新高考适用2024版高考生物一轮总复习练案21必修2遗传与进化第七单元生物的变异育种与进化第2讲染色体变异及其应用

练案[21]必修2　第七单元　生物的变异、育种与进化

 第2讲　染色体变异及其应用

A组

一、选择题

1．(2023·安徽宿州期末)下列关于染色体组的叙述，正确的是( A )

A．染色体组内不存在同源染色体

B．体细胞中的一半染色体是一个染色体组

C．配子中的全部染色体是一个染色体组

D．染色体组在减数分裂过程中消失

解析：染色体组内的染色体在形态和功能上各不相同，不存在同源染色体，A正确；四倍体生物的体细胞中的一半染色体是两个染色体组，B错误；一般情况下，配子中的全部染色体是体细胞中染色体数目的一半，但不一定是一个染色体组，C错误；染色体组在有丝分裂和减数分裂过程中都不会消失，D错误。

2．镜检玉米花粉母细胞时，发现细胞内正在联会的两对非同源染色体呈异常的“十”字型结构如图所示(图中字母为染色体上的基因)。据此可推断( C )

A．①和②、③和④是同源染色体

B．图中有一个四分体，四条染色体

C．出现“十”字型结构表明染色体间发生了易位

D．该细胞只能产生基因组成为AbH，aBh的配子

解析：根据图中染色体的着丝粒可以看出，①和③、②和④是同源染色体，A错误；图中有2个四分体，四条染色体，B错误；由于染色体联会时，染色体的同源区段联会，因此②上a所在区段与③上的B所在区段发生了易位，或①上A所在区段与④上b所在区段发生了易位，二者均发生了易位，C正确；由于染色体的配对情况复杂，该细胞减数分裂时，既可形成AbH、aBh配子，也可形成AaH、Bbh配子，D错误。

3．(2023·山东省等级考试模拟)果蝇的性别决定是XY型，性染色体数目异常会影响果蝇的性别特征甚至使果蝇死亡，如：性染色体组成XO的个体为雄性，XXX、OY的个体胚胎致死。果蝇红眼和白眼分别由基因R和r控制。某同学发现一只异常果蝇，该果蝇左半侧表现为白眼雄性，右半侧表现为红眼雌性。若产生该果蝇的受精卵染色体组成正常，且第一次分裂形成的两个细胞核中只有一个细胞核发生变异，则该受精卵的基因型及变异细胞核产生的原因可能是( A )

A．XRXr；含基因R的X染色体丢失

B．XrXr；含基因r的X染色体丢失

C．XRXr；含基因r的X染色体结构变异

D．XRXR；含基因R的X染色体结构变异

解析：由题干可知，白眼雄果蝇的基因型为XrY或XrO，红眼雌性的基因型为XRXr或XRXR，因该异常果蝇左半侧表现为白眼雄性，右半侧表现为红眼雌性，可推知该受精卵基因型为XRXr，含基因R的X染色体丢失后左半侧为XrO的白眼雄性，A正确。

4．(2023·黑龙江重点中学联考)下列关于染色体变异的叙述，正确的是( D )

A．四倍体植物的花药通过离体培养长成的植株是二倍体

B．三体是指由受精卵发育而来，体细胞中含有三个染色体组的个体

C．染色体的结构变异都能使染色体上基因的数目和排列顺序发生改变

D．同源染色体的非姐妹染色单体间发生片段不等交换会导致缺失或重复

解析：四倍体植物的花药通过离体培养长成的植株是单倍体，A错误；三体是指由二倍体受精卵发育而来，体细胞中某对染色体多了一条的个体，B错误；倒位可使染色体上基因的排列顺序发生改变，但染色体上基因的数目没有发生改变，C错误；同源染色体的非姐妹染色单体间发生片段不等交换会导致缺失或重复，D正确。

5．(2022·浙江宁波二模，6)染色体结构发生变化后，导致减数第一次分裂过程中染色体出现如图所示的现象(黑圈表示着丝粒)。该变异类型属于( B )

A．缺失　 B．易位　

C．倒位　 D．重复

解析：染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上，使得非同源染色体之间存在同源区段，从而在减数分裂Ⅰ前期出现异常的配对现象，该变异类型属于染色体结构变异中的易位，B正确。

