2021学年第三章 生物的变异第一节 染色体变异及其应用本节综合与测试练习
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3.1染色体变异及其作用同步练习苏教版 (2019)高中生物必修二
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意:本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题,所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题,所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效,不予记分。
一、单选题(本大题共20小题,共20.0分)
1. 下列关于遗传变异的说法,错误的是()
A. 三倍体无子西瓜中偶尔出现一些可育的种子,原因是母本在进行减数分裂时,有可能形成部分正常的卵细胞
B. 染色体结构变异和基因突变都可使染色体上的DNA分子碱基对排列顺序发生改变
C. 基因型为AaBb的植物自交,且遵循自由组合规律,后代有三种表现型,则子代中表现型不同于亲本的个体所占比例可能为716
D. 八倍体小黑麦是由普通小麦(六倍体)和黑麦(二倍体)杂交后再经过染色体加倍后选育,它的花药经离体培养得到的植株是可育的
2. 科研工作者将基因型为Aa的某二倍体植物幼苗X用秋水仙素处理芽尖,使其成为四倍体,再将该四倍体产生的配子进行离体培养成幼苗后,用秋水仙素处理使之染色体加倍。下列相关叙述正确的是
A. 上述育种方式为多倍体育种
B. 最终获得的后代有3种基因型,比例为1:4:1
C. 最终获得的后代出现多种基因型的原理是基因重组
D. 幼苗X长成的植株中,所有体细胞都含四个染色体组
3. 关于单倍体、二倍体、多倍体的叙述,正确的是( )
A. 体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体
B. 用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体植株
C. 多倍体的植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实、种子都比较大,营养物质都有所增加
D. 多倍体在动物中常见,在植物中很少见
4. 下列关于染色体畸变在育种中应用的叙述,正确的是( )
A. 花药离体培养得到的植株都是纯合子,大大缩短了育种年限
B. 单倍体的体细胞中不一定只含有一个染色体组
C. 与正常植株相比,所有单倍体植株都有弱小且高度不育的特点
D. 人工诱导染色体加倍,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗是最有效、也是唯一的方法
5. 下列为利用某二倍体植物(基因型为AaBb,两对基因可独立遗传)进行育种的示意图,①是用秋水仙素处理,②是花粉离体培养,据图判断错误的是( )
A. 植株A群体为四倍体植株,植株B群体为二倍体植株
B. 植株B群体中基因型为AaBb的个体占4/9
C. 进行①操作时,可选择处于萌发种子阶段或幼苗阶段的植物
D. 过程②需在无菌的条件下进行
6. 科研工作者将基因型为Aa的某二倍体植物幼苗X用秋水仙素处理芽尖,使其成为四倍体,再将该四倍体产生的配子进行离体培养成幼苗后,用秋水仙素处理使之染色体加倍。下列相关叙述正确的是( )
A. 上述育种方式为多倍体育种
B. 最终获得的后代有3种基因型,比例为1:4:1
C. 最终获得的后代出现多种基因型的原理是基因重组
D. 幼苗X长成的植株中,所有体细胞都含四个染色体组
7. 以下有关变异的相关说法正确的是
①先天性疾病不都是遗传病 ②单倍体都不能产生配子且高度不育③某 DNA分子中丢失1个基因属于基因突变 ④二倍体水稻的花药离体培养得到的植株稻穗和米粒较小 ⑤三倍体无籽西瓜及二倍体无子番茄都发生了染色体变异 ⑥基因突变可发生在个体发育任何时期体现了随机性 ⑦花药中可发生突变和基因重组 ⑧21三体综合征患者的体细胞中含有三个染色体组 ⑨生物体内遗传物质改变的不一定会导致遗传病
A. ②⑥⑧⑨ B. ①⑥⑦⑨ C. ②④⑥⑦ D. ①③④⑤
8. 下列关于单倍体、二倍体、多倍体的叙述不正确的是( )
A. 由合子发育成的生物体细胞中有几个染色体组就叫几倍体
B. 由配子发育成的生物体,细胞中无论有几个染色体组也只能叫单倍体
C. 单倍体一般高度不孕,多倍体一般茎秆粗壮,果实、种子较大
D. 单倍体都是纯种,多倍体等位基因至少有三个
9. 如图为普通小麦(6n=42,记为42E)与长穗偃麦草(2n=14,记为14M)杂交育种过程,其中长穗偃麦草的某条染色体含有抗虫基因。在减数分裂过程中不能联会的染色体组的染色体是随机移向细胞两极的。下列选项中正确的是()
A. 普通小麦和长穗偃麦草的每个染色体组含有的染色体数分别为6、7
B. ①过程只有通过秋水仙素诱导萌发的种子和幼苗才能实现
C. ③过程利用辐射诱发染色体易位和数目变异后实现
D. 丙中来自长穗偃麦草的染色体数目为3M或4M
10. 下列有关生物的遗传变异的叙述,正确的是()
A. 基因型为Aa的个体自交,因基因重组而导致子代发生性状分离
B. 三倍体无籽西瓜不能产生种子,因此是不可遗传变异
C. 在光学显微镜下能看到的突变是染色体变异和基因重组
D. 基因结构的改变都属于基因突变
11. 甲、乙是豌豆的两个品系,将品系甲(高茎,基因型为Aa)的幼苗用秋水仙素处理后,得到四倍体植株幼苗(品系乙),将甲、乙品系混合种植,在自然状态下生长,得到它们的子一代。下列有关叙述错误的是
A. 品系甲、品系乙混合种植后,产生的子代中有二倍体、三倍体和四倍体
B. 品系甲植株与品系乙植株杂交可得到三倍体,所以它们为不同的物种
C. 取品系乙的花药经离体培养,再经秋水仙素处理获得的植株既有纯合子又有杂合子
