2020版《全程复习方略》高考生物一轮复习课后定时检测案24染色体变异及育种

课后定时检测案24　染色体变异及育种

基础对点练——考纲对点·夯基础

考点一　染色体结构变异(Ⅰ)

1．由于种种原因，某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因，这种变化属于(　　)

A．基因内部结构的改变

B．染色体数目的变异

C．染色体结构的变异

D．姐妹染色单体的交叉互换

解析：基因在染色体上呈线性排列，染色体上的某些基因增添或缺失会引起染色体结构的变异。

答案：C

2．[创新改编]下列是用光学显微镜观察到的几种染色体联会时的模式图，关于这些图像的叙述，正确的是(　　)

A．图1中含有2条染色体，4个完全相同的DNA分子，8条脱氧核苷酸单链

B．图2中的四分体形态是由于发生了染色体片段的缺失

C．图3中的四分体形态是由于发生了染色体片段的倒位

D．图4中“十”字形图像是由于染色体发生了交叉互换或者染色体片段易位

解析：图1是正常的同源染色体联会图像：一个四分体包括2条染色体、4个DNA分子、8条脱氧核苷酸单链，由于同源染色体上的基因可能相同也可能是等位基因，甚至在DNA复制过程中还可能发生碱基对替换、缺失等，故4个DNA分子不一定完全相同，A错误；图2中的四分体形态可能是由染色体片段缺失导致的，也可能是由染色体片段重复导致的，B错误；图3中的四分体形态是由于发生了染色体片段的倒位，C正确；图4中“十”字形图像是由非同源染色体片段易位造成的，D错误。

答案：C

3．下图显示一次减数分裂中，某染色单体的基因序列出现改变，该改变属于(　　)

A．染色体变异中的一小段染色体倒位

B．染色体变异中的一小段染色体缺失

C．基因突变中DNA分子中碱基对的倒位

D．基因突变中DNA分子中碱基对的缺失

解析：染色体结构的变异是指细胞内一个或几个染色体发生片段的缺失、重复、倒位或易位等改变。根据题意和图示分析可知：由于断裂，结果缺失了基因C和基因D，因此该染色单体的基因序列出现改变的原因是一小段染色体缺失，故选B。

答案：B

考点二　染色体结构数目变异及低温诱导染色体数目加倍

4．如图是某果蝇体细胞的染色体组成，以下说法正确的是(　　)

A．染色体1、2、4、5组成果蝇的一个染色体组

B．染色体3、6之间的交换属于基因重组

C．控制果蝇红眼或白眼的基因位于2号染色体上

D．果蝇基因组可由1、2、3、6、7的DNA分子组成

解析：根据题意和图示分析可知：1号和2号染色体是性染色体，其大小、形态不同，所以该果蝇为雄性。因此该果蝇体细胞中含有两个染色体组但不相同，染色体3、6之间的交换属于染色体变异；控制果蝇红眼或白眼的基因位于1号X染色体上；所以A、B、C错误。因为X、Y的DNA分子组成不同，所以果蝇基因组可由1、2、3、6、7的DNA分子组成，D正确。

答案：D

5．下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是(　　)

A．一个染色体组不含同源染色体

B．由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体

C．单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组

D．人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

解析：染色体组中不含有同源染色体；判断是否为单倍体，不是看体细胞中的染色体组的数目，而是看发育起点是受精卵还是配子，配子发育而来的个体不管细胞内有几个染色体组均为单倍体；人工诱导多倍体的方法有多种，如低温处理、秋水仙素处理等。

答案：D

6．下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述中，正确的是(　　)

A．洋葱的不定根在冰箱的低温室内诱导36h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝点分裂

B．改良苯酚品红染液的作用是固定和染色

C．体积分数为95%的酒精可用于洗涤细胞固定过程中使用的卡诺氏液和解离细胞

D．经过解离、漂洗、染色和制片，在显微镜下观察，发现所有细胞内的染色体数目都加倍

解析：低温诱导不会抑制染色体着丝点的分裂，而是抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向细胞的两极、细胞不能分裂成两个子细胞；改良苯酚品红染液的作用是染色，不能用于固定；显微镜下观察，发生染色体数目加倍的只有少数细胞，多数细胞处于分裂间期，看不到染色体，还有部分细胞有染色体，但可能是正常的有丝分裂。

