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2023届高考生物二轮复习遗传的细胞基础作业含答案
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这是一份2023届高考生物二轮复习遗传的细胞基础作业含答案，共25页。
第四单元 遗传的细胞基础与分子基础
专题9 遗传的细胞基础
A组
复杂情境
1.分裂异常分析(2022深圳二模,6)某果蝇(2n=8)的基因型为AaBbRrXTY,四对等位基因分别位于四对同源染色体上。该果蝇的一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个精细胞,其中甲的基因组成为AABRXT,不考虑互换,且分裂过程中只发生了一次异常。下列判断正确的是( )
A.乙、丙、丁细胞均含4条染色体
B.产生甲的原因可能是基因突变
C.乙的基因组成可能是abrY或BRXT
D.减数第二次分裂后期细胞中含8或9条染色体
答案 C 一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个子细胞,其中甲的基因组成为AABRXT,该细胞AA没有分离,说明减数第二次分裂时,着丝粒分裂后形成的两个子染色体没有分开,该细胞含有5条染色体,因此,随细胞甲产生的子细胞中只有3条染色体,A错误;由于分裂过程中只发生了一次异常,所以产生甲的原因不可能是基因突变,B错误;如果乙细胞是随甲细胞产生的子细胞,则基因型为BRXT,如果乙细胞不是随甲细胞产生的子细胞,则基因型为abrY,C正确;减数分裂Ⅱ后期细胞中含8条染色体,D错误。
2.观察细胞分裂的实验(2022梅州二模,7)蝗虫染色体数目较少,染色体大,可以作为观察细胞分裂的实验材料,已知雄蝗虫2n=23,雌蝗虫2n=24,其中常染色体有11对,性染色体在雄性中为1条,即为XO,雌性中为2条,即为XX。下列有关说法正确的是( )
A.雌蝗虫比雄蝗虫更适合用于观察减数分裂,原因是卵细胞数目少、体积大,利于观察
B.观察雄蝗虫精母细胞分裂固定装片时,可能观察到含11或12条染色体的配子
C.观察雄蝗虫精母细胞分裂固定装片时,最多能观察到5种不同染色体数目的细胞
D.萨顿以蝗虫细胞作材料研究减数分裂过程,验证了基因位于染色体上的假说
答案 B 雄蝗虫更适合用于观察减数分裂,因为减数分裂时精原细胞产生的精子数量众多,容易观察,A错误。雄蝗虫细胞中性染色体只有1条,所以在雄蝗虫精母细胞分裂固定装片中,可能观察到含11或12条染色体的配子,B正确。观察雄蝗虫精母细胞分裂固定装片时,最多能观察到6种不同染色体数目的细胞,与体细胞染色体数目相同是23条的;有丝分裂后期染色体数目是46条的;减数第二次分裂的前期、中期,一种是11条的,还有一种是12条的;在减数第二次分裂后期,由于着丝粒分裂,含11条染色体的细胞染色体会变成22条,含12条染色体的细胞染色体会变成24条,因此总共能观察到6种不同染色体数目的细胞,C错误。萨顿以蝗虫为实验材料研究减数分裂,提出基因位于染色体上的假说,摩尔根以果蝇作材料研究果蝇的眼色遗传,验证了基因位于染色体上的假说,D错误。
3.花粉母细胞(2022茂名五校,16)如图是玉米(2n=20)的花粉母细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片,①~⑤代表不同的细胞(不考虑变异)。下列叙述正确的是( )
A.细胞①和细胞③中可能分别含有11、10种形态不同的染色体
B.细胞②中同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生互换
C.细胞④和⑤中染色体数目和核DNA数目相同,都为细胞①的一半
D.若细胞①中有一对同源染色体未分离,则形成的四个花粉粒都异常
答案 D 玉米为单性花,雌雄同株,无性染色体,细胞①处于减数第一次分裂后期,细胞③处于减数第二次分裂中期,细胞中含有的染色体形态都为10种,A错误;减数第一次分裂发生同源染色体分离,导致细胞②中不含有同源染色体,B错误;细胞④和细胞⑤处于减数第二次分裂后期,其染色体数目与细胞①中的相同,C错误;如果细胞①的分裂过程中,有一对同源染色体没有分离,移向了同一极,那么形成的4个花粉粒染色体数为11条、11条、9条、9条,4个花粉粒中染色体数目都异常,D正确。
复杂陌生情境
4.基因荧光标记(2022东莞质检,14)如图表示小鼠的精原细胞(仅表示部分染色体),其分裂过程中用3种不同颜色的荧光标记其中的3种基因(即A、a、R)。观察精原细胞有丝分裂和减数分裂过程,不考虑变异情况,可能观察到的现象是( )
A.处于有丝分裂前期的细胞中有3种不同颜色的4个荧光点
B.处于有丝分裂后期的细胞中,移向同一极的有2种不同颜色的4个荧光点
C.处于减数第一次分裂后期的细胞中,移向同一极的有1种颜色的2个荧光点
D.处于减数第二次分裂后期的细胞中,移向同一极的有1种颜色的1个荧光点
答案 A 在有丝分裂前期,DNA复制,但着丝粒未分裂,会看到3种颜色的4个荧光点,A正确;有丝分裂后期的细胞中,着丝粒分裂,移向同一极的有3种不同颜色的4个荧光点,B错误;减数第一次分裂后期的细胞中,同源染色体分离,而着丝粒没有分裂,所以移向同一极的有2种不同颜色的2个荧光点,C错误;减数第二次分裂后期的细胞中,没有同源染色体,着丝粒分裂,移向同一极的是非同源染色体,有2种不同颜色的2个荧光点,D错误。
B组
简单情境
1.蝗虫的减数分裂(2022衡阳师范学院祁东附中模拟预测,8)雌性蝗虫体细胞有两条性染色体,为XX,雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体,为XO。关于基因型为AaXRO的蝗虫精原细胞进行减数分裂的过程,下列叙述错误的是( )
A.处于减数分裂Ⅰ后期的细胞仅有一条性染色体
B.减数分裂Ⅰ产生的细胞含有的性染色体数为1或0
C.处于减数分裂Ⅱ后期的细胞有两种基因型
D.该蝗虫可产生4种精子,其基因型为AO、aO、AXR、aXR
答案 C 据题可知,雄性蝗虫体细胞内只有一条X染色体,故减数分裂Ⅰ后期雄性蝗虫细胞中仅有一条X染色体,经减数分裂Ⅰ得到的两个次级精母细胞含有X染色体数为1或0,A、B正确;该蝗虫基因型为AaXRO,若不考虑变异,一个精原细胞经减数分裂Ⅰ可产生2个次级精母细胞,在减数分裂Ⅱ后期有两种基因型,但该个体有多个精原细胞,在减数分裂Ⅱ后期的细胞有四种基因型,C错误;该蝗虫基因型为AaXRO,在减数分裂过程中同源染色体分离,非同源染色体自由组合,该个体产生的精子类型为AO、aO、AXR、aXR,D正确。
2.荧光标记与细胞分裂(2022衡阳师范学院祁东附中模拟预测,9)如图表示小鼠的精原细胞(仅表示部分染色体),其分裂过程中用3种不同颜色的荧光标记其中的3种基因(即A、a、R)。观察精原细胞有丝分裂和减数分裂过程,不考虑变异情况,可能观察到的现象是 ( )
A.处于减数分裂Ⅰ前期的细胞中,每个四分体都有2种颜色的4个荧光点
B.处于有丝分裂后期的细胞中,移向同一极的有3种颜色的4个荧光点
C.处于减数分裂Ⅰ后期的细胞中,移向同一极的有1种颜色的2个荧光点
D.处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中,移向同一极的有1种颜色的1个荧光点
答案 B 由于减数分裂Ⅰ前的间期每条染色体复制后均会形成2条染色单体,减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会,因此有的四分体有2种颜色的4个荧光点,有的四分体有1种颜色的4个荧光点,A错误;有丝分裂后期的细胞中,着丝粒分裂,移向同一极的有3种颜色的4个荧光点,B正确;减数分裂Ⅰ后期的细胞中,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,而着丝粒没有分裂,所以移向同一极的有2种颜色的4个荧光点,C错误;减数分裂Ⅱ后期的细胞中,着丝粒分裂,移向同一极的有2种颜色的2个荧光点,D错误。
复杂陌生情境
3.减数分裂中的变异现象(2022衡阳二模,18)性反转综合征是由性腺分化异常导致的一类疾病,表现为性染色体与性腺不符、生殖器官发育异常。Y染色体上的SRY基因是人类男性的性别决定基因。一对夫妇色觉、染色体数目均正常,生了一个性染色体是XY且患色盲的女儿,其染色体组成如图1所示。与色觉有关的基因用B、b表示。回答下列问题。
图1(1)据图可知,该女患者存在染色体 变异。
(2)为研究发病原因,研究人员对该女患者及其父母的色觉有关基因进行了电泳,结果如图2所示。分析可知该女患者的基因型为 或XbXbY。若该患者染色体异常是由亲本产生的配子异常引起的,且其基因型为XbXbY, 则推测箭头所指处的16号染色体来自母方,理由是
。
图2
(3)该女患者具有Y染色体,但生殖器官发育异常,推测其原因是
(答出两种)。
(4)若该对夫妇又生了一个性染色体是XX的色觉正常的儿子,则儿子的基因型为 。其性别异常的原因可能是
。
答案 (1)结构 (2)XbY(XbXOY ) 异常 16 号染色体含有的 X 染色体的片段中不含 XB基因,故最可能来自卵细胞 (3)Y 染色体上的SRY基因缺失;Y 染色体上的 SRY 基因突变;X 染色体上的部分基因过量表达,抑制了SRY基因的表达 (4)XBXB或 XBXb 父方减数分裂时 Y 染色体上的 SRY 基因连接到 X 染色体或常染色体上
