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3.1染色体变异及其应用
【基础练习】
1.减数分裂过程中出现染色体数目异常，可能导致的遗传病是( )
A.唐氏综合征 B.镰刀型细胞贫血症
C.猫叫综合征 D.苯丙酮尿症
2.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是( )
A.促进染色体多次复制
B.抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成
C.促进姐妹染色单体分开
D.促进细胞融合
3.生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化,称为染色体变异。下列不属于染色体变异的是( )
A.两条非同源染色体之间交换了一片段
B.某条染色体缺失了一片段
C.染色体的某一片段位置颠倒
D.四分体中非姐妹染色单体等量交换一片段
4.将某植物的花药离体培养，在获得的幼苗体细胞中观察到12对染色体，此幼苗属于( )
A.单倍体 B.二倍体 C.四倍体 D.多倍体
5.下图分别表示四种生物的体细胞，下列有关描述正确的是( )
A.图中甲、乙、丁都是单倍体 B.图中的丙一定是二倍体
C.图中乙含三个染色体组 D.与丁相对应的基因型可以是aaa
6.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，错误的是( )
A.低温和秋水仙素处理都能够抑制纺锤体的形成
B.剪取诱导处理的根尖放入卡诺氏液中以固定细胞形态
C.根尖经解离处理后用体积分数为95%的酒精冲洗
D.先用低倍镜寻找并确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察
【能力提升】
7.下图表示四种植株的体细胞染色体情况。下列相关叙述正确的是( )
A.细胞Ⅰ中大小相同的染色体归为一个染色体组
B.细胞Ⅱ一定来自三倍体植株
C.细胞Ⅲ内含有一个染色体组
D.细胞Ⅳ所在的植株不可能是由受精卵发育而来的
8.秋水仙碱是一种生物碱，因最初从百合科植物秋水仙中提取出来而得名，也称秋水仙素。秋水仙碱能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，因而使细胞内染色体数目加倍。秋水仙碱被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种中。下列有关秋水仙碱的应用，正确的是( )
A.秋水仙碱能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，故最终得到的细胞每条染色体将有两个DNA分子
B.用秋水仙碱加倍曼陀罗等植物的染色体数获得成功以后，发现细胞有多个细胞核
C.用秋水仙碱处理西瓜的幼苗，可能导致基因突变的产生
D.用秋水仙碱处理西瓜幼苗的芽尖，会导致芽尖正在分裂的细胞染色体数目都加倍
9.相互易位指非同源染色体互相交换部分等长的染色体片段。下图为发生相互易位的细胞在减数分裂Ⅰ前期发生的联会现象。随着分裂的进行，互相配对的四条染色体彼此分离后会两两随机移向两极，而形成的配子中染色体片段有重复可引起配子发育异常，从而导致不良遗传效应，若配子中染色体无重复片段，则子代表型正常。下列相关叙述错误的是( )
A.“十字形”联会现象只能发生在细胞的减数分裂过程中
B.该变异可能改变了染色体上的碱基排列顺序，但对基因的种类没有影响
C.若正常个体与发生“十字形”联会的个体生育子代，则子代中表型正常的占1/4
D.上述变异属于染色体结构变异，是生物进化原材料的来源之一
10.图甲、乙、丙、丁表示细胞中不同的变异类型,其中图甲中字母表示染色体片段。下列叙述正确的是( )
A.图示的变异类型都属于染色体变异
B.若图乙是精原细胞,则不可能产生正常配子
C.图示的变异类型都能为进化提供原材料
D.图示的变异类型仅发生在减数分裂过程中
11.下列有关生物变异的叙述，正确的是( )
A.基因中碱基对的缺失或替换不一定导致性状的改变
B.DNA分子中少数碱基对缺失引起多个基因不表达的现象属于染色体变异
C.雌雄配子的随机结合使后代具有多样性的现象属于基因重组
D.肺炎双球菌中的R型菌转化为S型菌的现象属于基因重组
