精做08 变异与育种-备战2022年高考生物大题精做（新高考专用）

精做08 变异与育种

1．研究人员将二倍体不抗病野生型水稻种子进行人工诱导，获得了一种抗病突变体。研究发现该突变体是由一个基因发生突变产生的，且抗病与不抗病由一对等位基因(A/a)控制。

（1）基因突变是指____；它的特点有____（至少答出两点）。

（2）该抗病突变体水稻的基因型为____。

（3）将该突变体的花药进行离体培养，获得了抗病与野生型两种单倍体植株，比例为1：4。为了解释该现象产生的原因，有人提出了这样的假设：抗病突变体产生的配子中，含有抗病基因的雄配子可能部分死亡。

①若假设成立，含有抗病基因的雄配子的死亡率为____；

②请设计一个简单的实验验证假设是否成立： _________。（要求：写出简要的实验思路，预期结果及结论）

2．随着科学技术的发展，遗传学研究已进入分子生物学阶段，请分析回答相关问题：

（1）二倍体（染色体数为2n）生物中，某一对同源染色体少一条，染色体表示为2n-1的个体称为单体；缺失一对同源染色体，染色体表示为2n-2的个体称为缺体。单体、缺体植株的变异类型为_____，该变异相对于基因突变来说，_____（能或不能）通过显微镜观察判断。

（2）理想情况下，某单体植株（2n-1）产生的配子中，染色体数可表示为_____。

（3）小麦的染色体数为2n=42，无芒（S）对有芒（s）是显性。现有21种无芒的单体品系，可利用杂交实验把S基因定位在具体染色体上。现想探究S基因是否在6号染色体上，基本思路就是将正常有芒植株与纯合的_____杂交，观察并记录后代表现型及比例。若_____，则表明S基因在6号染色体上。

（4）分子免疫遗传学常用_____（蛋白质培养基\活鸡胚\煮熟的鸡胚）培养禽流感病毒。如何培养有同位素标记的细菌病毒？请说明步骤：_____。

3．一对毛色正常鼠（P）交配，产下多只鼠（F1），其中一只雄鼠（甲）的毛色异常。已知该对亲本鼠不能再繁殖后代。假定该相对性状由常染色体上一对等位基因（A/a）控制，F1所有鼠能正常生长发育并具有生殖能力，后代都可成活。不考虑染色体变异和两个亲本产生配子时同时发生基因突变的情况。

（1）亲本毛色正常鼠的基因型可能是：Aa和Aa、______、aa和aa。

（2）为探究雄鼠甲毛色异常的原因，用雄鼠甲分别与F1多只雌鼠交配。请预测结果并作出分析。

①如果F2中毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例约为_______，则亲本毛色正常鼠产生配子时没有发生基因突变。

②如果F2中毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例约为_______，则亲本毛色正常鼠产生配子时发生了隐性突变。

③如果F2中毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例约为_______，则亲本毛色正常鼠产生配子时发生了显性突变。

4．稻瘟病又名稻热病。是由稻瘟病原菌引起的一种水稻病害，严重危害我国粮食生产安全。培育抗病品种，选育优质秧苗是解决此问题的重要方法之一。问答下列问题：

（1）研究人员在对稻瘟病原菌不具有抗性的甲品种水稻种群进行调查时，偶然发现了一株具有抗病水稻植株，并将这株抗病水稻与不抗病水稻进行了杂交，其子代抗病植株约占1/2。为进一步判断抗病性状的显隐性，可采用的思路是__________________。

（2）经研究发现，某一种稻瘟病原菌的抗性与多对基因有关。现有乙（A1A2a2a2a3a3）、丙（a1a1A2A2a3a3）、丁（a1ala2a2 A3A3）三个水稻抗病品种，抗病（A）对感病（a）为显性，三对抗病基因位于不同染色体上。为了将乙、丙、丁三个品种中的抗病基因整合，选育新的纯合抗病植株，_____ （填“ 可以”或“不可以"）用传统杂交育种（即选择亲本进行杂交，子代连续自交并不断进行筛选直至不发生性状分离）的方法进行，原因是_____________________。

（3）甲品种水稻虽不抗病，但具有耐早、耐贫瘠、生长速率快和高产等诸多优良性状，为培育出既保留甲品种诸多优良性状，又整合了丁品种水稻抗病基因的新品种水稻（即具有丁品种抗病基因的甲品种水稻），请你设计出能达到此目的的杂交育种方案：______________。

5．人工快速创造的多倍体植物在科学研究和生产上具有重要意义，相关资料如下：

①已知与形成普通小麦有关的基本种有：一粒小麦（二倍体，AA=14条染色体，下同），拟斯卑尔脱山羊草（BB=14),方穗山羊草（DD=14),三个基本种经过长期的自然进化，形成了染色体构型为AABBDD的六倍体普通小麦，被人类选育种植，成为世界主粮之一。

