人教版2019高中生物必修二 同步练习题 5.2 染色体变异（含解析）

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2024人教版高中生物必修第二册同步
第2节　染色体变异
基础过关练
题组一　染色体组、单倍体、二倍体、多倍体的辨析
1.(2023山东潍坊月考)关于高等植物细胞中染色体组的叙述,错误的是(　　)
A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D.每个染色体组中各染色体上DNA的碱基序列不同
2.(2023山东济宁月考)下列属于单倍体的是(　　)
A.由蛙的受精卵发育成的蝌蚪
B.由花粉离体培育成的幼苗经秋水仙素处理长成的小麦植株
C.由玉米种子发育成的幼苗
D.由含三个染色体组的小麦花粉直接培育成的试管幼苗
3.(2023河北邢台月考)下列有关单倍体、二倍体和多倍体的叙述,正确的是(　　)
A.经花药离体培养获得单倍体植株的过程称为单倍体育种
B.体细胞中含有一个染色体组的个体一定是单倍体
C.用秋水仙素处理单倍体植株得到的一定是二倍体
D.体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体一定是多倍体
4.(2023河南漯河月考)如图表示生物的体细胞中所含的染色体,下列有关叙述正确的是(　　)
A.图a细胞中含有2个染色体组,4对同源染色体
B.图b细胞中含有3个染色体组,基因型可表示为AaBbCc
C.图c代表的生物一定是二倍体,细胞中有3对同源染色体
D.图d代表的生物一定是单倍体,由配子发育而成
题组二　单倍体育种与多倍体育种
5.(2022广东深圳七中期末)某植株的基因型为AaBb,其中A和b基因控制的性状对提高产量是有利的。利用其花粉进行单倍体育种,过程如图所示,下列相关分析不正确的是(　　)
花粉植株A植株B
A.图示育种方法的原理是染色体数目变异
B.过程②可用适当的低温处理,低温作用时期为有丝分裂前的间期
C.若未对植株A进行筛选,则植株B中符合要求的类型约占1/4
D.单倍体育种的优点是缩短育种年限
6.(教材习题改编)如图是三倍体无子西瓜的培育过程,下列说法不正确的是(　　)
A.四倍体母本与二倍体父本杂交得到的种子细胞中含有三个染色体组
B.秋水仙素处理使染色体数目加倍的原理是抑制纺锤体的形成使着丝粒不能分裂
C.通过这种方法得到的无子西瓜可能含有少量种子
D.第二次授粉的目的是刺激子房膨大形成果实
题组三　探究低温诱导植物细胞染色体数目的变化
7.(2023河南许昌检测)下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述,正确的是(　　)
A.原理:低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同,都是抑制染色体着丝粒分裂
B.解离:盐酸酒精混合液可以使蒜根尖解离
C.冲洗:用卡诺氏液固定细胞形态后,用清水冲洗2次
D.观察:显微镜下可以观察到大多数细胞的染色体数目发生改变,少数细胞的染色体数目不变
8.下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述中,正确的是(　　)
A.低温处理洋葱根尖后会引起成熟区细胞染色体数目的变化
B.在观察低温处理的洋葱根尖装片时,通过一个细胞可以看到染色体的变化情况
C.体积分数为95%的酒精可以用来配制解离液,也可以用来冲洗卡诺氏液
D.观察洋葱根尖细胞装片时要先在低倍镜下找到所要观察的细胞并移到视野的中央,调节视野的亮度,再转动粗准焦螺旋直至物像清晰
题组四　染色体结构变异
9.(2023河南洛阳联考)下列关于生物变异的叙述,错误的是(　　)
A.人5号染色体部分缺失引起的猫叫综合征属于染色体变异
B.小鼠一条染色体上A基因重复引起表型变化属于染色体数目变异
