专题07 变异与育种(广东专用)-【好题汇编】2025年高考生物一模试题分类汇编(广东专用)
2025-05-26
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内容正文:
专题07 变异与育种
考点概览
考点01 基因突变与基因重组
考点02 染色体变异
基因突变与基因重组考点01
1、(2025·广东汕头·一模)R2逆转座子(一段双链DNA序列)通过合成自身RNA和蛋白质形成R2复合物。R2复合物能将R2逆转座子随机插入到宿主基因组的其他位点上。下列叙述错误的是( )
A.R2逆转座子的嘌呤数等于嘧啶数
B.R2复合物的形成需要DNA聚合酶参与
C.R2逆转座子可能诱发机体发生基因突变
D.R2逆转座子可使生物的基因组成更丰富
2、(广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三第一次调研)研究发现,人参皂苷 Rg5有较强的抗胃癌活性,能够诱导胃癌细胞发生S期阻滞并抑制其转移,其作用机制是抑制 Noteh1 蛋白基因的表达。下列相关叙述错误的是( )
A.提高 Notchl蛋白基因甲基化水平是治疗胃癌的一种思路
B.经人参皂苷 Rg5 处理后胃癌细胞的代谢活动整体会减弱
C.与正常细胞相比,胃癌细胞表面糖蛋白减少,细胞内染色质收缩
D.与正常细胞相比,胃癌细胞的端粒可能不会随细胞分裂而缩短
3、(广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三第一次调研)如图是基因型为AaBb的雄性哺乳动物体内一个细胞中的部分染色体示意图。下列叙述正确的是( )
A.此种变异属于基因重组,在减数分裂Ⅰ前期能观察到
B.该细胞经减数分裂可产生 AB、Ab、aB、ab四种配子
C.该动物减数分裂产生的配子中,重组型配子比例为1/2
D.该细胞中B、b的分离可发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
4、(2025·广东广州·一模)研究发现,B淋巴瘤细胞中存在如图所示的调控机制。c—Myc基因异常高水平表达会引发B淋巴细胞瘤,正常表达或低水平表达则不会。正常机体中Mxd1蛋白抑制c—Myc基因的表达,使其含量在细胞中维持正常水平。下列叙述错误的是( )
A.合成miR—21时需要RNA聚合酶
B.Mxdl基因过度表达会引起细胞癌变
C.抑制miR—21的合成有助于治疗B淋巴细胞瘤
D.肿瘤细胞中c—Myc通过反馈调节大幅上调自身的表达水平
5、(2025·广东广州·一模)线粒体可通过融合、分裂及自噬来修复线粒体,满足细胞的能量需求。线粒体融合与分裂的动态平衡过程称为线粒体动力学(如图所示)。在糖尿病状态下,线粒体动力学失衡引发线粒体变小和片段化、活性氧自由基堆积等,最终导致糖尿病肾病的发生、发展。下列叙述错误的是( )
A.糖尿病患者细胞内线粒体变小和片段化可能与能量供应不足有关
B.线粒体内活性氧自由基堆积,可能会促进线粒体DNA发生突变
C.Opal、Mfnl和Mfn2含量下降不利于受损线粒体的融合和修复
D.可开发提高Drpl表达量的药物改善线粒体功能,延缓糖尿病肾病的发展
6、(广东省深圳市高级中学高中园2025届 第一次模拟考试)AtCPS基因是野生型拟南芥(Col-0)中赤霉素合成的关键基因。为确定新单基因突变体gal-168是否是AtCPS基因突变,研究人员构建了AtCPS基因突变体gal-t,以及将AtCPS基因导入gal-168的互补株系comgal-168,并进行相关实验,结果如下表。下列分析最不合理的是( )
组别
Col-0
comgal-168
Col-0×ga1-168的F1
gal-t×gal-168的F1
gal-168
gal-t
主根长度(cm)
3.30
3.32
3.40
2.73
2.75
2.10
A.新突变体gal-168中突变后的赤霉素相关基因是隐性基因
B.comgal-168的性状为gal-168是AtCPS基因突变提供依据
C.gal-t×gal-168的结果能够说明gal-168是AtCPS基因突变
D.对比gal-t的性状能够说明gal-168不是AtCPS基因突变
7、(2025·广东梅州·一模)DNA复制过程中,当DNA聚合酶遇到损伤而使复制停顿时,若暂时忽略损伤位点继续合成DNA,称为跨损伤合成。如图为某细菌体内暂时忽略胸腺嘧啶二聚体(T—T)的跨损伤合成过程,下列关于该过程及结果的推测,合理的是( )
(注:胸腺嘧啶二聚体是紫外线等因素导致DNA单链上相邻胸腺嘧啶之间结合而形成的)
A.该细菌DNA聚合酶V可以修复胸腺嘧啶二聚体
B.只要出现图示损伤,就会导致DNA复制停滞
C.人体细胞内若能够以胸腺嘧啶二聚体为模板合成“AA”序列,推测人因紫外线照射发生基因突变的概率高于该细菌
D.若不对该胸腺嘧啶二聚体(不考虑其他位点改变)进行修复,则该细菌将有1/2的子代携带突变序列
8、(广东省三校2024—2025学年高三下学期第一次联考)亨廷顿病(HD)是一种遗传性神经退行性疾病。主要病因是患者第四号染色体上的HUNTINCTON基因发生变异,异常蛋白质在细胞内逐渐聚集在一起形成大分子团,在脑中积聚,影响神经细胞的功能。患者一般在中年发病,表现为舞蹈样动作,逐渐丧失说话、行动、思考和吞咽的能力,最终导致死亡。如图为甲乙两个有亨廷顿病患者的家系图,已知:I2与I3为亲兄妹,他们的母亲也患病;I1和I4都不含致病基因;第三代都为青少年。相关叙述正确的是( )
A.若Ⅲ2长大后与不携带该致病基因的正常女性婚配,后代患病的概率为1/2
B.该病的致病原理说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
C.亨廷顿病的遗传方式是常染色体显性遗传,该病致病基因的根本来源是基因突变
D.神经细胞的数量很多,可以通过特异性杀死神经系统病变细胞对亨廷顿病进行有效治疗
9、(2025届广东省三校高三一模)人类镰刀型细胞贫血症是由于正常基因中一个碱基对发生了替换,影响了血红蛋白的结构,最终导致红细胞变为镰刀型。以下是该病的遗传系谱图(具阴影的个体是患者),下列叙述不正确的是( )
A.该病的遗传方式属于常染色体隐性遗传
B.I-1和I-2再生一个患该病男孩的概率为1/8
C.Ⅱ-4与一个患该病的女性婚配后代患病概率为3/8
D.基因中碱基对的替换会导致遗传信息的改变
10、(2025·广东江门·一模)熊猫的棕色毛色仅在秦岭地区的野生大熊猫种群中发现。熊猫“七仔”是目前全世界唯一被圈养的棕色大熊猫。为探索棕色毛色的形成机制,科学家展开系列研究。
回答下列问题:
(1)科研人员使用 技术将“七仔”DNA样本与野外收集到的多个熊猫DNA样本进行比对,以确定亲缘关系。并结合另一棕色大熊猫“丹丹”的数据,构建了图1所示的遗传系谱图。由图推知棕色毛色的遗传方式最可能是 。
(2)科研人员将已知棕色大熊猫与多只来自秦岭和非秦岭种群的黑色大熊猫的基因组作比对,共发现18263931个序列差异位点,并基于(1)推测的遗传方式进一步筛选与棕色毛色遗传相关的差异位点:
①若 (填颜色)个体都是某位点的纯合子,则该位点应排除;
②若 ,则该位点应保留;
③保留的位点中,若图中 号个体均为携带该位点的杂合子,则该位点与棕色毛色相关的可能性更高。
另外,还可将秦岭种群和非秦岭种群的基因频率进行比对,进一步缩小筛选范围。
(3)科研人员在符合条件的数百个变异位点中发现其中一个位于Bace2基因前端。已知Bace2基因编码的Bace2酶能在毛发的黑色素细胞中催化P蛋白的剪切进而影响黑色素体的功能。Bace2基因非模板链的部分DNA序列见图2,黑色和棕色大熊猫的前肢毛发的显微镜扫描结果见图3。
综合以上信息,推测棕色毛色形成的分子机理是:Bace2基因缺失25个碱基对,导致 ,P蛋白剪切异常,黑色素体的功能改变。
(4)目前仅有两只棕色大熊猫的样本参与该项研究,而Bace2基因也存在于小鼠且表达产物的功能相同,因此可以黑色小鼠为实验对象进一步验证棕色毛色形成的分子机理,实验思路为: ,观察其毛色并检测 。
11、(2025·广东深圳·一模)玉米是雌雄同株异花作物,利用雄性不育系开展玉米杂交育种能提高玉米产量。科研人员对玉米雄性不育系进行研究,回答下列问题:
(1)科研人员获得了玉米核雄性不育系7024,其性状由单基因控制,其与野生型杂交的F1群体均可育,再将F1自交、F1与亲本7024进行杂交,结果如下表,据表分析,该不育系的不育性状为 (填“显性”或“隐性”)性状,F1的基因型为 (相关基因用M/m表示)。
群体
总株数
可育株数
不可育株数
F1自交
964
717
247
F1×7024
218
116
102
(2)科研人员通过培育筛选获得温敏核雄性不育系zm/zm,该不育系表现出高温不育低温可育的特性,当处于低温环境时,其基因型为 (相关基因用ZM/zm表示)。与7024核雄性不育系相比,温敏核雄性不育系的缺点主要表现在 。
(3)科研人员采用玉米隐性核雄性不育系ms7/ms7创建了多控不有(MCS)技术体系,将育性恢复基因(Ms7)、花粉失活基因以及荧光标记基因组成中联表达框(pMCS),通过转基因技术获得转基因保持系,过程如图所示。
①转基因保持系与核雄性不育系杂交,子代不育系的比例为 。
②pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色,野生型玉米为黄色,则转基因保持系自交获得F1种子的颜色及比例是 。
12、(2025·广东梅州·一模)籼稻花为两性花,其雄性育性与Ub基因和TMS5基因有关,Ub基因编码Ub蛋白,在温度≥25℃时Ub基因会过量表达;TMS5基因编码核酸酶RNaseZS1,可分解Ub基因转录的mRNA。安农S-1是我国发现的第一个籼稻温敏不育系,其TMS5基因突变,使RNaseZS1酶活性降低,温度≥25℃时表现为雄性不育。回答下列问题:
