2024春高中生物第2章基因和染色体的关系2.1减数分裂和受精作用第3课时课件新人教版必修2

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2.1 减数分裂和受精作用-3前期中期后期末期分裂间期在有丝分裂过程中……有丝分裂精原细胞卵原细胞初级精母细胞初级卵母细胞一、有丝分裂、减数分裂图像辨别1.细胞分裂过程中各时期图像的鉴别（2）方法：三看法 一看染色体数目奇数：一定是减Ⅱ偶数： 二看有无 同源染色体无：一定是减Ⅱ有：三看同源染色体的行为联会、四分体；同源染色体着丝点位于赤道板两侧；同源染色体分离则是减Ⅰ无特殊行为： 一定是有丝分裂一、有丝分裂、减数分裂图像辨别1.细胞分裂过程中各时期图像的鉴别注意：该方法只针对二倍体生物的细胞分裂。（2）根据细胞质的分裂方式判断：一、有丝分裂、减数分裂图像辨别1.细胞分裂过程中各时期图像的鉴别注意：该方法只针对二倍体生物的细胞分裂。例1.判断下列细胞分别属于何种分裂的什么时期，形成的子细胞是什么？ 甲:__________分裂的__期,子细胞为___________减数第一次后次级精母细胞乙:__________分裂的__期,子细胞为___________ 减数第二次后精细胞或极体丙:__________分裂的__期,子细胞为___________有 丝后体细胞丁:__________分裂的__期,子细胞为___________减数第二次后卵细胞和极体一、有丝分裂、减数分裂图像辨别①③⑧⑩④⑥⑨2①③⑧⑤⑤⑥⑦⑨一、有丝分裂、减数分裂图像辨别 1.仔细观察下表中细胞图像，完成表中内容探究(假设生物正常体细胞中染色体数目为2n，核DNA数为2c)减数第一次分裂减数第二次分裂前期后期末期后期2nn→2n2c→4c2c0→4n4n00二、染色体、DNA相对含量的变化曲线48（1）染色体数量变化曲线次级精母细胞精原细胞初级精母细胞精子细胞ABCDEFA到B 减半的原因：同源染色体分离，分别进入两个次级精母细胞中C到D加倍的原因：着丝点断裂E到F减半的原因：着丝点断裂后形成的染色体分别移动到细胞两极，随着细胞分裂进入两个子细胞2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化二、染色体、DNA相对含量的变化曲线次级精母细胞精原细胞（2）DNA数量变化曲线初级精母细胞精子细胞ABCDEFA到B:间期DNA的复制C到D:同源染色体分离，分别进入两个次级精母细胞中E到F减半的原因：着丝点断裂后形成的染色体分别移动到细胞两极，随着细胞分裂进入两个子细胞。482.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化二、染色体、DNA相对含量的变化曲线2N4N次级精母细胞精原细胞精子细胞次级精母细胞精原细胞初级精母细胞精子细胞B482.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化二、染色体、DNA相对含量的变化曲线2N4N精原细胞核DNA精细胞N（3）染色单体数染色体数初级精母细胞次级精母细胞减Ⅱ减Ⅰ2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化二、染色体、DNA相对含量的变化曲线(4)每条染色体上DNA数目变化曲线2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化二、染色体、DNA相对含量的变化曲线211条染色体上DNA数目时期(4)每条染色体上DNA数目变化曲线2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化二、染色体、DNA相对含量的变化曲线精原细胞精细胞初级精母细胞次级精母细胞减Ⅱ减Ⅰ①有丝分裂：后期时染色体数目加倍，同源染色体由n对加倍成为2n对，子细胞中同源染色体仍为n对。②减数分裂：MI后期同源染色体分开，分别进入两个子细胞，次级性母细胞及生殖细胞或极体中不含同源染色体。