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第2练　染色体变异
A级·大概念对点练
概念点1　染色体变异
1．已知某DNA片段上有基因A、无效片段和基因B，其分布如图所示，现将某外来DNA片段(m)插入位点a或b，下列关于变异类型的说法正确的是(　　)
A．若m只含几个碱基对且插入位点a，则发生了基因突变
B．若m只含几个碱基对且插入位点b，则发生了染色体变异
C．若m为有效片段且插入位点a，则发生了基因重组
D．若m为有效片段且插入位点b，则基因m也无法表达
2．果蝇的一条X染色体正常的片段排列顺序为abc·defgh，“·”代表着丝粒。下列叙述正确的是(　　)
A．若异常染色体结构为abc·dfgh，则该变异可能是基因中的碱基对缺失引起的
B．若异常染色体结构为abc·deffgh，则果蝇的复眼由正常眼变成棒眼属于该变异类型
C．若异常染色体结构为abc·fghde，则基因数量未改变不会影响生物性状
D．若异常染色体结构为abc·defpq，则该变异是由同源染色体间的互换造成的
3．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，产生的子代均可育
4．在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型，图甲中的英文字母表示染色体片段，图丙中变异发生在四分体时期。下列有关叙述正确的是(　　)
A．图示中的生物变异都是染色体变异
B．图中所示的变异类型在减数分裂过程中均可能发生
C．如果图乙为一个精原细胞，则它一定不能产生正常的配子
D．图示中的变异类型都能在光学显微镜下观察到
5．[2024·莆田模拟]关于如图所示细胞中所含的染色体的叙述正确的是(　　)
A．图a可能是二倍体生物有丝分裂的后期，含有2个染色体组
B．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
C. 如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
D．图d中含有1个染色体组，代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
概念点2　变异在育种中的应用
6．如图表示的是培育三倍体无子西瓜的两种方法，若甲、乙两图中二倍体西瓜植株的基因型均为Aa，下列说法正确的是(　　)
A．乙图中获得四倍体植株利用的主要原理是基因突变
B．乙图中获得的三倍体西瓜植株中有两种基因型
C．甲图a过程常用的试剂是秋水仙素
D．甲图中获得的三倍体西瓜中AAa个体占1/2
7．[2024·榆林调研]如图表示将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③做进一步处理获得新植株，下列叙述错误的是(　　)
A．③到④过程表示的育种方式能提高突变频率，加速育种进程
B．⑤到⑥过程表示的育种方式是杂交育种，其原理是基因重组
C．⑤⑦植株通过植物体细胞杂交可获得含有6个染色体组的⑧植株
D．若③的基因型是AaBb，则⑨的基因型一定有AB、Ab、aB、ab四种
探究点　(实验)低温诱导植物细胞染色体数目的变化
8．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，以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．由实验结果可知用约0.1%和0.05%的秋水仙素溶液处理蓝莓幼苗效果相同
B级·素养提能练
9.将基因型为Aa(品系甲)的玉米幼苗芽尖用秋水仙素处理，得到四倍体植株幼苗(品系乙)。将甲、乙品系间行种植，自然状态下生长、繁殖，得到子一代丙。下列相关叙述合理的是(　　)
A．显微镜下观察品系乙的根、茎、叶细胞，在分裂中期时三者染色体数目相等
B．品系甲自交后代出现性状分离，品系乙植株自交后代全为显性
C．品系甲作父本，品系乙作母本进行杂交，后代基因型为四种，比例为1∶5∶5∶1
D．子代丙个体中存在二倍体、三倍体、四倍体、六倍体等多种情况
10．某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图所示。该生物精(卵)原细胞经减数分裂形成了如图所示的几种配子。关于这几种配子形成过程中所发生的变异，下列说法错误的是(　　)
A．甲的变异属于基因重组，发生在减数分裂Ⅰ过程中
B．乙的变异属于染色体数目变异，发生在减数分裂Ⅱ过程中
C．丙的变异属于染色体结构变异，可能是基因b所在的染色体片段转移到非同源染色体上
D．丁的变异属于基因突变，在光学显微镜下可观察到碱基序列发生了改变
11．某番茄中有一种三体(6号染色体有三条)，其基因型为AABBb。三体在减数分裂联会时，三条同源染色体中的任意2条随意配对联会，另一条同源染色体不能配对(如图)。下列有关叙述错误的是(　　)
A．该三体番茄为杂合子，自交后代会出现性状分离
B．从变异的角度分析，三体的形成属于染色体数目变异
C．该三体番茄产生4种基因型的花粉，且比例为1∶1∶1∶1
D．该三体番茄的根尖分生区细胞经分裂产生子细胞的基因型仍为AABBb