(1)温度≥25℃条件下,将野生型与安农S-1杂交,F1均为野生型,F1自交后代中野生型与雄性不育的比是3:1,说明安农S-1的温敏雄性不育性状由 性基因控制。
(2)雄性不育系因无需人工去雄而在育种中有重要作用,相比于普通的雄性不育系,安农S-1温敏雄性不育系的优势是: 。
(3)有人推测“温度≥25℃条件下,Ub蛋白含量过多导致雄性不育”,请以安农S-1为实验材料验证该推测,实验组的处理和预期结果为(填写字母):
①实验组1的处理为 ,预期结果为雄性可育;
②实验组2的处理为 ,预期结果为雄性不育。
A.抑制Ub基因表达 B.高表达Ub基因 C.温度<25℃培养 D.温度≥25℃培养
(4)电镜分析发现野生型的花粉细胞壁组织结构完整,孢粉素是花粉壁的主要成分,其合成受Ub基因表达的影响。温度≥25℃下,科研人员对野生型(WT)和安农S-1孢粉素的含量进行测定,结果如图所示。从细胞结构水平,推测雄性不育是由于 导致的。
(5)综合分析上述信息,从分子水平阐述安农S-1在温度≥25℃时雄性不育的原因: 。
染色体变异考点02
1、(2025届广东省深圳市建文外国语学校两学部一模)下列关于突变的叙述,正确的是
A.DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失引起的基因结构改变叫做基因突变
B.染色体数目变异通常会导致染色体上基因的排列顺序发生改变
C.大多数染色体结构变异对生物体是有利的
D.突变可以为生物进化提供原材料,也可以决定生物进化的方向
2、(2025·广东·一模)ClB品系雌果蝇(2n=8)的一条X染色体同时携带棒状眼基因B(正常眼基因为b)和隐性致死基因e(如图),e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死。用射线辐射正常眼雄果蝇甲,为检测甲精子中X染色体上是否发生了类似基因e的其他隐性致死突变,将甲与ClB品系雌果蝇交配得F1,在F1中选取大量棒状眼雌果蝇,与F1的雄果蝇杂交,统计F2的雌、雄数量比。下列分析正确的是( )
A.基因B和e在减数分裂过程中遵循自由组合定律
B.果蝇在减数分裂Ⅰ中有8个四分体、16个DNA分子
C.F1中XB的基因频率是1/4,正常眼果蝇约占2/3
D.若雄果蝇甲发生其他隐性致死突变,则F2中没有雄果蝇
3、(2025·广东广州·一模)水熊虫是一种能够耐受高温、强辐射等极端物理条件的小型无脊椎动物。研究表明,水熊虫合成的损伤抑制蛋白(Dsup)可与染色体的核小体特异性结合,促进受损DNA分子的修复,从而减少极端物理条件对核DNA损伤。下列叙述错误的是( )
A.水熊虫细胞内具有核糖体和以核膜为界限的细胞核
B.要了解Dsup对DNA的保护可通过观察染色体的形状来实现
C.Dsup使水熊虫对强辐射等具有耐受性的原因是促进受损DNA的修复
D.研究水熊虫能够耐受极端物理条件的机制有助于人类开展太空探索活动
4、(2025·广东湛江·一模)下列有关高中生物相关实验的叙述合理的是( )
A.检测生物组织中的脂肪与低温诱导染色体变化的实验中,所用到的酒精都有冲洗作用
B.用32P标记的噬菌体侵染细菌的实验中,上清液存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
C.观察洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验中,对临时装片进行了两次观察形成前后自身对照
D.用2mol/L NaCl溶液可析出洋葱根尖细胞提取液中的DNA
5、(2025 广东省广州市真光中学高三一测)利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体)可培育抗病高产青蒿素植株。下列叙述错误的是( )
A.利用人工诱变的方法处理野生型青蒿,筛选可能获得抗病高产的植株
B.选择抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交,再连续自交,筛选抗病高产的植株
C.将抗病基因导入易感病高产青蒿体细胞中,用植物组织培养可以获得抗病高产的植株
D.抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1,利用花药离体培养直接获得抗病高产植株
6、(2025 广东省广州市真光中学高三一测)慢性粒细胞白血病是造血干细胞癌变导致的一种癌症,该病是由9号染色体和22号染色体互换片段所致,如图所示,融合后的22号染色体上会形成一个新的融合基因BCR-ABL基因(简称BA基因),融合基因表达的蛋白质能增强酪氨酸蛋白激酶的活性,使细胞恶性增殖。下列相关叙述中,正确的是( )
A.光学显微镜下可观察到图示变异及BCR-ABL融合基因的位置
B.融合基因BCR-ABL通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制性状
C.图示基因融合后,细胞中基因的排列顺序改变但基因的总数目不发生改变
D.慢性粒细胞白血病属于人类遗传病且可以遗传给后代
7、(2025届广东省建文外国语学校两学部高三下学期第一次模拟)有些遗传病,如假肥大型肌营养不良要到儿童期才发病,有些遗传病需要遗传因素与环境因素共同作用才能发病,如哮喘病,遗传因素占80%,环境因素占20%。遗传病常在一个家族中有多人发病,为家族性的,但也有可能一个家系中仅有一个病人,为散发性的。下列叙述正确的是( )
A.基因没有发生突变,就不会患遗传病
B.没有病症发作的人也可能有潜伏的遗传病
C.一个家族中有多人发病的病属于遗传病
D.抗维生素D佝偻病属于散发性的遗传病
8、(广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三第一次调研)香蕉具有丰富的营养价值,在全球范围内广受欢迎,三倍体香蕉是全球栽培香蕉的主力军。下图是由野生芭蕉(2n=22)培育三倍体无子香蕉的过程,请回答下列问题:
(1)从图示过程看,培育三倍体香蕉主要运用的原理是 。与野生芭蕉相比,三倍体香蕉的优点包括 。
(2)三倍体香蕉体细胞中的染色体具有 种形态,其无子性状出现的原因是 。
(3)与野生芭蕉相比,三倍体香蕉更易遭受病害的威胁,制约其发展,试分析其原因 。
(4)目前,香蕉的种植面临着香蕉枯萎病的威胁,蕉农通过大量喷洒化学药剂灭菌,但也未能阻止真菌进一步散播,试用现代生物进化理论的观点解释其原因: 。为达到更好的杀菌效果,生产上应如何使用农药? 。
9、(2025·广东·一模)“杂交水稻之父”袁隆平利用雄性不育野生稻改写了世界水稻育种史,杂交水稻研究团队不断刷新我国水稻产量和品质,举世瞩目。请分析回答:
(1)水稻(2n=24)是禾本科植物,在我国有野生种、引进种:杂交种等水稻品种用于农业生产和科学研究,这主要体现了生物多样性的 价值。在育种研究中,对水稻进行基因组测序要测 条染色体中DNA的碱基序列。
(2)安农S-1是我国发现的第一个籼稻(水稻的一个品种)光温敏雄性不育系。该光温敏雄性不育系与9种常规雄性可育系进行正反交,得到的F1均为雄性可育。据此可推出有关该雄性不育基因的两个结论是: 。
(3)另有一个水稻品系,其雄性的育性由一对等位基因M、m控制,基因型为mm的个体表现为雄性不育,能产生正常的雌配子,M基因可使雄性不育个体恢复育性产生可育雄配子。通过转基因技术将M基因与雄配子致死基因A、蓝色素生成基因D一起导入基因型为mm的个体中,并使其插入一条不含m基因的染色体上(D基因的表达产物可使种子呈现蓝色,无D基因的种子呈现白色)。如图:
①图中基因型为mmADM的个体自交时(不考虑突变和互换),子代种子的表型及比例为 ,这种转基因改良品系的显著优点是 。
②要成功得到转基因个体(mmADM),先要构建基因表达载体。研究人员准备在已插入M基因的运载体(如下图)中再插入A、D融合基因。他们分析发现A、D融合基因拼接处存在XbaI的识别序列,为使基因表达载体中A、D融合基因和M基因都正确表达,应
在A、D融合基因两端添加 两种限制酶的识别序列,并用 两种限制酶对运载体进行酶切。
10、(2025·广东珠海·一模)沃柑(2n=18)深受消费者欢迎,但果实多籽影响其商品性,培育无籽沃柑是品种改良的一个重要方向。某农科院在果园里栽培有可相互传粉的沃柑、砂糖桔、红江橙、白心橙等,它们属于同一物种下的不同品种,现欲从收集的沃柑种子中发掘天然三倍体并进行遗传鉴定。
回答下列问题:
(1)对足量的沃柑种子促萌发后,将初筛得到的疑似三倍体进行根尖染色体计数鉴定:剪取3mm根尖,按照 → →染色→制片步骤制作装片,在显微镜下观察处于有丝分裂中期的细胞,若细胞中染色体数为 则鉴定为三倍体。
(2)为研究天然三倍体的染色体来源,用特定的引物对个体基因组进行PCR,扩增产物的电泳结果见图1。分析结果可知:三倍体1不是由候选父本授粉产生,而是由 形成;三倍体2是由 杂交形成,且2n配子来自于 (填“母本”或“父本”)。
(3)进一步评估沃柑二倍体、三倍体的抗逆性差异,测定相关植株抗旱、抗冻基因的表达量见图2,结果显示 ,表明基因的加倍增强了沃柑的抗逆能力;而且三倍体2中相关基因表达的增加量多于三倍体1,表明 。
(4)对所获得沃柑三倍体的应用潜力进行全面评价,还应在个体水平上比较 的差异。
11、(2025·广东茂名·一模)秀丽隐杆线虫(简称“线虫”)是目前遗传实验中很重要的模式生物,其体长约1mm,是一种非寄生性蠕虫,用显微镜可辨别其性别和区分表型。线虫有雌雄同体(,常染色体记为I~V;XX;2n=12)和雄虫(♂,XO;2n-1=11)两种性别,雄虫约只占0.05%;雌雄同体只有自交和与雄虫杂交两种繁殖方式。线虫的发育顺序为胚胎期→幼虫期→成年期,历时3天半;幼虫期有L1~L4期,L4晚期幼虫即可交配。回答下列问题:
