2022届高考生物（人教版）一轮总复习练习：必修2 第3单元 第2讲 染色体变异与育种 Word版含答案

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第2讲 染色体变异与育种
一、选择题(每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求)
1．下列有关生物变异的说法，不正确的是( A )
A．DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换，一定导致基因突变
B．基因重组是生物变异的重要来源，一般发生在有性生殖的过程中
C．多倍体育种可以打破物种间的生殖隔离，产生可育后代
D．染色体结构变异会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变
[解析] DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定是基因突变，只有引起了基因结构的变化，才是基因突变，A项错误；基因重组一般发生在有性生殖的减数分裂过程中，B项正确；通过多倍体育种，可以打破物种间的生殖隔离，产生可育后代，如六倍体普通小麦和二倍体黑麦通过杂交和染色体加倍，可以培育出可育的八倍体小黑麦，C项正确；染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，D项正确。
2．下列关于染色体变异及其应用的叙述，正确的是( B )
A．染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异
B．三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关
C．用秋水仙素处理单倍体植株萌发的种子或幼苗，一定能获得纯合子
D．体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体
[解析] 染色体增加某一片段属于染色体结构变异，往往对生物体不利，A错误；三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞，所以高度不育与同源染色体联会行为有关，B正确；用秋水仙素处理单倍体植株的幼苗，获得的植株不一定是纯合子，且单倍体植株不是由种子发育而来，而是由配子发育而来，C错误；含有三个或三个以上染色体组的个体不一定是多倍体。如果该生物体是由配子发育而来，则为单倍体；如果该生物体是由受精卵发育而来，则为多倍体，D错误。
3．(2020·山东高考模拟)果蝇的性别决定是XY型，性染色体数目异常会影响果蝇的性别特征甚至使果蝇死亡，如性染色体组成XO的个体为雄性，XXX、OY的个体胚胎致死。果蝇红眼和白眼分别由基因R和r控制。某同学发现一只异常果蝇，该果蝇左半侧表现为白眼雄性，右半侧表现为红眼雌性。若产生该果蝇的受精卵染色体组成正常，且第一次分裂形成的两个细胞核中只有一个细胞核发生变异，则该受精卵的基因型及变异细胞核产生的原因可能是( A )
A．XRXr；含基因R的X染色体丢失
B．XrXr；含基因r的X染色体丢失
C．XRXr；含基因r的X染色体结构变异
D．XRXR；含基因R的X染色体结构变异
[解析] 由题意可知，该果蝇一半为白眼雄性，可能的基因型为XrY或XrO；另一半为红眼雌性，基因型可能为XRXR或XRXr。而该果蝇受精卵正常，第一次分裂产生的一个细胞异常。若①受精卵为XrY或XrO，则不会出现一半的红眼雌性；②受精卵为XRXR，不会出现一半的白眼雄性；③受精卵只有为XRXr且XR丢失后，才可能出现一半白眼雄性(XrO)，一半红眼雌性(XRXr)。故选A。
4．(2020·山东省淄博市高三三模)普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，下图示甲、乙两个实验小组的育种实验方案。下列叙述错误的是( C )
A.甲组进行杂交育种，原理是基因重组
B．通过杂交可以集中两个亲本的优良基因
C．矮秆抗病Ⅱ中全部基因纯合，能稳定遗传
D．矮秆抗病Ⅰ中能稳定遗传的占1/3
[解析] 甲组进行的是杂交育种，其原理是基因重组，A正确；通过杂交可以将两个亲本的优良基因t和R集中在一起，B正确；F1的基因型为TtRr，通过花药离体培养得到的矮秆抗病Ⅱ的基因型为tR，属于单倍体，不能产生后代，C错误；F1(TtRr)自交所得F2中的矮秆抗病Ⅰ的基因型及其比例为ttRR∶ttRr＝1∶2，其中基因型为ttRR的个体能稳定遗传，占1/3，D正确。故选C。