12．[2024·沈阳模拟]如图为某三体(含三条7号染色体)水稻的6号、7号染色体及相关基因示意图，图中基因A/a控制水稻的有芒和无芒，基因B/b控制抗病和易感病，且抗病对易感病为显性。已知该三体水稻产生配子时，7号染色体中的一条染色体会随机进入配子中，最终形成含1条或2条7号染色体的配子，含2条7号染色体的精子不参与受精，其他配子均正常参与受精。下列相关叙述正确的是(　　)
A．三体水稻的任意一个体细胞中都有三个染色体组
B．减数分裂过程中，6号、7号染色体上的等位基因都会分离
C．三体水稻可能是7号染色体异常的精子与正常卵细胞受精产生的
D．该三体水稻作父本，与基因型为bb的母本杂交，子代中抗病个体占1/3
13．如图中的①②③表示培育番茄新品种的三种育种方法。下列有关说法不正确的是(　　)
A．方法①和③的原理都是基因重组，方法③的变异是定向的
B．方法②形成单倍体的过程中利用了花药离体培养技术
C．方法③可将抗病基因直接导入叶肉细胞，使其与细胞中的DNA分子整合
D．图中筛选过程会改变抗病基因频率
14．[2024·哈尔滨三中高三模拟]2019年，袁隆平被授予“共和国勋章”，以表彰他在杂交水稻研究领域作出的杰出贡献。请根据所学知识，回答有关某品种水稻(2N＝24，两性花，花多且小，自花授粉并结种子)育种的问题：
(一)(1)杂交育种的原理是________，袁隆平找到的雄性不育的水稻，在进行杂交操作时的优势是_______________________________________________________________________。
(2)水稻的抗稻瘟病性状(R/r)与抗倒伏性状(T/t)均由一对等位基因控制且独立遗传。现有抗稻瘟病易倒伏植株与易感稻瘟病抗倒伏植株杂交，F1中仅有抗稻瘟病易倒伏与易感稻瘟病易倒伏两类植株且比例为1∶1，则亲本基因组为________________，技术人员在对基因型为rrTt的该品种水稻的幼苗用秋水仙素处理时，偶尔出现了一株基因型为RrrrTTtt的植株，该植株自交后代的性状分离比例是(只写出比例，不用写性状)________________________________________________________________________。
(3)该水稻花序的正常和异常是由一对等位基因控制的相对性状。某显性植株X自交，F1表现为正常花序∶异常花序＝1∶1。取F1正常花序植株的花粉进行离体培养，获得的幼苗用秋水仙素处理后都是异常花序植株。由此推测________是显性性状，植株X自交的子代性状分离比为1∶1的原因可能是________________________________________________。
(二)科研人员将另外两种栽培水稻品系(甲和乙)进行下图所示杂交，培育抗赤霉菌感染的水稻品系。
,乙品系(24＋CC))―→F1F2赤霉病抗性品系
染色体组成为24＋RR的水稻品系甲中，除含有水稻的24条染色体外，还具有两条来自一种野生稻的R染色体，R染色体携带抗赤霉病基因。染色体组成为24＋CC的水稻品系乙中，除含有水稻的24条染色体外，另有两条来自另一种野生稻的C染色体。
(1)据图分析，F1的体细胞中染色体数为________________，染色体组成为________________。
(2)据图可知，甲、乙两品系之间并没有出现生殖隔离，因为它们的F1________________________________________________________________________。
(3)需从F2选择具有________________性状的个体，进行多代自交以及赤霉病抗性检测，最终获得赤霉病抗性品系，该品系具有赤霉病抗性是由于________________________________________________________________________。
C级·真题实战练
15.[2023·湖北卷]DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列，可检测识别区间的任意片段，并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位，如下图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体(染色体上“－”表示杂交信号)，结果正确的是(　　)
　　　　
16．[广东卷]白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是(　　)
A．Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组 B．将Bc作为育种材料，能缩短育种年限
C．秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株 D．自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
第2练　染色体变异
1．答案：C
解析：若在位点a插入只含几个碱基对的m，由于插入位点在无效片段，没有引起基因结构的改变，不属于基因突变，A错误；在位点b插入的是“只含几个碱基对的DNA片段”，而不是“染色体某一片段”，会导致基因B结构发生改变，这种变化属于基因突变，不属于染色体变异，B错误；若在位点a插入有效片段m，这种导入外来基因的操作属于基因工程范畴，借助基因拼接技术或DNA重组技术，定向改造生物的遗传性状，属于基因重组，C正确；若在位点b插入有效片段m，会改变基因B的DNA分子结构，但插入的基因m很可能会正常表达，D错误。
