人教版52 染色体变异高中生物同步课堂 课时练习人教版必修2.docx

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人教版52染色体变异高中生物同步课堂课时练习人教版必修2

人教版必修二5.2染色体变异课时练习

【知识点梳理】

一、染色体结构变异

例：

下图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。

据此分析：

（1）图①和图②的变异分别发生在哪种染色体之间？

属于哪类变异？

（2）图②和图③相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？

（3）能确定图④中的变异具体属于哪种染色体结构变异吗？

二、染色体数目变异

（一）分类：

染色体数目的变异可以分为两类：

一类是细胞内________染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以____________的形式成倍地增加或减少。

（二）染色体组（结合课本P86图5-8明确染色体组的概念）

（1）果蝇体细胞中共有_____对同源染色体。

（2）雄果蝇减数分裂产生精子的过程中，_______________分离，因此配子中的染色体的组成为_______________或_______________，它们是一组__________染色体。

（3）像雄果蝇精子中的染色体一样，细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上__________，但又互相协调，共同控制生物的_____、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个__________。

（三）阅读课本P87,完成下列填空

1.二倍体：

由____________发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。

自然界中，几乎全部_________和过半数的__________都是二倍体。

2.多倍体：

（1）概念：

由发育而来体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做____________。

多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。

（2）特点：

茎秆_______，叶片、果实和种子都比较_______，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所_______，也存在结实率低，晚熟等缺点。

（3）人工诱导（多倍体育种）①方法：

用_______处理或用______________处理（目前常用且最有效的方法）。

②处理对象：

_______的种子或_______。

③原理：

能够抑制_______的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目_______。

3.单倍体：

（1）概念：

像蜜蜂的雄蜂这样，体细胞中含有___________染色体数目的个体，叫做单倍体。

（2）特点：

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却能____________。

【答案】

一、染色体结构变异

例：

下图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。

据此分析：

（1）图①和图②的变异分别发生在哪种染色体之间？

属于哪类变异？

图1：

同源染色体之间，属于基因重组

图2：

非同源染色体之间，属于染色体结构变异

（3）图②和图③相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？

图2；改变染色体上基因的数目和排列顺序

图3：

改变染色体上基因的数目但不改变排列顺序

（3）能确定图④中的变异具体属于哪种染色体结构变异吗？

不能；可能为缺失，有可能为重复

二、染色体数目变异

（一）分类：

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__染色体组_____的形式成倍地增加或减少。

（二）染色体组（结合课本P86图5-8明确染色体组的概念）

（1）果蝇体细胞中共有___4__对同源染色体。

（2）雄果蝇减数分裂产生精子的过程中，____同源染色体_____分离，因此配子中的染色体的组成为___ⅡⅢⅣⅩ___或___ⅡⅢⅣY__，它们是一组___非同源染色体__染色体。

（3）像雄果蝇精子中的染色体一样，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___。

（三）阅读课本P87,完成下列填空

1.二倍体：

由__受精卵_发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。

自然界中，几乎全部__动物__和过半数的____植物__都是二倍体。

2.多倍体：

（1）概念：

由受精卵发育而来体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做____多倍体___。

多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。

（2）特点：

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__，也存在结实率低，晚熟等缺点。

（3）人工诱导（多倍体育种）①方法：

用___低温_处理或用_秋水仙素____处理（目前常用且最有效的方法）。

②处理对象：

__萌发_的种子或___幼苗____。

③原理：

能够抑制___纺锤体____的形成，导致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____。

3.单倍体：

（1）概念：

像蜜蜂的雄蜂这样，体细胞中含有___本物种配子__染色体数目的个体，叫做单倍体。

（2）特点：

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却能__明显缩短育种年限____。

【重点梳理】

1．“两法”判断生物变异的类型

（1）生物类型推断法

（2）细胞分裂方式推断法

2．染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析

（1）染色体易位与交叉互换

项目

染色体易位

交叉互换

图解

区别

位置

发生于非同源染色体之间

发生于同源染色体的非姐妹染色单体间

原理

染色体结构变异

基因重组

观察

可在显微镜下观察到

在显微镜下观察不到

（2）染色体变异与基因突变的判断

①判断依据：

光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。

②具体操作：

制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较，可以判断是否发生了染色体变异。

3．“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体

1．（2020·上海静安教学质检）生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会，非等位基因部位不能配对。

