2024年高考生物一轮复习（新人教版） 第4单元　微专题三　减数分裂与可遗传变异的关系

微专题三　减数分裂与可遗传变异的关系

1．减数分裂与基因突变

通常，此时可导致一条染色体的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。

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。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A与B或A与b组合。

(2)同源染色体非姐妹染色单体间片段的互换导致基因重组。例如原本A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。

(1)细胞内染色体上的基因发生互换后一定会造成姐妹染色单体上存在等位基因(　×　)

(2)对于杂合子来说，相应基因发生互换后，会造成两条染色体上含有等位基因(　√　)

3．减数分裂与染色体变异的有关分析

(1)减数分裂异常导致配子种类变化的规律

①如果减数分裂Ⅰ异常，则所形成的配子全部不正常。如图所示：

从基因型的角度分析：若减数分裂Ⅰ异常，则染色体数目增多的细胞内会存在等位或相同基因。

②如果减数分裂Ⅱ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：

从基因型的角度分析：若减数分裂Ⅱ异常，则染色体数目增多的细胞内会存在相同基因。

(2)XXY与XYY异常个体的成因分析

①XBXb×XBY→形成XbXbY的原因可能为：

次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ后期时含有b的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体进入同一子细胞，最终产生了含有XbXb的卵细胞。

②XBXb×XBY→形成XBXBY的原因可能为：

a．初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期时，X、Y同源染色体未分离，最终产生了含有XBY的精细胞，最终与XB的卵细胞结合。

b．次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ后期时，含有B的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体未移向细胞两极，最终产生了含有XBXB的卵细胞。

③XBXb×XBY→形成XBYY的原因可能为：

次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期时，Y染色体着丝粒分裂形成的两条Y染色体未移向细胞两极，最终产生了含有YY的精细胞，最终与XB的卵细胞结合。

跟踪训练

1．(2023·河北邯郸高三检测)若基因型为AaBb的某二倍体高等动物(2n＝4)的卵原细胞(DNA全部被32P标记)在只含31P的培养液中进行减数分裂，产生卵细胞随后与精子(DNA全部被32P标记)完成受精。受精卵在含31P的培养液中第一次卵裂时后期细胞如图所示，图中①②号染色体的DNA都只含有31P。下列有关叙述正确的是(　　)

A．该细胞是极体，正处于减数分裂Ⅱ后期

B．受精卵的染色体未复制前，有部分染色体只含有31P

C．①号染色体来自卵细胞，基因A的出现是互换的结果

D．参与受精的卵细胞的基因型为aB，精子的基因型为Ab或ab

答案　D

解析　图示为受精卵的卵裂过程中的细胞，卵裂的方式是有丝分裂，图示细胞着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，处于有丝分裂后期，A错误；据分析可知，卵细胞中的染色体DNA全部是一条链含31P，一条链含32P，精细胞DNA全部被32P标记，故产生该细胞的受精卵中只含有31P的染色体数为0，因此受精卵的染色体未复制前，没有染色体只含有31P，B错误；①号染色体只含有31P，而来源于精子的染色体全部被32P标记，因此①号染色体来自卵细胞，有丝分裂过程中不可能发生互换，基因A的出现是基因突变的结果，C错误；图示细胞处于有丝分裂后期，基因型为AaaaBBbb，可推知受精卵的基因型为AaBb或aaBb，在间期发生基因突变(A突变成a或a突变为A)。图中①②两条染色体只含有31P，而来源于精子的染色体全部被32P标记，因此①②来自卵细胞(染色体上的基因为aaBB)，因此卵细胞的基因型为aB，由于细胞复制时发生了基因突变(A突变成a或a突变为A)，可推知精子的基因型为Ab或ab，D正确。

2.(2023·江苏南通高三模拟)某二倍体高等动物的基因型为AaBbXDY，一个精原细胞减数分裂过程中形成的其中一个细胞如图所示。下列相关说法正确的是(　　)

A．该细胞形成过程中发生了染色体数目和结构变异

B．与该细胞同时产生的另一个细胞无性染色体

C．该细胞可能是次级精母细胞或极体

D．减数分裂过程中可能发生了染色体片段的互换

答案　A

解析　该细胞形成过程中发生了基因重组(减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合)、染色体数目变异和染色体结构变异，A正确；与该细胞同时产生的另一个细胞有Y染色体，B错误；该二倍体高等动物的基因型为AaBbXDY，是雄性动物，该细胞不会是极体，C错误；该细胞没有发生染色体片段的互换，D错误。

