【备考2027】高考生物学一轮复习 课时规范练31 染色体变异与育种(含答案)

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2027全国版高考生物学一轮复习
课时规范练31　染色体变异与育种
(选择题每小题3分)
必备知识基础练
考点一　染色体结构变异
1.(2026·河北唐山模拟)某人类遗传病是由9号染色体和22号染色体互换片段所致,其过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A.该变异是由非同源染色体片段间移接引起
B.该变异可使染色体上的基因排列顺序发生改变
C.患者初级精(卵)母细胞在减数分裂时形成21个正常四分体
D.患者不能产生染色体数目正常的成熟生殖细胞
2.(2026·山东青岛模拟)在细胞分裂过程中,染色体断裂后,不带着丝粒的部分不能定向移动而丢失;带有着丝粒部分的断端可能在同一条染色体内或不同染色体之间重接,有时会形成双着丝粒染色(单)体的特殊结构。若双着丝粒染色(单)体在分裂后期两个着丝粒分别移向两极时,两个着丝粒之间的部分被拉紧而形成“染色体桥”,并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体分别移到细胞两极。下列说法错误的是(　　)
A.双着丝粒染色体移向一极可导致细胞发生染色体数目变异
B.细胞内出现环状染色体的前提是同一染色体着丝粒的两端均出现断裂
C.非同源染色体之间形成的“染色体桥”发生断裂可导致基因重组
D.若“染色体桥”由姐妹染色单体重接形成,可导致染色体缺失或重复
考点二　染色体数目的变异
3.(2026·河南南阳模拟)下图中字母代表正常细胞中所含有的基因,下列说法错误的是(　　)
A.①可以表示经过秋水仙素处理后四倍体西瓜体细胞的基因组成
B.②可以表示果蝇体细胞的基因组成
C.③可以表示21三体综合征患者体细胞的基因组成
D.④可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成
4.(2025·宁夏银川二模)栽培草莓为同源四倍体,育性偏低。RST基因(显、隐性基因分别表示为R和r,RR与Rr所起作用相同)在果实甜度的形成中起重要作用,只有存在R基因才能产生高甜度果实。不考虑突变和互换,下列叙述错误的是(　　)
A.与二倍体草莓相比,四倍体草莓的果实更大,甜度更高
B.选用匍匐茎繁殖可解决草莓同源四倍体育性偏低问题,并保持优良性状
C.若同源染色体两两联会,Rrrr个体自交,子代中高甜度的个体占3/4
D.RRrr个体产生的初级卵母细胞中含有的R基因数目不一定比次级卵母细胞中的多
考点三　染色体数目变异在育种中的应用
5.(2025·辽宁盘锦三模)科研人员利用西瓜品种甲和乙培育出优良西瓜品种丁的流程如图。下列叙述正确的是(　　)
A.过程①和②中花粉的作用相同,试剂为秋水仙素
B.品种甲、乙、丙和丁属于3个不同的物种
C.培育品种丁运用的原理主要为染色体变异
D.三倍体西瓜不能产生种子,原因是其不能进行减数分裂
6.(2025·湖北襄阳三模)图1表示番茄植株(基因型为HhRr,两对基因独立遗传)作为实验材料培育新品种的途径,基因R、r分别控制合成蛋白R、蛋白r。研究发现,与蛋白r比较,蛋白R氨基酸序列有两个变化位点如图2所示(字母代表氨基酸,数字表示氨基酸位置,箭头表示突变位点)。下列相关叙述正确的是(　　)
图1
图2
A.途径1选育基因型为hhrr的个体,需要对HhRr自交的后代进行多代筛选
B.途径2中用秋水仙素处理花粉离体培养获得的幼苗,可快速获取纯合的品种B
C.秋水仙素在途径2和途径3过程中的作用机理不同
D.途径4中r基因突变为R基因时,导致②处突变的原因是发生了碱基对的替换
关键能力提升练
7.(2025·甘肃金昌二模)栽培马铃薯为同源四倍体,相比野生马铃薯(二倍体),四倍体马铃薯的茎秆粗壮,块茎更大,其在减数分裂时,同源染色体配对会形成如图所示不同的结果,进而产生含不同染色体数目的配子。GBSS基因(显隐性基因分别表示为G和g)在直链淀粉合成中起重要作用,只有存在G基因才能产生直链淀粉。不考虑突变和染色体互换,下列叙述错误的是(　　)
A.同源四倍体染色体联会和分离通常会发生异常,可推测四倍体马铃薯的育性低
B.可在减数分裂Ⅰ前期的细胞中观察到四价体结构
C.基因型为Gggg的个体产生的次级精母细胞中均含有1个G基因
D.若只考虑同源染色体两两联会,基因型为GGgg的个体自交,子代中产生直链淀粉的个体占35/36
