2023屆 二輪復(fù)習 細胞分裂與遺傳、變異的聯(lián)系 學案

考點二細胞分裂與遺傳、變異的聯(lián)系1．細胞分裂中標記染色體去向的分析方法(1)有絲分裂中染色體的標記情況用15N標記細胞的DNA分子，然后將其放到含14N的培養(yǎng)液中進行兩次有絲分裂，情況如圖所示(以一對同源染色體為例)：(體細胞染色體為2n條)第一次有絲分裂中期第一次有絲分裂后期第二次有絲分裂中期第二次有絲分裂后期15N標記的染色體數(shù)2n4n2n2n15N標記的染色單體數(shù)4n02n01個細胞經(jīng)兩次有絲分裂產(chǎn)生的4個子細胞中有2或3或4個細胞含有15N標記的染色體；每個子細胞含15N標記的染色體為0～2n條。(2)減數(shù)分裂中染色體的標記情況用15N標記細胞的DNA分子，然后將其放到含14N的培養(yǎng)液中進行正常減數(shù)分裂，情況如圖所示(以一對同源染色體為例)：由圖可以看出，子細胞中的所有染色體都含15N。(3)先進行一次有絲分裂又進行一次減數(shù)分裂用15N標記細胞的DNA分子，然后將其放到含14N的培養(yǎng)液中進行一次有絲分裂，再繼續(xù)在含14N的培養(yǎng)液中進行正常減數(shù)分裂，情況如圖所示(以一對同源染色體為例)：若該生物的正常體細胞的核DNA為2n，則經(jīng)上述過程形成的子細胞中含15N標記DNA的個數(shù)為0～n個。2．關(guān)于細胞分裂與遺傳規(guī)律的關(guān)系3．細胞分裂與可遺傳變異技法點撥(1)姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因的原因分析①一定源自基因突變?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(體細胞中發(fā)生,發(fā)生時間在間期,親代基因純合))②一定源自互換?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(姐妹染色單體的其中一條有兩種顏色,發(fā)生時間是減數(shù)分裂Ⅰ前期))③無任何提示，則上述兩種情況都有可能。(2)細胞圖像中染色體變異的判定方法①圖像中染色體形態(tài)(包括長度)發(fā)生了變化或染色體上標記的基因數(shù)目、位置發(fā)生了改變，可判定發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異。如同源染色體同一位置或姐妹染色單體同一位置出現(xiàn)“不同字母”的基因如A與B(b)，則可能發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異(如易位等)。②圖像中染色體出現(xiàn)個別增減(也可能是成倍地增減)，則判定為發(fā)生了染色體數(shù)目變異。4．XXX與XYY異常個體的成因(1)XXX成因(2)XYY成因eq\o(→,\s\up7(父方))eq\x(\a\vs4\al\co1(減數(shù)分裂Ⅱ異常即減數(shù)分裂Ⅱ后期Y染,色體著絲粒分裂后，形成的兩條Y染色,體進入同一精細胞))(3)XXY成因5．根據(jù)配子類型判斷變異原因假設(shè)親本的基因型為AaXBY，不考慮基因突變或同源染色體的非姐妹染色單體間的互換：1．(2021·江蘇，7)A和a、B和b為一對同源染色體上的兩對等位基因。下列有關(guān)有絲分裂和減數(shù)分裂的敘述，正確的是()A．多細胞生物體內(nèi)都同時進行這兩種形式的細胞分裂B．減數(shù)分裂的兩次細胞分裂前都要進行染色質(zhì)DNA的復(fù)制C．有絲分裂的2個子細胞中都含有Aa，減數(shù)分裂Ⅰ的2個子細胞中也可能都含有AaD．