第1頁共10頁課時跟蹤檢測(二十一)染色體變異及其應用一、單項選擇題1．性染色體形態學進化學說認為：X染色體是同源染色體部分轉移所致，如圖所示。這種變化可能導致()A．染色體數目減少 B．染色體基因重復C．染色體倒位 D．染色體易位解析：B從題干及圖解信息可推測，由于同形染色體部分轉移至同源染色體上，可能會使原來的染色體上出現重復基因。2．(2021·鄒城市模擬)染色體平衡易位是指兩條非同源染色體發生斷裂后相互交換其無著絲粒的片段，形成兩條新的衍生染色體。平衡易位攜帶者通常不會表現出不正常的癥狀。下列關于平衡易位的敘述正確的是()A．平衡易位攜帶者與正常人婚配，理論上子代可出現一種表型正常的染色體組成B．利用有絲分裂中期染色體的特點，經過堿性染料染色后即可在光學顯微鏡下檢出染色體的異常C．平衡易位攜帶者生殖細胞中基因的數目與正常個體生殖細胞中基因的數目相同D．夫婦中有一方為平衡易位攜帶者時，就應進行產前診斷解析：D平衡易位攜帶者與正常人婚配，理論上子代可出現多種表型正常的染色體組成，A錯誤；平衡易位是染色體中非同源染色體斷裂相互交換，若交換的片段等長，則不改變染色體形態，在有絲分裂中期無法看出其異常，B錯誤；平衡易位的染色體片段基因數目不一定相等，即平衡易位攜帶者生殖細胞中基因的數目與正常個體生殖細胞中基因的數目不一定相同，C錯誤；夫婦中有一方為平衡易位攜帶者時，就應進行產前診斷，D正確。3．(2021·思明區校級模擬)如圖，2018年中國科學家通過過程甲創建出國際首例人造單染色體酵母細胞(SY14酵母菌)。端粒是線型染色體末端的保護結構，天然釀酒酵母(一倍體)具有32個端粒。下列敘述正確的是()A.SY14酵母菌只有1個端粒B．過程甲只發生了染色體數目變異C．SY14酵母菌的染色體DNA不含多對等位基因D．過程甲說明染色體三維結構改變，故基因無法表達，染色體發生了巨變解析：CSY14酵母菌只有1條染色體，有2個端粒，A錯誤；16條染色體拼接成1條染色體，會發生染色體結構變異和染色體數目變異，B錯誤；一倍體的釀酒酵母通常不含等位基因，故SY14酵母菌的染色體DNA不含多對等位基因，C正確；過程甲染色體三維結構發生了巨變，但SY14酵母菌仍具有生物學活性，基因仍能正常表達，D錯誤。4．(2021·黃州區校級模擬)科研人員以紅鯽為母本、團頭魴為父本進行遠緣雜交，最終培育出新品系鯽魚(基本流程如圖所示，R、M、R′表示染色體組，數字表示染色體總數)。新品系鯽魚具有較高的孵化率和存活率，在生產實踐中有較高的推廣價值。下列分析錯誤的是()A．遠緣雜交產生的受精卵有4個染色體組、37對同源染色體B．細胞分裂時，低溫抑制紡錘體的形成導致染色體數目加倍C．R′染色體組中可能含有來自M染色體組的基因D．據圖可知，卵細胞在一定條件下可發育為完整的個體解析：A遠緣雜交產生的受精卵有2個染色體組、沒有同源染色體，A錯誤；細胞分裂時，低溫抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，使染色體數目不能移向兩極，導致染色體數目加倍，B正確；由于在細胞分裂時，可能發生染色體結構的變異，故R′染色體組中可能含有來自M染色體組的基因，C正確；據圖可知，卵細胞在團頭魴滅活的精子的刺激下可發育為完整的個體，D正確。5．(2021·臨沂二模)果蠅的P元件是一段DNA序列，根據是否含有P元件，果蠅可分為M型品系(野生型)和P型品系(含P元件)。P元件僅可在生殖細胞中發生易位而導致子代性腺不發育，但子代體細胞組織正常；P元件在細胞質中的翻譯產物是一種蛋白因子，可抑制P元件易位。下列敘述錯誤的是()A．