摘要:
**基本信息**
聚焦遗传规律、细胞分裂等12大核心考点,通过"原理阐释-特殊题型-综合应用"三级训练体系,融合生命观念与科学思维,构建系统化解题方法论。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|遗传规律|18题|棋盘法与概率分步计算、致死效应分类模型|从分离定律到自由组合,构建"基础规律-特殊情境-复杂计算"递进链条|
|细胞分裂|9题|图像对比分析法、染色体行为追踪法|以有丝分裂为基础,通过同源染色体行为差异建立减数分裂辨析框架|
|分子遗传|19题|实验变量控制法、半保留复制同位素标记法|从DNA结构到中心法则,形成"物质基础-信息传递-功能实现"逻辑闭环|
|进化与变异|24题|基因频率平衡计算模型、变异类型判定流程|以可遗传变异为源头,串联育种实践与现代进化理论的应用体系|
内容正文:
高一下学期生物期末 常考点攻破练(12大常考点)
常考点01:孟德尔分离定律的实质与特殊题型突破(含致死效应、从性遗传)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
A
D
B
C
ABD
B
C
BC
ABD
常考点02:孟德尔自由组合定律的解题模型与概率计算技巧
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
D
C
C
B
B
D
ABD
BC
常考点03:减数分裂与有丝分裂的过程辨析及图像识别
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
A
C
D
CD
CD
7. 填空题答案
(1) DNA;受精作用 (2) ①④;CD (3) 次级卵母细胞;EF (4) 减数第二次分裂后期,着丝粒分裂后,携带A基因的两条姐妹染色单体形成的染色体移向细胞同一极
8. 填空题答案
(1) b;雄性;b细胞处于减数第一次分裂后期,细胞质均等分裂;精细胞(精子) (2) 2;8;d (3) a;受精作用
9. 填空题答案
(1) 减数第一次分裂前期;基因突变;染色体结构变异(易位) (2) 有丝分裂后期;a;精巢/睾丸 (3) bde;ab (4) BD (5) 图略(A、b连锁,a、B连锁)
常考点04:伴性遗传的特点、类型判断与遗传图解绘制
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
C
C
A
D
D
C
C
D
C
常考点05:人类遗传病的监测预防与系谱图综合分析
题号
1
2
3
答案
B
ACD
B
4. 填空题答案
(1) 由遗传物质改变;多基因遗传 (2) B/b 基因位于 5 号染色体上,5 号染色体缺失导致甲的 B 基因缺失 (3) 单基因;1/36 (4) 进行遗传咨询和产前诊断、禁止近亲结婚(答出 2 点即可)
5. 填空题答案
(1) 常染色体隐性遗传 (2) BbXAXA 或 BbXAXa;13/48 (3) 生女孩;生女孩不患病,生男孩患遗传性肾炎的概率是 1/4
6. 填空题答案
(1) 常染色体隐性遗传 (2) AaXBXb;1/3 (3) 9/16 (4) aabb;AABb (5) 选择 F1 蓝紫花植株进行自交;若子代出现蓝紫色花瓣∶红色花瓣∶白色花瓣 = 9∶3∶4
7. 填空题答案
(1) X;Ⅰ1 不含有直刚毛基因,只含有焦刚毛基因;而 Ⅱ2 不含有焦刚毛基因,说明 I1 没有将焦刚毛基因遗传给 Ⅱ2,可知控制焦刚毛和直刚毛这一对相对性状的基因位于 X 染色体上 (2) 1(或 100%);X 或 XX 或 Y 或 YY (3) 残翅焦刚毛雄果蝇;9:3:3:1;3:0:0:1
8. 填空题答案
(1) 13 (2) 2;AaXBXb (BbXAXa);双隐性纯合致死 (3) 5/11;3 (4) 当亲本基因在染色体上的位置关系如情况一或二所示,其子代也可出现上述比例,因此不能判定这两对基因独立遗传
常考点06:DNA是主要遗传物质的经典实验证据与逻辑分析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
B
C
B
A
B
D
B
9. 填空题答案
(1) ①;双;基因重组 (2) 把 S 细菌的 DNA 和蛋白质等分开,单独观察它们在细菌转化中的作用 (3) 放射性同位素标记;2 / 二 / 两;细菌没有裂解,无子代噬菌体释放出来
10. 填空题答案
(1) 转化因子;DNA 酶(DNA 水解酶);专一性 (2) 大肠杆菌;含 35S 的大肠杆菌(带标记的大肠杆菌);上清液和沉淀物;BD
常考点07:DNA双螺旋结构特点与半保留复制的相关计算
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
B
B
ABC
A
BD
D
C
A
B
10.【答案】(1) 边解旋边复制 解旋 DNA聚合
(2) ②③ 5'
(3) 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
(4)有丝分裂前的间期或减数分裂Ⅰ前的间期
(5)4种脱氧核苷酸
(6)600
(7)7/8
常考点08:基因的表达过程(转录与翻译)及中心法则
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
B
D
A
BD
ACD
7. 填空题答案
(1) 细胞核、线粒体;核糖核苷酸;RNA聚合酶;碱基互补配对 (2) 核糖体;mRNA;tRNA;氨基酸 (3) 终止密码子不编码氨基酸,无对应的tRNA
8. 填空题答案
(1) 逆转录;RNA复制 (2) 细胞核、细胞质(核糖体) (3) 碱基的排列顺序不同 (4) 210
常考点09:可遗传变异的辨析:基因突变、基因重组与染色体变异
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
A
ABD
D
C
C
D
C
常考点10:染色体变异在育种中的应用及综合实践
题号
1
2
3
4
5
6
答案
A
B
C
B
D
C
7. 填空题答案
(1) 套袋→人工传粉→套袋 (2) 花药离体培养;②;抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,使细胞内染色体数目加倍 (3) Ⅲ;基因突变具有不定向性
8. 填空题答案
(1) 16;单 (2) 64;16 (3) 16 (4) ab;AaBb;AB、Ab、aB、ab
常考点11:现代生物进化理论的核心观点与物种形成机制
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
D
A
C
A
D
ABC
ACD
9. 填空题答案
(1) 基因库;基因重组;不定向的 (2) 地理;自然选择;生殖 (3) 协同进化;生态系统多样性
10. 填空题答案
(1) 化石 (2) 遗传(基因);突变和基因重组;地理隔离;基因频率;生殖隔离 (3) 自然选择;相对 (4) 协同进化
常考点12:基因频率与基因型频率的计算及生物进化的实质
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
D
C
BCD
AC
ACD
ACD
CD
9. 填空题答案
(1) 河马和鲸;比对不同生物的DNA碱基序列、蛋白质氨基酸序列的差异 (2) A基因控制的性状更适应环境、自然选择定向筛选有利变异;a基因可通过杂合子Aa保存;不能
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高一下学期生物期末 常考点攻破练(12大常考点)
12大常考点概览
常考点01 孟德尔分离定律的实质与特殊题型突破(含致死效应、复等位基因)
常考点02 孟德尔自由组合定律的解题模型与概率计算技巧
常考点03 减数分裂与有丝分裂的过程辨析及图像识别
常考点04 伴性遗传的特点、类型判断与遗传图解绘制
常考点05 人类遗传病的监测预防与系谱图综合分析
常考点06 DNA是主要遗传物质的经典实验证据与逻辑分析
常考点07 DNA双螺旋结构特点与半保留复制的相关计算
常考点08 基因的表达过程(转录与翻译)及中心法则
常考点09 可遗传变异的辨析:基因突变、基因重组与染色体变异
常考点10 染色体变异在育种中的应用及综合实践
常考点11 现代生物进化理论的核心观点与物种形成机制
常考点12 基因频率与基因型频率的计算及生物进化的实质
常考点01:孟德尔分离定律的实质与特殊题型突破(含致死效应、复等位基因)
1.如图所示,某二倍体植物的5号染色体有3条,基因B/b位于5号染色体上。已知该植株在减数分裂过程中任意两条5号染色体发生联会并分离,第三条染色体随机移向一极,且受精卵中同号染色体存在4条及以上的不能存活。不考虑其他突变和致死现象,下列说法错误的是( )
A.该植株产生的配子为B:BB:Bb:b=2:2:1:1
B.若该植株自交一代,所得后代的性状分离比为26:1
C.该植株连续自交,子代中B基因的基因频率不变
D.该植株父本或母本减数分裂时5号同源染色体未分离
2.某作物的细胞质基因(P、H)和细胞核基因(D、d)与雄性育性相关,子代细胞质基因与母本相同。现有该作物的4个纯合品种:①(P)dd(雄性不育)、②(H)dd(雄性可育)、③(H)DD(雄性可育)、④(P)DD(雄性可育),科研人员利用上述品种进行杂交实验,成功获得生产上可利用的杂交种。下列有关叙述不正确的是( )
A.①和②杂交,产生的后代基因型为(P)dd,表现型为雄性不育
B.④自交的后代均为雄性可育,且后代基因型与亲本一致
C.①和③杂交获得生产上可利用的杂交种,其自交后代出现性状分离,故需年年制种
D.①和③杂交后代作父本,②和③杂交后代作母本,二者杂交后代雄性可育和不育的比例为3:1
3.“77-2”和“77-4”是广泛种植的三倍体橡胶树新品种。三倍体橡胶树由减数分裂正常形成的雄配子(n)和异常形成的雌配子(2n)结合产生。为研究雌配子(2n)产生的原因,对三倍体及其亲本的基因型进行分析,结果如表所示。下列叙述正确的是( )
实验材料
基因型
GT1(母本)
Ee
PR107(父本)
Ee
77-2
EEe
77-4
EEE
A.可通过光学显微镜观察确定三倍体新品种的基因型
B.父本和母本杂交有可能产生基因型为eee的新品种
C.培育“77-2”和“77-4”时亲本减数分裂形成的配子均异常
D.“77-2”和“77-4”减数分裂均不能产生染色体正常的配子
4.下列能直接证明孟德尔分离定律的是( )
A.亲本高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,F₁全为高茎
B.F₁高茎豌豆自交,F₂中高茎:矮茎 = 3:1
C.F₁与矮茎豌豆测交,高茎:矮茎 = 1:1
D.豌豆的高茎对矮茎为显性且由核基因控制
5.(不定项)小鼠的毛色受A1(黄色)、A2(灰色)、A3(黑色)三种基因控制,三者互为等位基因且可能存在纯合致死现象。为探究三种基因的显隐性关系和致死情况,进行如表所示的杂交实验。下列说法正确的是
P
F1
组合①
黄鼠×黄鼠
黄鼠:灰鼠=2:1
组合②
黄鼠×灰鼠
黄鼠:灰鼠:黑鼠=2:1:1
A.以上实验组合可以证明A1相对于A2、A3为显性
B.以上实验组合无法排除灰鼠纯合致死的情况
C.若黄鼠与黄鼠杂交,后代中至少会出现两种表型
D.不同毛色的鼠杂交,后代中杂合子的比例至少占1/2
6.玉米为雌雄同株异花的植物,某玉米种群中三种基因型的比例为AA:Aa:aa=3:6:1,若所有植株繁殖成功率相同且每株产生的子代数量相等,自由交配繁殖一代后,子代中aa植株的比例为( )
A.1/10 B.4/25 C.1/5 D.19/100
7.某自花授粉植物,基因型为Aa的个体产生花粉时,A基因会杀死1/3含a基因的花粉,不存在其它致死现象,则在自然状态下,关于该植株产生的子代,下列说法正确的是( )
A.F1中Aa占7/12 B.F1产生的花粉比例为A:a=11:6
C.F2中aa占3/10 D.F2中AA:Aa=59:49
8.(不定项)某种雌雄同株植物叶片形状的圆形和针形受一对基因A、a控制,A对a为显性,基因型为aa的植株表现为针叶。以下分析错误的是( )
A.若Aa植株自交,淘汰掉F1中的aa植株,剩余植株自由交配,F2中圆叶∶针叶=8∶1
B.若a使花粉一半死亡,Aa植株自交,后代圆叶∶针叶=6∶1
C.若a使花粉完全死亡,Aa植株自交得F1,F1自交所得F2中AA∶Aa=1∶1
D.若基因型AA致死,则圆叶植株自交得F1,F1自由交配所得F2中圆叶∶针叶=1∶1
9.(不定项)某种雌雄同株植物叶片形状的圆形和针形分别受基因A和a控制。以下分析正确的是( )
A.若Aa植株自交,淘汰掉F1中的aa植株,剩余植株自由交配,F2中圆形:针形
B.若a基因使花粉一半致死,Aa植株自交,后代圆形:针形
C.若a基因使花粉完全致死,Aa×Aa的后代随机交配,Aa的基因型所占比例不变
D.若AA基因型致死,则圆叶植株自交得F1中圆形:针形
常考点02:孟德尔自由组合定律的解题模型与概率计算技巧
1.某植物的花色受到独立遗传的两对基因A/a、B/b控制,这两对基因与花色的关系如图所示。含有红色色素的植株开红花,含有粉色色素的植株开粉花,其他植株均开白花。下列分析错误的是( )
A.基因型为AAbb或AaBB的植株开粉花
B.基因型为aaBB或aabb的植株开白花
C.基因型为AABB或AaBb的植株开红花
D.基因型为AaBb的植株自交,子代中白花:粉花:红花=4:3:9
2.某研究小组从野生型高秆玉米中获得了两个矮秆突变体,为了研究这两个突变体的基因型,该小组让这两个矮秆突变体杂交,所得F1全为高秆,F1自交得F2,发现F2中表型及比例是高秆∶矮秆∶极矮秆=9∶6∶1。下列相关推测正确的是( )
A.F2矮秆中纯合子所占比例为1/3
B.F2高秆中与F1基因型相同的植株所占比例为1/2
C.控制玉米茎秆高度的两对等位基因位于一对同源染色体上
D.可以使用显微镜对F1产生的花粉进行鉴定,来检验两对等位基因是否独立遗传
3.下图为白花三叶草叶片细胞内氰化物代谢途径,欲探究控制氰化物合成的基因是否独立遗传,现用两种叶片不含氰化物的白花三叶草杂交,F1叶片中均含氰化物,F1自交产生F2。下列有关分析错误的是( )
A.叶片细胞中的D、H基因都表达才能产生氰化物
B.若F2中含氰化物个体占9/16,则两对基因独立遗传
C.推测F2叶片不含氰化物个体中纯合子的比例为3/7
D.推测F2中叶片含氰化物个体的基因型可能有3种
4.用两种纯合的月季花杂交得F1,F1自交得到F2,F2的表型及比例为紫花高茎:紫花矮茎:红花高茎:红花矮茎:白花高茎:白花矮茎=27:9:18:6:3:1。下列说法错误的是( )
A.高茎和矮茎这对相对性状中,高茎为显性性状
B.纯合亲本的表型为紫花与白花或两亲本均为红花
C.控制上述性状的基因中至少有两对基因位于一对同源染色体上
D.让F1与白花矮茎月季杂交,后代中红花高茎所占比例为1/4
5.某雌雄同株的二倍体植物,茎色绿色或浅绿色为一对相对性状,茎上有斑点或无斑点为另一对相对性状。现用纯合的该植物进行了两组杂交实验,结果如下表所示(不考虑突变和染色体互换)。下列说法错误的是( )
组别
亲本
F₁
F2
实验一
绿色×浅绿色
绿色
绿色599;浅绿色201
实验二
无斑点×无斑点
有斑点
有斑点451;无斑点352
A.根据实验一推测绿色为显性性状
B.茎上有斑点和无斑点这对相对性状,至少由2对等位基因控制
C.F2茎上无斑点植株自交后代会出现性状分离
D.F2中茎上有斑点植株随机传粉,理论上子代茎上无斑点植株中纯合子所占比例为9/17
6.根据下列遗传图解,以下分析正确的是( )
A.体现基因分离定律实质的过程只有①②
B.体现基因自由组合定律实质的过程只有④⑤
C.发生基因重组的过程只有③
D.①②③④⑤过程都发生了基因重组
7.下图表示育种专家培育矮秆(d)抗病(T)小麦新品种的过程。下列说法错误的是( )
A.两对基因的分离和组合互不干扰,是用孟德尔遗传规律预测杂交结果的前提
B.矮秆基因d和抗病基因T集中于F1是过程①发生基因重组的结果
C.过程②产生的F2矮秆抗病植株中符合育种要求的植株占1/3
D.从F2矮秆抗病植株中选出符合生产要求的品种最简便的方法是自交
8.若水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制两对性状的两对等位基因独立遗传,两种基因型的水稻植株杂交,F1的表型及比例为:高秆抗病:矮秆抗病:高秆易感病:矮秆易感病=3:3:1:1.若让F1中高秆抗病植株相互授粉,F2的表型及比例为:高秆抗病:矮秆抗病:高秆易感病:矮秆易感病=24:8:3:1.下列叙述正确的是( )
A.两亲本水稻植株的基因型分别为DdRr、Ddrr
B.F1中高秆抗病植株的基因型为DdRr
C.F1中高秆抗病植株产生的配子D:d=2:1,R:r=1:1
D.F1中高秆抗病与矮秆易感病杂交,后代性状分离比为2:2:1:1
9.(不定项)已知等位基因A/a、B/b独立遗传,基因a和基因b均可独立导致人体患某一遗传病,基因a位于性染色体上。图1是一家系有关该病(不考虑X、Y染色体的同源区段)的遗传图谱。为确定相关个体的基因型,某研究小组对该家系成员与该病有关的基因进行了电泳,电泳结果如图2所示。已知基因A、B、a、b均只电泳出一个条带且不考虑突变。下列说法正确的是( )
A.导致图中Ⅱ-1患病的致病基因来自I-1和I-2
B.基因A和基因b分别对应图2中的条带②和③
C.I-1和I-2再生一个患病孩子的概率为9/16
D.Ⅱ-3与基因型和Ⅱ-1相同的女性婚配,生育患病儿子的概率是1/4
10.(不定项)某二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。相应基因可以依次用Aa、Bb、Cc……表示,不考虑突变、致死等异常情况,下列关于该植物以上不同性状的分析,错误的是( )
A.若该植株3对基因均杂合,则其自交子代中隐性纯合子所占比例为1/64
B.若该植株6对基因均杂合,则其测交子代中仅一对基因杂合的个体所占比例为3/64
C.若利用AaBb和aaBb杂交,子代表型之比为1∶1∶1∶1,则可以验证基因的自由组合定律
D.若两亲本(仅考虑Aa、Bb)杂交,子代表型之比为3∶1∶3∶1,则亲本之一的基因型一定为AaBb
常考点03:减数分裂与有丝分裂的过程辨析及图像识别
1.图甲、乙表示某二倍体动物细胞分裂过程中一对同源染色体(分别用红色荧光和绿色荧光标记着丝粒)位置的变化路径。下列有关叙述中,正确的是( )
A.图甲、乙分别表示有丝分裂和减数分裂
B.两图①→②过程中均发生同源染色体联会
C.图甲③→④过程中未发生等位基因的分离
D.图乙的位置③时,细胞内有4个荧光点
2.以下是某雄果蝇初级精母细胞进行减数分裂时,处于不同阶段(I-V)细胞中的相关物质(染色体、核DNA、染色单体)数量的图示。请根据该图,判断下列关于细胞分裂过程及遗传物质变化的说法,哪一项是不正确的( )
A.③表示染色单体,在时期Ⅲ后的细胞中含有2个Y或2个X
B.时期Ⅱ的同源染色体联会可能导致基因重组
C.正常情况下,时期Ⅲ的每个细胞中含1个染色体组
D.处于Ⅱ的细胞中可能含有4个四分体,16条染色单体
3.下图为某动物体内细胞正常分裂的一组图像,对此相关叙述错误的是( )
A.细胞①②③中均含有同源染色体
B.细胞①分裂形成的是体细胞,细胞④分裂形成的是精细胞
C.等位基因的分离主要发生在细胞④中,非等位基因的自由组合发生在细胞②中
D.③细胞处于有丝分裂中期,有同源染色体但无四分体
4.如图甲表示某生物(2n=8)细胞分裂过程中的一条染色体(质)的变化过程,图乙表示该生物细胞分裂时有关物质或结构数量的相关曲线。下列叙述正确的是( )
A.a时不可能发生非等位基因的自由组合
B.图甲可表示一次细胞分裂过程中完整的染色体形态变化
C.若图乙曲线可以表示有丝分裂中染色体数目变化的部分曲线,则n=8
D.若图乙表示每条染色体的DNA数量变化,则图乙ab段可表示图甲③过程
5.(不定项)下图甲到戊表示某高等动物细胞分裂过程中不同时期的图像,下列叙述正确的是( )
A.图中染色体数目相等的是甲、丙和戊;染色单体数目相等的是甲、乙和丙
B.图中含有同源染色体的是甲、乙和丙,乙和戊中着丝粒在纺锤丝的牵引下断裂分离
C.图示中有丝分裂包括甲、乙、丙,与高等植物细胞相比,图中细胞末期不形成细胞板
D.在该动物体内某一器官中可能同时观察到上述细胞分裂图像
6.(不定项)如图1为某动物的原始生殖细胞分裂过程中细胞内同源染色体对数的变化曲线,图2为该动物的一个细胞分裂示意图。下列有关分析错误的是( )
A.图1中CD段时期的细胞中含有12条染色体,共4个染色体组
B.图1中GH段发生的原因是同源染色体分离后分别进入两个细胞
C.不考虑基因突变,图2细胞中的①④号染色体上不可能存在等位基因
D.由图2细胞可知该动物为雄性,图2细胞的子细胞还需变形才能产生精子
7.如图是某种高等动物的细胞分裂的坐标图和分裂图,请回答下列问题:
(1)图一坐标图中纵坐标的含义是细胞核中_____(填“染色体”或“DNA”)含量的变化;H→I时间段发生了_____。
(2)分裂图中,具有同源染色体的图是_____(填写图中序号);基因分离定律和自由组合定律都发生在坐标图的_____段。
(3)分裂图③的细胞名称是_____,它所处时间段对应坐标图中的区段是_____段。
(4)若该高等动物的基因型为AaBb,减数分裂产生了一个AAb的卵细胞,其原因是_____。
8.图甲表示某种动物(2n=4)体内细胞处于若干特定分裂时期的模式图(图中所示为细胞中全部的染色体),图乙表示该动物在繁殖和个体发育过程中染色体数目变化的曲线图。回答下列问题:
(1)根据图甲中的细胞________(填字母)可以判断该动物的性别是________,判断依据是________,图示d所示细胞分裂产生的子细胞名称是________。
(2)图甲c细胞中四分体有________个,核DNA有________个。图甲中一定不含同源染色体的是细胞________(填字母)。
(3)图乙中的染色体数目⑥时期变化对应图甲图示________(填字母),图乙中④后时期染色体数目加倍的原因是________。
9.研究人员对基因型为AaBb的某动物(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析。图1中①~③为其细胞分裂不同时期的示意图(图中染色体不代表具体数目),图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题:
(1)图1中的①细胞表示的细胞分裂方式和时期是______,该细胞中A和a基因出现在姐妹染色单体上的原因可能是______,除此之外,该细胞还发生了______。
(2)图1中②细胞分裂的方式和时期是______,它属于图2中类型______的细胞。③细胞取自______(填器官名称)。
(3)若图2中类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,那么三者出现的先后顺序是______,在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有______。
(4)着丝粒分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型,其转变的具体情况有______。
A.a→b B.b→a C.c→d D.d→c
(5)若该动物与基因型为aabb的动物多次交配,产生的后代基因型及比例约为Aabb:aaBb=l:l。请在细胞示意图中标出该细胞A、a与B、b这两对基因在染色体上的位置______。
常考点04:伴性遗传的特点、类型判断与遗传图解绘制
1.家鸡Z染色体上存在一对等位基因D和d,分别控制性状正常喙和交叉喙,其中某种基因型会使后代个体致死,现有一对正常喙家鸡杂交,子一代个体正常喙:交叉喙 = 3:1,下列相关叙述错误的是( )
A.该家鸡种群中,与喙有关的基因型共有 4 种
B.致死个体全是雄性,亲代雄性一定为杂合子
C.子一代正常喙个体自由交配,后代雌性多于雄性
D.子一代所有个体自由交配得到的子二代中d的基因频率为3/11
2.某种飞蛾(ZW型)茧色的灰色(G)对黑色(g)为显性,基因G/g位于Z染色体上,该种飞蛾的茧色由母本的基因型决定,与自身的基因组成无关。现有一对雌雄飞蛾杂交,F1茧色全为灰色,F1雌雄飞蛾随机交配,F2茧色全为黑色,将F2的全部个体随机交配得F3.不考虑突变,下列相关推测不合理的是( )
A.基因型为ZgZg的飞蛾,其茧色一定为黑色
B.F1雄蛾和F2雄蛾基因型相同的概率为1/2
C.亲代雌蛾的基因型为ZGW,其茧色为灰色
D.F3雄蛾的表型及比例为黑色:灰色=1:1
3.果蝇的X和Y染色体包括如图所示的同源区段和非同源区段,控制果蝇的红眼(A)和白眼(a)的基因位于性染色体上。为进一步判断该等位基因在性染色体上的位置,现选取一对红眼雌果蝇和红眼雄果蝇进行杂交(不考虑突变)。下列说法正确的是( )
A.若基因位于Ⅰ区段,则子代中雌果蝇全表现为红眼
B.若基因位于Ⅰ区段,则子代雄果蝇表型及比例为红眼:白眼=1:1
C.若基因位于Ⅱ区段,则子代中雌果蝇不可能表现为白眼
D.若基因位于Ⅱ区段,则子代中雄果蝇全表现为红眼
4.如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X、Y染色体同源区段和突变,下列推断错误的是( )
A.单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病
B.该单基因遗传病的致病基因不可能位于Y染色体上
C.若Ⅱ-1不携带该致病基因,该病不可能是常染色体隐性遗传病
D.若Ⅲ-5正常,则Ⅱ-2不可能是杂合子
5.单唾液酸四己糖神经节苷脂沉积病是一种单基因遗传病,主要发生在婴幼儿时期,随病情发展,出现智力发育迟缓、癫痫等多种症状。下图为该病患者的家系图。下列相关叙述错误的是( )
A.可通过在广大人群中随机抽样调查计算该病发病率
B.该病为常染色体隐性遗传病
C.Ⅲ-3为杂合子的概率是2/3
D.Ⅱ-2再次怀孕,可通过B超检查确诊胎儿是否患该病
6.某遗传病存在甲和乙两种致病类型,其中基因A、a控制甲型,基因B、b控制乙型。图1是该病的家系图,图2是该家系部分成员相关基因的电泳图(条带①~④表示不同基因)。已知Ⅱ4只患乙型病。下列说法错误的是( )
A.条带①③分别表示基因A和B
B.Ⅱ2和Ⅱ5基因型相同,Ⅱ2与Ⅱ3基因型相同的概率为1/4
C.Ⅲ4同时携带a和b基因的概率为1/3
D.Ⅱ1和Ⅱ2再生育一个患病儿子的概率是5/16
7.某单基因遗传病家系的系谱图如下所示。下列叙述正确的是( )
A.该病的遗传方式是伴Y遗传
B.Ⅲ-1的致病基因一定来自于Ⅱ-2
C.Ⅱ-1和Ⅱ-2再生一个男孩患病的概率为1/2
D.若该病为白化病,Ⅲ-2携带致病基因的概率是4/9
8.已知甲病和乙病是两种单基因遗传病,分别由独立遗传的等位基因A/a、B/b控制。下图为某家族有关这两种遗传病的遗传系谱图,I-1不携带甲病的致病基因。下列相关叙述错误的是( )
A.Ⅱ-4同时携带甲、乙两种遗传病的致病基因的概率为1/3
B.甲病为伴X染色体隐性遗传病,乙病为常染色体隐性遗传病
C.I-3和I-4再生一个与Ⅱ-3基因型相同的孩子的概率为1/16
D.若Ⅲ-1为正常女性,其与一正常男性婚配,所生孩子患甲病的概率为1/2
9.弥漫性血管角质瘤病是一种遗传性代谢缺陷病,由编码α-半乳糖苷酶A的基因突变所致。下图是该病的某个家系遗传系谱图,已知该家系中表现正常的男性均不携带致病基因。下列有关分析错误的是( )
A.该病属于伴X染色体隐性遗传病
B.通过基因检测可确定胎儿是否患有此病
C.Ⅱ-3携带该病致病基因的概率是1/4
D.该病可通过测定α-半乳糖苷酶A的活性进行初步诊断
常考点05:人类遗传病的监测预防与系谱图综合分析
1.在提高人口出生率的同时,预防和减少出生缺陷的举措也尤为重要。下列关于遗传病的检测和预防的叙述,错误的是( )
A.禁止近亲结婚能有效降低隐性遗传病的发病率
B.先天性疾病都是由遗传物质改变引起的
C.利用基因检测无法诊断是否患有唐氏综合征
D.多基因遗传病在群体中的发病率较高
2.(不定项)先天性软骨发育不全是一种常染色体显性单基因遗传病,由成纤维细胞生长因子受体3(FGFR3)基因突变所致,临床表现为短肢型侏儒。下列相关叙述不正确的是( )
A.该病是由两对等位基因控制的遗传病
B.若后代患病,则双亲中至少有一人也患病
C.可通过B超检查确定胎儿是否患有该病
D.通过基因检测可预防所有遗传病的发生
3.囊性纤维化是常染色体隐性遗传病。其诊断阵列是表面结合有单链DNA探针的特殊滤纸,其中“0”处放置正常基因的探针,“1~10”处放置该基因不同突变类型的探针,这些突变基因均为该病致病基因。检测#1~#3个体的相关基因,结果如图所示。有关叙述错误的是( )
A.放置多种探针的理论依据是基因突变具有不定向性
B.由该检测结果可推知,囊性纤维化是一种多基因遗传病
C.根据检测结果可判定#1和#2正常、#3患有该病
D.若#2和#3能正常结婚,则生下患病男孩的概率为1/4
4.我国有20%~25%的人患有遗传病,遗传病不但给患者个人带来痛苦,而且给家庭和社会造成了负担。对遗传病进行检测和预防,在一定程度上能够有效地预防遗传病。
(1)人类遗传病通常是指___________________________________________________
而引起的人类疾病;例如,原发性高血压、冠心病属于________________病。
(2)猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病;若甲的父亲基因型为BB、其母亲基因型为bb(基因B对b完全显性),甲患猫叫综合征并表现出基因b控制的性状;在不考虑发生基因突变的情况下,甲表现出基因b控制的性状,最合理的解释是__________
________________________________________________________________________。
(3)若要调查某种遗传病的发病率,最好选取群体中发病率较高的____________遗传病进行调查。遗传性高度近视就属于上述遗传病,该病在某地区人群中的发病率为4%,一视力正常女性的父母视力都正常,但她有一个患该病的妹妹。若该视力正常的女性与本地视力正常的男性结婚,则理论上婚后生育一个患遗传性高度近视男孩的概率是______。
(4)为有效预防遗传病的发生和发展,你有哪些优生建议?_____________________
_______________________(至少答出2点)。
5.遗传性肾炎和半乳糖血症都是由一对等位基因控制的人类遗传病,控制遗传性肾炎的基因用A、a表示,控制半乳糖血症的基因用B、b表示,其中有一种病为伴性遗传。一对正常的青年男女(Ⅲ1和Ⅲ6)结婚前去医院进行婚前检查,医生对他们开展了遗传咨询并绘出如图遗传系谱图。回答下列问题:
(1)根据遗传系谱图分析,半乳糖血症的遗传方式为______________________。
(2)若Ⅲ1携带半乳糖血症致病基因,则同时考虑两种遗传病,Ⅲ1的基因型是____________________。她与Ⅲ6婚配,生下一个患病孩子的概率是____________。
(3)若已通过基因检测得知Ⅲ1不携带半乳糖血症致病基因。假如你是一名遗传咨询师,从优生角度,给予他们的建议是______________,理由是_________________________
________________________________________________________________________。
6. I、下图所示的遗传系谱图中有甲 (基因为A、a)、乙 (基因为B、b) 两种遗传病, 其中一种为红绿色盲。据图回答下列问题:
II、下图为某二倍体自花传粉植物体内花瓣色素代谢途径示意图。
让开白花的纯合植株与开蓝紫色花的植株杂交,F1中蓝紫色花植株与红花植株的比例为1:1.
