内容正文:
高一生物
(75分钟 100分)
考试范围:教版必修2
第Ⅰ卷 (选择题 共40分)
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 孟德尔通过正确选择实验材料、运用科学实验方法发现了两大定律。下列叙述正确的是( )
A. 判断某显性个体是否为纯合子只能用测交
B. 孟德尔依据配子形成时染色体的变化提出了相关假说,并据此解释了分离现象
C. 孟德尔的豌豆杂交实验中,F1的表型既否定了融合遗传,又证明了基因的分离定律
D. 孟德尔首创测交方法,证明了有关遗传因子分离假设的正确性
2. 下列有关遗传的物质或细胞基础的叙述正确的是( )
A. 所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B. 金霉素抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接影响翻译过程
C. 1个精原细胞减数分裂产生4种精子,则一定发生了染色体变异
D. 多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
3. 关于同一个体细胞中有丝分裂和减数分裂I的叙述,正确的是( )
A. 两者前期染色体数目相同,染色体行为和 DNA 分子数目不同
B. 两者中期染色体数目不同,染色体行为和 DNA 分子数目相同
C. 两者后期染色体数目和染色体行为不同,DNA分子数目相同
D. 两者末期染色体数目和染色体行为相同,DNA 分子数目不同
4. 豌豆高茎对矮茎为显性。自然条件下,将纯种高茎与纯种矮茎间行种植,收获矮茎植株上所结的种子继续播种,长出的植株将表现为( )
A. 都是高茎 B. 都是矮茎
C. 1高茎:1矮茎 D. 3高茎:1矮茎
5. 英国有一种桦尺蛾,在1850年前都是灰色类型,1850年在曼彻斯特发现了黑色的突变体。19世纪后半叶,随着工业化的发展,废气中的硫化氢杀死了树皮上的灰色地衣,煤烟又把树干熏成黑色,结果桦尺蛾中黑色基因的频率迅速提高,灰色基因的频率则不断下降。到20世纪中叶,桦尺蛾中黑色基因的频率已由不到5%上升至95%以上,灰色基因的频率则从95%以上下降为不到5%。这种现象用达尔文的观点解释是( )
A. 遗传变异的结果 B. 生存斗争的结果
C. 自然选择的结果 D. 用进废退的结果
6. 研究人员在线虫细胞中发现了一种只由21个核苷酸组成的RNA,命名为lin4。lin4本身不能指导蛋白质的合成,但是可以结合在M基因转录出的mRNA上,抑制M蛋白的合成。下列相关说法错误的是( )
A. lin4中碱基数量关系不一定满足A+G=C+U
B. lin4与M基因的mRNA存在碱基互补的序列
C. lin4通过抑制M基因的翻译过程,进而抑制M蛋白的合成
D. 若lin4的基因发生突变,则细胞中M蛋白的含量将会下降
7. 鸡的性别决定方式为ZW型,其羽毛的芦花与非芦花是一对相对性状(相关基因用B、b表示,不考虑ZW的同源区段),用非芦花雄鸡与芦花雌鸡交配,F1雄鸡均为芦花鸡,雌鸡均为非芦花鸡。下列相关叙述错误的是( )
A. 芦花与非芦花性状基因只存在于Z染色体上
B. 芦花对非芦花显性,父本基因型为ZbZb
C. F1随机交配,子代芦花鸡占1/4
D. 该实验可用于淘汰F1中某一性别的雏鸡
8. 预防和减少出生缺陷,是提高人口素质、推进健康中国建设的重要举措。下列做法不利于优生的是( )
A. 进行遗传咨询 B. 禁止近亲结婚
C. 提倡35岁后生育 D. 孕期避免放射线照射
9. 为研究吸烟危害,对年龄为33周岁男性的精液进行取样检查,结果如下。(注:a级:快速向前运动,b级:缓慢向前运动,精子运动快慢是决定能否与卵细胞结合的一个重要因素)
项目
不吸
烟组
吸烟组
日吸烟量(支)
轻度≤9
中度10-19
重度≥20
人数
297
739
231
302
206
精子密度(106/mL)
55.6
51.4
54.1
52.7
51.2
活率(%)
57.7
48.1
56.1
53.8
34.5
a级(%)
187
14.9
18.7
15.5
13.2
a+b级(%)
34.8
29.5
34.8
30.1
24.8
基因甲基化差异(个)
高甲基化
参照
121
低甲基化
参照
68
以下分析不合理的是( )
A. 吸烟组精子的密度、活率等均比不吸烟组低
B. 随日吸烟量的增加,精子的密度、活率等依次变差
C. 吸烟组基因的甲基化异常不会遗传给下一代
D. 结果提示吸烟有造成成年男性不育的风险
10. “彩色小麦”(8n=56)是我国科研人员经过10多年的努力,利用普通小麦通过“三结合”(即“化学诱变”、“物理诱变”和“远缘杂交”相结合)的育种方法培育而成的,其蛋白质、锌、钙等含量均超过普通小麦,且含有普通小麦所没有的微量元素,种皮呈现出不同的色彩。随着育种技术的发展,科研人员将多倍体育种和单倍体育种也运用到“彩色小麦”新品种的研发中,培育出了更符合人类需求的新品种。后来彩色小麦还搭乘宇宙飞船进行太空育种,优化出更优质保健的小麦新品种。下列说法错误的是( )
A. “三结合”育种方法的原理包括基因突变和基因重组
B. 通过诱导染色体加倍可解决远缘杂交时子代不育的难题
C. 通过单倍体育种最终获得的彩色小麦植株正常体细胞中含有56条染色体
D. 太空育种可定向改变彩色小麦的基因结构而提高变异频率
11. 非洲干旱环境下生长的金合欢,是具有长达10厘米尖刺的高大树种,尖刺减少水分散失的同时又可抵御动物的啃食。长颈鹿有长达45厘米的舌头,柔软细长的舌头加上长长的脖子可以轻松吃到被尖刺覆盖的金合欢嫩叶。下列相关叙述错误的是( )
A. 金合欢的尖刺和长颈鹿的长舌头都是生物适应性的表现
B. 生物适应性的形成离不开遗传、变异与环境的相互作用
C. 非洲干旱环境使金合欢出现适应性性状并遗传给后代
D. 当环境发生改变后,长颈鹿的适应性有可能变得不适应
12. “蓺之荏菽(大豆),荏菽旆旆(茂盛)”,数千年前,大豆就作为“五谷”之一广为种植。野生型大豆荚果小、种子小,经过驯化后,大豆荚果变大,籽粒肥大。据此分析,下列说法正确的是( )
A. 驯化使控制大豆籽粒肥大的基因频率增大
B. 驯化使控制大豆种子大小的基因发生定向变异
C. 大豆相关性状的变化趋势体现了协同进化
D. 现代大豆性状更符合人类需求是获得性遗传的证据
13. 大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡,每个复制泡的两端有2个复制叉,复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3'→5'方向移动,下列说法错误的是( )
A. 图中DNA的复制为双向半保留复制
B. 多起点复制加快了DNA的复制速度
C. 复制泡3的DNA复制早于复制泡1
D. 子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同
