1、高考提分课（七）细胞分裂与可遗传变异的关系考向一 细胞分裂与基因突变和基因重组的关系【高考这样考】【典例】(2019海南高考)回答下列关于遗传和变异的问题：世纪金榜导学号14120190(1)高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，位于非同源染色体上的基因之间会发生_，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生_，这两种情况都有可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子。(2)假设某物种的染色体数目为2n，在其减数分裂过程中会出现不同的细胞，甲、乙2个模式图仅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色体，那么，图甲表示的是_(填“初级精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)，图乙表示的是_(填“初级精母细
2、胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)。(3)某植物的染色体数目为2n，其产生的花粉经培养可得到单倍体植株。单倍体是指_。【解题探究】1.区分减数分裂的图像：(1)减数第一次分裂发生_的分离。(2)减数第二次分裂发生_的分离。同源染色体染色单体2.记住减数分裂过程中染色体的行为：(1)同源染色体_、_。(2)非同源染色体_。联会分离自由组合3.知道基因重组的两种类型：(1)同源染色体上的非等位基因因_而重组。(2)非同源染色体上的非等位基因因_而重组。交叉互换非同源染色体自由组合【解析】本题考查变异和细胞分裂图像识别的有关知识。(1)基因重组主要发生在高等动物配子形成过程中。精子或卵细胞的形成过程
3、中，在减数第一次分裂后期，位于非同源染色体上的基因会发生自由组合；在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生交叉互换，这两种情况都可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子。(2)根据题意，该物种染色体数目为2n，图甲细胞内染色体数目为2n且存在同源染色体，并含有姐妹染色单体，故可判断图甲表示初级精母细胞；而图乙中没有同源染色体，也无染色单体，表示精细胞。(3)单倍体是指体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体。答案：(1)自由组合 交叉互换(2)初级精母细胞 精细胞(3)体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体【备考这样做】1.记住减数分裂过程中基因突变和基因重组发生的时间
4、：(1)基因突变主要发生在_。(2)基因重组发生在_。减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前期和后期2.理解两种突变型个体出现的过程(用A、a表示等位基因)：(1)显性突变：aa_。(2)隐性突变：AA_。AaAa3.看懂分裂图像中的变异类型：(1)图甲的变异类型属于_。(2)图乙的变异类型属于_。若该生物基因型为AA，则该变异类型为_。若该生物的基因型为Aa，则该变异最可能是_。基因突变基因突变或基因重组基因突变基因重组【应考这样练】1.如图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是()A.此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞B.此细胞中基因a由基因A经突变产生C.此细胞可
5、能形成两种精子或一种卵细胞D.此动物体细胞内最多含有4个染色体组【解析】选A。由图可知，该细胞中不含同源染色体，且有姐妹染色单体，因此可判断该细胞处于减数第二次分裂。此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞或极体，A错误；由题干可知，该动物基因型为AABb，该细胞中的基因a由基因A经突变产生，B正确；若该细胞为次级精母细胞，则可形成两种精子，基因型为AB、ab或Ab、aB，若该细胞为次级卵母细胞，则可以产生一个卵细胞和一个极体，C正确；该动物基因型为AABb，为二倍体，体细胞有丝分裂时染色体暂时加倍，含4个染色体组，D正确。2.下图为同一高等动物不同时期的细胞分裂示意图(假设该生物的体细胞有4条染色