12.若一对同源染色体中的两条染色体在相同区域同时缺失的个体会死亡，若仅有一条染色体发生缺失，而另一条正常，果蝇的生活力降低但能存活。现用一只红眼雄果蝇与一只白眼雌果蝇杂交，计数子代获得582只个体，其中雌果蝇267只（266只红眼，1只白眼），雄果蝇315只均为白眼，将F1中白眼雌果蝇与正常红眼雄蝇杂交观察子代的表现型及比例，已知控制眼色的基因不在X、Y染色体同源区段上，下列说法正确的是( )
A.若子代为红眼雌果蝇：白眼雄果蝇=1:1，则该白眼果蝇出现的原因为亲代雄果蝇发生了基因突变
B.若子代为红眼雌果蝇：白眼雄果蝇=2:1，则该白眼果蝇出现的原因为携带红眼基因的X染色体片段缺失
C.若子代为红眼雌果蝇：白眼雄果蝇=1:1，则该白眼果蝇出现的原因为携带红眼基因的X染色体片段缺失
D.若子代为红眼雌果蝇：白眼雄果蝇=2:1，则该白眼果蝇出现的原因为亲代雄果蝇发生了基因突变
13.某植物株色紫色对绿色为显性，分别由基因PL和pl控制，不含pl、PL基因的植物株色表现为白色。该植物株色在遗传时出现了变异（如下图所示），下列相关叙述正确的是( )
A.该变异是由某条染色体结构缺失引起的 B.该变异是由显性基因突变引起的
C.该变异在子二代中可能表现出新株色 D.该变异可以使用显微镜观察鉴定
14.无子西瓜的培育过程如下图所示，根据图解并结合学过的生物学知识，判断下列叙述错误的是( )
A.秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成
B.图中四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有2个染色体组
C.所有无子果实的培育原理都和无子西瓜的培育原理一致
D.培育三倍体无子西瓜通常需要年年制种，可用植物组织培养技术进行无性繁殖
15.已知西瓜红色瓤（R）对黄色瓤（r）为显性。下图中A是黄瓤瓜种子（rr）萌发而成的，B是红瓤瓜种子（RR）长成的。请据图作答：
（1）科学描述秋水仙素在该过程中发挥的作用：_____。
（2）G瓜瓤是_____色，其中种子的胚的基因型是_____。
（3）H瓜瓤是_____色，H中无子的原理是_____。
（4）请描述培育无子西瓜的原理。
答案以及解析
1.答案：A
解析：A、唐氏综合征叫先天性愚型又叫21三体综合征，其形成原因可能是减数分裂过程中出现染色体数目异常，A正确；
B、镰刀型细胞贫血症属于单基因遗传病，不是染色体数目异常引起的，B错误；
C、猫叫综合征属于染色体结构异常遗传病，C错误；
D、苯丙酮尿症属于单基因遗传病，不是染色体数目异常引起的，D错误。
故选A。
2.答案：B
解析：秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，导致复制后的染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。B正确。
故选B。
3.答案：D
解析：两条非同源染色体之间交换了一片段属于易位，某条染色体缺失了一片段属于缺失，染色体的某一片段位置颠倒属于倒位，前三者都属于染色体结构变异。四分体中非姐妹染色单体等量交换一片段属于基因重组，不属于染色体变异。
4.答案：A
解析：将某植物的花药离体培养，由于没有经过受精作用，所以获得的幼苗属于单倍体，A正确，BCD错误。故选A。
5.答案：C
解析：体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，称为单倍体，仅由题图无法判断甲、乙是否为单倍体，A项错误；图中的丙可能由配子直接发育而成，可能为单倍体，B项错误；据题图可知，乙含有三个染色体组，C项正确；丁只含有一个染色体组，基因型不可能是aaa，D项错误。
6.答案：C
解析：A、利用低温和秋水仙素处理材料均可抑制纺锤体形成，导致染色体数目加倍，两者的原理相同，A正确；
B、剪取诱导处理的根尖0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡3小时，以固定细胞形态，B正确；
C、根尖经解离处理后用清水漂洗，卡诺氏液处理根尖后用体积分数为95%的酒精冲洗2次，C错误；
D、先用低倍镜寻找并确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察，D正确。
故选C。
7.答案：D
解析：细胞Ⅰ中大小不同的染色体归为一个染色体组，A项错误；细胞Ⅱ中有3个染色体组，也可由二倍体和四倍体植株杂交而来，B项错误；细胞Ⅲ内含有2个染色体组，每组有3条染色体，C项错误；受精卵是雌配子和雄配子结合而来的，有同源染色体，而细胞Ⅳ中只有一个染色体组，没有同源染色体，所以不可能是由受精卵发育而来的，D项正确。
8.答案：C
