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高中生物人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第七章 现代生物进化理论综合与测试精练
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这是一份高中生物人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第七章 现代生物进化理论综合与测试精练，共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第7章 现代生物进化理论
第6~7章达标检测
一、选择题:本题包括25小题,每小题2分,共50分。每小题只有一个选项最符合题意。
1.下列关于几种常见育种方法的叙述,错误的是 ( )
A.在诱变育种中,常选用萌发的种子或幼苗作为处理材料
B.在单倍体育种中,常先筛选F1花粉类型再进行花药离体培养
C.在杂交育种中,一般从F2开始选种,因为从F2开始发生性状分离
D.基因工程可以实现基因在不同种生物间的转移,迅速培育出前所未有的生物新品种
2.诱变育种有很多突出优点,也存在一些缺点,下列分析正确的是 ( )
①结实率低,发育迟缓 ②提高突变率,使后代变异性状较快稳定,进而加快育种进程 ③定向改良某些性状 ④茎秆粗壮,果实种子大,营养物质含量高 ⑤有利个体不多,需要大量的材料
A.①④ B.②⑤
C.①④⑤ D.④②④
3.杂种优势是指具有不同优良性状的纯合亲本杂交,获得的F1表现出比双亲更加优良性状的现象。但F1互相交配,F2优势会减弱。下列说法错误的是 ( )
A.杂种优势可通过杂交育种获得
B.杂种优势需要多代选育才能获得
C.F1具有的优良性状不能稳定遗传
D.杂种优势减弱的原因是发生了基因重组
4.在现代农业生产上,应依据育种目标选择育种方案。下列有关育种目标与育种方案说法一致的是 ( )
A.单倍体育种是培育出具有双亲优良性状的隐性纯合品种最简便的方法
B.欲对原品系营养器官“增大”或“加强”,适合采用单倍体育种
C.欲让原品系产生自然界没有的新性状适合采用基因工程育种
D.欲集中双亲优良性状,适合采用杂交育种
5.研究人员从萤火虫腹部提取出荧光酶基因并将它转入植物体细胞内,创造出夜晚能发出荧光的植物。下列相关叙述错误的是 ( )
A.荧光植物的育种方法为基因工程,需要使用限制酶和DNA聚合酶
B.该荧光酶基因表达产物能催化萤火虫腹部的一系列反应从而发光
C.荧光植物的诞生证明基因可通过控制酶的合成控制生物性状
D.荧光酶基因能在植物细胞内表达,证明生物共用同一套遗传密码
6.“株系法”可加快选育矮秆抗病(ttRR)小麦的进程。已知两对基因独立遗传,选用两纯合亲本杂交,得到的F1全为高秆抗病(TtRr),F1自交得到F2,F2自交,每株F2所结的种子单独种植在一起就得到一个F3株系。下列分析错误的是 ( )
A.发生性状分离的F3株系全为杂种
B.不发生性状分离的F3株系全为纯种
C.所有株系中有1/16的株系符合选育要求
D.株系法育种所需时间比单倍体育种要长
7.油菜籽的芥酸含量与显性基因的数量有关,利用中芥酸油菜(基因型为HhGg,两对基因独立遗传)通过图中的方法1和方法2均可培育出低芥酸油菜。下列有关叙述错误的是 ( )
A.方法1所依据的原理是基因重组
B.方法2中的组培苗有4种基因型
C.处理②的目的是诱导染色体加倍
D.方法1培育低芥酸品种效率更高
8.人们试图利用基因工程的方法,用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是:甲生物的蛋白质→mRNA目的基因与质粒DNA重组导入乙细胞获得甲生物的蛋白质,下列说法正确的是 ( )
A.①过程需要的酶是逆转录酶,原料中含有A、U、G、C
B.基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工,可以定向改造生物的遗传性状
C.质粒存在于原核生物如细菌中,而真核生物中没有
D.②要用限制酶切割质粒DNA,③要用到DNA连接酶
9.西瓜育种流程的某些过程如图所示,下列有关育种过程的叙述,错误的是 ( )
A.过程①可用秋水仙素处理萌发的种子
B.过程②和过程③中授粉的目的不相同
C.过程④获得的西瓜植株b是可育纯合子
D.过程⑤得到的F1不一定表现为优良性状
10.我国科学家以豫麦57号小麦为材料,通过辐射诱变和太空搭载培育出了具有抗逆性和广适性的小麦新品种,该品种的黑胚率显著降低。下列有关叙述错误的是 ( )
A.小麦新品种出现的根本原因是辐射诱导下基因发生了定向突变
B.一般来说,需处理大量材料才可能获得黑胚率显著降低的突变体
C.辐射诱变和太空搭载可能诱导小麦发生基因突变或染色体变异
D.后续通过逐代自交的方法筛选出能稳定遗传的黑胚率低的新品种
11.下列关于生物进化理论的叙述,正确的是 ( )
A.现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位
B.达尔文认为生物各种适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传
C.拉马克认为生存斗争是生物进化的动力和选择手段,适者生存是自然选择的结果
D.达尔文的自然选择学说的优点是能很好地解释物种大爆发等现象
12.自达尔文的《物种起源》问世以来,人们普遍接受了生物是不断进化的这一科学观点,随着生物科学的发展,人们对生物进化的解释也在逐步深入,并且不乏争论。下列有关生物变异和进化的叙述,正确的是 ( )
A.突变不利于生物适应环境,但可为进化提供原材料
B.一个物种的形成或灭绝可能会影响若干其他物种的进化
C.生物进化都要经过长期的地理隔离,再发生生殖隔离
D.生物进化的实质是有利变异在生物体内的积累
13.遗传平衡定律所讲的群体是理想群体,但自然界的生物群体中,影响遗传平衡状态的各种因素始终存在且不断地起作用,其结果是导致种群基因频率的改变,从而引起生物的进化。下列说法错误的是 ( )
A.影响遗传平衡状态的因素有突变、基因重组和自然选择等
B.地理隔离导致种群间不能进行基因交流,可以保证种群的遗传平衡状态
C.若种群处于遗传平衡状态,则种群的基因频率不发生改变
D.生物进化的过程中突变和自然选择常常共同起作用
14.南美洲某草原植食动物中的优势种群是黑尾鹿,美洲狮和狼是其主要的捕食者。下列叙述错误的是 ( )
A.该草原物种多样性的形成是共同进化的结果
B.美洲狮和狼的存在利于其他植食动物的生存
C.美洲狮和狼的捕食不利于黑尾鹿种群的发展
D.美洲狮和狼的捕食会使黑尾鹿种群基因频率发生改变
15.研究小组对某公园的金鱼草种群进行调查及基因鉴定,得知红花(CC)金鱼草35株、粉红花(Cc)40株、白花(cc)25株。下列叙述正确的是 ( )
A.金鱼草种群中全部C和c的总和构成其基因库
B.不同花色数量的差异是由适应环境的变异造成的
C.基因重组产生的粉红花为自然选择提供选择材料
D.种群中C的基因频率为55%,Cc的基因型频率为40%
16.科学家最近在墨西哥湾深海发现了一种新的鮟鱇鱼,雌鱼头顶自带“钓鱼竿”——若干个肉状突起,可发出光源吸引猎物。雄鱼则吸附在雌鱼体表提供繁殖所需的精子,同时通过雌鱼血液获取营养物质。下列叙述正确的是 ( )
A.头顶发光“钓鱼竿”的形成是海底黑暗环境长期诱导的结果
B.雌雄鱼的生活繁殖方式是它们长期共同进化中相互适应形成的
C.鮟鱇鱼种群在深海环境条件稳定时,基因频率也可能会改变
D.鮟鱇鱼形成的过程仅靠基因突变和基因重组提供进化的原材料
17.大熊猫是我国珍稀物种,被称为动物中的“活化石”。种群甲是由基因型均为Aa的雌雄个体组成的,它们之间自由交配产生了三种不同基因型频率的后代:23%AA、54%Aa、23%aa。下列有关叙述错误的是 ( )
A.一个大熊猫种群的全部个体所含的全部基因是该种群的基因库
B.大熊猫种群中的个体性状一般有较大差异,这体现了基因的多样性
C.种群甲自由交配产生的后代与之前相比较,该种群并没有发生进化
D.小熊猫与大熊猫不是同一物种,是因为它们之间存在地理隔离
18.果蝇的灰体和黑体受一对等位基因控制。在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,一个由纯合果蝇组成的大种群雌雄个体间自由交配得到F1,F1中灰体果蝇8 400只,黑体果蝇1 600只,F1继续自由交配得到F2。下列说法正确的是 ( )
A.自由交配得到F1的过程中,该果蝇种群发生了进化
B.在F2中,灰体果蝇所占比例有所下降,黑体果蝇所占比例有所上升
C.若灰色为显性,则亲本中灰色果蝇占60%,F1中杂合灰体果蝇占48%
D.因为该实验中子代灰体果蝇远多于黑体果蝇,所以灰体为显性性状
19.鸟蛋的形状和颜色多种多样,例如:在平地生活的鸵鸟蛋几乎呈正圆形,而崖海鸦的蛋往往一端十分尖削。以洞穴为巢的猫头鹰或翠鸟,通常生白色的蛋;在旷野做巢的鸟一般生花斑蛋。对以上现象分析错误的是 ( )
A.生存环境的不同可对鸟蛋的颜色和形状进行自然选择
B.尖锐的蛋可以防止滚落峭壁,蛋上的花斑便于藏匿伪装
C.鸟蛋的颜色和形状不同是鸟类所处环境长期诱导产生突变的结果
D.鸟蛋的颜色和形状可能因产卵地点及需要伪装的程度产生一定差异