14. 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
15. 白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定,H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食。如图示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例,下列分析错误的是( )
A. 草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B. 城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C. 与乡村相比,市中心种群中h的基因频率更高
D. 基因重组会影响种群中H、D的基因频率
16. Lesch-Nyhan综合征是一种严重的代谢疾病,患者由于缺乏HGPRT(由X染色体上的基因编码的一种转移酶)导致嘌呤聚集于神经组织和关节中。图是一个Lesch-Nyhan综合征家系图,下列叙述不正确的是( )
A. 基因可通过控制酶的合成控制生物性状
B. Lesch-Nyhan综合征致病基因为隐性基因
C. Ⅲ1和正常男性结婚生出患病儿子的概率为1/8
D. 在人群中,该病的女性患者多于男性患者
三、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 脑源性神经营养因子(BDNF)能够促进和维持中枢神经系统的正常生长发育。若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生。下图表示BDNF基因的表达及调控过程,请回答下列问题:
(1)图甲中发生碱基互补配对的过程有____(填序号)。①过程以_______为原料。已知A链的部分碱基序列为5'…CUCCGUUCU…3',则①过程中非模板链上相应的碱基序列是____(按5'端到3'端的顺序书写,并标注出来)。
(2)图甲核糖体在A链上的移动方向是______(填“从左向右”或“从右向左”)。A链上结合多个核糖体的意义是_____________。
(3)图乙是某种tRNA,是以____为模板合成的。在③过程中其携带的氨基酸是____。(UCG:丝氨酸;GCU:丙氨酸;AGC:丝氨酸;CGA:精氨酸。以上密码子均以5'端到3'端方向书写)
(4)由图可知,miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理是____________________。
18. 基因之外,DNA中还有众多非编码DNA片段,它们不含编码蛋白质的信息。研究表明,某些非编码DNA在调控基因表达等方面起重要作用,这样的非编码DNA片段就具有了遗传效应,在研究时可视为基因。肢体ENDOVE综合征是一种遗传病,患者表现为下肢缩短变形、手指异常等,engraild-1基因是肢体发育的关键基因(恒河猴中该基因与人类高度同源,等位基因用E、e表示,Y染色体上不存在该基因)。图1表示患者家系情况;图2表示正常人与甲患者的engraild-1基因序列的对比。请回答下列问题:
(1)据图1推测,Ⅱ3与Ⅰ1基因型相同概率是______。
(2)据图2推测,患者engraild-1基因发生的变化是______,从而使其控制合成的肽链中氨基酸序列发生改变,直接导致肢体发育异常,这体现的基因控制性状的途径是______。
(3)调查时发现某一患者乙的engraild-1基因序列正常,但该基因附近有一段与其紧密连接的非编码DNA片段M缺失,记为m。研究人员利用恒河猴通过DNA重组技术制备了相应模型动物。
①研究发现,engraild-1基因正常,但缺失M肢体畸形的纯合恒河猴的engraild-1基因表达量显著低于野生型的。由此推测,乙患者的致病机理为______。
②为确定M作用机制,利用丙、丁两类肢体正常的恒河猴进行杂交实验,结果如下表所示。
亲本
基因型
子代
丙
EEMm
发育正常:肢体畸形=3:1
丁
EeMM
子代肢体畸形恒河猴的基因型为______。
19. 生物的遗传和变异与生物进化有内在联系,据此回答下列问题:
(1)假设19世纪中叶前,曼彻斯特地区的桦尺蛾种群基因型频率为AA 20%、Aa 60%、aa 20%,则A基因的频率为____。
(2)曼彻斯特地区的桦尺蛾有黑色型和浅色型,经过若干年自然选择后,黑色型桦尺蛾占多数,说明自然选择是____(填“定向的”或“不定向的”),自然选择过程中,直接选择的是____(填“基因型”或“表型”)。
(3)大熊猫的祖先曾经分布广泛,数量众多,这表明生物种群都有______的能力。由于各种因素的受限能力,环境发生改变,生物之间、生物与无机环境之间会发生_______,是自然选择的动力。
(4)物种形成的三个环节是突变和基因重组、______和_____。
20. 随着生命科学技术的不断发展,物种形成、生物多样性发展机制的理论探索也在不断发展与完善。下图是科学家利用果蝇所做的进化实验示意图,两组实验仅喂养的食物不同,其他环境条件一致。请回答下列有关生物进化与生物多样性的问题:
(1)第一期时,甲箱和乙箱中的全部果蝇属于两个____。
(2)经过八代或更长时间之后,甲箱果蝇体色变浅,乙箱果蝇体色变深。再混养时,果蝇的交配择偶出现严重的同体色选择偏好,以此推断,甲、乙品系果蝇之间的差异可能体现的是____多样性,判断的理由是____________________。
(3)经过八代或更长的时间后,两箱中的果蝇体色发生了很大的变化,请用现代生物进化理论的观点对这一现象进行解释:两箱分养造成____,当两箱中果蝇发生变异后,由于____,导致____发生定向改变,形成的两个群体体色出现很大差异。
(4)下表是甲、乙两箱中果蝇部分等位基因[A/a、T(T1、T2)/t、E/e]的显性基因频率的统计数据。
世代
甲箱
乙箱
果蝇数
A
T1
E
果蝇数
A
T2
E
第一代
20
100%
0
64%
20
100%
0
65%
第四代
350
89%
15%
64.8%
285
97%
8%
65.5%
第七代
500
67%
52%
65.2%
420
96%
66%
65.8%
第十代
560
61%
89%
65%
430
95%
93%
65%
甲、乙两箱中果蝇的基因库发生较大变化的是____箱,基因频率基本稳定的基因是____,第十代时,甲箱中果蝇的该等位基因杂合子出现的频率是____。
21. 某雌雄同株二倍体观赏花卉的抗软腐病与易感软腐病(以下简称“抗病”与“易感病”)由基因R/r控制,花瓣的斑点与非斑点由基因Y/y控制。为研究这两对相对性状的遗传特点,进行系列杂交实验,结果见下表。
组别
亲本杂交组合
F1表型及数量
抗病非斑点
抗病斑点
易感病非斑点
