第21講染色體變異(限時:40分鐘)測控導(dǎo)航表知識點(diǎn)題號及難易度1.染色體結(jié)構(gòu)變異及應(yīng)用1,2,9(中),10(中)2.染色體數(shù)目變異及應(yīng)用3,4,11(中),14(中)3.實(shí)驗(yàn):低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化5,12(中),134.綜合考查6,7,81.下圖表示某生物細(xì)胞中兩條染色體及其部分基因。下列四種情況的產(chǎn)生不屬于該細(xì)胞染色體結(jié)構(gòu)變異的是(C)解析:A缺失部分染色體片段,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失;B增加了部分非同源染色體中的片段,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位;C的基因b突變?yōu)槠涞任换駼,屬于基因突變;D染色體片段位置顛倒,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位。2.(2016江蘇常州月考)如圖為某種生物的部分染色體發(fā)生了兩種變異的示意圖,圖中①和②,③和④互為同源染色體,則圖a、圖b所示的變異(D)A.均為染色體結(jié)構(gòu)變異B.基因的數(shù)目均發(fā)生改變C.均使生物的性狀發(fā)生改變D.均可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中解析:圖a為交叉互換,屬于基因重組,基因的數(shù)目未發(fā)生改變,圖b為易位,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,基因的數(shù)目發(fā)生改變;圖a中若交叉互換的片段上含有的是相同基因,不會改變生物的性狀;交叉互換和易位均可發(fā)生于減數(shù)分裂過程中。3.某科技活動小組將二倍體番茄植株的花粉按如圖所示的程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。據(jù)圖所示對該實(shí)驗(yàn)的分析正確的是(C)A.該實(shí)驗(yàn)不能說明植物生殖細(xì)胞具有全能性B.植株B的所有細(xì)胞中都含有兩個染色體組C.不考慮基因突變,植株A、B的細(xì)胞內(nèi)沒有等位基因D.由花粉培養(yǎng)到植株B的過程都必須在無菌條件下進(jìn)行解析:將二倍體番茄植株的花粉利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)成單倍體植株A,利用了植物生殖細(xì)胞的全能性;植株B是純合的二倍體,但并非所有的細(xì)胞都含兩個染色體組,如有絲分裂后期的細(xì)胞含有四個染色體組;單倍體植株A體內(nèi)只有一個染色體組而沒有等位基因,植株A再經(jīng)過秋水仙素處理形成的植株B是純合的二倍體,不含等位基因;組織培養(yǎng)階段需要嚴(yán)格的無菌操作。4.目前市場上食用的香蕉均來自三倍體香蕉植株,如圖所示為某三倍體香蕉的培育過程。下列敘述正確的是(B)A.“無子香蕉”培育過程的原理主要是基因重組B.圖中染色體加倍的原因是有絲分裂前期紡錘體形成受阻C.野生芭蕉和四倍體有子香蕉能雜交,兩者不存在生殖隔離D.該育種方法的優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限解析:該“無子香蕉”培育的方法為多倍體育種,其原理是染色體變異;圖中染色體加倍的原因是用秋水仙素或低溫處理使有絲分裂前期紡錘體的形成受阻,導(dǎo)致加倍的染色體不能移向兩極,細(xì)胞不能一分為二;野生型芭蕉和四倍體有子香蕉,雖能雜交,但它們的后代為三倍體,三倍體高度不育,所以它們之間存在生殖隔離;明顯縮短育種年限的育種方法是單倍體育種。5.(2016吉林通化期中)下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”的實(shí)驗(yàn),正確的敘述是(C)A.多倍體形成過程中增加了非同源染色體重組的機(jī)會B.該實(shí)驗(yàn)中卡諾氏液可以使根尖解離C.在誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化方面,低溫與秋水仙素誘導(dǎo)的原理相同D.顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞染色體數(shù)目加倍解析:誘導(dǎo)多倍體形成的過程中植物細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,沒有非同源染色體的自由組合行為;實(shí)驗(yàn)中卡諾氏液起固定細(xì)胞的作用;低溫和秋水仙素處理的原理相同,都是通過抑制紡錘體的形成使染色體數(shù)目加倍;低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體加倍的概率較低,顯微鏡下不能看到大多數(shù)細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。6.(2016福建廈門月考)某些個體在棕發(fā)中有一塊白色或淡黃色頭發(fā),這可能是(A)A.體細(xì)胞突變 B.生殖細(xì)胞突變C.基因重組 D.染色體變異解析:由于變異只發(fā)生在頭發(fā)個別處,故不可能為生殖細(xì)胞突變和基因重組。而變異是由棕色變?yōu)榘咨虻S色,只是相同性狀的不同表現(xiàn)而已,因此是體細(xì)胞中等位基因突變,而不是染色體變異。7.(2015北京東城區(qū)檢測)下列有關(guān)可遺傳變異的敘述,不正確的是(A)A.精子和卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合,導(dǎo)致基因重組B.DNA復(fù)制時堿基對的增添、缺失和替換,導(dǎo)致基因突變C.非同源染色體之間交換一部分片段,導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異D.著絲點(diǎn)分裂后,子染色體不能移向細(xì)胞兩極,導(dǎo)致染色體數(shù)目變異解析:基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖過程中,控制著不同性狀的基因的重新組合,精子和卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合時,由于來自父方和母方的染色體為同源染色體,所以精卵結(jié)合不會導(dǎo)致基因重組;DNA復(fù)制時堿基對的增添、缺失和替換,導(dǎo)致了基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變,使基因突變?yōu)槠涞任换?非同源染色體的非姐妹染色單體間交換一部分片段,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位;著絲點(diǎn)分裂后,染色體數(shù)目加倍,若子染色體不能移向兩極,細(xì)胞不能正常分裂,會使染色體數(shù)目加倍,導(dǎo)致染色體數(shù)目變異。8.(2016河北衡水月考)下列有關(guān)生物變異的敘述,正確的是(A)A.三倍體植株可由受精卵發(fā)育而來B.生物的變異都可以遺傳給后代C.染色體結(jié)構(gòu)變異不改變基因結(jié)構(gòu)D.基因重組過程中能產(chǎn)生新的基因解析:三倍體植株可由受精卵發(fā)育而來;生物的變異包括可遺傳的變異和不可遺傳的變異,不可遺傳的變異不能傳遞給后代,可遺傳的變異中,一般情況下,發(fā)生在配子中的變異能傳遞給后代,發(fā)生在體細(xì)胞中的變異不能傳遞給后代;染色體結(jié)構(gòu)變異可能改變基因結(jié)構(gòu);基因重組過程中能產(chǎn)生新的基因型,不能產(chǎn)生新基因。9.(2016河南洛陽期中)如圖表示果蠅體細(xì)胞內(nèi)一條染色體發(fā)生了變異,①②代表染色體,下列說法中正確的是(D)A.果蠅的缺刻翅是基因b丟失造成的B.①和②構(gòu)成一對同源染色體C.該變異能導(dǎo)致新基因的形成D.①和②都能被龍膽紫溶液染色解析:分析圖形可知,果蠅的缺刻翅是染色體缺失造成的,缺失的染色體區(qū)段含基因b;①和②是同一條染色體發(fā)生缺失變化前后的情況;該變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失,不能形成新基因;①和②都是染色體,都能被龍膽紫溶液染成紫色。