5．(2020·山东省威海市高三一模)细胞中断裂的染色体片段在细胞分裂末期不能进入子细胞核内，会形成核外团块，称为微核。下列相关叙述错误的是( D )
A．用光学显微镜可以观察到细胞中的微核
B．细胞分裂末期形成的子细胞核外有核膜包裹
C．微核不能进入子细胞核可能是由于无纺锤丝牵引
D．形成微核的细胞发生了染色体数目变异
[解析] 微核由断裂的染色体片段形成，用光学显微镜可以观察到，A正确；细胞分裂末期核膜会重建，故形成的子细胞核外有核膜包裹，B正确；可能由于无纺锤丝牵引，微核不能进入子细胞核，C正确；形成微核的细胞发生了染色体结构变异，D错误。故选D。
6．(2020·山西运城市高三期末)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( B )
A．A基因产生的原因一定是发生了碱基对的替换
B．该细胞没有发生基因自由组合而一定发生了染色体变异
C．该细胞产生的变异一定能在光学显微镜下直接观察到
D．该细胞的II号染色体有3条，故该细胞中一定含有三个染色体组
[解析] 水稻根尖细胞进行有丝分裂，A基因产生的原因可能是该过程中发生了基因突变，基因突变是指碱基对的增添、替换或缺失引起的，A错误；细胞中II号染色体是3条，一定发生了染色体变异，基因的自由组合发生在减数分裂过程中，根尖细胞发生的是有丝分裂，B正确；基因突变不能用光学显微镜直接进行观察，C错误；据题干信息可知，水稻是基因型为aa的二倍体，含有两个染色体组，D错误。
7．(2021·威海模拟)利用基因型为Aa的二倍体植株培育三倍体幼苗，其途径如图所示。下列叙述正确的是( D )
A．①过程需要秋水仙素处理，并在有丝分裂后期发挥作用
B．②过程为单倍体育种，能明显缩短育种期限
C．两条育种途径依据的生物学原理都主要是基因突变和染色体变异
D．两条育种途径中，只有通过途径一才能获得基因型为AAA的三倍体幼苗
[解析] ①过程是人工诱导染色体数目加倍，该过程需要秋水仙素处理，而秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成，在有丝分裂前期发挥作用，A错误；②过程是花药离体培养，属于单倍体育种的步骤之一，B错误；图中途径一为多倍体育种，途径二为植物体细胞杂交育种，两条育种途径的原理都是染色体变异，C错误；途径一得到的三倍体的基因型为AAA、AAa、Aaa或aaa，途径二得到的三倍体的基因型为AAa或Aaa，D正确。
8．(2021·晋冀鲁豫四省高三质检)电影《我不是药神》中的慢性粒细胞白血病的重要发病机制如图所示，该变化导致机体产生大量不成熟的白细胞在骨髓内聚集，抑制骨髓的正常造血。下列叙述错误的是( C )
A．该病的发生不一定是遗传的结果
B．该种变异不一定改变细胞内的基因数量
C．该病是姐妹染色单体之间易位所造成的
D．远离各种致癌因素可降低该病的发病风险
[解析] 由图可知该病的发生是自身染色体变异的结果；该变异是染色体结构变异中的易位，只是基因的位置改变，细胞内的基因数量一般没有变化；易位发生在非同源染色体之间；远离致癌因素，可以减少对染色体的影响，降低发病风险。
9．(2020·福建省莆田第一中学、第四中学高三一模)如图1是果蝇体细胞示意图，图2、3是果蝇细胞中部分染色体在细胞分裂中的行为，请判断下列说法正确的是( D )
A．图1中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的一条染色体和X、Y染色体组成一个染色体组
B．若图1果蝇一个精原细胞产生的一个精子基因组成为bcXDXD，则其余的三个精子的基因型为BCYd、BCYd、bcXDXD
C．图2所示的果蝇细胞中A、a基因属于等位基因，位于同源染色体上
D．图3中姐妹染色单体上出现基因A和a是基因突变或交叉互换的结果
[解析] 图1中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的一条染色体和X或Y染色体组成一个染色体组，A错误；若图1果蝇一个精原细胞产生的一个精子基因组成为bcXDXD，说明组成X染色体的两条姐妹染色单体在减数第二次分裂后期形成的两条子染色体进入到了同一个精细胞中，则其余的三个精子的基因型为bc、BCYd、BCYd，B错误；图2所示的果蝇细胞正处于有丝分裂后期，其中的A、a基因不在同源染色体上，而是位于由两条姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体上，C错误；图3处于减数第一次分裂后期，其中姐妹染色单体上出现的基因A和a是基因突变或交叉互换的结果，D正确。
