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染色體變異及生物育種 基礎(chǔ)達標 1.下列關(guān)于染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的敘述,錯誤的是 (　　) A.組成一個染色體組的染色體中不含減數(shù)分裂中能聯(lián)會的染色體 B.由受精卵發(fā)育而成,體細胞含有兩個染色體組的個體叫二倍體 C.含一個染色體組的個體是單倍體,但單倍體未必只含一個染色體組 D.人工誘導(dǎo)多倍體唯一的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 答案 D 解析 人工誘導(dǎo)多倍體常用的方法是用秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗。 2.下圖表示一次減數(shù)分裂中,某染色單體的基因序列出現(xiàn)的改變,該改變屬于(　　) A.染色體變異中的一小段染色體倒位 B.染色體變異中的一小段染色體缺失 C.基因突變中DNA分子中堿基對的倒位 D.基因突變中DNA分子中堿基對的缺失 答案 B 解析 染色體結(jié)構(gòu)的變異是指細胞內(nèi)一個或幾個染色體發(fā)生片段的缺失、重復(fù)、倒位或易位等改變。根據(jù)題意和圖示分析可知,該染色單體缺失了基因C和基因D,因此該染色單體的基因序列出現(xiàn)改變的原因是一小段染色體缺失。 3.洋蔥(2n=16)種群中偶爾會出現(xiàn)一種三體植物(4號染色體有3條)。在減數(shù)分裂時,這3條染色體的任意2條向細胞一極移動,剩下一條移向另一極,細胞中其余同源染色體正常分離。下列關(guān)于三體洋蔥(基因型BBb)的敘述,錯誤的是(　　) A.該三體洋蔥植株發(fā)生的變異屬于染色體變異,這種變異將為生物進化提供原材料 B.該三體洋蔥與基因型為Bb的洋蔥雜交,子代出現(xiàn)三體洋蔥的概率為1/3 C.該三體洋蔥植株在進行細胞分裂時,體細胞中最多含有34條染色體 D.該植株在細胞分裂時,兩個B基因的分離可發(fā)生在減Ⅰ和減Ⅱ的后期 答案 B 解析 該三體洋蔥植株發(fā)生的變異屬于染色體數(shù)目變異,這種變異將為生物進化提供原材料,A項正確;該三體洋蔥產(chǎn)生含兩個基因(BB、Bb)的配子的概率是1/2,故與基因型為Bb的洋蔥雜交,子代出現(xiàn)三體洋蔥的概率為1/2,B項錯誤;該三體洋蔥植株的染色體為17條,在細胞有絲分裂后期時,體細胞中最多含有34條染色體,C項正確;該植株在細胞分裂時,兩個B基因的分離可發(fā)生在減Ⅰ和減Ⅱ的后期,D項正確。 4.(2018廣東深圳檢測)某生物興趣小組的同學將生長旺盛的洋蔥不定根置于4 ℃的冰箱冷藏室中培養(yǎng)36 h后,剪取根尖制成臨時裝片,然后用顯微鏡觀察細胞中染色體的分裂相。下列敘述正確的是(　　) A.低溫處理能阻斷洋蔥根尖細胞中DNA的復(fù)制 B.用改良苯酚品紅染液處理根尖可使染色體著色 C.制作臨時裝片前可用卡諾氏液維持細胞的活性 D.低倍鏡視野中所有細胞染色體數(shù)都已發(fā)生改變 答案 B 解析 低溫處理能阻斷洋蔥根尖細胞中紡錘體的形成,A項錯誤;用卡諾氏液固定后細胞已經(jīng)死亡,C項錯誤;并不是所有細胞的染色體數(shù)目都發(fā)生改變,D項錯誤。 5.為獲得果實較大的四倍體葡萄(4n=76),將二倍體葡萄莖段經(jīng)秋水仙素溶液處理后栽培。研究結(jié)果顯示,植株中約40%的細胞的染色體被誘導(dǎo)加倍,這種植株含有2n細胞和4n細胞,稱為“嵌合體”,其自交后代有四倍體植株。下列敘述錯誤的是(　　) A.“嵌合體”產(chǎn)生的原因之一是細胞的分裂不同步 B.“嵌合體”可以產(chǎn)生含有38條染色體的配子 C.“嵌合體”不同的花之間傳粉后可以產(chǎn)生三倍體子代 D.“嵌合體”根尖分生區(qū)的部分細胞含19條染色體 答案 D 解析 “嵌合體”產(chǎn)生的原因之一是細胞的分裂不同步,A項正確;“嵌合體”四倍體葡萄(4n=76)可以產(chǎn)生含有38條染色體的配子,B項正確;“嵌合體”不同的花(2n細胞和4n細胞)之間傳粉后可以產(chǎn)生三倍體子代,C項正確;二倍體葡萄(2n=38)的根尖細胞中的染色體應(yīng)該是38條(染色體沒有加倍的)或76條(染色體加倍的),D項錯誤。 6.下圖為雌性果蠅體內(nèi)部分染色體的行為及細胞分裂圖像,其中能夠體現(xiàn)基因重組的是(　　) A.