(新課改省份專用)2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第七單元 第二講 染色體變異講義(含解析)
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1、(新課改省份專用)2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第七單元 第二講 染色體變異講義(含解析) 知識(shí)體系——定內(nèi)容 核心素養(yǎng)——定能力 生命觀念 通過對(duì)染色體變異基本原理及其在生物學(xué)中意義的理解,建立起進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn) 理性思維 通過三種可遺傳變異的比較,培養(yǎng)歸納與概括能力 探科學(xué)究 通過低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化、生物變異類型的判斷與實(shí)驗(yàn)探究,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析的能力 [基礎(chǔ)自測(cè)] 1.判斷下列敘述的正誤 (1)染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化(×) (2)染色體片段的倒位和易位必然導(dǎo)致基因排列順序的變化(√) (3)染色體增加某一片段可提高基因表達(dá)
2、水平,是有利變異(×) (4)染色體缺失有利于隱性基因表達(dá),可提高個(gè)體的生存能力(×) (5)染色體易位不改變基因數(shù)量,對(duì)個(gè)體性狀不會(huì)產(chǎn)生影響(×) 2.觀察下列圖示,填出變異類型 (1)甲、乙、丙、丁所示變異類型分別屬于缺失、重復(fù)、倒位、基因突變。 (2)可在顯微鏡下觀察到的是甲、乙、丙。 (3)基因數(shù)目和排列順序未變化的是。 圖解分析染色體結(jié)構(gòu)的變異 類型 圖解 變異個(gè)體染色體組成 顯微觀察的聯(lián)會(huì)異常 缺失 重復(fù) 易位 位倒 [對(duì)點(diǎn)落實(shí)] 1.下列關(guān)于染色體變異的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.
3、染色體變異通常都可用光學(xué)顯微鏡觀察到 B.染色體結(jié)構(gòu)的改變會(huì)使染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變 C.染色體片段的缺失或重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的改變 D.染色體之間交換部分片段不一定屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 解析:選C 染色體的數(shù)目變異和結(jié)構(gòu)變異在光學(xué)顯微鏡下都可觀察到;染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位和易位可使基因的排列順序發(fā)生改變,缺失或重復(fù)能使基因的數(shù)目發(fā)生改變;染色體片段的缺失能導(dǎo)致基因缺失,可能使基因種類發(fā)生改變,但重復(fù)不會(huì)使基因的種類發(fā)生改變;若染色體之間的交換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間,則屬于基因重組,不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。 2.(2018·浙江11月選考單科卷)某種染色體的
4、結(jié)構(gòu)變異如圖所示。下列敘述正確的是( ) A.細(xì)胞染色體片段發(fā)生了顛倒 B.染色體發(fā)生了斷裂和重新組合 C.該變異是由染色單體分離異常所致 D.細(xì)胞中遺傳物質(zhì)出現(xiàn)了重復(fù)和缺失 解析:選B 倒位才會(huì)發(fā)生染色體片段顛倒,而且只涉及一條染色體的異常;發(fā)生在非同源染色體間的染色體片段互換為染色體畸變(變異)中的易位,發(fā)生易位時(shí),染色體斷裂后會(huì)重新組合;染色單體分離異常導(dǎo)致染色體數(shù)目畸變(變異),與染色體結(jié)構(gòu)無關(guān);發(fā)生易位并沒有導(dǎo)致染色體片段數(shù)量的變化,因而不會(huì)出現(xiàn)遺傳物質(zhì)的重復(fù)和缺失。 1.染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的判斷 2.易位與交叉互換的區(qū)別 項(xiàng)目 染色體易位
5、 交叉互換 圖解 位置 發(fā)生于非同源染色體之間 發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間 原理 染色體結(jié)構(gòu)變異 基因重組 觀察 可在顯微鏡下觀察到 在顯微鏡下觀察不到 [對(duì)點(diǎn)落實(shí)] 3.(2015·海南高考)關(guān)于基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述,正確的是( ) A.基因突變都會(huì)導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 B.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致個(gè)體表現(xiàn)型改變 C.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致堿基序列的改變 D.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異通常都用光學(xué)顯微鏡觀察 解析:選C 基因突變不會(huì)導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異;基因突變不一定會(huì)導(dǎo)致個(gè)體表現(xiàn)型改變;基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)
6、致堿基序列的改變;基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下不能觀察到,染色體結(jié)構(gòu)變異可用光學(xué)顯微鏡觀察到。 4.圖①②③④分別表示不同的變異類型,其中圖③中的基因2由基因1變異而來。下列有關(guān)說法正確的是( ) A.圖①②都表示易位,發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時(shí)期 B.圖③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 C.圖④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù) D.圖中4種變異能夠遺傳的是①③ 解析:選C 圖①表示交叉互換(導(dǎo)致基因重組),發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時(shí)期;圖②的交換發(fā)生在非同源染色體間,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位,不一定發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時(shí)期;圖③中堿基對(duì)發(fā)生缺失,屬于基因突變;圖④中彎
7、曲的部位表示在其同源染色體上沒有配對(duì)的片段,上面的一條染色體比下面的長(zhǎng),可能是上面的染色體重復(fù)了一段,或下面的染色體缺失了一段;基因突變、基因重組和染色體變異都是可遺傳的變異,所以圖中4種變異都能夠遺傳。 [類題通法] 利用“還原法”判斷模式圖中的變異類型 在判斷模式圖中的變異類型時(shí),可利用將變異后的圖形還原或分開的方法予以判斷,圖示如下: 考點(diǎn)二 染色體數(shù)目變異[基礎(chǔ)識(shí)記類] 1.類型 類型 實(shí)例 個(gè)別染色體的增減 21三體綜合征 以染色體組形式成倍增減 三倍體無子西瓜 2.染色體組 (1)組成如圖中雄果蠅體細(xì)胞染色體中的一個(gè)染色體組可表示為
8、:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。 (2)組成特點(diǎn): ①形態(tài)上:細(xì)胞中的一組非同源染色體,在形態(tài)和功能上各不相同。 ②功能上:控制生物生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的一組染色體。 3.單倍體、二倍體和多倍體 項(xiàng)目 單倍體 二倍體 多倍體 發(fā)育起點(diǎn) 配子 受精卵 受精卵 特點(diǎn) ①植株弱?、诟叨炔挥? 正常植株 ①莖稈粗壯 ②葉、果實(shí)、種子較大 ③營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富 體細(xì)胞染色體組數(shù) 1或多個(gè) 2個(gè) 大于或等于3個(gè) [基礎(chǔ)自測(cè)] 1.判斷下列敘述的正誤 (1)多倍體形成過程增加了非同源染色體重組的機(jī)會(huì)(×) (2)染色體組整倍性、非整倍性變化必然導(dǎo)致基因
