高中生物一轮复习同步练习：遗传、变异的综合应用

遗传、变异的综合应用练习一、选择题1.如图为某二倍体动物细胞甲在有丝分裂和减数分裂过程中出现的三个细胞乙、丙、丁。有关叙述正确的是 ()A.图中乙细胞正在进行减数分裂,可能发生基因突变和基因重组B.乙细胞的子细胞含有4个染色体组,丙细胞连续分裂后的子细胞具有一个染色体组C.基因重组的发生与丙细胞有关,而与乙细胞无直接关系D.丙细胞与丁细胞的变异类型相同2.β-地中海贫血症患者的β-珠蛋白(血红蛋白的组成部分)合成受阻,原因是血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了改变,由正常基因A突变成致病基因a(如图所示,AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子)。下列相关叙述错误的是 () A.①与②过程中碱基互补配对的方式不完全相同B.异常mRNA翻译产生的异常β-珠蛋白由38个氨基酸组成C.突变基因a中的氢键数量和脱氧核苷酸数量都发生了改变D.该病可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗3.雌性杂合玳瑁猫的毛皮上有黑色和黄色随机镶嵌的斑块,其中黄色(B)对黑色(b)为显性,B/b只在X染色体上。根据Lyon假说,该现象产生的原因是正常雌性哺乳动物在胚胎发育早期,细胞中的一条X染色体随机高度螺旋化失活形成巴氏小体,且该细胞分裂产生的后代细胞中这条X染色体均处于失活状态。下列分析错误的是 ()A.该遗传机制可使X染色体上的基因在两种性别中有近乎相等的表达水平B.推测其他生物存在雄性X染色体基因高表达或者雌性两条X染色体基因均处于低表达的遗传机制C.雄性玳瑁猫的出现可能是因为发生了染色体数目变异D.推测性染色体组成为XXX或XXXX的雌猫中只有1个巴氏小体4.科研人员利用小鼠缺失系(del)定位经诱变得到的隐性突变基因m。下图是缺失型小鼠与经诱变得到的杂合型小鼠杂交图解,相关叙述错误的是 ()A.图中子代野生型小鼠、杂合型小鼠、缺失型小鼠的表型相同B.如果图中突变基因是隐性致死基因,则后代有+/+、m/+、del/m、del/+四种小鼠C.如果隐性突变基因不在缺失区段,则后代不会出现突变性状D.不同的突变基因可应用染色体不同部位缺失的小鼠进行基因定位5.雄蚕比雌蚕的吐丝量高且蚕丝质量好,但雌雄鉴别困难。已知基因B能使蚕卵呈黑色,无基因B则蚕卵为白色。用X射线处理雌蚕甲,流程如图,下列叙述错误的是 ()A.X射线处理,既可引起基因突变,也可引起染色体结构变异B.使用光学显微镜观察细胞中的染色体形态,可区分乙、丙个体C.突变体丁与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,可实现对子代的大规模性别鉴定D.③过程中,丙与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,子代中有1/2的个体基因型为bbZWB6.果蝇的性别决定与X染色体的数量有关。受精卵中含有两条X染色体才能产生足够的雌性化信号,从而发育为雌蝇,没有X染色体的受精卵无法发育。遗传学家得到一批基因型为XaXa的黄体雌果蝇(⌒表示两条染色体并联,并联的X染色体在减数分裂时无法分离)。