一轮复习 浙科版 生物的变异与育种 应用创新 作业 （浙江专用）

1、第 页生物的变异与育种 应用创新A应用辐射等环境因素引发的变异1.(2020河南八市重点联盟联考,22)由高温、辐射、病毒感染、化学因子等因素的影响,生物可能发生染色体缺失,导致部分基因丢失。染色体缺失一般会造成生物体出现不正常的性状,甚至死亡,但染色体缺失在育种方面也有重要作用。如图表示育种专家利用染色体缺失对棉花品种的培育过程,下列说法错误的是()A.深红棉S的出现是基因突变的结果B.粉红棉M的出现是染色体缺失的结果C.白色棉N的出现是基因重组的结果D.粉红棉M自交后代中会出现三种颜色的棉花答案C深红棉S的出现是因为B基因突变为b基因,A正确;粉红棉M的出现是基因型为bb的深红棉的一条染色

2、体出现缺失(用b-表示染色体缺失的基因),形成基因型为bb-的个体的结果,B正确;白色棉N的出现是粉红棉M自交,后代发生性状分离的结果,而不是基因重组的结果,C错误;粉红棉M自交后代中会出现深红色(bb)、粉红色(bb-)、白色(b-b-)三种颜色的棉花,D正确。2.(2022届豫南九校二联,13实验情境:表型模拟)果蝇褐色(Y)对黄色(y)为显性,但即使是纯合的YY品系,如果用含有银盐的食物饲养,长成的成体也为黄色,称为“表型模拟”,即由环境造成的表现型与某种基因型的表现型很相似的现象。下列分析合理的是()A.黄色体色的形成需要银盐的参与B.银盐可能抑制了表皮细胞中Y基因的表达C.黄色果蝇产

3、生的配子一半或者全部含y基因D.银盐诱发了Y基因突变为y基因答案B基因型为yy的个体不饲喂含有银盐的食物,体色也为黄色,A错误。纯合的YY品系,如果用含有银盐的食物饲养,长成的成体也为黄色,银盐可能抑制了表皮细胞中Y基因的表达,B正确。黄色果蝇可能是基因型为YY或Yy的果蝇用含有银盐的食物饲养转化为黄色果蝇的,也可能是其基因型原本就是yy。若其基因型为Yy,则产生的配子一半含y基因;若其基因型为YY,则产生的配子都不含y基因;若为正常食物饲养的,则基因型为yy,配子全部含y基因。C错误。“表型模拟”仅由环境条件改变引起,遗传物质没有发生变化,D错误。3.(2022届豫南九校二联,12实验情境:

4、X射线照射)已知果蝇红眼和白眼分别由基因A和a控制,且不含A/a的个体在出生前死亡。将一只纯合红眼雌果蝇和一只经X射线照射的红眼雄果蝇杂交获得F1,取一只白眼的雄果蝇和F1中的一只雌果蝇杂交得F2。F2有两点异常:雌性数量是雄性的2倍;所有雄性均为红眼,雌性中红眼白眼=11。下列分析正确的是()A.X射线导致红眼雄果蝇的X染色体上的A突变为aB.X射线导致红眼雄果蝇X染色体上含A的片段缺失,属于染色体结构变异C.F1中进行杂交实验的这只雌果蝇的细胞中含有1个或2个染色体组D.F2中的白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交,其后代雌、雄比例为11答案B由于F2中雌性数量是雄性的2倍,因此A/a这对基因位于X

5、染色体上。若是由X射线导致X染色体上A突变为a,则经X射线照射的红眼雄果蝇的基因型为XaY,纯合红眼雌果蝇基因型为XAXA,则F1雌果蝇基因型为XAXa,与一只白眼的雄果蝇(XaY)杂交得F2,则F2中应存在白眼雄性个体,与题干不符,A错误;若X射线导致X染色体上含A的片段缺失(这属于染色体结构变异),则亲本的基因型为XAXA和XOY,F1雌果蝇基因型为XAXO,与一只白眼的雄果蝇(XaY)杂交得F2,F2的基因型为XAXa、XaXO、XAY、XOY(不含A/a的个体在出生前死亡),因此雌性数量是雄性的2倍,所有雄性均为红眼,雌性中红眼白眼=11,结果与题干相符,B正确;F1雌果蝇基因型为XA

6、XO,体细胞中含有2个染色体组,F1中进行杂交实验的这只雌果蝇的细胞中既有进行有丝分裂的细胞,也有进行减数分裂的细胞,所以含有1个或2个或4个染色体组,C错误;由B选项分析可知,F2中白眼雌果蝇(其基因型为XaXO)和红眼雄果蝇(XAY)杂交,后代的基因型为XAXa、XAXO、XaY、XOY(死亡),因此其后代雌、雄比例为21,D错误。创新篇守正出奇创新越来越受重视的回交育种1.(2022届甘肃天水一中月考,16知识新)A品种棉花耐旱能力强但不高产,B品种棉花具有多种优良性状但不耐旱,如图是某科研所利用A、B纯种培育具有多种优良性状的耐旱棉花的两种方案(不考虑突变和自然选择)。下列说法错误的是

7、()A.两种方案的育种原理都是基因重组B.两种育种方案中F2的耐旱基因频率不同C.方案二中的选育应从F1开始D.方案一能使后代更快、更多地积累多种优良性状答案C由于A品种耐旱能力强,B品种具有多种优良性状但不耐旱,方案一和方案二都是利用A和B作亲本,进行有性杂交,依据的育种原理都为基因重组,A正确;方案一中亲本杂交所得子代与亲本B回交,方案二中亲本杂交所得子代连续自交,两种育种方案中F2的耐旱基因频率不同,B正确;方案二中F1为杂合子,自交后代中出现纯合子,选育稳定遗传的性状一般从F2开始,C错误;方案一中杂交后代始终与优良品种B杂交,这种育种方案与方案二相比,最突出的优点是使后代更快、更多地