(1)甲病属于______________遗传病。
(2)II4基因型是__________,她和与II5基因型相同的概率是___________。
(3)若II3和II4生一个正常孩子的概率是____。
(4)白花亲本的基因型为___________。蓝紫花亲本的基因型为___________。
(5)若要验证控制花瓣颜色的基因满足自由组合定律,请利用上述植株进行一个最简单的实验进行验证,请写出实验方案并预期结果。实验方案:_____________,获得子代植株,并统计子代植株的花瓣颜色及比例。预期结果:______________,即可证明控制花瓣颜色的基因满足自由组合定律。
7.果蝇是遗传学研究的模式生物之一。果蝇的刚毛有直刚毛和焦刚毛,由一对等位基因A/a控制。如图是一只焦刚毛雄果蝇和一只直刚毛雌果蝇进行杂交的系谱图,其中I1不含有直刚毛基因,Ⅱ2不含有焦刚毛基因。不考虑突变和基因重组,回答下列问题。
(1)控制焦刚毛和直刚毛这一对相对性状的基因位于_______染色体上,判断依据是_______。
(2)Ⅱ4个体的基因型与I2个体相同的概率为______。Ⅱ2个体的精原细胞进行减数分裂Ⅱ的过程中,性染色体组成可能是_______。
(3)已知果蝇的翅型中,正常翅对残翅为显性,由一对等位基因B/b控制。欲探究直刚毛(焦刚毛)基因和正常翅(残翅)基因的遗传是否遵循自由组合定律。现有3种纯合品系的果蝇:正常翅直刚毛雌果蝇、残翅直刚毛雄果蝇和残翅焦刚毛雄果蝇。请完善实验思路,预测实验结果并分析讨论。
①实验思路:
第一步:选择直刚毛正常翅雌果蝇和_______进行杂交获得F1,F1随机交配得到F2。
第二步:观察记录表型及个数,并做统计分析。
②预测实验结果并分析讨论:
I.若F2的表型及其比例为正常翅直刚毛:正常翅焦刚毛:残翅直刚毛:残翅焦刚毛=_______,则直刚毛(焦刚毛)基因和正常翅(残翅)基因的遗传遵循自由组合定律;
Ⅱ.若F2的表型及其比例为正常翅直刚毛:正常翅焦刚毛:残翅直刚毛:残翅焦刚毛=______,则直刚毛(焦刚毛)基因和正常翅(残翅)基因的遗传不遵循自由组合定律。
8.某雌雄异株植物(2n=24)性别决定类型为XY型,自然状态下,叶片形状有条形、披针形、卵形三种。研究小组为研究其叶形的遗传方式,选择两对纯合亲本进行以下两组杂交实验(控制叶形的基因不在Y染色体上,不考虑突变)。
(1)若对该植物进行基因组测序,需要检测 条染色体上的碱基序列。
(2)若叶形由一对等位基因控制,用A、a表示,由两对等位基因控制,用A,a和B,b表示,以此类推。据实验分析,叶形这一性状至少由 对等位基因决定,则实验一的F1中披针形的基因型是 ,F2表型比例为1:3:3的原因是 。
(3)取实验一的F2条形叶雌株与实验二中F1的披针形个体进行杂交,子代中披针形植株占 ;子代中雌株的基因型有 种。
(4)若该植物的花色有两对等位基因(E,e及F,f)决定,已知E决定开红花,F决定开蓝花,E和F同时出现开紫花,其余开白花。某同学欲研究控制花色的基因在染色体上的位置,将红花雌株与蓝花雄株杂交,子一代中红花:蓝花:紫花:白花=1:1:1:1,该结果不能判定这两对基因独立遗传。请绘制亲本基因在染色体上的位置图,并加上必要的文字说明,解释不能判定这两对基因独立遗传的理由 (注:用“”形式表示,其中横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置,画在答题纸的圆圈中)。
常考点06:DNA是主要遗传物质的经典实验证据与逻辑分析
1.肺炎链球菌体内转化实验的部分过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.S型肺炎链球菌的菌落表面是粗糙的,R型肺炎链球菌的菌落表面是光滑的
B.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
C.从图中病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌
D.该实验证明了R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
2.将(甲)R型菌、(乙)S型菌、(丙)加热杀死的S型菌、(丁)R型菌和加热杀死的S型菌的混合物分别接种到相应四组培养基上,在适宜条件下培养一段时间后,菌落的生长情况如图所示。下列叙述正确的是( )
A.可以通过肉眼观察有无荚膜来区分R型菌和S型菌
B.丁组的S型菌是由R型菌转化来的
C.R型菌和S型菌的差别是细胞分化的结果
D.本实验证明了DNA不是遗传物质
3.肺炎链球菌S型与R型菌株,都对青霉素敏感(青霉素通过破坏细胞壁从而抑制细菌的增殖)。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型细菌,记为PenrS型。现用PenrS型细菌和R型细菌进行如图所示的实验。下列分析正确的是( )
A.若组1甲中部分小鼠患败血症,通过注射青霉素治疗后能康复
B.组2培养基中观察不到PenrS型菌落
C.组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中
D.组4培养基中可观察到R型菌落和PenrS型菌落
4.下列是用或标记的T2噬菌体侵染未标记大肠杆菌的实验示意图。下列分析正确的是( )
A.应分别用含或的培养基培养噬菌体,得到含或标记的噬菌体
B.放射性检测的结果是a、d中放射性很高,b、c中放射性很低
C.若实验二中的c的放射性偏高,与④过程中搅拌不充分有关
D.实验一和实验二的子代噬菌体均含有少量放射性
5.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验,证实了DNA是噬菌体的遗传物质。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.利用32P标记的噬菌体实验中,只有少量的子代噬菌体具有放射性
B.实验中,可以用肺炎链球菌替代大肠杆菌进行实验,来探究噬菌体的遗传物质
C.利用32P标记的噬菌体实验中,上清液放射性很高可能是搅拌不充分导致的
D.利用35S标记的噬菌体实验中,沉淀物放射性很高可能是保温时间过长导致的
6.下图是用35S或32P标记的T2噬菌体侵染未标记大肠杆菌的实验示意图。下列分析正确的是( )
A.应分别用含35S或32P的培养基培养噬菌体,得到含35S或32P标记的噬菌体
B.放射性检测的结果是a、d中放射性很高,b、c中放射性很低
C.若实验二中c的放射性偏高,与④过程中搅拌不充分有关
D.实验一和实验二的部分子代噬菌体均含有放射性
7.下图表示科研人员研究烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程。下列叙述错误的是( )
A.降解的目的是将TMV的RNA和蛋白质分开
B.该实验说明RNA可以控制生物性状
C.该实验证明了RNA是TMV的遗传物质
D.烟草细胞为TMV的复制提供模板、原料等
8.下列关于核酸是遗传物质证据相关实验的叙述,正确的是( )
A.艾弗里实验中S菌的细胞提取物与R型菌混合后,培养基上长出的大多是S型菌落
B.赫尔希和蔡斯用32P标记噬菌体与用32P标记大肠杆菌的过程不同
C.噬菌体侵染细菌实验中,用35S标记的噬菌体侵染细菌,搅拌不充分会导致沉淀物中放射性降低
D.科学家从烟草花叶病毒感染实验中证明病毒的遗传物质均为RNA
9.在探究生物的遗传物质的相关实验研究中,有如下的实验过程或理论解释。
I、图一是关于肺炎双球菌R型菌的转化过程图:据研究,并非任意两株R型菌与S型菌之间的接触都可发生转化,凡能发生转化的,其R型菌必须处于感受态,产生一些感受态特异蛋白,包括膜相关DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。
Ⅱ、图二是关于肺炎双球菌的体外转化试验过程图
Ⅲ、图三是噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的检测数据请回答下列问题:
(1)图一中,步骤______是将S型菌加热杀死的过程,S型菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合,其中一条链(a)在DNA水解酶的作用下水解,另一条链(b)与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内。完成步骤④后,这条链(b)在相关酶的作用下,形成_______(填“单”或“双”)链整合进R型菌的DNA中,这种变异属于_______。
(2)图二中,实验最关键的设计思路是______。
(3)图三中所示实验中,以噬菌体为研究材料,利用________的技术,分别用32P和35S标记噬菌体,用标记的噬菌体侵染细菌,从而追踪在侵染过程中DNA和蛋白质的位置变化。
实验结果表明:______(填整数)分钟后的曲线变化基本上可说明DNA与蛋白质实现分离。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%,这组数据的意义是作为对照组,以证明______。
10.对于遗传物质化学本质的探索以及利用遗传物质进行相关的研究一直是生命科学史上的热点课题。探索遗传物质本质的历程中,几个经典实验发挥了重要作用。回答下列问题:
(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种_______,能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验,根据实验结果可知,加入的物质X为_______,利用的是酶的________特性。
(2)1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,完成了另一个有说服力的实验。下图是部分实验的示意图。
①若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养_______,再用噬菌体去侵染________,收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,经离心后放射性存在于________。
②噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要______。
A.细菌的DNA B.噬菌体的DNA
C.噬菌体的原料 D.细菌的原料
常考点07:DNA双螺旋结构特点与半保留复制的相关计算
1.下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.④是构成DNA分子的基本单位之一
B.左侧的核苷酸链,从上往下是5'—3'
C.DNA分子中每个②上均连接着两个磷酸和一个碱基
D.图中DNA分子是由两条反向平行的核糖核苷酸链形成的
2.下列有关双链DNA分子相关叙述,错误的是( )
A.不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例不同,说明DNA具有多样性
B.磷酸和核糖交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架
C.不同的DNA分子,其(A+G)/(T+C)的值相同
D.组成DNA分子的两条单链是反向平行的
3.(不定项)某DNA分子片段结构如图所示。该DNA分子有1000个碱基对,碱基A占总数的32%,将该DNA分子在含有15N的培养基中连续复制3次,①③表示化学键。下列叙述正确的是( )
A.DNA复制时解旋酶作用于③,DNA聚合酶作用于①
B.该DNA分子中G - C碱基对有360个,A - T碱基对有640个
C.复制3次后的DNA分子均被15N标记
D.该DNA分子中碱基和磷酸交替连接,构成基本骨架
4.某双链DNA分子含有m个碱基对,其中腺嘌呤的数量占碱基总数的n%。若该DNA分子在适宜条件下连续复制3次,下列有关叙述正确的是( )
A.该DNA分子中含有的氢键数目为(3m-2mn%)个
B.复制过程中需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为7m(1-n%)个
C.子代DNA分子中,含有母链的DNA分子占1/8
D.子代DNA分子中,嘌呤碱基所占比例高于嘧啶碱基所占比例
5.(不定项)某二倍体动物(2n=8)体细胞中的某双链DNA片段中含有600个碱基对,其中腺嘌呤有100个。将该DNA片段用15N标记后转移到含14N的培养液中培养,来研究DNA的复制,下列相关叙述正确的是( )
A.该DNA分子片段中含有胞嘧啶200个
B.复制4次后,DNA总数为16个
C.复制3次后,含14N的DNA占3/4
D.第2次复制共需要消耗游离的腺嘌呤200个
6.图1表示DNA分子复制过程,a和d为两条模板链,Ⅰ和Ⅱ是该过程中所需要的酶,已知该DNA分子含有1000个碱基对,G+C占全部碱基的40%。将图1中某一片段放大后如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.图1中子链b延伸方向为5'→3',子链c延伸方向为3'→5'
B.图1中Ⅰ为解旋酶,Ⅱ为DNA聚合酶,二者都作用于氢键
C.①②交替连接构成DNA分子的基本骨架,①②③构成胞嘧啶脱氧核苷酸
D.该DNA分子进行第4次复制时将消耗4800个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸
7.将一个DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养,使其分裂n次,该DNA分子有a个碱基对,其中胞嘧啶b个。下列叙述正确的是( )
A.复制过程中,DNA聚合酶以该DNA分子的一条链为模板合成子链
B.复制n次后,含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/2n
C.经n次复制需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸(a-b)(2n-1)个
D.若其中部分片段DNA单链序列为5'-GGTATC-3',那么它的互补链的序列是5'-CCATAG-3'
8.如图为某基因的结构简图,其中一条链被15N标记。下列叙述正确的是( )
A.②处为氢键,基因结构的稳定性与其数量有关
B.该基因复制时,解旋酶会作用于①处的化学键
C.③处为腺嘌呤脱氧核苷酸,其也可存在于RNA中
D.用含15N的原料复制2次后,含14N的基因占3/4
9.大肠杆菌拟核区有一个环状 DNA 分子,有 a 个碱基对。现将亲代大肠杆菌的 DNA 双链全部带上32P 标记,再将大肠杆菌放到无32P 的培养液中培养,有关说法错误的是( )
A.该 DNA 分子的复制需要模板、能量、DNA 聚合酶等基本条件
B.若该 DNA 分子中碱基 G 有 b 个,则该 DNA 分子中碱基 T 的数目为(2a - b)个
C.大肠杆菌繁殖两代后,拟核 DNA 带有32P 标记的子代大肠杆菌数占总数的 1/2
D.繁殖 n 代后,拟核 DNA 带有32P 标记的子代大肠杆菌数占总数的 2/2n
10.图1中DNA分子有a和d两条链,I和Ⅱ均是DNA分子复制过程中需要的酶,将图1中某一片段放大后如图2.请回答下列问题:
(1)从图1可看出DNA复制的过程是_____,I是_______酶,Ⅱ是_______酶。
(2)图2中,DNA分子的基本骨架由______(填序号)交替连接而成,该DNA片段中左侧单链的上端是____(填“3'”或“5'”)端。
(3)图2中④名称是______,一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基A和T之间通过____连接。
(4)该过程发生的时间为______。
(5)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以母链为模板,以游离的_____为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链。
(6)若亲代DNA分子中碱基总数为100对,A+T占60%,则该DNA分子复制4次,共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是_____。
(7)若将含14N的细胞放在只含15N的培养液中培养,使细胞连续分裂4次,则最终获得的子代DNA分子中,两条链都含15N的占______。
常考点08:基因的表达过程(转录与翻译)及中心法则
1.如图表示遗传信息在生物大分子间的传递规律,以下有关说法正确的是( )
A.图1、图2所示的生理过程完全相同
B.图1表示细菌细胞内基因的表达过程,图2表示酵母菌细胞内核基因的表达过程
C.图2信息反映多个核糖体完成一条多肽链的合成,有利于提高蛋白质的合成效率
D.图1所示过程的方向是自右向左,②、③、④、⑤表示正在合成的多肽链
2.基因指导蛋白质的合成过程是一个极其复杂的过程,下列叙述错误的是( )
A.RNA是单链,可以穿过核孔,从细胞核到达细胞质
B.mRNA与DNA都是由四种核苷酸组成,都能携带遗传信息
C.基因解开后形成的两条链均可作为模板进行转录,加快转录的速率
D.tRNA一端可携带氨基酸,另一端的反密码子能够识别mRNA上的碱基序列
3.miRNA是一类具有调控功能的非编码RNA,成熟的miRNA由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而成,随后组装进RNA诱导的沉默复合体,通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,最终阻遏靶mRNA发挥作用,如图所示,数字表示相应过程。下列叙述正确的是( )
A.过程①②④分别主要发生在细胞核、细胞质、细胞质
B.过程①②④中有氢键的形成,也有氢键的断裂
C.图中②过程中tRNA中的密码子决定其携带的氨基酸的种类
D.miRNA可以与靶mRNA特异性结合,促进其翻译过程
4.大肠杆菌的RNA聚合酶由σ亚基与核心酶两部分构成。转录时,mRNA的第2个核苷酸连接上以后,σ亚基从RNA聚合酶上脱落,核心酶继续留在模板上。电镜下观察到大肠杆菌基因表达过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.大肠杆菌的转录过程未结束便开始了翻译过程
B.大肠杆菌的转录以DNA的一条链为模板,主要在细胞核中进行
C.σ亚基不参与转录过程,核心酶的移动方向是沿着mRNA的3'→5'
D.一种tRNA可以转运多种氨基酸,体现了密码子的简并
5.核糖体由大、小两个亚基组成,其上有A、P、E三个位点。A位点是新进入的tRNA结合位点,P位点是肽链延伸过程中的tRNA结合位点,E位点是空载的tRNA释放位点。相关叙述正确的是( )
A.tRNA分子由于存在碱基互补配对,其上的嘌呤数等于嘧啶数
B.图中P位点结合的tRNA上的反密码子是5'-GUC-3'
C.每个tRNA经过的位点顺序是A位点→P位点→E位点
D.反密码子与终止密码子的碱基互补配对使得肽链的延伸终止
6.如图所示为细胞中遗传信息的传递和表达过程,相关叙述正确的是( )
A.①②两个过程中所需要的酶不完全相同
B.②③过程发生的场所不可能相同
C.①②③三个过程中碱基配对情况不完全相同
D.③过程中不同核糖体合成的是同一种肽链,核糖体的移动方向是由右向左
7.遗传组成相似的雌性蜜蜂幼虫,若一直以蜂王浆为食将发育成蜂后,若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。研究表明,蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少,进而发育为蜂后。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使p62基因(与卵巢发育相关)启动子部位添加甲基基团,部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5´-甲基胞嘧啶,DNMT3蛋白的合成和作用过程如下图所示。回答下列问题:
(1)DNMT3基因的表达包括过程①和②,其中过程②称为______,物质a是______,其所携带的氨基酸是______(部分密码子及其对应的氨基酸:GGC—甘氨酸;CCG—脯氨酸;GCC—丙氨酸;CGG—精氨酸)。
(2)与DNMT3基因启动子部位结合的酶是______,若以β链为模板合成mRNA,则该酶在β链上的移动方向为______(填“左→右”“右→左”或“不确定”)。若DNMT3基因中,G占碱基总数的38%,其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,则DNMT3基因中另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为______。
(3)DNMT3基因转录出的mRNA中(A+C)/(U+G)的值______(填“一定”或“不一定”)为1,原因是______。核糖体与成熟的mRNA结合,遇到mRNA中的______便开始过程②,最终得到有活性的DNMT3蛋白。
(4)蜂王浆中某些物质是决定蜜蜂幼虫发育成为蜂后的关键因素,请推测蜂王浆中的这些物质可能______(填“促进”或“抑制”)DNMT3蛋白活性,p62基因对蜜蜂幼虫卵巢发育起______(填“促进”或“抑制”)作用。p62基因甲基化与p62基因发生突变后都可能改变蜜蜂幼虫的性状,两种变异的主要区别是______。
8.正常成年人心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA经过加工过程会产生许多小RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)等影响心肌细胞的数量。当心肌缺血、缺氧时,会引起miR-223基因过度表达,使凋亡抑制因子无法合成,最终导致心力衰竭。
(1)ARC基因和另两种基因的______不同使得3种基因具有特异性。过程①(转录)需要的原料是______,与基因ARC相比,过程①中特有的碱基配对方式是______。
(2)过程②(翻译)中,最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序______(填“相同”或“不同”)。若过程②合成的一条肽链共199个肽键,控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U占35%,在不考虑终止密码子情况下,则控制转录该mRNA的基因中,C和G至少共有______个。
(3)若ARC基因中模板链的部分碱基序列为3'-TACAGAGAAG-5',则凋亡抑制因子中对应的部分氨基酸序列为______(已知密码子(5'→3')和对应的氨基酸如下:CUU-亮氨酸、CCU-丙氨酸、AAG-赖氨酸、UUC-苯丙氨酸、AUG-甲硫氨酸、UCU-丝氨酸、UAC-酪氨酸)。如果ARC基因突变,导致编码正常的凋亡抑制因子多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起凋亡抑制因子中氨基酸序列的改变,其原因可能是______。
(4)科研人员认为,HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是______。
常考点09:可遗传变异的辨析:基因突变、基因重组与染色体变异
1.同一个基因的不同突变可以引起不同临床表现,科研人员对某遗传性耳聋基因携带者的相关基因进行测序,结果如图。下列分析不合理的是( )
A.正常基因C对突变基因C1为显性
B.图中的基因序列是转录的非模板链
C.C基因和C1基因控制合成的肽链仅有一个氨基酸不同
D.同一个基因可突变出不同的等位基因,体现了基因突变具有不定向性
2.枫糖尿病是由患者体内基因A突变,使体内的分支酮酸脱羧酶异常(如图所示,其中①②处的氨基酸序列相同,③处的不同),尿液中α-酮-β-甲基戊酸积累所致。基因A有两个突变位点a、b(分别对应图中a、b处的突变),任意一个位点突变均可导致酶异常。下列叙述错误的是( )
A.位点a发生了碱基对的替换,位点b发生了碱基对的缺失
B.突变位点a、b的存在体现了基因突变具有随机性
C.由题可知,基因可通过控制酶的合成控制代谢,进而控制生物性状
D.若亲代某细胞中基因A发生突变,则该突变基因不一定能遗传给子代
3.(不定项)基因转录时作为模板的链叫作模板链,另一条叫作编码链。如图为某真核细胞一个DNA分子上a、b、c三个基因的分布,甲、乙为DNA的两条链,图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的DNA片段。下列说法正确的是( )
A.基因a中(A+C)/(T+G)的值与基因b中(A+C)/(T+G)的值相等
B.位置Ⅰ和Ⅱ也可能发生碱基的增添、缺失或替换,但不属于基因突变
C.基因a、b、c的转录方向依次为:←、←、→
D.基因c转录出的mRNA的碱基序列与该基因的编码链不完全相同
4.某精原细胞同源染色体中的一条发生倒位,如图甲。减数分裂过程中,由于染色体倒位,同源染色体联会时会形成倒位环,此时经常伴随同源染色体片段的互换,如图乙。完成分裂后,若配子中出现染色体片段缺失或重复,则不能存活,而出现倒位的配子能存活。下列说法正确的是( )
A.图甲发生了①至③区段的倒位,该变异类型属于染色体结构变异
B.发生倒位的染色体上的基因的种类、数量及排列顺序都发生改变
C.图乙细胞所示染色体片段互换也可发生在体细胞有丝分裂过程中
D.图乙细胞中Ⅱ和Ⅳ发生互换,该细胞产生的活配子有2种类型
5.如图为某细胞中一对同源染色体在减数分裂过程中发生染色体片段互换过程示意图(不考虑突变)。下列叙述正确的是( )
A.图中A基因与C基因发生了自由组合,增加了配子的多样性
B.A1和A2可能是相同基因,也可能是等位基因
C.图示过程可能导致非等位基因发生重新组合
D.图中是非同源染色体上的片段互换,该结构变异对生物体大多是不利的
6.图1~4分别表示不同的变异类型,其中图3中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法,正确的是( )
A.图1、图2都表示染色体结构变异中的易位,发生在减数分裂Ⅰ的前期
B.图3表示染色体结构变异中的缺失
C.图4可能表示染色体结构变异中的缺失或重复
D.如图所示的4种变异中能够遗传的是图1、图3所示变异
7.某两性花植物(二倍体)的两对相对性状分别受A、a和B、b控制,基因在染色体上的位置如图甲,当发生图乙变异时,基因的表达、配子的活性和个体存活等不受影响,下列分析错误的是( )
A.若甲给乙授粉,则雌雄配子的结合方式有16种
B.图乙发生的变异类型属于染色体结构变异中的易位
C.根据自交结果可以判断该植株的基因在染色体上的位置是甲还是乙
D.乙测交子代的基因型为Aab、Aabb、aaBb、aaBbb,其中二倍体占1/2