答案：C

考点三　生物变异在育种上的应用(Ⅱ)

7．[高考改编]杂交育种是利用基因重组的原理选育新品种的育种方法之一，在获得选育的新品种之外，杂交的另一个结果是获得(　　)

A．纯种　　　　　　　　B．杂种表现的优势

C．基因突变  D．染色体变异

解析：杂交过程体现的是基因重组，没有基因突变和染色体变异。杂交是无法得到纯种的，杂交育种的另一个重要功能就是获得具有杂种优势的杂交种，比如杂交水稻和杂交玉米等。

答案：B

8．现有高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)两作物品种，为了达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的，下列有关快速育种方案的叙述中，正确的是(　　)

A．每年让高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbcc)杂交就可以达到目的

B．利用诱变育种技术可以达到快速育种的目的

C．制备纯合的亲本对长期培育杂交种是必要的

D．只要使用单倍体育种技术就能实现快速育种的目的

解析：为了达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的，就必须先培育出BBcc和bbCC的纯合子，利用单倍体育种或连续自交的方法可以获得上述纯合子，因此本题应选C。

答案：C

9．如图所示是单倍体育种的大致流程。下列相关叙述，错误的是(　　)

A．若F1均为高秆抗病植株，则高秆对矮秆为显性、抗病对感病为显性

B．图中a过程的分裂方式为减数分裂，b过程使用的化学试剂应为聚乙二醇

C．图中过程运用的原理是基因重组、染色体变异和植物细胞的全能性

D．该育种方式比诱变育种的目的性强，比杂交育种的年限短

解析：纯合亲本具有两对相对性状，F1表现出来的性状均为显性性状，A正确；植物产生花粉的分裂方式为减数分裂，诱导单倍体幼苗染色体加倍的化学试剂为秋水仙素，B错误；图示过程运用了杂交育种、单倍体育种，杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种的原理是染色体变异和植物细胞的全能性，C正确；单倍体育种具有育种年限短的特点，且比诱变育种目的性强，D正确。

答案：B

提能强化练——考点强化·重能力

10．[2019·辽宁丹东模拟]下列与遗传、变异有关的叙述，正确的是(　　)

A．基因的主要载体是染色体，遗传物质只存在于染色体上

B．染色体变异可以用光学显微镜直接观察到，遗传病患者不一定携带致病基因

C．RNA聚合酶和tRNA都能特异性识别RNA，合成它们的车间是核糖体

D．大幅度改良生物的性状只能采用杂交育种，基因工程育种可定向改变生物的遗传性状

解析：遗传物质可以存在于真核细胞的线粒体、叶绿体中，A项错误；染色体变异属于细胞水平的变异，可以用光学显微镜直接观察到，遗传病患者不一定携带致病基因，如染色体病，B项正确；RNA聚合酶可特异性的识别启动子，tRNA的合成场所是细胞核，C项错误；大幅度改良生物的性状只能采用诱变育种，D项错误。

答案：B

11．[2019·江苏徐州质检]现有基因型ttrr与TTRR的水稻品种，通过不同的育种方法可以培育出不同的类型。下列叙述正确的是(　　)

A．单倍体育种可获得TTrr，其育种原理主要是基因突变

B．将ttrr人工诱变可获得ttRr，其等位基因的产生来源于基因重组

C．杂交育种可获得TTrr，其变异发生在减数第二次分裂后期

D．多倍体育种获得的TTttRRrr，其染色体数目加倍可发生在有丝分裂的后期

解析：亲本ttrr与TTRR杂交产生F1，将F1的花药离体培养成单倍体幼苗再用秋水仙素处理，从中可筛选出TTrr的植株，此过程为单倍体育种，所用原理是染色体变异，A错误；将ttrr人工诱变可获得ttRr属于诱变育种，其原理是基因突变，B错误；杂交育种可获得TTrr，其原理是减数第一次分裂中的基因重组，C错误；多倍体育种获得的TTttRRrr的原理是染色体数目变异，其染色体数目加倍可发生在有丝分裂的后期，D正确。

答案：D

12．[2019·武汉新洲一中模拟]将基因型为AAbbcc、aaBBcc植株杂交得到幼苗，将其分别作如下图所示处理，下列叙述，不正确的是(　　)