8、积累优良品种B的多种优良性状,D正确。2.(2021河南名校联盟联考,32模型新)植物的自交不亲和性是指当花粉落在自身柱头上时,花粉不能够正常萌发或穿过柱头,无法完成受精作用,表现为自交不能结实的现象。为了将白菜中的自交不亲和基因转入甘蓝型油菜,科研人员进行了如图所示的杂交实验过程,从而培育出自交不亲和的油菜。(1)据图分析,F1的染色体组成为,其中C组染色体有条。由于C组染色体在减数分裂时会随机移向某一极,F1形成的配子中染色体组成为AC的配子占,因而F1与亲代母本杂交可获得染色体组成为AACC的BCF1植株,选育得到自交不亲和的纯系植株M。植株M自交不亲和的原因是F1。(2)科研人员以得到

9、的纯系植株M与纯系甘蓝型油菜杂交,得到子一代,子一代植株自交获得的510株植株中,380株为自交亲和植株,其余为自交不亲和植株,初步判断自交不亲和性状是性状。对子一代植株进行测交,调查测交后代植株群体的亲和性分离情况,可验证该假设。符合预期的结果是。(3)研究发现,油菜自交不亲和性与S位点的基因型有关,机理如图所示。据图分析,落在柱头上的油菜花粉是否能萌发决定于。自交不亲和现象有利于防止自交退化,自交导致退化的原因是。答案(1)AAC91/512或1/29有一个A染色体组来自白菜,带有自交不亲和基因(其中含有自交不亲和的基因)(2)隐性自交亲和植株自交不亲和植株=11(3)父本S位点的基因组成

10、中是否具有与母本相同的类型自交会使隐性致病基因纯合表达解析(1)假设白菜为A1A1,甘蓝型油菜为A2A2CC,则白菜()和甘蓝型油菜()所得F1为A1A2C,F1(A1A2C)与亲代母本(A2A2CC)杂交,得BCF1(AACC),由BCF1选育出自交不亲和的油菜M,可推知,植株M的染色体组成为A1A1CC,说明BCF1既含A1,也含A2(自交亲和),则BCF1为A1A2CC。由白菜(2n=10)染色体组成为AA,可知A组有10条染色体,甘蓝型油菜(2n=38)染色体组成为AACC,则C组有9条染色体。F1染色体组成为AAC(A1A2C),减数分裂过程中,C组染色体会随机移向某一极,则C组染色

11、体中,9条染色体均移向同一极的概率为1/29,因此其产生的配子中染色体组成为AC的配子占1/29。由于F1有一个A染色体组来自白菜,带有自交不亲和基因,因此其与亲代母本杂交可获得染色体组成为AACC的BCF1植株,选育得到自交不亲和的纯系植株M。(2)根据题意分析,纯系植株M与纯系甘蓝型油菜杂交,得到子一代,子一代植株自交产生的后代中,自交亲和植株自交不亲和植株=380(510-380)31,说明自交不亲和性状是隐性性状;对子一代植株进行测交,测交后代的表现型及比例为自交亲和植株自交不亲和植株=11。(3)据图分析,三幅图中的父本相同,母本不同,母本基因型为S1S3时,基因型为S2的花粉萌发,

12、母本基因型为S3S4时,基因型为S1、S2的花粉都萌发,说明落在柱头上的油菜花粉是否能萌发取决于父本S位点的基因组成中是否具有与母本相同的类型。自交导致退化的原因是自交会使隐性致病基因纯合表达。3.(2021广东韶关综合测试,20素材新)大豆抗花叶病毒性状(以下简称抗病)和抗胞囊线虫性状(以下简称抗虫)各受一对基因控制且独立遗传,科研人员从野生大豆资源库中筛选出纯系的抗病、抗虫品系(甲),与不抗病、不抗虫但具有高产、高油等具有多种优良性状的品种(乙)杂交,流程如图:(1)杂交育种依据的原理是,大豆自然状态下是自花受粉作物,故异花授粉前,需对母本进行等操作。(2)从F2开始筛选出符合要求的植株与

13、进行多轮回交,目的是。F3中具有抗虫、抗病性状的比例占。(3)若大面积连续种植该大豆品系,其抗病能力会减弱甚至丧失,从变异与进化的角度分析可能的原因是、。答案(1)基因重组去雄、套袋(2)品种乙积累越来越多品种乙的遗传物质(或优良性状)1/4(3)抗病基因发生变异,导致抗病基因频率降低长期的定向选择导致病毒的抗性增加解析(1)杂交育种所依据的遗传学原理是基因重组;大豆自然状态下是自花受粉作物,故异花授粉前,需对母本进行去雄并套袋处理,以防止其他花粉的干扰,保证异花授粉的正常进行。(2)根据流程图中F2乙()可知,从F2开始筛选出符合要求的植株与品种乙进行多轮回交,目的是挑选出具有高产、高油、抗

14、病、抗虫等优良性状品系。设A和a表示与抗病相关的基因,B和b表示与抗虫相关的基因,则甲为AABB,乙为aabb,所以甲乙()F1:抗病、抗虫(AaBb)乙()F2(AaBb、Aabb、aaBb、aabb),鉴定筛选出的F2(AaBb)与乙()杂交得F3,F3与F2相同,故F3中具有抗病、抗虫性状的比例占1/4。(3)抗病基因可能会突变,导致抗病基因频率降低,从而使大豆品系的抗病能力减弱甚至丧失;也可能是病毒的抗性增强,导致大豆品系的抗病能力减弱甚至丧失。应用创新题组B应用核辐射与人体健康1.(2022届湖北恩施质检,15科研情境)某科研小组研究了“IL-18(白细胞介素18,一种细胞因子)对核

15、辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”,得到了细胞凋亡的相对值(见表),下列分析正确的是()组别处理方法0 h12 h24 h48 h甲无辐射损伤0.0160.0560.0480.038乙辐射损伤0.4600.4200.5300.520丙辐射损伤+IL-180.2390.2650.2790.269A.该实验的对照组为甲组B.从乙、丙两组的数据可知,IL-18能够抑制受到核辐射影响的脾细胞的凋亡C.分泌IL-18的细胞在骨髓中成熟D.核辐射引起细胞凋亡的过程中,无特异性mRNA和蛋白质的生成答案B该实验的对照组为甲组和乙组,A错误;从乙、丙两组数据可知,丙组凋亡率明显降低,故说明IL-18能够抑制脾