8.普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程,如图所示(其中A.B.D分别代表不同物种的一个染色体组,每个染色体组均含7条染色体)。下列叙述错误( )
A.图示育种过程中存在基因重组和染色体数目变异
B.图中普通小麦的体细胞中可能含有42条或84条染色体
C.可用秋水仙素处理杂种一的幼苗或萌发的种子来获得拟二粒小麦
D.拟二粒小麦在减数分裂Ⅰ前期能形成14个四分体
常考点10:染色体变异在育种中的应用及综合实践
1.端稳饭碗做强“小”种子,玉米育种是一项重要的农业技术革命。下图是利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行育种的实验流程图,下列分析正确的是( )
A.植株A为二倍体,体细胞内最多有4个染色体组,植株C属于单倍体,发育起点为配子
B.图中培育多倍体玉米植株B的原理是秋水仙素能够抑制纺锤体的形成
C.将BbTt人工诱变可获得bbTt,其等位基因的产生可来源于基因重组
D.利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限,植株B纯合的概率为25%
2.下列有关变异和育种的叙述,正确的是( )
A.基因突变会引起基因的结构、位置和数目的改变
B.染色体变异属于细胞水平的变异,可用显微镜观察
C.单倍体育种时常用秋水仙素处理单倍体的种子或幼苗
D.三倍体无子西瓜不能进行有性生殖,属于不可遗传的变异
3.下面为利用纯合高秆(D)抗病(E)小麦和纯合矮秆(d)染病(e)小麦快速培育纯合矮秆抗病小麦(ddEE)的示意图,有关此图的叙述错误的是( )
A.图中进行①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起
B.②过程中发生了非同源染色体的自由组合
C.实施③过程依据的生物学原理只有细胞增殖
D.④过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素处理
4.如图甲、乙表示小麦的两个品种,A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因,①~⑦表示培育小麦新品种的过程。下列说法不正确的是( )
A.①②过程操作简便,但培育周期长,原理是基因重组
B.④的变异仅发生于有丝分裂,该育种方式的优点之一是可得到更多优良变异类型
C.③过程常用的方法是花药离体培养,可以得到单倍体幼苗
D.⑥过程与⑦过程的育种原理相同,过程中需要抑制纺锤体的形成
5.研究人员通过如图所示的育种过程培育出了高品质的糯性小麦。下列相关叙述正确的是( )
A.a过程能提高突变频率,从而明显缩短育种年限
B.c过程中运用的遗传学原理是基因突变
C.a、c过程都需要使用秋水仙素,都作用于萌发的种子
D.要获得yyRR,b过程需要较长的育种年限
6.如图是某植物的多种育种方法途径,A~F是育种处理手段(其中E是射线处理),甲、乙、丙分别代表不同植株。以下说法不正确的是( )
A.植株甲和植株丙是纯系植株,乙是具有新基因的种子或幼苗
B.D和B过程可发生基因重组,F过程发生了染色体变异
C.图中C、F过程都可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D.杂交育种过程如需获得显性纯合子需经历较长的纯化过程,单倍体育种由配子直接加倍获得纯合子,育种年限短
7.玉米(2n=20)是世界上重要的粮食作物之一,也是遗传学研究中常用的模式生物。图1为玉米植株示意图。玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,两对基因分别位于两对同源染色体上。图2表示利用品种甲(HHRR)和乙(hhrr)通过三种育种方法(Ⅰ~Ⅲ)培育纯合优良品种矮秆抗病(hhRR)的过程。回答下列问题:
(1)对玉米进行人工杂交的基本步骤是_______________________________________。
(2)利用方法Ⅰ培育优良品种时,获得hR植株常用的方法为________________,方法Ⅰ通常使用适宜浓度的秋水仙素处理____________(填标号:①“休眠的种子”、②“幼苗”、③“萌发的种子或幼苗”),其作用原理是__________________________________。
(3)图2所示的三种方法中,最难获得优良品种(hhRR)的是方法________,其原因是________________________。
8.已知蜜蜂中的蜂王和工蜂都是二倍体(2n=32),据图回答下列问题:
(1)雄蜂是由卵细胞直接发育而来,体细胞中含有________条染色体,属于________倍体。
(2)受精卵发育成蜂王的过程中,有丝分裂后期的细胞中含有________条染色体;蜂王产生卵细胞的过程中,一个初级卵母细胞中形成的四分体有________个。
(3)雄蜂产生的精子中染色体数是________。
(4)一雄蜂和一蜂王交配后产生的F1中工蜂的基因型是AaBb、Aabb、aaBb、aabb,则父本的基因型为________,母本的基因型为________,F1中雄蜂的基因型为________________。
常考点11:现代生物进化理论的核心观点与物种形成机制
1.生物进化理论自提出以来,经历了不断的发展和完善。下列相关叙述错误的是( )
A.种群是生物进化的基本单位
B.突变和基因重组提供了进化的原材料
C.新物种的形成都要经过地理隔离
D.生物多样性是协同进化的结果
2.许多动物在不同季节数量有很大差异。春季繁殖,夏季数量增加到最多,到了冬季,由于寒冷、缺少食物等而大量死亡。第二年春季,残存的少量个体继续繁殖而使数量增多。因此形成一个如瓶颈样的模式(如图所示,●为抗药性个体),其中瓶颈部分代表动物数量减少的时期。下列分析正确的是( )
A.在以上过程中抗药个体与非抗药个体发生了协同进化
B.在图中所示的三年间,该生物种群一定进化形成了新物种
C.在使用杀虫剂防治害虫时,害虫抗药性基因的频率增加,说明杀虫剂诱导害虫定向突变
D.在自然越冬无杀虫剂作用时,害虫中抗药性基因的频率下降,说明变异的有利或有害取决于环境的变化
3.大彗星兰是世界上最富盛名的兰花之一,在长约30~40cm的花距底部储存着花蜜。某种长喙天蛾的口器可以帮助其顺利吸食大彗星兰的花蜜,并在吸食花蜜的过程中为大彗星兰传粉。下列叙述错误的是( )
A.长喙天蛾口器的特征决定着大彗星兰花距变异的方向
B.若长喙天蛾的数量减少,会影响大彗星兰种群的繁衍
C.大彗星兰的长花距对吸食花蜜的昆虫具有选择作用
D.大彗星兰和长喙天蛾在相互影响中不断进化和发展
4.白头叶猴是仅分布于广西崇左市喀斯特山区的特有物种,该地区某些植物因白头叶猴的采食压力而产生更多次生代谢物(如单宁酸),以减少被采食,而白头叶猴则发展出更强的消化适应能力,该现象体现了( )
A.生物多样性 B.竞争排斥 C.协同进化 D.生殖隔离
5.大约500万年前海底火山喷发形成的加拉帕戈斯群岛,由13个主要岛屿组成,生活着13种地雀,不同种之间存在生殖隔离。下列叙述错误的是( )
A.不同岛屿上的地雀群产生基因突变的情况相同
B.13种地雀的进化,体现了生物多样性是协同进化的结果
C.在自然选择作用下,地雀种群基因频率发生定向改变
D.在生物进化中,可通过地理隔离导致生殖隔离而形成不同物种
6.以下生物现象属于协同进化的是( )
A.游泳生活的鲨鱼和海豚都进化出了流线型的身体
B.雌孔雀会选择羽毛更为艳丽的雄孔雀作为自己的配偶
C.校园中有些植物会攀缘在铁栅栏上,向高处生长争夺光照
D.土壤微生物从土壤中获取营养,同时也改变了土壤的成分
7.(不定项)下列有关物种和生物进化的叙述,错误的是( )
A.如果没有突变,生物就不可能发生进化
B.物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
C.物种的形成一定要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离
D.捕食者客观上起到了促进种群发展的作用,有利于增加物种多样性
8.(不定项)下图1为太平洋某部分岛屿上几种鸟类的分布及迁徙情况,其中S鸟有黑羽(AA)、杂羽(Aa)、灰羽(aa)三种表现型。图2显示S鸟不同种群的等位基因频率与代数的关系,其中n代表种群的个体数。下列有关叙述正确的是( )
A.基因突变、染色体变异、环境可引起种群基因频率的变化
B.随着繁殖代数的增加,群体越大,种群纯合子越倾向于增加
C.相对于X岛,Y岛上的鸟物种多样性和遗传多样性可能会减小
D.Y岛若产了生新物种,是经过长期的地理隔离最后出现生殖隔离的结果
9.加拉帕戈斯群岛上地雀的共同祖先是来自南美洲大陆的原始地雀,经过长期的进化,最终在各个岛屿上形成了13个不同的物种。回答下列问题:
(1)一个地雀种群中全部个体所含有的全部基因叫作该种群的______。原始地雀种群中,基因突变产生的等位基因,通过有性生殖过程中的__形成了多种基因型,这些可遗传变异是________(填“定向的”或“不定向的”)。
(2)原始地雀迁徙至不同岛屿后,各岛屿的地雀之间存在__隔离,由于各岛屿环境差异较大,在________的作用下,不同种群的基因频率朝着不同方向发生定向改变。随着有利变异的逐渐积累,彼此之间出现_____隔离,最终形成地雀的新物种。
(3)不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断的进化和发展,称为________。通过漫长的进化过程最终导致了生物多样性的形成,生物多样性主要有三个层次的内容:遗传多样性、物种多样性和______。
10.美国西部某山林生活着不少彩蝶,分别集中分布于该山林的甲、乙、丙三个区域。距今1000年前的A、B、C三个品种的彩蝶形状差异很大;距今500年前,在乙、丙两区之间曾出现过一条宽阔的大河。如今大河早就干涸,该地区依然保留A、B两种彩蝶,C种彩蝶已经绝迹,出现的是D种彩蝶,且甲、乙两区结合处的A、B彩蝶依然能互相交配产生可育后代,乙、丙地区结合处的B、D彩蝶能杂交,但雌蝶所产受精卵不能发育变成成虫。
(1)研究彩蝶进化最直接、最重要的证据是__________。
(2)一种彩蝶有A、B、C三个品种,体现了__________多样性。根据资料可推测,D是由C进化来的。在进化过程中,C种群中出现的__________提供了进化的原材料,大河导致的__________使C种群无法与A、B种群进行基因交流;由于丙区的环境与甲、乙区不同,所以在自然选择的作用下,C种群的__________定向改变;久而久之,C种群的基因库就变得与A、B种群有明显差异,最后与A、B种群产生了__________,这就标志着C彩蝶已经进化成了一个新物种——D彩蝶。
(3)凤蝶幼虫的臭腺通过释放刺鼻气味的萜类化合物来驱避蚂蚁等小型天敌,这种适应是__________的结果;但凤蝶金小蜂已适应该气味,甚至能通过气味定位凤蝶的幼虫,将卵产在凤蝶幼虫体内,这体现了适应的__________性。
(4)风兰为吸引特化传粉者,进化出细长花冠并在底部分泌花蜜;天蛾蝶为获取花蜜进化出较长的口器,在采蜜时头部会接触花冠深处的柱头帮助风兰完成传粉。像风兰和天蛾蝶这样的进化现象属于__________。
常考点12:基因频率与基因型频率的计算及生物进化的实质
1.现有两个非常大的某昆虫种群(种群1和种群2),个体间随机交配,没有迁入和迁出,无突变,自然选择对B和b基因控制的性状没有作用。种群1中基因型为BB的个体占18%,基因型为Bb的个体占78%;假设这两个种群大小相等,地理隔离不再存在,两个种群完全合并为一个可随机交配的新种群;在新种群中,基因型为BB的个体占28%,基因型为Bb的个体占58%。根据以上信息,种群2中B的基因频率为( )
A.62% B.57% C.68% D.65%
2.某害虫对杀虫剂的抗药(R)对敏感(r)为显性。科研人员在不同时间点(T1、T2)对甲、乙两个地区的该害虫进行调查,三种基因频率变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.甲地区T1→T2时,r基因频率提高
B.T2时,乙地区R基因频率约为80%
C.乙地区的害虫发生了进化,甲地区则没有
D.R与r基因的本质区别是碱基的排列顺序不同
3.扁桃具有较强抗旱性。分布在我国云南、广西、贵州等地的多种野生扁桃,均属于桃属植物,其亲缘关系存在差异。下列叙述错误的是( )
A.不同地区野生扁桃种群的基因库存在差异
B.气候与海拔差异影响野生扁桃的进化方向
C.分布地环境越相似的野生扁桃亲缘关系越近
D.同区域野生扁桃形态趋同是自然选择的结果
4.(不定项)据报道,广东某9岁男孩对克林霉素、头孢曲松等6种抗生素均具有耐药性,其母亲回忆后认为,这可能与该男孩幼年时一发烧就给其使用头孢类药物有关。下列分析错误的是( )
A.长期频繁使用头孢类药物,使该男孩体内耐药菌所占比例增加
B.长期频繁使用头孢类药物,使该男孩体内细菌发生了适应性变异
C.该男孩体内细菌的基因型频率定向改变,使其对多种抗生素具有耐药性
D.该事实提醒我们,日常生活中减少或完全禁止使用抗生素有利于身体的健康
5.(不定项)某动物毛色具有灰色(A)和黑色(a)、短尾(E)和长尾(e)两对相对性状,若该动物种群中雌雄个体数量相等,经过自由交配多代后,相关基因频率变化如表所示。下列相关叙述正确的是( )
项目
A基因
E基因
第1代
100%
12%
第7代
67%
48%
第10代
61%
86%
A.控制该动物毛色和尾型的全部基因不能构成该种群的基因库
B.种群繁殖过程中毛色基因发生了突变,但尾型基因未发生突变
C.该动物种群繁殖过程中长尾基因频率下降与自然选择有关
D.可推测该种群中灰色杂合子和短尾杂合子的频率会持续增大
6.(不定项)玉米是雌雄同株异花植物,利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系,该突变品系的产生原因是基因Ts突变为ts,Ts对ts为完全显性。使雌株突变品系与M杂交得F1,连续自交得F2、F3。下列相关说法正确的是( )
A.F1与F2中ts的频率均为1/2
B.F3中雌株个体所占比例为3/8
C.F2自交与自由交配得到的F3中ts频率不同
D.从F3开始每一代中均以雌株做母本,雌雄同株做父本,则ts频率最终为3/4
7.(不定项)某种害虫对杀虫剂的抗药(R)对敏感(r)为显性。科研人员在不同时间点T1、T2对甲、乙两个地区的该害虫进行调查,三种基因型频率变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.T1→T2时,甲地区r基因频率提高,T2时乙地区R基因频率约为20%
B.乙地区害虫种群内不同个体之间的差异体现了生物多样性中的遗传多样性
C.乙地区的害虫发生了进化,甲地区则没有
D.环境直接对害虫的基因型进行定向选择
8.(不定项)某种螳螂褐体色(A)对绿体色(a)为显性,在某地区释放一群人工饲养的螳螂,这群螳螂中褐体色约占90%,褐体中杂合子所占的比例为60%;第二年在该地区发现褐体色下降至76%;第三、四年褐体色比例均有一定程度下降。下列相关叙述正确的是( )
A.螳螂种群中全部的A基因和a基因构成了该种群的基因库
B.刚释放时该种群中的纯合褐体色螳螂所占的比例为54%
C.刚释放时控制褐体色和绿体色的基因频率分别为63%和37%
D.在第二年时,aa基因型频率为24%,但无法计算出a的基因频率
9.鹿、河马和鲸的进化关系如图所示。据图回答下列问题:
(1)图中亲缘关系最近的物种是___________,在细胞和分子水平上可用___________的方法进行证明。
(2)某足够大的河马初始种群中,等位基因A和a的基因频率均为0.5,一段时间后,a基因频率变为0.05、A基因频率变为0.95,若不考虑迁入和迁出,则基因频率发生变化的原因可能是___________(答出两点);若基因型为AA、Aa的个体生存力相同,则种群中a基因不能被完全淘汰的原因是___________。如果种群中某一只河马的体色发生了变化,___________(填“能”或“不能”)代表发生了进化。
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高一下学期生物期末 常考点攻破练(12大常考点)
12大常考点概览
常考点01 孟德尔分离定律的实质与特殊题型突破(含致死效应、复等位基因)
常考点02 孟德尔自由组合定律的解题模型与概率计算技巧
常考点03 减数分裂与有丝分裂的过程辨析及图像识别
常考点04 伴性遗传的特点、类型判断与遗传图解绘制
常考点05 人类遗传病的监测预防与系谱图综合分析
常考点06 DNA是主要遗传物质的经典实验证据与逻辑分析
常考点07 DNA双螺旋结构特点与半保留复制的相关计算
常考点08 基因的表达过程(转录与翻译)及中心法则
常考点09 可遗传变异的辨析:基因突变、基因重组与染色体变异
常考点10 染色体变异在育种中的应用及综合实践
常考点11 现代生物进化理论的核心观点与物种形成机制
常考点12 基因频率与基因型频率的计算及生物进化的实质
常考点01:孟德尔分离定律的实质与特殊题型突破(含致死效应、复等位基因)
1.如图所示,某二倍体植物的5号染色体有3条,基因B/b位于5号染色体上。已知该植株在减数分裂过程中任意两条5号染色体发生联会并分离,第三条染色体随机移向一极,且受精卵中同号染色体存在4条及以上的不能存活。不考虑其他突变和致死现象,下列说法错误的是( )
A.该植株产生的配子为B:BB:Bb:b=2:2:1:1
B.若该植株自交一代,所得后代的性状分离比为26:1
C.该植株连续自交,子代中B基因的基因频率不变
D.该植株父本或母本减数分裂时5号同源染色体未分离
【答案】A
【详解】A、根据题意可知,该植株在减数分裂过程中任意两条5号染色体发生联会并分离,第三条染色体随机移向一极,因此植株BBb产生配子为B∶Bb∶BB∶b=2∶2∶1∶1,A错误;
B、该植株BBb产生配子B∶Bb∶BB∶b=2∶2∶1∶1,受精卵中同号染色体存在4条及以上的不能存活,则自交后代中不存活比例为 4/36BBbb+ 4/36BBBb+1/36BBBB=9/36,存活个体为27/36,隐性个体bb为1/6×1/6=1/36,故性状分离比为26∶1,B正确;
C、该植株的B基因频率是b的二倍,该植株BBb连续自交,不存活个体中B、b基因的比例也是2:1,所以B基因的基因频率并未改变,C正确;
D、该植株的产生可能是异常的配子BB和正常的配子b受精形成,也可能是异常的配子Bb和正常的配子B受精形成,则异常配子BB的产生可能是减数第一次分裂过程中5号同源染色体未分离或减数第二次分裂过程中5号染色体姐妹染色单体未分离导致的,异常配子Bb的产生是由于5号染色体在减数第一次分裂过程中同源染色体未正常分离导致的,D正确。
2.某作物的细胞质基因(P、H)和细胞核基因(D、d)与雄性育性相关,子代细胞质基因与母本相同。现有该作物的4个纯合品种:①(P)dd(雄性不育)、②(H)dd(雄性可育)、③(H)DD(雄性可育)、④(P)DD(雄性可育),科研人员利用上述品种进行杂交实验,成功获得生产上可利用的杂交种。下列有关叙述不正确的是( )
A.①和②杂交,产生的后代基因型为(P)dd,表现型为雄性不育
B.④自交的后代均为雄性可育,且后代基因型与亲本一致
C.①和③杂交获得生产上可利用的杂交种,其自交后代出现性状分离,故需年年制种
D.①和③杂交后代作父本,②和③杂交后代作母本,二者杂交后代雄性可育和不育的比例为3:1
【答案】D
【分析】基因分离定律的实质: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;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、①(P)dd为母本,②(H)dd为父本,子代细胞质基因来自母本(P),核基因dd(dd×dd→dd),故基因型为(P)dd,表现雄性不育,A正确;
B、④(P)DD自交时,细胞质基因只能来自母本(P),核基因DD自交后代仍为DD,故子代均为(P)DD,雄性可育,B正确;
C、①(P)dd×③(H)DD杂交,子代细胞质基因为P,核基因Dd,Dd自交后代会分离为DD、Dd、dd,其中P(dd)表现为雄性不育,需年年制种,C正确;
D、①×③后代(P)Dd作父本,②×③后代(H)Dd作母本,子代细胞质基因为H(来自母本),核基因可能为DD、Dd、dd,由于细胞质H下无论核基因如何均雄性可育,故后代全为可育,D错误。
3.“77-2”和“77-4”是广泛种植的三倍体橡胶树新品种。三倍体橡胶树由减数分裂正常形成的雄配子(n)和异常形成的雌配子(2n)结合产生。为研究雌配子(2n)产生的原因,对三倍体及其亲本的基因型进行分析,结果如表所示。下列叙述正确的是( )
实验材料
基因型
GT1(母本)
Ee
PR107(父本)
Ee
77-2
EEe
77-4
EEE
A.可通过光学显微镜观察确定三倍体新品种的基因型
B.父本和母本杂交有可能产生基因型为eee的新品种
C.培育“77-2”和“77-4”时亲本减数分裂形成的配子均异常
D.“77-2”和“77-4”减数分裂均不能产生染色体正常的配子
【答案】B
【分析】1、减数分裂:(1)范围:进行有性生殖的生物。(2)时期:产生成熟生殖细胞时。(3)特点:染色体复制一次,细胞连续分裂两次。(4)结果:成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。
2、染色体变异是指体细胞或生殖细胞中染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】A、基因型需通过基因检测确定,光学显微镜仅能观察染色体数目或结构变异,无法直接判断基因型,A错误;
B、父本(Ee)和母本(Ee)杂交,若母本产生异常雌配子(ee)且父本提供正常雄配子(e),则子代基因型为eee(三倍体),B正确;
C、三倍体由正常雄配子(父本减数分裂正常)和异常雌配子(母本减数分裂异常)结合形成,培育“77-2”和“77-4”时父本减数分裂形成的配子正常,C错误;
D、据表可知,“77-2”可产生基因型为 EE、e、Ee、E的四种类型的配子,其中基因型为 E、e的为正常配子,“77-4”可产生基因型为 EE、E 的两种类型的配子,其中基因型为 E的为正常配子,D错误。
4.下列能直接证明孟德尔分离定律的是( )
A.亲本高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,F₁全为高茎
B.F₁高茎豌豆自交,F₂中高茎:矮茎 = 3:1
C.F₁与矮茎豌豆测交,高茎:矮茎 = 1:1
D.豌豆的高茎对矮茎为显性且由核基因控制
【答案】C
【详解】A、亲本杂交F₁全为高茎,仅体现显性性状,未涉及等位基因分离,A不符合题意;
B、F₁自交F₂出现3:1比例,是分离定律的间接证据,未直接体现配子形成时的分离,B不符合题意;
C、F₁测交结果为1:1,直接反映F₁产生两种配子且比例为1:1,证明分离定律,C符合题意;
D.性状显隐性及核基因控制是分离定律的前提,非直接证明,D不符合题意。
5.(不定项)小鼠的毛色受A1(黄色)、A2(灰色)、A3(黑色)三种基因控制,三者互为等位基因且可能存在纯合致死现象。为探究三种基因的显隐性关系和致死情况,进行如表所示的杂交实验。下列说法正确的是
P
F1
组合①
黄鼠×黄鼠
黄鼠:灰鼠=2:1
组合②
黄鼠×灰鼠
黄鼠:灰鼠:黑鼠=2:1:1
A.以上实验组合可以证明A1相对于A2、A3为显性
B.以上实验组合无法排除灰鼠纯合致死的情况
C.若黄鼠与黄鼠杂交,后代中至少会出现两种表型
D.不同毛色的鼠杂交,后代中杂合子的比例至少占1/2
【答案】ABD
【分析】分离定律的实质是在减数分裂过程形成配子时,等位基因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。
【详解】A、黄鼠和黄鼠杂交,后代出现灰鼠,说明黄色对灰色为显性,且子代中黄鼠:灰鼠=2:1,说明黄鼠纯合致死,黄鼠和灰鼠杂交,后代出现黑鼠,说明黄色、灰色对黑色为显性,因此,A1对A2为显性,A2对A3为显性,A正确;
B、以上实验组合无法得出灰鼠纯合是否有致死现象,B正确;
C、该题无法排除灰鼠是否纯合致死,若灰鼠纯合致死,黄鼠和黄鼠杂交的后代有可能只出现一种表型,C错误;
D、黄鼠纯合致死,黄鼠和任意一种颜色的小鼠杂交,后代中杂合子的比例至少占1/2,若不涉及黄鼠,灰鼠和黑鼠杂交,后代中杂合子的比例至少占1/2,D正确。
6.玉米为雌雄同株异花的植物,某玉米种群中三种基因型的比例为AA:Aa:aa=3:6:1,若所有植株繁殖成功率相同且每株产生的子代数量相等,自由交配繁殖一代后,子代中aa植株的比例为( )
A.1/10 B.4/25 C.1/5 D.19/100
【答案】B
【知识点】基因分离定律的实质和应用
【分析】分离定律的主要内容是:在生物体的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
【详解】该玉米种群中雌雄配子之间可随机结合,雌配子比例为:A=3/10+6/10×1/2=3/5,a=1-3/5=2/5。雄配子比例为:A=3/10+6/10×1/2=3/5,a=1-3/5=2/5,自由交配子代aa比例为2/5×2/5=4/25,B正确,ACD错误。
7.某自花授粉植物,基因型为Aa的个体产生花粉时,A基因会杀死1/3含a基因的花粉,不存在其它致死现象,则在自然状态下,关于该植株产生的子代,下列说法正确的是( )
A.F1中Aa占7/12 B.F1产生的花粉比例为A:a=11:6
C.F2中aa占3/10 D.F2中AA:Aa=59:49
【答案】C
【知识点】分离定律综合问题分析(异常现象分析)、基因分离定律的实质和应用
【分析】基因分离定律的实质: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;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、基因型为Aa的个体产生花粉时,A基因会杀死1/3含a基因的花粉,因此Aa自交时,产生的卵细胞种类及比例为1/2A、1/2a,而精子的种类和比例为2/5a、3/5A,雌雄配子随机结合,后代基因型为AA的比例为1/2×3/5=3/10,Aa的比例为1/2×2/5+1/2×3/5=1/2,aa的比例为1/2×2/5=1/5。因此,F1中Aa基因型个体占1/2,A错误;
B、基因型为Aa的个体产生花粉时,A基因会杀死1/3含a基因的花粉,不存在其它致死现象,故F1含A花粉:含a花粉=(3/10+1/2×1/2):(1/5+1/2×1/2×2/3)=3:2,B错误;
CD、该植物为自花授粉植物,F1中AA:Aa:aa=(3/10):(1/2):(1/5),Aa自交,子代依然是AA:Aa:aa=(3/10):(1/2):(1/5),而纯合子稳定遗传,故F2中AA:Aa:aa=(3/10+1/2×3/10):(1/2×1/2):(1/5+1/2×1/5)=9:5:6,aa占3/10,AA:Aa=9:5,C正确,D错误。
8.(不定项)某种雌雄同株植物叶片形状的圆形和针形受一对基因A、a控制,A对a为显性,基因型为aa的植株表现为针叶。以下分析错误的是( )
