专题四 遗传、变异和进化 第3讲 生物的变异与进化

第3讲 生物的变异与进化 (时间：50分钟 满分：100分) 一、选择题(每小题5分，共50分) 1．(2010·安徽省合肥二模)5-BrU(5-溴尿嘧啶)既可以与A配对，又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5-BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到G—C的替换 ( )。 A．2次 B．3次 C．4次 D．5次 解析 基因突变包括碱基(对)的增添、缺失或替换，该题中 的5-BrU能使碱基错配，属于碱基(对)的替换，但这种作用 是作用于复制中新形成的子链的；T—A在第一次复制后出 现异常的5-BrU—A，这种异常的碱基对在第二次复制后会出现异常的5-BrU—C，而5-BrU—C在第三次复制后会出现G—C，过程如右上图。 答案 B 2．(2010·江苏盐城二次调研)右图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因。下列四种情况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是 ( )。

A．① B．② C．③ D．④ 解析 染色体结构变异指的是染色体某一片段的缺失①、增添②、倒位④等；③是基因 突变或是减数分裂四分体时期发生交叉互换所致。 答案 C 3．如图表示人体细胞中某对同源染色体不正常分离的情况。如果一个类型A的卵细胞成功地与一个正常的精子受精，将会得到的遗传病可能是 ( )。 A．镰刀型细胞贫血症 B．苯丙酮尿症 C．21三体综合征 D．白血病 解析 根据图中信息，人体的一对同源染色体没有分离，进入了同一个配子，这种异常 的卵细胞比正常卵细胞(23条染色体)多一条染色体，再与正常精子(23条染色体)结合， 子代体细胞中有47条染色体，最可能是21三体综合征。 答案 C 4．(2011·江苏南通二模)生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”、“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是 ( )。

A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组 B．甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果 C．乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果 D．甲、乙两图常出现在减数第一次分裂的前期，染色体数与DNA数之比为1∶2 解析 分析题图，甲变异属于染色体结构变异中的缺失或增加，乙变异属于染色体结构 变异中的易位。甲图中部分基因发生了增添或缺失，导致染色体上基因数目改变；乙图 中的右上角的含s基因的黑色部分与左下角的含w基因的白色部分已发生互换，且它们 之间的互换发生在非同源染色体之间，所以该变异为易位而不是四分体时期同源染色体 非姐妹染色单体之间发生交叉互换的基因重组；甲、乙两图中每条染色体都含两个单体、 两个DNA分子、且同源染色体相互配对。 答案 D 5．(2011·安徽巢湖一次质检)右图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是 ( )。 A．a表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材 料 B．b表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志 C．c表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化 D．d表示地理隔离，新物种形成一定需要地理隔离 解析 突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供原材料；生物进化的标 志是基因频率的定向改变，不是生殖隔离；隔离是物种形成的必要条件，但有些生物没 有地理隔离也会形成新的物种，如植物多倍体的形成。 答案 C 6．某植物种群中，r基因纯合的个体不能存活。已知该种群的基因型分别为YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr，它们的基因型频率依次为30%、20%、20%、10%、10%、10%。计算Y和y的基因频率依次为 ( )。 A．55%和45% B．45%和55% C．27.5%和22.5% D．22.5%和27.5% 解析 本题最终只考虑Y和y一对等位基因，不考虑R和r这对等位基因。基因频率的 计算公式为：(某一基因的总数/等位基因的总数)×100%；假设有100个个体，Y基因的 总数为YY个数×2＋Yy个数＝40×2＋30＝110，等位基因的总数为(YY＋Yy＋yy)总数

×2＝200，则Y的基因频率＝110200＝55%，而y的基因频率为1－55%＝45%。 答案 A 7．(2011·北京石景山三月测试)图中①和②表示某精原细胞中的一段DNA分子，分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体的相同位置上。下列相关叙述中，正确的是 ( )。 A．①和②所在的染色体都来自父方 B．③和④的形成是由于染色体易位 C．③和④上的非等位基因可能会发生重新组合 D．③和④形成后，立即被平均分配到两个精细胞中 解析 图中①和②表示同源染色体上的2段DNA分子，一条来自父方，一条来自母方； 图中③和④表示交叉互换过程，其上的非等位基因可能会发生重新组合，是基因重组的 一种，不是非同源染色体之间的易位；③和④形成后，发生的是减Ⅰ分裂过程，会被平 均分配到两个次级精母细胞中。 答案 C 8．(2011·山东淄博一模，4)依据基因重组的概念，下列生物技术或生理过程没有发生基因重组的是 ( )。

