高考生物复习必修一第四单元微专题四细胞分裂中的同位素标记及细胞分裂与可遗传变异的关系课件

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微专题4　细胞分裂中的同位素标记及细胞分裂与可遗传变异的关系专题知识1　细胞分裂中的同位素标记
1．有丝分裂中DNA和染色体的标记有丝分裂过程中DNA复制一次细胞分裂一次，下图为连续分裂两次的过程图(以一条染色体为例)。
由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代DNA链的染色体条数是0～2n(以体细胞染色体数为2n为例)。2．减数分裂中DNA和染色体的标记在减数分裂过程中，DNA复制一次，细胞连续分裂两次。下图是一次减数分裂的结果(以一对同源染色体为例)。
由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。3．DNA复制及细胞分裂中染色体标记情况分析(1)首先确定细胞分裂方式，是有丝分裂还是减数分裂，有丝分裂常以一条染色体为研究对象，减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。(2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。(3)最后图示细胞分裂过程。①标记DNA分子。
②转至不含放射性培养液中培养一个细胞周期。
1．(2022·广东连南)某性原细胞(2n＝16)的DNA全部被32P标记，其在含31P的培养基中进行一次有丝分裂后继续进行减数分裂，下列能正确表示有丝分裂前期(白色柱状图)和减数分裂Ⅰ前期(灰色柱状图)每个细胞中含32P的染色单体和核DNA分子数目的是(　　)
解析：绘制染色体和核DNA分子被标记情况，并只以一条染色体上DNA分子的标记情况为例，如下图(图中线条代表核DNA分子中的一条链)：
该性原细胞在含31P的培养基中，由于其在有丝分裂前的间期进行了DNA的半保留复制，有丝分裂前期的每条染色体上有两个DNA分子，且DNA分子双链均为一条含31P，另一条含32P，故有丝分裂前期含32P的染色单体和核DNA分子数目分别为32和32；有丝分裂产生的子细胞中每个核DNA分子双链均为一条含31P，另一条含32P，子细胞在含31P的培养基中继续进行减数分裂，则减数分裂Ⅰ前期每个细胞中含32P的染色单体和核DNA分子数目分别为16和16。
专题知识2　细胞分裂与可遗传变异的关系
1．减数分裂与两大遗传定律的关系(1)基因的分离定律发生于减数第一次分裂后期，即同源染色体分开，其上的等位基因分离。(2)基因的自由组合定律发生于减数第一次分裂后期，即非同源染色体自由组合，其上的非等位基因自由组合。2．细胞分裂与基因突变、基因重组(1)理解两种基因突变类型(见下图)。
(2)减数分裂与基因重组。①非同源染色体上的非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。
②同源染色体的非姐妹染色单体互换导致基因重组。
(3)分裂图像中的变异类型。
①图中甲、乙、丙的变异类型分别属于基因突变、基因突变、基因突变或基因重组。②若该生物的基因型为AA，则图丙的变异类型为基因突变。若该生物的基因型为Aa，则图丙的变异类型最可能为基因重组。
3．细胞分裂与染色体变异(1)染色体数目非整倍性变异原因分析。假设某生物体细胞中含有2n条染色体，减数分裂时，某对同源染色体没有分开，导致产生的配子中染色体数目变异，如图所示：
(2)性染色体数目异常个体的成因分析。①XXY成因。
②XYY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。4．减数分裂产生配子的种类(1)正常减数分裂形成配子的种类(不考虑基因突变与交叉互换)。①下图是YyRr基因型的个体产生配子情况。
②分析配子产生时应注意是“个体”还是“一个性原细胞”。如：1个含n对等位基因的精原细胞，经过减数分裂后，能形成4个精子，2种类型。1个含n对等位基因的卵原细胞，经过减数分裂后，能形成1个卵细胞，1种类型。1个含n对等位基因(位于n对同源染色体上)的生物体，经过减数分裂能形成2n种精子或卵细胞。
(2)变异情况下减数分裂产生配子的种类。①若有一个基因发生基因突变，一个初级精母细胞的减数分裂产生3种精子。②若有一对等位基因发生交叉互换，其中一个初级精母细胞的减数分裂产生4种精子
1．(2021·河北卷)图中①②③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是(　　)
A．①减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会B．②经减数分裂形成的配子有一半正常C．③减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子D．①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
解析：①细胞中有四条染色体，为两对同源染色体，在减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会，A项正确；②细胞中多了一条含a的染色体，经减数分裂形成的配子有一半正常，一半异常，B项正确；③细胞减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4个配子，2种基因型，为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C项错误；①发生了染色体结构变异中的易位，②发生了染色体数目变异，理论上通过观察染色体的结构和细胞中的染色体数目就可以发现，D项正确。
2．(2022·山东烟台)下图为某二倍体动物的两个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上的基因)，下列叙述正确的是(　　)
A．甲图表示减数分裂Ⅰ后期，此时染色体数目是该动物体细胞的两倍B．甲图所示细胞的2与3之间若发生片段交换，则此变异为染色体结构变异C．乙图所示细胞中A与a是一对等位基因，此时该细胞正在发生基因重组D．乙图所示细胞分裂产生的子细胞是体细胞，且两个子细胞的遗传信息完全相同
解析：甲图表示减数分裂Ⅰ后期，染色体数目与体细胞数目相同，A项错误；甲图所示细胞的2与3为非同源染色体，若两者之间发生片段交换，则其为染色体结构变异中的易位，B项正确；基因重组发生于减数分裂过程，不发生于有丝分裂过程，C项错误；乙图所示细胞进行有丝分裂，其产生的子细胞为体细胞，由于发生基因突变，两个子细胞的遗传信息不完全相同，D项错误。
3．(2022·北京)下列配子的产生与减数分裂Ⅰ后期染色体的异常行为密切相关的是(　　)A．基因型为AaXBXb的雌性个体产生AXB、AXb、aXB、aXb四种配子B．次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ后期含有2条X染色体C．基因型为AaXbY的雄性个体产生AaXb和Y的异常精子D．基因型为AaXBXb的某卵原细胞产生aXB、A、AXbXb的三个极体
解析：基因型为AaXBXb的雌性个体的两对等位基因符合基因的自由组合定律，能产生AXB、AXb、aXB、aXb四种配子，与减数分裂Ⅰ后期染色体的异常行为无关，A项错误；初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ后形成的次级卵母细胞均含有X染色体，当进行到减数分裂Ⅱ后期时，姐妹染色单体分离，含有2条X染色体，属于正常情况，B项错误；基因型为AaXbY的雄性个体进行减数分裂Ⅰ，A与a所在的同源染色体未