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<p>课时检测(二十五) 染色体变异和生物育种
一、选择题
1．下列与生物变异有关的叙述，错误的是( )
A．同源染色体的非姐妹染色单体间的互换引起的变异是基因重组
B．γ射线处理使染色体上某基因数个碱基丢失引起的变异 属于基因突变
C．三倍体无子西瓜的培育过程产生的变异属于可遗传的变异
D．体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体
解析：选D 同源染色体上的非姐妹染色单体间的交叉互换引起位于同源染色体上的等位基因重新组合，该变异属于基因重组；γ射线处理使染色体上某基因数个碱基丢失导致基因结构发生改变而引起的变异属于基因突变；三倍体无子西瓜的培育过程产生的变异是染色体数目变异，属于可遗传的变异；由受精卵发育而来的体细胞中含有两个染色体组的个体为二倍体，由配子直接发育而来的体细胞中含有两个染色体组的个体为单倍体。
2．(2018·怀化模拟)下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是( )
A．单倍体生物体的体细胞中都没有同源染色体
B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有四个染色体组
解析：选C 同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体；21三体综合征患者的21号染色体为三条，并不是其体细胞中有三个染色体组；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因；用秋水仙素处理的二倍体芽尖细胞，其染色体数目不一定均加倍。
3．利用辐射的方法诱导家蚕常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使ZW型受精卵和不带卵色基因的ZZ型受精卵有所区别，这样在家蚕受精卵还未孵化时就能区分出雌雄个体。这种变异属于( )
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体结构变异 D．染色体数目变异
解析：选C 常染色体上的基因片段易位到W染色体上，属于染色体结构变异。
4．根据不同育种需求选择不同的育种方法，下列说法错误的是( )
A．将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种法
B．如果要克服远缘杂交不亲和的障碍，可以利用植物体细胞杂交育种技术
C．要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种
D．要快速获得纯合子，可选用多倍体育种法
解析：选D 要快速获得纯合子，应选用单倍体育种。
5．下列有关“低温诱导植物染色体数目变化”实验的叙述，正确的是( )
A．低温诱导能抑制分裂时纺锤体的形成
B．改良苯酚品红染液的作用是固定和染色
C．固定和解离后的漂洗液都是95%的酒精
D．该实验的目的是了解纺锤体的结构
解析：选A 改良苯酚品红染液的作用是使染色体着色，固定细胞形态的液体是卡诺氏液；固定后用95%的酒精溶液冲洗，解离后用清水漂洗；该实验的目的是理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的机制。
6．下图是某二倍体植物细胞有丝分裂过程中秋水仙素作用原理的示意图，①、②、③、④分别代表处在不同时期的细胞。下列说法错误的是( )
A．秋水仙素在细胞分裂的③时期起作用
B．④时期的细胞可正常分裂发育成多倍体植株
C．图中所示过程是新物种形成的途径之一
D．低温处理与用秋水仙素处理的作用原理相似
解析：选A 纺锤体的形成时期为细胞分裂前期，所以秋水仙素在②时期起作用；④时期的细胞中染色体数加倍，通过分裂、分化可发育为四倍体植株；处理二倍体所获得的四倍体能产生可育后代，是一个新物种，这是新物种形成的途径之一；低温和秋水仙素都可以抑制细胞分裂前期纺锤体的形成，进而使得细胞染色体数目加倍。
