2019-2020学年高中生物人教版必修2一课三测：第5章第2节　染色体变异

2019-2020学年高中生物人教版必修2一课三测：第5章第2节　染色体变异

第 2 节 染色体变异 记一记 知识图谱 判一判 1.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。(×) 2．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化。 (√) 3．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。 (×) 4．人类的 XYY 综合征个体的形成与减数分裂同源染色体联 会行为有关。 (×) 5．一个染色体组中一定没有等位基因。(√) 6．单倍体的体细胞只含一个染色体组。(×) 7．在有丝分裂和减数分裂过程中，会由于非同源染色体之间 交换一部分片段，导致染色体结构变异。(√) 8．体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或 三个以上染色体组的个体是多倍体。(×) 9．染色体组整倍性、非整倍性变化必然导致基因种类的增加。 (×) 10．三倍体植物不能由受精卵发育而来。(×) 悟一悟 1.染色体结构变异的四个关注点 (1)关于“互换”： ①同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基 因重组； ②非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。 (2)关于“缺失或增加”： ①DNA 分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结 构变异； ②DNA 分子上若干碱基对的缺失、增添，属于基因突变。 (3)关于变异的水平： ①基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜 下观察不到； ②染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观 察到。 (4)关于变异的“质”和“量”： ①基因突变改变基因的质，不改变基因的量； ②基因重组不改变基因的质，一般不改变基因的量； ③染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排 列顺序。 2．关于单倍体的三个易错点 (1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组：如四倍体 的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。 (2)单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现 为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的 单倍体含有同源染色体，能进行正常的减数分裂并产生后代。 (3)单倍体是生物个体，而不是配子；精子和卵细胞属于配子， 但不是单倍体。 感悟体会： 练一练 1.[2019·山东学业水平测试]下列关于染色体组的叙述，错误的 是( ) A．人的一个染色体组中含有 23 条染色体 B．二倍体的体细胞中含有两个染色体组 C．单倍体的体细胞中只有一个染色体组 D．六倍体产生的配子中含有三个染色体组 答案：C 2．[2019·广东学业水平测试]4℃低温可诱导植物染色体数目 加倍的原因是( ) A．导致染色体断裂 B．促进 DNA 复制 C．抑制纺锤体形成 D．诱导细胞融合 解析：低温能抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，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，故 C 正确。 答案：C 3．[2019·浙江学业水平测试]同一玉米棒上存在多种颜色玉米 粒的现象称为“斑驳”。科学家在研究“斑驳”的成因时，发现 某些染色体片段可以在非同源染色体间跳跃。这种染色体结构变 异属于( ) A．缺失 B．重复 C．倒位 D．易位 答案：D 4．[2019·陕西学业水平测试]下列对于染色体的变异及其应用 的叙述正确的是( ) A．染色体片段的重复增加了基因数量，对于生物个体是有利 变异 B．三倍体无子西瓜的培育，利用了染色体结构变异的原理 C．与二倍体植株相比，多倍体植株茎秆粗壮，叶片、果实和 种子较大 D．低温诱导植物细胞染色体数目加倍的原理是抑制着丝点的 分裂 答案：C 知识点一 染色体结构的变异 1.已知某物种一条染色体上依次排列着 A、B、C、D、E 五个 基因，下面列出的几种变化中未发生染色体结构变异的是( ) 解析：由图可知，A 发生了染色体缺失；B 中多了 F 基因的 片段，应是从非同源染色体上易位而来的；C 中少了 D 基因的片 段，多了 F 基因的片段，应是发生了缺失和易位；D 中 C 基因变 成了 c 基因，即产生了等位基因，这种变化不属于染色体结构变 异。 答案：D 2．