【步步高】2014屆高考生物一輪考能專項(xiàng)突破4減數(shù)分裂與遺傳變異綜合題

1 重點(diǎn)題型研析重點(diǎn)題型研析 4 4 減數(shù)分裂與遺傳變異綜合題減數(shù)分裂與遺傳變異綜合題 典例剖析 某高等動(dòng)物基因型為 Aa 如圖為該動(dòng)物細(xì)胞分裂某一時(shí)期 的示意圖 請(qǐng)據(jù)圖回答 1 該細(xì)胞中的染色體數(shù)為 該細(xì)胞的分裂方式和時(shí)期 為 2 若圖中一條染色體的某一片段移接到另一染色體上 該變化引 起的變異屬于 3 如果 處的基因?yàn)?a 則該細(xì)胞基因組成形成的原因可能是 或 在 時(shí)期出現(xiàn)了同源染色體中非姐妹染色單體的交叉互 換 解析 1 該細(xì)胞內(nèi)無同源染色體且姐妹染色單體分開 因此該細(xì)胞處于減數(shù)第二次分 裂后期 細(xì)胞中有 4 條染色體 2 染色體的某一片段移接到了另一條染色體上 該變 化引起的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 3 由于該細(xì)胞已完成減數(shù)第一次分裂 同源染色 體已分開 處基因應(yīng)與其所對(duì)應(yīng)的姐妹染色單體的基因相同 如果 處的基因?yàn)?a 該細(xì)胞基因組成形成的原因可能是基因突變或四分體時(shí)期同源染色體上的非姐妹染色單 體間發(fā)生了交叉互換 答案 1 4 減數(shù)第二次分裂后期 2 染色體結(jié)構(gòu)變異 3 基因突變 四分體 技法點(diǎn)撥 1 減數(shù)分裂與遺傳規(guī)律的關(guān)系 減數(shù)第一次分裂后期 同源染色體的分離是基因分離定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ) 非同源染色體 的自由組合是基因自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ) 2 減數(shù)分裂與生物變異的關(guān)系 1 在減數(shù)第一次分裂前的間期 各種原因 物理 化學(xué)等因素 會(huì)使 DNA 復(fù)制過程出現(xiàn) 差錯(cuò) 導(dǎo)致 DNA 分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換 增添或缺失 產(chǎn)生基因突變 這是生物變異 的根本來源 2 在減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期 同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的 互換而發(fā)生互換 導(dǎo)致基因重組 3 減數(shù)第一次分裂后期 同源染色體分離 非同源染色體自由組合 其上的非等位基 因也隨之自由組合 導(dǎo)致基因重組 4 在減數(shù)分裂過程中 由于諸多原因也會(huì)出現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)變異 染色體數(shù)目變異的配 子 通過配子將這些變異傳遞給下一代 如人類性染色體異常病中出現(xiàn)的 XXY 型 XXX 型 XYY 型等 原因可能是減數(shù)第一次分裂異常 也可能是減數(shù)第二次分裂異常 可能 是形成精子時(shí)異常 也可能是形成卵細(xì)胞時(shí)異常 跟蹤訓(xùn)練 1 如圖所示為某雄性二倍體生物體內(nèi)正在進(jìn)行分裂的細(xì)胞 下列敘述正確的是 A 若等位基因 M 和 m 分別位于 和 上 則一定是基因突變的結(jié) 果 2 B 該細(xì)胞有 2 個(gè)染色體組 其中 為一組 C 該細(xì)胞分裂后直接產(chǎn)生兩個(gè)精子 D 細(xì)胞在圖示分裂過程中實(shí)現(xiàn)了基因重組 答案 B 解析 該圖所示的二倍體生物細(xì)胞中無同源染色體 處于減數(shù)第二次分裂后期 若等位 基因 M 和 m 分別位于 