2025年高考二輪復(fù)習(xí)生物大單元5遺傳的分子基礎(chǔ)變異與進(jìn)化層級(jí)二關(guān)鍵突破提升練3

層級(jí)二關(guān)鍵突破提升練學(xué)生用書P187

突破點(diǎn)1DNA復(fù)制與岡崎片段、端粒與端粒酶1.(2024·遼寧丹東模擬)下圖表示的是細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制過(guò)程。SSB代表單鏈DNA結(jié)合蛋白,能激發(fā)DNA聚合酶的活力。DNA子鏈由5'→3'延伸。下列敘述正確的是()A.X代表解旋酶,其作用是斷開氫鍵B.Y代表引物,兩條子鏈合成過(guò)程所需Y的數(shù)量不同C.復(fù)制叉的移動(dòng)方向和兩條子鏈延伸的方向相同D.岡崎片段的連接需要SSB激發(fā)后的DNA聚合酶的催化答案B解析X代表DNA聚合酶,其作用是催化單個(gè)的脫氧核苷酸加到DNA片段上,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖可知,DNA復(fù)制時(shí),其中一條鏈的復(fù)制是連續(xù)的,只需要一個(gè)引物,另一條鏈的復(fù)制是不連續(xù)的,形成多個(gè)子鏈DNA片段,所以需要多個(gè)引物,因此兩條子鏈合成過(guò)程所需Y的數(shù)量不同,B項(xiàng)正確;復(fù)制叉的移動(dòng)方向和其中一條子鏈延伸的方向相同,C項(xiàng)錯(cuò)誤;岡崎片段的連接需要DNA連接酶的催化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2024·遼寧二模)圖1表示的是細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的過(guò)程,圖2表示圖1中RNA引物去除并修復(fù)的過(guò)程,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.DNA體內(nèi)復(fù)制和PCR過(guò)程所需的引物不同,且PCR反應(yīng)引物不需要去除B.細(xì)胞內(nèi)核酸形成過(guò)程中都存在A—U堿基對(duì)C.酶3為DNA聚合酶,其在“被修復(fù)鏈”上的移動(dòng)方向是5'→3',DNA聚合酶還能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸D.酶4能催化磷酸二酯鍵的形成,PCR反應(yīng)也需要酶4的參與答案D解析結(jié)合題意可知DNA體內(nèi)復(fù)制需要的引物是短單鏈RNA,PCR過(guò)程所需的引物為短單鏈DNA,因此PCR過(guò)程的引物不需要去除,A項(xiàng)正確;根據(jù)題干可知,細(xì)胞中DNA復(fù)制過(guò)程中存在A—U堿基對(duì),逆轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制過(guò)程也都存在A—U堿基對(duì),B項(xiàng)正確;依據(jù)題干可知酶3為DNA聚合酶,其在“被修復(fù)鏈”上的移動(dòng)方向是5'→3',DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸,C項(xiàng)正確;依據(jù)題干可知,酶4是DNA連接酶,DNA連接酶能催化磷酸二酯鍵的形成,PCR反應(yīng)不需要酶4的參與,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2024·重慶模擬)端粒是染色體兩端有特殊序列的DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合體,端粒DNA序列在每次細(xì)胞分裂后都會(huì)縮短一截,在端粒DNA序列被“截”短后,端粒內(nèi)側(cè)正?；虻腄NA序列就會(huì)受到損傷,導(dǎo)致細(xì)胞衰老。端粒長(zhǎng)度的維持與端粒酶的活性有關(guān),端粒酶能以自身RNA為模板修復(fù)端粒,使之延伸,如圖所示。下列敘述正確的是()A.端粒酶在修復(fù)端粒時(shí)需要的原料為核糖核苷酸B.端粒DNA修復(fù)過(guò)程中還會(huì)用到DNA聚合酶、DNA連接酶C.卵細(xì)胞中的端粒酶活性較高,端粒修復(fù)后可進(jìn)行減數(shù)分裂D.支原體的端粒DNA序列會(huì)隨復(fù)制次數(shù)的增加逐漸縮短答案B解析端粒酶在修復(fù)端粒時(shí)需要的原料為脫氧核糖核苷酸,A項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA修復(fù)過(guò)程中會(huì)用到DNA聚合酶、DNA連接酶,B項(xiàng)正確;卵母細(xì)胞中的端粒酶活性較高,卵細(xì)胞是成熟的生殖細(xì)胞,不能進(jìn)行減數(shù)分裂,C項(xiàng)錯(cuò)誤;支原體是原核生物,不存在端粒,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(2024·山東濟(jì)寧模擬)端粒酶由蛋白質(zhì)和RNA組成,能以自身RNA為模板修復(fù)端粒,其活性在正常細(xì)胞中被抑制,在腫瘤細(xì)胞中被激活。研究芪蓮舒痞顆粒(QLSP)對(duì)胃炎模型鼠胃黏膜細(xì)胞端粒酶活性的影響,結(jié)果如圖。下列敘述正確的是()注:胃復(fù)春是一種主治胃癌前期病變的臨床用藥。A.端粒酶是一種逆轉(zhuǎn)錄酶,可被RNA酶徹底降解B.隨QLSP濃度升高,實(shí)驗(yàn)組端粒酶活性逐漸升高C.端粒嚴(yán)重縮短后,可能引起細(xì)胞核體積變大、染色質(zhì)收縮D.大腸桿菌端粒隨分裂次數(shù)的增加逐漸縮短,增殖能力減弱答案C解析端粒酶催化的是以RNA為模板合成DNA的過(guò)程,是一種逆轉(zhuǎn)錄酶,端粒酶由蛋白質(zhì)和RNA組成,可被蛋白質(zhì)酶和RNA酶徹底降解,用RNA酶無(wú)法將其徹底降解,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖可知,隨QLSP濃度升高,端粒酶陽(yáng)性的小鼠個(gè)體數(shù)逐漸減少,故隨QLSP濃度升高,實(shí)驗(yàn)組端粒酶活性逐漸降低,B項(xiàng)錯(cuò)誤;隨著DNA分裂次數(shù)的增加,端粒會(huì)逐漸縮短,端粒內(nèi)側(cè)正?；虻腄NA序列就會(huì)受到損失,細(xì)胞開始衰老,表現(xiàn)為細(xì)胞核體積變大、染色質(zhì)收縮,C項(xiàng)正確;大腸桿菌為原核生物,沒有染色體,因而沒有端粒,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.(2024·上海松江二模)(10分)DNA復(fù)制時(shí),子鏈的合成與延伸需要RNA引物引導(dǎo),引物的3'端作為新合成子鏈的起始。圖1、圖2分別為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過(guò)程及結(jié)束階段示意圖,每條鏈5'→3'的方向由箭頭指示,粗線代表母鏈(a鏈和b鏈),細(xì)線代表新生鏈(滯后鏈和前導(dǎo)鏈)。圖1圖2(1)圖1中,滯后鏈延伸的方向和DNA解旋酶的移動(dòng)方向(填“相同”或“相反”);前導(dǎo)鏈的合成需要(填“一個(gè)”或“多個(gè)”)RNA引物。

