专题10 变异与育种-学易金卷:2023年高考生物一模试题分项汇编.docx
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- 专题10 变异与育种-学易金卷:2023年高考生物一模试题分项汇编 专题 10 变异 育种 学易金卷 2023 年高 生物 试题 汇编
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1、专题10 变异与育种(2023届安徽省合肥市高三第一次教学质量检测)12. 褐花杓兰和西藏杓兰主要分布于我国西南地区,且分布区域有一定交叉。典型的褐花杓兰,花是深紫色的;典型的西藏杓兰,花是紫红色的。此外,它们还存在花色从浅红到深紫等一系列过渡类型。研究人员通过实验发现,这两种植物能够杂交并产生可育后代。下列分析错误的是( )A. 杂交子代花色与亲本有差异可能是基因重组的结果 B. 花色从浅红到深紫的过渡类型是地理隔离导致的C. 光照,气温、土壤等环境因素可能会影响花的颜色D. 西南地区的褐花杓兰与西藏杓兰属于同一物种【答案】B【解析】【分析】物种是在自然状态下能够相互交配并产生可与后代的一群
2、生物。【详解】A、若控制花色受基因控制,交叉区域内的不同花色的植株杂交可通过基因重组产生不同于亲本花色的子代,因此杂交子代花色与亲本有差异可能是基因重组的结果,A正确;B、花色从浅红到深紫的过渡类型是不同表型的个体杂交的结果,不是地理隔离导致的,B错误;C、生物的表型是受基因型控制的,也受环境的影响,因此光照,气温、土壤等环境因素可能会影响花的颜色,C正确;D、由于褐花杓兰与西藏杓兰两种植物能够杂交并产生可育后代,因此属于同一物种,D正确。故选B。(2023届安徽省淮北市高三一模)10. 水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗稻癌病(R)对易感稻瘟病(r)为显性,两对等位基因 D/d和R/r独立
3、遗传。现有纯合高秆抗稻瘟病水稻品种(甲品种)和纯合矮秆易感稻瘟病水稻品种(乙品种),欲培育纯合抗倒伏抗稻瘟病的水稻新品种。下列实验思路最佳的是( )A. 甲品种乙品种F1 F2种植、据表型筛选B. 甲品种种子亚硝酸盐DdRR F1种植、据表型筛选C. 甲品种乙品种F1花药离体培养幼苗秋水仙素二倍体植株据表型筛选D. 乙品种幼苗秋水仙素四倍体植株甲品种F1种植、据表型筛选【答案】C【解析】【分析】单倍体是指体细胞中含有本物种配子中染色体组的个体。单倍体的特点一般是植株矮小瘦弱,一般高度不育。单倍体育种的过程一般是首先花药离体培养,从而获得单倍体植株,然后进行秋水仙素加倍,从而获得所需性状的纯合个
4、体。单倍体育种的优点是能迅速获得纯合体,加快育种进程。【详解】A、甲品种(DDRR)乙品种(ddrr)杂交育种F1(DdRr),F1自交得F2,会出现抗倒伏抗稻瘟病的表型(ddRR、ddRr),但不能确定是纯合子还是杂合子,A错误;B、亚硝酸盐处理,会发生基因突变,由于基因突变具有低频性和不定向性,甲品种(DDRR)诱变育种得到DdRR的概率很低,B错误;C、甲品种(DDRR)乙品种(ddrr)杂交育种F1(DdRr),经花药离体培养,秋水仙素加倍后得到的二倍体植株表型共4中,且都是纯合子,根据表型筛选即可,C正确;D、乙品种幼苗秋水仙素四倍体植株(ddddrrrr)甲品种(DDRR),得到的
5、F1为三倍体,不育,D错误。故选C。(2023届福建省泉州市高三质量检测(二))11. 家蚕的性别决定方式为ZW型,雄蚕生长快,丝质好。控制家蚕卵色的基因B(黑色)和b(白色)位于第10号染色体上。用X射线处理基因组成为BbZW的雌蚕蛹,将带有B基因的染色体片段转移到W染色体上,获得的雌蚕(M)进一步培育出基因组成为bbZWB的品系。该品系与白色卵孵出的雄蚕杂交,可鉴别所产生子代的性别。下列相关叙述正确的是( )A. W染色体上出现B基因属于染色体变异B. 雌蚕M仅产生bZ和BWB两种配子C. 上述子代中黑色卵发育成生产所需雄蚕D. 上述子代中白色卵发育出所需雌蚕品系【答案】A【解析】【分析】
