新高考生物一轮复习专题训练：第21讲 染色体变异（含解析）

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高中生物一轮复习专题训练第21讲　染色体变异1.某动物(2n＝16)性别决定方式为XY型，研究发现其体内两条X染色体有时可融合成一条X染色体，称为并连X(记作“X∧X”)，其形成过程如图所示。一只含有并连X的雌性个体(X∧XY)和一只正常雄性个体杂交，子代的基因型与亲代完全相同。子代连续交配也是如此，因而称为并连X保持系。下列叙述错误的是(　　)A．该并连X雌性个体在减数分裂时可形成8个四分体B．该并连X雌性个体体内细胞中染色体组数是1或2或4C．在并连X保持系中，亲本雄性个体的X染色体传向子代雌性个体D．利用该保持系，可“监控”雄性个体X染色体上的新发突变解析：该动物(2n＝16)染色体组成为X∧XY，在减数分裂Ⅰ前期，两条X染色体和Y染色体配对形成1个四分体，常染色体形成7个四分体，所以可以形成8个四分体，A正确；该并连X雌性个体体内，其生殖细胞只含有1个染色体组，正常体细胞含有2个染色体组，有丝分裂后期有4个染色体组，B正确；在并连X保持系中，亲本雄性个体的X染色体传向子代雄性个体，亲本雄性个体的Y染色体传向子代雌性个体，C错误；由于子代的基因型与亲代完全相同，当雄性个体X染色体上有新的突变产生时，子代雄性个体的性状可能会与亲本的有所不同。可见，利用该保持系，可“监控”和“记录”雄性个体X染色体上的新发突变，D正确。答案：C2．玉米某条染色体上部分基因的分布如图甲所示，该条染色体经变异后部分基因的分布如图乙所示。下列有关说法错误的是(　　)A．有丝分裂和减数分裂过程中都能发生该种染色体变异B．DNA的断裂、错接是形成图乙异常染色体的根本原因C．该染色体上的所有基因在玉米的所有细胞中不一定都表达D．甲→乙发生的变异类型为倒位，不能在显微镜下分辨解析：染色体变异是随机的，无论细胞是否发生分裂，均有可能发生染色体变异，A正确；甲→乙发生的变异类型为倒位，其根本原因是DNA的断裂、错接，这种变异在显微镜下能分辨，B正确，D错误；在不同细胞中，选择性表达的基因不完全相同，因此该染色体上的所有基因在玉米的所有细胞中不一定都能表达，C正确。答案：D3．如图是人体正常细胞的一对常染色体(用虚线表示)和一对性染色体(用实线表示)，其中A、a表示基因。突变体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是甲(正常细胞)的几种突变细胞。下列分析合理的是(　　)A．一个甲细胞经减数分裂产生的aX的配子概率是1/4B．突变体Ⅱ的形成一定是染色体缺失所致C．突变体Ⅲ形成的类型是生物变异的根本来源D．从正常细胞到突变体Ⅰ可通过有丝分裂形成解析：图中正常雄性个体产生的雄配子类型有四种，即AX、AY、aX、aY，而一个甲细胞形成的子细胞是2种，即AX、aY或AY、aX，则产生的aX的配子概率是0或1/2，A错误；突变体Ⅱ中一条染色体缺失了一端，属于染色体结构变异(缺失)，也可能发生染色体结构变异(易位)，B错误；突变体Ⅲ中一条染色体的片段移到Y染色体上，属于染色体结构变异(易位)，而生物变异的根本来源是基因突变，C错误；突变体Ⅰ中A基因变成a基因，属于基因突变，可发生在有丝分裂间期，D正确。答案：D4．(2022·湖南益阳模拟)科学家发现一类具有优先传递效应的外源染色体，即“杀配子染色体”，它通过诱导普通六倍体小麦(6n＝42)发生染色体结构变异，实现优先遗传，其作用机理如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)A．导入“杀配子染色体”后小麦发生的变异属于可遗传的变异B．图中可育配子①与正常小麦配子受精后，细胞中最多有43条染色体C．为观察染色体数目和结构，可选择处于有丝分裂中期的细胞D．