(2)DNA復(fù)制結(jié)束階段,需去除引物并填補(bǔ)相應(yīng)缺口。由于新生鏈延伸只能沿5'→3'方向進(jìn)行,導(dǎo)致圖2中(選填編號(hào))處的引物去除后,缺口無(wú)法填補(bǔ),造成DNA縮短。端粒位于真核生物的染色體兩端,是由若干串聯(lián)的DNA重復(fù)序列(四膜蟲:5'TTGGGG3';哺乳動(dòng)物:5'TTAGGG3')和蛋白質(zhì)形成的復(fù)合體。端粒重復(fù)序列隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加而不斷減少,導(dǎo)致端粒縮短;當(dāng)端粒不能再縮短時(shí),細(xì)胞就無(wú)法繼續(xù)分裂并開始凋亡。細(xì)胞中存在的端粒酶則可以合成并延伸端粒。圖3為真核生物四膜蟲端粒合成延伸的過(guò)程。

圖3(3)四膜蟲的一個(gè)端粒重復(fù)序列所含氫鍵數(shù)(填“大于”“等于”或“小于”)人類的一個(gè)端粒重復(fù)序列所含氫鍵數(shù)。正常情況下,人類有絲分裂中期的一個(gè)細(xì)胞中,含有個(gè)端粒。

(4)端粒重復(fù)序列修復(fù)使用的原料是,端粒酶的作用與類似。(選填編號(hào))