D. 将品系乙植株上所结种子单独种植,高茎植株占35/36,矮茎植株占1/36
12. 下列关于植物染色体变异的叙述,正确的是
A. 染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加
B. 染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生
C. 染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化
D. 染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化
13. 下列关于染色体变异的叙述,正确的是()
A. 染色体变异不涉及碱基对的数目变化
B. 人类猫叫综合征的病因是由于特定的染色体片段缺失造成的
C. 染色体数目变异中,只能发生以染色体组为单位的变异
D. 体细胞含有三个染色体组的个体为三倍体
14. 下图为科研人员将油菜(2n=38)和萝卜(2n=18)进行杂交得到油菜新品种的过程。下列叙述正确的是()
A. 甲植株的体细胞中含有2个染色体组,故甲植株可育
B. ③过程是用秋水仙素或低温处理甲的成熟植株
C. 乙植株在减数分裂过程中联会紊乱,不能产生可育配子
D. 该新品种培育过程运用了染色体变异原理
15. 下列有关染色体变异的说法中,不正确的是( )
A. 水稻(2N=24)一个染色体组中有12条染色体,但若是研究水稻基因组,则应该研究13条染色体
B. 普通小麦(6N)的花药离体培养后,长成的植株细胞中含三个染色体组,但不是三倍体
C. 含有基因AAaa的细胞不一定有四个染色体组
D. 马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体,而蜂群中的雄蜂是可育的单倍体
16. 下列关于生物变异与育种的叙述,正确的是()
A. 基因重组只是基因间的重新组合,不会导致生物表现型发生改变
B. 基因突变使DNA序列发生的变化,都能引起生物表现型发生改变
C. 弱小且高度不育的单倍体植株,进行加倍处理后可用于育种
D. 多倍体植株染色体组数加倍,产生的配子数加倍,有利于育种
17. 下列关于变异和育种的叙述正确的是()
A. 自由组合发生在精卵结合过程中
B. 花药离体培养过程中,基因重组和染色体变异均有可能发生
C. 三倍体无子西瓜不能从种子发育而来,其原因是形成种子过程中联会紊乱
D. 在多倍体育种中,用秋水仙素处理单倍体幼苗获得的植株不一定都是二倍体
18. 下列关于生物变异、育种的叙述,正确的是()
A. 诱变所得植株若不出现预期性状就应该丢弃
B. 花药离体培养过程可能发生的变异有突变和基因重组
C. 虽然三倍体西瓜没有种子,但该无子性状属于可遗传变异
D. 秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制了着丝点的分裂
19. 下列有关“一定”的说法正确的是()
①生物的生殖细胞中含有的全部染色体一定就是一个染色体组
②经花药离体培养得到的单倍体植株再经秋水仙素处理后一定得到纯合子
③体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体
④体细胞中含有奇数染色体组的个体一定是单倍体。
A. 全部正确 B. ①④ C. ③④ D. 全部不对
20. 甲、乙是豌豆的两个品系,将品系甲(高茎,基因型为Aa)的幼苗用秋水仙素处理后,得到四倍体植株幼苗(品系乙),将甲、乙品系混合种植,在自然状态下生长,得到它们的子一代。下列有关叙述错误的是( )
A. 品系甲、品系乙混合种植后,产生的子代中有二倍体、三倍体和四倍体
B. 品系甲植株与品系乙植株杂交可得到三倍体,所以它们为不同的物种
C. 取品系乙的花药经离体培养,再经秋水仙素处理获得的植株既有纯合子又有杂合子
D. 将品系乙植株上所结种子单独种植,高茎植株占3536,矮茎植株占136
二、探究题(本大题共5小题,共75.0分)
21. 在水果的栽培中,果实少籽的品种更受欢迎。少籽品种的类型根据其培育原理有多倍体少籽和易位少籽等。
(1)人们平时食用的普通西瓜是二倍体,为实现无籽的目的可利用二倍体西瓜培育三倍体西瓜,培育的第一年用秋水仙素处理母本获得四倍体植株,利用的原理是秋水仙素能_____________,使染色体数目加倍;第二年种植的西瓜所结果实无籽的原因是________________________。
(2)三倍体西瓜价格昂贵且育种技术较复杂。研究证明,通过人工诱导染色体易位培育少籽西瓜,能有效克服以上缺点,部分育种过程如图1所示,在发生染色体易位的西瓜中,只有如图2所示的易位纯合体产生的配子育性正常,其余个体产生的配子均有一部分不育。用碘液可鉴定花粉育性,经碘液处理后,育性正常的花粉呈圆形黑色,败育花粉呈形状不规则的浅黄色。
①用60Co辐射后的种子记为M1,播种M1,自交得到的后代为M2,在M1中只有少数个体发生了如图A所示的染色体易位,原因是生物的突变具有_______________的特点(至少写两点);若A植株产生的各种类型的配子均有一半不育,则其自交产生的后代中配子育性正常的植株所占比例为_____。
②若要大量获得图A所示的少籽品种,需筛选出如图2所示的易位纯合体,可从A植株自交产生的M2中选取配子育性正常的单株做父本,与正常的二倍体母本进行杂交得到F1,种植F1并进行花粉育性检查,若显微镜下观察到__________________________,则父本为易位纯合体。进行杂交的同时应让该单株父本进行_____,以保留该品系。
22. 在水果的栽培中,果实少籽的品种更受欢迎。少籽品种的类型根据其培育原理有多倍体少籽和易位少籽等。
(1)人们平时食用的普通西瓜是二倍体,为实现无籽的目的可利用二倍体西瓜培育三倍体西瓜,培育的第一年用秋水仙素处理母本获得四倍体植株,利用的原理是秋水仙素能_____________,使染色体数目加倍;第二年种植的西瓜所结果实无籽的原因是________________________。