8.(10分)(2025·广东清远二模)“共和国勋章”获得者李振声院士开创了小麦育种新方法——缺体回交法,育种过程涉及的小麦品系如表所示。回答下列问题。
品系 普通小麦 蓝粒小麦 蓝粒单体小麦 缺体小麦 黑麦
染色体组成 42W 40W+2E4 40W+1E4 40W 14R
性状 种子白色 种子深蓝色 种子浅蓝色 种子白色 抗条锈病
(W:普通小麦　E:长穗偃麦草　R:黑麦　40W+2E4:40条普通小麦染色体和2条长穗偃麦草的4号染色体)
(1)用蓝粒小麦与普通小麦杂交,F1减数分裂Ⅰ前期出现　　　　个四分体,F1的配子可能有4种不同的染色体组成,请写出1种:　　　　。F1自交,在F2中得到蓝粒单体小麦的概率为　　　。原有缺体品系与普通小麦性状难以区分,鉴定缺体需要繁杂的镜检工作,获得蓝粒单体小麦后让其自交可在后代中轻松鉴定缺体小麦,结合表格可知原因是　 　。
(2)为使小麦获得抗条锈病能力,让缺体小麦与4号染色体含有抗条锈病基因的黑麦杂交,用秋水仙素处理F1幼苗,再与亲本缺体小麦进行1~3轮杂交,选择染色体组成为　　　　的子代进行自交,结合镜检选育出含21对染色体的稳定遗传抗性品系,缩短了远缘杂交的育种年限。
(3)研究发现亲缘关系与普通小麦越近越容易发生染色体替换,利用缺体回交法还可进行的研究是 　。
参考答案
必备知识基础练
1.D　解析 据图可知,该变异发生在非同源染色体之间,由非同源染色体片段间移接引起,属于染色体结构变异中的易位,A项正确。该变异(易位)后,会使染色体上的基因排列顺序发生改变,B项正确。由于9号和22号染色体发生了易位,所以处于减数分裂Ⅰ前期的初级精(卵)母细胞中含有21对呈联会状态的同源染色体,形成21个四分体,C项正确。在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,则易位后的新染色体会和正常的9号、22号染色体随机结合和分离,所以患者会产生染色体数目正常的成熟生殖细胞,D项错误。
2.C　解析 双着丝粒染色体移向一极时,可能导致染色体分布不均,进而可导致细胞发生染色体数目变异,A项正确。由题意可知,染色体断裂后,不带着丝粒的部分在细胞分裂过程中不能定向移动而丢失,带有着丝粒部分的断端可以与其他染色体重接,因此细胞内出现染色体环的前提是同一染色体的两端均出现断裂,B项正确。由于连接在一起的两条染色体,分裂时在两着丝粒间的任一位置发生断裂,因此非同源染色体之间形成的染色体桥发生断裂可能会导致一条染色体发生缺失,而另一条染色体上增加了非同源染色体的片段,因此发生的变异属于染色体结构变异,不属于基因重组,C项错误。若“染色体桥”由姐妹染色单体重接形成,分裂时在两着丝粒间的任一位置发生断裂,可能会导致一条染色体发生缺失,而另一条染色体上增加了重复的片段,可导致染色体缺失或重复,D项正确。
3.A　解析 秋水仙素处理后的结果为染色体数目加倍,基因数目也加倍,而且基因至少两两相同,而图①细胞的基因型为AAAa,不能表示经秋水仙素处理后的细胞的基因组成,A项错误。②细胞中含有两对基因,可表示细胞中含有2个染色体组,所以可以表示果蝇体细胞的基因组成,B项正确。21三体综合征患者多了1条第21号染色体,③可以表示其基因组成,此时基因A在21号染色体上,C项正确。雄性蜜蜂是由未受精的卵细胞发育而来,属于单倍体,只含有一个染色体组,所以④可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成,D项正确。
4.A　解析 多倍体植株与二倍体植株相比,一般具有茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大等特点,然而,本题中已知只有存在R基因才能产生高甜度果实,四倍体草莓虽然果实更大,但不一定存在R基因,不一定比二倍体草莓甜度更高,A项错误。匍匐茎繁殖属于无性繁殖中的营养繁殖方式,能保持亲本的优良性状,且可以避免因有性生殖中同源四倍体草莓育性偏低而带来的问题,B项正确。Rrrr个体(假设基因型为Rrrr,产生配子及比例Rr∶rr=1∶1),自交后代为RRrr(高甜)、2Rrrr(高甜)、rrrr(不高甜),高甜占3/4,C项正确。在减数分裂Ⅰ过程中,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,RRrr个体产生初级卵母细胞时,染色体进行复制,基因也随之复制,初级卵母细胞中R基因有4个,在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,R基因可能不均等分配到次级卵母细胞和第一极体中,所以次级卵母细胞中R基因数目可能是0、1、2、3、4个,即RRrr个体产生的初级卵母细胞中含有的R基因数目不一定比次级卵母细胞中的多,D项正确。
