年限，且获得的植株是纯合子 2．某学者按选择结果将自然选择分为三种类型，即稳定选择、定向选择和分裂选择，如图。横坐标是按一定顺序排布的种群个体表型特征，纵坐标是表型频率，阴影区是环境压力作用的区域。下列有关叙述错误的是(　　) A．三种类型的选择对种群基因频率变化的影响是随机的 B．稳定选择有利于表型频率高的个体 C．定向选择的结果是使种群表型均值发生偏移 D．分裂选择对表型频率高的个体不利，使其表型频率降低 答案 训练(八)　生物的变异、育种与进化 [考点突破] 知识点四　1.自然选择　基因库　基因频率　物种 2．种群基因频率　生殖隔离　自然选择　隔离　生物与无机环境 [综合演练] 1．B　据题意可知，镰状细胞贫血发生是由于A—T碱基对替换为T—A碱基对，并没有改变突变基因中碱基对间的氢键总数，A错误；基因突变是指DNA中碱基的增添、缺失或替换，从而导致基因结构的改变，基因中碱基对的排列顺序储存着遗传信息，突变基因改变了碱基对的排列顺序，则改变了储存的遗传信息，B正确；基因中碱基对的替换并没有改变碱基的总数，因此，突变基因转录的mRNA的碱基总数没有发生改变，C错误；碱基对替换后只导致其中一个氨基酸发生了替换，并没有改变血红蛋白的氨基酸残基数目，D错误。 2．C　原癌基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变，KRAS基因突变或过量表达也会诱发癌症的发生，说明其属于原癌基因，A错误；细胞癌变后质膜上的糖蛋白会减少，但细胞内的蛋白质的含量不会减少，B错误；p53等基因发生突变会导致相应蛋白质活性减弱或者失活，进而引发癌变，说明该基因为抑癌基因，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，C正确；细胞癌变具有累加效应，是原癌基因和抑癌基因多个基因突变的结果，D错误。 3．C　Lele个体自交后代出现性状分离是形成配子时等位基因彼此分离的结果，A错误；A/a和V/v在雌雄配子形成的过程中，即减数第一次分裂后期发生基因重组，B错误；有丝分裂产生的两个子细胞与原来的亲本细胞一样，所以有丝分裂后期细胞两极的基因的组成与亲本细胞一致，基因I、i、Fa、fa会出现在细胞的同一极，C正确；减数第二次分裂后期，细胞正常情况下没有同源染色体，且发生姐妹染色单体分离，所以基因I、i、Fa、fa不会出现在细胞的同一极，D错误。 4．D　依题意，在某严格自花传粉的二倍体植物中出现的矮化植株无A基因，矮生突变体甲的基因型为aa，据此可判断矮生突变体甲的出现是由于A基因突变成a基因所致；分析题图可知，矮生突变体乙的出现，是由于甲的1条染色体上a基因所在的片段移接到同源的另一条染色体上，此类变异属于染色体结构变异中的重复；故甲类变异属于基因突变，乙类变异是在甲类变异的基础上发生了染色体结构变异，A正确；乙减数分裂产生含2个a基因和不含a基因的2种花粉。在减数第二次分裂中期的次级精母细胞中4个a基因或不含a基因，B正确；乙减数分裂产生含2个a基因和不含a基因的2种配子，自交后代中，基因型为aaaa、aa和不含a基因的个体，所以F1有3种矮化类型。F1的基因型及比例为1/4aaaa、1/2aa和1/4不含a基因的个体，故F1有3种矮化类型，植株矮化程度由低到高，数量比为1∶2∶1，C正确；丙的基因型为AAbb，甲的基因型为aaBB。若b和a基因位于同一对染色体上，丙(♀)与甲(♂)杂交所得F1的基因型为AaBb。F1自交，其作为父本产生的雄配子为aB型(题干信息：含b基因的花粉败育)，作为母本产生的雌配子为Ab∶aB＝1∶1，产生后代有AaBb和aaBB两种类型，即高的和矮的，因此F1自交后代中不是只有矮生类型，D错误。 5．A　基因中发生基因突变可能会导致终止密码子提前或延后出现，从而会使基因在表达时提前或延迟终止，A正确；图中碱基的增添或缺失，属于基因突变，B错误；上述增加或缺失突变不一定会导致氨基酸发生改变，C错误；基因突变是指DNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换，而引起的基因碱基序列的改变，因而不会导致基因的数目和位置发生改变，D错误。 