6、体，基因型为MMNn)，相关说法正确的是()A.不可能在睾丸中同时观察到上面四幅图B.可用MMMMNNnn表示A、B、C三图中细胞的基因型C.四幅图中染色体组数均为2组D.由D图M、m可知该细胞在之前发生了基因突变或交叉互换【解析】选B。题中四幅图分别表示有丝分裂后期、减数第一次分裂中期、有丝分裂中期、减数第二次分裂后期。在动物的睾丸中既可进行有丝分裂实现精原细胞的增殖，也可进行减数分裂产生精细胞，A错误；A、B、C图是DNA复制后的时期，核DNA含量加倍，其上的基因也加倍，B正确；四幅图中染色体组数分别为4组、2组、2组和2组，C错误；该生物基因型为MMNn，产生m新基因，只能是基因突变的结
7、果，D错误。考向二 细胞分裂与染色体变异的关系【高考这样考】(2019山东高考改编)某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上。世纪金榜导学号14120191(1)基因型为Mm的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Mm型细胞，最可能的原因是_。缺失一条2号染色体的宽叶植株减数分裂时，偶然出现了一个MM型配子，最可能的原因是_。(2)现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突
8、变体的基因组成是哪一种。(注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡)实验步骤：_；观察、统计后代表现型及比例。结果预测：.若_，则为图甲所示的基因组成。.若_，则为图乙所示的基因组成。.若_，则为图丙所示的基因组成。【解题探究】1.理解减数分裂与产生异常配子的关系：(1)含有一对等位基因的配子很可能是减数第一次分裂时_未分离导致的。(2)含有一对相同基因的配子很可能是减数第二次分裂时_未分离导致的。同源染色体姐妹染色单体分离形成的子染色体2.理解等位基因不分离的原因：(1)减数第一次分裂_未分离。(2)减数第一次分裂同源染色体的_。同源染色体非姐妹染色单体交叉互换3.理解染色
9、体变异与细胞分裂的关系：(1)若一条染色体结构变异，正常进行减数分裂形成的异常配子占_。(2)若缺失一条染色体，进行减数分裂形成的异常配子占_。1/21/2【解析】(1)减数第二次分裂应发生姐妹染色单体的分离，而现在出现了Mm，说明最可能的原因是基因型为Mm的个体减数分裂过程联会时同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换，形成了基因型为Mm的次级性母细胞。在缺失一条2号染色体的情况下，配子中应只含一个基因M或无基因M，偶然出现了一个MM型配子，说明减数第二次分裂时2号染色体未分离。(2)方案1 选择缺失一条2号染色体的窄叶白花植株(mr)与该宽叶红花突变体进行杂交。若为图甲所示的基因组成，即M
10、MRr与moro杂交，后代为MmRr、MoRo、Mmrr、Moro，宽叶红花宽叶白花=11；若为图乙所示的基因组成，即MMRo与moro杂交，后代为MmRr、MoRo、Mmro、Mooo(幼胚死亡)，宽叶红花宽叶白花=21；若为图丙所示的基因组成，即MoRo与moro，后代为MmRr、MoRo、moro、oooo(幼胚死亡)，宽叶红花窄叶白花=21。方案2 选择缺失一条2号染色体的窄叶红花植株(mR)与该宽叶红花突变体进行杂交。若为图甲所示的基因组成，即MMRr与moRo杂交，后代为MmRR、MoRo、MmRr、Moro，宽叶红花宽叶白花=31；若为图乙所示的基因组成，即MMRo与moRo杂交
11、，后代为MmRR、MoRo、MmRo、Mooo(幼胚死亡)，后代全部为宽叶红花；若为图丙所示的基因组成，即MoRo与moRo杂交，后代为MmRR、MoRo、moRo、oooo(幼胚死亡)，宽叶红花窄叶红花=21。答案：(1)(减数第一次分裂时)交叉互换 减数第二次分裂时染色体未正常分离(2)答案一：用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交宽叶红花与宽叶白花植株的比例为11宽叶红花与宽叶白花植株的比例为=21宽叶红花与窄叶白花植株的比例为21答案二：用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株杂交宽叶红花与宽叶白花植株的比例为31后代全为宽叶红花植株宽叶红花与窄叶红花植株的比例为21【备
12、考这样做】1.理解减数分裂过程中个别染色体不分离导致的两种结果：同源相同等位相同2.读懂两种染色体数目变异的减数分裂图像：(1)减数第一次分裂异常导致的染色体数目变异(正常体细胞中染色体数目为2n)：(2)减数第二次分裂异常导致的染色体数目变异(正常体细胞中染色体数目为2n)：【应考这样练】1.人体细胞能通过细胞分裂实现染色体数目的精确平均分配。下列说法正确的是()A.有丝分裂前期的精原细胞含2条Y染色体，有23对同源染色体B.处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞，有4个染色体组，23个四分体C.性染色体组成为XY的精子，肯定是减数第一次分裂异常导致的D.减数分裂过程中染色体断裂使其部分缺失，
