模式生物专项训练3——豌豆
豌豆为蝶形花科植物(双子叶植物),自然条件下进行自花传粉、闭花受粉,性状多,有易于区分的相对性状;以豌豆为情境,主要考查遗传定律,也可用来考查基因对性状的控制、生物变异、植物激素的作用等内容。
1.(2025·云南曲靖二模)研究人员开展了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验,结果如图所示。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.顶芽产生的生长素运输到侧芽,抑制了侧芽的生长
B.赤霉素可在一定程度上缓解顶芽对侧芽生长的抑制作用
C.细胞分裂素可在一定程度上缓解顶芽对侧芽生长的抑制作用
D.侧芽中生长素、赤霉素、细胞分裂素的相对含量会影响其生长速度
2.圆粒豌豆的SBE1基因能够控制淀粉分支酶1(SBE1)的合成,SBE1能催化支链淀粉的合成,豌豆成熟时能有效保留水分,使种子呈圆形。皱粒豌豆的SBE1基因中插入了一段800 bp(碱基对)的Ips-r片段,导致支链淀粉合成受阻,种子皱缩。下列有关叙述正确的是( )
A.SBE1基因中插入了800 bp导致染色体结构变异
B.过程①还未结束,过程②就已经开始进行了
C.mRNA2的碱基多于mRNA1,但终止密码子提前出现
D.SBE1基因通过控制蛋白质的结构直接控制豌豆粒形
3.(2025·河北沧州二模)豌豆(2n=14)是我国第一大食用豆类作物,也是孟德尔发现遗传规律的实验材料,现代学者对控制豌豆高茎和矮茎、子叶绿色和黄色的基因进行了克隆、研究,从而对遗传学现象的解释深入到了分子水平。回答下列问题:
(1)野生型豌豆控制子叶黄色的基因I长度为1.4 kb(千碱基对),其表达产物SGR蛋白可促进叶绿素分解。在突变体绿色子叶豌豆中,基因I的等位基因有两种。利用PCR技术对野生型和两种突变体中控制子叶颜色的基因进行扩增并对SGR蛋白的表达量进行检测,结果如图所示。突变体1子叶呈绿色的具体原因可能是
。
突变体2发生的基因突变类型为 。该实例体现了基因突变具有 的特点。
(2)已知豌豆的高茎对矮茎为显性,黄色子叶对绿色子叶为显性。现有纯合高茎绿色子叶植株甲、纯合矮茎黄色子叶植株乙,若要判断控制两对性状的基因是否位于一对同源染色体上,将甲、乙植株杂交后,再让F1自交,若F2出现了表型为 的植株,且该种表型植株在F2中所占比例为 ,则说明两种基因位于非同源染色体上。
(3)S序列是分布于各染色体上的DNA序列,不同个体的染色体具有各自的特异S序列。序列S1和S2分别位于上述植株甲和植株乙的1号染色体上。现已知控制茎高的基因和控制子叶颜色的基因位于非同源染色体上,为确定其中某对基因是否位于1号染色体,让甲、乙植株杂交后,对F2中除高茎黄色子叶个体以外的全部个体的S1、S2进行检测。不考虑互换和基因突变,若只检测到S2的个体∶只检测到S1的个体∶检测到S1和S2的个体= ,则说明控制子叶颜色的基因位于1号染色体上;若F2中只检测到S1的个体占比为 ,则说明两对基因均不位于1号染色体上。
模式生物专项训练3——豌豆
1.B 比较4、1组实验结果,自变量为有无顶芽。有顶芽时,侧芽平均长度更短,可知顶芽抑制侧芽生长;比较4、2组实验结果,自变量为顶芽切口是否涂抹生长素。切口涂抹生长素也抑制侧芽生长,由此推测,顶芽通过产生生长素对侧芽生长有抑制作用,A正确;题中没有设置保留顶芽,侧芽上涂抹赤霉素的实验组,无法得出赤霉素与生长素对侧芽生长的作用,B错误;比较3、1组实验结果,自变量是侧芽是否涂抹细胞分裂素。在侧芽上涂抹细胞分裂素,侧芽生长平均长度大,说明细胞分裂素在一定程度上能缓解侧芽生长所受到的抑制,C正确;据图可知,侧芽生长速度不同的原因是侧芽内生长素浓度及其他植物激素(细胞分裂素以及赤霉素等)浓度或比例的改变,侧芽中生长素、赤霉素、细胞分裂素的相对含量会影响其生长速度,D正确。
2.C 基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。SBE1基因中插入了一段800 bp的Ips-r片段,这属于基因结构的改变,是基因突变,而不是染色体结构变异,A错误;过程①是转录,过程②是翻译,在原核细胞中,转录和翻译可以同时进行,但在真核细胞中,转录主要发生在细胞核,翻译发生在细胞质中的核糖体上,转录形成的mRNA需要通过核孔进入细胞质才能进行翻译,因此转录结束后翻译才开始,B错误;由图可知,mRNA2比mRNA1长,即mRNA2的碱基多于mRNA1。由于皱粒豌豆的SBE1蛋白缺少61个氨基酸,说明翻译提前终止了,即mRNA2上的终止密码子提前出现,C正确;由题意可知,SBE1基因通过控制淀粉分支酶1的合成,进而控制支链淀粉的合成,间接控制豌豆粒形,而不是通过控制蛋白质的结构直接控制豌豆粒形,D错误。
