内容正文:
第一部分 专题复习
专题四 遗传与进化
微专题六 育种专题
目录
CONTENTS
专题作业
1.(2024·山东实验中学高三二诊)雄蚕比雌蚕的吐丝量高且蚕丝质量好,但雌雄鉴别困难。已知基因B能使蚕卵呈黑色,反之则蚕卵为白色。用X射线处理雌蚕甲,流程如图,下列叙述错误的是( )
A.X射线处理,既可引起基因突变,也可引起染色体结构变异
B.使用光学显微镜观察细胞中的染色体形态,可区分乙、丙个体
C.突变体丁与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,可实现对子代的大规模性别鉴定
D.丙与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,子代中基因型为bbZW的个体占1/2
诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、植物体细胞杂交、基因工程育种
学习目标 自主检测 XUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
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解析:由图可知,X射线处理,既可以引起基因突变也可以引起染色体结构变异,A正确;乙与丙的区别在于B基因位置,使用光学显微镜观察细胞中染色体形态,可区分乙、丙个体,B正确;将突变体丁(bbZWB)与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,子代雄性(bbZZ)全为蚕卵呈白色,雌性(bbZWB)蚕卵呈黑色,可实现对子代的大规模性别鉴定,C正确;③过程中,丙(bOZWB)与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,子代基因型的情况为1/4bbZWB、1/4bbZZ、1/4bOZWB、1/4bOZZ,子代中基因型为bbZW的概率为0,D错误。
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2.(2021·湖南选择性考试)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是( )
A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种形态
C.鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变
D.人类的喜好影响了金鱼的进化方向
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解析:由题干中信息“自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代”可知,金鱼与野生鲫鱼属于同一物种,A正确;人工选择可以积累人类喜好的变异,淘汰人类不喜好的变异,只对鲫鱼的变异类型起选择作用,不能使鲫鱼发生变异,而且人类的喜好影响了金鱼的进化方向,B错误,D正确;种群进化的实质是种群基因频率的改变,因此,鲫鱼进化成金鱼的过程中,存在基因频率的改变,C正确。
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3.(2024·北京海淀模拟)如图是科研人
员利用陆地棉(异源四倍体,4n=52)与索马里
棉(二倍体,2n=26)培育栽培棉的过程示意图,
图中不同字母代表来源于不同种生物的一个染
色体组。下列叙述正确的是( )
A.杂交后代①体细胞中含有三个染色体组,共39条染色体
B.杂交后代②在减数分裂Ⅰ前期可以形成39个四分体
C.用秋水仙素处理杂交后代①的种子可以获得杂交后代②
D.通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育的障碍,培育作物新类型
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解析:杂交后代①由陆地棉与索马里棉杂交而
来,陆地棉含有4个染色体组,52条染色体,索马里
棉含有2个染色体组,26条染色体,杂交后代①的体
细胞含有3个染色体组,(52+26)/2=39条染色体,
A正确;杂交后代②的染色体组成为AADDEE,共
含有78条染色体,在减数分裂Ⅰ前期可以形成39个
四分体,B正确;由杂交后代①得到杂交后代②使染色体数目加倍,方法是用秋水仙素处理杂交后代①的幼苗,C错误;分析题图,通过诱导多倍体的方法克服了远缘杂交不育的障碍,培育作物新类型(栽培棉),D正确。
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4.玉米是雌雄同株异花植株,可以自交也可以杂交。玉米的甜和非甜由一对等位基因(A/a)控制。请回答下列问题:
