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专题8 变异与生物的进化
一、单选题
1.(2023高一下·淮阴期中)人类ABO血型由9号染色体上的3个复等位基因(IA、IB和i)决定,血型的基因型组成见下表。下图为某一患有红绿色盲(相关基因用G、g表示)的家族系谱图,图中“A”、“B”、“AB”、“O”表示相关个体血型。下列叙述错误的是( )
血型 A B AB O
基因型 ⅠAⅠA、ⅠAi ⅠBⅠB、ⅠBi ⅠAⅠB -ii
A.红绿色盲和血型的遗传遵循基因的自由组合定律
B.甲的基因型为IBiXGXg
C.丁是AB型血且又是红绿色盲患者的概率为1/16
D.若乙与丙再生了1个色觉正常男孩的概率是1/4
2.(2023高一下·日照期中)牙珐琅质发育不良是一种伴X染色体显性遗传病。下列有关该遗传病的说法正确的是( )
A.人群中男性患者多于女性
B.男性患者的女儿一定患病
C.女性患者的致病基因一定来自其父亲
D.一对患病夫妇所生的孩子一定都患病
3.(2023高一下·湖南期中)下图是某家族的系谱图,相关疾病由一对等位基因控制。不考虑X、Y染色体的同源区段。下列有关叙述正确的是( )
A.若Ⅰ1号个体不含致病基因,则该病为常染色体隐性遗传病
B.若Ⅰ1号个体含致病基因,则Ⅱ2号个体携带致病基因的概率是1/3
C.正常情况下,除Ⅱ2号个体外,其它正常女性个体的基因型相同
D.Ⅲ2号和Ⅲ3号再生一个患病男孩的概率是1/2
4.(2023高一下·长春期中)下列关于生物变异的叙述,错误的是( )
A.减数分裂联会时期的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重组
B.遗传病通常由遗传物质改变引起,但患者体内不一定有致病基因
C.基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变就是基因突变
D.染色体片段的缺失有可能使杂合子中隐性基因控制的性状表现出来
5.科学家发现一种蜣螂,不仅取食粪便,还取食蜈蚣。与普通蜣螂相比,其部分结构也发生变化:头部较窄而长,便于进食蜈蚣内脏;后腿较蜷曲,便于捕猎蜈蚣。对这种现象的有关说法正确的是( )
A.该蜣螂与普通蜣螂肯定已经产生了生殖隔离
B.蜣螂种群的基因库没有发生改变
C.该蜣螂属于消费者不属于分解者
D.该蜣螂头部和后腿结构发生变化,是自然选择的结果
6.(2023高二下·温州期中)为培育具有市场竞争力的奉节无籽柑橘,研究者设计如下流程.相关叙述错误的是( )
A.过程①需在低渗环境中使用纤维素酶和果胶酶处理
B.可用离心操作实现②,再生细胞壁是其成功的标志
C.过程③需在生长素和细胞分裂素的调控下进行
D.三倍体植株因减数分裂异常可产生无籽柑橘
7.(2022高三上·浙江月考)两个或多个群落间的过渡地带称为群落交错区。交错区内单位面积的生物种类和种群密度较之于相邻群落均有所增加,生态学上把这种现象称为“边缘效应”。下列说法错误的是( )
A.交错区能为生物提供更加丰富的资源,通常生物多样性较高
B.森林和草原的交错区内,群落的水平结构比较明显,无垂直结构
C.海陆潮间带的群落交错区既有相邻两个群落共有的物种,也有其特有物种
D.交错区的群落演替可能向着相邻两个群落发展,也可能发展成特有的群落
8.(2023高一下·成都期末)某兴趣小组按照“探究抗生素对细菌的选择作用”的实验步骤,分别使用含相同浓度艾叶汁和氨苄青霉素的两种滤纸片对大肠杆菌进行选择培养,测量抑菌圈的直径变化如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.连续培养时应从抑菌圈边缘的菌落上挑取大肠杆菌
B.艾叶汁和氨苄青霉素使大肠杆菌发生定向突变
C.氨苄青霉素诱导产生耐药性突变的效果更好
D.艾叶汁的抑菌效果比氨苄青霉素更好
9.(2023高一下·慈溪月考)若种群中AA、Aa和aa三种基因型的频率分别为36%、48%和16%,则该种群a的基因频率为( )
A.60% B.40% C.16% D.4%
10.(2023高三下·浙江月考)植物产生的酚糖能作为防御昆虫的“铠甲”,但过量酚糖对植物本身生长发育不利,于是植物利用PMaT酶将酚糖降解为无毒物质。烟粉虱“盗用”了植物的PMaT基因,所以烟粉虱能吃600多种植物的原因是能够抵御酚糖的毒害。科学家对植物、烟粉虱和白粉虱(烟粉虱的近亲)三者进行基因组测序,发现白粉虱中无PMaT基因,烟粉虱中含有PMaT基因,且与植物中的PMaT基因序列相同,烟粉虱PMaT基因所在染色体上除该基因外的其他DNA序列与白粉虱相似度极高。下列说法错误的是( )
A.酚糖通过直接作用于烟粉虱的表型对其变异进行了定向选择
B.烟粉虱中含有PMaT基因可能是吞噬植物后发生基因突变的结果
C.烟粉虱与植物DNA的双螺旋结构是烟粉虱能拥有PMaT基因的原因之一
D.拥有PMaT基因具有明显的环境生存优势,说明基因和环境共同导致了烟粉虱的进化
11.(2023高一下·长春月考)达尔文的进化论中提出了共同由来学说,即指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。在当今生物上能找到支持该学说的证据,下列哪项不属于当今生物为此提供的证据( )
A.蝙蝠的翼、鲸的鳍内部都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨
B.人在胚胎发育早期会出现鳃裂和尾
C.人与黑猩猩细胞中细胞色素c所含氨基酸序列没有差异.