如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因 a、a′仅有 图③所示片段的差异。相关叙述正确的是( ) A．图中 4 种变异中能够遗传的变异是①②④ B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失 C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复 D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生 在减数第一次分裂的前期 解析：①表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换(发 生在减数第一次分裂的前期)，属于基因重组；②表示非同源染色 体间互换片段，属于染色体结构变异；③表示基因突变，是由碱 基对的增添或缺失引起的；④表示染色体结构变异中的某一片段 缺失或重复；它们都是遗传物质发生改变的变异，都能遗传。 答案：C 知识点二 染色体数目的变异 3.关于如图所示细胞的叙述正确的是( ) A．细胞中含有一个染色体组的是 h 图 B．细胞中含有两个染色体组的是 e、g 图 C．细胞中含有三个染色体组的是 a、b 图 D．细胞中含有四个染色体组的是 c、f 图 解析：一个染色体组中所有染色体的形态、大小各不相同， 根据图中各细胞染色体的形态和大小判断：a 图含有三个染色体 组，c 图含有两个染色体组，e 图含有四个染色体组，g 图含有一 个染色体组。控制相对性状的基因出现几次，就有几个染色体组， 据此可判断：b 图中含有三个染色体组，d 图中含有一个染色体组， f 图中含有四个染色体组，h 图中含有两个染色体组。 答案：C 4．如图所示为细胞中所含的染色体，下列有关叙述正确的是 ( ) A．a 含有 2 个染色体组，b 含有 3 个染色体组 B．如果 b 表示体细胞，则 b 代表的生物一定是三倍体 C．如果 c 代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一 定是二倍体 D．d 代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体 解析：由题图可知，a 含有 4 个染色体组，A 项错误；b 含有 3 个染色体组，如果 b 表示体细胞，则该生物可能是三倍体，也可 能是单倍体，B 项错误；c 含有两个染色体组，如果 c 代表由受精 卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体，C 正确；d 含 有 1 个染色体组，是由配子发育而来的单倍体，D 错误。 答案：C 知识点三 低温诱导染色体数目的变化 5.下列关于低温诱导染色体数目加倍实验的叙述，正确的是 ( ) A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别 移向两极 B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离 C．染色：改良的苯酚品红染液和醋酸洋红液都可以使染色体 着色 D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改 变 解析：低温诱导染色体数目加倍的原理是低温抑制纺锤体的 形成，使子染色体不能分别移向两极，A 错误。卡诺氏液用于固 定细胞形态，解离液为盐酸酒精混合液，B 错误。改良的苯酚品 红染液和醋酸洋红液都可以用于染色体的染色，C 正确。低温诱 导染色体数目加倍的时期是有丝分裂的前期，而大多数细胞处于 间期，故显微镜下观察不到大多数细胞的染色体数目发生改变，D 错误。 答案：C 6．科研人员围绕培育四倍体草莓进行了探究，实验中，每个 实验组选取 50 株草莓幼苗，用秋水仙素溶液处理它们的幼芽，得 到如下图所示结果，下列相关说法错误的是( ) A．实验原理是秋水仙素能够抑制纺锤体的形成进而诱导形成 多倍体 B．自变量是秋水仙素浓度和处理时间，所以各组草莓幼苗数 量应该相等 C．由实验结果可知用质量分数为 0.2%的秋水仙素溶液处理 草莓幼苗 1 天最容易成功 D．判断是否培育出四倍体的简便方法是让四倍体草莓结出的 果实与二倍草莓体结出的果实比较 解析：秋水仙素处理萌发的幼苗，能诱导染色体数目加倍， 原理是秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，A 正确；据图 分析，实验的自变量是秋水仙素浓度和处理时间，因变量是多倍 体的诱导率，实验过程中各组草莓幼苗数量应该相同，B 正确； 图中信息可知，秋水仙素浓度和处理时间均影响多倍体的诱导率， 并且用 0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗 1 天，诱导率较高，C 正确；让四倍体草莓结出的果实与二倍体草莓结出的果实比较并 不能准确判断，因为草莓果实的大小受到外界环境等多种因素的 影响，鉴定四倍体草莓的方法之一是观察细胞中的染色体数，最 佳时期为中期，染色体的形态、数目最清晰，D 错误。 