染色體變異與生物育種(30分鐘100分)一、選擇題(共6小題，每小題7分，共42分)1.下圖是某植株一條染色體發(fā)生變異的示意圖(字母表示基因)，有關(guān)敘述正確的是()A.該植株進(jìn)行自交，其后代的性狀分離比為31B.圖示的變異類型，要用電子顯微鏡才能觀察到C.該植株減數(shù)分裂時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)四分體異常的現(xiàn)象D.由于另一條同源染色體結(jié)構(gòu)正常該植株性狀不變【解析】選C。據(jù)題圖分析可知，發(fā)生變異后染色體上缺失的是兩個(gè)隱性基因，且不清楚另一條染色體上的基因序列，因此無法預(yù)測該植株自交后代的性狀分離比，A錯(cuò)誤；圖示為染色體結(jié)構(gòu)的變異，在光學(xué)顯微鏡下就可以觀察到，B錯(cuò)誤；該植株同源染色體中的一條染色體發(fā)生了結(jié)構(gòu)變異中的缺失，因此減數(shù)分裂時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)四分體異常的現(xiàn)象，C正確；染色體結(jié)構(gòu)的變異可能會(huì)導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。2.(2019牡丹江模擬)人類目前所食用的香蕉均來自三倍體香蕉植株，下圖是三倍體香蕉的培育過程。下列相關(guān)敘述正確的是()A.無子香蕉的培育過程主要運(yùn)用了基因重組的原理B.圖中染色體加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成C.二倍體與四倍體雜交能產(chǎn)生三倍體，它們之間不存在生殖隔離D.若圖中無子香蕉的基因型均為Aaa，則有子香蕉的基因型可以是AAaa【解析】選B。無子香蕉的培育屬于多倍體育種，其運(yùn)用的原理主要是染色體變異，A錯(cuò)誤；誘導(dǎo)染色體加倍的方法主要有低溫和秋水仙素處理，兩種方法的作用機(jī)理均是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍，B正確；二倍體和四倍體雜交所得的三倍體在減數(shù)分裂時(shí)會(huì)出現(xiàn)聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的配子，所以二倍體和四倍體之間存在生殖隔離，C錯(cuò)誤；若圖中無子香蕉的基因型均為Aaa，則四倍體有子香蕉的基因型只能是aaaa，否則所得的無子香蕉的基因型不可能全部為Aaa，D錯(cuò)誤。3.(2019大連模擬)低溫可以誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。某同學(xué)用生長旺盛的洋蔥根尖為材料按要求進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。下列敘述中不正確的是 ()A.低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，可采用冰箱冷藏(4 )的方式B.鏡檢觀察發(fā)現(xiàn)視野中所有細(xì)胞染色體數(shù)都已發(fā)生改變C.用改良苯酚品紅染液或醋酸洋紅液處理根尖都可使染色體著色D.低溫處理使染色體數(shù)目加倍后進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得的植株是新物種【解析】選B。低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，可將洋蔥放在盛滿水的廣口瓶上，待洋蔥長出1 cm的不定根時(shí)，將整個(gè)裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)(4 )，誘導(dǎo)培養(yǎng)36 h，A正確。