2024屆高考 二輪復習 生物的變異 作業(yè)（北京版）

專題12生物的變異考點1基因突變和基因重組1.(2023海南,8,3分)我國航天員乘坐我國自主研發(fā)的載人飛船,順利進入空間實驗室,并在太空中安全地生活與工作。航天服具有生命保障系統(tǒng),為航天員提供了類似地面的環(huán)境。下列有關航天服及其生命保障系統(tǒng)的敘述,錯誤的是()A.能清除微量污染,減少航天員相關疾病的發(fā)生B.能阻隔太空中各種射線,避免航天員機體細胞發(fā)生誘發(fā)突變C.能調控航天服內的溫度,維持航天員的體溫恒定不變D.能控制航天服內的壓力,避免航天員的肺由于環(huán)境壓力變化而發(fā)生損傷答案C2.(2023廣東,2,2分)中外科學家經多年合作研究,發(fā)現(xiàn)circDNMT1(一種RNA分子)通過與抑癌基因p53表達的蛋白結合誘發(fā)乳腺癌,為解決乳腺癌這一威脅全球女性健康的重大問題提供了新思路。下列敘述錯誤的是()A.p53基因突變可能引起細胞癌變B.p53蛋白能夠調控細胞的生長和增殖C.circDNMT1高表達會使乳腺癌細胞增殖變慢D.circDNMT1的基因編輯可用于乳腺癌的基礎研究答案C3.(2023湖南,3,2分)酗酒危害人類健康。乙醇在人體內先轉化為乙醛,在乙醛脫氫酶2(ALDH2)作用下再轉化為乙酸,最終轉化成CO2和水。頭孢類藥物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突變導致ALDH2活性下降或喪失。在高加索人群中該突變的基因頻率不足5%,而東亞人群中是30%~50%。下列敘述錯誤的是()A.相對于高加索人群,東亞人群飲酒后面臨的風險更高B.患者在服用頭孢類藥物期間應避免攝入含酒精的藥物或食物C.ALDH2基因突變人群對酒精耐受性下降,表明基因通過蛋白質控制生物性狀D.飲酒前口服ALDH2酶制劑可催化乙醛轉化成乙酸,從而預防酒精中毒答案D4.(2022湖南,5,2分)關于癌癥,下列敘述錯誤的是()A.成纖維細胞癌變后變成球形,其結構和功能會發(fā)生相應改變B.癌癥發(fā)生的頻率不是很高,大多數癌癥的發(fā)生是多個基因突變的累積效應C.正常細胞生長和分裂失控變成癌細胞,原因是抑癌基因突變成原癌基因D.樂觀向上的心態(tài)、良好的生活習慣,可降低癌癥發(fā)生的可能性答案C5.(2022山東,6,2分)野生型擬南芥的葉片是光滑形邊緣,研究影響其葉片形狀的基因時,發(fā)現(xiàn)了6個不同的隱性突變,每個隱性突變只涉及1個基因。這些突變都能使擬南芥的葉片表現(xiàn)為鋸齒狀邊緣。利用上述突變培育成6個不同純合突變體①~⑥,每個突變體只有1種隱性突變。不考慮其他突變,根據表中的雜交實驗結果,下列推斷錯誤的是()雜交組合子代葉片邊緣①×②光滑形①×③鋸齒狀①×④鋸齒狀①×⑤光滑形②×⑥鋸齒狀A.②和③雜交,子代葉片邊緣為光滑形B.③和④雜交,子代葉片邊緣為鋸齒狀C.②和⑤雜交,子代葉片邊緣為光滑形D.④和⑤雜交,子代葉片邊緣為光滑形答案C6.(2023北京,20,12分)學習以下材料,回答(1)~(4)題。調控植物細胞活性氧產生機制的新發(fā)現(xiàn)能量代謝本質上是一系列氧化還原反應。在植物細胞中,線粒體和葉綠體是能量代謝的重要場所。葉綠體內氧化還原穩(wěn)態(tài)的維持對葉綠體行使正常功能非常重要。在細胞的氧化還原反應過程中會有活性氧產生,活性氧可以調控細胞代謝,并與細胞凋亡有關。我國科學家發(fā)現(xiàn)一個擬南芥突變體m(M基因突變?yōu)閙基因),在受到長時間連續(xù)光照時,植株會出現(xiàn)因細胞凋亡而引起的葉片黃斑等表型。M基因編碼葉綠體中催化脂肪酸合成的M酶。與野生型相比,突變體m中M酶活性下降,脂肪酸含量顯著降低。為探究M基因突變導致細胞凋亡的原因,研究人員以誘變劑處理突變體m,篩選不表現(xiàn)細胞凋亡,但仍保留m基因的突變株。通過對所獲一系列突變體的詳細解析,發(fā)現(xiàn)葉綠體中pMDH酶、線粒體中mMDH酶和線粒體內膜復合物I(催化有氧呼吸第三階段的酶)等均參與細胞凋亡過程。由此揭示出一條活性氧產生的新途徑(如圖):A酸作為葉綠體中氧化還原平衡的調節(jié)物質,從葉綠體經細胞質基質進入到線粒體中,在mMDH酶的作用下產生NADH([H])和B酸,NADH被氧化會產生活性氧。活性氧超過一定水平后引發(fā)細胞凋亡。在上述研究中,科學家從擬南芥突變體m入手,揭示出在葉綠體和線粒體之間存在著一條A酸-B酸循環(huán)途徑。對A酸-B酸循環(huán)的進一步研究,將為探索植物在不同環(huán)境脅迫下生長的調控機制提供新的思路。(1)葉綠體通過作用將CO2轉化為糖。從文中可知,葉綠體也可以合成脂肪的組分。

