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2023届高考生物二轮复习生物的变异与育种作业含答案
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这是一份2023届高考生物二轮复习生物的变异与育种作业含答案，共31页。试卷主要包含了关于癌症,下列叙述错误的是，下列关于生物变异的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
第六单元 变异、育种与进化
专题14 生物的变异与育种
高频考点
考点1 基因突变与基因重组
该考点中基础部分训练内容为基因突变和基因重组的概念、特点等,重难部分为基因突变与蛋白质、性状的关系,基因突变与遗传实例分析等,综合部分多为对基因突变与遗传、表达和变异、育种原理等的分析。
基础
1.(2022湖南,5,2分)关于癌症,下列叙述错误的是( )
A.成纤维细胞癌变后变成球形,其结构和功能会发生相应改变
B.癌症发生的频率不是很高,大多数癌症的发生是多个基因突变的累积效应
C.正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞,原因是抑癌基因突变成原癌基因
D.乐观向上的心态、良好的生活习惯,可降低癌症发生的可能性
答案 C
2.(2022南京金陵中学3月调研,7)基因的多态性是指一个基因存在多个等位基因的现象。下列相关叙述正确的是( )
A.基因的多态性越丰富,种群中的基因型越多样
B.基因的多态性不利于物种应对复杂多变的环境
C.基因突变、基因重组和染色体易位均可导致基因的多态性
D.偶发的变异能否以等位基因的形式被保存,取决于变异频率
答案 A
3.(2022扬州高邮期初,8)下列关于生物变异的说法正确的是( )
A.基因突变可发生于所有细胞生物中,加热杀死的S型活菌使R型活菌转化成S型活菌属于基因重组
B.发生染色体结构变异时基因数量一定发生改变,基因重组时基因数量不发生改变
C.DNA中碱基对的缺失属于基因突变,染色体上基因的缺失属于染色体结构变异
D.基因突变产生新基因但不产生新基因型,完整染色体的缺失属于染色体数目变异
答案 A
4.(2021天津,3,4分)动物正常组织干细胞突变获得异常增殖能力,并与外界因素相互作用,可恶变为癌细胞。干细胞转变为癌细胞后,下列说法正确的是( )
A.DNA序列不变
B.DNA复制方式不变
C.细胞内mRNA不变
D.细胞表面蛋白质不变
答案 B
5.(2019江苏,18,2分)人镰刀型细胞贫血症是基因突变造成的,血红蛋白β链第6个氨基酸的密码子由GAG变为GUG,导致编码的谷氨酸被置换为缬氨酸。下列相关叙述错误的是 ( )
A.该突变改变了DNA碱基对内的氢键数
B.该突变引起了血红蛋白β链结构的改变
C.在缺氧情况下患者的红细胞易破裂
D.该病不属于染色体异常遗传病
答案 A
重难
6.(2022广东,11,2分)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能,科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc+Ras,基因均大量表达),发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述正确的是( )
A.原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖
B.三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力
C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质
D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应
答案 D
7.(2022苏州新区一中一模,6)在耳聋的致病因素中,遗传因素约占60%,且遗传性耳聋具有很强的遗传异质性,即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。有关分析不合理的是( )
A.造成相同表型听觉功能障碍的致病基因不一定相同
B.同一个基因可突变出不同基因,体现了基因突变具有不定向性
C.图中的基因序列作为模板链,指导合成相应的mRNA
D.与基因C相比,突变的基因C控制合成的蛋白质的相对分子质量较小
答案 C
8.(2022南京、盐城二模,5)β-地中海贫血症患者的β-珠蛋白(血红蛋白的组成部分)合成受阻,原因是血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了改变,由正常基因A突变成致病基因a(如图所示,AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子)。下列相关叙述错误的是( )
A.①与②过程中碱基互补配对的方式不完全相同
B.异常mRNA翻译产生的异常β-珠蛋白由38个氨基酸组成
C.突变基因a中的氢键数量和脱氧核苷酸数量都发生了改变
D.该病可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗
答案 C
9.(2021湖南,9,2分)某国家男性中不同人群肺癌死亡累积风险如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.长期吸烟的男性人群中,年龄越大,肺癌死亡累积风险越高
B.烟草中含有多种化学致癌因子,不吸烟或越早戒烟,肺癌死亡累积风险越低
C.肺部细胞中原癌基因执行生理功能时,细胞生长和分裂失控
D.肺部细胞癌变后,癌细胞彼此之间黏着性降低,易在体内分散和转移
答案 C
10.(2021湖南,15,4分)血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB-100结合形成低密度脂蛋白(LDL),LDL通过与细胞表面受体结合,将胆固醇运输到细胞内,从而降低血浆中胆固醇含量。PCSK9基因可以发生多种类型的突变,当突变使PCSK9蛋白活性增强时,会增加LDL受体在溶酶体中的降解,导致细胞表面LDL受体减少。下列叙述错误的是(不定项)( )
A.引起LDL受体缺失的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高
B.PCSK9基因的有些突变可能不影响血浆中LDL的正常水平
C.引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高
D.编码apoB-100的基因失活会导致血浆中胆固醇含量升高
答案 C
综合
11.(2021天津,8,4分)某患者被初步诊断患有SC单基因遗传病,该基因位于常染色体上。调查其家系发现,患者双亲各有一个SC基因发生单碱基替换突变,且突变位于该基因的不同位点。调查结果见表。
个体
母亲
父亲
姐姐
患者
表现型
正常
正常
正常
患病
SC基因
测序结果
[605
G/A]
[731
A/G]
[605G/G];
[731A/A]
?
注:测序结果只给出基因一条链(编码链)的碱基序列,[605G/A]表示两条同源染色体上SC基因编码链的第605位碱基分别为G和A。其他类似。
若患者的姐姐两条同源染色体上SC基因编码链的第605和731位碱基可表示为右图,根据调查结果,推断该患者相应位点的碱基应为( )
A B C D
答案 A
12.(2021广东,20,12分)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①、②、③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,具有的①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;②缺点是不能检测出果蝇 基因突变。(①、②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)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
考点2 染色体变异
该考点中基础部分训练内容为染色体结构变异类型、染色体组数、二倍体、单倍体和多倍体等,重难、综合部分多为结合实例分析染色体变异的遗传规律及其在生产生活中的应用。
基础
1.(2021浙江1月选考,4,2分)野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼,是由于某个染色体中发生了如图所示变化,a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体畸变(变异)中的( )
A.缺失 B.重复 C.易位 D.倒位
答案 B
2.(2020全国Ⅱ,4,6分)关于高等植物细胞中染色体组的叙述,错误的是( )
A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
答案 C
3.(2017江苏,19,2分)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa,其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是( )
A.如图表示的过程发生在减数第一次分裂后期
B.自交后代会出现染色体数目变异的个体
C.该玉米单穗上的籽粒基因型相同
D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子
答案 B
重难