A．经过多次选育不一定能得到所需性状的①植株

B．②植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4

C．③植株能够提供9种类型的雄配子

D．④到⑤过程中，基因A、a所在的染色体会移向细胞同一极

解析：据图分析，①植株的育种方法是诱变育种，其原理是基因突变，而基因突变具有不定向性、多害少利性、低频性等特点，因此经过多次选育不一定能得到所需性状的①植株，A正确；②植株的育种方法是杂交育种，亲本基因型为AAbbcc、aaBBcc，则子一代(图中的幼苗)基因型为AaBbcc，因此②植株中能稳定遗传的个体占总数的1/2×1/2×1＝1/4，B正确；根据以上分析已知，幼苗的基因型为AaBbcc，则③植株的基因型为AAaaBBbbcccc，因此③植株产生的雄配子的种类为3×3×1＝9种，C正确；④植株是花药离体培养获得的，细胞中不存在等位基因A、a，因此④到⑤过程中，不会出现基因A、a所在的染色体移向细胞同一极的现象，D错误。

答案：D

13．[2019·衡阳高三联考试题]在栽培二倍体水稻(2N)的过程中，有时会发现单体植株(2N－1)，例如有一种单体植株就比正常植株缺少一条6号染色体，称为6号单体植株。利用6号单体植株进行杂交实验，结果如下表所示。下列分析错误的是(　　)

A.该单体可由花粉粒直接发育而来

B．该单体变异类型属于染色体数目的变化

C．从表中可以分析得出N－1型配子的雄配子育性很低

D．产生该单体的原因可能是其亲本在减数分裂中同源染色体没有分离

解析：由花粉粒直接发育而成的个体为单倍体，而不是单体，单体是由受精卵发育而来，A错误；该单体中染色体数目少了一条，其变异类型属于染色体数目的变化，B正确；从表中可以分析得出N－1型配子的雄配子育性很低，C正确；产生该单体的原因可能是其亲本在减数分裂中同源染色体没有分离，产生的配子少一条染色体，D正确。

答案：A

大题冲关练——综合创新·求突破

14．[2019·江苏泰州月考]质彩棉是通过多次杂交获得的品种，其自交后代常出现色彩、纤维长短等性状遗传不稳定的问题，请分析回答：

(1)欲短时间迅速解决彩棉性状遗传不稳定的问题，理论上可通过________育种方式，此育种方式依据的原理是________________________________________________________________________。

(2)为获得能稳定遗传的优质彩棉品种，研究人员以白色棉品种做母本，棕色彩棉做父本杂交，受粉后存在着精子与卵细胞不融合但母本仍可产生种子的现象。这样的种子萌发后，会出现少量的父本单倍体植株、母本单倍体植株及由父本和母本单倍体细胞组成的嵌合体植株。

①欲获得纯合子彩棉，应选择上述________植株，用秋水仙素处理植株的________，使其体细胞染色体数目加倍。

②如图是研究人员在诱导染色体数目加倍时的实验处理和结果，本实验的目的是探究____________对细胞内染色体数目加倍效果的影响，实验效果最好的实验处理方法是________________________________________________________________________。

③欲鉴定枝条中染色体数目是否加倍，不借助于显微镜，可以通过直接测量________________________，并与单倍体枝条进行比较做出判断。

(3)欲检测染色体数目已加倍的植株是否为纯合子，在实践中常采用________的方法，根据后代是否发生____________________作出判断。

解析：(1)单倍体育种的优点是明显缩短育种年限，后代均为纯合体，自交后代不发生性状分离，所以可通过单倍体育种迅速解决彩棉性状遗传不稳定的问题，该方法的原理是染色体数目的变异。(2)①已知白色棉做母本，棕色彩棉做父本，要获得纯合子彩棉，应选择父本单倍体植株，用秋水仙素处理植株的芽，使其体细胞染色体数目加倍。②根据题意和图示分析可知，实验中自变量有两个，即秋水仙素浓度和不同处理时间，所以实验的目的是探究不同秋水仙素浓度和不同处理时间对细胞内染色体数目加倍效果的影响。通过柱状图分析可知，用0.05%秋水仙素，处理12小时的实验效果最好。③多倍体与正常个体相比，其植株的茎、杆粗壮，叶、果实大，营养物质含量丰富，所以可以通过直接测量茎的粗细、叶面积的大小(营养器官的大小)，与单倍体枝条进行比较作出判断。检验显性个体是否是纯合体，可以用自交法和测交法，其中最简单的方法是自交法，即让其连续自交，看其后代是否发生性状分离。