解析 (1)据图可知,该女患者其中一条 16 号染色体上含有 X染色体的片段,该变异属于染色体结构变异中的易位,即该女患者存在染色体结构变异。(2)色盲是伴X染色体隐性遗传病,根据题意和电泳图可知,父方基因型为 XBY ,母方基因型为 XBXb ,女儿 16 号染色体上有 X 染色体片段,故女儿基因型可能为 XbY(XbXOY )或 XbXbY。若该患者染色体异常是由亲本产生的配子异常引起的,且其基因型为 XbXbY,则箭头指向的异常 16 号染色体来自母方,因为异常 16 号染色体含有 X 染色体的片段,但不含 XB 基因,结合母方和父方的基因型可知,该异常的16号染色体最可能来自卵细胞。(3)Y 染色体上的SRY基因是人类男性的性别决定基因,但图示是女患者,推测SRY基因没有表达,其原因可能是SRY基因突变导致不表达或SRY基因缺失或SRY基因因 X 染色体上部分基因过量表达而受到抑制。(4)若该对夫妇又生了一个性染色体是 XX 且色觉正常的儿子,则儿子的基因型为 XBXB或 XBXb ,其性别异常的原因可能是父方减数分裂时 Y 染色体与 X 染色体发生了互换,SRY基因连接到 X 染色体上,也可能是 Y 染色体和常染色体发生易位,SRY 基因连接到常染色体上。
C组
简单情境
1.蝗虫雌雄染色体组成(2022南通通州期末,4)某种蝗虫,其雌虫体细胞内染色体组成为22+XX,雄虫体细胞内染色体组成为22+X。下列情况不可能出现的是( )
A.四分体时期的初级精母细胞中会出现11个四分体
B.初级卵母细胞中的染色体数与初级精母细胞中的染色体数相等
C.着丝粒断裂前,次级卵母细胞中的染色单体数与次级精母细胞中的染色单体数相等
D.着丝粒断裂后,次级卵母细胞中的染色体数与次级精母细胞中的染色体数相等
答案 B 雄性蝗虫有23条染色体(22+X),11对同源染色体,初级精母细胞在减数第一次分裂前期同源染色体会发生联会,形成11个四分体,A不符合题意;初级卵母细胞中的染色体是24条,初级精母细胞中的染色体是23条,所以两种细胞中的染色体数不相等,B符合题意;着丝粒断裂前,次级卵母细胞中的染色单体是24条,次级精母细胞中的染色单体可能是22条或24条,两种细胞染色单体数可能相等,C不符合题意;着丝粒断裂后,次级卵母细胞中的染色体是24条,次级精母细胞中的染色体是22条或24条,两种细胞染色体数可能相等,D不符合题意。
复杂情境
2.雄蜂与蜂王的减数分裂(2022南京三模,17)蜜蜂群体中蜂王和工蜂为二倍体(2n=32),雄蜂由卵细胞直接发育而来。如图为雄蜂产生精子过程中染色体行为变化示意图(染色体未全部呈现),下列相关叙述错误的是(多选)( )
A.雄蜂和蜂王在形成成熟的生殖细胞过程中都存在同源染色体的分离
B.雄蜂有丝分裂后期与减数第二次分裂后期细胞中都含有32条染色体
C.雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生4个正常的精子
D.雄蜂产生精子时非同源染色体的自由组合提高了精子中染色体组成的多样性
答案 ACD 结合题干信息分析题图,可见雄蜂产生精子的过程中不存在同源染色体的分离,A错误;由于雄蜂由卵细胞直接发育而来,因此其体细胞中含有16条染色体,在有丝分裂后期由于着丝粒的分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目暂时加倍,此时期细胞中含有32条染色体,由题图可以看出在减数第二次分裂中期染色体数与体细胞或精原细胞中的相同,因而在减数第二次分裂后期时细胞中染色体也是32条,B正确;由题图可知,雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生1个正常的精子,C错误;雄蜂产生精子时非同源染色体都移到同一极,可见不存在自由组合现象,不能提高精子中染色体组成的多样性,D错误。
3.碱基转化引起的变异(2022南通海门第二次诊断,13)羟胺可使胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶而与腺嘌呤配对,一个精原细胞在进行核DNA复制时,一个DNA分子的两个胞嘧啶碱基发生羟化(不考虑其他变异),不可能出现的现象是( )
A.进行两次有丝分裂后,只有一个子细胞中含有羟化胞嘧啶
B.形成的两个次级精母细胞中都含有羟化胞嘧啶
C.产生的四个精子中,只有两个精子的DNA序列发生改变
D.DNA序列发生改变的精子正常受精后,发育成的个体不含有异常基因
答案 B 一个DNA分子的两个胞嘧啶碱基发生羟化,若这两个发生羟化的胞嘧啶位于DNA分子的一条链上,则进行两次有丝分裂后,只有一个子细胞中含有羟化胞嘧啶;若这两个发生羟化的胞嘧啶位于DNA分子的两条链上,则进行两次有丝分裂后,有两个子细胞中含有羟化胞嘧啶,A不符合题意;一个精原细胞只有一个DNA分子的胞嘧啶发生羟化,减数第一次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,则产生的两个次级精母细胞中只有一个次级精母细胞含有羟化胞嘧啶,B符合题意;若这两个发生羟化的胞嘧啶位于DNA分子的两条链上,则产生的四个精子中,只有两个精子的DNA序列发生改变,C不符合题意;基因通常是有遗传效应的DNA片段,若精子中DNA序列的改变发生在非基因片段,则正常受精后,发育成的个体不含有异常基因,D不符合题意。
4.卵母细胞样细胞的减数分裂(2022南京六校联合体期初,4)研究表明卵母细胞发育早期有8种关键基因表达。科学家诱导胚胎干细胞表达这些基因,将胚胎干细胞转化为卵母细胞样细胞(DIOL)。DIOL可进行减数第一次分裂,但不能进行减数第二次分裂,产生的子细胞受精后发育成早期胚胎。下列叙述不正确的是( )
A.DIOL减数分裂过程中仅产生1个极体
B.DIOL分裂后产生的子细胞中无同源染色体
C.基因的选择性表达改变了细胞的形态结构与功能
D.DIOL受精后可发育为正常二倍体胚胎
答案 D 根据题干信息分析,DIOL可进行减数第一次分裂,但不能进行减数第二次分裂,又由于减数第一次分裂只能产生1个次级卵母细胞和1个极体,因此DIOL减数分裂过程中仅产生1个极体,A正确;减数第一次分裂后期同源染色体分离,DIOL可进行减数第一次分裂,故DIOL分裂后产生的子细胞中无同源染色体,B正确;细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异的过程,其实质是基因的选择性表达,因此基因的选择性表达改变了细胞的形态结构与功能,C正确;由题干信息可知,DIOL可进行减数第一次分裂,但不能进行减数第二次分裂,故产生的子细胞受精后不可发育为正常二倍体胚胎,D错误。
5.并联染色体(2022苏、锡、常、镇调研一,12)科学家偶然发现自然界某正常存活的雌性个体内两条X染色体形成一个并联X染色体(),如图所示。一只并联X雌果蝇(Y)和一只正常雄果蝇杂交,子代雌雄果蝇的染色体组成分别与两亲本相同,子代连续交配结果也是如此。下列有关叙述错误的是( )
A.形成并联X染色体的过程中不只发生染色体结构的变异
B.该种并联X雌果蝇体内细胞中的染色体组数有1、2、4
C.上述杂交过程中,子代雄果蝇的Y染色体应来自亲代雄果蝇
D.该种并联X雌果蝇可用于发现雄果蝇X染色体上的新发突变
答案 C 结合题干信息分析题图,可知并联X染色体(设为)是由两条X染色体形成的,该变异属于染色体变异,这其中不仅发生染色体结构的变异,也导致染色体数目发生变异(两条染色体并联为1条),A正确;果蝇为二倍体生物,正常体细胞中有2个染色体组,该种并联X雌果蝇体细胞中仍含有2个染色体组,若进行减数分裂或有丝分裂,则体内细胞中的染色体组数可有1个(如卵细胞中)和4个(有丝分裂后期),B正确;结合分析可知,一只并联X雌果蝇(Y)和一只正常雄果蝇(XY)杂交,子代雌雄果蝇的染色体组成分别与两亲本相同,说明雄果蝇基因型为XY,其中的X染色体正常,来自父本,则Y染色体应来自亲代雌果蝇,C错误;结合选项C分析可知,子代雄果蝇的X染色体来自亲代雄果蝇,故该种并联X雌果蝇可用于发现雄果蝇X染色体上的新发突变,D正确。
D组
简单情境
1.细胞分裂某时期的示意图(2022泰安一模,4)某二倍体高等动物(2n=6)雄性个体的基因型为AaBb,将一个精原细胞放入含32P标记的培养液中离体培养,分裂过程中某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如图。下列说法正确的是( )
A.该细胞中DNA与染色体数之比等于2
B.该生物细胞中最多可有4个染色体组,6个四分体
C.该精原细胞产生四种子细胞,每个子细胞中含32P的染色体为50%
D.该精原细胞减数分裂过程中发生了基因重组
答案 D 该细胞中一条染色体上含有2条染色单体,含有2个DNA,核DNA数是染色体数的2倍,而细胞中的DNA还包括细胞质中的DNA,A错误;由题干信息“2n=6”可知,该生物的体细胞含有6条染色体,有2个染色体组,所以该生物细胞中最多可有4个染色体组,3个四分体,B错误;由题可知,图中细胞无同源染色体,每条染色体上含有姐妹染色单体,染色体散乱分布,判断该细胞处于减数分裂Ⅱ前期,该精原细胞产生图示细胞时进行减数分裂,由于DNA分子为半保留复制,因此将该精原细胞放入含32P的培养液中离体培养,经过复制后,每条单体上的DNA分子都有一条链含有32P,所以产生的子细胞中含32P的染色体所占的比例为100%,C错误;题图中染色单体上含有A和a基因,且A基因所在的片段颜色与a基因所在片段不同,说明四分体中的非姐妹染色单体间发生了片段的交换,即发生了基因重组,D正确。