(2)結合文中圖示分析,M基因突變?yōu)閙后,植株在長時間光照條件下出現(xiàn)細胞凋亡的原因是:,A酸轉運到線粒體,最終導致產生過量活性氧并誘發(fā)細胞凋亡。

(3)請將下列各項的序號排序,以呈現(xiàn)本文中科學家解析“M基因突變導致細胞凋亡機制”的研究思路。

①確定相應蛋白的細胞定位和功能②用誘變劑處理突變體m③鑒定相關基因④篩選保留m基因但不表現(xiàn)凋亡的突變株(4)本文拓展了高中教材中關于細胞器間協(xié)調配合的內容,請從細胞器間協(xié)作以維持穩(wěn)態(tài)與平衡的角度加以概括說明。答案(1)光合脂肪酸(2)長時間光照促進葉綠體內NADH的產生,突變體m中M酶活性下降,導致NADH的消耗減少,故NADH更多地在pMDH酶的催化作用下將B酸還原為A酸(3)②④①③(4)線粒體和葉綠體之間通過A酸-B酸循環(huán)途徑調節(jié)線粒體內活性氧的合成及NADH與NAD+的相互轉化,使得二者內部氧化還原穩(wěn)態(tài)得以維持。7.(2022重慶,24,14分)科學家用基因編輯技術由野生型番茄(HH)獲得突變體番茄(hh),發(fā)現(xiàn)突變體中DML2基因的表達發(fā)生改變,進而影響乙烯合成相關基因ACS2等的表達及果實中乙烯含量(圖Ⅰ、Ⅱ),導致番茄果實成熟期改變。請回答以下問題:(1)圖Ⅰ中,基因h是由基因H編碼區(qū)第146位堿基后插入一個C(虛線框所示)后突變產生,致使h蛋白比H蛋白少93個氨基酸,其原因是?；騢轉錄形成的mRNA上第49個密碼子為。另有研究發(fā)現(xiàn),基因H發(fā)生另一突變后,其轉錄形成的mRNA上有一密碼子發(fā)生改變,但翻譯的多肽鏈氨基酸序列和數量不變,原因是。

(2)圖Ⅱ中,t1~t2時段,突變體番茄中DML2基因轉錄的mRNA相對量低于野生型,推測在該時間段,H蛋白對DML2基因的作用是。突變體番茄果實成熟期改變的可能機制為:H突變?yōu)閔后,由于DML2基因的作用,果實中ACS2基因,導致果實成熟期(填“提前”或“延遲”)。

(3)番茄果肉紅色(R)對黃色(r)為顯性?，F(xiàn)用基因型為RrHH和Rrhh的番茄雜交,獲得果肉為紅色、成熟期為突變體性狀的純合體番茄,請寫出雜交選育過程(用基因型表示)。