A.若Aa植株自交,淘汰掉F1中的aa植株,剩余植株自由交配,F2中圆叶∶针叶=8∶1
B.若a使花粉一半死亡,Aa植株自交,后代圆叶∶针叶=6∶1
C.若a使花粉完全死亡,Aa植株自交得F1,F1自交所得F2中AA∶Aa=1∶1
D.若基因型AA致死,则圆叶植株自交得F1,F1自由交配所得F2中圆叶∶针叶=1∶1
【答案】BC
【知识点】分离定律综合问题分析(异常现象分析)、基因分离定律的实质和应用
【分析】基因分离定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代。
【详解】A、Aa植株自交得F1,若淘汰掉F1中的aa植株,则剩余植株中AA∶Aa=1∶2(可产生的配子类型及所占比例为2/3A、1/3a),剩余植株自由交配得F2,F2中圆叶(AA、Aa)∶针叶(aa)=(2/3×2/3+2/3×1/3×2)∶(1/3×1/3)=8∶1,A正确;
B、若a使花粉一半死亡,Aa植株自交,雄配子中A占2/3,a占1/3,雌配子中A占1/2,a占1/2,后代圆叶∶针叶=(2/3×1/2+2/3×1/2+1/2×1/3)∶(1/3×1/2)=5∶1,B错误;
C、若a使花粉完全死亡,Aa植株自交得F1(1/2AA、1/2Aa),F1自交,所得F2的基因型及所占比例为3/4AA、1/4Aa,即F2中AA∶Aa=3∶1,C错误;
D、若基因型AA致死,则圆叶植株的基因型均为Aa,其自交所得的F1的基因型及所占比例为2/3Aa、1/3aa,F1自由交配,F2的基因型及所占比例为1/2Aa、1/2aa,即圆叶∶针叶=1∶1,D正确。
故选BC。
9.(不定项)某种雌雄同株植物叶片形状的圆形和针形分别受基因A和a控制。以下分析正确的是( )
A.若Aa植株自交,淘汰掉F1中的aa植株,剩余植株自由交配,F2中圆形:针形
B.若a基因使花粉一半致死,Aa植株自交,后代圆形:针形
C.若a基因使花粉完全致死,Aa×Aa的后代随机交配,Aa的基因型所占比例不变
D.若AA基因型致死,则圆叶植株自交得F1中圆形:针形
【答案】ABD
【知识点】基因分离定律的实质和应用、分离定律综合问题分析(异常现象分析)
【分析】基因分离定律的实质:位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代。
【详解】A、Aa植株自交得F1,若淘汰掉aa,则有1/3AA和2/3Aa(可产生的配子类型及所占比例为2/3A、1/3a),其自由交配得F2,F2中圆形∶针形=8∶1,A正确;
B、若a基因使花粉一半致死,Aa植株自交,花粉(雄配子)中2/3是A,1/3是a,雌配子中1/2是A,1/2是a,后代圆形∶针形=5∶1,B正确;
C、若a基因使花粉完全致死,Aa×Aa的后代基因型及比例为1/2AA、1/2Aa,再随机交配,所得植株的基因型及比例为3/4AA、1/4Aa,显然,Aa的基因型频率改变,C错误;
D、若AA基因型致死,则圆叶植株的基因型均为Aa,其自交所得的F1为2/3Aa、1/3aa,圆形:针形=2:1,D正确。
常考点02:孟德尔自由组合定律的解题模型与概率计算技巧
1.某植物的花色受到独立遗传的两对基因A/a、B/b控制,这两对基因与花色的关系如图所示。含有红色色素的植株开红花,含有粉色色素的植株开粉花,其他植株均开白花。下列分析错误的是( )
A.基因型为AAbb或AaBB的植株开粉花
B.基因型为aaBB或aabb的植株开白花
C.基因型为AABB或AaBb的植株开红花
D.基因型为AaBb的植株自交,子代中白花:粉花:红花=4:3:9
【答案】A
【详解】ABC、结合题干信息分析,某自花传粉植物的花色受两对独立遗传的等位基因A/a、B/b控制,且两对等位基因独立遗传,结合基因与性状的关系可知,该群体中基因型和表现型的对应关系为A_B_(红色)、A_bb(粉红花)、aa__(白色),A错误、BC正确;
D、基因型为AaBb的植株自交,后代基因型及其比例为A_B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1,子代中白花:粉花:红花=4:3:9,D正确。
2.某研究小组从野生型高秆玉米中获得了两个矮秆突变体,为了研究这两个突变体的基因型,该小组让这两个矮秆突变体杂交,所得F1全为高秆,F1自交得F2,发现F2中表型及比例是高秆∶矮秆∶极矮秆=9∶6∶1。下列相关推测正确的是( )
A.F2矮秆中纯合子所占比例为1/3
B.F2高秆中与F1基因型相同的植株所占比例为1/2
C.控制玉米茎秆高度的两对等位基因位于一对同源染色体上
D.可以使用显微镜对F1产生的花粉进行鉴定,来检验两对等位基因是否独立遗传
【答案】A
【详解】A、2个矮秆突变体(亲本)杂交得F1,F1自交得F2,发现F2中表型及其比例是高秆:矮秆:极矮秆=9:6:1,符合9:3:3:1的变式,因此这对相对性状是由两对等位基因控制,且遵循自由组合定律,其中高秆基因型为A_B_,矮秆基因型为A_bb、aaB_,极矮秆基因型为aabb。F₂中矮秆占6份(包括A_bb和aaB_),其中纯合子为AAbb和aaBB,各占1份,故纯合子比例为2/6=1/3,A正确;
B、F₂高秆(A_B_)共9份,基因型包括AABB、AABb、AaBB、AaBb,其中与F₁(AaBb)基因型相同的占4份,比例为4/9,而非1/2,B错误;
C、若两对等位基因位于同一对同源染色体上,则F₂比例不符合9:6:1,而题干比例表明两对基因独立遗传,C错误;
D、显微镜观察花粉通常用于检测染色体数目变异或特定性状(如糯性),而两对等位基因是否独立遗传需通过测交实验验证,无法直接通过花粉形态判断,D错误。
3.下图为白花三叶草叶片细胞内氰化物代谢途径,欲探究控制氰化物合成的基因是否独立遗传,现用两种叶片不含氰化物的白花三叶草杂交,F1叶片中均含氰化物,F1自交产生F2。下列有关分析错误的是( )
A.叶片细胞中的D、H基因都表达才能产生氰化物
B.若F2中含氰化物个体占9/16,则两对基因独立遗传
C.推测F2叶片不含氰化物个体中纯合子的比例为3/7
D.推测F2中叶片含氰化物个体的基因型可能有3种
【答案】D
【分析】基因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自由组合是互不干扰的;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】A、由图示可知,D基因表达产生产氰糖苷酶,能催化前体物转化为含氰糖苷,H基因表达产生氰酸酶,能催化含氰糖苷转化为氰化物,因此叶片细胞中的D、H基因都表达才能产生氰化物,A正确;
B、若两对基因独立遗传,则遵循基因的自由组合定律。已知两种叶片不含氰化物的白花三叶草杂交,F1叶片中均含氰化物,说明亲本的基因型为DDhh和ddHH,F1的基因型为DdHh。F1自交产生F2,根据基因的自由组合定律,F2中含氰化物(D-H-)个体占3/4×3/4=9/16,B正确;
C、若两对基因独立遗传,F1的基因型为DdHh,F1自交产生F2,F2中含氰化物(D-H-)个体占9/16,则不含氰化物个体占1−9/16=7/16。其中纯合子有DDhh、ddHH、ddhh,各占1/16,共占3/16,所以F2叶片不含氰化物个体中纯合子的比例为3/7,C正确;
D、若两对基因独立遗传,F1的基因型为DdHh,F1自交产生F2,F2中叶片含氰化物个体的基因型为DDHH、DDHh、DdHH、DdHh,共4种,而不是3种,D错误。
4.用两种纯合的月季花杂交得F1,F1自交得到F2,F2的表型及比例为紫花高茎:紫花矮茎:红花高茎:红花矮茎:白花高茎:白花矮茎=27:9:18:6:3:1。下列说法错误的是( )
A.高茎和矮茎这对相对性状中,高茎为显性性状
B.纯合亲本的表型为紫花与白花或两亲本均为红花
C.控制上述性状的基因中至少有两对基因位于一对同源染色体上
D.让F1与白花矮茎月季杂交,后代中红花高茎所占比例为1/4
【答案】C
【详解】根据F₂的表型比例,花色(紫:红:白=9:6:1)符合两对独立等位基因的显性上位效应,茎高(高:矮=3:1)符合显性性状。所有性状的遗传均遵循自由组合定律,无连锁现象。
【分析】A、F₂中高茎与矮茎比例为3:1,说明两种纯合的月季花杂交得F1为高茎,且为杂合子,所以高茎为显性性状,A正确;
B、F₂中紫:红:白=9:6:1,该符合两对独立等位基因的控制,即可知F1关于花色的基因可表示为AaBb,所以纯合亲本可能为紫花(AABB)与白花(aabb)或均为红花(AAbb和aaBB),B正确;
C、F₂比例(27:9:18:6:3:1)符合(9:6:1)×(3:1),说明所有基因独立遗传,无连锁,C错误;
D、F₂中高茎与矮茎比例为3:1,即可知F1关于茎的高度的基因可表示为Dd,结合B项分析可知F₁(AaBbDd)与白花矮茎(aabbdd)测交,红花高茎概率为(50%红花×50%高茎)=,D正确。
故选C。
5.某雌雄同株的二倍体植物,茎色绿色或浅绿色为一对相对性状,茎上有斑点或无斑点为另一对相对性状。现用纯合的该植物进行了两组杂交实验,结果如下表所示(不考虑突变和染色体互换)。下列说法错误的是( )
组别
亲本
F₁
F2
实验一
绿色×浅绿色
绿色
绿色599;浅绿色201
实验二
无斑点×无斑点
有斑点
有斑点451;无斑点352
A.根据实验一推测绿色为显性性状
B.茎上有斑点和无斑点这对相对性状,至少由2对等位基因控制
C.F2茎上无斑点植株自交后代会出现性状分离
D.F2中茎上有斑点植株随机传粉,理论上子代茎上无斑点植株中纯合子所占比例为9/17
【答案】C
【分析】实验一:亲本绿色和浅绿色杂交,子一代全为绿色,说明绿色为显性。
实验二:亲本无斑点和无斑点杂交,子一代表现为有斑点,F2有斑点:无斑点=9:7,为9:3:3:1的变式,说明茎上有斑点和无斑点这对相对性状,至少由2对等位基因控制,设该性状由A/a控制。
【详解】A、实验一中,绿色(显性)与浅绿色(隐性)杂交,F1全为绿色,说明绿色为显性,A正确;
B、 实验二中,亲本均为无斑点,F1全为有斑点,F2比例为451:352≈9:7,符合两对独立遗传的显性基因控制的性状(A_B_表有斑点,其他表无斑点),说明至少由2对等位基因控制,B正确;
C、 F2无斑点植株包括A_bb、aaB_、aabb。其中A_bb(如AAbb、Aabb)和aaB_(如aaBB、aaBb)自交后代均为无斑点,aabb自交仍为aabb,均不会发生性状分离,C错误;
D、F2有斑点植株(A_B_)的基因型和比例为AABB:AABb:AaBB:AaBb=1:2:2:4,两对基因分开考虑,AA:Aa=1:2,产生的配子为A:a=2:1,BB:Bb=1:2,产生的配子为B:b=2:1,随机传粉的子代中,AA:Aa:aa=4:4:1,BB:Bb:bb=4:4:1,无斑点植株占的比例为:8/9×1/9×2+1/9×1/9=17/81,无斑点纯合子有:AAbb(4/9×1/9=4/81)、aaBB(1/9×4/9=4/81)、aabb(1/9×1/9=1/81),无斑点植株中纯合子占9/81÷17/81=9/17,D正确。
6.根据下列遗传图解,以下分析正确的是( )
A.体现基因分离定律实质的过程只有①②
B.体现基因自由组合定律实质的过程只有④⑤
C.发生基因重组的过程只有③
D.①②③④⑤过程都发生了基因重组
【答案】B
【详解】A、分离定律发生在杂合子减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因会随着同源染色体的分离而分离,因此体现基因分离定律实质的过程为①②④⑤,A错误;
B、自由组合定律的实质是减数分裂产生配子时,同源染色体分离导致等位基因分离,非同源染色体自由组合导致其上的非等位基因自由组合,因此体现基因自由组合定律实质的过程只有④⑤,B正确;
CD、基因重组是指减数分裂产生配子时非等位基因的重新组合,因此发生基因重组的过程为④和⑤,③为受精作用,C错误;
D、③为受精作用,不发生基因重组,D错误。
7.下图表示育种专家培育矮秆(d)抗病(T)小麦新品种的过程。下列说法错误的是( )
A.两对基因的分离和组合互不干扰,是用孟德尔遗传规律预测杂交结果的前提
B.矮秆基因d和抗病基因T集中于F1是过程①发生基因重组的结果
C.过程②产生的F2矮秆抗病植株中符合育种要求的植株占1/3
D.从F2矮秆抗病植株中选出符合生产要求的品种最简便的方法是自交
【答案】B
【详解】A、两对基因独立遗传(分离和组合互不干扰 ),符合孟德尔自由组合定律,是预测杂交结果的前提,A正确;
B、过程①是杂交(高秆抗病 DDTT 与矮秆感病 ddtt 杂交 ),基因重组发生在减数分裂(F1 形成配子时 ),不是杂交过程,B错误;
C、F2 矮秆抗病植株(ddT_ )中,ddTT 占 1/3,ddTt 占 2/3,符合育种要求(矮秆抗病纯合子 ddTT )的占 1/3,C 正确;
D、从 F2 矮秆抗病植株中选纯合子,最简便方法是自交(纯合子自交不发生性状分离,杂合子自交后代出现性状分离 ),D 正确。
8.若水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制两对性状的两对等位基因独立遗传,两种基因型的水稻植株杂交,F1的表型及比例为:高秆抗病:矮秆抗病:高秆易感病:矮秆易感病=3:3:1:1.若让F1中高秆抗病植株相互授粉,F2的表型及比例为:高秆抗病:矮秆抗病:高秆易感病:矮秆易感病=24:8:3:1.下列叙述正确的是( )
A.两亲本水稻植株的基因型分别为DdRr、Ddrr
B.F1中高秆抗病植株的基因型为DdRr
C.F1中高秆抗病植株产生的配子D:d=2:1,R:r=1:1
D.F1中高秆抗病与矮秆易感病杂交,后代性状分离比为2:2:1:1
【答案】D
【详解】根据F1中高秆:矮秆=1:1,抗病:感病=3:1可知,亲本的基因型为DdRr、ddRr。
【分析】A.亲本杂交后F1的株高比例为1:1(Dd×dd),抗病比例为3:1(Rr×Rr),故亲本基因型应为DdRr和ddRr,A错误;
B.F1高秆抗病植株的基因型包括DdRR和DdRr(比例1:2),B错误;
C.Dd产生的配子D:d=1:1,R的配子中R:r=2:1(因1/3植株为DdRR,2/3为DdRr),故D:d=1:1,R:r=2:1,C错误;
D.F1高秆抗病(1/3 DdRR、2/3 DdRr)与矮秆易感(ddrr)杂交,后代株高比例为1:1,抗病与易感比例为2:1,综合比例为2:2:1:1,D正确。
9.(不定项)已知等位基因A/a、B/b独立遗传,基因a和基因b均可独立导致人体患某一遗传病,基因a位于性染色体上。图1是一家系有关该病(不考虑X、Y染色体的同源区段)的遗传图谱。为确定相关个体的基因型,某研究小组对该家系成员与该病有关的基因进行了电泳,电泳结果如图2所示。已知基因A、B、a、b均只电泳出一个条带且不考虑突变。下列说法正确的是( )
A.导致图中Ⅱ-1患病的致病基因来自I-1和I-2
B.基因A和基因b分别对应图2中的条带②和③
C.I-1和I-2再生一个患病孩子的概率为9/16
D.Ⅱ-3与基因型和Ⅱ-1相同的女性婚配,生育患病儿子的概率是1/4
【答案】ABD
【详解】A、根据乙图Ⅰ-1个体含有四个条带,说明Ⅰ-1基因型为BbXAXa,Ⅰ-2表现正常,则Ⅰ-2中A/a基因基因型为XAY,患病个体Ⅱ-1含有3个条带,说明其基因型中有一对基因为隐性纯合子(致病基因型)和一对杂合子,根据其父母基因型可知,该患病个体A/a基因基因型可能为XAXA或XAXa,说明该患者不是因为a基因致病,则其是由bb基因型致病,故Ⅱ-1基因型为bbXAXa,因此Ⅰ-2基因型应为BbXAY,故图甲中Ⅱ-1患病的致病基因来自Ⅰ-1和Ⅰ-2,A正确;
B、图乙中Ⅱ-2只有①和②两个条带,说明Ⅱ-2个体内基因型为两对纯合子,Ⅱ-2为正常男性,则其基因型为BBXAY,结合A选项中Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅱ-1的基因型分析,Ⅱ-1中没有B基因,则其没有的条带①为B基因对应条带,Ⅰ-2个体中没有a基因,则其没有的条带④为a基因对应的条带,四人中共有的基因是A基因,在四人共有的条带②为基因A对应的条带,剩下的条带③为b基因对应的条带,B正确;
C、Ⅰ-1基因型为BbXAXa,Ⅰ-2基因型为BbXAY,则再生一个正常孩子B-XA-的概率为3/4×3/4=9/16,患病孩子的概率为7/16,C错误;
D、Ⅱ-3号基因型为1/3BBXAY或2/3BbXAY,若其与基因型为bbXAXa的女性婚配,夫妇所生儿子基因型为XAY或XaY,考虑bb患病的情况,即2/3Bb×bb→1/3bb,生育患病儿子的概率是=3/4×1/3=1/4,D正确。
10.(不定项)某二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。相应基因可以依次用Aa、Bb、Cc……表示,不考虑突变、致死等异常情况,下列关于该植物以上不同性状的分析,错误的是( )
A.若该植株3对基因均杂合,则其自交子代中隐性纯合子所占比例为1/64
B.若该植株6对基因均杂合,则其测交子代中仅一对基因杂合的个体所占比例为3/64
C.若利用AaBb和aaBb杂交,子代表型之比为1∶1∶1∶1,则可以验证基因的自由组合定律
D.若两亲本(仅考虑Aa、Bb)杂交,子代表型之比为3∶1∶3∶1,则亲本之一的基因型一定为AaBb
【答案】BC
【分析】独立遗传的n对等位基因(即位于n对同源染色体上)的遗传遵循基因的自由组合定律。含n对等位基因的个体产生的配子种类数、自交和测交后代的基因型或表型的种类数或所占比例均等于将各对等位基因分别拆开后,各自按分离定律求出相应的种类数或所占比例的乘积。
【详解】A、若该植株3对基因均杂合,在独立遗传的情况下,该植株每一对杂合基因(如Aa)自交子代中隐性纯合子所占比例为1/4(如aa),所以3对杂合基因自交子代中隐性纯合子所占比例为1/4×1/4×1/4=1/64,A正确;
B、若该植株6对基因均杂合,让其与隐性纯合子测交,在独立遗传的情况下,该植株每一对杂合基因测交子代中有1/2杂合子、1/2隐性纯合子。若6对杂合基因一起测交,子代中仅一对基因杂合的个体有6种基因型,每1种基因型的个体所占比例为1/2杂合子×1/2隐性纯合子×1/2隐性纯合子×1/2隐性纯合子×1/2隐性纯合子×1/2隐性纯合子=1/64,所以这6种基因型的个体所占比例为6×1/64=3/32,B错误;
C、利用AaBb和aaBb杂交,若两对等位基因分别位于两对同源染色体上,子代表型之比为(1Aa∶1aa)×(3B_∶1bb)=3AaB_∶3aaB_∶1Aabb∶1 aabb,即子代表型之比为3∶3∶1∶1,通过观察子代的表型及比例,可以验证基因的自由组合定律,C错误;
D、若两亲本(仅考虑Aa、Bb)杂交,子代表型之比为3∶1∶3∶1,则两亲本的基因组成中,均有一对基因是杂合的,另一对基因在一个亲本中是杂合的、在另一个亲本中是隐性纯合的,即亲本之一的基因型一定为AaBb,D正确。
故选BC。
常考点03:减数分裂与有丝分裂的过程辨析及图像识别
1.图甲、乙表示某二倍体动物细胞分裂过程中一对同源染色体(分别用红色荧光和绿色荧光标记着丝粒)位置的变化路径。下列有关叙述中,正确的是( )
A.图甲、乙分别表示有丝分裂和减数分裂
B.两图①→②过程中均发生同源染色体联会
C.图甲③→④过程中未发生等位基因的分离
D.图乙的位置③时,细胞内有4个荧光点
【答案】D
【详解】A、观察图甲,同源染色体先联会,后分离,这符合减数分裂的特征;图乙中同源染色体没有联会和分离现象,而是着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,符合有丝分裂的特征,所以图甲、乙分别表示减数分裂和有丝分裂,A错误;
B、图甲中①→②过程发生同源染色体联会;而图乙进行的是有丝分裂,有丝分裂过程中不发生同源染色体联会,B错误;
C、图甲③→④过程是同源染色体分离,等位基因分离,C错误;
D、图乙表示有丝分裂,在位置③时,着丝粒分裂,形成4个着丝粒,共4个荧光点,D正确。
2.以下是某雄果蝇初级精母细胞进行减数分裂时,处于不同阶段(I-V)细胞中的相关物质(染色体、核DNA、染色单体)数量的图示。请根据该图,判断下列关于细胞分裂过程及遗传物质变化的说法,哪一项是不正确的( )
A.③表示染色单体,在时期Ⅲ后的细胞中含有2个Y或2个X
B.时期Ⅱ的同源染色体联会可能导致基因重组
C.正常情况下,时期Ⅲ的每个细胞中含1个染色体组
D.处于Ⅱ的细胞中可能含有4个四分体,16条染色单体
【答案】A
【详解】A、在Ⅰ和Ⅳ阶段,②的数量为0,说明②是染色单体;在Ⅲ阶段的细胞中,染色体数时体细胞的一半,含有姐妹染色单体,属于减数第二次分裂前期和中期,时期Ⅲ后的细胞为减数第二次分裂后期或末期,由于减数第一次分裂同源染色体分离,X和Y染色体分别进入不同的次级精母细胞,减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离,在时期Ⅲ后的细胞中含有2个Y或2个X,A错误;
B、在Ⅱ阶段的细胞中,含有同源染色体,且染色体数与体细胞相等,故属于减数第一次分裂时期,同源染色体联会可能会发生互换导致基因重组,B正确;
C、在Ⅲ阶段的细胞中,染色体数时体细胞的一半,含有姐妹染色单体,属于减数第二次分裂前期和中期,含有一个染色体组,C正确;
D、在Ⅱ阶段的细胞中,含有同源染色体,且染色体数与体细胞相等,故属于减数第一次分裂时期,若是出于减数第一次分裂前期,则含有4个四分体(等于同源染色体的对数),16条染色体单体,D正确。
3.下图为某动物体内细胞正常分裂的一组图像,对此相关叙述错误的是( )
A.细胞①②③中均含有同源染色体
B.细胞①分裂形成的是体细胞,细胞④分裂形成的是精细胞
C.等位基因的分离主要发生在细胞④中,非等位基因的自由组合发生在细胞②中
D.③细胞处于有丝分裂中期,有同源染色体但无四分体
【答案】C
【分析】1、图中①为有丝分裂后期,细胞内含有同源染色体,着丝粒分裂;②为初级精母细胞(减数第一次分裂后期),细胞内同源染色体正在分离,细胞质均等分裂;③为有丝分裂中期,细胞内含有同源染色体,④为次级精母细胞(减数第二次分裂后期),细胞内不含同源染色体;
2、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,因此其上的等位基因也随之分离,非同源染色体上的非等位基因也随之自由组合
【详解】A、细胞④不含同源染色体,①②③中均含有同源染色体,A正确;
B、细胞①进行的是有丝分裂,分裂后形成的是体细胞,细胞②中同源染色体分离且均等分裂,因而该动物为雄性,因而细胞④为次级精母细胞(减数第二次分裂后期),分裂后形成的是精细胞,B正确;
C、不考虑基因突变和互换,等位基因的分离、非等位基因的自由组合主要发生在减数第一次分裂后期,即细胞②中,C错误;
D、③细胞处于有丝分裂中期,有同源染色体但同源染色体不发生联会行为,因此无四分体,D正确。
4.如图甲表示某生物(2n=8)细胞分裂过程中的一条染色体(质)的变化过程,图乙表示该生物细胞分裂时有关物质或结构数量的相关曲线。下列叙述正确的是( )
A.a时不可能发生非等位基因的自由组合
B.图甲可表示一次细胞分裂过程中完整的染色体形态变化
C.若图乙曲线可以表示有丝分裂中染色体数目变化的部分曲线,则n=8
D.若图乙表示每条染色体的DNA数量变化,则图乙ab段可表示图甲③过程
【答案】D
【分析】题图分析,图甲表示细胞分裂过程中一条染色体(染色质)的系列变化过程。若该图表示有丝分裂过程,则①表示染色体的复制,发生在间期;②表示染色质螺旋化、缩短变粗形成染色体,发生在前期;③表示着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,发生在后期。若该图表示减数分裂过程,则①表示减数第一次分裂间期;②表示减数第一次分裂前期或减数第二次分裂前期;③表示减数第二次分裂后期。分析图乙:图2表示细胞分裂时有关物质和结构数量变化的相关曲线片段。
【详解】 A 、a可表示减数第一次分裂,在减数第一次分裂前期和后期都可能发生非等位基因的自由组合, A 错误;
B 、图甲不能表示一次细胞分裂过程中完整的染色体形态变化,因为染色体还要解螺旋化形成染色质, B 错误;
C 、若图乙曲线表示减数分裂中染色体数目变化的部分曲线,则n =4, C 错误;
D 、若图乙表示每条染色体的DNA数量变化,图乙 ab 段原因是着丝粒分裂,可对应图甲③过程, D 正确。
5.(不定项)下图甲到戊表示某高等动物细胞分裂过程中不同时期的图像,下列叙述正确的是( )
A.图中染色体数目相等的是甲、丙和戊;染色单体数目相等的是甲、乙和丙
B.图中含有同源染色体的是甲、乙和丙,乙和戊中着丝粒在纺锤丝的牵引下断裂分离
C.图示中有丝分裂包括甲、乙、丙,与高等植物细胞相比,图中细胞末期不形成细胞板
D.在该动物体内某一器官中可能同时观察到上述细胞分裂图像
【答案】CD
【详解】A、图中染色体数目相等的是甲、丙和戊,都是4条,乙中染色体数目是8条,丁中是2条,而染色单体数目相等的是甲和丙,都是8条染色单体,乙中没有染色单体,A错误;
B、据图可知,含有同源染色体的是甲、乙和丙,乙和戊中着丝粒分离是酶催化的结果,纺锤丝牵引染色体向两极移动,B错误;
C、有丝分裂包括前期(甲)、中期(丙)、后期(乙)和末期,与高等植物细胞相比,图中高等动物细胞末期不形成细胞板,而是细胞膜向内凹陷缢裂成2个子细胞,C正确;
D、丁和戊分别是减数第二次分裂中期和后期,可表示次级精母细胞或第一极体,在雌性动物的卵巢或雄性动物的精巢中,能同时进行有丝分裂和减数分裂,因此可同时观察到上述细胞分裂图像,D正确。
6.(不定项)如图1为某动物的原始生殖细胞分裂过程中细胞内同源染色体对数的变化曲线,图2为该动物的一个细胞分裂示意图。下列有关分析错误的是( )
A.图1中CD段时期的细胞中含有12条染色体,共4个染色体组
B.图1中GH段发生的原因是同源染色体分离后分别进入两个细胞
C.不考虑基因突变,图2细胞中的①④号染色体上不可能存在等位基因
D.由图2细胞可知该动物为雄性,图2细胞的子细胞还需变形才能产生精子
【答案】CD
【分析】分析图1可知,AF段为有丝分裂,FI段为减数分裂,分析图2可知,细胞中含有6条染色体,不含同源染色体,图2所示细胞处于减数分裂Ⅱ后期,由此推断该动物正常体细胞中含有6条染色体。
【详解】A、图1中CD段染色体数目加倍,表示有丝分裂后期,此时期细胞中含有12条染色体,共4个染色体组,A正确;
B、图1中GH段同源染色体对数变为0,发生的原因是同源染色体分离,然后分别进入两个次级精母细胞(或次级卵母细胞和极体),B正确;
C、若该动物为杂合子且在减数分裂Ⅰ前期发生过互换,则图2细胞中的①④号染色体上可能存在等位基因,C错误;
D、图2细胞在减数分裂Ⅱ时细胞质基质均等分裂,可能是次级精母细胞,也可能是极体,因此无法判断该动物的性别,D错误。
7.如图是某种高等动物的细胞分裂的坐标图和分裂图,请回答下列问题:
(1)图一坐标图中纵坐标的含义是细胞核中_____(填“染色体”或“DNA”)含量的变化;H→I时间段发生了_____。
(2)分裂图中,具有同源染色体的图是_____(填写图中序号);基因分离定律和自由组合定律都发生在坐标图的_____段。
(3)分裂图③的细胞名称是_____,它所处时间段对应坐标图中的区段是_____段。