2．答案：B
解析：若异常染色体结构为abc·dfgh，与正常染色体结构比较可知，是染色体片段缺失引起的，A错误；若异常染色体结构为abc·deffgh，与正常染色体结构比较可知，是染色体片段重复引起的，果蝇的复眼由正常眼变成棒眼属于该变异类型，B正确；若异常染色体结构为abc·fghde，与正常染色体结构比较可知，该染色体上基因座位改变，基因数量未改变，可能会影响生物性状，C错误；若异常染色体结构为abc·defpq，与正常染色体结构比较可知，该变异是由于非同源染色体间的易位造成的，D错误。
3．答案：A
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正确。
4．答案：B
解析：题图示可知，题图甲属于染色体中“增加某一片段（c）”引起的变异，题图乙属于“细胞内个别染色体增加”引起的变异，题图丁属于“染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上”引起的变异，而题图丙为减数分裂的四分体时期，同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组，不属于染色体变异，A项错误；在减数分裂过程中，受自然条件或人为因素影响，题图甲、题图丁所示的染色体结构改变、题图乙所示的染色体数目增加均有可能发生，图丙所示的基因重组只能发生在减数分裂过程中，B项正确；若题图乙为一个精原细胞，在其减数分裂过程中，可能会产生正常配子和异常配子，C项错误；染色体变异（如染色体结构改变、染色体数目增减等）可以在光学显微镜下观察到，题图丙所示的基因重组不能在光学显微镜下观察到，D项错误。
5．答案：B
解析：题图a可能是二倍体生物细胞有丝分裂的后期，此时细胞中含4个染色体组，A项错误；题图c含有2个染色体组，由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有2个染色体组，该个体一定是二倍体，B项正确；题图b细胞中含有3个染色体组，该生物若由受精卵发育而来就是三倍体，若由配子发育而来则为单倍体，C项错误；含有1个染色体组的个体一定是单倍体，但其不一定是由卵细胞发育而来的，D项错误。
6．答案：D
解析：乙图中获得四倍体植株利用的主要原理是染色体变异，A项错误；Aa的二倍体与AAaa的四倍体西瓜杂交，后代有AAA、AAa、Aaa、aaa 4种基因型，B项错误；题图甲a包括原生质体分离及融合，用到试剂有纤维素酶、果胶酶、聚乙二醇，C项错误；甲图中体细胞的基因型Aa，花粉（精子）基因型有两种，即A∶a＝1∶1，所以花粉与体细胞融合后，经组织培养产生的基因型为AAa的个体占1/2，D项正确。
7．答案：D
解析：③到④过程表示的是诱变育种，诱变育种可以提高突变频率、加速育种进程，A项正确；⑤到⑥过程表示的是杂交育种，其原理是基因重组，B项正确；⑤植株体细胞中含有2个染色体组，⑦植株体细胞中含有4个染色体组，通过植物体细胞杂交获得的⑧植株的体细胞中含有6个染色体组，C项正确；若③的基因型是AaBb，且两对基因位于一对同源染色体上，不考虑基因突变和互换，则花粉的基因型为AB、ab或Ab、aB，⑨的基因型只有两种，D项错误。
8．答案：B
解析：秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，不是抑制着丝粒分裂，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，因变量是多倍体的诱导率，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，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；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导率，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，诱导率效果相同；但若处理时间为0.5天，则诱导效果不同，D错误。
9．答案：C
解析：据题干信息，用秋水仙素处理的是玉米幼苗的芽尖，品系乙的根、茎、叶细胞中染色体数目不等，A项错误；品系甲（Aa）自交，后代有AA、Aa和aa，发生性状分离，品系乙是品系甲（Aa）的玉米幼苗芽尖用秋水仙素处理获得的，自交后代基因型有AAAA、AAAa、AAaa、Aaaa、aaaa，后代既有显性性状也有隐性性状，B项错误；AAaa产生配子的类型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，品系甲（Aa）和品系乙（AAaa）杂交，后代的基因型及比例为AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1，C项正确；甲、乙品系间行种植，存在甲自交、乙自交和甲乙杂交三种情况，甲自交后代都是二倍体、乙自交后代都是四倍体、甲乙杂交后代都是三倍体，D项错误。
10．答案：D
