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（11）生物的变异与进化——高二生物学浙科版（2019）暑假作业
一、单项选择题
1.肝癌为临床上常见的恶性肿瘤之一，研究发现，诸多基因包含原癌基因和抑癌基因，可能与肝癌的发生、细胞增殖和转移密切相关。在某些因素影响下，原癌基因和抑癌基因表达异常，致使正常细胞癌变。下列叙述说法正确的是( )
A.癌细胞体外培养时需要加入胰蛋白酶处理，解除接触抑制
B.原癌基因和抑癌基因发生突变就会引起细胞癌变
C.癌细胞与正常细胞相比，细胞周期更短，并且容易分散转移
D.肝癌的发生只与原癌基因和抑癌基因突变有关
2.有学者认为，自然选择对中性基因突变（既无“益”也无“害”）不起作用。又有科学家发现，拥有有害突变的个体会因为生存力或育性降低而从群体中淘汰，使得同一染色体上的其它突变也被一并清除，并将这种现象称为背景选择。下列叙述错误的是( )
A.突变的“益”与“害”不是绝对的，这与生物所处的环境有关
B.等位基因的产生是基因突变的结果，为生物进化提供了原材料
C.相比无性生殖物种，有性生殖物种中有利突变被连带清除的概率更高
D.背景选择是导致中性突变基因的基因频率发生改变的原因之一
3.八倍体小黑麦具有品质佳、抗逆性强、抗病虫害等特点，在生产上有广阔的应用前景，其培育过程如图所示（A、B、D、R分别代表不同物种的一个染色体组）。下列相关叙述正确的是( )
普通小麦AABBDD×黑麦RR→杂种小黑麦
A.图中普通小麦一定是纯合子，只能产生一种类型的配子
B.杂种一的细胞内无同源染色体，不能完成减数分裂，是不育的
C.小黑麦含有8个染色体组，用其花粉直接发育成的植株是四倍体
D.用秋水仙素处理杂种一能使染色体数加倍的原因是其抑制了着丝粒的分裂
4.某种肾细胞癌的关键突变是由X染色体上的TFE3区段与其他基因片段相连形成融合基因导致，具体机制如图，统计发现其中X染色体与常染色体形成的融合基因在女性和男性中的比例接近2∶1.下列叙述错误的是( )
A.Ⅰ属于染色体倒位，Ⅱ、Ⅲ属于染色体易位
B.推测女性中只有一条X染色体能发生机制Ⅱ
C.机制Ⅲ中发生了2次染色体片段之间的移接
D.三种机制的发生均可通过显微镜观察进行判断
5.人类慢性髓细胞白血病是9号染色体和22号染色体之间发生相互易位造成的，其过程如图所示。由此形成了BCR-ABL融合基因，该基因表达产生的P210蛋白导致造血干细胞增殖失控，最终引发慢性髓细胞白血病。下列叙述正确的是( )
A.9号染色体和22号染色体之间发生片段互换属于基因重组
B.抑制P210蛋白的活性，可以控制慢性髓细胞白血病的发生
C.该病患者产生的配子中含有异常染色体，可通过显微镜检测
D.该病患者产生的BCR-ABL融合基因的功能与抑癌基因类似
6.父母表现正常，儿子患某种显性遗传病。对该患病男子进行基因组测序后，发现与该病有关联的N基因发生变异，变异位点在X染色体的以下碱基序列区段中。下列叙述错误的是( )
A.变异的N基因不可能来源于其父亲的生殖细胞
B.进行基因组测序时要测定该男子的24条染色体的碱基序列
C.在人群中调查该病的发病率发现患者中女性少于男性
D.若该男子与正常女性结婚，生育正常男孩的概率是100%
7.香艾为异源四倍体，其染色体组成如图1。进一步研究发现，香艾两条超长10号染色体上的基因可以和8、9号染色体上的基因一一对应，推测香艾早期蒿属祖先为正常的二倍体（2n=18），后经染色体变异得到另一类蒿属祖先，两类蒿属祖先异源杂交后的品系经染色体加倍后形成四倍体，其形成机制如图2。下列相关叙述正确的是( )