(4)若该高等动物的基因型为AaBb,减数分裂产生了一个AAb的卵细胞,其原因是_____。
【答案】(1) DNA 受精
(2) ①④ CD
(3) 次级卵母细胞 EF
(4)在减数第二次分裂的后期着丝粒分裂后,两条b所在的染色体移向了细胞同一极
【分析】分析坐标图:AG表示减数分裂过程,HI表示受精作用。 分析分裂图:①为减数分裂Ⅰ中期,②为减数分裂Ⅱ中期,③为减数分裂Ⅱ后期,④为有丝分裂后期。
【详解】(1)图甲中相关物质的含量变化为:2a→4a→2a→a→2a,表示减数分裂和受精作用过程中DNA含量变化规律;H→I段表示发生了受精作用,之后进行的细胞分裂方式主要是有丝分裂。
(2)①为减数分裂Ⅰ中期,有同源染色体;②为减数分裂Ⅱ中期,无同源染色体;③为减数分裂Ⅱ后期,无同源染色体;④为有丝分裂后期,有同源染色体,综上所述具有同源染色体的图是①④。基因分离定律和自由组合定律都发生在减数第一次分裂后期,即坐标图的CD段。
(3)据图分析,分裂图③的细胞处于减数第二次分裂后期,且细胞质不均等分裂,说明该细胞称为次级卵母细胞,对应坐标图中的区段是EF段。
(4)若该高等动物的基因型为AaBb,减数分裂产生了一个AAb的卵细胞,其原因是减数第二次分裂异常,在减数第二次分裂的后期着丝粒分裂后,两条b所在的染色体移向了细胞同一极。
8.图甲表示某种动物(2n=4)体内细胞处于若干特定分裂时期的模式图(图中所示为细胞中全部的染色体),图乙表示该动物在繁殖和个体发育过程中染色体数目变化的曲线图。回答下列问题:
(1)根据图甲中的细胞________(填字母)可以判断该动物的性别是________,判断依据是________,图示d所示细胞分裂产生的子细胞名称是________。
(2)图甲c细胞中四分体有________个,核DNA有________个。图甲中一定不含同源染色体的是细胞________(填字母)。
(3)图乙中的染色体数目⑥时期变化对应图甲图示________(填字母),图乙中④后时期染色体数目加倍的原因是________。
【答案】(1) b 雄性 细胞b处于减数分裂Ⅰ后期,细胞质均等分配 精细胞/精子
(2) 2/二/两 8/八 d
(3) a (精子与卵细胞融合发生)受精作用
【分析】分析甲图:图中a细胞着丝粒分裂,移向细胞两极的染色体中存在同源染色体,所以细胞处于有丝分裂后期;b图中同源染色体分离,细胞处于减数第一次分裂后期;c图中同源染色体配对形成四分体,为减数第一次分裂前期,d图中不含同源染色体,着丝粒分裂,细胞处于减数第二次分裂后期。图乙中①表示减数分裂前间期和减数第一次分裂,②表示减数第二次分裂前期、中期,③表示减数第二次分裂后期。④为受精作用,⑤⑥⑦为有丝分裂。
【详解】(1)图甲中b细胞的同源染色体分离,细胞处于减数第一次分裂后期,且细胞质均等分裂,说明该动物体为雄性,d细胞不含同源染色体,着丝粒分裂,细胞处于减数第二次分裂后期,应为次级精母细胞,分裂产生的子细胞名称是精细胞,变形为精子。
(2)图甲c细胞中有两对同源染色体,2个四分体,每条染色体上含有两个DNA,故核DNA为8个。图甲中a为有丝分裂后期,b为减数第一次分裂后期,c为减数第一次分裂前期,d为减数第二次分裂后期,有丝分裂和减数第一次分裂过程中存在同源染色体,因此图甲中一定不含同源染色体的是细胞d。
(3)图乙中⑥染色体数目是体细胞的二倍,应为有丝分裂后期着丝粒断裂,染色体数加倍,因此对应甲图a细胞。①②③为减数分裂产生配子的过程,染色体数目减半,④为受精作用,使细胞内的染色体数恢复到体细胞数量。
9.研究人员对基因型为AaBb的某动物(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析。图1中①~③为其细胞分裂不同时期的示意图(图中染色体不代表具体数目),图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题:
(1)图1中的①细胞表示的细胞分裂方式和时期是______,该细胞中A和a基因出现在姐妹染色单体上的原因可能是______,除此之外,该细胞还发生了______。
(2)图1中②细胞分裂的方式和时期是______,它属于图2中类型______的细胞。③细胞取自______(填器官名称)。
(3)若图2中类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,那么三者出现的先后顺序是______,在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有______。
(4)着丝粒分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型,其转变的具体情况有______。
A.a→b B.b→a C.c→d D.d→c
(5)若该动物与基因型为aabb的动物多次交配,产生的后代基因型及比例约为Aabb:aaBb=l:l。请在细胞示意图中标出该细胞A、a与B、b这两对基因在染色体上的位置______。
【答案】(1) 减数第一次分裂前期 基因突变 染色体结构变异
(2) 有丝分裂后期 a 精巢/睾丸
(3) bde ab
(4)BD
(5)
【分析】分析图1:细胞①中同源染色体两两配对形成四分体,处于减数第一次分裂前期;细胞②中含有同源染色体,且着丝粒正在分裂,处于有丝分裂后期;细胞③中同源染色体正在分离,非同染色体正在自由组合,处于减数第一次分裂后期。分析图2:a染色体数为体细胞的2倍,处于有丝分裂后期;b染色体是DNA的一半,且DNA是体细胞的2倍,处于有丝分裂前、中,减数第一次分裂前、中、后期;c染色体和DNA相等,且与体细胞相等,处于有丝分裂末期、减数第二次分裂后期;d染色体数目减半,DNA是染色体的2倍,处于减数第二次分裂前、中期;e染色体和DNA均减半,处于减数第二次分裂末期。
【详解】(1)图1中的细胞①中同源染色体两两配对形成四分体,所以其表示的细胞分裂时期是减数第一次分裂前期,该细胞中A和a基因出现在姐妹染色单体上的原因可能是基因突变(由于颜色没有交换,所以不考虑交叉互换)。由该细胞右下角的染色体可看出(出现十字形,非同源染色体上有些片段能配对),这对同源染色体发生染色体结构变异(易位)。
(2)细胞②中含有同源染色体,且着丝粒正在分裂,处于有丝分裂后期,对应图2中类型a,a染色体数为体细胞的2倍,处于有丝分裂后期。细胞③中同源染色体正在分离,非同源染色体正在自由组合,处于减数第一次分裂后期,且细胞质均等分离,说明该细胞为初级精母细胞,取其精巢。
(3)图2中a染色体数为体细胞的2倍,处于有丝分裂后期;b染色体是DNA的一半,且DNA是体细胞的2倍,处于有丝分裂前、中,减数第一次分裂前、中、后期;c染色体和DNA相等,且与体细胞相等,处于有丝分裂末期、减数第二次分裂后期;d染色体数目减半,DNA是染色体的2倍,处于减数第二次分裂前、中期;e染色体和DNA均减半,处于减数第二次分裂末期,若b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,则顺序依次为bde,五种类型的细胞中,一定具有同源染色体的有ab(因为有丝分裂和减数第一次分裂都含有同源染色体)。
(4)A、a为有丝分裂后期,着丝粒已经分裂,A错误;B、b→a,说明是有丝分裂中期→有丝分裂后期,B正确;C、c处于有丝分裂末期或减数第二次分裂后期,着丝粒已经分裂,C错误;D、d→c,说明是减数第二次分裂中期→减数第二次分裂后期,D正确。故选BD。
(5)若该动物与基因型为aabb的雌性动物多次交配,产生的后代基因型及比例约为Aabb:aaBb=1:1,说明A、b位于同一条染色体上,a、B位于同一条染色体上,所以这两对基因控制的性状遗传不遵循基因的自由组合定律,而遵循连锁与交换定律。AaBb两对基因在染色体上的位置如图所示:。
常考点04:伴性遗传的特点、类型判断与遗传图解绘制
1.家鸡Z染色体上存在一对等位基因D和d,分别控制性状正常喙和交叉喙,其中某种基因型会使后代个体致死,现有一对正常喙家鸡杂交,子一代个体正常喙:交叉喙 = 3:1,下列相关叙述错误的是( )
A.该家鸡种群中,与喙有关的基因型共有 4 种
B.致死个体全是雄性,亲代雄性一定为杂合子
C.子一代正常喙个体自由交配,后代雌性多于雄性
D.子一代所有个体自由交配得到的子二代中d的基因频率为3/11
【答案】C
【详解】A、一对正常喙家鸡杂交,子代个体正常喙∶交叉喙 = 3∶1,说明正常喙是显性,交叉喙是隐性,则亲代的基因型是ZDZd和ZDW,子代有ZDZD、ZDZd、ZDW、ZdW,因此致死基因型应为ZdZd(雄性),亲代的雄性一定是杂合子,该家鸡种群中,与喙有关的基因型共有 4 种:ZDZD、ZDZd、ZDW、ZdW,AB正确;
C、子一代的正常喙子代有ZDZD、ZDZd、ZDW,自由交配的后代不存在致死的ZdZd,因此后代雌性和雄性数目相当,C错误;
D、子一代有ZDZD、ZDZd、ZDW、ZdW四种基因型且比例相等,子代产生的雌配子为ZD:W:Zd=1:2:1,产生的雄配子为ZD:Zd=3:1。子一代自由交配,子二代的基因型及比例为ZDZD(1/4×3/4):ZDZd(1/4×1/4+1/4×3/4):ZDW(1/2×3/4):ZdW(1/2×1/4):ZdZd(1/4×1/4)=3:4:6:2:1。但因ZdZd(雄性)致死实际比例为ZDZD:ZDZd:ZDW:ZdW=3:4:6:2,子二代中d的基因频率为(4+2)/(3×2+4×2+6×1+2×1)=3/11,D正确。
2.某种飞蛾(ZW型)茧色的灰色(G)对黑色(g)为显性,基因G/g位于Z染色体上,该种飞蛾的茧色由母本的基因型决定,与自身的基因组成无关。现有一对雌雄飞蛾杂交,F1茧色全为灰色,F1雌雄飞蛾随机交配,F2茧色全为黑色,将F2的全部个体随机交配得F3.不考虑突变,下列相关推测不合理的是( )
A.基因型为ZgZg的飞蛾,其茧色一定为黑色
B.F1雄蛾和F2雄蛾基因型相同的概率为1/2
C.亲代雌蛾的基因型为ZGW,其茧色为灰色
D.F3雄蛾的表型及比例为黑色:灰色=1:1
【答案】C
【分析】根据题意,飞蛾的茧色由母本的基因型决定,与自身无关。基因G(灰色)对g(黑色)为显性,位于Z染色体上。亲代杂交后F1全为灰色,说明亲代雌蛾携带G基因。F1雌雄交配后F2全为黑色,说明F1雌蛾的基因型不含G,由此推断亲代基因型。
【详解】A、基因型为ZgZg的飞蛾,其亲代雌蛾的基因型为ZgW,根据题意可知,该种飞蛾茧色由母本的基因型决定,与自身的基因组成无关,所以基因型为ZgZg的飞蛾,其茧色一定为黑色,A正确;
B、F1的雌雄飞蛾随机交配产生的F2茧色全为黑色,说明F1雌蛾的基因型均为ZgW,亲代雄蛾的基因型为ZgZg,因此亲本基因型为ZgZg、ZGW,F1的基因型及比例为ZGZg∶ZgW=1∶1,F2的基因型及比例为ZGZg∶ZgZg∶ZGW∶ZgW=1∶1∶1∶1,F1雄蛾和F2雄蛾基因型相同的概率为1/2,B正确;
C、F1茧色全为灰色,说明其亲代雌蛾的基因型为ZGW,但亲代雌蛾的上一代雌蛾的基因型未知,因此亲代雌蛾的表型不确定,C错误;
D、由于F2中雌蛾的基因型及比例为ZGW∶ZgW=1∶1,因此F3雄蛾的表型及比例为黑色∶灰色=1∶1,D正确。
3.果蝇的X和Y染色体包括如图所示的同源区段和非同源区段,控制果蝇的红眼(A)和白眼(a)的基因位于性染色体上。为进一步判断该等位基因在性染色体上的位置,现选取一对红眼雌果蝇和红眼雄果蝇进行杂交(不考虑突变)。下列说法正确的是( )
A.若基因位于Ⅰ区段,则子代中雌果蝇全表现为红眼
B.若基因位于Ⅰ区段,则子代雄果蝇表型及比例为红眼:白眼=1:1
C.若基因位于Ⅱ区段,则子代中雌果蝇不可能表现为白眼
D.若基因位于Ⅱ区段,则子代中雄果蝇全表现为红眼
【答案】A
【详解】A、若基因位于Ⅰ区段,即非同源区段,则亲本红眼雌果蝇基因型为XAXa或XAXA,红眼雄果蝇基因型为XAY,子代雌果蝇均为红眼,A正确;
B、亲本红眼雌果蝇基因型为XAXa或XAXA,子代雄果蝇红眼可能为1/2或1,B错误;
C、若基因位于Ⅱ区段,则亲本红眼雌果蝇基因型为XAXa或XAXA,红眼雄果蝇基因型为XAYa或XaYA或XAYA,子代有可能出现XaXa白眼雌果蝇,C错误;
D、当亲本红眼雌果蝇基因型为XAXa,红眼雄果蝇基因型为XAYa,子代可能出现XaYa白眼雄果蝇,D错误。
4.如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X、Y染色体同源区段和突变,下列推断错误的是( )
A.单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病
B.该单基因遗传病的致病基因不可能位于Y染色体上
C.若Ⅱ-1不携带该致病基因,该病不可能是常染色体隐性遗传病
D.若Ⅲ-5正常,则Ⅱ-2不可能是杂合子
【答案】D
【详解】A、单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病,A正确;
B、由于该家系中有女患者,所以该致病基因不位于Y染色体上,B正确;
C、若该病为常染色体隐性遗传病,患病个体的致病基因分别来自父母双方。 若Ⅱ-1不携带致病基因,则Ⅱ-1 的基因型为AA,只能向子代传递A基因,子代基因型必为A_(AA 或 Aa),不可能出现隐性纯合子(aa)患病 ,这与系谱中存在患病个体矛盾,因此该病不可能是常染色体隐性遗传病,C正确;
D、若Ⅲ-5正常,则该病为常染色体显性遗传病,由于Ⅱ-1正常为aa,而Ⅲ-3患病Aa,可推出Ⅱ-2一定患病为Aa,D错误。
故选D。
5.单唾液酸四己糖神经节苷脂沉积病是一种单基因遗传病,主要发生在婴幼儿时期,随病情发展,出现智力发育迟缓、癫痫等多种症状。下图为该病患者的家系图。下列相关叙述错误的是( )
A.可通过在广大人群中随机抽样调查计算该病发病率
B.该病为常染色体隐性遗传病
C.Ⅲ-3为杂合子的概率是2/3
D.Ⅱ-2再次怀孕,可通过B超检查确诊胎儿是否患该病
【答案】D
【详解】A、计算遗传病的发病率要在广大人群中随机抽样调查,以保证调查的群体足够大,计算结果准确,A正确;
B、Ⅱ-1和Ⅱ-2不患病,却生出了患病的Ⅲ-2(女性),可知该病为常染色体隐性遗传病,B正确;
C、假设控制该病的基因为A/a,该病为常染色体隐性遗传病,则Ⅱ-1和Ⅱ-2基因型都为Aa,Ⅲ-3表现正常,其基因型及比例为:AA:Aa=1:2,故其为杂合子的概率是2/3,C正确;
D、该病为常染色体隐性遗传病,无法通过B超检查确诊,D错误。
故选D。
6.某遗传病存在甲和乙两种致病类型,其中基因A、a控制甲型,基因B、b控制乙型。图1是该病的家系图,图2是该家系部分成员相关基因的电泳图(条带①~④表示不同基因)。已知Ⅱ4只患乙型病。下列说法错误的是( )
A.条带①③分别表示基因A和B
B.Ⅱ2和Ⅱ5基因型相同,Ⅱ2与Ⅱ3基因型相同的概率为1/4
C.Ⅲ4同时携带a和b基因的概率为1/3
D.Ⅱ1和Ⅱ2再生育一个患病儿子的概率是5/16
【答案】C
【详解】A、Ⅰ2含有条带①②③④,其表型正常,所以该病是隐性遗传病,Ⅱ4只患乙型病,且Ⅱ4含有条带①②④,说明条带③代表基因B,Ⅰ1表型正常,只含有条带①③,说明其只含有基因A和基因B,所以条带①代表基因A,A正确;
B、Ⅰ1不携带致病基因,但Ⅱ4患病,说明B、b位于X染色体上,Ⅲ2基因型是aaXBXb,所以Ⅱ2的基因型是AaXBXb,Ⅲ3基因型是aaXbY,Ⅱ5基因型是AaXBXb,所以Ⅱ2和Ⅱ5基因型相同;Ⅰ1的基因型是AAXBY,Ⅰ2基因型是AaXBXb,Ⅱ3与Ⅱ2基因型相同的概率为1/2×1/2=1/4,B正确;
C、Ⅱ4基因型为AaXbY,Ⅱ5基因型是AaXBXb,Ⅲ4基因型是A_XBXb,同时携带a和b基因的概率为2/3,C错误;
D、Ⅲ2基因型是aaXBXb,所以Ⅱ1的基因型是AaXBY,Ⅱ2的基因型是AaXBXb,Ⅱ1和Ⅱ2再生育一个患病儿子(aaXBY、A_XbY、aaXbY)的概率是1/4×1/4+3/4×1/4+1/4×1/4=5/16,D正确。
故选C。
7.某单基因遗传病家系的系谱图如下所示。下列叙述正确的是( )
A.该病的遗传方式是伴Y遗传
B.Ⅲ-1的致病基因一定来自于Ⅱ-2
C.Ⅱ-1和Ⅱ-2再生一个男孩患病的概率为1/2
D.若该病为白化病,Ⅲ-2携带致病基因的概率是4/9
【答案】C
【详解】A、由图可知,Ⅱ-2患病,但其父亲正常,说明其不是伴Y遗传,A错误;
B、由图可知,Ⅰ-1、Ⅰ-2正常,Ⅱ-2患病,说明该病为隐性遗传病,若为伴X染色体隐性遗传,则Ⅲ-1的致病基因Xa来自于Ⅱ-1,B错误;
C、若为常染色体隐性遗传,则Ⅱ-1Aa和Ⅱ-2aa再生一个男孩患病aa的概率为1/2,若为伴X染色体隐性遗传,则Ⅱ-1XAXa和Ⅱ-2XaY再生一个男孩X-Y患病XaY的概率为1/2,C正确;
D、若该病为白化病,则为常染色体隐性遗传病,由于不知道Ⅱ-4携带致病基因的情况,所以不能推算Ⅲ-2携带致病基因的概率,D错误。
故选C。
8.已知甲病和乙病是两种单基因遗传病,分别由独立遗传的等位基因A/a、B/b控制。下图为某家族有关这两种遗传病的遗传系谱图,I-1不携带甲病的致病基因。下列相关叙述错误的是( )
A.Ⅱ-4同时携带甲、乙两种遗传病的致病基因的概率为1/3
B.甲病为伴X染色体隐性遗传病,乙病为常染色体隐性遗传病
C.I-3和I-4再生一个与Ⅱ-3基因型相同的孩子的概率为1/16
D.若Ⅲ-1为正常女性,其与一正常男性婚配,所生孩子患甲病的概率为1/2
【答案】D
【详解】A、已知I-1不携带甲病的致病基因,而Ⅱ-1患病,故甲病为伴X染色体隐性遗传病,又甲病和乙病是两种单基因遗传病,分别由独立遗传的等位基因A/a、B/b控制,且I-3和I-4不患乙病,而Ⅱ-3患乙病,故乙病为常染色体隐性遗传病。已知Ⅱ-3患两种病,I-3和I-4不患病,则I-3和I-4的基因型分别为BbXAY和BbXAXa,又Ⅱ-4不患病,Ⅱ-4同时携带甲、乙两种遗传病的致病基因的概率为2/3×1/2=1/3,A正确;
B、由上述分析可知,甲病为伴X染色体隐性遗传病,乙病为常染色体隐性遗传病,B正确;
C、Ⅱ-3基因型为bbXaY,I-3和I-4的基因型分别为BbXAY和BbXAXa,I-3和I-4再生一个与Ⅱ-3基因型相同的孩子的概率为1/4×1/4=1/16,C正确;
D、只考虑甲病,Ⅱ-3基因型为XaY,Ⅲ-1为正常女性,则其基因型为XAXa,其与一正常男性(XAY)婚配,所生孩子患甲病的基因型为XaY,概率为1/4,D错误。
9.弥漫性血管角质瘤病是一种遗传性代谢缺陷病,由编码α-半乳糖苷酶A的基因突变所致。下图是该病的某个家系遗传系谱图,已知该家系中表现正常的男性均不携带致病基因。下列有关分析错误的是( )
A.该病属于伴X染色体隐性遗传病
B.通过基因检测可确定胎儿是否患有此病
C.Ⅱ-3携带该病致病基因的概率是1/4
D.该病可通过测定α-半乳糖苷酶A的活性进行初步诊断
【答案】C
【详解】A、I-1、I-2正常,生出患病的孩子,该病为隐性病。且家系中表现正常的男性均不携带致病基因即I-1也不携带患病基因,所以该病属于伴X染色体隐性遗传病,A正确;
B、弥漫性血管角质瘤病是由编码α-半乳糖苷酶A的基因突变所致,所以可以通过基因检测可确定胎儿是否患有此病,B正确;
C、假设致病基因为a,I-1基因型为XAY,I-2基因型为XAXa,Ⅱ-3是正常女性,其基因型为1/2XAXA或1/2XAXA,Q故携带该病致病基因的概率是1/2,C错误;
D、该病由编码α-半乳糖苷酶A的基因突变所致,酶活性会受到影响(降低),故该病可通过测定α-半乳糖苷酶A的活性进行初步诊断,D正确。
常考点05:人类遗传病的监测预防与系谱图综合分析
1.在提高人口出生率的同时,预防和减少出生缺陷的举措也尤为重要。下列关于遗传病的检测和预防的叙述,错误的是( )
A.禁止近亲结婚能有效降低隐性遗传病的发病率
B.先天性疾病都是由遗传物质改变引起的
C.利用基因检测无法诊断是否患有唐氏综合征
D.多基因遗传病在群体中的发病率较高
【答案】B
【解析】 近亲结婚的夫妇很可能携带相同的隐性致病基因,禁止近亲结婚可有效降低隐性遗传病的发病率,A正确;先天性疾病也可能由环境因素引起,如先天性心脏病等,B错误;唐氏综合征属于染色体异常遗传病,不能通过基因检测来诊断,C正确;多基因遗传病易受环境影响,在群体中的发病率较高,D正确。
2.(不定项)先天性软骨发育不全是一种常染色体显性单基因遗传病,由成纤维细胞生长因子受体3(FGFR3)基因突变所致,临床表现为短肢型侏儒。下列相关叙述不正确的是( )
A.该病是由两对等位基因控制的遗传病
B.若后代患病,则双亲中至少有一人也患病
C.可通过B超检查确定胎儿是否患有该病
D.通过基因检测可预防所有遗传病的发生
【答案】ACD
【解析】 先天性软骨发育不全是单基因遗传病,受一对等位基因控制,A错误;若后代患病,说明后代中至少含有一个显性基因,该显性基因至少来自双亲中的其中一人,则双亲中至少有一人也患病,B正确;B超检查无法检测胎儿是否患单基因遗传病,C错误;基因检测不能检测出染色体异常遗传病,无法预防所有遗传病的发生,D错误。
3.囊性纤维化是常染色体隐性遗传病。其诊断阵列是表面结合有单链DNA探针的特殊滤纸,其中“0”处放置正常基因的探针,“1~10”处放置该基因不同突变类型的探针,这些突变基因均为该病致病基因。检测#1~#3个体的相关基因,结果如图所示。有关叙述错误的是( )
A.放置多种探针的理论依据是基因突变具有不定向性
B.由该检测结果可推知,囊性纤维化是一种多基因遗传病
C.根据检测结果可判定#1和#2正常、#3患有该病
D.若#2和#3能正常结婚,则生下患病男孩的概率为1/4
【答案】B
【解析】 依题干信息可知:诊断阵列是DNA单链探针结合在一种特殊的滤纸上,用于检测相关基因单链,在图中0号位置放置正常基因探针,1~10号放置囊性纤维化不同基因突变位点的探针,放置多种探针的依据是基因突变具有不定向性,A正确;由题干信息和图像综合分析可知,囊性纤维化的突变位点有很多,很可能是由复等位基因控制的单基因遗传病,B错误;囊性纤维化是一种常染色体隐性遗传病,若正常基因用“A”表示,则图中“1~10”对应的致病基因可表示为“a1~a10”,根据DNA探针的使用原理,结合图像可推知:#1的基因型是AA,#2的基因型是Aa4,#3的基因型是a2a5,#1和#2正常、#3患有该病,C正确;#2的基因型是Aa4,#3的基因型是a2a5,若#2和#3能正常结婚,则生下患病男孩的概率为1/2×1/2=1/4,D正确。
4.我国有20%~25%的人患有遗传病,遗传病不但给患者个人带来痛苦,而且给家庭和社会造成了负担。对遗传病进行检测和预防,在一定程度上能够有效地预防遗传病。
(1)人类遗传病通常是指___________________________________________________
而引起的人类疾病;例如,原发性高血压、冠心病属于________________病。
(2)猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病;若甲的父亲基因型为BB、其母亲基因型为bb(基因B对b完全显性),甲患猫叫综合征并表现出基因b控制的性状;在不考虑发生基因突变的情况下,甲表现出基因b控制的性状,最合理的解释是__________
________________________________________________________________________。
(3)若要调查某种遗传病的发病率,最好选取群体中发病率较高的____________遗传病进行调查。遗传性高度近视就属于上述遗传病,该病在某地区人群中的发病率为4%,一视力正常女性的父母视力都正常,但她有一个患该病的妹妹。若该视力正常的女性与本地视力正常的男性结婚,则理论上婚后生育一个患遗传性高度近视男孩的概率是______。
(4)为有效预防遗传病的发生和发展,你有哪些优生建议?_____________________
_______________________(至少答出2点)。
答案 (1)由遗传物质改变 多基因遗传 (2)B/b基因位于5号染色体上,5号染色体缺失导致甲的B基因缺失 (3)单基因 1/36 (4)进行遗传咨询和产前诊断、禁止近亲结婚
解析 (2)正常情况下甲的基因型为Bb,若患猫叫综合征且没有发生基因突变,说明B基因和5号染色体部分缺失同时发生,即5号染色体缺失导致B基因缺失,使得甲既表现出了猫叫综合征,又表现出b基因控制的性状。(3)视力正常女性的父母视力都正常,但她有一个患该病的妹妹,说明该病的基因位于常染色体上,设该病基因为a,则其父母基因型都为Aa,该女性的基因型为2/3Aa或1/3AA,人群中发病率为4%,说明aa=4%,a=1/5,A=4/5,则人群中,AA占16/25,Aa占8/25,aa占1/25,由于该男性不患病,基因型不会是aa,则其基因型是Aa的概率为8/24=1/3,AA的概率为2/3,二者的后代为患病男孩的概率是2/3×1/3×1/4×1/2=1/36。
5.遗传性肾炎和半乳糖血症都是由一对等位基因控制的人类遗传病,控制遗传性肾炎的基因用A、a表示,控制半乳糖血症的基因用B、b表示,其中有一种病为伴性遗传。一对正常的青年男女(Ⅲ1和Ⅲ6)结婚前去医院进行婚前检查,医生对他们开展了遗传咨询并绘出如图遗传系谱图。回答下列问题:
(1)根据遗传系谱图分析,半乳糖血症的遗传方式为______________________。
(2)若Ⅲ1携带半乳糖血症致病基因,则同时考虑两种遗传病,Ⅲ1的基因型是____________________。她与Ⅲ6婚配,生下一个患病孩子的概率是____________。
(3)若已通过基因检测得知Ⅲ1不携带半乳糖血症致病基因。假如你是一名遗传咨询师,从优生角度,给予他们的建议是______________,理由是_________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)常染色体隐性遗传 (2)BbXAXA或BbXAXa 13/48 (3)生女孩 生女孩不患病,生男孩患遗传性肾炎的概率是1/4
解析 (2)若只考虑遗传性肾炎,Ⅲ2基因型为XaY,其亲本Ⅱ1基因型为XAXa,Ⅱ2基因型为XAY,因此Ⅲ1基因型为1/2XAXA、1/2XAXa,若Ⅲ1携带半乳糖血症致病基因,基因型为Bb,故Ⅲ1的基因型是1/2BbXAXA、1/2BbXAXa,Ⅲ6基因型为1/3BBXAY、2/3BbXAY,两人婚配,生出患半乳糖血症(bb)孩子的概率为2/3×1/4=1/6,则基因型为B_的概率为5/6,生出患遗传性肾炎(XaY)孩子的概率为1/2×1/2×1/2=1/8,则基因型(XAX-+XAY)的概率为7/8,故生下正常孩子的概率为5/6×7/8=35/48,生下患病孩子的概率为1-35/48=13/48。(3)若已通过基因检测得知Ⅲ1不携带半乳糖血症致病基因,则其基因型是1/2BBXAXA、1/2BBXAXa,生男孩患病(XaY)的概率为1/2×1/2=1/4,生女孩基因型全为XAX-(不患病),故从优生角度,给予他们的建议是生女孩。
6. I、下图所示的遗传系谱图中有甲 (基因为A、a)、乙 (基因为B、b) 两种遗传病, 其中一种为红绿色盲。据图回答下列问题:
II、下图为某二倍体自花传粉植物体内花瓣色素代谢途径示意图。
让开白花的纯合植株与开蓝紫色花的植株杂交,F1中蓝紫色花植株与红花植株的比例为1:1.
