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課時訓練20　生物的變異 一、選擇題 1.下圖是某種生物體細胞中的兩對染色體及其上基因的分布情況,若發(fā)生下圖的四種變異,其中與唐氏綜合征變異類型相同的是(　　) 答案D 解析由題圖可知:A細胞正常;B細胞發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失;C細胞發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位;D細胞的每對染色體均比正常細胞中多一條,為染色體數(shù)目變異。唐氏綜合征患者細胞中多了一條21號染色體,變異類型為染色體數(shù)目變異,與其變異類型相同的是D。 2.為獲得純合高蔓抗病番茄植株,研究員采用了如下圖所示的方法,涉及的兩對相對性狀獨立遺傳。據(jù)圖分析,下列敘述正確的是(　　) A.過程①的自交代數(shù)越多,雜合高蔓抗病植株的比例越高 B.過程②是雜交育種過程中關(guān)鍵的一個步驟 C.過程③主要利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù) D.過程④通常需要用秋水仙素處理幼苗 答案D 解析過程①的自交代數(shù)越多,純合高蔓抗病植株的比例越高。過程②花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種過程中關(guān)鍵的一個步驟。過程③主要利用了重組DNA技術(shù)。過程④通常需要用秋水仙素處理幼苗。 3.中國二胎政策的放開,使得當前出現(xiàn)生育小高峰。二胎孩子與頭胎孩子往往在性狀表現(xiàn)上既有相同又有差異,造成這種現(xiàn)象的主要原因是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.基因突變 B.自然選擇 C.基因重組 D.染色體畸變 答案C 解析進行有性生殖的生物,后代具有多樣性的主要原因是基因重組。 4.為了探究中國水仙只開花不結(jié)實(高度不育)的原因,有研究者對其染色體開展實驗,結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是 (　　) A.該圖表示染色體組圖,表明中國水仙是三倍體 B.中國水仙體細胞有絲分裂后期有6個染色體組 C.高度不育的根本原因是減數(shù)分裂時染色體配對紊亂 D.一般無法通過花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體中國水仙 答案A 解析由題圖可知,水仙體細胞中含有3個染色體組,如果它是由受精卵發(fā)育而來的,則它是三倍體;如果它是由配子發(fā)育而來的,則它是單倍體,A項錯誤。中國水仙體細胞有絲分裂后期著絲粒分裂,染色體數(shù)目加倍,有6個染色體組,B項正確。中國水仙的細胞中含有3個染色體組,在減數(shù)分裂時染色體配對紊亂,不能產(chǎn)生正常的生殖細胞,一般無法通過花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體中國水仙,C、D兩項正確。 5.玉米(2n=20)是我國栽培面積最大的作物。研究者發(fā)現(xiàn)了一種玉米突變體(S),用S的花粉給普通玉米授粉,會結(jié)出一定比例的單倍體籽粒(胚是單倍體)。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A.正常玉米種子胚和胚乳的選擇透性相同 B.題中出現(xiàn)單倍體籽粒的過程屬于單倍體育種 C.從變異類型看,單倍體籽粒的出現(xiàn)屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 D.單倍體籽粒的胚和二倍體籽粒的胚都含有玉米的整套遺傳物質(zhì) 答案D 解析正常玉米種子的胚和胚乳屬于不同的組織,它們的選擇透性一般不相同。題中出現(xiàn)單倍體籽粒的過程屬于單倍體育種的一個環(huán)節(jié)。單倍體籽粒的出現(xiàn)屬于染色體數(shù)目變異。 6.下圖①~④分別表示不同的變異,下列有關(guān)分析正確的是 (　　) A.