A.据图1分析，通常选择有丝分裂前期进行核型分析
B.图2中②处可用低温处理，品种乙在减数分裂Ⅰ后期仍存在17个四分体
C.图2中所获品种乙为同源四倍体，减数分裂时同源染色体正常联会，能形成可育配子
D.香艾的10号染色体是由亲本中的变异蒿属祖先的8、9号两条染色体连接而成的产物
8.研究发现，某些miRNA在癌症的发生中具有重要的作用。人体细胞内的miRNA-101（简称miR-101）与肿瘤的产生密切相关。miR-101可调节EZH2基因的表达，EZH2基因编码一种组蛋白甲基转移酶。如图表示miR-101在正常组织中和肿瘤组织中的调节途径。下列相关叙述正确的是( )
A.正常组织中EZH2基因转录和翻译过程均正常
B.在正常组织和肿瘤组织中，EZH2的表达量相等
C.EZH2可促进组蛋白甲基化从而引起细胞癌变
D.当抑癌基因过量表达时，可导致细胞发生癌变
9.如图表示植株A（杂合子Aa）和植株B培育植株①②③④⑤的过程，下列说法正确的是( )
A.培育植株①的过程为单倍体育种，获得的植株为纯合子
B.选择植物的愈伤组织进行诱变处理获得优质的突变体，未体现细胞的全能性
C.需要通过植物组织培养技术获得的植株只有①③④
D.植株①②④⑤与植株A基因型相同的概率分别是0、0、1、0（不考虑基因突变）
10.邻域物种形成是指某些分布广泛物种的不同种群，由于栖息环境的差异，使边缘种群与中心种群之间基因交流困难，经过长时间自然选择，最终形成新物种。下列叙述错误的是( )
A.产生生殖隔离是邻域种群成为新物种的标志
B.环境条件的差异可使不同种群的基因频率出现差异
C.活动能力强的生物如马、狼最可能是邻域物种形成的产物
D.过渡地带的种群可能同时具有边缘和中心两区域种群的共同特征
二、非选择题
11.遗传性脊髓小脑共济失调（SCA）以常染色体显性遗传为主，也有常染色体隐性遗传及伴X染色体连锁遗传的报道。假肥大型肌营养不良（DMD）可以由DMD基因的缺失、重复或基因内部微小片段的缺失所致，极少数病例是染色体结构重排破坏了DMD基因引起的。研究人员调查了患有两种遗传病的家庭后绘制的系谱图如图1，已知Ⅱ1不携带DMD致病基因，Ⅱ6不携带致病基因。请回答下列问题：
(1)图示家系中SCA的遗传方式为_______，依据是_______。
(2)图示家系中DMD为_______遗传病。引起DMD致病原因中的基因缺失、基因内部微小片段的缺失分别属于可遗传变异中的_______。
(3)Ⅱ1与Ⅱ2的子代男孩中同时患两种病的概率为_______，Ⅲ7为纯合子的概率为_______。
(4)通过染色体核型分析、基因测序技术，研究人员认为DMD的致病机制如图2所示。图示的染色体重排属于染色体结构变异中的_______，使DMD基因结构被破坏。用两对引物F1/R1和F2/R2对家系I2、Ⅱ1提取的DNA分别进行两次PCR扩增，I2、Ⅱ1扩增出的片段的长度分别为_______、_______。
12.下图是科学家利用果蝇所做的进化实验,两组实验仅喂养的食物不同,其他环境条件一致。请回答下列问题。
(1)第一期时,甲箱和乙箱中的果蝇虽然属于同一品系,但由于______而形成两个______。
(2)经过八代或更长的时间后,两箱中的果蝇体色发生了很大的变化,请用现代生物进化理论的观点对这一现象进行解释:两箱果蝇会出现不同的______,且由于食物差异形成的______方向不同。一段时间后,两箱果蝇的______形成很大差异,导致两个群体的体色出现很大差异。
