2023版高考生物一轮总复习第7单元生物的变异育种与进化高频考点进阶课3.遗传变异与细胞分裂的综合应用教师用书

高频考点进阶课 3.遗传变异与细胞分裂的综合应用

　　　　遗传定律与减数分裂

下列有关基因的分离定律、自由组合定律和减数分裂的叙述，错误的是(　　)

A．三者均发生在进行有性生殖的生物形成配子的过程中

B．基因的分离定律和自由组合定律都发生在减数分裂Ⅰ后期

C．若多对基因的遗传遵循自由组合定律，则其中每对基因的遗传都遵循分离定律

D．若多对基因中每对基因的遗传都遵循分离定律，则这些基因的遗传也遵循自由组合定律

D　解析：减数分裂是进行有性生殖的生物形成配子的过程；分离定律是指等位基因随同源染色体的分开而分离，自由组合定律是指非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合，都发生在减数分裂Ⅰ后期，A、B正确。分离定律是自由组合定律的基础，所以若多对基因的遗传遵循自由组合定律，则其中每对基因的遗传都遵循分离定律，C正确。若多对基因中的某些基因位于一对同源染色体上，则这些基因的遗传遵循分离定律但不遵循自由组合定律，D错误。

关于细胞分裂与遗传定律发挥作用的时间

(1)基因的分离定律发生在减数分裂Ⅰ的后期，由于同源染色体的分离导致其上的等位基因发生分离。

(2)基因的自由组合定律发生在减数分裂Ⅰ的后期，在同源染色体分离的同时，非同源染色体发生自由组合，非同源染色体上的非等位基因也发生自由组合。

(3)有丝分裂和无丝分裂过程中不存在等位基因的分离和非等位基因的自由组合。

1．下图为3个细胞经减数分裂形成配子的示意图。下列相关说法正确的是(　　)

A．图示中的D与D、d与d、D与d都是等位基因

B．能正确表示基因分离定律实质的是图1和图2所示过程

C．基因分离定律对于原核生物和真核生物均适用

D．基因分离定律的细胞学基础是减数分裂过程中同源染色体分离

D　解析：题图中的D与D、d与d属于相同基因，而D与d才是等位基因，A错误；基因分离定律的实质是等位基因通过减数分裂独立地分配到两个配子中，因此，图3符合，B错误；基因分离定律主要适用于真核生物的细胞核遗传，C错误；由于等位基因位于同源染色体的同一位置，控制一对相对性状，故基因分离定律的细胞学基础是减数分裂过程中同源染色体分离，D正确。

2．最能正确表示基因自由组合定律实质的是(　　)

D　解析：自由组合定律的实质是在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，其上的非等位基因也自由组合，故选D。

3．下图表示不同生物体细胞中部分染色体和基因组成，其中1、2表示常染色体，3、4表示性染色体，A、a和B、b是控制不同性状的基因。下列说法正确的是(　　)

A．甲图所示生物减数分裂能产生4种比例为1∶1∶1∶1的配子，遵循自由组合定律

B．乙图所示生物减数分裂能产生2种比例为1∶1的配子，不遵循自由组合定律

C．乙图所示生物减数分裂时基因重组能产生4种类型的配子，遵循自由组合定律

D．丙图B、b基因遵循分离定律，乙×丙，子代出现2种表型，比例为3∶1

B　解析：甲图所示生物的两对基因位于一对同源染色体上，所以减数分裂只能产生2种比例为1∶1的配子，遵循基因的分离定律，A错误。乙图所示生物的两对基因位于两对同源染色体上，但有一对基因是隐性纯合，所以减数分裂只能产生2种比例为1∶1的配子，遵循基因的分离定律，不遵循自由组合定律，B正确，C错误。丙图B、b基因位于一对同源染色体上，遵循基因的分离规律；乙×丙，基因型为aaXBXb和AAXbYB 杂交，子代出现3种表型，比例为1∶1∶2，D错误。