答案：D 基础达标 一、选择题(每小题 5 分，共 60 分) 1．下列关于变异的叙述，正确的是( ) A．基因的碱基序列发生改变一定会导致性状的改变 B．不同配子的随机结合体现了基因重组 C．染色体结构的变异，使位于染色体上的基因数目或排列顺 序发生改变 D．同源染色体非姐妹染色单体之间发生染色体片段交换属于 染色体变异 解析：由于密码子具有简并性等原因，基因的碱基序列发生 改变不一定会导致性状改变；基因重组发生在减数分裂形成配子 的过程中；染色体结构的变异，使位于染色体上的基因数目或排 列顺序发生改变；同源染色体非姐妹染色单体之间发生染色体片 段交换属于基因重组。 答案：C 2．将某马铃薯品种的花药进行离体培养获得幼苗，在幼苗细 胞中发现了 12 对染色体，此幼苗个体属于几倍体，马铃薯的体细 胞含染色体的条数是多少( ) A．单倍体，48 B．二倍体，24 C．四倍体，48 D．四倍体，24 解析：花药中的花粉粒含有的染色体数只有体细胞中染色体 数目的一半，花药离体培养获得的植株，无论细胞中含几个染色 体组，都是单倍体；幼苗为单倍体，含 12 对(即 24 条)染色体，则 马铃薯体细胞含 48 条染色体。 答案：A 3．下图分别表示四个生物的体细胞，有关描述中正确的是 ( ) A．图中是单倍体的细胞有三个 B．图中的丁一定是单倍体的体细胞 C．每个染色体组中含有三条染色体的是甲、乙、丁 D．与乙相对应的基因型可以是 aaa、abc、AaaBBBcccDDd、 aabbcc 等 解析：判断染色体组需根据相同形态染色体的个数，如甲、 乙、丙、丁所示的体细胞中分别含有三、三、二、一个染色体组， 其中丁图一定是单倍体的体细胞，而甲、乙、丙可能分别是三倍 体、三倍体、二倍体，也可能都是单倍体，与乙图对应的应是每 个性状都由三个等位基因控制，所以 abc、aabbcc 这两种基因型是 不正确的。 答案：B 4．如图是果蝇细胞的染色体组成，以下说法正确的是( ) A．染色体 1、2、4、5 组成果蝇的一个染色体组 B．染色体 3,6 之间的交换属于基因重组 C．控制果蝇红眼或白眼的基因位于 2 号染色体上 D．果蝇的体细胞内有 2 个染色体组 解析：果蝇的一个染色体组为 1、3、5、7，不含同源染色体， 1 与 2 为同源染色体；3 和 6 为非同源染色体，它们之间的交换为 染色体变异中的易位；控制果蝇红眼或白眼的基因位于 X 染色体 上，图中 1 表示 X 染色体，2 表示 Y 染色体；果蝇为二倍体，体 细胞中有两个染色体组。 答案：D 5．某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝 分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。甲、乙、丙、丁 为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次 属于( ) A．三倍体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段重复 B．三倍体、染色体片段易位、三倍体、染色体易位 C．三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段易位 D．三体、染色体片段易位、三倍体、染色体片段重复 解析：本题易错选 A，主要原因是对三体和三倍体概念、重 复和易位相混淆。图甲所示细胞中，只有一种同源染色体为三条， 其余皆为两条，可知为三体；图乙所示细胞的染色体上链增加了 一相同片段 4，为染色体片段重复；图丙细胞含三个染色体组，故 为三倍体；图丁细胞的染色体上链多出了片段 c′和 d′，而 c′ 和 d′是图丁细胞的染色体下链上存在的片段，因此图丁为染色体 片段易位。 答案：C 6．下列有关单倍体的叙述中不正确的是( ) ①由未受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体 ②含有 两个染色体组的生物体，一定不是单倍体 ③生物的精子或卵细 胞一定都是单倍体 ④基因型为 aaaBBBccc 的植株一定是单倍体 ⑤基因型为 Abcd 的生物体一般是单倍体 A．③④⑤ B．②③④ C．①③⑤ D．②④⑤ 解析：由未受精的卵细胞发育而来的个体一定是单倍体，① 正确；含有两个染色体组的生物体，可能是二倍体，也可能是四 倍体生物的单倍体，②错误；生物的精子或卵细胞是生殖细胞， 不是个体，所以不能称之为单倍体，③错误；基因型为 aaaBBBccc 的植株可能是单倍体，也可能是三倍体，④错误；基因型为 Abcd 的生物体细胞中只有一个染色体组，一般是单倍体，⑤正确。 答案：B 7．对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，不正确的描述 是( ) A．在显微镜视野内处于分裂间期的细胞数目最多 B．在显微镜视野内可以观察到含有两个染色体组的细胞和四 个染色体组的细胞 C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过 程 D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理 相似 解析：在一个细胞周期中，分裂间期长于分裂期；在制作装 片时，经过解离，细胞已经死亡，无法观察到细胞由两个染色体 组变为四个染色体组的过程；低温与秋水仙素诱导染色体加倍的 原理都是抑制纺锤体形成，使染色体加倍。 