重点培优 细胞分裂与遗传变异的联系

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细胞分裂与遗传变异的联系（点击进入“专题验收评价”）细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因1.纺锤体形成受阻：低温诱导或用秋水仙素处理，使细胞分裂过程中纺锤体的形成受阻，导致体细胞内染色体数目加倍，形成多倍体细胞。2.同源染色体不分离：在减数第一次分裂后期，同源染色体不分离导致产生的次级精(卵)母细胞异常，进而使产生的配子全部异常。3.姐妹染色单体不分离：在减数第二次分裂后期，姐妹染色单体不分离，导致由本次级精(卵)母细胞产生的配子异常。培优点(一)

细胞分裂过程中异常细胞产生[应用体验]1.果蝇的体细胞染色体数为2n＝8。某三体雄果蝇体细胞中Ⅱ号染色体有三条，该三体果蝇的基因型为AAa(A为长翅基因，a为残翅基因，在Ⅱ号染色体上)。已知染色体数目异常的配子(如AA、Aa)中雄配子有50%不能参与受精作用，其他配子均能参与受精作用。下列叙述错误的是

(

)A.若该三体果蝇的父本表现为残翅且染色体组型正常，则导致该三体果蝇产生的原因通常是其母本减数分裂异常B.若3条Ⅱ号染色体中任意2条联会的概率均等，则该三体雄果蝇产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶4∶2C.将正常残翅雌果蝇与某三体雄果蝇(基因型为AAa)杂交，子代长翅∶残翅＝7∶2D.不考虑新的染色体数目变异，该三体果蝇体内可出现染色体数量为4、5、8、9、10或18条的细胞答案：B

解析：若该三体果蝇(AAa)的父本表现为残翅且染色体组型正常，即基因型为aa，则导致该三体果蝇产生的原因通常是其母本减数分裂异常，A正确。若3条Ⅱ号染色体中任意2条联会的概率均等，则该三体雄果蝇(AAa)产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶2∶1，B错误。三体雄果蝇(AAa)产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶2∶1，染色体数异常的配子(如AA、Aa)中雄配子有50%不能参与受精作用，将正常残翅雌果蝇(aa)与其杂交，子代长翅(AAa、Aaa、Aa)∶残翅(aa)＝(1/2＋1＋2)∶1＝7∶2，C正确。三体果蝇体细胞中有9条染色体，三体果蝇体细胞有丝分裂后期染色体数目为18条；三体果蝇减数第二次分裂的前期或中期时染色体数目可能为4条或5条，减数第二次分裂的后期染色体数目可能为8条或10条，因此不考虑新的染色体数目变异，该三体果蝇体内可出现染色体数量为4、5、8、9、10或18条的细胞，D正确。2.正常的水稻体细胞染色体数为2n＝24。现有一种三体水稻，细胞中7号染色体有三条。该水稻细胞及其产生的配子类型如图所示(6、7为染色体标号；A为抗病基因，a为感病基因；①～④为四种配子类型)。已知染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用，雌配子能参与受精作用。以下说法正确的是

(

)A.形成配子①的次级精母细胞中染色体数一直为13B.正常情况下，配子②④可由同一个初级精母细胞分裂而来C.以该三体抗病水稻作父本，与感病水稻(aa)杂交，子代中抗病∶感病＝5∶1D.以该三体抗病水稻作母本，与感病水稻(aa)杂交，子代抗病个体中三体植株占3/5答案：D