10.(2015河北唐山模擬)A、a和B、b是控制兩對相對性狀的兩對等位基因,位于1號和2號這一對同源染色體上,1號染色體上有部分來自其他染色體的片段,如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是(C)A.A和a、B和b均遵循基因的分離定律B.可以通過顯微鏡來觀察這種染色體移接現(xiàn)象C.染色體片段移接到1號染色體上的現(xiàn)象稱為基因重組D.同源染色體上非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換后可能產(chǎn)生4種配子解析:A、a和B、b是控制兩對相對性狀的兩對等位基因,所以每對等位基因分別遵循基因分離定律;染色體變異在顯微鏡下可以觀察到;非同源染色體片段移接到1號染色體上的現(xiàn)象叫做易位,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異;同源染色體上非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換后可能產(chǎn)生4種配子:AB、Ab、aB、ab。11.(2015安徽合肥檢測)在某基因型為AA的二倍體水稻根尖中,發(fā)現(xiàn)一個如圖所示的細(xì)胞(圖中Ⅰ、Ⅱ表示該細(xì)胞中部分染色體,其他染色體均正常),以下分析合理的是(B)A.a基因產(chǎn)生的原因可能是其親代產(chǎn)生配子時發(fā)生了基因突變B.該細(xì)胞一定發(fā)生了染色體變異,一定沒有發(fā)生基因自由組合C.該細(xì)胞產(chǎn)生的各項(xiàng)變異均可在光學(xué)顯微鏡下直接進(jìn)行觀察D.該細(xì)胞的變異均為可遺傳變異,都可以通過有性生殖傳給后代解析:因?yàn)樵摷?xì)胞存在于根尖中,所以不可能為產(chǎn)生配子時發(fā)生了基因突變;Ⅱ號染色體有3條,說明一定發(fā)生了染色體數(shù)目變異,自由組合只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中;基因突變無法用光學(xué)顯微鏡觀察到;因?yàn)樵摬课徊划a(chǎn)生生殖細(xì)胞,故變異無法通過有性生殖傳給后代。12.科研人員圍繞培育四倍體草莓進(jìn)行了探究,實(shí)驗(yàn)中,每個實(shí)驗(yàn)組選取50株草莓幼苗,以秋水仙素溶液處理它們的幼芽,得到如圖所示結(jié)果。相關(guān)說法錯誤的是(D)A.實(shí)驗(yàn)原理是秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成進(jìn)而誘導(dǎo)形成多倍體B.自變量是秋水仙素濃度和處理時間,所以各組草莓幼苗數(shù)量應(yīng)該相等C.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知用0.2%的秋水仙素溶液處理草莓幼苗1天最容易成功D.判斷是否培育出四倍體草莓的簡便方法是讓四倍體草莓結(jié)出的果實(shí)與二倍體草莓結(jié)出的果實(shí)比較解析:判斷是否培育出四倍體草莓,可用顯微鏡觀察其細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)。讓四倍體草莓結(jié)出的果實(shí)與二倍體草莓結(jié)出的果實(shí)比較并不能準(zhǔn)確判斷,因?yàn)椴葺麑?shí)的大小受到外界環(huán)境等多種因素的影響。13.(2016河北正定月考)羅漢果甜苷具有重要的藥用價值,它分布在羅漢果的果肉、果皮中。種子中不含這種物質(zhì),而且有種子的羅漢果口感很差。為了培育無子羅漢果,科研人員先利用秋水仙素處理二倍體羅漢果,誘導(dǎo)其染色體加倍,得到下表所示結(jié)果。請分析回答下列問題。處理秋水仙素濃度(%)處理株數(shù)處理時間成活率(%)變異率(%)滴芽尖生長點(diǎn)法0.05305d1001.280.186.424.30.274.218.2(1)在誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的過程中,秋水仙素的作用是,選取芽尖生長點(diǎn)作為處理的對象,理由是。