9、種類的增加(×) (3)三倍體植物不能由受精卵發(fā)育而來(×) (4)通過誘導(dǎo)多倍體的方法可克服遠(yuǎn)緣雜交不育,培育出作物新類型(√) (5)三倍體西瓜植株的高度不育與減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會(huì)行為有關(guān)(√) (6)體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體是二倍體,含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體是多倍體(×) (7)單倍體體細(xì)胞中不一定只含有一個(gè)染色體組(√) (8)組成一個(gè)染色體組的染色體中不含減數(shù)分裂中能聯(lián)會(huì)的染色體(√) (9)由受精卵發(fā)育而成,體細(xì)胞含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體(√) (10)人工誘導(dǎo)多倍體唯一的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗(×) 2.學(xué)透教材、理清原因、規(guī)
10、范答題用語專練 (1)精子和卵細(xì)胞中,一定不含同源染色體嗎?__________________________________ ________________________________________________________________________ 提示:不一定。二倍體生物的配子中不含同源染色體,四倍體生物的配子中含有同源染色體 (2)人類基因組計(jì)劃是測(cè)定人體一個(gè)染色體組的DNA序列嗎?______________________ ________________________________________________________________
11、________ 提示:人類基因組計(jì)劃測(cè)定的是一組常染色體和X、Y兩條性染色體上的全部DNA序列,而不是一個(gè)染色體組的DNA序列 1.“三法”判定染色體組 方法1 根據(jù)染色體形態(tài)判定 細(xì)胞中形態(tài)、大小完全相同的染色體有幾條,則有幾個(gè)染色體組。如圖1中染色體的形態(tài)、大小各不相同,所以有1個(gè)染色體組,圖2中彼此相同的(比如點(diǎn)狀的)有3條,故有3個(gè)染色體組。同理,圖3中有1個(gè)染色體組,圖4中有2個(gè)染色體組 方法2 根據(jù)基因型判定 在細(xì)胞或生物體的基因型中,控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫)出現(xiàn)幾次,則含有幾個(gè)染色體組。如圖甲所示基因型為ABC,所以有1個(gè)染色體組。圖乙所
12、示基因型為AAa,A(a)基因有3個(gè),即含有3個(gè)染色體組。同理,圖丙中有2個(gè)染色體組,圖丁中有3個(gè)染色體組 注:判定染色體組的數(shù)目時(shí)只需參考其中任意一對(duì)等位基因的數(shù)量即可 方法3 根據(jù)染色體數(shù)和染色體的形態(tài)數(shù)推算 染色體組數(shù)=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如果蠅體細(xì)胞中有8條染色體,分為4種形態(tài),則染色體組的數(shù)目為2。 2.關(guān)注單倍體與多倍體的三個(gè)易誤點(diǎn) (1)單倍體的體細(xì)胞中并非只有一個(gè)染色體組:因?yàn)榇蟛糠值纳锸嵌扼w,所以有時(shí)認(rèn)為單倍體的體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組,但是多倍體的配子發(fā)育成的個(gè)體體細(xì)胞中含有不止一個(gè)染色體組。 (2)單倍體育種與多倍體育種的操作對(duì)象不同:兩種育種方
13、式都出現(xiàn)了染色體加倍情況。單倍體育種操作對(duì)象是單倍體幼苗,通過植物組織培養(yǎng),得到的植株是純合子;多倍體育種的操作對(duì)象是正常萌發(fā)的種子或幼苗。 (3)單倍體并非都不育:二倍體的配子發(fā)育成的單倍體,表現(xiàn)為高度不育;多倍體的配子如含有偶數(shù)個(gè)染色體組,則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因,可育并能產(chǎn)生后代。 [對(duì)點(diǎn)落實(shí)] 1.下列圖示為細(xì)胞中所含染色體分布情況,有關(guān)敘述正確的是( ) A.圖a所示細(xì)胞含有2個(gè)染色體組,圖b所示細(xì)胞含有3個(gè)染色體組 B.如果圖b表示體細(xì)胞,則圖b代表的生物一定是三倍體 C.如果圖c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細(xì)胞,則該生物一定是二倍體 D.圖d代
14、表的生物一定是由卵細(xì)胞發(fā)育而成的,是單倍體 解析:選C 圖a為處于有絲分裂后期的細(xì)胞,含有4個(gè)染色體組;圖b所示細(xì)胞有同源染色體,含有3個(gè)染色體組,如果圖b生物是由配子發(fā)育而成的,則圖b代表的生物是單倍體,如果圖b生物是由受精卵發(fā)育而成的,則圖b代表的生物是三倍體;圖c所示細(xì)胞中有同源染色體,含有2個(gè)染色體組,若是由受精卵發(fā)育而成的,則該細(xì)胞所代表的生物一定是二倍體;圖d所示細(xì)胞中只含1個(gè)染色體組,一定是單倍體,可能是由雄性配子或雌性配子發(fā)育而成的。 2.下列是對(duì)a~h所示的生物體細(xì)胞圖中各含有幾個(gè)染色體組的敘述,正確的是( ) A.細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是h圖,該個(gè)體是單倍體
15、 B.細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的是g、e圖,該個(gè)體是二倍體 C.細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的是a、b圖,但該個(gè)體未必是三倍體 D.細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是f、c圖,該個(gè)體一定是四倍體 解析:選C 形態(tài)、大小各不相同的染色體組成一個(gè)染色體組。由此可知:a、b圖含有三個(gè)染色體組,c、h圖含有兩個(gè)染色體組,d圖中,同音字母僅有一個(gè),所以該圖只有一個(gè)染色體組,g圖含有一個(gè)染色體組,e、f圖含四個(gè)染色體組。確認(rèn)單倍體、二倍體、多倍體必須先看發(fā)育起點(diǎn),若由配子發(fā)育而來,無論含幾個(gè)染色體組均屬單倍體,若由受精卵發(fā)育而來,有幾個(gè)染色體組即為幾倍體。 [類題通法] 細(xì)胞分裂圖像中染色體組數(shù)的判斷方法 以
16、生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)為標(biāo)準(zhǔn),判斷題目中所給圖像中的染色體組數(shù)。如圖所示: (1)圖a為處于減數(shù)第一次分裂的前期的細(xì)胞,含染色體4條,生殖細(xì)胞中含染色體2條,該細(xì)胞中有2個(gè)染色體組,每個(gè)染色體組有2條染色體。 (2)圖b為處于減數(shù)第一次分裂的末期或減數(shù)第二次分裂前期的細(xì)胞,含染色體2條,生殖細(xì)胞中含染色體2條,該細(xì)胞中有1個(gè)染色體組,染色體組中有2條染色體。 (3)圖c為處于減數(shù)第一次分裂的后期的細(xì)胞,含染色體4條,生殖細(xì)胞中含染色體2條,該細(xì)胞中有2個(gè)染色體組,每個(gè)染色體組有2條染色體。 (4)圖d為處于有絲分裂后期的細(xì)胞,含染色體8條,生殖細(xì)胞中含染色體2條,該細(xì)胞中有4個(gè)染色體
17、組,每個(gè)染色體組有2條染色體。 考點(diǎn)三 生物變異類型的判斷與實(shí)驗(yàn)探究[題點(diǎn)精析類] 1.可遺傳變異與不可遺傳變異及判斷方法 (1)可遺傳變異與不可遺傳變異 ①不可遺傳變異環(huán)境變化,遺傳物質(zhì)未變 ②可遺傳變異 (2)判斷方法 2.基因突變、基因重組、染色體變異的實(shí)質(zhì)解讀 (1)三種變異的實(shí)質(zhì)解讀 若把基因視為染色體上的一個(gè)位“點(diǎn)”,染色體視為點(diǎn)所在的“線段”,則: ①基因突變——“點(diǎn)”的變化(“點(diǎn)”的質(zhì)變,但數(shù)目不變)。 ②基因重組——“點(diǎn)”的結(jié)合或交換(“點(diǎn)”的質(zhì)與量均不變)。 ③染色體變異——“線段”發(fā)生結(jié)構(gòu)或數(shù)目的變化。 a.染色體結(jié)構(gòu)變異——“線段”的部分片
