1、专题14 生物的变异与育种,高考生物 (新课标专用),考点1 基因突变与基因重组 1.(2018课标全国,6,6分)某大肠杆菌能在基本培养基上生长,其突变体M和N均不能在基本培 养基上生长,但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,N可在添加了氨基酸乙的基本培 养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后,再将 菌体接种在基本培养基平板上,发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断,下列说法不合理 的是 ( ) A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失 B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的 C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X D.突变体M和N
2、在混合培养期间发生了DNA转移,五年高考,答案 C 大肠杆菌属于原核生物,其突变只有基因突变一种类型,突变体M在基本培养基上 不能生长,但可在添加氨基酸甲的培养基上生长,说明突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活 性丧失,A、B正确;将M与N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中培养一段时间后,形成了 另一种大肠杆菌X,说明突变体M与N共同培养时,二者之间发生了DNA转移(基因重组),形成 了大肠杆菌X,突变体M与N之间的基因重组发生在DNA水平,RNA不能与DNA发生重组,C错 误,D正确。 解后反思 肺炎双球菌的转化原理 加热杀死的S型细菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌的原理是S型细菌的D
3、NA进入R型 细菌细胞内,改变了R型细菌的遗传特性,即不同类型细菌间的DNA可发生转移,且能改变细菌 原有的遗传特性。,2.(2018江苏单科,15,2分)下列过程不涉及基因突变的是 ( ) A.经紫外线照射后,获得红色素产量更高的红酵母 B.运用CRISPR/Cas9 技术替换某个基因中的特定碱基 C.黄瓜开花阶段用2,4-D诱导产生更多雌花,提高产量 D.香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换,增加患癌风险,答案 C 本题考查基因突变的相关知识。经紫外线照射可诱导基因发生突变,从而获得红 色素产量高的红酵母,A不符合题意;运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基属于 基因突
4、变,B不符合题意;黄瓜开花阶段用2,4-D诱导产生更多雌花的机理是影响细胞的分化,不 涉及基因突变,C符合题意;香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换,属于基因突变,D不 符合题意。 思路点拨 本题旨在检测学生对基因突变实例的理解和判断。解决本题的关键在于透彻理 解基因突变的概念实质和类型。,3.(2016海南单科,25,2分)依据中心法则,若原核生物中的DNA编码序列发生变化后,相应蛋白 质的氨基酸序列不变,则该DNA序列的变化是 ( ) A.DNA分子发生断裂 B.DNA分子发生多个碱基增添 C.DNA分子发生碱基替换 D.DNA分子发生多个碱基缺失,答案 C 由于密码子的简并性,DNA
5、分子发生碱基替换可能使蛋白质的氨基酸序列不变,C 正确;碱基增添或缺失均会导致氨基酸序列改变。,4.(2016天津理综,5,6分)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表:,注P:脯氨酸;K:赖氨酸;R:精氨酸 下列叙述正确的是 ( ) A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性 B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能 C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致 D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变,答案 A 据表可知,核糖体S12蛋白结构改变后,突变型枯草杆菌的核糖体不能与链霉素结 合,而在含链霉素培养基中的存活率为100%,说明突变型枯草杆菌对链霉素具有抗性,A项正 确;链霉素通过与
6、核糖体结合抑制其翻译功能,B项错误;突变型是因为S12蛋白第56位的赖氨 酸替换为精氨酸所致,该基因突变属于碱基对的替换,C项错误;链霉素不能诱发基因突变,只是 对枯草杆菌起选择作用,D项错误。 方法技巧 实验结果有时以表格的方式呈现,审题时要从表格中找出自变量与因变量,然后用 对照的思想方法进一步审题。 评析 该题考查基因突变的相关知识。,5.(2015海南单科,19,2分)关于等位基因B和b发生突变的叙述,错误的是 ( ) A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因 B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率 C.基因B中的碱基对G-C被碱基对A-T替换可导致基因突变 D.在基因b