某二倍体生物细胞中分别出现下图①～④系列状况，下列对该图的解释，正确的是（　　）

A．①为基因突变，②为倒位

B．③可能是重复，④为染色体组加倍

C．①为易位，③可能是缺失

D．②为基因突变，④为染色体结构变异

【答案】C

【解析】据题图分析可知，①发生了染色体片段的改变，且改变后的片段不属于同源染色体的部分，因此属于染色体结构变异中的易位；②染色体右侧发生了染色体部分片段的倒位，属于染色体结构变异；③在同源染色体片段中间出现了折叠现象，可能是缺失或者增加（重复）；④细胞中有一对同源染色体多了一条，属于染色体数目变异。

2．（2020·安徽师大附中期中）下列是对a～h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是（　　）

A．细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体

B．细胞中含有两个染色体组的是g、e图，该个体是二倍体

C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体

D．细胞中含有四个染色体组的是c、f图，该个体一定是四倍体

【答案】C

【解析】形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。

由题图可知，a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，d、g图含有一个染色体组，e、f图含有四个染色体组。

确认单倍体、二倍体、三倍体等必须先看发育起点，若由配子发育而来，则无论含几个染色体组均属于单倍体，若由受精卵发育而来，则有几个染色体组即为几倍体。

4.低温诱导染色体加倍

（1）实验原理、步骤与现象

（2）实验中的试剂及其作用

试剂

使用方法

作用

卡诺氏液

将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h

固定细胞形态

体积分数

为95%的

酒精

冲洗用卡诺氏液处理过的根尖

洗去卡诺氏液

与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经过固定的根尖

解离根尖细胞

质量分数

为15%的盐酸

与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液

解离根尖细胞

蒸馏水

浸泡解离后的根尖细胞约10min

漂洗根尖，去掉解离液

改良苯酚

品红染液

把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5min

使染色体着色

（3）低温诱导植物染色体数目的变化实验关键

（1）选材时应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。

（2）显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。

（3）观察时不是所有细胞中染色体均已加倍，只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。

（4）对染色体进行染色用碱性染料，常见碱性染料包括龙胆紫溶液、醋酸洋红溶液、改良苯酚品红染液。

1．（2020·湖北荆州质检）下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验条件和试剂使用的叙述，不正确的一组是（　　）

①低温：

与“多倍体育种”中“秋水仙素”的作用机理相同

②酒精：

与在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中的使用方法相同

③卡诺氏液：

与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中“NaOH溶液”的作用相同

④改良苯酚品红染液：

与“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中“醋酸洋红液”的使用目的相同

A．①②B．①④

C．②③D．③④

【答案】C

【解析】低温和秋水仙素都可抑制纺锤体的形成，①正确；“检测生物组织中的脂肪”的实验中酒精的作用是洗去浮色，在“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验中，使用酒精的目的是冲洗残留的卡诺氏液及酒精与盐酸混合用于解离根尖细胞，②错误；卡诺氏液用于固定细胞的形态，在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，③错误；改良苯酚品红染液和醋酸洋红液的使用目的都是使染色体着色，④正确。

【课时练习】

一、选择题

1.染色体结构变异会引起生物性状的变化,下列对原因的叙述正确的是（　　）

A.染色体结构变异可以产生新基因

B.一定导致基因的数量发生变化

C.可能导致基因的排列顺序发生变化

D.使控制不同性状的基因发生基因重组

【答案】C

【解析】染色体结构变异不产生新基因,也不引起基因重组。

染色体结构变异引起性状的变化,是因为它可能导致排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生了变化。

2.下列关于基因突变和染色体结构变异的叙述,正确的是（　　）

A.基因突变都会导致染色体结构变异

B.基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变

C.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变

D.基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察

【答案】C

【解析】本题考查基因突变和染色体结构变异的有关知识。

基因突变是基因内部结构发生变化,不会导致染色体结构变异,A项错误;基因突变不一定改变个体的表现型,染色体结构变异往往导致个体表现型改变,B项错误;基因突变导致基因内部碱基序列发生改变,染色体结构变异中因片段的重复、缺失、易位或倒位,均可使DNA的碱基序列发生改变,C项正确;基因突变在光学显微镜下观察不到,染色体结构变异可用光学显微镜观察到,D项错误。