4.(2022湖南,9,2分)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化=1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异( )
答案 C
5.(2022扬州期末,16)如图是某精原细胞内两对同源染色体发生的结构变化,染色体上的字母表示基因,相关叙述不正确的是( )
A.染色体结构改变后,N基因和b基因的表达可能会受到影响
B.图中所示的染色体结构改变,会涉及DNA分子的断裂和连接
C.染色体结构改变后,B和N基因在同源染色体相同位置上,是等位基因
D.染色体结构改变后,该细胞形成精子时,等位基因N和n可不发生分离
答案 C
6.(2022扬州中学3月月考,17)某医院有个罕见的病例:一对表现正常的夫妇育有一个正常孩子和一个畸形孩子,丈夫和妻子均有2条异常染色体,正常孩子的染色体均正常,而畸形孩子有一条染色体异常。该医院分析这对夫妇的配子情况及不同的配子组合导致子女的畸形情况,结果如表所示。不考虑这对夫妇的染色体再变异的情况,下列说法正确的是(多选) ( )
妻子
丈夫
含1条异常染
色体的配子
含2条异常染
色体的配子
不含异常染
色体的配子
含1条异常染色体的配子
畸形
畸形
畸形
含2条异常染色体的配子
畸形
正常
正常
不含异常染色体的配子
畸形
正常
正常
A.丈夫细胞中的2条异常染色体是非同源染色体
B.妻子产生不含异常染色体的配子的概率为1/4
C.子代如果只获得父方或母方1条异常染色体会表现为畸形
D.理论上该夫妇再生育一个染色体均正常的孩子的概率为1/9
答案 ABC
综合
7.(2022无锡期末,23)家蚕(2N=28)的性别决定方式为ZW型,突变基因W2和W3位于10号染色体的位点1和位点2(如图1),双突变的纯合子致死。位点1只含W2的卵在越冬时呈杏黄色,位点2只含W3的卵呈淡黄褐色,其他的卵均呈正常的紫黑色(野生基因用W2+、W3+表示)。请分析回答:
图1
(1)家蚕正常情况下,一个染色体组包括 条染色体,雄蚕处于有丝分裂后期的体细胞中含有 条Z染色体。
(2)卵在越冬时表现为杏黄色的个体的基因型为 ,表现为紫黑色的杂合子的基因型为 。
(3)雄蚕的桑叶利用率高、蚕丝质量高,育种工作者利用染色体变异选育雄蚕进行生产,用一定的方法处理基因型为W2+W2W3+W3的雌蚕,使其一条10号染色体上含W3基因的片段缺失,再与W染色体结合,产生了如图2所示的个体。
图2
图3
①经上述处理后,家蚕发生的染色体变异类型有 。
②已知W基因重复或完全缺失均会导致配子因遗传物质不平衡而致死。图2所示雌蚕产生的可育配子中染色体的组合是 ,其与图3所示雄蚕交配,再选择卵为 色的子代用于生产。
答案 (1)14 4 (2)W2W2W3+W3+、W2W2W3+W3 W2+W2W3+W3、W2+W2W3+W3+、W2+W2+W3+W3 (3)①染色体数目变异、染色体易位和缺失 ②Z+10、W-10 紫黑
考点3 育种
该考点中基础部分训练内容为育种方式及原理的分析,重难、综合部分常结合实例分析基因突变、基因重组、染色体变异在育种中的应用等。
基础
1.(2022泰州中学期初,13)某种野生猕猴桃(2n=58)是一种多年生且富含维生素C的小野果。育种专家以野生猕猴桃的种子(基因型为aa)为实验材料,培育出抗虫无籽猕猴桃新品种,育种过程如图所示。下列分析正确的是( )
A.①④过程都是用物理因素或化学因素处理猕猴桃的种子或幼苗
B.④⑦过程依据的遗传学原理相同
C.基因型为AAA与AAAB的植株体细胞中染色体数最多为174条
D.基因B为控制无籽性状的基因,所以基因型为AAAB的植株高度不育
答案 C
2.(2021广东,11,2分)白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是( )
A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B.将Bc作为育种材料,能缩短育种年限
C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
答案 A
3.(2020江苏,8,2分)下列叙述中与染色体变异无关的是( )
A.通过孕妇产前筛查,可降低21三体综合征的发病率
B.通过连续自交,可获得纯合基因品系玉米
C.通过植物体细胞杂交,可获得白菜—甘蓝
D.通过普通小麦和黑麦杂交,培育出了小黑麦
答案 B
重难
4.(2022苏州新区一中一模,7)为获得果实较大、含糖量较高的四倍体葡萄(4N=76),常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽,然后将茎段扦插栽培成新植株。研究结果显示:新植株中约40%的细胞染色体被诱导加倍。这种植株同时含有2N细胞和4N细胞,称为“嵌合体”。有关“嵌合体”的叙述,错误的是( )
A.秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是抑制纺锤体形成
B.在生命活动中,4N细胞内染色体组数目最多时有8个
C.“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19条染色体
D.若该个体自交,后代中可出现三倍体
答案 C
5.(2022徐州、淮安、宿迁、连云港期末,11)多倍体分为两种,同源多倍体含有来自同一物种的多个染色体组;异源多倍体含有来自两个或两个以上物种的多个染色体组,其形成机制如图所示。有关叙述正确的是( )
A.油菜为异源四倍体,体细胞染色体数目为19
B.油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体加倍的配子受精后形成
C.油菜与花椰菜存在生殖隔离,四倍体花椰菜与花椰菜不存在生殖隔离
D.油菜表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因,一定发生了基因突变
答案 B
综合
6.(2021河北,20,15分)我国科学家利用栽培稻(H)与野生稻(D)为亲本,通过杂交育种方法并辅以分子检测技术,选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段(含有耐缺氮基因TD),L7的7号染色体上带有D的染色体片段(含有基因SD),两个品系的其他染色体均来自H(图1)。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交,利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测,对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测,检测结果以带型表示(图2)。
回答下列问题:
(1)为建立水稻基因组数据库,科学家完成了水稻 条染色体的DNA测序。
(2)实验一F2中基因型TDTD对应的是带型 。理论上,F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为 。
(3)实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108,表明F2群体的基因型比例偏离 定律。进一步研究发现,F1的雌配子均正常,但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常,推测无活性的花粉带有 (填“SD”或“SH”)基因。
(4)以L7和L12为材料,选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X(图3)。主要实验步骤包括:① ;②对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型 的植株即为目的植株。
(5)利用X和H杂交得到F1,若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同,雌配子均有活性,则F2中与X基因型相同的个体所占比例为 。
答案 (1)12 (2)Ⅲ 1∶2∶1 (3)(基因的)分离 SD (4)①选取L7和L12杂交得F1,F1自交得F2 ②Ⅲ和α (5)1/80
7.(2021北京,20,12分)玉米是我国重要的农作物,研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来的。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的 定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒,这些植株所占比例约为 。
(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础,研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入甲品系中,获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。 。
实验方案
预期结果
Ⅰ.转基因玉米×野生型玉米
Ⅱ.转基因玉米×甲品系
Ⅲ.转基因玉米自交
Ⅳ.野生型玉米×甲品系
①正常籽粒∶干瘪籽粒≈1∶1
②正常籽粒∶干瘪籽粒≈3∶1
③正常籽粒∶干瘪籽粒≈7∶1
④正常籽粒∶干瘪籽粒≈15∶1
(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1),使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为 。