20.如图表示利用某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法,据图分析错误的是 ( )
A.过程Ⅳ和Ⅵ均可处理萌发的种子或幼苗
B.培育品种⑥最简便的途径是Ⅰ→Ⅴ
C.通过Ⅲ→Ⅵ过程育种的原理是基因重组和染色体变异
D.通过Ⅱ→Ⅳ过程育种最不容易达到目的
21.图中甲、乙表示水稻两个品种, A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因,①~⑥表示培育水稻新品种的过程,下列说法合理的是 ( )
A.④所示的育种方式能大幅度地改良某一性状
B.水稻通过花药离体培养得到的均为纯合子
C.图中能发生基因重组的为过程③⑤
D.水稻的杂交育种过程一定需要通过连续自交才能获得稳定遗传的个体
22.我国小麦育种专家李振声将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到普通小麦中,培育成了小麦二体异附加系(流程如图所示)。普通小麦6n=42,记为42W;长穗偃麦草2n=14,记为14E。根据流程示意图判断,下列叙述错误的是 ( )
A.①过程可用秋水仙素处理,得到纯合二倍体
B.丙染色体组成具有多样性与乙形成配子时7E随机分配有关
C.丁自交产生的子代中,含有2E的植株戊约占1/4
D.该育种过程依据的原理是基因重组和染色体变异
23.已知水稻的高秆(A)对矮秆(a)为显性,抗病(B)对易感病(b)为显性,控制这两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病水稻植株,研究人员采用了如图所示的方法。下列分析错误的是( )
A.过程①是利用杂交育种的原理,F2中性状符合要求的个体占3/16
B.过程②可运用秋水仙素溶液或低温处理单倍体幼苗来实现染色体数目加倍
C.过程③中获得转基因植株需要使用限制酶和DNA连接酶
D.过程④不易获得aaBB个体的原因是基因突变具有不定向性
24.某昆虫种群中,AA个体所占比例为30%,Aa个体所占比例为60%,aa个体所占比例为10%。因天敌捕食,此种群中AA和Aa个体均以每年10%的速度减少,而aa个体以每年10%的速度增加。下列叙述中正确的是 ( )
A.天敌捕食使此种群朝着A基因积累的方向定向进化
B.此昆虫种群基因库中基因频率发生改变表明其进化成新物种
C.因天敌捕食,一年后此昆虫种群中A的基因频率为60%
D.此昆虫天敌与昆虫种群在捕食与躲避捕食中实现了共同进化
25.三刺鱼根据梄息环境可分为湖泊型和溪流型(如图所示)。科研人员在实验室中让湖泊型和溪流型三刺鱼进行几代杂交,形成一个实验种群。之后将上述实验种群的幼鱼放生到一条没有三刺鱼的天然溪流中。一年后,他们将这条溪流中的三刺鱼重新捕捞上来进行基因检测,发现溪流型标志基因的基因频率增加了约2.5%,而湖泊型标志基因的基因频率减少了。对上述材料进行分析,下列选项正确的是 ( )
A.溪流型和湖泊型三刺鱼之间存在生殖隔离
B.新的天然溪流可以定向改变三刺鱼种群的基因频率
C.突变和基因重组使种群产生定向变异,为进化提供原材料
D.溪流型标志基因的基因频率增加是两种三刺鱼共同进化的结果
二、非选择题:本题包括5小题,共50分。
26.(10分)自20世纪60年代开始,我国科学家用航天器搭载数千种生物进行太空遨游,开启了植物育种新模式,培育出太空椒、太空黄瓜等一系列农作物新品种。回答下列问题:
(1)科学家进行农作物太空育种,是利用太空中的 (答出两点)等诱变因子诱导生物发生可遗传变异,这些变异类型可能属于 、 。
(2)太空育种的优点有 (答出两点);航天器上搭载的通常是萌发的种子而不是干种子,原因是 。
(3)若太空育种获得基因型为Bb的大豆植株,连续自交3代后,bb基因型出现的概率为 。
(4)青椒是二倍体植株,取青椒植株不同部位的细胞制成临时装片,可观察到某时期细胞内染色体组数目为 (不考虑突变与交叉互换)。已知普通青椒的果实肉薄且不抗病,基因型为ddtt,而现有果实肉厚且抗病的太空椒的基因型为DdTt。若要在最短时间内培育出纯合的果实肉厚且抗病的太空椒的育种思路是 。
27.(10分)以甲品种矮秆易感稻瘟病(ddrr)和乙品种高秆抗稻瘟病(DDRR)两种野生水稻,进行如图1的育种。请回答下列问题:
(1)将甲和乙杂交,得F1,若F1连续自交至F3,纯合抗病的比例为 ;若选F2中矮秆抗病的水稻植株进行自交,其产生的子代中ddRR和ddRr的比例为 。
(2)图中育种过程中,涉及基因重组这一原理的有 (填序号)。
(3)过程⑤常用的方法是 ,得到的单倍体植株有 种。过程⑥除了用秋水仙素处理,还可进行 处理,该育种方法的优点是 。
(4)过程①可用X射线处理,使水稻发生基因突变,但并不一定引起水稻性状的改变,其中一种原因可能是 。
(5)若发现甲品种的2号染色体有三条,其组成如图2所示,假如甲在减数分裂过程时3条2号染色体随机移向两极,最终形成具有1条和2 条染色体的配子,那么以甲为母本与一个正常植株测交,后代的基因型(只考虑图2的基因)及比例为 。
28.(10分)果蝇是常用的遗传学研究的实验材料,据资料显示,果蝇约有104对基因,现有一黑腹果蝇的野生种群,约有107个个体,请分析回答以下问题:
(1)该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的 ,经观察,该种群中果蝇有多种多样的基因型,分析其产生原因,是在突变过程中产生的 ,通过有性生殖过程中的 而产生的,使种群中产生了大量的可遗传的变异。
(2)若果蝇白眼(b)为常染色体隐性遗传,在该种群中每2 500只果蝇中才有一只白眼果蝇,那么白眼基因(b)的基因频率为 。
(3)若果蝇种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%。倘若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状的基因型,使其自交,则自交一代中基因型AA的个体占 ,基因型aa的个体占 ,此时种群中A的基因频率为 ,经这种人工选择作用,该种群发生了进化,说明生物进化的实质是 。
(4)假定残翅(v)的基因突变率为10-5,由于在正常环境条件下残翅果蝇难以生存,结果长翅(V)果蝇类型个体逐渐增多,V基因频率也随之升高,经过许多代后,长翅类型为该种群中常见类型,与其他突变类型相比,残翅个体数要少得多,这一现象说明 。
29.(10分)加拉帕戈斯群岛由许多互不相连、彼此独立的小岛组成。1835年,达尔文在该群岛发现地雀有13个种,如图表示这13种地雀之间的进化关系。
(1)从图中可以看出这些不同种的地雀都是由 这一共同祖先进化而来的。加拉帕戈斯群岛上的13种地雀体现了生物的 多样性。
(2)假设南美洲地雀决定喙大小的某等位基因为A、a,其基因频率分别是0.7和0.3,则起初迁入到13个小岛上的原始地雀中,A和a的基因频率 (填“可以确定”或“不能确定”)。由于各小岛彼此独立,生活在这些小岛上的原始地雀之间存在着 隔离,加上不同小岛上的突变和基因重组是 (填“相同”或“不同”)的,在长期的自然选择中,不同小岛上喙的大小存在明显差异,这主要是由于不同小岛上不同的 条件作用的结果。
(3)区别树雀和莺雀是否是同一物种,关键是两种地雀是否产生 。
30.(10分)如图为大肠杆菌的质粒示意图,是基因工程中应用最广泛的载体质粒,被命名为pBR322。除标注外,图中其他英文缩写表示该质粒上不同的限制性核酸内切酶的切割位点。回答下列问题:
(1)各种载体的化学本质是 ,除质粒外, 也可作载体。
(2)pBR322质粒可以作为多种目的基因的运载体,原因是 。
(3)不同限制性核酸内切酶识别的DNA序列不同,有的识别序列为6个核苷酸的片段,有的识别4个核苷酸的片段。若分别用识别6核苷酸序列和识别4核苷酸序列的限制性核酸内切酶切割同种较大的DNA分子,则理论上识别 的限制性核酸内切酶能把DNA分子切割成更短的片段。
(4)Ampr和Tetr为pBR322的 基因,在基因工程中的作用是 。
(5)用Hind Ⅲ和SalⅠ切割pBR322质粒和外源DNA,再用 酶,构建重组的DNA分子,导入受体细胞。若要鉴别受体细胞是否导入外源DNA以及导入外源DNA的类型(质粒或重组质粒),需要配制的培养基分别是 。在上述培养基中培养受体细胞,若 ,则表明导入了与目的基因重组的pBR322质粒。
答案全解全析
第7章 现代生物进化理论
第6~7章达标检测
1.B
2.B
3.B
4.D
5.A
6.A
7.D
8.B
9.C
10.A
11.A
12.B
13.B
14.C
15.D
16.C
17.D
18.C
19.C
20.A
21.A
22.A
23.C
24.D
25.B
一、选择题
1.B 在单倍体育种中,先对F1的花粉进行离体培养,后经秋水仙素处理,长成植株后再进行筛选,B错误。
2.B 结实率低,发育迟缓属于多倍体育种的特点,①错误;人工诱变可以提高突变率,缩短育种周期,能大幅度改良某些性状,使后代变异性状较快稳定,进而加快育种进程,②正确;诱变育种的原理主要是基因突变,基因突变具有不定向性,③错误;茎秆粗壮,果实种子大,营养物质含量高属于多倍体育种的特点,④错误;基因突变具有多害少利性和不定向性,所以人工诱变产生的有利个体不多,需要处理大量材料,⑤正确。
3.B 杂交育种可集中不同亲本的优良性状,故杂种优势可通过杂交育种获得,A正确;杂交育种过程中多代选育是为了获得稳定遗传的纯合子,而杂种优势F1即可获得,B错误;F1为杂合子,杂合子不能稳定遗传,C正确;据“F1 互相交配,F2优势会减弱”知,杂种优势减弱的原因是发生了基因重组,D正确。