16、细胞凋亡,B正确;分泌IL-18的细胞为辅助性T细胞,在胸腺中分化成熟,C错误;细胞凋亡过程中有基因的选择性表达,有特异性mRNA和蛋白质的生成,D错误。2.(生活情境) 日本福岛核泄漏问题引起全世界的高度关注,核辐射会使人群中的癌症、畸变等疾病的发生率增加,影响几代人的健康。请回答下列问题:(1)一般而言,一个正常的细胞一旦到了其寿命,它会“自杀身亡”,这种过程属于。而核辐射会使正常细胞的失控而变成癌细胞。受辐射的人群婚后易生出畸形儿,是因为变异发生在,从而将突变基因传递给后代。(2)某科研单位研制出一种新型药物X,宣称对核辐射引起的恶性肿瘤有较好的疗效。某医院为验证其疗效,设计了如下的实验

17、方案。请你补充完成下列实验方案:a.将配制的培养液均分为两组,并标号为A、B;b.A组加入一定量的药物X,B组不加,将肿瘤细胞置于两组培养液中;c.两组放在相同且适宜的条件下培养一段时间,显微观察并记录,结果预测及结论:。答案(1)细胞凋亡生长和分裂生殖细胞(2)等量的单位体积培养液中肿瘤细胞的数量A组肿瘤细胞的数量减少或没有明显增加,B组肿瘤细胞的数量明显增加,说明药物X对此类肿瘤有较好的疗效解析(1)由基因所决定的细胞自动结束生命的过程属于细胞凋亡,而核辐射会使正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞,变异发生在体细胞一般不遗传给后代,发生在生殖细胞一般会遗传给后代。(2)b:验证实验要保证实

18、验的单一变量原则,两组培养液中应加入等量的肿瘤细胞;c:要验证X对肿瘤的疗效,可以计数单位体积培养液中肿瘤细胞的数量,若A组肿瘤数量减少或没有明显增加而B组数量增加,则说明X对此类肿瘤有较好的疗效。创新利用染色体变异进行育种1.(2021广东名校开学考,16模型新)大麦是一种雌雄同花高度自交的植物。杂种大麦在产量和品质方面具有明显优势。研究人员培育了三体杂种大麦品种,其相关染色体及相关基因分布情况如图所示。基因M控制雄性可育,基因m控制雄性不育(植株不能产生花粉或产生的花粉败育等),基因R控制种子为茶褐色,基因r控制种子为黄色。同时,染色体比正常花粉多一条的花粉不能参与受精,而卵细胞都可参与受

19、精,且带有易位片段的染色体不参与联会,它会随机移向细胞某一极。下列说法错误的是()A.培育图示三体杂种大麦的过程涉及了染色体结构变异和染色体数目变异B.该三体能产生2种类型的雌配子C.该三体自交得到的种子中茶褐色黄色=31D.该三体自交得到的黄色种子用作杂交育种时无需进行去雄操作答案C培育出的杂种大麦为三体,涉及了染色体数目变异,且图中一条染色体上含有易位片段,涉及了染色体结构变异,A正确;该三体关于M/m、R/r的基因型是MmmRrr,已知带有易位片段的那条染色体不参与联会,它会随机地移向细胞某一极,因此该三体产生的雌配子类型有两种,分别是含有带易位片段的那条染色体的配子MmRr和不含带易位

20、片段的那条染色体的配子mr,B正确;该三体产生的雌配子类型有MmRr和mr,雄配子类型有mr和MmRr(不参与受精),因此自交后代的基因型(表现型)为1/2 mmrr(雄性不育黄色)、1/2 MmmRrr(雄性可育茶褐色),即该三体自交产生的种子中黄色茶褐色=11 ,C错误。该三体自交得到的黄色种子的基因型为mmrr,由于没有M基因而表现为雄性不育,因此,在杂交育种时可直接作为母本,无需进行去雄操作,D正确。2.(2021广东新高考适应卷,5)一粒小麦(染色体组AA,2n=14)与山羊草(染色体组BB,2n=14)杂交,产生的杂种植株AB经染色体自然加倍,形成了具有AABB染色体组的二粒小麦(

21、4n=28)。后来,二粒小麦又与节节麦(染色体组DD,2n=14)杂交,产生的杂种植株ABD经染色体自然加倍,形成了具有AABBDD染色体组的普通小麦(6n=42)。下列说法正确的是()A.普通小麦形成过程中涉及的生物变异类型包括染色体结构变异B.A或B染色体组中的染色体形态、功能彼此不同C.二粒小麦与普通小麦可以杂交获得可育后代D.普通小麦的花药离体培养可以得到三倍体小麦答案B普通小麦形成过程中涉及的生物变异类型包括染色体数目变异、基因重组,没有发生染色体结构变异,A错误;A是一粒小麦的一个染色体组,B是山羊草的一个染色体组,同一染色体组中的染色体为非同源染色体,其形态和功能彼此不同,B正确

22、。普通小麦是异源六倍体AABBDD,产生的配子是ABD,二粒小麦是异源四倍体AABB,产生的配子是AB,杂交后形成了染色体组成为AABBD的个体是不可育的,C错误;普通小麦的花药离体培养可以得到单倍体小麦,D错误。应用创新题组C应用变异的发生机制与应用1.(2022届广东惠州一模,3生活情境)博罗航天育种示范基地借助航天育种农产品及博罗县众多的名优农产品,致力于打造成广东地区独特的集航天育种高科技生态观光农业、休闲度假、科普教育、餐饮娱乐等功能于一体的现代生态农业旅游新的观光点。下列说法错误的是()A.太空特殊环境下可能诱导发生染色体变异B.太空特殊环境下可能诱导发生基因突变C.航天育种技术能