7．如图表示某动物一个精原细胞分裂时染色体配对的一种情况，A～D为染色体上的基因，下列分析错误的是( )
A．该变异发生在同源染色体之间故属于基因重组
B．该细胞减数分裂能产生3种基因型的精细胞
C．C1D2和D1C2转录翻译的产物可能发生改变
D．C1D2和D1C2可能成为C、D的等位基因
解析：选A 由题图分析可知，互换的结果是基因C和基因D的部分碱基序列的改变，故不属于基因重组，而是属于基因突变。
8．(2018·河北三市联考)利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体)，可培育抗病高产青蒿素植株。下列叙述错误的是( )
A．利用人工诱变的方法处理野生型青蒿，筛选可能获得抗病高产青蒿素的植株
B．选择抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交，再连续自交，筛选抗病高产青蒿素的植株
C．提取抗病基因导入易感病高产青蒿体细胞中，用植物组织培养获得抗病高产青蒿素的植株
D．抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1，利用花药离体培养获得能稳定遗传的抗病高产青蒿素植株
解析：选D 通过人工诱变，可以使青蒿植株的基因发生不定向突变，其中可能会出现抗病和高产的突变，通过筛选就可以获得所需性状的个体；通过杂交可以将两个品种的优良性状集中起来，通过连续自交和筛选可以获得能稳定遗传的所需性状的新品种；利用基因工程技术将目的基因导入受体细胞中，可以定向改变生物的性状；利用花药离体培养只能获得单倍体植株，还需要通过秋水仙素处理，再通过人工选择，才能获得所需性状能稳定遗传的植株。
9．果蝇的正常翅与缺刻翅(纯合缺刻翅个体致死)为一对相对性状，正常眼与棒眼为一对相对性状，图甲、图乙分别表示果蝇缺刻翅与棒眼产生的原因(图中字母代表基因)。下列叙述正确的是( )
A．缺刻翅的变异属于基因突变，杂合子自交后代性状分离比为3∶1
B．若图乙的染色体是X染色体，则棒眼的变异属于基因重组
C．棒眼的变异能用显微镜观察到，缺刻翅的变异则观察不到
D．缺刻翅与棒眼的突变都可以发生在有丝分裂和减数分裂过程中
解析：选D 缺刻翅的变异属于染色体结构变异中的缺失，染色体变异不仅会影响表现型，甚至会使个体致死。纯合缺刻翅个体致死，故杂合子自交后代没有3∶1的性状分离比，A错误；棒眼的变异属于染色体结构变异中的重复，无论发生在常染色体上还是性染色体上，都不属于基因重组，B错误；染色体结构变异和数目变异都可以用显微镜观察到，因此，缺刻翅的变异也能用显微镜观察到，C错误；染色体变异既可以发生在有丝分裂过程中，也可以发生在减数分裂过程中，D正确。
10．某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了图甲、乙、丙、丁4种类型的变异，图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是( )
A．图示中的生物变异都是染色体变异
B．如果图乙为精原细胞，则不能产生正常的配子
C．图丁和图丙相比较，图丙所示的变异类型不能产生新的基因，图丁所示的变异类型可以产生新的基因
D．图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生
解析：选D 题图甲、乙、丙、丁中的变异类型分别是重复、染色体数目变异、基因重组和易位；三体能进行减数分裂，可产生正常的配子；只有基因突变能产生新基因，图丙、丁所示的变异类型均不能产生新的基因；减数分裂过程中四种可遗传变异均可发生。
11．(2018·东北三省四市一模)黑龙江省农科院欲通过如图所示的育种过程培育出高品质的糯玉米。下列有关叙述正确的是( )
A．a过程中运用的遗传学原理是基因重组
B．a过程需要用秋水仙素处理萌发的种子
C．利用c过程定能更快获得高品质的糯玉米
D．b过程需要通过逐代自交来提高纯合率
解析：选D a过程是染色体数目加倍的过程，所利用的原理是染色体数目变异；a过程是用秋水仙素处理单倍体植株的幼苗；c过程使用X射线处理，属于诱变育种，所利用的原理是基因突变，基因突变具有不定向性和突变频率低的特点，因此，不一定能很快获得高品质的糯玉米；b过程是杂交育种过程中的操作，即连续自交和人工选择，该过程可以提高纯合率。