答案(1)h基因轉錄出的mRNA中,終止密碼子提前出現(xiàn)GCC密碼子具有簡并性(2)促進DML2基因的轉錄過程表達延遲延遲(3)RrHH和Rrhh番茄雜交獲得F1,F1中選取紅色早熟個體(RRHh、RrHh)分別自交,取果肉全部為紅色的番茄植株(RRHh)的后代(RRHH、RRHh、RRhh)繼續(xù)自交,所結果實均為紅色晚熟(RRhh)的植株即目標番茄品種?？键c2染色體變異1.(2022湖南,9,2分)大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上。某個體測交后代表現(xiàn)型及比例為黑眼黑毛∶黑眼白化∶紅眼黑毛∶紅眼白化=1∶1∶1∶1。該個體最可能發(fā)生了下列哪種染色體結構變異()答案C2.(2021廣東,16,4分)人類(2n=46)14號與21號染色體二者的長臂在著絲點(粒)處融合形成14/21平衡易位染色體,該染色體攜帶者具有正常的表現(xiàn)型,但在產生生殖細胞的過程中,其細胞中形成復雜的聯(lián)會復合物(如圖)。在進行減數分裂時,若該聯(lián)會復合物的染色體遵循正常的染色體行為規(guī)律(不考慮交叉互換),下列關于平衡易位染色體攜帶者的敘述,錯誤的是()A.觀察平衡易位染色體也可選擇有絲分裂中期細胞B.男性攜帶者的初級精母細胞含有45條染色體C.女性攜帶者的卵子最多含24種形態(tài)不同的染色體D.女性攜帶者的卵子可能有6種類型(只考慮圖中的3種染色體)答案C3.(2021遼寧,9,2分)被子植物的無融合生殖是指卵細胞、助細胞和珠心細胞等直接發(fā)育成胚的現(xiàn)象。助細胞與卵細胞染色體組成相同,珠心細胞是植物的體細胞。下列有關某二倍體被子植物無融合生殖的敘述,錯誤的是()A.由無融合生殖產生的植株有的是高度不育的B.由卵細胞直接發(fā)育成完整個體體現(xiàn)了植物細胞的全能性C.由助細胞無融合生殖產生的個體保持了親本的全部遺傳特性D.由珠心細胞無融合生殖產生的植株體細胞中有兩個染色體組答案C4.(2020江蘇,8,2分)下列敘述中與染色體變異無關的是()A.通過孕婦產前篩查,可降低21三體綜合征的發(fā)病率B.通過連續(xù)自交,可獲得純合基因品系玉米C.通過植物體細胞雜交,可獲得白菜—甘藍D.通過普通小麥和黑麥雜交,培育出了小黑麥答案B考點3育種1.(2021北京,7,2分)研究者擬通過有性雜交的方法將簇毛麥(2n=14)的優(yōu)良性狀導入普通小麥(2n=42)中。用簇毛麥花粉給數以千計的小麥小花授粉,10天后只發(fā)現(xiàn)兩個雜種幼胚,將其離體培養(yǎng),產生愈傷組織,進而獲得含28條染色體的大量雜種植株。以下表述錯誤的是()A.簇毛麥與小麥之間存在生殖隔離B.培養(yǎng)過程中幼胚細胞經過脫分化和再分化C.雜種植株減數分裂時染色體能正常聯(lián)會D.雜種植株的染色體加倍后能產生可育植株答案C2.(2021廣東,11,2分)白菜型油菜(2n=20)的種子可以榨取食用油(菜籽油)。為了培育高產新品種,科學家誘導該油菜未受精的卵細胞發(fā)育形成完整植株Bc。下列敘述錯誤的是()A.Bc成熟葉肉細胞中含有兩個染色體組B.將Bc作為育種材料,能縮短育種年限C.秋水仙素處理Bc幼苗可以培育出純合植株D.自然狀態(tài)下Bc因配子發(fā)育異常而高度不育答案A圖13.(2023北京,19,12分)二十大報告提出“種業(yè)振興行動”。油菜是重要的油料作物,篩選具有優(yōu)良性狀的育種材料并探究相應遺傳機制,對創(chuàng)制高產優(yōu)質新品種意義重大。(1)我國科學家用誘變劑處理野生型油菜(綠葉),獲得了新生葉黃化突變體(黃化葉)。突變體與野生型雜交,結果如圖1,其中隱性性狀是。