18、段重復(fù)、缺失、倒位、易位(“點(diǎn)”的質(zhì)不變,數(shù)目和位置可能變化)。 b.染色體數(shù)目變異——個(gè)別“線段”增添、缺失或“線段”成倍增減(“點(diǎn)”的質(zhì)不變,數(shù)目變化)。 (2)關(guān)注可遺傳變異的三個(gè)“唯一” 唯一產(chǎn)生新基因的變異 基因突變 唯一可通過光學(xué)顯微鏡觀察到的變異 染色體變異 唯一屬“正?!卑l(fā)生(非病變)的變異 基因重組 3.基因突變與基因重組的判斷 4.染色體變異與基因突變的判斷 (1)判斷依據(jù):光學(xué)顯微鏡下能觀察到的是染色體變異,不能觀察到的是基因突變。 (2)具體操作:制作正常個(gè)體與待測(cè)變異個(gè)體的有絲分裂臨時(shí)裝片,找到中期圖進(jìn)行染色體結(jié)構(gòu)與數(shù)目的比較可以判斷是
19、否發(fā)生了染色體變異。 5.變異類型實(shí)驗(yàn)探究題的答題模板 [題點(diǎn)全練] 題點(diǎn)(一) 三類可遺傳變異特點(diǎn)的比較 1.下列有關(guān)生物變異的說法,正確的是( ) A.減數(shù)第二次分裂時(shí),非姐妹染色單體之間的交叉互換屬于基因重組 B.基因突變后,若堿基對(duì)增添或缺失則基因數(shù)也增加或減少 C.三倍體無子西瓜無法產(chǎn)生后代,這種變異屬于不可遺傳的變異 D.基因突變、基因重組和染色體變異均可為生物的進(jìn)化提供原材料 解析:選D 減數(shù)第二次分裂時(shí),細(xì)胞中無同源染色體,非姐妹染色單體之間的交叉互換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位;基因突變的結(jié)果是形成等位基因,基因數(shù)目不變;三倍體無子西瓜形成過程中,細(xì)胞的
20、遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變,為可遺傳的變異。 2.下列有關(guān)基因突變、基因重組和染色體變異的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.三倍體無子西瓜的培育過程利用了染色體變異的原理 B.基因突變、基因重組和染色體變異決定了生物進(jìn)化的方向 C.基因重組可以產(chǎn)生新的基因型 D.基因突變不一定都會(huì)引起生物性狀的改變 解析:選B 基因突變、基因重組、染色體變異是可遺傳的變異,變異是不定向的,自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。 題點(diǎn)(二) 三類可遺傳變異的實(shí)驗(yàn)分析 3.(2019·泰安模擬)已知性染色體組成為XO(體細(xì)胞內(nèi)只含1條性染色體X)的果蠅,表現(xiàn)為雄性不育,用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本
21、進(jìn)行雜交,在F1群體中,發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅M。為探究M果蠅出現(xiàn)的原因,某研究小組用M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交,再根據(jù)雜交結(jié)果進(jìn)行分析推理。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的敘述,正確的是( ) A.若子代雌、雄果蠅的表現(xiàn)型都為白眼,則M的出現(xiàn)是由環(huán)境改變引起的 B.若子代雌果蠅都是紅眼、雄果蠅都是白眼,則M的出現(xiàn)是由基因突變引起的 C.若無子代產(chǎn)生,則M的基因組成為XrO,由不能進(jìn)行正常的減數(shù)第一次分裂引起 D.若無子代產(chǎn)生,則M的基因組成為XrY,由基因重組引起 解析:選C M果蠅與正常白眼雌果蠅(XrXr)雜交,若子代雌、雄果蠅的表現(xiàn)型都為白眼,則M果蠅的基因型為XrY,其出現(xiàn)是由基
22、因突變引起的;若子代雌果蠅都是紅眼、雄果蠅都是白眼,則M果蠅的基因型為(XRY),其出現(xiàn)是由環(huán)境改變引起的;若無子代產(chǎn)生,則M果蠅的基因組成為XrO,表現(xiàn)為雄性不育,由不能進(jìn)行正常的減數(shù)第一次分裂引起的。 4.(2019·聊城一模)果蠅的紅眼和白眼是一對(duì)相對(duì)性狀,缺刻翅和正常翅是另一對(duì)相對(duì)性狀,分別受一對(duì)等位基因控制?,F(xiàn)用一些純合親本果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),結(jié)果如表: 組別 親本 F1表現(xiàn)型及比例 F2表現(xiàn)型及比例 1 紅眼♀×白眼♂ 紅眼♀∶紅眼♂=1∶1 紅眼♀∶紅眼♂∶白眼♂=2∶1∶1 2 缺刻翅♀×正常翅♂ 正常翅♀∶缺刻翅♂=1∶1 — 請(qǐng)回答: (1)
23、缺刻翅和正常翅這對(duì)相對(duì)性狀中顯性性狀是________。 (2)這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由組合定律,理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)研究者在組別2的F1中偶然發(fā)現(xiàn)了一只缺刻翅雌果蠅。出現(xiàn)該果蠅的原因可能是親本果蠅在形成配子時(shí)發(fā)生了基因突變,也可能是染色體片段缺失。請(qǐng)你選擇合
24、適的材料,設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)方案來判斷出現(xiàn)該缺刻翅果蠅的原因。(注:各型配子活力相同;雄性個(gè)體一條染色體片段缺失時(shí)胚胎致死。) 實(shí)驗(yàn)方案:________________________________________________________。 結(jié)果預(yù)測(cè): Ⅰ.若________________________________,則為基因突變; Ⅱ.若__________________________,則為染色體片段缺失。 解析:(1)由于缺刻翅♀×正常翅♂雜交后代中,雌性個(gè)體只有正常翅,說明正常翅對(duì)缺刻翅為顯性性狀。親本的基因型為XbXb和XBY,F(xiàn)1的基因型為XBXb和XbY。
25、(2)由第1組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可判斷控制果蠅紅眼和白眼的基因位于X染色體上,由于控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因都位于X染色體上,即位于同一對(duì)同源染色體上,所以這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳不遵循基因的自由組合定律。(3)由于組別2的F1中雌果蠅應(yīng)該都是正常翅,現(xiàn)偶然發(fā)現(xiàn)了一只缺刻翅雌果蠅,可能是親本果蠅在形成配子時(shí)發(fā)生了基因突變,也可能是染色體片段缺失,而雄性個(gè)體一條染色體片段缺失時(shí)胚胎致死。因此,可讓這只缺刻翅雌果蠅(XbXb或XbO)與正常翅雄果蠅(XBY)雜交,觀察子代表現(xiàn)型及比例。Ⅰ.如果子代中正常翅(XBXb)∶缺刻翅(XbY)=1∶1,即雌性∶雄性=1∶1,說明親本果蠅在形成配子時(shí)發(fā)生了基因突變;
26、Ⅱ.由于雄性個(gè)體一條染色體片段缺失時(shí)胚胎致死,如果子代中正常翅(XBXb和XBO)∶缺刻翅[XbY和OY(胚胎致死)]=2∶1,即雌性∶雄性=2∶1,說明親本果蠅在形成配子時(shí)發(fā)生了染色體片段缺失。 答案:(1)正常翅 (2)不遵循 控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因位于同一對(duì)同源染色體上 (3)讓這只缺刻翅雌果蠅與正常翅雄果蠅雜交,觀察子代表現(xiàn)型及比例 Ⅰ.正常翅∶缺刻翅=1∶1或雌性∶雄性=1∶1 Ⅱ.正常翅∶缺刻翅=2∶1或雌性∶雄性=2∶1 課堂一刻鐘 1.(2018·海南高考)蜜蜂中,雌蜂是雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生的二倍體,雄蜂是由未受精的卵直接發(fā)育而來的。某對(duì)蜜蜂所
27、產(chǎn)生子代的基因型為:雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd;雄蜂是AD、Ad、aD、ad。這對(duì)蜜蜂的基因型是( ) A.AADd和ad B.AaDd和aD C.AaDd和AD D.Aadd和AD 破題障礙——原理不明 由“雌蜂是雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生的二倍體,雄蜂是由未受精的卵直接發(fā)育而來的”這一信息,結(jié)合子代的基因型可推出雄蜂的基因型即為親代雌蜂產(chǎn)生的卵細(xì)胞的基因型。據(jù)此可以確定親代雌蜂的基因型。 解析:選C 由雄蜂的基因型可推測(cè)親本雌蜂的基因型為AaDd,后代的雌峰是由雄性的精子與雌蜂的卵細(xì)胞結(jié)合形成的,據(jù)此推測(cè)親本雄性的基因型為AD。 2.