(5)同源染色体“对”数变化的曲线分析2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化二、染色体、DNA相对含量的变化曲线（6）染色体与核DNA数目变化曲线的判断区分减数分裂与有丝分裂：2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化二、染色体、DNA相对含量的变化曲线ａ: ｂ: ｃ：染色体染色单体ＤＮＡ判断顺序：染色单体 ↓ DNA ↓ 染色体思考: 请判断a、b、c分别代表什么(染色体，染色单体，ＤＮA)（7）相关柱状图分析2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化二、染色体、DNA相对含量的变化曲线Ⅰ：Ⅱ：Ⅲ：有丝末期；减Ⅱ后期有丝前期、中期；减Ⅰ前期—减Ⅰ后期减Ⅱ末期减Ⅰ末期、减Ⅱ前期、减Ⅱ中期思考：请你分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可以代表有丝分裂和减数分裂的哪些时期？a:染色体 b:染色单体c:ＤＮＡⅣ：（7）相关柱状图分析2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化二、染色体、DNA相对含量的变化曲线例1.下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质或其载体(①～③)的数量。下列表述与图中信息相符的是 (　　)A．Ⅱ所处阶段存在同源染色体 B．Ⅲ代表初级精母细胞C．②代表染色体 D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1A二、染色体、DNA相对含量的变化曲线（1）该曲线代表的是（　 　）的相对含量的变化？（2）此细胞进行的是何种分裂？＿＿＿＿＿＿（3）猕猴体细胞中染色体数为( ) 条，ab段的细胞有染色体( )条，四分体( )个，染色单体( )个？（4）该细胞染色体数目减半发生在( )点？（5）请画出染色体的数量变化。84 0 a b c d42例2.下图为猕猴的细胞分裂曲线图，据图回答有关问题：42422184b减数分裂DNA二、染色体、DNA相对含量的变化曲线例3.如图表示某哺乳动物精子形成过程中，一个细胞内染色体数目的变化，下列各项描述正确的是(　　)A.ab段和ef段染色体数目相等，均包含N对同源染色体B.ab段细胞的名称是初级精母细胞，cg段细胞的名称是次级精母细胞，gh段细胞的名称是精细胞C.bc段和fg段均表示染色体数目减半，但原因不同D.cd段细胞内有N个DNA分子，ef段细胞内有2N个DNA分子B二、染色体、DNA相对含量的变化曲线例4.下图是与细胞分裂相关的坐标图(不考虑质DNA)，下列说法正确的是(　　)A.甲图中CD段一定发生在有丝分裂后期B.甲图中的AB段若发生在高等哺乳动物的精巢中，细胞肯定进行减数分裂C.乙图中AB段细胞中染色体、染色单体、DNA的比例为1∶2∶2D.乙图中CD段细胞中的染色体数目一定为正常体细胞的一半C二、染色体、DNA相对含量的变化曲线例5.下面是人体细胞分裂时，A、B、C、D四个不同细胞分裂时期染色体和DNA数量统计数据的柱状图，那么非同源染色体的自由组合可以发生在(　　)B二、染色体、DNA相对含量的变化曲线例6.果蝇的体细胞中有4对染色体，在精子的形成过程中，会出现两次染色体排列在细胞中央和两次染色体移向细胞两极。正常情况下，下列叙述中，错误的是（ ）A．第一次与第二次染色体排列在细胞中央时，细胞内的染色体数目分别是8和4B．第一次与第二次染色体排列在细胞中央时，细胞内染色体形态分别是5种和4种C．第一次与第二次染色体移向细胞两极时，染色体数目分别是8和4D．第一次与第二次染色体移向细胞两极时，染色体形态分别是5种和4种A二、染色体、DNA相对含量的变化曲线例7.某研究小组从蛙的精巢中提取一些细胞，测定细胞中染色体数目(无突变发生)，将这些细胞分为三组，每组的细胞数如图(体细胞中染色体数目为2N)。