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第5章 基因突變及其他變異(B卷·能力提升練)
(時間:75分鐘,滿分:100分)
一、選擇題(共12小題,每小題4分,共48分,每小題只有一個正確選項)
1.下列關(guān)于基因突變和基因重組的說法中,正確的是( )
A.DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失一定是基因突變
B.基因突變可發(fā)生在包括病毒在內(nèi)的所有生物中,基因重組只發(fā)生在真核生物中
C.人心肌細(xì)胞的一對同源染色體的多對基因之間可以發(fā)生基因重組
D.編碼淀粉分支酶的基因插入了一段外來DNA序列,屬于基因突變
[答案]D.[解析] DNA分子中發(fā)生的堿基對的替換、增添和缺失位置如果是在非基因片段,則不會使基因堿基序列發(fā)生改變,不發(fā)生基因突變,A錯誤;基因突變具有普遍性,即包括病毒的所有生物均可發(fā)生,基因重組主要發(fā)生在真核生物有性生殖過程中,但在人為作用下原核生物也可發(fā)生,如基因工程和肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗,B錯誤;人的心肌細(xì)胞不能進(jìn)行減數(shù)分裂,不會發(fā)生基因重組,C錯誤;編碼淀粉分支酶的基因插入了一段外來DNA序列而成為皺?;?,這屬于基因突變,D正確。故選D。
2.每年的2月4日是世界癌癥日,2021年的活動主題為“關(guān)愛患者,共同抗癌”。細(xì)胞的癌變與基因突變密切相關(guān),目前對于晚期癌癥患者缺少有效的治療手段。下列關(guān)于癌癥的敘述正確的是( )
A.抑癌基因發(fā)生突變或過量表達(dá),可能引起細(xì)胞分裂失控
B.原癌基因發(fā)生突變可能導(dǎo)致抑癌蛋白不能正常產(chǎn)生,無法阻止細(xì)胞不正常的增殖
C.動物肝臟中的維生素 A 、很多蔬菜水果中的維生素 C ,屬于抑制癌變的物質(zhì)
D.日常生活中遠(yuǎn)離致癌因子可以杜絕癌癥的發(fā)生
[答案]C.[解析] 原癌基因負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期,控制細(xì)胞生長和分裂的過程,原癌基因突變或過量表達(dá)導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性過強(qiáng),可導(dǎo)致細(xì)胞癌變,A錯誤;抑癌基因主要是阻止細(xì)胞不正常的增殖,抑癌基因突變導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)不能合成或者蛋白質(zhì)活性減弱或失去活性,B錯誤;維生素A能阻止和抑制癌細(xì)胞的增殖,維生素 C 可以減少致癌物質(zhì)亞硝胺在體內(nèi)聚集,極大地降低食道癌和胃癌的發(fā)病率,C正確;遠(yuǎn)離致癌因子是預(yù)防癌癥簡單有效的措施,但是不能杜絕細(xì)胞癌變,D錯誤。故選C。
3. 下圖①②③④分別表示不同的變異類型,其中圖③中的基因2由基因 l 變異而來。下列有關(guān)說法中正確的是( )



① ② ③ ④

A.圖①表示同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了互換,圖②表示易位,都是在減數(shù)分裂中發(fā)生
B.圖③一定導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)和生物性狀發(fā)生改變,是生物變異的根本來源
C.圖中4種變異均能在光學(xué)顯微鏡下觀察到
D.圖④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù)
[答案]D.[解析] ①是同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了互換,是基因重組的一種類型,發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,圖②的變異發(fā)生在非同源染色體之間,是易位,可能發(fā)生在減數(shù)分裂或有絲分裂過程中,A錯誤;圖③中堿基對缺失屬于基因突變,導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)改變,是生物變異的根本來源,但不一定導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變,B錯誤;只有染色體變異能在顯微鏡下觀察到,故只有②和④能在顯微鏡下觀察到,C錯誤;由于圖④中不知哪條染色體是變異的染色體,故有可能是染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失,也可能是重復(fù),D正確。故選D。
4.從性遺傳是指控制某些性狀的基因在常染色體上,但相同基因型的個體在不同性別中可能會出現(xiàn)不同性狀的現(xiàn)象。人類的早禿性狀屬于顯性從性遺傳,帶有基因 B 的雜合體只在男性中出現(xiàn)早禿的表型。下列說法錯誤的是( )
A.可能由于性激素的作用,從性遺傳的基因在不同性別中表達(dá)不同
B.早禿性狀是常染色體上的基因控制的,但男女早禿概率不同
C.早禿的男性和正常女性結(jié)婚,生的女兒可能是早禿
D.從性遺傳與伴性遺傳一樣,都具有交叉遺傳的特點
[答案]D. [解析] 由題意可知,從性遺傳是指控制某些性狀的基因在常染色體上,同種基因型的個體在不同性別中可能會體現(xiàn)出不同性狀的現(xiàn)象,其原因可能是受到性激素的作用,相同基因在不同性別中表達(dá)不同,A正確;早禿性狀是常染色體上的基因控制的,但是帶有基因 B 的雜合體只在男性中出現(xiàn)早禿的表型,因此,男性早禿概率更高,B正確;早禿的男性( Bb 或 BB )和正常女性( Bb 或 bb )結(jié)婚,生的女兒可能是早禿 (BB) ,C正確;從性遺傳不具有交叉遺傳的特點,可以由男性直接將相應(yīng)基因傳遞給男性,D錯誤。故選D。
5.肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥(即“漸凍癥”, ALS )是一種在人類中年時期發(fā)病的麻痹性致命遺傳病,致病基因于9號染色體上,該疾病也會威脅到兒童,為了更好的認(rèn)識和治療兒童型 ALS ,研究者展開了系列研究。下圖1為某漸凍癥家系圖,圖2為患兒家系圖中四個個體的致病基因和正?;虻碾娪窘Y(jié)果。結(jié)合圖1、圖2分析,下列相關(guān)敘述正確的是( )