7、的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变,答案 B 基因突变具有不定向性,A项正确;物理因素如X射线等可提高突变率,B项错误;基 因中碱基对的替换、增添或缺失均可引起基因突变,C项、D项正确。 知识拓展 不同因素引起基因突变的原因不同。X射线等物理因素通过损伤细胞内的DNA 导致基因突变,亚硝酸等化学因素通过改变核酸碱基导致基因突变,病毒通过影响宿主细胞 DNA导致基因突变。,6.(2015江苏单科,15,2分,0.62)经X射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花植 株,下列叙述错误的是 ( ) A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存 B.X射线不仅可引
8、起基因突变,也会引起染色体变异 C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变 D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变异,答案 A 白花植株的出现是X射线诱变的结果,A错误;X射线诱变引起的突变可能是基因突 变,也可能是染色体变异,B正确;通过杂交实验,根据后代是否出现白花及白花的比例可以确定 是显性突变还是隐性突变,C正确;白花植株自交,若后代中出现白花则为可遗传变异,若无则为 不可遗传变异,D正确。 易错警示 白花植株的出现是突变的结果,不是对环境主动适应的结果。,7.(2014浙江理综,6,6分)除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体,且敏感基因与抗性基因 是1对等位基因
9、。下列叙述正确的是 ( ) A.突变体若为1条染色体的片段缺失所致,则该抗性基因一定为隐性基因 B.突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致,则再经诱变可恢复为敏感型 C.突变体若为基因突变所致,则再经诱变不可能恢复为敏感型 D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致,则该抗性基因一定不能编码肽链,答案 A 突变体若为1条染色体的片段缺失所致,假设抗性基因为显性,则敏感型也表现为显 性,假设不成立;突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致,则此基因不存在了,不能 恢复为敏感型;基因突变是不定向的,再经诱变仍有可能恢复为敏感型;抗性基因若为敏感基因 中的单个碱基对替换所致,有可能
10、只有一个氨基酸改变或不能编码肽链或肽链合成提前终止, 所以A正确。 易错警示 突变包括基因突变和染色体变异。,8.(2014江苏单科,13,2分)下图是高产糖化酶菌株的育种过程,有关叙述错误的是 ( ) 出发菌株 挑取200个 单细胞菌株 选出50株 选出5株 多轮重复筛选 A.通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株 B.X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异 C.上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程 D.每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高,答案 D X射线既可改变基因的碱基序列引起基因突变,又能造成染色体片段损伤导致染色 体变异;图中是高产糖化酶菌株的人工定向选择过程。
11、通过此筛选过程获得的高产菌株的其 他性状未必符合生产要求,故不一定能直接用于生产;诱变可提高基因的突变率,但每轮诱变相 关基因的突变率不一定都会明显提高。,9.(2016课标,32,12分)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下 列问题: (1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者 。 (2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以 为单位的变 异。 (3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),也可由隐性基因突变为显性基因(显 性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一代
