高三年级生物《生物的变异》随堂作业

高三年级生物《生物的变异》随堂作业一、选择题（共5题，每题6分，共30分）下列关于生物变异的叙述，正确的是（）A.基因突变一定会导致生物性状的改变B.基因重组只能发生在减数分裂过程中C.染色体变异一定会导致基因数量的改变D.可遗传的变异为生物进化提供了原材料答案：D解析：基因突变不一定会导致生物性状的改变，因为密码子具有简并性，A错误；基因重组不仅能发生在减数分裂过程中，基因工程中也会发生，B错误；染色体变异中的倒位和易位不会导致基因数量的改变，C错误；可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，它们为生物进化提供了原材料，D正确。下列属于基因突变的是（）A.人类的猫叫综合征B.果蝇的棒眼性状C.豌豆的圆粒变为皱粒D.三倍体无子西瓜的培育答案：C解析：人类的猫叫综合征是染色体结构变异中的缺失导致的，A错误；果蝇的棒眼性状是染色体结构变异中的重复导致的，B错误；豌豆的圆粒变为皱粒是由于基因突变，导致淀粉分支酶不能合成，淀粉含量降低，C正确；三倍体无子西瓜的培育利用的是染色体数目变异，D错误。下列关于基因重组的说法，错误的是（）A.非同源染色体上的非等位基因自由组合属于基因重组B.同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换属于基因重组C.基因重组能够产生新的基因组合D.基因重组可以发生在受精作用过程中答案：D解析：基因重组发生在减数分裂过程中，包括非同源染色体上的非等位基因自由组合和同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换，A、B正确；基因重组能产生新的基因组合，是生物变异的重要来源，C正确；受精作用过程中不会发生基因重组，D错误。下列关于染色体变异的叙述，正确的是（）A.染色体数目变异一定比染色体结构变异对生物的影响大B.染色体数目变异中，整倍体变异比非整倍体变异更常见C.染色体结构变异会导致染色体上基因的排列顺序发生改变D.单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组答案：C解析：染色体数目变异和染色体结构变异对生物的影响大小不能一概而论，A错误；染色体数目变异中，非整倍体变异和整倍体变异都可能发生，不能说整倍体变异更常见，B错误；染色体结构变异中的缺失、重复、倒位和易位都会导致染色体上基因的排列顺序发生改变，C正确；单倍体生物的体细胞中不一定只含有一个染色体组，如四倍体生物的单倍体含有两个染色体组，D错误。某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为（）A.显性突变（d→D）B.隐性突变（D→d）C.显性突变和隐性突变D.人工诱变答案：A解析：如果是隐性突变（D→d），突变个体即为纯合子，能稳定遗传，不需要连续培育到第三代，B错误；如果是显性突变（d→D），突变个体是杂合子（Dd），自交后代会出现性状分离，需要连续培育，直到选出纯合子（DD），一般需要到第三代，A正确；该突变不可能同时是显性突变和隐性突变，C错误；题干中没有提到是人工诱变，D错误。二、非选择题（共5题，共70分）（12分）判断下列变异的类型（基因突变、基因重组、染色体变异），并说明理由。（1）果蝇的白眼性状。（2）豌豆杂交后代出现的新性状组合。（3）人类的21三体综合征。（4）水稻的高秆变为矮秆。答案：（1）基因突变。果蝇的白眼性状是由于X染色体上的基因突变导致的，属于碱基对的改变引起的基因结构的改变。（2）基因重组。豌豆杂交后代出现的新性状组合是由于减数分裂过程中同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合导致的，属于基因重组。（3）染色体变异。人类的21三体综合征是由于第21号染色体多了一条，属于染色体数目变异。（4）基因突变。水稻的高秆变为矮秆是由于基因突变导致的，基因结构发生了改变，从而使性状发生了改变。（14分）分析下列变异对生物性状的影响。（1）基因突变一定会改变生物的性状吗？为什么？（2）基因重组对生物性状的多样性有何意义？（3）染色体数目变异对生物的生长发育有何影响？答案：（1）基因突变不一定会改变生物的性状。原因如下：①密码子具有简并性，当基因突变导致mRNA上的密码子改变，但对应的氨基酸不变时，生物的性状不发生改变；②如果基因突变发生在非编码区或编码区的内含子部分，一般不会影响蛋白质的合成，从而不会改变生物的性状；③基因突变后形成的隐性基因在杂合子中不会表现出来，生物的性状也不发生改变。（2）基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，其中可能有一些子代表现出适应环境的性状，有利于生物在自然选择中进化，为生物的多样性提供了丰富的原材料。基因重组使得生物在繁殖过程中，后代具有更多的变异类型，从而增加了生物性状的多样性，提高了生物适应环境的能力。（3）染色体数目变异对生物的生长发育往往会产生较大的影响。非整倍体变异中，缺少或多出一条染色体，会导致基因的数量失衡，影响生物体的正常生长发育，如人类的21三体综合征患者，智力低下，生长发育迟缓。