5.2染色体变异知识清单-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

5.2染色体变异 必背要点答案 1．染色体结构的变异 （1）在普通光学显微镜下可见。 （2）结果：染色体结构的改变，使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的改变。 （3）实例：猫叫综合征、果蝇缺刻翅等。 2．染色体组：是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。 3．染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。 4．三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。 5．与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。 6．人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理、用秋水仙素诱发等。其中，用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，是目前最常用且最有效的方法。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 7．与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。但是，利用单倍体植株培育新品种，能明显缩短育种年限。而且每对染色体上成对的基因是纯合的，自交的后代不会发生性状分离。 8．猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。 知识检测答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B B D B A D B D C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B C A D C D B D D A 1．C 【分析】1、低温诱导染色体数目加倍实验： （1）原理：低温能抑制纺锤体的形成，使子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。 （2）该实验的步骤为选材→固定→解离→漂洗→染色→制片。 （3）该实验采用的试剂有卡诺氏液（固定）、改良苯酚品红染液（染色），体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液（解离）。 2、DNA的双螺旋结构： ①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。 ②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧。 ③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。 【详解】A、在低温诱导染色体加倍的实验中需要用卡诺氏液浸泡处理根尖以固定细胞的形态，A正确； B、由于雌雄配子数量一般不等，进行 “性状分离比的模拟实验” 时，甲、乙两个小桶内的彩球数量不一定相等，B正确； C、由于DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，“制作 DNA 双螺旋结构模型” 时， 两条脱氧核苷酸链应反向拼接才能确保模型的正确，C错误； D、建立减数分裂中染色体变化的模型实验中，应用长度相同、颜色不同的染色体代表同源染色体，D正确。 故选C。 2．B 【分析】低温诱导染色体数目加倍实验的原理：1．低温能抑制纺锤体的形成，使子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。 2．该实验的步骤为选材→固定→解离→漂洗→染色→制片。 3．该实验采用的试剂有卡诺氏液（固定）、甲紫（染色），体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液（解离）。 【详解】A、低温处理能抑制洋葱根尖细胞中纺锤体的形成，A错误； B、染色体易被碱性染料染成深色，用甲紫溶液处理根尖可使染色体着色，B正确； C、用卡诺氏液固定后细胞已经死亡，C错误； D、视野中大多数细胞染色体数未发生改变，D错误。 故选B。 3．B 【分析】低温诱导染色体数目加倍实验的原理：1、低温能抑制纺锤体的形成，使子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；2、该实验的步骤为选材→固定→解离→漂洗→染色→制片；3、该实验采用的试剂有卡诺氏液（固定）、改良苯酚品红染液（染色），体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液（解离）。 