和 上 則可能是基因突變的結(jié)果 也可能是四分體時(shí)期同源染 色體上非姐妹染色單體之間交叉互換的結(jié)果 圖中所示的細(xì)胞有 2 個(gè)染色體組 其中 為一組 該細(xì)胞分裂后產(chǎn)生的子細(xì)胞是精細(xì)胞 精細(xì)胞要經(jīng)過一系列變化才成 為精子 基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期或者減數(shù)第一次分裂的后期 2 果蠅的卵原細(xì)胞在減數(shù)分裂形成卵細(xì)胞過程中常常發(fā)生染色體不分開的現(xiàn)象 因此出現(xiàn) 性染色體異常的果蠅 并產(chǎn)生不同的表現(xiàn)型 如表所示 受精卵中異常的性染色體組成方式表現(xiàn)型 XXX 胚胎期致死 YO 體細(xì)胞中只有一條 Y 染色體 沒有 X 染色體 胚胎期致死 XXY 雌性可育 XYY 雄性可育 XO 體細(xì)胞中只有一條 X 染色體 沒有 Y 染色體 雄性不育 1 若雌果蠅減數(shù)分裂過程正常 雄果蠅的精原細(xì)胞減數(shù)分裂過程異常 分析出現(xiàn)異常 受精卵 XO 的可能原因 2 畫出表現(xiàn)型為雌性可育的果蠅 XXY 體細(xì)胞有絲分裂過程中 一個(gè)細(xì)胞周期中細(xì)胞核 內(nèi)染色體的數(shù)目變化坐標(biāo)曲線圖 標(biāo)明染色體數(shù)目的具體變化和有絲分裂各時(shí)期 3 為探究果蠅控制眼色的基因是否位于性染色體上 著名的遺傳學(xué)家摩爾根做了下列 雜交實(shí)驗(yàn) 讓白眼雄果蠅和紅眼雌果蠅交配 后代全部是紅眼果蠅 讓白眼雌果蠅和紅 眼雄果蠅交配 子代雄果蠅全是白眼 雌果蠅全是紅眼 他的學(xué)生蒂更斯用白眼雌果蠅 與紅眼雄果蠅交配 子代大多數(shù)雄果蠅都是白眼 雌果蠅都是紅眼 但有少數(shù)例外 大 約每 2 000 個(gè)子代個(gè)體中 有一只白眼雌果蠅和一只紅眼雄果蠅 該紅眼雄果蠅不育 請(qǐng)根據(jù)上表信息 繪制遺傳圖解 解釋蒂更斯實(shí)驗(yàn)中為什么會(huì)出現(xiàn)例外 設(shè)有關(guān)基因?yàn)?B b 答案 1 雄果蠅初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)第一次分裂時(shí) 同源染色體 XY 沒有分開 移向了同一極 形成沒 有性染色體的精子 其他合理答案也可 2 如圖 右所示 3 如圖所示 3 解析 1 雌果蠅減數(shù)分裂過程正常 產(chǎn)生的卵細(xì)胞中的性染色體為 X 出現(xiàn)異常受精卵 XO 則雄果蠅減數(shù)分裂產(chǎn)生的精子中沒有性染色體 可能是減數(shù)第一次分裂時(shí)同源染色 體 XY 沒有分開 移向了同一極 也可能是減數(shù)第二次分裂時(shí) XX 或 YY 沒有分開 移向 了同一極 2 果蠅正常體細(xì)胞中有 8 條染色體 雌性可育的果蠅 XXY 體細(xì)胞比正常體 細(xì)胞多 1 條性染色體 即雌性可育的果蠅 XXY 體細(xì)胞中有 9 條染色體 有絲分裂后期 染色體數(shù)目加倍 有 18 條染色體 3 根據(jù)摩爾根的雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以判定 果蠅控制 眼色的基因位于 X 染色體上 根據(jù)正常情況下 白眼雌果蠅 XbXb 和紅眼雄果蠅 XBY 交 配 子代雄果蠅全是白眼 XbY 雌果蠅全是紅眼 XBXb 但子代中出現(xiàn)少數(shù)例外 有一 只白眼雌果蠅和一只不育紅眼雄果蠅 結(jié)合表格信息 不育的紅眼雄果蠅基因型為 XBO 可育的白眼雌果蠅基因型為 XbXbY 從而可以推斷白眼雌果蠅 XbXb 產(chǎn)生了 XbXb卵 細(xì)胞和 O 無 X 卵細(xì)胞 并且與正常精子結(jié)合 實(shí)驗(yàn)技能突破實(shí)驗(yàn)技能突破 4 4 驗(yàn)證與探究類實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與探究類實(shí)驗(yàn) 技能歸納 1 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題和探究性實(shí)驗(yàn)題的分析比較 類型 步驟 驗(yàn)證性 實(shí)驗(yàn)題 探究性 實(shí)驗(yàn)題 審題 瀏覽試題 找出變量 實(shí)驗(yàn)?zāi)?