5.2 第2课时　低温诱导植物细胞染色体数目的变化的实验和染色体的结构变异-人教版（2019）生物必修2同步练习题(含解析）

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2025人教版生物必修2
第2节　第2课时　低温诱导植物细胞染色体数目的变化的实验和染色体的结构变异
A组 必备知识基础练
1.(2024江苏南京高二期中)[教材第90页图示]在自然条件或人为因素的影响下,染色体会发生结构变异。下图中异常染色体发生的变异类型是(　　)
A.染色体片段缺失
B.染色体片段增加
C.染色体片段移接
D.染色体片段位置颠倒
2.[教材第90页正文]下列关于染色体结构变异的叙述,错误的是(　　)
A.猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的
B.染色体结构的改变,会使染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变
C.大多数染色体结构变异对生物体是有利的
D.用光学显微镜可以直接观察到染色体结构变异
3.(2024江苏泰州高二学业考试)在某动物的初级卵母细胞中,由一个着丝粒相连的两条姐妹染色单体所携带的基因不完全相同,其原因一定不是(　　)
A.发生基因突变
B.发生过互换
C.染色体结构变异
D.发生了自由组合
4.(2024广东广州一模)[教材第89页探究·实践]某同学利用秋水仙素诱导洋葱(2n=16)根尖细胞的染色体数目变化,分别于实验过程中的24小时(图1)和48小时(图2)拍到以下两张显微照片。下列叙述正确的是(　　)
A.秋水仙素能够抑制纺锤体的形成
B.制作装片时需用卡诺氏液解离根尖细胞
C.细胞甲正处于有丝分裂的中期
D.细胞乙经历了三次染色体加倍
5.(2024河南郑州模拟)低温可诱导植物减数分裂异常而获得染色体数目未减半的配子,其与正常配子结合可获得多倍体植株。下列叙述正确的是(　　)
A.低温可能影响减数分裂过程中纺锤体的形成,导致同源染色体未分离
B.低温主要影响着丝粒的分裂,导致复制后的姐妹染色单体不分开而加倍
C.该育种方法的原理是染色体数目变异,形成的多倍体植株均不能产生配子
D.植株经短暂低温处理后获得的所有配子中均含有成对的同源染色体,染色体数目加倍
6.生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会,非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现如图中①~④系列情况,则对该图的解释正确的是(　　)
A.①为基因突变,②为倒位
B.③可能是重复,④为染色体组加倍
C.①为易位,③可能是缺失
D.②为基因突变,④为染色体结构变异
7.(2024北京朝阳一模)我国科学家将小鼠(2N=40)的一条5号染色体和一条4号染色体首尾连接,成功得到染色体连接的杂合小鼠。该小鼠没有表现出明显的异常,连接后的染色体能够传递给后代小鼠。关于该染色体连接小鼠,下列分析正确的是(　　)
A.体细胞中含有20对染色体
B.不能产生功能正常的配子
C.基因数量发生改变
D.发生了染色体结构的变异
8.某雌雄异株的高等植物的性别决定方式为XY型,因X染色体缺失某一片段而导致雌株叶片异形,异形叶雌株与正常叶雄株杂交,F1雌、雄比为2∶1,F1雌、雄株杂交得F2,F2雌株中正常叶与异形叶之比为3∶1,雄株全部为正常叶。请回答下列相关问题。
(1)该植物异形叶的出现是由于发生了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(填变异类型),异形叶雌株与正常叶雄株杂交,F1中雌、雄比不是1∶1,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,仅考虑叶形,F1的表型及比例为　　　　　　　　　　　,F2的雌、雄比为　　　　。
(2)已知该植物花的红色对黄色为显性,相关基因A/a位于X染色体上,现有各种性状的雌株和雄株若干,请设计杂交实验探究某异形叶红花雌株(不含黄花基因)的缺失片段中有无控制花色的基因,要求写出实验设计思路,并预期实验结果和结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
B组 能力素养提升练
9.(多选)下列有关“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.低温可诱导染色体着丝粒分裂,从而使染色体数目加倍
B.诱导处理过的根尖需要用卡诺氏液进行固定
C.用一定浓度的甲紫溶液染色后需用清水漂洗
D.镜检时发现视野中少数细胞染色体数目加倍
10.(多选)(2024北京延庆高三期中)减数分裂时姐妹染色单体可分别将自身两端粘在一起,着丝粒分裂后,2个环状染色体互锁在一起,如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开,分别进入2个子细胞,交换的部分大小可不相等,位置随机。下列叙述错误的是(　　)
染色体
