1、第21讲染色体变异(限时:40分钟)测控导航表知识点题号及难易度1.染色体结构变异及应用1,2,9(中),10(中)2.染色体数目变异及应用3,4,11(中),14(中)3.实验:低温诱导植物染色体数目的变化5,12(中),134.综合考查6,7,81.下图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因。下列四种情况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是(C)解析:A缺失部分染色体片段,属于染色体结构变异中的缺失;B增加了部分非同源染色体中的片段,属于染色体结构变异中的易位;C的基因b突变为其等位基因B,属于基因突变;D染色体片段位置颠倒,属于染色体结构变异中的倒位。2.(2016江苏常州月考)如图为某
2、种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图,图中和,和互为同源染色体,则图a、图b所示的变异(D)A.均为染色体结构变异B.基因的数目均发生改变C.均使生物的性状发生改变D.均可发生在减数分裂过程中解析:图a为交叉互换,属于基因重组,基因的数目未发生改变,图b为易位,属于染色体结构变异,基因的数目发生改变;图a中若交叉互换的片段上含有的是相同基因,不会改变生物的性状;交叉互换和易位均可发生于减数分裂过程中。3.某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按如图所示的程序进行实验。据图所示对该实验的分析正确的是(C)A.该实验不能说明植物生殖细胞具有全能性B.植株B的所有细胞中都含有两个染色体组C.不考虑
3、基因突变,植株A、B的细胞内没有等位基因D.由花粉培养到植株B的过程都必须在无菌条件下进行解析:将二倍体番茄植株的花粉利用植物组织培养技术培养成单倍体植株A,利用了植物生殖细胞的全能性;植株B是纯合的二倍体,但并非所有的细胞都含两个染色体组,如有丝分裂后期的细胞含有四个染色体组;单倍体植株A体内只有一个染色体组而没有等位基因,植株A再经过秋水仙素处理形成的植株B是纯合的二倍体,不含等位基因;组织培养阶段需要严格的无菌操作。4.目前市场上食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株,如图所示为某三倍体香蕉的培育过程。下列叙述正确的是(B)A.“无子香蕉”培育过程的原理主要是基因重组B.图中染色体加倍的原因是有
4、丝分裂前期纺锤体形成受阻C.野生芭蕉和四倍体有子香蕉能杂交,两者不存在生殖隔离D.该育种方法的优点是明显缩短育种年限解析:该“无子香蕉”培育的方法为多倍体育种,其原理是染色体变异;图中染色体加倍的原因是用秋水仙素或低温处理使有丝分裂前期纺锤体的形成受阻,导致加倍的染色体不能移向两极,细胞不能一分为二;野生型芭蕉和四倍体有子香蕉,虽能杂交,但它们的后代为三倍体,三倍体高度不育,所以它们之间存在生殖隔离;明显缩短育种年限的育种方法是单倍体育种。5.(2016吉林通化期中)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验,正确的叙述是(C)A.多倍体形成过程中增加了非同源染色体重组的机会B.该实验中卡
5、诺氏液可以使根尖解离C.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同D.显微镜下可以看到大多数细胞染色体数目加倍解析:诱导多倍体形成的过程中植物细胞进行有丝分裂,没有非同源染色体的自由组合行为;实验中卡诺氏液起固定细胞的作用;低温和秋水仙素处理的原理相同,都是通过抑制纺锤体的形成使染色体数目加倍;低温诱导植物细胞染色体加倍的概率较低,显微镜下不能看到大多数细胞染色体数目加倍。6.(2016福建厦门月考)某些个体在棕发中有一块白色或淡黄色头发,这可能是(A)A.体细胞突变B.生殖细胞突变C.基因重组 D.染色体变异解析:由于变异只发生在头发个别处,故不可能为生殖细胞突变和基因重组。而变
