高中生物课时规范练21　染色体变异与育种(学生版含答案详解)

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高中生物课时规范练21　
染色体变异与育种
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022浙江A9协作体联考)下列关于染色体组的叙述,错误的是(　　)
A.含有一个染色体组的生物肯定为单倍体
B.一个染色体组可含有本物种一套或两套遗传信息
C.一个染色体组中既含有常染色体也含有性染色体
D.一个染色体组中每条染色体的DNA的碱基序列不同
2.(2022山西长治二中质量调研)二倍体野生香蕉果实中有大量种子,口感较差,人们食用的香蕉是三倍体。下列描述正确的是(　　)
A.二倍体香蕉体细胞在有丝分裂中期含有四个染色体组
B.三倍体香蕉体细胞在有丝分裂前期同源染色体联会紊乱
C.确认香蕉细胞中染色体数目,最好观察有丝分裂中期的细胞
D.将二倍体香蕉细胞低温诱导后置于显微镜下,可看到三倍体细胞
3.(2022黑龙江铁人中学模拟)低温诱导植物(洋葱根尖)染色体数目变化的实验,以下相关叙述正确的是(　　)
A.在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞
B.洋葱根尖在冰箱的低温室内诱导36 h,可抑制细胞分裂中染色体的着丝粒分裂
C.用卡诺氏液固定细胞的形态,用甲基绿染液对染色体染色
D.低温处理洋葱根尖植物分生组织细胞,作用的时期是细胞有丝分裂中期
4.(2022安徽滁州定远育才学校摸底)某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图所示,该生物性原细胞经减数分裂形成了如下图所示的几种配子。关于这几种配子形成过程中所发生的变异,下列说法错误的是(　　)
A.甲的变异属于基因重组、发生在减数分裂Ⅰ过程中
B.乙的变异属于染色体数目变异,发生在减数分裂Ⅱ过程中
C.丙的变异属于染色体结构变异,可能是基因b转移到非同源染色体上
D.丁的变异属于基因突变,在光学显微镜下可观察到碱基序列发生了改变
5.(2022广西北海一模)下列关于生物变异和育种的叙述,正确的是(　　)
A.基因突变均会引起生物性状的改变,如镰状细胞贫血
B.杂交育种的优点之一是能产生新基因,创造出新变异类型
C.单倍体育种能明显缩短育种的年限,且后代性状稳定较快
D.低温诱导根尖细胞染色体数目加倍,此过程中存在非同源染色体的重组
6.(2022福建厦门双十中学期中)某植株的一条染色体发生缺失突变,含有该缺失染色体的花粉不育,缺失染色体上具有红色显性基因B,正常染色体上具有白色隐性基因b(如右图)。以该植株为父本可以进行测交实验。下列说法中错误的是(　　)
A.如果测交后代有红色性状出现,只能是2和3之间发生了互换
B.如果图中的4个基因只有3上的B变成了b,说明发生了基因突变
C.图中的变异类型是染色体结构变异
D.如果没有其他变异,则测交后代中全部表现为白色性状
7.(2022河南郑州商丘名师联盟教学质检)普通棉花均为白色,粉红色棉花在生产中有重要的商业价值。下图为育种专家利用白色棉培育出粉红色棉的过程,下列有关叙述错误的是(　　)
A.F1是基因突变和染色体变异的结果
B.基因重组导致F2出现性状分离
C.F2全部植株自交,F3中粉红色棉植株的比例约为1/3
D.利用组织培养技术可获得大量的粉红色棉
8.(2022山东烟台联考)秋水仙碱是一种生物碱,因最初从百合科植物秋水仙中提取出来,又称秋水仙素。秋水仙碱能抑制有丝分裂,破坏纺锤体,使染色体停滞在分裂中期。这种由秋水仙碱引起的不正常分裂,称为秋水仙碱有丝分裂。在这样的有丝分裂中,染色体虽然纵裂,但细胞不分裂,不能形成两个子细胞,因而染色体数目加倍。秋水仙碱被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种中。下列有关秋水仙碱应用的叙述,正确的是(　　)
A.秋水仙碱能抑制有丝分裂,破坏纺锤体,使染色体停滞在分裂中期,故最终得到的细胞每条染色体将有2个DNA分子
B.用秋水仙碱加倍曼陀罗等植物的染色体获得成功以后,发现细胞中有多个细胞核