(1)将雌雄同体的线虫置于30℃恒温水浴箱一段时间可提高子代中雄虫的比例,从减数分裂角度推测其作用机理是 。请在下图方框中绘制正常情况下雌雄同体自交及与雄虫杂交产生子一代的遗传图解 。
(2)野生型线虫的基因型为+/+,研究者发现一种矮胖型隐性突变体线虫,其基因dpy-5位于Ⅰ号染色体上,为验证dpy-5基因的位置,研究者将野生型线虫与该隐性突变体进行杂交,结果如图:
据图推测,为提高子代数量,研究者可让 ,若发现F2表型比为3:1,则可证明。
(3)研究者发现另一个隐性突变基因ucu-22可使线虫行动时身体抖动,同时确定基因ucu-22与基因dpy-5为非等位基因,为确定两者的具体位置,研究者进行如下实验:
实验过程:P:矮胖型雌雄同体×野生型雄虫→F1选取L4早、中期雄虫与行动时身体抖动隐性突变体雌雄同体杂交→让F2的雌雄同体单独培养,统计所产幼虫(F3)的表型。
实验结果: ,则可证明基因ucu-22和基因dpy-5位于非同源染色体上。
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专题07 变异与育种
考点概览
考点01 基因突变与基因重组
考点02 染色体变异
基因突变与基因重组考点01
1、(2025·广东汕头·一模)R2逆转座子(一段双链DNA序列)通过合成自身RNA和蛋白质形成R2复合物。R2复合物能将R2逆转座子随机插入到宿主基因组的其他位点上。下列叙述错误的是( )
A.R2逆转座子的嘌呤数等于嘧啶数
B.R2复合物的形成需要DNA聚合酶参与
C.R2逆转座子可能诱发机体发生基因突变
D.R2逆转座子可使生物的基因组成更丰富
【答案】B
【知识点】DNA分子的结构和特点、遗传信息的转录、遗传信息的翻译、基因突变
【分析】R2逆转座子是一段双链DNA序列,碱基含量满足卡伽夫法则,形成R2复合物的过程中涉及转录和翻译过程。
【详解】A、R2逆转座子是一段双链DNA序列,碱基含量满足碱基互补配对原则j,嘌呤数等于嘧啶数,A正确;
B、R2逆转座子通过合成自身RNA和蛋白质形成R2复合物,该过程包括转录和翻译过程,需要RNA聚合酶的参与,B错误;
C、R2复合物能将R2逆转座子随机插入到宿主基因组的其他位点上,可能引起基因内部碱基对排列顺序的改变,发生基因突变,C正确;
D、由于R2逆转座子可以使基因发生突变,从而可使生物的基因组成更丰富,D正确。
故选B。
2、(广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三第一次调研)研究发现,人参皂苷 Rg5有较强的抗胃癌活性,能够诱导胃癌细胞发生S期阻滞并抑制其转移,其作用机制是抑制 Noteh1 蛋白基因的表达。下列相关叙述错误的是( )
A.提高 Notchl蛋白基因甲基化水平是治疗胃癌的一种思路
B.经人参皂苷 Rg5 处理后胃癌细胞的代谢活动整体会减弱
C.与正常细胞相比,胃癌细胞表面糖蛋白减少,细胞内染色质收缩
D.与正常细胞相比,胃癌细胞的端粒可能不会随细胞分裂而缩短
【答案】C
【知识点】细胞癌变的原因及防治、癌细胞的概念及主要特征、细胞的衰老
【分析】1、癌细胞的主要特征:①在适宜的条件下,癌细胞能够无限增殖;②癌细胞的形态结构发生显著变化;③癌细胞表面发生了变化(由于细胞膜上糖蛋白等物质减少,使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移)。
2、细胞癌变的原因:①外因:主要是三类致癌因子,即物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子;②内因:原癌基因和抑癌基因发生基因突变。原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
【详解】A、题意显示,人参皂苷 Rg5有较强的抗胃癌活性,其作用机制是抑制 Noteh1 蛋白基因的表达,而提高 Notchl蛋白基因甲基化水平也能抑制该基因的表达,进而可以为治疗胃癌提供一种思路,A正确;
B、人参皂苷 Rg5有较强的抗胃癌活性,能够诱导胃癌细胞发生S期阻滞并抑制其转移,据此可推测,经人参皂苷 Rg5 处理后胃癌细胞的代谢活动整体会减弱,B正确;
C、细胞癌变后细胞膜表面糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低,据此可知,与正常细胞相比,胃癌细胞表面糖蛋白减少,但细胞内的染色质并不会收缩,C错误;
D、与正常细胞相比,胃癌细胞的端粒可能不会随细胞分裂而缩短,因而可以表现出无限增殖的特征,D正确。
故选C。
3、(广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三第一次调研)如图是基因型为AaBb的雄性哺乳动物体内一个细胞中的部分染色体示意图。下列叙述正确的是( )
A.此种变异属于基因重组,在减数分裂Ⅰ前期能观察到
B.该细胞经减数分裂可产生 AB、Ab、aB、ab四种配子
C.该动物减数分裂产生的配子中,重组型配子比例为1/2
D.该细胞中B、b的分离可发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
【答案】A
【知识点】基因重组
【分析】基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合,包括两种类型,自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。交叉互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。
【详解】A、图示发生了同源染色体上非姐妹染色单体的互换,则变异类型属于基因重组,在减数分裂Ⅰ前期能观察到,A正确;
B、该细胞虽然经过了同源染色体非姐妹染色单体之间的交换,但B和b所在的片段并未实现交换,因而该细胞经减数分裂后可产生两种四个配子,即为 AB和ab,B错误;
C、结合B项分析可知,该动物减数分裂产生的配子中,没有涉及相关基因的重组配子出现,C错误;
D、结合B项分析可知,该细胞中B、b的分离发生在减数分裂Ⅰ的后期,D错误。
故选A。
4、(2025·广东广州·一模)研究发现,B淋巴瘤细胞中存在如图所示的调控机制。c—Myc基因异常高水平表达会引发B淋巴细胞瘤,正常表达或低水平表达则不会。正常机体中Mxd1蛋白抑制c—Myc基因的表达,使其含量在细胞中维持正常水平。下列叙述错误的是( )
A.合成miR—21时需要RNA聚合酶
B.Mxdl基因过度表达会引起细胞癌变
C.抑制miR—21的合成有助于治疗B淋巴细胞瘤
D.肿瘤细胞中c—Myc通过反馈调节大幅上调自身的表达水平
【答案】B
【知识点】遗传信息的转录、遗传信息的翻译
【分析】1、基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。
2、原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
【详解】A、合成miR—21属于转录过程,该过程需要RNA聚合酶的参与,A正确;
B、Mxdl基因过度表达会抑制c—Myc基因的表达,c—Myc基因的表达会降低,c—Myc基因的低水平表达则不会引起细胞癌变,B错误;
C、抑制miR—21的合成则会减弱对Mxdl基因表达的抑制,Mxdl基因表达水平会提高,从而加强了对c—Myc基因表达的抑制,降低了c—Myc基因的表达水平,c—Myc基因的低水平表达不会引发B淋巴细胞瘤,有助于治疗B淋巴细胞瘤,C正确;
D、肿瘤细胞中c—Myc表达水平上升时会促进miR—21的合成,miR—21的合成的增多会使Mxdl基因表达水平会降低,减少了对c—Myc基因表达的抑制,使c—Myc表达水平更高,这样通过正反馈调节大幅上调自身的表达水平促进了细胞的异常增殖,D正确。
故选B。
5、(2025·广东广州·一模)线粒体可通过融合、分裂及自噬来修复线粒体,满足细胞的能量需求。线粒体融合与分裂的动态平衡过程称为线粒体动力学(如图所示)。在糖尿病状态下,线粒体动力学失衡引发线粒体变小和片段化、活性氧自由基堆积等,最终导致糖尿病肾病的发生、发展。下列叙述错误的是( )
A.糖尿病患者细胞内线粒体变小和片段化可能与能量供应不足有关
B.线粒体内活性氧自由基堆积,可能会促进线粒体DNA发生突变
C.Opal、Mfnl和Mfn2含量下降不利于受损线粒体的融合和修复
D.可开发提高Drpl表达量的药物改善线粒体功能,延缓糖尿病肾病的发展
【答案】D
【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、细胞的衰老、基因突变
【分析】分析题文描述和图可知:Opal、Mfnl和Mfn2有助于线粒体的融合,Drpl有助于线粒体的分裂,线粒体融合与分裂的动态平衡过程称为线粒体动力学。线粒体动力学失衡引发线粒体变小和片段化、活性氧自由基堆积等,最终导致糖尿病肾病的发生、发展。
【详解】A、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是为细胞提供能量的细胞器,糖尿病患者细胞内线粒体变小和片段化可能与能量供应不足有关,A正确;
B、自由基会攻击DNA,可能引起基因突变,线粒体内活性氧自由基堆积,可能会促进线粒体DNA发生突变,B正确;
C、由图可知:Opal、Mfnl和Mfn2参与线粒体的融合,Opal、Mfnl和Mfn2含量下降不利于受损线粒体的融合和修复,C正确;