　　　　变异与细胞增殖

(2020·山东卷)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点(粒)分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝点(粒)间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是(　　)

A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构

B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变

C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段

D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞

C　解析：由题干信息可知，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，故可以在有丝分裂后期观察到“染色体桥”结构，A正确；出现“染色体桥”后，在两个着丝粒间任意位置发生断裂，可形成两条子染色体分别移向细胞两极，其子细胞中染色体数目不会发生改变，B正确；“染色体桥”现象使姐妹染色单体之间发生了片段的转接，不会出现非同源染色体片段，C错误；若该细胞的基因型为Aa，出现“染色体桥”后着丝粒间任意位置发生断裂时，一条姐妹染色单体上的a转接到了另一条姐妹染色单体上，则会产生基因型为Aaa的子细胞，D正确。

1．细胞分裂与变异类型的关系

2．减数分裂与基因突变

在减数分裂前的间期，DNA分子复制过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。

3．减数分裂与基因重组

(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。在减数分裂Ⅰ后期，可因同源染色体分离，非同源染色体自由组合而出现基因重组，如图A与B或A与b组合。

(2)同源染色体非姐妹染色单体互换导致基因重组。在减数分裂Ⅰ四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间互换而导致基因重组，如A原本与B组合，a与b组合，经重组可导致A与b组合，a与B组合。

4．减数分裂与染色体变异

如果减数分裂Ⅰ异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数分裂Ⅱ中的一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：

5．性染色体异常个体产生的原因

(1)“XXY”个体成因。

(2)“XYY”个体成因：父方减Ⅱ异常，即减Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。

6．姐妹染色单体上出现等位基因的原因

(1)一定源自基因突变：

⇒一定是基因突变

(2)一定源自交换重组：

⇒一定是互换

(3)无任何提示，则上述两种情况都有可能。

1．下图为细胞分裂过程示意图，下列有关说法正确的是(　　)

A．图甲中细胞只发生了减数分裂，该过程一定发生基因突变

B．图乙中若其中一条染色体上有一个基因a，则另一极对应的染色体上可以是基因A或a

C．上述三图所示的过程中，只会发生基因突变和基因重组

D．图丙中若发生了同源染色体的互换，则该变异属于易位

B　解析：图甲中Ⅰ表示有丝分裂过程，Ⅱ过程是减数分裂Ⅰ，Ⅲ过程是减数分裂Ⅱ过程。在细胞分裂过程中容易发生基因突变，但不是一定发生基因突变，A错误；图乙中若其中一条染色体上有一个基因a，则另一极对应的染色体在正常情况下是a，若发生基因突变，则为A，B正确；题述三图所示的过程中，图甲、图丙会发生基因突变、基因重组和染色体变异，图乙只会发生基因突变和染色体变异，C错误；图丙中，若在减数分裂Ⅰ四分体时期发生了同源染色体的互换，则该变异属于基因重组，D错误。

2．现建立“动物精原细胞(2n＝4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞(假定DNA中的P元素都为32P，其他分子不含32P)在不含32P的培养液中正常培养，分裂为2个子细胞，其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示，H(h)、R(r)是其中的两对基因，细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是(　　)

A．细胞①一定发生了基因突变，但不一定发生了等位基因的互换

B．细胞②中最多有三条染色体含有32P

C．细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等

D．细胞⑥⑦的基因型相同

B　解析：图中细胞①处于减数分裂Ⅰ前期，分析细胞①中基因组成可知，H和h发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，即发生了基因重组，姐妹染色单体上的R和r说明发生了基因突变，A错误。根据DNA分子半保留复制可知，1个精原细胞(DNA中的P元素都为32P)在不含32P的培养液中正常培养，经过一次有丝分裂产生的子细胞中每条染色体中的DNA分子一条链含32P，另一链不含32P。该子细胞经过减数分裂前的间期复制，形成细胞①中每条染色体，只有一条姐妹染色单体的DNA分子一条链含32P(共4条染色单体含有32P)，细胞①形成细胞②会发生同源染色体分离，正常情况下，细胞②有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上)；但根据图可知，H所在的染色体发生过交换，很有可能H和h所在染色体都含有32P，因此细胞②中最多有3条染色体含有32P，B正确。根据B项分析可知，正常情况下，细胞②和③中各有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上)，但由于细胞①中发生了H和h的互换，而发生互换的染色单体上不确定是否含有32P，故细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能相等也可能不相等，C错误。由于细胞①发生了交换和基因突变，姐妹染色单体上存在等位基因，所以由姐妹染色单体分向两个细胞形成的⑥⑦基因型不相同，D错误。