答案：C 8．如图为利用纯合高秆(D)抗病(E)小麦和纯合矮秆(d)染病(e) 小麦快速培育纯合优良小麦品种——矮秆抗病小麦(ddEE)的示意 图，有关此图的叙述不正确的是( ) A．①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一 起 B．②过程中发生了非同源染色体的自由组合 C．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖 D．④过程中通常用一定浓度的秋水仙素处理 解析：根据题意和图示分析可知：①过程是杂交，②过程是 减数分裂，③过程是花药离体培养，④过程是人工诱导染色体数 目加倍。①过程是让两个各具优良性状的植株进行杂交，主要目 的是让控制不同优良性状的基因组合到一起，A 正确；②过程中 的减数第一次分裂后期，在同源染色体分离的同时，发生了非同 源染色体的自由组合，B 正确；实施③过程依据的主要生物学原 理是细胞的全能性，C 错误；④过程中通常用一定浓度的秋水仙 素处理单倍体幼苗，抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使 细胞中染色体数目加倍，D 正确。 答案：C 9．普通果蝇的第 3 号染色体上的三个基因按猩红眼—桃色眼 —三角翅脉的顺序排列(St—P—DI)；而这三个基因在另一种果蝇 中的顺序是 St—DI—P，这种染色体结构变异方式称为倒位。仅这 一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别。据此判断下列说法 正确的是( ) A．倒位和同源染色体之间的交叉互换一样，属于基因重组 B．倒位后的染色体与其同源染色体仍可以发生联会 C．倒位使 P 基因不能和白眼基因发生重组 D．由于倒位没有改变基因的种类，所以发生倒位的果蝇的性 状不会改变 解析：倒位属于染色体结构变异，A 错误；倒位后的染色体 与其同源染色体在大部分的相应部位还存在同源区段，依然可能 发生联会，B 正确；倒位后 P 基因仍然在第 3 号染色体(常染色体) 上，能和 X 染色体上的白眼基因发生重组，C 错误；染色体结构 变异会改变生物的性状，D 错误。 答案：B 10．图 1、图 2 为某种生物的两种染色体行为示意图，其中① 和②、③和④互为同源染色体，则两图所示的变异( ) A．均为染色体结构变异 B．基因的数目和排列顺序均发生改变 C．均发生在同源染色体之间 D．均涉及 DNA 链的断开和重接 解析：图 1 为同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换，属 于基因重组；图 2 为染色体结构变异中的易位。D 项，两种过程 都涉及了 DNA 的断开和重接，故 D 项正确；A 项和 C 项，图 1 为同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组， 图 2 为染色体结构变异中的易位，不一定发生在同源染色体之间， 故 A 项和 C 项均错误；B 项，在两种过程中基因数目没有发生改 变；交叉互换中，基因排列顺序没有发生变化，但是易位会造成 基因的排列顺序发生变化，故 B 项错误。 答案：D 11．下图甲表示某野生型果蝇一条正常染色体上部分基因的 序列，乙、丙是两只变异类型果蝇相应染色体上的基因序列。下 列叙述正确的是( ) A．乙果蝇发生了染色体结构变异 B．白眼基因和朱红眼基因是一对等位基因 C．丙果蝇变异只是由基因突变引起的 D．乙、丙发生的变异类型均可用显微镜检测 解析：由图可知，乙染色体上控制性状的基因位置颠倒，属 于染色体倒位，属于染色体结构变异，故 A 正确。白眼基因和朱 红眼基因是同一条染色体上的基因，不是等位基因，故 B 错误。 丙果蝇染色体上出现球眼基因，其来源可能是基因突变，也可能 是基因重组，故 C 错误。在显微镜下可以看到染色体结构和数目 的变化，而基因突变和基因重组看不到，故 D 错误。 答案：A 12．下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的 是( ) A．一个染色体组中不含同源染色体 B．由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫 二倍体 C．单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组 D．人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子 或幼苗 解析：染色体组是不含有同源染色体的；个体若由受精卵发 育而来，含有几个染色体组就是几倍体；单倍体是由配子发育而 成的，不一定只含有一个染色体组；人工诱导多倍体的方法有秋 水仙素处理或低温处理等。 答案：D 二、非选择题(每小题 20 分，共 40 分) 13．番茄是二倍体植株(染色体 2N＝24)，正常叶对马铃薯叶 为显性。