染色体变异与生物育种(建议用时：40分钟)1．(2020·北京市高三适应性测试)已知控制玉米某两对相对性状的基因在同一染色体上。但偶然发现这两对基因均杂合的某玉米植株，自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1。出现此现象的原因可能是该染色体上其中一对基因所在的染色体片段( )A．发生180°颠倒B．重复出现C．移至非同源染色体上D．发生丢失C [自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，说明两对基因在变异后的遗传遵循基因的自由组合定律，可判断可能的原因是亲代的两对等位基因分别位于两对同源染色体上，C正确。]2．(2020·青岛市黄岛区高三期中)下列甲、乙、丙三图表示细胞中部分染色体的变化，相关描述不正确的是( )甲 乙 丙A．图甲细胞中有3个染色体组，可表示三倍体生物的体细胞B．图甲所示的细胞如果是体细胞，该细胞可以进行有丝分裂C．图乙所示的细胞中可能含有1个或2个染色体组D．图丙细胞中染色体发生了交叉互换，染色体数与核DNA分子数之比为1∶1D [图丙中“十字形结构”是由于染色体易位所致，染色体为4条，核DNA为8，则染色体数与核DNA分子数之比为1∶2，D错误。]3．(2020·赣州市高三模拟)2018年中国科学家通过过程甲创建出国际首例人造单染色体酵母细胞(SY14酵母菌)。端粒是线型染色体末端的保护结构，天然酿酒酵母具有32个端粒。下列叙述正确的是( )A．SY14酵母菌只有1个端粒B．过程甲只发生了染色体数目变异C．SY14酵母菌的染色体DNA不含多对等位基因D．过程甲说明染色体三维结构改变则基因无法表达-7-\nC [SY14酵母菌只有1条染色体，有2个端粒，A项错误；16条染色体拼接成1条染色体，会发生染色体结构变异和染色体数目变异，B项错误；一倍体的酿酒酵母通常不含等位基因，故SY14酵母菌的染色体DNA不含多对等位基因，C项正确；过程甲染色体三维结构发生了巨变，但SY14酵母菌仍具有生物学活性，基因仍能正常表达，D项错误。]4．(2020·济宁市兖州区高三模拟)甲～丁表示细胞中不同的变异类型，甲中英文字母表示染色体片段。下列叙述正确的是( )甲 乙丙 丁A．甲～丁的变异类型都会引起染色体上基因数量的变化B．甲～丁的变异类型都可能出现在根尖分生区细胞的分裂过程中C．若乙为精原细胞，则它一定不能产生正常的配子D．图中所示的变异类型中甲、乙、丁可用光学显微镜观察检验D [读图知丙为同源染色体上非姐妹染色体单体间的交叉互换，属于基因重组，发生在减数分裂过程中，且基因的数量不改变，A、B错；若乙为精原细胞，可能会产生正常的配子，C错，图中的甲乙丁均为染色体变异，可用光学显微镜观察检验，D对。]5．(2020·山西省吕梁市高三模拟)番茄的高蔓(A)对矮蔓(a)显性，患病(B)对抗病(b)显性，这两对基因独立遗传。生长在寒冷地带的植物体中存在抗寒基因D。如图表示用番茄①和②两个品种分别培育新品种的过程，相关叙述正确的是( )A．Ⅴ和Ⅳ均可以用秋水仙素或低温处理萌发的幼苗或种子B．Ⅵ过程的基本原理是基因突变C．Ⅰ→Ⅱ的育种方法能把分散在不同物种中的多个优良性状集中在同一个体上D．Ⅶ过程可在较短时间内获得更多的优良变异类型-7-\nD [Ab为单倍体，含有一个染色体组，高度不育，Ⅴ可以用秋水仙素或低温处理萌发的幼苗，而不是种子，A错误；Ⅵ为基因工程育种，原理是基因重组，B错误；Ⅰ→Ⅱ为杂交育种，能把分散同一物种不同品系中的多个优良性状集中在同一个体上，C错误。]6．(2020·衡水市第十三中学高三期末)普通小麦是一个异源六倍体，含有A、B、D三个基因组。研究认为其形成过程可能是：由祖先野生的一粒小麦(含AA基因组)与拟斯卑尔托山羊草(含BB基因组)杂交形成四倍体小麦，四倍体小麦与粗山羊草(含DD基因组)再一次自然杂交，经自然和人类的选择形成如今广泛栽培的普通小麦。下列叙述正确的是( )A．异源六倍体的普通小麦含有三对等位基因B．