6、将带有B基因的第10号染色体片段易位到W染色体上,且所获得品系的第10号染色体上的基因组成为bb,因此该雌蚕的基因型为bbZWB,该品系雌蚕(bbZWB)与白色雄蚕(bbZZ)杂交,后代雌蚕(bbZWB)全部为黑色,雄蚕(bbZZ)全部白色。【详解】A、将带有B基因的第10号染色体片段易位到W染色体上,W染色体上出现B基因属于染色体结构变异中的易位,A正确;B、雌蚕M的基因型为bbZWB,雌蚕M能产生bZ和bWB两种配子,B错误;CD、品系雌蚕(bbZWB)与白色雄蚕(bbZZ)杂交,后代雌蚕(bbZWB)全部为黑色,雄蚕(bbZZ)全部白色,雄蚕生长快,丝质好,因此上述子代中白色卵发育成生产
7、所需雄蚕品系,CD错误。故选A。(2023届福建省漳州市高三第二次质量检测)15. 鳃耳肾综合征属于综合征性耳聋,由常染色体上的基因控制,人群发病率约为140000.EYA1基因是该病的致病基因,如图是某家族遗传系谱图。基因测序发现患者的EYA1基因所编码的蛋白质中257号谷氨酰胺(密码子为CAA或CAG)突变成终止密码子(UAA或UAG),正常成员均未见该突变,以下叙述错误的是( )A. 鳃耳肾综合征是一种常染色体显性遗传病B. 2与3、2基因型均相同,C. 患者的EYA1基因可能发生CGTA的碱基对替换D. 2与一患病男子婚配,理论上生下正常孩子的概率为0【答案】D【解析】【分析】有关基因
8、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,但种群中个体数,其突变率较高)、随机性、不定向性、多害少利性。4、基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。【详解】A、由题可知,鳃耳肾综合征的致病基因位于常染色体上,且基因测序发现正常成员均未见该突变,可判断其为常染色体显性基因致病,A正确;B、由题图可知,2、1,和2均为杂合子,基因型相同,B正确:C、由题“谷氨酰胺(密码子为CAA或CAG)
9、突变成终止密码子(UAA或UAG)”可知,该基因可能发生CGTA的碱基对的替换,C正确;D、假设控制该病的相关基因为D、d,人群发病率约为140000,可知基因型dd的频率为3999940000,由遗传平衡公式可知,基因d的频率约为199.997200,据此可以推测患者人群中纯合子出现的概率极低,故2(Dd)与人群中一患病男子(基因型大概率为Dd)结婚,生下正常孩子的概率更接近25,D错误。故选D。(2023届广东省揭阳市高三第一次教学质量测试)16. 研究发现,经典的孟德尔遗传定律和生物学表型之间还存在另外一层调控因素,即表观遗传。例如,基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与DNA甲基
10、化有关。下列有关表观遗传的说法,错误的是( )A. DNA甲基化对表型会产生影响B. 甲基化导致DNA序列改变C. DNA甲基化会影响基因表达D. 发生DNA甲基化的基因可遗传给后代【答案】B【解析】【分析】表观遗传学是指非基因序列改变所致的基因表达水平的变化,即环境变化引起的性状改变,影响基因表达,但不改变DNA序列。表观遗传学的研究内容包括DNA甲基化、组蛋白修饰与染色质重塑、基因组印记、染色体失活和非编码RNA调控等方式。表观遗传的3个主要特征:可遗传性;可逆性;DNA的核苷酸序列不变。【详解】AC、DNA的甲基化是指生物基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表
11、达,进而对表型产生影响,AC正确;B、甲基化不会导致DNA序列发生改变,B错误;D、DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型,D正确。故选B。(2023届广东省揭阳市高三第一次教学质量测试)20. 番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬,深受人们的喜爱。现有两个品种的番茄植株,A品种的基因型为aaBB,B品种的基因型为AAbb。两对等位基因分别位于两对同源染色体上,A对a、B对b均为完全显性,并且A/a、B/b分别控制叶形和花色两对性状。据此回答下列问题:(1)从遗传角度分析,叶形和花色两对性状的遗传遵循_定律。(2)为了获得更优良的品种,将A品种与B品种杂交获得,基因型为_。再利
