1、1染色体变异与生物育种(30分钟 100 分)一、选择题(共 6小题，每小题 7分，共 42分)1.下图是某植株一条染色体发生变异的示意图(字母表示基因)，有关叙述正确的是 ( )A.该植株进行自交，其后代的性状分离比为 31B.图示的变异类型，要用电子显微镜才能观察到C.该植株减数分裂时，将会出现四分体异常的现象D.由于另一条同源染色体结构正常该植株性状不变【解析】选 C。据题图分析可知，发生变异后染色体上缺失的是两个隐性基因，且不清楚另一条染色体上的基因序列，因此无法预测该植株自交后代的性状分离比，A 错误；图示为染色体结构的变异，在光学显微镜下就可以观察到，B 错误；该植株同源染色体中的
2、一条染色体发生了结构变异中的缺失，因此减数分裂时，将会出现四分体异常的现象，C 正确；染色体结构的变异可能会导致生物性状发生改变，D 错误。2.(2019牡丹江模拟)人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，下图是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是 ( )A.无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理B.图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成C.二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离D.若图中无子香蕉的基因型均为 Aaa，则有子香蕉的基因型可以是 AAaa【解析】选 B。无子香蕉的培育属于多倍体育种，其运用的原理主要是染色体变异，A 错误；诱导染色体加倍的
3、方法主要有低温和秋水仙素处理，两种方法的作用机理均是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体数目加倍，B 正确；二倍体和四倍体杂交所得的三倍体在减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成正常的配子，所以二倍体和四倍体之间存在生殖隔2离，C 错误；若图中无子香蕉的基因型均为 Aaa，则四倍体有子香蕉的基因型只能是aaaa，否则所得的无子香蕉的基因型不可能全部为 Aaa，D 错误。3.(2019大连模拟)低温可以诱导植物细胞染色体数目加倍。某同学用生长旺盛的洋葱根尖为材料按要求进行了实验。下列叙述中不正确的是 ( )A.低温诱导染色体数目加倍，可采用冰箱冷藏(4 )的方式B.镜检观察发现视野中所有细胞染色体
4、数都已发生改变C.用改良苯酚品红染液或醋酸洋红液处理根尖都可使染色体着色D.低温处理使染色体数目加倍后进行组织培养获得的植株是新物种【解析】选 B。低温诱导染色体数目加倍，可将洋葱放在盛满水的广口瓶上，待洋葱长出 1 cm的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室内(4 )，诱导培养 36 h，A 正确。细胞周期中间期时间最长，故视野中间期细胞数目最多，大多数细胞染色体数未发生改变，B 错误。改良苯酚品红染液或醋酸洋红液都是用来使染色体着色的，C 正确。低温处理使染色体数目加倍后进行组织培养得到的植株，是一个新物种，这是新物种形成的途径之一，D正确。4.(2019西安模拟)某科学家用放射性同位素标
5、记的胸腺嘧啶和尿嘧啶分别培养蚕豆，观测其根尖分生区细胞的有丝分裂。根据这两种碱基被利用的情况绘制曲线如图甲所示；图乙表示一个细胞周期(按顺时针方向)。下列有关叙述错误的是 ( )A.T和 U被大量利用的时期，细胞处于图乙中的 A时期B.人工诱变育种的各种因素主要作用于图乙中的 A时期C.观察染色体形态和数目的最佳时期位于图乙中的 A时期D.用秋水仙素来人工诱导多倍体主要作用于图乙中的 B时期【解析】选 C。图乙中 A 时期表示分裂间期，B 时期表示分裂期。T 和 U 被大量利用时，细胞处于分裂间期，进行 DNA 的复制和有关蛋白质的合成，即图乙中的 A 时期，故 A 正确；人工诱变育种诱导基因