易感病斑点
1
抗病非斑点×易感病非斑点
710
240
0
0
2
抗病非斑点×易感病斑点
132
129
127
140
3
抗病斑点×易感病非斑点
72
87
90
77
4
抗病非斑点×易感病斑点
183
0
172
0
(1)上表杂交组合中,第1组亲本的基因型是___________,第4组的结果能验证这两对相对性状中___________的遗传符合分离定律,能验证这两对相对性状的遗传符合自由组合定律的一组实验是第___________组。
(2)将第2组F1中的抗病非斑点植株与第3组F1中的易感病非斑点植株杂交,后代中抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为___________。
(3)用秋水仙素处理该花卉,获得了四倍体植株。秋水仙素的作用机理是___________。现有一基因型为YYyy的四倍体植株,若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离(不考虑其他变异),则产生的配子类型及比例分别为___________,其自交后代共有___________种基因型。
(4)用X射线对该花卉A基因的显性纯合子进行诱变,当A基因突变为隐性基因后,四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更___________。
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(75分钟 100分)
考试范围:教版必修2
第Ⅰ卷 (选择题 共40分)
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 孟德尔通过正确选择实验材料、运用科学实验方法发现了两大定律。下列叙述正确的是( )
A. 判断某显性个体是否为纯合子只能用测交
B. 孟德尔依据配子形成时染色体的变化提出了相关假说,并据此解释了分离现象
C. 孟德尔的豌豆杂交实验中,F1的表型既否定了融合遗传,又证明了基因的分离定律
D. 孟德尔首创测交方法,证明了有关遗传因子分离假设的正确性
【答案】D
【解析】
【分析】孟德尔发现遗传定律用了假说—演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。①提出问题(在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题)。②做出假设(生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;体细胞中的遗传因子成对存在;配子中的遗传因子成单存在;受精时雌雄配子随机结合)。③演绎推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型)。④实验验证(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型)。⑤得出结论(就是分离定律)。
【详解】A、判断某显性个体是否为纯合子也可以用自交,A错误;
B、孟德尔探索分离定律运用了假说一演绎法,核心是“成对的遗传因子彼此分离分别进入不同的配子中”,并未提出染色体的变化,B错误;
C、孟德尔的豌豆杂交实验,F1的表型全为高茎,否定了融合遗传,但未证明基因的分离定律,C错误;
D、测交方法是孟德尔首创,其利用测交法证明了有关遗传因子分离假设的正确性,D正确。
故选D。
2. 下列有关遗传的物质或细胞基础的叙述正确的是( )
A. 所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B. 金霉素抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接影响翻译过程
C. 1个精原细胞减数分裂产生4种精子,则一定发生了染色体变异
D. 多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
【答案】B
【解析】
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录的条件:模板(DNA的一条链)、原料(核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量;翻译过程的条件:模板(mRNA)、原料(氨基酸)、酶、tRNA和能量。
【详解】A、DNA不能直接编码出蛋白质,RNA复制病毒的基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由RNA编码,A错误;
B、翻译过程需要tRNA转运氨基酸,故金霉素抑制tRNA与mRNA的结合,直接影响翻译过程,B正确;
C、1个精原细胞减数分裂产生4种精子,也可能发生了交叉互换即发生了基因重组,C错误;
D、每个核糖体合成一条多肽链,故多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成多条多肽链,D错误。
故选B。
3. 关于同一个体细胞中有丝分裂和减数分裂I的叙述,正确的是( )
A. 两者前期染色体数目相同,染色体行为和 DNA 分子数目不同
B. 两者中期染色体数目不同,染色体行为和 DNA 分子数目相同
C. 两者后期染色体数目和染色体行为不同,DNA分子数目相同
D. 两者末期染色体数目和染色体行为相同,DNA 分子数目不同
【答案】C
【解析】
【分析】1、有丝分裂过程:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体。(3)中期:染色体形态固定、数目清晰。(4)后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极。(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、减数分裂过程:(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、两者前期染色体和DNA数目相同,但染色体行为不同,有丝分裂前期染色体散乱的分布于细胞中,而减数第一次分裂前期同源染色体两两配对形成四分体,A错误;
B、两者中期染色体和DNA数目相同,染色体行为不同,有丝分裂中期染色体的着丝粒都排列在赤道板上,而减数第一次分裂中期,同源染色体成对地排列在赤道板上,B错误;
C、两者后期DNA分子数目相同,但染色体数目不同,染色体行为也不同,有丝分裂后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,染色体数目加倍,而减数第一次分裂后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,染色体数目不变,但是DNA分子都是体细胞的两倍,数量相同,C正确;
