3.变异与育种大题分析与表达练2025年高考总复习优化设计二轮专题生物H课后习题含答案

3.变异与育种大题分析与表达练2025年高考总复习优化设计二轮专题生物H课后习题含答案3.变异与育种(分值:43分)学生用书P251

1.(2024·辽宁沈阳三模)(11分)玉米属于雌雄同株异花植物。玉米的雄性育性受两对等位基因M/m和R/r的控制,基因R控制合成的蛋白R能够影响花粉母细胞同源染色体的联会,如果花粉母细胞蛋白R缺失或减少,就不能产生正常的精子,从而导致雄性不育。基因M的表达产物会影响蛋白R的合成。实验人员选择一株纯合的雄性可育的玉米和一株纯合的雄性不育的玉米进行杂交,F1全表现为雄性可育,F1自交,F2中雄性可育∶雄性不育=10∶6。回答以下问题。(1)两对等位基因M/m和R/r遗传时遵循的遗传定律是,F1的基因型是。

(2)进一步研究发现,基因型为mmRR的玉米表现为雄性可育,而基因型为mmRr的玉米表现为雄性不育,推测其原因可能是;但基因型为MMRr和MmRr的玉米都表现为雄性可育,请推测基因M和基因R的关系:。

(3)为探究基因R/r的作用机制,研究者用不同引物分别对P1(mmRR)、P2(mmRr)和P3(mmrr)玉米的基因R/r进行PCR扩增后电泳检测,并对细胞中基因R/r的转录产物的量进行测定,结果如图1和图2所示,M为标准参照物。图1图2①研究者利用PCR技术扩增基因R和基因r时选择了不同的引物,这是因为

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②结合图1和图2分析,R基因突变为r基因时发生了碱基对的。研究者发现P3玉米细胞中没有相应的转录产物与RNA聚合酶不能发挥作用有关。根据以上信息推测,P3玉米细胞中没有相应的转录产物的原因是

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答案(1)自由组合MmRr(2)基因型为mmRr的玉米表现为花粉母细胞蛋白R含量少基因M的表达产物能促进基因R的表达(3)①R和r为等位基因,二者中含有的碱基序列是有差别的②缺失缺失部分为RNA聚合酶的结合位点,因而无法转录解析(1)题意显示,玉米的雄性育性受两对等位基因M/m和R/r的控制,一株纯合的雄性可育的玉米和一株纯合的雄性不育的玉米进行杂交,F1全表现为雄性可育,F1自交,F2中雄性可育∶雄性不育=10∶6,为9∶3∶3∶1的变式,因而说明等位基因M/m和R/r遗传时遵循基因自由组合定律,则F1的基因型为MmRr。(2)进一步研究发现,基因型为mmRR的玉米表现为雄性可育,而基因型为mmRr的玉米表现为雄性不育,而题中显示,花粉母细胞蛋白R缺失或减少时,就不能产生正常的精子,则基因型为mmRr的玉米表现为花粉母细胞蛋白R含量少。题中显示,基因M的表达产物会影响蛋白R的合成,据此可推测,基因型为MMRr和MmRr的玉米都表现为雄性可育的原因是基因M的表达产物能促进基因R的表达。(3)①研究者利用PCR技术扩增基因R和基因r时选择了不同的引物,这是因为R和r为等位基因,二者中含有的碱基序列是有差别的,因而为了扩增两种基因需要选择不同的引物。②结合图1和图2实验结果可以看出,基因R中的碱基数量多于基因r,因而可知基因R突变为基因r时发生了碱基对的缺失。研究者发现P3玉米细胞中没有相应的转录产物与RNA聚合酶不能发挥作用有关。根据以上信息推测,P3玉米细胞中没有相应的转录产物,且基因r是基因R发生碱基对缺失造成的,可能的原因是缺失部分为RNA聚合酶的结合位点,因而无法转录,进而导致没有相应的转录产物。2.(2024·四川绵阳模拟)(10分)李振声院士获得了2006年度国家最高科技奖,其主要成就是实现了小麦同偃麦草的远缘杂交,培育出了多个小偃麦品种。请回答下列有关小麦遗传育种的问题。(1)如果小偃麦早熟(A)对晚熟(a)是显性,抗干热(B)对不抗干热(b)是显性(两对基因自由组合),在研究这两对相对性状的杂交实验中,以某亲本与双隐性纯合子杂交,F1性状分离比为1∶1,请写出此亲本可能的基因型:。