2.孤雌生殖(2022淄博二模,5)家蚕的性别决定方式为ZW型,通常进行两性生殖(精卵结合),也可进行孤雌生殖(由卵细胞发育成个体)。孤雌生殖的结果有生雌和生雄两种,过程如图,已知染色体为WW的个体不能存活。下列说法错误的是( )
A.热水处理导致减数第一次分裂过程中性染色体未分离
B.热水处理不影响减数第二次分裂过程中性染色体分离
C.孤雌生雄过程中减数第一次分裂时性染色体分离异常
D.孤雌生雄后,子代患Z染色体隐性病的概率增加
答案 C 若热水处理导致减数第一次分裂过程中性染色体未分离,则会得到ZW型的卵细胞,由这样的卵细胞发育来的为雌蚕;若热水处理影响减数第二次分裂过程中性染色体分离,会得到ZZ型或WW型的卵细胞,WW的个体不能存活,ZZ为雄性,不会发育为雌蚕,故热水处理不影响减数第二次分裂过程中性染色体分离,A、B正确。若孤雌生雄过程中减数第一次分裂时性染色体分离异常,会产生ZW型的卵细胞,发育为雌蚕,不会得到雄蚕,C错误。孤雌生雄(ZZ)后,不含W染色体,子代患Z染色体隐性病的概率增加,D正确。
知识归纳 ZW型性别决定生物有鳞翅目昆虫、部分两栖类、爬行类和鸟类等,常考的生物有家蚕、鸡等。
复杂情境
3.减数分裂各时期细胞的荧光标记(2022泰安二模,4)某雄果蝇的基因型为AaXBY,用3种不同颜色的荧光素分别标记该果蝇一个精原细胞中的A、a、B基因,再检测减数分裂各时期细胞的荧光标记。已知该精原细胞进行减数分裂时发生了一次异常,检测到分裂进行到①②③时期的三个细胞中染色体、核DNA、染色单体的数量,结果如图。下列判断错误的是( )
A.①时期的细胞中可出现3种颜色的6个荧光位点
B.②时期的某细胞中可能出现3种颜色的4个荧光位点
C.③时期的细胞中荧光素的种类有1、2、3三种可能
D.③时期的细胞中Y染色体的个数有0、1、2三种可能
答案 C 用3种不同颜色的荧光素分别标记该果蝇一个精原细胞中的A、a、B基因,①时期的细胞经过了DNA的复制,因此可出现3种颜色的6个荧光位点,A正确;②时期处于减数第二次分裂,若①时期发生过互换(如同源染色体的A和a之间互换),结果为A、a在同一条染色体的姐妹染色单体上,若该条染色体和B所在的染色体(非同源染色体)进入同一细胞,则②时期的某个细胞中可能出现3种颜色的4个荧光位点,B正确;由题图可知,②时期细胞中有4条染色体,③时期细胞中有5条染色体,说明该精原细胞的异常是在减数分裂Ⅱ后期有一对姐妹染色单体分开后未分离;若减数分裂Ⅰ产生的子细胞为AXB和aY,则减数分裂Ⅱ产生的精细胞的基因型为AXBXB、A、aY或AAXB、XB、aY或AXB、aYY、a或AXB、aaY、Y,荧光素的种类有0、1、2三种可能,若减数分裂Ⅰ产生的子细胞为AY和aXB,③时期细胞中荧光素的种类也有0、1、2三种可能,C错误;正常的精细胞中应该有1条Y染色体或1条X染色体(0条Y染色体),该精原细胞进行减数分裂时发生了一次异常,可能两条Y染色体进入一个细胞,因此③时期的细胞中Y染色体的个数有0、1、2三种可能,D正确。
E组
复杂情境
1.细胞分裂判断(2022天津红桥一模,10)对牛(2N=38)精巢中不同细胞的染色体和核DNA数目进行测定,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
细胞
A
B
C
D
E
染色体数
19
19
38
38
76
核DNA数
19
38
38
76
76
A.由B细胞形成A细胞的过程一定会发生着丝粒的分裂
B.C细胞可能是体细胞或次级精母细胞
C.D细胞中有19个四分体,可发生基因重组
D.D和E细胞的Y染色体数目为1和2
答案 C A是精细胞,B是次级精母细胞,由B细胞形成A细胞的过程一定会发生着丝粒的分裂,A正确;C细胞可能处于分裂间期的G1期、有丝分裂末期结束和减数分裂Ⅱ后、末期,则其可能是体细胞或次级精母细胞,B正确;D细胞可能处于有丝分裂前、中期或减数分裂Ⅰ时期,不一定有四分体,C错误;D细胞可处于有丝分裂前、中期和减数分裂Ⅰ时期,Y染色体数目为1。E细胞处于有丝分裂后期,Y染色体数目为2,D正确。
2.减数分裂中的变异(2021天津部分区联考二模,9)如图为某果蝇一个细胞中的三条染色体上部分基因分布示意图,下列叙述错误的是( )
A.有丝分裂中期,染色体的着丝粒排列在细胞赤道板位置
B.有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w、W会出现在细胞的同一极
C.减数分裂Ⅰ前期,等位基因W、w互换会导致染色体结构变异
D.减数分裂Ⅱ后期,细胞中可能同时存在基因cn、cl、v、w
答案 C 有丝分裂中期,着丝粒整齐地排列在赤道板上,A正确;在有丝分裂过程中,基因经过复制后平均分配给两个子细胞,因此在有丝分裂后期,细胞每一极都含有该生物全部的遗传物质,即在有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w、W会出现在细胞的同一极,B正确;减数分裂Ⅰ前期,等位基因W、w互换属于基因重组,不会导致染色体结构变异,C错误;在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,则图中的常染色体和含w的X染色体可能移向同一极,进入同一个细胞中,当该细胞处于减数分裂Ⅱ后期时,细胞中可同时存在基因cn、cl、v、w,D正确。
3.判断细胞分裂方式(2020天津芦台一中模拟,4)果蝇体内的一个细胞在分裂过程中,一段时期内某种物质或结构的数量变化如图。下列叙述不正确的是( )
A.若a代表2个染色体组,则该细胞在CD段可能含有4条X染色体
B.若a代表4个核DNA分子,则该细胞正在进行减数分裂
C.若a代表4条染色体,则该细胞正在进行有丝分裂
D.若a代表8条染色单体,则该细胞在CD段可发生基因重组
答案 C 若a代表2个染色体组,则该细胞在CD段有4个染色体组,为有丝分裂后期和末期,若是雌性果蝇,细胞中含有4条X染色体,A正确;若a代表4个核DNA分子,DE段后细胞中只含4个核DNA分子,是果蝇体细胞的一半,故该细胞正在进行减数分裂Ⅱ,B正确;若a代表4条染色体,CD至DE段染色体由8条变为4条,而果蝇体细胞有8条染色体,故该细胞正在进行减数分裂,C错误;若a代表8条染色单体,CD段为减数分裂Ⅰ,可发生基因重组,D正确。
4.“孤雄生殖”(2019天津河东一模,6)科学家在一个名为Squallus alburnoides(二倍体)的鱼种中发现了“孤雄生殖”,科学家提出了如图中A、B、C三种可能的发生途径,甲、乙、丙分别代表这三种途径所得到的“孤雄生殖”后代的体细胞。相关叙述正确的是( )
A.甲细胞形成的过程中曾发生有丝分裂异常
B.图中的二倍体精子是由亲代减数分裂Ⅰ异常而形成的
C.图中丙细胞中两条染色体上的基因不可能完全相同
D.甲、乙、丙细胞中均只含有父方的遗传物质
答案 A A途径中受精成功后的受精卵中只有一条染色体,受精卵经过有丝分裂后期染色体加倍(细胞未分裂)形成甲细胞,A正确;二倍体精子有可能是亲代减数分裂Ⅰ异常而形成的,也可能是减数分裂Ⅱ异常而形成的,B错误;若两个正常精子由同一个次级精母细胞形成,则两个精子中的染色体上的基因很可能完全相同,C错误;无核的卵细胞中含有线粒体DNA,也可遗传给后代,D错误。
复杂陌生情境
5.CDK2-cyclin E与细胞分裂(2021天津红桥一模,15)图1为根据某二倍体哺乳动物细胞分裂过程中相关数据绘制的数学模型。真核细胞的细胞周期受多种物质的调节,其中CDK2-cyclin E能促进细胞中DNA分子的复制。如果细胞中的DNA受损,会发生如图2所示的调节过程。
(1)DNA发生损伤,通过活化p53蛋白,促进p21基因的 过程,表达出p21蛋白,p21蛋白与CDK2-cyclin E结合,使CDK2-cyclin E失活。失活的CDK2-cyclin E将导致处于图1中AB段的细胞比例 (填“上升”“下降”或“不变”)。
(2)研究发现,CDK2-cyclin E参与中心体复制的起始调控,如果中心体复制异常或细胞未能协调好中心体复制和DNA复制的关系,将形成单极或多极纺锤体,进而驱使染色体异常分离。
①中心体由 组成。简述细胞周期中,中心体的数量及行为变化: 。
②根据上述资料分析,纺锤体形成异常可能引起 变异。
(3)联会复合体(SC)是减数分裂过程中在一对同源染色体之间形成的一种梯状结构。如果在减数分裂Ⅰ前期的早期抑制DNA合成或蛋白质合成,则SC不能形成,并将导致同源染色体的配对过程受阻,也不会发生同源染色体的互换。研究发现,用RNA酶处理可使SC结构破坏。在减数分裂Ⅰ前期的晚期,联会复合体解体消失。下列分析合理的是 。
A.SC的组成成分有蛋白质、DNA、RNA
B.SC形成于减数分裂Ⅰ前期
C.SC可能与同源染色体的联会、基因重组有关
D.减数分裂Ⅰ前期可能合成某些DNA
E.SC在姐妹染色单体分离时发挥重要作用
答案 (1)转录 下降 (2)①两个互相垂直排列的中心粒及周围物质 中心体在分裂间期复制倍增,进入分裂期后,两个中心体分别移向细胞两极发出星射线形成纺锤体,随着细胞分裂的完成,每个子代细胞中只含有一个中心体 ②染色体(数目) (3)ABCD