A.上图所处的细胞正在进行减数分裂Ⅰ
B.两个环状染色体片段的交换属于基因重组
C.上述染色体交换造成后代的变异属于可遗传变异
D.若该个体基因型为Ee,则子细胞的基因型可能是EE
11.(多选)(2024湖南邵阳高二期中)某二倍体高等动物(2n=6)雄性个体的基因型为AaBb,其体内某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如下。下列叙述正确的是(　　)
A.该细胞处于减数分裂Ⅰ后期
B.该细胞含有3个四分体,6条染色体,12个DNA分子
C.形成该细胞的过程中发生了基因突变和染色体变异
D.该细胞分裂形成的配子的基因型为aBX、aBXA、AbY、bY
12.(2024四川成都二模)豌豆和玉米都是常见的遗传学实验材料,在科学研究中具有广泛的用途。请分析回答以下问题。
(1)因为豌豆和玉米都具有　　　　　　　　　、繁殖周期短、繁殖能力强、后代数目多等优点,所以常用来作为遗传学实验材料。在杂交实验中,为避免豌豆(雌雄同花植物)、玉米(雌雄同株异花植物)自交,常对两种植物的未成熟花采取的措施分别是　　　、　　　　。
(2)玉米植株高秆对矮秆为显性(分别由基因D和d控制),现用纯合高秆植株和矮秆植株杂交,子代中出现了基因型为DDd的可育高秆植株,研究人员做出以下分析:
①出现基因型为DDd的可育高秆植株可能是　　　　　　　　　　、染色体片段易位或个别染色体数量变异。
②若基因型为DDd的可育高秆植株是由个别染色体数目变异造成的,且变异发生在形成配子时,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③为了进一步确定基因型为DDd的可育高秆植株产生的原因,研究人员将其与正常矮秆植株杂交,统计子代的表型和比例。请完善预期结果及结论。
若子代玉米　　　　　　　　　,则该植株产生的原因是个别染色体数目变异。
若子代玉米　　　　　　　　　,则该植株产生的原因是染色体片段易位。
若子代玉米　　　　　　　　　,则该植株产生的原因是　　　　　　　　　　　。
答案：
1.D
2.C　解析 猫叫综合征是由人的第5号染色体部分缺失引起的,A项正确;染色体结构的改变,会使染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,并且大多数染色体结构的变异对生物体是有害的,有的甚至会导致生物体死亡,B项正确,C项错误;用光学显微镜可以直接观察到染色体结构变异,D项正确。
3.D　解析 若由一个着丝粒相连的两条姐妹染色单体所携带的基因不完全相同,可能原因有①在细胞分裂前的间期,DNA分子复制时发生了基因突变;②在减数分裂的四分体时期,同源染色体的两条非姐妹染色单体之间发生互换而导致基因重组;③发生过染色体结构变异中的易位,A、B、C三项不符合题意。自由组合是指在减数分裂Ⅰ的后期,同源染色体分离时,非同源染色体自由组合,使非同源染色体上的非等位基因自由组合,该过程不会导致姐妹染色单体上所携带的基因不完全相同,D项符合题意。
4.A　解析 秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,从而诱导染色体数目加倍,A项正确;制作装片时卡诺氏液的作用是固定细胞形态,解离所用的试剂是解离液,B项错误;处于中期的染色体形态稳定,数目清晰,且着丝粒整齐排列在赤道板上,故细胞甲不是处于有丝分裂中期,C项错误;洋葱体细胞中的染色体数目是16条,据图1和图2可知,细胞甲染色体数目为32条,此时经历了24小时,染色体加倍一次,细胞乙的染色体数目约为58条,此时经历了48小时,则约经历了两次染色体加倍,D项错误。
5.A　解析 低温可诱导植物减数分裂异常而获得染色体数目未减半的配子,据此推测低温可能影响减数分裂过程中纺锤体的形成,导致同源染色体未分离,经减数分裂Ⅰ产生的细胞中染色体数目没有改变,而减数分裂Ⅱ正常,则能产生染色体数目未减半的配子,A项正确;低温主要影响纺锤体的形成,不会影响着丝粒的分裂,B项错误;该育种方法的原理是染色体数目变异,形成的多倍体植株若染色体组为偶数,则能正常进行减数分裂产生配子,C项错误;植株经短暂低温处理后,有些细胞发生了异常分裂,也有些细胞正常分裂,故获得的所有配子中有的含有成对的同源染色体,有的不含同源染色体,D项错误。
6.C　解析 图①发生了染色体结构变异中的易位;图②染色体的某一片段发生了位置颠倒,属于染色体结构变异中的倒位;图③在同源染色体配对时出现“环”,可能是染色体结构变异中的缺失或重复;图④细胞中有一对同源染色体多了一条,属于染色体数目变异。
7.D　解析 将小鼠(2N=40)的一条5号染色体和一条4号染色体首尾连接,其细胞内含有39条染色体,不能形成20对染色体,A项错误;该染色体连接小鼠含有4号和5号易位染色体和正常4号染色体和5号染色体,其有可能产生染色体组成正常的配子,即能产生功能正常的配子,B项错误;将小鼠(2N=40)的一条5号染色体和一条4号染色体首尾连接,发生了染色体结构的变异,但基因的数量没有发生改变,C项错误,D项正确。
8.答案 (1)染色体结构的变异(或染色体变异)　含有的X染色体缺失某一片段的雄株致死　异形叶∶正常叶=1∶2　4∶3