【详解】A、卡诺氏液适用于一般植物组织和细胞的固定，所以把根尖放在卡诺氏液中浸泡，以固定细胞的形态，A正确； B、制作装片顺序是解离→漂洗→染色→制片，B错误； C、低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，从而引起细胞内染色体数目加倍，C正确； D、由于绝大数细胞处于间期或不分裂，细胞染色体数目没有改变，故在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，D正确。 故选B。 4．D 【分析】“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验原理：低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致分裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着丝点分裂后的染色体仍在一个细胞中，使细胞中的染色体数目加倍。 【详解】A、低温的作用是使染色体数量加倍，卡诺氏液是组织学应用的较早的固定剂之一。它是一种由乙醇和乙酸（也可以加入三氯甲烷，即氯仿）配制而成的非水相固定剂，需现配现用。 卡诺氏液作用：杀死细胞，固定根尖形态，维持染色体结构的完整性，使细胞分裂固定在某一个时期，A不符合题意； B、酒精不能使染色体数量加倍，B不符合题意； C、甲紫溶液使染色体着色，不能使染色体数量加倍，C不符合题意； D、秋水仙素能抑制细胞分裂过程中纺锤丝的形成，能使染色体的数量加倍，与实验中低温的作用相同，D符合题意。 故选D。 5．B 【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变，染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型；染色体数目的变异有染色体组成倍增加或减少和染色体个别数目的增加或减少。 【详解】A、图中有3种形态的染色体，其中一种染色体有3条，其他的都是2条，说明是染色体数目变异，属于三体，A错误； B、图上面那条染色体多出一个片段4，属于染色体结构变异中的片段的重复，B正确； C、图中的同源染色体都是3条，所以是三倍体，属于染色体数目变异，C错误； D、图下面的染色体缺失了3、4片段，属于染色体结构变异中的片段的缺失，D错误。 故选B。 6．A 【分析】1、染色体结构的变异：指细胞内一个或几个染色体发生片段的缺失、增添、倒位或易位等改变。 2、染色体数目的变异：指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。 【详解】A、图示为染色体结构变异的易位，会导致性状改变，A错误； B、染色体属于显微结构，因此染色体数目变异和染色体结构变异均可在光学显微镜下观察到，B正确； C、示为染色体结构变异中的易位，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），C正确； D、染色体结构变异（易位）是染色体片段的改变，所以可以引起基因数目和排序的改变，D正确。 故选A。 7．D 【分析】可遗传变异主要包括基因突变、基因重组和染色体变异。染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。 【详解】结合图示可知，棒眼是染色体b片段重复一次，超棒眼是染色体b片段重复两次，染色体片段的重复属于染色体结构变异，D正确。 故选D。 8．B 【分析】染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。 【详解】DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列并形成杂交信号，根据图示信息，倒位发生在探针识别序列的一段，因此发生倒位的染色体的两端都可被探针识别，故B正确。 故选B。 9．D 【分析】染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、易位和倒位，染色体结构变异会改变基因的数目和排列顺序进而引起生物性状的改变。 【详解】A、在膀胱癌患者中，发现原癌基因H-ras所编码蛋白质的第十二位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸，可能是由于碱基的替换造成的属于基因突变，表明基因突变可导致癌变，A正确； B、抑癌基因WT1的高度甲基化抑制了基因的表达，表明表观遗传变异可导致癌变，B正确； C、原癌基因N-myc发生异常扩增，基因数目增加，属于染色体变异中的重复，表明染色体变异可导致癌变，C正确； D、9号和22号染色体互换片段，原癌基因abl过度表达，表明染色体变异可导致癌变，D错误。 故选D。 10．C 【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型，染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。 