染色体变异、生物变异与生物育种
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一、选择题:本题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2020·海南高考)关于基因突变和染色体结构变异的叙述,正确的是 (
) A.基因突变都会导致染色体结构变异 B.基因突变与染色体结构变异都会导致个体表现型改变 C.基因突变与染色体结构变异都会导致碱基序列的改变 D.基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察 【解析】选 C。基因突变的实质是基因中碱基对序列的改变,结果是产生等位基因,不会导致染色体结构变异,A 项错误;基因突变不一定引起个体表现型的改变,B 项错误;由于染色体是 DNA的主要载体,故染色体结构变异会引起 DNA 碱基序列的改变,C 项正确;基因突变在光学显微镜下是看不见的,D 项错误。
2.下列有关生物变异的说法,不正确的是 (
) A.DNA 分子中碱基对的增添、缺失和替换,一定导致基因突变 B.基因重组是生物变异的重要来源,一般发生在有性生殖的过程中 C.多倍体育种可以打破物种间的生殖隔离,产生可育后代 D.染色体结构变异会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变 【解析】选 A。DNA 分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定是基因突变,只有引起了基因结构的变化,才是基因突变,A 项错误;基因重组一般发生在有性生殖的减数分裂过程中, B 项正确;通过多倍体育种,可以打破物种间的生殖隔离,产生可育后代,如六倍体普通小麦和二倍体黑麦通过杂交和染色体加倍,可以培育出可育的八倍体小黑麦,C 项正确;染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位,会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,D 项正确。
3.(综合性·遗传病与多倍体)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 B.21 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,A 错误;21 三体综合
征患者的第21号染色体为三条,并不是三倍体,B错误;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,C 正确;多倍体的获得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尖细胞中染色体数目不一定都加倍,D 错误。
【方法技巧】
(1)三种方法确定染色体组数量。
①染色体形态法 同一形态的染色体→有几条就有几组,如图中有 4 个染色体组。
②等位基因个数法 控制同一性状的等位基因→有几个就有几组,如 AAabbb 个体中有 3 个染色体组。
③公式法 染色体组数= ,如图中有 4 个染色体组。
(2)“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体:
4.(创新性·实践活动与育种原理)下列实践活动中包含基因工程技术的是 (
) A.水稻 F 1 花药经培养和染色体加倍,获得基因型纯合新品种 B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交,通过基因重组获得抗虫矮秆小麦 C.将含抗病基因的重组 DNA 导入玉米细胞,经组织培养获得抗病植株 D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变,获得种子性状发生变异的大豆 【解析】选 C。A 项为单倍体育种,原理是染色体变异;B 项为杂交育种,原理为基因重组;C 项为基因工程育种,需要利用基因工程技术将重组 DNA 分子导入受体细胞,原理为基因重组;D 项
为诱变育种,原理为基因突变。
5.(2021·红河模拟)小麦的高秆(H)对矮秆(h)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上,如图表示利用品种甲(HHRR)和乙(hhrr)通过三种育种方法(Ⅰ～Ⅲ)培育优良品种(hhRR)的过程。下列关于这三种方法的分析,正确的是 (
)
A.方法Ⅰ培育该品种时,可用秋水仙素处理萌发的种子 B.方法Ⅱ一般要连续自交多代且加以筛选才能获得该品种 C.方法Ⅲ进行的是人工诱变,所以能定向得到所需品种 D.三种育种方法的原理都包括染色体变异 【解析】选 B。方法Ⅰ为单倍体诱导染色体加倍,由于单倍体无种子,培育该品种时秋水仙素处理的只能是幼苗,A 错误;方法Ⅱ是杂交育种,一般要连续自交多代且加以筛选才能获得该品种,B 正确;人工诱变时,基因突变是不定向的,C 错误;方法Ⅱ和方法Ⅲ均不涉及染色体变异,D错误。
