1、 1.(2014 云南昆明质检)请回答下列与基因突变有关的问题:(1)基因突变在不受外来因素影响时,也可在细胞分裂的间期由于 发生错误而自发产生。(2)基因突变不一定导致性状发生改变,原因之一是密码子具有 现象。(3)若基因突变导致蛋白质分子结构改变,但氨基酸数目不变,则引起该突变的原因最可能是 DNA 分子中发生了 。(4)为探究突变基因结构发生改变的原因,某科研小组利用 DNA 分子杂交技术(如图所示)进行了以下实验:步骤:用放射性同位素标记原基因,突变后的基因不做标记;步骤:加热上述两种基因的 DNA 片段使之成为单链,然后进行 DNA 分子杂交;步骤:制片、染色,用电子显微镜观察由一条
2、标记链和一条未标记链组成的杂交 DNA 分子。请预测结果及结论:预测一:。预测二:。预测三:。解析:(1)在不受外来因素影响时,基因突变可在分裂间期 DNA 复制过程中自发产生。(2)由于密码子具有简并性,因此基因突变不一定导致生物性状发生改变。(3)基因突变导致蛋白质的分子结构发生改变,但氨基酸数目不变,说明最可能发生的是碱基对的替换,因为碱基对的增添和缺失都可能导致氨基酸的数目发生改变。(4)基因突变包括碱基对的替换、增添、缺失三种方式。若基因突变是由碱基对的替换引起的,则标记链和未标记链都存在不能互补的碱基,因此,两条链上都具有游离的单链区。若基因突变是由碱基对的缺失引起的,则未标记的突
3、变基因与标记的原基因相比,碱基少,因此标记的原基因多出的碱基无法和突变基因发生碱基互补配对,从而出现游离的单链区。若基因突变是由碱基对的增添引起的,则未标记链上多出的碱基,无法在标记链上找到互补配对的序列,因此只有未标记链会出现游离的单链区。答案:(1)DNA 分子复制(2)简并(3)碱基对的替换(4)若杂交 DNA 分子在标记链和未标记链中均出现游离的单链区,则该基因结构的改变是由碱基对的替换引起的 若杂交 DNA 分子只在标记链中出现游离的单链区,则该基因结构的改变是由碱基对的缺失引起的 若杂交 DNA 分子只在未标记链中出现游离的单链区,则该基因结构的改变是由碱基对的增添引起的 2.(2
4、013 黑龙江第二次段考)猫的性别决定方式与人类相同。当猫细胞中存在两条或两条以上 X 染色体时,只有 1 条 X 染色体上的基因能表达,其余 X 染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体,如图所示。请回答下列问题。(1)利用显微镜观察巴氏小体可用 或 染液进行染色。巴氏小体能用来区分正常猫的性别,若在体细胞观察到巴氏小体,则可判断该猫为 性。(2)性染色体组成为 XXX 的雌猫体细胞的细胞核中应有 个巴氏小体。高度螺旋化的染色体上的基因由于 过程受阻而不能表达。(3)控制猫毛皮颜色的基因 A(橙色)、a(黑色)位于 X 染色体上,基因型为 XAY 的猫毛皮颜色为 。基因型为 XAXaY 的猫毛皮颜色
5、为 ,性别为 性。若该猫的亲本基因型为 XaXa和 XAY,则产生该猫是由于其 (填“父方”或“母方”)形成了异常的生殖细胞,导致出现这种异常生殖细胞的原因是减数第 次分裂时,染色体未分开。解析:(1)观察染色体时可用龙胆紫或醋酸洋红等碱性染料染色,正常雄猫体细胞中只含一条 X 染色体,不会形成巴氏小体。雌猫含有 2 条 X染色体,会形成一个巴氏小体。(2)由题意可知,当体内含三条 X 染色体时,有两条会形成巴氏小体。当染色体高度螺旋化时,基因表达的转录过程无法进行。(3)同时含 A 和 a 基因,说明该个体表现为橙黑相间。基因型为 XAXaY 的个体的母本不含 XA、Y 基因,所以雄猫 XA