有絲分裂都形成AaBb型2個子細胞，減數(shù)分裂都形成AB、Ab、aB、ab型4個子細胞答案C解析多細胞生物體內(nèi)有些特殊的細胞(如生殖器官中的細胞)既能進行有絲分裂又能進行減數(shù)分裂，但體細胞只進行有絲分裂，A錯誤。減數(shù)分裂只在第一次分裂前進行染色質(zhì)DNA的復(fù)制，B錯誤。有絲分裂得到的2個子細胞中都含有Aa；減數(shù)分裂Ⅰ若發(fā)生互換，則得到的2個子細胞中也可能都含有Aa，C正確。有絲分裂得到的子細胞染色體組成與親代相同，都形成AaBb型的2個子細胞；因A和a、B和b為一對同源染色體上的兩對等位基因，若不考慮發(fā)生互換，則減數(shù)分裂能得到兩種類型(AB、ab或Ab、aB)的4個子細胞，D錯誤。2．(2019·江蘇，11)如圖為初級精母細胞減數(shù)分裂時的一對同源染色體示意圖，圖中1～8表示基因。不考慮突變的情況，下列敘述正確的是()A．1與2、3、4互為等位基因，與6、7、8互為非等位基因B．同一個體的精原細胞有絲分裂前期也應(yīng)含有基因1～8C．1與3都在減數(shù)分裂Ⅰ分離，1與2都在減數(shù)分裂Ⅱ分離D．1分別與6、7、8組合都能形成重組型的配子答案B解析等位基因是指位于同源染色體的相同位置上，控制相對性狀的基因。1與2、3與4均是位于同一條染色體的姐妹染色單體上的基因，不考慮突變，則1與2是相同基因，3與4也是相同基因，1與3、4以及2與3、4為一對同源染色體相同位置上的基因，可能為等位基因，也可能為相同基因，而1與6、7、8位于一對同源染色體的不同位置上，互為非等位基因，A錯誤；同一個體的精原細胞有絲分裂前期，染色體已復(fù)制，所以含有基因1～8，B正確；1與3是位于同源染色體上的基因，減數(shù)分裂Ⅰ后期隨同源染色體的分開而分離，1與2是位于同一條染色體的姐妹染色單體上的基因，在減數(shù)分裂Ⅱ后期隨著絲粒分裂而分離，但如果減數(shù)分裂Ⅰ前期發(fā)生了互換，導(dǎo)致2與3互換位置，則1與3的分離還將發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ后期，1與2的分離也會發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期，C錯誤；1與5位于同一條染色單體上，則1與6組合不會形成重組型配子，D錯誤。3．(2022·山東，8)減數(shù)分裂Ⅰ時，若同源染色體異常聯(lián)會，則異常聯(lián)會的同源染色體可進入1個或2個子細胞；減數(shù)分裂Ⅱ時，若有同源染色體則同源染色體分離而姐妹染色單體不分離，若無同源染色體則姐妹染色單體分離。異常聯(lián)會不影響配子的存活、受精和其他染色體的行為。基因型為Aa的多個精原細胞在減數(shù)分裂Ⅰ時，僅A、a所在的同源染色體異常聯(lián)會且非姐妹染色單體發(fā)生互換。上述精原細胞形成的精子與基因型為Aa的卵原細胞正常減數(shù)分裂形成的卵細胞結(jié)合形成受精卵。已知A、a位于常染色體上，不考慮其他突變，上述精子和受精卵的基因組成種類最多分別為()A．6；9B．6；12C．4；7D．5；9答案A解析基因型為Aa的多個精原細胞在減數(shù)分裂Ⅰ時，僅A、a所在的同源染色體異常聯(lián)會且非姐妹染色單體發(fā)生互換。(1)若A、a所在的染色體片段發(fā)生互換，則A、a位于姐妹染色單體上，①異常聯(lián)會的同源染色體進入1個子細胞，則子細胞基因組成為AAaa或不含A、a，經(jīng)減數(shù)分裂Ⅱ，同源染色體分離而姐妹染色單體不分離，可形成基因型為Aa和不含A、a的精子；②異常聯(lián)會的同源染色體進入2個子細胞，則子細胞基因組成為Aa，經(jīng)減數(shù)分裂Ⅱ，可形成基因型為A或a的精子；(2)若A、a所在的染色體片段未發(fā)生互換，③異常聯(lián)會的同源染色體進入1個子細胞，則子細胞基因組成為AAaa或不含A、a，經