12、中 都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子 代中能观察到该显性突变的性状;最早在子 代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子 代中能分离得到显性突变纯合 体;最早在子 代中能分离得到隐性突变纯合体。,答案 (1)少 (2)染色体 (3)一 二 三 二,解析 本题主要考查基因突变和染色体变异的相关知识。(1)基因突变是以基因中碱基对作 为研究对象的,不改变基因的数量,而染色体变异可改变基因的数量,所以基因突变中涉及的碱 基对数目比较少。(2)在染色体数目变异中,既可以发生以染色体组为单位的变异,也可以发生 以染色体为单位的(个别染色体的增加或减少)变异。(3)aa植株发生显性突变可产生Aa的子 一
13、代个体,最早在子一代中能观察到显性突变性状,子一代自交,最早在子二代中能出现显性突 变纯合体,子二代自交依据是否发生性状分离,可在子三代中分离得到显性突变纯合体;AA植 株发生隐性突变产生Aa的子一代个体,子一代自交最早在子二代中能观察到隐性突变性状,表 现为隐性突变性状的即为隐性突变纯合体。 易错警示 根据突变基因的显隐性,可将基因突变分为显性突变和隐性突变两种,显性突变的 性状在当代就可体现出来,隐性突变的性状在下一代体现出来。,10.(2014北京理综,30,16分)拟南芥的A基因位于1号染色体上,影响减数分裂时染色体交换频 率,a基因无此功能;B基因位于5号染色体上,使来自同一个花粉母
14、细胞的四个花粉粒分离,b基 因无此功能。用植株甲(AaBB)与植株乙(AAbb)作为亲本进行杂交实验,在F2中获得了所需的 植株丙(aabb)。 (1)花粉母细胞减数分裂时,联会形成的 经 染色体分离、姐妹染色单体分开, 最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。 (2)a基因是通过将T-DNA插入到A基因中获得的,用PCR法确定T-DNA插入位置时,应从图1中 选择的引物组合是 。图1 (3)就上述两对等位基因而言,F1中有 种基因型的植株。F2中表现型为花粉粒不分离,的植株所占比例应为 。 (4)杂交前,乙的1号染色体上整合了荧光蛋白基因C、R。两代后,丙获得C、R基因(图2)。带 有
15、C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。图2 丙获得了C、R基因是由于它的亲代中的 在减数分裂形成配子时发生了染色 体交换。 丙的花粉母细胞进行减数分裂时,若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换,则产生的 四个花粉粒呈现出的颜色分别是 。 本实验选用b基因纯合突变体是因为:利用花粉粒不分离的性状,便于判断染色体在C和R基 因位点间 ,进而计算出交换频率。通过比较丙和 的交换频率, 可确定A基因的功能。,答案 (16分)(1)四分体 同源 (2)和 (3)2 25% (4)父本和母本 蓝色、红色、蓝和红叠加色、无色 交换与否和交换次数 乙,解析 (1)在花粉母细胞减数分裂过程中,通过同源
16、染色体联会、分离及着丝点断裂导致的姐 妹染色单体分开,最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。(2)确定T-DNA插入位 置时,根据子链延伸方向是53,只有用引物、组合扩增该DNA分子,才能得到两条链均 作为模板的扩增产物,且产物中同时有A基因片段和T-DNA片段,从而用于T-DNA插入位置的 确定。(3)由植株甲(AaBB)、乙(AAbb)二者杂交,F1代为AaBb、AABb两种基因型可知F2中花 粉粒不分离的bb占1/4。(4)由图2可以看出,A与C,A与R连锁在一起,而丙是由a、C连锁的配 子和a、R连锁的配子结合形成的,这两种雌雄配子的产生都是亲本在减数分裂过程中发生交 叉互换的
17、结果;丙的花粉母细胞在进行减数分裂时,若染色体在C和R基因位点间只发生一 次交换,则可产生aC、aR、a、aCR四种花粉粒,呈现出的颜色分别是蓝色、红色、无色、蓝 和红叠加色。bb隐性纯合突变体使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒不分离,把每4个不 分离的花粉粒看作一组,通过观察不同花粉母细胞产生的四个花粉粒是否出现无色或叠加色, 以及出现此类花粉粒的组数,即通过观察四个花粉粒中是否出现无色、蓝和红叠加色及出现 无色、蓝和红叠加色的组数,可以判断染色体在C和R基因位点间是否交换和交换次数,通过 比较乙和丙的交换频率可确定基因A的功能。,以下为教师用书专用,11.(2010课标,6,6分)在白花豌
18、豆品种栽培园中,偶然发现了一株开红花的豌豆植株,推测该红 花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确,应检测和比较红花植株 与白花植株中 ( ) A.花色基因的碱基组成 B.花色基因的DNA序列 C.细胞的DNA含量 D.细胞的RNA含量,答案 B 基因是DNA分子上有遗传效应的片段,基因突变是指基因结构的改变,包括DNA上 碱基对的增添、缺失和替换,不是碱基的组成发生改变,也不是细胞中的DNA含量变化和RNA 含量变化,故A、C、D项都是错误的。,考点2 染色体变异 1.(2017江苏单科,19,2分)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa,其异常联会形成的部分配子也 可受精形
