1、基因重组使子代出现变异 (20分钟70分)一、选择题(共9小题,每小题5分,共45分)1.基因的自由组合可导致生物多样性的原因是()A.产生了新的基因型B.改变了基因的结构C.产生了新的基因 D.改变了基因的数量【解析】选A。基因的自由组合可以产生多种多样的基因型,使生物表现出多种多样的表型,A正确;基因突变能改变基因结构,基因重组不能改变基因的结构,B错误;基因重组不产生新的基因,新基因产生是基因突变的结果,C错误;基因重组不能改变基因的数量,D错误。2.(2020宁波高一检测)已知番茄的红果肉对黄果肉呈显性,易感病对抗病呈显性。现利用红果肉抗病番茄和黄果肉易感病番茄培育黄果肉抗病番茄,最简
2、便快捷的育种方法是()A.杂交育种 B.单倍体育种C.诱变育种 D.转基因技术【解析】选A。想要培育出稳定遗传的黄果肉抗病番茄,最常规、最简便的育种方法是杂交育种,即让纯合的红果肉抗病番茄和黄果肉易感病番茄杂交,得F1,再让F1自交,在F2中选育出隐性个体黄果肉抗病番茄即可。3.子代不同于亲代的性状,主要来自基因重组,基因重组发生在下列图解中的()A. B. C. D.【解析】选D。根据题意和图示分析可知:过程是一对等位基因分离,形成2种配子,没有发生基因重组;过程是雌、雄配子随机组合,形成受精卵,没有发生基因重组;过程是两对等位基因随着同源染色体的分开而分离,非同源染色体上的非等位基因自由组
3、合,形成4种配子,发生了基因重组。4.下列关于杂交育种的叙述,正确的是()A.通过改变原有基因结构而导致新品种出现B.可以将多个品种的优良性状组合在一起C.育种过程中必须采取纯合化手段,通过连续自交才能实现D.纯合子从F1就可以进行选择【解析】选B。杂交育种的原理是基因重组,不改变原有基因的结构,A错误;杂交育种可以将多个品种的优良性状组合在一起,B正确;培育显性纯合子必须采取纯合化手段,通过连续自交才能实现,如果是隐性纯合子不必连续自交进行纯合化处理,C错误;杂交育种培育新品种,子一代是杂合子,纯合子从F2才可以进行选择,D错误。5.基因重组是有性生殖生物重要的变异来源,下列说法正确的是()
4、A.基因重组就是自由组合B.只发生在四分体时期C.能体现遗传的稳定性D.能使生物更好地适应多变的环境【解析】选D。基因重组可发生在四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,也可发生在减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合,A项、B项错误;基因重组体现了遗传的变异性,C项错误;基因重组使后代性状多样化,能使生物更好地适应多变的环境,是进化的一种表现,D项正确。【补偿训练】与无性生殖相比,有性生殖产生的后代具有更大的变异性,其根本原因是()A.基因突变频率高B.产生许多新的基因C.产生新的基因组合机会多D.更易受环境影响而发生变异【解析】选C。无性生殖是不经过两性生殖细胞的结合
5、由母体直接产生子代的生殖方式,子代基本保留了母体的特性。有性生殖是指由亲本产生的有性生殖细胞(配子),经过两性生殖细胞的结合(如精子和卵细胞),成为受精卵,再由受精卵发育成为新个体的繁殖方式。其中存在基因的分配和重组的过程,所以变异性更大。C正确。6.以下几种生物,既能发生基因突变,也能发生基因重组的是()A.蓝细菌B.噬菌体C.烟草花叶病毒 D.豌豆【解析】选D。基因突变可以发生在所有生物中,而基因重组只发生在进行有性生殖的生物中。病毒和原核生物都无法进行有性生殖,而豌豆可以进行有性生殖,所以豌豆既可以发生基因突变,也可以发生基因重组。7.下列关于杂交育种方式的叙述,正确的是()A.杂交育种
6、所依据的生物学原理是基因突变B.杂交育种的选育工作一般是从F1开始进行C.杂交育种能够培育出具有杂种优势的新品种D.杂交育种能够产生新的基因和多样的基因型【解析】选C。杂交育种的原理是基因重组,A错误;杂交育种的选育工作一般是从F2开始进行,因为F2才开始出现性状分离,B错误;杂交育种能够培育出具有杂种优势的新品种,C正确;杂交育种能够产生多样的基因型,但不能产生新的基因,D错误。【补偿训练】杂交育种是植物育种的常规方法,其选育纯合新品种的一般方法是()A.根据杂种优势原理,从子一代中即可选出B.从子三代中选出,因为子三代才出现纯合子C.隐性品种可从子二代中选出,经隔离选育后,显性品种从子三代
7、中选出D.只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种【解析】选C。杂交育种的目的是获得不同亲本优良性状的纯合子,子一代都是显性杂合子,子二代才出现相关个体,A错误;杂交育种过程中子二代已经出现纯合子了,B错误;杂交育种过程中子二代已经出现纯合子了,如果是隐性品种,直接可从子二代中选出;如果是显性品种,由于还存在杂合子,所以要连续自交,因此可从子三代中选出,C正确;杂交育种过程中子二代已经出现纯合子了,且随着自交次数的增加,纯合子的比例逐渐增加,D错误。8.如图是一个基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的精原细胞在一次减数分裂过程中产生的两个次级精母细胞,据图推测该过程发生了()A.基因突变、姐妹染色
