课时跟踪检测（二十三） 染色体变异与生物育种

PAGE第1页共8页课时跟踪检测（二十三）染色体变异与生物育种一、立足主干知识，注重基础性和综合性1．如图表示某对常染色体的结构对比，其中字母表示染色体片段，该染色体的结构变异属于()A．缺失 B．重复C．倒位 D．易位解析：选C根据图示某对常染色体的结构对比，一条染色体上的片段a和gh发生位置颠倒，而染色体上总片段不变，说明该染色体的结构变异属于倒位。2．(2021·青岛模拟)经X射线照射的某紫花植株(AA)群体，发现一株植株后代出现了几株白花植株。现对白花植株出现的原因有以下两种猜测：猜测一：X射线引起基因突变，从而导致后代出现了白花植株猜测二：X射线引起染色体结构缺失，从而导致后代出现了白花植株下列叙述错误的是()A．X射线照射处理为人工诱变，突变频率高于自发突变B．可通过观察白花植株的染色体组型判断何种猜测正确C．若为猜测一，则白花植株自交后代一定是白花D．若为猜测二，则对白花植株照射X射线，其后代不会出现紫花植株解析：选CX射线照射处理为人工诱变，突变频率高于自发突变，A正确；染色体结构缺失会改变染色体组型，基因突变不会改变染色体组型，因此可通过观察白花植株的染色体组型判断何种猜测正确，B正确；基因突变发生在体细胞中一般不遗传，因此若为猜测一，则白花植株自交后代不一定是白花，C错误；若为猜测二，则对白花植株照射X射线，其后代不会出现紫花植株，D正确。3．(2021·开封校级模拟)如图甲为某动物的一个细胞中两条染色体及其上的基因分布图，图乙为其子细胞的染色体和基因分布图。下列有关叙述错误的是()A．图甲中的两条染色体完全一样，是由一条染色体经复制形成的B．图乙所示细胞中发生的变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中C．从图中可以看出，基因在染色体上呈线性排列D．图乙所示的变异在光学显微镜下是可以被观察到的解析：选A图甲中的两条染色体完全一样，可能是由一条染色体经复制形成的，也可能是同源染色体上的基因恰好相同，A错误；图乙所示细胞中发生的变异属于染色体结构变异，可发生在有丝分裂和减数分裂过程中，B正确；从图中可以看出，基因在染色体上呈线性排列，C正确；图乙所示的变异属于染色体结构变异，在光学显微镜下是可以被观察到的，D正确。4．雌果蝇某两条染色体上的部分基因分布情况如图所示。下列相关叙述错误的是()A．辰砂眼基因v、暗栗色眼基因cl为一对等位基因B．在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极C．在减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可能出现在细胞的同一极D．在减数第一次分裂前期，若暗栗色眼基因cl到X染色体上说明发生了染色体变异解析：选A等位基因是指位于同源染色体相同位置上控制相对性状的基因，因此图中辰砂眼基因v、暗栗色眼基因cl不是一对等位基因，而是非等位基因，A错误；在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色单体分开形成子染色体，移向细胞两极，所以基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极，B正确；在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，则图中的常染色体和X染色体可能移向同一级，进入同一个细胞中，当该细胞处于减数第二次分裂后期时，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极，C正确；在减数第一次分裂前期，由于暗栗色眼基因cl位于常染色体上，所以暗栗色眼基因cl到X染色体上，说明发生了染色体变异，D正确。5．性染色体形态学进化学说认为：X染色体是同源染色体部分转移所致，如图所示。这种变化可能导致()A．染色体数目减少 B．染色体基因重复C．染色体倒位 D．染色体易位解析：选B从题干及图解信息可推测，由于同形染色体部分转移至同源染色体上，可能会使原来的染色体上出现重复基因。6．染色体部分缺失在育种方面也有重要作用。下图是育种专家对棉花品种的培育过程，相关叙述错误的是()A．太空育种依据的原理主要是基因突变B．粉红棉S的出现是染色体片段部分缺失的结果C．深红棉S与白色棉N杂交产生深红棉的概率是1/4D．