6．(2022·北京海淀一模，5)栽培品种香蕉染色体组成为AAA(字母代表染色体组)，易患黄叶病。野生香蕉染色体组成为BB，含有纯合的抗黄叶病基因。经过杂交、筛选，获得染色体组成为AAB的抗黄叶病香蕉新品种。下列有关叙述，不正确的是( C )

A．栽培品种高度不育

B．新品种含有三个染色体组

C．新品种细胞中无同源染色体

D．栽培品种减数分裂时联会紊乱

解析：栽培品种香蕉染色体组成为AAA，为三倍体，减数分裂过程中联会紊乱，不能形成配子，表现为高度不育，A、D正确；新品种香蕉的染色体组成为AAB，有三个染色体组，其中两个A染色体组均来自栽培品种香蕉，在减数分裂时可正常联会，B染色体组中的染色体是无法联会的，B正确，C错误。

二、非选择题

7．(2023·河南顶级名校联考)菠菜是雌雄异株植物。某品种菠菜株型分为直立型、半直立型和开张型(由常染色体上基因A、a控制)，叶形有平叶、皱叶(由常染色体上基因D、d控制)。现有一株直立型皱叶雌株，与一株开张型平叶雄株杂交，F1表型及比例为：半直立型平叶半直立型皱叶＝11，F1两种菠菜杂交，F2的表型及比例为：直立型平叶半直立型平叶开张型平叶直立型皱叶半直立型皱叶开张型皱叶＝121121。回答下列问题：

(1)根据上述实验结果，不能(“能”或“不能”)判断菠菜叶片皱叶性状的显隐性，理由是无论皱叶性状是显性还是隐性，F1和F2中平叶和皱叶的表型及比例都是11。

决定菠菜叶形和株型的基因遵循基因的自由组合定律，理由是根据F2的表型及比例可知，两对等位基因位于两对同源染色体上。

(2)现有若干纯合直立型菠菜种子(AA表现为直立型，只含一个A表现为半直立型)，经电离辐射处理后，获得了1株半直立型雄株菠菜。科研人员提出该植株产生的假设：①基因突变导致；②含有该基因染色体片段的缺失(一对等位基因都缺失时幼胚死亡)导致。请利用该植株，设计实验证明上述哪个假设成立？简单写出实验设计思路、预期实验结果和结论。

答案：(2)答案1：取该半直立型雄株菠菜的花粉进行离体培养，用秋水仙素处理后，培养一段时间，观察后代的表型及比例。

若所得后代的表型为直立型和开张型植株，则该植株发生了基因突变

若所得后代全部为直立型植株，则该植株发生了染色体片段缺失引起的基因缺失。

答案2：取该半直立型雄株菠菜的花粉进行离体培养，观察后代的表型及比例。

若所得后代的表型为半直立型和开张型植株，则该植株发生了基因突变；若所得后代全部为半直立型植株，则该植株发生了染色体片段缺失引起的基因缺失。

解析：(1)根据题述实验结果，无论皱叶性状是显性还是隐性，F1和F2中平叶和皱叶的表型比例都是11，因此不能判断菠菜叶片皱叶性状的显隐性。根据F2的表型及比例可知，控制菠菜叶形和株型的基因不可能位于一对同源染色体上，决定菠菜叶形和株型的基因遵循基因的自由组合定律。(2)由题意可知，该株半直立型雄株菠菜的基因型可能为Aa或A_。若采用一代杂交实验，该半直立型雄株菠菜与普通菠菜雌株杂交实验结果相同，无法鉴定出该植株产生的原因。思路1：取该半直立型雄株菠菜的花粉进行单倍体育种(含秋水仙素处理过程)，观察后代二倍体植株的表型。若所得后代的表型为直立型和开张型植株，则该植株发生基因突变；若所得后代全部为直立型植株，则该植株发生了染色体片段缺失引起的基因缺失。思路2：取该半直立型雄株菠菜的花药离体培养，观察单倍体的表型。若所得后代的表型为半直立型和开张型植株，则该植株发生基因突变；若所得后代全部为半直立型植株，则该植株发生了染色体片段缺失引起的基因缺失。

B组

一、选择题

1．(2023·山东潍坊统考)人们目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，如图所示为三倍体香蕉的培育过程。下列叙述正确的是( D )