3．下图为某高等动物(基因型为AaBb)细胞减数分裂不同时期的模式图，①和②是相互交换的染色体片段。下列叙述错误的是(　　)

A．图甲所示细胞继续分裂过程中可能发生等位基因分离

B．两图所示细胞，可能来自于同一个精原细胞

C．图甲细胞的基因组成可能为AABbb

D．在产生乙细胞的整个过程中，中心体要进行2次复制

答案　C

解析　图中细胞在形成的过程中，发生了互换，姐妹染色单体上可能含有等位基因，故甲继续分裂可能发生等位基因的分离，A正确；根据甲、乙图中染色体的形态(互为同源染色体)可知，甲、乙来自同一个初级精母细胞形成的不同的次级精母细胞，故二者可能来自同一个精原细胞，B正确；甲细胞中B(b)的总数不可能为3个，C错误；乙细胞处于减数分裂Ⅱ末期，减数分裂的两次分裂，每次分裂前均会发生中心体的复制，故在产生乙细胞的整个过程中，中心体会进行2次复制，D正确。

4.(2023·福建龙岩高三模拟)如图表示基因型为AAXBY的某动物的一个正在分裂的细胞，图中所示为染色体(用数字表示)及所带部分基因(用字母表示)情况。下列相关叙述正确的是(　　)

A．该图可表示有丝分裂前期，2号和4号为两条非同源染色体

B．若该细胞经有丝分裂至后期时，细胞内含有2个染色体组，DNA分子数大于8

C．若该细胞分裂至减数分裂Ⅰ后期，1个细胞内含有2个染色体组，8条染色单体

D．若该细胞产生了一个AXBY的精细胞，则同时产生的精细胞为AXBY、A、a

答案　C

解析　该图可表示有丝分裂前期，2号和4号为同源染色体即一对性染色体，A错误；若该细胞经有丝分裂至后期时，着丝粒分裂，染色单体分开形成染色体，导致染色体数目暂时加倍，所以细胞内含有4个染色体组；由于存在细胞质DNA，所以DNA分子数大于8，B错误；若该细胞分裂至减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，此时1个细胞内含有2个染色体组，4条染色体，8条染色单体，C正确；若该图表示基因型AAXBY的精原细胞，已知产生了一个AXBY的精细胞，则同时产生的精细胞可能为AXBY、A、a，也可能为aXBY、A、A，D错误。

5．(2023·吉林长春高三模拟)雌性蝗虫体细胞有两条性染色体，为XX型，雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体，为XO型。关于基因型为AaXRO的蝗虫的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条或0条

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

解析　该蝗虫基因型为AaXRO，由于减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，若不考虑变异，一个精原细胞在减数分裂Ⅱ后期有2个次级精母细胞，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。

6．人体中一个基因型为AAXBXb的卵原细胞，在完成一次减数分裂后，产生了基因型分别为AaXb(卵细胞)、AXB、AXB和Xb的子细胞，此过程中染色体数量与核DNA数量比值的变化如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A．细胞在bc段发生了基因突变，染色体数目加倍

B．处于cd段的细胞中无四分体，有92条染色体

C．细胞在de段发生同源染色体分离，细胞内染色体数目加倍

D．次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ过程中发生了染色体数目变异

答案　D

解析　分析曲线可知，该曲线表示卵原细胞染色体数与核DNA分子数的比值随细胞减数分裂各时期的变化曲线。复制前，染色体数/核DNA数＝1；复制后，染色体数/核DNA数＝1/2；着丝粒分裂后，姐妹染色单体分开，染色体数/核DNA数＝1。由此可见，bc段完成核DNA分子的复制，发生了基因A突变成基因a，但染色体数目并没有加倍，A错误；cd段细胞表示减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的前期、中期，减数分裂过程中会出现四分体，不会出现92条染色体，B错误；同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期，即(cd段)，de段发生着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，导致细胞染色体数目暂时加倍，C错误；分析子细胞的基因型可知，两个极体均含基因A，卵细胞含Aa，一个极体不含A和a，说明次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ过程中Aa所在的姐妹染色单体分开后形成的两条染色体未移向细胞两极，发生了染色体数目变异，D正确。