高中生物高考微专题6　减数分裂与可遗传变异的关系

微专题6　减数分裂与可遗传变异的关系

[知识必备]

1.减数分裂与基因突变

2.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)。

(2)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。

3.减数分裂与染色体变异

4.XXY与XYY异常个体成因分析

(1)XXY成因

(2)XYY成因：父方减数分裂Ⅱ异常，即减数分裂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。

[对点训练]

1.(2018·天津卷，4)果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律(XB)对无节律(Xb)为显性；体色基因位于常染色体上，灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAXBXb类型的变异细胞，有关分析正确的是(　　)

A.该细胞是初级精母细胞

B.该细胞的核DNA数是体细胞的一半

C.形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离

D.形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变

答案　D

解析　雄蝇的基因型为AaXBY，而变异细胞的基因型为AAXBXb，由于在减数分裂Ⅰ过程中同源染色体分离会导致等位基因分离，而变异细胞中无等位基因A和a而含有两个A且无Y染色体，判断该细胞为次级精母细胞，A错误；处于减数分裂Ⅱ时期的细胞中核DNA数与体细胞的核DNA数相同，B错误；形成该次级精母细胞的过程中，A和a随同源染色体在减数分裂Ⅰ后期的分离而分离，C错误；次级精母细胞中应含有XBXB或YY基因，但该次级精母细胞含有XBXb，说明在形成该细胞过程中发生了基因突变，B突变成b，D正确。

2.(2020·吉林三调)图示为果蝇的精原细胞中部分基因在染色体上的分布情况(只显示两对同源染色体)，进行减数分裂的过程中，相关分析正确的是(　　)

A.基因A/a与基因D/d会随同源染色体分离而进行自由组合

B.如果产生ABd型的精子，一定是发生了同源染色体间的交叉互换

C.基因D/d的分开可以发生在减数分裂Ⅰ的后期

D.检测基因D/d分子结构，碱基种类和排列顺序都是不同的

答案　C

解析　A/a与D/d位于同源染色体上，可随同源染色体的分开而分离，不发生自由组合，A错误；如果产生ABd型的精子，可能发生了基因突变，也可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，B错误；基因D/d位于同源染色体上，减数分裂Ⅰ后期随着同源染色体的分离而分开，若发生交叉互换，则也可以发生在减数分裂Ⅱ的后期，C正确；一般来说，基因D/d分子结构中碱基的种类相同，基因碱基排序不同，D错误。

3.(2020·河南中原联盟联考)如图是基因型为Rr且染色体正常的某生物体内的一个细胞增殖图，下列相关叙述正确的是(　　)

A.图示细胞为次级精母细胞、次级卵母细胞或第一极体

B.图示细胞发生的变异可通过有性生殖遗传给后代，从而使后代出现三倍体

C.图示细胞中染色体数目暂时加倍，而染色体组并没有随之加倍

D.若图中1号染色体上有R基因，则A极的基因组成可能是RR或Rr

答案　D

解析　图示细胞含有Y染色体，且着丝粒分裂、有8条染色体，可推断该细胞为次级精母细胞，A错误；图示细胞中2条1号染色体移向了细胞同一极，该变异为染色体数目变异，可通过有性生殖遗传给后代，从而使后代出现三体，B错误；图示细胞中由于着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，且染色体组数也随之加倍，C错误；若图中1号染色体上有R基因，由于该个体的基因型为Rr，可能发生基因突变或交叉互换，则A极的基因组成可能是RR或Rr，D正确。

4.(2021·四川成都七中期中改编)如图为某高等动物的细胞分裂示意图，下列叙述正确的是(　　)

A.图甲所示细胞一定为次级精母细胞

B.图乙所示细胞一定为初级精母细胞

C.图丙所示细胞为次级卵母细胞或第一极体

D.图丙中的M、m为一对同源染色体

答案　B

解析　图甲所示细胞处于减数分裂Ⅱ后期，其细胞质均等分裂，可能为次级精母细胞或第一极体，A错误；图乙所示细胞处于减数分裂Ⅰ后期，其细胞质均等分裂，应是初级精母细胞，B正确；图丙所示细胞处于减数分裂Ⅱ后期，其细胞质不均等分裂，应是次级卵母细胞，不可能是第一极体，C错误；图丙中的M与m不是一对同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条染色体，D错误。