②黑麦耐寒、耐旱能力强，对土壤要求不严，栽培于我国北方山区或较寒冷地区。以鲍文奎为首的我国遗传育种学家用普通小麦和黑麦（RR=14)杂交培育成一个新物种，即八倍体小黑麦（AABBDDRR)．

③三倍体无子西瓜是用二倍体西瓜（EE=22)培育而成的：通过处理二倍体西瓜幼苗得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体西瓜作父本，进行杂交，种下杂交种子，就会长出三倍体植株。

回答下列问题：

（1）普通小麦体细胞中含有_________________条染色体，其配子的染色体构型是_________________。推测在进化过程中，普通小麦形成于_________________（填“有”或“没有”）地理隔离的三个基本种的种群。

（2）同小麦和黑麦相比，八倍体小黑麦具有抗逆性强、穗大、蛋白质含量高、生长优势强等优良特性，原因是__________________。

（3）三倍体无子西瓜的产量和食用品质都比二倍体西瓜优越，给我们的启示是，对于_________________为收获目的的植物来说，利用三倍体育种是一种重要的发展经济的途径，如三倍体甜菜（收获块根）的产糖率提高了10%~15%,三倍体杨树的生长速率约为二倍体杨树的两倍，等等。

（4）生产上，常将三倍体无子西瓜与二倍体西瓜间种在同一块地里，以确保结出三倍体无子果实，试分析其理由_________________。

6．番茄作为一种严格的自花受粉的二倍体作物，具有明显的杂种优势，番茄生产基本上都是应用杂交种。目前番茄的杂交育种以人工去雄授粉的方式进行，存在劳动量大、杂交种纯度难保证等问题，因此得到雄性不育植株对育种具有巨大的应用价值。研究人员利用CRISPR／Cas9基因编辑技术对番茄品种TB0993的雄性可育基因SR进行定向敲除，一年内快速创制出TB0993背景的雄性不育系M。回答下列问题：

（1）研究人员用雄性不育系M与雄性可育株杂交，F1均表现为雄性可育，F1自交获得的F2中雄性可育株与雄性不育株的比例为3：1。由此可知，雄性不育和雄性可育是一对__________，由位于__________（填“细胞质”或“细胞核”）内的基因控制。

（2）研究人员将基因SR、控制叶片紫色的基因ST和花粉致死基因D三个基因紧密连锁在一起，再利用转基因技术将其整合到雄性不育系M细胞中的一条染色体的DNA上，从而获得紫色育性恢复的保持系N。让该保持系N自交获得F1，则F1中紫色植株与绿色（正常）植株的比约为__________，且绿色植株的育性情况为________，因此可通过幼苗颜色挑选并用于杂交种子生产的个体。F1出现上述比例主要是雄性不育系M减数分裂产生雌雄配子所含基因种类及活性情况不同导致的，其中_________的雄配子具有活性、______的雌配子具有活性。

（3）若让（2）中的F1个体之间进行随机授粉，其后代中表现为绿色的个体所占的比例为____________________。

（4）实际育种中，常利用转基因保持系N通过单倍体育种方式快速繁育雄性不育植株，试用文字和箭头写出育种的大致流程：_________________。

7．某X、Y型性别决定的动物（2N=8），其中一个雄性个体的一条2号及一条3号染色体发生了如下图所示的变异，其余染色体正常。假如该个体表现型正常，且能与正常雌性交配产生后代，请回答下列问题：

（1）该个体发生的变异为__________________。该变异__________（能、不能）通过光学显微镜观察。

（2）此雄性个体在减数分裂过程中，该异常染色体与其同源染色体中的一条联会并正常分离，另一条随机移向细胞一极。则此个体产生的精子中，染色体组成正常的概率为____________。已知2号与3号染色体的单体及三体表现型均不正常，则此雄性与正常雌性交配产生的后代中，表现型正常的比例为______________。

（3）假如在该动物群体中，发现了一只性染色体组成为XYY的个体，则此个体产生的原因是其亲本在______（精子、卵细胞）的产生过程中_________________________。

8．稻瘟病病菌种类繁多，是严重影响水稻产量的病虫害。现有纯合水稻品系甲和乙，甲对稻瘟病病菌X表现为抗病，对病菌Y感病；乙对稻瘟病病菌Y抗病，对病菌X感病。研究者欲培育出能对病菌x和病菌Y均抗病的新品种，设计了下列育种流程（部分），并对实验结果进行了预测。回答下列问题：

P：甲×乙→F1F2（抗两种病菌：只抗病菌X ：只抗病菌Y：感两种病菌=9 ：3 ：3：1）

（1）上述流程采用的育种方法是_____；其优点是_____。

（2）要出现F2预期的实验结果，需要满足三个基本条件：一是水稻品系甲和乙对稻瘟病病菌X的抗病与感病受一对等位基因控制，且符合基因的分离定律；二是_____。

三是_____。

（3）研究者欲筛选出F2中抗两种病菌的植株，请你为其提供思路：_____。

（4）若满足（2）中的条件，筛选出抗两种病菌的植株后，为获得能稳定遗传的新品种，需要继续进行的操作是_____，再进一步筛选。

9．自20世纪60年代开始，我国科学家用航天器搭载数千种生物进行太空遨游，开启了植物育种新模式，培育出太空椒、太空黄瓜等一系列农作物新品种。回答下列问题：

（1）科学家进行农作物太空育种，是利用太空中的________________________________（答出两点）等诱变因子诱导生物发生可遗传变异，这些变异类型可能属于________、________。