圖1 圖2


A.肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥為常染色體隱性遺傳病
B.肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥為顯性遺傳病
C.Ⅰ?1 和Ⅰ-2號再生出一個“漸凍癥”孩子的概率為 1/4
D.若Ⅰ?2 再次懷孕,通過B超檢查,可檢查出胎兒是否攜帶致病基因
[答案]B.分析圖2可知,Ⅱ?1 患病,其基因檢測顯示既有與親本相同的條帶,又有與親本不同的條帶,說明Ⅱ?1 基因型為雜合,即正?;虬l(fā)生突變導(dǎo)致 ALS ,該病為顯性遺傳病,A錯誤、B正確;漸凍癥為顯性遺傳病,Ⅰ?1 和Ⅰ-2號均表現(xiàn)為正常,Ⅱ?1 患病是因為正常基因發(fā)生突變導(dǎo)致的,所以Ⅰ?1 和Ⅰ-2號再生出一個“漸凍癥”孩子的概率不能確定,C錯誤; B 超檢查只能診斷出胎兒外觀形態(tài)發(fā)育是否正常,不能診斷出胎兒是否攜帶致病基因,D錯誤。故選B。
6.血漿中膽固醇與載脂蛋白apoB-100結(jié)合形成低密度脂蛋白(LDL),LDL通過與細(xì)胞表面受體結(jié)合,將膽固醇運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi),從而降低血漿中膽固醇含量。PCSK9基因可以發(fā)生多種類型的突變,當(dāng)突變使PCSK9蛋白活性增強(qiáng)時,會增加LDL受體在溶酶體中的降解,導(dǎo)致細(xì)胞表面LDL受體減少。下列敘述錯誤的是(  )
A.引起LDL受體缺失的基因突變會導(dǎo)致血漿中膽固醇含量升高
B.PCSK9基因的有些突變可能不影響血漿中LDL的正常水平
C.引起PCSK9蛋白活性降低的基因突變會導(dǎo)致血漿中膽固醇含量升高
D.編碼apoB-100的基因失活會導(dǎo)致血漿中膽固醇含量升高
[答案]C.[解析] LDL受體缺失,則LDL不能將膽固醇運(yùn)進(jìn)細(xì)胞,導(dǎo)致血漿中的膽固醇含量升高,A正確;由于密碼子的簡并性,PCSK9基因的某些突變不一定會導(dǎo)致PCSK9蛋白活性發(fā)生改變,則不影響血漿中LDL的正常水平,B正確;引起PCSK9蛋白活性增強(qiáng)的基因突變會導(dǎo)致細(xì)胞表面LDL受體數(shù)量減少,使血漿中膽固醇的含量增加,C錯誤;編碼apoB-100的基因失活,則apoB-100蛋白減少,與血漿中膽固醇結(jié)合形成LDL減少,進(jìn)而被運(yùn)進(jìn)細(xì)胞的膽固醇減少,使血漿中的膽固醇含量升高,D正確。故選C。
7.減數(shù)分裂過程中,配對的同源染色體并不是簡單地平行靠攏,而是在非姐妹染色單體間的某些部位因交換形成清晰可見的交叉,如圖為某細(xì)胞中交換模式圖。下列敘述錯誤的是(  )