(2)如果决定小偃麦抗寒与不抗寒的一对基因在叶绿体DNA上,以抗寒晚熟与不抗寒早熟的纯合亲本杂交,要得到抗寒早熟个体,需要表型为的个体作母本。

(3)小偃麦有蓝粒品种。如果有一蓝粒小偃麦变异株,籽粒变为白粒,经检查,体细胞缺少一对染色体,如果将这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交,得到的F1自交,请从减数分裂和受精作用分析F2中出现染色体数目正常与不正常个体的原因:

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(4)除小偃麦外,我国也实现了普通小麦与黑麦的远缘杂交。普通小麦(六倍体)配子中的染色体数为21,配子形成时处于减数分裂Ⅱ后期的每个细胞中的染色体数为;普通小麦与黑麦(二倍体)杂交,F1体细胞中的染色体组数为,由此F1可进一步育成小黑麦。

答案(1)AaBB或Aabb或AABb或aaBb(2)抗寒晚熟(3)F1通过减数分裂能产生正常与不正常的两种配子;正常配子相互结合产生正常的F2;不正常配子相互结合、正常配子与不正常配子结合产生不正常的F2(4)424解析(1)由于以某亲本与双隐性纯合子(aabb)杂交后代出现1∶1的性状分离比,故亲本的一对等位基因是杂合的,另一对是纯合的,故此亲本的基因型可能为AaBB、Aabb、AABb、aaBb中的一种。(2)位于叶绿体DNA上的基因是通过母本遗传给子代,表现为母系遗传。已知决定小偃麦抗寒与不抗寒的一对基因在叶绿体DNA上,若以抗寒晚熟(aa)与不抗寒早熟(AA)的纯合亲本杂交,要得到抗寒早熟个体,需用表型为抗寒晚熟的个体作母本,得到的F1全部为抗寒。(3)依题意可知,一株蓝粒小偃麦的籽粒变为白粒是由于其体细胞缺少一对染色体引起的,若将这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交,得到的F1较正常植株少了一条染色体。F1通过减数分裂能产生正常与不正常(缺少一条染色体)的两种配子;正常配子相互结合产生正常的F2;不正常配子相互结合、正常配子与不正常配子结合产生不正常的F2。(4)由于普通小麦(六倍体)配子中的染色体数为21,故减数分裂Ⅱ后期染色体数加倍,所以为42条。六倍体普通小麦与二倍体黑麦杂交,F1(四倍体)体细胞中染色体组数为4。3.(2024·湖南永州二模)(11分)玉米是雌雄同株异花的农作物。玉米种子的正常与干瘪性状由一对等位基因A/a控制,干瘪种子没有发芽能力;玉米的育性受另一对等位基因M/m控制,其中基因型为MM、Mm的个体可产生可育的雌雄配子,mm个体表现为雄性不育(不能产生花粉)。(1)将基因型为MM的正常玉米种子种植,开花时随机授粉,成熟后收获全部种子(F1),发现有1/9籽粒为干瘪种子。干瘪性状是(填“显性”或“隐性”)性状,亲本中杂合子所占比例为。

(2)基因型为AaMm的植株自交,发现F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为2∶1,则可判断A/a、M/m两对等位基因位于(填“一对”或“两对”)同源染色体上,理由是。F1植株开花后随机授粉,正常种子与干瘪种子的比例为。