D、由题意和图可知:Drpl有助于线粒体分裂,开发提高Drpl表达量的药物可使线粒体分裂增强,导致线粒体动力学失衡,加速糖尿病肾病的发展,D错误。
故选D。
6、(广东省深圳市高级中学高中园2025届 第一次模拟考试)AtCPS基因是野生型拟南芥(Col-0)中赤霉素合成的关键基因。为确定新单基因突变体gal-168是否是AtCPS基因突变,研究人员构建了AtCPS基因突变体gal-t,以及将AtCPS基因导入gal-168的互补株系comgal-168,并进行相关实验,结果如下表。下列分析最不合理的是( )
组别
Col-0
comgal-168
Col-0×ga1-168的F1
gal-t×gal-168的F1
gal-168
gal-t
主根长度(cm)
3.30
3.32
3.40
2.73
2.75
2.10
A.新突变体gal-168中突变后的赤霉素相关基因是隐性基因
B.comgal-168的性状为gal-168是AtCPS基因突变提供依据
C.gal-t×gal-168的结果能够说明gal-168是AtCPS基因突变
D.对比gal-t的性状能够说明gal-168不是AtCPS基因突变
【答案】D
【知识点】基因突变、不同的植物激素对植物生命活动的调节
【分析】基因突变具有不定向性等特点,可产生等位基因或者新基因,主要分为显性突变和隐性突变。
【详解】A、Col-0×gal-168的F1表现为主根长度与野生型基本一致,另外新突变体gal-168的主根长度为2.75 cm,与野生型Col-0的3.30 cm相比,表现出了较短的根长,这表明突变后的基因可能影响了赤霉素的合成,由于comgal-168(将AtCPS基因导入gal-168的互补株系)的主根长度恢复到了3.32 cm,接近野生型,说明突变后的基因是隐性的,因为互补株系恢复了野生型性状,综合所述表明gal-168中突变后的赤霉素相关基因是隐性基因,合理,A错误;
B、comgal-168的主根长度恢复到了3.32 cm,接近野生型Col-0的3.30 cm,这表明AtCPS基因的导入可以互补gal-168的突变性状,也就是株系comgal-168是对gal-168突变株回补了AtCPS基因,从而表现出野生型性状,表明gal-168突变株大概率是AtCPS基因突变,合理,B错误;
C、gal-t×gal-168的结果表现为主根长度变短,gal-t×gal-168的F1代主根长度为2.73 cm,介于gal-t(2.10 cm)和gal-168(2.75 cm)之间,这表明gal-t和gal-168的突变可能发生在同一个基因上(即AtCPS基因),因为它们的杂交后代表现出了中间性状,说明gal-t和gal-168的变异应该都是AtCPS基因突变,否则会表现与野生型一致表型,合理,C错误;
D、gal-t的主根长度为2.10 cm,gal-168的主根长度为2.75 cm,两者都表现出较短的根长,且gal-t是AtCPS基因的突变体。gal-168的性状与gal-t相似,且互补株系comgal-168恢复了野生型性状,说明gal-168的突变也可能发生在AtCPS基因上。因此,对比gal-t的性状并不能说明gal-168不是AtCPS基因突变,反而支持了gal-168是AtCPS基因突变的可能性,同时gal-168和gal-t都表现了主根长度变短,只是程度不同,这与表达程度有关,并不能说明gal-168不是A基因突变,不合理,D正确。
故选D。
7、(2025·广东梅州·一模)DNA复制过程中,当DNA聚合酶遇到损伤而使复制停顿时,若暂时忽略损伤位点继续合成DNA,称为跨损伤合成。如图为某细菌体内暂时忽略胸腺嘧啶二聚体(T—T)的跨损伤合成过程,下列关于该过程及结果的推测,合理的是( )
(注:胸腺嘧啶二聚体是紫外线等因素导致DNA单链上相邻胸腺嘧啶之间结合而形成的)
A.该细菌DNA聚合酶V可以修复胸腺嘧啶二聚体
B.只要出现图示损伤,就会导致DNA复制停滞
C.人体细胞内若能够以胸腺嘧啶二聚体为模板合成“AA”序列,推测人因紫外线照射发生基因突变的概率高于该细菌
D.若不对该胸腺嘧啶二聚体(不考虑其他位点改变)进行修复,则该细菌将有1/2的子代携带突变序列
【答案】D
【知识点】DNA分子的复制过程、特点及意义、基因突变
【分析】DNA分子复制的过程:①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开。②合成子链:以解开的每一条母链为模板, 以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
【详解】A、图中DNA聚合酶Ⅲ遇到模板上的胸腺嘧啶二聚体时将暂时脱离,转而由DNA聚合酶Ⅴ完成跨损伤合成,以胸腺嘧啶二聚体为模板合成了GA,导致突变,但DNA聚合酶Ⅴ并未修复胸腺嘧啶二聚体,A错误;
B、若DNA聚合酶Ⅴ不取代DNA聚合酶Ⅲ,将导致DNA复制停滞,若DNA聚合酶V取代DNA聚合酶Ⅲ,则会完成跨损伤合成,DNA复制不会停滞,B错误;
C、人体细胞内若能够以胸腺嘧啶二聚体为模板合成“AA”序列,未因胸腺嘧啶二聚体而导致DNA复制错误,推测人因紫外线照射发生基因突变的概率低于该细菌,C错误;
D、若不对胸腺嘧啶二聚体进行修复,则子代所有携带胸腺嘧啶二聚体或以胸腺嘧啶二聚体为模板合成GA序列的个体都将携带突变序列,而以胸腺嘧啶二聚体互补链为模板合成的子代DNA将不携带突变序列,因此,该细菌将有1/2的子代不携带突变序列,有1/2的子代携带突变序列,D正确。
故选D。
8、(广东省三校2024—2025学年高三下学期第一次联考)亨廷顿病(HD)是一种遗传性神经退行性疾病。主要病因是患者第四号染色体上的HUNTINCTON基因发生变异,异常蛋白质在细胞内逐渐聚集在一起形成大分子团,在脑中积聚,影响神经细胞的功能。患者一般在中年发病,表现为舞蹈样动作,逐渐丧失说话、行动、思考和吞咽的能力,最终导致死亡。如图为甲乙两个有亨廷顿病患者的家系图,已知:I2与I3为亲兄妹,他们的母亲也患病;I1和I4都不含致病基因;第三代都为青少年。相关叙述正确的是( )
A.若Ⅲ2长大后与不携带该致病基因的正常女性婚配,后代患病的概率为1/2
B.该病的致病原理说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
C.亨廷顿病的遗传方式是常染色体显性遗传,该病致病基因的根本来源是基因突变
D.神经细胞的数量很多,可以通过特异性杀死神经系统病变细胞对亨廷顿病进行有效治疗
【答案】C
【知识点】遗传系谱图中遗传方式的判定及应用、基因、蛋白质与性状的关系、基因突变
【分析】1、看家系图中,判断显隐性关系,由于没有“无中生有”或“有中生无”,无法判断显隐性关系,需要一一推断。若为常染色体隐性遗传、伴X显性遗传或伴X遗传,Ⅱ3的致病基因来自它的母亲,可是I1含致病基因,与题意不符排除,因此享延顿病为常染色体显性遗传病。
2、基因对性状的控制有两条途径:一是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【详解】A、该病若为伴性遗传或常染色体隐性遗传,Ⅱ3的致病基因来自它的母亲,由于I1不含致病基因,排除伴X遗传和常染色体隐性遗传,因此该病的遗传方式是常染色体显性遗传,该病致病基因的根本来源是基因突变;Ⅱ3为杂合子,可用Aa表示,II4基因型为aa,Ⅲ2基因型为aa,不含致病基因的正常女性基因型为aa,两者婚配所生子女患病的概率为0,A错误;C正确;
B、该病的致病原理是患者第四号染色体上的HUNTINCTON基因发生变异,异常蛋白质在细胞内逐渐聚集在一起形成大分子团,在脑中积聚,影响神经细胞的功能,说明基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状,B错误;
D、神经细胞是高度分化的细胞,成年人一般不能进行分裂、分化形成,因此杀死神经系统病变细胞会使神经细胞数量减少,不能作为治疗亨廷顿病的有效手段,D错误。
故选C。
9、(2025届广东省三校高三一模)人类镰刀型细胞贫血症是由于正常基因中一个碱基对发生了替换,影响了血红蛋白的结构,最终导致红细胞变为镰刀型。以下是该病的遗传系谱图(具阴影的个体是患者),下列叙述不正确的是( )
A.该病的遗传方式属于常染色体隐性遗传
B.I-1和I-2再生一个患该病男孩的概率为1/8
C.Ⅱ-4与一个患该病的女性婚配后代患病概率为3/8
D.基因中碱基对的替换会导致遗传信息的改变
【答案】C
【知识点】基因突变、人类遗传病的类型及实例
【分析】根据题干信息分析,人类镰刀型细胞贫血症是由于正常基因中一个碱基对发生了替换,影响了血红蛋白的结构,最终导致红细胞变为镰刀型,说明该病的根本原因是基因突变;据图分析,I-1和I-2正常,他们的女儿Ⅱ-3有病,说明该病为常染色体隐性遗传病。
【详解】A、由遗传图和分析可知,该病属于常染色体上的隐性遗传病,A正确;
B、该病属于常染色体上的隐性遗传病,假设用A、a表示,那么Ⅱ-3的基因型为aa,I -1和I -2的基因型都为Aa,所以他们再生一个患病男孩的概率为:1/4×/2=1/8,B正确;
C、1-1和I -2的基因型都为Aa,所以Ⅱ-4的基因型为1/3AA或者2/3Aa,他与一个患病女性婚配,该患病女性的基因型为aa,则他们的后代患病的概率为2/3×1/2=1/3,C错误;
D、由题干信息可知,人类镰刀型细胞贫血症是由于正常基因中一个碱基对发生了替换,影响了血红蛋白的结构,最终导致红细胞变为镰刀型故基因中碱基对的替换会导致遗传信息的改变,D正确。
故选:C。
10、(2025·广东江门·一模)熊猫的棕色毛色仅在秦岭地区的野生大熊猫种群中发现。熊猫“七仔”是目前全世界唯一被圈养的棕色大熊猫。为探索棕色毛色的形成机制,科学家展开系列研究。