①③　 　　　　　　　　　B.①④　 C.②③　 D.②④ 答案 B 解析 圖①表示四分體時期,同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換,能夠?qū)崿F(xiàn)基因重組。圖②表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。圖③表示有絲分裂后期,著絲點分裂導(dǎo)致兩套相同的染色體分別移向細胞兩極,在這個過程中不發(fā)生基因重組。圖④表示減數(shù)第一次分裂后期,非同源染色體自由組合,導(dǎo)致非同源染色體上的非等位基因自由組合,即基因重組。 7.下列關(guān)于基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述,正確的是(　　) A.X射線的照射會影響基因的突變率 B.染色體缺失有利于隱性基因表達,可提高個體的生存能力 C.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致基因數(shù)目的改變 D.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都能用光學顯微鏡觀察 答案 A 解析 X射線屬于物理誘變因子,會提高基因的突變率;染色體缺失也有可能導(dǎo)致隱性基因丟失,一般對個體是有害的,不一定能提高個體的生存能力;基因突變不會導(dǎo)致基因數(shù)目的改變;基因突變不能用光學顯微鏡觀察。 8.要提高農(nóng)作物產(chǎn)量,選種是關(guān)鍵。下列關(guān)于幾種育種方法的敘述,錯誤的是(　　) A.培育優(yōu)質(zhì)新品種時,單倍體育種和雜交育種都要先通過雜交集優(yōu) B.選育玉米雜交種時,要通過一定的方法先得到純種,再雜交獲得雜種 C.誘變育種能提高突變率,但不能控制基因突變的方向 D.進行多倍體育種時,加倍的染色體一定來自一個物種 答案 D 解析 單倍體育種往往是選擇F1的花粉進行花藥離體培養(yǎng),雜交育種是將不同個體的優(yōu)良性狀集中在同一個體中。因此,單倍體育種和雜交育種都要先通過雜交將優(yōu)良性狀集于一體,A項正確。玉米具有雜種優(yōu)勢,要獲得雜交種需用兩個純合個體雜交,故選育玉米雜交種時,要通過一定的方法先得到純種,再雜交獲得雜種,B項正確。誘變育種的原理是基因突變,基因突變的特點是具有不定向性,C項正確。進行多倍體育種時,加倍的染色體不一定來自一個物種,如八倍體小黑麥的培育過程:普通小麥和黑麥這兩種生物雜交后獲得F1,F1的染色體加倍后獲得八倍體小黑麥,D項錯誤。 9.將某種二倍體植物①②兩個植株雜交得到③,將③再做進一步處理,如下圖所示。下列分析錯誤的是(　　) A.由③到④的育種過程依據(jù)的主要原理是基因突變 B.由⑤⑥過程形成的⑧植株既不屬于物種⑤,也不屬于物種⑥ C.若③的基因型為AaBbdd,則⑩植株中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數(shù)的1/4 D.由⑦到⑨的過程會發(fā)生突變和基因重組,可為生物進化提供原材料 答案 D 解析 由③到④的過程是誘變育種,依據(jù)的原理是基因突變,A項正確;由于⑥植株是四倍體,而⑤植株是二倍體,雜交后代⑧是三倍體,高度不育,所以⑧植株既不屬于物種⑤,也不屬于物種⑥,B項正確;若③的基因型為AaBbdd,說明含有兩對雜合基因和一對純合基因,因此⑩植株中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數(shù)的1/4,C項正確;⑦到⑨的過程是秋水仙素處理使染色體數(shù)目加倍,屬于染色體變異,可為生物進化提供原材料,D項錯誤。 10.對以下幾種育種方法的分析,正確的是(　　) A.轉(zhuǎn)基因技術(shù)能讓甲物種表達出乙物種的某優(yōu)良性狀 B.兩個親本的基因型是AAbb和aaBB,要培育出基因型為aabb的后代,最簡單的方法是單倍體育種 C.單倍體育種沒有生產(chǎn)實踐意義,因為得到的單倍體往往高度不育 D.經(jīng)人工誘導(dǎo)得到的四倍體西瓜植株與普通西瓜植株是同一物種 答案 A 解析 轉(zhuǎn)基因技術(shù)能讓甲物種表達出乙物種的某優(yōu)良性狀,A項正確;兩個親本的基因型是AAbb和aaBB,要培育出基因型為aabb的后代,最簡單的方法是雜交育種,B項錯誤;單倍體育種能夠縮短育種年限,且經(jīng)過染色體數(shù)目加倍后,能得到純合植株,有生產(chǎn)實踐意義,C項錯誤;經(jīng)人工誘導(dǎo)得到的四倍體西瓜植株與普通西瓜植株雜交后得到的三倍體西瓜植株不育,所以兩者不是同一物種,D項錯誤。 