8、单体分开形成的染色体移向同一极B.交叉互换、姐妹染色单体分开形成的染色体移向同一极C.基因突变、同源染色体未分离D.交叉互换、同源染色体未分离【解析】选A。一个基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的精原细胞在一次减数分裂过程中产生的两个次级精母细胞,题图甲中左侧两条染色体相同位置上的基因是A和a,而题图乙中相应基因都为a,所以题图甲中的A和a不是交叉互换导致的,只能是基因突变导致的;题图乙中能明显看出姐妹染色单体分开形成的染色体未分离,移向了细胞的同一极。9.下列关于杂交育种与诱变育种的叙述正确的是()A.诱变育种是通过改变原有基因结构而导致新品种出现的方法B.基因重组是杂交育种的原理,基因重
9、组发生在受精作用过程中C.诱变育种一定能比杂交育种较快选育出新的优良品种D.通过杂交育种方式培育作物新品种,有时F2中就有所需对象【解析】选A。诱变育种的原理是基因突变,是通过改变原有基因结构而导致新品种出现的方法,A正确;基因重组是杂交育种的原理,基因重组发生在减数分裂形成配子的过程中,B错误;诱变育种的原理是基因突变,具有多方向性和稀有性,所以不一定能较快选育出新的优良品种,C错误;杂交育种中得到F1,F1自交产生的F2中就一定会出现所需对象,D错误。二、非选择题(共25分)10.根据生物变异和育种的相关知识回答相关问题:(1)诱变育种依据的原理是_。(2)利用高产、不抗盐碱水稻和低产、抗
10、盐碱水稻杂交,再经过几代去劣留良选择过程,培育出高产、抗盐碱水稻的育种方法叫_育种,其原理是_(填“基因突变”或“基因重组”)。(3)图甲是基因型为AaBB的某动物进行细胞分裂的示意图。则图中两条姐妹染色单体上的基因不同的原因可能是_。图乙所示变异是_。(4)若将外源基因C转移到图甲所示的动物细胞中,要使用_技术才能实现,这种技术可以实现_的基因重组。【解析】(1)诱变育种是利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生基因突变,在较短时间内获得更多优良变异类型,故所依据的原理是基因突变。(2)将两个品种(高产、不抗盐碱水稻和低产、抗盐碱水稻)的优良性状(高产、抗盐碱)通过杂交集中在一起,经过选
11、择和培育过程,获得新品种高产、抗盐碱水稻的育种方法叫杂交育种,其原理是基因重组。(3)图甲中两条姐妹染色单体上的基因不同的原因可能是发生了交叉互换或基因突变。图乙中同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换,属于基因重组。(4)外源基因转移到其他生物中,需要转基因技术,转基因技术可以实现物种间的基因重组。答案:(1)基因突变 (2)杂交基因重组(3)发生了交叉互换或基因突变基因重组(4)转基因物种间(10分钟30分)1.(5分)玉米的宽叶(A)对窄叶(a)为显性,宽叶杂种(Aa)玉米表现为高产,比纯合显性和隐性品种的产量分别高12%和20%;玉米有茸毛(D)对无茸毛(d)为显性,有茸毛玉米植株
12、表面密生茸毛,具有显著的抗病能力,该显性基因纯合时植株幼苗期就不能存活。上述两对基因的遗传遵循自由组合定律。高产有茸毛玉米自交产生F1,则F1的成熟植株中高产抗病类型比例为()A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/6【解析】选B。根据题意可知,有茸毛玉米植株表面密生茸毛,具有显著的抗病能力,该显性基因纯合时植株幼苗期就不能存活,说明有茸毛玉米植株的基因型只有Dd一种。因此,高产有茸毛玉米的基因型为AaDd。高产有茸毛玉米AaDd自交产生的F1中,高产抗病类型为AaDd。两对基因分开考虑:只考虑A、a这对等位基因时,Aa自交产生的F1中Aa占1/2;只考虑D、d这对等位基因,Dd自交产生的
13、F1中DDDddd=121,由于DD个体幼苗期就不能存活,所以F1的成熟植株中Dd 占2/3。综合考虑两对等位基因,则F1的成熟植株中高产抗病类型(AaDd)比例为1/22/3=1/3,故B项正确,A、C、D项错误。2.(5分)如图表示一对同源染色体及其上的等位基因,下列说法错误的是()A.图中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换导致基因重组B.基因B与b的分离发生在减数第一次分裂C.基因A与a的分离只发生在减数第一次分裂D.基因突变是等位基因A、a和B、b产生的根本原因【解析】选C。由图可知,两条同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,从而导致基因重组;在减数第一次分裂的后期,