C.一对正常的高龄夫妇生育了一个21三体综合征患者属于染色体数目变异
D.某动物9号、22号染色体互换片段导致的变异属于染色体结构变异
10.(2023山东潍坊月考)下图①②③④分别表示已知染色体发生的不同变异类型。下列说法正确的是(　　)
A.图①表示染色体结构变异中的缺失,白化病属于此类变异
B.图②表示染色体结构变异中的重复,基因数目增加,对生物体生存一定有利
C.图③表示染色体结构变异中的倒位,基因排列顺序发生改变
D.图④表示染色体结构变异中的易位,一般发生在非同源染色体之间
11.(2023河北廊坊月考)在细胞分裂过程中,通常会精确地进行染色体的复制和均分,但偶尔的意外会造成染色体数目或结构的变异。如图为某种染色体变异类型,下列相关叙述正确的是(　　)
A.该变异发生在一对同源染色体间
B.该染色体变异过程中会发生氢键的断裂和连接
C.该变异属于基因重组,不能在光学显微镜下观察到
D.该变异会导致染色体上基因的排列顺序发生改变,但不会产生新基因
能力提升练
题组一　染色体变异及其应用
1.(2023辽宁大连月考)某男孩的18号染色体中一条染色体变成环状,环状染色体的形成如图所示。不考虑其他变异,下列说法错误的是(　　)
A.该环状染色体可用显微镜进行观察
B.该男孩的染色体数目与正常人相同
C.染色体环状化必定伴随着基因突变
D.环状染色体可能由父方染色体形成
2.(2023湖南邵阳期中)某表型正常的女性个体,其断裂的5号染色体片段与8号染色体连接,减数分裂过程中两对染色体发生如图所示的联会现象。据图分析,下列相关叙述错误的是　(　　)
A.该变异类型属于染色体结构变异
B.该变异一般不会导致细胞内基因数量的变化
C.若染色体随机两两分离(不考虑同源染色体的互换),该卵原细胞可能产生6种卵细胞
D.观察该变异的染色体,最好选择减数分裂Ⅰ前期的细胞
3.(2023安徽宿州月考)如图是利用玉米(2n=20)的幼苗芽尖细胞(基因型为BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是(　　)
A.基因重组发生在图中②过程中,过程①体现了植物细胞具有全能性
B.图中培育多倍体玉米植株B的原理是秋水仙素能够抑制纺锤体的形成
C.植株A为二倍体,其体细胞内最多有4个染色体组;植株C属于单倍体,其发育起点为配子
D.利用幼苗2进行育种的最大优点是能明显缩短育种年限,植株B纯合的概率为25%
4.一粒小麦(染色体组为AA,2n=14)与山羊草(染色体组为BB,2n=14)杂交,产生的杂种AB经染色体自然加倍,形成了具有AABB染色体组的四倍体二粒小麦(4n=28)。后来,二粒小麦又与节节麦(染色体组为DD,2n=14)杂交,产生的杂种ABD经染色体加倍,形成了具有AABBDD染色体组的小麦(6n=42)。这就是现在农业生产中广泛种植的普通小麦。下列关于普通小麦的叙述,正确的是(　　)
A.杂种小麦ABD是单倍体,加倍后的普通小麦(AABBDD)是二倍体
B.普通小麦性母细胞在减数分裂时,可观察到21个四分体
C.普通小麦中A、B、D染色体组中的染色体,形态、功能彼此相同
D.在普通小麦形成的过程中发生了染色体数目变异
5.玉米籽粒黄色基因T与白色基因t是位于9号染色体上的一对等位基因,已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的黄色籽粒植株A,其细胞中9号染色体如图一。
图一　植株A的9号染色体示意图
图二　植株V的9号染色体示意图
(1)植株A的变异类型属于染色体结构变异中的　　　。
(2)为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上,让其进行自交产生F1,若实验结果为F1表型及比例为　　　　　　,则说明T基因位于异常染色体上。