P元件促進同源染色體的非姐妹染色單體間發生互換B．體細胞組織正常是由于P元件表達的蛋白因子抑制了易位C．生殖細胞中是否發生了P元件易位可通過光學顯微鏡觀察判斷D．P型母本與M型父本雜交，產生的子代均可育解析：A根據題干可知，P元件可引起生殖細胞中染色體的易位，但易位發生在非同源染色體之間，A錯誤；P元件對應的翻譯產物可抑制P元件易位，使體細胞表現正常，B正確；通過光學顯微鏡可以觀察到易位的發生，C正確；P型母本的卵細胞與M型父本的精子結合形成的受精卵的細胞質幾乎全部來自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正確。6．(2021·重慶市八中5月模擬)為使二倍體葡萄植株能結出果實較大、含糖量高的四倍體葡萄。將其莖段經秋水仙素溶液處理后扦插栽培。研究結果顯示，植株中約40%的細胞染色體被誘導加倍，這種植株含有2N細胞和4N細胞，稱為“嵌合體”。下列敘述正確的是()A．秋水仙素作用于有絲分裂后期，可使細胞中染色體數目加倍B．“嵌合體”產生的原因可能是細胞的分裂不同步C．用上述“嵌合體”進行雜交，子代為二倍體或四倍體D．“嵌合體”產生配子過程中，部分細胞染色體聯會紊亂解析：B秋水仙素的作用是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，A錯誤；細胞的分裂不同步可能是“嵌合體”產生的原因，B正確；“嵌合體”個體雜交可能產生二倍體、三倍體和四倍體子代，C錯誤；“嵌合體”是由二倍體細胞和四倍體細胞組成的，因此在產生配子過程中，細胞染色體聯會不會紊亂，D錯誤。7．(2021·濟南模擬)正常的水稻體細胞染色體數為2n＝24。現有一種三體水稻，細胞中7號染色體有三條。該水稻細胞及其產生的配子類型如圖所示(6、7為染色體標號；A為抗病基因，a為易感病基因；①～④為四種配子類型)。已知染色體數異常的配子(①③)中雄配子不能參與受精作用，雌配子能參與受精作用。以下說法正確的是()A．形成配子①的次級精母細胞中染色體數一直為13B．正常情況下，配子②④可由同一個初級精母細胞分裂而來C．以該三體抗病水稻作父本，與易感病水稻(aa)雜交，子代中抗病∶感病＝5∶1D．以該三體抗病水稻作母本，與易感病水稻(aa)雜交，子代抗病個體中三體植株占3/5解析：D在減數分裂中，形成配子①的次級精母細胞中染色體數為13或26(減數第二次分裂后期)，A錯誤；正常情況下，該個體產生的配子種類有：A、Aa、AA、a共四種，配子④含有的基因應為A，與此同時產生的另外一種配子的基因型應是Aa；與配子②同時產生的配子的基因型為AA，故配子②④不能由同一個初級精母細胞分裂而來，B錯誤；該三體抗病水稻作父本，與易感病水稻(aa)雜交，由于染色體數異常的配子(①③)中雄配子不能參與受精作用，則三體抗病水稻產生的雄配子類型及比例為A∶a＝2∶1，子代中抗病∶易感病＝2∶1，C錯誤；該三體抗病水稻作母本，與易感病水稻(aa)雜交，由于染色體數異常的雌配子能參與受精作用，而該三體產生的雌配子類型及比例為A∶Aa∶AA∶a＝2∶2∶1∶1，故子代抗病個體中三體植株占3/5，D正確。二、多項選擇題8．(2021·南通四模)突變型果蠅2號和3號染色體上分別帶有隱性基因bw(褐眼)和e(黑檀體)，野生型對應的基因用bw＋和e＋表示。如圖甲果蠅是染色體正常的褐眼黑檀體果蠅，乙果蠅是2、3號染色體發生相互易位的野生型易位純合子果蠅，甲果蠅與乙果蠅進行雜交獲得F1野生型易位雜合子果蠅，在遺傳時染色體片段缺失或重復的配子不能存活。相關敘述正確的是()A．乙果蠅發生的變異屬于基因重組B．甲、乙果蠅產生的配子均能存活C．