高中人教版 (2019)第5章 基因突变及其他变异第2节 染色体变异第2课时课堂检测

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基础过关练
题组一 了解低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1.(2020四川绵阳南山中学高二期中改编)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:低温可诱导着丝粒分裂,使染色体数目加倍
B.解离:用卡诺氏液浸泡根尖1 h,使组织细胞分离开
C.染色:可用苏丹Ⅲ染液代替甲紫溶液
D.观察:镜检发现视野中少数细胞染色体数目增加
2.(2019四川阆中中学高一下期中)下列关于低温诱导染色体数目加倍的实验叙述正确的是( 易错 )
A.显微镜下可以看到细胞分裂的连续过程
B.使用卡诺氏液固定细胞形态后,要用清水冲洗2次
C.可用甲紫溶液进行染色
D.实验步骤:解离→染色→漂洗→制片
3.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的说法不正确的是( )
A.实验中可用洋葱鳞片叶作材料而不能用大肠杆菌等原核生物替代
B.染色常用的染液为甲紫溶液,也可用醋酸洋红液替代
C.最好选用分裂中期的图像进行观察,此时染色体形态最清晰
D.低温处理与观察不能同时进行
4.在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中,下列相关叙述中正确的是( )
A.对洋葱不定根的诱导温度越低越好
B.剪取的根尖越短越好
C.卡诺氏液主要起解离细胞的作用
D.镜检时在同一装片上就可以找到对照
5.(2020江西高安中学高二期中)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。分析回答:
(1)在诱导染色体加倍的过程中,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 。根据以上研究表明,诱导罗汉果染色体加倍的最适处理方法是 。
(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茎尖,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)获得了理想的变异株后,要培育无子罗汉果,还需要继续进行的操作是 。
题组二 归纳染色体结构变异
6.(2019山东夏津一中高一下月考)已知某物种一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因,下面列出的若干种变化中未发生染色体结构变化的是( )
7.下列情况引起的变异属于染色体变异的是( )
A.非同源染色体上非等位基因的自由组合
B.一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
C.同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换
D.DNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换
8.(2020辽宁大连高一期末)如图表示发生在常染色体上的变化,下列叙述错误的是( )
A.该变异可以用显微镜直接观察到
B.该变异发生在两条非同源染色体之间
C.该变异属于可遗传变异中的基因重组
D.该变异导致染色体上DNA的碱基序列改变
能力提升练
题组一 掌握低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验及拓展应用
1.(2020天津学业水平等级性考试,)用秋水仙素处理有色洋葱幼苗茎尖,收获种子。对种子萌发的幼苗进行形态鉴定并进一步进行染色体数目的显微观察,结果见下表。下列叙述错误的是( )
A.植株形态变异是因变量,鉴定时需与未处理的对照组相比较来筛选出变异株
B.染色体倍性变异是因变量,鉴定时需观察根尖成熟区细胞的染色体数量
C.表中少数实验组材料较少,可通过补充材料或增加实验次数来降低其误差
D.获得倍性变异植株的最适条件:用0.01%秋水仙素处理茎尖4天
2.(不定项)()探究利用秋水仙素培育四倍体蓝莓的实验中,每个实验组选取50株蓝莓幼苗,用秋水仙素溶液处理它们的幼芽,得到结果如图所示,相关说法不正确的是( )
A.实验原理是秋水仙素能够抑制着丝粒分裂,诱导形成多倍体
B.自变量是秋水仙素浓度和处理时间,所以各组蓝莓幼苗数量和长势应该相等
C.判断是否培育出四倍体蓝莓最可靠的方法是将四倍体果实与二倍体果实进行比较
D.由实验结果可知用0.1%和0.05%的秋水仙素溶液处理蓝莓幼苗效果相同
题组二 理解染色体结构的变异及应用
3.(2020辽宁百强校高三期末联考,)有一玉米植株,它的一条9号染色体有缺失,另一条9号染色体正常,该植株9号染色体上决定糊粉层颜色的基因是杂合的,缺失的染色体带有产生色素的显性基因C,而正常的染色体带有无色隐性等位基因c,已知含有缺失染色体的花粉不能成活。如以这样一株杂合体玉米植株作为父本,以cc植株作为母本,在杂交后代中,有10%的有色籽粒出现。对这一杂交结果的解释,理论上最合理的是( 深度解析 )