(2)三倍体西瓜价格昂贵且育种技术较复杂。研究证明,通过人工诱导染色体易位培育少籽西瓜,能有效克服以上缺点,部分育种过程如图1所示,在发生染色体易位的西瓜中,只有如图2所示的易位纯合体产生的配子育性正常,其余个体产生的配子均有一部分不育。用碘液可鉴定花粉育性,经碘液处理后,育性正常的花粉呈圆形黑色,败育花粉呈形状不规则的浅黄色。
①用60Co辐射后的种子记为M1,播种M1,自交得到的后代为M2,在M1中只有少数个体发生了如图A所示的染色体易位,原因是生物的突变具有_______________的特点(至少写两点);若A植株产生的各种类型的配子均有一半不育,则其自交产生的后代中配子育性正常的植株所占比例为_____。
②若要大量获得图A所示的少籽品种,需筛选出如图2所示的易位纯合体,可从A植株自交产生的M2中选取配子育性正常的单株做父本,与正常的二倍体母本进行杂交得到F1,种植F1并进行花粉育性检查,若显微镜下观察到__________________________,则父本为易位纯合体。进行杂交的同时应让该单株父本进行_____,以保留该品系。
23. 我国现在大面积种植的栽培种油菜是由二倍体油菜(AA,2n=20)和甘蓝(CC,2n=18)自然杂交而成的异源四倍体(AACC,4n=38)。研究人员通过人工合成新型油菜对油菜杂交品种的种质创新进行探索
(1)研究人员以甘蓝(CC)为父本,在花期对油菜(AA)人工授粉,但由于二者属于不同物种,存在______,不能得到后代。研究人员采用胚挽救技术,在授粉周后取幼胚进行离体培养获得杂交种单倍体油菜(AC,2n=19),经______处理,获得人工合成的新型油菜(AACC,4n=38)。
(2)在对新型油菜继续种植的过程中,研究人员发现此油菜表现为自交不亲和,产生后代较少。为探究其原因,研究人员取栽培种油菜和新型油菜的花蕾制片并观察减数分裂过程①观察发现,栽培种油菜减数分裂基本正常,在减数第一次分裂的前期,______联会,进而形成______个四分体。
②观察发现,新型油菜在减数第一次分裂的前期就出现了异常,除正常配对外,还出现了多条染色体配对和单条染色体不配对的现象,最终产生自交不亲和现象。但这些特殊的配对也为新型油菜A、C基因组之间的基因交换提供了可能,并促进了优良性状的导人,扩大了种质的遗传背景。基于上述内容,你认为在减数分裂的过程中能实现A、C染色体组之间进行基因交换的变异包括______。
a,基因突变 b.基因重组 c.染色体结构变异 d.染色体数目变异
(3)研究人员进一步对新型油菜减数分裂中期和后期染色体行为进行统计,发现新型油菜在这些时期也出现了大量的异常染色体行为,导致花粉败育进而自交不亲和。请解释为何同为异源四倍体,天然杂交的栽培种油菜自交亲和而人工合成的新型甘蓝型油菜却表现出自交不亲和的现象。______
24. 西瓜的花为单性花,雌雄同株,如图是三倍体西瓜(3N=33)育种的过程图,请据图回答下列问题:
(1)该三倍体无籽西瓜的变异来源属于______,该变异是否为可遗传的变异______(填“是”或“否”)。
(2)为什么以一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖?______。
(3)三倍体西瓜育种过程中有两次杂交。第一次杂交过程中对母本雌花在开花前______(填“需要”或“不需要”)套袋,结果是:四倍体母本上结出的果实其果肉细胞含______个染色体组,种子中的胚含______个染色体组;第二次杂交过程中对三倍体植株的雌花应授以二倍体成熟的花粉,其目的是______,最终得到三倍体无籽西瓜。
25. 育种工作者在大田中发现了几株阔叶且产量高的变异小麦。
(1)若已确定这些小麦的变异是可遗传的,那么这种变异是由基因突变引起的,还是由染色体变异引起的还无法确定,设计实验来鉴定。
第一步:分别取阔叶、窄叶茎部的分生组织细胞制成装片。
第二步:用显微镜观察有丝分裂_____________期细胞中的染色体。
预期结果及结论:
①若__________________________________________,则变异是由基因突变导致的。
②若_______________________________________,则变异是由染色体变异导致的。
(2)若已确定阔叶变异是由基因突变导致的,设计一个实验来判断这种突变是显性突变还是隐性突变。
①方法:选取多株阔叶小麦,______________________。
②结果及结论:
a.若子代均表现为阔叶性状,则为隐性突变。
b._______________________________________________。
(3)假如上述突变是显性突变,可以在短时间内获得纯合的突变类型的方法是__________________________________
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查染色体变异和育种的相关知识,意在考查考生理解所学知识要点,把握之间内在联系的能力;能运用所学知识,对生物学问题作出准确的判断和得出正确的结论。
三倍体西瓜由于减数分裂过程中,联会发生紊乱,不能产生配子,所以形成无子西瓜;染色体结构变异会导致基因的数目和排列顺序发生改变;基因突变可使染色体上的DNA分子碱基对排列顺序发生改变;花粉直接培养所得的个体是单倍体个体,一般高度不育。
【解答】
A.三倍体西瓜由于减数分裂过程中,联会发生紊乱,不能产生配子,因此形成无子西瓜,而无籽西瓜中偶尔出现一些可育的种子,原因是母本在进行减数分裂时,有可能形成部分正常的卵细胞,故A正确;
B.染色体结构变异可通过染色体上基因数量或排列顺序的改变导致碱基排列顺序发生改变,基因突变可通过基因中碱基对的增添、缺失或替换导致染色体上的DNA分子碱基对排列顺序和数目发生改变,故B正确;
