第19讲 染色体变异及育种1.(2022江苏单科,7,2分)下列关于染色体变异的叙述,正确的是( )A.染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异B.染色体缺失有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力C.染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响D.通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育,培育出作物新类型2.(2022安徽理综,4,6分)下列现象中,与减数分裂同源染色体联会行为均有关的是( )①人类的47,XYY综合征个体的形成②线粒体DNA突变会导致在培养大菌落酵母菌时出现少数小菌落③三倍体西瓜植株的高度不育④一对等位基因杂合子的自交后代出现3∶1的性状分离比⑤卵裂时个别细胞染色体异常分离,可形成人类的21三体综合征个体A.①②B.①⑤C.③④D.④⑤3.(2022广东理综,6,4分)科学家用人工合成的染色体片段,成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段,得到的重组酵母菌能存活,未见明显异常。关于该重组酵母菌的叙述,错误的是( )A.还可能发生变异B.表现型仍受环境的影响C.增加了酵母菌的遗传多样性D.改变了酵母菌的进化方向4.(2022海南单科,24,2分)玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下,用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时,F1表现为非糯非甜粒,F2有4种表现型,其数量比为9∶3∶3∶1。若重复该杂交实验时,偶然发现一个杂交组合,其F1仍表现为非糯非甜粒,但某一F1植株自交,产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释,理论上最合理的是( )A.发生了染色体易位 B.染色体组数目整倍增加C.基因中碱基对发生了替换 D.基因中碱基对发生了增减5.(2022上海单科,13,2分)将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗,然后用秋水仙素处理,使其能正常开花结果。该幼苗发育成的植株具有的特征是( )A.能稳定遗传B.单倍体C.有杂种优势D.含四个染色体组6.(2022四川理综,5,6分)大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后,筛选出一株抗花叶病的植株X,取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株,其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是( )A.用花粉离体培养获得的抗病植株,其细胞仍具有全能性B.单倍体植株的细胞在有丝分裂后期,共含有20条染色体C.植株X连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代降低D.放射性60Co诱发的基因突变,可以决定大豆的进化方向6\n7.(2022海南单科,29,8分)无子西瓜是由二倍体(2n=22)与同源四倍体杂交后形成的三倍体。回答下列问题:(1)杂交时选用四倍体植株作母本,用二倍体植株作父本,取其花粉涂在四倍体植株的 上,授粉后套袋。四倍体植株上产生的雌配子含有 条染色体,该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合,形成含有 条染色体的合子。 (2)上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株。该植株会产生无子果实,该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的 分裂。 (3)为了在短期内大量繁殖三倍体植株,理论上可以采用 的方法。 8.(2022安徽理综,31,16分)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。(1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制,其香味性状的表现是因为 ,导致香味物质积累。 (2)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种,进行了一系列杂交实验。其中,无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示,则两个亲代的基因型是 。上述杂交的子代自交,后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为 。 (3)用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交,在F1中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出两种合理的解释:① ;② 。 (4)单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成 ,最终发育成单倍体植株,这表明花粉具有发育成完整植株所需的 。若要获得二倍体植株,应在 时期用秋水仙素进行诱导处理。 9.(2022山东理综,27,14分)某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性,高茎(H)对矮茎(h)为显性,红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上,基因H、h在4号染色体上。(1)基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图,起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A,其对应的密码子将由 变为 。正常情况下,基因R在细胞中最多有 个,其转录时的模板位于 (填“a”或“b”)链中。 (2)用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1,F1自交获得F2,F2中自交性状不分离植株所占的比例为 ;用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交,后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为 。 6\n(3)基因型为Hh的植株减数分裂时,出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞,最可能的原因是 。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时,偶然出现一个HH型配子,最可能的原因是 。 (4)现有一宽叶红花突变体,推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种,其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择,请设计一步杂交实验,确定该突变体的基因组成是哪一种。(注:各型配子活力相同;控制某一性状的基因都缺失时,幼胚死亡)①实验步骤: ; ②观察、统计后代表现型及比例。结果预测:Ⅰ.若 ,则为图甲所示的基因组成; Ⅱ.若 ,则为图乙所示的基因组成; Ⅲ.若 ,则为图丙所示的基因组成。 6\n1.D 染色体片段的增加、缺失和易位等结构变异,会使排列在染色体上的基因数目和排列顺序发生改变,C错误;大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡,A、B错误;远缘杂交得到的F1是不育的,通过诱导使其染色体数目加倍进而可育,由此可以培育作物新类型,D正确。2.C XYY综合征个体是由正常卵细胞和含有YY的异常精子结合形成的,该异常精子的形成与减数第二次分裂两条Y染色体未正常分离有关,与同源染色体联会无关;线粒体的DNA突变与染色体行为无关;三倍体西瓜因减数分裂时联会紊乱而高度不育;减Ⅰ后期一对等位基因随同源染色体的分离而分开,一对等位基因杂合子自交后代出现3∶1的性状分离比;卵裂时进行有丝分裂,有丝分裂过程中,同源染色体不发生联会。故只有③④与减数分裂同源染色体联会行为有关。3.D 本题主要考查生物变异和进化的相关知识。重组的酵母菌还可能发生变异,A正确;表现型是基因型和环境相互作用的结果,B正确;重组酵母菌的遗传物质发生了改变,增加了酵母菌的遗传多样性,C正确;生物进化的方向是由自然选择决定的,染色体变异不能改变酵母菌的进化方向,D错误。4.A 本题考查染色体结构变异的知识。由纯合非糯非甜粒与糯性甜粒玉米杂交,F1表现为非糯非甜粒,F2有4种表现型,其数量比为9∶3∶3∶1可知,玉米非糯对糯性为显性,非甜粒对甜粒为显性,且控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上,遵循自由组合定律,F1的基因组成如图1。由在偶然发现的一个杂交组合中,某一F1植株自交后代只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型可知,控制两对相对性状的两对等位基因不遵循自由组合定律,可能的原因是:控制该两对相对性状的基因所在染色体发生了染色体易位。其F1的基因组成如图2。故A选项较为合理,而B、C、D选项均不能对遗传现象作出合理的解释。 图1 图25.A 该二倍体植株的花粉经离体培养获得的为含一个染色体组的单倍体植株,再经秋水仙素处理后可获得纯合的二倍体,因此A项正确,B、D项错误;该过程并没有进行杂交,可见C项错误。