A.发生了染色体易位
B.缺失染色体上的基因C突变为基因c
C.非同源染色体之间自由组合的结果
D.同源染色体之间发生了交叉互换
4.(2020江西高安中学高一期末,)如图所示,这是初级精母细胞减数分裂时一对同源染色体的图解,同源染色体相联系的部位称为交叉,下列说法中正确的是( 易错 )
A.同源染色体交叉的出现是染色体片段交换的结果
B.交叉的结果造成了染色体结构的变异
C.该图可见于减数第二次分裂前期时同源染色体的姐妹染色单体之间
D.图中共有4条脱氧核苷酸链
5.(2020重庆高二期末,)决定玉米籽粒有色(C)和无色(c)、淀粉质(B)和蜡质(b)的基因位于9号染色体上,结构异常的9号染色体一端有染色体结节,另一端有来自8号染色体的片段(见图1)。科学家利用玉米染色体的特殊性进行了图2所示的研究。请回答下列问题:
(1)8号染色体片段转移到9号染色体上的变异现象称为 。
(2)图2中的母本在减数分裂形成配子时,这两对基因所在的染色体 (填“能”或“不能”)发生联会。
(3)图2中的亲本杂交时,F1出现了四种表型,其中表型为无色蜡质的个体的出现,最可能是因为亲代 细胞在减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体间发生了 ,产生了基因型为 的重组型配子。
(4)由于异常的9号染色体上有 作为C和b的细胞学标记,所以可在显微镜下通过观察染色体来研究两对基因的重组现象。将F1表型为无色蜡质的个体的组织细胞制成临时装片观察,选取处于 的细胞,观察到 的染色体,可作为基因重组的细胞学证据。
答案全解全析
基础过关练
1.D 低温诱导可以抑制纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍,故A错误;卡诺氏液的作用是固定细胞形态,解离时应用解离液使组织细胞相互分离开来,故B错误;苏丹Ⅲ是对脂肪进行染色的染料,故C错误;由于分裂间期时间长,占细胞周期比例大,故大部分细胞处于分裂间期,少数细胞处于分裂期,显微镜下少数细胞染色体数目增加,故D正确。
2.C 在低温诱导植物细胞染色体数目加倍的实验中,细胞经卡诺氏液固定后已经死亡,显微镜下不能看到细胞分裂的连续过程,A错误;使用卡诺氏液固定细胞形态后,应用体积分数为95%的酒精冲洗2次,B错误;可用甲紫溶液对染色体进行染色,C正确;制作装片的步骤是解离→漂洗→染色→制片,D错误。
易错警示
误认为在显微镜下可以看到有丝分裂整个动态变化过程
显微镜下观察到的都是死细胞,不能看到细胞分裂的动态变化。若视野中找不到处于某一时期的细胞,可通过移动装片从邻近的区域寻找。
3.A 大肠杆菌为原核生物,不含染色体,洋葱鳞片叶虽然含染色体,但该细胞高度分化不分裂,故都不能用作实验材料,A错误;醋酸洋红液、甲紫溶液均可给染色体染色,B正确;由于处于有丝分裂中期的细胞中染色体的形态最稳定、数目最清晰,故最好选用有丝分裂中期的图像进行观察,C正确;该实验先用低温处理,然后再制作装片进行观察,故低温处理与观察不能同时进行,D正确。
4.D 低温可以诱导洋葱根尖细胞的染色体数目加倍,但是温度不能过低,因为温度过低时,酶的活性极低,细胞几乎不发生分裂,A错误;实验最佳的观察对象是根尖分生区细胞,剪取的根尖过短时可能不能观察到分生区细胞,B错误;卡诺氏液主要起固定细胞形态的作用,C错误;镜检时在同一装片上就可以找到处于各分裂时期和间期的细胞,D正确。
5.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 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
解析 (1)在诱导染色体加倍的过程中,秋水仙素的作用是抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成。由于芽尖生长点细胞分裂旺盛,易变异,所以在诱导变异时常作为处理对象。(2)分析题意和表格可知,题述实验研究的自变量是秋水仙素的浓度,因变量是处理植株的成活率和变异率。根据表格数据,0.1%秋水仙素滴芽尖生长点,植株的成活率和变异率均较高,是诱导罗汉果染色体加倍的最适处理方法。(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。实验步骤包括固定、解离、漂洗、染色、制片;有丝分裂中期,染色体形态、数目最清晰,最适宜在显微镜下观察。(4)要培育无子罗汉果,可用四倍体与二倍体杂交,子代是三倍体,没有种子。
6.D 题图染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因,A选项中缺失D、E片段,B选项中多了F片段,C选项中缺失D片段,多了F片段,D选项中发生的是基因突变。综上所述,只有D选项未发生染色体结构变化,D符合题意。
7.B 减数分裂过程中,非同源染色体上非等位基因的自由组合属于基因重组;一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上属于染色体结构变异;同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换属于基因重组;DNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换,若引起基因碱基序列的改变,则属于基因突变。综上所述,B符合题意。
