1、课时跟踪检测（二十三） 染色体变异与生物育种一、选择题1下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是( )A单倍体生物体的体细胞中都没有同源染色体B21 三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组C人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因D用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有 4 个染色体组解析：选 C 同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体；21 三体综合征患者的 21 号染色体为三条，并不是三倍体；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子
2、或幼苗，使其染色体加倍，用秋水仙素处理的芽尖细胞中染色体数目不一定均加倍。2(2018赣州调研)图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法错误的是( )A可以表示经过秋水仙素处理后四倍体西瓜体细胞的基因组成B可以表示果蝇体细胞的基因组成C可以表示 21 三体综合征患者体细胞的基因组成D可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成解析：选 A 秋水仙素可诱导细胞中染色体数目加倍，其上的基因也应“加倍” ，不会出现一个“a”的情况。3.普通西瓜(二倍体)每个细胞含 22 条染色体，如图为一个三倍体无子西瓜的剖面图，下列叙述正确的是( )A培育无子番茄与培育无子西瓜所利用的原理相同B的细胞内含有 22 条染色
3、体， 的细胞内含有 33 条染色体C无子西瓜培育过程中，秋水仙素处理可使着丝点不分裂，导致染色体加倍D无子西瓜形成的原因是减数分裂过程中染色体联会紊乱解析：选 D 培育无子西瓜(多倍体育种)的原理是染色体变异，而培育无子番茄的原理是生长素能够促进子房发育为果实；题图为三倍体无子西瓜，是由三倍体植株的子房发育而来的，所以和的细胞内均含有 33 条染色体；秋水仙素的作用是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，而不是抑制着丝点的分裂；该无子西瓜形成的原因是三倍体植株减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子。4选取生理状况相同的二倍体草莓(2N 14)幼苗若干，随机分组，每组 30 株，用不同浓
4、度的秋水仙素溶液处理幼芽，得到实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )A该实验的自变量有两个B高倍镜下观察草莓茎尖细胞的临时装片，发现有的细胞分裂后期的染色体数目为56C秋水仙素与龙胆紫一样属于碱性染料，能使染色体着色，从而诱导染色体加倍D实验表明：用质量分数为 0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗幼芽 1 d，诱导成功率最高解析：选 C 该实验的自变量是秋水仙素的浓度和处理时间；二倍体草莓经秋水仙素诱导成功后，染色体加倍成 28，有丝分裂后期染色体数目为 56；秋水仙素不能使染色体着色，其诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成；质量分数为 0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽 1 d，
5、诱导成功率在处理的组别中最高。5.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解析：选 D 甲突变体植株在产生配子的过程中，一个四分体
6、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，F 1 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。6.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
7、 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 21。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DX 射线照射后发生的变异为染色体缺失解析：选 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 sy11，配子随机结合后代基因型及比例应为SS Ssyssyy121，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
8、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 sy11 ，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。7将基因型 Dd 的高茎豌豆幼苗( 品系甲)用秋水仙素处理后，得到四倍体植株幼苗 (品系乙) ，将品系甲、品系乙在同一地块中混合种植，在自然状态下生长、繁殖一代，得到它们的子代。下列有关叙述正确的是( )A品系甲植株自交后代出现性状分离，品系乙植株自交后代全为显性性状B秋水仙素处理的目的是抑制有丝分裂间期形成纺锤体而诱导染色体加倍C品系甲