D、两者末期染色体数目不同,有丝分裂末期染色体数目与体细胞相同,而减数第一次分裂末期染色体数目是体细胞的一半,但核DNA数目都相同,都与体细胞一样,D错误。
故选C。
4. 豌豆高茎对矮茎为显性。自然条件下,将纯种高茎与纯种矮茎间行种植,收获矮茎植株上所结的种子继续播种,长出的植株将表现为( )
A. 都是高茎 B. 都是矮茎
C. 1高茎:1矮茎 D. 3高茎:1矮茎
【答案】B
【解析】
【分析】豌豆是自花传粉、闭花授粉的,所以自然条件下,一般是纯合子,高茎对矮茎为显性,自然条件下,将纯种高茎与纯种矮茎间行种植,高茎豌豆上结的种子和矮茎豌豆上结的种子全部是纯合子。
【详解】豌豆是自花传粉、闭花授粉的,所以自然条件下,一般是纯合子,只能自交,后代不会出现性状分离,所以隐性性状(矮茎)植株上获得的子一代的性状仍然是矮茎,ACD错误,B正确。
故选B。
5. 英国有一种桦尺蛾,在1850年前都是灰色类型,1850年在曼彻斯特发现了黑色的突变体。19世纪后半叶,随着工业化的发展,废气中的硫化氢杀死了树皮上的灰色地衣,煤烟又把树干熏成黑色,结果桦尺蛾中黑色基因的频率迅速提高,灰色基因的频率则不断下降。到20世纪中叶,桦尺蛾中黑色基因的频率已由不到5%上升至95%以上,灰色基因的频率则从95%以上下降为不到5%。这种现象用达尔文的观点解释是( )
A. 遗传变异的结果 B. 生存斗争的结果
C. 自然选择的结果 D. 用进废退的结果
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可知,原先可以得到保护的灰色类型,此时在黑色树干上却易被鸟类捕食;而黑色类型则因煤烟的掩护免遭鸟类捕食反而得到生存和发展。
【详解】依据材料信息“随着工业化的发展,煤烟把树干熏成黑色”可知这会导致灰色类型的桦尺蛾很容易被鸟类捕食;而黑色类型则因黑色树干的掩护免遭鸟类捕食反而得到生存和发展。于是黑色类型的比率迅速提高,灰色类型的比率则不断下降。这种情形说明了“物竞天择,适者生存”,即这是自然选择的结果,C正确,ABD错误。
故选C。
6. 研究人员在线虫细胞中发现了一种只由21个核苷酸组成的RNA,命名为lin4。lin4本身不能指导蛋白质的合成,但是可以结合在M基因转录出的mRNA上,抑制M蛋白的合成。下列相关说法错误的是( )
A. lin4中碱基的数量关系不一定满足A+G=C+U
B. lin4与M基因的mRNA存在碱基互补的序列
C. lin4通过抑制M基因的翻译过程,进而抑制M蛋白的合成
D. 若lin4的基因发生突变,则细胞中M蛋白的含量将会下降
【答案】D
【解析】
【分析】lin4能与M基因转录出的mRNA结合,抑制M蛋白的合成,说明二者存在碱基互补配对序列,通过影响M基因的翻译的过程影响M蛋白的合成。
【详解】A、lin4是单链RNA,单链中不一定满足A+G=C+U,A正确;
B、lin4能与M基因转录出的mRNA结合,说明二者存在碱基互补配对序列,B正确;
C、lin4能与M基因转录出的mRNA结合,lin4通过抑制M基因的翻译过程,进而抑制M蛋白的合成,C正确;
D、若lin4的基因发生突变,可能会导致该基因与M基因转录出的mRNA不能结合,减少对M蛋白合成的抑制作用,M蛋白的含量可能上升,D错误。
故选D。
7. 鸡的性别决定方式为ZW型,其羽毛的芦花与非芦花是一对相对性状(相关基因用B、b表示,不考虑ZW的同源区段),用非芦花雄鸡与芦花雌鸡交配,F1雄鸡均为芦花鸡,雌鸡均为非芦花鸡。下列相关叙述错误的是( )
A. 芦花与非芦花性状基因只存在于Z染色体上
B. 芦花对非芦花为显性,父本基因型为ZbZb
C. F1随机交配,子代芦花鸡占1/4
D. 该实验可用于淘汰F1中某一性别的雏鸡
【答案】C
【解析】
【分析】ZW型性别决定是性别决定方式之一,ZZ为雄性,ZW为雌性。鸟类、鳞翅目昆虫、某些两栖类及爬行类动物均属ZW型性别决定。只有当ZBW和ZbZb杂交时,后代才会出现雌性全为隐性性状,雄性全为显性性状。
【详解】A、根据题干信息非芦花与芦花杂交,后代不同性别性状不同可知,这对等位基因只位于Z染色体上,A正确;
B、由F1表型及其比例判断,芦花对非芦花为显性,父本基因型为ZbZb,B正确;
C、F1雄鸡基因型为ZBZb,雌鸡基因型为ZbW,随机交配可用配子棋盘法得到子代基因型和表型,分别为ZBZb(芦花)、ZbZb(非芦花)、ZBW(芦花)、ZbW(非芦花),芦花鸡所占比例为1/2,C错误;
D、可用题干中的杂交方案在雏鸡时选择欲淘汰的性别,D正确。
故选C。
8. 预防和减少出生缺陷,是提高人口素质、推进健康中国建设的重要举措。下列做法不利于优生的是( )
A. 进行遗传咨询 B. 禁止近亲结婚
C. 提倡35岁后生育 D. 孕期避免放射线照射
【答案】C
【解析】
【分析】
遗传病的监测和预防(1)产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率。(2)遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。(3)禁止近亲婚配:降低隐性遗传病的发病率。
【详解】A、遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展,A不符合题意;
B、近亲结婚造成后代患隐性遗传病的可能性大大增加,因此禁止近亲结婚可降低隐性遗传病在群体中的发病率,B不符合题意;
C、提倡适龄生育,35岁后生育增加染色体变异的概率,C符合题意;
D、孕期避免放射线照射,减少胎儿基因突变概率,D不符合题意。
故选C。
【点睛】
9. 为研究吸烟的危害,对年龄为33周岁男性的精液进行取样检查,结果如下。(注:a级:快速向前运动,b级:缓慢向前运动,精子运动快慢是决定能否与卵细胞结合的一个重要因素)
项目
不吸
烟组
吸烟组
日吸烟量(支)
轻度≤9
中度10-19
重度≥20
人数
297
739
231
302
206
精子密度(106/mL)
55.6
51.4
54.1
52.7
51.2
活率(%)
57.7
48.1
56.1
53.8
34.5
a级(%)
18.7
14.9
18.7
15.5
13.2
a+b级(%)
34.8
29.5
34.8
30.1
24.8
基因甲基化差异(个)
高甲基化
参照
121
低甲基化
参照
68
以下分析不合理的是( )
A. 吸烟组精子密度、活率等均比不吸烟组低
B. 随日吸烟量的增加,精子的密度、活率等依次变差
C. 吸烟组基因的甲基化异常不会遗传给下一代
D. 结果提示吸烟有造成成年男性不育的风险
【答案】C
【解析】
【分析】1、生物表观遗传是指基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,基因的表达和表型发生可遗传的变化现象。
