染色体变异 同步练习 高中生物新人教版必修2（2022-2023学年）

第2节染色体变异一、单选题1．甲、乙、丙三个精原细胞中，下图甲为正常细胞，乙、丙细胞发生了染色体变异，丙细胞中染色体1的部分片段转移到了染色体3上。不考虑其他变异，下列叙述正确的是（）A．甲细胞减数分裂过程中若发生自由组合，则可以产生4种基因型的配子B．乙细胞经减数分裂可形成2种配子，一种配子正常，一种配子不正常C．乙细胞中发生的变异只能发生在减数分裂过程中D．乙细胞的变异类型可以通过光学显微镜观察，但是丙细胞的观察不到2．科学家通过染色体移接技术，将果蝇的2号染色体的一部分移接到3号染色体上、含有两条2号染色体缺失的个体不能存活，其余个体均能存活且不影响繁殖力。相关染色体组成如图所示的两个亲本杂交得F1），F1雌雄个体相互交配得F2。A（卷翅）对a（正常翅）完全显性，B（裂翅）对b（非裂翅）完全显性，不考虑染色体互换以及基因突变等变异类型。下列说法正确的是（）A．F2中卷翅裂翅的个体约为3/4 B．F1中卷翅裂翅的个体约为1/4C．F1中雄性个体能产生5种配子 D．亲本中雄性个体能产生5种配子3．如图所示，一条染色体上有一对等位基因（D和d），当染色体的端粒断裂（图2-②）后，姐妹染色单体会在断裂处发生融合（图2-③）。融合的染色体在细胞分裂后期由于纺锤丝的牵引而在任何一处位置发生随机断裂。下列说法错误的是（）A．端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截B．图④和图⑤分别表示细胞分裂的中期和后期C．图⑤中D和d基因最后可能分配到一个子细胞中D．上述变异可能包括基因突变或基因重组以及染色体变异4．下列说法中，正确的是（

）A．若a细胞的分裂期时间长于b细胞，则a细胞更适合进行有丝分裂的观察B．低温诱导后，将整个不定根放入卡诺氏液中浸泡0．5~1h，以固定细胞形态C．一个基因型为AaBb的精原细胞产生的精子为AB：ab=1：1，则两对等位基因位于一对同源染色体上D．DNA的碱基发生甲基化修饰或者构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达5．在细胞分裂过程中，染色体的着丝粒异常横裂，使染色体的两个臂分开，从而形成两条“等臂染色体”，如图所示。某基因型为Aa的二倍体生物的一个体细胞进行有丝分裂时，A、a所在的染色体中有一条形成了“等臂染色体”，并正常移到细胞两极，不考虑其他变异，下列有关该细胞的叙述，错误的是（

）A．该细胞中等臂染色体形成于有丝分裂后期B．等臂染色体的形成属于染色体结构变异C．其子细胞中染色体的数目未发生改变D．其产生的子细胞基因型为AA或aa6．玉米植株的紫色与绿色是一对相对性状，将紫株玉米的花粉授给绿株玉米，子代全为紫株玉米。若用X射线照射紫株玉米的花粉后再授给绿株玉米，子代出现732紫株、2绿株。下列说法错误的是（

）A．玉米植株的紫色对绿色为显性性状B．X射线可能使花粉发生了基因突变C．X射线可能使花粉发生了染色体片段缺失D．子代2绿株玉米的基因型一定相同7．已知控制果蝇直刚毛（显性）、卷刚毛（隐性）的基因位于X染色体；果蝇缺失1条IV染色体仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死。若缺失1条IV染色体的直刚毛雄果蝇与缺失一条IV号染色体的杂合直刚毛雌果蝇杂交得到F1。下列叙述正确的是（

）A．F1雄果蝇中染色体数正常的卷刚毛占1/12B．F1雄果蝇中缺失1条IV号染色体的直刚毛占1/8C．F1中缺失1条IV号染色体的直刚毛果蝇占1/2D．F1中染色体数正常的直刚毛果蝇占1/28．某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示，该动物通过减数分裂产生的若干精细胞中，出现了如图6种异常精子。下列相关叙述正确的是（