C.用秋水仙碱处理西瓜的幼苗,可能导致基因突变的发生
D.用秋水仙碱处理西瓜的幼苗芽尖,会导致芽尖正在分裂的细胞染色体数目都加倍
二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。
9.(2022山东莱州开学考试)下列关于遗传变异的叙述,错误的是(　　)
A.诱变育种可获得青霉素高产菌株,该菌株的基因结构没有发生改变
B.单倍体植株比正常植株弱小,但植株细胞中可存在同源染色体
C.三倍体西瓜基本无子,但细胞中染色体数目已改变,故属于染色体变异
D.遗传病在家族每代人中均出现,若只在一代人中出现则不属于遗传病
10.(2022山东三模)果蝇的红眼(A)与白眼(a)是1对相对性状,A、a位于X染色体上。现用紫外线照射1只红眼雄果蝇,然后让其与白眼雌果蝇杂交,得到的子代全是雄果蝇。经研究发现,该雄果蝇的X染色体缺失了一个片段,但A基因功能正常。下列相关叙述正确的是(　　)
A.该雄果蝇发生的变异属于染色体变异,可通过光学显微镜观察
B.经紫外线照射处理后,该变异果蝇所在种群的遗传多样性减少
C.经紫外线照射处理后,该果蝇减数分裂过程中同源染色体无法联会
D.子代全是雄果蝇的原因可能是X染色体部分缺失使雄配子死亡
三、非选择题
11.(2022福建师大附中期中)现在栽培香蕉是由尖叶蕉和长梗蕉这两个原始野生种,通过自交或杂交进化而来的。尖叶蕉的染色体组成和染色体数可以表示为2N=AA=22,长梗蕉的染色体组成和染色体数可以表示为2N=BB=22。
(1)尖叶蕉和长梗蕉杂交后代的染色体条数为　　　　。杂交后代(AB)是否可育取决于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)现在栽培香蕉几乎都是三倍体香蕉。可食性状最初是由尖叶蕉(2N=AA)杂交多倍化而产生。同时在育种中引入来自长梗蕉(2N=BB)的染色体组,使香蕉带有抗病、抗旱和抗寒等性状。请写出培育AAB型香蕉的步骤(用字母、箭头表示育种步骤,并标注相应文字的进行说明)。
(3)三倍体香蕉由于不能产生正常配子,只能通过　　　　　生殖繁衍后代,从而导致香蕉的种植面临香蕉枯萎病的威胁,感染了病菌的香蕉大面积减产,甚至绝收。有人说,三倍体香蕉正在走向灭绝。该说法的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。你对挽救三倍体香蕉有什么合理的建议 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
12.(2022江苏姜堰中学、如东中学联考)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。
(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为　　　　,因此在　　　　分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的　　　　　　。
(2)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;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)
①根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。
从图2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,出现性状分离的原因是　　　　　　　　　　　　　。推测白粒亲本的基因型是　　　　　　　。
③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:
请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型。
(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)③中的育种材料与方法,育种流程应为:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体。