(3)以植株A为父本(T在异常染色体上),正常的白色籽粒植株为母本杂交产生的F1中,发现了一株黄色籽粒植株V,其染色体及基因组成如图二。分析该植株出现的原因是　　　　　　(填“父本”或“母本”)减数分裂过程中　　　　　未分离。
(4)若(3)中得到的植株V在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会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V为父本进行测交,后代的表型及比例为　　　　　　　　,其中染色体异常的植株占　　　　。
(5)近年来常用单倍体育种技术选育玉米新品种,由于单倍体玉米体细胞在减数分裂过程中会出现　　　　　　　　,导致配子高度不育,所以需在单倍体玉米幼苗期用秋水仙素处理。
题组二　减数分裂异常与染色体变异的关系
6.(2023广东茂名期末)图甲为某二倍体哺乳动物的细胞分裂图像,图乙为该动物后代的体细胞部分染色体示意图。下列有关叙述错误的是　(　　)
　　　
A.图甲一定是初级精母细胞
B.图甲所示分裂时期有2个染色体组,无四分体
C.出现图乙的原因可能是该哺乳动物在图甲时期染色体分离出现异常
D.图乙所示染色体变异只能发生在减数分裂过程中
7.(2022湖南雅礼中学一模)某二倍体昆虫,用正常翅(AA)为父本,残翅(aa)为母本进行杂交,由于某亲本在减数分裂中发生染色体变异,子代出现了一只基因型为AAa的可育正常翅雄性个体。请判断下列叙述错误的是(　　)
A.该异常子代产生的原因是父本在形成配子时发生异常形成基因组成为AA的配子
B.该亲本发生的变异类型可能是个别染色体数目增加、染色体片段重复、易位或倒位
C.可利用该异常子代个体精巢中的细胞观察有丝分裂中期的染色体证明发生的变异类型
D.将该异常子代与残翅(aa)个体杂交,若后代出现正常翅∶残翅=3∶1,则异常个体产生的原因是亲本发生了染色体易位
答案与分层梯度式解析
第2节　染色体变异
基础过关练
1.C 2.D 3.B 4.D 5.B 6.B 7.B 8.C
9.B 10.C 11.D
1.C　二倍体植物体细胞含有两个染色体组,减数分裂形成配子时染色体数目减半,即配子只含一个染色体组,A正确;每个染色体组包括形态和功能不同的非同源染色体,因此一个染色体组中所有染色体均为非同源染色体,B正确;不是所有高等植物都有性别之分,有性别之分的高等植物的性别也不一定由性染色体决定,因此不是每个染色体组中都含有性染色体和常染色体,C错误;一个染色体组中的所有染色体在形态和功能上各不相同,因此每个染色体组中各染色体上DNA的碱基序列不同,D正确。
2.D　由配子直接发育而来的个体是单倍体,花粉属于配子,则由含三个染色体组的小麦花粉直接培育成的试管幼苗是单倍体,D符合题意。由蛙的受精卵发育成的蝌蚪,体内含有两个染色体组,属于二倍体,A不符合题意。由花粉离体培育成的幼苗是单倍体,经秋水仙素处理后又恢复本物种体细胞染色体组数目,B不符合题意。玉米种子发育成的幼苗属于二倍体,C不符合题意。
3.B　单倍体育种包含两个过程:花药离体培养和秋水仙素处理,经花药离体培养获得单倍体植株的过程是单倍体育种中的一个环节,A错误。若单倍体植株内只含有一个染色体组,则用秋水仙素处理单倍体植株得到的是二倍体;若单倍体植株内含有多个染色体组,则用秋水仙素处理单倍体植株得到的是多倍体,C错误。体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体如果由配子发育而来是单倍体,如果由受精卵发育而来是多倍体,D错误。
方法技巧　“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体
4.D　细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组,则图a细胞中含有4个染色体组,图b细胞中含有3个染色体组,图c细胞中含有2个染色体组,图d细胞中含有1个染色体组,A错误。基因型为AaBbCc的个体含有2个染色体组,与图b细胞不符,B错误。图c代表的生物可能是二倍体,也可能是单倍体,C错误。含有一个染色体组的个体一定是单倍体,且单倍体是由配子发育而来的,D正确。