A.此種變異屬于基因重組,在減數(shù)分裂Ⅰ前期能觀察到
B.一般情況下,染色體越長可形成的交叉數(shù)目越多
C.該細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab四種配子
D.交換是基因重組的一種常見類型,為進(jìn)化提供原材料
[答案]C.[解析] 同源染色體上非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換會導(dǎo)致基因重組,染色體互換在光學(xué)顯微鏡下可見,A正確;一般狀況下,染色體越長,說明染色體上基因片段越長,可交叉的基因數(shù)目就越多,B正確;題圖中,同源染色體中的非姐妹染色單體交換的片段在A和B,a和b之間,故非姐妹染色單體上A與B的等位基因沒有發(fā)生交換,故該細(xì)胞減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子只有AB和ab兩種,C錯誤;交換是基因重組的一種常見類型,能為生物的進(jìn)化提供原材料,D正確。故選C。
8.果蠅的一條X染色體正常的片段排列順序為abc·defgh,“·”代表著絲粒。下列敘述正確的是(  )
A.若異常染色體結(jié)構(gòu)為abc·dfgh,則該變異可能是基因中的堿基對缺失引起的
B.若異常染色體結(jié)構(gòu)為abc·deffgh,則果蠅的復(fù)眼由正常眼變成棒眼屬于該變異類型
C.若異常染色體結(jié)構(gòu)為abc·fghde,則基因數(shù)量未改變不會影響生物性狀
D.若異常染色體結(jié)構(gòu)為abc·defpq,則該變異是由同源染色體間的交叉互換造成的
[答案]B.[解析] 若異常染色體結(jié)構(gòu)為abc·dfgh,與正常染色體結(jié)構(gòu)比較可知,是染色體片段缺失引起的,A錯誤;若異常染色體結(jié)構(gòu)為abc·deffgh,與正常染色體結(jié)構(gòu)比較可知,是染色體片段重復(fù)引起的,果蠅的復(fù)眼由正常眼變成棒眼屬于該變異類型,B正確;若異常染色體結(jié)構(gòu)為abc·fghde,與正常染色體結(jié)構(gòu)比較可知,該染色體上基因座位改變,基因數(shù)量未改變,可能會影響生物性狀,C錯誤;若異常染色體結(jié)構(gòu)為abc·defpq,與正常染色體結(jié)構(gòu)比較可知,該變異是由于非同源染色體間的易位造成的,D錯誤。故選B。
9.某異花授粉植物的花色由B/b控制,B控制紅色,b控制白色,雜合子的花色為粉色。某個體發(fā)生如圖所示變異,含B基因的染色體部分缺失,有此染色體的花粉授粉率下降一半。下列有關(guān)說法正確的是(  )

A.圖中有兩條染色體,且為同源染色體
B.圖中3和4上的基因在減數(shù)分裂時遵循分離定律
C.此植株自交,F(xiàn)1中紅花∶粉花∶白花為2∶4∶1
D.此類突變體和粉花植株間行種植,突變體上得到的F1紅花∶粉花∶白花為1∶2∶1
[答案]A.[解析] 分析圖示可知,圖示含有兩條染色體,且這兩條染色體的相同位置有控制花色的等位基因B和b,因此二者為同源染色體,A正確;3和4為姐妹染色單體,其上的基因為復(fù)制后所得的相同基因,在減數(shù)分裂時不遵循分離定律,B錯誤;由于含B的花粉授粉率下降一半,所以B和b花粉授粉率比例為1∶2,則此植株參與授粉的雌配子比例B∶b=1∶1,雄配子比例B∶b=1∶2,則自交的F1中紅花(BB)∶粉花(Bb)∶白花(bb)=1∶3∶2,C錯誤;此類突變體(染色體結(jié)構(gòu)變異的Bb)和粉花植株(正常Bb)間行種植,由于異花授粉,突變體上的雌花可以得到同行突變體植株的其他花的花粉,還可以得到臨行粉花植株的花粉,花粉的比例也不確定,所以突變體上得到的F1花色比例不會為紅花∶粉花∶白花為1∶2∶1,D錯誤。故選A。
10.先天性性腺發(fā)育不全(又稱Turner綜合征)患者的體細(xì)胞與正常人相比只有一條性染色體(X染色體),該病患者臨床特征為身矮、頸蹼和幼兒型女性外生殖器等,下列敘述中正確的是(  )

A.有絲分裂或減數(shù)分裂異常均可能導(dǎo)致該病的發(fā)生
B.該病與貓叫綜合征都屬于染色體數(shù)目異常遺傳病
C.若單一X染色體來自母親,那么精子異常是由于XY染色體未分離
D.若該病患者同時患紅綠色盲,其父母中至少有一位是色盲患者
[答案]A.[解析] 先天性性腺發(fā)育不全發(fā)病的原因有可能是配子形成時減數(shù)分裂異常所致,也可能是受精卵進(jìn)行有絲分裂時,性染色體分配異常造成的,A正確;貓叫綜合征是第5號染色體部分片段缺失造成的,不是染色體數(shù)目異常遺傳病,B錯誤;若患者的單一X染色體來自母親,那么異常精子的形成可能由于減數(shù)分裂Ⅰ時XY染色體未分離,也可能是因為減數(shù)分裂Ⅱ染色單體分開后移向了同一極,C錯誤;母親是色盲基因攜帶者,父親正常,若X來自母方,也可以生出同時患有先天性性腺發(fā)育不全和紅綠色盲的孩子,D錯誤。故選A。
11.如圖為甲、乙兩種單基因遺傳病的遺傳家系圖,其中一種遺傳病為伴性遺傳。人群中乙病的發(fā)病率為1/256。