19、成子代。下列相关叙述正确的是 ( )A.如图表示的过程发生在减数第一次分裂后期 B.自交后代会出现染色体数目变异的个体 C.该玉米单穗上的籽粒基因型相同 D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子,答案 B 本题综合考查了染色体变异与减数分裂和遗传的关系。联会发生在减数第一次分 裂前期,A错误;该同源四倍体玉米异常联会将出现染色体数量增加或减少的配子,所以其自交 后代会出现染色体数目变异的个体,B正确;该玉米可产生不同基因型的配子,所以其单穗上会 出现不同基因型的籽粒,C错误;该植株正常联会可产生Aa、aa两种配子,所以花药培养加倍后 可得到AAaa(杂合子)和aaaa两种基因型的四倍体,D错误
20、。 方法技巧 四倍体产生配子的分析方法 (1)若四倍体基因型为aaaa,其减数分裂产生aa一种配子; (2)若四倍体基因型为AAaa,其减数分裂产生AA、Aa、aa三种配子,且比例为141; (3)若四倍体基因型为Aaaa,其减数分裂产生Aa、aa两种配子,且比例为11。,2.(2016江苏单科,14,2分)下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表 示基因)。下列叙述正确的是( )A.个体甲的变异对表型无影响 B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常 C.个体甲自交的后代,性状分离比为31 D.个体乙染色体没有基因缺失,表型无异常,答案 B 据图可知个体甲的变异是缺失,个体乙
21、的变异是倒位,均会导致表型异常,A和D选 项错误。个体甲自交,后代可能出现缺失染色体纯合个体致死现象,后代性状分离比不一定是 31,C项错误。个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常,B项正确。 知识拓展 同源染色体若其中一条染色体倒位则在减数分裂过程中形成的四分体呈“十字 形”。,3.(2016上海单科,23,2分)导致遗传物质变化的原因有很多,图中字母代表不同基因,其中变异 类型和依次是 ( )A.突变和倒位 B.重组和倒位 C.重组和易位 D.易位和倒位,答案 D 由题图可知,变异类型中a、b基因被j基因替换,变异类型为易位;变异类型中 c、d、e基因发生颠倒,变异类型为倒位。 易错警示 易位
22、交叉互换。易位发生在非同源染色体之间,属于染色体结构变异。交叉互 换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,属于基因重组。,4.(2015课标,6,6分,0.501)下列关于人类猫叫综合征的叙述,正确的是 ( ) A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的 B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的 C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的 D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的,答案 A 人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病,A项正确。 知识拓展 受到射线等物理因素的影响,染色体会出现断裂,细胞的修复机制又会使断裂的染 色体片段重接到染色体上,如果重接错误就会发生染色体结构变异。
23、,5.(2015海南单科,21,2分)关于基因突变和染色体结构变异的叙述,正确的是 ( ) A.基因突变都会导致染色体结构变异 B.基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变 C.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变 D.基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察,答案 C 基因突变的实质是基因中碱基对序列的改变,结果是产生等位基因,不会导致染色 体结构变异,A项错误;基因突变不一定引起个体表现型的改变,B项错误;由于染色体是DNA的 主要载体,染色体结构变异会引起DNA碱基序列的改变,C正确;基因突变在光学显微镜下是看 不见的,D项错误。 易错警示 基因突变改变基因的质(基因结
24、构改变,成为新基因),不改变基因的量。染色体变 异不改变基因的质,但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。,6.(2015江苏单科,10,2分,0.64)甲、乙为两种果蝇(2n),如图为这两种果蝇的各一个染色体组,下 列叙述正确的是 ( )A.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常 B.甲发生染色体交叉互换形成了乙 C.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同 D.图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料,答案 D 分析图可知,甲的1号染色体倒位形成乙的1号染色体,B错误;染色体倒位后,染色体 上的基因排列顺序改变,C错误;倒位后甲和乙的1号染色体不能正常联会,减数分裂异常,A错 误。基因突变、染色体变