C.基因型为AaBb的植物自交,且遵循自由组合规律,后代表现型及比例为A_B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1,现杂交后代有三种表现型,若比例为9:6:1或9:3:4,则子代中表现型不同于亲本的个体所占比例为716,故C正确;
D.八倍体小黑麦是由普通小麦(六倍体)和黑麦(二倍体)杂交后再经过染色体加倍后选育,它的花药经离体培养得到的植株是单倍体,含有普通小麦的3个染色体组和黑麦的1个染色体组,在减数分裂联会时会发生紊乱,不能产生正常的配子,因此不可育,故D错误。
故选D。
2.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查学生对知识的理解和分析能力。二倍体生物体细胞中基因成对存在,生殖细胞中基因成单存在。单倍体和单倍体育种的概念容易混淆。单倍体是用配子发育成一个个体,单倍体育种是利用花药离体培养,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使其染色体数目加倍。单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体数目变异。
【解答】
A.题目所述实验过程中的育种方式为多倍体育种和单倍体育种,A项错误;
B.对X用秋水仙素处理后,获得四倍体基因型为AAaa,其产生配子的比例是AA:Aa:aa=1:4:1,再进行染色体加倍,最终获得的后代为AAAA:AAaa:aaaa=1:4:1,B项正确;
C.基因重组是非等位基因的重新组合,C项错误;
D.对X用秋水仙素处理芽尖,只有一部分细胞发生了染色体加倍,并非所有体细胞中都含四个染色体组,D项错误。
故选B。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查单倍体、二倍体、多倍体相关知识,意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
A.由受精卵发育来,体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体,A错误;
B.用秋水仙素处理含一个染色体组的单倍体植株后得到的是二倍体植株,B错误;
C.多倍体的植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实、种子都比较大,营养物质都有所增加,C正确;
D.多倍体在植物中常见,在动物中很少见,D错误。
故选C。
4.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查染色体数目变异及育种的相关知识,考查考生对课本基础知识的识记能力。
【解答】
A.花药离体培养得到的都是单倍体植株,要得到纯合体,还要用秋水仙素处理幼苗,A错误;
B.单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,对于四倍体的单倍体来讲,会有两个染色体组,B正确;
C.A如果单倍体中含有偶数个染色体组,也是可育的,如四倍体的单倍体有两个染色体组,可以产生正常的配子,C错误;
D.人工诱导多倍体,可以用秋水仙素处理,也可以进行低温处理,原理相同,但前者是最有效也是常用的方法,D错误。
故选B。
5.【答案】A
【解析】
【分析】
本题结合图解,考查单倍体育种和多倍体育种的相关知识,意在考查学生的识图能力和判断能力,运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
分析题图:图示是用基因型为AaBb(两对基因独立遗传)植物产生的花粉进行单倍体育种的示意图,其中①表示用秋水仙素处理,染色体数目加倍,植株A为四倍体植株,基因型为AAaaBBbb;②表示花粉离体培养,植株B为单倍体植株。
【解答】
A.植株A群体为四倍体植株,植株B群体为单倍体植株,A错误;
B.植株A为四倍体植株,基因型为AAaaBBbb,其产生的配子类型为(1/6AA, 4/6Aa, 1/6aa)×(1/6BB, 4/6Bb, 1/6bb),所以植株B群体中基因型为AaBb的个体占23×23=49,B正确;
C.进行①秋水仙素处理操作时,可选择处于萌发种子阶段或幼苗阶段的植物,C正确;
D.过程②花粉离体培养需在无菌的条件下将花粉接种至半固体培养基中,D正确。
故选A。
6.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查学生对知识的理解和分析能力。二倍体生物体细胞中基因成对存在,生殖细胞中基因成单存在。单倍体和单倍体育种的概念容易混淆。单倍体是用配子发育成一个个体,单倍体育种是利用花药离体培养,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使其染色体数目加倍。单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体数目变异。
【解答】
A.题目所述实验过程中的育种方式为多倍体育种和单倍体育种,A项错误;
B.对X用秋水仙素处理后,获得四倍体基因型为AAaa,其产生配子的比例是AA:Aa:aa=1:4:1,再进行染色体加倍,最终获得的后代为AAAA:AAaa:aaaa=1:4:1,B项正确;
C.基因重组是非等位基因的重新组合,C项错误;
D.对X用秋水仙素处理芽尖,只有一部分细胞发生了染色体加倍,并非所有体细胞中都含四个染色体组,D项错误。
故选B。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了生物变异的相关知识,要求学生能够理解相关知识的要点,把握知识的内在联系,并应用相关知识对某些生物学问题进行解释、判断、获取正确结论。
【解答】