将这些雌蝇与灰体雄蝇(XAY)杂交,子代中只有灰体雄蝇和黄体雌蝇,且比例为A.实验所用黄体雌果蝇不能产生染色体数目正常的配子B.染色体组成为XXX的受精卵不能正常发育为个体C.子代中的灰体雄蝇的性染色体只有一条X染色体D.子代中雌雄果蝇交配,后代雌性中黄体的概率为1/27.玉米雌雄同株但异花。某研究小组在纯合高秆玉米种群中发现甲、乙两种类型的矮秆玉米若干株。现进行有关杂交实验:实验一:甲×纯合高秆→F1(高秆)→F2(3高秆∶1矮秆)实验二:乙×纯合高秆→F1(矮秆)→F2(1高秆∶3矮秆)实验三:甲×乙→F1(矮秆)→F2分析发现,甲、乙只有一种基因突变。下列有关叙述中,不正确的是()A.甲、乙两种类型的矮秆基因分别是隐性、显性突变B.若让实验二的F2自由交配,F3的表型及比例为3矮秆∶1高秆C.若甲、乙类型的矮秆基因由同一种基因突变而来,则实验三F2的表型均为矮秆D.若甲、乙类型的矮秆基因由不同种基因突变而来,则实验三F2的表型及比例为13矮秆∶3高秆8.有研究表明,M140基因的突变与遗传性骨骼发育不良(SD)的发生有关。某研究小组获得了一个SD患病家系的遗传系谱图,并对其成员的M140基因进行了测序,部分结果如下表,不考虑X、Y染色体的同源区段,下列叙述不正确的是 ()成员测序结果Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅲ1…CTGCCAGTGGTT…Ⅱ2、Ⅲ2…CTGCCAGTGGTT…和…CTGCCGGTGGTT…A.致病的M140基因发生了碱基对的替换B.Ⅱ2的早期胚胎细胞中可能发生了M140基因的突变C.该家系SD的遗传方式为常染色体显性遗传D.家系中Ⅱ2的致病基因来自Ⅰ1和Ⅰ29.一只杂合长翅雄果蝇(Aa)与一只残翅雌果蝇(aa)杂交,一方减数分裂异常导致产生一只A/a所在染色体三体长翅雄果蝇。已知三体在减数分裂过程中,三条染色体中两条随机配对,剩余一条染色体随机分配至细胞一极。为确定该三体果蝇的基因型(不考虑基因突变),让其与残翅雌果蝇测交,下列说法不正确的是()A.三体长翅雄果蝇的产生可能是精原细胞减数第一次分裂异常导致的B.三体长翅雄果蝇的产生可能是卵原细胞减数第二次分裂异常导致的C.如果测交后代中长翅∶残翅=5∶1,则该三体果蝇的基因型为AAaD.如果测交后代中长翅∶残翅=3∶1,则该三体果蝇的基因型为Aaa二、非选择题10.我国繁育大白菜(2N=20)有7000多年历史,自然界为野生型,为研究大白菜抽薹开花的调控机制,某科研单位将野生型的大白菜经过诱变育种得到了抽薹早突变体甲和抽薹晚突变体乙。进行实验如下:突变体甲×野生型→F1(表型与突变体甲相同)突变体乙×野生型→F1(表型与突变体乙相同)F1(表型与突变体甲相同)×F1(表型与突变体乙相同)→F2(新性状∶突变体甲∶突变体乙∶野生型=1∶1∶1∶1)(1)若突变体甲与突变体乙是染色体上两个不同位点基因突变的结果,突变体甲与突变体乙性状分别对野生型性状是、(填“显性”或“隐性”)。要确定两个不同突变位点基因是否在一对同源染色体上,将F2中的新性状个体进行自交,统计其所有后代。若新性状∶突变体甲∶突变体乙∶野生型=(填比例),说明两个不同突变位点位于一对同源染色体上。