(1)玉米叶肉细胞光合作用的产物有淀粉和蔗糖,其中________会进入筛管,通过韧皮部运输到籽粒。
(2)与豌豆相比,玉米杂交可以省去________环节。科研人员将纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植,收获时发现,在甜玉米的果穗上结有非甜玉米的籽粒,但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒。由此可知,________为显性性状。非甜玉米虽然口感不好,但产量高,常用来做饲料。请以上述实验收获的玉米籽粒为材料,用简便的方法选育出能稳定遗传的非甜玉米种子,可采取的最佳措施具体是_________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________。
蔗糖
去雄
非甜
将非甜玉米果穗上的籽粒单独隔离播种(或将非甜玉米果穗上的籽粒播种,长成的植株套袋后同株异花传粉),收集所结籽粒观察性状,选择所结的种子全部为非甜的留种
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(3)有些玉米能够正常进行自交,也可以给其
他玉米授粉结实,而其他玉米给它们授粉则会出现
不结实现象,科学家把这种现象称为玉米单向杂交
不亲和性。杂交不亲和性受基因G控制,其遗传机
制为:含有G的卵细胞与含有g的花粉受精后胚胎不
能发育,其余配子间结合方式均能正常结实。科研人员完成了如图所示实验:
实验中,F1________(填“作父本”“作母本”或“既可以作父本也可以作母本”)。F2性状之比为1∶1的原因是___________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________(不考虑变异)。
作父本
两对等位基因位于一对同源染色体上,F1中G和a在一条染色体上,g和A在另一条同源染色体上,测交子代不亲和性甜玉米(Ggaa)∶亲和性非甜玉米(ggAa)=1∶1
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解析:(2)杂交过程为去雄、套袋、人工授
粉、套袋。由于玉米雌雄同株异花,故可以节省
去雄环节。玉米的甜和非甜受一对等位基因控制,
非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒,说明非
甜对甜为显性。非甜玉米的果穗上的籽粒为AA
和Aa,甜玉米的果穗上的籽粒为aa和Aa。快速选育出AA,具体措施为将非甜玉米果穗上的籽粒单独隔离播种(或将非甜玉米果穗上的籽粒播种,长成的植株套袋后同株异花传粉),收集所结籽粒观察性状,选择所结的种子全部为非甜的留种。
(3)由题意知两亲本基因型为GGaa与ggAA,则F1的基因型为GgAa,F1表现为杂交不亲和性,若其他玉米给它们授粉会出现不结实现象,故F1只能为父本。
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5.水稻(2n=24)是一种热带起源的禾本科作物,开两性花,为雌雄同株。三系杂交水稻是我国研究应用最早的杂交水稻之一,具有高产的优良性状。三系杂交水稻由不育系、保持系、恢复系三种水稻培育而成:雄性不育系(花粉败育,但雌蕊正常)的基因型为S(rr),其中S为细胞质基因,r为细胞核基因;保持系基因型为N(rr),与雄性不育系杂交产生的后代仍为S(rr);恢复系基因型为S(RR)或N(RR),与雄性不育系杂交可以使其后代恢复为雄性可育。回答下列问题:
(1)水稻基因组计划需测定______条染色体上的DNA序列。水稻根尖细胞有丝分裂后期,细胞中的染色体组数为______组,同源染色体对数为______对。
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(2)不育系的产生是基因突变的结果,细胞核和细胞质都含有决定雄蕊是否可育的基因,其中细胞核的可育基因用R表示,不育基因用r表示,细胞质中的可育基因用N表示,不育基因用S表示,则水稻细胞中与育性相关的基因型有_______种,R能够抑制S的表达,则S(Rr)的表型为__________。
(3)基因型为N(RR)的水稻与S(rr)杂交,F1的基因型是______,F1自交,F2的表型及比例为__________________________。科研人员发现这种雄性不育性状的个体在特定的环境条件下又是雄性可育的,由此说明__________________________________。
(4)由于雄性不育系不能通过自交来延续,无法用于之后的杂交育种。现有与育性有关的四个品系水稻N(RR)、S(RR)、N(rr)和S(rr),若想通过杂交制备雄性不育系应该选择的父本和母本分别是_______________。