①脫氧核苷三磷酸②核糖核苷三磷酸③逆轉(zhuǎn)錄酶④DNA聚合酶⑤RNA聚合酶(5)下列有關(guān)端粒的敘述,錯(cuò)誤的是。

A.端粒酶對(duì)維持染色體DNA的完整性起重要作用B.人類的少數(shù)細(xì)胞如造血干細(xì)胞,端粒酶活性較高C.人體大部分細(xì)胞因缺乏端粒酶基因,故不能延伸端粒D.癌細(xì)胞內(nèi)可能存在延伸端粒的機(jī)制,使其能夠無(wú)限增殖答案(1)相反一個(gè)(2)③(3)大于184(4)①③(5)C解析(1)圖1中,滯后鏈的延伸方向是向左的,DNA解旋酶的移動(dòng)方向是向右的,二者方向相反;前導(dǎo)鏈的延伸方向和DNA解旋酶的移動(dòng)方向相同,前導(dǎo)鏈的合成需要一個(gè)RNA引物。(2)DNA復(fù)制結(jié)束階段,需去除引物并填補(bǔ)相應(yīng)缺口,圖2中③處的引物需要去除,缺口無(wú)法填補(bǔ),造成DNA縮短。(3)四膜蟲的一個(gè)端粒重復(fù)序列中G和C的比例較高,G和C通過(guò)3個(gè)氫鍵相連,而A和T通過(guò)2個(gè)氫鍵相連,因此四膜蟲的一個(gè)端粒重復(fù)序列所含氫鍵數(shù)大于人類的一個(gè)端粒重復(fù)序列所含氫鍵數(shù)。正常情況下,人類一個(gè)細(xì)胞中有46條染色體,在有絲分裂過(guò)程中染色體進(jìn)行復(fù)制,出現(xiàn)染色單體,端粒位于真核生物染色體的兩端,因此端粒數(shù)為46×2×2=184(個(gè))。(4)端粒重復(fù)序列修復(fù)使用的原料是①脫氧核苷三磷酸,端粒酶的作用是以RNA為模板,合成DNA鏈,因此端粒酶的作用與③逆轉(zhuǎn)錄酶類似。(5)端粒酶可以合成并延伸端粒,對(duì)維持染色體DNA的完整性起重要作用,A項(xiàng)正確;人類的少數(shù)細(xì)胞如造血干細(xì)胞的分裂能力旺盛,端粒酶活性較高,可維持端粒的長(zhǎng)度,B項(xiàng)正確;人體內(nèi)的大部分細(xì)胞都含有端粒酶基因,但是表達(dá)的量較低,C項(xiàng)錯(cuò)誤;癌細(xì)胞內(nèi)可能存在延伸端粒的機(jī)制,使其能夠無(wú)限增殖,D項(xiàng)正確。突破點(diǎn)2遺傳信息的表達(dá)及其調(diào)控6.(2024·安徽卷)真核生物細(xì)胞中主要有3類RNA聚合酶,它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)定位和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物見下表。此外,在線粒體和葉綠體中也發(fā)現(xiàn)了分子量小的RNA聚合酶。下列敘述錯(cuò)誤的是()種類細(xì)胞內(nèi)定位轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA聚合酶Ⅰ核仁5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNARNA聚合酶Ⅱ核質(zhì)mRNARNA聚合酶Ⅲ核質(zhì)tRNA、5SrRNA注:各類rRNA均為核糖體的組成成分。A.線粒體和葉綠體中都有DNA,兩者的基因轉(zhuǎn)錄時(shí)使用各自的RNA聚合酶B.基因的DNA發(fā)生甲基化修飾,抑制RNA聚合酶的結(jié)合,可影響基因表達(dá)C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都有rRNA,兩種酶識(shí)別的啟動(dòng)子序列相同D.編碼RNA聚合酶Ⅰ的基因在核內(nèi)轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞質(zhì)中翻譯,產(chǎn)物最終定位在核仁答案C解析線粒體和葉綠體中都有DNA,二者均是半自主性細(xì)胞器,其基因轉(zhuǎn)錄時(shí)使用各自的RNA聚合酶,A項(xiàng)正確。基因的DNA發(fā)生甲基化修飾,抑制RNA聚合酶的結(jié)合,從而影響基因的轉(zhuǎn)錄,影響基因表達(dá),B項(xiàng)正確。由表可知,RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都有rRNA,但兩種酶催化形成的rRNA種類不同,且酶具有專一性,說(shuō)明兩種酶識(shí)別的啟動(dòng)子序列不同,C項(xiàng)錯(cuò)誤。RNA聚合酶Ⅰ在核仁中發(fā)揮作用,編碼該酶的基因在核內(nèi)轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞質(zhì)中翻譯,產(chǎn)物最終定位在核仁,D項(xiàng)正確。7.(2024·黑龍江大慶模擬)DNA分子中的胞嘧啶結(jié)合一個(gè)甲基基團(tuán)的過(guò)程稱為DNA甲基化。