下列敘述正確的是(  )
A.甲病是伴X染色體隱性遺傳病
B.Ⅱ-3和Ⅲ-6的基因型不同
C.若Ⅲ-1與某正常男性結(jié)婚,所生正常孩子的概率為25/51
D.若Ⅲ-3和Ⅲ-4再生一個孩子,同時患兩種病的概率為1/17
[答案]C.[解析] 根據(jù)Ⅱ-2×Ⅱ-3→Ⅲ-3可知,乙病為常染色體隱性遺傳病。甲病為伴性遺傳病,因為Ⅲ-3患甲病,而Ⅳ-1正常,故甲病為伴X顯性遺傳病,A錯誤;乙病相關(guān)的基因設(shè)為A/a,甲病相關(guān)的基因設(shè)為B/b。根據(jù)Ⅲ-3同時患甲病和乙病可知,Ⅱ-3的基因型為AaXbXb,Ⅱ-4患乙病可知,Ⅲ-6為AaXbXb,二者基因型相同,B錯誤;根據(jù)人群中乙病的發(fā)病率為1/256,可知a基因概率為1/16,A基因頻率為15/16,則AA=15/16×15/16=225/256,Aa=2×1/16×15/16=30/256。Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分別為AaXBY、AaXbXb,則Ⅲ-1為1/3AAXBXb或2/3AaXBXb,正常男性(XbY)與乙病有關(guān)的基因型為Aa的概率為30/256÷(30/256+225/256)=2/17,二者婚配的后代患乙病的概率為2/3×2/17×1/4=1/51,不患乙病的概率為1-1/51=50/51,后代不患甲病的概率為1/2,故后代正常的概率為50/51×1/2=25/51,C正確;Ⅲ-3的基因型為aaXBXb,Ⅲ-4與甲病相關(guān)的基因型為XbY,與乙病相關(guān)的基因型為Aa的概率為2/17,后代患乙病的概率為2/17×1/2=1/17,患甲病的概率為1/2,再生一個孩子同時患兩種病的概率為1/17×1/2=1/34,D錯誤。故選C。
12.(2021·房山區(qū)高三二模)鐮狀細(xì)胞貧血是一種常染色體遺傳病,可通過羊膜腔穿刺術(shù)進(jìn)行產(chǎn)前診斷。現(xiàn)有一對表型正常的雜合子夫妻所生育的孩子①②和未出生的胎兒③。下列相關(guān)說法不正確的是(  )

A.子代中②是患者
B.③的后代有患病可能
C.此病的根本原因是基因突變
D.患者的血紅蛋白氨基酸數(shù)量改變
[答案]D.[解析] 分析圖示可知,βA為正常血紅蛋白基因,βS為異常血紅蛋白基因,雙親基因型都為βAβS,子代①基因型為βAβA,表現(xiàn)為正常,子代②基因型為βSβS,表現(xiàn)為患者,子代③基因型為βAβS,攜帶致病基因,后代有患病可能,A、B正確;此病的根本原因是堿基對發(fā)生了替換的基因突變,患者的血紅蛋白氨基酸數(shù)量未改變,C正確,D錯誤。故選D。

二、 不定項選擇題(共2小題,每小題6分,共12分。每小題給出的四個選項中,有的只有一個選項符合要求,有的有多個符合要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。)
13.某種動物的性別決定方式為 XY 型,圖甲為該動物的一對性染色體簡圖,其中①和②有一部分是同源區(qū)段(Ⅰ片段),另一部分是非同源區(qū)段(Ⅱ ?1 和Ⅱ ?2 片段)。圖乙為人類的某些單基因遺傳病的遺傳系譜圖,各家族均不含其他3個家族遺傳病的致病基因(不考慮 XY 染色體的同源區(qū)段)。下列分析錯誤的是( )