由图中可育配子直接发育成的个体的体细胞中含有3个染色体组，为单倍体解析：正常六倍体小麦有42条染色体，而导入“杀配子染色体”后小麦染色体数目为43条，即遗传物质发生了改变，因此发生的变异属于可遗传的变异，A正确；图中可育配子①的染色体组成为21W＋1A，正常小麦产生的配子为21W，因此与正常小麦的配子受精后，发育的个体染色体组成为42W＋1A，有43条染色体，则有丝分裂后期细胞中最多有86条染色体，B错误；有丝分裂中期的细胞中，染色体形态稳定、数目清晰，是观察的最佳时期，C正确；六倍体小麦的配子有3个染色体组，由其直接发育成的个体为单倍体，D正确。答案：B5．中国首创的人造麦类新作物八倍体小黑麦，由于具有品质佳、抗逆性强和抗病害等特点，在生产上有广阔的应用前景。其培育过程如图所示(其中A、B、D、R分别代表不同物种的一个染色体组)。下列有关叙述正确的是(　　)A．普通小麦与黑麦杂交产生了后代，说明二者间不存在生殖隔离B．图中秋水仙素应作用于杂种一的种子或幼苗的细胞分裂前期C．杂种一的部分细胞染色体组数与小黑麦部分细胞染色体组数相同D．将小黑麦的花粉粒进行花药离体培养得到的四倍体高度不育解析：普通小麦与黑麦杂交产生的杂种为ABDR，杂种由于不存在同源染色体，减数分裂过程中不能正常的联会，无法产生正常的配子，杂种不育，则普通小麦与黑麦存在生殖隔离，A错误；由A分析可知，杂种不育，不能产生种子，因此只能用秋水仙素作用于杂种的幼苗，而不能作用于杂种的种子，B错误；杂种一的部分细胞有丝分裂后期染色体组数为8个，部分细胞染色体组数为4个，小黑麦部分细胞染色体组数为4个，部分细胞染色体组数为8个，部分细胞染色体组数为16个，C正确；花粉粒进行花药离体培养得到的是单倍体，D错误。答案：C6．科学家研究发现雌蝗虫体细胞中染色体有24条(2N＝24，XX型)，而雄蝗虫体细胞中染色体只有23条(2N＝23，XO型)，无Y染色体。下列叙述正确的是(　　)A．雄蝗虫是单倍体，雌蝗虫是二倍体B．卵原细胞进行减数分裂时能观察到11个四分体C．雄蝗虫细胞中由于缺乏Y染色体，所以不能进行减数分裂D．对蝗虫细胞染色体进行染色时可以用甲紫溶液染色解析：据题可知雌雄蝗虫都有两个染色体组，雌蝗虫是二倍体，雄蝗虫是单体，A错误；雌蝗虫2N＝24，说明含有12对同源染色体，所以在减Ⅰ前期时形成12个四分体，B错误；雄蝗虫的性染色体组成为XO，虽然缺乏Y染色体，但仍能进行减数分裂，可以形成X和O两种配子，C错误；染色体能被碱性染料甲紫溶液染成深色，D正确。答案：D7．已知果蝇红眼和白眼分别由基因A和a控制，且不含A/a 的个体在出生前死亡。将一只纯合红眼雌果蝇和一只经X射线照射的红眼雄果蝇杂交获得F1，取一只白眼的雄果蝇和F1中的一只雌果蝇杂交得F2。F2有两点异常：①雌性数量是雄性的2倍；②所有雄性均为红眼，雌性中红眼∶白眼＝1∶1。下列分析正确的是(　　)A．X射线导致红眼雄果蝇的X染色体上的A突变为aB．X射线导致红眼雄果蝇X染色体上含A的片段缺失，属于染色体结构变异C．F1中进行杂交实验的这只雌果蝇的细胞中含有1或2个染色体组D．F2中的白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，其后代雌、雄比例为1∶1解析：由于F2中雌性数量是雄性的2倍，雌雄比例不为1∶1，则A/a这对基因位于X染色体上。若是由于X射线导致X染色体上A突变为a，则经X射线照射的红眼雄果蝇的基因型为XaY，纯合红眼雌果蝇基因型为XAXA，则F1雌果蝇基因型为XAXa，与一只白眼的雄果蝇(XaY)杂交得F2，则F2中应存在白眼雄性个体，与题干不符，A错误；若X射线导致X染色体上含A的片段缺失，属于染色体结构变异，则亲本的基因型为XAXA和XY，F1雌果蝇基因型为XAX，与一只白眼的雄果蝇(XaY)杂交得F2，F2中的基因型为XAXa、XaX、XAY、XY(不含A/a的个体，死亡)，因此雌性数量是雄性的2倍，所有雄性均为红眼，雌性中红眼∶白眼＝1∶1，杂交实验结果与题干相符，B正确；F1雌果蝇基因型为XAX，体细胞含有2个染色体组，F1中进行杂交实验的这只雌果蝇的细胞中既有进行有丝分裂的细胞，也有进行减数分裂的细胞，所以含有1个或2个或4个染色体组，C错误；由B选项分析可知，F2中白眼雌果蝇(其基因型为XaX)和红眼雄果蝇(XAY)杂交，后代的基因型为XAXa、XAX、XaY、XY(不含A/a的个体，死亡)，因此其后代雌、雄比例为2∶1，D错误。