25、异和基因重组为生物进化提供原材料,D正确。 解题关键 正确判断图示的染色体结构变异类型为倒位是解题关键。,7.(2014上海单科,16,2分)如图显示了染色体及其部分基因,对和过程最恰当的表述分别是 ( )A.交换、缺失 B.倒位、缺失 C.倒位、易位 D.交换、易位,答案 C 过程中F与m位置相反,表示是染色体结构变异中的倒位,过程只有F,没有m,但 多出了一段原来没有的染色体片段,表示是染色体结构变异中的易位,故C正确。,8.(2014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
26、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,答案 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或 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。,9.(2017江苏单科,30,8分)某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料,开展芹菜染色 体核型分析实验。图1、图2是从两种材料的30个显微图像中选出的两个典型图像。请回答
27、 下列问题:(1)将剪取的芹菜幼根置于2 mmol/L的8-羟基喹啉溶液中处理,以提高根尖细胞中有丝分裂的 期细胞的比例,便于染色体观察、计数。 (2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞,目的是 。,再用低浓度的KCl处理一段时间,使细胞适度膨胀,便于细胞内的 更好地分散,但处理 时间不能过长,以防细胞 。 (3)图1是 细胞的染色体,判断的主要依据是 。 (4)分析根尖细胞染色体核型时,需将图像中的 进行人工配对;根据图1、图2能确定 该品种细胞中未发生的变异类型有 (填下列序号)。 基因突变 单体 基因重组 三体,答案 (8分)(1)中 (2)去除细胞壁(使细胞分离)
28、染色体 吸水涨破 (3)花粉母 同源染色 体联会 (4)同源染色体 ,解析 本题综合考查了染色体核型的分析方法及其与变异的联系等。(1)根尖细胞有丝分裂 染色体观察和计数的最佳时期是中期。(2)纤维素酶和果胶酶可去除植物细胞的细胞壁;用低 浓度的KCl处理,可使细胞适度膨胀变大,便于细胞内染色体更好地分散,但处理时间过长,可能 会使细胞吸水涨破,不利于染色体核型分析。(3)图1细胞中出现了减数分裂特有的同源染色 体联会现象,可判断该细胞为花粉母细胞。(4)分析染色体核型时,需将图像中的同源染色体进 行人工配对。图1中染色体两两配对,未出现单体和三体异常联会现象,可确定该品种细胞中 未发生单体和
29、三体变异;基因突变和基因重组为分子水平的变异,在显微镜下不可见,故根据图 中染色体核型不能确定是否发生了基因突变和基因重组。 知识归纳 变异类型与细胞分裂的关系 (1)二分裂:原核生物的分裂方式,仅发生基因突变。 (2)有丝分裂和无丝分裂:真核生物的分裂方式,可发生基因突变和染色体变异。 (3)减数分裂:真核生物有性生殖过程中发生,可发生基因突变、染色体变异和基因重组,其中 基因重组包括两种类型:减数第一次分裂四分体时期发生交叉互换非等位基因的重组; 减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合非同源染色体上非等位基因的重组。,10.(2015江苏单科,29,8分,0.424)中国水仙(Narcis
30、sus tazetta-var.chinensis)是传统观赏花卉,由于 其高度不育,只能进行无性繁殖,因而品种稀少。为了探究中国水仙只开花不结实的原因,有研 究者开展了染色体核型分析实验,先制作了临时装片进行镜检、拍照,再对照片中的染色体进 行计数、归类、排列,主要步骤如下:,请回答下列问题: (1)选取新生根尖作为实验材料的主要原因是 。 (2)实验过程中用1 molL-1HCl解离的目的是 。 (3)该实验采用卡宝品红作为染色剂,与卡宝品红具有相似作用的试剂有 (填序号)。 双缩脲试剂 醋酸洋红液 龙胆紫溶液 秋水仙素溶液 (4)镜检时,应不断移动装片,以寻找处于 期且染色体 的细胞进行
31、拍照。 (5)由上图核型分析结果,得出推论:中国水仙只开花不结实的原因是 。 (6)为了进一步验证上述推论,可以优先选用 (填序号)作为实验材料进行显微观察。 花萼 花瓣 雌蕊 花药 花芽,答案 (8分)(1)新生根尖分生区细胞分裂旺盛 (2)使组织细胞相互分离 (3) (4)中 分散良好 (5)中国水仙是三倍体,减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常生殖细胞 (6),解析 (1)观察染色体核型,需选择进行有丝分裂的材料制作临时装片,而新生根尖细胞能进行 有丝分裂,可用于上述观察。(2)用1 molL-1HCl解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来。 (3)醋酸洋红液、龙胆紫溶液均可使染色