解析：在减数分裂过程中，形成配子①的次级精母细胞中染色体数为13或者26(减数第二次分裂后期)，A错误。正常情况下，该个体产生的配子种类有A、Aa、a、AA共四种，配子④含有的基因为A，与此同时产生的另外一种配子的基因型应是③Aa；与配子②同时产生的配子的基因型为①AA，故正常情况下，配子②④不可能由同一个初级精母细胞分裂而来，B错误。该三体抗病水稻作父本，与感病水稻(aa)杂交，由于染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用，三体抗病水稻产生的雄配子类型及比例为A∶a＝2∶1，子代中抗病∶感病＝2∶1，C错误。该三体抗病水稻作母本，与感病水稻(aa)杂交，由于染色体数异常的雌配子能参与受精作用，而该三体产生的雌配子类型及比例为A∶Aa∶AA∶a＝2∶2∶1∶1，子代抗病个体中三体植株占3/5，D正确。利用模型分析异常联会时配子的产生|思|维|建|模|模型构建模型解读以某位置含有3条染色体(1、2、3)为例，若减数分裂过程中能够联会，则会产生12、3、1、23、2、13六种类型配子；若该个体基因型为AAa，则产生配子的类型及比例为A∶AA∶Aa∶a＝2∶1∶2∶1细胞分裂是生物体重要的生命特征。通过细胞分裂，可将复制的遗传物质，平均分配到两个子细胞；但在分裂过程中，往往由于某种原因，会导致子细胞的遗传物质发生改变使生物产生变异，如基因突变、基因重组、染色体畸变。培优点(二)

细胞分裂过程中变异类型分析[应用体验]3.(2023·衢州五校期末)如图为某二倍体高等动物(基因型为AaBbXDY)体内一个细胞的减数分裂示意图，据图分析，下列说法正确的是(

)A.该细胞为次级精母细胞或第一极体B.该细胞形成过程中发生了基因重组、染色体数目变异和染色体结构变异C.与该细胞来自同一个亲代细胞的另一个细胞中最多含有6条染色体D.该细胞处于减数第二次分裂后期，细胞内不含同源染色体答案：B

解析：该动物基因型为AaBbXDY，为雄性，且图中着丝粒分裂，所以该细胞为次级精母细胞，A错误；由题图分析可知，该细胞形成过程中发生了基因重组(减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合)、染色体数目变异和染色体结构变异，B正确；由于发生了染色体数目变异，所以与该细胞来自同一个亲代细胞的另一个细胞中最多含有4条染色体，C错误；该细胞处于减数第二次分裂后期，由于分裂过程中发生染色体数目变异，导致细胞内含有同源染色体(A、a所在染色体)，D错误。4.图甲、丁表示细胞中部分染色体的行为变化或状态，图乙、丙为二倍体生物进行分裂的细胞图示，下列相关叙述错误的是

(

)A.只有图甲和图乙所示细胞中含有染色单体B.图乙、丙、丁都发生了变异，但变异类型各不相同C.若图乙为初级精母细胞，则最终产生的精细胞中的染色体数目均不正常D.图丙分裂完成产生的细胞可表示精细胞或极体，此时细胞中染色体数目与体细胞相同答案：D

解析：只有图甲和图乙所示细胞中含有染色单体，图丙所示细胞中着丝粒已分裂，图丁所示细胞中染色体没有复制，A正确；图乙、丙、丁都发生了变异，分别是染色体数目变异、基因突变和染色体结构变异，B正确；若图乙为初级精母细胞，由于有一对同源染色体没有分离，所以最终产生的精细胞中的染色体数目均不正常，C正确；图丙为二倍体生物进行有丝分裂的细胞图示，其分裂完成产生的细胞可表示体细胞或性原细胞，此时细胞中染色体数目是体细胞的两倍，D错误。细胞分裂图示中生物变异类型判断技巧1.通过基因型变化进行判断(1)如果亲代基因型为纯合子，则引起姐妹染色单体不同的原因是基因突变。(2)如果亲代基因型为杂合子，则引起姐妹染色单体不同的原因是基因突变或基因重组(交叉互换)。|思|维|建|模|2.通过细胞分裂方式进行判断(1)如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。(2)如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，则可能发生了基因突变或基因重组(交叉互换)。(3)若是非同源染色体上出现等位基因，则发生了染色体畸变(易位)。3.通过直接分析细胞分裂图判断(1)如果是有丝分裂后期图像，分裂后的两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。(2)如果是减数第二次分裂后期图像，分裂后的两条子染色体(同白或同灰)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。(3)如果是减数第二次分裂后期图像，分裂后的两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为基因重组(交叉互换)的结果，如图丙(其B处颜色为“灰色”)。(4)若是分裂过程中，非同源染色体上存在等位基因，则为染色体结构变异(如图丁)；若是分裂过程中，出现染色体未正常分离，则为染色体数目变异(如图戊)。专题验收评价一、选择题1.(2023·温州二模)产前诊断有助于发现严重缺陷的胎儿，并决定是否终止妊娠。下列不属于产前诊断的是