(3)在玉米杂交育种过程中,为了持续获得雄性不育植株,将雄配子致死基因B、红色胚带荧光基因R(正常玉米为黄色胚)和花粉育性恢复基因M(使雄性不育植株恢复育性)构成紧密连锁的“组件”(无互换发生),可通过转基因技术将单个“组件”导入雄性不育植株细胞的一条染色体上。该转基因植株自交产生的黄色种子即为雄性不育种子,其比例为。(以上植株均不含a基因)

(4)将单个基因B、R和M构成的紧密连锁“组件”(无互换发生)导入雄性不育植株细胞的染色体②上(如图),将此转基因植株作母本与基因型为MM的玉米杂交,F1自交,假设所有卵细胞均可受精,F2植株中雄性不育植株所占比例为。

答案(1)隐性2/3(2)一对若两对等位基因位于2对同源染色体上,则F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为3∶15∶1(3)1/2(4)3/16解析(1)基因型为MM的正常玉米籽粒,开花时随机授粉,成熟后收获全部种子(F1),发现有1/9籽粒为干瘪种子,则可知干瘪为隐性性状,正常为显性性状;亲本正常籽粒基因型为AAMM、AaMM,设AaMM所占比例为x,则亲代产生的aM配子比例为x/2,F1中干瘪种子的比例为(x/2)2=1/9,解得x为2/3,故亲代杂合子所占比例为2/3。(2)基因型为AaMm的植株自交,发现F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为2∶1,而由于基因型为aa的种子无发芽能力,若两对等位基因位于2对同源染色体上,则F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为3∶1;若两对等位基因位于1对同源染色体上,则F1植株中雄性可育植株与雄性不育植株的比例为2∶1或3∶0,则可判断A/a、M/m两对等位基因分别位于一对同源染色体上,且A和m在同一条染色体上,a和M在同一条染色体上。F1植株中雄性可育植株(AaMm)∶雄性不育植株(AAmm)=2∶1,雄性不育只能作母本,根据A和m、a和M的连锁关系可知,雌配子种类及比例为2/3Am、1/3aM,雄配子种类及比例为1/2Am、1/2aM,干瘪种子的比例为1/3×1/2=1/6,即正常种子与干瘪种子的比例为5∶1。(3)该转基因植株可以产生基因型及比例为m∶BRM=1∶1的雌配子和基因型为m的雄配子,后代基因型为mm或BRMm,其中mm为黄色胚且雄性不育,其比例为1/2。(4)图中所示植株与基因型为MM的玉米杂交,F1的基因型及比例为Mm∶MmBRM=1∶1,Mm自交后代雄性不育植株mm占1/4,占F2植株的1/2×1/4=1/8;MmBRM能产生的雄配子为M∶m=1∶1,雌配子为MBRM∶M∶mBRM∶m=1∶1∶1∶1,而自交后代中雄性不育植株mm的比例为1/2×1/4=1/8,占F2植株的1/2×1/8=1/16;因此,F2植株中雄性不育植株所占比例为1/8+1/16=3/16。4.(2024·湖南衡阳模拟)(11分)中国是世界上第一个成功研发和推广杂交水稻的国家。杂交水稻具有个体高度杂合性,杂种后代会出现性状分离,需要年年制种。回答下列问题。(1)科研人员在水稻自然群体中发现了一株光敏感雄性不育农垦58S(突变株),这种不育性随日照的长短而发生变化。为探究影响农垦58S花粉育性的因素,科研人员用碘—碘化钾对农垦58S的花粉进行染色,染成蓝色表示花粉可育,结果如表1所示。表1不同的光温条件花粉的染色率短日照低温(12h,22℃)41.9%短日照高温(12h,28℃)30.2%长日照低温(14h,22℃)5.1%长日照高温(14h,28℃)0分析以上信息,可以得出的实验结论是。

