1、染色体变异与生物育种一、选择题1下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是()A单倍体生物体的体细胞中都没有同源染色体B21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组C人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因D用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组解析：选C同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体；21三体综合征患者的21号染色体为三条，并不是三倍体；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，用秋水仙素处理的芽
2、尖细胞中染色体数目不一定均加倍。2若一条染色体发生结构变异，则位于该染色体上的基因M不可能出现的情况是()A缺失B变为基因mC重复出现D置换到该染色体的另一位置解析：选B缺失是一条正常染色体断裂后丢失某一片段引起的变异，这种染色体结构变异可能导致基因M的丢失；一条染色体上的基因M变为基因m属于基因突变，不属于染色体结构的变异；重复是指染色体增加某一片段引起的变异，结果可能有一段重复基因，此种变异可引起基因M的重复出现；倒位是指染色体中某一片段颠倒180度后重新结合到原部位引起的变异，此种情况基因M并不丢失，只是置换到该染色体的另一位置。3图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法错误的是()
3、A可以表示经过秋水仙素处理后四倍体西瓜体细胞的基因组成B可以表示果蝇体细胞的基因组成C可以表示21三体综合征患者体细胞的基因组成D可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成解析：选A秋水仙素可诱导细胞中染色体数目加倍，其上的基因也应“加倍”，不会出现一个“a”的情况。4将基因型Dd的高茎豌豆幼苗(品系甲)用秋水仙素处理后，得到四倍体植株幼苗(品系乙)，将品系甲、品系乙在同一地块中混合种植，在自然状态下生长、繁殖一代，得到它们的子代。下列有关叙述正确的是()A品系甲植株自交后代出现性状分离，品系乙植株自交后代全为显性性状B秋水仙素处理的目的是抑制有丝分裂间期形成纺锤体而诱导染色体加倍C品系甲、品系乙混合种
4、植后，产生的子代中有二倍体、三倍体和四倍体D品系甲植株作父本、品系乙植株作母本进行杂交，得到的子代是三倍体解析：选D品系甲和品系乙都为杂合子，植株自交后代出现性状分离；秋水仙素处理的目的是抑制有丝分裂前期形成纺锤体而诱导染色体加倍；豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，在自然状态下，品系甲、品系乙混合种植后仍进行自交，产生的子代中有二倍体和四倍体；品系甲植株作父本、品系乙植株作母本进行杂交，得到的子代是三倍体。5某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了图甲、乙、丙、丁4种类型的变异，图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是()A图示中的生物变异都是染色体变异B如果图乙为精原细胞，则不能产生正常的
5、配子C图丁和图丙相比较，图丙所示的变异类型不能产生新的基因，图丁所示的变异类型可以产生新的基因D图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生解析：选D题图甲、乙、丙、丁中的变异类型分别是重复、染色体数目变异、基因重组和易位；三体能进行减数分裂，可产生正常的配子；只有基因突变能产生新基因，图丙、丁所示的变异类型均不能产生新的基因；减数分裂过程中四种可遗传变异均可能发生。6.普通西瓜(二倍体)每个细胞含22条染色体，如图为一个三倍体无子西瓜的剖面图，下列叙述正确的是()A培育无子番茄与培育无子西瓜所利用的原理相同B的细胞内含有22条染色体，的细胞内含有33条染色体C无子西瓜培育过程中，秋水仙素处理可使
6、着丝点不分裂，导致染色体加倍D无子西瓜形成的原因是减数分裂过程中染色体联会紊乱解析：选D培育无子西瓜(多倍体育种)的原理是染色体变异，而培育无子番茄的原理是生长素能够促进子房发育为果实；题图为三倍体无子西瓜，是由三倍体植株的子房发育而来的，所以和的细胞内均含有33条染色体；秋水仙素的作用是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，而不是抑制着丝点的分裂；该无子西瓜形成的原因是三倍体植株减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子。7研究发现，某二倍体动物有两种性别：性染色体组成为XX的是雌雄同体(2N)，XO(缺少Y染色体)为雄体(2N1)，二者均能正常产生配子。下列推断正确的是()A雄体为该物