(

)A.孕妇B超检查

B.发病率测算C.羊膜腔穿刺

D.绒毛细胞检查答案：B解析：孕妇B超检查、羊膜腔穿刺、绒毛细胞检查均属于产前诊断的检测手段，发病率测算是在人群中调查的，不属于产前诊断，B符合题意。阅读下列材料，回答2～3题。人类常染色体上β­珠蛋白基因(A＋)既有显性突变(A)又有隐性突变(a)，突变均可导致地中海贫血。一对皆患地中海贫血的夫妻生下了一个正常的孩子。2.为确定这对夫妇体细胞中β­珠蛋白基因类型，可以检测

(

)A.β­珠蛋白基因的碱基组成 B.β­珠蛋白基因的碱基序列C.细胞的DNA含量

D.细胞的RNA含量答案：B

解析：β­珠蛋白基因(A＋)既有显性突变(A)又有隐性突变(a)，基因突变导致基因碱基序列发生了改变，所以通过检测β­珠蛋白基因的碱基序列，可确定这对夫妇体细胞中β­珠蛋白基因类型，B正确。3.这对夫妻相关基因组成可能是

(

)A.都是纯合子

B.都是杂合子C.都不携带显性突变基因 D.都携带隐性突变基因答案：B

解析：若这对夫妻相关基因组成都是纯合子(aa或AA)，则不可能生下正常的孩子，A错误；若这对夫妻相关基因组成都是杂合子(如AA＋和AA＋)，则可能生下A＋A＋的正常孩子，B正确；若这对夫妻相关基因组成都不携带显性突变基因，则基因组成都是aa，不可能生下正常的孩子，C错误；若这对夫妻相关基因组成都携带隐性突变基因，则基因组成是Aa、Aa或aa、aa或Aa、aa，不可能生下正常的孩子，D错误。4.下列遗传病中属于常染色体单基因遗传病的是

(

)A.白化病

B.红绿色盲C.唇裂

D.猫叫综合征答案：A

解析：白化病属于单基因遗传病中的常染色体隐性遗传病，A符合题意；红绿色盲属于单基因遗传病中的伴X染色体隐性遗传病，B不符合题意；唇裂属于多基因遗传病，C不符合题意；猫叫综合征属于染色体异常遗传病，D不符合题意。5.(2023·浙江强基联盟2月统测)21­三体综合征是一种危害较大的遗传病。21­三体综合征的主要预防方法是

(

)A.适龄生育

B.B超检查C.基因检测

D.家族系谱分析答案：A

解析：

21­三体综合征属于染色体异常遗传病，适龄生育可有效预防染色体异常遗传病发生，A正确；B超检查不能检查胎儿的染色体，B错误；基因检测是通过检测人体细胞中DNA序列，了解人体基因的情况，不能用于预防21­三体综合征，C错误；家族系谱分析常用来分析单基因遗传病的遗传方式，不能预防染色体异常遗传病，D错误。6.基因组测序是测定该物种基因组的全部DNA序列。我国科学工作者完成水稻(雌雄同株，24条染色体)等生物的基因组测定，为提高粮食产量提供分子基础，以下分析正确的是

(

)A.人类基因组测序要检测23条染色体，是22＋X或22＋YB.水稻基因组测序要检测12条染色体，是水稻一个染色体组所含的全部染色体C.对人类基因组进行测定时，需测定人类所有细胞中的DNAD.人体内不同染色体组中包含的染色体形态、大小是相同的答案：B