4.D 杂交育种是获得隐性纯合子最简便的方法,A错误;欲对原品系营养器官“增大”或“加强”,适合采用多倍体育种,B错误;欲让原品系产生自然界没有的新性状,可采用诱变育种,C错误;杂交育种的原理是基因重组,欲集中双亲优良性状,可采用杂交育种,D正确。
5.A 荧光植物的培育采用了基因工程育种的方法,需使用限制酶和DNA连接酶,A错误;荧光酶基因表达产物为荧光酶,荧光酶能催化萤火虫腹部的一系列反应从而发光,B正确;基因可通过控制酶的合成来控制细胞代谢,进而控制生物的性状,C正确;所有生物通用一套遗传密码,保证了生物之间的基因能够进行转移并表达,荧光酶基因能在植物细胞内表达,证明生物共用同一套遗传密码,D正确。
6.A 株系法育种是在杂交育种的基础上增加了单株收获的程序而进行的育种方法,该方法比传统的杂交育种需要的时间短。F2自交发生性状分离获得的F3株系既有杂种又有纯种,A错误;F2自交不发生性状分离获得的F3株系全为纯种,B正确;两纯合亲本杂交,得到的F1全为高秆抗病(TtRr),F1自交得到F2的基因型为1TTRR、1TTrr、1ttRR、1ttrr、2TtRR、2TTRr、2ttRr、2Ttrr、4TtRr,其中ttRR是符合要求的类型,显然只有1/16的株系符合选育要求,C正确;单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限,而株系法育种虽然比杂交育种需要的时间短,但依然比单倍体育种所需的时间长,D正确。
7.D 方法1是不断通过自交和筛选获得低芥酸油菜,方法1中自交过程依据的原理是基因重组,A正确;方法2是单倍体育种,先通过花药离体培养获得单倍体植株,再通过秋水仙素处理获得纯合子,方法2中的组培苗是由中芥酸油菜的雄配子经过花药离体培养得到的,有HG、Hg、hG和hg四种基因型,B正确;处理②是用秋水仙素处理组培苗幼苗,目的是诱导染色体数目加倍,获得纯合子,C正确;方法1培育低芥酸品种的育种进程缓慢,方法2能提高育种进程,效率更高,D错误。
8.B ①为反转录,以mRNA为模板合成DNA,需要反转录酶催化,原料是碱基组成为A、T、G、C的四种游离的脱氧核苷酸,A错误;基因工程是在DNA分子水平上人为进行基因重组,可定向改造生物的遗传性状,B正确;质粒一般存在于原核生物如细菌中,但真核生物如酵母菌中也有质粒,C错误;②要用限制酶切割质粒DNA,并要用到DNA连接酶形成重组质粒,而③过程(将重组质粒导入受体细胞)不需要用DNA连接酶,D错误。
9.C 图中过程①为诱导染色体数目加倍,常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,A正确;过程②和③中品种乙授粉的作用不同,前者是使配子受精,后者是用花粉中生长素刺激三倍体西瓜子房发育成果实,B正确;过程④采用的方法是花药离体培养,单倍体幼苗只含有一个染色体组,高度不育,C错误;过程⑤是杂交育种,如果优良性状是隐性性状,则得到的F1不一定表现出来,D正确。
10.A 该育种方式为人工诱变育种,原理主要是基因突变,但基因突变是不定向的,A错误;基因突变具有低频性和不定向性,因此需要处理大量的材料,B正确;辐射诱变和太空搭载可能诱导小麦发生基因突变,也可能发生染色体变异,C正确;连续自交可以提高纯合子的比例,D正确。
11.A 现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位,A正确;拉马克认为生物各种适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传,B错误;达尔文认为生存斗争是生物进化的动力和选择手段,适者生存是自然选择的结果,C错误;达尔文自然选择学说的不足之处是不能很好地解释物种大爆发等现象,D错误。
12.B 有利突变利于生物适应环境,不利突变不利于生物适应环境,A错误;一个物种的形成或灭绝可能会影响若干其他物种的进化,B正确;生物进化的实质是种群基因频率发生改变,生物进化不一定经过隔离过程,C、D错误。
13.B 突变、基因重组、自然选择、隔离、迁移、遗传漂变等可导致基因频率的改变,进而影响遗传平衡状态,A正确;地理隔离阻止种内群体进行基因交流可导致基因库出现差异,最终可能出现生殖隔离,不能保证遗传平衡状态,B错误;种群处于遗传平衡状态时,种群达到没有变异、自然选择、数量足够多、自由交配的理想状态,基因频率不发生改变,C正确;生物进化过程中,突变为生物进化提供原材料,自然选择对不同变异进行选择,两者常常共同起作用,D正确。
14.C 生物进化过程实际上是生物与生物、生物与无机环境之间共同进化的过程,生物多样性是共同进化的结果,A正确;美洲狮和狼捕食黑尾鹿,减少了黑尾鹿与其他植食动物之间的竞争,对其他植食动物的生存有利,B正确;美洲狮和狼所捕食的大多数是鹿群中年老、病弱或年幼的个体,在客观上对鹿群进化起促进作用,有利于黑尾鹿种群的发展,C错误;美洲狮和狼的捕食会使黑尾鹿的基因频率发生改变,D正确。
15.D 金鱼草种群中全部个体所含有的全部基因构成其种群的基因库,A错误;不同花色数量的差异是自然选择的结果,B错误;基因重组属于可遗传变异,可为自然选择提供选择材料,粉红花的产生不是基因重组的结果,C错误;种群中C的基因频率为(35×2+40)/[(35+25+40)×2]×100%=55%,Cc的基因型频率为40/(35+25+40)×100%=40%,D正确。
16.C 头顶发光“钓鱼竿”的形成是海底黑暗环境长期自然选择的结果,A错误;共同进化发生在不同物种、生物与无机环境之间,B错误;鮟鱇鱼种群在深海环境条件稳定时,基因频率也可能会改变,如突变和基因重组会影响基因频率,C正确;基因突变、基因重组和染色体变异均能提供进化的原材料,D错误。
17.D 基因库是一个群体中所有个体的全部基因的总和,所以一个大熊猫种群的全部个体所含的全部基因是该种群的基因库,A正确;大熊猫属于一个物种,种群中的个体性状一般有较大差异,这体现了基因的多样性,B正确;某种群甲中个体基因型均为Aa,A和a基因频率均是50%,自由交配产生的后代为23%AA、54%Aa、23%aa,此时A基因频率=23%+1/2×54%=50%,生物进化的实质是种群基因频率的改变,该种群基因频率没发生改变,说明该种群没有发生进化,C正确;生殖隔离是物种形成的标志,小熊猫与大熊猫不是同一物种,是因为它们之间存在生殖隔离,D错误。
18.C 生物进化的实质是种群基因频率的改变,该果蝇种群的基因频率没有改变,因此该果蝇种群没有发生进化,A错误;该种群满足遗传平衡定律,在F2中,灰体果蝇、黑体果蝇所占比例不变,B错误;若灰色为显性,黑体基因型频率为1 600÷(1 600+8 400)×100%=16%,由于F1是自由交配获得的,因此隐性基因频率为40%,显性基因频率为60%,F1 中杂合灰体果蝇占2×40%×60%=48%,C正确;该实验中判断显隐性关系是从子一代的个体比例中推断出来的,而不是根据子代灰体果蝇的数量远多于黑体果蝇来判断的,D错误。
19.C 环境对鸟蛋的颜色和形状存在着长期的自然选择,选择的结果是适者生存,而不是鸟类所处环境长期诱导产生突变的结果,A正确,C错误;崖海鸦的蛋往往一端十分尖削,这可以阻止它们滚落峭壁,蛋壳上的保护色可用来藏匿伪装,B正确;并非所有的鸟蛋都呈同种形状或颜色,蛋的颜色和形状可能因产卵地点以及需要伪装的程度而有差异,D正确。
20.A 由于单倍体高度不育,不可能处理萌发的种子,所以过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗,A错误。Ⅰ→Ⅴ过程为杂交育种,方法最简便,B正确。经过Ⅲ培育形成⑤常用的方法是花药离体培养;过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理⑤的幼苗,使其染色体数目加倍,所以通过Ⅲ→Ⅵ过程的育种原理是基因重组和染色体变异,C正确。由于基因突变是不定向的,所以通过诱变育种Ⅱ→Ⅳ过程最不容易达到目的,D正确。
21.A ④为诱变育种,能大幅度地改良生物体的性状,A正确;水稻通过花药离体培养后得到单倍体,再用秋水仙素处理得到的是纯合子,B错误;题图中能发生基因重组的过程是①②③,⑤为染色体数目变异,C错误;水稻的杂交育种过程中,若选育的是隐性纯合子,则不需要连续自交,只要出现隐性性状即可,D错误。
22.A 普通小麦共有六个染色体组,长穗偃麦草中含有两个染色体组,因此F1中共含有4个染色体组,①过程可用秋水仙素处理导致纺锤体无法合成,从而使得染色体数目加倍,甲中含有8个染色体组,因此是获得异源八倍体,A错误;丙是由普通小麦和乙杂交而来,普通小麦所产生的配子含有21W三个染色体组,而乙在产生配子时,42W可以正常联会并减半,但7E会联会紊乱,在减数第一次分裂时随机分配,B正确;丁产生的配子有两种,分别是21W+1E或21W,因此自交后会产生42W、42W+1E、42W+1E、42W+2E,其中含有2E的占1/4,C正确;过程①为染色体数目变异,其余过程为基因重组,D正确。