2、表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
3、在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组。没有处理的就是对照组。
【详解】AB、吸烟对生殖功能的影响具体表现是:精子密度、活率、活动率明显降低,精子畸形率明显升高,且在一定范围内,吸烟程度越严重,影响越明显,AB正确;
C、吸烟组基因的甲基化异常属于表观遗传,表观遗传能将性状遗传给下一代,C错误;
D、根据表格数据可知,吸烟会导致精子密度、活率、活动率明显降低,所以吸烟有造成成年男性不育的风险,D正确。
故选C。
10. “彩色小麦”(8n=56)是我国科研人员经过10多年的努力,利用普通小麦通过“三结合”(即“化学诱变”、“物理诱变”和“远缘杂交”相结合)的育种方法培育而成的,其蛋白质、锌、钙等含量均超过普通小麦,且含有普通小麦所没有的微量元素,种皮呈现出不同的色彩。随着育种技术的发展,科研人员将多倍体育种和单倍体育种也运用到“彩色小麦”新品种的研发中,培育出了更符合人类需求的新品种。后来彩色小麦还搭乘宇宙飞船进行太空育种,优化出更优质保健的小麦新品种。下列说法错误的是( )
A. “三结合”育种方法的原理包括基因突变和基因重组
B. 通过诱导染色体加倍可解决远缘杂交时子代不育的难题
C. 通过单倍体育种最终获得的彩色小麦植株正常体细胞中含有56条染色体
D. 太空育种可定向改变彩色小麦的基因结构而提高变异频率
【答案】D
【解析】
【分析】杂交育种:杂交→自交→选优;诱变育种:物理或化学方法处理生物,诱导突变;单倍体育种:花药离体培养、秋水仙素加倍;多倍体育种:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗;基因工程育种:将一种生物的基因转移到另一种生物体内。
【详解】A、根据题干信息可知,“三结合”育种方法的原理是基因突变和基因重组,A正确;
B、二倍体远缘杂交时,由于子代没有同源染色体,无法正常联会,所以往往不育,可通过诱导染色体加倍来解决这一难题,B正确;
C、单倍体育种包括花药离体培养形成单倍体和秋水仙素处理单倍体幼苗,所以通过单倍体育种最终获得的彩色小麦植株正常体细胞中含有56条染色体,C正确;
D、太空育种的原理通常是基因突变,基因突变具有不定向性的特点,D错误。
故选D。
11. 非洲干旱环境下生长的金合欢,是具有长达10厘米尖刺的高大树种,尖刺减少水分散失的同时又可抵御动物的啃食。长颈鹿有长达45厘米的舌头,柔软细长的舌头加上长长的脖子可以轻松吃到被尖刺覆盖的金合欢嫩叶。下列相关叙述错误的是( )
A. 金合欢的尖刺和长颈鹿的长舌头都是生物适应性的表现
B. 生物适应性的形成离不开遗传、变异与环境的相互作用
C. 非洲干旱环境使金合欢出现适应性性状并遗传给后代
D. 当环境发生改变后,长颈鹿的适应性有可能变得不适应
【答案】C
【解析】
【分析】现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,其中突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、金合欢的尖刺减少水分散失适应非洲干旱环境,同时尖齿的存在也可以抵御动物的啃食,能够让自己生存下来,长颈鹿的长舌头可以轻松吃到金合欢嫩叶也是为了生存,适应环境的一种表现,A正确;
B、适应是环境与生物相互作用、协同进化结果,适应的形成离不开可遗传的有利变异与环境的定向选择作用,B正确;
C、尖刺对于金合欢是一种表现型,该表现型是由基因和环境共同作用的结果,非洲干旱环境起到选择作用,拥有尖刺的金合欢能适应非洲干旱环境,C错误;
D、当环境发生改变后,如果不再是干旱环境,金合欢的尖刺变短甚至退化,长颈鹿有长达45厘米的舌头和长长的脖子有可能变得不适应,D正确。
故选C。
12. “蓺之荏菽(大豆),荏菽旆旆(茂盛)”,数千年前,大豆就作为“五谷”之一广为种植。野生型大豆荚果小、种子小,经过驯化后,大豆荚果变大,籽粒肥大。据此分析,下列说法正确的是( )
A. 驯化使控制大豆籽粒肥大的基因频率增大
B. 驯化使控制大豆种子大小的基因发生定向变异
C. 大豆相关性状的变化趋势体现了协同进化
D. 现代大豆性状更符合人类需求是获得性遗传的证据
【答案】A
【解析】
【分析】现代生物进化理论主要内容:1、种群是生物进化的基本单位;2、突变和基因重组提供进化的原材料;3、自然选择导致种群基因频率的定向改变;4、隔离是形成新的物种的必要条件。
【详解】A、驯化是对大豆进行定向选择,因此驯化使大豆的种群基因频率发生了定向改变,A正确;
B、变异是不定向的,B错误;
C、大豆相关性状的变化发生在大豆种群范围内,而协同进化是发生在不同物种之间、生物与无机环境之间,C错误;
D、现代大豆性状更符合人类需求是选择的结果,不符合人类需求的性状被淘汰,符合人类需求的性状被保留,并非获得性遗传,D错误。
故选A。
13. 大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡,每个复制泡的两端有2个复制叉,复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3'→5'方向移动,下列说法错误的是( )
A. 图中DNA的复制为双向半保留复制
B. 多起点复制加快了DNA的复制速度
C. 复制泡3的DNA复制早于复制泡1
D. 子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同
【答案】D
【解析】
【分析】1、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。
2、DNA分子的复制方式是半保留复制。
【详解】A、由图复制泡的走向可知,DNA复制时以每条链为模板,沿模板链的3'→5'方向移动,图中DNA的复制为多起点不连续双向半保留复制,A正确;
B、多起点复制加快了DNA的复制速度,B正确;
C、根据复制泡的大小可以看出,复制泡3的DNA复制早于复制泡1,C正确;
D、DNA聚合酶只能沿模板链的3'→5'方向移动,两条子链的延伸方向相反,其中一条子链与复制叉的推进方向相反,D错误。
故选D。
14. 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】A
【解析】
【分析】进化的实质是种群基因频率发生定向的改变,变异是不定项的,为进化提供原材料,而自然选择的方向是确定的。生物适应环境的方式不同,变异的类型不同,自然选择的结果不同,但被选择的个体都是适应环境的个体。
【详解】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;
B、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;