先天性疾病不都是遗传病,如胎儿发育过程中,由于环境因素的偶然影响,胎儿的器官发育异常,①正确;单倍体一般情况下是高度不育的。有时也存在特殊的情况,例如四倍体西瓜的花药离体培养得到的单倍体就可育,②错误;某DNA分子中丢失1个基因属于染色体变异,③错误;二倍体水稻的花药离体培养得到的植株为单倍体,且高度不育,故没有种子的产生,④错误;三倍体无籽西瓜发生了染色体变异,二倍体无子番茄未发生染色体变异,⑤错误;基因突变可发生在个体发育任何时期体现了随机性,⑥正确;花药中能发生减数分裂,可发生突变和基因重组,⑦正确;21三体综合征患者的体细胞中含有两个染色体组,但21号染色体有三条,⑧错误;生物体内遗传物质改变的不一定会导致遗传病,⑨正确。综上所述,B正确,ACD错误。
故选B。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查单倍体、二倍体、多倍体相关知识,意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
A.由合子发育成的生物体细胞中有几个染色体组就叫几倍体,A正确;
B.由配子发育成的生物体,细胞中无论有几个染色体组也只能叫单倍体,B正确;
C.单倍体一般高度不育,多倍体一般茎秆粗壮,果实、种子较大,C正确;
D.单倍体不一定是纯种,例如由基因型AAaaCccc的个体形成的单倍体的基因型有纯合的(AAcc或aacc),也有杂合的(AaCc或AACc或aaCc),等位基因指控制相对性状的位于同源染色体上同一位置的基因,对于同源多倍体来说,等位基因的个数与其倍数是一致的。而异源多倍体的等位基因个数则不一定,如白菜甘蓝由白菜与甘蓝体细胞融合形成,是异源四倍体,它的等位基因为两个,D错误。
故选D。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查生物变异及其应用,要求考生识记几种常见的育种方法,掌握各种育种方法的原理、技术及优缺点等,能正确分析题图,再结合所学的知识准确答题。
【解答】
A.普通小麦是六倍体,共42条染色体分为6个染色体组,每个染色体组含7条染色体;长穗偃麦草为二倍体,共14条染色体,分2个染色体组,每个染色体组含7条染色体,A错误;
B.①过程为诱导染色体加倍,可用秋水仙素或者低温处理幼苗得到,B错误;
C.由于丁中含1条来自长穗偃麦草的染色体,该染色体上含抗虫基因,要转变成不含来自长穗偃麦草染色体的品种戊,说明丁在产生配子的过程中,发生了染色体易位和染色体数目变异,这种变异可能就是③过程利用辐射诱发所致,C正确;
D.根据题意“在减数分裂过程中不能联会的染色体组的染色体是随机移向细胞两极的”可分析,乙减数分裂产生配子的过程中,其中7M的染色体组成都只能是随机移向细胞一极,形成来自长穗偃麦草的染色体最少为0条,最多为7条;所以丙中长穗偃麦草的染色体数目为0~7M,D错误。
故选C。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
本题的知识点是可遗传变异,对于基因突变、基因重组、染色体变异的概念的理解、应用及异同点的比较是本题考查的重点。
可以遗传的变异分为基因突变、基因重组和染色体变异,染色体变异又包括染色体结构变异和染色体数目变异,染色体变异在显微镜下能观察到,基因重组和基因突变在显微镜下观察不到。
【解答】
A.基因型Aa的个体自交导致子代发生性状分离的原因是Aa在产生配子时发生了等位基因的分离,精子与卵细胞结合的过程是随机的,而不是基因重组,A错误;
B.无籽西瓜培养的原理是染色体数目变异,属于可遗传变异,B错误;
C.基因重组在光学显微镜下看不到,C错误;
D.基因突变是基因中碱基对的增添、缺失或替换而引起基因结构的改变,D正确。
故选D。
11.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查育种等的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗或萌发的种子,可抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,导致染色体数目加倍,形成四倍体。二倍体西瓜经减数分裂形成的配子中含一个染色体组,四倍体西瓜经减数分裂形成的配子中含二个染色体组,所以甲、乙植株杂交后形成的个体含三个染色体组。
【解答】
A.豌豆为自花传粉植物,品系甲、品系乙混合种植后,不会出现三倍体,A错误;
B.品系甲植株与品系乙植株杂交可得到三倍体的后代,由于三倍体不育,所以它们不是同一物种,B正确;
C.用秋水仙素处理品系甲植株(Aa)后,得到的四倍体品系乙植株(AAaa)中仍含有等位基因,因此取品系乙的花药(AA、Aa、aa)进行离体培养,再经秋水仙素处理获得的植株既有纯合子又有杂合子,C正确;
D.品系乙植株(AAaa)能产生AA、Aa、aa三种配子,比例为1:4:1,产生aa配子的概率为16,所以矮茎植株占136,高茎植株占3536,D正确。
故选A。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查染色体变异的有关知识,意在考查考生的识记能力。
【解答】
A.染色体组整倍性变化会使基因整倍性变化,但基因种类不会改变,A错误;
B.染色体组非整倍性变化也会使基因非整倍性增加或减少,但基因种类不一定会改变,B错误;
C.染色体片段的缺失和重复会导致基因的缺失和重复,缺失可导致基因种类减少,但重复只导致基因重复,种类不变,C错误;
D.染色体片段的倒位和易位会导致其上的基因顺序颠倒,D正确。
故选D。
13.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查染色体结构变异和数目变异的相关知识,意在考查学生分析问题和解决问题的能力,属于中档题。
【解答】
A.染色体变异涉及碱基对的数目变化,而且所涉及的碱基对数目较基因突变更多,A项错误;
B.人类猫叫综合征的病因是由于5号染色体片段缺失造成的,B项正确;
C.染色体数目变异中,不仅能发生以染色体组为单位的变异,还能发生以染色体为单位的变异,C项错误;
D.体细胞含有三个染色体组的个体不一定为三倍体,也可能是单倍体,D项错误。
