高考生物二輪復習（全國版） 第1篇 專題突破 專題3 考點2　細胞分裂與遺傳、變異的聯(lián)系

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)：由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個細胞中所有的DNA分子都呈“雜合狀態(tài)”，即15N/14N—DNA；第二次有絲分裂形成的子細胞有多種可能性，可能子細胞的所有染色體都含15N，也可能子細胞的所有染色體都不含15N。即子細胞含有15N的染色體為0～2n條(體細胞染色體為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，在減數(shù)分裂過程中細胞連續(xù)分裂兩次，DNA只復制一次，所以四個子細胞中所有的DNA分子都呈“雜合”狀態(tài)，即15N/14N—DNA，子細胞的所有染色體都含15N。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))?一定是基因突變②一定源自交叉互換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)第一次分裂前期))?一定是交叉互換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：父方減數(shù)第二次分裂異常，即減數(shù)第二次分裂后期Y染色體著絲點分裂后，兩條Y染色體進入同一精細胞。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，不考慮基因突變或交叉互換：1．(2022·山東，8改編)減數(shù)第一次分裂時，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)第二次分裂時，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?；蛐蜑锳a的多個精原細胞在減數(shù)第一次分裂時，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；9 B．6；12C．4；7 D．5；9答案A解析基因型為Aa的多個精原細胞在減數(shù)第一次分裂時，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)第二次分裂，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)第二次分裂，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)第二次分裂，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)第二次分裂，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。2．(2021·河北，7)圖中①、②和③為三個精原細胞，①和②發(fā)生了染色體變異，③為正常細胞。②減數(shù)分裂時三條同源染色體中任意兩條正常分離，另一條隨機移向一極。不考慮其他變異，下列敘述錯誤的是()A．①減數(shù)第一次分裂前期兩對同源染色體聯(lián)會B．②經(jīng)減數(shù)分裂形成的配子有一半正常C．③減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體自由組合，最終產(chǎn)生4種基因型配子D．①和②的變異類型理論上均可以在減數(shù)分裂過程中通過光學顯微鏡觀察到答案C解析①細胞中有四條染色體，為兩對同源染色體，在減數(shù)第一次分裂前期兩對同源染色體聯(lián)會，A正確；②細胞減數(shù)分裂時三條同源染色體中任意兩條正常分離，另一條隨機移向一極，最終產(chǎn)生的配子為1/12AR、1/12Ar、1/12aar、1/12aaR、1/6AaR、1/6Aar、1/6ar、1/6aR，其中正常配子為1/12AR、1/12Ar、1/6ar、1/6aR，占一半，B正確；③細胞減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體自由組合，最終產(chǎn)生4個配子，2種基因型，為AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C錯誤；①發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，②發(fā)生了染色體數(shù)目變異，理論上通過光學顯微鏡觀察染色體的結(jié)構(gòu)和細胞中的染色體數(shù)目就可以觀察到，D正確。思維延伸——判斷與填充(1)假如如圖是某生物體(2n＝4)正常的細胞分裂示意圖，若染色體①有基因A，則④有基因A或a；而若圖中的②表示X染色體，則③表示Y染色體(2017·江蘇，16)(√)(2)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)(×)(3)(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)生了交叉互換。(4)(經(jīng)典高考題)果蠅的四對相對性狀中紅眼(E)對白眼(e)、灰身(B)對黑身(b)、長翅(V)對殘翅(v)、細眼(R)對粗眼(r)為顯性。如圖是雄果蠅M的四對等位基因在染色體上的分布，果蠅M產(chǎn)生配子時，非等位基因B(或b)和v(或V)不遵循自由組合定律。