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雄性可育
S(Rr)
雄性可育∶雄性不育=3∶1
性状是基因和环境共同作用的结果
N(rr)和S(rr)
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(5)科研人员发现非温敏雄性不育系(不育性不会随日照的长短而发生变化)ee品系(如图),科研人员将连锁的三个基因M、P和H(P是与花粉代谢有关的基因,H为红色荧光蛋白基因)与Ti质粒连接,构建________________,转入雄性不育水稻植株细胞中,获得转基因植株,自交后代中红色荧光植株占一半,据此推测M、P、H基因在育种过程中的功能分别为_______________________________________ _________________________________________________。
基因表达载体
M基因可使非温敏雄性不育植株可育,P基因使花粉不育,含有H基因的植株可发红色荧光
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解析:(1)水稻体细胞中有24条染色体,没有性染色体之分,因此水稻基因组计划应测其12条染色体上的DNA序列。水稻根尖细胞有丝分裂后期,染色体的着丝粒分裂,染色体数目加倍,由24条变成48条。同源染色体数目也加倍,所以细胞中的染色体组数也由2组变成4组,同源染色体对数也由12对变成24对。
(2)细胞核中的可育基因用R表示,不育基因用r表示,细胞质中的可育基因用N表示,不育基因用S表示。则水稻细胞中与育性相关的基因型有3×2=6(种),即N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr)。其中R和N为可育基因,r和S为不育基因,只有当核、质中均为不育基因时才表现为不育,故只有S(rr)表现雄性不育,其他均为可育,即只要存在可育基因,就表现为雄性可育。
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(3)基因型为N(RR)的水稻与S(rr)杂交,由于S(rr)作母本,所以细胞质基因来自S(rr),则F1的基因型是S(Rr);F1再自交,F2的基因型为S(RR)、S(Rr)、S(rr),所以F2的表型及比例为雄性可育∶雄性不育=3∶1。科研人员发现这种雄性不育性状个体在特定的环境条件下又是雄性可育的,说明环境条件影响性状的表达,性状是基因和环境共同作用的结果。
(4)现有与育性有关的四个品系水稻N(RR)、S(RR)、N(rr)和S(rr),若想通过杂交制备雄性不育系,应该选择的父本可提供r基因且自身雄性可育,母本提供S和r基因,所以父本可选N(rr),母本可选S(rr)。
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(5)由题意可知,转基因植株是雄性可育的,且后代含连锁的三个基因的个体占一半,据此推测,转来的基因使ee品系恢复育性,P基因与花粉代谢有关,则含P基因的花粉应不育。所以结合题意可推测M、P、H基因在育种过程中的功能分别是M基因可使非温敏雄性不育植株可育,P基因使花粉不育,含有H基因的植株可发红色荧光。
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专题作业
题号 1 2 3 4 5 6 7
难度 ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★ ★
对点 肺炎链球菌体内转化实验 DNA复制 DNA转录 育种 甲基化 DNA
修复 基因表达
题号 8 9 10 11 12 13 14 15
难度 ★★ ★★ ★★★ ★★ ★ ★ ★★★ ★★
对点 基因
表达 染色体数目变异 染色体变异与细胞分裂综合 进化 进化 进化 基因
表达 变异类型的判断
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一、单项选择题(每题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)
1.(2021·全国乙卷改编)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是( )
A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
解析: DNA酶可以将DNA分解,所以S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,不能得到S型菌。