23、快速培育农作物优良新品种D.目的性强,能按照人们的意愿获得人们预期的新品种答案D太空特殊环境大大提高了变异的频率,能快速培育农作物优良新品种,C正确;突变是不定向的,D错误。2.(2022届河南省级一联,10生活情境)利用航天育种可创造出粳型育性恢复基因突变系,以此手段获得的特色米(紫色米、茶色米)是目前利用其他地面育种手段较难获得的罕见品种。下列分析错误的是()A.航天育种的生物学原理是受高辐射或微重力的影响而发生突变B.与原品种相比,该育性恢复品种的基因数目基本没有发生改变C.航天育种获得的水稻品系产量不一定高于其他地面育种品系D.航天育种与基因工程育种的原理相同,均为基因突变答案D航天育

24、种的原理主要为基因突变,基因工程育种的原理为基因重组,D错误。3.(2022届海南学业诊断,18生理情境)在耳聋的致病因素中,遗传因素约占60%,不同位点的耳聋致病基因可导致相同表型的听觉功能障碍,而同一个基因的不同突变可以引起不同临床表现的耳聋。科研人员确定了一种与耳聋相关的基因,并对其进行测序,结果如图所示。下列有关分析合理的是()A.正常基因C发生碱基的增添形成突变的基因CB.同一个基因发生不同突变体现基因突变的普遍性C.环境中的某些物理因素如亚硝酸盐可引起基因突变D.突变的基因C控制蛋白质合成的过程会提前终止答案D图中,正常基因中发生了CT的替换,导致突变基因C的产生,A错误;同一个基

25、因的不同部位的突变体现基因突变的随机性,B错误;亚硝酸盐引起基因突变属于化学因素,C错误;突变基因C使mRNA中的终止密码子UAA提前出现,D正确。易错辨析基因突变的普遍性和随机性基因突变的普遍性是指在自然界的各种生物中基因突变是普遍存在的;随机性体现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期,或细胞内不同的DNA分子以及同一DNA分子的不同部位。4.(2021广东,20,12分生理情境)果蝇众多的突变品系为研究基因与性状的关系提供了重要的材料。摩尔根等人选育出M-5品系并创立了基于该品系的突变检测技术,可通过观察F1和F2的性状及比例,检测出未知基因突变的类型(如显/隐性、是否致死等),确定

26、该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。回答下列问题:(1)果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性,控制这2对相对性状的基因均位于X染色体上,其遗传总是和性别相关联,这种现象称为。(2)图示基于M-5品系的突变检测技术路线,在F1中挑出1只雌蝇,与1只M-5雄蝇交配。若得到的F2没有野生型雄蝇、雌蝇数目是雄蝇的两倍,F2中雌蝇的两种表现型分别是棒眼杏红眼和,此结果说明诱变产生了伴X染色体基因突变。该突变的基因保存在表现型为果蝇的细胞内。图1(3)上述突变基因可能对应图2中的突变(从突变、中选一项),分析其原因可能是,使胚胎死亡。图2(4)图1所示的突变检测技术,

27、具有的优点是除能检测上述基因突变外,还能检测出果蝇基因突变;缺点是不能检测出果蝇基因突变。(、选答1项,且仅答1点即可)答案(1)伴性遗传(2)棒眼红眼隐性致死棒眼红眼雌(3)某种关键蛋白质或酶合成过程提前终止而功能异常(4)显性同义解析(1)位于性染色体上的基因,在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫伴性遗传。(2)依据图示分析:F2中雌性果蝇的表现型为棒眼杏红眼和棒眼红眼。由于F2中没有野生型雄性,雌性果蝇的数量是雄性果蝇的两倍,因此野生型雄性致死,且其是由b、R所在的X染色体经辐射诱发基因突变产生致死基因导致的,F2中棒眼红眼果蝇也含有致死基因,但并不死亡,说明该致死基因为隐性。(3)分析

28、图2,突变中两种密码子都决定苏氨酸,不会导致生物的性状改变;突变密码子决定的氨基酸由天冬酰胺变为赖氨酸;突变中密码子变为终止密码子,会导致翻译提前终止。三种突变相比较,突变对生物性状的影响最大,故题述致死突变最可能为突变,该突变可能导致某种关键蛋白质或酶合成过程提前终止而功能异常,使胚胎死亡。(4)这种突变检测技术,在F2中会出现带有突变基因的雄性和雌性个体,由于该基因在X染色体上,雄性体细胞只有一条X染色体,因此可以检测是否为致死突变。根据带有突变基因的雌性个体的性状,可以推测该突变基因的显隐性,如出现突变性状则突变基因为显性。该技术的缺点是不能检测同义基因突变,原因是该突变没有导致生物的性

29、状改变。创新一异源多倍体的产生与应用1.(2022届黑龙江大庆实验中学月考一,37素材新)一粒小麦(染色体组AA,2n=14)与山羊草(染色体组BB,2n=14)杂交,产生的杂种植株AB经染色体自然加倍,形成了具有AABB染色体组的二粒小麦(4n=28)。后来,二粒小麦又与节节麦(染色体组DD,2n=14)杂交,产生的杂种植株ABD经染色体自然加倍,形成了具有AABBDD染色体组的普通小麦(6n=42)。下列说法正确的是()A.普通小麦形成过程中涉及的生物变异类型包括染色体结构变异B.A或B染色体组中的染色体形态、功能彼此不同C.二粒小麦与普通小麦可以杂交获得可育后代D.普通小麦的花药离体培养

30、可以得到三倍体小麦答案B普通小麦的形成过程中的变异主要是染色体数目变异,没有发生染色体结构变异,A错误;A是一粒小麦的一个染色体组,B是山羊草的一个染色体组,同一染色体组中的染色体为非同源染色体,其形态和功能彼此不同,B正确;二粒小麦(AABB)与普通小麦(AABBDD)可以杂交,获得的后代(AABBD)高度不育,C错误;普通小麦的花药离体培养得到的是含有三个染色体组的单倍体小麦,D错误。2.(2022届湖北重点中学开学考,11素材新)当前田间的栽培稻由“祖先”二倍体野生稻经过数千年的人工驯化而来。研究发现,除了二倍体栽培稻,稻属还有其他25种野生植物,按照基因组特征又可以分成11类,包括6类