回答下列问题:
(1)科研人员使用 技术将“七仔”DNA样本与野外收集到的多个熊猫DNA样本进行比对,以确定亲缘关系。并结合另一棕色大熊猫“丹丹”的数据,构建了图1所示的遗传系谱图。由图推知棕色毛色的遗传方式最可能是 。
(2)科研人员将已知棕色大熊猫与多只来自秦岭和非秦岭种群的黑色大熊猫的基因组作比对,共发现18263931个序列差异位点,并基于(1)推测的遗传方式进一步筛选与棕色毛色遗传相关的差异位点:
①若 (填颜色)个体都是某位点的纯合子,则该位点应排除;
②若 ,则该位点应保留;
③保留的位点中,若图中 号个体均为携带该位点的杂合子,则该位点与棕色毛色相关的可能性更高。
另外,还可将秦岭种群和非秦岭种群的基因频率进行比对,进一步缩小筛选范围。
(3)科研人员在符合条件的数百个变异位点中发现其中一个位于Bace2基因前端。已知Bace2基因编码的Bace2酶能在毛发的黑色素细胞中催化P蛋白的剪切进而影响黑色素体的功能。Bace2基因非模板链的部分DNA序列见图2,黑色和棕色大熊猫的前肢毛发的显微镜扫描结果见图3。
综合以上信息,推测棕色毛色形成的分子机理是:Bace2基因缺失25个碱基对,导致 ,P蛋白剪切异常,黑色素体的功能改变。
(4)目前仅有两只棕色大熊猫的样本参与该项研究,而Bace2基因也存在于小鼠且表达产物的功能相同,因此可以黑色小鼠为实验对象进一步验证棕色毛色形成的分子机理,实验思路为: ,观察其毛色并检测 。
【答案】(1) DNA指纹 常染色体隐性遗传
(2) 黑色 棕色个体是该位点的纯合子,黑色个体是杂合子或纯合子 2、3、9、10
(3)转录形成的mRNA碱基序列改变,翻译的Bace2酶的氨基酸序列改变,Bace2酶功能异常
(4) 通过基因编辑技术敲除黑色小鼠的 Bace2 基因(或抑制 Bace2 基因的表达) 小鼠毛发中P蛋白的剪切情况和黑色素体的功能。
【知识点】基因分离定律的实质和应用、遗传系谱图中遗传方式的判定及应用
【分析】图中遗传方式的判断方法:若雄性个体均患病,则是伴Y遗传。排除了伴Y遗传,再判断致病基因的显隐性,“无中生有”(父母没该病,孩子患了该病)为隐性,隐性就看女患者,若其父亲和儿子皆病,则可能是伴X隐性遗传,若其父亲或儿子无病,则一定是常染色体隐性遗传;“有中生无”(父母都有该病,孩子没有该病)为显性,显性就看男患者,其母亲和女儿皆病,可能是伴X显性遗传病,若其母亲或女儿无病,一定为常染色体显性遗传病。推断可能性时,若连续遗传,可能是显性遗传病。看遗传方式,假设患者男女比例相当,可能是常染色体遗传,假设患者男多于女或女多于男,可能是伴性遗传。
【详解】(1)在确定生物个体间亲缘关系时,常使用DNA指纹技术,将“七仔”DNA样本与野外收集到的多个熊猫DNA样本进行比对,以确定亲缘关系。图中2和3为黑色,后代出现棕色,因此可判断棕色为隐性,棕色大熊猫“丹丹”和5号雄性熊猫生出的雄性个体表现为黑色,因而可判断大熊猫棕色的遗传方式最可能是由常染色体上的隐性基因控制。
(2)已知棕色毛色为隐性性状,若黑色个体都是某位点的纯合子,说明该位点与棕色毛色的隐性遗传没有关系,所以该位点应排除。 若棕色个体是该位点的纯合子,黑色个体是杂合子或纯合子,那么该位点就有可能与棕色毛色的遗传相关,所以该位点应保留。从遗传系谱图分析,2、3号是黑色,生出了棕色的7号,所以2、3号一定是携带棕色毛色基因的杂合子;同时黑色的10号和9号个体的亲本都有棕色, 所以9、10也一定是杂合子。因此,若图中 2、3、9 、10号个体均为携带该位点的杂合子,则该位点与棕色毛色相关的可能性更高。
(3)Bace2基因缺失25个碱基对,会导致基因结构发生改变,进而影响转录过程,使得转录形成的mRNA碱基序列改变,最终导致翻译出的Bace2酶的氨基酸序列改变,从而使Bace2酶的功能异常,进一步引起P蛋白剪切异常,黑色素体的功能改变。
(4)要验证棕色毛色形成的分子机理,可通过基因编辑技术敲除黑色小鼠的Bace2基因(或抑制Bace2基因的表达),观察小鼠毛色是否发生变化以及相关指标是否改变。 因为Bace酶能催化P蛋白的剪切进而影响黑色素体功能,所以需要检测小鼠毛发中P 蛋白的剪切情况和黑色素体的功能。
11、(2025·广东深圳·一模)玉米是雌雄同株异花作物,利用雄性不育系开展玉米杂交育种能提高玉米产量。科研人员对玉米雄性不育系进行研究,回答下列问题:
(1)科研人员获得了玉米核雄性不育系7024,其性状由单基因控制,其与野生型杂交的F1群体均可育,再将F1自交、F1与亲本7024进行杂交,结果如下表,据表分析,该不育系的不育性状为 (填“显性”或“隐性”)性状,F1的基因型为 (相关基因用M/m表示)。
群体
总株数
可育株数
不可育株数
F1自交
964
717
247
F1×7024
218
116
102
(2)科研人员通过培育筛选获得温敏核雄性不育系zm/zm,该不育系表现出高温不育低温可育的特性,当处于低温环境时,其基因型为 (相关基因用ZM/zm表示)。与7024核雄性不育系相比,温敏核雄性不育系的缺点主要表现在 。
(3)科研人员采用玉米隐性核雄性不育系ms7/ms7创建了多控不有(MCS)技术体系,将育性恢复基因(Ms7)、花粉失活基因以及荧光标记基因组成中联表达框(pMCS),通过转基因技术获得转基因保持系,过程如图所示。
①转基因保持系与核雄性不育系杂交,子代不育系的比例为 。
②pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色,野生型玉米为黄色,则转基因保持系自交获得F1种子的颜色及比例是 。
【答案】(1) 隐性 Mm
(2) zm/zm 容易受到环境温度的影响
(3) 100% 红色∶黄色=1∶1
【知识点】基因分离定律的实质和应用、基因、蛋白质与性状的关系、性状的显、隐性关系及基因型、表现型、等位基因
【分析】表型受基因控制,也受环境影响,即相同的基因型在不同的环境下,可能出现不同的性状。
【详解】(1)依据题干信息,雄性不育系7024与野生型杂交的F1群体均可育,且F1(可育)自交,后代出现不育株,说明,雄性不育性状为隐性性状,野生型为显性性状,也说明了F1的基因型为Mm。
(2)温敏核雄性不育系zm/zm,高温不育低温可育,即在低温环境下表现为可育,但并不改变植株的基因型zm/zm。与7024核雄性不育系相比,温敏核雄性不育系的缺点主要在于该株系容易受环境因素影响。
(3)①依据题干信息,转基因保持系ms7/ms7:pMCSl-,当作为父本时,只能产生ms7一种雄配子,与和雄性不育系(ms7/ms7)杂交时,后者只能产生ms7一种雌配子,雌雄配子结合,能使F1保持雄性不育性,所以转基因保持系与核雄性不育系杂交,子代不育系的比例为100%。
②转基因保持系ms7/ms7:pMCSl-自交时,可以产生ms7、ms7:pMCSl-两种雌配子,而只能产生ms7一种雄配子,雌雄配子随机结合,可以产生的ms7/ms、ms7/ms7:pMCSl-两种基因型,由于pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色,野生型玉米为黄色,所以两种基因型对应的表型分别为黄色和红色,比例关系为1:1。
12、(2025·广东梅州·一模)籼稻花为两性花,其雄性育性与Ub基因和TMS5基因有关,Ub基因编码Ub蛋白,在温度≥25℃时Ub基因会过量表达;TMS5基因编码核酸酶RNaseZS1,可分解Ub基因转录的mRNA。安农S-1是我国发现的第一个籼稻温敏不育系,其TMS5基因突变,使RNaseZS1酶活性降低,温度≥25℃时表现为雄性不育。回答下列问题:
(1)温度≥25℃条件下,将野生型与安农S-1杂交,F1均为野生型,F1自交后代中野生型与雄性不育的比是3:1,说明安农S-1的温敏雄性不育性状由 性基因控制。
(2)雄性不育系因无需人工去雄而在育种中有重要作用,相比于普通的雄性不育系,安农S-1温敏雄性不育系的优势是: 。
(3)有人推测“温度≥25℃条件下,Ub蛋白含量过多导致雄性不育”,请以安农S-1为实验材料验证该推测,实验组的处理和预期结果为(填写字母):
①实验组1的处理为 ,预期结果为雄性可育;
②实验组2的处理为 ,预期结果为雄性不育。
A.抑制Ub基因表达 B.高表达Ub基因 C.温度<25℃培养 D.温度≥25℃培养
(4)电镜分析发现野生型的花粉细胞壁组织结构完整,孢粉素是花粉壁的主要成分,其合成受Ub基因表达的影响。温度≥25℃下,科研人员对野生型(WT)和安农S-1孢粉素的含量进行测定,结果如图所示。从细胞结构水平,推测雄性不育是由于 导致的。
(5)综合分析上述信息,从分子水平阐述安农S-1在温度≥25℃时雄性不育的原因: 。
【答案】(1)隐
(2)安农S-1温敏雄性不育系的不育会随着温度的改变而发生逆转,有利于子代雄性不育性的获得
(3) AD BD
(4)花粉细胞壁组织结构不完整
(5)温度≥25℃时,安农S-1其TMS5基因突变,使RNaseZS1酶活性降低,对Ub基因转录的mRNA的降解量减少,Ub基因表达量增多(合成的Ub蛋白质多),抑制孢粉素的合成,从而使得安农S-1雄性不育
【知识点】基因分离定律的实质和应用、遗传信息的转录、遗传信息的翻译、基因、蛋白质与性状的关系
【分析】判断显隐性的方法:
(1)根据子代性状判断:
①具有一对相对性状的亲本杂交→子代只出现一种性状→子代所出现的性状为显性性状;
②相同性状的亲本杂交(自交)→子代出现不同性状→子代所出现的新的性状为隐性性状;
(2)根据子代性状分离比判断:具有一对相对性状的亲本杂交→F2性状分离比为3∶1→分离比占3/4的性状为显性性状。
【详解】(1)将野生型与安农S-1杂交,F1均为野生型,F1自交得F2,其中野生型:雄性不育=3:1,说明安农S-1的温敏雄性不育性状属于隐性性状,即安农S-1的温敏雄性不育性状由隐性基因控制,该性状的遗传遵循分离定律;