12、用自交,产生的花粉基因组成及比例为_。(3)调查发现基因型为aabb的番茄常被培育为观赏花卉进入市场。为了缩短获得aabb植株的时间,可用进行_育种,育种过程中需要用到的技术为花药离体培养和_。此过程利用了_变异原理。【答案】(1)自由组合 (2) . AaBb . (3) . 单倍体 . 秋水仙素处理幼苗 . 染色体数目【解析】【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质: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,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。【小问1详解】从遗传角度分析,控制
13、叶形和花色两对性状的基因分别位于两对同源染色体上,其遗传遵循自由组合定律。【小问2详解】基因型为aaBB与基因型为AAbb的植株杂交获得F1,F1基因型为AaBb,F1减数分裂后期同源染色体分离、非同源染色体自由组合,产生AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1的花粉。【小问3详解】为了缩短获得aabb植株的时间,可用F1进行单倍体育种,育种过程中需要用到的技术为花药离体培养和秋水仙素处理幼苗。此过程利用了染色体数目变异原理。(2023届广东省茂名市高三第一次综合考试)4. 目前的证据表明,距今约15亿年前真核生物的出现使生物进化的速度明显加快,其原因分析合理的有( )增加了生物变异的多样性 生
14、态系统具有了更复杂的结构出现了新的生殖方式-有性生殖 出现了新的变异方式-基因突变A. B. C. D. 【答案】C【解析】【分析】真核生物出现以后,有性生殖作为一种新的繁殖方式出现了。生物通过有性生殖,实现了基因重组,这就增强了生物变异的多样性,生物进化的速度明显加快,多细胞植物和动物的种类不断增多。【详解】真核生物出现以后,有性生殖作为一种新的繁殖方式出现了。生物通过有性生殖,实现了基因重组,这就增强了生物变异的多样性,生物进化的速度明显加快,大量的动物构成了生态系统的第三极消费者,使生态系统具有更加复杂的结构。原核生物也能发生基因突变。所以正确。故选C。(2023届河南省郑州市高三第一次
15、质量预测)17. 下列关于有性生殖过程中基因突变和基因重组的描述,错误的是( )A. 两者都可改变DNA分子上碱基的数目和排序B. 两者都不改变染色体上基因的数目和排序C. 两者都属于可遗传的变异,发生频率低,且大多对生物的生存不利D. 理论上讲,如果没有自然选择的作用,基因重组不会导致基因频率发生改变【答案】D【解析】【分析】基因重组指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合。包括自由组合和交叉互换。从分子水平上看,基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。【详解】A、基因突变改变基因的种类,改变DNA分子上碱基的数目和排序,基因重组包括交叉互换和自由组合,自由
16、组合不会改变DNA分子上碱基的数目和排序,A错误;B、基因突变和交叉互换都可以改变染色体上基因的排序,B错误;C、基因突变的频率低,但是基因重组的概率高,基因重组可以产生更多的类型,对生物群体的繁衍是有利的,C错误;D、如果没有自然选择的作用,即使基因重组产生了多种多样的类型,也不会被淘汰,从而不会引起基因频率的改变,D正确。故选D。(2023届河南省郑州市高三第一次质量预测)18. 慢性粒细胞白血病(CML)患者的部分造血干细胞中,发生了下图所示变化,产生的BCR-ABL融合基因能编码一种活性加强的酪氨酸激酶,诱导细胞癌变。该病目前没有根治药物,但药物“格列卫”能有效控制病情。下列相关描述错
17、误的是( )A. CML患者体内发生了染色体易位,其异常染色体可通过减数分裂遗传给后代B. 染色体检查可用于CML诊断C. “格列卫”的作用原理可能是抑制酪氨酸激酶的活性D. 分离患者的正常造血干细胞,进行自体干细胞移植,可有效治疗CML【答案】A【解析】【分析】染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、易位和倒位,染色体结构变异会改变基因的数目和排列顺序进而引起生物性状的改变。【详解】A、题中显示,慢性粒细胞白血病(CML)患者的部分造血干细胞中,发生了下图所示变化,产生了BCR-ABL融合基因,该基因的产生是染色体易位的结果,由于异常染色体出现在造血干细胞中,造血干细胞只能进行有丝分裂,因