粉红棉S自交产生白色棉N的概率为1/4解析：选C太空育种属于诱变育种，其依据的原理主要是基因突变，A正确；粉红棉S的出现是一条染色体上的b基因缺失导致的，所以属于染色体结构变异中的缺失，B正确；深红棉S与白色棉N杂交，后代都是粉红棉，产生深红棉的概率是0，C错误；粉红棉S经减数分裂产生2种比例相等的配子，一个含b基因，一个不含b基因，所以自交产生白色棉N的概率为1/4，D正确。7．(2020·北海二模)普通果蝇Ⅲ号染色体上的三个基因，按猩红眼—桃色眼—三角翅脉的顺序排列(St—P—DI)；同时，另一种果蝇中这三个基因的顺序是St—DI—P，我们把这种变异方式称为倒位。这一变异导致了两个物种的形成。据此判断，下列说法正确的是()A．倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生配对B．上述变异没有改变基因的数目，所以染色体结构不变C．上述变异没有改变基因的种类，所以果蝇性状不变D．自然情况下，这两种果蝇之间不能产生可育后代解析：选D倒位后的染色体与其同源染色体部分区段仍能发生配对，A错误；上述变异没有改变基因的数目，但发生了倒位，所以染色体结构改变，B错误；倒位使得染色体上基因的排列顺序发生改变，可能会导致果蝇性状发生改变，C错误；两种果蝇属于两个物种，它们之间存在生殖隔离，因此两种果蝇之间不能产生可育子代，D正确。8．(2021·济南模拟)正常的水稻体细胞染色体数为2n＝24。现有一种三体水稻，细胞中7号染色体有三条。该水稻细胞及其产生的配子类型如图所示(6、7为染色体标号；A为抗病基因，a为感病基因；①～④为四种配子类型)。已知染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用，雌配子能参与受精作用。以下说法正确的是()A．形成配子①的次级精母细胞中染色体数一直为13B．正常情况下，配子②④可由同一个初级精母细胞分裂而来C．以该三体抗病水稻作父本，与感病水稻(aa)杂交，子代中抗病∶感病＝5∶1D．以该三体抗病水稻作母本，与感病水稻(aa)杂交，子代抗病个体中三体植株占3/5解析：选D在减数分裂中，形成配子①的次级精母细胞中染色体数为13或者26(减数第二次分裂后期)，A错误。正常情况下，该个体产生的配子种类有：A、Aa、AA、a共四种，配子④含有的基因应为A，与此同时产生的另外一种配子的基因型是Aa；与配子②同时产生的配子的基因型为AA，配子②④不能由同一个初级精母细胞分裂而来，B错误。该三体抗病水稻作父本，与感病水稻(aa)杂交，由于染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用，三体抗病水稻产生的雄配子类型及比例为A∶a＝2∶1，子代中抗病∶感病＝2∶1，C错误。该三体抗病水稻作母本，与感病水稻(aa)杂交，由于染色体数异常的雌配子能参与受精作用，而该三体产生的雌配子类型及比例为A∶Aa∶AA∶a＝2∶2∶1∶1，子代抗病个体中三体植株占3/5，D正确。9．红鲫和鲤鱼都是二倍体淡水鱼。为培育优良的淡水鱼新品种，科研人员进行了杂交实验，实验流程如图所示。请回答问题：(1)红鲫与鲤鱼不是同一物种，自然条件下存在________。(2)人工培育红鲫与鲤鱼进行远缘杂交时，发现F1和偶然得到的F2都是二倍体杂交鱼，但在F3中出现了四倍体鲫鲤。推测其原因可能是F2的雌雄个体均产生了含______个染色体组的配子，随机结合后产生的F3中便出现了四倍体鲫鲤。研究人员观察四倍体鲫鲤有丝分裂中期的装片时，发现其染色体由______________________________组成，验证了上述推测。(3)雌核二倍体是指灭活的精子激活卵细胞发育成的后代。图中经辐射处理的精子中染色体断裂失活，这属于____________________变异。(4)为培育出具有生长速度快、抗逆性强等优点的改良四倍体鲫鲤，科研人员诱导F3的四倍体鲫鲤进行减数分裂，其同源染色体__________________后，形成了含有两个染色体组的配子。诱导形成雌核二倍体后，雌核二倍体仍能形成含有两个染色体组的卵细胞，可能是减数第一次分裂时____________的形成受到抑制，导致同源染色体未分离。(5)改良的四倍体鲫鲤与红鲫是否属于同一物种？请说出你的观点，并加以验证。解析：(1)红鲫与鲤鱼不是同一物种，自然条件下，不同物种之间存在生殖隔离。(2)人工培育红鲫与鲤鱼进行远缘杂交时，发现F1和偶然得到的F2都是二倍体杂交鱼，但在F3中出现了四倍体鲫鲤。推测其原因可能是F2的雌雄个体在减数分裂过程中，发生了染色体变异，均产生了含两个染色体组的配子，随机结合后产生的F3中便出现了四倍体鲫鲤。