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苏教版 (2019)必修2《遗传与进化》第三章 生物的变异第一节 染色体变异及其应用染色体数量会发生变异第二课时课时练习
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这是一份苏教版 (2019)必修2《遗传与进化》第三章 生物的变异第一节 染色体变异及其应用染色体数量会发生变异第二课时课时练习，共7页。试卷主要包含了杂交育种的优点是，秋水仙素诱导染色体加倍的原理是等内容，欢迎下载使用。
1.杂交育种的优点是( )
A.很容易培育出没有任何缺点的品种
B.能产生自然界没有的新性状
C.能按人类意愿定向改变生物
D.能将多个优良的性状组合在一起
2.[2023·江苏镇江丹阳高级中学高一调研]用杂合子种子尽快获得显性纯合体植株的方法是( )
A.种植→F2→选不分离者→纯合体
B.种植→秋水仙素处理→纯合体
C.种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合体
D.种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合体
3.秋水仙素诱导染色体加倍的原理是( )
A.促进细胞融合,使染色体加倍
B.抑制纺锤体的形成,使染色体加倍
C.促进染色单体分开,使染色体加倍
D.诱导染色体进行多次复制,使染色体加倍
4.[2023·浙江浙南名校联盟期中高一联考]育种工作者利用宽叶不抗病(DDtt)和窄叶抗病(ddTT)两个烟草品种,培育出了宽叶、抗病(DDTT)的新品种,相关过程如图所示。下列叙述错误的是( )
F1花药
幼苗
A.过程①是杂交
B.过程②是花药离体培养
C.过程④可用秋水仙素处理
D.该培育方法属于单倍体育种
5.[2023·浙江绍兴高三适应性考试]单倍体育种的基本程序包括杂交得到F1;将F1的花药在人工培养基上进行离体培养,诱导成幼苗;用秋水仙素处理幼苗,产生染色体加倍的纯合植株。下列关于单倍体育种的叙述正确的是( )
A.育种过程涉及授粉与受精作用
B.育种过程不涉及植物组织培养技术
C.秋水仙素促进细胞核内DNA的复制加倍
D.最终培育形成的植株为单倍体
6.[2023·江苏苏州高一期末]育种工作者利用陆地棉、索马里棉培育出可育棉花,过程如图。图中A、D、E表示3个不同的染色体组,每组有13条染色体。下列叙述错误的是( )
A.陆地棉在减数分裂过程中共形成13个四分体
B.F1是三倍体植株,其染色体组的组成为ADE
C.F1在减数分裂时易发生联会紊乱,一般不能形成可育配子
D.用秋水仙素处理F1代的幼苗,可获得可育棉花
7.[2023·江苏苏州常熟高一质量检测]如图是三倍体无子西瓜的培育过程,请注意图中文字注释、数字标注和实验说明,请据图回答有关问题。
(1)培育无子西瓜所用的育种方法是 。
(2)用于培育三倍体植株的原物种植株是 倍体,秋水仙素的作用是 。实际操作中,母本是 倍体,父本是 倍体。图中①表示 ,其作用是 。
(3)已知二倍体西瓜每个细胞含有22个染色体,那么图中母本细胞内最多有 条染色体,无子西瓜的细胞内最多有 条染色体。
(4)三倍体植株上结出的西瓜中没有种子,究其根本原因是[ ] 。三倍体植株虽然不能形成正常种子,但能结出无子西瓜,是因为利用图中[ ] ,原理是 。
关键能力提升练
8.[2023·江苏淮安清江中学高一阶段测试改编]下列有关多倍体的叙述,不正确的是( )
A.多倍体植株一般能适应不良的环境条件,具有耐寒、耐旱、抗病等优良性状
B.人工诱导多倍体的方法很多,目前最常用最有效的方法是用低温处理植物分生组织细胞
C.与二倍体植株相比,多倍体植株一般茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加
D.在自然条件下,生物体细胞染色体数量加倍可产生多倍体新物种