A.圖甲中①和②分別是 X 染色體和 Y 染色體
B.圖乙中的四種遺傳病的致病基因都不可能位于性染色體上
C.不考慮基因突變,圖乙 A 中的正常女兒和 B 中的正常兒子結(jié)婚,生育同時患兩種遺傳病的孩子的概率為0
D.圖甲所示的性染色體可表示人類的,人類基因組測序時兩條染色體都要測定
[答案]ABD.[解析] 圖甲中的①中不僅有雄性可育區(qū)和雄性啟動區(qū),還有雌性抑制區(qū),所以①應(yīng)該是雄性個體特有的性染色體—— Y染色體,則②為 X染色體,A錯誤;乙圖中 A是常染色體顯性遺傳病,B不可能是伴X染色體隱性遺傳病,但可能是伴 X染色體顯性遺傳病,C為常染色體隱性遺傳病,D可能是伴 Y遺傳,B錯誤;A對應(yīng)遺傳病是常染色體顯性遺傳病,因此A中的正常女孩不含致病基因,不考慮基因突變,圖乙中A 中的正常女兒和B中的正常兒子結(jié)婚,生育同時患兩種遺傳病的孩子的概率為0,C正確;人的X染色體要比Y染色體長,但圖甲中的Y染色體比X染色體長,所以該性染色體不可能是人類的性染色體,D錯誤。故選ABD。
14. 定點突變技術(shù)是按照預(yù)定設(shè)計,對某個已知基因的特定堿基進(jìn)行定點增刪或轉(zhuǎn)換,最終改變對應(yīng)的氨基酸序列和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。有一種方法是利用寡核苷酸鏈介導(dǎo)的定點突變,其原理是利用人工合成的誘變寡核苷酸鏈引物和多種酶來合成突變基因。下列關(guān)于利用寡核苷酸鏈介導(dǎo)的定點突變技術(shù)的敘述,正確的是( )

A.基因定點突變的原理是基因發(fā)生堿基對的替換
B.過程①指延伸子鏈過程,需要模板、四種脫氧核苷酸、能量、DNA聚合酶等
C.突變基因的合成是以正?;虻膯捂湠槟0?br /> D.過程①②遵循的堿基互補(bǔ)配對方式相同
[答案]ABD.[解析] 寡核苷酸引物介導(dǎo)的定點突變的原理是用含有突變堿基的寡核苷酸片段作引物,在聚合酶的作用下啟動DNA分子進(jìn)行復(fù)制。定點突變改變特定位點的核苷酸,先是誘變寡核苷酸引物上的堿基對發(fā)生取代、插入或缺失,隨后經(jīng)過延伸和復(fù)制,產(chǎn)生新的突變基因,A正確;過程①指延伸子鏈,屬于DNA復(fù)制過程,需要模板、四種脫氧核苷酸、能量、DNA聚合酶等,B正確;題圖顯示過程②以寡核苷酸鏈延伸后的單鏈為模板合成的DNA為突變基因,C錯誤;過程①②均是以DNA鏈為模板合成DNA子鏈的過程遵循的堿基互補(bǔ)配對方式相同,D正確。故選ABD。
三、非選擇題(共4小題,共40分)
15.(10分)玉米是世界上產(chǎn)量高,種植面積廣的農(nóng)作物之一。葉夾角是重要的玉米指標(biāo),直接影響光和CO2的分布和群體的光能利用,進(jìn)而影響玉米的生長發(fā)育、生理特性和產(chǎn)量。甘肅農(nóng)科院利用快中子誘變野生型LY8405(純合子)獲取了葉夾角明顯減小的突變株FU1603。
(1)獲取FU1603的方法原理是__________________________________,為確定突變類型,將LY8405與FU1603雜交產(chǎn)生F1,F(xiàn)1自交所得的F2中,野生型159株,突變株54株,說明該突變受單個________(填“隱性”或“顯性”)核基因控制,遵循________定律。
(2)若在后續(xù)對FU1603進(jìn)行選育的過程中,發(fā)現(xiàn)個別短莖個體。若控制葉夾角的基因為(A/a),控制莖高度的基因為(B/b),在下圖染色體上畫出短莖個體可能的情況。

甲    乙    丙    丁
(3)將該突變株與野生型LY8405雜交,若F1全為高莖。請設(shè)計雜交實驗確定矮莖基因的具體位置,寫出實驗思路與結(jié)論。_________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案](1)基因突變 隱性 分離
(2)

甲    乙    丙    丁
(3)F1自交得F2,統(tǒng)計F2中表型及比例。若F2出現(xiàn)9∶3∶3∶1的分離比,則控制葉夾角的基因與控制莖高度的基因在非同源染色體上;若F2中野生型∶窄夾角矮株=3∶1,則控制葉夾角的基因與控制莖高度的基因在同源染色體上