）A．1和6属于同一变异类型，发生于减数第一次分裂后期B．2、4、5同属于染色体结构变异，都一定发生了染色体片段断裂C．3发生的变异一般不改变碱基序列，是变异的根本来源D．只有2、4发生的变异改变了染色体上DNA的碱基数量9．水稻是我国重要的粮食作物。水稻航天育种是指利用返回式卫星或宇宙飞船将水稻种子带到太空，利用外太空的微重力、高辐射、高真空、弱磁场和太阳粒子等诱导种子发生可遗传的变异，经选育获得新品种的方法。2022年4月16日，携带有水稻种子的神舟十三号安全返航。下列相关叙述正确的是（

）A．经太空辐射处理后大多数的种子都会获得优良的突变性状B．航天有种所利用的遗传学原理是基因突变、基因重组和染色体变异C．通过航天育种获得的新性状都能稳定遗传给后代D．与干种子相比，携带的鲜种子有丝分裂旺盛，突变频率更高10．水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性，控制两对性状的基因独立遗传，用一个纯合易感病矮秆(抗倒伏)品种与一个纯合抗病高秆(易倒伏)品种杂交。下列说法中错误的是（

）A．F2中既抗病又抗倒伏的基因型为ddRR和ddRr B．F2中既抗病又抗倒伏的个体占3/16C．上述育种方法叫杂交育种 D．从F2中可以直接选育出矮秆抗病新品种二、不定项11．肌营养不良（MD）是伴X染色体隐性遗传病。某研究机构对六位患有MD的男孩进行研究，发现患者还表现出其他异常体征。研究人员对他们的X染色体进行深入研究，结果如图所示，其中1~13表示正常X染色体的不同区段，Ⅰ~Ⅵ表示不同患病男孩细胞中X染色体所含有的区段。下列有关叙述正确的是（）A．MD的致病机理可能是X染色体5、6区段缺失B．上述MD患者的X染色体异常，减数分裂时无法联会C．通过对X染色体的对比可以推测出他们体征异常差别的大小D．若某一异常体征仅在一位男孩身上出现，则最可能是Ⅵ号个体12．亨廷顿病（HD）是一种显性遗传病。与正常基因h相比，致病基因H增加了多个编码谷氨酰胺的CAG序列（如图1），且重复序列越多，发病年龄越早；图2为某个HD患者的家族遗传系谱图，其中Ⅲ-11（26岁）经基因检测也为该病患者，但尚未出现相关症状。可能用到的密码子：谷氨酰胺（CAA、CAG），缬氨酸（GUU、GUC、GUA、GUG）。下列相关分析正确的是（

）A．HD致病基因的形成是染色体结构发生变异的结果B．基因H表达时，以图1所示链的互补链为模板进行转录C．Ⅲ-11尚未出现症状的原因可能是其基因H中CAG序列较少D．Ⅲ-10与Ⅲ-11所生后代表现正常的概率是100%13．有丝分裂过程中M蛋白可提供一个“等待”信号调控后期的开始，当所有染色体着丝粒排列在赤道板上且纺锤丝与染色体正确结合后，M蛋白消失启动后期进行。药物A处理可导致M蛋白提前消失，药物B处理可导致M蛋白延迟消失。下列叙述正确的是（

）A．M蛋白是保证细胞正常分裂的重要物质B．药物A可能导致子细胞染色体数目异常C．药物B可能会导致细胞周期明显变短D．中心粒的活动可能会对M蛋白产生影响14．如图为三倍体无子西瓜的培育过程，下列叙述正确的是（