6、突变，主要发生在细胞分裂的间期，故 B 正确；观察染色体形态和数目的最佳时期是有丝分裂中期，即图乙中的 B 时期内，故 C 错误；秋水仙素抑制纺锤体的形成是在分裂前期，故 D 正确。35.如图为三种不同的育种方法，以下分析错误的是 ( )A.F为诱变育种，特点是有利变异少，需大量处理材料；诱变的方向不能控制B.图中 A、B、C 方向所示途径表示杂交育种，其选种工作通常从 F2开始，理由是从 F2开始出现性状分离C.杂交育种目的是得到纯合子，所以必须经历连续自交的过程D.经 A、D、E 途径表示单倍体育种，育种的主要过程包括花药离体培养和用秋水仙素等方法诱导染色体加倍【解析】选 C。F 为诱变育
7、种，诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法。其能提高变异频率，加速育种过程，但有利变异少，需大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制，A 正确；图中 A、B、C 方向所示途径表示杂交育种，其选种工作通常从 F2开始，理由是从 F2才发生性状分离，开始出现所需要的表现型，所以从 F2开始选种，B 正确；若选育的性状表现为杂种优势，则不需要连续自交，C 错误；单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株，再用秋水仙素等诱导其染色体加倍，从而获得所需要的纯系植株的育种方法，D 正确。6.(2019吉林模拟)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)，X
8、O(缺少 Y染色体)为雄体(2N-1)，二者均能正常产生配子。下列推断正确的是( )A.雄体为该物种的单倍体B.雄体是由未受精的卵细胞直接发育而来的C.XO个体只产生雄配子，且雄配子间的染色体数目不同D.XX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的个体少了一条，所以雄体不是该物种的单倍体，A错误；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4体，而雄体的体细胞中含有(2N-1)条染色体，B 错误；XO 个体为雄体，只产生两种雄配子，一种含有 N条染
9、色体，另一种含有(N-1)条染色体，C 正确；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，D 错误。二、非选择题(共 2小题，共 28分)7.(12分)(2018葫芦岛模拟)某雌、雄同株异花植物果实的球状与盘状分别由基因 R和 r控制，红色与黄色分别由基因 Y和 y控制。已知基因 R和 r位于 5号染色体上，且花粉中5号染色体一旦异常就不能受粉。现有一基因型为 RrYy植株，5 号染色体组成如图所示：(1)据图可知，该植株发生了_变异，这种变异在光学显微镜下_(填“能”或“不能”)观察到。 (2)为探究基因 R是否在异常染色体上以及基因 Y和 y
10、是否也在 5号染色体上，研究小组用该植株进行了自交实验：若自交子代中球状盘状=_，则基因 R在异常染色体上。 已证明基因 R在异常染色体上，当自交子代中球状红色球状黄色盘状红色盘状黄色=_，则证明基因 Y和 y不在 5号染色体上。 (3)研究小组发现另一植株的 5号染色体组成如图所示。假如该植株在减数分裂过程时 3条 5号染色体随机移向细胞两极，最终形成具有 1条和 2条染色体的配子，那么以该植株为母本与一正常植株做测交，后代中染色体数目正常植株占_。 【解析】据题图分析，图中细胞中含有一对 5号染色体，其中一条染色体缺少了一段，属于染色体结构变异。已知基因 R和 r位于 5号染色体上，且花粉