根据图中所示结果分析不正确的是(　)A.乙组细胞中有一部分可能正在进行DNA复制B.丙组细胞中有一部分可能正在发生非同源染色体自由组合BC.乙组细胞中既有进行有丝分裂的细胞，也有进行减数分裂的细胞D.用药物阻断DNA复制会减少甲组细胞生成二、染色体、DNA相对含量的变化曲线 1.减数第一次分裂后期随着同源染色体的分离，同源染色体上的等位基因（A和a）也随之分离。减数第一次分裂后期基因分离规律 2.减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因（A和B或b，a和B或b）自由组合。自由组合规律减数第一次分裂后期减数第一次分裂前期连锁互换规律 3.减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换。三大遗传规律减数分裂基础没有减数分裂就没有遗传规律。三、减数分裂与遗传规律1.自由组合定律与基因连锁（无交叉互换）三、减数分裂与遗传规律1.自由组合定律与基因连锁（无交叉互换）三、减数分裂与遗传规律例1 澳洲老鼠的毛色由常染色体上的两对等位基因（M、m 和N、n）控制，M对m、N对n完全显性，其中M基因控制黑色素的合成，N基因控制褐色素的合成，两种色素均不合成时毛色呈白色。当M、N基因同时存在时，二者的转录产物会形成双链结构。用纯合的黑色和褐色亲本杂交，F1为白色，F1雌雄个体相互交配得到F2。不考虑交叉互换，以下分析正确的是（ ）A . 含有M和N基因的个体毛色是白色，原因是两基因不能转录 B . 若F1测交后代表现型中黑色等于白色，则两对基因独立遗传 C . 可以推断F2中出现3种表现型，其中白色个体基因型有5种 D . F2中若褐色个体的比例接近1/4，则白色个体的比例接近1/2D1.自由组合定律与基因连锁（无交叉互换）三、减数分裂与遗传规律例2.玉米子粒的有色(显性)和无色(隐性)是一对相对性状。受三对等位基因控制。当显性基因E、F、G同时存在时为有色,否则是无色的。科学家利用X射线处理有色纯合品系。选育出了甲、乙、丙三个基因型不同的无色纯合品系,且这3个无色品系与该有色品系都只有一对等位基因存在差异。请回答下列问题：(1)上述3个无色品系之一的基因型为　　　 　　(写出其中一种基因型即可),若任意选取两个无色品系杂交,则子一代均应表现为　　　　 。 (2)等位基因(Ee、Ff、Gg)之间的位置关系可能有三种情况:①分别位于三对同源染色体上;②有两对等位基因位于同一对同源染色体上;③都位于同一对同源染色体上。仅利用甲、乙、丙进行杂交实验确定三对等位基因之间的位置关系符合上述哪种情况,请简要写出实验思路(不考虑基因突变和交叉互换的情况)。eeFFGG(或EEffGG或EEFFgg）有色籽粒1.自由组合定律与基因连锁（无交叉互换）三、减数分裂与遗传规律实验思路: 预期的实验结果及结论：若三组子粒有色与无色的比例均为9∶7，则三对等位基因的位置关系为①;若 　, 则三对等位基因的位置关系为②;若 　, 则三对等位基因的位置关系为③。让每两个品系之间杂交得到三组F1,再让三组F1自交得到F2,分别统计三组F2子粒颜色一组子粒有色与无色的比例为1∶1,其他两组子粒有色与无色的比例均为9∶7三组子粒有色与无色的比例均为1∶11.自由组合定律与基因连锁（无交叉互换）三、减数分裂与遗传规律2.自由组合定律与基因连锁（有交叉互换）三、减数分裂与遗传规律例3.某动物个体的基因型为AaBb，其中一个精原细胞减数分离产生了基因型为AB、aB、Ab、ab的4个精子。下列关于这两对等位基因的位置及可能发生的变异的情况分析，成立的是（ ）A.一定位于两对同源染色体上，发生了两次基因突变B.一定位于一对同源染色体上，发生两次交叉互换C.可能位于两对同源染色体上，发生一次交叉互换D.可能位于一对同源染色体上，发生了一次基因突变C2.自由组合定律与基因连锁（有交叉互换）三、减数分裂与遗传规律 例4.果蝇是遗传学研究的经典实验材料，其四对相对性状中红眼(E)对白眼(e)、灰身(B)对黑身(b)、长翅(V)对残翅(v)、细眼(R)对粗眼(r)为显性。