高考生物一轮复习专题13生物的变异应用集训(含解析)

专题13 生物的变异
应用篇
【应用集训】
应用生活中的变异问题分析
1.我国科学家以兴国红鲤(2N=100)为母本、草鱼(2N=48)为父本进行杂交,杂种子一代染色体自动加倍发育为异源四倍体鱼。

该异源四倍体与草鱼进行正反交,子代均为三倍体。

请根据上述信息分析:
(1)兴国红鲤的初级卵母细胞可有条姐妹染色单体。

(2)三倍体鱼能不能产生正常的精子或卵细胞?为什么?。

(3)异源四倍体与草鱼进行正反交,所得到的三倍体中含有个染色体组。

它们最终分别来自何种生物?。

答案(1)200 (2)不能。

三倍体鱼减数分裂时由于联会紊乱,几乎不能产生正常的精子和卵细胞(3)三两个染色体组来自草鱼,一个染色体组来自兴国红鲤
2.造成人类遗传病的原因有多种。

在不考虑基因突变的情况下,回答下列问题:
(1)21三体综合征一般是由第21号染色体异常造成的。

A和a是位于第21号染色体上的一对等位基因,某患者及其父母的基因型依次为Aaa、AA和aa,据此可推断,该患者染色体异常是由其(“父亲”或“母亲”)的原始生殖细胞减数分裂异常造成的。

(2)猫叫综合征是第5号染色体发生造成的遗传病。

某对表现型正常的夫妇(丈夫的基因型为BB,妻子的基因型为bb)生出了一个患有猫叫综合征的孩子,若这个孩子表现出基因b的性状,则其发生部分缺失的染色体来自(填“父亲”或“母亲”)。

(3)原发性高血压属于(“单”或“多”)基因遗传病,这类遗传病容易受影响,在人群中发病率较高。

(4)就血友病和镰刀型细胞贫血症来说,如果父母表现型均正常,则女儿有可能
患,不可能患。

这两种病的遗传方式都属于单基因
(填“显性”或“隐性”)遗传。

答案(1)数目母亲(2)部分缺失父亲(3)多环境因素(4)镰刀型细胞贫血症
血友病隐性
[教师专用题组]
【应用集训】
应用生物中的变异问题分析
1.(2020届陕西长安中学月考,15,2分)为获得果实较大的四倍体葡萄(4n=76),将二倍体葡萄茎段经秋水仙素溶液处理后栽培。

研究结果显示,植株中约40%的细胞的染色体被诱导加倍,这种植株含有2n细胞和4n细胞,称为“嵌合体”,其自交后代有四倍体植株。

下列叙述不正确的是( )
A.“嵌合体”产生的原因之一是细胞的分裂不同步
B.“嵌合体”可以产生含有38条染色体的配子
C.“嵌合体”不同的花之间传粉后可以产生三倍体子代
D.“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19条染色体
答案 D 秋水仙素使细胞染色体数目加倍的原理是抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍,而纺锤体是在有丝分裂的前期形成的,故秋水仙素只能在有丝分裂的前期起作用,植物细胞的分裂是不同步的,秋水仙素对有些细胞不起作用,其仍进行正常分裂,细胞染色体数目不变,A项正确;配子中染色体数比体细胞少一半,4n(4n=76)细胞可以产生含有38条染色体的配子,B项正确;4n细胞产生的配子与2n细胞产生的配子结合形成的后代为三倍体,C项正确;根尖分生区细胞不能进行减数分裂,不能产生含19条染色体的细胞,D项错误。