【详解】染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型，果蝇X染色体上的16A片段发生重复时，复眼会由正常的椭圆形变成“棒眼”，该变异属于染色体结构变异中的重复，C正确，ABD错误。 故选C。 11．B 【分析】染色体核型分析是指将待测细胞的染色体依照该生物固有的染色体形态结构特征，按照一定的规定，人为的对其进行配对、编号和分组，并进行形态分析的过程。分析题图的染色体核型，可知栽培品种为三倍体，野生祖先种为二倍体。 【详解】A、野生祖先种为二倍体，能产生可育配子，栽培品种为三倍体，由于减数分裂时联会紊乱，难以产生可育配子，A正确； B、野生祖先种用秋水仙素处理后会得到四倍体植株，而不是栽培品种，B错误； C、栽培品种的体细胞中含三个染色体组，野生祖先种体细胞中含两个染色体组，两者每个染色体组都含11条染色体，C正确； D、栽培品种细胞中多了一个染色体组，基因产物多，所以所结的香蕉比野生祖先种的更大，糖类和蛋白质更丰富，D正确。 故选B。 12．C 【分析】多倍体具有的特点：茎秆粗壮，叶、果实和种子较大，糖分和蛋白质等营养物质含量较多。 【详解】A、相比二倍体马铃薯，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大，所含的营养物质也更多，A正确； B、植物可进行无性繁殖，可保持母本的优良性状，选用块茎繁殖可解决马铃薯同源四倍体育性偏低问题，并保持优良性状，B正确； C、Gggg细胞复制之后为GGgggggg，减数第一次分裂后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故Gggg个体产生的次级精母细胞含有2或0个G基因，C错误； D、若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，GGgg产生的配子为1/6GG、4/6Gg、1/6gg，只有存在G基因才能产生直链淀粉，故子代中产直链淀粉的个体占1—1/6×1/6＝35/36，D正确。 故选C。 13．A 【分析】由题干可知，六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1的方法是杂交育种，原理是基因重组，且F1为异源五倍体，高度不育。 【详解】A、细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少，属于染色体数目变 异。通过显微照片可知，该细胞包括14 个四分体，7条单个染色体，由于每个四分体是1对同源染色体，所以14个四分体是 28条染色体，再加上7条单个染色体，该细胞共有35条染色体。图为F1花粉母细胞减数分裂时染色体显微照片，由图中 含有四分体可知，该细胞正处于减数第--次分裂，此时染色体 数目应与F1体细胞中染色体数目相同，故F1体细胞中染色体数目是35条，A错误； B、由于六倍体小麦减数分裂产生的配子有3个染色体组，四倍体小麦减数分裂产生的配子有2个染色体组，因此受精作用后形成的F1体细胞中有5个染色体组， F1花粉母细胞减数分裂时，会出现来自六倍体小麦的染色体无法正常联会配对形成四分体的情况，从而出现部分染色体以单个染色体的形式存在的情况，B正确； C、F1体细胞中存在异源染色体，所以同源染色体联会配对时，可能会出现联会紊乱无法形成正常配子，故F1的育性低于亲本，C正确； D、由题干信息可知，六倍体小麦和四倍体小麦能够进行有性杂交获得F1，说 明二者有亲缘关系，D正确。 故选A。 14．D 【分析】1、分裂间期是有丝分裂的准备阶段。细胞内发生着活跃的代谢变化，最重要的变化是发生在S期的DNA复制。S期之前的G1期，主要是合成DNA复制所需的蛋白质，以及核糖体的增生，S期之后的G2期，合成M期所必需的一些蛋白质。当分裂间期结束，细胞进入分裂期时，组成染色质的DNA已经完成复制，有关蛋白质已经合成。这些复杂的变化需要较长的时间，因此在细胞周期中，分裂间期的时间总是长于M期。 2、题图分析：据图中核DNA含量及占比分析，甲为G1期和有丝分裂末期细胞，乙为S期细胞，丙为G2期和有丝分裂分裂期的细胞。 【详解】A、据图可知，甲中细胞核DNA含量为2C的细胞，在甲乙丙三组细胞占比最大，说明此时细胞处于分裂间期的G1期，DNA还未进行复制，此时细胞具有核膜和核仁，A正确； B、据图可知，乙中细胞核DNA含量为2C-4C，说明细胞处于S期，细胞进行DNA复制，B正确； C、据图可知，丙中细胞核DNA含量为4C，说明细胞处于G2期和分裂期。当细胞处于有丝分裂中期时，细胞中染色体着丝粒排列在细胞中央的平面上，C正确； D、秋水仙素抑制纺锤体形成，若培养液中加入秋水仙素，细胞无法完成细胞分裂，丙占细胞总数的百分比会增加，D错误。 故选D。 15．C 【分析】基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多个基因，基因通常是具有遗传效应的DNA片段，基因是控制性状的基本单位。 