9、、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D品系甲植株作父本、品系乙植株作母本进行杂交，得到的子代是三倍体解析：选 D 品系甲和品系乙都为杂合子，植株自交后代出现性状分离；秋水仙素处理的目的是抑制有丝分裂前期形成纺锤体而诱导染色体加倍；在自然状态下，品系甲、品系乙混合种植后仍进行自交，产生的子代中有二倍体和四倍体；品系甲植株作父本、品系乙植株作母本进行杂交，得到的子代是三倍体。8波尔山羊(2N60)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
10、 aa 子细胞的概率均为 1/2C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解析：选 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。9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
11、” “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解析：选 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
12、，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。10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 2n1 (abcd)(abc)缺体 2n2 (abc)(abc )三体 2n1
13、 (abcd)(abcd)(a)四体 2n2 (abcd)(abcd)(aa)双三体 2n11 (abcd)(abcd)(ab)A子代可有 2 种表现型，两种表现型之比为 31B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 2/3D若母亲的卵细胞均正常，则子代患病的概率为 25%解析：选 B 根据表格信息可知，双亲的染色体数目均为 461，双亲产生的配子类型是 23 和 231，因此子代的染色体数目有：(25%)46、 (50%)(461)和(25%)(462)共3 种，但 462 的个体死亡，因此，子代有两种表现型，两种表现型之比
14、为 12；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%。11.豌豆的高产与抗病基因分别用 A、B 表示，为了培养能稳定遗传的高产抗病豌豆植株，某同学做了如图所示的育种图解，下列说法合理的是( )A基因的自由组合定律仅发生在图示 、过程中B图中、属于单倍体育种，过程 所获得的豌豆植株不但弱小且高度不育C图中、过程均需要用秋水仙素处理萌发的种子D
15、过程得到的是四倍体高产抗病豌豆解析：选 D 分析图形可知， 是减数分裂，是花药离体培养，是秋水仙素处理单倍体幼苗获得正常的二倍体，是秋水仙素处理二倍体的种子或幼苗获得四倍体；自由组合定律发生在减数分裂中；图中、属于单倍体育种，过程所获得的豌豆植株不但弱小且高度不育；过程得到的是四倍体高产抗病豌豆，但不能稳定遗传。12.(2018泉州联考)假设 A、b 代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有 AABB、aabb 两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示，有关叙述错误的是( )A由品种 AABB、aabb 经过 过程培育出新品种的育种方式的优点在于可以将多种优良性状集中在
16、一个生物体上B与过程的育种方法相比， 过程的优势是明显缩短了育种年限C图中 A_bb 的类型经过过程，子代中 AAbb 与 aabb 的数量比是 31D过程在完成目的基因和载体的结合时，必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶解析：选 D 由品种 AABB、aabb 经过过程培育出新品种的育种方式属于杂交育种，优点在于可以将两个或多个品种的优良性状集中在一个生物体上；过程的育种方式是单倍体育种，与杂交育种相比，明显缩短了育种年限；图中 A_bb 有 AAbb 和 Aabb两种类型，数量比是 12，经过过程，子代中 AAbb 与 aabb 的数量比是 31；过程在完成目的基因和载体的结合时，必须用到的
17、工具酶是 DNA 连接酶。二、非选择题13如图表示培育小麦的几种育种方式，纯种高秆抗锈病植株基因型为 DDRR，纯种矮秆不抗锈病植株基因型为 ddrr，两对基因分别位于两对同源染色体上。据图回答下列问题：(1)图中植株 A 培育的方法是 _，将亲本杂交的目的是_，自交的目的是_。(2)植株 B 的培育运用的原理是_。(3)植株 C 需要染色体加倍的原因是_，诱导染色体加倍的最常用的方法是_。(4)植株 E 培育方法的原理是_，该育种方法和基因工程育种一样，都可以_。解析：(1)植株 A 的培育方法是杂交育种，第一步需要杂交，将相关的基因集中到 F1上，但 F1 并未表现出所需性状，自交的目的是
18、使 F1 基因重组，在 F2 中出现所需性状(矮秆抗锈病) 植株。(2) 植株 B 的培育方法是诱变育种，其原理是基因突变。 (3)植株 C 是单倍体，由于细胞中的染色体组为一个，所以不能正常进行减数分裂，个体不可育，为了使单倍体获得可育性，用秋水仙素处理单倍体幼苗，抑制了纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。(4)从题图中可以看出，植株 E 的培育方法是利用了细胞工程中的植物体细胞杂交技术，其原理是染色体数目变异。该育种方法和基因工程育种一样，都可以克服远缘杂交不亲和的障碍。答案：(1)杂交育种 将位于两个亲本中的矮秆基因和抗锈病基因集中到 F1 上 通过基因重组使 F2 中出现矮秆抗锈病植