(2)相比于普通的雄性不育系雄性不育这一性状不会随着温度的改变而逆转,结合题意,安农S-1温敏雄性不育系的不育会随着温度的改变而发生逆转,有利于子代雄性不育性的获得;
(3)有人推测“温度≥25℃条件下,Ub蛋白含量过多导致雄性不育”,故实验的无关变量为温度≥25℃条件,自变量为Ub蛋白质的含量,因变量为是否雄性可育。
①实验组1的处理为抑制Ub基因表达,温度≥25℃,雄性可育,说明温度≥25℃条件下,Ub蛋白含量过多导致雄性不育;
②实验组2的处理为高表达Ub基因,温度≥25℃,雄性不育,说明温度≥25℃条件下,Ub蛋白含量过多导致雄性不育,故实验组1选择AD,实验组2选择BD;
(4)分析题图可知,与野生型相比,安农S-1的孢粉素的含量少的多,结合题干“电镜分析发现野生型的花粉细胞壁组织结构完整,孢粉素是花粉壁的主要成分”推测雄性不育是由于花粉细胞壁组织结构不完整导致的;
(5)综合分析上述信息,从分子水平阐述安农S-1在温度≥25℃时雄性不育的原因为:温度≥25℃时,安农S-1其TMS5基因突变,使RNaseZS1酶活性降低,对Ub基因转录的mRNA的降解量减少,Ub基因表达量增多(合成的Ub蛋白质多),抑制孢粉素的合成,从而使得安农S-1雄性不育。
染色体变异考点02
1、(2025届广东省深圳市建文外国语学校两学部一模)下列关于突变的叙述,正确的是
A.DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失引起的基因结构改变叫做基因突变
B.染色体数目变异通常会导致染色体上基因的排列顺序发生改变
C.大多数染色体结构变异对生物体是有利的
D.突变可以为生物进化提供原材料,也可以决定生物进化的方向
【答案】A
【知识点】基因突变、染色体结构的变异、染色体数目的变异
【分析】1、基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,这会导致基因结构的改变,进而产生新基因。2、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合,包括自由组合型和交叉互换型两种类型。3、染色体变异包括染色体结构变异(重复、缺失、易位、倒位)和染色体数目变异。
【详解】A、DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失引起的基因结构改变叫做基因突变,A正确;
B、染色体结构变异通常会导致染色体上基因的排列顺序发生改变,B错误;
C、染色体结构变异多害少利性,C错误;
D、突变可以为生物进化提供原材料,自然选择决定生物进化的方向,D错误。
故选A。
2、(2025·广东·一模)ClB品系雌果蝇(2n=8)的一条X染色体同时携带棒状眼基因B(正常眼基因为b)和隐性致死基因e(如图),e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死。用射线辐射正常眼雄果蝇甲,为检测甲精子中X染色体上是否发生了类似基因e的其他隐性致死突变,将甲与ClB品系雌果蝇交配得F1,在F1中选取大量棒状眼雌果蝇,与F1的雄果蝇杂交,统计F2的雌、雄数量比。下列分析正确的是( )
A.基因B和e在减数分裂过程中遵循自由组合定律
B.果蝇在减数分裂Ⅰ中有8个四分体、16个DNA分子
C.F1中XB的基因频率是1/4,正常眼果蝇约占2/3
D.若雄果蝇甲发生其他隐性致死突变,则F2中没有雄果蝇
【答案】D
【知识点】伴性遗传的遗传规律及应用、基因连锁与交换定律、基因自由组合定律的实质和应用、精子的形成过程
【分析】减数分裂过程:①细胞分裂前的间期:细胞进行DNA复制;②MI前期:同源染色体联会,形成四分体,形成染色体、纺锤体,核仁核膜消失,同源染色体非姐妹染色单体可能会发生交叉互换;③MI中期:同源染色体着丝粒对称排列在赤道板两侧;④MI后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极;⑤MI末期:细胞一分为二,形成次级精母细胞或形成次级卵母细胞和第一极体;⑥MII前期:次级精母细胞形成纺锤体,染色体散乱排布;⑦MII中期:染色体着丝粒排在赤道板上;⑧MII后期:染色体着丝粒分离,姐妹染色单体移向两极;⑨MII末期:细胞一分为二,次级精母细胞形成精细胞,次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体。
【详解】A、据图可知,基因B和e在同一条染色体上,连锁遗传,在减数分裂过程中不遵循自由组合定律,A错误;
B、果蝇体细胞中有8条染色体,经过DNA复制和联会,减数分裂Ⅰ中有4个四分体,16个DNA分子,B错误;
C、因未知甲精子中X染色体上是否发生了类似基因e的其他隐性致死突变,可将甲基因型写为Xb?Y,将甲Xb?Y与ClB品系雌果蝇XBeXb交配得F1,e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死,则F1中有1/3XbY、1/3Xb?Xb、1/3XBeXb?,假设F1中各种基因型个体数量均为a,则XB的基因频率是a÷(a+2a+2a)=1/5,正常眼果蝇约占1/3XbY+1/3Xb?Xb=2/3,C错误;
D、从F1中选取棒眼雌果蝇(XBeXb?)与F1的雄果蝇(XbY)杂交,e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死,因此得到F2的雄果蝇基因型为Xb?Y,若雄果蝇甲发生其他隐性致死突变,Xb?Y死亡,则F2中没有雄果蝇,D正确。
故选D。
3、(2025·广东广州·一模)水熊虫是一种能够耐受高温、强辐射等极端物理条件的小型无脊椎动物。研究表明,水熊虫合成的损伤抑制蛋白(Dsup)可与染色体的核小体特异性结合,促进受损DNA分子的修复,从而减少极端物理条件对核DNA损伤。下列叙述错误的是( )
A.水熊虫细胞内具有核糖体和以核膜为界限的细胞核
B.要了解Dsup对DNA的保护可通过观察染色体的形状来实现
C.Dsup使水熊虫对强辐射等具有耐受性的原因是促进受损DNA的修复
D.研究水熊虫能够耐受极端物理条件的机制有助于人类开展太空探索活动
【答案】B
【知识点】真核细胞与原核细胞、基因突变、染色体结构的变异、染色体数目的变异
【分析】1、由原核细胞构成的生物叫原核生物,由真核细胞构成的生物叫真核生物;原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色体,原核细胞只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸和蛋白质等物质。
2、常考的真核生物有绿藻、衣藻、真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇)、原生动物(如草履虫、变形虫)及动、植物等;常考的原核生物有蓝细菌、细菌(如乳酸菌、硝化细菌、大肠杆菌等)、支原体、放线菌等;此外,病毒没有细胞结构,既不是真核生物也不是原核生物。
【详解】A、水熊虫是一种能够耐受高温、强辐射等极端物理条件的小型无脊椎动物,为真核生物,其细胞中具有核糖体和以核膜为界限的细胞核,A正确;
B、题意显示,水熊虫合成的损伤抑制蛋白(Dsup)可与染色体的核小体特异性结合,促进受损DNA分子的修复,但并未改变染色体的数目和结构,因而不能通过显微镜观察染色体来了解Dsup对DNA的保护,B错误;
C、题意显示,水熊虫合成的损伤抑制蛋白(Dsup)可促进受损DNA分子的修复,从而减少极端物理条件对核DNA损伤,据此推测,Dsup使水熊虫对强辐射等具有耐受性的原因是促进受损DNA的修复,C正确;
D、研究水熊虫能够耐受极端物理条件的机制有助于人类开展太空探索活动,因为太空中存在极端物理条件下的辐射,因此通过研究水熊虫的抗辐射机制找到防护措施非常重要,D正确。
故选B。
4、(2025·广东湛江·一模)下列有关高中生物相关实验的叙述合理的是( )
A.检测生物组织中的脂肪与低温诱导染色体变化的实验中,所用到的酒精都有冲洗作用
B.用32P标记的噬菌体侵染细菌的实验中,上清液存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
C.观察洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验中,对临时装片进行了两次观察形成前后自身对照
D.用2mol/L NaCl溶液可析出洋葱根尖细胞提取液中的DNA
【答案】A
【知识点】质壁分离及其复原实验、噬菌体侵染细菌的实验、低温诱导植物染色体数目的变化实验
【分析】1、低温诱导染色体数目加倍实验
(1)低温诱导染色体数目加倍实验的原理:低温能抑制纺锤体的形成,使子染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。
(2)该实验的步骤为选材→固定→解离→漂洗→染色→制片。
(3)该实验采用的试剂有卡诺氏液(固定)、改良苯酚品红染液(染色),体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液(解离)。
2、DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同,在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最低。
3、观察洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验中,对临时装片进行的三次观察形成两次前后自身对照。