[解析] (1)據(jù)題干信息“甘肅農(nóng)科院利用快中子誘變野生型LY8405獲取了葉夾角明顯減小的突變株FU1603”可知,該方法為誘變育種,原理是基因突變;F1自交所得的F2中,野生型159株,突變株54株,野生型∶突變型≈3∶1,子代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,說明該性狀受一對等位基因控制,遵循基因的分離定律;設(shè)相關(guān)基因為A、a,則F1基因型為Aa,子代野生型∶突變型=3∶1,則突變型為aa,該突變受單個隱性基因控制。
(2)在后續(xù)對FU1603進(jìn)行選育的過程中,莖高度的顯隱性未知,且兩對基因是否獨(dú)立遺傳也未知,只能結(jié)合(1)推知夾角變小為隱性性狀,故短莖個體的基因型及其與染色體位置關(guān)系可表示如下:

甲    乙    丙    丁
(3)該突變株與野生型雜交,F(xiàn)1全為高莖(野生型),則該突變?yōu)殡[性突變,即BB→bb。為確定矮莖基因的具體位置,可令F1自交得F2,統(tǒng)計F2中表型及比例:若控制葉夾角的基因與控制莖高度的基因在非同源染色體上,兩對基因獨(dú)立遺傳,F(xiàn)1產(chǎn)生四種配子,F(xiàn)2出現(xiàn)9∶3∶3∶1的分離比;若控制葉夾角的基因與控制莖高度的基因在同源染色體,即AB連鎖,ab連鎖,則F2中野生型∶窄夾角矮株=3∶1。
16.(10分)夾竹桃科植物長春花中含有一種生物堿——長春新堿,對多種癌癥都有較好的療效,是目前常用的天然抗腫瘤藥物之一。
(1)為了大量高效地從長春花中提取長春新堿,實驗人員取長春花部分組織誘導(dǎo)形成愈傷組織,分散成單個細(xì)胞,加入培養(yǎng)液促進(jìn)其快速增殖,然后再將細(xì)胞破碎后提取出長春新堿。這一植物組織培養(yǎng)技術(shù)在實際中應(yīng)用,可以實現(xiàn)__________________。與傳統(tǒng)方法獲得長春新堿相比,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)長春新堿,具有____________________________________________________________等優(yōu)點(答兩點即可)。
(2)長春花三體植株性狀和普通植株不同,減數(shù)分裂一般產(chǎn)生數(shù)目相等的兩種類型的配子,一類是n+1型,即配子中含有兩條該同源染色體;一類是n型,即配子中含有一條該同源染色體。n+1型配子若為卵細(xì)胞可正常參與受精,若為花粉則不能參與受精。染色體數(shù)目增加的長春花個體都能正常生活。已知長春花是兩性花植株,一對相對性狀抗病(A)對感病(a)為顯性。現(xiàn)有5號染色體為三體且感病長春花、若干純合抗病與感病普通植株,請設(shè)計兩代雜交實驗,每代都利用三體植株,通過觀察后代中抗病與感病的比例,來判斷感病基因是否位于5號染色體,寫出實驗思路,并預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論。
雜交實驗思路:__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
預(yù)期結(jié)果及結(jié)論:_________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[答案] (1)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 產(chǎn)量高;節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境;不占用耕地;幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制
(2)答案一:以感病三體長春花為母本,純合抗病普通長春花為父本,雜交得F1,從F1中選出三體植株作父本與感病普通植株雜交得F2,觀察F2中抗病與感病的比例。 若F2中抗病∶感?。?∶2,則感病基因位于5號染色體; 若F2中抗病∶感病=1∶1,則感病基因不位于5號染色體
答案二:以感病三體長春花為母本,純合抗病普通長春花為父本,雜交得F1,從F1中選出三體植株自交得F2,觀察F2中抗病與感病的比例 若F2中抗病∶感病=2∶1,則感病基因位于5號染色體; 若F2中抗病∶感?。?∶1,則感病基因不位于5號染色體