9.[2023·四川成都外国语学校高一期末]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.将Bc作为育种材料,能缩短育种年限
B.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下植株Bc高度不育
10.[2023·江苏南通如皋高三适应性考试]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”。下列有关“嵌合体”的叙述正确的是( )
A.秋水仙素诱导染色体数量加倍的原理是抑制间期纺锤体的形成
B.在生命活动中,4N细胞内染色体组数目最多出现在有丝分裂后期
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,后代中不可能出现三倍体
11.(多选)多倍体植株一般具有茎秆粗壮、果实大等特点。野生香蕉是二倍体,通常有大量种子。如图是某育种机构利用白肉抗病野生香蕉和黄肉不抗病香蕉培育三倍体黄肉抗病香蕉的示意图。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.①过程可以表示花药离体培养及诱导染色体数量加倍
B.②表示诱导染色体数量加倍,可用秋水仙素处理萌发的种子
C.该三倍体香蕉新品种的培育过程涉及的变异只有染色体变异
D.植株甲的基因型为AABB,植株乙的基因型为aabb
12. [2023·辽宁名校联盟高一期中联考]现有两个小麦品种,一个纯种小麦性状是高秆(D)、抗锈病(T),另一个纯种小麦的性状是矮秆(d)、不抗锈病(t),两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。请据图回答下列问题:
(1)方法Ⅱ属于 育种;要缩短育种年限,应选择的是 。
(2)图中④的基因型为 。
(3)过程(二)中,D和d的分离发生在 ;过程(三)采用的方法称为 ;过程(四)最常用的化学药剂是 。
(4)过程(五)中产生的矮秆抗锈病植株中的纯合子占 ;若让F1按过程(五)(六)自交,则⑥中符合生产要求并能稳定遗传的个体占 。
(5)若方法Ⅰ过程(二)中掺杂了一些花药壁细胞,由花药壁细胞经过过程(三)形成的植株一定是 (填“纯合子”或“杂合子”)。
13.[2023·江苏常州高一期末]马铃薯野生种是二倍体,既可以用种子繁殖,也可以用块茎繁殖,普通栽培种为突变种中的四倍体。请回答下列问题。
(1)在生产中,通常选用四倍体作为栽培种,因为相对于二倍体,它具有
特点。
(2)为获得杂种优势,育种时应先纯化父本和母本再进行杂交后,获得表现一致的杂交种。
①和野生种相比,四倍体马铃薯在减数分裂时,由于同源染色体 ,易出现结实率 的现象,杂交育种的难度呈几何性提升,故通常采用野生种进行杂交育种。
②研究表明,野生种自花传粉时花粉管会在雌蕊花柱中部停止生长,从而导致自交不亲和。花柱中的S-RNase蛋白和花粉中的SLF蛋白调控了该过程。S-RNase是一种毒性蛋白,过多会引起花粉管生长停滞,特定的S-RNase能被SLF识别并降解。推测SLF蛋白 (填“能”或“不能”)识别并降解同一植株的S-RNase。由于自交不亲和的特性,野生种无法获得 ,限制了野生种杂交育种进程。
③我国农业科学院研究团队发现一株自交亲和的二倍体马铃薯杂合植株,并确定该性状受显性基因A控制,A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-RNase。该杂合植株的自交后代只出现两种基因型:AA和Aa,且比例接近1∶1。结合上述野生种自交不亲和机理,推测出现该现象的原因是
。
(3)研究者为了短期内获得高比例的野生种自交亲和的纯合子,进行了下表所示的实验:
学科素养创新练
14.[2023·江苏泰州高一期末]近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米(2n=20)新品种选育更加高效。