(2)为探究上述白菜早抽薹的原因,对野生型基因与突变体甲基因进行相关检测和比较,结果如下:野生型…………GGAGGGGRAAGKCGTRAAAKAGCSAGARTGGWGACDCAGQ…………突变体甲…………GGAGGGGRAAGKCGTRAAAKAGCSAGARTAG*GACCAG…………注:上面为非模板链,非模板链下面的字母代表模板链对应的氨基酸,*处无对应氨基酸(UAG、UAA、UGA为终止密码子)①由上图可知,白菜的抽薹时间提前是因为野生型基因中(填碱基对)突变,导致mRNA上的提前出现,(填过程)提前终止,最终导致蛋白质的空间结构改变,功能异常。

②研究发现上述野生型基因的表达产物是一种甲基转移酶,通过催化染色体中组蛋白的甲基化来影响基因F的表达,进而影响抽薹,野生型与突变体甲的F基因表达的相对水平如图(野生型与突变体甲的F基因均为正常)。请根据以上信息推测突变体甲抽薹提前的原因: 。

11.水稻(核型2n=24)是人类重要粮食作物之一,某些水稻品种存在着彩色基因,除了野生型绿叶和绿穗以外,彩色水稻的叶色和穗色还具有其他颜色,具有很高的研究和利用价值。让两种纯合的彩色水稻杂交得F1,F1自交得F2,F2植株的性状表现及数量如表所示。性状绿叶绿穗绿叶白穗黄叶绿穗株数2218019回答下列问题:(1)叶色由对等位基因控制,穗色中的显性性状是。

(2)控制叶色和穗色的基因之间(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律。

(3)科研人员在研究中获得了紫穗植株突变体,已知紫穗性状由一对隐性基因控制。研究人员利用相关技术,对彩色水稻的穗色进行基因定位。①单体的核型为,单体可用于对基因的染色体定位(未配对的染色体在减数第一次分裂后期随机分配)。以野生型绿穗植株为材料,人工构建水稻的单体系(绿穗)中应有种单体。将紫穗突变体与该水稻单体系中的全部单体分别杂交,留种并单独隔离种植,当子代出现表型及比例为时,可将紫穗基因定位于。

②三体(核型2n+1=25)也可以用于基因定位。请设计实验,利用该水稻穗色纯合的野生型三体系植株对紫穗基因进行定位。实验思路:将紫穗突变体与分别杂交,留种并种植F1,使其随机受粉,收集种子F2并单独隔离种植,观察F2的表型及比例。