C、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;
D、分裂选择淘汰了表型频率高的个体,使其频率下降,D正确。
故选A。
15. 白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定,H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食。如图示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例,下列分析错误的是( )
A. 草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B. 城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C. 与乡村相比,市中心种群中h的基因频率更高
D. 基因重组会影响种群中H、D的基因频率
【答案】D
【解析】
【分析】分析题意可知:H、h和D、d基因决定HCN的产生,基因型为D_H_的个体能产生HCN,有毒,能抵御草食动物的采食。
【详解】A、分析题意可知,草食动物能采食白车轴草,故草食动物是白车轴草种群进化的选择压力,A正确;
B、分析题中曲线可知,从市中心到市郊和乡村,白车轴草种群中产HCN个体比例增加,说明城市化进程会影响白车轴草的进化,B正确;
C、与乡村相比,市中心种群中产HCN个体比例小,即基因型为D_H_的个体所占比例小,d、h基因频率高,C正确;
D、基因重组是控制不同性状的基因的重新组合,基因重组不会影响种群基因频率,D错误。
故选D。
16. Lesch-Nyhan综合征是一种严重的代谢疾病,患者由于缺乏HGPRT(由X染色体上的基因编码的一种转移酶)导致嘌呤聚集于神经组织和关节中。图是一个Lesch-Nyhan综合征家系图,下列叙述不正确的是( )
A. 基因可通过控制酶的合成控制生物性状
B. Lesch-Nyhan综合征致病基因为隐性基因
C. Ⅲ1和正常男性结婚生出患病儿子的概率为1/8
D. 在人群中,该病的女性患者多于男性患者
【答案】D
【解析】
【分析】分析题干及家系图可知,该患者由于缺乏X染色体上的基因编码的一种转移酶而患病,是位于X染色体上的基因控制的遗传病,又因为是无中生有,因此该遗传病为伴X隐性遗传病。
【详解】A、由题干知,该患者由于缺乏X染色体上的基因编码的一种转移酶而患病,说明基因可通过控制酶的合成控制生物性状,A正确;
B、Ⅱ3和Ⅱ4表现正常,但生下了患病的儿子,所以该病是隐性病,B正确;
C、分析遗传家系图,Ⅲ3和Ⅲ4基因型是XaY,可推知Ⅱ3基因型为XAXa,Ⅱ4基因型是XAY,Ⅲ-1基因型1/2XAXA,1/2XAXa,当其与正常男性XAY结婚,生下患病儿子的概率为1/2×1/4=18,C正确;
D、该病致病基因位于X染色体上,是伴X隐性遗传病,该病男性患者多于女性患者,D错误。
故选D。
三、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 脑源性神经营养因子(BDNF)能够促进和维持中枢神经系统的正常生长发育。若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生。下图表示BDNF基因的表达及调控过程,请回答下列问题:
(1)图甲中发生碱基互补配对的过程有____(填序号)。①过程以_______为原料。已知A链的部分碱基序列为5'…CUCCGUUCU…3',则①过程中非模板链上相应的碱基序列是____(按5'端到3'端的顺序书写,并标注出来)。
(2)图甲核糖体在A链上的移动方向是______(填“从左向右”或“从右向左”)。A链上结合多个核糖体的意义是_____________。
(3)图乙是某种tRNA,是以____为模板合成的。在③过程中其携带的氨基酸是____。(UCG:丝氨酸;GCU:丙氨酸;AGC:丝氨酸;CGA:精氨酸。以上密码子均以5'端到3'端方向书写)
(4)由图可知,miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理是____________________。
【答案】(1) ①. ①②③ ②. 核糖核苷酸 ③. 5'…CTCCGTTCT…3'
(2) ①. 从右向左 ②. 少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质,提高蛋白质合成的效率
(3) ①. DNA的一条链 ②. 精氨酸
(4)miRNA-195基因转录形成的miRNA-195与BDNF基因转录形成的mRNA结合形成局部双链结构,从而使BDNF基因转录形成的mRNA无法与核糖体结合,不能进行后续的翻译等过程
【解析】
【分析】图甲中miRNA-195基因转录形成的miRNA-195与BDNF基因转录形成的mRNA形成局部双链结构,从而使BDNF基因转录的mRNA无法与核糖体结合,进而影响蛋白质的合成。图乙为tRNA结构,其反密码子为GCU。
【小问1详解】
①表示转录(DNA与mRNA上的碱基互补配对),②为BDNF基因转录的mRNA与miRNA-195碱基互补配对,③为翻译过程(mRNA上的密码子与mRNA上的反密码子的碱基互补配对),因此图甲中的①②③均遵循碱基互补配对原则。①表示转录合成mRNA,其原料为核糖核苷酸,①表示转录,A链(mRNA)的部分碱基序列为5’…CUCCGUUCU…3’,则转录模板链相应碱基序列与mRNA碱基互补配对,则模板链相应碱基序列是5’…AGAACGGAG…3’,非模板链与转录模板链相应碱基互补配对,故①过程中非模板链上相应碱基序列是5'…CTCCGTTCT…3'。
【小问2详解】
根据肽链的长短,先翻译的肽链更长,可知核糖体的移动方向为从右向左。A(mRNA)链上结合多个核糖体的意义是少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质,提高蛋白质合成的效率。
【小问3详解】
图乙是某种tRNA,tRNA是转录形成的,故是以DNA的一条链为模板合成的。图乙中tRNA反密码子为GCU,对应的氨基酸密码子为CGA,编码精氨酸,因此图乙中tRNA在③过程中携带的氨基酸是精氨酸。
【小问4详解】
由图可知,miRNA-195基因调控BDNF基因表达机理是miRNA-195基因转录形成的miRNA-195与BDNF基因转录形成的mRNA形成局部双链结构,从而使BDNF基因转录的mRNA无法与核糖体结合,不能进行后续的翻译等过程。
