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1、（6）生物的变异与育种 限时练 1.2022年4 月 16日,在搭载神舟十三号载人飞船前往太空六个月之后,我国的航天英雄翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员终于圆满完成任务,返回地球。三位航天员在太空中承担了不少科学实验任务,其中包括在太空的微重力、强辐射的环境中诱发种子发生突变,称为太空育种。下列有关太空育种的说法,错误的是( )A. 太空的微重力、强辐射等诱发基因突变的因素属于物理因素B. 若太空种子萌发后的植株表型不变,则说明该种子没有发生突变C. 以种子作为诱变对象的原因是种子细胞分裂旺盛,易发生基因突变D. 由于基因突变具有不定向性,因此种子发生的变异并非都是有利变异2.研究发现,癌细胞
2、产生的乳酸可被单羧酸转运蛋白(M)运出细胞,以防止乳酸对细胞造成毒害。细胞色素C氧化酶(CcO)参与氧气生成水的过程,细胞中CcO单个蛋白质亚基被破坏,可导致能量代谢异常,引发细胞器产生应激信号,并运到细胞核,使核中促进癌变发展基因的表达量上升。以下说法错误的是( )A. 运用抗M抗体抑制M蛋白的功能,可能达到抑制肿瘤生长的目的B. 线粒体中CcO结构异常导致有氧呼吸产生的ATP量明显减少C. CcO被破坏后可能引起细胞表面的糖蛋白增加,导致细胞癌变D. 通过研究推知,细胞能量代谢异常是细胞癌变的诱发因素之一3.化学诱变剂EMS能使DNA分子中的碱基G 发生烷基化后与T 配对。研究小组用EMS
3、处理野生型小麦种子获得CLH基因 (叶绿素酶基因,该酶能促进叶绿素的降解)突变的植株甲和乙(叶绿素含量分别为野生型的53. 8%和 19. 7%) 。下列分析正确的是( )A. 实验中获得植株甲和乙,可说明EMS引起的基因突变是随机的B. 经 EMS处理后,CLH基因在第二次复制时才会出现AT 替换GC 的现象C. 若 EMS使 DNA中碱基对发生替换但生物性状没有改变,说明没有发生基因突变D. 通过EMS处理,可以提高突变率,从而避免诱变育种的盲目性4.随着基因重组人胰岛素的成功研制和研发,已经达到将其用于治疗和控制人类糖尿病,并将其产品在国内形成产业化,替代进口同类产品的目的。下列关于因重
4、组的分析,错误的是( )A.杂合高茎豌豆自交后代中同时出现高茎和矮茎性状是基因重组的结果B.两对等位基因在减数分裂后期也可能不会发生基因重组C.基因重组是形成生物多样性的重要原因之一D.基因重组发生在生物体的遗传过程中,也可以发生在基因工程过程中5.已知A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于1号和2号这一对同源染色体上，其中阴影部分是来自其他染色体的片段，如图所示。下列有关叙述错误的是( )A.图中的两对等位基因在减数分裂过程中不能自由组合B.1号染色体增加了部分片段，这种变异可以通过显微镜观察到C.若1号染色体上的b基因发生了缺失，则引起的变异为基因突变D.减数分裂时若图中的b
5、基因与B基因互换位置，则引起的变异为基因重组6.下图表示二倍体生物细胞中染色体可能发生的一系列状况，中字母表示染色体上对应的基因。下列对图示的有关分析正确的是( )A发生染色体变化的细胞中只有一条染色体发生了变异B中异常染色体所在细胞中基因数量减少，基因种类也减少C中“凸环”的形成原因是联会中的一条染色体上增加了某一片段D染色体结构没有改变，仍属于可遗传的变异7.爱德华氏综合征又称为18三体综合征，是仅次于唐氏综合征的第二种常见的常染色体三体综合征，患者有智力障碍、发育延迟等症状。下列有关叙述正确的是( )A.18三体综合征患者的体细胞中含有三个染色体组B.可以通过基因诊断方式来确定胎儿是否患
