2023高三一轮总复习生物(人教版)21-第七单元--第二讲-染色体变异与生物育种.doc

课时作业(二十一)　染色体变异与生物育种
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
一、选择题
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
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．(2022·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
C　[X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．(2022·济南模拟)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
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．(2022·衡水模拟)如图是人体正常细胞的一对常染色体(用虚线表示)和一对性染色体(用实线表示)，其中A、a表示基因。突变体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是甲(正常细胞)的几种突变细胞。下列分析合理的是(　　)

A．一个甲细胞经减数分裂产生的aX的配子概率是
B．突变体Ⅱ的形成一定是染色体缺失所致
C．突变体Ⅲ形成的类型是生物变异的根本来源
D．从正常细胞到突变体Ⅰ可通过有丝分裂形成
D　[图中正常雄性个体产生的雄配子类型有四种，即AX、AY、aX、aY，而一个甲细胞形成的子细胞是2种，即AX、aY或AY、aX，则产生的aX的配子概率是0或，A错误；突变体Ⅱ中一条2号染色体缺失了一端，属于染色体结构变异(缺失)，也可能发生染色体结构变异(易位)，B错误；突变体Ⅲ中一条2号染色体的片段移到Y染色体上，属于染色体结构变异(易位)，而基因突变是生物变异的根本来源，C错误；突变体Ⅰ中A基因变成a基因，属于基因突变，可发生在有丝分裂间期，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
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1/4
D．粉红棉S自交产生白色棉N的概率为1/4
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．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
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．(2022·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13
B．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∶1
D．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
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，所以子代抗病个体中三体植株占3/5，D正确。]
9．(2022·黄州区模拟)科研人员以红鲫为母本、团头鲂为父本进行远缘杂交，最终培育出新品系鲫鱼(基本流程如图所示，R、M、R′表示染色体组，数字表示染色体总数)。新品系鲫鱼具有较高的孵化率和存活率，在生产实践中有较高的推广价值。下列分析不准确的是(　　)

A．远缘杂交产生的受精卵有4个染色体组、37对同源染色体
B．细胞分裂时，低温抑制纺锤体的形成导致染色体数目加倍
C．R′染色体组中可能含有来自M染色体组的基因
D．据图可知，卵细胞在一定条件下可发育为完整的个体
A　[远缘杂交产生的受精卵有2个染色体组，没有同源染色体，A错误；细胞分裂时，低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体数目不能移向两极，导致染色体数目加倍，B正确；由于在细胞分裂时，可能发生染色体结构的变异，故R′染色体组中可能含有来自M染色体组的基因，C正确；据图3可知，卵细胞的在团头鲂灭活的精子刺激下可发育为完整的个体，D正确。]
10．用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体加倍。某生物小组为了探究用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖是否也能诱导细胞内染色体加倍进行了相关实验设计。下列关于该实验的叙述中，错误的是(　　)
A．本实验的假设是用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体加倍
B．本实验可以在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内的染色体数目
C．本实验需要制作根尖细胞的临时装片，制作步骤是解离→漂洗→染色→制片
D．本实验可以看到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程
D　[由于在装片制作过程中已经将细胞杀死，因此用显微镜观察时看不到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程，故D错误。]
11．(2022·潍坊模拟)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，下列叙述不正确的是(　　)

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2/3
D．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
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。]
12．(2022·江西模拟)2019年，我国杂交水稻育种专家“世界杂交水稻之父”袁隆平院士被授予共和国勋章，下列有关杂交育种的叙述，不正确的是(　　)
A．杂交育种的原理是基因重组，可以集合两个或多个亲本的优良特性
B．杂交育种的目的可能是获得纯种，也可能是获得杂合子以利用杂种优势
C．与诱变育种相比，杂交育种一般过程简单，育种时间较短
D．若育种目标是为了获得隐性纯合子，则在育种时长上可能与单倍体育种相差不大
C　[与诱变育种相比，杂交育种一般过程简单，育种时间较长，C错误。]
二、非选择题
13．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。
14．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
15．(2022·黑龙江模拟)杂种优势是指杂种子一代在体型及行为特征方面均比纯合亲本优越的现象。动物育种专家常将两个具有某些所需性状的不同纯系亲本进行杂交育种来获得杂种优势个体。具有杂种优势的个体间杂交，子代杂种优势个体数会出现一定程度的减少，称为自交衰退现象。
(1)传统的杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过________集中在一起，再经过____________，获得新品种的方法。
(2)马骡被认为是一个杂种优势的典型案例，它比马高大，具有更好的耐力。但是马骡不育，说明其亲本马(2n＝64)和驴(2n＝62)存在________，马骡属于__________(填“同源二倍体”“异源二倍体”或“异源四倍体”)。
(3)关于杂种优势及衰退现象出现的原因有两种假说：
①显性假说：该假说认为显性基因有利于个体的生长和发育；隐性基因不利于生长和发育，纯合时会暴露出有害性状。因此杂合体子代AaBb的生活力高于纯合体亲本AAbb或aaBB。若假说正确，且A(a)、B(b)独立遗传，衰退个体的出现来源于可遗传变异中的________，子二代衰退率为________。
②超显性假说：该假说认为不同的等位基因在杂合体中发生的互作有刺激生长的功能，因此杂合体A1A2比亲本纯合体A1A1及A2A2显示出更大的生长优势。若假说正确，子二代衰退率为________。
解析：　(1)传统的杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。(2)生殖隔离是指两个不同物种之间不能交配或交配后不能产生可育后代。马和驴生出的后代马骡不育，说明马和驴之间存在生殖隔离，马是二倍体，驴是二倍体，马骡是马和驴有性生殖而来，属于异源二倍体。(3)关于杂种优势及衰退现象出现的原因有两种假说：①显性假说认为隐性纯合基因不利于生长和发育，会暴露出有害性状。子一代杂合体AaBb后代出现衰退个体A_bb、aaB_、aabb来源于基因重组，子二代衰退个体占比分别为3/16A_bb、3/16aaB_、1/16aabb，故衰退率为7/16。②超显性假说认为不同的等位基因在杂合体中发生的互作有刺激生长的功能，因此杂合体A1A2比亲本纯合体A1A1及A2A2显示出更大的生长优势。若假说正确，子二代衰退个体分别占比为1/4A1A1，1/4A2A2，故子二代衰退率为1/2。
答案：　(1)交配(杂交)　选择和培育　(2)生殖隔离　异源二倍体　(3)①基因重组　7/16　②1/2