【详解】A、控制不同性状的非等位基因的重新组合不一定发生在非同源染色体间，如基因F与C发生分离，可能是减数分裂Ⅰ前期时同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换导致的基因重组，A错误； B、控制不同性状的非等位基因的重新组合不一定发生在非同源染色体间，如基因B与F发生分离，可能是减数分裂Ⅰ前期时同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换导致的基因重组，B错误； C、结合题干中“同一条染色体上较远的基因更容易发生交换重组”，可根据两对基因交换重组的频率推测同一条染色体上两个基因间的相对距离，C正确； D、染色体上基因整体丢失都属于染色体结构变异中的缺失，基因内部某个位点碱基丢失才属于基因突变，D错误。 故选C。 16．D 【分析】由图可知，①属于基因突变，②属于染色体结构变异，③属于染色体数目变异。 【详解】A、①属于基因突变，若发生的突变为基因中碱基的替换，B、b基因的碱基数目可能相同，A正确； B、②属于染色体结构变异中缺失，显微镜下可以观察到，B正确； C、③属于染色体数目变异，可以用秋水仙素处理，形成的丙个体是四倍体，属于新物种，C正确； D、丙的基因型为BBbb，产生的配子为BB:Bb:bb=1:4:1，丙自交后代中基因型为bbbb的个体所占比例为1/36，D错误。 故选D。 17．B 【分析】染色体变异包括结构变异和数目变异。秋水仙素或低温处理都可以抑制纺锤体的形成，从而使染色体加倍。 【详解】A、 八倍体小黑麦的培育过程涉及染色体加倍等染色体变异操作，并且培育出的八倍体小黑麦是可育的，不需要像杂种那样年年制种，A正确； B、 一粒小麦与山羊草杂交能产生后代，但后代是不育的，这说明它们之间存在生殖隔离，B错误； C、操作①、②、③都是使染色体加倍的操作，秋水仙素或低温处理都可以抑制纺锤体的形成，从而使染色体加倍，二者原理相同，C正确； D、 杂种二是由二粒小麦（4n = 28）和粗山羊草（2n = 14）杂交得到的，体内三个染色体组，来自两个物种，其体细胞中不存在同源染色体，普通小麦的花粉细胞是经过减数分裂得到的，也无同源染色体，它们都不存在同源染色体，D正确。 故选B。 18．D 【分析】分析题图可知，①表示减数第一次分裂后期，②表示减数第一次分裂前期，③表示减数第二次分裂末期，④表示减数第二次分裂后期。 【详解】A、图表示减数第一次分裂后期，细胞中能发生等位基因的分离，图表示减数第二次分裂后期，若发生了基因突变或四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了片段互换，则④能发生等位基因的分离，A错误； B、图②细胞中同源染色体内部的非姐妹染色单体发生交换，导致基因重组，B错误； C、图③表示减数第二次分裂末期，每个细胞中均含有 12 条染色体和 12个核 DNA 分子，C错误； D、卡诺氏液可以固定细胞的形态，固定之后细胞死亡；观察减数分裂过程，应在花蕾期采集花药作为观察材料，用卡诺氏液处理固定细胞的形态，D正确。 故选D。 19．D 【分析】分析图示，植株甲（Dd）中异常染色体比正常染色体短一段，属于染色体结构变异。 【详解】A、据图可知，与正常染色体相比，异常染色体短一段，说明发生了染色体结构变异中的缺失，但染色体数目不变，A错误； B、图示变异属于染色体结构变异，为可遗传变异，可为生物进化提供原材料，B错误； C、图示两条染色体为一对同源染色体，减数分裂时同源染色体应分离，因此图中两条染色体不应出现在同一配子中，C错误； D、植株甲自交后代基因型为DD、Dd、dd，已知至少含一条正常的该染色体的农作物才能存活，因此dd的个体不能存活，即后代均为高产性状，D正确。 故选D。 20．A 【分析】染色体数目异常包括：个别染色体数目的增加或减少；以染色体组的形式成倍的增加或减少，染色体结构异常包括重复、缺失、倒位和易位。 【详解】由于配子中出现染色体片段的缺失或增加某个相同片段，配子不可育，而出现倒位的配子可育。据图分析经过倒位后互换，可能会形成四个配子，基因型分别为：ABCDE（正常）、adcbe（倒位但能存活）、ABcda（缺失了e，不能存活）、ebCDE（缺失了A，不能存活），因此该精原细胞产生可育配子的基因型可能是adcbe，A正确，BCD错误。 故选A。 21．(1)小麦属与黑麦属个体间存在生殖隔离 (2)有丝分裂中期 (3) 联会紊乱 6 (4) 染色体结构变异和染色体数目变异 1：3 【分析】多倍体育种原理：利用染色体变异，方法：最常用的是利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素能抑制有丝分裂时纺锤丝的形成，染色体不能移动，使得已经加倍的染色体无法平均分配，细胞也无法分裂。当秋水仙素的作用解除后，细胞又恢复正常的生长，然后再复制分裂，就能得到染色体数目加倍的细胞。 