細(xì)胞中存在兩種DNA甲基化酶,從頭甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;維持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位點(diǎn),使其全甲基化,如圖所示。下列敘述正確的是()A.DNA甲基化通過(guò)改變基因的堿基序列引起表觀遺傳B.DNA甲基化能引起生物性狀的改變,但不能遺傳給后代C.從頭甲基化酶與維持甲基化酶功能不同,體現(xiàn)了酶具有專一性D.從頭甲基化酶能作用于全甲基化DNA復(fù)制一次所形成的子代DNA答案C解析據(jù)題意可知,DNA分子中的胞嘧啶結(jié)合一個(gè)甲基基團(tuán)的過(guò)程稱為DNA甲基化,因此DNA甲基化后基因的堿基序列不會(huì)發(fā)生改變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA甲基化能引起生物性狀的改變,也能通過(guò)DNA的復(fù)制遺傳給后代,B項(xiàng)錯(cuò)誤;結(jié)構(gòu)決定功能,功能與結(jié)構(gòu)相適應(yīng),因此從頭甲基化酶與維持甲基化酶功能不同,體現(xiàn)了酶的專一性,C項(xiàng)正確;據(jù)題意可知,從頭甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化,DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制,全甲基化DNA復(fù)制一次所形成的子代DNA是半甲基化,因此從頭甲基化酶不能作用于全甲基化DNA復(fù)制一次所形成的子代DNA,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.(不定項(xiàng))(2024·湖南模擬)核糖開關(guān)是一段具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的RNA序列,能感受環(huán)境因素的變化而改變自身的結(jié)構(gòu)和功能,從而調(diào)控基因的表達(dá)。在枯草桿菌中,有些基因的mRNA上具有SAM感受型核糖開關(guān),其調(diào)節(jié)機(jī)制如圖所示。據(jù)圖分析,下列敘述錯(cuò)誤的是()注:RBS為mRNA上的核糖體結(jié)合位點(diǎn)。A.SAM可以抑制相關(guān)基因的翻譯來(lái)調(diào)節(jié)代謝過(guò)程B.RBS的下游區(qū)域中存在啟動(dòng)子,是翻譯的起始位置C.環(huán)境因素的變化可改變某些基因自身的結(jié)構(gòu)和功能,進(jìn)而影響該基因的表達(dá)D.由于核糖開關(guān)分子內(nèi)部存在堿基互補(bǔ)配對(duì)的區(qū)域,導(dǎo)致基因不能表達(dá)答案BCD解析SAM是mRNA上的感受型核糖開關(guān),RBS是核糖體結(jié)合的位點(diǎn),與翻譯過(guò)程有關(guān),故SAM可以抑制相關(guān)基因的翻譯來(lái)調(diào)節(jié)代謝過(guò)程,A項(xiàng)正確;啟動(dòng)子是基因上游RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的區(qū)域,而RBS為mRNA上的核糖體結(jié)合位點(diǎn),不存在啟動(dòng)子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由題干信息可知,環(huán)境因素變化不是改變基因的結(jié)構(gòu)和功能,而是通過(guò)改變核糖開關(guān)的結(jié)構(gòu)和功能,進(jìn)而影響基因的表達(dá),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖可知,核糖開關(guān)分子內(nèi)部存在堿基互補(bǔ)配對(duì)的區(qū)域,但不影響基因的表達(dá),D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.(15分)可變剪接是指從一個(gè)mRNA前體中通過(guò)不同的剪接方式(選擇不同的剪接位點(diǎn)組合)產(chǎn)生不同的mRNA剪接異構(gòu)體的過(guò)程?？勺兗艚邮钦{(diào)節(jié)基因表達(dá)和產(chǎn)生蛋白質(zhì)組多樣性的重要機(jī)制,選擇性剪接產(chǎn)生不同的RNA異構(gòu)體,控制真核生物的表型復(fù)雜性。真核生物新生的mRNA前體經(jīng)過(guò)5'戴帽、剪接、3'加尾等加工成為成熟的mRNA。在剪接反應(yīng)過(guò)程中,含有內(nèi)含子和外顯子的新生的mRNA前體,在剪接體的作用下切除內(nèi)含子,并將外顯子依次連接起來(lái),過(guò)程如圖1所示。圖1(1)若要獲得圖1中的蛋白質(zhì)A、B、C所對(duì)應(yīng)的DNA序列,需要以為模板、為原料,還需在PCR反應(yīng)體系中加入、相關(guān)酶等成分,獲得的產(chǎn)物是。