5.(2021·广东东莞期中)如图为基因组成为Aa的动物在形成精子过程中某一时期的示意图。下列对此细胞的相关叙述中，正确的是(　　)

A.2号染色单体上与A相同位置的基因最可能是a

B.图中染色体个数与其上脱氧核苷酸链数之比是1∶2

C.若同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，则会导致染色体结构变异

D.若该动物的一个精原细胞产生一个基因型为AaaX的精子，则同时产生的另三个精子是AX、Y、Y

答案　D

解析　1、2为一对姐妹染色单体，通常姐妹染色单体上相同位置的基因相同，A错误；图中的染色体有姐妹染色单体，染色体与其上脱氧核苷酸链数之比为1∶4，B错误；同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换将导致基因重组，C错误；AaaX的产生说明减数分裂Ⅰ过程中A、a未分离，产生基因型为AAaaXX和YY的次级精母细胞，且减数分裂Ⅱ过程中a、a未分离，故另三个精子的基因型为AX、Y、Y，D正确。

1.姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析

(1)细胞进行有丝分裂⇒基因突变。

(2)细胞进行减数分裂⇒交叉互换或基因突变，若姐妹染色单体的其中一条有两种颜色则一定为交叉互换。

2.细胞分裂过程中产生异常细胞的原因分析

(1)纺锤体形成受阻：低温诱导或用秋水仙素处理，使有丝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：在减数分裂Ⅰ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：在减数分裂Ⅱ后期，姐妹染色单体不分离，导致产生的配子有一半异常。

6.(2021·山西太原模拟)已知果蝇X染色体上的基因B(控制红眼)对b(控制白眼)为显性，决定果蝇性别的是X染色体的数量：体细胞中含两条X染色体为雌性，仅含一条X染色体的为雄性，Y染色体决定雄性是否可育(注：XXX超雌、YY超雄、OY三类均无法正常发育)。现有白眼雌果蝇和红眼雄果蝇交尾，出现罕见的红眼雄果蝇和白眼雌果蝇，请回答下列有关问题：

(1)初步判断子代异常果蝇可能仅是环境影响或者基因突变所致，可通过子代异常的白眼雌果蝇与________杂交，观察子代是否出现________果蝇来进行判断。

(2)若该异常是亲代产生配子时染色体数目变异所致，则子代白眼雌果蝇和红眼雄果蝇的基因型分别为________，请写出出现该杂交异常的遗传图解。

(3)若上述(2)属实，让F1异常雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，子代成熟个体中最多会有________种基因型。

答案　(1)白眼雄果蝇　红眼　(2)XbXbY和XBO　遗传图解如下：

(3)6

解析　(1)正常情况下，白眼雌果蝇(XbXb)和红眼雄果蝇(XBY)交尾，后代雄果蝇均为白眼，雌果蝇均为红眼。而二者杂交的后代出现了罕见的红眼雄果蝇和白眼雌果蝇。若子代白眼雌果蝇仅是因为环境因素导致的，则白眼雌果蝇的基因型为XBXb，若子代白眼雌果蝇是由于基因突变形成的，则白眼雌果蝇的基因型为XbXb，可通过与正常的白眼雄果蝇杂交，看后代有无红眼个体来判断。(2)由题意可知，决定果蝇性别的是X染色体的数量：体细胞中含两条X染色体为雌性，仅含一个X染色体为雄性，Y染色体决定雄性是否可育(注：XXX超雌、YY超雄、OY三类无法正常发育)，可推测子代罕见的白眼雌果蝇的基因型可能为XbXbY，红眼雄果蝇的基因型为XBO。其形成原因是母本减数分裂形成了含XbXb和不含X染色体的异常卵细胞，分别与含Y染色体和XB的精子结合形成了基因型为XbXbY和XBO的异常个体。遗传图解见答案。(3)如果(2)属实的话，异常雌果蝇XbXbY产生4种配子，分别为XbXb、XbY、Y、Xb，和正常红眼雄果蝇XBY(产生配子类型为XB、Y)杂交后，由于XXX个体和YY个体致死，所以子代成熟个体基因型为XBY、XBXbY、XBXb、XbXbY、XbYY、XbY，故最多有6种。