解析：甲的变异属于基因重组，发生在减数分裂Ⅰ过程中，A项正确；乙的变异属于染色体数目变异，发生在减数分裂Ⅱ后期，A基因所在的姐妹染色单体分开后移向细胞同一极，进入同一个配子，B项正确；a和b是非同源染色体上的基因，而丙中a和b位于同一条染色体上，可能是基因b所在的染色体片段转移到非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位，C项正确；丁中出现了新基因a1，是由基因突变造成的，基因突变在光学显微镜下观察不到，D项错误。
11．答案：C
解析：该三体番茄的基因型为AABBb，为杂合子，其自交后代会发生性状分离，A项正确；三体形成原因为个别染色体数目增加，属于染色体数目变异，可能是由亲代产生配子的过程中，减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离或减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离后进入细胞同一极所致，产生的异常配子与正常配子结合形成三体，B项正确；该三体番茄进行减数分裂时，对于BBb有两种配对情况，即BB到细胞一极、b到细胞另一极或Bb到细胞一极、B到细胞另一极，故花粉的基因型及比例为ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1，C项错误；因根尖分生区细胞分裂方式为有丝分裂，故得到的子细胞的基因型仍为AABBb，D项正确。
12．答案：D
解析：三体水稻只是7号染色体增加一条，染色体组仍为两个，A错误；因三体水稻产生配子时，7号染色体中一条染色体会随机进入配子中，所以产生的一个配子中能同时存在B/b这对等位基因，B错误；由题干信息知，含两条7号染色体的精子不参与受精，C错误；该三体水稻做父本产生配子能参与受精的B∶b＝1∶2，所以子代抗病个体占1/3，D正确。
13．答案：C
解析：据题图分析可知，①、②、③分别表示杂交育种、单倍体育种、基因工程育种。方法①和③的育种原理都是基因重组，方法③的变异是按照人们的意愿进行的，所以是定向的，A项正确；方法②形成单倍体的过程中，要进行花药离体培养，B项正确；方法③必须先将抗病基因与质粒结合形成重组DNA分子，再导入叶肉细胞，使其与细胞中的DNA分子整合，C项错误；上述三种育种方法都会改变抗病基因频率，D项正确。
14．答案：（一）（1）基因重组'省掉去雄的操作，提高了杂交育种的效率 （2）RrTT×rrtt或rrTT×Rrtt 105∶35∶3∶1 （3）正常花序　含有正常花序（显性）基因的花粉不育，而含有异常花序（隐性）基因的花粉可育
（二）（1） 26 24＋R＋C （2）可育（自交可产生可育后代） （3）抗赤霉病'具有来自R染色体的抗赤霉病基因
解析：（一）（1）杂交育种可以集中多个亲本的优良性状，其原理是基因重组；水稻是雌雄同花的作物，自花受粉，需大量去雄操作。若有一个雄性不育的稻株，则可用作母本，省去去雄环节，可以提高杂交育种的效率。
（2）根据F1抗病∶易感病＝1∶1，说明亲代是Rr和rr，无法确定显隐性关系，F1全为易倒伏，说明易倒伏为显性，亲代基因型是TT和tt，两对基因自由组合，因此亲代的基因型是RrTT×rrtt或rrTT×Rrtt；两对基因独立遗传，Rrrr产生的配子为Rr∶rr＝1∶1，自交后代隐性个体占1/2×1/2＝1/4，显性个体∶隐性个体＝3∶1；TTtt产生的配子及比例为TT∶Tt∶tt＝1∶4∶1，自交后代隐性个体占1/6×1/6＝1/36，显性个体∶隐性个体＝35∶1，故RrrrTTtt的植株自交后代中比例为（3∶1）（35∶1）＝105∶35∶3∶1。
（3）F1正常花粉培养只有异常性状，推测可能为花粉致死：若是隐性基因致死，则子一代应全为显性，与题意不符，故显性基因致死，正常花序是显性；植株X自交的子代性状分离比为1∶1的原因可能是含有正常花序（显性）基因的花粉不育，而含有异常花序（隐性）基因的花粉可育。
（二）（1）甲的配子为12＋R，乙的配子为12＋C，故子一代为24＋R＋C；染色体数目为26条。
（2）据图可知：甲、乙两品系杂交后的F1自交可产生可育后代，故甲、乙两品系之间并没有出现生殖隔离。
（3）要进行赤霉病抗性检测，则应选择具有抗赤霉病性状的个体；该品系具有赤霉病抗性是由于其具有R染色体，R染色体含有赤霉病抗性基因。
15．答案：B
解析：果蝇体内存在两条Ⅱ号染色体，一条发生倒位，发生倒位的部位包含了探针能够识别序列的一半，另一条没有发生倒位，发生倒位的染色体在间期进行DNA复制时，产生的另一条姐妹染色单体的相应区段也是倒位区段，两条姐妹染色单体上探针识别的区段位于着丝粒的两侧，而不发生倒位的另一条染色体的姐妹染色单体上探针识别的区段都位于着丝粒一侧，B符合题意。
16．答案：A
解析：白菜型油菜（2n＝20）属于二倍体，但由未受精的卵细胞即配子发育来的Bc植株为单倍体，因此Bc植株成熟的叶肉细胞仅含一个染色体组，A错误；用秋水仙素处理单倍体Bc植株的幼苗后所得植株均为纯合子，利用单倍体植株作为育种材料能明显缩短育种年限，B、C正确；自然状态下Bc植株无同源染色体，减数分裂异常不能产生配子，因而高度不育，D正确。

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