答案：
课时规范练
1.C　解析 体细胞中只含有一个染色体组的生物,只能由配子发育而来,则一定为单倍体,A项正确;一个染色体组携带着生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息,若已完成染色体复制,则一个染色体组含有两套遗传信息,B项正确;不是所有生物都有性别之分,没有性别之分的生物,其染色体组中的染色体没有常染色体和性染色体之分,有性别之分的生物,其染色体组中的染色体也不一定既含有常染色体也含有性染色体,如蜜蜂,C项错误;一个染色体组中的所有染色体,在形态和功能上各不相同,因此每条染色体的DNA的碱基序列不同,D项正确。
2.C　解析 二倍体香蕉体细胞在有丝分裂中期因着丝粒未分裂,故含有两个染色体组,A项错误;三倍体香蕉生殖细胞在减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会紊乱,B项错误;有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期,因此确认香蕉细胞中染色体数目时应该观察有丝分裂中期的细胞,C项正确;将二倍体香蕉细胞低温诱导后置于显微镜下可看到二倍体、四倍体细胞,但不会观察到三倍体细胞,D项错误。
3.A　解析 低温能够抑制细胞中纺锤体的形成,使得细胞中染色体数目加倍,所以在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞,A项正确;低温能够抑制细胞中纺锤体的形成,但是不影响着丝粒分裂,B项错误;实验中应该用碱性染料甲紫溶液或者醋酸洋红液等对染色体染色,而甲基绿只能用于DNA的染色,C项错误;低温处理洋葱根尖植物分生组织细胞,作用的时期是细胞有丝分裂前期,D项错误。
4.D　解析 甲形成过程中,在减数分裂Ⅰ后期,发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合,属于基因重组,A项正确;乙形成的原因是减数分裂Ⅱ后期,姐妹染色单体分开后未分离,这属于染色体数目变异,B项正确;a和b是非同源染色体上的基因,而丙中a和b位于同一条染色体上,原因可能是基因b转移到非同源染色体上,属于染色体结构变异中的易位,C项正确;丁的变异产生了新的等位基因,属于基因突变,基因突变是DNA中碱基序列的改变,在显微镜下观察不到,D项错误。
5.C　解析 基因突变不一定会引起生物性状改变,A项错误;杂交育种的原理是基因重组,基因重组不能产生新基因,B项错误;单倍体育种能明显缩短育种的年限,且后代性状稳定快,C项正确;植物根尖细胞进行的是有丝分裂,非同源染色体重组发生在减数分裂过程中,D项错误。
6.A　解析 正常的测交结果后代应全表现为白色性状,如果测交后代有红色性状出现,可能的原因是基因突变或互换,A项错误;如果图中的4个基因只有3上的B变成了b,说明发生了基因突变,如果发生的是互换,则图中4个基因不变,3上的B变成b的同时,2上的b应变成B,B项正确;染色体结构的变异是指细胞内1条或几条染色体发生片段的缺失、重复、倒位或易位等改变,因此,图中的染色体缺失属于染色体结构变异,C项正确;如果没有其他变异,该植株为父本产生的花粉有B、b两种,由于获得该缺失染色体的花粉不育(即B),正常的测交结果后代应全表现为白色性状,D项正确。
7.B　解析 分析题图信息可知,经辐射处理后,棉花植株发生了基因突变和染色体结构变异,A项正确;F2出现性状分离不是基因重组的结果,而是等位基因分离和精卵细胞随机结合的结果,B项错误;F2中可育植株及比例为1/3bb和2/3bo,F2自交,F3中的基因型及比例为3/6bb、2/6bo、1/6oo(不育),故粉红色棉植株的比例约为1/3,C项正确;利用茎、芽进行植物组织培养,可获得大量的粉红色棉,D项正确。
8.C　解析 秋水仙碱抑制纺锤体的形成,但不抑制染色体着丝粒的分裂,所以最终得到的细胞每条染色体将有1个DNA分子,A项错误;用秋水仙碱处理可以获得多倍体植物,但细胞中只有1个细胞核,B项错误;秋水仙碱是化学物质,可能诱导细胞发生基因突变,C项正确;用秋水仙碱处理西瓜的幼苗芽尖,只有部分细胞染色体数目加倍,D项错误。