7、种的单倍体B雄体是由未受精的卵细胞直接发育而来的CXO个体只产生雄配子，且雄配子间的染色体数目不同DXX个体只产生雌配子，且雌配子间的染色体数目相同解析：选C单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，而雄体的体细胞中的染色体数目只是较正常的雌雄同体少了一条，所以雄体不是该物种的单倍体；雄体不是由未受精的卵细胞直接发育而来的，因为未受精的卵细胞含有N条染色体，而雄体的体细胞中含有(2N1)条染色体；XO个体为雄体，只产生两种雄配子，一种含有N条染色体，另一种含有(N1)条染色体；XX个体是雌雄同体，既能产生雌配子，也能产生雄配子，且雌配子间或雄配子间的染色体数目相同。8.在某严格自花传粉
8、的二倍体植物中，野生型植株基因型均为AA(无A基因的植株表现为矮化植株)。现发现甲、乙两株矮化突变体植株的相关基因在同源染色体上的位置如图所示，矮化程度与a基因的数量呈正相关。下列相关叙述，错误的是()A甲突变体植株在产生配子的过程中，一个四分体最多含有4个a基因B乙突变体植株产生的原因可能是在甲突变体植株的基础上发生了染色体结构变异C甲突变体植株产生的根本原因是基因突变，其自交后代只有一种矮化植株D若各类型配子和植株均能成活，则乙突变体植株自交后代中存在两种矮化植株解析：选D甲突变体植株在产生配子的过程中，一个四分体含有4条染色单体，每个染色单体可能含有1个a基因，故一个四分体最多含有4个a
9、基因；由图可知，乙突变体植株产生的原因可能是在甲突变体植株的基础上发生了染色体结构变异；甲突变体植株产生的根本原因是基因突变，其自交后代的基因型均为aa，故只有一种矮化植株；乙突变体植株可产生含有2个a基因的配子和无a基因的配子，雌雄配子结合，F1存在含有4个a基因、含有2个a基因和无a基因三种矮化植株。9我国科学家合成了4条酿酒酵母染色体，合成的染色体删除了研究者认为无用的DNA，加入了人工接头，总体长度比天然染色体缩减8%，为染色体疾病、癌症和衰老等提供研究与治疗模型，下列说法错误的是()A合成人工染色体需要氨基酸和脱氧核苷酸作为原料B通过荧光标记染色体上基因可以知道基因在染色体的位置C若
10、染色体上的DNA某处发生了个别碱基对增添则一定发生了基因突变D酿酒酵母可能会发生基因突变、基因重组和染色体变异解析：选C染色体的主要成分是DNA和蛋白质，而合成DNA和蛋白质的原料分别是氨基酸和脱氧核苷酸，因此合成人工染色体需要氨基酸和脱氧核苷酸作为原料；通过荧光标记染色体上的基因，通过荧光显示，可以知道基因在染色体的位置；染色体上的DNA某处发生了个别碱基对增添，如果发生的位置在基因与基因之间的区域，而没有引起基因结构的改变，则不属于基因突变；酿酒酵母属于真核生物，能进行有性生殖，可能会发生基因突变、基因重组和染色体变异。10波尔山羊(2N60)胚胎期某细胞发生了异常分裂如图所示(未绘出的染
11、色体均正常)，其中A为原癌基因，a为A的突变基因。下列说法正确的是()A该分裂过程中形成30个四分体B分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为1/2C子细胞Aa与aa在相同且适宜条件下细胞周期可能不同D染色体异常分离与纺锤体无关解析：选C减数分裂的特点是同源染色体联会，形成四分体，该图中胚胎期细胞发生有丝分裂过程，不会形成四分体；由于染色体的丢失是随机的，所以分裂产生Aa或aa子细胞的概率不一定均为1/2；由于原癌基因A可控制细胞的正常分裂进程，因此子细胞Aa与aa在相同且适宜条件下细胞周期可能不同；由于染色体是由纺锤丝牵引而移向两极的，因此染色体异常分离可能与纺锤体有关。11下面列举了四种育种方法
12、，有关的叙述错误的是()A第种方法一般从F2开始选种，因为从F2开始出现新的性状组合B在第种方法中，若F1中n对等位基因独立遗传，则单倍体幼苗有3n种类型C第种育种方法的作用机理是秋水仙素抑制纺锤体形成D第种方法中卫星搭载的种子应当选用萌发的种子或幼苗解析：选B是杂交育种，其原理是基因重组，F2因性状分离出现重组性状，所以一般从F2开始选种；是单倍体育种，若F1中n对等位基因独立遗传，非等位基因之间将遵循基因自由组合定律，F1产生的配子有2n种，单倍体幼苗有2n种类型；是多倍体育种，秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使细胞不能正常分裂，从而使细胞中染色体数加倍；萌发的种子或幼苗因细胞分裂旺盛，