6、18三体综合征C.近亲结婚会大大增加18三体综合征在后代中的发病率D.其形成原因可能是亲本在减数分裂过程中第18号染色体未分离8.无子果实是深受消费者喜爱的优质果品。无子番茄是通过人工阻止花受粉后诱导子房发育得到，而无子西瓜则通常由二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交得到。下列有关说法正确的是( )A. 无子番茄、无子西瓜及四倍体西瓜均为新物种B. 无子番茄是单倍体，用秋水仙素处理其幼苗可以得到结有子番茄的植株C. 用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗得到的四倍体植株，并非所有细胞都含四个染色体组D. 三倍体的无子西瓜由于其减数分裂联会紊乱而高度不育，该性状为不可遗传变异9.三倍体无籽西瓜的生产技术存在诸多缺点
7、:如种子生产过程繁琐,种子生产成本较高、种子晚熟等;而作为非转基因的易位二倍体无籽西瓜恰恰克服了其缺点。近日,我国科研人员获得了一种在第6号染色体上携带有易位片段的西瓜突变体148,为在二倍体水平上培育优良的无籽西瓜品种提供了新思路。(1)培育三倍体西瓜的第一年用秋水仙素处理二倍体植株幼苗获得四倍体植株,作为_ (填 “父本”或 “母本”)。第二年获得的无籽西瓜没有种子的原因是三倍体西瓜_。(2)在发生染色体易位的西瓜中,易位纯合子(一对同源染色体上携带有相同易位片段)产生的配子育性正常,易位杂合子(同源染色体中一条正常,一条有易位片段)产生的雌雄配子均有半数不育。实验表明,148自交后代具有
8、正常的多籽表型;将 148与其他正常二倍体西瓜品系如JM进行杂交,得到的F1代均具有明显的少籽表型。 以上结果说明148应是易位_子 (填 “纯合”或 “杂合”)。 可用亚历山大染色法来检验花粉的育性,染色后可育花粉呈红色,不育花粉呈绿色。染色后在显微镜下观察,发现亲代148植株和杂交得到的F1代植株产生的花粉中呈绿色的应分别占各自总数的_和_。让杂交得到的F1代植株自交得到F2代,就配子育性(可育、半不育、不育)而言,F2代的表现型及比例应为_。(3)由于西瓜是一年生植物,需要年年制种,请写出能大量获得少籽品系的制种方案:_。 10.棉花雌雄同株，是一种重要的经济作物。棉纤维大多为白色，棉纤
9、维白色（B）和红色（b）是一对相对性状。回答下列问题：（1）目前各种天然彩棉很受大众喜爱，科学家培育了其他色彩的棉花植株。首先得到深红棉（棉纤维深红色，基因型为bb），再经_的方法处理，可得到单倍体植株，即为粉红棉新品种。（2）由于单倍体植株棉纤维少，产量低。育种专家对深红棉作了如图（I和II为染色体）所示的技术处理。图中培育新品种的处理过程发生了_ _变异。为确认上述处理是否成功，可以利用显微镜观察根尖_区细胞分裂中期的染色体形态结构，制片时需要用_溶液进行染色处理。（3）为探究染色体缺失是否会导致配子不育，科学家将上图中的抗旱粉红棉新品种（图中基因A、a分别控制抗旱与不抗旱性状）与不抗旱深
10、红棉植株杂交，观察并统计后代的表现型及比例。若后代的表现型及比例为 ，则配子可育；若后代的表现型及比例为 ，则配子不可育。（4）经实验验证，染色体的片段缺失不影响配子的存活，则图中的抗旱粉红棉新品种自交产生的子代中，抗旱粉红棉个体所占的比例是_答案以及解析1.答案：B解析：A、太空的微重力、强辐射等诱发基因突变的因素属于物理因素，A正确；B、若太空种子萌发后形成的植株表型不变，该种子没有发生显性突变，但可能发生了隐性突变，B错误；C、以种子作为诱变对象的原因是种子细胞分裂旺盛，且容易发生基因突变，C正确；D、由于基因突变是不定向的，产生的变异可能有利，也可能不利，D正确。2.答案：C解析：A，