(1)为分析单倍体玉米的核型,通常选择处于细胞分裂 期细胞进行观察。
(2)单倍体玉米因无 ,导致配子中无完整的 。
(3)研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳是由1个精子和2个极核形成的三倍体核型)。
①根据亲本中某基因的差异,通过DNA指纹技术以确定单倍体胚的来源,结果如图。
图中M的作用是 ,从图示结果可以推测单倍体的胚是由 发育而来。
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫∶白=3∶5,推测白粒亲本的基因型是 。
(4)将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下图。
P ×
↓
F1二倍体籽粒 单倍体籽粒
①F1中单倍体籽粒胚的基因型是 ,表型是 。
②为了优化杂交实验过程,研究人员要将作为母本的普通玉米在花药成熟之前进行 处理。
③同一玉米棒上存在多种颜色玉米粒的现象称为“斑驳”。科学家在研究“斑驳”的成因时,发现某些染色体片段可以在非同源染色体间跳跃,这种变异属于 (填“可”或“不可”)遗传。
第2课时 染色体变异在育种上的应用
1.D 杂交育种的原理是原有基因的重新组合,所以不可能培育出没有任何缺点的品种,也不能产生自然界没有的新性状;杂交育种不一定能获得人们所需要的性状,所以不能按人类意愿定向改变生物;杂交育种可以将不同亲本的优良性状组合在一起,集中到同一个后代的身上。
2.C 单倍体育种的过程一般是首先花药离体培养,从而获得单倍体植株,然后进行秋水仙素加倍,从而获得所需性状的纯合个体。
3.B 秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成,使染色体加倍。
4.B 过程②是F1减数分裂产生花药中的雄配子,B项错误。
5.A 亲本杂交得到F1,该过程涉及授粉与受精作用,A项正确;F1的花药在人工培养基上进行离体培养,诱导成幼苗,该过程涉及植物组织培养技术,B项错误;秋水仙素通过抑制纺锤体形成,使染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数量加倍,C项错误;用秋水仙素处理幼苗,产生染色体加倍的纯合植株中含有两个染色体组,为二倍体,D项错误。
6.A 分析题意可知,陆地棉的染色体组组成是AADD,每组有13条染色体,则陆地棉在减数分裂过程中共形成26个四分体,A项错误。
7.答案 (1)多倍体育种 (2)二 抑制纺锤体的形成,从而使染色体数量加倍 四 二 授粉 杂交形成三倍体的后代 (3)88 66 (4)③ 同源染色体的联会紊乱 ② 授粉 二倍体花粉能促进子房发育成无子西瓜
解析 (1)培育无子西瓜过程中用秋水仙素处理获得四倍体西瓜,方法是多倍体育种。(2)四倍体是由二倍体加倍得到的,因此用于培育三倍体植株的原物种植株是二倍体。无子西瓜的培育过程中秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,从而使染色体数量加倍,形成四倍体。图中二倍体的父本和四倍体的母本通过①授粉,杂交形成三倍体的后代。(3)已知二倍体西瓜每个细胞含有22个染色体,那么加倍后的母本细胞内有44条染色体,在有丝分裂的后期,染色体数量可达到88条,三倍体无子西瓜的细胞中有33条染色体,在有丝分裂的后期有66条。(4)三倍体植株结出的西瓜没有种子是由于③减数分裂时同源染色体的联会紊乱,不能产生正常的配子,子房也不能发育成果实,但用二倍体花粉对其进行授粉,能促进子房发育成无子果实。
8.B
9.B 白菜型油菜是二倍体植株,其未受精的卵细胞发育形成的植株Bc是单倍体植株,其含有一个染色体组,故Bc成熟叶肉细胞中含有1个染色体组,B项错误。
