課時訓練20生物的變異一、選擇題1.下圖是某種生物體細胞中的兩對染色體及其上基因的分布情況,若發(fā)生下圖的四種變異,其中與唐氏綜合征變異類型相同的是()答案D解析由題圖可知:A細胞正常;B細胞發(fā)生了染色體結構變異中的缺失;C細胞發(fā)生了染色體結構變異中的易位;D細胞的每對染色體均比正常細胞中多一條,為染色體數(shù)目變異。唐氏綜合征患者細胞中多了一條21號染色體,變異類型為染色體數(shù)目變異,與其變異類型相同的是D。2.為獲得純合高蔓抗病番茄植株,研究員采用了如下圖所示的方法,涉及的兩對相對性狀獨立遺傳。據(jù)圖分析,下列敘述正確的是()A.過程的自交代數(shù)越多,雜合高蔓抗病植株的比例越高B.過程是雜交育種過程中關鍵的一個步驟C.過程主要利用了植物組織培養(yǎng)技術D.過程通常需要用秋水仙素處理幼苗答案D解析過程的自交代數(shù)越多,純合高蔓抗病植株的比例越高。過程花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種過程中關鍵的一個步驟。過程主要利用了重組DNA技術。過程通常需要用秋水仙素處理幼苗。3.中國二胎政策的放開,使得當前出現(xiàn)生育小高峰。二胎孩子與頭胎孩子往往在性狀表現(xiàn)上既有相同又有差異,造成這種現(xiàn)象的主要原因是()A.基因突變B.自然選擇C.基因重組D.染色體畸變答案C解析進行有性生殖的生物,后代具有多樣性的主要原因是基因重組。4.為了探究中國水仙只開花不結實(高度不育)的原因,有研究者對其染色體開展實驗,結果如下圖所示。下列有關敘述錯誤的是()A.該圖表示染色體組圖,表明中國水仙是三倍體B.中國水仙體細胞有絲分裂后期有6個染色體組C.高度不育的根本原因是減數(shù)分裂時染色體配對紊亂D.一般無法通過花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體中國水仙答案A解析由題圖可知,水仙體細胞中含有3個染色體組,如果它是由受精卵發(fā)育而來的,則它是三倍體;如果它是由配子發(fā)育而來的,則它是單倍體,A項錯誤。中國水仙體細胞有絲分裂后期著絲粒分裂,染色體數(shù)目加倍,有6個染色體組,B項正確。中國水仙的細胞中含有3個染色體組,在減數(shù)分裂時染色體配對紊亂,不能產生正常的生殖細胞,一般無法通過花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體中國水仙,C、D兩項正確。5.玉米(2n=20)是我國栽培面積最大的作物。研究者發(fā)現(xiàn)了一種玉米突變體(S),用S的花粉給普通玉米授粉,會結出一定比例的單倍體籽粒(胚是單倍體)。下列相關敘述正確的是()A.正常玉米種子胚和胚乳的選擇透性相同B.題中出現(xiàn)單倍體籽粒的過程屬于單倍體育種C.從變異類型看,單倍體籽粒的出現(xiàn)屬于染色體結構變異D.單倍體籽粒的胚和二倍體籽粒的胚都含有玉米的整套遺傳物質答案D解析正常玉米種子的胚和胚乳屬于不同的組織,它們的選擇透性一般不相同。題中出現(xiàn)單倍體籽粒的過程屬于單倍體育種的一個環(huán)節(jié)。單倍體籽粒的出現(xiàn)屬于染色體數(shù)目變異。6.下圖分別表示不同的變異,下列有關分析正確的是()A.都表示易位,發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期B.