18. 基因之外,DNA中还有众多非编码DNA片段,它们不含编码蛋白质的信息。研究表明,某些非编码DNA在调控基因表达等方面起重要作用,这样的非编码DNA片段就具有了遗传效应,在研究时可视为基因。肢体ENDOVE综合征是一种遗传病,患者表现为下肢缩短变形、手指异常等,engraild-1基因是肢体发育的关键基因(恒河猴中该基因与人类高度同源,等位基因用E、e表示,Y染色体上不存在该基因)。图1表示患者家系情况;图2表示正常人与甲患者的engraild-1基因序列的对比。请回答下列问题:
(1)据图1推测,Ⅱ3与Ⅰ1基因型相同的概率是______。
(2)据图2推测,患者engraild-1基因发生的变化是______,从而使其控制合成的肽链中氨基酸序列发生改变,直接导致肢体发育异常,这体现的基因控制性状的途径是______。
(3)调查时发现某一患者乙的engraild-1基因序列正常,但该基因附近有一段与其紧密连接的非编码DNA片段M缺失,记为m。研究人员利用恒河猴通过DNA重组技术制备了相应模型动物。
①研究发现,engraild-1基因正常,但缺失M肢体畸形的纯合恒河猴的engraild-1基因表达量显著低于野生型的。由此推测,乙患者的致病机理为______。
②为确定M作用机制,利用丙、丁两类肢体正常的恒河猴进行杂交实验,结果如下表所示。
亲本
基因型
子代
丙
EEMm
发育正常:肢体畸形=3:1
丁
EeMM
子代肢体畸形恒河猴的基因型为______。
【答案】(1)2/3 (2) ①. 碱基对增添 ②. 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
(3) ①. M片段调控engraild-1基因表达,M缺失使该基因表达量降低,导致患者肢体发育异常 ②. EeMm
【解析】
【分析】1、分析系谱图:图中双亲正常,女儿患病,说明该病为常染色体隐性遗传病。
2、基因控制生物性状的两种方式:—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;而是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【小问1详解】
据图分析,该病属于常染色体隐性遗传病,设相关基因为A、a,则I1和I2基因型均为Aa,II3正常,基因型可能为1/3AA、2/3Aa,与Ⅰ1基因型相同的概率是2/3。
【小问2详解】
由图可知,甲多了一个碱基T,则患者engraild-1基因发生的变化是碱基对的增添;该病的病因是肽链中氨基酸序列改变,由于氨基酸是蛋白质的单体,基因中碱基对的增添造成氨基酸的排列顺序改变,从而使得蛋白质结构改变,直接导致肢体发育异常,这体现的基因控制性状的途径是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。
【小问3详解】
①由题可知:M基因缺失导致engraild-1的基因表达量显著低于野生型,推测M片段可能调控engraild-1基因表达,患者乙由于M缺失使该基因表达量降低,导致患者肢体发育异常。
②分析题干表格可知,两个肢体正常单杂合子交配(EEMm、EeMM)子代中1/4肢体畸形,符合3:1的分离比,推测可能存在基因连锁,原因可能是该猴体细胞中一条染色体上存在正常的E基因但缺少M片段,导致E基因表达量显著下降;其同源染色体上虽有M片段,但e基因无法表达正常蛋白,该个体表现为肢体畸形,所以子代肢体畸形小鼠的基因型为EeMm。
19. 生物的遗传和变异与生物进化有内在联系,据此回答下列问题:
(1)假设19世纪中叶前,曼彻斯特地区的桦尺蛾种群基因型频率为AA 20%、Aa 60%、aa 20%,则A基因的频率为____。
(2)曼彻斯特地区的桦尺蛾有黑色型和浅色型,经过若干年自然选择后,黑色型桦尺蛾占多数,说明自然选择是____(填“定向的”或“不定向的”),自然选择过程中,直接选择的是____(填“基因型”或“表型”)。
(3)大熊猫的祖先曾经分布广泛,数量众多,这表明生物种群都有______的能力。由于各种因素的受限能力,环境发生改变,生物之间、生物与无机环境之间会发生_______,是自然选择的动力。
(4)物种形成的三个环节是突变和基因重组、______和_____。
【答案】(1)50% (2) ①. 定向的 ②. 表型
(3) ①. 过度繁殖 ②. 生存斗争
(4) ①. 自然选择 ②. 隔离
【解析】
【分析】现代进化理论的基本内容是:进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变;突变和基因重组产生进化的原材料;自然选择决定生物进化的方向;隔离导致物种形成。
【小问1详解】
假设19世纪中叶前,曼彻斯特地区的桦尺蠖种群基因型频率为AA 20%、Aa 60%、aa 20%,则根据遗传平衡定理,A基因频率=AA%+1/2×AA%=50%。
【小问2详解】
曼彻斯特地区的桦尺蠖有黑色型和浅色类型,经过若干年自然选择后,黑色类型桦尺蠖占多数,说明自然选择定向选择黑色类型,使得种群黑色类型的基因频率升高,导致桦尺蠖朝着一定方向不断进化。自然选择过程中,具有有利变异的个体(黑色类型)有更多机会产生后代,自然选择直接选择的是表现型;通过自然选择,种群中控制有利变异基因的频率会不断提高。
【小问3详解】
大熊猫的祖先曾经分布广泛,数量众多,这表明生物种群都有过度繁殖的能力。由于各种因素的受限能力,环境发生改变,生物之间、生物与无机环境之间会发生生存斗争,通过生存斗争实现了自然选择,即生存斗争是自然选择的动力。
【小问4详解】
突变和基因重组产生生物进化的原材料、自然选择决定生物进化的方向,长期的地理隔离形成生殖隔离导致新物种的形成;所以物种形成的三个环节是:突变和基因重组、自然选择、隔离。
20. 随着生命科学技术的不断发展,物种形成、生物多样性发展机制的理论探索也在不断发展与完善。下图是科学家利用果蝇所做的进化实验示意图,两组实验仅喂养的食物不同,其他环境条件一致。请回答下列有关生物进化与生物多样性的问题:
(1)第一期时,甲箱和乙箱中的全部果蝇属于两个____。
(2)经过八代或更长时间之后,甲箱果蝇体色变浅,乙箱果蝇体色变深。再混养时,果蝇的交配择偶出现严重的同体色选择偏好,以此推断,甲、乙品系果蝇之间的差异可能体现的是____多样性,判断的理由是____________________。
(3)经过八代或更长的时间后,两箱中的果蝇体色发生了很大的变化,请用现代生物进化理论的观点对这一现象进行解释:两箱分养造成____,当两箱中果蝇发生变异后,由于____,导致____发生定向改变,形成的两个群体体色出现很大差异。
(4)下表是甲、乙两箱中果蝇部分等位基因[A/a、T(T1、T2)/t、E/e]的显性基因频率的统计数据。
世代
甲箱
乙箱
果蝇数
A
T1
E
果蝇数
A
T2
E
第一代
20
100%
0
64%
20
100%
0
65%
第四代
350
89%
15%
64.8%
285
97%
8%
65.5%
第七代
500
67%
52%
65.2%
420
96%
66%
65.8%
第十代
560
61%
89%
65%
430
95%