如图是雄果蝇M的四对等位基因在染色体上的分布。果蝇M产生配子时，非等位基因_______和______不遵循自由组合规律。若果蝇M与黑身残翅个体测交，出现相同比例的灰身长翅和黑身残翅后代，则表明果蝇M在产生配子过程中____________，导致基因重组，产生新的性状组合。B(或b)V和v(或B和b)基因随非姐妹染色单体的交换而发生交换2.自由组合定律与基因连锁（有交叉互换）三、减数分裂与遗传规律 v(或V)例5.基因型为AaBb的植物甲与基因型为aabb的乙杂交，后代基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=9∶1∶1∶9，下列有关说法错误的是（ ）A. 两对等位基因的遗传不遵循基因的自由组合定律B．由测交结果推测植物甲产生四种配子，比例为AB∶Ab∶aB∶ab=9∶1∶1∶9C．植物甲自交后代仍是9种基因型、4种表现型D．植物甲自交后代中，隐性纯合子所占比例为1/16D2.自由组合定律与基因连锁（有交叉互换）三、减数分裂与遗传规律例6.先天性眼外肌纤维化综合征（CFEOM）共有 4 种类型。为确定某 CFEOM 家系（图 1）的致病基因位置，科学家利用 12 号染色体上的 2 个多态性微卫星分子标记（s5 和 s9）进行分析。微卫星是染色体上的串联重复序列，其重复次数（用 1、2、3……表示）在个体之间有较高的多样性， Ⅰ-1 微卫星标记如图 2 所示。下列说法正确的是（ ）A．通过患病情况可判断该家系 CFEOM 为常染色体显性遗传病B.可通过PCR、测序的方法对家系成员进行 s5 和 s9 基因型分析C.通过Ⅱ-5 的 s5 组成可判断Ⅰ-1 的 s5 和 s9 之间发生了一次交叉互换D.推测该家系所有患者的致病基因均来自于Ⅰ代 2 号个体BCD（1）若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的一条上，其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比；（2）若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体上的一条上，各个外源基因的遗传互不影响，则会表现出自由组合定律的现象。3.判断外源基因整合到宿主染色体上的类型三、减数分裂与遗传规律例7.某二倍体植物体内常染色体上具有三对等位基因(A和a，B和b，D和d)，已知A、B、D三个基因分别对a、b、d基因完全显性，但不知这三对等位基因是否独立遗传。某同学为了探究这三对等位基因在常染色体上的分布情况，做了以下实验：用显性纯合个体与隐性纯合个体杂交得F1，再用所得F1同隐性纯合个体测交，结果及比例为AaBbDd∶AaBbdd∶aabbDd∶aabbdd＝1∶1∶1∶1，则下列表述正确的是（ ）A.A、B在同一条染色体上 B.A、b在同一条染色体上C.A、D在同一条染色体上 D.A、d在同一条染色体上A3.判断外源基因整合到宿主染色体上的类型三、减数分裂与遗传规律例8.实验者利用基因工程技术将某抗旱植株的高抗旱基因R成功转入到一抗旱能力弱的植株品种的染色体上，并得到下图所示的三种类型。下列说法不正确的是（ ）A.若自交产生的后代中高抗旱性植株所占比例为75%，则目的基因的整合位点属于图中的Ⅲ类型B.Ⅰ和Ⅱ杂交产生的后代中高抗旱性植株所占比例为100%C.Ⅱ和Ⅲ杂交产生的后代中高抗旱性植株所占比例为7/8D.Ⅰ和Ⅲ杂交产生的后代中高抗旱性植株所占比例为100%A3.判断外源基因整合到宿主染色体上的类型三、减数分裂与遗传规律【解析】Ⅲ的两个R基因分别位于两条非同源染色体上，其基因型可以表示为R1r1R2r2，该个体自交，后代中只要含有一个R基因(R1或R2)就表现为高抗旱性，后代中高抗旱性植株占15/16；Ⅰ产生的配子中都有R基因，因此，它与Ⅱ、Ⅲ杂交产生的后代中高抗旱性植株所占比例为100%；Ⅲ的基因型可以产生四种配子，与Ⅱ杂交，后代中高抗旱性植株所占比例为1－1/4×1/2＝7/8。