A．无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理

B．图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂中期纺锤体不能形成

C．二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离

D．三倍体香蕉无子的原因是其在减数分裂过程中同源染色体联会紊乱

解析：四倍体有子香蕉、二倍体野生香蕉经减数分裂分别形成含两个染色体组、一个染色体组的配子，二者结合后形成的无子香蕉即含三个染色体组的三倍体，该培育方法为多倍体育种，主要运用的是染色体变异原理，A错误；图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体的形成受阻，B错误；二倍体与四倍体杂交虽然能产生后代(三倍体无子香蕉)，但三倍体是不育的，所以它们之间仍然存在生殖隔离，C错误；三倍体香蕉之所以无子是因为其体细胞中含有三个染色体组，在其有性生殖器官内的减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子，因而也就不能形成种子，D正确。

2．某生物兴趣小组的同学将生长旺盛的蒜不定根置于4 ℃的冰箱冷藏室中培养48～72 h后，剪取根尖制成临时装片，然后用显微镜观察染色体形态较好的分裂图像。下列叙述正确的是( B )

A．低温处理能阻断蒜根尖细胞中DNA的复制

B．用甲紫溶液处理根尖可使染色体着色

C．制作临时装片前可用卡诺氏液维持细胞的活性

D．视野中所有细胞染色体数都已发生改变

解析：低温作用于细胞分裂前期，能抑制蒜根尖细胞中纺锤体的形成，A错误；甲紫溶液是碱性染料，可使根尖细胞中的染色体着色，B正确；经卡诺氏液固定后细胞已经死亡，C错误；低温作用于细胞分裂前期，而细胞周期中间期时间最长，故视野中间期细胞数目应最多，大多数细胞染色体数未发生改变，D错误。

3．(2023·华附、省实、广雅、深中联考，15)雌性杂合玳瑁猫的毛皮上有黑色和黄色随机镶嵌的斑块，其中黄色(B)对黑色(b)为显性，B/b只在X染色体上。根据Lyon假说，该现象产生的原因是正常雌性哺乳动物在胚胎发育早期，细胞中的一条X染色体随机高度螺旋化失活形成巴氏小体，且该细胞分裂产生的后代细胞中这条X染色体均处于失活状态。下列分析错误的是( D )

A．该遗传机制的目的是使X染色体上的基因在两种性别中有近乎相等的表达水平

B．推测其他生物存在雄性X染色体基因高表达或者雌性两条X染色体基因均处于低表达的遗传机制

C．雄性玳瑁猫的出现可能是因为发生了染色体数目变异

D．推测性染色体组成为XXX或XXXX的雌猫中只有1个巴氏小体

解析：雌性杂合玳瑁猫的基因型为XBXb，根据题干“细胞中的一条X染色体随机高度螺旋化失活形成巴氏小体，且该细胞分裂产生的后代细胞中这条X染色体均处于失活状态”，故该遗传机制的目的是使X染色体上的基因在两种性别中有近乎相等的表达水平，A正确；若X染色体有两条或多条时，只有一条可以正常表达，所以推测其他生物存在雄性X染色体基因高表达或者雌性两条X染色体基因均处于低表达的遗传机制，B正确；雄性玳瑁猫若出现，说明其基因型为XBXbY，推测雌猫减数分裂异常，发生了染色体数目变异，C正确；推测性染色体组成为XXX或XXXX的雌猫中有2个或3个巴氏小体，D错误。

4．普通小麦是六倍体，体细胞中含42条染色体；黑麦是二倍体，体细胞中含14条染色体。科学家用普通小麦和黑麦杂交获得的F1不育，F1经染色体数目加倍后获得八倍体小黑麦。下列叙述正确的是( C )

A．普通小麦和黑麦能够杂交成功，表明两者间不存在生殖隔离

B．只有使用一定浓度的秋水仙素处理F1，才能获得染色体数目加倍的八倍体小黑麦

C．普通小麦单倍体植株的成熟叶肉细胞中含3个染色体组

D．F1不育是由于细胞内不存在同源染色体

解析：普通小麦和黑麦杂交获得的F1不育，说明普通小麦和黑麦之间存在生殖隔离，A错误；也可以用低温诱导F1获得染色体数目加倍的八倍体小黑麦，B错误；单倍体是由配子直接发育而来的，而配子是减数分裂形成的，其所含染色体数目只有体细胞的一半，普通小麦含6个染色体组，则其单倍体植株的体细胞含3个染色体组，因此普通小麦单倍体植株的成熟叶肉细胞中含3个染色体组；F1含普通小麦的3个染色体组和黑麦的1个染色体组，减数分裂时联会紊乱，一般不能产生正常的配子，D错误。