32、体着色。(4)有丝分裂中期是观察染色体形态和 数目的最佳时期。(5)分析题图染色体核型可知,中国水仙体细胞内含有3个染色体组,减数分 裂时联会紊乱,不能形成正常的精子和卵细胞。(6)可以选择能进行减数分裂的实验材料进行 显微观察,在选项中,只有中能进行减数分裂,但雌蕊中进行减数分裂的细胞少,很 难看到减数分裂的各个时期,所以应优先选用花药。 典型错误 (1)错答成:根尖细胞具有全能性;含有大量的染色体,便于观察;根尖无病毒等。(4) 中期错答成:分裂间期;分散良好错答成:排布均匀、清晰、整齐排列在赤道板上、形态稳 定。(5)错答成:染色体发生变异、染色体结构变异,或只答是三倍体,没有分析三倍体
33、为什么 不育。(6)错答成:。,考点3 育种 1.(2018天津理综,2,6分)芦笋是雌雄异株植物,雄株性染色体为XY,雌株为XX;其幼茎可食用, 雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是 ( )A.形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导 B.幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程 C.雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XX D.与雄株甲不同,雄株丁培育过程中发生了基因重组,答案 C 本题主要考查育种的相关知识。植物组织培养过程中,利用植物生长调节剂调节 愈伤组织的形成与分化,A正确;由花粉形成单倍体幼苗乙、丙的过程包括脱分化、再分化两 个阶段,B正确;雄株丁的亲
34、本乙、丙由雄株的花粉经单倍体育种培育而来,只有植物乙、丙的 性染色体组成为XX、YY时,雄株丁的性染色体组成才为XY,C错误;雄株丁的培育过程中经历 了减数分裂产生花粉的过程,该过程中发生了基因重组,D正确。 知识拓展 植物激素在植物组织培养中的作用 植物组织培养过程中,生长素和细胞分裂素两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长 素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的 分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的形成。,2.(2014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
35、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,答案 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 水仙素处理后可得到纯合的二倍体,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。,3.(2018北京理综,30,17分)水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水 稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻 瘟病更加有效、安全和经济的措施。 (1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对 。为判断某抗病水稻是否为纯合子,可 通过观察自交子代 来确
36、定。 (2)现有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三个水稻抗病品种,抗病(R)对感病(r)为 显性,三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的DNA序列设计特异性引物,用PCR方法可 将样本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。 甲品种与感病品种杂交后,对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩 增结果(下图)推测可抗病的植株有 。,为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合,选育新的纯合抗病植株,下列 育种步骤的正确排序是 。 a.甲乙,得到F1 b
37、.用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株 c.R1r1R2r2r3r3植株丙,得到不同基因型的子代 d.用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到不同基因型的子代 (3)研究发现,水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白,也需要Mp基 因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活。若基 因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻,被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染,推测这两种水稻的 抗病性表现依次为 。 (4)研究人员每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R