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2.下图为细胞核中DNA复制过程的部分示意图,相关叙述正确的是( )
A.真核生物DNA分子为单起点复制,复制起点位于DNA分子特定位置
B.解旋酶在解旋DNA并使自身沿DNA链移动的过程中需要消耗ATP
C.DNA复制与染色体复制是分别独立进行的
D.所有DNA聚合酶都需要5′-○,p)引发末端的起始DNA合成
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解析:从图中可看出真核生物DNA分子为多起点复制,复制起点位于DNA分子特定位置,A错误;解旋酶能打开双链间的氢键,使双链DNA解开,需要消耗ATP,B正确;DNA复制与染色体复制是同时进行的,均在分裂间期进行,C错误;DNA聚合酶不能催化DNA新链从头合成,只能催化脱氧核苷酸加入子链的3′-OH末端,因而复制之初需要一段DNA引物的3′-OH端为起点,合成5′→3′方向的新链,D错误。
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3.(2024·武汉四调)一胰腺细胞被置于含有放射性尿嘧啶的培养基中,经培养后在细胞核中出现两种含放射性的纤维状灯丝结构。几分钟后再次检测,发现细胞核中的放射性减弱。下列叙述正确的是( )
A.两种纤维状灯丝结构的本质是复制中的DNA,其放射性来自于引物
B.细胞核中放射性减弱,其原因是尿嘧啶参与合成的RNA逐渐被分解
C.DNA在解旋酶的作用下解开双链后,作为模板合成两种纤维状灯丝结构
D.细胞核中放射性逐渐减弱,同时细胞质中的放射性会逐渐增强
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解析:RNA中含有尿嘧啶,DNA中不含有尿嘧啶,小鼠胰腺细胞被置于含有放射性尿嘧啶的培养基中,经培养后在细胞核中出现两种含放射性的纤维状灯丝结构,说明两种纤维状灯丝结构的本质是RNA,其放射性来自于尿嘧啶,A错误;转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,DNA在RNA聚合酶的作用下解开双链后,以一条链作为模板合成两种纤维状灯丝结构(RNA),C错误;尿嘧啶参与合成的RNA通过核孔进入细胞质,细胞核中放射性逐渐减弱,同时细胞质中的放射性会逐渐增强,B错误,D正确。
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4.(2024·安徽省单元测试)将①②
两个植株杂交,得到③植株,将③植株
再做进一步处理,如图所示,下列相关
分析错误的是( )
A.由⑤×⑥到⑧的育种过程中,应
用的主要原理是染色体数目变异
B.由③到④的过程中一定发生了等位基因分离、非同源染色体上非等位基因的自由组合
C.若③植株的基因型为AaBbdd,则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4
D.由③到⑦过程中可能发生的突变和基因重组为生物进化提供原材料
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5.(2024·重庆九龙坡二模)小鼠IncRNAH19基因呈母源性表达印迹(即只从母源染色体上表达)。在胚胎发育过程中,IncRNAH19呈现先高后低的表达趋势。但是,在肿瘤细胞中,IncRNAH19呈现高表达趋势,主要原因是由于其转录位点的甲基化(印迹)丢失。IncRNAH19高表达的同时,会带动其premicroRNA-675的表达上调导致其靶基因Rbl的表达沉默,最终促进肿瘤细胞的增殖和侵袭。下列相关叙述错误的是( )
A.Rbl基因可能是一种抑癌基因
B.IncRNAH19基因的甲基化不会导致碱基序列改变
C.IncRNAH19基因的表达水平高低受其转录情况影响
D.小鼠受精卵中须含两个IncRNAH19基因,才能正常发育
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解析:由题干信息“IncRNAH19高表达的同时,会带动其premicroRNA-675的表达上调导致其靶基因Rbl的表达沉默,最终促进肿瘤细胞的增殖和侵袭”可知,Rbl基因沉默会导致癌细胞增殖,说明Rbl基因可能是一种抑癌基因,A正确;IncRNAH19基因的甲基化是表观遗传的一种,而表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,故IncRNAH19基因的甲基化不会导致碱基序列改变,B正确;在肿瘤细胞中,IncRNAH19呈现高表达趋势,主要原因是由于其转录位点的甲基化(印迹)丢失,据此推测IncRNAH19基因的表达水平高低受其转录情况影响,C正确;小鼠IncRNAH19基因呈母源性表达印迹,只从母源染色体上表达,故小鼠受精卵中只要含有来自母本的IncRNAH19基因,即可正常发育,D错误。