31、二倍体基因组和5类四倍体基因组。CCDD基因组异源四倍体野生稻是将CC基因组水稻和DD基因组水稻的两套完整二倍体基因组进行融合,获得的植株具有天然的杂种优势。下列相关叙述正确的是()A.二倍体野生稻驯化为栽培稻的过程中遗传多样性会减少B.CC型野生稻与DD型野生稻杂交后直接获得异源四倍体稻C.C或D可能代表一条染色体,异源四倍体形成中发生了进化D.CC型野生稻与DD型野生稻形成的异源四倍体高度不育答案A二倍体野生稻驯化中淘汰了不符合人们需要的品种,遗传多样性减少,A正确;CC型野生稻与DD型野生稻杂交后获得CD二倍体,需经秋水仙素等处理使之染色体数目加倍,从而获得异源四倍体稻,B错误;C或D代

32、表一个染色体组,C错误;CC型野生稻与DD型野生稻形成的异源四倍体能够正常联会,可育,D错误。3.(2022届河南省级联考,23知识新)杂交分为近缘杂交和远缘杂交。近缘杂交是指同物种内的不同品种的个体间的杂交,它可以把不同品种之间的基因组组合在一起,使得杂交后代在表现型和基因型方面发生一定程度的变化。远缘杂交是指两个物种之间的杂交,它可以把不同物种的基因组组合在一起,使得杂交后代在表现型和基因型方面发生显著变化。一般来说,远缘杂交后代产生的变化要大于近缘杂交后代产生的变化,但难以形成可育品系。因此育种工作者在育种过程中建立了如图所示的一步法育种技术和多步法育种技术,并用这两种技术培育了一批优良

33、鱼类。(1)远缘杂交难以形成可育品系的原因是杂交的双亲存在。图中A物种的一个染色体组可用A表示,B物种的一个染色体组可用B表示,二者杂交得到的F1染色体数目及组成分别为、。(2)F1通常不可育,其原因是。(3)在多步法育种技术中,需突破F1不可育的生殖难关,下列方法中能获得可育的优质后代的有。A.使F1染色体加倍B.使F1产生染色体未减半的雌、雄配子并使之结合产生F2C.使染色体加倍的F1与染色体未加倍的F1杂交产生子代D.使F1与A物种杂交产生(2n AA)子代答案(1)生殖隔离2nAB(2)减数分裂过程中联会紊乱,难以产生可育配子(3)AB解析(1)远缘杂交为两个物种之间的杂交,难以形成可

34、育品系的原因是杂交的双亲存在生殖隔离。A物种的配子中含一个染色体组A,染色体数目为n,B物种的配子中含一个染色体组B,染色体数目为n,二者杂交得到的F1染色体数目及组成分别为2n、AB。(2)F1中含有2个染色体组,一个来自A物种,一个来自B物种,减数分裂过程中联会紊乱,难以产生可育配子,所以通常不可育。(3)使F1染色体加倍,可形成可育的(4n AABB)的异源四倍体,A正确;使F1产生染色体未减半的雌、雄配子,使之结合产生F2,也可形成可育的(4n AABB)的异源四倍体,B正确;使染色体加倍的F1与染色体未加倍的F1杂交通常无法产生子代或产生的子代不可育,C错误;使F1与A物种杂交产生(

35、2n AA)的子代属于同源二倍体,但无多倍体的个体大等优点,不是优质后代,D错误。创新二越来越受重视的回交育种1.(2022届甘肃天水一中月考,16知识新)A品种棉花耐旱能力强但不高产,B品种棉花具有多种优良性状但不耐旱,如图是某科研所利用A、B纯种培育具有多种优良性状的耐旱棉花的两种方案(不考虑突变和自然选择)。下列说法错误的是()A.两种方案的育种原理都是基因重组B.两种育种方案中F2的耐旱基因频率不同C.方案二中的选育应从F1开始D.方案一能使后代更快、更多地积累多种优良性状答案C由于A品种耐旱能力强,B品种具有多种优良性状但不耐旱,方案一和方案二都是利用A和B作亲本,进行有性杂交,依据

36、的育种原理都为基因重组,A正确;方案一中亲本杂交所得子代与亲本B回交,方案二中亲本杂交所得子代连续自交,两种育种方案中F2的耐旱基因频率不同,B正确;方案二中F1为杂合子,自交后代中出现纯合子,选育稳定遗传的性状一般从F2开始,C错误;方案一中杂交后代始终与优良品种B杂交,这种育种方案与方案二相比,最突出的优点是使后代更快、更多地积累优良品种B的多种优良性状,D正确。2.(2022届山东博兴二中月考一,19素材新)(不定项)回交育种是小麦育种的主要手段之一,它不仅能改良品种的特性,而且能加快育种进程。“宁春4号”小麦是一个适应性广、产量高、农艺性状好的品种,但抗条锈病的能力差。将其与表现为显性

37、性状(基因型为RR)的抗条锈病“中7606”小麦品系杂交,可获得抗条锈病的“宁春4号”小麦,过程如图所示,下列说法正确的是()P宁春4号()中7606()(选抗病株)F1()宁春4号()(选具有“宁春4号”相似类型的抗病株)BC1F1()宁春4号()(同上)BC2F1()宁春4号()(选具有“宁春4号”相似类型的抗病单穗)BC3F1(选具有“宁春4号”相似类型的抗病穗系)BC3F2(鉴定性状稳定纯系,并从中选出优穗系,淘汰不良穗系)BC3F3抗病性状纯合的“宁春4号”小麦A.亲本杂交时需要对“宁春4号”小麦进行去雄处理B.图中F1小麦的性状均表现为抗病且适应性广、产量高、农艺性状好C.BC3F