四種變異都屬于可遺傳變異類型C.一定是由于染色體結構變異中的重復導致的D.表示染色體結構變異中的缺失答案B解析圖表示交叉互換(導致基因重組),發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期;表示易位,不一定發(fā)生在減數(shù)分裂的前期,A項錯誤;屬于基因重組,屬于染色體畸變,屬于基因突變,它們都屬于可遺傳的變異,B項正確;中的變異屬于染色體結構變異中的缺失或重復,C項錯誤;中的變異屬于基因突變,D項錯誤。7.下列關于生物育種技術操作合理的是()A.用紅外線照射青霉菌能使青霉菌的繁殖能力增強B.年年栽種年年制種推廣的雜交水稻一定是能穩(wěn)定遺傳的純合子C.單倍體育種時需用秋水仙素處理其萌發(fā)的種子或幼苗D.馬鈴薯、紅薯等用營養(yǎng)器官繁殖的作物只要雜交后代出現(xiàn)所需性狀即可留種答案D解析由于基因突變是多方向的,誘變育種不能定向改造生物的性狀,所以用紅外線照射青霉菌不一定使青霉菌的繁殖能力增強,A項錯誤;由于雜合子自交后代會出現(xiàn)性狀分離,所以年年栽種年年制種推廣的雜交水稻中含有雜合子,B項錯誤;單倍體植株不育,不產生種子,所以單倍體育種時需用秋水仙素處理其幼苗,C項錯誤;用植物的營養(yǎng)器官來繁殖屬于無性繁殖,后代的基因型、表現(xiàn)型與親本相同,所以馬鈴薯、紅薯等用營養(yǎng)器官繁殖的作物只要雜交后代出現(xiàn)所需性狀即可留種,D項正確。8.目前科學家把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因導入棉花細胞中,在棉花細胞中抗蟲基因經(jīng)過修飾后得以表達。下列敘述中哪項不是這一先進技術的理論依據(jù)?()A.所有生物共用一套遺傳密碼子B.基因能控制蛋白質的合成C.蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因與棉花細胞的DNA都是由四種脫氧核苷酸構成D.蘇云金芽孢桿菌與棉花可共用相同的mRNA和tRNA答案D解析自然界所有生物共用一套遺傳密碼子,因此一種生物的基因能在另一種生物體內表達,A項正確;基因可通過控制蛋白質的合成來控制生物體的性狀,B項正確;不同生物的基因具有相同的結構和化學組成(都是由四種脫氧核苷酸構成),因此不同種生物的基因能連接起來,C項正確;蘇云金芽孢桿菌與棉花含有相同的tRNA,但所含mRNA不同,D項錯誤。二、非選擇題9.研究人員發(fā)現(xiàn),與水稻增產密切相關的基因d在水稻的氮肥高效利用方面發(fā)揮著重要調控作用,而其等位基因D(D對d完全顯性)卻表現(xiàn)出對氮低效利用。現(xiàn)有一批對氮低效利用的純合水稻甲,經(jīng)過連續(xù)種植偶然發(fā)現(xiàn)一株水稻乙,其自交的子代均表現(xiàn)出對氮高效利用。請回答下列問題。(1)氮作為植物體內重要的元素,在光合作用中的主要作用有(舉兩例)。(2)水稻乙的基因型為,水稻甲偶然出現(xiàn)的基因突變屬于。(3)D、d基因都與G蛋白(植物生長發(fā)育重要的信號傳導蛋白)編碼相關,但G蛋白活性有差異,根本原因是。(4)研究人員為了提高水稻對氮的高效利用,選取一批對氮低效利用水稻進行誘變處理,僅發(fā)生一種遺傳變異,得到一株對氮高效利用水稻丙,對其進行分析,并與水稻甲進行針對性比較,得到下圖結果(序號分別表示1號、2號、3號、4號染色體)。該育種方式為。