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6.(2024·北京西城高三期末)细胞会对损伤的DNA进行修复,如图为DNA的一种修复机制。下列相关叙述错误的是( )
A.该机制使细胞不发生基因突变
B.酶A切割磷酸二酯键
C.合成新链的模板为保留的单链
D.该机制利于保持DNA分子的稳定
解析:若损伤DNA没有被正常修复,也可能发生基因突变,A错误;酶A是把DNA单链中连接相邻核苷酸之间的磷酸二酯键切开,B正确;由图示可知,合成的新链是以保留的单链为模板,C正确;该机制是对损伤的DNA进行修复,利于保持DNA分子的稳定,D正确。
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7.(2024·山东德州模拟) miRNA是一组由核基因转录的非编码RNA,能与mRNA结合,阻断蛋白编码基因的表达。circRNA是蛋白编码基因的部分编码区转录的小型环状RNA,通过与miRNA结合调节细胞代谢。下列说法正确的是( )
A.miRNA可通过核孔自由扩散至细胞质基质中与mRNA结合
B.miRNA与mRNA结合形成的复合物中存在A-T碱基对
C.circRNA中的核糖分子上连接着1个或2个磷酸基团
D.circRNA通过与mRNA竞争性结合miRNA而发挥作用
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解析:RNA分子通过核孔复合体进入细胞质基质,不是自由扩散,A错误;miRNA与mRNA同属于RNA类,其碱基组成为A、U、C、G,两者之间不会出现A-T碱基对,B错误;circRNA是小型环状RNA,没有游离的磷酸基团,故circRNA中的每个核糖分子上都连接着2个磷酸基团,C错误;miRNA能与mRNA结合,阻断蛋白编码基因的表达,circRNA与miRNA结合调节细胞代谢,故circRNA通过与mRNA竞争性结合miRNA而发挥作用,D正确。
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8.(2024·山东济南模拟) LicV单体
是由LicT蛋白与光敏蛋白(VVD)构成的融
合蛋白。用不同的连接子蛋白连接LicT与
VVD,形成的LicV存在差异,在黑暗和蓝
光照射下检测,可筛选出调控效果最佳的
LicV。该调控过程如右图所示,图中RAT由
终止子转录而来,可以使转录终止。下列说法错误的是( )
A.图中RAT是在RNA聚合酶的作用下转录形成的
B.图中红色荧光蛋白基因的表达情况可用于检测转录是否继续进行
C.LicT蛋白合成时核糖体沿着mRNA 5′端移动到3′端,直至遇到终止密码子翻译结束
D.黑暗条件下根据红色荧光强度差异筛选连接LicT与VVD的最佳连接子蛋白
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解析:由图可知,RAT位于mRNA
上,mRNA是转录而来的,因此图中RAT
是在RNA聚合酶的作用下转录形成的,A
正确;由图可知,如果转录在终止子以后
正常进行,就会转录并进而翻译出红色荧光蛋白,因此图中红色荧光蛋白基因的表达情况可用于检测转录是否继续进行,B正确;LicT蛋白属于蛋白质,经过转录和翻译合成,翻译的场所在核糖体,翻译时核糖体沿着mRNA 5′端移动到3′端,直至遇到终止密码子翻译结束,C正确;由图可知,黑暗条件下,转录会在遇到终止子时停止,因此并不会转录和翻译红色荧光蛋白,因此无法根据红色荧光强度差异筛选连接LicT与VVD的最佳连接子蛋白,D错误。
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9.四倍体小麦(AABB)和六倍体普通小麦(AABBDD)通过远缘杂交,可获得F1,F1自花传粉可得到少量F2。已知四倍体小麦和六倍体普通小麦的A、B、D分别表示一个染色体组,每个染色体组内有7条染色体。由六倍体普通小麦的花药可培育出单倍体小麦(M),下列相关叙述正确的是( )
A.六倍体普通小麦的根尖细胞内最多含有42条染色体
B.与单倍体小麦(M)相比,六倍体普通小麦的茎秆比较粗壮
C.上述远缘杂交所得的F1为五倍体,不能产生可育配子
D.四倍体小麦在产生配子过程中可形成28个四分体
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解析:六倍体普通小麦的体细胞中含有6×7=42条染色体,在有丝分裂后期的细胞中染色体数目加倍,因此,根尖细胞内最多含有84条染色体,A错误;多倍体通常表现为茎秆粗壮、有机物含量高等,据此可推测与单倍体小麦(M)相比,六倍体普通小麦的茎秆比较粗壮,B正确;四倍体小麦(AABB)和六倍体普通小麦(AABBDD)通过远缘杂交,可获得F1,上述远缘杂交所得的F1为五倍体,F1自花传粉可得到少量F2,说明能产生少量可育配子,C错误;四倍体小麦有4×7=28条染色体,在产生配子过程中可形成14个四分体,D错误。