93%
65%
甲、乙两箱中果蝇的基因库发生较大变化的是____箱,基因频率基本稳定的基因是____,第十代时,甲箱中果蝇的该等位基因杂合子出现的频率是____。
【答案】(1)种群 (2) ①. 物种(或基因) ②. 由于交配的同体色偏好,造成两品系果蝇之间产生生殖隔离(虽然交配选择上有同体色偏好,但可能依然不影响两者交配的行为与后代的可育性)
(3) ①. 地理隔离 ②. 自然选择 ③. 基因频率
(4) ①. 甲 ②. E ③. 45.5%
【解析】
【分析】现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变;②突变和基因重组产生进化的原材料;③自然选择决定生物进化的方向;④隔离导致物种形成;共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。
种群是生活在一定区域内的同种是生物个体的总和,一开始,甲箱和乙箱果蝇虽然同属于一个物种,但是生活在不同区域内,因此分属于两个种群;种群基因库是一个种群中所有个体的全部基因,基因库大小与种群数量有直接关系,遗传平衡定律中,杂合子的基因型频率等于显性基因频率与隐性基因频率乘积的2倍。
【小问1详解】
一定区域内同种生物的所有个体构成种群。图中甲箱和乙箱中的全部果蝇属于两个种群。
【小问2详解】
经过八代或更长时间之后,甲箱果蝇体色变浅,乙箱果蝇体色变深。再混养时,果蝇出现了严重的同体色交配偏好,说明两品系果蝇之间可能存在生殖隔离,不能自由地进行基因交流,原来的同种生物就进化成两个不同的物种,即甲、乙品系果蝇之间的差异可能体现的是物种多样性。
【小问3详解】
经过八代或更长的时间后,两箱中的果蝇体色发生了很大的变化,其原因是两箱分养造成地理隔离,由于两箱中的环境条件有差异,当两箱中果蝇发生变异后,由于自然选择的作用,对种群中不定向的变异进行了定向选择,即导致基因频率发生定向改变,形成的两个群体体色出现很大差异。
小问4详解】
根据表格可知,甲箱中,A和T1基因的基因频率变化较大,乙箱中,只有T2基因的基因频率变化大,这说明甲箱中的基因库发生的变化较大;根据表格的数据可知,两个箱子中E的基因频率基本不变;由于第十代时甲箱中E的基因频率为65%,所以e的基因频率为35%,故Ee的基因型频率为2×65%×35%=45.5%。
21. 某雌雄同株二倍体观赏花卉的抗软腐病与易感软腐病(以下简称“抗病”与“易感病”)由基因R/r控制,花瓣的斑点与非斑点由基因Y/y控制。为研究这两对相对性状的遗传特点,进行系列杂交实验,结果见下表。
组别
亲本杂交组合
F1表型及数量
抗病非斑点
抗病斑点
易感病非斑点
易感病斑点
1
抗病非斑点×易感病非斑点
710
240
0
0
2
抗病非斑点×易感病斑点
132
129
127
140
3
抗病斑点×易感病非斑点
72
87
90
77
4
抗病非斑点×易感病斑点
183
0
172
0
(1)上表杂交组合中,第1组亲本的基因型是___________,第4组的结果能验证这两对相对性状中___________的遗传符合分离定律,能验证这两对相对性状的遗传符合自由组合定律的一组实验是第___________组。
(2)将第2组F1中的抗病非斑点植株与第3组F1中的易感病非斑点植株杂交,后代中抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为___________。
(3)用秋水仙素处理该花卉,获得了四倍体植株。秋水仙素的作用机理是___________。现有一基因型为YYyy的四倍体植株,若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离(不考虑其他变异),则产生的配子类型及比例分别为___________,其自交后代共有___________种基因型。
(4)用X射线对该花卉A基因的显性纯合子进行诱变,当A基因突变为隐性基因后,四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更___________。
【答案】(1) ①. RRYy、rrYy ②. 抗病与易感病 ③. 2
(2)3:3:1:1 (3) ①. 能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍 ②. YY:Yy:yy=1:4:1 ③. 5 (4)低
【解析】
【分析】已知抗软腐病与易感软腐病(以下简称“抗病”与“易感病”)由基因R/r控制,花瓣的斑点与非斑点由基因Y/y控制,分析杂交实验结果:
1组:抗病非斑点×易感病非斑点→抗病非斑点:抗病斑点:易感病非斑点:易感病斑点=3:1:0:0;
2组:抗病非斑点×易感病斑点→抗病非斑点:抗病斑点:易感病非斑点:易感病斑点=1:1:1:1;
3组:抗病斑点×易感病非斑点→抗病非斑点:抗病斑点:易感病非斑点:易感病斑点=1:1:1:1;
4组:抗病非斑点×易感病斑点→抗病非斑点:抗病斑点:易感病非斑点:易感病斑点=1:0:1:0;
由1组结果可知:抗病对易感病为显性;非斑点对斑点为显性。
【小问1详解】
分析1组结果:后代全抗病,且非斑点:斑点=3:1,可知抗病对易感病为显性;非斑点对斑点为显性,故第1组的亲本基因型为 RRYy(抗病非斑点)、rrYy(易感病非斑点)。第4组的结果:抗病非斑点:易感病非斑点=1:1;能验证这两对相对性状中“抗病”与“易感病”的遗传符合分离定律,能验证这两对相对性状的遗传符合自由组合定律的一组实验是第2组,测交实验。
【小问2详解】
第2组RrYy×rryy杂交,F1中的抗病非斑点植株基因型为RrYy,第3组Rryy×rrYy杂交,F1中的易感病非斑点植株基因型为rrYy,两者杂交RrYy×rrYy,后代中Rr:rr=1:1,Y-:yy=3:1,故抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为3:3:1:1。
【小问3详解】
当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。所以用秋水仙素处理该花卉,可以获得四倍体植株。现有一基因型为YYyy的四倍体植株,若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离,不考虑其他变异,则产生的配子类型及比例分别为YY:Yy:yy=1:4:1,其自交后代共有YYYY、YYYy、YYyy、Yyyy、yyyy,共5种基因型。
【小问4详解】
用X射线对该花卉A基因的显性纯合子进行诱变,当A基因突变为隐性基因a后,由于四倍体的A基因更多,则四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更低。
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