18、而不能通过减数分裂过程遗传给后代,A错误;B、CML患者产生的原因是其相关细胞中含有异常的染色体导致的,异常染色体的产生属于染色体结构变异中的易位,染色体结构变异可借助显微镜观察,因此,染色体检查可用于CML诊断,B正确;C、患者细胞中产生的BCR-ABL融合基因能编码一种活性加强的酪氨酸激酶,诱导细胞癌变,而药物“格列卫”能有效控制病情,据此可推测,“格列卫”的作用原理可能是抑制酪氨酸激酶的活性,C正确;D、分离患者的正常造血干细胞,进行自体干细胞移植,可避免免疫排斥的发生,因而能有效治疗CML,D正确。故选A。(2023届河南省郑州市高三第一次质量预测)19. 下列关于常见育种方法的描述,
19、正确的是( )A. 杂交育种可以将两个物种的优良性状集中在一起B. 单倍体育种是为了快速获得染色体数目减半的个体C. 诱变育种可以提高突变频率,能在较短时间内获得更多的优良变异类型D. 多倍体育种常常需要使用秋水仙素,育种目标是果实更大、营养更丰富的纯合品种【答案】C【解析】【分析】诱变育种:用物理因素(如X射线、射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等)或化学因素(如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙酯、秋水仙素等各种化学药剂)或空间诱变育种(用宇宙强辐射、微重力等条件)来处理生物。杂交育种:连续自交,不断选种。不同个体间杂交产生后代,然后连续自交,筛选所需品种。单倍体育种:花药离体培养获得单倍体植株
20、,再人工诱导染色体数目加倍。多倍体育种:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。【详解】A、杂交育种可以将同种生物不同个体优良性状集中在一起,不同物种存在生殖隔离,A错误;B、单倍体育种是为了快速获得染色体数目和亲本相同的纯合个体,B错误;C、诱变育种能提高变异频率,加速育种进程,可大幅度改良某些性状,能在较短时间内获得更多的优良变异类型,C正确;D、多倍体育种常常需要使用秋水仙素,育种目标是果实更大、营养更丰富的品种,但不一定是纯合品种,D错误。故选C。(2023届黑龙江省大庆市高三第一次教学质量检测)10. 下图表示人类慢性粒白血病的发病机理,该病发生的原因对应的变异是( )A. 基因突变B. 染色
21、体易位C. 基因重组D. 染色体倒位【答案】B【解析】【分析】易位:染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异,叫做染色体的易位。【详解】ABCD、分析图可知,14号染色体和22号染色体是两条非同源染色体,图中22号染色体的某一片段移接到非同源染色体14号上,属于染色体易位,ACD错误,B正确。故选B。(2023届湖北省高三高考第四次适应性模拟测试)7. 某表型正常的女性个体,其断裂的5号染色体片段与8号染色体连接,减数分裂过程中两对染色体发生如图所示的联会现象,据图分析,下列相关叙述错误的是()A. 该变异类型属于染色体结构变异B. 该变异一般不会导致细胞内基因数量的变化C. 若染色
22、体随机两两分离(不考虑同源染色体的互换),该卵原细胞可能产生6种卵细胞D. 观察该变异的染色体,最好选择减数分裂前期的细胞【答案】C【解析】【分析】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、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、该个体是由于5号染色体的某个片段移接到了8号染色体,属于染色体结构变异中的易位,A正确;B、易位一般不会造成基因数量的变化,但会改变基因的排列顺序,B正确;C、一个卵原细胞经过减数分裂只能形成一个卵细胞和3个极体,因此该卵原细