5．穿梭育种是近年来小麦育种采用的新模式。农业科学家将一个地区的品种与国内外其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种抗病高产的小麦新品种。下列关于穿梭育种的叙述，错误的是( B )

A．自然选择方向不同使各地区的小麦基因库存在差异

B．人工选择能够改变小麦变异的方向和基因频率改变的速度

C．小麦新品种在进化过程中会导致基因的多样性发生改变

D．穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件

解析：自然选择方向不同使各地区的小麦基因库存在差异，A正确；变异是不定向的，人工选择不能改变变异的方向，B错误；小麦新品种在进化过程中会导致基因的多样性发生改变，C正确；根据题干信息“然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种抗病高产的小麦新品种”可知，穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件，D正确。

6．控制玉米植株颜色的基因G(紫色)和g(绿色)位于6号染色体上。经X射线照射的纯种紫株玉米与绿株玉米杂交，F1出现极少数绿株。为确定绿株的出现是由于G基因突变还是G基因所在的染色体片段缺失造成的，可行的研究方法是( C )

A．用该绿株与纯合紫株杂交，观察统计子代的表型及比例

B．用该绿株与杂合紫株杂交，观察统计子代的表型及比例

C．选择该绿株减数第一次分裂前期细胞，对染色体观察分析

D．提取该绿株的DNA，根据PCR能否扩增出g基因进行判断

解析：根据题干信息分析，绿株的出现可能是由于G基因突变造成的，也可能是G基因所在的染色体片段缺失造成的，基因型分别是gg和g0。若用该绿株与纯合紫株杂交，无论是基因突变还是染色体片段缺失，后代都是紫色，无法判断，A错误；若用该绿株与杂合紫株杂交，后代都是紫色绿色＝11，无法判断，B错误；选择该绿株减数第一次分裂前期细胞，对染色体观察，可以通过染色体是否缺失进行判断，C正确；两种绿色植株都含有g基因，无法判断，D错误。

二、非选择题

7．(2022·安徽江南十校一模，32)水稻(2n＝24)可自花受粉，水稻的无香味(Y)对有香味(y)为显性。无香味人工杂交水稻经过长期诱变处理得到以下三种类型的变异(如图)。请回答下列问题：

(1)类型一的产生是因为y基因内发生了碱基的替换、增添或缺失，属于显性(填“显性”或“隐性”)突变。

(2)若类型二的植株M可正常产生配子，各种配子活力相同且可育，但含Y或y基因的个体才能存活，则该变异个体自交后代的表型及比例是无香味有香味＝41。

(3)类型三的植株N自交，子代无香味有香味＝21，对该异常分离比的出现，同学们经讨论分析提出两种假说。

假说一：含两条缺失染色体的受精卵不能发育。假说二：含缺失染色体的雄配子受精能力为正常雄配子的1/2。

为初步探究假说的正确性，请利用植株N的自交子代完成以下实验设计。

实验方案：任选一株无香味植株作父本和所有有香味植株作母本进行杂交，统计子代表型及分离比。

预期结果和结论：

①若无香味有香味＝11，则假说一正确；

②若全部为无香味或无香味有香味＝12，则假说二正确。

解析：(1)基因突变是由基因内碱基的替换、增添或缺失造成的，y突变为Y为显性突变。(2)Y所在染色体有缺失记为YO，未移接y的染色体记为yO，类型二的基因型可以表示YYOyyO，YYOyyO自交后代为9Y_y_(无香味)、3Y_yOyO(无香味)、3YOYOy_(有香味)和1YOYOyOyO(死)，所以无香味有香味＝41。(3)Y所在染色体有缺失(记为Y－)，若假设一正确，植株N(Y－y)自交后代为2Y－y(无香味)、1yy(有香味)；若假设二正确，植株N(Y－y)自交后代为1Y－Y－(无香味)、3Y－y(无香味)、2yy(有香味)。取子代的无香味植株作父本，将子代全部有香味植株(yy)作母本；在假设一的情况下，Y－y与yy杂交，子代Y－y(无香味)yy(有香味)＝11；在假设二的情况下，任选一株无香味父本，基因型为Y－Y－或Y－y，则与yy杂交，子代全无香味(父本为Y－Y－时)或子代Y－y(无香味)yy(有香味)＝12(父本为Y－y，产生的雄配子比为Y－y＝12)。