(jīng)減數(shù)分裂Ⅱ，同源染色體分離而姐妹染色單體不分離，可形成基因型為AA、aa和不含A、a的精子；④異常聯(lián)會的同源染色體進入2個子細胞，則子細胞基因組成為AA或aa，經(jīng)減數(shù)分裂Ⅱ，可形成基因型為A或a的精子；綜上所述，精子的基因組成包括AA、aa、Aa、A、a和不含A、a，共6種，與基因組成為A或a的卵細胞結(jié)合，通過棋盤法可知，受精卵的基因組成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a，共9種。思維延伸——判斷與填充(1)在基因型為AaXBY的雄蠅減數(shù)分裂過程中，若出現(xiàn)一個AAXBXb類型的變異細胞，則該細胞是初級精母細胞且該細胞的核DNA數(shù)是體細胞的一半(2018·天津，4)(×)(2)雌性蝗蟲體細胞有兩條性染色體，為XX型，雄性蝗蟲體細胞僅有一條性染色體，為XO型。則基因型為AaXRO的蝗蟲精原細胞進行減數(shù)分裂的過程中，處于減數(shù)分裂Ⅱ后期的細胞有兩種基因型(2021·海南，12)(×)(3)一個基因型為DdTt的精原細胞產(chǎn)生了四個精細胞，其基因與染色體的位置關(guān)系如圖。導(dǎo)致該結(jié)果最可能的原因是同源染色體非姐妹染色單體發(fā)生互換(2020·天津，7)(√)(4)(經(jīng)典高考題)某小鼠的基因型為A1ABB，其中基因A1、A、B分別標有3種不同的熒光，若發(fā)現(xiàn)某個次級精母細胞有3種不同顏色的4個熒光點，其原因是基因A與A1所在同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了互換。題組一辨析分裂過程中的遺傳問題1.(2022·廣東肇慶高三月考)將兩條單鏈均被32P標記的基因A導(dǎo)入不含32P標記的某動物精原細胞中，且基因A的插入位置如圖所示。將該精原細胞置于不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，得到4個子細胞，檢測子細胞中的標記情況。若不考慮同源染色體的非姐妹染色體間的互換和染色體變異，則下列敘述錯誤的是()A．可能出現(xiàn)2個子細胞中含32P,2個不含32P的情況B．可能出現(xiàn)3個子細胞中含32P,1個不含32P的情況C．若4個子細胞中均含32P，則該精原細胞一定進行了減數(shù)分裂D．若3個子細胞中含32P，則該精原細胞一定進行了有絲分裂答案C解析DNA進行半保留復(fù)制，若該精原細胞進行兩次連續(xù)的有絲分裂，第一次分裂產(chǎn)生的子細胞中1號、2號染色體所含有的DNA均為一條鏈被標記，進行第二次分裂時，中期時一條染色體中一個DNA被標記，一個DNA未被標記，著絲粒分開后，姐妹染色單體分開，隨即移向細胞兩極，產(chǎn)生的四個子細胞中可能有2、3、4個細胞帶有32P，若該精原細胞進行減數(shù)分裂，DNA復(fù)制一次，若1號、2號染色體減數(shù)分裂Ⅰ時進入細胞的同一極，產(chǎn)生的四個子細胞中有2個細胞帶有32P，若1號、2號染色體減數(shù)分裂Ⅰ時進入不同的子細胞，4個細胞均帶有32P，A、B正確；由A、B選項可知，若4個子細胞中均含32P，則該精原細胞可能進行了有絲分裂或減數(shù)分裂，C錯誤；由A、B選項可知，若3個子細胞中含32P，則該精原細胞一定進行了有絲分裂，D正確。2.某二倍體高等動物基因型為AaBbDd，其體內(nèi)一個卵原細胞(DNA被32P全部標記)在含31P培養(yǎng)液中進行分裂，形成的其中1個細胞如圖所示。下列敘述正確的是()A．產(chǎn)生圖示細胞的原因是初級卵母細胞發(fā)生了同源染色體上姐妹染色單體間的互換B．若圖中含32P的DNA為4條，則該卵原細胞在形成圖示細胞的過程中至少經(jīng)歷了一次胞質(zhì)分裂C．