（2）太空育种的优点有________________（答出两点）；航天器上搭载的通常是萌发的种子而不是干种子，原因是________________________________。

（3）若太空育种获得基因型为Bb的大豆植株，连续自交3代后，B的基因频率和bb基因型频率分别为________________。

（4）青椒是二倍体植株，取青椒植株不同部位的细胞制成临时装片，可观察到某时期细胞内染色体组数目为________________（不考虑突变与交叉互换）。已知普通青椒的果实肉薄且不抗病，基因型为ddtt，而现有果实肉厚且抗病的太空椒的基因型为DdTt。若要在最短时间内培育出纯合的果实肉厚且抗病的太空椒育种思路是________________________________。

10．生物育种技术的进步极大的提高了粮食产量，促进了全球人口的增长。请回答下列相关问题：

（1）自从人们栽培作物，驯化野生动物以来，就从未停止过对品种的改良。传统的方法是_______________，通过汰劣留良来选择，积累优良基因，但这种方法的弊端是__________________（答出两点）。

（2）孟德尔定律提出后，杂交育种被广泛应用于动植物育种，这种育种方法的原理是_________。该育种方法能将两个或多个品种的优良性状_______________，再经选择和培育，从而获得新品种。

（3）能提高突变率，在短时间内获得更多优良变异类型的育种方是________________，提高突变率的方法是利用_________________处理生物，使其发生基因突变。

（4）八倍体小黑麦的获得是通过_________________(填育种方法名称)获得的，其培育过程常用秋水仙素处理_______________。

11．普通小麦中有高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。下图为某实验小组利用不同的方法进行的三组实验。回答下列问题。

（1）A组育种方法是__________，F2所得矮秆抗病植株的基因型为__________。

（2）B组所运用的育种方法涉及的遗传学原理有____________________，F2中能稳定遗传的矮秆抗病植株所占的比例为__________。

（3）C组是最不容易获得矮秆抗病植株的一组，理由是______________、______________。

12．为获得二倍体纯合高蔓抗病番茄植株（两对相对性状独立遗传），科学家采用了如图所示的方法。

（1）单倍体植株和转基因植株的获得一般都要通过____________________技术。尽管花药细胞中仅有一个染色体组，其仍具有____________________性，可以发育成完整植株。

（2）从花药到单倍体植株和从叶肉细胞到转基因植株的培养过程中，需要经历____________________和____________________两个重要的过程，通过调整培养基中的____________________可以诱导这两个过程的发生。

（3）过程②特选取的花药中，理论上有____________________比例的花药适宜作培养材料。

（4）④的筛选过程从进化角度看，会使种群基因库中____________________发生改变。

13．回答下列关于遗传的问题：

(1)1910年摩尔根发现果蝇白眼性状的遗传规律，其使用的科学研究方法是___________，假设的内容为______________________。

(2)对于摩尔根的实验结论，一些人仍持怀疑态度，认为这样的平行现象只是偶然巧合而已。布里吉斯的经典实验彻底消除了这种怀疑。他用白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配，在子代的2000～3000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在子代的2000～3000只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇。(注：XY、XO为雄果蝇；XX、XXY为雌果蝇；XXX、YO果蝇胚胎致死)

①已知亲本白眼雌果蝇和红眼雄果蝇中只有一方减数分裂时染色体分离异常，则发生异常的一方是___________，子代异常白眼雌果蝇的基因型是___________，异常红眼雄果蝇的基因型是___________。

②布里吉斯根据该实验现象，进一步通过显微镜观察______________________可证明白眼基因位于性染色体上。

14．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。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____________。

15．玉米是雌雄同株的植物，在自然状态下，既能进行自交也能进行杂交。玉米的常态叶和皱形叶是单基因控制的一对相对性状。请回答有关问题：

（1）选择玉米作遗传实验材料的优点是_________和_________。

（2）用常态叶植株甲给另一常态叶植株乙授粉，子代常态叶与皱形叶的比例为3：1，则子代个体中的常态叶植株随机交配，后代植株的性状分离比为_________。

（3）用常态叶植株丙给常态叶植株丁授粉，子代均为常态叶，_________（填“能”或“不能”）说明二者都是纯合子，理由是_______________________________________________________________。

（4）假设决定玉米抗旱和不抗旱的基因在叶绿体DNA上。现有抗旱皱形叶和不抗旱常态叶的纯合个体若干，要培育抗旱常态叶的高产新品种，请写出相应的实验步骤___________________________。