解析：人类含有X、Y染色体，X、Y染色体上的基因不完全相同，所以在对人类的基因组进行测序时，应该对22条常染色体和X、Y染色体测序，一共24条，A错误；水稻雌雄同株，没有性染色体，所以在对水稻的基因组进行测序时，应该对水稻一个染色体组所含的全部染色体测序，B正确；对人类基因组进行测定时，不需要对每个细胞中的DNA测序，C错误；人类染色体组可能含有X染色体或含有Y染色体，所以不同染色体组含有的染色体形态、大小不一定相同，D错误。7.(2023·金华一中月考)一对夫妇生育了三个健康孩子，这三个孩子在性状表现上有较大差异，这些差异主要来自

(

)A.不同的基因发生不同方向的突变B.父母双方基因的不同组合C.不同的染色体发生数目变异D.染色体发生不同的结构变异答案：B

解析：受精卵中含有从父母双方来的遗传物质，父母双方基因的不同组合是导致孩子出现较大差异的主要原因，B符合题意。8.果蝇的正常翅基因B与截翅基因b位于2号染色体上，该染色体上某些基因表达产物是生命活动所必需的。在某正常翅果蝇群体中偶然发现一只截翅果蝇。导致该现象的原因最不可能是

(

)A.环境改变引起的不可遗传变异 B.B基因发生隐性突变C.2号染色体发生片段缺失

D.两条2号染色体均丢失答案：D

解析：生物性状受到环境的影响，所以截翅果蝇的出现可能是环境改变引起的不可遗传变异，A不符合题意；如果B基因突变为b，该果蝇的基因型可以是bb，表现为截翅，B不符合题意；如果2号染色体上B基因的片段发生部分缺失，则可能表现为截翅，C不符合题意；如果两条2号染色体都丢失，根据题干信息可知，该果蝇会死亡，不会表现为截翅，D符合题意。9.(2023·温州期末A卷)人类Hunter综合征是一种X染色体上的单基因遗传病，一对表型正常的夫妇生了两个均患有此病的孩子，儿子的染色体组成正常，女儿的性染色体组成为XO。下列叙述正确的是(

)A.人类Hunter综合征可通过染色体组型分析诊断B.该儿子和女儿的致病基因分别来自其母亲和父亲C.该女儿到达育龄时可以通过减数分裂产生不含致病基因的正常雌配子D.该女儿性染色体异常可能是其父亲减数第一次分裂异常造成的答案：D

解析：人类Hunter综合征是一种X染色体上的单基因遗传病，染色体组型正常，所以人类Hunter综合征不能通过染色体组型分析诊断，A错误；由题意可知，该病为伴X染色体隐性遗传病(A、a表示相关基因)，父亲基因型为XAY，母亲基因型为XAXa，儿子的染色体组成正常，其基因型为XaY，所以儿子的致病基因只能来自母亲，女儿的性染色体组成为XO，其基因型为XaO，所以女儿的致病基因来自母亲，女儿通过减数分裂产生雌配子种类为Xa(含致病基因)和不含有性染色体的配子，故其不能产生不含致病基因的正常雌配子，B、C错误；由以上分析可知，女儿基因型为XaO，且Xa来自其母亲，该女儿性染色体异常的原因可能是父亲减数第一次分裂同源染色体未分离，或减数第二次分裂姐妹染色单体未正常分离，形成不含性染色体的精子，D正确。10.(2023·嘉兴二模)萝卜(2n＝18)常具有抗线虫病性状，白菜(2n＝38)中没有该性状。科学家利用如图所示方法培育抗线虫病白菜。Q植株可产生染色体数目不同的可育配子。下列叙述正确的是