图1
(4)为确定A基因在玉米染色体上的位置,借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1,F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,如图2所示。
图2
统计干瘪籽粒(F2)的数量,发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。
答案 (1)分离 2/3 (2)Ⅲ④/Ⅱ③ (3)Aa (4)基因A/a与M/m在一对同源染色体上(且距离近),其中a和M在同一条染色体上;在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少;类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成的。因此,类型3干瘪籽粒数量极少。
易混易错
易混 染色体组与单倍体、多倍体的判断
1.(2022云南昆明期初,17)马(2N=64)和驴(2N=62)都是二倍体动物,二者杂交子代是骡。下列相关叙述正确的是( )
A.马和驴不是一个物种,原因是二者的子代骡减数分裂过程中染色体不能联会而不可育
B.驴的一个染色体组和一个基因组中都包含30条常染色体和X、Y两条性染色体
C.骡的体细胞中含有63条染色体,是一组非同源染色体,因此骡属于单倍体
D.马和驴能够进行交配并产生子代,说明二者之间不存在生殖隔离
答案 A
2.(2022四川巴中一诊,5)下列关于生物变异和育种的相关说法,正确的是( )
A.DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起基因的碱基序列的改变叫基因突变
B.含有偶数染色体组的个体不一定是多倍体,但含有奇数染色体组的个体一定是单倍体
C.单倍体育种就是用花药(花粉)离体培养的方法来获得高产单倍体植株的过程
D.只有在生殖细胞中发生的染色体数目或染色体结构的变化才属于染色体变异
答案 A
3.(2021盐城期中,12)如图为育种工作者培育无子西瓜的流程图。下列有关叙述错误的是( )
DDddF1甲♀ 乙
(三倍体)
A.处理①可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
B.乙植株高度不育的原因是无同源染色体
C.甲植株的基因型是DDdd,属于四倍体
D.图中F1与甲植株之间存在生殖隔离
答案 B
疑难 基因突变与蛋白质等的改变
4.(2022广东佛山3月联考,8)将眼型突变型果蝇与野生型果蝇杂交,F1均为野生型,F1雌雄果蝇交配,测得F2中野生型有300只,突变型有20只。进一步测序研究,发现与野生型果蝇相比,突变型果蝇常染色体上三个基因中的碱基发生了变化,情况如表所示。下列相关叙述错误的是( )
突变基因
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
碱基变化
GAA→G
A→G
GC→GG
氨基酸/多肽链/蛋白质变化
多肽链比野生型果蝇的长
有一个氨基酸与野生型果蝇不同
相应蛋白质无变化
A.突变基因Ⅰ、Ⅱ任意存在一个就会出现眼型突变型果蝇
B.眼型突变型果蝇的产生与突变基因Ⅲ中碱基的变化关系不大
C.突变基因Ⅰ控制合成的肽链长度增加可能与起始密码子位置变化有关
D.突变基因Ⅲ中碱基发生变化但相应蛋白质无变化,可能与密码子的简并性有关
答案 A
5.某DNA分子上的K基因发生突变,导致合成的mRNA上一个碱基G突变成A。下列叙述错误的是( )
A.突变后,K基因中的嘧啶类脱氧核苷酸比例下降
B.突变后,合成的肽链中氨基酸排列顺序可能不变
C.突变后,参与翻译过程的tRNA的种类数可能不变
D.该突变可能改变该种生物的基因频率,为进化提供原材料
答案 A
6.(2021浙江6月选考,6,2分)α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成,其中第1~138个氨基酸完全相同,其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明( )
A.该变异属于基因突变
B.基因能指导蛋白质的合成
C.DNA片段的缺失导致变异
D.该变异导致终止密码子后移
答案 C
7.(2021南京、盐城二模,6)吖啶类染料是一类重要的诱变剂。若将这类物质插在模板链上,新链合成时必须要有一个碱基与之配对;若在合成的DNA新链中诱变剂取代一个碱基,在下一轮复制前该诱变剂丢失,则复制形成的DNA分子中将会减少一个碱基对,该类诱变剂引起移码突变的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.基因中发生上述变化会使基因在表达时提前或延迟终止
B.上述增加或缺失突变属于染色体结构变异
C.上述增加或缺失突变会导致某一个氨基酸发生改变
D.上述增加或缺失突变可能会导致该细胞中基因数目增加或减少
答案 A
题型模板
模型一 生物变异类型判断
典型模型
模型1 基因突变与染色体结构变异
模型特征:基因突变发生后只改变基因的种类,对基因数目无影响,在光学显微镜下不可见;染色体结构变异发生后基因的数目、种类、排列顺序可能发生改变,此类变异在光学显微镜下可见。
1.(2021北京朝阳期末,8)如图表示某真核生物一条染色体上a、b、c三个基因的分布状况,其中Ⅰ、Ⅱ为非基因序列。下列叙述正确的是( )
A.a中发生碱基替换可形成a的等位基因
B.Ⅱ中缺失一个碱基将导致染色体变异
C.基因重组可导致a、b位置发生互换
D.染色体易位可导致b、c基因位置互换
答案 A
2.(2021北京昌平二模,9)研究者用X射线照射紫株玉米(AA)后,用该玉米花粉给绿株玉米(aa)授粉,F1幼苗中出现少量绿株。下列叙述不正确的是( )
A.可通过观察少量绿株的长势判断是否可遗传
B.推测X射线照射可导致A基因突变为a
C.推测X射线照射可导致带有A基因的染色体片段缺失
D.可通过显微镜观察染色体的形态初步判断变异的原因
答案 A
模型2 基因重组与染色体结构变异
模型特征:同源染色体非姐妹染色单体间片段的交换与染色体结构变异中的易位要着重注意区分,后者一般是非同源染色体之间片段的移接,可通过减数分裂Ⅰ前期联会模式图进行区分。
3.(2021北京门头沟一模,5)图甲、乙、丙、丁表示细胞中不同的变异类型,其中图甲中字母表示染色体片段。下列叙述正确的是( )
A.图示的变异类型都属于染色体变异
B.若图乙是精原细胞则不可能产生正常配子
C.图示的变异类型都能为进化提供原材料
D.图示的变异类型仅发生在减数分裂过程中
答案 C
模型3 基因突变与基因重组
模型特征:基因突变为变异的根本来源,基因重组为变异的主要来源,且狭义的基因重组仅发生在减数分裂过程中。
4.(2021江苏高考全真模拟卷,6)某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示,该动物通过减数分裂产生的若干精细胞中,出现了以下6种异常精子。下列相关叙述正确的是( )
A.1和6属于同一变异类型,发生于减数分裂Ⅰ后期
B.2、4、5同属于染色体结构变异,都一定发生了染色体片段断裂
C.3发生的变异一般不改变碱基序列,是变异的根本来源
D.以上6种异常精子的形成都与同源染色体的互换有关
答案 B
实践应用
5.(2021四川眉山期末,32)几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。回答下列问题:
(1)正常果蝇在减数分裂Ⅰ中期的细胞内染色体组数为 ,在减数分裂Ⅱ后期的细胞中染色体数是 条。
(2)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交,在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能:第一种是环境改变引起表型变化,但基因型未变;第二种是亲本果蝇发生基因突变;第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体没有分离。请设计简便的杂交实验,确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验思路: 。
结果及结论预测:
Ⅰ.若 ,则是环境改变;
Ⅱ.若 ,则是基因突变;
Ⅲ.若 ,则是减数分裂时X染色体没有分离。
答案 (1)2 8 (2)M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交,观察统计子代的表型 子代出现红眼(雌)果蝇 子代表型全部为白眼 无子代产生
模型二 遗传和变异在育种中的应用
典型模型
模型1 三系育种
模型特征:三系是指雄性不育系、保持系和恢复系。若想利用水稻的杂种优势,必须大量生产第一代杂交种子,而这里的难题就是要给母本进行“去雄”处理,解决这个问题的有效途径为培育雄性不育系。雄性不育系只能作为母本,与保持系杂交可培育雄性不育系,与恢复系杂交可用于制种等。
1.(2022河南、安徽能力诊断性测试,9)水稻雌雄同株,自然状态下自花授粉,实验室培育杂种优势水稻的关键是找到雄性不育系。经研究发现:水稻的雄蕊是否可育由细胞核和细胞质基因共同决定。水稻细胞核中雄性可育、不育基因分别为R、r,细胞质中雄性可育、不育基因分别为N、S,这四种基因中,R抑制S的表达,仅基因型为S(rr)的水稻表现为雄性不育。袁隆平院士的三系杂交水稻法(如图所示)由不育系、保持系、恢复系三种水稻培育而成。不育系A的雄蕊不育,保持系B能自交结实,它的细胞质基因可育也可保持不育系A的雄性不育。恢复系R与不育系A杂交产生的杂交稻F1正常可育且具有杂种优势。由于F1的子代会发生性状分离,种植F1后不再使用,需每年利用不育系制备F1。