3．(2022·天津模拟)研究人员在研究卵原细胞进行减数分裂过程中，发现了如图1所示的“逆反”减数分裂现象，并经过对大量样本的统计研究发现其染色体的分配情况如图2所示。下列叙述错误的是(　　)

A．“逆反”减数分裂是获得重组染色体概率高的卵细胞的途径之一

B．“逆反”减数分裂形成的卵细胞中核DNA与染色体数是体细胞中的一半

C．“逆反”减数分裂中姐妹染色单体分开发生在MⅠ

D．“逆反”减数分裂过程中的基因重组只发生在MⅡ

D　解析：由图2染色体分配情况可知，通过MⅡ可获得概率较高的重组染色体的卵细胞，故“逆反”减数分裂是获得重组染色体概率高的卵细胞的途径之一，A正确；“逆反”减数分裂形成的卵细胞中，与体细胞中染色体相比，卵细胞中染色体数目减半，又因无染色单体，核DNA数与染色体数一致，故核DNA与染色体数仍是体细胞中的一半，B正确；据图分析可知，“逆反”减数分裂中姐妹染色单体分开发生在MⅠ，C正确；基因重组包括联会时期同源染色体非姐妹染色单体间的交换和减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上非等位基因的自由组合，逆反减数分裂过程中的交换发生在MⅠ，D错误。

4．科学家发现了自然界能够正常存活的某品系果蝇，其性染色体中含有Y染色体和并联X染色体，组成如图乙。这种变异果蝇可用于研究同源染色体非姐妹染色单体间的互换是发生在染色体复制之前还是复制之后(A表示红眼基因，a表示白眼基因)。下列推测正确的是(　　)

A．据题可推测果蝇体细胞中有无Y染色体决定了果蝇的性别是雄性还是雌性

B．乙与丙交配，子代性染色体组成只有两种，可推测YY、X型个体无法存活

C．乙与丙交配，若F1雌性全为红眼，可推测互换发生在染色体复制之后

D．若互换发生在染色体复制之后，乙与丙交配，可推测F1雌性红眼∶白眼＝3∶1

B　解析：图中乙的染色体组成是Y，也是雌果蝇，所以不能根据有无Y染色体判断果蝇的性别，A错误。乙可以产生、Y 2种配子，丙可以产生X、Y 2种配子，所以子代出现X、Y、XY和YY的基因型，而X和YY个体无法存活，所以子代只有Y和XY两种，B正确。依题文可知，减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生互换，若互换发生在染色体复制之前，则乙果蝇与正常雄果蝇杂交时，雌配子有2种，一种含Y染色体；另一种含有并联的X染色体，一条X染色体上含A基因，一条X染色体上含a基因。后者与雄配子(含Y染色体)结合产生的后代雌性个体基因型是Y(两条X染色体并联)，全为红眼；若互换发生在染色体复制之后，则乙果蝇与正常雄果蝇杂交时，雌配子有4种，一种含Y染色体，另三种含有并联的X染色体(、、)，这三种雌配子和雄配子(含Y染色体)结合产生的后代雌性个体基因型是Y、Y、Y，表现为既有红眼，又有白眼。所以若F1雌性全为红眼，可推测互换发生在染色体复制之前，C错误。根据C项分析，若互换发生在染色体复制之后，由于互换的概率不确定，所以无法确定子代雌性的表型比例，D错误。