23.C 根据题干信息可知,纯合高秆抗病植株与纯合矮秆易感病植株杂交,F1基因型为AaBb,F1自交得F2,根据孟德尔两对相对性状的遗传学实验F2的结论可知,矮秆抗病(aaB_)占3/16,A正确;利用秋水仙素或低温处理单倍体幼苗可以使染色体数目加倍,B正确;获取目的基因和建立基因表达载体的过程需要限制酶和DNA连接酶,而过程③是叶肉细胞经过植物组织培养获得转基因植物的过程,不需要上述2种酶,C错误;基因突变是不定向的,过程④是太空育种,其原理主要是基因突变,所以不易获得aaBB个体,D正确。
24.D 假设一开始该种群有100个个体,已知其中AA占30%,Aa占60%,aa占10%。因天敌捕食,此种群中AA和Aa个体均以每年10%的速度减少,而aa个体以每年10%的速度增加,可知天敌捕食使此种群朝着a基因积累的方向定向进化,A错误;生物进化的实质是种群基因频率的改变,但基因频率改变不能说明形成了新物种,生殖隔离出现标志着新物种的产生,B错误;设昆虫种群中AA个体数为100×30%=30,Aa个体数为60,aa个体数为10,则一年后昆虫种群中AA个体数为30×90%=27,Aa个体数为60×90%=54,aa个体数为10×110%=11,AA的基因型频率=27÷(11+27+54)≈29.3%,Aa的基因型频率=54÷(11+27+54)≈58.7%,则A的基因频率为29.3%+1/2×58.7%=58.65%,C错误;共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,被捕食者与捕食者之间都有相互选择、共同促进的作用,D正确。
25.B 湖泊型和溪流型三刺鱼能进行几代杂交,说明属于同一物种,故溪流型和湖泊型三刺鱼之间不存在生殖隔离,A错误;自然选择可以定向改变种群的基因频率,因而可以导致生物进化,故新的天然溪流可以定向改变三刺鱼种群的基因频率,B正确;突变和基因重组可以使种群产生可遗传的变异,为进化提供原材料,但变异是不定向的,C错误;共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,溪流型三刺鱼在新环境中繁殖能力增强,故溪流型标志基因的基因频率增加是溪流型三刺鱼和环境共同进化的结果,D错误。
二、非选择题
26.答案 (1)微重力、X射线、高能离子辐射、宇宙磁场 基因突变 染色体变异 (2)产生新基因、变异多、变异幅度大 萌发的种子细胞有丝分裂旺盛,DNA复制过程中更容易诱发突变 (3)43.75% (4)1或2或4 种植果实肉厚且抗病的太空椒(DdTt),取其花粉离体培养获得单倍体,用秋水仙素处理单倍体幼苗获得二倍体植株,挑选出果实肉厚且抗病的植株即为符合要求的纯合品种
解析 (1)该育种过程为太空育种,是利用太空中的微重力、X射线、高能离子辐射、宇宙磁场等诱变因子诱导生物发生可遗传变异,其变异类型可能属于基因突变或染色体变异。(2)太空育种能大幅度改良生物某些性状,能产生新基因,提高了突变率且具有不定向性,故具有产生新基因、变异多、变异幅度大的优点。细胞分裂间期DNA复制时容易发生基因突变,因此航天器上搭载的通常是萌发的种子。(3)若太空育种获得基因型为Bb的大豆植株,连续自交3代后,则理论上该种群的第3代中Bb的基因型比例为1/23=1/8,BB的基因型比例=bb的基因型比例=(1-1/8)÷2=7/16=43.75%。(4)青椒是二倍体植株,取青椒植株不同部位的细胞制成临时装片,观察到的细胞可能有处于减数分裂第一分裂、减数第二次分裂、有丝分裂等过程的细胞,则细胞内染色体组数目为1或2或4。单倍体育种能明显缩短育种年限,因此若要在最短时间内利用基因型DdTt的个体培育出纯合的果实肉厚且抗病的太空椒DDTT,育种思路是:种植果实肉厚且抗病的太空椒(DdTt),取其花粉离体培养获得单倍体,用秋水仙素处理单倍体幼苗获得二倍体植株,挑选出果实肉厚且抗病的植株即为符合要求的纯合品种。
27.答案 (1)3/8 3∶2 (2)②③④⑤ (3)花药离体培养 4 低温 茎秆粗壮、果实和种子较大、营养物质丰富等 (4)密码子的简并性,对应的氨基酸的种类不变;可能发生隐性突变、基因表达受环境影响等 (5)Dd∶ddd∶Ddd∶dd=1∶1∶2∶2
解析 ①是诱变育种,原理主要是基因突变;②是基因工程育种,原理是基因重组;③④是杂交育种,原理是基因重组;③⑤是单倍体育种,原理是基因重组、染色体变异;⑥是多倍体育种,原理是染色体变异。(1)对于抗病性状来说,甲、乙基因型是rr、RR,子一代基因型是Rr,连续自交2次,得到子三代中杂合子的比例是Rr=(1/2)2=1/4,纯合感病rr比例=纯合抗病RR的比例=(1-1/4)÷2=3/8;子一代基因型是DdRr,自交得到子二代矮秆抗病水稻植株的基因型是ddRR∶ddRr=1∶2,自交后代ddRR=1/3+2/3×1/4=1/2,ddRr=2/3×1/2=1/3,ddRR和ddRr的比例为(1/2)∶(1/3)=3∶2。(2)基因重组发生在减数分裂产生配子的过程中以及分子水平上的基因工程,应用基因重组原理的育种方法是②③④⑤。(3)过程⑤是得到单倍体植株,常用方法是花药离体培养,由于F1基因型为DdRr,因此得到的单倍体植株有4种。过程⑥是多倍体育种,除了用秋水仙素处理外,还可进行低温处理,该育种方法的优点是茎秆粗壮、果实和种子较大、营养物质丰富等。(4)由于密码子具有简并性,基因突变后,转录形成的密码子发生改变,但是改变后的密码子可能与改变前的密码子编码同一种氨基酸,因此基因突变不一定引起生物性状改变;也可能是显性纯合体的一个显性基因突变为隐性基因,生物性状也不发生改变等。(5)由于图2基因型为ddD,按照分离定律,母本产生的配子类型及比例是dd∶D∶Dd∶d=1∶1∶2∶2,与正常雄株测交后代的基因型及比例是Dd∶ddd∶Ddd∶dd=1∶1∶2∶2。
28.答案 (1)基因库 等位基因 基因重组 (2)2% (3)55% 15% 70% 种群基因频率的改变 (4)在正常环境条件下,残翅是不利变异,经长期的自然选择而不断被淘汰,自然选择决定生物进化的方向
解析 (1)种群的基因库即该种群的全部个体所含有的全部基因。该种群中果蝇在突变过程中产生的等位基因,通过有性生殖中的基因重组而产生多种多样的基因型,使种群产生了大量的可遗传的变异。(2)根据遗传平衡公式(p+q)2=p2+2pq+q2=1,由题意可知,隐性纯合子(bb)的基因型频率为1/2 500,即q2=1/2 500,所以b的基因频率为2%。(3)种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%,则基因型为Aa的个体占30%。倘若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状的基因型,则基因型为AA的个体占40%,基因型为Aa的个体占60%。该种群自交,基因型为AA的个体自交后代基因型仍为AA,占40%;基因型为Aa的个体自交,后代中AA占15%,Aa占30%,aa占15%。因此自交一代中基因型为AA的个体占55%,基因型为aa的个体占15%。此时种群中A的基因频率为55%+1/2×30%=70%。生物进化的实质是种群基因频率的改变。(4)题中事实说明对生物个体来讲,具有不利变异的个体会被环境逐步淘汰,有利变异的个体会被保留,即生物变异是不定向的,而自然选择是定向的。
29.答案 (1)南美洲地雀 物种 (2)不能确定 地理 不同 食物 (3)生殖隔离
解析 (1)加拉帕戈斯群岛不同种地雀都是由南美洲地雀这一共同祖先进化而来的。生物多样性包含遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性,13种地雀属于13个物种,体现了生物的物种多样性。(2)起初迁入到13个小岛上的原始地雀中,各种基因型的比例不确定,因此A和a的基因频率不能确定。由于各小岛彼此独立,生活在这些小岛上的原始地雀之间存在着地理隔离,由于不同小岛上突变和基因重组是不同的,经过长期自然选择,种群的基因频率发生定向改变,喙的大小与地雀的捕食有关,不同小岛上喙的大小存在明显差异,主要是不同小岛上不同的食物条件作用的结果。(3)判断树雀和莺雀是否是同一物种,关键看两种地雀之间是否产生生殖隔离。
30.答案 (1)DNA 噬菌体和动植物病毒(或答病毒) (2)有多种限制性核酸内切酶的切割位点 (3) 4核苷酸序列 (4)标记 用于检测目的基因是否导入受体细胞 (5)DNA连接 含氨苄青霉素(不含四环素)的培养基、含四环素(不含氨苄青霉素)的培养基 受体细胞在有氨苄青霉素的培养基中生长而在有四环素的培养基中不生长
解析 (1)图示为大肠杆菌的质粒pBR322示意图,质粒是小型环状DNA分子,是基因工程中应用非常广泛的载体。除质粒外,噬菌体、动植物病毒也可作载体,它们的化学本质都是DNA。(2)该质粒含多种限制性核酸内切酶的酶切位点,故可作为多种目的基因的运载体。(3)若分别用识别6核苷酸序列和识别4核苷酸序列的限制性核酸内切酶切割同种较大的DNA分子,理论上识别4核苷酸序列的限制性核酸内切酶能把DNA分子切割成更短的片段,因为限制酶识别的DNA序列越短,在DNA分子中出现的概率越大。(4)Ampr和Tetr为pBR322的标记基因,用于检测目的基因是否导入受体细胞。(5)用Hind Ⅲ和Sal Ⅰ切割pBR322质粒和外源DNA,再在DNA连接酶作用下,构建重组的DNA分子,导入受体细胞。若要鉴别受体细胞是否导入外源DNA以及导入外源DNA的类型(质粒或重组质粒),需要配制含氨苄青霉素(不含四环素)的培养基、含四环素(不含氨苄青霉素)的培养基来进行对照培养,因为质粒pBR322中含有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因,所以它既抗氨苄青霉素又抗四环素。而重组质粒中四环素抗性基因因目的基因的插入而被破坏,所以若受体细胞在含氨苄青霉素的培养基中生长,在含四环素的培养基中不生长,则表明导入了与目的基因重组的pBR322质粒。