(1)上述与水稻雄性育性有关的基因中,遵循孟德尔遗传规律的是 ,原因是 。水稻雄性可育的基因有 种。
(2)培育杂交水稻时,不育系A只能作 (填“父本”或“母本”)。培育杂种优势稻时,选育不育系A的目的是 。
(3)保持系B的基因型为 ,恢复系R的基因型为 。
(4)除题干中的雄性不育类型外,水稻还有另一种仅由细胞核基因a决定的雄性不育类型,可育基因为A,现有一种雄性不育植株突变品系,请利用野生型水稻(无不育基因)为实验材料设计杂交实验检测其雄性不育的类型: 。(写出实验思路即可)
答案 (1)R、r 孟德尔遗传定律的适用条件为有性生殖的真核生物、细胞核遗传,R、r基因位于进行有性生殖的水稻的细胞核中的染色体上 5 (2)母本 实际生产中省去人工去雄的环节或降低人工成本 (3)N(rr) N(RR)或S(RR) (4)让该雄性不育植株突变品系与野生型进行杂交获得F1,F1作父本,与野生型(作母本)进行杂交获得F2,F2自交,观察F3植株中雄性的育性
模型2 三体在育种方面的应用
模型特征:三体是二倍体生物体细胞核中的某一对同源染色体多了一条,利用个别染色体增加引起性状改变的原理,可进行特殊品种的选育。
2.(2021江苏新高考适应卷,25节选)大麦是高度自交植物,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的配子无受粉能力。三体大麦减数分裂Ⅰ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)7∶8 msr MsmsRr (3)黄色 茶褐色 对母本不用去雄处理,方便杂交,降低人工成本 (4)1∶1 可能雌配子MsmsRr与雄配子msr受精时能力较低;含由易位形成的MsR染色体的配子参与受精后形成的个体的生长发育受影响
模型3 平衡致死系在育种方面的应用
模型特征:平衡致死系也称永久杂种,在平衡致死系中,一对同源染色体的两个成员分别带有一个座位不同的隐性致死基因,这两个非等位的致死基因始终处于一对同源染色体的不同的染色体上,从而以杂合状态保存不发生分离,如图。生产中可利用平衡致死系来获得全雄个体,以提高产量。
3.(2022河南信阳高中摸底,32)由于雄蚕的生长期短,消耗的桑叶少,但出丝率高,蚕丝的品质好,因此科学家通过一定的方法培育出只产雄蚕的家蚕品系。i1、i2是Z染色体上的隐性致死基因,W染色体上无对应的等位基因。培育平衡致死雄蚕的原理如图所示,回答下列问题:
(1)培育平衡致死雄蚕的过程中发生的变异类型有 (至少答两点)。
(2)平衡致死雄蚕与 杂交,后代只有雄蚕存活。若不慎将乙、丁两家蚕混在一起,为了将两者区分出来,以图中家蚕为材料设计实验方案,写出实验结果及结论。
(3)若要保持戊的平衡致死效应,需要满足的条件是 。
答案 (1)基因突变、染色体结构变异 (2)正常雌蚕 实验方案:将两家蚕分别与丙杂交,统计子代雌雄比例。结果及结论:若子代雌雄之比为1∶1,则该家蚕为乙;若子代雌雄之比为1∶2,则该家蚕为丁。 (3)两隐性致死基因始终位于各自所在的染色体上,不发生交叉互换而集中到一条染色体上
情境应用
简单情境
1.图解小麦育种(2022南京三模,18)如图1表示黑小麦(2n)与白小麦(2n)的杂交结果,图2表示以图1中F2黑小麦为材料利用染色体消失法诱导单倍体技术获得纯合小麦的流程。下列相关叙述正确的是(多选)( )
图1
图2
A.图1的黑小麦自交过程中发生了基因重组
B.图1的F2白小麦中纯合子的概率为3/7
C.图2所示流程获得的小麦全部是纯合子
D.图2的玉米和黑小麦之间不存在生殖隔离
答案 ABC
2.单倍体育种应用(2022江苏新高考基地学校四联,9)某植物的重瓣花与单瓣花是常染色体上基因A、a控制的一对相对性状。选用一株单瓣花植株自交,F1中单瓣花和重瓣花各占50%。对F1单瓣花植株进行花粉离体培养后再用秋水仙素处理,获得的全为重瓣花植株。下列叙述错误的是( )
A.该植株可能是含A基因花粉败育,a基因花粉育性正常
B.让单瓣花植株每代都自由交配,F3个体中Aa∶aa=1∶7
C.秋水仙素能使纺锤丝断裂,从而抑制着丝粒的分裂
D.花粉离体培养需经历多个阶段,体现了细胞的全能性
答案 C
复杂情境
3.三体的遗传机制(2022苏北七市三模,16)Ⅳ号染色体三体(体细胞含3条Ⅳ号染色体)的果蝇明显特征是体表有粗刚毛,其产生含有1条或2条Ⅳ号染色体的配子活性相当且受精后均能正常发育。现有无眼雄果蝇(ey/ey,位于Ⅳ号染色体)与Ⅳ号染色体三体雌果蝇(+/+/+,野生型)杂交,F1全为野生型,F1中粗刚毛雌果蝇与无眼雄果蝇杂交得F2。相关叙述正确的是(多选)( )
A.F1中粗刚毛果蝇占1/2
B.F1粗刚毛雌果蝇能产生4种比例相等的配子
C.F2中无眼个体体表均有粗刚毛
D.F2野生型果蝇中粗刚毛个体占3/5
答案 AD
4.牙鲆鱼P品系的培育(2022南京中华中学期末,6)牙鲆鱼(染色体数目2n=48)的性别决定方式为XY型。研究人员设法使牙鲆鱼次级卵母细胞(处于减数第二次分裂后期)直接发育为新个体,称为初代P品系。取部分初代P品系胚胎在高温下培养,这些胚胎发育成为雄鱼。让这些雄鱼与正常温度下发育成的P品系雌鱼交配,可以产生二代P品系。下列相关叙述正确的是( )
A.次级卵母细胞中性染色体为X或Y染色体
B.初代P品系鱼胚胎细胞染色体有4n=96条
C.二代P品系在正常温度下会发育为雌鱼
D.牙鲆鱼性别由环境温度决定,与性染色体无关
答案 C
5.用簇毛麦与普通小麦培育新品种(2022扬州中学4月考,14)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状结合到普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的普通小麦的花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得大量含28条染色体的杂种植株。下列叙述错误的是( )
A.簇毛麦能与普通小麦杂交成功,证明二者不存在生殖隔离
B.培养幼胚细胞的过程需要应用植物组织培养技术
C.获得的杂种植株相互杂交得到可育植株的概率极低
D.利用秋水仙素处理杂种植株的幼苗可以获得可育植株
答案 A
6.转基因与育种(2022南京师大附中期初,23)番茄是雌雄同花植物,可自花授粉也可异花授粉。M、m基因位于2号染色体上,基因型为 mm的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上,基因型为RR、Rr、rr的植株表型分别为正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成,导入H基因的转基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。
(1)基因型为Mm的植株连续自交两代,F2中雄性不育植株所占的比例为 。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为 ,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机授粉,则F2中可育晚熟果植株所占比例为 ,其中纯合子占 。
(2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙,植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交,在形成配子时喷施NAM,F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因,则以上所得F1的体细胞中含有 个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,则H基因插入了 (填“2号”“5号”“X”或“Y”)染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是 ,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为 。
(3)若植株甲的细胞中仅含1个H基因,在不喷施NAM的情况下,利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案: 。
答案 (1)1/6 MmRr 5/8 2/15 (2)0 2号 有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因 (1/2)n (3)以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)
7.运用染色体变异选育雄蚕(2022苏北七市三模,23)家蚕(2n=56)是ZW型性别决定生物,雄蚕产的丝有弹性好等优点。为尽早筛选出雄蚕以提高效益,科研人员进行了如下育种实验(家蚕卵的颜色受10号染色体上紧密连锁的两对基因A、a和B、b控制,其中黑色卵由A、B共同决定)。请回答下列问题。
(1)品系1、品系2是γ射线处理导致 (变异类型)的结果。本实验中选择黑色卵基因(A、B)和白色卵基因(a、b)进行新品种的培育,这是因为 。
(2)品系1、品系2卵的颜色分别是 ,若它们产生的配子活力相同、杂交后代均能正常发育,则后代出现品系4的概率是 ,黑色卵的概率是 。
(3)为了培育能尽早筛选出雄蚕的新品种,还需在上述杂交实验基础上进一步培育品系6(如图),则:
①在品系1~5中,为培育品系6应选择的杂交亲本是 。
②在生产实践中,品系4与品系6杂交,应选择 色卵孵化,这是因为 。
