知識(shí)點(diǎn)11 生物的變異及育種1.(2015·福建高考·T5)綠色熒光標(biāo)記的X染色體DNA探針(X探針),僅能與細(xì)胞內(nèi)的X染色體DNA的一段特定序列雜交,并使該處呈現(xiàn)綠色熒光亮點(diǎn)。同理,紅色熒光標(biāo)記的Y染色體DNA探針(Y探針)可使Y染色體呈現(xiàn)一個(gè)紅色熒光亮點(diǎn)。同時(shí)用這兩種探針檢測(cè)體細(xì)胞,可診斷性染色體數(shù)目是否存在異常。醫(yī)院對(duì)某夫婦及其流產(chǎn)胎兒的體細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是()A. X染色體DNA上必定有一段與X探針相同的堿基序列B.據(jù)圖分析可知妻子患X染色體伴性遺傳病C.妻子的父母至少有一方患有性染色體數(shù)目異常疾病D.該夫婦選擇生女兒可避免性染色體數(shù)目異常疾病的發(fā)生【解題指南】(1)關(guān)鍵知識(shí):DNA分子雜交技術(shù)的原理、減數(shù)分裂的過(guò)程、伴性遺傳病、染色體數(shù)目變異。(2)圖示信息:某夫婦及其流產(chǎn)胎兒的體細(xì)胞中性染色體組成分別是XY、XXX、XXY?！窘馕觥窟xA。本題主要考查DNA分子雜交、減數(shù)分裂以及伴性遺傳、染色體變異知識(shí)。A項(xiàng)中,DNA探針應(yīng)用于DNA分子雜交技術(shù),采用與待測(cè)DNA上一段相同的堿基序列熒光標(biāo)記而成的原理,故正確。B項(xiàng)中,據(jù)圖分析可知,妻子體細(xì)胞中性染色體組成為XXX,屬于染色體異常遺傳病,不是伴性遺傳病,故錯(cuò)誤。C項(xiàng)中,妻子多出的一條X性染色體只能來(lái)自其父親或母親,父母雙方中只可能有一方患有多一條X性染色體的染色體數(shù)目異常疾病,故錯(cuò)誤。D項(xiàng)中,該夫婦的子代中可能出現(xiàn)的性染色體組成類(lèi)型有四種:XY、XX、XXX(女)、XXY(男),其中后兩種為患者,即該夫婦的子代中男女都有可能患病,故錯(cuò)誤。2.(2015·全國(guó)卷·T6)下列關(guān)于人類(lèi)貓叫綜合征的敘述,正確的是()A.該病是由于特定的染色體片段缺失造成的B.該病是由于特定染色體的數(shù)目增加造成的C.該病是由于染色體組數(shù)目成倍增加造成的D.該病是由于染色體中增加某一片段引起的【解題指南】(1)題目關(guān)鍵信息:“缺失”“數(shù)目增加”“數(shù)目成倍增加”“增加某一片段”。(2)關(guān)鍵知識(shí):染色體“增加某一片段”及“缺失”是染色體結(jié)構(gòu)變異,而染色體“數(shù)目增加”或“數(shù)目成倍增加”是染色體數(shù)目變異。【解析】選A。本題考查人類(lèi)遺傳病的類(lèi)型及原因。貓叫綜合征是患者第5號(hào)染色體部分缺失引起的,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,因嬰兒時(shí)有貓叫樣啼哭而得名,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。3.(2015·江蘇高考·T10)甲、乙為兩種果蠅(2n),下圖為這兩種果蠅的各一個(gè)染色體組,下列敘述正確的是()A.甲、乙雜交產(chǎn)生的F1減數(shù)分裂都正常B.甲發(fā)生染色體交叉互換形成了乙C.甲、乙1號(hào)染色體上的基因排列順序相同D.圖示染色體結(jié)構(gòu)變異可為生物進(jìn)化提供原材料【解析】選D。本題主要考查對(duì)染色體變異原理的理解及圖形識(shí)別能力。從圖中可以看出,甲的1號(hào)染色體正常,乙為倒位,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;甲和乙的1號(hào)染色體上的基因排列順序不同,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。甲、乙雜交產(chǎn)生的F1,由于1號(hào)染色體的形態(tài)不同,不能通過(guò)正常減數(shù)分裂產(chǎn)生配子,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;染色體變異屬于可遺傳變異,可為生物進(jìn)化提供原材料,故D項(xiàng)正確。4.(2015·廣東高考·T5)用秋水仙素處理某二倍體植物的愈傷組織,從獲得的再生植株中篩選四倍體植株。預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表,正式實(shí)驗(yàn)時(shí)秋水仙素濃度設(shè)計(jì)最合理的是()秋水仙素濃度 (g/L)再生植株(棵)四倍體植株(棵)0480244443786281181851092A.0、2、3、4、5、6 B.0、4、5、6、7、8C.0、5、7、8、9、10 D.0、3、6、9、12、15【解題指南】(1)題干關(guān)鍵詞:秋水仙素、愈傷組織、預(yù)實(shí)驗(yàn)。