D.318万年前露西的上肢骨与黑猩猩的相似,适合攀缘
12.(2023高三·重庆模拟)2019年,我国科学家发现了一种被命名为“卵子死亡”的单基因遗传病。许多大学的科研团队联合攻关,揭示其病因是PANX1基因发生突变,引起PANX1通道异常激活,主要表现为卵子发黑、萎缩、退化,导致不育。研究团队在4个无血缘关系的家系中发现的PANX1基因存在不同的突变,且都导致“卵子死亡”。下图为其中一个家系的图谱,基因检测显示,患者及其父亲和弟弟含有致病基因,其他人不含致病基因。下列相关分析,错误的是( )
A.该单基因遗传病是由位于常染色体上的基因控制的
B.4种PANX1突变基因都致病,体现了基因突变的多害少利性
C.PANX1基因存在不同种突变,体现了基因突变的不定向性
D.若Ⅱ-6与正常女性结婚,所生孩子患该遗传病的概率为1/2
13.将A地区某甲种群的一部分个体迁移到B地区形成乙种群,若两地区的气候等环境条件差异较大,则下列叙述正确的是( )
A.A地区所有生物个体的全部基因构成种群基因库
B.B地区的环境条件会诱使乙种群发生定向的变异
C.乙种群只能与B地区当地所有生物发生协同进化
D.B地区的乙种群一定会进化,但不一定形成新物种
14.(2023高一下·淮阴期中)如图为某单基因遗传病的系谱图,该遗传病的遗传方式属于( )
A.常染色体显性遗传 B.常染色体隐性遗传
C.伴X染色体显性遗传 D.伴X染色体隐性遗传
15.(2023高三下·沭阳月考)有一较大的大熊猫种群,雌雄数量相当,且雌雄之间可以自由交配,若该种群中A基因频率为70%,a基因频率为30%,则下列有关说法正确的是( )
A.大熊猫种群中全部A和a基因构成其基因库
B.变化的环境使大熊猫控制食性相关的基因发生突变
C.若该对等位基因位于常染色体上,则显性个体中出现杂合雌熊猫概率约为23%
D.若该对等位基因只位于X染色体上,则大熊猫群体中XaXa、XaY的基因型频率分别为9%、30%
16.下列有关进化的叙述,正确的是( )
A.化石和比较胚胎学均为生物进化提供了直接证据
B.适应包括生物对环境的适应、结构与功能的适应
C.自然选择直接作用于生物的基因型而不是表现型
D.物种之间的协同进化通过物种之间的竞争实现
17.(2023高三下·安徽开学考)细胞色素P450氧化还原酶缺陷症(PORD)是一种较罕见的单基因遗传病,在正常人群中,其携带者概率为1/100。图1是PORD的患者家系图,图2中a、b、c、d条带分别是Ⅰ1、I2、Ⅱ5、Ⅱ6。的相关基因电泳检测结果(不考虑突变及X、Y染色体的同源区段)。下列叙述错误的( )
A.PORD的致病基因位于常染色体上
B.Ⅲ8的一个致病基因只能来源于Ⅰ1个体,不会来源于Ⅰ2个体
C.Ⅲ7与人群中一个表型正常的男子婚配,生个男孩患病概率为1/400
D.可通过禁止近亲结婚来降低包括PORD病在内的各种遗传病的发病率
18.如图所示为某种单基因遗传病的系谱图,下列有关叙述错误的是( )
A.此图中Ⅱ2的父亲不一定有正常基因
B.此图可以表示抗维生素D佝偻病遗传的家系
C.Ⅱ2与正常男性结婚,生出正常孩子的概率为1/3或1/4
D.这对夫妇再生一个男孩,正常的概率是1/4或1/8
19.(2023高三下·宁波模拟)大熊猫最初是食肉动物,经过漫长的进化过程,现其主要食物是竹子。现有一遗传平衡的熊猫种群,雌雄数量相当,若该种群中A基因频率为70%,a基因频率为30%,则下列有关说法正确的是( )
A.该大熊猫种群中的全部A和a基因构成其基因库
B.由于环境的变化使大熊猫控制食性相关的基因发生突变
C.将若干人工繁育的大熊猫放归该种群,导致A基因频率改变,则该种群发生了进化
D.若该对等位基因只位于X染色体上,则大熊猫群体中XaY的基因型频率为30%
20.(2023·梅州模拟)下图表示某种单基因遗传病的家系图和家庭成员基因检测的结果,下列说法正确的是( )
A.若Ⅲ6的电泳结果含有900kb和200kb的条带,则可确定其性别
B.该遗传病为常染色体隐性遗传病
C.Ⅲ6患该种遗传病的概率是1/4
D.1100kb是正常基因的条带,900kb和200kb是致病基因被切成的条带
21.某病毒的遗传物质是单链DNA,在其增殖的过程中,先形成复制型的双链DNA(其中母链为正链,子链为负链)。另外,以负链为模板指导外壳蛋白合成。下图为该病毒部分基因序列及其所指导的蛋白质部分氨基酸(用图示Met、Ser等表示)序列。(起始密码:AUG;终止密码:UAA、UAG、UGA)。则下列相关描述正确的是( )
A.不需要解旋酶是该病毒DNA复制过程与人体DNA复制的唯一区别
B.若在基因D中发生碱基替换,则该基因控制合成蛋白质的多肽链长度可能缩短
C.不同基因之间可以相互重叠是基因突变、基因重组的结果
D.基因F转录合成mRNA的碱基序列为—U—A—C—U—G—U—…
22.(2023·汕头模拟)如图所示,一条染色体上有一对等位基因(D和d),当染色体的端粒断裂(图2-②)后,姐妹染色单体会在断裂处发生融合(图2-③)。融合的染色体在细胞分裂后期由于纺锤丝的牵引而在任何一处位置发生随机断裂。下列说法错误的是( )
A.端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截
B.图④和图⑤分别表示细胞分裂的中期和后期
C.图⑤中D和d基因最后可能分配到一个子细胞中
D.上述变异可能包括基因突变或基因重组以及染色体变异
23.(2023高一下·成都期末)黑腹果蝇的灰身和黄身是一对相对性状,其中灰身是显性性状,由位于X染色体上的B和b基因控制。若亲代果蝇的基因型为XBXB和XbY,每代果蝇随机交配,则各代雌、雄果蝇中b基因频率的变化曲线如下图所示。若每代能繁殖出足够数量的个体,下列叙述中错误的是( )
A.图中雄性b基因的频率总与上代雌性个体b基因的频率相等
B.图中雌性个体b基因的频率总是等于上代雌性与雄性b基因频率的平均值
C.子三代的雌性中b基因的频率为3/8,雄性中b基因的频率为1/4
D.在随机交配产生的各代群体中b基因和B基因的频率也会发生波动
24.(2023高一下·吉林期中)如图所示某遗传系谱图,其中不可能的遗传方式是( )
A.常染色体显性遗传 B.常染色体隐性遗传
C.X染色体显性遗传 D.X染色体隐性遗传
25.(2023高一下·杭州期中)血友病是由位于X染色体的隐性致病基因控制的遗传病,若女性患者与正常男子结婚,下列关于该家庭实现优生优育的合理建议是( )
A.无需检查,其子女必定都会患病
B.无需检查,其子女必定不会患病
C.检查性别,因为女儿通常不患病
D.检查性别,因为儿子通常不患病
二、综合题
26.(2023·柳州模拟)常染色体遗传性脱发受等位基因B/b控制,一般从30岁左右开始,以头顶为中心向周围扩展进行,男性显著多于女性,且女性病例仅表现为头发稀疏、极少全秃。下图为赵先生的家系图,且已知Ⅱ-4不携带秃发基因。请据图回答下列问题。(提示:不考虑基因突变等情况)
(1)赵先生的基因型为 ,赵先生夫妇再生下一个正常儿子的概率是 。
(2)据图分析, (选填“能”或“不能”)推断出赵先生的秃发基因是来自于其父母亲中的具体某一人,判断的依据是 。
(3)研究发现,秃发除了受基因控制外,还受体内雄激素含量的影响。由此可推测女性病例仅表现为头发稀疏极少全秃的原因可能是 。
(4)“若Ⅲ-5与一个正常男性婚配,则其孩子一定不会秃发”,该说法 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
27.(2023高一下·兖州期中)下图为甲、乙两个家族的遗传系谱图,其中一个家族患胱氨酸尿症(相关基因A、a位于常染色体),另一个家族患鱼鳞病(相关基因B、b位于性染色体)。每个家族均不含对方家族的致病基因。请回答下列问题。
(1)甲家族患的病是 ,鱼鳞病的遗传病类型是 遗传。
(2)若Ⅱ5带有甲家族遗传病的致病基因,则:
①甲家族遗传病的类型是 遗传,如果只考虑甲病基因,则Ⅰ2和Ⅱ5的基因型相同的概率是 。
②若同时考虑两种病,Ⅲ6的基因型是 ,她与Ⅲ17婚配,生下一个正常女儿的概率是 。该正常女儿与一正常男性(甲家族致病基因携带者)婚配,则生出完全正常孩子的概率是 。