答案 (1)染色体易位(或染色体结构变异) 两对基因紧密连锁,不易重组;易位到性染色体可通过卵的颜色尽早判断雌雄 (2)白色、黑色 1/16 3/4 (3)①品系4、品系5 ②白 后代白色卵基因型为ZabZab,均为雄性;后代黑色卵基因型为ZabWAB,均为雌性
第六单元 变异、育种与进化
专题14 生物的变异与育种
高频考点
考点1 基因突变与基因重组
该考点中基础部分训练内容为基因突变和基因重组的概念、特点等,重难部分为基因突变与蛋白质、性状的关系,基因突变与遗传实例分析等,综合部分多为对基因突变与遗传、表达和变异、育种原理等的分析。
基础
1.(2022湖南,5,2分)关于癌症,下列叙述错误的是( )
A.成纤维细胞癌变后变成球形,其结构和功能会发生相应改变
B.癌症发生的频率不是很高,大多数癌症的发生是多个基因突变的累积效应
C.正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞,原因是抑癌基因突变成原癌基因
D.乐观向上的心态、良好的生活习惯,可降低癌症发生的可能性
答案 C
2.(2022南京金陵中学3月调研,7)基因的多态性是指一个基因存在多个等位基因的现象。下列相关叙述正确的是( )
A.基因的多态性越丰富,种群中的基因型越多样
B.基因的多态性不利于物种应对复杂多变的环境
C.基因突变、基因重组和染色体易位均可导致基因的多态性
D.偶发的变异能否以等位基因的形式被保存,取决于变异频率
答案 A
3.(2022扬州高邮期初,8)下列关于生物变异的说法正确的是( )
A.基因突变可发生于所有细胞生物中,加热杀死的S型活菌使R型活菌转化成S型活菌属于基因重组
B.发生染色体结构变异时基因数量一定发生改变,基因重组时基因数量不发生改变
C.DNA中碱基对的缺失属于基因突变,染色体上基因的缺失属于染色体结构变异
D.基因突变产生新基因但不产生新基因型,完整染色体的缺失属于染色体数目变异
答案 A
4.(2021天津,3,4分)动物正常组织干细胞突变获得异常增殖能力,并与外界因素相互作用,可恶变为癌细胞。干细胞转变为癌细胞后,下列说法正确的是( )
A.DNA序列不变
B.DNA复制方式不变
C.细胞内mRNA不变
D.细胞表面蛋白质不变
答案 B
5.(2019江苏,18,2分)人镰刀型细胞贫血症是基因突变造成的,血红蛋白β链第6个氨基酸的密码子由GAG变为GUG,导致编码的谷氨酸被置换为缬氨酸。下列相关叙述错误的是 ( )
A.该突变改变了DNA碱基对内的氢键数
B.该突变引起了血红蛋白β链结构的改变
C.在缺氧情况下患者的红细胞易破裂
D.该病不属于染色体异常遗传病
答案 A
重难
6.(2022广东,11,2分)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能,科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc+Ras,基因均大量表达),发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述正确的是( )
A.原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖
B.三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力
C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质
D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应
答案 D
7.(2022苏州新区一中一模,6)在耳聋的致病因素中,遗传因素约占60%,且遗传性耳聋具有很强的遗传异质性,即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。有关分析不合理的是( )
A.造成相同表型听觉功能障碍的致病基因不一定相同
B.同一个基因可突变出不同基因,体现了基因突变具有不定向性
C.图中的基因序列作为模板链,指导合成相应的mRNA
D.与基因C相比,突变的基因C控制合成的蛋白质的相对分子质量较小
答案 C
8.(2022南京、盐城二模,5)β-地中海贫血症患者的β-珠蛋白(血红蛋白的组成部分)合成受阻,原因是血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了改变,由正常基因A突变成致病基因a(如图所示,AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子)。下列相关叙述错误的是( )
A.①与②过程中碱基互补配对的方式不完全相同
B.异常mRNA翻译产生的异常β-珠蛋白由38个氨基酸组成
C.突变基因a中的氢键数量和脱氧核苷酸数量都发生了改变
D.该病可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗
答案 C
9.(2021湖南,9,2分)某国家男性中不同人群肺癌死亡累积风险如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.长期吸烟的男性人群中,年龄越大,肺癌死亡累积风险越高
B.烟草中含有多种化学致癌因子,不吸烟或越早戒烟,肺癌死亡累积风险越低
C.肺部细胞中原癌基因执行生理功能时,细胞生长和分裂失控
D.肺部细胞癌变后,癌细胞彼此之间黏着性降低,易在体内分散和转移
答案 C
10.(2021湖南,15,4分)血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB-100结合形成低密度脂蛋白(LDL),LDL通过与细胞表面受体结合,将胆固醇运输到细胞内,从而降低血浆中胆固醇含量。PCSK9基因可以发生多种类型的突变,当突变使PCSK9蛋白活性增强时,会增加LDL受体在溶酶体中的降解,导致细胞表面LDL受体减少。下列叙述错误的是(不定项)( )
A.引起LDL受体缺失的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高
B.PCSK9基因的有些突变可能不影响血浆中LDL的正常水平
C.引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高
D.编码apoB-100的基因失活会导致血浆中胆固醇含量升高
答案 C
综合
11.(2021天津,8,4分)某患者被初步诊断患有SC单基因遗传病,该基因位于常染色体上。调查其家系发现,患者双亲各有一个SC基因发生单碱基替换突变,且突变位于该基因的不同位点。调查结果见表。
个体
母亲
父亲
姐姐
患者
表现型
正常
正常
正常
患病
SC基因
测序结果
[605
G/A]
[731
A/G]
[605G/G];
[731A/A]
?
注:测序结果只给出基因一条链(编码链)的碱基序列,[605G/A]表示两条同源染色体上SC基因编码链的第605位碱基分别为G和A。其他类似。
若患者的姐姐两条同源染色体上SC基因编码链的第605和731位碱基可表示为右图,根据调查结果,推断该患者相应位点的碱基应为( )
A B C D
答案 A
12.(2021广东,20,12分)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①、②、③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,具有的①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;②缺点是不能检测出果蝇 基因突变。(①、②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)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
考点2 染色体变异
该考点中基础部分训练内容为染色体结构变异类型、染色体组数、二倍体、单倍体和多倍体等,重难、综合部分多为结合实例分析染色体变异的遗传规律及其在生产生活中的应用。
基础
1.(2021浙江1月选考,4,2分)野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼,是由于某个染色体中发生了如图所示变化,a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体畸变(变异)中的( )
A.缺失 B.重复 C.易位 D.倒位
答案 B
2.(2020全国Ⅱ,4,6分)关于高等植物细胞中染色体组的叙述,错误的是( )
A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
答案 C
3.(2017江苏,19,2分)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa,其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是( )
A.如图表示的过程发生在减数第一次分裂后期
B.自交后代会出现染色体数目变异的个体
C.该玉米单穗上的籽粒基因型相同
D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子
答案 B
重难
4.(2022湖南,9,2分)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化=1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异( )
答案 C
5.(2022扬州期末,16)如图是某精原细胞内两对同源染色体发生的结构变化,染色体上的字母表示基因,相关叙述不正确的是( )