答案：(1)单倍体　染色体变异

(2)①父本单倍体　芽(茎的生长点，其他答案合理即可)　②不同秋水仙素浓度和不同处理时间　0.05%秋水仙素，处理12小时　③茎的粗细、叶面积的大小(营养器官的大小)

(3)(连续)自交　性状分离

15．[2019·江苏徐州模拟]玉米(2N＝20)是一种雌雄同株的植物，是重要的粮食作物之一。请回答下列问题：

(1)测定玉米基因组DNA序列，需测定________条DNA上碱基序列。

(2)某品种玉米2号染色体上的基因S在编码蛋白质时，控制最前端几个氨基酸的DNA序列如图1所示，已知起始密码子为AUG，基因S发生转录时模板链是________链。若基因S中箭头所指碱基对G/C缺失，则该处对应的密码子将改变为________。

(3)玉米花序的正常和异常是由一对等位基因控制的相对性状。某显性植株X自交，F1表现为：正常花序:异常花序＝1:1。取F1正常花序植株的花粉进行离体培养，获得的幼苗用秋水仙素处理后都是异常花序植株。由此推测________是显性性状，植株X自交的子代性状分离比为1:1的原因是________________________________________________________________________。

(4)玉米的易倒伏(H)对抗倒伏(h)为显性，抗病(R)对易感病(r)为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上。图2表示利用品种甲(HHRR)和乙(hhrr)通过三种育种方法(Ⅰ－Ⅲ)培育优良品种(hhRR)的过程。

①方法Ⅰ、Ⅱ的育种原理分别是________________，三种方法中难以获得优良品种(hhRR)的是方法________，原因是________________________________________________________________________。

②方法Ⅱ中HhRr自交获得F2，假设只保留F2中抗倒伏抗病植株的雄蕊(其他雄蕊全部去除)，所有植株雌蕊全部保留且都能成功受粉和发育，则所得F3中能稳定遗传的抗倒伏抗病植株占________。

解析：(1)由于玉米是雌雄同体植株，所以育种学家要测定玉米基因组DNA序列，只需要测定玉米的一个染色体组的10条染色体的DNA序列。(2)①起始密码子为AUG或GUG，则转录起始密码子的模板链是TAC或CAC，分析基因中的a链和b链，TAC位于b链，因此转录的模板链是b链；基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失，转录形成的mRNA该处顺延一个碱基，该处的密码子变成GUU。(3)根据题意可知，玉米花序的正常和异常是由一对等位基因控制的相对性状。某显性植株X自交，F1表现为正常花序和异常花序，说明显性植株X为杂合子；取F1正常花序植株的花粉进行离体培养，获得的幼苗用秋水仙素处理后都是异常花序植株(隐性个体)，说明显性基因的花粉致死。由此推断花序正常时显性性状，植株X自交的子代性状分离比为11的原因是含有正常花序(显性)基因的花粉不育，而含有异常花序(或隐性)基因的花粉可育。(4)①方法Ⅰ是单倍体育种，其原理是染色体变异；方法Ⅱ是杂交育种，其原理是基因重组；方法Ⅲ是诱变育种，由于基因突变是不定向的而且频率很低，因此运用方法Ⅲ难以获得优良品种(hhRR)。②据题意可知，F2代抗倒伏抗病植株的基因型是hhRR:hhRr＝1:2，产生的配子的基因型及比例是hR:hr＝2:1，F2中其他能产生hR配子的个体的基因型及比例为4/16HhRr、2/16HhRR、1/16hhRR、2/16hhRr，这四种基因型的个体产生hR配子的概率之和为(4/16×1/4)＋(2/16×1/2)＋1/16＋(2/16×1/2)＝1/4，只有抗倒伏抗病植株产生的雄配子(hR)与其他个体产生的基因型为hR的雌配子随机结合，才会产生稳定遗传的抗倒伏抗病植株，因此F3中能稳定遗传的抗倒伏抗病植株占2/3×1/4＝1/6。

答案：(1)10

(2)b　GUU

(3)花序正常　含有正常花序(显性)基因的花粉不育，而含有异常花序(或隐性)基因的花粉可育

(4)染色体变异、基因重组　Ⅲ　基因突变是不定向的而且频率很低　1/6