）A．常用秋水仙素处理幼苗茎尖，因为其细胞分裂旺盛B．图中四倍体植株的各组织细胞均含有4个染色体组C．单倍体育种过程中也会用到图中的某些技术手段D．三倍体西瓜植株一般不能产生正常配子三、非选择题15．女娄菜是一种雌雄异株的二倍体植物，其花色遗传由两对等位基因A和a、B和b共同控制（如图甲所示）。其中基因A和a位于常染色体上，基因B和b在性染色体上（如图乙所示）。请据图回答：注：图乙为性染色体简图。X和Y染色体有一部分是同源的（图乙中Ⅰ片段），该部分基因互为等位，另一部分是非同源的（图乙中的Ⅱ和Ⅲ片段），该部分基因不互为等位。(1)据图乙可知，在减数分裂过程中，X与Y染色体能发生交叉互换的变异类型是_______。(2)开金黄色花的雄株的基因型有AAXbY或_______，白花植株的基因型有_______种。(3)某一白花雌株与一开金黄色花雄株杂交所得F1都开绿花，则白花雌株的基因型是_______，请用遗传图解进行推导该交配结果_____（要求写出配子）。(4)要确定某一开绿花的雌性植株的基因型，可采用的最简捷方案是_______。参考答案1．B【分析】据图可知，与甲正常细胞相比，乙中多了一条含a的染色体，说明在减数第二次分裂后期，含a的两条染色体移向了同一极；与甲正常细胞相比，丙中非同源染色体之间发生了片段的交换，属于染色体变异中的易位。【详解】A、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，甲只是一个细胞，正常减数分裂，不考虑其他变异，最终产生4个2种基因型的配子，即RA、ra、或Ra、rA，A错误；B、乙细胞中多了一条含a的染色体，不考虑其他变异，经减数分裂形成2种配子，即RAa、ra或Raa、rA或RA、raa或Ra、rAa，不论哪一种配子组合，都是一种配子正常，一种配子不正常，B正确；C、乙细胞中发生了染色体数目变异，这种变异既可发生在减数分裂过程中，也可发生在有丝分裂过程中，C错误；D、乙是染色体数目的变异，丙是染色体结构变异中的易位，都属于染色体变异，在光学显微镜下能观察到，也属于染色体结构变异，也能在光学显微镜下观察到，D错误。故选B。2．A【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。【详解】A、图中亲本果蝇母本的基因型为AABB，父本的基因型为AAbb，由于两对基因分别位于两对同源染色体上，即相关基因独立遗传，则可分开考虑，关于卷翅性状，子一代的基因型为AA和AO（O表示缺失的2号染色体），由于含有两条2号染色体缺失的个体不能存活，因此子二代中全表现为卷翅，关于裂翅性状，子一代的基因型为BAb和Bb，二者的比例为1∶1，自由交配会产生3/4的裂翅个体，综合分析可知，F2中卷翅裂翅的个体约为3/4，A正确；B、图中亲本的基因型为AABB和AAbb，二者杂交产生的F1个体的基因型和表现型为，AABAb（卷翅裂翅）、AABb（卷翅裂翅）、ABAb（卷翅裂翅）、ABb（卷翅裂翅），即均表现为卷翅裂翅，B错误；C、F1个体的基因型分别为，AABAb、AABb、ABAb、ABb，该群体能产生的配子类型有AB、AAb、Ab、OB、Ob、OAb，其中O代表发生缺失的2号染色体，C错误；D、亲本中雄性个体能产生4种配子，分别为AAb、Ab、OAb、Ob，D错误。故选A。3．B【分析】据题意“融合的染色体在细胞分裂后期由于纺锤丝的牵引而在任何一处位置发生随机断裂”可知，若发生断裂的部位位于D基因的左侧或d基因的右侧，则图⑤中D和d基因最后可能分配到同一个子细胞中；若发生断裂的部位位于D和d基因之间，则图⑤中D和d基因最后可能分配到2个不同的子细胞中。【详解】A、每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒，端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，A正确；B、由图可知，图④的着丝粒（点）已经一分为二；图⑤表示融合的染色体在细胞分裂后期，由于纺锤丝的牵引而发生随机断裂后移向细胞两级，故图④和图⑤都处于细胞分裂的后期，B错误；C、据题意“融合的染色体在细胞分裂后期由于纺锤丝的牵引而在任何一处位置发生随机断裂”可知，若发生断裂的部位位于D基因的左侧或d基因的右侧，则图⑤中D和d基因最后可能分配到一个子细胞中，C正确；D、若融合的染色体在细胞分裂后期断裂的部位发生在某个基因内部，则可能会造成该基因部分碱基对的缺失，而发生基因突变；若该变异发生在减数分裂的过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生片段互换，即基因重组；由于端粒的断裂、融合的染色体在细胞分裂后期由于纺锤丝的牵引而在任何一处位置发生随机断裂，会发生染色体（结构）变异。故上述变异可能包括基因突变或基因重组以及染色体变异，D正确。