解析 (1)由图可知,当DNA发生损伤,p53蛋白被活化,活化的p53蛋白促进p21基因的转录。失活的CDK2-cyclin E使细胞周期停在G1期,不进入S期,图1中AB段表示S期,即AB段的细胞比例下降。(2)①中心体由一组互相垂直排列的中心粒及周围物质组成;在细胞周期中,中心体在分裂间期复制倍增,进入分裂期后,两个中心体分别移向细胞两极发出星射线形成纺锤体,随着细胞分裂的完成,每个子代细胞中只含有一个中心体。②据题干信息“如果中心体复制异常或细胞未能协调好中心体复制和DNA复制的关系,将形成单极或多极纺锤体,进而驱使染色体异常分离”可知,若纺锤体形成异常可能引起染色体数目变异。(3)据题干信息“如果在减数分裂Ⅰ前期的早期抑制DNA合成或蛋白质合成,则SC不能形成”及“用RNA酶处理可使SC结构破坏”可知,SC的组成成分有蛋白质、DNA、RNA,A正确;根据题干信息“如果在减数分裂Ⅰ前期的早期抑制DNA合成或蛋白质合成,则SC不能形成,并将导致同源染色体的配对过程受阻,也不会发生同源染色体的互换”可知,SC形成于减数分裂Ⅰ前期,且其可能与同源染色体的联会、基因重组有关,B、C正确;由题干信息推断,在减数分裂Ⅰ前期可能合成某些DNA,D正确;“联会复合体(SC)是减数分裂过程中在一对同源染色体之间形成的一种梯状结构”,而姐妹染色单体分离发生在减数分裂Ⅱ后期,此时细胞中无同源染色体,故SC在姐妹染色单体分离时不存在,E错误。
F组
简单情境
1.细胞分裂时期的判断(2022安徽蚌埠四模,4)在观察果蝇(2n=8)细胞中的染色体组成时,发现一个正在正常分裂的细胞中,共有8条染色体。下列说法不正确的是( )
A.若染色体呈现4种不同的形态,则该细胞可能发生同源染色体联会
B.若染色体呈现5种不同的形态,则该细胞不可能处于减数第二次分裂时期
C.若该细胞没有染色单体且细胞均等分裂,则该细胞一定是次级精母细胞
D.若该细胞有染色单体且细胞不均等分裂,则该细胞一定是初级卵母细胞
答案 C 一个正在正常分裂的细胞中,共有8条染色体,若染色体呈现4种不同的形态,此细胞可处于雌果蝇的减数分裂Ⅰ时期或有丝分裂前、中期或减数分裂Ⅱ后期、末期或雄果蝇的减数分裂Ⅱ后期、末期,减数分裂Ⅰ前期可发生同源染色体联会,A正确;由于同源染色体分离,处于减数分裂Ⅱ时期的细胞只有4种染色体形态,B正确;若该细胞没有染色单体且细胞均等分裂,该细胞可能处于次级精母细胞或第一极体的减数分裂Ⅱ后期、末期,C错误;若该细胞有染色单体且细胞不均等分裂,该细胞一定是初级卵母细胞,D正确。
2.有丝分裂与减数分裂(2022辽宁鞍山二模,4)人精原细胞中含有23对(2n=46条)染色体,有关有丝分裂与减数分裂叙述正确的是( )
A.有丝分裂后期和减数分裂Ⅰ后期染色单体数目相等
B.有丝分裂前期和减数分裂Ⅰ前期染色体组数目不等
C.有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ中期核DNA数目不等
D.有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期染色体数目相等
答案 C 人细胞有丝分裂后期着丝粒分裂,不存在染色单体,减数分裂Ⅰ后期有46×2=92(条)染色单体,A错误;有丝分裂前期和减数分裂Ⅰ前期都含有2个染色体组,B错误;有丝分裂中期核DNA有46×2=92(个),减数分裂Ⅱ中期核DNA有46个,C正确;有丝分裂后期染色体有46×2=92(条),减数分裂Ⅱ后期染色体有23×2=46(条),D错误。
3.分裂时期判断(2022福建泉州三模,8)如图表示某二倍体生物的精巢内一个细胞部分分裂过程的相关数值(X)变化。图中CD段发生了同源染色体分离。下列有关叙述正确的是( )
A.CD段不发生基因突变
B.DE段发生基因重组
C.若X代表染色体组数,则n=2
D.若X代表核DNA数与染色体数的比值,则DE段发生着丝粒分裂
答案 D 图中CD段发生了同源染色体分离,包括了减数分裂Ⅰ后期,此时质基因仍可发生突变,A错误;基因重组要发生在减数分裂Ⅰ的前期和后期,DE段不发生基因重组,B错误;若X代表染色体组数,减数分裂Ⅰ后期时染色体组数为2n,n=1,C错误;若X代表核DNA数与染色体数的比值,则n=1,则DE段正发生着丝粒分裂,D正确。
复杂情境
4.染色体桥(2022北京丰台二模,3)研究人员在四川牡丹(2n=10)花粉母细胞中观察到图中箭头所示的“染色体桥”现象。下列选项分析正确的是( )
A.图中时期是减数第一次分裂
B.姐妹染色单体连接形成染色体桥
C.染色体桥现象不会影响基因重组
D.该细胞的子细胞中遗传信息相同
答案 A 图中细胞正在进行同源染色体分离,处于减数分裂Ⅰ后期,A正确;图中染色体桥由不同的染色体连接而成,而非姐妹染色单体,B错误;同源染色体常含有等位基因,同源染色体分离后产生的子细胞遗传信息不一定相同,且该细胞存在染色体桥现象,染色体桥在减数分裂Ⅰ后期随机断裂,影响基因重组,C、D错误。
5.三体的减数分裂(2022辽宁鞍山二模,4)(不定项)一只杂合长翅雄果蝇(Aa)与一只残翅雌果蝇(aa)杂交,一方减数分裂异常导致产生一只A/a所在染色体三体长翅雄果蝇。已知三体在减数分裂过程中,三条染色体中随机两条配对,剩余一条染色体随机分配至细胞一极。为确定该三体果蝇的基因组成(不考虑基因突变),让其与残翅雌果蝇测交,下列说法正确的是( )
A.三体长翅雄果蝇的产生可能是精原细胞减数第一次分裂异常导致的
B.三体长翅雄果蝇的产生可能是卵原细胞减数第二次分裂异常导致的
C.如果测交后代中长翅∶残翅=5∶1,则该三体果蝇的基因组成为AAa
D.如果测交后代中长翅∶残翅=3∶1,则该三体果蝇的基因组成为Aaa
答案 ABC 雄果蝇(Aa)与雌果蝇(aa)杂交时,因一方减数分裂异常导致产生一只A/a所在染色体三体长翅雄果蝇,该三体果蝇的基因型为AAa或Aaa,前者由精原细胞减数分裂Ⅱ异常导致,后者由卵原细胞减数分裂Ⅱ或精原细胞减数分裂Ⅰ异常导致,A、B正确;若三体果蝇基因组成为AAa,产生的配子类型及比例是AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,与残翅雌果蝇(aa)测交,后代的基因组成及比例为AAa∶aa∶Aaa∶Aa=1∶1∶2∶2,则长翅∶残翅=5∶1,C正确;若三体果蝇基因组成为Aaa,产生的配子类型及比例是A∶aa∶Aa∶a=1∶1∶2∶2,与残翅雌果蝇(aa)测交,后代的基因组成及比例为Aa∶aaa∶Aaa∶aa=1∶1∶2∶2,则长翅∶残翅=1∶1,D错误。
复杂陌生情境
6.并联X染色体(2022江苏苏锡常镇二模,1)科学家偶然发现自然界某正常存活的雌性个体内两条X染色体形成一个并联X染色体(),如图所示。一只并联X雌果蝇(Y)和一只正常雄果蝇杂交,子代雌雄果蝇的染色体组成分别与两亲本相同,子代连续交配结果也是如此。下列有关叙述错误的是 ( )
A.形成并联X染色体的过程中不只发生染色体结构的变异
B.该种并联X雌果蝇体内细胞中的染色体组数有1、2、4
C.上述杂交过程中,子代雄果蝇的Y染色体应来自亲代雄果蝇
D.该种并联X雌果蝇可用于发现雄果蝇X染色体上的新发突变
答案 C 两X染色体并联为一条,既有染色体结构变异,也有染色体数目变异,A正确;并联X雌果蝇体内细胞中的染色体组数有1(如卵细胞中)、2(如正常体细胞)、4(如有丝分裂后期),B正确;一只并联X雌果蝇(Y)和一只正常雄果蝇(XY)杂交,子代雌雄果蝇的染色体组成分别与两亲本相同,分别Y、XY(其余致死),子代XY中的X染色体来自父本,Y染色体来自亲代雌果蝇,C错误;子代雄果蝇的X染色体来自亲代雄果蝇,故该种并联X雌果蝇可用于发现雄果蝇X染色体上的新发突变,D正确。
7.人工诱导雌核发育(2022山东烟台二中二模,23)金鱼的观赏价值体现在体形、体色及斑纹的艳丽程度上,雌性鱼类更具有性状优势。雄性金鱼用含有雌激素的食物连续饲喂一段时间,会发生性反转(只涉及表型性别的转变),成为具有繁殖能力的雌鱼。科学家用人工诱导雌核发育技术来提高鱼的观赏价值,人工诱导雌核发育的方法有第一次卵裂阻止法(方法一)和第二极体放出阻止法(方法二)。如图所示精子需要用紫外线或X光照射进行灭活处理,使其失去遗传能力(破坏染色体),但保留受精能力。回答下列问题∶
(1)为提高鱼的观赏价值,科学家人工诱导雌核发育时,选择次级卵母细胞的原因是 。与有丝分裂相比,次级卵母细胞所处时期,细胞中的染色体具有的显著特点是 。
(2)方法一中,低温阻止第一次卵裂,导致染色体数目加倍的原理是 ,该过程发生的时期是 。通过方法一获得的个体一般都是纯合子,若通过方法一获得了杂合子,请分析可能的原因有 。方法二诱导形成二倍体的变异类型是 。
(3)金鱼的性别决定方式可能为XY型,也可能是ZW型,请利用题干信息,设计实验探究金鱼是XY型性别决定方式,还是ZW型性别决定方式,写出实验设计思路。 。
答案 (1)体积大易操作,营养物质多,含有激发细胞核全能性表达的物质 无同源染色体 (2)低温抑制纺锤体的形成 有丝分裂前期 基因突变 染色体变异 (3)将雄性金鱼用含有雌激素的食物连续饲喂一段时间,使其发生性反转,成为具有繁殖能力的雌鱼,将性反转雌鱼与正常的雄鱼交配,观察子代金鱼的性别。若子代全为雄性,则金鱼的性别决定为ZW型;若后代有雌性,也有雄性,则金鱼的性别决定为XY型
解析 (1)初级卵母细胞形成次级卵母细胞时,细胞质不均等分裂,形成的次级卵母细胞体积大,易操作,营养物质多,含有激发细胞核全能性表达的物质,可用于诱导雌核发育。由于减数第一次分裂使同源染色体分离,处于减数第二次分裂时期的次级卵母细胞中没有同源染色体。(2)方法一中,低温可以抑制有丝分裂前期纺锤体的形成而阻止第一次卵裂,导致染色体数目加倍。方法一获得杂合子的原因是形成的“卵细胞”有丝分裂时发生了基因突变;方法二诱导形成二倍体的变异类型是染色体变异。(3)利用性反转的雌鱼与正常的雄鱼交配。若金鱼为XY型性别决定方式,性反转形成的雌鱼性染色体组成为XY,与正常的雄鱼(XY)交配,子代中染色体组成有XX或XY或YY(一般致死),即有雌鱼和雄鱼;若金鱼为ZW型性别决定方式,性反转形成的雌鱼性染色体组成为ZZ,与正常的雄鱼(ZZ)交配,子代中染色体组成全部为ZZ,即只有雄鱼。