9.AD　解析 诱变育种可获得青霉素高产菌株,其原理是基因突变,即由于碱基增添、缺少或替换而使基因结构发生改变,A项错误;单倍体植株比正常植株弱小,是由配子直接发育而来,遗传物质是正常植株的一半,但植株细胞中可存在同源染色体,如八倍体的小黑麦,其配子发育而来的植株为单倍体,该单倍体细胞中就含有同源染色体,B项正确;三倍体西瓜在减数分裂过程中联会紊乱,基本上没有正常配子,所以西瓜中基本无子,而细胞中染色体数目是原来的1.5倍,故属于染色体数目变异,C项正确;遗传病是由遗传物质改变引起的疾病,显性遗传病可能在家族每代人中均出现,只在一代人中出现的可能是隐性遗传病,也可能是由生殖细胞基因突变或染色体变异引起,D项错误。
10.AD　解析 该雄果蝇发生的变异是X染色体缺失了一个片段,属于染色体结构变异,可以在光学显微镜下观察该变异,A项正确。变异增加了种群的遗传多样性,B项错误。经紫外线照射处理后,果蝇减数分裂过程中同源染色体可以联会,C项错误。由于子代只有雄果蝇,说明变异的果蝇只产生含Y的雄配子,含X的雄配子致死,D项正确。
11.答案 (1)22　A和B两染色体组的染色体是否能联会
(2)
(3)无性　三倍体香蕉主要通过无性生殖产生后代,后代不发生基因重组,后代的遗传多样性(变异)减少,易受同一疾病的影响　用没有被病毒感染的组织进行植物组织培养,获得脱毒苗
解析 (1)尖叶蕉的染色体组成和染色体数可以表示为2N=AA=22,长梗蕉的染色体组成和染色体数可以表示为2N=BB=22,尖叶蕉和长梗蕉杂交后代为2N=AB=22,染色体条数为22。杂交后代(AB)是否可育取决于A和B两染色体组的染色体是否能联会。(2)二倍体尖叶蕉(2N=AA)经染色体加倍形成四倍体尖叶蕉(4N=AAAA),四倍体尖叶蕉(4N=AAAA)与二倍体长梗蕉(2N=BB)杂交,可得到AAB型香蕉。依此写出遗传图解。(3)三倍体香蕉由于不能产生正常配子,只能通过无性生殖繁衍后代,从而导致香蕉的种植面临香蕉枯萎病的威胁,感染了病菌的香蕉大面积减产,甚至绝收。有人说,三倍体香蕉正在走向灭绝。该说法的依据是三倍体香蕉主要通过无性生殖产生后代,后代不发生基因重组,后代的遗传多样性(变异)减少,易受同一疾病的影响。建议为:用没有被病毒感染的组织进行植物组织培养,获得脱毒苗。
12.答案 (1)10　减数　染色体组　(2)①卵细胞　②紫粒亲本是杂合子　aaRr或Aarr　③单倍体籽粒胚的表型为白色,基因型为ar;二倍体籽粒胚的表型为紫色,基因型为AaRr;二者籽粒胚乳的表型为紫色,基因型为AaaRrr　(3)用G和H杂交,将所得F1为母本与S杂交;根据籽粒颜色挑出单倍体
解析 (1)单倍体玉米体细胞染色体数目与本物种配子染色体数目相同,为20÷2=10(条)。单倍体细胞中无同源染色体,减数分裂过程中染色体无法联会,染色体随机分配,导致配子中无完整的染色体组。(2)①由题图可以看出,单倍体子代基因的PCR扩增结果与母本完全相同,说明单倍体的胚由母本的卵细胞发育而来。②A、a与R、r独立遗传,共同控制籽粒的颜色,紫粒玉米与白粒玉米杂交出现性状分离的原因是紫粒亲本是杂合子,两对等位基因各自相互分离后,非等位基因发生了自由组合;根据紫∶白=3∶5的性状分离比,紫粒占3/8,由“3/8=3/4×1/2”可推出亲本中紫粒玉米的基因型为双杂合,白粒玉米的基因型为单杂合+隐性基因,即为aaRr或Aarr。③根据图中的亲本的基因型可知,二倍体籽粒的颜色应为紫色,基因型为AaRr;单倍体籽粒由母本的配子发育而来,所以其基因型为ar。胚乳都是由一个精子(基因组成AR)和两个极核(基因组成都为ar)结合后发育而来,基因型为AaaRrr。(3)按照(2)③中的方法,可将G和H杂交,得到F1,再以F1为母本授以突变体S的花粉,根据籽粒颜色挑出表型为白色的单倍体,将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子,最后选出具有优良性状的个体。
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