10.B 秋水仙素可以通过抑制前期纺锤体的形成来使染色体数量加倍,A项错误;有丝分裂后期,细胞中的染色体数量和染色体组数最多,此时4N细胞内染色体组数目有8个,所以在生命活动中,4N细胞内染色体组数目最多出现在有丝分裂后期,B项正确;依据题意,使用秋水仙素溶液处理的部位是二倍体葡萄茎段上的芽,故在“嵌合体”植株中,根尖分生区的细胞一般为二倍体细胞(2N=38),即含38条染色体,C项错误;由于“嵌合体”植株同时含有2N细胞和4N细胞,则其自交后代可能出现二倍体、三倍体、四倍体,D项错误。
11.ABD 图中①可以表示F1自交,也可以表示花药离体培养及诱导染色体数量加倍,②表示诱导染色体数量加倍,甲是二倍体AABB,丙是加倍后的四倍体AAAABBBB,乙是二倍体aabb,丙与乙杂交可以产生三倍体新品种AAaBBb。根据分析可知,①过程可以表示花药离体培养及诱导染色体数量加倍,A项正确;②表示诱导染色体数量加倍,可用秋水仙素处理萌发的种子,B项正确;该三倍体香蕉新品种的培育过程涉及的变异有染色体变异、基因的重新组合,C项错误;由分析可知,植株甲的基因型为AABB,丙的基因型为AAAABBBB,植株乙的基因型为aabb,D项正确。
12.答案 (1)杂交 方法Ⅰ (2)ddTT (3)减数第一次分裂(或减数第一次分裂后期) 花药离体培养 秋水仙素
(4)1/3 1/2 (5)杂合子
解析 (1)方法Ⅱ属于杂交育种;要缩短育种年限,应选择的方法是Ⅰ单倍体育种,获得的植株都是纯合子,自交后代不会发生性状分离。(2)根据配子情况,图中④的基因型应该由dT加倍而来,为ddTT。(3)等位基因分离发生在减数第一次分裂后期;过程(三)采用的是花药离体培养,属于单倍体育种;过程(四)中使用秋水仙素处理单倍体幼苗,抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成。(4)过程(五)中产生的矮秆抗锈病植株有ddTT和ddTt两种基因型,其中纯合子占1/3;若让F1按该方法经过程(五)(六)自交,则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占1/3+2/3×1/4=1/2。(5)花药壁细胞属于体细胞,染色体加倍后仍含有等位基因,培养出的植株为杂合子。
13.答案 (1)茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加 (2)①联会紊乱 低 ②不能 纯合子 ③只有含有A基因的花粉才具有降解S-RNase的功能,a花粉没有此功能 (3)①卵细胞 ②萌发
③低温、秋水仙素
14.答案 (1)中 (2)同源染色体 染色体组 (3)①作为对照 卵细胞 ②aaRr或Aarr (4)①ar 白粒 ②去雄、套袋
③可
解析 (1)细胞分裂中期,染色体形态数目清晰,是观察染色体的最佳时期,所以为分析单倍体玉米的核型,通常选择处于分裂中期细胞进行观察。(2)单倍体玉米因无同源染色体,不能进行正常的减数分裂,导致配子中无完整的染色体组。(3)①图中M的作用是作为对照,检测对应植株含有的DNA片段。从图中结果可以看出,F1单倍体胚与普通玉米母本所含DNA片段相同,所以可推测F1单倍体胚是由普通玉米的卵细胞发育而来。②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色,紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫∶白=3∶5,是3∶1∶3∶1的变式。出现性状分离的原因是紫粒玉米和白粒玉米均为杂合子。推测紫粒亲本的基因型是AaRr,白粒亲本的基因型是Aarr或aaRr。(4)①由于单倍体的胚是由普通玉米的卵细胞发育而来,而母本是普通玉米白粒aarr,所以单倍体基因型为ar,表现为白粒。②为了优化杂交实验过程,研究人员要将作为母本的普通玉米在花药成熟之前进行去雄、套袋处理,以避免其他花粉的干扰。③某些染色体片段可以在非同源染色体间跳跃,属于染色体结构变异中的易位,可遗传。
具体操作
实验目的
用突变体的花粉给普通二倍体马铃薯授粉