【详解】A、检测生物组织中的脂肪需要用酒精洗去浮色(实质为溶解苏丹Ⅲ),低温诱导染色体加倍实验中,需用酒精洗去卡诺氏液,也是利用了其溶解性,A正确;
B、用32P标记的噬菌体侵染细菌的实验中,上清液中存在少量放射性可能是少数噬菌体未侵染进细菌,而搅拌不充分会使无放射性的噬菌体蛋白质外壳不能与细菌分离,不会影响上清液的放射性情况,B错误;
C、观察洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验中,对临时装片进行的三次观察形成两次前后自身对照,第一次观察的是正常细胞,第二次观察的是质壁分离的细胞,第三次观察的是质壁分离复原的细胞,C错误;
D、DNA粗提取过程中,2mol/L的NaCl溶液可溶解DNA而非析出,D错误。
故选A。
5、(2025 广东省广州市真光中学高三一测)利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体)可培育抗病高产青蒿素植株。下列叙述错误的是( )
A.利用人工诱变的方法处理野生型青蒿,筛选可能获得抗病高产的植株
B.选择抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交,再连续自交,筛选抗病高产的植株
C.将抗病基因导入易感病高产青蒿体细胞中,用植物组织培养可以获得抗病高产的植株
D.抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1,利用花药离体培养直接获得抗病高产植株
【答案】D
【知识点】杂交育种、单倍体育种、植物组织培养技术综合
【分析】杂交育种原理:基因重组(通过基因分离、自由组合或连锁互换,分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起)诱变育种原理:基因突变,方法:用物理因素(如X射线、y射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙脂等)来处理生物,使其在细胞分裂间期DNA复制时发生差错,从而引起基因突变,举例:太空育种、青霉素高产菌株的获得。
【详解】A、基因突变可产生新的基因,形成新的性状,因此利用人工诱变的方法处理野生型青蒿,筛选可能获得抗病高产青蒿素的植株,A正确;
B、选择抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交,再连续自交,筛选抗病高产青蒿素的植株,这属于杂交育种,原理是基因重组,B正确;
C、提取抗病基因导入易感病高产青蒿体细胞中,这需要采用基因工程技术,再采用植物组织培养技术将转基因植物细胞培育成转基因植株,C正确;
D、抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1,利用花药离体培养获得单倍体,在经过秋水仙素处理才能获得稳定遗传的抗病高产青蒿素植株,D错误。
故选D。
6、(2025 广东省广州市真光中学高三一测)慢性粒细胞白血病是造血干细胞癌变导致的一种癌症,该病是由9号染色体和22号染色体互换片段所致,如图所示,融合后的22号染色体上会形成一个新的融合基因BCR-ABL基因(简称BA基因),融合基因表达的蛋白质能增强酪氨酸蛋白激酶的活性,使细胞恶性增殖。下列相关叙述中,正确的是( )
A.光学显微镜下可观察到图示变异及BCR-ABL融合基因的位置
B.融合基因BCR-ABL通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制性状
C.图示基因融合后,细胞中基因的排列顺序改变但基因的总数目不发生改变
D.慢性粒细胞白血病属于人类遗传病且可以遗传给后代
【答案】B
【知识点】基因、蛋白质与性状的关系、染色体结构的变异、人类遗传病的类型及实例
【分析】染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、易位和倒位,染色体结构变异会改变基因的数目和排列顺序进而引起生物性状的改变。
【详解】A、慢性髓细胞性白血病是染色体变异,所以可以在光学显微镜下观察到变异,而BCR-ABL融合基因的位置不能观察到,A错误;
B、由题干信息可知,融合基因BCR-ABL表达的蛋白质能增强酪氨酸蛋白激酶的活性,使细胞恶性增殖,所以融合基因BCR-ABL可通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制性状,B正确;
C、图示BCR基因与ABL基因融合后形成新的基因(BA基因),因此基因的总数目会减少,基因的排列顺序也发生改变,C错误;
D、该染色体变异发生在造血干细胞中,该病不能遗传给后代,D错误。
故选B。
7、(2025届广东省建文外国语学校两学部高三下学期第一次模拟)有些遗传病,如假肥大型肌营养不良要到儿童期才发病,有些遗传病需要遗传因素与环境因素共同作用才能发病,如哮喘病,遗传因素占80%,环境因素占20%。遗传病常在一个家族中有多人发病,为家族性的,但也有可能一个家系中仅有一个病人,为散发性的。下列叙述正确的是( )
A.基因没有发生突变,就不会患遗传病
B.没有病症发作的人也可能有潜伏的遗传病
C.一个家族中有多人发病的病属于遗传病
D.抗维生素D佝偻病属于散发性的遗传病
【答案】B
【知识点】人类遗传病的类型及实例
【分析】遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病;遗传病是指完全或部分由遗传因素决定的疾病,常为先天性的,也可后天发病。
【详解】A、基因没有发生突变,也可能患染色体异常遗传病,A错误;
B、有些遗传病需要遗传因素与环境因素共同作用才能发病,没有病症发作的人也可能有潜伏的遗传病,B正确;
C、一个家族中有多人发病的病不一定属于遗传病,如感冒,C错误;
D、抗维生素D佝偻病属于伴X染色体显性遗传病,代代都有患者,不属于散发性的遗传病,D错误。
故选B。
8、(广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三第一次调研)香蕉具有丰富的营养价值,在全球范围内广受欢迎,三倍体香蕉是全球栽培香蕉的主力军。下图是由野生芭蕉(2n=22)培育三倍体无子香蕉的过程,请回答下列问题:
(1)从图示过程看,培育三倍体香蕉主要运用的原理是 。与野生芭蕉相比,三倍体香蕉的优点包括 。
(2)三倍体香蕉体细胞中的染色体具有 种形态,其无子性状出现的原因是 。
(3)与野生芭蕉相比,三倍体香蕉更易遭受病害的威胁,制约其发展,试分析其原因 。
(4)目前,香蕉的种植面临着香蕉枯萎病的威胁,蕉农通过大量喷洒化学药剂灭菌,但也未能阻止真菌进一步散播,试用现代生物进化理论的观点解释其原因: 。为达到更好的杀菌效果,生产上应如何使用农药? 。
【答案】(1) 染色体变异 三倍体香蕉中糖分和蛋白质含量丰富、产量高
(2) n 三倍体香蕉在减数分裂形成配子的过程中,因同源染色体联会紊乱,不能形成可育的配子,因而表现为无子
(3)三倍体香蕉不能产生正常的配子,因而只能通过无性繁殖的方式产生后代,无性繁殖过程产生的后代容易携带有病原体;而野生香蕉产生后代的方式是有性生殖,而有性生殖的优势在于可以使后代具有更大的变异性,因而其适应环境能力更强。
(4) 化学药剂的长期使用对真菌的抗药性变异进行了定向的选择,通过逐代繁殖,真菌的抗药性越来越强,因而无法阻止真菌进一步散播。 生产上应不断更换农药的种类,减缓抗药性的产生
【知识点】染色体数目的变异、自然选择与适应的形成、多倍体育种、染色体组、单倍体、二倍体、多倍体概念
【分析】题图分析:用秋水仙素处理野生芭蕉,可抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,导致染色体数目加倍,形成四倍体香蕉。二倍体有子香蕉经减数分裂形成的配子中含一个染色体组,四倍体有子香蕉经减数分裂形成的配子中含二个染色体组,所以杂交后形成的个体含三个染色体组,其减数分裂过程中同源染色体联会紊乱,所以不能产生种子,为无子香蕉。
【详解】(1)由图可知,无子芭蕉属于三倍体,其培育过程主要运用了染色体(数目)变异的原理。三倍体芭蕉植株在减数分裂形成配子的过程中,因同源染色体联会紊乱,不能形成可育的配子,因此三倍体芭蕉无子,三倍体香蕉表现出的典型优点是其中含有的糖分和蛋白质高,且没有种子。
(2)三倍体香蕉是野生芭蕉加倍后获得的四倍体(4n)与野生芭蕉(2n)杂交获得的,其体细胞中含有3个染色体组,每个染色体组中有n个非同源染色体,因而三倍体香蕉体细胞中的染色体含有n种形态,该三倍体香蕉表现无子性状的原因是三倍体香蕉在减数分裂形成配子的过程中,因同源染色体联会紊乱,不能形成可育的配子,因而表现为无子。
(3)与野生芭蕉相比,三倍体香蕉更易遭受病害的威胁,制约其发展,这是因为三倍体香蕉不能产生正常的配子,因而只能通过无性繁殖的方式产生后代,无性繁殖过程产生的后代容易携带有病原体;而野生香蕉产生后代的方式是通过有性生殖实现的,而有性生殖的优势在于可以使后代具有更大的变异性,因而其适应环境能力更强,故三倍体香蕉更易遭受病害的威胁。
(4)目前,香蕉的种植面临着香蕉枯萎病的威胁,蕉农通过大量喷洒化学药剂灭菌,但也未能阻止真菌进一步散播,这是因为化学药剂的长期使用对真菌的抗药性变异进行了定向的选择,通过逐代繁殖,真菌的抗药性越来越强,因而无法阻止真菌进一步散播。为达到更好的杀菌效果,生产上应交替使用农药,即不断更换农药的种类,这样可以减缓抗药性的产生。
9、(2025·广东·一模)“杂交水稻之父”袁隆平利用雄性不育野生稻改写了世界水稻育种史,杂交水稻研究团队不断刷新我国水稻产量和品质,举世瞩目。请分析回答:
(1)水稻(2n=24)是禾本科植物,在我国有野生种、引进种:杂交种等水稻品种用于农业生产和科学研究,这主要体现了生物多样性的 价值。在育种研究中,对水稻进行基因组测序要测 条染色体中DNA的碱基序列。
(2)安农S-1是我国发现的第一个籼稻(水稻的一个品种)光温敏雄性不育系。该光温敏雄性不育系与9种常规雄性可育系进行正反交,得到的F1均为雄性可育。据此可推出有关该雄性不育基因的两个结论是: 。
(3)另有一个水稻品系,其雄性的育性由一对等位基因M、m控制,基因型为mm的个体表现为雄性不育,能产生正常的雌配子,M基因可使雄性不育个体恢复育性产生可育雄配子。通过转基因技术将M基因与雄配子致死基因A、蓝色素生成基因D一起导入基因型为mm的个体中,并使其插入一条不含m基因的染色体上(D基因的表达产物可使种子呈现蓝色,无D基因的种子呈现白色)。如图:
①图中基因型为mmADM的个体自交时(不考虑突变和互换),子代种子的表型及比例为 ,这种转基因改良品系的显著优点是 。
②要成功得到转基因个体(mmADM),先要构建基因表达载体。研究人员准备在已插入M基因的运载体(如下图)中再插入A、D融合基因。他们分析发现A、D融合基因拼接处存在XbaI的识别序列,为使基因表达载体中A、D融合基因和M基因都正确表达,应
在A、D融合基因两端添加 两种限制酶的识别序列,并用 两种限制酶对运载体进行酶切。
【答案】(1) 直接 12
(2)①雄性不育基因位于细胞核中②雄性不育基因是隐性基因
(3) 蓝色和白色≈1:1 根据种子的颜色即可判断育性(或答蓝色用于留种制备新的品系,白色用作制备杂交种时做母本) SpeI、EcoRI XbaI、EcoRI
【知识点】生物多样性及其价值、性状的显、隐性关系及基因型、表现型、等位基因、基因表达载体的构建、分离定律综合问题分析(异常现象分析)
【分析】题图分析:雄性不育个体mm通过转基因技术,得到基因型为mmADM个体,其中含有A基因的可使雄配子致死,含M可使雄性不育个体恢复育性,基因D的表达可使种子呈现蓝色,无基因D的种子呈现白色。
【详解】(1)杂交种等水稻品种用于农业生产和科学研究,体现了生物多样性的直接价值,水稻属于二倍体生物,不含性染色体,所以基因组测序需测定其一个染色体组即12条染色体上的DNA分子上的碱基序列。
(2)依据题干信息,光温敏雄性不育系与9种常规雄性可育系进行正反交,所得的F1均为雄性可育,说明了①雄性不育基因位于细胞核中;②雄性不育基因是隐性基因,雄性可育基因为显性基因。
(3)①依据题干信息可知,A基因为雄配子致死基因,所以当基因型为mmADM的个体自交时,可以产生mADM、m的雌配子,而只能产生m的雄配子,雌雄配子随机结合,就可以产生mmADM和mm的基因型,对应的育性表现为雄性可育、雄性不育。由于D基因的表达产物可使种子呈现蓝色,无D基因的种子呈现白色,所以,子代种子的表型及比例为蓝色和白色≈1:1,这种改良品系的优点是:可以根据种子的颜色来判断育性。
②依据题干要求,需在已插入M基因的运载体中再插入A、D融合基因,而且使基因表达载体中A、D融合基因和M基因都正确表达。已知A、D融合基因拼接处存在XbaI的识别序列,D基因和M基因的拼接处含有EcoRI的识别序列,且限制酶XbaI和SpeI所产生的黏性末端相同,所以在切割运载体时,运载体是应用限制酶XbaI、EcoRI进行酶切,不可使用限制酶SpeI,因为若使用该酶会破坏M基因。但在A、D融合基因两端应添加SpeI、EcoRI两种限制酶的识别序列,确保其正向连接。
10、(2025·广东珠海·一模)沃柑(2n=18)深受消费者欢迎,但果实多籽影响其商品性,培育无籽沃柑是品种改良的一个重要方向。某农科院在果园里栽培有可相互传粉的沃柑、砂糖桔、红江橙、白心橙等,它们属于同一物种下的不同品种,现欲从收集的沃柑种子中发掘天然三倍体并进行遗传鉴定。
回答下列问题:
(1)对足量的沃柑种子促萌发后,将初筛得到的疑似三倍体进行根尖染色体计数鉴定:剪取3mm根尖,按照 → →染色→制片步骤制作装片,在显微镜下观察处于有丝分裂中期的细胞,若细胞中染色体数为 则鉴定为三倍体。
(2)为研究天然三倍体的染色体来源,用特定的引物对个体基因组进行PCR,扩增产物的电泳结果见图1。分析结果可知:三倍体1不是由候选父本授粉产生,而是由 形成;三倍体2是由 杂交形成,且2n配子来自于 (填“母本”或“父本”)。
(3)进一步评估沃柑二倍体、三倍体的抗逆性差异,测定相关植株抗旱、抗冻基因的表达量见图2,结果显示 ,表明基因的加倍增强了沃柑的抗逆能力;而且三倍体2中相关基因表达的增加量多于三倍体1,表明 。
(4)对所获得沃柑三倍体的应用潜力进行全面评价,还应在个体水平上比较 的差异。
【答案】(1) 解离 漂洗 27
(2) 母本 母本沃柑和父本沙糖桔 母本
(3) 三倍体沃柑的抗旱、抗冻基因表达置高于二倍体 不同来源的三倍体抗逆性存在差异
(4)果实品质、产量等
【知识点】有丝分裂实验、多倍体育种
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
【详解】(1)染色体观察实验中,步骤是解离→漂洗→染色→制片步骤制作装片;沃柑(2n=18),每个染色体组含有9条染色体,有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同,故在显微镜下观察处于有丝分裂中期的细胞,若细胞中染色体数为27则鉴定为三倍体。
(2)分析结果可知,三倍体1的染色体组成与母本沃柑一致,说明是由母本形成,而非由候选父本授粉产生;三倍体2兼有父本和母本的染色体,故是由母本沃柑和父本沙糖桔杂交形成,其中有两个条带与母本完全一致,故2n配子来自于母本。
(3)分析图2,实验的自变量是植株类型,因变量是相对表达量,据图可知,三倍体沃柑的抗旱、抗冻基因表达置高于二倍体,且三倍体2中相关基因表达的增加量多于三倍体1,表明不同来源的三倍体抗逆性存在差异。
(4)沃柑属于水果,对所获得沃柑三倍体的应用潜力进行全面评价,还应在个体水平上比较果实品质、产量等。
11、(2025·广东茂名·一模)秀丽隐杆线虫(简称“线虫”)是目前遗传实验中很重要的模式生物,其体长约1mm,是一种非寄生性蠕虫,用显微镜可辨别其性别和区分表型。线虫有雌雄同体(,常染色体记为I~V;XX;2n=12)和雄虫(♂,XO;2n-1=11)两种性别,雄虫约只占0.05%;雌雄同体只有自交和与雄虫杂交两种繁殖方式。线虫的发育顺序为胚胎期→幼虫期→成年期,历时3天半;幼虫期有L1~L4期,L4晚期幼虫即可交配。回答下列问题:
(1)将雌雄同体的线虫置于30℃恒温水浴箱一段时间可提高子代中雄虫的比例,从减数分裂角度推测其作用机理是 。请在下图方框中绘制正常情况下雌雄同体自交及与雄虫杂交产生子一代的遗传图解 。
(2)野生型线虫的基因型为+/+,研究者发现一种矮胖型隐性突变体线虫,其基因dpy-5位于Ⅰ号染色体上,为验证dpy-5基因的位置,研究者将野生型线虫与该隐性突变体进行杂交,结果如图:
据图推测,为提高子代数量,研究者可让 ,若发现F2表型比为3:1,则可证明。
(3)研究者发现另一个隐性突变基因ucu-22可使线虫行动时身体抖动,同时确定基因ucu-22与基因dpy-5为非等位基因,为确定两者的具体位置,研究者进行如下实验:
实验过程:P:矮胖型雌雄同体×野生型雄虫→F1选取L4早、中期雄虫与行动时身体抖动隐性突变体雌雄同体杂交→让F2的雌雄同体单独培养,统计所产幼虫(F3)的表型。
实验结果: ,则可证明基因ucu-22和基因dpy-5位于非同源染色体上。
【答案】(1) 热激使雌雄同体在减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期时,X染色体不分离,提高不含X的配子比例,(该种配子与正常的异性配子受精即可产生雄虫,答案合理即可)
(2)F1的雌雄同体自交
(3)若某个F2雌雄同体的子代出现双隐性个体,且出现4种表型,比例为9:3:3:1
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、9:3:3:1和1:1:1:1的变式类型及应用、伴性遗传的遗传规律及应用、基因在染色体上位置的判定方法问题
【分析】基因的分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)依题意,与雌雄同体的线虫相比,雄线虫少了一条X染色体。将雌雄同体的线虫置于30℃恒温水浴箱中培养,若在30℃条件下,雌雄同体在减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期时,X染色体不分离,则可提高不含X的配子比例,该种配子与正常的异性配子受精即可产生雄虫,从而提高子代中雄虫的比例。正常情况下雌雄同体自交及与雄虫杂交产生子一代的遗传图解如下图所示:
(2)依题意,雌雄同体有自交和与雄虫杂交两种繁殖方式,若要提高子代数量,可让F1的雌雄同体自交,若发现F2表型比为3:1,则可证明基因dpy-5位于Ⅰ号染色体上。
(3)假设用a表示隐性突变基因dpy-5,相应等位基因用A表示;用b表示隐性突变基因ucu-22,相应等位基因用B表示。矮胖型雌雄同体(XXaa)×野生型雄虫(XOAA)→F1L4早、中期雄虫(XOAa),L4(XOAaBB)与行动时身体抖动隐性突变体雌雄同体(XXAAbb)杂交→F2的雌雄同体(XXAABb,XXAaBb),让F2的雌雄同体单独培养(即自交),若某个F2雌雄同体的子代出现双隐性个体,且出现4种表型,比例为9:3:3:1,则可证明基因ucu-22和基因dpy-5位于非同源染色体上。
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