(2)剪接反應(yīng)由剪接體執(zhí)行,剪接體由5個(gè)小核糖核蛋白復(fù)合體組成。剪接體作用于鏈中的,精確切除每個(gè)內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄序列并以正確次序連接外顯子對(duì)應(yīng)的RNA片段。

(3)真核細(xì)胞核內(nèi)的前體mRNA加工通過(guò)5'戴帽、剪接(移除內(nèi)含子)、3'末端切割加尾,從而形成成熟的mRNA。剪接后可通過(guò)探針鑒定(如圖2所示),組成探針的基本單位是,若結(jié)果中出現(xiàn),則表明獲得相應(yīng)長(zhǎng)度的可變剪接片段。

圖2(4)BCAS2是一個(gè)多功能蛋白,參與前體RNA的剪接和DNA損傷修復(fù)。在精原干細(xì)胞中,BCAS2基因的缺失會(huì)導(dǎo)致“減數(shù)分裂促進(jìn)因子”Dazl蛋白質(zhì)的不同剪接異構(gòu)體表達(dá)異常,圖3對(duì)比了普通精原干細(xì)胞和去除BCAS2基因的精原干細(xì)胞中Dazl基因的表達(dá)水平。圖3Dazl全長(zhǎng)異構(gòu)體和Dazl缺失8號(hào)外顯子屬于同源異構(gòu)體(由一個(gè)基因的mRNA前體因可變剪接而產(chǎn)生的多種mRNA)。由圖3可知,Dazl全長(zhǎng)異構(gòu)體的表達(dá)水平顯著(填“上調(diào)”“基本不變”或“下調(diào)”),Dazl缺失8號(hào)外顯子后的表達(dá)水平明顯(填“上調(diào)”“基本不變”或“下調(diào)”)。由此得出的結(jié)論是。