诱导子房发育,获得一定比例的单倍体籽粒,这些单倍体籽粒是由① 发育而来。
获取亲代和子代籽粒的基因,进行电泳
筛选出单倍体籽粒
将获得的单倍体籽粒在② 阶段用③ 等方法处理
诱导染色体数量加倍,得到野生种自交亲和纯合子
1.杂交育种的优点是( )
A.很容易培育出没有任何缺点的品种
B.能产生自然界没有的新性状
C.能按人类意愿定向改变生物
D.能将多个优良的性状组合在一起
2.[2023·江苏镇江丹阳高级中学高一调研]用杂合子种子尽快获得显性纯合体植株的方法是( )
A.种植→F2→选不分离者→纯合体
B.种植→秋水仙素处理→纯合体
C.种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合体
D.种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合体
3.秋水仙素诱导染色体加倍的原理是( )
A.促进细胞融合,使染色体加倍
B.抑制纺锤体的形成,使染色体加倍
C.促进染色单体分开,使染色体加倍
D.诱导染色体进行多次复制,使染色体加倍
4.[2023·浙江浙南名校联盟期中高一联考]育种工作者利用宽叶不抗病(DDtt)和窄叶抗病(ddTT)两个烟草品种,培育出了宽叶、抗病(DDTT)的新品种,相关过程如图所示。下列叙述错误的是( )
F1花药
幼苗
A.过程①是杂交
B.过程②是花药离体培养
C.过程④可用秋水仙素处理
D.该培育方法属于单倍体育种
5.[2023·浙江绍兴高三适应性考试]单倍体育种的基本程序包括杂交得到F1;将F1的花药在人工培养基上进行离体培养,诱导成幼苗;用秋水仙素处理幼苗,产生染色体加倍的纯合植株。下列关于单倍体育种的叙述正确的是( )
A.育种过程涉及授粉与受精作用
B.育种过程不涉及植物组织培养技术
C.秋水仙素促进细胞核内DNA的复制加倍
D.最终培育形成的植株为单倍体
6.[2023·江苏苏州高一期末]育种工作者利用陆地棉、索马里棉培育出可育棉花,过程如图。图中A、D、E表示3个不同的染色体组,每组有13条染色体。下列叙述错误的是( )
A.陆地棉在减数分裂过程中共形成13个四分体
B.F1是三倍体植株,其染色体组的组成为ADE
C.F1在减数分裂时易发生联会紊乱,一般不能形成可育配子
D.用秋水仙素处理F1代的幼苗,可获得可育棉花
7.[2023·江苏苏州常熟高一质量检测]如图是三倍体无子西瓜的培育过程,请注意图中文字注释、数字标注和实验说明,请据图回答有关问题。
(1)培育无子西瓜所用的育种方法是 。
(2)用于培育三倍体植株的原物种植株是 倍体,秋水仙素的作用是 。实际操作中,母本是 倍体,父本是 倍体。图中①表示 ,其作用是 。
(3)已知二倍体西瓜每个细胞含有22个染色体,那么图中母本细胞内最多有 条染色体,无子西瓜的细胞内最多有 条染色体。
(4)三倍体植株上结出的西瓜中没有种子,究其根本原因是[ ] 。三倍体植株虽然不能形成正常种子,但能结出无子西瓜,是因为利用图中[ ] ,原理是 。
关键能力提升练
8.[2023·江苏淮安清江中学高一阶段测试改编]下列有关多倍体的叙述,不正确的是( )
A.多倍体植株一般能适应不良的环境条件,具有耐寒、耐旱、抗病等优良性状
B.人工诱导多倍体的方法很多,目前最常用最有效的方法是用低温处理植物分生组织细胞
C.与二倍体植株相比,多倍体植株一般茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加
D.在自然条件下,生物体细胞染色体数量加倍可产生多倍体新物种
9.[2023·四川成都外国语学校高一期末]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.将Bc作为育种材料,能缩短育种年限
B.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下植株Bc高度不育