通過比較可知,誘變導致,從而使D基因丟失(用“D-”表示)。已知該變異會導致花粉不育,請用遺傳圖解表示水稻丙自交的過程(請寫出配子)。答案(1)氮是葉綠素的成分、光合酶的成分、ATP和NADPH的成分等(2)dd自發(fā)突變(3)堿基排列順序不同(4)染色體組型(或核型)誘變育種染色體缺失(或染色體結構變異)遺傳圖解如下圖:解析(1)氮元素參與細胞內很多重要化合物的合成,如氮是葉綠素的成分、是ATP和NADPH等的成分。(2)由題意可推知乙的基因型是dd,是甲(DD)偶然出現(xiàn)的基因突變產生的,該基因突變屬于自然突變。(3)D、d是等位基因,它們的本質區(qū)別是堿基排列順序不同。(4)通過染色體組型分析可知,水稻丙發(fā)生了染色體結構變異。因為進行的是誘變處理,所以屬于誘變育種。根據(jù)題干信息可知水稻丙的基因型為D-d,丙自交的遺傳圖解見答案。10.某科研小組利用植物染色體雜交技術,將攜帶R(抗倒伏基因)和A(抗蟲基因)的豌豆染色體片段直接導入玉米體細胞,兩種染色體片段可隨機與玉米染色體融合,形成雜交細胞,將雜交細胞培育成既抗蟲又抗倒伏性狀的可育植株(F1),然后從F1自交的后代尋找目標,其過程如圖1。圖1(1)雜交細胞發(fā)生的可遺傳變異類型是。雜交細胞培育成F1植株的原理是。雜交植株在代首次出現(xiàn)性狀分離,其中既抗蟲又抗倒伏的個體所占比例為。(2)植物染色體雜交育種的優(yōu)點是。(要求寫兩點)(3)另一個科研小組利用相同技術進行了同樣的育種過程,卻發(fā)現(xiàn)F2出現(xiàn)了不同情況,只有3種表現(xiàn)型:只抗蟲不抗倒伏、只抗倒伏不抗蟲、既抗蟲又抗倒伏。他們推測這是由R基因和A基因整合在雜交細胞染色體上的位置不同造成的,請用圖2說明,用“”在染色體上表示相關基因位置,并標上基因符號。圖2請設計一個簡單的實驗驗證上述推測,并用遺傳圖解說明。(遺傳圖解的基因型:染色體上有抗倒伏基因用“R+”表示,沒有用“R-”表示,染色體上有抗蟲基因用“A+”表示,沒有用“A-”表示)實驗方案:遺傳圖解:答案(1)易位(染色體結構變異)植物細胞的全能性F29/16(2)克服遠緣雜交不親和的障礙;目的性強(針對性強);可同時導入多個目的基因(3)實驗方案:用F1植株與野生型玉米雜交,觀察并統(tǒng)計后代的表現(xiàn)型與比例。遺傳圖解:P抗蟲抗倒伏不抗蟲不抗倒伏A+A-R+R-A-A-R-R-F1A+A-R-R-A-A-R+R-抗蟲不抗倒伏不抗蟲抗倒伏11解析(1)根據(jù)題干信息“兩種染色體片段可隨機與玉米染色體融合”可知,雜交細胞發(fā)生的是染色體結構變異中的易位。雜交細胞培育成F1植株的原理是植物細胞的全能性。F1相當于雙雜合子,雜交植株在F2代首次出現(xiàn)性狀分離,其中既抗蟲又抗倒伏的個體(A_R_)所占比例為3/43/4=9/16。(2)植物染色體雜交育種的優(yōu)點是克服遠緣雜交不親和的障礙;目的性強;可同時導入多個目的基因等。(3)若R基因和A基因整合到非同源染色體上(如圖1的雜交細胞),則F2會有4種表現(xiàn)型:只抗蟲不抗倒伏、只抗倒伏不抗蟲、既抗蟲又抗倒伏、既不抗蟲又不抗倒伏。若R基因和A基因整合到一對同源染色體的兩條染色體上,則F2只有3種表現(xiàn)型:只抗蟲不抗倒伏、只抗倒伏不抗蟲、既抗蟲又抗倒伏。(4)一般驗證某個體的基因型用測交,即用該個體和隱性個體雜交,故實驗方案為用F1植株與野生型玉米雜交,觀察并統(tǒng)計后代的表現(xiàn)型與比例。