6、异是由棕色变为白色或淡黄色,只是相同性状的不同表现而已,因此是体细胞中等位基因突变,而不是染色体变异。7.(2015北京东城区检测)下列有关可遗传变异的叙述,不正确的是(A)A.精子和卵细胞随机结合,导致基因重组B.DNA复制时碱基对的增添、缺失和替换,导致基因突变C.非同源染色体之间交换一部分片段,导致染色体结构变异D.着丝点分裂后,子染色体不能移向细胞两极,导致染色体数目变异解析:基因重组是指在生物体进行有性生殖过程中,控制着不同性状的基因的重新组合,精子和卵细胞随机结合时,由于来自父方和母方的染色体为同源染色体,所以精卵结合不会导致基因重组;DNA复制时碱基对的增添、缺失和替换,导致了基
7、因内部结构的改变,使基因突变为其等位基因;非同源染色体的非姐妹染色单体间交换一部分片段,属于染色体结构变异中的易位;着丝点分裂后,染色体数目加倍,若子染色体不能移向两极,细胞不能正常分裂,会使染色体数目加倍,导致染色体数目变异。8.(2016河北衡水月考)下列有关生物变异的叙述,正确的是(A)A.三倍体植株可由受精卵发育而来B.生物的变异都可以遗传给后代C.染色体结构变异不改变基因结构D.基因重组过程中能产生新的基因解析:三倍体植株可由受精卵发育而来;生物的变异包括可遗传的变异和不可遗传的变异,不可遗传的变异不能传递给后代,可遗传的变异中,一般情况下,发生在配子中的变异能传递给后代,发生在体细
8、胞中的变异不能传递给后代;染色体结构变异可能改变基因结构;基因重组过程中能产生新的基因型,不能产生新基因。9.(2016河南洛阳期中)如图表示果蝇体细胞内一条染色体发生了变异,代表染色体,下列说法中正确的是(D)A.果蝇的缺刻翅是基因b丢失造成的B.和构成一对同源染色体C.该变异能导致新基因的形成D.和都能被龙胆紫溶液染色解析:分析图形可知,果蝇的缺刻翅是染色体缺失造成的,缺失的染色体区段含基因b;和是同一条染色体发生缺失变化前后的情况;该变异属于染色体结构变异中的缺失,不能形成新基因;和都是染色体,都能被龙胆紫溶液染成紫色。10. (2015河北唐山模拟)A、a和B、b是控制两对相对性状的两
9、对等位基因,位于1号和2号这一对同源染色体上,1号染色体上有部分来自其他染色体的片段,如图所示。下列有关叙述错误的是(C)A.A和a、B和b均遵循基因的分离定律B.可以通过显微镜来观察这种染色体移接现象C.染色体片段移接到1号染色体上的现象称为基因重组D.同源染色体上非姐妹染色单体发生交叉互换后可能产生4种配子解析:A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因,所以每对等位基因分别遵循基因分离定律;染色体变异在显微镜下可以观察到;非同源染色体片段移接到1号染色体上的现象叫做易位,属于染色体结构变异;同源染色体上非姐妹染色单体发生交叉互换后可能产生4种配子:AB、Ab、aB、ab。11. (2
10、015安徽合肥检测)在某基因型为AA的二倍体水稻根尖中,发现一个如图所示的细胞(图中、表示该细胞中部分染色体,其他染色体均正常),以下分析合理的是(B)A.a基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变B.该细胞一定发生了染色体变异,一定没有发生基因自由组合C.该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察D.该细胞的变异均为可遗传变异,都可以通过有性生殖传给后代解析:因为该细胞存在于根尖中,所以不可能为产生配子时发生了基因突变;号染色体有3条,说明一定发生了染色体数目变异,自由组合只发生在减数分裂过程中;基因突变无法用光学显微镜观察到;因为该部位不产生生殖细胞,故变异无法通过有性生
11、殖传给后代。12.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,以秋水仙素溶液处理它们的幼芽,得到如图所示结果。相关说法错误的是(D)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草莓的简便方法是让四倍体草莓结出的果实与二倍体草莓结出的果实比较解析:判断是否培育出四倍体草莓,可用显微镜观察其细胞内的染色体数。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