第7章 现代生物进化理论
第6~7章达标检测
一、选择题:本题包括25小题,每小题2分,共50分。每小题只有一个选项最符合题意。
1.下列关于几种常见育种方法的叙述,错误的是 ( )
A.在诱变育种中,常选用萌发的种子或幼苗作为处理材料
B.在单倍体育种中,常先筛选F1花粉类型再进行花药离体培养
C.在杂交育种中,一般从F2开始选种,因为从F2开始发生性状分离
D.基因工程可以实现基因在不同种生物间的转移,迅速培育出前所未有的生物新品种
2.诱变育种有很多突出优点,也存在一些缺点,下列分析正确的是 ( )
①结实率低,发育迟缓 ②提高突变率,使后代变异性状较快稳定,进而加快育种进程 ③定向改良某些性状 ④茎秆粗壮,果实种子大,营养物质含量高 ⑤有利个体不多,需要大量的材料
A.①④ B.②⑤
C.①④⑤ D.④②④
3.杂种优势是指具有不同优良性状的纯合亲本杂交,获得的F1表现出比双亲更加优良性状的现象。但F1互相交配,F2优势会减弱。下列说法错误的是 ( )
A.杂种优势可通过杂交育种获得
B.杂种优势需要多代选育才能获得
C.F1具有的优良性状不能稳定遗传
D.杂种优势减弱的原因是发生了基因重组
4.在现代农业生产上,应依据育种目标选择育种方案。下列有关育种目标与育种方案说法一致的是 ( )
A.单倍体育种是培育出具有双亲优良性状的隐性纯合品种最简便的方法
B.欲对原品系营养器官“增大”或“加强”,适合采用单倍体育种
C.欲让原品系产生自然界没有的新性状适合采用基因工程育种
D.欲集中双亲优良性状,适合采用杂交育种
5.研究人员从萤火虫腹部提取出荧光酶基因并将它转入植物体细胞内,创造出夜晚能发出荧光的植物。下列相关叙述错误的是 ( )
A.荧光植物的育种方法为基因工程,需要使用限制酶和DNA聚合酶
B.该荧光酶基因表达产物能催化萤火虫腹部的一系列反应从而发光
C.荧光植物的诞生证明基因可通过控制酶的合成控制生物性状
D.荧光酶基因能在植物细胞内表达,证明生物共用同一套遗传密码
6.“株系法”可加快选育矮秆抗病(ttRR)小麦的进程。已知两对基因独立遗传,选用两纯合亲本杂交,得到的F1全为高秆抗病(TtRr),F1自交得到F2,F2自交,每株F2所结的种子单独种植在一起就得到一个F3株系。下列分析错误的是 ( )
A.发生性状分离的F3株系全为杂种
B.不发生性状分离的F3株系全为纯种
C.所有株系中有1/16的株系符合选育要求
D.株系法育种所需时间比单倍体育种要长
7.油菜籽的芥酸含量与显性基因的数量有关,利用中芥酸油菜(基因型为HhGg,两对基因独立遗传)通过图中的方法1和方法2均可培育出低芥酸油菜。下列有关叙述错误的是 ( )
A.方法1所依据的原理是基因重组
B.方法2中的组培苗有4种基因型
C.处理②的目的是诱导染色体加倍
D.方法1培育低芥酸品种效率更高
8.人们试图利用基因工程的方法,用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是:甲生物的蛋白质→mRNA目的基因与质粒DNA重组导入乙细胞获得甲生物的蛋白质,下列说法正确的是 ( )
A.①过程需要的酶是逆转录酶,原料中含有A、U、G、C
B.基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工,可以定向改造生物的遗传性状
C.质粒存在于原核生物如细菌中,而真核生物中没有
D.②要用限制酶切割质粒DNA,③要用到DNA连接酶
9.西瓜育种流程的某些过程如图所示,下列有关育种过程的叙述,错误的是 ( )
A.过程①可用秋水仙素处理萌发的种子
B.过程②和过程③中授粉的目的不相同
C.过程④获得的西瓜植株b是可育纯合子
D.过程⑤得到的F1不一定表现为优良性状
10.我国科学家以豫麦57号小麦为材料,通过辐射诱变和太空搭载培育出了具有抗逆性和广适性的小麦新品种,该品种的黑胚率显著降低。下列有关叙述错误的是 ( )
A.小麦新品种出现的根本原因是辐射诱导下基因发生了定向突变
B.一般来说,需处理大量材料才可能获得黑胚率显著降低的突变体
C.辐射诱变和太空搭载可能诱导小麦发生基因突变或染色体变异
D.后续通过逐代自交的方法筛选出能稳定遗传的黑胚率低的新品种
11.下列关于生物进化理论的叙述,正确的是 ( )
A.现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位
B.达尔文认为生物各种适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传
C.拉马克认为生存斗争是生物进化的动力和选择手段,适者生存是自然选择的结果
D.达尔文的自然选择学说的优点是能很好地解释物种大爆发等现象
12.自达尔文的《物种起源》问世以来,人们普遍接受了生物是不断进化的这一科学观点,随着生物科学的发展,人们对生物进化的解释也在逐步深入,并且不乏争论。下列有关生物变异和进化的叙述,正确的是 ( )
A.突变不利于生物适应环境,但可为进化提供原材料
B.一个物种的形成或灭绝可能会影响若干其他物种的进化
C.生物进化都要经过长期的地理隔离,再发生生殖隔离
D.生物进化的实质是有利变异在生物体内的积累
13.遗传平衡定律所讲的群体是理想群体,但自然界的生物群体中,影响遗传平衡状态的各种因素始终存在且不断地起作用,其结果是导致种群基因频率的改变,从而引起生物的进化。下列说法错误的是 ( )
A.影响遗传平衡状态的因素有突变、基因重组和自然选择等
B.地理隔离导致种群间不能进行基因交流,可以保证种群的遗传平衡状态
C.若种群处于遗传平衡状态,则种群的基因频率不发生改变
D.生物进化的过程中突变和自然选择常常共同起作用
14.南美洲某草原植食动物中的优势种群是黑尾鹿,美洲狮和狼是其主要的捕食者。下列叙述错误的是 ( )
A.该草原物种多样性的形成是共同进化的结果
B.美洲狮和狼的存在利于其他植食动物的生存
C.美洲狮和狼的捕食不利于黑尾鹿种群的发展
D.美洲狮和狼的捕食会使黑尾鹿种群基因频率发生改变
15.研究小组对某公园的金鱼草种群进行调查及基因鉴定,得知红花(CC)金鱼草35株、粉红花(Cc)40株、白花(cc)25株。下列叙述正确的是 ( )
A.金鱼草种群中全部C和c的总和构成其基因库
B.不同花色数量的差异是由适应环境的变异造成的
C.基因重组产生的粉红花为自然选择提供选择材料
D.种群中C的基因频率为55%,Cc的基因型频率为40%
16.科学家最近在墨西哥湾深海发现了一种新的鮟鱇鱼,雌鱼头顶自带“钓鱼竿”——若干个肉状突起,可发出光源吸引猎物。雄鱼则吸附在雌鱼体表提供繁殖所需的精子,同时通过雌鱼血液获取营养物质。下列叙述正确的是 ( )
A.头顶发光“钓鱼竿”的形成是海底黑暗环境长期诱导的结果
B.雌雄鱼的生活繁殖方式是它们长期共同进化中相互适应形成的
C.鮟鱇鱼种群在深海环境条件稳定时,基因频率也可能会改变
D.鮟鱇鱼形成的过程仅靠基因突变和基因重组提供进化的原材料
17.大熊猫是我国珍稀物种,被称为动物中的“活化石”。种群甲是由基因型均为Aa的雌雄个体组成的,它们之间自由交配产生了三种不同基因型频率的后代:23%AA、54%Aa、23%aa。下列有关叙述错误的是 ( )
A.一个大熊猫种群的全部个体所含的全部基因是该种群的基因库
B.大熊猫种群中的个体性状一般有较大差异,这体现了基因的多样性
C.种群甲自由交配产生的后代与之前相比较,该种群并没有发生进化
D.小熊猫与大熊猫不是同一物种,是因为它们之间存在地理隔离
18.果蝇的灰体和黑体受一对等位基因控制。在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,一个由纯合果蝇组成的大种群雌雄个体间自由交配得到F1,F1中灰体果蝇8 400只,黑体果蝇1 600只,F1继续自由交配得到F2。下列说法正确的是 ( )
A.自由交配得到F1的过程中,该果蝇种群发生了进化
B.在F2中,灰体果蝇所占比例有所下降,黑体果蝇所占比例有所上升
C.若灰色为显性,则亲本中灰色果蝇占60%,F1中杂合灰体果蝇占48%
D.因为该实验中子代灰体果蝇远多于黑体果蝇,所以灰体为显性性状
19.鸟蛋的形状和颜色多种多样,例如:在平地生活的鸵鸟蛋几乎呈正圆形,而崖海鸦的蛋往往一端十分尖削。以洞穴为巢的猫头鹰或翠鸟,通常生白色的蛋;在旷野做巢的鸟一般生花斑蛋。对以上现象分析错误的是 ( )
A.生存环境的不同可对鸟蛋的颜色和形状进行自然选择
B.尖锐的蛋可以防止滚落峭壁,蛋上的花斑便于藏匿伪装
C.鸟蛋的颜色和形状不同是鸟类所处环境长期诱导产生突变的结果
D.鸟蛋的颜色和形状可能因产卵地点及需要伪装的程度产生一定差异
20.如图表示利用某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法,据图分析错误的是 ( )
A.过程Ⅳ和Ⅵ均可处理萌发的种子或幼苗
B.培育品种⑥最简便的途径是Ⅰ→Ⅴ
C.通过Ⅲ→Ⅵ过程育种的原理是基因重组和染色体变异
D.通过Ⅱ→Ⅳ过程育种最不容易达到目的
21.图中甲、乙表示水稻两个品种, A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因,①~⑥表示培育水稻新品种的过程,下列说法合理的是 ( )