答案：B8．(多选)(2022·山东临沂模拟)果蝇的P元件是一段DNA序列，根据是否含有P元件，果蝇可分为M型品系(野生型)和P型品系(含P元件)。P元件仅可在生殖细胞中发生易位而导致子代性腺不发育，但子代体细胞组织正常；P元件在细胞质中的翻译产物是一种蛋白因子，可抑制P元件易位。下列叙述错误的是(　　)A．P元件促进同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换B．体细胞组织正常是由于P元件表达的蛋白因子抑制了易位C．生殖细胞中是否发生了P元件易位可通过显微镜观察判断D．P型母本与M型父本杂交，产生的子代不可育解析：根据题干，P元件可引起生殖细胞中染色体的易位，但易位发生在非同源染色体之间，A错误；P元件对应的翻译产物可抑制P元件易位，使体细胞表现正常，B正确；通过显微镜可以观察到易位的发生，C正确；P型母本的卵细胞与M型父本的精子结合形成的受精卵的细胞质几乎全部来自P型母本，其中含有抑制P元件易位的蛋白因子，所以子代均可育，D错误。答案：AD9．(多选)小鼠属于XY型性别决定的生物，体内有40条染色体。小鼠会出现三体，即体细胞中一种染色体存在三条，根据染色体情况的不同，依次分为1号染色体三体(Chr1)、2号染色体三体(Chr2)……以此类推。研究发现不同的三体对小鼠胚胎发育的影响不同，如图表示几种类型的三体对胚胎发育的影响情况。下列分析正确的是(　　)A．三体的形成与减数分裂过程中染色体的不均等分裂有关B．三体导致的胚胎致死时间与那条多余染色体的大小呈正相关C．12号与13号染色体上基因数目不一定相同，但12号染色体上的基因对胚胎发育可能更重要D．19号染色体上基因控制的蛋白质数量比其他染色体上的少，且对胚胎发育的影响小解析：三体的形成通常是减数分裂Ⅰ时，个别的同源染色体未分离，或减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体分开后形成的染色体未移向两极，产生的异常生殖细胞参与受精可形成三体，A正确；由Chr1、Chr6、Chr10可知，不同大小的染色体可以在胚胎发育的同一时期死亡，B错误；12、13号染色体的大小相同，但并不能推知其上的基因数目相同，由Chr12胚胎死亡的时间早于Chr13，可推知12号染色体上的基因对胚胎发育可能更重要，C正确；19号染色体最短，可能含有的基因数目较少，从而控制合成的蛋白质种类少，但并不能得出控制的蛋白质数量比其他染色体上的少，D错误。答案：AC10．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1。(1)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，用植株A进行自交实验获得F1，若F1表型及比例为_____________________________，则T基因位于异常染色体上；若F1表型及比例为________________，则T基因位于正常染色体上。(2)若植株A中T基因位于异常染色体上，以植株A为父本进行测交产生图2所示个体植株B，其变异类型为________，请从减数分裂的角度分析植株B产生的原因_______________________________________________________。(3)若图2的植株B能正常进行减数分裂，其能产生的精子种类及比例为________________________，与正常白色籽粒玉米(为母本)杂交后代的表型及比例为____________________。解析：(1)若T基因位于异常染色体上，让植株A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，故Tt个体产生的精子中只有t能参与受精作用，而Tt个体产生的卵细胞为T∶t＝1∶1，所以F1表型及比例为黄色(Tt)∶白色(tt)＝1∶1。