38、1中的抗条锈病小麦的基因型为RrD.BC3F2需要单穗收获小麦种子后种植答案ACD图中亲本杂交时“宁春4号”小麦用作母本,需要进行去雄处理,A正确;在抗病性状方面,“宁春4号”小麦和“中7606”小麦基因型分别为rr和RR,二者杂交所得F1基因型为Rr,但适应性广、产量高、农艺性状等性状显隐性未知,无法判断F1的相关表型,B错误;F1、BC1F1、BC2F1与宁春4号回交所得的抗病子代均为Rr,C正确;不断回交的目的是让更多性状回归“宁春4号”小麦,同时选择出具有抗病性状的小麦,然后通过自交使抗病性状等相关基因型不断纯合,因此BC3F2自交后需要单穗收获小麦种子后种植,以鉴定是否为纯合子,同时

39、保留纯合子,D正确。3.(2021广东韶关综合测试,20素材新)大豆抗花叶病毒性状(以下简称抗病)和抗胞囊线虫性状(以下简称抗虫)各受一对基因控制且独立遗传,科研人员从野生大豆资源库中筛选出纯系的抗病、抗虫品系(甲),与不抗病、不抗虫但具有高产、高油等具有多种优良性状的品种(乙)杂交,流程如图:(1)杂交育种依据的原理是,大豆自然状态下是自花受粉作物,故异花授粉前,需对母本进行等操作。(2)从F2开始筛选出符合要求的植株与进行多轮回交,目的是。F3中具有抗虫、抗病性状的比例占。(3)若大面积连续种植该大豆品系,其抗病能力会减弱甚至丧失,从变异与进化的角度分析可能的原因是、。答案(1)基因重组去

40、雄、套袋(2)品种乙积累越来越多品种乙的遗传物质(或优良性状)1/4(3)抗病基因发生变异,导致抗病基因频率降低长期的定向选择导致病毒的抗性增加解析(1)杂交育种所依据的遗传学原理是基因重组;大豆自然状态下是自花受粉作物,故异花授粉前,需对母本进行去雄并套袋处理,以防止其他花粉的干扰,保证异花授粉的正常进行。(2)根据流程图中F2乙()可知,从F2开始筛选出符合要求的植株与品种乙进行多轮回交,目的是挑选出具有高产、高油、抗病、抗虫等优良性状品系。设A和a表示与抗病相关的基因,B和b表示与抗虫相关的基因,则甲为AABB,乙为aabb,所以甲乙()F1:抗病、抗虫(AaBb)乙()F2(AaBb、

41、Aabb、aaBb、aabb),鉴定筛选出的F2(AaBb)与乙()杂交得F3,F3与F2相同,故F3中具有抗病、抗虫性状的比例占1/4。(3)抗病基因可能会突变,导致抗病基因频率降低,从而使大豆品系的抗病能力减弱甚至丧失;也可能是病毒的抗性增强,导致大豆品系的抗病能力减弱甚至丧失。4.(2021河南名校联盟联考,32模型新)植物的自交不亲和性是指当花粉落在自身柱头上时,花粉不能够正常萌发或穿过柱头,无法完成受精作用,表现为自交不能结实的现象。为了将白菜中的自交不亲和基因转入甘蓝型油菜,科研人员进行了如图所示的杂交实验过程,从而培育出自交不亲和的油菜。(1)据图分析,F1的染色体组成为,其中C

42、组染色体有条。由于C组染色体在减数分裂时会随机移向某一极,F1形成的配子中染色体组成为AC的配子占,因而F1与亲代母本杂交可获得染色体组成为AACC的BCF1植株,选育得到自交不亲和的纯系植株M。植株M自交不亲和的原因是F1。(2)科研人员以得到的纯系植株M与纯系甘蓝型油菜杂交,得到子一代,子一代植株自交获得的510株植株中,380株为自交亲和植株,其余为自交不亲和植株,初步判断自交不亲和性状是性状。对子一代植株进行测交,调查测交后代植株群体的亲和性分离情况,可验证该假设。符合预期的结果是。(3)研究发现,油菜自交不亲和性与S位点的基因型有关,机理如图所示。据图分析,落在柱头上的油菜花粉是否能

43、萌发决定于。自交不亲和现象有利于防止自交退化,自交导致退化的原因是。答案(1)AAC91/512或1/29有一个A染色体组来自白菜,带有自交不亲和基因(其中含有自交不亲和的基因)(2)隐性自交亲和植株自交不亲和植株=11(3)父本S位点的基因组成中是否具有与母本相同的类型自交会使隐性致病基因纯合表达解析(1)假设白菜为A1A1,甘蓝型油菜为A2A2CC,则白菜()和甘蓝型油菜()所得F1为A1A2C,F1(A1A2C)与亲代母本(A2A2CC)杂交,得BCF1(AACC),由BCF1选育出自交不亲和的油菜M,可推知,植株M的染色体组成为A1A1CC,说明BCF1既含A1,也含A2(自交亲和),

44、则BCF1为A1A2CC。由白菜(2n=10)染色体组成为AA,可知A组有10条染色体,甘蓝型油菜(2n=38)染色体组成为AACC,则C组有9条染色体。F1染色体组成为AAC(A1A2C),减数分裂过程中,C组染色体会随机移向某一极,则C组染色体中,9条染色体均移向同一极的概率为1/29,因此其产生的配子中染色体组成为AC的配子占1/29。由于F1有一个A染色体组来自白菜,带有自交不亲和基因,因此其与亲代母本杂交可获得染色体组成为AACC的BCF1植株,选育得到自交不亲和的纯系植株M。(2)根据题意分析,纯系植株M与纯系甘蓝型油菜杂交,得到子一代,子一代植株自交产生的后代中,自交亲和植株自交

45、不亲和植株=380(510-380)31,说明自交不亲和性状是隐性性状;对子一代植株进行测交,测交后代的表现型及比例为自交亲和植株自交不亲和植株=11。(3)据图分析,三幅图中的父本相同,母本不同,母本基因型为S1S3时,基因型为S2的花粉萌发,母本基因型为S3S4时,基因型为S1、S2的花粉都萌发,说明落在柱头上的油菜花粉是否能萌发取决于父本S位点的基因组成中是否具有与母本相同的类型。自交导致退化的原因是自交会使隐性致病基因纯合表达。应用创新题组D应用辐射与人体健康(2022届山东临沂月考,16生活情境)ph染色体是指受电离辐射等影响,人类22号和9号染色体易位形成的新染色体(如图),导致细