(1)甲病属于______________遗传病。
(2)II4基因型是__________,她和与II5基因型相同的概率是___________。
(3)若II3和II4生一个正常孩子的概率是____。
(4)白花亲本的基因型为___________。蓝紫花亲本的基因型为___________。
(5)若要验证控制花瓣颜色的基因满足自由组合定律,请利用上述植株进行一个最简单的实验进行验证,请写出实验方案并预期结果。实验方案:_____________,获得子代植株,并统计子代植株的花瓣颜色及比例。预期结果:______________,即可证明控制花瓣颜色的基因满足自由组合定律。
【答案】(1)常染色体隐性遗传
(2) AaXBXb 1/3
(3)9/16
(4) aabb AABb
(5) 选择F1蓝紫花植株进行自交 若子代出现蓝紫色花瓣∶红色花瓣∶白色花瓣=9∶3∶4
【分析】基因的自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
【详解】(1)根据Ⅱ-3和Ⅱ-4不患甲病,而子代有患甲病的女儿,可知甲病为常染色体隐性遗传病,又知两种遗传病中一种为红绿色盲,则乙病为红绿色盲。
(2) Ⅱ-4不患病,但子代有患甲病的女儿和患乙病的儿子,因此Ⅱ-4基因型是AaXBXb,Ⅱ-6患甲病,Ⅱ-7患乙病,因此Ⅰ-1基因型为AaXBXb、Ⅰ-2基因型为AaXBY,Ⅱ-5基因型为AaXBXb的概率为2/3×1/2=1/3,因此Ⅱ-4与Ⅱ-5基因型相同的概率是1/3。
(3) Ⅱ-3基因型为AaXBY,Ⅱ-4基因型是AaXBXb,若Ⅱ-3和Ⅱ-4生一个正常孩子的概率是3/4×3/4=9/16。
(4)依据题意可知,白花植株基因型为aa_ _,红花植株基因型为A_bb,蓝紫色花植株基因型为A_B_,让开白花的植株与开蓝紫色花的植株杂交,由F1中蓝紫色花植株(A_B_)与红花植株(A_bb)的比例为1∶1,可推知亲本白花植株的基因型为aabb,蓝紫色花植株的基因型为AABb。
(5)要验证控制花瓣颜色的基因满足自由组合定律,对于自花传粉植物来说,最简单的实验方案是让F1中蓝紫色花植株(AaBb)自交,获得子代植株,并统计子代植株的花瓣颜色及比例。若控制花瓣颜色的基因满足自由组合定律,AaBb自交,子代的表型及比例为A_B_(蓝紫色)∶A_bb(红色)∶aa_ _(白色)=9∶3∶4,因此若子代的表型及比例为A_B_(蓝紫色)∶A_bb(红色)∶aa_ _(白色)=9∶3∶4,则可证明控制花瓣颜色的基因满足自由组合定律。
7.果蝇是遗传学研究的模式生物之一。果蝇的刚毛有直刚毛和焦刚毛,由一对等位基因A/a控制。如图是一只焦刚毛雄果蝇和一只直刚毛雌果蝇进行杂交的系谱图,其中I1不含有直刚毛基因,Ⅱ2不含有焦刚毛基因。不考虑突变和基因重组,回答下列问题。
(1)控制焦刚毛和直刚毛这一对相对性状的基因位于_______染色体上,判断依据是_______。
(2)Ⅱ4个体的基因型与I2个体相同的概率为______。Ⅱ2个体的精原细胞进行减数分裂Ⅱ的过程中,性染色体组成可能是_______。
(3)已知果蝇的翅型中,正常翅对残翅为显性,由一对等位基因B/b控制。欲探究直刚毛(焦刚毛)基因和正常翅(残翅)基因的遗传是否遵循自由组合定律。现有3种纯合品系的果蝇:正常翅直刚毛雌果蝇、残翅直刚毛雄果蝇和残翅焦刚毛雄果蝇。请完善实验思路,预测实验结果并分析讨论。
①实验思路:
第一步:选择直刚毛正常翅雌果蝇和_______进行杂交获得F1,F1随机交配得到F2。
第二步:观察记录表型及个数,并做统计分析。
②预测实验结果并分析讨论:
I.若F2的表型及其比例为正常翅直刚毛:正常翅焦刚毛:残翅直刚毛:残翅焦刚毛=_______,则直刚毛(焦刚毛)基因和正常翅(残翅)基因的遗传遵循自由组合定律;
Ⅱ.若F2的表型及其比例为正常翅直刚毛:正常翅焦刚毛:残翅直刚毛:残翅焦刚毛=______,则直刚毛(焦刚毛)基因和正常翅(残翅)基因的遗传不遵循自由组合定律。
【答案】(1) X Ⅰ1不含有直刚毛基因,只含有焦刚毛基因;而Ⅱ2不含有焦刚毛基因,说明I1没有将焦刚毛基因遗传给Ⅱ2,可知控制焦刚毛和直刚毛这一对相对性状的基因位于X染色体上
(2) 1(或100%) X或XX或Y或YY
(3) 残翅焦刚毛雄果蝇 9:3:3:1 3:0:0:1
【分析】由图和题干可知:Ⅰ1焦刚毛雄果蝇和 I2直刚毛雌果蝇的后代Ⅱ2不含有焦刚毛基因,I1不含有直刚毛基因,说明Ⅱ2的直刚毛基因,只能由 I2传给,说明控制该性状的基因位于X染色体上;并由系谱图得出直刚毛为显性,焦刚毛为隐性,那么I1基因型为XaY、 I2的基因型为XAXa。
【详解】(1)控制焦刚毛和直刚毛这一对相对性状的基因位于X染色体上,因为Ⅰ1不含有直刚毛基因,只含有焦刚毛基因;而Ⅱ2不含有焦刚毛基因,说明I1没有将焦刚毛基因遗传给Ⅱ2。
(2)Ⅱ3个体为焦刚毛,说明直刚毛为显性,焦刚毛为隐性,亲本I1XaY× I2XAXa,后代女性的基因型:XaXa(焦刚毛)或XAXa(直刚毛),I2的基因型为XAXa,Ⅱ4和I2都是直刚毛雌果蝇,所以基因型相同;Ⅱ2个体性染色体组成为XY,减数第一次分裂形成的次级精母细胞中性染色体组成为XX或XY,进行减数分裂Ⅱ的过程中性染色体没分开前为XX或XY,如果性染色体没分开分别进入子细胞则为X或Y,所以答案为X或XX或Y或YY。
(3)①欲探究直刚毛(焦刚毛)基因和正常翅(残翅)基因的遗传是否遵循自由组合定律。可以让双杂合个体相互交配,或者双杂合的测交,根据题意,一个亲本是直刚毛正常翅雌果蝇则另一个个体则用其相对性状,可以得到杂合的个体再进一步实验,所以选择的亲本为残翅焦刚毛雄果蝇;
②由题意得F1为双杂合,如果两对基因遵循基因的自由组合定律,分别考虑两对性状,F2中正常翅:残翅=3:1、直刚毛:焦刚毛=3:1,则若F2的表型及其比例为正常翅直刚毛:正常翅焦刚毛:残翅直刚毛:残翅焦刚毛=9:3:3:1;
③若正常翅B和直刚毛A连锁,F1为XABY、XABXab,则F2的表型及其比例为正常翅直刚毛:正常翅焦刚毛:残翅直刚毛:残翅焦刚毛=3:0:0:1,则直刚毛(焦刚毛)基因和正常翅(残翅)基因的遗传不遵循自由组合定律。
8.某雌雄异株植物(2n=24)性别决定类型为XY型,自然状态下,叶片形状有条形、披针形、卵形三种。研究小组为研究其叶形的遗传方式,选择两对纯合亲本进行以下两组杂交实验(控制叶形的基因不在Y染色体上,不考虑突变)。
(1)若对该植物进行基因组测序,需要检测 条染色体上的碱基序列。
(2)若叶形由一对等位基因控制,用A、a表示,由两对等位基因控制,用A,a和B,b表示,以此类推。据实验分析,叶形这一性状至少由 对等位基因决定,则实验一的F1中披针形的基因型是 ,F2表型比例为1:3:3的原因是 。
(3)取实验一的F2条形叶雌株与实验二中F1的披针形个体进行杂交,子代中披针形植株占 ;子代中雌株的基因型有 种。
(4)若该植物的花色有两对等位基因(E,e及F,f)决定,已知E决定开红花,F决定开蓝花,E和F同时出现开紫花,其余开白花。某同学欲研究控制花色的基因在染色体上的位置,将红花雌株与蓝花雄株杂交,子一代中红花:蓝花:紫花:白花=1:1:1:1,该结果不能判定这两对基因独立遗传。请绘制亲本基因在染色体上的位置图,并加上必要的文字说明,解释不能判定这两对基因独立遗传的理由 (注:用“”形式表示,其中横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置,画在答题纸的圆圈中)。
【答案】(1)13
(2) 2 AaXBXb(BbXAXa) 双隐性纯合致死
(3) 5/11 3
(4)当亲本基因在染色体上的位置关系如情况一或二所示,其子代也可出现上述比例,因此不能判定这两对基因独立遗传
【详解】(1)某雌雄异株植物(2n=24)性别决定类型为XY型,若对该植物进行基因组测序,需要检测13条染色体上的碱基序列,也就是11条常染色体+X+Y=13条;
(2)控制叶形的基因不在Y染色体上,自然状态下,叶片形状有条形、披针形、卵形三种,实验一的的F1中雌雄性表现不同,推测有一对基因位于X染色体上,F2中出现卵形∶条形∶披针形=1∶3∶3,推测叶形这一性状至少由2对等位基因决定,亲本均为纯合子,推测实验一的雌性亲本X染色体上为隐性基因,雄性亲本X染色体上为显性基因,F1中披针形的基因型是AaXBXb(假设常染色体上基因为A\a,X染色体上基因为B/b),F2表型比例为1:3:3的原因是双隐性纯合致死。同时含有A、B表现为披针形叶,只含有B表现为卵形叶,只含有A表现为条形叶。
(3)实验一的F2条形叶雌株(1/3AAXbXb、2/3AaXbXb)与实验二中F1的披针形个体AaXBY进行杂交,只考虑常染色体遗传,子代5/6A_、1/6aa,只考虑伴性遗传,子代XBXb∶XbY=1∶1,由于双隐性纯合1/6×1/2=1/12致死,子代中披针形植株占5/11;子代中雌株的基因型有3种。
(4)已知E决定开红花,F决定开蓝花,E和F同时出现开紫花,将红花雌株与蓝花雄株杂交,子一代中红花:蓝花:紫花:白花=1:1:1:1,由于双亲均为单显性个体,当亲本基因在染色体上的位置关系如下图情况一或二所示,其子代也可出现上述比例,因此不能判定这两对基因独立遗传。
常考点06:DNA是主要遗传物质的经典实验证据与逻辑分析
1.肺炎链球菌体内转化实验的部分过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.S型肺炎链球菌的菌落表面是粗糙的,R型肺炎链球菌的菌落表面是光滑的
B.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
C.从图中病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌
D.该实验证明了R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
【答案】B
【详解】A、有荚膜的S型肺炎链球菌的菌落光滑,无荚膜的R型肺炎链球菌的菌落粗糙,A错误;
B、S型菌有荚膜,R型菌无荚膜,S型菌毒性更强,推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关,B正确;
C、加热致死的S型菌与R型菌混合后注入小鼠体内,部分R型菌可转化为S型菌,但并非所有R型菌都转化,所以从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌有S型也有R型,C错误;
D、该实验证明加热杀死的S型菌中,一定有一种物质能把某些R型菌转化为S型菌,并未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的,D错误。
故选B。
2.将(甲)R型菌、(乙)S型菌、(丙)加热杀死的S型菌、(丁)R型菌和加热杀死的S型菌的混合物分别接种到相应四组培养基上,在适宜条件下培养一段时间后,菌落的生长情况如图所示。下列叙述正确的是( )
A.可以通过肉眼观察有无荚膜来区分R型菌和S型菌
B.丁组的S型菌是由R型菌转化来的
C.R型菌和S型菌的差别是细胞分化的结果
D.本实验证明了DNA不是遗传物质
【答案】B
【详解】A、肺炎链球菌的菌落有粗糙和光滑之分,可以通过肉眼观察区分R型菌和S型菌的菌落,单个细菌肉眼观察不到,A错误;
B、结合丙组实验,丁组实验R型菌和加热杀死的S型菌的混合物接种在培养基上,培养基上既有R型菌又有S型菌,说明S型菌是由R型菌转化来的,B正确;
C、细胞分化使多细胞生物的细胞趋向专门化,而细菌属于单细胞生物,不存在细胞分化,C错误;
D、该实验只能证明加热杀死的S型菌中存在着某种转化因子,不能证明DNA不是遗传物质,D错误。
故选B。
3.肺炎链球菌S型与R型菌株,都对青霉素敏感(青霉素通过破坏细胞壁从而抑制细菌的增殖)。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型细菌,记为PenrS型。现用PenrS型细菌和R型细菌进行如图所示的实验。下列分析正确的是( )
A.若组1甲中部分小鼠患败血症,通过注射青霉素治疗后能康复
B.组2培养基中观察不到PenrS型菌落
C.组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中
D.组4培养基中可观察到R型菌落和PenrS型菌落
【答案】C
【详解】A、抗青霉素的S型(PenrS型)细菌的DNA是转化因子,在组1中,将加热杀死的PenrS型细菌与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内,部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌,PenrS型细菌会使小鼠患败血症,注射青霉素治疗后,体内有抗青霉素的S型菌存在的小鼠不能康复,A错误;
B、在组2中,将PenrS型细菌的DNA与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内,部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌,在普通培养基上,PenrS型细菌和R型菌均可以生长,因此组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落,B错误;
C、PenrS型细菌的DNA与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内,部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌,在组3含青霉素的培养基上R型菌不能生活,只有PenrS型细菌能生存,且PenrS型菌是由于PenrS型菌的DNA转移到了R型菌中形成PenrS型菌,再经过繁殖形成菌落,C正确;
D、组4中因为PenrS型菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化功能,且活的R型细菌不抗青霉素,因此培养基中无菌落生长,D错误。
故选C。
4.下列是用或标记的T2噬菌体侵染未标记大肠杆菌的实验示意图。下列分析正确的是( )
A.应分别用含或的培养基培养噬菌体,得到含或标记的噬菌体
B.放射性检测的结果是a、d中放射性很高,b、c中放射性很低
C.若实验二中的c的放射性偏高,与④过程中搅拌不充分有关
D.实验一和实验二的子代噬菌体均含有少量放射性
【答案】B
【详解】A、噬菌体为寄生生活的病毒,不能直接用培养液培养,A错误;
B、实验一中用35S标记的是蛋白质,蛋白质不能进入大肠杆菌,分离后出现在上清液中,故a的放射性很高,b的放射性很低;实验二中用32P标记的是DNA,分离后出现在沉淀物中,故d的放射性很高,c的放射性很低,B正确;
C、用含32P标记的噬菌体侵染细菌时,c部分放射性含量偏高的原因是混合培养时间过短导致DNA还来不及注入细菌,或混合培养时间过长导致细菌裂解后释放出了子代噬菌体,C错误;
D、实验一的子代噬菌体不含有少量放射性,D错误。
5.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验,证实了DNA是噬菌体的遗传物质。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.利用32P标记的噬菌体实验中,只有少量的子代噬菌体具有放射性
B.实验中,可以用肺炎链球菌替代大肠杆菌进行实验,来探究噬菌体的遗传物质
C.利用32P标记的噬菌体实验中,上清液放射性很高可能是搅拌不充分导致的
D.利用35S标记的噬菌体实验中,沉淀物放射性很高可能是保温时间过长导致的
【答案】A
【详解】A、在32P标记的噬菌体实验中,噬菌体的DNA进入细菌,而子代噬菌体的DNA合成原料来自未标记的大肠杆菌,由于DNA的半保留复制,所以只有少量的子代噬菌体具有放射性,A正确;
B、噬菌体具有严格的宿主特异性,只能侵染大肠杆菌,无法感染肺炎链球菌,因此不能用肺炎链球菌替代大肠杆菌,B错误;
C、32P标记的是噬菌体的DNA,离心后应主要存在于沉淀物中,若上清液放射性高,可能是保温时间不足导致噬菌体未侵入细菌,而非搅拌不充分(搅拌影响的是蛋白质外壳的分离),C错误;
D、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,离心后应主要存在于上清液中,若沉淀物放射性高,可能是搅拌不充分导致部分蛋白质未与细菌分离,而非保温时间过长(保温时间不影响35S的分布),D错误。
6.下图是用35S或32P标记的T2噬菌体侵染未标记大肠杆菌的实验示意图。下列分析正确的是( )
A.应分别用含35S或32P的培养基培养噬菌体,得到含35S或32P标记的噬菌体
B.放射性检测的结果是a、d中放射性很高,b、c中放射性很低
C.若实验二中c的放射性偏高,与④过程中搅拌不充分有关
D.实验一和实验二的部分子代噬菌体均含有放射性
【答案】B
【详解】A、噬菌体为病毒,属于寄生生活的微生物,不能直接用培养液培养,A错误;
B、实验一中用35S标记的是蛋白质,蛋白质不能进入大肠杆菌,分离后出现在上清液中,故a的放射性很高,b的放射性很低;实验二中用32P标记的是DNA,分离后出现在沉淀物中,故d的放射性很高,c的放射性很低,B正确;
C、用含32P标记的噬菌体侵染细菌时,c部分放射性含量偏高的原因是混合培养时间过短导致DNA还来不及注入细菌,或混合培养时间过长导致细菌裂解后释放出了子代噬菌体,C错误;
D、实验一的子代噬菌体不含有放射性,D错误。
故选B。
7.下图表示科研人员研究烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程。下列叙述错误的是( )
A.降解的目的是将TMV的RNA和蛋白质分开
B.该实验说明RNA可以控制生物性状
C.该实验证明了RNA是TMV的遗传物质
D.烟草细胞为TMV的复制提供模板、原料等
【答案】D
【分析】1、烟草花叶病毒为RNA病毒,无细胞结构,主要由蛋白质外壳和遗传物质RNA构成,需要寄生于活细胞。
2、由图分析可知,将烟草花叶病毒TMV的蛋白质和RNA分开,分别感染烟草,接种RNA烟叶会感染病毒,接种蛋白质烟草未感染病毒,这说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,不是蛋白质。
【详解】A、由图观察可知,降解目的是将烟草花叶病毒TMV的蛋白质和RNA分开,A正确;
B、接种RNA烟叶会感染病毒,也就是说RNA也能控制生物性状,B正确;
C、该实验得目的是证明烟草花叶病毒TMV的遗传物质是RNA,C正确;
D、烟草细胞为TMV的复制提供原料、酶等所需的条件,模板是由烟草花叶病毒(TMV)提供的,D错误。
8.下列关于核酸是遗传物质证据相关实验的叙述,正确的是( )
A.艾弗里实验中S菌的细胞提取物与R型菌混合后,培养基上长出的大多是S型菌落
B.赫尔希和蔡斯用32P标记噬菌体与用32P标记大肠杆菌的过程不同
C.噬菌体侵染细菌实验中,用35S标记的噬菌体侵染细菌,搅拌不充分会导致沉淀物中放射性降低
D.科学家从烟草花叶病毒感染实验中证明病毒的遗传物质均为RNA
【答案】B
【详解】A、艾弗里肺炎链球菌体外转化实验中,S菌的细胞提取物与R型菌混合后,培养基上大部分菌落仍为R型,仅少数为S型,A错误;
B、赫尔希和蔡斯用32P标记噬菌体时,需先用含32P的培养基培养大肠杆菌,再让噬菌体感染这些标记的细菌,从而得到被32P标记的噬菌体;而标记大肠杆菌只需将其培养在含32P的培养基中,两者标记过程不同,B正确;
C、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,若搅拌不充分,部分蛋白质外壳会随细菌进入沉淀物,导致沉淀物放射性升高,C错误;
D、烟草花叶病毒实验仅证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,不能证明所有病毒的遗传物质都是RNA,如T2噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
故选B。
9.在探究生物的遗传物质的相关实验研究中,有如下的实验过程或理论解释。
I、图一是关于肺炎双球菌R型菌的转化过程图:据研究,并非任意两株R型菌与S型菌之间的接触都可发生转化,凡能发生转化的,其R型菌必须处于感受态,产生一些感受态特异蛋白,包括膜相关DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。
Ⅱ、图二是关于肺炎双球菌的体外转化试验过程图
Ⅲ、图三是噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的检测数据请回答下列问题:
(1)图一中,步骤______是将S型菌加热杀死的过程,S型菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合,其中一条链(a)在DNA水解酶的作用下水解,另一条链(b)与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内。完成步骤④后,这条链(b)在相关酶的作用下,形成_______(填“单”或“双”)链整合进R型菌的DNA中,这种变异属于_______。
(2)图二中,实验最关键的设计思路是______。
(3)图三中所示实验中,以噬菌体为研究材料,利用________的技术,分别用32P和35S标记噬菌体,用标记的噬菌体侵染细菌,从而追踪在侵染过程中DNA和蛋白质的位置变化。
实验结果表明:______(填整数)分钟后的曲线变化基本上可说明DNA与蛋白质实现分离。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%,这组数据的意义是作为对照组,以证明______。
【答案】(1) ① 双 基因重组
(2)把S细菌的DNA和蛋白质等分开,单独观察它们在细菌转化中的作用
(3) 放射性同位素标记 2/二/两 细菌没有裂解,无子代噬菌体释放出来
【分析】肺炎双球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【详解】(1) 实验过程中,首先要将S型菌加热杀死,因此步骤①是将S型菌加热杀死的过程。将外源DNA片段整合到R型菌的DNA双链,需要限制性内切酶形成末端和DNA连接酶进行缝合,从而实现基因重组。
(2)艾弗里等人做肺炎双球菌体外转化实验,目的是探究使R型细菌转化为S型细菌的 “转化因子” 到底是什么,之前不知道DNA、蛋白质谁起关键作用,所以要拆分研究,故实验最关键的设计思路是把S细菌的DNA和蛋白质等分开,单独、直接地观察它们在细菌转化中的作用。
(3)图三中所示实验中,以噬菌体为研究材料,利用放射性同位素标记的技术,分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质。实验结果表明:2分钟后,细胞外的蛋白质约占80%,细胞内的DNA约占30%,这基本上可说明DNA与蛋白质实现分离。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%,意味着细菌没有因为噬菌体侵染而裂解死亡,这组数据的意义是作为对照组,以证明细菌没有裂解,无子代噬菌体释放出来。
10.对于遗传物质化学本质的探索以及利用遗传物质进行相关的研究一直是生命科学史上的热点课题。探索遗传物质本质的历程中,几个经典实验发挥了重要作用。回答下列问题:
(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种_______,能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验,根据实验结果可知,加入的物质X为_______,利用的是酶的________特性。
(2)1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,完成了另一个有说服力的实验。下图是部分实验的示意图。
①若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养_______,再用噬菌体去侵染________,收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,经离心后放射性存在于________。
②噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要______。
A.细菌的DNA B.噬菌体的DNA
C.噬菌体的原料 D.细菌的原料
【答案】(1) 转化因子 DNA酶(DNA水解酶) 专一性
(2) 大肠杆菌 含35S的大肠杆菌(带标记的大肠杆菌) 上清液和沉淀物 BD
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验:赫尔希和蔡斯用T2噬菌体和大肠杆菌等为实验材料采用放射性同位素标记法对生物的遗传物质进行了研究,方法如下:用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。
【详解】(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验,实验结果显示只有R型菌出现,说明S型菌的细胞提取物中不含DNA,因此加入的物质X为DNA酶(DNA水解酶),利用的是酶的专一性。
(2)①赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记技术,若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体去侵染含35S的大肠杆菌(带标记的大肠杆菌),收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,由于噬菌体的DNA和蛋白质均被标记,经离心后放射性存在于上清液和沉淀物。
②噬菌体是病毒,不能独立生活,只能依赖于宿主细胞生存,所以侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要噬菌体的DNA和细菌的原料,BD正确,AC错误。
常考点07:DNA双螺旋结构特点与半保留复制的相关计算
1.下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.④是构成DNA分子的基本单位之一
B.左侧的核苷酸链,从上往下是5'—3'
C.DNA分子中每个②上均连接着两个磷酸和一个碱基
D.图中DNA分子是由两条反向平行的核糖核苷酸链形成的
【答案】B
【详解】A 、观察可知,④所包涵的三部分不能构成一个脱氧核苷酸,它不是构成 DNA 分子的基本单位之一,A 错误 ;
B、DNA 分子中磷酸基团的一端为5',因此左侧的核苷酸链,从上往下应该是3'—5',B正确;
C、在 DNA 分子中,②(脱氧核糖)大多数连接着两个磷酸和一个碱基,但位于每条链一端的脱氧核糖只连接着一个磷酸和一个碱基,C 错误;
D、图中 DNA 分子是由两条反向平行的脱氧核糖核苷酸链形成的,而不是核糖核苷酸链,核糖核苷酸链是 RNA 的组成结构,D 错误。
故选B。
2.下列有关双链DNA分子相关叙述,错误的是( )
A.不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例不同,说明DNA具有多样性
B.磷酸和核糖交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架
C.不同的DNA分子,其(A+G)/(T+C)的值相同
D.组成DNA分子的两条单链是反向平行的
【答案】B
【详解】A、不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例不同,导致碱基序列的多样性,体现了DNA多样性,A正确;
B、DNA的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成,而非核糖,核糖是RNA的组成成分,B错误;
C、在双链DNA中,根据碱基互补配对原则,(A+G)与(T+C)的比值恒为1,因此该比值对所有双链DNA均相同,C正确;
D、DNA的两条单链反向平行,通过碱基互补配对形成双螺旋结构,D正确。
故选B。
3.(不定项)某DNA分子片段结构如图所示。该DNA分子有1000个碱基对,碱基A占总数的32%,将该DNA分子在含有15N的培养基中连续复制3次,①③表示化学键。下列叙述正确的是( )
A.DNA复制时解旋酶作用于③,DNA聚合酶作用于①
B.该DNA分子中G - C碱基对有360个,A - T碱基对有640个
C.复制3次后的DNA分子均被15N标记
D.该DNA分子中碱基和磷酸交替连接,构成基本骨架
【答案】ABC
【详解】A、解旋酶作用于③(氢键 ),DNA聚合酶作用于①(磷酸二酯键 ),A正确;
B、A=T=32%×2000=640个,G=C=(1−64%)×2000÷2=360个,B正确;
C、半保留复制,3 次复制后8个DNA分子均含15N(原料含15N ),C正确;
D、DNA基本骨架是脱氧核糖和磷酸交替连接,D错误。
4.某双链DNA分子含有m个碱基对,其中腺嘌呤的数量占碱基总数的n%。若该DNA分子在适宜条件下连续复制3次,下列有关叙述正确的是( )
A.该DNA分子中含有的氢键数目为(3m-2mn%)个
B.复制过程中需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为7m(1-n%)个
C.子代DNA分子中,含有母链的DNA分子占1/8
D.子代DNA分子中,嘌呤碱基所占比例高于嘧啶碱基所占比例
【答案】A
【详解】A、DNA中A-T对含2个氢键,C-G对含3个氢键,总碱基数为2m,A占n%,则A-T对数为2m×n%=0.02mn,对应氢键数为0.02mn×2=0.04mn;C-G对数为m-0.02mn,对应氢键数为(m-0.02mn)×3=3m-0.06mn,总氢键数为0.04mn+3m-0.06mn=3m-0.02mn,即含有的氢键数目为(3m-2mn%)个,A正确;
B、原DNA中C数为m(1-2n%),复制3次后需合成7个新DNA,共需游离C数为7m(1-2n%),B错误;
C、复制3次后,8个DNA中仅2个含母链,比例为2/8=1/4,C错误;
D、双链DNA中嘌呤(A+G)与嘧啶(C+T)比例恒为1:1,D错误。
5.(不定项)某二倍体动物(2n=8)体细胞中的某双链DNA片段中含有600个碱基对,其中腺嘌呤有100个。将该DNA片段用15N标记后转移到含14N的培养液中培养,来研究DNA的复制,下列相关叙述正确的是( )
A.该DNA分子片段中含有胞嘧啶200个
B.复制4次后,DNA总数为16个
C.复制3次后,含14N的DNA占3/4
D.第2次复制共需要消耗游离的腺嘌呤200个
【答案】BD
【详解】A、某双链DNA片段中含有600个碱基对即1200个碱基,腺嘌呤A=100个,双链中A=T,C=G,故胞嘧啶(C)=(1200-100×2)÷2=500个,A错误;
B、DNA复制为半保留复制,复制n次后DNA分子数为2n,复制4次后,一共得到24=16个DNA,B正确;
C、复制3次后,一共得到23=8个DNA,其中有2个DNA分子含15N,且8个DNA分子含14N,所以含14N的DNA占100%,C错误;
D、每个DNA分子碱基组成相同,胸腺嘧啶(T)均为100个,第2次复制会增加22-21=2个DNA分子,共消耗游离的腺嘌呤为2×100=200个,D正确。
6.图1表示DNA分子复制过程,a和d为两条模板链,Ⅰ和Ⅱ是该过程中所需要的酶,已知该DNA分子含有1000个碱基对,G+C占全部碱基的40%。将图1中某一片段放大后如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.图1中子链b延伸方向为5'→3',子链c延伸方向为3'→5'
B.图1中Ⅰ为解旋酶,Ⅱ为DNA聚合酶,二者都作用于氢键
C.①②交替连接构成DNA分子的基本骨架,①②③构成胞嘧啶脱氧核苷酸
D.该DNA分子进行第4次复制时将消耗4800个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸
【答案】D
【详解】A、DNA分子复制时,子链的延伸方向都是5'→3',所以子链b和子链c延伸方向均为5'→3',A错误;
B、图1中Ⅰ为解旋酶,作用于氢键,将DNA双链解开;Ⅱ为DNA聚合酶,作用于磷酸二酯键,将游离的脱氧核苷酸连接成子链,B错误;
C、①脱氧核糖和②磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架,①③④构成的是胞嘧啶脱氧核苷酸,C错误;
D、已知该DNA分子含有1000个碱基对,即2000个碱基,G+C占全部碱基的40%,则A+T占全部碱基的1 - 40%=60%,A=T = 60%/2=30%,所以T的数量为200030% =600个。该DNA分子进行第4次复制时,相当于新合成24-1=8个DNA分子,所以将消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量为6008 = 4800个,D正确。
7.将一个DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养,使其分裂n次,该DNA分子有a个碱基对,其中胞嘧啶b个。下列叙述正确的是( )
A.复制过程中,DNA聚合酶以该DNA分子的一条链为模板合成子链
B.复制n次后,含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/2n
C.经n次复制需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸(a-b)(2n-1)个
D.若其中部分片段DNA单链序列为5'-GGTATC-3',那么它的互补链的序列是5'-CCATAG-3'
【答案】C
【详解】A、DNA复制时,DNA聚合酶以两条母链分别为模板合成子链,而非仅一条链,A错误;
B、复制n次后,含15N的DNA分子数为2个,总DNA数为2n,比例为2/2n=1/2n-1,B错误;
C、DNA分子中胞嘧啶(C)为b个,则鸟嘌呤(G)也为b个,腺嘌呤(A)数目为(a−b)。复制n次需消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数为(a−b)·(2n−1),C正确;
D、互补链的序列应为原链的碱基互补且反向书写,原链5'-GGTATC-3'的互补链应为3'-CCATAG-5',即5'-GATACC-3',D错误。
故选C。
8.如图为某基因的结构简图,其中一条链被15N标记。下列叙述正确的是( )
A.②处为氢键,基因结构的稳定性与其数量有关
B.该基因复制时,解旋酶会作用于①处的化学键
C.③处为腺嘌呤脱氧核苷酸,其也可存在于RNA中