结果分析:当时,可对紫穗基因进行染色体定位。

答案：1.C解析图中乙细胞为有丝分裂后期细胞,有丝分裂过程中不发生基因重组,A错误;乙细胞含有4个染色体组,其产生的子细胞含有2个染色体组,B错误;基因重组一般发生在减数第一次分裂,因此基因重组的发生与丙细胞有关,而与乙细胞无直接关系,C正确;丙细胞同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换,属于基因重组,而丁细胞发生的是染色体结构变异(易位),D错误。2.C解析过程①表示遗传信息的转录,过程②表示翻译,转录过程中碱基互补配对方式是A—U,T—A,C—G,G—C,翻译过程中是A—U,U—A,C—G,G—C,A正确;异常mRNA翻译提前终止,由于第39个密码子是终止密码子,不编码氨基酸,所以异常β-珠蛋白由38个氨基酸组成,B正确;据图可知,基因突变后,密码子CAG变成了终止密码子UAG,由此判断基因中发生了C—G碱基对和T—A碱基对的替换,由于G—C碱基对之间有三个氢键,A—T碱基对之间有两个氢键,所以突变基因a中的氢键数量改变,但脱氧核苷酸数量不变,C错误;基因治疗是指把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的,β-地中海贫血症患者可以通过基因治疗或者移植造血干细胞进行治疗,D正确。3.D解析雌性杂合玳瑁猫的基因型为XBXb,根据题干“细胞中的一条X染色体随机高度螺旋化失活形成巴氏小体,且该细胞分裂产生的后代细胞中这条X染色体均处于失活状态”,故该遗传机制可使X染色体上的基因在两种性别中有近乎相等的表达水平,A正确;若X染色体有两条或多条时,只有一条可以正常表达,所以推测其他生物存在雄性X染色体基因高表达或者雌性两条X染色体基因均处于低表达的遗传机制,B正确;雄性玳瑁猫若出现,说明其基因型为XBXbY,推测雌猫减数分裂异常,发生了染色体数目变异,C正确;推测性染色体组成为XXX或XXXX的雌猫中有2个或3个巴氏小体,D错误。4.B解析由题图及题干可知,m为隐性突变基因,del为染色体缺失,不含相应的基因,+为显性基因。子代野生型小鼠、杂合型小鼠、缺失型小鼠均带有+,因此表型相同,A正确;如果图中突变基因是隐性致死基因,则后代有+/+、m/+、del/+三种小鼠,del/m隐性纯合致死,B错误;如果隐性突变基因不在缺失区段,则后代不会出现突变性状,只有野生性状,C正确;若缺失/突变型小鼠表现为突变性状则控制该突变性状的基因位于缺失染色体的缺失区段,因此不同的突变基因可应用染色体不同部位缺失的小鼠进行基因定位,D正确。5.D解析X射线处理雌蚕甲,其B基因突变成b基因,再用X射线处理乙,常染色体上的B基因转移到W染色体上获得了丙,再经过杂交鉴定和筛选得到丁,即X射线处理,既可以引起基因突变也可以引起染色体结构变异,A正确;使用光学显微镜观察细胞中染色体形态,可区分乙、丙个体,B正确;突变体丁(bbZWB)与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,子代雄性(bbZZ)蚕卵全呈白色,雌性(bbZWB)蚕卵呈黑色,可实现对子代的大规模性别鉴定,C正确;丙的基因型为bOZWB,与基因型为bbZZ的雄蚕杂交,子代为bbZWB的概率为1/2×1/2=1/4,D错误。6.D解析根据题意,实验所用黄体雌果蝇基因型为XaXa,并联的染色体在减数分裂时无法分离,因而不能产生染色体数目正常的配子,产生的2种异常配子中一种含有两条并联的X染色体,另一种不含有X染色体,A正确;子代中只有灰体雄蝇(XAO)和黄体雌蝇(XaXaY),且比例为1∶1,说明基因型为XAXaXa的果蝇无法存活,即染色体组成为XXX的受精卵不能正常发育为个体,B正确;子代中灰体雄蝇基因型为XAO,性染色体只有一条X染色体,C正确;子代中雌蝇基因型为XaXa7.D解析由实验一、二可推知,高秆、矮秆(至少)受两对等位基因控制,甲(矮秆)×纯合高秆→F1高秆,说明甲发生了隐性突变,乙(矮秆)×纯合高秆→F1矮秆,说明乙发生了显性突变,A正确;实验二中,设纯合高秆的基因型为AAbb,乙的基因型为AABB,则F1的基因型为AABb,两对基因无论是位于一对或者两对同源染色体上,F2的基因型及比例均为AABB、AABb、AAbb=1∶2∶1,F2自由交配,F2产生的配子及比例为1/2AB,1/2Ab,F3的基因型及比例为1/4AABB,1