11、运用抗M抗体抑制M蛋白的功能，细胞产生的乳酸无法运出细胞，导致癌细胞受到毒害，可抑制肿瘤的生长，A正确;B、有氧呼吸第三阶段进行氧气生成水的过程，该过程会释放大量能量，合成ATP，若线粒体中CcO结构异常，则氧气生成水的过程受到抑制，产生的ATP量明显减少，B正确：C、德细胞表面的糖蛋白减少，易扩散，C错误;D、由题可知，能量代谢异常引发细胞器产生应激信号，并运到细胞核，使核中促进癌变发展基因的表达量上升，进而诱发细胞癌变，D正确。故选C。3.答案：B解析：A、经EMS诱发基因突变后，产生了植株甲和植株乙两类不同叶绿素含量的植株，可知基因突变具有不定向性，A错误； B、经EMS处理后，CLH基
12、因第一次复制时产生一个正常基因和一个异常基因（其中发生烷基化的碱基G与T配对），异常基因在第二次复制时才能出现G-C碱基对被A-T碱基对替换的现象，B正确； C、密码子具有简并性，若EMS使DNA中碱基对发生替换但生物性状没有改变，也不能说明没有发生基因突变，C错误； D、通过EMS处理，可以提高突变率，但这也属于诱变育种的一种方式，D错误。故选：B。4.答案：A解析：A、杂合高茎豌豆自交后代中同时出现高茎和矮茎性状是基因分离的结果，A错误； B、位于一对同源染色体上的两对等位基因在减数分裂后期不会发生基因重组，B正确;C、基因重组是指同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位
13、基因之间的自由组合，是形成生物多样性的重要原因之一，C正确;D、基因重组发生在减数分裂形成配子过程中，也可以发生在基因工程过程中，D正确。故选A。5.答案：C解析：由于A、和B、b位于一对同源染色体上，所以在减数分裂过程中不遵循基因的自由组合定律；1号染色体增加了部分片段属于染色体变异，染色体变异在显微镜下是可见的；若1号染色体上的外基因发生了缺失，则引起的变异为染色体结构变异中的缺失，基因突变是基因内部碱基对的改变，不是以基因单位的改变；减数分裂时若图中的基因与B基因互换位置，属于基因重组中的交叉互换；故选C。6.答案：D解析：属于染色体结构变异的易位，易位是两条非同源染色体之间发生片段互换
14、，所以染色体变化的细胞中有两条染色体发生了变异，A错误：中染色体的结构明显变短，是染色体结构缺失。异常染色体所在细胞中基因数量减少，但基因种类不一定减少，B错误；中“凸环”的形成原因是联会中的一条染色体上增加了某一片段或另一条染色体上缺失了某一片段，C错误：染色体结构没有改变，但是属于同源染色体之间的交叉互换，仍属于可遗传的变异，D正确。7.答案：D解析：本题考查染色体变异。18三体综合征患者的体细胞中含有两个染色体组，但是18号染色体有3条，A错误；18三体综合征是染色体数目异常遗传病，不是基因病，通过染色体组型分析即可确定胎儿的染色体是否异常，B错误；近亲结婚会大大增加隐性遗传病在后代中的
15、发病率，而不会影响染色体异常病的发病率，C错误；该病的患者体内有3条第18号染色体，其形成原因可能是亲本的生殖细胞在减数分裂过程中，第18号染色体未分离，D正确。8.答案：C解析：A、无子番茄是通过人为阻止花受粉形成的，其遗传物质没有改变,不属于新物种，无子西瓜为三倍体，高度不育，因而不属于新物种，只有四倍体西瓜是新物种，A错误;B、无子番茄遗传物质没变仍为二倍体，B错误;C.秋水仙素只处理幼苗的芽尖,其余部位的细胞未接触秋水仙素,仍为二倍体细胞，C正确;D、无子西瓜的“无子性状”是因其细胞含三个染色体组,进行减数分裂时联会紊乱，产生可育配子的概率极低，所以高度不育,由染色体数目异常产生该性状