28.(2023·惠州模拟)某二倍体植物的花色由位于三对同源染色体上的三对等位基因(Aa、Bb、Dd)控制,研究发现体细胞中的d基因数多于D基因时,D基因不能表达,且a基因对B基因表达有抑制作用,只要a基因存在,B基因就不能表达,如图1.某突变体细胞基因型与其可能的染色体组成如图2所示(其他染色体与基因均正常,产生的各种配子正常存活)。回答下列问题;
(1)根据图1可知,基因控制性状的方式是: ,正常情况下,杂合的橙红花基因型有 种。
(2)图2中,基因型为AABbDdd的突变体花色为 ,丙的变异类型为 。
(3)基因型为AABbDdd的突变体植株乙与纯合橙红植株杂交。若细胞减数分裂时,配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任一极,则子代中表现型及比例为 。
(4)写出基因型为AABbDdd的突变体植株丙与纯合橙红植株杂交的遗传图解。
29.(2022·重庆)改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能途径。研究人员克隆了可显著增高和增产的eui基因,并开展了相关探索。
步骤I:
步骤II:
(1)花药培养能缩短育种年限,原因是 。在步骤I的花药培养过程中,可产生单倍体愈伤组织,将其培养于含 的培养基上,可促进产生二倍体愈伤组织。Ⅰ中能用于制造人工种子的材料是 。
(2)步骤Ⅱ中,eui基因克隆于cDNA文库而不是基因组文库,原因是 ;在构建重组Ti质粒时使用的工具酶有 。为筛选含重组Ti质粒的菌株,需在培养基中添加 。获得的农杆菌菌株经鉴定后,应侵染I中的 ,以获得转基因再生植株。再生植株是否含有eui基因的鉴定方法是 ,移栽后若发育为更高且丰产的稻株,则可望“禾下乘凉”。
30.(2023高三上·西城期末)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
古老型人类与早期现代人的基因交流
关于人类的起源与进化问题,早期研究普遍认为已灭绝的古老型人类与早期现代人自分离后独立发展,后期没有基因交流,这一假说被称为“替代说”。但后续的很多证据都对此学说提出了质疑和挑战。
出土于罗马尼亚的距今3.4~3.6万年的古人类化石,属于尼安德特人和早期现代人形态特征的镶嵌体;一具出土于葡萄牙的距今约2.45万年的儿童骨骼化石,同时具有许多早期现代人和尼安德特人的形态特征。这些化石的发现给支持古老型人类与早期现代人有过基因交流这一观点的研究者极大的信心。
获取古人类化石中的遗传物质进行检测和分析,成为探究古人类之间联系的关键。对一具木乃伊的DNA分子进行克隆是获取古代DNA序列的第一次成功。随着PCR技术的出现,低成本、大规模获取古人类化石中的遗传物质成为可能。由于古代线粒体DNA序列比其他序列更容易获得,所以最早的研究集中于线粒体基因。随着技术的发展,科学家后续展开了全方位的核基因检测。研究显示,当今现代人基因组中的尼安德特人基因比例为1.8%~2.6%,另一种古老型人类丹尼索瓦人也为现代人贡献了基因。
已灭绝的古老型人类的基因流入与现代人的环境适应能力密切相关。藏族人身体中普遍携带的EPAS1突变基因很有可能来源于丹尼索瓦人。在高海拔地区,低氧激活野生型EPAS1基因表达,易导致红细胞过度增多,诱发高原红细胞增多症,存在于藏族人中的EPAS1突变基因只会轻微提高红细胞水平,降低了高原性疾病的发生。
古老型人类的基因流入对现代人的健康也造成了一定程度的影响。在尼安德特人基因组中发现了丰富的基因变异类型,其中一些基因可能使现代人对糖尿病、肝硬化、红斑狼疮、局限性肠炎等疾病更加敏感。
(1)研究生物进化最直接、最重要的证据是 。上述材料中,科学家对古人类和当今现代人在 方面的研究结果,为“古老型人类与早期现代人有过基因交流”这一观点提供了证据。
(2)由于化石中残留的DNA非常少,且容易受到外界污染(如微生物DNA,操作人员的DNA),而PCR技术可以 ,因此可以通过此项技术获取古DNA。
(3)来源于丹尼索瓦人的EPAS1突变基因在青藏高原世居藏族人群中的基因频率远高于低海拔地区人群,请分析原因 。
(4)来源于尼安德特人的一种突变基因(SLC16A11)存在于约20%的东亚人中。该基因会影响脂质代谢,使细胞内脂肪含量升高。携带这一基因的人患II型糖尿病(肥胖是导致II型糖尿病的重要因素)的风险平均要比其他人高25%。有人认为这是进化过程中的一个失误,请评价这个观点 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A、决定血型的基因和决定红绿色盲的基因位于两对同源染色体上,因此红绿色盲和血型的遗传遵循基因的自由组合定律,A正确;
B、甲正常,其女儿是O型血红绿色盲(基因型为iiXgXg),丈夫是A型血红绿色盲(基因型为IAiXgY),儿子正常B型血(IBiXGY),所以甲的基因型为IBiXGXg,B正确;
C、甲的基因型为IBiXGXg,其丈夫的基因型为IAiXgY,丙的基因型为IBiXGY,乙、丙的女儿为AB型血,因此乙为A型血,乙的父亲为O型血,因此乙的基因型为IAi。乙、丙有患红绿色盲的儿子,因此乙中定有Xg,故乙的基因型为IAiXGXg,丁是AB型血且又是红绿色盲惠者的概率1/4x1/2=1/8,C错误;
D、乙的基因型为IAiXGXg,丙的基因型为IBiXGY,再生了1个色觉正常男孩(XGY)的概率是1/4,D正确 。
故答案为:C。
【分析】1、血型是由复等位基因(IA、IB和i)控制的,分为A型、B型、AB型和O型,其中A型的基因型为IAIA或IAi,B型的基因型为IBIB或IBi,AB型的基因型为IAIB,O型的基因型为ii。
2、红绿色盲为伴X隐性遗传病,该遗传病的遗传特点有男性患者多于女性;有交叉遗传和隔代遗传现象;女患者的父亲和儿子一定患病。
2.【答案】B
【解析】【解答】A、伴X染色体显性遗传病女性患者多于男性患者,A错误 ;
B、父病女必病,男性患者的女儿一定患病,B正确;
C、女性患者的致病基因不一定来自其父亲 ,也可以来自母亲,C正确;
D、若一对患病夫妻的基因型为XAXa、XAY,可能会生出正常的男孩,D错误。
故答案为:B。
【分析】伴X显性遗传特点:子正常双亲病;父病女必病,子病母必病;女性患者多于男性患者;具有连续遗传现象。
3.【答案】C
【解析】【解答】A、由系谱图分析可知,Ⅰ1号和Ⅰ2号正常,Ⅱ3号个体患病,说明该病是隐性遗传病。若Ⅰ1号不含致病基因,则Ⅱ3号的致病基因来自其母亲,因此该病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传,A错误;
B、若Ⅰ1号携带致病基因,则该病为常染色体隐性遗传病,若相关基因用A、a表示,则Ⅰ1号和Ⅰ2的基因型均为Aa,因此Ⅱ2号个体携带致病基因的概率是2/3,B错误;
C、正常情况下,不管是常染色体还是伴X染色体隐性遗传病,Ⅰ2、Ⅱ4、Ⅲ1、Ⅲ4、Ⅳ1、Ⅳ2都是杂合子,C正确;
D、若该病是伴X隐性遗传病,Ⅲ2号和Ⅲ3号的基因型可表示为XAY和XaXa,两人再生一个患病孩子概率是1/2;若该病是常染色体隐性遗传病,Ⅲ2号和Ⅲ3号的基因型可表示为Aa和aa,二者再生一个患病孩子概率是1/2,可能男孩也可能女孩,即患病男孩的概率是1/4,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、首先确定是显性遗传还是隐性遗传。①“无中生有”是隐性遗传病。②“有中生无”是显性遗传病。(2)已确定是隐性遗传,若女患者的父亲和儿子都患病,则最大可能为伴X隐性遗传。否则一定为常染色体隐性遗传。(3)已确定是显性遗传,若男患者的母亲和女儿都患病,则最大可能为伴X显性遗传。否则一定为常染色体显性遗传。系谱图中判断某个体基因型时,需要综合考虑同代、子代、亲代的基因型,再进行推断。
2、由系谱图分析可知,Ⅰ1号和Ⅰ2号正常,Ⅱ3号个体患病,说明该病是隐性遗传病。
4.【答案】A
【解析】【解答】A、减数分裂联会时非姐妹染色单体的互换,导致同源染色体上非等位基因的重新组合,A错误;
B、遗传病是指由遗传物质改变引起的,其中染色体异常所引起的遗传病患者体内不含致病基因,B正确;
C、真核生物细胞内基因是具有遗传效应的DNA片段,基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变导致基因结构发生改变,称为基因突变,C正确;