【详解】（1）物种是能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。小麦属（4n=28，AABB）和黑麦属（2n=14，RR）个体间存在生殖隔离，杂交得到的后代不可育，所以它们不属于同一物种。 （2）杂交种幼苗可用秋水仙素处理，秋水仙素可以抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，从而得到六倍体小黑麦。有丝分裂中期，染色体形态固定、数目清晰，所以鉴定六倍体小黑麦常用根尖染色体计数法，即对处于有丝分裂中期的根尖细胞染色体进行分析，并统计染色体数目。 （3）六倍体小黑麦与普通小麦杂交得到的F1杂种自交时会发生联会紊乱，导致种子难以形成，即使得到种子，也易发生染色体变异。ZJL51-60是2D（2A）代换系（指通过染色体替换形成的品系，2D被2A替换）六倍体小黑麦，其D染色体组含有的D染色体数为6，包括1D、3D、4D、5D、6D、7D共6条。 （4）2D（1A）代换系六倍体小黑麦ZJL61-70丢失了1条6B染色体（属于染色体数目变异中的个别染色体缺失），细胞中还出现了染色体片段（属于染色体结构变异中的染色体片段缺失或者重复等情况）。设不含6B染色体为a，含6B染色体为A，由于该小黑麦育性正常，可产生正常的配子，Aa自交后代中不含6B（aa）的比例为1/4，含6B（AA+Aa）的比例为3/4，所以不含6B和含6B植株数的比例为1：3。 22．(1) 母本 不必进行去雄操作 (2) 数目变异和结构变异 10 减数第一次分裂后期 50% 部分次级卵母细胞，在减数第二次分裂后期，含有易位片段的染色体着丝点（粒）未分裂，进入极体中/部分次级卵母细胞，在减数第二次分裂后期，含有易位片段的染色体着丝点（粒）分裂后，同时进入极体中 灰 茶褐 【分析】分析图中，该植株多了一条发生易位的染色体，所以发生了染色体结构和数目的变异。雄性不育与可育是一对相对性状，遵循基因的分离定律。植物在减数分裂过程中，同源染色体联会并分离，形成染色体数目减半的配子。 【详解】（1）雄性不育植株不能产生正常的精子，所以只能作为亲本的母本；在杂交过程中可以不必进行去雄操作。 （2）①三体植株染色体数目多了一条，并且存在易位的现象，所以利用了染色体数目和结构变异的原理。 ②正常体细胞2n=20，且带有易位片段的染色体不能参与联会，所以形成正常四分体10个；减数第一次分裂后期同源染色体分离；由于带有易位片段的染色体随机移向一极，因此含有11条染色体的雄配子占全部雄配子的比例为50%。 ③根据②同源染色体联会的情况，该植株可以产生两种配子mr（含有10条染色体）和MmRr（含有11条染色体），MmRr的配子是异常的，不能和雌配子结合，则雄性个体产生的配子只有mr能与雌配子结合，因此受精卵的基因型有mmrr（灰色不育）占70%，MmmRrr（茶褐色雄性可育），所以可育雌配子的比例mr∶MmRr=7∶3，所以含有11条染色体和含有10条染色体的可育雌配子的比例是3∶7；易位片段在减数分裂过程中丢失的原因是：部分次级卵母细胞，在减数第二次分裂后期，含有易位片段的染色体着丝点（粒）未分裂，进入极体中或部分次级卵母细胞，在减数第二次分裂后期，含有易位片段的染色体着丝点（粒）分裂后，同时进入极体中。 ④自交后代有两种mmrr（灰色不育）和MmmRrr（茶褐色雄性可育），如果作为杂交育种的材料需要选择mmrr（灰色不育）留种，如果需要通过自交继续获得雄性不育植株，则选择MmmRrr（茶褐色雄性可育）进行留种。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.2染色体变异 （必背要点+必知重难+知识检测）必背要点 1．染色体结构的变异 （1）在普通光学显微镜下        。 （2）结果：                ，使排列在染色体上的                发生改变，从而导致        的改变。 （3）实例：                。 2．染色体组：是指细胞中的一组        ，在        和        上各不相同，携带着控制生物        的全部遗传信息。 3．染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以一套完整的                为基数成倍地增加或成套地减少。 4．三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现        ，因此不能形成可育的配子。香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。5．与二倍体植株相比，       植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。 6．人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理、用秋水仙素诱发等。其中，用        来处理        或        ，是目前最常用且最有效的方法。