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1、第19讲染色体变异与育种A组基础题组考点一染色体变异1.(2018北京海淀期末)有丝分裂过程中,不会发生的是() A.基因自由组合B.基因突变C.染色体结构变异D.染色体数目变异2.(2018北京八中期中)如图显示了染色体及其部分基因,对和过程最恰当的表述分别是() A.交换、缺失B.倒位、缺失C.倒位、易位D.交换、易位3.(2018北京东城期末)下列关于可遗传变异的叙述,正确的是()A.均可通过光学显微镜直接观察到B.基因突变时一定发生基因结构的改变C.非同源染色体间交换片段会导致基因重组D.染色体结构变异不一定导致碱基序列的改变4.(2017北京通州期末)油菜物种甲(2n=20)与乙(2
2、n=16)通过人工授粉杂交,获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙,用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁,待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是()A.秋水仙素通过促进着丝点分裂,使染色体数目加倍B.幼苗丁细胞分裂后期,可观察到36或72条染色体C.丙到丁发生的染色体变化,决定了生物进化的方向D.形成戊的过程未经过地理隔离,因而戊不是新物种考点二变异在育种上的应用5.下列关于生物技术及育种的叙述,不正确的是()A.“太空种子”都能培育出高产、优质、高效的新品种B.利用兰花的离体组织大规模培育兰花属于细胞工程C.通过基因工程育种可获得抗逆性强的新品种D.花药离体培养得到的植株一般不能正常结实6.(2
3、017北京师大附中期中)某植株的一条染色体发生缺失突变,获得该缺失染色体的花粉不育,缺失染色体上具有红色显性基因B,正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。如以该植株为父本,测交后代中部分表现为红色性状。有关表述不正确的是()A.用该植株自交,后代出现性状分离B.以该植株为材料进行单倍体育种,只能得到白色纯合体C.以该植株为母本,与基因型为Bb的正常父本杂交,后代表现为红色白色=31D.该植株在减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换7.野生猕猴桃是一种多年生富含VC的二倍体(2n=58)小野果。下图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子(aa)为实验材料培育抗虫猕猴桃无子新品种的过程,分析正确
4、的是()A.该培育过程中不可使用花药离体培养B.过程必须使用秋水仙素C.的亲本不是同一物种D.过程得到的个体是四倍体B组提升题组一、选择题 1.某生物两对染色体发生变异和减数分裂时的配对如下图所示,则减数分裂后含有哪组染色体的配子产生成活后代的可能性最大()A.和、和B.和、和C.和、和D.各种组合的结果没有区别2.(2017北京东城二模)视网膜母细胞瘤基因(R)是一种抑癌基因,杂合子(Rr)仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中,一旦体细胞的杂合性丢失,形成纯合子(rr)或半合子(r),就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。如图为视网膜母细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制,下列分析不正确的是()