5.B　该植株的基因型为AaBb,利用其花粉通过过程①得到单倍体植株A,其基因型有AB、Ab、aB、ab四种,比例为1∶1∶1∶1;经过过程②染色体数目加倍,获得植株B,其基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb四种,比例为1∶1∶1∶1。过程②可用适当的低温处理,使染色体数目加倍,作用时期为有丝分裂前期,作用机理是抑制纺锤体的形成,B错误;若未对植株A进行筛选,则植株B中符合要求的类型(AAbb)约占1/4,C正确;利用单倍体植株培育新品种,能明显缩短育种年限,D正确。
6.B　四倍体母本产生的卵细胞有两个染色体组,二倍体父本产生含有一个染色体组的精子,形成的受精卵含有三个染色体组,A正确;着丝粒的分裂与纺锤体无关,无纺锤体着丝粒也能分裂,B错误;三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞,因此不能形成种子,但并不是绝对的,原因是三倍体植株在进行减数分裂时,有可能形成正常的卵细胞,受精后产生种子,C正确。
7.B　低温和秋水仙素的作用原理都是抑制纺锤体的形成,A错误;卡诺氏液固定细胞形态后,用体积分数为95%的酒精冲洗2次,而不是清水,C错误;显微镜下可以观察到少数细胞的染色体数目发生改变,大多数细胞的染色体数目不变,D错误。
8.C　洋葱根尖成熟区细胞不能进行有丝分裂,A错误;制成装片时细胞已经死亡,所以不能通过一个细胞观察染色体的变化情况,B错误;观察洋葱根尖装片时先低倍镜观察,找到物像后换高倍镜观察,在高倍镜下观察时不能转动粗准焦螺旋,D错误。
9.B　小鼠一条染色体上A基因重复引起表型变化属于染色体结构变异,B错误。
10.C　①表示染色体结构变异中的缺失,白化病是由基因突变引起的,不属于此类变异,A错误。②表示染色体结构变异中的重复,基因数目增加,但对生物体生存不一定有利,B错误。③表示染色体结构变异中的倒位,会使排列在染色体上的基因排列顺序发生改变,C正确。④中产生了新基因,属于基因突变,D错误。
11.D　由图可知,发生变异的两条染色体不是同源染色体,该变异属于非同源染色体间的易位,可在光学显微镜下观察到,A、C错误;该染色体变异过程中会出现染色体片段的断裂和拼接,因而会导致磷酸二酯键的断裂和连接,氢键存在于碱基对间,该过程不会发生氢键的断裂和连接,B错误;该变异(染色体易位)会导致染色体上基因的排列顺序发生改变,但不会产生新基因,基因突变可产生新基因,D正确。
能力提升练
1.C 2.C 3.D 4.BD 6.D 7.B
1.C　图示为18号染色体中的一条染色体变成环状,该过程中染色体末端有片段丢失,属于染色体结构变异,可以在显微镜下观察到环状的染色体,A正确。图中只发生染色体结构变异,没有发生染色体数目变异,则该男孩的染色体数目与正常人相同,B正确。染色体的环化不一定会改变基因结构,所以不一定伴随基因突变,C错误。环状染色体可能由来自父方或母方的染色体形成,D正确。
2.C　5号染色体的某个片段移接到了8号染色体上,属于染色体结构变异中的易位,易位一般不会造成细胞内基因数量的变化,但会改变染色体上基因的排列顺序,A、B正确。一个卵原细胞经过减数分裂只能形成一个卵细胞和3个极体,因此该卵原细胞只能产生1种卵细胞,C错误。该变异的染色体在减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会时会出现异常联会,出现特殊的可观察的结构,因此观察该变异的染色体,最好选择减数分裂Ⅰ前期的细胞,D正确。