D、染色体片段的缺失,如果发生在显性基因所在片段,有可能导致杂合子中隐性基因控制的性状表现出来,D正确。
故答案为:A。
【分析】可遗传的变异包括:
1、染色体变异:生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化,称为染色体变异,包括染色体数目变异或者结构变异。①染色体数目变异包括细胞内个别染色体的增加或减少、细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。②染色体结构的变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位、易位。
2、基因突变:是指DNA分子的碱基发生替换、增添或者缺失,引起基因结构的改变。
3、基因重组:是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合,包括两种类型:①自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。②互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。
5.【答案】D
【解析】【解答】A、从题干无法判断两类蜣螂是否产生了生殖隔离,A错误;
B、该蜣螂的出现说明蜣螂种群的基因库发生了改变,B错误;
C、该蜣螂能捕食蜈蚣,说明它是消费者,而它又能以粪便为食,因此它又是分解者,C错误;
D、该蜣螂的变异是自然选择的结果,D正确。
故答案为:D。
【分析】关于生物进化的易混点
(1)突变≠基因突变。
“突变”不是基因突变的简称,而是包括“基因突变”和“染色体变异”。
(2)变异先于环境选择。
农田喷施农药杀灭害虫,在喷施农药之前,害虫中就存在抗农药的突变个体,喷施农药仅杀灭了不抗药的个体,抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异,只是对抗药性个体进行了选择。
(3)形态、结构一致≠同一物种。
形态、结构一致的生物,有可能具有生殖隔离,两个种群的生物形态、结构相同,但繁殖期不同,这两个种群的生物具有生殖隔离,是两个物种。
(4)能产生后代≠同一物种。
两个个体能够交配产生后代,有可能子代高度不育,如马和驴,虽然能够产生子代,但子代不育,因此马和驴是两个物种。
(5)物种的形成不一定都需要经过地理隔离,如多倍体的产生。
(6)生物进化不一定导致物种的形成。
①生物进化的实质是种群基因频率的改变,即生物进化不一定导致新物种的形成。
②新物种一旦形成,则说明生物肯定进化了。
6.【答案】A
【解析】【解答】A、;过程①需在较高渗透压环境中使用纤维素酶和果胶酶处理,A符合题意;
B、②表示植物细胞原生质体融合,形成杂种细胞的过程,可用离心操作实现该过程,再生细胞壁是其成功的标志,B不符合题意;
C、过程③是植物组织培养的过程,诱导杂种细胞发育形成三倍体植株,需要在生长素和细胞分裂素的调控下进行,C不符合题意;
D、三倍体植株因减数分裂中联会异常不能产生正常配子,进而产生无籽柑橘,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】1、分析图解:①、②分别表示柑橘A、B细胞的去除细胞壁,形成原生质体的过程,去壁需要用纤维素酶和果胶酶参与,在用酶解法降解细胞壁之前,先用较高渗透压溶液处理细胞,目的是使细胞处于微弱的质壁分离状态,这样有利于完整的原生质体的释放,防止原生质体被破坏。②表示植物细胞原生质体融合,形成杂种细胞的过程,③是植物组织培养的过程,诱导杂种细胞发育形成三倍体植株。
2、植物体细胞杂交
①概念:是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
②原理:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
③意义:可克服远缘杂交不亲和的障碍,培育远缘杂交植株。
7.【答案】B
【解析】【解答】A、交错区内单位面积的生物种类和种群密度较之于相邻群落均有所增加,通常生物多样性较高,A正确;
B、任何群落都有垂直结构,B错误;
C、交错区内生物种类有所增加,因此既有相邻两个群落共有的物种,也有其特有物种,C正确;
D、演替由环境决定,由于环境的可变性,交错区的群落演替可能向着相邻两个群落发展,也可能发展成特有的群落,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构。(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。原因:①植物的分层与对光的利用有关,群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱,不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为:乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为:猫头鹰(森林上层),大山雀(灌木层),鹿、野猪(地面活动),蚯及部分微生物(落叶层和土壤)。(2)水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果,既有利于充分利用资源,又有利于缓解种间竞争,导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。
2、群落演替的类型:(1)初生演替:是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替,初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。(2)次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替,次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
3、生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物(动物、植物、微生物)物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。它包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
8.【答案】A
【解析】【解答】A、抑菌圈边缘可能存在具有耐药性的细菌,因此要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌,A正确;
B、突变是不定向的,B错误;
C、细菌产生抗药性突变是内因,在繁殖过程普遍存在的,氨苄青霉素的诱导应该是一种环境对耐药性突变的选择作用,C错误;
D、艾叶汁的抑菌圈比氨苄青霉素的抑菌圈小,说明艾叶汁比氨苄青霉素的抑菌效果更差,D错误。
故答案为:A。
【分析】自然选择对种群基因频率变化的影响:
①原因:不断淘汰发生不利变异的个体,选择保留发生有利变异的个体。
②自然选择直接作用于个体的③表型,最终选择决定表型的基因。
③自然选择的结果:种群基因频率会发生定向改变,导致生物的性状朝一定的方向发生进化。
9.【答案】B
【解析】【解答】基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值。根据题干中, AA、Aa和aa三种基因型的频率分别为36%、48%和16% ,可知a的基因比例是=16%x2+48%=80%。
a的基因频率=80%/200%=40%;故A、C、D错误;B正确;
故答案为:B。
【分析】常染色体上基因频率和基因型频率的计算与关系
①已知基因型的个体数,求基因频率
某基因的频率=[(纯合子个数x2+杂合子个数) ÷ (总个数x2)]x100%
②已知基因型频率,求基因频率
某基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+(1/2)x该基因杂合子的基因型频率。
10.【答案】B