38、1R1r2r2r3r3),几年后甲品种丧失了抗 病性,检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是 。 (5)水稻种植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水,稻品种,将会引起Mp种群 ,使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失,无法 在生产中继续使用。 (6)根据本题所述水稻与Mp的关系,为避免水稻品种抗病性丧失过快,请从种植和育种两个方 面给出建议 。,答案 (1)性状 性状是否分离 (2)1和3 a、c、d、b (3)感病、抗病 (4)Mp的A1基 因发生了突变 (5)(A类)基因(型)频率改变 (6)将含有不同抗病基因的品种轮换/间隔种植; 将多个不同抗病
39、基因通过杂交整合到一个品种中,解析 (1)水稻的抗病与感病为一对相对性状。为判断某抗病水稻是否为纯合体,可让其自 交。若自交后代出现性状分离,则该水稻为杂合子;若自交后代没出现性状分离,则该水稻为纯 合子。(2)由于基因R1比r1片段短,可判断植株1、3中含有R1,故植株1、3抗病。为培育R1R 1R2R2R3R3植株,可先将甲乙杂交,获得F1(R1r1R2r2r3r3),然后将F1与丙杂交,从二者后代中用PCR 方法选出R1r1R2r2R3r3植株,再将R1r1R2r2R3r3自交获得不同基因型的子代,用PCR方法从中选出R1 R1R2R2R3R3植株即可。(3)只有R蛋白与相应A蛋白结合后
40、,水稻的抗病反应才能被激活,基因型 为a1a1A2A2a3a3的Mp可产生A2蛋白,故被该Mp侵染时,R1R1r2r2R3R3水稻表现为不抗病,r1r1R2R2R3R 3水稻表现为抗病。(4)每年用基因型为A1A1a2a2a3a3的Mp人工接种水稻品种甲R1R1r2r2r3r3,两者 只要有一者发生突变,水稻品种就可能失去抗性,若检测水稻基因未发现变异,那说明很可能是 Mp的A1基因发生了突变。(5)由于自然选择,大面积连续种植单一抗病基因水稻品种,会引起 Mp种群基因频率的改变,使水稻品种的抗病性逐渐减弱直至丧失。(6)为避免水稻品种的抗病 性丧失过快,我们可以将不同水稻品种间隔种植,或将多
41、个不同抗病基因通过杂交整合到一个 品种中。 知识链接 生物防治与化学防治,化学防治就是利用化学农药防治害虫,化学防治易对人类生存环境造成污染,现在人们越来越 倾向于生物防治。生物防治就是利用生物种间关系(寄生、捕食、竞争等)实现害虫的防治, 如引入害虫的天敌或引入专门寄生特定害虫的病毒等。,4.(2017北京理综,30,18分)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍体 育种技术使玉米新品种选育更加高效。 (1)单倍体玉米体细胞的染色体数为 ,因此在 分裂过程中染色体无法联会,导致 配子中无完整的 。 (2)研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结
42、出一定比例的单倍体籽粒 (胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)。 根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。从图2结果可以推测单倍体的胚是由 发育而来。 玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A 或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫白=35,出现性状分离的原,因是 ,推测白粒亲本的基因型是 。 将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下: P 普通玉米 突变体S(白粒,aarr) (紫粒,AARR) F1 二倍体籽粒,单倍体
43、籽粒 请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型 。 (3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗 旱抗倒伏的品种。结合(2)中的育种材料与方法,育种流程应为: ;将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有 优良性状的个体。,答案 (18分)(1)10 减数 染色体组 (2)卵细胞 紫粒亲本是杂合子 aaRr/Aarr 单倍体籽粒胚的表型为白色,基因型为ar;二倍体籽粒胚的表型为紫色,基因型为AaRr;二者胚 乳的表型均为紫色,基因型为AaaRrr (3)G与H杂交;将所得F1为母本与S杂交;根据籽粒颜色挑 出单倍体,
44、解析 本题考查遗传规律及育种的相关知识。(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为20/2=10,没 有同源染色体,因此在减数分裂过程中染色体无法联会,染色体随机分配到子细胞,导致配子中 无完整的染色体组。(2)由图2可以直接看出,F1单倍体胚的基因与母本完全相同,说明单倍 体胚是由母本的卵细胞发育而来的。由紫粒玉米和白粒玉米杂交后代的表型比例3/8=3/4 1/2可以推出,亲本中相关的两对基因,一对基因在两个亲本中都是杂合的,另一对基因在一个 亲本中是杂合的,在另一个亲本中是隐性纯合的,所以紫粒亲本的基因型为AaRr,白粒亲本的 基因型为aaRr/Aarr。由题意可知该杂交实验后代中,二倍体籽粒胚的