能力提升 1.(2018山東濟南一中開學考試)下列關(guān)于染色體變異的敘述,錯誤的是(　　) A.染色體變異通常都可用光學顯微鏡觀察到 B.染色體結(jié)構(gòu)的改變會使染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變 C.染色體片段的缺失或重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的改變 D.染色體之間交換部分片段不一定屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 答案 C 解析 染色體的數(shù)目變異和結(jié)構(gòu)變異在光學顯微鏡下都可觀察到。染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位和易位可使基因的排列順序發(fā)生改變,缺失或重復(fù)能使基因的數(shù)目發(fā)生改變。染色體片段的缺失能導(dǎo)致基因缺失,可能使基因種類發(fā)生改變,但重復(fù)不會使基因的種類發(fā)生改變。若染色體之間的交換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間,則屬于基因重組,不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。 2.(2018陜西黃陵中學開學考試)在某基因型為AA的二倍體水稻根尖中,發(fā)現(xiàn)一個如下圖所示的細胞(圖中Ⅰ、Ⅱ表示該細胞中部分染色體,其他染色體均正常),以下分析合理的是(　　) A.a基因產(chǎn)生的原因可能是其親代產(chǎn)生配子時發(fā)生了基因突變 B.該細胞一定發(fā)生了染色體變異,一定沒有發(fā)生基因自由組合 C.該細胞產(chǎn)生的各項變異均可在光學顯微鏡下直接進行觀察 D.該細胞的變異均為可遺傳變異,都可通過有性生殖傳給后代 答案 B 解析 由于該水稻正常的基因型為AA,某個根尖細胞中出現(xiàn)Aa,根尖細胞不能發(fā)生減數(shù)分裂,因而a的產(chǎn)生不是由于親代產(chǎn)生配子時發(fā)生了基因突變,而是由于根尖分生區(qū)細胞在有絲分裂過程中發(fā)生了基因突變,A項不合理;該細胞中Ⅱ號染色體多了一條,肯定發(fā)生了染色體數(shù)目變異,但由于這是發(fā)生在根尖分生區(qū)細胞的有絲分裂過程中,不會出現(xiàn)基因自由組合,基因自由組合是在減數(shù)分裂過程中發(fā)生的,B項合理;該細胞中發(fā)生的基因突變在光學顯微鏡下是觀察不到的,染色體數(shù)目變異可以通過光學顯微鏡觀察,C項不合理;該細胞中的變異發(fā)生在體細胞中,不能通過有性生殖傳給后代,D項不合理。 3.野生獼猴桃是一種多年生富含VC的二倍體(2n=58)小野果。下圖是某科研小組以大量的野生獼猴桃種子(aa)為實驗材料培育抗蟲獼猴桃無籽新品種的過程,有關(guān)分析正確的是(　　) A.該培育過程中不可使用花藥離體培養(yǎng) B.③⑦過程必須使用秋水仙素 C.⑤的親本不是同一物種 D.⑥過程得到的個體是四倍體 答案 C 解析 圖中②過程中可用花藥離體培養(yǎng),再誘導(dǎo)染色體加倍獲得基因型為AA的個體,A項錯誤;秋水仙素或低溫誘導(dǎo)均可導(dǎo)致染色體數(shù)加倍,B項錯誤;⑤的親本中,AA為二倍體,AAAA為四倍體,不是同一物種,C項正確;⑥過程為基因工程導(dǎo)入基因B,獲得的仍是三倍體,D項錯誤。 4.下圖為某植物育種流程圖,下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A.子代植株Ⅲ的選育過程一定要自交選育多代 B.子代植株Ⅱ和Ⅲ選育的原理為基因重組 C.子代植株Ⅰ保持了原種的遺傳特性 D.子代植株Ⅴ可能發(fā)生了基因突變 答案 A 解析 子代植株Ⅲ的選育為雜交育種,如果需要顯性純合子,則一定要自交選育多代;如果需要隱性純合子,則不需要自交選育多代,A項錯誤。子代植株Ⅱ的選育為基因工程育種,子代植株Ⅲ的選育為雜交育種,選育的原理都為基因重組,B項正確。子代植株Ⅰ的選育利用的是植物細胞的全能性,屬于無性繁殖,所以與原種保持著遺傳穩(wěn)定性,C項正確。子代植株Ⅴ的選育過程需要用物理因素或化學因素等來處理植物,所以可能發(fā)生基因突變和染色體變異,D項正確。 