16、，因此该性状属于可遗传变异(可通过无性生殖遗传给后代) , D错误。故选C。9.答案：（1）母本；减数分裂时染色体联会紊乱，无法正常形成配子（2）纯合 0；1/2可育：半不育=1：1（3）让148自交产生大量后代保持品系的同时，每年和正常二倍体西瓜杂交，F1代即为少籽品系解析：（1）利用二倍体西瓜培育三倍体无子西瓜的第一年用秋水仙素处理母本，抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，从而获得四倍体植株。再以四倍体作母本，二倍体作父本进行杂交，获得三倍体种子。第二年成熟的三倍体西瓜由于减数分裂时同源染色体联会紊乱，无法正常形成配子，授以二倍体的花粉可以获得无子果实。（2）易位纯合子在减数分裂时染色体能
17、正常联会与分离，形成可育配子。易位杂合子则会因为联会紊乱而导致减数分裂异常，不管雌雄配子都是半不育。而148的自交后代均为多籽表型，说明可育的雌雄配子多，形成的种子也多，自交后代应应全为易位纯合子；与不带有易位片段的JM杂交得到的F1代均为少籽表型，说明F1代能产生的可育雌雄配子少，形成的种子也少，F1代应全为易位杂合子。综上所述，148应为易位纯合子。亲本148植株为易位纯合子，产生的配子均可育，因此被染色后的花粉应全为红色。F1代为易位杂合子，产生的雌雄配子均有半数不育。因此被染色后的花粉应为红色：绿色=1：1。杂交得到的F1代植株产生的雌雄配子均有半数不育，因此比例不变，无论雌雄配子中都
18、是有易位6号染色体：无易位6号染色体=1：1，因此自交得到的F2代应为易位纯合子：易位杂合子：正常纯合子=1：2：1。就表现型而言，易位纯合子和正常纯合子均为可育，易位杂合体为半不育，所以F2代表现型及比例应为可育：半不育=1：1。（3）为了得到大量少籽西瓜，应让148自交产生大量后代保持品系的同时，每年和正常二倍体西瓜杂交得到F1代，F1代即为选育的目标少籽品系。这种方法虽然较麻烦，需年年制种，但和从F1代开始连续自交并选育的方法相比，能产生更多后代。10.答案：（1）花药离体培养 (2)染色体结构 分生 龙胆紫（或醋酸洋红） （3） 抗旱深红棉抗旱粉红棉不抗旱深红棉不抗旱粉红棉=1111
19、抗旱深红棉不抗旱深红棉=11 （4）3/8 解析：（1）由于深红棉是二倍体，可通花药离体培养的方法获得单倍体植株。（2）根据题意和图示分析可知：经处理后粉红棉细胞染色体短缺，故发生了染色体结构变异。由于染色体变异可通过显微镜观察，故可通过观察根尖分生区细胞有丝分裂中期的染色体形态结构变化。制片时需要用龙胆紫（或醋酸洋红）溶液对染色体（染色质）进行染色处理。（3）基因A、a分别控制抗旱与不抗旱性状，位于染色体上，与控制颜色的基因分别位于不同的染色体上，遵循基因的自由组合定律。故如果抗旱粉红棉新品种与不抗旱深红棉植株测交，配子可育的话：抗旱粉红棉新品种其基因型可写成AaOb，其产生的配子有四种：AO、Ab、aO、ab，比例为1111，不抗旱深红棉植株产生一种配子ab，测交后代就有四种表现型，比例为：抗旱深红棉：抗旱粉红棉：不抗旱深红棉：不抗旱粉红棉=1111。（4）若染色体缺失会导致配子不育，则抗旱粉红棉新品种只能产生2种配子：Ab、ab，比例为11，不抗旱深红棉植株产生一种配子ab，测交后代就有2种表现型，比例为抗旱深红棉：不抗旱深红棉=1：1。经实验验证，染色体的片段缺失不影响配子的存活。则图中的抗旱粉红棉新品种Aa0b自交产生的子代中抗旱粉红棉占3/4A_1/2 bO=3/8。学科网（北京）股份有限公司