46、胞过度增殖,从而引起慢性粒细胞白血病,下列说法正确的是()A.这种变异与四分体时期的互换属于同一种变异类型B.这类白血病患者的异常染色体可通过显微镜观察到C.这类病人形成生殖细胞的过程中会出现联会异常,不可能生育出正常后代D.电离辐射也可以引起基因突变,具有定向改变的特点答案B易位属于染色体结构变异,四分体时期的互换属于基因重组,A错误;染色体变异可以在光学显微镜下观察到,B正确;该变异个体细胞内有一条22号和一条9号染色体发生了易位,但还有一条正常的22号染色体和一条正常的9号染色体,故也可产生正常的生殖细胞,生育出正常的后代,C错误;基因突变具有不定向性,D错误。创新利用染色体变异进行育种

47、1.(2021潍坊期中,15)我国小麦育种专家李振声将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到普通小麦中,培育成了“小麦二体异附加系”(流程如图所示)。普通小麦6n=42,记为42W;长穗偃麦草2n=14,记为14E。根据流程示意图判断,下列叙述错误的是()A.过程可用秋水仙素处理,得到纯合二倍体B.丙染色体组成具有多样性与乙形成配子时7E随机分配有关C.丁自交产生的子代中,含有2E的植株戊约占1/4D.该育种过程依据的原理有染色体变异答案A用秋水仙素处理后得到的甲是八倍体,A错误;由于乙在产生配子时7E随机分配,因此杂交得到的丙含有E染色体的条数不确定,染色体组成具有多样性,B正确;丁(42W+1

48、E)产生的配子是(21W+E)(21W)=11,其自交后代为(42W+E)(42W+2E)(42W)=211,其中含有2E的植株(戊)约占1/4,C正确;该育种过程发生了染色体数量变化,依据的原理有染色体变异,D正确。应用创新题组E应用 辐射等环境因素引发的变异1.(2022届广东惠州一模,3生活情境)博罗航天育种示范基地借助航天育种农产品及博罗县众多的名优农产品,致力于打造成广东地区独特的集航天育种高科技生态观光农业、休闲度假、科普教育、餐饮娱乐等功能于一体的现代生态农业旅游新的观光点。下列说法错误的是()A.太空特殊环境下可能诱导发生染色体变异B.太空特殊环境下可能诱导发生基因突变C.航天

49、育种技术能快速培育农作物优良新品种D.目的性强,能按照人们的意愿获得人们预期的新品种D太空环境中,辐射或微重力等可诱导产生基因突变、染色体变异等,A、B正确;太空环境大大提高变异的频率,能快速培育农作物优良新品种,C正确;突变是不定向的,D错误。2.(2022届河南省级一联,10生活情境)利用航天育种可创造出粳型育性恢复基因突变系,以此手段获得的特色米(紫色米、茶色米)是目前利用其他地面育种手段较难获得的罕见品种。下列分析错误的是()A.航天育种的生物学原理是受高辐射或微重力等的影响而发生突变B.与原品种相比,该育性恢复品种的基因数目基本没有发生改变C.航天育种获得的水稻品系产量不一定高于其他

50、地面育种品系D.航天育种与基因工程育种的原理相同,均为基因突变D航天育种的原理主要为基因突变,基因工程育种的原理为基因重组,D错误。4.(2022届海南学业诊断,18生理情境)在耳聋的致病因素中,遗传因素约占60%,不同位点的耳聋致病基因可导致相同表型的听觉功能障碍,而同一个基因的不同突变可以引起不同临床表现的耳聋。科研人员确定了一种与耳聋相关的基因,并对其进行测序,结果如图所示。下列有关分析合理的是()A.正常基因C发生碱基的增添形成突变的基因CB.同一个基因发生不同突变体现基因突变的普遍性C.环境中的某些物理因素如亚硝酸盐可引起基因突变D.突变的基因C控制蛋白质合成的过程会提前终止答案D图

51、中,正常基因中发生了CT的替换,导致突变基因C的产生,A错误;同一个基因发生不同突变体现基因突变的不定向性,B错误;亚硝酸盐引起基因突变属于化学因素,C错误;突变基因C使mRNA中的终止密码子UAA提前出现,D正确。易错辨析基因突变的普遍性和随机性基因突变的普遍性是指在自然界的各种生物中基因突变是普遍存在的;随机性体现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期,或细胞内不同的DNA分子以及同一DNA分子的不同部位。创新一异源多倍体的产生与应用1.(2022届南京二十九中摸底,28)目前我国广泛种植的甘蓝型油菜(AACC,A、C表示不同染色体组)是由白菜(AA,2n=20)与甘蓝(CC,2n=1

52、8)经种间杂交、染色体自然加倍形成的。科研人员利用早熟白菜(AA,2n=20,A与A中染色体能正常配对)与甘蓝型油菜为亲本,培育稳定遗传的早熟甘蓝型油菜新品种,主要过程如图。请回答: (1)甘蓝型油菜根尖分生区细胞中含有条染色体。亲代杂交时,需要对甘蓝型油菜进行、授粉等操作。F1杂种甘蓝型油菜的正常体细胞中含有个染色体组。(2)途径1不能获得种子,有人提出解释: F1不能产生可育的雌、雄配子; F1产生的雄配子不育,雌配子可育; F1产生的雄配子可育,雌配子不育。结合途径2,上述分析合理的是(填序号)。 (3)减数分裂时,联会的染色体能正常分离,不能联会的染色体则随机分配。经途径2获得的后代体