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二、多项选择题(每题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求)
10.(2024·山东淄博模拟)某些人的某编号染色体全部来自父方或母方,而其他染色体均正常,这种现象称为“单亲二体”。三体细胞(染色体比正常体细胞多1条)在有丝分裂时,三条染色体中的一条随机丢失,可产生染色体数目正常的体细胞,这种现象称为”三体自救”。发育成某女子的受精卵为三体细胞,该细胞发生“三体自救”后,该女子成为“单亲二体”,两条X染色体全部来自母亲,但两条X染色体的碱基序列差异很大。下列说法正确的是( )
A.母亲在减数分裂产生卵细胞时,减数分裂Ⅰ后期X染色体没有正常分离
B.受精卵卵裂时发生“三体自救”,来自父方的性染色体丢失
C.此女子患伴X染色体隐性遗传病的发病率高于母亲
D.发育成此女子的受精卵中,性染色体组成为XXX或XXY
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解析:两条X染色体全部来自母亲,但两条X染色体的碱基序列差异很大,说明不是相同的染色体,则来自母亲的一对同源染色体,说明母亲在减数分裂产生卵细胞时,减数分裂Ⅰ后期X染色体没有正常分离,A正确;该女子成为“单亲二体”,两条X染色体全部来自母亲,则说明受精卵卵裂时发生“三体自救”,来自父方的性染色体丢失,B正确;此女子含有的两条X染色体与母亲的一样,则该女子患伴X染色体隐性遗传病的发病率与母亲的相同,C错误;母亲在减数分裂产生卵细胞时,减数分裂Ⅰ后期X染色体没有正常分离,产生的卵细胞性染色体为XX,父亲产生的精子性染色体为X或Y,故发育成此女子的受精卵中,性染色体组成为XXX或XXY,D正确。
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11.(2024·广东,11) EDAR基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR基因,研究发现,m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测不合理的是( )
A.m的出现是自然选择的结果
B.m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C.m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D.MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
解析:新基因的出现是基因突变的结果,A错误;m基因普遍存在于人类基因库中,B错误;m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果,C正确;分析题干信息可知,M碱基替换成m后东亚人会有更多汗腺,故mm个体的汗腺密度相对较高,D错误。
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12.(2024·九省联考甘肃)热带雨林中某鳞翅目昆虫的幼虫以植物甲的叶片为食。在漫长的演化过程中,植物甲产生的某种毒素抵制了该昆虫的取食,昆虫也相应地产生解毒物质,避免自身受到伤害,二者之间形成了复杂的相互关系。下列叙述正确的是( )
A.该昆虫和植物甲之间存在着协同进化现象
B.该昆虫的捕食有利于植物甲的适应性进化
C.植物甲产生的毒素对昆虫造成了选择压力
D.非生物因素会影响该昆虫和植物甲的进化
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解析:协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,A正确;该昆虫的捕食有利于植物甲的适应性进化,B正确;植物甲产生的毒素对昆虫造成了选择压力,适应的会生存,不适应的会被淘汰,C正确;非生物因素会影响该昆虫和植物甲的进化,如外界环境的改变,D正确。
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13.(2024·山东实验中学高三二诊)三刺鱼根据栖息环境可分为湖泊型和溪流型。科研人员在实验室中让湖泊型和溪流型三刺鱼进行几代杂交,形成一个实验种群。之后将上述实验种群的幼鱼放生到一条没有三刺鱼的天然溪流中。一年后,他们将这条溪流中的三刺鱼重新捕捞上来进行基因检测。发现溪流型标志基因的基因频率增加了约2.5%,而湖泊型标