由于有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰，所以研究人员观察四倍体鲫鲤有丝分裂中期的装片，可发现其染色体由两套红鲫和两套鲤鱼的染色体组成，从而验证了上述推测。(3)图中经辐射处理的精子中染色体断裂失活，这属于染色体结构变异中的缺失。(4)为培育出具有生长速度快、抗逆性强等优点的改良四倍体鲫鲤，科研人员诱导F3的四倍体鲫鲤进行减数分裂，其同源染色体联会和分离后，形成了含有两个染色体组的配子。诱导形成雌核二倍体后，雌核二倍体仍能形成含有两个染色体组的卵细胞，可能是减数第一次分裂时纺锤体的形成受到抑制，导致同源染色体未分离。(5)改良的四倍体鲫鲤与红鲫不属于同一物种。人工诱导改良的四倍体鲫鲤与红鲫进行杂交实验，杂交后代产生的三倍体由于减数分裂中染色体联会紊乱而不育。因此改良的四倍体鲫鲤与红鲫存在生殖隔离，不属于同一物种。答案：(1)生殖隔离(2)两两套红鲫和两套鲤鱼的染色体(3)染色体结构(4)联会和分离纺锤体(5)不属于同一物种。人工诱导改良的四倍体鲫鲤与红鲫进行杂交实验，杂交后代产生的三倍体由于减数分裂中染色体联会紊乱而不育。因此改良的四倍体鲫鲤与红鲫存在生殖隔离，不属于同一物种。10．研究者常应用单体与缺体分析进行植株基因定位。某雌雄同株的二倍体植株体细胞内含有2n条染色体，该植株体细胞中某对同源染色体缺少一条(即染色体数为2n－1)称为单体，植株体细胞中缺失一对同源染色体(即染色体数为2n－2)称为缺体。回答下列问题：(1)欲判断某植株是否为单体，可以用光学显微镜观察处于有丝分裂时期的细胞，则观察的最佳时期是________；形成单体或缺体发生的变异属于染色体__________变异。(2)理论上讲，单体植株自交产生的子代中应具有1/4的缺体；从减数分裂和受精作用分析，其原因是单体植株减数分裂时能产生__________________________________的两种雌配子和两种雄配子，自交时__________________的雌雄配子结合形成受精卵，由该受精卵发育而来的植株占子代的1/4，且体细胞中缺失了一对同源染色体，染色体数为2n－2，即子代中会出现1/4的缺体。(3)某研究者在培育上述野生型植株过程中偶然发现一株显性纯合突变体(仅考虑一对等位基因)，为确定该突变基因位于哪一对同源染色体上，现提供各种野生型单体植株进行实验设计。请补充完善下列实验设计思路并得出结论：①实验思路：将该突变体植株________________________杂交得到F1，让F1中单体植株自交得到F2，用光学显微镜观察F2中野生型植株体细胞染色体数目。②实验结论：当______________________________________________时，可确定突变基因位于该杂交组合亲本中野生型单体植株缺失的染色体所对应的同源染色体上。解析：(1)有丝分裂中期染色体的形态清晰、数目稳定，故欲判断某植株是否为单体，可以用光学显微镜观察处于有丝分裂中期的细胞；形成单体或缺体发生的变异属于染色体数目变异。(2)单体植株在减数分裂时配对的同源染色体彼此分离，而不能配对的染色体移向哪一个细胞是随机的，所以形成分别含n、n－1条染色体数目的配子且比例为1∶1，单体自交时，含n－1条染色体的雌雄配子结合在一起形成的受精卵(该类型的受精卵占所有受精卵类型的1/4)发育为了缺体。(3)①该突变体为一株显性纯合突变体(设由基因A控制)，若基因在单体上，突变体的基因型为AO，若基因不在单体上，该突变体的基因型为AA。为确定该突变基因位于哪一对同源染色体上，可将该突变体植株分别与各种野生型单体植株(若a基因在单体上，基因型为aO，如a基因不在单体上，基因型为aa)杂交得到F1，让F1中单体植株自交得到F2，用光学显微镜观察F2中野生型植株体细胞染色体数目。②若突变基因位于该杂交组合亲本中野生型单体植株缺失的染色体上，则亲本基因型组合为AO×aO，F1中单体的基因型为AO或aO，F1中的单体自交，其中AO个体自交的后代中野生型全为缺体。若突变基因不位于杂交组合亲本中野生型单体植株缺失的染色体上，则亲本基因型组合为AA×aa，F1基因型为Aa，F1中单体自交，后代出现的缺体既有野生型也有突变型。答案：(1)中期数目(2)分别含n、n－1条染色体数且比例为1∶1含n－1条染色体(3)①分别与各种野生型单体植株②某个杂交组合的F2中野生型植株全为缺体二、强化迁移能力，突出创新性和应用性11．(2021·银川一模)如图为蜜蜂(2N＝32)的性别决定及发育过程简图，交配后，蜂王可产下受精卵或未受精卵，未受精卵直接发育成雄蜂，雄蜂产生的配子与其体细胞染色体组成相同。