(2)分子标记(SSR)是DNA中的简单重复序列,常用于染色体的特异性标记,非同源染色体以及不同品种的同源染色体上SSR的重复单位和次数不同。科研人员将农垦58S与野生型植株58N杂交获得F1,F1自交获得F2,再提取亲本和F2中单株的叶肉细胞DNA,利用染色体上特异的SSR进行扩增。R2708是12号染色体上的一种分子标记,亲本农垦58S的分子标记为a,野生型58N的分子标记为b,F2群体中R2708标记基因型和育性的关系如表2所示。表2R2708基因型株数雄性可育植株的比例aa286.1%ab5775.6%bb3180.9%①统计F2植株的育性时,植株最可能是在的环境条件下培养。

②根据统计结果可知,农垦58S的突变基因(填“位于”或“不位于”)12号染色体上,且属于(填“显性”或“隐性”)突变基因,判断依据是

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(3)杂种优势是杂种在体型、生长率、繁殖力及行为特征方面均比亲本优越的现象。请你利用农垦58S育性的特性,设计一个育种方案来培育水稻杂交种和保存光敏感雄性不育农垦58S:

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答案(1)农垦58S的育性主要由日照长度决定,温度对其也有一定影响(2)①长日照②位于隐性12号染色体上的基因和育性相关,且与农垦58S(aa)相比,杂合子(ab)可育植株的比例明显较高,说明突变性状为隐性性状(3)在长日照高温条件下,将农垦58S与野生型58N混合种植,农垦58S所结的种子即为杂交种;在短日照低温条件下,单独种植农垦58S,将其所结的种子留种解析(1)据表格分析,短日照条件下花粉的育性都显著高于长日照条件,说明农垦58S的育性与日照长度有关,短日照低温和短日照高温相比,自变量是温度,发现高温条件下花粉的育性低于低温,长日照低温和长日照高温也如此,说明农垦58S的育性与温度有关。综上分析,农垦58S的育性主要由日照长度决定,温度对其也有一定影响。(2)①统计F2植株的育性时,应将植株置于长日照高温条件下培养,在该条件下才能表现出雄性不育,在短日照条件下表现为可育。②根据表2的结果可知,12号染色体上的基因和育性有关,且同时含有野生型58N和农垦58S的杂合子可育植株的比例较高,说明野生型为显性,即农垦58S的突变基因位于12号染色体上,且属于隐性突变基因。(3)杂种优势是杂种在体型、生长率、繁殖力及行为特征方面均比亲本优越的现象。育种方案如下:在长日照高温条件下,让农垦58S和野生型58N植株混合种植,农垦58S所结的种子即为杂交种;在短日照低温条件下,单独种植农垦58S,将其所结的种子留种。4.个体生命活动的调节(分值:48分)学生用书P253

1.(2024·安徽马鞍山三模)(12分)研究表明抑郁与海马区内PGC-1α蛋白含量和PV+中间神经元数量有一定关系。为了研究跑步运动对小鼠海马内PGC-1α蛋白含量、PV+中间神经元数量及小鼠抑郁样行为的影响,科研人员将生理状态相似的雄性小鼠随机分为A、B、C三组,每组小鼠按照下表进行实验。回答下列相关问题。组别步骤1步骤2步骤3A正常饲养、无相关刺激无跑步运动检测相关生理指标B饲养并给予电击、禁饮、噪音等刺激?检测相关生理指标C饲养并给予电击、禁饮、噪音等刺激跑步运动检测相关生理指标(1)步骤1对B、C两组处理的目的是。B组操作步骤2的处理是。

(2)步骤3检测三组小鼠海马区内PGC-1α蛋白含量和PV+中间神经元数量,结果如下图所示。检测同时发现C组的抑郁症状得到一定程度的缓解。结合上图推测跑步运动能缓解抑郁症状的机理是