28、(2017·江蘇高考)一株同源四倍體玉米的基因型為Aaaa,其異常聯(lián)會(huì)形成的部分配子也可受精形成子代。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.題圖表示的過程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期 B.自交后代會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目變異的個(gè)體 C.該玉米單穗上的籽粒基因型相同 D.該植株花藥培養(yǎng)加倍后的個(gè)體均為純合子 解題關(guān)鍵——識(shí)圖析圖 異常聯(lián)會(huì)導(dǎo)致同源染色體中的三條染色體可移到一個(gè)細(xì)胞中,而另一條染色體可移到另一個(gè)細(xì)胞中,只要正確識(shí)別圖中包含信息就能正確解答本題。 解析:選B 圖示的聯(lián)會(huì)過程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期;由異常聯(lián)會(huì)圖示可知,同源染色體中的三條染
29、色體可移到一個(gè)細(xì)胞中,而另一條染色體可移到另一個(gè)細(xì)胞中,因此減數(shù)分裂后形成的配子中染色體數(shù)目異常,自交后代會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目變異的個(gè)體;該玉米單穗上的籽??捎刹煌蛐偷呐渥咏Y(jié)合形成,因此基因型可能不同;該植株形成的配子中有的基因型為Aa,含這種配子的花藥經(jīng)培養(yǎng)加倍后形成的個(gè)體是雜合子。 3.(2015·上海高考)如圖顯示一對(duì)表現(xiàn)型正常的夫婦及其智障兒子細(xì)胞中的兩對(duì)染色體(不考慮受精和胚胎發(fā)育過程中的任何情況),造成兒子異常的根本原因是( ) A.父親染色體上的基因發(fā)生突變 B.母親染色體上的基因發(fā)生突變 C.母親染色體發(fā)生缺失 D.母親染色體發(fā)生易位 解題關(guān)鍵——識(shí)圖析圖
30、由圖可知:母親細(xì)胞中一條染色體的一段移接到了非同源染色體上,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位?! ? 解析:選D 由圖示可看出:父親的染色體正常(同源染色體的大小、形態(tài)一致),母親的染色體異常。若把圖示母親細(xì)胞中的染色體按從左到右編號(hào)為1、2、3、4,其中1與2為一對(duì)同源染色體,3與4為一對(duì)同源染色體。與父親正常的染色體比較,可看出母親細(xì)胞中2號(hào)染色體的一段移接到了3號(hào)染色體上,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。由此可推斷造成兒子異常的根本原因是母親染色體發(fā)生易位。 4.(2017·江蘇高考)研究人員在柑橘中發(fā)現(xiàn)一棵具有明顯早熟特性的變異株,決定以此為基礎(chǔ)培育早熟柑橘新
31、品種。請(qǐng)回答下列問題: 解題關(guān)鍵——識(shí)圖析圖 解答本題的關(guān)鍵是據(jù)圖判斷育種方法。由圖可知,方法①是雜交育種,方法②是單倍體育種,方法③是植物組織培養(yǎng)?! ? (1)要判斷該變異株的育種價(jià)值,首先要確定它的________物質(zhì)是否發(fā)生了變化。 (2)在選擇育種方法時(shí),需要判斷該變異株的變異類型。如果變異株是個(gè)別基因的突變體,則可采用育種方法①,使早熟基因逐漸________,培育成新品種1。為了加快這一進(jìn)程,還可以采集變異株的________進(jìn)行處理,獲得高度純合的后代,選育成新品種2,這種方法稱為________育種。 (3)如果該早熟植株屬
32、于染色體組變異株,可以推測(cè)該變異株減數(shù)分裂中染色體有多種聯(lián)會(huì)方式,由此造成不規(guī)則的________________,產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的________,因而得不到足量的種子。即使得到少量后代,早熟性狀也很難穩(wěn)定遺傳。這種情況下,可考慮選擇育種方法③,其不足之處是需要不斷制備________,成本較高。 (4)新品種1與新品種3均具有早熟性狀,但其他性狀有差異,這是因?yàn)樾缕贩N1選育過程中基因發(fā)生了多次______,產(chǎn)生的多種基因中只有一部分在選育過程中保留下來。 解析:(1)生物的可遺傳性狀是由基因控制的,培育得到的新品種,與原種控制相關(guān)性狀的遺傳物質(zhì)(基因)可能有所差異,因而
33、可根據(jù)變異株中的遺傳物質(zhì)是否發(fā)生變化來判斷變異株是否具有育種價(jià)值。(2)連續(xù)自交過程中早熟基因逐漸純合,培育成新品種1。為了加快進(jìn)程,可先通過花藥離體培養(yǎng),再用秋水仙素處理單倍體幼苗,從而獲得高度純合的后代,這種方法屬于單倍體育種。(3)若是染色體組數(shù)目改變引起的變異,則在減數(shù)分裂過程中同源染色體配對(duì)會(huì)發(fā)生紊亂,不規(guī)則的染色體分離導(dǎo)致產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力低的異常配子,只有極少數(shù)配子正常,故只得到極少量的種子。育種方法③需首先經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得柑橘苗,而植物組織培養(yǎng)技術(shù)操作復(fù)雜,成本較高。(4)育種方法①需連續(xù)自交,每次減數(shù)分裂時(shí)與早熟性狀相關(guān)的基因和其他性狀相關(guān)的基因都會(huì)發(fā)生基因重組,產(chǎn)
34、生多種 基因型,經(jīng)選育只有一部分基因型保留下來。植物組織培養(yǎng)過程中不進(jìn)行減數(shù)分裂,無基因重組發(fā)生。 答案:(1)遺傳 (2)純合 花藥 單倍體 (3)染色體分離 配子 組培苗 (4)重組 [學(xué)情考情·了然于胸] 一、明考情·知能力——找準(zhǔn)努力方向 考查知識(shí) 1.染色體結(jié)構(gòu)變異類型的判斷及特點(diǎn)。 2.染色體數(shù)目變異,常結(jié)合細(xì)胞分裂圖像和考查異常減數(shù)分裂與染色體變異的關(guān)系。 3.生物育種的方法、原理和操作過程,常以育種流程圖分析題形式考查。 考查能力 1.識(shí)記能力:主要考查對(duì)染色體變異的類型、原理以及生物育種方法和原理的識(shí)記能力。 2.推理能力:主要考查異常細(xì)胞分裂過程中發(fā)生