圖2(2)科學家克隆出導致新生葉黃化的基因,與野生型相比,它在DNA序列上有一個堿基對改變,導致突變基因上出現(xiàn)了一個限制酶B的酶切位點(如圖2)。據此,檢測F2基因型的實驗步驟為:提取基因組DNA→PCR→回收擴增產物→→電泳。F2中雜合子電泳條帶數目應為條。

(3)油菜雄性不育品系A作為母本與可育品系R雜交,獲得雜交油菜種子S(雜合子),使雜交油菜的大規(guī)模種植成為可能。品系A1育性正常,其他性狀與A相同,A與A1雜交,子一代仍為品系A,由此可大量繁殖A。在大量繁殖A的過程中,會因其他品系花粉的污染而導致A不純,進而影響種子S的純度,導致油菜籽減產。油菜新生葉黃化表型易辨識,且對產量沒有顯著影響?？茖W家設想利用新生葉黃化性狀來提高種子S的純度。育種過程中首先通過一系列操作,獲得了新生葉黃化的A1,利用黃化A1生產種子S的育種流程見圖3。①圖3中,A植株的綠葉雄性不育子代與黃化A1雜交,篩選出的黃化A植株占子一代總數的比例約為。

②為減少因花粉污染導致的種子S純度下降,簡單易行的田間操作是。

答案(1)黃化葉(2)用限制酶B酶切3(3)1/4(或25%)除去新生葉不黃化的A植株4.(2020北京,21,12分)遺傳組成不同的兩個親本雜交所產生的雜種一代,產量等多個性狀常優(yōu)于雙親,這種現(xiàn)象稱為雜種優(yōu)勢。獲得具有雜種優(yōu)勢的雜合種子是提高水稻產量的重要途徑。(1)中國是最早種植水稻的國家,已有七千年以上歷史。我國南方主要種植秈稻,北方主要種植粳稻。秈稻和粳稻是由共同的祖先在不同生態(tài)環(huán)境中,經過長期的,進化形成的。

(2)將多個不同的秈稻、粳稻品種間進行兩兩雜交,獲得三種類型F1(分別表示為秈-秈,秈-粳,粳-粳)。統(tǒng)計F1的小花數、干重等性狀的平均優(yōu)勢(數值越大,雜種優(yōu)勢越明顯),結果如圖1?？芍i-粳具有更強的雜種優(yōu)勢,說明兩個雜交親本的差異越大,以上性狀的雜種優(yōu)勢越明顯。

圖1(3)盡管秈-粳具有更強的雜種優(yōu)勢,但由于部分配子不育,使結實率低,從而制約秈-粳雜種優(yōu)勢的應用。研究發(fā)現(xiàn),這種不育機制與位于非同源染色體上的兩對基因(A1、A2和B1、B2)有關。通常情況下,秈稻的基因型為A1A1B1B1,粳稻為A2A2B2B2。A1A2雜合子所產生的含A2的雌配子不育;B1B2雜合子所產生的含B2的雄配子不育。①根據上述機制,補充秈稻×粳稻產生F1及F1自交獲得F2的示意圖,用以解釋F1結實率低的原因。②為克服秈-粳雜種部分不育,研究者通過雜交、連續(xù)多代回交和篩選,培育出育性正常的秈-粳雜交種,過程如圖2。通過圖中虛線框內的連續(xù)多代回交,得到基因型A1A1B1B1的粳稻。若秈稻作為連續(xù)回交的親本,則不能得到基因型A2A2B2B2的秈稻,原因是F1(A1A2B1B2)產生基因型為的配子不育。