10.[2023·江苏南通如皋高三适应性考试]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”。下列有关“嵌合体”的叙述正确的是( )
A.秋水仙素诱导染色体数量加倍的原理是抑制间期纺锤体的形成
B.在生命活动中,4N细胞内染色体组数目最多出现在有丝分裂后期
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,后代中不可能出现三倍体
11.(多选)多倍体植株一般具有茎秆粗壮、果实大等特点。野生香蕉是二倍体,通常有大量种子。如图是某育种机构利用白肉抗病野生香蕉和黄肉不抗病香蕉培育三倍体黄肉抗病香蕉的示意图。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.①过程可以表示花药离体培养及诱导染色体数量加倍
B.②表示诱导染色体数量加倍,可用秋水仙素处理萌发的种子
C.该三倍体香蕉新品种的培育过程涉及的变异只有染色体变异
D.植株甲的基因型为AABB,植株乙的基因型为aabb
12. [2023·辽宁名校联盟高一期中联考]现有两个小麦品种,一个纯种小麦性状是高秆(D)、抗锈病(T),另一个纯种小麦的性状是矮秆(d)、不抗锈病(t),两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。请据图回答下列问题:
(1)方法Ⅱ属于 育种;要缩短育种年限,应选择的是 。
(2)图中④的基因型为 。
(3)过程(二)中,D和d的分离发生在 ;过程(三)采用的方法称为 ;过程(四)最常用的化学药剂是 。
(4)过程(五)中产生的矮秆抗锈病植株中的纯合子占 ;若让F1按过程(五)(六)自交,则⑥中符合生产要求并能稳定遗传的个体占 。
(5)若方法Ⅰ过程(二)中掺杂了一些花药壁细胞,由花药壁细胞经过过程(三)形成的植株一定是 (填“纯合子”或“杂合子”)。
13.[2023·江苏常州高一期末]马铃薯野生种是二倍体,既可以用种子繁殖,也可以用块茎繁殖,普通栽培种为突变种中的四倍体。请回答下列问题。
(1)在生产中,通常选用四倍体作为栽培种,因为相对于二倍体,它具有
特点。
(2)为获得杂种优势,育种时应先纯化父本和母本再进行杂交后,获得表现一致的杂交种。
①和野生种相比,四倍体马铃薯在减数分裂时,由于同源染色体 ,易出现结实率 的现象,杂交育种的难度呈几何性提升,故通常采用野生种进行杂交育种。
②研究表明,野生种自花传粉时花粉管会在雌蕊花柱中部停止生长,从而导致自交不亲和。花柱中的S-RNase蛋白和花粉中的SLF蛋白调控了该过程。S-RNase是一种毒性蛋白,过多会引起花粉管生长停滞,特定的S-RNase能被SLF识别并降解。推测SLF蛋白 (填“能”或“不能”)识别并降解同一植株的S-RNase。由于自交不亲和的特性,野生种无法获得 ,限制了野生种杂交育种进程。
③我国农业科学院研究团队发现一株自交亲和的二倍体马铃薯杂合植株,并确定该性状受显性基因A控制,A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-RNase。该杂合植株的自交后代只出现两种基因型:AA和Aa,且比例接近1∶1。结合上述野生种自交不亲和机理,推测出现该现象的原因是
。
(3)研究者为了短期内获得高比例的野生种自交亲和的纯合子,进行了下表所示的实验:
学科素养创新练
14.[2023·江苏泰州高一期末]近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米(2n=20)新品种选育更加高效。
(1)为分析单倍体玉米的核型,通常选择处于细胞分裂 期细胞进行观察。
(2)单倍体玉米因无 ,导致配子中无完整的 。
(3)研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳是由1个精子和2个极核形成的三倍体核型)。