故选B。4．D【分析】低温诱导染色体数目加倍实验（1）低温诱导染色体数目加倍实验的原理：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）。【详解】A、分裂期在整个细胞周期中所占比值更大的细胞，更适合进行有丝分裂的观察，a细胞分裂期时间更长，但其分裂期在细胞周期中所占比值不一定更大，A错误；B、剪取诱导处理的根尖0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h，以固定细胞的形态，B错误；C、一个精原细胞产生AB：ab=1：1的两种精子，也可能是两对等位基因位于两对同源染色体上，C错误；D、DNA的碱基发生甲基化修饰或者构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰，可以抑制基因转录的现象，从而影响基因的表达，D正确。故选D。5．D【分析】有丝分裂后期特点：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，分别移向细胞两极，分向两极的两套染色体形态和数目完全相同。【详解】A、有丝分裂后期着丝粒分裂，“等臂染色体”的形成是由于染色体的着丝粒异常横裂造成的，因此等臂染色体形成于有丝分裂后期，A正确；B、常见的染色体结构畸变有缺失、重复、易位、倒位、环状染色体和等臂染色体等，等臂染色体的形成属于染色体结构变异，B正确；C、据图可知，A、a所在的染色体中有一条染色体正常纵裂形成2条子染色体，异常横裂也形成2条子染色体，因此其子细胞中染色体的数目未发生改变，C正确；D、据题意可知，“等臂染色体”是由于A、a所在的染色体中有一条形成的，假定是A所在的染色体形成，则子细胞基因型为AAa或a；假定是a所在的染色体形成，则子细胞基因型为Aaa或A，D错误。故选D。6．D【分析】基因组DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象。从分子水平上看，基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。【详解】A、将紫株玉米的花粉授给绿株玉米，子代全为紫株玉米，说明紫色对绿色为显性性状，A正确；B、X射线可能使花粉发生了基因突变，改变基因的结构，B正确；C、X射线可能使花粉发生了染色体片段缺失，使花粉改变，使得紫株玉米的花粉后再授给绿株玉米，子代出现732紫株、2绿株，C正确；D、亲代紫株经过了X射线照射，子代2绿株玉米的基因型不一定相同，如可能是a或aa，D错误。故选D。7．C【分析】根据题意分析：控制果蝇直刚毛和卷刚毛的基因分别用B和b基因表示，基因位于X染色体上，则亲本果蝇基因型为：XBXb和XBY，交配后代F1的基因型及比例为XBXB：XBXb：XBY：XbY=l：1：1：1。但由于缺失两条的不能存活，因此后代正常染色体的占1/3，缺失一条染色体的占2/3。【详解】A、由分析可知，后代正常染色体的占1/3，F1雄果蝇中，卷刚毛果占1/2，因此染色体数正常的卷刚毛果蝇=1/3×1/2=1/6，A错误；B、由于缺失一条IV号染色体占2/3，且F1雄果蝇直刚毛占1/2，因此F1雄果蝇中缺失1条IV号染色体的直刚毛占1/3，B错误；C、由于缺失一条IV号染色体占2/3，F1中直刚毛果蝇（XBXBXBXbXBY）占3/4，F1中缺失1条IV号染色体的直刚毛果蝇占2/3×3/4=1/2，C正确；D、后代正常染色体的占1/3，F1中直刚毛果蝇（XBXBXBXbXBY）占3/4，F1中染色体数正常的直刚毛果蝇占1/3×3/4=1/4，D错误。故选C。8．B【分析】1.染色体结构变异的基本类型：（1）缺失：染色体中某一片段的缺失。例如，猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，因为患病儿童哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。（2）重复：染色体增加了某一片段，果蝇的棒眼现象就是X染色体上的部分重复引起的。（3）倒位：染色体某一片段的位置颠倒了180度，造成染色体内的重新排列，如女性习惯性流产（第9号染色体长臂倒置）。（4）易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上或同一条染色体上的不同区域，如惯性粒白血病（第14号与第22号染色体部分易位，夜来香也经常发生这样的变异。2.基因突变是指基因中碱基的替换、增添或缺失，导致基因结构发生的改变。基因突变可以产生新的基因，是生物变异的根本来源。3.交叉互换是在减数第一次分裂的前期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间部分片段发生缠绕并交换部分片段的现象，交叉互换导致同源染色体上非等位基因之间的重组。