1、第19讲染色体变异与育种A组基础题组题组一染色体变异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.染色体数目变异答案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.(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、易位答案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
2、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.(2018北京西城十三中月考)在黑腹果蝇(2n=8)中,缺失一条点状染色体的个体(单体,如图所示)仍可以存活,而且能够繁殖后代,若两条点状染色体均缺失则不能存活。若干这样的黑腹果蝇单体相互交配,其后代为单体的比例为()A.1B.1/2C.1/3D.2/3答案D该单体的染色体组成可写作AO,其产生的配子为AO=11,雌雄配子结合产生的子代中AA(正常)AO(单体)OO(死亡)=121,所以后代存活个体中单体果蝇占2/3,D正确。4.油菜物种甲(2n=20)与乙(2n=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
3、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,因而戊不是新物种答案B秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,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
4、,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。题组二变异在育种上的应用5.(2018北京通州期末)下列有关几种育种方法的说法,错误的是()A.改良缺乏某种抗虫性状的水稻品种可采用基因工程育种获得B.单倍体幼苗一般经秋水仙素处理培育成可育植株C.人工诱变育种可产生新的基因,进而获得新性状D.具有产量高、抗逆性强等优点的超级水稻是多倍体育种的结果答案D可通过基因工程把其他生物的抗虫基因转移到缺乏某种抗虫性状的水稻品种中,A正确;单倍体幼苗一般高度不育,经秋水仙素处理可使染色体加倍,成为可育植株,
5、B正确;人工诱变育种可产生新的基因,进而获得新性状,C正确;具有产量高、抗逆性强等优点的超级水稻是杂交育种的结果,D错误。6.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答案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
6、的原因是非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,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两种正常配子且比例为11,与基因型为Bb的正常父本杂交,后代表现为红色白色=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.(2018北京丰台二模)下列有关三倍无子西瓜的叙述,正确的()A.三倍体无子西瓜是用生长素处
7、理单倍体西瓜幼苗获得的B.三倍体无子西瓜因其不存在同源染色体而无法产生种子C.秋水仙素可以促进三倍体无子西瓜果实的发育D.利用植物组织培养技术可获得大量三倍体无子西瓜幼苗答案D用生长素处理单倍体西瓜幼苗可以得到无子果实,但不能进行多倍体育种,在二倍体西瓜的幼苗期,用秋水仙素处理,得到四倍体植株,用四倍体植株作母本,用二倍体植株作父本,进行杂交,得到的种子中含有三个染色体组,把这些种子种下去,就会长出三倍体植株,A错误;三倍体无子西瓜细胞内含有3个染色体组,有同源染色体,其不能产生种子的原因是联会紊乱,B错误;秋水仙素可以抑制纺锤体的形成,从而诱导多倍体形成,但不能促进果实的发育,C错误;对三倍
8、体无子西瓜进行植物组织培养可以在短时间内获得大量的三倍体无子西瓜幼苗,D正确。8.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答案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。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.
9、和、和B.和、和C.和、和D.各种组合的结果没有区别答案B分析选项可知,染色体为和、和组合的配子,拥有该生物正常配子应具有的基因种类,这样的配子产生的后代成活的可能性最大。2.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()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
10、产生D.4是由于R基因突变成了r而导致纯合子(rr)的产生答案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,且在有丝分裂后期含r的姐妹染色体未分开,导致纯合子(rr)的产生,故B错误。3.(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答案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
11、;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或倒位,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.(2018北京石景山期末)某家族中有白化病致病基因(a)和色盲致病基因(Xb),基因型为AaXBXb的个体产生的一个异常卵细胞如下图所示。下列叙述正确的是()A.该细胞的变异属于染色体变异中的结构变异B.该细胞的产生是由于次级卵母细胞分裂过程中出现异常C.该卵细胞与一个正常精子结合后发育成的个体患21三体综合征D.该卵细胞与一个正常精子结合后发育成的个体患