整倍体变异中，多倍体植株通常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，营养物质含量丰富，但发育延迟，结实率低；单倍体植株一般长得弱小，而且高度不育，对生物的繁殖产生不利影响。（14分）回答下列关于变异的问题。（1）简述基因突变的特点。（2）基因重组发生在哪些过程中？（3）染色体结构变异有哪些类型？答案：（1）基因突变的特点有：①普遍性，在生物界中普遍存在；②随机性，可以发生在生物个体发育的任何时期，也可以发生在细胞内的不同DNA分子上以及同一DNA分子的不同部位；③低频性，在自然状态下，突变频率是很低的；④不定向性，一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因；⑤多害少利性，大多数基因突变对生物体是有害的，但也有少数是有利的，还有些既无害也无益。（2）基因重组主要发生在以下过程中：①减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，导致基因重组；②减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合，导致基因重组；③基因工程中，将一种生物的基因导入另一种生物体内，也会发生基因重组。（3）染色体结构变异的类型有：①缺失，染色体丢失了某一片段，导致染色体上的基因数目减少；②重复，染色体增加了某一片段，导致染色体上的基因数目增多；③倒位，染色体某一片段的位置颠倒了180度，导致染色体上基因的排列顺序发生改变；④易位，染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，导致染色体上基因的排列顺序发生改变。（15分）某植物种群中，基因型为AA的个体占30%，基因型为Aa的个体占60%，基因型为aa的个体占10%。其中，aa个体表现为矮秆，AA和Aa个体表现为高秆。由于环境变化，矮秆个体更容易生存和繁殖。请回答下列问题：（1）该种群中A的基因频率是多少？a的基因频率是多少？（2）如果环境变化导致aa个体的繁殖能力是AA和Aa个体的2倍，其他条件不变，下一代中AA、Aa、aa的基因型频率分别是多少？（3）这种变异对该植物种群的进化有何影响？答案：（1）A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率=30%+1/2×60%=30%+30%=60%；a的基因频率=aa的基因型频率+1/2Aa的基因型频率=10%+1/2×60%=10%+30%=40%。（2）假设该种群有100个个体，其中AA有30个，Aa有60个，aa有10个。由于aa个体的繁殖能力是AA和Aa个体的2倍，所以它们的繁殖贡献比例为：AA：Aa：aa=30×1：60×1：10×2=30：60：20=3：6：2。总份数为3+6+2=11。下一代中AA的基因型频率=（3/11）×（3/11）+2×（3/11）×（6/11）×1/2=9/121+18/121=27/121≈22.3%；Aa的基因型频率=2×（3/11）×（6/11）×1/2+2×（3/11）×（2/11）+2×（6/11）×（2/11）×1/2=18/121+12/121+12/121=42/121≈34.7%；aa的基因型频率=（2/11）×（2/11）+2×（6/11）×（2/11）×1/2=4/121+12/121=16/121≈13.2%。（注：此处计算可能存在更简便的方法，也可根据基因频率计算，A的基因频率=（30×2+60）/（2×100）=120/200=60%，a的基因频率=40%，考虑繁殖能力后，A的基因频率=（30×2+60）/（2×30+2×60+2×10×2）=120/（60+120+40）=120/220≈54.5%，a的基因频率≈45.5%，则AA=（54.5%）²≈29.7%，Aa=2×54.5%×45.5%≈49.5%，aa=（45.5%）²≈20.7%，可能之前的计算方法有误，正确计算应基于基因频率在繁殖中的传递，考虑不同基因型的繁殖能力对基因频率的影响，此处以更合理的计算为准）（3）这种变异导致种群中a基因的频率逐渐升高，A基因的频率逐渐降低，使种群的基因频率发生定向改变，从而推动种群向适应环境的方向进化。矮秆个体更容易生存和繁殖，其携带的a基因在种群中得以保留和传递，经过长期的自然选择，种群的性状会逐渐向矮秆方向发展，提高种群在该环境中的生存能力和繁殖成功率。（15分）阅读下列材料，回答问题。材料一：镰刀型细胞贫血症是一种遗传性疾病，患者的红细胞呈镰刀状，容易破裂，导致贫血。这种疾病是由于血红蛋白基因发生了突变，使血红蛋白分子的结构发生了改变。材料二：普通小麦是六倍体，含有6个染色体组。通过秋水仙素处理普通小麦的幼苗，可获得八倍体小麦，八倍体小麦的茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大。材料三：在农业生产中，人们常利用杂交育种的方法获得具有优良性状的品种。例如，将高产不抗病的小麦与低产抗病的小麦杂交，获得高产抗病的小麦品种。（1）材料一涉及的变异类型是什么？这种变异对生物体有何影响？（2）材料二涉及的变异类型是什么？秋水仙素的作用是什么？（3）材料三涉及的变异类型是什么？杂交育种的原理是什么？有何优点和缺点？答案：（1）材料一涉及的变异类型是基因突变。这种变异导致患者的血红蛋白分子结构改变，红细胞呈镰刀状，容易破裂，从而引起贫血，对生物体的生存和健康产生不利影响，降低了生