的分析 試題中已知 把試題中提出的問題變?yōu)?陳述句 實(shí)驗(yàn)假 設(shè)分析 不需要假設(shè) 對(duì)探究問題提出一種可能 性 原理分 析 分清是已知原理 課本所學(xué)的 還是未知 原理 題中給出的 材料分 析 材料用具消元法 步驟分 析 實(shí)驗(yàn)對(duì)照加減法 結(jié)果分 析 分析 結(jié)論分 析 目的原理 代入法 結(jié)果結(jié)論假設(shè)法 表達(dá)圖像表格變量法 4 檢查 檢查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及語言表達(dá)有沒有科學(xué)性錯(cuò) 誤 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的思維過程 一是應(yīng)根據(jù)試題要求 確定單一變量 依據(jù)實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行合理分組 二是根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料 結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理 確定實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀測(cè)指標(biāo) 三是確保除單一變量外的其他條件相同且適 宜 四是合理確定操作程序 確保程序合理 表達(dá)準(zhǔn)確 五是注意區(qū)分設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì) 方案 前者只要簡(jiǎn)單說明思路即可 后者需要較為詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察等內(nèi) 容 典例剖析 為了探究三氯化鋁對(duì)動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的影響 某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn) 提示 細(xì)胞分裂情況可用細(xì)胞分裂指數(shù)來衡量 即分裂中期細(xì)胞數(shù)與所觀察到的細(xì)胞總數(shù)之比 1 實(shí)驗(yàn)步驟 第一步 取動(dòng)物細(xì)胞株培養(yǎng)狀況相同的 A B 培養(yǎng)皿 A 中加入 10 mL 質(zhì)量濃度為 1 0 g L 的 AlCl3溶液 B 中加入等量的蒸餾水 第二步 培養(yǎng) 72 h 后 各取 A B 培養(yǎng)皿中細(xì)胞若干 經(jīng)固定染色后 分別制成臨時(shí)裝 片 A B 第三步 觀察裝片 A B 中細(xì)胞各 300 個(gè) 分別計(jì)算細(xì)胞分裂指數(shù) 2 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及得出結(jié)論的思路 3 就 AlCl3對(duì)動(dòng)物細(xì)胞分裂的影響 你還能提出什么探究課題 解析 該實(shí)驗(yàn)的目的是探究 AlCl3對(duì)動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的影響 其作用可能有三種 促 進(jìn) 抑制或不影響 根據(jù)提示 其影響可以通過對(duì)比 A B 