13、其不再发生联会【解析】选C。有丝分裂前期，着丝点不断裂，染色体数目不加倍，精原细胞只含1条Y染色体，含23对同源染色体，A错误。处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞，因不含同源染色体，不再含四分体，又因着丝点断裂，染色体组的数目应该为2，B错误。性染色体组成为XY的精子，XY未分离，应是减数第一次分裂异常导致的，C正确。染色体部分缺失后，减数分裂过程中可以和同源染色体联会，只不过形态特殊而已，D错误。2.某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞
14、任一极。下列叙述正确的是世纪金榜导学号14120192()A.图甲所示的变异属于基因重组B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞C.如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代【解析】选D。本题考查染色体变异及减数分裂等知识。A项，一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上属于染色体结构变异，故错误。B项，处于分裂间期的细胞中染色体呈染色质状态，观察异常的染色体应选择分裂中期的细胞，故错误。C项，将图乙中的染色体从左向右编号为1、2、3，不考虑其他染色体，如图所示：在不考虑其他染色体的情况下，若1、2分离，3随机移向任一极，则精细胞中
15、含染色体组成为1、3或2或2、3或1四种类型；若2、3分离，1随机移向任一极，精细胞中含染色体组成为1、2或3或1、3或2四种类型，因此精子类型理论上有6种，故错误。D项，根据C项的分析，该男子能够产生含有1、3(即含一条14号和一条21号)染色体的正常精子，因此与正常女子婚配能生育正常染色体组成的后代。【加固训练】果蝇是常用的遗传实验材料。研究发现果蝇棒眼性状是由于X染色体上16A区段重复导致的，雌果蝇16A区段与眼型的关系见下表。分析回答：注：1.表示16A区段。2.果蝇眼睛为复眼，由许多小眼组成。(1)从表中给出的信息可以看出，果蝇的眼型变异属于_。雌果蝇X染色体上16A区段_，棒眼越明
16、显。(2)雄性棒眼果蝇的基因组成为_。若想根据果蝇眼型就能判断出子代性别，应选用_的亲本(写表现型)进行杂交。(3)右图表示研究人员构建的一个棒眼雌果蝇品系XdBBXB，已知d在纯合(XdBBXdBB；XdBBY)时能使胚胎死亡，无其他性状效应，且该基因与棒眼基因B连锁。为检测经X射线辐射后的正常眼雄果蝇A的精子中X染色体上是否发生了其他隐性致死突变，实验步骤如下：将雄果蝇A与该品系雌果蝇交配，得F1，F1的性别及眼型的表现型及其比例是_。在F1中选取大量棒眼雌果蝇，与多个正常眼雄果蝇进行杂交，统计得到的F2的雌雄数量比。预期结果和结论：如果F2中雌雄比例为_，则雄果蝇A的精子中X染色体上未发
17、生其他隐性致死突变；如果F2中雌雄比例为_，则雄果蝇A的精子中X染色体上发生了其他隐性致死突变。【解析】(1)分析表中信息可以看出，果蝇的眼型变异是由16A区段的重复引起的，属于染色体结构变异；雌果蝇X染色体上16A区段重复数量越多，则棒眼越明显。(2)雄性棒眼果蝇的基因型为XBBY。选用正常眼雌果蝇XBXB和棒眼雄果蝇XBY交配，子代中雌果蝇均为棒眼，雄果蝇均为正常眼，据眼型就能判断出子代性别。(3)据题中相关信息分析，正常眼雄果蝇XBY与该品系雌果蝇XdBBXB交配，依据基因的分离定律，得F1的基因型为：XdBBXB、XBXB、XBY、XdBBY(胚胎死亡)，对应的性别及眼型的表现型及其比例是棒眼雌果蝇正常眼雌果蝇正常眼雄果蝇=111。F1中选取大量棒眼雌果蝇(XdBBXB)与多个正常眼雄果蝇(XBY)进行杂交，若雄果蝇A的精子中X染色体上未发生其他隐性致死突变，则F2的基因型为：XdBBXB、XBXB、XBY、XdBBY(胚胎死亡)，雌雄比例为21；若雄果蝇A的精子中X染色体上发生了其他隐性致死突变，设隐性致死基因为e，则F1中选取的大量棒眼雌果蝇基因型为XdBBXeB，F2中基因型为XeBY的个体也会死亡，所以雌雄比例为10。答案：(1)染色体变异(染色体结构变异)重复越多(2)XBBY 正常眼雌果蝇和棒眼雄果蝇(3)棒眼雌果蝇正常眼雌果蝇正常眼雄果蝇=1112110