8.C 染色体属于显微结构,染色体数目变异和染色体结构变异均可在显微镜下观察到,A正确;非同源染色体之间相互交换片段属于染色体结构变异(易位),同源染色体上的非姐妹染色单体相互交换片段属于基因重组,B正确,C错误;染色体结构变异会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,因此该变异导致染色体上DNA的碱基序列改变,D正确。
能力提升练
1.B 植株形态变异属于因变量之一,鉴定时需与未处理的对照组相比较来筛选出变异株,A正确;染色体倍性变异属于因变量之一,根据题干信息分析可知,鉴定时应该观察幼苗细胞的染色体数量,B错误;表中少数实验组材料较少,可通过补充材料或增加实验次数来降低其误差,C正确;获得倍性变异植株的最适条件是用0.01%秋水仙素处理茎尖4天,因为该处理条件下形态变异植株数最多、倍性变异株数所占比例最高,D正确。
2.ACD 秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成,不能抑制着丝粒分裂,A错误。据图分析,实验的自变量是秋水仙素浓度和处理时间,因变量是诱变率,实验过程中各组蓝莓幼苗数量和长势应该相同,排除偶然因素对实验结果的影响,B正确。让四倍体蓝莓结出的果实与二倍体蓝莓结出的果实比较并不能准确判断是否培育出四倍体蓝莓,因为蓝莓果实的大小受到外界环境等多种因素的影响;鉴定四倍体蓝莓的方法之一是观察细胞中的染色体数,最佳时期为中期,此时染色体的形态、数目最清晰,C错误。根据图中信息可知,秋水仙素浓度和处理时间均影响多倍体的诱变率,当用0.05%和0.1%的秋水仙素溶液处理蓝莓幼苗1天或2天时,诱变效果相同;但若处理时间为0.5天,则诱变效果不同,D错误。
3.D 缺失染色体上的基因C突变为基因c,含有缺失染色体的花粉仍不能成活,且子代不会含有基因C,B错误;等位基因C和c只能分离,不能自由组合,C错误;根据题干信息可知,杂交后代存在有色籽粒,说明亲本将基因C遗传给了子代,父本形成雄配子时发生同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换,可以形成有活性的含基因C的配子,而染色体易位发生在非同源染色体间,A错误,D正确。
关键点拨
由于含有缺失染色体的花粉不能成活,且缺失的染色体带有产生色素的显性基因C,所以正常情况下,父本杂合玉米植株减数分裂后,产生的可育配子中只含有隐性基因c。
4.A 同源染色体交叉的出现是染色体片段交换的结果,A正确;同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换,属于基因重组,不属于染色体结构变异,B错误;该图可见于减数第一次分裂前期的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间,C错误;图中一对同源染色体上有4个DNA分子,共8条脱氧核苷酸链,D错误。
易错警示
区别交叉互换和易位
同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组,参与互换的基因为等位基因;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位,参与互换的基因为非等位基因。
5.答案 (1)易位(染色体结构变异) (2)能 (3)初级卵母 交叉互换 bc (4)结节和片段 有丝分裂中期 有片段无结节
解析 (1)一条染色体的一部分片段转移到另外一条非同源染色体上称为染色体变异,并且这是染色体结构变异中的易位。(2)题图2中的母本染色体上含有两对等位基因,在减数分裂形成配子的过程中,这两对等位基因所在的部分染色体能发生联会。(3)正常情况下,题图2表示的亲本杂交,母本只能产生Bc、bC的配子,故后代不会出现表型为无色蜡质的个体,但是如果这样的个体出现,说明母本产生了bc的配子,要产生bc这种配子,需要初级卵母细胞中的同源染色体发生交叉互换。(4)从题图中可以看出异常的9号染色体上有结节和片段,与正常的9号染色体有明显的区别,可以作为C和b的细胞学标记,可在显微镜下通过观察染色体来研究两对基因的重组现象;将F1表型为无色蜡质的个体的组织细胞制成临时装片,观察处于有丝分裂中期的细胞,如果观察到有片段无结节的染色体,可作为基因重组的细胞学证据。
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
0.05
30
5 d
100
1.28
0.1
86.4
24.3
0.2
74.2
18.2
茎尖的秋水仙素
处理浓度(%)
时间
(天)
形态鉴定变异
植株株数
倍性变异株数
所占比例(%)
0.01
2
18
67
0.01
4
38
84
0.01
6
27
81
0.03
2
11
82
0.03
4
13
69
0.05
2
15
73
0.05
4
17
82
0.05
6
4
75
1.D
2.C
3.A
4.D
6.D
7.B
8.C
1.B
2.ACD
3.D
4.A