5、A.1是由于含R的染色体丢失而导致半合子(r)的产生B.2是由于发生了染色体片段的交换而导致纯合子(rr)的产生C.3是由于缺失了含R的染色体片段而导致半合子(r)的产生D.4是由于R基因突变成了r而导致纯合子(rr)的产生3.(2018北京西城期末)下列有关变异的叙述,错误的是()A.非同源染色体上的非等位基因之间可发生基因重组B.相对于DNA病毒,RNA病毒更容易发生基因突变C.染色体结构变异均可导致基因的种类和数目发生改变D.有丝分裂和减数分裂过程中均可发生染色体数目变异4.某科研小组的工作人员通过用不同浓度的秋水仙素对大蒜(二倍体)鳞茎生长点进行不同时间的处理,研究了不同处理对大蒜根尖
6、细胞染色体加倍率(某一分裂组织或细胞群中染色体数目加倍细胞的百分数)的影响,其实验结果如图,据图判断,下列叙述中正确的是()A.秋水仙素处理后的根尖细胞均为四倍体细胞B.染色体加倍率与秋水仙素浓度和处理时间长短有关C.当秋水仙素浓度为0.03%时,处理时间越长加倍率越高D.本实验中的自变量为秋水仙素浓度,无关变量为处理时间5.(2017北京顺义期末)针对下列五种育种方法的分析中,正确的是()多倍体育种杂交育种诱变育种单倍体育种基因工程育种A.两种育种方法均需要大量处理原材料B.两种育种方法均可明显缩短育种年限C.两种育种方法依据的原理都是基因重组D.均可按人的意愿定向地改变生物性状6.普通水稻
7、是二倍体,有的植株对除草剂敏感,有的植株对除草剂不敏感,为了快速培育抗某种除草剂的水稻,育种工作者综合应用了多种培育方法,过程如下图,下列说法错误的是()A.花药离体培养的理论依据是细胞的全能性B.用秋水仙素处理绿色幼苗,可以获得纯合子C.用射线照射单倍体幼苗,诱发的基因突变是定向的D.用除草剂喷洒单倍体幼苗,保持绿色的部分具有抗该除草剂的能力二、非选择题7.(2018北京八中期中)玉米的紫株和绿株由6号染色体上一对等位基因(N,n)控制,正常情况下紫株与绿株杂交,子代均为紫株。育种工作者用X射线照射紫株A后再与绿株杂交,发现子代有紫株732株、绿株2株(绿株B)。为研究绿株B出现的原因,让绿
8、株B与正常纯合的紫株C杂交得到F1,F1再严格自交得到F2,观察F2的表现型及比例,并做相关分析。(1)假设一:X射线照射紫株A导致其发生了基因突变。基因突变的实质是。如果此假设正确,则F1的基因型为;F1自交得到的F2中,紫株所占的比例应为。(2)假设二:X射线照射紫株A导致其6号染色体断裂,含有基因N的片段缺失(注:一条染色体片段缺失不影响个体生存,两条同源染色体缺失相同的片段个体死亡)。如果此假设正确,则绿株B能产生种配子,F1的表现型为;F1自交得到的F2中,紫株所占比例应为。(3)上述杂交实验中玉米植株颜色的遗传遵循规律。(4)利用细胞学方法可以验证假设二是否正确。操作时最好选择图中
9、的(植株),在显微镜下常对其减数分裂细胞中的染色体进行观察和比较,原因是。8.(2018北京八中期中)雄性家蚕生命力强,饲料利用效率高,茧丝质量好。现有家蚕品种甲和乙,它们的性染色体、10号染色体及卵色基因组成如图所示。已知蚕卵(受精卵)同时具有A、B基因时为黑色,否则为白色。育种工作者期望利用甲、乙品种获得新品种,以实现通过选择卵色只养雄蚕。(1)甲品种家蚕的W染色体上有来自10号染色体的片段,且10号染色体缺失了B基因所在的片段,上述变异属于。(2)让甲、乙品种家蚕杂交,获得F1蚕卵, F1蚕卵完成发育后,再让雌、雄蚕蛾相互交配,获得F2蚕卵。选择色的F2蚕卵,完成发育后即为新品种(丙)。
10、丙品种的基因型是,获得丙品种的育种方法属于。(3)若让丙品种家蚕与品种家蚕交配,并且选择色蚕卵孵化,即可实现只养雄蚕。(4)家蚕卵色的遗传(符合/不符合)交叉遗传的特点。(5)进一步研究发现:A基因的表达产物是蚕卵表现黑色所需的一种酶,这一事实表明基因可以通过控制来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。B基因的表达产物是蚕卵表现黑色所需的一种载体蛋白,将B基因的反义RNA注入到预期为黑色的蚕卵中,导致B基因的mRNA与形成了双链结构,阻止了过程,进而导致蚕卵为白色。答案全解全析A组基础题组考点一染色体变异1.A有丝分裂过程中没有非同源染色体的自由组合,也就没有非等位基因的自由组合,A符合题意;有