/2AABb,1/4AAbb,则F3的表型及比例为3矮秆∶1高秆,B正确;设纯合高秆的基因型为AAbb,若甲、乙类型的矮秆基因由同一种基因突变而来,则甲的基因型为aabb、乙的基因型是A1A1bb,其中A1对A为显性,A对a为显性,a和A1都控制矮秆,实验三中的F1基因型为A1abb,F2的基因型为A1A1bb、A1abb、aabb,都表现为矮秆,C正确;若甲、乙类型的矮秆由不同种基因突变而来,则纯合高秆基因型可表示为AAbb,甲的基因型为aabb,乙的基因型可表示为AABB,甲、乙杂交所得F1基因型为AaBb,均为矮秆,若两对基因位于一对同源染色体上,F1产生的雌雄配子都为AB∶ab=1∶1,F2的基因型为AABB、AaBb、aabb,全为矮秆,若两对基因位于两对同源染色体上,F2的基因型为9A_B_(矮秆)、3aaB_(矮秆)、3A_bb(高秆)、1aabb(矮秆),即表型及比例为13矮秆∶3高秆,D错误。8.D[解析]由图可知,若该病的遗传方式为常染色体隐性遗传,Ⅰ1、Ⅰ2应该携带致病基因,但测序结果只有一个序列,说明Ⅰ1、Ⅰ2不是致病基因携带者,根据测序结果,该家系出现SD是由于Ⅱ2的早期胚胎细胞中发生了M140基因的突变(A—T碱基对替换为C—G碱基对,为显性突变),而不是来自第一代的遗传,且Ⅲ2也同时含有这一对等位基因,故SD的遗传方式为常染色体显性遗传,A、B、C正确,D错误。9.D解析三体长翅雄果蝇可能是精原细胞减数第一次分裂异常产生含Aa基因的精子导致的,或减数第二次分裂异常产生含AA基因的精子导致的,A正确;三体长翅雄果蝇可能是卵原细胞减数第一次分裂异常产生含aa基因的卵细胞导致的,或减数第二次分裂异常产生含aa基因的卵细胞导致的,B正确;如果该三体果蝇的基因型为AAa,产生的配子类型及比例是AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,与残翅雌果蝇(aa)测交,后代的基因型及比例为AAa∶aa∶Aaa∶Aa=1∶1∶2∶2,则长翅∶残翅=5∶1,C正确;如果该三体果蝇的基因型为Aaa,产生的配子类型及比例是A∶aa∶Aa∶a=1∶1∶2∶2,与残翅雌果蝇(aa)测交,后代的基因型及比例为Aa∶aaa∶Aaa∶aa=1∶1∶2∶2,则长翅∶残翅=1∶1,D错误。10.(1)显性显性2∶1∶1∶0(2)G—C终止密码子翻译因为基因突变导致合成的甲基转移酶结构和功能异常,使染色体组蛋白甲基化水平降低,进而使F基因表达水平下降,解除对抽薹的抑制,白菜提前抽薹解析(1)由于突变体甲与野生型杂交,子一代表型与突变体甲相同,突变体乙与野生型杂交,子一代表型与突变体乙相同,说明突变体甲与突变体乙性状对野生型都是显性性状。假设突变体甲与突变体乙是染色体上两个不同位点基因突变的结果,野生型基因型为aabb,甲基因型是AAbb,乙的基因型是aaBB,则突变体甲×野生型→F1基因型Aabb,突变体乙×野生型→F1基因型aaBb,Aabb×aaBb→F2新性状(AaBb)∶突变体甲(Aabb)∶突变体乙(aaBb)∶野生型(aabb)=1∶1∶1∶1,将F2中的新性状个体(AaBb)进行自交,后代新性状∶突变体甲∶突变体乙∶野生型=9∶3∶3∶1。假设突变体甲与突变体乙两个不同突变位点位于一对同源染色体上,野生型基因型为aabb,甲基因型是AAbb,乙的基因型是aaBB,说明A、b基因位于一条染色体上,a、B基因位于另一条染色体上,突变体甲×野生型→F1基因型Aabb,突变体乙×野生型→F1基因型aaBb,Aabb×aaBb→F2新性状(AaBb)∶突变体甲(Aabb)∶突变体乙(aaBb)∶野生型(aabb)=1∶1∶1∶1,将F2中的新性状个体(AaBb)进行自交,由于只能产生Ab和aB两种配子,所以子代中新性状(AaBb)∶突变体甲(Aabb)∶突变体乙(aaBb)∶野生型(aabb)=2∶1∶1∶0。(2)①由图可知,野生型氨基酸W对应的基因碱基序列中其中一个G—C碱基对被A—T替换,相应位置非模板链DNA变成了TAG,mRNA上相应的密码子变成UAG,终止密码子提前出现导致翻译提前终止,最终导致蛋白质的空间结构改变,功能异常。②根据题图信息推测突变体甲抽薹提前的原因是基因突变导致合成的甲基转移酶结构和功能异常,使染色体组蛋白甲基化水平降低,进而使F基因表达水平下降,解除对抽薹的抑制,使白菜提前抽薹。11.(1)两绿穗(2)不遵循(3)2n-1=