第四单元 遗传的细胞基础与分子基础
专题9 遗传的细胞基础
A组
复杂情境
1.分裂异常分析(2022深圳二模,6)某果蝇(2n=8)的基因型为AaBbRrXTY,四对等位基因分别位于四对同源染色体上。该果蝇的一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个精细胞,其中甲的基因组成为AABRXT,不考虑互换,且分裂过程中只发生了一次异常。下列判断正确的是( )
A.乙、丙、丁细胞均含4条染色体
B.产生甲的原因可能是基因突变
C.乙的基因组成可能是abrY或BRXT
D.减数第二次分裂后期细胞中含8或9条染色体
答案 C 一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个子细胞,其中甲的基因组成为AABRXT,该细胞AA没有分离,说明减数第二次分裂时,着丝粒分裂后形成的两个子染色体没有分开,该细胞含有5条染色体,因此,随细胞甲产生的子细胞中只有3条染色体,A错误;由于分裂过程中只发生了一次异常,所以产生甲的原因不可能是基因突变,B错误;如果乙细胞是随甲细胞产生的子细胞,则基因型为BRXT,如果乙细胞不是随甲细胞产生的子细胞,则基因型为abrY,C正确;减数分裂Ⅱ后期细胞中含8条染色体,D错误。
2.观察细胞分裂的实验(2022梅州二模,7)蝗虫染色体数目较少,染色体大,可以作为观察细胞分裂的实验材料,已知雄蝗虫2n=23,雌蝗虫2n=24,其中常染色体有11对,性染色体在雄性中为1条,即为XO,雌性中为2条,即为XX。下列有关说法正确的是( )
A.雌蝗虫比雄蝗虫更适合用于观察减数分裂,原因是卵细胞数目少、体积大,利于观察
B.观察雄蝗虫精母细胞分裂固定装片时,可能观察到含11或12条染色体的配子
C.观察雄蝗虫精母细胞分裂固定装片时,最多能观察到5种不同染色体数目的细胞
D.萨顿以蝗虫细胞作材料研究减数分裂过程,验证了基因位于染色体上的假说
答案 B 雄蝗虫更适合用于观察减数分裂,因为减数分裂时精原细胞产生的精子数量众多,容易观察,A错误。雄蝗虫细胞中性染色体只有1条,所以在雄蝗虫精母细胞分裂固定装片中,可能观察到含11或12条染色体的配子,B正确。观察雄蝗虫精母细胞分裂固定装片时,最多能观察到6种不同染色体数目的细胞,与体细胞染色体数目相同是23条的;有丝分裂后期染色体数目是46条的;减数第二次分裂的前期、中期,一种是11条的,还有一种是12条的;在减数第二次分裂后期,由于着丝粒分裂,含11条染色体的细胞染色体会变成22条,含12条染色体的细胞染色体会变成24条,因此总共能观察到6种不同染色体数目的细胞,C错误。萨顿以蝗虫为实验材料研究减数分裂,提出基因位于染色体上的假说,摩尔根以果蝇作材料研究果蝇的眼色遗传,验证了基因位于染色体上的假说,D错误。
3.花粉母细胞(2022茂名五校,16)如图是玉米(2n=20)的花粉母细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片,①~⑤代表不同的细胞(不考虑变异)。下列叙述正确的是( )
A.细胞①和细胞③中可能分别含有11、10种形态不同的染色体
B.细胞②中同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生互换
C.细胞④和⑤中染色体数目和核DNA数目相同,都为细胞①的一半
D.若细胞①中有一对同源染色体未分离,则形成的四个花粉粒都异常
答案 D 玉米为单性花,雌雄同株,无性染色体,细胞①处于减数第一次分裂后期,细胞③处于减数第二次分裂中期,细胞中含有的染色体形态都为10种,A错误;减数第一次分裂发生同源染色体分离,导致细胞②中不含有同源染色体,B错误;细胞④和细胞⑤处于减数第二次分裂后期,其染色体数目与细胞①中的相同,C错误;如果细胞①的分裂过程中,有一对同源染色体没有分离,移向了同一极,那么形成的4个花粉粒染色体数为11条、11条、9条、9条,4个花粉粒中染色体数目都异常,D正确。
复杂陌生情境
4.基因荧光标记(2022东莞质检,14)如图表示小鼠的精原细胞(仅表示部分染色体),其分裂过程中用3种不同颜色的荧光标记其中的3种基因(即A、a、R)。观察精原细胞有丝分裂和减数分裂过程,不考虑变异情况,可能观察到的现象是( )
A.处于有丝分裂前期的细胞中有3种不同颜色的4个荧光点
B.处于有丝分裂后期的细胞中,移向同一极的有2种不同颜色的4个荧光点
C.处于减数第一次分裂后期的细胞中,移向同一极的有1种颜色的2个荧光点
D.处于减数第二次分裂后期的细胞中,移向同一极的有1种颜色的1个荧光点
答案 A 在有丝分裂前期,DNA复制,但着丝粒未分裂,会看到3种颜色的4个荧光点,A正确;有丝分裂后期的细胞中,着丝粒分裂,移向同一极的有3种不同颜色的4个荧光点,B错误;减数第一次分裂后期的细胞中,同源染色体分离,而着丝粒没有分裂,所以移向同一极的有2种不同颜色的2个荧光点,C错误;减数第二次分裂后期的细胞中,没有同源染色体,着丝粒分裂,移向同一极的是非同源染色体,有2种不同颜色的2个荧光点,D错误。
B组
简单情境
1.蝗虫的减数分裂(2022衡阳师范学院祁东附中模拟预测,8)雌性蝗虫体细胞有两条性染色体,为XX,雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体,为XO。关于基因型为AaXRO的蝗虫精原细胞进行减数分裂的过程,下列叙述错误的是( )
A.处于减数分裂Ⅰ后期的细胞仅有一条性染色体
B.减数分裂Ⅰ产生的细胞含有的性染色体数为1或0
C.处于减数分裂Ⅱ后期的细胞有两种基因型
D.该蝗虫可产生4种精子,其基因型为AO、aO、AXR、aXR
答案 C 据题可知,雄性蝗虫体细胞内只有一条X染色体,故减数分裂Ⅰ后期雄性蝗虫细胞中仅有一条X染色体,经减数分裂Ⅰ得到的两个次级精母细胞含有X染色体数为1或0,A、B正确;该蝗虫基因型为AaXRO,若不考虑变异,一个精原细胞经减数分裂Ⅰ可产生2个次级精母细胞,在减数分裂Ⅱ后期有两种基因型,但该个体有多个精原细胞,在减数分裂Ⅱ后期的细胞有四种基因型,C错误;该蝗虫基因型为AaXRO,在减数分裂过程中同源染色体分离,非同源染色体自由组合,该个体产生的精子类型为AO、aO、AXR、aXR,D正确。
2.荧光标记与细胞分裂(2022衡阳师范学院祁东附中模拟预测,9)如图表示小鼠的精原细胞(仅表示部分染色体),其分裂过程中用3种不同颜色的荧光标记其中的3种基因(即A、a、R)。观察精原细胞有丝分裂和减数分裂过程,不考虑变异情况,可能观察到的现象是 ( )
A.处于减数分裂Ⅰ前期的细胞中,每个四分体都有2种颜色的4个荧光点
B.处于有丝分裂后期的细胞中,移向同一极的有3种颜色的4个荧光点
C.处于减数分裂Ⅰ后期的细胞中,移向同一极的有1种颜色的2个荧光点
D.处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中,移向同一极的有1种颜色的1个荧光点
答案 B 由于减数分裂Ⅰ前的间期每条染色体复制后均会形成2条染色单体,减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会,因此有的四分体有2种颜色的4个荧光点,有的四分体有1种颜色的4个荧光点,A错误;有丝分裂后期的细胞中,着丝粒分裂,移向同一极的有3种颜色的4个荧光点,B正确;减数分裂Ⅰ后期的细胞中,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,而着丝粒没有分裂,所以移向同一极的有2种颜色的4个荧光点,C错误;减数分裂Ⅱ后期的细胞中,着丝粒分裂,移向同一极的有2种颜色的2个荧光点,D错误。
复杂陌生情境
3.减数分裂中的变异现象(2022衡阳二模,18)性反转综合征是由性腺分化异常导致的一类疾病,表现为性染色体与性腺不符、生殖器官发育异常。Y染色体上的SRY基因是人类男性的性别决定基因。一对夫妇色觉、染色体数目均正常,生了一个性染色体是XY且患色盲的女儿,其染色体组成如图1所示。与色觉有关的基因用B、b表示。回答下列问题。
图1(1)据图可知,该女患者存在染色体 变异。
(2)为研究发病原因,研究人员对该女患者及其父母的色觉有关基因进行了电泳,结果如图2所示。分析可知该女患者的基因型为 或XbXbY。若该患者染色体异常是由亲本产生的配子异常引起的,且其基因型为XbXbY, 则推测箭头所指处的16号染色体来自母方,理由是
。
图2
(3)该女患者具有Y染色体,但生殖器官发育异常,推测其原因是
(答出两种)。
(4)若该对夫妇又生了一个性染色体是XX的色觉正常的儿子,则儿子的基因型为 。其性别异常的原因可能是
。
答案 (1)结构 (2)XbY(XbXOY ) 异常 16 号染色体含有的 X 染色体的片段中不含 XB基因,故最可能来自卵细胞 (3)Y 染色体上的SRY基因缺失;Y 染色体上的 SRY 基因突变;X 染色体上的部分基因过量表达,抑制了SRY基因的表达 (4)XBXB或 XBXb 父方减数分裂时 Y 染色体上的 SRY 基因连接到 X 染色体或常染色体上
