山东专用2021高考生物一轮复习课时作业20生物变异与生物育种解析版

山东专用2021高考生物一轮复习课时作业20生物变异与生物育种解析版

课时作业(二十)　生物变异与生物育种 ‎[基础练]‎ ‎1．下列关于染色体变异的叙述，错误的是(　　 )‎ A．染色体变异通常都可用光学显微镜观察到 B．染色体结构的改变会使染色体上的基因数目或排列顺序发生改变 C．染色体片段的缺失或重复必然导致基因种类的改变 D．染色体之间交换部分片段不一定属于染色体结构变异 C　[染色体的数目变异和结构变异在光学显微镜下都可观察到；染色体结构变异中的倒位和易位可使基因的排列顺序发生改变，缺失或重复能使基因的数目发生改变；染色体片段的缺失能导致基因缺失，可能使基因种类发生改变，但重复不会使基因的种类发生改变；若染色体之间的交换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，则属于基因重组，不属于染色体结构变异。]‎ ‎2．(2019·安徽宣城调研)某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示，该动物通过减数分裂产生的若干精细胞中，出现了以下6种异常精子。下列相关叙述正确的是(　　 )‎ 编　　号　　　1　　　　 2　　　　3　　　 　4 　　　　　5　　　　 6‎ 异常精子　 AB__CD　 Ab__D　AB__Cd　 aB__CCD　　Ab__DC　 ab__CD A．1和6属于同一变异类型，发生于减数第一次分裂后期 B．2、4、5同属于染色体结构变异，都一定发生了染色体片段断裂 C．3发生的变异一般不改变碱基序列，是变异的根本来源 D．以上6种异常精子的形成都与同源染色体的交叉互换有关 B　[1和6精细胞形成的原因是减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，属于基因重组，两者很可能来自同一个初级精母细胞；2的染色体片段缺失、4的染色体片段重复、5的染色体片段倒位，三者都属于染色体结构变异，染色体结构变异的基础是染色体片段断裂；3中d基因出现的原因一定是基因突变，基因突变是由DNA复制出错引起的，其实质是碱基对的增添、缺失和替换，故一定存在基因中碱基顺序的改变；染色体结构变异和基因突变都与同源染色体的交叉互换无关。]‎ ‎3．下列关于染色体组的说法，正确的是(　　 )‎ A．21三体综合征患者体细胞中含有3个染色体组 B．四倍体水稻的单倍体植株体细胞中含2个染色体组 C．一个染色体组中的染色体大小、形态一般相同 D．体细胞中含有3个染色体组的个体即为三倍体 B - 8 -‎ ‎　[21三体综合征患者体细胞的第21号染色体共3条，这样的异常染色体组称为三体，不同于正常的3个染色体组；染色体组中的染色体大小、形态一般不同；由受精卵发育且体细胞中含有3个染色体组的个体称为三倍体，若由六倍体的配子发育而来，其体细胞中有3个染色体组，但属于单倍体。]‎ ‎4．下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是(　　 )‎ A．组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体 B．由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体 C．含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组 D．人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 D　[一个染色体组中的染色体是非同源染色体，减数分裂中能联会的染色体是同源染色体；二倍体指的是由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组的个体；含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组，如六倍体普通小麦的单倍体含有三个染色体组；人工诱导多倍体的方法是用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。]‎ ‎5．2N→4N→3N可以表示利用二倍体西瓜(2N)培育出三倍体无子西瓜(3N)过程中染色体数目的变化情况，下列说法正确的是(　　 )‎ A．染色体数目从4N→3N培育过程中需要使用秋水仙素 B．