2025版高考生物一轮总复习素养提升必修2第7单元生物的变异育种与进化第2讲染色体变异及其应用

第2讲染色体变异及其应用构|建|网|络|情境试题规范作答|阅读下列材料，回答下列问题：单体与三体在遗传学中的应用二倍体中缺失1条染色体的个体称为单体(2n－1)，多1条染色体的个体称为三体(2n＋1)①。已知果蝇的无眼性状由常染色体上的基因限制，果蝇(2n＝8)的Ⅳ号染色体缺失1条或多1条都可以存活②，且能繁殖后代。(1)Ⅳ－单体的形成是由于亲代果蝇在减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期，Ⅳ号染色体未发生正常分别，产生了异样配子。(2)为推断该无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上，某科研小组从无眼二倍体、野生型二倍体、野生型Ⅳ－单体和野生型Ⅳ－三体4种纯种果蝇中选取试验材料，并进行相关试验。①选择无眼二倍体与野生型二倍体果蝇进行杂交，F1全为野生型二倍体，可推断无眼为隐性性状。②选择无眼二倍体与野生型Ⅳ－单体果蝇进行杂交，若F1表现为野生型∶无眼＝1∶1，则该无眼基因位于Ⅳ号染色体上；若F1表现为全部野生型，则该无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。③选择无眼二倍体与野生型Ⅳ－三体果蝇进行杂交，F1全为野生型，将F1中野生型三体果蝇与无眼二倍体果蝇杂交，若子代表型及比例为野生型∶无眼＝5∶1，同样可证明该无眼基因位于Ⅳ号染色体上。【解题策略】真|题|再|现1．(2024·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，可检测识别区间的随意片段，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(B)ABCD解析：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，依据图示信息，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。2．(2024·浙江卷)某动物(2n＝4)的基因型为AaXBY，其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示，其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列叙述错误的是(B)A．甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞处于减数其次次分裂后期B．甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞的相同C．若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞D．形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异解析：甲细胞含有同源染色体，且着丝粒整齐的排列在赤道板上，为有丝分裂中期，乙细胞不含有同源染色体，着丝粒分裂，为减数其次次分裂的后期，A正确；甲细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有4个DNA分子，乙细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有2个DNA分子，B错误；甲细胞分裂后产生AAXBY或AaXBY两种基因型的子细胞，C正确；形成乙细胞的过程中发生了A基因所在的常染色体和Y染色体的组合，发生了基因重组，同时a基因所在的染色体片段转移到了Y染色体上，发生了染色体结构的变异，D正确。故选B。3．(2024·海南卷)某团队通过多代细胞培育，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是(A)A．养分供应足够时，传代培育的胚胎干细胞不会发生接触抑制B．获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异C．XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化D．若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育解析：养分供应足够时，传代培育的胚胎干细胞也会发生接触抑制，A错误；XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体，因而该细胞的获得过程发生了染色体数目变异，B正确；XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化，即细胞的功能发生了特化，因而发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法，即获得有功能的卵母细胞，进而用于繁育，实现濒危物种的疼惜，D正确。故选A。4．(2024·北京卷)限制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体。白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交，子代中雌蝇为红眼，雄蝇为白眼，但间或出现极少数例外子代。子代的性染色体组成如下图。下列推断错误的是(B)A．果蝇红眼对白眼为显性B．亲代白眼雌蝇产生2种类型的配子C．具有Y染色体的果蝇不愿定发育成雄性D．例外子代的出现源于母本减数分裂异样解析：白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交，子代中雌蝇为红眼，雄蝇为白眼，可推断果蝇红眼对白眼为显性，A正确；白眼为隐性，因此正常状况下亲代白眼雌蝇只能产生1种类型的配子，B错误；由图可知，XXY的个体为雌性，即具有Y染色体的果蝇不愿定发育成雄性，C正确；例外子代的出现是源于母本减数分裂异样，出现了不含X染色体的卵细胞或含有两条X染色体的卵细胞，D正确。5．(2024·北京卷)蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)为二倍体，由受精卵发育而来；雄蜂是单倍体，由未受精卵发育而来。由此不能得出(B)A．雄蜂体细胞中无同源染色体B．雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半C．蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合D．蜜蜂的性别确定方式与果蝇不同解析：雄蜂是由未受精的卵细胞干脆发育成的，是单倍体，因此雄蜂体细胞中无同源染色体，A正确；雄蜂精子中染色体数目与其体细胞中的染色体数目相同，B错误；蜂王是由受精卵经过分裂、分化产生的，其体细胞中存在同源染色体，在减数分裂过程中会发生非同源染色体自由组合，C正确；蜜蜂的性别确定方式与果蝇不同，蜜蜂的性别与染色体数目有关，而果蝇的性别确定与性染色体有关，D正确。6．(2024·浙江卷)猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失。这种变异属于(B)A．倒位 B．缺失C．重复 D．易位解析：由题干描述可知，猫叫综合征是因为染色体缺失了部分片段导致，属于染色体结构变异中的缺失，B正确。故选B。7．(2024·湖南卷)大鼠限制黑眼/红眼的基因和限制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异(C)A． B．C． D．解析：大鼠限制黑眼/红眼的基因和限制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上，两对等位基因为连锁关系，正常状况下，测交结果只能出现两种表型，但题干中某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1，类似于基因自由组合定律的结果，推想该个体可产生四种数目相等的配子，且限制两对性状的基因遵循自由组合定律，即两对等位基因被易位到两条非同源染色体上，C正确。8．