3.(1)I基因中发生碱基替换,导致SGR蛋白氨基酸排列顺序改变而失去活性,不能促进叶绿素分解 碱基增添 不定向性 (2)矮茎绿色子叶 1/16 (3)1∶4∶2 1/4
解析:(1)由PCR检测结果可知,突变体1中控制子叶颜色的基因长度、SGR蛋白的表达量没有明显改变,子叶颜色变为绿色,可能是I基因内发生碱基替换,导致SGR蛋白氨基酸排列顺序改变而失去活性,不能促进叶绿素分解。突变体2中控制子叶颜色的基因比I基因长度要长,是由I基因发生了碱基的增添所致。I基因可以通过基因突变产生多个等位基因,体现了基因突变具有不定向性。(2)假设高茎性状由D基因控制,矮茎性状由d基因控制。黄色子叶性状由I基因控制,绿色子叶性状由i基因控制,则纯合高茎绿色子叶植株甲的基因型为DDii,纯合矮茎黄色子叶植株乙的基因型为ddII,F1的基因型为DdIi。若两对基因位于非同源染色体上,则F2将出现占比为1/16的矮茎绿色子叶植株;若两对基因位于一对同源染色体上,则F2中只能出现高茎黄色子叶、高茎绿色子叶、矮茎黄色子叶三种类型的植株。(3)若植株甲(DDii)控制绿色子叶的基因i位于1号染色体上,则i基因与S1位于同一条染色体上。植株乙(ddII)控制黄色子叶的基因I位于1号染色体上,I基因与S2位于同一条染色体上。F1的基因型为DdIi,F2中只检测到S2的个体基因型为II,只检测到S1的个体基因型为ii,检测到S1和S2的个体基因型为Ii,对F2中除高茎黄色子叶个体(D_I_)以外的全部个体的S1、S2进行检测,故只检测到S2的个体(ddII)∶只检测到S1的个体(__ii)∶检测到S1和S2的个体(ddIi)=1∶4∶2。若两种基因均不位于1号染色体上,则两对基因所在染色体和1号染色体自由组合,各种性状中只检测到S1的个体占比均为1/4。
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模式生物专项训练3——豌豆
豌豆为蝶形花科植物(双子叶植物),自然条件下进行自花传
粉、闭花受粉,性状多,有易于区分的相对性状;以豌豆为情境,主
要考查遗传定律,也可用来考查基因对性状的控制、生物变异、植物
激素的作用等内容。
1. (2025·云南曲靖二模)研究人员开展了多种植物激素对豌豆植株侧芽
生长影响的实验,结果如图所示。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 顶芽产生的生长素运输到侧芽,抑制了侧芽的生长
B. 赤霉素可在一定程度上缓解顶芽对侧芽生长的抑制作用
C. 细胞分裂素可在一定程度上缓解顶芽对侧芽生长的抑制作用
D. 侧芽中生长素、赤霉素、细胞分裂素的相对含量会影响其生长速度
1
2
3
√
解析: 比较4、1组实验结果,自变量为有无顶芽。有顶芽时,侧芽平
均长度更短,可知顶芽抑制侧芽生长;比较4、2组实验结果,自变量为顶
芽切口是否涂抹生长素。切口涂抹生长素也抑制侧芽生长,由此推测,顶
芽通过产生生长素对侧芽生长有抑制作用,A正确;题中没有设置保留顶
芽,侧芽上涂抹赤霉素的实验组,无法得出赤霉素与生长素对侧芽生长的
作用,B错误;比较3、1组实验结果,自变量是侧芽是否涂抹细胞分裂
素。在侧芽上涂抹细胞分裂素,侧芽生长平均长度大,说明细胞分裂素在
一定程度上能缓解侧芽生长所受到的抑制,C正确;据图可知,侧芽生长
速度不同的原因是侧芽内生长素浓度及其他植物激素(细胞分裂素以及赤
霉素等)浓度或比例的改变,侧芽中生长素、赤霉素、细胞分裂素的相对
含量会影响其生长速度,D正确。
1
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2. 圆粒豌豆的SBE1基因能够控制淀粉
分支酶1(SBE1)的合成,SBE1能催
化支链淀粉的合成,豌豆成熟时能有
效保留水分,使种子呈圆形。皱粒豌
豆的SBE1基因中插入了一段800 bp(碱基对)的Ips-r片段,导致支链淀
粉合成受阻,种子皱缩。下列有关叙述正确的是( )
A. SBE1基因中插入了800 bp导致染色体结构变异
B. 过程①还未结束,过程②就已经开始进行了
C. mRNA2的碱基多于mRNA1,但终止密码子提前出现
D. SBE1基因通过控制蛋白质的结构直接控制豌豆粒形
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解析: 基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。SBE1基因中插入了一段800 bp的Ips-r片段,这属于基因结构的改变,是基因突变,而不是染色体结构变异,A错误;过程①是转录,过程②是翻译,在原核细胞中,转录和翻译可以同时进行,但在真核细胞中,转录主要发生在细胞核,翻译发生在细胞质中的核糖体上,转录形成的mRNA需要通过核孔进入细胞质才能进行翻译,因此转录结束后翻译才开始,B错误;由图可知,mRNA2比mRNA1长,即mRNA2的碱基多于mRNA1。由于皱粒豌豆的SBE1蛋白缺少61个氨基酸,说明翻译提前终止了,即mRNA2上的终止密码子提前出现,C正确;由题意可知,SBE1基因通过控制淀粉分支酶1的合成,进而控制支链淀粉的合成,间接控制豌豆粒形,而不是通过控制蛋白质的结构直接控制豌豆粒形,D错误。