6、XaY 的 XA和 Y均来自父本,原因是父方减数第一次分裂时 XA和 Y 染色体未 分开。答案:(1)龙胆紫 醋酸洋红 雌(2)2 转录(3)橙色 橙黑相间 雄 父方 一 XA和 Y(或答同源)3.(2014 郑州模拟)玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏(D)对矮秆、抗倒伏(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述两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玉米植株,研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析回答问题。(1)过程“航天育种”方法中主要的变异类型是 。(2)若过程的 F1自交 3 代,产生的 F4中纯合抗病植株占 。(3)过程
7、,若只考虑 F1中分别位于 n 对同源染色体上的 n 对等位基因,则利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型,在理论上应有 种;若单倍体幼苗通过加倍后获得 M 株玉米,通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为 ,在理论上有 株。(4)盐碱地是一种有开发价值的土地资源,为了开发利用盐碱地,从而扩大耕地面积,增加粮食产量,我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐玉米新品系。为了确定耐盐转基因玉米是否培育成功,既要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测,又要用 的方法从个体水平鉴定玉米植株的耐盐性。解析:(1)航天育种是利用宇宙射线来提高基因突变的频率。(2)根据连续多代自交的公式,Fn杂合子的比例为1
8、/2n,纯合子的比例为1-,纯合抗病个体的比例为(1-)。(3)n 对等位基因位于 n 对同源染色体上,符合自由组合定律,F1产生 2n种配子,单倍体幼苗也有 2n种。通过单倍体育种获得四种基因型的植株都为纯合子,这四种植株所占比例相等,所以矮秆抗病植株的基因型为ddRR,占 1/4。(4)要从分子水平上进行鉴定需要用到 DNA 分子杂交技术,要在个体水平上鉴定就要提供相应的环境来验证。答案:(1)基因突变(2)7/16(3)2n ddRR M/4(4)耐盐基因(目的基因)一定浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中)4.(2014 江西两校联考)已知二倍体番茄圆果(H)对梨果(h)为显性,植株抗病(R)
9、对感病(r)为显性。某同学以纯合的圆果感病品种为母本,纯合的梨果抗病品种为父本进行杂交实验,获得的 F1都表现为圆果。在无相应病原体的生长环境中种植 F1植株,然后严格自交得到 F2种子,以株为单位保存 F2种子并播种,发现绝大多数 F1植株所结的 F2种子长成的植株果实都出现梨果与圆果的分离,而只有一株 F1植株(A)所结的 F2种子长成的植株果实全部表现为圆果,可见这株 F1植株(A)控制圆果的基因是纯合的。请回答:(1)据分析,导致 A 植株圆果基因纯合的原因有两个:一是母本自交,二是父本的一对等位基因中有一个基因发生突变。为了确定是哪一种原因,可以分析 F2植株的抗病性状,因此需要对这
10、些圆果基因为纯合的 F2植株进行处理,这种处理是 。如果是由于母本自交,这些 F2植株的表现型为 ,其基因型是 ;如果是由于父本控制梨果的一对等位基因中有一个基因发生突变,这些 F2植株表现型为 ,其基因型为 。(2)如果该同学以纯合的梨果抗病品种为母本,纯合的圆果感病品种为父本,进行同样的实验,出现同样的结果,即 F1中有一株植株所结的 F2种子长成的植株果实全部表现为圆果,则这株植株圆果基因纯合的原因是 ,其最可能的基因型为 。(3)控制圆果和梨果的基因位于 5 号染色体上,现发现一株圆果番茄比正常番茄多一条 5 号染色体(减数第一次分裂时,两条 5 号染色体正常配对后分离,另一条 5 号