D.用含15N的原料复制2次后,含14N的基因占3/4
【答案】A
【详解】A、②处为氢键,基因结构的稳定性与其数量有关,氢键数量越多,DNA的结构越稳定,A正确;
B、DNA复制时,解旋酶作用于②氢键,DNA聚合酶催化①磷酸二酯键的形成,B错误;
C、③处为腺嘌呤脱氧核苷酸,其不存在于RNA中,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,C错误;
D、该基因两条链分别含15N、14N,用含15N的原料复制2次后得到4个基因,其中含14N的基因只有一个,因此含14N的基因占1/4,D错误。
故选A。
9.大肠杆菌拟核区有一个环状 DNA 分子,有 a 个碱基对。现将亲代大肠杆菌的 DNA 双链全部带上32P 标记,再将大肠杆菌放到无32P 的培养液中培养,有关说法错误的是( )
A.该 DNA 分子的复制需要模板、能量、DNA 聚合酶等基本条件
B.若该 DNA 分子中碱基 G 有 b 个,则该 DNA 分子中碱基 T 的数目为(2a - b)个
C.大肠杆菌繁殖两代后,拟核 DNA 带有32P 标记的子代大肠杆菌数占总数的 1/2
D.繁殖 n 代后,拟核 DNA 带有32P 标记的子代大肠杆菌数占总数的 2/2n
【答案】B
【详解】A、DNA复制需要模板(原DNA的两条链)、能量(ATP)、酶(如DNA聚合酶)及原料(脱氧核苷酸),A正确;
B、双链DNA中,G与C配对,T与A配对。总碱基数为2a,G的数目为b,则C也为b,G+C=2b,A+T=2a−2b。因A=T,故T的数目为(2a−2b)/2=a−b,B错误;
C、亲代DNA双链均含32P ,第一次复制后两个DNA均为一条32P 链和一条普通链。分裂后两个子代菌均含32P 标记。第二次复制时,每个DNA分别复制为两个DNA(一个含32P 链,一个不含)。分裂后四个子代菌中仅两个含32P 标记,比例为1/2,C正确;
D、繁殖n代后,总细菌数为2n,仅最初的两个母链被分配到两个子代菌中,故含32P 的菌数为2,比例为2/2n,D正确。
10.图1中DNA分子有a和d两条链,I和Ⅱ均是DNA分子复制过程中需要的酶,将图1中某一片段放大后如图2.请回答下列问题:
(1)从图1可看出DNA复制的过程是_____,I是_______酶,Ⅱ是_______酶。
(2)图2中,DNA分子的基本骨架由______(填序号)交替连接而成,该DNA片段中左侧单链的上端是____(填“3'”或“5'”)端。
(3)图2中④名称是______,一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基A和T之间通过____连接。
(4)该过程发生的时间为______。
(5)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以母链为模板,以游离的_____为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链。
(6)若亲代DNA分子中碱基总数为100对,A+T占60%,则该DNA分子复制4次,共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是_____。
(7)若将含14N的细胞放在只含15N的培养液中培养,使细胞连续分裂4次,则最终获得的子代DNA分子中,两条链都含15N的占______。
【答案】(1) 边解旋边复制 解旋 DNA聚合
(2) ②③ 5'
(3) 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
(4)有丝分裂前的间期或减数分裂Ⅰ前的间期
(5)4种脱氧核苷酸
(6)600
(7)7/8
【分析】图1表示DNA的复制过程,Ⅰ表示解旋酶,Ⅱ表示DNA聚合酶。
图2中:①碱基T,②脱氧核糖,③磷酸,④胸腺嘧啶脱氧核苷酸,⑤表示A。
【详解】(1)从图1可以看出DNA复制时,解旋酶打开一段链,DNA聚合酶以母链为模板合成一段子链,所以DNA复制的过程是边解旋边复制,Ⅰ是解旋酶,Ⅱ是DNA聚合酶。
(2)DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成,图2中脱氧核糖是②,磷酸是③,所以DNA分子的基本骨架由②③交替连接而成;在DNA分子中磷酸在5'端,所以该DNA片段中左侧单链的上端是5'端。
(3)图2中④由胸腺嘧啶、脱氧核糖与磷酸构成,名称是胸腺嘧啶脱氧核苷酸;在DNA分子中一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基A和T之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。
(4)DNA分子复制发生在细胞分裂前的间期,包含有丝分裂前的间期和减数分裂Ⅰ前的间期。
(5)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以母链为模板,以游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链。
(6)若亲代DNA分子中碱基总数为100对,即碱基总数是200个,A+T占60%,则G+C占40%,又因G=C,所以C=G=40%×200×1/2=40(个);该DNA分子复制4次,产生的DNA分子数是24=16(个),因为DNA分子的复制方式是半保留复制,所以相当于新合成了15个DNA分子,共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是40×15=600(个)。
(7)若将含14N的细胞放在只含15N的培养液中培养,使细胞连续分裂4次,子代DNA分子数是24=16(个),因DNA分子是半保留复制,含14N的亲代DNA的两条链分别进入两个子代DNA分子中,所以两条链都含15N的DNA分子数16-2=14个,占子代DNA分子总数的14/16=7/8。
常考点08:基因的表达过程(转录与翻译)及中心法则
1.如图表示遗传信息在生物大分子间的传递规律,以下有关说法正确的是( )
A.图1、图2所示的生理过程完全相同
B.图1表示细菌细胞内基因的表达过程,图2表示酵母菌细胞内核基因的表达过程
C.图2信息反映多个核糖体完成一条多肽链的合成,有利于提高蛋白质的合成效率
D.图1所示过程的方向是自右向左,②、③、④、⑤表示正在合成的多肽链
【答案】D
【详解】A、图1表示翻译过程,图2表示转录和翻译过程,A错误;
B、图1表示翻译过程,不能表示细菌细胞内基因的表达,细菌内转录和翻译同时进行;图2表示转录和翻译,不能发生在酵母菌细胞内核基因的表达,细胞核内只进行转录,B错误;
C、图2信息反映多个核糖体完成多条相同多肽链的合成,有利于提高蛋白质的合成效率,C错误;
D、图1中①是mRNA,⑥是核糖体,②③④⑤表示正在合成的4条多肽链,翻译的方向是自右向左,D正确。
2.基因指导蛋白质的合成过程是一个极其复杂的过程,下列叙述错误的是( )
A.RNA是单链,可以穿过核孔,从细胞核到达细胞质
B.mRNA与DNA都是由四种核苷酸组成,都能携带遗传信息
C.基因解开后形成的两条链均可作为模板进行转录,加快转录的速率
D.tRNA一端可携带氨基酸,另一端的反密码子能够识别mRNA上的碱基序列
【答案】C
【详解】A、RNA(如mRNA)为单链结构,在细胞核中合成后通过核孔进入细胞质参与翻译,A正确;
B、mRNA由4种核糖核苷酸组成,DNA由4种脱氧核苷酸组成,两者均能储存遗传信息(如mRNA直接传递遗传信息),B正确;
C、转录时仅以DNA的一条链为模板,另一条链无法作为模板,C错误;
D、tRNA一端通过3'端结合氨基酸,另一端通过反密码子与mRNA的密码子碱基互补配对,将相应的氨基酸定位,D正确。
故选C。
3.miRNA是一类具有调控功能的非编码RNA,成熟的miRNA由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而成,随后组装进RNA诱导的沉默复合体,通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,最终阻遏靶mRNA发挥作用,如图所示,数字表示相应过程。下列叙述正确的是( )
A.过程①②④分别主要发生在细胞核、细胞质、细胞质
B.过程①②④中有氢键的形成,也有氢键的断裂
C.图中②过程中tRNA中的密码子决定其携带的氨基酸的种类
D.miRNA可以与靶mRNA特异性结合,促进其翻译过程
【答案】B
【详解】AB、过程①为转录,主要发生在细胞核;过程②为翻译,发生在细胞质;过程④为DNA复制,主要发生在细胞核。转录、翻译、DNA复制过程中都有氢键的形成,也有氢键的断裂,A错误,B正确;
C、图中②过程所示的翻译中,mRNA上的密码子通过与tRNA上的反密码子配对,决定了tRNA携带的氨基酸的种类,C错误;
D、由图可知,miRNA 与靶mRNA结合,导致靶mRNA 不能作为翻译的模板,抑制翻译过程,D错误。
4.大肠杆菌的RNA聚合酶由σ亚基与核心酶两部分构成。转录时,mRNA的第2个核苷酸连接上以后,σ亚基从RNA聚合酶上脱落,核心酶继续留在模板上。电镜下观察到大肠杆菌基因表达过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.大肠杆菌的转录过程未结束便开始了翻译过程
B.大肠杆菌的转录以DNA的一条链为模板,主要在细胞核中进行
C.σ亚基不参与转录过程,核心酶的移动方向是沿着mRNA的3'→5'
D.一种tRNA可以转运多种氨基酸,体现了密码子的简并
【答案】A
【详解】A、观察可知,大肠杆菌的转录还未结束,核糖体就已经结合在mRNA上开始翻译过程了,这体现了原核生物转录和翻译的同时性,A正确;
B、大肠杆菌是原核生物,没有细胞核,其转录以DNA的一条链为模板,在拟核中进行,B错误;
C、由题干可知,转录开始时σ亚基与核心酶共同组成RNA聚合酶参与转录,当mRNA的第一个核苷酸连接上以后,σ亚基才从RNA聚合酶上脱落,核心酶的移动方向是沿着DNA模板链的3'→5',而不是沿着mRNA的3'→5',C错误;
D、一种tRNA只能转运一种氨基酸,密码子的简并性是指一种氨基酸可以由一种或几种密码子编码,D错误。
故选A。
5.核糖体由大、小两个亚基组成,其上有A、P、E三个位点。A位点是新进入的tRNA结合位点,P位点是肽链延伸过程中的tRNA结合位点,E位点是空载的tRNA释放位点。相关叙述正确的是( )
A.tRNA分子由于存在碱基互补配对,其上的嘌呤数等于嘧啶数
B.图中P位点结合的tRNA上的反密码子是5'-GUC-3'
C.每个tRNA经过的位点顺序是A位点→P位点→E位点
D.反密码子与终止密码子的碱基互补配对使得肽链的延伸终止
【答案】C
【详解】A、tRNA为单链结构,其上的嘌呤数不一定等于嘧啶数,tRNA为三叶草形,部分区域存在碱基互补配对,A错误;
B、根据题意A位点是新进入的tRNA结合位点,P位点是肽链延伸过程中的tRNA结合位点,E位点是空载的tRNA释放位点,可知核糖体移动的方向是由左向右,故P位点的密码子为5'-CAG-3',则反密码子为5'-CUG-3',B错误;
C、由B项分析可知,核糖体移动的方向是由左向右,因此每个tRNA经过的位点顺序是A位点→P位点→E位点,C正确;
D、终止密码子一般不对应氨基酸,故tRNA上一般没有反密码子与终止密码子对应,D错误。
故选C。
6.如图所示为细胞中遗传信息的传递和表达过程,相关叙述正确的是( )
A.①②两个过程中所需要的酶不完全相同
B.②③过程发生的场所不可能相同
C.①②③三个过程中碱基配对情况不完全相同
D.③过程中不同核糖体合成的是同一种肽链,核糖体的移动方向是由右向左
【答案】C
【详解】A、①是DNA的复制,②是转录,DNA的复制需要解旋酶和DNA聚合酶,转录需要RNA聚合酶,①②两个过程中所需要的酶完全不同,A错误;
B、原核生物没有以核膜为界限的细胞核,因此转录和翻译都在细胞质,B错误;
C、①是DNA的复制,②是转录,③是翻译,DNA复制过程中碱基配对为:A-T、C-G、G-C、T-A,转录过程中碱基配对为A-U、C-G、G-C、T-A,翻译过程中碱基配对为A-U、C-G、G-C、U-A,三个过程中碱基配对情况不完全相同,C正确;
D、③过程中由于翻译的模板mRNA相同,故不同核糖体合成的是同一种蛋白质,根据图中肽链的长短可知,核糖体的移动方向是由左向右,D错误。
7.遗传组成相似的雌性蜜蜂幼虫,若一直以蜂王浆为食将发育成蜂后,若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。研究表明,蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少,进而发育为蜂后。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使p62基因(与卵巢发育相关)启动子部位添加甲基基团,部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5´-甲基胞嘧啶,DNMT3蛋白的合成和作用过程如下图所示。回答下列问题:
(1)DNMT3基因的表达包括过程①和②,其中过程②称为______,物质a是______,其所携带的氨基酸是______(部分密码子及其对应的氨基酸:GGC—甘氨酸;CCG—脯氨酸;GCC—丙氨酸;CGG—精氨酸)。
(2)与DNMT3基因启动子部位结合的酶是______,若以β链为模板合成mRNA,则该酶在β链上的移动方向为______(填“左→右”“右→左”或“不确定”)。若DNMT3基因中,G占碱基总数的38%,其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,则DNMT3基因中另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为______。
(3)DNMT3基因转录出的mRNA中(A+C)/(U+G)的值______(填“一定”或“不一定”)为1,原因是______。核糖体与成熟的mRNA结合,遇到mRNA中的______便开始过程②,最终得到有活性的DNMT3蛋白。
(4)蜂王浆中某些物质是决定蜜蜂幼虫发育成为蜂后的关键因素,请推测蜂王浆中的这些物质可能______(填“促进”或“抑制”)DNMT3蛋白活性,p62基因对蜜蜂幼虫卵巢发育起______(填“促进”或“抑制”)作用。p62基因甲基化与p62基因发生突变后都可能改变蜜蜂幼虫的性状,两种变异的主要区别是______。
【答案】(1) 翻译 tRNA 精氨酸
(2) RNA聚合酶 左→右 7%
(3) 不一定 mRNA是单链结构,四种碱基的数目没有规律(或双链中互补碱基数相等,单链中A+C的含量不一定等于U+G的含量) 起始密码子
(4) 抑制 促进 p62基因甲基化并不改变碱基的排列顺序,p62基因突变会改变碱基的排列顺序
【分析】DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加.上甲基,虽然不改变DNA序列,但是导致相关基因转录沉默。DNA甲基化在细胞中普遍存在,对维持细胞的生长及代谢等是必需的。如果某DNA片段被甲基化,那么包含该片段的基因功能就会被抑制。DNA的甲基化是由DNA甲基化转移酶来控制的,如果让蜜蜂幼虫细胞中的这种酶失去作用,蜜蜂幼虫就会发育成蜂王,和喂它蜂王浆的效果是一样的。
【详解】(1)过程①表示转录,过程②是以RNA为模板合成蛋白质的过程,表示翻译,其中物质a是tRNA,具有转运氨基酸的作用。a上的反密码子为GCC,对应的密码子为CGG,对应的氨基酸为精氨酸。
(2)启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用于驱动基因的转录,即与DNMT3基因启动子部位结合的酶是RNA聚合酶,若以β链为模板,则该酶在β链上的移动方向为3´→5´(左→右),因为子链的延伸方向是若5´→3´。若DNMT3基因中,G占碱基总数的38%,则T占碱基总数的12%,其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,那么另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为12%-5%=7%。
(3)mRNA是单链结构,四种碱基的数目没有规律(或双链中互补碱基数相等,单链中A+C的含量不一定等于U+G的含量),因此DNMT3基因转录出的mRNA中(A+C)/(U+G)的值不一定是1。当核糖体遇到mRNA中的起始密码子便开始翻译,最终得到有活性的DNMT3蛋白。
(4)DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使p62基因启动子部位添加甲基基团,蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少,因此蜂王浆中某些物质可能抑制DNMT3蛋白活性;蜂王浆导致幼虫p62基因甲基化减少,进而发育为蜂后,说明p62基因对蜜蜂幼虫卵巢发育起促进作用。p62基因甲基化与p62基因发生突变都可能改变蜜蜂幼虫的性状,二者的主要区别是p62基因甲基化属于表观遗传,并不改变碱基的排列顺序,p62基因突变会改变碱基的排列顺序。
8.正常成年人心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA经过加工过程会产生许多小RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)等影响心肌细胞的数量。当心肌缺血、缺氧时,会引起miR-223基因过度表达,使凋亡抑制因子无法合成,最终导致心力衰竭。
(1)ARC基因和另两种基因的______不同使得3种基因具有特异性。过程①(转录)需要的原料是______,与基因ARC相比,过程①中特有的碱基配对方式是______。
(2)过程②(翻译)中,最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序______(填“相同”或“不同”)。若过程②合成的一条肽链共199个肽键,控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U占35%,在不考虑终止密码子情况下,则控制转录该mRNA的基因中,C和G至少共有______个。
(3)若ARC基因中模板链的部分碱基序列为3'-TACAGAGAAG-5',则凋亡抑制因子中对应的部分氨基酸序列为______(已知密码子(5'→3')和对应的氨基酸如下:CUU-亮氨酸、CCU-丙氨酸、AAG-赖氨酸、UUC-苯丙氨酸、AUG-甲硫氨酸、UCU-丝氨酸、UAC-酪氨酸)。如果ARC基因突变,导致编码正常的凋亡抑制因子多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起凋亡抑制因子中氨基酸序列的改变,其原因可能是______。
(4)科研人员认为,HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是______。
【答案】(1) 碱基排列顺序(和数量) 四种核糖核苷酸 A-U
(2) 相同 780
(3) 甲硫氨酸-丝氨酸-亮氨酸 密码子具有简并性
(4)HRCR与miR-223碱基互补配对,抑制miR-223与ARC的mRNA结合,使得基因ARC的表达增加,凋亡抑制因子增多,抑制心肌细胞的凋亡
【分析】转录是指以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的催化作用下,按照碱基互补配对原则(A-U、T-A、C-G、G-C)合成RNA的过程。 该过程主要发生在真核细胞的细胞核中(原核细胞的拟核区),产物包括mRNA(信使RNA)、tRNA(转运RNA)和rRNA(核糖体RNA)等。 翻译是指以mRNA为模板,在核糖体上,tRNA携带相应的氨基酸,按照mRNA上密码子的排列顺序,合成具有一定氨基酸序列的多肽链(蛋白质)的过程。
【详解】(1)基因的特异性是由基因的碱基排列顺序(数量)决定的,所以ARC基因和另两种基因的碱基排列顺序不同使得3种基因具有特异性。转录是合成RNA的过程,需要的原料是四种核糖核苷酸。基因ARC是DNA,转录时DNA中的碱基T与RNA中的碱基A配对,DNA中的碱基A与RNA中的碱基U配对,与基因ARC(DNA - DNA)相比,转录(DNA - RNA)中特有的碱基配对方式是A - U。
(2)过程②翻译是以同一条mRNA为模板,所以最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同。 一条肽链共199个肽键,则氨基酸数为199 + 1=200个,对应的mRNA上的碱基至少为200×3 = 600个。已知mRNA中A和U占35%,则C和G占1 - 35%=65%,mRNA中C和G的数量为600×65% = 390个。根据碱基互补配对原则,控制转录该mRNA的基因中,C和G至少共有390×2=780个。
(3)ARC基因中模板链的部分碱基序列为3'-TACAGAGAAG - 5',根据碱基互补配对原则,转录形成的mRNA的碱基序列为5'-AUGUCUCUUC - 3',对应的氨基酸序列为甲硫氨酸 - 丝氨酸 - 亮氨酸。由于密码子具有简并性,即一种氨基酸可能由多种密码子编码,所以ARC基因突变,导致编码正常的凋亡抑制因子多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起凋亡抑制因子中氨基酸序列的改变。
(4)由图可知:HRCR与miR-223碱基互补配对,抑制miR-223与ARC的mRNA结合,使得基因ARC的表达增加,凋亡抑制因子增多,抑制心肌细胞的凋亡。所以HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物。
常考点09:可遗传变异的辨析:基因突变、基因重组与染色体变异
1.同一个基因的不同突变可以引起不同临床表现,科研人员对某遗传性耳聋基因携带者的相关基因进行测序,结果如图。下列分析不合理的是( )
A.正常基因C对突变基因C1为显性
B.图中的基因序列是转录的非模板链
C.C基因和C1基因控制合成的肽链仅有一个氨基酸不同
D.同一个基因可突变出不同的等位基因,体现了基因突变具有不定向性
【答案】C
【详解】A、遗产性耳聋基因携带者为正常个体,正常基因C对突变基因C1为显性,A正确;
B、已知密码子是mRNA上编码一个氨基酸的三个相邻碱基,且图中显示的碱基序列与mRNA上的碱基序列(除T和U的差异外)相同,所以图中的基因序列是转录的非模板链,B正确;
C、从图中基因序列来看,正常基因C和突变基因C1有一个碱基对发生了改变(箭头处),突变导致第4个氨基酸后肽链提前终止,肽链长度不同,不仅仅是第1个氨基酸不同,C错误;
D、同一个基因可突变出不同的等位基因,如基因C突变成基因C1,这体现了基因突变具有不定向性,D正确。
故选C。
2.枫糖尿病是由患者体内基因A突变,使体内的分支酮酸脱羧酶异常(如图所示,其中①②处的氨基酸序列相同,③处的不同),尿液中α-酮-β-甲基戊酸积累所致。基因A有两个突变位点a、b(分别对应图中a、b处的突变),任意一个位点突变均可导致酶异常。下列叙述错误的是( )
A.位点a发生了碱基对的替换,位点b发生了碱基对的缺失
B.突变位点a、b的存在体现了基因突变具有随机性
C.由题可知,基因可通过控制酶的合成控制代谢,进而控制生物性状
D.若亲代某细胞中基因A发生突变,则该突变基因不一定能遗传给子代
【答案】A
【分析】基因突变指 DNA 分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因结构的改变。
【详解】A 、观察可知,位点 a 突变后,对应的氨基酸种类发生了改变,但氨基酸数目未变,这符合碱基对替换的特点;位点 b 突变后,氨基酸序列从该位点后整体发生改变,氨基酸数目减少或者增加,这符合碱基对缺失或者增添的特点,所以位点 a 发生了碱基对的替换,位点 b 发生了碱基对的缺失或增添,A 错误;
B、基因突变的随机性是指基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期、任何 DNA 分子上以及同一 DNA 分子的不同部位,题中基因 A 有两个不同的突变位点 a、b,体现了基因突变可以发生在同一 DNA 分子的不同部位,即体现了基因突变具有随机性,B 正确;
C、 由题干可知,基因 A 突变导致分支酮酸脱羧酶异常,使得尿液中 α - 酮 - β - 甲基戊酸积累从而引发枫糖尿病,这表明基因可通过控制酶的合成控制代谢,进而控制生物性状,C 正确;
D、若亲代是生殖细胞中基因 A 发生突变,则该突变基因可以遗传给子代;若亲代是体细胞中基因 A 发生突变,则该突变基因一般不能遗传给子代,题中说亲代某细胞,未明确是生殖细胞还是体细胞,所以该突变基因不一定能遗传给子代,D 正确。
3.(不定项)基因转录时作为模板的链叫作模板链,另一条叫作编码链。如图为某真核细胞一个DNA分子上a、b、c三个基因的分布,甲、乙为DNA的两条链,图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的DNA片段。下列说法正确的是( )
A.基因a中(A+C)/(T+G)的值与基因b中(A+C)/(T+G)的值相等
B.位置Ⅰ和Ⅱ也可能发生碱基的增添、缺失或替换,但不属于基因突变
C.基因a、b、c的转录方向依次为:←、←、→
D.基因c转录出的mRNA的碱基序列与该基因的编码链不完全相同
【答案】ABD
【详解】A、双链DNA分子中,A═T,C═G,一个双链DNA片段非互补碱基和之比均为1。基因a和基因b都位于同一个DNA分子上,都是双链结构,所以基因a中(A+C)/(T+G)的值与基因b中的(A+C)/(T+G)值相等,A正确;
B、Ⅰ、Ⅱ为非基因片段,也可能发生碱基的增添、缺失或替换,但不属于基因突变,B正确;
C、转录的方向是沿DNA模板链的3'→5',基因a、c的模板链是乙,转录的方向均为:←,基因b的模板链是甲,转录的方向为:→,C错误;
D、基因c转录出的mRNA的碱基序列中含有U,而该基因的编码链中含有T,故mRNA的碱基序列,与该基因编码链的碱基序列不完全相同,D正确。
故选ABD。
4.某精原细胞同源染色体中的一条发生倒位,如图甲。减数分裂过程中,由于染色体倒位,同源染色体联会时会形成倒位环,此时经常伴随同源染色体片段的互换,如图乙。完成分裂后,若配子中出现染色体片段缺失或重复,则不能存活,而出现倒位的配子能存活。下列说法正确的是( )
A.图甲发生了①至③区段的倒位,该变异类型属于染色体结构变异
B.发生倒位的染色体上的基因的种类、数量及排列顺序都发生改变
C.图乙细胞所示染色体片段互换也可发生在体细胞有丝分裂过程中
D.图乙细胞中Ⅱ和Ⅳ发生互换,该细胞产生的活配子有2种类型
【答案】D
【详解】A、由图甲可知是bcd 发生了倒位,因此是①到④区段发生倒位,变异类型属于染色体结构变异,A错误;
B、发生倒位的染色体上的基因的种类、数量不变,B错误;
C、图乙细胞所示染色体片段互换发生在减数第一次分裂前期的四分体时期,不能发生在有丝分裂中,C错误;
D、题干可知,配子中出现染色体片段缺失或重复,则不能存活,出现倒位的配子能存活,经过倒位后交叉互换,可能会形成四个配子为:ABCDE(正常)、adcbe(倒位但能存活)、ABcda(缺失了e,不能存活)、ebCDE(缺失了A,不能存活),因此该精原细胞共产生了2种类型的可育雄配子,D正确。
故选D。
5.如图为某细胞中一对同源染色体在减数分裂过程中发生染色体片段互换过程示意图(不考虑突变)。下列叙述正确的是( )
A.图中A基因与C基因发生了自由组合,增加了配子的多样性
B.A1和A2可能是相同基因,也可能是等位基因
C.图示过程可能导致非等位基因发生重新组合
D.图中是非同源染色体上的片段互换,该结构变异对生物体大多是不利的
【答案】C
【详解】A、图中是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,属于基因重组,不是非同源染色体上非等位基因自由组合,A错误;
B、A1和A2是位于同一条染色体上的姐妹染色单体,是由染色体复制而来的,基因相同,B错误;
C、互换可导致同源染色体上非等位基因重新组合,C正确;
D、图中是同源染色体间互换(基因重组),不是非同源染色体片段互换(易位,染色体结构变异 ),D错误。
6.图1~4分别表示不同的变异类型,其中图3中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法,正确的是( )
A.图1、图2都表示染色体结构变异中的易位,发生在减数分裂Ⅰ的前期
B.图3表示染色体结构变异中的缺失
C.图4可能表示染色体结构变异中的缺失或重复
D.如图所示的4种变异中能够遗传的是图1、图3所示变异
【答案】C
【详解】A、图1表示同源染色体的非姐妹染色单体间的互换,发生在减数分裂Ⅰ的前期,属于基因重组,A错误;
B、图3中基因2与基因1相比,多了一个碱基对,属于基因突变,B错误;
C、图4中弯曲的部位表示在其同源染色体上没有配对的片段,可能是上面的染色体重复了一段,或下面的染色体缺失了一段,C正确;
D、可遗传变异包括基因突变、基因重组、染色体变异,图1表示基因重组,图2表示染色体结构变异(易位),图3表示基因突变,图4表示染色体结构变异(缺失或者重复),图中4种变异都能够遗传,D错误。
7.某两性花植物(二倍体)的两对相对性状分别受A、a和B、b控制,基因在染色体上的位置如图甲,当发生图乙变异时,基因的表达、配子的活性和个体存活等不受影响,下列分析错误的是( )
A.若甲给乙授粉,则雌雄配子的结合方式有16种
B.图乙发生的变异类型属于染色体结构变异中的易位
C.根据自交结果可以判断该植株的基因在染色体上的位置是甲还是乙
D.乙测交子代的基因型为Aab、Aabb、aaBb、aaBbb,其中二倍体占1/2
【答案】D
【详解】A、分析图可知,甲、乙都产生四种配子,配子的结合方式有16种,A正确;
B、图乙是一个染色体的片段移接到另一条非同源染色体上,属于染色体易位,B正确;
C、若染色体的基因组成是甲,自交子代有四种表型,若染色体的基因组成是乙,则乙产生A、Ab、aB、aBb四种基因型的配子,自交子代没有双隐性性状个体,因此通过自交结果可以判断基因在染色体上的位置是甲还是乙,C正确;
D、乙测交子代都是二倍体,D错误。
8.普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程,如图所示(其中A.B.D分别代表不同物种的一个染色体组,每个染色体组均含7条染色体)。下列叙述错误( )
A.图示育种过程中存在基因重组和染色体数目变异
B.图中普通小麦的体细胞中可能含有42条或84条染色体
C.可用秋水仙素处理杂种一的幼苗或萌发的种子来获得拟二粒小麦
D.拟二粒小麦在减数分裂Ⅰ前期能形成14个四分体
【答案】C
【分析】分析题图:杂种一的染色体组成为AB,由于无同源染色体,不能进行正常的减数分裂产生配子,所以不育,将杂种一染色体加倍后,得到拟二粒小麦,与滔氏麦草杂交,得到杂种二,染色体组成为ABD,同样也不可育,杂种二染色体加倍得到普通小麦。
【详解】A、图示过程中存在减数分裂,故有基因重组,该育种过程有染色体组数目的增减,故体现染色体数目变异,A正确;
B、普通小麦AABBDD含有6个染色体组,每个染色体组均含7条染色体,故不分裂体细胞含有42条染色体,有丝分裂后期体细胞含84条染色体,B正确;
C、据题可知,A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组,杂种一含AB两个染色体组,但不是同源染色体,因此不能进行正常的减数分裂而不育,无法产生种子,故无法用秋水仙素处理萌发的种子获得拟二粒小麦,C错误;
D、拟二粒小麦AABB中AA含有7对同源染色体,BB含有7对同源染色体,减数分裂Ⅰ前期能形成14个四分体,D正确。
常考点10:染色体变异在育种中的应用及综合实践
1.端稳饭碗做强“小”种子,玉米育种是一项重要的农业技术革命。下图是利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行育种的实验流程图,下列分析正确的是( )
A.植株A为二倍体,体细胞内最多有4个染色体组,植株C属于单倍体,发育起点为配子
B.图中培育多倍体玉米植株B的原理是秋水仙素能够抑制纺锤体的形成
C.将BbTt人工诱变可获得bbTt,其等位基因的产生可来源于基因重组
D.利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限,植株B纯合的概率为25%
【答案】A
【分析】分析题图:图示为利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图,其中①表示芽尖细胞组织培养,所得植株A的基因型与亲本相同;②表示减数分裂过程。幼苗2为花药离体培养形成的单倍体,其经过秋水仙素处理可以得到纯合体植株B若直接培育可得到单倍体植株C,③为细胞分裂过程。
【详解】A、植株A是经芽尖细胞发育而来,为二倍体,其体细胞内最多有4个染色体组,是有丝分裂后期因着丝粒(着丝点)分裂而引起染色体数目加倍造成的;植株C发育起点为配子,故属于单倍体,A正确;
B、图中培育多倍体玉米植株B的原理是染色体数目变异,B错误;
C、基因突变的结果是产生等位基因,将BbTt人工诱变可获得bbTt,其等位基因的产生来源于基因突变,C错误;
D、获得植株B的育种方式是单倍体育种,植株A(基因型BbTt)经减数分裂得到的花粉(BT、Bt、bT、bt,在经植物组织培养得到 单倍体(BT、Bt、bT、bt),经 秋水仙素处理可获得纯合的二倍体(BBTT、BBtt、bbTT、bbtt),故植株B纯合的概率为100%,D错误。
故选A。
2.下列有关变异和育种的叙述,正确的是( )
A.基因突变会引起基因的结构、位置和数目的改变
B.染色体变异属于细胞水平的变异,可用显微镜观察
C.单倍体育种时常用秋水仙素处理单倍体的种子或幼苗
D.三倍体无子西瓜不能进行有性生殖,属于不可遗传的变异
【答案】B
【分析】可遗传变异的变异包括:基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换。基因重组是指同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合。染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、复倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一 类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】A、基因突变可以导致染色体上基因的结构改变,但不会引起基因的位置和数目的改变,A错误;
B、染色体变异属于细胞水平的改变,可使用光学显微镜观察,B正确;