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3. (2025·河北沧州二模)豌豆(2n=14)
是我国第一大食用豆类作物,也是孟德尔发
现遗传规律的实验材料,现代学者对控制豌
豆高茎和矮茎、子叶绿色和黄色的基因进行
了克隆、研究,从而对遗传学现象的解释深入到了分子水平。回答下列
问题:
(1)野生型豌豆控制子叶黄色的基因I长度为1.4 kb(千碱基对),其表
达产物SGR蛋白可促进叶绿素分解。在突变体绿色子叶豌豆中,基因I的等
位基因有两种。利用PCR技术对野生型和两种突变体中控制子叶颜色的基
因进行扩增并对SGR蛋白的表达量进行检测,结果如图所示。突变体1子叶
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呈绿色的具体原因可能是
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突变体2发生的基因突变类型为 。该实例体现了基因突变具
有 的特点。
I基因中发生碱基替换,导致SGR蛋白氨基酸排
列顺序改变而失去活性,不能促进叶绿素分解
碱基增添
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解析:由PCR检测结果可知,突变体1中控制子叶颜色的基因长度、SGR蛋白的表达量没有明显改变,子叶颜色变为绿色,可能是I基因内发生碱基替换,导致SGR蛋白氨基酸排列顺序改变而失去活性,不能促进叶绿素分解。突变体2中控制子叶颜色的基因比I基因长度要长,是由I基因发生了碱基的增添所致。I基因可以通过基因突变产生多个等位基因,体现了基因突变具有不定向性。
(2)已知豌豆的高茎对矮茎为显性,黄色子叶对绿色子叶为显性。现有
纯合高茎绿色子叶植株甲、纯合矮茎黄色子叶植株乙,若要判断控制两对
性状的基因是否位于一对同源染色体上,将甲、乙植株杂交后,再让F1自
交,若F2出现了表型为 的植株,且该种表型植株在F2中
所占比例为 ,则说明两种基因位于非同源染色体上。
矮茎绿色子叶
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解析:假设高茎性状由D基因控制,矮茎性状由d基因控制。黄色子叶性状由I基因控制,绿色子叶性状由i基因控制,则纯合高茎绿色子叶植株甲的基因型为DDii,纯合矮茎黄色子叶植株乙的基因型为ddII,F1的基因型为DdIi。若两对基因位于非同源染色体上,则F2将出现占比为1/16的矮茎绿色子叶植株;若两对基因位于一对同源染色体上,则F2中只能出现高茎黄
色子叶、高茎绿色子叶、矮茎黄色子叶三种类型的植株。
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(3)S序列是分布于各染色体上的DNA序列,不同个体的染色体具有各自
的特异S序列。序列S1和S2分别位于上述植株甲和植株乙的1号染色体上。
现已知控制茎高的基因和控制子叶颜色的基因位于非同源染色体上,为确
定其中某对基因是否位于1号染色体,让甲、乙植株杂交后,对F2中除高茎
黄色子叶个体以外的全部个体的S1、S2进行检测。不考虑互换和基因突
变,若只检测到S2的个体∶只检测到S1的个体∶检测到S1和S2的个体
= ,则说明控制子叶颜色的基因位于1号染色体上;若F2中只
检测到S1的个体占比为 ,则说明两对基因均不位于1号染色体上。
1∶4∶2
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解析:若植株甲(DDii)控制绿色子叶的基因i位于1号染色体上,则i基因与S1位于同一条染色体上。植株乙(ddII)控制黄色子叶的基因I位于1号染色体上,I基因与S2位于同一条染色体上。F1的基因型为DdIi,F2中只检测到S2的个体基因型为II,只检测到S1的个体基因型为ii,检测到S1和S2的个体基因型为Ii,对F2中除高茎黄色子叶个体(D_I_)以外的全部个体的S1、S2进行检测,故只检测到S2的个体(ddII)∶只检测到S1的个体(__ii)∶检测到S1和S2的个体(ddIi)=1∶4∶2。若两种基因均不位于1号染色体上,则两对基因所在染色体和1号染色体自由组合,各种性状中只检测到S1的个体占比均为1/4。
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