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够                ，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 7．与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且        。但是，利用单倍体植株培育新品种，能                。而且每对染色体上成对的基因是纯合的，自交的后代不会发生性状分离。 8．猫叫综合征是人的        号染色体        引起的遗传病。 必知重难 染色体结构变异 1．染色体结构变异的类型 类型 定义 图解 结果分析 实例 缺失 染色体的某一片段缺失引起变异 导致染色体上的基因减少 人的5号染色体片段缺失导致猫叫综合征、果蝇缺刻翅 重复 染色体中增加某一片段引起变异 引起的遗传效应比缺失小，重复部分太大会影响个体生活力 导致同一条染色体上出现等位基因或相同基因 倒位 染色体的某一片段位置颠倒引起变异 基因数目没有变化，基因排列顺序发生变化 果蝇卷翅、人的9号染色体臂倒位引起的不育 易位 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异 发生在非同源染色体之间 果蝇花斑眼、习惯性流产 2．染色体结构变异的结果 染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。 3.染色体数目的变异 （1）类型 ①细胞内个别染色体的增加或减少，如21三体综合征。 ②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少，如多倍体、单倍体。 （2）染色体组 ①概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。 ②组成：如图为雄果蝇的染色体组成，染色体组可表示为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。 4.明辨单倍体、二倍体与多倍体 (1)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组：因为大部分的生物是二倍体，由二倍体花药离体培养形成的单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子发育成的单倍体体细胞中含有不止一个染色体组。 (2)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：两种育种方式都出现了染色体加倍情况。单倍体育种的操作对象是单倍体幼苗，通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。     (3)单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。 5.细胞中的染色体组数目的判定 (1)依据染色体的形态判断 细胞内同一形态的染色体共有几条→该细胞中就有几个染色体组，形态相同的染色体(1号或2号)共有4条，则此细胞有4个染色体组。 (2)依据个体的基因型判断 控制同一性状的基因(读音相同的大、小写字母)出现几次→该细胞中就有几个染色体组，如基因型为bbb的个体，控制同一性状的基因有3个，故此细胞有3个染色体组。 (3)依据染色体数目和染色体形态数判断 染色体组数＝染色体数/染色体形态数，如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。 6.低温诱导植物染色体数目的变化实验 （1）实验原理 低温处理植物分生组织细胞→纺锤体不能形成→染色体不能被拉向两极→细胞不能分裂→细胞染色体数目加倍。 （2）实验步骤 知识检测 一、单选题 1．下列关于实验材料的选择和处理， 叙述错误的是（    ） A．“低温诱导植物细胞染色体数目的变化” 需要用卡诺氏液固定细胞的形态 B．进行 “性状分离比的模拟实验” 时，甲、乙两个小桶内的彩球数量不一定相等 C．“制作 DNA 双螺旋结构模型” 时， 两条脱氧核苷酸链应同向拼接才能确保模型的正确 D．“建立减数分裂中染色体变化的模型”时， 若用橡皮泥模拟 2对同源染色体， 则需要2 种不同的颜色 2．某生物兴趣小组的同学将生长旺盛的洋葱不定根置于4℃的冰箱冷藏室中培养36小时后，剪取根尖制成临时装片，然后用显微镜观察细胞中染色体的分裂相。下列叙述正确的是（    ） A．低温处理能阻断洋葱根尖细胞中DNA的复制 B．用甲紫染液处理根尖可使染色体着色 C．制作临时装片前可用卡诺氏液维持细胞的活性 D．低倍镜视野中所有细胞染色体数都已发生改变 3．下列关于“低温诱导植物染色体数目变化”实验的叙述不正确的是（    ） A．卡诺氏液的作用是固定细胞的形态 B．制作装片的顺序为解离、染色、漂洗、制片 C．