答案(1)mRNA前體4種游離的脫氧核苷酸引物cDNA(2)mRNA磷酸二酯鍵(3)核糖核苷酸雜交帶(4)下調(diào)上調(diào)BCAS2蛋白參與小鼠精原干細(xì)胞中的可變剪接,且具體參與8號(hào)外顯子的剪接解析(1)若要獲得圖1中的蛋白質(zhì)A、B、C對(duì)應(yīng)的DNA序列,可采用逆轉(zhuǎn)錄法,以mRNA前體為模板、4種游離的脫氧核苷酸為原料進(jìn)行合成;PCR是體外擴(kuò)增DNA的技術(shù),PCR反應(yīng)體系除了需要模板、原料外,還需要引物、相關(guān)酶(逆轉(zhuǎn)錄酶、TaqDNA聚合酶)等;由于是以mRNA前體為模板,因此PCR產(chǎn)物為cDNA。(2)mRNA是核糖核苷酸以磷酸二酯鍵相連構(gòu)成的大分子,因此剪接體作用于mRNA鏈中的磷酸二酯鍵。(3)探針可以與mRNA結(jié)合,因此探針是一段特定的RNA,組成探針的基本單位為核糖核苷酸;探針與成熟的mRNA能夠互補(bǔ)配對(duì)形成雜交帶,若有相應(yīng)長(zhǎng)度的可變剪接片段存在,則存在雜交帶,反之則無(wú)。(4)結(jié)合圖3可知,對(duì)比普通精原干細(xì)胞和去除BCAS2基因的精原干細(xì)胞中Dazl基因的表達(dá)水平,Dazl全長(zhǎng)異構(gòu)體的表達(dá)水平顯著下調(diào);Dazl缺失8號(hào)外顯子后的表達(dá)水平明顯上調(diào)。由此證明BCAS2蛋白參與小鼠精原干細(xì)胞中的可變剪接,且具體參與8號(hào)外顯子的剪接。突破點(diǎn)3變異類型的判斷及相關(guān)實(shí)驗(yàn)10.(2024·湖南衡陽(yáng)模擬)吖啶橙能鑲嵌于兩個(gè)相鄰的堿基對(duì)之間使部分DNA雙螺旋松開,這兩個(gè)堿基對(duì)的距離被拉大一倍。這樣的DNA在復(fù)制過(guò)程中,DNA鏈會(huì)增加或缺失一個(gè)堿基,造成移碼突變。下列有關(guān)敘述正確的是()A.使用吖啶橙誘變基因,會(huì)使染色體上增加或減少一個(gè)片段B.吖啶橙誘變?cè)斐傻囊拼a突變一定會(huì)導(dǎo)致基因表達(dá)的多肽鏈延長(zhǎng)C.基因突變使DNA序列發(fā)生改變,一定會(huì)引起生物體性狀的改變D.紫外線、X射線、亞硝酸鹽也可能會(huì)使DNA發(fā)生移碼突變答案D解析基因突變是染色體某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變,不會(huì)使染色體增加或減少一個(gè)片段,A項(xiàng)錯(cuò)誤;移碼突變可能使mRNA上終止密碼子提前出現(xiàn)而使多肽鏈縮短,B項(xiàng)錯(cuò)誤;基因突變可能發(fā)生在非編碼序列,不一定引起生物性狀改變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;物理因素、化學(xué)因素、生物因素都能引起基因突變,D項(xiàng)正確。11.(2024·湖南長(zhǎng)沙一模)基因突變、基因重組和染色體變異是常見的生物變異類型,如圖為幾種染色體片段交換的模式圖。下列相關(guān)敘述不正確的是()甲乙丙A.某DNA分子上插入若干堿基對(duì),使基因數(shù)目發(fā)生改變,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異而非基因突變B.圖甲和圖乙所示過(guò)程均屬于染色體變異C.圖丙所示過(guò)程發(fā)生在同源染色體非姐妹染色體單體之間,屬于基因重組D.圖甲、乙、丙所示過(guò)程均會(huì)涉及DNA片段的斷裂和重新融合答案C解析DNA分子上插入若干堿基對(duì),若只改變了某個(gè)基因的堿基排列順序,未改變基因數(shù)目,屬于基因突變,若改變了DNA分子上的基因數(shù)目,則屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,因此某DNA分子上插入若干堿基對(duì),使基因數(shù)目發(fā)生改變,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,A項(xiàng)正確;圖甲所示過(guò)程發(fā)生在一條染色體內(nèi)部,未改變基因數(shù)目,但改變了基因排列順序,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位,圖乙所示過(guò)程為非同源染色體之間的片段交換,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位,B項(xiàng)正確;減數(shù)分裂Ⅰ前期若同源染色體非姐妹染色單體之間交換的是對(duì)等片段(等位基因),不造成基因數(shù)目和排列順序的改變,屬于基因重組,但圖丙所示過(guò)程,交換的是非對(duì)等片段,導(dǎo)致交換后的兩條染色體出現(xiàn)重復(fù)的片段,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)、缺失,C項(xiàng)錯(cuò)誤;圖甲、乙、丙都屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,均會(huì)涉及DNA片段的斷裂和重新融合,D項(xiàng)正確。