[解析] (1)取長春花部分組織誘導(dǎo)形成愈傷組織,分散成單個細(xì)胞,加入培養(yǎng)液促進(jìn)其快速增殖,然后再將細(xì)胞破碎后提取出長春新堿。該技術(shù)可以實現(xiàn)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。與傳統(tǒng)方法獲得長春新堿相比,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)長春新堿,具有產(chǎn)量高;節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境;不占用耕地;幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制等優(yōu)點。
(2)為確定感病基因是否位于5號三體上,依據(jù)給定的兩個親本可設(shè)計以下兩個方案:實驗設(shè)計方案一:以感病三體長春花為母本(aaa或aa),純合抗病普通長春花為父本(AA),雜交得F1,從F1中選出三體植株作父本與感病普通植株雜交得F2,觀察F2中表型及比例;實驗結(jié)果及結(jié)論:若等位基因(A、a)位于5號染色體上,由于父本AA產(chǎn)生A一種配子,母本產(chǎn)生a和aa兩種配子,F(xiàn)1代中三體是由A配子和aa配子形成的,其基因型是Aaa;從F1中選出三體植株作父本與感病普通植株雜交得F2,觀察F2中抗病與感病的比例。由于含n+1型配子的花粉不能正常受精,所以F1代中的雄性三體可進(jìn)行正常受精的配子有A∶a=1∶2,與基因型為aa的母本雜交,F(xiàn)2后代中表型及比例為抗病∶感?。?∶2。若等位基因(A、a)不位于5號染色體上,而在其他染色體上,以感病三體長春花為母本(aa),純合抗病普通長春花為父本(AA)雜交,F(xiàn)1代中三體的基因型為Aa,其與基因型為aa的玉米雜交,F(xiàn)2后代中表型及比例為抗病∶感?。?∶1。
實驗設(shè)計方案二:以感病三體長春花為母本,純合抗病普通長春花為父本,雜交得F1,從F1中選出三體植株自交得F2,觀察F2中抗病與感病的比例。
實驗結(jié)果及結(jié)論:如果感病基因位于5號染色體,則三體植株基因型是Aaa,自交的母本產(chǎn)生的配子Aa∶a∶A∶aa=2∶2∶1∶1,父本只能產(chǎn)生A和a的配子,比例為1∶2,所以子代F2中抗病∶感病=2∶1;如果感病基因不在5號染色體上,則F1基因型是Aa,自交F2抗病∶感?。?∶1。
17.(10分)2019年,袁隆平被授予“共和國勛章”,以表彰他在雜交水稻研究領(lǐng)域作出的杰出貢獻(xiàn)。請根據(jù)所學(xué)知識,回答有關(guān)某品種水稻(2N=24, 兩性花,花多且小,自花授粉并結(jié)種子)育種的問題:
(一)(1)雜交育種的原理是______________, 袁隆平找到的雄性不育的水稻,在進(jìn)行雜交操作時的優(yōu)勢是______________________________________________________________________________。
(2)水稻的抗稻瘟病性狀(R/r)與抗倒伏性狀(T/t)均由一對等位基因控制且獨(dú)立遺傳?,F(xiàn)有抗稻瘟病易倒伏植株與易感稻瘟病抗倒伏植株雜交,F(xiàn)1中僅有抗稻瘟病易倒伏與易感稻瘟病易倒伏兩類植株且比例為1∶1,則親本基因組為__________________,技術(shù)人員在對基因型為rrTt的該品種水稻的幼苗用秋水仙素處理時,偶爾出現(xiàn)了一株基因型為RrrrTTtt的植株,該植株自交后代的性狀分離比例是(只寫出比例,不用寫性狀)___________________________________________________________________________。
(3)該水稻花序的正常和異常是由一對等位基因控制的相對性狀。某顯性植株X自交,F(xiàn)1表現(xiàn)為正?;ㄐ颉卯惓;ㄐ颍?∶1。取F1正?;ㄐ蛑仓甑幕ǚ圻M(jìn)行離體培養(yǎng),獲得的幼苗用秋水仙素處理后都是異?;ㄐ蛑仓辍S纱送茰y________是顯性性狀,植株X自交的子代性狀分離比為1∶1的原因可能是__________________________________________________________________________。
(二)科研人員將另外兩種栽培水稻品系(甲和乙)進(jìn)行下圖所示雜交,培育抗赤霉菌感染的水稻品系。