(3)如表是甲、乙两箱中果蝇11号染色体上部分等位基因[B/b、T(T1、T2)/t、E/e]的显性基因频率统计的数据。
世代 甲箱 乙箱
果蝇 B T1 E 果蝇 B T2 E
第一代 20 100% 0 64% 20 100% 0 65%
第四代 350 89% 15% 64.8% 285 97% 8% 65.5%
第七代 500 67% 52% 65.2% 420 96% 66% 65.8%
第十代 560 61% 89% 65% 430 95% 93% 65%
甲、乙两箱中果蝇的______基因的基因频率保持基本稳定,第十代时,甲箱中基因型为Ee的果蝇出现的频率是______。
(4)若A和a基因位于X染色体上,在某个时间点统计乙箱中XAXA个体占42%、XAXa个体占6%、XaXa个体占2%,XAY个体占45%、XaY个体占5%,则该种群的a基因频率为______。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A、癌细胞具有无限增殖的特点，不存在接触抑制现象，所以癌细胞体外培养时不需要加入胰蛋白酶处理来解除接触抑制，A错误；
B、细胞癌变是多个原癌基因和抑癌基因发生累积性突变的结果，并非原癌基因和抑癌基因发生一次突变就会引起细胞癌变，B错误；
C、癌细胞代谢旺盛，与正常细胞相比，细胞周期更短；癌细胞表面的糖蛋白等物质减少，使得细胞间的黏着性降低，容易分散转移，C正确；
D、肝癌的发生与原癌基因和抑癌基因突变有关，但不是只与它们有关，还可能与其他因素如环境因素等有关，D错误。
故选C。
2.答案：C
解析：A、 突变的“益”与“害”不是绝对的，这与生物所处的环境密切相关 。同一突变在不同环境中可能表现出不同的效果。例如，耐旱基因在干旱环境中有利，但在多雨环境中可能不利于能量利用 ，A正确；
B、等位基因的产生是基因突变的结果，是变异的根本来源，为生物进化提供了原材料，B正确；
C、在有性生殖过程中，由于基因重组等原因，有害突变与有利突变更容易发生分离，而无性生殖中基因往往连锁传递。所以相比无性生殖物种，有性生殖物种中有利突变被连带清除的概率更低，C错误；
D、背景选择会淘汰一部分个体，改变中性突变基因的基因频率，D正确。
故选C。
3.答案：B
解析：图中的字母代表的是染色体组，因此染色体组成为AABBDD的普通小麦有6个染色体组，染色体上的基因不一定是纯合的，因此其不一定是纯合子，A错误；杂种一的染色体组成为ABDR，共含有4个染色体组，但A、B、D、R是不同的染色体组，因此杂种一的细胞内没有同源染色体，不能完成减数分裂，杂种一是不育的，B正确；小黑麦的染色体组成为AABBDDRR，含有8个染色体组，其产生的花粉含有4个染色体组，用其花粉直接发育成的植株是单倍体，C错误；秋水仙素使染色体数目加倍的原因是抑制正在分裂的细胞内纺锤体的形成，导致着丝粒分裂后的染色体不能被拉向两极，从而使细胞内的染色体数加倍，D错误。
4.答案：B
解析：A、据图分析Ⅰ属于染色体倒位，Ⅱ、Ⅲ发生了非同源染色体之间的片段移接，所以属于染色体易位，A正确;
B、由于统计发现其中X染色体与常染色体形成的融合基因在女性和男性中的比例接近2∶1，所以可推测女性中两条X染色体都可能发生机制Ⅱ，B错误;
C、根据图3分析3条染色体结构（通过每条染色体的颜色组成）可推测，机制Ⅲ中常染色体1与2之间先发生移接，然后X染色体与常染色体1之间发生移接，所以共发生了2次染色体片段之间的移接，C正确;
D、三种机制都属于染色体的结构变异，染色体结构变异可通过显微镜观察进行判断，D正确。