12.(不定項(xiàng))(2024·湖南三模)實(shí)現(xiàn)基因重組的方式之一是染色體互換?？茖W(xué)家用性染色體構(gòu)型如圖所示的果蠅作親本,進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)。已知Y染色體不攜帶圖示基因,不考慮其他變異,下列敘述正確的是()A.減數(shù)分裂Ⅰ后期也會(huì)發(fā)生基因重組B.圖示雌果蠅的兩條X染色體均發(fā)生了結(jié)構(gòu)變異C.若親本果蠅未發(fā)生染色體互換,則F1雄果蠅X染色體構(gòu)型1/2異常D.若F1中出現(xiàn)兩種性狀均為野生型的個(gè)體,則親代果蠅發(fā)生了染色體互換答案AB解析減數(shù)分裂過(guò)程中發(fā)生基因重組的時(shí)期:減數(shù)分裂Ⅰ后期,同源染色體分離,非同源染色體自由組合;減數(shù)分裂Ⅰ前期,同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生互換,A項(xiàng)正確。圖示雌果蠅X染色體一條存在片段缺失,另一條X染色體存在來(lái)自Y染色體的附加臂,均發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異,B項(xiàng)正確。親本雄果蠅X、Y染色體均正常,雌果蠅兩條X染色體均異常,F1雄果蠅的X染色體來(lái)自雌果蠅,故其X染色體結(jié)構(gòu)均異常,C項(xiàng)錯(cuò)誤。親本雌果蠅的基因型為XBdXbD,雄果蠅的基因型為XbdY,不發(fā)生染色體互換時(shí),后代基因型及表型為XBdXbd(棒狀眼淡紅眼雌果蠅)、XBdY(棒狀眼淡紅眼雄果蠅)、XbDXbd(野生型野生型雌果蠅)、XbDY(野生型野生型雄果蠅),其中基因型為XbDXbd、XbDY個(gè)體的兩種性狀均為野生型;發(fā)生染色體互換時(shí),雌配子的基因型為XBd、XbD、XBD、Xbd,雄配子的基因型為Xbd、Y,雌雄交配后,后代雌果蠅的基因型及表型為XBdXbd(棒狀眼淡紅眼)、XbDXbd(野生型野生型)、XBDXbd(棒狀眼野生型)、XbdXbd(野生型淡紅眼),后代雄果蠅的基因型及表型為XBdY(棒狀眼淡紅眼)、XbDY(野生型野生型)、XBDY(棒狀眼野生型)、XbdY(野生型淡紅眼),其中基因型為XbDXbd、XbDY個(gè)體的兩種性狀均為野生型,因此有無(wú)染色體互換,F1中都會(huì)出現(xiàn)兩種性狀均為野生型的個(gè)體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。13.(2024·湖南懷化三模)小麥單倍體常通過(guò)遠(yuǎn)緣花粉刺激卵細(xì)胞的方法獲得。研究人員將玉米(二倍體)和普通小麥(六倍體)進(jìn)行雜交,受精卵排除玉米花粉的染色體得到小麥單倍體胚。經(jīng)過(guò)人工誘導(dǎo)和篩選培育抗赤霉病小麥品種,育種流程如圖所示,數(shù)字表示過(guò)程。下列分析正確的是()A.培育抗赤霉病小麥品種利用了基因重組的遺傳學(xué)原理B.過(guò)程①表示用秋水仙素溶液處理小麥的種子或幼苗C.過(guò)程②可通過(guò)接種適量的赤霉菌篩選抗赤霉病小麥品種D.篩選獲得的抗赤霉病小麥品種與普通小麥將產(chǎn)生生殖隔離答案C解析過(guò)程①小麥單倍體胚變?yōu)榱扼w小麥幼胚利用了染色體數(shù)目變異的原理,過(guò)程②人工誘導(dǎo)獲得并篩選抗赤霉病小麥品種利用了基因突變的原理,A項(xiàng)錯(cuò)誤;過(guò)程①表示用秋水仙素溶液處理小麥單倍體胚或幼苗,含三個(gè)染色體組的單倍體小麥不會(huì)產(chǎn)生種子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;過(guò)程②通過(guò)人工誘導(dǎo)基因突變以期獲得具有抗赤霉病性狀的小麥品種,因基因突變具有不定向性,因此可用接種適量的赤霉菌營(yíng)造特定的環(huán)境條件,選擇出抗赤霉病小麥品種,C項(xiàng)正確;篩選獲得的抗赤霉病小麥品種與普通小麥品種的遺傳物質(zhì)雖有差異,但未產(chǎn)生生殖隔離,D項(xiàng)錯(cuò)誤。14.(2024·吉林長(zhǎng)春模擬)(14分)為適應(yīng)全球氣候逐漸變暖的大趨勢(shì),研究水稻耐高溫的調(diào)控機(jī)制,對(duì)水稻遺傳改良具有重要意義。請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題。(1)研究者獲得了一株耐高溫突變水稻甲,高溫下該突變水稻表皮蠟質(zhì)含量較高。讓甲與野生型(WT)雜交,F1自交后代中耐高溫植株約占1/4,說(shuō)明耐高溫為性狀,且最可能由對(duì)等位基因控制。