野生一粒小麦和山羊草细胞的遗传信息完全不同C．自然选择和人工选择共同决定了小麦进化的方向D．普通小麦形成过程中经历了两次染色体结构变异C [异源六倍体的普通小麦含有三个基因组，但不一定是三对等位基因，A错误；野生小麦与山羊草能杂交，说明亲缘关系比较近，遗传信息相同性较高，B错误；自然选择和人工选择共同决定了小麦进化的方向，C正确；普通小麦形成过程中经历了两次染色体数目变异，而非结构变异，D错误。]7．(2020·安徽省高三期末)将果蝇的X染色体分为a·bcde5个区，其中“·”为着丝点。用射线处理纯种红眼雌蝇后，使其再和白眼雄蝇杂交，得到甲、乙和丙三类雌蝇，这些雌蝇的眼色及体细胞内的X染色体如下表。假定在射线处理和杂交过程中没有发生基因突变，下列叙述错误的是( )甲乙丙X染色体a·bcdea·bcda·bcdea·dea·bcdea·cb性状红眼红眼白眼A.甲、乙果蝇各有一条染色体发生了缺失B．丙果蝇有一条染色体发生了缺失和倒位染色体C．控制果蝇眼色的基因位于X染色体的c区D．可以确定果蝇的红眼对白眼为显性性状C [根据甲、乙、丙X染色体的组成及性状表现，可知甲、乙果蝇各有一条染色体发生了缺失，A正确；甲与丙相比可知，丙果蝇有一条染色体发生了缺失和倒位，B正确；控制果蝇眼色的基因位于X染色体的d区，C错误；在射线处理和杂交过程中没有发生基因突变，可以确定果蝇的红眼对白眼为显性性状，D正确。]8．(2020·山西省大同市一中高三模拟)研究人员利用不同浓度的秋水仙素溶液处理蚕豆和玉米根尖，实验结果如下表。有关叙述不正确的是( )秋水仙素质量分数(%)蚕豆染色体变异率(%)玉米染色体变异率(%)-7-\n0.013.322.340.054.663.600.106.504.640.159.225.520.2010.375.77A．染色体变异包括结构变异和数目变异B．秋水仙素通过抑制纺锤体的形成使细胞染色体数目加倍C．蚕豆根尖细胞染色体变异率随秋水仙素浓度增大而增大D．玉米比蚕豆对秋水仙素的反应更敏感D [染色体变异包括结构变异和数目变异，其中秋水仙素和低温均可通过抑制纺锤体的形成使细胞染色体数目加倍，A、B正确；据图表实验结果可知：蚕豆和玉米根尖细胞染色体变异率均随秋水仙素浓度增大而增大，且相同秋水仙素浓度下，蚕豆细胞变异率更高，即蚕豆对秋水仙素反应更敏感，C正确，D错误。]9．目前我国广泛种植的甘蓝型油菜(AACC，A、C表示不同染色体组)是由白菜(AA,2n＝20)与甘蓝(CC,2n＝18)经种间杂交、染色体自然加倍形成的。科研人员利用早熟白菜(A′A′，2n＝20，A′与A中染色体能正常配对)与甘蓝型油菜为亲本，培育稳定遗传的早熟甘蓝型油菜新品种，主要过程如图。请回答：(1)甘蓝型油菜根尖分生区细胞中含有________条染色体。亲代杂交时，需要对甘蓝型油菜进行________、授粉等操作。F1杂种甘蓝型油菜的正常体细胞中含有________个染色体组。(2)途径1不能获得种子，有人提出的解释有：①F1不能产生可育的雌雄配子；②F1产生的雄配子不育，雌配子可育；③F1产生的雄配子可育，雌配子不育。结合途径2，上述分析合理的是________(填序号)。(3)减数分裂时，联会的染色体能正常分离，不能联会的染色体则随机分配。经途径2获得的后代体细胞中染色体数介于__________之间，其中筛选的甘蓝型油菜(A′ACC)细胞中来源于F1的染色体组是________。(4)随着生物技术的发展，还可用________________________技术培育早熟甘蓝型油菜，这种育种技术的主要优点是________________________________。[解析] -7-\n(1)甘蓝型油菜(AACC)根尖分生区细胞为体细胞，此处细胞进行有丝分裂，其中含有20＋18＝38条或者76条染色体。甘蓝型油菜是两性花，故进行杂交时，需要对甘蓝型油菜进行去雄、套袋、授粉等操作。F1杂种甘蓝型油菜(A′AC)的正常体细胞中含有3个染色体组。