低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成 D．观察到的视野中有正常的二倍体细胞也有染色体数目发生改变的细胞 4．与“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中低温的作用相同的实验试剂是（    ） A．卡诺氏液 B．酒精溶液 C．甲紫溶液 D．秋水仙素 5．下图是某生物染色体变异的模式图，其中属于染色体结构重复的是（    ） A． B． C． D． 6．下图为细胞中某种染色体变异示意图，①与②、③与④表示两对同源染色体。下列关于该变异的叙述，错误的是（    ） A．不会导致性状改变 B．可在显微镜下观察到 C．发生在非同源染色体之间 D．会使染色体上的基因排列顺序发生改变 7．野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼，是由于某个染色体中发生了如下图所示变化(a、b、c表示该染色体中的不同片段)。棒眼和超棒眼的变异类型属于 A．基因突变 B．染色体数目变异 C．基因重组 D．染色体结构变异 8．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（　　） A． B． C． D． 9．癌症的发生涉及原癌基因和抑癌基因一系列遗传或表观遗传的变化，最终导致细胞不可控的增殖。下列叙述错误的是（    ） A．在膀胱癌患者中，发现原癌基因H-ras所编码蛋白质的第十二位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸，表明基因突变可导致癌变 B．在肾母细胞瘤患者中，发现抑癌基因WT1的高度甲基化抑制了基因的表达，表明表观遗传变异可导致癌变 C．在神经母细胞瘤患者中，发现原癌基因N-myc发生异常扩增，基因数目增加，表明染色体变异可导致癌变 D．在慢性髓细胞性白血病患者中，发现9号和22号染色体互换片段，原癌基因abl过度表达，表明基因重组可导致癌变 10．野生型果蝇的复眼为椭圆形，当果蝇X染色体上的16A片段发生重复时，形成棒状的复眼（棒眼），如图所示。 棒眼果蝇X染色体的这种变化属于（    ） A．基因突变 B．基因重组 C．染色体结构变异 D．染色体数目变异 11．现代香蕉是由野生祖先种通过育种形成的。下图表示野生祖先种和栽培品种的染色体组成，下列叙述错误的是（    ） A．野生祖先种能产生可育配子，栽培品种难以产生可育配子 B．栽培品种是由野生祖先种的幼苗经过秋水仙素处理获得的 C．栽培品种和野生祖先种的1个染色体组均含有11条染色体 D．栽培品种所结的香蕉比野生祖先种的更大，糖类和蛋白质更丰富 12．栽培马铃薯为同源四倍体，育性偏低。GBSS基因（显隐性基因分别表示为G和g）在直链淀粉合成中起重要作用，只有存在G基因才能产生直链淀粉。不考虑突变和染色体互换，下列叙述错误的是（    ） A．相比二倍体马铃薯，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大 B．选用块茎繁殖可解决马铃薯同源四倍体育性偏低问题，并保持优良性状 C．Gggg个体产生的次级精母细胞中均含有1个或2个G基因 D．若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，子代中产直链淀粉的个体占35/36 13．有性杂交可培育出综合性状优于双亲的后代，是植物育种的重要手段。六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1。F1花粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如图。 据图判断，错误的是（    ） A．F1体细胞中有21条染色体 B．F1含有不成对的染色体 C．F1植株的育性低于亲本 D．两个亲本有亲缘关系 14．某哺乳动物的体细胞核DNA含量为2C，对其体外培养细胞的核DNA含量进行检测，结果如图所示，其中甲、乙、丙表示不同核DNA含量的细胞及其占细胞总数的百分比。 下列叙述错误的是（    ） A．甲中细胞具有核膜和核仁 B．乙中细胞进行核DNA复制 C．丙中部分细胞的染色体着丝粒排列在细胞中央的平面上 D．若培养液中加入秋水仙素，丙占细胞总数的百分比会减小 15．下图表示某生物一对同源染色体上的部分基因及其位置关系。研究发现，同一条染色体上较远的基因更容易发生交换重组。下列叙述正确的是（    ） A．控制不同性状的非等位基因的重新组合均发生在非同源染色体间 B．基因F与C的分离可能是减数分裂Ⅰ后期发生了基因重组导致的 C．可据两对基因交换重组的频率推测它们在一条染色体上的相对距离 D．丢失d和丢失A、B的变异类型分别属于基因突变和染色体结构变异 16．太空强辐射、微重力和高真空等环境下，作物或种子可以高频率地发生基因突变或染色体变异。如图是以某基因型BB的植物种子进行的育种过程，下列叙述错误的是（　　） A．①属于基因突变，B、b基因的碱基数目可能相同 B．