F1測交后代中野生型和褐眼黑檀體比例為1∶1D．F1中雌、雄果蠅相互交配，子代有4種表型解析：BC乙果蠅發生的變異是非同源染色體之間互換，屬于染色體結構變異中的易位，A錯誤；由題意可知，在遺傳時染色體片段缺失或重復的配子不能存活，甲、乙果蠅的染色體均沒有缺失或重復，所以產生的配子均能存活，B正確；按照自由組合定律，F1應產生4種配子，且bw＋e＋∶bw＋e∶bwe＋∶bwe＝1∶1∶1∶1；隱性純合果蠅產生bwe一種配子，由于在遺傳時染色體片段缺失或重復的配子不能存活，bw＋e、bwe＋重復造成不能存活，成活的測交后代個體只有野生型與褐眼黑檀體兩個親本表型，分離比為1∶1，C正確；F1產生2種配子，且bw＋e＋∶bwe＝1∶1，雌、雄果蠅相互交配，子代有2種表型，D錯誤。9．(2021·唐山三模)劑量效應是指隨著細胞內相同基因數目增加，基因的表現能力和表現程度也會隨之加強。已知野生型果蠅復眼大約由779個小眼組成，眼面呈橢圓形。X染色體16A區段會影響復眼中小眼數量，兩者對應關系如下表所示：體細胞中16A區段的數目和位置小眼數7793856845注：表中表示X染色體上16A區段。據表分析，下列相關敘述正確的是()A．復眼中小眼數量的變化是染色體結構變異引起的B．X染色體16A區段具有增加復眼中小眼數量的作用C．果蠅復眼中小眼數量的遺傳表現出劑量效應D．果蠅復眼中小眼數量與基因在染色體上的位置無關解析：AC復眼中小眼數量的變化是16A區段重復引起的，染色體片段的重復屬于染色體結構變異，A正確；從表格數據可知，X染色體16A區段重復越多，復眼中小眼數量越少，說明X染色體16A區段具有減少復眼中小眼數量的作用，B錯誤；X染色體16A區段重復越多，復眼中小眼數量越少，說明果蠅復眼中小眼數量的遺傳表現出劑量效應，C正確；從表格數據可知，當16A區段都有4個，位于兩條染色體上位置不同時，果蠅復眼中小眼數量也不同，故果蠅復眼中小眼數量與基因在染色體上的位置有關，D錯誤。10．(2021·河北模擬)在人的常染色體上有一個R基因，其表達產物是一種能抑制視網膜瘤細胞的蛋白質。若人的體細胞中缺少R基因，則該個體會出現視網膜瘤。某男孩的左眼出現視網膜瘤，經檢測發現，該男孩的視網膜瘤細胞的13號染色體上少了一個片段(記作13q14)，如圖3所示；而其右眼視網膜細胞中13號染色體正常，如圖1所示。該男孩除13號染色體外，其他染色體均正常。下列分析正確的是()A．該男孩視網膜瘤的出現是R基因發生突變的結果B．R基因最可能位于人13號染色體的13q14片段上C．R基因可能是一種抑癌基因，能抑制某些腫瘤細胞的分裂D．與由圖1變為圖2相比，通常情況下由圖1變為圖3的概率高解析：BCR基因突變為r基因，基因型為rr的個體或細胞中缺失了R基因的個體會出現視網膜瘤。“某男孩的左眼出現視網膜瘤，經檢測發現，其視網膜瘤細胞的13號染色體上少了一個片段(記作13q14)”，這說明R基因最可能位于13q14片段上，也說明該男孩出現視網膜瘤是染色體缺失了13q14片段導致的，也就是染色體結構變異(缺失)的結果，A錯誤，B正確；“人的常染色體上有一個R基因，其表達產物是一種能抑制視網膜瘤細胞的蛋白質”，這表明R基因是一種調控細胞分裂的基因，可能是一種抑癌基因，C正確；圖1中的2條13號染色體均正常，其1條染色體缺失13q14后變為圖2，2條染色體同時缺失13q14后變為圖3，則圖1變為圖3的概率低于變為圖2的概率，D錯誤。三、非選擇題11．紅鯽和鯉魚都是二倍體淡水魚。為培育優良的淡水魚新品種，科研人員進行了雜交實驗，實驗流程如圖所示。請回答問題：(1)紅鯽與鯉魚不是同一物種，自然條件下存在________。