細(xì)胞周期中間期時(shí)間最長，故視野中間期細(xì)胞數(shù)目最多，大多數(shù)細(xì)胞染色體數(shù)未發(fā)生改變，B錯(cuò)誤。改良苯酚品紅染液或醋酸洋紅液都是用來使染色體著色的，C正確。低溫處理使染色體數(shù)目加倍后進(jìn)行組織培養(yǎng)得到的植株，是一個(gè)新物種，這是新物種形成的途徑之一，D正確。4.(2019西安模擬)某科學(xué)家用放射性同位素標(biāo)記的胸腺嘧啶和尿嘧啶分別培養(yǎng)蠶豆，觀測其根尖分生區(qū)細(xì)胞的有絲分裂。根據(jù)這兩種堿基被利用的情況繪制曲線如圖甲所示；圖乙表示一個(gè)細(xì)胞周期(按順時(shí)針方向)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ()A.T和U被大量利用的時(shí)期，細(xì)胞處于圖乙中的A時(shí)期B.人工誘變育種的各種因素主要作用于圖乙中的A時(shí)期C.觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期位于圖乙中的A時(shí)期D.用秋水仙素來人工誘導(dǎo)多倍體主要作用于圖乙中的B時(shí)期【解析】選C。圖乙中 A 時(shí)期表示分裂間期，B 時(shí)期表示分裂期。T 和 U 被大量利用時(shí)，細(xì)胞處于分裂間期，進(jìn)行 DNA 的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，即圖乙中的 A 時(shí)期，故 A 正確；人工誘變育種誘導(dǎo)基因突變，主要發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期，故 B 正確；觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期是有絲分裂中期，即圖乙中的 B 時(shí)期內(nèi)，故 C 錯(cuò)誤；秋水仙素抑制紡錘體的形成是在分裂前期，故 D 正確。5.如圖為三種不同的育種方法，以下分析錯(cuò)誤的是()A.F為誘變育種，特點(diǎn)是有利變異少，需大量處理材料；誘變的方向不能控制B.圖中A、B、C方向所示途徑表示雜交育種，其選種工作通常從F2開始，理由是從F2開始出現(xiàn)性狀分離C.雜交育種目的是得到純合子，所以必須經(jīng)歷連續(xù)自交的過程D.經(jīng)A、D、E途徑表示單倍體育種，育種的主要過程包括花藥離體培養(yǎng)和用秋水仙素等方法誘導(dǎo)染色體加倍【解析】選C。F為誘變育種，誘變育種是指利用人工誘變的方法獲得生物新品種的育種方法。其能提高變異頻率，加速育種過程，但有利變異少，需大量處理材料；誘變的方向和性質(zhì)不能控制，A正確；圖中A、B、C方向所示途徑表示雜交育種，其選種工作通常從F2開始，理由是從F2才發(fā)生性狀分離，開始出現(xiàn)所需要的表現(xiàn)型，所以從F2開始選種，B正確；若選育的性狀表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢，則不需要連續(xù)自交，C錯(cuò)誤；單倍體育種是利用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)獲得單倍體植株，再用秋水仙素等誘導(dǎo)其染色體加倍，從而獲得所需要的純系植株的育種方法，D正確。6.(2019吉林模擬)研究發(fā)現(xiàn)，某二倍體動(dòng)物有兩種性別：性染色體組成為XX的是雌雄同體(2N)，XO(缺少Y染色體)為雄體(2N-1)，二者均能正常產(chǎn)生配子。下列推斷正確的是()A.雄體為該物種的單倍體B.雄體是由未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育而來的C.XO個(gè)體只產(chǎn)生雄配子，且雄配子間的染色體數(shù)目不同D.XX個(gè)體只產(chǎn)生雌配子，且雌配子間的染色體數(shù)目相同【解析】選C。