5.C　解析 图示过程①中花粉的作用是参与受精作用,过程②中花粉的作用是刺激子房壁产生生长素,进而促进子房壁的发育,A项错误。图中品种甲、乙都是二倍体,是同一物种,品种丙是四倍体,与甲杂交后代高度不育,品种丁是三倍体,自然条件下不能繁殖后代,不属于一个物种,B项错误。品种甲与品种丙杂交,获得三倍体的原理主要是染色体数目变异,C项正确。三倍体西瓜不能产生种子,原因是减数分裂过程中联会会发生紊乱,不能产生可育配子,D项错误。
6.B　解析 据图1可知,途径1是利用基因重组的原理通过杂交育种的方法获得品种A,途径1选育的基因型为hhrr的个体是双隐性个体,可以直接从HhRr自交的后代中筛选出,A项错误。途径2中用秋水仙素处理花粉离体培养获得的幼苗,由于秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,从而获得纯合的二倍体植株,这种方法可以快速获取纯合的品种B,B项正确。途径3是将叶肉细胞组织培养后再用秋水仙素处理获得四倍体植株,属于多倍体育种,秋水仙素在途径2和途径3过程中的作用机理相同,都是抑制纺锤体的形成使染色体数目加倍,C项错误。据图2可知,途径4中r基因突变为R基因时,②处之后的氨基酸序列都发生了改变,导致②处突变的原因是发生了碱基的增添或者缺失,D项错误。
关键能力提升练
7.C　解析 相比野生马铃薯,四倍体马铃薯同源染色体联会和分离通常会发生异常,形成单价体(不能配对的染色体)和三价体,导致同源四倍体育性降低,A项正确。减数分裂Ⅰ前期,同源区段配对可能形成四价体结构,B项正确。基因型为Gggg的细胞复制之后,其基因型为GGgggggg,减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,基因型为Gggg的个体产生的次级精母细胞含有2个或0个G基因,C项错误。若同源染色体两两联会,基因型为GGgg的个体自交,产生的配子及比例为1/6GG、4/6Gg、1/6gg,由于只有存在G基因才能产生直链淀粉,故子代中产生直链淀粉的个体的比例为1-(1/6)×(1/6)=35/36,D项正确。
8.答案 (1)20　20W(或20W+1E4或21W或21W+1E4)　1/8　蓝粒单体小麦自交后代可得到蓝粒小麦、蓝粒单体小麦和缺体小麦,种子分别呈现深蓝色、浅蓝色、白色,(无需镜检)仅凭种子颜色(白色)即可鉴定缺体小麦
(2)40W+1R4
(3)研究小麦与其亲缘属之间的进化关系,进行功能基因的初步定位,研究亲缘种属各条染色体在小麦背景下的遗传作用
解析 (1)分析题意,蓝粒小麦的染色体组成是40W+2E4,共有42条染色体,杂交后F1染色体组成为41W+1E4,41W中包含20对同源染色体和1条单体,E4染色体无同源染色体配对,故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体;蓝粒小麦与普通小麦(42W)杂交获得F1,F1的染色体组成是(41W+1E4),F1的配子可能有4种不同的染色体组成,包括20W、20W+1E4、21W、21W+1E4。F1自交,在F2中得到蓝粒单体小麦(40W+1E4)是由20W与20W+1E4受精而来形成的,所以获得蓝粒单体小麦(40W+1E4)的概率为1/4×1/4×2=1/8。由于蓝粒单体小麦自交后代可得到蓝粒小麦、蓝粒单体小麦和缺体小麦,种子分别呈现深蓝色、浅蓝色、白色,(无需镜检)仅凭种子颜色(白色)即可鉴定缺体小麦。
(2)为使小麦获得抗条锈病能力,让缺体小麦(40W)与4号染色体含有抗条锈病基因的黑麦(14R)杂交获得的F1染色体组成为20W+7R4,用秋水仙素处理F1幼苗获得40W+14R4,再与亲本缺体小麦40W进行1~3轮杂交,第3轮后获得的子代的染色体组成是40W+nR4,其中n=1或2或3,选择染色体组成为40W+1R4的子代进行自交,结合镜检选育出含21对染色体的稳定遗传抗性品系,缩短了远缘杂交的育种年限。
(3)研究发现亲缘关系与普通小麦越近越容易发生染色体替换,利用缺体回交法还可进行的研究是研究小麦与其亲缘属之间的进化关系,进行功能基因的初步定位,研究亲缘种属各条染色体在小麦背景下的遗传作用。
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