圖2③在產量低的甲品系水稻中發(fā)現(xiàn)了A、B基因的等位基因A3、B3(廣親和基因),含有廣親和基因的雜合子,雌雄配子均可育。請寫出利用甲品系培育出育性正常的秈-粳雜交稻的流程。(用文字或圖示作答均可)答案(1)選擇(2)遺傳組成(背景)(3)①P秈稻A1A1B1B1×A2A2B2B2粳稻↓F1A1A2B1B2↓?F2雌配子A1B1A1B2A2B1(不育)A2B2(不育)A1B1A1A1B1B1A1A1B1B2??A2B1A1A2B1B1A1A2B1B2??A1B2(不育)????A2B2(不育)????②A2B2③用甲品系(A3A3B3B3)與粳稻(秈稻)雜交獲得F1,F1與粳稻(秈稻)連續(xù)多代回交、篩選基因型為A2A3B2B3(A1A3B1B3)的植株,最終獲得A2A3B2B3(A1A3B1B3)粳稻(秈稻)。通過自交、篩選獲得A3A3B3B3的粳稻(秈稻),再與秈稻A1A1B1B1(粳稻A2A2B2B2)雜交,得到育性正常的秈-粳雜交種(A1A3B1B3/A2A3B2B3)?；蚣灼废?A3A3B3B3)×粳稻(秈稻)↓F1×粳稻(秈稻)↓篩選基因型為A2A3B2B3的植株(A1A3B1B3的植株)↓×粳稻(秈稻)↓(連續(xù)多代)篩選基因型為A2A3B2B3的粳稻(A1A3B1B3的秈稻)↓?篩選基因型為A3A3B3B3的粳稻(秈稻)×秈稻A1A1B1B1(粳稻A2A2B2B2)↓秈-粳雜交種(A1A3B1B3/A2A3B2B3)(育性正常)一、選擇題1.(2022海淀一模,5)栽培品種香蕉染色體組成為AAA(字母代表染色體組),易患黃葉病。野生蕉染色體組成為BB,含有純合的抗黃葉病基因。經過雜交、篩選,獲得染色體組成為AAB的抗黃葉病香蕉新品種。下列有關敘述,不正確的是()A.栽培品種高度不育B.新品種含有三個染色體組C.新品種細胞中無同源染色體D.栽培品種減數分裂時聯(lián)會紊亂答案C2.(2023豐臺一模,5)某些植物中含有一種天然成分——補骨脂素,在紫外線輻射下可以插入DNA特定的堿基對之間并發(fā)生交聯(lián)反應,使DNA雙鏈結構難以打開,同時此反應可能引起皮炎的發(fā)生,最終導致皮膚色素沉著。下列敘述錯誤的是()A.補骨脂素的插入可能會影響相關基因的表達水平B.補骨脂素可特異性識別并嵌入雙鏈DNA的特定序列C.補骨脂素的插入導致DNA堿基對之間磷酸二酯鍵斷裂D.皮膚接觸富含補骨脂素的物質后應避免在陽光下直曬答案C3.(2023東城期末,7)蕓薹屬栽培種中二倍體種蕓薹、黑芥和甘藍通過相互雜交和自然加倍形成了四倍體種,關系如圖(圖中A、B、C分別代表不同的染色體組,數字代表體細胞中的染色體數目)。下列敘述錯誤的是()A.驟然低溫能夠通過抑制紡錘體的形成引起染色體自然加倍B.黑芥與蕓薹培育芥菜的過程中發(fā)生了染色體數目變異和基因重組C.若甘藍型油菜與黑芥雜交,產生的子代體細胞中含同源染色體D.若芥菜與甘藍雜交,后代體細胞含3個染色體組,減數分裂中無法正常聯(lián)會答案C4.(2023朝陽二模,5)野生型馬鈴薯大多自交不親和。研究者培育DMP基因突變的馬鈴薯,開展如下雜交實驗。下列敘述錯誤的是()A.分析種子中雙親的特異性DNA序列可確定其染色體來源B.DMP基因突變可使父本來源染色體全部或部分消失C.雜交實驗過程中獲得的單倍體幼苗由種子發(fā)育而來D.經秋水仙素處理即可獲得具有母本優(yōu)良性狀的植株答案D5.(2023西城一模,6)栽培稻由野生稻馴化而來,但馴化過程使其失去多年生能力。我國科研人員將野生稻與栽培稻雜交,培育出多年生栽培稻PR24。又通過PR24,將多年生相關基因引入栽培稻“楚粳28”,培育出多年生栽培稻新品系(如圖),降低了勞動力投入,提高了生產效益。下列敘述錯誤的是()A.可利用現(xiàn)代生物技術在DNA水平篩選含有多年生基因的植株B.應將篩選出的植株與PR24回交,以逐步清除楚粳28的基因C.連續(xù)多代自交是為了獲得多年生性狀穩(wěn)定遺傳的品系D.保護野生稻等生物資源是維護國家生物安全的重要措施答案B二、非選擇題6.(2023海淀一模,21)虎的典型毛色為黃色底黑條紋(黃虎),此外還有白虎、金虎和雪虎等毛色變異?？蒲腥藛T對虎毛色形成機理進行研究。(1)白虎是由黃虎的單基因突變引起的。科研人員在圖1所示家系中選擇子代雌雄黃虎相互交配,后代出現(xiàn),確定白色由常染色體上的隱性基因控制。