3.D　图中①表示植物组织培养,②表示减数分裂,③表示有丝分裂;幼苗1和植株A为二倍体,幼苗2和植株C为单倍体,植株B为二倍体(纯合体)。基因重组主要发生在减数分裂形成配子的过程中,即②过程;过程①体现了植物细胞具有全能性,A正确。玉米为二倍体,体细胞含有2个染色体组,在有丝分裂后期着丝粒分裂,含有4个染色体组;植株C为单倍体,发育的起点为配子,C正确。幼苗2为单倍体,利用其进行育种的最大优点是能明显缩短育种年限,秋水仙素处理使其染色体数目加倍后得到的植株B纯合的概率为100%,D错误。
4.BD　二粒小麦与节节麦杂交产生的杂种ABD是三倍体,普通小麦AABBDD是异源六倍体,A错误;普通小麦为六倍体(6n=42),在性母细胞减数分裂时,同源染色体发生配对,42条染色体可配成21对,故可观察到21个四分体,B正确;普通小麦中A、B、D染色体组分别来自一粒小麦、山羊草和节节麦,所以A、B、D染色体组中的染色体,形态、功能彼此不同,C错误。
5.答案　(1)缺失　(2)黄色∶白色=1∶1　(3)父本　同源染色体　(4)黄色∶白色=2∶3　3/5　(5)联会紊乱
解析　(1)图一中植株A的异常9号染色体比正常染色体少一段,说明异常9号染色体部分缺失,这种变异类型属于染色体结构变异中的缺失。(2)为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上,让其进行自交产生F1,由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用,若T基因位于异常染色体上,则F1表型及比例为黄色∶白色=1∶1。(3)由图二可知,植株V的基因型为Ttt,T在异常染色体上,由于母本(tt)不能产生含T的配子,无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用,可知形成该植株的精子的基因型为Tt,则该植株出现的原因是父本减数分裂过程中同源染色体未分离。(4)以植株V为父本进行测交(Ttt×tt),植株V产生的精子基因型及比例为Tt∶t∶tt∶T=2∶2∶1∶1,其中只含T的花粉不参与受精作用,故后代的表型及比例为黄色∶白色=2∶3,其中染色体异常植株占3/5。
方法技巧　几种常考类型产生配子的分析方法
6.D　图甲为该哺乳动物进行减数分裂Ⅰ后期的细胞分裂图像,细胞质均等分裂,说明图甲细胞为初级精母细胞,A正确;图甲所示分裂时期有2个染色体组,且减数分裂Ⅰ后期不会出现四分体,B正确;图乙细胞展示的同源染色体有3条,原因可能是该哺乳动物在图甲时期同源染色体分离出现异常,移向同一极形成异常配子,C正确;染色体数目变异可以发生在有丝分裂和减数分裂过程中,D错误。
7.B　子代异常个体的基因型为AAa,正常翅父本基因型为AA,残翅母本基因型为aa(不含A基因),可判断该异常子代的A基因只能来自父本,a基因只能来自母本,该异常子代的产生原因是父本在形成配子时发生异常形成基因组成为AA的配子,A正确。个别染色体的增加可能导致父本带有A基因的染色体增加了一条,可以产生含有AA的配子,进而产生基因型为AAa的后代;染色体增加某个片段可能导致父本某条染色体上带有两个A基因,可以产生含有AA的配子,能产生基因型为AAa的后代;染色体片段的易位可能导致父本A基因所在染色体的一条非同源染色体上也具有A基因,可以产生含有AA的配子,进而产生基因型为AAa的后代;染色体片段的倒位只会导致染色体上基因的排列顺序发生改变,不能使父本产生含有AA的配子,B错误。由B选项分析可知,出现该异常子代的原因可能为亲本个别染色体数目增加、染色体片段重复或易位,分析三种情况,如图(图1为染色体数目增加,图2为重复,图3为易位),若后代正常翅∶残翅=3∶1,则该异常子代产生的原因是亲本发生了染色体易位,D正确。
图1(染色体数目增加)
图2(染色体片段重复)
图3(染色体易位)
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