【详解】A、1和6异常精子形成的原因是减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，属于基因重组，两者很可能来自同一个初级精母细胞，A错误；B、2发生了染色体片段缺失、4发生了染色体片段重复、5发生了染色体片段倒位，三者都属于染色体结构变异，染色体结构变异的基础是染色体片段断裂，B正确；C、3中d基因出现的原因一定是基因突变，基因突变是指基因中碱基的替换、增添或缺失，故在基因中一定存在碱基顺序的改变，C错误；D、3基因突变的过程中碱基的数量也可能发生改变，D错误。故选B。9．D【分析】诱变育种是指在人为的条件下，利用物理、化学等因素，诱发生物体产生突变，从中选择，培育成动植物和微生物的新品种的方法；通常用射线，激光、化学药物处理诱发基因突变，其典型的优缺点：加速育种，改良性状，但有利个体不多，需大量处理。【详解】AB、分析题意可知，航天育种是指利用返回式卫星或宇宙飞船将水稻种子带到太空，利用外太空的微重力、高辐射、高真空、弱磁场和太阳粒子等诱导种子发生可遗传的变异，经选育获得新品种的方法，太空辐射育种的原理是基因突变（和染色体变异），基因突变（和染色体变异）是不定向的，故经太空辐射处理后不一定多数都是具有优良性状的种子，还需要经过筛选，AB错误；C、通过航天育种获得的新性状可能是杂合体，不能稳定遗传给后代，C错误；D、与干种子相比，携带的鲜种子有丝分裂旺盛，DNA进行复制，所以突变频率更高，D正确。故选D。10．D【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。【详解】A、纯合易感病的矮杆品种（ddrr）与一个纯合抗病高杆品种（DDRR）杂交，F1的基因型为DdRr，F1自交得F2，F2代中出现既抗病又抗倒伏类型的基因型为ddRR和ddRr，A正确；B、纯合易感病的矮杆品种（ddrr）与一个纯合抗病高杆品种（DDRR）杂交，F1的基因型为DdRr，F1自交得F2，F2代中出现既抗病又抗倒伏类型的基因型为ddR_，占的比例为1/4×3/4=3/16，B正确；C、杂交育种是改良作物品质和提高产量的常规方法，通过杂交使得原有基因的重新组合，培育出新的优良性状组合类型，C正确；D、F2中可获得矮秆抗病新品种，由于抗病(R)对易感稻瘟病(r)为显性，因此F2中的矮秆抗病新品种包含杂合子个体，需要多代自交筛选出稳定的矮秆抗病新品种，D错误。故选D。11．AD【分析】配对的两条染色体，形状和大小般都相同，一条来自父方、一条来自母方，叫作同源染色体。在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫作联会。【详解】A、由题图可知六个患病男孩的X染色体缺失片段的长度和区段虽然不同，但是都存在X染色体5、6区段的缺失，因此MD的致病机理可能是X染色体5、6区段缺失，A正确；B、题述MD患者的X染色体的片段缺失，属于染色体结构变异，但减数分裂时可以进行联会，B错误；C、由题图只能对比出不同个体的X染色体缺失情况，但不同区段具有的基因数量不清楚，因此无法比较出不同个体之间的体征异常差别的大小，C错误；D、由题图可知，只有Ⅵ号个体的X染色体缺失11区段，其他个体的X染色体没有缺失11区段，所以若仅在一位男孩身上有一异常体征，则最可能是Ⅵ号个体，D正确。故选AD。12．BC【分析】基因突变是指基因的碱基对的增添、缺失或替换；染色体变异分为染色体结构变异和染色体数目变异，染色体结构变异包括重复、缺失、易位和倒位；染色体数目变异包括单个染色体的数目变异和染色体组的变异。【详解】A、由题图1可知，致病基因H是基因内部CAG碱基对的重复导致的，属于基因突变，A错误；B、由“致病基因H增加了多个编码谷氨酰胺的CAG序列”并结合谷氨酰胺密码子为CAA、CAG推测，转录的模板链应为GTC—GTC—GTC—…—GTC，由此可知，基因H表达时是以题图1所示链的互补链为模板进行转录的，B正确；C、致病基因H增加的CAG序列越多，发病年龄越早，Ⅲ-11经基因检测为该病患者，但目前尚未出现症状，原因可能是其基因H中CAG重复序列少，C正确；D、Ⅲ-11为杂合子，其所生后代至少有1/2的概率患病，D错误。故选BC。13．ABD【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次完成分裂时为止的过程。一般分为两个阶段：分裂间期和分裂期。间期是真核细胞进行有丝分裂或减数分裂的准备时期，分裂期分为前期、中期、后期和末期五个时期。【详解】A、分析题意可知，M蛋白可以控制细胞周期的进程，故M蛋白是保证细胞正常分裂的重要物质，A正确；B、M蛋白提供一个“等待”信号延缓后期的起始，直到所有染色体着丝粒正确排列在赤道板上，该蛋白会消失，药物A处理