12、环境等多种因素的影响。13.(2016河北正定月考)罗汉果甜苷具有重要的药用价值,它分布在罗汉果的果肉、果皮中。种子中不含这种物质,而且有种子的罗汉果口感很差。为了培育无子罗汉果,科研人员先利用秋水仙素处理二倍体罗汉果,诱导其染色体加倍,得到下表所示结果。请分析回答下列问题。处理秋水仙素浓度(%)处理株数处理时间成活率(%)变异率(%)滴芽尖生长点法0.05305 d1001.280.186.424.30.274.218.2(1)在诱导染色体数目加倍的过程中,秋水仙素的作用是,选取芽尖生长点作为处理的对象,理由是 。(2)上述研究中,自变量是,因变量是。研究表明,诱导罗汉果染色体加倍最适处理方
13、法是 。(3)鉴定细胞中染色体数目是确认罗汉果染色体数加倍最直接的证据。首先取变异植株幼嫩的芽尖,再经固定、解离、和制片后,制得鉴定植株芽尖的临时装片。最后选择处于的细胞进行染色体数目统计。(4)获得了理想的变异植株后,要培育无子罗汉果,还需要继续进行的操作是。解析:(1)秋水仙素能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,使细胞不能正常分裂,从而使染色体数目加倍。芽尖生长点有丝分裂旺盛,秋水仙素易发挥作用。(2)据表分析随着秋水仙素浓度的改变,成活率和变异率随之改变。因此,该实验的自变量为秋水仙素的浓度,因变量为植株的成活率和变异率。对比数据,变异率在秋水仙素浓度为0.1%时最高。(3)制备变异植株芽
14、尖临时装片的步骤为取材固定解离漂洗染色制片,有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰、便于观察。(4)培育无子果实需先得到四倍体,然后与二倍体杂交。答案:(1)抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成芽尖生长点细胞分裂旺盛,易变异(2)秋水仙素的浓度处理植株的成活率和变异率以 0.1% 秋水仙素滴芽尖生长点(3)漂洗染色有丝分裂中期(4)用四倍体罗汉果与二倍体杂交,获得三倍体无子罗汉果14.(2015河南郑州质检)金鱼是观赏价值很高的鱼类,利用体积较大的卵细胞培育二倍体金鱼是目前育种的重要技术,其关键步骤包括:精子染色体的失活处理(失活后的精子可激活卵母细胞完成减数分裂形成卵细胞);诱导卵细胞染色体二倍体化
15、处理等。具体操作步骤如图所示,请据图回答下列问题。(1)经辐射处理可导致精子染色体断裂失活,这属于变异。(2)卵细胞的二倍体化有两种方法:用方法一获得的子代是纯合二倍体,导致染色体数目加倍的原因是 ;用方法二获得的子代通常是杂合二倍体,这是因为 发生了交叉互换造成的。(3)用上述方法繁殖鱼类并统计子代性别比例,可判断其性别决定机制。若子代性别为,则其性别决定为XY型;若子代性别为,则其性别决定为ZW型(WW或YY个体不能成活)。(4)已知金鱼的正常眼(A)对龙眼(a)为显性,另一对同源染色体上的等位基因B、b将影响基因a的表达,当基因b纯合时,基因a不能表达。偶然发现一只具有观赏价值的龙眼雌鱼
16、,若用卵细胞二倍体化的方法进行大量繁殖,子代出现了正常眼雌鱼,则该龙眼雌鱼的基因型为;若用基因型为AABB的雄鱼与子代的正常眼雌鱼杂交,子二代出现龙眼个体的概率为。解析:(1)经辐射处理可导致精子染色体断裂失活,这属于染色体结构变异。(2)由图可知,方法一由于低温抑制纺锤体的形成使细胞不能分裂而导致染色体数目加倍。方法二中由于同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换,使获得的子代通常是杂合二倍体。(3)根据题意,子代全部是由卵细胞诱导处理发育来的,若后代全部是雌性,说明其性别决定方式为XY型,若后代全部为雄性,说明其性别决定方式为ZW型。(4)由题意知龙眼雌鱼的基因型可能为aaBB或aaBb,
17、由于该龙眼雌鱼的卵细胞用二倍体化的方法进行大量繁殖,子代出现了正常眼雌鱼,说明其产生了ab的卵细胞,正常眼雌鱼的基因型为aabb,故该龙眼雌鱼的基因型为aaBb。若用基因型为AABB的雄鱼与子代的正常眼雌鱼(aabb)杂交,子一代的基因型为AaBb,由于基因b纯合时,基因a不能表达,则子二代出现龙眼个体(aaB)的概率为1/43/4=3/16。答案:(1)染色体结构(2)低温抑制纺锤体的形成同源染色体的非姐妹染色单体(3)雌性雄性(4)aaBb3/16【教师备用】 1.(2016江西九江月考)已知西瓜的染色体数目2n=22,请根据下面的几种育种方法流程图回答有关问题。(1)通过试剂1处理获得无