11、丝分裂是真核细胞分裂的方式之一,有丝分裂过程中可发生基因突变、染色体结构变异和染色体数目变异。2.C过程中F与m位置相反,表示染色体结构变异中的倒位,过程只有F,没有m,但多出了一段原来没有的染色体片段,表示染色体结构变异中的易位,故C正确。3.B光学显微镜下只能观察到染色体变异,A错误;基因突变为碱基对的改变,包括碱基对的增添、缺失、替换,故基因突变时基因结构一定会发生改变,B正确;非同源染色体间交换片段属于染色体结构变异中的易位,C错误;染色体结构变异包括染色体中某一片段的增添(重复)、缺失、易位、倒位,故染色体结构变异时一定会导致碱基序列的改变,故D错误。4.B秋水仙素的作用是抑制纺锤体
12、的形成,从而诱导染色体数目加倍,A错误;甲、乙两个物种杂交,得到的幼苗丙是异源二倍体,用秋水仙素处理丙的顶芽得到的幼苗丁,可能是染色体未加倍的异源二倍体(含18条染色体,不可育),也可能是染色体加倍后的异源四倍体(含36条染色体),所以幼苗丁细胞在分裂后期染色体数目加倍,其染色体数目可能是36条或72条,B正确;变异是不定向的,不能决定生物进化的方向,C错误;丁自交产生的戊是可育的异源四倍体,与物种甲和物种乙产生了生殖隔离,所以戊属于新物种,D错误。考点二变异在育种上的应用5.A“太空种子”是诱变育种的结果,诱变育种的原理是基因突变,基因突变具有不定向性,A错误;利用兰花的离体组织大规模培育兰
13、花属于细胞工程,B正确;通过基因工程育种可获得抗逆性强的新品种,C正确;花药离体培养得到的植株一般不能正常结实,因为单倍体植株高度不育,D正确。6.B以该植株为父本,测交后代中部分表现为红色性状,最可能的原因是非姐妹染色单体之间是发生了交叉互换,即减数第一次分裂的前期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换,缺失染色体上的B基因交换到正常染色体上,从而产生了带有B基因的正常雄配子,所以用该植株自交,后代出现性状分离,A正确;由于发生了交叉互换,所以以该植株为材料进行单倍体育种,能得到白色纯合体和红色纯合体,B错误;以该植株为母本,可产生B和b两种正常配子,与基因型为Bb的正常父本杂交,后代表现为
14、红色白色=31,C正确;该植株在减数第一次分裂的四分体时期,非姐妹染色单体之间交叉互换,D正确。7.C据图可知,aa变为Aa,发生了基因突变,因此对应的育种方式为诱变育种;Aa变成AAaa,表明染色体数目加倍,对应的育种方式是多倍体育种;过程是将基因B导入个体中,属于基因工程育种。该培育过程中通过单倍体育种获得AAAA的过程可以使用花药离体培养,A错误;诱导染色体数目加倍通常使用的试剂是秋水仙素,原理是抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,低温处理也能达到相同的效果,B错误;由于AA植株和AAAA植株杂交的后代AAA不育,因此二者之间存在生殖隔离,属于不同的物种,C正确;过程得到的个体仍然是三倍
15、体,D错误。B组提升题组一、选择题1.B分析选项可知,染色体为和、和组合的配子,拥有的基因种类最多,这样的配子产生的后代成活的可能性最大。2.B根据图示所呈现的信息可知,在视网膜母细胞增殖过程中,2和亲代细胞相比,含R的染色体丢失,而在有丝分裂后期含r的姐妹染色体未分开,导致纯合子(rr)的产生,故B错误。3.C减数第二次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,从而使得非同源染色体上的非等位基因自由组合,A正确;RNA属于单链,相对于双链的DNA而言更容易发生基因突变,B正确;染色体结构变异中若发生染色体易位,则基因的种类和数目不会发生改变,C错误;有丝分裂或减数分裂中若着丝点断裂后染