13、容易诱导基因突变，可作为诱变育种的材料。12下图为自然界形成普通小麦的过程示意图。下列说法错误的是()A甲的体细胞中含有两个染色体组，由于甲的体细胞中无同源染色体，所以甲高度不育B甲成为丙过程中，细胞中核DNA分子数目、染色体数目和染色体组数目都发生了加倍C若从播种到收获种子需1年时间，且所有的有性杂交都从播种开始。理论上从一粒小麦和山羊草开始，第2年即可产生普通小麦的植株D普通小麦体细胞中最多可含有12套遗传信息解析：选C由图可知甲中有两个染色体组，一个来自一粒小麦，一个来自山羊草，因为没有同源染色体，无法联会，不能产生正常配子，所以甲高度不育。甲成为丙的过程中，需要用秋水仙素进行处理，细胞
14、核中DNA分子数目、染色体数目和染色体组数目都发生了加倍。如果从播种到收获种子需要1年时间，且所有的有性杂交都从播种开始，从一粒小麦和山羊草开始，由图可知需要在第2年可产生普通小麦的种子，需要在第3年才能产生普通小麦的植株。普通小麦体细胞中此时含有42条染色体，每套遗传信息即一个染色体组是7条染色体，普通小麦在有丝分裂后期最多可有84条染色体，最多含有12套遗传信息。二、非选择题13科学工作者在研究不同浓度的秋水仙素对科优527和博优128两种水稻品种染色体加倍的影响时得到的数据如下表。请回答下列问题：品种浓度(%)处理芽数(个)芽成活率(%)染色体加倍株数(株)染色体加倍比率(%)科优527
15、0.012007110.710.026732.340.036575.93博优1280.012006764.720.026497.370.03611513.16(1)该实验的自变量为_；实验选择芽作为处理对象的原因是_。(2)利用秋水仙素处理或用药物破坏水稻芽尖生长点细胞中的高尔基体都可以使细胞内染色体数目加倍，但二者的原理不同，前者是不能形成纺锤体，后者是_。(3)分析表中数据可知，对于同一品种水稻来说，秋水仙素浓度与芽成活率、染色体加倍比率的关系为_；同一浓度的秋水仙素对不同品种水稻染色体加倍比率的影响不同，原因可能是不同品种水稻对秋水仙素反应的_不同。解析：(1)根据题干分析可知，该实验的
16、自变量是秋水仙素的浓度和水稻的品种；秋水仙素的作用机理是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，进而导致染色体数目加倍。由于芽尖生长点细胞分裂旺盛，易发生变异，所以该实验选择芽作为处理对象更容易获得染色体数目加倍的细胞。(2)高尔基体与植物细胞分裂末期细胞壁的形成有关，因此用药物破坏水稻芽尖生长点细胞中的高尔基体会导致子细胞壁不能形成，进而导致细胞中染色体数目加倍。(3)根据表格数据分析，对于同一品种水稻来说，随着秋水仙素浓度的增加，芽成活率逐渐降低，染色体加倍株数和比率逐渐增大。同一浓度的秋水仙素对不同品种水稻染色体加倍比率的影响不同，说明不同品种水稻对秋水仙素反应的敏感程度不同。答案：(1)秋水仙
17、素的浓度和水稻的品种芽尖生长点细胞分裂旺盛，易发生变异(2)抑制细胞壁形成(3)随着秋水仙素浓度的增大，芽成活率降低，染色体加倍比率增大敏感程度14.玉米(2N20)是一种雌雄同株的植物，是重要的粮食作物之一。请回答下列问题：(1)测定玉米基因组DNA序列，需测定_条DNA上碱基序列。(2)某品种玉米2号染色体上的基因S在编码蛋白质时，控制最前端几个氨基酸的DNA序列如图所示，已知起始密码子为AUG，基因S发生转录时模板链是_链。若基因S中箭头所指碱基对G/C缺失，则该处对应的密码子将改变为_。(3)玉米花序的正常和异常是由一对等位基因控制的相对性状。某显性植株X自交，F1表现为：正常花序异常
18、花序11。取F1正常花序植株的花粉进行离体培养，获得的幼苗用秋水仙素处理后都是异常花序植株。由此推测_是显性性状，植株X自交的子代性状分离比为11的原因是_。(4)玉米的易倒伏(H)对抗倒伏(h)为显性，抗病(R)对易感病(r)为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上。图1表示利用品种甲(HHRR)和乙(hhrr)通过三种育种方法()培育优良品种(hhRR)的过程。方法、的育种原理分别是_，三种方法中难以获得优良品种(hhRR)的是方法_，原因是_。方法中HhRr自交获得F2，假设只保留F2中抗倒伏抗病植株的雄蕊(其他雄蕊全部去除)，所有植株雌蕊全部保留且都能成功受粉和发育，则所得F3中能稳定
