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课时训练20生物的变异一、选择题1.下图是某种生物体细胞中的两对染色体及其上基因的分布情况,若发生下图的四种变异,其中与唐氏综合征变异类型相同的是()答案D解析由题图可知:A细胞正常;B细胞发生了染色体结构变异中的缺失;C细胞发生了染色体结构变异中的易位;D细胞的每对染色体均比正常细胞中多一条,为染色体数目变异。唐氏综合征患者细胞中多了一条21号染色体,变异类型为染色体数目变异,与其变异类型相同的是D。2.为获得纯合高蔓抗病番茄植株,研究员采用了如下图所示的方法,涉及的两对相对性状独立遗传。据图分析,下列叙述正确的是()A.过程的自交代数越多,杂合高蔓抗病植株的比例越高B.过程是杂交育种过程中关键的一个步骤C.过程主要利用了植物组织培养技术D.过程通常需要用秋水仙素处理幼苗答案D解析过程的自交代数越多,纯合高蔓抗病植株的比例越高。过程花药离体培养是单倍体育种过程中关键的一个步骤。过程主要利用了重组DNA技术。过程通常需要用秋水仙素处理幼苗。3.中国二胎政策的放开,使得当前出现生育小高峰。二胎孩子与头胎孩子往往在性状表现上既有相同又有差异,造成这种现象的主要原因是()A.基因突变B.自然选择C.基因重组D.染色体畸变答案C解析进行有性生殖的生物,后代具有多样性的主要原因是基因重组。4.为了探究中国水仙只开花不结实(高度不育)的原因,有研究者对其染色体开展实验,结果如下图所示。下列有关叙述错误的是()A.该图表示染色体组图,表明中国水仙是三倍体B.中国水仙体细胞有丝分裂后期有6个染色体组C.高度不育的根本原因是减数分裂时染色体配对紊乱D.一般无法通过花药离体培养获得单倍体中国水仙答案A解析由题图可知,水仙体细胞中含有3个染色体组,如果它是由受精卵发育而来的,则它是三倍体;如果它是由配子发育而来的,则它是单倍体,A项错误。中国水仙体细胞有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,有6个染色体组,B项正确。中国水仙的细胞中含有3个染色体组,在减数分裂时染色体配对紊乱,不能产生正常的生殖细胞,一般无法通过花药离体培养获得单倍体中国水仙,C、D两项正确。5.玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物。研究者发现了一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体)。下列相关叙述正确的是()A.正常玉米种子胚和胚乳的选择透性相同B.题中出现单倍体籽粒的过程属于单倍体育种C.从变异类型看,单倍体籽粒的出现属于染色体结构变异D.单倍体籽粒的胚和二倍体籽粒的胚都含有玉米的整套遗传物质答案D解析正常玉米种子的胚和胚乳属于不同的组织,它们的选择透性一般不相同。题中出现单倍体籽粒的过程属于单倍体育种的一个环节。单倍体籽粒的出现属于染色体数目变异。6.下图分别表示不同的变异,下列有关分析正确的是()A.都表示易位,发生在减数第一次分裂的前期B.四种变异都属于可遗传变异类型C.一定是由于染色体结构变异中的重复导致的D.表示染色体结构变异中的缺失答案B解析图表示交叉互换(导致基因重组),发生在减数分裂的四分体时期;表示易位,不一定发生在减数分裂的前期,A项错误;属于基因重组,属于染色体畸变,属于基因突变,它们都属于可遗传的变异,B项正确;中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复,C项错误;中的变异属于基因突变,D项错误。7.下列关于生物育种技术操作合理的是()A.用红外线照射青霉菌能使青霉菌的繁殖能力增强B.年年栽种年年制种推广的杂交水稻一定是能稳定遗传的纯合子C.单倍体育种时需用秋水仙素处理其萌发的种子或幼苗D.马铃薯、红薯等用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状即可留种答案D解析由于基因突变是多方向的,诱变育种不能定向改造生物的性状,所以用红外线照射青霉菌不一定使青霉菌的繁殖能力增强,A项错误;由于杂合子自交后代会出现性状分离,所以年年栽种年年制种推广的杂交水稻中含有杂合子,B项错误;单倍体植株不育,不产生种子,所以单倍体育种时需用秋水仙素处理其幼苗,C项错误;用植物的营养器官来繁殖属于无性繁殖,后代的基因型、表现型与亲本相同,所以马铃薯、红薯等用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状即可留种,D项正确。8.目前科学家把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞中,在棉花细胞中抗虫基因经过修饰后得以表达。下列叙述中哪项不是这一先进技术的理论依据?()A.所有生物共用一套遗传密码子B.基因能控制蛋白质的合成C.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因与棉花细胞的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成D.