有一种番茄，其第 6 号染色体有三条(如图所示)称为三体 番茄。减数分裂时，3 条 6 号染色体中任意 2 条随机配对，另 1 条不能配对，然后配对的 2 条染色体正常分离，不能配对的另 1 条随机地移向细胞任意一极，其余的染色体均正常。 (1)从变异类型分析，三体番茄的形成属于________。 (2)以马铃薯叶(dd)的二倍体番茄为父本，以正常叶的三体番茄 为母本(纯合子)进行杂交得到 F1。试回答下列问题： ①假设 D(或 d)基因在第 5 号染色体上，让 F1 三体植株与马铃 薯 叶 番 茄 杂 交 ， 得 到 的 F2 的 叶 形 及 比 例 为 ________________________________________________________ ________________。 ②假设 D(或 d)基因在第 6 号染色体上，让 F1 三体植株与马铃 薯 叶 番 茄 杂 交 ， 得 到 的 F2 的 叶 形 及 比 例 为 ________________________________________________________ ________________。 解析：(1)从变异的角度分析，三体番茄的形成属于染色体数 目的变异，由于染色体上含有遗传物质，所以由遗传物质改变引 起的变异属于可遗传变异，其形成的原因是减数第一次分裂后期 6 号同源染色体未分开，或者是减数第二次分裂后期姐妹染色单体 分开后形成的两条子染色体未分离。(2)①由于 D(或 d)基因在第 5 号染色体上，以马铃薯叶(dd)的二倍体番茄为父本，与正常叶(DD) 的三体番茄为母本(纯合子)进行杂交，则 F1 的基因型为 Dd，让 F1 三体植株与马铃薯叶(dd)番茄杂交，得到的 F2 的叶形及比例为正 常叶 马铃薯叶＝1 1。②由于 D(或 d)基因在第 6 号染色体上， 以马铃薯叶(dd)的二倍体番茄为父本，与正常叶(DDD)的三体番茄 为母本(纯合子)进行杂交，则 F1 三体植株的基因型为 DDd，其减 数分裂产生的配子为 DD：Dd：D：d＝1：2：2：1，因此，让 F1 三体植株与马铃薯叶番茄杂交，得到的 F2 的叶形及比例为正常叶： 马铃薯叶＝5：1。 答案：(1)染色体(数目)变异 (2)①正常叶型：马铃薯叶型＝1： 1 ②正常叶型：马铃薯叶型＝5：1 能力达标 14.玉米籽粒的黄色(A)对白色(a)为显性，非糯性(B)对糯性(b) 为显性，两对性状自由组合。请回答： (1)取基因型为双杂合的黄色非糯性植株的花粉进行离体培 养，获得单倍体幼苗，其基因型为______________________；对 获得的幼苗用________________________进行处理。得到一批可 育的植株。这些植株均自交，所得籽粒性状在同一植株上表现 ________(填“一致”或“不一致”)。 (2)已知基因 A、a 位于 9 号染色体上，且无正常 9 号染色体的 花粉不能参与受精作用。现有基因型为 Aa 的植株甲，其细胞中 9 号染色体如图一所示。 ①植株甲的变异类型属于染色体结构变异中的________。 ②为了确定植株甲的 A 基因是位于正常染色体上，还是异常 染色体上，让其进行自交产生 F1。F1 的表现型及比例为________， 证明 A 基因位于异常染色体上。 ③一株黄色籽粒植株乙，其染色体及基因组成如图二所示。 若植株乙在减数第一次分裂过程中，3 条 9 号染色体随机移向细胞 两极，并最终形成含 1 条和 2 条 9 号染色体的配子，那么以植株 乙为父本，以正常的白色籽粒植株为母本进行测交，后代的表现 型 及 比 例 是 ________________________________________________________ ________________。 解析：(1)双杂合的黄色非糯性植株的基因型为 AaBb，由于两 对等位基因自由组合，因此产生的配子及其比例为 AB：Ab：aB： ab＝1：1：1：1，进而推知：该个体的花粉经离体培养得到的单 倍体幼苗的基因型及比例为 AB：Ab：aB：ab＝1：1：1：1。对 获得的幼苗用秋水仙素或低温进行处理，得到一批可育植株的基 因型及其比例为 AABB：AAbb：aaBB：aabb＝1：1：1：1。由于 这些植株均为纯合子，所以它们自交，所得籽粒性状在同一植株 上表现一致。(2)①图一显示：异常的 9 号染色体较正常的少了部 分片段，因此植株甲的变异类型属于染色体结构变异中的缺失。 ②植株甲基因型为 Aa，若 A 基因位于异常染色体上，则该植株产 生的能参与受精作用的花粉(雄配子)只有 a，产生的卵细胞的种类 及其比例为 A：a＝1：1，所以该植株自交产生的 F1 的表现型及其 比例为黄色(Aa) ：白色(aa)＝1：1。③由题意可知：父本黄色籽 粒植株乙的基因型为 Aaa，产生的能参与受精作用的雄配子的类 型及其比例为 Aa：a：aa＝2：2：1，母本正常的白色籽粒植株的 基因型为 aa，产生的卵细胞的基因型为 a，让二者进行测交，后代 的表现型及其比例为黄色(Aaa) ：白色(aa＋aaa)＝2：3。 答案：(1)AB、Ab、aB、ab 秋水仙素或低温 一致 (2)① 缺失 ②黄色：白色＝1：1 ③黄色：白色＝2 ：3