減數(shù)分裂產(chǎn)生該細胞的過程發(fā)生了基因D(d)與基因B(b)的自由組合D．該細胞分裂結(jié)束可產(chǎn)生4種不同基因型的生殖細胞答案B解析產(chǎn)生圖示細胞的原因是初級卵母細胞發(fā)生了同源染色體上非姐妹染色單體間的互換，A錯誤；根據(jù)題意可知，一個卵原細胞(DNA被32P全部標記)在含31P培養(yǎng)液中進行分裂，由于DNA的半保留復(fù)制，若該卵原細胞進行了一次有絲分裂，每個子細胞中的DNA只有一條鏈帶有32P標記，再進行減數(shù)分裂，DNA復(fù)制一次，含32P標記的DNA單鏈還是4條，分布在4個DNA中，B正確；位于兩對同源染色體上的非等位基因在減數(shù)分裂Ⅰ后期可以自由組合，基因D(d)與基因B(b)在同一條染色體上，不能發(fā)生自由組合，C錯誤；一個卵原細胞進行減數(shù)分裂只能產(chǎn)生一個卵細胞，D錯誤。題組二辨析分裂過程中的變異問題3．某二倍體高等動物基因型為AaXBY，其體內(nèi)某細胞進行了3次分裂，共產(chǎn)生了8個子細胞，其中子細胞1和子細胞2的部分染色體組成如圖所示。已知分裂過程中僅發(fā)生一次異常，且不考慮同源染色體的非姐妹染色單體間的互換。下列敘述正確的是()A．該異常為染色體數(shù)目變異，發(fā)生于減數(shù)分裂Ⅱ后期B．這8個子細胞均可成為配子，呈現(xiàn)出4種或5種染色體組成類型C．該細胞為初級精母細胞，分裂過程中發(fā)生了基因重組D．圖中子細胞2與正常配子受精，發(fā)育得到的個體為三體答案B解析該異常染色體也可能發(fā)生于減數(shù)分裂Ⅰ后期，減數(shù)分裂Ⅰ后期由于含有A和a基因的同源染色體沒有分離，導(dǎo)致攜帶A和a的兩條染色體移向了細胞同一級，最后子細胞2沒有含有A或a的染色體，所以不一定只發(fā)生于減數(shù)分裂Ⅱ后期，A錯誤；如果該異常發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期，則有4種染色體組成類型，例如Y同A、a去到同一個次級精母細胞，則產(chǎn)生AaY和XB兩種染色體組成類型的配子，另一個精原細胞正常分裂產(chǎn)生兩種染色體組成類型的配子，共4種；如果該異常發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ后期，例如AY的次級精母細胞減數(shù)分裂Ⅱ后期異常，則產(chǎn)生AAY、Y、aXB三種染色體組成類型的配子，另一個精原細胞正常分裂產(chǎn)生兩種染色體組成類型的配子，共5種，B正確；該細胞沒有同源染色體，初級精母細胞有同源染色體，C錯誤；三體指某一對同源染色體多了一條，而圖中子細胞2與正常配子受精形成的受精卵是某一對同源染色體少一條，不是三體，D錯誤。4．某精原細胞中m、n為一對同源染色體，其中m為正常染色體，A～E表示基因。該對同源染色體聯(lián)會后發(fā)生的特殊過程如圖所示，其中染色體橋分裂時隨機斷裂，后續(xù)的分裂過程正常進行。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．圖中的染色體橋結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)在減數(shù)分裂Ⅰ中期，但一般不會出現(xiàn)在減數(shù)分裂Ⅱ中期B．最后產(chǎn)生的精細胞中的染色體可能存在倒位、缺失等結(jié)構(gòu)變異C．該精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生含異常染色體的精子占3/4D．丟失的片段會被細胞中的多種水解酶最終分解為6種小分子有機物答案D解析根據(jù)題干可知，該對同源染色體聯(lián)會后，兩條相鄰非姐妹染色單體丟失