(

)A.F1植株为单倍体B.Q植株体细胞染色体数目为56C.从Q、R植株中可筛选到抗线虫病基因的纯合体D.具有抗线虫病性状的R植株间染色体数量可不相同答案：D

解析：

F1由受精卵发育而来，不是单倍体，A错误；F1植株染色体数目为28，秋水仙素处理后得到的异源四倍体染色体数目为56，与白菜(2n＝38)杂交得到的Q植株的染色体数目为28＋19＝47，B错误；从Q、R植株中不能筛选到抗线虫病基因的纯合体，C错误；白菜的染色体组用A表示，萝卜的染色体组用B表示，则白菜(2A)与萝卜(2B)杂交所得F1(A＋B)用秋水仙素处理后得到的异源四倍体的染色体组成为2A＋2B，其与白菜(2A)杂交所得的Q植株的染色体组成为2A＋B，该植株继续与白菜(2A)杂交，由于染色体组B无同源染色体，因而减数第一次分裂后期染色体随机移向细胞两极，因而具有抗线虫病性状的R植株间染色体数量可不相同，D正确。11.(2023·浙江强基联盟统测)已知甲、乙两种单基因遗传病，甲病在男女中的发病率均为4%，乙病在男女中的发病率分别为10%和1%。如图表示某个家族的甲病遗传系谱图(该家族所有个体均不含乙病致病基因)，下列描述错误的是

(

)A.甲病为常染色体隐性遗传病，乙病为伴X染色体隐性遗传病B.Ⅲ­1与某女性婚后生育患甲病个体的概率为1/12C.若Ⅱ­1与正常女性婚配，儿子患病的概率为1/6D.Ⅱ­2和Ⅱ­3生育二胎，可以通过基因检测法预防患病个体降生答案：B