23、胞只能产生1种卵细胞,C错误;D、该变异的染色体在减数分裂前期同源染色体联会时会出现异常联会,出现特殊的可观察的结构,因此观察该变异的染色体,最好选择减数分裂前期的细胞,D正确。故选C。(2023届湖北省高三高考第四次适应性模拟测试)9. 镰状细胞贫血症病因的发现,是现代医学史上重要的事件。假设正常血红蛋白由H基因控制,突变后的异常血红蛋白由h基因控制,下列相关叙述正确的是()A. 镰状细胞贫血症属于单基因遗传病,该病的症状可利用显微镜观察到B. 造成镰状细胞贫血症的根本原因是一个氨基酸发生了替换C. H基因与 h基因中的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值不同D. 利用光学显微镜可观测到基因H的长度较基
24、因h长【答案】A【解析】【分析】DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因碱基排列顺序的的改变,叫做基因突变,基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期,特点是低频性、普遍性、随机性、不定向性等。正常血红蛋白由H基因控制,突变后的异常血红蛋白由h基因控制。【详解】A、镰刀型细胞贫血症患者的红细胞由中央微凹的圆饼状变成了弯曲的镰刀状,而红细胞呈红色,可在显微镜下看到其形态,故可用显微镜观察镰刀型细胞贫血症患者的红细胞,A正确;B、造成镰刀型细胞贫血症的根本原因是控制血红蛋白分子中的基因的碱基对发生了替换,从而引起所编码的蛋白质的改变,B错误;C、在双链DNA分子中,A=T,C=G,因此A
25、+G=C+T,即嘌呤与嘧啶的比值等于1,因此H基因与h基因中的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值相同,其比值均等于1,C错误;D、镰状细胞贫血症的病因是H基因中碱基对的替换导致的,在光学显微镜下是观察不到的,故利用光学显微镜不能观测到基因H的长度较基因h长,D错误。故选A。(2023届湖北省高三高考仿真模拟测试)6. 现代智人起源于非洲的观点,得到更多证据的支持。人们认为,约100万年前,非洲的古人类(人属各成员)第一次走出非洲,在各地发展出自己的种群,例如1856年在德国尼安德特河谷发现的尼安德特人。约10万年前,人类(现代智人种)第二次走出非洲,与第一次走出非洲的人类发生有限的基因交流。之后由于目前
26、尚在争议的原因,第一次走出非洲的人类包括尼安德特人陆续灭绝,而我们的祖先生存下来并逐渐扩散占据了全世界。2009年瑞典科学家斯万特帕博团队完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作,发现生活在非洲之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因,现代人的线粒体和Y染色体基因中则没有发现尼安德特人基因。帕博因在已灭绝古人类基因组和人类进化研究方面所做出的贡献,获得2022年诺贝尔生理学医学奖。下列有关叙述正确的是( )A. 帕博的研究说明尼安德特人和智人发生了不同物种的远缘杂交B. 非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因,说明他们没有共同的祖先C. 现代人线粒体和Y染色体无尼安德特人基因的原
27、因是它们分别为母系遗传和父系遗传D. 帕博的研究依赖于PCR技术、DNA测序技术、防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染技术【答案】D【解析】【分析】物种,简称“种”,是生物分类学研究的基本单元与核心。它是一群可以交配并繁衍后代的个体, 但与其它生物却不能交配,不能性交或交配后产生的杂种不能再繁衍。【详解】A、不同物种之间不能进行杂交,A错误;B、尼安德特人也是从非洲走出去的,因此他们有共同的祖先,B错误;C、非洲以外现代人类族群具有少量尼安德特人基因(1.5%到4%),这少部分的尼安德特人基因都存在于人类的常染色体,而不是父系遗传的Y染色体或母系遗传的X染色体,C错误;D、斯万特帕博团队
28、完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作,帕博的研究依赖于PCR技术(体外DNA扩增技术)、DNA测序技术、防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染技术,D正确。故选D。(2023届湖北省高三高考仿真模拟测试)9. 21号染色体与14号染色体间可以发生易位,称为罗伯逊易位,这种易位与一部分21三体综合征有关。罗伯逊易位携带者形成配子时,条染色体发生联会,配对的任意两条染色体分离,另一条染色体随机移向细胞任一极。罗伯逊易位携带者通常表现正常,但其子女患21三体综合征的概率大大增加。已知21单体、14单体及14三体均在胚胎时期致死,下列说法错误的是( )A. 易位携带者细胞中存在染色体结构和