53、细胞中染色体数介于,其中筛选的甘蓝型油菜(AACC)细胞中来源于F1的染色体组是。 (4)随着生物技术的发展,还可用技术培育早熟甘蓝型油菜,这种育种技术的主要优点是。 答案(1)38或76去雄、套袋3(2)(3)2938A、C(4)植物体细胞杂交可以克服不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍解析(1)结合题干信息分析,白菜(AA,2n=20)的一个染色体组A含有10条染色体,甘蓝(CC,2n=18)的一个染色体组C含有9条染色体,所以甘蓝型油菜(AACC)根尖分生区细胞含有20+18=38条或382=76条染色体。甘蓝型油菜开两性花,故进行杂交时,需要对甘蓝型油菜进行去雄、套袋、授粉等操作。F1杂种

54、甘蓝型油菜(AAC)的正常体细胞中含有3个染色体组。(2)通过途径2可知杂种甘蓝型油菜作为母本能产生可育的雌配子,由此推测途径1无种子的原因是F1产生的雄配子不育,雌配子可育,故选。(3)减数分裂时,联会的染色体能正常分离,不能联会的染色体则随机分配,经途径2获得的后代体细胞中染色体数介于2938。F1杂种甘蓝型油菜为AAC,雄性亲本只能提供AC配子,由此推测筛选的甘蓝型油菜(AACC)细胞中来源于F1的染色体组是A、C。(4)还可采用植物体细胞杂交技术培育早熟甘蓝型油菜,这种育种技术可以克服不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍。 3.(2021江苏新高考适应卷(节选),25素材新)大麦是高度自交

55、植物,配制杂种相当困难。育种工作者采用染色体诱变的方法培育获得三体品系,该品系的一对染色体上有紧密连锁的两个基因,一个是雄性不育基因(ms),使植株不能产生花粉,另一个是黄色基因(r),控制种皮的颜色。这两个基因的显性等位基因Ms能形成正常花粉,R控制茶褐色种皮,带有这两个显性基因的染色体片段易位连接到另一染色体片段上,形成一个额外染色体,成为三体,该品系的自交后代分离出两种植株,如图所示。请回答下列问题:(1)已知大麦的体细胞染色体是7对,育成的新品系三体大麦体细胞染色体为条。(2)三体大麦减数分裂时,若其他染色体都能正常配对,唯有这条额外的染色体,在后期随机分向一极,其中花粉中有额外染色体

56、的配子无授粉能力。三体大麦减数分裂细胞两极染色体数之比为。减数分裂结束后可产生的配子基因组成是和。(3)三体大麦自花授粉后,种皮的个体为雄性不育,种皮的个体与亲本一样,雄性可育。由于种皮颜色不同,可采用机选方式分开,方便实用,在生产中采用不育系配制杂种的目的是。(4)三体大麦自花授粉,子代黄色种皮的种子和茶褐色种皮的种子的理论比值为,但在生产实践中发现,大多数种子为黄色种皮,这是因为。答案(1)15(2)78msrMsmsRr(3)黄色茶褐色对母本不用去雄处理,方便杂交(4)11可能雌配子MsmsRr与雄配子msr受精时能力较低;由易位形成的MsR染色体参与受精后形成的个体的生长发育受影响解析

57、(1)根据题干信息可知,该三体品系体细胞染色体比正常细胞多一条,细胞内的总染色体数量为72+1=15(条)。(2)三体大麦减数第一次分裂细胞两极染色体数之比为78。减数分裂结束后可产生的配子基因组成为MsmsRr、msr。(3)由于“花粉中有额外染色体的配子无授粉能力”,因此该植株产生的雌配子的种类和比例为MsmsRrmsr =11,而雄配子为msr,若三体大麦自花授粉,则子代基因型及比例为MsmsmsRrrmsmsrr=11。由此可得知黄色种皮的个体为雄性不育,茶褐色种皮的个体与亲本一样,雄性可育。在生产中采用不育系配制杂种的目的是对母本不用去雄,方便杂交。(4)根据上述分析,三体大麦自花授

58、粉,子代黄色种皮的种子和茶褐色种皮的种子的理论比值为11,但在生产实践中发现大多数种子为黄色种皮的原因可能是雌配子MsmsRr与雄配子msr受精时能力较低;MsR所在的染色体是经易位形成的,可能对植物生长、发育等不利,使其参与受精后形成个体的生长发育受影响。创新二越来越受重视的回交育种1.(2022届甘肃天水一中月考,16知识新)A品种棉花耐旱能力强但不高产,B品种棉花具有多种优良性状但不耐旱,如图是某科研所利用A、B纯种培育具有多种优良性状的耐旱棉花的两种方案(不考虑突变和自然选择)。下列说法错误的是()A.两种方案的育种原理都是基因重组B.两种育种方案中F2的耐旱基因频率不同C.方案二中的

59、选育应从F1开始D.方案一能使后代更快、更多地积累多种优良性状答案C由于A品种耐旱能力强,B品种具有多种优良性状但不耐旱,方案一和方案二都是利用A和B作亲本,进行有性杂交,依据的育种原理都为基因重组,A正确;方案一中亲本杂交所得子代与亲本B回交,方案二中亲本杂交所得子代连续自交,两种育种方案中F2的耐旱基因频率不同,B正确;方案二中F1为杂合子,自交后代中出现纯合子,选育稳定遗传的性状一般从F2开始,C错误;方案一中杂交后代始终与优良品种B杂交,这种育种方案与方案二相比,最突出的优点是使后代更快、更多地积累优良品种B的多种优良性状,D正确。2.(2022届山东博兴二中月考一,19素材新)回交育

60、种是小麦育种的主要手段之一,它不仅能改良品种的特性,而且能加快育种进程。“宁春4号”小麦是一个适应性广、产量高、农艺性状好的品种,但抗条锈病的能力差。将其与表现为显性性状(基因型为RR)的抗条锈病“中7606”小麦品系杂交,可获得抗条锈病的“宁春4号”小麦,过程如下图所示,下列说法正确的是(多选)()P宁春4号()中7606()(选抗病株)F1()宁春4号()(选具有宁春4号相似类型的抗病株)BC1F1()宁春4号()(同上)BC2F1()宁春4号()(选具有宁春4号相似类型的抗病单穗)BC3F1(选具有宁春4号相似类型的抗病穗系)BC3F2(鉴定性状稳定纯系,并从中选出优穗系,淘汰不良穗系B