若T基因位于正常染色体上，由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，故Tt个体产生的精子中只有T能参与受精作用，而Tt个体产生的卵细胞为T∶t＝1∶1，所以F1基因型及比例为TT∶Tt＝1∶1，F1全部为黄色籽粒。(2)若植株A中T基因位于异常染色体上，以植株A为父本进行测交产生图2所示个体植株B，其变异类型为染色体(数目)变异，从减数分裂的角度分析植株B产生的原因是植株A在减数分裂产生精子的过程中9号同源染色体未分离。(3)若图2的植株B能正常进行减数分裂，其能产生的精子种类及比例为T∶t∶tt∶Tt＝1∶2∶1∶2，由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，故植株B可育的精子种类及比例为t∶tt∶Tt＝2∶1∶2，正常白色籽粒玉米(tt)产生的卵细胞为t，二者杂交后代的基因型及比例为tt∶ttt∶Ttt＝2∶1∶2，表型及比例为黄色籽粒∶白色籽粒＝2∶3。答案：(1)黄色籽粒∶白色籽粒＝1∶1　全为黄色籽粒　(2)染色体(数目)变异　植株A在减数分裂产生精子的过程中9号同源染色体未分离　(3)T∶t∶tt∶Tt＝1∶2∶1∶2　黄色籽粒∶白色籽粒＝2∶311．燕麦雌雄同株，颖片颜色有三种，黑颖(Y_R_或yyR_)、黄颖(Y_rr)、白颖(yyrr)，两对基因分别位于两对同源染色体上。R、r基因所在的染色体若发生片段缺失(R、r基因不丢失)将会导致花粉败育，但雌配子可育。回答下列问题：(1)燕麦颖片颜色的遗传遵循________________定律。若要用基因型为Yyrr的黄颖植株，快速培育出纯合的黄颖植株，最佳方法是________________育种。(2)黑颖燕麦基因型有________种。现有一株基因型为YYRr的黑颖燕麦植株，请设计实验，探究该植株R、r基因所在染色体片段是否缺失以及缺失情况。(写出实验思路，预期实验结果及结论)解析：(1)燕麦颖片颜色受两对等位基因控制，这两对基因分别位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。单倍体育种能明显缩短育种年限，用基因型为Yyrr的黄颖植株，快速培育出纯合的黄颖植株，可先进行花药离体培养获得Yr的单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体的幼苗，便可得到YYrr的纯合黄颖植株。(2)黑颖燕麦的基因型为Y_R_或yyR_，共有2×2＋2＝6种基因型。根据题干信息，R、r基因所在的染色体若发生片段缺失(R、r基因不丢失)将会导致花粉败育，但雌配子可育。现以基因型为YYRr的黑颖燕麦植株为实验材料探究R、r基因所在染色体片段是否缺失以及缺失情况，实验思路可以选取该燕麦植株自交，观察并统计子代表型及比例，若R、r基因所在的染色体片段没发生缺失，则后代的基因型及比例是YYR_∶YYrr＝3∶1，即表型及比例是黑颖∶黄颖＝3∶1；若R基因所在的染色体片段发生缺失，则亲本产生的雌配子是YR∶Yr＝1∶1，亲本雄性产生的配子是Yr，后代的基因型及比例是YYRr∶YYrr＝1∶1，表型及比例是黑颖∶黄颖＝1∶1；若r基因所在的染色体片段发生缺失，则亲本产生的雌配子是YR∶Yr＝1∶1，亲本雄性产生的配子是YR，后代的基因型及比例是YYRR∶YYRr＝1∶1，表型全都是黑颖。也可以选该燕麦植株作父本，用黄颖或白颖作母本进行杂交实验，观察并统计子代表型及比例。①若子代黑颖∶黄颖＝1∶1，则R、r基因所在的染色体片段没发生缺失。②若子代全为黄颖，则R基因所在的染色体片段发生缺失。③若子代全为黑颖，则r基因所在的染色体片段发生缺失。答案：(1)自由组合　单倍体　(2)6　方案一：用该燕麦植株自交，观察并统计子代表型及比例。①若子代黑颖∶黄颖＝3∶1，则R、r基因所在的染色体片段没发生缺失。