10．(2020·山西太原市高三上学期期末)下列关于染色体组和基因组的叙述中，错误的是( D )
A．测定水稻的基因组，可以直接测定一个染色体组中所有的DNA序列
B．测定人类的基因组，需要测定22条常染色体、X染色体和Y染色体上所有的DNA序列
C．人类基因组计划对于诊治人类遗传病具有重要的意义
D．对于某多倍体植物来说，体细胞中有几个染色体组就有几个基因组
[解析] 水稻无性别分化，无性染色体，故测定水稻的基因组，可以直接测定一个染色体组中所有的DNA序列，A正确；人的性别决定为XY型，故测定人类的基因组，需要测定22条常染色体、X染色体和Y染色体上所有的DNA序列，B正确；人类基因组计划对于诊治人类遗传病具有重要的意义，C正确；对于无性别分化的某多倍体植物来说，体细胞中有几个染色体组就有几个基因组，但有性别分化的生物则不是，D错误。
11．(2021·安徽六安一中高考模拟)豌豆种群中偶尔会出现一种三体植株(多1条2号染色体)，减数分裂时2号染色体的任意两条移向细胞一极，剩下一条移向另一极。下列关于某三体植株(基因型AAa)的叙述，正确的是( D )
A．该植株与人类猫叫综合征都属于染色体数目变异
B．该植株正常体细胞中含3个染色体组
C．三体豌豆植株能产生四种配子，比例为1∶1∶1∶1
D．三体豌豆植株自交，产生含A基因的子代的概率为35/36
[解析] 由题意可知减数分裂时2号染色体的任意两条移向细胞一极，剩下一条移向另一极，变成三体植株，所以该植株为染色体结构变异，A错误；该植株正常体细胞中含2个染色体组，只是多1条2号染色体，B错误；基因型为AAa的植物体产生的配子的类型及比例是AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，C错误；基因型为AAa的植物体产生的配子的类型及比例是AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，a配子的概率为1/6，子代基因型不含A的只有aa＝1/6×1/6＝1/36，所以含A基因的子代概率为＝1－1/36＝35/36，D正确。故选D。
12．(2021·山东省济南市二中高三模拟)果蝇的体色基因位于常染色体上，灰身(B)对黑身(b)为显性；生物钟基因位于X染色体上有节律(XA)对无节律(Xa)为显性。在基因型为BbXaY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个BBXAXa类型的变异细胞，有关分析正确的是( B )
A．该细胞处于减数第一次分裂的后期
B．该细胞的核DNA数与体细胞中的相等
C．形成该细胞过程中，同源染色体上姐妹染色单体发生过交叉互换
D．该变异细胞中，由染色体数目变异导致
[解析] 根据题意分析可知，该细胞处于减数第二次分裂过程中，A错误；该细胞可能处于减数第二次分裂前期、中期或后期，其核DNA数与体细胞相等，B正确；在形成该细胞的过程中发生过基因突变，且该果蝇的两对等位基因位于两对同源染色体上，两对基因间不存在连锁与交换现象，C错误；该变异细胞中，发生的是基因突变，D错误。故选B。
13．(2020·宁波市北仑中学高三竞赛)研究发现小鼠第8号染色体短臂上的部分片段缺失导致小鼠血液中甘油三酯含量极高，具有动脉硬化倾向。下列有关叙述错误的是( C )
A．该变异为可遗传变异
B．小鼠8号染色体为近端着丝粒染色体
C．该变异为碱基对缺失造成的基因突变
D．缺失的片段中有影响甘油三酯含量的相关基因
[解析] 敲除的DNA片段具有遗传效应，该变异为可遗传变异，A正确；根据题意，小鼠第8号染色体有短臂，故可知8号染色体为近端着丝粒染色体，B正确；小鼠第8号染色体短臂上的一个DNA片段进行了敲除，属于可遗传变异中的染色体结构变异，C错误；由题意知，敲除8号染色体上的该片段与甘油三酯的合成有关，推测缺失的片段中有影响甘油三酯含量的相关基因，D正确。故选C。
二、非选择题
14．(2020·天津河西区高三期末)某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R 和r 控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D 和E 表现为矮茎，只含有D 或E 表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答：