35、的染色體變異類型的判斷。 二、記要點(diǎn)·背術(shù)語——匯總本節(jié)重點(diǎn) 1.染色體變異、染色體組 (1)染色體變異的實(shí)質(zhì)是基因數(shù)目和位置的改變。 (2)染色體組是指細(xì)胞中的一組非同源染色體,在形態(tài)和功能上各不相同,但又互相協(xié)調(diào),共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異。 2.單倍體、多倍體 (1)體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體,叫做單倍體。與正常植株相比,單倍體植株一般長(zhǎng)得弱小,并且高度不育。 (2)由受精卵發(fā)育而來,體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體叫做多倍體。多倍體植株常常莖稈粗壯,葉片、果實(shí)和種子都比較大,糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量較高。 3.兩個(gè)原理 (1)花藥
36、離體培養(yǎng)的原理:植物細(xì)胞具有全能性。 (2)低溫和秋水仙素誘導(dǎo)多倍體的原理:抑制有絲分裂前期紡錘體的形成。 4.兩種方法 (1)花藥離體培養(yǎng)法:得到的是單倍體植株,是單倍體育種的一個(gè)環(huán)節(jié)。 (2)秋水仙素處理法:在多倍體育種時(shí)處理萌發(fā)的種子或幼苗;在單倍體育種時(shí)處理單倍體植株的幼苗。 5.雜交育種的兩個(gè)特點(diǎn):能將多個(gè)優(yōu)良性狀集中到同一生物個(gè)體上;但耗時(shí)較長(zhǎng)。 6.誘變育種的方法和特點(diǎn) (1)兩種誘變方法:物理誘變、化學(xué)誘變。 (2)兩個(gè)特點(diǎn):多害少利性;能產(chǎn)生新基因,創(chuàng)造生物新類型。 [課下達(dá)標(biāo)檢測(cè)]
37、 一、選擇題 1.下列關(guān)于單倍體、二倍體及染色體組的表述,正確的是( ) A.單倍體生物體的體細(xì)胞中都沒有同源染色體 B.21三體綜合征患者的體細(xì)胞中有三個(gè)染色體組 C.人的初級(jí)卵母細(xì)胞中的一個(gè)染色體組中可能存在等位基因 D.用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗的芽尖后,芽尖的細(xì)胞中都含有4個(gè)染色體組 解析:選C 同源四倍體的單倍體中含有兩個(gè)染色體組,有同源染色體;21三體綜合征患者的21號(hào)染色體為三條,并不是三倍體;人的初級(jí)卵母細(xì)胞中的一個(gè)染色體組中由于在復(fù)制時(shí)可能出現(xiàn)基因突變或在減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生交叉互換,從而出現(xiàn)等位基因;多倍體通常是用秋
38、水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,使其染色體加倍,用秋水仙素處理的芽尖細(xì)胞中染色體數(shù)目不一定均加倍。 2.若一條染色體發(fā)生結(jié)構(gòu)變異,則位于該染色體上的基因M不可能出現(xiàn)的情況是( ) A.缺失 B.變?yōu)榛騧 C.重復(fù)出現(xiàn) D.置換到該染色體的另一位置 解析:選B 缺失是一條正常染色體斷裂后丟失某一片段引起的變異,這種染色體結(jié)構(gòu)變異可能導(dǎo)致基因M的丟失;一條染色體上的基因M變?yōu)榛騧屬于基因突變,不屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異;重復(fù)是指染色體增加某一片段引起的變異,結(jié)果可能有一段重復(fù)基因,此種變異可引起基因M的重復(fù)出現(xiàn);倒位是指染色體中某一片段顛倒180度后重新結(jié)合到原部位引起的變異,
39、此種情況基因M并不丟失,只是置換到該染色體的另一位置。 3.圖中字母代表正常細(xì)胞中所含有的基因,下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.①可以表示經(jīng)過秋水仙素處理后四倍體西瓜體細(xì)胞的基因組成 B.②可以表示果蠅體細(xì)胞的基因組成 C.③可以表示21三體綜合征患者體細(xì)胞的基因組成 D.④可以表示雄性蜜蜂體細(xì)胞的基因組成 解析:選A 秋水仙素可誘導(dǎo)細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍,其上的基因也應(yīng)“加倍”,不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“a”的情況。 4.(2018·濟(jì)寧三模)將基因型Dd的高莖豌豆幼苗(品系甲)用秋水仙素處理后,得到四倍體植株幼苗(品系乙),將品系甲、品系乙在同一地塊中混合種植,在自然狀態(tài)下生長(zhǎng)、繁殖一代
40、,得到它們的子代。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.品系甲植株自交后代出現(xiàn)性狀分離,品系乙植株自交后代全為顯性性狀 B.秋水仙素處理的目的是抑制有絲分裂間期形成紡錘體而誘導(dǎo)染色體加倍 C.品系甲、品系乙混合種植后,產(chǎn)生的子代中有二倍體、三倍體和四倍體 D.品系甲植株作父本、品系乙植株作母本進(jìn)行雜交,得到的子代是三倍體 解析:選D 品系甲和品系乙都為雜合子,植株自交后代出現(xiàn)性狀分離;秋水仙素處理的目的是抑制有絲分裂前期形成紡錘體而誘導(dǎo)染色體加倍;豌豆是自花傳粉、閉花受粉的植物,在自然狀態(tài)下,品系甲、品系乙混合種植后仍進(jìn)行自交,產(chǎn)生的子代中有二倍體和四倍體;品系甲植株作父本、品系乙植株作
41、母本進(jìn)行雜交,得到的子代是三倍體。 5.某二倍體生物在細(xì)胞分裂過程中出現(xiàn)了圖甲、乙、丙、丁4種類型的變異,圖甲中英文字母表示染色體片段。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.圖示中的生物變異都是染色體變異 B.如果圖乙為精原細(xì)胞,則不能產(chǎn)生正常的配子 C.圖丁和圖丙相比較,圖丙所示的變異類型不能產(chǎn)生新的基因,圖丁所示的變異類型可以產(chǎn)生新的基因 D.圖中所示的變異類型在減數(shù)分裂中均可能發(fā)生 解析:選D 題圖甲、乙、丙、丁中的變異類型分別是重復(fù)、染色體數(shù)目變異、基因重組和易位;三體能進(jìn)行減數(shù)分裂,可產(chǎn)生正常的配子;只有基因突變能產(chǎn)生新基因,圖丙、丁所示的變異類型均不能產(chǎn)生新的基因;減數(shù)