(2)圖表信息:秋水仙素的濃度為6g/L時(shí),四倍體植株數(shù)量最多。【解析】選B。本題主要考查了染色體變異以及預(yù)實(shí)驗(yàn)在實(shí)際中的應(yīng)用。秋水仙素的作用是誘導(dǎo)多倍體的形成,處理二倍體愈傷組織是為了獲得四倍體植株。從表中數(shù)據(jù)可判斷,秋水仙素在濃度為48g/L范圍內(nèi),誘變效率比較高,四倍體植株數(shù)量較多,所以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在這個(gè)范圍內(nèi)設(shè)置濃度梯度,還要有空白對(duì)照實(shí)驗(yàn),因此B項(xiàng)正確。5.(2015·江蘇高考·T15)經(jīng)X射線照射的紫花香豌豆品種,其后代中出現(xiàn)了幾株開(kāi)白花植株,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.白花植株的出現(xiàn)是對(duì)環(huán)境主動(dòng)適應(yīng)的結(jié)果,有利于香豌豆的生存B.X射線不僅可引起基因突變,也會(huì)引起染色體變異C.通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn),可以確定是顯性突變還是隱性突變D.觀察白花植株自交后代的性狀,可確定是否是可遺傳變異【解析】選A。本題主要考查基因突變及顯隱性性狀的判斷方法。白花植株的出現(xiàn)是由于X射線照射引起的基因突變,不一定有利于生存,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;X射線可引起基因突變和染色體變異,故B項(xiàng)正確;通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn),觀察其后代的表現(xiàn)型及比例,可以確定是顯性突變還是隱性突變,故C項(xiàng)正確;白花植株自交后代中出現(xiàn)白花個(gè)體,可確定為可遺傳變異,否則為不可遺傳變異,故D項(xiàng)正確。6.(2015·海南高考·T19)關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述,錯(cuò)誤的是()A.等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因B.X射線的照射不會(huì)影響基因B和基因b的突變率C.基因B中的堿基對(duì)G-C被堿基對(duì)A-T替換可導(dǎo)致基因突變D.在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導(dǎo)致基因b的突變【解題指南】(1)題干關(guān)鍵詞:“基因”“突變”。(2)關(guān)鍵知識(shí):基因突變的實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)和影響因素?！窘馕觥窟xB。本題考查基因突變的有關(guān)知識(shí)?；蛲蛔兙哂胁欢ㄏ蛐?等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因,A項(xiàng)正確;X射線屬于物理誘變因素,其照射會(huì)影響基因B和基因b的突變率,B項(xiàng)錯(cuò)誤;基因突變的實(shí)質(zhì)是堿基對(duì)的增添、缺失和替換,使基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,C項(xiàng)和D項(xiàng)均正確。7.(2015·海南高考·T21)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.基因突變都會(huì)導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異B.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致個(gè)體表現(xiàn)型改變C.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致堿基序列的改變D.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異通常都用光學(xué)顯微鏡觀察【解題指南】(1)題干關(guān)鍵詞:“基因突變”“染色體結(jié)構(gòu)變異”。(2)關(guān)鍵知識(shí):基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異的異同?！窘馕觥窟xC。本題考查基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的有關(guān)知識(shí)。