2023届 二轮复习 细胞分裂与遗传、变异的联系 学案

考点二细胞分裂与遗传、变异的联系1．细胞分裂中标记染色体去向的分析方法(1)有丝分裂中染色体的标记情况用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：(体细胞染色体为2n条)第一次有丝分裂中期第一次有丝分裂后期第二次有丝分裂中期第二次有丝分裂后期15N标记的染色体数2n4n2n2n15N标记的染色单体数4n02n01个细胞经两次有丝分裂产生的4个子细胞中有2或3或4个细胞含有15N标记的染色体；每个子细胞含15N标记的染色体为0～2n条。(2)减数分裂中染色体的标记情况用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：由图可以看出，子细胞中的所有染色体都含15N。(3)先进行一次有丝分裂又进行一次减数分裂用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行一次有丝分裂，再继续在含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：若该生物的正常体细胞的核DNA为2n，则经上述过程形成的子细胞中含15N标记DNA的个数为0～n个。2．关于细胞分裂与遗传规律的关系3．细胞分裂与可遗传变异技法点拨(1)姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析①一定源自基因突变⇒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(体细胞中发生,发生时间在间期,亲代基因纯合))②一定源自互换⇒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(姐妹染色单体的其中一条有两种颜色,发生时间是减数分裂Ⅰ前期))③无任何提示，则上述两种情况都有可能。(2)细胞图像中染色体变异的判定方法①图像中染色体形态(包括长度)发生了变化或染色体上标记的基因数目、位置发生了改变，可判定发生了染色体结构变异。如同源染色体同一位置或姐妹染色单体同一位置出现“不同字母”的基因如A与B(b)，则可能发生了染色体结构变异(如易位等)。②图像中染色体出现个别增减(也可能是成倍地增减)，则判定为发生了染色体数目变异。4．XXX与XYY异常个体的成因(1)XXX成因(2)XYY成因eq\o(→,\s\up7(父方))eq\x(\a\vs4\al\co1(减数分裂Ⅱ异常即减数分裂Ⅱ后期Y染,色体着丝粒分裂后，形成的两条Y染色,体进入同一精细胞))(3)XXY成因5．根据配子类型判断变异原因假设亲本的基因型为AaXBY，不考虑基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体间的互换：1．(2021·江苏，7)A和a、B和b为一对同源染色体上的两对等位基因。下列有关有丝分裂和减数分裂的叙述，正确的是()A．多细胞生物体内都同时进行这两种形式的细胞分裂B．减数分裂的两次细胞分裂前都要进行染色质DNA的复制C．有丝分裂的2个子细胞中都含有Aa，减数分裂Ⅰ的2个子细胞中也可能都含有AaD．有丝分裂都形成AaBb型2个子细胞，减数分裂都形成AB、Ab、aB、ab型4个子细胞答案C解析多细胞生物体内有些特殊的细胞(如生殖器官中的细胞)既能进行有丝分裂又能进行减数分裂，但体细胞只进行有丝分裂，A错误。减数分裂只在第一次分裂前进行染色质DNA的复制，B错误。有丝分裂得到的2个子细胞中都含有Aa；减数分裂Ⅰ若发生互换，则得到的2个子细胞中也可能都含有Aa，C正确。有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同，都形成AaBb型的2个子细胞；因A和a、B和b为一对同源染色体上的两对等位基因，若不考虑发生互换，则减数分裂能得到两种类型(AB、ab或Ab、aB)的4个子细胞，D错误。2．(2019·江苏，11)如图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。不考虑突变的情况，下列叙述正确的是()A．1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8C．1与3都在减数分裂Ⅰ分离，1与2都在减数分裂Ⅱ分离D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子答案B解析等位基因是指位于同源染色体的相同位置上，控制相对性状的基因。