(2)人工培育紅鯽與鯉魚進行遠緣雜交時，發現F1和偶然得到的F2都是二倍體雜交魚，但在F3中出現了四倍體鯽鯉。推測其原因可能是F2的雌雄個體均產生了含________個染色體組的配子，隨機結合后產生的F3中便出現了四倍體鯽鯉。研究人員觀察四倍體鯽鯉有絲分裂中期的裝片時，發現其染色體由______________________________組成，驗證了上述推測。(3)雌核二倍體是指滅活的精子激活卵細胞發育成的后代。圖中經輻射處理的精子中染色體斷裂失活，這屬于____________變異。(4)為培育出具有生長速度快、抗逆性強等優點的改良四倍體鯽鯉，科研人員誘導F3的四倍體鯽鯉進行減數分裂，其同源染色體__________________后，形成了含有兩個染色體組的配子。誘導形成雌核二倍體后，雌核二倍體仍能形成含有兩個染色體組的卵細胞，可能是減數分裂Ⅰ時____________的形成受到抑制，導致同源染色體未分離。(5)改良的四倍體鯽鯉與紅鯽是否屬于同一物種？請說出你的觀點，并加以驗證。解析：(1)紅鯽與鯉魚不是同一物種，自然條件下，不同物種之間存在生殖隔離。(2)人工培育紅鯽與鯉魚進行遠緣雜交時，發現F1和偶然得到的F2都是二倍體雜交魚，但在F3中出現了四倍體鯽鯉。推測其原因可能是F2的雌雄個體在減數分裂過程中，發生了染色體變異，均產生了含兩個染色體組的配子，隨機結合后產生的F3中便出現了四倍體鯽鯉。由于有絲分裂中期染色體形態固定、數目清晰，所以研究人員觀察四倍體鯽鯉有絲分裂中期的裝片，可發現其染色體由兩套紅鯽和兩套鯉魚的染色體組成，從而驗證了上述推測。(3)圖中經輻射處理的精子中染色體斷裂失活，這屬于染色體結構變異中的缺失。(4)為培育出具有生長速度快、抗逆性強等優點的改良四倍體鯽鯉，科研人員誘導F3的四倍體鯽鯉進行減數分裂，其同源染色體聯會和分離后，形成了含有兩個染色體組的配子。誘導形成雌核二倍體后，雌核二倍體仍能形成含有兩個染色體組的卵細胞，可能是減數分裂Ⅰ時紡錘體的形成受到抑制，導致同源染色體未分離。(5)改良的四倍體鯽鯉與紅鯽不屬于同一物種。人工誘導改良的四倍體鯽鯉與紅鯽進行雜交實驗，雜交產生的三倍體后代由于減數分裂中染色體聯會紊亂而不育。因此改良的四倍體鯽鯉與紅鯽存在生殖隔離，不屬于同一物種。答案：(1)生殖隔離(2)兩兩套紅鯽和兩套鯉魚的染色體(3)染色體結構(4)聯會和分離紡錘體(5)不屬于同一物種。人工誘導改良的四倍體鯽鯉與紅鯽進行雜交實驗，雜交產生的三倍體后代由于減數分裂中染色體聯會紊亂而不育。因此改良的四倍體鯽鯉與紅鯽存在生殖隔離，不屬于同一物種。12．研究者常應用單體與缺體分析進行植株基因定位。某雌雄同株的二倍體植株體細胞內含有2n條染色體，該植株體細胞中某對同源染色體缺少一條(即染色體數為2n－1)稱為單體，植株體細胞中缺失一對同源染色體(即染色體數為2n－2)稱為缺體。回答下列問題：(1)欲判斷某植株是否為單體，可以用光學顯微鏡觀察處于有絲分裂時期的細胞，則觀察的最佳時期是________；形成單體或缺體發生的變異屬于染色體__________變異。(2)理論上講，單體植株自交產生的子代中應具有1/4的缺體；從減數分裂和受精作用分析，其原因是單體植株減數分裂時能產生__________________________________的兩種雌配子和兩種雄配子，自交時________________的雌雄配子結合形成受精卵，由該受精卵發育而來的植株占子代的1/4，且體細胞中缺失了一對同源染色體，染色體數為2n－2，即子代中會出現1/4的缺體。