②属于染色体结构变异，能够在高倍显微镜下观察 C．③可以用秋水仙素处理，形成的丙个体属于新物种 D．丙自交后代中基因型为bbbb的个体所占比例为1/18 17．小麦是我国重要的粮食作物之一。其中鲍文奎团队利用不同物种杂交培育出的八倍体小黑麦具有抗旱、抗病、抗寒、高产的特点，培育流程如下图所示，下列叙述错误的是（    ） A．培育小黑麦利用了染色体变异的原理，且无需使用黑麦与普通小麦年年制种 B．一粒小麦与山羊草杂交能产生后代说明它们之间不存在生殖隔离 C．操作①、②、③可使用秋水仙素或低温处理， 且两种处理的原理相同 D．杂种二的体细胞中与普通小麦的花粉细胞中都不存在同源染色体 18．图①~④是二倍体百合（2n=24）的减数分裂不同时期图像。相关叙述正确的是（    ） A．图①细胞中能发生等位基因的分离，而④不能 B．图②细胞中同源染色体内部的姐妹染色单体发生交换，导致基因重组 C．图③每个细胞中均含有 24 条染色体和 24 个核 DNA 分子 D．应在花蕾期采集花药作为观察材料，用卡诺氏液处理固定细胞的形态 19．位于常染色体上的D基因控制着某农作物的高产性状。植株甲的染色体结构如图所示，已知至少含一条正常的该染色体的农作物才能存活。下列叙述正确的是（    ） A．图示细胞发生了染色体数目变异 B．图示变异不能为生物进化提供原材料 C．图中两条染色体应出现在同一配子中 D．若植株甲自交，则其子代均为高产植株 20．一个精原细胞中的某对同源染色体中的一条发生了倒位，在同源染色体联会时形成倒位环，且伴随发生了同源染色体的互换（如图所示）。完成减数分裂后，若配子中出现染色体片段的缺失或增加某个相同片段，则配子不可育，而出现倒位的配子可育。该精原细胞产生可育配子的基因型可能是（    ） A．adcbe B．AbcdE C．Abcda D．AbCDE 二、非选择题 21．小麦属（4n=28，AABB）和黑麦属（2n=14，RR）的个体进行杂交，后代经处理得到六倍体小黑麦，六倍体小黑麦（6n=42，AABBRR）与普通小麦（6n=42，AABBDD）杂交，所得F1自交产生配子时，同源染色体分离，非同源染色体随机移向细胞两极，F2筛选得到ZJL51—60和ZJL61—70两种小黑麦新类型（将每一个染色体组中的染色体标号以方便描述，如B组中有7条染色体，标记为1B、2B、3B、4B……），如图所示。回答下列问题： 注：每个字母代表一个染色体组，+或—表示染色体组中染色体数目增加或减少。 (1)小麦属与黑麦属个体不属于同一物种，原因是 。 (2)小麦属与黑麦属杂交得到的杂交种具有杂种优势，表现为长势旺盛、抗病和抗逆性强、抗寒等特性，杂交种幼苗可得到六倍体小黑麦。鉴定六倍体小黑麦常用根尖染色体计数法，即对处于 （填时期）的根尖细胞染色体进行分析，并统计染色体数目。 (3)六倍体小黑麦与普通小麦杂交得到的F₁杂种自交时会发生 ，导致种子难以形成，即使得到种子，也易发生染色体变异。筛选出的ZJL51—60是2D（2A）代换系（指通过染色体替换形成的品系，2D被2A替换）六倍体小黑麦，含42条染色体、1个D染色体组，则推测其D染色体组含有的D染色体数为 条。 (4)研究发现，2D（1A）代换系六倍体小黑麦ZJL61—70丢失了1条6B染色体，细胞中还出现了染色体片段，则该小黑麦发生的具体变异类型为 （答两点），若该小黑麦育性正常，其自交获得的后代植株中，不含6B和含6B植株数的比例为 。 22．某二倍体植物（）开两性花，可自花传粉。研究者发现有雄性不育植株，欲选育并用于杂交育种。请回答下列问题： (1)在杂交育种中，雄性不育植株只能作为亲本中的 ，其应用优势为 。 (2)为在开花前即可区分雄性不育植株和可育植株，育种工作者培育出一个三体新品种，其体细胞中增加一条带有易位片段的染色体。相应基因与染色体的关系如图（基因M控制可育，m控制雄性不育；基因R控制种子为茶褐色，r控制灰色） ①三体新品种的培育利用了染色体 变异的原理。 ②带有易位片段的染色体不能参与联会，因而该三体新品种细胞中在减数分裂时可形成 个正常的四分体； （时期）联会的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，而带有易位片段的染色体随机移向一极。故理论上，产生含有11条染色体的雄配子占全部雄配子的比值为 ，经研究发现这样的雄配子不能与雌配子结合。 ③此品种植株自交，所结的灰色种子占70%且发育成的植株均为雄性不育，其余为茶褐色种子，发育成的植株可育。结果说明三体植株产生的含有11条染色体和含有10条染色体的可育雌配子的比例是 ，这可能与带有易位片段的染色体在减数分裂时的丢失有关，试分析原因 。 ④若欲利用此品种植株自交后代作为杂交育种的材料，可选择 色的种子留种；若欲继续获得新一代的雄性不育植株，可选择 色的种子种植后进行自交。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 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