14、两条同源染色体上的等位基因B和b随着同源染色体的分开而分离;基因A与a的分离发生在减数第一次分裂的后期和减数第二次分裂的后期;等位基因产生的根本原因是基因突变。3.(5分)(2020杭州高一检测)下列关于基因重组的说法,不正确的是()A.生物体进行有性生殖过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组B.一般情况下,水稻花药内可发生基因重组,而根尖则不能C.减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间含非等位基因的片段交换可导致基因重组D.减数分裂后期,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组【解析】选C。基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非同源染色体上的非
15、等位基因重新组合,A正确;一般情况下,基因重组只发生在减数分裂形成配子的过程中,水稻花药内精原细胞减数分裂形成配子的过程中可发生基因重组,但根尖细胞只能进行有丝分裂,不会发生基因重组,B正确;减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间含等位基因的片段的局部交换可导致基因重组,C错误;减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组,D正确。4.(5分)基因型AaBb个体的某个精原细胞经减数分裂产生了基因型AB、aB、Ab、ab的4个精子(仅考虑一处变异),下列关于这两对等位基因的位置及变异情况的分析成立的是()A.遵循分离定律,不遵循自由组合定律B.位于一对同源染色
16、体上,发生了基因突变C.位于两对同源染色体上,发生了基因突变D.位于两对同源染色体上,发生了交叉互换【解析】选D。正常情况下,1个精原细胞减数分裂能产生两种4个细胞,根据题意可知,1个精原细胞产生4种细胞,说明至少有一对等位基因发生了交叉互换,两对基因位于一对或两对同源染色体均可,D正确;如果位于两对同源染色体上,则既遵循分离定律,也遵循自由组合定律,A错误;如果位于一对同源染色体上,即使发生了基因突变,也只能产生3种精子,B错误;如果位于两对同源染色体上且发生了基因突变,则可能产生3种精子,C错误。【实验探究】5.(10分)杂种优势泛指杂种品种即F1(杂合子)表现出的某些性状或综合性状优越于
17、其亲本品种(纯系)的现象。现阶段,我国大面积推广种植的优质、高产玉米品种,均为杂合子。请回答下列问题。(1)玉米是雌雄同株的作物,花为单性花。在杂交过程中,玉米相对于豌豆可以简化的环节是在对母本处理时,省去了_,在开花前直接给雌、雄花序_处理即可。(2)在农业生产时,玉米杂交种(F1)的杂种优势明显,但杂种子一代再相互交配,这种优势将减弱,这一现象叫衰退。因此,生产上需要年年制备纯合子作亲本。若玉米的大粒杂种优势性状由一对等位基因(A1、A2)控制,现将若干大粒玉米杂交种平分为甲、乙两组,相同条件下隔离种植,甲组自然状态授粉,乙组人工控制自交授粉。若所有的种子均正常发育,第3年种植时甲组和乙组
18、杂种优势衰退率(小粒所占比例)分别为_、_。(3)玉米的大穗杂种优势性状由两对等位基因(B1、B2和C1、C2)共同控制,两对等位基因都纯合时表现为衰退的小穗性状,小穗的基因型有_种。若大穗杂交种F1(B1B2C1C2)自交,F2出现衰退的小穗性状的概率为1/4,则说明这两对基因的传递_(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律。(4)杂交育种的优点很明显,但实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型以及育种时间等方面,分析杂交育种方法的不足之处为_。【解析】(1)由于玉米是单性花,雌雄同株的作物,因此杂交过程中,不用对母本去雄处理。(2)根据题意可知,只有杂合子才能表现杂种优势。若
19、玉米的某杂种优势性状由一对等位基因(A1、A2)控制,甲组实验中自然状态授粉,进行的是随机交配,因此不管种植多少年,三种基因型的比例均为:1/4A1A1、1/2A1A2、1/4A2A2,只有A1A2表现为杂种优势,因此衰退率为1/2;乙组人工控制自交授粉,第3年种植时就是自交产生的子二代,分别为3/8A1A1、1/4A1A2、3/8A2A2,则乙组杂种优势衰退率为3/4。(3)玉米的大穗杂种优势性状由两对等位基因(B1、B2和C1、C2)共同控制,两对等位基因都纯合时表现为衰退的小穗性状,小穗的基因型有4种,分别是B1B1C1C1、B1B1C2C2、B2B2C1C1、B2B2C2C2。若大穗杂交种F1(B1B2C1C2)自交,F2出现衰退的小穗性状的概率为1/4,则说明基因的传递遵循自由组合定律。(4)杂交育种是改良作物品质和提高产量的常规方法,杂交育种依据的原理是基因重组,只是原有基因的重新组合,不能创造新基因,不会产生新的性状;杂交过程会出现性状分离现象;育种进程缓慢。答案:(1)人工去雄 套袋(2)1/2 3/4(3)4 遵循(4)杂交育种只能利用已有的基因重组,不能创造新基因;杂交过程会出现性状分离现象;育种进程缓慢等