11、中 5号染色体一旦异常就不能受粉，若 R基因位于异常染色体上，则 R基因型的花粉不参与受精，则自交后代球状盘状=11；若 r基因位于异常染色体上，则 r基因型的花粉不参与受精，则自交后代全为球状。(1)根据以上分析已知，该植株发生了染色体(结构)变异，在显微镜下是可以观察到的。(2)根据以上分析已知，若自交子代中球状盘状=11，则基因 R在异常染色体上。5若基因 Y和 y不在 5号染色体上，则两对基因遵循基因的自由组合定律。因为基因 R在异常染色体上，则 RrYy自交后代 Rrrr=11，Y_yy=31，因此后代球状红色球状黄色盘状红色盘状黄色= 3131。(3)据图分析，图中细胞形成的卵细胞
12、的基因型及其比例为 RrrRrr=1122，测交后代基因型及其比例为RrrrrRrrrr=1122，因此后代中染色体数目正常植株占 1/2。答案：(1)染色体(结构) 能 (2)113131 (3)1/28.(16分)玉米(2N=20)的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗锈病(R)对易染锈病(r)为显性，控制上述性状的两对基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗锈病玉米植株，研究人员采用了如图所示的方法。据图回答有关问题：(1)过程中，F 1连续自交 3代，则产生的 F4中纯合抗锈病植株占_。从 F2开始逐代筛选出矮秆抗锈病植株，让其自交，并淘汰子代中的易染锈病植株，那么在得到的 F4矮秆
13、抗锈病植株中，纯合子占_。 (2)过程中的细胞分裂方式为_。单倍体植株在生长发育过程中，细胞最多含有_个染色体组。用秋水仙素处理单倍体植株导致染色体数目加倍的原理是_。 (3)方法二育种的原理是_，与方法一相比，采用方法二培育玉米新品种最大的优点是_。 (4)与传统杂交育种相比，采用方法三培育玉米新品种的优点是_。 (5)随着科技的发展，基因工程育种发挥出其特有的优势，随之而来的是人们对其生物产品的安全性的质疑。你认为可以采取什么措施加强转基因生物及其产品的安全？【解析】(1)F 1连续自交 3代，F 4中杂合子 Rr占 1/23=1/8，纯合子占 7/8，其中纯合抗锈病 RR植株占 7/16
14、；F 2中矮秆抗锈病植株的基因型为 1/3ddRR和 2/3ddRr，让其自交，并淘汰子代中的易染锈病植株，那么在得到的 F4矮秆抗锈病植株中，纯合子占(7/16)6/(7/16+1/8)=7/9。(2)过程是对花药离体培养，细胞的分裂方式为有丝分裂；玉米(2N)的单倍体植株细胞中含 1个染色体组，单倍体细胞处于有丝分裂后期时染色体加倍，细胞中最多含有 2个染色体组；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使细胞不能分裂成两个子细胞，从而引起细胞内染色体数目加倍。(3)方法二为单倍体育种，其原理是染色体数目变异，优点是明显缩短育种年限。(4)方法三为基因工程育种，优点是打破生殖隔离，定向改变生物的遗传性状
15、。(5)产品可通过相应的安全检测，经过试用证明对人体无害等。答案：(1)7/16 7/9 (2)有丝分裂 2 抑制纺锤体的形成 (3)染色体数目变异(或染色体变异) 后代均为纯合子，可明显缩短育种年限 (4)定向改变生物的遗传性状 (5)产品经过一系列的安全检测，经检测颁发转基因生物安全证书，产品必须经过试用证明对人体无害等。1.(5分)家蚕(2n=28)雌性体细胞内有两条异型的性染色体 ZW，雄性体细胞内有两条同型性染色体 ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到 W染色体上，使 ZW卵和不带卵色基因的 ZZ卵有所区别，从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关说法错误的