12．普通水稻是二倍体，有的植株对除草剂敏感，有的植株对除草剂不敏感，为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种培育方法，过程如图，下列说法错误的是( )
A．花药离体培养的理论依据是细胞的全能性
B．用秋水仙素处理绿色幼苗，可以获得纯合子
C．用γ射线照射单倍体幼苗，诱发的基因突变是定向的
D．用除草剂喷洒单倍体幼苗，保持绿色的部分具有抗该除草剂的能力
解析：选C 花药离体培养属于植物组织培养的范畴，该技术运用的原理是细胞的全能性；水稻是二倍体，花药离体培养得到的单倍体只有一个染色体组，因此用秋水仙素处理绿色幼苗，可以获得纯合子；基因突变是不定向的；抗除草剂的水稻正常生长，保持绿色，不抗除草剂的水稻叶片变黄，故用除草剂喷洒单倍体幼苗，保持绿色的部分具有抗该除草剂的能力。
二、非选择题
13．(2017·江苏高考)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：
(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的______物质是否发生了变化。
(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为________育种。
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的________________，产生染色体数目不等、生活力很低的________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备________，成本较高。
(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次________，产生的多种基因中只有一部分在选育过程中保留下来。
解析：(1)生物的可遗传性状是由基因控制的，培育得到的新品种，与原种控制相关性状的遗传物质(基因)可能有所差异，因而可根据变异株中的遗传物质是否发生变化来判断变异株是否具有育种价值。(2)连续自交过程中早熟基因逐渐纯合，培育成新品种1。为了加快进程，可先通过花药离体培养，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得高度纯合的后代，这种方法属于单倍体育种。(3)若是染色体组数目改变引起的变异，则在减数分裂过程中同源染色体配对会发生紊乱，不规则的染色体分离导致产生染色体数目不等、生活力低的异常配子，只有极少数配子正常，故只得到极少量的种子。育种方法③需首先经植物组织培养获得柑橘苗，而植物组织培养技术操作复杂，成本较高。(4)育种方法①需连续自交，每次减数分裂时与早熟性状相关的基因和其他性状相关的基因都会发生基因重组，产生多种基因型，经选育只有一部分基因型保留下来。植物组织培养过程中不进行减数分裂，无基因重组发生。
答案：(1)遗传 (2)纯合 花药 单倍体 (3)染色体分离 配子 组培苗 (4)重组
14．在作物育种中，矮生性状一直是农作物性状改良的方向。某实验室利用一定的方法从野生型水稻(株高正常)中获得甲、乙两种矮生突变体，并对其展开了以下研究，结果如下：(注：赤霉素能促进细胞伸长，引起植株增高)
结果1：检测发现，甲植株中仅赤霉素含量显著低于野生型植株，喷施赤霉素后株高恢复正常；乙植株各激素含量与野生型大致相等，喷施各种激素后株高都不能恢复正常。
结果2：将甲植株与野生型纯合子杂交，F1全为正常，F1自交，F2表现型和比例为正常∶矮生＝3∶1。
请回答下列问题：
(1)有人提出甲、乙的突变可能是染色体变异所致，请从细胞水平简述对此进行初步判断的思路。
(2)若证实甲、乙为基因突变所致，在实验室常用________方法获得突变体。假设甲植株突变基因为a(A基因控制赤霉素的产生)，乙植株突变基因为B(b基因控制植物激素受体的合成或合成途径)。两对等位基因位于两对同源染色体上。只考虑甲、乙为纯合子情况下，将甲、乙植株杂交后得到F1，F1自交得到F2。则：