【解析】【解答】A、根据题干可知,抗酚糖的烟粉虱能将酚糖降解成无毒物质,根据这个特点,可以用酚糖将抗酚糖的烟粉虱给选择出来,所以酚糖通过直接作用于烟粉虱的表型对其变异进行了定向选择,A正确;
B、由题干可知“ 白粉虱中无PMaT基因,烟粉虱中含有PMaT基因,且与植物中的PMaT基因序列相同 ”因此烟粉虱含有的PMaT基因可能是吞噬植物后基因重组导致的,B错误;
C、烟粉虱与植物DNA的分子结构是一样的,都是双螺旋结构,这种同样的结构是烟粉虱与植物DNA的双螺旋结构是烟粉虱能拥有PMaT基因的原因之一,C正确;
D、由题干可知:烟粉虱“盗用”了植物的PMaT基因,所以烟粉虱能吃600多种植物的原因是能够抵御酚糖的毒害,说明烟粉虱用的PMaT基因具有明显生存优势,这是基因和环境共同导致的烟粉虱的进化,D正确;
故答案为:B。
【分析】生物的变异包括基因重组、基因突变和染色体变异:
①基因突变,基因重组,染色体变异,三者均属于可遗传的变异,都为生物的进化提供了原材料;
②基因突变产生新的基因,为进化提供了最初的原材料,是生物变异的根本来源;基因突变为基因重组提供大量可供自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础;
③基因重组的变异频率高,为进化提供了广泛的选择材料,是形成生物多样性的重要原因之一;
④基因重组和基因突变均产生新的基因型,可能产生新的表现型。
11.【答案】D
【解析】【解答】A、蝙蝠的翼、鲸的鳍内部都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨,属于比较解剖学的证据,支持生物有共同的祖先,A正确;
B、人在胚胎发育早期会出现鳃裂和尾,脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点,B正确;
C、人与黑猩猩细胞中细胞色素c所含氨基酸序列没有差异,从细胞水平上说明生物有共同祖先,C正确;
D、属于化石提供的证据,不属于当今生物进化的印迹,D错误。
故答案为:D。
【分析】生物进化的证据有化石证据、比较解剖学上的证据、胚胎学上的证据等,化石是指保存在岩层中的古生物遗物和生活遗迹;比较解剖学是对各类脊椎动物的器言和系统进行解剖和比较研究的科学,比较解剖学为生物进化论提供的最重要的证据是同源器言;胚胎学是研究动植物的胚胎形成和发育过程的科学,也为生物进化论提供了很重要的证据,如脊椎动物和人的胚胎早期都有鳃裂和尾,说明了脊椎动物和人是从某些古代的低等动物进化来的。
12.【答案】D
【解析】【解答】A、根据1和2生下4号患病女性可知,该病为常染色体隐性遗传病,A正确;
B、基因突变大多有害,4种PANX1突变基因都致病,体现了基因突变的多害少利性,B正确;
C、PANX1基因突变的方向多样,体现了基因突变的不定向性,C正确;
D、据题意,控制“卵子死亡”的是位于常染色体上的显性基因,可排除伴性遗传;PANX1基因存在不同种突变,体现了基因突变的不定向性。若Ⅱ-6含有致病基因,且是杂合子,他与正常女性结婚,所生孩子含有致病基因的占1/2,其中女孩患病,因此患该遗传病的概率为1/4,D错误。
故答案为:D。
【分析】有关基因突变,考生需要注意以下几方面:
1、基因突变是指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。
2、基因突变的类型:自发突变和人工诱变。
3、基因突变的特点:基因突变具有普遍性、低频性(个体的基因突变率低,但种群每代突变的基因数很多)、随机性、不定向性、多害少利性。
4、若该病为伴X染色体遗传病,则1号的致病基因可以传给5号,则5号含有致病基因,与题意不符;若为常染色体隐性遗传病,则4号的致病基因来自1号和2号,则2号应含有致病基因,与题意不符;1号含致病基因,5号不含致病基因,则该病为常染色体显性遗传病,该基因在男性个体中不表达。
13.【答案】D
【解析】【解答】A、地区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,A地区所有生物个体不是一个种群,A错误;
B、环境不能诱导生物发生定向变异,B错误;
C、不同物种之间、生物与无机环境之间在互相影响中不断进化和发展,这是协同进化,所以乙种群与B地区当地的生物及当地的环境发生协同进化,C错误;
D、迁移到B地区的乙种群由于气候等环境条件的改变,种群的基因频率会发生改变,种群会进化,但不一定产生生殖隔离,产生新物种,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、种群的基因库指一个种群中全部个体所含有的全部基因。
2、协同进化: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,这就是共同进化。
3、隔离导致物种的形成(1)物种的判断标准主要是具有一定的形态结构和生理功能以及能否在自然条件下相互交配并产生可育后代;(2)一般先经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离;有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离,例如多倍体的产生。
14.【答案】B
【解析】【解答】“无中生有为隐性”,故该遗传病为隐性遗传病;Ⅱ-3患病,父亲正常,故该病为常染色体隐性遗传病。
故答案为:B。
【分析】遗传系谱图判断遗传的方式: (1)父病子全病——伴Y遗传。 (2)判断显隐性:无中生有为隐性,隐性遗传看女病,父子皆病为伴X,父子无病为常显。有中生无为显性,显性遗传看男病,母女皆病为伴X,母女无病为常显。 (3)不可判断显隐性:若连续遗传可能为显性。隔代遗传可能为隐性。若男女患者比例相当可能为常染色体遗传,患者男多于女或女多于男可能为伴性遗传。
15.【答案】C
【解析】【解答】A、基因库是一个群体中所有个体的全部基因的总和,因此,大熊猫种群中全部A和a基因不能构成大熊猫种群的基因库,A错误;
B、变异具有不定向性,故变化的环境不是使大熊猫控制食性的相关基因发生突变的原因,B错误;
C、若该对等位基因位于常染色体上,根据遗传平衡定律可知,显性个体A_=AA+Aa=70%2+2×70%×30%=91%,则显性个体中出现杂合熊猫概率约为(2×70%×30%)/91%=46%,由于雌雄数量相当,故显性个体中出现杂合雌熊猫概率=1/2×46%=23%,C正确;
D、若该对等位基因只位于X染色体上,雌性个体XaXa的基因型频率为Xa基因频率的平方,因雌雄比例1:1,则XaXa基因型频率为1/2×30%×30%=4.5%,同理雄性个体XaY的基因型频率为1/2×30%=15%,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、一个种群中全部个体所含的全部基因叫这个种群的基因库。
2、种群的基因频率的计算:
(1)种群显性基因的基因频率 = (显性纯合子个数×2+杂合子个体数×1)/(种群个体总数×2)×100%,种群隐性基因的基因频率 = (隐性纯合子个数×2+杂合子个体数×1)/(种群个体总数×2)×100%;
(2)显性基因的基因频率=显性纯合子的基因型频率+杂合子基因型频率÷2,隐性基因的基因频率=隐性纯合子的基因型频率+杂合子基因型频率÷2。
(3)根据遗传平衡定律计算基因频率:符合遗传平衡定律的群体中,设A的频率为p,a的频率为q,则p+q=1,AA、Aa、aa的频率分别为p2、2pq、q2。
16.【答案】B
【解析】【解答】A、化石证据为达尔文的共同由来说提供了直接的证据,比较解剖学和胚胎学的研究为生物进化论提供了间接的证据,A不符合题意;
B、适应不仅是指生物对环境的适应,也包括生物的结构与功能相适应,B符合题意;
C、自然选择是生物生存的环境对生物形态、结构和生理功能的选择,具有更多适应环境的形态、结构和生理特征的生物更容易在环境中生存下去,而生物的这些特征都是生物表现型的不同方面,C不符合题意;