兩組的細(xì)胞分裂指數(shù)進(jìn)行判 斷 此外可探究的課題還有 AlCl3濃度或作用時(shí)間對(duì)動(dòng)物細(xì)胞分裂的影響 答案 2 比較 A B 兩組的細(xì)胞分裂指數(shù) 判斷質(zhì)量濃度為 1 0 g L AlCl3溶液對(duì)動(dòng)物 細(xì)胞分裂有促進(jìn)或抑制作用 或者是沒有影響 3 AlCl3濃度或作用時(shí)間對(duì)動(dòng)物細(xì)胞分 裂的影響 或其他合理答案 即時(shí)鞏固 據(jù)報(bào)道 木瓜葉提取物能殺死癌細(xì)胞 請(qǐng)根據(jù)下列材料 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明木瓜葉提 取物對(duì)小鼠肉瘤有抑制作用 實(shí)驗(yàn)材料 生有肉瘤 S 180 的實(shí)驗(yàn)小鼠 10 只 木瓜葉提取物制劑 注射器 蒸餾水 生理鹽水等 其他材料 器具自定 實(shí)驗(yàn)步驟 1 將 10 只生長(zhǎng)發(fā)育狀況相同的生有肉瘤 S 180 的實(shí)驗(yàn)小鼠隨機(jī)均分為兩組 分別記 作 A B 組 編號(hào) A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 2 向 A 組各實(shí)驗(yàn)小鼠注射適量 向 B 組各實(shí)驗(yàn)小鼠注射與 A 組等 量的 3 在相同條件下飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)小鼠一段時(shí)間后 測(cè)量統(tǒng)計(jì) A B 組實(shí)驗(yàn)鼠 5 實(shí)驗(yàn)預(yù)期 答案 實(shí)驗(yàn)步驟 2 木瓜葉提取物制劑 生理鹽水 3 肉瘤變化量 實(shí)驗(yàn)預(yù)期 A 組實(shí)驗(yàn)鼠肉瘤平均增重量比 B 組少 解析 要證明 木瓜葉提取物對(duì)小鼠肉瘤有抑制作用 需要設(shè)置空白對(duì)照 對(duì)實(shí)驗(yàn)組 小鼠注射適量木瓜葉提取物制劑 對(duì)對(duì)照組小鼠注射等量生理鹽水 實(shí)驗(yàn)的因變量為小 鼠肉瘤的生長(zhǎng)狀況 可以是實(shí)驗(yàn)鼠肉瘤變化量 熱點(diǎn)專項(xiàng)聚焦熱點(diǎn)專項(xiàng)聚焦 4 4 減數(shù)分裂過程中基因的異常行為變化減數(shù)分裂過程中基因的異常行為變化 在分析減數(shù)分裂過程中核基因的行為變化時(shí) 應(yīng)抓住減數(shù)分裂過程中染色體行為變化的 三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) 減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生染色體的復(fù)制 減數(shù)第一次分裂過程中同源染色 體分離 減數(shù)第二次分裂過程中姐妹染色單體分離 也可以結(jié)合基因的變化 逆向分析染色 體的行為變化 加深對(duì)基因在染色體上的理解 加深對(duì)基因分離定律和自由組合定律內(nèi)涵的 理解 以構(gòu)建完整的 系統(tǒng)的知識(shí)體系 1 基因突變 在減數(shù)第一次分裂前的間期 DNA 分子復(fù)制過程中 如復(fù)制出現(xiàn)差錯(cuò) 則會(huì)引起基因突 變 這種突變能通過配子傳遞給下一代 如圖所示 注意 突變一般發(fā)生在同源染色體中的某一條染色體上 可以是顯性突變 也可以是隱 性突變 2 基因數(shù)量變化 在減數(shù)分裂過程中 伴隨著染色體行為變化的異常 往往會(huì)引起配子中基因數(shù)目的增減 在分析基因數(shù)目變化時(shí) 應(yīng)考慮變化與減數(shù)第一次分裂有關(guān) 還是與減數(shù)第二次分裂有關(guān) 如圖 1 表示減數(shù)第一次分裂異常 減數(shù)第二次分裂正常產(chǎn)生的配子情況 