6.(综合性·减数分裂与染色体组)(2020·海淀模拟)如图为某动物细胞分裂的示意图,据图判断该细胞 (
)
A.只分裂形成 1 种卵细胞 B.含有 3 对同源染色体 C.含有 3 个染色体组 D.一定发生过基因突变 【解析】选 A。由于该图中的细胞质分配不均等,有姐妹染色单体分离,故属于次级卵母细胞,
处于减数第二次分裂后期,细胞分裂结束后,产生一个卵细胞和一个极体,A 正确;同源染色体已在减数第一次分裂时分配到不同的细胞中,故题图细胞中没有同源染色体,B 错误;细胞中含有 2 个染色体组,C 错误;图中染色单体分离形成的子染色体上含有 G、g,既可能是基因突变产生的,也可能是减数第一次分裂中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换产生的,D 错误。
7.如图所示为某种生物体细胞中的染色体及其部分基因,下列选项中不属于染色体变异的是 (
)
【解析】选 C。A 项中,abc 所在的染色体和 GH 所在的染色体之间发生了互换,而且这两条染色体为非同源染色体,属于染色体结构变异中的易位;B 项中所示染色体应该是 fgh,缺失了 h 基因所在片段,属于染色体结构变异中的缺失;C 项中,ABCDe 应该是由 d 基因突变成 D 基因形成的,属于基因突变,不属于染色体变异;D 项中,BACde 应该是由题图中 ABCde 所在的染色体发生了颠倒形成的,属于 染色体结构变异中的倒位。
8.(2021·重庆模拟)某男子表现型正常,但其一条 14 号和一条 21 号染色体相互连接形成一条异常染色体,如图甲所示。减数分裂时异常染色体的联会如图乙所示,配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是 (
)
A.图甲所示的变异属于基因重组 B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞 C.若不考虑其他染色体,理论上该男子产生的精子类型有 8 种 D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代 【解析】选 D。图甲所示的两条染色体的变化是一条染色体的部分片段移接到另一条非同源染色体上,属于染色体结构变异中的易位,A 项错误;分裂间期的细胞,染色体正处于染色质状态,不便于观察,应在分裂中期染色体的形态较稳定、数目较清晰时进行观察,B 项错误;根据题意,任意两条染色体进行配对,其他一条随机分配,会出现 3 种分离方式,每种又会产生 2 种配子,因此理论上该男子产生的精子类型有6种,C项错误;该男子的异常染色体和两条正常染色体进行联会,减数第一次分裂后期同源染色体分离之后,根据题意可得到一个染色体组成正常(含有一条 14 号染色体和一条 21 号染色体)的细胞和一个染色体组成异常的细胞,从而得到正常的精细胞,则与正常女子婚配可生育出正常的后代,D 项正 确。
9.(2021·怀化模拟)在某基因型为 AA 的二倍体水稻根尖中,发现一个如图所示的细胞(图中Ⅰ、Ⅱ表示该细胞中部分染色体,其他染色体均正常),以下分析合理的是 (
)
A.a 基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变 B.该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察 C.该细胞一定发生了染色体变异,一定没有发生基因自由组合 D.该细胞的变异均为可遗传的变异,都可通过有性生殖传给后代
【解析】选 C。植物的根尖分生区细胞不能进行减数分裂,只能进行有丝分裂,所以 a 基因的出现只能是有丝分裂过程中发生了基因突变,A 错误;基因突变在光学显微镜下看不见,B 错误;由受精卵发育而来,体细胞中含有两个染色体组的生物是二倍体,而Ⅱ号染色体细胞中有三条,说明发生了染色体数目变异;同时基因的自由组合发生在减数分裂过程中,而根尖细胞中只能发生有丝分裂,C 正确;可遗传的变异的来源有基因突变、基因重组和染色体变异,体细胞发生的突变不能通过有性生殖传给后代,D 错误。
10.水稻的高秆、矮秆分别由 A 和 a 控制,抗病和不抗病分别由 B 和 b 控制。现有基因型为 aabb与 AABB 的水稻品种,如图为不同的育种方法培育矮秆抗病植株的过程,下列有关叙述正确的是 (
)
A.杂交育种包括①③过程,其原理是基因突变和基因重组 B.人工诱变育种为②过程,B 可能来自 b 的基因突变 C.单倍体育种包括①④⑤过程,⑤过程常用花药离体培养法 D.多倍体育种包括①⑥⑦过程,原理是染色体结构和数目变异 【解析】选 B。过程①③为杂交育种,其原理是基因重组,A 项错误;②过程为人工诱变育种,将aabb 人工诱变可获得 aaBB,b 变成 B 的方式为基因突变,B 项正确;过程①④⑤为单倍体育种,子一代产生的配子经花药离体培养(④)得到单倍体,单倍体经秋水仙素处理(⑤)使染色体加倍,选育得到aaBB,C项错误;过程①⑥⑦为多倍体育种,可获得多倍体aaaaBBBB,多倍体育种的原理是染色体数目加倍(即染色体数目变异),D 项错误。