3.某个体染色体组成为AaBb,下列相关叙述,合理的是（　　）

A.A、a（或B、b）代表两条非同源染色体

B.B与b之间染色体片段的互换一般属于易位

C.若A、B之间发生了染色体片段的互换,该个体不可能产生正常配子

D.若该个体为单倍体,其很可能是可育的

【答案】D

【解析】A、a代表同源染色体,A错误。

B、b之间染色体片段的互换一般属于交叉互换,属于基因重组,B错误。

A、B之间染色体片段互换后,该个体仍然可以产生ab这种正常配子,C错误。

若该个体的亲本为同源四倍体,该个体虽然为单倍体,但由于同源染色体成对,减数分裂的过程中,可以正常联会,所以仍然具有可育能力,D正确。

4.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象。

下列叙述正确的是（　　）

A.低温处理能抑制洋葱根尖细胞中DNA的复制

B.用改良苯酚品红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

【答案】B

【解析】低温处理能抑制洋葱根尖细胞中纺锤体的形成,A错误;用卡诺氏液固定后细胞已经死亡,C错误;视野中大多数细胞染色体数未发生改变,D错误。

5.如图①②③④分别表示不同的变异类型,a、a'基因仅有图③所示片段的差异。

下列相关叙述正确的是（　　）

A.图中4种变异中能够遗传的变异是①②④

B.③中的变异属于染色体结构变异中的缺失

C.④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复

D.①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换,发生在减数第一次分裂的前期

【答案】C

【解析】④中所示为两条染色体,上面一条染色体比下面一条染色体多出来了一部分,可能是由于上面一条染色体中染色体片段的重复导致的,也可能是下面一条染色体中染色体片段的缺失导致的,C项正确。

①为同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换,属于基因重组,②为非同源染色体上染色体结构变异,③为碱基对的增添而引起的基因结构的改变,属于基因突变,④是染色体的结构变异,以上4种变异遗传物质都发生了改变,都可以遗传。

6.培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下:

高秆抗锈病小麦、矮秆易染锈病小麦

F1

雄配子

幼苗

选出符合要求的品种。

下列有关该育种方法的叙述中,错误的是（　　）

A.过程②为减数分裂

B.过程③为单倍体育种

C.过程③不必经过受精作用

D.过程④可以使用秋水仙素处理

【答案】B

【解析】过程②是杂合子一代产生雄配子的过程,所以需要经过减数分裂才能得到,A项正确。

过程③表示花药离体培养获得单倍体幼苗,属于单倍体育种的一个环节,B项错误。

过程③表示花药离体培养,不经过受精作用,C项正确。

过程④可以使用秋水仙素处理单倍体幼苗,抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,使细胞中染色体数目加倍,形成纯合子,D项正确。

7.某植株的基因型为AaBb,其中A和b基因控制的性状对提高产量是有利的。

利用其花粉进行单倍体育种,过程如图所示,下列相关分析正确的是（　　）

花粉

植株A

植株B

A.通过过程①得到的植株A全为纯合子

B.过程②可用适当的低温处理,低温作用时期为有丝分裂间期

C.若未对植株A进行筛选,则植株B中符合要求的类型约占1/4

D.该育种方法的优点是缩短育种年限,原理是基因重组

【答案】C

【解析】根据题意,该植株为二倍体。

过程①为花药离体培养,通过过程①得到的植株A为单倍体,过程②是诱导染色体数目加倍,通过过程②得到的植株B全为纯合子,A错误;过程②可用适当的低温诱导处理,低温作用的原理是抑制纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍,因此作用时期为有丝分裂前期,B错误;基因型为AaBb的植株产生AB、Ab、aB、ab四种花粉,则植株A也是这四种基因型,植株B的基因型为AABB、AAbb、aaBB、aabb,由于A和b基因控制的性状对提高产量是有利的,所以符合要求的类型是AAbb,占1/4,C正确;该育种方法是单倍体育种,其优点是明显缩短育种年限,原理是染色体数目变异,D错误。