解析 基因重组的类型包括有性生殖过程中四分体时期的交叉互换，减数第一次分裂后 期的自由组合(图C)，及转基因工程中的DNA重组(图B)。图D人工诱变的原理属于基 因突变。图A中新型S菌的出现，是R菌的DNA与S菌的DNA重组的结果，所以也 属于基因重组。 答案 D 9．(2011·济南一模，18)相同条件下，小麦植株哪一部位的细胞最难产生新的基因 ( )。 A．叶肉 B．根分生区 C．茎尖 D．花药 解析 新基因是通过基因突变产生的，而基因突变往往发生在DNA分子复制过程中， 只有分裂的细胞才进行DNA分子复制，故细胞分裂频率高的组织易产生新基因。不分 裂的细胞产生新基因的难度最大。 答案 A 10．(2011·合肥二次质检，4)急性早幼粒细胞白血病是最凶险的一种白血病，发病机理如图所示，2010年度国家最高科学技术奖获得者王振义院士发明的“诱导分化疗法”联合应用维甲酸和三氧化二砷治疗该病。维甲酸通过修饰PML-RARa，使癌细胞重新分化“改邪归正”；三氧化二砷则可以引起这种癌蛋白的降解，使癌细胞发生部分分化并最终进入凋亡。下列有关分析不正确的是 ( )。

A．这种白血病是早幼粒细胞发生了染色体变异引起的 B．这种白血病与早幼粒细胞产生新的遗传物质有关 C．维甲酸和三氧化二砷均改变了癌细胞的DNA结构 D．“诱导分化疗法”将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞 解析 由图示知：非同源染色体间因片段交换而引起染色体结构变异，片段交换后出现 了新的融合基因。由题意知，通过诱导分化使癌细胞发生部分分化并最终进入凋亡，故 “诱导分化法”将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞；维甲酸和三氧化二砷未改变癌细 胞DNA的分子结构。 答案 C 二、非选择题(共50分) 11．(18分)(2011·安徽蚌埠二模)2009年诺贝尔生理学或医学奖授予因发现端粒和端粒酶如何保护染色体的三位学者。端粒是真核细胞内染色体末端的DNA重复片段，功能是完成染色体末端的复制，防止染色体融合、重组和降解。它们在细胞分裂时不能被完全复制，因而随分裂次数的增加而缩短，除非有端粒酶的存在。端粒酶主要成分是RNA和蛋白质，其含有引物特异识别位点，能以自身RNA为模板，合成端粒DNA并加到染色体末端，使端粒延长，从而延长细胞的寿命甚至使其永生化。研究表明：如果细胞中不存在端粒酶的活性，染色体将随每次分裂而变得越来越短，而且细胞的后代因必需基因的丢失，最终死亡。 (1)染色体末端发生错误融合属于染色体结构变异中的________，结果使染色体上基因的 ________发生改变。 (2)端粒酶中，蛋白质成分的功能类似于________酶。体外培养正常纤维细胞，细胞中的 端粒的长度与细胞增殖能力呈________________(正相关、负相关)关系。 (3)研究人员将小鼠体内一条常染色体上控制端粒酶基因B敲除，培育出一只基因型为B ＋B－的雄性小鼠(B＋表示具有B基因，B－表示去除了B基因)，欲利用这只雄性小鼠选育

B－B－雌性小鼠，用来与B＋B－小鼠交配的亲本是________________，杂交子代的基因型 是________________，让F1代中雌雄小鼠随机交配，子代中符合题意要求的个体的概率 是________。 (4)遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染 色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一 条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。 现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采 用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？ 方法一：_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________； 方法二：___________________________________________________________________ __________________________________________________________________________。 解析 (1)染色体发生错误融合导致非同源染色体间的结构发生改变，属于染色体结构变 异中的易位。染色体结构变异使染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，而导致生 物性状的改变。(2)由题意可知端粒酶本身具有以RNA为模板合成DNA的功能，因此其 功能类似于逆转录酶，它的存在与否决定了染色体端粒的长短，从而决定了细胞增殖的 次数。(3)由于原雌性小鼠中的基因型只有B＋B＋，欲利用B＋B－的雄性小鼠获得B－B－的 雌性小鼠，方法必然为：B＋B－(♂)×B＋B＋(♀)―→F1(B＋B－和B＋B＋)―→F1中雌雄小鼠随 机交配获得F2中有B－B－雌性小鼠。F1的雌雄性小鼠的基因型均为B＋B－、B＋B＋且比例

相等，因此F1随机交配产生的F2中B－B－雌性小鼠的比例＝12×12×14×12＝132。(4)方法一： 用显微镜检测的方法观察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生改变，确定该变异是 来自基因突变还是染色体缺失造成的。方法二：利用题干信息：缺失纯合子导致个体死 亡这一现象，可将该果蝇与红眼雄果蝇杂交，观察并统计子代雌雄性个体数目的比例来 确定该变异的来源。若为基因突变，则XaXa×XAY―→XAXa、XaY，子代雌雄比例为1∶1； 若该变异为染色体缺失造成，则XaX×XAY→XAXa、XAX、XaY、XY(致死)，子代雌雄 比例为2∶1。 答案 (1)易位 数量、排列顺序 (2)逆转录 正相关