42、分裂過程中四種可遺傳變異均可能發(fā)生。 6.普通西瓜(二倍體)每個(gè)細(xì)胞含22條染色體,如圖為一個(gè)三倍體無子西瓜的剖面圖,下列敘述正確的是( ) A.培育無子番茄與培育無子西瓜所利用的原理相同 B.①的細(xì)胞內(nèi)含有22條染色體,②的細(xì)胞內(nèi)含有33條染色體 C.無子西瓜培育過程中,秋水仙素處理可使著絲點(diǎn)不分裂,導(dǎo)致染色體加倍 D.無子西瓜形成的原因是減數(shù)分裂過程中染色體聯(lián)會(huì)紊亂 解析:選D 培育無子西瓜(多倍體育種)的原理是染色體變異,而培育無子番茄的原理是生長(zhǎng)素能夠促進(jìn)子房發(fā)育為果實(shí);題圖為三倍體無子西瓜,是由三倍體植株的子房發(fā)育而來的,所以①和②的細(xì)胞內(nèi)均含有33條染色體;秋水仙素的
43、作用是抑制細(xì)胞分裂過程中紡錘體的形成,而不是抑制著絲點(diǎn)的分裂;該無子西瓜形成的原因是三倍體植株減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂,不能形成正常的配子。 7.研究發(fā)現(xiàn),某二倍體動(dòng)物有兩種性別:性染色體組成為XX的是雌雄同體(2N),XO(缺少Y染色體)為雄體(2N-1),二者均能正常產(chǎn)生配子。下列推斷正確的是( ) A.雄體為該物種的單倍體 B.雄體是由未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育而來的 C.XO個(gè)體只產(chǎn)生雄配子,且雄配子間的染色體數(shù)目不同 D.XX個(gè)體只產(chǎn)生雌配子,且雌配子間的染色體數(shù)目相同 解析:選C 單倍體是指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體,而雄體的體細(xì)胞中的染色體數(shù)目只是較
44、正常的雌雄同體少了一條,所以雄體不是該物種的單倍體;雄體不是由未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育而來的,因?yàn)槲词芫穆鸭?xì)胞含有N條染色體,而雄體的體細(xì)胞中含有(2N-1)條染色體;XO個(gè)體為雄體,只產(chǎn)生兩種雄配子,一種含有N條染色體,另一種含有(N-1)條染色體;XX個(gè)體是雌雄同體,既能產(chǎn)生雌配子,也能產(chǎn)生雄配子,且雌配子間或雄配子間的染色體數(shù)目相同。 8.在某嚴(yán)格自花傳粉的二倍體植物中,野生型植株基因型均為AA(無A基因的植株表現(xiàn)為矮化植株)?,F(xiàn)發(fā)現(xiàn)甲、乙兩株矮化突變體植株的相關(guān)基因在同源染色體上的位置如圖所示,矮化程度與a基因的數(shù)量呈正相關(guān)。下列相關(guān)敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.甲突變體植株在產(chǎn)生配
45、子的過程中,一個(gè)四分體最多含有4個(gè)a基因 B.乙突變體植株產(chǎn)生的原因可能是在甲突變體植株的基礎(chǔ)上發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異 C.甲突變體植株產(chǎn)生的根本原因是基因突變,其自交后代只有一種矮化植株 D.若各類型配子和植株均能成活,則乙突變體植株自交后代中存在兩種矮化植株 解析:選D 甲突變體植株在產(chǎn)生配子的過程中,一個(gè)四分體含有4條染色單體,每個(gè)染色單體可能含有1個(gè)a基因,故一個(gè)四分體最多含有4個(gè)a基因;由圖可知,乙突變體植株產(chǎn)生的原因可能是在甲突變體植株的基礎(chǔ)上發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異;甲突變體植株產(chǎn)生的根本原因是基因突變,其自交后代的基因型均為aa,故只有一種矮化植株;乙突變體植株可產(chǎn)生含有2個(gè)
46、a基因的配子和無a基因的配子,雌雄配子結(jié)合,F(xiàn)1存在含有4個(gè)a基因、含有2個(gè)a基因和無a基因三種矮化植株。 9.我國(guó)科學(xué)家合成了4條釀酒酵母染色體,合成的染色體刪除了研究者認(rèn)為無用的DNA,加入了人工接頭,總體長(zhǎng)度比天然染色體縮減8%,為染色體疾病、癌癥和衰老等提供研究與治療模型,下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.合成人工染色體需要氨基酸和脫氧核苷酸作為原料 B.通過熒光標(biāo)記染色體上基因可以知道基因在染色體的位置 C.若染色體上的DNA某處發(fā)生了個(gè)別堿基對(duì)增添則一定發(fā)生了基因突變 D.釀酒酵母可能會(huì)發(fā)生基因突變、基因重組和染色體變異 解析:選C 染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì),而合成
47、DNA和蛋白質(zhì)的原料分別是氨基酸和脫氧核苷酸,因此合成人工染色體需要氨基酸和脫氧核苷酸作為原料;通過熒光標(biāo)記染色體上的基因,通過熒光顯示,可以知道基因在染色體的位置;染色體上的DNA某處發(fā)生了個(gè)別堿基對(duì)增添,如果發(fā)生的位置在基因與基因之間的區(qū)域,而沒有引起基因結(jié)構(gòu)的改變,則不屬于基因突變;釀酒酵母屬于真核生物,能進(jìn)行有性生殖,可能會(huì)發(fā)生基因突變、基因重組和染色體變異。 10.波爾山羊(2N=60)胚胎期某細(xì)胞發(fā)生了異常分裂如圖所示(未繪出的染色體均正常),其中A為原癌基因,a為A的突變基因。下列說法正確的是( ) A.該分裂過程中形成30個(gè)四分體 B.分裂產(chǎn)生Aa或aa子細(xì)胞的概率
48、均為1/2 C.子細(xì)胞Aa與aa在相同且適宜條件下細(xì)胞周期可能不同 D.染色體異常分離與紡錘體無關(guān) 解析:選C 減數(shù)分裂的特點(diǎn)是同源染色體聯(lián)會(huì),形成四分體,該圖中胚胎期細(xì)胞發(fā)生有絲分裂過程,不會(huì)形成四分體;由于染色體的丟失是隨機(jī)的,所以分裂產(chǎn)生Aa或aa子細(xì)胞的概率不一定均為1/2;由于原癌基因A可控制細(xì)胞的正常分裂進(jìn)程,因此子細(xì)胞Aa與aa在相同且適宜條件下細(xì)胞周期可能不同;由于染色體是由紡錘絲牽引而移向兩極的,因此染色體異常分離可能與紡錘體有關(guān)。 11.(2017·浙江11月選考單科卷)二倍體生物(2n=6)的某細(xì)胞處于細(xì)胞分裂某時(shí)期的示意圖如右,其中①~④表示染色體。據(jù)圖分析,錯(cuò)
49、誤的是( ) A.該細(xì)胞可表示次級(jí)精母細(xì)胞或第二極體 B.該細(xì)胞的染色體數(shù)目與體細(xì)胞的相同 C.①②③含有該生物的一套遺傳物質(zhì) D.圖中基因g可由基因G突變而來 解析:選A 該圖著絲粒(點(diǎn))斷開,且沒有同源染色體,所以處于減Ⅱ后期。減Ⅱ后期均等分裂,故為次級(jí)精母細(xì)胞或第一極體;該細(xì)胞中有6條染色體,與體細(xì)胞相同;①②③組成一個(gè)染色體組,包含該生物的一套遺傳信息;基因g可能是由G突變而來。 12.下圖為自然界形成普通小麥的過程示意圖。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.甲的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組,由于甲的體細(xì)胞中無同源染色體,所以甲高度不育 B.甲成為丙過程中,細(xì)胞中核DNA分