18、子西瓜,无子性状(填“能”或“不能”)遗传给后代。(2)过程常用的试剂2是;该试剂需要处理二倍体幼苗的(部位);过程得到的西瓜无子的原因是。(3)若甲、乙为亲本,通过杂交获得F1,F1相互授粉得到F2,F2根尖分生区细胞中的染色体组数为。(4)通过过程获得的单倍体植株中拥有的染色体数是。解析:(1)试剂1表示一定浓度的生长素处理获得无子西瓜,西瓜的遗传物质没有发生变化,因此无法传给后代。(2)过程常用的试剂2是秋水仙素;该试剂需要处理二倍体幼苗的芽尖;三倍体形成配子时同源染色体联会紊乱,无法形成正常配子,可以得到无子西瓜。(3)杂交得到的F2仍然是二倍体,其分生区细胞具有有丝分裂能力,故可能存
19、在2个或4个染色体组。(4)过程表示二倍体和四倍体细胞杂交得到六倍体,其配子发育成的单倍体内含有三个染色体组,故有33条染色体。答案:(1)不能(2)秋水仙素芽尖三倍体形成配子时同源染色体联会紊乱,无法形成正常配子(3)2或4(4)332.图1表示果蝇体细胞的染色体组成,图2表示果蝇性染色体X和Y的非同源区段和同源区段。已知控制果蝇刚毛(B)和截毛(b)的等位基因位于X、Y染色体的同源区段。请回答下列问题。(1)基因B和b的根本区别是 ,它们所控制性状的遗传遵循定律。若只考虑这对基因,截毛雄果蝇的基因型可表示为。(2)研究人员发现,果蝇群体中偶尔会出现三体(号染色体多一条)的个体。从变异类型分
20、析,此变异属于。已知三体的个体均能正常生活,且可以繁殖后代,则该三体雄果蝇减数分裂过程中,次级精母细胞中号染色体的数目可能有条(写出全部可能的数目)。从染色体组成的角度分析,此种三体雄果蝇经减数分裂可产生种配子,与正常雌果蝇杂交,子一代中正常个体和三体的比例为。(3)二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活,但在黑腹果蝇中,点状染色体(号染色体)缺失一条可以存活,而且能够繁殖后代。果蝇群体中存在无眼个体,无眼基因位于常染色体上,将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配,子代的表现型及比例如下表:无眼野生型F1085F279245据此判断,显性性状为,理由是 。根据上述判断结果,可利用
21、正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,探究无眼基因是否位于号染色体上。请完成以下实验设计:实验步骤:让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,获得子代;统计子代的,并记录。实验结果预测及结论:.若子代中出现 ,则说明无眼基因位于号染色体上;.若子代全为,说明无眼基因不位于号染色体上。解析:(1)等位基因的本质区别在于脱氧核苷酸(或碱基)序列的不同;一对等位基因的遗传遵循基因分离定律;由题可知,控制果蝇刚毛(B)和截毛(b)的等位基因位于X、Y染色体的同源区段,截毛雄果蝇的基因型可表示为XbYb。(2)染色体变异有结构变异和数目变异两种,号染色体多一条属于染色体数目变异,三体雄果蝇减数分裂
22、过程中,次级精母细胞中号染色体的数目可能有1条、2条或4条,此三体雄果蝇在减数分裂形成的配子中,含1条号染色体与含2条号染色体的数目相等,所以它与正常雌果蝇杂交,子一代中正常个体和三体的比例为11。(3)由表中数据可知F1全为野生型,F2中野生型无眼约为 31,所以野生型是显性性状。要判断无眼基因是否在号染色体上,让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,假设控制无眼的基因为b,如果无眼基因位于号染色体上,则亲本为bbBO(BO表示缺失一条染色体),子代中会出现bOBb=11,即野生型果蝇和无眼果蝇且比例为11。如果无眼基因不在号染色体上,则亲本为bbBB,子代全为野生型。答案:(1)脱氧核苷酸(或碱基)序列不同基因分离XbYb(2)染色体数目变异1、2、4411(3)野生型F1全为野生型(F2中野生型无眼为31)性状表现野生型果蝇和无眼果蝇且比例为11野生型