11、染色体随机分离到一个子细胞中)。该圆果番茄的基因型有 种可能类型,若要设计实验对上述情况进行鉴别,应该 ,然后通过对实验获得的数据进行分析,得出结论。解析:(1)由题意知,母本的基因型为 HHrr,父本的基因型为 hhRR,则 F1的基因型为 HhRr,一株 F1植株(A)所结的 F2种子长成的植株果实全部表现为圆果,若该植株是由母本自交形成,则基因型为 HHrr,当接种相应的病原体后全部表现为感病,若是由于父本控制梨果的一对等位基因中有一个基因发生突变,则该植株的基因型为 HHRr,所以 F2植株表现型为圆果抗病和圆果感病,其基因型有 HHRR、HHRr、HHrr 3 种。(2)如果以纯合的
12、梨果抗病(hhRR)品种为母本;纯合的圆果感病(HHrr)品种为父本,F1中有一株植株所结的 F2种子长成的植株果实全部表现为圆果,则只能是由于母本的 h 基因突变为 H,其基因型最可能为 HHRr。(3)一株圆果番茄比正常番茄多一条 5 号染色体,则该圆果番茄的基因型有 HHH、HHh、Hhh 三种可能,若要鉴别其具体基因型可用自交法,再根据子代性状表现进行判断。答案:(1)接种相应的病原体 全部感病(或圆果感病)HHrr 抗病和感病(或圆果抗病和圆果感病)HHRR、HHRr、HHrr(2)(母本的 h 基因发生)基因突变(变为 H 基因)HHRr(3)3 取该圆果番茄自交,观察统计自交后代
13、的性状表现及比例 5.(2013 江西南昌六校联考)下图是三倍体西瓜育种原理的流程图,请据图回答问题。(1)用秋水仙素处理 ,可诱导多倍体的产生,因为此时的某些细胞具有 的特征,秋水仙素的作用 。(2)三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉,这一操作的目的是 。(3)四倍体母本上结出的三倍体西瓜,其果肉细胞为 倍体,种子中的胚为 倍体。三倍体植株不能进行减数分裂的原因是 。(4)育种过程中,三倍体无子西瓜偶尔有少量子。请从染色体组的角度解释,其原因是 。(5)三倍体无子西瓜的性状 (填“能”或“否”)遗传,请设计一个简单的实验验证你的结论并做出实验结果的预期。解析:(1)用秋水仙素诱导多倍体形成,
14、处理对象多是萌发的种子或幼苗,萌发的种子和幼苗的分生组织细胞具有分裂旺盛的特征,秋水仙素的作用机理是抑制细胞分裂前期纺锤体的形成。(2)三倍体植株授以二倍体的成熟花粉的目的是刺激子房产生生长素,促进无子果实的发育。(3)四倍体母本上结出的三倍体西瓜,其果肉是由四倍体的子房壁发育而来的,细胞内含有四个染色体组。种子中的胚是由二倍体的花粉与四倍体的卵细胞融合的受精卵发育而来的,细胞内含有三个染色体组。三倍体植株由于细胞内不含成对的同源染色体,故在减数第一次分裂时联会紊乱,不能形成正常的生殖细胞。(4)在减数第一次分裂过程中,一个染色体组的全部染色体移向细胞一极,另外两个染色体组的全部染色体移向另一
15、极,可以形成正常的配子。(5)三倍体西瓜的无子性状是由遗传物质的改变引起的,该性状能够遗传,但需要通过无性生殖的方式来实现,如植物组织培养、嫁接等。答案:(1)萌发的种子或幼苗 分裂旺盛 抑制细胞(分裂前期)形成纺锤体(2)通过授粉来刺激子房产生生长素,促进无子果实的发育(或生长素促进生长)(3)四 三 联会紊乱(4)一个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的一极,另两个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的另一极,产生了正常的配子(5)能 将三倍体无子西瓜果皮的任意一部分进行植物组织培养(或无性繁殖),观察果实中是否有种子;合理预期:成活长大后的植株仍然不能结出有子果实。6.(201