解析：Ⅰ­3和Ⅰ­4不患甲病，生出患甲病后代(Ⅱ­3)，且甲病在男女中的发病率相同，说明甲病为常染色体隐性遗传病；乙病在男女中的发病率不同，且男患者多于女患者，说明乙病为伴X染色体隐性遗传病，A正确。Ⅲ­1父亲患甲病，则其为甲病基因携带者，产生精子中1/2含甲病致病基因；人群中女性患甲病的概率是4%，由遗传平衡定律可得，致病基因频率是2/10，某女性(可能为甲病患者或携带者)理论上产生卵细胞带甲病基因的概率是2/10，所以Ⅲ­1与某女性婚后生育患甲病个体的概率＝1/2×2/10＝1/10，B错误。若Ⅱ­1与正常女性婚配，Ⅱ­1是甲病携带者，正常女性携带甲病致病基因的概率＝2/10×8/10×2÷(1－4%)＝1/3，儿子患甲病的概率＝1/3×1/4＝1/12，不患甲病的概率＝1－1/12＝11/12；Ⅱ­1不含乙病致病基因，乙病在女性中的发病率为1%，遗传平衡定律计算可得乙病致病基因的频率＝1/10，正常女性携带乙病致病基因的概率＝1/10×9/10×2÷(1－1%)＝2/11，所以儿子患乙病的概率2/11×1/2＝1/11，儿子不患乙病的概率＝1－1/11＝10/11，若Ⅱ­1与正常女性婚配，儿子患病的概率＝1－11/12×10/11＝1/6，C正确。Ⅱ­2和Ⅱ­3生育二胎，可以通过基因检测法预防患病个体降生，D正确。二、非选择题12.某二倍体植物的花色受相关基因控制的原理如图甲所示，其中A/a、B/b和D/d为3对基因，分别位于不同对染色体上。研究发现，A基因对B基因的表达有抑制作用，且体细胞中的d基因数多于D基因数时，D基因不能表达。图乙表示基因型为aaBbDdd的3种可能的突变体的染色体组成(其他染色体与基因均正常，假定产生的各种配子均能正常存活)。请分析回答下列问题：(1)分析图甲可知，正常情况下，纯合白花植株的基因型有________种。(2)若让一纯合橙红花植株和纯合白花植株杂交获得F1，F1自交产生的F2植株的表型及比例为白花∶橙红花∶黄花＝12∶3∶1，则亲本纯合白花植株的基因型是__________。从F2的白花植株中随机抽取，得到纯合子的概率是________。(3)图乙中，突变体①③的变异类型分别属于_____________________。(4)为了确定基因型为aaBbDdd的植株属于图乙中的哪一种突变体，研究人员将该突变体与基因型为aaBBdd的植株杂交，然后观察并统计其子代的表型及比例。若该突变体为突变体①，则子代中黄花∶橙红花＝__________；若该突变体为突变体②，则子代中的表型及比例为____________________；若该突变体为突变体③，则子代中的表型及比例为__________________。解析：(1)分析图甲可知，正常情况下，纯合白花植株的基因型有6种：AABBDD、AAbbDD、AABBdd、AAbbdd、aabbDD、aabbdd。(2)让一纯合橙红花植株(aaBBDD)和纯合白花植株杂交获得F1，F1自交产生的F2植株的表型及比例为白花∶橙红花∶黄花＝12∶3∶1(为9∶3∶3∶1的变式)，说明F1的基因型是AaBBDd，进而推知该亲本纯合白花植株的基因型是AABBdd。F2的白花植株占12/16，从F2的白花植株中随机抽取，得到纯合子(AABBDD、AABBdd)的概率是1/6。(3)突变体①中两个d基因所在的染色体为同一条染色体，该变异类型属于染色体结构变异中的重复；突变体③中D和d基因所在的同源染色体有3条，该变异类型属于染色体数目变异。(4)已知体细胞中的d基因数多于D基因时，D基因不能表达。让突变体aaBbDdd与基因型为aaBBdd的植株杂交，若为突变体①，则其减数分裂可产生的配子类型及其比例为aBD∶aBdd∶abD∶abdd＝1∶1∶1∶1，子代的基因型及其比例为aaBBDd∶aaBBddd∶aaBbDd∶aaBbddd＝1∶1∶1∶1，所以子代中黄花∶橙红花＝1∶1。若为突变体②，则其减数分裂可产生的配子类型及其比例为aBD∶aBdd∶aBDd∶aBd∶abD∶abdd∶abDd∶abd＝1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1，子代的基因型及其比例为aaBBDd∶aaBBddd∶aaBBDdd∶aaBBdd∶aaBbDd∶aaBbddd∶aaBbDdd∶aaBbdd＝1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1，所以子代中黄花∶橙红花＝3∶1。若为突变体③，则其减数分裂可产生的配子类型及其比例为aBD∶aBdd∶aBDd∶aBd∶abD∶abdd∶abDd∶abd＝1∶1∶2∶2∶1∶1∶2∶2，子代的基因型及其比例为aaBBDd∶aaBBddd∶aaBBDdd∶aaBBdd∶aaBbDd∶aaBbddd∶aaBbDdd∶aaBbdd＝1∶1∶2∶2∶1∶1∶2∶2，所以子代中黄花∶橙红花＝5∶1。答案：(1)6

(2)AABBdd

1/6

(3)染色体结构变异、染色体数目变异(4)1∶1黄花∶橙红花＝3∶1黄花∶橙红花＝5∶113.(2023·浙江三校月考)家蚕为ZW型性别决定方式，蚕茧颜色黄色和白色为一对相对性状用A、a表示，幼蚕体色正常和体色透明为一对相对性状用B、b表示，两对性状独立遗传，相关基因不位于性染色体的同源区段。研究人员进行两组杂交实验，结果如下：实验一：一对黄茧雌雄蚕杂交，F1表型及比例为黄茧雌性∶黄茧雄性∶白茧雌性∶白茧雄性＝3∶3∶1∶1实验二：多对正常体色雌雄蚕杂交，F1表型及比例为正常色雄性∶正常色雌性∶透明色雌性＝4∶3∶1(1)实验一中，蚕茧颜色中________为隐性性状；实验二中，控制幼蚕体色性状的基因位于______(