不考虑基因突变和染色体结构变异，下列说法错误的是()A．雄蜂的体细胞中含有本物种配子染色体数，属于单倍体B．该图可说明生物的表现型是基因型与环境共同作用的结果C．工蜂承担了保育、筑巢和采蜜等工作，体现了物种间的互利共生D．若蜂王的基因型为AaBb，则子代雄蜂基因型可为AB、Ab、aB、ab解析：选C雄蜂的体细胞中含有本物种配子染色体数，属于单倍体，A正确；该图可说明生物的表现型是基因型与环境共同作用的结果，B正确；工蜂承担了保育、筑巢和采蜜等工作，体现了生物的种内互助，C错误；若蜂王的基因型为AaBb，则子代雄蜂基因型可为AB、Ab、aB、ab，D正确。12．(2021·天水模拟)玉米非糯性基因(B)对糯性基因(b)是显性。染色体缺失片段不影响减数分裂过程，但染色体缺失的花粉不育，而雌配子可育。如图为玉米培育的示意图，下列叙述错误的是()A．甲属于诱变育种得到的染色体结构变异个体B．甲与正常糯性玉米进行正反交，子代表现型及比例不同C．F1非糯性玉米中，含有异常染色体的个体占2/3D．在F2非糯性玉米的叶肉细胞中，异常染色体的数目最多为2条解析：选D甲用X射线处理，发生染色体片段缺失，所以属于诱变育种得到的染色体结构变异个体，A正确。由于染色体片段缺失的花粉不育，而雌配子可育，所以甲与正常糯性玉米进行正反交，正交时亲本产生的雌配子有B－和b两种，雄配子有b一种，后代中非糯性∶糯性＝1∶1；反交时亲本产生的雌配子有b一种，雄配子有b一种，故后代全为糯性，因此子代表现型及比例不同，B正确。甲(B－b)与乙(Bb)杂交，F1非糯性玉米基因型为BB－、Bb和B－b，所以含有异常染色体的个体占2/3，C正确。由于染色体缺失的花粉不育，因此体细胞中只有一条缺失染色体，且叶肉细胞已高度分化，不再进行细胞分裂，所以异常染色体的数目最多为1条，D错误。13．(2021·柳州模拟)决定玉米籽粒有色(C)和无色(c)、淀粉质(Wx)和蜡质(wx)的基因位于9号染色体上，结构异常的9号染色体一端有染色体结节，另一端有来自8号染色体的片段。下列有关玉米染色体特殊性的研究，说法错误的是()A．异常9号染色体的产生称为染色体结构变异B．异常的9号染色体可为C和wx的基因重组提供细胞学标记C．图2中的母本在减数分裂形成配子时，这两对基因所在的染色体能发生联会D．图2中的亲本杂交时，F1出现了无色蜡质个体，说明亲代母本在形成配子时，同源染色体的姐妹染色单体间发生了交叉互换解析：选D9号染色体一端有来自8号染色体的片段，属于染色体结构变异，A正确；可根据9号染色体一端染色体结节和另一端8号染色体的片段判断9号染色体上的基因，B正确；图2中的母本的2条9号染色体有相同的片段，可进行联会，C正确；F1出现了无色蜡质个体，说明双亲都能产生cwx的配子，母本在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换，D错误。14．(2020·济宁三模)某二倍体植物(2n＝20)开两性花，可自花传粉。研究者发现有雄性不育植株，欲选育并用于杂交育种。请回答下列问题：(1)在杂交育种中，雄性不育植株只能作为亲本中的__________，其应用优势为________________________。(2)为在开花前即可区分雄性不育植株和可育植株，育种工作者培育出一个三体新品种，其体细胞中增加一条带有易位片段的染色体。相应基因与染色体的关系如图(基因M控制可育，m控制雄性不育；基因R控制种子为茶褐色，r控制灰色)。①三体新品种的培育利用了________________原理。②带有易位片段的染色体不能参与联会，因而该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成________个正常的四分体；__________________________(时期)联会的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，而带有易位片段的染色体随机移向一极。故理论上，产生含有11条染色体的雄配子占全部雄配子的比值为__________，经研究发现这样的雄配子不能与雌配子结合。③此品种植株自交，所结的灰色种子占70%且发育成的植株均为雄性不育，其余为茶褐色种子，发育成的植株可育。结果说明三体植株产生的含有11条染色体和含有10条染色体的可育雌配子的比例是__________，这可能与带有易位片段的染色体在减数分裂时的丢失有关，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________