三倍体西瓜之所以无子，是因为不能正常完成减数分裂和受精作用 C．培育三倍体无子西瓜的过程中发生的变异属于不可遗传变异 D．三倍体无子西瓜不能由受精卵发育而来 B　[秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，4N→3N表示四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交培育出三倍体西瓜的过程，该过程中不需要使用秋水仙素；三倍体西瓜无子的原因是在减数分裂过程中联会紊乱，很难形成可育配子，因此不能正常完成受精作用；培育三倍体无子西瓜应用的原理是染色体数目变异，属于可遗传变异；三倍体无子西瓜是用四倍体的西瓜作母本，二倍体的西瓜作父本，经过受精培育出的。]‎ ‎6．下图是某二倍体植物细胞有丝分裂过程中秋水仙素作用原理的示意图，①②③④分别代表处在不同时期的细胞。下列说法错误的是(　　 )‎ A．秋水仙素在细胞分裂的③时期起作用 B．④时期的细胞可正常分裂发育成多倍体植株 C．图中所示过程是新物种形成的途径之一 D．低温处理与用秋水仙素处理的作用原理相似 A　[纺锤体的形成时期为细胞分裂前期，所以秋水仙素在②时期起作用；④‎ - 8 -‎ 时期的细胞中染色体数加倍，通过分裂、分化可发育为四倍体植株；处理二倍体所获得的四倍体能产生可育后代，是一个新物种，这是新物种形成的途径之一；低温和秋水仙素都可以抑制细胞分裂前期纺锤体的形成，从而使细胞染色体数目加倍。]‎ ‎7．(2019·湖北孝感模拟)在某严格自花传粉的二倍体植物中，野生型植株在基因型均为AA(无A基因的植株表现为矮化植株)。现发现甲、乙两株矮化突变体植株的相关基因在同源染色体上的位置如图所示，矮化程度与a基因的数量呈正相关。下列相关叙述，错误的是(　　 )‎ A．甲突变体植株在产生配子的过程中，一个四分体最多含有4个a基因 B．乙突变体植株产生的原因可能是在甲突变体植株的基础上发生了染色体结构变异 C．甲突变体植株产生的根本原因是基因突变，其自交后代只有一种矮化植株 D．若各类型配子和植株均能成活，则乙突变体植株自交后代中存在两种矮化植株 D　[甲突变体植株在产生配子的过程中，一个四分体含有4个染色单体，每个染色单体可能含有1个a基因，故一个四分体最多含有4个a基因。由图可知，乙突变体植株产生的原因可能是在甲突变体植株的基础上发生了染色体结构变异。甲突变体植株产生的根本原因是基因突变、其自交后代的基因型均为aa，故只有一种矮化植株。乙突变体植株可产生含有2个a基因的配子和无a基因的配子，雌雄配子结合，F1存在含有4个a基因、含有2个a基因和无a基因三种矮化植株。]‎ ‎8．(2019·河北承德联校模拟)家蚕中，基因S(黑缟斑)、s(无斑)位于2号染色体上，基因Y(黄血)和y(白血)也位于2号染色体上，假定两对等位基因间完全连锁无互换。用X射线处理蚕卵后，发生了图中所示的变异，具有该类型变异的一对家蚕交配产生的子代中，黑缟斑白血∶无斑白血为2∶1。下列相关叙述错误的是(　　 )‎ A．缺失杂合体和缺失纯合体的存活率相同 B．具有乙图基因的家蚕表现为黑缟斑、白血 C．具有甲图基因的家蚕交配产生的后代有三种基因型 D．X射线照射后发生的变异为染色体缺失 A　[由于两对基因完全连锁，该类型变异的一对家蚕交配，产生的配子基因型及比例为S∶sy＝1∶1，配子随机结合后代基因型及比例应为SS∶Ssy∶ssyy＝1∶2∶1，表现型分别为黑缟斑、黑缟斑白血、无斑白血，根据题干后代比例可知，SS由于缺少血色基因而致死，即说明缺失杂合体和缺失纯合体的存活率不等；乙图基因型为Ssy，因此家蚕表现为黑缟斑、白血；甲图SsYy的家蚕产生的配子种类有SY∶sy＝1∶1‎ - 8 -‎ ‎，该种基因型的家蚕交配产生的后代有SSYY、SsYy、ssyy三种基因型；用X射线处理蚕卵后，Y基因所在的染色体片段丢失，该变异属于染色体结构变异中的缺失。]‎ ‎9．(2019·福建福州检测)玉米子粒黄色基因T与白色基因t是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体花粉不能参与受精作用。请结合相关知识分析回答：‎ ‎(1)现有基因型为Tt的黄色子粒植株甲，其细胞中9号染色体如图一。‎ ‎①植株甲的变异类型属于_________。‎ ‎②为了确定植株甲的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，让其进行自交产生F1。