“細胞分裂”在遺傳中的應用

“細胞分裂”在遺傳上的應用汪朝暉細胞分裂是遺傳基本定律和生物變異的細胞學基礎，與不同染色體上的基因、DNA的半保留復制、配子的種類、細胞質(zhì)遺傳以及人類染色體異常遺傳病等密切相關，在高考題中出現(xiàn)的頻率極高，是學科內(nèi)綜合考查的重點。1. 不同的染色體上基因與細胞分裂在細胞分裂中，位于姐妹染色單體上的基因通常是相同的，若出現(xiàn)其等位基因，原因可能是基因突變。在有絲分裂中，只能是基因突變，因為有絲分裂過程中不出現(xiàn)同源染色體的聯(lián)會、四分體，也就不發(fā)生交叉互換。而位于同源染色體上相應位置的基因，則要結合親本的基因型才能給予正確的判斷。例1. 圖1表示基因型為AaBb的動物細胞所處的兩種時期，依圖回答：（1）若甲細胞中染色體1上存在著基因A，則染色體上相應位置上的基因為_，若上相應基因為a，原因是_；染色體4上相應基因為_。（2）若乙細胞中染色體1存在著基因A，而染色體相應位置卻為a，其原因可能是_。2. DNA分子的半保留復制與細胞分裂DNA分子經(jīng)復制后子代的每個DNA分子中仍保留了原來DNA分子中的一條鏈，這種復制方式稱半保留復制。若將親代DNA分子用同位素標記，由于不同分裂過程中染色體的行為不同，導致含有標記DNA的子代細胞所占的比例存在差異。例2. 若一個精原細胞的一對同源染色體的DNA分子用標記，該細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個精細胞中，含標記DNA分子的精細胞所占的比例為（ ）；若一個體細胞中的一對同源染色體中的DNA分子用標記，經(jīng)2次有絲分裂后產(chǎn)生的4個子細胞中，含的細胞所占的比例為（ ）A. 25%B. 50%C. 75%D. 100%3. 染色體組數(shù)與細胞分裂染色體組的數(shù)目可以根據(jù)細胞中染色體的形態(tài)來計數(shù)，若細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，就含有幾個染色體組。在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期，由于著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍，染色體組數(shù)也成倍增加；利用秋水仙素抑制有絲分裂前期紡綞體的形成，使復制的染色體不能移向細胞兩極，從而使細胞中染色體數(shù)目加倍，染色體組數(shù)也隨之加倍。例3. 某二倍體動物的體細胞中染色體情況如圖2所示，該細胞中有_個染色體組，與A組成一個染色體組的染色體是_。若細胞中含有2個染色體組，但無同源染色體的時期為_分裂_期；若含有4個染色體組的時期為_分裂_期。4. 細胞核遺傳與細胞分裂（1）遺傳定律的細胞學基礎遺傳的基本定律體現(xiàn)在配子的形成過程中。在減數(shù)第一分裂后期同源染色體彼此分離，導致等位基因分離是基因分離定律的細胞學基礎；在同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合，導致非同源染色體上的非等位基因自由組合是基因自由組合定律的基礎。（2）配子的種類對一定基因型的性原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的雌雄配子種類不同，同時一個性原細胞與多個性原細胞在產(chǎn)生的配子上也存在著差異。如單個細胞在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，能體現(xiàn)基因組合的單一性，即1個精原細胞只產(chǎn)生4個精子，不論理論上有多少種可能性，實際上只能有2種（除交叉互換外）；1個卵原細胞只產(chǎn)生1個卵細胞，故只能有1種類型。而一個個體含有多少個性原細胞，能體現(xiàn)基因組合的全面性，即在獨立遺傳時，產(chǎn)生的配子種類為2n（其中n為等位基因的對數(shù)）。例4. 基因型為AaBb（獨立遺傳）的雄性個體能產(chǎn)生_種基因型的精子；若1個精原細胞產(chǎn)生了1個Ab精子，則其他3個精子的基因型為_。若基因型為AaBb的1個卵原細胞產(chǎn)生了1個Ab的極體，則同時形成的卵細胞基因型為_。5. 生物變異與細胞分裂（1）基因突變與變異類型基因突變發(fā)生在有絲分裂期間（體細胞突變）和減數(shù)第一次分裂間期（有性生殖細胞突變）的DNA分子復制過程中，對于體細胞的突變，影響的主要是親代本身，屬于不可遺傳的變異；對于有性生殖細胞的突變可傳遞到子代，屬于可遺傳的變異，有利于生物的進化。（2）基因重組與細胞分裂過程基因重組的細胞學基礎是在減數(shù)分裂第一次過程中，同源染色體彼此分離的同時，非同源染色體之間的自由組合以及同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換。（3）染色體數(shù)目變異與異常配子類型常染色體類型例5. 圖3為某二倍體高等動物的一個精原細胞，若該細胞僅是在減數(shù)第一次分裂時，A、B未分開，則其形成的正常和異常精子的比例為（ ）；若該細胞在減數(shù)分裂過程中僅僅是a與a沒有分開，則形成的正常精細胞與異常精細胞的比值為（ ）A. 0：4B. 1：1C. 4：0D. 3：1性染色體類型在正常減數(shù)過程中將產(chǎn)生X或Y染色體的精子以及含有X染色體的卵細胞。但偶爾也會出現(xiàn)異常精子和卵細胞類型，各種情況及出現(xiàn)的原因大致如下：例6. 某家庭父親正常，母親色盲，生了一個性染色體為XXY的色覺正常的兒子（患者無生育能力）。產(chǎn)生這種染色體數(shù)目變異的原因很可能是（ ）A. 胚胎發(fā)育的卵裂階段出現(xiàn)異常B. 正常的卵與異常的精子結合C. 異常的卵與正常的精子結合D. 異常的突變與異常的精子結合參考答案：例1. （