D、物种之间的协同进化都是通过物种之间的竞争和种间互助实现的,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)达尔文的生物进化论主要由两大学说组成:共同由来说和自然选择学说。现代生物进化理论相对于达尔文的生物进化论取得的重大突破,在于能科学地解释遗传和变异的本质,同时认为进化的单位由个体发展到种群。
(2)化石证据为达尔文的共同由来说提供了直接的证据,比较解剖学和胚胎学的研究为生物进化论提供了间接的证据。
17.【答案】D
【解析】【解答】A、Ⅰ1患病,且只有一个条带,说明下面的条带为致病基因的条带,Ⅱ5 、Ⅱ6正常,且均有两个条带,说明致病基因位于常染色体上,A正确;
B、Ⅲ8个体的两个致病基因其中一个一定来源于Ⅱ5个体,Ⅱ5个体是致病基因携带者,其致病基因只能来源于Ⅰ1个体,不会来源于Ⅰ2个体,且Ⅰ5表型正常,而I1属于隐性纯合,必传一个隐性基因给Ⅰ5,B正确;
C、Ⅲ7个体的母亲Ⅱ4是PORD病患者,且表现正常,则Ⅲ7个体一定是致病基因的携带者,正常人群中携带者的概率为1/100,则两人婚配,生的孩子患病概率应为1/100×1/4=1/400,因为是常染色体上的致病基因,故男女患病率相同,均为1/400,C正确;
D、近亲可能携带有相同的隐性致病基因,故禁止近亲结婚,能在一定程度上降低隐性单基因病的患病概率,但是对显性单基因遗传病、染色体异常遗传病均无降低患病率的作用,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、根据“无中生有为隐性”,题系谱图1中正常的 Ⅱ5、Ⅱ6 个体生了患病的儿子 Ⅲ8 号,即该病为隐性传染病。由图2结果可知, Ⅱ5、Ⅱ6 都含有正常基因与致病基因,都为杂合子,因此,该遗传病为常染色体隐性遗传病。
2、设该病的相关基因用A、a表示,Ⅰ1、 I2 、Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅱ6 、 Ⅲ7、 Ⅲ8的基因型分别为:aa、Aa、aa、Aa、Aa、Aa、aa。据此答题。
18.【答案】D
【解析】【解答】若该病为伴X显性遗传病,则Ⅱ2的父亲的基因型为XAY,若该病为常染色体显性遗传,则Ⅱ2的父亲基因型为Aa,A正确;抗维生素D佝偻病属于伴X染色体显性遗传,符合图示,B正确;若该病为常染色体显性遗传,推断亲本的基因型为Aa,因此Ⅱ2的基因型应该为1/3AA、2/3Aa,与正常男子aa婚配,生出正常孩子的概率为2/3×1/2=1/3,若该病为伴X显性遗传,推断亲本的基因型分别为XAXa、XAY,因此Ⅱ2的基因型应该为1/2XAXA、1/2XAXa,与正常的男子XaY婚配,生育正常孩子的概率为1/2×1/2=1/4,C正确;若该病为常染色体显性遗传,推断亲本的基因型为Aa,再生一个男孩,正常的概率为1/4,若该病为伴X染色体显性遗传,推断亲本的基因型分别为XAXa、XAY,生一个男孩,正常的概率为1/2,D错误。
【分析】几种常见的单基因遗传病及其特点:
(1)伴X染色体隐性遗传病:如红绿色盲、血友病等,其发病特点:男患者多于女患者;隔代交叉遗传,即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。
(2)伴X染色体显性遗传病:如抗维生素D性佝偻病,其发病特点:女患者多于男患者;世代相传。
(3)常染色体显性遗传病:如多指、并指、软骨发育不全等,其发病特点:患者多,多代连续得病。
(4)常染色体隐性遗传病:如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等,其发病特点:患者少,个别代有患者,一般不连续。
(5)伴Y染色体遗传:如人类外耳道多毛症,其特点是:传男不传女。
19.【答案】C
【解析】【解答】A、一个群体中所有个体的全部基因的总和称为基因库,因此大熊猫种群中全部A和a基因不能构成大熊猫种群的基因库,A错误;
B、基因突变具有不定向性,环境的变化只起选择作用,因此环境的变化不是使大熊猫控制食性相关的基因发生突变的原因,B错误;
C、生物进化的实质是种群基因频率的改变,将若干人工繁育的大熊猫放归该种群,导致A基因频率改变,说明该种群发生了进化,C正确;
D、根据遗传平衡定律进行计算,若该对等位基因只位于X染色体上,雌性个体XaXa的基因型频率为Xa基因频率的平方,雌雄比例相等,则XaXa基因型频率为1/2×30%×30%=4.5%,雄性个体XaY的基因型频率为1/2×30%=15%,D错误。
故答案为:C。
【分析】遗传平衡定律:在数量足够多的随机交配的群体中,没有基因突变、没有迁入和迁出、没有自然选择的前提下,种群是基因频率世代不变,基因型频率保持平衡;设p表示A基因的频率,q表示a基因的频率;则p2表示AA的基因型的频率,2pq表示Aa基因型的频率,q2表示aa基因型的频率,因此基因型频率之和应等于1,即p2+2pq+q2=1。
20.【答案】C
【解析】【解答】AD、据图可知,II3患病,且Ⅱ3有1个条带,说明1100kb为致病基因,Ⅰ1正常,含有2个条带,可推测900kb和200kb的条带为正常基因,若Ⅲ6的电泳结果含有900kb和200kb的条带,可能是男性,也可能是女性,A、D错误;
B、Ⅱ4同时含有正常基因和致病基因,为杂合子,且表现正常,故该病为隐性遗传病,再由II3患病,但其父亲I1不携带致病基因可知,该致病基因应位于X染色体上,即该病为伴X染色体隐性遗传病,B错误;
C、该病为伴X隐性遗传病,设相关基因是A/a,则II5基因型是XAY,II4基因型是XAXa,Ⅲ6患该种遗传病(XaY)的概率是1/4,C正确。
故答案为:C。
【分析】遗传系谱图判断遗传的方式: (1)父病子全病——伴Y遗传。 (2)判断显隐性:无中生有为隐性,隐性遗传看女病,父子皆病为伴X,父子无病为常显。有中生无为显性,显性遗传看男病,母女皆病为伴X,母女无病为常显。 (3)不可判断显隐性:若连续遗传可能为显性。隔代遗传可能为隐性。若男女患者比例相当可能为常染色体遗传,患者男多于女或女多于男可能为伴性遗传。
21.【答案】B
【解析】【解答】A、该病毒的遗传物质是单链DNA,在其形成复制型的双链DNA过程中,不需要解旋酶,以一条链为模板;而复制型双链DNA进行复制的过程与正常人体DNA的复制无区别,A错误。
B、若基因D的第149组碱基序列由GAA替换为TAA(其对应的负链可转录出终止密码UAA),则该基因控制合成蛋白质的多肽链长度缩短,B正确。
C、不同基因之间可以相互重叠是长期自然选择的结果,与基因重组无关,C错误。
D、基因F的转录过程是以负链DNA为模板的,图中的DNA为正链DNA,因此,由基因F转录合成mRNA的碱基序列为—A—U—G—U—G—U—…,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,这会导致基因结构的改变,进而产生新基因。
2、有关DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行。
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:边解旋边复制;复制方式为半保留复制。
(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(5)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
(6)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。
3、转录:以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,通过RNA聚合酶合成mRNA的过程。
(1)场所:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体。
(2)过程:解旋、原料与DNA碱基互补并通过氢键结合、RNA新链延伸、合成的mRNA从DNA链上释放、DNA双链恢复。
(3)原则:碱基互补配对原则。A-U,G-C,C-G,T-A。
22.【答案】B
【解析】【解答】A、每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA,称为端粒,端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,A正确;