8.在某基因型为AA的二倍体水稻根尖中,发现一个如图所示的细胞（图中Ⅰ、Ⅱ表示该细胞中部分染色体,其他染色体均正常）,以下分析合理的是（　　）

A.a基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变

B.该细胞一定发生了染色体变异,一定没有发生基因自由组合

C.该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察

D.该细胞发生的变异均为可遗传的变异,都可通过有性生殖传给后代

【答案】B

【解析】植物的根尖分生区细胞不能进行减数分裂,只能进行有丝分裂,所以a基因的出现是有丝分裂过程中发生了基因突变,A错误;由受精卵发育而来,体细胞中含有两个染色体组的生物是二倍体,而Ⅱ号有三条染色体,说明发生了染色体数目变异,同时基因的自由组合发生在减数分裂过程中,而根尖细胞只能发生有丝分裂,不能发生减数分裂,B正确;基因突变在显微镜下看不见,C错误;可遗传变异的来源有基因突变、基因重组和染色体变异,体细胞中发生的变异不能通过有性生殖传给后代,D错误。

9．（2020·山西晋中质量监测）下列有关染色体数目变异的说法，正确的是（　　）

A．体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体

B．六倍体小麦花粉离体培养成的个体是三倍体

C．单倍体染色体数是该物种体细胞的1/2

D．无子西瓜含三个染色体组是单倍体

【答案】C

【解析】由受精卵发育而来的个体，若细胞中含有两个染色体组，则该个体是二倍体，A错误；单倍体是指由配子直接发育而来的个体，其体细胞中的染色体数目是本物种体细胞染色体数目的一半，B错误，C正确；无子西瓜由受精卵发育而来，为三倍体，D错误。

10.

（2020·安徽安庆期末）某生物个体减数分裂过程中，联会的染色体中的一条总是从中部凸出形成环（如右图所示），下列有关分析正确的是（　　）

A．该个体是缺失杂合子

B．该个体是重复杂合子

C．图中联会染色体中含有2个DNA分子

D．图中所示形状可通过光学显微镜检出

【答案】D

【解析】题图中联会染色体中的一条从中部凸出形成环，可能是该染色体发生了某片段的重复，也可能是另一条染色体发生了某片段的缺失，A、B错误；联会的一对同源染色体形成一个四分体，含有4个DNA分子，C错误；通过光学显微镜可以检出染色体结构变异，D正确。

11．（2020·福建三明期末）下列关于染色体变异的叙述，正确的是（　　）

A．猫叫综合征是人的第5号染色体增加某一片段引起的

B．染色体上不含致病基因的个体不可能患遗传病

C．染色体倒位不改变基因数量，对个体性状没有影响

D．通过诱导多倍体的方法可解决植物远缘杂交所得杂种不育的问题

【答案】D

【解析】猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，A错误；染色体异常导致的遗传病不含致病基因，B错误；染色体倒位不改变基因数量，但会使排列在染色体上的基因的排列顺序发生改变而导致性状变异，C错误；物种间存在生殖隔离，通过诱导染色体组加倍的方法培育出新类型的多倍体，解决了植物远缘杂交所得杂种不育的问题，D正确。

12．（2020·江西南昌二中月考）从理论上分析，下列各项关于染色体“倍性”的叙述，正确的是（　　）

A．多倍体植株往往植株弱小、高度不育

B．三倍体和三倍体杂交，二倍体和四倍体杂交都能得到三倍体

C．单倍体育种得到的植株不一定含有2个染色体组，但都是单倍体

D．高原地区经常低温，容易出现多倍体和二倍体“嵌合”在一体的植株

【答案】D

【解析】植株弱小、高度不育主要是单倍体植株的特点，多倍体植株一般茎秆粗壮，果实、种子较大，A错误；三倍体不育，故三倍体之间不能正常杂交，B错误；单倍体育种一般需经花药离体培养和秋水仙素处理两个阶段，花药离体培养得到的植株为单倍体，秋水仙素处理后的植株体细胞中有几个染色体组就叫几倍体，C错误；高原地区的植物在发芽时若遇低温，有时会产生多倍体枝条，这种部分细胞染色体数目正常，部分细胞染色体数目加倍的个体称之为“嵌合体”，D正确。

13.