(1)自然状态下该植物一般都是纯合子。
(2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有不定向性、低频性和少利多害性这三个特点。
(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中选择抗病矮茎个体，再经连续自交等纯合化手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的年限越长。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1 在自然状态下繁殖，则理论上，F2的表现型及比例为高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9。
(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有基因重组和染色体变异。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。
[解析] (1)该植物为自花且闭花授粉植物，故一般情况下，其植株大多为纯合子。(2)诱变育种时用γ射线处理利用的原理是基因突变，由于基因突变具有不定向性、低频性以及少利多害性三个特点，故需要处理大量种子以获得所需品种。(3)如采用杂交育种的方式，将上述两个亲本杂交，即rrDDEE×RRddee→F1：ERDdEe，在F1自交所得的F2中选择抗病矮茎个体(D_E_R_)，再通过连续自交及逐代淘汰等纯合化的手段，最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种(RRDDEE)。一般情况下，控制性状的基因数量越多，需进行多次的自交和筛选操作才能得到所需的纯合品种，育种时间相对较长。若只考虑茎的高度，F1(DdEe)在自然状态下繁殖即自交后，F2中表现型及比例为9矮茎(9D_E_)、6中茎(3D_ee、3ddE_)、1高茎(1ddee)。(4)若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将花药进行离体培养得到单倍体，继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有基因重组和染色体变异；遗传图解：
15．(2021·河北名校高三诊断)1917年，布里奇斯在培养的正常翅果蝇中偶然发现一只翅膀后端边缘有缺刻的红眼雌果蝇。研究表明，这是由于该果蝇的一条X染色体缺失一小段导致的。一对同源染色体中的一条缺失，个体存活，两条都缺失，个体死亡。染色体缺失过程中会断裂出无着丝点的片段，这些片段无法进入细胞核而只能留在细胞质中，在新的细胞周期中凝集成微核，游离在细胞核之外。
(1)微核的形成是由于断裂的片段没有着丝点，从而无法通过星射线(纺锤丝)的牵引进入细胞核。依据以上的研究，科学工作者常通过观察处于间期的果蝇细胞中有无微核来确定染色体是否发生缺失。
(2)控制果蝇眼色(红眼对白眼为显性)的基因(B、b)位于X染色体上。现有各种性状的雌雄果蝇若干只，请设计实验探究该缺刻翅红眼雌果蝇(不含白眼基因)的缺失片段中有无控制眼色的基因。
实验思路：
将这只缺刻翅红眼雌果蝇与正常翅白眼雄果蝇进行杂交，统计后代雌果蝇的眼色。
预测结果及结论：
①如果后代雌果蝇全部都是红眼，则缺失片段中没有控制眼色的基因。
②如果后代雌果蝇有红眼有白眼，则缺失片段中有控制眼色的基因。
[解析] (1)牵引着丝点的是星射线；微核是由有丝分裂后期丧失着丝点的染色体片段凝集产生的，游离在细胞核之外，因此可通过观察处于间期的果蝇细胞中有无微核来确定染色体是否发生缺失。(2)由题干可知缺刻翅是一条X染色体缺失一小段导致的。若探究该缺刻翅红眼雌果蝇(不含白眼基因)的缺失片段中有无控制眼色的基因，可将这只缺刻翅红眼雌果蝇与正常翅白眼雄果蝇(XbY)进行杂交，统计后代雌果蝇的眼色。①如果缺失片段中没有控制眼色的基因，该雌果蝇的基因型可表示为XBXB，与正常翅白眼雄果蝇(XbY)进行杂交，则后代雌果蝇只有XBXb一种基因型，表现为红眼；②如果缺失片段中有控制眼色的基因，该雌果蝇的基因型可表示为XBXO，与正常翅白眼雄果蝇(XbY)进行杂交，子代雌果蝇的基因型为XBXb、XbXO，表现为红眼和白眼。
甲组
P高秆抗病×矮秆易感病
↓
F1高秆抗病
↓
F2矮秆抗病Ⅰ
乙组
P高秆抗病×矮秆易感病
↓
F1高秆抗病
↓
花药离体培养
↓
F2 矮秆抗病Ⅱ