如果F1表现型及比例为_________，则说明T基因位于异常染色体上。‎ ‎(2)以植株甲为父本，正常的白色子粒植株为母本杂交产生的F1中，发现了一株黄色子粒植株乙，其染色体及其基因组成如图二。‎ ‎①该植株出现的原因可能是_________________未分离。‎ ‎②植株乙在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机移向细胞两极，并最终形成含1条和2条9号染色体的配子。植株乙可产生_________种基因型的配子，若以植株为母本进行测交，则子代的表现型及比例为______________________。‎ 解析　(1)①植株甲的变异类型属于染色体结构变异中的缺失。②为了确定植株甲的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，让其进行自交产生F1。如果T基因位于异常染色体上，则能够受精的花粉只有t，则F1表现型及比例为黄色Tt∶白色tt＝1∶1。‎ ‎(2)①由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，即含有T的精子不能参与受精作用，所以黄色子粒植株B(Ttt)中有一个t来自母本，还有T和t都来自父本，由此可见，该植株出现的原因是由于父本减数分裂过程中同源染色体未分离。②图二中的植株乙在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，所以可产生的配子有T、Tt、tt、t四种，比例为1∶2∶1∶2；若以该植株为母本与tt进行测交，后代基因型及其比例为Tt、Ttt、ttt、tt＝1∶2∶1∶2，因此后代的表现型及其比例为黄色∶白色＝1∶1。‎ 答案　(1)①染色体结构变异/染色体片段缺失　②黄色∶白色＝1∶1　(2)①父本减数分裂过程中同源染色体　②4　黄色∶白色＝1∶1‎ ‎10．(2019·河北石家庄一模)下图为水稻的几种不同育种方法的示意图，据图回答：‎ - 8 -‎ ‎(1)B过程常用的方法是________________；可能用到秋水仙素的过程有________(用图中字母表示)。‎ ‎(2)可以打破物种界限的育种方法是________(用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是________________。‎ ‎(3)假设要培育一个能稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，则最简单的育种方法是________(用图中的字母表示)；如果它的性状都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是________(用图中的字母表示)。‎ ‎(4)现有三个水稻品种：①的基因型为aaBBDD，②的基因型为AAbbDD，③的基因型为AABBdd。这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。请通过杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株(用文字简要描述获得过程即可)：__________________ _________________________________________________________________。‎ 解析　(1)A、B、C过程表示单倍体育种过程，其中B过程常用的方法是花药离体培养，C过程常需要用适宜浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗，F表示多倍体育种，也常需要用适宜浓度的秋水仙素处理。(2)图中E表示基因工程育种，此方法可以打破物种的界限；基因工程育种运用的原理是基因重组。(3)育种时若要选育表现为隐性性状的个体，最简单的育种方法是杂交育种；运用单倍体育种能明显缩短育种年限。(4)三个水稻品种的基因型均为“双显加一隐”的组合方式，要利用杂交育种方法培育基因型为aabbdd的品种，可选择任意两个品种作亲本杂交得到杂交一代，然后杂交一代与剩下的一个品种杂交得到杂交二代，杂交二代自交即可得到基因型为aabbdd的种子。‎ 答案　(1)花药离体培养　C、F　(2)E　基因重组　(3)A、D　A、B、C　(4)①与②杂交得到杂交一代，杂交一代与③杂交得到杂交二代，杂交二代自交可以得到基因型为aabbdd的植株(合理即可)‎ ‎[能力练]‎ ‎11．