50、子數(shù)目、染色體數(shù)目和染色體組數(shù)目都發(fā)生了加倍 C.若從播種到收獲種子需1年時(shí)間,且所有的有性雜交都從播種開始。理論上從一粒小麥和山羊草開始,第2年即可產(chǎn)生普通小麥的植株 D.普通小麥體細(xì)胞中最多可含有12套遺傳信息 解析:選C 由圖可知甲中有兩個(gè)染色體組,一個(gè)來自一粒小麥,一個(gè)來自山羊草,因?yàn)闆]有同源染色體,無法聯(lián)會(huì),不能產(chǎn)生正常配子,所以甲高度不育。甲成為丙的過程中,需要用秋水仙素進(jìn)行處理,細(xì)胞核中DNA分子數(shù)目、染色體數(shù)目和染色體組數(shù)目都發(fā)生了加倍。如果從播種到收獲種子需要1年時(shí)間,且所有的有性雜交都從播種開始,從一粒小麥和山羊草開始,由圖可知需要在第2年可產(chǎn)生普通小麥的種子,需要在
51、第3年才能產(chǎn)生普通小麥的植株。普通小麥體細(xì)胞中此時(shí)含有42條染色體,每套遺傳信息即一個(gè)染色體組是7條染色體,普通小麥在有絲分裂后期最多可有84條染色體,最多含有12套遺傳信息。 二、非選擇題 13.科學(xué)工作者在研究不同濃度的秋水仙素對(duì)科優(yōu)527和博Ⅱ優(yōu)128兩種水稻品種染色體加倍的影響時(shí)得到的數(shù)據(jù)如下表。請(qǐng)回答下列問題: 品種 濃度(%) 處理芽數(shù)(個(gè)) 芽成活率(%) 染色體加倍株數(shù)(株) 染色體加倍比率(%) 科優(yōu)527 0.01 200 71 1 0.71 0.02 67 3 2.34 0.03 65 7 5.93 博Ⅱ優(yōu)128 0.01
52、 200 67 6 4.72 0.02 64 9 7.37 0.03 61 15 13.16 (1)該實(shí)驗(yàn)的自變量為____________________________;實(shí)驗(yàn)選擇芽作為處理對(duì)象的原因是________________________________。 (2)利用秋水仙素處理或用藥物破壞水稻芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞中的高爾基體都可以使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍,但二者的原理不同,前者是不能形成紡錘體,后者是____________________。 (3)分析表中數(shù)據(jù)可知,對(duì)于同一品種水稻來說,秋水仙素濃度與芽成活率、染色體加倍比率的關(guān)系為__________
53、__________________________________________________;同一濃度的秋水仙素對(duì)不同品種水稻染色體加倍比率的影響不同,原因可能是不同品種水稻對(duì)秋水仙素反應(yīng)的________不同。 解析:(1)根據(jù)題干分析可知,該實(shí)驗(yàn)的自變量是秋水仙素的濃度和水稻的品種;秋水仙素的作用機(jī)理是抑制細(xì)胞分裂過程中紡錘體的形成,進(jìn)而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。由于芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞分裂旺盛,易發(fā)生變異,所以該實(shí)驗(yàn)選擇芽作為處理對(duì)象更容易獲得染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。(2)高爾基體與植物細(xì)胞分裂末期細(xì)胞壁的形成有關(guān),因此用藥物破壞水稻芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞中的高爾基體會(huì)導(dǎo)致子細(xì)胞壁不能形成,進(jìn)而導(dǎo)致
54、細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍。(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析,對(duì)于同一品種水稻來說,隨著秋水仙素濃度的增加,芽成活率逐漸降低,染色體加倍株數(shù)和比率逐漸增大。同一濃度的秋水仙素對(duì)不同品種水稻染色體加倍比率的影響不同,說明不同品種水稻對(duì)秋水仙素反應(yīng)的敏感程度不同。 答案:(1)秋水仙素的濃度和水稻的品種 芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞分裂旺盛,易發(fā)生變異 (2)抑制細(xì)胞壁形成 (3)隨著秋水仙素濃度的增大,芽成活率降低,染色體加倍比率增大 敏感程度 14.(2019·濟(jì)南模擬)玉米(2N=20)是一種雌雄同株的植物,是重要的糧食作物之一。請(qǐng)回答下列問題: (1)測(cè)定玉米基因組DNA序列,需測(cè)定________條DNA上
55、堿基序列。 (2)某品種玉米2號(hào)染色體上的基因S在編碼蛋白質(zhì)時(shí),控制最前端幾個(gè)氨基酸的DNA序列如圖所示,已知起始密碼子為AUG,基因S發(fā)生轉(zhuǎn)錄時(shí)模板鏈?zhǔn)莀_______鏈。若基因S中箭頭所指堿基對(duì)G/C缺失,則該處對(duì)應(yīng)的密碼子將改變?yōu)開_______。 (3)玉米花序的正常和異常是由一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀。某顯性植株X自交,F(xiàn)1表現(xiàn)為:正?;ㄐ颉卯惓;ㄐ颍?∶1。取F1正?;ㄐ蛑仓甑幕ǚ圻M(jìn)行離體培養(yǎng),獲得的幼苗用秋水仙素處理后都是異?;ㄐ蛑仓?。由此推測(cè)________是顯性性狀,植株X自交的子代性狀分離比為1∶1的原因是________________________________
56、___________________。 (4)玉米的易倒伏(H)對(duì)抗倒伏(h)為顯性,抗病(R)對(duì)易感病(r)為顯性,兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。圖1表示利用品種甲(HHRR)和乙(hhrr)通過三種育種方法(Ⅰ~Ⅲ)培育優(yōu)良品種(hhRR)的過程。 ①方法Ⅰ、Ⅱ的育種原理分別是____________________,三種方法中難以獲得優(yōu)良品種(hhRR)的是方法______,原因是____________________________。 ②方法Ⅱ中HhRr自交獲得F2,假設(shè)只保留F2中抗倒伏抗病植株的雄蕊(其他雄蕊全部去除),所有植株雌蕊全部保留且都能成功受粉和發(fā)育,則所得