(2)通过途径2可知杂种甘蓝型油菜作为母本能产生可育的雌配子，由此推测途径1无种子的原因是F1产生的雄配子不育，雌配子可育，故选②。(3)A′＝10条，A＝10条，C＝9条，通过题干分析可得经途径2获得的后代体细胞染色体数介于29～38之间。F1杂种甘蓝型油菜为A′AC，雄性亲本只能提供AC配子，由此推测筛选的甘蓝型油菜(A′ACC)细胞中来源于F1的染色体组是A′、C。[答案] (1)38或76 去雄、套袋 3 (2)② (3)29～38 A′C (4)植物体细胞杂交 可以克服不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍(和加快育种过程)10．某大豆突变株表现为黄叶(yy)。为进行Y/y基因的染色体定位，用该突变株做父本，与不同的三体(2N＋1)绿叶纯合体植株杂交，选择F1中的三体与黄叶植株杂交得F2，下表为部分研究结果。以下叙述错误的是( )母本F2代表现型及数量黄叶绿叶9三体2111010三体115120A．F1中三体的概率是1/2B．三体绿叶纯合体的基因型为YYYC．突变株基因y位于9号染色体上D．可用显微观察法初步鉴定三体B [三体产生一半正常配子、一半多一条染色体的配子，因此三体与突变体植株黄叶yy杂交，后代中有一半是三体，A正确；三体绿叶纯合体的基因型为YYY或YY，B错误；根据以上分析已知，突变株基因y位于9号染色体上，C正确；三体比正常植株的体细胞中多了一条染色体，属于染色体数目的变异，可以通过显微镜观察到，D正确。]11．(2020·福建省高三期末)果蝇红眼(R)对白眼(r)为显性，控制这对性状的基因位于X染色体上；正常肢(A)对短肢(a)为显性，基因位于Ⅳ号染色体上。缺失1条Ⅳ号染色体的果蝇(单体)能正常生存和繁殖。基因型为AaXRXr的果蝇与红眼短肢单体雄果蝇杂交。F1中( )A．白眼短肢果蝇占1/16B．白眼正常肢单体果蝇占2/16C．红眼短肢单体雌果蝇占3/16D．红眼正常肢雌果蝇占4/16D [红眼短肢单体雄果蝇基因型为aOXRY(用O表示缺失)，与基因型为AaXRXr的红眼正常肢雌果蝇杂交，后代白眼短肢雄果蝇(aOXrY、aaXr-7-\nY)出现的概率为1/2×1/4＝1/8，A错误；aOXRY×AaXRXr→产生白眼正常肢单体果蝇AOXrY的概率＝1/4×1/4＝1/16，B错误；aOXRY×AaXRXr→产生的雌性后代均为红眼，故红眼短肢单体雌果蝇的基因型为aOXRXr或者aOXRXR，概率都是1/4×1/2＝1/8,C错误；由aOXRY×AaXRXr→产生的红眼正常肢雌果蝇的基因型为AaXRXr或AaXRXR或AOXRXr或AOXRXR，每种基因型的概率都是1/4×1/4＝1/16，共占4/16，D正确。]12．(2020·成都市高三一诊)研究人员将二倍体不抗病野生型水稻种子进行人工诱导，获得了一种抗病突变体，研究发现该突变体是由一个基因发生突变产生的，且抗病与不抗病由一对等位基因控制。对该抗病突变体的花药进行离体培养，获得的两种单倍体植株中，抗病与野生型的比例为1∶3。下列叙述正确的是( )A．野生型水稻是杂合子，可通过自交后代的性状分离比进行验证B．该抗病突变为隐性突变，可以通过与野生型植株杂交进行验证C．抗病突变体产生的配子中，含抗病基因的雄配子可能部分死亡D．该抗病突变体植株成熟后，产生的雌配子数量应该多于雄配子C [野生型水稻是纯合子，可通过自交后代是否出现性状分离验证，A错误；该抗病突变为显性突变，可以通过与野生型植株杂交进行验证，B错误；抗病突变体Aa产生的雄配子理论上抗病与野生型的比例为1∶1，而实际上抗病与野生型的比例为1∶3，这说明含抗病基因的雄配子可能部分死亡，C正确；该抗病突变体植株成熟后，产生的雄配子数量应该多于雌配子，D错误。]13．水稻(2N＝24)是一种雌雄间株的植物，现有多个纯合优良水稻品种，其特点如下表所示。某实验小组欲通过杂交育种将它们的优点集中起来。