單倍體是指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體，而雄體的體細(xì)胞中的染色體數(shù)目只是較正常的雌雄同體的個(gè)體少了一條，所以雄體不是該物種的單倍體，A錯(cuò)誤；雄體不是由未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育而來的，因?yàn)槲词芫穆鸭?xì)胞含有N條染色體，而雄體的體細(xì)胞中含有(2N-1)條染色體，B錯(cuò)誤；XO個(gè)體為雄體，只產(chǎn)生兩種雄配子，一種含有N條染色體，另一種含有(N-1)條染色體，C正確；XX個(gè)體是雌雄同體，既能產(chǎn)生雌配子，也能產(chǎn)生雄配子，且雌配子間或雄配子間的染色體數(shù)目相同，D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共2小題，共28分)7.(12分)(2018葫蘆島模擬)某雌、雄同株異花植物果實(shí)的球狀與盤狀分別由基因R和r控制，紅色與黃色分別由基因Y和y控制。已知基因R和r位于5號(hào)染色體上，且花粉中5號(hào)染色體一旦異常就不能受粉?，F(xiàn)有一基因型為RrYy植株，5號(hào)染色體組成如圖所示：(1)據(jù)圖可知，該植株發(fā)生了_變異，這種變異在光學(xué)顯微鏡下_(填“能”或“不能”)觀察到。(2)為探究基因R是否在異常染色體上以及基因Y和y是否也在5號(hào)染色體上，研究小組用該植株進(jìn)行了自交實(shí)驗(yàn)：若自交子代中球狀盤狀=_，則基因R在異常染色體上。已證明基因R在異常染色體上，當(dāng)自交子代中球狀紅色球狀黃色盤狀紅色盤狀黃色=_，則證明基因Y和y不在5號(hào)染色體上。(3)研究小組發(fā)現(xiàn)另一植株的5號(hào)染色體組成如圖所示。假如該植株在減數(shù)分裂過程時(shí)3條5號(hào)染色體隨機(jī)移向細(xì)胞兩極，最終形成具有1條和2條染色體的配子，那么以該植株為母本與一正常植株做測交，后代中染色體數(shù)目正常植株占_?！窘馕觥繐?jù)題圖分析，圖中細(xì)胞中含有一對5號(hào)染色體，其中一條染色體缺少了一段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。已知基因R和r位于5號(hào)染色體上，且花粉中5號(hào)染色體一旦異常就不能受粉，若R基因位于異常染色體上，則R基因型的花粉不參與受精，則自交后代球狀盤狀=11；若r基因位于異常染色體上，則r基因型的花粉不參與受精，則自交后代全為球狀。(1)根據(jù)以上分析已知，該植株發(fā)生了染色體(結(jié)構(gòu))變異，在顯微鏡下是可以觀察到的。(2)根據(jù)以上分析已知，若自交子代中球狀盤狀=11，則基因R在異常染色體上。若基因Y和y不在5號(hào)染色體上，則兩對基因遵循基因的自由組合定律。因?yàn)榛騌在異常染色體上，則RrYy自交后代Rrrr=11，Y_yy=31，因此后代球狀紅色球狀黃色盤狀紅色盤狀黃色= 3131。(3)據(jù)圖分析，圖中細(xì)胞形成的卵細(xì)胞的基因型及其比例為RrrRrr=1122，測交后代基因型及其比例為RrrrrRrrrr=1122，因此后代中染色體數(shù)目正常植株占1/2。答案：(1)染色體(結(jié)構(gòu))能(2)113131 (3)1/28.(16分)玉米(2N=20)的高稈(D)對矮稈(d)為顯性，抗銹病(R)對易染銹病(r)為顯性，控制上述性狀的兩對基因分別位于兩對同源染色體上。為獲得純合矮稈抗銹病玉米植株，研究人員采用了如圖所示的方法。據(jù)圖回答有關(guān)問題：(1)過程中，F(xiàn)1連續(xù)自交3代，則產(chǎn)生的F4中純合抗銹病植株占_。