故选B。
14.【答案】D
【解析】
【分析】
本题主要考查染色体变异的知识,意在考查学生综合分析问题及构建知识网络的能力。
【解答】
A.甲植株由萝卜和油菜人工杂交而成,其体细胞中含有2个染色体组,但由于其体内无同源染色体,故不可育,A错误;
B.③过程是用秋水仙素或低温处理甲的幼苗,B错误;
C.乙植株在减数分裂过程中同源染色体可以正常联会,能产生可育配子,C错误;
D.该新品种培育过程运用了染色体变异原理,D正确。
故选D。
15.【答案】A
【解析】
【分析】
本题旨在考查染色体变异的相关知识,要求学生能把握知识的内在联系,并应用相关知识对某些生物学问题进行解释、判断、获取正确结论。
【解答】
A.水稻没有性染色体,因此研究水稻的基因组只需要测一个染色体组即可,也就是研究12条染色体,A错误;
B.普通小麦(6N)的花药离体培养后,长成的植株细胞中含三个染色体组,但由于是配子发育而来,因此不是三倍体而是单倍体,B正确;
C.含有基因AAaa的细胞可能处于分裂过程中,可能只有两个染色体组,C正确;
D.马和驴杂交的后代骡含有两个染色体组属于二倍体,但由于无法产生正常配子所以是不育的,而蜂群中的雄蜂是由卵细胞发育而来,是可育的单倍体,D正确。
故选A。
16.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了生物变异与育种的相关知识,意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
A.基因重组会导致生物表现型发生改变,A错误;
B.基因突变使DNA序列发生的变化,但是不一定引起生物表现型发生改变,B错误;
C.弱小且高度不育的单倍体植株,进行加倍处理后可用于育种,C正确;
D.多倍体植株染色体组数加倍,结实率低,不一定有利于育种,D错误。
故选C。
17.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查变异和育种的内容,答题关键是识记单倍体、多倍体(无子西瓜)的育种原理和过程,理解自由组合定律的实质。
【解答】
A.自由组合发生在配子形成过程中(减数第一次分裂),使后代具有多样性,A错误;
B.花药离体培养过程中,只进行有丝分裂,故无基因重组发生,B错误;
C.三倍体无子西瓜是由二倍体和四倍体通过受精作用得到的种子发育而来,但三倍体西瓜不能形成种子,其原因是形成配子过程中联会紊乱,C错误;
D.在多倍体育种中,用秋水仙素处理单倍体(由配子发育而来,可能不只含有一个染色体组)幼苗获得的植株不一定都是二倍体,D正确。
故选D。
18.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查生物的变异和育种相关知识,意在考查考生理解能力所学知识要点,构建知识网络的能力。
【解答】
A.诱变所得植株可能是杂合体,进一步自交可能获得预期隐性性状,A错误;
B.花药离体培养过程可能发生突变,不会发生基因重组,B错误;
C.虽然三倍体西瓜没有种子,但该无子性状属于可遗传变异,C正确;
D.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制了纺锤丝的形成,D错误。
故选C。
19.【答案】D
【解析】
【分析】
本题主要考查单倍体、二倍体、多倍体的概念,考查学生对知识的理解和分析能力。
【解答】
①有性生殖的生物生殖细胞中所含染色体组数是其体细胞染色体组数的一半,不一定就是一个染色体组,如小麦(六倍体)生殖细胞中含三个染色体组,①错误;
②如果是四倍体,假设其基因型为AAaaBBBb,那么它就可能产生一个基因型为AaBb的花粉,用秋水仙素处理后,就得到AAaaBBbb,是杂合子,②错误;
③含有两个染色体组的生物体,不一定是二倍体。如果该生物体是由配子发育而来,则为单倍体;如果该生物体是由受精卵发育而来,则为二倍体,③错误;
④含有奇数染色体组的个体不一定是单倍体。普通小麦是六倍体,它的花药离体培养发育的个体含有3个染色体组,是单倍体;三倍体无籽西瓜含三个染色体组,是三倍体,④错误。
所以①②③④错误。综上所述,ABC错误,D正确。
故选D。
20.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查多倍体育种的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗或萌发的种子,可抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,导致染色体数目加倍,形成四倍体。二倍体西瓜经减数分裂形成的配子中含一个染色体组,四倍体西瓜经减数分裂形成的配子中含二个染色体组,所以甲、乙植株杂交后形成的个体含三个染色体组。
【解答】
A.豌豆为自花传粉植物,品系甲、品系乙混合种植后,不会出现三倍体,A错误;
B.品系甲植株与品系乙植株杂交可得到三倍体的后代,由于三倍体不育,所以它们不是同一物种,B正确;
C.用秋水仙素处理品系甲植株(Aa)后,得到的四倍体品系乙植株(AAaa)中仍含有等位基因,因此取品系乙的花药(AA、Aa、aa)进行离体培养,再经秋水仙素处理获得的植株既有纯合子又有杂合子,C正确;
D.品系乙植株(AAaa)能产生AA、Aa、aa三种配子,比例为1:4:1,产生aa配子的概率为16,所以矮茎植株占136,D正确。
故选A。
21.【答案】(1)抑制纺锤体形成,使染色体数目加倍;减数分裂时同源染色体联会紊乱,无法正常形成配子
(2)①低频性、随机性、不定向性; 1/8
②F1的花粉既有圆形黑色又有形状不规则的浅黄色(或圆形黑色:不规则浅黄色=1:1);自交
【解析】
【分析】
本题涉及的知识点是诱变育种过程,染色体变异,减数分裂过程中染色体的行为变化等,导致考查学生理解所学知识的要点,把握知识的内在联系形成知识网络的能力应用相关知识对某些生物学问题进行解释,推理,判断的能力。