16、3 湖南五市十校一联).兔子皮下脂肪的颜色受一对等位基因(A 和 a)的控制。研究人员选择纯种亲本进行了如下两组杂交实验,请分析回答:(1)控制兔子皮下脂肪颜色的基因位于 染色体上,是显性性状。F2性状表现说明家兔皮下脂肪颜色的表现是 共同作用的结果。(2)兔子体内某一基因控制合成的蛋白质可以催化黄色素分解,说明这一基因是通过控制 来控制生物性状的。.将、两个植株杂交,得到种子,再做进一步处理,如图所示,分析并回答以下问题:(1)由到的育种过程依据的主要原理是 。(2)判断与是两个物种的依据是看是否存在 隔离。(3)到的过程常用的方法是 ,由到这种育种方法最大的优点是 。解析:.(1)由题图知
17、,两个亲本正交和反交的结果相同,后代中性状表现没有性别差异,说明控制性状的基因位于常染色体上;黄脂和白脂个体杂交,后代中只有白脂个体,说明白脂是显性性状,黄脂是隐性性状;F1中雌雄个体随机交配,在给幼兔饲喂含黄色素和不含黄色素的食物时,产生了不同的性状表现,说明生物个体的性状表现是基因型与环境条件共同作用的结果。(2)兔子体内某一基因控制合成的蛋白质可以催化黄色素分解,从而影响生物的性状,说明这一基因是通过控制酶的合成控制生物的代谢,进而控制生物的性状。.(1)由到是诱变育种,所利用的原理是基因突变。(2)新物种形成的标志是出现生殖隔离。(3)到过程是采用花药离体培养获得单倍体植株,由到的育种
18、方法是单倍体育种,它能明显缩短育种年限。答案:.(1)常 白脂 基因(型)与环境(2)酶的合成.(1)基因突变(2)生殖(3)花药离体培养 明显缩短育种年限 7.(2014 山西太原一模)已知水稻的光效(光能利用效率)由一对基因(A、a)控制,抗病性由另一对基因(B、b)控制,两对基因独立遗传。高光效抗病水稻的育种方案如下,请回答下列问题:纯合低光效抗病水稻(甲)水稻(乙)F1(F1中低光效抗病水稻与高光效抗病水稻=31)(1)水稻的低光效与高光效这对相对性状中,是显性性状,而甲的基因型为 。(2)假设辐射处理后得到一株水稻,检测突变基因转录出的 mRNA,发现第二个密码子中的一个碱基发生替换
19、,问该水稻的光能利用效率一定提高吗?,原因是 。(3)若用乙培育高光效抗病水稻新品种,为了提高其在子代中的比例,应采用的育种方法是 ,其比例为 。(4)若如图为一株水稻(Aa)减数分裂过程中的一个细胞,同一条染色体两条姐妹染色单体的同一位点上的基因分别是 A 和 a,造成这种结果可能的原因有 。若要使水稻的高光效基因在玉米植株中表达,从理论上讲常用的育种方法是 。解析:(1)由F1(F1中低光效抗病水稻与高光效抗病水稻=31)可推出低光效是显性性状,且乙的基因型是 AaBB 或 Aabb,因此,甲的基因型为AABB 或 AAbb。(2)由于密码子具有简并性,基因突变不一定会引起性状的改变,因此
20、,辐射处理后得到一株水稻,检测突变基因转录出的 mRNA,发现第二个密码子中的一个碱基发生替换,该水稻的光能利用效率不一定提高。(3)单倍体育种能在较短时间内得到纯合体。由于乙的基因型是 AaBB 或 Aabb,因此,用乙培育高光效抗病水稻新品种的比例为1/2。(4)一株水稻(Aa)减数分裂过程中的一个细胞,同一条染色体的两条姐妹染色单体的同一位点上的基因分别是 A 和 a,造成这种结果可能的原因有基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换。答案:(1)低光效 AABB 或 AAbb(2)不一定 密码子具有简并性(或一个氨基酸可以由几个不同的密码子来决定)(3)单倍体育种 1/2(4)基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换 基因工程