②若子代黑颖∶黄颖＝1∶1，则R基因所在的染色体片段发生缺失。③若子代全为黑颖，则r基因所在的染色体片段发生缺失。方案二：选该燕麦植株作父本，用黄颖或白颖作母本进行杂交实验，观察并统计子代表型及比例。①若子代黑颖∶黄颖＝1∶1，则R、r基因所在的染色体片段没发生缺失。②若子代全为黄颖，则R基因所在的染色体片段发生缺失。③若子代全为黑颖，则r基因所在的染色体片段发生缺失。12.(2022·江苏南通模拟)某二倍体植物有多对容易区分的相对性状，其中部分性状受相关基因控制的情况如下表所示，体细胞的三对基因在染色体上的分布如右图所示。回答下列问题：(1)遵循基因自由组合定律的非等位基因有________________。(2)如果该植株形成配子时，部分四分体中相邻的两条非姐妹染色单体之间，基因D与d所在片段发生过互换，则该植株可形成________种基因型的配子；如果该植株形成配子时没有发生互换，则该植株自交产生的红花窄叶子代中纯合子占的比例为________，红花窄叶子代中中粗茎所占比例为________。(3)已知用电离辐射处理该植物的幼苗，能使A、a基因所在的染色体片段从原染色体随机断裂，然后随机结合在B、b所在染色体的末端，形成末端易位，但仅有一条染色体发生这种易位的植株高度不育。现将一基因型如上图所示的植株在幼苗时期用电离辐射处理，欲判定该植株是否发生易位及易位的类型，可通过观察该植株自交后代的表现型进行判断。(注：仅研究花色和叶形两对性状，不考虑互换)①若出现________种表型的子代，则该植株没有发生染色体易位；②若________________________，则该植株仅有一条染色体发生末端易位；③若子代表型及比例为______________________________________________________，则A、a所在染色体片段均发生了易位，且A基因连在b基因所在的染色体上，a基因连在B基因所在的染色体上。解析：(1)据分析可知，由于基因A、a与D、d在一对同源染色体上，基因B、b位于另一对同源染色体上，故A、a与B、b；D、d与B、b之间满足基因的自由组合定律。(2)据图，若该植株基因型为AaBbDd，形成配子时若部分四分体中相邻的两条非姐妹染色单体之间，基因D与d所在片段发生过互换，则该植株可形成2×2×2＝8种基因型的配子；如果该植株形成配子时没有发生互换，由于A与d连锁，a与D连锁，所以只能产生ABd、Abd、aBD、abD四种配子，比例为1∶1∶1∶1，则该植株自交产生的红花窄叶(A_B_)子代占3/4×3/4＝9/16，而纯合的红花窄叶(AABB)占1/4×1/4＝1/16，所以该植株自交产生的红花窄叶子代中纯合子占的比例为1/9。由于A与d连锁，a与D连锁，故子代红花窄叶中中粗茎所占比例即可只看红花中中粗茎所占比例，则该AaDd植株自交产生的子代为1/4AAdd,2/4AaDd,1/4aaDD，有3/4表现为红花，有2/4表现为红花中粗茎，故红花窄叶子代中中粗茎所占比例占2/3。(3)由题意可知，仅研究花色和叶形两对性状，不考虑互换，该实验的目的是欲判定该植株是否发生易位或发生怎样的易位，所采用的方法是让该植株自交，观察后代的表现：①如果没有发生染色体易位，则A、a与B、b依然满足基因的自由组合定律，可以产生AB、Ab、aB、ab四种配子，所以后代有4种表现型，即红花宽叶、红花窄叶、白花宽叶、白花窄叶；②如果发生单个基因的染色体易位，由于单个基因的染色体易位是高度不育的，因此不能产生子代个体；③如果A、a所在染色体片段均发生了易位，且A基因连在b基因所在的染色体上，a基因连在B基因所在的染色体上，则可以产生Ab、aB两种配子，所以子代的基因型及比例为AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1，即表型及比例为红花宽叶∶红花窄叶∶白花窄叶＝1∶2∶1。答案：(1)A、a和B、b；D、d和B、b　(2)8　1/9　2/3(3)①4　②没有子代产生　③红花宽叶∶红花窄叶∶白花窄叶＝1∶2∶1