3.判断外源基因整合到宿主染色体上的类型三、减数分裂与遗传规律例9.果蝇众多的突变品系为研究基因与性状的关系提供了重要的材料。摩尔根等人选育出M-5品系并创立了基于该品系的突变检测技术，可通过观察F1和F2代的性状及比例，检测出未知基因突变的类型（如显/隐性、是否致死等），确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。回答下列问题：（1）果蝇的棒眼（B）对圆眼（b）为显性、红眼（R）对杏红眼（r）为显性，控制这2对相对性状的基因均位于X染色体上，其遗传总是和性别相关联，这种现象称为___________。 伴性遗传补充：伴X遗传、传X染色体遗传（性遗传无分）（1分）4.自由组合定律与基因连锁（突变的检出）三、减数分裂与遗传规律（2）图示基于M-5品系的突变检测技术路线，在F1代中挑出1只雌蝇，与1只M-5雄蝇交配，若得到的F2代没有野生型雄蝇。雌蝇数目是雄蝇的两倍，F2代中雌蝇的两种表现型分别是棒眼杏红眼和_____________，此结果说明诱变产生了伴X染色体_________________基因突变。该突变的基因保存在表现型为_____________果蝇的细胞内。棒眼红眼/棒状红眼/棒红眼(2分) 隐性致死(2分)，隐性(1分)/致死(1分)棒眼红眼雌性(雌性可以不写) (2分)只写雌性(1分) 棒眼杏红眼(0分) (3)上述突变基因可能对应图中的突变________（从突变①、②、③中选一项），分析其原因可能是_________，使胚胎死亡。②（1分） 氨基酸发生改变(苏氨酸变为赖氨酸)，蛋白质功能发生改变(2分)③(1分) 提前出现终止密码子(亮氨酸变为终止密码子)(1分)/翻译提前终止(1分)，蛋白质功能发生改变/蛋白质结构改变，其功能改变/蛋白质变短(1分)选突变①全无分（4）图所示的突变检测技术，具有的①优点是除能检测上述基因突变外，还能检测出果蝇___________基因突变；②缺点是不能检测出果蝇___________基因突变。（①、②选答1项，且仅答1点即可）①优点：伴X染色体显性可见补充：可见性状/伴X染色体显性不致死②缺点：伴X显性致死 补充：常染色体/Y染色体/XY染色体的同源区段/不可见性状，个人认为本题答案有所欠缺可通过观察F1和F2代的性状及比例，检测出未知基因突变的类型（如显/隐性、是否致死等），确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。M-5雌果蝇M-5雄果蝇①伴X显性可见突变②伴X显性致死突变③伴X隐性可见突变④伴X隐性致死突变⑤伴X性状不可见突变可通过观察F1和F2代的性状及比例，检测出未知基因突变的类型（如显/隐性、是否致死等），确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。①若为伴X显性可见突变在F1就可检测出， 因为F１雌果蝇为突变体。M-5雌果蝇M-5雄果蝇②若为伴X显性致死突变则F1中没有雌果蝇③若为伴X隐性可见突变在F1中不可检测出。在F2中可检出，因为F２雄果蝇中出现突变体④若为伴X隐性致死突变在F1中不可检测出。在F2中可检出，因为F２雄果蝇只有M-5。⑤若为性状不可见突变，则在F1和F2都观察不到突变性状，因此无法检出。三、减数分裂与遗传规律（4）图所示的突变检测技术，具有的①优点是除能检测上述基因突变外，还能检测出果蝇___________基因突变；②缺点是不能检测出果蝇___________基因突变。（①、②选答1项，且仅答1点即可）优点：伴X染色体隐性可见突变补充：可见性状/伴X染色体显性不致死/伴X染色体显性可见突变缺点：常染色体 或 不可见性状补充：伴Y染色体/XY染色体的同源区段个人建议用如下答案三、减数分裂与遗传规律分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。1.若是一个个体，则可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。