①根据亲本中某基因的差异,通过DNA指纹技术以确定单倍体胚的来源,结果如图。
图中M的作用是 ,从图示结果可以推测单倍体的胚是由 发育而来。
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫∶白=3∶5,推测白粒亲本的基因型是 。
(4)将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下图。
P ×
↓
F1二倍体籽粒 单倍体籽粒
①F1中单倍体籽粒胚的基因型是 ,表型是 。
②为了优化杂交实验过程,研究人员要将作为母本的普通玉米在花药成熟之前进行 处理。
③同一玉米棒上存在多种颜色玉米粒的现象称为“斑驳”。科学家在研究“斑驳”的成因时,发现某些染色体片段可以在非同源染色体间跳跃,这种变异属于 (填“可”或“不可”)遗传。
第2课时 染色体变异在育种上的应用
1.D 杂交育种的原理是原有基因的重新组合,所以不可能培育出没有任何缺点的品种,也不能产生自然界没有的新性状;杂交育种不一定能获得人们所需要的性状,所以不能按人类意愿定向改变生物;杂交育种可以将不同亲本的优良性状组合在一起,集中到同一个后代的身上。
2.C 单倍体育种的过程一般是首先花药离体培养,从而获得单倍体植株,然后进行秋水仙素加倍,从而获得所需性状的纯合个体。
3.B 秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成,使染色体加倍。
4.B 过程②是F1减数分裂产生花药中的雄配子,B项错误。
5.A 亲本杂交得到F1,该过程涉及授粉与受精作用,A项正确;F1的花药在人工培养基上进行离体培养,诱导成幼苗,该过程涉及植物组织培养技术,B项错误;秋水仙素通过抑制纺锤体形成,使染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数量加倍,C项错误;用秋水仙素处理幼苗,产生染色体加倍的纯合植株中含有两个染色体组,为二倍体,D项错误。
6.A 分析题意可知,陆地棉的染色体组组成是AADD,每组有13条染色体,则陆地棉在减数分裂过程中共形成26个四分体,A项错误。
7.答案 (1)多倍体育种 (2)二 抑制纺锤体的形成,从而使染色体数量加倍 四 二 授粉 杂交形成三倍体的后代 (3)88 66 (4)③ 同源染色体的联会紊乱 ② 授粉 二倍体花粉能促进子房发育成无子西瓜
解析 (1)培育无子西瓜过程中用秋水仙素处理获得四倍体西瓜,方法是多倍体育种。(2)四倍体是由二倍体加倍得到的,因此用于培育三倍体植株的原物种植株是二倍体。无子西瓜的培育过程中秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,从而使染色体数量加倍,形成四倍体。图中二倍体的父本和四倍体的母本通过①授粉,杂交形成三倍体的后代。(3)已知二倍体西瓜每个细胞含有22个染色体,那么加倍后的母本细胞内有44条染色体,在有丝分裂的后期,染色体数量可达到88条,三倍体无子西瓜的细胞中有33条染色体,在有丝分裂的后期有66条。(4)三倍体植株结出的西瓜没有种子是由于③减数分裂时同源染色体的联会紊乱,不能产生正常的配子,子房也不能发育成果实,但用二倍体花粉对其进行授粉,能促进子房发育成无子果实。
8.B
9.B 白菜型油菜是二倍体植株,其未受精的卵细胞发育形成的植株Bc是单倍体植株,其含有一个染色体组,故Bc成熟叶肉细胞中含有1个染色体组,B项错误。
10.B 秋水仙素可以通过抑制前期纺锤体的形成来使染色体数量加倍,A项错误;有丝分裂后期,细胞中的染色体数量和染色体组数最多,此时4N细胞内染色体组数目有8个,所以在生命活动中,4N细胞内染色体组数目最多出现在有丝分裂后期,B项正确;依据题意,使用秋水仙素溶液处理的部位是二倍体葡萄茎段上的芽,故在“嵌合体”植株中,根尖分生区的细胞一般为二倍体细胞(2N=38),即含38条染色体,C项错误;由于“嵌合体”植株同时含有2N细胞和4N细胞,则其自交后代可能出现二倍体、三倍体、四倍体,D项错误。