①②都表示易位,發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期 B.四種變異都屬于可遺傳變異類型 C.④一定是由于染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復導致的 D.③表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 答案B 解析圖①表示交叉互換(導致基因重組),發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期;②表示易位,不一定發(fā)生在減數(shù)分裂的前期,A項錯誤;①屬于基因重組,②④屬于染色體畸變,③屬于基因突變,它們都屬于可遺傳的變異,B項正確;④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復,C項錯誤;③中的變異屬于基因突變,D項錯誤。 7.下列關(guān)于生物育種技術(shù)操作合理的是(　　) A.用紅外線照射青霉菌能使青霉菌的繁殖能力增強 B.年年栽種年年制種推廣的雜交水稻一定是能穩(wěn)定遺傳的純合子 C.單倍體育種時需用秋水仙素處理其萌發(fā)的種子或幼苗 D.馬鈴薯、紅薯等用營養(yǎng)器官繁殖的作物只要雜交后代出現(xiàn)所需性狀即可留種 答案D 解析由于基因突變是多方向的,誘變育種不能定向改造生物的性狀,所以用紅外線照射青霉菌不一定使青霉菌的繁殖能力增強,A項錯誤;由于雜合子自交后代會出現(xiàn)性狀分離,所以年年栽種年年制種推廣的雜交水稻中含有雜合子,B項錯誤;單倍體植株不育,不產(chǎn)生種子,所以單倍體育種時需用秋水仙素處理其幼苗,C項錯誤;用植物的營養(yǎng)器官來繁殖屬于無性繁殖,后代的基因型、表現(xiàn)型與親本相同,所以馬鈴薯、紅薯等用營養(yǎng)器官繁殖的作物只要雜交后代出現(xiàn)所需性狀即可留種,D項正確。 8.目前科學家把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁毎?在棉花細胞中抗蟲基因經(jīng)過修飾后得以表達。下列敘述中哪項不是這一先進技術(shù)的理論依據(jù)?(　　) A.所有生物共用一套遺傳密碼子 B.基因能控制蛋白質(zhì)的合成 C.蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因與棉花細胞的DNA都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成 D.蘇云金芽孢桿菌與棉花可共用相同的mRNA和tRNA 答案D 解析自然界所有生物共用一套遺傳密碼子,因此一種生物的基因能在另一種生物體內(nèi)表達,A項正確;基因可通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物體的性狀,B項正確;不同生物的基因具有相同的結(jié)構(gòu)和化學組成(都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成),因此不同種生物的基因能連接起來,C項正確;蘇云金芽孢桿菌與棉花含有相同的tRNA,但所含mRNA不同,D項錯誤。 二、非選擇題 9.研究人員發(fā)現(xiàn),與水稻增產(chǎn)密切相關(guān)的基因d在水稻的氮肥高效利用方面發(fā)揮著重要調(diào)控作用,而其等位基因D(D對d完全顯性)卻表現(xiàn)出對氮低效利用。現(xiàn)有一批對氮低效利用的純合水稻甲,經(jīng)過連續(xù)種植偶然發(fā)現(xiàn)一株水稻乙,其自交的子代均表現(xiàn)出對氮高效利用。請回答下列問題。 (1)氮作為植物體內(nèi)重要的元素,在光合作用中的主要作用有 　(舉兩例)。 (2)水稻乙的基因型為　　,水稻甲偶然出現(xiàn)的基因突變屬于　　　　　　　　　。 (3)D、d基因都與G蛋白(植物生長發(fā)育重要的信號傳導蛋白)編碼相關(guān),但G蛋白活性有差異,根本原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)研究人員為了提高水稻對氮的高效利用,選取一批對氮低效利用水稻進行誘變處理,僅發(fā)生一種遺傳變異,得到一株對氮高效利用水稻丙,對其進行　　　　　　　　　　　　　　分析,并與水稻甲進行針對性比較,得到下圖結(jié)果(序號分別表示1號、2號、3號、4號染色體)。 