6．C　据图，过程①造成的变异B突变成b是基因突变，产生了新基因，A正确；由图可知，过程②造成的变异是染色体结构变异，产生了新的基因型，B正确；设粉红棉的基因型为Ob，则过程③得到的白色棉OO，是染色体片段缺失的纯合子。③Ob产生配子时发生基因分离，自交后代的基因型为1OO(白色棉)、2Ob(粉红棉)、1bb(深红棉)，即共有三种表型，C错误；过程④的操作不仅先要取粉红棉的花粉进行离体培养获得单倍体幼苗，还要用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗使其染色体数加倍，D正确。 7．A　作为一个物种的月亮鱼，其形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节，A错误；自然选择使种群的基因频率发生定向改变，并决定生物进化的方向，B正确；通过对比月亮鱼与其他物种的基因序列，是在寻找月亮鱼与其他物种之间在进化过程中分子水平的证据，C正确；“全身恒温”是月亮鱼与无机环境协同进化的结果，月亮鱼的体温比周围海水温度高约5 ℃，能够提高其神经传导能力，因此月亮鱼恒温的特点有助于提升其捕食以及防御能力，D正确。 8．ABD　基因突变性状不一定改变，因为密码子的简并性等原因，A错误；通过诱变可以大大提高突变率，但是基因突变是不定向的，所以不一定能获得所需性状，B错误；通过远缘杂交可将不同品种的优良性状组合在一起，C正确；发生在配子中的基因突变都能通过有性生殖传递给后代，体细胞中的基因突变可以通过无性繁殖传递给后代，D错误。 9．解析　(1)哲引3号杨(AA)形成的正常雌配子为A，诱导形成染色体加倍的雌配子为AA，北京杨(BB)产生的雄配子为B，青黑杨WT­21的染色体组成为AAB。由题干信息可知，A、B分别代表不同来源的一个染色体组，每个染色体组均含有19条染色体，则WT­21体细胞中含有57条染色体，WT­21的花粉空瘪率为44.55%，远高于二倍体，其原因是WT­21体细胞中含有三个染色体组，减数分裂时出现联会紊乱，形成正常配子的比例低。 (2)①对花芽进行固定，应用碱性染料醋酸洋红或者甲紫进行染色，压片制成临时装片，部分观察结果如图2。 ②由图2可知，a处于减数第二次分裂中期，b处于减数第一次分裂中期，正常情况下减数第一次分裂过程中同源染色体的分离会导致染色体数目减半，所以染色体的减半发生在图b→a的过程中。 ③图2 d观察到的三分体现象，可能是由于减数分裂Ⅰ产生的2个次级精母细胞中只有一个进行第二次分裂，另一个不分裂引起的。 答案　(1)57　AAB　WT­21体细胞中含有三个染色体组，减数分裂时出现联会紊乱，形成正常配子的比例低 (2)①醋酸洋红(甲紫)　②b→a　同源染色体分离，并分别进入两个子细胞　③减数分裂Ⅰ产生的2个次级精母细胞中只有一个进行第二次分裂，另一个不分裂 [提升演练] 1．B　该植株的基因型为AaBb，利用其花粉通过过程①得到单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab四种，比例为1∶1∶1∶1；经过过程②染色体数目加倍，获得植株B，其基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb四种，比例为1∶1∶1∶1。过程②可用适当的低温处理，使染色体数目加倍，作用时期为有丝分裂前期，作用的机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，B错误。 2．A　三种类型的选择都是自然选择，自然选择对种群基因频率的影响是固定的，都使种群基因频率发生定向的改变，A错误；根据图示信息，稳定选择淘汰了表型频率低的个体，有利于表型频率高的个体，B正确；根据图示信息，定向选择是在一个方向上改变了种群某些表现性特征的频率曲线，使个体偏离平均值，C正确；分裂选择淘汰了表型频率高的个体，使其频率下降，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$