原始生殖细胞减数分裂产生配子情况分析(以AaBb为例)：四、减数分裂产生配子的种类一个个体：2n2.若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个(2种)精细胞。例如AaBb基因型的个体产生配子情况如下(独立遗传，无交叉互换)：四、减数分裂产生配子的种类例1.某生物的基因组成如图所示，则它产生配子的种类及它的一个精原细胞产生精子的种类分别是(不考虑基因突变和交叉互换)( )A.2种和2种 B.4种和2种C.2种和4种 D.8种和4种B四、减数分裂产生配子的种类例2.某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，如图表示该生物的精细胞，试根据细胞内基因的类型，判断这些精细胞至少来自 个精原细胞(不考虑交叉互换)4四、减数分裂产生配子的种类例3.如图1所示为动物初级精母细胞中的两对同源染色体，其减数分裂过程中，同源染色体发生交叉互换形成了如图2所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是 。①③②④四、减数分裂产生配子的种类五.减数分裂异常导致配子种类变化的规律1.如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常；如图所示：2.如果减数第二次分裂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。二、拓展应用1.正常人的体细胞中有23对染色体。有一种叫“13三体综合征”的遗传病，患者头小，患先天性心脏病，智力远低于常人。对患者进行染色体检查，发现患者的13号染色体不是正常的1对，而是3条。请尝试使用“减数分裂中染色体变化的模型”，从精子或卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。【提示】在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中，如果由于某种原因，减数分裂Ⅰ时两条13号染色体没有分离而是进入了同一个次级精（卵）母细胞，再经过减数分裂II，就会形成含有两条13号染色体的精子或卵细胞；如果减数分裂Ⅰ正常，减数分裂II时13号染色体的着丝粒分裂，形成了两条13号染色体，但没有分别移向细胞的两极，而是进人了同一个精子或卵细胞，这样异常的精子或卵细胞就含有24条染色体，其中13号染色休是两条。当一个正常的卵细胞或精子(含23条染色体，其中13号染色体是1条)与上述异常的精子或卵细胞结合成受精卵时，则该受精卵含47条染色体，其中13号染色体是3条。由这样的受精卵发育而成的个体就是13三 体综合征患者。五.减数分裂异常导致配子种类变化的规律【解析】试分析21三体综合征出现的原因：五.减数分裂异常导致配子种类变化的规律减数第一次分裂染色体复制减数第二次分裂精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞减数分裂Ⅰ后期异常：同源染色体未分离，减数分裂Ⅱ正常21号染色体五.减数分裂异常导致配子种类变化的规律【解析】减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ后期异常：姐妹染色单体未分开21号染色体减数第一次分裂染色体复制减数第二次分裂精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞五.减数分裂异常导致配子种类变化的规律【解析】例2.右图表示某细胞(含4条染色体)的分裂示意图，①～⑥代表细胞，若不考虑基因突变和交叉互换，则下列叙述不合理的是( )A.细胞⑥的基因型为aBbB.细胞②为第一极体C.细胞③有2个基因BD.细胞⑤的基因型为a细胞①③的基因型分别为AAaaBBbb、AABBbb，细胞⑥的基因型应为ABb，A项错误。A五.减数分裂异常导致配子种类变化的规律