6 圖 2 表示減數(shù)第一次分裂正常 減數(shù)第二次分裂異常產(chǎn)生配子的情況 典例剖析 2011 山東卷 8 基因型為 AaXBY 的小鼠僅因?yàn)闇p數(shù)分裂過程中染色體未正常分 離 而產(chǎn)生一個(gè)不含性染色體的 AA 型配子 等位基因 A a 位于 2 號(hào)染色體 下列關(guān)于 染色體未分離時(shí)期的分析 正確的是 2 號(hào)染色體一定在減數(shù)第二次分裂時(shí)未分離 2 號(hào)染色體可能在減數(shù)第一次分裂時(shí) 未分離 性染色體可能在減數(shù)第二次分裂時(shí)未分離 性染色體一定在減數(shù)第一次分 裂時(shí)未分離 A B C D 解析 AA 型配子中沒有 a 基因 說明減數(shù)第一次分裂時(shí) A 與 a 已經(jīng)分開 一定是由于減 數(shù)第二次分裂時(shí) 2 號(hào)染色體未分離 正確 錯(cuò)誤 AA 型配子中不含性染色體 有兩 種可能 一是在減數(shù)第一次分裂時(shí)性染色體未分離 配子由產(chǎn)生的不含性染色體的次級(jí) 性母細(xì)胞分裂而成 二是減數(shù)第二次分裂時(shí)性染色體未分離 產(chǎn)生不含性染色體的性細(xì) 胞 故 正確 錯(cuò)誤 答案 A 拓展鏈接 根據(jù)產(chǎn)生配子異常情況推測(cè)減數(shù)分裂何時(shí)發(fā)生異常 若親代為 AaXBY 則子代配 子情況如下 7 1 若配子中出現(xiàn) Aa 或 XY 在一起 則減 分裂異常 2 若配子中 A a 分開 X Y 分開 出現(xiàn)兩個(gè) AA aa 或兩個(gè) XX YY 則是減 分裂異常 3 若配子中無性染色體或無 A 也無 a 則既可能減 也可能減 分裂異常 變式體驗(yàn) 1 如圖所示是一個(gè)基因型為 AaBb 兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳 的精原細(xì)胞在一次減數(shù)分裂過程中產(chǎn) 生的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞 則該過程發(fā)生了 A 交叉互換與同源染色體未分離 B 交叉互換與姐妹染色單體未分離 C 基因突變與同源染色體未分離 D 基因突變與姐妹染色單體未分離 答案 D 解析 根據(jù)兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中染色體與基因的位置關(guān)系可以看出第一對(duì)同源染色體上 發(fā)生了基因突變 因?yàn)橛幸粋€(gè) A 基因突變成了 a 基因 若發(fā)生交叉互換 則每個(gè)次級(jí)精 母細(xì)胞中都應(yīng)含 A 和 a 基因各一個(gè) B 與 b 基因分別在兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中 說明同源 染色體正常分離 而含有 b 基因的兩條染色體移向細(xì)胞的一極 說明減數(shù)第二次分裂后 期姐妹染色單體形成的兩條染色體未正常分離 2 某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)豬產(chǎn)生配子時(shí)的細(xì)胞減數(shù)分裂過程進(jìn)行了研究 并繪制了相關(guān)圖示 請(qǐng)回答下列問題 1 圖 1 過程表明 通過減數(shù)分裂 染色體數(shù)目 減數(shù)第一次分裂后期染色 體的行為特點(diǎn)是 2 圖 2 顯示的是一對(duì)同源染色體 常染色體 的不正常分裂情況 產(chǎn)生異常配子 的 原因可能是 3 如果圖 3 表示卵原細(xì)胞 該卵原細(xì)胞經(jīng)圖 4 形成基因型為 AB 的卵細(xì)胞 則其形成的 8 第二極體的基因型是 答案 1 減半 同源染色體分離 非同源染色體自由組合 2 減數(shù)第一次分裂后期同源染色體沒有分離 而是移向細(xì)胞同