(2)上述研究中,自變量是,因變量是。研究表明,誘導(dǎo)羅漢果染色體加倍最適處理方法是

。

(3)鑒定細(xì)胞中染色體數(shù)目是確認(rèn)羅漢果染色體數(shù)加倍最直接的證據(jù)。首先取變異植株幼嫩的芽尖,再經(jīng)固定、解離、、和制片后,制得鑒定植株芽尖的臨時裝片。最后選擇處于的細(xì)胞進(jìn)行染色體數(shù)目統(tǒng)計。

(4)獲得了理想的變異植株后,要培育無子羅漢果,還需要繼續(xù)進(jìn)行的操作是。

解析:(1)秋水仙素能抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成,使細(xì)胞不能正常分裂,從而使染色體數(shù)目加倍。芽尖生長點(diǎn)有絲分裂旺盛,秋水仙素易發(fā)揮作用。(2)據(jù)表分析隨著秋水仙素濃度的改變,成活率和變異率隨之改變。因此,該實(shí)驗(yàn)的自變量為秋水仙素的濃度,因變量為植株的成活率和變異率。對比數(shù)據(jù),變異率在秋水仙素濃度為0.1%時最高。(3)制備變異植株芽尖臨時裝片的步驟為取材→固定→解離→漂洗→染色→制片,有絲分裂中期染色體形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰、便于觀察。(4)培育無子果實(shí)需先得到四倍體,然后與二倍體雜交。答案:(1)抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成芽尖生長點(diǎn)細(xì)胞分裂旺盛,易變異(2)秋水仙素的濃度處理植株的成活率和變異率以0.1%秋水仙素滴芽尖生長點(diǎn)(3)漂洗染色有絲分裂中期(4)用四倍體羅漢果與二倍體雜交,獲得三倍體無子羅漢果14.(2015河南鄭州質(zhì)檢)金魚是觀賞價值很高的魚類,利用體積較大的卵細(xì)胞培育二倍體金魚是目前育種的重要技術(shù),其關(guān)鍵步驟包括:①精子染色體的失活處理(失活后的精子可激活卵母細(xì)胞完成減數(shù)分裂形成卵細(xì)胞);②誘導(dǎo)卵細(xì)胞染色體二倍體化處理等。具體操作步驟如圖所示,請據(jù)圖回答下列問題。(1)經(jīng)輻射處理可導(dǎo)致精子染色體斷裂失活,這屬于變異。

(2)卵細(xì)胞的二倍體化有兩種方法:用方法一獲得的子代是純合二倍體,導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍的原因是

;

用方法二獲得的子代通常是雜合二倍體,這是因?yàn)?/p>

發(fā)生了交叉互換造成的。

(3)用上述方法繁殖魚類并統(tǒng)計子代性別比例,可判斷其性別決定機(jī)制。若子代性別為,則其性別決定為XY型;若子代性別為,則其性別決定為ZW型(WW或YY個體不能成活)。

(4)已知金魚的正常眼(A)對龍眼(a)為顯性,另一對同源染色體上的等位基因B、b將影響基因a的表達(dá),當(dāng)基因b純合時,基因a不能表達(dá)。偶然發(fā)現(xiàn)一只具有觀賞價值的龍眼雌魚,若用卵細(xì)胞二倍體化的方法進(jìn)行大量繁殖,子代出現(xiàn)了正常眼雌魚,則該龍眼雌魚的基因型為;若用基因型為AABB的雄魚與子代的正常眼雌魚雜交,子二代出現(xiàn)龍眼個體的概率為。

解析:(1)經(jīng)輻射處理可導(dǎo)致精子染色體斷裂失活,這屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。(2)由圖可知,方法一由于低溫抑制紡錘體的形成使細(xì)胞不能分裂而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。方法二中由于同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生了交叉互換,使獲得的子代通常是雜合二倍體。(3)根據(jù)題意,子代全部是由卵細(xì)胞誘導(dǎo)處理發(fā)育來的,若后代全部是雌性,說明其性別決定方式為XY型,若后代全部為雄性,說明其性別決定方式為ZW型。(4)由題意知龍眼雌魚的基因型可能為aaBB或aaBb,由于該龍眼雌魚的卵細(xì)胞用二倍體化的方法進(jìn)行大量繁殖,子代出現(xiàn)了正常眼雌魚,說明其產(chǎn)生了ab的卵細(xì)胞,正常眼雌魚的基因型為aabb,故該龍眼雌魚的基因型為aaBb。若用基因型為AABB的雄魚與子代的正常眼雌魚(aabb)雜交,子一代的基因型為AaBb,由于基因b純合時,基因a不能表達(dá),則子二代出現(xiàn)龍眼個體(aaB)的概率為1/4×3/4=3/16。