解析：秋水仙碱抑制有丝分裂过程中纺缍体的形成，但没有抑制染色体着丝粒的分裂，所以最终得到的细胞每条染色体将有一个DNA分子，A项错误；用秋水仙碱处理可以获得多倍体植物，但细胞中只有一个细胞核，B项错误；秋水仙碱是化学物质，可能会诱导细胞发生基因突变，C项正确；用秋水仙碱处理西瓜幼苗的芽尖，只有部分正在分裂的细胞染色体数目加倍，D项错误。
9.答案：C
解析：本题主要考查染色体变异的相关知识，考查学生的获取信息的能力。若正常个体与发生“十字形”联会的个体生育子代，则子代中表型正常的占1/2，C项错误
10.答案：C
解析：A.根据以上分析已知，图中甲、乙、丁所示的变异类型都是染色体变异，丙图所示变异类型为基因重组，故A错误； B若图乙为精原细胞，其减数分裂过程中，可能产生正常的配子和异常的配子，故B错误； C图示四幅图发生的变异类型包括基因重组和染色体变异，都可以为生物进化通过原材料，故C正确； D.图中甲、乙、丁所示的变异类型都可以发生在有丝分裂和减数分裂过程中，而丙所示的变异类型只能发生在减数分裂过程中，故D错误。
11.答案：AD
解析：基因中碱基对的缺失或替换属于基因突变，如果是隐性突变、密码子的简并性等，则生物的性状不会发生改变；DNA分子中少数碱基对缺失引起多个基因不表达的现象属于基因突变；雌雄配子的随机结合属于受精作用，不属于基因重组；肺炎双球菌中的R型菌转化为S型菌的现象属于基因重组。
12.答案：AB
解析：由题干信息可知，果蝇眼色为伴X染色体隐性遗传，假设控制眼色遗传的基因为R/r，正常红眼雄果蝇的基因型为XRY，假如该F1中白眼雌果蝇出现的原因为基因突变，则该白眼雌果蝇的基因型为XrXr，与正常红眼雄蝇XRY杂交，其后代为XRXr:XrY=1:1；若F1中白眼果蝇因X染色体片段缺失，则该白眼果蝇的基因型为XrX-，其与XRY杂交的子代基因型为XRXr，XrY，XRX-，X-Y（死亡），故子代的表现型及比例为红眼雌果蝇：白眼雄果蝇=2:1，故AB正确。
13.答案：ACD
解析：题图中变异是由染色体中某一片段缺失所致，A项正确，B项错误。该变异可以传递到子二代，若子一代中变异个体自交，会出现不含p1、PL基因的个体，表现出不同于紫色和绿色的第三种表型（白色），C项正确。染色体结构变异可用显微镜观察鉴定，D项正确。
14.答案：BC
解析：秋水仙素通常被用来诱导染色体数目加倍，作用原理是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，所以一般选细胞正在分裂的部位进行处理，A项正确。果皮是由子房壁发育来的，其细胞中的染色体数目与四倍体母本细胞中的染色体数自相同，细胞内含有4个染色体组，B项错误。培育无子果实还可以利用生长素能促进子房发育成果实的原理，如用一定浓度的生长素类调节剂溶液处理番茄未受粉的雌蕊的柱头或子房壁可得到无子番茄，而培育无子西瓜是利用了染色体变异的原理，C项错误。三倍体西瓜植株因减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能结出种子而无法留种，因此通常需要年年制种，为省去每年制种的麻烦，可以利用植物组织培养技术进行无性繁殖，D项正确。
15.答案：（1）抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍
（2）黄；Rrr
（3）红；三倍体植株减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞
（4）染色体数目变异。
解析：（1）秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体的着丝粒分裂后，姐妹染色单体分开形成的染色体不能被拉向两极，引起染色体数目加倍。
（2）用秋水仙素处理黄瓤（rr）西瓜的幼苗，使之形成四倍体的西瓜（rrrr），植株开花后产生的卵细胞的基因型为rr。当它接受二倍体红瓤（RR）西瓜的花粉后，子房壁发育成果皮（rrrr），瓜瓤为黄色，受精卵的基因型为Rrr，发育成的胚为三倍体。
（3）第二年，三倍体的西瓜开花后，因为减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子，所以当其接受普通二倍体西瓜的花粉刺激后，发育成的三倍体西瓜中没有种子。三倍体（E）作为母本所结无子西瓜（H）的瓜瓤是由子房壁发育而成的，故H瓜瓤的基因型为Rrr，颜色为红色。
（4）无子西瓜的培育原理是染色体数目变异。
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