第22讲 染色体变异与生物育种
‖A级·基础练‖
一、选择题
1．下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是( ) A．单倍体生物体的体细胞中都没有同源染色体 B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组 解析：选C 同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体；21三体综合征患者的21号染色体为三条，并不是三倍体；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，用秋水仙素处理的芽尖细胞中染色体数目不一定均加倍。
2．若一条染色体发生结构变异，则位于该染色体上的基因M不可能出现的情况是( ) A．缺失 B．变为基因m C．重复出现
D．置换到该染色体的另一位置
解析：选B 缺失是一条正常染色体断裂后丢失某一片段引起的变异，这种染色体结构变异可能导致基因M的丢失；一条染色体上的基因M变为基因m属于基因突变，不属于染色体结构的变异；重复是指染色体增加某一片段引起的变异，结果可能有一段重复基因，此种变异可引起基因M的重复出现；倒位是指染色体中某一片段颠倒180度后重新结合到原部位引起的变异，此种情况基因M并不丢失，只是置换到该染色体的另一位置。
3．(2019届安徽皖南八校联考)下列有关生物变异和育种的叙述，正确的是( ) A．单倍体育种的目的是获得茎秆粗壮、营养丰富的植株 B．杂交育种可将优良性状从一个物种转移到另一个物种 C．诱变育种能定向改变生物的性状，获得人们所需的品种 D．秋水仙素在单倍体育种和多倍体育种过程中的作用相同
解析：选D 单倍体植株往往瘦小且高度不育，而多倍体植株的茎秆粗壮、营养丰富，A错误；杂交育种只能在同种生物间进行，不能突破物种间的界限，B错误；由于基因突变具有多方向性，会产生多种基因，诱变育种会产生不同的性状，但不一定是人们所需的，C错误；秋水仙素作用于细胞分裂的前期，能抑制纺锤体的形成，在单倍体育种和多倍体育种过程中
的作用相同，D正确。
4．图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法错误的是( )
A．①可以表示经过秋水仙素处理后四倍体西瓜体细胞的基因组成 B．②可以表示果蝇体细胞的基因组成
C．③可以表示21三体综合征患者体细胞的基因组成 D．④可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成
解析：选A 秋水仙素可诱导细胞中染色体数目加倍，其上的基因也应“加倍”，不会出现一个“a”的情况。
5．用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体加倍。某生物小组为了探究用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖是否也能诱导细胞内染色体加倍进行了相关实验设计。下列关于该实验的叙述中，错误的是( )
A．本实验的假设是用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体加倍 B．本实验可以在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内的染色体数目 C．本实验需要制作根尖细胞的临时装片，制作步骤是解离→漂洗→染色→制片 D．本实验可以看到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程
解析：选D 由于在装片制作过程中已经将细胞杀死，所以用显微镜观察时看不到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程。
6．用EMS(甲基磺酸乙酯)处理萌发的纯合非甜(SS)玉米种子，种植并让成熟植株自交，发现自交子代中出现了极少量的甜玉米(ss)。EMS诱发基因突变的作用机理如下图所示。下列分析错误的是( )
A．该事例可体现基因突变的低频性
B．与S基因相比，s中(A＋T)/(G＋C)的值增大 C．植株自交后代中出现ss是基因重组的结果 D．诱变育种能提高基因突变的频率和加速育种进程
解析：选C 用EMS处理纯合非甜(SS)玉米种子，种植并让成熟植株自交，子代中出现了极少量的甜玉米(ss)，由此可推知基因突变具有低频性的特点，A正确；根据EMS诱发基因突变的作用机理可知，G—C突变为了A—T，与S基因相比，s中(A＋T)/(G＋C)的值增大，B正确；植株自交后代中出现ss是等位基因分离的结果，不是基因重组，C错误；诱变育种能提高基因突变的频率和加速育种的进程，D正确。
二、非选择题
7．科学工作者在研究不同浓度的秋水仙素对科优527和博Ⅱ优128两种水稻品种染色体加倍的影响时得到的数据如下表。请回答下列问题：
品种 浓度(%) 0.01 科优 527 0.02 0.03 0．01 博Ⅱ优 128 (1)该实验的自变量为____________________________；实验选择芽作为处理对象的原因是______________________________________。
(2)利用秋水仙素处理或用药物破坏水稻芽尖生长点细胞中的高尔基体都可以使细胞内染色体数目加倍，但二者的原理不同，前者是不能形成纺锤体，后者是____________________。
(3)分析表中数据可知，对于同一品种水稻来说，秋水仙素浓度与芽成活率、染色体加倍比率的关系为__________________________________________；同一浓度的秋水仙素对不同品种水稻染色体加倍比率的影响不同，原因可能是不同品种水稻对秋水仙素反应的________不同。