57、F3中能穩(wěn)定遺傳的抗倒伏抗病植株占________。 解析:(1)由于玉米是雌雄同體植株,所以要測(cè)定玉米基因組DNA序列,只需要測(cè)定玉米的一個(gè)染色體組的10條染色體的DNA序列。(2)①起始密碼子為AUG或GUG,則轉(zhuǎn)錄起始密碼子對(duì)應(yīng)模板鏈上堿基是TAC或CAC,分析基因S中的a鏈和b鏈,TAC位于b鏈,因此轉(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)莃鏈;基因S的b鏈中箭頭所指堿基對(duì)G/C缺失,轉(zhuǎn)錄形成的mRNA該處順延一個(gè)堿基,密碼子變成GUU。 (3)根據(jù)題意可知,玉米花序的正常和異常是由一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀。某顯性植株X自交,F(xiàn)1表現(xiàn)為正常花序∶異?;ㄐ颍?∶1,說明顯性植株X為雜合子;取F1正常花序植株的
58、花粉進(jìn)行離體培養(yǎng),獲得的幼苗用秋水仙素處理后都是異?;ㄐ蛑仓?隱性個(gè)體),說明顯性基因的花粉致死。由此推斷花序正常是顯性性狀,植株X自交的子代性狀分離比為1∶1的原因是含有正?;ㄐ?顯性)基因的花粉不育,而含有異常花序(隱性)基因的花粉可育。(4)①方法Ⅰ是單倍體育種,其原理是染色體變異;方法Ⅱ是雜交育種,其原理是基因重組;方法Ⅲ是誘變育種,由于基因突變是不定向的而且頻率很低,因此運(yùn)用方法Ⅲ更難獲得優(yōu)良品種(hhRR)。②據(jù)題意可知,F(xiàn)2抗倒伏抗病植株的基因型及比例是hhRR∶hhRr=1∶2,產(chǎn)生的配子的基因型及比例是hR∶hr=2∶1,F(xiàn)2中其他能產(chǎn)生hR配子的個(gè)體的基因型及比例為4/16
59、HhRr、2/16HhRR、1/16hhRR、2/16hhRr,這四種基因型的個(gè)體產(chǎn)生hR配子的概率之和為(4/16×1/4)+(2/16×1/2)+1/16+(2/16×1/2)=1/4,只有抗倒伏抗病植株產(chǎn)生的雄配子(hR)與其他個(gè)體產(chǎn)生的基因型為hR的雌配子隨機(jī)結(jié)合,才會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳的抗倒伏抗病植株,因此F3中能穩(wěn)定遺傳的抗倒伏抗病植株占2/3×1/4=1/6。 答案:(1)10 (2)b GUU (3)正常花序 含有正?;ㄐ?顯性)基因的花粉不育,而含有異?;ㄐ?隱性)基因的花粉可育 (4)染色體變異、基因重組?、蟆』蛲蛔兪遣欢ㄏ虻亩翌l率很低 1/6 15.某種自花受粉植物的花
60、色由兩對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因H、h和T、t控制,有H同時(shí)又有T的植物開紫花,有H但沒有T的植物開紅花,其他基因型的植物都開白花。研究人員用純合紅花植株和純合白花植株雜交得到F1 ,F(xiàn)1自交,單株收獲F1所結(jié)的種子,每株的所有種子單獨(dú)種植在一起可得到一個(gè)株系?;卮鹣铝袉栴}: (1)有多個(gè)株系的花色表現(xiàn)為紫花∶紅花∶白花=9∶3∶4,說明親本的基因型為________________。 (2)有個(gè)別株系的花色表現(xiàn)為紫花∶紅花∶白花=3∶1∶4。對(duì)這種現(xiàn)象的一種解釋是:F1植株的一條染色體缺失了部分片段,且含有缺失染色體的雄配子參與受精后會(huì)導(dǎo)致受精卵發(fā)育異常而死亡,含有缺失染色體的雌配子參與受
61、精后不影響受精卵的正常發(fā)育,則缺失發(fā)生在圖______(填“甲”或“乙”)中的Ⅱ區(qū)域,缺失染色體上含有的是____(填“H”或“h”)基因。 (3)為驗(yàn)證(2)中的解釋,現(xiàn)有基因型為hhtt的白花植株,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方案并預(yù)期結(jié)果。 ①實(shí)驗(yàn)方案:______________________________________觀察和統(tǒng)計(jì)子代花色的表現(xiàn)型及比例。 ②預(yù)期結(jié)果:_________________________________________________________則支持上述解釋。(要求:寫出具體的表現(xiàn)型及比例) 解析:(1)依題意可知:F1所結(jié)的種子為F2,有多個(gè)
62、株系的F2花色表現(xiàn)為紫花∶紅花∶白花=9∶3∶4,說明F1的基因型為HhTt,進(jìn)而推知親本純合紅花植株和純合白花植株的基因型分別為HHtt和hhTT。(2)結(jié)合對(duì)(1)的分析可知:正常情況下,F(xiàn)1的基因型為HhTt。已知含有缺失染色體的雄配子參與受精后會(huì)導(dǎo)致受精卵發(fā)育異常而死亡,含有缺失染色體的雌配子參與受精后不影響受精卵的正常發(fā)育。若缺失發(fā)生在圖甲中的Ⅱ區(qū)域,則F1植株的基因型變?yōu)閔Tt或HTt,F(xiàn)1自交得到的株系中hhT_∶hhtt∶hT_∶htt=3∶1∶3∶1或HHT_∶HHtt∶HT_∶Htt=3∶1∶3∶1,都表現(xiàn)為白花或紫花∶紅花=3∶1,與題意不符,因此缺失發(fā)生在圖乙中的Ⅱ區(qū)域
63、。因該株系的花色表現(xiàn)為紫花∶紅花∶白花=3∶1∶4,與理論值(9∶3∶4)相比,紫花與紅花的數(shù)量減少,說明缺失染色體上含有H基因。(3)為驗(yàn)證(2)中的解釋,即驗(yàn)證缺失發(fā)生在圖乙中的Ⅱ區(qū)域,且缺失染色體上含有H基因,則其①實(shí)驗(yàn)方案為讓F1植株與基因型為hhtt的白花植株正反交,觀察和統(tǒng)計(jì)子代花色的表現(xiàn)型及比例。②若F1植株做母本,則產(chǎn)生的雌配子及其比例為HT∶Ht∶hT∶ht=1∶1∶1∶1,白花植株只產(chǎn)生1種基因型為ht的雄配子,所以子代花色表現(xiàn)為紫花(HhTt)∶紅花(Hhtt)∶白花(hhTt+hhtt)=1∶1∶2;若F1植株做父本,則產(chǎn)生的雄配子及其比例為HT∶Ht∶hT∶ht=1∶1∶1∶1,白花植株只產(chǎn)生1種基因型為ht的雌配子,所以子代基因型及其比例為HhTt(致死)∶Hhtt(致死)∶hhTt∶hhtt=1∶1∶1∶1,子代全開白花。 答案:(1)HHtt和hhTT (2)乙 H (3)讓F1植株與基因型為hhtt的白花植株正反交 若F1植株做母本,子代花色表現(xiàn)為紫花∶紅花∶白花=1∶1∶2,若F1植株做父本,子代全開白花
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