答案:(1)染色體結(jié)構(gòu)(2)低溫抑制紡錘體的形成同源染色體的非姐妹染色單體(3)雌性雄性(4)aaBb3/16【教師備用】1.(2016江西九江月考)已知西瓜的染色體數(shù)目2n=22,請根據(jù)下面的幾種育種方法流程圖回答有關(guān)問題。(1)通過試劑1處理獲得無子西瓜,無子性狀(填“能”或“不能”)遺傳給后代。

(2)②過程常用的試劑2是;該試劑需要處理二倍體幼苗的(部位);③過程得到的西瓜無子的原因是。

(3)若甲、乙為親本,通過雜交獲得F1,F1相互授粉得到F2,F2根尖分生區(qū)細(xì)胞中的染色體組數(shù)為。

(4)通過⑧過程獲得的單倍體植株中擁有的染色體數(shù)是。

解析:(1)試劑1表示一定濃度的生長素處理獲得無子西瓜,西瓜的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化,因此無法傳給后代。(2)②過程常用的試劑2是秋水仙素;該試劑需要處理二倍體幼苗的芽尖;三倍體形成配子時同源染色體聯(lián)會紊亂,無法形成正常配子,可以得到無子西瓜。(3)雜交得到的F2仍然是二倍體,其分生區(qū)細(xì)胞具有有絲分裂能力,故可能存在2個或4個染色體組。(4)⑧過程表示二倍體和四倍體細(xì)胞雜交得到六倍體,其配子發(fā)育成的單倍體內(nèi)含有三個染色體組,故有33條染色體。答案:(1)不能(2)秋水仙素芽尖三倍體形成配子時同源染色體聯(lián)會紊亂,無法形成正常配子(3)2或4(4)332.圖1表示果蠅體細(xì)胞的染色體組成,圖2表示果蠅性染色體X和Y的非同源區(qū)段和同源區(qū)段。已知控制果蠅剛毛(B)和截毛(b)的等位基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段。請回答下列問題。(1)基因B和b的根本區(qū)別是,

它們所控制性狀的遺傳遵循定律。若只考慮這對基因,截毛雄果蠅的基因型可表示為。

(2)研究人員發(fā)現(xiàn),果蠅群體中偶爾會出現(xiàn)Ⅳ三體(Ⅳ號染色體多一條)的個體。從變異類型分析,此變異屬于。已知Ⅳ三體的個體均能正常生活,且可以繁殖后代,則該三體雄果蠅減數(shù)分裂過程中,次級精母細(xì)胞中Ⅳ號染色體的數(shù)目可能有條(寫出全部可能的數(shù)目)。從染色體組成的角度分析,此種三體雄果蠅經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生種配子,與正常雌果蠅雜交,子一代中正常個體和三體的比例為。

(3)二倍體動物缺失一條染色體稱為單體。大多數(shù)單體動物不能存活,但在黑腹果蠅中,點(diǎn)狀染色體(Ⅳ號染色體)缺失一條可以存活,而且能夠繁殖后代。①果蠅群體中存在無眼個體,無眼基因位于常染色體上,將無眼果蠅個體與純合野生型個體交配,子代的表現(xiàn)型及比例如下表:無眼野生型F1085F279245據(jù)此判斷,顯性性狀為,理由是

。

②根據(jù)上述判斷結(jié)果,可利用正常無眼果蠅與野生型(純合)單體果蠅交配,探究無眼基因是否位于Ⅳ號染色體上。請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計:實(shí)驗(yàn)步驟:讓