12、色盲的概率为0答案D该卵细胞中由于存在等位基因B、b,且B、b位于两条X染色体上,说明该生物体的卵原细胞进行减数分裂形成卵细胞的过程中,在减数第一次分裂后期两条X染色体没有分开,导致异常卵细胞的形成,故该变异属于染色体数目的变异,A、B错误。21三体综合征是由21号常染色体数目异常所致,而该细胞与一个正常精子结合后发育成的个体是多一条X染色体,C错误。该卵细胞与一个正常精子结合后发育成的个体肯定含有XB,患色盲的概率为0,故D正确。5.(2018北京西城十三中月考)某科技小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验,下列叙述不正确的是()A.由花粉获得单倍体植株必须通过植物组织培养B.花
13、粉、单倍体和二倍体植株的体细胞都具有全能性C.单倍体植株因为其减数分裂时染色体联会紊乱而高度不孕D.若花粉基因型为a,则二倍体植株体细胞的基因型可能为aaaa答案C花药离体培养法属于植物组织培养技术,A正确;花粉、单倍体和二倍体植株都含有控制生物生长发育的全部遗传信息,都具有全能性,B正确;二倍体番茄的花粉发育而来的单倍植株只有一个染色体组,在生殖细胞形成时,染色体不能联会,因而不能正常进行减数分裂,不能形成可育的生殖细胞,C错误;若花粉基因型为a,则二倍体植株体细胞在经过间期的复制后,基因型可能是aaaa,D正确。6.普通水稻是二倍体,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
14、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答案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.(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,
15、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
16、,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定律。(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。答案(1)碱基对的替换、增添和缺失(或基因结构的改变)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(n
17、n)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: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。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
18、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.(2018北京丰台一模)水稻是我国主要的粮食作物之一,它是自花传粉的植物,提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种(F1)的杂种优势,即F1的性状优于双亲。(1)杂交种虽然具有杂种优势,却只能种植一代,其原因是 ,进而影响产量。为了获得杂交种,需要对 去雄,操作极为繁琐。(2)雄性不育水稻突变体S表现为花粉败育,在制种过程中,利用不育水稻可以省略去雄操作,极大地简化了制种程序。将突
19、变体S与普通水稻杂交,获得的F1表现为可育,F2中可育与不育的植株数量比约为31,说明水稻的育性由等位基因控制,不育性状为性状。研究人员发现了控制水稻光敏感核不育的基因pms3,该基因并不编码蛋白质,为研究突变体S的pms3基因表达量和花粉育性的关系,得到如下结果(用花粉可染率代表花粉的可育性)。不同光温条件下突变体S的花粉可染率(%)短日低温短日高温长日低温长日高温41.930. 25.10不同光温条件下突变体S的pms3基因表达量差异该基因的表达量指的是的合成量。根据实验结果可知,pms3基因的表达量和花粉育性关系是。突变体S的育性是可以转换的,在条件下不育,在条件下育性最高,这说明 。(
20、3)结合以上材料,请设计培育水稻杂交种并保存突变体S的简要流程: 。答案(1)F1自交后代会发生性状分离母本(2)1对隐性mRNA花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关(pms3基因的表达量越高,花粉育性越高)长日高温短日低温表现型是基因与环境共同作用的结果(3)在长日高温条件下,以突变体S为母本,与普通水稻杂交,收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种。在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用解析(1)杂交种都是杂合子,自交后代会发生性状分离现象,不能稳定遗传,所以只能种植一代。为了获得杂交种,需要对母本去雄,使母本只能与人工授粉的父本杂交。(2)将突变体S与普通水
21、稻杂交,F2表现的性状为显性性状,即不育性状为隐性性状;F2中可育与不育的植株数量比约为31, 说明水稻的育性由1对等位基因控制。基因的表达是指通过转录形成mRNA,再通过翻译形成蛋白质的过程。由题意可知,控制水稻光敏感核不育的基因pms3并不编码蛋白质,因此该基因的表达量指的是mRNA的合成量。分析表格,在日照长度相同的条件下,花粉可染率随温度的升高而降低,且短日照高于长日照;分析坐标图,在日照长度相同的条件下,pms3基因相对表达量随温度的升高而降低,且短日照高于长日照,所以花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关。分析表格,突变体S在长日高温条件下不育,在短日低温条件下育性最高,这说明表现型是基因与环境共同作用的结果。(3)该实验的目的是培育水稻杂交种并保存突变体S。突变体S在长日高温条件下雄性不育,所以,可在长日高温条件下,以突变体S为母本,与普通水稻杂交,收获S植株上所结的种子,该种子作为生产中的杂交种。突变体S在短日低温条件下育性最高,因此可在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,达到保存突变体S的目的。