A.染色体结构改变后,N基因和b基因的表达可能会受到影响
B.图中所示的染色体结构改变,会涉及DNA分子的断裂和连接
C.染色体结构改变后,B和N基因在同源染色体相同位置上,是等位基因
D.染色体结构改变后,该细胞形成精子时,等位基因N和n可不发生分离
答案 C
6.(2022扬州中学3月月考,17)某医院有个罕见的病例:一对表现正常的夫妇育有一个正常孩子和一个畸形孩子,丈夫和妻子均有2条异常染色体,正常孩子的染色体均正常,而畸形孩子有一条染色体异常。该医院分析这对夫妇的配子情况及不同的配子组合导致子女的畸形情况,结果如表所示。不考虑这对夫妇的染色体再变异的情况,下列说法正确的是(多选) ( )
妻子
丈夫
含1条异常染
色体的配子
含2条异常染
色体的配子
不含异常染
色体的配子
含1条异常染色体的配子
畸形
畸形
畸形
含2条异常染色体的配子
畸形
正常
正常
不含异常染色体的配子
畸形
正常
正常
A.丈夫细胞中的2条异常染色体是非同源染色体
B.妻子产生不含异常染色体的配子的概率为1/4
C.子代如果只获得父方或母方1条异常染色体会表现为畸形
D.理论上该夫妇再生育一个染色体均正常的孩子的概率为1/9
答案 ABC
综合
7.(2022无锡期末,23)家蚕(2N=28)的性别决定方式为ZW型,突变基因W2和W3位于10号染色体的位点1和位点2(如图1),双突变的纯合子致死。位点1只含W2的卵在越冬时呈杏黄色,位点2只含W3的卵呈淡黄褐色,其他的卵均呈正常的紫黑色(野生基因用W2+、W3+表示)。请分析回答:
图1
(1)家蚕正常情况下,一个染色体组包括 条染色体,雄蚕处于有丝分裂后期的体细胞中含有 条Z染色体。
(2)卵在越冬时表现为杏黄色的个体的基因型为 ,表现为紫黑色的杂合子的基因型为 。
(3)雄蚕的桑叶利用率高、蚕丝质量高,育种工作者利用染色体变异选育雄蚕进行生产,用一定的方法处理基因型为W2+W2W3+W3的雌蚕,使其一条10号染色体上含W3基因的片段缺失,再与W染色体结合,产生了如图2所示的个体。
图2
图3
①经上述处理后,家蚕发生的染色体变异类型有 。
②已知W基因重复或完全缺失均会导致配子因遗传物质不平衡而致死。图2所示雌蚕产生的可育配子中染色体的组合是 ,其与图3所示雄蚕交配,再选择卵为 色的子代用于生产。
答案 (1)14 4 (2)W2W2W3+W3+、W2W2W3+W3 W2+W2W3+W3、W2+W2W3+W3+、W2+W2+W3+W3 (3)①染色体数目变异、染色体易位和缺失 ②Z+10、W-10 紫黑
考点3 育种
该考点中基础部分训练内容为育种方式及原理的分析,重难、综合部分常结合实例分析基因突变、基因重组、染色体变异在育种中的应用等。
基础
1.(2022泰州中学期初,13)某种野生猕猴桃(2n=58)是一种多年生且富含维生素C的小野果。育种专家以野生猕猴桃的种子(基因型为aa)为实验材料,培育出抗虫无籽猕猴桃新品种,育种过程如图所示。下列分析正确的是( )
A.①④过程都是用物理因素或化学因素处理猕猴桃的种子或幼苗
B.④⑦过程依据的遗传学原理相同
C.基因型为AAA与AAAB的植株体细胞中染色体数最多为174条
D.基因B为控制无籽性状的基因,所以基因型为AAAB的植株高度不育
答案 C
2.(2021广东,11,2分)白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是( )
A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B.将Bc作为育种材料,能缩短育种年限
C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
答案 A
3.(2020江苏,8,2分)下列叙述中与染色体变异无关的是( )
A.通过孕妇产前筛查,可降低21三体综合征的发病率
B.通过连续自交,可获得纯合基因品系玉米
C.通过植物体细胞杂交,可获得白菜—甘蓝
D.通过普通小麦和黑麦杂交,培育出了小黑麦
答案 B
重难
4.(2022苏州新区一中一模,7)为获得果实较大、含糖量较高的四倍体葡萄(4N=76),常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽,然后将茎段扦插栽培成新植株。研究结果显示:新植株中约40%的细胞染色体被诱导加倍。这种植株同时含有2N细胞和4N细胞,称为“嵌合体”。有关“嵌合体”的叙述,错误的是( )
A.秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是抑制纺锤体形成
B.在生命活动中,4N细胞内染色体组数目最多时有8个
C.“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19条染色体
D.若该个体自交,后代中可出现三倍体
答案 C
5.(2022徐州、淮安、宿迁、连云港期末,11)多倍体分为两种,同源多倍体含有来自同一物种的多个染色体组;异源多倍体含有来自两个或两个以上物种的多个染色体组,其形成机制如图所示。有关叙述正确的是( )
A.油菜为异源四倍体,体细胞染色体数目为19
B.油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体加倍的配子受精后形成
C.油菜与花椰菜存在生殖隔离,四倍体花椰菜与花椰菜不存在生殖隔离
D.油菜表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因,一定发生了基因突变
答案 B
综合
6.(2021河北,20,15分)我国科学家利用栽培稻(H)与野生稻(D)为亲本,通过杂交育种方法并辅以分子检测技术,选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段(含有耐缺氮基因TD),L7的7号染色体上带有D的染色体片段(含有基因SD),两个品系的其他染色体均来自H(图1)。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交,利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测,对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测,检测结果以带型表示(图2)。
回答下列问题:
(1)为建立水稻基因组数据库,科学家完成了水稻 条染色体的DNA测序。
(2)实验一F2中基因型TDTD对应的是带型 。理论上,F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为 。
(3)实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108,表明F2群体的基因型比例偏离 定律。进一步研究发现,F1的雌配子均正常,但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常,推测无活性的花粉带有 (填“SD”或“SH”)基因。
(4)以L7和L12为材料,选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X(图3)。主要实验步骤包括:① ;②对最终获得的所有植株进行分子检测,同时具有带型 的植株即为目的植株。
(5)利用X和H杂交得到F1,若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同,雌配子均有活性,则F2中与X基因型相同的个体所占比例为 。
答案 (1)12 (2)Ⅲ 1∶2∶1 (3)(基因的)分离 SD (4)①选取L7和L12杂交得F1,F1自交得F2 ②Ⅲ和α (5)1/80
7.(2021北京,20,12分)玉米是我国重要的农作物,研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来的。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的 定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒,这些植株所占比例约为 。
(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础,研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入甲品系中,获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。 。
实验方案
预期结果
Ⅰ.转基因玉米×野生型玉米
Ⅱ.转基因玉米×甲品系
Ⅲ.转基因玉米自交
Ⅳ.野生型玉米×甲品系
①正常籽粒∶干瘪籽粒≈1∶1
②正常籽粒∶干瘪籽粒≈3∶1
③正常籽粒∶干瘪籽粒≈7∶1
④正常籽粒∶干瘪籽粒≈15∶1
(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1),使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为 。
图1
(4)为确定A基因在玉米染色体上的位置,借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1,F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,如图2所示。
图2
统计干瘪籽粒(F2)的数量,发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。