解析：(1)根据题干分析可知，该实验的自变量是秋水仙素的浓度和水稻的品种；秋水仙素的作用机理是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，进而导致染色体数目加倍。由于芽尖生长点细胞分裂旺盛，易发生变异，所以该实验选择芽作为处理对象更容易获得染色体数目加倍的细胞。(2)高尔基体与植物细胞分裂末期细胞壁的形成有关，因此用药物破坏水稻芽尖生长点细胞中的高尔基体会导致子细胞壁不能形成，进而导致细胞中染色体数目加倍。(3)根据表格数据分析，对于同一品种水稻来说，随着秋水仙素浓度的增加，芽成活率逐渐降低，染色体加倍株数和比率逐渐增大。同一浓度的秋水仙素对不同品种水稻染色体加倍比率的影响不同，说明不同品种水稻对秋水仙素反应的敏感程度不同。
答案：(1)秋水仙素的浓度和水稻的品种 芽尖生长点细胞分裂旺盛，易发生变异 (2)抑制细胞壁形成 (3)随着秋水仙素浓度的增大，芽成活率降低，染色体加倍比率增大 敏感程度
8．下图表示由甲、乙两种植物逐步培育出戊植株的过程，请据图回答下列问题：
0．02 0．03 200 200 处理芽 数(个) 芽成活 率(%) 71 67 65 67 64 61 染色体加 倍株数(株) 1 3 7 6 9 15 染色体加 倍比率(%) 0.71 2.34 5.93 4.72 7.37 13.16
(1)通过Ⅰ过程培育出丙种植物的方法有以下两种：
方法一：将甲、乙两种植物杂交得到基因型为________的植株，并在________期用________________(化学物质)处理，从而获得基因型为bbDD的丙种植物。
方法二：先取甲、乙两种植物的_____________，利用____________处理，获得具有活力的_____________；然后用________________方法诱导融合、筛选出基因型为____________的杂种细胞；接下来将该杂种细胞通过__________技术培育出基因型为bbDD的丙种植物，此种育种方法的优点是___________________。
(2)由丙种植物经Ⅱ过程培育成丁植株，发生的变异属于__________________；将丁植株经Ⅲ培育成戊植株的过程，在育种上称为_________________。
(3)若B基因控制着植株的高产，D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊植株(该植株为两性花)，采用简便的方法培育出高产抗病的新品种(不考虑同源染色体的交叉互换)？请画图作答并简要说明。
解析：(1)分析图示并结合题意可知，方法一为多倍体育种，其过程为：甲(bb)、乙(DD)两种植物杂交得到基因型为bD的植株；因基因型为bD的植株不育，因此需要在幼苗期用秋水仙素处理，使其细胞中的染色体数目加倍，从而获得基因型为bbDD的丙种植物。方法二是利用植物体细胞杂交技术培育新品种，其过程是：先取甲、乙两种植物的体细胞，用纤维素酶和果胶酶处理，去除细胞壁，获得有活力的原生质体，再用物理或化学方法诱导原生质体融合，筛选出基因型为bbDD的杂种细胞；将该杂种细胞通过植物组织培养技术，培育出基因型为bbDD的丙种植物；此种育种方法的优点是克服了不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍。(2)题图显示，由丙种植物经Ⅱ过程培育成丁植株的过程中，b和D基因所在的两条非同源染色体发生了易位，所以该变异属于染色体结构的变异(染色体易位)。将丁植株经Ⅲ培育成戊植株的过程中发生了基因突变，该育种方法为诱变育种。(3)利用戊植株(该植株为两性花)培育出高产抗病的新品种，所采用的简便育种方案就是让戊植株自交，其遗传图解及简要说明如下：
从子代中选出高产抗病的植株，不断自交选育，直到不再发生性状分离为止，即可培育
出基因型为的高产抗病的新品种。
答案：(1)bD 幼苗 秋水仙素 体细胞 纤维素酶和果胶酶 原生质体 物理或化学 bbDD 植物组织培养 克服了不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍 (2)染色体结构的变异(染色体易位) 诱变育种 (3)如图所示：
从子代中选出高产抗病的植株，不断自交选育，直到不再发生性状分离为止，即可培育
出基因型为的高产抗病的新品种。
‖B级·提升练‖
一、选择题
1．(2019年江苏卷)下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是( ) A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异 B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异 C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种 D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
解析：选C 基因重组是生物变异的来源之一，可能会导致生物性状变异，A错误；因为密码子具有简并性以及基因的显隐性等，所以基因突变不一定导致生物性状发生改变，B错误；弱小且高度不育的单倍体植株经加倍处理后，其染色体数目加倍而成为可育的植株，可用于育种，C正确；多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数不变，D错误。
2．如图为果蝇体内某个细胞的示意图，下列相关叙述正确的是( )
2021版高考生物一轮复习第7单元第22讲染色体变异与生物育种跟踪检测(含解析)