志基因的基因频率则减少了。对上述材料分析,下列选项正确的是( )
A.溪流型和湖泊型三刺鱼属于同一物种
B.突变和基因重组使种群产生定向变异,导致基因频率改变,为进化提供原材料
C.自然选择可以定向改变种群的基因频率,但不一定导致新物种的形成
D.湖泊型和溪流型的标志基因组成了三刺鱼的基因库
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解析:溪流型和湖泊型三刺鱼能杂交产生可育后代,属于同一物种,A正确;突变和基因重组可以使种群产生变异,但是变异是不定向的,突变和基因重组为进化提供原材料,B错误;自然选择可以定向改变种群的基因频率,导致种群发生进化,但不一定导致新物种的形成,C正确;基因库是种群中的全部基因,标志基因只是一部分,D错误。
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二、非选择题
14.(2024·山东济南模拟)癌细胞的细胞周期改变是影响恶性肿瘤增殖的关键步骤。在哺乳动物中,NAT10是唯一已知的RNA乙酰转移酶,影响mRNA的翻译效率和稳定性,从而影响肿瘤细胞的多种生物学功能。
(1)人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的原癌基因和抑癌基因,若原癌基因发生_________________,就可能引起细胞癌变。与正常细胞相比,癌细胞的特征是____________________________________________________________ ________ _________________________________________________________(答出两点即可)。
突变或过量表达
能够无限增殖;形态结构发生显著变化;细胞膜上糖蛋白等物质减少,细胞之间黏着性显著降低,容易在体内分散和转移(任意两点即可)
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(2)表观遗传是指_____________________________________________________ ___________________ 。NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰属于表观遗传,下图表示NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰参与癌细胞转移的机制,科研人员从NAT10蛋白作用的角度设计了一种能够抑制癌细胞转移的药物,推测该药物的作用机理是__________________________________________________________________ ____________________________。
生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象
靶向干预NAT10蛋白对COL5A1蛋白的mRNA修饰(或药物能够特异性结合NAT10使其不能发挥作用)
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(3)为进一步研究NAT10如何提高癌细胞的增殖能力,科研人员选用同种细胞株构建NAT10沉默细胞株sh#1和NAT10超量表达细胞株LV。检测三种细胞株相关周期蛋白p53、p27和p21的含量变化,结果如图所示。
注:NC为对照组。
该实验结果表明NAT10提高癌细胞增殖能力的机制是_____________________ __________________________________________________________________。
NAT10通过抑制相关周期蛋白的表达,从而促进细胞周期的进程,进而提高癌细胞的增殖能力
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解析:(2)生物体基因的碱基序列保持不变,
但基因表达和表型发生可遗传变化的现象称为表
观遗传;图中COL5A1基因转录形成的mRNA在
NAT10蛋白介导下进行了乙酰化修饰,乙酰化
修饰后的mRNA指导了COL5A1蛋白的合成,该
蛋白合成后分泌出细胞,促进了胃癌细胞的转移,
所以能够抑制癌细胞转移的药物的作用机理可能为药物能够特异性结合NAT10使其不能发挥作用或药物能靶向干预NAT10蛋白对COL5A1蛋白的mRNA修饰。
(3)据图可知,NAT10沉默细胞株sh#1相关周期蛋白p53、p27和p21的含量均增多,而NAT10超量表达细胞株LV相关周期蛋白p53、p27和p21的含量均减少,说明NAT10通过抑制相关周期蛋白的表达,从而促进细胞周期的进程,进而提高癌细胞的增殖能力。