基因突變是基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,不會(huì)導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異,A項(xiàng)錯(cuò)誤;基因突變不一定改變個(gè)體的表現(xiàn)型,染色體結(jié)構(gòu)變異往往導(dǎo)致個(gè)體表現(xiàn)型改變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;基因突變導(dǎo)致基因內(nèi)部堿基序列發(fā)生改變,染色體結(jié)構(gòu)變異中因片段的重復(fù)、缺失、易位或倒位,均可使DNA的堿基序列發(fā)生改變,C項(xiàng)正確;基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下觀察不到,染色體結(jié)構(gòu)變異可用光學(xué)顯微鏡觀察到,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.(2015·江蘇高考·T29)中國(guó)水仙(Narcissus tazetta var.chinensis)是傳統(tǒng)觀賞花卉,由于其高度不育,只能進(jìn)行無(wú)性繁殖,因而品種稀少。為了探究中國(guó)水仙只開(kāi)花不結(jié)實(shí)的原因,有研究者開(kāi)展了染色體核型分析實(shí)驗(yàn),先制作了臨時(shí)裝片進(jìn)行鏡檢、拍照,再對(duì)照片中的染色體進(jìn)行計(jì)數(shù)、歸類(lèi)、排列,主要步驟如下:剪取新生的根尖 卡諾固定液固定 1 mol·L-1HCl解離 清水漂洗 卡寶品紅染色 制片壓片 鏡檢拍照 核型分析請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)選取新生根尖作為實(shí)驗(yàn)材料的主要原因是。(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用1 mol·L-1HCl解離的目的是。(3)該實(shí)驗(yàn)采用卡寶品紅作為染色劑,與卡寶品紅具有相似作用的試劑有(填序號(hào))。雙縮脲試劑醋酸洋紅(溶)液龍膽紫溶液秋水仙素溶液(4)鏡檢時(shí),應(yīng)不斷移動(dòng)裝片,以尋找處于期且染色體的細(xì)胞進(jìn)行拍照。(5)由上圖核型分析結(jié)果,得出推論:中國(guó)水仙只開(kāi)花不結(jié)實(shí)的原因是 。(6)為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述推論,可以?xún)?yōu)先選用(填序號(hào))作為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行顯微觀察?；ㄝ嗷ò甏迫锘ㄋ幓ㄑ俊窘馕觥勘绢}主要考查水仙根尖細(xì)胞的有絲分裂觀察實(shí)驗(yàn)和染色體變異。(1)由于根尖分生區(qū)細(xì)胞分裂旺盛,利于觀察到有絲分裂的過(guò)程。(2)HCl解離的目的是使根尖細(xì)胞相互分離開(kāi)來(lái),以便于觀察。(3)醋酸洋紅溶液和龍膽紫溶液都可作為染色體的染色劑。(4)有絲分裂中期,染色體形態(tài)固定,數(shù)目清晰,是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期,所以該實(shí)驗(yàn)需尋找中期染色體分散良好的細(xì)胞。(5)由核型圖可知,中國(guó)水仙是三倍體,減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂,不能產(chǎn)生正常生殖細(xì)胞。(6)選用花藥為實(shí)驗(yàn)材料顯微觀察減數(shù)分裂過(guò)程中的染色體行為,可確定聯(lián)會(huì)是否紊亂。答案:(1)新生根尖分生區(qū)細(xì)胞分裂旺盛 (2)使組織細(xì)胞相互分離 (3)(4)中分散良好(5)中國(guó)水仙是三倍體,減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂,不能產(chǎn)生正常生殖細(xì)胞(6)9.(2015·浙江高考·T32)某自花且閉花授粉植物,抗病性和莖的高度是獨(dú)立遺傳的性狀。抗病和感病由基因R和r控制,抗病為顯性;莖的高度由兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因(D、d,E、e)控制,同時(shí)含有D和E表現(xiàn)為矮莖,只含有D或E表現(xiàn)為中莖,其他表現(xiàn)為高莖?，F(xiàn)有感病矮莖和抗病高莖兩品種的純合種子,欲培育純合的抗病矮莖品種。請(qǐng)回答:(1)自然狀態(tài)下該植物一般都是合子。(2)若采用誘變育種,在射線處理時(shí),需要處理大量種子,其原因是基因突變具有和有害性這三個(gè)特點(diǎn)。(3)若采用雜交育種,可通過(guò)將上述兩個(gè)親本雜交,在F2等分離世代中抗病矮莖個(gè)體,再經(jīng)連續(xù)自交等手段,最后得到穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種。