16、色体没有均分至两极,则可能发生染色体数目变异,D正确。4.B秋水仙素处理的部位为幼苗地上部分,故根尖细胞仍然为二倍体细胞,A错误;本实验中秋水仙素浓度和处理时间为自变量,图示显示,细胞染色体加倍率与秋水仙素浓度和处理时间长短有关,B正确,D错误;用浓度为0.03%的秋水仙素溶液处理,处理2天和6天时的染色体加倍率相同,C错误。5.C杂交育种和基因工程育种的原理都是基因重组,区别在于一个是自然条件下,一个是人工DNA重组,后者的优点是定向和打破物种之间的生殖隔离。6.C花药离体培养的理论依据是细胞的全能性,A正确;用秋水仙素处理绿色幼苗,可以获得纯合子,B正确;基因突变是不定向的,C错误;用除草
17、剂喷洒单倍体幼苗,保持绿色的部分具有抗该除草剂的能力,D正确。二、非选择题7.答案(1)碱基对的替换、增添和缺失(基因结构的改变)Nn3/4(2)2全部为紫株6/7(3)基因的分离(4)绿株B联会的染色体处于配对状态,可以观察6号染色体是否相同解析(1)假设一:X射线照射紫株A导致其发生了基因突变,基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失和替换,即基因结构的改变。紫株A基因突变后与绿株(nn)杂交,后代有绿株出现,说明紫株A的基因型为Nn,绿株B的基因型为nn。绿株B(nn)与正常纯合的紫株C(NN)杂交,F1的基因型为Nn;F1自交得到F2,F2中紫株(N_)所占的比例应为3/4。(2)假设二:
18、X射线照射紫株A导致其发生了染色体变异,6号染色体含有基因N的片段缺失,即绿株B的一条染色体缺失含有基因N的片段,因此其能产生2种配子:一种配子6号染色体含有基因n,另一种配子6号染色体缺失含N的片段。绿株B与正常纯合的紫株C(NN)杂交,F1有两种基因型(比例相等):Nn和NO(O表示缺失含N的染色体片段),均表现为紫株;F1自交得到的F2,由于两条同源染色体缺失相同的片段个体死亡,所以F2中紫株所占比例应为6/7。(3)玉米植株的颜色是受一对等位基因控制的,因此该性状的遗传遵循基因的分离定律。(4)基因突变是点突变,在显微镜下无法观察到,而染色体变异可在显微镜下观察到,所以假设二可以通过细
19、胞学的方法来验证,即在显微镜下观察绿株B细胞减数分裂过程中的染色体,观察联会的6号染色体是否相同。8.答案(1)染色体易位和缺失(染色体结构变异)(2)白aaZZ杂交育种(3)甲白(4)不符合(5)酶的合成反义RNA翻译(蛋白质合成)解析(1)由染色体的缺失、重复、倒位、易位引起的变异属于染色体结构的变异。(2)甲ZWABaaOO(O代表没有相关基因片段)乙ZZAABB,甲乙杂交后得F1,F1的基因型是雄性ZZAaBO,雌性ZWABAaBO。F1雌雄交配后得到F2蚕卵:雄性为2ZZAaBO、ZZaaOO、ZZAABB;雌性为2ZWABAaBO、ZWABaaOO、ZWABAABB。在F2中选择雄性白色的即为新品种丙,此育种方法为杂交育种。(3)丙品种和甲品种杂交,丙 ZZaa甲 ZWABaa,子代:ZZaa(雄性、白色)、ZWABaa(雌性、黑色),并且选择白色蚕卵孵化,即可实现只养雄蚕。(4)控制家蚕卵色基因不只在W染色体上,所以它的遗传不符合交叉遗传的特点。(5)基因控制性状的一种方式是可以通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。另一种方式是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。将B基因的反义RNA注入到预期为黑色的蚕卵中,导致B基因的mRNA反义RNA形成了双链结构,使B基因的mRNA不能发挥作用阻止了翻译过程,进而导致蚕卵为白色。