16、是 ( )A.这种育种方式属于诱变育种B.辐射的目的是提高基因的突变率，更容易筛选到卵色基因C.上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕D.上述带有卵色基因的家蚕染色体组型图与正常家蚕不同【解析】选 B。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到 W染色体上，说明该方法是诱变育种，A 正确；辐射的目的是提高染色体变异频率，更容易筛选到含有卵色基因的个体，B 错误；根据题意可知，卵色基因的片段易位到 W染色体上，则带有卵色的受精卵性染色体组成为 ZW，将来发育为雌性家蚕，C 正确；上述带有卵色基因的家蚕W染色体多了一段染色体，所以其染色体组型图与正常家蚕不同，D 正确。2.(5分)(2
17、018榆林模拟)分泌蛋白 Shh在人胚胎发育过程中起重要的调控作用，由位于7号染色体上的 Shh基因控制合成，固醇类复合物是该基因转录所必需的。分泌蛋白 Shh合成后并没有生物活性，只有在切除 C末端的一部分氨基酸后，剩下的 N末端片段才有活性。下列推测不合理的是 ( )A.胆固醇摄入不足可能会影响胎儿正常发育7B.分泌蛋白 Shh发挥作用依赖于蛋白酶的修饰、加工C.固醇类复合物通过控制 RNA聚合酶的活性来影响分泌蛋白 Shh的合成D.某患者体内缺乏分泌蛋白 Shh，可能与染色体结构变异有关【解析】选 C。由位于 7号染色体上的 Shh基因控制合成的分泌蛋白 Shh在人胚胎发育过程中起重要的
18、调控作用，固醇类复合物是该基因转录所必需的，可见，胆固醇摄入不足可能会影响胎儿正常发育，固醇类复合物通过调控转录过程来影响分泌蛋白 Shh的合成，A正确，C 错误；分泌蛋白 Shh合成后并没有生物活性，只有在切除 C末端的一部分氨基酸后，剩下的 N末端片段才有活性，说明分泌蛋白 Shh发挥作用依赖于蛋白酶的修饰、加工，B正确；某患者体内缺乏分泌蛋白 Shh，可能与 7号染色体上的 Shh基因所在的片段缺失有关，即与染色体结构变异有关，D 正确。3.(20分)(2019六安模拟)据报道：一种可以在沿海滩涂和盐碱地上生长的水稻新品种“海稻 86”，试验推广成功，平均亩产达到 300斤以上。培育耐盐
19、水稻品种是提高盐碱土地的利用率和经济效益、缓解世界粮食危机的有效方案之一。请回答下列有关问题：(1)现有高产高秆和低产矮秆两个海水稻品种，这两对性状独立遗传，欲获得高产矮秆品种，最常采用的育种方法是_。若要缩短育种年限，则可以选用的育种方法是_。 (2)有研究者提出假设：水稻植株的耐盐性是由位于非同源染色体上的两对基因控制的，其抗盐碱性和基因型的对应关系如下表。类型 耐盐植株 不耐盐植株基因型 Y_R_ yyR_、Y_rr、yyrr依据以上假设，耐盐和不耐盐植株作为亲本进行杂交，若子代中耐盐植株不耐盐植株=35，则亲本基因型组合为_。 现有不耐盐纯种水稻植株若干，请简要写出验证该假设的实验思路
20、_。 【解析】(1)将两个亲本的优良性状集中到同一个个体，最常用的方法是杂交育种；如果要缩短育种年限则可以通过单倍体育种。(2)耐盐植株基因型为 Y_R_，与不耐盐植株杂交，子代中耐盐植株的概率为3/8=3/41/2，根据基因自由组合定律可反向推导出亲代基因型为 YyRryyRr或YyRrYyrr。8欲探究假设是否成立，应先培育出基因型为 YyRr的个体，然后再让该个体进行自交实验，检测后代性状分离比是否与自由组合定律的理论值相符合。具体为：让不耐盐的水稻植株相互授粉，选择 F1中耐盐的水稻植株自交，鉴定并统计 F2的表现型及比例。若 F2的表现型及比例为耐盐植株不耐盐植株=97，说明水稻植株的耐盐性是由位于非同源染色体上的两对基因控制的。答案：(1)杂交育种 单倍体育种(2)YyRryyRr或 YyRrYyrr 让不耐盐的水稻植株相互授粉，选择 F1中耐盐的水稻植株自交，鉴定并统计 F2的表现型及比例。若 F2的表现型及比例为耐盐植株不耐盐植株=97，说明水稻植株的耐盐性是由位于非同源染色体上的两对基因控制的9