(2)另外一株耐高溫突變水稻乙為隱性突變,其基因位于水稻的3號(hào)染色體上,為探究甲、乙兩種突變體是否為同一基因突變所致?？茖W(xué)家讓突變體甲與突變體乙進(jìn)行雜交后,F1自交得F2,統(tǒng)計(jì)分析F1和F2的表型及比例。不考慮再次發(fā)生突變或染色體互換,預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。①若,

說(shuō)明兩個(gè)突變基因?yàn)橥换?②若,

說(shuō)明兩個(gè)突變基因是同源染色體上的非等位基因;③若,

說(shuō)明兩個(gè)突變基因是非同源染色體上的非等位基因。(3)為進(jìn)一步確定突變位點(diǎn),研究者進(jìn)行了系列實(shí)驗(yàn),如下圖所示。圖1注:caps為3號(hào)染色體上的分子標(biāo)記。圖2圖3①圖1中F1處于期,此時(shí)3號(hào)染色體發(fā)生互換,產(chǎn)生F2中相應(yīng)的植株,然后用F2植株進(jìn)行,可獲得純合重組植株R1~R5。

②對(duì)R1~R5進(jìn)行分子標(biāo)記及耐高溫性檢測(cè),結(jié)果如圖2、圖3所示。分析可知,耐高溫突變基因位于分子標(biāo)記之間。

(4)基因OsWR2的表達(dá)能促進(jìn)水稻表皮蠟質(zhì)的合成。為了驗(yàn)證“高溫脅迫下維持較高的蠟質(zhì)含量是水稻耐高溫的必要條件”,研究小組以突變體甲為對(duì)照組,為實(shí)驗(yàn)組,將兩種水稻置于一段時(shí)間后,檢測(cè)水稻表皮蠟質(zhì)含量及耐高溫性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示。

答案(1)隱性一(2)F1和F2都耐高溫F1不耐高溫,F2中不耐高溫∶耐高溫=1∶1F1不耐高溫,F2中不耐高溫∶耐高溫=9∶7(3)減數(shù)分裂Ⅰ前(四分體時(shí)期)自交caps3~caps4(4)敲除基因OsWR2的突變體甲高溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)組水稻植株蠟質(zhì)含量低于對(duì)照組,且不耐高溫解析(1)分析題意可知,讓甲與野生型(WT)雜交,F1自交后代中耐高溫植株約占1/4,即出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,符合基因分離定律,說(shuō)明這對(duì)相對(duì)性狀最可能是由一對(duì)基因控制的,并且耐高溫為隱性性狀。(2)本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄考住⒁覂煞N突變體是否為同一基因突變導(dǎo)致,則可使突變體甲與突變體乙進(jìn)行雜交后,F1再自交,觀察其F1和F2的表型及比例(不考慮互換)。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論:①若兩個(gè)突變基因?yàn)橥换蛲蛔兯?突變體甲與突變體乙進(jìn)行雜交,子代全是突變體,即F1和F2都耐高溫;②若兩個(gè)突變基因是同源染色體上的非等位基因(兩對(duì)基因均位于3號(hào)染色體上),假設(shè)突變體甲基因型為aaBB,突變體乙基因型為AAbb,則甲、乙雜交F1基因型為AaBb,表現(xiàn)為不耐高溫,由于兩對(duì)基因在一對(duì)同源染色體上,所以F1產(chǎn)生的配子基因型及比例為Ab∶aB=1∶1,則F1自交產(chǎn)生的F2基因型及比例為AaBb∶AAbb∶aaBB=2∶1∶1,表型及比例為不耐高溫∶耐高溫=1∶1;③若兩個(gè)突變基因是非同源染色體上的非等位基因,即符合基因的自由組合定律,假設(shè)突變體甲基因型為aaBB,突變體乙基因型為AAbb,則甲、乙雜交F1基因型為AaBb,表現(xiàn)為不耐高溫,F1自交,F2表現(xiàn)為A_B_∶(A_bb+aaB_+aabb)=9∶7,即F2中不耐高溫∶耐高溫=9∶7。(3)①由圖1可知,F1在減數(shù)分裂Ⅰ前期(或四分體時(shí)期),3號(hào)染色體的同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生了互換,產(chǎn)生F2中相應(yīng)的植株;自交可提高純合子比例,故用F2植株進(jìn)行自交,可獲得純合重組植株R1~R5。②對(duì)R1~R5進(jìn)行分子標(biāo)記及耐高溫性檢測(cè),對(duì)比圖2、圖3可知,植株R1、R4、R5耐高溫率很低,說(shuō)明耐高溫基因不在caps1~caps3和caps4~caps7之間,結(jié)合植株R2、R3耐高溫率很高,所以在分子標(biāo)記caps3~caps4之間發(fā)生了基因突變。(4)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循對(duì)照原則,為了驗(yàn)證“高溫脅迫下維持較高的蠟質(zhì)含量是水稻耐高溫的必要條件”,則對(duì)照組為突變體甲,實(shí)驗(yàn)組為基因OsWR2敲除的突變體甲,將兩種水稻置于高溫環(huán)境一段時(shí)間后,檢測(cè)水稻表皮蠟質(zhì)含量及高溫耐性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組水稻植株蠟質(zhì)含量低于對(duì)照組,且不耐高溫。15.(2024·吉林模擬)(11分)單體附加植株是指在整套染色體中附加一條外源染色體的植物個(gè)體。普通小麥(6n=42,AABBDD)