解析 (1)据图可知,该女患者其中一条 16 号染色体上含有 X染色体的片段,该变异属于染色体结构变异中的易位,即该女患者存在染色体结构变异。(2)色盲是伴X染色体隐性遗传病,根据题意和电泳图可知,父方基因型为 XBY ,母方基因型为 XBXb ,女儿 16 号染色体上有 X 染色体片段,故女儿基因型可能为 XbY(XbXOY )或 XbXbY。若该患者染色体异常是由亲本产生的配子异常引起的,且其基因型为 XbXbY,则箭头指向的异常 16 号染色体来自母方,因为异常 16 号染色体含有 X 染色体的片段,但不含 XB 基因,结合母方和父方的基因型可知,该异常的16号染色体最可能来自卵细胞。(3)Y 染色体上的SRY基因是人类男性的性别决定基因,但图示是女患者,推测SRY基因没有表达,其原因可能是SRY基因突变导致不表达或SRY基因缺失或SRY基因因 X 染色体上部分基因过量表达而受到抑制。(4)若该对夫妇又生了一个性染色体是 XX 且色觉正常的儿子,则儿子的基因型为 XBXB或 XBXb ,其性别异常的原因可能是父方减数分裂时 Y 染色体与 X 染色体发生了互换,SRY基因连接到 X 染色体上,也可能是 Y 染色体和常染色体发生易位,SRY 基因连接到常染色体上。
C组
简单情境
1.蝗虫雌雄染色体组成(2022南通通州期末,4)某种蝗虫,其雌虫体细胞内染色体组成为22+XX,雄虫体细胞内染色体组成为22+X。下列情况不可能出现的是( )
A.四分体时期的初级精母细胞中会出现11个四分体
B.初级卵母细胞中的染色体数与初级精母细胞中的染色体数相等
C.着丝粒断裂前,次级卵母细胞中的染色单体数与次级精母细胞中的染色单体数相等
D.着丝粒断裂后,次级卵母细胞中的染色体数与次级精母细胞中的染色体数相等
答案 B 雄性蝗虫有23条染色体(22+X),11对同源染色体,初级精母细胞在减数第一次分裂前期同源染色体会发生联会,形成11个四分体,A不符合题意;初级卵母细胞中的染色体是24条,初级精母细胞中的染色体是23条,所以两种细胞中的染色体数不相等,B符合题意;着丝粒断裂前,次级卵母细胞中的染色单体是24条,次级精母细胞中的染色单体可能是22条或24条,两种细胞染色单体数可能相等,C不符合题意;着丝粒断裂后,次级卵母细胞中的染色体是24条,次级精母细胞中的染色体是22条或24条,两种细胞染色体数可能相等,D不符合题意。
复杂情境
2.雄蜂与蜂王的减数分裂(2022南京三模,17)蜜蜂群体中蜂王和工蜂为二倍体(2n=32),雄蜂由卵细胞直接发育而来。如图为雄蜂产生精子过程中染色体行为变化示意图(染色体未全部呈现),下列相关叙述错误的是(多选)( )
A.雄蜂和蜂王在形成成熟的生殖细胞过程中都存在同源染色体的分离
B.雄蜂有丝分裂后期与减数第二次分裂后期细胞中都含有32条染色体
C.雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生4个正常的精子
D.雄蜂产生精子时非同源染色体的自由组合提高了精子中染色体组成的多样性
答案 ACD 结合题干信息分析题图,可见雄蜂产生精子的过程中不存在同源染色体的分离,A错误;由于雄蜂由卵细胞直接发育而来,因此其体细胞中含有16条染色体,在有丝分裂后期由于着丝粒的分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目暂时加倍,此时期细胞中含有32条染色体,由题图可以看出在减数第二次分裂中期染色体数与体细胞或精原细胞中的相同,因而在减数第二次分裂后期时细胞中染色体也是32条,B正确;由题图可知,雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生1个正常的精子,C错误;雄蜂产生精子时非同源染色体都移到同一极,可见不存在自由组合现象,不能提高精子中染色体组成的多样性,D错误。
3.碱基转化引起的变异(2022南通海门第二次诊断,13)羟胺可使胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶而与腺嘌呤配对,一个精原细胞在进行核DNA复制时,一个DNA分子的两个胞嘧啶碱基发生羟化(不考虑其他变异),不可能出现的现象是( )
A.进行两次有丝分裂后,只有一个子细胞中含有羟化胞嘧啶
B.形成的两个次级精母细胞中都含有羟化胞嘧啶
C.产生的四个精子中,只有两个精子的DNA序列发生改变
D.DNA序列发生改变的精子正常受精后,发育成的个体不含有异常基因
答案 B 一个DNA分子的两个胞嘧啶碱基发生羟化,若这两个发生羟化的胞嘧啶位于DNA分子的一条链上,则进行两次有丝分裂后,只有一个子细胞中含有羟化胞嘧啶;若这两个发生羟化的胞嘧啶位于DNA分子的两条链上,则进行两次有丝分裂后,有两个子细胞中含有羟化胞嘧啶,A不符合题意;一个精原细胞只有一个DNA分子的胞嘧啶发生羟化,减数第一次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,则产生的两个次级精母细胞中只有一个次级精母细胞含有羟化胞嘧啶,B符合题意;若这两个发生羟化的胞嘧啶位于DNA分子的两条链上,则产生的四个精子中,只有两个精子的DNA序列发生改变,C不符合题意;基因通常是有遗传效应的DNA片段,若精子中DNA序列的改变发生在非基因片段,则正常受精后,发育成的个体不含有异常基因,D不符合题意。
4.卵母细胞样细胞的减数分裂(2022南京六校联合体期初,4)研究表明卵母细胞发育早期有8种关键基因表达。科学家诱导胚胎干细胞表达这些基因,将胚胎干细胞转化为卵母细胞样细胞(DIOL)。DIOL可进行减数第一次分裂,但不能进行减数第二次分裂,产生的子细胞受精后发育成早期胚胎。下列叙述不正确的是( )
A.DIOL减数分裂过程中仅产生1个极体
B.DIOL分裂后产生的子细胞中无同源染色体
C.基因的选择性表达改变了细胞的形态结构与功能
D.DIOL受精后可发育为正常二倍体胚胎
答案 D 根据题干信息分析,DIOL可进行减数第一次分裂,但不能进行减数第二次分裂,又由于减数第一次分裂只能产生1个次级卵母细胞和1个极体,因此DIOL减数分裂过程中仅产生1个极体,A正确;减数第一次分裂后期同源染色体分离,DIOL可进行减数第一次分裂,故DIOL分裂后产生的子细胞中无同源染色体,B正确;细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异的过程,其实质是基因的选择性表达,因此基因的选择性表达改变了细胞的形态结构与功能,C正确;由题干信息可知,DIOL可进行减数第一次分裂,但不能进行减数第二次分裂,故产生的子细胞受精后不可发育为正常二倍体胚胎,D错误。
5.并联染色体(2022苏、锡、常、镇调研一,12)科学家偶然发现自然界某正常存活的雌性个体内两条X染色体形成一个并联X染色体(),如图所示。一只并联X雌果蝇(Y)和一只正常雄果蝇杂交,子代雌雄果蝇的染色体组成分别与两亲本相同,子代连续交配结果也是如此。下列有关叙述错误的是( )
A.形成并联X染色体的过程中不只发生染色体结构的变异
B.该种并联X雌果蝇体内细胞中的染色体组数有1、2、4
C.上述杂交过程中,子代雄果蝇的Y染色体应来自亲代雄果蝇
D.该种并联X雌果蝇可用于发现雄果蝇X染色体上的新发突变
答案 C 结合题干信息分析题图,可知并联X染色体(设为)是由两条X染色体形成的,该变异属于染色体变异,这其中不仅发生染色体结构的变异,也导致染色体数目发生变异(两条染色体并联为1条),A正确;果蝇为二倍体生物,正常体细胞中有2个染色体组,该种并联X雌果蝇体细胞中仍含有2个染色体组,若进行减数分裂或有丝分裂,则体内细胞中的染色体组数可有1个(如卵细胞中)和4个(有丝分裂后期),B正确;结合分析可知,一只并联X雌果蝇(Y)和一只正常雄果蝇(XY)杂交,子代雌雄果蝇的染色体组成分别与两亲本相同,说明雄果蝇基因型为XY,其中的X染色体正常,来自父本,则Y染色体应来自亲代雌果蝇,C错误;结合选项C分析可知,子代雄果蝇的X染色体来自亲代雄果蝇,故该种并联X雌果蝇可用于发现雄果蝇X染色体上的新发突变,D正确。
D组
简单情境
1.细胞分裂某时期的示意图(2022泰安一模,4)某二倍体高等动物(2n=6)雄性个体的基因型为AaBb,将一个精原细胞放入含32P标记的培养液中离体培养,分裂过程中某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如图。下列说法正确的是( )
A.该细胞中DNA与染色体数之比等于2
B.该生物细胞中最多可有4个染色体组,6个四分体
C.该精原细胞产生四种子细胞,每个子细胞中含32P的染色体为50%
D.该精原细胞减数分裂过程中发生了基因重组
答案 D 该细胞中一条染色体上含有2条染色单体,含有2个DNA,核DNA数是染色体数的2倍,而细胞中的DNA还包括细胞质中的DNA,A错误;由题干信息“2n=6”可知,该生物的体细胞含有6条染色体,有2个染色体组,所以该生物细胞中最多可有4个染色体组,3个四分体,B错误;由题可知,图中细胞无同源染色体,每条染色体上含有姐妹染色单体,染色体散乱分布,判断该细胞处于减数分裂Ⅱ前期,该精原细胞产生图示细胞时进行减数分裂,由于DNA分子为半保留复制,因此将该精原细胞放入含32P的培养液中离体培养,经过复制后,每条单体上的DNA分子都有一条链含有32P,所以产生的子细胞中含32P的染色体所占的比例为100%,C错误;题图中染色单体上含有A和a基因,且A基因所在的片段颜色与a基因所在片段不同,说明四分体中的非姐妹染色单体间发生了片段的交换,即发生了基因重组,D正确。
2.孤雌生殖(2022淄博二模,5)家蚕的性别决定方式为ZW型,通常进行两性生殖(精卵结合),也可进行孤雌生殖(由卵细胞发育成个体)。孤雌生殖的结果有生雌和生雄两种,过程如图,已知染色体为WW的个体不能存活。下列说法错误的是( )
A.热水处理导致减数第一次分裂过程中性染色体未分离