6.A 高度分化的植物细胞仍具有全能性,因为其含有发育成完整个体所需的全套遗传物质;单倍体植株的体细胞含有20条染色体,其有丝分裂后期共含有40条染色体;因为植株X花药离体培养后得到的单倍体植株中抗病植株占50%,所以植株X是杂合子,连续自交可以使纯合抗病植株的比例升高;基因突变是不定向的,不能决定生物进化的方向,自然选择能决定生物进化方向。因此A项正确。7.答案 (1)雌蕊(或柱头)(2分) 22(1分) 33(1分)(2)减数(2分) (3)组织培养(2分,其他合理答案也给分)6\n解析 本题以三倍体无子西瓜的培育过程为信息载体,考查了多倍体育种的方法。(1)在三倍体无子西瓜培育过程中,以四倍体植株为母本,授以二倍体植株花粉,可获得三倍体西瓜种子(胚)。四倍体植株上产生的雌配子含有22条染色体,二倍体产生的雄配子含11条染色体,则合子中含有三个染色体组,33条染色体。(2)三倍体西瓜无子的原因是:三倍体的细胞含有三个染色体组,在减数分裂时,染色体联会紊乱,不能产生正常的生殖细胞。(3)由于三倍体植株不能进行有性繁殖,故可采用组织培养等无性生殖方式繁殖。8.答案 (16分)(1)a基因纯合,参与香味物质代谢的某种酶缺失(2)Aabb、AaBb (3)某一雌配子形成时,A基因突变为a基因 某一雌配子形成时,含A基因的染色体片段缺失(4)愈伤组织 全部遗传信息 幼苗解析 (1)基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体性状,也可通过控制蛋白质的结构直接控制性状。从题中可看出香味物质积累,应是参与香味物质代谢的某种酶缺失所致。(2)两对相对性状独立遗传时,每对相对性状都符合分离定律:无香味∶有香味=3∶1,可推知亲本基因型为Aa×Aa,抗病∶感病=1∶1,可推知亲本基因型为Bb×bb,综合亲本基因型为Aabb×AaBb;子代抗病的基因型及比例为1/2Bb,则子代自交,后代BB的几率为1/2×1/4=1/8,子代有关香味的基因型及比例为1AA∶2Aa∶1aa,自交后,aa的几率为1/2×1/4+1/4=3/8,杂交的子代自交后代能稳定遗传的有香味抗病植株(aaBB)的几率为1/8×3/8=3/64。(3)AA♂×aa♀杂交得到的后代应全为Aa,表现为无香味,偶尔发现某一植株具有香味性状,原因可能是母本减数分裂产生配子时发生了基因突变,且由A基因突变为a基因,也可能是由于染色体变异,母本染色体缺失了A基因。(4)离体的细胞经脱分化形成愈伤组织;花粉具有发育成完整植株的能力,说明其具有全能性,花粉含有该植株生长、发育、遗传和变异所需的全套遗传信息;将单倍体诱导形成二倍体植株,需在幼苗期用秋水仙素处理。9.答案 (1)GUC UUC 4 a(2)1/4 4∶1(3)(减数第一次分裂时)交叉互换 减数第二次分裂时染色体未分离(4)答案一:①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交Ⅰ宽叶红花与宽叶白花植株的比例为1∶1Ⅱ宽叶红花与宽叶白花植株的比例为2∶1Ⅲ宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2∶1答案二:①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株杂交Ⅰ宽叶红花与宽叶白花植株的比例为3∶1Ⅱ后代全部为宽叶红花植株Ⅲ宽叶红花与窄叶红花植株的比例为2∶1解析 (1)由题意分析可知:基因M是以b链为模板从左向右进行转录,基因R则以a链为模板从右向左进行转录。(2)F1的基因型为MmHh,则F2中自交性状不分离的为纯合子,所占比例为1/4;用隐性亲本与F26\n中宽叶高茎(M_H_)植株进行测交,后代中宽叶∶窄叶=2∶1,高茎∶矮茎=2∶1,所以宽叶高茎∶窄叶矮茎=4∶1。(3)Hh植株处于减数第二次分裂中期的细胞基因型应为HH或hh,出现了一部分基因型为Hh的细胞(根据基因突变的低频性可排除基因突变),最可能的原因是减数第一次分裂前期发生了交叉互换;缺失一条4号染色体的高茎植株产生的配子应有含H和不含H两种,若出现HH的配子,最可能的原因是减数第二次分裂后期两条4号染色体未分离。(4)据题意分析可知,推断该突变体基因组成的最好方法是测交法,即用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株(mr)杂交。分析可知:该窄叶白花植株可产生mr和O(不含mr)的配子,若该突变体的基因组成为图甲所示,其可产生MR和Mr两种配子,杂交后代为MmRr∶Mmrr∶MR∶Mr=1∶1∶1∶1,表现型为宽叶红花∶宽叶白花=1∶1;若为图乙所示,其可产生MR和M两种配子,杂交后代为MmRr∶Mmr∶MR∶M(幼胚致死)=1∶1∶1∶1,表现型为宽叶红花∶宽叶白花=2∶1;若为图丙所示,其可产生MR和O两种配子,杂交后代为MmRr∶mr∶MR∶OO(幼胚致死)=1∶1∶1∶1,表现型为宽叶红花∶窄叶白花=2∶1。另外,也可让该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株(mR)杂交,根据子代表现型及比例也可判断该突变体的类型。6