B、由图可知,图④的着丝粒(点)已经一分为二;图⑤表示融合的染色体在细胞分裂后期,由于纺锤丝的牵引而发生随机断裂后移向细胞两级,故图④和图⑤都处于细胞分裂的后期,B错误;
C、据题意“融合的染色体在细胞分裂后期由于纺锤丝的牵引而在任何一处位置发生随机断裂”可知,若发生断裂的部位位于D基因的左侧或d基因的右侧,则图⑤中D和d基因最后可能分配到一个子细胞中,C正确;
D、若融合的染色体在细胞分裂后期断裂的部位发生在某个基因内部,则可能会造成该基因部分碱基对的缺失,而发生基因突变;若该变异发生在减数分裂的过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生片段互换,即基因重组;由于端粒的断裂、融合的染色体在细胞分裂后期由于纺锤丝的牵引而在任何一处位置发生随机断裂,会发生染色体(结构)变异。故上述变异可能包括基因突变或基因重组以及染色体变异,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、端粒学说:每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA,称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一解。随着细胞分裂次数的增加,解短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“解“短后,端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤,结果使细胞活动渐趋异常。
2、可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异:
(1)基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,这会导致基因结构的改变,进而产生新基因;
(2)基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合,包括两种类型:①自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。②交叉互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。此外,某些细菌(如肺炎链球菌转化实验)和在人为作用(基因工程)下也能产生基因重组。
(3)染色体变异包括染色体结构变异(重复、缺失、易位、倒位)和染色体数目变异,包括个别染色体的增添或缺失,或以染色体组数成倍的增添或缺失。
23.【答案】D
【解析】【解答】A、雄性b基因来自上一代的雌性,观察曲线图可知,雄性b基因的频率总与上代雌性个体b基因的频率相等,A正确;
B、雌性个体b基因来自上一代的雄性或雌性,观察曲线图可知,雌性个体b基因的频率总是等于上代雌性与雄性b基因频率的平均值,B正确;
C、亲代果蝇的基因型为XBXB和XbY,根据某基因频率=某基因总数/(2×雌性个体数+雄性个体数)×100%,则群体中b基因频率是1/(2+1)=1/3;子一代基因型为XBXb和XBY,同理用定义法计算可得群体中b基因频率=1/3;子二代为XBXB:XBXb:XBY:XbY=1:1:1:1,则群体中b基因频率为2/6=1/3;子三代基因型为XBXB:XBXb:XbXb:XBY:XbY=3:4:1:6:2,则子三代群体中b基因频率8/24=1/3,C正确;
D、每代果蝇随机交配,则产生的各代群体中b基因和B基因的频率从曲线图可知是不变,D错误。
故答案为:D。
【分析】“定义法”求解基因频率
(1)某基因频率=某基因总数/某基因和其等位基因的总数×100%
(2)若在常染色体上,某基因频率=某基因总数/(种群个体数×2)×100%
(3)若在X染色体上,某基因频率=某基因总数/(2×雌性个体数+雄性个体数)×100%
24.【答案】C
【解析】【解答】A、遗传系谱图每一代都有患者,符合显性遗传病的特点,致病基因也可能位于常染色体上,A正确;
BD、该遗传系谱图第一代左边的夫妇正常,生下一患病男性,无中生有,有为隐,则该病是由隐性基因控制的,目前给的信息无法确定基因的位置,因此该隐性基因可能位于常染色体体上,也可能在X染色体上,BD正确;
C、该遗传系谱图显示儿子患病,其母亲都正常,不符合伴X染色体显性遗传病儿病母必病的特点,C错误。
故答案为:C。
【分析】遗传系谱图的判断技巧:
25.【答案】C
【解析】【解答】设控制血友病的相关基因用D、d表示。女患者的基因型为XdXd,正常男性的基因型为XDY,他们的女儿的基因型为XDXd、表现正常,儿子的基因型为XdY、患血友病,因此,C符合题意、ABD不合题意。
故答案为:C。
【分析】伴X染色体隐性遗传病:红绿色盲、血友病、进行性肌营养不良(假肥大型)。
发病特点:男患者多于女患者;男患者将至病基因通过女儿传给他的外孙(交叉遗传)。
26.【答案】(1)Bb;0
(2)不能;赵先生的基因型为Bb,其母亲基因型为Bb,父亲基因型为BB/Bb,均有机会将B基因传给赵先生
(3)女性体内的雄性激素含量低
(4)错误;III-5的基因型为Bb或bb,与基因型为bb的正常男性婚配,有可能生出基因型为Bb的后代,若为男性则会出现秃发
【解析】【解答】(1)赵先生表现为秃发,II-1是秃发女(BB),但是有一个正常的女儿(Bb),则赵先生的基因型为Bb,女性秃发的基因型为BB,则儿子的基因型为BB或Bb,则表现为秃发,不会出现正常的情况。
(2)赵先生的基因型为Bb,其母亲基因型为Bb,父亲基因型为BB/Bb,均有机会将B基因传给赵先生,所以不能推断出赵先生的秃发基因是来自于其父母亲中的具体某一人。
(3)由于女性体内的雄性激素含量低,所以女性病例仅表现为头发稀疏极少全秃。
(4)III-5是表现正常女,则基因型为Bb或bb,与基因型为bb的正常男性婚配,有可能生出基因型为Bb的后代,若为男性则会出现秃发,所以若Ⅲ-5与一个正常男性婚配,孩子也可能秃发。
【分析】1、遗传性脱发受常染色体上的等位基因(B、b)控制,其中男性只有基因型为bb的个体表现为正常,所以男性秃发的基因型为BB和Bb;女性只有纯合子(BB)才表现为秃发,则女性正常的基因型为Bb和bb。
2、分离定律的实质是杂合体内等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离,进入两个不同的配子,独立的随配子遗传给后代。
27.【答案】(1)胱氨酸尿症;伴X染色体隐性
(2)常染色体隐性;1;AaXBXB;1/2;21/32
【解析】【解答】(1) 伴X显性遗传病的特点是男患者的母女皆病,根据4号患病,6号正常,可知该病不是伴X显性遗传病,伴X隐性遗传病的特点是女患病的父子皆病,根据3号患病,2号正常,可知该病不是伴X隐性遗传病,因此甲家族患的病是常染色体遗传病,对应胱氨酸尿症。乙家族对应鱼鳞病,致病基因位于性染色体上,因13号和14号正常,生出了患病的17号,无中生有,鱼鳞病为伴X隐性遗传病。
(2)若Ⅱ5带有甲家族遗传病的致病基因,则:①甲家族遗传病的类型是常染色体隐性遗传,如果只考虑甲病基因,则Ⅰ2和Ⅱ5的基因型相同的概率是1。②若同时考虑两种病,Ⅲ6的基因型是AaXBXB, 她与Ⅲ17婚配,生下一个正常女儿的概率是1/2,该正常女儿与一正常男性(甲家族致病基因携带者)婚配,则生出完全正常孩子的概率是21/32。
【分析】遗传系谱图判断遗传的方式: (1)父病子全病——伴Y遗传。 (2)判断显隐性:无中生有为隐性,隐性遗传看女病,父子皆病为伴X,父子无病为常显。有中生无为显性,显性遗传看男病,母女皆病为伴X,母女无病为常显。 (3)不可判断显隐性:若连续遗传可能为显性。隔代遗传可能为隐性。若男女患者比例相当可能为常染色体遗传,患者男多于女或女多于男可能为伴性遗传。
28.【答案】(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;3
(2)黄色;染色体(结构)变异(重复)
(3)黄色:橙红色=1:5
(4)