11.ABD 图中①可以表示F1自交,也可以表示花药离体培养及诱导染色体数量加倍,②表示诱导染色体数量加倍,甲是二倍体AABB,丙是加倍后的四倍体AAAABBBB,乙是二倍体aabb,丙与乙杂交可以产生三倍体新品种AAaBBb。根据分析可知,①过程可以表示花药离体培养及诱导染色体数量加倍,A项正确;②表示诱导染色体数量加倍,可用秋水仙素处理萌发的种子,B项正确;该三倍体香蕉新品种的培育过程涉及的变异有染色体变异、基因的重新组合,C项错误;由分析可知,植株甲的基因型为AABB,丙的基因型为AAAABBBB,植株乙的基因型为aabb,D项正确。
12.答案 (1)杂交 方法Ⅰ (2)ddTT (3)减数第一次分裂(或减数第一次分裂后期) 花药离体培养 秋水仙素
(4)1/3 1/2 (5)杂合子
解析 (1)方法Ⅱ属于杂交育种;要缩短育种年限,应选择的方法是Ⅰ单倍体育种,获得的植株都是纯合子,自交后代不会发生性状分离。(2)根据配子情况,图中④的基因型应该由dT加倍而来,为ddTT。(3)等位基因分离发生在减数第一次分裂后期;过程(三)采用的是花药离体培养,属于单倍体育种;过程(四)中使用秋水仙素处理单倍体幼苗,抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成。(4)过程(五)中产生的矮秆抗锈病植株有ddTT和ddTt两种基因型,其中纯合子占1/3;若让F1按该方法经过程(五)(六)自交,则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占1/3+2/3×1/4=1/2。(5)花药壁细胞属于体细胞,染色体加倍后仍含有等位基因,培养出的植株为杂合子。
13.答案 (1)茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加 (2)①联会紊乱 低 ②不能 纯合子 ③只有含有A基因的花粉才具有降解S-RNase的功能,a花粉没有此功能 (3)①卵细胞 ②萌发
③低温、秋水仙素
14.答案 (1)中 (2)同源染色体 染色体组 (3)①作为对照 卵细胞 ②aaRr或Aarr (4)①ar 白粒 ②去雄、套袋
③可
解析 (1)细胞分裂中期,染色体形态数目清晰,是观察染色体的最佳时期,所以为分析单倍体玉米的核型,通常选择处于分裂中期细胞进行观察。(2)单倍体玉米因无同源染色体,不能进行正常的减数分裂,导致配子中无完整的染色体组。(3)①图中M的作用是作为对照,检测对应植株含有的DNA片段。从图中结果可以看出,F1单倍体胚与普通玉米母本所含DNA片段相同,所以可推测F1单倍体胚是由普通玉米的卵细胞发育而来。②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色,紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫∶白=3∶5,是3∶1∶3∶1的变式。出现性状分离的原因是紫粒玉米和白粒玉米均为杂合子。推测紫粒亲本的基因型是AaRr,白粒亲本的基因型是Aarr或aaRr。(4)①由于单倍体的胚是由普通玉米的卵细胞发育而来,而母本是普通玉米白粒aarr,所以单倍体基因型为ar,表现为白粒。②为了优化杂交实验过程,研究人员要将作为母本的普通玉米在花药成熟之前进行去雄、套袋处理,以避免其他花粉的干扰。③某些染色体片段可以在非同源染色体间跳跃,属于染色体结构变异中的易位,可遗传。
具体操作
实验目的
用突变体的花粉给普通二倍体马铃薯授粉
诱导子房发育,获得一定比例的单倍体籽粒,这些单倍体籽粒是由① 发育而来。
获取亲代和子代籽粒的基因,进行电泳
筛选出单倍体籽粒
将获得的单倍体籽粒在② 阶段用③ 等方法处理
诱导染色体数量加倍,得到野生种自交亲和纯合子
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