11.(2021·威海模拟)利用基因型为 Aa 的二倍体植株培育三倍体幼苗,其途径如图所示。下列叙述正确的是 (
)
A.①过程需要秋水仙素处理,并在有丝分裂后期发挥作用 B.②过程为单倍体育种,能明显缩短育种期限 C.两条育种途径依据的生物学原理都主要是基因突变和染色体变异 D.两条育种途径中,只有通过途径一才能获得基因型为 AAA 的三倍体幼苗 【解析】选 D。①是人工诱导染色体数目加倍过程,该过程需要秋水仙素处理,而秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成,因此其在有丝分裂前期发挥作用,A 错误;②过程是花药离体培养,属于单倍体育种的步骤之一,B 错误;图中途径一为多倍体育种,途径二为植物体细胞杂交育种,两条育种途径的原理都是染色体变异,C 错误;途径一得到的三倍体的基因型为 AAA、AAa、Aaa或 aaa,途径二得到的三倍体的基因型为 AAa 或 Aaa,D 正确。
【易错警示】多倍体育种和单倍体育种的辨析 (1)单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程,不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。
(2)三倍体无子西瓜培育过程中两次传粉的目的不同: ①第一次传粉:杂交获得三倍体种子; ②第二次传粉:刺激子房发育成果实。
(3)三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中,由于染色体联会紊乱,不能产生正常配子。
12.(2021·南充模拟)袁隆平院士利用水稻雄性不育系(该品系最早发现于野外),成功培育了具有耐盐、耐碱基因的“高产杂交海水稻”。下列叙述错误的是 (
) A.保持野生生物的多样性可为人类提供实验材料 B.“海水稻”的培育必须经过去雄、套袋、授粉、套袋等操作 C.“海水稻”在培育过程中发生了进化 D.诞生“海水稻”的技术人为地增加了生物变异的范围 【解析】选 B。由题意知,袁隆平院士培育耐盐、耐碱基因的“高产杂交海水稻”的材料最初来源于野生水稻,因此说明保持野生生物的多样性可为人类提供实验材料,A 正确;“海水稻”的培育利用雄性不育系,不需要进行去雄处理,B 错误;袁隆平院士培育耐盐、耐碱基因的“高产杂交海水稻”的过程经过人工选择,基因频率会发生改变,因此生物发生了进化,C 正确;具有耐盐、耐碱基因的“高产杂交海水稻”的过程,人为增加了变异的范围,D 正确。
二、非选择题:本题共 2 小题,共 40 分。
13.(18 分)现有两纯种小麦,一纯种小麦性状是高秆(D)、抗锈病(T);另一纯种小麦的性状是矮
秆(d)、易染锈病(t)(两对基因独立遗传)。育种专家提出了如图Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。请分析回答问题:
(1)要缩短育种年限,应选择的方法依据的变异原理是________________,图中①的基因组成是____________________________________________________。
(2)(四)过程所做的处理是________________。方法Ⅱ一般从 F 1 经(五)过程后开始选种,这是因为________________。
(3)(五)过程产生的矮秆抗锈病植株中的纯合子占________________。若要在其中选出最符合生产要求的新品种,最简便的方法是________________,让 F 1 按该方法经(五)、(六)过程连续进行 2 代,则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占________________。
(4)如将方法Ⅰ中获得的③⑤植株杂交,再让所得到的后代自交,则后代基因型及比例为________________。
(5)除上述方法外,也可将高秆抗锈病纯种小麦用 γ 射线等照射获得矮抗品种是由于发生了______________。
【解析】(1)要缩短育种年限,应选择的育种方法是Ⅰ单倍体育种,原理是染色体数目变异,该方法获得的个体都是纯合的,自交后代不会发生性状分离。由图中的 DDTT 向上推出①的基因组成为 DT。
(2)(四)过程所做的处理是秋水仙素处理幼苗,秋水仙素能抑制纺锤体的形成,在有丝分裂过程中着丝点分裂后,染色体不能移向两极,从而使染色体数目加倍。方法Ⅱ一般从 F 1 经(五)过程后开始选种,这是因为 F 1 自交后可发生性状分离。
(3)F 1
DdTt 自交后产生的矮秆抗锈病植株基因...
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