故选B。
5.答案：B
解析：A、9号染色体和22号染色体互为非同源染色体，所以9号染色体和22号染色体之间发生片段互换属于染色体结构的变异，A错误；
B、依据题干信息，BCR-ABL融合基因表达产生的P210蛋白导致造血干细胞增殖失控，最终引发慢性髓细胞白血病，所以抑制P210蛋白的活性，可以控制慢性髓细胞白血病的发生，B正确；
C、慢性髓细胞白血病不属于遗传病，通常是体细胞发生染色体易位导致的，患者的精（卵）原细胞中染色体是正常的，减数分裂产生的配子中染色体也是正常的，C错误；
D、原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达，就可能引起细胞癌变，所以该病患者产生的BCR-ABL融合基因的功能与原癌基因类似，D错误。
故选B。
6.答案：C
解析：依题意，变异位点在X染色体的部分碱基序列区段中，父亲给儿子提供的是Y染色体，因此，变异的N基因不可能来源于其父亲的生殖细胞，A正确；进行基因组测序时要测定该男子的22条常染色体和性染色体X、Y的碱基序列，共测定24条染色体的碱基序列，B正确；该病为伴X染色体显性遗传病，女性有两条X染色体，出现致病基因的机会更大，因此人群中男性发病率小于女性，C错误；若该男子与正常女性结婚，其儿子一定会遗传母亲的X染色体，女性表现正常，因此生育正常男孩的概率是100%，D正确。
7.答案：D
解析：A、有丝分裂中期，染色体数目清晰结构稳定，因此通常选择有丝分裂中期进行核型分析，A错误；
B、减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，细胞中不存在四分体，B错误；
C、品种乙含有早期蒿属祖先的两个染色体组和变异蒿属祖先的两个染色体组，为异源四倍体，C错误；
D、根据题意可知，香艾含有两条超长的10号染色体，且上面的基因可以和8、9号染色体上的基因一一对应。说明10号染色体上含有8、9号染色体的结构，因此推测10号染色体是变异蒿属祖先的8、9号两条染色体连接而成的产物，其来自变异蒿属祖先，D正确。
故选D。
8.答案：C
解析：A、据图所示，正常组织中正常表达的miR-101可与EZH2基因转录产生的mRNA结合，抑制其翻译，正常组织中EZH2基因转录正常，翻译过程异常，A错误；
B、正常组织中的EZH2表达量大大减少，而肿瘤组织细胞中miR-101表达量大大减少，抑制EZH2基因表达作用减弱，使EZH2表达量大大增加，即在正常组织和肿瘤组织中，EZH2的表达量不相等，B错误；
C、EZH2是一种组蛋白甲基转移酶，促进组蛋白甲基化，从而使抑癌基因和促分化基因异常沉默，引起细胞癌变，C正确；
D、当抑癌基因不表达时，可导致细胞发生癌变，D错误。
故选C。
9.答案：D
解析：A、对植株A的花粉经过离体培养得到的植株①单倍体植株，而后对该单倍体幼苗经秋水仙素处理得到的植物②是纯合二倍体，该过程属于单倍体育种，A错误；
B、选择植物的愈伤组织进行诱变处理获得优质的突变体，通过组织培养技术获得植株③，体现了细胞的全能性，B错误；
C、图中需要通过植物组织培养技术获得的植株是①③④⑤，该过程中利用了细胞的全能性，植株②是秋水仙素处理植株①的幼苗得到，没有用到植物组织培养技术，C错误；
D、植株⑤是通过植物体细胞杂交的方法获得的，其遗传物质是由植株A和植株B组成的，与植株A的基因型不同，因此植株①②④⑤与植株A基因型相同的概率分别是0、0、1、0，D正确。
故选D。
10.答案：C