2.(2020广东深圳质检,3)XXY和XYY三体是人类性染色体异常遗传病。

下列叙述正确的是
( )
A.能生育的XYY三体产生的正常和异常精子的数量比为1∶2
B.通过羊水检查可以判断胎儿是否患有性染色体三体遗传病
三体形成的原因是父方精子形成过程中减Ⅰ后期异常
三体形成的原因是母方卵细胞形成过程中减Ⅱ后期异常
答案 B XYY三体能产生正常精子和异常精子是由于一对染色体移向两极,剩下一条随机移向一极,因此每次减数分裂得到的精子一半是正常一半是异常,数量比为1∶1,A错误;通过从羊水中获取胎儿细胞,对胎儿染色体进行分析可以确定染色体异常遗传病,B正确;XYY 是由X、YY两种配子结合而来的,所以异常是因为父方精子形成过程中减Ⅱ后期异常,C错误;XXY三体是由X和XY配子或者XX和Y配子结合来的,这样有可能是因为父方减Ⅰ后期异常,也可能是因为母方减Ⅰ或减Ⅱ后期异常,D错误。

3.(2020届天津武清杨村一中热身练二,3)在作物育种中,使作物具有矮生性状是某些农作物性状改良的方向之一。

实验小组利用诱发基因突变的方法从某二倍体野生型水稻(株高正常)田中获得了一株矮生型突变体,将该突变体的花粉离体培养后得到若干单倍体植株,其中矮生植株占50%。

下列有关叙述错误的是( )
A.获得的单倍体矮生植株长势弱小,所结的种子比野生型水稻的小
B.可用矮生型突变体植株逐代自交的方法来获得能稳定遗传的植株
C.单倍体矮生植株与矮生型突变体植株在自然条件下不能进行基因交流
D.获得单倍体矮生植株的过程中,细胞的染色体组数目发生了整倍性的变化
答案 A 该单倍体矮生植株长势弱小,由于减数分裂产生配子时联会紊乱,不能产生正常配子,故没有种子,A错误;由题意“将该突变体的花粉离体培养后得到若干单倍体植株,其中矮生植株占50%”分析可知,矮生型突变体为杂合子,矮生性状为显性性状,故可用矮生型突变体植株逐代自交的方法来获得能稳定遗传的植株,B正确;单倍体矮生植株不能产生正常配子,与矮生型突变体植株在自然条件下不能进行基因交流,C正确;获得单倍体矮生植株的过程中,细胞的染色体组数目由两组变成了一组,发生了整倍性的变化,D正确。

4.(2020届北京海淀期中,27)(10分)甘蓝与白菜杂交,通过物种间的遗传物质交换,可以产生油菜新品种。

(1)科研人员将白菜(染色体组成为AA,2n=20)和甘蓝(染色体组成为CC,2n=18)杂交,由于这两个自然物种间存在,杂交后用对杂种子一代幼苗进行处理,可获得染色体组成为的人工育种油菜。

(2)得到的人工育种油菜与自然栽培油菜染色体组成相同,研究者对这两种油菜细胞减数第一次分裂进行观察,拍摄了如图所示图像。

注:箭头为行为异常染色体。

①比较图a和a'可知,人工育种油菜在减数第一次分裂期联会异常,出现了“多价体”。

“多价体”由两条以上染色体联会而成,导致不同物种来源的染色体发生交叉互换或染色体,产生更多具有优良性状的育种新材料。

②比较图可知,人工育种油菜在减数第一次分裂中期异常,出现了没有移向赤道板的“单价体”,产生异常配子,导致育性下降。

(3)从人工育种油菜细胞的减数分裂行为来看,自然栽培油菜可能在进化上经过了长期
过程,才使减数分裂表现出正常二倍体减数分裂的特点,形成了新物种。

答案(1)生殖隔离秋水仙素AACC
(2)①前易位②b和b' 染色体数目
(3)自然选择
解析(1)在遗传学和生物进化论的研究中,把能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。

不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代,这种现象叫做生殖隔离。

将白菜和甘蓝杂交,得到的杂种子一代的染色体组成为AC,由于这两个自然物种间存在生殖隔离,因此杂交后用秋水仙素对杂种子一代幼苗进行处理,抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,可获得染色体组成为AACC的人工育种油菜。

(2)①由题图可知,联会发生在减数第一次分裂的前期,“多价体”是由两条以上染色体联会而成的,所以不同物种来源的染色体可能会发生交叉互换或染色体易位,产生更多具有优良性状的育种新材料。