19、遗传的抗倒伏抗病植株占_。解析：(1)由于玉米是雌雄同体植株，所以要测定玉米基因组DNA序列，只需要测定玉米的一个染色体组的10条染色体的DNA序列。(2)起始密码子为AUG或GUG，则转录起始密码子对应模板链上碱基是TAC或CAC，分析基因S中的a链和b链，TAC位于b链，因此转录的模板链是b链；基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失，转录形成的mRNA该处顺延一个碱基，密码子变成GUU。 (3)根据题意可知，玉米花序的正常和异常是由一对等位基因控制的相对性状。某显性植株X自交，F1表现为正常花序异常花序11，说明显性植株X为杂合子；取F1正常花序植株的花粉进行离体培养，获得的幼苗用秋水仙素
20、处理后都是异常花序植株(隐性个体)，说明显性基因的花粉致死。由此推断花序正常是显性性状，植株X自交的子代性状分离比为11的原因是含有正常花序(显性)基因的花粉不育，而含有异常花序(隐性)基因的花粉可育。(4)方法是单倍体育种，其原理是染色体变异；方法是杂交育种，其原理是基因重组；方法是诱变育种，由于基因突变是不定向的而且频率很低，因此运用方法更难获得优良品种(hhRR)。据题意可知，F2抗倒伏抗病植株的基因型及比例是hhRRhhRr12，产生的配子的基因型及比例是hRhr21，F2中其他能产生hR配子的个体的基因型及比例为4/16HhRr、2/16HhRR、1/16hhRR、2/16hhRr，
21、这四种基因型的个体产生hR配子的概率之和为(4/161/4)(2/161/2)1/16(2/161/2)1/4，只有抗倒伏抗病植株产生的雄配子(hR)与其他个体产生的基因型为hR的雌配子随机结合，才会产生稳定遗传的抗倒伏抗病植株，因此F3中能稳定遗传的抗倒伏抗病植株占2/31/41/6。答案：(1)10(2)bGUU(3)正常花序含有正常花序(显性)基因的花粉不育，而含有异常花序(隐性)基因的花粉可育(4)染色体变异、基因重组基因突变是不定向的而且频率很低1/615某种自花受粉植物的花色由两对独立遗传的等位基因H、h和T、t控制，有H同时又有T的植物开紫花，有H但没有T的植物开红花，其他基因型
22、的植物都开白花。研究人员用纯合红花植株和纯合白花植株杂交得到F1 ，F1自交，单株收获F1所结的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系。回答下列问题：(1)有多个株系的花色表现为紫花红花白花934，说明亲本的基因型为_。(2)有个别株系的花色表现为紫花红花白花314。对这种现象的一种解释是：F1植株的一条染色体缺失了部分片段，且含有缺失染色体的雄配子参与受精后会导致受精卵发育异常而死亡，含有缺失染色体的雌配子参与受精后不影响受精卵的正常发育，则缺失发生在图_(填“甲”或“乙”)中的区域，缺失染色体上含有的是_(填“H”或“h”)基因。(3)为验证(2)中的解释，现有基因型为hhtt的
23、白花植株，请设计一个简便的实验方案并预期结果。实验方案：_观察和统计子代花色的表现型及比例。预期结果：_则支持上述解释。(要求：写出具体的表现型及比例)解析：(1)依题意可知：F1所结的种子为F2，有多个株系的F2花色表现为紫花红花白花934，说明F1的基因型为HhTt，进而推知亲本纯合红花植株和纯合白花植株的基因型分别为HHtt和hhTT。(2)结合对(1)的分析可知：正常情况下，F1的基因型为HhTt。已知含有缺失染色体的雄配子参与受精后会导致受精卵发育异常而死亡，含有缺失染色体的雌配子参与受精后不影响受精卵的正常发育。若缺失发生在图甲中的区域，则F1植株的基因型变为hTt或HTt，F1自
24、交得到的株系中hhT_hhtthT_htt3131或HHT_HHttHT_Htt3131，都表现为白花或紫花红花31，与题意不符，因此缺失发生在图乙中的区域。因该株系的花色表现为紫花红花白花314，与理论值(934)相比，紫花与红花的数量减少，说明缺失染色体上含有H基因。(3)为验证(2)中的解释，即验证缺失发生在图乙中的区域，且缺失染色体上含有H基因，则其实验方案为让F1植株与基因型为hhtt的白花植株正反交，观察和统计子代花色的表现型及比例。若F1植株做母本，则产生的雌配子及其比例为HTHthTht1111，白花植株只产生1种基因型为ht的雄配子，所以子代花色表现为紫花(HhTt)红花(Hhtt)白花(hhTthhtt)112；若F1植株做父本，则产生的雄配子及其比例为HTHthTht1111，白花植株只产生1种基因型为ht的雌配子，所以子代基因型及其比例为HhTt(致死)Hhtt(致死)hhTthhtt1111，子代全开白花。答案：(1)HHtt和hhTT(2)乙H(3)让F1植株与基因型为hhtt的白花植株正反交若F1植株做母本，子代花色表现为紫花红花白花112，若F1植株做父本，子代全开白花