答案 (1)分离 2/3 (2)Ⅲ④/Ⅱ③ (3)Aa (4)基因A/a与M/m在一对同源染色体上(且距离近),其中a和M在同一条染色体上;在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少;类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成的。因此,类型3干瘪籽粒数量极少。
易混易错
易混 染色体组与单倍体、多倍体的判断
1.(2022云南昆明期初,17)马(2N=64)和驴(2N=62)都是二倍体动物,二者杂交子代是骡。下列相关叙述正确的是( )
A.马和驴不是一个物种,原因是二者的子代骡减数分裂过程中染色体不能联会而不可育
B.驴的一个染色体组和一个基因组中都包含30条常染色体和X、Y两条性染色体
C.骡的体细胞中含有63条染色体,是一组非同源染色体,因此骡属于单倍体
D.马和驴能够进行交配并产生子代,说明二者之间不存在生殖隔离
答案 A
2.(2022四川巴中一诊,5)下列关于生物变异和育种的相关说法,正确的是( )
A.DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起基因的碱基序列的改变叫基因突变
B.含有偶数染色体组的个体不一定是多倍体,但含有奇数染色体组的个体一定是单倍体
C.单倍体育种就是用花药(花粉)离体培养的方法来获得高产单倍体植株的过程
D.只有在生殖细胞中发生的染色体数目或染色体结构的变化才属于染色体变异
答案 A
3.(2021盐城期中,12)如图为育种工作者培育无子西瓜的流程图。下列有关叙述错误的是( )
DDddF1甲♀ 乙
(三倍体)
A.处理①可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
B.乙植株高度不育的原因是无同源染色体
C.甲植株的基因型是DDdd,属于四倍体
D.图中F1与甲植株之间存在生殖隔离
答案 B
疑难 基因突变与蛋白质等的改变
4.(2022广东佛山3月联考,8)将眼型突变型果蝇与野生型果蝇杂交,F1均为野生型,F1雌雄果蝇交配,测得F2中野生型有300只,突变型有20只。进一步测序研究,发现与野生型果蝇相比,突变型果蝇常染色体上三个基因中的碱基发生了变化,情况如表所示。下列相关叙述错误的是( )
突变基因
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
碱基变化
GAA→G
A→G
GC→GG
氨基酸/多肽链/蛋白质变化
多肽链比野生型果蝇的长
有一个氨基酸与野生型果蝇不同
相应蛋白质无变化
A.突变基因Ⅰ、Ⅱ任意存在一个就会出现眼型突变型果蝇
B.眼型突变型果蝇的产生与突变基因Ⅲ中碱基的变化关系不大
C.突变基因Ⅰ控制合成的肽链长度增加可能与起始密码子位置变化有关
D.突变基因Ⅲ中碱基发生变化但相应蛋白质无变化,可能与密码子的简并性有关
答案 A
5.某DNA分子上的K基因发生突变,导致合成的mRNA上一个碱基G突变成A。下列叙述错误的是( )
A.突变后,K基因中的嘧啶类脱氧核苷酸比例下降
B.突变后,合成的肽链中氨基酸排列顺序可能不变
C.突变后,参与翻译过程的tRNA的种类数可能不变
D.该突变可能改变该种生物的基因频率,为进化提供原材料
答案 A
6.(2021浙江6月选考,6,2分)α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成,其中第1~138个氨基酸完全相同,其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明( )
A.该变异属于基因突变
B.基因能指导蛋白质的合成
C.DNA片段的缺失导致变异
D.该变异导致终止密码子后移
答案 C
7.(2021南京、盐城二模,6)吖啶类染料是一类重要的诱变剂。若将这类物质插在模板链上,新链合成时必须要有一个碱基与之配对;若在合成的DNA新链中诱变剂取代一个碱基,在下一轮复制前该诱变剂丢失,则复制形成的DNA分子中将会减少一个碱基对,该类诱变剂引起移码突变的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.基因中发生上述变化会使基因在表达时提前或延迟终止
B.上述增加或缺失突变属于染色体结构变异
C.上述增加或缺失突变会导致某一个氨基酸发生改变
D.上述增加或缺失突变可能会导致该细胞中基因数目增加或减少
答案 A
题型模板
模型一 生物变异类型判断
典型模型
模型1 基因突变与染色体结构变异
模型特征:基因突变发生后只改变基因的种类,对基因数目无影响,在光学显微镜下不可见;染色体结构变异发生后基因的数目、种类、排列顺序可能发生改变,此类变异在光学显微镜下可见。
1.(2021北京朝阳期末,8)如图表示某真核生物一条染色体上a、b、c三个基因的分布状况,其中Ⅰ、Ⅱ为非基因序列。下列叙述正确的是( )
A.a中发生碱基替换可形成a的等位基因
B.Ⅱ中缺失一个碱基将导致染色体变异
C.基因重组可导致a、b位置发生互换
D.染色体易位可导致b、c基因位置互换
答案 A
2.(2021北京昌平二模,9)研究者用X射线照射紫株玉米(AA)后,用该玉米花粉给绿株玉米(aa)授粉,F1幼苗中出现少量绿株。下列叙述不正确的是( )
A.可通过观察少量绿株的长势判断是否可遗传
B.推测X射线照射可导致A基因突变为a
C.推测X射线照射可导致带有A基因的染色体片段缺失
D.可通过显微镜观察染色体的形态初步判断变异的原因
答案 A
模型2 基因重组与染色体结构变异
模型特征:同源染色体非姐妹染色单体间片段的交换与染色体结构变异中的易位要着重注意区分,后者一般是非同源染色体之间片段的移接,可通过减数分裂Ⅰ前期联会模式图进行区分。
3.(2021北京门头沟一模,5)图甲、乙、丙、丁表示细胞中不同的变异类型,其中图甲中字母表示染色体片段。下列叙述正确的是( )
A.图示的变异类型都属于染色体变异
B.若图乙是精原细胞则不可能产生正常配子
C.图示的变异类型都能为进化提供原材料
D.图示的变异类型仅发生在减数分裂过程中
答案 C
模型3 基因突变与基因重组
模型特征:基因突变为变异的根本来源,基因重组为变异的主要来源,且狭义的基因重组仅发生在减数分裂过程中。
4.(2021江苏高考全真模拟卷,6)某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示,该动物通过减数分裂产生的若干精细胞中,出现了以下6种异常精子。下列相关叙述正确的是( )
A.1和6属于同一变异类型,发生于减数分裂Ⅰ后期
B.2、4、5同属于染色体结构变异,都一定发生了染色体片段断裂
C.3发生的变异一般不改变碱基序列,是变异的根本来源
D.以上6种异常精子的形成都与同源染色体的互换有关
答案 B
实践应用
5.(2021四川眉山期末,32)几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。回答下列问题:
(1)正常果蝇在减数分裂Ⅰ中期的细胞内染色体组数为 ,在减数分裂Ⅱ后期的细胞中染色体数是 条。
(2)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交,在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能:第一种是环境改变引起表型变化,但基因型未变;第二种是亲本果蝇发生基因突变;第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体没有分离。请设计简便的杂交实验,确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验思路: 。
结果及结论预测:
Ⅰ.若 ,则是环境改变;
Ⅱ.若 ,则是基因突变;
Ⅲ.若 ,则是减数分裂时X染色体没有分离。
答案 (1)2 8 (2)M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交,观察统计子代的表型 子代出现红眼(雌)果蝇 子代表型全部为白眼 无子代产生
模型二 遗传和变异在育种中的应用
典型模型
模型1 三系育种
模型特征:三系是指雄性不育系、保持系和恢复系。若想利用水稻的杂种优势,必须大量生产第一代杂交种子,而这里的难题就是要给母本进行“去雄”处理,解决这个问题的有效途径为培育雄性不育系。雄性不育系只能作为母本,与保持系杂交可培育雄性不育系,与恢复系杂交可用于制种等。
1.(2022河南、安徽能力诊断性测试,9)水稻雌雄同株,自然状态下自花授粉,实验室培育杂种优势水稻的关键是找到雄性不育系。经研究发现:水稻的雄蕊是否可育由细胞核和细胞质基因共同决定。水稻细胞核中雄性可育、不育基因分别为R、r,细胞质中雄性可育、不育基因分别为N、S,这四种基因中,R抑制S的表达,仅基因型为S(rr)的水稻表现为雄性不育。袁隆平院士的三系杂交水稻法(如图所示)由不育系、保持系、恢复系三种水稻培育而成。不育系A的雄蕊不育,保持系B能自交结实,它的细胞质基因可育也可保持不育系A的雄性不育。恢复系R与不育系A杂交产生的杂交稻F1正常可育且具有杂种优势。由于F1的子代会发生性状分离,种植F1后不再使用,需每年利用不育系制备F1。
(1)上述与水稻雄性育性有关的基因中,遵循孟德尔遗传规律的是 ,原因是 。水稻雄性可育的基因有 种。
(2)培育杂交水稻时,不育系A只能作 (填“父本”或“母本”)。培育杂种优势稻时,选育不育系A的目的是 。
(3)保持系B的基因型为 ,恢复系R的基因型为 。
(4)除题干中的雄性不育类型外,水稻还有另一种仅由细胞核基因a决定的雄性不育类型,可育基因为A,现有一种雄性不育植株突变品系,请利用野生型水稻(无不育基因)为实验材料设计杂交实验检测其雄性不育的类型: 。(写出实验思路即可)