(2)让该异形叶红花雌株与黄花雄株杂交,统计子代中雌株的花色及比例。若子代中雌株全为红花,则说明X染色体的缺失片段中无控制花色的基因;若子代中雌株的花色及比例为红花∶黄花=1∶1,则说明X染色体的缺失片段中有控制花色的基因
解析 (1)由染色体的某一片段缺失而引起的变异为染色体结构变异。假设缺失某一片段的X染色体用XO表示,则异形叶雌株(XXO)与正常叶雄株(XY)杂交得F1,F1的性染色体组成及比例为XXO∶XX∶XOY∶XY=1∶1∶1∶1,而F1雌、雄比为2∶1,说明性染色体组成为XOY的个体不能存活,即含有的X染色体缺失某一片段的雄株致死,则F1的表型及比例为异形叶∶正常叶=1∶2。F1雌、雄株杂交得F2,F1雌株产生的雌配子的类型及比例为X∶XO=3∶1,F1雄株产生的雄配子的类型及比例为X∶Y=1∶1,则F2的性染色体组成及比例为XXO∶XX∶XOY∶XY=1∶3∶1∶3,其中性染色体组成为XOY的个体不能存活,则F2的雌、雄比为4∶3。(2)要探究某异形叶红花雌株(不含黄花基因)的缺失片段中有无控制花色的基因,可让该异形叶红花雌株与黄花雄株杂交,统计子代中雌株的花色及比例。若X染色体的缺失片段中无控制花色的基因,则杂交组合为XAXAO×XaY,子代雌株均开红花;若X染色体的缺失片段中有控制花色的基因,则杂交组合为XAXO×XaY,子代中雌株的花色及比例为红花∶黄花=1∶1。
9.BD　用低温处理植物的分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,影响细胞有丝分裂中染色体被拉向细胞两极,使染色体数目加倍,A项错误;诱导处理过的根尖应放入卡诺氏液中浸泡,以固定细胞形态,B项正确;制作装片的步骤为解离→漂洗→染色→制片,用清水漂洗应在染色之前,C项错误;由于细胞周期中,分裂间期比分裂期时间长,处于分裂期的细胞数目少,故镜检时会发现视野中少数细胞染色体数目加倍,D项正确。
10.AB　由题意可知,环状染色体是减数分裂时姐妹染色单体因着丝粒分裂后形成的,因此图示所处的细胞正在进行减数分裂Ⅱ,A项错误;两个环状染色体片段的交换属于易位,即染色体变异,不属于基因重组,B项错误;题述染色体交换为染色体结构变异中的易位,故产生的这种变异属于可遗传变异,C项正确;若该个体基因型为Ee,复制后基因型为EEee,如果在减数分裂Ⅱ后期含有E基因的片段与其他染色体片段发生交换,则子细胞的基因型可能为EE,D项正确。
11.AD　图中含有同源染色体,发生了同源染色体的分离,该细胞处于减数分裂Ⅰ后期,A项正确;该细胞处于减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,无四分体,但是有6条染色体,12个DNA分子,B项错误;图中显示非同源染色体之间发生了易位,该变异属于染色体变异,未发生基因突变,C项错误;图中显示非同源染色体之间发生了易位,该变异属于染色体变异,雄性个体的基因型为AaBb,结合图示可知易位之后的A基因所在的染色体应为X染色体,故该细胞分裂形成的配子的基因型为aBX、aBXA、AbY、bY,D项正确。
12.答案 (1)易于区分的相对性状　去雄　雌花套袋
(2)染色体片段重复　纯合高秆植株在减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期染色体分裂异常引起的　高秆∶矮秆=5∶1　高秆∶矮秆=3∶1　高秆∶矮秆=1∶1　染色体片段重复
解析 (1)豌豆和玉米常用来作为遗传学实验材料,是因为二者具有的优点之一是都具有易于区分的相对性状,很容易观察和分析实验结果。在杂交实验中,为避免雌雄同花的豌豆、雌雄同株异花的玉米自交,常对两种植物的未成熟花采取的措施分别是去雄、雌花套袋。(2)①现用纯合高秆植株和矮秆植株杂交,子代中出现了基因型为DDd的可育高秆植株,可能的原因有染色体片段重复、染色体片段易位或个别染色体数量变异。②若出现基因型为DDd的可育高秆植株是由个别染色体数目变异造成的,从减数分裂的角度分析,原因可能是纯合高秆植株(DD)在减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期染色体分离异常引起的。③为了进一步确定基因型为DDd的可育高秆植株产生的原因,研究人员将基因型为DDd的可育高秆植株与矮秆植株(dd)杂交。如果基因型为DDd的可育高秆植株是个别染色体数量变异导致的,则DDd的可育高秆植株产生的D、Dd、DD、d四种配子的比例为2∶2∶1∶1,将其与矮秆植株杂交,后代高秆植株与矮秆植株的比例为5∶1。如果基因型为DDd的可育高秆植株是染色体片段易位造成的,则DDd产生的D、Dd、DD、d四种配子的比例为1∶1∶1∶1,将其与矮秆植株杂交,后代高秆植株与矮秆植株的比例为3∶1;如果基因型为DDd的可育高秆植株是染色体片段重复引起的,则DDd产生的DD、d两种配子的比例为1∶1,将其与矮秆植株杂交,后代高秆植株与矮秆植株的比例为1∶1。
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