C、单倍体通常是高度不育的,没有种子,应该用秋水仙素处理单倍体幼苗,C错误;
D、三倍体无子西瓜的培育利用了染色体变异原理,其无子的变异属于可遗传的变异,D错误。
3.下面为利用纯合高秆(D)抗病(E)小麦和纯合矮秆(d)染病(e)小麦快速培育纯合矮秆抗病小麦(ddEE)的示意图,有关此图的叙述错误的是( )
A.图中进行①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起
B.②过程中发生了非同源染色体的自由组合
C.实施③过程依据的生物学原理只有细胞增殖
D.④过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素处理
【答案】C
【解析】 题图所示为单倍体育种的过程,①过程表示两个亲本杂交,所依据的原理是基因重组,从而使控制不同优良性状的基因组合到一起,A正确;②过程表示的是F1进行减数分裂产生配子的过程,在减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合,B正确;③过程表示由花药离体培养成单倍体植株的过程,此过程中不但有细胞的分裂还有细胞的分化,C错误;④过程是诱导染色体数目加倍的过程,一般用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗,D正确。
4.如图甲、乙表示小麦的两个品种,A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因,①~⑦表示培育小麦新品种的过程。下列说法不正确的是( )
A.①②过程操作简便,但培育周期长,原理是基因重组
B.④的变异仅发生于有丝分裂,该育种方式的优点之一是可得到更多优良变异类型
C.③过程常用的方法是花药离体培养,可以得到单倍体幼苗
D.⑥过程与⑦过程的育种原理相同,过程中需要抑制纺锤体的形成
【答案】B
【解析】 ①②为杂交育种,操作简便,但培育周期长,原理是基因重组,A正确;④为基因突变,主要发生在细胞分裂间期,如有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期,B错误;③为花药离体培养,可以得到单倍体幼苗,C正确;①⑦为多倍体育种,①③⑥为单倍体育种,⑥过程与⑦过程的育种原理相同,都是染色体数目变异,过程中需要抑制纺锤体的形成,D正确。
5.研究人员通过如图所示的育种过程培育出了高品质的糯性小麦。下列相关叙述正确的是( )
A.a过程能提高突变频率,从而明显缩短育种年限
B.c过程中运用的遗传学原理是基因突变
C.a、c过程都需要使用秋水仙素,都作用于萌发的种子
D.要获得yyRR,b过程需要较长的育种年限
【答案】D
【解析】 分析题图可知,该育种过程中运用的遗传学原理是基因重组和染色体变异,而不是基因突变,a过程需要使用秋水仙素,作用于幼苗,使染色体数目加倍,形成纯合子,自交后代不发生性状分离,从而明显缩短育种年限,A、B错误;a、c过程都需要使用秋水仙素,都可作用于幼苗,c过程还可作用于萌发的种子,a过程单倍体高度不育,没有种子,C错误;b过程需要不断地进行自交,淘汰性状分离的个体,需要较长的育种年限,D正确。
6.如图是某植物的多种育种方法途径,A~F是育种处理手段(其中E是射线处理),甲、乙、丙分别代表不同植株。以下说法不正确的是( )
A.植株甲和植株丙是纯系植株,乙是具有新基因的种子或幼苗
B.D和B过程可发生基因重组,F过程发生了染色体变异
C.图中C、F过程都可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D.杂交育种过程如需获得显性纯合子需经历较长的纯化过程,单倍体育种由配子直接加倍获得纯合子,育种年限短
【答案】C
【解析】 通过杂交育种筛选获得的甲,通过单倍体育种获得的丙,都是纯合子,经过射线处理获得的乙已经发生基因突变,A正确;D和B过程都有减数分裂过程,都可发生基因重组,F过程发生染色体数目变异获得多倍体,B正确;单倍体育种中一般没有种子,只能用秋水仙素处理幼苗,C错误;杂交育种过程如需获得显性纯合子需不断自交、筛选再自交,需要经历较长的纯化过程,单倍体育种由配子直接加倍获得纯合子,明显缩短了育种年限,D正确。
7.玉米(2n=20)是世界上重要的粮食作物之一,也是遗传学研究中常用的模式生物。图1为玉米植株示意图。玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,两对基因分别位于两对同源染色体上。图2表示利用品种甲(HHRR)和乙(hhrr)通过三种育种方法(Ⅰ~Ⅲ)培育纯合优良品种矮秆抗病(hhRR)的过程。回答下列问题:
(1)对玉米进行人工杂交的基本步骤是_______________________________________。
(2)利用方法Ⅰ培育优良品种时,获得hR植株常用的方法为________________,方法Ⅰ通常使用适宜浓度的秋水仙素处理____________(填标号:①“休眠的种子”、②“幼苗”、③“萌发的种子或幼苗”),其作用原理是__________________________________。
(3)图2所示的三种方法中,最难获得优良品种(hhRR)的是方法________,其原因是________________________。
答案 (1)套袋→人工传粉→套袋 (2)花药离体培养 ② 抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,使细胞内染色体数目加倍 (3)Ⅲ 基因突变是不定向的
8.已知蜜蜂中的蜂王和工蜂都是二倍体(2n=32),据图回答下列问题:
(1)雄蜂是由卵细胞直接发育而来,体细胞中含有________条染色体,属于________倍体。
(2)受精卵发育成蜂王的过程中,有丝分裂后期的细胞中含有________条染色体;蜂王产生卵细胞的过程中,一个初级卵母细胞中形成的四分体有________个。
(3)雄蜂产生的精子中染色体数是________。
(4)一雄蜂和一蜂王交配后产生的F1中工蜂的基因型是AaBb、Aabb、aaBb、aabb,则父本的基因型为________,母本的基因型为________,F1中雄蜂的基因型为________________。
答案:(1)16 单 (2)64 16 (3)16 (4)ab AaBb AB、Ab、aB、ab
解析:(1)根据题意可知,蜂王的染色体为2n=32,而雄蜂是由蜂王产生的卵细胞直接发育而来,卵细胞中染色体数目减半,因此雄蜂体细胞中含有16条染色体,属于单倍体。(2)受精卵中含有32条染色体,在发育成蜂王的过程中进行有丝分裂,有丝分裂后期由于着丝粒分裂,染色体数目加倍,含有64条染色体;蜂王产生卵细胞的过程中,由于细胞中有16对同源染色体,因此一个初级卵母细胞中形成的四分体有16个。(3)雄蜂只能产生一种精子,其染色体组成与体细胞一样,有16条。(4)一雄蜂和一蜂王交配后产生的F1中工蜂的基因型是AaBb、Aabb、aaBb、aabb,由于雄蜂只能产生一种精子,因此分析F1基因型可知,父本基因型为ab,母本基因型为AaBb;由于母本能够产生AB、Ab、aB、ab四种类型的卵细胞,因此F1中雄蜂的基因型为AB、Ab、aB、ab。
常考点11:现代生物进化理论的核心观点与物种形成机制
1.生物进化理论自提出以来,经历了不断的发展和完善。下列相关叙述错误的是( )
A.种群是生物进化的基本单位
B.突变和基因重组提供了进化的原材料
C.新物种的形成都要经过地理隔离
D.生物多样性是协同进化的结果
【答案】C
【详解】A、种群是生物繁殖和进化的基本单位,因为进化实质是种群基因频率的改变,A正确;
B、突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组属于可遗传变异,为生物进化提供原材料,B正确;
C、新物种形成的标志是生殖隔离,地理隔离并非必需条件(如多倍体的形成无需地理隔离),C错误;
D、协同进化指不同物种之间、生物与环境间的相互影响,共同演化形成生物多样性,D正确。
故选C。
2.许多动物在不同季节数量有很大差异。春季繁殖,夏季数量增加到最多,到了冬季,由于寒冷、缺少食物等而大量死亡。第二年春季,残存的少量个体继续繁殖而使数量增多。因此形成一个如瓶颈样的模式(如图所示,●为抗药性个体),其中瓶颈部分代表动物数量减少的时期。下列分析正确的是( )
A.在以上过程中抗药个体与非抗药个体发生了协同进化
B.在图中所示的三年间,该生物种群一定进化形成了新物种
C.在使用杀虫剂防治害虫时,害虫抗药性基因的频率增加,说明杀虫剂诱导害虫定向突变
D.在自然越冬无杀虫剂作用时,害虫中抗药性基因的频率下降,说明变异的有利或有害取决于环境的变化
【答案】D
【详解】A、不同物种之间、生物与环境之间发生协同进化,抗药个体与非抗药个体为同一种群的个体,A错误;
B、种群基因频率发生变化,生物发生进化,但不一定形成新物种,B错误;
C、使用杀虫剂防治害虫时,是杀虫剂对害虫进行选择,不是诱导害虫定向突变,C错误;
D、自然越冬无杀虫剂时,抗药性基因频率下降,说明变异的有利或有害取决于环境,环境变化后,原来有利的变异可能变得有害,D正确。
故选D。
3.大彗星兰是世界上最富盛名的兰花之一,在长约30~40cm的花距底部储存着花蜜。某种长喙天蛾的口器可以帮助其顺利吸食大彗星兰的花蜜,并在吸食花蜜的过程中为大彗星兰传粉。下列叙述错误的是( )
A.长喙天蛾口器的特征决定着大彗星兰花距变异的方向
B.若长喙天蛾的数量减少,会影响大彗星兰种群的繁衍
C.大彗星兰的长花距对吸食花蜜的昆虫具有选择作用
D.大彗星兰和长喙天蛾在相互影响中不断进化和发展
【答案】A
【详解】A、长喙天蛾的口器特征仅作为自然选择的压力,筛选大彗星兰中花距较长的个体,但大彗星兰花距变异本身是随机的,不定向的,并非由长喙天蛾决定,A错误;
B、长喙天蛾是大彗星兰的主要传粉者,若其数量减少,会导致传粉效率下降,影响种群繁衍,B正确;
C、大彗星兰的长花距使只有口器足够长的昆虫能吸食花蜜并传粉,对吸食花蜜的昆虫具有选择作用,C正确;
D、大彗星兰和长喙天蛾在相互影响中不断进化和发展,进行协同进化,D正确。
故选A。
4.白头叶猴是仅分布于广西崇左市喀斯特山区的特有物种,该地区某些植物因白头叶猴的采食压力而产生更多次生代谢物(如单宁酸),以减少被采食,而白头叶猴则发展出更强的消化适应能力,该现象体现了( )
A.生物多样性 B.竞争排斥 C.协同进化 D.生殖隔离
【答案】C
【详解】协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。在本题中,白头叶猴和该地区的某些植物之间存在相互影响的关系,植物因为白头叶猴的采食压力产生更多次生代谢物来减少被采食,而白头叶猴则发展出更强的消化适应能力来应对植物的防御,这正是不同物种之间相互作用、协同进化的体现,C正确,ABD错误。
故选C。
5.大约500万年前海底火山喷发形成的加拉帕戈斯群岛,由13个主要岛屿组成,生活着13种地雀,不同种之间存在生殖隔离。下列叙述错误的是( )
A.不同岛屿上的地雀群产生基因突变的情况相同
B.13种地雀的进化,体现了生物多样性是协同进化的结果
C.在自然选择作用下,地雀种群基因频率发生定向改变
D.在生物进化中,可通过地理隔离导致生殖隔离而形成不同物种
【答案】A
【详解】A、基因突变具有随机性和不定向性,不同岛屿的环境不同,自然选择方向各异,导致地雀群基因突变情况不同,A错误;
B、协同进化指不同物种或生物与环境间相互影响,共同进化。13种地雀的进化涉及种间关系及环境适应,体现协同进化,B正确;
C、自然选择通过定向改变种群基因频率决定生物进化方向,C正确;
D、地理隔离阻断基因交流,长期积累差异后形成生殖隔离,是新物种形成的常见途径,D正确。
故选A。
6.以下生物现象属于协同进化的是( )
A.游泳生活的鲨鱼和海豚都进化出了流线型的身体
B.雌孔雀会选择羽毛更为艳丽的雄孔雀作为自己的配偶
C.校园中有些植物会攀缘在铁栅栏上,向高处生长争夺光照
D.土壤微生物从土壤中获取营养,同时也改变了土壤的成分
【答案】D
【分析】协同进化指不同物种之间或生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
【详解】A、鲨鱼和海豚属于不同类群,流线型身体是趋同进化而非相互影响的结果,A错误;
B、雌孔雀选择艳丽雄孔雀属于性选择,为种内关系,不涉及不同物种或环境,B错误;
C、植物攀爬栅栏争夺光照属于种内竞争,未体现物种间或生物与环境的相互作用,C错误;
D、微生物与土壤间存在物质交换和相互影响,属于生物与环境间的协同进化,D正确。
7.(不定项)下列有关物种和生物进化的叙述,错误的是( )
A.如果没有突变,生物就不可能发生进化
B.物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
C.物种的形成一定要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离
D.捕食者客观上起到了促进种群发展的作用,有利于增加物种多样性
【答案】ABC
【详解】A、影响种群基因频率改变的因素很多,比如自然选择等,不发生基因突变也有可能因为其他因素而影响基因频率的改变,导致发生进化,A错误;
B、物种之间的协同进化包括物种间互助和生存斗争等实现的,B错误;
C、物种形成可不经过地理隔离(如多倍体形成 ),直接产生生殖隔离,C错误;
D、捕食者所吃掉的大多数是数量占优势的种群个体,有利于增加物种多样性,被捕食者中多是年老、病弱或年幼的个体,客观上起到了促进其种群发展的作用,D正确。
故选ABC。
8.(不定项)下图1为太平洋某部分岛屿上几种鸟类的分布及迁徙情况,其中S鸟有黑羽(AA)、杂羽(Aa)、灰羽(aa)三种表现型。图2显示S鸟不同种群的等位基因频率与代数的关系,其中n代表种群的个体数。下列有关叙述正确的是( )
A.基因突变、染色体变异、环境可引起种群基因频率的变化
B.随着繁殖代数的增加,群体越大,种群纯合子越倾向于增加
C.相对于X岛,Y岛上的鸟物种多样性和遗传多样性可能会减小
D.Y岛若产了生新物种,是经过长期的地理隔离最后出现生殖隔离的结果
【答案】ACD
【分析】生物多样性的形成:(1)生物多样性的内容包括物种多样性、基因多样性、生态系统多样性;(2)生物多样性形成的进化历程。
【详解】A、基因突变、染色体变异属于可遗传变异,环境可以选择生物的性状,所以都能够引起种群基因频率的变化,A正确;
B、从图2看出,当繁殖到25代以后,当n=25和50时,其中某个等位基因减少到0或者增加到1,说明全是纯合子,而当n=200和n=350时,繁殖到25代以后,其中还存在着A和a基因,说明随着繁殖代数的增加,群体越小,种群纯合子越倾向于增加,B错误;
C、Y岛种群数量较小,其中鸟物种多样性和遗传多样性可能会减小,C正确;
D、分析题图,Y岛与X岛之前存在地理障碍,Y岛若产了生新物种,是经过长期的地理隔离最后出现生殖隔离的结果,D正确。
故选ACD。
9.加拉帕戈斯群岛上地雀的共同祖先是来自南美洲大陆的原始地雀,经过长期的进化,最终在各个岛屿上形成了13个不同的物种。回答下列问题:
(1)一个地雀种群中全部个体所含有的全部基因叫作该种群的______。原始地雀种群中,基因突变产生的等位基因,通过有性生殖过程中的__形成了多种基因型,这些可遗传变异是________(填“定向的”或“不定向的”)。
(2)原始地雀迁徙至不同岛屿后,各岛屿的地雀之间存在__隔离,由于各岛屿环境差异较大,在________的作用下,不同种群的基因频率朝着不同方向发生定向改变。随着有利变异的逐渐积累,彼此之间出现_____隔离,最终形成地雀的新物种。
(3)不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断的进化和发展,称为________。通过漫长的进化过程最终导致了生物多样性的形成,生物多样性主要有三个层次的内容:遗传多样性、物种多样性和______。
【答案】(1) 基因库 基因重组 不定向的
(2) 地理 自然选择 生殖
(3) 协同进化 生态系统多样性
【分析】1、生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫作这个种群的基因库。在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值叫做基因频率;基因频率改变则生物种群发生进化。
2、在遗传学和生物进化论的研究中,把能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代,这种现象叫作生殖隔离。
3、同种生物由于地理障碍而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象,叫作地理隔离。地理隔离和生殖隔离都是指不同群体间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象,这里统称为隔离。
【详解】(1)一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫作这个种群的基因库。基因突变产生的等位基因,通过有性生殖过程中的基因重组形成多种基因型,从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。可遗传变异的特点:随机性和不定向性。
(2)原始地雀迁徙至不同岛屿后,各岛屿的地雀之间存在地理隔离,不同岛屿的环境有较大差别,在自然选择的作用下,种群基因频率会发生定向改变(这个定向就是适应环境的方向)。生殖隔离是新物种形成的标志。
(3)不同物种之间,生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化,是生物多样性形成的原因之一。生物的多样性包含遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。
10.美国西部某山林生活着不少彩蝶,分别集中分布于该山林的甲、乙、丙三个区域。距今1000年前的A、B、C三个品种的彩蝶形状差异很大;距今500年前,在乙、丙两区之间曾出现过一条宽阔的大河。如今大河早就干涸,该地区依然保留A、B两种彩蝶,C种彩蝶已经绝迹,出现的是D种彩蝶,且甲、乙两区结合处的A、B彩蝶依然能互相交配产生可育后代,乙、丙地区结合处的B、D彩蝶能杂交,但雌蝶所产受精卵不能发育变成成虫。
(1)研究彩蝶进化最直接、最重要的证据是__________。
(2)一种彩蝶有A、B、C三个品种,体现了__________多样性。根据资料可推测,D是由C进化来的。在进化过程中,C种群中出现的__________提供了进化的原材料,大河导致的__________使C种群无法与A、B种群进行基因交流;由于丙区的环境与甲、乙区不同,所以在自然选择的作用下,C种群的__________定向改变;久而久之,C种群的基因库就变得与A、B种群有明显差异,最后与A、B种群产生了__________,这就标志着C彩蝶已经进化成了一个新物种——D彩蝶。
(3)凤蝶幼虫的臭腺通过释放刺鼻气味的萜类化合物来驱避蚂蚁等小型天敌,这种适应是__________的结果;但凤蝶金小蜂已适应该气味,甚至能通过气味定位凤蝶的幼虫,将卵产在凤蝶幼虫体内,这体现了适应的__________性。
(4)风兰为吸引特化传粉者,进化出细长花冠并在底部分泌花蜜;天蛾蝶为获取花蜜进化出较长的口器,在采蜜时头部会接触花冠深处的柱头帮助风兰完成传粉。像风兰和天蛾蝶这样的进化现象属于__________。
【答案】(1)化石
(2) 遗传/基因 突变和基因重组 地理隔离 基因频率 生殖隔离
(3) 自然选择 相对
(4)协同进化
【分析】现代生物进化理论:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变;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定向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】(1)化石是指保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活遗迹,是研究彩蝶进化最直接、最重要的证据。
(2)生物多样性主要包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性三个方面,一种彩蝶有A、B、C三个品种,体现了遗传多样性(基因多样性)。突变和基因重组为生物进化提供原材料。从距今1000年前至今,这片山林彩蝶原来是“A、B、C三个品种的彩蝶”,500年前,大河出现,导致A、B和C出现地理隔离,使C种群无法与A、B种群进行基因交流;“A、B彩蝶依然能互相交配产生可育后代”,说明A、B不存在生殖隔离,是一个物种的不同品种,现在“甲、乙区域依然保留彩蝶,丙区域原C品种形状的彩蝶已经绝迹,出现的是一种新的形状的彩蝶(D彩蝶)”,“B、D彩蝶能杂交,但所产受精卵不能发育成成虫”,说明B、D存在生殖隔离,是两个物种,生物进化的实质是种群基因频率的改变。即由于丙区的环境与甲、乙区不同,所以在自然选择的作用下,C种群的基因频率定向改变;久而久之,C种群的基因库就变得与A、B种群有明显差异,最后与A、B种群产生了生殖隔离,这就标志着C彩蝶已经进化成了一个新物种——D彩蝶。
(3)凤蝶幼虫的臭腺通过释放刺鼻气味的萜类化合物来驱避蚂蚁等小型天敌,这种适应是自然选择的结果;适应具有普遍性和相对性,凤蝶金小蜂已适应该气味,甚至能通过气味定位凤蝶的幼虫,将卵产在凤蝶幼虫体内,这体现了适应的相对性。
(4)生物多样性是生物与生物、生物与无机环境之间协同进化的结果。风兰为吸引特化传粉者,进化出细长花冠并在底部分泌花蜜;天蛾蝶为获取花蜜进化出较长的口器,在采蜜时头部会接触花冠深处的柱头帮助风兰完成传粉,像风兰和天蛾蝶这样的进化现象属于协同进化。
常考点12:基因频率与基因型频率的计算及生物进化的实质
1.现有两个非常大的某昆虫种群(种群1和种群2),个体间随机交配,没有迁入和迁出,无突变,自然选择对B和b基因控制的性状没有作用。种群1中基因型为BB的个体占18%,基因型为Bb的个体占78%;假设这两个种群大小相等,地理隔离不再存在,两个种群完全合并为一个可随机交配的新种群;在新种群中,基因型为BB的个体占28%,基因型为Bb的个体占58%。根据以上信息,种群2中B的基因频率为( )
A.62% B.57% C.68% D.65%
【答案】B
【分析】根据哈迪-温伯格定律,在无突变、自然选择、迁移且随机交配的条件下,种群的基因频率保持稳定。若种群中某基因有等位基因A和a,设A的基因频率为p,a的基因频率为q(p + q = 1),则: 基因型频率满足:AA = p2,Aa = 2pq,aa = q2; - 即p2 + 2pq + q2 = 1。
【详解】据题干分析:种群1中B基因频率=18%+1/2×78%=57%,b基因频率=1-57%=43%。在新种群中,B基因频率=28%+1/2×58%=57%,说明两个种群的基因频率相等,种群2中B的基因频率也为57%。ACD错误。
故选B。
2.某害虫对杀虫剂的抗药(R)对敏感(r)为显性。科研人员在不同时间点(T1、T2)对甲、乙两个地区的该害虫进行调查,三种基因频率变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.甲地区T1→T2时,r基因频率提高
B.T2时,乙地区R基因频率约为80%
C.乙地区的害虫发生了进化,甲地区则没有
D.R与r基因的本质区别是碱基的排列顺序不同
【答案】D
【详解】A、T1时,甲地区Rr基因型频率为0.35,rr基因型频率为0.6,r的基因频率=(1/2×0.35+0.6)×100%=77.5%;T2时,甲地区Rr基因型频率为0.3,rr基因型频率为0.1,r的基因频率=(1/2×0.3+0.1)×100%=22.5%,故甲地区 T₁→T₂时,r基因频率降低,A错误;
B、T2时,乙地区RR基因型频率为0.1,Rr基因型频率为0.2, R基因频率=(0.1+1/2×0.2)×100%= 20%,B错误;
C、生物进化的实质是种群基因频率的改变,结合A项可知,甲地区害虫种群的基因频率发生了改变,所以甲地区的害虫发生了进化,C错误;
D、基因通常是有遗传效应的DNA片段,R与r基因的本质区别是碱基的排列顺序不同,D正确。
故选D。
3.扁桃具有较强抗旱性。分布在我国云南、广西、贵州等地的多种野生扁桃,均属于桃属植物,其亲缘关系存在差异。下列叙述错误的是( )
A.不同地区野生扁桃种群的基因库存在差异
B.气候与海拔差异影响野生扁桃的进化方向
C.分布地环境越相似的野生扁桃亲缘关系越近
D.同区域野生扁桃形态趋同是自然选择的结果
【答案】C
【详解】A、不同地区的野生扁桃种群因地理隔离导致基因交流受阻,基因库中积累的变异不同,存在差异,A正确;
B、气候与海拔差异属于自然选择压力,会定向改变种群的基因频率,从而影响进化方向,B正确;
C、亲缘关系的远近主要由遗传物质的相似性决定,而地理隔离可能导致环境相似但亲缘关系较远,例如长期隔离的种群即使环境相似,也可能因独立进化而亲缘关系疏远,C错误;
D、同区域野生扁桃因适应相同的环境条件,自然选择导致形态结构趋同,D正确。
故选C。
4.(不定项)据报道,广东某9岁男孩对克林霉素、头孢曲松等6种抗生素均具有耐药性,其母亲回忆后认为,这可能与该男孩幼年时一发烧就给其使用头孢类药物有关。下列分析错误的是( )
A.长期频繁使用头孢类药物,使该男孩体内耐药菌所占比例增加
B.长期频繁使用头孢类药物,使该男孩体内细菌发生了适应性变异
C.该男孩体内细菌的基因型频率定向改变,使其对多种抗生素具有耐药性
D.该事实提醒我们,日常生活中减少或完全禁止使用抗生素有利于身体的健康
【答案】BCD
【详解】AC、男孩体内耐药菌所占比例增加的实质是耐药性相关基因的频率发生了定向改变,A正确,C错误;
B、变异在前,头孢类药物只是对男孩体内细菌进行了选择,B错误;
D、日常生活中通常无法彻底禁止使用抗生素,只能尽量减少使用,D错误。
故选BCD。
5.(不定项)某动物毛色具有灰色(A)和黑色(a)、短尾(E)和长尾(e)两对相对性状,若该动物种群中雌雄个体数量相等,经过自由交配多代后,相关基因频率变化如表所示。下列相关叙述正确的是( )
项目
A基因
E基因
第1代
100%
12%
第7代
67%
48%
第10代
61%
86%
A.控制该动物毛色和尾型的全部基因不能构成该种群的基因库
B.种群繁殖过程中毛色基因发生了突变,但尾型基因未发生突变
C.该动物种群繁殖过程中长尾基因频率下降与自然选择有关
D.可推测该种群中灰色杂合子和短尾杂合子的频率会持续增大
【答案】AC
【分析】基因库:一个种群中全部个体所含有的全部因,叫做这个种群的基因库。
【详解】A、基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,A正确;
B、由表格可知第1代A基因频率100%,而第7代A基因频率67%,说明繁殖过程中毛色基因A发生了突变,而尾型基因E基因在繁殖过程中基因频率逐渐增加,说明尾色基因也可能发生了突变,B错误;
C、自然选择通过作用于表现型而改变基因频率的,该动物种群繁殖过程中长尾基因频率下降与自然选择有关,C正确;
D、该种群中灰身杂合子频率第1代是0,第7代是44.22%,第10代是47.58%,短尾杂合子的频率第1代是21.12%,第7代是49.92%,第10代是24.08%,该种群中短尾杂合子的频率是先增大后减小,D错误。
故选AC。
6.(不定项)玉米是雌雄同株异花植物,利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系,该突变品系的产生原因是基因Ts突变为ts,Ts对ts为完全显性。使雌株突变品系与M杂交得F1,连续自交得F2、F3。下列相关说法正确的是( )
A.F1与F2中ts的频率均为1/2
B.F3中雌株个体所占比例为3/8
C.F2自交与自由交配得到的F3中ts频率不同
D.从F3开始每一代中均以雌株做母本,雌雄同株做父本,则ts频率最终为3/4
【答案】ACD
【分析】已知玉米是雌雄同株异花植物,纯合雌雄同株品系M的基因型为TsTs,雌株突变品系的基因型为tsts,二者杂交得F1,F1的基因型为Tsts。
【详解】A、F1的基因型为Tsts,根据基因频率的计算公式,ts的频率为1/2。F1自交得F2,F2的基因型及比例为TsTs:Tsts:tsts=1:2:1,此时ts的频率为(2+2)÷(4×2)=1/2。所以F1与F2中ts的频率均为1/2,A正确;
B、F1自交得F2,F2的基因型及比例为TsTs:Tsts:tsts=1:2:1,其中tsts为雌株突变品系,不能自交,TsTs自交后代均为雌雄同株,Tsts自交后代中TsTs:Tsts:tsts=1:2:1,雌株突变品系占比为1/4,故F3中雌株个体所占比例为2/3×1/4=1/6,B错误;
C、由上述分析可知,F2自交后代基因型及比例为TsTs:Tsts:tsts=3:2:1,则F2自交得到的F3中ts频率为(2+2)÷(6×2)=1/3。由于条件没有改变,F2自由交配不会改变基因频率,故F2自由交配得到的F3中ts频率为1/2。因此,F2自交与自由交配得到的F3中ts频率不同,C正确;
D、F3中以雌株做母本,雌雄同株做父本,杂交后代基因型及比例为Tsts:tsts=2:1,之后每一代中均以雌株做母本,雌雄同株做父本,即Tsts与tsts杂交,杂交后代基因型及比例均为Tsts:tsts=1:1,ts频率最终为3/4,D正确。
7.(不定项)某种害虫对杀虫剂的抗药(R)对敏感(r)为显性。科研人员在不同时间点T1、T2对甲、乙两个地区的该害虫进行调查,三种基因型频率变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.T1→T2时,甲地区r基因频率提高,T2时乙地区R基因频率约为20%
B.乙地区害虫种群内不同个体之间的差异体现了生物多样性中的遗传多样性
C.乙地区的害虫发生了进化,甲地区则没有
D.环境直接对害虫的基因型进行定向选择
【答案】ACD
【详解】A、甲地区T1→T2时,RR的比例上升,rr的比例下降,则r的基因频率降低。对于乙地区,在T2时,RR基因型频率约为0.1,Rr基因型频率约为0.2,R基因频率=RR基因型频率1/2Rr基因型频率=0.1+1/2×0.2 = 0.2 = 20%,A错误;
B、生物多样性中的遗传多样性是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和,乙地区害虫种群内不同个体之间的差异体现了基因的差异,即遗传多样性,B正确;
C、生物进化的实质是种群基因频率的改变。甲地区基因频率发生了改变(r基因频率从T1到T2发生变化),乙地区基因频率也发生了改变(R基因频率从T1到T2发生变化),所以甲、乙地区的害虫都发生了进化,C错误;
D、环境直接对害虫的表现型进行定向选择,进而影响种群的基因频率,而不是直接对基因型进行定向选择,D错误。
故选ACD。
8.(不定项)某种螳螂褐体色(A)对绿体色(a)为显性,在某地区释放一群人工饲养的螳螂,这群螳螂中褐体色约占90%,褐体中杂合子所占的比例为60%;第二年在该地区发现褐体色下降至76%;第三、四年褐体色比例均有一定程度下降。下列相关叙述正确的是( )
A.螳螂种群中全部的A基因和a基因构成了该种群的基因库
B.刚释放时该种群中的纯合褐体色螳螂所占的比例为54%
C.刚释放时控制褐体色和绿体色的基因频率分别为63%和37%
D.在第二年时,aa基因型频率为24%,但无法计算出a的基因频率
【答案】CD
【分析】种群中某基因频率=该基因控制的性状纯合体频率+1/2×杂合体频率。
【详解】A、螳螂种群中所有个体的全部基因构成该种群的基因库,仅有基因A和a不构成基因库,A错误;
BC、在刚释放时,褐体色(A)约占90%,其中杂合子比例为60%,则杂合子在整个种群中的比例为90%×60%=54%,AA的基因型频率为90%×40%=36%,aa基因型频率为10%,因此褐体色(A)基因频率为36%+54%×1/2=63%,绿体色(a)基因频率为10%+54%×1/2=37%,B错误,C正确;
D、第二年褐体色的比例为76%,则绿体色占24%,但由于褐体色中纯合子与杂合子的比例不明确,故无法计算出基因频率,D正确。
故选CD。
9.鹿、河马和鲸的进化关系如图所示。据图回答下列问题:
(1)图中亲缘关系最近的物种是___________,在细胞和分子水平上可用___________的方法进行证明。
(2)某足够大的河马初始种群中,等位基因A和a的基因频率均为0.5,一段时间后,a基因频率变为0.05、A基因频率变为0.95,若不考虑迁入和迁出,则基因频率发生变化的原因可能是___________(答出两点);若基因型为AA、Aa的个体生存力相同,则种群中a基因不能被完全淘汰的原因是___________。如果种群中某一只河马的体色发生了变化,___________(填“能”或“不能”)代表发生了进化。
【答案】(1) 河马和鲸 不同生物的DNA和蛋白质之间的碱基序列或氨基酸序列的差异大小
(2) A基因控制的河马性状更适应环境、河马的生存环境对河马的性状进行定向选择 由于Aa能适应当地的环境,进而使得a基因以杂合子的形式保存下来 不能
【分析】现代生物进化理论认为:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是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,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,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定向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。生殖隔离的产生是新物种形成的标志。
【详解】(1)根据图示的遗传距离图可知,河马和鲸亲缘关系最近,在细胞和分子水平上可用不同生物的DNA和蛋白质之间的碱基序列或氨基酸序列的差异大小进行证明,因为DNA和蛋白质具有特异性。
(2) 某足够大的河马初始种群中,等位基因A和a的基因频率均为0.5,一段时间后,a基因频率变为0.05、A基因频率变为0.95,说明A基因控制的河马性状更适应环境,若不考虑迁入和迁出,则基因频率发生变化的原因可能是河马的生存环境(自然选择)对河马的性状(A基因控制的性状)进行定向选择导致的;若基因型为AA、Aa的个体生存力相同,则由于Aa能适应当地的环境,进而使得a基因以杂合子的形式保存下来,因而使得种群中a基因不能被完全淘汰。如果种群中某一只河马的体色发生了变化,则不能说明发生了进化,因为生物进化的本质是种群基因频率改变的过程,且种群是生物进化的基本单位,不能根据一只河马体色的变化来确定生物进化。
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