知识点11生物的变异及育种1.(2015·福建高考·T5)绿色荧光标记的X染色体DNA探针(X探针),仅能与细胞内的X染色体DNA的一段特定序列杂交,并使该处呈现绿色荧光亮点。同理,红色荧光标记的Y染色体DNA探针(Y探针)可使Y染色体呈现一个红色荧光亮点。同时用这两种探针检测体细胞,可诊断性染色体数目是否存在异常。医院对某夫妇及其流产胎儿的体细胞进行检测,结果如图所示。下列分析正确的是( )A.X染色体DNA上必定有一段与X探针相同的碱基序列B.据图分析可知妻子患X染色体伴性遗传病C.妻子的父母至少有一方患有性染色体数目异常疾病D.该夫妇选择生女儿可避免性染色体数目异常疾病的发生【解题指南】(1)关键知识:DNA分子杂交技术的原理、减数分裂的过程、伴性遗传病、染色体数目变异。(2)图示信息:某夫妇及其流产胎儿的体细胞中性染色体组成分别是XY、XXX、XXY。【解析】选A。本题主要考查DNA分子杂交、减数分裂以及伴性遗传、染色体变异知识。A项中,DNA探针应用于DNA分子杂交技术,采用与待测DNA上一段相同的碱基序列荧光标记而成的原理,故正确。B项中,据图分析可知,妻子体细胞中性染色体组成为XXX,属于染色体异常遗传病,不是伴性遗传病,故错误。C项中,妻子多出的一条X性染色体只能来自其父亲或母亲,父母双方中只可能有一方患有多一条X性染色体的染色体数目异常疾病,故错误。D项中,该夫妇的子代中可能出现的性染色体组成类型有四种:XY、XX、XXX(女)、XXY(男),其中后两种为患者,即该夫妇的子代中男女都有可能患病,故错误。2.(2015·全国卷Ⅱ·T6)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
【解题指南】(1)题目关键信息:“缺失”“数目增加”“数目成倍增加”“增加某一片段”。(2)关键知识:染色体“增加某一片段”及“缺失”是染色体结构变异,而染色体“数目增加”或“数目成倍增加”是染色体数目变异。【解析】选A。本题考查人类遗传病的类型及原因。猫叫综合征是患者第5号染色体部分缺失引起的,属于染色体结构变异,因婴儿时有猫叫样啼哭而得名,故A正确,B、C、D错误。3.(2015·江苏高考·T10)甲、乙为两种果蝇(2n),下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【解析】选D。本题主要考查对染色体变异原理的理解及图形识别能力。从图中可以看出,甲的1号染色体正常,乙为倒位,属于染色体结构变异,故B项错误;甲和乙的1号染色体上的基因排列顺序不同,故C项错误。甲、乙杂交产生的F1,由于1号染色体的形态不同,不能通过正常减数分裂产生配子,故A项错误;染色体变异属于可遗传变异,可为生物进化提供原材料,故D项正确。4.(2015·广东高考·T5)用秋水仙素处理某二倍体植物的愈伤组织,从获得的再生植株中筛选四倍体植株。预实验结果如下表,正式实验时秋水仙素浓度设计最合理的是( )秋水仙素浓度(g/L)再生植株(棵)四倍体植株(棵)0480244443786281181851092
A.0、2、3、4、5、6B.0、4、5、6、7、8C.0、5、7、8、9、10D.0、3、6、9、12、15【解题指南】(1)题干关键词:秋水仙素、愈伤组织、预实验。(2)图表信息:秋水仙素的浓度为6g/L时,四倍体植株数量最多。【解析】选B。本题主要考查了染色体变异以及预实验在实际中的应用。秋水仙素的作用是诱导多倍体的形成,处理二倍体愈伤组织是为了获得四倍体植株。从表中数据可判断,秋水仙素在浓度为4～8g/L范围内,诱变效率比较高,四倍体植株数量较多,所以进行实验时应在这个范围内设置浓度梯度,还要有空白对照实验,因此B项正确。5.(2015·江苏高考·T15)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【解析】选A。本题主要考查基因突变及显隐性性状的判断方法。白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变,不一定有利于生存,故A项错误;X射线可引起基因突变和染色体变异,故B项正确;通过杂交实验,观察其后代的表现型及比例,可以确定是显性突变还是隐性突变,故C项正确;白花植株自交后代中出现白花个体,可确定为可遗传变异,否则为不可遗传变异,故D项正确。6.(2015·海南高考·T19)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的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变【解题指南】(1)题干关键词:“基因”“突变”。(2)关键知识:基因突变的实质、特点和影响因素。【解析】选B。本题考查基因突变的有关知识。基因突变具有不定向性,等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因,A项正确;X射线属于物理诱变因素,其照射会影响基因B和基因b的突变率,B项错误;基因突变的实质是碱基对的增添、缺失和替换,使基因的结构发生变化,C项和D项均正确。
7.(2015·海南高考·T21)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【解题指南】(1)题干关键词:“基因突变”“染色体结构变异”。(2)关键知识:基因突变与染色体结构变异的异同。【解析】选C。本题考查基因突变和染色体结构变异的有关知识。基因突变是基因内部结构发生变化,不会导致染色体结构变异,A项错误;基因突变不一定改变个体的表现型,染色体结构变异往往导致个体表现型改变,B项错误;基因突变导致基因内部碱基序列发生改变,染色体结构变异中因片段的重复、缺失、易位或倒位,均可使DNA的碱基序列发生改变,C项正确;基因突变在光学显微镜下观察不到,染色体结构变异可用光学显微镜观察到,D项错误。8.(2015·江苏高考·T29)中国水仙(Narcissustazettavar.