A.④所示的育种方式能大幅度地改良某一性状
B.水稻通过花药离体培养得到的均为纯合子
C.图中能发生基因重组的为过程③⑤
D.水稻的杂交育种过程一定需要通过连续自交才能获得稳定遗传的个体
22.我国小麦育种专家李振声将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到普通小麦中,培育成了小麦二体异附加系(流程如图所示)。普通小麦6n=42,记为42W;长穗偃麦草2n=14,记为14E。根据流程示意图判断,下列叙述错误的是 ( )
A.①过程可用秋水仙素处理,得到纯合二倍体
B.丙染色体组成具有多样性与乙形成配子时7E随机分配有关
C.丁自交产生的子代中,含有2E的植株戊约占1/4
D.该育种过程依据的原理是基因重组和染色体变异
23.已知水稻的高秆(A)对矮秆(a)为显性,抗病(B)对易感病(b)为显性,控制这两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病水稻植株,研究人员采用了如图所示的方法。下列分析错误的是( )
A.过程①是利用杂交育种的原理,F2中性状符合要求的个体占3/16
B.过程②可运用秋水仙素溶液或低温处理单倍体幼苗来实现染色体数目加倍
C.过程③中获得转基因植株需要使用限制酶和DNA连接酶
D.过程④不易获得aaBB个体的原因是基因突变具有不定向性
24.某昆虫种群中,AA个体所占比例为30%,Aa个体所占比例为60%,aa个体所占比例为10%。因天敌捕食,此种群中AA和Aa个体均以每年10%的速度减少,而aa个体以每年10%的速度增加。下列叙述中正确的是 ( )
A.天敌捕食使此种群朝着A基因积累的方向定向进化
B.此昆虫种群基因库中基因频率发生改变表明其进化成新物种
C.因天敌捕食,一年后此昆虫种群中A的基因频率为60%
D.此昆虫天敌与昆虫种群在捕食与躲避捕食中实现了共同进化
25.三刺鱼根据梄息环境可分为湖泊型和溪流型(如图所示)。科研人员在实验室中让湖泊型和溪流型三刺鱼进行几代杂交,形成一个实验种群。之后将上述实验种群的幼鱼放生到一条没有三刺鱼的天然溪流中。一年后,他们将这条溪流中的三刺鱼重新捕捞上来进行基因检测,发现溪流型标志基因的基因频率增加了约2.5%,而湖泊型标志基因的基因频率减少了。对上述材料进行分析,下列选项正确的是 ( )
A.溪流型和湖泊型三刺鱼之间存在生殖隔离
B.新的天然溪流可以定向改变三刺鱼种群的基因频率
C.突变和基因重组使种群产生定向变异,为进化提供原材料
D.溪流型标志基因的基因频率增加是两种三刺鱼共同进化的结果
二、非选择题:本题包括5小题,共50分。
26.(10分)自20世纪60年代开始,我国科学家用航天器搭载数千种生物进行太空遨游,开启了植物育种新模式,培育出太空椒、太空黄瓜等一系列农作物新品种。回答下列问题:
(1)科学家进行农作物太空育种,是利用太空中的 (答出两点)等诱变因子诱导生物发生可遗传变异,这些变异类型可能属于 、 。
(2)太空育种的优点有 (答出两点);航天器上搭载的通常是萌发的种子而不是干种子,原因是 。
(3)若太空育种获得基因型为Bb的大豆植株,连续自交3代后,bb基因型出现的概率为 。
(4)青椒是二倍体植株,取青椒植株不同部位的细胞制成临时装片,可观察到某时期细胞内染色体组数目为 (不考虑突变与交叉互换)。已知普通青椒的果实肉薄且不抗病,基因型为ddtt,而现有果实肉厚且抗病的太空椒的基因型为DdTt。若要在最短时间内培育出纯合的果实肉厚且抗病的太空椒的育种思路是 。
27.(10分)以甲品种矮秆易感稻瘟病(ddrr)和乙品种高秆抗稻瘟病(DDRR)两种野生水稻,进行如图1的育种。请回答下列问题:
(1)将甲和乙杂交,得F1,若F1连续自交至F3,纯合抗病的比例为 ;若选F2中矮秆抗病的水稻植株进行自交,其产生的子代中ddRR和ddRr的比例为 。
(2)图中育种过程中,涉及基因重组这一原理的有 (填序号)。
(3)过程⑤常用的方法是 ,得到的单倍体植株有 种。过程⑥除了用秋水仙素处理,还可进行 处理,该育种方法的优点是 。
(4)过程①可用X射线处理,使水稻发生基因突变,但并不一定引起水稻性状的改变,其中一种原因可能是 。
(5)若发现甲品种的2号染色体有三条,其组成如图2所示,假如甲在减数分裂过程时3条2号染色体随机移向两极,最终形成具有1条和2 条染色体的配子,那么以甲为母本与一个正常植株测交,后代的基因型(只考虑图2的基因)及比例为 。
28.(10分)果蝇是常用的遗传学研究的实验材料,据资料显示,果蝇约有104对基因,现有一黑腹果蝇的野生种群,约有107个个体,请分析回答以下问题:
(1)该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的 ,经观察,该种群中果蝇有多种多样的基因型,分析其产生原因,是在突变过程中产生的 ,通过有性生殖过程中的 而产生的,使种群中产生了大量的可遗传的变异。
(2)若果蝇白眼(b)为常染色体隐性遗传,在该种群中每2 500只果蝇中才有一只白眼果蝇,那么白眼基因(b)的基因频率为 。
(3)若果蝇种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%。倘若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状的基因型,使其自交,则自交一代中基因型AA的个体占 ,基因型aa的个体占 ,此时种群中A的基因频率为 ,经这种人工选择作用,该种群发生了进化,说明生物进化的实质是 。
(4)假定残翅(v)的基因突变率为10-5,由于在正常环境条件下残翅果蝇难以生存,结果长翅(V)果蝇类型个体逐渐增多,V基因频率也随之升高,经过许多代后,长翅类型为该种群中常见类型,与其他突变类型相比,残翅个体数要少得多,这一现象说明 。
29.(10分)加拉帕戈斯群岛由许多互不相连、彼此独立的小岛组成。1835年,达尔文在该群岛发现地雀有13个种,如图表示这13种地雀之间的进化关系。
(1)从图中可以看出这些不同种的地雀都是由 这一共同祖先进化而来的。加拉帕戈斯群岛上的13种地雀体现了生物的 多样性。
(2)假设南美洲地雀决定喙大小的某等位基因为A、a,其基因频率分别是0.7和0.3,则起初迁入到13个小岛上的原始地雀中,A和a的基因频率 (填“可以确定”或“不能确定”)。由于各小岛彼此独立,生活在这些小岛上的原始地雀之间存在着 隔离,加上不同小岛上的突变和基因重组是 (填“相同”或“不同”)的,在长期的自然选择中,不同小岛上喙的大小存在明显差异,这主要是由于不同小岛上不同的 条件作用的结果。
(3)区别树雀和莺雀是否是同一物种,关键是两种地雀是否产生 。
30.(10分)如图为大肠杆菌的质粒示意图,是基因工程中应用最广泛的载体质粒,被命名为pBR322。除标注外,图中其他英文缩写表示该质粒上不同的限制性核酸内切酶的切割位点。回答下列问题:
(1)各种载体的化学本质是 ,除质粒外, 也可作载体。
(2)pBR322质粒可以作为多种目的基因的运载体,原因是 。
(3)不同限制性核酸内切酶识别的DNA序列不同,有的识别序列为6个核苷酸的片段,有的识别4个核苷酸的片段。若分别用识别6核苷酸序列和识别4核苷酸序列的限制性核酸内切酶切割同种较大的DNA分子,则理论上识别 的限制性核酸内切酶能把DNA分子切割成更短的片段。
(4)Ampr和Tetr为pBR322的 基因,在基因工程中的作用是 。
(5)用Hind Ⅲ和SalⅠ切割pBR322质粒和外源DNA,再用 酶,构建重组的DNA分子,导入受体细胞。若要鉴别受体细胞是否导入外源DNA以及导入外源DNA的类型(质粒或重组质粒),需要配制的培养基分别是 。在上述培养基中培养受体细胞,若 ,则表明导入了与目的基因重组的pBR322质粒。
答案全解全析
第7章 现代生物进化理论
第6~7章达标检测
1.B
2.B
3.B
4.D
5.A
6.A
7.D
8.B
9.C
10.A
11.A
12.B
13.B
14.C
15.D
16.C
17.D
18.C
19.C
20.A
21.A
22.A
23.C
24.D
25.B
一、选择题
1.B 在单倍体育种中,先对F1的花粉进行离体培养,后经秋水仙素处理,长成植株后再进行筛选,B错误。
2.B 结实率低,发育迟缓属于多倍体育种的特点,①错误;人工诱变可以提高突变率,缩短育种周期,能大幅度改良某些性状,使后代变异性状较快稳定,进而加快育种进程,②正确;诱变育种的原理主要是基因突变,基因突变具有不定向性,③错误;茎秆粗壮,果实种子大,营养物质含量高属于多倍体育种的特点,④错误;基因突变具有多害少利性和不定向性,所以人工诱变产生的有利个体不多,需要处理大量材料,⑤正确。
3.B 杂交育种可集中不同亲本的优良性状,故杂种优势可通过杂交育种获得,A正确;杂交育种过程中多代选育是为了获得稳定遗传的纯合子,而杂种优势F1即可获得,B错误;F1为杂合子,杂合子不能稳定遗传,C正确;据“F1 互相交配,F2优势会减弱”知,杂种优势减弱的原因是发生了基因重组,D正确。
4.D 杂交育种是获得隐性纯合子最简便的方法,A错误;欲对原品系营养器官“增大”或“加强”,适合采用多倍体育种,B错误;欲让原品系产生自然界没有的新性状,可采用诱变育种,C错误;杂交育种的原理是基因重组,欲集中双亲优良性状,可采用杂交育种,D正确。