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(3)情绪是的高级功能之一,当人们遇到精神压力、生活挫折等情况时,常会产生消极情绪,当消极情绪达到一定程度时就可能会产生抑郁。结合以上研究和所学知识,哪些方法可以帮助我们减少和更好应对情绪波动并积极、阳光地面对生活,请写出两种:

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答案(1)建立抑郁样行为模型小鼠无跑步运动(2)跑步运动能使海马内PGC-1α蛋白的含量增加,从而使海马内PV+中间神经元数量增加使抑郁症状得到缓解(3)大脑积极建立和维系良好的人际关系、适量运动、调节压力、及时向专业人士咨询等解析(1)实验目的是研究跑步运动对小鼠海马内PGC-1α蛋白含量、PV+中间神经元数量及小鼠抑郁样行为的影响,A组是空白对照组,而B、C两组步骤1的处理是饲养并给予电击、禁饮、噪音等刺激,相当于建立抑郁样行为模型小鼠,B组步骤2的处理是无跑步运动,与C组形成对比,B、C两组都是抑郁小鼠组,因此可以明确跑步运动对小鼠海马内PGC-1α蛋白含量、PV+中间神经元数量及小鼠抑郁样行为的影响。(2)根据图示,跑步运动后,抑郁组小鼠的PGC-1α蛋白含量相比于正常组和抑郁不跑步组有了升高,PV+中间神经元数量相比于正常组下降,相比于抑郁不跑步组略有升高,综合题意可知,跑步运动能缓解抑郁症状的机理是跑步运动能使海马内PGC-1α蛋白的含量增加,从而使海马内PV+中间神经元数量增加使抑郁症状得到缓解。(3)大脑的高级功能之一是情绪,可以通过积极建立和维系良好的人际关系、适量运动、调节压力、及时向专业人士咨询等更好应对情绪波动。2.(2024·安徽卷)(11分)短跑赛场上,发令枪一响,运动员会像离弦的箭一样冲出。该行为涉及机体的反射调节,其部分通路如图。回答下列问题。(1)运动员听到发令枪响后起跑属于反射。短跑比赛规则规定,在枪响后0.1s内起跑视为抢跑,该行为的兴奋传导路径是

(填结构名称并用箭头相连)。

(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,体现了神经系统对躯体运动的调节是。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构收缩,可以推断a结构是反射弧中的;若在箭头处切断神经纤维,b结构收缩强度会。

(3)脑机接口可用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗。原理是脑机接口获取(填图中数字)发出的信号,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。

答案(1)条件神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)(2)分级调节效应器和感受器减弱(3)⑥解析(1)运动员听到发令枪响后起跑需要大脑皮层的参与,属于条件反射。运动员听到枪响到做出起跑反应,信号的传导需要经过耳(感受器)、传入神经(听觉神经)、神经中枢(大脑皮层、脊髓)、传出神经、效应器(神经所支配的肌肉)等结构,但信号传导从开始到完成需要时间,如果不超过0.1s,说明运动员在开枪之前已经起跑,属于“抢跑”,由于没有听到枪声就已经开始跑了,说明该行为的产生没有经过完整的反射弧,直接由大脑皮层发出指令,所以该行为的兴奋传导路径是神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)。(2)大脑皮层运动中枢发出的指令通过皮层下神经元④和⑤控制脊髓中神经元②和③,进而精准调控肌肉收缩,这体现了神经系统对躯体运动的分级调节。中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起b结构(效应器)收缩,应是⑤的兴奋通过③传到b,且④的兴奋通过②传到a(此时a是效应器),然后a将兴奋通过①传到③再传到b,此时a是感受器,由此推断a结构是反射弧中的效应器和感受器。若在箭头处切断神经纤维,a不能将兴奋通过①传到③再传到b,因此b结构收缩强度会减弱。(3)根据题干给出的信息,我们知道脑机接口技术可以用于因脊髓损伤导致瘫痪的临床康复治疗,其原理是脑机接口获取⑥大脑皮层(或大脑皮层运动中枢)发出的信号,这些信号可以视为大脑对运动的意图或命令,运用计算机解码患者的运动意图,再将解码信息输送给患肢,实现对患肢活动的控制。3.(2024·湖南长沙模拟)(14分)类风湿关节炎(RA)是因免疫炎症反应引起的关节受损导致关节功能障碍的一种疾病。糖皮质激素(GC)属于肾上腺皮质激素,正常机体通过下图所示的途径调节GC的分泌。(1)血浆中糖皮质激素浓度往往大于促肾上腺皮质激素的原因是。