染色體組成為24+RR的水稻品系甲中,除含有水稻的24條染色體外,還具有兩條來自一種野生稻的R染色體,R染色體攜帶抗赤霉病基因。染色體組成為24+CC的水稻品系乙中,除含有水稻的24條染色體外,另有兩條來自另一種野生稻的C染色體。
(1)據(jù)圖分析,F(xiàn)1的體細(xì)胞中染色體數(shù)為________, 染色體組成為____________。
(2)據(jù)圖可知,甲、乙兩品系之間并沒有出現(xiàn)生殖隔離,因為它們的F1____________。
(3)需從F2選擇具有____________性狀的個體,進(jìn)行多代自交以及赤霉病抗性檢測,最終獲得赤霉病抗性品系,該品系具有赤霉病抗性是由于___________________________。
[答案] (一)(1)基因重組 省掉去雄的操作,提高了雜交育種的效率
(2)RrTT×rrtt或rrTT×Rrtt 105∶35∶3∶1 
(3)正?;ㄐ颉『姓;ㄐ?顯性)基因的花粉不育,而含有異?;ㄐ?隱性)基因的花粉可育 
(二)(1)26 24+R+C (2)可育(自交可產(chǎn)生可育后代) (3)抗赤霉病 具有來自R染色體的抗赤霉病基因
[解析] (一)(1)雜交育種可以集中多個親本的優(yōu)良性狀,其原理是基因重組;水稻是雌雄同花的作物,自花受粉,需大量去雄操作。若有一個雄性不育的稻株,則可用作母本,省去去雄環(huán)節(jié),可以提高雜交育種的效率。
(2)根據(jù)F1抗病∶易感?。?∶1,說明親代是Rr和rr,無法確定顯隱性關(guān)系,F(xiàn)1全為易倒伏,說明易倒伏為顯性,親代基因型是TT和tt,兩對基因自由組合,因此親代的基因型是RrTT×rrtt或rrTT×Rrtt;兩對基因獨(dú)立遺傳,Rrrr產(chǎn)生的配子為Rr∶rr=1∶1,自交后代隱性個體占1/2×1/2=1/4,顯性個體∶隱性個體=3∶1;TTtt產(chǎn)生的配子及比例為TT∶Tt∶tt=1∶4∶1,自交后代隱性個體占1/6×1/6=1/36,顯性個體∶隱性個體=35∶1,故RrrrTTtt的植株自交后代中比例為(3∶1)(35∶1)=105∶35∶3∶1。
(3)F1正?;ǚ叟囵B(yǎng)只有異常性狀,推測可能為花粉致死:若是隱性基因致死,則子一代應(yīng)全為顯性,與題意不符,故顯性基因致死,正常花序是顯性;植株X自交的子代性狀分離比為1∶1的原因可能是含有正常花序(顯性)基因的花粉不育,而含有異?;ㄐ?隱性)基因的花粉可育。
(二)(1)甲的配子為12+R,乙的配子為12+C,故子一代為24+R+C;染色體數(shù)目為26條。
(2)據(jù)圖可知:甲、乙兩品系雜交后的F1自交可產(chǎn)生可育后代,故甲、乙兩品系之間并沒有出現(xiàn)生殖隔離。
(3)要進(jìn)行赤霉病抗性檢測,則應(yīng)選擇具有抗赤霉病性狀的個體;該品系具有赤霉病抗性是由于其具有R染色體,R染色體含有赤霉病抗性基因。
18.(10分)人類脆性X綜合征是一種發(fā)病率較高的遺傳病,該病是由只存在于X染色體的FMRI基因中特定的CGG/GCC序列重復(fù)而導(dǎo)致的?;蛑蠧GG/GCC重復(fù)次數(shù)與表現(xiàn)型的關(guān)系如表所示。
類型
基因中CGG/GCC的重復(fù)次數(shù)(n)
表型
男性
女性
正?;?br /> 200
患病
雜合子:50%患病,50%正常
純合子:100%患病
(1)調(diào)查該病在人群中的發(fā)病率時所用的計算公式是:人類脆性X綜合征的發(fā)病率=__________________________________。
(2)導(dǎo)致出現(xiàn)脆性X綜合征的變異類型是________。
(3)女性將其前突變基因傳遞給下一代時,大多擴(kuò)展成全突變基因,而男性將其前突變基因傳遞給女兒時,不會擴(kuò)展成全突變基因。如圖是甲病(某單基因遺傳病)和脆性X綜合征的遺傳家系圖。

請回答:
①甲病的遺傳方式是__________________。
②Ⅱ7與一個不含前突變基因和全突變基因的女性婚配,其后代患脆性X綜合征的概率是________,患者的性別是________。該家系中肯定攜帶前突變基因的個體是________。
③若要從Ⅲ12個體獲取全突變基因來研究(CGG/GCC)重復(fù)次數(shù),不能選取其成熟的紅細(xì)胞,理由是______________________________。
[答案]?。?)(脆性X綜合征患病人數(shù)/被調(diào)查人數(shù))×100% 
(2)基因突變 
(3)①常染色體顯性遺傳?、?5% 女性?、?(Ⅰ2和Ⅱ6)?、廴梭w的成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核(不存在基因)

[解析] (1)調(diào)查遺傳病在人群中的發(fā)病率,要注意調(diào)查樣本足夠大,用患病人數(shù)/總?cè)藬?shù)。
(2)基因中特定的CGG/GCC堿基發(fā)生改變,屬于基因突變。
(3)①根據(jù)Ⅰ3和Ⅰ4有病,生下正常孩子Ⅱ10,又由于父親患病而女兒表現(xiàn)正常,可推斷甲病為常染色體顯性遺傳;②由于脆性X綜合征為伴X隱性遺傳病,故Ⅱ7的基因型為XbY,Ⅱ7與一個不含前突變基因和全突變基因的女性婚配,該女性基因型為XBXB,故后代男性均正常(XBY),女性為雜合子(XBXb),雜合子中一半患病,故后代中患病概率為25%,且為女性。該家系中肯定攜帶前突變基因的個體是Ⅰ2(Ⅰ2和Ⅱ6),體現(xiàn)交叉遺傳的特點。③人體內(nèi)成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核(不存在該基因),故提取DNA研究該基因突變的情況不能選擇哺乳動物成熟的紅細(xì)胞。

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

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版本: 人教版 (2019)

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