题图分析:图1中,二倍体正常亲本经60钴辐射后得到的种子为中号1,此过程为诱变育种; M1中只有少数少数个体发生了A所示的染色体易位个体自交得到M2,从M2中选出花粉育性正常的植株做父本与二倍体正常植株做母本杂交得到F1,种植F1并进行花粉育性检查。
图2表示发生染色体易位的纯合体,此纯合体产生的配子育性正常。
【解答】
(1)由二倍体做母本培育三倍体无籽西瓜过程中,第一年用秋水仙素处理母本获得四倍体植株利用的原理是秋水仙素能抑制纺锤体形成,使染色体加倍;第二年种植的西瓜所产生的果实无子的原因是减数分裂时同源染色体联会紊乱,无法正常形成配子。
(2)三倍体是指含有一个染色体组的配子和含有两个染色体组的配子结合,发育成的个体的体细胞中含有三个染色体组。
①据图示可知,用60钴辐射后的种子记为M1,播种M1,自交得到的后代为M2。在M1中只有少数个体发生了一个如图所示的染色体易位,原因是生物的突变具有低频性,随机性,不定向性的特点;假设A株株图示为染色体为AA'BB',(其中A'和B'表示易位染色体),则A植株产生4种配子,因为A植株产生的各种类型的配子长度一半不育,可育配子中AB,A'B'所占比例都是14,又因为“在发生染色体易位的西瓜中,只有如图2所示的易位纯合体产生的配子育性正常”,则其自交产生的后代中配子育性正常的植株有两种②据题干信息可知,A植株自交所结西瓜籽少的原因是该植株产生的配子部分不育,自交后的,,,即AABB和A'A'B'B',故所占比例为14×14+14×14=18。
②子房中受精卵的数量少,形成种子少。若要大量获得图A所示的少子品种,需选择出如图2所示的易位纯合体,可从A株株自交产生的M2中拾取配子育性正常的单株做父本,与正常的二倍体母本进行杂交得到F1,种植F1并进行花粉育性检查,因为“用碘液可鉴定花粉育性,经碘液处理后,育性正常的花粉呈圆形黑色,败育花粉呈形状不规则的浅黄色”,所以若显微镜下观察到F1的花粉既有圆形黑色又有形状不规则的浅黄色(或圆形黑色:不规则浅黄色= 1:1),则父本为易位纯合体。进行交叉的同时应让该单株父本进行自交,以保留该品系。
故答案应为:
(1 )抑制纺锤体形成,使染色体数加倍;减数分裂时近似染色体联会扰乱,无法正常形成配子
(2)①抑制性,随机性,不定向性;1/8
②F1的花粉既有圆形黑色又有形状不规则的浅黄色(或圆形黑色:不规则浅黄色= 1:1);自交
22.【答案】(1)抑制纺锤体形成,使染色体数目加倍;减数分裂时同源染色体联会紊乱,无法正常形成配子
(2)①低频性、随机性、不定向性;
②F1的花粉既有圆形黑色又有形状不规则的浅黄色(或圆形黑色:不规则浅黄色=1:1);自交
【解析】
【分析】
本题涉及的知识点是诱变育种过程,染色体变异,减数分裂过程中染色体的行为变化等,导致考查学生理解所学知识的要点,把握知识的内在联系形成知识网络的能力应用相关知识对某些生物学问题进行解释,推理,判断的能力。
题图分析:图1中,二倍体正常亲本经60钴辐射后得到的种子为中号1,此过程为诱变育种; M 1中只有少数少数个体发生了A所示的染色体易位个体自交得到M 2,从M 2中选出花粉育性正常的植株做父本与二倍体正常植株做母本杂交得到F 1,种植F 1并进行花粉育性检查。
图2表示发生染色体易位的纯合体,此纯合体产生的配子育性正常。
【解答】
(1)由二倍体做母本培育三倍体无籽西瓜过程中,第一年用秋水仙素处理母本获得四倍体植株利用的原理是秋水仙素能抑制纺锤体形成,使染色体加倍;第二年种植的西瓜所产生的结果实无子的原因是减数分裂时同源染色体联会紊乱,无法正常形成配子。
(2)三倍体是指含有一个染色体组的配子和含有两个染色体组的配子结合,发育成的个体的体细胞中含有三个染色体组。
①据图示可知,用60钴辐射后的种子记为M1,播种M1,自交得到的后代为M2。在M1中只有少数个体发生了一个如图所示的染色体易位,原因是生物的突变具有低频性,随机性,不定向性的特点;假设A株株图示为染色体为AA'BB',(其中A'和B'表示易位染色体),则A植株产生4种配子,因为A植株产生的各种类型的配子长度一半不育,可育配子中AB,A'B'所占比例都是14,又因为“在发生染色体易位的西瓜中,只有如图2所示的易位纯合体产生的配子育性正常”,则其自交产生的后代中配子育性正常的植株有两种②据题干信息可知,A植株自交所结西瓜籽少的原因是该植株产生的配子部分不育,自交后的,,,即AABB和A'A'B'B',故所占比例为14×14+14×14=18。
子房中受精卵的数量少,形成种子少。若要大量获得图A所示的少子品种,需选择出如图2所示的易位纯合体,可从A株株自交产生的M 2中拾取配子育性正常的单株做父本,与正常的二倍体母本进行杂交得到F 1,种植F 1并进行花粉育性检查,因为“用碘液可鉴定花粉育性,经碘液处理后,育性正常的花粉呈圆形黑色,败育花粉呈形状不规则的浅黄色”,所以若显微镜下观察到F 1的花粉既有圆形黑色又有形状不规则的浅黄色(或圆形黑色:不规则浅黄色= 1:1),则父本为易位纯合体。进行交叉的同时应让该单株父本进行自交,以保留该品系。
故答案应为:
(1 )抑制纺锤体形成,使染色体数加倍;减数分裂时近似染色体联会扰乱,无法正常形成配子
(2)①抑制性,随机性,不定向性;
②F 1的花粉既有圆形黑色又有形状不规则的浅黄色(或圆形黑色:不规则浅黄色= 1:1);自交
23.【答案】(1)生殖隔离;秋水仙素
(2)同源染色体;19 ;bcd
(3)由于白菜和甘蓝属于不同物种,导致人工合成的新型油菜的异源四倍体中A、C染色体组难以协调,配对失败进而减数分裂失败。而天然杂交的栽培种油菜在形成与进化过程中必定经历了一系列选择性的变化才导致了染色体行为的正常化
【解析】
【分析】
本题考查染色体变异和多倍体育种的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力。
1、根据题意分析可知:利用二倍体油菜(AA,2n=20)和甘蓝(CC,2n=18)自然杂交而成的异源四倍体(AACC,4n=38),属于染色体数目变异。