解析：A、不同物种之间存在生殖隔离，故出现生殖隔离是邻域种群成为新物种的标志，A正确；
B、环境条件的差异，自然选择的方向不同，可使不同种群的基因频率出现差异，B正确；
C、活动能力强的生物易与其他区域的同种个体进行基因交流，故活动能力弱的生物最可能是邻域物种形成的产物，C错误；
D、过渡地带的种群可能同时具有边缘和中心两区域种群的共同特征，D正确。
故选C。
11.答案：(1)常染色体隐性遗传；11和I2表型正常,生有患SCA病的女儿
(2)伴X染色体隐性；染色体变异、基因突变
(3)1/4/25%；1/3
(4)倒位；300bp和450bp；0
解析：（1）据图可知，图中的I1和I2表型正常，生有患SCA病的女儿，说明该病是隐性遗传病，且女儿正常父亲患病，证明致病基因位于常染色体上。
（2）Ⅱ1和Ⅱ2正常，生有患病的孩子，说明该病是隐性遗传病，且图中的Ⅱ1不携带DMD致病基因，故致病基因位于X染色体，图示家系中DMD为伴X染色体隐性遗传病；基因缺失属于染色体结构变异中的缺失，基因内部微小片段的缺失属于基因突变。
（3）设SCA的相关致病基因是A/a，DMD相关致病基因基因是B/b，III4患有两种遗传病，可推知II1和II2基因型分别是AaXBY、aaXBXb，Ⅱ1与Ⅱ2的子代男孩中同时患两种病的概率为1/2×1/2=1/4；Ⅱ6不携带致病基因，基因型是AAXBY，III6患有DMD，则Ⅱ5基因型是1/3AAXBXb，2/3AaXBXb，考虑SCA，Ⅱ5的配子是2/3A、1/3a，Ⅱ6的配子是A，后代是2/3AA、1/3Aa；考虑DMD，Ⅱ5的配子是1/2XB、1/2Y，Ⅱ6的配子是1/2XB、1/2Xb，Ⅲ7为正常女性，其为纯合子的概率为2/3AA×1/2XBXB=1/3。
（4）据图可知，图示的染色体重排发生了位置的颠倒，属于染色体结构变异中的倒位；I2关于DMD的基因型是XBXb，用两对引物F1/R1和F2/R2对家系I2、Ⅱ1提取的DNA分别进行两次PCR扩增，I2扩增出的片段的长度分别为a＋b、c＋d，即300bp和450bp，Ⅱ1关于DMD的基因型是XBY（不携带相关致病基因），扩增出的片段的长度是0。
12.答案：(1)地理隔离;种群
(2)变异;自然选择;基因频率##基因库
(3)E;45.5%
(4)10%
解析：(1)种群是生活在一定区域内的同种是生物个体的总和,一开始,甲箱和乙箱果蝇虽然同属于一个物种,但是生活在不同区域内,存在地理隔离,因此分属于两个种群。
(2)由于两箱分养造成地理隔离,不同种群间而不能进行基因交流,当两箱中果蝇发生不同的变异后,由于食物的差异造成的自然选择的方向不同,导致基因频率向不同方向变化,基因库差异较大,形成两个群体体色的很大差
(3)根据表格可知,两个箱子中E的基因频率基本不变,基本维持在65%左右。由于第十代时甲箱中E的基因频率为65%,所以e的基因频率为35%,故Ee的基因型频率为2×65%×35%=45.5%。
(4)若A和a基因位于X染色体上,在某个时间点统计乙箱中XAXA个体占42%、XAXa个体占6%、XaXa个体占2%,XAY个体占45%、XaY个体占5%,可将不同基因型的个体所占的百分比具体为整数进行计算,假设该种群共有100个个体,则XAXA有42个、XAXa个体有6个、XaX有2个,XAY个体有45个、XaY个体有5个,则该种群的a基因频率为(6+2×2+5)÷(42×2+6×2+2×2+45+5)×100%=10%。

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