45、基因来自亲本双方,单 倍体籽粒胚的基因只来自母本,二者的胚乳都由精子与极核结合形成的受精极核发育而来,所 以单倍体籽粒胚的基因型为ar,表型为白色;二倍体籽粒胚的基因型为AaRr,表型为紫色;二者 的胚乳基因型为AaaRrr,表型为紫色。(3)结合(2)中的育种方法可知,可以通过子代玉米籽粒 的颜色筛选出S与普通玉米杂交后代中的单倍体,因此育种流程应为:用G和H杂交,将优良性状 组合在一起,再将所得F1为母本与S杂交,获得单倍体籽粒和二倍体籽粒,根据籽粒颜色挑选出 单倍体;最后将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子,选出具有优良性状的个体。 方法技巧 解答本题的关键是:结合题图,明确玉米突变
46、体(S)与普通玉米杂交,所获得的子 代基因组成特点。以“结出的籽粒中紫白=35”为切入点定位基因型与表型的关系,进 而判断出亲本的基因型。,5.(2017江苏单科,27,8分)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株,决定以此为 基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题:(1)要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的 物质是否发生了变化。 (2)在选择育种方法时,需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体,则可 采用育种方法,使早熟基因逐渐 ,培育成新品种1。为了加快这一进程,还可以采集 变异株的 进行处理,获得高度纯合的后代,选育成新品种2,这种方法称为 育 种。,(3)
47、如果该早熟植株属于染色体组变异株,可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方 式,由此造成不规则的 ,产生染色体数目不等、生活力很低的 ,因而得不 到足量的种子。即使得到少量后代,早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下,可考虑选择育种 方法,其不足之处是需要不断制备 ,成本较高。 (4)新品种1与新品种3均具有早熟性状,但其他性状有差异,这是因为新品种1选育过程中基因 发生了多次 ,产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。,答案 (8分) (1)遗传 (2)纯合 花药 单倍体 (3)染色体分离 配子 组培苗 (4)重组,解析 本题考查育种的相关知识。(1)要判断该变异株是否可用于育种,
48、首先必须明确该变异 是否为遗传物质改变引起的。(2)育种方法1为杂交育种,含有早熟基因的杂合子经过不断自 交和选育,含有早熟基因的纯合子比例逐渐增大。采用花药离体培养获得的是单倍体植株,再 经过人工诱导使染色体数目加倍的育种方法称为单倍体育种。(3)如果该变异植株为染色体 组变异株,在减数分裂过程中染色体有多种联会方式,造成不规则的染色体分离,产生染色体数 目不等、生活力很低的配子,因此种子数量减少。采用植物组织培养技术育种,需要不断制备 组培苗。(4)新品种1是采用杂交育种方法获得的,选育过程中基因发生多次重组,后代中有多 种基因型,只有符合要求的部分在选育过程中被保留下来。 方法技巧 育种
49、方案的选择依据育种目标,6.(2015浙江理综,32,18分)某自花且闭花授粉植物,抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗 病和感病由基因R和r控制,抗病为显性;茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d,E、e)控制,同 时含有D和E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎,其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高 茎两品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病矮茎品种。 请回答: (1)自然状态下该植物一般都是 合子。 (2)若采用诱变育种,在射线处理时,需要处理大量种子,其原因是基因突变具有 和有害性这三个特点。 (3)若采用杂交育种,可通过将上述两个亲本杂交,在F2等分离世代中 抗病矮茎个体,再 经连续自交等 手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测,一般情况下,控制性状的基因数越多,其育种过程所需的 。若只考虑茎的高度,亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖,则理论上F2的表现型及其比例为 。 (4)若采用单倍体育种,该过程涉及的原理有 。请用遗传图解表示其过程 (说明:选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。,