B.热水处理不影响减数第二次分裂过程中性染色体分离
C.孤雌生雄过程中减数第一次分裂时性染色体分离异常
D.孤雌生雄后,子代患Z染色体隐性病的概率增加
答案 C 若热水处理导致减数第一次分裂过程中性染色体未分离,则会得到ZW型的卵细胞,由这样的卵细胞发育来的为雌蚕;若热水处理影响减数第二次分裂过程中性染色体分离,会得到ZZ型或WW型的卵细胞,WW的个体不能存活,ZZ为雄性,不会发育为雌蚕,故热水处理不影响减数第二次分裂过程中性染色体分离,A、B正确。若孤雌生雄过程中减数第一次分裂时性染色体分离异常,会产生ZW型的卵细胞,发育为雌蚕,不会得到雄蚕,C错误。孤雌生雄(ZZ)后,不含W染色体,子代患Z染色体隐性病的概率增加,D正确。
知识归纳 ZW型性别决定生物有鳞翅目昆虫、部分两栖类、爬行类和鸟类等,常考的生物有家蚕、鸡等。
复杂情境
3.减数分裂各时期细胞的荧光标记(2022泰安二模,4)某雄果蝇的基因型为AaXBY,用3种不同颜色的荧光素分别标记该果蝇一个精原细胞中的A、a、B基因,再检测减数分裂各时期细胞的荧光标记。已知该精原细胞进行减数分裂时发生了一次异常,检测到分裂进行到①②③时期的三个细胞中染色体、核DNA、染色单体的数量,结果如图。下列判断错误的是( )
A.①时期的细胞中可出现3种颜色的6个荧光位点
B.②时期的某细胞中可能出现3种颜色的4个荧光位点
C.③时期的细胞中荧光素的种类有1、2、3三种可能
D.③时期的细胞中Y染色体的个数有0、1、2三种可能
答案 C 用3种不同颜色的荧光素分别标记该果蝇一个精原细胞中的A、a、B基因,①时期的细胞经过了DNA的复制,因此可出现3种颜色的6个荧光位点,A正确;②时期处于减数第二次分裂,若①时期发生过互换(如同源染色体的A和a之间互换),结果为A、a在同一条染色体的姐妹染色单体上,若该条染色体和B所在的染色体(非同源染色体)进入同一细胞,则②时期的某个细胞中可能出现3种颜色的4个荧光位点,B正确;由题图可知,②时期细胞中有4条染色体,③时期细胞中有5条染色体,说明该精原细胞的异常是在减数分裂Ⅱ后期有一对姐妹染色单体分开后未分离;若减数分裂Ⅰ产生的子细胞为AXB和aY,则减数分裂Ⅱ产生的精细胞的基因型为AXBXB、A、aY或AAXB、XB、aY或AXB、aYY、a或AXB、aaY、Y,荧光素的种类有0、1、2三种可能,若减数分裂Ⅰ产生的子细胞为AY和aXB,③时期细胞中荧光素的种类也有0、1、2三种可能,C错误;正常的精细胞中应该有1条Y染色体或1条X染色体(0条Y染色体),该精原细胞进行减数分裂时发生了一次异常,可能两条Y染色体进入一个细胞,因此③时期的细胞中Y染色体的个数有0、1、2三种可能,D正确。
E组
复杂情境
1.细胞分裂判断(2022天津红桥一模,10)对牛(2N=38)精巢中不同细胞的染色体和核DNA数目进行测定,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
细胞
A
B
C
D
E
染色体数
19
19
38
38
76
核DNA数
19
38
38
76
76
A.由B细胞形成A细胞的过程一定会发生着丝粒的分裂
B.C细胞可能是体细胞或次级精母细胞
C.D细胞中有19个四分体,可发生基因重组
D.D和E细胞的Y染色体数目为1和2
答案 C A是精细胞,B是次级精母细胞,由B细胞形成A细胞的过程一定会发生着丝粒的分裂,A正确;C细胞可能处于分裂间期的G1期、有丝分裂末期结束和减数分裂Ⅱ后、末期,则其可能是体细胞或次级精母细胞,B正确;D细胞可能处于有丝分裂前、中期或减数分裂Ⅰ时期,不一定有四分体,C错误;D细胞可处于有丝分裂前、中期和减数分裂Ⅰ时期,Y染色体数目为1。E细胞处于有丝分裂后期,Y染色体数目为2,D正确。
2.减数分裂中的变异(2021天津部分区联考二模,9)如图为某果蝇一个细胞中的三条染色体上部分基因分布示意图,下列叙述错误的是( )
A.有丝分裂中期,染色体的着丝粒排列在细胞赤道板位置
B.有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w、W会出现在细胞的同一极
C.减数分裂Ⅰ前期,等位基因W、w互换会导致染色体结构变异
D.减数分裂Ⅱ后期,细胞中可能同时存在基因cn、cl、v、w
答案 C 有丝分裂中期,着丝粒整齐地排列在赤道板上,A正确;在有丝分裂过程中,基因经过复制后平均分配给两个子细胞,因此在有丝分裂后期,细胞每一极都含有该生物全部的遗传物质,即在有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w、W会出现在细胞的同一极,B正确;减数分裂Ⅰ前期,等位基因W、w互换属于基因重组,不会导致染色体结构变异,C错误;在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,则图中的常染色体和含w的X染色体可能移向同一极,进入同一个细胞中,当该细胞处于减数分裂Ⅱ后期时,细胞中可同时存在基因cn、cl、v、w,D正确。
3.判断细胞分裂方式(2020天津芦台一中模拟,4)果蝇体内的一个细胞在分裂过程中,一段时期内某种物质或结构的数量变化如图。下列叙述不正确的是( )
A.若a代表2个染色体组,则该细胞在CD段可能含有4条X染色体
B.若a代表4个核DNA分子,则该细胞正在进行减数分裂
C.若a代表4条染色体,则该细胞正在进行有丝分裂
D.若a代表8条染色单体,则该细胞在CD段可发生基因重组
答案 C 若a代表2个染色体组,则该细胞在CD段有4个染色体组,为有丝分裂后期和末期,若是雌性果蝇,细胞中含有4条X染色体,A正确;若a代表4个核DNA分子,DE段后细胞中只含4个核DNA分子,是果蝇体细胞的一半,故该细胞正在进行减数分裂Ⅱ,B正确;若a代表4条染色体,CD至DE段染色体由8条变为4条,而果蝇体细胞有8条染色体,故该细胞正在进行减数分裂,C错误;若a代表8条染色单体,CD段为减数分裂Ⅰ,可发生基因重组,D正确。
4.“孤雄生殖”(2019天津河东一模,6)科学家在一个名为Squallus alburnoides(二倍体)的鱼种中发现了“孤雄生殖”,科学家提出了如图中A、B、C三种可能的发生途径,甲、乙、丙分别代表这三种途径所得到的“孤雄生殖”后代的体细胞。相关叙述正确的是( )
A.甲细胞形成的过程中曾发生有丝分裂异常
B.图中的二倍体精子是由亲代减数分裂Ⅰ异常而形成的
C.图中丙细胞中两条染色体上的基因不可能完全相同
D.甲、乙、丙细胞中均只含有父方的遗传物质
答案 A A途径中受精成功后的受精卵中只有一条染色体,受精卵经过有丝分裂后期染色体加倍(细胞未分裂)形成甲细胞,A正确;二倍体精子有可能是亲代减数分裂Ⅰ异常而形成的,也可能是减数分裂Ⅱ异常而形成的,B错误;若两个正常精子由同一个次级精母细胞形成,则两个精子中的染色体上的基因很可能完全相同,C错误;无核的卵细胞中含有线粒体DNA,也可遗传给后代,D错误。
复杂陌生情境
5.CDK2-cyclin E与细胞分裂(2021天津红桥一模,15)图1为根据某二倍体哺乳动物细胞分裂过程中相关数据绘制的数学模型。真核细胞的细胞周期受多种物质的调节,其中CDK2-cyclin E能促进细胞中DNA分子的复制。如果细胞中的DNA受损,会发生如图2所示的调节过程。
(1)DNA发生损伤,通过活化p53蛋白,促进p21基因的 过程,表达出p21蛋白,p21蛋白与CDK2-cyclin E结合,使CDK2-cyclin E失活。失活的CDK2-cyclin E将导致处于图1中AB段的细胞比例 (填“上升”“下降”或“不变”)。
(2)研究发现,CDK2-cyclin E参与中心体复制的起始调控,如果中心体复制异常或细胞未能协调好中心体复制和DNA复制的关系,将形成单极或多极纺锤体,进而驱使染色体异常分离。
①中心体由 组成。简述细胞周期中,中心体的数量及行为变化: 。
②根据上述资料分析,纺锤体形成异常可能引起 变异。
(3)联会复合体(SC)是减数分裂过程中在一对同源染色体之间形成的一种梯状结构。如果在减数分裂Ⅰ前期的早期抑制DNA合成或蛋白质合成,则SC不能形成,并将导致同源染色体的配对过程受阻,也不会发生同源染色体的互换。研究发现,用RNA酶处理可使SC结构破坏。在减数分裂Ⅰ前期的晚期,联会复合体解体消失。下列分析合理的是 。
A.SC的组成成分有蛋白质、DNA、RNA
B.SC形成于减数分裂Ⅰ前期
C.SC可能与同源染色体的联会、基因重组有关
D.减数分裂Ⅰ前期可能合成某些DNA
E.SC在姐妹染色单体分离时发挥重要作用
答案 (1)转录 下降 (2)①两个互相垂直排列的中心粒及周围物质 中心体在分裂间期复制倍增,进入分裂期后,两个中心体分别移向细胞两极发出星射线形成纺锤体,随着细胞分裂的完成,每个子代细胞中只含有一个中心体 ②染色体(数目) (3)ABCD
解析 (1)由图可知,当DNA发生损伤,p53蛋白被活化,活化的p53蛋白促进p21基因的转录。失活的CDK2-cyclin E使细胞周期停在G1期,不进入S期,图1中AB段表示S期,即AB段的细胞比例下降。(2)①中心体由一组互相垂直排列的中心粒及周围物质组成;在细胞周期中,中心体在分裂间期复制倍增,进入分裂期后,两个中心体分别移向细胞两极发出星射线形成纺锤体,随着细胞分裂的完成,每个子代细胞中只含有一个中心体。②据题干信息“如果中心体复制异常或细胞未能协调好中心体复制和DNA复制的关系,将形成单极或多极纺锤体,进而驱使染色体异常分离”可知,若纺锤体形成异常可能引起染色体数目变异。(3)据题干信息“如果在减数分裂Ⅰ前期的早期抑制DNA合成或蛋白质合成,则SC不能形成”及“用RNA酶处理可使SC结构破坏”可知,SC的组成成分有蛋白质、DNA、RNA,A正确;根据题干信息“如果在减数分裂Ⅰ前期的早期抑制DNA合成或蛋白质合成,则SC不能形成,并将导致同源染色体的配对过程受阻,也不会发生同源染色体的互换”可知,SC形成于减数分裂Ⅰ前期,且其可能与同源染色体的联会、基因重组有关,B、C正确;由题干信息推断,在减数分裂Ⅰ前期可能合成某些DNA,D正确;“联会复合体(SC)是减数分裂过程中在一对同源染色体之间形成的一种梯状结构”,而姐妹染色单体分离发生在减数分裂Ⅱ后期,此时细胞中无同源染色体,故SC在姐妹染色单体分离时不存在,E错误。