【解析】【解答】(1)根据图1可知,基因控制性状的方式是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。据图可知,当存在AA、B、D基因时,表现为橙红花,基因型共有1×2×2=4种,纯合子只有AABBDD,因此正常情况下,杂合的橙红花基因型有4-1=3种。
(2)据题意可知,体细胞中的d基因数多于D基因时,D基因不能表达,只要a基因存在,B基因就不能表达,因此基因型为AABbDdd的突变体能将白色物质转变形成黄色色素,表现为黄色。据图可知,丙中重复了d基因,变异类型为染色体结构变异中的重复。
(3)纯合橙红植株基因型为AABBDD,只能产生ABD配子,基因型为AABbDdd的突变体植株乙能产生的配子(只考虑Ddd)及比例为D:d:Dd:dd=1:2:2:1,因此基因型为AABbDdd的突变体植株乙与纯合橙红植株杂交,子代基因型为AAB_DD:AAB_Dd:AAB_DDd:AAB_Ddd=1:2:2:1,体细胞中的d基因数多于D基因时,D基因不能表达,因此表现型为黄色:橙红色=1:5。
(4)据图可知,Ddd的突变体植株丙能产生的配子为D:dd=1:1,因此基因型为AABbDdd的突变体植株丙能产生配子为ABD:ABdd:AbD:Abdd=1:1:1:1,纯合橙红植株为AABBDD,只能产生ABD配子,因此两者杂交的遗传图解为:
【分析】1、基因控制性状的方式:
2、染色体结构变异类型: (1)缺失:缺失某一片段; (2)重复:增加某一片段; (3)易位:某一片段移接到另一条非同源染色体上; (4)倒位:某一片段位置颠倒。
3、配子法:根据个体的基因型以及基因型所占的比例,推导产生配子的种类及比例,最后根据雌雄配子随机结合,计算后代的基因型及其比例。
29.【答案】(1)单倍体经秋水仙素处理后所得植株为纯合子,后代不会发生性状分离;秋水仙素;胚状体
(2)cDNA文库是由编码蛋白质的mRNA逆转录来的基因导入菌落而成的,基因工程中只需要转录出编码蛋白质的部分就可以,筛选比较简单易行;限制酶和 DNA连接酶;抗生素;愈伤组织;DNA分子杂交技术
【解析】【解答】(1) 花药培养能缩短育种年限 ,原因是不需要通过杂交筛选再杂交的过程,直接通过单倍体经秋水仙素处理后所得植株为纯合子,后代不会发生性状分离;在步骤I的花药培养过程中,可产生单倍体愈伤组织,因为秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍,所以促进产生二倍体愈伤组织,需要将其培养在含有秋水仙素的培养基上;步骤 Ⅰ中的胚状体可以用于制造人工种子;
故填: 单倍体经秋水仙素处理后所得植株为纯合子,后代不会发生性状分离 ; 秋水仙素 ; 胚状体 。
(2) 步骤Ⅱ中,eui基因克隆于cDNA文库而不是基因组文库,原因是基因文库相对于cDNA,基因数量庞大,而且cDNA文库是由编码蛋白质的mRNA逆转录来的基因导入菌落而成的,基因工程中只需要转录出编码蛋白质的部分就可以,因此CDNA文库的筛选比较简单易行;在构建重组Ti质粒时使用的工具酶有: 限制酶和 DNA连接酶 ; 为筛选含重组Ti质粒的菌株,需在培养基中添加抗生素;获得的农杆菌菌株经鉴定后,应侵染I中的愈伤组织,以获得转基因再生植株 ; 再生植株是否含有eui基因的鉴定方法是DNA分子杂交技术,原理是DNA杂交的特异性;
故填:cDNA文库是由编码蛋白质的mRNA逆转录来的基因导入菌落而成的,基因工程中只需要转录出编码蛋白质的部分就可以,筛选比较简单易行 ; 限制酶和 DNA连接酶 ; 抗生素 ; 愈伤组织 ; DNA分子杂交技术 ;
故填: cDNA文库是由编码蛋白质的mRNA逆转录来的基因导入菌落而成的,基因工程中只需要转录出编码蛋白质的部分就可以,筛选比较简单易行 ; 限制酶和 DNA连接酶 ; 抗生素 ; 愈伤组织 ; DNA分子杂交技术 。
【分析】(1)人工诱导多倍体
①方法:用秋水仙素诱发或用低温处理。
②处理对象:萌发的种子或幼苗。
③原理:能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。
(2)转基因工程的四个步骤:
①目的基因的筛选和获取;
②基因表达载体的构建;
③将目的基因导入受体细胞;
④目的基因的检测和鉴定。
(3)基因工程的基本工具:
①“分子手术刀”又叫基因剪刀——限制性核酸内切酶(限制酶);
②“分子缝合针”又叫基因针线——DNA 连接酶;
③“分子运输车”又叫基因的运输工具——基因进入受体细胞的载体。
(4)目的基因的检测:
①分子水平的检测
a.通过PCR等技术检测受体生物的染色体DNA上是否插入目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA。
b.利用抗原—抗体杂交,检测目的基因是否翻译成相关蛋白质。
②个体生物学水平的鉴定:检测目的基因是否赋予转基因生物相应的特性及该特性的程度。
30.【答案】(1)化石;化石、遗传物质检测和分析、基因流入
(2)特异性大量扩增目的基因
(3)EPAS1突变基因在青藏高原会轻微提高红细胞水平,降低了高原性疾病的发生,更有利于丹尼索瓦人应对这种高原环境
(4)应辩证看待这一问题,一是II型糖尿病的发病机理复杂,肥胖只是其中一种重要诱因;二是引起肥胖的原因也比较复杂,不止与突变基因(SLC16A11)有关,还与现代人的生活饮食有关
【解析】【解答】(1)化石为研究生物进化提供了最直接、最重要的证据。上述材料中,从化石、遗传物质检测和分析以及基因流入等方面为“古老型人类与早期现代人有过基因交流”这一观点提供了证据。
(2)PCR技术有特定的引物,能特异性且大量扩增目的基因,解决了化石中残留的DNA非常少,且容易受到外界污染的问题。
(3)青藏高原海拔高,空气稀薄,缺氧,为了适应这种环境,需要红细胞增多,野生型EPAS1基因表达会导致红细胞过度增多,诱发高原红细胞增多症,而EPAS1突变基因只会轻微提高红细胞水平,降低了高原性疾病的发生,因而更适应高原环境,所以来源于丹尼索瓦人的EPAS1突变基因在青藏高原世居藏族人群中的基因频率远高于低海拔地区人群。
(4)我认为应该辩证的看待这一现象,突变基因(SLC16A11)会影响脂质代谢,使细胞内脂肪含量升高,这能有利于抵御当时的寒冷环境,同时能应对当时的饥饿条件,现如今,糖尿病已经成为危害人类健康的一重大疾病,而这一疾病的重大诱因为肥胖,因此有人开始质疑突变基因(SLC16A11)的留存,但是肥胖并不是二型糖尿病的唯一诱因,而且引起肥胖的原因不止和这一突变基因(SLC16A11)有关,与现代人的生活饮食条件也密切相关,因此不能完全把责任追加到突变基因(SLC16A11)上来。
【分析】1、生物有共同的祖先的证据: (1)化石:利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。因此,化石是研究生物进化最直接、最重要的的证据。 (2)比较解剖学证据:具有同源器官的生物都是有共同的原始祖先进化而来。 (3)胚胎学证据:鱼与人的胚胎在发育早期有相似的鳃裂和尾;脊椎动物在早期胚胎发育阶段都有彼此相似的阶段,支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。 (4)细胞水平证据:不同生物的细胞有共同的物质基础和结构基础等,是对生物有共同的祖先的有力支持。 (5)分子水平证据:不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子有共同点,提示人们当今生物有共同的祖先;其差异大小揭示了当今生物种类亲缘关系的远近以及它们在进化史上出现的顺序。
2、PCR扩增过程: (1)变性:当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。 (2)复性:当温度下降到50℃左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 (3)延伸:72℃左右时,耐高温的DNA聚合酶活性高,可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
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