5.已知傘花山羊草是二倍體,二粒小麥是四倍體,普通小麥是六倍體。為了將傘花山羊草攜帶的抗葉銹病基因轉(zhuǎn)入小麥,研究人員做了如下圖所示的操作。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A.秋水仙素處理雜種P獲得異源多倍體,異源多倍體中沒有同源染色體 B.異源多倍體與普通小麥雜交產(chǎn)生的雜種Q中一定含有抗葉銹病基因 C.射線照射雜種R使抗葉銹病基因的染色體片段移接到小麥染色體上,屬于基因重組 D.雜種Q與普通小麥雜交過程遵循孟德爾遺傳定律 答案 D 解析 秋水仙素處理獲得的異源多倍體中含有同源染色體,A項錯誤;由于等位基因分離,雜種Q中不一定含有抗葉銹病基因,B項錯誤;雜種R中抗葉銹病基因所在染色體片段移接到小麥染色體上,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,C項錯誤;雜種Q與普通小麥雜交過程遵循孟德爾遺傳定律,D項正確。 6.已知家蠶的性別決定型為ZW型,控制卵色的B基因(黑色)對b基因(白色)為顯性。雄性(ZZ)家蠶利用飼料效率高,繭絲質(zhì)量好,但是在卵期很難分辨雌雄,育種工作者經(jīng)過下圖過程獲得新品種丙,實現(xiàn)了通過卵色直接分辨雌雄的目的。請回答問題。 (1)①過程是用X射線處理甲蠶的蛹獲得乙,此變異的類型為　　　　　　　　　　變異。 (2)②過程是用經(jīng)輻射的甲蠶和　　　　雄蠶交配,若F1中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,則說明該蠶已變異成乙,且子代中可以得到丙。 (3)丙家蠶卵色的遺傳　　　　　(填“符合”或“不符合”)交叉遺傳的特點。養(yǎng)蠶人在選種時,用純合白色卵家蠶和丙雜交,淘汰所有　　　　卵即達到篩選出雄蠶的目的。 答案 (1)染色體結(jié)構(gòu) (2)白色卵　黑色卵都發(fā)育成雌性(♀),白色卵都發(fā)育成雄性(♂) (3)不符合　黑色 解析 (1)甲到乙的變異是易位,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。(2)若甲蠶變異成乙,且子代中可以得到丙,乙蠶(bZWB)應(yīng)與隱性純合的白色卵雄蠶(bbZZ)進行交配,子代有四種基因型:bbZZ(白色卵♂)、bZZ(白色卵♂)、bbZWB(黑色卵♀)、bZWB(黑色卵♀)。(3)常染色體上基因的遺傳不具有交叉遺傳的特點,性染色體W上基因的遺傳也不具有交叉遺傳的特點。純合白色卵(bbZZ)與丙(bbZWB)雜交,子代有兩種:bbZZ(白色卵♂)、bbZWB(黑色卵♀),所以淘汰黑色卵即可篩選出雄蠶。 7.通過各種方法改善農(nóng)作物的遺傳性狀,提高糧食產(chǎn)量一直是科學家不斷努力追求的目標。下圖表示一些育種途徑,請回答相關(guān)問題。 (1)①途徑稱為雜交育種,所利用的原理是　　　　　　　　,這種育種方法除了可以得到符合要求的純合子,還可利用植物的　　　　　　　　提高產(chǎn)量。 (2)最常用的試劑M是　　　　　　　　,該試劑能讓細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍的機理是　　　　　　　　　　　　　　　　　。相對于①途徑,②途徑的優(yōu)勢在于　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)可定向改變生物遺傳性狀的是　　　途徑。經(jīng)③途徑所得到的植株基因型為　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)基因重組　雜種優(yōu)勢 (2)秋水仙素　抑制紡錘體的形成　明顯縮短育種年限 (3)④　AAaaBBbb 解析 分析題圖可知,①途徑為雜交育種,②途徑為單倍體育種,③途徑為多倍體育種,④途徑為基因工程育種。(1)雜交育種利用的原理是基因重組,經(jīng)常采用雜交育種的方法得到作物的某種特定基因的雜交組合,利用其雜種優(yōu)勢提高產(chǎn)量,如雜交水稻、雜交番茄等。(2)單倍體育種過程中將單倍體幼苗進行染色體加倍,常用試劑為秋水仙素,秋水仙素的作用機理是抑制紡錘體的形成,從而阻礙已經(jīng)進行染色體復(fù)制的細胞進行正常分裂。單倍體育種最大的優(yōu)勢在于能明顯縮短育種年限。(3)在圖中的幾種育種方法中只有基因工程育種能定向改變生物的遺傳性狀。③途徑為多倍體育種,導(dǎo)致細胞內(nèi)染色體加倍,即基因型變?yōu)锳AaaBBbb。