5.A 荧光植物的培育采用了基因工程育种的方法,需使用限制酶和DNA连接酶,A错误;荧光酶基因表达产物为荧光酶,荧光酶能催化萤火虫腹部的一系列反应从而发光,B正确;基因可通过控制酶的合成来控制细胞代谢,进而控制生物的性状,C正确;所有生物通用一套遗传密码,保证了生物之间的基因能够进行转移并表达,荧光酶基因能在植物细胞内表达,证明生物共用同一套遗传密码,D正确。
6.A 株系法育种是在杂交育种的基础上增加了单株收获的程序而进行的育种方法,该方法比传统的杂交育种需要的时间短。F2自交发生性状分离获得的F3株系既有杂种又有纯种,A错误;F2自交不发生性状分离获得的F3株系全为纯种,B正确;两纯合亲本杂交,得到的F1全为高秆抗病(TtRr),F1自交得到F2的基因型为1TTRR、1TTrr、1ttRR、1ttrr、2TtRR、2TTRr、2ttRr、2Ttrr、4TtRr,其中ttRR是符合要求的类型,显然只有1/16的株系符合选育要求,C正确;单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限,而株系法育种虽然比杂交育种需要的时间短,但依然比单倍体育种所需的时间长,D正确。
7.D 方法1是不断通过自交和筛选获得低芥酸油菜,方法1中自交过程依据的原理是基因重组,A正确;方法2是单倍体育种,先通过花药离体培养获得单倍体植株,再通过秋水仙素处理获得纯合子,方法2中的组培苗是由中芥酸油菜的雄配子经过花药离体培养得到的,有HG、Hg、hG和hg四种基因型,B正确;处理②是用秋水仙素处理组培苗幼苗,目的是诱导染色体数目加倍,获得纯合子,C正确;方法1培育低芥酸品种的育种进程缓慢,方法2能提高育种进程,效率更高,D错误。
8.B ①为反转录,以mRNA为模板合成DNA,需要反转录酶催化,原料是碱基组成为A、T、G、C的四种游离的脱氧核苷酸,A错误;基因工程是在DNA分子水平上人为进行基因重组,可定向改造生物的遗传性状,B正确;质粒一般存在于原核生物如细菌中,但真核生物如酵母菌中也有质粒,C错误;②要用限制酶切割质粒DNA,并要用到DNA连接酶形成重组质粒,而③过程(将重组质粒导入受体细胞)不需要用DNA连接酶,D错误。
9.C 图中过程①为诱导染色体数目加倍,常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,A正确;过程②和③中品种乙授粉的作用不同,前者是使配子受精,后者是用花粉中生长素刺激三倍体西瓜子房发育成果实,B正确;过程④采用的方法是花药离体培养,单倍体幼苗只含有一个染色体组,高度不育,C错误;过程⑤是杂交育种,如果优良性状是隐性性状,则得到的F1不一定表现出来,D正确。
10.A 该育种方式为人工诱变育种,原理主要是基因突变,但基因突变是不定向的,A错误;基因突变具有低频性和不定向性,因此需要处理大量的材料,B正确;辐射诱变和太空搭载可能诱导小麦发生基因突变,也可能发生染色体变异,C正确;连续自交可以提高纯合子的比例,D正确。
11.A 现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位,A正确;拉马克认为生物各种适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传,B错误;达尔文认为生存斗争是生物进化的动力和选择手段,适者生存是自然选择的结果,C错误;达尔文自然选择学说的不足之处是不能很好地解释物种大爆发等现象,D错误。
12.B 有利突变利于生物适应环境,不利突变不利于生物适应环境,A错误;一个物种的形成或灭绝可能会影响若干其他物种的进化,B正确;生物进化的实质是种群基因频率发生改变,生物进化不一定经过隔离过程,C、D错误。
13.B 突变、基因重组、自然选择、隔离、迁移、遗传漂变等可导致基因频率的改变,进而影响遗传平衡状态,A正确;地理隔离阻止种内群体进行基因交流可导致基因库出现差异,最终可能出现生殖隔离,不能保证遗传平衡状态,B错误;种群处于遗传平衡状态时,种群达到没有变异、自然选择、数量足够多、自由交配的理想状态,基因频率不发生改变,C正确;生物进化过程中,突变为生物进化提供原材料,自然选择对不同变异进行选择,两者常常共同起作用,D正确。
14.C 生物进化过程实际上是生物与生物、生物与无机环境之间共同进化的过程,生物多样性是共同进化的结果,A正确;美洲狮和狼捕食黑尾鹿,减少了黑尾鹿与其他植食动物之间的竞争,对其他植食动物的生存有利,B正确;美洲狮和狼所捕食的大多数是鹿群中年老、病弱或年幼的个体,在客观上对鹿群进化起促进作用,有利于黑尾鹿种群的发展,C错误;美洲狮和狼的捕食会使黑尾鹿的基因频率发生改变,D正确。
15.D 金鱼草种群中全部个体所含有的全部基因构成其种群的基因库,A错误;不同花色数量的差异是自然选择的结果,B错误;基因重组属于可遗传变异,可为自然选择提供选择材料,粉红花的产生不是基因重组的结果,C错误;种群中C的基因频率为(35×2+40)/[(35+25+40)×2]×100%=55%,Cc的基因型频率为40/(35+25+40)×100%=40%,D正确。
16.C 头顶发光“钓鱼竿”的形成是海底黑暗环境长期自然选择的结果,A错误;共同进化发生在不同物种、生物与无机环境之间,B错误;鮟鱇鱼种群在深海环境条件稳定时,基因频率也可能会改变,如突变和基因重组会影响基因频率,C正确;基因突变、基因重组和染色体变异均能提供进化的原材料,D错误。
17.D 基因库是一个群体中所有个体的全部基因的总和,所以一个大熊猫种群的全部个体所含的全部基因是该种群的基因库,A正确;大熊猫属于一个物种,种群中的个体性状一般有较大差异,这体现了基因的多样性,B正确;某种群甲中个体基因型均为Aa,A和a基因频率均是50%,自由交配产生的后代为23%AA、54%Aa、23%aa,此时A基因频率=23%+1/2×54%=50%,生物进化的实质是种群基因频率的改变,该种群基因频率没发生改变,说明该种群没有发生进化,C正确;生殖隔离是物种形成的标志,小熊猫与大熊猫不是同一物种,是因为它们之间存在生殖隔离,D错误。
18.C 生物进化的实质是种群基因频率的改变,该果蝇种群的基因频率没有改变,因此该果蝇种群没有发生进化,A错误;该种群满足遗传平衡定律,在F2中,灰体果蝇、黑体果蝇所占比例不变,B错误;若灰色为显性,黑体基因型频率为1 600÷(1 600+8 400)×100%=16%,由于F1是自由交配获得的,因此隐性基因频率为40%,显性基因频率为60%,F1 中杂合灰体果蝇占2×40%×60%=48%,C正确;该实验中判断显隐性关系是从子一代的个体比例中推断出来的,而不是根据子代灰体果蝇的数量远多于黑体果蝇来判断的,D错误。
19.C 环境对鸟蛋的颜色和形状存在着长期的自然选择,选择的结果是适者生存,而不是鸟类所处环境长期诱导产生突变的结果,A正确,C错误;崖海鸦的蛋往往一端十分尖削,这可以阻止它们滚落峭壁,蛋壳上的保护色可用来藏匿伪装,B正确;并非所有的鸟蛋都呈同种形状或颜色,蛋的颜色和形状可能因产卵地点以及需要伪装的程度而有差异,D正确。
20.A 由于单倍体高度不育,不可能处理萌发的种子,所以过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗,A错误。Ⅰ→Ⅴ过程为杂交育种,方法最简便,B正确。经过Ⅲ培育形成⑤常用的方法是花药离体培养;过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理⑤的幼苗,使其染色体数目加倍,所以通过Ⅲ→Ⅵ过程的育种原理是基因重组和染色体变异,C正确。由于基因突变是不定向的,所以通过诱变育种Ⅱ→Ⅳ过程最不容易达到目的,D正确。
21.A ④为诱变育种,能大幅度地改良生物体的性状,A正确;水稻通过花药离体培养后得到单倍体,再用秋水仙素处理得到的是纯合子,B错误;题图中能发生基因重组的过程是①②③,⑤为染色体数目变异,C错误;水稻的杂交育种过程中,若选育的是隐性纯合子,则不需要连续自交,只要出现隐性性状即可,D错误。
22.A 普通小麦共有六个染色体组,长穗偃麦草中含有两个染色体组,因此F1中共含有4个染色体组,①过程可用秋水仙素处理导致纺锤体无法合成,从而使得染色体数目加倍,甲中含有8个染色体组,因此是获得异源八倍体,A错误;丙是由普通小麦和乙杂交而来,普通小麦所产生的配子含有21W三个染色体组,而乙在产生配子时,42W可以正常联会并减半,但7E会联会紊乱,在减数第一次分裂时随机分配,B正确;丁产生的配子有两种,分别是21W+1E或21W,因此自交后会产生42W、42W+1E、42W+1E、42W+2E,其中含有2E的占1/4,C正确;过程①为染色体数目变异,其余过程为基因重组,D正确。
23.C 根据题干信息可知,纯合高秆抗病植株与纯合矮秆易感病植株杂交,F1基因型为AaBb,F1自交得F2,根据孟德尔两对相对性状的遗传学实验F2的结论可知,矮秆抗病(aaB_)占3/16,A正确;利用秋水仙素或低温处理单倍体幼苗可以使染色体数目加倍,B正确;获取目的基因和建立基因表达载体的过程需要限制酶和DNA连接酶,而过程③是叶肉细胞经过植物组织培养获得转基因植物的过程,不需要上述2种酶,C错误;基因突变是不定向的,过程④是太空育种,其原理主要是基因突变,所以不易获得aaBB个体,D正确。