29、数目变异B. 易位携带者形成的配子染色体组成正常的可能为1/6C. 易位携带者与正常人婚配,孩子患21三体综合征的可能为1/6D. 通过羊水检查可对胎儿是否患有21三体综合征进行筛查【答案】C【解析】【分析】图1表示正常人体细胞中14号与21号染色体;图2中14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体,且中间部位部分缺失,属于染色体结构变异中的易位;图3所示配对的三条染色体中,在分离时任意配对的两条染色体移向一极,另一条染色体随机移向细胞另一极,则有一个子细胞少了1条染色体。【详解】A、该携带者含有一条正常的21号染色体、一条正常的14号染色体和一条染色体结构变异(易位)的染色体,染色体
30、数比正常细胞少一条,A正确;B、易位携带者在减数第一次分裂后期,配对的任意两条染色体分离,另一条染色体随机移向细胞任一极,有三种可能的情况:14号移向一极,异常染色体和21号移向一极;异常染色体移向一极,14号和21号同时移向另一极;21号移向一极,异常染色体和14号同时移向另一极。结果共产生6种配子,各占1/6,其中为正常染色体组成的占1/6,B正确;C、已知21单体、14单体及14三体均在胚胎时期致死,6种配子中,只含14号染色体、只含21号染色体、含易位染色体和14号染色体的雄配子(雌配子)与正常染色体组成(含1条14号和1条21号染色体)的雌配子(雄配子)结合的个体不能成活,而含易位染
31、色体和21号染色体的雄配子(雌配子)与正常染色体组成(含1条14号和1条21号染色体)的雌配子(雄配子)结合的个体为21三体,故易位携带者与正常人婚配,生出的孩子为21三体的可能为1/3,C错误;D、通过羊水检查可对胎儿是否患有21三体综合征进行产前诊断,D正确。故选C。(2023届湖北省高三高考仿真模拟测试)24. 阅读下列材料,探究猕猴桃性别演化奥秘并完成下面小题。猕猴桃属于雌雄异株(同一植株上只有雄花或雌花)植物,其性别决定方式为型。猕猴桃的祖先是两性花(一朵花既有雄蕊又有雌蕊)植物,没有常染色体和性染色体之分,其发生雌雄异株演化背后的分子机制是什么?猕猴桃Y染色体上细胞分裂素响应调节因
32、子基因()在发育着的雄花中特异性表达,通过减弱细胞分裂素的信号,进而抑制雄花中的心皮(本应发育为雌蕊的结构)的发育。有意思的是,在常染色体上发现了一个与基因序列高度相似的基因A,A在花器官各部分都不表达,却只在幼嫩叶片中高表达。系统发育分析推测,可能起源于2000万年前A的一次复制事件,原始的Y染色体因获得A而诞生。虽然与其祖先基因A编码的蛋白质结构相同,但由于二者在基因演化过程中启动子的关键序列发生变化,导致其表达部位完全不同,基因的功能也产生了分化。继之后,研究人员分析猕猴桃早期花器官的转录组数据,发现了基因在雄蕊的花药中特异性表达,推测本就存在于猕猴桃的祖先种基因组中,其功能缺失突变(失
33、活)导致了X染色体的产生。为此,利用基因编辑技术将两性花植物拟南芥和烟草中的同源基因敲除,发现其雄性不育,表型与猕猴桃雌花类似。基于上述研究,科研人员提出“和双突变模型”,用以解释猕猴桃性别演化机制。该研究有助于加深对植物性别演化的认识,还可用于调控作物的性别,具有重要的理论和实践应用价值。(1)基因和A启动子序列的差异,使得不同组织中_酶与其结合的情况不同。(2)决定性别涉及到的变异来源有_。A. 基因突变B. 基因重组C. 染色体结构变异D. 染色体数目变异(3)某同学根据上述信息,概括出了和在花芽发育为雄花过程中的作用_。但是,该同学在构建完善猕猴桃性别演化“和双突变模型”假说模式图时,
34、出现了错误,请你帮助他(或她)指出模式图中A、B、C、D内容错误的是_。AS BS CF D(4)下列实验结果支持“双突变模型”的有_。A. 性染色体上的和常染色体上的A起源相同B. 性染色体上的和在雄花中特异性表达C. 敲除猕猴桃雄株性染色体上的可获得两性花D. 转入的猕猴桃雌株可自花传粉产生子代(5)写出植物性别决定机制的研究在实践生产上的一项应用。_。【答案】(1)RNA聚合 (2)AC (3) . )SyGl抑制雌蕊的发育,FrBy促进雄蕊的发育 . A (4)BCD (5)提高雌花比例,多结果实和种子,增加农作物产量;通过转基因技术或基因编辑技术,获得雄性不育植株,方便实现杂交育种【