2、四种育种方法的比较如下表:
杂交育种
诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
方法
杂交→自交→选优
辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理
花药离体培养、秋水仙素诱导加倍
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理
基因重组
基因突变
染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种)
染色体变异(染色体组成倍增加)
【解答】
(1)研究人员以甘蓝(CC)为父本,在花期对油菜(AA)人工授粉,但由于二者属于不同物种,存在生殖隔离,不能得到后代。研究人员采用胚挽救技术,在授粉数周后取幼胚进行离体培养获得杂交种单倍体油菜(AC,2n=19),经秋水仙素处理,使染色体加倍,获得人工合成的新型油菜(AACC,4n=38)。
(2)研究人员取栽培种油菜和新型油菜的花蕾制片并观察减数分裂过程:
①发现栽培种油菜(AACC,4n=38)减数分裂基本正常,在减数第一次分裂的前期,同源染色体联会,由于细胞中含19对38条染色体,所以减数分裂过程中可形成19个四分体。
②发现人工培育的新型油菜在减数第一次分裂的前期就出现了异常,除正常配对外,还出现了多条染色体配对和单条染色体不配对的现象,最终产生自交不亲和现象。但这些特殊的配对也为新型油菜A、C基因组之间的基因交换提供了可能,并促进了优良性状的导人,扩大了种质的遗传背景。据此推测在减数分裂的过程中能实现A、C染色体组之间进行基因交换的变异包括:基因重组、染色体结构变异、染色体数目变异。
(3)同为异源四倍体,天然杂交的栽培种油菜自交亲和而人工合成的新型甘蓝型油菜却表现出自交不亲和的原因:由于白菜和甘蓝属于不同物种,导致人工合成的新型油菜的异源四倍体中A、C染色体组难以协调,配对失败进而减数分裂失败。而天然杂交的栽培种油菜在形成与进化过程中必定经历了一系列选择性的变化才导致了染色体行为的正常化。
24.【答案】染色体变异 是 幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的部位,用秋水仙素处理有利于抑制纺锤体的形成,从而形成四倍体西瓜植株 需要 四 三 为子房发育提供生长素(或植物激素)
【解析】解:(1)三倍体无籽西瓜的变异来源属于染色体变异,其属于可遗传的变异。
(2)由于幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的部位,用秋水仙素处理有利于抑制纺锤体的形成,从而形成四倍体西瓜植株。
(3)三倍体西瓜育种过程中有两次杂交。第一次杂交过程中对母本雌花在开花前需要套袋,结果是四倍体母本上结出的果实其果肉细胞含4个染色体组,种子中的胚含3个染色体组;第二次杂交过程中对三倍体植株的雌花应授以二倍体成熟的花粉,其目的是为子房发育提供生长素,最终得到三倍体无籽西瓜。
故答案为:
(1)染色体变异 是
(2)幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的部位,用秋水仙素处理有利于抑制纺锤体的形成,从而形成四倍体西瓜植株
(3)需要 四 三 为子房发育提供生长素(或植物激素)
无子西瓜的培育的具体方法:
(1)用秋水仙素处理幼苗期的普通二倍体西瓜,得到四倍体西瓜;
(2)用四倍体西瓜作母本,用二倍体西瓜作父本,杂交,得到含有三个染色体组的西瓜种子。
(3)种植三倍体西瓜的种子,这样的三倍体西瓜是开花后是不会立即结果的,还需要授给普通二倍体西瓜的成熟花粉,以刺激三倍体西瓜的子房发育成为果实,这样就会得到三倍体西瓜。
本题考查多倍体育种相关知识,要求考生能够掌握多倍体育种的流程;识记秋水仙素的生理作用,并能够结合题干信息进行解答。
25.【答案】(1)中;①二者的染色体形态、结构和数目相同;②二者的染色体不同
(2)①分别让其自交;②若后代有阔叶和窄叶两种性状,则为显性突变
(3)取其花粉进行离体培养,对幼苗用秋水仙素处理,选择阔叶类型
【解析】
【分析】
本题的知识点是基因突变和染色体变异的不同点,设计实验判断变异的类型,根据要求选择合理的育种方法,旨在考查学生理解所学知识的要点,把握知识的内在联系并应用相关知识解决实际问题的能力及根据实验目的设计、完善实验步骤、预期实验结果并获取结论的能力。
【解答】
(1)由题意知,该实验的目的是确定变异是由于基因突变引起的,还是由于染色体变异引起的,由于染色体变异显微镜下可以观察,基因突变显微镜下不能观察,因此可以通过镜检进行判断。
实验步骤如下:
第一步:分别取阔叶、窄叶茎部的分生组织细胞制成装片。
第二步:用显微镜观察有丝分裂中期细胞中的染色体。
预期结果及结论:
①若二者的染色体形态结构和数目相同,则该变异由基因突变导致。
②若二者的染色体不同,则该变异由染色体变异导致。
(2)由题意知,该实验目的是判断矮杆植株的出现是显性突变还是隐性突变,由于隐性突变性状一旦出现,就是隐性纯合子,隐性纯合子自交后代不会发生性状分离,显性突变可能是杂合子,自交后会发生性状分离,因此可以用突变性状的个体进行自交、观察自交后代的性状表现判断突变类型。
①方法:选取多株阔叶小麦,分别让其自交。
②结果及结论:
a.若子代均表现为阔叶性状,则为隐性突变。
b.若后代有阔叶和窄叶两种性状,则为显性突变。
(3)假如上述突变是显性突变,可以在短时间内获得纯合的突变类型的方法是:取其花粉进行离体培养,对幼苗用秋水仙素处理,选择阔叶类型。
故答案为:
(1)中;①二者的染色体形态、结构和数目相同;②二者的染色体不同
(2)①分别让其自交;②若后代有阔叶和窄叶两种性状,则为显性突变
(3)取其花粉进行离体培养,对幼苗用秋水仙素处理,选择阔叶类型
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