24.D 假设一开始该种群有100个个体,已知其中AA占30%,Aa占60%,aa占10%。因天敌捕食,此种群中AA和Aa个体均以每年10%的速度减少,而aa个体以每年10%的速度增加,可知天敌捕食使此种群朝着a基因积累的方向定向进化,A错误;生物进化的实质是种群基因频率的改变,但基因频率改变不能说明形成了新物种,生殖隔离出现标志着新物种的产生,B错误;设昆虫种群中AA个体数为100×30%=30,Aa个体数为60,aa个体数为10,则一年后昆虫种群中AA个体数为30×90%=27,Aa个体数为60×90%=54,aa个体数为10×110%=11,AA的基因型频率=27÷(11+27+54)≈29.3%,Aa的基因型频率=54÷(11+27+54)≈58.7%,则A的基因频率为29.3%+1/2×58.7%=58.65%,C错误;共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,被捕食者与捕食者之间都有相互选择、共同促进的作用,D正确。
25.B 湖泊型和溪流型三刺鱼能进行几代杂交,说明属于同一物种,故溪流型和湖泊型三刺鱼之间不存在生殖隔离,A错误;自然选择可以定向改变种群的基因频率,因而可以导致生物进化,故新的天然溪流可以定向改变三刺鱼种群的基因频率,B正确;突变和基因重组可以使种群产生可遗传的变异,为进化提供原材料,但变异是不定向的,C错误;共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,溪流型三刺鱼在新环境中繁殖能力增强,故溪流型标志基因的基因频率增加是溪流型三刺鱼和环境共同进化的结果,D错误。
二、非选择题
26.答案 (1)微重力、X射线、高能离子辐射、宇宙磁场 基因突变 染色体变异 (2)产生新基因、变异多、变异幅度大 萌发的种子细胞有丝分裂旺盛,DNA复制过程中更容易诱发突变 (3)43.75% (4)1或2或4 种植果实肉厚且抗病的太空椒(DdTt),取其花粉离体培养获得单倍体,用秋水仙素处理单倍体幼苗获得二倍体植株,挑选出果实肉厚且抗病的植株即为符合要求的纯合品种
解析 (1)该育种过程为太空育种,是利用太空中的微重力、X射线、高能离子辐射、宇宙磁场等诱变因子诱导生物发生可遗传变异,其变异类型可能属于基因突变或染色体变异。(2)太空育种能大幅度改良生物某些性状,能产生新基因,提高了突变率且具有不定向性,故具有产生新基因、变异多、变异幅度大的优点。细胞分裂间期DNA复制时容易发生基因突变,因此航天器上搭载的通常是萌发的种子。(3)若太空育种获得基因型为Bb的大豆植株,连续自交3代后,则理论上该种群的第3代中Bb的基因型比例为1/23=1/8,BB的基因型比例=bb的基因型比例=(1-1/8)÷2=7/16=43.75%。(4)青椒是二倍体植株,取青椒植株不同部位的细胞制成临时装片,观察到的细胞可能有处于减数分裂第一分裂、减数第二次分裂、有丝分裂等过程的细胞,则细胞内染色体组数目为1或2或4。单倍体育种能明显缩短育种年限,因此若要在最短时间内利用基因型DdTt的个体培育出纯合的果实肉厚且抗病的太空椒DDTT,育种思路是:种植果实肉厚且抗病的太空椒(DdTt),取其花粉离体培养获得单倍体,用秋水仙素处理单倍体幼苗获得二倍体植株,挑选出果实肉厚且抗病的植株即为符合要求的纯合品种。
27.答案 (1)3/8 3∶2 (2)②③④⑤ (3)花药离体培养 4 低温 茎秆粗壮、果实和种子较大、营养物质丰富等 (4)密码子的简并性,对应的氨基酸的种类不变;可能发生隐性突变、基因表达受环境影响等 (5)Dd∶ddd∶Ddd∶dd=1∶1∶2∶2
解析 ①是诱变育种,原理主要是基因突变;②是基因工程育种,原理是基因重组;③④是杂交育种,原理是基因重组;③⑤是单倍体育种,原理是基因重组、染色体变异;⑥是多倍体育种,原理是染色体变异。(1)对于抗病性状来说,甲、乙基因型是rr、RR,子一代基因型是Rr,连续自交2次,得到子三代中杂合子的比例是Rr=(1/2)2=1/4,纯合感病rr比例=纯合抗病RR的比例=(1-1/4)÷2=3/8;子一代基因型是DdRr,自交得到子二代矮秆抗病水稻植株的基因型是ddRR∶ddRr=1∶2,自交后代ddRR=1/3+2/3×1/4=1/2,ddRr=2/3×1/2=1/3,ddRR和ddRr的比例为(1/2)∶(1/3)=3∶2。(2)基因重组发生在减数分裂产生配子的过程中以及分子水平上的基因工程,应用基因重组原理的育种方法是②③④⑤。(3)过程⑤是得到单倍体植株,常用方法是花药离体培养,由于F1基因型为DdRr,因此得到的单倍体植株有4种。过程⑥是多倍体育种,除了用秋水仙素处理外,还可进行低温处理,该育种方法的优点是茎秆粗壮、果实和种子较大、营养物质丰富等。(4)由于密码子具有简并性,基因突变后,转录形成的密码子发生改变,但是改变后的密码子可能与改变前的密码子编码同一种氨基酸,因此基因突变不一定引起生物性状改变;也可能是显性纯合体的一个显性基因突变为隐性基因,生物性状也不发生改变等。(5)由于图2基因型为ddD,按照分离定律,母本产生的配子类型及比例是dd∶D∶Dd∶d=1∶1∶2∶2,与正常雄株测交后代的基因型及比例是Dd∶ddd∶Ddd∶dd=1∶1∶2∶2。
28.答案 (1)基因库 等位基因 基因重组 (2)2% (3)55% 15% 70% 种群基因频率的改变 (4)在正常环境条件下,残翅是不利变异,经长期的自然选择而不断被淘汰,自然选择决定生物进化的方向
解析 (1)种群的基因库即该种群的全部个体所含有的全部基因。该种群中果蝇在突变过程中产生的等位基因,通过有性生殖中的基因重组而产生多种多样的基因型,使种群产生了大量的可遗传的变异。(2)根据遗传平衡公式(p+q)2=p2+2pq+q2=1,由题意可知,隐性纯合子(bb)的基因型频率为1/2 500,即q2=1/2 500,所以b的基因频率为2%。(3)种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%,则基因型为Aa的个体占30%。倘若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状的基因型,则基因型为AA的个体占40%,基因型为Aa的个体占60%。该种群自交,基因型为AA的个体自交后代基因型仍为AA,占40%;基因型为Aa的个体自交,后代中AA占15%,Aa占30%,aa占15%。因此自交一代中基因型为AA的个体占55%,基因型为aa的个体占15%。此时种群中A的基因频率为55%+1/2×30%=70%。生物进化的实质是种群基因频率的改变。(4)题中事实说明对生物个体来讲,具有不利变异的个体会被环境逐步淘汰,有利变异的个体会被保留,即生物变异是不定向的,而自然选择是定向的。
29.答案 (1)南美洲地雀 物种 (2)不能确定 地理 不同 食物 (3)生殖隔离
解析 (1)加拉帕戈斯群岛不同种地雀都是由南美洲地雀这一共同祖先进化而来的。生物多样性包含遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性,13种地雀属于13个物种,体现了生物的物种多样性。(2)起初迁入到13个小岛上的原始地雀中,各种基因型的比例不确定,因此A和a的基因频率不能确定。由于各小岛彼此独立,生活在这些小岛上的原始地雀之间存在着地理隔离,由于不同小岛上突变和基因重组是不同的,经过长期自然选择,种群的基因频率发生定向改变,喙的大小与地雀的捕食有关,不同小岛上喙的大小存在明显差异,主要是不同小岛上不同的食物条件作用的结果。(3)判断树雀和莺雀是否是同一物种,关键看两种地雀之间是否产生生殖隔离。
30.答案 (1)DNA 噬菌体和动植物病毒(或答病毒) (2)有多种限制性核酸内切酶的切割位点 (3) 4核苷酸序列 (4)标记 用于检测目的基因是否导入受体细胞 (5)DNA连接 含氨苄青霉素(不含四环素)的培养基、含四环素(不含氨苄青霉素)的培养基 受体细胞在有氨苄青霉素的培养基中生长而在有四环素的培养基中不生长
解析 (1)图示为大肠杆菌的质粒pBR322示意图,质粒是小型环状DNA分子,是基因工程中应用非常广泛的载体。除质粒外,噬菌体、动植物病毒也可作载体,它们的化学本质都是DNA。(2)该质粒含多种限制性核酸内切酶的酶切位点,故可作为多种目的基因的运载体。(3)若分别用识别6核苷酸序列和识别4核苷酸序列的限制性核酸内切酶切割同种较大的DNA分子,理论上识别4核苷酸序列的限制性核酸内切酶能把DNA分子切割成更短的片段,因为限制酶识别的DNA序列越短,在DNA分子中出现的概率越大。(4)Ampr和Tetr为pBR322的标记基因,用于检测目的基因是否导入受体细胞。(5)用Hind Ⅲ和Sal Ⅰ切割pBR322质粒和外源DNA,再在DNA连接酶作用下,构建重组的DNA分子,导入受体细胞。若要鉴别受体细胞是否导入外源DNA以及导入外源DNA的类型(质粒或重组质粒),需要配制含氨苄青霉素(不含四环素)的培养基、含四环素(不含氨苄青霉素)的培养基来进行对照培养,因为质粒pBR322中含有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因,所以它既抗氨苄青霉素又抗四环素。而重组质粒中四环素抗性基因因目的基因的插入而被破坏,所以若受体细胞在含氨苄青霉素的培养基中生长,在含四环素的培养基中不生长,则表明导入了与目的基因重组的pBR322质粒。
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