19、株 (2)基因突变 (3)植株 C 中只有一个染色体组，不能进行减数分裂产生配子(不可育 ) 利用秋水仙素处理幼苗 C (4)染色体数目变异 克服远缘杂交不亲和的障碍14在栽培某种农作物(2n 42)的过程中，有时会发现单体植株 (2n1)，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 n1 型配子，则自交后代( 受精卵)的染色体组成类型及比例为_。(3
20、)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%单体在减数分裂时，形成的 n1 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。n1 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
21、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(2 n42)，则单体植株为 2n141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
22、的 n 型和 n1 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(2 n2)121。(3)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。据表格数据可知， n1 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)中的可知，n1 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
23、 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(2 n1)缺体(2n 2)12 1 (3) 多于 联会(无法形成四分体) 雄 (4) 母本 乙品种 6 号单体 自交15用质量分数为 2%的秋水仙素处理植物分生组织 56 h，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温(如 4 ) 处理水培的洋葱根尖 (2N16 条) 时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢？请对这个问题进行实验探究。(1)针对以上问题，你作出的假设是_ 。你提出此假设的依据是_。(2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间
24、才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格的形式列出来。(3)按照你的设计思路，以_ 作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是：第一步：剪取根尖 0.51 cm。第二步：按照_的操作顺序对根尖进行处理。第三步：将洋葱根尖制成临时装片，在显微镜下用一个分裂期的细胞观察染色体加倍的动态变化过程。根据该同学的实验设计回答：该同学设计的实验步骤有一处明显的错误，请指出错误所在，并加以改正。_。(4)解离所用的试剂是_，其作用是 _。(5)显微镜下观察到的细胞中染色体数可能为_ 。解析：(1)探究实验中，假设是由探究的问题决定的，该实验探究的问题是低温是否也能诱
25、导细胞内染色体加倍，由此得出该探究实验的假设。根据低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，推断低温状态下细胞不能正常进行有丝分裂，所以提出“低温能诱导细胞内染色体加倍”的假设。(2)设计表格时要注意题干中的要求是测量低温效应的时间，分别设置温度梯度和时间梯度两个实验变量。考虑到一般植物细胞周期的时间单位为 h，因此表格内培养时间应以 h 为单位。(3)通过观察细胞内染色体的数目并和不经过低温处理的正常根尖细胞内染色体数目进行比较，从而得出实验结论。制作装片的步骤是：解离漂洗染色制片。由于在解离时已经杀死根尖细胞，所以不会再观察到染色体加倍的动态变化。(4)解离液是用质量分数为 15%的盐酸和体
26、积分数为 95%的酒精 11 混合而成的，解离液可让细胞相互分离，并使细胞的原生质凝固不发生变化，固定细胞的分裂相，以尽可能保持原来的结构供观察。(5)由于大部分细胞没有发生染色体加倍，其染色体数目仍为2N16 条，部分细胞进行正常的有丝分裂，并处于后期，其染色体数目加倍，为 4N32条，还有个别加倍后的细胞，进行有丝分裂，并处于后期，其细胞内染色体数目为 8N64条。答案：(1)用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖，能够诱导细胞内染色体加倍 低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成 )，使细胞不能正常进行有丝分裂(2)培养时间培养温度 5 h 10 h 15 h 20 h常温4 0 注：设计的表格要达到两个要求：至少做两个温度的对照；间隔相等的培养时间进行取样。(3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体的数目 解离 漂洗 染色 细胞已被杀死，在第三步中不会再观察到染色体加倍的动态变化(4)质量分数为 15%的盐酸和体积分数为 95%的酒精 1 1 混合液 使细胞相互分离并固定细胞的分裂相，以尽可能保持原来的结构供观察(5)16、32、64(加倍后的细胞有丝分裂后期 )