下列与变异有关的叙述，正确的是(　　 )‎ A．染色体结构变异可导致基因数目改变，在光学显微镜下看不见 B．染色体中DNA的脱氧核苷酸数量发生改变就会导致染色体结构变异 C．肺炎双球菌抗药性的变异来源有基因突变、基因重组和染色体变异三种类型 D．若蝗虫的一个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因最可能是发生过交叉互换 D　[染色体结构变异在光学显微镜下可见；染色体中单个或少数脱氧核苷酸数量发生改变有可能仅仅是会导致基因结构的改变从而引起基因突变；肺炎双球菌属于原核生物，没有染色体，因此只能发生基因突变；若一个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因最可能是发生过交叉互换，因为交叉互换的概率高。]‎ ‎12．(2019·广东江门一模)波尔山羊(2N - 8 -‎ ‎＝60)胚胎期某细胞发生了异常分裂如图所示(未绘出的染色体均正常)，其中A为原癌基因，a为A的突变基因。下列说法正确的是(　　 )‎ A．该分裂过程中形成30个四分体 B．分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为1/2‎ C．子细胞Aa与aa在相同且适宜条件下细胞周期可能不同 D．染色体异常分离与纺锤体无关 C　[减数分裂的特点是同源染色体联会，形成四分体，该图中胚胎期细胞发生有丝分裂过程，不会形成四分体；由于染色体的丢失是随机，所以分裂产生Aa或aa子细胞的概率不一定为1/2；原癌基因A可控制细胞的正常分裂进程，因此子细胞Aa与aa在相同且适宜条件下细胞周期可能不同；由于染色体是由纺锤体牵引而移向两极的，因此染色体异常分离可能与纺锤体有关。]‎ ‎13．(2019·河南郑州调研)生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。下面甲、乙两模式图分别表示细胞分裂过程中出现的“环形圈”“十字型结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。图丙是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是(　　 )‎ A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组 B．图甲是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果 C．图乙是由于四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果 D．甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中 D　[分析图甲，一对同源染色体中一条出现“环形圈”，可能是此染色体发生片段重复或另一条染色体出现缺失，属于染色体结构变异；分析图乙，非同源染色体上出现了同源区段，进行了联会，属于染色体结构变异；甲、乙两图中每条染色体都含有两条染色单体，且都发生同源染色体配对，所以发生于减数第一次分裂前期，图丙为四分体时期同源染色体的交叉互换。]‎ - 8 -‎ ‎14．(2019·湖南怀化一模)染色体数目变异有两大类型：一类是以体细胞内完整染色体组为单位的改变，称整倍体变异，如三倍体无子西瓜；另一类是染色体组内的个别染色体数目增加或减少，使细胞内的染色体数目不成染色体组数的完整倍数，称为非整倍体变异，如21三体综合征。而非整倍体变异又包括如表所示的几种常见类型。请据表分析，若夫妇均为21三体综合征，则有关子代的叙述，合理的是(假设人类21四体的胚胎无法发育)(　　 )‎ 名称 染色体数目 染色体类型 单体 ‎2n－1‎ ‎(abcd)(abc－)‎ 缺体 ‎2n－2‎ ‎(abc－)(abc－)‎ 三体 ‎2n＋1‎ ‎(abcd)(abcd)(a)‎ 四体 ‎2n＋2‎ ‎(abcd)(abcd)(aa)‎ 双三体 ‎2n＋1＋1‎ ‎(abcd)(abcd)(ab)‎ A．子代可有2种表现型，两种表现型之比为3∶1‎ B．若三体的胚胎约有50%死亡，子代出现三体的概率为50%‎ C．若三体的胚胎约有50%死亡，则子代的致死率为2/3‎ D．