①根据结果2判断，甲植株是由原来的________(填“显性”或“隐性”)基因突变而来的。
②甲植株的基因型是________，乙植株的基因型是____________。F1表现型为________。
③F2中表现型矮生∶正常＝________，理论上F2矮生植株中能稳定遗传的占________。
解析：(1)染色体的结构变异和数目变异都可以在显微镜下观察到，观察染色体的形态和结构最好选择处于有丝分裂中期的细胞，因此，可以选取甲、乙植株有丝分裂旺盛部位的细胞，经过解离、漂洗、染色(龙胆紫或醋酸洋红染液)、制片后观察，若染色体的结构或数目发生改变，初步判断为染色体变异，若没有改变，则不是染色体变异。(2)在实验室常用诱变育种的方法获得突变体。①纯种野生型植株的基因型为AAbb，甲植株与野生型植株(AAbb)杂交，F1全为正常，且F1自交后代出现正常∶矮生＝3∶1，则F1基因型为Aabb，因此，甲植株的基因型为aabb，是由原来的显性基因A突变为隐性基因a而来的。②乙植株的赤霉素含量正常，说明含有A基因，喷施赤霉素后植株不能恢复正常，说明缺少与激素受体合成有关的b基因，则乙植株的基因型为AABB。甲(aabb)与乙(AABB)杂交，F1的基因型为AaBb，表现型为矮生。③F1(AaBb)自交，F2的基因型有A_B_、A_bb、aaB_、aabb，因此，矮生∶正常＝13∶3。F2矮生植株中纯合子有AABB、aaBB、aabb，它们在F2中各占1/16，因此，在F2矮生植株中纯合子(能稳定遗传的)占3/13。
答案：(1)选取甲、乙植株分裂旺盛部位(分生区、根尖、茎尖等)的细胞，经解离、漂洗、染色、制片得到临时装片，显微观察，若染色体的形态或数目发生改变，初步判断为染色体变异，若没有改变，则不是染色体变异 (2)诱变育种
①显性 ②aabb AABB 矮生 ③13∶3 3/13
15．紫堇的花色(紫色AA、黄色Aa、白色aa)、花梗长度(长梗B对短梗b为显性)、花瓣类型(单瓣与重瓣，基因用E、e表示)独立遗传，请分析回答：
(1)紫堇的有性生殖为兼性自花受粉，即开花期遇到持续降雨，只进行自花、闭花受粉。天气晴朗，可借助蜜蜂等昆虫进行传粉。现将相等数量的紫花短梗(AAbb)和黄花长梗(AaBB)两个品种的紫堇间行种植，若开花期连续阴雨，则黄花长梗(AaBB)植株上收获的种子基因型有________种，所控制对应性状的表现型为黄花长梗和___________________________，其中黄花长梗所占的比例是________________________________________________。
若开花期内遇短暂阴雨又转晴天，则紫花短梗植株上所收获种子的基因型为______________________________。
(2)自然界中紫堇大多为单瓣花，偶见重瓣花。人们发现所有的重瓣花的紫堇都不育(雌、雄蕊发育不完善)，某些单瓣花紫堇植株自交后代总是产生大约50%的重瓣花，则紫堇的单瓣花为________(填“显性”或“隐性”)性状，单瓣花植株的基因型为________。出现上述实验结果的根本原因很可能是等位基因(E、e)所在染色体发生部分缺失，而染色体缺失的花粉致死。如图为F1单瓣紫堇花粉母细胞中等位基因(E、e)所在染色体联会示意图，请在染色体上标出相应基因。
解析：(1)开花期连续阴雨，黄花长梗(AaBB)植物只进行自花、闭花受粉，即自交，则后代基因型为AABB、AaBB、aaBB，共三种，其性状分别为紫花长梗、黄花长梗、白花长梗，其中黄花长梗(AaBB)所占比例为1/2，由题意知“开花期内遇短暂阴雨又转晴天”时紫花短梗植株(AAbb)既存在自交又存在与黄花长梗(AaBB)杂交，其后代的基因型为：AAbb、AaBb、AABb。(2)由“单瓣花紫堇植株自交后代总是产生大约50%的重瓣花”可知，单瓣花为显性性状，重瓣花为隐性性状，根据题意推断F1单瓣花的基因型为Ee，根据上述题干描述F1单瓣花产生的E花粉不育，即E在缺失的染色体上。
答案：(1)3 紫花长梗、白花长梗 1/2 AAbb、AABb、AaBb (2)显性 Ee 如图所示：</p>
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