從F2開始逐代篩選出矮稈抗銹病植株，讓其自交，并淘汰子代中的易染銹病植株，那么在得到的F4矮稈抗銹病植株中，純合子占_。(2)過程中的細(xì)胞分裂方式為_。單倍體植株在生長發(fā)育過程中，細(xì)胞最多含有_個(gè)染色體組。用秋水仙素處理單倍體植株導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍的原理是_。(3)方法二育種的原理是_，與方法一相比，采用方法二培育玉米新品種最大的優(yōu)點(diǎn)是_。(4)與傳統(tǒng)雜交育種相比，采用方法三培育玉米新品種的優(yōu)點(diǎn)是_。(5)隨著科技的發(fā)展，基因工程育種發(fā)揮出其特有的優(yōu)勢，隨之而來的是人們對其生物產(chǎn)品的安全性的質(zhì)疑。你認(rèn)為可以采取什么措施加強(qiáng)轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品的安全？【解析】(1)F1連續(xù)自交3代，F(xiàn)4中雜合子Rr占1/23=1/8，純合子占7/8，其中純合抗銹病RR植株占7/16；F2中矮稈抗銹病植株的基因型為1/3ddRR和2/3ddRr，讓其自交，并淘汰子代中的易染銹病植株，那么在得到的F4矮稈抗銹病植株中，純合子占(7/16)/(7/16+1/8)=7/9。(2)過程是對花藥離體培養(yǎng)，細(xì)胞的分裂方式為有絲分裂；玉米(2N)的單倍體植株細(xì)胞中含1個(gè)染色體組，單倍體細(xì)胞處于有絲分裂后期時(shí)染色體加倍，細(xì)胞中最多含有2個(gè)染色體組；秋水仙素能抑制紡錘體的形成，使細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。(3)方法二為單倍體育種，其原理是染色體數(shù)目變異，優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限。(4)方法三為基因工程育種，優(yōu)點(diǎn)是打破生殖隔離，定向改變生物的遺傳性狀。(5)產(chǎn)品可通過相應(yīng)的安全檢測，經(jīng)過試用證明對人體無害等。答案：(1)7/167/9(2)有絲分裂2抑制紡錘體的形成(3)染色體數(shù)目變異(或染色體變異)后代均為純合子，可明顯縮短育種年限(4)定向改變生物的遺傳性狀(5)產(chǎn)品經(jīng)過一系列的安全檢測，經(jīng)檢測頒發(fā)轉(zhuǎn)基因生物安全證書，產(chǎn)品必須經(jīng)過試用證明對人體無害等。1.(5分)家蠶(2n=28)雌性體細(xì)胞內(nèi)有兩條異型的性染色體ZW，雄性體細(xì)胞內(nèi)有兩條同型性染色體ZZ。人們用輻射的方法使常染色體上帶有卵色基因的片段易位到W染色體上，使ZW卵和不帶卵色基因的ZZ卵有所區(qū)別，從而在家蠶卵還未孵化時(shí)就能區(qū)分雌雄。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.這種育種方式屬于誘變育種B.輻射的目的是提高基因的突變率，更容易篩選到卵色基因C.上述帶有卵色的受精卵將來會(huì)發(fā)育為雌性家蠶D.上述帶有卵色基因的家蠶染色體組型圖與正常家蠶不同【解析】選B。人們用輻射的方法使常染色體上帶有卵色基因的片段易位到W染色體上，說明該方法是誘變育種，A正確；輻射的目的是提高染色體變異頻率，更容易篩選到含有卵色基因的個(gè)體，B錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知，卵色基因的片段易位到W染色體上，則帶有卵色的受精卵性染色體組成為ZW，將來發(fā)育為雌性家蠶，C正確；上述帶有卵色基因的家蠶W染色體多了一段染色體，所以其染色體組型圖與正常家蠶不同，D正確。2.(5分)(2018榆林模擬)分泌蛋白Shh在人胚胎發(fā)育過程中起重要的調(diào)控作用，由位于7號(hào)染色體上的Shh基因控制合成，固醇類復(fù)合物是該基因轉(zhuǎn)錄所必需的。