該育種方式為　　　　　　　　。通過比較可知,誘變導致　　　　　　　　　　　　　,從而使D基因丟失(用“D-”表示)。已知該變異會導致花粉不育,請用遺傳圖解表示水稻丙自交的過程(請寫出配子)。 答案(1)氮是葉綠素的成分、光合酶的成分、ATP和NADPH的成分等　(2)dd　自發(fā)突變　(3)堿基排列順序不同　(4)染色體組型(或核型)　誘變育種　染色體缺失(或染色體結(jié)構(gòu)變異)　遺傳圖解如下圖: 解析(1)氮元素參與細胞內(nèi)很多重要化合物的合成,如氮是葉綠素的成分、是ATP和NADPH等的成分。(2)由題意可推知乙的基因型是dd,是甲(DD)偶然出現(xiàn)的基因突變產(chǎn)生的,該基因突變屬于自然突變。(3)D、d是等位基因,它們的本質(zhì)區(qū)別是堿基排列順序不同。(4)通過染色體組型分析可知,水稻丙發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異。因為進行的是誘變處理,所以屬于誘變育種。根據(jù)題干信息可知水稻丙的基因型為D-d,丙自交的遺傳圖解見答案。 10.某科研小組利用植物染色體雜交技術(shù),將攜帶R(抗倒伏基因)和A(抗蟲基因)的豌豆染色體片段直接導入玉米體細胞,兩種染色體片段可隨機與玉米染色體融合,形成雜交細胞,將雜交細胞培育成既抗蟲又抗倒伏性狀的可育植株(F1),然后從F1自交的后代尋找目標,其過程如圖1。 圖1 (1)雜交細胞發(fā)生的可遺傳變異類型是　　　　　　　　　。雜交細胞培育成F1植株的原理是　　　　　　　　　　　　　　　。雜交植株在　　代首次出現(xiàn)性狀分離,其中既抗蟲又抗倒伏的個體所占比例為　　　　。 (2)植物染色體雜交育種的優(yōu)點是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(要求寫兩點) (3)另一個科研小組利用相同技術(shù)進行了同樣的育種過程,卻發(fā)現(xiàn)F2出現(xiàn)了不同情況,只有3種表現(xiàn)型:只抗蟲不抗倒伏、只抗倒伏不抗蟲、既抗蟲又抗倒伏。他們推測這是由R基因和A基因整合在雜交細胞染色體上的位置不同造成的,請用圖2說明,用“”在染色體上表示相關(guān)基因位置,并標上基因符號。 圖2 請設計一個簡單的實驗驗證上述推測,并用遺傳圖解說明。(遺傳圖解的基因型:染色體上有抗倒伏基因用“R+”表示,沒有用“R-”表示,染色體上有抗蟲基因用“A+”表示,沒有用“A-”表示) 實驗方案: 遺傳圖解: 答案(1)易位(染色體結(jié)構(gòu)變異)　植物細胞的全能性　F2　9/16 (2)克服遠緣雜交不親和的障礙;目的性強(針對性強);可同時導入多個目的基因　(3) 實驗方案:用F1植株與野生型玉米雜交,觀察并統(tǒng)計后代的表現(xiàn)型與比例。 遺傳圖解: P　　抗蟲抗倒伏　　　　不抗蟲不抗倒伏 A+A-R+R- A-A-R-R- F1 A+A-R-R- A-A-R+R- 抗蟲不抗倒伏 不抗蟲抗倒伏 　　　1 ∶ 　　　1 解析(1)根據(jù)題干信息“兩種染色體片段可隨機與玉米染色體融合”可知,雜交細胞發(fā)生的是染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。雜交細胞培育成F1植株的原理是植物細胞的全能性。F1相當于雙雜合子,雜交植株在F2代首次出現(xiàn)性狀分離,其中既抗蟲又抗倒伏的個體(A_R_)所占比例為3/43/4=9/16。(2)植物染色體雜交育種的優(yōu)點是克服遠緣雜交不親和的障礙;目的性強;可同時導入多個目的基因等。(3)若R基因和A基因整合到非同源染色體上(如圖1的雜交細胞),則F2會有4種表現(xiàn)型:只抗蟲不抗倒伏、只抗倒伏不抗蟲、既抗蟲又抗倒伏、既不抗蟲又不抗倒伏。若R基因和A基因整合到一對同源染色體的兩條染色體上,則F2只有3種表現(xiàn)型:只抗蟲不抗倒伏、只抗倒伏不抗蟲、既抗蟲又抗倒伏。(4)一般驗證某個體的基因型用測交,即用該個體和隱性個體雜交,故實驗方案為用F1植株與野生型玉米雜交,觀察并統(tǒng)計后代的表現(xiàn)型與比例。