若母亲的卵细胞均正常，则子代患病的概率为25%‎ B　[根据表格信息可知，双亲的染色体数目均为46＋1，双亲产生的配子类型是23和23＋1，因此子代的染色体数目有：(25%)46、(50%)(46＋1)和(25%)(46＋2)共3种，但46＋2的个体死亡，因此，子代有两种表现型，两种表现型之比为1∶2；若三体的胚胎约有50%死亡，则子代的表现型及比例分别是50%正常、50%三体；子代致死的个体包括：四体(约25%)和三体的一半(约25%)，因此，子代致死率为50%；若母亲的卵细胞正常，则子代的患病情况由父亲提供的精子决定，由于父亲产生的精子中约有50%异常，因此子代的患病概率为50%。]‎ ‎15．在栽培某种农作物(2n＝42)的过程中，有时会发现单体植株(2n－1)，例如有一种单体植株就比正常植株缺少一条6号染色体，称为6号单体植株。‎ ‎(1)6号单体植株的变异类型为____________，该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂过程中_____________________出现不正常分离而形成异常配子所致。‎ ‎(2)6号单体植株在减数第一次分裂时能形成________个四分体。如果该植株能够产生数目相等的n型和n－1型配子，则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为___________________________________________________。‎ ‎(3)科研人员利用6号单体植株进行杂交实验，结果如下表所示。‎ 杂交亲本 实验结果 ‎6号单体(♀)×正常二倍体(♂)‎ 子代中单体占75%，正常二倍体占25%‎ ‎6号单体(♂)×正常二倍体(♀)‎ 子代中单体占4%，正常二倍体占96%‎ ‎①单体♀在减数分裂时，形成的n－1型配子________(填“多于”“等于”或“少于”)n型配子，这是因为6号染色体往往在减数第一次分裂过程中因无法________而丢失。‎ - 8 -‎ ‎②n－1型配子对外界环境敏感，尤其是其中的________(填“雌”或“雄”)配子育性很低。‎ ‎(4)现有该作物的两个品种，甲品种抗病但其他性状较差(抗病基因R位于6号染色体上)，乙品种不抗病但其他性状优良，为获得抗病且其他性状优良的品种，理想的育种方案是：以乙品种6号单体植株为________(填“父本”或“母本”)与甲品种杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与____________杂交，每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株，最后使该单体________，在后代中即可挑选出RR型且其他性状优良的新品种。‎ 解析　(1)6号单体植株比正常植株缺少一条6号染色体，故6号单体植株的变异类型为染色体数目变异，该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂过程中6号染色体的同源染色体或姐妹染色单体未正常分离。(2)某种农作物(2n＝42)，则单体植株为2n－1＝41条染色体，故6号单体植株在减数第一次分裂时能形成20个四分体。如果该植株能够产生数目相等的n型和n－1型配子，则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为正常二倍体(2n)∶单体(2n－1)∶缺体(2n－2)＝1∶2∶1。(3)①据表格数据可知，单体♀在减数分裂时，形成的n－1型配子多于n型配子，这是因为6号染色体往往在减数第一次分裂过程中因无法联会(无法形成四分体)而丢失。②据表格数据可知，n－1型配子对外界环境敏感，尤其是其中的雄配子育性很低。(4)根据(3)中的②可知，n－1型雄配子育性很低，则以乙品种6号单体植株为母本与甲品种杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与乙品种6号单体杂交，每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株，最后使该单体自交，在后代中即可挑选出RR型且其他性状优良的新品种。‎ 答案　(1)染色体变异(染色体数目变异)　6号染色体的同源染色体或姐妹染色单体　(2)20　正常二倍体(2n)∶单体(2n－1)∶缺体(2n－2)＝1∶2∶1　(3)①多于　联会(无法形成四分体)　②雄　(4)母本　乙品种6号单体　自交 - 8 -‎