35、解析】【分析】染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。染色体结构变异又包括缺失(一条正常染色体断裂后丢失某一片段引起的变异)、倒位(染色体中某一片段位置颠倒180后重新结合到原部位引起的变异)、易位(染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异)和重复(染色体增加某一片段引起的变异)。染色体数目变异是指以染色体组为单位的变异或以个别染色体为单位的变异。【小问1详解】启动子是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列,它含有RNA 聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列,多数位于结构基因转录起始点的上游,启动子本身不被转录。基因 SyGl 和A启动子序列的差异,使得不同
36、组织中RNA聚合酶与其结合的情况不同。【小问2详解】根据题干信息“SyGl可能起源于200万年前A的一次复制事件,原始的Y染色体因获得A而诞生”原本A是在常染色体上,常染色体和Y染色体是非同源染色体,这里是发生了染色体结构变异。又根据“FrBy本就存在于猕猴桃的祖先种基因组中。其功能缺失突变(失活)导致了X染色体的产生”推测发生了基因突变。故选AC。【小问3详解】分析题干信息“猕猴桃Y染色体上的细胞分裂素响应调节因子基因(SyGl)在发育着的雄花中特异性表达,通过减弱细胞分裂素的信号,进而抑制雄花中的心皮(本应发育为雌蕊的结构)的发育”,说明SyGl会抑制雌蕊的发育;根据“发现了基因FrBy在
37、雄蕊的花药中特异性表达,推测FrBy本就存在于猕猴桃的祖先种基因组中。其功能缺失突变(失活)导致了X染色体的产生”,说明FrBy促进雄蕊的发育。模式图中A处为祖先种染色体,未发生变异时所含基因应该是FrBy基因。【小问4详解】双突变模型是指SyGl相关基因发生了染色体结构变异和FrBy发生基因突变。A、性染色体上的FrBy和常染色体上的A起源相同并不支持双突变模型,SyGI可能与A起源相同,A错误;B、性染色体上的SyGI和FrBy在雄花中特异性表达,从而抑制雌蕊的发育,促进雄蕊的发育,支持双突变模型,B正确;C、敲除猕猴桃雄株性染色体上的SyGl,就不能抑制雌蕊的发育,可获得两性花,C正确;
38、D、转入FrBy (FrBy促进雄蕊的发育)的猕猴桃雌株可自花传粉产生子代,意味着其成为两性花,D正确。故选BCD。【小问5详解】可以应用到农业上:提高雌花比例,可多结果实和种子,增加农作物产量;还可以通过转基因技术或基因编辑技术,获得雄性不育植株,方便实现杂交育种。(2023届湖南省岳阳市华容县高三新高考适应性考试)8. 科学家采用体细胞杂交技术得到了“番茄马铃薯”杂种植株,但该植株并没有地上结番茄、地下长马铃薯。下列有关叙述错误的是( )A. 体细胞杂交之前用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞B. 番茄和马铃薯的原生质体可采用聚乙二醇融合法得到杂种细胞C. 杂种细胞需经过诱导形成愈伤组
39、织后再发育成完整的杂种植株D. “番茄马铃薯”杂种植株没达预期目标与基因无法有序表达有关【答案】A【解析】【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。【详解】A、植物细胞壁的成分主要是纤维素果胶,根据酶的专一性可知,植物细胞使用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁获得原生质体,A错误;B、番茄和马铃薯的原生质体可采用聚乙二醇融合法得到杂种细胞,此外还可通过物理方法等诱导其融合,B正确;C、杂种细胞需经过诱导经脱分化形成愈伤组织后再经再分化过程发育成完整的杂种植株