若果蠅M與黑身殘翅果蠅個體測交，出現(xiàn)相同比例的灰身長翅和黑身殘翅后代個體，則表明果蠅M在產(chǎn)生配子過程中V和v(或B和b)基因隨非姐妹染色單體的交叉互換而發(fā)生交換，導致基因重組，產(chǎn)生新的性狀組合。(5)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)第二次分裂后期的細胞有兩種基因型(2021·海南，12)(×)(6)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)生交叉互換(2020·天津，7)(√)題組一辨析分裂過程中的遺傳問題1．果蠅剛毛和截毛是由X和Y染色體同源區(qū)段上的一對等位基因(B、b)控制的，剛毛對截毛為顯性。兩只剛毛果蠅親本雜交后代出現(xiàn)了一只染色體組成為XXY的截毛果蠅。下列敘述不正確的是()A．親本雌果蠅的基因型是XBXb，親本雄果蠅的基因型可能是XBYb或XbYBB．XXY截毛果蠅的出現(xiàn)，可為生物的進化提供原材料C．剛毛和截毛這對相對性狀的遺傳遵循孟德爾遺傳規(guī)律，也可表現(xiàn)伴性遺傳的特點D．親本雌果蠅減數(shù)第一次分裂過程中X染色體條數(shù)與基因b個數(shù)之比為1∶1答案A解析兩只剛毛果蠅親本雜交后代出現(xiàn)了一只染色體組成為XXY的截毛果蠅，并且剛毛對截毛為顯性，則該截毛果蠅的基因型為XbXbYb，Y染色體來自雄果蠅，因此親本雌果蠅的基因型是XBXb，親本雄果蠅的基因型是XBYb，A錯誤；XXY截毛果蠅的出現(xiàn)是由于染色體變異引起的，是可遺傳的變異，可為生物進化提供原材料，B正確；控制剛毛和截毛這對相對性狀的基因位于性染色體上，因此會表現(xiàn)伴性遺傳的特點，C正確；此親本雌果蠅的基因型是XBXb，減數(shù)第一次分裂過程中染色體已經(jīng)完成了復制，X染色體有兩條，并且b基因復制后有2個，因此X染色體條數(shù)與基因b個數(shù)之比為1∶1，D正確。2．果蠅體內(nèi)兩條X染色體有時可融合成一個X染色體，稱為并連X(記作“X∧X”)，其形成過程如圖所示，一只含有并連X的雌蠅(X∧XY)和一只正常雄蠅雜交，子代的基因型與親代完全相同。子代連續(xù)交配也是如此，因而稱為并連X保持系。下列敘述正確的是()A．形成X∧X的過程中發(fā)生了染色體易位B．染色體組成為X∧XX、YY的果蠅無法發(fā)育為新個體C．在并連X保持系中，親本雄蠅的Y染色體傳向子代雄蠅D．利用該保持系，可“監(jiān)控”雄蠅Y染色體上的新發(fā)突變答案B解析兩條X染色體融合成X∧X的過程中有染色體的片段消失，說明此過程中發(fā)生了染色體缺失，A錯誤；一只含有并連X的雌蠅(X∧XY)產(chǎn)生兩種比值相等且分別含有X∧X和Y的卵細胞，一只正常雄蠅(XY)產(chǎn)生兩種比值相等且分別含有X和Y的精子，二者雜交，子代的基因型與親代完全相同，子代連續(xù)交配也是如此，說明子代中只存在染色體組成為XY、X∧XY的個體，而染色體組成為X∧XX、YY的果蠅無法發(fā)育為新個體，B正確；綜合上述分析可推知：在并連X保持系中，親本雄蠅的X染色體傳向子代雄蠅，親本雄蠅的Y染色體傳向子代雌蠅，而且子代雌雄果蠅的數(shù)量比為1∶1。由于子代的基因型與親代完全相同，當雄蠅X染色體上有新的突變產(chǎn)生時，子代雄蠅的性狀可能會與親本的有所不同?？梢姡迷摫３窒?，可“監(jiān)控”和“記錄”雄蠅X染色體上的新發(fā)突變，C、D錯誤。題組二辨析分裂過程中的變異問題3．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)第一次分裂中期，但一般不會出現(xiàn)在減數(shù)第二次分裂中期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部分片段后，相接形成染色體橋，染色體橋在減數(shù)第一次分裂時隨機斷裂，后續(xù)的分裂過程正常進行，所以圖中的染色體橋結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂中期，但一般不會出現(xiàn)在減數(shù)第二次分裂中期，A正確；由于該對同源染色體在減數(shù)第一次分裂過程中發(fā)生了染色體的倒位和缺失，因此最后產(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，B正確；該精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成4個精子，其中只有一個含與m染色體相同的正常染色體，其余三個均為含異常染色體的精子，即含異常染色體的精子占3/4，C正確；丟失的片段本質(zhì)為DNA，最終會被水解酶分解為4種堿基和脫氧核糖5種小分子有機物，磷酸不屬于有機物，D錯誤。4．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)第二次分裂后期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)第一次分裂后期，減數(shù)第一次分裂后期由于含有A和a基因的同源染色體沒有分離，導致攜帶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)第二次分裂后期，A錯誤；如果該異常發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，則有4種染