(2)GC具有免疫抑制作用,是治疗RA的药物之一。长期大剂量使用GC会导致肾上腺皮质功能衰退,原因是;有效的解决方案是

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(3)研究发现姜黄提取物姜黄素对RA的治疗效果较好,请设计实验验证姜黄素对RA有治疗效果。实验材料及用具:体重相同的大鼠若干只、注射器、生理盐水、弗氏完全佐剂(细胞免疫刺激剂,注入哺乳动物皮下之后,会产生类似RA炎症引起的肿痛)、姜黄素等。实验思路:

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实验现象:

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答案(1)分级调节能放大激素的调节效应(2)RA患者长期大剂量使用GC,会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,使CRH、ACTH减少,导致患者肾上腺皮质分泌功能减退在治疗过程中间断补充ACTH或CRH(3)将体重相同的大鼠随机分为A、B、C三组;A组注射生理盐水,B、C两组注射等量的弗氏完全佐剂;一段时间后,A组注射生理盐水,B组注射等量的生理盐水,C组注射等量的姜黄素;观察并记录各组前期和后期处理后关节肿痛情况前期:A组关节不肿痛,B、C两组关节肿痛;后期:A组关节不肿痛,B组关节肿痛,C组肿痛消失或缓解解析(1)糖皮质激素的分泌存在分级调节和反馈调节,通过分级调节的放大效应,使血浆中糖皮质激素浓度大于促肾上腺皮质激素。(2)RA患者长期大剂量使用GC,会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,使CRH、ACTH分泌减少,导致患者肾上腺皮质分泌功能减退,所以长期大剂量使用GC会导致肾上腺皮质功能衰退。在治疗过程中间断补充ACTH,可解决患者肾上腺皮质分泌功能减退的问题。(3)探索中药姜黄提取物姜黄素对RA的干预作用,实验的自变量为是否注射姜黄素。实验需要遵循单一变量原则和对照原则。因此正常对照组注射生理盐水,而实验组注射等量的弗氏完全佐剂。实验思路:将体重相同的大鼠随机分为A、B、C三组;A组注射生理盐水,B、C两组注射等量的弗氏完全佐剂;一段时间后,A组注射生理盐水,B组注射等量的生理盐水,C组注射等量的姜黄素;观察并记录各组前期和后期处理后关节肿痛情况。实验现象:前期处理后,正常对照组即A组关节不肿痛,实验组(B组和C组)关节肿痛。若姜黄提取物姜黄素对RA的治疗效果较好,则后期处理后,正常对照组即A组关节不肿痛;实验组中注射生理盐水的B组关节肿痛,注射姜黄素的C组关节肿痛消失或缓解。4.(2024·湖南衡阳模拟)(11分)排尿是一种复杂的反射活动。图1是排尿反射的反射弧示意图,其中,膀胱逼尿肌和尿道内括约肌由自主神经控制,不受意识支配。尿道外括约肌由躯体运动神经控制,受意识支配。图2是图1中膀胱及周围部位的放大示意图。回答下列问题。图1图2(1)图1中,排尿反射反射弧的效应器包括传出神经末梢及其支配的。

(2)膀胱逼尿肌和尿道内括约肌均由自主神经支配,但尿道外括约肌却由躯体运动神经支配,两类传出神经协调配合对机体排尿的积极意义是。成年人突然受惊吓后可能会尿失禁,原因是