分泌蛋白Shh合成后并沒有生物活性，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。下列推測不合理的是()A.膽固醇攝入不足可能會(huì)影響胎兒正常發(fā)育B.分泌蛋白Shh發(fā)揮作用依賴于蛋白酶的修飾、加工C.固醇類復(fù)合物通過控制RNA聚合酶的活性來影響分泌蛋白Shh的合成D.某患者體內(nèi)缺乏分泌蛋白Shh，可能與染色體結(jié)構(gòu)變異有關(guān)【解析】選C。由位于7號(hào)染色體上的Shh基因控制合成的分泌蛋白Shh在人胚胎發(fā)育過程中起重要的調(diào)控作用，固醇類復(fù)合物是該基因轉(zhuǎn)錄所必需的，可見，膽固醇攝入不足可能會(huì)影響胎兒正常發(fā)育，固醇類復(fù)合物通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄過程來影響分泌蛋白Shh的合成，A正確，C錯(cuò)誤；分泌蛋白Shh合成后并沒有生物活性，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，說明分泌蛋白Shh發(fā)揮作用依賴于蛋白酶的修飾、加工，B正確；某患者體內(nèi)缺乏分泌蛋白Shh，可能與7號(hào)染色體上的Shh基因所在的片段缺失有關(guān)，即與染色體結(jié)構(gòu)變異有關(guān)，D正確。3.(20分)(2019六安模擬)據(jù)報(bào)道：一種可以在沿海灘涂和鹽堿地上生長的水稻新品種“海稻86”，試驗(yàn)推廣成功，平均畝產(chǎn)達(dá)到300斤以上。培育耐鹽水稻品種是提高鹽堿土地的利用率和經(jīng)濟(jì)效益、緩解世界糧食危機(jī)的有效方案之一。請回答下列有關(guān)問題：(1)現(xiàn)有高產(chǎn)高稈和低產(chǎn)矮稈兩個(gè)海水稻品種，這兩對性狀獨(dú)立遺傳，欲獲得高產(chǎn)矮稈品種，最常采用的育種方法是_。若要縮短育種年限，則可以選用的育種方法是_。(2)有研究者提出假設(shè)：水稻植株的耐鹽性是由位于非同源染色體上的兩對基因控制的，其抗鹽堿性和基因型的對應(yīng)關(guān)系如下表。類型耐鹽植株不耐鹽植株基因型Y_R_yyR_、Y_rr、yyrr依據(jù)以上假設(shè)，耐鹽和不耐鹽植株作為親本進(jìn)行雜交，若子代中耐鹽植株不耐鹽植株=35，則親本基因型組合為_?，F(xiàn)有不耐鹽純種水稻植株若干，請簡要寫出驗(yàn)證該假設(shè)的實(shí)驗(yàn)思路_?！窘馕觥?1)將兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀集中到同一個(gè)個(gè)體，最常用的方法是雜交育種；如果要縮短育種年限則可以通過單倍體育種。(2)耐鹽植株基因型為Y_R_，與不耐鹽植株雜交，子代中耐鹽植株的概率為3/8=3/41/2，根據(jù)基因自由組合定律可反向推導(dǎo)出親代基因型為YyRryyRr或YyRrYyrr。欲探究假設(shè)是否成立，應(yīng)先培育出基因型為YyRr的個(gè)體，然后再讓該個(gè)體進(jìn)行自交實(shí)驗(yàn)，檢測后代性狀分離比是否與自由組合定律的理論值相符合。具體為：讓不耐鹽的水稻植株相互授粉，選擇F1中耐鹽的水稻植株自交，鑒定并統(tǒng)計(jì)F2的表現(xiàn)型及比例。若F2的表現(xiàn)型及比例為耐鹽植株不耐鹽植株=97，說明水稻植株的耐鹽性是由位于非同源染色體上的兩對基因控制的。答案：(1)雜交育種單倍體育種(2)YyRryyRr或YyRrYyrr讓不耐鹽的水稻植株相互授粉，選擇F1中耐鹽的水稻植株自交，鑒定并統(tǒng)計(jì)F2的表現(xiàn)型及比例。若F2的表現(xiàn)型及比例為耐鹽植株不耐鹽植株=97，說明水稻植株的耐鹽性是由位于非同源染色體上的兩對基因控制的