F组
简单情境
1.细胞分裂时期的判断(2022安徽蚌埠四模,4)在观察果蝇(2n=8)细胞中的染色体组成时,发现一个正在正常分裂的细胞中,共有8条染色体。下列说法不正确的是( )
A.若染色体呈现4种不同的形态,则该细胞可能发生同源染色体联会
B.若染色体呈现5种不同的形态,则该细胞不可能处于减数第二次分裂时期
C.若该细胞没有染色单体且细胞均等分裂,则该细胞一定是次级精母细胞
D.若该细胞有染色单体且细胞不均等分裂,则该细胞一定是初级卵母细胞
答案 C 一个正在正常分裂的细胞中,共有8条染色体,若染色体呈现4种不同的形态,此细胞可处于雌果蝇的减数分裂Ⅰ时期或有丝分裂前、中期或减数分裂Ⅱ后期、末期或雄果蝇的减数分裂Ⅱ后期、末期,减数分裂Ⅰ前期可发生同源染色体联会,A正确;由于同源染色体分离,处于减数分裂Ⅱ时期的细胞只有4种染色体形态,B正确;若该细胞没有染色单体且细胞均等分裂,该细胞可能处于次级精母细胞或第一极体的减数分裂Ⅱ后期、末期,C错误;若该细胞有染色单体且细胞不均等分裂,该细胞一定是初级卵母细胞,D正确。
2.有丝分裂与减数分裂(2022辽宁鞍山二模,4)人精原细胞中含有23对(2n=46条)染色体,有关有丝分裂与减数分裂叙述正确的是( )
A.有丝分裂后期和减数分裂Ⅰ后期染色单体数目相等
B.有丝分裂前期和减数分裂Ⅰ前期染色体组数目不等
C.有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ中期核DNA数目不等
D.有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期染色体数目相等
答案 C 人细胞有丝分裂后期着丝粒分裂,不存在染色单体,减数分裂Ⅰ后期有46×2=92(条)染色单体,A错误;有丝分裂前期和减数分裂Ⅰ前期都含有2个染色体组,B错误;有丝分裂中期核DNA有46×2=92(个),减数分裂Ⅱ中期核DNA有46个,C正确;有丝分裂后期染色体有46×2=92(条),减数分裂Ⅱ后期染色体有23×2=46(条),D错误。
3.分裂时期判断(2022福建泉州三模,8)如图表示某二倍体生物的精巢内一个细胞部分分裂过程的相关数值(X)变化。图中CD段发生了同源染色体分离。下列有关叙述正确的是( )
A.CD段不发生基因突变
B.DE段发生基因重组
C.若X代表染色体组数,则n=2
D.若X代表核DNA数与染色体数的比值,则DE段发生着丝粒分裂
答案 D 图中CD段发生了同源染色体分离,包括了减数分裂Ⅰ后期,此时质基因仍可发生突变,A错误;基因重组要发生在减数分裂Ⅰ的前期和后期,DE段不发生基因重组,B错误;若X代表染色体组数,减数分裂Ⅰ后期时染色体组数为2n,n=1,C错误;若X代表核DNA数与染色体数的比值,则n=1,则DE段正发生着丝粒分裂,D正确。
复杂情境
4.染色体桥(2022北京丰台二模,3)研究人员在四川牡丹(2n=10)花粉母细胞中观察到图中箭头所示的“染色体桥”现象。下列选项分析正确的是( )
A.图中时期是减数第一次分裂
B.姐妹染色单体连接形成染色体桥
C.染色体桥现象不会影响基因重组
D.该细胞的子细胞中遗传信息相同
答案 A 图中细胞正在进行同源染色体分离,处于减数分裂Ⅰ后期,A正确;图中染色体桥由不同的染色体连接而成,而非姐妹染色单体,B错误;同源染色体常含有等位基因,同源染色体分离后产生的子细胞遗传信息不一定相同,且该细胞存在染色体桥现象,染色体桥在减数分裂Ⅰ后期随机断裂,影响基因重组,C、D错误。
5.三体的减数分裂(2022辽宁鞍山二模,4)(不定项)一只杂合长翅雄果蝇(Aa)与一只残翅雌果蝇(aa)杂交,一方减数分裂异常导致产生一只A/a所在染色体三体长翅雄果蝇。已知三体在减数分裂过程中,三条染色体中随机两条配对,剩余一条染色体随机分配至细胞一极。为确定该三体果蝇的基因组成(不考虑基因突变),让其与残翅雌果蝇测交,下列说法正确的是( )
A.三体长翅雄果蝇的产生可能是精原细胞减数第一次分裂异常导致的
B.三体长翅雄果蝇的产生可能是卵原细胞减数第二次分裂异常导致的
C.如果测交后代中长翅∶残翅=5∶1,则该三体果蝇的基因组成为AAa
D.如果测交后代中长翅∶残翅=3∶1,则该三体果蝇的基因组成为Aaa
答案 ABC 雄果蝇(Aa)与雌果蝇(aa)杂交时,因一方减数分裂异常导致产生一只A/a所在染色体三体长翅雄果蝇,该三体果蝇的基因型为AAa或Aaa,前者由精原细胞减数分裂Ⅱ异常导致,后者由卵原细胞减数分裂Ⅱ或精原细胞减数分裂Ⅰ异常导致,A、B正确;若三体果蝇基因组成为AAa,产生的配子类型及比例是AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,与残翅雌果蝇(aa)测交,后代的基因组成及比例为AAa∶aa∶Aaa∶Aa=1∶1∶2∶2,则长翅∶残翅=5∶1,C正确;若三体果蝇基因组成为Aaa,产生的配子类型及比例是A∶aa∶Aa∶a=1∶1∶2∶2,与残翅雌果蝇(aa)测交,后代的基因组成及比例为Aa∶aaa∶Aaa∶aa=1∶1∶2∶2,则长翅∶残翅=1∶1,D错误。
复杂陌生情境
6.并联X染色体(2022江苏苏锡常镇二模,1)科学家偶然发现自然界某正常存活的雌性个体内两条X染色体形成一个并联X染色体(),如图所示。一只并联X雌果蝇(Y)和一只正常雄果蝇杂交,子代雌雄果蝇的染色体组成分别与两亲本相同,子代连续交配结果也是如此。下列有关叙述错误的是 ( )
A.形成并联X染色体的过程中不只发生染色体结构的变异
B.该种并联X雌果蝇体内细胞中的染色体组数有1、2、4
C.上述杂交过程中,子代雄果蝇的Y染色体应来自亲代雄果蝇
D.该种并联X雌果蝇可用于发现雄果蝇X染色体上的新发突变
答案 C 两X染色体并联为一条,既有染色体结构变异,也有染色体数目变异,A正确;并联X雌果蝇体内细胞中的染色体组数有1(如卵细胞中)、2(如正常体细胞)、4(如有丝分裂后期),B正确;一只并联X雌果蝇(Y)和一只正常雄果蝇(XY)杂交,子代雌雄果蝇的染色体组成分别与两亲本相同,分别Y、XY(其余致死),子代XY中的X染色体来自父本,Y染色体来自亲代雌果蝇,C错误;子代雄果蝇的X染色体来自亲代雄果蝇,故该种并联X雌果蝇可用于发现雄果蝇X染色体上的新发突变,D正确。
7.人工诱导雌核发育(2022山东烟台二中二模,23)金鱼的观赏价值体现在体形、体色及斑纹的艳丽程度上,雌性鱼类更具有性状优势。雄性金鱼用含有雌激素的食物连续饲喂一段时间,会发生性反转(只涉及表型性别的转变),成为具有繁殖能力的雌鱼。科学家用人工诱导雌核发育技术来提高鱼的观赏价值,人工诱导雌核发育的方法有第一次卵裂阻止法(方法一)和第二极体放出阻止法(方法二)。如图所示精子需要用紫外线或X光照射进行灭活处理,使其失去遗传能力(破坏染色体),但保留受精能力。回答下列问题∶
(1)为提高鱼的观赏价值,科学家人工诱导雌核发育时,选择次级卵母细胞的原因是 。与有丝分裂相比,次级卵母细胞所处时期,细胞中的染色体具有的显著特点是 。
(2)方法一中,低温阻止第一次卵裂,导致染色体数目加倍的原理是 ,该过程发生的时期是 。通过方法一获得的个体一般都是纯合子,若通过方法一获得了杂合子,请分析可能的原因有 。方法二诱导形成二倍体的变异类型是 。
(3)金鱼的性别决定方式可能为XY型,也可能是ZW型,请利用题干信息,设计实验探究金鱼是XY型性别决定方式,还是ZW型性别决定方式,写出实验设计思路。 。
答案 (1)体积大易操作,营养物质多,含有激发细胞核全能性表达的物质 无同源染色体 (2)低温抑制纺锤体的形成 有丝分裂前期 基因突变 染色体变异 (3)将雄性金鱼用含有雌激素的食物连续饲喂一段时间,使其发生性反转,成为具有繁殖能力的雌鱼,将性反转雌鱼与正常的雄鱼交配,观察子代金鱼的性别。若子代全为雄性,则金鱼的性别决定为ZW型;若后代有雌性,也有雄性,则金鱼的性别决定为XY型
解析 (1)初级卵母细胞形成次级卵母细胞时,细胞质不均等分裂,形成的次级卵母细胞体积大,易操作,营养物质多,含有激发细胞核全能性表达的物质,可用于诱导雌核发育。由于减数第一次分裂使同源染色体分离,处于减数第二次分裂时期的次级卵母细胞中没有同源染色体。(2)方法一中,低温可以抑制有丝分裂前期纺锤体的形成而阻止第一次卵裂,导致染色体数目加倍。方法一获得杂合子的原因是形成的“卵细胞”有丝分裂时发生了基因突变;方法二诱导形成二倍体的变异类型是染色体变异。(3)利用性反转的雌鱼与正常的雄鱼交配。若金鱼为XY型性别决定方式,性反转形成的雌鱼性染色体组成为XY,与正常的雄鱼(XY)交配,子代中染色体组成有XX或XY或YY(一般致死),即有雌鱼和雄鱼;若金鱼为ZW型性别决定方式,性反转形成的雌鱼性染色体组成为ZZ,与正常的雄鱼(ZZ)交配,子代中染色体组成全部为ZZ,即只有雄鱼。
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