（2020·福建厦门外国语学校月考）右图表示某基因型为AaBb的二倍体动物（2n＝4）一个正在分裂的细胞，下列叙述正确的是（　　）

A．该细胞可能为次级精母细胞或第二极体

B．该细胞中的每一极的三条染色体组成一个染色体组

C．该细胞形成过程中发生了染色体变异和基因突变

D．若该细胞分裂产生的子细胞参与受精，形成的后代为三体

【答案】D

【解析】该细胞可能为次级精母细胞或第一极体，A错误；该细胞中的每一极的三条染色体不能组成一个染色体组，该二倍体动物一个染色体组中只有2条染色体，B错误；该细胞形成过程中发生了染色体变异，无法判断是否发生基因突变，C错误；若该细胞分裂产生的子细胞参与受精，形成的后代为三体，D正确。

14．（2020·湖南岳阳一模）下列叙述正确的是（　　）

A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体，因而不具有可育性

B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组

C．人的初级卵母细胞的一个染色体组中可能存在等位基因

D．花药离体培养过程中，可发生基因重组、基因突变和染色体变异

【答案】C

【解析】若单倍体生物的体细胞含有两个或偶数个染色体组，其体细胞中含有同源染色体，该单倍体可育，A错误；21三体综合征患者的体细胞中有三条21号染色体，不是有三个染色体组，B错误；若在减数第一次分裂前期，同源染色体间的非姐妹染色单体发生交叉互换，人的初级卵母细胞的一个染色体组中可能存在等位基因，C正确；花药离体培养过程中，细胞进行有丝分裂，不会发生基因重组，D错误。

15．（2020·广东汕头一模）某二倍体生物经适宜浓度的秋水仙素处理后染色体组的数目增加一倍。

下列说法错误的是（　　）

A．染色体组加倍后，杂合子变成了纯合子

B．染色体组加倍后，发生了可遗传变异

C．染色体组加倍后，形成了新物种

D．染色体组加倍后，基因型发生了改变

【答案】A

【解析】杂合子（Aa）经适宜浓度秋水仙素处理后基因型为AAaa，仍是杂合子，A错误；染色体组加倍使生物的遗传物质发生了改变，属于染色体数目变异，为可遗传变异，B正确；染色体组加倍后为四倍体，四倍体与二倍体的杂交后代为三倍体，三倍体不可育，这说明四倍体与二倍体存在生殖隔离，形成了新物种，C正确；染色体组加倍后，基因型发生了改变，例如二倍体生物的基因型为Aa，经染色体组加倍后，基因型变为AAaa，D正确。

二、填空题

1.如图所示为两种西瓜的培育过程,A～L分别代表不同的时期,请回答下列问题:

（1）培育无子西瓜的育种方法为____________,依据的遗传学原理是________。

A时期需要用________（试剂）处理使染色体数目加倍,其作用是______________________________。

图示还有某一时期也要用到和A相同的处理方法,该时期是________。

（2）K时期采用____________方法得到单倍体植株,K～L育种方法最大的优点是

_______________________________。

（3）图示A～L各时期中发生基因重组的时期为________。

（4）三倍体无子西瓜为什么没有种子?

 ____________________________。

【答案】

（1）多倍体育种　染色体变异　秋水仙素

抑制纺锤体的形成　L

（2）花药离体培养　明显缩短育种年限

（3）B、C、H、K

（4）三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞,因此不能形成种子

【解析】

（1）无子西瓜的育种方法是多倍体育种,其原理是染色体变异;秋水仙素能抑制纺锤体的形成,获得染色体数目加倍的细胞;单倍体变成纯合二倍体的过程中,也需要使用秋水仙素处理。

（2）获得单倍体的方法是花药离体培养;单倍体育种的最大优点是明显缩短育种年限。

（3）基因重组发生在减数分裂产生配子的过程中,即B、C、H、K。

（4）由于三倍体植株减数分裂过程中,染色体联会紊乱,不能形成可育配子,因此不能形成种子。

2.单体是指某对染色体缺失一条的个体,其染色体条数可以用2n-1来表示。

我国从加拿大引进了“中国春”（小麦品种）单体系统。

小麦有21对同源染色体,所以,“中国春”单体系统中共有21种不同的单体类型。