(3)某研究者在培育上述野生型植株過程中偶然發現一株顯性純合突變體(僅考慮一對等位基因)，為確定該突變基因位于哪一對同源染色體上，現提供各種野生型單體植株進行實驗設計。請補充完善下列實驗設計思路并得出結論：①實驗思路：將該突變體植株__________________________________雜交得到F1，讓F1中單體植株自交得到F2，用光學顯微鏡觀察F2中野生型植株體細胞染色體數目。②實驗結論：當______________________________________________時，可確定突變基因位于該雜交組合親本中野生型單體植株缺失的染色體所對應的同源染色體上。解析：(1)有絲分裂中期染色體的形態清晰、數目穩定，故欲判斷某植株是否為單體，可以用光學顯微鏡觀察處于有絲分裂中期的細胞；形成單體或缺體發生的變異屬于染色體數目變異。(2)單體植株在減數分裂時配對的同源染色體彼此分離，而不能配對的染色體移向哪一個細胞是隨機的，所以可形成分別含n、n－1條染色體數目的配子且比例為1∶1，單體自交時，含n－1條染色體的雌雄配子結合在一起形成的受精卵(該類型的受精卵占所有受精卵類型的1/4)發育為了缺體。(3)①該突變體為一株顯性純合突變體(設由基因A控制)，若基因在單體上，突變體的基因型為AO，若基因不在單體上，該突變體的基因型為AA。為確定該突變基因位于哪一對同源染色體上，可將該突變體植株分別與各種野生型單體植株(若a基因在單體上，基因型為aO，若a基因不在單體上，基因型為aa)雜交得到F1，讓F1中單體植株自交得到F2，用光學顯微鏡觀察F2中野生型植株體細胞染色體數目。②若突變基因位于該雜交組合親本中野生型單體植株缺失的染色體上，則親本基因型組合為AO×aO，F1中單體的基因型為AO或aO，F1中的單體自交，其中AO個體自交的后代中野生型全為缺體。若突變基因不位于雜交組合親本中野生型單體植株缺失的染色體上，則親本基因型組合為AA×aa，F1基因型為Aa，F1中單體自交，后代出現的缺體既有野生型也有突變型。答案：(1)中期數目(2)分別含n、n－1條染色體數且比例為1∶1含n－1條染色體(3)①分別與各種野生型單體植株②某個雜交組合的F2中野生型植株全為缺體13．某二倍體植物(2n＝20)開兩性花，可自花傳粉。研究者發現有雄性不育植株，欲選育并用于雜交育種。請回答下列問題：(1)在雜交育種中，雄性不育植株只能作為親本中的__________，其應用優勢為________________________。(2)為在開花前即可區分雄性不育植株和可育植株，育種工作者培育出一個三體新品種，其體細胞中增加一條帶有易位片段的染色體。相應基因與染色體的關系如圖(基因M控制可育，m控制雄性不育；基因R控制種子為茶褐色，r控制灰色)。①三體新品種的培育利用了________________原理。②帶有易位片段的染色體不能參與聯會，因而該三體新品種的細胞在減數分裂時可形成________個正常的四分體；__________________________(時期)聯會的兩條同源染色體彼此分離，分別移向細胞兩極，而帶有易位片段的染色體隨機移向一極。故理論上，產生含有11條染色體的雄配子占全部雄配子的比值為__________，經研究發現這樣的雄配子不能與雌配子結合。③此品種植株自交，所結的灰色種子占70%且發育成的植株均為雄性不育，其余為茶褐色種子，發育成的植株可育。結果說明三體植株產生的含有11條染色體和含有10條染色體的可育雌配子的比例是__________，這可能與帶有易位片段的染色體在減數分裂時的丟失有關，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________