苏云金芽孢杆菌与棉花可共用相同的mRNA和tRNA答案D解析自然界所有生物共用一套遗传密码子,因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达,A项正确;基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状,B项正确;不同生物的基因具有相同的结构和化学组成(都是由四种脱氧核苷酸构成),因此不同种生物的基因能连接起来,C项正确;苏云金芽孢杆菌与棉花含有相同的tRNA,但所含mRNA不同,D项错误。二、非选择题9.研究人员发现,与水稻增产密切相关的基因d在水稻的氮肥高效利用方面发挥着重要调控作用,而其等位基因D(D对d完全显性)却表现出对氮低效利用。现有一批对氮低效利用的纯合水稻甲,经过连续种植偶然发现一株水稻乙,其自交的子代均表现出对氮高效利用。请回答下列问题。(1)氮作为植物体内重要的元素,在光合作用中的主要作用有(举两例)。(2)水稻乙的基因型为,水稻甲偶然出现的基因突变属于。(3)D、d基因都与G蛋白(植物生长发育重要的信号传导蛋白)编码相关,但G蛋白活性有差异,根本原因是。(4)研究人员为了提高水稻对氮的高效利用,选取一批对氮低效利用水稻进行诱变处理,仅发生一种遗传变异,得到一株对氮高效利用水稻丙,对其进行分析,并与水稻甲进行针对性比较,得到下图结果(序号分别表示1号、2号、3号、4号染色体)。该育种方式为。通过比较可知,诱变导致,从而使D基因丢失(用“D-”表示)。已知该变异会导致花粉不育,请用遗传图解表示水稻丙自交的过程(请写出配子)。答案(1)氮是叶绿素的成分、光合酶的成分、ATP和NADPH的成分等(2)dd自发突变(3)碱基排列顺序不同(4)染色体组型(或核型)诱变育种染色体缺失(或染色体结构变异)遗传图解如下图:解析(1)氮元素参与细胞内很多重要化合物的合成,如氮是叶绿素的成分、是ATP和NADPH等的成分。(2)由题意可推知乙的基因型是dd,是甲(DD)偶然出现的基因突变产生的,该基因突变属于自然突变。(3)D、d是等位基因,它们的本质区别是碱基排列顺序不同。(4)通过染色体组型分析可知,水稻丙发生了染色体结构变异。因为进行的是诱变处理,所以属于诱变育种。根据题干信息可知水稻丙的基因型为D-d,丙自交的遗传图解见答案。10.某科研小组利用植物染色体杂交技术,将携带R(抗倒伏基因)和A(抗虫基因)的豌豆染色体片段直接导入玉米体细胞,两种染色体片段可随机与玉米染色体融合,形成杂交细胞,将杂交细胞培育成既抗虫又抗倒伏性状的可育植株(F1),然后从F1自交的后代寻找目标,其过程如图1。图1(1)杂交细胞发生的可遗传变异类型是。杂交细胞培育成F1植株的原理是。杂交植株在代首次出现性状分离,其中既抗虫又抗倒伏的个体所占比例为。(2)植物染色体杂交育种的优点是。(要求写两点)(3)另一个科研小组利用相同技术进行了同样的育种过程,却发现F2出现了不同情况,只有3种表现型:只抗虫不抗倒伏、只抗倒伏不抗虫、既抗虫又抗倒伏。他们推测这是由R基因和A基因整合在杂交细胞染色体上的位置不同造成的,请用图2说明,用“”在染色体上表示相关基因位置,并标上基因符号。图2请设计一个简单的实验验证上述推测,并用遗传图解说明。(遗传图解的基因型:染色体上有抗倒伏基因用“R+”表示,没有用“R-”表示,染色体上有抗虫基因用“A+”表示,没有用“A-”表示)实验方案:遗传图解:答案(1)易位(染色体结构变异)植物细胞的全能性F29/16(2)克服远缘杂交不亲和的障碍;目的性强(针对性强);可同时导入多个目的基因(3)实验方案:用F1植株与野生型玉米杂交,观察并统计后代的表现型与比例。遗传图解:P抗虫抗倒伏不抗虫不抗倒伏A+A-R+R-A-A-R-R-F1A+A-R-R-A-A-R+R-抗虫不抗倒伏不抗虫抗倒伏11解析(1)根据题干信息“两种染色体片段可随机与玉米染色体融合”可知,杂交细胞发生的是染色体结构变异中的易位。杂交细胞培育成F1植株的原理是植物细胞的全能性。F1相当于双杂合子,杂交植株在F2代首次出现性状分离,其中既抗虫又抗倒伏的个体(A_R_)所占比例为3/43/4=9/16。(2)植物染色体杂交育种的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍;目的性强;可同时导入多个目的基因等。(3)若R基因和A基因整合到非同源染色体上(如图1的杂交细胞),则F2会有4种表现型:只抗虫不抗倒伏、只抗倒伏不抗虫、既抗虫又抗倒伏、既不抗虫又不抗倒伏。若R基因和A基因整合到一对同源染色体的两条染色体上,则F2只有3种表现型:只抗虫不抗倒伏、只抗倒伏不抗虫、既抗虫又抗倒伏。(4)一般验证某个体的基因型用测交,即用该个体和隐性个体杂交,故实验方案为用F1植株与野生型玉米杂交,观察并统计后代的表现型与比例。
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