②根据图b和b',b'图中箭头指向的为行为异常染色体,即没有发生配对的染色体,从而出现了没有移向赤道板的“单价体”,进而产生染色体数目异常的配子,导致育性下降。

(3)人工育种油菜细胞的减数分裂行为中染色体异常概率高,表现出正常二倍体减数分裂的概率也极低,自然栽培油菜之所以能在减数分裂中表现出正常二倍体减数分裂的特点,一定经过了长期的自然选择过程。

5.(2020湖南岳阳质检,32)(12分)“海水稻”是耐盐碱水稻,能通过细胞代谢在根部产生一种调节渗透压的代谢产物,此代谢产物在叶肉细胞和茎部却很难找到。

自然状态下,“海水稻”单株生长,自花受粉。

抗病、易感病以及茎的高矮是两对独立遗传的性状。

抗病和易感病由基因G和g控制,抗病为显性;茎的高矮由两对独立遗传的基因(D、d和E、e)控制,同时含有基因D和E表现为矮茎,只含有基因D或E表现为中茎,其他表现为高茎。

现有亲本为易感病矮茎和抗病高茎的纯合子,欲培育纯合的抗病矮茎“海水稻”品种。

(1)“海水稻”产生调节渗透压的代谢产物在茎部和叶肉细胞中很难找到,而存在于根部细胞中的根本原因是。

(2)某“海水稻”品种M是用野生海水稻与栽培稻杂交后,经多年耐盐碱选育获得,其耐盐碱能力远强于野生海水稻,且产量高,则获得品种M的育种原理
有。

(3)若只考虑茎的高矮这一相对性状,两亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖,理论上F2的表现型及比例为。

(4)若利用题干两亲本,通过单倍体育种,理论上获得纯合的抗病矮茎“海水稻”品种的概率是,试简述该育种过程。

答案(1)基因的选择性表达(2)基因重组、基因突变(3)高茎∶中茎∶矮茎=1∶6∶9 (4)1/8 利用亲本杂交获得F1,种植F1,提取F1的花粉,进行花药离体培养(植物组织培养),获得幼苗后,用秋水仙素处理幼苗,逐一分开移栽到易感病环境,表现抗病且植株为矮茎的就是所需品种
解析由题可知,亲本易感病矮茎基因型为ggDDEE,抗病高茎基因型为GGddee。

培育纯合的抗病矮茎的方法有:杂交育种、诱变育种和单倍体育种。

(1)细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,其实质是基因的选择性表达,因此“海水稻”产生调节渗透压的代谢产物在茎部和叶肉细胞中很难找到的根本原因是基因的选择性表达。

(2)杂交育种的原理是通过基因重组把两个或多个表现优良性状的基因集合在一起。

“经多年耐盐碱选育获得,其耐盐碱能力远强于野生海水稻,且产量高”说明进行了诱变育种,其原理是基因突变。

因此获得品种M的育种原理有基因重组和基因突变。

(3)若只考虑茎的高矮这一相对性状,两亲本杂交所得的F1基因型为DdEe,F1在自然状态下繁殖即自交,理论上F2的表现型及比例为矮茎(D_E_)∶中茎(D_ee+ddE_)∶高茎
(ddee)=9∶6∶1。

(4)要得到纯合的抗病矮茎品种,基因型为GGDDEE,可通过单倍体育种,亲本易感病矮茎基因型为ggDDEE,抗病高茎基因型为GGddee,F1为GgDdEe可产生8种比例相等的花粉,所以理论上获得纯合的抗病矮茎“海水稻”品种的概率是1/8。

单倍体育种过程:利用亲本杂交获得F1,种植F1,提取F1的花粉,进行花药离体培养(植物组织培养),获得幼苗后,用秋水仙素处理幼苗,逐一分开移栽到易感病环境,表现抗病且植株为矮茎的就是所需品种。