圖1(2)虎的毛發(fā)分為底色毛發(fā)和條紋毛發(fā)兩種,毛發(fā)顏色由毛囊中的黑色素細胞分泌的真黑色素和褐黑色素決定。褐黑色素使毛發(fā)呈現(xiàn)黃色,真黑色素使毛發(fā)呈現(xiàn)黑色。幾種虎的毛發(fā)顏色如圖2。圖2①測序發(fā)現(xiàn),白虎常染色體上的S基因突變導致功能喪失。S基因編碼的S蛋白是兩種毛發(fā)的真黑色素或褐黑色素合成的必要蛋白,這無法解釋白虎的現(xiàn)象。

②進一步研究發(fā)現(xiàn),還存在另一個真黑色素的合成途徑,E基因表達產物可激活真黑色素的合成。結合白虎的毛色分析,E基因在底色毛發(fā)處。

(3)與毛囊伴生的另一種DP細胞能合成A蛋白,分泌至胞外作用于黑色素細胞,促進真黑色素轉化成褐黑色素。金虎的DP細胞中C基因突變導致功能喪失?？蒲腥藛T推測C蛋白不影響DP細胞中A基因的表達,但能降解胞外A蛋白,導致A蛋白無法作用于黑色素細胞。為驗證上述假設,研究者將相關基因導入不表達的受體細胞,導入基因和部分電泳結果如圖3。請在虛線框內補充出應有的電泳條帶。

圖3(4)研究發(fā)現(xiàn),雪虎為S和C基因雙突變純合子。綜合上述信息推測,S和C基因雙突變可能導致,方能解釋雪虎的毛色為白色。

答案(1)雌性白虎(2)①條紋毛發(fā)為黑色②不表達(3)C和A基因(4)E基因表達被抑制7.(2023朝陽期末,21)水稻雄性不育被廣泛應用于雜交育種,研究者對一雄性不育品系甲的不育及育性恢復機制進行研究。(1)取可育品系乙與品系甲雜交,子代均不育?；蚪M測序發(fā)現(xiàn),與乙相比,甲的線粒體中存在M基因。將M基因導入品系乙,與對照組相比,轉基因植株花粉?；钚?說明線粒體基因M導致品系甲雄性不育。

(2)品系丙與品系甲的線粒體基因一致,但品系丙的育性正常。將品系甲與品系丙雜交,F2出現(xiàn)1799株育性正常和571株雄性不育的植株,說明丙的育性恢復由性基因控制,遵循定律。

(3)利用10號染色體上特異的分子標記對(2)中親本、F1和F2進行PCR擴增,證實育性恢復基因R位于10號染色體上。圖1①圖1中F2某單株的育性為。

②為驗證R是育性恢復基因,進行轉基因實驗,僅將一個R基因導入(選填下列字母),并與品系甲雜交,預期結果為(選填下列字母)。

A.品系甲B.品系丙C.F1中可育∶不育=1∶1D.F1全部可育(4)為在同一遺傳背景下研究育性恢復基因R與不育基因M的關系,研究者取水稻品系乙進行如圖2雜交實驗。圖2圖3①為獲得絕大多數核基因來自品系乙,且線粒體基因為不育型的可育品系乙-B,請選擇合適品系,寫出雜交實驗流程。②檢測品系乙-A和乙-B花藥組織中M基因轉錄水平,如圖3。取品系乙-A葉制備原生質體并用紅色熒光標記線粒體,將R基因和綠色熒光蛋白基因融合后構建表達載體,導入該原生質體,對照組應導入,結果顯示實驗組綠色熒光與紅色熒光位置重疊。據以上結果分析R基因恢復育性的機制。

答案(1)較低(2)顯分離(3)①可育或不育②