1与2、3与4均是位于同一条染色体的姐妹染色单体上的基因，不考虑突变，则1与2是相同基因，3与4也是相同基因，1与3、4以及2与3、4为一对同源染色体相同位置上的基因，可能为等位基因，也可能为相同基因，而1与6、7、8位于一对同源染色体的不同位置上，互为非等位基因，A错误；同一个体的精原细胞有丝分裂前期，染色体已复制，所以含有基因1～8，B正确；1与3是位于同源染色体上的基因，减数分裂Ⅰ后期随同源染色体的分开而分离，1与2是位于同一条染色体的姐妹染色单体上的基因，在减数分裂Ⅱ后期随着丝粒分裂而分离，但如果减数分裂Ⅰ前期发生了互换，导致2与3互换位置，则1与3的分离还将发生在减数分裂Ⅱ后期，1与2的分离也会发生在减数分裂Ⅰ后期，C错误；1与5位于同一条染色单体上，则1与6组合不会形成重组型配子，D错误。3．(2022·山东，8)减数分裂Ⅰ时，若同源染色体异常联会，则异常联会的同源染色体可进入1个或2个子细胞；减数分裂Ⅱ时，若有同源染色体则同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，若无同源染色体则姐妹染色单体分离。异常联会不影响配子的存活、受精和其他染色体的行为。基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时，仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生互换。上述精原细胞形成的精子与基因型为Aa的卵原细胞正常减数分裂形成的卵细胞结合形成受精卵。已知A、a位于常染色体上，不考虑其他突变，上述精子和受精卵的基因组成种类最多分别为()A．6；9B．6；12C．4；7D．5；9答案A解析基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时，仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生互换。(1)若A、a所在的染色体片段发生互换，则A、a位于姐妹染色单体上，①异常联会的同源染色体进入1个子细胞，则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a，经减数分裂Ⅱ，同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为Aa和不含A、a的精子；②异常联会的同源染色体进入2个子细胞，则子细胞基因组成为Aa，经减数分裂Ⅱ，可形成基因型为A或a的精子；(2)若A、a所在的染色体片段未发生互换，③异常联会的同源染色体进入1个子细胞，则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a，经减数分裂Ⅱ，同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为AA、aa和不含A、a的精子；④异常联会的同源染色体进入2个子细胞，则子细胞基因组成为AA或aa，经减数分裂Ⅱ，可形成基因型为A或a的精子；综上所述，精子的基因组成包括AA、aa、Aa、A、a和不含A、a，共6种，与基因组成为A或a的卵细胞结合，通过棋盘法可知，受精卵的基因组成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a，共9种。思维延伸——判断与填充(1)在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAXBXb类型的变异细胞，则该细胞是初级精母细胞且该细胞的核DNA数是体细胞的一半(2018·天津，4)(×)(2)雌性蝗虫体细胞有两条性染色体，为XX型，雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体，为XO型。则基因型为AaXRO的蝗虫精原细胞进行减数分裂的过程中，处于减数分裂Ⅱ后期的细胞有两种基因型(2021·海南，12)(×)(3)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系如图。导致该结果最可能的原因是同源染色体非姐妹染色单体发生互换(2020·天津，7)(√)(4)(经典高考题)某小鼠的基因型为A1ABB，其中基因A1、A、B分别标有3种不同的荧光，若发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点，其原因是基因A与A1所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换。题组一辨析分裂过程中的遗传问题1.(2022·广东肇庆高三月考)将两条单链均被32P标记的基因A导入不含32P标记的某动物精原细胞中，且基因A的插入位置如图所示。