(2024·浙江1月选考)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更，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染色体畸变中的(B)A．缺失 B．重复C．易位 D．倒位解析：染色体畸变是指生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变更，包括染色体数目变异和染色体结构变异，其中染色体结构变异是指染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异，分为缺失(染色体片段的丢失，引起片段上所带基因随之丢失)、重复(染色体上增加了某个相同片段)、倒位(一个染色体上的某个片段的正常排列依次发生180°颠倒)、易位(染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上)4种类型。分析图示可知，与正常眼相比，棒眼的该染色体上b片段重复了一个，超棒眼的该染色体上b片段重复了两个，因此棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体结构变异中的重复，即染色体上增加了某个相同片段。因此B正确，A、C、D错误。9．(2024·山东卷)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是(C)A．可在分裂后期视察到“染色体桥”结构B．其子细胞中染色体的数目不会发生变更C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞解析：着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，因此可在分裂后期视察到“染色体桥”结构，A正确；进行有丝分裂时，“染色体桥”在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极，不会变更其子细胞中染色体的数目，B正确；姐妹染色单体连接在一起，着丝粒分裂后出现“染色体桥”结构，因此其子细胞中染色体上不会连接非同源染色体片段，C错误；姐妹染色单体形成的“染色体桥”结构在分裂时，会在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的一条子染色体可能携带有2个相同基因，产生含有2个相同基因的子细胞，若该细胞的基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞，D正确。10.(2024·江苏卷)下列叙述中与染色体变异无关的是(B)A．通过孕妇产前筛查，可降低21三体综合征的发病率B．通过连续自交，可获得纯合基因品系玉米C．通过植物体细胞杂交，可获得白菜—甘蓝D．通过一般小麦和黑麦杂交，培育出了小黑麦解析：21三体综合征属于染色体数目变异中的非整倍性变异，A错误；连续自交可获得纯合基因品系玉米，原理为基因重组，子代染色体结构和数目均未变更，与染色体变异无关，B正确；植物体细胞杂交的过程细胞发生了染色体数目的变异，C错误；一般小麦与黑麦杂交后，需用秋水仙素处理使染色体数目加倍，才能培育出稳定遗传的小黑麦，利用了染色体数目的变异原理，D错误。11．(2024·河北卷)蓝粒小麦是小麦(2n＝42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分别的小麦，探讨人员设计了如下图所示的杂交试验。回答下列问题：(1)亲本不育小麦的基因型是TtHH，F1中可育株和不育株的比例是1∶1。(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株，诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换，从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上，以获得蓝粒和不育性状不分别的小麦。(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体。假如减数分裂过程中同源染色体正常分别，来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机支配，最终能产生4种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/16。(4)F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体，属于染色体变异中的数目变异。(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现：①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育＝1∶1∶1∶1。说明：F4蓝粒不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上；②蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1。说明F4蓝粒不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上。符合育种要求的是②(填“①”或“②”)。解析：(1)分析题意，亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上，所以其基因型为TtHH，亲本小麦(hh)的基因型为tthh，故F1中不育株(TtHh)∶可育株(ttHh)＝1∶1。(2)F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh，其中T基因和E基因分别来自小麦的和长穗偃麦草的4号染色体，而h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换，使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上，从而获得蓝粒和不育两性状不分别的个体。(3)分析题意，蓝粒小麦的染色体条数是42，而F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦，一条来自长穗偃麦草，其余染色体(42－1－1＝40)均来自小麦，为同源染色体，故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体；不同来源的4号染色体在减数分裂中随机支配，仅考虑T/t、E基因，若两条4号染色体移向一极，则同时产生基因型为TE和О(两基因均没有)的两种配子，若两条4号染色体移向两极，则产生基因型为T和E的两种配子，则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子；F2中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4，产生h配子的概率是1/4，F2产生TEh配子的概率为1/16，则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4＝1/16。(4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类，可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体，且小麦染色体组成为2n＝42，故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体，多了一条4号染色体，属于染色体数目变异。(5)F3中的蓝粒不育株基因型为TEtHh和TEthh，含hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞，与小麦(ttHH)杂交，F4中的蓝粒不育株基因型为TEtHh，其中T基因和E基因连锁，位于同一条染色体上，t基因位于另一条染色体上，与小麦(ttHH)杂交，后代表型及比例为蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1，即F4蓝粒不育株体细胞中的T基