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:剪取新生的根尖卡诺固定液固定1mol·L-1HCl解离清水漂洗卡宝品红染色制片压片镜检拍照核型分析请回答下列问题:(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1mol·L-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)。①双缩脲试剂 ②醋酸洋红(溶)液 ③龙胆紫溶液 ④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。①花萼 ②花瓣 ③雌蕊 ④花药 ⑤花芽【解析】本题主要考查水仙根尖细胞的有丝分裂观察实验和染色体变异。(1)由于根尖分生区细胞分裂旺盛,利于观察到有丝分裂的过程。(2)HCl解离的目的是使根尖细胞相互分离开来,以便于观察。(3)醋酸洋红溶液和龙胆紫溶液都可作为染色体的染色剂。(4)有丝分裂中期,染色体形态固定,数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期,所以该实验需寻找中期染色体分散良好的细胞。(5)由核型图可知,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)选用花药为实验材料显微观察减数分裂过程中的染色体行为,可确定联会是否紊乱。答案:(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)②③(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)④9.(2015·浙江高考·T32)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γ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)。【解题指南】(1)关键信息:同时含D、E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎,其他为高茎。(2)隐含信息:矮茎的基因型为D_E_;中茎的基因型为ddE_、D_ee;高茎的基因型为ddee。【解析】本题考查基因的自由组合定律、基因突变的特征以及育种的方法。(1)该植物为自花且闭花授粉植物,一般情况下其植株大多为纯合子。(2)诱变育种时用γ射线处理利用的原理是基因突变,由于基因突变具有多方向性、稀有性以及有害性三个特点,故需要处理大量种子,以获得所需品种。(3)如采用杂交育种的方式,将上述两个亲本杂交,即rrDDEE×RRddee→F1(RrDdEe),在F1自交所得的F2中选出抗病矮茎个体(R_D_E_),再通过连续自交及逐代淘汰的手段,最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种(RRDDEE)。一般情况下,控制性状的基因数越多,需进行多次的自交和筛选操作才能得到所需的纯合品种。若只考虑茎的高度,F1(DdEe)在自然状态下繁殖即自交后,F2中表现型及比例为9矮茎(9D_E_)∶6中茎(3D_ee、3ddE_)∶1高茎(1ddee)。(4)若采用单倍体育种的方式获得所需品种,首先需要将花药进行离体培养,得到单倍体,然后使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍,该过程涉及的原理有基因重组和染色体畸变。答案:(1)纯 (2)多方向性、稀有性(3)选择 纯合化 年限越长矮茎∶中茎∶高茎=9∶6∶1(4)基因重组和染色体畸变遗传图解如下:10.(2015·海南高考·T29)回答下列关于遗传和变异的问题:
(1)高等动物在产生精子或卵细胞的过程中,位于非同源染色体上的基因之间会发生 ,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生 ,这两种情况都有可能导致基因重组,从而产生基因组成不同的配子。(2)假设某物种的染色体数目为2n,在其减数分裂过程中,会出现不同的细胞,甲、乙2个模式图仅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色体,那么,图甲表示的是 (填“初级精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”),图乙表示的是 (填“初级精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)。(3)某植物的染色体数目为2n,其产生的花粉经培养可得到单倍体植株。单倍体是指 。【解题指南】(1)题干关键信息:“基因重组”“染色体数目为2n”“单倍体”。(2)关键知识:基因重组的类型、细胞分裂图像的识别。(3)图示信息:甲图含同源染色体且每条染色体含两条染色单体,乙图不含染色单体。【解析】本题考查变异和细胞分裂图像识别的有关知识。(1)基因重组主要发生在高等动物配子形成过程中。精子或卵细胞的形成过程中,在减数第一次分裂后期,位于非同源染色体上的基因会发生自由组合;在减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生交换(交叉互换),这两种情况都可能导致基因重组,从而产生基因组成不同的配子。(2)根据题意,该物种染色体数目为2n,图甲细胞内染色体数目为2n且存在同源染色体,并含有姐妹染色单体,故可判断图甲表示初级精母细胞;而图乙中没有同源染色体,也无染色单体,表示精细胞。(3)单倍体是指体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体。答案:(1)自由组合 交换(2)初级精母细胞 精细胞(3)体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体
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