将该精原细胞置于不含32P的培养液中培养，得到4个子细胞，检测子细胞中的标记情况。若不考虑同源染色体的非姐妹染色体间的互换和染色体变异，则下列叙述错误的是()A．可能出现2个子细胞中含32P,2个不含32P的情况B．可能出现3个子细胞中含32P,1个不含32P的情况C．若4个子细胞中均含32P，则该精原细胞一定进行了减数分裂D．若3个子细胞中含32P，则该精原细胞一定进行了有丝分裂答案C解析DNA进行半保留复制，若该精原细胞进行两次连续的有丝分裂，第一次分裂产生的子细胞中1号、2号染色体所含有的DNA均为一条链被标记，进行第二次分裂时，中期时一条染色体中一个DNA被标记，一个DNA未被标记，着丝粒分开后，姐妹染色单体分开，随即移向细胞两极，产生的四个子细胞中可能有2、3、4个细胞带有32P，若该精原细胞进行减数分裂，DNA复制一次，若1号、2号染色体减数分裂Ⅰ时进入细胞的同一极，产生的四个子细胞中有2个细胞带有32P，若1号、2号染色体减数分裂Ⅰ时进入不同的子细胞，4个细胞均带有32P，A、B正确；由A、B选项可知，若4个子细胞中均含32P，则该精原细胞可能进行了有丝分裂或减数分裂，C错误；由A、B选项可知，若3个子细胞中含32P，则该精原细胞一定进行了有丝分裂，D正确。2.某二倍体高等动物基因型为AaBbDd，其体内一个卵原细胞(DNA被32P全部标记)在含31P培养液中进行分裂，形成的其中1个细胞如图所示。下列叙述正确的是()A．产生图示细胞的原因是初级卵母细胞发生了同源染色体上姐妹染色单体间的互换B．若图中含32P的DNA为4条，则该卵原细胞在形成图示细胞的过程中至少经历了一次胞质分裂C．减数分裂产生该细胞的过程发生了基因D(d)与基因B(b)的自由组合D．该细胞分裂结束可产生4种不同基因型的生殖细胞答案B解析产生图示细胞的原因是初级卵母细胞发生了同源染色体上非姐妹染色单体间的互换，A错误；根据题意可知，一个卵原细胞(DNA被32P全部标记)在含31P培养液中进行分裂，由于DNA的半保留复制，若该卵原细胞进行了一次有丝分裂，每个子细胞中的DNA只有一条链带有32P标记，再进行减数分裂，DNA复制一次，含32P标记的DNA单链还是4条，分布在4个DNA中，B正确；位于两对同源染色体上的非等位基因在减数分裂Ⅰ后期可以自由组合，基因D(d)与基因B(b)在同一条染色体上，不能发生自由组合，C错误；一个卵原细胞进行减数分裂只能产生一个卵细胞，D错误。题组二辨析分裂过程中的变异问题3．某二倍体高等动物基因型为AaXBY，其体内某细胞进行了3次分裂，共产生了8个子细胞，其中子细胞1和子细胞2的部分染色体组成如图所示。已知分裂过程中仅发生一次异常，且不考虑同源染色体的非姐妹染色单体间的互换。下列叙述正确的是()A．该异常为染色体数目变异，发生于减数分裂Ⅱ后期B．这8个子细胞均可成为配子，呈现出4种或5种染色体组成类型C．该细胞为初级精母细胞，分裂过程中发生了基因重组D．图中子细胞2与正常配子受精，发育得到的个体为三体答案B解析该异常染色体也可能发生于减数分裂Ⅰ后期，减数分裂Ⅰ后期由于含有A和a基因的同源染色体没有分离，导致携带A和a的两条染色体移向了细胞同一级，最后子细胞2没有含有A或a的染色体，所以不一定只发生于减数分裂Ⅱ后期，A错误；如果该异常发生在减数分裂Ⅰ后期，则有4种染色体组成类型，例如Y同A、a去到同一个次级精母细胞，则产生AaY和XB两种染色体组成类型的配子，另一个精原细胞正常分裂产生两种染色体组成类型的配子，共4种；如果该异常发生在减数分裂Ⅱ后期，例如AY的次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期异常，则产生AAY、Y、aXB三种染色体组成类型的配子，另一个精原细胞正常分裂产生两种染色体组成类型的配子，共5种，B正确；该细胞没有同源染色体，初级精母细胞有同源染色体，C错误；三体指某一对同源染色体多了一条，而图中子细胞2与正常配子受精形成的受精卵是某一对同源染色体少一条，不是三体，D错误。4．某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，A～E表示基因。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示，其中染色体桥分裂时随机断裂，后续的分裂过程正常进行。下列有关叙述错误的是()A．图中的染色体桥结构可能出现在减数分裂Ⅰ中期，但一般不会出现在减数分裂Ⅱ中期B．最后产生的精细胞中的染色体可能存在倒位、缺失等结构变异C．该精原细胞经减数分裂产生含异常染色体的精子占3/4D．丢失的片段会被细胞中的多种水解酶最终分解为6种小分子有机物答案D解析根据题干可知，该对同源染色体联会后，两条相邻非姐妹染色单体丢失