40、,C正确;D、生物体中基因作用是相互的,且基因控制相关性状,“番茄马铃薯”杂种植株没达预期目标与基因无法有序表达有关,D正确。故选A。(2023届湖南省岳阳市华容县高三新高考适应性考试)19. 栽培的马铃薯为同源四倍体植物(4N=48),一般采取无性繁殖的方式种植。我国科学家用杂交种子繁殖替代薯块繁殖并用二倍体育种替代四倍体育种,取得了颠覆性成果。回答以下问题。(1)在农业生产中,无论是种子繁殖还是薯块繁殖都需要留种,在储藏种子、薯块时,往往通过_和_等措施减弱种子和薯块的呼吸作用,延长保质期。(2)种子具有耐贮藏,运输、存放简便等优点。除此之外,在育种过程中运用杂交种子繁殖相对于薯块繁殖,最
41、大的优点是_。(3)相对于二倍体杂交育种,四倍体杂交育种更难获得纯合子。如用基因组成AAaa的四倍体马铃薯自交,后代基因组成aaaa的比例是_。(4)纯合的隐性有害基因可能导致马铃薯生长力衰退。在育种中发现有害基因d和y位于同一对染色体上,但其杂交植株(基因组成DdYy,如图所示):通过自交得到了少量不含有害基因的植株(基因组成DDYY)。请绘制减数分裂中相应染色体变化模型对此进行解释。_(5)杂交育种实践中雄性不育系的应用能大大降低生产成本,科研人员发现F基因与马铃薯的育性相关(如图所示)。如何运用生物技术将纯合亲本转化为雄性不育系?_【答案】(1) . 降低温度 . 降低氧气浓度 (2)有
42、性生殖通过基因重组可以提供大量的育种材料供选择 (3)1/36 (4)减数分裂四分体时期 2分减数分裂后期 2分得分点:体现四分体体现交叉互换基因标注正确得分点:体现染色体分离基因标注正确基因对应四分体时期 (5)利用基因编辑技术敲除F基因再自交获得雄性不育系【解析】【分析】种子繁殖为有性生殖,马铃薯的块茎繁殖为无性繁殖,有性生殖的优点是增加变异的多样性,无性繁殖的优点是保持亲本的优良性状。【小问1详解】在农业生产中,在储藏种子、薯块时,通过降低温度来抑制相关酶的活性,降低氧气浓度来抑制呼吸作用减少有机物的消耗,延长保质期。【小问2详解】杂交育种的原理是基因重组,可以将物种内的两个或者两个以上
43、的优良形状综合到一个新的品种内,可以产生杂种优势,获得某一性状比亲本更加优秀的品种。【小问3详解】基因组成AAaa的四倍体马铃薯自交,则产生雌雄配子及其比例均是AA:Aa:aa=1:4:1,则后代aaaa的比例为1/61/6=1/36。【小问4详解】如图所示,基因型为DdYy中,dY基因连锁,Dy基因连锁,正常情况下,其自交后代的基因型是ddYY、DDyy和DdYy,不会产生DDYY的基因型,要让后代出现少量不含有害基因的植株DDYY,则说明DdYy植株在产生配子的过程中发生了交叉互换,发生的时期是减数第一次分裂的前期,具体可通过绘制模型进行解释,如图所示: 。【小问5详解】由图可知,F基因正
44、常表达为正常植株,F基因不表达为雄性不育,纯合的亲本的基因型是FF,欲获得雄性不育系,则需要将F基因抑制,可采用基因编辑技术敲除F基因再自交确保获得雄性不育系ff植株。(2023届湖南省株洲市高三教学质量统一检测(一))5. 某二倍体雌雄同株的植物,高秆对矮秆为显性(分别由基因D和d控制),现用纯合高秆和矮杆杂交,子代中出现了甲、乙两株基因型为DDd的可育高杆植株。研究人员让甲与矮杆植株杂交,让乙自交,后代高杆与矮杆的分离比均为3:1。甲、乙两植株产生过程中所发生的变异类型分别是( )A. 染色体片段易位,染色体片段重复B. 个别染色体数量变异,染色体片段易位C. 个别染色体数量变异,染色体片
45、段重复D. 染色体片段易位,个别染色体数量变异【答案】A【解析】【分析】染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。染色体结构变异包括缺失、重复、颠倒、易位。【详解】如果是个别染色体数量变异导致的,则DDd产生D、Dd、DD、d四种配子的比例为2:2:1:1,若与矮杆植株杂交,后代高杆与矮杆的比例为5:1,若自交,后代高杆与矮杆的比例为35:1。如果是染色体片段重复,则DDd产生DD、d两种配子的比例为1:1,若与矮杆植株杂交,后代高杆与矮杆的比例为1:1,若自交,后代高杆与矮杆的比例为3:1。如果是染色体片段易位,则DDd产生D、Dd、DD、d四种配子的比例为1:1:1:1,若与矮杆植株杂
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