答案 (1)R、r 孟德尔遗传定律的适用条件为有性生殖的真核生物、细胞核遗传,R、r基因位于进行有性生殖的水稻的细胞核中的染色体上 5 (2)母本 实际生产中省去人工去雄的环节或降低人工成本 (3)N(rr) N(RR)或S(RR) (4)让该雄性不育植株突变品系与野生型进行杂交获得F1,F1作父本,与野生型(作母本)进行杂交获得F2,F2自交,观察F3植株中雄性的育性
模型2 三体在育种方面的应用
模型特征:三体是二倍体生物体细胞核中的某一对同源染色体多了一条,利用个别染色体增加引起性状改变的原理,可进行特殊品种的选育。
2.(2021江苏新高考适应卷,25节选)大麦是高度自交植物,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的配子无受粉能力。三体大麦减数分裂Ⅰ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)7∶8 msr MsmsRr (3)黄色 茶褐色 对母本不用去雄处理,方便杂交,降低人工成本 (4)1∶1 可能雌配子MsmsRr与雄配子msr受精时能力较低;含由易位形成的MsR染色体的配子参与受精后形成的个体的生长发育受影响
模型3 平衡致死系在育种方面的应用
模型特征:平衡致死系也称永久杂种,在平衡致死系中,一对同源染色体的两个成员分别带有一个座位不同的隐性致死基因,这两个非等位的致死基因始终处于一对同源染色体的不同的染色体上,从而以杂合状态保存不发生分离,如图。生产中可利用平衡致死系来获得全雄个体,以提高产量。
3.(2022河南信阳高中摸底,32)由于雄蚕的生长期短,消耗的桑叶少,但出丝率高,蚕丝的品质好,因此科学家通过一定的方法培育出只产雄蚕的家蚕品系。i1、i2是Z染色体上的隐性致死基因,W染色体上无对应的等位基因。培育平衡致死雄蚕的原理如图所示,回答下列问题:
(1)培育平衡致死雄蚕的过程中发生的变异类型有 (至少答两点)。
(2)平衡致死雄蚕与 杂交,后代只有雄蚕存活。若不慎将乙、丁两家蚕混在一起,为了将两者区分出来,以图中家蚕为材料设计实验方案,写出实验结果及结论。
(3)若要保持戊的平衡致死效应,需要满足的条件是 。
答案 (1)基因突变、染色体结构变异 (2)正常雌蚕 实验方案:将两家蚕分别与丙杂交,统计子代雌雄比例。结果及结论:若子代雌雄之比为1∶1,则该家蚕为乙;若子代雌雄之比为1∶2,则该家蚕为丁。 (3)两隐性致死基因始终位于各自所在的染色体上,不发生交叉互换而集中到一条染色体上
情境应用
简单情境
1.图解小麦育种(2022南京三模,18)如图1表示黑小麦(2n)与白小麦(2n)的杂交结果,图2表示以图1中F2黑小麦为材料利用染色体消失法诱导单倍体技术获得纯合小麦的流程。下列相关叙述正确的是(多选)( )
图1
图2
A.图1的黑小麦自交过程中发生了基因重组
B.图1的F2白小麦中纯合子的概率为3/7
C.图2所示流程获得的小麦全部是纯合子
D.图2的玉米和黑小麦之间不存在生殖隔离
答案 ABC
2.单倍体育种应用(2022江苏新高考基地学校四联,9)某植物的重瓣花与单瓣花是常染色体上基因A、a控制的一对相对性状。选用一株单瓣花植株自交,F1中单瓣花和重瓣花各占50%。对F1单瓣花植株进行花粉离体培养后再用秋水仙素处理,获得的全为重瓣花植株。下列叙述错误的是( )
A.该植株可能是含A基因花粉败育,a基因花粉育性正常
B.让单瓣花植株每代都自由交配,F3个体中Aa∶aa=1∶7
C.秋水仙素能使纺锤丝断裂,从而抑制着丝粒的分裂
D.花粉离体培养需经历多个阶段,体现了细胞的全能性
答案 C
复杂情境
3.三体的遗传机制(2022苏北七市三模,16)Ⅳ号染色体三体(体细胞含3条Ⅳ号染色体)的果蝇明显特征是体表有粗刚毛,其产生含有1条或2条Ⅳ号染色体的配子活性相当且受精后均能正常发育。现有无眼雄果蝇(ey/ey,位于Ⅳ号染色体)与Ⅳ号染色体三体雌果蝇(+/+/+,野生型)杂交,F1全为野生型,F1中粗刚毛雌果蝇与无眼雄果蝇杂交得F2。相关叙述正确的是(多选)( )
A.F1中粗刚毛果蝇占1/2
B.F1粗刚毛雌果蝇能产生4种比例相等的配子
C.F2中无眼个体体表均有粗刚毛
D.F2野生型果蝇中粗刚毛个体占3/5
答案 AD
4.牙鲆鱼P品系的培育(2022南京中华中学期末,6)牙鲆鱼(染色体数目2n=48)的性别决定方式为XY型。研究人员设法使牙鲆鱼次级卵母细胞(处于减数第二次分裂后期)直接发育为新个体,称为初代P品系。取部分初代P品系胚胎在高温下培养,这些胚胎发育成为雄鱼。让这些雄鱼与正常温度下发育成的P品系雌鱼交配,可以产生二代P品系。下列相关叙述正确的是( )
A.次级卵母细胞中性染色体为X或Y染色体
B.初代P品系鱼胚胎细胞染色体有4n=96条
C.二代P品系在正常温度下会发育为雌鱼
D.牙鲆鱼性别由环境温度决定,与性染色体无关
答案 C
5.用簇毛麦与普通小麦培育新品种(2022扬州中学4月考,14)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状结合到普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的普通小麦的花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得大量含28条染色体的杂种植株。下列叙述错误的是( )
A.簇毛麦能与普通小麦杂交成功,证明二者不存在生殖隔离
B.培养幼胚细胞的过程需要应用植物组织培养技术
C.获得的杂种植株相互杂交得到可育植株的概率极低
D.利用秋水仙素处理杂种植株的幼苗可以获得可育植株
答案 A
6.转基因与育种(2022南京师大附中期初,23)番茄是雌雄同花植物,可自花授粉也可异花授粉。M、m基因位于2号染色体上,基因型为 mm的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上,基因型为RR、Rr、rr的植株表型分别为正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成,导入H基因的转基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。
(1)基因型为Mm的植株连续自交两代,F2中雄性不育植株所占的比例为 。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为 ,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机授粉,则F2中可育晚熟果植株所占比例为 ,其中纯合子占 。
(2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙,植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交,在形成配子时喷施NAM,F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因,则以上所得F1的体细胞中含有 个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,则H基因插入了 (填“2号”“5号”“X”或“Y”)染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是 ,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为 。
(3)若植株甲的细胞中仅含1个H基因,在不喷施NAM的情况下,利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案: 。
答案 (1)1/6 MmRr 5/8 2/15 (2)0 2号 有1个H基因位于M所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因 (1/2)n (3)以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或利用雄性不育株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)
7.运用染色体变异选育雄蚕(2022苏北七市三模,23)家蚕(2n=56)是ZW型性别决定生物,雄蚕产的丝有弹性好等优点。为尽早筛选出雄蚕以提高效益,科研人员进行了如下育种实验(家蚕卵的颜色受10号染色体上紧密连锁的两对基因A、a和B、b控制,其中黑色卵由A、B共同决定)。请回答下列问题。
(1)品系1、品系2是γ射线处理导致 (变异类型)的结果。本实验中选择黑色卵基因(A、B)和白色卵基因(a、b)进行新品种的培育,这是因为 。
(2)品系1、品系2卵的颜色分别是 ,若它们产生的配子活力相同、杂交后代均能正常发育,则后代出现品系4的概率是 ,黑色卵的概率是 。
(3)为了培育能尽早筛选出雄蚕的新品种,还需在上述杂交实验基础上进一步培育品系6(如图),则:
①在品系1~5中,为培育品系6应选择的杂交亲本是 。
②在生产实践中,品系4与品系6杂交,应选择 色卵孵化,这是因为 。
答案 (1)染色体易位(或染色体结构变异) 两对基因紧密连锁,不易重组;易位到性染色体可通过卵的颜色尽早判断雌雄 (2)白色、黑色 1/16 3/4 (3)①品系4、品系5 ②白 后代白色卵基因型为ZabZab,均为雄性;后代黑色卵基因型为ZabWAB,均为雌性
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