據(jù)此推測(cè),一般情況下,控制性狀的基因數(shù)越多,其育種過(guò)程所需的。若只考慮莖的高度,親本雜交所得的F1在自然狀態(tài)下繁殖,則理論上,F2的表現(xiàn)型及其比例為。(4)若采用單倍體育種,該過(guò)程涉及的原理有。請(qǐng)用遺傳圖解表示其過(guò)程(說(shuō)明:選育結(jié)果只需寫(xiě)出所選育品種的基因型、表現(xiàn)型及其比例)。【解題指南】(1)關(guān)鍵信息:同時(shí)含D、E表現(xiàn)為矮莖,只含有D或E表現(xiàn)為中莖,其他為高莖。(2)隱含信息:矮莖的基因型為D_E_;中莖的基因型為ddE_、D_ee;高莖的基因型為ddee?！窘馕觥勘绢}考查基因的自由組合定律、基因突變的特征以及育種的方法。(1)該植物為自花且閉花授粉植物,一般情況下其植株大多為純合子。(2)誘變育種時(shí)用射線處理利用的原理是基因突變,由于基因突變具有多方向性、稀有性以及有害性三個(gè)特點(diǎn),故需要處理大量種子,以獲得所需品種。(3)如采用雜交育種的方式,將上述兩個(gè)親本雜交,即rrDDEE×RRddeeF1(RrDdEe),在F1自交所得的F2中選出抗病矮莖個(gè)體(R_D_E_),再通過(guò)連續(xù)自交及逐代淘汰的手段,最終獲得能穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種(RRDDEE)。一般情況下,控制性狀的基因數(shù)越多,需進(jìn)行多次的自交和篩選操作才能得到所需的純合品種。若只考慮莖的高度,F1(DdEe)在自然狀態(tài)下繁殖即自交后,F2中表現(xiàn)型及比例為9矮莖(9D_E_)6中莖(3D_ee、3ddE_)1高莖(1ddee)。(4)若采用單倍體育種的方式獲得所需品種,首先需要將花藥進(jìn)行離體培養(yǎng),得到單倍體,然后使用秋水仙素對(duì)其進(jìn)行處理使其染色體數(shù)目加倍,該過(guò)程涉及的原理有基因重組和染色體畸變。答案:(1)純(2)多方向性、稀有性 (3)選擇純合化年限越長(zhǎng) 矮莖中莖高莖=961(4)基因重組和染色體畸變 遺傳圖解如下:10.(2015·海南高考·T29)回答下列關(guān)于遺傳和變異的問(wèn)題:(1)高等動(dòng)物在產(chǎn)生精子或卵細(xì)胞的過(guò)程中,位于非同源染色體上的基因之間會(huì)發(fā)生,同源染色體的非姐妹染色單體之間可能會(huì)發(fā)生,這兩種情況都有可能導(dǎo)致基因重組,從而產(chǎn)生基因組成不同的配子。(2)假設(shè)某物種的染色體數(shù)目為2n,在其減數(shù)分裂過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)不同的細(xì)胞,甲、乙2個(gè)模式圖僅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色體,那么,圖甲表示的是(填“初級(jí)精母細(xì)胞”“次級(jí)精母細(xì)胞”或“精細(xì)胞”),圖乙表示的是(填“初級(jí)精母細(xì)胞”“次級(jí)精母細(xì)胞”或“精細(xì)胞”)。(3)某植物的染色體數(shù)目為2n,其產(chǎn)生的花粉經(jīng)培養(yǎng)可得到單倍體植株。單倍體是指 。【解題指南】(1)題干關(guān)鍵信息:“基因重組”“染色體數(shù)目為2n”“單倍體”。(2)關(guān)鍵知識(shí):基因重組的類(lèi)型、細(xì)胞分裂圖像的識(shí)別。(3)圖示信息:甲圖含同源染色體且每條染色體含兩條染色單體,乙圖不含染色單體?！窘馕觥勘绢}考查變異和細(xì)胞分裂圖像識(shí)別的有關(guān)知識(shí)。(1)基因重組主要發(fā)生在高等動(dòng)物配子形成過(guò)程中。精子或卵細(xì)胞的形成過(guò)程中,在減數(shù)第一次分裂后期,位于非同源染色體上的基因會(huì)發(fā)生自由組合;在減數(shù)第一次分裂前期,同源染色體的非姐妹染色單體之間可能會(huì)發(fā)生交換(交叉互換),這兩種情況都可能導(dǎo)致基因重組,從而產(chǎn)生基因組成不同的配子。(2)根據(jù)題意,該物種染色體數(shù)目為2n,圖甲細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目為2n且存在同源染色體,并含有姐妹染色單體,故可判斷圖甲表示初級(jí)精母細(xì)胞;而圖乙中沒(méi)有同源染色體,也無(wú)染色單體,表示精細(xì)胞。(3)單倍體是指體細(xì)胞內(nèi)含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。答案:(1)自由組合交換(2)初級(jí)精母細(xì)胞精細(xì)胞(3)體細(xì)胞內(nèi)含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體8