品种优良性状基因染色体位置①高产ⅠaⅠ②高产ⅡBⅡ③抗倒伏CⅢ④抗锈病DⅣ⑤抗旱EⅢ回答下列问题：(1)水稻植株细胞内染色体组数目最多时所处的时期为____________________。(2)品种①和②杂交，F1的基因型为____________(只写相关的基因即可)，保留F2中的最高产性状个体并自交，F3中最高产个体所占的比例为________。(3)若要培育出集合各种优良性状的杂交水稻，需要开展长期的育种工作，F2性状多样性的来源有(不考虑基因突变)：①减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因的自由组合，导致配子具有多样性。-7-\n②____________________________________________________。③____________________________________________________。(4)现有一批基因型CcEe的种子，为确定抗倒伏基因(C)与抗旱基因(E)的位置关系，可选择的杂交方案是___________________________________________________________________________________________________________，当杂交后代出现______________________________时，可说明基因C与基因E不位于同一条染色体上(不考虑交叉互换)。[解析] (1)水稻是二倍体植物，体细胞进行有丝分裂时，在有丝分裂后期着丝点分裂，姐妹染色体分开成为子染色体，在纺锤丝的牵引下移向两极，此时含有4个染色体组；在进行减数分裂时，处于减数第二次分裂前期、中期及末期结束形成的成熟生殖细胞(如精子、卵细胞)内仅含1个染色体组。(2)每个纯合水稻品种具有一对优良基因，则品种①的基因型为aabb，品种的基因型为AABB，则F1的基因型为AaBb；F2中的最高产性状个体的基因型为1/3aaBB、2/3aaBb，自交后子代最高产性状的个体(aaB_)占1/3＋2/3×3/4＝5/6。(3)若要培育出集合各优良性状的杂交水稻，需要开展长期的育种工作，F2性状多样性的来源有：①减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合，导致配子具有多样性；②减数第一次分裂前期，同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换，导致配子具有多样性；③受精作用过程中，雌雄配子的随机结合，导致受精卵的多样性。(4)为确定基因型CcEe植株中基因C基因E的位置关系，可采用自交方案或测交方案两种。①种植这批种子，让这些植株自交，若子代植株中抗倒伏抗旱∶不抗倒伏不抗旱＝3∶1，则说明基因C与基因E位于同一条染色体上(即C、E位于同一条染色体上，c、e位于同一条染色体上)；若子代植株中抗倒伏不抗旱∶抗倒伏抗旱∶不抗倒伏抗旱＝1∶2∶1，则说明基因C与基因E不位于同一条染色体上(即C、e位于同一条染色体上，c、E位于同一条染色体上)。②种植这批种子，让这些植株与不抗倒伏不抗旱的植株杂交，若子代植株中抗倒伏抗旱∶不抗倒伏不抗旱＝1∶1，则说明基因C与基因E位于同一条染色体上(即C、E位于同一条染色体上，c、e位于同一条染色体上)；若子代植株中抗倒伏不抗旱∶不抗倒伏抗旱＝1∶1，则说明基因C与基因E不位于同一条染色体上(即C、e位于同一条染色体上，c、E位于同一条染色体上)。[答案] (1)有丝分裂后期 (2)AaBb 5/6 (3)减数第一次分裂前期，同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换，导致配子具有多样性 受精作用过程中，雌雄配子的随机结合，导致受精卵的多样性 (4)种植这批种子，让这些植株自交(种植这批种子，让这些植株与不抗倒伏不抗旱的植株杂交) 抗倒伏不抗旱∶抗倒伏抗旱∶不抗倒伏抗旱＝1∶2∶1(抗倒伏不抗旱∶不抗倒伏抗旱＝1∶1)-7-