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15.(2024·安徽铜陵模拟)科研工作者利用某二倍体植物(2n=20)进行实验。该植物的红花和白花由5号染色体上的一对等位基因(D、d)控制。正常情况下纯合红花植株与白花植株杂交,子代均为红花植株。育种工作者用X射线照射红花植株A后,再使其与白花植株杂交,发现子代有红花植株932株,白花植株1株(白花植株B)。请分析回答下列问题。
(1)若对该植物基因组进行测序,发现一个DNA分子有3个碱基对发生了改变,但该DNA控制合成的蛋白质均正常,试说出两种可能的原因:______________ _______________________________________________________________________________________________________________________________。
该3个碱基对改变引起了密码子改变,但对应的氨基酸未改变;该3个碱基对改变发生于DNA的非基因序列(或该3个碱基对改变发生于基因的非编码区)
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(2)关于白花植株B产生的原因,科研人员提出了以下三种假设:
假设一:X射线照射红花植株A导致其发生了基因突变。
假设二:X射线照射红花植株A导致其5号染色体断裂,含有基因D的片段缺失。
假设三:X射线照射红花植株A导致其5号染色体丢失一条。
①经显微镜观察,白花植株B减数分裂Ⅰ前期四分体为____个,则可以否定假设三。
②若假设二成立,则下图所示杂交实验中,白花
植株B能产生________种配子,F1自交得到的F2中,红花
植株所占的比例应为________。
(注:一条染色体片段缺失不影响个体生存,
两条同源染色体缺失相同的片段则个体死亡。)
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③若假设一成立,有人认为:红花植株A一定发生了D→d的隐性突变,请判断该说法是否正确并说明原因:__________________________________ _____________________________________。
不正确,也可能是另一对基因发生了突变,抑制了D基因的功能(合理即可)
解析:(1)若对该植物基因组进行测序,发现一个DNA分子有3个碱基对发生了改变,该DNA控制合成的蛋白质均正常,则可能的原因为:①发生改变的部位没有发生在基因序列中,而是发生在非基因序列中;②发生改变的部位发生在基因内部,但改变后转录出的密码子和原来的密码子决定的氨基酸种类相同;③发生改变的部位在该基因的内含子的部位。
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(2)①染色体变异可用显微镜观察到,因此,若X射线照射红花植株A导致其5号染色体丢失一条,进而产生了不含5号染色体的配子参与受精形成了白花植株B,即该白花植株中含有的染色体条数为19条,则白花植株B减数分裂Ⅰ前期四分体为9个,若观察到10个,则可以否定假设三。②若假设二成立,即X射线照射红花植株A导致其5号染色体断裂,含有基因D的片段缺失,即产生了不含基因D的配子并参与受精形成了该白花植株B,即白花植株B中5号染色体丢失了一段。则题图所示杂交实验中,白花植株B能产生2种配子,即F1的基因型可表示为Dd、DO(其中O代表的是D基因缺失的5号染色体)各占1/2,则F1自交得到的F2中,植株基因型及比例应为DD∶Dd∶DO∶dd∶OO(致死)=2∶2∶2∶1∶1,可见存活的7份个体中有6份表现为红花,即红花比例为6/7。③若假设一成立,则红花植株A未必一定发生了D→d的隐性突变,若是另一对基因发生了突变,抑制了D基因的功能,则同样会产生白花植株B。
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解析:由于⑥植株是多倍体,由⑤和⑥杂交得到⑧的育种过程属于多倍体育种,其主要原理是染色体数目变异,A正确;由③到④的过程是诱变育种,会发生基因突变,但不会发生等位基因分离、非同源染色体上非等位基因的自由组合,B错误;若③植株的基因型为AaBbdd,说明含有两对等位基因和一对纯合基因,因此⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的eq \f(1,2)×eq \f(1,2)=eq \f(1,4),C正确;由③到⑦的过程中会进行有丝分裂和减数分裂,可能发生的基因突变、染色体变异和基因重组,为生物进化提供原材料,D正确。
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